Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPS607391B2 - solid state imaging device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPS607391B2 - solid state imaging device - Google Patents

solid state imaging device

Info

Publication number
JPS607391B2
JPS607391B2 JP51145869A JP14586976A JPS607391B2 JP S607391 B2 JPS607391 B2 JP S607391B2 JP 51145869 A JP51145869 A JP 51145869A JP 14586976 A JP14586976 A JP 14586976A JP S607391 B2 JPS607391 B2 JP S607391B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
gate region
region
transfer
shift register
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP51145869A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5369517A (en
Inventor
靖夫 狩野
成之 越智
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP51145869A priority Critical patent/JPS607391B2/en
Publication of JPS5369517A publication Critical patent/JPS5369517A/en
Publication of JPS607391B2 publication Critical patent/JPS607391B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、固体撮像装置特に複数の受光部(絵素に対応
する)を垂直シフトレジスタ部に関してジグザグパター
ンに配列して成るインターラインシフト方式を探る固体
撮像装置の改良に係わる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is an improvement of a solid-state imaging device, particularly an interline shift method in which a plurality of light receiving sections (corresponding to picture elements) are arranged in a zigzag pattern with respect to a vertical shift register section. related to.

先づ、本発明の理解を容易にするために受光部をジグザ
グパターンにしたインターラインシフト方式による固体
撮像装置につき説明する。第1図はその原理的構成を示
すもので、1は共通の半導体基板上にCCD(チャージ
カップルドデバィス:電荷結合素子)構造を有する複数
の垂直シフトレジスタで、この各垂直シフトレジスタ1
の両側に各対応する垂直シフトレジスターを共用する如
く夫々絵素となる複数の受光部2がジグザグ状に配列さ
れ、各シフトレジスタ1の一端に同様にCCD構成を有
する共通の水平シフトレジスタ3が設けられる。この場
合、複数の受光部2はインターレース走査方式を採用し
ているために、夫々2個の受光部2を1組として之がジ
グザグ状に配列される。垂直シフトレジスターは、これ
の両側に夫々隣り合う各受光部2に対応して設けたゲー
ト領域(転送部)を有し、各受光部2にその受光量に応
じて生じた少数キャリアを各垂直ライン毎に、対応する
垂直シフトレジスターにゲート領域を通して転送し、そ
して、各シフトレジスターにおいてキャリアを水平シフ
トレジスタ3へとシフトし、このシフトレジスタ3の出
力端子tより1水平ライン毎に順次その信号を取り出す
ようになされている。なお、インターレース的な走査方
式を採用する場合では実線矢印が奇数フィールドでの転
送を示し、破線矢印が偶数フィールドでの転送を示す。
この様な構成の団体撮像装置によれば、垂直シフトレジ
スタ1の数を従釆の固体撮像装置の1/2以下とするこ
とができるので、その分水平方向に関する絵素数を増す
ことができ水平方向の解像度を上げることができると共
に、垂直シフトレジスタ1の面積を拡大できるのでキャ
リアの転送効率を格段に向上できる利益がある。第2図
乃至第4図は、従来のこの様な固体撮像装置の具体的構
造、特に受光部、垂直シフトレジスタ及びゲート領域の
構造を示すものである。第2図は平面図、第3図はその
m−m線上の断面図、第4図はそのN−W線上の断面図
で、第2図において、右上りの斜線の施された領域は垂
直シフトレジスタ1を示し、右下りの斜線の施された領
域はチャンネルストッパー領域4を示す。また破線の斜
線で示す領域るA,及びSA2は絵素となる受光部で、
領域SA,及びSA2を1組としてジグザグ状に配列さ
れる。そして之等垂直シフトレジスタ1、チャンネルス
トッパー領域4及び受光部SA,,S〜は共通の半導体
基板、例えばN形のシリコン半導体基板5上に形成され
る。受光部SA.及びS〜は、基板5上に所定の厚さの
絶縁層、例えばSi02層6aを介して透明電極則ちセ
ンサー電極7を被着して構成され、且つ互にチャンネル
ストッパー領域4によって分離される。チャンネルスト
ッパ−領域4は垂直シフトレジスターとほぼ平行する主
チャンネルストッパー領域4Aと、之より延長する平面
形状がT字状をなす補助チャンネルストッパー領域4B
を有し、このT字状の補助チャンネルストッパー領域4
Bによって受光部SA,とSんの分離がなされると共に
、同時に各受光部SA,及びSA2の側部と垂直シフト
レジス夕1間も分離される。一方、垂直シフトレジスタ
部1は、各受光部SA,及びSんに対応する数の転送部
を有し例えば2相のクロックパルスで,及び◇2によっ
て矢印a方向に向ってキャリアが転送されるように構成
されるもので、各転送部は夫々トランスフアゲート領域
及びストレージゲート領域を有する。すなわちクロック
パルスJ,が印加される転送部はトランスフアゲート領
域0,T及びストレージゲ−ト領域0,Sを有し、また
クロックパルスマ2が印加される転送部はトランスフア
ゲート鏡城ぐ2T及びストレージゲート領域?2Sを有
して構成される。ここで、ストレージゲート領域マ,S
及び02Sは夫々その電極下の絶縁層例えばSi02層
6bが薄く形成され、またトランスフアゲート鏡城め,
T及び?2Tは夫々電極下の絶縁層例えばSi02層6
cがストレ−ジゲート領域で,S,で2Sより厚く形成
され、共通のクロックパルス◇,又は02を印加したと
きにストレージゲート鏡域ぐ,S又はぐ2S下のポテン
シャルの井戸がトランスフアゲート領域◇,T又はめ2
T下のポテンシャルの井戸より深くなるようにされる(
第3図参照)。
First, in order to facilitate understanding of the present invention, a solid-state imaging device using an interline shift method in which the light receiving portion has a zigzag pattern will be described. FIG. 1 shows its basic configuration. Reference numeral 1 denotes a plurality of vertical shift registers each having a CCD (charge coupled device) structure on a common semiconductor substrate.
