JP2010518629A - ピン止めフォトダイオードcmos画素センサ - Google Patents

ピン止めフォトダイオードcmos画素センサ Download PDF

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Abstract

p型半導体領域内に形成された多色CMOS画素センサは、p型領域の表面付近に位置するn型半導体材料領域から形成された第1の検出器を含む。このp型領域の表面に、第1の検出器を覆って、第1のピン止めp型領域が形成され、その表面部分は、ピン止めp型領域の縁部を越えて延びる。p型半導体領域内で第1の検出器より下に位置するn型領域から、第2の検出器が形成される。第2の検出器には、第2の検出器用のn型の深い接触プラグが接触し、p型半導体領域の表面まで延びる。p型半導体領域の表面には、第2の検出器用のn型の深い接触プラグの上部を覆って、第2のピン止めp型領域が形成される。第2の検出器用の深い接触プラグの表面部分は、第2のピン止めp型領域の縁部を越えて延びる。

Description

本発明は、CMOS撮像アレイに関する。より詳細には、本発明は、漏れの少ない垂直多色CMOS撮像アレイに関する。
当技術分野では、CMOS画素センサが広く普及してきた。そのような画素センサは通常、フォトダイオードを使用して電荷を収集し、かつ選択トランジスタおよびソースフォロワ増幅器を使用して画素センサから電荷を読み出す。
これらの画素センサの多色版も知られている。そのようなセンサの初期の例では、バイエルパターンなどのパターンで形成された検出器のアレイを使用した。最近では、垂直色フィルタCMOS画素センサが開示されており、浸入の深さが光子エネルギーに応じるということを利用するように、複数の画素センサ(青色、緑色、および赤色など)が、半導体本体内の異なる深さに位置決めされる。シリコン本体の表面下に配置された検出器へは、深い接触構造を通じて接触する。そのような画素センサ構成の一例は、特許文献1に示されている。
米国特許第6727521号明細書
"Image Sensors and Signal Processing for Digital Still Cameras"、Junichi Nakamura編、Taylor & Francis Group, Publisher、ISBN 0−8493−3545−0
画素センサに関連する共通の問題の1つは、中に画素センサが製作されるシリコン本体の表面の漏れ電流である。この問題は、シリコン表面にまたはその付近に位置する青色検出器に関して、特に困難である。
本発明の一態様によれば、p型半導体領域内に形成された多色CMOS画素センサは、p型半導体領域の表面付近に位置するn型半導体材料領域から形成された第1の検出器を含む。このp型領域の表面に、第1の検出器を覆って、第1のピン止め(pinned)p型領域が形成され、その表面部分は、ピン止めp型領域の縁部を越えて延びる。p型半導体領域内で第1の検出器より下に位置するn型領域から、第2の検出器が形成される。第2の検出器には、第2の検出器用のn型の深い接触プラグが接触し、p型領域の表面まで延びる。p型半導体領域の表面には、第2の検出器用のn型の深い接触プラグの上部を覆って、第2のピン止めp型領域が形成される。第2の検出器用の深い接触プラグの表面部分は、第2のピン止めp型領域の縁部を越えて延びる。第1および第2の検出器の表面部分と他のドープされた領域との間に形成された色選択トランジスタを、ポリシリコンゲートが画定する。
本発明の第1の態様によれば、多色CMOS画素センサは、半導体基板上のp型領域内に形成されることが好ましい。多色CMOS画素センサは、p型半導体領域の表面付近に位置するn型半導体材料領域から形成された青色検出器を含む。このp型半導体領域の表面に、青色検出器を覆って、ピン止めp型領域が形成される。青色検出器のn型領域の表面部分は、ピン止めp型領域の縁部を越えて延び、p型半導体領域の表面に位置する。p型半導体領域の表面を覆ってポリシリコンゲート電極が形成され、かつそのp型半導体領域の表面から絶縁されており、青色検出器領域の表面部分の縁部、および青色検出器領域の表面部分から隔置された青色選択トランジスタのn+ソース/ドレイン領域の縁部に自己整合して、青色選択トランジスタを形成する。
p型半導体領域内の青色検出器より下で、スペクトルの緑色領域内の光子の収集を最適化するように選択された深さに、n型領域から形成された緑色検出器が位置する。この緑色検出器に接触するように、緑色検出器用のn型の深い接触プラグが形成される。p型領域の表面には、p型半導体領域の表面付近の緑色検出器用のn型の深い接触プラグの上部を覆って、ピン止めp型領域が形成される。緑色検出器用のn型の深い接触プラグの表面部分は、ピン止めp型領域の縁部を越えて延び、p型半導体領域の表面に位置する。p型半導体領域の表面を覆ってポリシリコンゲート電極が形成され、かつそのp型半導体領域の表面から絶縁されており、緑色検出器用のn型の深い接触プラグの表面部分の縁部、および緑色検出器用のn型の深い接触プラグの表面部分から隔置された緑色選択トランジスタのn+ソース/ドレイン領域の縁部に自己整合して、緑色選択トランジスタを形成する。
