JPH05315587A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH05315587A JPH05315587A JP4080155A JP8015592A JPH05315587A JP H05315587 A JPH05315587 A JP H05315587A JP 4080155 A JP4080155 A JP 4080155A JP 8015592 A JP8015592 A JP 8015592A JP H05315587 A JPH05315587 A JP H05315587A
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- JP
- Japan
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- gate electrode
- capacitance
- diffusion layer
- electrode
- floating diffusion
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- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 8
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 21
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D44/00—Charge transfer devices
- H10D44/40—Charge-coupled devices [CCD]
- H10D44/45—Charge-coupled devices [CCD] having field effect produced by insulated gate electrodes
- H10D44/454—Output structures
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】電荷転送装置の出力回路部で、高検出感度化を
実現させる。 【構成】浮遊拡散層５と電気的に接続されたゲート電極
８のドレイン側に、ゲート電極８と隣接してゲート電極
１０を配置する。 【効果】本発明の電荷転送装置の出力部では浮遊拡散部
と電気的に接続したゲート電極と、ドレイン電位部との
容量を小さくすることができるので、高感度出力回路が
実現できる。
実現させる。 【構成】浮遊拡散層５と電気的に接続されたゲート電極
８のドレイン側に、ゲート電極８と隣接してゲート電極
１０を配置する。 【効果】本発明の電荷転送装置の出力部では浮遊拡散部
と電気的に接続したゲート電極と、ドレイン電位部との
容量を小さくすることができるので、高感度出力回路が
実現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し特に電
荷転送装置出力部に関するものである。
荷転送装置出力部に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電荷転送装置はファクシミリビデオカメ
ラ等の光電変換デバイス等で使われている。
ラ等の光電変換デバイス等で使われている。
【０００３】従来の電荷転送装置は、図３に断面模式図
として示すように、例えばＰ型不純物半導体基板１上に
絶縁膜２を介して電荷転送を行なう転送用ゲート電極３
を図のように配置し順にφ1 ，φ2 ，φ3 ３相のクロッ
クを印加するように配線する。転送用ゲート電極を備え
た電荷転送部をφ1 ，φ2 ，φ3 ３相のクロックにより
形成されるポテンシャル井戸で送られてきた電荷は、絶
縁膜２を介して作られた出力ゲート電極４直下の半導体
表面を通ってＮ型不純物層で作られた浮遊拡散層（不純
物層）５へ流れ込む。この時、電圧Ｖ0Dが印加されたＮ
型不純物層６によりリセットゲート電極７にクロックφ
R を印加することで浮遊拡散層５をＶ0Dの電位にセット
し、次にゲート７を閉じて信号電荷を電荷転送部より浮
遊拡散層へ流し込むため浮遊拡散層の電位はＶ0Dにより
セットされた電位から信号に比例した分変動する。この
変動電位を上記浮遊拡散層６と電気的に接続された電極
８をゲートとするトランジスタ９により、Ｖ0 の電圧変
化として取り出す。
として示すように、例えばＰ型不純物半導体基板１上に
絶縁膜２を介して電荷転送を行なう転送用ゲート電極３
を図のように配置し順にφ1 ，φ2 ，φ3 ３相のクロッ
クを印加するように配線する。転送用ゲート電極を備え
た電荷転送部をφ1 ，φ2 ，φ3 ３相のクロックにより
形成されるポテンシャル井戸で送られてきた電荷は、絶
縁膜２を介して作られた出力ゲート電極４直下の半導体
表面を通ってＮ型不純物層で作られた浮遊拡散層（不純
物層）５へ流れ込む。この時、電圧Ｖ0Dが印加されたＮ
型不純物層６によりリセットゲート電極７にクロックφ
R を印加することで浮遊拡散層５をＶ0Dの電位にセット
し、次にゲート７を閉じて信号電荷を電荷転送部より浮
遊拡散層へ流し込むため浮遊拡散層の電位はＶ0Dにより
セットされた電位から信号に比例した分変動する。この
変動電位を上記浮遊拡散層６と電気的に接続された電極
８をゲートとするトランジスタ９により、Ｖ0 の電圧変
化として取り出す。
【０００４】図４は上記トランジスタ９の断面模式図で
ある。
ある。
【０００５】このようにして作られる電荷転送装置の出
力回路の検出感度は、信号電荷に対する出力電圧で表わ
され、この感度は信号電荷をＱ、浮遊拡散層部全容量を
Ｃ、この部分の電圧変化をΔＶとすると、ΔＶ＝Ｑ／Ｃ
と表わされる。これよりわかるように浮遊拡散層部の全
容量を減らすことが検出感度を向上させることになる。
ここで浮遊拡散層の全容量は、Ｎ型不純物拡散層５と基
板１の容量、およびＮ型不純物拡散層５と出力ゲート電
