JP2015177034A5 - - Google Patents

Description

本発明の一つの側面は固体撮像装置にかかり、前記固体撮像装置は、第１導電型の第１の半導体領域を含む半導体基板と、前記半導体基板に形成された第２導電型の複数の電荷蓄積領域と、前記半導体基板に形成された複数のトランジスタと、を備える固体撮像装置であって、前記複数のトランジスタは、前記複数の電荷蓄積領域に蓄積された電荷に基づく信号を出力し、前記固体撮像装置は、前記半導体基板の前記電荷蓄積領域よりも深い位置であって、前記第１の半導体領域よりも浅い位置に、前記第１の半導体領域と電気的に導通するように形成された、前記第１の半導体領域よりも高い不純物濃度を有する前記第１導電型の第２の半導体領域と、前記半導体基板の前記第２の半導体領域と前記第１の半導体領域との間に形成され、第１の電源電圧を受ける前記第２導電型の第３の半導体領域と、をさらに備え、前記第２の半導体領域は、前記半導体基板の上面に対する平面視において２以上の前記トランジスタを含む領域にわたって形成されており、前記第１の電源電圧とは異なる第２の電源電圧を受けて前記２以上の前記トランジスタに電流を供給することを特徴とする。

Claims (24)

1. 第１導電型の第１の半導体領域を含む半導体基板と、
   前記半導体基板に形成された第２導電型の複数の電荷蓄積領域と、
   前記半導体基板に形成された複数のトランジスタと、を備える固体撮像装置であって、
   前記複数のトランジスタは、前記複数の電荷蓄積領域に蓄積された電荷に基づく信号を出力し、
   前記固体撮像装置は、
   前記半導体基板の前記電荷蓄積領域よりも深い位置であって、前記第１の半導体領域よりも浅い位置に、前記第１の半導体領域と電気的に導通するように形成された、前記第１の半導体領域よりも高い不純物濃度を有する前記第１導電型の第２の半導体領域と、
   前記半導体基板の前記第２の半導体領域と前記第１の半導体領域との間に形成され、第１の電源電圧を受ける前記第２導電型の第３の半導体領域と、をさらに備え、
   前記第２の半導体領域は、前記半導体基板の上面に対する平面視において２以上の前記トランジスタを含む領域にわたって形成されており、前記第１の電源電圧とは異なる第２の電源電圧を受けて前記２以上の前記トランジスタに電流を供給する
   ことを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記半導体基板に形成され、前記電荷蓄積領域に蓄積された電荷量にしたがう電位が与えられる前記第２導電型の複数の第４の半導体領域をさらに備え、
   前記第４の半導体領域は、前記複数のトランジスタの出力電位を制御する制御部として作用する
   ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記トランジスタは、接合型電界効果トランジスタを含み、
   前記第４の半導体領域は、前記接合型電界効果トランジスタのゲートとして作用する
   ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
4. 前記トランジスタは、静電誘導型トランジスタを含み、
   前記第４の半導体領域は、前記静電誘導型トランジスタのゲートとして作用する
   ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
5. 前記トランジスタは、バイポーラトランジスタを含み、
   前記第４の半導体領域は、前記バイポーラトランジスタのベースとして作用する
   ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
6. 前記半導体基板に形成され、前記電荷蓄積領域に蓄積された電荷を前記第４の半導体領域に転送するための複数の第２トランジスタをさらに備える
   ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
7. 前記第３の半導体領域は、前記半導体基板の上面に対する平面視において、前記第１の半導体領域と前記第２の半導体領域とを電気的に導通させるパターンを有する
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
8. 前記第３の半導体領域は、前記半導体基板の上面に対する平面視において、格子形状または短冊形状に形成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
9. 前記格子形状の前記第３の半導体領域は、前記第１の半導体領域と前記第３の半導体領域との境界部で形成される空乏層によって、前記第１の半導体領域の前記第３の半導体領域より上の部分と、前記第１の半導体領域の前記第３の半導体領域より下の部分とが電気的に分離されないように形成されている
   ことを特徴とする請求項８に記載の固体撮像装置。
10. 前記第３の半導体領域に前記第１の電源電圧を供給するためのコンタクトプラグをさらに備える
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
11. 前記第３の半導体領域と前記コンタクトプラグとを電気的に接続する半導体領域をさらに備える
    ことを特徴とする請求項１０に記載の固体撮像装置。
12. 前記半導体基板の前記第３の半導体領域よりも深い位置に前記第１の半導体領域よりも高い前記第１導電型の不純物濃度で前記第１の半導体領域に接触するように形成された前記第１導電型の第５の半導体領域をさらに備え、
    前記第５の半導体領域は、前記半導体基板の上面に対する平面視において２以上の前記トランジスタを含む領域にわたって形成されている
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
13. 前記第１の半導体領域および前記第２の半導体領域に前記第２の電源電圧を供給するための第２のコンタクトプラグをさらに備える
    ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
14. 前記第１の半導体領域よりも高い前記第１導電型の不純物濃度で形成され、前記第２の半導体領域と前記第２のコンタクトプラグとを電気的に接続する半導体領域をさらに備える
    ことを特徴とする請求項１３に記載の固体撮像装置。
15. 前記半導体基板の前記複数の電荷蓄積領域および前記複数のトランジスタが形成された面とは反対側の面に配され、前記第１の半導体領域および前記第２の半導体領域に前記第２の電源電圧を供給するための電極をさらに備える
    ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
16. 前記半導体基板の前記第２の半導体領域より浅い位置に形成された素子分離領域をさらに備える
    ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
17. 前記素子分離領域は、前記第１の半導体領域に接触するように形成された前記第１導電型の半導体領域である
    ことを特徴とする請求項１６に記載の固体撮像装置。
18. 前記素子分離領域は前記第２の半導体領域に接触している
    ことを特徴とする請求項１７に記載の固体撮像装置。
19. 請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、
    前記固体撮像装置から出力される信号を処理する処理部と、を具備する
    ことを特徴とするカメラ。
20. 第１導電型の第１の半導体領域を含む半導体基板を準備する工程と、
    前記第１の半導体領域に、前記第１導電型とは極性が異なる第２導電型の複数の電荷蓄積領域を形成する工程と、
    前記半導体基板の前記第１の半導体領域に、前記電荷蓄積領域に蓄積された電荷量にしたがう電流を出力する複数のトランジスタを形成する工程と、
    前記半導体基板の前記電荷蓄積領域よりも深い位置に前記第１の半導体領域よりも高い前記第１導電型の不純物濃度で前記第１の半導体領域に接触するように、前記半導体基板の上面に対する平面視において２以上の前記トランジスタを含む領域にわたって前記第１導電型の第２の半導体領域を形成する工程と、を有する
    ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
21. 前記半導体基板の前記第２の半導体領域よりも深い位置に前記第１の半導体領域に接触するように前記第２導電型の第３の半導体領域を形成する工程をさらに有する
    ことを特徴とする請求項２０に記載の固体撮像装置の製造方法。
22. 前記第２の半導体領域および前記第３の半導体領域を形成する工程は、
    前記半導体基板の前記第１の半導体領域の上に開口を有するレジストパターンを前記半導体基板の上に形成する工程と、
    前記第１の半導体領域に前記レジストパターンを介して前記第２導電型の不純物を注入して、前記第１の半導体領域における前記開口の下の位置に前記第２導電型の前記第３の半導体領域を形成しながら、前記第１の半導体領域における前記第３の半導体領域よりも浅い位置に前記第２導電型の第１領域を形成する工程と、
    前記第１の半導体領域における前記第１領域と同じ深さの位置に前記第１導電型の不純物を注入して、前記第１導電型の前記第２の半導体領域を形成する工程と、を含む
    ことを特徴とする請求項２１に記載の固体撮像装置の製造方法。
23. 前記第１領域は、前記レジストパターンを通過した前記第２導電型の不純物によって形成された領域である
    ことを特徴とする請求項２２に記載の固体撮像装置の製造方法。
24. 前記半導体基板に、前記電荷蓄積領域に蓄積された電荷量にしたがう電位が与えられて前記複数のトランジスタの電流量を制御する制御部として作用する前記第２導電型の複数の第４の半導体領域を形成する工程をさらに有する
    ことを特徴とする請求項２０乃至２３のいずれか１項に記載の固体撮像装置の製造方法。