JP2010219563A - Solid-state imaging device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体撮像装置、及びこの固体撮像装置を備えた電子機器に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device and an electronic apparatus including the solid-state imaging device.
固体撮像装置は、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサに代表される電荷
転送型固体撮像装置と、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のM
OS型イメージセンサに代表される増幅型固体撮像装置とに大別される。CCDイメージセンサとMOS型イメージセンサとを比較した場合、CCDイメージセンサでは、信号電荷の転送に高い駆動電圧を必要とするため、MOS型イメージセンサに比べて電源電圧が高くならざるを得ない。
The solid-state imaging device includes a charge transfer type solid-state imaging device represented by a CCD (Charge Coupled Device) image sensor and an M such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
It is roughly classified into an amplification type solid-state imaging device represented by an OS type image sensor. When comparing a CCD image sensor and a MOS type image sensor, the CCD image sensor requires a high driving voltage for transferring signal charges, and therefore the power supply voltage must be higher than that of the MOS type image sensor.
従って、近年、カメラ付携帯電話やPDA(Personal Digital Assistant)などのモバイル機器に搭載されている固体撮像装置としては、CCDイメージセンサに比べて電源電圧が低く、消費電力の観点などから、CCDイメージセンサよりも有利なMOS型イメージセンサが多く用いられている。 Therefore, in recent years, solid-state imaging devices mounted on mobile devices such as camera-equipped mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistants) have a lower power supply voltage than CCD image sensors, and from the viewpoint of power consumption, CCD images MOS type image sensors that are more advantageous than sensors are often used.
MOS型イメージセンサは、単位画素が光電変換部であるフォトダイオードと複数のMOSトランジスタで形成され、この複数の単位画素がアレイ状に配列された撮像領域と、周辺回路領域を有して構成される。 The MOS type image sensor is composed of an imaging region in which a unit pixel is formed by a photodiode which is a photoelectric conversion unit and a plurality of MOS transistors, and the plurality of unit pixels are arranged in an array, and a peripheral circuit region. The
図15に、従来、一般的なMOSイメージセンサの画素の電荷読み出し部分の要部を示す。画素では、半導体基板101に光電変換部となるフォトダイオード102と、フォトダイオード102の信号電荷が読み出されるn型半導体領域、すなわちフローティングディフージョン部103が形成される。このフォトダイオード102及びフローティングディフージョン部103との間にゲート絶縁膜104を介してゲート電極(いわゆる転送ゲート電極)105を形成してなる転送トランジスタTr1が形成され、ここに電荷読み出し部分が構成される。
FIG. 15 shows a main part of a charge reading portion of a pixel of a conventional general MOS image sensor. In the pixel, a
フォトダイオード102は、電荷蓄積領域となるn型半導体領域107と、その表面の界面部分に形成したp型半導体領域、いわゆるp型アキュミュレーション(accumulation)層108とを有した埋め込み型フォトダイオードとして構成されている。このフォトダイオード102は、いわゆるHAD(Hole Accumulation Diode)センサとして構成され
る。ゲート電極105の側壁には、絶縁層によるサイドウォール106が形成される。
The
電荷蓄積期間では、ゲート電極105に0Vを印加し、転送トランジスタTr1をオフ状態にしてフォトダイオード102に信号電荷を蓄積させる。読み出し時には、ゲート電極105に正の電圧を印加してフォトダイオード102に蓄積された信号電荷をフローティングディフージョン部103へ転送するようになされる。
In the charge accumulation period, 0 V is applied to the
フォトダイオード102では、電荷蓄積期間において、入射光量に応じた信号電荷と、光が入射しないが場合でもフォトダイオード102に流入する暗電流成分(暗電子)とが蓄積される。暗電子は、ゲート電極105下の絶縁膜−シリコン領域界面から湧き出る電子であって、固定パターン雑音となり、白点発生の原因となっている。
In the
これを改善する技術として、特許文献1に示す、電荷蓄積期間において転送トランジスタのゲート電極に負電圧を印加することで暗電流を低減するMOSイメージセンサが提案されている。このMOSイメージセンサは、図16に示すように、電荷蓄積期間に転送トランジスタTr1のゲート電極105に負電圧−Vを印加するようにした構成である。この構成では、ゲート電極105に負電圧−Vを印加することにより、ゲート電極105の直下にホール(正孔)hを誘起して転送トランジスタTr1をオフ状態にし、同時にゲート電極105の近傍のサイドウォール106直下にもフリンジ容量によりホールhを誘起している。すなわち、ゲート電極105直下及びゲート電極105近傍のサイドウォール106直下は、電気的にホールピニング状態を作り出している。これにより、ゲート絶縁膜104及びその近傍のサイドウォール106とシリコン領域との界面で湧き出す電子をホールhと再結合させて白点を抑制するようにしている。
As a technique for improving this, a MOS image sensor disclosed in
また、特許文献2には、転送トランジスタのゲート電極を、真性半導体に対して仕事関数差をもつp型ポリシリコンで形成し、負電圧を導入しなくても、転送ゲート界面からの暗電流の発生を抑制するようにしたMOSイメージセンサが提案されている。
Further, in
ところで、フォトダイオード102の信号電荷をフローティングディフージョン部103へ読み出す場合、p型アキュミュレーション層108がゲート電極105に近づいてくると、転送トランジスタTr1の読み出し電圧Vtgが高くなり、読み出し難くなる。図3に信号電荷の読み出し前のポテンシャル分布と読み出し時のポテンシャル分布を示す。図15の通常の電荷読み出し部分の構成においては、転送トランジスタTr1のゲート電極105に読み出し電圧を印加して、読み出し前のポテンシャルaを変調させてフォトダイオード102の信号電荷を読み出すようにしている。このとき、読み出し電圧が低いと、図3に示すように、サイドウォール106直下にポテンシャルバリアcが形成され信号電荷が読み出し難くなる。信号電荷を読み出し易くするためには、このポテシャルバリアcを潰すだけの高い読み出し電圧が必要となる。なお、図3(A)が従来例の読み出し部分に対応する。
By the way, when the signal charge of the
近年のMOS固体撮像装置においては、読み出し特性の改善が望まれている。 In recent MOS solid-state imaging devices, improvement of readout characteristics is desired.
