JPH09331058A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPH09331058A JPH09331058A JP8152494A JP15249496A JPH09331058A JP H09331058 A JPH09331058 A JP H09331058A JP 8152494 A JP8152494 A JP 8152494A JP 15249496 A JP15249496 A JP 15249496A JP H09331058 A JPH09331058 A JP H09331058A
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- solid
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- type semiconductor
- semiconductor region
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
- H10F39/158—Charge-coupled device [CCD] image sensors having arrangements for blooming suppression
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 オーバーフローバリアが深く形成され、近赤
外線領域にも感度のある特性の良好な固体撮像素子を提
供する。 【解決手段】 縦型オーバーフロードレイン方式の固体
撮像素子１において、第１導電型半導体基板２と、第１
導電型半導体基板２上に形成した第２導電型半導体領域
４と、第２導電型半導体領域４上に形成した第２導電型
半導体領域４より低濃度で赤外線が十分吸収しうる厚さ
の第１導電型、第２導電型又は真性導電型の半導体領域
５を有し、この第１導電型、第２導電型又は真性導電型
の半導体領域５の表面に受光部１１を形成されてなる構
成とする。
外線領域にも感度のある特性の良好な固体撮像素子を提
供する。 【解決手段】 縦型オーバーフロードレイン方式の固体
撮像素子１において、第１導電型半導体基板２と、第１
導電型半導体基板２上に形成した第２導電型半導体領域
４と、第２導電型半導体領域４上に形成した第２導電型
半導体領域４より低濃度で赤外線が十分吸収しうる厚さ
の第１導電型、第２導電型又は真性導電型の半導体領域
５を有し、この第１導電型、第２導電型又は真性導電型
の半導体領域５の表面に受光部１１を形成されてなる構
成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＣＣＤセン
サーに適用する固体撮像素子に係わる。
サーに適用する固体撮像素子に係わる。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像素子として、受光部での余剰の
電荷を基板側に排出するようにした、いわゆる縦型オー
バーフロードレイン方式の固体撮像素子が知られてい
る。
電荷を基板側に排出するようにした、いわゆる縦型オー
バーフロードレイン方式の固体撮像素子が知られてい
る。
【０００３】この縦型オーバーフロードレイン方式固体
撮像素子において、例えば基板としてｎ型半導体基板を
用いて作製したＣＣＤ（charged couple device ）型固
体撮像素子では、いわゆるオーバーフローバリアをなる
べく基板のシリコン中に深く形成して感度を向上させる
ために、高エネルギーのイオン注入でオーバーフローバ
リア領域を形成する方法が用いられる。
撮像素子において、例えば基板としてｎ型半導体基板を
用いて作製したＣＣＤ（charged couple device ）型固
体撮像素子では、いわゆるオーバーフローバリアをなる
べく基板のシリコン中に深く形成して感度を向上させる
ために、高エネルギーのイオン注入でオーバーフローバ
リア領域を形成する方法が用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
方法では、オーバーフローバリアを最大でも５μｍ程度
の深さまでしか形成できなかった。
方法では、オーバーフローバリアを最大でも５μｍ程度
の深さまでしか形成できなかった。
【０００５】その他の方法としては、イオン注入を行っ
た後に熱を加えて、拡散させてオーバーフローバリア領
域を形成する方法もあるが、この場合には製造に長時間
を要し、また拡散中の汚染等の影響が大きく、固体撮像
素子の特性の劣化につながってしまう。
