(57)【要約】  CCDイメージセンサ２０６は、第一の導電型を有する半導体材料の層を含む。第二の導電型の水平CCDチャネル領域３１２は、前記半導体材料の層に配置される。水平CCDチャネル領域は、水平CCDチャネル領域を通じて、光により生成された電荷を移すために用いられる複数の面３１４、３１６、３１８、３２０を含む。別個のオーバーフロードレイン領域３２６が、半導体材料の層に配置される。オーバーフロードレイン領域は、水平CCDチャネル領域の一つの特定の面だけに電気的に接続される。第二の導電型のバッファ領域は、それぞれのオーバーフロードレインを水平CCDチャネルの一つの特定の面に電気的に接続するために用いられることができる。複数のバリア領域は、半導体領域の層に配置される。それぞれのバリア領域は、それぞれのオーバーフロードレインと前記ドレインに電気的に接続される一つの特定の面との間に配置される。
2012529158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
CCDイメージセンサであって：
表面を有する、第一の導電型の半導体材料の層と；
前記表面に隣接する、前記半導体材料の前記層の中の、前記第一の導電型と逆の第二の導電型の水平CCDチャネル領域であって、当該水平CCDチャネル領域は複数の面を含む、水平CCDチャネル領域と；
前記表面に隣接する、前記半導体材料の前記層の中の、前記第二の導電型の複数の別個の（distinct）オーバーフロードレインであって、それぞれのオーバーフロードレインは、前記水平CCDチャネル領域の一つの特定の面だけに電気的に接続される、オーバーフロードレインと；
前記水平CCDチャネル領域の前記一つの特定の面に隣接する、前記半導体材料の前記層の中の、前記第一の導電型の複数のバリア領域であって、それぞれのバリア領域がそれぞれのオーバーフロードレインと前記ドレインに電気的に接続される前記一つの特定の面との間に配置される、バリア領域と；
を有する、CCDイメージセンサ。
【請求項２】
前記特定の面は、それぞれの垂直CCDチャネル領域から電荷を受け取る一つの面を有する、
請求項１に記載のCCDイメージセンサ。
【請求項３】
前記水平CCDチャネル領域のそれぞれの一つの特定の面とそれぞれのオーバーフロードレインとの間に、それぞれのオーバーフロードレインを前記水平CCDチャネル領域の前記一つの特定の面と電気的に接続するための前記第二の導電型のバッファ領域が配置される、
請求項１又は２に記載のCCDイメージセンサ。
【請求項４】
前記第一の導電型はp導電型であり、前記第二の導電型はn導電型である、
請求項１に記載のCCDイメージセンサ。
【請求項５】
CCDイメージセンサを有する画像取得装置であって、前記CCDイメージセンサは：
表面を有する、第一の導電型の半導体材料の層と；
前記表面に隣接する、前記半導体材料の前記層の中の、前記第一の導電型と逆の第二の導電型の水平CCDチャネル領域であって、当該水平CCDチャネル領域は複数の面を含む、水平CCDチャネル領域と；
前記表面に隣接する、前記半導体材料の前記層の中の、前記第二の導電型の複数の別個の（distinct）オーバーフロードレインであって、それぞれのオーバーフロードレインは、前記水平CCDチャネル領域の一つの特定の面だけに電気的に接続される、オーバーフロードレインと；
前記水平CCDチャネル領域の前記一つの特定の面に隣接する、前記半導体材料の前記層の中の、前記第一の導電型の複数のバリア領域であって、それぞれのバリア領域がそれぞれのオーバーフロードレインと前記ドレインに電気的に接続される前記一つの特定の面との間に水平方向に配置される、バリア領域と；
を有する、画像取得装置。
【請求項６】
前記特定の面は、それぞれの垂直CCDチャネル領域から電荷を受け取る一つの面を有する、
請求項５に記載の画像取得装置。
【請求項７】
前記水平CCDチャネル領域のそれぞれの一つの特定の面とそれぞれのオーバーフロードレインとの間に、それぞれのオーバーフロードレインを前記水平CCDチャネル領域の前記一つの特定の面と電気的に接続するための前記第二の導電型のバッファ領域が配置される、
請求項５又は６に記載の画像取得装置。
【請求項８】
前記第一の導電型はp導電型であり、前記第二の導電型はn導電型である、
請求項５に記載の画像取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、デジタルカメラ及び他の種類の画像取得装置で用いるイメージセンサ及び該イメージセンサを有する画像取得装置に関し、特に、水平シフトレジスタのための複数の横方向オーバーフロードレイン構造を有するイメージセンサ及び該イメージセンサを有する画像取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な種類の異なるイメージセンサが存在する。電荷結合素子（CCD;  charge-coupled  device）イメージセンサのようなエリアイメージセンサは、少なくとも、2x2の光検出器のアレーと、光検出器から垂直シフトレジスタへ光により生成された電荷を転送するためのメカニズムと、その垂直シフトレジスタを通じて光により生成された電荷（photo-generated  charge）を水平シフトレジスタへ垂直に移す（shift）ためのメカニズムとを有する。水平シフトレジスタの中の電荷は、次に、光により生成された電荷を画像へ変換する外部回路へ接続される出力増幅器へ移される。
【０００３】
フルフレームCCDイメージセンサも、一つのエリアイメージセンサである。フルフレームCCDイメージセンサとインターラインCCDイメージセンサの一つの違いは、フルフレームCCDセンサの中の光検出器は、垂直シフトレジスタとしても機能することである。
【０００４】
リニアイメージセンサは、白黒含む、それぞれの色チャネルのための光検出器の一つの列のみを有する。リニアイメージセンサには、垂直シフトレジスタが備えられていない。光により生成された電荷は、光検出器から水平シフトレジスタへと直接転送される。
【０００５】
光検出器、垂直シフトレジスタ及び水平シフトレジスタは全て、それぞれが保存可能な、光により生成された電荷の最大量を有する。光により生成された電荷がその最大量を超えた場合に、超過した電荷は隣の部品へあふれるか、あるいは「ブルーミング」を発生させる。ブルーミングは、イメージセンサにおいて深刻な問題である。なぜなら、ブルーミングは、イメージセンサからの画像出力を破損するためである。
【０００６】
サブサンプリングモード又はフォーカスモードで動作するイメージセンサを有するカメラは、あふれた、光により生成された電荷を、水平シフトレジスタへと転送し得る。サブサンプリングモードにより、カメラは、ビデオプレビューモードのように、より低い解像度を有し、高速なフレームレートで動作することができる。例えば、y方向における「5x」のサブサンプリングは、５つの列ごとに１つの列のみを読み出す。カメラの中のイメージセンサは、垂直シフトレジスタから水平シフトレジスタへ電荷の４つの連続する列を放出する。そして、電荷の５番目の列の転送の前に、その水平シフトレジスタから電荷を除去する。電荷の４つの列の中の、光により生成された電荷の量が、水平シフトレジスタの限度容量を超えた場合に、超過した電荷は、垂直シフトレジスタへとあふれ出て、「ブルーミング」画像を生成する。
【０００７】
フォーカスモードにより、イメージセンサは、画像の先端部分と後端部分の放出によって、画像の一部のみを読み出すことができる。選択部分と後端部分は、電荷の多数の列を含み得る。ブルーミングは、水平シフトレジスタへ放出される電荷の総量が、水平シフトレジスタの限度容量を超えた場合に発生する。ブルーミングは画像を破損させ、カメラのオートフォーカス機能に悪影響を及ぼす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
米国特許5,902,995号は、水平シフトレジスタにおけるブルーミングの問題に対する解決策を開示する。図１は、米国特許5,902,995号で開示されるイメージセンサの一部分の上面図を表す。イメージセンサ１００は、入射光を、光により生成された電荷へと変換する光検出器１０２のアレーを有する。それぞれのピクセルは、垂直シフトレジスタ領域１１１を通じて、光により生成された電荷を移すために用いられる４つの垂直ゲート１０４、１０６、１０８、１１０を有する。それぞれの水平シフトレジスタ領域１１２は、その水平シフトレジスタ領域を通じて、光により生成された電荷を連続して移すために用いられる４つのゲート１１４、１１６、１１８、１２０も有する。
【０００９】
垂直シフトレジスタ領域１１１へ転送された、光により生成された電荷は、それぞれの垂直シフトレジスタ領域１１１の中のチャネル１２４を通じて下方向に垂直に移され、そして水平シフトレジスタ領域１１２へと転送される。オーバーフローバリア領域１２８が、チャネル１２６にわたって、チャネル１２６の下に組み込まれる。オーバーフロードレイン領域１３０は、水平シフトレジスタ領域１１２のチャネル１２６に接続される。オーバーフロードレイン領域１３０は、バリアポテンシャルを超える、あらゆるあふれた電荷を放出する。
【００１０】
しかしながら、オーバーフロードレイン領域１３０が相対的に高いシート抵抗を有するため、水平シフトレジスタ領域１１２全体にわたっているオーバーフロードレイン領域１３０の長いストライプにより、そのストライプの中央から、ストライプが電源へ接続される伝導性接点を有する点に向かって、電圧降下を生じる。この電圧降下は、オーバーフロードレイン性能の有効性を低下させる。
【００１１】
電圧降下を克服するために、それぞれの水平ゲートの下のオーバーフロードレインは、伝導性接点によりもたらされる電圧降下を除去するために、金属のバスへ接続されるべきである。しかしながら、水平ゲート（L1又はL2）の長さが短すぎて伝導性接点に適合できない場合に、この解決策は実現不可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
電荷結合素子（CCD）イメージセンサは、表面を有する、一つの導電型の半導体材料の層を含む。前記導電型と逆の導電型の一つの水平CCDチャネル領域は、前記半導体材料の前記層の前記表面に隣接して配置される。前記水平CCDチャネル領域は、前記水平CCDチャネル領域を通じて、光により生成された電荷を移すために用いられる複数の面を含む。別個の（Distinct）オーバーフロードレイン領域は、前記水平CCDチャネル領域の一つの特定の面だけに電気的に接続されて、半導体材料の前記層の中に配置される。複数のバリア領域が、それぞれのオーバーフロードレイン領域と前記オーバーフロードレイン領域に接続される前記一つの特定の面との間にそれぞれ配置されて、半導体材料の前記層の中に配置される。本発明に従う一つの実施形態において、第二の導電型のバッファ領域は、それぞれのオーバーフロードレインを、前記水平CCDチャネルの前記一つの特定の面に電気的に接続する。
【００１３】
本発明により、水平CCDチャネル領域の中のブルーミングを減少させることができ、あるいは防ぐことができる。本発明は、イメージセンサの縦のサイズを減らすことができる。イメージセンサのサイズを小さくすることにより、イメージセンサの製造コストが削減される。さらに、本発明を、オーバーフローバリア領域の中のチャネルポテンシャルの「プルダウン」効果を削減するために用いることができる。その結果、オーバーフローバリア領域をより安定化させる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】先行技術のイメージセンサの一部の上面図。
【図２】本発明に従う一実施形態における画像取得装置の簡単なブロック図。
【図３】本発明に従う一実施形態における図２に示されるイメージセンサ２０６の簡単な上面図。
【図４】本発明に従う一実施形態における垂直CCDチャネル領域３０２の中に含まれ得る４つの面の略図。
【図５】図３において示される線A-A'に沿った断面図。
【図６】図３において示される線A-A'に沿った例示的なチャネルポテンシャル図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態は、以下の図面への参照と共により理解される。図面の要素は、互いに、必ずしも一定の縮尺ではない。
【００１６】
本明細書及びクレームを通じて、以下の語は、文脈上そうでないとする明確な指示がない限り、ここで明確に関連付けられる意味を有する。「一つの／ある（a）」「一つの／ある（an）」及び「その／前記（the）」の意味は、複数形を含む。また、「中の／中に（in）」の意味は、「中の／中に（in）」と「上の／上に（on）」を含む。「接続された」の語は、接続される要素間の直接的な電機的接続か、又は一つ以上の受動的又は能動的な中間装置を通じた間接的な接続を意味する。「回路」の語は、単一の部品か、又は所望の機能を提供するために共に接続された、能動的又は受動的な複数の部品を意味する。「信号」の語は、少なくとも一つの電流、電圧又はデータ信号を意味する。
【００１７】
さらに、「上に（on）」、「上に／わたって（over）」、「一番上の（top）」「一番下の（bottom）」のような方向を示す用語は、説明される図の方向に関して用いられる。なぜなら、本発明の実施形態の部品は、多数の異なる方向において配置されることができるため、方向の語は、説明の目的のみのために用いられ、決して限定するために用いられない。方向を示す用語は、イメージセンサウエハの層又は対応するイメージセンサとともに用いられるとき、幅広く解釈されることが意図されている。したがって、一つ以上の中間層又は他の中間のイメージセンサ機構又は要素の存在を除外するよう解釈されるべきではない。したがって、ある層が別の層の上に、あるいは別の層にわたって形成されるものとして説明される場合には、一つ以上の追加の層により後者の層から分離されてもよい。
【００１８】
そして、「ウエハ」及び「回路基板」は、シリコン、シリオン・オン・インシュレータ（SOI）技術、半導体へのドープ及びアンドープ、半導体基板上で形成されるエピタキシャル層並びに他の半導体構造を含む半導体ベースの材料として理解されるべきであるが、これに限定されない。
【００１９】
図面において、同様の参照番号は、図全体を通して同様の部品を示す。
【００２０】
図２は、本発明に従う一実施形態における画像取得装置の簡単なブロック図である。画像取得装置２００は、図３のデジタルカメラとして実装される。当業者は、デジタルカメラが、本発明を組み込むイメージセンサを利用することのできる画像取得装置の一例に過ぎないことを認識するだろう。例えば、携帯電話のカメラ、スキャナ及びデジタルビデオカメラのような、他の種類の画像取得装置において、本発明が利用され得る。
【００２１】
デジタルカメラ２００において、被写体の光景からの光２０２が撮像ステージ２０４へ入力される。撮像ステージ２０４は、レンズ、減光フィルター、絞り及びシャッターのような従来の要素を含み得る。光２０２は、イメージセンサ２０６上で画像を形成するために、撮像ステージ２０４により収束（focus）される。イメージセンサ２０６は、その入射光を電気信号へと変換することにより、一つ以上の画像を取得する。イメージセンサ２０６は、図２に示される実施形態において、電荷結合素子（CCD）イメージセンサとして実装される。
【００２２】
デジタルカメラ２００は、プロセッサ２０８、メモリ２１０、ディスプレイ２１２及び一つ以上の追加の入出力（I/O）要素２１４をさらに含む。図２の実施形態において別個の要素として示されるが、撮像ステージ２０４は、コンパクトカメラモジュールを形成するために、イメージセンサ２０６と、さらにはデジタルカメラ２００の一つ以上の追加の要素と統合されてもよい。
【００２３】
プロセッサ２０８は、例えば、マイクロプロセッサ、CPU、ASIC（Application-Specific  Integrated  Circuit）、DSP（Digital  Signal  Processor）若しくは他の処理装置、又は複数のそのような装置の組み合わせとして実装されることができる。撮像ステージ２０４及びイメージセンサ２０６の様々な要素は、タイミング信号又はプロセッサから供給される他の信号により制御されることかできる。
【００２４】
メモリ２１０は、例えばRAM（Random  Access  Memory）、ROM（Read-Only  Memory）、フラッシュメモリ、ディスクベースのメモリ、着脱可能なメモリ又は他の種類の記憶要素のような、あらゆる組み合わせにおける、あらゆる種類のメモリとして構成されることができる。イメージセンサ２０６により取得される所定の画像を、プロセッサ２０８によってメモリ２１０の中に保存し、ディスプレイ２１２上に表示することができる。ディスプレイ２１２は、典型的にはアクティブマトリックス型LCD（Liquid  Crystal  Display）であるが、他の種類のディスプレイが用いられてもよい。追加のＩ／Ｏ要素２１４は、例えば、様々なオンスクリーンのコントロール、ボタン若しくは他のユーザインターフェース、ネットワークインターフェース又はメモリーカードインターフェースを含むことができる。
【００２５】
図２で示されるデジタルカメラは、当業者に既知の、ある種類の追加の要素又は代わりの要素を有することができる。ここで特に示されていない、あるいは説明されていない要素は、当該技術分野で知られているものから選択されることができる。先述の通り、本発明は、広く様々な画像取得装置において実装されることができる。また、ここで説明される実施形態のいくつかの態様は、少なくとも一部分において、画像取得装置の一つ以上の処理要素により実行されるソフトウェアで実装されることができる。そのようなソフトウェアは、当業者により理解されるように、ここで提供される教示を与えられたように直接的な方法で実装されることができる。
【００２６】
図３において、本発明に従う一実施形態における、図２に示されるイメージセンサ２０６の簡単な上面図を示している。イメージセンサ２０６は、ピクセルのアレーを有し、それぞれのピクセルは、入射光を、光から生成された電荷に変換するための、一つの光検出器３００を含む。簡単のために、アレーの最後のピクセル列の一部分のみを図３に示す。
【００２７】
垂直ゲート３０４、３０６、３０８、３１０は、垂直CCDチャネル領域３０２のそれぞれの面（図示されない）にわたって配置される。ゲート３０４及び３０８は、例えばポリシリコン材料のような、伝導性材料の第一の層により作られる。ゲート３０６及び３１０は、伝導性材料の第二の層により作られる。
【００２８】
水平CCDチャネル領域３１２もまた、４つのゲート３１４、３１６、３１８、３２０を有する。それぞれのゲート３１４、３１６、３１８、３２０は、水平CCDチャネル３１２の一つの面（図３において図示されない）にわたって配置される。水平ゲート３１４及び３１８は、第一の伝導性材料によって作られ、水平ゲート３１６及び３２０は、第二の伝導性材料によって作られる。
【００２９】
図４は、本発明に従う一実施形態における水平CCDチャネル領域３１２において用いられることのできる４つの面の略図である。本発明に従う他の実施形態は、例えば二つ以上の面のような、水平CCDチャネル領域の中のあらゆる数の面を用いることができる。
【００３０】
水平CCDチャネル領域が複数の面の構造で構成される場合に、水平CCDチャネル領域の中のそれぞれのシフト要素４００は、複数の部分又は「面」へと分割される。面は、その構造を通じて電荷の転送を容易にする。したがって、４つの面のCCDにおいて、それぞれのシフト要素４００は、第一の面４０２、第二の面４０４、第三の面４０６及び第四の面４０８を有する。水平ゲート３１４（図３）は第一の面４０２にわたって配置され、水平ゲート３１６は第二の面４０４にわたって配置され、水平ゲート３１８は第三の面４０６にわたって配置され、水平ゲート３２０は第四の面４０８にわたって配置される。矢印４１０は、本発明に従う一実施形態における水平CCDチャネル領域３１２を通じて、光により生成された電荷が移される方向を表している。
【００３１】
図３を再度参照すると、光検出器３００が、入射光を、光により生成された電荷に変換した後に、その電荷は光検出器３００からそれぞれの垂直CCDチャネル領域３１０の中の第一の面へ転送される。次に、光により生成された電荷は、クロック信号を垂直ゲート３０４、３０６、３０８、３１０へ選択的に適用することにより、垂直CCDチャネル領域３０２の面を通じて、下方向へ移される。
【００３２】
垂直CCDチャネル領域３０２の最後の面は、光により生成された電荷を、水平CCDチャネル領域３１２へ転送する。次に、クロック信号が、水平CCDチャネル領域３１２の面４０２、４０４、４０６、４０８（図４）を通じて、光により生成された電荷を連続して移すために、水平ゲート３１４、３１６、３１８、３２０に選択的に適用される。
【００３３】
オーバーフローバリア領域３２２は、水平CCDチャネル領域３１２の中の一つの面だけに隣接して配置される。図３で示される実施形態において、オーバーフローバリア領域３２２は、垂直CCDチャネル領域３０２から、光により生成された電荷を受け取る面に隣接する。本発明に従う他の実施形態において、水平CCDチャネル領域３１２の中の別の面に隣接して、オーバーフローバリア領域３２２が配置され得る。
【００３４】
バッファ領域３２４は、それぞれのバリア領域３２２に隣接して配置される。オーバーフロードレイン３２６は、それぞれのバッファ領域３２４の横向きに（sideways）、あるいは水平方向に（laterally）隣接して形成される。伝導性接点３２８は、それぞれのオーバーフロードレイン領域３２６を、伝導性バス３３０へ接続する。伝導性バス３３０は、本発明に従う一実施形態において、金属のバスとして実装される。伝導性バス３３０に使用できる金属材料の例は、アルミニウム及び銅であるが、これに限らない。伝導性バス３３０は、本発明に従う別の実施形態において、異なる伝導性の材料とともに形成され得る。
【００３５】
伝導性バス３３０は、電源バイアス３３２に接続する。電源バイアス３３２は、図３で示される実施形態において、DCバイアスとして実装される。本発明に従う他の実施形態は、異なる部品又は回路を用いて、電源バイアスを構成することができる。例えば、電源バイアス３３２は、リセットトランジスタのドレイン又は出力増幅器VDDのような、既存のDCバイアスと接続できる。
【００３６】
光により生成された電荷が水平CCDチャネル領域３１２の中の一つ以上の面の電荷容量を超えていない場合には、その電荷は、クロック信号を水平ゲート３１４、３１６、３１８、３２０に適用することにより、水平CCDチャネル領域３１２を通じて移される。しかしながら、光により生成された電荷が、水平ゲート３１４によりクロック信号を受けた面の容量を超えた場合に、イメージセンサ２０６がサブサンプリングモードか又はフォーカスモードで動作している時に発生し得るように、その超えた電荷は、オーバーフローバリア領域３２２を超えて流れ、バッファ領域３２４を通り、そしてオーバーフロードレイン領域３２６により消失する。
【００３７】
４つの水平ゲートごとに一箇所においてのみ、伝導性接点３２８と伝導性バス３３０とを接続することは、先行技術のイメージセンサにより引き起こされる電圧降下の問題を解決する。また、オーバーフロードレイン領域がそれぞれの水平ゲートの下に配置される先行技術と異なり、オーバーフロードレイン領域が４つの面のうち一つだけに接続される。これにより、伝導性接点３２８が、伝導性バス３３０とオーバーフロードレイン領域３２６との間に配置されることが可能となる。さらに、それぞれのオーバーフロードレイン領域は、それぞれのバッファ領域３２４の横向きに、あるいは水平方向に隣接して配置されることができ、イメージセンサ２０６の縦のサイズを小さくする。イメージセンサ２０６を小さくすることにより、製造コストを抑えることができる。さらに、バッファ領域３２４は、オーバーフローバリア領域３２２において、オーバーフロードレイン領域３２６による、チャネルポテンシャルの「プルダウン」効果を小さくするよう用いられることができるため、オーバーフローバリア領域３２２をより安定させる。
【００３８】
図５は、図３で示される線A-A'に沿った断面図である。図５において示されるいくつかの要素は、特定の導電型を有するように説明される。本発明に従う他の実施形態は、これらの導電型に限定されない。例えば、全ての導電型は、本発明に従う別の実施形態において逆であってもよい。
【００３９】
面５０２を有するウェル５００は、一つ以上のp導電型のドーパントをn導電型の回路基板５０４に注入することによって形成される。ウェル５００は、イメージセンサ内の、本発明に従う一実施形態における全ての光検出器、垂直CCDチャネル領域及び水平CCDチャネル領域を含む領域に広がる。ウェル５００及び回路基板５０４はそれぞれ、半導体材料の層を有する。
【００４０】
チャネルストップ領域５０６は、少なくとも一つのp+導電型のドーパントをウェル５００に注入することにより、表面５０２に隣接して形成される。次に、フィールド酸化膜５０８は成長し、分離領域を形成する。本発明に従う他の実施形態において、異なる種類の分離領域を用いることができる。
【００４１】
水平CCDチャネル領域３１２及びバッファ領域３２４は、次に、一つ以上のn導電型のドーパントをウェル５００へ注入することにより、表面５０２に隣接して作られる。オーバーフローバリア領域３２２は、少なくとも一つのｐ導電型のドーパントをウェル５００に注入することにより形成される。オーバーフローバリア領域３２２は、ウェル５００の中に埋め込まれるか、あるいはウェル５００の中に完全に含まれる。オーバーフローバリア領域３２２は、水平ゲート３１４の下にも配置される。
【００４２】
第一の伝導性の材料は、水平ゲート３１４、３１８（図５においてゲート３１８は図示されない）を形成するために、水平CCDチャネル領域３１２にわたって沈着され、パターン形成される。次に、第二の伝導性の材料は、水平ゲート３１６、３２０（図５においてゲートは図示されない）を形成するために、沈着され、パターン形成される。本発明に従う一実施形態において、ポリシリコン材料が第一及び第二の伝導性の材料として用いられる。