信号電荷を読み出し易くするためには、高濃度のp型アキュミュレーション層108をゲート電極105から離すことが考えられるが、そうすると白点を誘発する。白点発生を抑制するために、p型アキュミュレーション層108をゲート電極105近傍まで近づけると、読み出し電圧が高くなる。読み出し特性を良くすることと、白点発生を抑制することとは、相反する関係にある。
In order to make it easy to read out the signal charge, it is conceivable to separate the high-concentration p-
読み出し特性と、フォトダイオードの飽和電荷量(最大取扱電荷量)Qsとの関係をみると、フォトダイオードのn型半導体領域の濃度を高くするとQsは高くなるが、読み出し難くなる。このn型半導体領域の濃度を高くすると白点の増加を招く。 Looking at the relationship between the read characteristics and the saturation charge amount (maximum handled charge amount) Qs of the photodiode, if the concentration of the n-type semiconductor region of the photodiode is increased, Qs increases, but it becomes difficult to read. Increasing the concentration of the n-type semiconductor region causes an increase in white spots.
本発明は、上述の点に鑑み、読み出し特性の改善を図った固体撮像装置、及びこの固体撮像装置を備えた電子機器を提供するものである。 In view of the above, the present invention provides a solid-state imaging device with improved readout characteristics, and an electronic apparatus including the solid-state imaging device.
本発明に係る固体撮像装置は、第2導電型の半導体領域とその表面の第1導電型のアキュムレーション領域を有する光電変換部と、フローティングディフージョン部と、n型半導体による転送ゲート電極と、転送ゲート電極の光電変換部側に絶縁膜を介して形成されたn型半導体によるサイドウォールと、転送ゲート電極の前記フローティングディフージョン部側に形成された絶縁層によるサイドウォールとを有する。アキュムレーション領域は、サイドウォール直下に形成されないか、もしくは一部がサイドウォールと重なる。光電変換部側のサイドウォールには、転送ゲート電極の電圧がカップリング容量を通じて印加される。そして、電荷読み出し時に、転送ゲート電極に読み出し電圧が印加され、電荷蓄積時に、転送ゲート電極には、光電変換部側のサイドウォール直下に信号電荷と逆の電荷が誘起される電圧が印加される。 A solid-state imaging device according to the present invention includes a photoelectric conversion portion having a second conductivity type semiconductor region and a first conductivity type accumulation region on the surface thereof, a floating diffusion portion, a transfer gate electrode made of an n-type semiconductor, and a transfer The n-type semiconductor side wall is formed on the photoelectric conversion part side of the gate electrode through an insulating film, and the insulating layer side wall is formed on the floating diffusion part side of the transfer gate electrode. The accumulation region is not formed directly under the sidewall, or part of it overlaps the sidewall. The voltage of the transfer gate electrode is applied to the sidewall on the photoelectric conversion unit side through a coupling capacitor. A read voltage is applied to the transfer gate electrode at the time of charge reading, and a voltage that induces a charge opposite to the signal charge immediately below the side wall on the photoelectric conversion unit side is applied to the transfer gate electrode at the time of charge accumulation. .
本発明の固体撮像装置では、n型半導体による転送ゲート電極の光電変換部側に、絶縁膜を介してn型半導体によるサイドウォールが形成されているので、転送ゲート電極に読み出し電圧が印加されると、カップリング容量によりn型半導体によるサイドウォールにも読み出し電圧が印加される。このため、サイドウォール直下の光電変換部のポテンシャルがバリアを形成せずになだらかに変調し、低電圧での信号電荷の読み出しができる。また、この構成では、電荷蓄積時には、n型の転送ゲート電極下、及びn型のサイドウォール直下の領域はホールピンニング状態となり、白点発生が抑制される。 In the solid-state imaging device of the present invention, the sidewall of the n-type semiconductor is formed on the photoelectric conversion portion side of the transfer gate electrode of the n-type semiconductor via the insulating film, so that a read voltage is applied to the transfer gate electrode. The read voltage is also applied to the sidewalls of the n-type semiconductor due to the coupling capacitance. For this reason, the potential of the photoelectric conversion portion immediately below the sidewall is gently modulated without forming a barrier, and signal charges can be read at a low voltage. Also, with this configuration, during charge accumulation, the regions under the n-type transfer gate electrode and directly under the n-type sidewall are in a hole pinning state, and white spot generation is suppressed.
本発明に係る電子機器は、固体撮像装置と、固体撮像装置の光電変換部に入射光を導く光学系と、固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路を備える。
固体撮像装置は、第2導電型の半導体領域とその表面の第1導電型のアキュムレーション領域を有する光電変換部と、フローティングディフージョン部と、n型半導体による転送ゲート電極と、転送ゲート電極の光電変換部側に絶縁膜を介して形成されたn型半導体によるサイドウォールと、転送ゲート電極のフローティングディフージョン部側に形成された絶縁層によるサイドウォールとを有する。アキュムレーション領域は、サイドウォール直下に形成されないか、もしくは一部がサイドウォールと重なる。光電変換部側のサイドウォールには、転送ゲート電極の電圧がカップリング容量を通じて印加される。そして、電荷読み出し時に、転送ゲート電極に読み出し電圧が印加され、電荷蓄積時に、転送ゲート電極に、光電変換部側のサイドウォール直下に信号電荷と逆の電荷が誘起される電圧が印加される。
An electronic apparatus according to the present invention includes a solid-state imaging device, an optical system that guides incident light to a photoelectric conversion unit of the solid-state imaging device, and a signal processing circuit that processes an output signal of the solid-state imaging device.
The solid-state imaging device includes a photoelectric conversion portion having a second conductivity type semiconductor region and a first conductivity type accumulation region on the surface thereof, a floating diffusion portion, a transfer gate electrode made of an n-type semiconductor, and a photoelectric transfer gate electrode. The n-type semiconductor side wall is formed on the conversion part side through an insulating film, and the insulating layer side wall is formed on the floating diffusion part side of the transfer gate electrode. The accumulation region is not formed directly under the sidewall, or part of it overlaps the sidewall. The voltage of the transfer gate electrode is applied to the sidewall on the photoelectric conversion unit side through a coupling capacitor. A read voltage is applied to the transfer gate electrode at the time of charge reading, and a voltage that induces a charge opposite to the signal charge immediately below the sidewall on the photoelectric conversion unit side is applied to the transfer gate electrode at the time of charge accumulation.
本発明の電子機器では、上記本発明に係る固体撮像装置を備えることにより、信号電荷の低電圧読み出しが可能になる。また、白点発生の抑制を可能にし、あるいは飽和電荷量の向上を可能にすることができる。 In the electronic apparatus of the present invention, the signal charge can be read at a low voltage by including the solid-state imaging device according to the present invention. Further, it is possible to suppress the generation of white spots or to improve the saturation charge amount.
本発明に係る固体撮像装置によれば、信号電荷の読み出し特性を改善することができる。
本発明に係る電子機器によれば、固体撮像装置における信号電荷の読み出し特性を改善することができる。
With the solid-state imaging device according to the present invention, it is possible to improve the signal charge readout characteristics.
According to the electronic apparatus of the present invention, it is possible to improve signal charge readout characteristics in a solid-state imaging device.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に、本発明に適用される固体撮像装置、すなわちMOS型固体撮像装置の一例の概略構成を示す。本例の固体撮像装置1は、半導体基板11例えばシリコン基板に複数の光電変換素子を含む画素2が規則的に2次元的に配列された画素部(いわゆる撮像領域)3と、周辺回路部とを有して構成される。画素2は、光電変換素子となる例えばフォトダイオードと、複数の画素トランジスタ(いわゆるMOSトランジスタ)を有して成る。複数の画素トランジスタは、例えば転送トランジスタ、リセットトランジスタ及び増幅トランジスタの3つのトランジスタで構成することができる、その他、例えば選択トランジスタを追加して4つのトランジスタで構成することもできる。これら単位画素の等価回路は通常と同様であるので、詳細説明を省略する。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an example of a solid-state imaging device applied to the present invention, that is, a MOS type solid-state imaging device. The solid-
周辺回路部は、垂直駆動回路4と、カラム信号処理回路5と、水平駆動回路6と、出力回路7と、制御回路8などを有して構成される。
The peripheral circuit section includes a
制御回路8は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基いて、垂直駆動回路4、カラム信号処理回路5及び水平駆動回路6などの動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成し、これらの信号を垂直駆動回路4、カラム信号処理回路5及び水平駆動回路6等に入力する。
The
垂直駆動回路4は、例えばシフトレジスタによって構成され、画素部3の各画素2を行単位で順次垂直方向に選択走査し、垂直信号線9を通して各画素2の光電変換素子となる例えばフォトダイオードにおいて受光量に応じて生成した信号電荷に基く画素信号をカラム信号処理回路5に供給する。
The
カラム信号処理回路5は、画素2の例えば列ごとに配置されており、1行分の画素2から出力される信号を画素列ごとに黒基準画素(有効画素領域の周囲に形成される)からの信号によってノイズ除去などの信号処理を行う。すなわちカラム信号処理回路5は、画素2固有の固定パターンノイズを除去するための、例えばS/H(サンプルホールド)回路及びCDS(Correlated Double Sampling:相関二重サンプリング)回路や、信号増幅等の信号処理を行う。カラム信号処理回路5の出力段には水平選択スイッチ(図示せず)が水平信号線10との間に接続されて設けられる。
The column signal processing circuit 5 is arranged, for example, for each column of the
水平駆動回路6は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路5の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路5の各々から画素信号を水平信号線10に出力させる。
出力回路7は、カラム信号処理回路5の各々から水平信号線10を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。
The horizontal drive circuit 6 is constituted by, for example, a shift register, and sequentially outputs horizontal scanning pulses to select each of the column signal processing circuits 5 in order, and the pixel signal is output from each of the column signal processing circuits 5 to the horizontal signal line. 10 to output.
The output circuit 7 performs signal processing and outputs the signals sequentially supplied from each of the column signal processing circuits 5 through the horizontal signal line 10.
画素部3及び周辺回路部が形成された基板11の上方には、層間絶縁膜を介して多層配線層が形成される。また、画素部3では、多層配線層の上に平坦化膜を介してオンチップカラーフィルタ、さらにその上にオンチップマイクロレンズが形成される。撮像領域の画素部以外の領域、より詳しくは、周辺回路部と撮像領域のフォトダイオード(いわゆる受光部)を除く他部領域とに遮光膜が形成される。この遮光膜は、例えば多層配線層の最上層の配線層で形成することができる。
A multilayer wiring layer is formed above the substrate 11 on which the
次に、上述の単位画素2における光電変換部、フローティングディフージョン部及び転送トランジスタを含む、いわゆる読み出し部分に適用される本発明の実施の形態を説明する。
Next, an embodiment of the present invention applied to a so-called readout portion including the photoelectric conversion portion, the floating diffusion portion, and the transfer transistor in the
図2に、本発明に係る固体撮像装置の第1実施の形態、特にその読み出し部分の第1実施の形態を示す。本実施の形態に係る固体撮像装置21は、第1導電型、本例ではp型の半導体基板22の各単位画素の領域に、光電変換部となるフォトダイオード(PD)23と、第1導電型のn型の半導体領域からなるフローティングディフージョン部(FD)24と、転送トランジスタTr1とからなる読み出し部分25が形成される。
FIG. 2 shows a first embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention, particularly a first embodiment of a readout portion thereof. The solid-
フォトダイオード23は、第2導電型であるn型の半導体領域26とその表面にp型アキュミュレーション層27とを有した埋め込み型フォトダイオードで形成される。転送トランジスタTr1は、フォトダイオード23とフローティングディフージョン部24との間の基板表面にゲート絶縁膜31を介してn型の半導体すなわちポリシリコンによる転送ゲート電極(以下、n+ゲート電極という)32を形成して構成される。この転送トランジスタTr1では、フォトダイオード23がソース領域となり、フローティングディフージョン部24がドレイン領域となる。ゲート絶縁膜31は、例えばシリコン酸化膜などで形成される。
The
さらに、n+ゲート電極32のフォトダイオード23側には、絶縁膜33、例えばシリコン酸化膜を介してn型の半導体すなわちポリシリコンによるサイドウォール(以下、n+ポリサイドウォールという)34が形成される。n+ゲート電極32のフローティングディフージョン部24側には、絶縁層によるサイドウォール(以下、絶縁サイドウォールという)35が形成される。この絶縁サイドウォール35は、本例では2層構造を有し、例えばシリコン酸化膜33とシリコン窒化層36の2層で形成される。絶縁サイドウォール35は、1層構造、あるいは2層以上の多層構造で形成することもできる。
Further, an n-type semiconductor, that is, a side wall made of polysilicon (hereinafter referred to as n + poly side wall) 34 is formed on the n +
n+ポリサイドウォール34はフォトダイオード23のn型半導体領域26に対応して形成される。n型半導体領域26は、一部がn+ゲート電極32に重なるように形成され、p+アキュミュレーション層27は、一部がn+ポリサイドウォール34に重なるように形成される。フローティングディフージョン部24は、一部が絶縁サイドウォール35下を通りn+ゲート電極32の一部と重なるように形成される。
The n +
第1実施の形態に係る固体撮像装置21によれば、フォトダイオード23からフローティングディフージョン部24へ信号電荷を読み出す、電荷読み出し時においては、n+ゲート電極32に正電圧が印加される。この正電圧は、カップリング容量によりn+ポリサイドウォール34にも印加される。n+ポリサイドウォール34にゲート電圧が印加されることにより、その直下のフォトダイオード23のn型半導体領域26のポテンシャルが変調される。このポテンシャル変調は、図3(C)における読み出し時のポテンシャル分布bに示すように、n+ポリサイドウォール34直下ではポテンシャルバリアcが潰されて、なだらかな勾配を有するように変調される。なお、図3(B)が本実施の形態の読み出し部分25に対応する。このなだらかな勾配のポテンシャル分布bによって、読み出し易くなり、低電圧での信号電荷の読み出しができる。すなわち、読み出し特性が改善される。
According to the solid-
信号電荷の蓄積期間ではn+ゲート電極32に負電圧が印加される。この負電圧はカップリング容量によりn+ポリサイドウォール34にも印加されるので、n+ポリサイドウォール34直下のフォトダイオード23のn型半導体領域26の表面にホールhが誘起される。すなわち、n+ポリサイドウォール34直下のn型半導体領域26の表面が、いわゆるホールピニング状態となる。同時に、n+ゲート電極32直下のチャネル表面もホールピニング状態となる。チャネル表面及びn+ポリサイドウォール34直下のフォトダイオード23のn型半導体領域26表面がホールピニングされるので、絶縁膜界面から湧き出た電子はホールhと再結合し、白点の発生を抑制することができる。
A negative voltage is applied to the n +
フローティングディフージョン部24側のサイドウォール35が絶縁サイドウォールで形成されるので、フローティングディフージョン部24の容量を低下させ、変換効率を向上することができる。この場合のフローティングディフージョン部24の容量とは、フローティングディフージョン部24とサイドウォール35とのオーバラップ容量であり、例えばこのサイドウォール35をフォトダイオード23側と同様にポリサイドウォールで形成した場合にはオーバラップ容量が大きくなり、変換効率が低下する。
Since the
図4に、本発明に係る固体撮像装置の第2実施の形態、特にその読み出し部分の第2実施の形態を示す。図4は、図5の画素レイアウト及び図6(図5の要部の拡大図)のA−A線上の断面図である。 FIG. 4 shows a second embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention, in particular, a second embodiment of its readout portion. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 5 and the pixel layout of FIG. 5 and an enlarged view of the main part of FIG.
まず、図5を用いて画素レイアウトについて説明する。本実施の形態に係る固体撮像装置の画素レイアウトは、4つの光電変換部に対して所要の画素トランジスタを共有させた、いわゆる4画素共有を1単位とした画素レイアウトである。この固体撮像装置では、図5に示すように、4つの光電変換部42、43、44及び45が2列2行に配置される。この4つの光電変換部42〜45に囲まれた中央部の共通する1つのフローティングディフージョン部46が配置される。
First, the pixel layout will be described with reference to FIG. The pixel layout of the solid-state imaging device according to the present embodiment is a pixel layout in which a required pixel transistor is shared by four photoelectric conversion units, and so-called four pixel sharing is used as one unit. In this solid-state imaging device, as shown in FIG. 5, four
各4つの光電変換部42〜45のそれぞれの角部とフローティングディフージョン部46との間に、略三角形状の転送ゲート電極47、48,49及び50が形成され、各対応する転送トランジスタTr11、Tr12、Tr13及びTr14が形成される。転送ゲート電極47〜50は、それぞれ光電変換部42〜45側を底辺とし、フローティングディフージョン部46側が頂部とする略三角形状に形成される。
4つの光電変換部42〜45の群の例えば下側に4つの光電変換部42〜45に対して共通の画素トランジスタ、すなわちリセットトランジスタTr2、増幅トランジスタTr3及び選択トランジスタTr4が配置される。リセットトランジスタTr2は、対のソース・ドレイン領域51及び52と、ゲート絶縁膜を介して形成したリセットゲート電極55とにより構成される。増幅トランジスタTr3は、対のソース・ドレイン領域52及び53と、ゲート絶縁膜を介して形成した増幅ゲート電極56とにより構成される。選択トランジスタTr4は、対のソース・ドレイン領域53及び54と、ゲート絶縁膜を介して形成した選択ゲート電極57とにより構成される。
A common pixel transistor, that is, a reset transistor Tr2, an amplification transistor Tr3, and a selection transistor Tr4, is disposed on the lower side of the group of four
図6に、図5における1つの読み出し部分の拡大した詳細構成を示す。図4は、図6のA−A線上の断面図に相当する。 FIG. 6 shows an enlarged detailed configuration of one readout portion in FIG. 4 corresponds to a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
第2実施の形態に係る固体撮像装置41は、図4に示すように、第1導電型、本例ではp型の半導体基板61の各単位画素(共有画素を構成する各画素)の領域に、光電変換部43と、第1導電型のn型の半導体領域からなるフローティングディフージョン部(FD)46と、転送トランジスタTr12とからなる読み出し部分63が形成される。
As shown in FIG. 4, the solid-
転送トランジスタTr12は、光電変換部43とフローティングディフージョン部46との間の基板表面にゲート絶縁膜71を介してn+ゲート電極48を形成して構成される。転送トランジスタTr12では、光電変換部43がソース領域となり、フローティングディフージョン部46がドレイン領域となる。ゲート絶縁膜71は、例えばシリコン酸化膜などで形成される。
The transfer transistor Tr12 is configured by forming an n +
n+ゲート電極48の光電変換部43側には、絶縁膜73、例えばシリコン酸化膜を介してn+ポリサイドウォール74が形成される。n+ゲート電極48のフローティングディフージョン部47側には、絶縁サイドウォール75が形成される。絶縁サイドウォール75は、本例では2層構造を有し、例えばシリコン酸化膜73とシリコン窒化層76の2層で形成される。絶縁サイドウォール75は1層構造、あるいは2層以上の多層構造で形成することもできる。
An n +
そして、本実施の形態では、特に、光電変換部43を第1のフォトダイオード(PD1)64と第2のフォトダイオード(PD2)65とから構成される。第1のフォトダイオード64は、第2導電型であるn型の半導体領域66と、その表面にp型アキュミュレーション層67とを有した埋め込み型フォトダイオードで形成される。第2のフォトダイオード65は、第2導電型であるn型の半導体領域68と、その表面がn+ポリサイドウォール74でホールピニングされた領域を有するフォトダイオードで形成される。
In the present embodiment, in particular, the
すなわち、第2のフォトダイオード65は、表面に後述で明らかになる転送ゲート電極の電界、あるいはポリサイドウォールにより信号電荷と逆の電荷が励起されるフォトダイオードで形成される。
That is, the
第1のフォトダイオード64は、光電変換部43を形成する領域にわたって形成される。第2のフォトダイオード65は、第1のフォトダイオード64より浅く、第1のフォトダイオード64の不純物濃度より高い不純物濃度を有し、かつn+ゲート電極48近傍に形成される。すなわち、第2のフォトダイオード65では、そのn型半導体領域68が第1のフォトダイオード64のn型半導体領域66より浅く形成される。さらに、n型半導体領域68は、その不純物濃度が、第1のフォトダイオード64のn型半導体領域66の不純物濃度より高く設定され、かつn+ゲート電極48近傍に形成されるようになす。
The
第1のフォトダイオード64のp型アキュミュレーション層67は、第2のフォトダイオード65のn型半導体領域68上まで延長して形成されるも、n+ポリサイドウォール74直下には形成されない。p型アキュミュレーション層67は、n+ポリサイドウォール74直下に僅かに入り込んで形成してもよい。
The p-
本例では、第1のフォトダイオード64のn型半導体領域66は、一部がn+ゲート電極48と重なるように、n+ゲート電極48直下に入り込んで形成される。また、第2のフォトダイオード65のn型半導体領域68は、第1のフォトダイオード64のn型半導体領域66内に存し、その一部がn+ゲート電極48と重なるようにn+ゲート電極48直下に入り込んで形成される。素子分離部77は、第2導電型半導体層、本例ではp型半導体層で形成される。
In this example, the n-
n+ポリサイドウォール74側のシリコン酸化膜73は、絶縁サイドウォール75のシリコン酸化膜73より薄く形成される。n+ポリサイドウォール74は、図示の例では45度に傾斜した三角形状、すなわちテーパー角θ1が45度の三角形状に形成される。n+ポリサイドウォール74におけるテーパー角θ1としては、40度〜50度が好ましい。なお、n+ポリサイドウォール74は、絶縁サイドウォール75と同じように丸型状に形成してもよい。
The
本実施の形態における読み出し部分63の形成は、全てセルファラインで形成される。すなわち、n+ゲート電極48を形成した後、n+ゲート電極48と第1フォトレジストマスクを介して、イオン注入により第1のフォトダイオード64のn型半導体領域66を形成する。また、n+ゲート電極48と第2フォトレジストマスクを介して、イオン注入によりフローティングディフージョン部46を形成する。n+ゲート電極48と第3フォトレジストマスクを介して、イオン注入により第2のフォトダイオード65のn型半導体領域68を形成する。さらに、絶縁サイドウォール75及び絶縁膜73を含むn+ポリサイドウォール74を形成した後、n+ポリサイドウォール74と第4フォトレジストマスクを介して、第1のフォトダイオード64のp型アキュミュレーション層67を形成する。
In the present embodiment, all of the read
第2実施の形態に係る固体撮像装置によれば、電荷蓄積期間に第1及び第2のフォトダイオード64及び65で光電変換して生成された信号電荷(この例では電子)は、不純物濃度が高い第2のフォトダイオード65のn型半導体領域68に蓄積される。つまり、n+ゲート電極48に近い領域に信号電荷が蓄積される。
According to the solid-state imaging device according to the second embodiment, the signal charge (electrons in this example) generated by photoelectric conversion by the first and
信号電荷の読み出し時には、信号電荷がn+ゲート電極48に近くかつ浅い領域の第2のフォトダイオード65に蓄積されているので、読み出し電圧が印加されたときに直ぐに第2のフォトダイオード65のポテンシャルが変調され易くなり、信号電荷の読み出しがし易くなる。さらに、第2のフォトダイオード65の表面にp型アキュミュレーション層がなく、またn+ポリサイドウォール74の電位でn+ポリサイドウォール74直下にはポテンシャルバリアが発生しないので信号電荷が読み出しやすい。すなわち、電荷読み出し時、n+ゲート電極48に正電圧が印加されて転送トランジスタTr12がオンする。このオン時にも、前述の第1実施の形態と同様に、カップリング容量でn+ポリサイドウォール74の電位が変調され、n+ポリサイドウォール74直下ではポテンシャルバリアの無いなだらかな勾配のポテンシャルに変調される。従って、上記の事象がと相俟って、さらに、信号電荷が読み出し易くなる。すなわち、低電圧での信号電荷の読み出しができ、読み出し特性が改善される。
At the time of reading out the signal charge, the signal charge is accumulated in the
n+ポリサイドウォール74側の絶縁膜(例えばシリコン酸化膜)73の膜厚が、絶縁サイドウォール75のシリコン酸化膜73の膜厚より薄く形成されている。これによって、n+ゲート電極48とn+ポリサイドウォール74間のカップリング容量が増加し、カップリングされ易く、またn+ポリサイドウォール74による第2のフォトダイオード65表面への電位変調がかけ易くなる。
The insulating film (for example, silicon oxide film) 73 on the n +
n+ポリサイドウォール74側の絶縁膜73の膜厚は、上記カップリング容量、電位変調などのn+ポリサイドウォールの効果をコントロールするパラメータとなる。尚、n+ポリサイドウォールの効果を制御するパラメータは、n+ポリサイドウォール74の不純物濃度、絶縁膜73、n+ポリサイドウォール74のフォトダイオード(PD)側への張り出し寸法がある。さらに、転送トランジスタのゲート電極近傍のSi基板中の不純物プロファイルとn+ポリサイドウォールとの相互作用で、上記n+ポリサイドウォールの効果を制御できる。
The film thickness of the insulating
第2実施の形態では、n型半導体領域68の不純物濃度が高い第2のフォトダイオード65を設けたことにより、飽和電荷量Qsを上げることができる。本実施の形態の固体撮像装置は、飽和電荷量Qsが大きいにも拘わらず、信号電荷の読み出し易い構成となっている。
In the second embodiment, the saturation charge amount Qs can be increased by providing the
電荷蓄積期間では、n+ゲート電極48に負電圧が印加される。この負電圧はカップリング容量によりn+ポリサイドウォール74にも印加されるので、n+ポリサイドウォール74直下の第2のフォトダイオード65のn型半導体領域68の表面にホールhが誘起される。すなわち、図7に示すように、n+ポリサイドウォール74直下のn型半導体領域68の表面に、n+ポリサイドウォール74からの電界で誘起されたホールhによるアキュミュレーション領域が形成される。n型半導体領域68の表面がホールピニング状態となる。同時に、n+ゲート電極48直下のチャネル表面もホールピニング状態となる。チャネル表面及びn+ポリサイドウォール74直下の第2のフォトダイオード65のn型半導体領域68表面がホールピニングされるので、絶縁膜界面から湧き出た電子はホールhと再結合し、白点の発生を抑制することができる。
n+ゲート電極48及びn+ポリサイドウォール74を有する構成を有するので、第1実施の形態と同様の効果も奏する。
In the charge accumulation period, a negative voltage is applied to the n +
Since it has the structure which has the n +
転送トランジスタTr12及び第1、第2のフォトダイオード64、65を含む、読み出し部分63が全てセルファラインで形成されるので、画素が微細化されても、読み出し部分63を精度良く形成することができ、本実施の形態の固体撮像装置を高精度で製造することができる。
Since the
n+ポリサイドウォール74を三角形状にすることにより、次のような効果がある。n+ポリサイドウォール74を形成した後に、必要の無い場所のn+ポリサイドウォールを除去する必要がある。たとえば、周辺回路ではn+ポリサイドウォールを残存させるとトランジスタ特性が劣化するので、n+ポリサイドウォールを除去する必要がある。除去した後に、絶縁サイドウォールを形成する場合、n+ポリサイドウォールを残存させた場所では、n+ポリサイドウォールの外側に絶縁サイドウォールが形成されてしまう。意図しない場所に不完全なサイドウォールが形成されてしまい、形がコントロールデキズ、特性バラツキを引き起こす。
By making the n +
これに対し、n+ポリサイドウォール74を三角形状にすれば、絶縁サイドウォールはn+サイドウォール74の外側に形成させずに済むため、形がコントロールでき、特性バタツキを引き起こさない。
On the other hand, if the n +
ただし、形状がコントロールできるならば、絶縁サイドウォールが残ってもよい。その場合、n+ポリサイドウォール74の形状は三角形状以外の形状でもよい。また、周辺回路のソース・ドレインのイオン注入をn+ポリサイドウォールとゲート電極をマスクにして行い、その後、不必要部分のn+ポリサイドウォールを除去して、絶縁サイドウォール形成工程を無しにすることも可能である。
However, if the shape can be controlled, an insulating sidewall may remain. In that case, the shape of the n +
図8〜図10に、前述の第2実施の形態の変形例、すなわち、第3実施の形態、第4実施の形態、第5実施の形態を示す。 FIG. 8 to FIG. 10 show modifications of the second embodiment described above, that is, the third embodiment, the fourth embodiment, and the fifth embodiment.
第3実施の形態に係る固体撮像装置81は、図8に示すように、第2実施の形態と同様に、第1のフォトダイオード(PD1)64及び第2のフォトダイオード(PD2)65からなる光電変換部43と、フローティングディフージョン部46と、転送トランジスタTr12とにより、読み出し部分82が構成される。
As shown in FIG. 8, the solid-
そして、本実施の形態では、第2のフォトダイオード65がn+ポリサイドウォール74直下に形成される。すなわち、第2のフォトダイオード65のn型半導体領域68がn+ポリサイドウォール74直下に形成される。第1のフォトダイオード64のp型アキュミュレーション層67は、第2のフォトダイオード65のn型半導体領域68に重ならない構成とされる。
その他の構成は、図4の第2実施の形態と同様であるので、図4と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
In the present embodiment, the
Since the other configuration is the same as that of the second embodiment in FIG. 4, portions corresponding to those in FIG.
第3実施の形態に係る固体撮像装置81によれば、第2のフォトダイオード65が、第2実施の形態よりさらに領域が狭く形成されるので、蓄積電荷はよりn+ゲート電極48に近づき、信号電荷を読み出し易くしている。その他、第2実施の形態で説明したと同様の効果を奏する。
According to the solid-
第4実施の形態に係る固体撮像装置83は、図9に示すように、第2実施の形態と同様に、第1のフォトダイオード(PD1)64及び第2のフォトダイオード(PD2)65からなる光電変換部43と、フローティングディフージョン部46と、転送トランジスタTr12とにより、読み出し部分84が構成される。
As shown in FIG. 9, the solid-
そして、本実施の形態では、第2のフォトダイオード65のn型半導体領域68の一部が第1のフォトダイオード64のn型半導体領域66を越えてn+ゲート電極48側に延長するように形成される。このn型半導体領域68に形成は、例えば斜めイオン注入で形成することができる。第2のフォトダイオード65のn型半導体領域68の他部は、第1のフォトダイオード64のn型半導体領域66内に形成される。第1のフォトダイオード64のp型アキュミュレーション層67は、n+ポリサイドウォール74直下まで形成される。p型アキュミュレーション層67は、n+ポリサイドウォール74直下には形成しない構成とすることもできる。
その他の構成は、図4の第2実施の形態と同様であるので、図4と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
In this embodiment, a part of the n-
Since the other configuration is the same as that of the second embodiment in FIG. 4, portions corresponding to those in FIG.
第4実施の形態に係る固体撮像装置83によれば、第2のフォトダイオード65が、第1のフォトダイオード64から一部がn+ゲート電極48側に延長して形成される。この構成で、第2のフォトダイオード65がフローティングディフージョン部46により近づき、第2フォトダイオード65のn+ゲート電極48で変調される領域が増えることになり、信号電荷がさらに読み出し易くなる。その他、第2実施の形態で説明したと同様の効果を奏する。
According to the solid-
第5実施の形態に係る固体撮像装置85は、図10に示すように、第2実施の形態と同様に、第1のフォトダイオード(PD1)64及び第2のフォトダイオード(PD2)65からなる光電変換部43と、フローティングディフージョン部46と、転送トランジスタTr12とにより、読み出し部分86が構成される。
As shown in FIG. 10, the solid-
そして、本実施の形態では、第1のフォトダイオード64及び第2のフォトダイオード65が前述の図4の第2実施の形態と同様の位置関係で形成され、n+ポリサイドウォール74直下の第2のフォトダイオード65表面にp型低不純濃度領域87が形成される。即ち、第2のフォトダイオード65のn+ポリサイドウォール74直下のn型半導体領域68の表面に、第1フォトダイオード64のp型アキュミュレーション層67より低濃度のp型低不純物濃度領域87、いわゆる低濃度p−アキュミュレーション層が形成される。
その他の構成は、図4の第2実施の形態と同様であるので、図4と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
In this embodiment, the
Since the other configuration is the same as that of the second embodiment in FIG. 4, portions corresponding to those in FIG.
第5実施の形態に係る固体撮像装置85によれば、p−アキュミュレーション層となるp型半導体領域87が形成されているので、n+ポリサイドウォール74による第2のフォトダイオード65表面のホール誘起と相俟って、さらに白点発生を抑制することができる。その他、信号電荷の読み出し易さ、飽和電荷量を増やすことができるなど、前述の第2実施の形態と同様の効果を奏する。
According to the solid-
上述の第1のフォトダイオード64及び第2フォトダイオード65からなる光電変換部43を有する固体撮像装置においては、転送トランジスタのゲート電極及びサイドウォールの構成として、図11〜図13に示す構成を採り得る。
In the solid-state imaging device having the
図11の例では、図4で説明したと同様に、転送トランジスタの転送ゲート電極がn+ゲート電極72で形成される。光電変換部43側のサイドウォールは、絶縁膜(例えばシリコン酸化膜)73を含むn+ポリサイドウォール74で形成される。フローティングディフージョン部46側のサイドウォールは、絶縁サイドウォール75、本例ではシリコン酸化膜73及びシリコン窒化膜76により2層で形成される。
In the example of FIG. 11, the transfer gate electrode of the transfer transistor is formed by the n +
図12の例では、転送トランジスタの転送ゲート電極がp+ゲート電極88で形成される。光電変換部43側のサイドウォールは、絶縁膜(例えばシリコン酸化膜)73を含むp+ポリサイドウォール89で形成される。フローティングディフージョン部46側のサイドウォールは、絶縁サイドウォール75、本例ではシリコン酸化膜73及びシリコン窒化膜76により2層で形成される。光電変換部43側のサイドウォールは、絶縁膜(例えばシリコン酸化膜)73を含むn+ポリサイドウォール89で形成することもできる。
In the example of FIG. 12, the transfer gate electrode of the transfer transistor is formed by the p +
図12に示すp+ゲート電極88及びp+ポリサイドウォール89を有する構成の場合は、n+との仕事関数差の効果でゲート電圧を0Vにしても、p+ポリサイドウォール89直下をピンニング状態とすることができる。
In the case of the configuration having the p +
図13の例では、転送トランジスタの転送ゲート電極90がp+ゲート電極またはn+ゲート電極による所要導電型のゲート電極で形成される。光電変換部43側のサイドウォール及びフローティングディフージョン部側のサイドウォールは、共に絶縁サイドウォール75、本例ではシリコン酸化膜73及びシリコン窒化膜76により2層で形成される。
この例では、転送ゲート電極90による電界で第2のフォトダイオード65表面がホールピニング状態になる。
In the example of FIG. 13, the
In this example, the surface of the
さらに、転送トランジスタのゲート電極及びサイドウォールの構成としては、図示しないが、上記図11〜図13の構成において、フローティングディフージョン部46側の絶縁サイドウォール75を無くした構成とすることもできる。
Furthermore, although not shown in the drawings, the gate electrode and the sidewall of the transfer transistor may be configured such that the insulating
第1及び第2のフォトダイオード64及び65からなる光電変換部43の構成は、前述の図8〜図10のいずれかの構成とすることもできる。
The configuration of the
なお、上述した実施の形態では、信号電荷を電子として構成したが、信号電荷を正孔(ホール)として構成することもできる。この場合、各半導体領域の導電型は上例とは逆の導電型で構成される。 In the above-described embodiment, the signal charge is configured as an electron. However, the signal charge may be configured as a hole. In this case, the conductivity type of each semiconductor region is the opposite conductivity type from the above example.
本発明の固体撮像装置は、画素が行列上に2次元配列されたエリアイメージセンサへの適用に限られるものではなく、画素が直線上に1次元配列されたリニアイメージセンサにも同様に適用可能である。 The solid-state imaging device of the present invention is not limited to application to an area image sensor in which pixels are two-dimensionally arranged on a matrix, and can be similarly applied to a linear image sensor in which pixels are one-dimensionally arranged on a straight line. It is.
本発明に係る固体撮像装置は、固体撮像装置を備えたカメラ、カメラ付き携帯機器、固体撮像装置を備えたその他の機器、等の電子機器に適用することができる。
図14に、本発明の電子機器の一例としてカメラに適用した実施の形態を示す。本実施の形態に係るカメラ95は、光学系(光学レンズ)96と、固体撮像装置97と、信号処理回路98とを備えてなる。固体撮像装置97は、上述した各実施の形態のいずれか1つの固体撮像装置が適用される。光学系96は、被写体からの像光(入射光)を固体撮像装置97の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像装置97の光電変換素子において一定期間信号電荷が蓄積される。信号処理回路98は、固体撮像装置97の出力信号に対して種々の信号処理を施して出力する。本実施の形態のカメラ95は、光学系96、固体撮像装置97、信号処理回路98がモジュール化したカメラモジュールの形態を含む。
The solid-state imaging device according to the present invention can be applied to electronic devices such as a camera equipped with a solid-state imaging device, a portable device with a camera, and other devices equipped with a solid-state imaging device.
FIG. 14 shows an embodiment applied to a camera as an example of the electronic apparatus of the present invention. The
本発明は、図14のカメラ、あるいはカメラモジュールを備えた例えば携帯電話に代表されるカメラ付き携帯機器などを構成することができる。
さらに、図14の構成は、光学系96、固体撮像装置97、信号処理回路98がモジュール化した撮像機能を有するモジュール、いわゆる撮像機能モジュ−ルとして構成することができる。本発明は、このような撮像機能モジュールを備えた電子機器を構成することができる。
The present invention can constitute a camera-equipped mobile device represented by, for example, a mobile phone provided with the camera of FIG. 14 or a camera module.
Furthermore, the configuration of FIG. 14 can be configured as a module having an imaging function in which the
本実施の形態に係る電子機器によれば、固体撮像装置における読み出し特性に優れ、画素特性が優れており、低電圧読み出しを可能にする。また、白点発生を抑制し、あるいは飽和電荷量を上げることができる等、高画質の電子機器を提供することができる。 According to the electronic apparatus according to the present embodiment, the readout characteristics in the solid-state imaging device are excellent, the pixel characteristics are excellent, and low-voltage readout is possible. In addition, it is possible to provide a high-quality electronic device that can suppress generation of white spots or increase the saturation charge amount.
21・・固体撮像装置、22・・半導体基板、23・・光電変換部、24・・フローティングディフージョン部、25・・読み出し部分、Tr1・・転送トランジスタ、26・・n型半導体領域、27・・p型アキュミュレーション層、31・・ゲート絶縁膜、32・・転送ゲート電極(n+ゲート電極)、33・・絶縁膜(シリコン酸化膜)、34・・n+ポリサイドウォール、25・・絶縁サイドウォール、36・・シリコン窒化層、h・・ホール、41・・固体撮像装置、46・・フローティングディフージョン部、47・・光電変換部、61・・半導体基板、63・・読み出し部分、64・・第1のフォトダイオード、65・・第2のフォトダイオード、66、68・・n型半導体領域、67・・p型アキュミュレーション層、71・・ゲート絶縁膜、72・・n+ゲート電極、73・・絶縁膜(シリコン酸化膜)、74・・n+ポリサイドウォール、75・・絶縁サイドウォール、76・・シリコン窒化層、77・・素子分離部 21..Solid-state imaging device, 22..Semiconductor substrate, 23..Photoelectric conversion unit, 24..Floating diffusion unit, 25..Reading portion, Tr1..Transfer transistor, 26..n-type semiconductor region ..P-type accumulation layer, 31..gate insulating film, 32..transfer gate electrode (n + gate electrode), 33..insulating film (silicon oxide film), 34..n + poly sidewall, 25..insulating Side wall, 36 .. Silicon nitride layer, h .. Hall, 41 .. Solid state imaging device, 46 .. Floating diffusion part, 47 .. Photoelectric conversion part, 61 .. Semiconductor substrate, 63 .. Readout part, 64. .. First photodiode, 65 .. Second photodiode, 66, 68... N-type semiconductor region, 67... P-type accumulation layer, 71 · Gate insulation film, 72 ·· n + gate electrode, 73 · · Insulation film (silicon oxide film), 74 · · n + poly sidewall, 75 · · insulation sidewall, 76 · · silicon nitride layer, 77 · · element isolation Part
Claims (4)
フローティングディフージョン部と、
n型半導体による転送ゲート電極と、
前記転送ゲート電極の前記光電変換部側に絶縁膜を介して形成されたn型半導体によるサイドウォールと、
前記転送ゲート電極の前記フローティングディフージョン部側に形成された絶縁層によるサイドウォールとを有し、
前記アキュムレーション領域は、前記サイドウォール直下に形成されないか、もしくは一部がサイドウォールと重なり、
前記光電変換部側のサイドウォールには、前記転送ゲート電極の電圧がカップリング容量を通じて印加され、
電荷読み出し時に、前記転送ゲート電極に読み出し電圧が印加され、
電荷蓄積時に、前記転送ゲート電極に、前記光電変換部側のサイドウォール直下に信号電荷と逆の電荷が誘起される電圧が印加される
固体撮像装置。 A photoelectric conversion unit having a second conductivity type semiconductor region and a first conductivity type accumulation region on the surface thereof;
Floating diffusion part,
a transfer gate electrode made of an n-type semiconductor;
A sidewall of an n-type semiconductor formed through an insulating film on the photoelectric conversion part side of the transfer gate electrode;
A sidewall of an insulating layer formed on the floating diffusion portion side of the transfer gate electrode;
The accumulation region is not formed directly under the sidewall, or part of it overlaps the sidewall,
A voltage of the transfer gate electrode is applied to the side wall on the photoelectric conversion unit side through a coupling capacitor,
During charge reading, a read voltage is applied to the transfer gate electrode,
A solid-state imaging device in which a voltage that induces a charge opposite to a signal charge is applied to the transfer gate electrode immediately below the side wall on the photoelectric conversion unit side during charge accumulation.
前記アキュムレーション領域がp型半導体領域で形成され、
電荷読み出し時に、前記転送ゲート電極に正電圧が印加され、
電荷蓄積時に、前記転送ゲート電極に負電圧が印加される
請求項1記載の固体撮像装置。 A semiconductor region of the photoelectric conversion portion and the floating diffusion portion are formed of an n-type semiconductor region;
The accumulation region is formed of a p-type semiconductor region;
During charge reading, a positive voltage is applied to the transfer gate electrode,
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a negative voltage is applied to the transfer gate electrode during charge accumulation.
前記固体撮像装置の光電変換部に入射光を導く光学系と、
前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路を備え、
前記固体撮像装置は、
第2導電型の半導体領域とその表面の第1導電型のアキュムレーション領域を有する光電変換部と、
フローティングディフージョン部と、
n型半導体による転送ゲート電極と、
前記転送ゲート電極の前記光電変換部側に絶縁膜を介して形成されたn型半導体によるサイドウォールと、
前記転送ゲート電極の前記フローティングディフージョン部側に形成された絶縁層によるサイドウォールとを有し、
前記アキュムレーション領域は、前記サイドウォール直下に形成されないか、もしくは一部がサイドウォールと重なり、
前記光電変換部側のサイドウォールには、前記転送ゲート電極の電圧がカップリング容量を通じて印加され、
電荷読み出し時に、前記転送ゲート電極に読み出し電圧が印加され、
電荷蓄積時に、前記転送ゲート電極に、前記光電変換部側のサイドウォール直下に信号電荷と逆の電荷が誘起される電圧が印加される
電子機器。 A solid-state imaging device;
An optical system for guiding incident light to the photoelectric conversion unit of the solid-state imaging device;
A signal processing circuit for processing an output signal of the solid-state imaging device;
The solid-state imaging device
A photoelectric conversion unit having a second conductivity type semiconductor region and a first conductivity type accumulation region on the surface thereof;
Floating diffusion part,
a transfer gate electrode made of an n-type semiconductor;
A sidewall of an n-type semiconductor formed through an insulating film on the photoelectric conversion part side of the transfer gate electrode;
A sidewall of an insulating layer formed on the floating diffusion portion side of the transfer gate electrode;
The accumulation region is not formed directly under the sidewall, or part of it overlaps the sidewall,
A voltage of the transfer gate electrode is applied to the side wall on the photoelectric conversion unit side through a coupling capacitor,
During charge reading, a read voltage is applied to the transfer gate electrode,
An electronic device in which a voltage that induces a charge opposite to a signal charge is applied to the transfer gate electrode immediately below the side wall on the photoelectric conversion unit side during charge accumulation.
前記アキュムレーション領域がp型半導体領域で形成され、
電荷読み出し時に、前記転送ゲート電極に正電圧が印加され、
電荷蓄積時に、前記転送ゲート電極に負電圧が印加される
請求項3記載の電子機器。
A semiconductor region of the photoelectric conversion portion and the floating diffusion portion are formed of an n-type semiconductor region;
The accumulation region is formed of a p-type semiconductor region;
During charge reading, a positive voltage is applied to the transfer gate electrode,
The electronic device according to claim 3, wherein a negative voltage is applied to the transfer gate electrode during charge accumulation.
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