JP2021174930A - Imaging device and imaging system - Google Patents

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JP2021174930A
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electrode
layer
photoelectric conversion
blocking layer
imaging device
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直樹 島崎
Naoki Shimazaki
真一 町田
Shinichi Machida
康夫 三宅
Yasuo Miyake
信 荘保
Makoto Shoho
三四郎 宍戸
Sanshiro Shishido
杜朗 光石
Morio Mitsuishi
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Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Abstract

To provide an imaging device in which noise is suppressed.SOLUTION: An imaging device 100 includes: a semiconductor substrate 110; a charge accumulation electrode 190, an insulating layer 120, a semiconductor layer 130, a photoelectric conversion layer 140, and a counter electrode 150 that exist over the semiconductor substrate 110 and are stacked in this order; a pixel electrode 160 being disposed apart from the photoelectric conversion layer 140 and electrically connected to the photoelectric conversion layer 140 through the semiconductor layer 130; and a blocking layer 170 existing between the photoelectric conversion layer 140 and the pixel electrode 160, overlapping with at least a part of the pixel electrode 160 in a plan view, and blocking a signal charge generated in the photoelectric conversion layer 140. At least a part of the charge accumulation electrode 190 does not overlap with the blocking layer 170 in a plan view.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、撮像装置および撮像システムに関する。 The present disclosure relates to an imaging apparatus and an imaging system.

CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサおよびCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどの光電変換を利用した撮像装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。 An imaging device using photoelectric conversion such as a CCD (Charge Coupled Device) image sensor and a CMOS (Complementary Metal Oxide Sensor) image sensor is known (see, for example, Patent Document 1).

国際公開第2019/181456号International Publication No. 2019/181456

本開示は、ノイズが抑制された撮像装置および撮像システムを提供する。 The present disclosure provides an image pickup apparatus and an image pickup system in which noise is suppressed.

本開示の一態様に係る撮像装置は、半導体基板と、前記半導体基板の上方に位置し、この順に積層された第1電極、絶縁層、半導体層、光電変換層および第2電極と、前記光電変換層から離間して配置され、前記半導体層を介して前記光電変換層に電気的に接続される第3電極と、前記光電変換層と前記第3電極との間に位置し、平面視において前記第3電極の少なくとも一部と重なり、前記光電変換層内で生成された信号電荷をブロックするブロッキング層と、を備え、前記第1電極の少なくとも一部は、平面視において前記ブロッキング層と重ならない。 The image pickup apparatus according to one aspect of the present disclosure includes a semiconductor substrate, a first electrode, an insulating layer, a semiconductor layer, a photoelectric conversion layer and a second electrode, which are located above the semiconductor substrate and are laminated in this order, and the photoelectric. The third electrode, which is arranged apart from the conversion layer and is electrically connected to the photoelectric conversion layer via the semiconductor layer, is located between the photoelectric conversion layer and the third electrode, and is located in a plan view. A blocking layer that overlaps with at least a part of the third electrode and blocks the signal charge generated in the photoelectric conversion layer is provided, and at least a part of the first electrode overlaps with the blocking layer in a plan view. It doesn't become.

本開示の一態様に係る撮像システムは、前記撮像装置と、光を前記撮像装置に集光する光学系と、前記撮像装置が出力する信号を処理する処理回路と、を備える。 The imaging system according to one aspect of the present disclosure includes the imaging device, an optical system that concentrates light on the imaging device, and a processing circuit that processes a signal output by the imaging device.

本開示によれば、ノイズが抑制された撮像装置および撮像システムを提供する。 According to the present disclosure, an image pickup apparatus and an image pickup system in which noise is suppressed are provided.

図1は、実施の形態1に係る撮像装置の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of the image pickup apparatus according to the first embodiment. 図2は、実施の形態1に係る撮像装置の製造方法の一工程を表す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing one step of the manufacturing method of the image pickup apparatus according to the first embodiment. 図3は、図2に続く工程を表す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the steps following FIG. 図4は、図3に続く工程を表す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the steps following FIG. 図5は、図4に続く工程を表す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the steps following FIG. 図6は、図5に続く工程を表す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the steps following FIG. 図7は、図6に続く工程を表す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing the steps following FIG. 図8は、実施の形態2に係る撮像装置の断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of the image pickup apparatus according to the second embodiment. 図9は、実施の形態3に係る撮像装置の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the image pickup apparatus according to the third embodiment. 図10は、実施の形態4に係る撮像装置の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the image pickup apparatus according to the fourth embodiment. 図11は、実施の形態4の変形例1に係る撮像装置の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of the image pickup apparatus according to the first modification of the fourth embodiment. 図12は、実施の形態4の変形例2に係る撮像装置の断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of the image pickup apparatus according to the second modification of the fourth embodiment. 図13は、実施の形態5に係る撮像装置の断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of the image pickup apparatus according to the fifth embodiment. 図14は、実施の形態6に係る撮像装置の断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of the image pickup apparatus according to the sixth embodiment. 図15は、実施の形態7に係る撮像システムの構成例を模式的に示す図である。FIG. 15 is a diagram schematically showing a configuration example of the imaging system according to the seventh embodiment.

(本開示の基礎になった知見)
本発明者らは、従来の撮像装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。
(Findings underlying this disclosure)
The present inventors have found that the following problems arise with respect to the conventional imaging device.

特許文献1に開示された撮像装置では、読み出し電極に対向する部分の光電変換層を覆うように遮光膜が設けられている。これにより、読み出し電極に近い領域での光電変換を抑え、余分な信号電荷が読み出し電極に転送されるのを抑制している。 In the image pickup apparatus disclosed in Patent Document 1, a light-shielding film is provided so as to cover the photoelectric conversion layer at a portion facing the readout electrode. As a result, the photoelectric conversion in the region close to the read electrode is suppressed, and the transfer of excess signal charge to the read electrode is suppressed.

しかしながら、読み出し電極上の光電変換層には、斜め方向からも光が入射する。このような入射光によって発生した信号電荷は、読み出し電極に混入し、ノイズとなり得る。本発明者らは、この課題に対して鋭意検討を行い、本開示を想到した。 However, light is incident on the photoelectric conversion layer on the readout electrode even from an oblique direction. The signal charge generated by such incident light can be mixed in the readout electrode and become noise. The present inventors have diligently studied this subject and came up with the present disclosure.

本開示の一態様に係る撮像装置は、半導体基板と、前記半導体基板の上方に位置し、この順に積層された第1電極、絶縁層、半導体層、光電変換層および第2電極と、前記光電変換層から離間して配置され、前記半導体層を介して前記光電変換層に電気的に接続される第3電極と、前記光電変換層と前記第3電極との間に位置し、平面視において前記第3電極の少なくとも一部と重なり、前記光電変換層内で生成された信号電荷をブロックするブロッキング層と、を備える。前記第1電極の少なくとも一部は、平面視において前記ブロッキング層と重ならない。 The image pickup apparatus according to one aspect of the present disclosure includes a semiconductor substrate, a first electrode, an insulating layer, a semiconductor layer, a photoelectric conversion layer and a second electrode, which are located above the semiconductor substrate and are laminated in this order, and the photoelectric. The third electrode, which is arranged apart from the conversion layer and is electrically connected to the photoelectric conversion layer via the semiconductor layer, is located between the photoelectric conversion layer and the third electrode, and is located in a plan view. A blocking layer that overlaps with at least a part of the third electrode and blocks the signal charge generated in the photoelectric conversion layer is provided. At least a part of the first electrode does not overlap with the blocking layer in a plan view.

これにより、光電変換層内の平面視において第3電極と重なる領域で発生した信号電荷をブロッキング層によってブロックすることができる。したがって、斜め方向からの光が入射したとしても信号電荷の第3電極への混入を抑制することができる。このように、本態様に係る撮像装置によれば、電荷の混入に起因するノイズを抑制することができる。 As a result, the signal charge generated in the region overlapping the third electrode in the plan view in the photoelectric conversion layer can be blocked by the blocking layer. Therefore, even if light from an oblique direction is incident, it is possible to suppress the mixing of signal charges into the third electrode. As described above, according to the image pickup apparatus according to this aspect, it is possible to suppress noise caused by the mixing of electric charges.

また、例えば、前記ブロッキング層は、前記半導体層と前記第3電極との間に位置してもよい。 Further, for example, the blocking layer may be located between the semiconductor layer and the third electrode.

これにより、ブロッキング層によって信号電荷が第3電極に混入するのを抑制することができるので、電荷の混入に起因するノイズを抑制することができる。 As a result, it is possible to suppress the signal charge from being mixed into the third electrode by the blocking layer, so that noise caused by the charge mixing can be suppressed.

また、例えば、前記ブロッキング層は、前記光電変換層と前記半導体層との間に位置してもよい。 Further, for example, the blocking layer may be located between the photoelectric conversion layer and the semiconductor layer.

これにより、ブロッキング層によって信号電荷が第3電極に混入するのを抑制することができるので、電荷の混入に起因するノイズを抑制することができる。 As a result, it is possible to suppress the signal charge from being mixed into the third electrode by the blocking layer, so that noise caused by the charge mixing can be suppressed.

また、例えば、前記ブロッキング層は、前記光電変換層と前記第3電極とに接してもよい。 Further, for example, the blocking layer may be in contact with the photoelectric conversion layer and the third electrode.

これにより、ブロッキング層によって信号電荷が第3電極に混入するのを抑制することができるので、電荷の混入に起因するノイズを抑制することができる。 As a result, it is possible to suppress the signal charge from being mixed into the third electrode by the blocking layer, so that noise caused by the charge mixing can be suppressed.

また、例えば、前記ブロッキング層は、平面視において、前記第3電極より面積が大きく、前記第3電極の全体と重なっていてもよい。 Further, for example, the blocking layer may have a larger area than the third electrode in a plan view and may overlap with the entire third electrode.

これにより、ブロッキング層の端部と第3電極との距離が離れるので、ブロッキング層を回り込んで第3電極に混入する信号電荷を抑制することができる。このため、電荷の混入に起因するノイズを一層抑制することができる。 As a result, the distance between the end of the blocking layer and the third electrode is increased, so that the signal charge that wraps around the blocking layer and is mixed in the third electrode can be suppressed. Therefore, noise caused by the mixing of electric charges can be further suppressed.

また、例えば、前記第3電極は、平面視において前記第1電極と重ならなくてもよい。 Further, for example, the third electrode does not have to overlap with the first electrode in a plan view.

これにより、信号電荷の蓄積用の第1電極と信号電荷の収集用の第3電極とを離すことができるので、第3電極に混入する信号電荷を抑制することができる。 As a result, the first electrode for accumulating the signal charge and the third electrode for collecting the signal charge can be separated from each other, so that the signal charge mixed in the third electrode can be suppressed.

また、例えば、前記第2電極は、前記ブロッキング層および前記光電変換層を介して前記第3電極に対向してもよい。 Further, for example, the second electrode may face the third electrode via the blocking layer and the photoelectric conversion layer.

これにより、第2電極のパターニングが必要なくなるので、第2電極の膜質を高めることができる。例えば、第2電極の抵抗成分を小さくすることができるので、第2電極内での電圧降下を抑制することができ、第2電極の面内で均一な電位分布を実現しやすくなる。これにより、生成される電荷のばらつきを抑制し、良好な画像を生成することができる。 This eliminates the need for patterning of the second electrode, so that the film quality of the second electrode can be improved. For example, since the resistance component of the second electrode can be reduced, the voltage drop in the second electrode can be suppressed, and it becomes easy to realize a uniform potential distribution in the plane of the second electrode. As a result, it is possible to suppress variations in the generated charges and generate a good image.

また、例えば、前記ブロッキング層は、絶縁性を有してもよい。 Further, for example, the blocking layer may have an insulating property.

これにより、電子および正孔の両方をブロックすることができるので、ノイズを一層抑制することができる。 As a result, both electrons and holes can be blocked, so that noise can be further suppressed.

また、例えば、前記ブロッキング層は、遮光性を有してもよい。 Further, for example, the blocking layer may have a light-shielding property.

これにより、第3電極によって光が反射されて隣接画素に伝搬されるのを抑制することができるので、画素間での混色などを抑制することができる。 As a result, it is possible to suppress the light from being reflected by the third electrode and propagating to the adjacent pixels, so that it is possible to suppress color mixing between the pixels.

