JP2015230958A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015230958A JP2015230958A JP2014116198A JP2014116198A JP2015230958A JP 2015230958 A JP2015230958 A JP 2015230958A JP 2014116198 A JP2014116198 A JP 2014116198A JP 2014116198 A JP2014116198 A JP 2014116198A JP 2015230958 A JP2015230958 A JP 2015230958A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pixel
- pixels
- solid
- imaging device
- state imaging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
【課題】固体撮像装置で発生するシェーディングを低減するための技術を提供する。【解決手段】アレイ状に配された複数の画素はそれぞれ、電荷蓄積領域を含む光電変換素子と、フローティングディフュージョン領域と、電荷蓄積領域からフローティングディフュージョン領域へ電荷を転送するための転送トランジスタとを半導体基板に有する。半導体基板の表面に対する平面視において、複数の画素のそれぞれの電荷蓄積領域は、転送トランジスタのゲートに重なる部分を含む。転送トランジスタのゲートに信号を供給するように構成された駆動回路から遠くにある第1画素の当該部分の面積は、駆動回路から近くにある第2画素の当該部分の面積よりも大きい。【選択図】図3
Description
本発明は固体撮像装置に関する。
固体撮像装置の大型化にともなって固体撮像装置の配線が長くなった結果、配線を流れる信号の電圧降下や遅延により、シェーディングと呼ばれる画像の輝度ムラが発生しやすくなっている。特許文献1では、駆動バッファにより画素列毎に電位を供給し、垂直駆動回路で画素行毎に電位を供給することで、配線長の増加によるリセット電位の低下による誤差を低減し、シェーディングを低減する。
特許文献1に示される固体撮像装置であっても、各画素の転送トランジスタを制御する制御信号は駆動回路から駆動線を通じて供給される。駆動回路からの距離が近い画素と遠い画素とでは、遅延等の影響によって制御信号の波形が異なってしまう。この波形の変化に起因して、固体撮像装置で得られる画像にシェーディングが発生することがあることを本発明者らは見出した。そこで、本発明は、固体撮像装置で発生するシェーディングを低減するための技術を提供することを目的とする。
上記課題に鑑みて、本発明の一部の側面では、アレイ状に配された複数の画素であって、各画素は、電荷蓄積領域を含む光電変換素子と、フローティングディフュージョン領域と、前記電荷蓄積領域から前記フローティングディフュージョン領域へ電荷を転送するための転送トランジスタとを半導体基板に有する、複数の画素と、前記複数の画素の前記転送トランジスタのゲートに信号を供給するように構成された駆動回路と、前記複数の画素の行ごとに配され、前記転送トランジスタのゲートと前記駆動回路とを接続する複数の駆動線とを備え、前記半導体基板の表面に対する平面視において、前記複数の画素のそれぞれの前記電荷蓄積領域は、前記転送トランジスタのゲートに重なる部分を含み、前記複数の画素は、同一の駆動線に接続された第1画素と第2画素とを含み、前記駆動回路から前記第1画素までの距離は、前記駆動回路から前記第2画素までの距離よりも遠く、前記第1画素の前記部分の面積は、前記第2画素の前記部分の面積よりも大きいことを特徴とする固体撮像装置が提供される。本発明の他の側面では、アレイ状に配された複数の画素であって、各画素は、電荷蓄積領域を含む光電変換素子と、フローティングディフュージョン領域と、前記電荷蓄積領域から前記フローティングディフュージョン領域へ電荷を転送するための転送トランジスタとを半導体基板に有する、複数の画素と、前記複数の画素の前記転送トランジスタのゲートに信号を供給するように構成された駆動回路と、前記複数の画素の行ごとに配され、前記転送トランジスタのゲートと前記駆動回路とを接続する複数の駆動線とを備え、前記複数の画素のそれぞれは、前記電荷蓄積領域の一部を覆う表面不純物領域を前記半導体基板に更に有し、前記半導体基板の表面に対する平面視において、前記複数の画素のそれぞれの前記電荷蓄積領域は、前記転送トランジスタのゲートと前記表面不純物領域との間にある部分を含み、前記複数の画素は、同一の駆動線に接続された第1画素と第2画素とを含み、前記駆動回路から前記第1画素までの距離は、前記駆動回路から前記第2画素までの距離よりも遠く、前記第1画素の前記部分の面積は、前記第2画素の前記部分の面積よりも大きいことを特徴とする固体撮像装置が提供される。