た後に熱を加えて、拡散させてオーバーフローバリア領
域を形成する方法もあるが、この場合には製造に長時間
を要し、また拡散中の汚染等の影響が大きく、固体撮像
素子の特性の劣化につながってしまう。
【０００６】一方、基板としてｐ型半導体基板を用いて
作製したＣＣＤ型固体撮像素子では、近赤外線領域に感
度を有することが知られている。しかしながら、受光部
の光電変換領域が全て空乏化されてはいないため、近赤
外線領域でのＭＴＦ（モジュレーション・トランスファ
ー・ファンクション；解像度を表す）が悪く、スミアや
暗電流が大きい等、ｎ型半導体基板にＣＣＤ型固体撮像
素子を形成した場合に比較して特性が劣るという問題が
あった。
作製したＣＣＤ型固体撮像素子では、近赤外線領域に感
度を有することが知られている。しかしながら、受光部
の光電変換領域が全て空乏化されてはいないため、近赤
外線領域でのＭＴＦ（モジュレーション・トランスファ
ー・ファンクション；解像度を表す）が悪く、スミアや
暗電流が大きい等、ｎ型半導体基板にＣＣＤ型固体撮像
素子を形成した場合に比較して特性が劣るという問題が
あった。
【０００７】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、オーバーフローバリアが深く形成され、特性の
良好な固体撮像素子を提供するものである。
いては、オーバーフローバリアが深く形成され、特性の
良好な固体撮像素子を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像素子
は、第１導電型半導体基板上に、第２導電型半導体領
域、及びその上の第２導電型半導体領域より低濃度で赤
外線が十分吸収されうる厚さの第１導電型、第２導電型
又は真性導電型の半導体領域を形成し、この半導体領域
の表面に受光部を形成した構成とする。
は、第１導電型半導体基板上に、第２導電型半導体領
域、及びその上の第２導電型半導体領域より低濃度で赤
外線が十分吸収されうる厚さの第１導電型、第２導電型
又は真性導電型の半導体領域を形成し、この半導体領域
の表面に受光部を形成した構成とする。
【０００９】上述の本発明の構成によれば、第２導電型
半導体領域上に第２導電型半導体領域より低濃度で赤外
線が十分吸収されうる厚さの半導体領域を形成すること
により、第２導電型半導体領域がいわゆるオーバーフロ
ーバリア領域となり、オーバーフローバリアを赤外線が
十分吸収されうる深さまで形成することができる。よっ
て、高感度化が図られる。
半導体領域上に第２導電型半導体領域より低濃度で赤外
線が十分吸収されうる厚さの半導体領域を形成すること
により、第２導電型半導体領域がいわゆるオーバーフロ
ーバリア領域となり、オーバーフローバリアを赤外線が
十分吸収されうる深さまで形成することができる。よっ
て、高感度化が図られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の固体撮像素子は、縦型オ
ーバーフロードレイン方式の固体撮像素子において、第
１導電型半導体基板と、第１導電型半導体基板上に形成
された第２導電型半導体領域と、第２導電型半導体領域
上に形成された第２導電型半導体領域より低濃度で赤外
線が十分吸収されうる厚さの第１導電型、第２導電型又
は真性導電型の半導体領域を有し、そしてこの第１導電
型、第２導電型又は真性の半導体領域の表面に受光部が
形成されてなる構成とする。
ーバーフロードレイン方式の固体撮像素子において、第
１導電型半導体基板と、第１導電型半導体基板上に形成
された第２導電型半導体領域と、第２導電型半導体領域
上に形成された第２導電型半導体領域より低濃度で赤外
線が十分吸収されうる厚さの第１導電型、第２導電型又
は真性導電型の半導体領域を有し、そしてこの第１導電
型、第２導電型又は真性の半導体領域の表面に受光部が
形成されてなる構成とする。
【００１１】また本発明は、上記固体撮像素子におい
て、第１導電型、第２導電型又は真性の半導体領域がエ
ピタキシャル層で形成されてなる構成とする。
て、第１導電型、第２導電型又は真性の半導体領域がエ
ピタキシャル層で形成されてなる構成とする。
【００１２】また本発明は、上記固体撮像素子におい
て、第２導電型半導体領域がイオン注入により形成され
てなる構成とする。
て、第２導電型半導体領域がイオン注入により形成され
てなる構成とする。
【００１３】また本発明は、上記固体撮像素子におい
て、第２導電型半導体領域は１０14〜１０16ｃｍ-3の濃
度である構成とする。
て、第２導電型半導体領域は１０14〜１０16ｃｍ-3の濃
度である構成とする。
