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JP2940803B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device

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Publication number
JP2940803B2
JP2940803B2 JP6306557A JP30655794A JP2940803B2 JP 2940803 B2 JP2940803 B2 JP 2940803B2 JP 6306557 A JP6306557 A JP 6306557A JP 30655794 A JP30655794 A JP 30655794A JP 2940803 B2 JP2940803 B2 JP 2940803B2
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JP
Japan
Prior art keywords
transfer electrodes
solid
imaging device
transfer
state imaging
Prior art date
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Application number
JP6306557A
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Japanese (ja)
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JPH08163442A (en
Inventor
英樹 高橋
稔 浜田
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Sanyo Denki Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Denki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Denki Co Ltd filed Critical Sanyo Denki Co Ltd
Priority to JP6306557A priority Critical patent/JP2940803B2/en
Publication of JPH08163442A publication Critical patent/JPH08163442A/en
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、フレーム転送方式の固
体撮像素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frame transfer type solid-state imaging device.

【0002】[0002]

【従来の技術】ビデオカメラ等に用いられるCCD固体
撮像素子は、被写体映像を受けて情報電荷を発生する受
光画素と、この受光画素で発生した情報電荷を順次転送
するCCDシフトレジスタとの組み合わせによって構成
される。CCDシフトレジスタは、分離領域で取り囲ま
れたチャネル領域上に、チャネル領域内のポテンシャル
を制御して情報電荷を転送する複数の転送電極が配置さ
れている。この複数の転送電極は、情報電荷の転送効率
を考慮して、隣り合う転送電極どうしをオーバーラップ
させた2層構造を有している。即ち、一定の間隔で配置
される1層目の転送電極の間を2層目の転送電極で被う
ようにすることで、チャネル領域内のポテンシャルを切
れ目なく制御できるようにしている。
2. Description of the Related Art A CCD solid-state image pickup device used in a video camera or the like is constituted by a combination of a light receiving pixel for generating information charges upon receiving a subject image and a CCD shift register for sequentially transferring the information charges generated in the light receiving pixels. Be composed. In the CCD shift register, a plurality of transfer electrodes for transferring information charges by controlling a potential in the channel region are arranged on a channel region surrounded by the separation region. The plurality of transfer electrodes have a two-layer structure in which adjacent transfer electrodes overlap each other in consideration of the transfer efficiency of information charges. That is, the potential in the channel region can be controlled without interruption by covering the space between the first-layer transfer electrodes arranged at regular intervals with the second-layer transfer electrode.

【0003】図4は、フレーム転送方式のCCD固体撮
像素子の概略を示す平面図である。撮像部1は、垂直方
向に連続する複数のCCDシフトレジスタからなり、入
射する光に応答して発生する情報電荷を受光期間に各ビ
ットに蓄積し、その情報電荷を転送期間にフレーム転送
クロックφFに従って転送出力する。蓄積部2は、撮像
部1のシフトレジスタに連続するCCDシフトレジスタ
からなり、垂直転送クロックφVを受けて転送期間に撮
像部1から出力される情報電荷を取り込んで蓄積する。
水平転送部3は、水平方向に連続する1列のCCDシフ
トレジスタで構成され、各ビットに蓄積部2のシフトレ
ジスタの出力を受け、水平転送クロックφHに従って情
報電荷を水平ライン単位で出力する。出力部4は、電荷
量を電圧値に変換する容量及びその容量の電位変動を取
り出すアンプからなり、水平転送部4から出力される情
報電荷を1ビット単位で逐次電圧値に変換し、映像信号
として出力する。
FIG. 4 is a plan view schematically showing a frame transfer type CCD solid-state imaging device. The imaging section 1 is composed of a plurality of CCD shift registers that are continuous in the vertical direction, accumulates information charges generated in response to incident light in each bit during a light receiving period, and stores the information charges in a frame transfer clock φF during a transfer period. Transfer output according to The storage unit 2 is composed of a CCD shift register that is continuous with the shift register of the imaging unit 1, receives the vertical transfer clock φV, captures and stores information charges output from the imaging unit 1 during a transfer period.
The horizontal transfer unit 3 is composed of one row of CCD shift registers that are continuous in the horizontal direction, receives the output of the shift register of the storage unit 2 for each bit, and outputs information charges in units of horizontal lines according to the horizontal transfer clock φH. The output unit 4 includes a capacitor for converting a charge amount into a voltage value and an amplifier for extracting a potential change of the capacitance, and sequentially converts information charges output from the horizontal transfer unit 4 into a voltage value in 1-bit units, and outputs a video signal. Output as

