JP2017103428A5 - - Google Patents

Description

１つの実施形態に係る撮像装置は、複数の画素回路が配された基板と、前記基板の上に配された半導体層と、前記半導体層の上に配された第１電極と、前記半導体層と前記基板との間に配された第２電極と、前記第２電極と前記基板との間に配された配線層および層間絶縁膜と、を有し、前記半導体層の連続する部分が、前記第１電極および前記第２電極の間に配された受光領域と、前記受光領域とは異なる電荷保持領域とを含み、前記受光領域は、光電変換で生じた電荷を蓄積し、前記保持領域は、前記受光領域から転送された電荷を保持する、ことを特徴とする。

Claims (15)

1. 複数の画素回路が配された基板と、
   前記基板の上に配された半導体層と、
   前記半導体層の上に配された第１電極と、
   前記半導体層と前記基板との間に配された第２電極と、
   前記第２電極と前記基板との間に配された配線層および層間絶縁膜と、を有し、
   前記半導体層の連続する部分が、前記第１電極および前記第２電極の間に配された受光領域と、前記受光領域とは異なる電荷保持領域とを含み、
   前記受光領域は、光電変換で生じた電荷を蓄積し、
   前記保持領域は、前記受光領域から転送された電荷を保持する、
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記受光領域と前記第２電極との間に配された第１の絶縁層を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記半導体層の上に配された第３電極と、
   前記半導体層と前記基板との間に配された第４電極と、有し、
   前記電荷保持領域は前記第３電極と前記第４電極との間に配される、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記電荷保持領域と前記第４電極との間に配された第２の絶縁層を有する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記基板の表面に平行な面において、前記第４電極が前記第２電極を囲むように配される、
   ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記画素回路は光電変換によって生じたホールに基づく信号を読み出し、
   前記受光領域から前記電荷保持領域へホールを転送する時に、前記第２の電極に供給される電圧Ｖｐおよび前記第４の電極に供給される電圧Ｖｍが、Ｖｐ＞Ｖｍの関係を満たす、
   ことを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載の撮像装置。
7. 前記画素回路は光電変換によって生じたホールに基づく信号を読み出し、
   前記半導体層の前記連続する部分は、前記受光領域と前記電荷保持領域との間に配された転送領域を含み、
   前記転送領域のポテンシャルを制御する転送電極が設けられ、
   前記受光領域にホールを蓄積する時に、前記第２の電極に供給される電圧Ｖｐおよび前記転送電極に供給される電圧Ｖｔが、Ｖｐ＜Ｖｔの関係を満たし、
   前記受光領域から前記電荷保持領域へホールを転送する時に、前記電圧Ｖｐ、前記電圧Ｖｔおよび前記第４の電極に供給される電圧Ｖｍが、Ｖｐ＞Ｖｔ＞Ｖｍの関係を満たす、
   ことを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載の撮像装置。
8. 前記画素回路は光電変換によって生じた電子に基づく信号を読み出し、
   前記受光領域から前記電荷保持領域へ電子を転送する時に、前記第２の電極に供給される電圧Ｖｐおよび前記第４の電極に供給される電圧Ｖｍが、Ｖｐ＜Ｖｍの関係を満たす、
   ことを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載の撮像装置。
9. 前記画素回路は光電変換によって生じた電子に基づく信号を読み出し、
   前記半導体層の前記連続する部分は、前記受光領域と前記電荷保持領域との間に配された転送領域を含み、
   前記転送領域のポテンシャルを制御する転送電極が設けられ、
   前記受光領域に電子を蓄積する時に、前記第２の電極に供給される電圧Ｖｐおよび前記転送電極に供給される電圧Ｖｔが、Ｖｐ＞Ｖｔの関係を満たし、
   前記受光領域から前記電荷保持領域へ電子を転送する時に、前記電圧Ｖｐ、前記電圧Ｖｔおよび前記第４の電極に供給される電圧Ｖｍが、Ｖｐ＜Ｖｔ＜Ｖｍの関係を満たす、
   ことを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載の撮像装置。
10. 前記半導体層の前記連続する部分は、前記受光領域と前記電荷保持領域との間に配された転送領域を含み、
    前記転送領域のポテンシャルを制御する転送電極が設けられる、
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の撮像装置。
11. 前記複数の画素回路のそれぞれは、前記受光領域で生じた電荷に基づく信号を出力する増幅トランジスタを含む、
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の撮像装置。
12. 前記電荷保持領域の上に配された遮光層を有する、
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の撮像装置。
13. 複数のマイクロレンズを有し、
    前記複数のマイクロレンズの１つに対して、複数の前記受光領域および前記電荷保持領域の組が配される、
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の撮像装置。
14. 前記画素回路は、前記第４の電極に電気的に接続された増幅トランジスタと、
    前記第４の電極にリセット電圧を供給するリセットトランジスタと、
    前記第４の電極に電気的に接続された第１の端子、および、第２の端子を含む第１の容量と、
    前記第２の端子へ、少なくとも第１の電圧、および、前記第１の電圧とは異なる第２の電圧を供給する電圧供給部と、を有し、
    前記第１の電極に供給される電圧Ｖｓ、前記第１の電圧Ｖｄ１、前記第２の電圧Ｖｄ２、前記リセット電圧Ｖｒｅｓ、前記第１の容量の容量値Ｃ１、および、前記第１の電極と前記第２の電極とが形成する第２の容量の容量値Ｃ２が、以下の式で表される関係を満たす、
    

    

    
    ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
15. 請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の撮像装置と、
    前記撮像装置から出力される信号を処理する信号処理装置と、を備える、
    ことを特徴とする撮像システム。