【００１４】以下、図面を参照して本発明の固体撮像素
子の実施例を説明する。図１は、本実施例に係る縦型オ
ーバーフロードレイン方式のＣＣＤ型固体撮像素子を示
す。この固体撮像素子１は、第１導電型の、本例ではｎ
型のシリコンからなる半導体基板２上に、第１導電型の
低不純物濃度の即ちｎ- 型のエピタキシャル層３が形成
され、このエピタキシャル層３内にイオン注入による第
２導電型の半導体領域、本例では第１のｐ型の半導体ウ
エル領域４が形成され、この第１のｐ型の半導体ウエル
領域４上にエピタキシャル成長により、第１のｐ型半導
体ウエル領域４より低不純物濃度である高抵抗の半導体
領域５が形成される。この高抵抗の半導体領域５の表面
に受光部１１を構成するための、ｎ+ 型の不純物拡散領
域６及びこの上のｐ+ 型の正電荷蓄積領域７が形成され
る。また、受光部１１から離れた位置の高抵抗の半導体
領域５に第２のｐ型半導体ウェル領域８及びｎ型の転送
チャネル領域９が形成され、さらにｐ型のチャネルスト
ップ領域１４が形成される。
子の実施例を説明する。図１は、本実施例に係る縦型オ
ーバーフロードレイン方式のＣＣＤ型固体撮像素子を示
す。この固体撮像素子１は、第１導電型の、本例ではｎ
型のシリコンからなる半導体基板２上に、第１導電型の
低不純物濃度の即ちｎ- 型のエピタキシャル層３が形成
され、このエピタキシャル層３内にイオン注入による第
２導電型の半導体領域、本例では第１のｐ型の半導体ウ
エル領域４が形成され、この第１のｐ型の半導体ウエル
領域４上にエピタキシャル成長により、第１のｐ型半導
体ウエル領域４より低不純物濃度である高抵抗の半導体
領域５が形成される。この高抵抗の半導体領域５の表面
に受光部１１を構成するための、ｎ+ 型の不純物拡散領
域６及びこの上のｐ+ 型の正電荷蓄積領域７が形成され
る。また、受光部１１から離れた位置の高抵抗の半導体
領域５に第２のｐ型半導体ウェル領域８及びｎ型の転送
チャネル領域９が形成され、さらにｐ型のチャネルスト
ップ領域１４が形成される。
【００１５】ここで、第１のｐ型の半導体ウエル領域４
は、いわゆるオーバーフローバリア領域となる。受光部
１１は画素となるもので、複数の受光部１１がマトリッ
クス状に配列されている。
は、いわゆるオーバーフローバリア領域となる。受光部
１１は画素となるもので、複数の受光部１１がマトリッ
クス状に配列されている。
【００１６】受光部１１と後述する垂直転送レジスタ１
２の間に読み出しゲート部１３が形成される。転送チャ
ネル領域９、チャネルストップ領域１４及び読み出しゲ
ート部１３上にゲート絶縁膜１５を介して、例えば多結
晶シリコンからなる転送電極１６が形成され、転送チャ
ネル領域９、ゲート絶縁膜１５及び転送電極１６により
ＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ１２が構成される。
２の間に読み出しゲート部１３が形成される。転送チャ
ネル領域９、チャネルストップ領域１４及び読み出しゲ
ート部１３上にゲート絶縁膜１５を介して、例えば多結
晶シリコンからなる転送電極１６が形成され、転送チャ
ネル領域９、ゲート絶縁膜１５及び転送電極１６により
ＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ１２が構成される。
【００１７】さらに、転送電極１６上を被覆する層間絶
縁膜１８を介して受光部１１の開口を除く他所全面に遮
光膜１７が形成される。
縁膜１８を介して受光部１１の開口を除く他所全面に遮
光膜１７が形成される。
【００１８】第１導電型の低不純物濃度のエピタキシャ
ル層３は、いわゆるシャッタ電圧を調整するために設け
るもので、このエピタキシャル層３を形成することによ
り、基板電圧Ｖｓｕｂによるシャッタ電圧の調節が容易
になる。
ル層３は、いわゆるシャッタ電圧を調整するために設け
るもので、このエピタキシャル層３を形成することによ
り、基板電圧Ｖｓｕｂによるシャッタ電圧の調節が容易
になる。
【００１９】第２導電型の第１の半導体ウエル領域４
は、第１導電型の低不純物濃度のエピタキシャル層３へ
のイオン注入により形成され、好ましくは不純物の濃度
が１０ 14〜１０16ｃｍ-3の範囲内とされる。
は、第１導電型の低不純物濃度のエピタキシャル層３へ
のイオン注入により形成され、好ましくは不純物の濃度
が１０ 14〜１０16ｃｍ-3の範囲内とされる。
【００２０】高抵抗の半導体領域５の厚さは２μｍ以
上、好ましくは５μｍ以上とし、不純物の濃度は第１の
ｐ型半導体ウエル領域４より低濃度で、導電型は第１の
ｐ型半導体ウエル領域４と同一のｐ型でもよく、反対の
