JP2001267553A - Charge transfer device and its manufacturing method - Google Patents
Charge transfer device and its manufacturing methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電荷転送技術に係
り、特に電荷転送部から転送される信号電荷を浮遊拡散
層で検出する電荷転送装置およびその製造方法に関す
る。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a charge transfer technique, and more particularly, to a charge transfer device for detecting a signal charge transferred from a charge transfer portion with a floating diffusion layer and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】電荷転送部から転送された信号電荷の検
出に、浮遊拡散層を有するリセット用MOSFETと、
この浮遊拡散層に接続されたゲート電極を有し、検出回
路を構成する検出用MOSFETで構成された浮遊拡散
増幅器を有する電荷転送装置が従来からよく知られてい
る。例えば従来例として、特開昭61−198676号
公報、あるいは特開平11−135772号公報等に記
載のものがある。2. Description of the Related Art A reset MOSFET having a floating diffusion layer is used for detecting a signal charge transferred from a charge transfer section.
A charge transfer device having a gate electrode connected to the floating diffusion layer and having a floating diffusion amplifier composed of a detection MOSFET constituting a detection circuit has been well known in the related art. For example, as conventional examples, there are those described in JP-A-61-198676 and JP-A-11-135772.
【0003】この浮遊拡散増幅器を有する電荷転送装置
を、図19乃至21を参照して説明する。図19は電荷
転送装置の電荷転送部とリセット用MOSFETを含む
浮遊拡散層の平面図であり、図20は図19のI−I’
線に沿った断面を模式的に示す図であり、図21は図1
9のII−II’線に沿った断面を模式的に示す図である。
図19乃至21において、1はP型半導体基板、2は素
子分離のための高濃度のP+型素子分離領域、3は浮遊
拡散層、3aは浮遊拡散層のN+型半導体領域、3bは
浮遊拡散層のN-型半導体領域、4はリセットドレイン
電源VRDに接続された高濃度のN+型リセットドレイ
ン、5は浮遊拡散層に接続された検出回路の検出用MO
SFETのゲート電極、6は負荷用MOSFETのゲー
ト電極、7,8はそれぞれ公知の2相駆動電荷転送部の
N型半導体領域および同一導電型で信号電荷の逆戻り防
止用のN-型半導体領域、9はリセットパルスФRが印
加されるリセットゲート電極、10は電荷転送部の最終
段の定電圧が印加される出力ゲート電極、11,12は
それぞれ電荷転送パルスФH1およびФH2が印加される
電荷転送電極、13は検出回路のドレイン電源VDD、
14は信号出力端子VOUT、24は電荷転送部を示し
ている。A charge transfer device having the floating diffusion amplifier will be described with reference to FIGS. FIG. 19 is a plan view of a floating diffusion layer including a charge transfer portion and a reset MOSFET of the charge transfer device, and FIG.
FIG. 21 is a diagram schematically showing a cross section along a line, and FIG.
FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a cross section taken along line II-II ′ of FIG. 9.
19 to 21, 1 is a P-type semiconductor substrate, 2 is a high-concentration P + -type element isolation region for element isolation, 3 is a floating diffusion layer, 3a is an N + -type semiconductor region of a floating diffusion layer, and 3b is The N − -type semiconductor region of the floating diffusion layer, 4 is a high-concentration N + -type reset drain connected to the reset drain power supply VRD, and 5 is a detection MO of a detection circuit connected to the floating diffusion layer.
The gate electrode of the SFET, the gate electrode of the load MOSFET is 6, for return prevention of signal charge by an N-type semiconductor region and the same conductivity type of the two-phase drive charge transfer sections known respectively 7, 8 N - -type semiconductor region, 9 is a reset gate electrode to which a reset pulse ФR is applied, 10 is an output gate electrode to which a constant voltage of the last stage of the charge transfer section is applied, and 11 and 12 are charge transfer electrodes to which charge transfer pulses 1H1 and ФH2 are applied, respectively. , 13 are the drain power supply VDD of the detection circuit,
Reference numeral 14 denotes a signal output terminal VOUT, and reference numeral 24 denotes a charge transfer unit.
【0004】この電荷転送装置は、周知のごとく、電荷
転送部から浮遊拡散層に信号電荷が転送される直前毎に
リセットゲート電極9にリセットパルスФRのハイレベ
ルが印加され、浮遊拡散層3がリセットドレイン電圧V
RDにリセットされた後、リセットパルスФRがローレ
ベルに戻り、電荷転送電極12に電荷転送パルスФH2
のローレベルが印加され、浮遊拡散層3に信号電荷が転
送される。In this charge transfer device, as is well known, a high level of a reset pulse ΔR is applied to the reset gate electrode 9 immediately before signal charges are transferred from the charge transfer portion to the floating diffusion layer. Reset drain voltage V
After resetting to RD, the reset pulse ΔR returns to low level, and the charge transfer pulse {H2
Is applied, and the signal charge is transferred to the floating diffusion layer 3.
【0005】ここで、浮遊拡散層に接続された検出用M
OSFETのゲート電極等を含む浮遊拡散増幅器全体の
浮遊拡散容量がCfj、転送されてきた信号電荷量がQsi
gである場合、浮遊拡散層3に電位変動ΔVfj=Qsig/
Cfjが生じ、この電位変動が検出回路の検出用MOSF
ETのゲート電圧を変化させ、信号電荷Qsigに比例し
た電圧変化を検出回路の信号出力端子14に出力する。Here, the detection M connected to the floating diffusion layer
The floating diffusion capacitance of the entire floating diffusion amplifier including the gate electrode of the OSFET and the like is Cfj, and the transferred signal charge amount is Qsi.
g, the potential fluctuation ΔVfj = Qsig /
Cfj is generated, and this potential fluctuation is detected by the detection MOSF of the detection circuit.
The gate voltage of the ET is changed, and a voltage change proportional to the signal charge Qsig is output to the signal output terminal 14 of the detection circuit.
【0006】検出感度を増大させるためには、浮遊拡散
容量Cfjを小さくする必要があり、浮遊拡散層3のN型
不純物濃度が低ければ低いほど、P型半導体基板1、浮
遊拡散層3を取り囲むP+型素子分離領域2、リセット
ゲート電極9、および出力ゲート電極10との寄生容量
が小さくなる。このため、従来の浮遊拡散層3は、検出
回路のゲート電極に金属配線を用いて接続するための高
濃度のN+型半導体領域3a(例えば不純物濃度=1×
1020atoms/cm3程度)とP+型素子分離領域2
の間に、低濃度のN-型半導体領域(例えば不純物濃度
=5×1016atoms/cm3程度)3bが形成され
ていた。In order to increase the detection sensitivity, it is necessary to reduce the floating diffusion capacitance Cfj. The lower the N-type impurity concentration of the floating diffusion layer 3 is, the more the P-type semiconductor substrate 1 and the floating diffusion layer 3 are surrounded. The parasitic capacitance between the P + -type element isolation region 2, the reset gate electrode 9, and the output gate electrode 10 is reduced. For this reason, the conventional floating diffusion layer 3 is a high-concentration N + type semiconductor region 3a (for example, impurity concentration = 1 ×) for connecting to the gate electrode of the detection circuit using a metal wiring.
About 10 20 atoms / cm 3 ) and P + -type element isolation region 2
Between them, a low-concentration N − type semiconductor region (for example, impurity concentration = about 5 × 10 16 atoms / cm 3 ) 3b was formed.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の浮遊拡散増幅器を有する電荷転送装置は下記記載の
問題点を有している。すなわち、従来の浮遊拡散増幅器
を有する電荷転送装置では、リセットゲート電極9およ
び出力ゲート電極10にオーバーラップした開口を有す
るフォトレジスト、またはさらに出力ゲート電極10か
らリセットゲート電極9にかけてのN+型半導体領域3
aを含むチャネル中央付近の領域を覆うフォトレジスト
と、リセットゲート電極9、出力ゲート電極10のゲー
ト電極をマスクとして、ボロンなどのP型不純物をイオ
ン注入することにより、N-型半導体領域3bを浮遊拡
散層3の内部に形成する。通常、N-型半導体領域3b
は、浮遊拡散容量Cfjをできるだけ小さくするため、P
+型素子分離領域3で決定される出力ゲート電極10の
浮遊拡散層3側のチャネル幅よりも狭い領域に形成さ
れ、N-型半導体領域3bを形成するために注入される
P型不純物の注入量は、浮遊拡散層3の出力ゲート電極
10からリセットゲート電極9にかけてのチャネル中央
付近の電位が空乏化しない範囲でなるべく多くの量(例
えば1×1012atoms/cm2程度)が選択され
る。However, the charge transfer device having the above-mentioned conventional floating diffusion amplifier has the following problems. That is, in a charge transfer device having a conventional floating diffusion amplifier, a photoresist having an opening overlapping the reset gate electrode 9 and the output gate electrode 10 or an N + type semiconductor from the output gate electrode 10 to the reset gate electrode 9 Area 3
The N - type semiconductor region 3b is formed by ion-implanting a P-type impurity such as boron by using a photoresist covering a region near the center of the channel including a and a gate electrode of the reset gate electrode 9 and the output gate electrode 10 as a mask. It is formed inside the floating diffusion layer 3. Usually, the N - type semiconductor region 3b
Is to reduce the floating diffusion capacitance Cfj as much as possible.
P-type impurity implantation formed in a region narrower than the channel width of output gate electrode 10 on floating diffusion layer 3 side determined by + -type element isolation region 3 and implanted to form N − -type semiconductor region 3b The amount is selected as large as possible (for example, about 1 × 10 12 atoms / cm 2 ) in a range where the potential near the center of the channel from the output gate electrode 10 to the reset gate electrode 9 of the floating diffusion layer 3 is not depleted. .
【0008】上記のようにして浮遊拡散層3にN-型半
導体領域3bが形成された場合の問題点を図22乃至2
4を参照して説明する。図22は、従来の電荷転送装置
の浮遊拡散層近傍の平面図であり、図23は、図22の
III−III’線に沿った断面および電位分布の模式図、図
24は、図24のIV−IV’線に沿った断面および電位分
布の模式図である。The problem when the N − type semiconductor region 3b is formed in the floating diffusion layer 3 as described above will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIG. 22 is a plan view showing the vicinity of a floating diffusion layer of a conventional charge transfer device, and FIG.
24 is a schematic view of a cross section and a potential distribution along the line III-III ′, and FIG. 24 is a schematic view of a cross section and a potential distribution along the line IV-IV ′ of FIG.
【0009】図22における浮遊拡散層3のN-型半導
体領域3bが形成されていないチャネル中央付近の転送
方向の電位は、リセットパルスФRのハイレベルがリセ
ットゲート電極9に印加されることによって、図23に
示すようにリセットドレイン電圧VRDに設定されてい
る。この時、電荷転送部のチャネル中央を流れる信号電
荷は、図22の転送経路16aに示すように、電荷転送
パルスФH2が印加される電荷転送電極12から出力ゲ
ート電極10を通って直線的に浮遊拡散層3に速やかに
転送される。The potential in the transfer direction near the center of the channel where the N − type semiconductor region 3 b of the floating diffusion layer 3 in FIG. 22 is not formed is obtained by applying the high level of the reset pulse ΔR to the reset gate electrode 9. As shown in FIG. 23, the reset drain voltage VRD is set. At this time, the signal charge flowing through the center of the channel of the charge transfer section floats linearly from the charge transfer electrode 12 to which the charge transfer pulse ΔH2 is applied through the output gate electrode 10, as shown in the transfer path 16a of FIG. It is quickly transferred to the diffusion layer 3.
【0010】一方、図22における浮遊拡散層3のN-
型半導体領域3bが形成されている領域における転送方
向の電位は、図24に示すように、N-型半導体領域3
bにおいて電位が浅くなっているため、出力ゲート電極
10の浮遊拡散層側の電極端部において電位障壁17が
形成される。そのため、電荷転送部のチャネル端を流れ
る信号電荷は、電荷転送パルスФH2が印加される電荷
転送電極12から浮遊拡散層3に転送される際、図22
の転送経路16bに示すように、出力ゲート電極10の
下を電荷転送部のチャネル端からチャネル中央までN-
型半導体領域3bを回り込むようにして転送される。On the other hand, the floating diffusion layer 3 in FIG. 22 N -
The potential of the transfer direction in the region -type semiconductor region 3b is formed, as shown in FIG. 24, N - -type semiconductor regions 3
Since the potential is shallow at b, a potential barrier 17 is formed at the electrode end of the output gate electrode 10 on the floating diffusion layer side. Therefore, when the signal charge flowing through the channel end of the charge transfer section is transferred from the charge transfer electrode 12 to which the charge transfer pulse ΔH2 is applied to the floating diffusion layer 3, the signal charge shown in FIG.
As shown in the transfer path 16b, N under the output gate electrode 10 from the channel edge of the charge transfer section to the channel center -
It is transferred so as to go around the type semiconductor region 3b.
【0011】その結果、電荷転送部のチャネル端を流れ
る信号電荷は、電荷転送部のチャネル中央を流れる信号
電荷に比べて、出力ゲート電極における転送時間が長く
なるため、N-型半導体領域3bが形成されている浮遊
拡散層3を有する従来の電荷転送装置では、出力ゲート
電極10での電荷転送が電荷転送部の転送効率を制限す
る要因となっていた。[0011] As a result, the signal charges flowing through the channel end of the charge transfer portion, as compared to the signal charge flowing through the channel center of the charge transfer portion, since the transfer time is long at the output gate electrode, N - -type semiconductor region 3b is In the conventional charge transfer device having the floating diffusion layer 3 formed, the charge transfer at the output gate electrode 10 is a factor that limits the transfer efficiency of the charge transfer unit.
【0012】上記従来の浮遊拡散増幅器を有する電荷転
送装置では、浮遊拡散容量Cfjを低減するために、浮遊
拡散層3にN-型半導体領域3bが形成されている構造
について説明したが、浮遊拡散容量Cfjをさらに低減す
るために、浮遊拡散層3に注入するP型不純物の注入量
をさらに増加させて、N-型半導体領域3bの代わりに
P-型半導体領域(例えば不純物濃度=5×1016at
oms/cm3程度)が形成されている構造もよく知ら
れている。In the conventional charge transfer device having a floating diffusion amplifier, the structure in which the N − type semiconductor region 3b is formed in the floating diffusion layer 3 in order to reduce the floating diffusion capacitance Cfj has been described. In order to further reduce the capacitance Cfj, the amount of the P-type impurity to be implanted into the floating diffusion layer 3 is further increased so that the P − -type semiconductor region (for example, impurity concentration = 5 × 10 4) is used instead of the N − -type semiconductor region 3b. 16 at
oms / cm 3 ) is also well known.
【0013】この構造では、図24における電位障壁1
7がさらに大きく形成されるため、電荷転送部のチャネ
ル端を流れる信号電荷は、出力ゲート電極10を電荷転
送部のチャネル端からチャネル中央までP-型半導体領
域をさらに大きく回り込むようにして転送される。その
結果、電荷転送部のチャネル端を流れる信号電荷は、電
荷転送部のチャネル中央を流れる信号電荷に比べて、出
力ゲート電極における転送時間がN-型半導体領域3b
を形成した場合よりも長くなり、出力ゲート電極10で
の信号電荷の転送効率がさらに低下するという問題点を
抱えている。In this structure, the potential barrier 1 shown in FIG.
7, the signal charge flowing through the channel end of the charge transfer section is transferred such that the output gate electrode 10 further extends around the P − type semiconductor region from the channel end of the charge transfer section to the center of the channel. You. As a result, the signal charge flowing through the channel end of the charge transfer unit is shorter in the transfer time at the output gate electrode than the signal charge flowing through the center of the channel of the charge transfer unit in the N − type semiconductor region 3b.
Is formed, and the transfer efficiency of signal charges at the output gate electrode 10 is further reduced.
【0014】このため、従来の浮遊拡散増幅器を有する
電荷転送装置では、浮遊拡散容量Cfjを低減するために
浮遊拡散層に注入するP型不純物の注入量を多くすれば
するほど、出力ゲート電極での転送効率が低下してしま
うため、画質的に問題点のない転送効率(例えば全段転
送で99%)を維持しながら、検出感度を増加させるこ
とは困難であった。Therefore, in the conventional charge transfer device having a floating diffusion amplifier, the larger the amount of P-type impurity to be injected into the floating diffusion layer to reduce the floating diffusion capacitance Cfj, the more the output gate electrode becomes. Therefore, it has been difficult to increase the detection sensitivity while maintaining the transfer efficiency (for example, 99% for all-stage transfer) with no problem in image quality.