【0004】このような、フレーム転送方式のCCD固
体撮像素子では、被写体からの光を受ける撮像部におい
て、情報電荷を蓄積すると同時に、所定の期間に蓄積し
た情報電荷を蓄積部へ転送出力する構成となっている。
このため、光の受光領域にも情報電荷を転送駆動するた
めの転送電極が設けられ、この転送電極に対して駆動ク
ロックを供給する電力供給配線が受光領域の周辺部分に
配置される。
In such a CCD solid-state image pickup device of the frame transfer system, an image pickup section which receives light from a subject accumulates information charges and simultaneously transfers and outputs the information charges accumulated during a predetermined period to the storage section. It has become.
For this reason, a transfer electrode for transferring and driving information charges is also provided in the light receiving region of the light, and a power supply wiring for supplying a drive clock to the transfer electrode is arranged in a peripheral portion of the light receiving region.

【0005】図5は、フレーム転送方式のCCD固体撮
像素子の撮像部1の構造を示す平面図で、図6は、その
X−X線断面図である。P型の単結晶シリコンからなる
半導体基板10の表面領域に、P型の不純物が高濃度に
注入された複数の分離領域11が一方向に延在するよう
にして互いに平行に形成される。これらの分離領域11
によってチャネル領域12が区画され、受光領域が構成
される。また、チャネル領域12は、半導体基板10の
表面側にN型の拡散層13が形成された埋め込みチャネ
ル構造を成している。受光領域を取り囲む半導体基板1
0の周辺部分にも、P型の不純物が高濃度に注入された
分離領域14が形成される。これらの分離領域11、1
4及びチャネル領域12が形成されたシリコン基板10
上には、絶縁膜15を介して多結晶シリコンからなる複
数の1層目の転送電極16aが、チャネル領域12と交
差し、受光領域を横切って周辺部分の分離領域14上ま
で延在して配置される。これらの転送電極16a上に
は、同じく多結晶シリコンからなる2層目の転送電極1
6bが、転送電極16aの間隙を覆うように配置され
る。これにより、2層構造の転送電極16a、16bが
形成される。そして、受光領域の周辺部分で、転送電極
16a、16b上に絶縁膜17を介してアルミニウム配
線18a、18bが配置され、それぞれ絶縁膜17に設
けられるコンタクトホール19を通して各転送電極16
a、16bと接続される。このアルミニウム配線18
a、18bは、転送電極16a、16bに供給する転送
クロックの相数に対応して設けられるもので、例えば、
転送電極16a、16bを4相駆動する場合には4本配
置される。従って、各転送電極16a、16bにはアル
ミニウム配線18a、18bを介して多相の駆動クロッ
クが印加され、この駆動クロックに応答して変化するチ
ャネル領域12内のポテンシャルの作用によって情報電
荷が一方向へ順次転送される。
FIG. 5 is a plan view showing the structure of an image pickup section 1 of a frame transfer type CCD solid-state image pickup device, and FIG. 6 is a sectional view taken along line XX of FIG. In a surface region of a semiconductor substrate 10 made of P-type single crystal silicon, a plurality of isolation regions 11 in which P-type impurities are implanted at a high concentration are formed in parallel with each other so as to extend in one direction. These separation areas 11
The channel region 12 is defined by the above, and a light receiving region is formed. The channel region 12 has a buried channel structure in which an N-type diffusion layer 13 is formed on the surface side of the semiconductor substrate 10. Semiconductor substrate 1 surrounding light receiving area
An isolation region 14 in which P-type impurities are implanted at a high concentration is also formed in the peripheral portion of 0. These separation regions 11, 1
Silicon substrate 10 on which channel region 4 and channel region 12 are formed
A plurality of first-layer transfer electrodes 16a made of polycrystalline silicon intersect with the channel region 12 via the insulating film 15 and extend across the light-receiving region to the peripheral isolation region 14 above. Be placed. On these transfer electrodes 16a, a second-layer transfer electrode 1 also made of polycrystalline silicon is formed.
6b is arranged to cover the gap between the transfer electrodes 16a. Thus, transfer electrodes 16a and 16b having a two-layer structure are formed. Then, in the peripheral portion of the light receiving region, aluminum wirings 18a and 18b are arranged on transfer electrodes 16a and 16b via insulating film 17, and each transfer electrode 16a is provided through contact hole 19 provided in insulating film 17, respectively.
a, 16b. This aluminum wiring 18
a and 18b are provided corresponding to the number of phases of the transfer clock supplied to the transfer electrodes 16a and 16b.
When the transfer electrodes 16a and 16b are driven in four phases, four transfer electrodes are arranged. Therefore, a multi-phase driving clock is applied to each of the transfer electrodes 16a and 16b via the aluminum wirings 18a and 18b, and information charges are unidirectionally driven by the action of the potential in the channel region 12 which changes in response to the driving clock. Are sequentially transferred to