ｎ型でもよく、またノンドープ（真性半導体）であって
もよい。
上、好ましくは５μｍ以上とし、不純物の濃度は第１の
ｐ型半導体ウエル領域４より低濃度で、導電型は第１の
ｐ型半導体ウエル領域４と同一のｐ型でもよく、反対の
ｎ型でもよく、またノンドープ（真性半導体）であって
もよい。
【００２１】このようにして、受光部１１と、オーバー
フローバリアとなる第１のｐ型の半導体ウエル領域３
と、オーバーフロードレインとなる基板２が垂直方向に
形成されてなる、いわゆる縦型オーバーフロードレイン
方式のＣＣＤ型の固体撮像素子１が構成される。
フローバリアとなる第１のｐ型の半導体ウエル領域３
と、オーバーフロードレインとなる基板２が垂直方向に
形成されてなる、いわゆる縦型オーバーフロードレイン
方式のＣＣＤ型の固体撮像素子１が構成される。
【００２２】この固体撮像素子１の不純物プロファイル
と、これに対応したポテンシャルの変化を図２に示す。
図２より、Ｐ+ 型の正電荷蓄積領域７の先端では０Ｖ
で、そのＰ+ 型の正電荷蓄積領域７の途中からポテンシ
ャルが上昇し、ｐｎ接合付近でピークになった後、ポテ
ンシャルが下がり、第１のｐ型半導体ウェル領域４でポ
テンシャルが極小となる。即ち、この第１のｐ型半導体
ウエル領域４でオーバーフローバリアが形成される。そ
して、さらに深くなる程ポテンシャルが上昇し、ｎ- 型
のエピタキシャル層３内でポテンシャルが飽和する。
と、これに対応したポテンシャルの変化を図２に示す。
図２より、Ｐ+ 型の正電荷蓄積領域７の先端では０Ｖ
で、そのＰ+ 型の正電荷蓄積領域７の途中からポテンシ
ャルが上昇し、ｐｎ接合付近でピークになった後、ポテ
ンシャルが下がり、第１のｐ型半導体ウェル領域４でポ
テンシャルが極小となる。即ち、この第１のｐ型半導体
ウエル領域４でオーバーフローバリアが形成される。そ
して、さらに深くなる程ポテンシャルが上昇し、ｎ- 型
のエピタキシャル層３内でポテンシャルが飽和する。
【００２３】このポテンシャルが飽和する位置まで空乏
化されている。このように、赤外線が十分吸収されうる
深さにオーバーフローバリアが形成されていることか
ら、本実施例の固体撮像素子１によれば、赤外線の検出
を行うことが容易にできる。
化されている。このように、赤外線が十分吸収されうる
深さにオーバーフローバリアが形成されていることか
ら、本実施例の固体撮像素子１によれば、赤外線の検出
を行うことが容易にできる。
【００２４】上述の実施例の固体撮像素子の入射光の波
長と相対感度との関係を調べた。従来の固体撮像素子と
比較して、図３Ａ及び図３Ｂに示す。図３Ａは従来のｐ
型基板のＣＣＤ固体撮像素子と比較した場合で、図３Ｂ
は従来のｎ型基板のＣＣＤ固体撮像素子と比較した場合
の図である。
長と相対感度との関係を調べた。従来の固体撮像素子と
比較して、図３Ａ及び図３Ｂに示す。図３Ａは従来のｐ
型基板のＣＣＤ固体撮像素子と比較した場合で、図３Ｂ
は従来のｎ型基板のＣＣＤ固体撮像素子と比較した場合
の図である。
【００２５】図３Ａより、本実施例の固体撮像素子（曲
線Ｉ）は、可視光線領域に高い感度を有するだけでな
く、７００ｎｍ以上の赤外線領域にも感度を有すること
がわかる。ｐ型基板の従来例（曲線II）でも赤外線領域
に感度を有しているが、前述した様に近赤外線領域での
ＭＴＦ、スミア、暗電流等の諸特性でｎ型基板を用いた
ＣＣＤ固体撮像素子より劣っている。
線Ｉ）は、可視光線領域に高い感度を有するだけでな
く、７００ｎｍ以上の赤外線領域にも感度を有すること
がわかる。ｐ型基板の従来例（曲線II）でも赤外線領域
に感度を有しているが、前述した様に近赤外線領域での
ＭＴＦ、スミア、暗電流等の諸特性でｎ型基板を用いた
ＣＣＤ固体撮像素子より劣っている。
【００２６】図３Ｂより、同じｎ基板を用いた従来例
（曲線III ）と比較すると、本実施例の固体撮像素子
（曲線Ｉ）は、可視光線の波長が長い赤色の感度が向上
し、さらに赤外線領域の感度が大幅に上がっていること
がわかる。
（曲線III ）と比較すると、本実施例の固体撮像素子
（曲線Ｉ）は、可視光線の波長が長い赤色の感度が向上
し、さらに赤外線領域の感度が大幅に上がっていること
がわかる。
【００２７】このように、本実施例の固体撮像素子１に
より、実際に赤外線の感度が向上することがわかる。
より、実際に赤外線の感度が向上することがわかる。
【００２８】即ち、本実施例によれば、他の特性に影響
を与えずに、可視光のみならず近赤外線領域にも感度を
もつ固体撮像素子が得られる。また、受光部の空乏層幅
が従来よりも長くなるので、可視光の感度も向上する。
本例のｎ型基板のＣＣＤ固体撮像素子では、感度以外の
