JPH0536963A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH0536963A JPH0536963A JP3186297A JP18629791A JPH0536963A JP H0536963 A JPH0536963 A JP H0536963A JP 3186297 A JP3186297 A JP 3186297A JP 18629791 A JP18629791 A JP 18629791A JP H0536963 A JPH0536963 A JP H0536963A
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Links
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 8
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 暗電流を読出部に流入させない構造を有する
固体撮像装置を提供することを目的とする。 【構成】 ｎ- 層２５およびｐ- ウェル層２３からなる
ホトダイオードの電荷を取り出すための読出部を除く領
域上にｐ+ 領域１５が形成されている固体撮像装置にお
いて、前記読出部の周囲を取り巻く領域にｐ+ 領域１５
より不純物濃度が高く、その深さがｐ+ 領域１５より浅
いｐ++領域１９を形成したことを特徴とする。
固体撮像装置を提供することを目的とする。 【構成】 ｎ- 層２５およびｐ- ウェル層２３からなる
ホトダイオードの電荷を取り出すための読出部を除く領
域上にｐ+ 領域１５が形成されている固体撮像装置にお
いて、前記読出部の周囲を取り巻く領域にｐ+ 領域１５
より不純物濃度が高く、その深さがｐ+ 領域１５より浅
いｐ++領域１９を形成したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置に関し、
特に固体撮像装置の光電変換部に関するものである。
特に固体撮像装置の光電変換部に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、インターライン・トランスファー
方式の固体撮像装置の光電変換部としては、図４に示す
断面構造のものが知られている。図４に示す構造は、Ｎ
型シリコン基板５１上にｐ- ウェル層５３を形成し、そ
の上の２重ｐウェル（７１，７３）内に作られたＮ型の
埋め込みチャネル（垂直転送シフトレジスタ；ＶＣＣ
Ｄ）５５，５７およびその上の酸化層（ＳｉＯ2 ）５９
上に形成した２層のゲート電極６１，６３の間に、光電
変換部としてのｎ- 型層６５を形成している。このｎ-
型層６５とその下のｐ- ウェル層５３とがホトダイオー
ドを形成している。さらに最近の高感度型と称されるも
のにおいては、このダイオードの表面、すなわちｎ- 型
ホトダイオード６５の上に、シリコン基板と酸化層５９
との界面（Ｓｉ−ＳｉＯ2 ）をシールドするために、ｐ
+ 層６７が設けられている。
方式の固体撮像装置の光電変換部としては、図４に示す
断面構造のものが知られている。図４に示す構造は、Ｎ
型シリコン基板５１上にｐ- ウェル層５３を形成し、そ
の上の２重ｐウェル（７１，７３）内に作られたＮ型の
埋め込みチャネル（垂直転送シフトレジスタ；ＶＣＣ
Ｄ）５５，５７およびその上の酸化層（ＳｉＯ2 ）５９
上に形成した２層のゲート電極６１，６３の間に、光電
変換部としてのｎ- 型層６５を形成している。このｎ-
型層６５とその下のｐ- ウェル層５３とがホトダイオー
ドを形成している。さらに最近の高感度型と称されるも
のにおいては、このダイオードの表面、すなわちｎ- 型
ホトダイオード６５の上に、シリコン基板と酸化層５９
との界面（Ｓｉ−ＳｉＯ2 ）をシールドするために、ｐ
+ 層６７が設けられている。
【０００３】このｐ+ 層６７は図５において平面構造が
示されているように、読出部６９の領域を除く、ｎ- 型
層６５の主要領域を覆うように形成している。このｐ+
層６７の機能は、一つに容量を稼ぐことであり、またそ
の他に主にＳｉ−ＳｉＯ2 界面を非空乏化状態とするこ
とにより、界面準位が発生電流の生成中心として機能し
にくくなり、暗電流（リーク電流）の発生を低減でき
る。
示されているように、読出部６９の領域を除く、ｎ- 型
層６５の主要領域を覆うように形成している。このｐ+
層６７の機能は、一つに容量を稼ぐことであり、またそ
の他に主にＳｉ−ＳｉＯ2 界面を非空乏化状態とするこ
とにより、界面準位が発生電流の生成中心として機能し
