JPH0992810A - Solid state image pickup device and its manufacture - Google Patents
Solid state image pickup device and its manufactureInfo
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- JPH0992810A JPH0992810A JP7273482A JP27348295A JPH0992810A JP H0992810 A JPH0992810 A JP H0992810A JP 7273482 A JP7273482 A JP 7273482A JP 27348295 A JP27348295 A JP 27348295A JP H0992810 A JPH0992810 A JP H0992810A
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- mis
- solid
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- Pending
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置及びその
製造方法に関し、特に、MIS(Metal-Insulator-Semi
conductor)ゲート構造を有する素子を含む固体撮像装
置に関するものであり、例えば、ビデオカメラや電子ス
チルカメラに用いて好適である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a MIS (Metal-Insulator-Semi).
conductor) The present invention relates to a solid-state imaging device including an element having a gate structure, and is suitable for use in, for example, a video camera or an electronic still camera.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のこの種の固体撮像装置の代表的な
ものとして、CCDや増幅型固体撮像装置が挙げること
ができる。ここでは、増幅型固体撮像装置の従来例とし
て、MOS型静電誘導トランジスタ(以下、「MOSS
IT」と称す)を画素に用いたものにつき説明する。2. Description of the Related Art CCDs and amplification type solid-state image pickup devices are typical examples of conventional solid-state image pickup devices of this type. Here, as a conventional example of an amplification type solid-state imaging device, a MOS type static induction transistor (hereinafter, referred to as “MOSS”).
A device using "IT") as a pixel will be described.
【0003】図9は、この従来の固体撮像装置を示す回
路図である。図9では、画素を2×2マトリクス構成と
した例を示しているが、画素数に関してはこの限りでは
ない。FIG. 9 is a circuit diagram showing this conventional solid-state image pickup device. Although FIG. 9 shows an example in which the pixels have a 2 × 2 matrix configuration, the number of pixels is not limited to this.
【0004】図9に示すように、各画素1−1,1−
2,2−1,2−2はMOSSITで構成されている。As shown in FIG. 9, each pixel 1-1, 1-
2, 2-1 and 2-2 are composed of MOSSIT.
【0005】各画素1−1,1−2,2−1,2−2の
ドレイン電極は、全画素共通に接続されて、電源電圧3
に接続されている。The drain electrodes of the pixels 1-1, 1-2, 2-1 and 2-2 are connected in common to all the pixels, and the power supply voltage 3
It is connected to the.
【0006】マトリクス配置の水平方向の第1行の画素
1−1、1−2のゲート電極はゲートライン4に共通接
続され、第2行の画素2−1、2−2のゲート電極はゲ
ートライン5に共通接続されている。垂直走査回路6で
選択された水平方向選択行には、駆動パルス発生回路7
で発生する所望の駆動タイミング及び電圧レベルの駆動
パルスφV1,φV2が、ゲートライン4,5を通じ各画素
1−1,1−2,2−1,2−2のゲート電極に印加さ
れる。各画素1−1,1−2,2−1,2−2のゲート
電極に印加される駆動パルスφV1,φV2の電圧レベルが
低レベルか中間レベルか高レベルかによって、画素MO
SSIT1−1,1−2,2−1,2−2は蓄積・読み
出し・リセットの3状態をとる。The gate electrodes of the pixels 1-1 and 1-2 of the first row in the matrix arranged in the horizontal direction are commonly connected to the gate line 4, and the gate electrodes of the pixels 2-1 and 2-2 of the second row are the gates. Commonly connected to line 5. The drive pulse generating circuit 7 is provided in the row selected in the horizontal direction by the vertical scanning circuit 6.
Drive pulses φ V1 and φ V2 having a desired drive timing and voltage level generated in 1 are applied to the gate electrodes of the pixels 1-1, 1-2, 2-1 and 2-2 through the gate lines 4 and 5. . Depending on whether the voltage levels of the drive pulses φ V1 and φ V2 applied to the gate electrodes of the pixels 1-1, 1-2, 2-1, 2-2 are low level, intermediate level or high level, the pixel MO
SSIT1-1, 1-2, 2-1 and 2-2 have three states of accumulation / readout / reset.
【0007】マトリクス配置の垂直方向の第1列の画素
1−1,2−1のソース電極は垂直ソースライン8に共
通接続され、第2列の画素1−2,2−2のソース電極
は垂直ソースライン9に共通接続されている。垂直ソー
スライン8,9の一方は垂直リセット/定電流バイアス
回路10に接続されている。垂直ソースライン8,9の
他方は、各列ごとに、光信号出力転送用MOSFET1
1−1,11−2及び暗信号出力転送用MOSFET1
2−1,12−2を介して、光信号出力蓄積用コンデン
サ13−1,13−2及び暗信号出力蓄積用コンデンサ
14−1,14−2の一方の電極に接続されるととも
に、水平読み出し選択用MOSFET15−1,15−
2,16−1,16−2を各々経て光信号出力ライン1
7及び暗信号出力ライン18に接続されている。これら
の信号出力ライン17,18には寄生容量19,20が
存在する。The source electrodes of the pixels 1-1 and 2-1 in the first column in the matrix arranged in the vertical direction are commonly connected to the vertical source line 8, and the source electrodes of the pixels 1-2 and 2-2 in the second column are connected in common. Commonly connected to the vertical source line 9. One of the vertical source lines 8 and 9 is connected to the vertical reset / constant current bias circuit 10. The other one of the vertical source lines 8 and 9 has the optical signal output transfer MOSFET 1 for each column.
1-1, 11-2 and MOSFET 1 for dark signal output transfer
It is connected to one electrode of the optical signal output storage capacitors 13-1 and 13-2 and the dark signal output storage capacitors 14-1 and 14-2 via 2-1 and 12-2, and is read out horizontally. Selection MOSFETs 15-1, 15-
Optical signal output line 1 through 2, 16-1 and 16-2, respectively
7 and the dark signal output line 18. These signal output lines 17 and 18 have parasitic capacitances 19 and 20, respectively.
【0008】また、光信号出力ライン17及び暗信号出
力ライン18には、送出される映像信号をリセットする
ための水平読み出しリセット用MOSFET21−1,
21−2のドレインが接続されている。水平読み出しリ
セット用MOSFET21−1,21−2のソースは、
光信号出力蓄積用コンデンサ13−1,13−2及び暗
信号出力蓄積用コンデンサ14−1,14−2の他方の
電極と接続しつつ、接地されている。そして、この水平
読み出しリセット用MOSFET21−1,21−2の
ゲート電極は共通接続され、これに駆動パルスφRSTHが
印加されると、水平読み出しリセット用MOSFET2
1−1,21−2が動作するようになっている。Further, the optical signal output line 17 and the dark signal output line 18 have horizontal read reset MOSFETs 21-1 for resetting a video signal to be transmitted.
The drain of 21-2 is connected. The sources of the horizontal read reset MOSFETs 21-1 and 21-2 are
The optical signal output storage capacitors 13-1 and 13-2 and the dark signal output storage capacitors 14-1 and 14-2 are connected to the other electrodes and grounded. The gate electrodes of the horizontal read reset MOSFETs 21-1 and 21-2 are commonly connected, and when the drive pulse φ RSTH is applied to the gate electrodes, the horizontal read reset MOSFET 2 is connected.
1-1 and 21-2 are operated.
【0009】前記水平読み出し選択用MOSFET15
−1,15−2,16−1,16−2の各々のゲート電
極には、水平走査回路22に接続された水平選択信号ラ
イン23,24が各列ごとに共通接続され、該水平走査
回路22から送出される水平駆動パルスφH1,φH2によ
って水平読み出しが制御されるようになっている。な
お、MOSFET15−1,15−2は、光信号出力蓄
積用コンデンサ13−1,13−2に一旦蓄積された光
信号出力を光信号出力ライン17に供給する光信号読み
出し用のものである。MOSFET16−1,16−2
は暗信号出力蓄積用コンデンサ14−1,14−2に一
旦蓄積された暗信号出力を暗信号出力ライン18に供給
する暗信号読み出し用のものである。The horizontal read selection MOSFET 15
The horizontal selection signal lines 23 and 24 connected to the horizontal scanning circuit 22 are commonly connected to the respective gate electrodes of -1, 15-2, 16-1 and 16-2 for each column. Horizontal reading is controlled by the horizontal drive pulses φ H1 and φ H2 sent from 22. The MOSFETs 15-1 and 15-2 are for reading an optical signal that supplies the optical signal output temporarily stored in the optical signal output storage capacitors 13-1 and 13-2 to the optical signal output line 17. MOSFET 16-1, 16-2
Is for reading the dark signal, which supplies the dark signal output once accumulated in the dark signal output accumulating capacitors 14-1 and 14-2 to the dark signal output line 18.
【0010】前記光信号出力転送用MOSFET11−
1,11−2の各ゲート電極はゲートライン25に共通
接続され、前記暗信号出力転送用MOSFET12−
1,12−2の各ゲート電極はゲートライン26に共通
接続され、これらに駆動パルスφTS,φTDが印加される
と、光信号出力転送用MOSFET11−1,11−2
及び暗信号出力転送用MOSFET12−1,12−2
が各々予め定められた順序で交互に動作するようになっ
ている。The optical signal output transfer MOSFET 11-
The respective gate electrodes of 1 and 11-2 are commonly connected to the gate line 25, and the dark signal output transfer MOSFET 12-
Gate electrodes 1 and 12-2 are commonly connected to a gate line 26. When drive pulses φ TS and φ TD are applied to these gate electrodes, optical signal output transfer MOSFETs 11-1 and 11-2 are applied.
And dark signal output transfer MOSFETs 12-1 and 12-2
Operate alternately in a predetermined order.
【0011】なお、前記従来の固体撮像装置において
は、垂直走査回路6、駆動パルス発生回路7及び水平走
査回路22が駆動回路を構成している。また、MOSF
ET11−1,11−2,12−1,12−2,15−
1,15−2,16−1,16−2,21−1,21−
2及びコンデンサ13−1,13−2,14−1,14
−2が読み出し回路を構成している。In the conventional solid-state image pickup device, the vertical scanning circuit 6, the driving pulse generating circuit 7 and the horizontal scanning circuit 22 constitute a driving circuit. Also, MOSF
ET11-1, 11-2, 12-1, 12-2, 15-
1, 15-2, 16-1, 16-2, 21-1, 21-
2 and capacitors 13-1, 13-2, 14-1, 14
-2 constitutes a read circuit.
【0012】次に、前記従来の固体撮像装置の動作につ
いて説明する。Next, the operation of the conventional solid-state image pickup device will be described.
【0013】画素MOSSIT1−1,1−2,2−
1,2−2のゲート電位が低レベルの場合、当該画素は
蓄積状態にあり入射光により生成されたホールをゲート
電極直下に蓄積する。ただし、飽和露光量に相当するホ
−ルを蓄積した状態においても画素は非導通状態を維持
することが可能であり、飽和光量の数百倍の光量が照射
されたとしても偽信号が発生するブル−ミング現象を起
こさない。Pixel MOSSIT 1-1, 1-2, 2-
When the gate potentials of 1 and 2 are at a low level, the pixel is in an accumulation state and accumulates holes generated by incident light immediately below the gate electrode. However, the pixel can be kept in a non-conducting state even when a hole corresponding to the saturated exposure amount is accumulated, and a false signal is generated even when a light amount several hundred times the saturated light amount is irradiated. Does not cause blooming phenomenon.
【0014】画素MOSSIT1−1,1−2,2−
1,2−2のゲ−ト電位が中間レベルとなった場合、当
該画素は読み出し状態となる。この場合、当該画素のゲ
−ト直下に蓄積されているホ−ルによりチャネルポテン
シャルが変調され、ドレイン・ソ−ス間に入射光量に比
例した、画素内部で増幅された電流を流すことができ
る。Pixel MOSSIT 1-1, 1-2, 2-
When the gate potentials 1 and 2 are at the intermediate level, the pixel is in the read state. In this case, the channel potential is modulated by the holes accumulated directly under the gate of the pixel, and an amplified current inside the pixel, which is proportional to the amount of incident light, can flow between the drain and the source. .
【0015】画素MOSSIT1−1,1−2,2−
1,2−2のゲ−ト電位が高レベルとなった場合、当該
画素のゲ−ト電極直下に蓄積されていたホ−ルは基板方
向へ排出される。すなわちリセット動作が行われるので
ある。Pixel MOSSIT 1-1, 1-2, 2-
When the gate potentials of 1 and 2 become high level, the holes accumulated just below the gate electrode of the pixel are discharged toward the substrate. That is, a reset operation is performed.
【0016】画素MOSSIT1−1,1−2,2−
1,2−2が蓄積状態にある場合、水平ブランキング期
間において、駆動パルスφTS,φTDを高レベルとし光信
号出力転送用MOSFET11−1,11−2及び暗信
号出力転送用MOSFET12−1,12−2を導通状
態とすることで、光信号出力蓄積用コンデンサ13−
1,13−2及び暗信号出力蓄積用コンデンサ14−
1,14−2の電位の初期化を行う。読み出し動作に入
る前に、駆動パルスφTS,φTDを低レベルとし、光信号
出力転送用MOSFET11−1,11−2及び暗信号
出力転送用MOSFET12−1,12−2を非導通状
態とする。Pixel MOSSIT 1-1, 1-2, 2-
When 1 and 2-2 are in the storage state, the drive pulses φ TS and φ TD are set to a high level in the horizontal blanking period, and the optical signal output transfer MOSFETs 11-1 and 11-2 and the dark signal output transfer MOSFET 12-1 are set. , 12-2 are brought into conduction, so that the optical signal output storage capacitor 13-
1, 13-2 and dark signal output storage capacitor 14-
The electric potentials of 1 and 14-2 are initialized. Before starting the read operation, the drive pulses φ TS and φ TD are set to low level, and the optical signal output transfer MOSFETs 11-1 and 11-2 and the dark signal output transfer MOSFETs 12-1 and 12-2 are turned off. .