また、例えば、前記絶縁層、前記半導体層および前記光電変換層を介して前記第2電極に対向する第4電極をさらに備えてもよい。前記第4電極は、平面視において前記第1電極と前記第3電極との間に位置してもよい。 Further, for example, a fourth electrode facing the second electrode may be further provided via the insulating layer, the semiconductor layer, and the photoelectric conversion layer. The fourth electrode may be located between the first electrode and the third electrode in a plan view.

これにより、第4電極に印加される電位によって、第3電極への信号電荷の転送を制御することができる。したがって、本態様に係る撮像装置によれば、電荷の混入によるノイズを抑制することができるだけでなく、転送効率を向上させることができる。 Thereby, the transfer of the signal charge to the third electrode can be controlled by the potential applied to the fourth electrode. Therefore, according to the image pickup apparatus according to this aspect, not only can noise due to the mixing of electric charges be suppressed, but also transfer efficiency can be improved.

また、例えば、前記第1電極は、平面視において、その全体が前記ブロッキング層と重ならなくてもよい。 Further, for example, the first electrode does not have to overlap the blocking layer as a whole in a plan view.

これにより、光電変換層内の、第1電極と第2電極との間に位置する領域で発生した信号電荷は、ブロッキング層によってブロックされることなく半導体層へ移動できる。これにより、光電変換層内で発生した信号電荷を有効に利用することができる。 As a result, the signal charge generated in the region located between the first electrode and the second electrode in the photoelectric conversion layer can be transferred to the semiconductor layer without being blocked by the blocking layer. As a result, the signal charge generated in the photoelectric conversion layer can be effectively used.

また、例えば、前記半導体基板は、平面視において前記第1電極と重なる光電変換部を含んでもよい。 Further, for example, the semiconductor substrate may include a photoelectric conversion unit that overlaps with the first electrode in a plan view.

これにより、電荷の混入によるノイズを抑制することができるだけでなく、例えば光電変換層と光電変換部とが互いに異なる波長成分に感度を有する場合、複数の波長成分の各々の信号を取り出すことができる。これにより、撮像装置の色解像度を向上させることができる。 As a result, not only can noise due to the mixing of electric charges be suppressed, but also, for example, when the photoelectric conversion layer and the photoelectric conversion unit have sensitivity to different wavelength components, each signal of a plurality of wavelength components can be extracted. .. Thereby, the color resolution of the image pickup apparatus can be improved.

また、例えば、前記半導体基板は、拡散領域を含み、前記第3電極は、前記拡散領域に電気的に接続されていてもよい。 Further, for example, the semiconductor substrate may include a diffusion region, and the third electrode may be electrically connected to the diffusion region.

これにより、光電変換層で生成された信号電荷を一時的に蓄積することができる。 As a result, the signal charge generated in the photoelectric conversion layer can be temporarily accumulated.

また、例えば、前記半導体基板は、一方の面から他方の面に貫通する貫通電極をさらに含み、前記第3電極は、前記貫通電極を介して前記拡散領域に電気的に接続されてもよい。 Further, for example, the semiconductor substrate may further include a through electrode penetrating from one surface to the other surface, and the third electrode may be electrically connected to the diffusion region via the through electrode.

これにより、例えば、裏面照射型の撮像装置を実現することができる。 Thereby, for example, a back-illuminated image pickup apparatus can be realized.

また、本開示に係る撮像システムは、上記各態様に係る撮像装置と、光を前記撮像装置に集光する光学系と、前記撮像装置が出力する信号を処理する処理回路と、を備える。 Further, the imaging system according to the present disclosure includes an imaging device according to each of the above aspects, an optical system that collects light on the imaging device, and a processing circuit that processes a signal output by the imaging device.

これにより、撮像装置の場合と同様に、電荷の混入に起因するノイズを抑制することができ、良好な画像を生成することができる。 As a result, noise caused by the mixing of electric charges can be suppressed and a good image can be generated, as in the case of the image pickup apparatus.

以下では、実施の形態に係る撮像装置および撮像システムを、図面を参照しながら具体的に説明する。 Hereinafter, the image pickup apparatus and the image pickup system according to the embodiment will be specifically described with reference to the drawings.

以下の説明では、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細な説明、および、実質的に同一の構成に対する重複説明などは、省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。 In the following description, an unnecessarily detailed description may be omitted. For example, detailed explanations of already well-known matters and duplicate explanations for substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid unnecessary redundancy of the following description and to facilitate the understanding of those skilled in the art.

また、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 In addition, all of the embodiments described below show comprehensive or specific examples. Numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of components, steps, step order, and the like shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present disclosure. Further, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims will be described as arbitrary components.

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。 Further, each figure is a schematic view and is not necessarily exactly illustrated. Therefore, for example, the scales and the like do not always match in each figure. Further, in each figure, substantially the same configuration is designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted or simplified.

また、本明細書において、要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度の差異をも含むことを意味する表現である。 Further, in the present specification, the term indicating the shape of an element and the numerical range mean not only an expression expressing only a strict meaning but also a substantially equivalent range, for example, a difference of about several percent. It is an expression.

また、本明細書において、「平面視」とは、特に断りの無い限り、半導体基板の主面をその法線方向から見ることをいう。また、半導体基板の主面の法線方向は、「厚み方向」または「積層方向」と記載される場合がある。 Further, in the present specification, "planar view" means to see the main surface of the semiconductor substrate from the normal direction unless otherwise specified. Further, the normal direction of the main surface of the semiconductor substrate may be described as "thickness direction" or "lamination direction".

また、本明細書において、「上方」および「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向(鉛直上方)および下方向(鉛直下方)を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。また、「上方」および「下方」という用語は、2つの構成要素が互いに間隔を空けて配置されて2つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、2つの構成要素が互いに密着して配置されて2つの構成要素が接する場合にも適用される。 Further, in the present specification, the terms "upper" and "lower" do not refer to the upward direction (vertically upward) and the downward direction (vertically downward) in absolute spatial recognition, but are based on the stacking order in the stacking configuration. It is used as a term defined by the relative positional relationship with. Also, the terms "upper" and "lower" are used not only when the two components are spaced apart from each other and another component exists between the two components, but also when the two components It also applies when the two components are placed in close contact with each other and touch each other.

また、本明細書において説明される種々の態様は、矛盾が生じない限り、互いに組み合わせることが可能である。 Also, the various aspects described herein can be combined with each other as long as there is no conflict.

本明細書では、第1、第2、第3・・・という序数詞を用いることがある。ある要素に序数詞が付されている場合に、より若番の同種類の要素が存在することは必須ではない。必要に応じて序数詞の番号を変更することができる。 In the present specification, the ordinal numbers such as first, second, third ... May be used. If an element has an ordinal number, it is not essential that a younger element of the same type exists. The ordinal numbers can be changed as needed.

(実施の形態1)
[構成]
まず、実施の形態1に係る撮像装置の構成について、図1を用いて説明する。図1は、本実施の形態に係る撮像装置100の断面図である。
(Embodiment 1)
[composition]
First, the configuration of the image pickup apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of the image pickup apparatus 100 according to the present embodiment.

図1に示されるように、撮像装置100は、半導体基板110と、絶縁層120と、半導体層130と、光電変換層140と、対向電極150と、封止膜151と、画素電極160と、プラグ161と、ブロッキング層170と、拡散領域180と、配線層181と、電荷蓄積電極190と、を備える。 As shown in FIG. 1, the image pickup apparatus 100 includes a semiconductor substrate 110, an insulating layer 120, a semiconductor layer 130, a photoelectric conversion layer 140, a counter electrode 150, a sealing film 151, and a pixel electrode 160. It includes a plug 161, a blocking layer 170, a diffusion region 180, a wiring layer 181 and a charge storage electrode 190.

半導体基板110は、拡散領域180と、電荷検出回路(図示せず)とを含んでいる。半導体基板110の上方には、配線層181、絶縁層120、半導体層130、光電変換層140、対向電極150、封止膜151がこの順に積層されている。半導体基板110は、例えばシリコンを含む。 The semiconductor substrate 110 includes a diffusion region 180 and a charge detection circuit (not shown). A wiring layer 181, an insulating layer 120, a semiconductor layer 130, a photoelectric conversion layer 140, a counter electrode 150, and a sealing film 151 are laminated in this order above the semiconductor substrate 110. The semiconductor substrate 110 contains, for example, silicon.

拡散領域180は、半導体基板110の表面近傍に形成された不純物領域である。拡散領域180は、半導体基板110を構成する半導体の導電型とは異なる導電型の不純物を、半導体基板110の表面近くに添加することによって形成される。例えば、拡散領域180は、半導体基板110がp型Si基板である場合、n型不純物が添加されることによって形成される。拡散領域180は、例えば、電荷検出回路が含む読み出しトランジスタなどの各種トランジスタに電気的に接続されている。 The diffusion region 180 is an impurity region formed near the surface of the semiconductor substrate 110. The diffusion region 180 is formed by adding a conductive type impurity different from the conductive type of the semiconductor constituting the semiconductor substrate 110 near the surface of the semiconductor substrate 110. For example, when the semiconductor substrate 110 is a p-type Si substrate, the diffusion region 180 is formed by adding n-type impurities. The diffusion region 180 is electrically connected to various transistors such as a readout transistor included in the charge detection circuit, for example.

電荷検出回路(図示せず)は、例えばCMOSトランジスタを複数組み合わせて形成される。電荷検出回路は、例えば、拡散領域180に転送された信号電荷に対応する信号を出力する増幅トランジスタと、拡散領域180をリセットするリセットトランジスタとを備えている。 The charge detection circuit (not shown) is formed by, for example, combining a plurality of CMOS transistors. The charge detection circuit includes, for example, an amplification transistor that outputs a signal corresponding to the signal charge transferred to the diffusion region 180, and a reset transistor that resets the diffusion region 180.

絶縁層120は、電荷蓄積電極190と半導体層130とを電気的に分離する層であり、配線層181上に設けられている。絶縁層120は、例えば、オルトケイ酸テトラエチル(TEOS)、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム、ケイ酸ハフニウム、ケイ酸ジルコニウム、酸化ハフニウムもしくはジルコニアなどのうちの1種類を含む単層膜、または、これらのうち2種類以上を含む積層膜により構成されている。絶縁層120は、遮光性を有していてもよく、光を透過可能であってもよい。 The insulating layer 120 is a layer that electrically separates the charge storage electrode 190 and the semiconductor layer 130, and is provided on the wiring layer 181. The insulating layer 120 is a single-layer film containing, for example, one of tetraethyl orthosilicate (TEOS), silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide, hafnium silicate, zirconium silicate, hafnium oxide, and zirconia. , Or, it is composed of a laminated film containing two or more of these. The insulating layer 120 may have a light-shielding property and may be capable of transmitting light.

なお、配線層181は、1つ以上の層間絶縁層と、導電性を有する配線およびビア導体とを含んでいる。配線およびビア導体は、銅などの金属、または、導電性ポリシリコンなどの導電性材料を用いて形成される。層間絶縁層は、絶縁層120に使用可能な材料から選択された絶縁性材料を用いて形成される。 The wiring layer 181 includes one or more interlayer insulating layers, and a conductive wiring and via conductor. Wiring and via conductors are formed using a metal such as copper or a conductive material such as polysilicon. The interlayer insulating layer is formed by using an insulating material selected from the materials that can be used for the insulating layer 120.

半導体層130は、半導体基板110の上方に位置している。半導体層130は、絶縁層120の上面に接触して設けられている。本実施の形態では、半導体層130は、絶縁層120の上面と、画素電極160の側面と、ブロッキング層170の上面および側面とを覆っている。これにより、ブロッキング層170および画素電極160はいずれも、光電変換層140には接触しない。 The semiconductor layer 130 is located above the semiconductor substrate 110. The semiconductor layer 130 is provided in contact with the upper surface of the insulating layer 120. In the present embodiment, the semiconductor layer 130 covers the upper surface of the insulating layer 120, the side surface of the pixel electrode 160, and the upper surface and the side surface of the blocking layer 170. As a result, neither the blocking layer 170 nor the pixel electrode 160 comes into contact with the photoelectric conversion layer 140.

半導体層130は、光電変換層140で生成した信号電荷が蓄積される領域、および、信号電荷が転送される経路として機能する。具体的には、半導体層130は、光電変換層140と画素電極160との電気的な接続を行う。電気的な接続とは、常時、又は、少なくとも所定のタイミングで電気的に導通可能であることを意味する。本実施の形態では、電荷蓄積電極190と画素電極160との電位差が制御されることによって、電荷蓄積電極190の直上方向の半導体層130に蓄積される信号電荷が画素電極160に転送される。 The semiconductor layer 130 functions as a region in which the signal charge generated by the photoelectric conversion layer 140 is accumulated and a path through which the signal charge is transferred. Specifically, the semiconductor layer 130 electrically connects the photoelectric conversion layer 140 and the pixel electrode 160. Electrical connection means that it is electrically conductive at all times or at least at a predetermined timing. In the present embodiment, by controlling the potential difference between the charge storage electrode 190 and the pixel electrode 160, the signal charge stored in the semiconductor layer 130 in the direction directly above the charge storage electrode 190 is transferred to the pixel electrode 160.

半導体層130は、例えば、光電変換層140よりも信号電荷の移動度が高い材料を含む。半導体層130は、例えば、InGaZnOもしくはInWZnOなどの酸化物半導体材料、シリコンカーバイド、グラフェン、フォスフォレン、ゲルマネン、プランベン、スタネンもしくは遷移金属ダイカルコゲナイドなどの層状物質、または、半導体型カーボンナノチューブを含む。半導体層130は、単膜であってもよく、積層された複数の膜を有してもよい。 The semiconductor layer 130 includes, for example, a material having a higher signal charge mobility than the photoelectric conversion layer 140. The semiconductor layer 130 includes, for example, an oxide semiconductor material such as InGaZnO or InWZnO, a layered material such as silicon carbide, graphene, phosphorene, germanene, pranben, stanene or a transition metal dichalcogenide, or a semiconductor-type carbon nanotube. The semiconductor layer 130 may be a single film or may have a plurality of laminated films.

光電変換層140は、上方から入射した光を、光の量に応じた量の正孔−電子対に変換する。対向電極150と配線層181の一部である電荷蓄積電極190との間に電位差を設けることにより、正孔および電子のいずれか一方を、信号電荷として電荷蓄積電極190上方の絶縁層120と半導体層130との境界部分に蓄積することができる。 The photoelectric conversion layer 140 converts light incident from above into hole-electron pairs in an amount corresponding to the amount of light. By providing a potential difference between the counter electrode 150 and the charge storage electrode 190 which is a part of the wiring layer 181, either holes or electrons are used as signal charges in the insulating layer 120 above the charge storage electrode 190 and the semiconductor. It can be accumulated at the boundary portion with the layer 130.

光電変換層140は、有機材料、または、カーボンナノチューブ、量子ドットもしくはアモルファスシリコンなどの無機材料を含む。光電変換層140は、有機材料を含む層と無機材料を含む層とを含んでいてもよい。有機材料を含む層は、例えば、p型有機半導体を含む層とn型有機半導体を含む層とが積層された構成を含んでいてもよい。あるいは、有機材料を含む層は、p型有機半導体とn型有機半導体とが混合された構成を含んでいてもよい。 The photoelectric conversion layer 140 includes an organic material or an inorganic material such as carbon nanotubes, quantum dots, or amorphous silicon. The photoelectric conversion layer 140 may include a layer containing an organic material and a layer containing an inorganic material. The layer containing an organic material may include, for example, a structure in which a layer containing a p-type organic semiconductor and a layer containing an n-type organic semiconductor are laminated. Alternatively, the layer containing the organic material may include a structure in which a p-type organic semiconductor and an n-type organic semiconductor are mixed.

p型有機半導体としては、電子供与性のある有機化合物を用いることができる。電子供与性のある有機化合物としては、ポリアセン誘導体、チオフェン誘導体、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ペリレン誘導体、カルバゾール誘導体、アニリン誘導体またはトリアリルアミン誘導体などが挙げられる。n型有機半導体としては、電子受容性のある化合物を用いることができる。電子受容性のある化合物としては、窒素原子、酸素原子もしくは硫黄原子を含有する5員から7員のヘテロ環化合物、縮合芳香族炭素環化合物、ポリアリーレン化合物、または、フラーレン誘導体などが挙げられる。光電変換層140は、例えば特定の可視光に感度を持つ光電変換層である。あるいは、光電変換層140は、赤外光に感度を持つ光電変換層であってもよい。 As the p-type organic semiconductor, an organic compound having an electron donating property can be used. Examples of the electron-donating organic compound include polyacene derivatives, thiophene derivatives, phthalocyanine derivatives, naphthalocyanine derivatives, perylene derivatives, carbazole derivatives, aniline derivatives and triallylamine derivatives. As the n-type organic semiconductor, a compound having electron acceptability can be used. Examples of the electron-accepting compound include a 5- to 7-membered heterocyclic compound containing a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom, a condensed aromatic carbocyclic compound, a polyarylene compound, a fullerene derivative and the like. The photoelectric conversion layer 140 is, for example, a photoelectric conversion layer having sensitivity to specific visible light. Alternatively, the photoelectric conversion layer 140 may be a photoelectric conversion layer having sensitivity to infrared light.

対向電極150は、半導体基板110の上方に位置する第2電極の一例である。対向電極150は、光電変換層140で生成した電子および正孔のうち、信号電荷として利用されない電荷を捕集する。対向電極150は、光を透過可能な導電性材料を含む。対向電極150は、例えばインジウム錫酸化物(ITO)から形成される。 The counter electrode 150 is an example of a second electrode located above the semiconductor substrate 110. The counter electrode 150 collects charges that are not used as signal charges among the electrons and holes generated in the photoelectric conversion layer 140. The counter electrode 150 contains a conductive material capable of transmitting light. The counter electrode 150 is formed of, for example, indium tin oxide (ITO).

本実施の形態では、対向電極150は、平面視において、画素電極160および電荷蓄積電極190と重なっている。具体的には、対向電極150は、光電変換層140、半導体層130およびブロッキング層170を介して画素電極160と対向している。 In the present embodiment, the counter electrode 150 overlaps the pixel electrode 160 and the charge storage electrode 190 in a plan view. Specifically, the counter electrode 150 faces the pixel electrode 160 via the photoelectric conversion layer 140, the semiconductor layer 130, and the blocking layer 170.

画素電極160は、光電変換層140から離間して配置され、半導体層130を介して光電変換層140に電気的に接続される第3電極の一例である。画素電極160は、半導体基板110の上方に位置している。具体的には、画素電極160は、絶縁層120の上面に接触して設けられている。画素電極160の側面は、半導体層130と接触している。画素電極160の上面は、ブロッキング層170に覆われており、半導体層130とは接触していない。 The pixel electrode 160 is an example of a third electrode that is arranged apart from the photoelectric conversion layer 140 and is electrically connected to the photoelectric conversion layer 140 via the semiconductor layer 130. The pixel electrode 160 is located above the semiconductor substrate 110. Specifically, the pixel electrode 160 is provided in contact with the upper surface of the insulating layer 120. The side surface of the pixel electrode 160 is in contact with the semiconductor layer 130. The upper surface of the pixel electrode 160 is covered with the blocking layer 170 and is not in contact with the semiconductor layer 130.

画素電極160は、例えば窒化チタン(TiN)を含む。Tiの単体およびTiの化合物は化学的に安定である。そのため、Tiの単体または化合物は、分解されて半導体層130に悪影響を与える可能性が小さい。画素電極160は、窒化タンタル(TaN)などの他の金属窒化物を含んでもよい。 The pixel electrode 160 contains, for example, titanium nitride (TiN). Elemental Ti and compounds of Ti are chemically stable. Therefore, it is unlikely that the simple substance or compound of Ti is decomposed and adversely affects the semiconductor layer 130. The pixel electrode 160 may include other metal nitrides such as tantalum nitride (TaN).

画素電極160は、拡散領域180に電気的に接続されている。具体的には、画素電極160は、絶縁層120に設けられたプラグ161および配線層181を介して、拡散領域180および電荷検出回路(図示せず)と電気的に接続されている。プラグ161は、導電性を有し、絶縁層120を貫通している。プラグ161は、画素電極160と拡散領域180との電気的な接続を行う。プラグ161は、例えばTaNまたはTiNなどの金属窒化膜からなるバリアメタル膜と、銅(Cu)またはタングステン(W)からなる金属膜とを含む。バリアメタル膜は、金属膜と絶縁層120との間に介在しており、金属膜を構成する材料が絶縁層120に拡散するのを抑制する。 The pixel electrode 160 is electrically connected to the diffusion region 180. Specifically, the pixel electrode 160 is electrically connected to the diffusion region 180 and the charge detection circuit (not shown) via the plug 161 provided in the insulating layer 120 and the wiring layer 181. The plug 161 has conductivity and penetrates the insulating layer 120. The plug 161 electrically connects the pixel electrode 160 and the diffusion region 180. The plug 161 includes a barrier metal film made of a metal nitride film such as TaN or TiN, and a metal film made of copper (Cu) or tungsten (W). The barrier metal film is interposed between the metal film and the insulating layer 120, and suppresses the material constituting the metal film from diffusing into the insulating layer 120.

ブロッキング層170は、光電変換層140と画素電極160との間に位置し、平面視において画素電極160の少なくとも一部と重なる。本実施の形態では、ブロッキング層170は、半導体層130と画素電極160との間に位置している。具体的には、ブロッキング層170は、画素電極160の上面に接触して設けられている。 The blocking layer 170 is located between the photoelectric conversion layer 140 and the pixel electrode 160, and overlaps at least a part of the pixel electrode 160 in a plan view. In this embodiment, the blocking layer 170 is located between the semiconductor layer 130 and the pixel electrode 160. Specifically, the blocking layer 170 is provided in contact with the upper surface of the pixel electrode 160.

ブロッキング層170は、平面視において画素電極160と重なっている。例えば、ブロッキング層170は、平面視において、その輪郭が画素電極160の輪郭と一致している。つまり、ブロッキング層170の側面と画素電極160の側面とは面一である。 The blocking layer 170 overlaps the pixel electrode 160 in a plan view. For example, the contour of the blocking layer 170 coincides with the contour of the pixel electrode 160 in a plan view. That is, the side surface of the blocking layer 170 and the side surface of the pixel electrode 160 are flush with each other.

ブロッキング層170は、光電変換層140内で生成された信号電荷をブロックする。具体的には、ブロッキング層170は、信号電荷が、所定のタイミング以外で画素電極160に移動するのを抑制する。 The blocking layer 170 blocks the signal charge generated in the photoelectric conversion layer 140. Specifically, the blocking layer 170 suppresses the signal charge from moving to the pixel electrode 160 at a timing other than a predetermined timing.

ブロッキング層170は、遮光性を有していてもよい。ブロッキング層170が遮光性を有することで、入射光が光電変換層140内で十分に吸収されなかった場合に、画素電極160で反射されて隣接画素に伝搬されることで生じる混色を抑制することができる。 The blocking layer 170 may have a light-shielding property. Since the blocking layer 170 has a light-shielding property, when the incident light is not sufficiently absorbed in the photoelectric conversion layer 140, it is possible to suppress the color mixing caused by being reflected by the pixel electrode 160 and propagated to the adjacent pixels. Can be done.

ブロッキング層170は、絶縁性を有する。ブロッキング層170は、例えばTEOS、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム、ケイ酸ハフニウム、ケイ酸ジルコニウム、酸化ハフニウムもしくはジルコニアなどのうちの1種類を含む単層膜、または、これらのうち2種類以上を含む積層膜である。遮光性を有するブロッキング層170としては、例えば、カーボンブラックまたは有機顔料を分散させた絶縁性樹脂材料を用いることができる。 The blocking layer 170 has an insulating property. The blocking layer 170 is, for example, a monolayer film containing one of TEOS, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide, hafnium silicate, zirconium silicate, hafnium oxide, zirconia, and the like, or among these. It is a laminated film containing two or more types. As the blocking layer 170 having a light-shielding property, for example, an insulating resin material in which carbon black or an organic pigment is dispersed can be used.