極Ｖ0G、リセットゲート電極φ1 の容量、Ｎ型不純物拡
散層に接続されたゲート電極とＶ0Dとの容量が、主な要
素である。
力回路の検出感度は、信号電荷に対する出力電圧で表わ
され、この感度は信号電荷をＱ、浮遊拡散層部全容量を
Ｃ、この部分の電圧変化をΔＶとすると、ΔＶ＝Ｑ／Ｃ
と表わされる。これよりわかるように浮遊拡散層部の全
容量を減らすことが検出感度を向上させることになる。
ここで浮遊拡散層の全容量は、Ｎ型不純物拡散層５と基
板１の容量、およびＮ型不純物拡散層５と出力ゲート電
極Ｖ0G、リセットゲート電極φ1 の容量、Ｎ型不純物拡
散層に接続されたゲート電極とＶ0Dとの容量が、主な要
素である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この従来の電荷転送装
置出力回路部では高検出感度化実現のためパターンを縮
小することで浮遊拡散層全容量を小さくしてきたが、こ
の方法にも限界がある。
置出力回路部では高検出感度化実現のためパターンを縮
小することで浮遊拡散層全容量を小さくしてきたが、こ
の方法にも限界がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体基板上に形成された電荷転送部と、前記電荷転送
部より転送された電荷を受ける半導体基板と逆導電型を
有する不純物層と、前記不純物層と電気的に接続する第
１のゲート電極と、前記第１の電極をゲートとするトラ
ンジスタを有し、前記第１のゲート電極と隣接して一定
電位に固定された第２のゲート電極を前記ゲート電極の
ドレイン側に配置した構成になっている。
半導体基板上に形成された電荷転送部と、前記電荷転送
部より転送された電荷を受ける半導体基板と逆導電型を
有する不純物層と、前記不純物層と電気的に接続する第
１のゲート電極と、前記第１の電極をゲートとするトラ
ンジスタを有し、前記第１のゲート電極と隣接して一定
電位に固定された第２のゲート電極を前記ゲート電極の
ドレイン側に配置した構成になっている。
【０００８】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の電荷転送装置出力回路部の一実施例
の断面模式図である。従来例と同様に、転送用ゲート電
極３を有する電荷転送部と、電荷転送部より転送された
電荷を集めるＮ型浮遊拡散層５と、その電位変動を、前
記Ｎ型浮遊拡散層５と電気的に接続することによってＶ
0 へ電圧変化として取り出すゲート電極８によって構成
される本発明では、電極８をゲートとするトランジスタ
９は図２に示すようにゲート電極８のドレイン側に、あ
る間隔をおいてゲート電極１０を隣接して備えこの電極
にＶ0G電圧を印加する。
る。図１は本発明の電荷転送装置出力回路部の一実施例
の断面模式図である。従来例と同様に、転送用ゲート電
極３を有する電荷転送部と、電荷転送部より転送された
電荷を集めるＮ型浮遊拡散層５と、その電位変動を、前
記Ｎ型浮遊拡散層５と電気的に接続することによってＶ
0 へ電圧変化として取り出すゲート電極８によって構成
される本発明では、電極８をゲートとするトランジスタ
９は図２に示すようにゲート電極８のドレイン側に、あ
る間隔をおいてゲート電極１０を隣接して備えこの電極
にＶ0G電圧を印加する。
【０００９】このように出力回路を構成すると従来例Ｖ
0GドレインＮ型不純物層とゲート電極８との容量はほと
んどなくなりゲート電極８とＶ0D電位に固定したゲート
電極１０との間の容量が追加される。ここでゲート電極
８とゲート電極１０の間隔を広くしすぎると、そのすき
間がオフセットとして働くが、ゲート電極間間隔を最適
化することで従来例より浮遊拡散層の全容量を小さくす
ることができる。例えば、Ｐ型シリコン半導体基板上に
実現した電荷転送装置で従来例浮遊拡散層容量０．０２
ｐＦが上記ゲート電極８とゲート電極１０の間隔を０．
６μｍで作製することにより浮遊拡散層容量が０．０１
５ｐＦ以下にすることができた。すなわち検出感度が３
０％以上向上することができる。
0GドレインＮ型不純物層とゲート電極８との容量はほと
んどなくなりゲート電極８とＶ0D電位に固定したゲート
電極１０との間の容量が追加される。ここでゲート電極
８とゲート電極１０の間隔を広くしすぎると、そのすき
間がオフセットとして働くが、ゲート電極間間隔を最適
化することで従来例より浮遊拡散層の全容量を小さくす
ることができる。例えば、Ｐ型シリコン半導体基板上に
実現した電荷転送装置で従来例浮遊拡散層容量０．０２
ｐＦが上記ゲート電極８とゲート電極１０の間隔を０．
６μｍで作製することにより浮遊拡散層容量が０．０１
５ｐＦ以下にすることができた。すなわち検出感度が３
０％以上向上することができる。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電荷転送
装置の出力部では、浮遊拡散層と電気的に接続したゲー
ト電極と、ドレイン電位部との容量を小さくできるので
高感度検出回路を実現することができる。
装置の出力部では、浮遊拡散層と電気的に接続したゲー
ト電極と、ドレイン電位部との容量を小さくできるので
高感度検出回路を実現することができる。
【図１】本発明の一実施例の断面模式図。
【図２】図の出力回路部断面模式図。
【図３】従来例断面模式図。
【図４】従来の出力回路部の断面図。
１ Ｐ型半導体基板 ２ 絶縁膜 ３ 転送用ゲート電極 ４ 出力ゲート電極 ５ 浮遊拡散層 ６ Ｎ型不純物層 ７ リセットゲート電極 ８，１０ ゲート電極 ９ トランジスタ
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板上に形成された電荷転送部
と、半導体基板とは逆の導電型を有し、前記電荷転送部
より転送された電荷を受ける不純物層と、前記不純物層
と電気的に接続する第１のゲート電極と、前記第１の電
極をゲートとするトランジスタを有する半導体装置にお
いて、前記第１のゲート電極と隣接して一定電位に固定
された第２のゲート電極を前記ゲート電極のドレイン側