特性は従来のｎ型基板のＣＣＤ固体撮像素子と同等とな
る。さらに、電荷を基板側に逃がす電子シャッタ動作も
可能になる。
を与えずに、可視光のみならず近赤外線領域にも感度を
もつ固体撮像素子が得られる。また、受光部の空乏層幅
が従来よりも長くなるので、可視光の感度も向上する。
本例のｎ型基板のＣＣＤ固体撮像素子では、感度以外の
特性は従来のｎ型基板のＣＣＤ固体撮像素子と同等とな
る。さらに、電荷を基板側に逃がす電子シャッタ動作も
可能になる。
【００２９】この固体撮像素子１は、例えば次のように
製造する。図４Ａに示すように、第１導電型例えばｎ型
の半導体基板２を用意する。次に、図４Ｂに示すよう
に、第１導電型の半導体基板２上に、エピタキシャル成
長により第１導電型で低不純物濃度のｎ- 型のエピタキ
シャル層３を、例えば１０μｍの厚さに形成する。
製造する。図４Ａに示すように、第１導電型例えばｎ型
の半導体基板２を用意する。次に、図４Ｂに示すよう
に、第１導電型の半導体基板２上に、エピタキシャル成
長により第１導電型で低不純物濃度のｎ- 型のエピタキ
シャル層３を、例えば１０μｍの厚さに形成する。
【００３０】次に、図５Ｃに示すように、エピタキシャ
ル層３の一部に、低エネルギーの不純物のイオン注入に
より、第２導電型すなわちｐ型の第１の半導体ウエル領
域４を形成する。この第１のｐ型の半導体ウエル層４
は、いわゆる撮像領域の全域にわたって形成する。
ル層３の一部に、低エネルギーの不純物のイオン注入に
より、第２導電型すなわちｐ型の第１の半導体ウエル領
域４を形成する。この第１のｐ型の半導体ウエル層４
は、いわゆる撮像領域の全域にわたって形成する。
【００３１】次に、図５Ｄに示すように、エピタキシャ
ル層３と第１のｐ型半導体ウエル領域４上に、これらを
覆って高抵抗の半導体領域５をエピタキシャル成長によ
り、例えば１０μｍの厚さに形成する。
ル層３と第１のｐ型半導体ウエル領域４上に、これらを
覆って高抵抗の半導体領域５をエピタキシャル成長によ
り、例えば１０μｍの厚さに形成する。
【００３２】次に、図６Ｅに示すように（但し、図６Ｅ
以後は１画素に対応する領域のみを示す）、高抵抗の半
導体領域５にイオン注入を行って、受光部を構成するｎ
+ 型の不純物拡散領域６及びｐ+ 型の正電荷蓄積領域
７、第２のｐ型半導体ウェル領域８、ｎ型の転送チャネ
ル領域９及びｐ型のチャネルストップ領域１４をそれぞ
れ形成する。
以後は１画素に対応する領域のみを示す）、高抵抗の半
導体領域５にイオン注入を行って、受光部を構成するｎ
+ 型の不純物拡散領域６及びｐ+ 型の正電荷蓄積領域
７、第２のｐ型半導体ウェル領域８、ｎ型の転送チャネ
ル領域９及びｐ型のチャネルストップ領域１４をそれぞ
れ形成する。
【００３３】次に、図６Ｆに示すように、表面を覆って
全面的にゲート絶縁膜１５を形成し、これの上に選択的
にポリシリコン層による転送電極１６を形成する。
全面的にゲート絶縁膜１５を形成し、これの上に選択的
にポリシリコン層による転送電極１６を形成する。
【００３４】この後は、転送電極１６を層間絶縁膜１８
で覆い、これの上に例えばＡｌ等遮光金属からなる遮光
膜１７を形成する。遮光膜１７には、受光部１１に対応
する部分に開口を形成する。このようにして、図１に示
す固体撮像素子１を形成することができる。
で覆い、これの上に例えばＡｌ等遮光金属からなる遮光
膜１７を形成する。遮光膜１７には、受光部１１に対応
する部分に開口を形成する。このようにして、図１に示
す固体撮像素子１を形成することができる。
【００３５】上述の実施例では、半導体基板１上にｎ-
型のエピタキシャル層２を形成したが、エピタキシャル
層２を形成せず、ｎ型の半導体基板１に、直接イオン注
入により反対導電型の第１のｐ型の半導体ウエル領域４
を形成する構成としてもよく、同様に第１のｐ型の半導
体ウエル領域４を覆って高抵抗の半導体領域５を形成
し、深く空乏化することができる。
型のエピタキシャル層２を形成したが、エピタキシャル
層２を形成せず、ｎ型の半導体基板１に、直接イオン注
入により反対導電型の第１のｐ型の半導体ウエル領域４
を形成する構成としてもよく、同様に第１のｐ型の半導
体ウエル領域４を覆って高抵抗の半導体領域５を形成
し、深く空乏化することができる。
【００３６】本発明の固体撮像素子は、上述の例に限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
その他様々な構成が取り得る。
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
その他様々な構成が取り得る。
【００３７】