なお、ブロッキング層170は、信号電荷をブロックできればよく、信号電荷とは逆極性の電荷をブロックしなくてもよい。例えば、信号電荷として正孔を利用する場合、ブロッキング層170は、正孔をブロックし、電子を通過させる正孔ブロッキング層であってもよい。あるいは、信号電荷として電子を利用する場合、ブロッキング層170は、電子をブロックし、正孔を通過させる電子ブロッキング層であってもよい。 The blocking layer 170 only needs to be able to block the signal charge, and does not have to block the charge having the opposite polarity to the signal charge. For example, when holes are used as signal charges, the blocking layer 170 may be a hole blocking layer that blocks holes and allows electrons to pass through. Alternatively, when electrons are used as signal charges, the blocking layer 170 may be an electron blocking layer that blocks electrons and allows holes to pass through.

電荷蓄積電極190は、半導体基板110の上方に位置する第1電極の一例である。電荷蓄積電極190は、光電変換層140および半導体層130を介して対向電極150に対向している。電荷蓄積電極190は、光電変換層140内で生成された電子および正孔のうち、信号電荷として利用する電荷を蓄積するために用いられる。 The charge storage electrode 190 is an example of a first electrode located above the semiconductor substrate 110. The charge storage electrode 190 faces the counter electrode 150 via the photoelectric conversion layer 140 and the semiconductor layer 130. The charge storage electrode 190 is used to store a charge to be used as a signal charge among the electrons and holes generated in the photoelectric conversion layer 140.

電荷蓄積電極190の少なくとも一部は、平面視においてブロッキング層170と重ならない。本実施の形態では、電荷蓄積電極190は、平面視において、その全体がブロッキング層170と重ならない。つまり、平面視において、ブロッキング層170と電荷蓄積電極190とは重なることなく、離間して設けられている。電荷蓄積電極190は、例えば、平面視において画素電極160よりも大きい。 At least a portion of the charge storage electrode 190 does not overlap the blocking layer 170 in plan view. In the present embodiment, the charge storage electrode 190 does not completely overlap the blocking layer 170 in a plan view. That is, in a plan view, the blocking layer 170 and the charge storage electrode 190 are provided apart from each other without overlapping. The charge storage electrode 190 is larger than the pixel electrode 160 in a plan view, for example.

なお、封止膜151上にカラーフィルターおよびマイクロレンズなどが設けられてもよい。また、画素電極160の直上方向、すなわち、平面視において画素電極160に重なる位置には、遮光膜が設けられてもよい。遮光膜は、例えば封止膜151の上面に設けられてもよい。 A color filter, a microlens, or the like may be provided on the sealing film 151. Further, a light-shielding film may be provided in the direction directly above the pixel electrode 160, that is, at a position overlapping the pixel electrode 160 in a plan view. The light-shielding film may be provided on the upper surface of the sealing film 151, for example.

[動作]
次に、本実施の形態に係る撮像装置100の動作について説明する。
[motion]
Next, the operation of the image pickup apparatus 100 according to the present embodiment will be described.

本実施の形態に係る撮像装置100の動作には、信号電荷を蓄積する露光工程と、蓄積した信号電荷を読み出す読み出し工程とが含まれる。読み出し工程は、露光工程の後に行われる。 The operation of the image pickup apparatus 100 according to the present embodiment includes an exposure step of accumulating signal charges and a readout step of reading out the accumulated signal charges. The readout step is performed after the exposure step.

露光工程では、信号電荷として正孔を利用する場合、電荷蓄積電極190よりも対向電極150の電位を高く設定する。例えば、電荷蓄積電極190の電位よりも10V程度高い電圧が対向電極150に印加される。これにより、光電変換層140内で生成された電子および正孔のうち、正孔が電荷蓄積電極190に引き寄せられて半導体層130と絶縁層120との境界部分に蓄積される。電子は、対向電極150によって捕集される。 In the exposure step, when holes are used as signal charges, the potential of the counter electrode 150 is set higher than that of the charge storage electrode 190. For example, a voltage about 10 V higher than the potential of the charge storage electrode 190 is applied to the counter electrode 150. As a result, of the electrons and holes generated in the photoelectric conversion layer 140, the holes are attracted to the charge storage electrode 190 and accumulated at the boundary portion between the semiconductor layer 130 and the insulating layer 120. The electrons are collected by the counter electrode 150.

その後、読み出し工程では、画素電極160よりも電荷蓄積電極190の電位を高く設定することにより、電荷蓄積電極190の上方の絶縁層120と半導体層130との境界部分に蓄積された正孔を、画素電極160を介して拡散領域180へ所定のタイミングで転送することができる。例えば、画素電極160の電位よりも3V程度高い電圧が、電荷蓄積電極190に印加される。拡散領域180へ転送された正孔は、電荷検出回路により読み出される。 After that, in the readout step, by setting the potential of the charge storage electrode 190 higher than that of the pixel electrode 160, the holes accumulated at the boundary between the insulating layer 120 and the semiconductor layer 130 above the charge storage electrode 190 are removed. It can be transferred to the diffusion region 180 via the pixel electrode 160 at a predetermined timing. For example, a voltage about 3 V higher than the potential of the pixel electrode 160 is applied to the charge storage electrode 190. The holes transferred to the diffusion region 180 are read out by the charge detection circuit.

なお、信号電荷としては、電子を利用してもよい。電子を利用する場合、電荷蓄積電極190と対向電極150および画素電極160の各々との電位差を、正孔を利用する場合の逆極性になるように各電極に印加される電位が設定されればよい。 As the signal charge, electrons may be used. When electrons are used, if the potential difference between the charge storage electrode 190 and each of the counter electrode 150 and the pixel electrode 160 is set to the opposite polarity when holes are used, the potential applied to each electrode is set. good.

本実施の形態に係る撮像装置100によれば、露光工程において、光電変換層140内における領域であって、画素電極160の直上方向に位置する領域、すなわち、画素電極160に平面視で重なる領域に光が入射したとしても、生成される信号電荷は、ブロッキング層170によってブロックされる。つまり、信号電荷は、光電変換層140から半導体層130に移動したとしても、ブロッキング層170が画素電極160の上面を覆っているので、そのまま画素電極160の上面には到達しない。信号電荷は、電荷蓄積電極190に印加された電圧によって引き寄せられて、電荷蓄積電極190の上方領域に蓄積される。 According to the image pickup apparatus 100 according to the present embodiment, in the exposure process, a region in the photoelectric conversion layer 140 that is located directly above the pixel electrode 160, that is, a region that overlaps the pixel electrode 160 in a plan view. The generated signal charge is blocked by the blocking layer 170 even if light is incident on it. That is, even if the signal charge moves from the photoelectric conversion layer 140 to the semiconductor layer 130, it does not reach the upper surface of the pixel electrode 160 as it is because the blocking layer 170 covers the upper surface of the pixel electrode 160. The signal charge is attracted by the voltage applied to the charge storage electrode 190 and is stored in the upper region of the charge storage electrode 190.

このように、ブロッキング層170が設けられていることによって、露光工程で信号電荷が画素電極160に移動するのを抑制することができる。したがって、望ましくないタイミングで電荷が電荷検出回路に混入するのを抑制することができる。このように、本実施の形態に係る撮像装置100によれば、電荷の混入に起因するノイズを抑制することができる。 By providing the blocking layer 170 in this way, it is possible to suppress the signal charge from moving to the pixel electrode 160 in the exposure process. Therefore, it is possible to prevent the electric charge from being mixed into the electric charge detection circuit at an undesired timing. As described above, according to the image pickup apparatus 100 according to the present embodiment, it is possible to suppress noise caused by the mixing of electric charges.

[製造方法]
次に、本実施の形態に係る撮像装置100の製造方法について、図2から図7を用いて説明する。
[Production method]
Next, a method of manufacturing the image pickup apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 7.

図2から図7はそれぞれ、実施の形態1に係る撮像装置100の製造方法の各工程を表す断面図である。以下の説明においては、形成工程を中心に説明する。なお、半導体基板110と、拡散領域180と、電荷検出回路(図示せず)と、電荷蓄積電極190を含む配線層181との各々の製造工程については、通常のロジックCMOSの製造工程と同様であるため、説明を省略する。 2 to 7 are cross-sectional views showing each step of the manufacturing method of the image pickup apparatus 100 according to the first embodiment, respectively. In the following description, the forming process will be mainly described. The manufacturing process of the semiconductor substrate 110, the diffusion region 180, the charge detection circuit (not shown), and the wiring layer 181 including the charge storage electrode 190 are the same as those of the normal logic CMOS manufacturing process. Therefore, the description thereof will be omitted.

まず、図2に示されるように、配線層181の上方に、例えば化学的気相堆積(CVD)法を用いて絶縁層120を形成する。続いて、リソグラフィー法を用いて、絶縁層120の上方にレジストパターンを形成する。レジストパターンは、プラグ161を形成するためのビアパターンを有する。ドライエッチングにより、絶縁層120に、配線層181の上面を露出させるビアを形成する。その後、レジストパターンをアッシングにより除去する。 First, as shown in FIG. 2, an insulating layer 120 is formed above the wiring layer 181 by using, for example, a chemical vapor deposition (CVD) method. Subsequently, a resist pattern is formed above the insulating layer 120 by using a lithography method. The resist pattern has a via pattern for forming the plug 161. By dry etching, vias are formed on the insulating layer 120 to expose the upper surface of the wiring layer 181. After that, the resist pattern is removed by ashing.

続いて、CVD法および物理的気相堆積(PVD)法などを用いて、プラグ161を構成する金属材料を堆積し、その後、化学機械研磨(CMP)法を用いて、絶縁層120の上面を平坦化する。これにより、図3に示されるように、プラグ161を形成する。プラグ161の上面と絶縁層120の上面とは面一になる。 Subsequently, the metal material constituting the plug 161 is deposited by using a CVD method, a physical vapor deposition (PVD) method, or the like, and then the upper surface of the insulating layer 120 is formed by using a chemical mechanical polishing (CMP) method. Flatten. This forms the plug 161 as shown in FIG. The upper surface of the plug 161 and the upper surface of the insulating layer 120 are flush with each other.

次に、CVD法、リソグラフィー法およびドライエッチングを繰り返すことで、図4に示されるように、画素電極160とブロッキング層170とをこの順に形成する。例えば、画素電極160を構成する窒化チタン膜などの導電膜と、ブロッキング層170を構成する絶縁膜とを順に成膜した後、リソグラフィー法およびドライエッチングによって、絶縁膜および導電膜を連続的にパターニングする。これにより、画素電極160とブロッキング層170との平面視形状および大きさを実質的に同じにすることができる。なお、画素電極160を構成する導電膜は、スパッタ法によって成膜されてもよい。 Next, by repeating the CVD method, the lithography method, and the dry etching, the pixel electrode 160 and the blocking layer 170 are formed in this order as shown in FIG. For example, a conductive film such as a titanium nitride film constituting the pixel electrode 160 and an insulating film constituting the blocking layer 170 are formed in order, and then the insulating film and the conductive film are continuously patterned by a lithography method and dry etching. do. As a result, the shape and size of the pixel electrode 160 and the blocking layer 170 in a plan view can be made substantially the same. The conductive film constituting the pixel electrode 160 may be formed by a sputtering method.

次に、CVD法またはスパッタ法などを用いて、図5に示されるように、半導体層130を形成する。本実施の形態では、画素電極160およびブロッキング層170を覆うように、絶縁層120の上面全体に、半導体層130を構成する半導体膜を成膜する。成膜された半導体膜の上面を研磨して平坦化することにより、上面が平坦な半導体層130を形成する。なお、半導体層130の上面は平坦でなくてもよく、画素電極160およびブロッキング層170に起因する凹凸が形成されていてもよい。 Next, the semiconductor layer 130 is formed as shown in FIG. 5 by using a CVD method, a sputtering method, or the like. In the present embodiment, a semiconductor film constituting the semiconductor layer 130 is formed on the entire upper surface of the insulating layer 120 so as to cover the pixel electrode 160 and the blocking layer 170. By polishing and flattening the upper surface of the formed semiconductor film, the semiconductor layer 130 having a flat upper surface is formed. The upper surface of the semiconductor layer 130 does not have to be flat, and irregularities due to the pixel electrodes 160 and the blocking layer 170 may be formed.

