JP5245572B2 - 半導体装置及び携帯型電子機器 - Google Patents
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Description
(付記1)
行列状に配置された複数の画素ユニットを有し、該複数の画素ユニットの各々は、
第1の色の光が入射し、受光した光を信号電荷に変換する第1の光電変換素子と、
第2の色の光が入射し、受光した光を信号電荷に変換する第2の光電変換素子と、
第3の色の光が入射し、受光した光を信号電荷に変換する第3の光電変換素子と、
前記第1〜第3の光電変換素子の各々で変換された前記信号電荷を検出し、該第1〜第3の光電変換素子に共通に用いられる検出回路と
を含み、
前記複数の画素ユニットは、前記第1の光電変換素子と前記検出回路とが並んだ行と、前記第2の光電変換素子と前記第3の光電変換素子とが並んだ行とが隣接して配置されている画素ユニット、または、前記第1の光電変換素子と前記検出回路とが並んだ列と、前記第2の光電変換素子と前記第3の光電変換素子とが並んだ列とが隣接して配置されている画素ユニットのいずれかである半導体装置。
(付記2)
前記第1の光電変換素子の面積が、前記第2の光電変換素子及び前記第3の光電変換素子それぞれの面積に比べて広い付記1に記載の半導体装置。
(付記3)
前記第1の光電変換素子と前記検出回路とが行方向に並んでいるとき、該第1の光電変換素子の列方向の幅が、前記第2の光電変換素子の列方向の幅、及び前記第3の光電変換素子の列方向の幅のそれぞれよりも広く、または、前記第1の光電変換素子と前記検出回路とが列方向に並んでいるとき、該第1の光電変換素子の行方向の幅が、前記第2の光電変換素子の行方向の幅及び前記第3の光電変換素子の行方向の幅それぞれよりも広い付記1または2に記載の半導体装置。
(付記4)
さらに、前記第1の光電変換素子の上方に形成され、該第1の光電変換素子に光を入射させる第1のマイクロレンズを有し、該第1のマイクロレンズは、該第1の光電変換素子に隣接する前記検出回路と重なりを持つように形成されている付記1〜3のいずれか1つに記載の半導体装置。
(付記5)
前記第1のマイクロレンズは、前記第1の光電変換素子と前記検出回路とが並ぶ方向に長い楕円形である付記4に記載の半導体装置。
(付記6)
さらに、前記第1〜第3の光電変換素子それぞれの上方に形成され、該第1〜第3の光電変換素子それぞれに光を入射させる第1〜第3のマイクロレンズを有し、該第1のマイクロレンズの面積は、該第2のマイクロレンズの面積及び該第3のマイクロレンズの面積それぞれよりも広い付記1〜3のいずれか1つに記載の半導体装置。
(付記7)
前記複数の画素ユニットは、前記第1の光電変換素子と前記検出回路とが行方向または列方向に交互に並んでいる付記1〜6のいずれか1つに記載の半導体装置。
(付記8)
前記複数の画素ユニットは、前記第1の光電変換素子と前記検出回路とが行方向に交互に並んでいるとき、前記第2の光電変換素子と前記検出回路とが、列方向に交互に並んでいるか、または、前記第1の光電変換素子と前記検出回路とが列方向に交互に並んでいるとき、前記第2の光電変換素子と前記検出回路とが、行方向に交互に並んでいる付記7に記載の半導体装置。
(付記9)
前記複数の画素ユニットは、前記第1の光電変換素子と前記検出回路とが行方向に交互に並ぶとともに、前記第2の光電変換素子と前記検出回路とが、列方向に交互に並んでいる画素ユニット、または、前記第1の光電変換素子と前記検出回路とが列方向に交互に並ぶとともに、前記第2の光電変換素子と前記検出回路とが、行方向に交互に並んでおり画素ユニットであり、
さらに、前記第1、第2の光電変換素子それぞれの上方に形成され、該第1、第2の光電変換素子それぞれに光を入射させる第1、第2のマイクロレンズを有し、該第1のマイクロレンズは、該第1の光電変換素子に隣接する前記検出回路と重なりを持つように形成されており、該第2のマイクロレンズも、該第2の光電変換素子に隣接する前記検出回路と重なりを持つように形成されている付記1〜3のいずれか1つに記載の半導体装置。
(付記10)
前記検出回路は、
前記第1〜第3の光電変換素子の各々で変換された前記信号電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、
ソース・ドレイン領域及びゲート電極を含むMOSトランジスタであり、該ゲート電極が前記フローティングディフュージョンと電気的に接続された読出しトランジスタと、
前記読出しトランジスタのソース・ドレイン領域に接続し、該読出しトランジスタのソースとドレインを結ぶ方向と交差する方向に突き出した活性領域と、
該活性領域上に形成されたコンタクト部材と
を含む付記1〜9のいずれか1つに記載の半導体装置。
(付記11)
前記検出回路は、セレクトトランジスタを含まないことを特徴とする付記10に記載の半導体装置。
(付記12)
第1の色の光が入射し、受光した光を信号電荷に変換する第1の光電変換素子と、
第2の色の光が入射し、受光した光を信号電荷に変換する第2の光電変換素子と、
第3の色の光が入射し、受光した光を信号電荷に変換する第3の光電変換素子と、