【発明の効果】上述の本発明の固体撮像素子によれば、
第２導電型の半導体領域とこれの上に赤外線が到達する
深さの高抵抗の半導体領域を形成して、この表面に受光
部を形成することにより、第２導電型の半導体領域がオ
ーバーフローバリアとなり、オーバーフローバリアの深
さを赤外線が十分吸収されうる深さまで形成することが
でき、近赤外線領域にも感度を有する固体撮像素子を構
成できる。また、受光部での空乏層の幅を従来より長く
することができるので、可視光の感度も向上させること
ができる。
第２導電型の半導体領域とこれの上に赤外線が到達する
深さの高抵抗の半導体領域を形成して、この表面に受光
部を形成することにより、第２導電型の半導体領域がオ
ーバーフローバリアとなり、オーバーフローバリアの深
さを赤外線が十分吸収されうる深さまで形成することが
でき、近赤外線領域にも感度を有する固体撮像素子を構
成できる。また、受光部での空乏層の幅を従来より長く
することができるので、可視光の感度も向上させること
ができる。
【００３８】また、本発明の固体撮像素子により、基板
に電荷を逃がす電子シャッターを形成することができ
る。
に電荷を逃がす電子シャッターを形成することができ
る。
【００３９】高抵抗の半導体領域をエピタキシャル層で
形成するときは、第２導電型の半導体領域を赤外線が十
分吸収されうる深さに形成することが容易にできる。
形成するときは、第２導電型の半導体領域を赤外線が十
分吸収されうる深さに形成することが容易にできる。
【００４０】第２導電型の半導体領域をイオン注入によ
り形成するときは、第１導電型半導体の基板に対して低
エネルギーの打ち込みで作ることができる。
り形成するときは、第１導電型半導体の基板に対して低
エネルギーの打ち込みで作ることができる。
【００４１】第２導電型の半導体領域を１０14〜１０16
ｃｍ-3の濃度とすることにより、ここに充分なオーバー
フローバリアを形成することができる。
ｃｍ-3の濃度とすることにより、ここに充分なオーバー
フローバリアを形成することができる。
【図１】本発明の固体撮像素子の実施例の概略構成図
（断面図）である。
（断面図）である。
【図２】図１の固体撮像素子の不純物プロファイル及び
ポテンシャル図である。
ポテンシャル図である。
【図３】図１の固体撮像素子の分光感度特性を比較例の
固体撮像素子と比較した図である。 Ａ ｐ型基板を用いた固体撮像素子と比較した図であ
る。 Ｂ 従来のｎ型基板を用いた固体撮像素子と比較した図
である。
固体撮像素子と比較した図である。 Ａ ｐ型基板を用いた固体撮像素子と比較した図であ
る。 Ｂ 従来のｎ型基板を用いた固体撮像素子と比較した図
である。
【図４】Ａ、Ｂ 図１の固体撮像素子の製造工程の一工
程図である。
程図である。
【図５】Ｃ、Ｄ 図１の固体撮像素子の製造工程の一工
程図である。
程図である。
【図６】Ｅ、Ｆ 図１の固体撮像素子の製造工程の一工
程図である。
程図である。
１ 固体撮像素子、２ 半導体基板、３ エピタキシャ
ル層、４ 第１のｐ型の半導体ウエル領域、５ 高抵抗
の半導体領域、６ ｎ+ 型の不純物拡散領域、７正電荷
蓄積領域領域、８ 第２のｐ型の半導体ウエル領域、９
転送チャネル領域、１１ 受光部、１２ 垂直転送レ
ジスタ、１３、 読み出しゲート部、１４ チャネルス
トップ領域、１５ ゲート絶縁膜、１６ 転送電極、１
７ 遮光膜、１８ 層間絶縁膜
ル層、４ 第１のｐ型の半導体ウエル領域、５ 高抵抗
の半導体領域、６ ｎ+ 型の不純物拡散領域、７正電荷
蓄積領域領域、８ 第２のｐ型の半導体ウエル領域、９
転送チャネル領域、１１ 受光部、１２ 垂直転送レ
ジスタ、１３、 読み出しゲート部、１４ チャネルス
トップ領域、１５ ゲート絶縁膜、１６ 転送電極、１
７ 遮光膜、１８ 層間絶縁膜
Claims (4)
- 【請求項１】 縦型オーバーフロードレイン方式の固体
撮像素子において、 第１導電型半導体基板と、 該第１導電型半導体基板上に形成された第２導電型半導
体領域と、 該第２導電型半導体領域上に形成された第２導電型半導
体領域より低濃度で赤外線が十分吸収されうる厚さの第
１導電型、第２導電型又は真性の半導体領域を有し、 該第１導電型、第２導電型又は真性の半導体領域の表面
に受光部が形成されてなることを特徴とする固体撮像素
子。 - 【請求項２】 上記第１導電型、第２導電型又は真性の
半導体領域がエピタキシャル層で形成されてなることを
特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。 - 【請求項３】 上記第２導電型半導体領域がイオン注入