【0015】本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、浮遊拡散増幅器で
の検出感度の増加と出力ゲート電極での転送効率の向上
を同時に実現することができる電荷転送装置およびその
製造方法を提供する点にある。The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to simultaneously increase the detection sensitivity in a floating diffusion amplifier and the transfer efficiency in an output gate electrode. And a method for manufacturing the same.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明の
要旨は、第1導電型半導体基板上に形成された第2導電
型電荷転送部から信号電荷を受ける浮遊拡散層と、電荷
検出後に前記信号電荷を除去するためのリセットドレイ
ン電源に接続された第2導電型拡散層と、リセットパル
スが供給されるリセットゲート電極から構成されるリセ
ット用MOSFETと、前記浮遊拡散層に接続され当該
浮遊拡散層の電位変動を検出する回路を構成する検出用
MOSFETとを有し、前記浮遊拡散層は、第1導電型
素子分離領域と接することなく当該浮遊拡散層内に島状
に形成され前記検出用MOSFETと接続するための高
濃度の第2導電型半導体領域と、前記第2導電型電荷転
送部の出力ゲート電極から離れて形成され前記第1導電
型素子分離領域および前記高濃度の第2導電型半導体領
域の間に形成される低濃度の第2導電型半導体領域と、
前記出力ゲート電極および前記低濃度の第2導電型半導
体領域の隙間に形成される第2導電型半導体オフセット
領域を備えていることを特徴とする電荷転送装置に存す
る。また、請求項2に記載の発明の要旨は、第1導電型
半導体基板上に形成された第2導電型電荷転送部から信
号電荷を受ける浮遊拡散層と、電荷検出後に前記信号電
荷を除去するためのリセットドレイン電源に接続された
第2導電型拡散層と、リセットパルスが供給されるリセ
ットゲート電極から構成されるリセット用MOSFET
と、前記浮遊拡散層に接続され当該浮遊拡散層の電位変
動を検出する回路を構成する検出用MOSFETとを有
し、前記浮遊拡散層は、第1導電型素子分離領域と接す
ることなく当該浮遊拡散層内に前記第2導電型電荷転送
部の出力ゲート電極から前記リセットゲート電極まで延
在して形成され前記検出用MOSFETと接続するため
の高濃度の第2導電型半導体領域と、前記出力ゲート電
極から離れて形成され前記第1導電型素子分離領域およ
び前記高濃度の第2導電型半導体領域の間に形成される
低濃度の第2導電型半導体領域と、前記出力ゲート電極
および前記低濃度の第2導電型半導体領域の隙間に形成
される第2導電型半導体オフセット領域を備えているこ
とを特徴とする電荷転送装置に存する。また、請求項3
に記載の発明の要旨は、第1導電型半導体基板上に形成
された第2導電型電荷転送部から信号電荷を受ける浮遊
拡散層と、電荷検出後に前記信号電荷を除去するための
リセットドレイン電源に接続された第2導電型拡散層
と、リセットパルスが供給されるリセットゲート電極か
ら構成されるリセット用MOSFETと、前記浮遊拡散
層に接続され当該浮遊拡散層の電位変動を検出する回路
を構成する検出用MOSFETとを有し、前記浮遊拡散
層は、第1導電型素子分離領域と接することなく当該浮
遊拡散層内に島状に形成され前記検出用MOSFETと
接続するための高濃度の第2導電型半導体領域と、前記
第2導電型電荷転送部の出力ゲート電極から離れて形成
され前記第1導電型素子分離領域および前記高濃度の第
2導電型半導体領域の間に形成される第1導電型半導体
領域と、前記出力ゲート電極および前記第1導電型半導
体領域の隙間に形成される第2導電型半導体オフセット
領域を備えていることを特徴とする電荷転送装置に存す
る。また、請求項4に記載の発明の要旨は、第1導電型
半導体基板上に形成された第2導電型電荷転送部から信
号電荷を受ける浮遊拡散層と、電荷検出後に前記信号電
荷を除去するためのリセットドレイン電源に接続された
第2導電型拡散層と、リセットパルスが供給されるリセ
ットゲート電極から構成されるリセット用MOSFET
と、前記浮遊拡散層に接続され当該浮遊拡散層の電位変
動を検出する回路を構成する検出用MOSFETとを有
し、前記浮遊拡散層は、第1導電型素子分離領域と接す
ることなく当該浮遊拡散層内に前記第2導電型電荷転送
部の出力ゲート電極から前記リセットゲート電極まで延
在して形成され前記検出用MOSFETと接続するため
の高濃度の第2導電型半導体領域と、前記出力ゲート電
極から離れて形成され前記第1導電型素子分離領域およ
び前記高濃度の第2導電型半導体領域の間に形成される
第1導電型半導体領域と、前記出力ゲート電極および前
記第1導電型半導体領域の隙間に形成される第2導電型
半導体オフセット領域を備えていることを特徴とする電
荷転送装置に存する。また、請求項5に記載の発明の要
旨は、第1導電型半導体基板上に形成された第2導電型
電荷転送部から信号電荷を受ける浮遊拡散層と、電荷検
出後に前記信号電荷を除去するためのリセットドレイン
電源に接続された第2導電型拡散層と、リセットパルス
が供給されるリセットゲート電極から構成されるリセッ
ト用MOSFETと、前記浮遊拡散層に接続され当該浮
遊拡散層の電位変動を検出する回路を構成する検出用M
OSFETとを有し、前記浮遊拡散層は、当該浮遊拡散
層内に島状に形成され前記検出用MOSFETと接続す
るための高濃度の第2導電型半導体領域と、前記第2導
電型電荷転送部の出力ゲート電極から離れて形成され前
記第2導電型電荷転送部よりもチャネル幅が狭くなるよ
うに形成される第1導電型素子分離領域と、前記出力ゲ
ート電極および前記第1導電型素子分離領域の隙間に形
成される第2導電型半導体オフセット領域を備えている
ことを特徴とする電荷転送装置に存する。また、請求項
6に記載の発明の要旨は、第1導電型半導体基板上に形
成された第2導電型電荷転送部から信号電荷を受ける浮
遊拡散層と、電荷検出後に前記信号電荷を除去するため
のリセットドレイン電源に接続された第2導電型拡散層
と、リセットパルスが供給されるリセットゲート電極か
ら構成されるリセット用MOSFETと、前記浮遊拡散
層に接続され当該浮遊拡散層の電位変動を検出する回路
を構成する検出用MOSFETとを有し、前記浮遊拡散
層は、当該浮遊拡散層内に前記第2導電型電荷転送部の
出力ゲート電極から前記リセットゲート電極まで延在し
て形成され前記検出用MOSFETと接続するための高
濃度の第2導電型半導体領域と、前記出力ゲート電極か
ら離れて形成され前記第2導電型電荷転送部よりもチャ
ネル幅が狭くなるように形成される第1導電型素子分離
領域と、前記出力ゲート電極および前記第1導電型素子
分離領域の隙間に形成される第2導電型半導体オフセッ
ト領域を備えていることを特徴とする電荷転送装置に存
する。また、請求項7に記載の発明の要旨は、前記浮遊
拡散層は、前記第2導電型電荷転送部よりも濃度の高い
前記第2導電型半導体オフセット領域を備えていること
を特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の電
荷転送装置に存する。また、請求項8に記載の発明の要
旨は、前記第2導電型半導体オフセット領域の電荷転送
方向の長さは0.1μm〜2μmであることを特徴とす
る請求項1乃至7のいずれか一項に記載の電荷転送装置
に存する。また、請求項9に記載の発明の要旨は、前記
第2導電型半導体オフセット領域は、前記浮遊拡散層が
前記第2導電型電荷転送部から転送される最大量の信号
電荷を蓄積した場合でも、少なくとも一部の領域が空乏
化していることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか
一項に記載の電荷転送装置に存する。また、請求項10
に記載の発明の要旨は、第1導電型半導体基板の表面領
域に第2導電型半導体層を形成する工程と、前記第2導
電型半導体層の表面上にゲート絶縁膜を介して導電性電
極材料膜を形成する工程と、前記導電性電極材料膜上に
第1のマスク材を形成する工程と、少なくとも浮遊拡散
層を形成する領域上の前記第1のマスク材を除去する工
程と、前記第1のマスク材をマスクとして前記導電性電
極材料膜を除去して少なくとも出力ゲート電極およびリ
セットゲート電極を形成し、当該出力ゲート電極と当該
リセットゲート電極の間に浮遊拡散層を形成する工程
と、前記導電性電極材料膜上および前記ゲート絶縁膜上
の全面に第2のマスク材を形成する工程と、前記出力ゲ
ート電極と前記浮遊拡散層の境界を覆い、少なくとも当
該浮遊拡散層上の前記第2のマスク材を除去する工程
と、少なくとも前記第2のマスク材および前記リセット
ゲート電極をマスクとして当該浮遊拡散層内に第1導電
型不純物をイオン注入する工程とを有することを特徴と
する電荷転送装置の製造方法に存する。また、請求項1
1に記載の発明の要旨は、第1導電型半導体基板の表面
領域に第2導電型半導体層を形成する工程と、前記第2
導電型半導体層の表面上にゲート絶縁膜を介して導電性
電極材料膜を形成する工程と、前記導電性電極材料膜上
に第1のマスク材を形成する工程と、少なくとも浮遊拡
散層を形成する領域上の前記第1のマスク材を除去する
工程と、前記第1のマスク材をマスクとして前記導電性
電極材料膜を除去して少なくとも出力ゲート電極および
リセットゲート電極を形成し、当該出力ゲート電極と当
該リセットゲート電極の間に浮遊拡散層を形成する工程
と、前記第1のマスク材を全面除去して前記導電性電極
材料膜上および前記ゲート絶縁膜上の全面に第2のマス
ク材を形成する工程と、少なくとも前記浮遊拡散層と,
前記出力ゲート電極および前記リセットゲート電極の一
部の領域上の前記第2のマスク材を除去する工程と、少
なくとも前記出力ゲート電極および前記リセットゲート
電極をマスクとして当該浮遊拡散層内に第1導電型不純
物を前記出力ゲート電極側から角度をつけてイオン注入
する工程とを有することを特徴とする電荷転送装置の製
造方法に存する。また、請求項12に記載の発明の要旨
は、第1導電型半導体基板の表面領域に第2導電型半導
体層を形成する工程と、前記第2導電型半導体層の表面
上にゲート絶縁膜を介して導電性電極材料膜を形成する
工程と、前記導電性電極材料膜上に第1のマスク材を形
成する工程と、少なくとも浮遊拡散層を形成する領域上
の前記第1のマスク材を除去する工程と、前記第1のマ
スク材をマスクとして前記導電性電極材料膜を除去して
少なくとも出力ゲート電極およびリセットゲート電極を
形成し、当該出力ゲート電極と当該リセットゲート電極
の間に浮遊拡散層を形成する工程と、前記第1のマスク
材を全面除去して前記導電性電極材料膜上および前記ゲ
ート絶縁膜上の全面に第2のマスク材を形成する工程
と、少なくとも前記浮遊拡散層の前記出力ゲート電極側
の一領域上の前記第2のマスク材を除去する工程と、少
なくとも前記第2のマスク材および前記出力ゲート電極
をマスクとして当該浮遊拡散層内に第2導電型不純物を
イオン注入する工程とを有することを特徴とする電荷転
送装置の製造方法に存する。また、請求項13に記載の
発明の要旨は、第1導電型半導体基板の表面領域に第2
導電型半導体層を形成する工程と、前記第2導電型半導
体層の表面上にゲート絶縁膜を介して導電性電極材料膜
を形成する工程と、前記導電性電極材料膜上に第1のマ
スク材を形成する工程と、少なくとも浮遊拡散層を形成
する領域上の前記第1のマスク材を除去する工程と、前
記第1のマスク材をマスクとして前記導電性電極材料膜
を除去して少なくとも出力ゲート電極およびリセットゲ
ート電極を形成し、当該出力ゲート電極と当該リセット
ゲート電極の間に浮遊拡散層を形成する工程と、少なく
とも前記出力ゲート電極および前記リセットゲート電極
をマスクとして当該浮遊拡散層内に第2導電型不純物を
イオン注入する工程とを有することを特徴とする電荷転
送装置の製造方法に存する。また、請求項14に記載の
発明の要旨は、前記出力ゲート電極と前記リセットゲー
ト電極の間に浮遊拡散層を形成した後、前記導電性電極
材料膜上および前記ゲート絶縁膜上の全面に第3のマス
ク材を形成する工程と、少なくとも前記浮遊拡散層の前
記出力ゲート電極側の一領域上の前記第3のマスク材を
除去する工程と、少なくとも前記第3のマスク材および
前記出力ゲート電極をマスクとして当該浮遊拡散層内に
第2導電型不純物をイオン注入する工程とをさらに有す
ることを特徴とする請求項10または11に記載の電荷
転送装置の製造方法に存する。また、請求項15に記載
の発明の要旨は、前記出力ゲート電極と前記リセットゲ
ート電極の間に浮遊拡散層を形成した後、少なくとも当
該出力ゲート電極および当該リセットゲート電極をマス
クとして当該浮遊拡散層内に第2導電型不純物をイオン
注入する工程をさらに有することを特徴とする請求項1
0または11に記載の電荷転送装置の製造方法に存す
る。The gist of the present invention is that a floating diffusion layer receiving a signal charge from a charge transfer portion of a second conductivity type formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type; A second conductive type diffusion layer connected to a reset drain power supply for removing the signal charge later, a reset MOSFET including a reset gate electrode to which a reset pulse is supplied, and a reset MOSFET connected to the floating diffusion layer. A detection MOSFET constituting a circuit for detecting a potential change of the floating diffusion layer, wherein the floating diffusion layer is formed in an island shape in the floating diffusion layer without contacting the first conductivity type element isolation region. A high-concentration second-conductivity-type semiconductor region for connection to the detection MOSFET; and the first-conductivity-type element isolation region formed apart from the output gate electrode of the second-conductivity-type charge transfer unit. A low concentration of the second conductivity type semiconductor region formed between the fine the high-concentration second conductivity-type semiconductor region,
A charge transfer device is provided with a second conductivity type semiconductor offset region formed in a gap between the output gate electrode and the low concentration second conductivity type semiconductor region. According to another aspect of the present invention, a floating diffusion layer receiving a signal charge from a second conductivity type charge transfer unit formed on a first conductivity type semiconductor substrate, and removing the signal charge after the charge detection. MOSFET comprising a second conductivity type diffusion layer connected to a reset drain power supply for resetting and a reset gate electrode supplied with a reset pulse
And a detection MOSFET connected to the floating diffusion layer and constituting a circuit for detecting a potential change of the floating diffusion layer, wherein the floating diffusion layer does not contact the first conductivity type element isolation region. A high-concentration second-conductivity-type semiconductor region formed in the diffusion layer so as to extend from the output gate electrode of the second-conductivity-type charge transfer section to the reset gate electrode and connecting to the detection MOSFET; A low-concentration second conductivity-type semiconductor region formed apart from the gate electrode and formed between the first conductivity-type element isolation region and the high-concentration second conductivity-type semiconductor region; The charge transfer device includes a second conductivity type semiconductor offset region formed in a gap between the second concentration conductivity type semiconductor region. Claim 3
The gist of the present invention is that a floating diffusion layer receiving a signal charge from a second conductivity type charge transfer unit formed on a first conductivity type semiconductor substrate, and a reset drain power supply for removing the signal charge after the charge detection And a reset MOSFET including a reset gate electrode to which a reset pulse is supplied, and a circuit connected to the floating diffusion layer and detecting a potential change of the floating diffusion layer. The floating diffusion layer is formed in an island shape in the floating diffusion layer without being in contact with the first conductivity type element isolation region, and has a high-concentration second concentration for connecting to the detection MOSFET. A two-conductivity-type semiconductor region, the first-conductivity-type element isolation region formed apart from an output gate electrode of the second-conductivity-type charge transfer section, and the high-concentration second-conductivity-type semiconductor region A charge transfer device comprising: a first conductivity type semiconductor region formed therebetween; and a second conductivity type semiconductor offset region formed in a gap between the output gate electrode and the first conductivity type semiconductor region. Exists. According to another aspect of the present invention, a floating diffusion layer receiving a signal charge from a second conductivity type charge transfer unit formed on a first conductivity type semiconductor substrate, and removing the signal charge after the charge detection. MOSFET comprising a second conductivity type diffusion layer connected to a reset drain power supply for resetting and a reset gate electrode supplied with a reset pulse
And a detection MOSFET connected to the floating diffusion layer and constituting a circuit for detecting a potential change of the floating diffusion layer, wherein the floating diffusion layer does not contact the first conductivity type element isolation region. A high-concentration second-conductivity-type semiconductor region formed in the diffusion layer so as to extend from the output gate electrode of the second-conductivity-type charge transfer section to the reset gate electrode and connecting to the detection MOSFET; A first conductivity type semiconductor region formed apart from the gate electrode and formed between the first conductivity type element isolation region and the high-concentration second conductivity type semiconductor region; the output gate electrode and the first conductivity type; The charge transfer device includes a second conductivity type semiconductor offset region formed in a gap between the semiconductor regions. According to another aspect of the present invention, a floating diffusion layer receiving a signal charge from a second conductivity type charge transfer unit formed on a first conductivity type semiconductor substrate, and removing the signal charge after the charge detection. Reset MOSFET composed of a second conductivity type diffusion layer connected to a reset drain power supply for resetting, a reset gate electrode to which a reset pulse is supplied, and a potential fluctuation of the floating diffusion layer connected to the floating diffusion layer. M for detection constituting a detection circuit
An OSFET, wherein the floating diffusion layer has a high-concentration second conductivity type semiconductor region formed in an island shape in the floating diffusion layer and connected to the detection MOSFET; A first conductivity type element isolation region formed apart from an output gate electrode of the first portion and formed so as to have a channel width smaller than that of the second conductivity type charge transfer portion; and the output gate electrode and the first conductivity type element The charge transfer device includes a second conductivity type semiconductor offset region formed in a gap between the isolation regions. According to another aspect of the present invention, a floating diffusion layer receiving a signal charge from a second conductivity type charge transfer portion formed on a first conductivity type semiconductor substrate, and removing the signal charge after the charge detection. Reset MOSFET composed of a second conductivity type diffusion layer connected to a reset drain power supply for resetting, a reset gate electrode to which a reset pulse is supplied, and a potential fluctuation of the floating diffusion layer connected to the floating diffusion layer. A detection MOSFET constituting a detection circuit, wherein the floating diffusion layer is formed in the floating diffusion layer so as to extend from the output gate electrode of the second conductivity type charge transfer section to the reset gate electrode. A high-concentration second-conductivity-type semiconductor region for connecting to the detection MOSFET; and a channel formed at a distance from the output gate electrode and larger than the second-conductivity-type charge transfer unit. And a second conductivity type semiconductor offset region formed in a gap between the output gate electrode and the first conductivity type device isolation region. Charge transfer device. The gist of the invention described in claim 7 is that the floating diffusion layer includes the second conductivity type semiconductor offset region having a higher concentration than the second conductivity type charge transfer portion. Item 7 is the charge transfer device according to any one of Items 1 to 6. The gist of the invention described in claim 8 is that the length of the second conductivity type semiconductor offset region in the charge transfer direction is 0.1 μm to 2 μm. The charge transfer device described in the above section. Further, the gist of the invention according to claim 9 is that the second conductive type semiconductor offset region stores the maximum amount of signal charges transferred from the second conductive type charge transfer unit in the floating diffusion layer. The charge transfer device according to any one of claims 1 to 8, wherein at least a part of the region is depleted. Claim 10
The gist of the invention described in (1) is a step of forming a second conductivity type semiconductor layer in a surface region of a first conductivity type semiconductor substrate, and a step of forming a conductive electrode on a surface of the second conductivity type semiconductor layer via a gate insulating film. Forming a material film; forming a first mask material on the conductive electrode material film; removing at least the first mask material on a region where a floating diffusion layer is formed; Removing the conductive electrode material film using the first mask material as a mask to form at least an output gate electrode and a reset gate electrode, and forming a floating diffusion layer between the output gate electrode and the reset gate electrode; Forming a second mask material on the entire surface of the conductive electrode material film and the gate insulating film; and covering a boundary between the output gate electrode and the floating diffusion layer, and forming a second mask material on at least the floating diffusion layer. A step of removing a second mask material; and a step of ion-implanting a first conductivity type impurity into the floating diffusion layer using at least the second mask material and the reset gate electrode as a mask. A method for manufacturing a charge transfer device. Claim 1
The gist of the invention described in 1 is a step of forming a second conductivity type semiconductor layer in a surface region of a first conductivity type semiconductor substrate;
Forming a conductive electrode material film on the surface of the conductive semiconductor layer via a gate insulating film, forming a first mask material on the conductive electrode material film, and forming at least a floating diffusion layer Removing the first mask material on a region to be formed, and removing the conductive electrode material film using the first mask material as a mask to form at least an output gate electrode and a reset gate electrode; Forming a floating diffusion layer between the electrode and the reset gate electrode; and removing a first mask material over the entire surface to remove a second mask material over the conductive electrode material film and over the gate insulating film. Forming, and at least the floating diffusion layer,
Removing the second mask material on a part of the output gate electrode and the reset gate electrode; and forming a first conductive material in the floating diffusion layer using at least the output gate electrode and the reset gate electrode as a mask. Ion-implanting a type impurity at an angle from the output gate electrode side. The gist of the invention described in claim 12 is a step of forming a second conductivity type semiconductor layer in a surface region of a first conductivity type semiconductor substrate, and forming a gate insulating film on a surface of the second conductivity type semiconductor layer. Forming a conductive electrode material film via a conductive material layer, forming a first mask material on the conductive electrode material film, and removing the first mask material on at least a region where a floating diffusion layer is to be formed Removing the conductive electrode material film using the first mask material as a mask to form at least an output gate electrode and a reset gate electrode, and a floating diffusion layer between the output gate electrode and the reset gate electrode. Forming a second mask material on the entire surface of the conductive electrode material film and the gate insulating film by removing the entire first mask material; and forming at least the floating diffusion layer Said Removing the second mask material on one region on the side of the power gate electrode, and ion-implanting a second conductivity type impurity into the floating diffusion layer using at least the second mask material and the output gate electrode as a mask And a method of manufacturing a charge transfer device. The gist of the invention described in claim 13 is that the second region is provided on the surface region of the first conductivity type semiconductor substrate.
Forming a conductive type semiconductor layer, forming a conductive electrode material film on a surface of the second conductive type semiconductor layer via a gate insulating film, and forming a first mask on the conductive electrode material film Forming a material, at least a step of removing the first mask material on a region where a floating diffusion layer is to be formed, and removing at least the output by removing the conductive electrode material film using the first mask material as a mask. Forming a gate electrode and a reset gate electrode, and forming a floating diffusion layer between the output gate electrode and the reset gate electrode; and forming at least the output gate electrode and the reset gate electrode as a mask in the floating diffusion layer. And a step of ion-implanting a second conductivity type impurity. Further, the gist of the invention according to claim 14 is that, after forming a floating diffusion layer between the output gate electrode and the reset gate electrode, a first layer is formed on the entire surface of the conductive electrode material film and the gate insulating film. Forming at least one third mask material on at least one region of the floating diffusion layer on the output gate electrode side; and forming at least the third mask material and the output gate electrode. And a step of ion-implanting a second conductivity type impurity into the floating diffusion layer by using a mask as a mask. The gist of the invention according to claim 15 is that, after forming a floating diffusion layer between the output gate electrode and the reset gate electrode, the floating diffusion layer is formed using at least the output gate electrode and the reset gate electrode as a mask. 2. The method according to claim 1, further comprising the step of ion-implanting a second conductivity type impurity into the semiconductor device.
0. The method for manufacturing a charge transfer device according to 0 or 11.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)本発明の第1
の実施形態の電荷転送装置について、その構造、製造方
法、および効果を以下に説明する。まず、本発明の第1
の実施形態の電荷転送装置の最大の特徴である浮遊拡散
層3近傍の構造を図1乃至4を用いて説明する。図1お
よび図2は、第1の実施形態の電荷転送装置の浮遊拡散
層3近傍の平面図であり、図3は、図1のIII−III’線
に沿った断面および電位分布の模式図、図4は、図1の
IV−IV’線に沿った断面および電位分布の模式図であ
る。(First Embodiment) A first embodiment of the present invention.
The structure, manufacturing method, and effects of the charge transfer device according to the embodiment will be described below. First, the first of the present invention
The structure near the floating diffusion layer 3, which is the most significant feature of the charge transfer device according to the embodiment, will be described with reference to FIGS. 1 and 2 are plan views of the vicinity of the floating diffusion layer 3 of the charge transfer device according to the first embodiment. FIG. 3 is a schematic view of a cross section and a potential distribution along line III-III ′ in FIG. 4, FIG.
FIG. 4 is a schematic diagram of a cross section and a potential distribution along a line IV-IV ′.
【0018】第1の実施形態の電荷転送装置の浮遊拡散
層3近傍の構造においては、図1、図3、および図4に
示すように、浮遊拡散層3が、N+型半導体領域3a、
N-型半導体領域3b、およびN-型半導体オフセット領
域18から構成される。N+型半導体領域3aは、P+型
素子分離領域2と接することなく浮遊拡散層3内に島状
に形成され、検出用MOSFETのゲート電極と接続す
るために電荷転送部24のN型半導体領域7よりも高濃
度で形成される。なお、図1において、N+型半導体領
域3aは、浮遊拡散層3内の中央付近に形成されている
が、必ずしも中央付近に形成されている必要はない。N
-型半導体領域3bは、この領域が空乏化するように電
荷転送部24のN型半導体領域7よりも低濃度で形成さ
れ、N-型半導体領域3bの出力ゲート電極10側の領
域端が出力ゲート電極10から離れてP+型素子分離領
域2およびN+型半導体領域3aの間に形成される。N-
型半導体オフセット領域18は、出力ゲート電極10と
N-型半導体領域3bの隙間に、電荷転送部24のN型
半導体領域7と同濃度で形成される。In the structure near the floating diffusion layer 3 of the charge transfer device according to the first embodiment, as shown in FIGS. 1, 3, and 4, the floating diffusion layer 3 is composed of an N + type semiconductor region 3a,
It is composed of an N − type semiconductor region 3 b and an N − type semiconductor offset region 18. The N + -type semiconductor region 3a is formed in the floating diffusion layer 3 in an island shape without contacting the P + -type element isolation region 2, and is connected to the gate electrode of the detection MOSFET so that the N-type semiconductor region 3a It is formed at a higher concentration than the region 7. In FIG. 1, the N + type semiconductor region 3a is formed near the center in the floating diffusion layer 3, but is not necessarily formed near the center. N
The − type semiconductor region 3 b is formed at a lower concentration than the N type semiconductor region 7 of the charge transfer section 24 so that this region is depleted, and the end of the N − type semiconductor region 3 b on the output gate electrode 10 side is output. It is formed between the P + -type element isolation region 2 and the N + -type semiconductor region 3a apart from the gate electrode 10. N -
The type semiconductor offset region 18 is formed in the gap between the output gate electrode 10 and the N − type semiconductor region 3 b at the same concentration as the N type semiconductor region 7 of the charge transfer section 24.
【0019】次に、本発明の第1の実施形態の電荷転送
装置の製造方法を図5および図6を用いて説明する。図
5および図6は、第1の実施形態の製造方法を説明する
ための、図1のIV−IV’線に沿った断面の模式図であ
る。Next, a method of manufacturing the charge transfer device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIGS. 5 and 6 are schematic views of a cross section taken along line IV-IV ′ of FIG. 1 for explaining the manufacturing method of the first embodiment.
【0020】第1の実施形態の製造方法において、P型
半導体基板1上に電荷転送部24のN型半導体領域7お
よびN-型半導体領域8、電荷転送電極12、出力ゲー
ト電極10、リセットゲート電極9を形成する電荷転送
装置の製造方法は、公知の2層電極2相駆動電荷転送装
置と同様である。ここでは、第1の実施形態の製造方法
における最大の特徴である浮遊拡散層3のN-型半導体
領域3bの形成方法を説明する。In the manufacturing method according to the first embodiment, the N-type semiconductor region 7 and the N − -type semiconductor region 8 of the charge transfer portion 24, the charge transfer electrode 12, the output gate electrode 10, and the reset gate are formed on the P-type semiconductor substrate 1. The method of manufacturing the charge transfer device for forming the electrode 9 is the same as that of a known two-layer electrode two-phase drive charge transfer device. Here, a method of forming the N − -type semiconductor region 3b of the floating diffusion layer 3, which is the most significant feature of the manufacturing method of the first embodiment, will be described.
【0021】図5は、N-型半導体領域3bを形成する
第1の製造方法を説明する図である。フォトレジスト2
0は、浮遊拡散層3の出力ゲート電極10側の一領域を
覆うように形成されている。このフォトレジスト20お
よびリセットゲート電極9をマスクとしてP型不純物2
1をイオン注入することにより、出力ゲート電極10か
ら所望の距離を離して、かつリセットゲート電極9に対
して自己整合的にN-型半導体領域3bを形成すること
ができる。FIG. 5 is a view for explaining a first manufacturing method for forming the N − type semiconductor region 3b. Photoresist 2
0 is formed to cover one region of the floating diffusion layer 3 on the output gate electrode 10 side. Using the photoresist 20 and the reset gate electrode 9 as a mask, the P-type impurity 2
By ion-implanting 1, the N − type semiconductor region 3 b can be formed at a desired distance from the output gate electrode 10 and in a self-aligned manner with respect to the reset gate electrode 9.
【0022】図6は、N-型半導体領域3bを形成する
第2の製造方法を説明する図である。浮遊拡散層3の上
にはフォトレジスト20は形成されず、P型不純物21
は、出力ゲート電極10およびリセットゲート電極9を
マスクとしてイオン注入される。この時、P型不純物2
1を転送方向に斜めに傾けて注入することにより、出力
ゲート電極10から所望の距離を離して、かつ出力ゲー
ト電極10およびリセットゲート電極9に対して自己整
合的にN-型半導体領域3bが形成される。FIG. 6 is a view for explaining a second manufacturing method for forming the N − type semiconductor region 3b. No photoresist 20 is formed on the floating diffusion layer 3, and a P-type impurity 21 is formed.
Are ion-implanted using the output gate electrode 10 and the reset gate electrode 9 as a mask. At this time, the P-type impurity 2
1 is implanted obliquely in the transfer direction so that the N − -type semiconductor region 3 b is separated from the output gate electrode 10 by a desired distance and self-aligned with the output gate electrode 10 and the reset gate electrode 9. It is formed.
【0023】次に、本発明の第1の実施形態の電荷転送
装置による効果を説明する。第1の実施形態の電荷転送
装置の構造によれば、第1の効果として、N-型半導体
領域3bは、この領域が空乏化するように電荷転送部2
4のN型半導体領域7よりも低濃度で形成されるため、
電荷転送部24から浮遊拡散層3に転送蓄積された信号
電荷(図3(b)および図4(b)参照)は、浮遊拡散
層3を取り囲むP+型素子分離領域2、リセットゲート
電極9、および出力ゲート電極10との寄生容量が小さ
くなる。その結果、浮遊拡散容量Cfjが低減され、検出
感度が向上する。Next, effects of the charge transfer device according to the first embodiment of the present invention will be described. According to the structure of the charge transfer device of the first embodiment, as a first effect, the N − type semiconductor region 3b is formed such that the charge transfer portion 2 is depleted in this region.
4 is formed at a lower concentration than the N-type semiconductor region 7,
The signal charge transferred from the charge transfer unit 24 to the floating diffusion layer 3 (see FIGS. 3B and 4B) is transferred to the P + -type element isolation region 2 surrounding the floating diffusion layer 3 and the reset gate electrode 9. , And the parasitic capacitance with the output gate electrode 10 is reduced. As a result, the floating diffusion capacitance Cfj is reduced, and the detection sensitivity is improved.
【0024】第2の効果として、N-型半導体領域3b
は、その出力ゲート電極10側の領域端が出力ゲート電
極10から離れて形成され、出力ゲート電極10とN-
型半導体領域3bの隙間には、電荷転送部24のN型半
導体領域7と同濃度のN-型半導体オフセット領域18
が形成されるため、N-型半導体オフセット領域18の
電位19(図4(b)参照)が出力ゲート電極10のチ
ャネル電位23(図4(b)参照)よりも深くなり、従
来の電荷転送装置で発生していた出力ゲート電極10に
おける電位障壁17は消滅する。その結果、電荷転送部
24のチャネル端を流れる信号電荷(図3(b)および
図4(b)参照)は、図1の転送経路16bに示すよう
に、電荷転送部24のチャネル中央を流れる信号電荷
(図3(b)および図4(b)参照)と同様に、出力ゲ
ート電極10を直線的に通って浮遊拡散層3に速やかに
転送され、出力ゲート電極10での転送効率が向上す
る。As a second effect, the N − type semiconductor region 3 b
Is formed such that the end of the region on the output gate electrode 10 side is separated from the output gate electrode 10, and the output gate electrode 10 and N −
In the gap between the n-type semiconductor regions 3b, an N − -type semiconductor offset region 18 having the same concentration as that of the N-type semiconductor region 7 of the charge transfer section 24 is provided.
Is formed, the potential 19 of the N − type semiconductor offset region 18 (see FIG. 4B) becomes deeper than the channel potential 23 of the output gate electrode 10 (see FIG. 4B). The potential barrier 17 in the output gate electrode 10 generated in the device disappears. As a result, the signal charge flowing through the channel end of the charge transfer unit 24 (see FIGS. 3B and 4B) flows through the center of the channel of the charge transfer unit 24 as shown in the transfer path 16b in FIG. As in the case of the signal charges (see FIGS. 3B and 4B), the charge is quickly transferred to the floating diffusion layer 3 through the output gate electrode 10 linearly, and the transfer efficiency at the output gate electrode 10 is improved. I do.
【0025】このように出力ゲート電極10とN-型半
導体領域3bの隙間にN-型半導体オフセット領域18
を形成することにより、N-型半導体オフセット領域1
8の電位19(図4(b)参照)は、その転送方向の長
さを変えることによって深さを調節することが可能とな
る。出力ゲート電極10での信号電荷(図3(b)およ
び図4(b)参照)の転送効率は、N-型半導体オフセ
ット領域18の電位19(図4(b)参照)を深くする
ほど向上する。一方で、N-型半導体オフセット領域1
8の電位19(図4(b)参照)が、電荷転送部24の
最大電荷量が浮遊拡散層3に転送蓄積された時の浮遊拡
散層3の電位VQmax(図3(b)および図4(b)参
照)よりも深くなると、N-型半導体オフセット領域1
8にも信号電荷(図3(b)および図4(b)参照)が
蓄積されるようになる。その結果、信号電荷(図3
(b)および図4(b)参照)は、特にリセットゲート
電極9との寄生容量が大きくなり、浮遊拡散容量Cfjが
増加してしまう。従って、出力ゲート電極10での転送
効率を向上させつつ、浮遊拡散容量Cfjを低減するに
は、N -型半導体オフセット領域18の電位19(図4
(b)参照)が出力ゲート電極10のチャネル電位23
(図4(b)参照)よりも深く、かつ最大電荷蓄積時の
浮遊拡散層3の電位VQmax(図3(b)および図4
(b)参照)よりも浅くなるように調節すれば良く、N
-型半導体オフセット領域18の転送方向の長さは、
0.1〜2μm程度に設定するのが望ましい。As described above, the output gate electrode 10 and N-Mold half
N is set in the gap between the conductor regions 3b.-Type semiconductor offset region 18
To form N-Type semiconductor offset region 1
8 (see FIG. 4B) is the length of the transfer direction.
It is possible to adjust the depth by changing the depth
You. The signal charge at the output gate electrode 10 (see FIG.
4 (b)), the transfer efficiency is N-Type semiconductor offset
The potential 19 (see FIG. 4B) of the cut region 18 is deepened.
The better. On the other hand, N-Type semiconductor offset region 1
8 (see FIG. 4B) is applied to the charge transfer unit 24.
Floating spread when the maximum charge is transferred and stored in the floating diffusion layer 3
The potential V of the layer 3Qmax(See FIG. 3 (b) and FIG. 4 (b)
N)-Type semiconductor offset region 1
8 also has signal charges (see FIGS. 3 (b) and 4 (b)).
Will be accumulated. As a result, signal charges (FIG. 3)
(B) and FIG. 4 (b)) show the reset gate in particular.
The parasitic capacitance with the electrode 9 increases, and the floating diffusion capacitance Cfj increases.
Will increase. Therefore, transfer at the output gate electrode 10
To reduce the floating diffusion capacitance Cfj while improving the efficiency
Is N -4 (see FIG. 4).
(B)) is the channel potential 23 of the output gate electrode 10.
(See FIG. 4B) and deeper than the maximum charge accumulation.
The potential V of the floating diffusion layer 3Qmax(FIGS. 3B and 4
It should be adjusted so that it becomes shallower than (b).
-The length of the semiconductor offset region 18 in the transfer direction is
It is desirable to set it to about 0.1 to 2 μm.
【0026】また、第1の実施形態の電荷転送装置の製
造方法によれば、第3の効果として、第1の製造方法で
は、フォトレジスト20の出力ゲート電極10側のエッ
ジ位置を変えることにより、N-型半導体領域3bのオ
フセット量を自由に設定することができ、かつ、N-型
半導体領域3bのリセットゲート電極9側のエッジは、
リセットゲート電極9に対して自己整合的に設定される
ため、N-型半導体領域3bのマスク合わせズレによる
浮遊拡散容量Cfjの変動を抑制することができる。さら
に、第2の製造方法では、P型不純物21の注入する角
度を変えることにより、N-型半導体領域3bのオフセ
ット量を自由に設定することができ、かつ、N-型半導
体領域3bの出力ゲート電極10側およびリセットゲー
ト電極9側のエッジは、それぞれ出力ゲート電極10お
よびリセットゲート電極9に対して自己整合的に決定さ
れるため、N-型半導体領域3bのマスク合わせズレに
よる浮遊拡散容量Cfjの変動を、第1の製造方法よりも
さらに抑制することができる。According to the method of manufacturing the charge transfer device of the first embodiment, as a third effect, in the first manufacturing method, the edge position of the photoresist 20 on the output gate electrode 10 side is changed. , The offset amount of the N − type semiconductor region 3b can be freely set, and the edge of the N − type semiconductor region 3b on the reset gate electrode 9 side is
Since the setting is performed in a self-aligned manner with respect to the reset gate electrode 9, the fluctuation of the floating diffusion capacitance Cfj due to the mask misalignment of the N − type semiconductor region 3b can be suppressed. Further, in the second manufacturing method, the offset amount of the N − -type semiconductor region 3b can be freely set by changing the angle at which the P-type impurity 21 is implanted, and the output of the N − -type semiconductor region 3b can be set. edge of the gate electrode 10 side and the reset gate electrode 9 side, since each is determined in a self-aligned manner with respect to the output gate electrode 10 and the reset gate electrode 9, N - -type floating diffusion capacitance by mask misalignment semiconductor region 3b Variations in Cfj can be further suppressed than in the first manufacturing method.
【0027】上記の説明は、図1に示すN+型半導体領
域3aが浮遊拡散層3内に島状に形成されている電荷転
送装置について適用されるが、第1の実施形態の電荷転
送装置は、図2に示すように、N+型半導体領域3a’
が浮遊拡散層3内に出力ゲート電極10からリセットゲ
ート電極9まで延在して形成されていても良い。なお、
図2において、N+型半導体領域3aは、浮遊拡散層3
内の中央付近に形成されているが、必ずしも中央付近に
形成されている必要はない。この構造では、浮遊拡散層
3がチャージアップしたり、N-型半導体領域3bの不
純物濃度が低くなり浮遊拡散層3の空乏化した時の電位
が低下した場合でも、高濃度のN+型半導体領域3a’
が出力ゲート電極10からリセットゲート電極9まで延
在して形成されていることにより、この出力ゲート電極
10からリセットゲート電極9までの間でチャネルが空
乏化することがないため、浮遊拡散容量Cfjの変動が少
なく、検出感度の安定した電荷転送装置が実現されると
いう第4の効果を奏する。The above description is applied to the charge transfer device in which the N + type semiconductor region 3a shown in FIG. 1 is formed in the floating diffusion layer 3 in an island shape. Represents an N + type semiconductor region 3a ′, as shown in FIG.