にくくなり、暗電流（リーク電流）の発生を低減でき
る。
【０００４】しかし、かかる構造の装置において、製造
時のエッチングムラによるエッチングダメージや、金属
汚染等によりホトダイオードの界面の界面準位密度が増
大し、反転状態となることにより、暗電流が大幅に発生
することがある。これは図３の線Ａで示すホトダイオー
ドの電位分布において、電子またはホールの電荷がポテ
ンシャルの高い（電子の場合）または低い（ホールの場
合）へ流れようとするので、ｐ+ 層６７の作るバリアは
超えられないが、Ｓｉ−ＳｉＯ2 界面を伝わって読出部
よりホトダイオードへ流入するという欠点がある。
時のエッチングムラによるエッチングダメージや、金属
汚染等によりホトダイオードの界面の界面準位密度が増
大し、反転状態となることにより、暗電流が大幅に発生
することがある。これは図３の線Ａで示すホトダイオー
ドの電位分布において、電子またはホールの電荷がポテ
ンシャルの高い（電子の場合）または低い（ホールの場
合）へ流れようとするので、ｐ+ 層６７の作るバリアは
超えられないが、Ｓｉ−ＳｉＯ2 界面を伝わって読出部
よりホトダイオードへ流入するという欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点を
解消し、暗電流を読出部に流入させない構造を有する固
体撮像装置を提供することを目的とする。
解消し、暗電流を読出部に流入させない構造を有する固
体撮像装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解消するため、ｎ- 層およびｐ- ウェル層からなるホト
ダイオードの電荷を取り出すための読出部を除く領域上
にｐ+ 領域が形成されている固体撮像装置において、前
記読出部の周囲を取り巻く領域にｐ+ 領域より不純物濃
度が高く、その深さがｐ+ 領域より浅いｐ++領域を形成
したことを特徴とする固体撮像装置を提供する。
解消するため、ｎ- 層およびｐ- ウェル層からなるホト
ダイオードの電荷を取り出すための読出部を除く領域上
にｐ+ 領域が形成されている固体撮像装置において、前
記読出部の周囲を取り巻く領域にｐ+ 領域より不純物濃
度が高く、その深さがｐ+ 領域より浅いｐ++領域を形成
したことを特徴とする固体撮像装置を提供する。
【０００７】
【作用】本発明によれば、種々の外的影響により暗電流
が大幅に発生する場合において、ｐ+ 領域では、ある程
度しか暗電流が読出部に流入することを阻止することが
できなかったが、読出部周辺を取り巻くようにして設け
られたｐ+ 領域より不純物濃度の高いｐ++領域にて、読
出部には暗電流の流入をほぼ無くすことができ、読出部
に影響を与えず、鮮明な画像を得ることができる。
が大幅に発生する場合において、ｐ+ 領域では、ある程
度しか暗電流が読出部に流入することを阻止することが
できなかったが、読出部周辺を取り巻くようにして設け
られたｐ+ 領域より不純物濃度の高いｐ++領域にて、読
出部には暗電流の流入をほぼ無くすことができ、読出部
に影響を与えず、鮮明な画像を得ることができる。
【０００８】前述したように、シリコン・酸化シリコン
（Ｓｉ−ＳｉＯ2 ）間に発生した例えば電子は、ｐ+ 層
の作るバリヤは超えられないが、一番ポテンシャルが高
い所へ流れ易く、即ちＳｉ−ＳｉＯ2 界面を伝わって読
出部から信号と一緒に読み出されてしまうが、読出部の
周囲に設けられたｐ++層により、Ｓｉ−ＳｉＯ2 界面を
伝わってきた電子を阻止することができるものである。
（Ｓｉ−ＳｉＯ2 ）間に発生した例えば電子は、ｐ+ 層
の作るバリヤは超えられないが、一番ポテンシャルが高
い所へ流れ易く、即ちＳｉ−ＳｉＯ2 界面を伝わって読
出部から信号と一緒に読み出されてしまうが、読出部の
周囲に設けられたｐ++層により、Ｓｉ−ＳｉＯ2 界面を
伝わってきた電子を阻止することができるものである。
【０００９】
【実施例】以下に本発明に基づく好適実施例を添付図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１０】図１は、固体撮像装置（ＣＣＤ）の光電変
換部を示す概略的な平面的な線図である。第１層垂直転
送電極（ＶＣＣＤ電極）１２，１４との間および第２層
垂直転送電極（ＶＣＣＤ電極）１１，１３との間に、ホ
トダイオードの主表面上にｐ + 層１５が設けられ、ｐ+
層１５で覆われないｎ- 型の読出部１７の周囲には、ｐ
++層１９がある程度の幅をもって読出部１７を取り囲む
ように配設されている。
換部を示す概略的な平面的な線図である。第１層垂直転