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】フレーム転送方式の固
体撮像素子においては、転送電極16a、16bに固定
電圧を印加することにより、CCDシフトレジスタのチ
ャネル領域自体を受光画素として機能させている。例え
ば、転送電極16a、16bに4相の駆動クロックφ1
〜φ4を印加して駆動する場合、この内の2つまたは3
つをハイレベルに固定してチャネル領域12内に所定の
期間ポテンシャル井戸を形成し、このポテンシャル井戸
に光電変換によって発生する情報電荷を蓄積するように
構成される。従って、受光画素のサイズは、チャネル領
域12の幅と転送電極16a、16bの幅とによって決
定される。
In the solid-state image pickup device of the frame transfer system, a fixed voltage is applied to the transfer electrodes 16a and 16b so that the channel region itself of the CCD shift register functions as a light receiving pixel. For example, the four-phase drive clock φ1 is applied to the transfer electrodes 16a and 16b.
When driving by applying ~ φ4, two or three of these
One of them is fixed at a high level to form a potential well in the channel region 12 for a predetermined period, and information charges generated by photoelectric conversion are stored in the potential well. Therefore, the size of the light receiving pixel is determined by the width of the channel region 12 and the width of the transfer electrodes 16a and 16b.

【0007】上述のような固体撮像素子の場合、1層目
の転送電極16aと2層目の転送電極16bとが電気的
に同じ特性を示すように形成することは困難である。こ
のため、駆動クロックの相数を奇数にすると、奇数行と
偶数行とで受光画素の特性が一致しなくなり、映像信号
の歪みが大きくなという問題が生じる。従って、固体撮
像素子の駆動クロックの相数が、転送電極16a、16
bの構造によって制約されることになり、固体撮像素子
の設計時の自由度が小さくなっている。このため、固体
撮像素子を各用途別に設計しなければならなくなり、固
体撮像素子の製造コストを増大させる要因となってい
る。特に、マルチメディアに対応して撮像装置の利用範
囲の拡大が望まれる現在では、固体撮像素子を様々な条
件の下で動作させる必要が生じており、このような状況
に対応できる固体撮像素子を提供するためには、固体撮
像素子の製造コストの削減は重要な課題の1つである。
In the case of the solid-state imaging device described above, it is difficult to form the first-layer transfer electrode 16a and the second-layer transfer electrode 16b so as to have the same electrical characteristics. For this reason, if the number of phases of the drive clock is set to an odd number, the characteristics of the light receiving pixels in the odd-numbered rows and the even-numbered rows become inconsistent, causing a problem that the distortion of the video signal is increased. Therefore, the number of phases of the driving clock of the solid-state imaging device is reduced by the transfer electrodes 16a, 16
b, the degree of freedom in designing the solid-state imaging device is reduced. For this reason, the solid-state imaging device must be designed for each application, which is a factor that increases the manufacturing cost of the solid-state imaging device. In particular, at present, when it is desired to expand the range of use of an imaging device corresponding to multimedia, it is necessary to operate a solid-state imaging device under various conditions, and a solid-state imaging device capable of coping with such a situation has arisen. One of the important issues is to reduce the manufacturing cost of the solid-state imaging device.

