JP5701344B2 - 光電変換装置及びそれを用いた撮像システム - Google Patents
光電変換装置及びそれを用いた撮像システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5701344B2 JP5701344B2 JP2013149572A JP2013149572A JP5701344B2 JP 5701344 B2 JP5701344 B2 JP 5701344B2 JP 2013149572 A JP2013149572 A JP 2013149572A JP 2013149572 A JP2013149572 A JP 2013149572A JP 5701344 B2 JP5701344 B2 JP 5701344B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor region
- photoelectric conversion
- region
- semiconductor
- disposed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
図1に本発明が適用されうる画素回路の一例を示す。画素とは光電変換素子を1つ含む最小の繰り返し単位であり、図1では100で示している。光電変換装置には、この画素100が1次元もしくは2次元状に配列し、撮像領域を構成している。図1では、2列(m、m+1)2行(n、n+1)の4つの画素が配列している。
本実施形態の構成を図2及び図3を用いて説明する。図2は図1にて示した画素100の4つ分の平面レイアウト図である。201が光電変換素子101を構成する半導体領域であり、その表面が受光面となる。202は電荷保持部102を構成する第2の半導体領域である。203は浮遊拡散部103を構成する第3の半導体領域である。204は第1のゲート電極であり、第2の半導体領域202上に延在している。205が第2のゲート電極である。206は第3の半導体領域203と増幅MOSトランジスタ106とを電気的に接続するためのコンタクトを示している。207は素子分離領域であり、素子同士を電気的に分離するものであり、活性領域を規定するものである。素子分離領域207はSTIなどの絶縁体を有する構成である。208は、素子分離領域207によって規定された第1の活性領域であり、光電変換素子101や電荷保持部102を構成する半導体領域が配される。209は遮光体であり、電荷保持部102を遮光している。ここで、増幅MOSトランジスタ106等の画素100のその他の素子は、領域210に配置されているものとして説明を省略する。
本実施形態は第1の実施形態と素子分離領域207の配置が異なり、第2の半導体領域202と素子分離領域207との配置関係が異なる。図4を用いて説明する。図4(a)は平面レイアウト図であり、図4(b)は断面模式図である。図4(a)は図2に対応し、図4(b)は図3(d)に対応する。第1の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施形態は第1の実施形態と第2の半導体領域202と素子分離領域207との配置が異なる。図5及び図6を用いて説明する。図5は平面レイアウト図であり、図6は断面模式図である。図5は図2に対応し、図6(a)は図3(d)に対応する。図6(b)は、本実施形態の変形例を説明する図面であり、図6(a)に対応する。第1の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施形態を、図7を用いて説明する。本実施形態は、第1の実施形態と比べて、p型の半導体領域306がなく、領域303aを有することが異なる。図7(a)は、図3(a)に対応する断面模式図である。また、図7(b)は図7(a)に対応する、本実施形態の変形例を示す断面模式図である。第1の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施形態を、図8を用いて説明する。本実施形態は、第1の実施形態と比べて、p型の半導体領域308がなく、p型の半導体領域304から306が素子分離領域207の下部まで延在していることが異なる。図8(a)は、図3(a)に対応する断面模式図であり、図8(b)は図3(d)に対応する断面模式図である。第1の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施形態では、第1の実施形態から第5の実施形態までで説明してきた光電変換装置を撮像システムに適用した場合について、図9を用いて説明する。撮像システムとは、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラや携帯電話用デジタルカメラである。
202 第1導電型の第2の半導体領域
207 素子分離領域
502 第2導電型の第4の半導体領域
304 第2導電型の第5の半導体領域
305、306、307、308 第2導電型の半導体領域
Claims (28)
- 半導体基板と、
前記半導体基板に配され、光電変換素子の一部を構成する第1導電型の第1の半導体領域と、
前記半導体基板に配され、前記光電変換素子で生じた電荷が保持される第1導電型の第2の半導体領域と、
前記半導体基板に配された第1導電型の第3の半導体領域と、
前記半導体基板の上に配され、前記第2の半導体領域の電荷を前記第3の半導体領域へ転送する第1のゲート電極と、
絶縁体部分を少なくとも含む素子分離領域と、を有する光電変換装置において、
前記絶縁体部分が、前記第2の半導体領域を電気的に分離するように配され、
前記絶縁体部分の下端が、前記第2の半導体領域の下端と同じ深さ、もしくは、前記第2の半導体領域より深い位置に設けられ、
前記第2の半導体領域の下に、第2導電型の第4の半導体領域が配され、
