JP5967192B2 - 固体撮像装置及び電子機器 - Google Patents
固体撮像装置及び電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5967192B2 JP5967192B2 JP2014509076A JP2014509076A JP5967192B2 JP 5967192 B2 JP5967192 B2 JP 5967192B2 JP 2014509076 A JP2014509076 A JP 2014509076A JP 2014509076 A JP2014509076 A JP 2014509076A JP 5967192 B2 JP5967192 B2 JP 5967192B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pixel
- substrate
- blue
- green
- red
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 94
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 212
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 160
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 60
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 43
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 43
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 41
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 33
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 25
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 86
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 33
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 30
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 16
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 15
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 15
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 241000519995 Stachys sylvatica Species 0.000 description 4
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 206010047571 Visual impairment Diseases 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
- H01L27/14645—Colour imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14638—Structures specially adapted for transferring the charges across the imager perpendicular to the imaging plane
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
- H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L27/14627—Microlenses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14636—Interconnect structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1464—Back illuminated imager structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14641—Electronic components shared by two or more pixel-elements, e.g. one amplifier shared by two pixel elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
- H01L27/14645—Colour imagers
- H01L27/14647—Multicolour imagers having a stacked pixel-element structure, e.g. npn, npnpn or MQW elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
本開示の一実施の形態の第2の固体撮像装置は、基板と、基板内において基板の光入射面側とは反対の面側の領域に設けられ、赤色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する赤色電荷蓄積部を有する赤画素と、基板内において基板の光入射面側の領域に設けられ、青色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する青色電荷蓄積部を有する青画素と、緑色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する緑色電荷蓄積部を複数有し、該複数の緑色電荷蓄積部が前記基板内においてその厚さ方向に沿って配置された緑画素と、基板の面内方向において互いに隣り合う赤画素、青画素及び緑画素で共有された、転送トランジスタ以外の画素トランジスタと、基板の光入射側の面上に形成された配線層と、赤色電荷蓄積部で蓄積された電荷を電圧に変換する浮遊拡散領域部とを備え、画素トランジスタが、赤画素の形成領域に配置されたものである。
本開示の一実施の形態の第2の電子機器は、上記本開示の一実施の形態の第2の固体撮像装置と、その固体撮像装置の出力信号に対して所定の処理を施す信号処理回路とを備える構成とする。
本開示の一実施の形態の第2の固体撮像装置および電子機器では、緑画素に複数の緑色電荷蓄積部を設け、これにより、緑画素の飽和電荷量(飽和信号量)を、赤画素の飽和電荷量及び青画素の飽和電荷量のそれぞれより大きくして、緑画素の高感度特性を有効利用する。
本開示の一実施の形態の第2の固体撮像装置および電子機器では、緑画素の飽和電荷量を、その他の色の画素の飽和電荷量より大きくすることができ、緑画素の高感度特性を十分に活かすことができる。これにより、各色の画素の感度に応じて各画素で良好な画素特性を得ることができる。
1.第1の実施形態:裏面照射型の固体撮像装置
2.第2の実施形態:表面照射型の固体撮像装置
3.各種変形例
4.電子機器(応用例)の構成例
まず、本開示の第1の実施形態に係る固体撮像装置の構成を説明する前に、緑画素の感度と、青画素及び赤画素のそれとの違いにより、固体撮像装置の撮像性能に与え得る影響について、簡単に説明する。
図2に、本開示の第1の実施形態に係る固体撮像装置の概略ブロック構成を示す。なお、本実施形態では、固体撮像装置として、裏面照射型のCMOSイメージセンサを例に挙げ説明する。
図3に、本実施形態のCMOSイメージセンサ100における画素の配列形態及び共有画素単位部の概略構成を示す。本実施形態では、図3に示すように、赤画素10、青画素20及び緑画素30をBayer配列で配置する例を説明する。なお、本開示はこれに限定されず、他の任意の画素の配列形態にも本開示技術は適用可能であり、同様の効果が得られる。
図4に、共有画素単位部110の等価回路を示す。
図5に、本実施形態のCMOSイメージセンサ100における、画素部101の共有画素単位部110及び各画素の内部構成を示す。なお、図5は、図3中のA−A断面図であり、各画素が形成されるシリコン基板50(以下では、単に基板50という)の概略構成断面図である。
本実施形態では、図5に示すように、基板50の面内方向において、赤画素10、青画素20及び緑画素30が互いに隣り合うように設けられ、互いに隣り合う2つの画素間には、素子分離領域51が設けられる。本実施形態では、この素子分離領域51により、各画素を分離する。
赤画素10は、図5に示すように、基板50内部に埋め込むように形成された、赤色電荷蓄積部11、2つのP+層13,14及びP−層15と、赤色転送トランジスタ12とを有する。
青画素20は、図5に示すように、基板50内部に埋め込むように形成された、青色電荷蓄積部21、2つのP+層23,24及びP−層25と、青色転送トランジスタ22とを有する。
緑画素30は、図5に示すように、基板50内部に埋め込むように形成された、第1緑色電荷蓄積部31a、第2緑色電荷蓄積部31b及び2つのP+層33,34と、緑色転送トランジスタ32とを有する。すなわち、本実施形態では、図4の等価回路で示す緑色電荷蓄積部31を2つの緑色電荷蓄積部(第1緑色電荷蓄積部31a及び第2緑色電荷蓄積部31b)で構成する。
ここで、上記構成の緑画素30における光電変換動作を、図6を参照しながら簡単に説明する。なお、図6のA部分は、緑画素30の基板50内の構成を示す図であり、図6のB部分は、緑画素30の基板50の深さ方向におけるポテンシャル分布を示す図である。
上記第1の実施形態では、緑画素30における本開示の電荷蓄積部の配置技術を裏面照射型のCMOSイメージセンサ100に適用する例を説明したが、本開示はこれに限定されない。上述した本開示の技術を表面照射型のCMOSイメージセンサに適用してもよい。第2の実施形態では、その一例を説明する。
本実施形態では、図7に示すように、基板50の面内方向において、赤画素10、青画素20及び緑画素30が互いに隣り合うように設けられ、互いに隣り合う2つの画素間には、素子分離領域51が設けられる。また、本実施形態では、基板50の光入射側の面(表面50a)上に、層間絶縁膜(不図示)を介して配線52aが形成された配線層52が設けられる。さらに、図7には示さないが、配線層52の光入射側には、カラーフィルタが設けられ、赤画素10、青画素20及び緑画素30には、カラーフィルタを通過した赤光、青光及び緑光がそれぞれ入射される。
赤画素10は、図7に示すように、基板50内部に埋め込むように形成された、赤色電荷蓄積部11、2つのP+層13,14及びP−層15と、赤色転送トランジスタ12とを有する。
青画素20は、図7に示すように、基板50内部に埋め込むように形成された、青色電荷蓄積部21、2つのP+層23,24及びP−層25と、青色転送トランジスタ22とを有する。
緑画素30は、図7に示すように、基板50内部に埋め込むように形成された、第1緑色電荷蓄積部31a、第2緑色電荷蓄積部31b及び2つのP+層33,34と、緑色転送トランジスタ32とを有する。
本開示の固体撮像装置の構成は、上記各種実施形態で説明した構成に限定されず、例えば、次のような各種変形例が考えられる。
上記各種実施形態では、緑画素30において、基板50の厚さ方向に沿って2つの緑色電荷蓄積部を設ける例を説明したが、本開示はこれに限定されない。緑画素30において、3つ以上の緑色電荷蓄積部を基板50の厚さ方向に沿って設けてもよく、この場合も上記各種実施形態と同様の効果が得られる。