【0008】そこで本発明は、駆動クロックの相数の制
約をなくし、固体撮像素子の利用範囲を拡大し、固体撮
像素子の製造コストを削減することを目的とする。
Accordingly, it is an object of the present invention to eliminate the restriction on the number of phases of the driving clock, expand the range of use of the solid-state imaging device, and reduce the manufacturing cost of the solid-state imaging device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために成されたもので、その特徴とするところ
は、半導体基板と、この半導体基板の表面領域で複数の
分離領域により区画されて一方向に延在し、互いに平行
に配置される複数のチャネル領域と、上記複数のチャネ
ル領域と交差すると共に上記チャネル領域周辺部まで延
在して上記半導体基板上に一定の間隙を隔てて同一層に
配置され、上記複数のチャネル領域内に一定の間隔でポ
テンシャル障壁を形成して電気的に複数の受光画素を形
成する複数の転送電極と、上記チャネル領域周辺部に上
記複数の転送電極と交差して配置され、与えられる多相
の駆動クロックを上記複数の転送電極に選択的に印加す
る複数の電力供給配線と、を備え、上記複数の転送電極
と上記複数の電力供給線との接続位置を所望の駆動クロ
ックの相数に対応して任意に設定可能としたことにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is characterized by a semiconductor substrate and a plurality of separation regions in a surface region of the semiconductor substrate. A plurality of channel regions that are partitioned and extend in one direction and are arranged in parallel with each other, and intersect the plurality of channel regions and extend to a peripheral portion of the channel region to form a certain gap on the semiconductor substrate. A plurality of transfer electrodes that are arranged in the same layer with a distance therebetween, form potential barriers at regular intervals in the plurality of channel regions, and electrically form a plurality of light receiving pixels, and the plurality of transfer electrodes around the channel region. A plurality of power supply wirings arranged to intersect the transfer electrodes and selectively apply a given multi-phase drive clock to the plurality of transfer electrodes; and the plurality of transfer electrodes and the plurality of powers. Lies in the arbitrarily settable the connection position of the feed line corresponding to the number of phases of the desired driving clock.

【0010】[0010]

【作用】本発明によれば、複数の転送電極を同一層内に
形成したことで、各転送電極の電気的特性が均一にな
り、各転送電極に印加する駆動クロックの相数を自由に
選択できるようになる。そして、複数の電力供給配線に
対する各転送電極の接続位置の選択により駆動クロック
の相数を決定することで、駆動クロックの相数を転送電
極の構造を変えることなく自由に選択することができ
る。
According to the present invention, since a plurality of transfer electrodes are formed in the same layer, the electrical characteristics of each transfer electrode become uniform, and the number of phases of the drive clock applied to each transfer electrode can be freely selected. become able to. By determining the number of phases of the drive clock by selecting the connection position of each transfer electrode with respect to the plurality of power supply wirings, the number of phases of the drive clock can be freely selected without changing the structure of the transfer electrode.