A plurality of light receiving sections 2, each serving as a picture element, are arranged in a zigzag pattern so as to share the corresponding vertical shift registers, and at one end of each shift register 1 there is a common horizontal shift register 3 having a CCD configuration. provided. In this case, since the plurality of light receiving sections 2 employs an interlaced scanning method, two light receiving sections 2 are arranged in a zigzag pattern as one set. The vertical shift register has a gate region (transfer section) provided on both sides of the register corresponding to each adjacent light-receiving section 2, and transfers minority carriers generated in each light-receiving section 2 according to the amount of light received to each vertical shift register. For each line, the carriers are transferred to the corresponding vertical shift register through the gate region, and in each shift register the carriers are shifted to the horizontal shift register 3, and the signal is sequentially transmitted from the output terminal t of this shift register 3 for each horizontal line It is designed to take out the Note that when an interlaced scanning method is adopted, a solid line arrow indicates transfer in an odd field, and a broken line arrow indicates transfer in an even field.
According to the group imaging device having such a configuration, the number of vertical shift registers 1 can be reduced to 1/2 or less of that of the subordinate solid-state imaging device, so the number of picture elements in the horizontal direction can be increased accordingly. Since the directional resolution can be increased and the area of the vertical shift register 1 can be expanded, there is an advantage that the carrier transfer efficiency can be significantly improved. FIGS. 2 to 4 show the specific structure of such a conventional solid-state imaging device, particularly the structure of a light receiving section, a vertical shift register, and a gate region. Fig. 2 is a plan view, Fig. 3 is a cross-sectional view taken along line mm, and Fig. 4 is a cross-sectional view taken along line N-W. The shift register 1 is shown, and the diagonally shaded area on the lower right side shows the channel stopper area 4. In addition, the areas A and SA2 indicated by the dashed diagonal lines are the light-receiving areas that become picture elements.
The areas SA and SA2 are arranged in a zigzag pattern as one set. The vertical shift register 1, channel stopper region 4, and light receiving portions SA, , S~ are formed on a common semiconductor substrate, for example, an N-type silicon semiconductor substrate 5. Light receiving part SA. and S~ are constructed by depositing a transparent electrode, that is, a sensor electrode 7, on a substrate 5 via an insulating layer of a predetermined thickness, for example, a Si02 layer 6a, and are separated from each other by a channel stopper region 4. . The channel stopper region 4 includes a main channel stopper region 4A that is substantially parallel to the vertical shift register, and an auxiliary channel stopper region 4B that extends from the main channel stopper region 4B and has a T-shaped planar shape.
This T-shaped auxiliary channel stopper region 4
The light-receiving parts SA and S are separated by B, and at the same time, the sides of the light-receiving parts SA and SA2 and the vertical shift register 1 are also separated. On the other hand, the vertical shift register section 1 has a number of transfer sections corresponding to the respective light receiving sections SA and S, and carriers are transferred in the direction of arrow a by, for example, two-phase clock pulses and ◇2. Each transfer section has a transfer gate area and a storage gate area. That is, the transfer section to which the clock pulse J is applied has transfer gate regions 0, T and storage gate regions 0, S, and the transfer section to which the clock pulse J is applied has transfer gate regions 2T and 2T and storage gate regions 0, S, respectively. Storage gate area? 2S. Here, storage gate area ma, S
and 02S have a thin insulating layer, for example, a Si02 layer 6b, under the electrode, and transfer gate mirrors,
T and? 2T is an insulating layer under each electrode, for example, a Si02 layer 6
c is a storage gate region, S, is formed thicker than 2S, and when a common clock pulse ◇ or 02 is applied, the potential well under S or 2S becomes a transfer gate region ◇. , T or Me2
is made to be deeper than the potential well under T (
(See Figure 3).

