KR800000780B1 - Solid state image sensing device - Google Patents
Solid state image sensing device Download PDFInfo
- Publication number
- KR800000780B1 KR800000780B1 KR760001342A KR760001342A KR800000780B1 KR 800000780 B1 KR800000780 B1 KR 800000780B1 KR 760001342 A KR760001342 A KR 760001342A KR 760001342 A KR760001342 A KR 760001342A KR 800000780 B1 KR800000780 B1 KR 800000780B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode
- electrodes
- solid state
- transfer
- deposited
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
Description
제1도는 본원 발명의 설명을 위한 고체촬상장치의 구성도.1 is a block diagram of a solid state imaging device for explaining the present invention.
제2도는 종래의 고체촬상장치의 이메이지부의 상면도.2 is a top view of an image portion of a conventional solid state imaging device.
제3도는 그 단면도.3 is a cross-sectional view thereof.
제4도는 역시 종래 장치의 이메이지부의 다른 예의 단면도.4 is a cross-sectional view of another example of an image portion of a conventional apparatus.
제5도는 본원 발명에 의한 고체촬상장치의 이메이지부 요부의 확대상면도.5 is an enlarged top view of the main portion of an image portion of the solid-state imaging device according to the present invention.
제6도는 그 A-A선상의 단면도.6 is a cross-sectional view taken along line A-A.
제7도 및 제8도는 제5도의 B-B선상 및 C-C 선상의 단면도.7 and 8 are cross-sectional views taken along line B-B and line C-C of FIG.
제9도는 본원 발명장치의 제조공정도.9 is a manufacturing process diagram of the apparatus of the present invention.
제10도는 본원 발명장치의 동작의 설명을 위한 전압파형도.Figure 10 is a voltage waveform diagram for explaining the operation of the apparatus of the present invention.
제11도는 본원 발명장치의 다른 예를 나타낸 상면도.11 is a top view showing another example of the apparatus of the present invention.
제12도는 그 D-D선상의 단면도.12 is a cross-sectional view taken along line D-D thereof.
본원 발명은 고체촬상장치 특히 전하전송소자(電荷轉送素子)(이하 CTD라 약칭한다)를 이용한 프레임 트랜스퍼 방식에 의한 고체촬상장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solid state imaging device by a frame transfer method using a solid state imaging device, in particular, a charge transfer element (hereinafter abbreviated as CTD).
먼저 프레임트랜스퍼 방식에 의한 고체촬상장치에 대해 설명하건대, 이 촬상장치는, 제1도에 나타낸 바와 같이 촬상 패턴에 응한 즉 수광량(受光量)에 응한 전하패턴을 얻는 이메이지부(1)와 이 이메이지부로부터의 전하패턴을 일단 축적하는 축적부(2)와, 이 축적부(2)로부터의 신호를 순차 출력단자 t로 전송하는 쉬프트레지스터(3)로 이루어진다. 이메이지부(1)는, 복수의 CTD(4)가 배열되어 이루어지며, 축적부(2)에 있어서도 이메이지부(1)의 CTD에 대응하는 CTD(4)가 배열되어 이루어진다. 또, 쉬프트레지스터(3)도 CTD(4)에 의해서 구성된다. 그리고, 이메이지부(1)에 있어서는, 수광코자하는 광학상에 응한 전하패턴을 얻기 위한 수광부가 형성된다.First, a solid state image pickup device using a frame transfer method will be described. The image pickup device includes an
지금, 제2도 및 제3도에 의거하여, 이메이지부(1)의 구성의 일례를 설명하면, 저불순물농도의 반도체기체 예컨데 실리콘기체(5)의 표면에 SiO2등으로 이루어진 절연막(6)이 형성되며, 이 절연막(6)상에 전극(7)이 피착되어 이루어진다. 이 전극(7)은, 각 CTD에 관해서 공통으로 대상(帶狀)으로 소요의 간격 G을 두고 배열되며, 두개 걸러의 전극(7)을 서로 공통으로 접속해서 3상의 클록 ø1, ø2, ø3가 인가하도록 되어 진다. 각 CTD(4)사이에는, 고농도의 채널스토퍼영역(8)이 반도체기체(5)의 표면에 임해서 대상으로 형성되어 이루어진다.Now, an example of the configuration of the