May be formed in the floating diffusion layer 3 so as to extend from the output gate electrode 10 to the reset gate electrode 9. In addition,
In FIG. 2, the N + type semiconductor region 3a is a floating diffusion layer 3
Although it is formed near the center of the inside, it is not necessarily required to be formed near the center. In this structure, even if the floating diffusion layer 3 is charged up or the potential at the time of depletion of the floating diffusion layer 3 due to the decrease in the impurity concentration of the N − type semiconductor region 3b decreases, the high concentration N + type semiconductor Region 3a '
Is formed extending from the output gate electrode 10 to the reset gate electrode 9, the channel does not deplete from the output gate electrode 10 to the reset gate electrode 9, so that the floating diffusion capacitance Cfj The fourth effect is that a charge transfer device with small fluctuations in the sensitivity and stable detection sensitivity is realized.
【0028】本発明の第1の実施形態の電荷転送装置に
ついてさらに詳しく説明する。まず、本発明の第1の実
施の形態の電荷転送装置の構造を図1乃至4を用いて説
明する。図1および図2は、第1の実施の形態の電荷転
送装置の浮遊拡散層3近傍の平面図であり、図3は、図
1のIII−III’線に沿った断面および電位分布の模式
図、図4は、図1のIV−IV’線に沿った断面および電位
分布の模式図である。The charge transfer device according to the first embodiment of the present invention will be described in more detail. First, the structure of the charge transfer device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 are plan views of the vicinity of the floating diffusion layer 3 of the charge transfer device according to the first embodiment. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III ′ of FIG. FIG. 4 and FIG. 4 are schematic views of a cross section and a potential distribution along the line IV-IV ′ in FIG.
【0029】図1乃至4で用いる各符号は、図19乃至
21の符号と対応している。すなわち、図1乃至4にお
いて、1はP型半導体基板、2は素子分離のための高濃
度のP+型素子分離領域、3は浮遊拡散層、3aは浮遊
拡散層のN+型半導体領域、3bは浮遊拡散層のN-型半
導体領域、4はリセットドレイン電圧VRD(図3
(b)および図4(b)参照)に接続された高濃度のN
+型リセットドレイン、7,8はそれぞれ2相駆動電荷
転送部24のN型半導体領域7および同一導電型で信号
電荷(図3(b)および図4(b)参照)の逆戻り防止
用のN-型半導体領域3b、9はリセットパルスФRが
印加されるリセットゲート電極9、10は電荷転送部2
4の最終段の定電圧が印加された出力ゲート電極10,
11,12はそれぞれ電荷転送パルスФH1およびФH2
が印加される電荷転送電極12、13は検出回路のドレ
イン電源VDD、19はN型半導体オフセット領域の電
位、23は出力ゲート電極のチャネル電位、24は電荷
転送部を示している。The reference numerals used in FIGS. 1 to 4 correspond to the reference numerals in FIGS. 1 to 4, 1 is a P-type semiconductor substrate, 2 is a high-concentration P + -type element isolation region for element isolation, 3 is a floating diffusion layer, 3a is an N + -type semiconductor region of a floating diffusion layer, 3b is an N − type semiconductor region of the floating diffusion layer, and 4 is a reset drain voltage VRD (FIG.
(B) and FIG. 4 (b)).
The + -type reset drains 7, 8 are N-type semiconductor regions 7 of the two-phase drive charge transfer unit 24 and Ns of the same conductivity type for preventing signal charges (see FIGS. 3B and 4B) from returning back. The reset gate electrodes 9 and 10 to which the reset pulse ΔR is applied are connected to the charge transfer section 2.
4, the output gate electrode 10, to which the constant voltage of the final stage is applied,
11 and 12 are charge transfer pulses ФH1 and ФH2, respectively.
Are the drain power supply VDD of the detection circuit, 19 is the potential of the N-type semiconductor offset region, 23 is the channel potential of the output gate electrode, and 24 is the charge transfer section.
【0030】第1の実施の形態の電荷転送装置の構造は
図1、図3、および図4を参照すると、浮遊拡散層3
が、N+型半導体領域3a、N-型半導体領域3b、およ
びN-型半導体オフセット領域18から構成される。N+
型半導体領域3aは、P+型素子分離領域2と接するこ
となく浮遊拡散層3内に島状に形成され、検出用MOS
FETのゲート電極5と接続するために不純物濃度1×
1017atoms/cm 3程度の電荷転送部24のN型
半導体領域7よりも高濃度(1×1019atoms/c
m3程度)で形成される。N-型半導体領域3bは、この
領域が空乏化するように電荷転送部24のN型半導体領
域7よりも低濃度(5×1016atoms/cm3程
度)で形成され、N-型半導体領域3bの出力ゲート電
極10側の領域端が出力ゲート電極10から0.3μm
程度離れてP+型素子分離領域2およびN+型半導体領域
3aの間に形成される。N-型半導体オフセット領域1
8は、出力ゲート電極10とN-型半導体領域3bの隙
間に、電荷転送部24のN型半導体領域7と同濃度(1
×1017atoms/cm3程度)で形成される。The structure of the charge transfer device of the first embodiment is
Referring to FIGS. 1, 3 and 4, the floating diffusion layer 3
Is N+Type semiconductor region 3a, N-Type semiconductor region 3b, and
And N-It is composed of a type semiconductor offset region 18. N+
Type semiconductor region 3a+Contact with the die isolation region 2
Is formed in the floating diffusion layer 3 in an island shape, and the detection MOS
In order to connect to the gate electrode 5 of the FET, an impurity concentration of 1 ×
1017atoms / cm ThreeN-type charge transfer unit 24
Higher concentration than semiconductor region 7 (1 × 1019atoms / c
mThreeDegree). N-Type semiconductor region 3b
The N-type semiconductor region of the charge transfer section 24 is depleted so that the region is depleted.
Lower concentration than area 7 (5 × 1016atoms / cmThreeAbout
Degrees) and N-Gate voltage of the semiconductor region 3b
The end of the region on the pole 10 side is 0.3 μm from the output gate electrode 10
P away+Type element isolation region 2 and N+Semiconductor region
3a. N-Type semiconductor offset region 1
8 is the output gate electrode 10 and N-Gap in semiconductor region 3b
In the meantime, the same concentration as the N-type semiconductor region 7 of the charge transfer section 24 (1
× 1017atoms / cmThreeDegree).
【0031】このように出力ゲート電極10とN-型半
導体領域3bの隙間を0.3μm程度とし、その隙間に
N-型半導体オフセット領域18を形成することによ
り、N-型半導体オフセット領域18の電位19(図4
(b)参照)は約12Vに設定される。出力ゲート電圧
が1.5V、リセットドレイン電圧VRD(図3(b)
および図4(b)参照)が15Vに設定され、電荷転送
部24から10万電子数の電荷が浮遊拡散容量Cfj=8
fFの浮遊拡散層3に転送された場合、出力ゲート電極
10のチャネル電位23(図4(b)参照)は約10
V、最大電荷量が転送蓄積された時の浮遊拡散層3の電
位VQmax(図3(b)および図4(b)参照)は約13
Vとなる。従って、出力ゲート電極10のチャネル電位
23(図4(b)参照)(約10V)<N-型半導体オ
フセット領域18の電位19(図4(b)参照)(約1
2V)となるため、電荷転送部24のチャネル端を流れ
る信号電荷(図3(b)および図4(b)参照)は、図
1の転送経路16bに示すように、出力ゲート電極10
を直線的に通って浮遊拡散層3に速やかに転送され、出
力ゲート電極10での転送効率が向上する。また、N-
型半導体オフセット領域18の電位19(図4(b)参
照)(約12V)<最大電荷量が転送蓄積された時の浮
遊拡散層3の電位VQmax(図3(b)および図4(b)
参照)(約13V)となるため、N-型半導体オフセッ
ト領域18に信号電荷(図3(b)および図4(b)参
照)が蓄積されることはなく、浮遊拡散容量Cfjは増加
しない。[0031] Thus the output gate electrode 10 and the N - by forming a type semiconductor offset region 18, N - - clearance type semiconductor region 3b is about 0.3 [mu] m, N in the gap type semiconductor offset region 18 Potential 19 (FIG. 4)
(See (b)) is set to about 12V. The output gate voltage is 1.5 V, the reset drain voltage VRD (FIG. 3B)
And FIG. 4B) is set to 15 V, and the charge of 100,000 electrons is transferred from the charge transfer unit 24 to the floating diffusion capacitance Cfj = 8.
When transferred to the floating diffusion layer 3 of fF, the channel potential 23 (see FIG. 4B) of the output gate electrode 10 becomes about 10
V, the potential V Qmax of the floating diffusion layer 3 when the maximum charge amount is transferred and accumulated (see FIGS. 3B and 4B) is about 13
V. Accordingly, the channel potential 23 of the output gate electrode 10 (see FIG. 4B) (about 10 V) <the potential 19 of the N − type semiconductor offset region 18 (see FIG. 4B) (about 1 V).
2V), the signal charge (see FIGS. 3B and 4B) flowing through the channel end of the charge transfer section 24 is applied to the output gate electrode 10 as shown in the transfer path 16b of FIG.
Is transferred to the floating diffusion layer 3 in a straight line, and the transfer efficiency at the output gate electrode 10 is improved. In addition, N -
4 (see FIG. 4B) (approximately 12 V) <potential V Qmax of the floating diffusion layer 3 when the maximum amount of charge is transferred and accumulated (see FIGS. 3B and 4B). )
(See FIG. 3B) (about 13 V), so that no signal charge (see FIGS. 3B and 4B) is accumulated in the N − type semiconductor offset region 18 and the floating diffusion capacitance Cfj does not increase.
【0032】次に、本発明の第1の実施の形態の電荷転
送装置の製造方法を図5および図6を用いて説明する。
図5および図6は、第1の実施の形態の製造方法を説明
するための、図1のIV−IV’線に沿った断面の模式図で
ある。Next, a method of manufacturing the charge transfer device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 and FIG. 6 are schematic views of a cross section taken along line IV-IV ′ of FIG. 1 for explaining the manufacturing method of the first embodiment.
【0033】第1の実施の形態の製造方法において、P
型半導体基板1上に電荷転送部24のN型半導体領域7
およびN-型半導体領域8、電荷転送電極12、出力ゲ
ート電極10、リセットゲート電極9を形成する電荷転
送装置の製造方法は、公知の2層電極2相駆動電荷転送
装置と同様である。ここでは、第1の実施の形態の製造
方法における最大の特徴であるN-型半導体領域3bの
形成方法を説明する。In the manufacturing method according to the first embodiment, P
Semiconductor region 7 of charge transfer section 24 on semiconductor substrate 1
The method of manufacturing the charge transfer device for forming the N − type semiconductor region 8, the charge transfer electrode 12, the output gate electrode 10, and the reset gate electrode 9 is the same as a known two-layer electrode two-phase drive charge transfer device. Here, a method of forming the N − type semiconductor region 3b, which is the most significant feature of the manufacturing method according to the first embodiment, will be described.
【0034】図5は、N-型半導体領域3bを形成する
第1の製造方法を説明する図である。フォトレジスト2
0は、浮遊拡散層3の出力ゲート電極10側から0.3
μm程度の領域を覆うように形成されている。このフォ
トレジスト20およびリセットゲート電極9をマスクと
してP型不純物21を5×1011atoms/cm2程
度の注入量でイオン注入することにより、出力ゲート電
極10から0.3μm程度の距離を離して、かつリセッ
トゲート電極9に対して自己整合的にN-型半導体領域
3bを形成することができる。FIG. 5 is a view for explaining a first manufacturing method for forming the N − type semiconductor region 3b. Photoresist 2
0 is 0.3 from the output gate electrode 10 side of the floating diffusion layer 3.
It is formed so as to cover an area of about μm. Using the photoresist 20 and the reset gate electrode 9 as a mask, the P-type impurity 21 is ion-implanted at an implantation amount of about 5 × 10 11 atoms / cm 2, so as to be separated from the output gate electrode 10 by a distance of about 0.3 μm. N − type semiconductor region 3 b can be formed in a self-aligned manner with reset gate electrode 9.
【0035】図6は、N-型半導体領域3bを形成する
第2の製造方法を説明する図である。浮遊拡散層3の上
にはフォトレジスト20は形成されず、P型不純物21
は、膜厚0.3μm程度の出力ゲート電極10およびリ
セットゲート電極9をマスクとして5×1011atom
s/cm2程度の注入量でイオン注入される。この時、
P型不純物21を転送方向に45度程度傾けて注入する
ことにより、出力ゲート電極10から0.3μm程度の
距離を離して、かつ出力ゲート電極10およびリセット
ゲート電極9に対して自己整合的にN-型半導体領域3
bを形成することができる。FIG. 6 is a view for explaining a second manufacturing method for forming the N − type semiconductor region 3b. No photoresist 20 is formed on the floating diffusion layer 3, and a P-type impurity 21 is formed.
Is set to 5 × 10 11 atoms using the output gate electrode 10 and the reset gate electrode 9 having a thickness of about 0.3 μm as a mask.
The ions are implanted at a dose of about s / cm 2 . At this time,
By implanting the P-type impurity 21 at an angle of about 45 degrees in the transfer direction, the P-type impurity 21 is separated from the output gate electrode 10 by a distance of about 0.3 μm, and is self-aligned with the output gate electrode 10 and the reset gate electrode 9. N - type semiconductor region 3
b can be formed.
【0036】上記の説明は、図1に示すN+型半導体領
域3aが浮遊拡散層3内に島状に形成されている電荷転
送装置について適用されるが、第1の実施の形態の電荷
転送装置は、図2に示すように、N+型半導体領域3
a’が浮遊拡散層3内に出力ゲート電極10からリセッ
トゲート電極9まで1μm程度の幅で延在して形成され
ていても良い。The above description is applied to the charge transfer device in which the N + type semiconductor region 3a shown in FIG. 1 is formed in the floating diffusion layer 3 in an island shape, but the charge transfer device of the first embodiment is applied. The device has an N + type semiconductor region 3 as shown in FIG.
a ′ may be formed in the floating diffusion layer 3 so as to extend from the output gate electrode 10 to the reset gate electrode 9 with a width of about 1 μm.
【0037】(第2の実施形態)本発明の第2の実施形
態の電荷転送装置について、その構造、および効果を以
下に説明する。まず、本発明の第2の実施形態の電荷転
送装置の最大の特徴である浮遊拡散層3近傍の構造を図
7乃至9を用いて説明する。図7は、第2の実施形態の
電荷転送装置の浮遊拡散層3近傍の平面図であり、図8
は、図7のIII−III’線に沿った断面および電位分布の
模式図、図9は、図7のIV−IV’線に沿った断面および
電位分布の模式図である。(Second Embodiment) The structure and effects of a charge transfer device according to a second embodiment of the present invention will be described below. First, the structure near the floating diffusion layer 3, which is the most significant feature of the charge transfer device according to the second embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a plan view of the vicinity of the floating diffusion layer 3 of the charge transfer device according to the second embodiment.
Is a schematic diagram of a cross section and a potential distribution along the line III-III ′ in FIG. 7, and FIG. 9 is a schematic diagram of a cross section and a potential distribution along the line IV-IV ′ of FIG.
【0038】第2の実施形態の電荷転送装置の浮遊拡散
層3近傍の構造は図7乃至9を参照して、浮遊拡散層3
のN-型半導体領域3bに変わってP-型半導体領域3c
が形成されていることを除けば、第1の実施形態の電荷
転送装置の構造と同じである。従って、ここではP-型
半導体領域3cの構成のみ説明する。The structure near the floating diffusion layer 3 of the charge transfer device according to the second embodiment is described with reference to FIGS.
P - type semiconductor region 3c instead of N - type semiconductor region 3b of FIG.
The structure is the same as the structure of the charge transfer device of the first embodiment except that the structure is formed. Therefore, only the configuration of the P − type semiconductor region 3c will be described here.
【0039】P-型半導体領域3cは、この領域が空乏
化するように電荷転送部24のN型半導体領域7よりも
低濃度で形成され、P-型半導体領域3cの出力ゲート
電極10側の領域端が出力ゲート電極10から離れてP
+型素子分離領域2およびN+型半導体領域3aの間に形
成される。[0039] P - -type semiconductor region 3c, this region is formed at a lower concentration than the N-type semiconductor region 7 of the charge transfer section 24 so depleted, P - -type semiconductor region 3c of the output gate electrode 10 side The end of the region is separated from the output gate electrode 10 by P
It is formed between the + type element isolation region 2 and the N + type semiconductor region 3a.
【0040】本発明の第2の実施形態の電荷転送装置の
製造方法は図5および図6を参照して、P型不純物21
の注入量を除けば、第1の実施形態の電荷転送装置の製
造方法と同じである。すなわち、第2の実施形態では、
P型不純物21の注入量を第1の実施形態よりもさらに
多くすることにより、浮遊拡散層3のN-型半導体領域
3bの代わりにP-型半導体領域3cを形成している。The method of manufacturing the charge transfer device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Except for the injection amount, the method is the same as the method of manufacturing the charge transfer device of the first embodiment. That is, in the second embodiment,
By increasing the implantation amount of the P-type impurity 21 more than in the first embodiment, the P − -type semiconductor region 3c is formed instead of the N − -type semiconductor region 3b of the floating diffusion layer 3.
【0041】次に、本発明の第2の実施形態の電荷転送
装置による効果を説明する。第2の実施形態の電荷転送
装置によれば、第1の実施形態の電荷装置と同様に第
1、第2、および第3の効果が得られるが、特に第1の
効果が顕著となる。すなわち、第2の実施形態では、浮
遊拡散層3にP-型半導体領域3cが形成されることに
より、この領域が第1の実施形態よりもさらに空乏化さ
れ、電荷転送部24から浮遊拡散層3に転送蓄積された
信号電荷(図8(b)および図9(b)参照)は、浮遊
拡散層3を取り囲むP+型素子分離領域2、リセットゲ
ート電極9、および出力ゲート電極10との寄生容量が
さらに小さくなる。その結果、浮遊拡散容量Cfjが大き
く低減され、検出感度が第1の実施形態の電荷転送装置
よりも向上する。Next, the effect of the charge transfer device according to the second embodiment of the present invention will be described. According to the charge transfer device of the second embodiment, the first, second, and third effects can be obtained similarly to the charge device of the first embodiment, but the first effect is particularly remarkable. That is, in the second embodiment, the P − type semiconductor region 3 c is formed in the floating diffusion layer 3, so that this region is further depleted than in the first embodiment, and the charge transfer unit 24 removes the floating diffusion layer from the charge transfer unit 24. The signal charge (see FIGS. 8 (b) and 9 (b)) transferred and accumulated in the P.sub.3 is connected to the P.sup. + Type element isolation region 2 surrounding the floating diffusion layer 3, the reset gate electrode 9, and the output gate electrode 10. The parasitic capacitance is further reduced. As a result, the floating diffusion capacitance Cfj is greatly reduced, and the detection sensitivity is improved as compared with the charge transfer device of the first embodiment.