前記第4の半導体領域の下に、第2導電型の第5の半導体領域が配され、
前記第5の半導体領域の不純物濃度は、前記第4の半導体領域の不純物濃度よりも低いことを特徴とする光電変換装置。 - 半導体基板と、
前記半導体基板に配され、光電変換素子の一部を構成する第1導電型の第1の半導体領域と、
前記半導体基板に配され、前記光電変換素子で生じた電荷が保持される第1導電型の第2の半導体領域と、
前記半導体基板に配された第1導電型の第3の半導体領域と、
前記半導体基板の上に配され、前記第2の半導体領域の電荷を前記第3の半導体領域へ転送する第1のゲート電極と、
絶縁体部分を少なくとも含む素子分離領域と、を有する光電変換装置において、
前記絶縁体部分が、少なくとも前記第2の半導体領域の配された活性領域を規定し、
前記絶縁体部分の下端が、前記第2の半導体領域の下端と同じ深さ、もしくは、前記第2の半導体領域より深い位置に設けられ、
前記第2の半導体領域の下に、第2導電型の第4の半導体領域が配され、
前記第4の半導体領域の下に、第2導電型の第5の半導体領域が配され、
前記第5の半導体領域の不純物濃度は、前記第4の半導体領域の不純物濃度よりも低いことを特徴とする光電変換装置。 - 前記活性領域に、前記第1の半導体領域、および、前記第3の半導体領域が配されたことを特徴とする請求項2に記載の光電変換装置。
- 半導体基板と、
前記半導体基板に配され、光電変換素子の一部を構成する第1導電型の第1の半導体領域と、
前記半導体基板に配され、前記光電変換素子で生じた電荷が保持される第1導電型の第2の半導体領域と、
前記半導体基板に配された第1導電型の第3の半導体領域と、
前記半導体基板の上に配され、前記第2の半導体領域の電荷を前記第3の半導体領域へ転送する第1のゲート電極と、
2つの絶縁体部分を少なくとも含む素子分離領域と、を有する光電変換装置において、
前記2つの絶縁体部分の間に、前記第2の半導体領域の配され、
前記絶縁体部分の下端が、前記第2の半導体領域の下端と同じ深さ、もしくは、前記第2の半導体領域より深い位置に設けられ、
前記第2の半導体領域の下に、第2導電型の第4の半導体領域が配され、
前記第4の半導体領域の下に、第2導電型の第5の半導体領域が配され、
前記第5の半導体領域の不純物濃度は、前記第4の半導体領域の不純物濃度よりも低いことを特徴とする光電変換装置。 - 前記絶縁体部分の側面に配され、前記絶縁体部分からの暗電流を低減するための第6の半導体領域をさらに有し、
前記第2の半導体領域と前記絶縁体部分との間に、前記第6の半導体領域が配されたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記第6の半導体領域は、前記第1導電型と反対導電型の第2導電型であることを特徴とする請求項5に記載の光電変換装置。
- 前記第2の半導体領域と前記絶縁体部分とが互いに接するように配されたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記第2の半導体領域の下端は、前記第2の半導体領域と前記第4の半導体領域とのPN接合面であることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記第4の半導体領域の一部は、前記絶縁体部分の下端よりも浅い位置に配されたことを特徴とする請求項8に記載の光電変換装置。
- 前記第4の半導体領域、および、前記絶縁体部分が、前記第2の半導体領域を囲むように互いに接して配されることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記第2の半導体領域の上には遮光体が配されていることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記遮光体は前記絶縁体部分の上に延在して配されていることを特徴とする請求項11に記載の光電変換装置。
- 前記第1の半導体領域と前記第2の半導体領域との間の領域の上に配された第2のゲート電極をさらに有することを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記第2のゲート電極が、前記第2の半導体領域の上まで延在していることを特徴とする請求項13に記載の光電変換装置。
- 第1の画素および第2の画素を含む複数の画素を有し、
前記複数の画素のそれぞれが、前記第1乃至前記第3の半導体領域、および、前記第1のゲート電極を含み、
前記絶縁体部分が、前記第1の画素に含まれる前記第2の半導体領域と、前記第2の画素に含まれる前記第1乃至前記第3の半導体領域のいずれかとの間に配されたことを特徴とする請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 画素回路を有し、
前記絶縁体部分が、前記第2の半導体領域と、前記画素回路を構成するトランジスタとの間に配されたことを特徴とする請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 絶縁体領域によって規定された活性領域を含む半導体基板と、
前記活性領域に配され、光電変換素子の一部を構成する第1導電型の第1の半導体領域と、
前記活性領域に配され、前記光電変換素子で生じた電荷が保持される第1導電型の第2の半導体領域と、
前記活性領域に配された第1導電型の第3の半導体領域と、
前記第2の半導体領域の下に配された第2導電型の第4の半導体領域と、
前記半導体基板の上に配され、前記第2の半導体領域の電荷を前記第3の半導体領域へ転送する第1のゲート電極と、を有する光電変換装置において、
前記絶縁体領域の少なくとも一部が、前記第4の半導体領域と同じ深さに配され、
前記第4の半導体領域の下に、第2導電型の第5の半導体領域が配され、
前記第5の半導体領域の不純物濃度は、前記第4の半導体領域の不純物濃度よりも低いことを特徴とする光電変換装置。 - 半導体基板と、
前記半導体基板に配され、光電変換素子の一部を構成する第1導電型の第1の半導体領域と、
前記半導体基板に配され、前記光電変換素子で生じた電荷が保持される第1導電型の第2の半導体領域と、
前記半導体基板に配された第1導電型の第3の半導体領域と、
前記第2の半導体領域の下に配された第2導電型の第4の半導体領域と、
前記半導体基板の上に配され、前記第2の半導体領域の電荷を前記第3の半導体領域へ転送する第1のゲート電極と、
2つの絶縁体領域と、を有する光電変換装置において、
前記2つの絶縁体領域の間に、前記第2の半導体領域が配され、
前記2つの絶縁体領域のそれぞれの一部が、前記第4の半導体領域と同じ深さに配され、
前記第4の半導体領域の下に、第2導電型の第5の半導体領域が配され、
前記第5の半導体領域の不純物濃度は、前記第4の半導体領域の不純物濃度よりも低いことを特徴とする光電変換装置。 - 前記第2の半導体領域と、前記第4の半導体領域とが、PN接合を構成することを特徴とする請求項17または請求項18に記載の光電変換装置。
- 前記第4の半導体領域、および、前記絶縁体領域が、前記第2の半導体領域を囲むように互いに接して配されることを特徴とする請求項17乃至請求項19のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記第2の半導体領域の上には遮光体が配されていることを特徴とする請求項17乃至請求項20のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記遮光体は前記絶縁体部分の上に延在して配されていることを特徴とする請求項21に記載の光電変換装置。
- 前記第1の半導体領域と前記第2の半導体領域との間の領域の上に配された第2のゲート電極をさらに有することを特徴とする請求項17乃至請求項22のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記第2のゲート電極が、前記第2の半導体領域の上まで延在していることを特徴とする請求項23に記載の光電変換装置。
- 前記絶縁体部分は、第1の部分、第2の部分、および、第3の部分を含み、
前記第1の半導体領域および前記第2の半導体領域が並ぶ第1の方向に沿った断面において、前記第1の部分と前記第2の半導体領域との間に、前記第1の半導体領域が配され、
前記第1の方向と交差する第2の方向に沿った断面において、前記第2の部分と前記第3の部分との間に、前記第2の半導体領域が配され、
前記絶縁体の前記第2の部分の下端および前記第3の部分の下端が、前記第2の半導体領域の下端と同じ深さ、もしくは、前記第2の半導体領域より深い位置に設けられたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光電変換装置。 - 前記絶縁体領域は、第1の部分、第2の部分、および、第3の部分を含み、
前記第1の半導体領域および前記第2の半導体領域が並ぶ第1の方向に沿った断面において、前記第1の部分と前記第2の半導体領域との間に、前記第1の半導体領域が配され、
前記第1の方向と交差する第2の方向に沿った断面において、前記第2の部分と前記第3の部分との間に、前記第2の半導体領域が配され、
前記絶縁体領域の前記第2の部分の少なくとも一部および前記第3の部分の少なくとも一部が、前記第4の半導体領域と同じ深さに配されることを特徴とする請求項17に記載の光電変換装置。 - 請求項1乃至請求項26のいずれか1項に記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置から出力される信号を処理する信号処理回路と、を有する撮像システム。 - 請求項1乃至請求項26のいずれか1項に記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置へ被写体の像を結像するレンズと、を有する撮像システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013149572A JP5701344B2 (ja) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | 光電変換装置及びそれを用いた撮像システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013149572A JP5701344B2 (ja) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | 光電変換装置及びそれを用いた撮像システム |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008101529A Division JP5335271B2 (ja) | 2008-04-09 | 2008-04-09 | 光電変換装置及びそれを用いた撮像システム |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015030519A Division JP6029698B2 (ja) | 2015-02-19 | 2015-02-19 | 光電変換装置及びそれを用いた撮像システム |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013251559A JP2013251559A (ja) | 2013-12-12 |
JP2013251559A5 JP2013251559A5 (ja) | 2014-01-30 |
JP5701344B2 true JP5701344B2 (ja) | 2015-04-15 |
Family
ID=49849898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013149572A Active JP5701344B2 (ja) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | 光電変換装置及びそれを用いた撮像システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5701344B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6650668B2 (ja) * | 2014-12-16 | 2020-02-19 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7115923B2 (en) * | 2003-08-22 | 2006-10-03 | Micron Technology, Inc. | Imaging with gate controlled charge storage |
JP2007115948A (ja) * | 2005-10-21 | 2007-05-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置、その製造方法及びそれを用いたカメラ |
JP2007157912A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Nikon Corp | 固体撮像装置 |
-
2013
- 2013-07-18 JP JP2013149572A patent/JP5701344B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013251559A (ja) | 2013-12-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5335271B2 (ja) | 光電変換装置及びそれを用いた撮像システム | |
US20220320156A1 (en) | Solid-state imaging device, manufacturing method of solid-state imaging device and electronic apparatus | |
US20210335875A1 (en) | Solid-state imaging element, manufacturing method, and electronic device | |
JP4759590B2 (ja) | 光電変換装置及びそれを用いた撮像システム | |
US10103190B2 (en) | Imaging sensor having floating region of imaging device on one substrate electrically coupled to another floating region formed on a second substrate | |
JP6138661B2 (ja) | 固体撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器 | |
JP5539104B2 (ja) | 光電変換装置およびそれを用いた撮像システム | |
JP5723094B2 (ja) | 固体撮像装置およびカメラ | |
US9502452B2 (en) | Image pickup apparatus, image pickup system, and image pickup apparatus driving method | |
JP6004665B2 (ja) | 撮像装置、および撮像システム。 | |
JP2009181986A (ja) | 固体撮像素子および固体撮像装置 | |
JP6029698B2 (ja) | 光電変換装置及びそれを用いた撮像システム | |
US9231021B2 (en) | Image pickup apparatus, image pickup system, and image pickup apparatus manufacturing method | |
JP5241886B2 (ja) | 光電変換装置及びそれを用いた撮像システム | |
JP5701344B2 (ja) | 光電変換装置及びそれを用いた撮像システム | |
JP5501503B2 (ja) | 光電変換装置及びそれを用いた撮像システム | |
JP2014123770A (ja) | 光電変換装置及びそれを用いた撮像システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131209 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140418 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140430 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140627 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150120 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150217 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5701344 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |