JP4785963B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
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Description
また、本発明の別の側面に係る固体撮像装置は、第2導電型のウェルが配された半導体基板に、入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、前記光電変換部で生成された電荷を前記光電変換部とは別の場所で保持する第1導電型の第1半導体領域を含んで構成される電荷保持部と、前記電荷保持部とセンスノードとの間のポテンシャルを制御する転送ゲート電極を含んで構成される転送部と、を有する画素を備える固体撮像装置であって、前記第1半導体領域とPN接合を構成するように前記第1半導体領域の下部に配される第2導電型の第2半導体領域を有し、前記第2半導体領域の第2導電型の不純物濃度は、前記ウェルの不純物濃度よりも高く、かつ、前記転送ゲート電極の下部であって前記第2半導体領域と同じ深さの領域の第2導電型の不純物濃度よりも高く、前記光電変換部は、第1導電型の半導体領域と、前記第1導電型の半導体領域の下部に配され、前記第1導電型の半導体領域とPN接合を構成する第2導電型の半導体領域とを含んで構成され、前記光電変換部に含まれる前記第1導電型の半導体領域は、前記第1半導体領域と前記第2半導体領域とが構成するPN接合の位置よりも深い位置まで延在していることを特徴とする。
図2は、P型半導体領域111が形成される時の、画素断面の概略図を示す。201は例えばフォトレジストで形成されたマスクパターンである。図1と同じ部分には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図8は以上に述べた全実施例に適用可能な固体撮像装置の等価回路図である。この等価回路を有する固体撮像装置はグローバル電子シャッタ動作が可能となる。
102 電荷保持部
103 転送部
104 センスノード
110 N型半導体領域
111 P型半導体領域
113 転送ゲート電極
Claims (9)
- 第2導電型のウェルが配された半導体基板に、
入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、
前記光電変換部で生成された電荷を前記光電変換部とは別の場所で保持する第1導電型の第1半導体領域を含んで構成される電荷保持部と、
前記電荷保持部とセンスノードとの間のポテンシャルを制御する転送ゲート電極を含んで構成される転送部と、を有する画素を備える固体撮像装置であって、
前記第1半導体領域とPN接合を構成するように前記第1半導体領域の下部に配される第2導電型の第2半導体領域を有し、
前記第2半導体領域の第2導電型の不純物濃度は、前記ウェルの不純物濃度よりも高く、かつ、前記転送ゲート電極の下部であって前記第2半導体領域と同じ深さの領域の第2導電型の不純物濃度よりも高く、
前記光電変換部は、第1導電型の半導体領域と、前記第1導電型の半導体領域の下部に配され、前記第1導電型の半導体領域とPN接合を構成する第2導電型の半導体領域とを含んで構成され、
前記光電変換部に含まれる前記第1導電型の半導体領域は、第1の部分と、前記第1の部分の内部に配され、前記第1の部分よりも不純物濃度が高い第2の部分とを含むことを特徴とする固体撮像装置。 - 第2導電型のウェルが配された半導体基板に、
入射光に応じて電荷を生成する光電変換部と、
前記光電変換部で生成された電荷を前記光電変換部とは別の場所で保持する第1導電型の第1半導体領域を含んで構成される電荷保持部と、
前記電荷保持部とセンスノードとの間のポテンシャルを制御する転送ゲート電極を含んで構成される転送部と、を有する画素を備える固体撮像装置であって、
前記第1半導体領域とPN接合を構成するように前記第1半導体領域の下部に配される第2導電型の第2半導体領域を有し、
前記第2半導体領域の第2導電型の不純物濃度は、前記ウェルの不純物濃度よりも高く、かつ、前記転送ゲート電極の下部であって前記第2半導体領域と同じ深さの領域の第2導電型の不純物濃度よりも高く、
前記光電変換部は、第1導電型の半導体領域と、前記第1導電型の半導体領域の下部に配され、前記第1導電型の半導体領域とPN接合を構成する第2導電型の半導体領域とを含んで構成され、
前記光電変換部に含まれる前記第1導電型の半導体領域は、前記第1半導体領域と前記第2半導体領域とが構成するPN接合の位置よりも深い位置まで延在していることを特徴とする固体撮像装置。 - 前記センスノードはフローティングディフュージョンを含み、
前記第2半導体領域よりも深い位置に、前記第2半導体領域の少なくとも一部、前記転送ゲート電極、及び前記フローティングディフュージョンのそれぞれの下部にわたって配された第2導電型の第3半導体領域を有することを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の固体撮像
装置。 - 前記第3半導体領域は、それぞれ異なる深さに配された複数の半導体領域により構成され、
前記第3半導体領域を構成する複数の半導体領域のうち、最下部に配された半導体領域は
前記光電変換部のPN接合が構成されている深さまで延在していることを特徴とする請求
項3に記載の固体撮像装置。 - 前記画素において、
前記第1半導体領域の一部の領域の下部に、前記第2半導体領域と、前記光電変換部の一部を構成する第1導電型の半導体領域とが配され、
前記第1半導体領域の前記一部とは別の一部の領域の下部に、前記第2半導体領域と、前記第3半導体領域とが配されたことを特徴とする請求項3または4のいずれかに記載の固体撮像装置。 - 前記電荷保持部は、前記第1半導体領域の上部に絶縁膜を介して配された制御電極を含み、
前記制御電極と前記転送ゲート電極との間の半導体領域の表面に、前記第1半導体領域よりも不純物濃度が高い第2導電型の第4半導体領域を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の固体撮像装置。 - 前記第4半導体領域の直下に、前記第1半導体領域よりも不純物濃度が高い第1導電型の第5半導体領域を有していることを特徴とする請求項6に記載の固体撮像装置。
- 前記第2半導体領域の不純物濃度のピークが、基板表面から0.5μmよりも浅くに位置していることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の固体撮像装置。
- 第1不純物注入工程と、前記第1不純物注入工程と同一のマスクを用いた第2不純物注入工程とによって、前記第1半導体領域と前記第2半導体領域とが形成されたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
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