JP2011049240A - 固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 裏面側から入射される光を受光して信号電荷を生成する光電変換部と、表面側に設けられて信号電荷を読み出す読み出しトランジスタを有し、互いに絶縁膜を介して光軸方向に積層された複数の受光層113,123,133と、複数の受光層の最上層133の表面側に絶縁膜を介して積層され、読み出しトランジスタで読み出された信号を処理する信号走査回路210が設けられた半導体層213と、各絶縁膜の少なくとも一つを貫通して設けられ、各読み出しトランジスタと信号走査回路210とをそれぞれ接続するビアと、を備えた固体撮像装置であって、各受光層113,123,133はそれぞれ異なる色信号を取得し、該色信号は信号走査回路200により外部に出力される。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係わるMOS型固体撮像装置の単位画素の構造を示す断面図である。なお、図には示さないが、単位画素はX方向(紙面左右方向)及びY方向(紙面表裏方向)に2次元配置されている。
図9は、本発明の第2の実施形態に係わるMOS型固体撮像装置の単位画素の構成を示す断面図である。なお、図1と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
図10は、本発明の第3の実施形態に係わるMOS型固体撮像装置の単位画素の構成を示す断面図である。なお、図1と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
図11は、本発明の第4の実施形態に係わるMOS型固体撮像装置の単位画素の構成を示す断面図である。なお、図1と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
以上、第1乃至第3の実施形態および比較例を用いて本発明の説明を行ったが、この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも1つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも1つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
12…読み出しトランジスタ
13…増幅トランジスタ
14…垂直選択トランジスタ
15…リセットトランジスタ
100…受光層
111,121…Si単結晶基板
112,122…埋め込み絶縁膜
113…第1のSi層
114,124,134…ゲート電極
115,116,125,126,135,136…拡散層
117,127,137,217…層間絶縁膜
118,128,138…ビア
123…第2のSi層
133…第3のSi層
139…絶縁膜
200…信号走査回路部
213…第4のSi層
220…配線層
Claims (8)
- 2次元配置される複数の画素毎に、裏面側から入射される光を受光して信号電荷を生成する光電変換部と、表面側に設けられて前記光電変換部で生成された信号電荷を読み出す読み出しトランジスタを有し、互いに絶縁膜を介して光軸方向に積層された複数の受光層と、
前記複数の受光層の最上層の表面側に絶縁膜を介して積層され、前記各読み出しトランジスタで読み出された信号を処理する信号走査回路が設けられた半導体層と、
前記各絶縁膜の少なくとも一つを貫通して設けられ、前記各受光層の読み出しトランジスタと前記信号走査回路とをそれぞれ接続するビアと、
を具備してなり、前記各受光層はそれぞれ異なる色信号を取得し、該色信号は前記信号走査回路により外部に出力されることを特徴とする固体撮像装置。 - 前記ビアは、接続すべき読み出しトランジスタが形成された受光層よりも上層側の受光層を貫通して設けられ、該受光層とは電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項1記の固体撮像装置。
- 前記信号走査回路とそれぞれ接続するビアは、前記信号走査回路の同じ層にある配線に接続されることを特徴とする請求項1又は2に記載の固体撮像装置。
- 前記各受光層の単位画素ピッチは色毎に異なることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の固体撮像装置。
- 前記受光層は3層であり、最下層の受光層の裏面側から撮像光学系を介して光が入射されるものであり、
前記各受光層で生成される色信号は、前記撮像光学系に近い受光層から順番に、青を主波長とする信号、緑を主波長とする信号、赤を主波長とする信号であることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の固体撮像装置。 - 前記各受光層に、光電変換により生成された信号を蓄積するフォトダイオードと、フォトダイオードに蓄積された信号電荷を読み出す読み出しゲートと、読み出しゲートを介して読み出された信号電荷を蓄え電圧に変換する浮遊拡散層とが設けられ、前記浮遊拡散層に前記ビアが接続されていることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の固体撮像装置。
- 裏面側から入射される光を受光して信号電荷を生成する光電変換部と、表面側に設けられて前記光電変換部で生成された信号電荷を読み出す読み出しトランジスタを、2次元配置される複数の画素毎に有する複数の受光層を、互いに絶縁膜を介して光軸方向に積層する工程と、
前記複数の受光層の最上層の表面側に絶縁膜を介して半導体層を積層する工程と、
前記半導体層の表面部に、前記読み出しトランジスタで読み出された信号を処理する信号走査回路を設ける工程と、
前記各絶縁膜の少なくとも一つを貫通し、前記各受光層の読み出しトランジスタと前記信号走査回路とをそれぞれ接続するビアを設ける工程と、
を含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 第1のSi層に青を主波長とする光を検出する光電変換部と読み出しトランジスタを、2次元配置される複数の画素毎に対応させて形成する工程と、
前記第1のSi層上に第1の層間絶縁膜を介して第2のSi層を形成する工程と、
前記第2のSi層に緑を主波長とする光を検出する光電変換部と読み出しトランジスタを前記画素に対応して形成する工程と、
前記読み出しトランジスタが形成された前記第2のSi層上に第2の層間絶縁膜を介して第3のSi層を形成する工程と、
前記第3のSi層に赤を主波長とする光を検出する光電変換部と読み出しトランジスタを前記画素に対応して形成する工程と、
前記読み出しトランジスタが形成された前記第3のSi層上に、第3の層間絶縁膜を介して第4のSi層を形成する工程と、
前記第4のSi層に前記各読み出しトランジスタで読み出される信号を処理する信号走査回路を形成する工程と、
前記各層間絶縁膜の少なくとも一つを貫通し、前記第1乃至第3のSi層の各読み出しトランジスタと前記信号走査回路とを接続するビアを形成する工程と、
前記ビアを形成した後に、前記第4のSi層上に第4の層間絶縁膜を介して配線層を形成する工程と、
前記配線層上に支持基板を接着する工程と、
を含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
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