p型半導体領域内の緑色検出器より下で、スペクトルの赤色領域内の光子の収集を最適化するように選択された深さに、n型領域から形成された赤色検出器が位置する。この赤色検出器に接触するように、赤色検出器用のn型の深い接触プラグが形成される。p型半導体領域の表面には、p型半導体領域の表面付近の赤色検出器用のn型の深い接触プラグの上部を覆って、ピン止めp型領域が形成される。赤色検出器用のn型の深い接触プラグの表面部分は、ピン止めp型領域の縁部を越えて延び、p型半導体領域の表面に位置する。p型半導体領域の表面を覆ってポリシリコンゲート電極が形成され、かつそのp型半導体領域の表面から絶縁されており、赤色検出器用のn型の深い接触プラグの表面部分の縁部、および赤色検出器用のn型の深い接触プラグの表面部分から隔置された赤色選択トランジスタのn+ソース/ドレイン領域の縁部に自己整合して、赤色選択トランジスタを形成する。
本発明の別の態様によれば、青色検出器は、空乏化されない動作モードで動作させることができ、または電荷収集前に検出器からすべての電荷が取り除かれる空乏化モードで動作させることができる。次いで電荷が収集され、検出器から移動される。
本発明による例示的な3色画素センサの細部を示す、集積回路の一部分の横断面図である。 本発明による例示的な3色画素センサの細部を示す概略図である。 本発明による3色画素センサを動作させる方法を示すタイミング図である。
本発明についての以下の説明は、例示のみを目的とし、決して限定するものではないことが、当業者には理解されるであろう。本発明の他の実施形態は、そのような当業者には容易に想到されるであろう。
まず図1を参照すると、多色CMOS画素センサ10が、p型半導体領域内、好ましくは半導体基板内に形成されたp型領域12内に形成される。図1の横断面図に示す画素センサは例示のみを目的とし、図中に示す半導体構造の相対位置は、構造について説明するために選択されており、本発明の画素センサを使用する実際の集積回路に対する配置を提供するために選択されたものではないことが、当業者には理解されるであろう。また、図1に示す画素センサをp型基板内に直接形成することもできることが、そのような当業者には理解されるであろう。
多色CMOS画素センサ10は、p型領域12の表面付近に位置するn型半導体材料領域から形成された青色検出器14を含む。p型領域12の表面に、青色検出器14を覆って、ピン止めp型領域16が形成される。本明細書では、「ピン止め」領域とは、Si/SiOインターフェースが基板の電位で維持されるような領域である。青色検出器のn型領域14の表面部分は、ピン止めp型領域16の縁部を越えて延び、p型領域12の表面に位置する。
p型領域12の表面を覆ってポリシリコンゲート電極18が形成され、かつp型領域12の表面から絶縁されており、青色検出器領域14の表面部分の縁部、および青色検出器領域16の表面部分から隔置された青色選択トランジスタのn+ソース/ドレイン領域20の縁部に自己整合して、青色選択トランジスタを形成する。青色選択トランジスタのn+ソース/ドレイン領域20の左側にある青色選択トランジスタのチャネル内へ、低不純物濃度ドレイン(LDD)領域22が延びる。当技術分野では周知のように、ゲート電極18の縁部にスペーサ24が配置される。
p型領域12内の青色検出器14より下で、スペクトルの緑色領域内の光子の収集を最適化するように選択された深さに、n型領域から形成された緑色検出器26が位置する。p型領域12内で、青色検出器14と緑色検出器26の間に、p型青色/緑色バリア領域28が配置される。
緑色検出器と、p型領域12の表面の緑色n型接触領域32の両方に接触するように、緑色検出器用のn型の深い接触プラグ30が形成される。p型領域の表面には、p型領域12の表面の緑色検出器用のn型の深い接触プラグ30およびn型接触領域32の上部を覆って、ピン止めp型領域34が形成される。接触プラグ30は、注入によって、ドーパントの目標の深さをピン止め領域より下に位置させるのに十分なエネルギーで形成される。緑色検出器用の緑色n型接触領域34の表面部分は、ピン止めp型領域32の縁部を越えて延び、p型領域12の表面に位置する。代替実施形態では、n型の深い接触プラグ30が、構造を覆って形成すべきゲートの下まで延びて、領域32を不要にすることもできる。
