JP2019021798A - Photoelectric conversion device, manufacturing method of photoelectric conversion device, imaging system, and moving body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光電変換装置、光電変換装置の製造方法、撮像システム及び移動体に関する。 The present invention relates to a photoelectric conversion device, a method for manufacturing a photoelectric conversion device, an imaging system, and a moving body.
特許文献1には、静電気保護素子として用いられるMOS(Metal-Oxide-Semiconductor)トランジスタの構造が開示されている。MOSトランジスタは、ソース・ドレイン領域と、ソース・ドレイン領域の上方に形成されたゲート電極と、ゲート電極の側面に形成されたサイドウォールとを有する。ソース・ドレイン領域の上面には、サイドウォールから所定の距離だけ離間して形成された第1のシリサイド膜が形成されており、ゲート電極の上面には、サイドウォールから所定の距離だけ離間して形成された第2のシリサイド膜が形成されている。特許文献1によれば、この構成により、ソース・ドレイン領域の拡散抵抗により静電破壊に対する耐性が向上する旨が記載されている。 Patent Document 1 discloses a structure of a MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) transistor used as an electrostatic protection element. The MOS transistor has a source / drain region, a gate electrode formed above the source / drain region, and a sidewall formed on a side surface of the gate electrode. A first silicide film formed at a predetermined distance from the sidewall is formed on the upper surface of the source / drain region, and a predetermined distance from the sidewall is formed on the upper surface of the gate electrode. The formed second silicide film is formed. According to Patent Document 1, it is described that this configuration improves resistance against electrostatic breakdown due to diffusion resistance of the source / drain regions.
特許文献1には、当該MOSトランジスタを静電気保護素子以外の用途に適用することは開示されていない。不純物拡散領域上又は電極上にシリサイド膜が形成されているMOSトランジスタ等において、シリサイドの熱拡散により絶縁層のポテンシャル障壁が低下し、トンネル効果によるリーク電流が生じ得る。光電変換装置の出力回路等でこのようなリーク電流が生じると垂直シェーディング等のノイズが問題となり得る。そこで、本発明は、よりノイズが低減された光電変換装置、光電変換装置の製造方法、撮像システム及び移動体を提供することを目的とする。 Patent Document 1 does not disclose that the MOS transistor is applied to uses other than the electrostatic protection element. In a MOS transistor or the like in which a silicide film is formed on an impurity diffusion region or on an electrode, the potential barrier of the insulating layer is lowered due to thermal diffusion of silicide, and a leak current due to a tunnel effect can occur. When such a leakage current is generated in the output circuit of the photoelectric conversion device, noise such as vertical shading may be a problem. In view of the above, an object of the present invention is to provide a photoelectric conversion device, a method for manufacturing the photoelectric conversion device, an imaging system, and a moving body with further reduced noise.
本発明の一観点によれば、光電変換により信号を生成する画素と、第1の端子及び第2の端子を有し、前記画素から出力された信号を保持する容量素子と、前記第1の端子に接続されたゲート電極、又は、前記第1の端子に接続されたソース若しくはドレインを有するトランジスタと、を備え、前記第1の端子を構成する第1の半導体領域、前記トランジスタのゲート電極、及び、前記ソース又は前記ドレインを構成する第2の半導体領域の少なくとも1つの上に、その外縁の少なくとも一部から離間して配されたシリサイドを有する、ことを特徴とする光電変換装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a pixel that generates a signal by photoelectric conversion, a capacitor that has a first terminal and a second terminal, and holds a signal output from the pixel; and the first A gate electrode connected to a terminal, or a transistor having a source or a drain connected to the first terminal, and a first semiconductor region constituting the first terminal, a gate electrode of the transistor, And a photoelectric conversion device comprising: a silicide disposed on at least one of the second semiconductor regions constituting the source or the drain and spaced apart from at least a part of an outer edge thereof. The
本発明の他の観点によれば、光電変換により信号を生成する画素を形成するステップと、第1の端子及び第2の端子を有し、前記画素から出力された信号を保持する容量素子を形成するステップと、前記第1の端子に接続されたゲート電極、又は、前記第1の端子に接続されたソース若しくはドレインを有するトランジスタを形成するステップと、を有し、前記第1の端子を構成する第1の半導体領域、前記トランジスタのゲート電極、及び、前記ソース又は前記ドレインを構成する第2の半導体領域の少なくとも1つの上に、その外縁の少なくとも一部から離間して配されたシリサイドを有することを特徴とする光電変換装置の製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a step of forming a pixel that generates a signal by photoelectric conversion, and a capacitive element that has a first terminal and a second terminal and holds a signal output from the pixel Forming a gate electrode connected to the first terminal, or forming a transistor having a source or a drain connected to the first terminal, the first terminal being Silicide disposed on at least one of the first semiconductor region constituting the transistor, the gate electrode of the transistor, and the second semiconductor region constituting the source or the drain and spaced apart from at least a part of the outer edge thereof A method for manufacturing a photoelectric conversion device is provided.
