[其他]固體象感器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87102365
• 申請(qǐng)日: 1987-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN87102365A
• 公開（公告）日: 1987-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 山村道男
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號(hào): H01L27/14
• 分類號(hào): H01L27/14
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 何耀煌,林長(zhǎng)安

本發(fā)明總的涉及一種由電荷轉(zhuǎn)移器件（CTD）構(gòu)成的固體象感器，并更具體地涉及一種具有由一種所謂隱埋溝道MOS結(jié)構(gòu)（一種由半導(dǎo)體層-電介質(zhì)層-導(dǎo)體層構(gòu)成的堆垛結(jié)構(gòu)）所形成的光接收區(qū)域、從而在其表面上形成一種電荷存儲(chǔ)層的固體象感器。

在一種隔行電荷轉(zhuǎn)移器件型的固體象感器中，可以指望通過形成一種隱埋溝道MOS結(jié)構(gòu)的光接收段、從而在其表面上形成一種阻塞（pinning）層（即電荷存儲(chǔ)層）做到可顯著地減小由在器件表面上形成的電流所引起的暗電流。

圖1示出這種固體象感器的主要部份的橫斷面圖，這種固體象感器主要由一塊硅半導(dǎo)體基片1所構(gòu)成，在基片1中，在生成的P-型區(qū)2的基質(zhì)上生成n-型半導(dǎo)體層3。在設(shè)置半導(dǎo)體層3的一側(cè)的基片1的主表面1a上備有光接收段4、電荷轉(zhuǎn)移段5（即排列在每條垂直線上的垂直移位寄存器）、水平移位寄存器（未在圖中示出）等等。

光接收段4是由n-型半導(dǎo)體層3本身形成的，并且是由被溝道終止區(qū)（未示出）所分段的光接收區(qū)6所組成的，這些光接收區(qū)6被分成多個(gè)分段以便分別按水平與垂直方向排列。此外，經(jīng)由P-型溢出控制區(qū)或區(qū)域7，配置一個(gè)與光接收區(qū)6鄰接的n-型溢出漏極區(qū)或區(qū)域8。

垂直移位寄存器段5由在P-型阱區(qū)9上生成的n-型電荷轉(zhuǎn)移區(qū)10所構(gòu)成，而區(qū)域9是在半導(dǎo)體層3的局部位置上生成的。

在基片1的主表面1a上還淀積一層能透射光線的電介質(zhì)層11，例如SiO₂或類似材料。

在光接收段4和垂直移位寄存器段（即電荷轉(zhuǎn)移段5）之間的電介質(zhì)層11上，淀積一種可對(duì)存儲(chǔ)在光接收段4中的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移到垂直移位寄存器段5的電荷轉(zhuǎn)移區(qū)10的過程進(jìn)行控制的轉(zhuǎn)移控制電極13，從而形成轉(zhuǎn)移控制段12。該轉(zhuǎn)移控制電極13是與諸如垂直移位寄存器段5的各轉(zhuǎn)移電極的一部份共同形成的。

在光接收段4的正向部份中，即在電介質(zhì)層11上的光接收段4處，淀積一個(gè)能透射光線的、遍及整個(gè)溢出控制區(qū)域7和溢出漏極區(qū)域8的正向電極14。

轉(zhuǎn)移控制電極13和正向電極14可由一層諸如多晶硅層形成。除光接收段4以外的器件表面都被一種光屏蔽部件覆蓋著（未在圖1中示出）。此外，在各個(gè)電極的表面上，例如在配置于正向電極14下面的轉(zhuǎn)移控制電極13上，覆蓋一層由諸如SiO₂或類似材料構(gòu)成的絕緣層，從而使各電極互相絕緣。

在上面描述的結(jié)構(gòu)中，有一個(gè)預(yù)定的負(fù)電壓被加到正向電極14，以形成一層在其表面上可存儲(chǔ)光接收區(qū)6中的正電荷的電荷存儲(chǔ)層，使得從區(qū)域6的表面到其里面形成隱埋溝道。由于實(shí)際加到正向電極14的電壓受擊穿電壓等等所限制，所以在隱埋溝道中的最低電位點(diǎn)最多不過是幾伏。當(dāng)電荷，即由所接收的光產(chǎn)生的電子被儲(chǔ)存在電荷存儲(chǔ)層中時(shí)，在光接收區(qū)6下產(chǎn)生的耗盡層的厚度實(shí)際上最多為2-3微米。另一方面，由從基片內(nèi)部流入另一光接收區(qū)6或垂直移位寄存器段5的電荷轉(zhuǎn)移區(qū)10的信號(hào)電荷所造成的對(duì)接收到的圖像的干擾或所謂拖影是與上面描述過的在光接收區(qū)6下面的耗盡區(qū)的厚度有關(guān)的。明確地說，拖影將隨耗盡層厚度減薄而變大。一般，只有2-3微米厚的耗盡層是不足以防止產(chǎn)生拖影的。

順便說說，一種在其表面上形成有一層電荷存儲(chǔ)層的阻塞（pinning）MOS型CCD象感器已由，例如1984年的日本電視工程師學(xué)會(huì)的全國會(huì)議文集（Collection????of????papers????presented????at????′84????National????Conference????of????Institute????of????Television????Engineers????of????Japan）在41-42頁上所公開。

因此，本發(fā)明的目的是要提供一種可解決由于上述耗盡層狹窄所致的拖影問題和其它與之有關(guān)的問題的固體象感器。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種固體象感器，它包括：

-一個(gè)半導(dǎo)體基片，它擁有第一導(dǎo)電型的基質(zhì)區(qū)域，一個(gè)構(gòu)成光接收段的第二導(dǎo)電型的光接收區(qū)，一個(gè)電荷轉(zhuǎn)移段以及配置于光接收區(qū)下面并與之接觸、而且是在光接收區(qū)與基質(zhì)區(qū)域之間的低雜質(zhì)濃度區(qū);

-一個(gè)正向電極，它是經(jīng)由一層介質(zhì)層而在半導(dǎo)體基片上生成的;以及

-一個(gè)電荷轉(zhuǎn)移控制電極，它是生成在光接收段和電荷轉(zhuǎn)移段之間的電介質(zhì)層上。

其中，為了在電介質(zhì)層和正向電極之間的邊界平面上形成電荷存儲(chǔ)層，在正向電極上加上一電壓，并且在光接收區(qū)一側(cè)的轉(zhuǎn)移控制電極的一邊緣與在面向電荷轉(zhuǎn)移段一側(cè)的光接收區(qū)的一邊緣基本上相重合。