上記手段により、固体撮像装置で発生するシェーディングを低減するための技術が提供される。
添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について以下に説明する。様々な実施形態を通じて同様の要素には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。以下の説明においては、電荷が電子である場合を説明するが、これに限られるものではなく、各実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。
図1を参照しつつ、一部の実施形態に係る固体撮像装置100の構成例について説明する。図1(a)は、固体撮像装置100全体の各構成要素のレイアウト図である。固体撮像装置100は、画素アレイ110と、駆動回路120と、出力回路130と、電源140とを有しうる。画素アレイ110には複数の画素111がアレイ状に配されている。駆動回路120は画素111の動作を制御するための制御信号を、駆動線112を通じて画素111に供給する。出力回路130は画素111で生成された画素信号を、信号線113を通じて読み出して外部へ出力する。電源140は駆動回路120に電力を供給する。
固体撮像装置100は複数の駆動線112を有しており、いずれの駆動線112も駆動回路120に接続されている。それぞれの駆動線112は行方向(図の横方向)に延びており、行方向に並んだ複数の画素111に共通に接続されている。また、固体撮像装置100は複数の信号線113を有しており、いずれの信号線113も出力回路130に接続されている。それぞれの信号線113は列方向(図の縦方向)に延びており、列方向に並んだ複数の画素111に共通に接続されている。
画素111は光電変換素子と転送トランジスタとを有していればどのような構成であっても本発明を適用可能である。図1(b)の等価回路図を参照しつつ、そのような構成の一例を説明する。画素111は、光電変換素子の一例であるフォトダイオードPDと、転送トランジスタTTと、リセットトランジスタRTと、増幅トランジスタATとを有しうる。これらのトランジスタは例えばMOSトランジスタである。転送トランジスタTTの一方の主電極はフォトダイオードPDに接続されており、他方の主電極はフローティングディフュージョン領域FD(以下、FD領域FD)に接続されており、ゲートは駆動線112に接続されている。リセットトランジスタRTの一方の主電極にはリセット電圧が供給され、他方の主電極はFD領域FDに接続されており、ゲートにはリセット信号RSTが供給される。増幅トランジスタATの一方の主電極には電源電圧が供給され、他方の主電極は信号線113に接続されており、ゲートはFD領域FDに接続されている。フォトダイオードPDに入射した光は電荷に変換され、転送トランジスタTTがオンになることによって、FD領域FDに転送される。その後、FD領域FDの電位が増幅トランジスタATによって増幅されて画素信号として読み出される。FD領域FDの電位はリセットトランジスタRTがオンになることによってリセットされる。なお、画素111は、別のフォトダイオードPDと別の転送トランジスタTTを更に有していてもよい。また、1つの画素のリセットトランジスタRTや増幅トランジスタAT等は、別の画素と共有化される場合もありうる。
画素アレイ110は、画素加算トランジスタを含んでもよい。例えば、画素加算トランジスタは、隣接する2つの画素111のFD領域FDを接続するように配される。画素加算トランジスタを動作させるためには、リセットトランジスタRTの電位と、画素加算トランジスタの電位との電位差を大きくすることになる。そこで、FD領域FDにかかる電位を小さくする場合がある。FD領域FDの電位の低下により、シェーディングが発生しやすい状況が生じる。
続いて、図2を参照しつつ、駆動線112を流れる制御信号の波形について説明する。駆動線112のうち駆動回路120に近い位置201を流れる制御信号の波形では、電圧が垂直に立ち下がっている。駆動線112のうち中頃の位置202を流れる制御信号の波形では、IRドロップの影響により、電圧の立下りがなだらかになる。駆動線112のうち駆動回路120に遠い位置203を流れる制御信号の波形では、電圧の立下りがさらになだらかになる。このように、駆動線112を流れる制御信号は、駆動回路120からの距離が遠くなるほど、電圧の立下りがなだらかになる。その結果として、フォトダイオードPDで発生した電子が同量であったとしても、転送トランジスタTTがオンからオフへ移行した後にFD領域FDに存在する電子の量が画素111ごとにばらついてしまう。この電子の量ばらつきに起因して、固体撮像装置100で得られる画像にシェーディングが発生する。