前記第1〜第3の光電変換素子の各々で変換された前記信号電荷を検出し、該第1〜第3の光電変換素子に共通に用いられる検出回路と
を含み、
前記第1の光電変換素子と前記検出回路とが、第1の方向に並んで配置され、
前記第2の光電変換素子と前記第3の光電変換素子とが、前記第1の光電変換素子と前記検出回路との並びに隣接して、前記第1の方向に並んで配置され、
前記第2の光電変換素子と前記検出回路とが、第1の方向と交差する第2の方向に並んで配置され、
前記第1の光電変換素子と前記第3の光電変換素子とが、前記第2の光電変換素子と前記検出回路との並びに隣接して、前記第2の方向に並んで配置された画素ユニットを有する半導体装置。
(付記13)
前記第1の色は緑、前記第2の色は赤及び青の一方、前記第3の色は赤及び青の他方である付記1〜12のいずれか1つに記載の半導体装置。
(付記14)
付記1〜13のいずれか1つに記載の半導体装置を搭載した携帯型電子機器。
PDG 緑色(画素用)フォトダイオード
PDR 赤色(画素用)フォトダイオード
PDB 青色(画素用)フォトダイオード
TGG 緑色フォトダイオード用転送ゲート電極
TGR 赤色フォトダイオード用転送ゲート電極
TGB 青色フォトダイオード用転送ゲート電極
FD フローティングディフュージョン
RST リセットトランジスタ
SF 読出しトランジスタ
GRST リセットトランジスタのゲート電極
GSF 読出しトランジスタのゲート電極
VR 電源電圧供給線
SIG シグナル線
MLG 緑色フォトダイオード用マイクロレンズ
MLR 赤色フォトダイオード用マイクロレンズ
MLB 青色フォトダイオード用マイクロレンズ
Claims (8)
- 行列状に配置された複数の画素ユニットを有し、該複数の画素ユニットの各々は、
第1の色の光が入射し、受光した光を信号電荷に変換する第1の光電変換素子と、
第2の色の光が入射し、受光した光を信号電荷に変換する第2の光電変換素子と、
第3の色の光が入射し、受光した光を信号電荷に変換する第3の光電変換素子と、
前記第1〜第3の光電変換素子の各々で変換された前記信号電荷を検出し、該第1〜第3の光電変換素子に共通に用いられる検出回路と
を含み、
前記複数の画素ユニットは、前記第1の光電変換素子と前記検出回路とが並んだ行と、前記第2の光電変換素子と前記第3の光電変換素子とが並んだ行とが隣接して配置されている画素ユニット、または、前記第1の光電変換素子と前記検出回路とが並んだ列と、前記第2の光電変換素子と前記第3の光電変換素子とが並んだ列とが隣接して配置されている画素ユニットのいずれかである半導体装置。 - 前記第1の光電変換素子の面積が、前記第2の光電変換素子及び前記第3の光電変換素子それぞれの面積に比べて広い請求項1に記載の半導体装置。
- さらに、前記第1の光電変換素子の上方に形成され、該第1の光電変換素子に光を入射させる第1のマイクロレンズを有し、該第1のマイクロレンズは、該第1の光電変換素子に隣接する前記検出回路と重なりを持つように形成されている請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記複数の画素ユニットは、前記第1の光電変換素子と前記検出回路とが行方向または列方向に交互に並んでいる請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記複数の画素ユニットは、前記第1の光電変換素子と前記検出回路とが行方向に交互に並ぶとともに前記第2の光電変換素子と前記検出回路とが列方向に交互に並んでいるか、または、前記第1の光電変換素子と前記検出回路とが列方向に交互に並ぶとともに前記第2の光電変換素子と前記検出回路とが行方向に交互に並んでいる請求項4に記載の半導体装置。
- 第1の色の光が入射し、受光した光を信号電荷に変換する第1の光電変換素子と、
第2の色の光が入射し、受光した光を信号電荷に変換する第2の光電変換素子と、
第3の色の光が入射し、受光した光を信号電荷に変換する第3の光電変換素子と、
前記第1〜第3の光電変換素子の各々で変換された前記信号電荷を検出し、該第1〜第3の光電変換素子に共通に用いられる検出回路と
を含み、
前記第1の光電変換素子と前記検出回路とが、第1の方向に並んで配置され、
前記第2の光電変換素子と前記第3の光電変換素子とが、前記第1の光電変換素子と 前記検出回路との並びに隣接して、前記第1の方向に並んで配置され、
前記第2の光電変換素子と前記検出回路とが、第1の方向と交差する第2の方向に並んで配置され、
前記第1の光電変換素子と前記第3の光電変換素子とが、前記第2の光電変換素子と前記検出回路との並びに隣接して、前記第2の方向に並んで配置された画素ユニットを有する半導体装置。 - 前記第1の色は緑、前記第2の色は赤及び青の一方、前記第3の色は赤及び青の他方である請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体装置を搭載した携帯型電子機器。
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