JP2007259417A - 固体撮像素子および固体撮像素子の駆動方法および撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】全画素読み出しのCCD型の固体撮像素子において、広いダイナミックレンジを得る構造であっても、同一画素より複数の色信号を取り出せる構造であっても、高い解像度を得ることを可能とする。
【解決手段】全画素読み出し型の固体撮像素子101であって、複数の画素(フォトダイオード121(122))を配列した画素列が複数列に配列されていて、前記画素(フォトダイオード121(122))が1画素当たり2本の垂直電荷結合素子(垂直CCD)141、142(143、144)を有することを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】全画素読み出し型の固体撮像素子101であって、複数の画素(フォトダイオード121(122))を配列した画素列が複数列に配列されていて、前記画素(フォトダイオード121(122))が1画素当たり2本の垂直電荷結合素子(垂直CCD)141、142(143、144)を有することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、カラー画像を取り込む光電変換素子を用いた電荷結合素子(以下、CCDという)型の固体撮像素子および固体撮像素子の駆動方法およびこの固体撮像素子を用いた撮像装置に関する。
CCD型固体撮像素子のダイナミックレンジを向上させる手法として、1フィールドの期間を長い露光時間と短い露光時間に分割し、複数枚の画像を撮像した後、それらを合成する方法がある。ここでいう長い露光時間とは短い露光時間よりも長い露光時間であればよい。
それぞれの期間で得られた長時間蓄積信号と短時間蓄積信号とを混ざらないよう垂直CCDに読み出す。図45に示した構成では、フォトダイオード1421に蓄積された長時間蓄積信号は先に垂直CCD1441に読み出されるので、フォトダイオード1421で短時間蓄積信号を光電変換している間、垂直CCD1441がメモリとして働く。短時間蓄積信号は、垂直CCD1441の空いているところに読み出されるので、長時間蓄積信号と交互に配列される。しかしながら、この場合の長時間蓄積信号と短時間蓄積信号は、垂直方向の2画素分にまたがって蓄積されているため、垂直方向の解像度が低下するという問題があった。
また、全画素読み出しCCD型固体撮像素子の構造の一例としては、図46に示した構成がある。この構成は、垂直方向に配列されたフォトダイオード1521の一方側(図面左側)に一本の垂直CCD1541が形成され、画素間には垂直方向にチャネルストップ1551が形成されている。この構成が複数列に形成されている。電極は、3相で駆動する電極φV1、電極φV2、電極φV3からなる3層電極構造となっている。電極φV1は、水平方向に各画素列(フォトダイオード列)の各画素間(フォトダイオード間)を通るように形成され、この電極φV1上に絶縁膜(図示せず)を介して電極φV2が形成さている。この電極φV2は、フォトダイオード間において一方向(図面上方向)に張り出して形成されている。そして電極φV3が、チャネルストップ1551、垂直CCD1541および上記読み出し部(図示せず)上に絶縁膜(図示せず)を介して垂直方向にかつ最上層に形成されている。
また、電極φV3を水平方向(図面横方向)に配線している構造のCCD型固体撮像素子も製品化されている。
さらに、2画素で両側に読み出す全画素CCDの一例として、図47に示した構成がある。この構成は、1画素あたり2本の垂直CCDを持つ構造であり、例えば、垂直方向に配列されたフォトダイオード1621、1623、…の両側に垂直CCD1641、1642が形成され、水平方向に隣接して、垂直方向に配列されたフォトダイオード1622、1624、…の両側に垂直CCD1643、1644が形成されている。さらに、フォトダイオード1621、垂直CCD1642間にチャネルストップ領域1631が形成され、フォトダイオード1623、垂直CCD1641間にチャネルストップ領域1633が形成されている。同様に、フォトダイオード1622、垂直CCD1643間にチャネルストップ領域1632が形成され、フォトダイオード1624、垂直CCD1644間にチャネルストップ領域1634が形成されている。さらに、画素間における垂直CCD間には、チャネルストップ1651が形成されている。この固体撮像素子1601は、フォトダイオード1621、1624に蓄積された信号電荷を垂直CCD1611、1643に読み出し、フォトダイオード1622、1623に蓄積された信号電荷を垂直CCD1614、1642に読み出す方式がある。
しかしながら、両構造ともに1画素あたりの蓄積時間が異なる信号電荷を出力することができる構造とはなっていない。
また、複数のフォトダイオードを用いて、露光時間が異なる信号電荷を得る例(例えば、特許文献1、2、3を参照)が開示されている。しかしながら、これらは、長時間蓄積信号と短時間蓄積信号の配列が、垂直方向もしくは水平方向の2画素以上にまたがっているため、解像度が低下する。
上記CCD型固体撮像素子はデジタルスチルカメラ用の撮像素子として多く使われており、多くはインターライン・トランスファー型(いわゆるIT型)CCDである。IT型CCDにはインターレース走査型とノンインターレース(全画素読み出し)走査型がある。インターレース走査型では、2回以上にわけて全部の画素情報を読み出すことで、垂直CCDのダイナミックレンジによる制限を回避できるなどの利点がある。しかし数回に分けて読み出すゆえにQsの熱的流出の問題やフィールド間の暗電流差の問題などがある。
また、多くのカラー用固体撮像素子のフォトダイオードは、1つの画素に単層で形成されており、入射する光の波長領域に応じて独立して信号電荷を蓄積することは行っていない。
一方、複数層からなるフォトダイオードを有するCCD撮像素子の提案もなされている(例えば、特許文献4を参照)。しかしながら、表面に形成されたゲート電極で積層した埋め込みCCDで転送することは極めて難しいという問題がある。また複数層からなるフォトダイオードを有するCCD型固体撮像装置の別の提案がなされている(例えば、特許文献5、6を参照)。しかしながら、ノンインターレースで出力することができないという欠点があった。上記以外にも複数層からなるフォトダイオードを持つCCD型の固体撮像素子があり、この固体撮像素子は同一ゲートで信号を混合して読み出すものである(例えば、特許文献7を参照)。しかしながら、上記同様に、複数層からなるフォトダイオードの信号をノンインターレースで出力するCCD型の固体撮像素子ではない。
またMOS型撮像素子における複数層からなるフォトダイオードを有する撮像素子の応用例の提案がなされている(例えば、特許文献8を参照)。しかしながら、信号の同時刻性を持たせるということは困難であった。
ノンインターレース(全画素読み出し)で出力するCCD型の固体撮像素子において、広いダイナミックレンジを得ようとしたり、同一画素領域より複数の色信号を取り出そうとすることで、動解像度や色解像度等の解像度が低下するという点である。
本発明は、全画素読み出しのCCD型の固体撮像素子において、広いダイナミックレンジを得る構造であっても、同一画素より複数の色信号を取り出せる構造であっても、解像度の向上が得られることを課題とする。
請求項1に係る発明の固体撮像素子は、複数の画素を配列した画素列が複数列に配列されていて、前記画素が1画素当たり2本の垂直電荷結合素子を有することを特徴とする。
本発明の固体撮像素子では、画素が1画素当たり2本の垂直電荷結合素子を有することから、画素より左右両側の垂直電荷結合素子へ露光時間の異なる信号電荷が独立に読み出され、垂直方向(上下)の画素の信号電荷を混合させずに垂直転送される。また、1フィールドの期間内で露光時間を分割し、異なる時間幅で蓄積した信号電荷を合成することが可能となる。さらに、1画素あたりで、1つの長時間蓄積信号と1つの短時間蓄積信号がノンインターレースで出力される。
請求項11に係る発明の固体撮像素子の駆動方法は、複数の画素を配列した画素列が複数列に配列されていて、前記画素が1画素当たり2本の垂直電荷結合素子を有する固体撮像素子の駆動方法であって、1フィールド期間に第1読み出しと第2読み出しの2回の読み出しを行い、第1読み出しは一方側の垂直電荷結合素子へ信号電荷を読み出し、第2読み出しは他方側の垂直電荷結合素子へ信号電荷を読み出すことを特徴とする。
本発明の固体撮像素子の駆動方法では、1フィールド期間に第1読み出しと第2読み出しの2回の読み出しを行い、第1読み出しは一方側の垂直電荷結合素子へ信号電荷を読み出し、第2読み出しは他方側の垂直電荷結合素子へ信号電荷を読み出すことから、画素より左右両側の垂直電荷結合素子へ露光時間の異なる信号電荷を独立に読み出すことが可能となり、垂直方向(上下)の画素の信号電荷を混合させずに垂直転送される。また、1フィールドの期間内で露光時間を分割し、異なる時間幅で蓄積した信号電荷を合成することが可能とる。また、1画素あたりで、1つの長時間蓄積信号と1つの短時間蓄積信号をノンインターレースで出力される。
請求項18に係る発明の撮像装置は、複数の画素を配列した画素列が複数列に配列されていて、前記画素が1画素当たり2本の垂直電荷結合素子を有する固体撮像素子を備えたことを特徴とする。
本発明の撮像装置では、本発明の固体撮像素子を備えたことから、画素より左右両側の垂直電荷結合素子へ露光時間の異なる信号電荷を独立に読み出すことが可能となり、垂直方向(上下)の画素の信号電荷を混合させずに垂直転送される。これにより、1フィールドの期間内で露光時間を分割し、異なる時間幅で蓄積した信号電荷を合成することが可能となる。また、1画素あたり、1つの長時間蓄積信号と1つの短時間蓄積信号とが全画素読み出し(ノンインターレース)で出力される。
請求項1に係る発明の固体撮像素子によれば、画素の左右両側の垂直電荷結合素子へ露光時間の異なる信号電荷を独立に読み出すことができ、1フィールドの期間内で露光時間を分割し、異なる時間幅で蓄積した信号電荷を合成することが可能となるので、ダイナミックレンジが大きく取れるとともに、1画素あたりで1つの長時間蓄積信号と1つの短時間蓄積信号をノンインターレースで出力することができるので、高い動解像度が得られるという利点がある。
請求項11に係る発明の固体撮像素子の駆動方法によれば、画素の左右両側の垂直電荷結合素子へ1フィールド期間に露光時間の異なる第1読み出しと第2読み出しの2回の読み出しを行うことができ、1フィールドの期間内で露光時間を分割し、異なる時間幅で蓄積した信号電荷を合成することが可能となるにで、ダイナミックレンジが大きく取れるとともに、1画素あたりで1つの長時間蓄積信号と1つの短時間蓄積信号をノンインターレースで出力することができるので、高い動解像度が得られるという利点がある。
請求項18に係る発明の撮像装置は、本発明の固体撮像素子を備えたことから、ダイナミックレンジが大きく取れ、高い動解像度が得られる撮像装置を提供できるという利点がある。
請求項1に係る発明(固体撮像素子)の一実施例(第1実施例)を、図1の平面レイアウト図および図2の図1中に示したA−A’線における概略構成断面図によって説明する。図1および図2では、3層駆動の固体撮像装置に一例を示す。
図1および図2に示すように、第1導電型(N型)の半導体基板(以下、基板という)111上に、第2導電型(P-型)のウエル領域112が形成されている。
上記ウエル領域112の表面側には、固体撮像素子101に入射した光を光電変換する複数のフォトダイオード(画素)121からなるフォトダイオード列(画素列)、同様に複数のフォトダイオード(画素)122からなるフォトダイオード列(画素列)が複数列に形成されている。これらのフォトダイオード列を形成するフォトダイオード121、122等は、N型領域からなり、各表層には、P+型領域からなるホール蓄積層123、124が形成されている。
上記フォトダイオード121の一方側(図面左側)には読み出し部131を介して垂直電荷結合素子(以下、垂直CCDという)141が形成されている。上記フォトダイオード121の他方側(図面右側)には読み出し部132を介して垂直CCD142が形成されている。同様に、上記フォトダイオード121に水平方向に隣接するフォトダイオード122の一方側(図面左側)には読み出し部133を介して垂直CCD143が形成されている。上記フォトダイオード122の他方側(図面右側)には読み出し部134を介して垂直CCD144が形成されている。上記垂直CCD141〜144はN型領域からなる。
上記垂直CCD142、垂直CCD143間のフォトダイオード(画素)が形成されていない領域には、水平方向における画素間の信号電荷が混合しないように、P+型領域からなるチャネルストップ領域151(151B)が形成されている。同様に、チャネルストップ領域151(151A、151B、151C等)は画素列が形成されていない垂直CCD間にも形成されている。
上記チャネルストップ領域151Aを挟んだ、上記垂直CCD141、(他方は図示せず)および上記読み出し部131、(他方は図示せず)上には、絶縁膜(図示せず)を介して電極(転送電極と読み出し電極)φV3Aが形成されている。また、上記チャネルストップ領域151Bを挟んだ、上記垂直CCD142、143および上記読み出し部132、133上には、絶縁膜(図示せず)を介して電極(転送電極と読み出し電極)φV3Bが形成されている。同様に、上記チャネルストップ領域151Cを挟んだ、上記垂直CCD144、(他方は図示せず)および上記読み出し部134、(他方は図示せず)上には、絶縁膜(図示せず)を介して別の電極(転送電極と読み出し電極)φV3Aが形成されている。
また、水平方向には各画素列(フォトダイオード列)の各画素間(フォトダイオード間)を通るように、電極φV1が形成され、この電極φV1上に絶縁膜(図示せず)を介して電極φV2が形成さている。この電極φV2は、フォトダイオード間において一方向(図面上方向)に張り出して形成されている。そして、上記電極φV3A、φV3Bが上記電極φV1、φV2上を直交するように絶縁膜(図示せず)を介して形成されている。
図示はしないが、半導体基板111上に上記電極φV1、φV2、φV3A、φV3B等を被覆する絶縁膜を介して遮光膜が形成され、上記フォトダイオード121、122上の遮光膜に開口部が形成されている。
上記構成の固体撮像素子101では、フォトダイオード121(122)が1画素当たり2本の垂直CCD141、142(143、144)を有することから、フォトダイオード121(122)より左右両側の垂直CCD141、142(143、144)へ露光時間の異なる信号電荷を独立に読み出すことが可能となり、垂直方向(上下)のフォトダイオードの信号電荷を混合させずに垂直転送される。また、1フィールドの期間内で露光時間を分割し、異なる時間幅で蓄積した信号電荷を合成することが可能となり、ダイナミックレンジが大きく取れる。また、1画素あたりで、1つの長時間蓄積信号と1つの短時間蓄積信号をノンインターレースで出力するため動解像度が低下しない。
次に、請求項12に係る発明(固体撮像素子の駆動方法)の一実施例を以下に説明する。ここでは、上記固体撮像素子101の駆動方法について説明する。
図1に示したように、上記固体撮像素子101では、垂直ブランキング期間で先ず、フォトダイオードで蓄積された信号電荷(例えば、長時間露光で蓄積した信号電荷)を電極φV3Aで、垂直CCD141に読み出す。すなわち、フォトダイオード121で蓄積された信号電荷は、図面左側の垂直CCD141に、フォトダイオード122で蓄積された信号電荷は、図面右側の垂直CCD144に読み出される。そして、所定の露光時間が経過した後、今度は、φV3Bの電極で、垂直CCD142、143に信号電荷(例えば、短時間露光で蓄積した信号電荷)を読み出す。すなわち、フォトダイオード121で蓄積された信号電荷は右側の垂直CCD142に、フォトダイオード122で蓄積された信号電荷は垂直CCD143に読み出される。
そして、上記固体撮像装置1の垂直転送の駆動タイミング示した図3のタイミングチャートに示すように、例えば3相駆動方式により、各垂直CCD141〜144に読み出された信号電荷は上下画素の信号を混合することなく、水平CCD(図示せず)へ転送される。垂直CCD141と垂直CCD144の信号電荷は電極φV1、φV2、φV3Aで、垂直CCD142と垂直CCD143の信号電荷は電荷φV1、φV2、φV3Bで垂直転送される。
上記固体撮像素子の駆動方法では、1フィールド期間に第1読み出しと第2読み出しの2回の読み出しを行い、例えば第1読み出しは垂直CCD141、144へ信号電荷を読み出し、第2読み出しは他方側の垂直CCD142、143へ信号電荷を読み出すことから、フォトダイオード121より左右両側の垂直CCD141、142およびフォトダイオード122より左右両側の垂直CCD143、144へ露光時間の異なる信号電荷を独立に読み出すことが可能となり、垂直方向(上下)のフォトダイオードの信号電荷を混合させずに垂直転送される。これにより、1フィールドの期間内で露光時間を分割し、異なる時間幅で蓄積した信号電荷を合成することが可能となるので、ダイナミックレンジを広く取ることができる。また、1画素あたりで、1つの長時間蓄積信号と1つの短時間蓄積信号をノンインターレースで出力されることによって、高い動解像度が得られるという利点がある。
次に、請求項3に係る発明(固体撮像素子)の一実施例(第2実施例)を、図4の概略構成断面図によって説明する。この固体撮像素子は、カラー画像を取り込むCCD型の固体撮像素子に関するものであり、複数層からなるフォトダイオードを有し、同時刻の異なる信号が得られるものである。
図4に示すように、第1導電型(N型)の半導体基板(以下、基板という)211上に、第2導電型(P-型)のウエル領域212が形成されている。
また、上記ウエル領域212の表面側には、1画素当たり、基板深さ方向の浅いところで固体撮像素子201に入射した光を光電変換して電荷蓄積ができるフォトダイオード(画素)221と、基板深さ方向の深いところで固体撮像素子201に入射した光を光電変換して電荷蓄積ができるフォトダイオード(画素)222とが、P型領域271を介して積層された状態で形成されている。上記フォトダイオード222の一部は信号電荷を読み出すためにフォトダイオード221の一方側に延長形成されている。これらのフォトダイオード221、222は、N型領域からなり、各フォトダイオード221、222の表層には、P+型領域からなるホール蓄積層223、224が形成されている。そして垂直方向、水平方向に隣接する画素も上記同様な構成のフォトダイオード221、222、ホール蓄積層223、224が形成されている。
水平方向における画素間には、信号電荷が混合しないように、P+型領域からなるチャネルストップ領域251が形成されている。このチャネルストップ領域251(251A)、251(251B)間には、フォトダイオード221の一方側(図面左側)には読み出し部231を介して垂直CCD241が形成されていて、上記フォトダイオード222の他方側(図面右側)には読み出し部232を介して垂直CCD242が形成されている。上記垂直CCD241、242はN型領域からなる。同様に、チャネルストップ領域は画素列が形成されていない垂直CCD間にも形成されている。
上記チャネルストップ領域251Aを挟んだ、上記垂直CCD241、(他方は図示せず)および上記読み出し部231、(他方は図示せず)上には、絶縁膜(図示せず)を介して電極(転送電極と読み出し電極)φV3が形成されている。また、上記チャネルストップ領域251Bを挟んだ、上記垂直CCD241、242および上記読み出し部232、(他方は図示せず)上には、絶縁膜(図示せず)を介して別の電極(転送電極と読み出し電極)φV3が形成されている。
図示はしないが、水平方向には垂直方向の画素列(フォトダイオード列)の各画素間(フォトダイオード間)を通るように、電極φV1が形成され、この電極φV1上に絶縁膜(図示せず)を介して電極φV2が形成さている。この電極φV2は、フォトダイオード間において一方向(図面上方向)に張り出して形成されている。そして、上記電極φV3A、φV3Bが上記電極φV1、φV2上を直交するように絶縁膜(図示せず)を介して形成されている。
さらに、半導体基板211上に上記電極φV1、φV2、φV3A、φV3B等を被覆する絶縁膜を介して遮光膜が形成され、上記フォトダイオード221、222上の遮光膜に開口部が形成されている。
次に、上記固体撮像素子201の駆動方法を説明する。図5に示すように、上記固体撮像素子201では、1画素当たり2本の垂直CCD241、242を有することから、フォトダイオード221、222に蓄積された信号電荷は、転送電極と読み出し電極とを兼ねた電極φV3等に正の電圧を加えることにより、フォトダイオード221より左側の垂直CCD241へ、また同時に、フォトダイオード222より右側の垂直CCD242へ、それぞれ信号電荷を独立に読み出すことが可能となる。垂直CCD241、242に読み出された信号電荷は、垂直方向(上下)のフォトダイオードの信号電荷と混合しないように、通常の片側読み出しを行うノンインターレース走査の固体撮像素子と同様に垂直CCDより水平CCDに転送される。しかも、基板深さ方向で深さの異なる位置にフォトダイオード221、222が形成されていることから、フォトダイオード領域に入射した光は、その光の波長に応じた光吸収係数により、長波長の光は下層のフォトダイオード222で光電変換された信号電荷を蓄積し、短波長の光は上層のフォトダイオード221で光電変換された信号電荷を蓄積することにより、色分離が行える。ここでいう短波長とは例えば青色もしくは緑色の光等であり、長波長とは短波長より長い波長の光であり、例えば緑色もしくは赤色の光である。このようにフォトダイオード221、222によって色分離ができるので、フォトダイオード上にカラーフィルターを形成する必要がない。
次に、前記固体撮像素子201を応用した固体撮像素子の一実施例(第3実施例)を、図6の概略構成断面図によって説明する。この固体撮像素子は、カラー画像を取り込むCCD型の固体撮像素子に関するものであり、複数層からなるフォトダイオードを有し、同時刻の異なる信号が得られるものである。
図6に示すように、第1導電型(N型)の半導体基板(以下、基板という)311上に、第2導電型(P-型)のウエル領域312が形成されている。
また、上記ウエル領域312の表面側には、1画素当たり、基板深さ方向の浅いところの領域d1で固体撮像素子301に入射した光を光電変換して電荷蓄積ができるフォトダイオード(画素)321と、基板深さ方向の深いところの領域d2で固体撮像素子301に入射した光を光電変換して電荷蓄積ができるフォトダイオード(画素)322とが、P型領域371を介して積層された状態で形成されている。上記フォトダイオード322の一部は信号電荷を読み出すためにフォトダイオード321の一方側に延長形成されている。これらのフォトダイオード321、322は、N型領域からなり、各フォトダイオード321、322の表層には、P+型領域からなるホール蓄積層325、326が形成されている。このように画素Aの上記フォトダイオード321、322の構成は前記図4によって説明したフォトダイオード221、222の構成と同様である。
そして画素Aに隣接する画素Bにも基板方向における深さが異なるだけで上記同様な構成のフォトダイオード323、324、ホール蓄積層327、328、P型領域372が形成されている。このフォトダイオード323は基板深さ方向の最も浅いところの領域d3で固体撮像素子301に入射した光を光電変換して電荷蓄積ができるものであり、フォトダイオード324は基板深さ方向の深いところの領域d4で固体撮像素子301に入射した光を光電変換して電荷蓄積ができるものである。したがって、上記フォトダイオード323、324の構成は、前記図4によって説明したフォトダイオード221、222の構成において、フォトダイオード323の深さを浅くしたものである。
上記のように、フォトダイオード321、322、323、324を異なる深さに形成したことにより、例えば、深さd1に形成したフォトダイオード321で緑色(G)の波長領域の光、フォトダイオード322、324で赤色(R)の波長領域の光、フォトダイオード323で青色(B)の波長領域の光が光電変換されることで、3色の独立した色信号を得られるようになる。
水平方向における画素間には、信号電荷が混合しないように、P+型領域からなるチャネルストップ領域351が垂直方向に形成されている。このチャネルストップ領域351(351A)、351(351B)間には、フォトダイオード321の一方側(図面左側)には読み出し部331を介して垂直CCD341が形成されていて、上記フォトダイオード322の他方側(図面右側)には読み出し部332を介して垂直CCD342が形成されている。同様に、チャネルストップ領域351(351B)、351(351C)間には、フォトダイオード323の一方側(図面左側)には読み出し部333を介して垂直CCD343が形成されていて、上記フォトダイオード324の他方側(図面右側)には読み出し部334を介して垂直CCD344が形成されている。上記垂直CCD341〜344はN型領域からなる。
上記チャネルストップ領域351Aを挟んだ、上記垂直CCD341、(他方は図示せず)および上記読み出し部331、(他方は図示せず)上には、絶縁膜(図示せず)を介して電極(転送電極と読み出し電極)φV3Aが形成されている。また、上記チャネルストップ領域351Bを挟んだ、上記垂直CCD242、243および上記読み出し部232、233上には、絶縁膜(図示せず)を介して電極(転送電極と読み出し電極)φV3Bが形成されている。さらに、上記垂直CCD344、(他方は図示せず)および上記読み出し部334、(他方は図示せず)上には、絶縁膜(図示せず)を介して別の電極(転送電極と読み出し電極)φV3Aが形成されている。
上記固体撮像素子301では、色を再現するのは、最低3つの独立の色信号が必要となるため、画素Aおよび画素Bの2種類の画素で素子を形成することにより、少なくとも3つの独立な色信号を得ることができる。また、カラーフィルターを形成する構成と比べ、カラーフィルターでの感度損失がなくなるので、入射光を無駄なく利用することができるため、感度向上が得られる。さらに、一つの画素から1色の色信号を取り出すカラーフィルター方式に比べて、2次元的には同一領域から複数の色信号を取り出すことができるため、色解像度が向上する。すなわち、画素の両側に設けられた電荷結合素子へ、複数層に形成された各フォトダイオードから同時刻に色信号を取り出すことができるので、色解像度の向上が図れる。
また、上記固体撮像素子301において、前記図1によって説明した駆動方式と同様に3相駆動方式で読み出す場合には、水平方向には垂直方向の画素列(フォトダイオード列)の各画素間(フォトダイオード間)を通るように、電極φV1が形成され、この電極φV1上に絶縁膜(図示せず)を介して電極φV2が形成されている。この電極φV2は、フォトダイオード間において一方向(図面上方向)に張り出して形成されている。そして、上記電極φV3A、φV3Bが上記電極φV1、φV2上を直交するように絶縁膜(図示せず)を介して形成されている。さらに、図示はしていないが、半導体基板311上に上記電極φV1、φV2、φV3A、φV3B等を被覆する絶縁膜を介して遮光膜が形成され、上記フォトダイオード321、322上およびフォトダイオード323、324上の遮光膜に開口部が形成されている。
上記のように電極が配置されている場合には、垂直ブランキング期間で先ず、電極φV3Aで、フォトダイオード321で蓄積された信号電荷を、図面左側の垂直CCD341に読み出すとともに、電極φV3Bで、フォトダイオード322で蓄積された信号電荷を、図面右側の垂直CCD342に読み出す。同時に、同電極φV3Bで、フォトダイオード323で蓄積された信号電荷を、図面左側の垂直CCD343に読み出すとともに、電極φV3Aで、フォトダイオード324で蓄積された信号電荷を、図面右側の垂直CCD344に読み出す。
そして3相駆動方式により、各垂直CCD341〜344に読み出された各信号電荷は上下画素の信号を混合することなく、水平CCD(図示せず)へ転送される。垂直CCD341と垂直CCD344の信号電荷は電極φV1、φV2、φV3Aで、垂直CCD342と垂直CCD343の信号電荷は電極φV1、φV2、φV3Bで垂直転送される。したがって、各垂直CCD341〜344に読み出された各信号電荷は独立に水平CCDに転送されるので、少なくとも3つの独立な色信号を得ることができる。
また、上記固体撮像素子301の垂直方向への電荷転送を行う電極構成の別の一例を、図7の平面レイアウト図によって説明する。
図7に示すように、上記固体撮像素子301では、1画素あたり、電極φV1、電極φV2、電極φV3の三つの電極がチャネルストップ領域351Aを挟んで形成されている垂直CCD341、(344)および各垂直CCD341、(344)のフォトダイオード321、(図示せず)側に形成される読み出し領域(図示せず)上に設けられている。同様にチャネルストップ領域351Bを挟んで形成されている垂直CCD342、343および各垂直CCD342、343のフォトダイオード321、322側に形成される読み出し領域(図示せず)上に電極φV1、電極φV2、電極φV3の3つの電極が形成されている。このように配置された電極φV1、電極φV2、電極φV3の三つの電極は水平方向および垂直方向における各画素について設けられている。
上記電極φV1、電極φV2、電極φV3の構成について、図8の図7中に示したB−B’線における概略構成断面図によって説明する。
図8に示すように、半導体基板311に形成された垂直CCD341(〜344)上には、絶縁膜(図示せず)介して電極φV1が形成されている。この電極φV1上に絶縁膜(図示せず)を介してオーバラップするように電極φV2が形成されている。この電極φV2の一部は電極φV1の一方側の半導体基板311上に絶縁膜(図示せず)を介して形成されている。さらに、この電極φV1上に形成されている上記電極φV2上に絶縁膜(図示せず)を介してオーバラップするように電極φV3が形成されている。この電極φV3の一部は電極φV1の他方側の半導体基板311上に絶縁膜(図示せず)を介して形成され、さらに隣接する電極φV2上の一部上にオーバラップするように形成されている。したがって、半導体基板311の垂直CCD341、344上および垂直CCD342、343上においては、電極φV1、電極φV2、電極φV3の順に繰り返す状態で電極が配置されるようになっている。
そして、各電極φV1、φV2、φV3に電圧を印加にできるよう、3本の電極φV1、φV2、φV3は、垂直方向に配列されたフォトダイオード間を通るように横方向(水平方向)に配線され、電極φV1、φV2、φV3の両端よりクロックバイアスを印加する。
そして、画素Aのフォトダイオード321で蓄積された信号電荷を垂直CCD341に読み出し、垂直方向上下の画素の信号電荷と混合しないよう通常の片側読み出しの全画素CCDと同様に3つの電極φV1、電極φV2、電極φV3を用いることで3相駆動により、読み出した信号電荷を水平CCDへ転送するとともに、画素Aのフォトダイオード322で蓄積された信号電荷を垂直CCD342に読み出し、垂直方向上下の画素の信号電荷と混合しないよう通常の片側読み出しの全画素CCDと同様に3つの電極φV1、電極φV2、電極φV3を用いることで3相駆動により、読み出した信号電荷を水平CCDへ転送する。同時に、画素Bのフォトダイオード323で蓄積された信号電荷を垂直CCD343に読み出し、垂直方向上下の画素の信号電荷と混合しないよう通常の片側読み出しの全画素CCDと同様に3つの電極φV1、電極φV2、電極φV3を用いることで3相駆動により、読み出した信号電荷を水平CCDへ転送するとともに、画素Bのフォトダイオード324で蓄積された信号電荷を垂直CCD344に読み出し、垂直方向上下の画素の信号電荷と混合しないよう通常の片側読み出しの全画素CCDと同様に3つの電極φV1、電極φV2、電極φV3を用いることで3相駆動により、読み出した信号電荷を水平CCDへ転送する。
次に、前記第2実施例の一応用例(第4実施例)を、図9の概略構成断面図によって説明する。この固体撮像素子は、過剰な光量がフォトダイオードに入射したときにオーバフローした信号電荷をN型基板側に逃がすことができるようにしたもので、前記第2実施例の固体撮像素子において浅い位置に形成されたフォトダイオードの構成が異なるものである。
図9に示すように、第1導電型(N型)の半導体基板(以下、基板という)411上に、第2導電型(P-型)のウエル領域412が形成されている。
また、上記ウエル領域412の表面側には、1画素当たり、基板深さ方向の浅いところで固体撮像素子401に入射した光を光電変換して電荷蓄積ができるフォトダイオード(画素)421と、基板深さ方向の深いところで固体撮像素子401に入射した光を光電変換して電荷蓄積ができるフォトダイオード(画素)422とが、P型領域471を介して積層された状態で形成されている。上記フォトダイオード422の一部は信号電荷を読み出すためにフォトダイオード421の一方側に延長形成されている。上記フォトダイオード421の一部は、過剰な光量がフォトダイオードに入射したときのオーバフローした信号電荷をN型基板側に逃がすために、その底部の一部がウエル領域412に接合している。つまり、フォトダイオード421の下部に、フォトダイオード421と422との間に形成されているP型領域471によるバリアより低く、かつフォトダイオード422を経由することなくフォトダイオード421から直接半導体基板411に過剰電荷を逃がすことができる不純物プロファイルとなるように設計されている。
これらのフォトダイオード421、422は、N型領域からなり、各フォトダイオード421、422の表層には、P+型領域からなるホール蓄積層423、424が形成されている。そして垂直方向、水平方向に隣接する画素も上記同様な構成のフォトダイオード421、422、ホール蓄積層423、424、P型領域471が形成されている。
水平方向における画素間には、信号電荷が混合しないように、P+型領域からなるチャネルストップ領域451が形成されている。このチャネルストップ領域451(451A)、451(451B)間には、フォトダイオード421の一方側(図面左側)には読み出し部431を介して垂直CCD441が形成されていて、上記フォトダイオード422の他方側(図面右側)には読み出し部432を介して垂直CCD442が形成されている。上記垂直CCD441、442はN型領域からなる。同様に、チャネルストップ領域は画素列が形成されていない垂直CCD間にも形成されている。
上記チャネルストップ領域451Aを挟んだ、上記垂直CCD441、(他方は図示せず)および上記読み出し部431、(他方は図示せず)上には、絶縁膜(図示せず)を介して電極(転送電極と読み出し電極)φV3が形成されている。また、上記チャネルストップ領域451Bを挟んだ、上記垂直CCD441、442および上記読み出し部432、(他方は図示せず)上には、絶縁膜(図示せず)を介して別の電極(転送電極と読み出し電極)φV3が形成されている。
また、図示はしないが、水平方向には垂直方向の画素列(フォトダイオード列)の各画素間(フォトダイオード間)を通るように、電極φV1が形成され、この電極φV1上に絶縁膜(図示せず)を介して電極φV2が形成さている。この電極φV2は、フォトダイオード間において一方向(図面上方向)に張り出して形成されている。そして、上記電極φV3A、φV3Bが上記電極φV1、φV2上を直交するように絶縁膜(図示せず)を介して形成されている。
さらに、半導体基板411上に上記電極φV1、φV2、φV3A、φV3B等を被覆する絶縁膜を介して遮光膜が形成され、上記フォトダイオード421、422上の遮光膜に開口部が形成されている。
上記構成の固体撮像素子401では、過剰な光量がフォトダイオードに入射したときのオーバフローした信号電荷をN型基板側に逃がすために、フォトダイオード421の下に、オーバーフローバリアの高さが、フォトダイオード421と422の間のP型領域471によるバリアより低く、かつ、フォトダイオード421から過剰電荷をフォトダイオード422を経由することなく直接N型の半導体基板411に逃がすように、不純物プロファイルを設計することも可能である。
また、1画素当たり2本の垂直CCD441、442を有することから、フォトダイオード421、422に蓄積された信号電荷は、転送電極と読み出し電極とを兼ねた電極φV3等に正の電圧を加えることにより、フォトダイオード421より左側の垂直CCD441へ、また同時に、フォトダイオード422より右側の垂直CCD442へ、それぞれ信号電荷を独立に読み出すことが可能となる。垂直CCD441、442に読み出された信号電荷は、垂直方向(上下)のフォトダイオードの信号電荷と混合しないように、通常の片側読み出しを行うノンインターレース走査の固体撮像素子と同様に垂直CCDより水平CCDに転送される。しかも、基板深さ方向で深さの異なる位置にフォトダイオード421、422が形成されていることから、フォトダイオード領域に入射した光は、その光の波長に応じた光吸収係数により、長波長の光は下層のフォトダイオード422で光電変換された信号電荷を蓄積し、短波長の光は上層のフォトダイオード421で光電変換された信号電荷を蓄積することにより、前記第2実施例の固体撮像素子と同様に色分離が行える。ここでいう短波長とは例えば青色もしくは緑色の光等であり、長波長とは短波長より長い波長の光であり、例えば緑色もしくは赤色の光である。このようにフォトダイオード421、422によって色分離ができるので、フォトダイオード上にカラーフィルターを形成する必要がない。
次に、前記第3実施例の一変形例を、図10の概略構成断面図によって説明する。この固体撮像素子は、前記第3実施例で説明した固体撮像素子において、深さの異なるフォトダイオードとカラーフィルターとを組み合わせた構成のものである。
図10に示すように、第1導電型(N型)の半導体基板(以下、基板という)511上に、第2導電型(P-型)のウエル領域512が形成されている。
また、上記ウエル領域512の表面側には、1画素当たり、基板深さ方向の浅いところの領域d1で固体撮像素子501に入射した光を光電変換して電荷蓄積ができるフォトダイオード(画素)521と、基板深さ方向の深いところの領域d2で固体撮像素子501に入射した光を光電変換して電荷蓄積ができるフォトダイオード(画素)522とが、P型領域571を介して積層された状態で形成されている。上記フォトダイオード522の一部は信号電荷を読み出すためにフォトダイオード521の一方側に延長形成されている。これらのフォトダイオード521、522は、N型領域からなり、各フォトダイオード521、522の表層には、P+型領域からなるホール蓄積層525、526が形成されている。このように画素Aの上記フォトダイオード521、522の構成は前記図4によって説明したフォトダイオード221、222の構成と同様である。
そして画素Aに隣接する画素Bにも基板方向における深さが異なるだけで上記同様な構成のフォトダイオード523、324、ホール蓄積層527、528、P型領域572が形成されている。このフォトダイオード523は基板深さ方向の最も浅いところの領域d3で固体撮像素子501に入射した光を光電変換して電荷蓄積ができるものであり、フォトダイオード524は基板深さ方向の深いところの領域d4で固体撮像素子501に入射した光を光電変換して電荷蓄積ができるものである。したがって、上記フォトダイオード523、524の構成は、前記図4によって説明したフォトダイオード221、222の構成において、フォトダイオード523の深さを浅くしたものである。
上記のように、フォトダイオード521、522、523、524を異なる深さ(ただしd2=d4)に形成したことにより、例えば、深さd1に形成したフォトダイオード521で緑色(G)の波長領域の光、深さd2、d4に形成したフォトダイオード522、524で赤色(R)の波長領域の光、深さd3に形成したフォトダイオード523で青色(B)の波長領域の光が光電変換されることで、3色の独立した色信号を得られるようになる。
水平方向における画素間には、信号電荷が混合しないように、P+型領域からなるチャネルストップ領域551が垂直方向に形成されている。このチャネルストップ領域551(551A)、551(551B)間には、フォトダイオード521の一方側(図面左側)には読み出し部531を介して垂直CCD541が形成されていて、上記フォトダイオード522の他方側(図面右側)には読み出し部532を介して垂直CCD542が形成されている。同様に、チャネルストップ領域551(551B)、551(551C)間には、フォトダイオード523の一方側(図面左側)には読み出し部533を介して垂直CCD543が形成されていて、上記フォトダイオード524の他方側(図面右側)には読み出し部534を介して垂直CCD544が形成されている。上記垂直CCD541〜544はN型領域からなる。
上記チャネルストップ領域551Aを挟んだ、上記垂直CCD541、(他方は図示せず)および上記読み出し部531、(他方は図示せず)上には、絶縁膜(図示せず)を介して電極(転送電極と読み出し電極)φV3Aが形成されている。また、上記チャネルストップ領域551Bを挟んだ、上記垂直CCD542、543および上記読み出し部532、533上には、絶縁膜(図示せず)を介して電極(転送電極と読み出し電極)φV3Bが形成されている。さらに、上記垂直CCD544、(他方は図示せず)および上記読み出し部534、(他方は図示せず)上には、絶縁膜(図示せず)を介して別の電極(転送電極と読み出し電極)φV3Aが形成されている。
また、上記固体撮像素子501において、前記図1によって説明した駆動方式と同様に3相駆動方式で読み出す場合には、水平方向には垂直方向の画素列(フォトダイオード列)の各画素間(フォトダイオード間)を通るように、電極φV1が形成され、この電極φV1上に絶縁膜(図示せず)を介して電極φV2が形成されている。この電極φV2は、フォトダイオード間において一方向(図面上方向)に張り出して形成されている。そして、上記電極φV3A、φV3Bが上記電極φV1、φV2上を直交するように絶縁膜(図示せず)を介して形成されている。さらに、図示はしていないが、半導体基板511上に上記電極φV1、φV2、φV3A、φV3B等を被覆する絶縁膜を介して遮光膜が形成され、上記フォトダイオード521、522上およびフォトダイオード523、524上の遮光膜に開口部が形成されている。さらに、透明絶縁膜(図示せず)を介して、上記開口部上にはカラーフィルター581、582が形成されている。
上記固体撮像素子501では、3色を再現するために必要な最低3つの独立の色信号を、画素Aおよび画素Bの2種類の画素で素子を形成することにより得ることができる。
さらに、上記固体撮像素子501では、色分離性がよくなる。また、画質的には色再現性が良くなる。
請求項4に係る発明(固体撮像素子)の一実施例(第5実施例)を、図11の平面レイアウト図および図12の図11中に示したC−C’線における概略構成断面図によって説明する。
図11および図12に示すように、第1導電型(N型)の半導体基板(以下、基板という)611上に、第2導電型(P-型)のウエル領域612が形成されている。
また、上記ウエル領域612の表面側には、固体撮像素子601に入射した光を光電変換するフォトダイオード(画素)621、622が形成されている。このフォトダイオード621、622は、N型領域からなり、その表層には、P+型領域からなるホール蓄積層623、624が形成されている。
上記フォトダイオード621の一方側(図面左側)には読み出し部631を介して垂直電荷結合素子(以下、垂直CCDという)641が形成されている。さらに、上記フォトダイオード621の他方側(図面右側)には読み出し部632を介して垂直CCD642が形成されている。同様に、上記フォトダイオード121に水平方向に隣接するフォトダイオード622の一方側(図面左側)には読み出し部633を介して垂直CCD643が形成されている。さらに、上記フォトダイオード622の他方側(図面右側)には読み出し部634を介して垂直CCD644が形成されている。上記垂直CCD641〜644はN型領域からなる。
上記垂直CCD642、垂直CCD643の間のフォトダイオード(画素)が形成されていない領域には、水平方向における画素間の信号電荷が混合しないように、P+型領域からなるチャネルストップ領域651、652、653が形成されている。同様に、チャネルストップ領域は画素列が形成されていない垂直CCD間にも形成されている。
上記チャネルストップ領域651を挟んだ、上記垂直CCD641、(他方は図示せず)および上記読み出し部631、(他方は図示せず)上には、絶縁膜(図示せず)を介して電極(転送電極と読み出し電極)φV3Aが形成されている。また、上記チャネルストップ領域652を挟んだ、上記垂直CCD642、643および上記読み出し部632、633上には、絶縁膜(図示せず)を介して電極(転送電極と読み出し電極)φV3Bが形成されている。同様に、上記チャネルストップ領域653を挟んだ、上記垂直CCD644、(他方は図示せず)および上記読み出し部634、(他方は図示せず)上には、絶縁膜(図示せず)を介して電極(転送電極と読み出し電極)φV3Aが形成されている。
また、水平方向には垂直方向の画素列(フォトダイオード列)の各画素間(フォトダイオード間)を通るように、電極φV1が形成され、この電極φV1上に絶縁膜(図示せず)を介して電極φV2が形成さている。この電極φV2は、フォトダイオード間において上記電極φV1に対して異なる側に交互(図面上方向と下方向に交互)に張り出して形成されている。そして、上記電極φV3A、φV3Bが上記電極φV1、φV2上を直交するように絶縁膜(図示せず)を介して形成されている。
さらに図示はしないが、半導体基板611上に上記電極φV1、φV2、φV3A、φV3B等を被覆する絶縁膜を介して遮光膜が形成され、上記フォトダイオード621、622上の遮光膜に開口部が形成されている。
上記構成の固体撮像素子601では、フォトダイオード621(622)が1画素当たり2本の垂直CCD641、642(643、644)を有することから、フォトダイオード621(622)より左右両側の垂直CCD641、642(643、644)へ露光時間の異なる信号電荷を独立に読み出すことが可能となり、垂直方向(上下)のフォトダイオードの信号電荷を混合させずに垂直転送される。また、1フィールドの期間内で露光時間を分割し、異なる時間幅で蓄積した信号電荷を合成することが可能となり、ダイナミックレンジが大きく取れる。また、1画素あたりで、1つの長時間蓄積信号と1つの短時間蓄積信号をノンインターレースで出力するため動解像度が低下しない。
例えば、長時間信号電荷を電極φV3Aで、短時間信号電荷を電極φV3Bで読み出した後、垂直CCD621、624では電極φV2から電極φV1、電極φV3Aと転送することにより、また垂直CCD622、623では電極φV3BからφV2と転送することにより、垂直CCD621、624は図面下方へ、垂直CCD622、623は図面上方へ、すなわち、垂直CCD621、624と垂直CCD622、623とでは信号電荷が逆方向に垂直転送される。
また、図13に示すように、固体撮像素子601の垂直CCD641〜644の両端(図面上下)に水平CCD691、692を配置した構成を採用することができる。フォトダイオード621に蓄積された第1信号電荷は垂直CCD641に読み出され(第1読み出し)、フォトダイオード621に蓄積された第2信号電荷は垂直CCD642に読み出される(第2読み出し)。同様に、フォトダイオード622に蓄積された第1信号電荷は垂直CCD643に読み出され(第1読み出し)、フォトダイオード622に蓄積された第2信号電荷は垂直CCD644に読み出される(第2読み出し)。そして、垂直CCD641、643に読み出された第1信号電荷は水平CCD691に転送され、垂直CCD642、644に読み出された第2信号電荷は水平CCD692に転送される。水平CCD691、692に転送された各信号電荷を図面の左右どちらかに(図13の場合には左側に)水平転送する。このように、信号電荷を転送することにより、水平CCDが1本であった構成と比べ、転送密度が半分となるので、デザインルールの緩和が見込める。
また、同じ水平駆動周波数で駆動した場合には、水平CCDが1本のときに比べ、フレームレートの向上が可能となる。
上記各固体撮像素子では、電極構造として3相駆動の他に3層電極で4相駆動の構造を採用することもできる。また、水平CCDに転送された電荷は、水平CCDにより出力部へ転送して信号を得る。
次に、請求項5に係る発明(固体撮像素子)の一実施例(第7実施例)を、図14の平面レイアウト図、図15の図14中に示したA−A’線における電極および配線の概略構成断面図および図16の図14中に示したB−B’線における電極および配線の概略構成断面図によって説明する。図14〜図16では、3層駆動の固体撮像素子に一例を示し、以下、図14〜図16を参照して説明する。
第1導電型(N型)の半導体基板(以下、基板という)711上に、第2導電型(P-型)のウエル領域(図示せず)が形成されている。
上記ウエル領域の表面側には、固体撮像素子701に入射した光を光電変換する複数のフォトダイオード(画素)721からなるフォトダイオード列(画素列)、同様に複数のフォトダイオード(画素)722からなるフォトダイオード列(画素列)が複数列に形成されている。これらのフォトダイオード列を形成するフォトダイオード721、722等は、N型領域からなり、各表層には、P+型領域からなるホール蓄積層(図示せず)が形成されている。
上記フォトダイオード121の一方側(図面左側)には読み出し部731を介して垂直電荷結合素子(以下、垂直CCDという)741が形成されている。上記フォトダイオード721の他方側(図面右側)には読み出し部732を介して垂直CCD742が形成されている。同様に、上記フォトダイオード721に水平方向に隣接するフォトダイオード722の一方側(図面左側)には読み出し部733を介して垂直CCD743が形成されている。上記フォトダイオード722の他方側(図面右側)には読み出し部734を介して垂直CCD744が形成されている。上記垂直CCD741〜744はN型領域からなる。
上記垂直CCD742、垂直CCD743間のフォトダイオード(画素)が形成されていない領域には、水平方向における画素間の信号電荷が混合しないように、P+型領域からなるチャネルストップ領域751(751B)が形成されている。同様に、チャネルストップ領域751(751A、751B、751C等)は画素列が形成されていない垂直CCD間にも形成されている。
上記画素列間の領域、すなわち、垂直CCD741、744および垂直CCD742、743上で且つ垂直方向に第1電極(転送電極と読み出し電極)761、第2電極(転送電極と読み出し電極)762および第3電極(転送電極と読み出し電極)763が順に繰り返し形成されている。上記第2電極762は水平方向に配設した第2配線φV2からなり、この第2配線φV2は垂直方向における画素間に水平方向に配設されている。また、上記第2配線φV2上には、絶縁膜(図示せず)を介して、上記画素列間の領域上の上記第1電極761側に張り出して第1電極761に接続する第1配線φV1が形成されている。さらに、上記第1画素列間の領域上で上記第1配線φV1および上記第2配線φV2上を交差するもので上記第3電極763に接続する第3配線φV3A、φV3Bが交互にかつ上記画素間の領域に垂直方向に形成されている。
また、上記半導体基板711と第1〜第3電極761〜763との間、第1〜第3電極761〜763と第1配線φV1との間、第1配線φV1と第3配線φV3A、φV3Bとの間には、それぞれ絶縁膜771、772、773が形成されている。さらに、図示はしないが、半導体基板711上に上記第1配線φV1、第2配線φV2、第3配線φV3A、φV3B等を被覆する絶縁膜を介して遮光膜が形成され、上記フォトダイオード721、722上の遮光膜に開口部が形成されている。
上記構成の固体撮像素子701では、フォトダイオード721(722)が1画素当たり2本の垂直CCD741、742(743、744)を有することから、フォトダイオード721(722)より左右両側の垂直CCD741、742(743、744)へ露光時間の異なる信号電荷を独立に読み出すことが可能となり、垂直方向(上下)のフォトダイオードの信号電荷を混合させずに垂直転送される。また、1フィールドの期間内で露光時間を分割し、異なる時間幅で蓄積した信号電荷を合成することが可能となり、ダイナミックレンジが大きく取れる。また、1画素あたりで、1つの長時間蓄積信号と1つの短時間蓄積信号をノンインターレースで出力するため動解像度が低下しない。
次に、請求項6に係る発明(固体撮像素子)の一実施例(第8実施例)を、図17の平面レイアウト図、図18の図17中に示したA−A’線における電極および配線の概略構成断面図および図19の図17中に示したB−B’線における電極および配線の概略構成断面図によって説明する。図17〜図19では、4層駆動の固体撮像素子に一例を示し、以下、図17〜図19を参照して説明する。
第1導電型(N型)の半導体基板(以下、基板という)811上に、第2導電型(P-型)のウエル領域(図示せず)が形成されている。
上記ウエル領域の表面側には、固体撮像素子801に入射した光を光電変換する複数のフォトダイオード(画素)821からなるフォトダイオード列(画素列)、同様に複数のフォトダイオード(画素)822からなるフォトダイオード列(画素列)が複数列に形成されている。これらのフォトダイオード列を形成するフォトダイオード821、822等は、N型領域からなり、各表層には、P+型領域からなるホール蓄積層(図示せず)が形成されている。
上記フォトダイオード821の一方側(図面左側)には読み出し部831を介して垂直電荷結合素子(以下、垂直CCDという)841が形成されている。上記フォトダイオード821の他方側(図面右側)には読み出し部832を介して垂直CCD842が形成されている。同様に、上記フォトダイオード821に水平方向に隣接するフォトダイオード822の一方側(図面左側)には読み出し部833を介して垂直CCD843が形成されている。上記フォトダイオード822の他方側(図面右側)には読み出し部834を介して垂直CCD844が形成されている。上記垂直CCD841〜844はN型領域からなる。
上記垂直CCD842、垂直CCD843間のフォトダイオード(画素)が形成されていない領域には、水平方向における画素間の信号電荷が混合しないように、P+型領域からなるチャネルストップ領域851(851B)が形成されている。同様に、チャネルストップ領域851(851A、851B、851C等)は画素列が形成されていない垂直CCD間にも形成されている。
垂直方向における画素間を通るように第1電極φV1が水平方向に配設されていて、この第1電極φV1と同様にかつ上記第1電極φV1と略並行に第3電極φV3が形成されている。上記第1電極φV1と上記第3電極φV3とは、上記画素列間の領域上で互いに離間して配設されている。さらに、上記第1電極φV1上と上記第3電極φV3上に配設されるもので、上記第1電極φV1上と上記第3電極φV3とが離間して配設されている領域上を通る第2電極φV2が形成されている。上記画素列間の領域上には、上記第1電極φV1、第2電極φV2および第3電極φV3上を交差するように第4電極φV4A、φV4Bが交互に形成されている。
また、上記半導体基板811と第1〜第4A電極φV1〜φV4A、第4B電極φV4Bとの間、第1電極φV1および第3電極φV3と第2電極φV2との間、第1電極φV1〜第3電極φV3と第4A電極φV4A、第4B電極φV4Bとの間には、それぞれ絶縁膜871、872、873が形成されている。さらに図示はしないが、半導体基板811上に上記電極φV1、φV2、φV3、φV4A、φV4B等を被覆する絶縁膜を介して遮光膜が形成され、上記フォトダイオード821、822上の遮光膜に開口部が形成されている。
上記構成の固体撮像素子801では、フォトダイオード821(822)が1画素当たり2本の垂直CCD841、842(843、844)を有することから、フォトダイオード821(822)より左右両側の垂直CCD841、842(843、844)へ露光時間の異なる信号電荷を独立に読み出すことが可能となり、垂直方向(上下)のフォトダイオードの信号電荷を混合させずに垂直転送される。また、1フィールドの期間内で露光時間を分割し、異なる時間幅で蓄積した信号電荷を合成することが可能となり、ダイナミックレンジが大きく取れる。また、1画素あたりで、1つの長時間蓄積信号と1つの短時間蓄積信号をノンインターレースで出力するため動解像度が低下しない。
図17に示したように、上記固体撮像素子801では、垂直ブランキング期間で先ず、フォトダイオードで蓄積された信号電荷(例えば、長時間露光で蓄積した信号電荷)を電極φV4Aで、垂直CCD841に読み出す。すなわち、フォトダイオード821で蓄積された信号電荷は、図面左側の垂直CCD841に、フォトダイオード822で蓄積された信号電荷は、図面右側の垂直CCD844に読み出される。そして、所定の露光時間が経過した後、今度は、φV4Bの電極で、垂直CCD842、843に信号電荷(例えば、短時間露光で蓄積した信号電荷)を読み出す。すなわち、フォトダイオード821で蓄積された信号電荷は右側の垂直CCD842に、フォトダイオード822で蓄積された信号電荷は垂直CCD843に読み出される。
そして、上記固体撮像装置801の垂直転送の駆動タイミング示した図20のタイミングチャートに示すように、例えば4相駆動方式により、各垂直CCD841〜844に読み出された信号電荷は上下画素の信号を混合することなく、水平CCD(図示せず)へ転送される。垂直CCD841と垂直CCD844の信号電荷は電極φV1、φV2、φV3、φV4Aで、垂直CCD842と垂直CCD843の信号電荷は電荷φV1、φV2、φV3、φV4Bで垂直転送される。
上記固体撮像素子の駆動方法では、1フィールド期間に第1読み出しと第2読み出しの2回の読み出しを行い、例えば第1読み出しは垂直CCD841、844へ信号電荷を読み出し、第2読み出しは他方側の垂直CCD842、843へ信号電荷を読み出すことから、フォトダイオード821より左右両側の垂直CCD841、842およびフォトダイオード822より左右両側の垂直CCD843、844へ露光時間の異なる信号電荷を独立に読み出すことが可能となり、垂直方向(上下)のフォトダイオードの信号電荷を混合させずに垂直転送される。これにより、1フィールドの期間内で露光時間を分割し、異なる時間幅で蓄積した信号電荷を合成することが可能となるので、ダイナミックレンジを広く取ることができる。また、1画素あたりで、1つの長時間蓄積信号と1つの短時間蓄積信号をノンインターレースで出力されることによって、高い動解像度が得られるという利点がある。
次に、上記第8実施例に係る固体撮像素子801の製造方法の一例を、図21〜図24の平面レイアウト図によって説明する。
図21に示すように、第1導電型(N型)の半導体基板(以下、基板という)811上に、第2導電型(P-型)のウエル領域812を形成する。
上記ウエル領域812の表面側に、固体撮像素子801に入射した光を光電変換する複数のフォトダイオード(画素)821からなるフォトダイオード列(画素列)、同様に複数のフォトダイオード(画素)822からなるフォトダイオード列(画素列)を複数列に形成する。これらのフォトダイオード列を形成するフォトダイオード821、822等は、N型領域で形成され、各表層には、P+型領域からなるホール蓄積層(図示せず)が形成される。
上記フォトダイオード821の一方側(図面左側)には読み出し部831を介して垂直電荷結合素子(以下、垂直CCDという)841を形成する。上記フォトダイオード821の他方側(図面右側)には読み出し部832を介して垂直CCD842を形成する。同様に、上記フォトダイオード821に水平方向に隣接するフォトダイオード822の一方側(図面左側)には読み出し部833を介して垂直CCD843を形成する。上記フォトダイオード822の他方側(図面右側)には読み出し部834を介して垂直CCD844を形成する。上記垂直CCD841〜844はN型領域で形成される。
上記垂直CCD842、垂直CCD843間のフォトダイオード(画素)が形成されていない領域には、水平方向における画素間の信号電荷が混合しないように、P+型領域からなるチャネルストップ領域851(851B)を形成する。同様に、チャネルストップ領域851(851A、851B、851C等)を、画素列が形成されていない垂直CCD間にも形成する。
次に、図22に示すように、垂直方向における画素間(フォトダイオード821、821間およびフォトダイオード822、822間)を通るように第1電極φV1を水平方向に配設するとともに、この第1電極φV1と同様にかつ上記第1電極φV1と略並行に第3電極φV3を形成する。上記第1電極φV1と上記第3電極φV3とは、上記画素列間の領域上で互いに離間するように配設する。なお、半導体基板811と、上記第1電極φV1および上記第3電極φV3との間には、絶縁膜(図示せず)を形成しておく。
次に、図23に示すように、上記第1電極φV1上と上記第3電極φV3上に、かつ上記第1電極φV1上と上記第3電極φV3とが離間して配設されている領域上を通るように第2電極φV2を形成する。なお、上記第1電極φV1および上記第3電極φV3と、上記第2電極φV2との間には、絶縁膜(図示せず)を形成しておく。
次に、図24に示すように、上記画素列間(フォトダイオード821、822列間)の領域上に、上記第1電極φV1、第2電極φV2および第3電極φV3上を交差するように第4電極φV4A、φV4Bを交互に形成する。なお、上記第1電極φV1、第2電極φV2および第3電極φV3と、上記第4電極φV4A、第4電極φV4Bとの間には、絶縁膜(図示せず)を形成しておく。
その後、図示はしないが、半導体基板811上に上記電極φV1、φV2、φV3、φV4A、φV4B等を被覆する絶縁膜を介して遮光膜を形成し、上記フォトダイオード821、822上の遮光膜に開口部を形成する。
次に、請求項7に係る発明(固体撮像素子)の一実施例(第9実施例)を、図25の平面レイアウト図、図26の図25中に示したA−A’線における電極および配線の概略構成断面図および図27の図25中に示したB−B’線における電極および配線の概略構成断面図によって説明する。図25〜図27では、前第8実施例の変形例を示し、以下、図25〜図27を参照して説明する。
第1導電型(N型)の半導体基板(以下、基板という)911上に、第2導電型(P-型)のウエル領域(図示せず)が形成されている。
上記ウエル領域の表面側には、固体撮像素子901に入射した光を光電変換する複数のフォトダイオード(画素)921からなるフォトダイオード列(画素列)、同様に複数のフォトダイオード(画素)922からなるフォトダイオード列(画素列)が複数列に形成されている。これらのフォトダイオード列を形成するフォトダイオード921、922等は、N型領域からなり、各表層には、P+型領域からなるホール蓄積層(図示せず)が形成されている。
上記フォトダイオード921の一方側(図面左側)には読み出し部931を介して垂直電荷結合素子(以下、垂直CCDという)941が形成されている。上記フォトダイオード921の他方側(図面右側)には読み出し部932を介して垂直CCD942が形成されている。同様に、上記フォトダイオード921に水平方向に隣接するフォトダイオード922の一方側(図面左側)には読み出し部933を介して垂直CCD943が形成されている。上記フォトダイオード922の他方側(図面右側)には読み出し部934を介して垂直CCD944が形成されている。上記垂直CCD941〜944はN型領域からなる。
上記垂直CCD942、垂直CCD943間のフォトダイオード(画素)が形成されていない領域には、水平方向における画素間の信号電荷が混合しないように、P+型領域からなるチャネルストップ領域951(951B)が形成されている。同様に、チャネルストップ領域951(951A、951B、951C等)は画素列が形成されていない垂直CCD間にも形成されている。
垂直方向における画素間を通るように第1電極φV1が水平方向に配設されていて、この第1電極φV1と同様にかつ上記第1電極φV1と略並行に第3電極φV3が形成されている。上記第1電極φV1と上記第3電極φV3とは、上記画素列間の領域上で互いに離間して配設されている。また、上記第1電極φV1上と上記第3電極φV3上に配設されるもので、上記第1電極φV1上と上記第3電極φV3とが離間して配設されている領域上を通る第2電極φV2が形成されている。さらに、上記第1電極φV1上方の第2電極φV2上には、第4電極φV4Aが上記第1〜第3電極φV1〜φV3が形成されていない垂直CCD941、942上に張り出して形成されているとともに、上記第3電極φV3上方の第2電極φV2上には、第4電極φV4Bが上記第1〜第3電極φV1〜φV3が形成されていない垂直CCD943、944上に張り出して形成されている。
また、上記半導体基板911と第1〜第4A電極φV1〜φV4A、第4B電極φV4Bとの間、第1電極φV1および第3電極φV3と第2電極φV2との間、第1電極φV1〜第3電極φV3と第4A電極φV4A、第4B電極φV4Bとの間には、それぞれ絶縁膜971、972、973が形成されている。さらに図示はしないが、半導体基板911上に上記電極φV1、φV2、φV3、φV4A、φV4B等を被覆する絶縁膜を介して遮光膜が形成され、上記フォトダイオード921、922上の遮光膜に開口部が形成されている。
上記構成の固体撮像素子901では、フォトダイオード921(922)が1画素当たり2本の垂直CCD941、942(943、944)を有することから、フォトダイオード921(922)より左右両側の垂直CCD941、942(943、944)へ露光時間の異なる信号電荷を独立に読み出すことが可能となり、垂直方向(上下)のフォトダイオードの信号電荷を混合させずに垂直転送される。また、1フィールドの期間内で露光時間を分割し、異なる時間幅で蓄積した信号電荷を合成することが可能となり、ダイナミックレンジが大きく取れる。また、1画素あたりで、1つの長時間蓄積信号と1つの短時間蓄積信号をノンインターレースで出力するため動解像度が低下しない。
次に、請求項8に係る発明(固体撮像素子)の一実施例(第10実施例)を、図28の平面レイアウト図、図29の図28中に示したA−A’線における電極および配線の概略構成断面図および図30の図28中に示したB−B’線における電極および配線の概略構成断面図によって説明する。図28〜図30では、4層駆動の固体撮像装置に一例を示し、以下、図28〜図30を参照して説明する。なお、図28において最上層の電極は2点鎖線で示した。
第1導電型(N型)の半導体基板(以下、基板という)1011上に、第2導電型(P-型)のウエル領域(図示せず)が形成されている。
上記ウエル領域の表面側には、固体撮像素子1001に入射した光を光電変換する複数のフォトダイオード(画素)1021からなるフォトダイオード列(画素列)、同様に複数のフォトダイオード(画素)1022からなるフォトダイオード列(画素列)が複数列に形成されている。これらのフォトダイオード列を形成するフォトダイオード1021、1022等は、N型領域からなり、各表層には、P+型領域からなるホール蓄積層(図示せず)が形成されている。
上記フォトダイオード1021の一方側(図面左側)には読み出し部1031を介して垂直電荷結合素子(以下、垂直CCDという)1041が形成されている。上記フォトダイオード1021の他方側(図面右側)には読み出し部1032を介して垂直CCD1042が形成されている。同様に、上記フォトダイオード1021に水平方向に隣接するフォトダイオード1022の一方側(図面左側)には読み出し部1033を介して垂直CCD1043が形成されている。上記フォトダイオード1022の他方側(図面右側)には読み出し部1034を介して垂直CCD1044が形成されている。上記垂直CCD1041〜1044はN型領域からなる。
上記垂直CCD1042、垂直CCD1043間のフォトダイオード(画素)が形成されていない領域には、水平方向における画素間の信号電荷が混合しないように、P+型領域からなるチャネルストップ領域1051(1051B)が形成されている。同様に、チャネルストップ領域1051(1051A、1051B、1051C等)は画素列が形成されていない垂直CCD間にも形成されている。
垂直方向における画素間を通るように第1電極1061(第1配線φV1)が水平方向に配設されていて、この第1配線φV1と同様にかつ上記第1配線φV1と平行に第2電極1062(第2配線φV2)が形成されている。また、上記第1配線φV1に隣接して垂直CCD1041、1044(第1画素列間の領域)上に第4電極1064が形成され、上記第2配線φV2に隣接して垂直CCD1042、1043(第2画素列間の領域)上に第3電極1063が形成されている。したがって、垂直CCD1041、1044(第1画素列間の領域)上、垂直CCD1042、1043(第2画素列間の領域)上に、第1電極1061、第2電極1062、第3電極1063、第4電極1064が順に繰り返し形成されている。
上記第2配線φV2上には絶縁膜を介して上記垂直CCD1041、1044上の上記第1配線φV1とは反対側の前記第3電極1063に張り出して接続する第3A配線φV3Aが形成されている。また、上記第1配線φV1上に絶縁膜1071を介して上記垂直CCD1042、1043上の上記第2配線φV2とは反対側の上記第4電極1064に張り出して接続する第4B配線φV4Bが形成されている。
さらに、上記垂直CCD1041、1044上で上記第1配線φV1、上記第2配線φV2、上記第3A配線φV3Aおよび上記第4B電極φV4B上を交差するもので上記第4電極1064に接続する第4A配線φV4Aが形成されている。また、上記垂直CCD1042、1043上で上記第1配線φV1、上記第2配線φV2、上記第3A配線φV3Aおよび上記第4B電極φV4B上を交差するもので上記第3電極1063に接続する第3B配線φV3Bが形成されている。上記第4A配線φV4A、第3B配線φV3Bはコンタクトホール1076、1077を通じて上記第4電極1064、上記第3電極1063にそれぞれ接続されている。
また、上記半導体基板1011と第1〜第2電極φV1〜φV2、第3電極1063、第4電極1064との間、第1〜第2電極φV1〜φV2、第3電極1063、第4電極1064と第4B配線φV4B、第3A配線φV3Aとの間、第4B配線φV4B、第3A配線φV3Aと第4A配線φV4A、第3B配線φV3Bとの間には、それぞれ絶縁膜1071、1072、1073が形成されている。さらに図示はしないが、半導体基板1011上に上記配線φV1、φV2、φV3A、φV3B、φV4A、φV4B等を被覆する絶縁膜を介して遮光膜が形成され、上記フォトダイオード1021、1022上の遮光膜に開口部が形成されている。
上記構成の固体撮像素子1001では、フォトダイオード1021(1022)が1画素当たり2本の垂直CCD1041、1042(1043、1044)を有することから、フォトダイオード1021(1022)より左右両側の垂直CCD1041、1042(1043、1044)へ露光時間の異なる信号電荷を独立に読み出すことが可能となり、垂直方向(上下)のフォトダイオードの信号電荷を混合させずに垂直転送される。また、1フィールドの期間内で露光時間を分割し、異なる時間幅で蓄積した信号電荷を合成することが可能となり、ダイナミックレンジが大きく取れる。また、1画素あたりで、1つの長時間蓄積信号と1つの短時間蓄積信号をノンインターレースで出力するため動解像度が低下しない。
上記固体撮像素子1001では、垂直ブランキング期間で先ず、フォトダイオードで蓄積された信号電荷(例えば、長時間露光で蓄積した信号電荷)を配線φV3A、φV4Aで、垂直CCD1041に読み出す。すなわち、フォトダイオード1021で蓄積された信号電荷は、図面左側の垂直CCD1041に、フォトダイオード1022で蓄積された信号電荷は、図面右側の垂直CCD1044に読み出される。そして、所定の露光時間が経過した後、今度は、配線φV3B、φV4Bで、垂直CCD1042、1043に信号電荷(例えば、短時間露光で蓄積した信号電荷)を読み出す。すなわち、フォトダイオード1021で蓄積された信号電荷は右側の垂直CCD1042に、フォトダイオード1022で蓄積された信号電荷は垂直CCD1043に読み出される。
そして、上記固体撮像装置1001の垂直転送の駆動タイミング示した図31のタイミングチャートに示すように、例えば4相駆動方式により、各垂直CCD1041〜1044に読み出された信号電荷は上下画素の信号を混合することなく、水平CCD(図示せず)へ転送される。垂直CCD1041と垂直CCD1044の信号電荷は電極φV1、φV2、φV3A、φV4Aで、垂直CCD1042と垂直CCD1043の信号電荷は電荷φV1、φV2、φV3B、φV4Bで垂直転送される。
上記固体撮像素子の駆動方法では、1フィールド期間に第1読み出しと第2読み出しの2回の読み出しを行い、例えば第1読み出しは垂直CCD1041、1044へ信号電荷を読み出し、第2読み出しは他方側の垂直CCD1042、1043へ信号電荷を読み出すことから、フォトダイオード1021より左右両側の垂直CCD1041、1042およびフォトダイオード1022より左右両側の垂直CCD1043、1044へ露光時間の異なる信号電荷を独立に読み出すことが可能となり、垂直方向(上下)のフォトダイオードの信号電荷を混合させずに垂直転送される。これにより、1フィールドの期間内で露光時間を分割し、異なる時間幅で蓄積した信号電荷を合成することが可能となるので、ダイナミックレンジを広く取ることができる。また、1画素あたりで、1つの長時間蓄積信号と1つの短時間蓄積信号をノンインターレースで出力されることによって、高い動解像度が得られるという利点がある。
次に、上記第10実施例に係る固体撮像素子1001の製造方法の一例を、図32〜図37の平面レイアウト図によって説明する。なお、図37において最上層の電極は2点鎖線で示した。
図32に示すように、第1導電型(N型)の半導体基板(以下、基板という)1011上に、第2導電型(P-型)のウエル領域1012を形成する。
上記ウエル領域1012の表面側に、固体撮像素子1001に入射した光を光電変換する複数のフォトダイオード(画素)1021からなるフォトダイオード列(画素列)、同様に複数のフォトダイオード(画素)1022からなるフォトダイオード列(画素列)を複数列に形成する。これらのフォトダイオード列を形成するフォトダイオード1021、1022等は、N型領域で形成され、各表層には、P+型領域からなるホール蓄積層(図示せず)が形成される。
上記フォトダイオード1021の一方側(図面左側)には読み出し部1031を介して垂直電荷結合素子(以下、垂直CCDという)1041を形成する。上記フォトダイオード1021の他方側(図面右側)には読み出し部1032を介して垂直CCD1042を形成する。同様に、上記フォトダイオード1021に水平方向に隣接するフォトダイオード1022の一方側(図面左側)には読み出し部1033を介して垂直CCD1043を形成する。上記フォトダイオード1022の他方側(図面右側)には読み出し部1034を介して垂直CCD1044を形成する。上記垂直CCD1041〜1044はN型領域で形成される。
上記垂直CCD1042、垂直CCD1043間のフォトダイオード(画素)が形成されていない領域には、水平方向における画素間の信号電荷が混合しないように、P+型領域からなるチャネルストップ領域1051(1051B)を形成する。同様に、チャネルストップ領域1051(1051A、1051B、1051C等)を、画素列が形成されていない垂直CCD間にも形成する。
次に、図33に示すように、垂直方向における画素間を通るように第1電極1061(第1配線φV1)を水平方向に配設するとともに、この第1電極1061(第1配線φV1)と同様にかつ上記第1電極1061(第1配線φV1)と平行に第3電極1063(第3配線φV3)を形成する。同時に、上記第1配線φV1に隣接して垂直CCD1041、1044(第1画素列間の領域)上に第4電極1064を形成するとともに、上記第2配線φV2に隣接して垂直CCD1042、1043(第1画素列間の領域)上に第3電極1063を形成する。したがって、垂直CCD1041、1044(第1画素列間の領域)上、垂直CCD1042、1043(第2画素列間の領域)上に、第1電極1061、第2電極1062、第3電極1063、第4電極1064が順に繰り返し形成されている。なお、半導体基板1011と、上記第1電極1061、第2電極1062、第3電極1063、第4電極1064との間には、絶縁膜(図示せず)を形成しておく。
次に、図34に示すように、上記第1電極1061、第2電極1062、第3電極1063、第4電極1064上を被覆する絶縁膜(図示せず)を形成する。そして、この絶縁膜に、垂直CCD1041、1044上の上記第3電極1063に通じるコンタクトホール1076を形成するとともに、垂直CCD1042、1043上の上記第4電極1064に通じるコンタクトホール1076を形成する。
次に、図35に示すように、上記第2配線φV2上に、絶縁膜(図示せず)を介して上記垂直CCD1041、1044上の上記第1配線φV1とは反対側の上記第3電極1063側に張り出して、上記コンタクトホール1076〔前記図34参照〕を通じてこの第3電極1063に接続する第3A配線φV3Aを形成する。それとともに、上記第1配線φV1上に絶縁膜(図示せず)を介して上記垂直CCD1042、1043上の上記第2配線φV2とは反対側の上記第4電極1064側に張り出して、上記コンタクトホール1077〔前記図34参照〕を通じてこの第4電極1064に接続する第4B配線φV4Bを形成する。
次に、図36に示すように、上記第1電極1061、第2電極1062、第3電極1063、第4電極1064上を被覆する絶縁膜(図示せず)を形成する。そして、この絶縁膜に、垂直CCD1041、1044上の上記第4電極1064に通じるコンタクトホール1078を形成するとともに、垂直CCD1042、1043上の上記第3電極1063に通じるコンタクトホール1079を形成する。
次に、図37に示すように、上記垂直CCD1041、1044上で、上記第1配線φV1、上記第2配線φV2、上記第3A配線φV3Aおよび上記第4B電極φV4B上を交差するように、上記第4電極1064に上記コンタクトホール1078を通じて接続する第4A配線φV4Aを形成する。同時に、上記垂直CCD1042、1043上で、上記第1配線φV1、上記第2配線φV2、上記第3A配線φV3Aおよび上記第4B電極φV4B上を交差するように、上記第3電極1063に上記コンタクトホール1079を通じて接続する第3B配線φV3Bを形成する。
その後、図示はしないが、半導体基板1011上に上記電極φV1、φV2、φV3A、φV3B、φV4A、φV4B等を被覆する絶縁膜を介して遮光膜を形成し、上記フォトダイオード1021、1022上の遮光膜に開口部を形成する。
次に、請求項9に係る発明(固体撮像素子)の一実施例(第11実施例)を、図38の平面レイアウト図、図39の図38中に示したA−A’線における電極および配線の概略構成断面図および図40の図38中に示したB−B’線における電極および配線の概略構成断面図によって説明する。図38〜図40では、4層駆動の固体撮像素子に一例を示し、以下、図38〜図40を参照して説明する。なお、図38において最上層の電極は2点鎖線で示した。
第1導電型(N型)の半導体基板(以下、基板という)1111上に、第2導電型(P-型)のウエル領域(図示せず)が形成されている。
上記ウエル領域の表面側には、固体撮像素子1101に入射した光を光電変換する複数のフォトダイオード(画素)1121からなるフォトダイオード列(画素列)、同様に複数のフォトダイオード(画素)1122からなるフォトダイオード列(画素列)が複数列に形成されている。これらのフォトダイオード列を形成するフォトダイオード1121、1122等は、N型領域からなり、各表層には、P+型領域からなるホール蓄積層(図示せず)が形成されている。
上記フォトダイオード1121の一方側(図面左側)には読み出し部(図示せず)を介して垂直電荷結合素子(以下、垂直CCDという)1141が形成されている。上記フォトダイオード1121の他方側(図面右側)には読み出し部(図示せず)を介して垂直CCD1142が形成されている。同様に、上記フォトダイオード1121に水平方向に隣接するフォトダイオード1122の一方側(図面左側)には読み出し部(図示せず)を介して垂直CCD1143が形成されている。上記フォトダイオード1122の他方側(図面右側)には読み出し部(図示せず)を介して垂直CCD1144が形成されている。上記垂直CCD1141〜1144はN型領域からなる。
上記垂直CCD1142、垂直CCD1143間のフォトダイオード(画素)が形成されていない領域には、水平方向における画素間の信号電荷が混合しないように、P+型領域からなるチャネルストップ領域1151(1151B)が形成されている。同様に、チャネルストップ領域1151(1151A、1151B、1151C等)は画素列が形成されていない垂直CCD間にも形成されている。
垂直方向における画素間を通るように第1電極φV1が水平方向に配設されていて、この第1電極φV1と同様にかつ上記第1電極φV1と平行に第2電極φV2が形成されている。
上記第2配線φV2上には絶縁膜を介して上記垂直CCD1141、1144上の上記第1配線φV1とは反対側に張り出した第3A配線φV3Aが形成されている。また、上記第1配線φV1上に絶縁膜1171を介して上記垂直CCD1142、1143上の上記第2配線φV2とは反対側に張り出した第4B配線φV4Bが形成されている。
さらに、上記垂直CCD1141、1144上には、上記第1配線φV1、上記第2配線φV2、上記第3A配線φV3Aおよび上記第4B電極φV4B上を交差するように、かつ上記第1配線φV1側の上記垂直CCD1141、1144上に張り出すように、第4A配線φV4Aが形成されている。また、上記垂直CCD1142、1143上には、上記第1配線φV1、上記第2配線φV2、上記第3A配線φV3Aおよび上記第4B電極φV4B上を交差するように、かつ上記第2配線φV2側の上記垂直CCD1142、1143上に張り出すように、第3B配線φV3Bが形成されている。
図示はしないが、半導体基板1111上に上記電極φV1、φV2、φV3A、φV3B、φV4A、φV4B等を被覆する絶縁膜を介して遮光膜が形成され、上記フォトダイオード1121、1122上の遮光膜に開口部が形成されている。
上記構成の固体撮像素子1101では、フォトダイオード1121(1122)が1画素当たり2本の垂直CCD1141、1142(1143、1144)を有することから、フォトダイオード1121(1122)より左右両側の垂直CCD1141、1142(1143、1144)へ露光時間の異なる信号電荷を独立に読み出すことが可能となり、垂直方向(上下)のフォトダイオードの信号電荷を混合させずに垂直転送される。また、1フィールドの期間内で露光時間を分割し、異なる時間幅で蓄積した信号電荷を合成することが可能となり、ダイナミックレンジが大きく取れる。また、1画素あたりで、1つの長時間蓄積信号と1つの短時間蓄積信号をノンインターレースで出力するため動解像度が低下しない。
次に、請求項10に係る発明(固体撮像素子)の一実施例(第12実施例)を、図41の平面レイアウト図、図42の図41中に示したA−A’線における電極および配線の概略構成断面図および図43の図41中に示したB−B’線における電極および配線の概略構成断面図によって説明する。図41〜図42では、4層駆動の固体撮像素子に一例を示し、以下、図41〜図42を参照して説明する。なお、図41において最上層の電極は2点鎖線で示した。
第1導電型(N型)の半導体基板(以下、基板という)1211上に、第2導電型(P-型)のウエル領域(図示せず)が形成されている。
上記ウエル領域の表面側には、固体撮像素子1201に入射した光を光電変換する複数のフォトダイオード(画素)1221からなるフォトダイオード列(画素列)、同様に複数のフォトダイオード(画素)1222からなるフォトダイオード列(画素列)が複数列に形成されている。これらのフォトダイオード列を形成するフォトダイオード1221、1222等は、N型領域からなり、各表層には、P+型領域からなるホール蓄積層(図示せず)が形成されている。
上記フォトダイオード1221の一方側(図面左側)には読み出し部(図示せず)を介して垂直電荷結合素子(以下、垂直CCDという)1241が形成されている。上記フォトダイオード1221の他方側(図面右側)には読み出し部(図示せず)を介して垂直CCD1242が形成されている。同様に、上記フォトダイオード1221に水平方向に隣接するフォトダイオード1222の一方側(図面左側)には読み出し部(図示せず)を介して垂直CCD1243が形成されている。上記フォトダイオード1222の他方側(図面右側)には読み出し部(図示せず)を介して垂直CCD1244が形成されている。上記垂直CCD1241〜1244はN型領域からなる。
上記垂直CCD1242、垂直CCD1243間のフォトダイオード(画素)が形成されていない領域には、水平方向における画素間の信号電荷が混合しないように、P+型領域からなるチャネルストップ領域1251(1251B)が形成されている。同様に、チャネルストップ領域1251(1251A、1251B、1251C等)は画素列が形成されていない垂直CCD間にも形成されている。
垂直方向における画素間を通るように第1電極1261(第1配線φV1)が水平方向に配設されていて、この第1配線φV1と同様にかつ上記第1配線φV1と平行に第2電極1262(第2配線φV2)が形成されている。また、上記第1配線φV1に隣接して垂直CCD1241、1244(第1画素列間の領域)上に第4電極1264が形成され、上記第2配線φV2に隣接して垂直CCD1242、1243(第2画素列間の領域)上に第3電極1263が形成されている。したがって、垂直CCD1241、1244(第1画素列間の領域)上、垂直CCD1242、1243(第2画素列間の領域)上に、第1電極1261、第2電極1262、第3電極1263、第4電極1264が順に繰り返し形成されている。なお、上記半導体基板1211と各第1電極1261、第2電極1262、第3電極1263、第4電極1264との間には絶縁膜1271が形成されている。
上記第2配線φV2上には、絶縁膜1272を介して、上記垂直CCD1241、1244上でかつ上記第1配線φV1とは反対側に張り出して、上記絶縁膜1272に形成されたコンタクトホール(図示せず)を通じて上記第3電極1263に接続する第3A配線φV3Aが形成されている。また、上記第1配線φV1上には、絶縁膜1272を介して、上記垂直CCD1242、1243上でかつ上記第2配線φV2とは反対側に張り出して、上記絶縁膜1272に形成されたコンタクトホール(図示せず)を通じて第4B配線φV4Bが形成されている。
さらに、上記垂直CCD1241、1244上には、上記第1配線φV1、上記第2配線φV2、上記第3A配線φV3Aおよび上記第4B電極φV4B上を交差するように、かつ上記第1配線φV1側の上記垂直CCD1241、1244上に張り出すように、第4A配線φV4Aが形成されている。また、上記垂直CCD1242、1243上には、上記第1配線φV1、上記第2配線φV2、上記第3A配線φV3Aおよび上記第4B電極φV4B上を交差するように、かつ上記第2配線φV2側の上記垂直CCD1242、1243上に張り出すように、第3B配線φV3Bが形成されている。なお、上記第1配線φV1、上記第2配線φV2、上記第3A配線φV3Aおよび上記第4B電極φV4Bと、第4A配線φV4Aおよび第3B配線φV3Bとの間には絶縁膜1273が形成されている。
図示はしないが、半導体基板1211上に上記配線φV1、φV2、φV3A、φV3B、φV4A、φV4B等を被覆する絶縁膜を介して遮光膜が形成され、上記フォトダイオード1221、1222上の遮光膜に開口部が形成されている。
上記構成の固体撮像素子1201では、フォトダイオード1221(1222)が1画素当たり2本の垂直CCD1241、1242(1243、1244)を有することから、フォトダイオード1221(1222)より左右両側の垂直CCD1241、1242(1243、1244)へ露光時間の異なる信号電荷を独立に読み出すことが可能となり、垂直方向(上下)のフォトダイオードの信号電荷を混合させずに垂直転送される。また、1フィールドの期間内で露光時間を分割し、異なる時間幅で蓄積した信号電荷を合成することが可能となり、ダイナミックレンジが大きく取れる。また、1画素あたりで、1つの長時間蓄積信号と1つの短時間蓄積信号をノンインターレースで出力するため動解像度が低下しない。
上記各実施例における配線は、例えばポリシリコンで形成することができる。上記第8実施例の固体撮像素子801では、例えば、第1配線φV1、第3配線φV3は第1層目のポリシリコン層で形成し、第2配線φV2は第2層目のポリシリコン層で形成し、第4A配線φV4A、第4A配線φV4Bは第3層目のポリシリコン層で形成する。また、第11実施例の固体撮像素子1101では、例えば、第1配線φV1、第2配線φV2は第1層目のポリシリコン層で形成し、第3A配線φV3A、第4B配線φV4Bは第2層目のポリシリコン層で形成し、第4A配線φV4A、第3B配線φV3Bは第3層目のポリシリコン層で形成する。また、第12実施例の固体撮像素子1201では、例えば、第1配線φV1、第2配線φV2、第3電極1263、第4電極1264は第1層目のポリシリコン層で形成し、第3A配線φV3A、第4B配線φV4Bは第2層目のポリシリコン層で形成し、第4A配線φV4A、第3B配線φV3Bは第3層目のポリシリコン層で形成する。
次に、請求項20に係る発明(撮像装置)の一実施例を、図44のブロック図によって説明する。
図44に示すように、撮像装置2001は、固体撮像素子2011を備えている。この固体撮像素子2011の集光側には像を結像させる結像光学系2021が備えられ、また、固体撮像素子2011には、それを駆動する駆動回路2031が接続されている。そして固体撮像素子2011で光電変換された信号を画像に処理する信号処理回路2041が接続されている。上記信号処理回路2041によって処理された画像信号は画像記憶部2051によって記憶される。このような撮像装置2001において、上記固体撮像素子2011には、前記実施例1〜実施例12で説明した固体撮像素子のうちのいずれかを用いることができる。
本発明の撮像装置2001は、本発明の固体撮像素子を撮像素子に用いているため、混色がないので色再現性に優れた画像を得ることができ、しかも高感度な画像を得ることができるという利点がある。
なお、本発明の撮像装置2001は、上記構成に限定されることはなく、固体撮像素子を用いる撮像装置であれば如何なる構成のものにも適用することができる。
101…固体撮像素子、121,122…フォトダイオード、141,142,143,144…垂直CCD
Claims (20)
- 全画素読み出し型の固体撮像素子であって、
複数の画素を配列した画素列が複数列に配列されていて、
前記画素が1画素当たり2本の垂直電荷結合素子を有する
ことを特徴とする固体撮像素子。 - 前記2本の垂直電荷結合素子は前記各画素列の両側に配置され、
前記画素列の1画素より前記各垂直電荷結合素子へ独立して信号電荷を読み出す電極を有する
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。 - 前記画素を構成するフォトダイオードが複数層からなる
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。 - 水平方向に第1電極と該第1電極上に形成された第2電極とを備え、
前記第2電極が前記画素列間上で前記第1電極に対して異なる側に交互に張り出して形成されている
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。 - 前記画素列間の領域上で且つ垂直方向に第1電極、第2電極および第3電極が順に繰り返し形成され、
前記第2電極は水平方向に配設した第2配線からなり、
前記第2配線上に絶縁膜を介して形成されたもので前記画素列間の領域上の前記第1電極側に張り出して前記第1電極に接続する第1配線と、
前記画素列間の領域上で前記第1配線および前記第2配線上を交差するもので前記第3電極に接続する第3配線と
を有することを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。 - 水平方向に配設された第1電極と、
水平方向に前記第1電極と略並行にかつ前記画素列間の領域上では前記第1電極と離間して配設された第3電極と、
前記第1電極上と前記第3電極上に配設されるとともに、前記第1電極と前記第3電極とが離間して配設されている領域上を通る第2電極と、
前記画素列間の領域上で前記第1電極、前記第2電極および前記第3電極上を交差する第4電極と
を有することを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。 - 前記画素列間の領域は第1画素列間の領域と第2画素列間の領域とが交互に存在し、
水平方向に配設された第1電極と、
水平方向に前第1電極と略並行にかつ前記画素列間の領域上では前記第1電極と離間して配設された第3電極と、
前記第1電極上と前記第3電極上に配設されるとともに、前記第1電極と前記第3電極とが離間して配設されている領域上を通る第2電極と、
前記第2配線上に絶縁膜を介して水平方向に形成されたもので前記第1電極側の前記第1画素列間の領域上に延長形成された第4A電極と、
前記第2配線上に絶縁膜を介して水平方向に形成されたもので前記第3電極側の前記画素列間の領域上に延長形成された第4B電極と
を有することを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。 - 前記画素列間の領域は第1画素列間の領域と第2画素列間の領域とが交互に存在し、
前記2本の垂直電荷結合素子が形成されている領域上で且つ垂直方向に第4電極、第1電極、第2電極および第3電極が順に繰り返し形成され、
前記第1電極は水平方向に配設した第1配線からなり、
前記第2電極は前記第1配線と平行に配設された第2配線からなり、
前記第2配線上に絶縁膜を介して形成されたもので前記第1画素列間の領域上の前記第1電極とは反対側の前記第3電極に張り出して接続する第3A配線と、
前記第1配線上に絶縁膜を介して形成されたもので前記第2画素列間の領域上の前記第2電極とは反対側の前記第4電極に張り出して接続する第4B配線と、
前記第1画素列間の領域上で前記第1配線、前記第2配線、前記第3A配線および前記第4B電極上を交差するもので前記第4電極に第4A配線と、
前記第2画素列間の領域上で前記第1配線、前記第2配線、前記第3A配線および前記第4B電極上を交差するもので前記第3電極に第3B配線と
を有することを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。 - 前記画素列間の領域は第1画素列間の領域と第2画素列間の領域とが交互に存在し、
前記2本の垂直電荷結合素子が形成されている領域上に且つ水平方向に第4電極、第1電極、第2電極および第3電極が順に繰り返し形成され、
前記第1電極は水平方向に配設した第1配線からなり、
前記第2電極は前記第1配線と平行に配設された第2配線からなり、
前記第2配線上に絶縁膜を介して形成されたもので前記第1画素列間の領域上の前記第1電極とは反対側の前記第3電極に連続して形成された3A配線と、
前記第1配線上に絶縁膜を介して形成されたもので前記第2画素列間の領域上の前記第2電極とは反対側の前記第4電極に連続して形成された第4B配線と、
前記第1画素列間の領域上で前記第1配線、前記第2配線、前記第3A配線および前記第4B電極上を交差するもので前記第4電極に連続して形成された第4A配線と、
前記第2画素列間の領域上で前記第1配線、前記第2配線、前記第3A配線および前記第4B電極上を交差するもので前記第3電極に連続して形成された第3B配線と
を有することを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。 - 前記画素列間の領域は第1画素列間の領域と第2画素列間の領域とが交互に存在し、
前記2本の垂直電荷結合素子が形成されている領域上に且つ水平方向に第4電極、第1電極、第2電極および第3電極が順に繰り返し形成され、
前記第1電極は水平方向に配設した第1配線からなり、
前記第2電極は前記第1配線と平行に配設された第2配線からなり、
前記第2配線上に絶縁膜を介して形成されたもので前記第1画素列間の領域上の前記第1電極とは反対側の前記第3電極に接続して形成された第3A配線と、
前記第1配線上に絶縁膜を介して形成されたもので前記第2画素列間の領域上の前記第2電極とは反対側の前記第4電極に接続して形成された第4B配線と、
前記第1画素列間の領域上で前記第1配線、前記第2配線、前記第3A配線および前記第4B電極上を交差するもので前記第4電極に連続して形成された第4A配線と、
前記第2画素列間の領域上で前記第1配線、前記第2配線、前記第3A配線および前記第4B電極上を交差するもので前記第3電極に連続して形成された第3B配線と
を有することを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。 - 前記2本の垂直電荷結合素子の両端に水平レジスタを備えた
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。 - 複数の画素を配列した画素列が複数列に配列されていて、
前記画素が1画素当たり2本の垂直電荷結合素子を有する全画素読み出しを行う固体撮像素子の駆動方法であって、
1フィールド期間に第1読み出しと第2読み出しの2回の読み出しを行い、
第1読み出しは一方側の垂直電荷結合素子へ信号電荷を読み出し、
第2読み出しは他方側の垂直電荷結合素子へ信号電荷を読み出す
ことを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。 - 前記垂直電荷結合素子での電荷の垂直転送は3相駆動方式である
ことを特徴とする請求項12記載の固体撮像素子の駆動方法。 - 前記垂直電荷結合素子での電荷の垂直転送は4相駆動方式である
ことを特徴とする請求項12記載の固体撮像素子の駆動方法。 - 前記2本の垂直電荷結合素子に読み出された信号電荷を垂直方向の画素の信号と混合することなく独立に転送する
ことを特徴とする請求項12記載の固体撮像素子の駆動方法。 - 前記画素を構成するフォトダイオードは複数層からなり、
前記複数層のフォトダイオードの各層毎に光電変換された電荷を前記2本の垂直電荷結合素子に振り分けて読み出す
ことを特徴とする請求項12記載の固体撮像素子の駆動方法。 - 前記画素列の画素間上を通りかつ水平方向に形成された第1電極と、該第1電極上に形成された第2電極とを備え、
前記第2電極が前記画素列間上で前記第1電極に対して異なる側に交互に張り出して形成されている
ことを特徴とする請求項12記載の固体撮像素子の駆動方法。 - 前記2本の垂直電荷結合素子に読み出された信号電荷の転送方向を、一方の垂直電荷結合素子での転送方向と他方の電荷結合素子での転送方向とで逆方向とする
ことを特徴とする請求項12記載の固体撮像素子の駆動方法。 - 前記2本の垂直電荷結合素子の両端に水平レジスタを備え、
一方の垂直電荷結合素子で転送される信号電荷を一方の水平レジスタに転送し、
他方の垂直電荷結合素子で転送される信号電荷を他方の水平レジスタに転送する
ことを特徴とする請求項12記載の固体撮像素子の駆動方法。 - 複数の画素を配列した画素列が複数列に配列されていて、前記画素が1画素当たり2本の垂直電荷結合素子を有する固体撮像素子を備えた
ことを特徴とする撮像装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2007
- 2007-01-09 JP JP2007000977A patent/JP2007259417A/ja active Pending
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JP2012199614A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Canon Inc | 固体撮像素子および撮像装置 |
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