送電極（ＶＣＣＤ電極）１２，１４との間および第２層
垂直転送電極（ＶＣＣＤ電極）１１，１３との間に、ホ
トダイオードの主表面上にｐ + 層１５が設けられ、ｐ+
層１５で覆われないｎ- 型の読出部１７の周囲には、ｐ
++層１９がある程度の幅をもって読出部１７を取り囲む
ように配設されている。
【００１１】このｐ++層１９の構造を図２に基づいて説
明する。この構造全体について説明すると、Ｎ型基板２
１の上にｐ- ウェル層２３が形成され、このｐ- ウェル
層２３上にｎ- 層２５が形成されて、ｐ- −ｎ- ウェル
のホトダイオードが形成される。さらにｎ- 層２５上に
は不感領域としてのｐ+ 層１５が形成され、読出部１７
の近傍に本発明によるｐ++層１９がイオン打ち込み等に
より設けられる。また読出用電極と兼ねている垂直転送
電極１３の下には、転送路としてのｎ型のチャネル領域
２７が、さらにその下側にはｐ層２９が形成されてｐ-
層と相俟ってダブルウェル構造を形成している。
明する。この構造全体について説明すると、Ｎ型基板２
１の上にｐ- ウェル層２３が形成され、このｐ- ウェル
層２３上にｎ- 層２５が形成されて、ｐ- −ｎ- ウェル
のホトダイオードが形成される。さらにｎ- 層２５上に
は不感領域としてのｐ+ 層１５が形成され、読出部１７
の近傍に本発明によるｐ++層１９がイオン打ち込み等に
より設けられる。また読出用電極と兼ねている垂直転送
電極１３の下には、転送路としてのｎ型のチャネル領域
２７が、さらにその下側にはｐ層２９が形成されてｐ-
層と相俟ってダブルウェル構造を形成している。
【００１２】ｐ++層１９の深さは、ｐ+ 層１５の深さよ
り浅くできればよい。ｐ++層１９の不純物としては、例
えばＢＦ2 + 等が挙げられる。ｐ++層１９の不純物濃度
は、ｐ+ 層１５の不純物濃度に応じて不純物濃度を適宜
選択するのがよい。ｐ+ 層１５の不純物濃度とｐ++層１
９の不純物濃度との関係をそれらの比で示すと、例えば
１：１以上程度であるのがよい。
り浅くできればよい。ｐ++層１９の不純物としては、例
えばＢＦ2 + 等が挙げられる。ｐ++層１９の不純物濃度
は、ｐ+ 層１５の不純物濃度に応じて不純物濃度を適宜
選択するのがよい。ｐ+ 層１５の不純物濃度とｐ++層１
９の不純物濃度との関係をそれらの比で示すと、例えば
１：１以上程度であるのがよい。
【００１３】また、ｐ++層１９の平面方向における幅
は、例えば１μｍ以上程度とするのがよい。またｐ++層
１９は、読出部の周囲に一重に設けられる他に、多重に
設けてもよい。
は、例えば１μｍ以上程度とするのがよい。またｐ++層
１９は、読出部の周囲に一重に設けられる他に、多重に
設けてもよい。
【００１４】図２を参照してｐ++層１９の作用を説明す
ると、突発的に発生したエッチングムラとか金属汚染と
かによって、光電変換部のＳｉ−ＳｉＯ2 界面がダメー
ジを受け、大量の暗電流が発生した場合に、ｐ+ 層１５
の絶縁層との界面を伝わり、ｐ+ 層１５で阻止できない
電荷が、ｐ++層１９で阻止され、読出部１７には電荷が
流入されない。
ると、突発的に発生したエッチングムラとか金属汚染と
かによって、光電変換部のＳｉ−ＳｉＯ2 界面がダメー
ジを受け、大量の暗電流が発生した場合に、ｐ+ 層１５
の絶縁層との界面を伝わり、ｐ+ 層１５で阻止できない
電荷が、ｐ++層１９で阻止され、読出部１７には電荷が
流入されない。
【００１５】図３の線Ｂに示すようにｐ++層１９にバリ
アが形成されることにより、ホトダイオードの電位分布
のポテンシャルの上昇を無くすことができる。このため
暗電流の電荷はｐ++層１９のバリア領域で阻まれて、読
出部に取り込まれることはほぼなくなる。
アが形成されることにより、ホトダイオードの電位分布
のポテンシャルの上昇を無くすことができる。このため
暗電流の電荷はｐ++層１９のバリア領域で阻まれて、読
出部に取り込まれることはほぼなくなる。
【００１６】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々、様々に変形、変更を行うことができる。
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々、様々に変形、変更を行うことができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、種々の外的影響により
暗電流が大幅に発生する場合においても、ｐ+ 領域で
は、ある程度電荷の流入を防ぐことができるが、さらに
ｐ+ 領域で防げなかった暗電流の電荷は読出部周辺を取