に配置したことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4080155A JPH05315587A (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 半導体装置 |
| US08/041,965 US5294817A (en) | 1992-04-02 | 1993-04-02 | Output circuit for charged transfer device and having a high detection sensitivity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4080155A JPH05315587A (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05315587A true JPH05315587A (ja) | 1993-11-26 |
Family
ID=13710415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4080155A Pending JPH05315587A (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 半導体装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5294817A (ja) |
| JP (1) | JPH05315587A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5612554A (en) * | 1993-06-23 | 1997-03-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Charge detection device and driver thereof |
| US5514886A (en) * | 1995-01-18 | 1996-05-07 | Eastman Kodak Company | Image sensor with improved output region for superior charge transfer characteristics |
| US6414318B1 (en) | 1998-11-06 | 2002-07-02 | Bridge Semiconductor Corporation | Electronic circuit |
| US6353324B1 (en) | 1998-11-06 | 2002-03-05 | Bridge Semiconductor Corporation | Electronic circuit |
| CN117242573A (zh) * | 2021-12-14 | 2023-12-15 | 华为技术有限公司 | 成像器件、电子装置和用于制造成像器件的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02262344A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-25 | Sony Corp | 出力回路 |
| JPH03245574A (ja) * | 1990-02-23 | 1991-11-01 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4646119A (en) * | 1971-01-14 | 1987-02-24 | Rca Corporation | Charge coupled circuits |
| JPS5713764A (en) * | 1980-06-27 | 1982-01-23 | Fujitsu Ltd | Charge detector |
| JPS58125872A (ja) * | 1982-01-21 | 1983-07-27 | Nec Corp | 電荷結合素子 |
| JPS5935472A (ja) * | 1982-08-23 | 1984-02-27 | Toshiba Corp | 電荷転送デバイス |
| JPS60132367A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-15 | Nec Corp | 電荷転送装置 |
| JPS60223161A (ja) * | 1984-04-19 | 1985-11-07 | Nec Corp | 電荷転送素子の出力回路 |
| US5192990A (en) * | 1986-09-18 | 1993-03-09 | Eastman Kodak Company | Output circuit for image sensor |
-
1992
- 1992-04-02 JP JP4080155A patent/JPH05315587A/ja active Pending
-
1993
- 1993-04-02 US US08/041,965 patent/US5294817A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02262344A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-25 | Sony Corp | 出力回路 |
| JPH03245574A (ja) * | 1990-02-23 | 1991-11-01 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5294817A (en) | 1994-03-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980818 |