により形成されてなることを特徴とする請求項１に記載
の固体撮像素子。 - 【請求項４】 上記第２導電型半導体領域は１０14〜１
０16ｃｍ-3の濃度であることを特徴とする請求項１に記
載の固体撮像素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8152494A JPH09331058A (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 固体撮像素子 |
| US08/873,108 US5898195A (en) | 1996-06-13 | 1997-06-11 | Solid-state imaging device of a vertical overflow drain system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8152494A JPH09331058A (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 固体撮像素子 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004291744A Division JP2005026717A (ja) | 2004-10-04 | 2004-10-04 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09331058A true JPH09331058A (ja) | 1997-12-22 |
Family
ID=15541702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8152494A Pending JPH09331058A (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 固体撮像素子 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JPH09331058A (ja) |
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| US6403994B1 (en) | 1999-08-23 | 2002-06-11 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and method of fabricating the same |
| JP2006222452A (ja) * | 2006-04-24 | 2006-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
| KR100734159B1 (ko) * | 2000-04-04 | 2007-07-03 | 소니 가부시끼 가이샤 | 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법 |
| KR100901368B1 (ko) * | 2006-03-07 | 2009-06-09 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 및 그 제조 방법 |
| WO2016151982A1 (ja) * | 2015-03-26 | 2016-09-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 固体撮像素子およびこれを備えた撮像装置 |
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| JP4419264B2 (ja) * | 2000-03-31 | 2010-02-24 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置 |
| JP4109858B2 (ja) * | 2001-11-13 | 2008-07-02 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
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| JP2004140258A (ja) * | 2002-10-18 | 2004-05-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体撮像素子及びその製造方法 |