そして、各転送部、即ち図示の例ではトランスフアゲー
ト領域JITとストレ−ジゲート領域0,S及びJ2S
とが受光剤SA,及びSA2のジグザグ配列により生じ
た空き領域にまで水平方向に延長される。この延長され
た各ストレージゲート領域0,Sと受光部SA,の間に
は受光部SA,よりのキャリアをクロックパルス?・に
よって垂直シフトレジスタ部1に転送するためのゲート
領域ST,が設けられ、また各ストレージゲート領域?
2Sと受光部Sんの間には受光部Sんよりのキャリアを
クロックパルス?2 によって垂直シフトレジスタ部1
に転送するためのゲ−ト領域ST2が設けられる。なお
、ストレージゲート領域?,Sとトランスファゲート領
域?,Tとゲート領域ST,の電極は夫々共通電極8に
よって形成され、ストレージゲート領域?2Sとトラン
スファゲート領域?2Tとゲート領域SLの電極は夫々
共通電極9によって形成される。又領域1川ま主チャン
ネルストッパー領域4A内に之と反対導電形の半導体領
域よりなるオーバーフロードレィン領域、領域OG,及
びOG2は夫々オーバーフロードレィン領域10と各受
光部SA,及びSA2間に設けたゲート領域で、各受光
部SA,及びSA2に発生した余剰キャリアはこのゲー
ト領域OG,及びOG2を通してオ−バーフロードレィ
ン領域10に流される。次に、かかる構成の園体撮擬装
層の動作を第3図及び第4図を参照して説明するに、先
づ各受光部SA,及びSA2のセンサー電極7に共通に
所定の負の電圧でs(例えばぐs=−10V)が与えら
れる。
Then, each transfer section, that is, in the illustrated example, transfer gate area JIT and storage gate area 0, S and J2S.
is extended in the horizontal direction to the empty area created by the zigzag arrangement of the light receiving agents SA and SA2. Between each of the extended storage gate regions 0 and S and the light receiving section SA, carriers from the light receiving section SA are clock pulsed? A gate region ST for data transfer to the vertical shift register section 1 is provided, and each storage gate region ?
Between 2S and the light receiving part S, the carriers from the light receiving part S are clock pulsed. 2 vertical shift register section 1
A gate region ST2 is provided for transferring the data to. Furthermore, the storage gate area? , S and transfer gate region? , T and gate region ST, are formed by a common electrode 8, respectively, and the storage gate region ? 2S and transfer gate area? The electrodes of 2T and gate region SL are each formed by a common electrode 9. Further, overflow drain regions, regions OG and OG2, which are made of semiconductor regions of opposite conductivity type in the main channel stopper region 4A in the region 1, are located between the overflow drain region 10 and each of the light receiving parts SA and SA2, respectively. Excess carriers generated in the respective light receiving sections SA and SA2 are flowed into the overflow drain region 10 through the gate regions OG and OG2. Next, the operation of the camouflage layer having such a structure will be explained with reference to FIGS. s (for example, s=-10V) is given.

転送期間中は端子T,及びLに2相のクロックパルスJ
,及び42が印加されるも、いま例えば奇数番目のフレ
ームにおいては、その転送開始に於て、端子T,即ち電
極8に◇,=−10Vとし、端子T2則ち電極9に02
=OVとし、一方センサー電極7の電圧を?s=−5
Vとする。かくすれば、符号13で示す如きポテンシャ
ルの井戸が形成され、受光部SA,下に蓄積されたキャ
リアがゲート領域ST,を通してストレージゲート領域
?,Sに転送される。一方、受光部SA2の信号電荷1
2はゲート領域SL下のポテンシャルバリアに阻まれス
トレージゲート領域02Sには流れない。斯くして端子
T,及びLに与えられるクロックパルス少,及び◇2に
よってシフトレジスタ部1を通して垂直方向にシフトさ
れ、水平シフトレジスタ3へと転送される。そして、奇
数番目のフレームのキャリアの転送が終了した後は次に
偶数番目のフレーム艮0ち受光部SA2のキャリアが同
様にして転送される。第2図において、受光親SA,の
キャリアの流れを実線で示し、受光部SA2のキャリア
の流れを鎖線で示す。ところで、かかる構成の固体撮像
装置においては、その受光部SA,及びSA2に隣接す
るゲート領域ST,及びST2の表面ポテンシャルは夫
々垂直シフトレジスタ部1のトランスフアゲート領域?
,T及びで2T下の表面ポテンシャルと同程度になって
いることが理想的であり、この為には両者の絶縁層6d
及び6bの厚さを等しくし、その表面電荷ねss又はし
きい値電圧Vthを等しくする必要がある。
During the transfer period, two-phase clock pulses J are applied to terminals T and L.
, and 42 are applied, but now, for example, in an odd-numbered frame, at the start of the transfer, ◇, = -10V is applied to the terminal T, that is, the electrode 8, and 02 is applied to the terminal T2, that is, the electrode 9.
= OV, and on the other hand, the voltage of sensor electrode 7 is ? s=-5
Let it be V. In this way, a potential well as shown by the reference numeral 13 is formed, and the carriers accumulated under the light receiving part SA pass through the gate region ST and into the storage gate region ? , S. On the other hand, the signal charge 1 of the light receiving part SA2
2 is blocked by the potential barrier under the gate region SL and does not flow to the storage gate region 02S. In this way, the clock pulses applied to the terminals T and L are shifted in the vertical direction through the shift register section 1 and transferred to the horizontal shift register 3 by the clock pulses ◇ and ◇2. After the transfer of the carrier of the odd-numbered frame is completed, the carrier of the next even-numbered frame (0) of the light receiving section SA2 is transferred in the same manner. In FIG. 2, the flow of carriers in the light-receiving parent SA is shown by a solid line, and the flow of carriers in the light-receiving part SA2 is shown by a chain line. By the way, in the solid-state imaging device having such a configuration, the surface potentials of the gate regions ST and ST2 adjacent to the light receiving section SA and SA2 are the same as the transfer gate region of the vertical shift register section 1, respectively.
, T and is ideally similar to the surface potential under 2T, and for this purpose the insulating layer 6d of both
It is necessary to make the thicknesses of and 6b the same, and to make their surface charges Nss or threshold voltages Vth the same.

