JP2010245100A - 固体撮像素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体撮像素子は、P型シリコン基板31と、P型シリコン基板31上のN型半導体層32と、複数の光電変換部3と、P型のバリア領域35とを備える。光電変換部3は、R,G,Bのいずれかのカラーフィルタ44が光入射側に配置され、各々が、N型半導体層32の一部の領域からなり入射光に応じて生成された電荷を蓄積する電荷蓄積部33を有する。バリア領域35は、各電荷蓄積部33の周囲を個別に囲むとともに各電荷蓄積部33をP型シリコン基板31に対して接触させる開口部を有するように、N型半導体層32中に形成される。Rのカラーフィルタ44を有する画素2のバリア領域35の開口部の面積は、G,Bのカラーフィルタ44を有する画素2のバリア領域35の開口部の面積よりも大きい。
【選択図】図3
Description
図1は、本発明の第1の実施形態による固体撮像素子1を示す回路図である。ここでは、3×3個の画素2を有する構成としたが、画素数はこれに限られるものではない。
図8は、本発明の第2の実施の形態による固体撮像素子の画素部の一部概略断面図であり、図3に対応している。図9(a)は図8中の下から1層目のバリア層35aをハッチングにより模式的に示す概略平面図、図9(b)は図8中の下から2層目のバリア層35bをハッチングにより模式的に示す概略平面図、図9(c)は図8中の下から3層目及び4層目のバリア層35c,35dをハッチングにより模式的に示す概略平面図であり、図4(a)、図4(b)及び図4(c)にそれぞれ対応している。図8及び図9において、図3及び図4中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
図10は、本発明の第3の実施の形態による固体撮像素子の画素部の一部概略断面図であり、図3に対応している。なお、本実施の形態による固体撮像素子の画素部を模式的に示す概略平面図は、図2と同じになる。図10において、図3中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。図11(a)は図10中の下から1層目のポテンシャル制御層57をハッチングにより模式的に示す概略平面図、図11(b)は図10中の下から2層目のポテンシャル制御層58をハッチングにより模式的に示す概略平面図である。理解を容易にするため、図11(a)及び図11(b)のいずれにも、いずれのポテンシャル制御層57,58の開口部を示す実線も記載している。図11(a)及び図11(b)中のハッチングを付していない白抜きの領域が、該当する層の開口部を示している。
図14は、本発明の第4の実施の形態による固体撮像素子の画素部の一部概略断面図であり、図10に対応している。図15(a)は図14中の下から1層目のポテンシャル制御層57をハッチングにより模式的に示す概略平面図、図15(b)は図14中の下から2層目のポテンシャル制御層58をハッチングにより模式的に示す概略平面図であり、図11(a)及び図11(b)にそれぞれ対応している。図14及び図15において、図10及び図11中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
31 P型シリコン基板
32 N型半導体層
33 電荷蓄積部
35 バリア領域
35a〜35d バリア層
53 P型ウエル
54 電荷蓄積部
57,58 ポテンシャル制御層
Claims (6)
- 第1導電型の第1の半導体層と、
前記第1の半導体層上に配置された第2導電型の第2の半導体層と、
所定の色配列を形成する複数のカラーフィルタのいずれかが光入射側に配置され、前記第2の半導体層の一部の領域からなり入射光に応じて生成された電荷を蓄積する電荷蓄積部を有する、複数の光電変換部と、
前記各電荷蓄積部の周囲を個別に囲むとともに前記各電荷蓄積部が前記第1の半導体層に対する開口部を有するように、前記第2の半導体層中に形成された前記第1導電型の所定領域と、
を備え、
