JP2019029437A - 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記半導体基板の第1面に対する平面視において、前記第3半導体領域は、前記第1半導体領域と前記第2半導体領域との間に配され、前記第1面から前記第1面と反対側の第2面に向かう深さ方向において、前記第3半導体領域の不純物濃度が極小値を有し、前記第1半導体領域の不純物濃度が極大値を有し、前記極小値を示す位置より0.5μm浅い位置から前記極小値を示す位置より0.5μm深い位置までの深さ範囲と、前記極大値を示す位置より0.5μm浅い位置から前記極大値を示す位置より0.5μm深い位置までの深さ範囲が重なる固体撮像装置に関する。
本実施の形態に示す固体撮像装置は、例えば、図1に示すような撮像装置に用いることができる。撮像装置として、ここではカメラを例として説明する。撮像装置において、被写体1001から発せられた光はレンズ1002と絞り1003を通過し、固体撮像装置100に到達する。光は固体撮像装置100で電気信号に変換され、信号処理部1007に入力される。撮像装置は、更に、画像データを一時的に記憶するためのメモリ部1010、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1013を有する。
実施の形態2について、図7を用いて説明する。実施の形態1と同様の構成、機能、材料を有する部分については説明を省略する。
本実施の形態について、図8を用いて説明する。なお、実施の形態1または2と同様の部分については説明を省略する。
本実施の形態について、図9(a)及び(b)を用いて説明する。なお、実施の形態1、2、または3と同様の部分については説明を省略する。
よって、実施の形態1乃至3で説明したように、入射光の波長による、光電変換部の間での分離性能の違いを低減することができる。このようにして、様々な角度で入射する光に対して、良好な感度持ち、かつ光電変換部の間の分離性能を良好なものとすることができる。
本実施の形態では、図10を用いて、実施の形態1の図4(a)で示した固体撮像装置100の製造方法について説明する。ここでは、簡単のため、1つのマイクロレンズ202aに対応する1つの光電変換ユニットの部分のみについて説明するが、他の光電変換ユニットも、同様にして形成される。また、半導体基板300としてN型の半導体基板を用いる例について説明する。
実施の形態1乃至4で説明した固体撮像装置100は、撮像装置、また撮像面における焦点検出を行なう装置に用いることができる。本実施の形態では、実施の形態1乃至4のいずれかで説明した固体撮像装置100を有する撮像装置において、撮像面において位相差検出による撮像時の焦点検出を行なう一例を説明する。
Claims (17)
- 信号電荷を収集する第1導電型の第1半導体領域を有する、第1光電変換部と、
信号電荷を収集する前記第1導電型の第2半導体領域を有する、第2光電変換部と、
前記第1導電型とは反対導電型の第2導電型の第3半導体領域と、
を有する半導体基板、を有し、
前記半導体基板の第1面に対する平面視において、前記第3半導体領域は、前記第1半導体領域と前記第2半導体領域との間に配され、
前記第1面から前記第1面と反対側の第2面に向かう深さ方向において、前記第3半導体領域の不純物濃度が極小値を有し、前記第1半導体領域の不純物濃度が極大値を有し、
前記極小値を示す位置より0.5μm浅い位置から前記極小値を示す位置より0.5μm深い位置までの深さ範囲と、前記極大値を示す位置より0.5μm浅い位置から前記極大値を示す位置より0.5μm深い位置までの深さ範囲とが重なる固体撮像装置。 - 信号電荷を収集する第1導電型の第1半導体領域を有する、第1光電変換部と、
信号電荷を収集する前記第1導電型の第2半導体領域を有する、第2光電変換部と、
前記第1導電型とは反対導電型の第2導電型の第3半導体領域と、
を有する半導体基板、を有し、
前記半導体基板の第1面に対する平面視において、前記第3半導体領域は、前記第1半導体領域と前記第2半導体領域との間に配され、
前記第1面から前記第1面と反対側の第2面に向かう深さ方向において、前記第3半導体領域の、前記第1光電変換部の前記信号電荷に対するポテンシャルが第1極小値を有し、前記第1半導体領域の、前記信号電荷に対するポテンシャルが第2極小値を有し、
前記第1極小値を示す位置より0.5μm浅い位置から前記第1極小値を示す位置より0.5μm深い位置までの深さ範囲と、前記第2極小値を示す位置より0.5μm浅い位置から前記第2極小値を示す位置より0.5μm深い位置までの深さ範囲とが重なる固体撮像装置。 - 信号電荷を収集する第1導電型の第1半導体領域を有する、第1光電変換部と、
信号電荷を収集する前記第1導電型の第2半導体領域を有する、第2光電変換部と、
前記第1導電型とは反対導電型の第2導電型の第3半導体領域と、
を有する半導体基板、を有し、
前記半導体基板の第1面に対する平面視において、前記第3半導体領域は、前記第1半導体領域と前記第2半導体領域との間に配され、
前記第1半導体領域の不純物濃度が極大値を示す領域が、前記半導体基板の前記第1面から1.2μmの深さまでの間にあり、
