JP2006269546A - Solid-state imaging device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the occurrence of shading even if pixels are microfabricated in a CMOS solid-state imaging device. <P>SOLUTION: The solid-state imaging device includes a pixel region where a plurality of pixels 26 are arranged each including a photoelectric converter PD and a transistor 25. In this device, a semiconductor well region 28 common to all the pixels 26 is formed, and a plurality of well contacts 31 (31A and 31B) for applying reference voltage to the common semiconductor well region 28 are formed in each pixel 26. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体撮像装置に関し、特にCMOSイメージセンサ等の固体撮像装置に関する。   The present invention relates to a solid-state imaging device, and more particularly to a solid-state imaging device such as a CMOS image sensor.

固体撮像装置、特にCMOSイメージセンサにおいては、画素をアレイ状に多数配置し(画素をアレイ状に多数配置している領域を画素領域と呼ぶことにする)、共通となるp型半導体ウェル領域(以下、pウェルという)ウェル電位を画素領域周辺部のすぐ外側、すなわち最外周画素のすぐ外側から与える場合、その基準ウェル電位与えるコンタクト(ウェルコンタクトと呼ぶことにする)に近い画素領域周辺部と遠い画素領域中心部ではその時定数が異なる。このような場合、全面ドレイン配線にて各画素に電源を供給していると、ドレイン電圧が変化すると全面ドレイン配線とpウェルとのカップリングによってpウェルのウェル電位が変動する。その結果、時定数の大きい画素領域中心部では画素領域周辺部と比較して長時間にわたってウェル電位が変動する。このことから、画素領域中心部と画素領域周辺部で出力が異なるいわゆるシェーディングという現象が見られることがある。   In a solid-state imaging device, particularly a CMOS image sensor, a large number of pixels are arranged in an array (an area where a large number of pixels are arranged in an array is referred to as a pixel region), and a common p-type semiconductor well region ( In the case where the well potential is applied from just outside the pixel region periphery, that is, from just outside the outermost peripheral pixel, the pixel region periphery near the contact (referred to as a well contact) for supplying the reference well potential; The time constant is different at the center of the distant pixel region. In such a case, if the power is supplied to each pixel through the entire drain wiring, when the drain voltage changes, the well potential of the p well varies due to the coupling between the entire drain wiring and the p well. As a result, the well potential fluctuates for a long time in the central portion of the pixel region having a large time constant compared to the peripheral portion of the pixel region. For this reason, a so-called shading phenomenon in which the output is different between the central portion of the pixel region and the peripheral portion of the pixel region may be seen.

このシェーディング現象について図面を用いて説明する。図12に一般的なCMOSイメージセンサにおける画素構成を示す。このCMOSイメージセンサの単位画素1は、光電変換部であるフォトダイオードPDと、3つのMOSトランジスタ、すなわちフォトダイオードPDからの信号電荷を読み出す転送トランジスタ2、リセットトランジスタ3及び増幅トランジスタ4とから構成される。転送トランジスタ2のソースがフォトダイオードPDに接続され、そのドレインがリセットトランジスタ3のソースに接続される。転送トランジスタ2のゲートには転送配線5が接続され、リセットトランジスタ3のゲートにはリッセト配線6が接続される。一方、転送トランジスタ2とリセットトランジスタ3間のフローティング・ディフージョン(FD)が増幅トランジスタ4のゲートに接続され、増幅トランジスタのソースが垂直信号線7に接続される。さらに、リセットトランジスタ3のドレイン及び増幅トランジスタ4のドレインがドレイン端子tに接続される。このような画素1を有するCMOSイメージセンサにおいて、ドレイン端子tは、電圧が可変であり、ローレベルとハイレベルに変化する。   This shading phenomenon will be described with reference to the drawings. FIG. 12 shows a pixel configuration in a general CMOS image sensor. The unit pixel 1 of this CMOS image sensor is composed of a photodiode PD which is a photoelectric conversion unit, and three MOS transistors, that is, a transfer transistor 2, a reset transistor 3 and an amplification transistor 4 for reading signal charges from the photodiode PD. The The source of the transfer transistor 2 is connected to the photodiode PD, and the drain thereof is connected to the source of the reset transistor 3. A transfer wiring 5 is connected to the gate of the transfer transistor 2, and a reset wiring 6 is connected to the gate of the reset transistor 3. On the other hand, the floating diffusion (FD) between the transfer transistor 2 and the reset transistor 3 is connected to the gate of the amplification transistor 4, and the source of the amplification transistor is connected to the vertical signal line 7. Further, the drain of the reset transistor 3 and the drain of the amplification transistor 4 are connected to the drain terminal t. In the CMOS image sensor having such a pixel 1, the drain terminal t has a variable voltage and changes between a low level and a high level.

図13Bは、図13Aに示す画素領域(例えば、水平方向に約130万画素、垂直方向に約1000画素の画素アレイ)11のaーb断面でのダーク(暗)時出力分布である。なお、各画素にはウェルコンタクトを配置していない。ウェルコンタクトを配置していない場合、中心部では、周辺部と比較して大きく出力が変化しているのが分かる。これが共通pウェルのウェル電位変動によって引き起こされているダークシェーディングである。   FIG. 13B shows a dark output distribution in the ab cross section of the pixel region (for example, a pixel array of about 1.3 million pixels in the horizontal direction and about 1000 pixels in the vertical direction) 11 shown in FIG. 13A. Note that no well contact is arranged in each pixel. When the well contact is not arranged, it can be seen that the output changes greatly in the central portion as compared with the peripheral portion. This is dark shading caused by the well potential fluctuation of the common p-well.

上述したようなシェーディングの原因となる共通pウェルの基準電位が画素領域内で異なることを防止する方法として、画素内にウェルコンタクトを形成する方法がある(特許文献1参照)。このようにウェルコンタクトを画素内に設けることにより、ドレイン端子の電圧変化時等においてもウェル電位が安定し、画素領域内で基準電圧が同じとなり、シェーディングを抑制することが可能となる。
特公平8−21704号公報
As a method for preventing the reference potential of the common p-well that causes shading as described above from being different in the pixel region, there is a method of forming a well contact in the pixel (see Patent Document 1). By providing the well contact in the pixel in this manner, the well potential is stabilized even when the voltage of the drain terminal changes, the reference voltage becomes the same in the pixel region, and shading can be suppressed.
Japanese Patent Publication No. 8-21704

より具体的なウェルコンタクトを形成する方法としては、光電変換部、すなわちフォトダイオードと同じアクティブ領域(活性領域)内にウェルコンタクトを1つ形成する方法が提案されている(特願2003ー375202号参照)。この方法を用いることで、画素サイズを大きくすることなくシェーディングを抑制することが可能である。   As a more specific method for forming a well contact, there has been proposed a method in which one well contact is formed in the same active region (active region) as a photoelectric conversion portion, that is, a photodiode (Japanese Patent Application No. 2003-375202). reference). By using this method, it is possible to suppress shading without increasing the pixel size.

ところで、MOSの微細加工技術の進歩に伴い、CMOSイメージセンサもその微細加工技術を用いて画素の微細化が進む。端的に言えば、配線は細くなりコンタクトサイズは小さくなる。つまり、微細化が進むと配線抵抗は増える傾向にある。従来は画素領域の外側から配線を引き込み各画素にコンタクトを形成して共通pウェルに基準電圧を供給していた(この配線をウェル配線と呼ぶことにする)。   By the way, with the advancement of MOS microfabrication technology, CMOS image sensors are also miniaturized by using the microfabrication technology. In short, the wiring becomes thinner and the contact size becomes smaller. That is, as the miniaturization progresses, the wiring resistance tends to increase. Conventionally, a wiring is drawn from the outside of the pixel region, a contact is formed in each pixel, and a reference voltage is supplied to the common p-well (this wiring is called a well wiring).

しかしながら、上記のような微細化が進むとその配線抵抗が増大し、pウェルの抵抗よりウェル配線の配線抵抗の方が大きいという状況が発生する。この場合、ウェルコンタクトを形成しているとはいえ、ウェル配線の時定数によってウェル電位が不安定になり、シェーディングが発生することが懸念されている。従来のウェルコンタクトは、ウェル配線の抵抗値が共通pウェルの抵抗と比較して小さいことが前提であり、配線自体の時定数がpウェルに対して影響を与えない状況下での使用を想定していた。   However, as the miniaturization proceeds as described above, the wiring resistance increases, and a situation occurs in which the wiring resistance of the well wiring is larger than the resistance of the p-well. In this case, although the well contact is formed, there is a concern that the well potential becomes unstable and shading occurs due to the time constant of the well wiring. The conventional well contact is based on the premise that the resistance value of the well wiring is smaller than that of the common p-well, and is assumed to be used in a situation where the time constant of the wiring itself does not affect the p-well. Was.

このような問題を解決するには、ウェル配線の時定数を小さくする必要がある。通常の画素セル設計において、画素に関係する配線はデザインルールの最小値近くの線幅、スペースでレイアウトされていることが多く、配線を太くしてレイアウトするとフォトダイオードに配線がかかってしまい、感度低下を招く。よって、配線に関する対策はあまりにデメリットが大きい。   In order to solve such a problem, it is necessary to reduce the time constant of the well wiring. In normal pixel cell design, wiring related to pixels is often laid out with a line width and space close to the minimum value of the design rule. If the wiring is thickened, the photodiode is wired and the sensitivity is increased. Incurs a decline. Therefore, the countermeasures related to wiring are too disadvantageous.

一方、ウェル配線を細くして行った場合に、ウェル配線の抵抗成分の中で、配線部の抵抗ではなくウェルコンタクトのコンタクト抵抗が大きく影響していることが判明した。   On the other hand, when the well wiring is made thin, it has been found that, in the resistance component of the well wiring, not the resistance of the wiring portion but the contact resistance of the well contact has a great influence.

本発明は、上述の点を鑑み、画素を微細化して行った場合にも、シェーディングの発生を抑制できる固体撮像装置を提供するものである。   In view of the above-described points, the present invention provides a solid-state imaging device that can suppress the occurrence of shading even when pixels are miniaturized.

本発明に係る固体撮像装置は、光電変換部とトランジスタとを含む画素を複数配列した画素領域を備え、各画素に共通の半導体ウェル領域が形成され、共通の半導体ウェル領域に対して基準電圧を与えるウェルコンタクトが、各画素に複数設けられて成ることを特徴とする。   A solid-state imaging device according to the present invention includes a pixel region in which a plurality of pixels including a photoelectric conversion unit and a transistor are arranged, a common semiconductor well region is formed in each pixel, and a reference voltage is applied to the common semiconductor well region. A plurality of well contacts to be provided are provided in each pixel.

本発明の固体撮像装置では、共通の半導体ウェル領域に対して基準電圧を与えるウェルコンタクトを、各画素に複数設けることにより、画素の微細化に伴ってウェル配線を細くして行った場合にも、ウェルコンタクトのコンタクト抵抗が低減され、ウェル配線の抵抗成分の低減が図れる。   In the solid-state imaging device of the present invention, even when the well wiring is made narrower as the pixels are miniaturized by providing each pixel with a plurality of well contacts for applying a reference voltage to a common semiconductor well region. The contact resistance of the well contact is reduced, and the resistance component of the well wiring can be reduced.

本発明に係る固体撮像装置によれば、各画素にウェルコンタクトを複数個設けることにより、ウェル配線の抵抗成分の増加を抑制し、画素を微細化して行った場合にも、シェーディングの発生を抑制することができる。   According to the solid-state imaging device of the present invention, by providing a plurality of well contacts for each pixel, an increase in the resistance component of the well wiring is suppressed, and even when the pixel is miniaturized, the occurrence of shading is suppressed. can do.

ウェル配線を細くして行ったときに、ウェル配線の抵抗成分としては、配線部ではなくコンタクト部が多くを占める。すなわち、コンタクト抵抗が多くを占めることが分かってきた。ウェル配線から共通pウェルへのコンタクト抵抗を低減することができれば、ウェルコンタクトの持つウェル電位安定化能力は向上する。   When the well wiring is thinned, the contact component occupies most of the resistance component of the well wiring, not the wiring portion. That is, it has been found that contact resistance occupies a large amount. If the contact resistance from the well wiring to the common p-well can be reduced, the well potential stabilizing ability of the well contact is improved.

この問題を解決するには単純にウェルコンタクトを複数個形成すれば良いことになる。このいたって単純な方法が敬遠されてきた最大の理由は、ウェルコンタクトによって暗時白点(以下、単に白点という)が多発するであろうことが問題視されてきたからである。しかしながら、いくつかの対策を施すことによって、ウェルコンタクトに起因する白点は激減する。この対策を活用することによって、白点増加を抑制しつつ、共通pウェルのウェル電位変動によるシェーディングを抑制できる。   In order to solve this problem, a plurality of well contacts may be simply formed. The biggest reason why this simple method has been avoided is because it has been regarded as a problem that white spots in the dark (hereinafter simply referred to as white spots) will occur frequently due to well contacts. However, by taking some countermeasures, white spots due to well contacts are drastically reduced. By utilizing this measure, it is possible to suppress shading due to well potential fluctuations in the common p-well while suppressing an increase in white spots.

前述の図12に示すこのような画素1を有するCMOSイメージセンサにおいて、ドレイン端子tは、電圧が可変であり、ローレベルとハイレベルに変化する。本実施の形態はまさに、このドレイン配線が画素領域全面に展開している際に、ドレイン電圧が変化すると、共通pウェルとのカップリングによってpウェルのウェル電位が変動することを抑制し、ウェル電位が変動することによって引き起こされるシェーディングなどの画質劣化につながる諸現象を防止するものである。   In the CMOS image sensor having such a pixel 1 shown in FIG. 12 described above, the drain terminal t has a variable voltage and changes between a low level and a high level. In the present embodiment, when the drain voltage changes when the drain wiring extends over the entire pixel region, the well potential of the p-well is prevented from fluctuating due to coupling with the common p-well. This is to prevent various phenomena that lead to image quality degradation such as shading caused by fluctuations in potential.

今まで述べてきたのは、ウェルコンタクトがフォトダイオードPDと同じアクティブ領域にウェルコンタクトが1つ配置されている場合であるが、課題でも述べたように、ウェル配線の抵抗増大に伴って、ウェルコンタクトのウェル電位安定化能力の低下が予測される。そこで、本実施の形態では、ウェルコンタクトを各画素当たり複数個配置するように成す。   What has been described so far is the case where one well contact is disposed in the same active region as the photodiode PD, but as described in the problem, as the resistance of the well wiring increases, the well contact increases. A decrease in the well potential stabilization capability of the contact is expected. Therefore, in this embodiment, a plurality of well contacts are arranged for each pixel.

