專利名稱：固體攝像裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備了多個垂直電荷轉(zhuǎn)送部和與上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部的一端或兩端連接的水平電荷轉(zhuǎn)送部的固體攝像裝置。
背景技術(shù)：
行間轉(zhuǎn)送型固體攝像裝置具備有按矩陣狀配置的多個光電轉(zhuǎn)換部；與光電轉(zhuǎn)換部的各列對應(yīng)配置的多列垂直電荷轉(zhuǎn)送部；與各垂直電荷轉(zhuǎn)送部的一端電連接的水平電荷轉(zhuǎn)送部；與水平電荷轉(zhuǎn)送部的一端連接的輸出電路部。在這種固體攝像裝置中，由光電轉(zhuǎn)換部發(fā)生的信號電荷在由垂直電荷轉(zhuǎn)送部以垂直方向轉(zhuǎn)送后，被送往水平電荷轉(zhuǎn)送部，由該水平電荷轉(zhuǎn)送部以水平方向(與垂直電荷轉(zhuǎn)送部的轉(zhuǎn)送方向正交的方向)轉(zhuǎn)送，被送往輸出電路部。
圖21～圖23是表示傳統(tǒng)的行間轉(zhuǎn)送型固體攝像裝置中的垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部附近的構(gòu)造的模式圖，圖21是平面圖，圖22是圖21的A-A′斷面圖，圖23是圖21的B-B′斷面圖。圖中符號401是垂直電荷轉(zhuǎn)送部，416是垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部，403是水平電荷轉(zhuǎn)送部，405是N--型半導(dǎo)體基片，406是P型阱層，407是P+型元件分離區(qū)，408是N型半導(dǎo)體區(qū)，409a、409b及409c是N-型半導(dǎo)體區(qū)，410是絕緣膜，411、412a、412b及413是垂直轉(zhuǎn)送電極，414a及414b是第1水平轉(zhuǎn)送電極，415a及415b是第2水平轉(zhuǎn)送電極。
在垂直電荷轉(zhuǎn)送部401中，在N--型半導(dǎo)體基片405的表層部形成P型阱層406，在P型阱層406的表層部形成作為垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)的N型半導(dǎo)體區(qū)408，在該N型半導(dǎo)體區(qū)408上通過絕緣膜410形成多個垂直轉(zhuǎn)送電極411、412a、412b及413。各垂直轉(zhuǎn)送電極按照時鐘脈沖φV1、φV2、φV3或φV4被施加的原則配線。
此外在水平電荷轉(zhuǎn)送部403，在上述P型阱層406的表層部形成作為水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)的N型半導(dǎo)體區(qū)408，在該N型半導(dǎo)體區(qū)408上通過絕緣膜410形成有多個第1水平轉(zhuǎn)送電極414a及414b。此外在第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的間隙內(nèi)形成有N-型半導(dǎo)體區(qū)409a，在該N-型半導(dǎo)體區(qū)409a上通過絕緣膜410形成有第2水平轉(zhuǎn)送電極415a及415b。各水平轉(zhuǎn)送電極按照時鐘脈沖φH1或φH2被施加的原則配線。
此外在垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部416，配置于垂直電荷轉(zhuǎn)送部401的終端的垂直轉(zhuǎn)送電極(以下稱「最終垂直轉(zhuǎn)送電極」)413與第1水平轉(zhuǎn)送電極414a被按照分離的原則配置，在該最終垂直轉(zhuǎn)送電極413與第1水平轉(zhuǎn)送電極414a的間隙內(nèi)形成有N-型半導(dǎo)體區(qū)409b。此外在該N-型半導(dǎo)體區(qū)409b上覆有第2水平轉(zhuǎn)送電極415a。
接下來，利用圖24，圖25及圖26，對從上述固體攝像裝置的垂直電荷轉(zhuǎn)送部向水平電荷轉(zhuǎn)送部的電荷轉(zhuǎn)送動作作以說明。圖26是在垂直電荷轉(zhuǎn)送部及水平電荷轉(zhuǎn)送部的各轉(zhuǎn)送電極上施加的時鐘脈沖的一例。圖24及圖25是表示由圖26所示的時鐘脈沖驅(qū)動的場合下的從垂直電荷轉(zhuǎn)送部向水平電荷轉(zhuǎn)送部的電荷轉(zhuǎn)送時的電位分布的附圖，圖24是垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部附近的電位圖，圖25是水平電荷轉(zhuǎn)送部的電位圖。在電位圖中，假設(shè)電位向下為正，假設(shè)在斜線部內(nèi)保持有電荷(以下同樣)。
在時刻t1，垂直電荷轉(zhuǎn)送部401內(nèi)的信號電荷417在被施加了高電壓VVH的垂直轉(zhuǎn)送電極411及412b下蓄積。接下來在時刻t2，通過脈沖φV4從VHL變?yōu)閂HH，脈沖φV2從VHH變?yōu)閂HL，信號電荷417的一部分開始被從垂直電荷轉(zhuǎn)送部401向水平電荷轉(zhuǎn)送部403轉(zhuǎn)送。接下來，在時刻t3，通過脈沖φV1從VHL變?yōu)閂HH，脈沖φV3從VHH變?yōu)閂HL，信號電荷417再次被從垂直電荷轉(zhuǎn)送部401向水平電荷轉(zhuǎn)送部403轉(zhuǎn)送，在時刻t4，通過脈沖φV2從VHL變?yōu)閂HH，脈沖φV4從VHH變?yōu)閂HL，信號電荷417從垂直電荷轉(zhuǎn)送部401向水平電荷轉(zhuǎn)送部403的轉(zhuǎn)送動作結(jié)束。此時，信號電荷417在被施加了水平電荷轉(zhuǎn)送部403的VHH的第1水平轉(zhuǎn)送電極414a下蓄積。下一信號電荷418被轉(zhuǎn)送到被施加了高電壓VHH的垂直轉(zhuǎn)送電極411及412a下。在時刻t5，通過脈沖φV3從VHL變?yōu)閂HH，脈沖φV1從VHH變?yōu)閂HL，下一信號電荷418被轉(zhuǎn)送到被施加了高電壓VVH的垂直轉(zhuǎn)送電極411及412b下。
然后，水平電荷轉(zhuǎn)送部動作，在時刻t6，通過φH1從VHH變?yōu)閂HL，φH2從VHL變?yōu)閂HH，在第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極414a下保持的信號電荷417在第1水平轉(zhuǎn)送電極414b的下部保持。此外在時刻t7，通過φH1從VHL變?yōu)閂HH，φH2從VHH變?yōu)閂HL，在第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極414b下保持的信號電荷417在被配置于前方的第1水平轉(zhuǎn)送電極414a的下部保持。該動作被重復(fù)進行，信號電荷通過水平電荷轉(zhuǎn)送部被轉(zhuǎn)送。
如圖25所示，在上述固體攝像裝置動作時，在水平電荷轉(zhuǎn)送部，在N-型半導(dǎo)體區(qū)409a下形成電位位壘419，由于該電位位壘419的存在，水平電荷轉(zhuǎn)送部中的電荷的逆送被抑制。此外如圖24所示，在垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部416，在N-型半導(dǎo)體區(qū)409b下形成電位位壘420，由于該電位位壘420的存在，可抑制從水平電荷轉(zhuǎn)送部向垂直電荷轉(zhuǎn)送部的電荷的逆送。
不過，上述的現(xiàn)有固體攝像裝置中，隨著像素的細微化及水平電荷轉(zhuǎn)送部的低電壓驅(qū)動化的發(fā)展，從垂直電荷轉(zhuǎn)送部向水平電荷轉(zhuǎn)送部的電荷轉(zhuǎn)送不再能平穩(wěn)地進行，存在著發(fā)生一般被稱為黑線不良的縱向線條狀的顯示異常等轉(zhuǎn)送效率顯著變劣的問題。以下利用圖21、圖24及圖25，對發(fā)生這種問題的理由作以說明。
在現(xiàn)有的固體攝像裝置中，由于隨著像素細微化的進展，水平電荷轉(zhuǎn)送部403的重復(fù)間距變窄，因而第1水平轉(zhuǎn)送電極414a與第1水平轉(zhuǎn)送電極415a之間的距離(LHBA)有必要變窄。另一方面，最終垂直轉(zhuǎn)送電極413與水平電荷轉(zhuǎn)送部403的第1水平轉(zhuǎn)送電極414a之間的距離(LV-H)的設(shè)計可以與像素的細微化無關(guān)。因此，在現(xiàn)有的固體攝像裝置中，如圖21所示，隨著像素的細微化的進展，按照連接部416中的最終垂直轉(zhuǎn)送電極413與第1水平轉(zhuǎn)送電極414a之間的距離(LV-H)大于水平電荷轉(zhuǎn)送部中的第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離(LHBA)的原則設(shè)計。其結(jié)果是，水平電荷轉(zhuǎn)送部的N-型半導(dǎo)體區(qū)409a中的短溝道效果比連接部的N-型半導(dǎo)體區(qū)409b中的短溝道效果顯著，如圖24及圖25所示，與水平電荷轉(zhuǎn)送部的電位位壘419相比，垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部的電位位壘420形成得更大。因此，即使把被施加于水平電荷轉(zhuǎn)送部403的時鐘脈沖φH1及φH2的高電壓設(shè)定到了在水平電荷轉(zhuǎn)送部403中不發(fā)生轉(zhuǎn)送不良的電壓，在從時刻t2及時刻t3下的垂直電荷轉(zhuǎn)送部401向水平電荷轉(zhuǎn)送部403的電荷轉(zhuǎn)送中，有時也會產(chǎn)生基于轉(zhuǎn)送障礙421的信號電荷轉(zhuǎn)送殘留量422，發(fā)生被稱為黑線不良的縱向線條狀的顯示異常。即，如果推行被施加于水平電荷轉(zhuǎn)送部403的時鐘脈沖φH1及φH2的低電壓化，則在水平電荷轉(zhuǎn)送部403本體發(fā)生轉(zhuǎn)送不良之前，將先在垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部發(fā)生轉(zhuǎn)送不良，因而水平電荷轉(zhuǎn)送部403的低電壓驅(qū)動化是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的固體攝像裝置，其構(gòu)成為具備垂直電荷轉(zhuǎn)送部；與上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部的至少一方的端部連接，接受從上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的電荷，并將其轉(zhuǎn)送的水平電荷轉(zhuǎn)送部，其中上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部具備垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)；在上述垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上形成的多個垂直轉(zhuǎn)送電極，上述水平電荷轉(zhuǎn)送部具備水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)；在上述水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上形成的多個第1水平轉(zhuǎn)送電極；在上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間配置的多個第2水平轉(zhuǎn)送電極，上述第1水平轉(zhuǎn)送電極下的電位高于與該電極鄰接，而且被配置在該電極相對轉(zhuǎn)送方向的后方的第2水平轉(zhuǎn)送電極下的電位，其特征在于在上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部與上述水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部，配置于上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部的終端的最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述水平電荷轉(zhuǎn)送部的上述第1水平轉(zhuǎn)送電極被按照互相分離的原則配置，在該最終垂直轉(zhuǎn)送電極與第1水平轉(zhuǎn)送電極之間配置有上述第2水平轉(zhuǎn)送電極，上述連接部中的上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離等于或短于上述水平電荷轉(zhuǎn)送部中的上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離。
另外，本發(fā)明的固體攝像裝置的制造方法，是一種具備了垂直電荷轉(zhuǎn)送部；與上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部的至少一方的端部連接，接受從上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的電荷，并將其轉(zhuǎn)送的水平電荷轉(zhuǎn)送部的固體攝像裝置的制造方法，其特征在于包含在半導(dǎo)體基片內(nèi)，形成垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)及水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)的工序；在上述垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上，形成多個第1垂直轉(zhuǎn)送電極及被配置在上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部的終端的最終垂直轉(zhuǎn)送電極，在上述水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上形成多個第1水平轉(zhuǎn)送電極的工序；在上述垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上，按照被配置在上述第1垂直轉(zhuǎn)送電極之間的原則形成多個第2垂直轉(zhuǎn)送電極，形成上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部，在上述水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上按照被配置在上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的原則形成多個第2水平轉(zhuǎn)送電極，形成上述水平電荷轉(zhuǎn)送部的工序，在成為上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部與上述水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部的區(qū)域，按照互相分離的原則形成最終垂直轉(zhuǎn)送電極與第1水平轉(zhuǎn)送電極，按照其一部分被配置在上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的原則形成上述第2水平轉(zhuǎn)送電極，使成為上述連接部的區(qū)域中的最終垂直轉(zhuǎn)送電極與第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離等于或短于上述水平電荷轉(zhuǎn)送部中的上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離。


圖1是表示本發(fā)明實施方式1涉及的固體攝像裝置構(gòu)造一例的平面圖。
圖2是圖1的A-A′斷面圖。
圖3是圖1的B-B′斷面圖。
圖4是表示驅(qū)動了上述固體攝像裝置時垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部內(nèi)的電位分布的附圖。
圖5是表示驅(qū)動了上述固體攝像裝置時水平電荷轉(zhuǎn)送部內(nèi)的電位分布的附圖。
圖6是表示上述固體攝像裝置制造方法一例的工序斷面圖，相當(dāng)于圖1的A-A′斷面。
圖7是表示上述固體攝像裝置制造方法一例的工序斷面圖，相當(dāng)于圖1的B-B′斷面。
圖8是表示本發(fā)明實施方式3涉及的固體攝像裝置構(gòu)造一例的平面圖。
圖9是圖8的A-A′斷面圖。
圖10是圖8的B-B′斷面圖。
圖11是表示上述固體攝像裝置制造方法一例的工序斷面圖，相當(dāng)于圖8的A-A′斷面。
圖12是表示上述固體攝像裝置制造方法一例的工序斷面圖，相當(dāng)于圖8的B-B′斷面。
圖13是表示上述固體攝像裝置制造方法另一例的工序斷面圖，相當(dāng)于圖8的A-A′斷面。
圖14是表示本發(fā)明實施方式4涉及的固體攝像裝置構(gòu)造一例的平面圖。
圖15A是圖14的A-A′斷面圖，圖15B是表示圖15A所示部分的電位分布的附圖。
圖16A是圖14的A-A′斷面圖，圖16B是表示圖16A所示部分的電位分布的附圖。
圖17是表示本發(fā)明實施方式5涉及的固體攝像裝置構(gòu)造一例的平面圖。
圖18是圖17的A-A′斷面圖。
圖19是圖17的B-B′斷面圖。
圖20是表示本發(fā)明的固體攝像裝置構(gòu)造一例的模式圖。
圖21是表示現(xiàn)有的固體攝像裝置構(gòu)造一例的平面圖。
圖22是圖21的A-A′斷面圖。
圖23是圖21的B-B′斷面圖。
圖24是表示驅(qū)動了上述現(xiàn)有固體攝像裝置時垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部內(nèi)的電位分布的附圖。
圖25是表示驅(qū)動了上述現(xiàn)有固體攝像裝置時水平電荷轉(zhuǎn)送部內(nèi)的電位分布的附圖。
圖26是表示用于驅(qū)動本發(fā)明的固體攝像裝置的時鐘脈沖一例的附圖。
圖27是表示實施例及比較例的固體攝像裝置內(nèi)的水平電荷轉(zhuǎn)送部的驅(qū)動電壓與電荷轉(zhuǎn)送殘留量之間關(guān)系的曲線圖。
圖28是用于說明電荷轉(zhuǎn)送殘留量的定義的模式圖。
實施方式如上所述，本發(fā)明的固體攝像裝置是一種固體攝像裝置，其構(gòu)成為具備垂直電荷轉(zhuǎn)送部；與上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部的至少一方的端部連接，接受從上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的電荷，并將其轉(zhuǎn)送的水平電荷轉(zhuǎn)送部，上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部具備垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)；在上述垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上形成的多個垂直轉(zhuǎn)送電極，上述水平電荷轉(zhuǎn)送部具備水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)；在上述水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上形成的多個第1水平轉(zhuǎn)送電極；在上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間配置的多個第2水平轉(zhuǎn)送電極，上述第1水平轉(zhuǎn)送電極下的電位高于與該電極鄰接，而且被配置在該電極相對轉(zhuǎn)送方向的后方的第2水平轉(zhuǎn)送電極下的電位，其特征在于在上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部與上述水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部，配置于上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部的終端的最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述水平電荷轉(zhuǎn)送部的上述第1水平轉(zhuǎn)送電極被按照互相分離的原則配置，在該最終垂直轉(zhuǎn)送電極與第1水平轉(zhuǎn)送電極之間配置有上述第2水平轉(zhuǎn)送電極，上述連接部中的上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離等于或短于上述水平電荷轉(zhuǎn)送部中的上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離。
根據(jù)這種固體攝像裝置，在上述連接部，可使在最終垂直轉(zhuǎn)送電極與第1水平轉(zhuǎn)送電極之間形成的電位位壘等于或小于上述水平電荷轉(zhuǎn)送部中在上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間形成的電位位壘。因此，即使降低水平電荷轉(zhuǎn)送部的驅(qū)動電壓，也可充分抑制在垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部的轉(zhuǎn)送不良，可抑制由上述連接部的轉(zhuǎn)送不良所引起的顯示異常的發(fā)生。
在上述固體攝像裝置中，最好在上述連接部，在上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間形成第1電位位壘區(qū)，在上述水平電荷轉(zhuǎn)送部，在上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間形成第2電位位壘區(qū)。根據(jù)這種最佳示例，可以可靠地抑制水平電荷轉(zhuǎn)送部及連接部中的電荷逆送。
此外在上述固體攝像裝置中，可以通過使在上述第1水平轉(zhuǎn)送電極下存在的區(qū)域的雜質(zhì)濃度與在上述第2水平轉(zhuǎn)送電極下存在的區(qū)域的雜質(zhì)濃度不同而形成上述第1電位位壘區(qū)及上述第2電位位壘區(qū)。
在該場合下，上述第1電位位壘區(qū)的垂直方向上的尺寸最好短于上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離。根據(jù)該最佳示例，即使上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離等于上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離，也可使在最終垂直電荷轉(zhuǎn)送電極與第1水平轉(zhuǎn)送電極之間形成的電位位壘小于在上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間形成的電位位壘。因而可實現(xiàn)水平電荷轉(zhuǎn)送部的更進一步的低電壓驅(qū)動化和垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部的轉(zhuǎn)送不良的進一步抑制。
在上述固體攝像裝置中，也可以通過使在上述第1水平轉(zhuǎn)送電極上施加的電壓與在上述第2水平轉(zhuǎn)送電極上施加的電壓不同而形成上述第1電位位壘區(qū)及上述第2電位位壘區(qū)。