上記各種実施形態では、赤色電荷蓄積部11、青色電荷蓄積部21、第1緑色電荷蓄積部31a及び第2緑色電荷蓄積部31bが互いに同じ構成(飽和電荷量が同じ)である例を説明したが、本開示はこれに限定されない。本開示では、各色の電荷蓄積部の構成(飽和電荷量)が互いに異なるようにしてもよい。
上記各種実施形態では、4つの画素を共有したCMOSイメージセンサに、上記本開示技術を適用する例を説明したが、本開示はこれに限定されない。本開示の技術を、例えば、4つ以外の複数の画素を共有するCMOSイメージセンサに適用してもよいし、画素共有技術を採用しないCMOSイメージセンサにも適用可能である。
上記各種実施形態では、画素間で共有される画素トランジスタ(増幅トランジスタ、リセットトランジスタ及び選択トランジスタ)を所定の画素の形成領域に配置する例を説明したが、本開示はこれに限定されない。画素間で共有される画素トランジスタ(増幅トランジスタ、リセットトランジスタ及び選択トランジスタ)を所定の画素の形成領域にまとめて配置しないCMOSイメージセンサにも本開示の技術は適用可能である。なお、本実施形態のように、画素間で共有される画素トランジスタを所定の画素の形成領域にまとめて配置した場合、その他の共有画素の光電変換領域(PD)の面積を拡大させることができる。この場合、その他の共有画素の感度の向上させることができ、飽和信号量を拡大することができる。
上記各種実施形態では、各色の画素において、基板50の表面50a及び裏面50bに、暗電流や白点を抑制するためのP+層を埋め込むようにして設ける例を説明したが、本開示はこれに限定されない。P+層を設けずに、キャリア極性が正の固定電荷層を、基板50の表面50a上及び裏面50b上にそれぞれ設けてもよい。
上記各種実施形態では、基板50の裏面50b側の領域に電荷蓄積部を設ける画素において、転送トランジスタの転送ゲートを縦型の転送ゲートで構成する例を説明したが、本開示はこれに限定されない。基板50の裏面50b側の領域に電荷蓄積部を設ける画素において、電荷蓄積部と、表面50aに設けられる転送ゲート膜の脇の領域とを繋ぐ不純物領域部を設けた場合には、転送ゲートを縦型の転送ゲートで構成しなくてもよい。なお、このような画素における各種画素トランジスタのソース・ドレイン領域と電荷蓄積部との分離性能、並びに、電荷の転送性能の両方を考慮した場合には、転送トランジスタの転送ゲートは縦型の転送ゲートで構成することが好ましい。
上記各種実施形態のCMOSイメージセンサにおいて、基板50内の各部の導電型(N型又はP型)を反転してもよい。具体的には、上記各種実施形態のCMOSイメージセンサでは、信号電荷を電子とする例を説明したが、各画素の電荷蓄積部をP型の不純物層で構成し、信号電荷として正孔を用いてもよい。
上記各種実施形態では、CMOS型の固体撮像装置を例に挙げて説明したが、本開示はこれに限定されず、上記本開示の技術は、CCD型の固体撮像装置にも適用可能であり、同様の効果が得られる。
本開示に係る固体撮像装置は、各種電子機器に適用可能である。例えば、上記各種実施形態及び各種変形例で説明した固体撮像装置は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等のカメラシステム、撮像機能を有する携帯電話、又は、撮像機能を備えた他の機器などの電子機器に適用することができる。ここでは、電子機器の一構成例として、デジタルビデオカメラを例に挙げ説明する。
(1)
基板と、
前記基板内に設けられ、赤色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する赤色電荷蓄積部を有する赤画素と、
前記基板内に設けられ、青色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する青色電荷蓄積部を有する青画素と、
緑色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する緑色電荷蓄積部を複数有し、該複数の緑色電荷蓄積部が前記基板内においてその厚さ方向に沿って配置された緑画素と
を備える固体撮像装置。
(2)
第1の緑色電荷蓄積部が、前記基板内において一方の表面側の領域に配置され、第2の緑色電荷蓄積部が、前記基板内において他方の表面側の領域に配置されている
(1)に記載の固体撮像装置。
(3)
さらに、前記複数の緑色電荷蓄積部で蓄積された電荷を電圧に変換する浮遊拡散領域部を備え、
前記緑画素が、前記複数の緑色電荷蓄積部で蓄積された電荷を前記緑画素の浮遊拡散領域部に転送する転送トランジスタを有し、該転送トランジスタのゲート電極が、前記基板の厚さ方向に沿って、前記複数の緑色電荷蓄積部の形成領域全体に渡って延在して形成された縦型ゲート電極部を含む
(1)又は(2)に記載の固体撮像装置。
(4)
前記緑画素の飽和電荷量が、前記赤画素の飽和電荷量及び前記青画素の飽和電荷量のそれぞれより大きい
(1)〜(3)のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
(5)
前記赤画素の前記赤色電荷蓄積部が、前記基板内において前記基板の光入射面側とは反対の面側の領域に配置され、
前記青画素の前記青色電荷蓄積部が、前記基板内において前記基板の光入射面側の領域に配置されている
(1)〜(4)のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
(6)
前記赤画素が、前記基板内において前記赤色電荷蓄積部の光入射側の領域に設けられた、前記赤色電荷蓄積部のキャリアの導電型と反対の導電型を有する不純物領域部を含み、
前記青画素が、前記基板内において前記青色電荷蓄積部の光入射側とは反対側の領域に設けられた、前記青色電荷蓄積部のキャリアの導電型と反対の導電型を有する不純物領域部を含む
(1)〜(5)のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