前記複数のカラーフィルタのうち最も長波長の色に対応する入射光を透過するカラーフィルタが光入射側に配置された前記光電変換部における前記開口部の面積は、他の色に対応する入射光を透過する前記カラーフィルタが光入射側に配置された前記光電変換部における前記開口部の面積よりも大きいことを特徴とする固体撮像素子。 - 第1導電型の第1の半導体層と、
前記第1の半導体層上に配置された第2導電型の第2の半導体層と、
所定の色配列を形成する複数のカラーフィルタのいずれかが光入射側に配置され、前記第2の半導体層の一部の領域からなり入射光に応じて生成された電荷を蓄積する電荷蓄積部を有する、複数の光電変換部と、
前記各電荷蓄積部の周囲を個別に囲むように前記第2の半導体層中に形成された前記第1導電型の所定領域と、
を備え、
前記所定領域は、前記複数のカラーフィルタのうち最も長波長の色に対応する入射光を透過するカラーフィルタが光入射側に配置された前記光電変換部の前記電荷蓄積部が前記第1の半導体層に対する開口部を有するとともに、前記複数のカラーフィルタのうち他の色に対応する入射光を透過するカラーフィルタが光入射側に配置された前記光電変換部の前記電荷蓄積部が前記第1の半導体層に接触しないようにそれらの間に介在するように、形成されたことを特徴とする固体撮像素子。 - 前記複数のカラーフィルタのうち最も長波長の色以外の色に対応する入射光を透過するカラーフィルタが光入射側に配置された前記光電変換部の前記電荷蓄積部は、前記第1の半導体層とは反対側の前記第2の半導体層の表面から3.0μmよりも深い位置まで達していることを特徴とする請求項1又は2記載の固体撮像素子。
- 第1導電型の第1の半導体層と、
所定の色配列を形成する複数のカラーフィルタのいずれかが光入射側に配置され、前記第1の半導体層中に形成され入射光に応じて生成された電荷を蓄積する第2の導電型の電荷蓄積部を有する、複数の光電変換部と、
前記第1の半導体層中において、前記各電荷蓄積部よりも光入射側から遠い位置において形成され、前記各電荷蓄積部に応じた開口部を有し、前記第1の半導体層よりも不純物濃度が高濃度である前記第1の導電型の1層以上の所定層と、
を備え、
前記1層以上の所定層のうち光入射側から最も遠い位置の層の、前記複数のカラーフィルタのうち最も長波長の色に対応する入射光を透過するカラーフィルタが光入射側に配置された前記光電変換部の前記電荷蓄積部に応じた前記開口部の面積は、前記1層以上の所定層のうち光入射側から最も遠い位置の層の、前記複数のカラーフィルタのうち他の色に対応する入射光を透過するカラーフィルタが光入射側に配置された前記光電変換部の前記電荷蓄積部に応じた前記開口部の面積よりも大きいことを特徴とする固体撮像素子。 - 第1導電型の第1の半導体層と、
所定の色配列を形成する複数のカラーフィルタのいずれかが光入射側に配置され、前記第1の半導体層中に形成され入射光に応じて生成された電荷を蓄積する第2の導電型の電荷蓄積部を有する、複数の光電変換部と、
前記第1の半導体層中において、前記各電荷蓄積部よりも光入射側から遠い位置において形成され、前記第1の半導体層よりも不純物濃度が高濃度である前記第1の導電型の1層以上の所定層と、
を備え、
前記1層以上の所定層は、前記複数のカラーフィルタのうち最も長波長の色に対応する入射光を透過するカラーフィルタが光入射側に配置された前記光電変換部の前記電荷蓄積部に応じた開口部を有するように、形成され、
前記1層以上の所定層のうち少なくとも光入射側から最も遠い位置の層は、前記複数のカラーフィルタのうち他の色に対応する入射光を透過するカラーフィルタが光入射側に配置された前記光電変換部の前記電荷蓄積部に応じた開口部を有しないように、形成されたことを特徴とする固体撮像素子。 - 前記1層以上の所定層のうち光入射側から最も遠い位置の層は、前記第1の半導体層の光入射側の表面から3.0μmよりも深い位置に形成されたことを特徴とする請求項4又は5記載の固体撮像素子。
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