JP2009158988A - 光電変換装置及び撮像システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光を信号電荷に変換する光電変換領域を含む画素と、該画素が形成された画素領域外に、前記信号電荷を処理するための回路を含む周辺回路が同一基板上に配置された光電変換装置において、前記基板に形成された第一導電型の第1の半導体領域と前記信号電荷と同導電型である第二導電型の第2の半導体領域を含んで前記光電変換領域が形成され、第一導電型の第3の半導体領域を含んで前記周辺回路が形成されており、前記第1の半導体領域の不純物濃度は前記第3の半導体領域の不純物濃度よりも高い。
【選択図】図2
Description
前記基板に形成された第一導電型の第1の半導体領域と前記信号電荷と同導電型である第二導電型の第2の半導体領域を含んで前記光電変換領域が形成され、
第一導電型の第3の半導体領域を含んで前記周辺回路が形成されており、
前記第1の半導体領域の不純物濃度は前記第3の半導体領域の不純物濃度よりも高いことを特徴とする。
前記基板に形成された第一導電型の第1の半導体領域と前記信号電荷と同導電型である第二導電型の第2の半導体領域を含んで前記光電変換領域が形成され、
第一導電型の第3の半導体領域を含んで前記周辺回路が形成されており、
前記第1及び第3の半導体領域がそれぞれ不純物濃度ピークを有していることを特徴とする。
図1,2は、本発明の実施形態1におけるCMOSセンサのウエル形成方法、特にPD形成用のウエル及び周辺回路形成用のウエルの形成方法を示す図である。
図4,5は、実施形態2におけるCMOSセンサのウエル形成方法、特にPD形成用ウエル及び周辺回路形成用ウエル構造の形成方法を示す図である。
┌───────┬────────┬─────────┬─────────┐
│ │ 従来例 │ 実施形態1 │ 実施形態2 │
├───────┼────────┼─────────┼─────────┤
│相対感度比較 │ 1.00 │ 1.10 │ 1.16 │
└───────┴────────┴─────────┴─────────┘
また、以上示した実施形態1及び実施形態2を用いた画素構造は、先に示した図9及び図10へ適用可能なことは言うまでもない。更に、本実施形態の手法は、先に示した埋め込み型PDを用いるプロセス(上記特開2000−232214号公報参照)に対し、エピタキシャル成長の際に発生するオートドープ効果や結晶欠陥等のリスクを回避できるだけでなく、イオンインプランテーションと通常の熱処理との自由な組み合わせにより、周辺回路領域と全く独立して、実施形態1中の図2(c)あるいは実施形態2中の図5(a)に示した理想的なPD形成用ウエルの設計を可能にした。
本実施形態の実施形態1,2と異なる点は、PDが形成されるウエルが不純物濃度ピークを有する不純物領域の複数で構成されており、周辺回路形成用のウエルも不純物濃度ピークを有する不純物領域の複数で構成されている点である。その形成プロセスは、図4,5で示したプロセスと同様の工程で形成可能である。ただし、P型不純物31の注入工程を異なる加速電圧、ドーズ量により行っている。
図13は、本発明の実施形態1〜3による光電変換装置を撮像システムとしてのカメラに応用する場合の回路ブロックの例を示した図である。
Claims (7)
- 光を信号電荷に変換する光電変換領域を含む画素と、該画素が形成された画素領域外に、前記信号電荷を処理するための回路を含む周辺回路が同一基板上に配置された光電変換装置において、
前記基板に形成された第一導電型の第1の半導体領域と前記信号電荷と同導電型である第二導電型の第2の半導体領域を含んで前記光電変換領域が形成され、
第一導電型の第3の半導体領域を含んで前記周辺回路が形成されており、
前記第1の半導体領域の不純物濃度は前記第3の半導体領域の不純物濃度よりも高い
ことを特徴とする光電変換装置。 - 光を信号電荷に変換する光電変換領域を含む画素と、該画素が形成された画素領域外に、前記信号電荷を処理するための回路を含む周辺回路が同一基板上に配置された光電変換装置において、
前記基板に形成された第一導電型の第1の半導体領域と前記信号電荷と同導電型である第二導電型の第2の半導体領域を含んで前記光電変換領域が形成され、
第一導電型の第3の半導体領域を含んで前記周辺回路が形成されており、
前記第1及び第3の半導体領域がそれぞれ不純物濃度ピークを有している
ことを特徴とする光電変換装置。 - 前記第1の半導体領域の不純物濃度ピーク濃度は前記第3の半導体領域の不純物濃度ピーク濃度よりも高い
ことを特徴とする請求項2に記載の光電変換装置。 - 前記第1の半導体領域の不純物濃度ピーク位置は、前記第3の半導体領域の不純物濃度ピーク位置よりも深く配設されている
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の光電変換装置。 - 前記第1の半導体領域は、不純物濃度ピークを有する半導体領域を前記基板内の深さ方向に複数配した構造を有しており、
最深部に形成された不純物濃度ピークの不純物濃度は、それよりも前記光電変換領域側に形成された不純物濃度ピークの不純物濃度よりも高い
ことを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記第1の半導体領域及び第3の半導体領域は、不純物濃度ピークを有する半導体領域の複数から形成され、
前記第1の半導体領域を形成するための複数の領域のうち、最も不純物濃度ピーク濃度が高い領域のピーク濃度は、前記第3の半導体領域を形成するための複数の領域のうち、最も不純物濃度ピーク濃度が高い領域のピーク濃度よりも高い
ことを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 請求項1〜6のいずれかの請求項に記載の光電変換装置と、
該光電変換装置へ光を結像する光学系と、
該光電変換装置からの出力信号を処理する信号処理回路と
を有することを特徴とする撮像システム。
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