p型領域12の表面を覆ってポリシリコンゲート電極36が形成され、かつp型領域12の表面から絶縁されており、緑色n型の深い接触領域34の表面部分の縁部、および緑色検出器用のn型の深い接触プラグの表面部分から隔置された緑色選択トランジスタのn+ソース/ドレイン領域38の縁部に自己整合して、緑色選択トランジスタを形成する。緑色選択トランジスタのn+ソース/ドレイン領域38の左側にある青色選択トランジスタのチャネル内へ、低不純物濃度ドレイン(LDD)領域40が延びる。当技術分野では周知のように、ゲート電極18の縁部にスペーサ42が配置される。
p型領域12内の緑色検出器26より下で、スペクトルの赤色領域内の光子の収集を最適化するように選択された深さに、n型領域から形成された赤色検出器44が位置する。p型領域12内で、緑色検出器24と赤色検出器44の間に、p型緑色/赤色バリア領域46が配置される。
赤色検出器44と、p型領域12の表面の赤色n型接触領域50の両方に接触するように、赤色検出器用のn型の深い接触プラグ48が形成される。p型領域の表面には、p型領域12の表面の赤色n型接触領域50の上部を覆って、ピン止めp型領域52が形成される。接触プラグ48は、注入によって、ドーパントの目標の深さをピン止め領域より下に位置させるのに十分なエネルギーで形成される。赤色n型接触領域50の表面部分は、ピン止めp型領域52の縁部を越えて延び、pウェルの表面に位置する。p型領域12の表面を覆ってポリシリコンゲート電極54が形成され、かつp型領域12の表面から絶縁されており、赤色n型接触領域50の表面部分の縁部、および赤色n型接触領域50の表面部分から隔置された赤色選択トランジスタのn+ソース/ドレイン領域56の縁部に自己整合して、赤色選択トランジスタを形成する。当技術分野では周知のように、ゲート電極54の縁部にスペーサ60が配置される。代替実施形態では、n型の深い接触プラグ48が、構造を覆って形成すべきゲートの下まで延びて、領域50を不要にすることもできる。
図1の左側にあるフィールド酸化物領域62は、赤色n+ソース/ドレイン領域56を、図1の左側より外に位置するあらゆる構造から分離する。図1の右側にあるフィールド酸化物領域64は、青色n+ソース/ドレイン領域20を、図1の右側より外に位置するあらゆる構造から分離する。フィールド酸化物領域66は、赤色検出器出力n型領域50を緑色n+ソース/ドレイン領域38から分離し、フィールド酸化物領域68は、緑色検出器出力n型領域32を青色検出器出力n型領域14から分離する。
次に図2を参照すると、本発明による例示的な3色画素センサ80の細部を概略図で示す。他の回路構成も可能であることが、当業者には容易に理解されるであろう。
3色画素センサ80は、赤色フォトダイオード82、緑色フォトダイオード84、および青色フォトダイオード86を含む。1つまたは複数の色の2つ以上のフォトダイオードを使用することができ、それに対応して画素センサ内に存在するトランジスタの数も増えることが、当業者には理解されるであろう。フォトダイオード82、84、および86のアノードは接地に接続され、フォトダイオード82、84、および86のカソードは、3つの色に対する光電荷収集ノードを備える。
フォトダイオード82、84、および86のカソードは、選択トランジスタを通って共通の感知ノード88に結合される。赤色選択トランジスタ90は、赤色フォトダイオード82のカソードと感知ノード88の間に結合される。赤色選択トランジスタ90のゲートは、赤色選択線92に結合される。緑色選択トランジスタ94は、緑色フォトダイオード84のカソードと感知ノード88の間に結合される。緑色選択トランジスタ94のゲートは、緑色選択線96に結合される。青色選択トランジスタ98は、青色フォトダイオード86のカソードと感知ノード88の間に結合される。青色選択トランジスタ98のゲートは、青色選択線100に結合される。
参照番号104のVDDと共通の感知ノード88の間に、共通のリセットトランジスタ102が結合される。リセットトランジスタ102のゲートは、リセット線106に結合される。
感知ノード88には、ソースフォロワトランジスタ108のゲートが結合され、そのドレインはVDD線104に結合され、そのソースは行選択トランジスタ110のドレインに結合される。行選択トランジスタ110のソースは電流源112に結合され、そのゲートは読出し(行選択)線114に結合される。赤色選択線92、緑色選択線96、または青色選択線100のうちの1つに信号がアサートされ、かつ行選択トランジスタ110のゲートに行選択信号がアサートされると、トランジスタ108はソースフォロワとして働き、そのソースに電圧Voutが現れ、フォトダイオードのうちの選択された1つに電荷が蓄積されたことを表す。
本発明の画素センサから色画像データを読み出すために、いくつかの技法を使用することができる。この目的には、相関二重サンプリング技法が特に有用である。相関二重サンプリングは、当技術分野ではよく知られており、「Image Sensors and Signal Processing for Digital Still Cameras」、Junichi Nakamura編、Taylor & Francis Group, Publisher、ISBN 0−8493−3545−0に記載されている。