よりノイズが低減された光電変換装置、光電変換装置の製造方法、撮像システム及び移動体を提供することができる。 It is possible to provide a photoelectric conversion device in which noise is further reduced, a method for manufacturing the photoelectric conversion device, an imaging system, and a moving body.
以下に、本発明の好ましい実施形態を、添付の図面に基づいて説明する。複数の図面にわたって対応する要素には共通の符号を付し、その説明を省略又は簡略化することがある。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Corresponding elements are denoted by common reference numerals throughout the drawings, and the description thereof may be omitted or simplified.
[第1実施形態]
図1は、本実施形態に係る固体撮像装置1の概略構成を示すブロック図である。図1に示す固体撮像装置1は、入射光を光電変換により電気信号に変換する光電変換装置の一種であり、例えば、CMOS(Complementary-MOS)イメージセンサである。固体撮像装置1は、複数の画素10、垂直走査回路13、制御回路14、列回路15、水平転送回路18、水平走査回路19及び出力回路20を有する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a solid-state imaging device 1 according to the present embodiment. A solid-state imaging device 1 shown in FIG. 1 is a kind of photoelectric conversion device that converts incident light into an electrical signal by photoelectric conversion, and is, for example, a CMOS (Complementary-MOS) image sensor. The solid-state imaging device 1 includes a plurality of
複数の画素10は、複数の行及び複数の列をなすように配列されている。画素10の各々は、光電変換により入射光に応じた信号を出力する。複数の画素10の各行には、行方向(図1において横方向)に延在する制御信号線11が配されている。制御信号線11は、行方向に並ぶ画素10にそれぞれ接続され、これらの画素10に対して共通の信号線をなしている。また、複数の画素10の各列には、列方向(図1において縦方向)に延在する垂直出力線12が配されている。垂直出力線12は、列方向に並ぶ画素10にそれぞれ接続され、これらの画素10に対して共通の信号線をなしている。
The plurality of
各行の制御信号線11は、垂直走査回路13に接続されている。垂直走査回路13は、画素10から画素信号を読み出す際に画素10内の回路を駆動するための制御信号を、制御信号線11を介して画素10に供給する回路部である。各列の垂直出力線12の一端は、列回路15に接続されている。列回路15は複数の画素10の列ごとに設けられた列増幅回路16及び列保持回路17を有する。画素10から読み出された画素信号は、垂直出力線12を介して列増幅回路16に入力される。列増幅回路16は、画素10から読み出された画素信号に対して増幅処理等の信号処理を行う回路部である。列保持回路17は、列増幅回路16から出力された信号を保持する。列保持回路17は、サンプルホールド回路等を含み得る。
The
水平転送回路18は、列保持回路17に保持された画素信号を列毎に順次、出力回路20に転送させる回路部である。水平走査回路19は水平転送回路18の転送動作を制御する制御信号を出力する回路部である。制御回路14は、垂直走査回路13、列回路15、水平走査回路19、出力回路20等の動作及びそのタイミングを制御する制御信号を供給するための回路部である。出力回路20は、水平転送回路18から出力された画素信号を固体撮像装置1の外部の信号処理部に出力するための回路部である。
The
図2は、本実施形態に係る出力回路20の概略構成を示すブロック図である。出力回路20は、MOSトランジスタ24、27、29、電流源25、26及びクランプ容量28を有する。水平転送回路18から出力された画素信号は、MOSトランジスタ24のゲートノードである入力端子21に入力される。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the
MOSトランジスタ24のドレインには電源電圧VDDが入力される。MOSトランジスタ24のソースはノードN1であり、ノードN1には、電流源25及びクランプ容量28の一端が接続される。このノードをノードN1とする。クランプ容量28の他端は、MOSトランジスタ29のソース及びMOSトランジスタ27のゲートに接続される。MOSトランジスタ29のゲートには制御端子22を介して制御回路14から出力された制御信号が入力される。MOSトランジスタ29のドレインには、クランプ電圧Vcが入力される。MOSトランジスタ29がオンになると、クランプ容量28、MOSトランジスタ29のソース及びMOSトランジスタ27のゲートの間のノードN2の電位がクランプ電圧Vcに基づく電圧に初期化される。
The power supply voltage VDD is input to the drain of the
MOSトランジスタ27のドレインには電源電圧VDDが入力され、MOSトランジスタ27のソースには、電流源26が接続される。MOSトランジスタ27のソースノードは、出力端子23をなし、固体撮像装置1の出力端子OUTに接続される。
The power supply voltage VDD is input to the drain of the
出力回路20の入力端子21に入力された信号は、ソースフォロワとして機能するMOSトランジスタ24及び電流源25により増幅され、クランプ容量28の一端に入力される。このとき、クランプ容量28にはノードN1とノードN2の間の電圧に相当する信号が保持される。また、クランプ容量28に保持された信号は、ソースフォロワとして機能するMOSトランジスタ27及び電流源26により増幅され、出力端子23から出力される。ここで、MOSトランジスタ29は、1フレーム期間当たり1回オンになるように動作するため、ノードN2の電位は、最大で1フレーム期間にわたり保持される。
A signal input to the
図3は、出力回路20のうちの図2に示された領域30に対応する回路の平面模式図である。図4は、図3のA−B線における断面模式図である。図3及び図4を参照しつつ、本実施形態に係る出力回路20の素子構造を製造工程に沿って説明する。
FIG. 3 is a schematic plan view of a circuit corresponding to the
N型の半導体基板401上に、イオン注入によりP型のウェル領域402が形成されている。P型のウェル領域402上には、図2に示すクランプ容量28を構成する容量素子及びMOSトランジスタ27、29が形成されている。また、これらの素子を形成するアクティブ領域102の間は、素子分離領域403、404により電気的に分離されている。素子分離領域403、404は、例えば、酸化シリコン等により形成されるSTI(Shallow Trench Isolation)であり得る。
A P-
ウェル領域402には、N型の不純物のイオン注入を行うことによりクランプ容量28の第1の端子として機能するN型の不純物拡散領域111が形成される。不純物拡散領域111の上にはクランプ容量28の誘電体層として機能する絶縁膜108が形成される。また、これとともにウェル領域402上にMOSトランジスタ29、27をそれぞれ形成するためのゲート絶縁膜として機能する絶縁膜210、308が形成される。絶縁膜108、210、308の上にはポリシリコンの電極101、201、301がそれぞれ形成される。電極101はクランプ容量28の第2の端子として機能する。電極201、301は、それぞれ、MOSトランジスタ29、27のゲート電極として機能する。
An N-type
電極101、201、301の形成後に低濃度でN型の不純物のイオン注入を行うことにより、不純物拡散領域103、207、202、302が形成される。不純物拡散領域207、202はMOSトランジスタ29の主電極であり、ドレイン及びソースとして機能する。不純物拡散領域302はMOSトランジスタ27の主電極であり、ドレイン又はソースとして機能する。
不純物拡散領域103、207、202、302のパターンは、電極101、201、301及び素子分離領域403、404のパターンでのセルフアラインによって画定される。その後、CVD(Chemical Vapor Deposition)等により堆積した酸化シリコン膜をエッチバックすることにより電極の側面にサイドウォール109、208、211、306が形成される。その後、再び、不純物拡散領域103、207、202、302へのN型の不純物のイオン注入が行われる。このように、不純物拡散領域103、207、202、302の外縁は、不純物拡散領域103、207、202、302と、素子分離領域403、404あるいはサイドウォール109、208、211、306との境界によりその少なくとも一部が画定される。また、電極101、201、301の外縁は、サイドウォール109、208、211、306との境界によりその少なくとも一部が画定される。
The pattern of the
次に不純物拡散領域103、207、202、302上へのシリサイド膜の形成が行われる。まず、図3に示されるシリサイドブロック105、204、304が形成される。シリサイドブロック105、204、304は例えば酸化シリコン膜である。図4においては、シリサイドブロック105は領域105a、105bに形成され、シリサイドブロック204は領域204a、204bに形成され、シリサイドブロック304は領域304aに形成される。なお、図4において、シリサイドブロック105、204、304は不図示である。
Next, a silicide film is formed on the
シリサイドブロック105、204、304の形成後、金属膜を堆積し、熱処理を行うことにより、不純物拡散領域103、207、202、302上に、シリコンと金属膜とが化合したシリサイド膜110、206、212、305がそれぞれ形成される。また、電極101、201、301上にシリサイド膜107、209、307がそれぞれ形成される。このとき、シリサイドブロック105、204、304の上の金属膜はシリサイド化しない。そのため、ウェットエッチング等の処理を行ってシリサイド化していない金属膜を選択除去することにより、シリサイドブロック105、204、304が無い領域にのみシリサイド膜110、206、212、305、107、209、307が形成される。なお、この処理で用いられる金属膜は、例えば、コバルトであり、この場合、上述のシリサイド膜は、コバルトシリサイドである。
After the formation of the silicide blocks 105, 204, and 304, a metal film is deposited, and heat treatment is performed to form
その後、シリサイド膜110、206、212、305の上にタングステン等を主材料とするコンタクト104、205、203、303がそれぞれ形成される。コンタクト104、205、203、303は、シリサイド膜110、206、212、305と配線層とを電気的に接続する。なお、シリサイド膜107、209、307の上にも同様にして、コンタクトが形成される。また、電極101、201、301の上にも同様にして、コンタクトが形成される。電極101の上のコンタクト106は、ノードN1に電気的に接続される。
Thereafter,
シリコン等の半導体と酸化シリコン等の絶縁体の界面において、シリサイドの熱拡散が生じると、ポテンシャル障壁が低下し、トンネル効果によるリーク電流が生じ得る。出力回路20のノードN2のような電荷を保持するノードでリーク電流が生じると垂直シェーディング等のノイズの要因となることがある。これに対し、クランプ容量28の第1の端子を構成する不純物拡散領域103(第1の半導体領域)の上に形成されるシリサイド膜110は、不純物拡散領域103と隣接する素子分離領域403(第1の素子分離領域)と離間している。したがって、不純物拡散領域103と素子分離領域403の界面にはシリサイドの熱拡散が生じにくく、不純物拡散領域103から素子分離領域403への経路のリーク電流が低減する。したがって、本実施形態によれば、固体撮像装置等の光電変換装置のノイズをより低減することができる。
When thermal diffusion of silicide occurs at the interface between a semiconductor such as silicon and an insulator such as silicon oxide, the potential barrier is lowered, and a leakage current due to the tunnel effect may occur. If a leak current is generated at a node holding charge such as the node N2 of the
また、不純物拡散領域103の上に形成されるシリサイド膜110は、図4に示されるように、電極101の側面に形成されるサイドウォール109(第1のサイドウォール)とも離間している。したがって、不純物拡散領域103からサイドウォール109への経路のリーク電流も低減する。
Further, the
また、電極101の上に形成されるシリサイド膜107は、図4に示されるように、サイドウォール109と離間している。したがって、電極101からサイドウォール109への経路のリーク電流も低減する。
Further, the
また、図3に示されるように、間隙を形成するためのシリサイドブロック105は、半導体基板401の面に対する平面視において、コンタクト104を囲うように配されている。これにより、より確実にリーク電流を低減することができる。
As shown in FIG. 3, the
また、不純物拡散領域202(第2の半導体領域)の上に形成されるシリサイド膜212は、図4に示されるように、不純物拡散領域202と隣接している素子分離領域404(第2の素子分離領域)と離間している。また、シリサイド膜212は、電極201の側面に形成されるサイドウォール211(第2のサイドウォール)とも離間している。したがって、不純物拡散領域202から素子分離領域404及びサイドウォール211への経路のリーク電流も低減する。
Further, as shown in FIG. 4, the
また、制御端子である電極201の上に形成されるシリサイド膜209は、図4に示されるように、サイドウォール211と離間している。したがって、電極201からサイドウォール211への経路のリーク電流も低減する。
Further, the
また、図3に示されるように、間隙を形成するためのシリサイドブロック204は、半導体基板401の面に対する平面視において、コンタクト203を囲うように配されている。これにより、より確実にリーク電流を低減することができる。
As shown in FIG. 3, the
また、不純物拡散領域302の上に形成されるシリサイド膜305は、図4に示されるように、サイドウォール306と離間している。したがって、不純物拡散領域302からサイドウォール306への経路のリーク電流も低減する。
Further, the
また、電極301の上に形成されるシリサイド膜307は、図4に示されるように、サイドウォール306(第3のサイドウォール)と離間している。したがって、電極301からサイドウォール306への経路のリーク電流も低減する。
Further, the
以上のように、本実施形態では、少なくとも出力回路20のノードN2において半導体(シリコン)又は電極(ポリシリコン)と絶縁体との界面にシリサイド膜が形成されないようにしてリーク電流の経路を遮断する構成となっている。これにより、ノードN2からのリーク電流の発生量を1ピコアンペア未満とすることができる。この場合、1フレーム期間内において、ノードN2から流出する電荷に起因する垂直シェーディングのレベルを1LSB(Least Significant Bit)以下とすることができる。
As described above, in this embodiment, at least the node N2 of the
[第2実施形態]
図5は、出力回路20のうちの図2に示された領域30に対応する回路の平面模式図である。図6は、図5のC−D線における断面模式図である。第1実施形態の図3及び図4との相違点は、シリサイドブロック204、304が設けられていない点である。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a schematic plan view of a circuit corresponding to the
図6に示されるように、シリサイドブロック204が設けられていないことにより、シリサイド膜212とサイドウォール211の間、シリサイド膜212と素子分離領域404の間及びシリサイド膜209とサイドウォール211の間が離間しない構造となる。また、シリサイドブロック304が設けられていないことにより、シリサイド膜305とサイドウォール306の間及びシリサイド膜307とサイドウォール306の間がいずれも離間しない構造となる。
As shown in FIG. 6, since the
本実施形態では、シリサイドブロック204、304を形成しないことにより、第1実施形態に比べて素子面積を低減することができる。第1実施形態と比べればリーク電流が生じる経路は増加するが、本実施形態においてもノードN2からのリーク電流の発生量を1ピコアンペア未満とすることができる。したがって、1フレーム期間内において、ノードN2から流出する電荷に起因する垂直シェーディングのレベルを1LSB以下とすることができる。 In the present embodiment, by not forming the silicide blocks 204 and 304, the element area can be reduced as compared with the first embodiment. Compared with the first embodiment, the number of paths in which leakage current occurs increases, but in this embodiment as well, the amount of leakage current generated from the node N2 can be less than 1 picoampere. Therefore, the level of vertical shading caused by the electric charge flowing out from the node N2 can be set to 1 LSB or less within one frame period.