【0017】垂直走査回路6で選択された水平方向行の
画素1−1,1−2又は2−1,2−2のゲ−ト電極に
中間レベルの駆動パルスφV1又はφV2が印加されると、
選択された行の画素は読み出し状態になる。このとき駆
動パルスφTSを高レベルとして光信号出力転送用MOS
FET11−1,11−2を導通状態とすることで、選
択された行の画素のソ−スフォロワ動作が始まり、入射
光量に応じた光信号電荷が光信号出力蓄積用コンデンサ
13−1,13−2に蓄積される。ある一定の転送期間
後に駆動パルスφTSを低レベルとし、光信号出力転送用
MOSFET11−1,11−2を非導通状態とするこ
とで、当該選択された行の画素のソースフォロワ動作が
完了する。しかる後、光信号読み出し動作が完了した当
該選択された行の画素のゲ−ト電極に高レベルの駆動パ
ルスφV1又はφV2を印加しリセット動作を行う。An intermediate level drive pulse φ V1 or φ V2 is applied to the gate electrodes of the pixels 1-1, 1-2 or 2-1, 2-2 in the horizontal row selected by the vertical scanning circuit 6. Then,
The pixels in the selected row are in the read state. At this time, the drive pulse φ TS is set to a high level and the optical signal output transfer MOS is
When the FETs 11-1 and 11-2 are turned on, the source follower operation of the pixel in the selected row starts, and the optical signal charge according to the incident light amount is stored in the optical signal output storage capacitors 13-1 and 13-. Accumulated in 2. After a certain transfer period, the drive pulse φ TS is set to the low level to bring the optical signal output transfer MOSFETs 11-1 and 11-2 into the non-conducting state, thereby completing the source follower operation of the pixel in the selected row. . After that, a high level drive pulse φ V1 or φ V2 is applied to the gate electrode of the pixel of the selected row where the optical signal read operation is completed, and the reset operation is performed.
【0018】リセット動作完了後に当該選択された行の
画素のゲ−ト電極に再度中間レベルの駆動パルスφV1又
はφV2を印加する。更に駆動パルスφTDを高レベルとし
暗信号出力転送用MOSFET12−1,12−2を導
通状態とすることで、当該選択された行の画素のソ−ス
フォロワ動作が始まり、当該画素MOSSITの暗信号
電荷が暗信号出力蓄積用コンデンサ14−1,14−2
に蓄積される。ある一定の転送期間後にφTDを低レベル
とし、暗信号出力転送用MOSFET12−1,12−
2を非導通状態とすることで、暗信号読み出し動作が完
了する。After the reset operation is completed, the intermediate level drive pulse φ V1 or φ V2 is applied again to the gate electrodes of the pixels in the selected row. Further, by setting the drive pulse φ TD to a high level and turning on the dark signal output transfer MOSFETs 12-1 and 12-2, the source follower operation of the pixel in the selected row is started, and the dark signal of the pixel MOSSIT is started. Electric charge is dark signal output storage capacitors 14-1, 14-2
Is accumulated in After a certain transfer period, φ TD is set to a low level, and dark signal output transfer MOSFETs 12-1 and 12-
The dark signal read-out operation is completed by putting 2 into the non-conducting state.
【0019】このリセット直後の暗信号出力は画素MO
SSITのしきい値電圧ばらつきそのものに相当するも
ので、画素ごとにしきい値電圧ばらつきがあるために固
定パタ−ンノイズ(FPN)を生ずるのである。The dark signal output immediately after the reset is the pixel MO.
This is equivalent to the threshold voltage variation of SSIT itself, and the fixed pattern noise (FPN) is generated because the threshold voltage varies from pixel to pixel.
【0020】光信号出力蓄積用コンデンサ13−1,1
3−2及び暗信号出力蓄積用コンデンサ14−1,14
−2への光信号電荷、暗信号電荷の蓄積が完了した後
に、水平走査回路22を動作させ、当該選択された水平
方向の行の画素出力を順次読み出す。Optical signal output storage capacitors 13-1, 1
3-2 and dark signal output storage capacitors 14-1 and 14
After the accumulation of the optical signal charges and the dark signal charges to -2 is completed, the horizontal scanning circuit 22 is operated to sequentially read the pixel outputs of the selected horizontal row.
【0021】すなわち、まず、水平走査回路22により
水平読み出し用MOSFET15−1、16−1のゲ−
ト電極に高レベルの水平駆動パルスφH1を印加して、水
平読み出し用MOSFET15−1、16−1を導通状
態とする。これにより、光信号出力蓄積用コンデンサ1
3−1に蓄積されている光信号出力は光信号出力ライン
17へ、暗信号出力蓄積用コンデンサ14−1に蓄積さ
れている暗信号出力は暗信号出力ライン18へ、それぞ
れ寄生容量19,20と容量分割され、電圧出力VOS,
VODとして素子外部へ出力される。That is, first, the horizontal scanning circuit 22 causes the gates of the horizontal read MOSFETs 15-1 and 16-1 to operate.
A high level horizontal drive pulse φ H1 is applied to the gate electrode to bring the horizontal read MOSFETs 15-1 and 16-1 into a conductive state. As a result, the optical signal output storage capacitor 1
The optical signal output accumulated in 3-1 is input to the optical signal output line 17, the dark signal output accumulated in the dark signal output accumulating capacitor 14-1 is input to the dark signal output line 18, and parasitic capacitances 19 and 20 are respectively provided. And voltage division V OS ,
It is output to the outside of the device as V OD .
【0022】素子外部(図示せず)にて出力VOSから出
力VODを減算することで、前述したしきい値電圧ばらつ
きによる固定パターンノイズを抑圧し、真の光信号出力
を求めることができる。By subtracting the output V OD from the output V OS outside the element (not shown), the fixed pattern noise due to the threshold voltage variation described above can be suppressed and the true optical signal output can be obtained. .
【0023】次に、駆動パルスφRSTHを高レベルとし水
平読み出しラインリセット用MOSFET21−1、2
1−2を導通状態とすることにより上記出力ライン1
7,18の電位を初期化する。Next, the drive pulse φ RSTH is set to a high level, and the horizontal read line reset MOSFETs 21-1 and 2-2.
The above output line 1 can be obtained by putting 1-2 into the conductive state.
The electric potentials of 7 and 18 are initialized.
【0024】その後、水平走査回路14を走査し、隣の
列の画素の出力を読み出すために水平読み出し用MOS
FET15−2,16−2を導通状態とし、上記動作を
繰り返すことで当該列の画像出力が得られるのである。After that, the horizontal scanning circuit 14 is scanned and the horizontal read MOS is used to read the output of the pixel in the adjacent column.
By making the FETs 15-2 and 16-2 conductive and repeating the above operation, the image output of the column can be obtained.
【0025】以上説明した第1行の画素1−1,1−2
に対する読み出し動作は、第2行の画素2−1,2−2
に対しても同様に行われる。The pixels 1-1 and 1-2 of the first row described above
The read operation for the pixel is performed on the pixels 2-1 and 2-2 in the second row.
The same applies to.
【0026】そして、前記従来の固体撮像装置では、前
記画素MOSSIT1−1,1−2,2−1,2−2の
部分及び前記水平読み出し選択用MOSFET15−
1,15−2,16−1,16−2等はMISゲート構
造(本例ではMOSゲート構造)を有する素子であり、
これらの素子は、図10に示すように構成されている。
図10(a)はこれらの素子の要部概略断面図であり、
図10(b)は図10(a)中の一部を拡大した、結晶
欠陥転位網35による白傷欠陥に関する説明図である。In the conventional solid-state image pickup device, the pixel MOSSIT 1-1, 1-2, 2-1 and 2-2 and the horizontal readout selection MOSFET 15-.
1, 15-2, 16-1, 16-2, etc. are elements having a MIS gate structure (MOS gate structure in this example),
These elements are configured as shown in FIG.
FIG. 10A is a schematic cross-sectional view of the main parts of these elements,
FIG. 10B is an enlarged view of a part in FIG. 10A and is an explanatory view regarding a white defect caused by the crystal defect dislocation network 35.
【0027】従来の固体撮像装置におけるMISゲート
構造を有する素子は、次のように製造されている。すな
わち、第1導電型の基板31上に熱酸化によりゲ−ト酸
化膜32を形成する。この後、化学気相成長法(以下C
VDと略す)によりポリシリコンを成膜し、低抵抗化等
のために該ポリシリコン中にリンなどの不純物を拡散さ
せ、その後、フォトリソグラフィ−技術を用いて図10
に示すようにパタ−ニングすることによって、ポリシリ
コンによるゲート電極33を形成する。このゲート電極
33は、そのエッジ部分においても厚みが一様であって
断面形状が矩形形状となっている。しかる後に、第2導
電型のソ−ス/ドレイン領域34(ソース領域及びドレ
イン領域のいずれか一方となる領域を「ソース/ドレイ
ン領域」と表記する。すなわち、図10(a)において
両側の2つのソース/ドレイン領域34のうちの一方が
ソース領域となり、他方がドレイン領域となる。)を、
ゲート電極33をマスクとしてセルフアラインで不純物
をイオン注入し熱拡散することによって、形成する。The element having the MIS gate structure in the conventional solid-state image pickup device is manufactured as follows. That is, the gate oxide film 32 is formed on the first conductivity type substrate 31 by thermal oxidation. After this, chemical vapor deposition (hereinafter C
VD) is used to form a film of polysilicon, and impurities such as phosphorus are diffused in the polysilicon for the purpose of lowering the resistance.
The gate electrode 33 made of polysilicon is formed by patterning as shown in FIG. The gate electrode 33 has a uniform thickness even at its edge portion and has a rectangular cross-sectional shape. Thereafter, the source / drain region 34 of the second conductivity type (the region which becomes either one of the source region and the drain region is referred to as a “source / drain region”. That is, two regions on both sides in FIG. One of the two source / drain regions 34 serves as a source region and the other serves as a drain region.
Impurities are ion-implanted and thermally diffused by self-alignment using the gate electrode 33 as a mask.
【0028】[0028]
【発明が解決しようとする課題】前記従来の固体撮像装
置においては、第1に、画素欠陥等に起因する白傷が発
生し、S/Nを劣化させることがあるという問題点があ
った。The above-mentioned conventional solid-state image pickup device has the first problem that S / N may be deteriorated due to white defects caused by pixel defects or the like.
【0029】この点について、図10(b)を参照して
説明する。前述したイオン注入工程において、ソ−ス/
ドレイン領域34と基板31間のPN接合がアモルファ
ス化する。このアモルファス層が再結晶化する過程にお
いて、再結晶化方向がソ−ス/ドレイン領域34の縦方
向Xと横方向Yで異なるため、図10(b)に示すよう
な曲率を持った結晶欠陥転位網(Mask Edge Defect)3
5が形成される。This point will be described with reference to FIG. In the ion implantation process described above, the source /
The PN junction between the drain region 34 and the substrate 31 becomes amorphous. In the process of recrystallizing the amorphous layer, the recrystallization direction is different between the vertical direction X and the horizontal direction Y of the source / drain region 34, so that a crystal defect having a curvature as shown in FIG. Dislocation network (Mask Edge Defect) 3
5 is formed.
【0030】この結晶欠陥転位網35が図10(b)に
示すようにソース/ドレイン領域34と基板31との間
のPN接合領域に形成されたり、空乏層が結晶欠陥転位
網35に到達したりすると、大きな暗電流発生源とな
る。このため、特に前記画素MOSSIT1−1,1−
2,2−1,2−2にこのような事態が生ずると、画像
的には白傷欠陥となる。This crystal defect dislocation network 35 is formed in the PN junction region between the source / drain region 34 and the substrate 31 as shown in FIG. 10B, or the depletion layer reaches the crystal defect dislocation network 35. In that case, it becomes a large dark current source. Therefore, in particular, the pixel MOSSIT1-1, 1-
When such a situation occurs in No. 2, 2-1 and No. 2-2, the image becomes a white defect defect.
【0031】このような白傷欠陥による固定パターンノ
イズは、前述した光信号と暗信号の減算処理では抑圧で
きないので、構造的に結晶欠陥転位網による影響を受け
ない構造とする必要がある。The fixed pattern noise due to such a white defect cannot be suppressed by the subtraction processing of the optical signal and the dark signal described above, and therefore it is necessary to have a structure structurally unaffected by the crystal defect dislocation network.
【0032】この結晶欠陥転位網35の影響を回避する
一方法としては、イオン注入後の熱処理を従来より過剰
に施し不純物を深く拡散させてソース/ドレイン領域3
4を深く形成すればよいことが知られている。しかしな
がら、この場合、不純物の横方向への拡散も大きくなっ
てしまうので、画素MOSSIT1−1,1−2,2−
1,2−2の実効的なゲート長が短くなり、電気的特性
に悪影響を及ぼすこととなる。As a method of avoiding the influence of the crystal defect dislocation network 35, the heat treatment after the ion implantation is excessively performed to diffuse the impurities deeply and the source / drain regions 3 are formed.
It is known that 4 may be formed deep. However, in this case, the diffusion of impurities in the lateral direction also becomes large, so that the pixel MOSSIT 1-1, 1-2, 2-
The effective gate lengths of 1 and 2 become short, which adversely affects the electrical characteristics.
【0033】また、ゲート電極33(すなわち、本例で
はポリシリコン)の応力により基板31内部におけるゲ
ート電極33端部の位置に歪を生じる場合があり、この
歪(図示せず)も、暗電流発生源となる。このため、特
に前記画素MOSSIT1−1,1−2,2−1,2−
2にこのような事態が生ずると、結晶欠陥転位網35の
場合と同様に、画像的には白傷欠陥となる。Further, the stress of the gate electrode 33 (that is, polysilicon in this example) may cause distortion at the position of the end of the gate electrode 33 inside the substrate 31, and this distortion (not shown) also causes dark current. It becomes a generation source. Therefore, in particular, the pixel MOSSIT 1-1, 1-2, 2-1 and 2-
When such a situation occurs in No. 2, as in the case of the crystal defect dislocation network 35, it becomes an image-wise white defect.
【0034】また、前記従来の固体撮像装置において
は、第2に、信号出力の低下が大きく、結果的にS/N
が劣化してしまうという問題点があった。Secondly, in the conventional solid-state image pickup device, secondly, the signal output is largely lowered, resulting in S / N.
However, there was a problem that it deteriorated.
【0035】すなわち、前記従来の固体撮像装置におい
ては、前述したように、出力蓄積用コンデンサ13−
1,13−2,14−1,14−2と信号出力ライン1
7,18の寄生容量19,20との容量分割で電圧出力
VOS,VODが得られる(すなわち、光信号出力及び暗信
号出力を読み出す)が、信号出力ライン17,18の寄
生容量19,20が出力蓄積用コンデンサ13−1,1
3−2,14−1,14−2に対して比較的大きいの
で、素子出力端での信号出力VOS,VODが低下し、結果
的にS/Nが劣化してしまうという問題点がある。That is, in the conventional solid-state image pickup device, as described above, the output storage capacitor 13-
1, 13-2, 14-1, 14-2 and signal output line 1
Although the voltage outputs V OS and V OD are obtained by capacitance division with the parasitic capacitances 19 and 20 of 7, 18 (that is, the optical signal output and the dark signal output are read out), the parasitic capacitances 19 of the signal output lines 17 and 18 are 20 is an output storage capacitor 13-1, 1
Since it is relatively larger than 3-2, 14-1 and 14-2, there is a problem that the signal outputs V OS and V OD at the element output ends are lowered, resulting in deterioration of S / N. is there.
【0036】この点について、図10(a)を参照して
説明する。This point will be described with reference to FIG.
【0037】前記従来の固体撮像装置においては、出力
蓄積用コンデンサ13−1,13−2,14−1,14
−2に蓄積された信号電荷が、信号出力ライン17,1
8の寄生容量19,20とで容量分割されて素子外部に
排出される。In the conventional solid-state image pickup device, the output storage capacitors 13-1, 13-2, 14-1, 14 are provided.
-2, the signal charges accumulated in the signal output lines 17, 1
The capacitance is divided by the parasitic capacitances 19 and 20 of 8 and discharged to the outside of the element.
【0038】信号出力ライン17,18の寄生容量1
9,20は、(1)配線長で決まる成分、(2)信号出
力ライン17,18に接続されている水平読み出し選択
用MOSFET15−1,15−2,16−1,16−
2のソース/ドレイン領域(不純物拡散層)34とゲー
ト電極33のオーバーラップ量36で決まる成分、
(3)信号出力ライン17,18に接続されている水平
読み出し選択用MOSFET15−1,15−2,16
−1,16−2のソース/ドレイン領域34と基板31
との間の面積で決まる成分、(4)配線と配線の交差部
分で決まる成分、などの和となっている。Parasitic capacitance 1 of signal output lines 17 and 18
9 and 20 are (1) a component determined by the wiring length, and (2) horizontal readout selection MOSFETs 15-1, 15-2, 16-1, 16- connected to the signal output lines 17 and 18.
A component determined by the overlap amount 36 between the second source / drain region (impurity diffusion layer) 34 and the gate electrode 33,
(3) Horizontal readout selection MOSFETs 15-1, 15-2, 16 connected to the signal output lines 17, 18
-1, 16-2 source / drain regions 34 and substrate 31
Is the sum of the component determined by the area between and, and (4) the component determined by the intersection of the wiring and the wiring.
【0039】前記(1),(4)の成分は可能な限り配
線を細くすることで低減できる。前記(3)の成分はM
OSFET15−1,15−2,16−1,16−2の
拡散面積を小さくすることで低減できる。The components (1) and (4) can be reduced by making the wiring as thin as possible. The component of (3) above is M
This can be reduced by reducing the diffusion area of the OSFETs 15-1, 15-2, 16-1, 16-2.
【0040】前記(2)の成分を図10(a)を参照し
て説明する。前述したように、ゲート電極33をマスク
としてセルフアラインで不純物をイオン注入し熱拡散す
ることによってソース/ドレイン領域34を形成する
が、不純物は横方向にも拡散するため、ゲート電極33
とソース/ドレイン領域34との間のオーバーラップ領
域36が形成され、このオーバーラップ領域36により
寄生容量37ができる。この寄生容量37は、ゲート電
極33とソース/ドレイン領域34との間の層間絶縁が
数十nmのゲート酸化膜32であることと、前記オーバ
ーラップ領域36のオーバーラップ量が比較的大きいこ
とから、MOSFET15−1,15−2,16−1,
16−2の各々の寄生容量37の値は比較的大きくな
る。したがって、この寄生容量37は信号出力ライン1
7,18に対して水平画素数と同数寄生することから、
全体としての寄生容量の値はかなり大きくなる。The component (2) will be described with reference to FIG. As described above, the source / drain regions 34 are formed by ion-implanting and thermally diffusing impurities by self-alignment using the gate electrode 33 as a mask. However, since the impurities also diffuse laterally, the gate electrode 33 is formed.
An overlap region 36 is formed between the source / drain region 34 and the source / drain region 34, and the overlap region 36 forms a parasitic capacitance 37. In the parasitic capacitance 37, the interlayer insulation between the gate electrode 33 and the source / drain region 34 is the gate oxide film 32 having a thickness of several tens nm, and the overlap amount of the overlap region 36 is relatively large. , MOSFETs 15-1, 15-2, 16-1,
The value of the parasitic capacitance 37 of each of 16-2 becomes relatively large. Therefore, the parasitic capacitance 37 is connected to the signal output line 1
Since 7 and 18 are parasitic as many as the number of horizontal pixels,
The value of the parasitic capacitance as a whole becomes considerably large.
【0041】したがって、前記従来の固体撮像装置にお
いては、信号出力ライン17,18の寄生容量19,2
0が出力蓄積用コンデンサ13−1,13−2,14−
1,14−2に対して比較的大きくなり、素子出力端で
の信号出力VOS,VODが低下し、結果的にS/Nが劣化
してしまうという問題点があったのである。Therefore, in the conventional solid-state image pickup device, the parasitic capacitances 19 and 2 of the signal output lines 17 and 18 are used.
0 is output storage capacitors 13-1, 13-2, 14-
1 and 14-2 are relatively large, the signal outputs V OS and V OD at the element output end are lowered, and as a result, the S / N is deteriorated.
【0042】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、白傷欠陥による固定パターンノイズを抑制し、S/
Nの向上を図ることができる固体撮像装置及びその製造
方法を提供することを1つの目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and suppresses fixed pattern noise due to a white defect and suppresses S / S.
It is an object to provide a solid-state imaging device that can improve N and a method for manufacturing the same.
【0043】また、本発明は、信号出力の低下を防止
し、S/Nの向上を図ることができる固体撮像装置及び
その製造方法を提供することを他の目的とする。Another object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of preventing a decrease in signal output and improving S / N, and a method for manufacturing the same.
【0044】[0044]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第1の態様による固体撮像装置は、MIS
ゲート構造を有する素子を含む固体撮像装置において、
前記MISゲート構造におけるゲート電極のエッジ部分
の厚みが徐々に薄くなるように、前記エッジ部分の、前
記MISゲート構造におけるゲート絶縁膜側に、テーパ
面が形成されたものである。前記テーパ面は、曲面でも
よいし平面でもよい。In order to solve the above-mentioned problems, the solid-state image pickup device according to the first aspect of the present invention is provided with a MIS.
In a solid-state imaging device including an element having a gate structure,
A taper surface is formed on the edge portion of the gate electrode in the MIS gate structure so that the thickness of the edge portion of the gate electrode in the MIS gate structure gradually decreases. The tapered surface may be a curved surface or a flat surface.
【0045】本発明の第2の態様による固体撮像装置
は、前記第1の態様による固体撮像装置において、前記
MISゲート構造を有する素子が画素の少なくとも一部
を構成するものである。A solid-state imaging device according to a second aspect of the present invention is the solid-state imaging device according to the first aspect, wherein the element having the MIS gate structure constitutes at least a part of a pixel.
【0046】本発明の第3の態様による固体撮像装置
は、前記第2の固体撮像装置において、画素が、入射光
に応じた電荷を生成して蓄積する埋め込みフォトダイオ
ードと、制御領域に受け取った電荷に応じた増幅出力を
生じる増幅用接合型電界効果トランジスタと、前記埋め
込みフォトダイオードで生成・蓄積された電荷を前記接
合型電界効果トランジスタの前記制御領域に転送する転
送用MIS型電界効果トランジスタと、前記増幅用接合
型電界効果トランジスタの前記制御領域へ転送された電
荷を排出させるリセット用MIS型電界効果トランジス
タと、を備えたものである。そして、前記MISゲート
構造を有する素子が、前記転送用MIS型電界効果トラ
ンジスタ及び前記リセット用MIS型電界効果トランジ
スタのうちの少なくとも一方である。The solid-state image pickup device according to the third aspect of the present invention is the solid-state image pickup device according to the second aspect, wherein the pixel receives in the control region an embedded photodiode for generating and accumulating charges according to incident light. An amplification junction field effect transistor that produces an amplified output according to an electric charge, and a transfer MIS field effect transistor that transfers the electric charge generated and accumulated by the embedded photodiode to the control region of the junction field effect transistor. A reset MIS field effect transistor for discharging the charges transferred to the control region of the amplification junction field effect transistor. The element having the MIS gate structure is at least one of the transfer MIS field effect transistor and the reset MIS field effect transistor.
【0047】本発明の第4の態様による固体撮像装置
は、前記第1乃至第3のいずれかの態様による固体撮像
装置において、前記MISゲート構造を有する素子が読
み出し回路の一部を構成するものである。A solid-state imaging device according to a fourth aspect of the present invention is the solid-state imaging device according to any one of the first to third aspects, in which the element having the MIS gate structure constitutes a part of a read circuit. Is.
【0048】本発明の第5の態様による固体撮像装置
は、前記第4の態様による固体撮像装置において、前記
読み出し回路が、画素からの光信号出力を一旦蓄積する
光信号出力蓄積用コンデンサと、該光信号出力蓄積用コ
ンデンサに蓄積された光信号出力を光信号出力ラインに
供給する光信号読み出し用MIS型電界効果トランジス
タと、を備え、前記MISゲート構造を有する素子が、
前記光信号読み出し用MIS型電界効果トランジスタで
あることを特徴とするものである。A solid-state image pickup device according to a fifth aspect of the present invention is the solid-state image pickup device according to the fourth aspect, wherein the readout circuit temporarily stores an optical signal output from a pixel, and an optical signal output storage capacitor. An optical signal reading MIS field effect transistor for supplying an optical signal output accumulated in the optical signal output accumulating capacitor to an optical signal output line, and an element having the MIS gate structure,
It is characterized in that it is the MIS type field effect transistor for reading an optical signal.
【0049】本発明の第6の態様による固体撮像装置
は、前記第4又は第5の態様による固体撮像装置におい
て、前記読み出し回路が、画素からの暗信号出力を一旦
蓄積する暗信号出力蓄積用コンデンサと、該光信号出力
蓄積用コンデンサに蓄積された暗信号出力を暗信号出力
ラインに供給する暗信号読み出し用MIS型電界効果ト
ランジスタと、を備え、前記MISゲート構造を有する
素子が、前記暗信号読み出し用MIS型電界効果トラン
ジスタであるものである。A solid-state image pickup device according to a sixth aspect of the present invention is the solid-state image pickup device according to the fourth or fifth aspect, wherein the readout circuit temporarily stores the dark signal output from the pixel. An element having the MIS gate structure, comprising: a capacitor; and a dark signal reading MIS field effect transistor that supplies a dark signal output accumulated in the optical signal output accumulating capacitor to a dark signal output line. It is a MIS field effect transistor for signal readout.
【0050】本発明の第7の態様による固体撮像装置
は、前記第1乃至第6の態様による固体撮像装置におい
て、前記MISゲート構造を有する素子が前記ゲート電
極に対してセルフアラインで形成されたソース領域及び
ドレイン領域を有し、該ソース領域及びドレイン領域が
LDD構造を持つものである。A solid-state imaging device according to a seventh aspect of the present invention is the solid-state imaging device according to the first to sixth aspects, wherein the element having the MIS gate structure is formed in self-alignment with the gate electrode. It has a source region and a drain region, and the source region and the drain region have an LDD structure.
【0051】本発明の第8の態様による固体撮像装置の
製造方法は、第1導電型の半導体基板上にゲート絶縁膜
を形成する工程と、該ゲート絶縁膜上にゲート電極を形
成する工程と、該ゲート電極をマスクとして不純物を前
記半導体基板に注入して第2導電型のソース領域及びド
レイン領域を形成する工程と、を有する固体撮像装置の
製造方法において、前記不純物を前記半導体基板に注入
する前に、前記ゲート電極のエッジ部分の厚みが徐々に
薄くなるように、前記エッジ部分の、前記MISゲート
構造におけるゲート絶縁膜側に、テーパ面を形成するも
のである。A method of manufacturing a solid-state image pickup device according to an eighth aspect of the present invention includes a step of forming a gate insulating film on a semiconductor substrate of the first conductivity type, and a step of forming a gate electrode on the gate insulating film. Implanting an impurity into the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask to form a second conductivity type source region and a drain region, and implanting the impurity into the semiconductor substrate. Before this, a tapered surface is formed on the edge portion of the gate electrode on the side of the gate insulating film in the MIS gate structure so that the edge portion of the gate electrode is gradually thinned.
【0052】[0052]
【作用】本発明によれば、MISゲート構造におけるゲ
ート電極のエッジ部分の厚みが徐々に薄くなるように、
前記エッジ部分の、前記MISゲート構造におけるゲー
ト絶縁膜側に、テーパ面が形成されており、いわば、ゲ
ート電極のエッジ部分が逆テーパ構造を持っている。According to the present invention, the thickness of the edge portion of the gate electrode in the MIS gate structure is gradually reduced,
A taper surface is formed on the edge portion on the side of the gate insulating film in the MIS gate structure, so to speak, the edge portion of the gate electrode has an inverse taper structure.
【0053】したがって、ゲート電極のエッジ部分が逆
テーパ構造を持つMISゲート構造を有する素子では、
ゲート電極をマスクとし不純物をイオン注入しソース/
ドレイン領域を形成すると、ソース/ドレイン領域にお
いて、ゲート電極のエッジ部分の厚みに対応して比較的
高濃度の不純物領域と比較的低濃度の不純物領域が同時
に形成され、一般的に言われるLDD構造と同様の構造
(本明細書では、この構造を「LDD構造」という)に
なる。LDD構造とした場合、高濃度不純物領域は熱処
理により深くまた横方向へも拡散するが、低濃度不純物
領域は濃度が低いことに加え拡散深さが浅いために熱処
理を加えても横方向への拡散を抑えることができ、実効
的なゲート長は低濃度不純物領域で決まる。このことに
より、イオン注入後の熱処理を従来と比べて過剰にか
け、結晶欠陥転位網が高濃度不純物領域内に含まれるよ
うに深く拡散させることが可能となる。したがって、結
晶欠陥転位網は暗電流発生源とならない。Therefore, in the element having the MIS gate structure in which the edge portion of the gate electrode has the inverse taper structure,
Impurity is ion-implanted using the gate electrode as a mask
When the drain region is formed, an impurity region having a relatively high concentration and an impurity region having a relatively low concentration are simultaneously formed in the source / drain region in correspondence with the thickness of the edge portion of the gate electrode. The same structure as described above (this structure is referred to as “LDD structure” in this specification). In the case of the LDD structure, the high-concentration impurity region is deeply and laterally diffused by the heat treatment, but the low-concentration impurity region has a low concentration and a shallow diffusion depth. Diffusion can be suppressed, and the effective gate length is determined by the low concentration impurity region. As a result, the heat treatment after the ion implantation is applied excessively as compared with the conventional case, and the crystal defect dislocation network can be deeply diffused so as to be included in the high concentration impurity region. Therefore, the crystal defect dislocation network does not serve as a dark current generation source.
【0054】このため、ゲート電極のエッジ部分が逆テ
ーパ構造を持つMISゲート構造を有する素子が、前記
第2及び第3の態様のように画素の少なくとも一部を構
成している場合には、画像的には白傷欠陥が発生しなく
なり、白傷欠陥による固定パターンノイズが抑制され、
この点からS/Nの向上を図ることができる。しかも、
実効的なゲート長が短くならないので、電気的な特性も
損なわれない。Therefore, when the element having the MIS gate structure in which the edge portion of the gate electrode has the inverse taper structure constitutes at least a part of the pixel as in the second and third aspects, Image-wise, white defects will not occur, fixed pattern noise due to white defects will be suppressed,
From this point, S / N can be improved. Moreover,
Since the effective gate length does not become short, the electrical characteristics are not impaired.
【0055】また、ゲート電極の応力により基板内部に
おけるゲート電極端部の位置に歪が生じたとしても、結
晶欠陥転位網と同様にこの歪を高濃度不純物領域内に含
まれるようにすることができるので、この歪による白傷
欠陥も発生しなくなる。Further, even if strain occurs at the position of the end of the gate electrode inside the substrate due to the stress of the gate electrode, this strain can be included in the high-concentration impurity region like the crystal defect dislocation network. As a result, white defects due to this distortion do not occur.
【0056】また、ゲート電極のエッジ部分が逆テーパ
構造を持つMISゲート構造を有する素子では、ゲート
電極とソース/ドレイン領域との間のオーバーラップ領
域が大幅に減少する。したがって、当該素子の寄生容量
も減少する。Further, in the element having the MIS gate structure in which the edge portion of the gate electrode has the inverse taper structure, the overlap region between the gate electrode and the source / drain region is significantly reduced. Therefore, the parasitic capacitance of the element is also reduced.
【0057】このため、ゲート電極のエッジ部分が逆テ
ーパ構造を持つMISゲート構造を有する素子が、前記
第4乃至第6の態様のように読み出し回路の一部を構成
している場合には、信号出力の低下を防止され、この点
からS/Nの向上を図ることができる。Therefore, when the element having the MIS gate structure in which the edge portion of the gate electrode has the inverse taper structure constitutes a part of the read circuit as in the fourth to sixth aspects, It is possible to prevent a decrease in signal output, and to improve S / N from this point.
【0058】[0058]
【実施例】まず、本発明の一実施例による固体撮像装置
について、図1乃至図3を参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a solid-state image pickup device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0059】本実施例による固体撮像装置は、画素とし
て、MISゲート構造を有する素子としてのMOSSI
Tを有する。また、本実施例による固体撮像装置は、読
み出し回路の一部として、MISゲート構造を有する素
子としてのMOSFETを有する。これらのMOSSI
T及びMOSSITは、図1に示すように構成されてい
る。The solid-state image pickup device according to the present embodiment has a MOSSI as an element having a MIS gate structure as a pixel.
It has T. Further, the solid-state imaging device according to the present embodiment has a MOSFET as an element having a MIS gate structure as a part of the read circuit. These MOSSI
The T and MOSSIT are configured as shown in FIG.
【0060】図1(a)は前記MOSSIT及び前記M
OSFETの要部概略断面図であり、図1(b)は図1
(a)中の一部を拡大した、結晶欠陥転位網45による
白傷欠陥に関する説明図である。FIG. 1A shows the MOSSIT and the M
FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of a main part of the OSFET, and FIG.
It is explanatory drawing regarding the white flaw defect by the crystal defect dislocation network 45 which expanded a part in (a).
【0061】本実施例による固体撮像装置における前記
MOSSIT及び前記MOSFETは、図1に示すよう
に、第1導電型の基板41上に形成されたゲート絶縁膜
(本実施例では、ゲート酸化膜であるが、他の絶縁膜を
用いてもよい。)42と、該ゲート絶縁膜42上に形成
されたポリシリコン等で構成されたゲート電極43と、
を備えている。すなわち、前記MOSSIT及び前記M
OSFETは、MISゲート構造を有している。As shown in FIG. 1, the MOSSIT and the MOSFET in the solid-state imaging device according to the present embodiment have a gate insulating film (in this embodiment, a gate oxide film formed on a substrate 41 of the first conductivity type). However, other insulating films may be used.) 42, and a gate electrode 43 made of polysilicon or the like formed on the gate insulating film 42,
It has. That is, the MOSSIT and the M
The OSFET has a MIS gate structure.
【0062】そして、図1に示すように、ゲート電極4
3のエッジ部分の厚みが徐々に薄くなるように、ゲート
電極43のエッジ部分の、前記MISゲート構造におけ
るゲート絶縁膜42側に、テーパ面43aが形成されて
いる。すなわち、いわば、ゲート電極43のエッジ部分
が逆テーパ構造を持っている。Then, as shown in FIG.
A tapered surface 43a is formed on the edge portion of the gate electrode 43 on the side of the gate insulating film 42 in the MIS gate structure so that the edge portion 3 of the gate electrode 43 gradually becomes thinner. That is, so to speak, the edge portion of the gate electrode 43 has an inverse taper structure.
【0063】また、本実施例では、前記MOSSIT及
び前記MOSFETは、ゲート電極43に対してセルフ
アラインで形成された第2導電型(前記第1導電型と反
対の導電型)のソース/ドレイン領域44を有してい
る。図1中の両側の2つのソース/ドレイン領域44の
うち一方がソース領域となり、他方がドレイン領域とな
る。そして、ソース/ドレイン領域44は、比較的高濃
度の不純物領域44aと比較的低濃度の不純物領域44
bとを有しており、LDD構造を有している。Further, in this embodiment, the MOSSIT and the MOSFET are source / drain regions of the second conductivity type (conductivity type opposite to the first conductivity type) formed in self-alignment with the gate electrode 43. It has 44. One of the two source / drain regions 44 on both sides in FIG. 1 is a source region and the other is a drain region. The source / drain regions 44 have a relatively high concentration impurity region 44a and a relatively low concentration impurity region 44.
b and have an LDD structure.
【0064】以上説明した本実施例による固体撮像装置
においても、前述した従来の固体撮像装置の場合と同様
に、図1(b)に示すように、結晶欠陥転位網45が形
成される。Also in the solid-state image pickup device according to the present embodiment described above, as in the case of the conventional solid-state image pickup device described above, the crystal defect dislocation network 45 is formed as shown in FIG. 1B.
【0065】しかし、本実施例では、ゲート電極43の
エッジ部分が逆テーパ構造を持っているので、図1に示
す素子では、ゲート電極43をマスクとし不純物をイオ
ン注入しソース/ドレイン領域44を形成すると、前述
したように、ソース/ドレイン領域44において、ゲー
ト電極43のエッジ部分の厚みに対応して比較的高濃度
の不純物領域44aと比較的低濃度の不純物領域44b
が同時に形成され、LDD構造になる。LDD構造とし
た場合、高濃度不純物領域44aは熱処理により深くま
た横方向へも拡散するが、低濃度不純物領域は濃度44
bが低いことに加え拡散深さが浅いために熱処理を加え
ても横方向への拡散を抑えることができ、実効的なゲー
ト長は低濃度不純物領域44bで決まる。このことによ
り、イオン注入後の熱処理を従来と比べて過剰にかけ、
図1(b)に示すように、結晶欠陥転位網45が高濃度
不純物領域44a内に含まれるように深く拡散させるこ
とが可能となる。したがって、結晶欠陥転位網45は暗
電流発生源とならない。However, in this embodiment, since the edge portion of the gate electrode 43 has an inverse taper structure, in the device shown in FIG. 1, the gate electrode 43 is used as a mask to implant impurities into the source / drain regions 44. When formed, as described above, in the source / drain region 44, the impurity region 44a having a relatively high concentration and the impurity region 44b having a relatively low concentration corresponding to the thickness of the edge portion of the gate electrode 43 are formed.
Are simultaneously formed to form an LDD structure. In the case of the LDD structure, the high-concentration impurity region 44a is deeply and laterally diffused by heat treatment, but the low-concentration impurity region 44a has a concentration of 44.
Since b is low and the diffusion depth is shallow, lateral diffusion can be suppressed even if heat treatment is applied, and the effective gate length is determined by the low-concentration impurity region 44b. By this, the heat treatment after ion implantation is applied excessively compared to the conventional one,
As shown in FIG. 1B, the crystal defect dislocation network 45 can be deeply diffused so as to be included in the high concentration impurity region 44a. Therefore, the crystal defect dislocation network 45 does not serve as a dark current generation source.
【0066】このため、本実施例では、画素としてのM
OSSITが図1に示す構成とされているので、画像的
には白傷欠陥が発生しなくなり、白傷欠陥による固定パ
ターンノイズが抑制され、この点からS/Nの向上を図
ることができる。しかも、実効的なゲート長が短くなら
ないので、電気的な特性も損なわれない。Therefore, in this embodiment, M as a pixel is
Since the OSSIT has the configuration shown in FIG. 1, image-wise no white defect is generated, fixed pattern noise due to the white defect is suppressed, and from this point, S / N can be improved. Moreover, since the effective gate length does not become short, the electrical characteristics are not impaired.
【0067】また、ゲート電極43の応力により基板内
部におけるゲート電極43端部の位置に歪が生じたとし
ても、結晶欠陥転位網35と同様にこの歪を高濃度不純
物領域44a内に含まれるようにすることができるの
で、この歪による白傷欠陥も発生しなくなる。Further, even if the stress of the gate electrode 43 causes a strain at the position of the end of the gate electrode 43 inside the substrate, this strain is included in the high-concentration impurity region 44a like the crystal defect dislocation network 35. Therefore, white defects due to this distortion do not occur.
【0068】また、図1に示す素子では、ゲート電極4
3のエッジ部分が逆テーパ構造を持っているので、ゲー
ト電極43とソース/ドレイン領域44との間のオーバ
ーラップ領域が従来と比べて大幅に減少する。したがっ
て、当該素子の寄生容量46も減少する。In the device shown in FIG. 1, the gate electrode 4
Since the edge portion 3 has an inverse taper structure, the overlap region between the gate electrode 43 and the source / drain region 44 is greatly reduced as compared with the conventional case. Therefore, the parasitic capacitance 46 of the element is also reduced.
【0069】このため、本実施例では、読み出し回路の
一部としてのMOSFETが図1に示す構成とされてい
るので、信号出力の低下が防止され、この点からS/N
の向上を図ることができる。Therefore, in this embodiment, since the MOSFET as a part of the read circuit has the structure shown in FIG. 1, a decrease in signal output is prevented, and from this point, the S / N ratio is reduced.
Can be improved.
【0070】次に、前記図1に示す素子(MOSSIT
又はMOSFET)の製造方法の一例について、図2及
び図3を参照して説明する。図2は図1に示す素子の製
造工程の一例を示す概略断面図であり、図3は図1に示
す素子の図2に引き続く製造工程を示す概略断面図であ
る。なお、図2及び図3において、図1中の各要素に対
応する要素には、同一符号を付している。Next, the element shown in FIG. 1 (MOSSIT
An example of a method of manufacturing a MOSFET (or MOSFET) will be described with reference to FIGS. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a manufacturing process of the device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of the device shown in FIG. 1 following FIG. 2 and 3, elements corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
【0071】まず、従来技術に従い、第1導電型基板4
1の表面に数十nmのゲート酸化膜42を熱酸化で成膜
した後、CVDでポリシリコン43を成膜する。その
後、ポリシリコン43の低抵抗化等のため、ポリシリコ
ン43にリン等の不純物を拡散させる(図2(a))。First, according to the prior art, the first conductivity type substrate 4
A gate oxide film 42 of several tens of nm is formed on the surface of 1 by thermal oxidation, and then polysilicon 43 is formed by CVD. After that, impurities such as phosphorus are diffused into the polysilicon 43 in order to reduce the resistance of the polysilicon 43 (FIG. 2A).
【0072】次に、ポリシリコン43上にフォトレジス
ト47を塗布し、例えば縮小型投影露光装置を用いて必
要なパターンを転写し現像し、所定形状にパターニング
したフォトレジスト47を残す(図2(b))。Next, a photoresist 47 is applied on the polysilicon 43, and a required pattern is transferred and developed using, for example, a reduction type projection exposure apparatus to leave the photoresist 47 patterned into a predetermined shape (see FIG. 2 ( b)).
【0073】その後、フォトレジスト47をマスクとし
てポリシリコン43をドライエッチングする(図2
(c))。なお、マスクとしては、フォトレジスト47
に限らず、例えばポリシリコン47の表面を酸化しパタ
ーニングしたものでもよい。ドライエッチング装置とし
ては、例えば、反応性イオンエッチング(Reactive Ion
Etching)装置を使用する。反応ガスとしてはF系、C
l系、Br系などを用いるのが一般的である。また、こ
れらのガスに他のガスを添加し、混合ガスとしてエッチ
ングすることも一般的である。いずれのガス系において
も強い異方性と対酸化膜選択比が確保されるものである
ことが好ましい。Then, the polysilicon 43 is dry-etched using the photoresist 47 as a mask (FIG. 2).
(C)). The photoresist 47 is used as a mask.
However, the surface of the polysilicon 47 may be oxidized and patterned, for example. As a dry etching apparatus, for example, reactive ion etching (Reactive Ion
Etching) device. As a reaction gas, F series, C
It is common to use 1-system, Br-system or the like. Further, it is common to add another gas to these gases and perform etching as a mixed gas. It is preferable that a strong anisotropy and a selective ratio with respect to the oxide film are ensured in any gas system.
【0074】フォトレジスト47やエッチングされたポ
リシリコン43には、ドライエッチング中に反応生成さ
れた側壁保護膜48が付着している(図2(c))。側
壁保護膜48を付着させるのは、一般的に知られている
ように横方向へのドライエッチングを防止し強い異方性
を得るためである。On the photoresist 47 and the etched polysilicon 43, the side wall protective film 48 which is generated by reaction during the dry etching is attached (FIG. 2C). The side wall protective film 48 is attached to prevent dry etching in the lateral direction and to obtain strong anisotropy, as is generally known.
【0075】図2(d)はポリシリコン43とゲート酸
化膜42との界面までドライエッチングが終了したとこ
ろを示している。通常は、ポリシリコン43を完全にエ
ッチングするためオーバーエッチングをかける。この場
合、ゲート酸化膜42との選択比を考慮しオーバーエッ
チング量を決める。FIG. 2D shows the end of dry etching up to the interface between the polysilicon 43 and the gate oxide film 42. Normally, over-etching is performed to completely etch the polysilicon 43. In this case, the overetching amount is determined in consideration of the selection ratio with the gate oxide film 42.
【0076】次に、図2(d)の状態において、異方性
ドライエッチングから等方性ドライエッチングに切り替
える。具体的には、例えば、異方性の強いガス組成比を
等方性の強いガス組成比に変更、もしくはガス種そのも
のを等方性ガスに変更する。また、等方性ドライエッチ
ングの代わり等方性ウエットエッチングを行ってもよ
い。すると、図2(d)に示すように側壁保護膜48は
基板41側で付着量が少ないので、横方向にエッチング
が進行し、前述した逆テーパ構造が実現される(図3
(a))。なお、この状態のポリシリコン43がゲート
電極となる。Next, in the state of FIG. 2D, the anisotropic dry etching is switched to the isotropic dry etching. Specifically, for example, the gas composition ratio having a strong anisotropy is changed to a gas composition ratio having a strong isotropic property, or the gas species itself is changed to an isotropic gas. Further, isotropic wet etching may be performed instead of isotropic dry etching. Then, as shown in FIG. 2D, since the side wall protective film 48 has a small adhesion amount on the substrate 41 side, the etching progresses in the lateral direction and the above-mentioned inverse taper structure is realized (FIG. 3).
(A)). The polysilicon 43 in this state becomes the gate electrode.
【0077】しかる後、フォトレジスト47の剥離、側
壁保護膜48の除去を行う。側壁保護膜48はSiO〜
SiO2系またはポリマー系の組成を持つので、希ふっ
酸や熱硫酸で簡単に除去可能である。Thereafter, the photoresist 47 is peeled off and the side wall protective film 48 is removed. The side wall protective film 48 is made of SiO.
Since it has a composition of SiO 2 type or polymer type, it can be easily removed with dilute hydrofluoric acid or hot sulfuric acid.
【0078】次に、ポリシリコン43をマスクとし不純
物をイオン注入し熱拡散する(図3(b))。これによ
り、比較的高濃度の不純物領域44aと比較的低濃度の
不純物領域44bを持つ、すなわちLDD構造を持つソ
ース/ドレイン領域44が簡単に形成される(図3
(c))。Next, using the polysilicon 43 as a mask, impurities are ion-implanted and thermally diffused (FIG. 3B). As a result, the source / drain regions 44 having the relatively high-concentration impurity regions 44a and the relatively low-concentration impurity regions 44b, that is, the LDD structure are easily formed (FIG. 3).
(C)).
【0079】最後に、従来の公知技術を用いて、PSG
等の層間絶縁膜49や多層配線工程を行えば素子が完成
するのである(図3(d))。Finally, using the conventional known technique, the PSG
The device is completed by performing the interlayer insulating film 49 and the multi-layer wiring process (FIG. 3D).
【0080】なお、前述した製造方法においは、図2
(d)の状態において異方性エッチングから等方性エッ
チングに切り替えているが、図2(d)の状態まで異方
性エッチングを継続することなく、図2(c)の状態に
おいて異方性エッチングから等方性エッチングに切り替
えてよい。この場合であっても、図2(c)に示す状態
においては側壁保護膜48は基板41側に付着していな
いので、横方向にもエッチングが進行し、前述した逆テ
ーパ構造が実現される(図3(a))。その後の工程は
前述した製造方法と同じである。The manufacturing method described above is not shown in FIG.
In the state of (d), the anisotropic etching is switched to the isotropic etching, but the anisotropic etching is continued in the state of FIG. 2 (c) without continuing the anisotropic etching until the state of FIG. 2 (d). It is possible to switch from etching to isotropic etching. Even in this case, since the side wall protective film 48 is not attached to the substrate 41 side in the state shown in FIG. 2C, the etching also progresses in the lateral direction, and the above-described inverse taper structure is realized. (FIG. 3 (a)). Subsequent steps are the same as in the above-described manufacturing method.
【0081】前記実施例による固体撮像装置(図1に関
連して説明した固体撮像装置)の具体例について、図4
を参照して説明する。FIG. 4 shows a concrete example of the solid-state image pickup device (the solid-state image pickup device described with reference to FIG. 1) according to the embodiment.
This will be described with reference to FIG.
【0082】本例による固体撮像装置の回路構成は、図
9に関連して説明した従来の固体撮像装置の回路構成と
同一である。よって、ここではその重複した説明は省略
する。The circuit configuration of the solid-state imaging device according to this example is the same as the circuit configuration of the conventional solid-state imaging device described with reference to FIG. Therefore, the duplicated description is omitted here.
【0083】図4(a)は、本例による固体撮像装置に
おける、図9中の水平読み出し選択用MOSFET15
−1に相当する水平読み出し選択用MOSFETの概略
平面図である。また、図4(b)は、図4(a)中のA
−A’線断面図である。FIG. 4A shows the horizontal read selection MOSFET 15 in FIG. 9 in the solid-state image pickup device according to the present embodiment.
It is a schematic plan view of a horizontal read selection MOSFET corresponding to -1. In addition, FIG. 4B shows A in FIG.
It is a sectional view taken on line -A '.
【0084】なお、図4において、図1中の要素と対応
する要素には同一符号を付し、その説明は省略する。In FIG. 4, elements corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and their description will be omitted.
【0085】図4において、51は、コンタクトホール
52を介して一方のソース/ドレイン領域44に接続さ
れて一方のソース/ドレイン電極となるとともに、図9
中の光信号出力ライン17に相当するAl配線である。
53は、コンタクトホール54を介して他方のソース/
ドレイン領域44に接続されて他方のソース/ドレイン
電極となるとともに、図9中の光信号出力転送用MOS
FET11−1に接続するための配線となるAl配線で
ある。また、55は層間絶縁膜、56はフィールド酸化
膜、57は基板41と同じ導電型の高濃度領域であるフ
ィールドドープ領域である。In FIG. 4, 51 is connected to one source / drain region 44 through a contact hole 52 to form one source / drain electrode, and FIG.
It is an Al wiring corresponding to the inside optical signal output line 17.
53 is the other source / via the contact hole 54.
The source / drain electrode of the other side connected to the drain region 44, and the optical signal output transfer MOS shown in FIG.
It is an Al wiring that serves as a wiring for connecting to the FET 11-1. Further, 55 is an interlayer insulating film, 56 is a field oxide film, and 57 is a field dope region which is a high concentration region of the same conductivity type as the substrate 41.
【0086】本例では、水平読み出し選択用MOSFE
Tによる寄生容量を最小にするために、ゲート電極43
を環状とし、環状のゲート電極43の内側のソース/ド
レイン領域44を、光信号出力ライン17に相当するA
l配線51に接続している。また、環状のゲート電極4
3の内側のソース/ドレイン領域44とAl配線51と
のコンタクト部分も最小サイズとし面積を抑えている。In this example, the horizontal read selection MOSFE
In order to minimize the parasitic capacitance due to T, the gate electrode 43
Is a ring, and the source / drain region 44 inside the ring-shaped gate electrode 43 corresponds to the optical signal output line 17
It is connected to the I wiring 51. In addition, the ring-shaped gate electrode 4
The contact portion between the source / drain region 44 inside 3 and the Al wiring 51 is also set to the minimum size to reduce the area.
【0087】本例では、図9中の水平読み出し選択用M
OSFET15−2,16−1,16−2に相当する水
平読み出し選択用MOSFETも、図4に示す構造と同
様の構造を有している。また、図面には示していない
が、本例では、図9中の画素MOSSIT1−1,1−
2,2−1,2−2も図1に示す構造と同様の構造を有
している。In this example, M for horizontal read selection in FIG.
The horizontal read selection MOSFETs corresponding to the OSFETs 15-2, 16-1, 16-2 also have a structure similar to that shown in FIG. Although not shown in the drawing, in this example, the pixel MOSSIT1-1, 1-in FIG.
2, 2-1 and 2-2 also have the same structure as that shown in FIG.
【0088】次に、本発明の他の実施例による固体撮像
装置について、図5乃至図8を参照して説明する。Next, a solid-state image pickup device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0089】図5は、本実施例による固体撮像装置を示
す回路図である。図5では、画素60を2×2マトリク
ス構成とした例を示しているが、画素数に関してはこの
限りではない。FIG. 5 is a circuit diagram showing the solid-state image pickup device according to this embodiment. Although FIG. 5 shows an example in which the pixel 60 has a 2 × 2 matrix configuration, the number of pixels is not limited to this.
【0090】図5に示すように、単位画素60は、入射
光に応じた電荷を生成して蓄積する埋め込み型フォトダ
イオード(以下、「BPD」と称す)61と、制御領域
に受け取った電荷に応じた増幅出力を生じる増幅用の接
合型電界効果トランジスタ(以下、「JFET」と称
す)62と、BPD61で生成・蓄積された電荷をJF
ET62の前記制御領域に転送する転送用MIS型電界
効果トランジスタとしてのpチャネルMOSFET(以
下、「転送用MOSFET」と称す)63と、JFET
62の前記制御領域へ転送された電荷を排出させるリセ
ット用MIS型電界効果トランジスタとしてのpチャネ
ルMOSFET(以下、「リセット用MOSFET」と
称す)64とを備えている。なお、転送用MOSFET
63のゲート電極がBPD61で生成・蓄積された電荷
をJFET62の前記制御領域に転送する転送ゲート
(以下、「TG」と称す)となっている。また、リセッ
ト用MOSFET64のドレインがJFET62の前記
制御領域に転送された電荷を排出するためのリセット用
電荷排出手段としてのリセットドレイン(以下、「RS
D」と称す)となっており、リセット用MOSFET6
4のゲート電極が前記リセット用電荷排出手段を制御す
るためのリセット用制御手段としてのリセットゲート
(以下、「RSG」と称す)となっている。As shown in FIG. 5, the unit pixel 60 includes an embedded photodiode (hereinafter referred to as “BPD”) 61 for generating and accumulating charges according to incident light, and a charge received in a control region. A junction-type field effect transistor for amplification (hereinafter referred to as “JFET”) 62 that produces a corresponding amplified output, and a charge generated and accumulated in the BPD 61 by the JF
A p-channel MOSFET (hereinafter, referred to as “transfer MOSFET”) 63 as a transfer MIS type field effect transistor for transferring to the control region of the ET 62, and a JFET
And a p-channel MOSFET (hereinafter, referred to as “reset MOSFET”) 64 as a reset MIS field effect transistor that discharges the charges transferred to the control region 62. In addition, transfer MOSFET
The gate electrode of 63 serves as a transfer gate (hereinafter referred to as “TG”) that transfers the charge generated and accumulated in the BPD 61 to the control region of the JFET 62. Further, the drain of the reset MOSFET 64 serves as a reset charge discharging unit for discharging the charges transferred to the control region of the JFET 62.
"D"), and the reset MOSFET 6
The gate electrode 4 serves as a reset gate (hereinafter, referred to as "RSG") as a reset control unit for controlling the reset charge discharging unit.
【0091】各画素60のJFET62のソースは、マ
トリクス配置の各列ごとに垂直ソースライン70−1,
70−2に共通に接続されている。各画素60のJFE
T62のドレイン及びBPD61のカソード側には図示
しない配線又は拡散層によって全画素共通に接続され
て、電源電圧65に接続されている。また、各画素60
のBPD61のアノード側及びJFET62の制御領域
は、それぞれ転送用MOSFET63のソース又はドレ
インに接続されている。The source of the JFET 62 of each pixel 60 is a vertical source line 70-1, for each column of the matrix arrangement.
70-2 are commonly connected. JFE of each pixel 60
The drain of T62 and the cathode side of the BPD 61 are commonly connected to all pixels by a wiring or a diffusion layer not shown, and are connected to a power supply voltage 65. In addition, each pixel 60
The anode side of the BPD 61 and the control region of the JFET 62 are connected to the source or the drain of the transfer MOSFET 63, respectively.
【0092】転送用MOSFET63の転送ゲート(ゲ
ート電極)は、マトリクス配置の各行ごとに垂直走査回
路71によって走査されるゲートライン72−1,72
−2に共通接続され、垂直走査回路71から送出される
駆動パルスφTG1,φTG2が印加されると、該転送用MO
SFET63が各行ごとに順次動作するようになってい
る。The transfer gate (gate electrode) of the transfer MOSFET 63 has gate lines 72-1 and 72 scanned by the vertical scanning circuit 71 for each row of the matrix arrangement.
-2, and when the drive pulses φ TG1 and φ TG2 sent from the vertical scanning circuit 71 are applied, the transfer MO is transferred.
The SFET 63 is designed to operate sequentially for each row.
【0093】リセット用MOSFET64のリセットゲ
ート(ゲート電極)は、マトリクス配置の各行ごとに垂
直走査回路71に接続されたゲートライン73−1,7
3−2に共通接続され、垂直走査回路71から送出され
る駆動パルスφRSG1,φRSG2(両者は同一パルス)が印
加されると、該リセット用MOSFET64が全行同時
に動作するようになっている。The reset gates (gate electrodes) of the reset MOSFET 64 are gate lines 73-1 and 7-7 connected to the vertical scanning circuit 71 for each row of the matrix arrangement.
When the drive pulses φ RSG1 and φ RSG2 (both are the same pulse) which are commonly connected to 3-2 and are sent from the vertical scanning circuit 71 are applied, the reset MOSFETs 64 are operated simultaneously in all rows. .
【0094】リセット用MOSFET64のリセットド
レイン(ドレイン電極)は、マトリクス配置の各行ごと
に垂直走査回路71によって走査されるライン74−
1,74−2に共通接続され、これらには垂直走査回路
71から送出される駆動パルスφRSD1,φRSD2が印加さ
れる。駆動パルスφRSD1,φRSD2は転送用MOSFET
63を介してJFET62のゲート電位を制御するため
のものである。The reset drain (drain electrode) of the reset MOSFET 64 is line 74-scanned by the vertical scanning circuit 71 for each row of the matrix arrangement.
1, 74-2 are commonly connected to which drive pulses φ RSD1 and φ RSD2 sent from the vertical scanning circuit 71 are applied. Drive pulses φ RSD1 and φ RSD2 are transfer MOSFETs
It is for controlling the gate potential of the JFET 62 via 63.
【0095】前記垂直ソースライン70−1,70−2
は、一方において、各列ごとに、光信号出力転送用MO
SFET75−1,75−2及び暗信号出力転送用MO
SFET76−1,76−2を介して、光信号出力蓄積
用コンデンサ77−1,77−2及び暗信号出力蓄積用
コンデンサ78−1,78−2の一方の電極に接続され
るとともに、水平読み出し選択用MOSFET79−
1,79−2,80−1,80−2を各々経て光信号出
力ライン81及び暗信号出力ライン82に接続されてい
る。これらの信号出力ライン81,82には寄生容量8
3,84が存在する。また、これらの信号出力ライン8
1,82の一方には出力アンプ85,86が接続されて
いる。The vertical source lines 70-1, 70-2
On the other hand, on the other hand, for each column, the optical signal output transfer MO
SFET 75-1, 75-2 and MO for dark signal output transfer
It is connected to one electrode of the optical signal output storage capacitors 77-1 and 77-2 and the dark signal output storage capacitors 78-1 and 78-2 via the SFETs 76-1 and 76-2, and is read out horizontally. Selection MOSFET 79-
The optical signal output line 81 and the dark signal output line 82 are connected via 1, 79-2, 80-1, and 80-2, respectively. These signal output lines 81 and 82 have parasitic capacitance 8
There are 3,84. Also, these signal output lines 8
Output amplifiers 85 and 86 are connected to one of the terminals 1 and 82.
【0096】また、光信号出力ライン81及び暗信号出
力ライン82には、送出される映像信号をリセットする
ための水平読み出しリセット用MOSFET87−1,
87−2のドレインが接続されている。水平読み出しリ
セット用MOSFET87−1,87−2のソースは、
光信号出力蓄積用コンデンサ77−1,77−2及び暗
信号出力蓄積用コンデンサ78−1,78−2の他方の
電極と接続しつつ、接地されている。そして、この水平
読み出しリセット用MOSFET87−1,87−2の
ゲート電極は共通接続され、これに駆動パルスφRSTHが
印加されると、水平読み出しリセット用MOSFET8
7−1,87−2が動作するようになっている。Further, on the optical signal output line 81 and the dark signal output line 82, horizontal read reset MOSFETs 87-1 for resetting the video signal to be sent,
The drain of 87-2 is connected. The sources of the horizontal read reset MOSFETs 87-1 and 87-2 are
The optical signal output storage capacitors 77-1 and 77-2 and the dark signal output storage capacitors 78-1 and 78-2 are connected to the other electrodes and grounded. The gate electrodes of the horizontal read reset MOSFETs 87-1 and 87-2 are commonly connected, and when the drive pulse φ RSTH is applied to the gate electrodes, the horizontal read reset MOSFET 8 is provided.
7-1 and 87-2 are designed to operate.
【0097】前記水平読み出し選択用MOSFET79
−1,79−2,80−1,80−2の各々のゲート電
極には、水平走査回路88に接続された水平選択信号ラ
イン89,90が各列ごとに共通接続され、該水平走査
回路22から送出される水平駆動パルスφH1,φH2によ
って水平読み出しが制御されるようになっている。な
お、MOSFET79−1,79−2は、光信号出力蓄
積用コンデンサ77−1,77−2に一旦蓄積された光
信号出力を光信号出力ライン81に供給する光信号読み
出し用のものである。MOSFET80−1,80−2
は暗信号出力蓄積用コンデンサ78−1,78−2に一
旦蓄積された暗信号出力を暗信号出力ライン82に供給
する暗信号読み出し用のものである。The horizontal read selection MOSFET 79
The horizontal selection signal lines 89 and 90 connected to the horizontal scanning circuit 88 are commonly connected to the respective gate electrodes of -1, 79-2, 80-1, and 80-2 for each column, and the horizontal scanning circuit Horizontal reading is controlled by the horizontal drive pulses φ H1 and φ H2 sent from 22. The MOSFETs 79-1 and 79-2 are for reading an optical signal, which supplies the optical signal output temporarily stored in the optical signal output storage capacitors 77-1 and 77-2 to the optical signal output line 81. MOSFET 80-1, 80-2
Is for reading the dark signal, which supplies the dark signal output once accumulated in the dark signal output accumulating capacitors 78-1 and 78-2 to the dark signal output line 82.
【0098】前記光信号出力転送用MOSFET75−
1,75−2の各ゲート電極はゲートライン91に共通
接続され、前記暗信号出力転送用MOSFET76−
1,76−2の各ゲート電極はゲートライン92に共通
接続され、これらに駆動パルスφTS,φTDが印加される
と、光信号出力転送用MOSFET75−1,75−2
及び暗信号出力転送用MOSFET76−1,76−2
が各々予め定められた順序で交互に動作するようになっ
ている。The optical signal output transfer MOSFET 75-
Each of the gate electrodes 1 and 75-2 is commonly connected to the gate line 91, and the dark signal output transfer MOSFET 76-
Each gate electrode of 1 and 76-2 is commonly connected to a gate line 92, and when drive pulses φ TS and φ TD are applied to these gate electrodes, optical signal output transfer MOSFETs 75-1 and 75-2.
And dark signal output transfer MOSFETs 76-1, 76-2
Operate alternately in a predetermined order.
【0099】前記垂直ソースライン70−1,70−2
は、他方において、各列ごとに垂直ソースラインリセッ
ト用MOSFET93−1,93−2のドレイン及びバ
イアス電流源(ソースフォロワ読み出し用電流源)94
−1,94−2に接続されており、各垂直ソースライン
リセット用MOSFET93−1,93−2のソースに
は電源電圧VRSTVが供給され、バイアス電流源94−
1,94−2には電源電圧VCSが供給されている。The vertical source lines 70-1, 70-2
On the other hand, on the other hand, the drains of the vertical source line reset MOSFETs 93-1 and 93-2 and the bias current source (source follower read current source) 94 for each column.
-1, 94-2, the source of the vertical source line resetting MOSFETs 93-1 and 93-2 is supplied with the power supply voltage V RSTV , and the bias current source 94-2 is connected.
The power supply voltage V CS is supplied to 1, 94-2.
【0100】なお、垂直ソースラインリセット用MOS
FET93−1,93−2のゲート電極には、リセット
パルスφRSTVが供給され、このリセットパルスφRSTVが
ハイレベルになると、垂直ソースラインリセット用MO
SFET93−1,93−2が導通状態となり垂直ソー
スライン70−1,70−2を電圧VRSTVにリセットす
ることができるようになっている。The vertical source line reset MOS
A reset pulse φ RSTV is supplied to the gate electrodes of the FETs 93-1 and 93-2. When the reset pulse φ RSTV goes high, the vertical source line reset MO is reset.
The SFETs 93-1 and 93-2 become conductive, and the vertical source lines 70-1 and 70-2 can be reset to the voltage V RSTV .
【0101】次に、図6に示すパルスタイミングチャー
トを参照しながら、本実施例による固体撮像装置の動作
について説明する。なお、図6においては、第1行目の
画素60の読み出し動作に関する駆動パルスのみを示
し、駆動パルスφTG2,φRSG2,φRSD2については省略
している。Next, the operation of the solid-state imaging device according to the present embodiment will be described with reference to the pulse timing chart shown in FIG. Note that, in FIG. 6, only the drive pulse relating to the read operation of the pixels 60 in the first row is shown, and the drive pulses φ TG2 , φ RSG2 , φ RSD2 are omitted.
【0102】t1時点において、駆動パルスφRSG1がロ
ーレベル、駆動パルスφRSD1がハイレベルにあるので、
第1行目の各画素60のリセット用MOSFET64が
導通状態となり、JFET62のゲート電位が駆動パル
スφRSD1のハイレベルに初期化される。At time t 1 , the drive pulse φ RSG1 is at the low level and the drive pulse φ RSD1 is at the high level.
The resetting MOSFET 64 of each pixel 60 in the first row becomes conductive, and the gate potential of the JFET 62 is initialized to the high level of the drive pulse φ RSD1 .
【0103】t2時点において、駆動パルスφTD,φ
RSTVがハイレベルにあるので、暗信号出力転送用MOS
FET76−1,76−2及び垂直ソースラインリセッ
ト用MOSFET93−1,93−2が導通状態とな
り、暗信号出力蓄積用コンデンサ78−1,78−2の
電位がVRSTVにリセットされる。At time t 2 , drive pulses φ TD , φ
Since RSTV is at high level, dark signal output transfer MOS
The FETs 76-1 and 76-2 and the vertical source line reset MOSFETs 93-1 and 93-2 are turned on, and the potentials of the dark signal output storage capacitors 78-1 and 78-2 are reset to V RSTV .
【0104】t3時点において、駆動パルスφRSTVがロ
ーレベル、駆動パルスφTDがハイレベルであるので、垂
直ソースラインリセット用MOSFET93−1,93
−2が非導通状態であるとともに暗信号出力転送用MO
SFET76−1,76−2が導通状態であり、JFE
T62が暗信号のソースフォロワ動作を行い、暗信号出
力が暗信号出力蓄積用コンデンサ78−1,78−2に
充電される。At time t 3 , the drive pulse φ RSTV is at the low level and the drive pulse φ TD is at the high level, so that the vertical source line reset MOSFETs 93-1 and 93 are provided.
-2 is non-conducting state and dark signal output transfer MO
The SFETs 76-1 and 76-2 are in the conductive state, and the JFE
T62 performs the source follower operation of the dark signal, and the dark signal output is charged in the dark signal output storage capacitors 78-1 and 78-2.
【0105】t4時点において、駆動パルスφRSTVがハ
イレベル、駆動パルスφTDがローレベルであるので、垂
直ソースラインリセット用MOSFET93−1,93
−2が導通状態となるとともに、暗信号出力転送用MO
SFET76−1,76−2が非導通状態となり、垂直
ソースライン70−1,70−2の電位がVRSTVにリセ
ットされる。また、t4時点において、駆動パルスφTG1
がローレベルであるので、第1行目の各画素60の転送
用MOSFET63が導通状態となり、第1行目の各画
素60のBPD61で光電変換された電荷がJFET6
2のゲートに転送される。At time t 4 , the drive pulse φ RSTV is at the high level and the drive pulse φ TD is at the low level, so that the vertical source line reset MOSFETs 93-1 and 93 are provided.
-2 becomes conductive, and a MO for dark signal output transfer
The SFETs 76-1 and 76-2 are turned off, and the potentials of the vertical source lines 70-1 and 70-2 are reset to V RSTV . Further, at time t 4 , drive pulse φ TG1
Is at a low level, the transfer MOSFET 63 of each pixel 60 on the first row becomes conductive, and the charge photoelectrically converted by the BPD 61 of each pixel 60 on the first row becomes the JFET 6
2 is transferred to the gate.
【0106】t5時点において、駆動パルスφRSTVがハ
イレベル、駆動パルスφTSがハイレベルであるので、垂
直ソースラインリセット用MOSFET93−1,93
−2及び光信号出力転送用MOSFET75−1,75
−2が導通状態となり、光信号出力蓄積用コンデンサ7
7−1,77−2の電位がVRSTVにリセットされる。At time t 5 , the drive pulse φ RSTV is at the high level and the drive pulse φ TS is at the high level. Therefore, vertical source line reset MOSFETs 93-1 and 93 are provided.
-2 and optical signal output transfer MOSFETs 75-1 and 75
-2 becomes conductive, and the optical signal output storage capacitor 7
The potentials 7-1 and 77-2 are reset to V RSTV .
【0107】t6時点において、駆動パルスφRSTVがロ
ーレベル、駆動パルスφTSがハイレベルにあるので、垂
直ソースラインリセット用MOSFET93−1,93
−2が非導通状態であるとともに光信号出力転送用MO
SFET75−1,75−2が導通状態であり、JFE
T62が光信号のソースフォロワ動作を行い、光信号出
力が光信号出力蓄積用コンデンサ77−1,77−2に
充電される。Since the drive pulse φ RSTV is at the low level and the drive pulse φ TS is at the high level at time t 6 , the vertical source line reset MOSFETs 93-1 and 93 are provided.
-2 is in a non-conducting state and an optical signal output transfer MO
SFETs 75-1 and 75-2 are in the conductive state, and JFE
T62 performs the source follower operation of the optical signal, and the optical signal output is charged in the optical signal output storage capacitors 77-1 and 77-2.
【0108】t7時点において、駆動パルスφRSTHがハ
イレベルとなり、水平読み出しリセット用MOSFET
87−1,87−2が導通状態となり、光信号出力ライ
ン81及び暗信号出力ライン82の電位をリセットす
る。At time t 7 , the drive pulse φ RSTH becomes high level, and the horizontal read reset MOSFET is
87-1 and 87-2 become conductive, and the potentials of the optical signal output line 81 and the dark signal output line 82 are reset.
【0109】t8時点において、水平駆動パルスφH1が
ハイレベルとなり、水平読み出し選択用MOSFET7
9−1,80−1が導通状態となり、光信号出力蓄積用
コンデンサ77−1及び暗信号出力蓄積用コンデンサ7
8−1から、第1行目の第1列の画素60の光信号出力
及び暗信号出力が、それぞれ寄生容量83,84と容量
分割されて光信号出力ライン81及び暗信号出力ライン
82へ出力され、更に出力アンプ85,86を介して電
圧出力VOS,VODとして素子外部へ出力される。At time t 8 , the horizontal drive pulse φ H1 becomes high level and the horizontal read selection MOSFET 7
9-1 and 80-1 become conductive, and the optical signal output storage capacitor 77-1 and the dark signal output storage capacitor 7
From 8-1, the optical signal output and the dark signal output of the pixel 60 of the first row and the first column are capacity-divided with the parasitic capacitances 83 and 84, respectively, and output to the optical signal output line 81 and the dark signal output line 82. And output as voltage outputs V OS and V OD to the outside of the device via the output amplifiers 85 and 86.
【0110】t9時点及びt10においては、第1行目の
次の列の画素60の光信号出力及び暗信号出力に関し
て、t7時点及びt8時点と同様の動作を繰り返し、第1
行目の各列の画素60の信号を順次素子外部へ読み出
す。At time t 9 and time t 10 , the same operation as at time t 7 and time t 8 is repeated for the optical signal output and the dark signal output of the pixel 60 in the next column of the first row, and the first operation is performed.
The signals of the pixels 60 in each column of the row are sequentially read out of the element.
【0111】以上説明した第1行の各画素60に対する
読み出し動作は、第2行の各画素60に対しても同様に
行われる。The readout operation for each pixel 60 in the first row described above is similarly performed for each pixel 60 in the second row.
【0112】次に、本実施例による固体撮像装置の単位
画素の構造について、図7及び図8を参照して説明す
る。Next, the structure of the unit pixel of the solid-state imaging device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
【0113】図7は、本実施例による固体撮像装置にお
ける単位画素60の概略平面図である。また、図8は図
7中の所定箇所の概略断面図であり、(a)は図7中の
B−B’線断面図、(b)は図7中のC−C’線断面図
である。FIG. 7 is a schematic plan view of the unit pixel 60 in the solid-state image pickup device according to this embodiment. 8 is a schematic sectional view of a predetermined portion in FIG. 7, (a) is a sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 7, and (b) is a sectional view taken along the line CC ′ in FIG. 7. is there.
【0114】この単位画素は、既に説明したように、B
PD61と、JFET62と、転送用MOSFET(p
チャネルMOSFET)63と、リセット用MOSFE
T(pチャネルMOSFET)64とを備えている。This unit pixel is, as already described, B
PD61, JFET62, transfer MOSFET (p
Channel MOSFET) 63 and reset MOSFE
T (p-channel MOSFET) 64.
【0115】図7及び図8において、100aは、BP
D61及びJFET62に電源電圧65(図5参照)を
供給するための1層目アルミ配線である。100bは、
1層目アルミ配線100aと同じ段差構造をとるための
1層目ダミーアルミラインである。101は、転送用M
OSFET63のゲート電極(転送ゲート)を兼ね、同
一行の各画素(水平方向画素)60の転送用MOSFE
T63のゲート電極を共通接続するポリシリコン配線
(図5中のゲートライン72−1,72−2に相当)で
ある。102は、リセット用MOSFET64のゲート
電極(リセットゲート)を兼ね、同一行の各画素60の
リセット用MOSFET64のゲート電極を共通接続す
るポリシリコン配線(図5中のゲートライン73−1,
73−2に相当)である。103は、リセット用MOS
FET64を介してJFET62のゲート電位を制御す
るための2層目アルミ配線(図5中のライン74−1,
74−2に相当)であり、リセット用MOSFET64
の一方のソース/ドレイン電極も兼ねている。104
は、リセット用MOSFET64の他方のソース/ドレ
イン電極を兼ね、2層目アルミ配線103に接続される
1層目アルミ配線である。105は、1層目アルミ配線
104と2層目アルミ配線103とを接続するためのス
ルーホールである。106は、JFET62のソース電
極を兼ね、同一列の各画素(垂直方向画素)60のJF
ET62のソース電極を共通接続するための1層目アル
ミ配線(図5中の垂直ソースライン70−1,70−2
に相当)である。In FIGS. 7 and 8, 100a is BP.
It is a first layer aluminum wiring for supplying a power supply voltage 65 (see FIG. 5) to the D61 and the JFET 62. 100b is
This is a first-layer dummy aluminum line for forming the same step structure as the first-layer aluminum wiring 100a. 101 is a transfer M
The transfer MOSFE of each pixel (horizontal pixel) 60 in the same row also serves as the gate electrode (transfer gate) of the OSFET 63.
A polysilicon wiring (corresponding to the gate lines 72-1 and 72-2 in FIG. 5) commonly connecting the gate electrodes of T63. Reference numeral 102 also serves as a gate electrode (reset gate) of the resetting MOSFET 64 and commonly connects the gate electrode of the resetting MOSFET 64 of each pixel 60 in the same row to a polysilicon wiring (gate line 73-1 in FIG. 5,
73-2). 103 is a reset MOS
The second layer aluminum wiring for controlling the gate potential of the JFET 62 via the FET 64 (line 74-1 in FIG. 5,
74-2), and the resetting MOSFET 64
It also serves as one of the source / drain electrodes. 104
Is a first-layer aluminum wiring that also serves as the other source / drain electrode of the reset MOSFET 64 and is connected to the second-layer aluminum wiring 103. Reference numeral 105 is a through hole for connecting the first layer aluminum wiring 104 and the second layer aluminum wiring 103. Reference numeral 106 also serves as the source electrode of the JFET 62, and JF of each pixel (vertical pixel) 60 in the same column.
First-layer aluminum wiring for commonly connecting the source electrodes of the ET62 (vertical source lines 70-1, 70-2 in FIG. 5)
Is equivalent to).
【0116】また、107はp型基板、108はn型ウ
ェルである。109は、n+画素分離領域であり、JF
ET62のドレイン電極も兼ねていて1層目アルミ配線
100aにコンタクトホール110を介して接続されて
いる。111はJFET62のp型ゲート領域(JFE
T62の制御領域)、112はJFET62のn型チャ
ネル領域、113はJFET62のソース電極(1層目
アルミ配線106が兼ねている)にコンタクトをとるた
めのn+領域である。JFET62のp型ゲート領域1
11は、転送用MOSFET63の一方のソース/ドレ
イン領域も兼ねるとともに、リセット用MOSFET6
4の一方のソース/ドレイン領域も兼ねている。114
は、リセット用MOSFET64の他方のソース/ドレ
イン領域を構成するp型領域である。115は、リセッ
ト用MOSFET64のソースドレイン間のn型領域で
ある。116はn+画素分離領域と連続するn+領域、1
17はp型領域であり、これらによるPN接合によって
BPD61が構成されている。図8からわかるように、
BPD61は縦型オーバーフロー構造の埋め込みフォト
ダイオードとなっている。p型領域117の一部は、転
送用MOSFET63の他方のソース/ドレイン領域も
兼ねている。118は、1層目アルミ配線104とp型
領域114とを接続するためのコンタクトホールであ
る。119は、1層目アルミ配線106とn+領域11
3とを接続するためのコンタクトホールである。Further, 107 is a p-type substrate and 108 is an n-type well. 109 is an n + pixel separation region,
It also serves as the drain electrode of the ET 62 and is connected to the first-layer aluminum wiring 100a through the contact hole 110. 111 is a p-type gate region of JFET 62 (JFE
(T62 control region), 112 is an n-type channel region of the JFET 62, and 113 is an n + region for making contact with the source electrode of the JFET 62 (also serving as the first-layer aluminum wiring 106). P-type gate region 1 of JFET 62
11 also serves as one of the source / drain regions of the transfer MOSFET 63, and also has the reset MOSFET 6
4 also serves as one of the source / drain regions. 114
Is a p-type region forming the other source / drain region of the resetting MOSFET 64. Reference numeral 115 denotes an n-type region between the source and drain of the reset MOSFET 64. 116 is an n + region continuous with the n + pixel separation region, 1
Reference numeral 17 is a p-type region, and the BPD 61 is formed by a PN junction formed by these. As can be seen from FIG.
The BPD 61 is a buried photodiode having a vertical overflow structure. Part of the p-type region 117 also serves as the other source / drain region of the transfer MOSFET 63. Reference numeral 118 is a contact hole for connecting the first-layer aluminum wiring 104 and the p-type region 114. Reference numeral 119 denotes the first layer aluminum wiring 106 and the n + region 11
3 is a contact hole for connecting with 3.
【0117】本実施例による固体撮像装置では、図8に
示すように、単位画素60におけるMISゲート構造を
有する素子である転送用MOSFET63のゲート電極
となっているポリシリコン配線101のエッジ部分が逆
テーパ構造を有しており、また、単位画素60における
MISゲート構造を有する素子であるリセット用MOS
FET64のゲート電極となっているポリシリコン配線
102のエッジ部分が逆テーパ構造を有している。そし
て、MOSFET63,64のソース/ドレイン領域が
セルフアラインで形成されてLDD構造を持っている。In the solid-state imaging device according to the present embodiment, as shown in FIG. 8, the edge portion of the polysilicon wiring 101 which is the gate electrode of the transfer MOSFET 63 which is an element having the MIS gate structure in the unit pixel 60 is reversed. A reset MOS which is an element having a taper structure and having a MIS gate structure in the unit pixel 60.
The edge portion of the polysilicon wiring 102 which is the gate electrode of the FET 64 has an inverse taper structure. The source / drain regions of the MOSFETs 63 and 64 are self-aligned to have an LDD structure.
【0118】本実施例による固体撮像装置における画素
構造においては、ポリシリコン101,102をマスク
にしてイオン注入を行うp型拡散は比較的低濃度のイオ
ン注入であるため、結晶欠陥転位網が発生する可能性は
少ないのであるが、たとえ結晶欠陥転位網が発生したと
しても暗電流発生源にはならないのである。In the pixel structure of the solid-state image pickup device according to this embodiment, the p-type diffusion in which ion implantation is performed using the polysilicon 101 and 102 as a mask is a relatively low concentration of ion implantation, so that a crystal defect dislocation network is generated. However, even if a crystal defect dislocation network is generated, it does not become a dark current generation source.
【0119】また、図面には示していないが、本実施例
による固体撮像装置における水平読み出し選択用MOS
FET79−1,79−2,80−1,80−2は、図
4に示す構造と同様の構造を有している。Although not shown in the drawing, a horizontal read selection MOS in the solid-state image pickup device according to the present embodiment.
The FETs 79-1, 79-2, 80-1, 80-2 have a structure similar to that shown in FIG.
【0120】以上本発明の各実施例について説明した
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。例えば、本発明では、画素の構成や読み出し回路等
は前記各実施例で説明した構成に限定されるものではな
く、本発明は種々の固体撮像装置に適用することができ
る。Although the respective embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments. For example, in the present invention, the pixel configuration, the readout circuit, and the like are not limited to the configurations described in the above embodiments, and the present invention can be applied to various solid-state imaging devices.
【0121】[0121]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
白傷欠陥による固定パターンノイズを抑制し、S/Nの
向上を図ることができる。As described above, according to the present invention,
Fixed pattern noise due to white defects can be suppressed, and S / N can be improved.
【0122】また、本発明によれば、信号出力の低下を
防止し、S/Nの向上を図ることができる。Further, according to the present invention, it is possible to prevent a decrease in signal output and improve S / N.
【図1】本発明の一実施例による固体撮像装置における
素子の要部を示す図であり、図1(a)はその概略断面
図であり、図1(b)は図1(a)中の一部を拡大し
た、結晶欠陥転位網による白傷欠陥に関する説明図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing a main part of an element in a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 (a) is a schematic cross-sectional view thereof, and FIG. 1 (b) is in FIG. 1 (a). FIG. 6 is an enlarged view of a white defect defect due to a crystal defect dislocation network in which a part of FIG.
【図2】図1に示す素子の製造工程の一例を示す概略断
面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a manufacturing process of the element shown in FIG.
【図3】図1に示す素子の図2に引き続く製造工程を示
す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the device shown in FIG. 1 following FIG. 2;
【図4】本発明の一実施例による固体撮像装置における
水平読み出し選択用MOSFETを示す図であり、図4
(a)はその概略平面図、図4(b)は図4(a)中の
A−A’線断面図である。FIG. 4 is a diagram showing a horizontal readout selection MOSFET in a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.
4A is a schematic plan view thereof, and FIG. 4B is a sectional view taken along the line AA ′ in FIG.
【図5】本発明の他の実施例による固体撮像装置を示す
回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a solid-state imaging device according to another embodiment of the present invention.
【図6】図5に示す固体撮像装置の回路的な動作を説明
するためのパルスタイミングチャートである。6 is a pulse timing chart for explaining a circuit-like operation of the solid-state imaging device shown in FIG.
【図7】図5に示す固体撮像装置における単位画素の概
略平面図である。7 is a schematic plan view of a unit pixel in the solid-state imaging device shown in FIG.
【図8】図7中の所定箇所の概略断面図であり、図8
(a)は図7中のB−B’線断面図、図8(b)は図7
中のC−C’線断面図である。8 is a schematic cross-sectional view of a predetermined portion in FIG.
7A is a sectional view taken along line BB ′ in FIG. 7, and FIG. 8B is FIG.
FIG. 9 is a sectional view taken along the line CC ′ of FIG.
【図9】従来の固体撮像装置を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a conventional solid-state imaging device.
【図10】図9に示す従来の固体撮像装置における素子
の要部を示す図であり、図10(a)はその概略断面図
であり、図10(b)は図10(a)中の一部を拡大し
た、結晶欠陥転位網による白傷欠陥に関する説明図であ
る。10 is a diagram showing a main part of an element in the conventional solid-state imaging device shown in FIG. 9, FIG. 10 (a) is a schematic cross-sectional view thereof, and FIG. 10 (b) is a schematic cross-sectional view of FIG. 10 (a). It is explanatory drawing about the white flaw defect by the crystal defect dislocation network which expanded a part.
42 ゲート絶縁膜 43 ゲート電極 43a テーパ面 44 ソース/ドレイン領域 44a 比較的高濃度の不純物領域 44b 比較的低濃度の不純物領域 45 結晶欠陥転位網 42 Gate Insulating Film 43 Gate Electrode 43a Tapered Surface 44 Source / Drain Region 44a Relatively High Concentration Impurity Region 44b Relatively Low Concentration Impurity Region 45 Crystal Defect Dislocation Network
Claims (8)
体撮像装置において、前記MISゲート構造におけるゲ
ート電極のエッジ部分の厚みが徐々に薄くなるように、
前記エッジ部分の、前記MISゲート構造におけるゲー
ト絶縁膜側に、テーパ面が形成されたことを特徴とする
固体撮像装置。1. A solid-state imaging device including an element having a MIS gate structure, wherein the thickness of an edge portion of a gate electrode in the MIS gate structure is gradually reduced.
A solid-state imaging device, wherein a taper surface is formed on the edge portion on the gate insulating film side in the MIS gate structure.
素の少なくとも一部を構成することを特徴とする請求項
1記載の固体撮像装置。2. The solid-state image pickup device according to claim 1, wherein the element having the MIS gate structure constitutes at least a part of a pixel.
蓄積する埋め込みフォトダイオードと、制御領域に受け
取った電荷に応じた増幅出力を生じる増幅用接合型電界
効果トランジスタと、前記埋め込みフォトダイオードで
生成・蓄積された電荷を前記接合型電界効果トランジス
タの前記制御領域に転送する転送用MIS型電界効果ト
ランジスタと、前記増幅用接合型電界効果トランジスタ
の前記制御領域へ転送された電荷を排出させるリセット
用MIS型電界効果トランジスタと、を備え、 前記MISゲート構造を有する素子が、前記転送用MI
S型電界効果トランジスタ及び前記リセット用MIS型
電界効果トランジスタのうちの少なくとも一方である、 ことを特徴とする請求項2記載の固体撮像装置。3. A pixel includes an embedded photodiode for generating and accumulating charges according to incident light, an amplification junction field effect transistor for generating an amplified output according to the charges received in a control region, and the embedded photo. A transfer MIS field effect transistor that transfers the charge generated and accumulated in the diode to the control region of the junction field effect transistor, and a charge transferred to the control region of the amplification junction field effect transistor. An MIS field effect transistor for resetting, wherein the element having the MIS gate structure is
The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the solid-state imaging device is at least one of an S-type field effect transistor and the resetting MIS type field effect transistor.
み出し回路の一部を構成することを特徴とする請求項1
乃至3のいずれかに記載の固体撮像装置。4. The device having the MIS gate structure forms a part of a read circuit.
4. The solid-state imaging device according to any one of 3 to 3.
出力を一旦蓄積する光信号出力蓄積用コンデンサと、該
光信号出力蓄積用コンデンサに蓄積された光信号出力を
光信号出力ラインに供給する光信号読み出し用MIS型
電界効果トランジスタと、を備え、 前記MISゲート構造を有する素子が、前記光信号読み
出し用MIS型電界効果トランジスタであることを特徴
とする請求項4記載の固体撮像装置。5. The readout circuit supplies an optical signal output accumulating capacitor for temporarily accumulating an optical signal output from a pixel, and an optical signal output accumulated in the optical signal output accumulating capacitor to an optical signal output line. 5. The solid-state imaging device according to claim 4, further comprising an MIS field effect transistor for reading an optical signal, wherein the element having the MIS gate structure is the MIS field effect transistor for reading an optical signal.
出力を一旦蓄積する暗信号出力蓄積用コンデンサと、該
光信号出力蓄積用コンデンサに蓄積された暗信号出力を
暗信号出力ラインに供給する暗信号読み出し用MIS型
電界効果トランジスタと、を備え、 前記MISゲート構造を有する素子が、前記暗信号読み
出し用MIS型電界効果トランジスタであることを特徴
とする請求項4又は5記載の固体撮像装置。6. The read circuit supplies a dark signal output storage capacitor for temporarily storing a dark signal output from a pixel, and a dark signal output stored in the optical signal output storage capacitor to a dark signal output line. 6. A solid-state imaging device according to claim 4, further comprising a dark signal reading MIS field effect transistor, wherein the element having the MIS gate structure is the dark signal reading MIS field effect transistor. .
記ゲート電極に対してセルフアラインで形成されたソー
ス領域及びドレイン領域を有し、該ソース領域及びドレ
イン領域がLDD構造を持つことを特徴とする請求項1
乃至6のいずれかに記載の固体撮像装置。7. The device having the MIS gate structure has a source region and a drain region formed in self-alignment with the gate electrode, and the source region and the drain region have an LDD structure. Claim 1
7. The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 6.
膜を形成する工程と、該ゲート絶縁膜上にゲート電極を
形成する工程と、該ゲート電極をマスクとして不純物を
前記半導体基板に注入して第2導電型のソース領域及び
ドレイン領域を形成する工程と、を有する固体撮像装置
の製造方法において、 前記不純物を前記半導体基板に注入する前に、前記ゲー
ト電極のエッジ部分の厚みが徐々に薄くなるように、前
記エッジ部分の、前記MISゲート構造におけるゲート
絶縁膜側に、テーパ面を形成することを特徴とする固体
撮像装置の製造方法。8. A step of forming a gate insulating film on a semiconductor substrate of the first conductivity type, a step of forming a gate electrode on the gate insulating film, and implanting impurities into the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask. And a step of forming a source region and a drain region of the second conductivity type. A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising forming a taper surface on the gate insulating film side of the MIS gate structure in the edge portion so as to be extremely thin.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7273482A JPH0992810A (en) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | Solid state image pickup device and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7273482A JPH0992810A (en) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | Solid state image pickup device and its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0992810A true JPH0992810A (en) | 1997-04-04 |
Family
ID=17528528
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7273482A Pending JPH0992810A (en) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | Solid state image pickup device and its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0992810A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013138478A (en) * | 2013-02-15 | 2013-07-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device |
JP2014103675A (en) * | 2013-12-19 | 2014-06-05 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | X-ray camera |
-
1995
- 1995-09-27 JP JP7273482A patent/JPH0992810A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013138478A (en) * | 2013-02-15 | 2013-07-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device |
JP2014103675A (en) * | 2013-12-19 | 2014-06-05 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | X-ray camera |
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