発明者らは、このFD領域FDに存在する電子の量のばらつきは、チャネル領域に位置する電子のうち、転送トランジスタTTがオンからオフへ移行する際にFD領域FDに入る電子の量が、電圧の立下りに応じて変わることに起因することを見出した。また、発明者らは、FD領域FDに入る電子の量は、転送トランジスタTTのゲートとフォトダイオードPDの電荷蓄積領域との平面視における重なり具合にも依存することを見出した。そこで、本実施形態では、画素111の転送トランジスタTTのゲートと、フォトダイオードPDの電荷蓄積領域との平面視における重なり具合を調整することによって、制御信号の波形の変化に起因するシェーディングを低減する。
図3を参照しつつ、駆動回路120から異なる距離にある2つの画素における上記の重なり具合について説明する。駆動回路120から画素111までの距離は、直線距離によって規定されてもよいし、駆動線112のうち駆動回路120と画素111とを接続する部分の長さによって規定されてもよい。
図3(a)は、駆動回路120からの距離が遠い画素111a(図2)の一部に着目した図である。この図では、半導体基板SBのp型の不純物領域WLa(ウェル領域)と、転送トランジスタTTのゲートGTaと、n型のFD領域FDaと、フォトダイオードPDのn型の電荷蓄積領域CAaと、p型の表面不純物領域SPaとに着目する。図3(a)の上側の図は画素111aの平面図を示し、下側の図は、平面図におけるAA′線断面図を示す。説明のために、平面図ではゲートGTaを透過的に示している。
不純物領域WLaの内部にFD領域aと、電荷蓄積領域CAaとが形成されている。不純物領域WLaのうち、FD領域FDaと電荷蓄積領域CAaの間にある部分がチャネル領域となる。ゲートGTaはチャネル領域を覆う位置にある。ゲートGTaは、半導体基板SBの表面(例えば、光電変換素子や転送トランジスタが形成された面)に対する平面視(以下、単に平面視と呼ぶ)において、電荷蓄積領域CAaの一部に重なる。また、ゲートGTaは、FD領域FDaの一部に重なってもよい。電荷蓄積領域CAaのうち、ゲートGTaから遠い方の表面は表面不純物領域SPaによって覆われている。平面図において、FD領域FDa、電荷蓄積領域CAa及びチャネル領域の周囲には素子分離領域が配されていてもよいし、不純物領域WLaよりも不純物濃度が高いp+型の不純物領域が配されていてもよい。
図3(b)は、駆動回路120からの距離が中程度である画素111b(図2)の一部に着目した図である。図3(b)の上側の図は画素111bの平面図を示し、下側の図は、平面図におけるBB′線断面図を示す。図3(b)の説明は図3(a)の説明と同様であり、図3(b)では各構成要素の参照符号の末尾を「a」の代わりに「b」で表す。
図3(a)に示すように、電荷蓄積領域CAaのうち、平面視においてゲートGTaと重なる部分を重なり部分301aと呼ぶ。同様に、図3(b)に示すように、電荷蓄積領域CAbのうち、平面視においてゲートGTbと重なる部分を重なり部分301bと呼ぶ。以下、重なり部分301a、301bを総称して重なり部分301と呼ぶ。
本実施形態では、重なり部分301aの面積が、重なり部分301bの面積よりも大きい。具体的に、重なり部分301aのチャネル長方向の長さ302aが重なり部分301bのチャネル長方向の長さ302bよりも長く、重なり部分301a、301bのチャネル幅方向の長さが互いに等しい。以下、長さ302a、302bを総称して長さ302と呼ぶ。このように構成することによって、制御信号の電圧の立下りのばらつきに起因するシェーディングの発生を抑制できる。
重なり部分301以外の構成要素の形状は、画素111aと画素111bとで同一であってもよい。例えば、ゲートGTaのチャネル長方向の長さとゲートGTbのチャネル長方向の長さとは互いに等しくてもよい。ゲートGTaのチャネル幅方向の長さとゲートGTbのチャネル幅方向の長さとは互いに等しくてもよい。また、重なり部分301a、301bが上述の関係にあれば、他の構成要素の形状は図3の例とは異なる形状であってもよい。
画素アレイ110に含まれる複数の画素111は、駆動回路120から各画素までの距離に基づいて、それぞれが個別の重なり部分301の面積を有していてもよい。これに代えて、画素アレイ110に含まれる複数の画素111は、駆動回路120から各画素までの距離に基づいて複数のグループに分割されていてもよく、グループごとに異なる重なり部分301の面積を有していてもよい。図4(a)の例では、駆動回路120からの距離に応じて、画素アレイ110が4つの矩形の領域401〜404に分割されており、各領域401〜404に含まれる画素がグループを構成する。領域401が駆動回路120の最も近くに位置し、領域402、403、404の順に駆動回路120から遠くなる。そのため、領域401に含まれる画素111の重なり部分301の面積が最も小さく、領域402、403、404の順に画素111の重なり部分301の面積が大きくなる。同一の領域に含まれる複数の画素111の重なり部分301は、何れも同じ面積を有してもよい。隣接する領域の重なり部分301の長さ302の差は0.01μm刻みであってもよい。例えば、領域401に含まれる画素の重なり部分301の長さ302と領域402に含まれる画素の重なり部分301の長さ302との差は0.01μmであってもよい。
一部の実施形態では、画素のグループの個数が同一の駆動線に接続された画素の個数(すなわち、画素列の本数)よりも少ない。この場合には、少なくとも1つのグループは、同一の駆動線に接続された画素111を2つ以上含むことになり、同じ重なり部分301の面積を有することになる。他の実施形態では、画素列ごとに画素のグループを構成してもよい。この場合には、同一の駆動線112に接続される画素は互いに異なるグループに含まれることになり、互いに異なる重なり部分301の面積を有することになる。
図4(a)の例では、画素アレイ110を矩形の領域に分割したが、それ以外の形状で分割してもよい。駆動線112を流れる制御信号の波形の変化は、駆動回路120と画素111との距離だけではなく、電源140と駆動線112との距離にも依存する場合がある。例えば、電源140からの距離が遠い駆動線112に流れる制御信号ほど、波形の変化(波形の鈍り)が大きくなる。そこで、図4(b)の例では、駆動回路120から等距離にある2つ以上の画素111(すなわち、同じ画素列に含まれる画素111)であっても、電源140から遠くに位置する駆動線112に接続された画素111ほど重なり部分301の面積が大きい。すなわち、領域411に含まれる画素111の重なり部分301の面積が最も小さく、領域412、413、414の順に画素111の重なり部分301の面積が大きくなる。それぞれの領域の重なり部分301の長さ302の差は図4(a)の例と同様に0.01μm刻みであってもよい。図4(a)、(b)の例では画素アレイ110を4つの領域に分けたが、2つ以上の領域であればいくつに分割してもかまわない。
図5を参照しつつ、一部の実施形態における画素のグループの構成について説明する。図5は、互いに隣接する2つの領域501、502の境界付近における拡大図である。図4(a)のように、隣接する領域同士の境界が直線である場合に、固体撮像装置100から得られた画像において、この境界部分が目立つ場合がある。そこで、図5の例では、領域501と領域502との境界において画素111が櫛状に配され、領域501と領域502とが相互に入り込んでいる。言い換えると、この境界は凹凸を有する。その結果、駆動回路120から等距離にある複数の画素(図5の直線503上にある画素)は、1以上の画素ごとに、領域501に含まれる画素と領域502に含まれる画素とが交互に現れる。これにより、固体撮像装置100で得られた画像において、領域の境界を目立たなくすることができる。領域501と領域502との間の境界の形状は図5に示すような直交するものだけでなく、波状となっていてもよいし、他の形状を有していてもよい。また、画素アレイ110が領域の境界を複数有する場合に、図5に示す形状を一部の境界のみが有していてもよいし、すべての境界が有していてもよい。
続いて、図6を参照しつつ、固体撮像装置100の製造方法について説明する。S601で、テスト用の固体撮像装置における電荷蓄積領域を作製するためのテスト用のマスクを作製する。例えば、このマスクでは、すべての画素の重なり部分301の面積を等しくする。その後、S602で、テスト用の固体撮像装置を製造する。テスト用の固体撮像装置の電荷蓄積領域は、S601で作製したテスト用のマスクを用いて製造される。テスト用の固体撮像装置は、光電変換素子と転送トランジスタとを有する画素を形成できればどのような方法で製造してもよく、例えば既存の方法で製造してもよいので、その説明を省略する。
その後、S603で、テスト用の固体撮像装置の各画素において発生するシェーディング量を測定する。シェーディング量とは、画素において発生するシェーディングの度合いを表す量であり、例えば均一な光をテスト用の固体撮像装置に照射した場合に得られる各画素の画素信号に基づいて決定される。
その後、S604で、シェーディング量に基づいて製品用の固体撮像措置の各画素の重なり部分301の面積を決定する。重なり部分301の面積は、個別の画素について決定されてもよいし、画素のグループごとに決定されてもよい。例えば、シェーディング量と重なり部分301の面積とを1対1に対応させてもよい。これに代えて、シェーディング量を複数の範囲に分割して、各範囲に含まれる画素に同一の重なり部分301の面積を設定する。例えば、シェーディング量が15以上である画素を第1グループとし、第1グループに含まれる画素に同じ重なり部分301の面積を設定する。第1グループの画素は例えば図4(a)の領域401に位置する画素でありうる。次に、シェーディング量が10以上15未満である画素を第2グループとする。第2グループの画素は例えば図4(a)の領域402に位置する画素でありうる。次に、シェーディング量が5以上10未満である画素を第3グループとする。第3グループの画素は例えば図4(a)の領域403に位置する画素でありうる。最後に、シェーディング量が0以上5未満である画素を第4グループとする。第4グループの画素は例えば図4(a)の領域404に位置する画素でありうる。
その後、S605で、製品用の固体撮像装置における電荷蓄積領域を作製するための製品用のマスクを作製する。製品用のマスクは、S604で決定された重なり部分301の面積に従って製造される。その後、S606で、製品用の固体撮像装置を製造する。製品用の固体撮像装置の電荷蓄積領域は、S605で作製した製品用のマスクを用いて作製される。製品用の固体撮像装置は、光電変換素子と転送トランジスタとを有する画素を形成できればどのような方法で製造してもよく、例えば既存の方法で製造してもよいので、その説明を省略する。以上の方法によって、上述の固体撮像装置100のような、シェーディングの発生を抑制可能な固体撮像装置が製造される。
続いて、図7を参照しつつ、本発明の別の実施形態について説明する。図7(a)は駆動回路120からの距離が遠い画素111a(図2)の一部に着目した図であり、図3(a)の平面図に対応する。図7(b)は駆動回路120からの距離が中程度である画素111b(図2)の一部に着目した図であり、図3(b)の平面図に対応する。図7の各図の断面図は、図3に示したものと同様であるので省略する。図7(a)に示すように、電荷蓄積領域CAaのうち、平面視においてゲートGTaと重なる部分を重なり部分701aと呼ぶ。同様に、図7(b)に示すように、電荷蓄積領域CAbのうち、平面視においてゲートGTbと重なる部分を重なり部分701bと呼ぶ。以下、重なり部分701a、701bを総称して重なり部分701と呼ぶ。
図3の実施形態では、重なり部分301のチャネル長方向の長さ302を調整することによって、重なり部分301の面積を調整した。図7の実施形態では、重なり部分のチャネル幅方向の長さを調整することによって、重なり部分701の面積を調整する。具体的に、重なり部分701aのチャネル幅方向の長さ702aが重なり部分701bのチャネル幅方向の長さ702bよりも長く、重なり部分701a、701bのチャネル長方向の長さが互いに等しい。画素111bの電荷蓄積領域CAbは、画素111aの電荷蓄積領域CAaの一部を除去した形状であるとみなしてもよい。図7(b)の例では、電荷蓄積領域CAbのチャネル幅方向の両端が凹んでいるが、一方のみが凹んでいてもよい。
図7の実施形態についても、図3の実施形態に対して説明した変形例を同様に適用できる。また、両実施形態を組み合わせて、重なり部分のチャネル長方向の長さとチャネル幅方向との両方を調整することによって、重なり部分の面積を調整してもよい。また、上述の例では重なり部分が矩形であったが、この形状に限られず、重なり部分は例えば曲線部分を有してもよい。
続いて、図8を参照しつつ、本発明の別の実施形態について説明する。図8(a)は駆動回路120からの距離が遠い画素111a(図2)の一部に着目した図であり、図3(a)に対応する。図8(b)は駆動回路120からの距離が中程度である画素111b(図2)の一部に着目した図であり、図3(b)に対応する。図8(a)に示すように、電荷蓄積領域CAaのうち、平面視においてゲートGTaと表面不純物領域SPaとの何れにも覆われていない部分を非被覆部分801aと呼ぶ。同様に、図8(b)に示すように、電荷蓄積領域CAbのうち、平面視においてゲートGTbと表面不純物領域SPbとの何れにも覆われていない部分を非被覆部分801bと呼ぶ。以下、非被覆部分801a、801bを総称して非被覆部分801と呼ぶ。非被覆部分801は、平面視において、ゲート電極と表面不純物領域との間に位置し、これらによって挟まれた位置にある。
発明者らは、FD領域FDに入る電子の量は、非被覆部分801の平面視における面積にも依存することを見出した。これは、重なり部分と逆導電型の表面不純物領域が重なり部分へ影響を与えるためと考えられる。そこで、本実施形態では、非被覆部分801aの面積が、非被覆部分801bの面積よりも大きい。具体的に、非被覆部分801aのチャネル長方向の長さ802aが非被覆部分801bのチャネル長方向の長さ802bよりも長く、非被覆部分801a、801bのチャネル幅方向の長さが互いに等しい。以下、長さ802a、802bを総称して長さ802と呼ぶ。図8のように構成することによって、制御信号の電圧の立下りのばらつきに起因するシェーディングの発生を抑制できる。
非被覆部分801以外の構成要素の形状は、画素111aと画素111bとで同一であってもよい。例えば、ゲートGTaのチャネル長方向の長さとゲートGTbのチャネル長方向の長さとは互いに等しくてもよい。また、電荷蓄積領域のうち平面視においてゲートと重なる部分の面積は互いに等しくてもよい。さらに、非被覆部分801a、801bが上述の関係にあれば、他の構成要素の形状は図8の例とは異なる形状であってもよい。
図8の実施形態についても、図3の実施形態に対して説明した変形例を同様に適用できる。また、両実施形態を組み合わせて、重なり部分の面積と非被覆部分の面積との両方を調整してもよい。
続いて、図9を参照しつつ、本発明の別の実施形態について説明する。図9(a)は駆動回路120からの距離が遠い画素111a(図2)の一部に着目した図であり、図8(a)の平面図に対応する。図9(b)は駆動回路120からの距離が中程度である画素111b(図2)の一部に着目した図であり、図8(b)の平面図に対応する。図9の各図の断面図は、図8に示したものと同様であるので省略する。図9(a)に示すように、電荷蓄積領域CAaのうち、平面視においてゲートGTaと表面不純物領域SPaとの何れにも覆われていない部分を非被覆部分901aと呼ぶ。同様に、図9(b)に示すように、電荷蓄積領域CAbのうち、平面視においてゲートGTbと表面不純物領域SPbとの何れにも覆われていない部分を非被覆部分901bと呼ぶ。以下、非被覆部分901a、901bを総称して非被覆部分901と呼ぶ。図9では、電荷蓄積領域CAa、CAbの周囲に位置する高濃度のp+型の不純物領域HCa、HCbを明示している。
図8の実施形態では、非被覆部分801のチャネル長方向の長さ802を調整することによって、非被覆部分801の面積を調整した。図9の実施形態では、非被覆部分のチャネル幅方向の長さを調整することによって、非被覆部分901の面積を調整する。具体的に、非被覆部分901aのチャネル幅方向の長さ902aが非被覆部分901bのチャネル幅方向の長さ902bよりも長く、非被覆部分901a、901bのチャネル長方向の長さが互いに等しい。画素111bの電荷蓄積領域CAbは、画素111aの電荷蓄積領域CAaの一部を除去した形状であるとみなしてもよい。図9(b)の例では、電荷蓄積領域CAbのチャネル幅方向の両端が凹んでいるが、一方のみが凹んでいてもよい。
図9の実施形態についても、図3の実施形態に対して説明した変形例を同様に適用できる。また、図9の実施形態と図8の実施形態とを組み合わせて、非被覆部分のチャネル長方向の長さとチャネル幅方向との両方を調整することによって、非被覆部分の面積を調整してもよい。また、上述の例では非被覆部分が矩形であったが、この形状に限られず、非被覆部分は例えば曲線部分を有してもよい。
以下、上記の各実施形態に係る固体撮像装置の応用例として、この固体撮像装置が組み込まれたカメラについて例示的に説明する。カメラの概念には、撮影を主目的とする装置のみならず、撮影機能を補助的に有する装置(例えば、パーソナルコンピュータ、携帯端末等)も含まれる。カメラは、上記の実施形態として例示された本発明に係る固体撮像装置と、この固体撮像装置から出力される信号を処理する信号処理部とを含む。この信号処理部は、例えば、A/D変換器と、このA/D変換器から出力されるデジタルデータを処理するプロセッサとを含みうる。
111a、111b:画素、SPa、SPb:表面不純物領域、CAa、CAb:電荷蓄積領域、ISa、ISb:不純物領域、FDa、FDb:FD領域、GTa、GTb:ゲート、301a、301b:重なり部分
Claims (13)
- アレイ状に配された複数の画素であって、各画素は、電荷蓄積領域を含む光電変換素子と、フローティングディフュージョン領域と、前記電荷蓄積領域から前記フローティングディフュージョン領域へ電荷を転送するための転送トランジスタとを半導体基板に有する、複数の画素と、
前記複数の画素の前記転送トランジスタのゲートに信号を供給するように構成された駆動回路と、
前記複数の画素の行ごとに配され、前記転送トランジスタのゲートと前記駆動回路とを接続する複数の駆動線とを備え、
前記半導体基板の表面に対する平面視において、前記複数の画素のそれぞれの前記電荷蓄積領域は、前記転送トランジスタのゲートに重なる部分を含み、
前記複数の画素は、同一の駆動線に接続された第1画素と第2画素とを含み、
前記駆動回路から前記第1画素までの距離は、前記駆動回路から前記第2画素までの距離よりも遠く、
前記第1画素の前記部分の面積は、前記第2画素の前記部分の面積よりも大きいことを特徴とする固体撮像装置。 - アレイ状に配された複数の画素であって、各画素は、電荷蓄積領域を含む光電変換素子と、フローティングディフュージョン領域と、前記電荷蓄積領域から前記フローティングディフュージョン領域へ電荷を転送するための転送トランジスタとを半導体基板に有する、複数の画素と、
前記複数の画素の前記転送トランジスタのゲートに信号を供給するように構成された駆動回路と、
前記複数の画素の行ごとに配され、前記転送トランジスタのゲートと前記駆動回路とを接続する複数の駆動線とを備え、
前記複数の画素のそれぞれは、前記電荷蓄積領域の一部を覆う表面不純物領域を前記半導体基板に更に有し、
前記半導体基板の表面に対する平面視において、前記複数の画素のそれぞれの前記電荷蓄積領域は、前記転送トランジスタのゲートと前記表面不純物領域との間にある部分を含み、
前記複数の画素は、同一の駆動線に接続された第1画素と第2画素とを含み、
前記駆動回路から前記第1画素までの距離は、前記駆動回路から前記第2画素までの距離よりも遠く、
前記第1画素の前記部分の面積は、前記第2画素の前記部分の面積よりも大きいことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記転送トランジスタのチャネル長方向において、前記第1画素の前記部分の長さは、前記第2画素の前記部分の長さよりも長い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。
- 前記転送トランジスタのチャネル幅方向において、前記第1画素の前記部分の長さは、前記第2画素の前記部分の長さよりも長いことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記転送トランジスタのゲートのチャネル長方向の長さは、前記第1画素と前記第2画素とにおいて互いに等しいことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記複数の画素は、前記駆動回路から各画素までの距離に基づいて複数のグループに分割されており、
同一のグループに含まれる画素の前記部分の面積は互いに等しく、
異なるグループに含まれる画素の前記部分の面積は互いに異なり、
前記駆動回路から各画素までの距離が遠いグループに含まれる画素ほど前記部分の面積が大きいことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の固体撮像装置。 - 同一の駆動線に接続された画素は互いに異なるグループに含まれることを特徴とする請求項6に記載の固体撮像装置。
- 前記複数のグループの少なくとも1つは、同一の駆動線に接続された画素を2つ以上含むことを特徴とする請求項6に記載の固体撮像装置。
- 前記固体撮像装置は、前記駆動回路に電力を供給する電源を更に備え、
前記複数の画素は、互いに異なる駆動線に接続され、前記駆動回路から等距離にある第3画素と第4画素とを含み、
前記電源から前記第3画素が接続された駆動線までの距離は、前記電源から前記第4画素が接続された駆動線までの距離よりも遠く、
前記第3画素の前記部分の面積は、前記第4画素の前記部分の面積よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記複数の画素は、前記駆動回路から各画素までの距離と、前記電源から当該画素が接続された駆動線までの距離とに基づいて複数のグループに分割されており、
同一のグループに含まれる画素の前記部分の面積は互いに等しく、
異なるグループに含まれる画素の前記部分の面積は互いに異なり、