[第3実施形態]
図7は、出力回路20のうちの図2に示された領域30に対応する回路の平面模式図である。図8は、図7のE−F線における断面模式図である。第1実施形態の図3及び図4との相違点は、シリサイドブロック105、304が設けられていない点である。
[Third Embodiment]
FIG. 7 is a schematic plan view of a circuit corresponding to the
図8に示されるように、シリサイドブロック105が設けられていないことにより、シリサイド膜110とサイドウォール109の間、シリサイド膜110と素子分離領域403の間及びシリサイド膜107とサイドウォール109の間が離間しない構造となる。また、シリサイドブロック304が設けられていないことにより、シリサイド膜305とサイドウォール306の間及びシリサイド膜307とサイドウォール306の間がいずれも離間しない構造となる。
As shown in FIG. 8, since the
本実施形態では、シリサイドブロック105、304を形成しないことにより、第1実施形態に比べて素子面積を低減することができる。第1実施形態と比べればリーク電流が生じる経路は増加するが、本実施形態においてもノードN2からのリーク電流の発生量を1ピコアンペア未満とすることができる。したがって、1フレーム期間内において、ノードN2から流出する電荷に起因する垂直シェーディングのレベルを1LSB以下とすることができる。 In the present embodiment, by not forming the silicide blocks 105 and 304, the element area can be reduced as compared with the first embodiment. Compared with the first embodiment, the number of paths in which leakage current occurs increases, but in this embodiment as well, the amount of leakage current generated from the node N2 can be less than 1 picoampere. Therefore, the level of vertical shading caused by the electric charge flowing out from the node N2 can be set to 1 LSB or less within one frame period.
[第4実施形態]
図9は、出力回路20のうちの図2に示された領域30に対応する回路の平面模式図である。図10は、図9のG−H線における断面模式図である。第1実施形態の図3及び図4との相違点は、シリサイドブロック105、204が設けられていない点である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a schematic plan view of a circuit corresponding to the
図10に示されるように、シリサイドブロック105が設けられていないため、シリサイド膜110とサイドウォール109の間、シリサイド膜110と素子分離領域403の間及びシリサイド膜107とサイドウォール109の間が離間しない構造となる。また、シリサイドブロック204が設けられていないことにより、シリサイド膜212とサイドウォール211の間、シリサイド膜212と素子分離領域404の間及びシリサイド膜209とサイドウォール211の間が離間しない構造となる。
As shown in FIG. 10, since the
本実施形態では、シリサイドブロック105、204を形成しないことにより、第1実施形態に比べて素子面積を低減することができる。第1実施形態と比べればリーク電流が生じる経路は増加するが、本実施形態においてもノードN2からのリーク電流の発生量を1ピコアンペア未満とすることができる。したがって、1フレーム期間内において、ノードN2から流出する電荷に起因する垂直シェーディングのレベルを1LSB以下とすることができる。 In the present embodiment, by not forming the silicide blocks 105 and 204, the element area can be reduced compared to the first embodiment. Compared with the first embodiment, the number of paths in which leakage current occurs increases, but in this embodiment as well, the amount of leakage current generated from the node N2 can be less than 1 picoampere. Therefore, the level of vertical shading caused by the electric charge flowing out from the node N2 can be set to 1 LSB or less within one frame period.
[第5実施形態]
図11は、出力回路20のうちの図2に示された領域30に対応する回路の平面模式図である。図12は、図11のI−J線における断面模式図である。第1実施形態の図3及び図4との相違点は、シリサイドブロック105cの形状が、これと対応する第1実施形態のシリサイドブロック105と異なる点である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 11 is a schematic plan view of a circuit corresponding to the
本実施形態では、図11に示されるように、シリサイドブロック105cの形状が第1実施形態と異なる。これにより、図12に示されるように、シリサイド膜110と素子分離領域403の間が離間しない構造となる。これにより、第1実施形態に比べて素子面積を低減することができる。第1実施形態と比べればリーク電流が生じる経路は増加するが、本実施形態においてもノードN2からのリーク電流の発生量を1ピコアンペア未満とすることができる。したがって、1フレーム期間内において、ノードN2から流出する電荷に起因する垂直シェーディングのレベルを1LSB以下とすることができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 11, the shape of the
[第6実施形態]
本発明の第6実施形態による撮像システムについて、図13を用いて説明する。図13は、本実施形態による撮像システムの概略構成を示すブロック図である。
[Sixth Embodiment]
An imaging system according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the imaging system according to the present embodiment.
上述の第1乃至第5実施形態で述べた固体撮像装置1は、種々の撮像システムに適用可能である。適用可能な撮像システムの例としては、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダ、監視カメラ、複写機、ファックス、携帯電話、車載カメラ、観測衛星などが挙げられる。また、レンズなどの光学系と固体撮像装置1とを備えるカメラモジュールも、撮像システムに含まれる。図13には、これらのうちの一例として、デジタルスチルカメラのブロック図を例示している。 The solid-state imaging device 1 described in the first to fifth embodiments described above can be applied to various imaging systems. Examples of applicable imaging systems include digital still cameras, digital camcorders, surveillance cameras, copiers, fax machines, mobile phones, in-vehicle cameras, observation satellites, and the like. A camera module including an optical system such as a lens and the solid-state imaging device 1 is also included in the imaging system. FIG. 13 illustrates a block diagram of a digital still camera as an example of these.
