KR940027509A - 오버-플로우 드레인(ofd)구조를 가지는 전하결합소자형 고체촬상장치 - Google Patents

오버-플로우 드레인(ofd)구조를 가지는 전하결합소자형 고체촬상장치 Download PDF

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Abstract

각 포토 다이오드 상부에 오버-플로우 드레인구조를 형성시켜 온칩회로를 실현할 수 있는 전하결합소자형 고체촬상장치가 개시된다. 종래의 PNPN구조의 오버-플로우 드레인을 반도체 서브스트레이트로 형성시키는 경우OFD동작 및 전자셔터동작이 고전압하에서 수행되었으며, 온칩회로를 실현하는 것이 곤란하였다.
본 발명은 PNPN구조의 최상층에 고농도의 N층을 형성시켜서 오버-플로우의 드레인으로 사용하는 것이다. 따라서 저전압 하에서 오버-플로우동작이나 전자셔터동작이 가능하며 온칩회로가 실현된다.

Description

오버-플로우 드레인(OFD)구조를 가지는 전하결합소자형 고체촬상장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 일반적인 전하결합소자형 고체촬상장치의 화소 레이아웃도, 제2도는 상기 제1도의 A-A'를 자른 종래의 오버-플로우 드레인구조를 나타내는 단면도, 제3도는 상기 제2도의 B-B' 선의 전위분포도, 제4도는 본 발명의 오버-플로우 드레인의 동작에 따른 신호전하와 입사조도와의 관계를 나타낸 다이아그램, 제5도는 본발명의 오버-플로우 드레인구조에서 전자셔텨동작을 설명하기 위한 타이밍 챠트, 제6도는 본 발명의 일 실시예에 의한 오버-플로우 드레인구조를 나타내는 단면도.

Claims (19)

  1. 수광부의 표면에서 깊이방향으로 제1도전형의 제1반도체영역, 제2도전형의 제2반도체영역, 광에 의해 여기된 신호전하가 축적되는 제1도전형의 제3반도체영역, 제2도전형의 제4반도체영역, 제1도전형의 제5반도체영역이 차례로 형성되어 있으며, 상기 제3반도체영역에 축적된 신호전하가 상기 제1반도체영역에 가해진 소정의 전압에 의해 상기 제1반도체영역으로 오버-플로우될 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제5반도체영역은 N형의 불순물이 주입된 서브스트레이트인 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1반도체영역이 상기 수광부만을 노출시키도록 형성된 도전성의 차광층과 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 차광층과 상기 제1반도체영역 사이에 오믹콘택이 형성될 수 있는 물질을 형성시켜 주는 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 오믹콘택 형성물질은 투명한 ITO로 된 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 차광층은 알루미늄으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 차광층은 폴리실리콘으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1반도체영역이 상기 수광부의 입사부분 전면에 형성되는 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1반도체영역이 상기 수광부의 입사부분의 일부에만 위치하는 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1반도체영역의 하부에 제2도전형의 전위장벽층이 형성되는 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1반도체영역은 상기 제1반도체영역보다 고농도로 도핑도어 상기 오버-플로우가 저전압 하에서 이루어질 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치.
  12. 수광부의 표면에서 깊이방향으로 제1도전형의 제1반도체영역, 제2도전형의 제2반도체영역, 광에 의해 여기된 신호전하가 축적되는 제1도전형의 제3반도체영역, 제2도전형의 제4반도체영역, 제1도전형의 제5반도체영역이 차례로 형성되어 있으며, 상기 제1반도체영역의 불순물농도는 상기 제2반도체영역 및 상기 제3반도체영역의 불순물농도보다 높으며, 상기 제2반도체영역의 불순물농도는 상기 제3반도체영역의 불순물농도보다 낮으나 상기 제4반도체영역의 불순물농도보다 높게 형성된 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1반도체영역이 오버-플로우 드레인의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치.
  14. 제1도전형의 반도체기판의 표면영역에 일정한 깊이로 형성된 제2도전형의 웰과, 상기 웰의 표면영역에서 광에 의해 여기된 신호전하가 축적되며, 매트릭스상으로 배열되어 있는 제1도전형으로 이루어진 복수의 광전변환영역과, 상기 광전변환영역의 표면영역의 일부에 제2도전형으로 되어있으며, 그 불순물농도가 상기 웰보다 높게 형성된 복수의 제2반도체영역과, 상기 제2반도체영역의 표면영역의 일부에 제1도전형으로 되어 있으며, 그 불순물농도가 상기 제2반도체영역보다 높게 형성된 복수의 제1반도체영역과, 상기 광전변환영역의 수직열 사이에서 형성되어 상기 광전변환영역에 축적된 신호전하가 통과되어 전송될 수 있는 복수의 신호전송지역과, 상기 반도체기판의 상기 신호전송지역 위로 형성되어 상기 광전변환영역에 축적된 신호전하를 상기 신호전송지역을 따라 차례로 전송하는 전송수단, 및 상기 광전변환영역 위가 노출되도록 상기 전송수단위로 형성되어 있으며, 상기 제1반도체영역의 일부와 전기적으로 연결되어 있는 도전성의 차광층을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 신호전송지역은 제1도전형의 불순물이 주입된 채널층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치.
  16. 제14항에 있어서 상기 전송수단은 상기 반도체기판과 절연되고 서로 인접하여 연속되어 형성된 복수의 전송전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치.
  17. 표면에서 깊이방향으로 보아 제1도전형의 제1반도체영역, 제2도전형의 제2반도체영역, 신호전하가 축적되는 제1도전형의 제3반도체영역, 제2도전형의 제4반도체영역, 제1도전형의 제5반도체영역이 차례로 형성된 복수의 수광부, 및 1필드주기내에 상기 제1도전형의 제1반도체영역에 일정한 전압을 인가하여 상기 제3반도체영역에 축적된 신호전하를 1필드주기내에 상기 제1반도체영역으로 방전시킬 수 있는 전자셔터수단을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1반도체영역은 상기 수광부만을 노출시키기 위하여 형성되는 도전성의 차광층에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 제1반도체영역은 상기 제2반도체영역보다 고농도로 도핑되어 저전압 하에서 전자셔터동작을 수행할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 전하결합소자형 고체촬상장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개되는 것임.
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