次に、真空蒸着法またはスピンコート法などを用いて、図6に示されるように、光電変換層140を形成する。 Next, the photoelectric conversion layer 140 is formed as shown in FIG. 6 by using a vacuum vapor deposition method, a spin coating method, or the like.

次に、スパッタ法などを用いて、図7に示されるように、対向電極150を形成する。 Next, the counter electrode 150 is formed as shown in FIG. 7 by using a sputtering method or the like.

その後、原子層堆積法またはCVD法などを用いて、封止膜151を形成する。封止膜151は、例えば酸化アルミニウム(AlO)または酸化窒化シリコン(SiON)などから形成される。 Then, the sealing film 151 is formed by using an atomic layer deposition method, a CVD method, or the like. The sealing film 151 is formed of, for example, aluminum oxide (AlO) or silicon oxide nitride (SiON).

以上により、図1に示される撮像装置100が製造される。 As described above, the image pickup apparatus 100 shown in FIG. 1 is manufactured.

(実施の形態2)
続いて、実施の形態2に係る撮像装置について説明する。実施の形態2に係る撮像装置では、ブロッキング層が設けられている位置および大きさが実施の形態1とは主として異なる。以下では、実施の形態1との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略または簡略化する。
(Embodiment 2)
Subsequently, the image pickup apparatus according to the second embodiment will be described. In the image pickup apparatus according to the second embodiment, the position and size of the blocking layer provided are mainly different from those of the first embodiment. In the following, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the common points will be omitted or simplified.

図8は、本実施の形態に係る撮像装置200の断面図である。図8に示されるように、本実施の形態に係る撮像装置200は、実施の形態1に係る撮像装置100と比較して、ブロッキング層170の代わりにブロッキング層270を備える。 FIG. 8 is a cross-sectional view of the image pickup apparatus 200 according to the present embodiment. As shown in FIG. 8, the image pickup apparatus 200 according to the present embodiment includes a blocking layer 270 instead of the blocking layer 170 as compared with the imaging apparatus 100 according to the first embodiment.

ブロッキング層270は、光電変換層140と半導体層130との間に位置している。具体的には、ブロッキング層270は、半導体層130の平坦な上面に接触して設けられている。 The blocking layer 270 is located between the photoelectric conversion layer 140 and the semiconductor layer 130. Specifically, the blocking layer 270 is provided in contact with the flat upper surface of the semiconductor layer 130.

ブロッキング層270は、平面視において、画素電極160と重なる。本実施の形態では、ブロッキング層270は、平面視において、画素電極160より面積が大きく、画素電極160の全体と重なっている。つまり、平面視において、画素電極160の全体が画素電極160の輪郭の内側に位置している。なお、ブロッキング層270の平面視形状および大きさは、画素電極160と同じであってもよい。 The blocking layer 270 overlaps with the pixel electrode 160 in a plan view. In the present embodiment, the blocking layer 270 has a larger area than the pixel electrode 160 in a plan view and overlaps the entire pixel electrode 160. That is, in a plan view, the entire pixel electrode 160 is located inside the contour of the pixel electrode 160. The shape and size of the blocking layer 270 in a plan view may be the same as that of the pixel electrode 160.

また、ブロッキング層270は、平面視において、電荷蓄積電極190の少なくとも一部とは重ならない。本実施の形態では、ブロッキング層270における電荷蓄積電極190に最も近い端部は、電荷蓄積電極190における画素電極160に最も近い端部に近接している。具体的には、平面視において、ブロッキング層270の輪郭の一部は、電荷蓄積電極190の輪郭の一部と一致している。輪郭の一部同士は一致しているが、ブロッキング層270と電荷蓄積電極190とは、平面視において互いに重なっていない。 Further, the blocking layer 270 does not overlap with at least a part of the charge storage electrode 190 in a plan view. In the present embodiment, the end of the blocking layer 270 closest to the charge storage electrode 190 is close to the end of the charge storage electrode 190 close to the pixel electrode 160. Specifically, in a plan view, a part of the contour of the blocking layer 270 coincides with a part of the contour of the charge storage electrode 190. Although some of the contours coincide with each other, the blocking layer 270 and the charge storage electrode 190 do not overlap each other in a plan view.

撮像装置200の動作は、実施の形態1に係る撮像装置100の動作と同じである。したがって、露光工程において、ブロッキング層270は、光電変換層140内で発生した信号電荷が、読み出しを行うタイミング以外で画素電極160に移動するのを抑制する。これにより、撮像装置200によれば、撮像装置100と同様に、電荷の混入に起因するノイズを抑制することができる。 The operation of the image pickup apparatus 200 is the same as the operation of the image pickup apparatus 100 according to the first embodiment. Therefore, in the exposure step, the blocking layer 270 suppresses the signal charge generated in the photoelectric conversion layer 140 from moving to the pixel electrode 160 at a timing other than the timing of reading. As a result, according to the image pickup apparatus 200, it is possible to suppress noise caused by the mixing of electric charges, similarly to the image pickup apparatus 100.

撮像装置200の製造方法は、実施の形態1に係る撮像装置100の製造方法と同様である。図4に示される工程において、画素電極160のみを形成し、図5に示される半導体層130を形成した後に、ブロッキング層270を形成する。これにより、本実施の形態に係る撮像装置200が製造される。 The manufacturing method of the imaging device 200 is the same as the manufacturing method of the imaging device 100 according to the first embodiment. In the step shown in FIG. 4, only the pixel electrode 160 is formed, the semiconductor layer 130 shown in FIG. 5 is formed, and then the blocking layer 270 is formed. As a result, the image pickup apparatus 200 according to the present embodiment is manufactured.

(実施の形態3)
続いて、実施の形態3に係る撮像装置について説明する。実施の形態3に係る撮像装置では、ブロッキング層が設けられている位置および大きさ、ならびに、半導体層の形状が実施の形態1および2とは主として異なる。以下では、実施の形態1および2との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略または簡略化する。
(Embodiment 3)
Subsequently, the image pickup apparatus according to the third embodiment will be described. In the image pickup apparatus according to the third embodiment, the position and size of the blocking layer and the shape of the semiconductor layer are mainly different from those of the first and second embodiments. In the following, the differences from the first and second embodiments will be mainly described, and the common points will be omitted or simplified.

図9は、本実施の形態に係る撮像装置300の断面図である。図9に示されるように、本実施の形態に係る撮像装置300は、実施の形態1に係る撮像装置100と比較して、半導体層130およびブロッキング層170の代わりに、半導体層330およびブロッキング層370を備える。 FIG. 9 is a cross-sectional view of the image pickup apparatus 300 according to the present embodiment. As shown in FIG. 9, the image pickup apparatus 300 according to the present embodiment has a semiconductor layer 330 and a blocking layer instead of the semiconductor layer 130 and the blocking layer 170 as compared with the imaging apparatus 100 according to the first embodiment. It is equipped with 370.

半導体層330は、画素電極160の上面を覆わずに、側面を覆っている。具体的には、半導体層330の上面と画素電極160の上面とは面一である。半導体層330の厚さと画素電極160の厚さとは互いに等しい。 The semiconductor layer 330 does not cover the upper surface of the pixel electrode 160, but covers the side surface thereof. Specifically, the upper surface of the semiconductor layer 330 and the upper surface of the pixel electrode 160 are flush with each other. The thickness of the semiconductor layer 330 and the thickness of the pixel electrode 160 are equal to each other.

ブロッキング層370は、光電変換層140と画素電極160との間に位置している。具体的には、ブロッキング層370は、光電変換層140と画素電極160とに接している。また、ブロッキング層370は、半導体層330の一部にも接している。 The blocking layer 370 is located between the photoelectric conversion layer 140 and the pixel electrode 160. Specifically, the blocking layer 370 is in contact with the photoelectric conversion layer 140 and the pixel electrode 160. The blocking layer 370 is also in contact with a part of the semiconductor layer 330.

ブロッキング層370は、平面視において画素電極160と重なる。本実施の形態では、ブロッキング層370は、平面視において、画素電極160より面積が大きく、画素電極160の全体と重なっている。具体的には、ブロッキング層370は、画素電極160の上面を完全に覆っており、かつ、半導体層330の上面の一部を覆っている。ブロッキング層370は、画素電極160の上面と半導体層330の上面との境界に跨るように設けられている。なお、ブロッキング層370の平面視形状および大きさは、画素電極160と同じであってもよい。 The blocking layer 370 overlaps with the pixel electrode 160 in a plan view. In the present embodiment, the blocking layer 370 has a larger area than the pixel electrode 160 in a plan view and overlaps the entire pixel electrode 160. Specifically, the blocking layer 370 completely covers the upper surface of the pixel electrode 160 and partially covers the upper surface of the semiconductor layer 330. The blocking layer 370 is provided so as to straddle the boundary between the upper surface of the pixel electrode 160 and the upper surface of the semiconductor layer 330. The shape and size of the blocking layer 370 in a plan view may be the same as that of the pixel electrode 160.

また、ブロッキング層370は、平面視において、電荷蓄積電極190の少なくとも一部とは重ならない。本実施の形態では、ブロッキング層370における電荷蓄積電極190に最も近い端部は、電荷蓄積電極190における画素電極160に最も近い端部に近接している。具体的には、平面視において、ブロッキング層370の輪郭の一部は、電荷蓄積電極190の輪郭の一部と一致している。輪郭の一部同士は一致しているが、ブロッキング層370と電荷蓄積電極190とは、平面視において互いに重なっていない。 Further, the blocking layer 370 does not overlap with at least a part of the charge storage electrode 190 in a plan view. In the present embodiment, the end of the blocking layer 370 closest to the charge storage electrode 190 is close to the end of the charge storage electrode 190 close to the pixel electrode 160. Specifically, in a plan view, a part of the contour of the blocking layer 370 coincides with a part of the contour of the charge storage electrode 190. Although some of the contours coincide with each other, the blocking layer 370 and the charge storage electrode 190 do not overlap each other in a plan view.

撮像装置300の動作は、実施の形態1に係る撮像装置100の動作と同じである。したがって、露光工程において、ブロッキング層370は、光電変換層140内で発生した信号電荷が、読み出しを行うタイミング以外で画素電極160に移動するのを抑制する。これにより、撮像装置300によれば、撮像装置100と同様に、電荷の混入に起因するノイズを抑制することができる。 The operation of the image pickup apparatus 300 is the same as the operation of the image pickup apparatus 100 according to the first embodiment. Therefore, in the exposure step, the blocking layer 370 suppresses the signal charge generated in the photoelectric conversion layer 140 from moving to the pixel electrode 160 at a timing other than the timing of reading. As a result, according to the image pickup apparatus 300, it is possible to suppress noise caused by the mixing of electric charges, similarly to the image pickup apparatus 100.

撮像装置300の製造方法は、実施の形態1に係る撮像装置100の製造方法と同様である。図4に示される工程において、画素電極160のみを形成し、図5に示される半導体層330を形成した後、上面を平坦化する。これにより、画素電極160の上面と半導体層330の上面とが面一になる。この後、ブロッキング層370を形成する。これにより、本実施の形態に係る撮像装置300が製造される。 The manufacturing method of the imaging device 300 is the same as the manufacturing method of the imaging device 100 according to the first embodiment. In the step shown in FIG. 4, only the pixel electrode 160 is formed, the semiconductor layer 330 shown in FIG. 5 is formed, and then the upper surface is flattened. As a result, the upper surface of the pixel electrode 160 and the upper surface of the semiconductor layer 330 are flush with each other. After this, the blocking layer 370 is formed. As a result, the image pickup apparatus 300 according to the present embodiment is manufactured.

(実施の形態4)
続いて、実施の形態4に係る撮像装置について説明する。実施の形態4に係る撮像装置は、転送電極を備える点が実施の形態1などとは主として異なる。以下では、実施の形態1から3との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略または簡略化する。
(Embodiment 4)
Subsequently, the image pickup apparatus according to the fourth embodiment will be described. The image pickup apparatus according to the fourth embodiment is mainly different from the first embodiment in that it includes a transfer electrode. In the following, the differences from the first to third embodiments will be mainly described, and the common points will be omitted or simplified.

図10は、本実施の形態に係る撮像装置400の断面図である。図10に示されるように、本実施の形態に係る撮像装置400は、実施の形態1に係る撮像装置100と比較して、転送電極490をさらに備える。 FIG. 10 is a cross-sectional view of the image pickup apparatus 400 according to the present embodiment. As shown in FIG. 10, the image pickup apparatus 400 according to the present embodiment further includes a transfer electrode 490 as compared with the image pickup apparatus 100 according to the first embodiment.

転送電極490は、絶縁層120、半導体層130および光電変換層140を介して対向電極150に対向する第4電極の一例である。平面視において、電荷蓄積電極190と画素電極160との間に位置する。転送電極490は、平面視において、画素電極160および電荷蓄積電極190のいずれとも重なっていない。転送電極490と電荷蓄積電極190とは、離間して設けられている。図10に示される例では、転送電極490は、平面視において、ブロッキング層170とも重なっていない。 The transfer electrode 490 is an example of a fourth electrode facing the counter electrode 150 via the insulating layer 120, the semiconductor layer 130, and the photoelectric conversion layer 140. It is located between the charge storage electrode 190 and the pixel electrode 160 in a plan view. The transfer electrode 490 does not overlap with either the pixel electrode 160 or the charge storage electrode 190 in a plan view. The transfer electrode 490 and the charge storage electrode 190 are provided apart from each other. In the example shown in FIG. 10, the transfer electrode 490 does not overlap with the blocking layer 170 in plan view.

転送電極490は、電荷蓄積電極190と同じ配線層181内に位置している。具体的には、半導体基板110からの高さが、転送電極490の上面と電荷蓄積電極190の上面とで同じである。転送電極490の厚さと電荷蓄積電極190の厚さとは、互いに同じである。 The transfer electrode 490 is located in the same wiring layer 181 as the charge storage electrode 190. Specifically, the height from the semiconductor substrate 110 is the same on the upper surface of the transfer electrode 490 and the upper surface of the charge storage electrode 190. The thickness of the transfer electrode 490 and the thickness of the charge storage electrode 190 are the same as each other.

転送電極490は、光電変換層140内に生成された信号電荷の画素電極160への移動を制御する。具体的には、転送電極490は、電荷蓄積電極190の上方に蓄積された信号電荷の移動を制御する。 The transfer electrode 490 controls the transfer of the signal charge generated in the photoelectric conversion layer 140 to the pixel electrode 160. Specifically, the transfer electrode 490 controls the movement of the signal charge stored above the charge storage electrode 190.

例えば、信号電荷として正孔を利用する場合、露光工程では、電荷蓄積電極190よりも転送電極490の電位を高く設定する。これにより、正孔が画素電極160に意図せずに転送されることを抑制することができる。 For example, when holes are used as signal charges, the potential of the transfer electrode 490 is set higher than that of the charge storage electrode 190 in the exposure step. This makes it possible to prevent holes from being unintentionally transferred to the pixel electrode 160.

読み出し工程では、転送電極490の電位を例えば画素電極160と電荷蓄積電極190との間の電位に設定する。これにより、画素電極160を介して拡散領域180へ信号電荷を効率良く転送することができる。 In the readout step, the potential of the transfer electrode 490 is set to, for example, the potential between the pixel electrode 160 and the charge storage electrode 190. As a result, the signal charge can be efficiently transferred to the diffusion region 180 via the pixel electrode 160.

本実施の形態に係る撮像装置400では、電荷の混入に起因するノイズを抑制することができるだけでなく、信号電荷の転送効率を高めることができる。 In the image pickup apparatus 400 according to the present embodiment, not only noise caused by electric charge mixing can be suppressed, but also signal charge transfer efficiency can be improved.

撮像装置400の製造方法は、実施の形態1に係る撮像装置100の製造方法と同様である。転送電極490は、例えば電荷蓄積電極190と同じ材料および同じ工程で形成される。 The manufacturing method of the imaging device 400 is the same as the manufacturing method of the imaging device 100 according to the first embodiment. The transfer electrode 490 is formed of, for example, the same material and the same process as the charge storage electrode 190.

なお、図10に示される撮像装置400は、実施の形態1に係る撮像装置100がさらに転送電極490を備える構成であるが、実施の形態2に係る撮像装置200、または、実施の形態3に係る撮像装置300が同様に転送電極490を備えてもよい。 The image pickup device 400 shown in FIG. 10 has a configuration in which the image pickup device 100 according to the first embodiment further includes a transfer electrode 490, but the image pickup device 200 according to the second embodiment or the third embodiment has a configuration. The imaging device 300 may similarly include a transfer electrode 490.

図11は、本実施の形態の変形例1に係る撮像装置401の断面図である。図11に示されるように、撮像装置401は、実施の形態2に係る撮像装置200と比較して、転送電極490をさらに備える。また、撮像装置401は、ブロッキング層270の代わりにブロッキング層470を備える。 FIG. 11 is a cross-sectional view of the image pickup apparatus 401 according to the first modification of the present embodiment. As shown in FIG. 11, the image pickup apparatus 401 further includes a transfer electrode 490 as compared with the image pickup apparatus 200 according to the second embodiment. Further, the image pickup apparatus 401 includes a blocking layer 470 instead of the blocking layer 270.

ブロッキング層470は、図11に示されるように、平面視において、転送電極490と重なっている。具体的には、ブロッキング層470は、平面視において、画素電極160および転送電極490の各々の全体と重なっている。平面視において、ブロッキング層470は、電荷蓄積電極190とは重なっていない。具体的には、平面視において、ブロッキング層470の輪郭の一部は、電荷蓄積電極190の輪郭の一部に一致している。輪郭の一部同士は一致しているが、ブロッキング層470と電荷蓄積電極190とは、平面視において互いに重なっていない。 As shown in FIG. 11, the blocking layer 470 overlaps with the transfer electrode 490 in a plan view. Specifically, the blocking layer 470 overlaps the entire pixel electrode 160 and the transfer electrode 490 in a plan view. In plan view, the blocking layer 470 does not overlap the charge storage electrode 190. Specifically, in a plan view, a part of the contour of the blocking layer 470 coincides with a part of the contour of the charge storage electrode 190. Although some of the contours coincide with each other, the blocking layer 470 and the charge storage electrode 190 do not overlap each other in a plan view.

図12は、本実施の形態の変形例2に係る撮像装置402の断面図である。図12に示されるように、撮像装置402は、実施の形態3に係る撮像装置300と比較して、転送電極490をさらに備える。また、撮像装置402は、ブロッキング層370の代わりにブロッキング層471を備える。 FIG. 12 is a cross-sectional view of the image pickup apparatus 402 according to the second modification of the present embodiment. As shown in FIG. 12, the image pickup apparatus 402 further includes a transfer electrode 490 as compared with the image pickup apparatus 300 according to the third embodiment. Further, the image pickup apparatus 402 includes a blocking layer 471 instead of the blocking layer 370.

ブロッキング層471は、図12に示されるように、平面視において、転送電極490と重なっている。具体的には、ブロッキング層471は、平面視において、画素電極160および転送電極490の各々の全体と重なっている。ブロッキング層471は、画素電極160の上面および半導体層330の上面の一部の各々を覆っている。 As shown in FIG. 12, the blocking layer 471 overlaps with the transfer electrode 490 in a plan view. Specifically, the blocking layer 471 overlaps the entire pixel electrode 160 and the transfer electrode 490 in a plan view. The blocking layer 471 covers each of the upper surface of the pixel electrode 160 and a part of the upper surface of the semiconductor layer 330.

平面視において、ブロッキング層471は、電荷蓄積電極190とは重なっていない。具体的には、平面視において、ブロッキング層471の輪郭の一部は、電荷蓄積電極190の輪郭の一部に一致している。輪郭の一部同士は一致しているが、ブロッキング層471と電荷蓄積電極190とは、平面視において互いに重なっていない。 In plan view, the blocking layer 471 does not overlap the charge storage electrode 190. Specifically, in a plan view, a part of the contour of the blocking layer 471 coincides with a part of the contour of the charge storage electrode 190. Although some of the contours coincide with each other, the blocking layer 471 and the charge storage electrode 190 do not overlap each other in a plan view.

以上のように、撮像装置401および402では、ブロッキング層470および471がそれぞれ、平面視において転送電極490と重なっている。このため、ブロッキング層470または471の直上方向で生成される信号電荷は、ブロッキング層470または471を回り込んで、画素電極160と転送電極490との間に到達しにくくなるので、意図しない電荷の混入を一層抑制することができる。 As described above, in the imaging devices 401 and 402, the blocking layers 470 and 471 overlap with the transfer electrode 490 in a plan view, respectively. Therefore, the signal charge generated in the direction directly above the blocking layer 470 or 471 wraps around the blocking layer 470 or 471 and is difficult to reach between the pixel electrode 160 and the transfer electrode 490. Mixing can be further suppressed.

(実施の形態5)
続いて、実施の形態5に係る撮像装置について説明する。実施の形態5に係る撮像装置では、半導体基板が光電変換部を含む点が実施の形態1に係る撮像装置と主として異なる。以下では、実施の形態1との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略または簡略化する。
(Embodiment 5)
Subsequently, the image pickup apparatus according to the fifth embodiment will be described. The image pickup apparatus according to the fifth embodiment is mainly different from the image pickup apparatus according to the first embodiment in that the semiconductor substrate includes a photoelectric conversion unit. In the following, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the common points will be omitted or simplified.

図13は、本実施の形態に係る撮像装置500の断面図である。本実施の形態に係る撮像装置500では、半導体基板110が光電変換部510を含む。 FIG. 13 is a cross-sectional view of the image pickup apparatus 500 according to the present embodiment. In the image pickup apparatus 500 according to the present embodiment, the semiconductor substrate 110 includes a photoelectric conversion unit 510.

光電変換部510は、無機材料を用いて半導体基板110内に形成された光電変換領域である。光電変換部510は、半導体基板110を構成する半導体の導電型とは異なる導電型の不純物を注入することによって形成された不純物領域である。例えば、半導体基板110がp型Si基板の場合、光電変換部510は、n型不純物を含む領域である。これにより、n型領域である光電変換部510とその周囲領域との境界部分には、pn接合が形成される。当該pn接合に光が入射することによって、光電変換部510では電子−正孔対が生成される。つまり、光電変換部510は、その周囲領域との間でpnフォトダイオードを形成している。 The photoelectric conversion unit 510 is a photoelectric conversion region formed in the semiconductor substrate 110 using an inorganic material. The photoelectric conversion unit 510 is an impurity region formed by injecting a conductive type impurity different from the conductive type of the semiconductor constituting the semiconductor substrate 110. For example, when the semiconductor substrate 110 is a p-type Si substrate, the photoelectric conversion unit 510 is a region containing n-type impurities. As a result, a pn junction is formed at the boundary between the photoelectric conversion unit 510, which is an n-type region, and the peripheral region thereof. When light is incident on the pn junction, electron-hole pairs are generated in the photoelectric conversion unit 510. That is, the photoelectric conversion unit 510 forms a pn photodiode with its surrounding region.

光電変換部510の周囲のp型領域は、半導体基板110の他の領域よりもp型不純物濃度が高くなっていてもよい。p型不純物およびn型不純物の不純物濃度を調整することにより、pn接合のバンドギャップを調整することができ、光電変換部の感度を調整することができる。 The p-type region around the photoelectric conversion unit 510 may have a higher p-type impurity concentration than the other regions of the semiconductor substrate 110. By adjusting the impurity concentrations of the p-type impurities and n-type impurities, the band gap of the pn junction can be adjusted, and the sensitivity of the photoelectric conversion unit can be adjusted.

本実施の形態では、光電変換部510は、平面視において電荷蓄積電極190と重なっている。平面視において、光電変換部510は、電荷蓄積電極190と同等の大きさを有する。あるいは、光電変換部510は、平面視において、電荷蓄積電極190より大きくてもよい。 In the present embodiment, the photoelectric conversion unit 510 overlaps with the charge storage electrode 190 in a plan view. In a plan view, the photoelectric conversion unit 510 has a size equivalent to that of the charge storage electrode 190. Alternatively, the photoelectric conversion unit 510 may be larger than the charge storage electrode 190 in a plan view.

光電変換部510は、上方に位置する封止膜151、対向電極150、光電変換層140、半導体層130、絶縁層120および電荷蓄積電極190を透過した光によって信号電荷を生成し、蓄積する。そのため、封止膜151、対向電極150、光電変換層140、半導体層130、絶縁層120および電荷蓄積電極190はいずれも、光電変換部510が光電変換する波長領域に対して透光性を有する材料を選択して用いればよい。 The photoelectric conversion unit 510 generates and stores signal charges by light transmitted through the sealing film 151, the counter electrode 150, the photoelectric conversion layer 140, the semiconductor layer 130, the insulating layer 120, and the charge storage electrode 190 located above. Therefore, the sealing film 151, the counter electrode 150, the photoelectric conversion layer 140, the semiconductor layer 130, the insulating layer 120, and the charge storage electrode 190 all have translucency with respect to the wavelength region to be photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit 510. The material may be selected and used.

例えば、光電変換部510がシリコンで形成されている場合、光電変換部510は、主に青色光と赤色光とに対して感度を有する。つまり、光電変換部510は、青色光および赤色光を光電変換することができる。この場合、例えば、光電変換層140を構成する材料として、キナクリドン誘導体とサブフタロシアニン誘導体とを用いる。これにより、光電変換層140は、主に緑色光に対して感度を有し、青色光および赤色光を透過させることができる。半導体層130を構成する材料として、InGaZnOなどの可視光に対して透明な酸化物半導体を用いる。対向電極150および電荷蓄積電極190の各々を構成する材料として、ITOなどの可視光に対して透明な材料を用いる。 For example, when the photoelectric conversion unit 510 is made of silicon, the photoelectric conversion unit 510 is mainly sensitive to blue light and red light. That is, the photoelectric conversion unit 510 can perform photoelectric conversion of blue light and red light. In this case, for example, a quinacridone derivative and a subphthalocyanine derivative are used as materials constituting the photoelectric conversion layer 140. As a result, the photoelectric conversion layer 140 is mainly sensitive to green light and can transmit blue light and red light. As a material constituting the semiconductor layer 130, an oxide semiconductor transparent to visible light such as InGaZnO is used. As a material constituting each of the counter electrode 150 and the charge storage electrode 190, a material transparent to visible light such as ITO is used.

これにより、撮像装置500に入射する光のうち緑色光を光電変換層140で光電変換し、青色光と赤色光とを光電変換部510で光電変換させることができる。つまり、光電変換層140で緑色光に対する信号電荷を生成し、光電変換部510で青色光または赤色光に対する信号電荷を生成するようなカラー撮像素子を実現することができる。なお、色分離性能を向上させるためのカラーフィルターが封止膜151上に画素ごとに設けられてもよい。 As a result, green light among the light incident on the image pickup apparatus 500 can be photoelectrically converted by the photoelectric conversion layer 140, and blue light and red light can be photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit 510. That is, it is possible to realize a color image sensor in which the photoelectric conversion layer 140 generates a signal charge for green light and the photoelectric conversion unit 510 generates a signal charge for blue light or red light. A color filter for improving the color separation performance may be provided on the sealing film 151 for each pixel.

光電変換部510に蓄積された信号電荷は、例えば、トランジスタなどの電荷転送素子(図示せず)を介して半導体基板110に設けられた拡散領域へ転送され、電荷検出回路(図示せず)により読み出される。 The signal charge accumulated in the photoelectric conversion unit 510 is transferred to a diffusion region provided on the semiconductor substrate 110 via a charge transfer element (not shown) such as a transistor, and is transferred by a charge detection circuit (not shown). Read out.

本実施の形態に係る撮像装置500では、電荷の混入に起因するノイズを抑制することができるだけでなく、複数の波長成分に感度を有し、各々の信号を取り出すことができる。つまり、撮像装置500は、画像の色解像度を高めることができる。これにより、撮像装置500は、例えばカラー画像を生成することができる。 The image pickup apparatus 500 according to the present embodiment can not only suppress noise caused by mixing of electric charges, but also have sensitivity to a plurality of wavelength components and can take out each signal. That is, the image pickup apparatus 500 can increase the color resolution of the image. As a result, the image pickup apparatus 500 can generate, for example, a color image.

なお、半導体基板110には、複数の光電変換部が設けられていてもよい。例えば、注入される不純物濃度を調整することにより、pn接合のバンドギャップを調整して、感度を有する波長領域が異なる複数の光電変換部を形成することができる。例えば、赤色光に感度を有する光電変換部と、青色光に感度を有する光電変換部とを積層して形成することにより、RGBの3色に対応した撮像装置を実現することができる。あるいは、可視光と赤外光とを検出可能な撮像装置が実現されてもよい。 The semiconductor substrate 110 may be provided with a plurality of photoelectric conversion units. For example, by adjusting the concentration of the injected impurities, the band gap of the pn junction can be adjusted to form a plurality of photoelectric conversion units having different sensitive wavelength regions. For example, by forming a photoelectric conversion unit having sensitivity to red light and a photoelectric conversion unit having sensitivity to blue light in a laminated manner, it is possible to realize an imaging device corresponding to three colors of RGB. Alternatively, an imaging device capable of detecting visible light and infrared light may be realized.

本実施の形態に係る撮像装置500は、実施の形態1に係る撮像装置100を変形した構成に相当する。実施の形態2から4およびその変形例に係る撮像装置200、300、400、401または402において、半導体基板110が光電変換部510を含んでもよい。 The image pickup apparatus 500 according to the present embodiment corresponds to a modified configuration of the image pickup apparatus 100 according to the first embodiment. In the image pickup apparatus 200, 300, 400, 401 or 402 according to the second to fourth embodiments and the modifications thereof, the semiconductor substrate 110 may include a photoelectric conversion unit 510.

(実施の形態6)
続いて、実施の形態6に係る撮像装置について説明する。実施の形態6に係る撮像装置は、裏面照射型の撮像装置である点が実施の形態5とは主として相違する。以下では、実施の形態5との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略または簡略化する。
(Embodiment 6)
Subsequently, the image pickup apparatus according to the sixth embodiment will be described. The image pickup apparatus according to the sixth embodiment is mainly different from the fifth embodiment in that it is a back-illuminated image pickup apparatus. In the following, the differences from the fifth embodiment will be mainly described, and the common points will be omitted or simplified.

図14は、本実施の形態に係る撮像装置600の断面図である。本実施の形態に係る撮像装置600は、半導体基板110が上下反転して配置されている点が実施の形態5に係る撮像装置500と主に異なる。半導体基板110の主面111は、図13に示される撮像装置500における半導体基板110の裏面である。半導体基板110の主面112は、図13に示される撮像装置500における半導体基板110の表面である。つまり、主面112には、電荷検出回路などに含まれるトランジスタなどが形成されている。拡散領域180は、主面112に露出するように形成されている。 FIG. 14 is a cross-sectional view of the image pickup apparatus 600 according to the present embodiment. The image pickup apparatus 600 according to the present embodiment is mainly different from the image pickup apparatus 500 according to the fifth embodiment in that the semiconductor substrate 110 is arranged upside down. The main surface 111 of the semiconductor substrate 110 is the back surface of the semiconductor substrate 110 in the image pickup apparatus 500 shown in FIG. The main surface 112 of the semiconductor substrate 110 is the surface of the semiconductor substrate 110 in the image pickup apparatus 500 shown in FIG. That is, a transistor or the like included in the charge detection circuit or the like is formed on the main surface 112. The diffusion region 180 is formed so as to be exposed on the main surface 112.

本実施の形態に係る撮像装置600では、図14に示されるように、半導体基板110の主面111に、実施の形態5に係る撮像装置500と同様に、配線層181、絶縁層120、半導体層130、光電変換層140、対向電極150および封止膜151が順に積層されている。絶縁層120には、プラグ161が形成されており、プラグ161を覆うように画素電極160が設けられている。また、画素電極160の上面にブロッキング層170が設けられている。 In the image pickup apparatus 600 according to the present embodiment, as shown in FIG. 14, the main surface 111 of the semiconductor substrate 110 has the wiring layer 181 and the insulating layer 120, and the semiconductor, similarly to the imaging apparatus 500 according to the fifth embodiment. The layer 130, the photoelectric conversion layer 140, the counter electrode 150, and the sealing film 151 are laminated in this order. A plug 161 is formed on the insulating layer 120, and a pixel electrode 160 is provided so as to cover the plug 161. Further, a blocking layer 170 is provided on the upper surface of the pixel electrode 160.

撮像装置600では、半導体基板110は、貫通電極610を含んでいる。貫通電極610は、半導体基板110の主面111から主面112まで貫通している。貫通電極610は、例えば、銅などの金属、または、導電化ポリシリコンなどの導電性を有する材料を用いて形成されている。本実施の形態では、画素電極160は、プラグ161、配線層181、貫通電極610および配線層680を介して、拡散領域180に電気的に接続されている。 In the image pickup apparatus 600, the semiconductor substrate 110 includes a through electrode 610. The through silicon via 610 penetrates from the main surface 111 to the main surface 112 of the semiconductor substrate 110. The through silicon via 610 is formed by using, for example, a metal such as copper or a conductive material such as conductive polysilicon. In this embodiment, the pixel electrode 160 is electrically connected to the diffusion region 180 via a plug 161, a wiring layer 181 and a through electrode 610 and a wiring layer 680.

貫通電極610は、半導体基板110を貫通するビアに設けられ、絶縁層611によって被覆されている。絶縁層611は、貫通電極610と半導体基板110とが接触するのを防止するように、貫通電極610の側面の周囲全体を覆っている。絶縁層611は、例えば、TEOS、酸化シリコン、窒化シリコンもしくは酸窒化シリコンなどのうちの1種類よりなる単層膜、または、これらのうち2種類以上よりなる積層膜により構成されている。 The through silicon via 610 is provided on a via penetrating the semiconductor substrate 110 and is covered with an insulating layer 611. The insulating layer 611 covers the entire periphery of the side surface of the through electrode 610 so as to prevent the through electrode 610 and the semiconductor substrate 110 from coming into contact with each other. The insulating layer 611 is composed of, for example, a single-layer film made of one of TEOS, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, and the like, or a laminated film made of two or more of these.

配線層680は、配線層181と同様に、1つ以上の層間絶縁層と、導電性を有する配線およびビア導体とを含んでいる。配線およびビア導体は、銅などの金属、または、導電性ポリシリコンなどの導電性材料を用いて形成される。層間絶縁層は、絶縁層120に使用可能な材料から選択された絶縁性材料を用いて形成される。 The wiring layer 680, like the wiring layer 181, includes one or more interlayer insulating layers, and conductive wiring and via conductors. Wiring and via conductors are formed using a metal such as copper or a conductive material such as polysilicon. The interlayer insulating layer is formed by using an insulating material selected from the materials that can be used for the insulating layer 120.

以上の構成により、本実施の形態に係る撮像装置600では、電荷の混入に起因するノイズを抑制することができるだけでなく、複数の波長成分に感度を有し、各々の信号を取り出すことができる。つまり、撮像装置600は、画像の色解像度を高めることができる。 With the above configuration, the image pickup apparatus 600 according to the present embodiment can not only suppress noise caused by electric charge mixing, but also have sensitivity to a plurality of wavelength components and can take out each signal. .. That is, the image pickup apparatus 600 can increase the color resolution of the image.

本実施の形態に係る撮像装置600は、半導体基板110に光電変換部510および拡散領域180などを形成した後、主面112側に配線層680を形成する。配線層680は、配線層181と同様の製造方法を用いて形成される。 The image pickup apparatus 600 according to the present embodiment forms the photoelectric conversion unit 510, the diffusion region 180, and the like on the semiconductor substrate 110, and then forms the wiring layer 680 on the main surface 112 side. The wiring layer 680 is formed by using the same manufacturing method as that of the wiring layer 181.

次に、必要に応じて半導体基板110の裏面を研磨することにより、半導体基板110を薄型化する。その後、半導体基板110を貫通するビアを形成し、ビアの側面を絶縁層611で覆う。ビアは、例えばドライエッチングにより半導体基板110を主面111側から加工して形成する。絶縁層611は、例えばCVDなどによって形成される。その後、ビアの内部を導電性材料で充填することにより、貫通電極610が形成される。 Next, the semiconductor substrate 110 is made thinner by polishing the back surface of the semiconductor substrate 110 as needed. After that, a via penetrating the semiconductor substrate 110 is formed, and the side surface of the via is covered with the insulating layer 611. The via is formed by processing the semiconductor substrate 110 from the main surface 111 side by, for example, dry etching. The insulating layer 611 is formed by, for example, CVD. After that, the through electrode 610 is formed by filling the inside of the via with a conductive material.

以降は、図2から図7で説明した順に、主面111側に配線層181、絶縁層120、画素電極160、ブロッキング層170、半導体層130、光電変換層140、対向電極150、および封止膜151を形成する。これによって、図14に示される撮像装置600が製造される。 Hereinafter, in the order described with reference to FIGS. 2 to 7, the wiring layer 181 and the insulating layer 120, the pixel electrode 160, the blocking layer 170, the semiconductor layer 130, the photoelectric conversion layer 140, the counter electrode 150, and the sealing are provided on the main surface 111 side. It forms a film 151. As a result, the image pickup apparatus 600 shown in FIG. 14 is manufactured.

本実施の形態に係る撮像装置600は、実施の形態5に係る撮像装置500を変形した構成に相当する。実施の形態1から実施の形態4およびその変形例に係る撮像装置100、200、300、400、401または402において、同様の変形が適用されてもよい。 The image pickup apparatus 600 according to the present embodiment corresponds to a modified configuration of the image pickup apparatus 500 according to the fifth embodiment. Similar modifications may be applied to the imaging devices 100, 200, 300, 400, 401 or 402 according to the first to fourth embodiments and the modifications thereof.

(実施の形態7)
続いて、実施の形態7に係る撮像システムについて説明する。実施の形態7に係る撮像システムは、実施の形態1から6に係る撮像装置を備えるシステムである。以下では、実施の形態1から6との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略または簡略化する。
(Embodiment 7)
Subsequently, the imaging system according to the seventh embodiment will be described. The imaging system according to the seventh embodiment is a system including the imaging devices according to the first to sixth embodiments. In the following, the differences from the first to sixth embodiments will be mainly described, and the common points will be omitted or simplified.

図15は、本実施の形態に係るカメラシステム700の構成例を模式的に示す図である。カメラシステム700は、撮像システムの一例であり、光学系710と、撮像装置100と、カメラ信号処理部720と、システムコントローラ730とを備える。 FIG. 15 is a diagram schematically showing a configuration example of the camera system 700 according to the present embodiment. The camera system 700 is an example of an imaging system, and includes an optical system 710, an imaging device 100, a camera signal processing unit 720, and a system controller 730.

光学系710は、例えばオートフォーカス用レンズ、ズーム用レンズおよび絞りを含んでいる。光学系710は、撮像装置100の撮像面に光を集光する。 The optical system 710 includes, for example, an autofocus lens, a zoom lens, and an aperture. The optical system 710 collects light on the image pickup surface of the image pickup apparatus 100.

カメラ信号処理部720は、撮像装置100からの出力信号を処理する信号処理回路として機能する。カメラ信号処理部720は、例えばガンマ補正、色補間処理、空間補間処理およびオートホワイトバランスなどの処理を行う。カメラ信号処理部720は、例えばDSP(Digital Signal Processor)などによって実現され得る。 The camera signal processing unit 720 functions as a signal processing circuit that processes an output signal from the image pickup apparatus 100. The camera signal processing unit 720 performs processing such as gamma correction, color interpolation processing, spatial interpolation processing, and auto white balance. The camera signal processing unit 720 can be realized by, for example, a DSP (Digital Signal Processor) or the like.

システムコントローラ730は、カメラシステム700の全体の動作を制御する。システムコントローラ730は、例えばマイクロコンピュータによって実現され得る。 The system controller 730 controls the overall operation of the camera system 700. The system controller 730 can be implemented, for example, by a microcomputer.

カメラシステム700は、撮像装置100の代わりに、上述した撮像装置200、300、400、401、402、500または600を備えてもよい。カメラシステム700によれば、光電変換層140で生成された信号電荷が電荷検出回路に意図せず混入することを抑制できる。それにより、カメラシステム700は、良好な画像を生成することができる。 The camera system 700 may include the above-mentioned imaging devices 200, 300, 400, 401, 402, 500 or 600 instead of the imaging device 100. According to the camera system 700, it is possible to prevent the signal charge generated by the photoelectric conversion layer 140 from being unintentionally mixed into the charge detection circuit. Thereby, the camera system 700 can generate a good image.

(他の実施の形態)
以上、1つまたは複数の態様に係る撮像装置および撮像システムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、および、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。
(Other embodiments)
Although the image pickup apparatus and the image pickup system according to one or more embodiments have been described above based on the embodiments, the present disclosure is not limited to these embodiments. As long as the gist of the present disclosure is not deviated, various modifications that can be conceived by those skilled in the art are applied to the present embodiment, and a form constructed by combining components in different embodiments is also included in the scope of the present disclosure. Is done.

例えば、ブロッキング層は、平面視において、画素電極の一部を覆っていればよく、画素電極の全体を必ずしも覆う必要はない。つまり、平面視において、画素電極は、ブロッキング層に覆われていない部分を含んでもよい。また、例えば、ブロッキング層の一部は、平面視において、電荷蓄積電極に重なっていてもよい。 For example, the blocking layer may cover a part of the pixel electrode in a plan view, and does not necessarily cover the entire pixel electrode. That is, in a plan view, the pixel electrode may include a portion not covered by the blocking layer. Further, for example, a part of the blocking layer may overlap the charge storage electrode in a plan view.

また、上記の各実施の形態は、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。 Further, in each of the above embodiments, various changes, replacements, additions, omissions, etc. can be made within the scope of claims or the equivalent scope thereof.

本開示に係る撮像装置および撮像システムは、デジタルスチルカメラ、医療用カメラ、監視用カメラ、車載用カメラ、デジタル一眼レフカメラ、デジタルミラーレス一眼カメラなどの様々なカメラシステムおよびセンサシステムへ利用できる。 The imaging apparatus and imaging system according to the present disclosure can be used for various camera systems and sensor systems such as digital still cameras, medical cameras, surveillance cameras, in-vehicle cameras, digital single-lens reflex cameras, and digital mirrorless single-lens cameras.

100、200、300、400、401、402、500、600 撮像装置
110 半導体基板
111、112 主面
120、611 絶縁層
130、330 半導体層
140 光電変換層
150 対向電極
151 封止膜
160 画素電極
161 プラグ
170、270、370、470、471 ブロッキング層
180 拡散領域
181、680 配線層
190 電荷蓄積電極
490 転送電極
510 光電変換部
610 貫通電極
700 カメラシステム
710 光学系
720 カメラ信号処理部
730 システムコントローラ
100, 200, 300, 400, 401, 402, 500, 600 Imaging device 110 Semiconductor substrate 111, 112 Main surface 120, 611 Insulation layer 130, 330 Semiconductor layer 140 Photoelectric conversion layer 150 Opposite electrode 151 Sealing film 160 Pixel electrode 161 Plug 170, 270, 370, 470, 471 Blocking layer 180 Diffusion region 181, 680 Wiring layer 190 Charge storage electrode 490 Transfer electrode 510 Photoelectric conversion unit 610 Penetration electrode 700 Camera system 710 Optical system 720 Camera signal processing unit 730 System controller

Claims (15)

半導体基板と、
前記半導体基板の上方に位置し、この順に積層された第1電極、絶縁層、半導体層、光電変換層および第2電極と、
前記光電変換層から離間して配置され、前記半導体層を介して前記光電変換層に電気的に接続される第3電極と、
前記光電変換層と前記第3電極との間に位置し、平面視において前記第3電極の少なくとも一部と重なり、前記光電変換層内で生成された信号電荷をブロックするブロッキング層と、
を備え、
前記第1電極の少なくとも一部は、平面視において前記ブロッキング層と重ならない、
撮像装置。
With a semiconductor substrate
The first electrode, the insulating layer, the semiconductor layer, the photoelectric conversion layer, and the second electrode, which are located above the semiconductor substrate and are laminated in this order,
A third electrode, which is arranged apart from the photoelectric conversion layer and is electrically connected to the photoelectric conversion layer via the semiconductor layer,
A blocking layer located between the photoelectric conversion layer and the third electrode, which overlaps with at least a part of the third electrode in a plan view and blocks the signal charge generated in the photoelectric conversion layer.
With
At least a part of the first electrode does not overlap with the blocking layer in a plan view.
Imaging device.
前記ブロッキング層は、前記半導体層と前記第3電極との間に位置する、
請求項1に記載の撮像装置。
The blocking layer is located between the semiconductor layer and the third electrode.
The imaging device according to claim 1.
前記ブロッキング層は、前記光電変換層と前記半導体層との間に位置する、
請求項1に記載の撮像装置。
The blocking layer is located between the photoelectric conversion layer and the semiconductor layer.
The imaging device according to claim 1.
前記ブロッキング層は、前記光電変換層と前記第3電極とに接する、
請求項1に記載の撮像装置。
The blocking layer is in contact with the photoelectric conversion layer and the third electrode.
The imaging device according to claim 1.
前記ブロッキング層は、平面視において、前記第3電極より面積が大きく、前記第3電極の全体と重なっている、
請求項1から4のいずれか一項に記載の撮像装置。
The blocking layer has a larger area than the third electrode in a plan view and overlaps the entire third electrode.
The imaging device according to any one of claims 1 to 4.
前記第3電極は、平面視において前記第1電極と重ならない、
請求項1から5のいずれか一項に記載の撮像装置。
The third electrode does not overlap with the first electrode in a plan view.
The imaging device according to any one of claims 1 to 5.
前記第2電極は、前記ブロッキング層および前記光電変換層を介して前記第3電極に対向する、
請求項1から6のいずれか一項に記載の撮像装置。
The second electrode faces the third electrode via the blocking layer and the photoelectric conversion layer.
The imaging device according to any one of claims 1 to 6.
前記ブロッキング層は、絶縁性を有する、
請求項1から7のいずれか一項に記載の撮像装置。
The blocking layer has an insulating property.
The imaging device according to any one of claims 1 to 7.
前記ブロッキング層は、遮光性を有する、
請求項1から8のいずれか一項に記載の撮像装置。
The blocking layer has a light-shielding property.
The imaging device according to any one of claims 1 to 8.
前記絶縁層、前記半導体層および前記光電変換層を介して前記第2電極に対向する第4電極をさらに備え、
前記第4電極は、平面視において前記第1電極と前記第3電極との間に位置する、
請求項1から9のいずれか一項に記載の撮像装置。
A fourth electrode facing the second electrode via the insulating layer, the semiconductor layer, and the photoelectric conversion layer is further provided.
The fourth electrode is located between the first electrode and the third electrode in a plan view.
The imaging device according to any one of claims 1 to 9.
前記第1電極は、平面視において、その全体が前記ブロッキング層と重ならない、
請求項1から10のいずれか一項に記載の撮像装置。
The first electrode does not completely overlap the blocking layer in a plan view.
The imaging device according to any one of claims 1 to 10.
前記半導体基板は、平面視において前記第1電極と重なる光電変換部を含む、
請求項1から11のいずれか一項に記載の撮像装置。
The semiconductor substrate includes a photoelectric conversion unit that overlaps with the first electrode in a plan view.
The imaging device according to any one of claims 1 to 11.
前記半導体基板は、拡散領域を含み、
前記第3電極は、前記拡散領域に電気的に接続されている、
請求項1から12のいずれか一項に記載の撮像装置。
The semiconductor substrate includes a diffusion region and contains a diffusion region.
The third electrode is electrically connected to the diffusion region.
The imaging device according to any one of claims 1 to 12.
前記半導体基板は、一方の面から他方の面に貫通する貫通電極をさらに含み、
前記第3電極は、前記貫通電極を介して前記拡散領域に電気的に接続される、
請求項13に記載の撮像装置。
The semiconductor substrate further includes through electrodes that penetrate from one surface to the other.
The third electrode is electrically connected to the diffusion region via the through electrode.
The imaging device according to claim 13.
請求項1から14のいずれか一項に記載の撮像装置と、
光を前記撮像装置に集光する光学系と、
前記撮像装置が出力する信号を処理する処理回路と、
を備える、
撮像システム。
The imaging device according to any one of claims 1 to 14.
An optical system that collects light on the image pickup device,
A processing circuit that processes the signal output by the image pickup device, and
To prepare
Imaging system.
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