【0011】[0011]

【実施例】図1は、本発明の固体撮像素子の撮像部の構
造を示す平面図で、図2は、そのY−Y線断面図であ
る。P型の単結晶シリコンからなる半導体基板20の表
面領域に、P型領域からなる複数の分離領域21が互い
に平行に形成され、これらの分離領域21によってチャ
ネル領域22が区画される。この分離領域21及びチャ
ネル領域22は、図5の固体撮像素子と同一のものであ
り、これらの分離領域21及びチャネル領域22によっ
て受光領域が構成される。また、チャネル領域22は、
半導体基板20の表面側にN型の拡散層23が形成さ
れ、埋め込みチャネル構造を成している。
FIG. 1 is a plan view showing the structure of an image pickup section of a solid-state image pickup device according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line Y--Y. In the surface region of the semiconductor substrate 20 made of P-type single crystal silicon, a plurality of isolation regions 21 made of P-type regions are formed in parallel with each other, and a channel region 22 is defined by these isolation regions 21. The separation region 21 and the channel region 22 are the same as those of the solid-state imaging device in FIG. 5, and the separation region 21 and the channel region 22 constitute a light receiving region. In addition, the channel region 22
An N-type diffusion layer 23 is formed on the front side of the semiconductor substrate 20 to form a buried channel structure.

【0012】半導体基板20の周辺部分には、P型領域
からなる分離領域24が受光領域を取り囲むように形成
される。分離領域21、24及びチャネル領域22が形
成されたシリコン基板20上には、絶縁膜25を介して
多結晶シリコンからなる複数の転送電極26が、チャネ
ル領域22と交差し、受光領域を横切って周辺部分の分
離領域24上まで延在して配置される。この転送電極2
6は、チャネル領域22の中央部で分離領域21上より
も幅が広く形成される。これにより、各転送電極26の
間隙がチャネル領域22の中央部で狭なって情報電荷の
転送効率が維持され、チャネル領域12の両側部で広く
なってチャネル領域22への光の入射効率が確保され
る。各転送電極26の間隙については、0.5μm以下
とすることで、ポテンシャル制御の連続性を保つように
することができる。また、情報電荷の転送効率の低下を
防止するためには、各転送電極26の間隙を狭くする他
に、間隙部分のチャネル領域22内にチャネル領域22
とは逆導電型の不純物イオンを注入することにより、間
隙部分のポテンシャルのギャップをなくすようにしても
よい。即ち、転送電極26の間隙部分にP型の不純物イ
オンを注入するとチャネル領域22のN型の不純物濃度
が低くなり、ポテンシャルが浅く形成されることから、
転送電極26の間隙部分にポテンシャルの凹みや突起が
生じないように不純物イオンを注入する。
In the peripheral portion of the semiconductor substrate 20, an isolation region 24 formed of a P-type region is formed so as to surround the light receiving region. On the silicon substrate 20 on which the isolation regions 21 and 24 and the channel region 22 are formed, a plurality of transfer electrodes 26 made of polycrystalline silicon intersect the channel region 22 via the insulating film 25 and cross the light receiving region. It is arranged to extend over the isolation region 24 in the peripheral part. This transfer electrode 2
6 is formed wider at the center of the channel region 22 than on the isolation region 21. As a result, the gap between the transfer electrodes 26 is narrowed at the center of the channel region 22 to maintain the transfer efficiency of information charges, and is widened on both sides of the channel region 12 to ensure the efficiency of light incidence on the channel region 22. Is done. By setting the gap between the transfer electrodes 26 to 0.5 μm or less, continuity of potential control can be maintained. In order to prevent the transfer efficiency of information charges from lowering, in addition to making the gap between the transfer electrodes 26 smaller, the channel region 22 is formed in the channel region 22 in the gap portion.
By implanting impurity ions of the opposite conductivity type, the potential gap at the gap may be eliminated. That is, when P-type impurity ions are implanted into the gaps between the transfer electrodes 26, the N-type impurity concentration in the channel region 22 decreases, and the potential is formed shallower.
Impurity ions are implanted so that a potential dent or protrusion does not occur in the gap between the transfer electrodes 26.