図13に例示した撮像システム500は、固体撮像装置1、被写体の光学像を固体撮像装置1に結像させるレンズ502、レンズ502を通過する光量を可変にするための絞り504、レンズ502の保護のためのバリア506を有する。レンズ502及び絞り504は、固体撮像装置1に光を集光する光学系である。固体撮像装置1は、第1乃至第5実施形態で説明した固体撮像装置1であって、レンズ502により結像された光学像を画像データに変換する。
An
撮像システム500は、また、固体撮像装置1より出力される出力信号の処理を行う信号処理部508を有する。信号処理部508は、固体撮像装置1が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換を行う。また、信号処理部508はその他、必要に応じて各種の補正、圧縮を行って画像データを出力する動作を行う。信号処理部508の一部であるAD変換部は、固体撮像装置1が設けられた半導体基板に形成されていてもよいし、固体撮像装置1とは別の半導体基板に形成されていてもよい。また、固体撮像装置1と信号処理部508とが同一の半導体基板に形成されていてもよい。
The
撮像システム500は、更に、画像データを一時的に記憶するためのバッファメモリ部510、外部コンピュータ等と通信するための外部インターフェース部(外部I/F部)512を有する。更に撮像システム500は、撮像データの記録又は読み出しを行うための半導体メモリ等の記録媒体514、記録媒体514に記録又は読み出しを行うための記録媒体制御インターフェース部(記録媒体制御I/F部)516を有する。なお、記録媒体514は、撮像システム500に内蔵されていてもよく、着脱可能であってもよい。
The
更に撮像システム500は、各種演算とデジタルスチルカメラ全体を制御する全体制御・演算部518、固体撮像装置1と信号処理部508に各種タイミング信号を出力するタイミング発生部520を有する。ここで、タイミング信号等は外部から入力されてもよく、撮像システム500は少なくとも固体撮像装置1と、固体撮像装置1から出力された出力信号を処理する信号処理部508とを有すればよい。
The
固体撮像装置1は、撮像信号を信号処理部508に出力する。信号処理部508は、固体撮像装置1から出力される撮像信号に対して所定の信号処理を実施し、画像データを出力する。信号処理部508は、撮像信号を用いて、画像を生成する。
The solid-state imaging device 1 outputs an imaging signal to the
第1乃至第5実施形態による固体撮像装置1を適用することにより、良質な画像を取得し得る撮像システム500を実現することができる。
By applying the solid-state imaging device 1 according to the first to fifth embodiments, it is possible to realize an
[第7実施形態]
本発明の第7実施形態による撮像システム及び移動体について、図14(a)及び図14(b)を用いて説明する。図14(a)及び図14(b)は、本実施形態による撮像システム600及び移動体の構成を示す図である。
[Seventh Embodiment]
An imaging system and a moving body according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 (a) and 14 (b). FIG. 14A and FIG. 14B are diagrams illustrating the configuration of the
図14(a)は、車載カメラに関する撮像システム600の一例を示したものである。撮像システム600は、固体撮像装置1を有する。固体撮像装置1は、上述の第1乃至第5実施形態のいずれかに記載の固体撮像装置1である。撮像システム600は、固体撮像装置1により取得された複数の画像データに対し、画像処理を行う画像処理部612と、撮像システム600により取得された複数の画像データから視差(視差画像の位相差)の算出を行う視差算出部614を有する。また、撮像システム600は、算出された視差に基づいて対象物までの距離を算出する距離計測部616と、算出された距離に基づいて衝突可能性があるか否かを判定する衝突判定部618と、を有する。ここで、視差算出部614や距離計測部616は、対象物に関する距離情報を取得する距離情報取得手段の一例である。すなわち、距離情報とは、視差、デフォーカス量、対象物までの距離等に関する情報である。衝突判定部618はこれらの距離情報のいずれかを用いて、衝突可能性を判定してもよい。距離情報取得手段は、専用に設計されたハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアモジュールによって実現されてもよい。また、FPGA(Field Programmable Gate Array)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等によって実現されてもよいし、これらの組合せによって実現されてもよい。
FIG. 14A shows an example of an
撮像システム600は車両情報取得装置620と接続されており、車速、ヨーレート、舵角などの車両情報を取得することができる。また、撮像システム600は、衝突判定部618での判定結果に基づいて、車両に対して制動力を発生させる制御信号を出力する制御装置である制御ECU630が接続されている。すなわち、制御ECU630は、距離情報に基づいて移動体を制御する移動体制御手段の一例である。また、撮像システム600は、衝突判定部618での判定結果に基づいて、ドライバーへ警報を発する警報装置640とも接続されている。例えば、衝突判定部618の判定結果として衝突可能性が高い場合、制御ECU630はブレーキをかける、アクセルを戻す、エンジン出力を抑制するなどして衝突を回避、被害を軽減する車両制御を行う。警報装置640は音等の警報を鳴らす、カーナビゲーションシステムなどの画面に警報情報を表示する、シートベルトやステアリングに振動を与えるなどしてユーザに警告を行う。
The
本実施形態では、車両の周囲、例えば前方又は後方を撮像システム600で撮像する。図14(b)に、車両前方(撮像範囲650)を撮像する場合の撮像システムを示した。車両情報取得装置620が、所定の動作を行うように撮像システム600又は固体撮像装置1に指示を送る。このような構成により、測距の精度をより向上させることができる。
In the present embodiment, the
他の車両と衝突しないように制御する例を説明したが、他の車両に追従して自動運転する制御や、車線からはみ出さないように自動運転する制御などにも適用可能である。更に、撮像システムは、自車両等の車両に限らず、例えば、船舶、航空機あるいは産業用ロボットなどの移動体(移動装置)に適用することができる。加えて、移動体に限らず、高度道路交通システム(ITS)等、広く物体認識を利用する機器に適用することができる。 Although an example of controlling so as not to collide with other vehicles has been described, the present invention can also be applied to control for automatically driving following other vehicles, control for automatically driving so as not to protrude from the lane, and the like. Furthermore, the imaging system is not limited to a vehicle such as the host vehicle, but can be applied to a moving body (moving device) such as a ship, an aircraft, or an industrial robot. In addition, the present invention can be applied not only to mobile objects but also to devices that widely use object recognition, such as intelligent road traffic systems (ITS).
[変形実施形態]
本発明は、上述の実施形態に限らず種々の変形が可能である。例えば、いずれかの実施形態の一部の構成を他の実施形態に追加した例や、他の実施形態の一部の構成と置換した例も、本発明の実施形態である。
[Modified Embodiment]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, an example in which a part of the configuration of any of the embodiments is added to another embodiment, or an example in which a part of the configuration of another embodiment is replaced is also an embodiment of the present invention.
また、上述の実施形態のシリサイド膜の構成が用いられ得る箇所は出力回路20に限られるものではない。例えば、列回路15内の列保持回路17等に設けられる容量素子及びMOSトランジスタに対しても適用可能である。列保持回路17に保持容量、リセット回路及びソースフォロワ回路が形成されている場合には、保持容量の電極、リセット回路のMOSトランジスタ及びソースフォロワ回路の入力MOSトランジスタに上述の実施形態のシリサイド膜の構成が用いられ得る。このように、容量素子に接続されたノードからのリーク電流が生じ得る回路構成であれば、上述の実施形態で述べた回路以外の回路であっても本発明が適用され得る。
Further, the location where the configuration of the silicide film of the above-described embodiment can be used is not limited to the
なお、本発明は、固体撮像装置のみならず、画像の取得を主目的としない焦点検出装置等を含むあらゆる光電変換装置に適用可能である。光電変換装置が焦点検出に用いられるものである場合、リーク電流の低減によりノイズが低減し、焦点検出精度を向上する効果が得られる。 The present invention is applicable not only to a solid-state imaging device but also to any photoelectric conversion device including a focus detection device that does not mainly acquire an image. When the photoelectric conversion device is used for focus detection, noise can be reduced by reducing leakage current, and the effect of improving focus detection accuracy can be obtained.
上述の実施形態に記載したMOSトランジスタのソースとドレインの呼称は、MOSトランジスタの導電型や着目する機能等に応じて異なることもあり、上述のソース及びドレインの全部又は一部が逆の名称で呼ばれることもある。 The names of the source and drain of the MOS transistor described in the above embodiment may differ depending on the conductivity type of the MOS transistor, the function of interest, etc., and all or part of the above-mentioned source and drain are opposite names. Sometimes called.
また、第6及び第7実施形態に示した撮像システムは、本発明の固体撮像装置1を適用しうる撮像システムの構成例を示したものであり、本発明の固体撮像装置を適用可能な撮像システムは図13及び図14に示した構成に限定されるものではない。 The imaging systems shown in the sixth and seventh embodiments are examples of the configuration of an imaging system to which the solid-state imaging device 1 of the present invention can be applied. Imaging that can be applied to the solid-state imaging device of the present invention. The system is not limited to the configuration shown in FIGS.
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
なお、上述の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
1 固体撮像装置
10 画素
27、29 MOSトランジスタ
28 クランプ容量
101、201、301 電極
103、202、302 不純物拡散領域
110、212、307 シリサイド膜
403、404 素子分離領域
1 Solid-
Claims (10)
第1の端子及び第2の端子を有し、前記画素から出力された信号を保持する容量素子と、
前記第1の端子に接続されたゲート電極、又は、前記第1の端子に接続されたソース若しくはドレインを有するトランジスタと、を備え、
前記第1の端子を構成する第1の半導体領域、前記トランジスタのゲート電極、及び、前記ソース又は前記ドレインを構成する第2の半導体領域の少なくとも1つの上に、その外縁の少なくとも一部から離間して配されたシリサイドを有する、
ことを特徴とする光電変換装置。 A pixel that generates a signal by photoelectric conversion;
A capacitive element having a first terminal and a second terminal and holding a signal output from the pixel;
A gate electrode connected to the first terminal, or a transistor having a source or a drain connected to the first terminal,
On at least one of the first semiconductor region constituting the first terminal, the gate electrode of the transistor, and the second semiconductor region constituting the source or the drain, separated from at least a part of the outer edge thereof. Having silicide arranged
A photoelectric conversion device characterized by that.
前記第1の半導体領域に隣接して配され、前記第1の半導体領域と他の半導体領域とを電気的に分離する第1の素子分離領域を更に有し、
前記第1の半導体領域と前記第1の素子分離領域との境界が、前記第1の半導体領域の外縁の少なくとも一部をなす
ことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 The silicide disposed on the first semiconductor region constituting the first terminal;
A first element isolation region that is disposed adjacent to the first semiconductor region and electrically isolates the first semiconductor region from other semiconductor regions;
2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein a boundary between the first semiconductor region and the first element isolation region forms at least a part of an outer edge of the first semiconductor region.
前記容量素子は、前記第2の端子を構成する電極と、前記電極の側面に配された第1のサイドウォールとを更に有し、
前記第1の半導体領域と前記第1のサイドウォールとの境界が、前記第1の半導体領域の外縁の少なくとも一部をなす
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光電変換装置。 The silicide disposed on the first semiconductor region constituting the first terminal;
The capacitive element further includes an electrode constituting the second terminal, and a first sidewall disposed on a side surface of the electrode,
The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein a boundary between the first semiconductor region and the first sidewall forms at least a part of an outer edge of the first semiconductor region.
前記第2の半導体領域に隣接して配され、前記第2の半導体領域と他の半導体領域とを電気的に分離する第2の素子分離領域を更に有し、
前記第2の半導体領域と前記第2の素子分離領域との境界が、前記第2の半導体領域の外縁の少なくとも一部をなす
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光電変換装置。 The silicide disposed on the second semiconductor region constituting the source or the drain;
A second element isolation region that is disposed adjacent to the second semiconductor region and electrically isolates the second semiconductor region from other semiconductor regions;
4. The boundary according to claim 1, wherein a boundary between the second semiconductor region and the second element isolation region forms at least a part of an outer edge of the second semiconductor region. 5. Photoelectric conversion device.
前記トランジスタは、前記ゲート電極の側面に配された第2のサイドウォールを有し、
前記第2の半導体領域と前記第2のサイドウォールとの境界が、前記第2の半導体領域の外縁の少なくとも一部をなす
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光電変換装置。 The silicide disposed on the second semiconductor region constituting the source or the drain;
The transistor has a second sidewall disposed on a side surface of the gate electrode;
5. The boundary according to claim 1, wherein a boundary between the second semiconductor region and the second sidewall forms at least a part of an outer edge of the second semiconductor region. Photoelectric conversion device.
前記トランジスタは、前記ゲート電極の側面に配された第3のサイドウォールを更に有し、
前記ゲート電極と前記第3のサイドウォールとの境界が、前記ゲート電極の外縁の少なくとも一部をなす
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光電変換装置。 The silicide disposed on the gate electrode of the transistor;
The transistor further includes a third sidewall disposed on a side surface of the gate electrode,
6. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein a boundary between the gate electrode and the third sidewall forms at least a part of an outer edge of the gate electrode.
前記外縁と前記シリサイドとを離間させるための領域は、平面視において前記コンタクトを囲うように配されている
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光電変換装置。 A contact disposed on the silicide;
7. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein a region for separating the outer edge and the silicide is disposed so as to surround the contact in a plan view.
前記光電変換装置から出力される信号を処理する信号処理部と
を有することを特徴とする撮像システム。 The photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 7,
An image pickup system comprising: a signal processing unit that processes a signal output from the photoelectric conversion device.
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置からの信号に基づく視差画像から、対象物に関する距離情報を取得する距離情報取得手段と、
前記距離情報に基づいて前記移動体を制御する移動体制御手段と
を有することを特徴とする移動体。 A moving object,
The photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 7,
Distance information acquisition means for acquiring distance information about an object from a parallax image based on a signal from the photoelectric conversion device;
And a moving body control means for controlling the moving body based on the distance information.
第1の端子及び第2の端子を有し、前記画素から出力された信号を保持する容量素子を形成するステップと、
前記第1の端子に接続されたゲート電極、又は、前記第1の端子に接続されたソース若しくはドレインを有するトランジスタを形成するステップと、を有し、
前記第1の端子を構成する第1の半導体領域、前記トランジスタのゲート電極、及び、前記ソース又は前記ドレインを構成する第2の半導体領域の少なくとも1つの上に、その外縁の少なくとも一部から離間して配されたシリサイドを有する
ことを特徴とする光電変換装置の製造方法。 Forming a pixel that generates a signal by photoelectric conversion;
Forming a capacitor element having a first terminal and a second terminal and holding a signal output from the pixel;
Forming a gate electrode connected to the first terminal, or a transistor having a source or drain connected to the first terminal, and
On at least one of the first semiconductor region constituting the first terminal, the gate electrode of the transistor, and the second semiconductor region constituting the source or the drain, separated from at least a part of the outer edge thereof. A method for manufacturing a photoelectric conversion device, comprising: a silicide arranged as a first step.
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