したがって、図3に示すように、画素はまず、リセット線106上のリセットトランジスタ102のゲートにリセット信号をアサートすることによってリセットされ、一方赤色選択線92、緑色選択線96、および青色選択線100には、選択信号がアサートされる。次いで、各フォトダイオード82、84、および86のカソードの静電容量、ならびに各フォトダイオードが結合された色選択トランジスタ90、94、および98のソース/ドレイン拡散の静電容量に、光電流が統合される。
統合期間後、リセット線106上のリセットトランジスタ102のゲートにリセット信号をアサートすることによって、読出しリセット動作が実行される。共通の感知ノード88は、各色を読み出す前にリセットされる。これらの色が、青色、緑色、次いで赤色の順で読み出されるものとすると、行選択線114上に信号がアサートされ、次いで青色暗さレベルが読み出される。次に、青色選択線100に信号を印加することによって、青色信号が読み出される。次いで、緑色信号を読み出す前に、共通の感知ノード88がリセットされる。次いで、緑色暗さレベルが読み出される。次に、緑色選択線96に信号を印加することによって、緑色信号が読み出される。次いで、赤色信号を読み出す前に、共通の感知ノード88がリセットされる。次いで、赤色暗さレベルが読み出される。次に、赤色選択線96に信号を印加することによって、赤色信号が読み出される。図3は、まず青色、次いで緑色、次いで赤色の信号を読み出す順序を示すが、これらの色は、任意の順で読み出すことができることが、当業者には理解されるであろう。
本発明の実施形態および適用分野について、図示しかつ説明してきたが、本明細書内の本発明の概念から逸脱することなく、前述したものよりさらに多くの修正形態が可能であることが、当業者には明らかであるはずである。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲の精神以外で、限定されるものではない。
10 多色CMOS画素センサ
12 p型領域
14 青色検出器
16 ピン止めp型領域
18 ポリシリコンゲート電極
20 青色選択トランジスタのn+ソース/ドレイン領域
22 低不純物濃度ドレイン(LDD)領域
24 スペーサ
26 緑色検出器
28 p型青色/緑色バリア領域
30 緑色検出器用のn型の深い接触プラグ
32 緑色n型接触領域
34 ピン止めp型領域
36 ポリシリコンゲート電極
38 緑色選択トランジスタのn+ソース/ドレイン領域
40 低不純物濃度ドレイン(LDD)領域
42 スペーサ
44 赤色検出器
46 p型緑色/赤色バリア領域
48 赤色検出器用のn型の深い接触プラグ
50 赤色n型接触領域
52 ピン止めp型領域
54 ポリシリコンゲート電極
56 赤色選択トランジスタのn+ソース/ドレイン領域
62 フィールド酸化物領域
64 フィールド酸化物領域
66 フィールド酸化物領域
68 フィールド酸化物領域
80 3色画素センサ
82 赤色フォトダイオード
84 緑色フォトダイオード
86 青色フォトダイオード
88 感知ノード
90 赤色選択トランジスタ
92 赤色選択線
94 緑色選択トランジスタ
96 緑色選択線
98 青色選択トランジスタ
100 青色選択線
102 リセットトランジスタ
104 VDD、VDD
106 リセット線
108 ソースフォロワトランジスタ
110 行選択トランジスタ
112 電流源
114 読出し(行選択)線

Claims (12)

  1. p型半導体領域内に形成された多色CMOS画素センサであって、
    前記p型半導体領域の表面付近に位置するn型半導体材料領域から形成された、第1の色に対する第1の検出器と、
    前記p型半導体領域の表面に、前記第1の検出器を覆って形成された第1のピン止めp型領域であって、前記第1の検出器のための前記n型領域の表面部分が、前記ピン止めp型領域の縁部を越えて延びる、第1のピン止めp型領域と、
    前記p型半導体領域内で前記第1の検出器より下に位置するn型領域から形成された、第2の色に対する第2の検出器と、
    前記第2の検出器に接触し、前記p型半導体領域の表面まで延びる、第2の検出器用のn型の深い接触プラグと、
    前記p型半導体領域の表面に、前記第2の検出器用のn型の深い接触プラグの上部を覆って形成された第2のピン止めp型領域であって、前記第2の検出器用のn型の深い接触プラグの表面部分が、前記第2のピン止めp型領域の縁部を越えて延びる、第2のピン止めp型領域とを含む、多色CMOS画素センサ。
  2. 前記p型半導体領域の表面を覆って形成されかつ前記p型半導体領域の表面から絶縁されており、前記第1の検出器のための前記n型領域の表面部分の縁部、およびn+ソース/ドレイン領域の縁部に自己整合して、第1の色の選択トランジスタを形成する、第1のポリシリコンゲート電極と、
    前記p型半導体領域の表面を覆って形成されかつ前記p型半導体領域の表面から絶縁されており、前記第2の検出器用のn型の深い接触プラグの表面部分の縁部、およびn+ソース/ドレイン領域の縁部に自己整合して、第2の色の選択トランジスタを形成する、第2のポリシリコンゲート電極と
    をさらに含む、請求項1に記載の多色CMOS画素センサ。
  3. 前記p型半導体領域内で前記第2の検出器より下に位置するn型領域から形成された、第3の色に対する第3の検出器と、
    前記第3の検出器に接触し、前記p型半導体領域の表面まで延びる、第3の検出器用のn型の深い接触プラグと、
    前記p型半導体領域の表面に、前記p型半導体領域の表面付近の前記第3の検出器用のn型の深い接触プラグの上部を覆って形成された第3のピン止めp型領域であって、前記第3の検出器用のn型の深い接触プラグの表面部分が、前記ピン止めp型領域の縁部を越えて延びる、第3のピン止めp型領域と
    をさらに含む、請求項1に記載の多色CMOS画素センサ。
  4. 前記p型半導体領域の表面を覆って形成されかつ前記p型半導体領域の表面から絶縁されており、前記第3の検出器用のn型の深い接触プラグの表面部分の縁部、およびn+ソース/ドレイン領域の縁部に自己整合して、第3の色の選択トランジスタを形成する、第3のポリシリコンゲート電極をさらに含む、請求項3に記載の多色CMOS画素センサ。
  5. 前記p型半導体領域が、半導体材料本体内に形成されたpウェルである、請求項1に記載の多色CMOS画素センサ。
  6. 前記半導体材料本体が半導体基板である、請求項5に記載の多色CMOS画素センサ。
  7. 半導体基板上のp型半導体領域内に形成された多色CMOS画素センサであって、
    前記p型半導体領域の表面付近に位置するn型半導体材料領域から形成された青色検出器と、
    前記p型半導体領域の表面に、前記青色検出器を覆って形成されたピン止めp型領域であって、前記青色検出器のn型領域の表面部分が、前記ピン止めp型領域の縁部を越えて延びる、ピン止めp型領域と、
    前記p型半導体領域内で前記青色検出器より下に位置するn型領域から形成された緑色検出器と、
    前記緑色検出器に接触し、前記p型半導体領域の表面まで延びる、緑色検出器用のn型の深い接触プラグと、
    前記p型半導体領域の表面に、前記緑色検出器用のn型の深い接触プラグの上部を覆って形成されたピン止めp型領域であって、前記緑色検出器用のn型の深い接触プラグの表面部分が、前記ピン止めp型領域の縁部を越えて延びる、ピン止めp型領域と、
    前記p型半導体領域内で前記緑色検出器より下に位置するn型領域から形成された赤色検出器と、
    前記赤色検出器に接触し、前記p型半導体領域の表面まで延びる、赤色検出器用のn型の深い接触プラグと、
    前記p型半導体領域の表面に、前記p型半導体領域の表面付近の前記赤色検出器用のn型の深い接触プラグの上部を覆って形成されたピン止めp型領域であって、前記赤色検出器用のn型の深い接触プラグの表面部分が、前記ピン止めp型領域の縁部を越えて延びる、ピン止めp型領域と
    を含む多色CMOS画素センサ。
  8. 前記p型半導体領域が、半導体材料本体内に形成されたpウェルである、請求項7に記載の多色CMOS画素センサ。
  9. 前記半導体材料本体が半導体基板である、請求項8に記載の多色CMOS画素センサ。
  10. 半導体基板上のp型半導体領域内に形成された多色CMOS画素センサであって、
    前記p型半導体領域の表面付近に位置するn型半導体材料領域から形成された青色検出器と、
    前記p型半導体領域の表面に、前記青色検出器を覆って形成されたピン止めp型領域であって、前記青色検出器のn型領域の表面部分が、前記ピン止めp型領域の縁部を越えて延びる、ピン止めp型領域と、
    前記青色検出器領域の表面部分から隔置された、青色選択トランジスタのn+ソース/ドレイン領域と、
    前記p型半導体領域の表面を覆って形成されかつ前記p型半導体領域の表面から絶縁されており、前記青色検出器領域の表面部分の縁部、および前記青色検出器領域の表面部分から隔置された前記n+ソース/ドレイン領域の縁部に自己整合して、青色選択トランジスタを形成する、ポリシリコンゲート電極と、
    前記p型半導体領域内で前記青色検出器より下に位置するn型領域から形成された緑色検出器と、
    前記緑色検出器に接触し、前記p型半導体領域の表面まで延びる、緑色検出器用のn型の深い接触プラグと、
    前記p型半導体領域の表面に、前記緑色検出器用のn型の深い接触プラグの上部を覆って形成されたピン止めp型領域であって、前記緑色検出器用のn型の深い接触プラグの表面部分が、前記ピン止めp型領域の縁部を越えて延びる、ピン止めp型領域と、
    前記緑色検出器領域の表面部分から隔置された、緑色選択トランジスタのn+ソース/ドレイン領域と、
    前記p型半導体領域の表面を覆って形成されかつ前記p型半導体領域の表面から絶縁されており、前記緑色検出器用のn型の深い接触プラグの表面部分の縁部、および前記n+ソース/ドレイン領域の縁部に自己整合して、緑色選択トランジスタを形成する、ポリシリコンゲート電極と、
    前記p型半導体領域内で前記緑色検出器より下に位置するn型領域から形成された赤色検出器と、
    前記赤色検出器に接触し、前記p型半導体領域の表面まで延びる、赤色検出器用のn型の深い接触プラグと、
    前記p型半導体領域の表面に、前記p型半導体領域の表面付近の前記赤色検出器用のn型の深い接触プラグの上部を覆って形成されたピン止めp型領域であって、前記赤色検出器用のn型の深い接触プラグの表面部分が、前記ピン止めp型領域の縁部を越えて延びる、ピン止めp型領域と、
    前記青色検出器領域の表面部分から隔置された赤色選択トランジスタのn+ソース/ドレイン領域と、
    前記p型半導体領域の表面を覆って形成されかつ前記p型半導体領域の表面から絶縁されており、前記赤色検出器用のn型の深い接触プラグの表面部分の縁部、および前記n+ソース/ドレイン領域の縁部に自己整合して、赤色選択トランジスタを形成する、ポリシリコンゲート電極と
    を含む多色CMOS画素センサ。
  11. 前記p型半導体領域が、半導体材料本体内に形成されたpウェルである、請求項10に記載の多色CMOS画素センサ。
  12. 前記半導体材料本体が半導体基板である、請求項11に記載の多色CMOS画素センサ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020092254A (ja) * 2018-10-02 2020-06-11 フォベオン・インコーポレーテッド 焦点面位相検知画素センサーを有する撮像アレイ及び撮像アレイにおいて焦点面位相検知を行うための方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5151145B2 (ja) * 2006-12-26 2013-02-27 ソニー株式会社 スイッチ回路、可変コンデンサ回路およびそのic
US7834411B2 (en) * 2007-05-15 2010-11-16 Foveon, Inc. CMOS pixel sensor with depleted photocollectors and a depleted common node
US7759756B2 (en) * 2008-02-04 2010-07-20 Sharp Laboratories Of America, Inc. Dual-pixel full color CMOS imager
JP2009277798A (ja) * 2008-05-13 2009-11-26 Sony Corp 固体撮像装置及び電子機器
JP4900404B2 (ja) * 2009-02-23 2012-03-21 ソニー株式会社 固体撮像素子及びその駆動方法
US8637910B2 (en) * 2009-11-06 2014-01-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor
US8946845B1 (en) * 2011-02-02 2015-02-03 Aptina Imaging Corporation Stacked pixels for high resolution CMOS image sensors with BCMD charge detectors
JP5987326B2 (ja) * 2012-01-23 2016-09-07 ソニー株式会社 固体撮像素子および信号処理方法、並びに電子機器
US9257463B2 (en) * 2012-05-31 2016-02-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Self-aligned implantation process for forming junction isolation regions
KR102132351B1 (ko) * 2013-10-25 2020-07-09 삼성전자 주식회사 이미지 센서와 이를 포함하는 장치
JP6171997B2 (ja) * 2014-03-14 2017-08-02 ソニー株式会社 固体撮像素子およびその駆動方法、並びに電子機器
DE102015225797B3 (de) 2015-12-17 2017-05-04 Robert Bosch Gmbh Optischer Detektor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003298038A (ja) * 2002-04-05 2003-10-17 Canon Inc 光電変換素子及びそれを用いた固体撮像装置
JP2004510355A (ja) * 2000-09-25 2004-04-02 フォベオン・インコーポレーテッド 垂直型カラーフィルタ検出器群及びアレイ
JP2005072236A (ja) * 2003-08-25 2005-03-17 Renesas Technology Corp 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2005167187A (ja) * 2003-11-13 2005-06-23 Seiko Epson Corp 固体撮像装置及びその製造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6111300A (en) 1998-12-01 2000-08-29 Agilent Technologies Multiple color detection elevated pin photo diode active pixel sensor
US6455833B1 (en) 1999-03-09 2002-09-24 Micron Technology, Inc. Superposed multi-junction color APS
KR100386609B1 (ko) * 2000-04-28 2003-06-02 주식회사 하이닉스반도체 씨모스 이미지 센서 및 그의 제조 방법
US6965102B1 (en) 2002-04-05 2005-11-15 Foveon, Inc. Large dynamic range, low-leakage vertical color pixel sensor
KR20040036087A (ko) * 2002-10-23 2004-04-30 주식회사 하이닉스반도체 광의 파장에 따라 포토다이오드의 깊이가 다른 씨모스이미지센서 및 그 제조 방법
JP4388752B2 (ja) * 2003-03-11 2009-12-24 富士フイルム株式会社 Ccd型カラー固体撮像装置
US7148528B2 (en) 2003-07-02 2006-12-12 Micron Technology, Inc. Pinned photodiode structure and method of formation
US7253461B2 (en) * 2005-05-27 2007-08-07 Dialog Imaging Systems Gmbh Snapshot CMOS image sensor with high shutter rejection ratio
KR100723137B1 (ko) * 2005-11-24 2007-05-30 삼성전기주식회사 포토다이오드 소자 및 이를 이용한 광센서용 포토다이오드어레이
US20070131992A1 (en) * 2005-12-13 2007-06-14 Dialog Semiconductor Gmbh Multiple photosensor pixel image sensor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004510355A (ja) * 2000-09-25 2004-04-02 フォベオン・インコーポレーテッド 垂直型カラーフィルタ検出器群及びアレイ
JP2003298038A (ja) * 2002-04-05 2003-10-17 Canon Inc 光電変換素子及びそれを用いた固体撮像装置
JP2005072236A (ja) * 2003-08-25 2005-03-17 Renesas Technology Corp 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2005167187A (ja) * 2003-11-13 2005-06-23 Seiko Epson Corp 固体撮像装置及びその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020092254A (ja) * 2018-10-02 2020-06-11 フォベオン・インコーポレーテッド 焦点面位相検知画素センサーを有する撮像アレイ及び撮像アレイにおいて焦点面位相検知を行うための方法
JP7274393B2 (ja) 2018-10-02 2023-05-16 フォベオン・インコーポレーテッド 焦点面位相検知画素センサーを有する撮像アレイ及び撮像アレイにおいて焦点面位相検知を行うための方法

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