(7)
さらに、前記基板の光入射面とは反対側の面上に形成された配線層と、
前記青色電荷蓄積部で蓄積された電荷を電圧に変換する浮遊拡散領域部とを備え、
前記赤画素の前記赤色電荷蓄積部が、前記基板内において前記基板の光入射面側とは反対の面側の領域に配置され、
前記青画素の前記青色電荷蓄積部が、前記基板内において前記基板の光入射面側の領域に配置され、
前記青画素が、前記青色電荷蓄積部で蓄積された電荷を前記青画素の浮遊拡散領域部に転送する転送トランジスタを有し、該転送トランジスタのゲート電極が、前記基板の厚さ方向に沿って、前記基板の光入射面とは反対側の面から前記青色光電変換領域まで延在して形成された縦型ゲート電極部を含む
(1)〜(6)のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
(8)
さらに、前記基板の面内方向において互いに隣り合う前記赤画素、前記青画素及び前記緑画素で共有された、転送トランジスタ以外の画素トランジスタを備え、
前記画素トランジスタが、前記青画素の形成領域に配置されている
(7)に記載の固体撮像装置。
(9)
さらに、前記赤色電荷蓄積部で蓄積された電荷を電圧に変換する浮遊拡散領域部を備え、
前記赤画素の前記赤色電荷蓄積部が、前記基板の光入射面側とは反対の面側の領域に配置され、
前記赤画素が、前記赤色電荷蓄積部で蓄積された電荷を前記赤画素の浮遊拡散領域部に転送する転送トランジスタを有し、該転送トランジスタのゲート電極が、前記基板の光入射面とは反対側の面に形成されたゲート電極膜である
(7)又は(8)に記載の固体撮像装置。
(10)
さらに、前記基板の光入射側の面上に形成された配線層と、
前記赤色電荷蓄積部で蓄積された電荷を電圧に変換する浮遊拡散領域部とを備え、
前記青画素の前記青色電荷蓄積部が、前記基板内において前記基板の光入射面側の領域に配置され、
前記赤画素の前記赤色電荷蓄積部が、前記基板内において前記基板の光入射面側とは反対の面側の領域に配置され、
前記赤画素が、前記赤色電荷蓄積部で蓄積された電荷を前記赤画素の浮遊拡散領域部に転送する転送トランジスタを有し、該転送トランジスタのゲート電極が、前記基板の厚さ方向に沿って、前記基板の光入射面から前記赤色光電変換領域まで延在した縦型ゲート電極部を含む
(1)〜(6)のいずれか一項に記載の固体撮像装置。
(11)
さらに、前記基板の面内方向において互いに隣り合う前記赤画素、前記青画素及び前記緑画素で共有された、転送トランジスタ以外の画素トランジスタを備え、
前記画素トランジスタが、前記赤画素の形成領域に配置されている
(10)に記載の固体撮像装置。
(12)
さらに、前記青色電荷蓄積部で蓄積された電荷を電圧に変換する浮遊拡散領域部を備え、
前記青画素の前記青色電荷蓄積部が、前記基板の光入射面側の領域に配置され、
前記青画素が、前記青色電荷蓄積部で蓄積された電荷を前記青画素の浮遊拡散領域部に転送する転送トランジスタを有し、該転送トランジスタのゲート電極が、前記基板の光入射面に形成されたゲート電極膜である
(10)又は(11)に記載の固体撮像装置。
(13)
基板と、前記基板内に設けられ、赤色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する赤色電荷蓄積部を有する赤画素と、前記基板内に設けられ、青色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する青色電荷蓄積部を有する青画素と、緑色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する緑色電荷蓄積部を複数有し、該複数の緑色電荷蓄積部が前記基板内においてその厚さ方向に沿って配置された緑画素とを有する固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の出力信号に対して所定の処理を施す信号処理回路と
を備える電子機器。
Claims (13)
- 基板と、
前記基板内において前記基板の光入射面側とは反対の面側の領域に設けられ、赤色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する赤色電荷蓄積部を有する赤画素と、
前記基板内において前記基板の光入射面側の領域に設けられ、青色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する青色電荷蓄積部を有する青画素と、
緑色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する緑色電荷蓄積部を複数有し、該複数の緑色電荷蓄積部が前記基板内においてその厚さ方向に沿って配置された緑画素と、
前記基板の面内方向において互いに隣り合う前記赤画素、前記青画素及び前記緑画素で共有された、転送トランジスタ以外の画素トランジスタと、
前記基板の光入射面とは反対側の面上に形成された配線層と、
前記青色電荷蓄積部で蓄積された電荷を電圧に変換する浮遊拡散領域部と
を備え、
前記画素トランジスタが、前記青画素の形成領域に配置されている
固体撮像装置。 - 第1の緑色電荷蓄積部が、前記基板内において一方の表面側の領域に配置され、第2の緑色電荷蓄積部が、前記基板内において他方の表面側の領域に配置されている
請求項1に記載の固体撮像装置。 - さらに、前記複数の緑色電荷蓄積部で蓄積された電荷を電圧に変換する浮遊拡散領域部を備え、
前記緑画素が、前記複数の緑色電荷蓄積部で蓄積された電荷を前記緑画素の浮遊拡散領域部に転送する転送トランジスタを有し、該転送トランジスタのゲート電極が、前記基板の厚さ方向に沿って、前記複数の緑色電荷蓄積部の形成領域全体に渡って延在して形成された縦型ゲート電極部を含む
請求項1又は2に記載の固体撮像装置。 - 前記緑画素の飽和電荷量が、前記赤画素の飽和電荷量及び前記青画素の飽和電荷量のそれぞれより大きい
