JP2020077848A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
入射光を電荷に変換する光電変換層と、
前記光電変換層で生成した電荷を収集する第1画素電極と、
前記光電変換層で生成した電荷を収集し、第1方向において前記第1画素電極に隣接する第2画素電極と、
前記第1画素電極および前記第2画素電極とは電気的に分離されたシールド電極と、
前記シールド電極から延び、平面視において、前記第1画素電極と前記第2画素電極との間に位置する第1シールドビアと、
を備える。
本開示の第1態様に係る撮像装置は、
入射光を電荷に変換する光電変換層と、
前記光電変換層で生成した電荷を収集する第1画素電極と、
前記光電変換層で生成した電荷を収集し、第1方向において前記第1画素電極に隣接する第2画素電極と、
前記第1画素電極および前記第2画素電極とは電気的に分離されたシールド電極と、
前記シールド電極から延び、平面視において、前記第1画素電極と前記第2画素電極との間に位置する第1シールドビアと、
を備える。
前記光電変換層で生成した電荷を収集し、前記第1方向と異なる第2方向において前記第1画素電極に隣接する第3画素電極と、
前記シールド電極から延び、前記平面視において、前記第1画素電極と前記第3画素電極との間に位置する第2シールドビアと、
をさらに備えていてもよい。
前記光電変換層で生成した電荷を収集し、前記第1方向と異なる第2方向において前記第1画素電極に隣接する第3画素電極と、
前記光電変換層で生成した電荷を収集し、前記第2方向において前記第2画素電極に隣接し、前記第1方向において前記第3画素電極と隣接する第4画素電極と、
前記シールド電極から延び、前記平面視において、前記第1画素電極と前記第4画素電極との間に位置する第3シールドビアと、
をさらに備えていてもよい。
前記光電変換層で生成した電荷を収集し、前記第2方向において前記第2画素電極に隣接し、前記第1方向において前記第3画素電極と隣接する第4画素電極と、
前記シールド電極から延び、前記平面視において、前記第1画素電極と前記第4画素電極との間に位置する第3シールドビアと、
をさらに備えていてもよい。
前記第1画素電極から延びる第1画素ビアと、
前記第2画素電極から延びる第2画素ビアと、
をさらに備えていてもよい。
前記平面視において、前記第1シールドビアは、前記第1画素ビアと前記第2画素ビアとの間に位置していてもよい。
第1配線層をさらに備えていてもよく、
前記第1シールドビアは、前記シールド電極から前記第1配線層まで延びていてもよい。
前記シールド電極と前記光電変換層との間に位置する絶縁部をさらに備えていてもよい。
前記平面視において、前記絶縁部は、前記シールド電極と重ならない部分を含んでいてもよい。
入射光を電荷に変換する光電変換層と、
前記光電変換層で生成した電荷を収集する第1画素電極と、
前記第1画素電極とは電気的に分離されたシールド電極と、
前記シールド電極と前記光電変換層との間に位置する絶縁部と、
を備え、
平面視において、前記絶縁部は、前記シールド電極と重ならない部分を含む。
前記平面視において、前記絶縁部は、前記第1画素電極と離間していてもよい。
前記絶縁部は、膜形状を有していてもよく、
前記膜形状の厚さは、10nm以上であってもよい。
前記第1画素電極が有する面と、前記シールド電極が有する面とが、同一平面上にあってもよい。
入射光を電荷に変換する光電変換層と、
前記光電変換層で生成した電荷を収集する第1画素電極と、
前記第1画素電極とは電気的に分離されたシールド電極と、
前記シールド電極と前記光電変換層との間に位置する絶縁部と、
を備える。
図1および2に、実施形態に係る撮像装置100の断面図を示す。
上述の説明に係る積層型の撮像装置100では、光電変換層4は、画素電極3と対向電極5の間に配置されている。図3に示すように、画素電極3と画素電極3の間の領域60には、シールド電極61が配置されている。具体的には、領域60には、絶縁層2およびシールド電極61が配置されている。なお、図3では、絶縁層2の図示は省略されている。図3の例では、平面視において、領域60は格子形状を有している。平面視は、例えば、半導体基板1の表面に垂直な方向に観察することをいう。
図1および図2で示すようにシールド電極61を配置した場合、光電変換層4で発生した信号電荷65の一部がシールド電極61に収集される。この収集により、画素電極3で捕獲可能な信号電荷が少なくなると、撮像装置の感度が低下する場合がある。撮像装置の感度の低下を抑制する観点から、シールド電極61と光電変換層4との間に絶縁部を設けてもよい。以下、そのように絶縁部が設けられた構成例について、図4A、4B、4C、4D、4E、5A、5Bおよび6を参照しながら説明する。
積層型の撮像装置100では、光電変換層4とは別に電荷の蓄積領域が設けられている。蓄積領域は、検出回路12における半導体基板1内の部分に設けられている。光電変換層4で発生した電荷は、画素電極3から、画素ビア13を介して、蓄積領域に輸送される。
以下、上述の撮像装置100が適用されたカメラシステムについて、図10を参照しつつ説明する。
2 絶縁層
2a,2b,2c,2d,2e 構成層
3,3A,3B1,3B2,3B3,3B4,3C1,3C2,3C3,3C4,PE1,PE2,PE3,PE4,PE5,PE6,PE7,PE8,PE9,69 画素電極
4 光電変換層
4p 突出部
5 対向電極
6 緩衝層
7 封止層
8 カラーフィルタ
9 平坦化層
10 マイクロレンズ
11 光電変換部
12 検出回路
13,PV1,PV2,PV3,PV4,PV5,PV6,PV7,PV8,PV9 画素ビア
63,63C,SV1,SV2,SV3,SV4,SV5,SV6,SV7,SV8,SV9,SV10,SV11,SV12,SV13,SV14 シールドビア
14 第1配線層
20 画素
30 画素部
60 領域
61 シールド電極
62 絶縁部
62a 上面
62b 下面
62c 側面
62d 角
62x 層
65 信号電荷
67 絶縁体
68 ビア
71 離間幅
81 マスク
100 撮像装置
601 光学系
602 カメラ信号処理部
603 システムコントローラ
604 カメラシステム
S1,S2,S3,S4 辺
P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9,P10,P11,P12,P13,P14,PA 点
Q、Sx4 四角形
Sx2 正方形
RT1,RT2,RT3,RT4 長方形
Sk,Sj 辺
V1,V2,V3,V4 頂点
X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8 部分
Y,Y1,Y2,Y3,Y4 交差部
Claims (14)
- 入射光を電荷に変換する光電変換層と、
前記光電変換層で生成した電荷を収集する第1画素電極と、
前記光電変換層で生成した電荷を収集し、第1方向において前記第1画素電極に隣接する第2画素電極と、
前記第1画素電極および前記第2画素電極とは電気的に分離されたシールド電極と、
前記シールド電極から延び、平面視において、前記第1画素電極と前記第2画素電極との間に位置する第1シールドビアと、
を備える、
撮像装置。 - 前記光電変換層で生成した電荷を収集し、前記第1方向と異なる第2方向において前記第1画素電極に隣接する第3画素電極と、
前記シールド電極から延び、前記平面視において、前記第1画素電極と前記第3画素電極との間に位置する第2シールドビアと、
をさらに備える、
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記光電変換層で生成した電荷を収集し、前記第1方向と異なる第2方向において前記第1画素電極に隣接する第3画素電極と、
前記光電変換層で生成した電荷を収集し、前記第2方向において前記第2画素電極に隣接し、前記第1方向において前記第3画素電極と隣接する第4画素電極と、
前記シールド電極から延び、前記平面視において、前記第1画素電極と前記第4画素電極との間に位置する第3シールドビアと、
をさらに備える、
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記光電変換層で生成した電荷を収集し、前記第2方向において前記第2画素電極に隣接し、前記第1方向において前記第3画素電極と隣接する第4画素電極と、
前記シールド電極から延び、前記平面視において、前記第1画素電極と前記第4画素電極との間に位置する第3シールドビアと、
をさらに備える、
請求項2に記載の撮像装置。 - 前記第1画素電極から延びる第1画素ビアと、
前記第2画素電極から延びる第2画素ビアと、
をさらに備える、
請求項1から4のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記平面視において、前記第1シールドビアは、前記第1画素ビアと前記第2画素ビアとの間に位置する、
請求項5に記載の撮像装置。 - 前記撮像装置は、第1配線層をさらに備え、
前記第1シールドビアは、前記シールド電極から前記第1配線層まで延びている、
請求項1から6のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記シールド電極と前記光電変換層との間に位置する絶縁部をさらに備える、
請求項1から7のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記平面視において、前記絶縁部は、前記シールド電極と重ならない部分を含む、
請求項8に記載の撮像装置。 - 入射光を電荷に変換する光電変換層と、
前記光電変換層で生成した電荷を収集する第1画素電極と、
前記第1画素電極とは電気的に分離されたシールド電極と、
前記シールド電極と前記光電変換層との間に位置する絶縁部と、
を備え、
平面視において、前記絶縁部は、前記シールド電極と重ならない部分を含む、
撮像装置。 - 前記平面視において、前記絶縁部は、前記第1画素電極と離間している、
請求項9または10に記載の撮像装置。 - 前記絶縁部は、膜形状を有し、
前記膜形状の厚さは、10nm以上である、
請求項8から11のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記第1画素電極が有する面と、前記シールド電極が有する面とが、同一平面上にある、
請求項1から12のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記撮像装置はカラーのイメージセンサである、
請求項1から13のいずれか一項に記載の撮像装置。
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