【0042】なお、出力ゲート電極10とP-型半導体
領域3cの隙間に形成されるN-型半導体オフセット領
域18の転送方向の長さは、第1の実施形態の電荷転送
装置と同様の理由により、0.1〜2μm程度に設定す
るのが望ましい。The length of the N − type semiconductor offset region 18 formed in the gap between the output gate electrode 10 and the P − type semiconductor region 3 c in the transfer direction is the same as that of the charge transfer device of the first embodiment. Therefore, it is desirable to set the thickness to about 0.1 to 2 μm.
【0043】さらに、上記の説明は、図7に示すN+型
半導体領域3aが浮遊拡散層3内に島状に形成されてい
る電荷転送装置について適用されるが、第2の実施形態
の電荷転送装置は、第1の実施形態の電荷転送装置と同
様に、N+型半導体領域3aが浮遊拡散層3内に出力ゲ
ート電極10からリセットゲート電極9まで延在して形
成されていても良い。この場合、第1の実施の形態にお
ける第4の効果と同様の効果が得られる。Further, the above description is applied to the charge transfer device in which the N + type semiconductor region 3a shown in FIG. 7 is formed in the floating diffusion layer 3 in an island shape. In the transfer device, similarly to the charge transfer device of the first embodiment, the N + -type semiconductor region 3a may be formed in the floating diffusion layer 3 so as to extend from the output gate electrode 10 to the reset gate electrode 9. . In this case, the same effect as the fourth effect in the first embodiment can be obtained.
【0044】本発明の第2の実施形態の電荷転送装置に
ついてさらに詳しく説明する。まず、本発明の第2の実
施の形態の電荷転送装置の構造を図7乃至9を用いて説
明する。図7は、第2の実施の形態の電荷転送装置の浮
遊拡散層3近傍の平面図であり、図8は、図7のIII−I
II’線に沿った断面および電位分布の模式図、図9は、
図7のIV−IV’線に沿った断面および電位分布の模式図
である。The charge transfer device according to the second embodiment of the present invention will be described in more detail. First, the structure of the charge transfer device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a plan view of the vicinity of the floating diffusion layer 3 of the charge transfer device according to the second embodiment, and FIG.
FIG. 9 is a schematic view of a cross section and a potential distribution along the line II ′,
FIG. 8 is a schematic view of a cross section and a potential distribution along a line IV-IV ′ in FIG. 7.
【0045】図7乃至9で用いる各符号は、第1の実施
の形態と同様に、図19乃至21の符号と対応してい
る。第2の実施の形態の電荷転送装置の構造は図7乃至
9を参照して、浮遊拡散層3のP-型半導体領域3cが
形成されていることを除けば、第1の実施の形態の電荷
転送装置の構造と同じである。従って、ここではP-型
半導体領域3cの構成のみ説明する。The symbols used in FIGS. 7 to 9 correspond to the symbols in FIGS. 19 to 21, as in the first embodiment. The structure of the charge transfer device of the second embodiment is the same as that of the first embodiment except that the P − type semiconductor region 3c of the floating diffusion layer 3 is formed with reference to FIGS. It has the same structure as the charge transfer device. Therefore, only the configuration of the P − type semiconductor region 3c will be described here.
【0046】P-型半導体領域3cは、この領域が空乏
化するように5×1016atoms/cm3程度のP型
不純物21濃度で形成され、P-型半導体領域3cの出
力ゲート電極10側の領域端が出力ゲート電極10から
0.5μm程度離れてP+型素子分離領域2およびN+型
半導体領域3aの間に形成される。The P − type semiconductor region 3 c is formed with a P type impurity 21 concentration of about 5 × 10 16 atoms / cm 3 so that this region is depleted, and the P − type semiconductor region 3 c is closer to the output gate electrode 10. Is formed between the P + -type element isolation region 2 and the N + -type semiconductor region 3a at a distance of about 0.5 μm from the output gate electrode 10.
【0047】このように出力ゲート電極10とP-型半
導体領域3cの隙間を0.5μm程度とし、その隙間に
N-型半導体オフセット領域18を形成することによ
り、第1の実施の形態の電荷転送装置と同様に、N-型
半導体オフセット領域18の電位19(図9(b)参
照)は約12Vに設定される。出力ゲート電極10とP
-型半導体領域3cの隙間、すなわちN-型半導体オフセ
ット領域18の転送方向の長さ(約0.5μm)が第1
の実施の形態の電荷転送装置のそれ(約0.3μm)よ
りも長いのは、第1の実施の形態のN-型半導体領域3
bよりも電位の低くなったP-型半導体領域3cの影響
により、N-型半導体オフセット領域18の電位19
(図9(b)参照)が出力ゲート電極10のチャネル電
位23(図9(b)参照)よりも低くなることを防ぐた
めである。As described above, the gap between the output gate electrode 10 and the P − -type semiconductor region 3 c is set to about 0.5 μm, and the N − -type semiconductor offset region 18 is formed in the gap. Similarly to the transfer device, the potential 19 of the N − type semiconductor offset region 18 (see FIG. 9B) is set to about 12V. Output gate electrode 10 and P
The gap (about 0.5 μm) in the transfer direction of the N − type semiconductor offset region 18, that is, the gap between the − type semiconductor regions 3 c is the first.
The length of the charge transfer device of the second embodiment (about 0.3 μm) is longer than that of the N − type semiconductor region 3 of the first embodiment.
The potential 19 of the N − -type semiconductor offset region 18 is affected by the P − -type semiconductor region 3 c having a potential lower than that of the N − -type semiconductor region 3 c.
This is to prevent (see FIG. 9B) from becoming lower than the channel potential 23 of the output gate electrode 10 (see FIG. 9B).
【0048】本発明の第2の実施の形態の電荷転送装置
の製造方法は、図5および図6を参照して、P型不純物
21の注入量および注入角度を除けば、第1の実施の形
態の電荷転送装置の第1および第2の製造方法と同じで
ある。すなわち、第2の実施の形態では、P型不純物2
1の注入量を第1の実施の形態よりもさらに多くして
1.5×1012atoms/cm2程度とすることによ
り、浮遊拡散層3のP-型半導体領域3cを形成してい
る。また、P型不純物21を傾けて注入する場合には、
転送方向に60度程度傾けて注入することにより、出力
ゲート電極10から0.5μm程度の距離を離してP-
型半導体領域3cを形成することができる。The method of manufacturing the charge transfer device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. It is the same as the first and second manufacturing methods of the charge transfer device of the embodiment. That is, in the second embodiment, the P-type impurity 2
The P − type semiconductor region 3c of the floating diffusion layer 3 is formed by increasing the implantation amount of 1 to about 1.5 × 10 12 atoms / cm 2 more than in the first embodiment. When the P-type impurity 21 is implanted at an angle,
By injecting tilted about 60 degrees in the forward direction, P from the output gate electrode 10 at a distance of about 0.5 [mu] m -
The type semiconductor region 3c can be formed.
【0049】上記の説明は、図7に示すN+型半導体領
域3aが浮遊拡散層3内に島状に形成されている電荷転
送装置について適用されるが、第2の実施の形態の電荷
転送装置は、第1の実施形態の電荷転送装置と同様に、
N+型半導体領域3aが浮遊拡散層3内に出力ゲート電
極10からリセットゲート電極9まで1μm程度の幅で
延在して形成されていても良い。The above description is applied to the charge transfer device in which the N + type semiconductor region 3a shown in FIG. 7 is formed in the floating diffusion layer 3 in an island shape. The device is similar to the charge transfer device of the first embodiment,
The N + type semiconductor region 3a may be formed in the floating diffusion layer 3 so as to extend from the output gate electrode 10 to the reset gate electrode 9 with a width of about 1 μm.
【0050】(第3の実施形態)本発明の第3の実施形
態の電荷転送装置について、その構造、製造方法、およ
び効果を以下に説明する。(Third Embodiment) The structure, manufacturing method and effects of a charge transfer device according to a third embodiment of the present invention will be described below.
【0051】まず、本発明の第3の実施形態の電荷転送
装置の最大の特徴である浮遊拡散層3近傍の構造を図1
0乃至13を用いて説明する。図10および図11は、
第3の実施形態の電荷転送装置の浮遊拡散層3近傍の平
面図であり、図12は、図10のIII−III’線に沿った
断面および電位分布の模式図、図13は、図10のIV−
IV’線に沿った断面および電位分布の模式図である。First, the structure near the floating diffusion layer 3 which is the most significant feature of the charge transfer device according to the third embodiment of the present invention is shown in FIG.
Description will be made using 0 to 13. FIG. 10 and FIG.
FIG. 12 is a plan view of the vicinity of the floating diffusion layer 3 of the charge transfer device according to the third embodiment. FIG. IV-
FIG. 4 is a schematic view of a cross section and a potential distribution along a line IV ′.
【0052】第3の実施形態の電荷転送装置の浮遊拡散
層3近傍の構造は図10乃至13を参照して、浮遊拡散
層3のP+型素子分離領域3dで規定されるチャネル幅
が、電荷転送部24のP+型素子分離領域2で規定され
るチャネル幅よりも狭く形成されていることを除けば、
第1の実施形態の電荷転送装置の構造と同じである。従
って、ここでは浮遊拡散層3のP+型素子分離領域3d
の構成のみ説明する。Referring to FIGS. 10 to 13, the structure of the charge transfer device of the third embodiment near the floating diffusion layer 3 has a channel width defined by the P + -type element isolation region 3d of the floating diffusion layer 3. Except that the charge transfer portion 24 is formed narrower than the channel width defined by the P + -type element isolation region 2,
This is the same as the structure of the charge transfer device of the first embodiment. Therefore, here, the P + -type element isolation region 3d of the floating diffusion layer 3 is used.
Only the configuration will be described.
【0053】浮遊拡散層3のP+型素子分離領域3d
は、この領域のチャネル幅が電荷転送部24のP+型素
子分離領域2のチャネル幅よりも狭く形成され、さらに
浮遊拡散層3のP+型素子分離領域3dの出力ゲート電
極10と対面する領域端が出力ゲート電極10から離れ
て形成される。なお、N+型半導体領域3aと浮遊拡散
層3のP+型素子分離領域3dは、必ずしも離れている
必要はなく、お互いに接していたり重なっていても良
い。The P + -type element isolation region 3d of the floating diffusion layer 3
Are formed such that the channel width of this region is smaller than the channel width of the P + -type device isolation region 2 of the charge transfer portion 24, and furthermore, faces the output gate electrode 10 of the P + -type device isolation region 3 d of the floating diffusion layer 3. A region end is formed apart from output gate electrode 10. Note that the N + -type semiconductor region 3a and the P + -type element isolation region 3d of the floating diffusion layer 3 do not necessarily need to be separated from each other, and may be in contact with each other or overlap each other.
【0054】次に、本発明の第3の実施形態の電荷転送
装置による効果を説明する。第3の実施形態の電荷転送
装置によれば、第1および第2の実施形態の電荷転送装
置と同様に第1および第2の効果が得られるが、特に第
1の効果がさらに顕著となる。すなわち、第3の実施形
態では、浮遊拡散層3のチャネル幅が、電荷転送部24
のチャネル幅よりも狭く形成されることにより、浮遊拡
散層3に転送された信号は、浮遊拡散層3のP+型素子
分離領域3d、リセットゲート電極9、および出力ゲー
ト電極10で囲まれる微少な領域のみに蓄積される。そ
の結果、浮遊拡散容量Cfjがさらに低減され、検出感度
が第1および第2の実施形態の電荷転送装置よりも向上
する。Next, the effects of the charge transfer device according to the third embodiment of the present invention will be described. According to the charge transfer device of the third embodiment, the first and second effects can be obtained similarly to the charge transfer devices of the first and second embodiments, but the first effect is particularly remarkable. . That is, in the third embodiment, the channel width of the floating diffusion layer 3 is
Is formed narrower than the channel width of the floating diffusion layer 3, the signal transferred to the floating diffusion layer 3 is very small surrounded by the P + -type element isolation region 3 d of the floating diffusion layer 3, Is accumulated only in the area where As a result, the floating diffusion capacitance Cfj is further reduced, and the detection sensitivity is improved as compared with the charge transfer devices of the first and second embodiments.
【0055】また、第3の実施形態の電荷転送装置は、
第1および第2の実施形態の電荷転送装置のように、浮
遊拡散層3のN-型半導体領域3bやP-型半導体領域3
cを追加して形成する必要がなく、P+型素子分離領域
2の浮遊拡散層3における形状を変更するだけで実現で
きる。従って、電荷転送装置を製造するためのマスク数
や工程数を削減して、製造コストや製造期間を削減する
ことができるという第5の効果を奏する。Further, the charge transfer device of the third embodiment
As in the charge transfer devices of the first and second embodiments, the N − type semiconductor region 3 b and the P − type semiconductor region 3
It is not necessary to additionally form c, and it can be realized only by changing the shape of the floating diffusion layer 3 of the P + -type element isolation region 2. Therefore, the fifth effect that the number of masks and the number of steps for manufacturing the charge transfer device can be reduced and the manufacturing cost and the manufacturing period can be reduced can be obtained.
【0056】なお、出力ゲート電極10とP+型素子分
離領域3dの隙間に形成されるN-型半導体オフセット
領域18の転送方向の長さは、第1の実施形態の電荷転
送装置と同様の理由により、0.1〜2μm程度に設定
するのが望ましい。また、浮遊拡散層3のP+型素子分
離領域3dで規定されるチャネル幅は、浮遊拡散容量C
fjをできるだけ小さくするため、浮遊拡散層3の出力ゲ
ート電極10からリセットゲート電極9にかけてのチャ
ネル中央付近の電位が狭チャネル効果によりリセットド
レイン電圧VRD(図12(b)および図13(b)参
照)よりも浅くならない範囲でなるべく狭く形成した方
が良く、0.5〜5μm程度に設定するのが望ましい。The length of the N − type semiconductor offset region 18 formed in the gap between the output gate electrode 10 and the P + type element isolation region 3 d in the transfer direction is the same as that of the charge transfer device of the first embodiment. For this reason, it is desirable to set it to about 0.1 to 2 μm. The channel width defined by the P + -type element isolation region 3d of the floating diffusion layer 3 is equal to the floating diffusion capacitance C
In order to reduce fj as much as possible, the potential near the center of the channel from the output gate electrode 10 to the reset gate electrode 9 of the floating diffusion layer 3 is reduced by the reset drain voltage VRD due to the narrow channel effect (see FIGS. 12B and 13B). It is better to form as narrow as possible within a range not to be shallower than in ()), and it is desirable to set it to about 0.5 to 5 μm.
【0057】さらに、上記の説明は、図10に示すN+
型半導体領域3aが浮遊拡散層3内に島状に形成されて
いる電荷転送装置について適用されるが、第3の実施形
態の電荷転送装置は、第1の実施形態の電荷転送装置と
同様に、N+型半導体領域3aが浮遊拡散層3内に出力
ゲート電極10からリセットゲート電極9まで延在して
形成されていても良い。この場合、第1の実施の形態に
おける第4の効果と同様の効果が得られる。Further, the above description is based on the N + shown in FIG.
The present invention is applied to a charge transfer device in which the type semiconductor region 3a is formed in the floating diffusion layer 3 in an island shape. The charge transfer device of the third embodiment is similar to the charge transfer device of the first embodiment. , N + type semiconductor region 3 a may be formed in floating diffusion layer 3 so as to extend from output gate electrode 10 to reset gate electrode 9. In this case, the same effect as the fourth effect in the first embodiment can be obtained.
【0058】また、第3の実施形態の電荷転送装置は、
図11に示すように、浮遊拡散層3のP+型素子分離領
域3d’が出力ゲート電極10から浮遊拡散層3にかけ
て徐々に絞り込まれるように形成されていても良い。こ
の場合、N-型半導体オフセット領域18の電位分布が
チャネル端からチャネル中央に向けて徐々に深くなって
いくため、この領域の電荷転送電界が強化され、出力ゲ
ート電極10から浮遊拡散層3にかけての転送効率がさ
らに向上する。Further, the charge transfer device according to the third embodiment
As shown in FIG. 11, the P + -type element isolation region 3 d ′ of the floating diffusion layer 3 may be formed so as to be gradually narrowed from the output gate electrode 10 to the floating diffusion layer 3. In this case, the potential distribution of the N − -type semiconductor offset region 18 gradually becomes deeper from the channel end toward the center of the channel. Transfer efficiency is further improved.
【0059】本発明の第3の実施形態の電荷転送装置に
ついてさらに詳しく説明する。まず、本発明の第3の実
施の形態の電荷転送装置の構造を図10乃至13を用い
て説明する。図10および図11は、第3の実施の形態
の電荷転送装置の浮遊拡散層3近傍の平面図であり、図
12は、図11のIII−III’線に沿った断面および電位
分布の模式図、図13は、図11のIV−IV’線に沿った
断面および電位分布の模式図である。The charge transfer device according to the third embodiment of the present invention will be described in more detail. First, the structure of the charge transfer device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11 are plan views of the vicinity of the floating diffusion layer 3 of the charge transfer device according to the third embodiment, and FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of FIG. FIG. 13 and FIG. 13 are schematic views of a cross section and a potential distribution along the line IV-IV ′ in FIG.
【0060】図10乃至13で用いる各符号は、第1の
実施の形態と同様に、図19乃至21の符号と対応して
いる。第3の実施の形態の電荷転送装置の構造は図10
乃至13を参照して、浮遊拡散層3のP+型素子分離領
域3dで規定されるチャネル幅が、電荷転送部24のP
+型素子分離領域2で規定されるチャネル幅よりも狭く
形成されていることを除けば、第1の実施の形態の電荷
転送装置の構造と同じである。従って、ここでは浮遊拡
散層3のP+型素子分離領域3dの構成のみ説明する。The symbols used in FIGS. 10 to 13 correspond to the symbols in FIGS. 19 to 21, as in the first embodiment. The structure of the charge transfer device according to the third embodiment is shown in FIG.
13 to 13, the channel width defined by the P + -type element isolation region 3d of the floating diffusion layer 3 is
The structure is the same as that of the charge transfer device of the first embodiment except that the channel width is smaller than the channel width defined by the + type element isolation region 2. Therefore, here, only the configuration of the P + -type element isolation region 3d of the floating diffusion layer 3 will be described.
【0061】浮遊拡散層3のP+型素子分離領域3d
は、1×1018atoms/cm3程度の高濃度のP型
不純物21で形成され、P+型素子分離領域3dの出力
ゲート電極10と対面する領域端は出力ゲート電極10
から0.7μm程度離れて形成される。また、P+型素
子分離領域3dで規定されるチャネル幅は、浮遊拡散層
3の出力ゲート電極10からリセットゲート電極9にか
けてのチャネル中央付近の電位が狭チャネル効果により
リセットドレイン電圧VRD(図12(b)および図1
3(b)参照)よりも浅くならないように2μm程度で
形成される。The P + -type element isolation region 3d of the floating diffusion layer 3
Is formed of a high-concentration P-type impurity 21 of about 1 × 10 18 atoms / cm 3 , and the end of the P + -type element isolation region 3d facing the output gate electrode 10 is the output gate electrode 10
Is formed at a distance of about 0.7 μm. The channel width defined by the P + -type element isolation region 3d is such that the potential near the center of the channel from the output gate electrode 10 to the reset gate electrode 9 of the floating diffusion layer 3 is the reset drain voltage VRD (FIG. 12) due to the narrow channel effect. (B) and FIG.
3 (b)) so as not to be shallower than 2 μm.
【0062】このように出力ゲート電極10とP+型素
子分離領域3dの隙間を0.7μm程度とし、その隙間
にN-型半導体オフセット領域18を形成することによ
り、第1および第2の実施の形態の電荷転送装置と同様
に、N-型半導体オフセット領域18の電位19(図1
3(b)参照)は約12Vに設定される。出力ゲート電
極10とP+型素子分離領域3dの隙間、すなわちN-型
半導体オフセット領域18の転送方向の長さ(約0.7
μm)が第2の実施の形態の電荷転送装置のそれ(約
0.5μm)よりも長いのは、第2の実施の形態のP-
型半導体領域3cよりもさらに電位の低くなったP+型
素子分離領域3dの影響により、N-型半導体オフセッ
ト領域18の電位19(図13(b)参照)が出力ゲー
ト電極10のチャネル電位23(図13(b)参照)よ
りも低くなることを防ぐためである。As described above, the gap between the output gate electrode 10 and the P + -type element isolation region 3 d is set to about 0.7 μm, and the N − -type semiconductor offset region 18 is formed in the gap. As in the charge transfer device of the embodiment, the potential 19 of the N − -type semiconductor offset region 18 (see FIG.
3 (b)) is set to about 12V. A gap between the output gate electrode 10 and the P + type element isolation region 3d, that is, the length of the N − type semiconductor offset region 18 in the transfer direction (about 0.7
μm) is longer than that of the charge transfer device of the second embodiment (about 0.5 μm) because of P − of the second embodiment.
The potential 19 of the N − -type semiconductor offset region 18 (see FIG. 13B) is changed to the channel potential 23 of the output gate electrode 10 by the influence of the P + -type element isolation region 3 d whose potential is lower than that of the type semiconductor region 3 c. (See FIG. 13B).
【0063】上記の説明は、図10に示すN+型半導体
領域3aが浮遊拡散層3内に島状に形成されている電荷
転送装置について適用されるが、第3の実施の形態の電
荷転送装置は、第1の実施形態の電荷転送装置と同様
に、N+型半導体領域3aが浮遊拡散層3内に出力ゲー
ト電極10からリセットゲート電極9まで1μm程度の
幅で延在して形成されていても良い。この場合、浮遊拡
散層3の出力ゲート電極10からリセットゲート電極9
にかけてのチャネル中央付近の電位は狭チャネル効果に
よりリセットドレイン電圧VRD(図12(b)および
図13(b)参照)よりも浅くなることがないため、P
+型素子分離領域3dで規定されるチャネル幅は1μm
程度まで狭めることができ、浮遊拡散容量Cfjをさらに
低減することが可能となる。The above description is applied to the charge transfer device in which the N + type semiconductor region 3a shown in FIG. 10 is formed in the floating diffusion layer 3 in an island shape, but the charge transfer device according to the third embodiment is applied. In the device, similarly to the charge transfer device of the first embodiment, an N + type semiconductor region 3a is formed in the floating diffusion layer 3 so as to extend from the output gate electrode 10 to the reset gate electrode 9 with a width of about 1 μm. May be. In this case, from the output gate electrode 10 of the floating diffusion layer 3 to the reset gate electrode 9
, The potential near the center of the channel does not become shallower than the reset drain voltage VRD (see FIGS. 12B and 13B) due to the narrow channel effect.
The channel width defined by the + type element isolation region 3d is 1 μm
The floating diffusion capacitance Cfj can be further reduced.
【0064】また、第3の実施の形態の電荷転送装置
は、図11に示すように、浮遊拡散層3のP+型素子分
離領域3d’が出力ゲート電極10から浮遊拡散層3に
かけて60度程度の角度で徐々に絞り込まれるように形
成されていても良い。In the charge transfer device according to the third embodiment, as shown in FIG. 11, the P + -type element isolation region 3 d ′ of the floating diffusion It may be formed so that it is narrowed down gradually at an angle of about.
【0065】(第4の実施形態)本発明の第4の実施形
態の電荷転送装置について、その構造、製造方法、およ
び効果を以下に説明する。(Fourth Embodiment) The structure, manufacturing method, and effect of a charge transfer device according to a fourth embodiment of the present invention will be described below.
【0066】まず、本発明の第4の実施形態の電荷転送
装置の最大の特徴である浮遊拡散層3近傍の構造を図1
4乃至16を用いて説明する。図14は、第4の実施形
態の電荷転送装置の浮遊拡散層3近傍の平面図であり、
図15は、図14のIII−III’線に沿った断面および電
位分布の模式図、図16は、図14のIV−IV’線に沿っ
た断面および電位分布の模式図である。First, the structure near the floating diffusion layer 3 which is the most significant feature of the charge transfer device according to the fourth embodiment of the present invention is shown in FIG.
This will be described with reference to 4 to 16. FIG. 14 is a plan view near the floating diffusion layer 3 of the charge transfer device according to the fourth embodiment.
FIG. 15 is a schematic diagram of a cross section and a potential distribution along the line III-III ′ in FIG. 14, and FIG. 16 is a schematic diagram of a cross section and a potential distribution along the line IV-IV ′ of FIG.
【0067】第4の実施形態の電荷転送装置の浮遊拡散
層3近傍の構造は図14乃至16を参照して、N-型半
導体オフセット領域18のN型不純物濃度を除けば、第
1の実施形態の電荷転送装置の構造と同じである。従っ
て、ここではN-型半導体オフセット領域18の構成の
み説明する。The structure near the floating diffusion layer 3 of the charge transfer device of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment except for the N-type impurity concentration of the N − type semiconductor offset region 18 with reference to FIGS. This is the same as the structure of the charge transfer device of the embodiment. Therefore, only the configuration of the N − type semiconductor offset region 18 will be described here.
【0068】N-型半導体オフセット領域18は、出力
ゲート電極10とN-型半導体領域3bの隙間に形成さ
れ、この領域のN型不純物濃度は、電荷転送部24のN
型半導体領域7のN型不純物濃度よりも高濃度で形成さ
れる。The N − -type semiconductor offset region 18 is formed in the gap between the output gate electrode 10 and the N − -type semiconductor region 3b.
The semiconductor region 7 is formed at a higher concentration than the N-type impurity concentration.
【0069】次に、本発明の第4の実施形態の電荷転送
装置の製造方法を図17,18を用いて説明する。図1
7,18は、第4の実施形態の製造方法を説明するため
の、図14のIV−IV’線に沿った断面の模式図である。Next, a method of manufacturing the charge transfer device according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG.
FIGS. 7 and 18 are schematic views of a cross section taken along line IV-IV ′ of FIG. 14 for explaining the manufacturing method of the fourth embodiment.
【0070】本発明の第4の実施形態の電荷転送装置の
製造方法は図17,18を参照して、N-型半導体オフ
セット領域18にN型不純物22を注入することを除け
ば、第1の実施形態の電荷転送装置の製造方法と同じで
ある。ここでは、第4の実施形態の製造方法における最
大の特徴であるN-型半導体オフセット領域18の形成
方法を説明する。Referring to FIGS. 17 and 18, the method of manufacturing the charge transfer device according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 17 and 18 except that N-type impurity 22 is implanted into N − -type semiconductor offset region 18. This is the same as the method of manufacturing the charge transfer device according to the embodiment. Here, a description will be given of a method of forming the N − type semiconductor offset region 18 which is the most significant feature of the manufacturing method of the fourth embodiment.
【0071】図17は、N-型半導体オフセット領域1
8を形成する第1の製造方法を説明する図である。フォ
トレジスト20は、浮遊拡散層3の出力ゲート電極10
側の一領域に隙間を空けるように形成されている。この
フォトレジスト20および出力ゲート電極10をマスク
としてN型不純物22をイオン注入することにより、出
力ゲート電極10とN-型半導体領域3bの隙間に、電
荷転送部24のN型半導体領域7よりも高い濃度のN-
型半導体オフセット領域18を、出力ゲート電極10に
対して自己整合的に形成することができる。FIG. 17 shows an N - type semiconductor offset region 1.
FIG. 9 is a diagram illustrating a first manufacturing method for forming No. 8; The photoresist 20 is formed on the output gate electrode 10 of the floating diffusion layer 3.
It is formed so as to leave a gap in one area on the side. By the N-type impurity 22 using the photoresist 20 and the output gate electrode 10 as a mask ion implantation, an output gate electrode 10 and the N - gap type semiconductor region 3b, than the N-type semiconductor region 7 of the charge transfer section 24 of high concentration N -
The type semiconductor offset region 18 can be formed in a self-aligned manner with respect to the output gate electrode 10.
【0072】図18は、N-型半導体オフセット領域1
8を形成する第2の製造方法を説明する図である。浮遊
拡散層3の上にはフォトレジスト20は形成されず、N
型不純物22は、出力ゲート電極10およびリセットゲ
ート電極9をマスクとして自己整合的にイオン注入され
る。この時、N-型半導体領域3bが形成される領域に
もN型不純物22が注入されて、この部分のN型不純物
濃度が高くなってしまうため、N-型半導体領域3bが
形成される領域の不純物濃度は、あらかじめ低濃度のN
型またはP型に設定しておく必要がある。FIG. 18 shows an N - type semiconductor offset region 1.
FIG. 9 is a diagram illustrating a second manufacturing method for forming No. 8; No photoresist 20 is formed on the floating diffusion layer 3 and N
The type impurity 22 is ion-implanted in a self-aligned manner using the output gate electrode 10 and the reset gate electrode 9 as a mask. In this, N - -type semiconductor region N-type impurity 22 in a region 3b is formed is injected, since the N-type impurity concentration of this portion becomes high, N - region -type semiconductor region 3b is formed The impurity concentration of N
Type or P type.
【0073】次に、本発明の第4の実施形態の電荷転送
装置による効果を説明する。第4の実施形態の電荷転送
装置によれば、第1の実施形態の電荷装置と同様に第1
および第2の効果が得られるが、特に第2の効果が顕著
となる。すなわち、第4の実施形態では、出力ゲート電
極10とN-型半導体領域3bの隙間に、電荷転送部2
4のN型半導体領域7よりも高い濃度のN-型半導体オ
フセット領域18が形成されるため、従来の電荷転送装
置で発生していた出力ゲート電極10における電位障壁
17が消滅するだけでなく、図16に示されるように、
出力ゲート電極10から浮遊拡散層3にかけての電荷転
送電界が強化され、出力ゲート電極10での転送効率が
向上する。Next, the effects of the charge transfer device according to the fourth embodiment of the present invention will be described. According to the charge transfer device of the fourth embodiment, the first charge transfer device is similar to the charge transfer device of the first embodiment.
And the second effect is obtained, but the second effect is particularly remarkable. That is, in the fourth embodiment, the charge transfer section 2 is provided in the gap between the output gate electrode 10 and the N − type semiconductor region 3b.
Since the N − type semiconductor offset region 18 having a higher concentration than that of the N type semiconductor region 7 of No. 4 is formed, not only the potential barrier 17 in the output gate electrode 10 generated in the conventional charge transfer device disappears, but also As shown in FIG.
The charge transfer electric field from the output gate electrode 10 to the floating diffusion layer 3 is strengthened, and the transfer efficiency at the output gate electrode 10 is improved.
【0074】なお、出力ゲート電極10とN-型半導体
領域3bの隙間に形成されるN-型半導体オフセット領
域18の転送方向の長さは、第1の実施形態の電荷転送
装置と同様の理由により、0.1〜2μm程度に設定す
るのが望ましい。The length of the N − type semiconductor offset region 18 formed in the gap between the output gate electrode 10 and the N − type semiconductor region 3b in the transfer direction is the same as that of the charge transfer device of the first embodiment. Therefore, it is desirable to set the thickness to about 0.1 to 2 μm.
【0075】また、第4の実施形態の電荷転送装置の製
造方法によれば、第6の効果として、第1の製造方法で
は、N-型半導体オフセット領域18の出力ゲート電極
10側のエッジは、出力ゲート電極10に対して自己整
合的に設定されるため、N-型半導体オフセット領域1
8のマスク合わせズレによる浮遊拡散容量Cfjの変動を
抑制することができる。さらに、第2の製造方法では、
N-型半導体オフセット領域18を形成する際、浮遊拡
散層3の全面に出力ゲート電極10およびリセットゲー
ト電極9に対して自己整合的にN型不純物22を注入す
ることにより、N-型半導体オフセット領域18のマス
ク合わせズレによる浮遊拡散容量Cfjの変動を、第1の
製造方法よりもさらに抑制することができる。According to the method of manufacturing the charge transfer device of the fourth embodiment, as a sixth effect, in the first manufacturing method, the edge of the N − type semiconductor offset region 18 on the side of the output gate electrode 10 is Is set in a self-aligned manner with respect to the output gate electrode 10, so that the N − type semiconductor offset region 1
8, the fluctuation of the floating diffusion capacitance Cfj due to the mask misalignment can be suppressed. Further, in the second manufacturing method,
When the N − type semiconductor offset region 18 is formed, the N − type semiconductor offset is implanted into the entire surface of the floating diffusion layer 3 in a self-aligned manner with respect to the output gate electrode 10 and the reset gate electrode 9. Variations in the floating diffusion capacitance Cfj due to mask misalignment in the region 18 can be further suppressed as compared with the first manufacturing method.
【0076】さらに、上記の説明は、図14に示すN+
型半導体領域3aが浮遊拡散層3内に島状に形成されて
いる電荷転送装置について適用されるが、第4の実施形
態の電荷転送装置は、第1の実施形態の電荷転送装置と
同様に、N+型半導体領域3aが浮遊拡散層3内に出力
ゲート電極10からリセットゲート電極9まで延在して
形成されていても良い。この場合、第1の実施の形態に
おける第4の効果と同様の効果が得られる。Further, the above description is based on the N +
The present invention is applied to a charge transfer device in which the type semiconductor region 3a is formed in the floating diffusion layer 3 in an island shape. The charge transfer device of the fourth embodiment is similar to the charge transfer device of the first embodiment. , N + type semiconductor region 3 a may be formed in floating diffusion layer 3 so as to extend from output gate electrode 10 to reset gate electrode 9. In this case, the same effect as the fourth effect in the first embodiment can be obtained.
【0077】また、第4の実施形態の電荷転送装置で
は、第1の実施形態の電荷転送装置のN-型半導体オフ
セット領域18にN型不純物22をイオン注入した場合
について説明したが、第2および第3の実施形態の電荷
転送装置についても、浮遊拡散層3のN-型半導体オフ
セット領域18にN型不純物22をイオン注入しても良
く、この場合も第4の実施形態の電荷転送装置と同様の
効果を得ることができる。In the charge transfer device of the fourth embodiment, the case where the N-type impurity 22 is ion-implanted into the N − -type semiconductor offset region 18 of the charge transfer device of the first embodiment has been described. In the charge transfer device of the third embodiment, the N-type impurity 22 may be ion-implanted into the N − -type semiconductor offset region 18 of the floating diffusion layer 3. The same effect as described above can be obtained.
【0078】なお、本発明は、上記各実施形態の構成お
よび製造方法に限定されず、本発明の技術思想の範囲内
において、各実施形態は適宜変更され得ることは明らか
である。It should be noted that the present invention is not limited to the configuration and the manufacturing method of each of the above embodiments, and it is clear that each embodiment can be appropriately modified within the scope of the technical idea of the present invention.
【0079】本発明の第4の実施形態の電荷転送装置に
ついてさらに詳しく説明する。まず、本発明の第4の実
施の形態の電荷転送装置の構造を図14乃至16を用い
て説明する。図14は、第4の実施の形態の電荷転送装
置の浮遊拡散層3近傍の平面図であり、図15は、図1
4のIII−III’線に沿った断面および電位分布の模式
図、図16は、図14のIV−IV’線に沿った断面および
電位分布の模式図である。The charge transfer device according to the fourth embodiment of the present invention will be described in more detail. First, the structure of the charge transfer device according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a plan view of the vicinity of the floating diffusion layer 3 of the charge transfer device according to the fourth embodiment, and FIG.
FIG. 16 is a schematic diagram of a cross section along line III-III ′ and a potential distribution, and FIG. 16 is a schematic diagram of a cross section along line IV-IV ′ of FIG.
【0080】図14乃至16で用いる各符号は、第1の
実施の形態と同様に、図19乃至21の符号と対応して
いる。第4の実施の形態の電荷転送装置の構造は図14
乃至16を参照して、N-型半導体オフセット領域18
のN型不純物濃度を除けば、第1の実施の形態の電荷転
送装置の構造と同じである。従って、ここではN-型半
導体オフセット領域18の構成のみ説明する。Each of the reference numerals used in FIGS. 14 to 16 corresponds to the reference numerals in FIGS. 19 to 21, as in the first embodiment. The structure of the charge transfer device according to the fourth embodiment is shown in FIG.
To 16, the N − type semiconductor offset region 18
The structure is the same as that of the charge transfer device of the first embodiment except for the N-type impurity concentration of the first embodiment. Therefore, only the configuration of the N − type semiconductor offset region 18 will be described here.
【0081】N-型半導体領域3bは、その出力ゲート
電極10側の領域端が出力ゲート電極10から0.15
μm程度離れてP+型素子分離領域2およびN+型半導体
領域3aの間に形成される。さらに、N-型半導体オフ
セット領域18は、出力ゲート電極10とN-型半導体
領域3bの隙間に形成され、この領域のN型不純物濃度
は、電荷転送部24のN型半導体領域7のN型不純物濃
度1×1017atoms/cm3よりも高濃度(2×1
017atoms/cm3)で形成される。The end of the N − type semiconductor region 3 b on the side of the output gate electrode 10 is 0.15 from the output gate electrode 10.
It is formed between the P + -type element isolation region 2 and the N + -type semiconductor region 3a at a distance of about μm. Further, the N − type semiconductor offset region 18 is formed in the gap between the output gate electrode 10 and the N − type semiconductor region 3 b, and the N type impurity concentration of this region is An impurity concentration higher than 1 × 10 17 atoms / cm 3 (2 × 1
0 17 atoms / cm 3 ).
【0082】出力ゲート電極10とN-型半導体領域3
bの隙間、すなわちN-型半導体オフセット領域18の
転送方向の長さ(約0.15μm)が第1の実施の形態
の電荷転送装置のそれ(約0.3μm)よりも短いの
は、N型不純物濃度が高くなることによるN-型半導体
オフセット領域18のチャネル電位23(図16(b)
参照)の増加を防ぐためである。このように出力ゲート
電極10とN-型半導体領域3bの隙間を0.15μm
程度とし、その隙間にN型不純物濃度2×1017ato
ms/cm3のN-型半導体オフセット領域18を形成す
ることにより、第1の実施の形態の電荷転送装置と同様
に、N-型半導体オフセット領域18の電位19(図1
6(b)参照)は約12Vに設定される。Output gate electrode 10 and N − type semiconductor region 3
The reason why the gap b, that is, the length (about 0.15 μm) in the transfer direction of the N − type semiconductor offset region 18 is shorter than that of the charge transfer device of the first embodiment (about 0.3 μm) is N Potential of the N − -type semiconductor offset region 18 due to the increase in the impurity concentration of the N type (FIG. 16B)
(See Reference). Thus, the gap between the output gate electrode 10 and the N − type semiconductor region 3b is set to 0.15 μm.
And an N-type impurity concentration of 2 × 10 17 at
By forming the N − type semiconductor offset region 18 of ms / cm 3 , the potential 19 of the N − type semiconductor offset region 18 (see FIG. 1) as in the charge transfer device of the first embodiment.
6 (b)) is set to about 12V.
【0083】次に、本発明の第4の実施の形態の電荷転
送装置の製造方法を図17,18を用いて説明する。図
17,18は、第4の実施の形態の製造方法を説明する
ための、図14のIV−IV’線に沿った断面の模式図であ
る。Next, a method of manufacturing the charge transfer device according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIGS. 17 and 18 are schematic views of a cross section taken along line IV-IV ′ of FIG. 14 for explaining the manufacturing method according to the fourth embodiment.
【0084】本発明の第4の実施の形態の電荷転送装置
の製造方法は図17,18を参照して、N-型半導体オ
フセット領域18のN型不純物濃度を除けば、第1の実
施形態の電荷転送装置の製造方法と同じである。ここで
は、第4の実施の形態の製造方法における最大の特徴で
あるN-型半導体オフセット領域18の形成方法を説明
する。Referring to FIGS. 17 and 18, the manufacturing method of the charge transfer device according to the fourth embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment except for the N-type impurity concentration of N − type semiconductor offset region 18. This is the same as the method of manufacturing the charge transfer device described above. Here, a method of forming the N − type semiconductor offset region 18 which is the most significant feature of the manufacturing method of the fourth embodiment will be described.
【0085】図17は、N-型半導体オフセット領域1
8を形成する第1の製造方法を説明する図である。フォ
トレジスト20は、浮遊拡散層3の出力ゲート電極10
側の一領域に0.15μmの隙間を空けるように形成さ
れている。このフォトレジスト20および出力ゲート電
極10をマスクとしてN型不純物22を1×1012at
oms/cm2程度の注入量でイオン注入することによ
り、出力ゲート電極10とN-型半導体領域3bの隙間
に、電荷転送部24のN型半導体領域7よりも高い濃度
のN-型半導体オフセット領域18を、出力ゲート電極
10に対して自己整合的に形成することができる。FIG. 17 shows an N - type semiconductor offset region 1.
FIG. 9 is a diagram illustrating a first manufacturing method for forming No. 8; The photoresist 20 is formed on the output gate electrode 10 of the floating diffusion layer 3.
It is formed so as to leave a gap of 0.15 μm in one area on the side. Using the photoresist 20 and the output gate electrode 10 as a mask, the N-type impurity 22 is 1 × 10 12 at.
By implanting ions at an implantation amount of about oms / cm 2, an N − type semiconductor offset having a higher concentration than the N − type semiconductor region 7 of the charge transfer unit 24 is inserted into the gap between the output gate electrode 10 and the N − type semiconductor region 3 b. The region 18 can be formed in a self-aligned manner with respect to the output gate electrode 10.
【0086】図18は、N-型半導体オフセット領域1
8を形成する第2の製造方法を説明する図である。浮遊
拡散層3の上にはフォトレジスト20は形成されず、N
型不純物22は、出力ゲート電極10およびリセットゲ
ート電極9をマスクとして1×1012atoms/cm
2程度の注入量で自己整合的にイオン注入される。この
時、N-型半導体領域3bが形成される領域にもN型不
純物22が注入されて、この部分のN型不純物濃度が高
くなってしまうため、N-型半導体領域3bが形成され
る領域の不純物濃度は、あらかじめ5×1016atom
s/cm3程度のP型に設定しておく必要がある。FIG. 18 shows an N - type semiconductor offset region 1.
FIG. 9 is a diagram illustrating a second manufacturing method for forming No. 8; No photoresist 20 is formed on the floating diffusion layer 3 and N
The type impurity 22 is 1 × 10 12 atoms / cm using the output gate electrode 10 and the reset gate electrode 9 as a mask.
Ion implantation is performed in a self-aligned manner with an implantation amount of about 2 . In this, N - -type semiconductor region N-type impurity 22 in a region 3b is formed is injected, since the N-type impurity concentration of this portion becomes high, N - region -type semiconductor region 3b is formed Is 5 × 10 16 atoms in advance.
It is necessary to set a P type of about s / cm 3 .
【0087】上記の説明は、図14に示すN+型半導体
領域3aが浮遊拡散層3内に島状に形成されている電荷
転送装置について適用されるが、第4の実施の形態の電
荷転送装置は、第1の実施の形態の電荷転送装置と同様
に、N+型半導体領域3aが浮遊拡散層3内に出力ゲー
ト電極10からリセットゲート電極9まで1μm程度の
幅で延在して形成されていても良い。The above description is applied to the charge transfer device in which the N + type semiconductor region 3a shown in FIG. 14 is formed in the floating diffusion layer 3 in an island shape, but the charge transfer device according to the fourth embodiment is applied. In the device, similarly to the charge transfer device of the first embodiment, an N + -type semiconductor region 3a is formed in the floating diffusion layer 3 so as to extend from the output gate electrode 10 to the reset gate electrode 9 with a width of about 1 μm. It may be.
【0088】また、第4の実施の形態の電荷転送装置で
は、第1の実施の形態の電荷転送装置のN-型半導体オ
フセット領域18に1×1012atoms/cm2程度
のN型不純物22をイオン注入した場合について説明し
たが、第2および第3の実施の形態の電荷転送装置につ
いても、浮遊拡散層3のN-型半導体オフセット領域1
8に1×1012atoms/cm2程度のN型不純物2
2をイオン注入しても良い。In the charge transfer device of the fourth embodiment, the N − type impurity 22 of about 1 × 10 12 atoms / cm 2 is added to the N − type semiconductor offset region 18 of the charge transfer device of the first embodiment. Has been described, but the charge transfer devices of the second and third embodiments also have the N − -type semiconductor offset region 1 of the floating diffusion layer 3.
8 to 1 × 10 12 atoms / cm 2 of about N-type impurity 2
2 may be ion-implanted.
【0089】なお、本発明が上記各実施の形態に限定さ
れず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形
態は適宜変更され得ることは明らかである。また上記構
成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定され
ず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にす
ることができる。また、各図において、同一構成要素に
は同一符号を付している。It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and it is clear that each embodiment can be appropriately modified within the scope of the technical idea of the present invention. Further, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above-described embodiment, and can be set to numbers, positions, shapes, and the like suitable for carrying out the present invention. In each drawing, the same components are denoted by the same reference numerals.
【0090】[0090]
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、浮遊拡散層のN-型半導体領域、P-型半導体領域、
またはP+型素子分離領域を出力ゲート電極から離れて
形成させることにより、浮遊拡散容量を低減させると同
時に出力ゲート電極から浮遊拡散層への電荷の転送効率
を向上させることができるという効果を奏する。According to the present invention having the above-described structure, the N − type semiconductor region, the P − type semiconductor region of the floating diffusion layer,
Alternatively, by forming the P + -type element isolation region away from the output gate electrode, it is possible to reduce the floating diffusion capacitance and at the same time improve the transfer efficiency of charges from the output gate electrode to the floating diffusion layer. .
【図1】本発明の第1の実施の形態における浮遊拡散層
近傍の構成を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a configuration near a floating diffusion layer according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施の形態における浮遊拡散層
近傍の構成を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a configuration near a floating diffusion layer according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施の形態における浮遊拡散層
近傍の構成を示す、図1のIII−III’線の断面および電
位分布の模式図である。FIG. 3 is a schematic view of a cross section taken along line III-III ′ of FIG. 1 and a potential distribution, showing a configuration near a floating diffusion layer according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第1の実施の形態における浮遊拡散層
近傍の構成を示す、図1のIV−IV’線の断面および電位
分布の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a cross section taken along line IV-IV ′ of FIG. 1 and a potential distribution, showing a configuration near a floating diffusion layer according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第1の実施の形態における第1の製造
方法を説明するための、図1のIV−IV’線に沿った断面
の模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a cross section taken along line IV-IV ′ of FIG. 1 for describing a first manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第1の実施の形態における第2の製造
方法を説明するための、図1のIV−IV’線に沿った断面
の模式図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view taken along the line IV-IV ′ of FIG. 1 for illustrating a second manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第2の実施の形態における浮遊拡散層
近傍の構成を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a configuration near a floating diffusion layer according to a second embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第2の実施の形態における浮遊拡散層
近傍の構成を示す、図7のIII−III’線の断面および電
位分布の模式図である。FIG. 8 is a schematic view of a cross section taken along line III-III ′ of FIG. 7 and a potential distribution showing a configuration near a floating diffusion layer according to a second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第2の実施の形態における浮遊拡散層
近傍の構成を示す、図7のIV−IV’線の断面および電位
分布の模式図である。FIG. 9 is a schematic view of a cross section taken along line IV-IV ′ of FIG. 7 and a potential distribution showing a configuration near a floating diffusion layer according to a second embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第3の実施の形態における浮遊拡散
層近傍の構成を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a configuration near a floating diffusion layer according to a third embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第3の実施の形態における浮遊拡散
層近傍の構成を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing a configuration near a floating diffusion layer according to a third embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第3の実施の形態における浮遊拡散
層近傍の構成を示す、図10のIII−III’線の断面およ
び電位分布の模式図である。FIG. 12 is a schematic view of a cross section taken along line III-III ′ of FIG. 10 and a potential distribution showing a configuration near a floating diffusion layer according to a third embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第3の実施の形態における浮遊拡散
層近傍の構成を示す、図10のIV−IV’線の断面および
電位分布の模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a cross section taken along line IV-IV ′ of FIG. 10 and a potential distribution, showing a configuration near a floating diffusion layer according to a third embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第4の実施の形態における浮遊拡散
層近傍の構成を示す平面図である。FIG. 14 is a plan view showing a configuration near a floating diffusion layer according to a fourth embodiment of the present invention.
【図15】本発明の第4の実施の形態における浮遊拡散
層近傍の構成を示す、図14のIII−III’線の断面およ
び電位分布の模式図である。FIG. 15 is a schematic diagram of a cross section taken along line III-III ′ of FIG. 14 and a potential distribution showing a configuration near a floating diffusion layer according to a fourth embodiment of the present invention.
【図16】本発明の第4の実施の形態における浮遊拡散
層近傍の構成を示す、図14のIV−IV’線の断面および
電位分布の模式図である。FIG. 16 is a schematic view of a cross section taken along line IV-IV ′ of FIG. 14 and a potential distribution showing a configuration near a floating diffusion layer according to a fourth embodiment of the present invention.
【図17】本発明の第4の実施の形態の第1の製造方法
を説明するための、図14のIV−IV’線に沿った断面の
模式図である。FIG. 17 is a schematic diagram of a cross section taken along line IV-IV ′ of FIG. 14 for illustrating a first manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention.
【図18】本発明の第4の実施の形態の第2の製造方法
を説明するための、図14のIV−IV’線に沿った断面の
模式図である。FIG. 18 is a schematic diagram of a section along a line IV-IV ′ in FIG. 14 for illustrating a second manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention.
【図19】第1の従来例における電荷転送装置の構成を
示す平面図である。FIG. 19 is a plan view showing a configuration of a charge transfer device in a first conventional example.
【図20】第1の従来例における電荷転送装置の構成を
示す、図19のI−I’線の断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 19, showing the configuration of the charge transfer device in the first conventional example.
【図21】第1の従来例における電荷転送装置の構成を
示す、図19のII−II’線の断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ of FIG. 19, illustrating a configuration of the charge transfer device in the first conventional example.
【図22】第1の従来例における浮遊拡散層近傍の構成
を示す平面図である。FIG. 22 is a plan view showing a configuration near a floating diffusion layer in a first conventional example.
【図23】第1の従来例における浮遊拡散層近傍の構成
を示す、図22のIII−III’線の断面および電位分布の
模式図である。FIG. 23 is a schematic view of a cross section taken along line III-III ′ of FIG. 22 and a potential distribution showing a configuration near a floating diffusion layer in the first conventional example.
【図24】第1の従来例における浮遊拡散層近傍の構成
を示す、図22のIV−IV’線の断面および電位分布の模
式図である。24 is a schematic view of a cross section taken along line IV-IV ′ of FIG. 22 and a potential distribution showing a configuration near a floating diffusion layer in the first conventional example.
1…P型半導体基板 2…P+型素子分離領域 3…浮遊拡散層 3a…浮遊拡散層のN+型半導体領域 3b…浮遊拡散層のN-型半導体領域 3c…浮遊拡散層のP-型半導体領域 3d…浮遊拡散層のP+型素子分離領域 4…リセットドレイン 5…検出用MOSFETのゲート電極 6…負荷用MOSFETのゲート電極 7…電荷転送部のN型半導体領域 8…電荷転送部のN-型半導体領域 9…リセットゲート電極 10…出力ゲート電極 11…電荷転送パルスФH1が印加される電荷転送電極 12…電荷転送パルスФH2が印加される電荷転送電極 13…検出回路のドレイン電源 14…信号出力端子 16a…電荷転送部のチャネル中央を流れる信号電荷の
転送経路 16b…電荷転送部のチャネル端を流れる信号電荷の転
送経路 17…出力ゲート電極における電位障壁 18…浮遊拡散層のN型半導体オフセット領域 19…N型半導体オフセット領域の電位 20…フォトレジスト 21…P型不純物 22…N型不純物 23…出力ゲート電極のチャネル電位 24…電荷転送部1 ... P-type semiconductor substrate 2 ... P + -type element isolation region 3 ... floating diffusion layer 3a ... floating diffusion layer N + -type semiconductor region 3b ... floating diffusion layer N - -type semiconductor regions 3c ... floating diffusion layer P - -type Semiconductor region 3d P + type element isolation region of floating diffusion layer 4 Reset drain 5 Gate electrode of MOSFET for detection 6 Gate electrode of MOSFET for load 7 N-type semiconductor region of charge transfer section 8 Charge transfer section N - type semiconductor region 9 ... reset gate electrode 10 ... output gate electrode 11 ... charge transfer electrode to which charge transfer pulse ФH1 is applied 12 ... charge transfer electrode to which charge transfer pulse ФH2 is applied 13 ... drain power supply of detection circuit 14 ... Signal output terminal 16a: transfer path of signal charge flowing through the center of the channel of the charge transfer section 16b: transfer path of signal charge flowing through the channel end of the charge transfer section 17: output gate Potential barrier at pole 18 N-type semiconductor offset region of floating diffusion layer 19 N-type semiconductor offset region potential 20 Photoresist 21 P-type impurity 22 N-type impurity 23 Channel potential of output gate electrode 24 Charge transfer Department
Claims (15)
2導電型電荷転送部から信号電荷を受ける浮遊拡散層
と、電荷検出後に前記信号電荷を除去するためのリセッ
トドレイン電源に接続された第2導電型拡散層と、リセ
ットパルスが供給されるリセットゲート電極から構成さ
れるリセット用MOSFETと、前記浮遊拡散層に接続
され当該浮遊拡散層の電位変動を検出する回路を構成す
る検出用MOSFETとを有し、 前記浮遊拡散層は、第1導電型素子分離領域と接するこ
となく当該浮遊拡散層内に島状に形成され前記検出用M
OSFETと接続するための高濃度の第2導電型半導体
領域と、前記第2導電型電荷転送部の出力ゲート電極か
ら離れて形成され前記第1導電型素子分離領域および前
記高濃度の第2導電型半導体領域の間に形成される低濃
度の第2導電型半導体領域と、前記出力ゲート電極およ
び前記低濃度の第2導電型半導体領域の隙間に形成され
る第2導電型半導体オフセット領域を備えていることを
特徴とする電荷転送装置。1. A floating diffusion layer for receiving a signal charge from a second conductivity type charge transfer portion formed on a first conductivity type semiconductor substrate, and a reset drain power supply for removing the signal charge after detecting the charge. A reset MOSFET including a second conductivity type diffusion layer, a reset gate electrode to which a reset pulse is supplied, and a detection MOSFET connected to the floating diffusion layer and configured to detect a potential change of the floating diffusion layer. MOSFET, wherein the floating diffusion layer is formed in an island shape in the floating diffusion layer without being in contact with the first conductivity type element isolation region.
A high-concentration second-conductivity-type semiconductor region for connection to an OSFET; a first-conductivity-type element isolation region formed apart from an output gate electrode of the second-conductivity-type charge transfer section; A low conductivity second conductivity type semiconductor region formed between the first conductivity type semiconductor regions, and a second conductivity type semiconductor offset region formed in a gap between the output gate electrode and the low concentration second conductivity type semiconductor region. A charge transfer device.