以下、図面を参照して本発明に係る固体撮像装置の実施の形態を詳細説明する。   Embodiments of a solid-state imaging device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図1に本発明に係る固体撮像装置、すなわちCMOSイメージセンサの第1実施の形態を示す。なお、図1は画素の部分を示す。本実施の形態のCMOSイメージセンサ21においては、光電変換部となるフォトダイオードPDと複数のトランジスタ(図示の場合は転送ゲート23とソース・ドレイン領域24を有する転送トランジスタ25のみを示し、他のリセットトランジスタ、増幅トランジスタは省略する)とを含む画素26を複数配置した画素領域を備えると共に、各画素26に共通の第1導電型の半導体ウェル領域、本例ではp型の半導体ウェル領域(以下、共通pウェルという)28を備えている。   FIG. 1 shows a first embodiment of a solid-state imaging device, that is, a CMOS image sensor according to the present invention. FIG. 1 shows a pixel portion. In the CMOS image sensor 21 of the present embodiment, a photodiode PD serving as a photoelectric conversion unit and a plurality of transistors (in the illustrated case, only a transfer transistor 25 having a transfer gate 23 and source / drain regions 24 are shown, and other resets are shown. A pixel region including a plurality of pixels 26 including a transistor and an amplifying transistor, and a first conductivity type semiconductor well region common to each pixel 26, in this example, a p-type semiconductor well region (hereinafter referred to as “p-type semiconductor well region”). 28) (referred to as a common p-well).

そして、フォトダイオードPDと同じアクティブ領域29内に複数個、本例では2個のウェルコンタクト31(31A,31B)を配置して構成される。ここで、フォトダイオードPDは、一部凹み部33が形成されるような形状に形成され、この凹み部33に対応するアクティブ領域29に2個のウェルコンタクト31(31A,31)が形成される。ウェルコンタクト31としては、3個以上でも良いが、フォトダイオードPDの面積が減少し飽和信号量の低下を招くので、そのバランスで好ましい個数が決められる。ウェル配線34は、水平方向に配列された両ウェルコンタクト31A,31Bと接続するように、一部フォトダイオードPDを横切るように形成される。図1の画素26内において、アクティブ領域29及びトランジスタ25以外の部分は素子分離領域35として形成される。   A plurality of, in this example, two well contacts 31 (31A, 31B) are arranged in the same active region 29 as the photodiode PD. Here, the photodiode PD is formed in such a shape that a part of the depression 33 is formed, and two well contacts 31 (31A, 31) are formed in the active region 29 corresponding to the depression 33. . The number of well contacts 31 may be three or more. However, since the area of the photodiode PD is reduced and the saturation signal amount is reduced, a preferable number is determined by the balance. The well wiring 34 is formed so as to partially cross the photodiode PD so as to be connected to both well contacts 31A and 31B arranged in the horizontal direction. In the pixel 26 of FIG. 1, a portion other than the active region 29 and the transistor 25 is formed as an element isolation region 35.

図7にウェルコンタクト31の部分の断面構造の一例を示す。シリコン半導体基板37に共通pウェル28が形成され、この共通pウェル28のアクティブ領域に対応する部分にフォトダイオードPDが形成される。共通pウェル28にはウェル電位安定化を目的として、基準電圧を供給するウェルコンタクト31が設けられる。このウェルコンタクト31は、層間絶縁膜38中に形成された基準電圧を供給する電極39と、共通pウェル28の表層に形成されたp型不純物導入領域41と、p型不純物導入領域41内に形成されて電極39と接続されるものでp型不純物導入領域41よりも高濃度のコンタクト部42とから成る。   FIG. 7 shows an example of a cross-sectional structure of the well contact 31 portion. A common p-well 28 is formed in the silicon semiconductor substrate 37, and a photodiode PD is formed in a portion corresponding to the active region of the common p-well 28. The common p-well 28 is provided with a well contact 31 for supplying a reference voltage for the purpose of stabilizing the well potential. The well contact 31 includes an electrode 39 for supplying a reference voltage formed in the interlayer insulating film 38, a p-type impurity introduction region 41 formed in the surface layer of the common p well 28, and a p-type impurity introduction region 41. The contact portion 42 is formed and connected to the electrode 39 and has a higher concentration than the p-type impurity introduction region 41.

そして、p型不純物導入領域41は、少なくともその不純物濃度が1×1019cm−3以下となるように形成される。また、電極39は、例えばタングステンプラグ43からなり、その側面にはチタン、窒化チタン、チタンの3層からなるバリアメタル層44が形成されている。さらに電極39上には、図示しないがウェル配線が接続される。 The p-type impurity introduction region 41 is formed so that at least the impurity concentration thereof is 1 × 10 19 cm −3 or less. The electrode 39 is made of, for example, a tungsten plug 43, and a barrier metal layer 44 made of three layers of titanium, titanium nitride, and titanium is formed on the side surface thereof. Further, a well wiring is connected on the electrode 39 (not shown).

ここで、p型不純物導入領域41は、電極39の下とその周囲に広がった、シリコン表面から0.1μm程度までの深さのp型領域とする。p型不純物導入領域は、製造工程において、電極39用のコンタクトホールを開けるよりも前に形成されるものであり、電極39の下とその周囲に最低限合わせずれ(0.05μm程度)以上広く形成された領域となる。フォトダイオードPDの無い側では、図示しないが素子分離領域まで形成することが通常である。p型不純物導入領域41は、共通pウェル28の表面付近の不純物成分と、そこに追加でイオン注入された不純物成分の合計で構成される。   Here, the p-type impurity introduction region 41 is a p-type region having a depth of about 0.1 μm from the silicon surface extending under and around the electrode 39. The p-type impurity introduction region is formed before the contact hole for the electrode 39 is opened in the manufacturing process, and is widened by at least a minimum misalignment (about 0.05 μm) below and around the electrode 39. It becomes the formed region. On the side where the photodiode PD is not provided, it is usual to form up to an element isolation region (not shown). The p-type impurity introduction region 41 is constituted by a total of impurity components near the surface of the common p-well 28 and impurity components additionally ion-implanted therein.

次に、p型不純物導入領域41とコンタクト部42の深さ方向への不純物濃度分布を図10により説明する。図10に示すように、表面に近い側においては、コンタクト部42の不純物濃度は約1020cm-3であり、その周辺に相当するp型不純物導入領域41の不純物濃度は約1019cm-3である。 Next, the impurity concentration distribution in the depth direction of the p-type impurity introduction region 41 and the contact portion 42 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 10, on the side close to the surface, the impurity concentration of the contact portion 42 is approximately 10 20 cm −3, and the impurity concentration of the p-type impurity introduction region 41 corresponding to the periphery thereof is approximately 10 19 cm −. 3.

次に、p型不純物導入領域41の不純物濃度と白点個数との関係を図11に示す。図11に示すように、不純物濃度が約1020cm-3よりも不純物濃度が約1019cm-3の方が、白点出力レベル全体にわたって白点個数は約一桁減少する。特に白点出力レベル3mV付近では二桁近く減少する。 Next, FIG. 11 shows the relationship between the impurity concentration of the p-type impurity introduction region 41 and the number of white spots. As shown in FIG. 11, when the impurity concentration is about 10 19 cm −3 rather than about 10 20 cm −3, the number of white spots is reduced by about one digit over the entire white point output level. In particular, in the vicinity of the white spot output level of 3 mV, it decreases by almost two digits.

これは、イオン注入による結晶欠陥などの注入損傷が軽減されるためや、意図しない原子の注入が減少するためと考えられる。
因みに、オーミックコンタクトを取るために、コンタクト部42の不純物濃度を落とすことは得策ではないので、約1020cm-3の不純物濃度としている。よって図4のようにフォトダイオードPDをコンタクト部42から離間して配置している。例えばコンタクト部42からマージン幅w=0.1μmの範囲にはフォトダイオードPDを形成するn型不純物は導入されていない。これらが近接すると、強電界部分が生じ、これに起因する白点がある確率で発生する。ここではn型領域であるフォトダイオードPDは、高濃度のp型領域であるコンタクト部42と離間されて形成されているため、強電界による影響が少なくなるので、白点個数が減少するという利点がある。もちろん、ウェルコンタクト31周辺での不純物注入による結晶欠陥を抑制したり、意図しない原子の注入拡散を防ぐという観点からも白点個数の低減が図られる。ここで、0.1μmとしたマージン幅wは、0.1μmに限定されるものではないが、マスク合わせズレ、線幅のばらつき等を考慮すると現状では0.1μm程度の幅となる。今後のプロセス技術の向上によって、マージン幅wはもっと狭い幅でも差し支えなくなる。
p型不純物導入領域41の濃度は薄くしているので、フォトダイオードPDと隣接させることができている。p型不純物導入領域の濃度が従来と異なり薄くなっていることが重要である。
This is presumably because implantation damage such as crystal defects due to ion implantation is reduced, and unintended atom implantation is reduced.
Incidentally, since it is not a good idea to reduce the impurity concentration of the contact portion 42 in order to make an ohmic contact, the impurity concentration is set to about 10 20 cm −3. Therefore, the photodiode PD is arranged away from the contact portion 42 as shown in FIG. For example, the n-type impurity forming the photodiode PD is not introduced in the range from the contact portion 42 to the margin width w = 0.1 μm. When these are close to each other, a strong electric field portion is generated, and a white spot due to this portion is generated with a probability. Here, the photodiode PD, which is an n-type region, is formed separately from the contact portion 42, which is a high-concentration p-type region, so that the influence of a strong electric field is reduced, so that the number of white spots is reduced. There is. Of course, the number of white spots can be reduced from the viewpoint of suppressing crystal defects caused by impurity implantation around the well contact 31 and preventing unintended diffusion of atoms. Here, the margin width w set to 0.1 μm is not limited to 0.1 μm, but it is currently about 0.1 μm in consideration of mask misalignment, line width variation, and the like. Due to future process technology improvements, the margin width w may be narrower.
Since the concentration of the p-type impurity introduction region 41 is low, it can be adjacent to the photodiode PD. It is important that the concentration of the p-type impurity introduction region is thinner than before.

図8にウェルコンタクト31の部分に断面構造の他の例を示す。シリコン半導体基板37に共通pウェル28が形成され、この共通pウェル28のアクティブ領域に対応する部分にフォトダイオードPDが形成される。共通pウェル28には、ウェル電位安定化を目的として、基準電圧を供給するウェルコンタクト31が設けられる。このウェルコンタクト31は、基準電圧を供給する電極43と共通pウェル28の表層に形成された前述と同様の共通pウェル28よりも高濃度のコンタクト部42とからなる。本例の特徴は、前述の図7のようなp型不純物導入領域41として周辺と明確に区別される不純物分布を持たず、共通pウェル28の表面近くの不純物が、前述の意味でp型不純物導入領域41を成していることである。電極39は、例えばタングステンプラグ43からなり、その側面にはチタン、窒化チタン、チタンの3層膜からなるバリアメタル層44が形成されている。さらに電極39上には図示しないがウェル配線が接続される。   FIG. 8 shows another example of the cross-sectional structure in the well contact 31 portion. A common p-well 28 is formed in the silicon semiconductor substrate 37, and a photodiode PD is formed in a portion corresponding to the active region of the common p-well 28. The common p-well 28 is provided with a well contact 31 for supplying a reference voltage for the purpose of stabilizing the well potential. The well contact 31 includes an electrode 43 for supplying a reference voltage and a contact portion 42 having a higher concentration than that of the common p well 28 formed in the surface layer of the common p well 28 as described above. The feature of this example is that the p-type impurity introduction region 41 as shown in FIG. 7 does not have an impurity distribution clearly distinguished from the periphery, and impurities near the surface of the common p-well 28 are p-type in the above-described sense. That is, the impurity introduction region 41 is formed. The electrode 39 is made of, for example, a tungsten plug 43, and a barrier metal layer 44 made of a three-layer film of titanium, titanium nitride, and titanium is formed on a side surface of the electrode 39. Further, although not shown, a well wiring is connected on the electrode 39.

図8のウェルコンタクト31は、図7のウェルコンタクトと異なり、p型不純物導入領域41として共通pウェル28に追加してのイオン注入を行わないことから、共通pウェル28形成工程以外にはここにホウ素(B)や二フッ化ホウ素(BF2 )をイオン注入することがなく、共通pウェル28に結晶欠陥などが誘起され難く、またその工程で重金属原子等が混入して拡散することも無いので、さらに白点個数の減少が図れる。   Unlike the well contact shown in FIG. 7, the well contact 31 shown in FIG. 8 does not perform ion implantation in addition to the common p well 28 as the p-type impurity introduction region 41. Boron (B) and boron difluoride (BF2) are not ion-implanted into the substrate, crystal defects are hardly induced in the common p-well 28, and heavy metal atoms are not mixed and diffused in the process. Therefore, the number of white spots can be further reduced.

またこの場合コンタクト部42はコンタクトホールを開けたあとにイオン注入され形成されるが、実質的に同様の構造をとるのであればコンタクト部42の形成過程は前述のp型不純物領域と同じコンタクトホールを開ける前であってもよい。その例を図9に示す。コンタクト部を約1020cm-3の不純物濃度となるように、さらにフォトダイオードPDのn型領域と0.1μm程度離すように形成する点では図8の場合と同じである。異なるのは形成過程での順序と形成範囲が電極幅と比較して大きい点である。この場合コンタクト部はあわせズレ等を考慮し、電極下とその周囲に約0.05μm程度以上広くかつ上述のフォトダイオードPDと0.1μm程度離して形成されてあればよい。なお白点個数は図8の場合と同程度となる。 In this case, the contact portion 42 is formed by ion implantation after opening the contact hole. However, if the contact portion 42 has substantially the same structure, the formation process of the contact portion 42 is the same as that of the p-type impurity region described above. It may be before opening. An example is shown in FIG. 8 is the same as the case of FIG. 8 in that the contact portion is formed so as to have an impurity concentration of about 10 20 cm −3 and further separated from the n-type region of the photodiode PD by about 0.1 μm. The difference is that the order and forming range in the forming process are larger than the electrode width. In this case, in consideration of misalignment or the like, the contact portion may be formed to be about 0.05 μm or more wide and separated from the photodiode PD by about 0.1 μm under and around the electrode. Note that the number of white spots is about the same as in FIG.

上述した第1実施の形態によれば、フォトダイオードPDと同じアクティブ領域29内に複数、本例では2個のウェルコンタクト31(31A,31B)を配置することにより、共通pウェル28のウェル電位を安定化させることができる。微細化に伴うウェル配線34を細くした場合にも、ウェル配線に対して並列接続された2個のウェルコンタクトによりコンタクト抵抗が低減するので、実質的なウェル配線の抵抗成分の増加が抑制される。したがって、暗時のダークシェーディングを抑制することができる。光入射時はシェーディング、飽和時は飽和シェーディングを抑制することができる。また、固定パターンノイズを抑制することができる。さらに、従来の技術をそのまま流用することが可能であり、コスト面においても従来よりコスト高となることがない。ウェルコンタクト31を2個とした場合、フォトダイオードPDの面積を大きく減少させずに、ウェルコンタクト31を配置することが可能となる。
一方、ウェルコンタクト31を、図7や図8または図9に示すように構成することにより、ウェルコンタクト数が増えても、ウェルコンタクトに起因する白点増加を抑制することができる。
According to the first embodiment described above, the well potential of the common p well 28 is provided by arranging a plurality of, in this example, two well contacts 31 (31A, 31B) in the same active region 29 as the photodiode PD. Can be stabilized. Even when the well wiring 34 is thinned due to miniaturization, the contact resistance is reduced by the two well contacts connected in parallel to the well wiring, so that a substantial increase in resistance component of the well wiring is suppressed. . Therefore, dark shading in the dark can be suppressed. Shading can be suppressed when light is incident, and saturation shading can be suppressed when saturated. Moreover, fixed pattern noise can be suppressed. Furthermore, the conventional technique can be used as it is, and the cost is not higher than the conventional one. When the number of well contacts 31 is two, the well contacts 31 can be arranged without greatly reducing the area of the photodiode PD.
On the other hand, by configuring the well contact 31 as shown in FIG. 7, FIG. 8, or FIG. 9, even if the number of well contacts increases, an increase in white spots due to the well contacts can be suppressed.

図2に本発明に係るCMOSイメージセンサの第2実施の形態を示す。本実施の形態のCMOSイメージセンサ51は、光電変換部となるフォトダイオードPDと同じアクティブ領域29が、図において上下方向または左右方向、あるいは斜め方向の画素26間でつながっている場合、本例では上下方向の画素26間でアクティブ領域29がつながっている場合に、その画素26間でつながっているアクティブ領域29に複数個、本例では上下方向に2個のウェルコンタクト31(31D,31E)を配置して構成される。このとき、ウェルコンタクト31はフォトダイオードPDから離れた位置に配置されるので、フォトダイオードPDの面積はウェルコンタクト31に影響されることはない。ウェル配線34は、垂直方向に配列された両ウェルコンタクト31D,31Eと接続するように、水平方向に沿って形成される。このとき、ウェル配線34はフォトダイオードPDを横切ることなく配置することができる。あるいはフォトダイオードPDを横切る場合でも極めて少ない面積を横切るようにウェル配線34が形成される。ウェルコンタクト31の断面構造は例えば前述と同様の図7や図8または図9の構成を採る。その他の構成は、第1実施の形態で説明したと同様である。   FIG. 2 shows a second embodiment of a CMOS image sensor according to the present invention. In the CMOS image sensor 51 of the present embodiment, when the same active region 29 as the photodiode PD serving as a photoelectric conversion unit is connected between the pixels 26 in the vertical direction, the horizontal direction, or the diagonal direction in the drawing, in this example, When the active region 29 is connected between the pixels 26 in the vertical direction, a plurality of, in this example, two well contacts 31 (31D, 31E) are provided in the active region 29 connected between the pixels 26 in the vertical direction. Arranged and configured. At this time, since the well contact 31 is disposed at a position away from the photodiode PD, the area of the photodiode PD is not affected by the well contact 31. The well wiring 34 is formed along the horizontal direction so as to be connected to both well contacts 31D and 31E arranged in the vertical direction. At this time, the well wiring 34 can be arranged without crossing the photodiode PD. Alternatively, the well wiring 34 is formed so as to cross an extremely small area even when the photodiode PD is crossed. For example, the cross-sectional structure of the well contact 31 is the same as that shown in FIG. 7, FIG. 8, or FIG. Other configurations are the same as those described in the first embodiment.

第2実施の形態のCMOSイメージセンサ51によれば、画素26間をつなぐアクティブ領域29内に複数個(本例では2個)のウェルコンタクト31D,31Eが配置されるので、微細化に伴うウェル配線34の抵抗成分の増加を抑制することができる。したがって、共通pウェル28のウェル電位を安定化させることができ、シェーディングを抑制することができる。この場合は、フォトダイオードPDと同じアクティブ領域29内にウェルコンタクトを複数個配置されていながら、フォトダイオードPDに与える影響が最小限で済む。そのため、飽和信号量をほとんど減少させることなくシェーディングを抑制することができる。
一方、ウェルコンタクト31を、図7や図8または図9に示すように構成することにより、ウェルコンタクト数が増えても、ウェルコンタクトに起因する白点増加を抑制することができる。
According to the CMOS image sensor 51 of the second embodiment, a plurality of (two in this example) well contacts 31D and 31E are arranged in the active region 29 connecting the pixels 26. An increase in the resistance component of the wiring 34 can be suppressed. Therefore, the well potential of the common p-well 28 can be stabilized and shading can be suppressed. In this case, a plurality of well contacts are arranged in the same active region 29 as the photodiode PD, but the influence on the photodiode PD can be minimized. For this reason, shading can be suppressed without substantially reducing the saturation signal amount.
On the other hand, by configuring the well contact 31 as shown in FIG. 7, FIG. 8, or FIG. 9, even if the number of well contacts increases, an increase in white spots due to the well contacts can be suppressed.

図3に本発明に係るCMOSイメージセンサの第3実施の形態を示す。本実施の形態のCMOSイメージセンサ52は、各画素26の光電変換部となるフォトダイオードPDと同じアクティブ領域29にウェルコンタクト31を1つ以上、本例では1つのウェルコンタクト31Aを配置し、さらに同じ画素26内の別のアクティブ領域(フォトダイオードPDを含むアクティブ領域29外の領域に形成されたアクティブ領域)29′に別のウェルコンタクト31を1つ以上、本例では1つのウェルコンタクト31Cを配置して構成される。本例では各画素26に対応して合計2個のウェルコンタクト31A,31Cが配置される。   FIG. 3 shows a third embodiment of a CMOS image sensor according to the present invention. In the CMOS image sensor 52 of the present embodiment, one or more well contacts 31, in this example, one well contact 31 A are arranged in the same active region 29 as the photodiode PD that is a photoelectric conversion unit of each pixel 26, At least one other well contact 31, in this example one well contact 31 C, is provided in another active region (active region formed outside the active region 29 including the photodiode PD) 29 ′ in the same pixel 26. Arranged and configured. In this example, a total of two well contacts 31A and 31C are arranged corresponding to each pixel 26.

すなわち、フォトダイオードPDは、一部凹み部33が形成されるような形状に形成され、この凹み部33に対応するアクティブ領域29に1個のウェルコンタクト31Aが形成される。また、このアクティブウェルコンタクト31Aを通る水平ライン上に位置する別のアクティブ領域29′に1個のウェルコンタクト31Cが形成される。ウェル配線34は、水平ライン上に配置された両ウェルコンタクト31A,31Cと接続するように、一部フォトダイオードPDを横切るように形成される。ウェルコンタクト31A,31Cの断面構造は例えば前述と同様の図7や図8または図9の構成を採る。その他の構成は、第1実施の形態で説明したと同様である。   In other words, the photodiode PD is formed in a shape in which a partially recessed portion 33 is formed, and one well contact 31A is formed in the active region 29 corresponding to the recessed portion 33. In addition, one well contact 31C is formed in another active region 29 'located on a horizontal line passing through the active well contact 31A. The well wiring 34 is formed so as to partially cross the photodiode PD so as to be connected to both well contacts 31A and 31C arranged on the horizontal line. The cross-sectional structure of the well contacts 31A and 31C adopts the configuration of FIG. 7, FIG. 8, or FIG. Other configurations are the same as those described in the first embodiment.

第3実施の形態のCMOSイメージセンサ52によれば、各画素26内に実質的に複数、本例では2個のウェルコンタクト31A,31Cが配置されるので、微細化に伴うウェル配線34の抵抗成分の増加を抑制することができる。したがって、共通pウェル28のウェル電位を安定化させることができ、シェーディングを抑制することができる。この場合は、もともとフォトダイオードPDと同じアクティブ領域29内にあったウェルコンタクト31Aに対して、同じ画素26内の別のアクティブ領域29′にウェルコンタクト31Cを追加するので、従来の場合と特性的に全く同一の画素特性を得ることが可能である。ウェル配線34が一部フォトダイオードPDを横切るので、感度は多少犠牲になるが、しかしフォトダイオードPDの面積は十分確保できるので、飽和信号量は十分確保できる。
一方、ウェルコンタクト31を、図7や図8または図9に示すように構成することにより、ウェルコンタクト数が増えても、ウェルコンタクトに起因する白点増加を抑制することができる。
According to the CMOS image sensor 52 of the third embodiment, a plurality of, in this example, two well contacts 31A and 31C are arranged in each pixel 26. Therefore, the resistance of the well wiring 34 due to the miniaturization. An increase in components can be suppressed. Therefore, the well potential of the common p-well 28 can be stabilized and shading can be suppressed. In this case, a well contact 31C is added to another active region 29 'in the same pixel 26 with respect to the well contact 31A that was originally in the same active region 29 as the photodiode PD. It is possible to obtain exactly the same pixel characteristics. Since the well wiring 34 partially crosses the photodiode PD, the sensitivity is somewhat sacrificed. However, since the area of the photodiode PD can be secured sufficiently, a sufficient saturation signal amount can be secured.
On the other hand, by configuring the well contact 31 as shown in FIG. 7, FIG. 8, or FIG. 9, even if the number of well contacts increases, an increase in white spots due to the well contacts can be suppressed.

図4に本発明に係るCMOSイメージセンサの第4実施の形態を示す。本実施の形態のCMOSイメージセンサ53は、フォトダイオードPDを含むアクティブ領域29が図において上下方向または左右方向、あるいは斜め方向の画素26間でつながっている場合、本例では上下方向の画素26間でアクティブ領域29がつながっている場合に、その画素26間でつながっているアクティブ領域29に1つ以上、本例では1つのウェルコンタクト31Dを配置すると共に、各画素のフォトダイオードPDと同じアクティブ領域29に1つ以上、本例では1つのウェルコンタクト31Aを配置して構成される。本例では各画素26に対応して合計2個のウェルコンタクト31A,31Cが配置される。   FIG. 4 shows a fourth embodiment of a CMOS image sensor according to the present invention. In the CMOS image sensor 53 of the present embodiment, when the active region 29 including the photodiode PD is connected between the pixels 26 in the vertical direction, the horizontal direction, or the diagonal direction in the figure, in this example, the vertical region 26 is connected between the pixels 26. In this example, one well contact 31D is disposed in the active region 29 connected between the pixels 26 and the same active region as the photodiode PD of each pixel. One or more well contacts 31A are arranged in this example. In this example, a total of two well contacts 31A and 31C are arranged corresponding to each pixel 26.

すなわち、フォトダイオードPDは、一部凹み部33が形成されるような形状に形成され、この凹み部33に対応するアクティブ領域29に1個のウェルコンタクト31Aが形成される。また、ウェルコンタクト31Dは画素間の境界上に形成される。したがって、どの画素から見ても実質的に2個以上、本例では2個のウェルコンタクト31が配置される。ウェル配線34は、両ウェルコンタクト31A,31Dと接続するように形成される。ウェルコンタクト31A,31Dの断面構造は例えば前述と同様の図7や図8または図9の構成を採る。その他の構成は、第1実施の形態で説明したと同様である。   In other words, the photodiode PD is formed in a shape in which a partially recessed portion 33 is formed, and one well contact 31A is formed in the active region 29 corresponding to the recessed portion 33. The well contact 31D is formed on the boundary between the pixels. Therefore, two or more well contacts 31 are arranged in this example, substantially two or more from any pixel. Well wiring 34 is formed so as to be connected to both well contacts 31A and 31D. For example, the cross-sectional structure of the well contacts 31A and 31D adopts the configuration shown in FIG. 7, FIG. 8, or FIG. Other configurations are the same as those described in the first embodiment.

第4実施の形態のCMOSイメージセンサ53によれば、各画素26に対応して複数、本例では2個のウェルコンタクト31A,31Dが配置されるので、微細化に伴うウェル配線34の抵抗成分の増加を抑制することができる。したがって、共通pウェル28のウェル電位を安定化させることができ、シェーディングを抑制することができる。この実施の形態では画素26間のアクティブ領域29が狭い場合に有効である。また、各画素では1つのウェルコンタクト31Dを共用することになり、従来のフォトダイオードPDと同じアクティブ領域29内のウェルコンタクトに画素間のアクティブ領域を追加するだけなので、飽和信号量への影響が非常に小さい。
一方、ウェルコンタクト31A,31Dを、図7や図8または図9に示すように構成することにより、ウェルコンタクト数が増えても、ウェルコンタクトに起因する白点増加を抑制することができる。
According to the CMOS image sensor 53 of the fourth embodiment, a plurality of, in this example, two well contacts 31A and 31D are arranged corresponding to each pixel 26. Therefore, the resistance component of the well wiring 34 accompanying the miniaturization. Can be suppressed. Therefore, the well potential of the common p-well 28 can be stabilized and shading can be suppressed. This embodiment is effective when the active area 29 between the pixels 26 is narrow. Further, each pixel shares one well contact 31D, and an active region between the pixels is simply added to the well contact in the same active region 29 as that of the conventional photodiode PD. Very small.
On the other hand, by configuring the well contacts 31A and 31D as shown in FIG. 7, FIG. 8, or FIG. 9, even if the number of well contacts increases, an increase in white spots due to the well contacts can be suppressed.

図5に本発明に係るCMOSイメージセンサの第5実施の形態を示す。本実施の形態のCMOSイメージセンサ54は、フォトダイオードPDを含むアクティブ領域29が図において上下方向または左右方向、あるいは斜め方向の画素26間でつながっている場合、本例では上下方向の画素26間でアクティブ領域29がつながっている場合に、その画素26間でつながっているアクティブ領域29に1つ以上、本例では1つのウェルコンタクト31Dを配置し、さらに各画素26内の別のアクティブ領域(フォトダイオードPDを含むアクティブ領域29外の領域に形成されたアクティブ領域)29′に別のウェルコンタクト31を1つ以上、本例では1つのウェルコンタクト31Cを配置して構成される。本例では各画素26に対応して合計2個のウェルコンタクト31A,31Cが配置される。   FIG. 5 shows a fifth embodiment of a CMOS image sensor according to the present invention. In the CMOS image sensor 54 of the present embodiment, when the active region 29 including the photodiode PD is connected between the pixels 26 in the vertical direction, the horizontal direction, or the diagonal direction in the figure, in this example, the pixels 26 in the vertical direction are connected. In the present example, one well contact 31D is disposed in the active region 29 connected between the pixels 26, and another active region ( One or more other well contacts 31 (in this example, one well contact 31C) are arranged in an active region) 29 'formed in a region outside the active region 29 including the photodiode PD. In this example, a total of two well contacts 31A and 31C are arranged corresponding to each pixel 26.

すなわち、ウェルコンタクト31Dは画素間の境界上に形成される。ウェルコンタクト31Cは各画素の素子分離領域に対応する領域に形成された別のアクティブ領域29′に形成される。したがって、どの画素から見ても実質的に2個以上、本例では2個のウェルコンタクト31が配置される。ウェル配線34は、両ウェルコンタクト31D,31Cと接続するように形成される。ウェルコンタクト31D,31Cの断面構造は例えば前述と同様の図7や図8または図9の構成を採る。その他の構成は、第1実施の形態で説明したと同様である。   That is, the well contact 31D is formed on the boundary between the pixels. The well contact 31C is formed in another active region 29 'formed in a region corresponding to the element isolation region of each pixel. Therefore, two or more well contacts 31 are arranged in this example, substantially two or more from any pixel. The well wiring 34 is formed so as to be connected to both the well contacts 31D and 31C. The cross-sectional structure of the well contacts 31D and 31C has the same configuration as that shown in FIG. 7, FIG. 8, or FIG. 9, for example. Other configurations are the same as those described in the first embodiment.

第5実施の形態のCMOSイメージセンサ54によれば、各画素26に対応して複数、本例では2個のウェルコンタクト31A,31Dが配置されるので、微細化に伴うウェル配線34の抵抗成分の増加を抑制することができる。したがって、共通pウェル28のウェル電位を安定化させることができ、シェーディングを抑制することができる。この実施の形態ではウェルコンタクト31D,31CのフォトダイオードPDに与える影響が最小となるものである。また、画素26間のアクティブ領域29が狭い場合に有効である。また、各画素では1つのウェルコンタクト31Dを共用することになり、従来のフォトダイオードPDと同じアクティブ領域29内のウェルコンタクトに画素間のアクティブ領域を追加するだけなので、飽和信号量への影響が非常に小さい。
一方、ウェルコンタクト31D,31Cを、図7や図8または図9に示すように構成することにより、ウェルコンタクト数が増えても、ウェルコンタクトに起因する白点増加を抑制することができる。
According to the CMOS image sensor 54 of the fifth embodiment, a plurality of, in this example, two well contacts 31A and 31D are arranged corresponding to each pixel 26. Therefore, the resistance component of the well wiring 34 accompanying the miniaturization. Can be suppressed. Therefore, the well potential of the common p-well 28 can be stabilized and shading can be suppressed. In this embodiment, the influence of the well contacts 31D and 31C on the photodiode PD is minimized. This is also effective when the active area 29 between the pixels 26 is narrow. Further, each pixel shares one well contact 31D, and an active region between the pixels is simply added to the well contact in the same active region 29 as that of the conventional photodiode PD. Very small.
On the other hand, by configuring the well contacts 31D and 31C as shown in FIG. 7, FIG. 8, or FIG. 9, even if the number of well contacts increases, an increase in white spots due to the well contacts can be suppressed.

図6に本発明に係るCMOSイメージセンサの第6実施の形態を示す。本実施の形態のCMOSイメージセンサ55は、各画素の光電変換部となるフォトダイオードPDと同じアクティブ領域29とは別の領域に形成されたアクティブ領域29′に複数個、本例では2個のウェルコンタクト31(31C、31F)を配置して構成される。このアクティブ領域29′は素子分離領域に対応した領域に形成される。ウェル配線34は、両ウェルコンタクト31F,31Gと接続するように形成される。ウェルコンタクト31F,31Gの断面構造は例えば前述と同様の図7や図8または図9の構成を採る。その他の構成は、第1実施の形態で説明したと同様である。   FIG. 6 shows a sixth embodiment of a CMOS image sensor according to the present invention. The CMOS image sensor 55 according to the present embodiment includes a plurality of, in this example, two, active regions 29 ′ formed in a region different from the same active region 29 as the photodiode PD serving as a photoelectric conversion unit of each pixel. The well contacts 31 (31C, 31F) are arranged. This active region 29 'is formed in a region corresponding to the element isolation region. Well wiring 34 is formed so as to be connected to both well contacts 31F and 31G. For example, the cross-sectional structure of the well contacts 31F and 31G has the same configuration as that shown in FIG. 7, FIG. 8, or FIG. Other configurations are the same as those described in the first embodiment.

第6の実施の形態によれば、各画素内に複数個、本例では2個のウェルコンタクト31F,31Gが配置されるので、微細化に伴うウェル配線34の抵抗成分の増加を抑制することができる。したがって、共通pウェル28のウェル電位を安定化させることができ、シェーディングを抑制することができる。この場合、2個のウェルコンタクト31F,31GはフォトダイオードPDから離れた位置のアクティブ領域29′に配置されるので、フォトダイオードPDの面積に影響を与えることがなく、飽和信号量を十分確保することができる。
一方、ウェルコンタクト31D,31Cを、図7や図8または図9に示すように構成することにより、ウェルコンタクト数が増えても、ウェルコンタクトに起因する白点増加を抑制することができる。
According to the sixth embodiment, since a plurality of well contacts 31F and 31G in this example are arranged in each pixel, an increase in resistance component of the well wiring 34 due to miniaturization is suppressed. Can do. Therefore, the well potential of the common p-well 28 can be stabilized and shading can be suppressed. In this case, since the two well contacts 31F and 31G are arranged in the active region 29 'at a position away from the photodiode PD, the saturation signal amount is sufficiently secured without affecting the area of the photodiode PD. be able to.
On the other hand, by configuring the well contacts 31D and 31C as shown in FIG. 7, FIG. 8, or FIG. 9, even if the number of well contacts increases, an increase in white spots due to the well contacts can be suppressed.

本発明に係る固体撮像装置の第1実施の形態を示す要部の概略構図である。1 is a schematic composition of a main part showing a first embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention. 本発明に係る固体撮像装置の第2実施の形態を示す要部の概略構図である。It is a schematic composition of the important section showing a 2nd embodiment of the solid-state image sensing device concerning the present invention. 本発明に係る固体撮像装置の第3実施の形態を示す要部の概略構図である。It is a schematic composition of the principal part which shows 3rd Embodiment of the solid-state imaging device concerning this invention. 本発明に係る固体撮像装置の第4実施の形態を示す要部の概略構図である。It is a schematic composition of the principal part which shows 4th Embodiment of the solid-state imaging device concerning this invention. 本発明に係る固体撮像装置の第5実施の形態を示す要部の概略構図である。It is a schematic structure of the principal part which shows 5th Embodiment of the solid-state imaging device which concerns on this invention. 本発明に係る固体撮像装置の第6実施の形態を示す要部の概略構図である。It is a schematic structure of the principal part which shows 6th Embodiment of the solid-state imaging device which concerns on this invention. 本発明に係るウェルコンタクト構造の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the well contact structure which concerns on this invention. 本発明に係るウェルコンタクト構造の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the well contact structure which concerns on this invention. 本発明に係るウェルコンタクト構造のさらに他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the further another example of the well contact structure which concerns on this invention. ウェルコンタクトにおけるp型不純物導入領域とコンタクト部の深さ方向への不純物濃度分布である。This is an impurity concentration distribution in the depth direction of the p-type impurity introduction region and the contact portion in the well contact. ウェルコンタクトにおけるp型不純物導入領域の不純物濃度と白点個数との関係図である。FIG. 6 is a relationship diagram between the impurity concentration of a p-type impurity introduction region in a well contact and the number of white spots. CMOSイメージセンサの一般的な画素の構成を示す等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram which shows the structure of the general pixel of a CMOS image sensor. A,B 画素領域の概略構成図と、シェーディングの説明に供するダーク時出力分布図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of A and B pixel regions and an output distribution diagram at dark time for explaining shading.

符号の説明Explanation of symbols

21,51,52,53,54,55・・固体撮像装置(CMOSイメージセンサ)、PD・・フォトダイオード(光電変換部)、23・・転送ゲート、25・・転送トランジスタ、26・・画素、28・・共通pウェル、29,29′・・アクティブ領域、31(31A,31B,31C,31D,31E,31F,31G)・・ウェルコンタクト、33・・凹み部、34・・ウェル配線、35・・素子分離領域、37・・半導体基板、38・・層間絶縁膜、39・・電極、41・・p型不純物導入領域、42・・コンタクト部、43・・タングステンプラグ、44・・バリアメタル層
21, 51, 52, 53, 54, 55..Solid-state imaging device (CMOS image sensor), PD..photodiode (photoelectric conversion unit), 23..transfer gate, 25..transfer transistor, 26..pixel, 28 ·· Common p-well, 29, 29 '· · Active region, 31 (31A, 31B, 31C, 31D, 31E, 31F, 31G) · · Well contact, 33 · · Recessed portion, 34 · · Well wiring, 35 ..Element isolation region 37..Semiconductor substrate 38..Interlayer insulating film 39..Electrode 41..P-type impurity introduction region 42..Contact part 43..Tungsten plug 44..Barrier metal layer

Claims (13)

光電変換部とトランジスタとを含む画素を複数配列した画素領域を備え、
前記各画素に共通の半導体ウェル領域が形成され、
前記共通の半導体ウェル領域に対して基準電圧を与えるウェルコンタクトが、前記各画素に複数個設けられて成る
ことを特徴とする固体撮像装置。
A pixel region in which a plurality of pixels including a photoelectric conversion unit and a transistor are arranged,
A common semiconductor well region is formed in each of the pixels;
A solid-state imaging device, wherein a plurality of well contacts for applying a reference voltage to the common semiconductor well region are provided in each pixel.
前記各画素のウェルコンタクトの数が2個である
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the number of well contacts in each pixel is two.
前記各画素の光電変換部と同じアクティブ領域に前記ウェルコンタクトが、複数個設けられて成る
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a plurality of the well contacts are provided in the same active region as the photoelectric conversion unit of each pixel.
前記各画素のウェルコンタクトの数が2個である
ことを特徴とする請求項3記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 3, wherein the number of well contacts in each pixel is two.
前記各画素の光電変換部と同じアクティブ領域にウェルコンタクトが1つ以上設けられ、
さらに同じ画素内の別のアクティブ領域にウェルコンタクトが1つ以上設けられて成る
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
One or more well contacts are provided in the same active region as the photoelectric conversion portion of each pixel,
The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising one or more well contacts in another active region in the same pixel.
前記各画素のウェルコンタクトの数が2個である
ことを特徴とする請求項7記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 7, wherein the number of well contacts in each pixel is two.
上下方向もしくは左右方向、あるいは斜め方向の前記画素間で光電変換部を含むアクティブ領域がつながり、
前記各画素間でつながっている前記アクティブ領域に前記ウェルコンタクトが複数個設けられて成る
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
An active region including a photoelectric conversion unit is connected between the pixels in the vertical direction, the horizontal direction, or the diagonal direction,
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a plurality of the well contacts are provided in the active region connected between the pixels.
前記各画素間のウェルコンタクトの数が2個である
ことを特徴とする請求項7記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 7, wherein the number of well contacts between the pixels is two.
上下方向もしくは左右方向、あるいは斜め方向の前記画素間で光電変換部を含むアクティブ領域がつながり、
前記各画素間でつながっている前記アクティブ領域に前記ウェルコンタクトが1つ以上設けられ、
前記各画素のアクティブ領域に前記ウェルコンタクトが1つ以上設けられて成る
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
An active region including a photoelectric conversion unit is connected between the pixels in the vertical direction, the horizontal direction, or the diagonal direction,
One or more well contacts are provided in the active region connected between the pixels;
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein one or more well contacts are provided in an active region of each pixel.
上下方向もしくは左右方向、あるいは斜め方向の前記画素間で光電変換部を含むアクティブ領域がつながり、
前記各画素間でつながっている前記アクティブ領域に前記ウェルコンタクトが1つ以上設けられ、
前記各画素内の光電変換部と同じアクティブ領域とは別のアクティブ領域に前記ウェルコンタクトが1つ以上設けられて成る
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
An active region including a photoelectric conversion unit is connected between the pixels in the vertical direction, the horizontal direction, or the diagonal direction,
One or more well contacts are provided in the active region connected between the pixels;
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein one or more well contacts are provided in an active region different from the same active region as the photoelectric conversion unit in each pixel.
前記各画素内の光電変換部と同じアクティブ領域とは別のアクティブ領域にウェルコンタクトが複数設けられて成る
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a plurality of well contacts are provided in an active region different from the same active region as the photoelectric conversion unit in each pixel.
前記ウェルコンタクトが、
基準電圧を供給する電極と、
前記共通の第1導電型の半導体ウェル領域の表層に形成された前記第1導電型の第1の不純物導入領域と、
前記電極が接続されるように前記第1の不純物導入領域に形成され、前記第1の不純物導入領域よりも高濃度の第1導電型コンタクト部とを有して成る
ことを特徴とする請求項1から請求項11のいずれかに記載の固体撮像装置。
The well contact is
An electrode for supplying a reference voltage;
A first impurity introduction region of the first conductivity type formed in a surface layer of the common first conductivity type semiconductor well region;
The first conductivity type contact portion formed in the first impurity introduction region so as to be connected to the electrode and having a higher concentration than the first impurity introduction region. The solid-state imaging device according to claim 1.
前記ウェルコンタクトが、
基準電圧を供給する電極と、
前記共通の第1導電型の半導体ウェル領域の表層に形成され、前記電極が接続されるように前記共通の第1導電型の半導体ウェル領域よりも高濃度の第1導電型コンタクト部とを有して成る
ことを特徴とする請求項1から請求項11のいずれかに記載の固体撮像装置。
The well contact is
An electrode for supplying a reference voltage;
A first conductivity type contact portion formed in a surface layer of the common first conductivity type semiconductor well region and having a higher concentration than the common first conductivity type semiconductor well region so as to be connected to the electrode; The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 11, wherein the solid-state imaging device is formed.
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