【0013】周辺部分の分離領域24上には、例えば、
4本のアルミニウム配線28a〜28dが絶縁膜27を
介して、転送電極26の端部と重なるように配置され
る。これらの各アルミニウム配線28a〜28dには、
最大で4相の駆動クロックφ1〜φ4が印加される。転送
電極26を3相の駆動クロックφ1〜φ3で駆動する場合
には、4本のアルミニウム配線28a〜28dの内、3
本のアルミニウム配線28a〜28cに対して転送電極
26との間にコンタクトホール形成され、各転送電極2
6と接続される。そして、アルミニウム配線28a〜2
8cを介して各転送電極26に3相の駆動クロックφ1
〜φ3が印加される。このとき、各転送電極26は、同
一層に形成されているため、全てが電気的に同じ特性を
示し、3相の駆動クロックφ1〜φ3に対して受光画素が
各行で同じ特性を示すようになる。また、転送電極26
と接続されないアルミニウム配線28dに関しては、半
導体基板1上に設けられる入出力パッドまで電気的に接
続されるが、この半導体基板1が搭載される周知のリー
ドフレームには、その入出力パッドを接続しないように
する。これにより、固体撮像素子の入出力ピンの数が多
くなるのを防止する。
On the separation region 24 in the peripheral portion, for example,
Four aluminum wirings 28 a to 28 d are arranged via insulating film 27 so as to overlap the end of transfer electrode 26. Each of these aluminum wirings 28a to 28d has
A maximum of four-phase drive clocks φ1 to φ4 are applied. When the transfer electrode 26 is driven by the three-phase drive clocks φ1 to φ3, three of the four aluminum wires 28a to 28d
Contact holes are formed between the aluminum wirings 28a to 28c and the transfer electrodes 26, and each transfer electrode 2
6 is connected. Then, the aluminum wirings 28a-2
8c, a three-phase drive clock φ1 is applied to each transfer electrode 26.
~ Φ3 is applied. At this time, since each transfer electrode 26 is formed in the same layer, all of the transfer electrodes 26 have the same electrical characteristics, and the light receiving pixels have the same characteristics in each row with respect to the three-phase drive clocks φ1 to φ3. Become. Also, the transfer electrode 26
The aluminum wiring 28d not connected to the semiconductor substrate 1 is electrically connected to the input / output pads provided on the semiconductor substrate 1, but the input / output pads are not connected to a well-known lead frame on which the semiconductor substrate 1 is mounted. To do. This prevents an increase in the number of input / output pins of the solid-state imaging device.

【0014】従って、受光期間には、各チャネル領域2
2内に3本の転送電極26毎に1つの受光画素が形成さ
れ、その受光画素に情報電荷が蓄積される。そして、所
定の受光期間が経過した後の転送期間では、3相の駆動
クロックφ1〜φ3に応答して変化するチャネル領域22
内のポテンシャルの作用により、各受光画素に蓄積され
た情報電荷がチャネル領域に沿って順次転送出力され
る。
Therefore, during the light receiving period, each channel region 2
One light receiving pixel is formed for each of the three transfer electrodes 26 in 2, and information charges are accumulated in the light receiving pixels. In the transfer period after the elapse of the predetermined light receiving period, the channel region 22 that changes in response to the three-phase drive clocks φ1 to φ3.
, The information charges accumulated in each light receiving pixel are sequentially transferred and output along the channel region.