在上述固體攝像裝置中，最好上述第2電位位壘區(qū)按照與上述垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)不重合的原則形成。根據(jù)該最佳示例，可以使垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部的電位位壘進一步縮小。因而可實現(xiàn)水平電荷轉(zhuǎn)送部的更進一步的低電壓驅(qū)動化和垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部的轉(zhuǎn)送不良的進一步抑制。
本發(fā)明的固體攝像裝置的制造方法是一種具備了垂直電荷轉(zhuǎn)送部；與上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部的至少一方的端部連接，接受從上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的電荷，并將其轉(zhuǎn)送的水平電荷轉(zhuǎn)送部的固體攝像裝置的制造方法，其特征在于包含在半導(dǎo)體基片內(nèi)，形成垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)及水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)的工序；在上述垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上，形成多個第1垂直轉(zhuǎn)送電極及被配置在上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部的終端的最終垂直轉(zhuǎn)送電極，在上述水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上形成多個第1水平轉(zhuǎn)送電極的工序；在上述垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上，按照被配置在上述第1垂直轉(zhuǎn)送電極之間的原則形成多個第2垂直轉(zhuǎn)送電極，形成上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部，在上述水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上按照被配置在上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的原則形成多個第2水平轉(zhuǎn)送電極，形成上述水平電荷轉(zhuǎn)送部的工序，在成為上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部與上述水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部的區(qū)域，按照互相分離的原則形成最終垂直轉(zhuǎn)送電極與第1水平轉(zhuǎn)送電極，按照其一部分被配置在上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的原則形成上述第2水平轉(zhuǎn)送電極，使成為上述連接部的區(qū)域中的最終垂直轉(zhuǎn)送電極與第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離等于或短于上述水平電荷轉(zhuǎn)送部中的上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離。
根據(jù)這種制造方法，可以有效地制造具備了最終垂直轉(zhuǎn)送電極與第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離及水平電荷轉(zhuǎn)送部中的第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離的偏差得到抑制，即使在低電壓下也能穩(wěn)定動作的水平電荷轉(zhuǎn)送部的本發(fā)明的固體攝像裝置。
在上述制造方法中，最好還包含把上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極作為掩模，離子注入與上述垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)及上述水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)不同的導(dǎo)電型雜質(zhì)，在上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間形成第1電位位壘區(qū)，在上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間形成第2電位位壘區(qū)的工序。根據(jù)這種最佳示例，可以有效地制造能可靠地抑制水平電荷轉(zhuǎn)送部與連接部中的電荷逆送的固體攝像裝置。
在上述制造方法中，在形成上述第1電位位壘區(qū)及上述第2電位位壘區(qū)的工序中，最好使雜質(zhì)的注入方向相對上述半導(dǎo)體基片的表面在上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部中的轉(zhuǎn)送方向或轉(zhuǎn)送方向的相反方向上傾斜。根據(jù)這種最佳示例，由于上述第1電位位壘區(qū)的垂直方向上的尺寸小于上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離，因而可制造能實現(xiàn)水平電荷轉(zhuǎn)送部的更進一步的低電壓驅(qū)動化和垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部的轉(zhuǎn)送不良的進一步抑制的固體攝像裝置。
接下來，對本發(fā)明的最佳實施方式作詳細說明。
(實施方式1)參照附圖對本發(fā)明的實施方式1涉及的固體攝像裝置一例作以說明。
圖20是表示實施方式1涉及的固體攝像裝置的一例的模式圖。圖1～圖3是表示上述固體攝像裝置的垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部附近的構(gòu)造一例的模式圖，圖1是平面圖，圖2是圖1的A-A′斷面圖，圖3是圖1的B-B′斷面圖。圖中符號101是垂直電荷轉(zhuǎn)送部，102是光電轉(zhuǎn)換部，103是水平電荷轉(zhuǎn)送部，104是輸出電路部，105是N--型半導(dǎo)體基片，106是P型阱層，107是P+型元件分離區(qū)，108是N型半導(dǎo)體區(qū)，109a、109b及109c是N-型半導(dǎo)體區(qū)，110是絕緣膜，111、112a、112b及113是垂直轉(zhuǎn)送電極，114a及114b是第1水平轉(zhuǎn)送電極，115a及115b是第2水平轉(zhuǎn)送電極，116是垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部。
如圖20所示，該固體攝像裝置具備按矩陣狀配置的多個光電轉(zhuǎn)換部102；與光電轉(zhuǎn)換部102的各列對應(yīng)配置的多列垂直電荷轉(zhuǎn)送部101；與各垂直電荷轉(zhuǎn)送部101的一端電連接的水平電荷轉(zhuǎn)送部103；與水平電荷轉(zhuǎn)送部103的一端連接的輸出電路部104。
如圖1及圖2所示，在垂直電荷轉(zhuǎn)送部101，在N--型半導(dǎo)體基片105的表層部形成有P型阱層106，在P型阱層106的表層部形成作為垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)的N型半導(dǎo)體區(qū)108，在該N型半導(dǎo)體區(qū)108上通過絕緣膜110形成多個垂直轉(zhuǎn)送電極111、112a、112b及113。N型半導(dǎo)體區(qū)108在作為垂直電荷轉(zhuǎn)送部的轉(zhuǎn)送方向的垂直方向上延伸，其雜質(zhì)濃度為比如1×1016～1×1018cm-3，最好為5×1016～5×1017cm-3。此外在各垂直轉(zhuǎn)送電極中，按照時鐘脈沖φV1、φV2、φV3或φV4被施加的原則配線。
如圖1及圖3所示，在水平電荷轉(zhuǎn)送部103中，在N--型半導(dǎo)體基片105的表層部形成有P型阱層106，在P型阱層106的表層部形成作為水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)的N型半導(dǎo)體區(qū)108，在該N型半導(dǎo)體區(qū)108上通過絕緣膜110形成多個第1水平轉(zhuǎn)送電極114a及114b。此外在第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的間隙內(nèi)，在N型半導(dǎo)體區(qū)108內(nèi)，形成有作為電位位壘區(qū)的N-型半導(dǎo)體區(qū)109a，在該N-型半導(dǎo)體區(qū)109a上通過絕緣膜110形成有第2水平轉(zhuǎn)送電極115a及115b。
換言之，水平電荷轉(zhuǎn)送部的一段由N型半導(dǎo)體區(qū)108、相對轉(zhuǎn)送方向被配置在N型半導(dǎo)體區(qū)108的后方的N-型半導(dǎo)體區(qū)109a、在N型半導(dǎo)體區(qū)108上形成的第1水平轉(zhuǎn)送電極114a或114b、在N-型半導(dǎo)體區(qū)109a上形成的第2水平轉(zhuǎn)送電極115a或115b構(gòu)成，具有與此相同的構(gòu)成的多個段被配置在水平方向上，構(gòu)成水平電荷轉(zhuǎn)送部。
在水平電荷轉(zhuǎn)送部103，N型半導(dǎo)體區(qū)108作為保持電荷的區(qū)域而起作用。其雜質(zhì)濃度最好與垂直電荷轉(zhuǎn)送部101內(nèi)的N型半導(dǎo)體區(qū)108的雜質(zhì)濃度相同，具體地說是比如1×1016～1×1018cm-3，最好為5×1016～5×1017cm-3。此外N-型半導(dǎo)體區(qū)109a作為用于防止電荷逆送的電位位壘區(qū)而起作用。該N-型半導(dǎo)體區(qū)109a的水平方向上的尺寸(L′HBA)沒有特別限定，比如與第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離(LHBA)相同。此外其雜質(zhì)濃度比如為9×1015～9×1017cm-3，最好為4×1016～4×1017cm-3。
第1水平轉(zhuǎn)送電極114a及114b起著用于保持電荷的存儲柵極的作用，第2水平轉(zhuǎn)送電極115a及115b起著用于防止電荷逆送的屏障柵極的作用。在本實施方式中，按照構(gòu)成同一段的第1水平轉(zhuǎn)送電極和第2水平轉(zhuǎn)送電極被連接，施加同一脈沖的原則配線。在構(gòu)成各段的水平轉(zhuǎn)送電極中，分別按照施加時鐘脈沖φH1或φH2的原則配線。
如圖1及圖2所示，在垂直電荷轉(zhuǎn)送部101與水平電荷轉(zhuǎn)送部103的連接部116，各垂直電荷轉(zhuǎn)送部101分別按照與水平電荷轉(zhuǎn)送部103的其它段連接的原則配置。此外各垂直電荷轉(zhuǎn)送部101的垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)延伸至連接部，該垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)與水平電荷轉(zhuǎn)送部103的水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)連接。
在上述連接部116中，構(gòu)成水平電荷轉(zhuǎn)送部的與垂直電荷轉(zhuǎn)送部連接的段的第1水平轉(zhuǎn)送電極114a被按照覆蓋延伸到連接部的垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)的至少一部的原則配置。此外該第1水平轉(zhuǎn)送電極114a被按照與被配置于垂直電荷轉(zhuǎn)送部101的終端的垂直轉(zhuǎn)送電極(即最終垂直轉(zhuǎn)送電極)113分離的原則配置。
在該第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與最終垂直轉(zhuǎn)送電極113的間隙內(nèi)，形成有N-型半導(dǎo)體區(qū)109b。該N-型半導(dǎo)體區(qū)109b作為用于防止垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部116中的電荷逆送的電位位壘區(qū)而起作用。N-型半導(dǎo)體區(qū)109b的垂直方向上的尺寸(L′V-H)沒有特別限定，比如與最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a之間的距離(LV-H)相同。此外N-型半導(dǎo)體區(qū)109b的雜質(zhì)濃度與N-型半導(dǎo)體區(qū)109a的雜質(zhì)濃度相同，比如為9×1015～9×1017cm-3，最好為4×1016～4×1017cm-3。
此外在上述連接部116中，構(gòu)成水平電荷轉(zhuǎn)送部的與垂直電荷轉(zhuǎn)送部連接的段的第2水平轉(zhuǎn)送電極115a被按照覆蓋最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a的間隙的原則配置。即，在連接部116，第2水平轉(zhuǎn)送電極115a覆蓋N-型半導(dǎo)體區(qū)109b。
在上述固體攝像裝置中，在上述連接部116，垂直電荷轉(zhuǎn)送部的最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與構(gòu)成與該垂直電荷轉(zhuǎn)送部連接的段的第1水平轉(zhuǎn)送電極114a之間的距離(LV-H)等于或短于第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與構(gòu)成其鄰段的第1水平轉(zhuǎn)送電極114b之間的距離(LHBA)而構(gòu)成。
換言之，在構(gòu)成與垂直電荷轉(zhuǎn)送部連接的段的第2水平轉(zhuǎn)送電極115a中，被配置于最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a之間的部分在垂直方向上的長度等于或短于被配置于水平電荷轉(zhuǎn)送部的第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的部分在水平方向上的長度而構(gòu)成。這里，所謂「電極長度」意味著在半導(dǎo)體區(qū)域上通過絕緣膜形成的部分的長度，比如是如圖1～圖3所示，在第2水平轉(zhuǎn)送電極115a的一部分在其它電極(第2水平轉(zhuǎn)送電極114a、垂直轉(zhuǎn)送電極113)上形成的場合下，除了在其它電極上形成的部分之外的部分的長度。
由于最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極114a之間的距離(LV-H)越短，N-型半導(dǎo)體區(qū)109b中的短溝道效果越大，因而可提高從垂直電荷轉(zhuǎn)送部101向水平電荷轉(zhuǎn)送部103的電荷轉(zhuǎn)送效果。為得到充分的短溝道效果，上述距離LV-H最好為3μm以下，1.5μm以下更好。
雖然對于第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極114a與第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極114b之間的距離(LHBA)等于還是大于上述距離LV-H沒有特別限定，但為了在水平電荷轉(zhuǎn)送部中能得到良好的轉(zhuǎn)送效率，可設(shè)定在比如3μm以下，最好在1.5μm以下。
雖然對于上述距離LV-H及上述距離LHBA的下限沒有特別限定，但最好達到在用于電極形成的處理(比如光刻及蝕刻)中可加工的最小尺寸以上，具體地說最好處于0.2μm以上。
此外最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極114a之間的距離(LV-H)最好處于第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極114a與第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極114b之間的距離(LHBA)的50～100％。
接下來，對上述固體攝像裝置的動作作以說明。
圖26是被施加于垂直電荷轉(zhuǎn)送部及水平電荷轉(zhuǎn)送部的各轉(zhuǎn)送電極的時鐘脈沖一例。在同圖中，φV1～φV4是施加于垂直轉(zhuǎn)送電極的脈沖，φH1及φH2是施加于水平轉(zhuǎn)送電極的脈沖。此外在各脈沖中，VVH及VHH表示高電壓，VVL及VHL表示低電壓。此外圖4及圖5是以圖26的脈沖驅(qū)動時的電位圖，圖4表示垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部的電位分布，圖5表示水平電荷轉(zhuǎn)送部的電位分布。
在上述固體攝像裝置中，首先由光電轉(zhuǎn)換部生成的信號電荷在垂直電荷轉(zhuǎn)送部被讀出。該信號電荷在由垂直電荷轉(zhuǎn)送部按垂直方向轉(zhuǎn)送后，被從垂直電荷轉(zhuǎn)送部向水平電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送。這樣，在水平電荷轉(zhuǎn)送部被按水平方向轉(zhuǎn)送，向輸出電路部發(fā)送。
以下利用圖26及圖4對從垂直電荷轉(zhuǎn)送部向水平電荷轉(zhuǎn)送部的電荷轉(zhuǎn)送動作作以說明。
從垂直電荷轉(zhuǎn)送部向水平電荷轉(zhuǎn)送部的電荷轉(zhuǎn)送在使水平電荷轉(zhuǎn)送部中的電荷轉(zhuǎn)送停止的期間，即水平消隱期間被實施。在該期間，φH1為VHH，φH2為VHL。因此，構(gòu)成與垂直電荷轉(zhuǎn)送部連接的段的水平轉(zhuǎn)送電極114a及115a下的電位高于構(gòu)成其它段的水平轉(zhuǎn)送電極114b及115b下的電位。此外由于在第2水平轉(zhuǎn)送電極115a下形成N-型半導(dǎo)體區(qū)109a，因而第2水平轉(zhuǎn)送電極115a下部的電位低于第1水平轉(zhuǎn)送電極114a下部的電位，在此形成電位位壘119。因此構(gòu)成與垂直電荷轉(zhuǎn)送部連接的段的第1水平轉(zhuǎn)送電極114a下部的電位高于其它部分，在此形成電位阱(參照圖5)。
在時刻t1，通過在φV2及φV3施加VVH，在φV1及φV4施加VHL，信號電荷117在施加了高電壓VVH的垂直轉(zhuǎn)送電極111及112b下被保持。
在時刻t2，通過φV4從VVL變?yōu)閂VH，φV2從VVH變?yōu)閂VL，除了信號電荷的轉(zhuǎn)送殘留量122，信號電荷117被從垂直電荷轉(zhuǎn)送部101向水平電荷轉(zhuǎn)送部103轉(zhuǎn)送。此外在時刻t3，通過φV1從VVL變?yōu)閂VH，φV3從VVH變?yōu)閂VL，信號電荷的轉(zhuǎn)送殘留量122被從垂直電荷轉(zhuǎn)送部101向水平電荷轉(zhuǎn)送部103轉(zhuǎn)送，從垂直電荷轉(zhuǎn)送部101向水平電荷轉(zhuǎn)送部103的信號電荷117的轉(zhuǎn)送動作結(jié)束。
在該從垂直電荷轉(zhuǎn)送部101向水平電荷轉(zhuǎn)送部103的電荷轉(zhuǎn)送中，信號電荷117通過最終垂直轉(zhuǎn)送電極113的下部以及被配置于最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a之間的第2水平轉(zhuǎn)送電極115a的下部，被轉(zhuǎn)送至形成于第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極114a下部的電位阱。此時，如圖4所示，由于在被配置于最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a之間的第2水平轉(zhuǎn)送電極115a下形成N-型半導(dǎo)體區(qū)109b，因而第2水平轉(zhuǎn)送電極115a下部的電位將低于第1水平轉(zhuǎn)送電極114a下部的電位，在此形成電位位壘120。由于該電位位壘120的存在，可防止連接部的信號電荷的逆送。
接下來，在時刻t4，通過φV2從VVL變?yōu)閂VH，φV4從VVH變?yōu)閂VL，下一信號電荷118被轉(zhuǎn)送至施加了高電壓VHH的第1電荷轉(zhuǎn)送電極111及第2電荷轉(zhuǎn)送電極112a下。最后在時刻t5，通過φV3從VVL變?yōu)閂VH，φV1從VVH變?yōu)閂VL，下一信號電荷118被轉(zhuǎn)送至施加了VVH的垂直轉(zhuǎn)送電極111及112b下部，返回與時刻t1時相同的初始狀態(tài)。
接下來，利用圖26及圖5，對水平電荷轉(zhuǎn)送部中的電荷轉(zhuǎn)送動作作以說明。
在從垂直電荷轉(zhuǎn)送部向水平電荷轉(zhuǎn)送部的電荷轉(zhuǎn)送結(jié)束的時點下(時刻t5)，如上所述，φH1為VHH，φH2為VHL。此時，在第1水平轉(zhuǎn)送電極114a下部形成電位阱，在此保持從垂直電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的信號電荷117。
接下來，在時刻t6，通過φH1從VHH變?yōu)閂HL，φH2從VHL變?yōu)閂HH，水平轉(zhuǎn)送電極114a及115a下部的電位將低于水平轉(zhuǎn)送電極114b及115b的電位。此外由于在第2水平轉(zhuǎn)送電極115b下形成N-型半導(dǎo)體區(qū)109a，因而第2水平轉(zhuǎn)送電極115b下部的電位低于第1水平轉(zhuǎn)送電極114b下部的電位，在此形成電位位壘119。因此第1水平轉(zhuǎn)送電極114b下部的電位高于其它部分，在此保持信號電荷。此外此時由于該電位位壘119的存在，可防止信號電荷的逆送。
接下來，在時刻t7，通過φH1從VHL變?yōu)閂HH，φH2從VHH變?yōu)閂HL，第1水平轉(zhuǎn)送電極114a下部的電位將高于其它部分，在此保持信號電荷。通過重復(fù)上述動作，信號電荷117由水平電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送。
接下來，對通過這種固體攝像裝置達到的效果作以說明。
如上所述，在上述固體攝像裝置中，垂直電荷轉(zhuǎn)送部101的最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與水平電荷轉(zhuǎn)送部103的第1水平轉(zhuǎn)送電極114a之間的距離(LV-H)等于或短于第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極114a與相鄰的第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極114b之間的距離(LHBA)。
因此，在垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部中存在的N-型半導(dǎo)體區(qū)109b中的短溝道效果等于或顯著于水平電荷轉(zhuǎn)送部中存在的N-型半導(dǎo)體區(qū)109a中的短溝道效果。這樣，可以使連接部的N-型半導(dǎo)體區(qū)109b的電位等于或高于水平電荷轉(zhuǎn)送部的N-型半導(dǎo)體區(qū)109a的電位。因此，即使使在水平轉(zhuǎn)送電極中施加的電壓達到低電壓化，如果處于可充分抑制水平電荷轉(zhuǎn)送部中的轉(zhuǎn)送不良的范圍，便可充分抑制垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部中的轉(zhuǎn)送不良。其結(jié)果是，可在實現(xiàn)驅(qū)動電壓的低電壓化的同時，抑制由轉(zhuǎn)送不良所引起的顯示異常(比如一般黑線不良等顯示畫面上出現(xiàn)的縱線條狀的顯示異常)。
(實施方式2)接下來，對上述實施方式1涉及的固體攝像裝置的制造方法一例作以說明。圖6及圖7是用于說明上述固體攝像裝置制造方法一例的附圖，圖6表示相當(dāng)于圖1的A-A′斷面的部分，圖7表示相當(dāng)于圖1的B-B′斷面的部分。
首先，在N--型半導(dǎo)體基片105的表層部形成P型阱層106，在P型阱層106的表層部形成成為垂直電荷轉(zhuǎn)送部及水平電荷轉(zhuǎn)送部的轉(zhuǎn)送溝道的N型半導(dǎo)體區(qū)108。接著，在N型半導(dǎo)體區(qū)108表面，形成比如硅氧化膜、硅氮化膜等絕緣膜110。
在絕緣膜110上，至少形成最終垂直轉(zhuǎn)送電極113和多個第1水平轉(zhuǎn)送電極114a及114b。此時，垂直電荷轉(zhuǎn)送部的其它垂直轉(zhuǎn)送電極111最好也同時形成(以下把與最終垂直轉(zhuǎn)送電極同時形成的垂直轉(zhuǎn)送電極稱為「第1垂直轉(zhuǎn)送電極」)。
多個第1水平轉(zhuǎn)送電極114a及114b被按照互相分離的原則在水平方向上配置而形成。此外最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a被按照互相分離的原則形成。此時按照最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a之間的距離等于或短于在水平方向上鄰接的第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與第1水平轉(zhuǎn)送電極114b之間的距離的原則被調(diào)整。此外有關(guān)這些距離的具體值與上述相同。
接下來，按照全面覆蓋形成了垂直電荷轉(zhuǎn)送部的區(qū)域的原則，形成光敏抗蝕層125。該光敏抗蝕層125如圖6(a)及圖7(b)所示，按照不覆蓋成為垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部116的區(qū)域及水平電荷轉(zhuǎn)送部103被形成的區(qū)域的原則被形成。即，最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a之間的間隙及第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與114b之間的間隙不被光敏抗蝕層125覆蓋。
把光敏抗蝕層125、最終垂直轉(zhuǎn)送電極113、第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極114a及114b作為掩膜用，在上述基片上，離子注入比如硼(B)、氟化硼(BF2)等P型雜質(zhì)(圖6(a)及圖7(b))。此外雖然在本實施方式中不作特別限定，但雜質(zhì)的注入方向123處于相對基片面的幾乎直角方向。
通過該離子注入，在最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a之間的間隙以及在水平方向上鄰接的第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與114b之間的間隙中，在N型半導(dǎo)體區(qū)108內(nèi)注入P型雜質(zhì)。其結(jié)果是，在最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a的間隙以及第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與114b的間隙中，N-型半導(dǎo)體區(qū)109b及109a分別被自行匹配地形成。
然后，按照覆蓋最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a及114b的原則形成層間絕緣膜124。此外在第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的間隙內(nèi)，形成第2水平電荷轉(zhuǎn)送電極115a及115b(圖7(b))。此時第2水平電荷轉(zhuǎn)送電極115a在連接部116按照覆蓋最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a之間的間隙的原則形成。同時在最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1垂直轉(zhuǎn)送電極111的間隙及第1垂直轉(zhuǎn)送電極111之間的間隙中分別形成垂直轉(zhuǎn)送電極112a及112b(圖6(b))(以下把由該工序形成的垂直轉(zhuǎn)送電極稱為「第2垂直轉(zhuǎn)送電極」)。其后，根據(jù)需要，通過形成比如配線、遮光膜等，制造固體攝像裝置。
根據(jù)這種制造方法，最終垂直電荷轉(zhuǎn)送電極113與第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極114a通過同一工序被形成，N-型半導(dǎo)體區(qū)109a及109b通過把這些電極作為了掩膜的同一離子注入工序分別被自匹配地形成。因此，如果按照使最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a的間隙等于或小于第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與114b的間隙的原則形成，則可有效地制造上述的固體攝像裝置。
(實施方式3)圖8～圖10是表示本發(fā)明實施方式3涉及的固體攝像裝置構(gòu)造一例的附圖。這些附圖是表示垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部附近的構(gòu)造一例的模式圖，圖8是平面圖，圖9是圖8的A-A′斷面圖，圖10是圖8的B-B′斷面圖。此外在這些圖中，與圖1相同的部件附加同一編號。
如圖8及圖9所示，在該固體攝像裝置中，在垂直電荷轉(zhuǎn)送部101與水平電荷轉(zhuǎn)送部103的連接部116中，在最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a的間隙內(nèi)形成有N-型半導(dǎo)體區(qū)109b，按照該N-型半導(dǎo)體區(qū)109b的垂直方向上的尺寸(L′V-H)小于最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a之間的距離(LV-H)的原則被調(diào)整。
N-型半導(dǎo)體區(qū)109b的垂直方向上的尺寸(L′V-H)最好為最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極114a之間的距離(LV-H)的50～100％。
對于N-型半導(dǎo)體區(qū)109b的垂直方向上的尺寸(L′V-H)的具體值沒有特別限定，可根據(jù)比如N-型半導(dǎo)體區(qū)109b的雜質(zhì)濃度、絕緣膜110的厚度、驅(qū)動電壓的大小等作適當(dāng)設(shè)定。上述尺寸(L′V-H)比如設(shè)定為3μm以下，最好為1.5μm以下。
另一方面，在水平電荷轉(zhuǎn)送部103中，第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與114b的間隙內(nèi)形成有N-型半導(dǎo)體區(qū)109a。該N-型半導(dǎo)體區(qū)109a的水平方向上的尺寸(L′HBA)等于第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與114b之間的距離(LHBA)。
這樣，在最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a之間的距離(LV-H)短于第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與114b之間的距離(LHBA)的場合下當(dāng)然不必說，即使是在二者相等的場合下，形成于連接部116的N-型半導(dǎo)體區(qū)109b在垂直方向上的長度(L′V-H)也短于在水平電荷轉(zhuǎn)送部103中形成的N-型半導(dǎo)體區(qū)109a在水平方向上的長度(L′HBA)。
這樣，在上述固體攝像裝置中，N-型半導(dǎo)體區(qū)109b在垂直方向上的長度(L′V-H)短于N-型半導(dǎo)體區(qū)109a在水平方向上的長度(L′HBA)。因此不僅在連接部116中的最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a之間的距離(LV-H)短于水平電荷轉(zhuǎn)送部103中的第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與114b之間的距離(LHBA)的場合下，即使在這些距離相等(LV-H＝LHBA)的場合下，也可使連接部116的N-型半導(dǎo)體區(qū)109b的電位高于水平電荷轉(zhuǎn)送部103的N-型半導(dǎo)體區(qū)109a的電位。因而實施方式1中說明的效果可更顯著地出現(xiàn)，可實現(xiàn)驅(qū)動電壓的進一步低電壓化，以及由轉(zhuǎn)送不良所引起的顯示異常(比如一般黑線不良等顯示畫面上出現(xiàn)的縱線條狀的顯示異常)的進一步抑制。
這樣，本實施方式在最終垂直轉(zhuǎn)送電極與第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離(LV-H)與第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離(LHBA)相等的場合下有效，在比如隨著像素細微化的發(fā)展，必須按可進行光刻及蝕刻的最小尺寸形成上述距離(LV-H)與上述距離(LHBA)的場合下尤其有效。
此外上述固體攝像裝置除了N-型半導(dǎo)體區(qū)109b在垂直方向上的尺寸(L′V-H)小于最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a之間的距離(LV-H)以外，具有與實施方式1涉及的固體攝像裝置相同的構(gòu)造。此外由于上述固體攝像裝置的動作與實施方式1實質(zhì)上相同，因而省略其詳細說明。
接下來，對上述固體攝像裝置的制造方法一例作以說明。圖11及圖12是用于說明上述固體攝像裝置制造方法一例的附圖，圖11表示相當(dāng)于圖8的A-A′斷面的部分，圖12表示相當(dāng)于圖8的B-B′斷面的部分。
首先，在N--型半導(dǎo)體基片105的表層部形成P型阱層106，在P型阱層106的表層部形成N型半導(dǎo)體區(qū)108。此外在上述N型半導(dǎo)體區(qū)域上通過絕緣膜110形成最終垂直轉(zhuǎn)送電極113、第1垂直轉(zhuǎn)送電極111、第1水平轉(zhuǎn)送電極114a及114b。接著，按照全面覆蓋形成了垂直電荷轉(zhuǎn)送部的區(qū)域的原則，形成光敏抗蝕層125。此外此前的工序與實施方式2中說明的制造方法同樣實施。
接下來，把光敏抗蝕層125、最終垂直轉(zhuǎn)送電極113、第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極114a及114b作為掩膜用，在上述基片上，離子注入比如硼(B)、氟化硼(BF2)等P型雜質(zhì)(圖11(a)及圖12(a))。通過該離子注入，在最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a的間隙及第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與114b之間的間隙中，N-型半導(dǎo)體區(qū)109b及109a分別被自行匹配地形成。
