JPS5846905B2 - コタイサツゾウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電荷転送素子（ＣＣＤ）、特に埋込みチャンネ
ル型ＣＣＤを用いた固体線像装置に係わる。

ＣＣＤを用いた固体線像装置としてはフレームトランス
ファ方式によるもの、或いはインターライントランスフ
ァ方式によるものが提案されている０ インターライントランスファ方式による固体撮像装置は
、第１図に示すように、夫々絵素となる光感動部（セン
サ一部）１が行（水平）及び列（垂直）方向に夫々複数
個配列され、共通の列上の光感動部１に関し、共通の垂
直シフトレジスタ２が設けられている。

この垂直シフトレジスタ２はＣＣＤよりなり、その電荷
転送部が、対応する列上の光感動部１に夫々隣合って設
けられる。

又、各シフトレジスタ２の一端（第１図に於いて下端）
には水平シフトレジスタ３が設けられ、撮像光学像に応
じて各光感動部１に生じた電荷を、例えばテレビジョン
映像に於いては、その帰線消去期間に於いて垂直シフト
レジスタ２の各転送部に転送し、このシフトレジスタ２
によってこの電荷を垂直方向に順次シフトして水平シフ
トレジスタ３に転送し、更にこの水平シフトレジスタに
よって各行の絵素に関する電荷を水平方向にシフトして
出力端子ｔよりこの電荷に応じた撮像信号を得るように
なされている。

このような構成による固体撮像装置の光感動部１とこれ
に隣合う垂直シフトレジスタ２の転送部の構造を第２図
及び第３図に示す。

この例に於いては埋込みチャンネル型ＣＣＤ構成とした
場合で、この場合、半導体基体４に、第１の導電型例え
ばＰ型半導体領域５と、これの上に基体４の一生面４ａ
に臨んで第２の導電型例えばＮ型の半導体領域６とが設
けられ、主面４ａに沿って光感動部１とこれに隣合って
シフトレジスタ２の各転送部７が設けられてなる。

８は領域５と同導電型のチャンネルストッパー領域で、
各感知部１間、及び各シフトレジスタ２間を互に分離す
るものであり、９は領域６と同導電型を有するもこれよ
り低い不純物濃度を有し、光感動部１とこれに隣合うシ
フトレジスタ２との間に設けられて両者間に電位障壁を
形成する為の領域である。

光感動部１及び転送部７上の、主面４ａ上には例えばＳ
ｉＯ２より成る絶縁膜１０が被着される。

そして、これの上に各シフトレジスタ２に対し、その共
通の行上の転送部に関して共通に転送電極１１が延長被
着され、この電極１１上には同様に例えばＳｉＯ２より
成る絶縁膜１２が被着され、これの上に跨いで特に光感
動部１上を含んでいわゆるセンサー電極１３が被着され
る。

この電極１３は光透過性を有するネサ、或いは不純物が
高濃度をもってドープされて導電性が付与された多結晶
シリコン層より構成される。

このような構成による固体撮像装置の光感動部１に対す
る光は少なくとも電極１３とこれの下の絶縁膜１０を通
じて与えるので、特に短波長側における感度が低くなる
欠点がある。

本発明は上述した欠点を改善した固体撮像装置を提供せ
んとするものである。

第４図及び第５図を参照して本発明を説明する。

之等第４図、第５図に於いて、第２図及び第３図と対応
する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。

本発明に於いては、光感動部１上の少なくとも受光領域
上の絶縁膜１０及び１，２を除去し、窓１４を形成する
と共に、光感動部１の半導体領域６上に主面４ａに臨ん
で整流性接合Ｊｅを形成する。

この接合Ｊｅは例えば第４図に示す如く領域６と異なる
導電型即ちＰ型の不純物がドープされた多結晶シリコン
層より成る領域１５を窓１４を通じて光感動部１の半導
体層６上に被着生成させてＰＮ接合を形成するようにな
すこともできるし、或いは第５図に示す如く光感動部１
の半導体領域６上に選択的に領域６と異なる導電型の不
純物を例えばイオン注入法或いは拡散法によってドープ
し、Ｐ型の領域１５を形成して接合Ｊｅを形成するよう
になすこともできる。