【0015】ところで、転送電極26を4相の駆動クロ
ックφ1〜φ4で駆動しようとする場合には、4本のアル
ミニウム配線28a〜28dに対して転送電極26との
間にそれぞれコンタクトホールを形成するようにすれば
よい。即ち、転送電極26の構造を変更することなく、
アルミニウム配線28a〜28dに対する転送電極26
の接続位置のみを変更すれば、転送電極26に印加する
駆動クロックの相数を3相から4相に変えることができ
る。従って、2種類(または3種類以上)の固体撮像素
子の製造において、各転送電極26とアルミニウム配線
28a〜28dとの接続のためのコンタクトホールを形
成する工程以外は、全て共通とすることができ、製造コ
ストを削減できる。
When the transfer electrode 26 is to be driven by the four-phase driving clocks φ1 to φ4, contact holes are formed between the four aluminum wirings 28a to 28d and the transfer electrode 26, respectively. What should I do? That is, without changing the structure of the transfer electrode 26,
Transfer electrode 26 for aluminum wirings 28a to 28d
If only the connection position is changed, the number of phases of the drive clock applied to the transfer electrode 26 can be changed from three to four. Therefore, in the manufacture of two (or three or more) types of solid-state imaging devices, all can be common except for the step of forming contact holes for connection between each transfer electrode 26 and the aluminum wirings 28a to 28d. In addition, the manufacturing cost can be reduced.

【0016】このように、固体撮像素子の駆動クロック
の相数を容易に変更できるようにすれば、転送電極26
の幅によって決定される受光画素の垂直方向の幅も容易
に変更することが可能になる。例えば、図3に示すよう
に、4相駆動時には4本の転送電極26が1画素の幅と
なるのに対し、3相駆動時には3本の転送電極26が1
画素の幅となる。従って、駆動相数を4相から3相に変
更することで、受光画素の幅を3/4に縮小することが
できる。これにより、受光画素の垂直方向の配列ピッチ
と水平方向の配列ピッチ、所謂アスペクト比を変更する
ことができる。
As described above, if the number of phases of the drive clock of the solid-state imaging device can be easily changed, the transfer electrodes 26
, The vertical width of the light receiving pixel determined by the width of the light receiving pixel can be easily changed. For example, as shown in FIG. 3, four transfer electrodes 26 have a width of one pixel in four-phase driving, whereas three transfer electrodes 26 have one width in three-phase driving.
It is the width of the pixel. Therefore, by changing the number of driving phases from four to three, the width of the light receiving pixels can be reduced to /. This makes it possible to change the vertical arrangement pitch and the horizontal arrangement pitch of the light receiving pixels, that is, the so-called aspect ratio.

【0017】以上の実施例においては、4本のアルミニ
ウム配線28a〜28dを配置し、3相の駆動クロック
φ1〜φ3を用いる場合を例示したが、アルミニウム配線
28a〜28dを5本以上形成し、駆動クロックを4相
以上とすることも可能である。但し、アルミニウム配線
の本数が多くなると、半導体基板1の面積が広くなるこ
とから、必要以上に本数を多くしても逆効果である。通
常の用途であれば、駆動クロックの相数が、3相から5
相の範囲であり、アルミニウム配線は5本程度が最適で
ある。
In the above embodiment, the case where four aluminum wirings 28a to 28d are arranged and three-phase driving clocks φ1 to φ3 are used is exemplified. However, five or more aluminum wirings 28a to 28d are formed, The drive clock can be four or more phases. However, if the number of aluminum wirings is increased, the area of the semiconductor substrate 1 is increased. For normal use, the number of phases of the drive clock is 3 to 5
It is within the range of phases, and about 5 aluminum wirings are optimal.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明によれば、転送電極の構造を変え
ることなく駆動クロックの相数を容易に変更することが
できるようになる。このため、電極構造や駆動相数に関
する種々の制限が緩和され、固体撮像素子の設計時の自
由度が拡大されて固体撮像素子の利用範囲が広がり、固
体撮像素子の製造コストを削減することができる。
According to the present invention, the number of phases of the drive clock can be easily changed without changing the structure of the transfer electrode. For this reason, various restrictions on the electrode structure and the number of driving phases are relaxed, the degree of freedom in designing the solid-state imaging device is expanded, the usage range of the solid-state imaging device is widened, and the manufacturing cost of the solid-state imaging device can be reduced. it can.

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

【図1】本発明の固体撮像素子の撮像部の構造を示す平
面図である。
FIG. 1 is a plan view illustrating a structure of an imaging unit of a solid-state imaging device according to the present invention.

【図2】図1のY−Y線断面を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a section taken along line YY of FIG. 1;

【図3】本発明の固体撮像素子のチャネル領域内のポテ
ンシャルの状態を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state of a potential in a channel region of the solid-state imaging device of the present invention.

【図4】フレームトランスファ型のCCD固体撮像素子
の模式的平面図である。
FIG. 4 is a schematic plan view of a frame transfer type CCD solid-state imaging device.

【図5】従来の固体撮像素子の撮像部を示す平面図であ
る。
FIG. 5 is a plan view showing an imaging unit of a conventional solid-state imaging device.

【図6】図5のX−X線断面を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a section taken along line XX of FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 撮像部 2 蓄積部 3 水平転送部 4 出力部 10、20 シリコン基板 11、14、21、24 分離領域 12、22 チャネル領域 13、23 拡散層 15、17、25、27 絶縁膜 16a、16b、26 転送電極 18a、18b、28a〜28d アルミニウム配線 19、29 コンタクトホール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image pick-up part 2 Storage part 3 Horizontal transfer part 4 Output part 10, 20 Silicon substrate 11, 14, 21, 24 Separation area 12, 22 Channel area 13, 23 Diffusion layer 15, 17, 25, 27 Insulating film 16a, 16b, 26 Transfer electrode 18a, 18b, 28a-28d Aluminum wiring 19, 29 Contact hole

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板と、この半導体基板の表面領
域で複数の分離領域により区画されて一方向に延在し、
互いに平行に配置される複数のチャネル領域と、上記複
数のチャネル領域と交差すると共に、上記複数のチャネ
ル領域が配置される受光領域の周辺部まで延在して上記
半導体基板上に一定の間隙を隔てて同一層に配置され、
上記複数のチャネル領域内に一定の間隔でポテンシャル
障壁を形成して電気的に複数の受光画素を形成する複数
の転送電極と、上記受光領域の周辺部に上記複数の転送
電極と交差して配置され、与えられる多相の駆動クロッ
クを上記複数の転送電極に選択的に印加する複数の電力
供給配線と、を備え、上記複数の転送電極と上記複数の
電力供給線との接続位置を選択して駆動クロックの相数
を決定することを特徴とする固体撮像素子。
1. A semiconductor substrate, which is divided by a plurality of isolation regions in a surface region of the semiconductor substrate and extends in one direction,
A plurality of channel regions which are arranged parallel to one another, with crossing the plurality of channel regions, the plurality of channels
Extending to the peripheral portion of the light receiving region where the pixel region is disposed , disposed on the same layer with a certain gap on the semiconductor substrate,
A plurality of transfer electrodes that form potential barriers at regular intervals in the plurality of channel regions to electrically form a plurality of light receiving pixels, and are disposed in a peripheral portion of the light receiving region so as to intersect with the plurality of transfer electrodes; is, the driving clock of the given multi-phase and a plurality of power supply lines for selectively applying to the plurality of transfer electrodes, and select the connection position between the plurality of transfer electrodes and the plurality of power supply lines Drive clock phase
A solid-state imaging device characterized by determining the.
【請求項2】 上記複数の転送電極は、それぞれ上記複
数のチャネル領域の中央部上で上記複数の分離領域上よ
りも幅が広く形成され、隣り合う転送電極との間隙が狭
く形成されることを特徴とする請求項1記載の固体撮像
素子。
2. The plurality of transfer electrodes are formed to be wider on a central portion of the plurality of channel regions than on the plurality of separation regions, and to have a narrow gap between adjacent transfer electrodes. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein
【請求項3】 上記複数の転送電極の間隙部分で、上記
チャネル領域内にポテンシャルレベルを制御する不純物
注入層を形成することを特徴とする請求項1記載の固体
撮像素子。
3. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein an impurity injection layer for controlling a potential level is formed in the channel region at a gap between the plurality of transfer electrodes.
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