前記駆動回路から各画素までの距離と、前記電源から当該画素が接続された駆動線までの距離とが遠いグループに含まれる画素ほど前記部分の面積が大きいことを特徴とする請求項9に記載の固体撮像装置。 - 前記複数の画素は、前記駆動回路から等距離にあり、前記部分の面積が互いに異なる2つ以上の画素を含むことを特徴とする請求項10に記載の固体撮像装置。
- 前記複数のグループは、第1グループと、前記第1グループに隣接する第2グループとを含み、
前記第1グループと前記第2グループと間の境界は、凹凸を有することを特徴とする請求項6乃至11の何れか1項に記載の固体撮像装置。 - 請求項1乃至12の何れか1項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置によって得られた信号を処理する信号処理部とを備えることを特徴とするカメラ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014116198A JP2015230958A (ja) | 2014-06-04 | 2014-06-04 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014116198A JP2015230958A (ja) | 2014-06-04 | 2014-06-04 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015230958A true JP2015230958A (ja) | 2015-12-21 |
Family
ID=54887604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014116198A Pending JP2015230958A (ja) | 2014-06-04 | 2014-06-04 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015230958A (ja) |
-
2014
- 2014-06-04 JP JP2014116198A patent/JP2015230958A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6018376B2 (ja) | 固体撮像装置およびカメラ | |
US7800191B2 (en) | Solid-state imaging device and method for driving the same | |
JP6389685B2 (ja) | 撮像装置、および、撮像システム | |
US10497734B2 (en) | Solid-state imaging apparatus | |
JP6188281B2 (ja) | 光電変換装置 | |
US9106856B2 (en) | Solid-state imaging device and imaging apparatus | |
JP2006073736A (ja) | 光電変換装置、固体撮像装置及び固体撮像システム | |
WO2012098747A1 (ja) | 固体撮像装置 | |
JP6025750B2 (ja) | 撮像装置 | |
JP6526159B2 (ja) | 固体撮像装置およびカメラ | |
JP2016019137A (ja) | 固体撮像装置及びその駆動方法 | |
WO2018116523A1 (ja) | Tdi方式リニアイメージセンサ | |
US20170287956A1 (en) | Solid-state imaging device | |
USRE46660E1 (en) | Solid state imaging apparatus with a shared drain diffusion layer by adjacent cells | |
JP6257726B2 (ja) | 固体撮像装置およびカメラ | |
JP2015062275A (ja) | 固体撮像装置 | |
US9900530B2 (en) | Image sensing system | |
JP2015204381A (ja) | 固体撮像装置及びカメラ | |
JP2015230958A (ja) | 固体撮像装置 | |
JP2018006666A (ja) | 光電変換装置及び撮像システム | |
TW201705461A (zh) | 半導體裝置、及電子機器 | |
JP2013197333A (ja) | 固体撮像装置、カメラ、および電子機器 | |
JP5725232B2 (ja) | 固体撮像装置及びカメラ | |
US11064139B2 (en) | Imaging device | |
WO2022030588A1 (ja) | 撮像装置 |