前記第3半導体領域の不純物濃度の極小値が、前記第1面の深さが0.2μmの深さから1.2μmの深さまでの間にある固体撮像装置。 - 信号電荷を収集する第1導電型の第1半導体領域を有する、第1光電変換部と、
信号電荷を収集する前記第1導電型の第2半導体領域を有する、第2光電変換部と、
前記第1導電型とは反対導電型の第2導電型の第3半導体領域と、
を有する半導体基板、を有し、
前記半導体基板の第1面に対する平面視において、前記第3半導体領域は、前記第1半導体領域と前記第2半導体領域との間に配され、
前記第1半導体領域において前記第1光電変換部の前記信号電荷に対するポテンシャルの極小値を示す領域の深さが、前記半導体基板の前記第1面から深さ1.0μmの深さの間にあり、
前記第3半導体領域において前記信号電荷に対するポテンシャルの極小値を示す領域の深さが、前記第1面からの深さが0.2μmの深さから1.0μmの深さまでの間にある。 - 前記第1光電変換部及び前記第2光電変換部が、1つのマイクロレンズを通った光を受光するように、前記半導体基板及び前記マイクロレンズが配されている請求項1乃至4のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記マイクロレンズは、前記半導体基板の前記第1面側に配される請求項5に記載の固体撮像装置。
- 前記マイクロレンズは、前記半導体基板の前記第2面側に配される請求項5に記載の固体撮像装置。
- 前記第1半導体領域、前記第2半導体領域、及び前記第3半導体領域を含む断面の前記深さ方向において、前記第1半導体領域と前記半導体基板の前記第1面の間に位置する前記第2導電型の第5半導体領域を有する請求項1乃至7のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記半導体基板の前記第1面側に配されている多層配線層を有する請求項1乃至8のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記半導体基板の前記第2面側に配されている多層配線層を有する請求項1乃至9のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 請求項5乃至8のいずれか1項を含む固体撮像装置と、
前記マイクロレンズを通った光に基づく前記第1光電変換部の出力を用いて焦点検出を行い、前記マイクロレンズを通った光に基づく前記第1光電変換部及び前記第2光電変換部の出力の加算を用いて撮像を行う信号処理部と、
を有する撮像装置。 - 請求項1乃至10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の出力に基づいて撮像画像に対応する信号を生成する信号処理部と、
を有する撮像装置。 - 第1導電型の半導体領域を有する第1光電変換部、前記第1導電型の半導体領域を有する第2光電変換部、及び、前記第1光電変換部の前記半導体領域と前記第2光電変換部の前記半導体領域との間に配され、前記第1導電型と異なる第2導電型の第3半導体領域を有する固体撮像装置の製造方法であって、
前記第1導電型を有する半導体基板の表面の第1領域を通過させて、第1濃度及び第1加速電圧で前記第2導電型を付与する不純物を、前記半導体基板に注入し、
前記第1領域を通過して、前記第1濃度より低い第2濃度、及び前記第1加速電圧より低い第2加速電圧で前記第2導電型を付与する不純物を、前記半導体基板に注入し、
前記半導体基板の前記表面の、前記第1領域とは互いに異なる第2領域及び第3領域を通過させて、第3濃度及び第3加速電圧で前記第1導電型を付与する不純物を、前記半導体に注入し、
前記第1領域は、前記第2領域及び前記第3領域の間にあることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 前記第1濃度及び前記第1加速電圧で前記第2導電型を付与する不純物を、前記半導体基板に注入し、前記第2濃度及び前記第2加速電圧で前記第2導電型を付与する不純物を、前記半導体基板に注入した後、前記第3濃度及び前記第3加速電圧で前記第1導電型を付与する不純物を、前記半導体に注入する請求項13に記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記第3濃度及び前記第3加速電圧で前記第1導電型を付与する不純物を、前記半導体に注入した後、前記固体撮像装置に対して加熱処理を行う請求項13または14に記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記第2領域及び前記第3領域を通過させて、前記第3濃度より高い第4濃度で、かつ前記第3加速電圧より低い第4加速電圧で前記第1導電型を付与する不純物を、前記半導体に注入する請求項13乃至15のいずれか1項に記載の固体撮像装置の製造方法。
- 第5濃度及び第5加速電圧で、少なくとも前記第2領域及び前記第3領域の一部を通過させて、前記第2導電型を付与する不純物を前記半導体基板に注入し、
前記第5濃度は、第1、第2濃度より高く、前記第5加速電圧は、前記第1加速電圧及び前記第2加速電圧より低い、請求項13乃至16のいずれか1項に記載の固体撮像装置の製造方法。
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