第５図に於いて１６は領域１５の一部にオー□ツクに被
着した電極即ちセンサー電極で、第４図の例では領域１
５自体をいわばセンサー電極とした場合である。

斯くして光感動部１に、接合Ｊｅ を工□ツタ接合とし
、半導体領域５及び６間に形成されるＰＮ接合Ｊｃをコ
レクタ接合とするトランジスタ、即ち領域１５，６及び
５を夫々エミッタ、ベース及びコレクタの各領域とする
ＰＮＰ）ランジスタを構成する。

このような構成に於いて、半導体領域５即ちシフトレジ
スタ２の基体領域となり前述のトランジスタのコレクタ
領域となる領域５の端子Ｃに正の固定電位、即ち例えば
接地電位を与える。

一方、受光期間即ちシフトレジスタ２に於ける転送期間
中に工□ツタ領域１５即ちセンサー電極１６の端子Ｓに
は、接合Ｊｅに逆バイアスを与える所定の負の電位φＧ
を与える。

斯くすると第６図Ａに示すＰＮＰ）ランジスタの断面に
於ける電位分布は、第６図Ｂに示す如くなり、撮像光学
像による光照射によって生じたキャリア即ちホール及び
電子のうちホールｅ十は端子Ｃ側に流れて消滅するが、
電子ｅ−はベース領域６に蓄積される。

この場合、成る量販上の電荷ｅ−が蓄積されると接合Ｊ
ｅが順バイアスとなり、この成る量販上の電荷即ち電子
はエミッタ側にオーバーフローする０ そして、この光感動部１のベース領域６に蓄積された電
荷を例えば帰線消去期間に於いてシフトレジスタ２の転
送部Ｔに転送する。

この転送は、通常の如くセンサー電極１６に対し転送電
極１１に所要の負の電位を与えることによって転送部Ｔ
にポテンシャル井戸を形成してその転送を行う。

その後はこのシフトレジスタ２に於いて第１図に説明し
たように各転送部１の電荷を垂直方向に順次シフトさせ
る。

このシフトは通常の如く転送電極１１にクロック電圧を
与えて行う。

そしてこの間、即ち転送期間中に前述したと同様に撮像
光学像による受光をなす。

上述の本発明装置によれば、その光感動部１を構成する
トランジスタのエミッタ領域１５に於いて直接的に受光
がなされるようになしたので、冒頭に述べたようにセン
サー電極を構成する多結晶シリコンを通じて更にその下
の絶縁膜を介して受光をなす場合の感度に比し特に短波
長側の感度の向上を図ることができるものである。

更に本発明装置によれば、成る以上に生じた電荷をオー
バーフローし得るものであるから従来のもののようにオ
ーバーフロードレインを特設する必要がなく、更にセン
サー電極に与える電位によってオーバーフローの生じ始
める電荷量を調整設定できる利益もある。

尚、接合Ｊｅとしては種々の構成をとり得、ヘテロ接合
、ショットキー障壁による構成をとることもできる。

又、各部の導電型を図示とは逆導電型とするなど種々の
変更をなし得ることは明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の説明に供する固体撮像装置の構成図、
第２図はその要部の拡大平面図、第３図はそのＡ−Ａ線
上断面図、第４図は本発明装置の一例の要部の拡大断面
図、第５図は本発明装置の他の例の要部の拡大断面図、
第６図は本発明装置の動作の説明図である。 ４は半導体基体、１は光感動部、２はシフトレジスタ、
５及び６は半導体領域、８はチャンネルストッパー領域
、９は障壁領域、１５はエミッタ領域、１６はセンサー
電極、Ｊｅ及びＪｃは接合である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半導体基体に、第１導電型の第１半導体領域と、之
   の上に形成された第２導電型の第２半導体領域とが形成
   されて光感動部と之よりの電荷を転送する電荷転送部と
   が上記半導体基体の主面に沿う如く配置されて成る固体
   撮像装置に於いて、上記光感動部の上記第２半導体領域
   に整流性接合が形成され、該接合をエミッタ接合とし、
   上記第１及び第２半導体領域間の接合をコレクタ接合と
   するトランジスタを形成し、該トランジスタのベースと
   なる上記第２半導体領域に光学像に応じた電荷を蓄積し
   、ここに蓄積された電荷を上記転送部に移行させて、そ
   の転送を行うようにしたことを特徴とする固体撮像装置
   。