請求項1ないし3のうちいずれか一項に記載の固体撮像装置。 - 前記赤画素の前記赤色電荷蓄積部が、前記基板内において前記基板の光入射面側とは反対の面側の領域に配置され、
前記青画素の前記青色電荷蓄積部が、前記基板内において前記基板の光入射面側の領域に配置されている
請求項1ないし4のうちいずれか一項に記載の固体撮像装置。 - 前記赤画素が、前記基板内において前記赤色電荷蓄積部の光入射側の領域に設けられた、前記赤色電荷蓄積部のキャリアの導電型と反対の導電型を有する不純物領域部を含み、
前記青画素が、前記基板内において前記青色電荷蓄積部の光入射側とは反対側の領域に設けられた、前記青色電荷蓄積部のキャリアの導電型と反対の導電型を有する不純物領域部を含む
請求項1ないし5のうちいずれか一項に記載の固体撮像装置。 - 前記青画素が、前記青色電荷蓄積部で蓄積された電荷を前記青画素の浮遊拡散領域部に転送する転送トランジスタを有し、該転送トランジスタのゲート電極が、前記基板の厚さ方向に沿って、前記基板の光入射面とは反対側の面から前記青色電荷蓄積部まで延在して形成された縦型ゲート電極部を含む
請求項1ないし6のうちいずれか一項に記載の固体撮像装置。 - さらに、前記赤色電荷蓄積部で蓄積された電荷を電圧に変換する浮遊拡散領域部を備え、
前記赤画素が、前記赤色電荷蓄積部で蓄積された電荷を前記赤画素の浮遊拡散領域部に転送する転送トランジスタを有し、該転送トランジスタのゲート電極が、前記基板の光入射面とは反対側の面に形成されたゲート電極膜である
請求項7に記載の固体撮像装置。 - 基板と、
前記基板内において前記基板の光入射面側とは反対の面側の領域に設けられ、赤色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する赤色電荷蓄積部を有する赤画素と、
前記基板内において前記基板の光入射面側の領域に設けられ、青色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する青色電荷蓄積部を有する青画素と、
緑色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する緑色電荷蓄積部を複数有し、該複数の緑色電荷蓄積部が前記基板内においてその厚さ方向に沿って配置された緑画素と、
前記基板の面内方向において互いに隣り合う前記赤画素、前記青画素及び前記緑画素で共有された、転送トランジスタ以外の画素トランジスタと、
前記基板の光入射側の面上に形成された配線層と、
前記赤色電荷蓄積部で蓄積された電荷を電圧に変換する浮遊拡散領域部と
を備え、
前記画素トランジスタが、前記赤画素の形成領域に配置されている
固体撮像装置。 - 前記赤画素が、前記赤色電荷蓄積部で蓄積された電荷を前記赤画素の浮遊拡散領域部に転送する転送トランジスタを有し、該転送トランジスタのゲート電極が、前記基板の厚さ方向に沿って、前記基板の光入射面から前記赤色電荷蓄積部まで延在した縦型ゲート電極部を含む
請求項9に記載の固体撮像装置。 - さらに、前記青色電荷蓄積部で蓄積された電荷を電圧に変換する浮遊拡散領域部を備え、
前記青画素が、前記青色電荷蓄積部で蓄積された電荷を前記青画素の浮遊拡散領域部に転送する転送トランジスタを有し、該転送トランジスタのゲート電極が、前記基板の光入射面に形成されたゲート電極膜である
請求項9または10に記載の固体撮像装置。 - 固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の出力信号に対して所定の処理を施す信号処理回路とを備え、
前記固体撮像装置は、
基板と、
前記基板内において前記基板の光入射面側とは反対の面側の領域に設けられ、赤色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する赤色電荷蓄積部を有する赤画素と、
前記基板内において前記基板の光入射面側の領域に設けられ、青色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する青色電荷蓄積部を有する青画素と、
緑色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する緑色電荷蓄積部を複数有し、該複数の緑色電荷蓄積部が前記基板内においてその厚さ方向に沿って配置された緑画素と、
前記基板の面内方向において互いに隣り合う前記赤画素、前記青画素及び前記緑画素で共有された、転送トランジスタ以外の画素トランジスタと、
前記基板の光入射面とは反対側の面上に形成された配線層と、
前記青色電荷蓄積部で蓄積された電荷を電圧に変換する浮遊拡散領域部と
を備え、
前記画素トランジスタが、前記青画素の形成領域に配置されている
電子機器。 - 固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の出力信号に対して所定の処理を施す信号処理回路とを備え、
前記固体撮像装置は、
基板と、
前記基板内において前記基板の光入射面側とは反対の面側の領域に設けられ、赤色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する赤色電荷蓄積部を有する赤画素と、
前記基板内において前記基板の光入射面側の領域に設けられ、青色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する青色電荷蓄積部を有する青画素と、
緑色波長の光成分を光電変換して得られる電荷を蓄積する緑色電荷蓄積部を複数有し、該複数の緑色電荷蓄積部が前記基板内においてその厚さ方向に沿って配置された緑画素と、
前記基板の面内方向において互いに隣り合う前記赤画素、前記青画素及び前記緑画素で共有された、転送トランジスタ以外の画素トランジスタと、
前記基板の光入射側の面上に形成された配線層と、
前記赤色電荷蓄積部で蓄積された電荷を電圧に変換する浮遊拡散領域部と
を備え、
前記画素トランジスタが、前記赤画素の形成領域に配置されている
電子機器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012084001 | 2012-04-02 | ||
JP2012084001 | 2012-04-02 | ||
PCT/JP2013/054697 WO2013150832A1 (ja) | 2012-04-02 | 2013-02-25 | 固体撮像装置及び電子機器 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015222008A Division JP6126666B2 (ja) | 2012-04-02 | 2015-11-12 | 固体撮像装置及び電子機器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2013150832A1 JPWO2013150832A1 (ja) | 2015-12-17 |
JP5967192B2 true JP5967192B2 (ja) | 2016-08-10 |
Family
ID=49300332
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014509076A Expired - Fee Related JP5967192B2 (ja) | 2012-04-02 | 2013-02-25 | 固体撮像装置及び電子機器 |
JP2015222008A Active JP6126666B2 (ja) | 2012-04-02 | 2015-11-12 | 固体撮像装置及び電子機器 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015222008A Active JP6126666B2 (ja) | 2012-04-02 | 2015-11-12 | 固体撮像装置及び電子機器 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9147705B2 (ja) |
JP (2) | JP5967192B2 (ja) |
KR (1) | KR102123704B1 (ja) |
CN (1) | CN104205333B (ja) |
WO (1) | WO2013150832A1 (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5967192B2 (ja) * | 2012-04-02 | 2016-08-10 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置及び電子機器 |
JP2014199898A (ja) * | 2013-03-11 | 2014-10-23 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子および製造方法、並びに、電子機器 |
FR3027732B1 (fr) * | 2014-10-27 | 2016-12-23 | Commissariat Energie Atomique | Capteur d'image a electrodes verticales |
US9565405B2 (en) * | 2015-02-03 | 2017-02-07 | Omnivision Technologies, Inc. | Image sensor with enhanced quantum efficiency |
US10403662B2 (en) * | 2015-02-26 | 2019-09-03 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state imaging element and electronic apparatus |
JP6706481B2 (ja) * | 2015-11-05 | 2020-06-10 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 撮像素子 |
KR102654957B1 (ko) | 2016-03-30 | 2024-04-05 | 소니그룹주식회사 | 광전변환 소자 및 광전변환 장치 |
WO2017203557A1 (ja) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | オリンパス株式会社 | 撮像装置、画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラム |
US20180294304A1 (en) * | 2017-04-05 | 2018-10-11 | Semiconductor Components Industries, Llc | Image sensors with vertically stacked photodiodes and vertical transfer gates |
US10163963B2 (en) | 2017-04-05 | 2018-12-25 | Semiconductor Components Industries, Llc | Image sensors with vertically stacked photodiodes and vertical transfer gates |
US20180315788A1 (en) * | 2017-05-01 | 2018-11-01 | Visera Technologies Company Limited | Image sensor |
JP2019114602A (ja) * | 2017-12-21 | 2019-07-11 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 電磁波処理装置 |
US11348955B2 (en) * | 2018-06-05 | 2022-05-31 | Brillnics Singapore Pte. Ltd. | Pixel structure for image sensors |
KR102660132B1 (ko) * | 2018-12-11 | 2024-04-25 | 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤 | 고체 촬상 장치 및 전자 기기 |
US11121169B2 (en) * | 2019-06-25 | 2021-09-14 | Omnivision Technologies, Inc. | Metal vertical transfer gate with high-k dielectric passivation lining |
KR20210017459A (ko) * | 2019-08-08 | 2021-02-17 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 이미지 센서 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4224036B2 (ja) | 2005-03-17 | 2009-02-12 | 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 | フォトダイオード領域を埋め込んだイメージセンサ及びその製造方法 |
US20080136933A1 (en) * | 2006-12-11 | 2008-06-12 | Digital Imaging Systems Gmbh | Apparatus for controlling operation of a multiple photosensor pixel image sensor |
KR20080061483A (ko) * | 2006-12-28 | 2008-07-03 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이미지 센서 및 이의 제조 방법 |
JP2008172580A (ja) | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Toshiba Corp | 固体撮像素子及び固体撮像装置 |
JP5369505B2 (ja) * | 2008-06-09 | 2013-12-18 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置、及び電子機器 |
EP2133918B1 (en) * | 2008-06-09 | 2015-01-28 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, drive method thereof and electronic apparatus |
JP5256917B2 (ja) * | 2008-08-01 | 2013-08-07 | 株式会社ニコン | 固体撮像素子 |
JP5219724B2 (ja) * | 2008-10-09 | 2013-06-26 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置 |
JP5320989B2 (ja) * | 2008-11-07 | 2013-10-23 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置、及び電子機器 |
JP5146499B2 (ja) * | 2009-08-08 | 2013-02-20 | 株式会社ニコン | 固体撮像素子 |
JP2011044544A (ja) * | 2009-08-20 | 2011-03-03 | Sony Corp | 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法、および電子機器 |
JP5509846B2 (ja) * | 2009-12-28 | 2014-06-04 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器 |
JP2011159757A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Sony Corp | 固体撮像装置とその製造方法、固体撮像装置の駆動方法、及び電子機器 |
JP5533046B2 (ja) * | 2010-03-05 | 2014-06-25 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置の駆動方法、及び電子機器 |
US20110317048A1 (en) * | 2010-06-29 | 2011-12-29 | Aptina Imaging Corporation | Image sensor with dual layer photodiode structure |
JP5967192B2 (ja) * | 2012-04-02 | 2016-08-10 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置及び電子機器 |
-
2013
- 2013-02-25 JP JP2014509076A patent/JP5967192B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2013-02-25 US US14/385,805 patent/US9147705B2/en active Active
- 2013-02-25 CN CN201380016426.XA patent/CN104205333B/zh active Active
- 2013-02-25 WO PCT/JP2013/054697 patent/WO2013150832A1/ja active Application Filing
- 2013-02-25 KR KR1020147023644A patent/KR102123704B1/ko active IP Right Grant
-
2015
- 2015-08-20 US US14/831,642 patent/US9620554B2/en active Active
- 2015-11-12 JP JP2015222008A patent/JP6126666B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20150002593A (ko) | 2015-01-07 |
CN104205333B (zh) | 2017-04-12 |
US9620554B2 (en) | 2017-04-11 |
JP6126666B2 (ja) | 2017-05-10 |
US9147705B2 (en) | 2015-09-29 |
US20160049440A1 (en) | 2016-02-18 |
JPWO2013150832A1 (ja) | 2015-12-17 |
CN104205333A (zh) | 2014-12-10 |
WO2013150832A1 (ja) | 2013-10-10 |
KR102123704B1 (ko) | 2020-06-16 |
JP2016028457A (ja) | 2016-02-25 |
US20150048474A1 (en) | 2015-02-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6126666B2 (ja) | 固体撮像装置及び電子機器 | |
JP5564909B2 (ja) | 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器 | |
US8570410B2 (en) | Solid state imaging device, driving method of the solid state imaging device, and electronic equipment | |
US8792035B2 (en) | Solid-state imaging device and manufacturing method thereof, driving method of solid-state imaging device, and electronic equipment | |
US8648939B2 (en) | Solid-state imaging device, drive method therefor, and electronic device | |
JP6334203B2 (ja) | 固体撮像装置、および電子機器 | |
JP7121468B2 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 | |
US20110073923A1 (en) | Solid-state imaging device and method for manufacturing solid-state imaging device, and electronic device | |
JP2014192348A (ja) | 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器 | |
JP2013041915A (ja) | 固体撮像素子および製造方法、並びに電子機器 | |
JP2011204878A (ja) | 固体撮像デバイスおよび電子機器 | |
KR20090056846A (ko) | 고체 촬상 소자 및 카메라 | |
JP2006261594A (ja) | 固体撮像装置及びカメラ | |
JP2010182887A (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置の駆動方法、電子機器 | |
JPWO2016121521A1 (ja) | 固体撮像素子および電子機器 | |
JP7455525B2 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 | |
JP2009026984A (ja) | 固体撮像素子 | |
JP2008177357A (ja) | 固体撮像素子 | |
JP2013131516A (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、及び、電子機器 | |
JP2013033885A (ja) | 固体撮像装置とその製造方法及び駆動方法、並びに電子機器 | |
JP2017139498A (ja) | 固体撮像装置、および電子機器 | |
JP2013175529A (ja) | 固体撮像装置、及び電子機器 | |
JP5213969B2 (ja) | 固体撮像装置及びカメラ | |
JP2011009466A (ja) | 固体撮像装置及び電子機器 | |
JP2023005460A (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150916 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151113 |
|
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: 20160607 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160620 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5967192 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |