JP2008124143A - Solid state imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体撮像装置に係り、特に、MOS(metal-oxide-semiconductor)型固体撮像装置の画素の構造に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device, and more particularly to a pixel structure of a metal-oxide-semiconductor (MOS) type solid-state imaging device.
MOS型固体撮像装置は、特に、低電圧駆動、低消費電力の用途に、従来のCCD(charge coupled device)型固体撮像装置(以降、CCDイメージセンサと呼ぶ)に代わって使用されてきている。 MOS type solid-state imaging devices have been used in place of conventional CCD (charge coupled device) type solid-state imaging devices (hereinafter referred to as CCD image sensors), particularly for low voltage drive and low power consumption applications.
MOS型固体撮像装置は、基本的にはCMOSプロセスで製造されるため他のCMOS回路との統合が容易であり、同一半導体ウェハ上に光電変換素子(フォトダイオードとも呼ばれる)とMOSトランジスタとが併設される。CMOS(complementary MOS)タイプの増幅型固体撮像装置(以降、CMOSイメージセンサと呼ぶ)では、光信号を光電変換素子により検出し、発生した信号電荷を電荷蓄積層に蓄積することによってこの電位を変調し、その電荷蓄積層の電位により画素セル内部の増幅トランジスタを変調することで画素セル自身に増幅機能を持たせている。このCMOSイメージセンサは、例えば、3Vの低電圧、単一電源で駆動され、50mWの低消費電力である。 Since a MOS type solid-state imaging device is basically manufactured by a CMOS process, it can be easily integrated with other CMOS circuits. A photoelectric conversion element (also called a photodiode) and a MOS transistor are provided on the same semiconductor wafer. Is done. In a CMOS (complementary MOS) type amplification type solid-state imaging device (hereinafter referred to as a CMOS image sensor), an optical signal is detected by a photoelectric conversion element, and the generated signal charge is stored in a charge storage layer to modulate this potential. The pixel cell itself has an amplification function by modulating the amplification transistor inside the pixel cell by the potential of the charge storage layer. This CMOS image sensor is driven by, for example, a low voltage of 3 V and a single power source, and has a low power consumption of 50 mW.
従来から固体撮像装置においては、白傷・暗電流の低減のため、光電変換素子を構成するn型半導体層からなる電荷蓄積層の表面にp型半導体層からなる表面シールド層を形成した、いわゆる表面シールド構造が採用されている。電荷蓄積層に蓄積された信号電荷は、読み出しゲート電極下に形成されるチャネルを経由して検出部に転送される。 Conventionally, in a solid-state imaging device, a surface shield layer made of a p-type semiconductor layer is formed on the surface of a charge storage layer made of an n-type semiconductor layer that constitutes a photoelectric conversion element in order to reduce white scratches and dark current. A surface shield structure is adopted. The signal charge stored in the charge storage layer is transferred to the detection unit via a channel formed under the readout gate electrode.
CCDイメージセンサでは、読み出しゲート電極に高電圧、例えば、10Vを印加するため、電荷蓄積層の全ての信号電荷が検出部に読み出される。しかし、CMOSイメージセンサでは、読み出しゲート電極に印加できる電圧が低い、例えば、3.3Vであるため、表面シールド層による電位障壁のために、電荷蓄積層の全ての信号電荷を検出部に転送することができなくなる。 In the CCD image sensor, since a high voltage, for example, 10 V is applied to the readout gate electrode, all signal charges in the charge storage layer are read out to the detection unit. However, in the CMOS image sensor, since the voltage that can be applied to the readout gate electrode is low, for example, 3.3 V, all signal charges in the charge storage layer are transferred to the detection unit due to the potential barrier by the surface shield layer. I can't do that.
CMOSイメージセンサにおいて、この信号電荷の転送効率を向上させた固体撮像装置が、特許文献1に開示されている。従来のCMOSイメージセンサは、p型ウェル中に能動領域を形成している。特許文献1のCMOSイメージセンサは、このp型ウェル中にn型の電荷蓄積層を形成し、読み出しゲート電極に突起部を設け、その一部がこの電荷蓄積層の上方に突き出すように配置して信号電荷の転送効率を向上させている。さらに、ゲート電極の突起部と電荷蓄積層との間に電荷蓄積層と同じn型不純物層を設けて、信号電荷の転送効率をさらに向上させている。 Patent Document 1 discloses a solid-state imaging device that improves the signal charge transfer efficiency in a CMOS image sensor. In the conventional CMOS image sensor, an active region is formed in a p-type well. In the CMOS image sensor of Patent Document 1, an n-type charge storage layer is formed in the p-type well, a protrusion is provided on the read gate electrode, and a part of the protrusion is projected above the charge storage layer. Thus, the signal charge transfer efficiency is improved. Further, the same n-type impurity layer as that of the charge storage layer is provided between the protrusion of the gate electrode and the charge storage layer to further improve the signal charge transfer efficiency.
また、特許文献2に開示された固体撮像装置は、p型ウェル中に形成されたn型の電荷蓄積層とp型の表面シールド層との間に電荷蓄積層の全面を覆うn型の第2の拡散層を設けている。この第2の拡散層をゲート電極の下方まで延在させることにより、信号電荷の転送効率を向上させている。
本発明は、低電圧駆動を実現しつつ信号電荷の転送効率を向上させた高感度な固体撮像装置を提供する。 The present invention provides a high-sensitivity solid-state imaging device that improves signal charge transfer efficiency while realizing low-voltage driving.
本発明の1態様による固体撮像装置は、主面にn型半導体層を備えた半導体基板と、前記n型半導体層中に設けられた絶縁膜及びp型半導体層を含み、隣接する画素領域を電気的に分離する素子分離と、前記n型半導体層の表面にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、前記ゲート電極の一方の側の前記n型半導体層中に前記表面から離間して設けられたn型半導体の電荷蓄積層と、前記電荷蓄積層の上方の前記n型半導体層中に該電荷蓄積層から離間して設けられ、平面的に前記ゲート電極と離間せずに設けられたp型半導体の表面シールド層と、前記電荷蓄積層と前記表面シールド層との間の領域の一部に設けられ、前記電荷蓄積層の前記ゲート電極側の上端を含み該電荷蓄積層の一部と重なって設けられたn型半導体の不純物層とを具備する。 A solid-state imaging device according to an aspect of the present invention includes a semiconductor substrate including an n-type semiconductor layer on a main surface, an insulating film and a p-type semiconductor layer provided in the n-type semiconductor layer, and includes adjacent pixel regions. Device isolation for electrical isolation, a gate electrode provided on the surface of the n-type semiconductor layer via a gate insulating film, and the n-type semiconductor layer on one side of the gate electrode spaced apart from the surface The n-type semiconductor charge storage layer provided above and the n-type semiconductor layer above the charge storage layer are provided apart from the charge storage layer, and provided in a plane without being separated from the gate electrode. A p-type semiconductor surface shield layer and a part of a region between the charge storage layer and the surface shield layer, and including an upper end of the charge storage layer on the gate electrode side. Impurities of n-type semiconductors that overlap with a part Comprising the door.
本発明によって、低電圧駆動を実現しつつ信号電荷の転送効率を向上させた高感度な固体撮像装置が提供される。 The present invention provides a high-sensitivity solid-state imaging device that realizes low-voltage driving and improves signal charge transfer efficiency.
本発明の実施形態は、n型半導体層中に画素の能動素子を形成することによって高感度化し、ゲート電極側のn型電荷蓄積層上の一部にn型不純物層を設けることによって低い読み出し電圧であっても信号電荷の転送効率を高めた固体撮像装置を提供する。この固体撮像装置は、例えば、3.3Vの単一電源による低電圧駆動を実現する。 In the embodiment of the present invention, high sensitivity is obtained by forming an active element of a pixel in an n-type semiconductor layer, and low readout is achieved by providing an n-type impurity layer on a part of the n-type charge storage layer on the gate electrode side. Provided is a solid-state imaging device in which the transfer efficiency of signal charges is increased even with a voltage. This solid-state imaging device realizes low voltage driving by a single power supply of 3.3V, for example.
本発明の実施形態を、添付した図面を参照して以下に詳細に説明する。図では、対応する部分は、対応する参照符号で示している。以下の実施形態は、一例として示されたもので、本発明の精神から逸脱しない範囲で種々の変形をして実施することが可能である。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the figure, corresponding parts are indicated by corresponding reference numerals. The following embodiment is shown as an example, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
(実施形態)
本発明の1実施形態によるMOS型固体撮像装置(CMOSイメージセンサ)の一例を図1,図2に示す。図1は、1画素の一部の平面図であり、図2は、図1にA−Aで示した切断線に沿った断面図である。
(Embodiment)
An example of a MOS type solid-state imaging device (CMOS image sensor) according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS. FIG. 1 is a plan view of a part of one pixel, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
本実施形態によるCMOSイメージセンサ100の画素は、ゲート電極24、n型半導体層14中に設けられたn型半導体の電荷蓄積層26、n型半導体の不純物層28、p型半導体の表面シールド層30、及びn型半導体の検出部32を含む。電荷蓄積層26及び表面シールド層30は、ゲート電極22と自己整合的に設けられ、両者は、深さ方向に離間して設けられている。不純物層28は、電荷蓄積層26と表面シールド層30との間の深さに設けられ、電荷蓄積層26の一部と重なるように設けられている。不純物層28は、さらにゲート電極24の下方に延在して設けられている。
The pixel of the
n型半導体層14にCMOSイメージセンサの電荷蓄積層26を含む光電変換部を形成することによって、従来のp型半導体層中に電荷蓄積層を形成した場合と比べて高感度化できる。すなわち、n型半導体層の方が、p型半導体層よりも空乏層の広がりを大きくできるため、光電変換された電子の捕獲効率を高めることができるためである。
By forming the photoelectric conversion portion including the
また、上記のように不純物層28を設けることによって、表面シールド層30によるゲート電極24下のチャネル領域にできる電位障壁の発生を抑制できる。その結果、低いゲート電圧、例えば、3.3Vであっても電荷蓄積層26内に蓄積された信号電荷を検出部32に効率的に転送できるようにしている。
Further, by providing the
不純物層28は、図1に示したように素子分離16から離間して設けることによってリーク電流を低減できる。図3は、不純物層28と素子分離16との間の距離と不純物層28からのリーク電流の関係を示す図である。横軸は、不純物層28と素子分離16との間の距離を示す。縦軸は、リーク電流が所定値以下である素子の割合(以降、リーク電流指数と呼ぶ)を任意スケールで示したものである。すなわち、リーク電流指数が大きいものほど好ましい特性を有する。不純物層28が素子分離16と接触している場合には、リーク電流指数は、約0.8であり低い値である。不純物層28と素子分離16との間隔が0.2μmになるとリーク電流指数は、0.8と2.5との間でばらつく。さらに間隔が大きくなり0.4μm以上になるとリーク電流指数は、2から2.5の間でほぼ一定になる。したがって、不純物層28からのリーク電流を小さくするためには不純物層28を素子分離16から0.3μm以上離すことが好ましい。さらに好ましくは、0.4μm以上離すことである。
Leakage current can be reduced by providing the
本実施形態によるCMOSイメージセンサ100の断面構造を図2を参照して説明する。CMOSイメージセンサ100は、p型ドーパントを高濃度にドープした半導体基板(以降、p+基板と表記する)12上にエピタキシャル成長させたn型半導体層(以降、nエピ層と表記する)14を備えた半導体ウェハ(以降、n/p+ウェハと表記する)10を用いて作成される。p+基板12は、例えば、ボロン(B)を1〜5×1018cm−3程度ドープしたシリコン基板であり、nエピ層14は、例えば、リン(P)を1〜5×1015cm−3程度ドープした厚さ3〜5μmのシリコン層である。
A cross-sectional structure of the
n型半導体層14中には、隣接する画素を電気的に分離する素子分離16が設けられている。素子分離16は、n型半導体層の表面付近に設けられた素子分離絶縁膜16−1及びその下に素子分離絶縁膜16−1とp+基板12とを結ぶように設けられたp型半導体の素子分離拡散層16−2とを含む。素子分離16は、1つの画素領域を取り囲んで設けられ、隣接する画素を電気的に分離する。
In the n-
n型半導体層14表面にゲート絶縁膜22を介してゲート電極24が設けられている。ゲート絶縁膜22として、例えば、熱酸化によって形成したシリコン酸化膜(SiO2膜)を使用できる。ゲート電極24として、例えば、リンを高濃度にドープしたポリシリコン膜を使用できる。図示しないが、ゲート電極24には側壁絶縁膜を設けるのが一般的である。ここでは、ゲート電極24は側壁絶縁膜を含めることができる。
A
ゲート電極24の一方の側のn型半導体層14中に表面から離間した深さにn型半導体の電荷蓄積層26が設けられている。電荷蓄積層26は、ゲート電極24から平面的に離間せずに自己整合的に設けられる。電荷蓄積層26は、例えば、リン(P)を加速電圧250〜350KV、ドーズ量1〜5×1012cm−2でイオン注入して形成される。これによりリン濃度のピークが、例えば、表面から約0.2〜0.3μmに位置する。
An n-type semiconductor
電荷蓄積層26上方のn型半導体層14表面にp型不純物を高濃度にドープした表面シールド層30が設けられている。表面シールド層30は、電荷蓄積層26に対する界面準位の影響を防止し、電荷蓄積層26の表面での空乏化を回避する。p型不純物、例えば、ボロン(B)は、加速電圧10KV、ドーズ量1〜5×1013cm−2でイオン注入される。これにより、例えば、表面から約0.1μm未満の深さにボロン濃度が約1×1019cm−3の高濃度p型拡散層である表面シールド層30が形成される。表面シールド層30は、ゲート電極24から平面的に離間せずに自己整合的に設けられる。このような構造とすることで、電荷蓄積層26と表面シールド層30との間にn型半導体層14を存在させることができ、電荷蓄積層26と表面シールド層30とが平面的に直接接することを回避できる。このため、電荷蓄積層26からのリーク電流を低減できる。
A
電荷蓄積層26と表面シールド層30との間の領域の一部にn型半導体の不純物層28が設けられている。不純物層28は、図2に示されたように、平面的に電荷蓄積層26のゲート電極24側の一部と重なり、さらにゲート電極24の下方に延在して設けられている。平面的に電荷蓄積層26と重なる不純物層28の部分は、垂直方向にも一部が電荷蓄積層26と重なっている。不純物層28は、ドーパント濃度が電荷蓄積層26よりも高く、表面シールド層30による電位障壁を抑制して、電荷蓄積層26に蓄積された信号電荷の転送を容易にする。上記のように、p型の表面シールド層30とn型の不純物層28の接触面積を小さくすることにより、電荷蓄積層26の信号電荷のリークを抑制している。
An n-type
ゲート電極24を挟んで電荷蓄積層26と対向する側のn型半導体層14には、n型半導体の検出部32が設けられている。検出部32と不純物層28とは、パンチスルーしない程度の距離を離間して設けられる。検出部32と電荷蓄積層26又は不純物層28との間のパンチスルーを防止するために、パンチスルーストッパとして機能するp型不純物層34が検出部32の下に設けられている。信号電荷は、電荷蓄積層26からゲート電極24下に形成されるチャネルを通って検出部32に転送される。
An n-
このように表面シールド構造を採用したCMOSイメージセンサにおいて、例えば、電荷蓄積層26と表面シールド層30との間に不純物層28を形成することによって、電荷蓄積層26内に蓄積された信号電荷を読み出し易くすることができる。
In the CMOS image sensor adopting the surface shield structure as described above, for example, by forming the
図4は、本実施形態による固体撮像装置の信号電荷転送を説明するために示すゲート電極付近のポテンシャル図である。図4(a)は、本実施形態の不純物層28を有するCMOSイメージセンサの場合を示す。図4(b)は、参考のために示す不純物層28がない従来構造のCMOSイメージセンサの場合である。
FIG. 4 is a potential diagram in the vicinity of the gate electrode for explaining the signal charge transfer of the solid-state imaging device according to the present embodiment. FIG. 4A shows a case of a CMOS image sensor having the
不純物層28を設けることによって表面シールド層30によるチャネル部での電位障壁の発生を抑えることが可能となる。その結果、図4(a)に示したように、ゲート電極24に印加する読み出し電圧Vgが、例え3.3V程度の低い電圧であっても、電荷蓄積層26のゲート電極24端部でのポテンシャルを破線で示したように十分に低くすることができる。すなわち、電荷蓄積層26内に蓄積されたすべての信号電荷を確実に読み出して、検出部28へと転送することができる。一方、不純物層28を設けない場合には、表面シールド層30による電位障壁のために、図4(b)に示したように、読み出し電圧が3.3V程度と低い場合には、電荷蓄積層26のゲート電極24端部でのポテンシャルを十分に低くでない。このため、信号電荷の読み残しが発生する。
By providing the
したがって、本実施形態によって、低電圧駆動を実現しつつ信号電荷の転送効率を向上させた高感度な固体撮像装置を提供することができる。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a high-sensitivity solid-state imaging device that improves signal charge transfer efficiency while realizing low-voltage driving.
上記の実施形態では、電荷蓄積層26及び表面シールド層30をゲート電極24と自己整合的に設け、不純物層28をゲート電極24下に延在するように設けた固体撮像装置を例に説明したが、本発明は、上記に限定されることなく種々の変形をして実施することができる。そのいくつかの例を下記に示すが、これらに限定されるものではない。
In the above embodiment, the
(変形例1)
本発明の変形例1によるCMOSイメージセンサの断面構造の一例を図5に示す。変形例1のCMOSイメージセンサ110では、電荷蓄積層26、不純物層28、表面シールド層30のゲート電極24側の端部が、いずれもゲート電極24と自己整合的に設けられている。この構造であっても、表面シールド層30による電位障壁の発生を十分に抑制できる。
(Modification 1)
An example of a cross-sectional structure of a CMOS image sensor according to Modification 1 of the present invention is shown in FIG. In the
(変形例2)
本発明の変形例2によるCMOSイメージセンサの断面構造の一例を図6に示す。変形例2のCMOSイメージセンサ120では、表面シールド層30、不純物層28は、ゲート電極24と自己整合的に設けられているが、電荷蓄積層26は、ゲート電極24から平面的に離間して設けられている。このような構造は、例えば、ゲート側壁(図示せず)をゲート電極24に設けた後で電荷蓄積層26を形成することによって作成できる。この構造であっても、表面シールド層30による電位障壁の発生を十分に抑制できる。
(Modification 2)
An example of a cross-sectional structure of a CMOS image sensor according to the second modification of the present invention is shown in FIG. In the
(変形例3)
本発明の変形例3によるCMOSイメージセンサの断面構造の一例を図7に示す。変形例3のCMOSイメージセンサ130では、表面シールド層30は、ゲート電極24と自己整合的に設けられているが、電荷蓄積層26、不純物層28は、ゲート電極24の下方に延在して設けられている。電荷蓄積層26と不純物層28の先端部は、図7に示したように同じ位置であっても良いし、不純物層28がさらに突き出した位置であっても良い。この構造によって、表面シールド層30による電位障壁の発生を効果的に抑制できる。
(Modification 3)
An example of a cross-sectional structure of a CMOS image sensor according to the third modification of the present invention is shown in FIG. In the
(変形例4)
本発明の変形例3によるCMOSイメージセンサの断面構造の一例を図8に示す。変形例4のCMOSイメージセンサ140では、表面シールド層30は、ゲート電極24と自己整合的に設けられているが、電荷蓄積層26、不純物層28は、ゲート電極24の下方に延在して設けられており、しかも不純物層28は、表面シールド層30と離間して設けられている。電荷蓄積層26と不純物層28の先端部は、図7のように同じ位置であっても良いし、図8に示したように不純物層28が突き出していても良い。この構造によって、表面シールド層30による電位障壁の発生を効果的に抑制できると同時に、下記に説明するように不純物層28と表面シールド層30との接触によるリーク電流を低減できる。
(Modification 4)
An example of a cross-sectional structure of a CMOS image sensor according to