り巻くようにして設けられたｐ+ 領域より不純物濃度の
高いｐ++領域にて流入を防がれ、読出部には暗電流の流
入をほぼ無くすことができ、またｐ+ 領域より浅くｐ++
領域を設けているため、読出部へ転送される光電変換さ
れた電荷の移動を妨げることなく、読出部の読出動作に
影響を与えず、鮮明な画像を得ることができる。
暗電流が大幅に発生する場合においても、ｐ+ 領域で
は、ある程度電荷の流入を防ぐことができるが、さらに
ｐ+ 領域で防げなかった暗電流の電荷は読出部周辺を取
り巻くようにして設けられたｐ+ 領域より不純物濃度の
高いｐ++領域にて流入を防がれ、読出部には暗電流の流
入をほぼ無くすことができ、またｐ+ 領域より浅くｐ++
領域を設けているため、読出部へ転送される光電変換さ
れた電荷の移動を妨げることなく、読出部の読出動作に
影響を与えず、鮮明な画像を得ることができる。
【図１】 本発明に係る固体撮像装置の一例を示す光電
変換部の概略を示す線図である。
変換部の概略を示す線図である。
【図２】 図１に示した光電変換部の断面を示す説明図
である。
である。
【図３】 ホトトランジスタの電位分布を示すグラフで
ある。
ある。
【図４】 固体撮像装置の断面構造を示す説明図であ
る。
る。
【図５】 従来の固体撮像装置の光電変換部の概略を示
す線図である。
す線図である。
１１，１２，１３，１４ 電荷転送用電極 １５ ｐ+ 層 １７ 読出部 １９ ｐ++層 ２１ Ｎ型シリコン基板 ２３ ｐ- ウェル ２５ ｎ- ウェル ２７ ｎ型チャネル層 ２９ ｐウェル
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ｎ- 層およびｐ- ウェル層からなるホト
ダイオードの電荷を取り出すための読出部を除く領域上
にｐ+ 領域が形成されている固体撮像装置において、 前記読出部の周囲を取り巻く領域にｐ+ 領域より不純物
濃度が高く、その深さがｐ+ 領域より浅いｐ++領域を形
成したことを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3186297A JPH0536963A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3186297A JPH0536963A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0536963A true JPH0536963A (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=16185858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3186297A Withdrawn JPH0536963A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0536963A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8541255B2 (en) * | 2007-05-29 | 2013-09-24 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, method of manufacturing the same, and imaging apparatus |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP3186297A patent/JPH0536963A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8541255B2 (en) * | 2007-05-29 | 2013-09-24 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, method of manufacturing the same, and imaging apparatus |
| US8704276B2 (en) | 2007-05-29 | 2014-04-22 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, method of manufacturing the same, and imaging apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |