参阅图1，它是本发明一项实施例的固态摄象器件的平面图，此固
态摄象器件包括一光电转换器10、一垂直电荷转移区20和一水平电
荷转移区30。垂直电荷转移区20和水平电荷转移区30有一单层的
结构。垂直电荷转移区20由一四相时钟驱动脉冲驱动并将经光电转换
器10产生的电荷转移至水平电荷转移区30。水平电荷转移区30由
两相时钟驱动脉冲驱动并将来自垂直电荷转移区20的转移电荷转移至
一未予示出的输出端。
在图1中，标号102表示成为电荷转移区的一N型半导体区域，
106为形成在垂直电荷转移区与水平电荷转移区的电荷转移电极之间
的一第一N型半导体区域，107为形成在垂直电荷转移区的电荷转移
电极之间的一第二N型半导体区域，108为形成在水平电荷转移区的
电荷转移电极之间的一第三N型半导体区域，109为一成为光电转换
器的N型半导体区域，110为一成为信号读取区的P型半导体区域，
111为一成为元件隔离区的P+型半导体区域，112a、112b、
112c和112d为垂直电荷转移区的电荷转移电极而113a和
113b则为水平电荷转移区的电荷转移电极。
垂直电荷转移区的电荷转移电极112a至112d加有相位不同的
驱动脉冲，而水平电荷转移区的电荷转移电极113a与113b也加有
相位不同的驱动脉冲。附带说明，各个垂直电荷转移区和水平电荷转移
区所形成的电荷转移电极在相邻的电极之间约有0.3μm的间距。
现在，将参照图1中所示摄象器件沿Ⅰ-Ⅰ′线的垂直电荷转移区
剖面以及Ⅱ-Ⅱ′线的水平电荷转移区剖面对该器件的制造步骤进行描
述。
首先，在杂质浓度约为1.0×1016cm-3的P型半导体基片中形成杂
质浓度为1.0×1017cm-3的N型半导体区102。然后，对N型半导体
区进行热氧化形成厚度约为30nm的一层第一氧化膜103
〔图2(a)〕。
然后，通过光刻和刻蚀去除在水平电荷转移区30上形成的部分第
一氧化膜103和在垂直电荷转移区20上形成的部分第一氧化膜
103。此后，经热氧化形成厚度约为60nm的一层第二氧化膜
104。在此情况下，在水平电荷转移区30上留下的部分第一氧化膜
103进一步生长至约70nm厚度。
这样，垂直电荷转移区20的整个表面就被厚度约为60nm的第二
氧化膜104覆盖，而去除第一氧化膜103的水平电荷转移区30的
部分表面也覆盖着厚度约为60nm的第二氧化膜104，未去除第一氧
化膜103的其余部分则覆盖着生长至约70nm厚度的第一氧化膜
103。
然后，在第一氧化膜103和第二氧化膜104上形成一层多晶硅
膜，并通过对多晶硅膜加工图形在垂直电荷转移区20和水平电荷转移
区30上分别形成电荷转移电极112和电荷转移电极113。相邻电
荷转移电极112之间的间距和相邻电荷转移电极113之间的间距各
为0.3μm左右。此外，如在沿Ⅰ-Ⅰ′线所取剖面所示，垂直电荷转移
区20的最后的电荷转移电极112与水平电荷转移区30的电荷转移
电极113之间的间距也为0.3μm左右〔图2(b)〕。
此后，在整个晶片表面上形成一层掩膜材料，并经过光刻选择性地
去除其中与垂直电荷转移区20的最后的电荷转移电极112和水平电
荷转移区30的电荷转移电极113之间的区域相对应的部分形成一层
掩膜116a。此后，利用掩膜116a向N型半导体区域102内注入
P型杂质离子(例如，硼离子)。这样，就形成了杂质浓度约9.5×
1016cm-3的第一N-型半导体区域106〔图2(c)〕。
此外，在整个晶片表面上形成一层掩膜材料，并经过光刻选择性地
去除其中与垂直电荷转移区20的相邻电荷转移电极112之间的区域
相对应的部分，形成一层掩膜106b。此后，利用掩膜116b向N型
半导体区102内注入P型杂质离子(例如，硼离子)。这样，就形成
了杂质浓度约9.5×1016cm-3的第二N-型半导体区域107〔图
2(d)〕。
此外，在整个晶片表面上形成一层掩膜材料，并经过光刻选择性地
去除其中与水平电荷转移区30的相邻电荷转移电极113之间的区域
相对应的部分，形成一层掩膜116c。此后，利用掩膜116c向N型
区域102内注入P型杂质离子(例如，硼离子)。这样，就形成了杂
质浓度约9.0×1016cm-3的第三N-型半导体区域108〔图
2(e)〕。
此后，利用已有技术形成一层夹层绝缘膜114〔图2(f)〕，并
经夹层绝缘膜114由一层金属布线115使垂直电荷转移区的电荷转
移电极112a至112d以及水平电荷转移区的电荷转移电极113a和
113b相连〔图2(g)〕制成本发明的电荷转移器件。
在一般情况下，在驱动这样的固态摄象器件当中，在垂直电荷转移
区20的电荷转移电极112a至112d上分别加有约0至-8V的幅
度和相互为90度的相位差的驱动脉冲，并且在水平电荷转移区30的
电荷转移电极113a和113b上分别加有0至5V的幅度和相互为
180度的相位差的驱动脉冲。
按照所述的，加在垂直电荷转移区20的电荷转移电极112上的
驱动脉冲与加在水平电荷转移区30的电荷转移电极113上的驱动脉
冲其幅度与电位两者均不相同。因而，形成在垂直电荷转移区20的电
荷转移电极112之间的势阱与形成在水平电荷转移区30的电荷转移
电极113之间的势阱的深度不同。此外，形成在垂直电荷转移区20
的最后的电荷转移电极112与水平电极转移区30的电荷转移电极
113之间的势阱也不同于电荷转移电极112之间以及电荷转移电极
113之间的势阱。
按照本发明的固态摄象器件，杂质浓度约9.7×1016cm-3的第一
N-型半导体区域106形成在垂直电荷转移区20和水平电荷转移区
30之间的连接区的电荷转移电极之间，杂质浓度约9.5×1016cm-3的
第二N-型半导体区域107形成在垂直电荷转移区20的电荷转电极
112之间，而杂质浓度约9.0×1016cm-3的第三N-型半导体区域
108则形成在水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间。因
而，即使当加在垂直电荷转移区20和水平电荷转移区30的电荷转移
电极上的驱动脉冲的幅度和电位不同时，在垂直电荷转移区20的电荷
转移电极之间、在水平电荷转移区30的电荷转移电极之间以及在垂直
电荷转移区20和水平电荷转移区30之间的连接区的全部区域内也能
形成均匀一致的势阱。因此，电荷转移效率就得到提高。
现在，将参照沿图3(a)至3(g)的Ⅰ-Ⅰ′线所取的垂直电荷
转移区剖面以及Ⅱ-Ⅱ′线所取的水平电荷转移区剖面对图1中所示的
固态摄象器件的制造步骤进行描述。
形成电荷转移电极112和113〔图3(a)和3(b)〕的步骤
与图2(a)和2(b)中所示的相同，因而，省略去对它的具体描述。
在经图3(a)和3(b)中所示步骤形成电荷转移电极112和
113之后，无需形成掩膜层就向N型半导体区102中注入P型杂质
离子(例如，硼离子)，这样就在电荷转移电极112和113之间形
成约9.7×1016cm-3杂质浓度的第一N-型半导体区域106〔图
3(c)〕。
然后，在整个晶片表面上形成一层掩膜材料，并通过光刻有选择地
去除与垂直电荷转移区20的电荷转移电极112之间的部分相对应的
部分掩膜材料以及与水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间的
部分相对应的部分掩膜材料，形成掩膜116a。此后，利用掩膜
116a作掩膜向N型半导体区域102中进行P型杂质(例如，硼)的
离子注入。这样，就形成了约为9.5×1016cm-3杂质浓度的第二N-
型半导体区域107〔图3(d)〕。
此外，又在晶片的整个表面上形成一层掩膜材料，并通过光刻有选
择地去除与其中水平电荷转移区30的相邻电荷转移电极之间的区域相
对应的部分，形成一层掩膜116b。此后，利用掩膜116b向N型半
导体区域102中进行P型杂质(例如，硼)的离子注入。这样，就形
成了约为9.0×1016cm-3杂质浓度的第三N-型半导体区域108
〔图3(e)〕。
此后，利用已有技术形成一层夹层绝缘膜114〔图3(f)〕，并
经夹层绝缘膜114由一层金属布线115将垂直电荷转移区的电荷转
移电极112a至112d以及水平电荷转移区的电荷转移电极113a和
113b相连，制成本发明的电荷转移器件〔图3(g)〕。
采取从要引入少量杂质浓度的区域开始至要引入多量杂质浓度的区
域进行离子注入的顺序，按此方式，可以去掉一次光刻步骤。
参照沿图4(a)至4(f)中Ⅰ-Ⅰ′线所取的垂直电荷转移区的
剖面以及沿相同图中Ⅱ-Ⅱ′线所取的水平电荷转移区剖面将对图1中
所示的固态摄象器件的另一例制造步骤进行描述。
电荷转移电极112和113的形成步骤〔图4(a)和4(b)〕
与图2(a)和2(b)中所示的相同，因而，省略去对它的具体描述。
在经过图4(a)和4(b)中所示的步骤形成电荷转移电极112
和113之后，在整个晶片的表面上形成一层掩膜材料，并通过光刻有
选择地去除其中与垂直电荷转移区20的最后的电荷转移电极112和
水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间的区域相对应的部分，
形成一层掩膜116a。此后，利用掩膜116a向N型半导体区102
中进行P型杂质(例如，硼)的离注子入，这样就形成约9.7×
1016cm-3杂质浓度的第一N-型半导体区域106〔图4(c)〕。
然后，再在整个晶片的表面上形成一层掩膜材料，并通过光刻有选
择地去除与水平电荷电荷转移区30的电荷转移电极113之间的部分
相对应的部分掩膜材料，形成掩膜116b。此后，利用掩膜116b作
掩蔽向N型半导体区域102中进行P型杂质(例如，硼)的离子注
入。这样，就形成了约为9.0×1016cm-3杂质浓度的第二N-型半导
体区域108〔图4(d)〕。
此后，利用已有技术形成一层夹层绝缘膜114〔图4(e)〕，并
经夹层绝缘膜114由一层金属布线115将垂直电荷转移区的电荷转
移电极112a至112d以及水平电荷转移区的电荷转移电极113a和
113b相连，制成本发明的电荷转移器件〔图4(f)〕。
这样，若是在垂直电荷转移区20的电荷转移电极112之间以及
在水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间的杂质浓度相等的情
况下不存在实际问题时，就有可能经一次共同的离子注入步骤同时形成
这些区域而简化器件的制造过程。也就是说，按照这种方法，在形成如
图2(a)至2(g)中所示分别由一次离子注入所形成的区域106和
108中，设置离子注入的条件容易了，而且与图3(a)至3(g)中
所示的方法相比，能够省去一次离子注入的光刻步骤。
现在，参照图5将对本发明的另一实施例的固态摄象器件进行描
述。在图5中，固态摄象器件包括一光电转换器10、一垂直电荷转移
区20和一水平电荷转移区30。垂直电荷转移区20和水平电荷转移
区30是作为单层结构形成的。垂直电荷转移区20是由一个四相时钟
的驱动脉冲驱动的，并将经光电转换器10产生的电荷转移至水平电荷
转移区30。水平电荷转移区30是由一个两相时钟的驱动脉冲驱动
的，并将从垂直电荷转移区20转移来的电荷转移至一未予示出的输出
端。
图5中所示的固态摄象器件由于垂直电荷转移区20的电荷转移电
极112之间的间距与水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间
的间距不同而与图1中所示的固态摄象器件不同。也就是说，垂直电荷
转移区20的电荷转移电极112之间的间距约为0.3μm，而在水平电
荷转移区30的电荷转移电极113之间则约为0.5μm。顺便说一下，
最后的电荷转移电极112和水平电荷转移区30的电荷转移电极
113之间的间距约为0.3μm。
如上所述，通过将水平电荷转移区30的电荷转移电极之间的间距
设置得比垂直电荷转移区20的电荷转移电极之间的间距宽，使电荷转
移电极113之间的电容更小，以致使得由高频驱动的水平电荷转移区
所耗用的电功率得到降低。
现在，参照图6(a)至6(g)示出的沿Ⅰ-Ⅰ′线所取的垂直电
荷转移区剖面以及沿Ⅱ-Ⅱ′线所取的水平电荷转移区剖面，将对图5
中所示的固态摄象器件的制造步骤进行描述。
首先，在杂质浓度约为1.0×1016cm-3的P型半导体基片中形成杂
质浓度为1.0×1017cm-3的N型半导体区102。然后，通过热氧化N
型半导体区域形成一层约30nm的第一氧化膜103〔图6(a)〕。
然后，通过光刻和刻蚀去除在水平电荷转移区30上形成的部分第
一氧化膜103和形成在垂直电荷转移区20上的部分第一氧化膜
103。此后，通过热氧化形成一层约60nm厚度的第二氧化膜
104。在此情况下，留在水平电荷转移区30上部分第一氧化膜
103进一步生长至约70nm左右的厚度。
这样，整个垂直电荷转移区20的表面就被厚度约为60nm厚度的
第二氧化膜104覆盖，去除第一氧化膜103的水平电荷转移区30
的部分表面被约60nm厚度的第二氧化膜104覆盖住，而其中未去除
第一氧化膜103的留下的部分表面则覆盖着生长至约70nm左右厚度
的第一氧化膜103。
然后，在第一氧化膜103和第二氧化膜104上形成一层多晶硅
膜，并对多晶硅膜加工图形，在垂直电荷转移区20中形成电荷转移电
极112以及在水平电荷转移区30中形成电荷转移电极113。相邻
电荷转移电极112之间的间距为0.3μm。而相邻电荷转移电极113
之间的间距则为0.5μm。此外，如在沿Ⅰ-Ⅰ′线所取剖面所示，垂直
电荷转移区20的最后的电荷转移电极112与水平电荷转移区30的
电荷转移电极113之间的间距也为0.3μm左右〔图6(b)〕。
此后，在整个晶片表面上形成一层掩膜材料，并通过光刻选择性地
去除其中与垂直电荷转移区20的最后的电荷转移电极112和水平电
荷转移区30的电荷转移电极113之间的区域相对应的部分，形成一
层掩膜116a。此后，利用掩膜116a向N型半导体区域102内注
入P型杂质(例如，硼)的离子。这样，就形成了杂质浓度约9.7×
1016cm-3的第一N-型半导体区域106〔图6(c)〕。
此外，又在整个晶片表面上形成一层掩膜材料，并通过光刻选择性
地去除其中与垂直电荷转移区20的相邻电荷转移电极112之间的区
域相对应的部分，形成一层掩膜106b。此后，利用掩膜116b向N
型半导体区102内注入P型杂质(例如硼)的离子。这样，就形成了
杂质深度约9.5×1016cm-3的第二N-型半导体区域107〔图
6(d)〕。
此外，又在整个晶片表面上形成一层掩膜材料，并通过光刻选择性
地去除其中与水平电荷转移区30的相邻电荷转移电极113之间的区
域相对应的部分，形成一层掩膜116c。此后，利用掩膜116c向N
型区域102内注入P型杂质(例如硼)的离子。这样，就形成了
杂质浓度约8.0×1016cm-3的第三N-型半导体区域108〔图
6(e)〕。
此后，利用已有技术形成一层夹层绝缘膜114〔图6(f)〕，并
经夹层绝缘膜114由一层金属布线115使垂直电荷转移区的电荷转
移电极112a至112d以及水平电荷转移区的电荷转移电极113a和
113b相连，制成本发明的电荷转移器件〔图6(g)〕。
按照该实施例的固态摄象器件，杂质浓度约9.7×1016cm-3的第一
N-型半导体区域106成为形成在垂直电荷转移区20和水平电荷转
移区30之间的连接区，杂质浓度约9.5×1016cm-3的第二N-型半
导体区域107形成在垂直电荷转移区20的电荷转电极112之间，
而杂质浓度约8.0×1016cm-3的第三N-型半导体区域108则形成在
水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间。
也就是说，在该实施例中，由于为了降低受高频驱动的水平电荷转
移区30中的功耗，使水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间
的间距作得比垂直电荷转移区20的电荷转移电极112之间的间距
宽，因而就将水平电荷转移区30的转移电极之间区域的杂质浓度设置
得低使在各自区域中形成均匀一致的势阱。从而，提高了电荷转移效
率。
顺便提一下，还可以通过利用图3和图4中所示的方法设置各自区
域中的杂质浓度。
参照图7，将对本发明又一项实施例的固态摄象器件进行说明。
图7中所示的固态摄象器件包括形成在杂质浓度约为1.0×
1016cm-3的N型半导体基片201中的一层P型杂质浓度约为1.0×
1016cm-3的P型阱层202、形成在P型阱层202中的一层N型半
导体区域102以及形成在P型阱层202上的电荷转移电极112和
113。除去图7(a)至7(g)中所示的在N型基片201中形成P
型阱层之外，这种结构能按图2或6中所示的方法制造出来。
也就是说，本发明还能适用于采用阱的固态摄象器件。
尽管此前描述的各个实施例都是埋入型的电荷转移器件，但本发明
也能应用于表面型的电荷转移器件。
图8示出本发明所应用的表面型电荷转移器件。在此实施例中，垂
直电荷转移区20的相邻电荷转移电极112之间的间距与水平电荷转
移区30的相邻电荷转移电极113之间的不同。也就是说，垂直电荷
转移区的电荷转移电极112之间的间距约为0.3μm，而水平电荷转移
区30的相邻电荷转移电极113之间的间距则约0.5μm。顺带提一
下，垂直电荷转移区20的最后的电荷转移电极112与水平电荷转移
区30的电荷转移电极113之间的间距约为0.3μm。通过将水平电荷
转移区30的电荷转移电极之间的间距设置得比垂直电荷转移区20的
电荷转移电极112之间的宽，能够降低受较高频率驱动的水平电荷转
移区的耗用功率。
现在，参照分别示于图9(a)和9(b)中沿Ⅰ-Ⅰ′线的垂直电
荷转移区剖面和沿Ⅱ-Ⅱ′线所取的水平电荷转移区剖面对图8中所示
固态摄象器件的制造工艺进行描述。
首先，经过热氧化，在杂质浓度约为1.0×1016cm-3的P型半导体
基片101中形成约30nm厚度的一层第一氧化膜103〔图
9(a)〕。
然后，通过光刻和刻蚀去除在垂直电荷转移区20上形成的部分第
一氧化膜103和形成在水平电荷转移区30上的部分第一氧化膜
103。此后，经过热氧化形成约60nm厚度的一层第二氧化膜
104。经过后一次热氧化，留在水平电荷转移区30上的第一氧化膜
103进一步生长至约70nm的厚度。
这样，整个垂直电荷转移区20的表面就被厚度约为60nm厚度的
第二氧化膜104覆盖，经刻蚀去除其上第一氧化膜103的部分水平
电荷转移区30也被约60nm厚度的第二氧化膜104覆盖住，而其中
未去除第一氧化膜103的部分则被生长至约70nm厚度的第一氧化膜
103覆盖住。
然后，在第一氧化膜103和第二氧化膜104上形成一层多晶硅
膜，并对多晶硅膜加工图形，在垂直电荷转移区20上形成电荷转移电
极112以及在水平电荷转移区30上形成电荷转移电极113。垂直
电荷转移区的相邻电荷转移电极112之间的间距为0.3μm。而水平电
荷转移区30的相邻电荷转移电极113之间的间距则为0.5μm。此
外，如在沿Ⅰ-Ⅰ′线所取剖面示出，在垂直电荷转移区20的最后的
电荷转移电极112与水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间
的间隔约为0.3μm左右〔图9(b)〕。
然后，在整个晶片表面上形成一层掩膜层，并通过光刻有选择地去
除其中与垂直电荷转移区20的最后的电荷转移电极112和水平电荷
转移区30的电荷转移电极113之间的区域相对应的部分，形成一层
掩膜116a。此后，利用掩膜116a向P型半导体区域101内注入
N型杂质(例如，磷)的离子。〔图9(c)〕。
此外，在整个晶片表面上形成一层掩膜材料，并通过光刻选择性地
去除其中与垂直电荷转移区20的相邻电荷转移电极之间的区域相对应
的部分，形成一层掩膜116b。此后，利用掩膜116b向P型半导体
区域101内注入N型杂质(例如，磷)的离子〔图9(d)〕。
然后，又在整个晶片表面上形成一层掩膜材料，并通过光刻选择地
去除其中与水平电荷转移区30的相邻电荷转移电极113之间的区域
相对应的部分，形成一层掩膜116c。此后，利用掩膜116c向P型
半导体区域101内注入N型杂质(例如，磷)的离子〔图9(e)〕。
此后，利用已有技术形成一层夹层绝缘膜114〔图9(f)〕，并
经夹层绝缘膜114由一层金属布线115使垂直电荷转移区的电荷转
移电极112a至112d以及水平电荷转移区的电荷转移电极113a和
113b相连，制成本发明的电荷转移器件〔图9(g)〕。
按照该实施例的固态摄象器件，有可能在垂直电荷转移区20的电
荷转移电极112之间、在水平电荷转移区30的电荷转移电极113
之间的区域内以及在垂直电荷转移区20与水平电荷转移区30之间的
连接区域内各自形成均匀一致的势阱，使电荷转移效率提高。