しかるに、従来はゲート領域ST,及びST2の絶縁層
6dとトランスファーゲート領域め,T及び少2Tの絶
縁層6cとを別工程で形成し、ゲート領域ST,、スト
レージゲート領域◇,S及びトランスファーゲート領域
◇,Tの絶縁層6d,6b及び6c上に共通電極8を形
成し、ゲート領域SL、ストレージゲート領域で2S及
びトランスファーゲート領域?2Tの絶縁層6d,6b
及び6c上に共通電極9を形成しているので、ゲート領
域ST,及びST2の絶縁層6dとトランスファーゲー
ト領域0,T及び?2Tの絶縁層6cの厚みを正確に同
一厚さとすることが戦かしく、このためゲート領域6T
,及びST2とトランスファーゲート領域で,T及び?
2Tの表面電荷Qss又はしきし、値電圧Vthを等し
くすることが困難であった。
However, conventionally, the insulating layer 6d of the gate region ST and ST2 and the insulating layer 6c of T and 2T for the transfer gate region are formed in separate steps, and the insulating layer 6d of the gate region ST, the storage gate region ◇, S and the transfer gate are formed in separate steps. A common electrode 8 is formed on the insulating layers 6d, 6b and 6c of the regions ◇, T, and the gate region SL, storage gate region 2S and transfer gate region ? 2T insulating layers 6d, 6b
Since the common electrode 9 is formed on the gate regions ST and ST2, the insulating layer 6d of the gate regions ST and ST2 and the transfer gate regions 0, T and ? It is difficult to make the thickness of the insulating layer 6c of 2T exactly the same, and for this reason, the thickness of the gate region 6T
, and in ST2 and the transfer gate region, T and ?
It was difficult to equalize the surface charge Qss or threshold value voltage Vth of 2T.

第5図に従来の製法、特にゲート領域、ストレージゲー
トの領域及びトランスファーゲート領域における製法の
詳細を示す。尚第5図は第2図のA−A線上の断面につ
いて示す。すなわち、第5図Aに示すように他部に於て
チャンネルストッパー領域、或はソース及びドレイン領
域等を拡散形成した半導体基体5に対してその表面全面
のSj02層をエッチング除去して後、基体5の表面に
ゲート領域SLの絶縁層の厚みに選定した所定の厚さの
Sj02層6を被着形成し(第5図B)、次にゲート領
域ST2に対応する部分上のSi02層6dを残して他
部すなわちストレージゲート領域?2S及びトランスフ
アゲート領域マ,Tに対応する部分上のSi02層6を
エッチング除去し、所謂ゲート窓あげを行い(第5図C
)、次にそのゲート窓孔14に対して第1のゲート酸化
を施して薄いSi02層6bを被着形成し(第5図D)
、次にゲート領域ST2に対応する厚いSi02層6d
をストレージゲート領域?2Sに対応する薄いSiQ層
6b上に多結晶シリコンによる共通電極9を被着形成し
(第5図E)、次に第2のゲート酸化を施してトランス
フアゲート領域で,Tに対応する部分上に所定の厚さの
Si02層6cを被着して後(第5図F)、この上に多
結晶シリコンよりなる電極8を被着形成し、ゲート領域
ST2、ストレージゲート領域め2S及びトランスフア
ゲート鎖城マ,Tを形成するようにしていた。
FIG. 5 shows details of the conventional manufacturing method, particularly the manufacturing method in the gate region, storage gate region, and transfer gate region. Note that FIG. 5 shows a cross section taken along line A--A in FIG. 2. That is, as shown in FIG. 5A, after etching away the Sj02 layer on the entire surface of the semiconductor substrate 5 on which the channel stopper region, source and drain regions, etc. have been diffused in other parts, the substrate is A Sj02 layer 6 having a predetermined thickness selected as the thickness of the insulating layer of the gate region SL is deposited on the surface of the gate region ST2 (FIG. 5B), and then a Si02 layer 6d on the portion corresponding to the gate region ST2 is deposited. Leave other parts ie storage gate area? The Si02 layer 6 on the portions corresponding to 2S and transfer gate regions M and T is etched away to form a so-called gate window (see Fig. 5C).
), then a first gate oxidation is performed on the gate window hole 14 to form a thin Si02 layer 6b (FIG. 5D).
, then a thick Si02 layer 6d corresponding to the gate region ST2.
storage gate area? A common electrode 9 made of polycrystalline silicon is deposited on the thin SiQ layer 6b corresponding to 2S (FIG. 5E), and then a second gate oxidation is performed to form a transfer gate region on the portion corresponding to T. After depositing a Si02 layer 6c of a predetermined thickness (FIG. 5F), an electrode 8 made of polycrystalline silicon is deposited thereon to form a gate region ST2, a storage gate region 2S and a transfer gate. I was trying to form a chain of chains.

なお、ゲート領域ST,、ストレージゲート領域で,S
及びトランスフアゲート領域?2Tにおいても同様に形
成される。これによれば、ゲート領域ST,及びSLと
トランスフアゲート領域ぐ,T及び?2TにおけるSi
02層6dと6cを互に同一の厚さにすることが困難で
あり、又電極8,9の形成の際に段切れによる断線事故
が生ずる檀れもある。本発明は、上述の点に鑑みトラン
スフアゲート領域下の絶縁層と、ゲート領域下の絶縁層
とを同一工程によって互に同じ厚さに選定し、トランス
フアゲート領域とゲート領域の表面ポテンシャルを等し
くするようになし信頼性の高い斯種の固体撮像装置を提
供するものである。以下、第6図乃至第10図を用いて
本発明を説明するに、第6図はゲート領域とストレージ
ゲート領域とトランスフアゲート領域に於ける製造工程
順の断面図、第7図は固体撮像装置の平面図、第8図は
その肌一肌線上の断面図、第9図はそのK−X線上の断
面図、第10図はそのX一X線上の断面図であり、各図
において第2図乃至第4図と対応する部分は同一符号を
付して示す。本発明による固体撮像装置においては、第
7図に示すように平面的にみて、そのチャンネルストッ
パー領域4の形状、受光割SA.及びSA2、垂直シフ
トレジスタ1等の配置関係は第2図と同様の構成をとる
Note that in the gate region ST, and the storage gate region, S
and transfer gate area? 2T is similarly formed. According to this, gate regions ST and SL and transfer gate regions T and ? Si at 2T
It is difficult to make the 02 layers 6d and 6c have the same thickness, and there is also a risk of disconnection due to breakage during the formation of the electrodes 8 and 9. In view of the above points, the present invention selects the insulating layer under the transfer gate region and the insulating layer under the gate region to have the same thickness through the same process, so that the surface potentials of the transfer gate region and the gate region are made equal. Thus, it is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device of this type with high reliability. The present invention will be described below with reference to FIGS. 6 to 10. FIG. 6 is a cross-sectional view of the gate region, storage gate region, and transfer gate region in the order of manufacturing steps, and FIG. 7 is a solid-state imaging device. 8 is a cross-sectional view on the skin-to-skin line, FIG. 9 is a cross-sectional view on the K-X line, and FIG. 10 is a cross-sectional view on the X-X line. Portions corresponding to those in FIGS. 4 to 4 are designated by the same reference numerals. In the solid-state imaging device according to the present invention, as shown in FIG. 7, the shape of the channel stopper region 4, the light receiving ratio SA. The arrangement of SA2, vertical shift register 1, etc. is similar to that shown in FIG.