如圖11(a)所示，在本實施方式下，該離子注入在使P型雜質(zhì)的注入方向123從相對基片面的直角方向向垂直電荷轉(zhuǎn)送部的轉(zhuǎn)送方向傾斜的狀態(tài)下被實施。這樣，可以使N-型半導(dǎo)體區(qū)109b與最終垂直轉(zhuǎn)送電極113分離而形成。其結(jié)果是，可不受掩膜的吻合偏移等影響，使該N-型半導(dǎo)體區(qū)109b的垂直方向上的長度(L′V-H)短于最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a之間的距離(LV-H)而形成。
此外由于離子的注入方向在垂直電荷轉(zhuǎn)送部中的轉(zhuǎn)送方向上傾斜，因而如圖12(a)所示，在水平電荷轉(zhuǎn)送部中形成的N-型半導(dǎo)體區(qū)109a在水平方向上的長度(L′HBA)與第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離(LHBA)相等。
這樣，即使最終垂直轉(zhuǎn)送電極與第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離(LV-H)與第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離(LHBA)相等的場合下，在連接部中形成的N-型半導(dǎo)體區(qū)109b在垂直方向上的長度(L′V-H)也將短于在水平電荷轉(zhuǎn)送部中形成的N-型半導(dǎo)體區(qū)109a在水平方向上的長度(L′HBA)。
注入方向的傾斜角度(θ)沒有特別限定。但是如果傾斜角度(θ)過大，N-型半導(dǎo)體區(qū)109b可能會深入到最終垂直轉(zhuǎn)送電極113的下部或第1水平轉(zhuǎn)送電極114a的下部。因此，傾斜角度(θ)最好為45度以下。如為5～30度則更好。
然后，形成層間絕緣膜124、第2水平電荷轉(zhuǎn)送電極115a及115b、第2垂直轉(zhuǎn)送電極(圖11(b)，圖12(b))。此外該工序可與在實施方式2中說明的制造方法同樣實施。其后，根據(jù)需要，通過形成比如配線、遮光膜等，制造固體攝像裝置。
根據(jù)該制造方法，與實施方式2中說明的制造方法同樣，由于通過同一工序形成最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極114a，通過把這些電極作為了掩膜的同一離子注入工序自行匹配地形成N-型半導(dǎo)體區(qū)109a及109b，因而可有效地制造上述的固體攝像裝置。
此外在上述制造方法中，如圖13(a)所示，離子的注入方向123可以向與垂直電荷轉(zhuǎn)送部中的轉(zhuǎn)送方向相反的方向傾斜。在該場合下，如圖13(b)所示，可以使N-型半導(dǎo)體區(qū)109b與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a分離而形成。其結(jié)果是，可使該N-型半導(dǎo)體區(qū)109b的垂直方向上的長度(L′V-H)短于最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a之間的距離(LV-H)而形成，可得到與上述同樣的效果。
(實施方式4)雖然在實施方式1下的固體攝像裝置中，通過設(shè)置N-型半導(dǎo)體區(qū)109a及109b，在垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部及水平電荷轉(zhuǎn)送部的第1水平轉(zhuǎn)送電極之間，形成用于防止電荷逆送的電位位壘119及120，但本發(fā)明并不局限于這種方式。比如可通過使在第1水平轉(zhuǎn)送電極上施加的電壓與在第2水平轉(zhuǎn)送電極上施加的電壓不同而形成該電位位壘。以下對該實施方式作以說明。
圖14～16是表示本發(fā)明的實施方式4涉及的固體攝像裝置構(gòu)造一例的附圖。這些附圖是表示垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部附近的構(gòu)造一例的模式圖，圖14是平面圖，圖15是圖14的A-A′斷面圖，圖16是圖14的B-B′斷面圖。此外在這些附圖中，與圖1相同的部件附加同一編號。
如圖14及圖16所示，在該固體攝像裝置的水平電荷轉(zhuǎn)送部，在第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與114b的間隙(第2水平轉(zhuǎn)送電極115a及115b的下部)中，與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a及114b的下部同樣，存在N型半導(dǎo)體區(qū)108。即，在本實施方式下的固體攝像裝置中，不存在實施方式1中說明的N-型半導(dǎo)體區(qū)109a。此外在本實施方式中，構(gòu)成同一段的第1水平轉(zhuǎn)送電極與第2水平轉(zhuǎn)送電極被按照施加互為不同的時鐘脈沖的原則配線。
此外如圖14及圖15所示，在垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部116，與實施方式1同樣，按照第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與最終垂直轉(zhuǎn)送電極113分離的原則配置，第2水平轉(zhuǎn)送電極115a覆蓋該第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與最終垂直轉(zhuǎn)送電極113的間隙。不過，在本實施方式中，在第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與最終垂直轉(zhuǎn)送電極113的間隙內(nèi)，存在從垂直電荷轉(zhuǎn)送部延伸的N型半導(dǎo)體區(qū)108。即，在第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與最終垂直轉(zhuǎn)送電極113的間隙內(nèi)，不存在實施方式1下的N-型半導(dǎo)體區(qū)109b。
此外上述固體攝像裝置中，除了不存在N-型半導(dǎo)體區(qū)109a及109b，而且按照在構(gòu)成同一段的第1水平轉(zhuǎn)送電極及第2水平轉(zhuǎn)送電極上施加不同的脈沖的原則配線之外，具有與實施方式1涉及的固體攝像裝置同樣的構(gòu)成。
在驅(qū)動本實施方式下的固體攝像裝置時，水平電荷轉(zhuǎn)送部中在構(gòu)成同一段的第1水平轉(zhuǎn)送電極及第2水平轉(zhuǎn)送電極上施加不同的時鐘脈沖。比如，如圖14～圖16所示，在第1水平轉(zhuǎn)送電極114a上施加時鐘脈沖φH1，在與該電極處于同一段的第2水平轉(zhuǎn)送電極114b上施加時鐘脈沖φH3。在與上述段鄰接的其它段中，在第1水平轉(zhuǎn)送電極114b上施加時鐘脈沖φH2，在第2水平轉(zhuǎn)送電極115b上施加時鐘脈沖φH4。
上述脈沖φH3用于使脈沖φH1在負方向上偏壓。即，除了電壓值向負側(cè)移位以外，φH3具有與φH1同樣的波形。此外上述脈沖φH4用于使脈沖φH2在負方向上偏壓。即，除了電壓值向負側(cè)移位以外，φH4具有與φH2同樣的波形。此外φH1及φH2具有與比如實施方式1中的φH1及φH2同樣的波形。
此外也可以不使φH3及φH4相對φH1及φH2向負側(cè)移位，而使φH1及φH2相對φH1及φH2向正側(cè)移位。
針對施加于第1水平轉(zhuǎn)送電極的脈沖(φH1及φH2)的施加于第2水平轉(zhuǎn)送電極的脈沖(φH3及φH4)的偏壓大小(即電壓差VHBA)雖然沒有特別限定，但一般情況下，雖然電壓差VHBA越大，越可以增大水平電荷轉(zhuǎn)送部中的最大轉(zhuǎn)送電容，但有水平電荷轉(zhuǎn)送部的最小驅(qū)動電壓增大的傾向。因而電壓差VHBA最好根據(jù)所希望的轉(zhuǎn)送電容及驅(qū)動電壓等進行適當(dāng)設(shè)定，比如設(shè)定為0.5～2.5V。此外電壓差VHBA可以由作為在第1水平轉(zhuǎn)送電極上施加的脈沖與在第2水平轉(zhuǎn)送電極上施加的脈沖的基準電壓之差的比如兩脈沖的高電壓之間的差或低電壓之間的差表示。
圖15及圖16是φH1及φH3為高電壓，φH2及φH4為低電壓的狀態(tài)的電位圖，圖15表示垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部的電位分布，圖16表示水平電荷轉(zhuǎn)送部的電位分布。
如這些圖所示，在本實施方式中，通過使施加于第2水平電荷轉(zhuǎn)送電極115a及115b的電壓相對施加于第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極114a及114b的電壓成為負側(cè)值，在垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部及水平電荷轉(zhuǎn)送部的第1水平轉(zhuǎn)送電極之間，形成用于防止逆送的電位位壘119及120。此外由于φH3及φH4分別使φH1及φH2向負側(cè)偏壓，因而該電位位壘119及120將持續(xù)形成。
此外在本實施方式中，對于施加于垂直轉(zhuǎn)送電極的驅(qū)動脈沖，可以采用與實施方式1相同的脈沖φV1～φV4。此外對于本實施方式下的電荷轉(zhuǎn)送動作，由于除了上述的電位位壘119及120由第1及第2水平電荷轉(zhuǎn)送電極的電位差形成以外，實質(zhì)上與實施方式1相同，因而省略其詳細說明。
如上所述，根據(jù)本實施方式，通過使在第1水平轉(zhuǎn)送電極上施加的電壓與在第2水平轉(zhuǎn)送電極上施加的電壓不同而形成用于防止電荷逆送的電位位壘。因此不必形成實施方式1下的N-型半導(dǎo)體區(qū)109a及109b，無需用于形成這種N-型半導(dǎo)體區(qū)的離子注入工序，具有可簡縮制造處理工序的長處。
此外通過改變在第1水平轉(zhuǎn)送電極114a及114b上施加的電壓與在第2水平轉(zhuǎn)送電極115a及115b上施加的電壓之差(VHBA)，可以自由改變電位位壘219及220的大小。其結(jié)果是，還具有可自由調(diào)整水平電荷轉(zhuǎn)送部的最低驅(qū)動電壓及最大轉(zhuǎn)送電荷量的長處。此外該電壓差(VHBA)可通過使用固體攝像裝置的系統(tǒng)容易地改變。
(實施方式5)圖17～圖19是表示本發(fā)明實施方式5涉及的固體攝像裝置構(gòu)造一例的附圖。這些附圖是表示垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部附近的構(gòu)造一例的模式圖，圖17是平面圖，圖18是圖17的A-A′斷面圖，圖19是圖17的B-B′斷面圖。此外在這些附圖中，與圖1相同的部件附加同一編號。
如圖17所示，在該固體攝像裝置中，與實施方式1同樣，在垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部116，在最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a的間隙內(nèi)形成有N-型半導(dǎo)體區(qū)109b，在水平電荷轉(zhuǎn)送部103中，在第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與114b的間隙內(nèi)形成有N-型半導(dǎo)體區(qū)109a。不過，在本實施方式中，在第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的間隙內(nèi)形成的N-型半導(dǎo)體區(qū)按照在上述連接部，與從垂直電荷轉(zhuǎn)送部延伸的垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)不重合的原則被形成。即，在上述連接部116，不存在與實施方式1的N-型半導(dǎo)體區(qū)109c相當(dāng)?shù)膮^(qū)域。
根據(jù)這種固體攝像裝置，由于在上述連接部116中不存在實施方式1中的N-型半導(dǎo)體區(qū)109c，因而可進一步減小垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部的電位位壘。因此具有進一步抑制垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部的轉(zhuǎn)送不良的長處。
此外上述固體攝像裝置除了不存在N-型半導(dǎo)體區(qū)109c以外，也可以具有與實施方式1涉及的固體攝像裝置同樣的構(gòu)造。不過，如圖17所示，除了形成了N-型半導(dǎo)體區(qū)109b的區(qū)域，向連接部116延伸的垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)整體最好具有被第1水平轉(zhuǎn)送電極114a覆蓋的構(gòu)造。
比如，在圖1所示的電極配置中，由第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與第2水平轉(zhuǎn)送電極115a(這里把在第1水平轉(zhuǎn)送電極114a與114b之間配置的部分作為問題)兩方接收從垂直電荷轉(zhuǎn)送部向水平電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的電荷。因此，電荷的一部分經(jīng)由第2水平轉(zhuǎn)送電極115a下被轉(zhuǎn)送到第1水平轉(zhuǎn)送電極114a下。與此相對，在圖17所示的電極配置的場合下，由于只由第1水平轉(zhuǎn)送電極114a接收從垂直電荷轉(zhuǎn)送部向水平電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的電荷，因而可以不經(jīng)由第2水平轉(zhuǎn)送電極115a下而將電荷平穩(wěn)地轉(zhuǎn)送到第1水平轉(zhuǎn)送電極114a下。
上述固體攝像裝置在實施方式2中說明的制造方法中，可通過在形成第1水平轉(zhuǎn)送電極時，除了形成N-型半導(dǎo)體區(qū)109b的區(qū)域，延伸到成為上述連接部116的區(qū)域的垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)整體由第1水平轉(zhuǎn)送電極114a覆蓋而制造。
對于本實施方式下的電荷轉(zhuǎn)送動作，由于與實施方式1實質(zhì)上相同，因而省略其詳細說明。
此外雖然在上述第1～實施方式5中，例示了垂直電荷轉(zhuǎn)送部及水平電荷轉(zhuǎn)送部具有2層構(gòu)造的轉(zhuǎn)送電極的場合，但本發(fā)明并不限定于此，比如轉(zhuǎn)送電極也可以具有3層以上的積層構(gòu)造。
此外雖然在上述第1～實施方式5中，對行間轉(zhuǎn)送型并具有與垂直電荷轉(zhuǎn)送部組的一端電耦合的水平電荷轉(zhuǎn)送部的固體攝像裝置作了說明，但本發(fā)明并不限定于此。對于比如幀轉(zhuǎn)送型等其它形式的固體攝像裝置，或者具有與垂直電荷轉(zhuǎn)送部組的兩端電耦合的水平電荷轉(zhuǎn)送部的固體攝像裝置也可同樣適用。
實施例根據(jù)圖6及圖7所示的制造方法，制作了具有與圖1～圖3相同構(gòu)造的固體攝像裝置。此外該固體攝像裝置是具有與圖20同樣構(gòu)造的行間轉(zhuǎn)送型固體攝像裝置，其像素數(shù)設(shè)為1300×1000。
首先，在N--型半導(dǎo)體基片(雜質(zhì)濃度1×1014cm-3)105的表層部形成了P型阱層(雜質(zhì)濃度1×1017cm-3)106以及成為光電轉(zhuǎn)換部的N型半導(dǎo)體區(qū)(雜質(zhì)濃度1×1016cm-3)。此外在上述P型阱層106的表層部，形成了成為垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)及水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)的N型半導(dǎo)體區(qū)(雜質(zhì)濃度1×1017cm-3)108。此外在光電轉(zhuǎn)換部、垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)及水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)周圍，形成了作為分離區(qū)的P+型半導(dǎo)體區(qū)(雜質(zhì)濃度1×1017cm-3)107。其次，通過熱氧化法及CVD法在上述基片表面形成了由二層硅氧化膜及硅氮化膜構(gòu)成的厚度為0.1μm的絕緣膜110。
接下來，在上述基片上通過化學(xué)氣相生成(CVD)法形成多晶硅膜，對其形成圖案，形成了最終垂直轉(zhuǎn)送電極113、第1垂直轉(zhuǎn)送電極111、第1水平轉(zhuǎn)送電極114a及114b。此時，最終垂直轉(zhuǎn)送電極113與第1水平轉(zhuǎn)送電極114a之間的距離(LV-H)設(shè)為0.5μm，第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極114 a與114b之間的距離(LHBA)設(shè)為0.7μm。其次，在形成了光敏抗蝕層125后，把抗蝕層125、最終垂直電荷轉(zhuǎn)送電極113、第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極114a及114b作為掩膜用，離子注入硼(B)，形成了N-型半導(dǎo)體區(qū)109a、109b及109c。該N-型半導(dǎo)體區(qū)的雜質(zhì)濃度設(shè)為9×1016cm-3。
然后，在通過熱氧化法形成了作為層間絕緣膜124的硅氧化膜后，以CVD法形成多晶硅膜，對其形成圖案，形成了第2最終垂直轉(zhuǎn)送電極112a及112b、第2水平轉(zhuǎn)送電極115a及115b。其后，形成配線、遮光膜等，得到了固體攝像裝置(實施例1)。
此外在形成第1水平轉(zhuǎn)送電極時，除了N-型半導(dǎo)體區(qū)109b的形成區(qū)外，延伸到成為上述連接部116的區(qū)域的垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)整體由第1水平轉(zhuǎn)送電極114a覆蓋，除此之外，與上述實施例1同樣，制作出了具有與圖17～圖19同樣的構(gòu)造的固體攝像裝置(實施例2)。
此外作為比較例，除了把最終垂直轉(zhuǎn)送電極與第1水平電荷轉(zhuǎn)送電極之間的距離(LV-H)設(shè)為0.9μm以外，與上述實施例1同樣，制作出了具有與圖21～圖23同樣的構(gòu)造的固體攝像裝置。
利用圖26所示的時鐘脈沖驅(qū)動了上述實施例1、實施例2及比較例的固體攝像裝置。此時，使施加于水平轉(zhuǎn)送電極的脈沖φH1及φH2的高電壓VHH變化，對該高電壓VHH與信號電荷的轉(zhuǎn)送殘留量的關(guān)系進行了評價。結(jié)果如圖27所示。此外在該評價中，施加于水平轉(zhuǎn)送電極的脈沖的低電壓VHL設(shè)為0V，施加于垂直電荷轉(zhuǎn)送部的脈沖的低電壓VHL設(shè)為-8V，高電壓VVH設(shè)為0V。
此外轉(zhuǎn)送殘留量「％」是被如下定義的值。如圖28所示，在固體攝像裝置中，按照包繞圖像區(qū)501的原則，形成對光電轉(zhuǎn)換部遮光的光影區(qū)502(圖28的斜線部)。使按照輸出信號成為100mV的原則被調(diào)整的光入射到該固體攝像裝置的整個圖像區(qū)501。此時，把水平電荷轉(zhuǎn)送部503的相反側(cè)相當(dāng)于光影區(qū)506的第1比特的信號除以100mV后的值作為連接部中的轉(zhuǎn)送殘留量。此外把輸出電路部504的相反側(cè)相當(dāng)于光影區(qū)的第1比特507的信號除以100mV后的值作為水平電荷轉(zhuǎn)送部中的轉(zhuǎn)送殘留量。此外在圖28中，505表示像素，同圖中的箭頭表示信號電荷的流向。
如圖27所示，在比較例中，與水平電荷轉(zhuǎn)送部中發(fā)生轉(zhuǎn)送殘留的電壓值相比，垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部中發(fā)生轉(zhuǎn)送殘留的電壓值更高。因此如圖27所示，時鐘脈沖φH1及φH2的高電壓VHH受到垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部內(nèi)的轉(zhuǎn)送不良限制，在3.5V以下難以低電壓化。
在比較例中，連接部中的最終的垂直轉(zhuǎn)送電極與第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離(LV-H)大于水平電荷轉(zhuǎn)送部中的第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離(LHBA)。因此，連接部的N-型半導(dǎo)體區(qū)(圖21的409b)中的短溝道效果與水平電荷轉(zhuǎn)送部的N-型半導(dǎo)體區(qū)(圖21的409a)中的短溝道效果相比，其程度較小。因此認為是由于垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部的N-型半導(dǎo)體區(qū)(圖21的409b)的電位低于水平電荷轉(zhuǎn)送部的N-型半導(dǎo)體區(qū)(圖21的409a)的電位，因而得到了上述結(jié)果。
與此相對，在實施例1中，與水平電荷轉(zhuǎn)送部中發(fā)生轉(zhuǎn)送殘留的電壓值相比，垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部中發(fā)生轉(zhuǎn)送殘留的電壓值更低。因此如圖27所示，即使在使時鐘脈沖φH1及φH2的高電壓VHH處于3.5V以下的低電壓化場合下，也未發(fā)生由于轉(zhuǎn)送不良而引起的顯示異常(比如黑線不良等的縱線條狀顯示異常)。
在實施例1中，連接部中的最終的垂直轉(zhuǎn)送電極與第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離(LV-H)小于水平電荷轉(zhuǎn)送部中的第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離(LHBA)。因此，連接部的N-型半導(dǎo)體區(qū)(圖1的109b)中的短溝道效果與水平電荷轉(zhuǎn)送部的N-型半導(dǎo)體區(qū)(圖1的109a)中的短溝道效果相比更為顯著。因此認為是由于垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部的N-型半導(dǎo)體區(qū)(圖1的109b)下部的電位高于水平電荷轉(zhuǎn)送部的N-型半導(dǎo)體區(qū)(圖1的109a)下部的電位，因而得到了上述結(jié)果。
此外在實施例2中，也與實施例1相同，與水平電荷轉(zhuǎn)送部中發(fā)生轉(zhuǎn)送殘留的電壓值相比，垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部中發(fā)生轉(zhuǎn)送殘留的電壓值更低，即使在使時鐘脈沖φH1及φH2的高電壓VHH處于3.5V以下的低電壓化場合下，也未發(fā)生由于轉(zhuǎn)送不良而引起的顯示異常(比如黑線不良等的縱線條狀顯示異常)。此外根據(jù)實施例2，與實施例1相比，由于可以使垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部的電位位壘進一步降低而形成，因而可在充分抑制由于轉(zhuǎn)送不良而引起的顯示異常的同時，使時鐘脈沖φH1及φH2的高電壓VHH進一步低電壓化。
雖然以上對本發(fā)明的若干實施例作了說明，但本發(fā)明并不限定于在此表示的實施例。即本發(fā)明的范圍只由后附的權(quán)利要求范圍限定。
權(quán)利要求
