JP6015976B2 - イメージセンサーの単位画素及びその受光素子 - Google Patents
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Description
(特許文献)
2.米国特許公開番号US2009/0032852(CMOS IMAGE SENSOR)
3.米国特許公開番号US2010/0073538(IMAGE SENSOR)
Claims (12)
- 受光した光を電気的信号に変換するイメージセンサーの単位画素において光を吸収する受光素子であって、
一定角度のV型溝が形成される基板と、
前記V型溝の上部にフローティングした構造で形成され、光が入射する受光部と、
前記受光部と前記V型溝との間に形成され、トンネリングが発生する酸化膜と、
前記V型溝の一側の傾斜面に、前記酸化膜と隣接して形成され、前記酸化膜を境界にして前記受光部と離隔されるソースと、
前記V型溝の他側の傾斜面に前記酸化膜と隣接して形成され、前記酸化膜を境界にして前記受光部と離隔されるドレインと、
前記ソースと前記ドレインとの間に前記V型溝に沿って形成され、前記ソースとドレインとの間に電流の流れを形成するチャンネルと、
を含み、
前記受光部は半導体であって第1型の不純物でドープされ、前記ソース及び前記ドレインは第2型の不純物でドープされ、前記ソース及び前記ドレインがその上に形成されるボディーは第1型の不純物でドープされ、
前記受光部は、前記酸化膜により前記ソース及び前記ドレインから絶縁され、
前記受光部に入射した光により前記受光部で電子−正孔対(EHP)が生成され、前記ソースまたはドレインのうち一つ以上と前記受光部との間に、前記酸化膜での集中した電界によるトンネリングが発生し、前記電子−正孔対の電子は、前記トンネリングにより前記受光部から前記ソースまたはドレインのうち一つ以上に放出され、前記電子の放出による前記受光部の電荷量の変化によって前記チャンネルの電流の流れが制御される、光を吸収する受光素子。 - 前記ソース及びドレインは、ボディー上に第2型の不純物をドープして形成され、
前記ボディーは、フローティングする、請求項1に記載の光を吸収する受光素子。 - 前記酸化膜で発生するトンネリング効果によって前記受光素子のしきい電圧(threshold voltage)が変化する、請求項1に記載の光を吸収する受光素子。
- 前記受光部以外の表面に形成され、前記受光部以外の領域での光の透過を遮断する遮光層をさらに含む、請求項1に記載の光を吸収する受光素子。
- 受光した光を電気的信号に変換するイメージセンサーの単位画素であって、
入射した光による電荷量の変化を用いて電流の流れを発生させる受光素子と、
前記受光素子で発生した電流を単位画素出力端に出力させる選択素子と、
を含み、
前記受光素子は、
一定角度のV型溝が形成される基板と、
前記V型溝の上部にフローティングした構造で形成され、光が入射する受光部と、
前記受光部と前記V型溝との間に形成され、トンネリングが発生する酸化膜と、
前記V型溝の一側の傾斜面に前記酸化膜と隣接して形成され、前記酸化膜を境界にして前記受光部と離隔されるソースと、
前記V型溝の他側の傾斜面に前記酸化膜と隣接して形成され、前記酸化膜を境界にして前記受光部と離隔されるドレインと、
前記ソースとドレインとの間に前記V型溝に沿って形成され、前記ソースとドレインとの間に電流の流れを形成するチャンネルと、
を含み、
前記選択素子は、前記受光素子のソースに接続するドレインと、前記単位画素出力端に接続するソースと、外部から制御信号を受信するゲートと、を含み、印加された前記制御信号に基づいてスイッチング動作を行い、
前記受光部は半導体であって第1型の不純物でドープされ、前記ソース及び前記ドレインは第2型の不純物でドープされ、前記ソース及び前記ドレインがその上に形成されるボディーは第1型の不純物でドープされ、
前記受光部は、前記酸化膜により前記受光素子のソース及びドレインから絶縁され、
前記受光部に入射した光により前記受光部で電子−正孔対(EHP)が生成され、前記ソースまたはドレインのうち一つ以上と前記受光部との間に、前記酸化膜での集中した電界によるトンネリングが発生し、前記電子−正孔対の電子は、前記トンネリングにより前記受光部から前記ソースまたはドレインのうち一つ以上に放出され、前記電子の放出による前記受光部の電荷量の変化によって前記チャンネルの電流の流れが制御される、イメージセンサーの単位画素。 - 前記受光素子のソース及び前記選択素子のドレインは、同一の活性領域上に形成される、請求項5に記載のイメージセンサーの単位画素。
- 受光した光を電気的信号に変換するイメージセンサーの単位画素において光を吸収する受光素子であって、
一定角度の傾斜面を有するU型溝が形成される基板と、
前記U型溝の上部にフローティングした構造で形成され、光が入射する受光部と、
前記受光部と前記U型溝との間に形成され、トンネリングが発生する酸化膜と、
前記U型溝の一側の傾斜面に前記酸化膜と隣接して形成され、前記酸化膜を境界にして前記受光部と離隔されるソースと、
前記U型溝の他側の傾斜面に前記酸化膜と隣接して形成され、前記酸化膜を境界にして前記受光部と離隔されるドレインと、
前記ソースとドレインとの間の前記U型溝の底部に形成され、前記ソースとドレインとの間に電流の流れを形成するチャンネルと、
を含み、
前記受光部は半導体であって第1型の不純物でドープされ、前記ソース及び前記ドレインは第2型の不純物でドープされ、前記ソース及び前記ドレインがその上に形成されるボディーは第1型の不純物でドープされ、
前記受光部は、前記酸化膜により前記ソース及び前記ドレインから絶縁され、
前記受光部に入射した光により前記受光部で電子−正孔対(EHP)が生成され、前記ソースまたはドレインのうち一つ以上と前記受光部との間に、前記酸化膜での集中した電界によるトンネリングが発生し、前記電子−正孔対の電子は、前記トンネリングにより前記受光部から前記ソースまたはドレインのうち一つ以上に放出され、前記電子の放出による前記受光部の電荷量の変化によって前記チャンネルの電流の流れが制御される、光を吸収する受光素子。 - 前記ソース及びドレインは、ボディー上に第2型の不純物をドープして形成され、
前記ボディーはフローティングする、請求項7に記載の光を吸収する受光素子。 - 前記酸化膜で発生するトンネリング効果によって前記受光素子のしきい電圧が変化する、請求項7に記載の光を吸収する受光素子。
- 前記受光部以外の表面に形成され、上部受光部以外の領域で光の透過を遮断する遮光層をさらに含む、請求項7に記載の光を吸収する受光素子。
- 受光した光を電気的信号に変換するイメージセンサーの単位画素であって、
入射した光による電荷量の変化を用いて電流の流れを発生させる受光素子と、
前記受光素子で発生した電流を単位画素出力端に出力させる選択素子と、
を含み、
前記受光素子は、
一定角度の傾斜面を有するU型溝が形成される基板と、
前記U型溝の上部にフローティングした構造で形成され、光が入射する受光部と、
前記受光部と前記U型溝との間に形成され、トンネリングが発生する酸化膜と、
前記U型溝の一側の傾斜面に前記酸化膜と隣接して形成され、前記酸化膜を境界にして前記受光部と離隔されるソースと、
前記U型溝の他側の傾斜面に前記酸化膜と隣接して形成され、前記酸化膜を境界にして前記受光部と離隔されるドレインと、
前記ソースと前記ドレインとの間の前記U型溝の底部に形成され、前記ソースとドレインとの間に電流の流れを形成するチャンネルと、
を含み、
前記選択素子は、前記受光素子のソースに接続するドレインと、前記単位画素出力端に接続するソースと、外部から制御信号を受信するゲートと、を含み、印加された前記制御信号に基づいてスイッチング動作を行い、
前記受光部は半導体であって第1型の不純物でドープされ、前記ソース及び前記ドレインは第2型の不純物でドープされ、前記ソース及び前記ドレインがその上に形成されるボディーは第1型の不純物でドープされ、
前記受光部は、前記酸化膜により前記受光素子のソース及びドレインから絶縁され、
前記受光部に入射した光により前記受光部で電子−正孔対(EHP)が生成され、前記ソースまたはドレインのうち一つ以上と前記受光部との間に、前記酸化膜での集中した電界によるトンネリングが発生し、前記電子−正孔対の電子は前記トンネリングにより前記受光部から前記ソースまたはドレインのうち一つ以上に放出され、前記電子の放出による前記受光部の電荷量の変化によって前記チャンネルの電流の流れが制御される、イメージセンサーの単位画素。 - 前記受光素子のソース及び前記選択素子のドレインは、同一の活性領域上に形成される、請求項11に記載のイメージセンサーの単位画素。
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