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| US7323731B2 (en) * | 2003-12-12 | 2008-01-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device, method of manufacturing photoelectric conversion device, and image pickup system |
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| JP2007036034A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Fujifilm Corp | 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子 |
| JP4371145B2 (ja) * | 2007-02-23 | 2009-11-25 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置および撮像装置 |
| JP5493430B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2014-05-14 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器 |
| JP5644433B2 (ja) * | 2010-12-02 | 2014-12-24 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子、および、固体撮像素子の製造方法 |
| US9029972B2 (en) * | 2012-09-25 | 2015-05-12 | Semiconductor Components Industries, Llc | Image sensors with in-pixel anti-blooming drains |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0130959B1 (ko) * | 1992-06-03 | 1998-04-14 | 쓰지 하루오 | 고체촬상장치 및 그 제조방법 |
-
1996
- 1996-06-13 JP JP8152494A patent/JPH09331058A/ja active Pending
-
1997
- 1997-06-11 US US08/873,108 patent/US5898195A/en not_active Expired - Lifetime
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| US7595519B2 (en) | 2006-03-07 | 2009-09-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image sensor and method of manufacturing the same |
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| US11296245B2 (en) | 2014-02-07 | 2022-04-05 | Sony Corporation | Image capturing apparatus including a compound semiconductor layer |
| WO2016151982A1 (ja) * | 2015-03-26 | 2016-09-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 固体撮像素子およびこれを備えた撮像装置 |
| JPWO2016151982A1 (ja) * | 2015-03-26 | 2018-01-25 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 固体撮像素子およびこれを備えた撮像装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5898195A (en) | 1999-04-27 |
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Legal Events
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