図9は、不純物層28と表面シールド層30との重なりによって発生するリーク電流の影響を示す図である。横軸は、不純物層28と表面シールド層30とが重なる幅を示し、負の値は両者が離間していることを示す。縦軸は、図3と同様に、リーク電流指数(リーク電流が所定値以下である素子の割合)を任意スケールで示したものである。すなわち、リーク電流指数が大きいものほど好ましい特性を有する。不純物層28と表面シールド層30との重なりがあると、リーク電流指数は、1以下である。しかし、不純物層28と表面シールド層30とが離間して設けられると、リーク電流指数は、2以上になる。すなわち、変形例4の構造が、この重なりによるリーク電流を低減するために好ましい構造であることが示されている。
FIG. 9 is a diagram showing the influence of the leakage current generated by the overlap between the
(変形例5)
本発明の変形例5によるCMOSイメージセンサ150の平面図の一例を図10に示す。通常、固体撮像装置等の半導体装置では、(100)面を主面とする半導体基板に、長方形又は正方形の半導体装置の一辺が<011>方向に平行になるように製造される。変形例5のCMOSイメージセンサ150は、半導体装置の一辺が、この<011>方向と45°傾斜する<010>方向に平行になるように配置したものである。このように配置することにより、例えば、パッケージング等によって半導体チップに機械的な歪みが加わった場合に、縦方向と横方向との歪み量の違いによるCMOSイメージセンサ150の特性変動を小さくできる。
(Modification 5)
An example of a plan view of a
(変形例6)
本発明の変形例6によるCMOSイメージセンサ160の平面図の一例を図11に示す。本変形例のCMOSイメージセンサ160は、電荷蓄積層26を含む光電変換部に対してゲート電極24を45°傾斜するように配置したものである。このように配置することにより、CMOSイメージセンサの密な配置が可能になるため、高集積化に適している。本変形例では、光電変換部とゲート電極24とを45°傾斜するように配置するだけでよく、例えば、光電変換部の一辺の方向を上記の実施形態のように<110>方向とし、ゲート電極24を変形例5のように<010>方向に設けることができる。あるいは、光電変換部の一辺の方向を変形例5のように<010>方向とし、ゲート電極24を上記の実施形態のように<110>方向に設けることもできる。
(Modification 6)
An example of a plan view of a
以上説明してきたように、表面シールド構造を採用した固体撮像装置、例えば、CMOSイメージセンサにおいて、ゲート電極近くで電荷蓄積層と表面シールド層との間に不純物層を設ける。これにより、電荷蓄積層と信号電荷転送のためのチャネルとの間での表面シールド層による電位障壁の発生を抑えて、電荷蓄積層内に蓄積された全ての信号電荷を低い読み出し電圧、すなわち、ゲート電圧によって十分に読み出すことが可能になる。その結果、電荷蓄積層の信号電荷を読み残しなく検出部へ転送することが可能になる。したがって、電荷蓄積層内に蓄積された信号電荷を読み出すための読み出し電圧を低電圧化できる。特に、単一電源による低電圧駆動を要求されるCMOSイメージセンサに好適である。 As described above, in a solid-state imaging device employing a surface shield structure, such as a CMOS image sensor, an impurity layer is provided between the charge storage layer and the surface shield layer near the gate electrode. This suppresses the generation of a potential barrier by the surface shield layer between the charge storage layer and the channel for signal charge transfer, and reduces all signal charges stored in the charge storage layer to a low read voltage, that is, The gate voltage can be read sufficiently. As a result, it is possible to transfer the signal charge in the charge storage layer to the detection unit without unreading it. Therefore, the read voltage for reading the signal charge stored in the charge storage layer can be lowered. In particular, it is suitable for a CMOS image sensor that requires low voltage driving with a single power source.
しかも、このような構成によれば、電荷蓄積層の表面近傍での表面再結合を制抑するために表面シールド層を設けており、白傷・暗電流の低減の効果も備えている。 In addition, according to such a configuration, the surface shield layer is provided in order to suppress surface recombination in the vicinity of the surface of the charge storage layer, and the effect of reducing white scratches and dark current is also provided.
上記の実施形態では、CMOSイメージセンサに適用した場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されることなく、CCDイメージセンサ等、種々の構造の固体撮像装置に適用することができる。 In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a CMOS image sensor has been described as an example. However, the present invention is not limited to this and can be applied to solid-state imaging devices having various structures such as a CCD image sensor.
以上説明してきたように、本発明によって、低電圧駆動を実現しつつ信号電荷の転送効率を向上させた高感度な固体撮像装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a high-sensitivity solid-state imaging device that improves signal charge transfer efficiency while realizing low-voltage driving.
本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の精神及び範囲から逸脱しないで、種々の変形を行って実施することができる。それゆえ、本発明は、ここに開示された実施形態に制限することを意図したものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において他の実施形態にも適用でき、広い範囲に適用されるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention is not intended to be limited to the embodiments disclosed herein, and can be applied to other embodiments without departing from the spirit of the present invention and can be applied to a wide range. It is.
10…半導体ウェハ,12…p+半導体基板,14…n型半導体層,16…素子分離,22…ゲート絶縁膜,24…ゲート電極,26…電荷蓄積層,28…不純物層,30…表面シールド層,32…検出部,34…p型不純物層。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記n型半導体層中に設けられた絶縁膜及びp型半導体層を含み、隣接する画素領域を電気的に分離する素子分離と、
前記n型半導体層の表面にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記ゲート電極の一方の側の前記n型半導体層中に前記表面から離間して設けられたn型半導体の電荷蓄積層と、
前記電荷蓄積層の上方の前記n型半導体層中に該電荷蓄積層から離間して設けられ、平面的に前記ゲート電極と離間せずに設けられたp型半導体の表面シールド層と、
前記電荷蓄積層と前記表面シールド層との間の領域の一部に設けられ、前記電荷蓄積層の前記ゲート電極側の上端を含み該電荷蓄積層の一部と重なって設けられたn型半導体の不純物層と
を具備することを特徴とする固体撮像装置。 A semiconductor substrate having an n-type semiconductor layer on the main surface;
Element isolation including an insulating film and a p-type semiconductor layer provided in the n-type semiconductor layer, and electrically separating adjacent pixel regions;
A gate electrode provided on the surface of the n-type semiconductor layer via a gate insulating film;
An n-type semiconductor charge storage layer provided in the n-type semiconductor layer on one side of the gate electrode and spaced from the surface;
A surface shield layer of a p-type semiconductor provided in the n-type semiconductor layer above the charge storage layer and spaced apart from the charge storage layer, and provided planarly without being separated from the gate electrode;
An n-type semiconductor provided in a part of a region between the charge storage layer and the surface shield layer and including an upper end of the charge storage layer on the gate electrode side and overlapping with the part of the charge storage layer A solid-state imaging device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006304363A JP2008124143A (en) | 2006-11-09 | 2006-11-09 | Solid state imaging device |
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JP2006304363A JP2008124143A (en) | 2006-11-09 | 2006-11-09 | Solid state imaging device |
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JP2008124143A true JP2008124143A (en) | 2008-05-29 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2008124143A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN101847643A (en) * | 2009-03-23 | 2010-09-29 | 株式会社东芝 | Solid imaging element and manufacture method thereof |
-
2006
- 2006-11-09 JP JP2006304363A patent/JP2008124143A/en active Pending
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CN101847643A (en) * | 2009-03-23 | 2010-09-29 | 株式会社东芝 | Solid imaging element and manufacture method thereof |
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