2導電型電荷転送部から信号電荷を受ける浮遊拡散層
と、電荷検出後に前記信号電荷を除去するためのリセッ
トドレイン電源に接続された第2導電型拡散層と、リセ
ットパルスが供給されるリセットゲート電極から構成さ
れるリセット用MOSFETと、前記浮遊拡散層に接続
され当該浮遊拡散層の電位変動を検出する回路を構成す
る検出用MOSFETとを有し、 前記浮遊拡散層は、第1導電型素子分離領域と接するこ
となく当該浮遊拡散層内に前記第2導電型電荷転送部の
出力ゲート電極から前記リセットゲート電極まで延在し
て形成され前記検出用MOSFETと接続するための高
濃度の第2導電型半導体領域と、前記出力ゲート電極か
ら離れて形成され前記第1導電型素子分離領域および前
記高濃度の第2導電型半導体領域の間に形成される低濃
度の第2導電型半導体領域と、前記出力ゲート電極およ
び前記低濃度の第2導電型半導体領域の隙間に形成され
る第2導電型半導体オフセット領域を備えていることを
特徴とする電荷転送装置。2. A floating diffusion layer receiving a signal charge from a second conductivity type charge transfer portion formed on a first conductivity type semiconductor substrate, and a reset drain power supply for removing the signal charge after detecting the charge. A reset MOSFET including a second conductivity type diffusion layer, a reset gate electrode to which a reset pulse is supplied, and a detection MOSFET connected to the floating diffusion layer and configured to detect a potential change of the floating diffusion layer. MOSFET, wherein the floating diffusion layer extends from the output gate electrode of the second conductivity type charge transfer section to the reset gate electrode in the floating diffusion layer without contacting the first conductivity type element isolation region. A high-concentration second-conductivity-type semiconductor region formed to be connected to the detection MOSFET; and a first-conductivity-type element isolation formed apart from the output gate electrode. A low-concentration second-conductivity-type semiconductor region formed between the region and the high-concentration second-conductivity-type semiconductor region; and a gap between the output gate electrode and the low-concentration second-conductivity-type semiconductor region. A charge transfer device comprising a second conductivity type semiconductor offset region.
2導電型電荷転送部から信号電荷を受ける浮遊拡散層
と、電荷検出後に前記信号電荷を除去するためのリセッ
トドレイン電源に接続された第2導電型拡散層と、リセ
ットパルスが供給されるリセットゲート電極から構成さ
れるリセット用MOSFETと、前記浮遊拡散層に接続
され当該浮遊拡散層の電位変動を検出する回路を構成す
る検出用MOSFETとを有し、 前記浮遊拡散層は、第1導電型素子分離領域と接するこ
となく当該浮遊拡散層内に島状に形成され前記検出用M
OSFETと接続するための高濃度の第2導電型半導体
領域と、前記第2導電型電荷転送部の出力ゲート電極か
ら離れて形成され前記第1導電型素子分離領域および前
記高濃度の第2導電型半導体領域の間に形成される第1
導電型半導体領域と、前記出力ゲート電極および前記第
1導電型半導体領域の隙間に形成される第2導電型半導
体オフセット領域を備えていることを特徴とする電荷転
送装置。3. A floating diffusion layer receiving a signal charge from a second conductivity type charge transfer portion formed on a first conductivity type semiconductor substrate, and a reset drain power supply for removing the signal charge after detecting the charge. A reset MOSFET including a second conductivity type diffusion layer, a reset gate electrode to which a reset pulse is supplied, and a detection MOSFET connected to the floating diffusion layer and configured to detect a potential change of the floating diffusion layer. MOSFET, wherein the floating diffusion layer is formed in an island shape in the floating diffusion layer without being in contact with the first conductivity type element isolation region.
A high-concentration second-conductivity-type semiconductor region for connecting to an OSFET; a first-conduction-type element isolation region formed apart from an output gate electrode of the second-conductivity-type charge transfer section; First formed between the mold semiconductor regions
A charge transfer device comprising: a conductive type semiconductor region; and a second conductive type semiconductor offset region formed in a gap between the output gate electrode and the first conductive type semiconductor region.
2導電型電荷転送部から信号電荷を受ける浮遊拡散層
と、電荷検出後に前記信号電荷を除去するためのリセッ
トドレイン電源に接続された第2導電型拡散層と、リセ
ットパルスが供給されるリセットゲート電極から構成さ
れるリセット用MOSFETと、前記浮遊拡散層に接続
され当該浮遊拡散層の電位変動を検出する回路を構成す
る検出用MOSFETとを有し、 前記浮遊拡散層は、第1導電型素子分離領域と接するこ
となく当該浮遊拡散層内に前記第2導電型電荷転送部の
出力ゲート電極から前記リセットゲート電極まで延在し
て形成され前記検出用MOSFETと接続するための高
濃度の第2導電型半導体領域と、前記出力ゲート電極か
ら離れて形成され前記第1導電型素子分離領域および前
記高濃度の第2導電型半導体領域の間に形成される第1
導電型半導体領域と、前記出力ゲート電極および前記第
1導電型半導体領域の隙間に形成される第2導電型半導
体オフセット領域を備えていることを特徴とする電荷転
送装置。4. A floating diffusion layer for receiving signal charges from a second conductivity type charge transfer section formed on a first conductivity type semiconductor substrate, and a reset drain power supply for removing the signal charges after detecting the charges. A reset MOSFET including a second conductive type diffusion layer, a reset gate electrode to which a reset pulse is supplied, and a detection MOSFET connected to the floating diffusion layer and configured to detect a potential change of the floating diffusion layer. A floating diffusion layer extending from the output gate electrode of the second conductivity type charge transfer section to the reset gate electrode in the floating diffusion layer without contacting the first conductivity type element isolation region. A high-concentration second-conductivity-type semiconductor region formed to connect to the detection MOSFET; and a first-conductivity-type element isolation formed apart from the output gate electrode. The formed between the band and the second conductive type semiconductor region of the high concentration 1
A charge transfer device comprising: a conductive type semiconductor region; and a second conductive type semiconductor offset region formed in a gap between the output gate electrode and the first conductive type semiconductor region.
2導電型電荷転送部から信号電荷を受ける浮遊拡散層
と、電荷検出後に前記信号電荷を除去するためのリセッ
トドレイン電源に接続された第2導電型拡散層と、リセ
ットパルスが供給されるリセットゲート電極から構成さ
れるリセット用MOSFETと、前記浮遊拡散層に接続
され当該浮遊拡散層の電位変動を検出する回路を構成す
る検出用MOSFETとを有し、 前記浮遊拡散層は、当該浮遊拡散層内に島状に形成され
前記検出用MOSFETと接続するための高濃度の第2
導電型半導体領域と、前記第2導電型電荷転送部の出力
ゲート電極から離れて形成され前記第2導電型電荷転送
部よりもチャネル幅が狭くなるように形成される第1導
電型素子分離領域と、前記出力ゲート電極および前記第
1導電型素子分離領域の隙間に形成される第2導電型半
導体オフセット領域を備えていることを特徴とする電荷
転送装置。5. A floating diffusion layer receiving a signal charge from a second conductivity type charge transfer portion formed on a first conductivity type semiconductor substrate, and a reset drain power supply for removing the signal charge after detecting the charge. A reset MOSFET including a second conductive type diffusion layer, a reset gate electrode to which a reset pulse is supplied, and a detection MOSFET connected to the floating diffusion layer and configured to detect a potential change of the floating diffusion layer. And a high-concentration second layer formed in the floating diffusion layer in an island shape and connected to the detection MOSFET.
A conductive type semiconductor region and a first conductive type element isolation region formed apart from an output gate electrode of the second conductive type charge transfer unit and formed to have a smaller channel width than the second conductive type charge transfer unit. And a second conductive type semiconductor offset region formed in a gap between the output gate electrode and the first conductive type element isolation region.
2導電型電荷転送部から信号電荷を受ける浮遊拡散層
と、電荷検出後に前記信号電荷を除去するためのリセッ
トドレイン電源に接続された第2導電型拡散層と、リセ
ットパルスが供給されるリセットゲート電極から構成さ
れるリセット用MOSFETと、前記浮遊拡散層に接続
され当該浮遊拡散層の電位変動を検出する回路を構成す
る検出用MOSFETとを有し、 前記浮遊拡散層は、当該浮遊拡散層内に前記第2導電型
電荷転送部の出力ゲート電極から前記リセットゲート電
極まで延在して形成され前記検出用MOSFETと接続
するための高濃度の第2導電型半導体領域と、前記出力
ゲート電極から離れて形成され前記第2導電型電荷転送
部よりもチャネル幅が狭くなるように形成される第1導
電型素子分離領域と、前記出力ゲート電極および前記第
1導電型素子分離領域の隙間に形成される第2導電型半
導体オフセット領域を備えていることを特徴とする電荷
転送装置。6. A floating diffusion layer receiving a signal charge from a second conductivity type charge transfer portion formed on a first conductivity type semiconductor substrate, and a reset drain power supply for removing the signal charge after the charge detection. A reset MOSFET including a second conductive type diffusion layer, a reset gate electrode to which a reset pulse is supplied, and a detection MOSFET connected to the floating diffusion layer and configured to detect a potential change of the floating diffusion layer. A floating diffusion layer formed in the floating diffusion layer so as to extend from the output gate electrode of the second conductivity type charge transfer section to the reset gate electrode and to be connected to the detection MOSFET. And a second conductive type semiconductor region having a high concentration and formed so as to be separated from the output gate electrode and to have a smaller channel width than the second conductive type charge transfer portion. Charge transfer device comprising a first conductive type isolation region, characterized in that it comprises a second conductivity type semiconductor offset region formed in the gap of said output gate electrode and the first conductive type isolation region.
転送部よりも濃度の高い前記第2導電型半導体オフセッ
ト領域を備えていることを特徴とする請求項1乃至6の
いずれか一項に記載の電荷転送装置。7. The semiconductor device according to claim 1, wherein the floating diffusion layer includes the second conductivity type semiconductor offset region having a higher concentration than the second conductivity type charge transfer portion. Item 10. The charge transfer device according to Item 7.
電荷転送方向の長さは0.1μm〜2μmであることを
特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の電荷
転送装置。8. The charge transfer device according to claim 1, wherein a length of the second conductivity type semiconductor offset region in a charge transfer direction is 0.1 μm to 2 μm.
は、前記浮遊拡散層が前記第2導電型電荷転送部から転
送される最大量の信号電荷を蓄積した場合でも、少なく
とも一部の領域が空乏化していることを特徴とする請求
項1乃至8のいずれか一項に記載の電荷転送装置。9. The second conductive type semiconductor offset region has at least a part of the depletion region even when the floating diffusion layer stores the maximum amount of signal charge transferred from the second conductive type charge transfer unit. The charge transfer device according to any one of claims 1 to 8, wherein the charge transfer device comprises:
2導電型半導体層を形成する工程と、 前記第2導電型半導体層の表面上にゲート絶縁膜を介し
て導電性電極材料膜を形成する工程と、 前記導電性電極材料膜上に第1のマスク材を形成する工
程と、 少なくとも浮遊拡散層を形成する領域上の前記第1のマ
スク材を除去する工程と、 前記第1のマスク材をマスクとして前記導電性電極材料
膜を除去して少なくとも出力ゲート電極およびリセット
ゲート電極を形成し、当該出力ゲート電極と当該リセッ
トゲート電極の間に浮遊拡散層を形成する工程と、 前記導電性電極材料膜上および前記ゲート絶縁膜上の全
面に第2のマスク材を形成する工程と、 前記出力ゲート電極と前記浮遊拡散層の境界を覆い、少
なくとも当該浮遊拡散層上の前記第2のマスク材を除去
する工程と、 少なくとも前記第2のマスク材および前記リセットゲー
ト電極をマスクとして当該浮遊拡散層内に第1導電型不
純物をイオン注入する工程とを有することを特徴とする
電荷転送装置の製造方法。10. A step of forming a second conductive type semiconductor layer in a surface region of a first conductive type semiconductor substrate; and forming a conductive electrode material film on a surface of the second conductive type semiconductor layer via a gate insulating film. Forming; forming a first mask material on the conductive electrode material film; removing at least the first mask material on a region where a floating diffusion layer is to be formed; Removing the conductive electrode material film using a mask material as a mask to form at least an output gate electrode and a reset gate electrode, and forming a floating diffusion layer between the output gate electrode and the reset gate electrode; Forming a second mask material on the entire surface of the conductive electrode material film and the gate insulating film; and covering a boundary between the output gate electrode and the floating diffusion layer, and forming at least the second mask material on the floating diffusion layer. 2) removing the second mask material, and ion-implanting a first conductivity type impurity into the floating diffusion layer using at least the second mask material and the reset gate electrode as a mask. A method for manufacturing a transfer device.
2導電型半導体層を形成する工程と、 前記第2導電型半導体層の表面上にゲート絶縁膜を介し
て導電性電極材料膜を形成する工程と、 前記導電性電極材料膜上に第1のマスク材を形成する工
程と、 少なくとも浮遊拡散層を形成する領域上の前記第1のマ
スク材を除去する工程と、 前記第1のマスク材をマスクとして前記導電性電極材料
膜を除去して少なくとも出力ゲート電極およびリセット
ゲート電極を形成し、当該出力ゲート電極と当該リセッ
トゲート電極の間に浮遊拡散層を形成する工程と、 前記第1のマスク材を全面除去して前記導電性電極材料
膜上および前記ゲート絶縁膜上の全面に第2のマスク材
を形成する工程と、 少なくとも前記浮遊拡散層と,前記出力ゲート電極およ
び前記リセットゲート電極の一部の領域上の前記第2の
マスク材を除去する工程と少なくとも前記出力ゲート電
極および前記リセットゲート電極をマスクとして当該浮
遊拡散層内に第1導電型不純物を前記出力ゲート電極側
から角度をつけてイオン注入する工程とを有することを
特徴とする電荷転送装置の製造方法。11. A step of forming a second conductive type semiconductor layer in a surface region of a first conductive type semiconductor substrate; and forming a conductive electrode material film on a surface of the second conductive type semiconductor layer via a gate insulating film. Forming; forming a first mask material on the conductive electrode material film; removing at least the first mask material on a region where a floating diffusion layer is to be formed; Removing the conductive electrode material film using a mask material as a mask to form at least an output gate electrode and a reset gate electrode, and forming a floating diffusion layer between the output gate electrode and the reset gate electrode; Forming a second mask material on the entire surface of the conductive electrode material film and the gate insulating film by removing the entirety of the first mask material; and at least the floating diffusion layer, the output gate electrode, Removing the second mask material on a partial region of the reset gate electrode, and outputting the first conductivity type impurity into the floating diffusion layer using at least the output gate electrode and the reset gate electrode as a mask. And implanting ions at an angle from the gate electrode side.
2導電型半導体層を形成する工程と、 前記第2導電型半導体層の表面上にゲート絶縁膜を介し
て導電性電極材料膜を形成する工程と、 前記導電性電極材料膜上に第1のマスク材を形成する工
程と、少なくとも浮遊拡散層を形成する領域上の前記第
1のマスク材を除去する工程と、 前記第1のマスク材をマスクとして前記導電性電極材料
膜を除去して少なくとも出力ゲート電極およびリセット
ゲート電極を形成し、当該出力ゲート電極と当該リセッ
トゲート電極の間に浮遊拡散層を形成する工程と、 前記第1のマスク材を全面除去して前記導電性電極材料
膜上および前記ゲート絶縁膜上の全面に第2のマスク材
を形成する工程と、 少なくとも前記浮遊拡散層の前記出力ゲート電極側の一
領域上の前記第2のマスク材を除去する工程と、 少なくとも前記第2のマスク材および前記出力ゲート電
極をマスクとして当該浮遊拡散層内に第2導電型不純物
をイオン注入する工程とを有することを特徴とする電荷
転送装置の製造方法。12. A step of forming a second conductivity type semiconductor layer in a surface region of a first conductivity type semiconductor substrate; and forming a conductive electrode material film on a surface of the second conductivity type semiconductor layer via a gate insulating film. Forming; forming a first mask material on the conductive electrode material film; removing at least the first mask material on a region where a floating diffusion layer is to be formed; Removing the conductive electrode material film using a mask material as a mask to form at least an output gate electrode and a reset gate electrode, and forming a floating diffusion layer between the output gate electrode and the reset gate electrode; Forming a second mask material on the entire surface of the conductive electrode material film and the gate insulating film by removing the entire mask material; and at least one of the floating diffusion layers on the output gate electrode side. Removing the second mask material on a region, and ion-implanting a second conductivity type impurity into the floating diffusion layer using at least the second mask material and the output gate electrode as a mask. A method for manufacturing a charge transfer device, comprising:
2導電型半導体層を形成する工程と、 前記第2導電型半導体層の表面上にゲート絶縁膜を介し
て導電性電極材料膜を形成する工程と、 前記導電性電極材料膜上に第1のマスク材を形成する工
程と、 少なくとも浮遊拡散層を形成する領域上の前記第1のマ
スク材を除去する工程と、 前記第1のマスク材をマスクとして前記導電性電極材料
膜を除去して少なくとも出力ゲート電極およびリセット
ゲート電極を形成し、当該出力ゲート電極と当該リセッ
トゲート電極の間に浮遊拡散層を形成する工程と、 少なくとも前記出力ゲート電極および前記リセットゲー
ト電極をマスクとして当該浮遊拡散層内に第2導電型不
純物をイオン注入する工程とを有することを特徴とする
電荷転送装置の製造方法。13. A step of forming a second conductive type semiconductor layer in a surface region of a first conductive type semiconductor substrate; and forming a conductive electrode material film on a surface of the second conductive type semiconductor layer via a gate insulating film. Forming; forming a first mask material on the conductive electrode material film; removing at least the first mask material on a region where a floating diffusion layer is to be formed; Removing the conductive electrode material film by using a mask material as a mask to form at least an output gate electrode and a reset gate electrode, and forming a floating diffusion layer between the output gate electrode and the reset gate electrode; Ion-implanting a second conductivity type impurity into the floating diffusion layer using the output gate electrode and the reset gate electrode as a mask. Law.
ート電極の間に浮遊拡散層を形成した後、前記導電性電
極材料膜上および前記ゲート絶縁膜上の全面に第3のマ
スク材を形成する工程と、 少なくとも前記浮遊拡散層の前記出力ゲート電極側の一
領域上の前記第3のマスク材を除去する工程と、 少なくとも前記第3のマスク材および前記出力ゲート電
極をマスクとして当該浮遊拡散層内に第2導電型不純物
をイオン注入する工程とをさらに有することを特徴とす
る請求項10または11に記載の電荷転送装置の製造方
法。14. A step of forming a third mask material on the entire surface of the conductive electrode material film and the gate insulating film after forming a floating diffusion layer between the output gate electrode and the reset gate electrode. Removing the third mask material on at least one region of the floating diffusion layer on the side of the output gate electrode; and using at least the third mask material and the output gate electrode as a mask in the floating diffusion layer. 12. The method according to claim 10, further comprising the step of ion-implanting a second conductivity type impurity.
ート電極の間に浮遊拡散層を形成した後、少なくとも当
該出力ゲート電極および当該リセットゲート電極をマス
クとして当該浮遊拡散層内に第2導電型不純物をイオン
注入する工程をさらに有することを特徴とする請求項1
0または11に記載の電荷転送装置の製造方法。15. After forming a floating diffusion layer between the output gate electrode and the reset gate electrode, using the output gate electrode and the reset gate electrode as a mask, implant a second conductivity type impurity in the floating diffusion layer. 2. The method according to claim 1, further comprising the step of implanting ions.
12. The method for manufacturing a charge transfer device according to 0 or 11.
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