即ち、ストレージゲート領域少,S及びトランスフアゲ
ート領域0,Tより成る転送部と、ストレージゲート領
域◇ぶ及びトランスフアゲート領域ぐ2Tよりなる転送
部が交互に配列されて成る垂直シフトレジスタ1に関し
、夫々2個の受光新SA,及びSA2を1組として之が
ジグザグ状に配列され、各受光部SA,及びSA2が主
チャンネルストッパー領域4Aより延長されたT字形の
補助チャンネルストッパー領域4Bによって分離される
。そして、垂直シフトレジスタ1の各転送部は夫々水平
方向に於て受光部の形成されない領域にまで延長され、
各受光部SA,とストレージゲート領域0,S間、及び
各受光部SA2とストレージゲート領域ぐ2S間に夫々
ゲート領域ST,及びST2が設けられる。さらに主チ
ャンネルストッパー領域4A内に之と反対導電形の半導
体領域よりなるオーバーフロ−ドレィン領域10が設け
られ、このオーバーフロードレィン領域10と各受光部
SA,及びSふ間にその余剰キャリアをオーバーフロー
ドレィン領域に流すためのポテンシャルバリアを形成す
るゲート領域OG,及びOG2が形成される。而して本
発明においては、このような構成において、特にそのゲ
ート鏡域るT,,ST2及び垂直シフトレジスターの構
成を改良するもので、その製法と共に述べるに先づ、第
6図Aに示すように池部に於てチャンネルストッパー領
域4、或はソース及びドレィン領域(図示せず)等を拡
散形成した半導体基体5に対してその表面全面のSi0
2層をエッチング除去して後、第1ゲート酸化によって
ストレージゲート領域下の絶縁層の厚みに対応する薄い
Si02層6bを被看形成する。
That is, regarding the vertical shift register 1 in which a transfer section consisting of a storage gate area ◇, S and a transfer gate area 0, T, and a transfer section consisting of a storage gate area ◇ and a transfer gate area 2T are arranged alternately. Two light-receiving parts SA and SA2 are arranged as a set in a zigzag pattern, and each light-receiving part SA and SA2 are separated by a T-shaped auxiliary channel stopper region 4B extending from the main channel stopper region 4A. . Each transfer section of the vertical shift register 1 is extended in the horizontal direction to an area where no light receiving section is formed,
Gate regions ST and ST2 are provided between each light receiving section SA and storage gate regions 0 and S, and between each light receiving section SA2 and storage gate region 2S, respectively. Furthermore, an overflow drain region 10 made of a semiconductor region of the opposite conductivity type is provided in the main channel stopper region 4A, and the surplus carriers are transferred between this overflow drain region 10 and each of the light receiving sections SA and S. Gate regions OG and OG2 are formed to form a potential barrier for flowing into the overflow drain region. Therefore, in the present invention, in such a structure, the structure of the gate mirror area T, ST2 and the vertical shift register is improved in particular. As shown in FIG.
After etching away the two layers, a thin Si02 layer 6b corresponding to the thickness of the insulating layer under the storage gate region is formed by a first gate oxidation.

次に、この薄いSi02層6b上のストレージゲート領
域◇,S及び?2Sに対応する部分に夫々多結晶シリコ
ンによるストレージゲート電極◇,M及びふ2Mを被着
形成する。この場合、ストレージゲート電極め,M及び
め2Mの形成と同時に各ストレージゲート電極少,M,
02Mが連結される夫々の共通リード電極少,L及び◇
2Lを左右の主チャンネルストッパー領域4Aに夫々形
成する。(第6図C、第7図〜第10図参照)次に、第
2ゲート酸化を施してストレージゲート電極◇,M,ぐ
2M及び各共通リード電極0,L及びJ2Lを含んで全
面にSi02層6を被看形成する。この第2ゲート酸化
工程によってゲート領域ST,及びST2に対応する部
分とトランスフアゲート鏡城ぐ,T及び?2Tに対応す
る部分に互に同一の所定厚みを有するSi02層6dと
6cを形成する(第6図D)。次に、ゲート領域ST,
に対応するSi02層6dとトランスフアゲ−ト領域中
,Tに対応するSi02層6c上にストレージゲート領
域少,Sを跨ぐ如くして共通のゲート電極少,M′を形
成する。またゲート領域ST2に対応するSi02層6
dとトランスフアゲート領域◇2Tに対応するSi02
層6c上に共通のゲート電極)2M′を形成する。そし
て、この場合も、ゲート電極?,M′及び)2M′の形
成と同時に各ゲート電極?,M及び?2M′の夫々が連
結される共通リード電極◇,L′及びめ2L′をその共
通リード電極◇,L及びぐ2L上に対応する如く左右の
主チャンネルストッパー領域4Aに夫々形成する。(第
6図E、第7図〜第10図参照)次に第8図〜第10図
に示す如く通常の如く受光部SA,及びSA2に対応す
る部分のSi02層の窓あげを行って後、この窓孔に所
定の厚さの薄いSi02層6′を被着して後、全面にS
n02膜又は薄い多結晶シリコン層等よりなるセンサー
電極となる透明電極7を被着形成し、さらにこの受光部
SA,及びSん以外の部分の透明電極7上に例えばアル
ミニウム層等よりなる遮光層13を被着形成する。
Next, storage gate regions ◇, S and ? on this thin Si02 layer 6b. Storage gate electrodes ◇, M and 2M made of polycrystalline silicon are deposited on portions corresponding to 2S, respectively. In this case, at the same time as the storage gate electrodes M, M and 2M are formed, each of the storage gate electrodes M, M and 2M are formed.
02M are connected to the respective common lead electrodes S, L and ◇
2L are formed in the left and right main channel stopper regions 4A, respectively. (See Figures 6C and 7 to 10) Next, a second gate oxidation is performed to cover the entire surface of the storage gate electrodes ◇, M, G2M and common lead electrodes 0, L and J2L with Si02. Layer 6 is formed under observation. By this second gate oxidation step, the portions corresponding to the gate regions ST and ST2 and the transfer gate mirrors, T and ? Si02 layers 6d and 6c having the same predetermined thickness are formed in portions corresponding to 2T (FIG. 6D). Next, gate region ST,
A common gate electrode M' is formed on the Si02 layer 6d corresponding to the storage gate region S and on the Si02 layer 6c corresponding to T in the transfer gate region so as to straddle the storage gate region S. Also, the Si02 layer 6 corresponding to the gate region ST2
d and transfer gate region ◇Si02 corresponding to 2T
A common gate electrode 2M' is formed on the layer 6c. And in this case too, the gate electrode? , M' and )2M' at the same time as each gate electrode? , M and? Common lead electrodes ◇, L' and 2L' to which 2M' are connected are respectively formed in the left and right main channel stopper regions 4A so as to correspond to the common lead electrodes ◇, L and 2L. (See Figure 6E and Figures 7 to 10) Next, as shown in Figures 8 to 10, the Si02 layer in the portions corresponding to the light receiving areas SA and SA2 is raised as usual. After coating this window hole with a thin Si02 layer 6' of a predetermined thickness, the entire surface is coated with S.
A transparent electrode 7, which serves as a sensor electrode, is formed by depositing an N02 film or a thin polycrystalline silicon layer, and a light-shielding layer made of, for example, an aluminum layer is formed on the transparent electrode 7 in areas other than the light-receiving area SA and S. 13 is deposited and formed.

尚、共通リード電極◇,L及び中,L′は適当な個所に
おいて共通接続し、之を通してストレージゲート領域0
,Sの電極?,Mとゲート領域ST,及びトランスフア
ゲート領域で,Tの共通電極?.M′にクロツクパルス
ぐ,が印加されるようになし、又、共通リード電極?2
L及び中2L′は適当個所において共通接続し、之を通
してストレージゲート領域ぐあの電極め2Mとゲート領
域ST2及びトランスフアゲート領域マ2Tの共通電極
中2M′にクロックパルス◇2が印加されるようになす
。かかる構成の動作は第2図と全く同様であるのでその
詳細説明は省略する。
Note that the common lead electrodes ◇, L and middle, L' are commonly connected at appropriate locations, and the storage gate area 0 is connected through them.
, S electrode? , M and the gate region ST, and the common electrode of T in the transfer gate region? .. A clock pulse is applied to M', and the common lead electrode? 2
L and the middle 2L' are commonly connected at appropriate points, so that the clock pulse ◇2 is applied to the common electrode 2M of the storage gate region 2M and the common electrode 2M' of the gate region ST2 and the transfer gate region 2T through them. Eggplant. Since the operation of this configuration is exactly the same as that shown in FIG. 2, detailed explanation thereof will be omitted.

上述せる本発明によれば、ジグザグパターンによるイン
ターラインシフト方式の固体撮像装置において、その受
光部とストレージゲート領域間に設けられるゲート領域
6T,及びST2と、シフトレジスタ部1のトランスフ
アゲート領域J,T及び02Tの下の絶縁層6d及び6
cが同じ酸化工程によって同時に形成されるので、両絶
縁層6d及び6cは互に等しい厚さを有することとなり
、従ってゲート領域ST,,SL及びトランスフアゲー
ト領域0,T,ぐ2Tにおける表面電荷Qss又はしき
い値電圧V仇が相等しくなり、依って両鏡城ぐ,T,ぐ
2T及びST,.ST2下の表面ポテンシャルが同程度
となり信頼性の高い団体撮像装置が得られる。
According to the present invention described above, in the interline shift type solid-state imaging device using a zigzag pattern, the gate region 6T and ST2 provided between the light receiving section and the storage gate region, and the transfer gate region J of the shift register section 1, Insulating layers 6d and 6 under T and 02T
c are formed simultaneously by the same oxidation process, both insulating layers 6d and 6c have the same thickness, and therefore the surface charge Qss in gate regions ST, SL and transfer gate regions 0, T, 2T Or, the threshold voltages V and V become equal, so that both mirrors, T, T and ST, . Since the surface potential under ST2 is at the same level, a highly reliable group imaging device can be obtained.

又、製造工程自体簡単となると共に、第1層目の多結晶
シリコンによる電極は平坦なSi02層上に形成される
ので段切れによる断線がなくなる等の実益がある。
In addition, the manufacturing process itself is simplified, and since the first layer of polycrystalline silicon electrodes are formed on the flat Si02 layer, there are practical benefits such as eliminating disconnections due to step breaks.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はジグザグパターンの固体撮擬装層の原理的配置
図、第2図は従来の固体撮像装置の平面図、第3図及び
第4図は第2図のm−m線上の断面図及びW−W線上の
断面図、第5図は従来の製法を示す工程図、第6図は本
発明による製法を示す工程図、第7図は本発明の固体糠
像装置の平面図、第8図、第9図及び第10図は夫々第
7図の血−側線上の断面図、K−X線上の断面図及び×
一X線上の断面図である。 1は垂直シフトレジスタ、2は受光部、3は水平シフト
レジスタ、4はチャンネルストッパー領域、SA,,S
A2は受光部、ST,,SLはゲート領域、で,T,?
2Tはトランスフアゲート領域、?,S,◇2Sはスト
レージゲート領域、6a,6b,6c,6d,6,6′
は夫々絶縁層である。 第1図第3図 第4図 第2図 第8図 第5図 第6図 第9図 第7図 第10図
FIG. 1 is a basic layout diagram of a solid-state imaging layer with a zigzag pattern, FIG. 2 is a plan view of a conventional solid-state imaging device, and FIGS. 3 and 4 are cross-sectional views taken along line m-m in FIG. 5 is a process diagram showing the conventional manufacturing method; FIG. 6 is a process diagram showing the manufacturing method according to the present invention; FIG. 7 is a plan view of the solid-state bran imaging device of the present invention; 9 and 10 are a cross-sectional view on the blood-lateral line, a cross-sectional view on the K-X line, and
It is a cross-sectional view on one X-ray. 1 is a vertical shift register, 2 is a light receiving section, 3 is a horizontal shift register, 4 is a channel stopper area, SA,,S
A2 is the light receiving part, ST, SL are the gate regions, and T,?
2T is the transfer gate region, ? , S, ◇2S are storage gate areas, 6a, 6b, 6c, 6d, 6, 6'
are insulating layers, respectively. Figure 1 Figure 3 Figure 4 Figure 2 Figure 8 Figure 5 Figure 6 Figure 9 Figure 7 Figure 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 トランスフアゲート部及びストレージゲート部が交
互に配列されたシフトレジスタ部と、該シフトレジスタ
部に関して夫々2個を1組として之がジグザグ状に配列
された受光部と、上記ストレージゲート部と上記受光部
間に設けられたゲート領域部とを有し、上記トランスフ
アゲート部下の絶縁層と上記ゲート領域部下の絶縁層と
が同一酸化工程によって互に同じ厚さに選定されて成る
固体撮像装置。
1. A shift register section in which transfer gate sections and storage gate sections are arranged alternately; a light receiving section in which two of each of the shift register sections are arranged in a zigzag pattern; and the storage gate section and the light receiving section. What is claimed is: 1. A solid-state imaging device having a gate region provided between the portions, wherein an insulating layer under the transfer gate and an insulating layer under the gate region are selected to have the same thickness through the same oxidation process.
JP51145869A 1976-12-03 1976-12-03 solid state imaging device Expired JPS607391B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP51145869A JPS607391B2 (en) 1976-12-03 1976-12-03 solid state imaging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP51145869A JPS607391B2 (en) 1976-12-03 1976-12-03 solid state imaging device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5369517A JPS5369517A (en) 1978-06-21
JPS607391B2 true JPS607391B2 (en) 1985-02-23

Family

ID=15394925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP51145869A Expired JPS607391B2 (en) 1976-12-03 1976-12-03 solid state imaging device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS607391B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5369517A (en) 1978-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3988239B2 (en) Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
US4194213A (en) Semiconductor image sensor having CCD shift register
US6784469B1 (en) Solid-state image pickup device and fabrication method thereof
KR100261128B1 (en) Solid-stage image sensor
JP2006140411A (en) Solid-state image sensor
JPS607391B2 (en) solid state imaging device
JPH09172156A (en) Solid-state imaging device and method of manufacturing the same
KR100261158B1 (en) Solid state image sensing device
JPS6034873B2 (en) solid-state imaging device
JPS5946155B2 (en) solid state imaging device
JP2002252340A (en) Solid-state imaging device
JPH0715668A (en) Charge coupled imager
JP3028823B2 (en) Charge coupled device and solid-state imaging device using the same
JPS5814749B2 (en) charge transfer device
JPH0258983A (en) solid state imaging device
JPS5818368Y2 (en) solid-state imaging device
JP4673053B2 (en) Charge transfer device
JPS5857021B2 (en) Embedded channel solid-state imaging device using frame transfer method
JPH03184375A (en) Solid image-pickup element
JP3381151B2 (en) Charge transfer device
JPS5850874A (en) Solid-state imaging device and its driving method
JPS6141477B2 (en)
JPH0318390B2 (en)
JPS5847868B2 (en) Denkatenso Soshi
JPS59205756A (en) Solid-state image pickup element