【００４３】
オーバーフロードレイン領域３６２は、一つ以上のn+導電型のドーパントをウェル５００に注入することにより、表面５０２に隣接して形成される。伝導性接点３２８が形成され、伝導性バス３３０に接続される。本発明に従う一実施形態において、伝導性接点３２８及び伝導性バス３３０は、金属の層を沈着してパターン形成することにより形成される。最終的に、伝導性バス３３０は、オーバーフロードレイン領域３２６のポテンシャルを形成するために、電源バイアス（図６において図示されない）に接続される。
【００４４】
ボロンは、p導電型構造を形成するために用いられることのできる、p導電型の例示的なドーパントである。リン及びヒ素は、n導電型構造を形成するために用いられることのできる、n導電型の例示的なドーパントである。
【００４５】
図６は、図２において示される線A-A'に沿った、例示的なチャネルポテンシャル図を示している。バリアの高さ６００は、光により生成された電荷が水平CCDチャネル領域の容量を超える前に、どの程度の、光により生成された電荷を保持できるかを決定する。光により生成された電荷が水平CCDチャネル領域の電荷容量を超えた場合に、そのあふれた電荷は、オーバーフローバリア領域３２２にわたって流れ、オーバーフロードレイン領域３２６により消失する。バッファ領域３２４は、イメージセンサの製造の間のプロセス変動により引き起こされるチャネルポテンシャルのゆらぎを減少させる。
【００４６】
本発明は、本発明のいくつかの好ましい実施形態について特に詳細に説明されているが、本発明の精神及び範囲内でバリエーション及び改良がなされ得ることが理解されるだろう。例えば、ここで説明された実施形態は、イメージセンサ内のただ一つの水平CCDチャネル領域を用いる。本発明に従う他の実施形態は、二つ以上の水平CCDチャネル領域を用いてもよい。単一又は複数の水平CCDチャネル領域は、ピクセルのアレーの周りの如何なる場所に配置されてもよい。そして、単一又は複数の水平CCDチャネル領域は一方向性であってもよく、一方向にのみ、光により生成された電荷を転送してもよい。あるいは、双方向性であってもよく、二方向に、光により生成された電荷を同時に転送してもよい。
【００４７】
さらに、本発明の特定の実施形態についてここで説明されたが、その応用はこれらの実施形態に限定されないことに注意しなければならない。特に、一つの実施形態に関して説明されるあらゆる機能は、矛盾しない場合には、他の実施形態においても用いられ得る。そして、異なる実施形態の機能は、矛盾しない場合には、交換され得る。
【符号の説明】
【００４８】
１００  イメージセンサ
１０２  光検出器
１０４  垂直ゲート
１０６  垂直ゲート
１０８  垂直ゲート
１１０  垂直ゲート
１１１  垂直シフトレジスタ領域
１１２  水平シフトレジスタ領域
１１４  水平ゲート
１１６  水平ゲート
１１８  水平ゲート
１２０  水平ゲート
１２４  垂直シフトレジスタ領域のチャネル
１２６  水平シフトレジスタ領域のチャネル
１２８  オーバーフローバリア領域
１３０  オーバーフロードレイン領域
２００  画像取得装置
２０２  光
２０４  撮像ステージ
２０６  イメージセンサ
２０８  プロセッサ
２１０  メモリ
２１２  ディスプレイ
２１４  他のＩ／Ｏ
３００  光検出器
３０２  垂直CCDチャネル領域
３０４  垂直ゲート
３０６  垂直ゲート
３０８  垂直ゲート
３１０  垂直ゲート
３１２  水平CCDチャネル領域
３１４  水平ゲート
３１６  水平ゲート
３１８  水平ゲート
３２０  水平ゲート
３２２  オーバーフローバリア領域
３２４  バッファ領域
３２６  オーバーフロードレイン領域
３２８  伝導性接点
３３０  伝導性バス
３３２  電源バイアス
４００  シフト要素
４０２  第一の面
４０４  第二の面
４０６  第三の面
４０８  第四の面
４１０  電荷の転送方向を表す矢印
５００  ウェル
５０２  ウェルの表面
５０４  回路基板
５０６  チャネルストップ領域
５０８  フィールド酸化膜
６００  バリアの高さ
【図１】
2012529158.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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