1.一種固體攝像裝置，其構(gòu)成為具備垂直電荷轉(zhuǎn)送部；與上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部的至少一方的端部連接，接受從上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的電荷，并將其轉(zhuǎn)送的水平電荷轉(zhuǎn)送部，其中上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部具備垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)；在上述垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上形成的多個垂直轉(zhuǎn)送電極，上述水平電荷轉(zhuǎn)送部具備水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)；在上述水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上形成的多個第1水平轉(zhuǎn)送電極；在上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間配置的多個第2水平轉(zhuǎn)送電極，上述第1水平轉(zhuǎn)送電極下的電位高于與該電極鄰接，而且被配置在該電極相對轉(zhuǎn)送方向的后方的第2水平轉(zhuǎn)送電極下的電位，其特征在于在上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部與上述水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部，配置于上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部的終端的最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述水平電荷轉(zhuǎn)送部的上述第1水平轉(zhuǎn)送電極被按照互相分離的原則配置，在該最終垂直轉(zhuǎn)送電極與第1水平轉(zhuǎn)送電極之間配置有上述第2水平轉(zhuǎn)送電極，上述連接部中的上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離等于或短于上述水平電荷轉(zhuǎn)送部中的上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離。
2.權(quán)利要求1中記載的固體攝像裝置，其中上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離處于上述水平電荷轉(zhuǎn)送部中的上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間距離的50～100％的范圍。
3.權(quán)利要求1中記載的固體攝像裝置，其中上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離及上述水平電荷轉(zhuǎn)送部中的上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離分別處于0.2～3μm的范圍。
4.權(quán)利要求1中記載的固體攝像裝置，其中在上述連接部，在上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間形成第1電位位壘區(qū)，在上述水平電荷轉(zhuǎn)送部，在上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間形成有第2電位位壘區(qū)。
5.權(quán)利要求4中記載的固體攝像裝置，其中上述第1電位位壘區(qū)及上述第2電位位壘區(qū)通過使在上述第1水平轉(zhuǎn)送電極下存在的區(qū)域的雜質(zhì)濃度與在上述第2水平轉(zhuǎn)送電極下存在的區(qū)域的雜質(zhì)濃度不同而形成。
6.權(quán)利要求5中記載的固體攝像裝置，其中上述第1電位位壘區(qū)的垂直方向上的尺寸短于上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離。
7.權(quán)利要求6中記載的固體攝像裝置，其中上述第1電位位壘區(qū)的垂直方向上的尺寸處于上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間距離的50～100％的范圍。
8.權(quán)利要求4中記載的固體攝像裝置，其中上述第1電位位壘區(qū)及上述第2電位位壘區(qū)通過使在上述第1水平轉(zhuǎn)送電極上施加的電壓與在上述第2水平轉(zhuǎn)送電極上施加的電壓不同而形成。
9.權(quán)利要求4中記載的固體攝像裝置，其中上述第2電位位壘區(qū)按照與上述垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)不重合的原則形成。
10.一種固體攝像裝置的制造方法，該固體攝像裝置具備了垂直電荷轉(zhuǎn)送部；與上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部的至少一方的端部連接，接受從上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的電荷，并將其轉(zhuǎn)送的水平電荷轉(zhuǎn)送部，其特征在于包含在半導(dǎo)體基片內(nèi)，形成垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)及水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)的工序；在上述垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上，形成多個第1垂直轉(zhuǎn)送電極及被配置在上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部的終端的最終垂直轉(zhuǎn)送電極，在上述水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上形成多個第1水平轉(zhuǎn)送電極的工序；在上述垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上，按照被配置在上述第1垂直轉(zhuǎn)送電極之間的原則形成多個第2垂直轉(zhuǎn)送電極，形成上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部，在上述水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上按照被配置在上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的原則形成多個第2水平轉(zhuǎn)送電極，形成上述水平電荷轉(zhuǎn)送部的工序，在成為上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部與上述水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部的區(qū)域，按照互相分離的原則形成最終垂直轉(zhuǎn)送電極與第1水平轉(zhuǎn)送電極，按照其一部分被配置在上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的原則形成上述第2水平轉(zhuǎn)送電極，使成為上述連接部的區(qū)域中的上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離等于或短于上述水平電荷轉(zhuǎn)送部中的上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離。
11.權(quán)利要求10中記載的固體攝像裝置的制造方法，其中使上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離處于上述水平電荷轉(zhuǎn)送部中的上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間距離的50～100％的范圍。
12.權(quán)利要求10中記載的固體攝像裝置的制造方法，其中使上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離及上述水平電荷轉(zhuǎn)送部中的上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離分別處于0.2～3μm的范圍。
13.權(quán)利要求10中記載的固體攝像裝置的制造方法，其中還包含把上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極作為掩模，離子注入與上述垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)及上述水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)不同的導(dǎo)電型雜質(zhì)，在上述最終垂直轉(zhuǎn)送電極與上述第1水平轉(zhuǎn)送電極的間隙內(nèi)形成第1電位位壘區(qū)，在上述第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的間隙內(nèi)形成第2電位位壘區(qū)的工序。
14.權(quán)利要求13中記載的固體攝像裝置的制造方法，其中在形成上述第1電位位壘區(qū)及上述第2電位位壘區(qū)的工序中，使雜質(zhì)的離子注入方向相對上述半導(dǎo)體基片的表面在上述垂直電荷轉(zhuǎn)送部中的轉(zhuǎn)送方向或轉(zhuǎn)送方向的相反方向上傾斜。
15.權(quán)利要求14中記載的固體攝像裝置的制造方法，其中在形成上述第1電位位壘區(qū)及上述第2電位位壘區(qū)的工序中，使雜質(zhì)的離子注入方向從上述半導(dǎo)體基片的法線傾斜5～45°。
16.權(quán)利要求13中記載的固體攝像裝置的制造方法，其中按照與上述垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)不重合的原則形成上述第2電位位壘區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明的固體攝像裝置具備垂直電荷轉(zhuǎn)送部；與垂直電荷轉(zhuǎn)送部的至少一方端部連接的水平電荷轉(zhuǎn)送部。垂直電荷轉(zhuǎn)送部具備垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)；在垂直轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上形成的多個垂直轉(zhuǎn)送電極。水平電荷轉(zhuǎn)送部具備水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)；在水平轉(zhuǎn)送溝道區(qū)上形成的多個第1水平轉(zhuǎn)送電極；在第1水平轉(zhuǎn)送電極之間配置的多個第2水平轉(zhuǎn)送電極，構(gòu)成為第1水平轉(zhuǎn)送電極下的電位高于與該電極鄰接且配置在由該電極轉(zhuǎn)送方向后方的第2水平轉(zhuǎn)送電極下的電位。在垂直電荷轉(zhuǎn)送部與水平電荷轉(zhuǎn)送部的連接部，配置于垂直電荷轉(zhuǎn)送部終端的最終垂直轉(zhuǎn)送電極與水平電荷轉(zhuǎn)送部的第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離等于或短于水平電荷轉(zhuǎn)送部中的第1水平轉(zhuǎn)送電極之間的距離。
文檔編號H01L29/768GK1442999SQ0311981
公開日2003年9月17日 申請日期2003年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月1日
發(fā)明者山田徹 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社