JP5252100B2 - 固体撮像素子 - Google Patents
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Description
(2)配線によって跳ねられた光の一部が隣接する画素のフォトダイオードに入り、混色が起きる。
(3)フォトダイオード102の上に配線を置けない、太い配線を通せないなどの配線の制約によって特性が低下するとともに、画素の微細化が困難である。
(4)周辺部の画素では光が斜め入射になって跳ねられる割合が多くなるので、周辺の画素ほど暗いシェーディングが起こる。
(5)配線層がさらに増加した、進んだCMOSプロセスでCMOSイメージセンサを作ろうとすると、マイクロレンズ106からフォトダイオード102の受光面までの距離が遠くなるのでそれが困難である。
(6)上記(5)によって進んだCMOSプロセスのライブラリが使えなくなり、ライブラリにある回路のレイアウトし直しが入るとともに、配線層が制限されるので面積が増大するなどによってコストが上昇し、また1画素当たりの画素面積も大きくなる。
また固体撮像素子の製造方法は、光電変換素子で光電変換された信号電荷を電気信号に変換して出力する能動素子を含む単位画素が行列状に配置されてなるX-Yアドレス型固体撮像素子の作成に際し、
基板の第1の面側に前記光電変換素子および前記能動素子を形成する第1の工程と、
前記基板の前記第1の面側に、当該第1の面とは反対側の第2の面から位置合わせするためのマークに用いる溝を掘る第2の工程と、
前記溝を前記基板と異なる材質で埋め込む第3の工程と、
前記光電変換素子および前記能動素子が形成された素子層に対してその一方の面側に前記能動素子に対して配線をなす配線層を形成する第4の工程と、
前記素子層の他方の面を前記基板の厚さが所定の厚さになるように研磨する第5の工程と
を含むことを特徴としている。
換できる。シリコン層31の一方の面には、浅いP+層42が画素部の全面に亘って形成されている。画素分離領域は深いPウェル43によって形成されており、一方の面のP+層42とつながっている。
Claims (15)
- X−Yアドレス型の固体撮像素子であって、
光電変換素子を有する半導体層と、
前記半導体層における受光面と逆側の他方の面上に設けられ、前記光電変換素子からの信号電荷を転送するゲート電極を有する配線層と、を備え、
前記光電変換素子は、前記半導体層内における前記他方の面側の表面層に設けられた第1導電型層と、前記半導体層内に設けられた第2導電型の光電変換領域と、前記第1導電型層と前記光電変換領域との間に設けられた第2導電型の信号電荷蓄積領域とを有し、
前記半導体層内には、前記光電変換素子に隣接する第1導電型ウェルが形成された
固体撮像素子。 - 前記半導体層内における前記受光面側の表面層に、前記光電変換領域に隣接する第2の第1導電型層が設けられた
請求項1記載の固体撮像素子。 - 前記第1導電型ウェルは、前記他方の面から前記第2の第1導電型層に亘って形成されている
請求項2に記載の固体撮像素子。 - 前記半導体層内には、前記信号電荷蓄積領域に蓄積された信号電荷が転送される第2導電型領域が形成され、
前記第2導電型領域と前記光電変換素子との間には、当該第2導電型領域と当該光電変換素子とを電気的に分離する第1導電型の分離層が形成されている
請求項1〜3の何れかに記載の固体撮像素子。 - 前記光電変換素子の1つと、前記ゲート電極を備えた転送トランジスタを含む4つのトランジスタとで単位画素が構成された
請求項1〜4の何れかに記載の固体撮像素子。 - 前記光電変換領域は、前記受光面側の表面積が前記他方の面側よりも広く形成されている
請求項1〜5の何れかに記載の固体撮像素子。 - 前記4つのトランジスタのうち前記転送トランジスタ以外のトランジスタは、前記第1導電型ウェル内に形成されている
請求項5記載の固体撮像素子。 - 前記半導体層は、前記光電変換素子が配列された画素領域と共に周辺回路領域を備え、
前記半導体層内における前記周辺回路領域の前記他方の面側の表面部に第2の第1導電型ウェルが設けられ、
前記第2の第1導電型ウェルは、前記半導体層の前記受光面側の表面部に到達していない
請求項1〜7の何れかに記載の固体撮像素子。 - 前記周辺回路領域において、前記第2の第1導電型ウェルに隣接して第2導電型ウェルが形成されている
請求項8記載の固体撮像素子。 - 前記半導体層は、前記光電変換素子が配列された画素領域と共に周辺回路領域を備え、
前記半導体層の受光面上に、前記画素領域と共に周辺回路領域を覆うと共に前記光電変換素子上に開口を具備した遮光膜を有し、
入射光を前記開口から前記光電変換素子に取り込む
請求項1〜9の何れかに記載の固体撮像素子。 - 前記半導体層と前記遮光膜との間には絶縁膜が配置されている
請求項10記載の固体撮像素子。 - 前記配線層は、前記ゲート電極と共に当該ゲート電極よりも前記半導体層から離れて配置された複数構造の金属配線を有し、
前記金属配線のうち前記ゲート電極に最も近い第1層目の配線は、画素内の配線として用いられている
請求項1〜11の何れかに記載の固体撮像素子。 - 前記金属配線は、前記光電変換領域上に形成されている
請求項12記載の固体撮像素子。 - 前記金属配線は、前記ゲート電極側から第1層目、第2層目、第3層目の各配線を有し、
前記第2層目の配線は第1方向に延設され、前記第3層目の配線は前記第1方向とは異なる第2方向に延設された
請求項12または13に記載の固体撮像素子。 - 前記光電変換素子の1つと、前記ゲート電極を備えた転送トランジスタと、リセットトランジスタと、増幅トランジスタと、アドレストランジスタとで単位画素が構成され、
前記第2層目の配線は、前記アドレストランジスタを介して前記増幅トランジスタに接続された垂直信号線、および前記増幅トランジスタとリセットトランジスタとに接続されたドレイン線であり、
前記第3層目の配線は、前記ゲート電極に接続された転送配線、前記アドレストランジスタに接続されアドレス配線、および前記リセットトランジスタに接続されたリセット配線である
請求項14記載の固体撮像素子。
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