그리고, 각 CTD(4)에 있어서의 각 전극(7)사이의 간극 G에 있어서 수광부(9)를 형성하고, 수광부(9)로부터의 수광량에 응한 전하를 순차클록 ø1, ø2, ø3의 인가에 의해서 예컨데 열방향(列方向)으로 전송시켜서 축적부(2)로의 전송을 행하도록 되어 있다.Then, the
이와 같은 구성에 의할 경우, 그 수광부(9)는 전송전극(7)사이에 형성되는 것이므로, 그 수광효율을 크게 하자면, 간극 G의 간격을 크게 선정하는 것이 요망되며, 이 간격 G을 크게 하면 전송효율이 저하한다고 하는 결점을 일으키고, 수광효율과 전송효율은 서로 상용(相容)하지 않는 관계를 갖는다.According to such a configuration, since the
또, 이와 같은 이메이지부를 구성하기 위한 CTD(4)의 다른 예로서는, 제4도에 나타낸 바와 같이 반도체기체(5)상에 형성된 절연막(6)상에, 고농도를 가지고 불순물이 도오프되어 저비저항(低比抵抗)으로 된 다결정 실리콘층으로 이루어진 제1의 전송전극(7A)을 소요의 간격을 유지하여 대상(帶狀)으로 배열형성하고, 이들 전극(7A)상과 이들 전극사이의 절연막(6)상에 걸쳐서 전면적으로 SiO2로 이루어진 제2의 절연막(6')을 피착형상하고, 절연막(6) 및 (6')가 적층하여 형성된 제1의 전극(7A)사이의 위에 예컨데 알루미늄으로 이루어진 제2의 전극(7B)을 대상으로 피착해서 제1 및 제2전극(7A) 및 (7B)를 예컨데 각 그 일단에 있어서 전기적으로 접속해서 양전극(7A) 및 (7B)에 의해서 각각 전송전극(7)을 구성하고, 하나걸러의 전극(7)을 공통으로 접속하고, 이들 2조의 전극(7)사이에 2상의 클록 ø1, ø2를 인가함으로써 그 전하의 전송을 행하도록 한 2상 클록형 CTD구성을 취하는 것이 있다.In addition, as another example of the CTD 4 for constructing such an image portion, as shown in FIG. 4, impurities are doped off at a high concentration on the insulating film 6 formed on the semiconductor substrate 5 so as to have a low specific resistance. The first transfer electrodes 7A made of a polycrystalline silicon layer made of (低 比 층) are arranged in a target with the required intervals, and the insulating film between these electrodes 7A and these electrodes ( 6) a second insulating film 6 'made of SiO 2 on the entire surface is deposited, and the first electrode 7A formed by stacking the insulating films 6 and 6', for example, The first and second electrodes 7A and 7B are deposited on the second electrode 7B, for example, and electrically connected at one end thereof, respectively, so that the transfer electrodes are connected by the positive electrodes 7A and 7B, respectively. (7), every
이와 같은 2상 클록형 CTD에 있어서는, 그 수광부(9)는, 각 전극(7)의 전극부(7B)사이에 형성된다.In such a two-phase clock type CTD, the
이와 같은 구성에 의한 CTD를 사용할 경우, 지체(5)의 표면의 전하 전송방향에 관한 각 전극(7)사이에는, 간극이 일어나지 않으므로, 그 전송효율을 비교적 향상시킬 수 있는 이익이 있지만, 수광부(9)에는 다결정실리콘(7A)이 존재함으로써 그 수광은, 이 다결정 실리콘(7A)을 통해서 행하게 되며, 이것 때문에 그 수광감도, 특히 단파장측(短波長側)에 있어서의 감도가 저하한다고 하는 결점이 있다.In the case of using the CTD having such a configuration, a gap does not occur between the
본원 발명은, CTD를 사용한 프레임트랜스퍼방식에 의한 고체촬상장치에 있어서, 상술한 제결점을 완전히 배제한 신규의 고체촬상장치를 제공코저 하는 것이다.The present invention is to provide a novel solid state imaging device which completely eliminates the above-mentioned defects in a solid state imaging device using a frame transfer method using CTD.
즉, 본원 발명에 있어서는, 프레임트랜스퍼 방식에 의한 고체촬상장치에 있어서, 그 이메이지부를 특수한 구조로 만든다.That is, in the present invention, in the solid state imaging device by the frame transfer method, the image part is made into a special structure.
본원 발명에 의한 고체촬상장치의 일례, 특히 이메이지부의 일례를 제5도 내지 제8도에 의거하여 상세히 설명하건데, 본원 발명에 있어서는, 1의 도전형을 갖는 저불순물농도의 반도체기체 예컨데 실리콘기체(10)를 설치하고, 그 일주면(一主面)(10a)에 임해서 고불순물농도의 채널스토퍼영역(11)을 대상으로 소요의 간격을 가지고 예컨데 열방향에 연해서 배열한다. 또, 기체(10)의 면(10a)상에는, SiO2등으로, 이루어진 절연막(12)이 피착형성된다. 그리고 이 절연막(12)상에는, 투명, 불투명을 불문하는 도전층, 예컨대 다결정실리콘, 또는 금속, 예컨대 알루미늄 또는 몰리브덴등으로 이루어진 제1의 전극부(13A)를 채널스토퍼영역(11)의 연장방향과 교차하는 방향, 즉 예컨대 행방향(行方向)에 연해서 소요의 간격을 유지하여 대상으로 배열한다. 또, 이들 각 전극부(13A)사이와 각 전극부(13A)의 표면을 덮어서 예컨데 SiO2로 이루어진 절연막(14)을 피착하고, 각 제1의 전극부(13A)사이에, 제2의 전극부(13B)를 제1의 전극부(13A)에 연하고 또한 그 연장방향에 연하여 양측이 제1의 전극부(13A)상에 절연막(14)을 통해서 걸치도록 피착한다. 이 제2의 전극부(13B)도, 투명, 불투명을 불문(不問)하는 것으로, 제1의 전극부(13A)와 같은 재료를 사용할 수 있다.An example of a solid-state imaging device according to the present invention, in particular an image portion, will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 8. In the present invention, a low impurity concentration semiconductor substrate having a conductivity type of 1, for example, a silicon gas (10) is provided and arranged along the peripheral surface 10a of the
이리하여, 이웃하는 채널스토퍼영역(11)사이에, CTD를 각각 열방향에 연해서 형성하는 것이지만, 특히 각 채널스토퍼영역(11)사이, 즉 화소(畵素 : picture element)로 되는 부분에 있어서의 1축 즉 한쪽에 편의(偏倚)한 위치에, 각 전극부(13A) 및 (13B) 사이의 간격 d을 4㎛ 이상으로 하는 각 전극부(13A) 및 13(B)의 절결부(切決部)(15)를 형성한다. 이 절결부(15)는, 채널스토퍼영역(11)상에, 그 폭의 중앙정도까지 걸치도록 형상할 수 있다.In this way, the CTDs are formed between the adjacent
그리고, 필요에 응해서, 전극부(13B)를 덮어서 SiO2등으로 이루어진 절연막(17)을 예컨대 전면적으로 피착하고, 이것의 위에 투명전극 예컨대 네사(16)를 전면적으로 피착한다.Then, if necessary, an
그리고, 이웃하는 제1 및 제2의 전극부(13A) 및 (13B)를 예컨대 그 각단부(角端部)에 있어서 서로 전기적으로 접속해서 전송전극(13)으로 하고, 하나 걸러의 전송전극(13)을 조(組)로 하여, 전송시에는 각조의 전극(13)사이에 2상의 클록 ø1, ø2를 인가한다. 또, 투명전극(16)에는, 접지전위와 같은 고정전위를 준다.The adjacent first and
다음에 상술한 본원 발명에 의한 고체촬상장치의 구성의 이해를 용이하게 하기 위해, 그 제법의 일례를 제9도에 의거하여 설명한다.Next, an example of the manufacturing method is explained based on FIG. 9 in order to make understanding of the structure of the solid-state imaging device by this invention mentioned above easy.
먼저, 제9a도에 나타낸바와 같이, 상술한 채널스토퍼영역(11)(도시하지 않음)을 갖는 반도체기체(10)를 설치하고, 그 표면에 예컨대 SiO2를 열산화에 의해서 형성하여 절연막(12)을 형성한다.First, as shown in FIG. 9A, the
다음에, 제9b도에 나타낸 바와 같이, 이 절연막(12)상에 다결정실리콘 층중에 P형 또는 N형의 불순물을 고농도로서 도오프한 저비저항 실리콘층(20)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 9B, a low
제9c도에 나타낸 바와 같이, 이 다결정 실리콘층(20)에 포토에칭을 행하여 불요부분을 제거하고, 이 층(20)에 의해서 제1의 전극부(13A)를 형성한다.As shown in FIG. 9C, the
이때, 전극부(13A)에는 제5도에 나타낸 절결부(15)를 동시에 형성한다.At this time, the
다음에 제9d도에 나타낸 바와 같이, 화학적 기상성장법, 또는 열산화에 의해서 SiO2로 이루어진 절연막(14)을 전면적으로 형성한다.Next, as shown in FIG. 9D, the
이어서 제9e도에 나타낸 바와 같이, 이 절연막(14)상에 P형 도는 N형의 불순물을 고농도로서 도오프한 다결정실리콘(21)을 피착한다.Next, as shown in FIG. 9E, the
제9f도에 나타낸 바와 같이, 이 다결정실리콘층(21)에 포토에칭을 실시해서 불요부분을 제거하여 대상의 제2의 전극부(13B)를 형성한다.As shown in Fig. 9F, the
다음에 필요에 응해서 제9g도에 나타낸 바와 같이, 적어도 제2의 전극부(13b)를 덮고 열산화등에 의해 SiO2를 생성해서 절연막을 형상한다.Next, as in proportion to; shown in the Fig. 9g, at least it covers the electrode portion (13b) of the second to generate a SiO 2 by thermal oxidation to shape the dielectric film.
그리고, 다시 필요에 응해서, 제9h도에 나타낸 바와 같이 이 절연박(17)상에 투명전극, 예컨대 네사막(16)을 피착한다.Then, if necessary, a transparent electrode, for example, a
다음에 상술한 본원 발명 구성의 동작을 설명하건데, 이 이메이지부의 수광구간 즉 촬상코자하는 광학상에 응한 전하패턴을 얻고자 하는 구간 τ1에는, 하나 걸러의 전극(13)이 접속된 2조의 전극군중, 한쪽의 전극군에 제10a도에 나타낸 바와 같이, 클록 전압 예컨대, -10V를 주어놓고, 다른 쪽의 전극군은 제10b도에 나타낸 바와 같이 0V로 해둔다. 이렇게 하면, 이 수광구간 τ1에 있어서, 각 전극(13)의 절결부(15)에 발생한 전하는, -10V의 전압이 인가되어서 포텐셜의 우물이 형성되어 있는 전극군의 각 전극(13)하에 확산해서 여기에 축적된다. 따라서, 다음의 전송구간 τ2에 있어서, 이웃하는 2상의 클록전압 ø1, ø2를 인가하면, 이것이 순차, 이웃하는 전극(13)밑으로 일방향으로 전송되며, 제1도에 설명한 축적부로 전송되어 간다. 그리고, 이 경우, 절결부(15)가 채널스토퍼영역(11)위에 걸치도록할 때는, 이 부분 마저도 수광부로서 이용할 수 있다.Hageonde describes: the operation of the present invention configured described above, this is, the mage portion receiving section that is the section to be gained a charge pattern corresponding to an optical image that wishes to image
상술한 본원 발명 구성에 의하면, 수광을 하는 부분에 있어서는, 전극(13)이 존재치 않으므로, 이 전극(13)에 의해서 수광감도가 저하하거나 손상되는 일이 없다. 더구나 각 전극(13)의 절결부(15)의 외의 부분, 즉 전송채널이 되는 부분에 있어서는, 각 전극(13)사이에 간극이 존재치 않으므로, 그 전송효울도 높일 수 있다.According to the above-described configuration of the present invention, since the
또, 전하의 전송효율과, 전송채널의 폭과의 관계는, 1차 함수적비례에 의한 것이 아니고, 전송채널폭이 감소하면서 전송효율은 급격히 저하한다고 하는 관계에 있지만, 본원 발명 구성에 의하면, 절결부(15)를 채널스토퍼영역(11)사이의 한쪽에 편의해서 설치했으므로 전송채널부의 실효폭을 크게 할 수가 있으며 이점에서도 전송효율을 향상시킬 수 있는 것이다.The relationship between the transfer efficiency of charge and the transfer channel width is not based on linear functional proportions, but the transfer efficiency decreases rapidly while the transfer channel width decreases. Since the
또, 본원 발명구성에 의하면, 절결부(15)가 존재하는 부분에 있어서의 전극(13)사이의 간격 d을 4㎛이상으로 선정했으므로, 이 부분을 통한 전하의 전송시에 있어서의 역류를 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.In addition, according to the configuration of the present invention, since the interval d between the
또한, 상술한 예에 있어서는, 2상 클록형의 구성으로 했을 경우에 대해서 설명했지만, 3상 클록형의 구성으로 할 수도 있다. 이 경우의 일례를 제11도 및 제12도에 의거해서 간단히 설명하건데, 이 예에 있어서도, 채널스토퍼영역(11)을 갖는 반도체기체(10)의 1주면(一主面)(10a)상에 SiO2등의 절연막(12)을 피착하지만, 이예에서는, 이 절연막(12)상에 전면적으로 고비저항, 예컨대 진성(眞性)의 다결정 실리콘층(22)을 형성하고, 이것에 선택적으로 예컨대 확산에 의해서 P형 또는 N형의 불순물을 고농도로서 도오프하여 전극(13)을 형성하고, 각 전극(13) 사이에는 진성의 다결정실리콘(22)의 일부로된 즉 반절연성의층(23)을 개재시키도록 만든다. 그리고, 층(22)의 일부를 예컨대 포토에칭에 의해서 제거하여 절결부(15)를 형성한다. 그리고, 이 경우, 두개 걸러의 전극(13)을 서로 전기적으로 접속하고, 전송시에는 이들 3조의 전극군에 3상의 클록 ø1, ø2, ø3를 인가한다.In addition, in the above-mentioned example, although the case where it was set as the structure of the two-phase clock type was demonstrated, it can also be set as the structure of a three-phase clock type. An example of this case will be briefly described with reference to Figs. 11 and 12. In this example as well, on one main surface 10a of the
이와 같은 구성에 의할 경우에 있어서도, 그 수광은 전극(13)의 절결부(15)를 통해서 만들어지는 것이므로, 이 다결정 실리콘으로 이또어진 전극을 통해서 그 수광을 행할 경우에 비해, 수광감도 특히 단파장(短波長)측의 수광감도를 올릴 수 있다. 그리고, 다른 부에 있어서의 전극(13) 사이에는 반절연성층(23)이 개재되어 있으므로 전극(13) 사이에는 실질적인 간극이 존재치 않는다.Even in the case of such a configuration, since the light reception is made through the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR760001342A KR800000780B1 (en) | 1976-06-01 | 1976-06-01 | Solid state image sensing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR760001342A KR800000780B1 (en) | 1976-06-01 | 1976-06-01 | Solid state image sensing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR800000780B1 true KR800000780B1 (en) | 1980-08-08 |
Family
ID=19202325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR760001342A KR800000780B1 (en) | 1976-06-01 | 1976-06-01 | Solid state image sensing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR800000780B1 (en) |
-
1976
- 1976-06-01 KR KR760001342A patent/KR800000780B1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
GB2103875A (en) | Solid state image sensors | |
GB2207801A (en) | Thermal imaging devices | |
US3995302A (en) | Transfer gate-less photosensor configuration | |
GB1394520A (en) | Charge coupled device area imaging array | |
US4087832A (en) | Two-phase charge coupled device structure | |
US4141024A (en) | Solid state image sensing device | |
US4241421A (en) | Solid state imaging apparatus | |
WO1987000970A1 (en) | Frame transfer ccd area image sensor with improved horizontal resolution | |
KR800000780B1 (en) | Solid state image sensing device | |
US4866497A (en) | Infra-red charge-coupled device image sensor | |
JPS6141468B2 (en) | ||
US4240116A (en) | Solid state imaging apparatus | |
US4394675A (en) | Transparent asymmetric electrode structure for charge coupled device image sensor | |
CA1070806A (en) | Solid state image sensing device | |
KR930024178A (en) | Solid state imaging device | |
JP2572181B2 (en) | CCD image element | |
JPS62219565A (en) | Solid-state image pickup device | |
JPS5818368Y2 (en) | solid-state imaging device | |
JP4403383B2 (en) | Solid-state imaging device | |
JPS5857021B2 (en) | Embedded channel solid-state imaging device using frame transfer method | |
JPS5946155B2 (en) | solid state imaging device | |
JP3157277B2 (en) | Photosensitive charge-coupled device | |
JPH0130306B2 (en) | ||
JPS6013553B2 (en) | solid-state imaging device | |
US8643063B2 (en) | Multidirectional two-phase charge-coupled device |