JP6152060B2 - 固体撮像装置及びカメラ - Google Patents
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Description
図1は、固体撮像装置Iの全体構成例を示している。固体撮像装置Iは、複数の画素Pが配列された画素アレイと、垂直走査回路VSCと、読出部UROと、水平走査回路HSCと、出力部UOUTと、を備えている。
図2は、単位画素P’の構造の参考例を示す模式図である。図2(a)は、画素P’のレイアウト配置を示している。図2(b)は、カットラインX−X’の断面構造を示している。なお、図2(a)において、前述のトランジスタTTX、TRES、TSF、TSELのゲート電極を、それぞれ、「GTX」、「GRES」、「GSF」、「GSEL」と示している。
(3−1. 第1実施形態)
図3は、画素アレイの構造の一部の領域を例示する模式図である。図3(a)は、主に、4つの画素Pの各々の光電変換部PDと、それらの間に配されたトランジスタTSF及びTSELと、のレイアウト配置を示している。図3(b)は、カットラインY−Y’の断面構造を示している。なお、ここでは説明を容易にするため、各素子の接続関係を示す配線パターンは不図示としている。
図4は、画素アレイの構造の一部の領域を、前述の第1実施形態(図3)と同様に例示しており、図4(a)はレイアウト配置を示し、図3(b)はカットラインY−Y’の断面構造を示している。
以上、2つの好適な実施形態を例示したが、本発明はこれらに限られるものではないことは言うまでもなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その一部を目的等に応じて変更してもよい。例えば、上記各実施形態では、第1導電型をP型とし、第2導電型をN型として述べたが、各半導体領域の導電型の極性を反対にした場合も同様である。
Claims (21)
- 基板に形成された第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域に形成された互いに隣り合う第1の光電変換部及び第2の光電変換部と、
前記基板の上面に対する平面視において前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部との間に配され、第1の電位が与えられる前記第1導電型の第1部分と、
前記第1の半導体領域と接触し且つ前記平面視における前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部との間において前記第1部分を覆う前記第1導電型の第2部分であって、該第2部分を介して前記第1部分から前記第1の半導体領域に前記第1の電位を与える第2部分と、
前記第1の電位とは異なる第2の電位が与えられる第2導電型の第2の半導体領域と、を備え、
前記第2の半導体領域は、前記平面視において、前記第1部分及び前記第2部分と前記第1の光電変換部との間および前記第1部分及び前記第2部分と前記第2の光電変換部との間にそれぞれ配されている
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記第1部分に電気的に接続され、前記第1の電位を前記第1部分に供給するための第1電極と、
前記第2の半導体領域に電気的に接続され、前記第2の電位を前記第2の半導体領域に供給するための第2電極と、をさらに備えており、
前記第2電極は、前記平面視において、前記第1の光電変換部及び前記第2の光電変換部の各々と前記第1電極との間に配されている
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記第1の光電変換部及び前記第2の光電変換部の少なくとも1つを含む画素を備え、
前記画素は、前記第1の半導体領域に形成された少なくとも1つのMOSトランジスタを有し、
前記第2の半導体領域は、前記少なくとも1つのMOSトランジスタのドレインである
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の固体撮像装置。 - 前記少なくとも1つのMOSトランジスタは、
前記第1の光電変換部及び前記第2の光電変換部の前記少なくとも1つで生じた電荷量に基づく信号を増幅するための増幅トランジスタと、
前記画素を初期化するためのリセットトランジスタと、
の少なくとも一方を含む
ことを特徴とする請求項3に記載の固体撮像装置。 - 前記第1の光電変換部及び前記第2の光電変換部からの信号を読み出すためのユニットをさらに備え、
前記ユニットを形成する少なくとも1つのMOSトランジスタのソース及びドレインは前記第2導電型で形成されており、
前記第2の半導体領域は、該ソース及びドレインよりも不純物濃度が低い
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記第2の半導体領域は、前記平面視において前記第1部分を取り囲むように形成されている
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記第1の半導体領域は、前記第2の半導体領域の下の領域を介して、前記第1の光電変換部及び前記第2の光電変換部まで延在している
ことを特徴とする請求項6に記載の固体撮像装置。 - 前記第1部分と前記第2の半導体領域との間に絶縁材料で形成された素子分離部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記第1の半導体領域は、前記素子分離部の下の領域を介して、前記第1の光電変換部または前記第2の光電変換部まで延在している
ことを特徴とする請求項8に記載の固体撮像装置。 - 前記第2の半導体領域は、前記第1の光電変換部および前記第2の光電変換部よりも深い位置まで形成されている
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記第1の光電変換部及び前記第2の光電変換部のそれぞれは、前記第1の半導体領域とPN接合を構成する前記第2導電型の第3の半導体領域を含む
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記第2の電位は、電源電位である
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記第1の電位は、グランド電位である
ことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 基板に形成された第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域に形成された互いに隣り合う第1の光電変換部及び第2の光電変換部と、
前記基板の上面に対する平面視において前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部との間に配され、第1の電位が与えられる前記第1導電型の第1部分と、
前記第1の半導体領域と接触し且つ前記平面視における前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部との間において前記第1部分を覆う前記第1導電型の第2部分であって、該第2部分を介して前記第1部分から前記第1の半導体領域に前記第1の電位を与える第2部分と、
前記第1の電位とは異なる第2の電位が与えられる第2導電型の第2の半導体領域と、を備え、
前記第2の半導体領域は、前記平面視において、前記第1部分及び前記第2部分と前記第1の光電変換部との間および前記第1部分及び前記第2部分と前記第2の光電変換部との間に、前記第1部分及び前記第2部分を取り囲むように配されている
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 基板に形成された第1導電型の第1の半導体領域と、
前記第1の半導体領域に配列された互いに隣り合う第1の光電変換部及び第2の光電変換部と、
第1の電位が与えられる前記第1導電型の第1部分と、
前記第1の半導体領域と接触し且つ前記第1部分を覆う前記第1導電型の第2部分であって、該第2部分を介して前記第1部分から前記第1の半導体領域に前記第1の電位を与える第2部分と、
前記第1の電位とは異なる第2の電位が与えられる第2導電型の第2の半導体領域と、を備え、
前記基板の上面に対する平面視において、
前記第1の光電変換部及び前記第2の光電変換部は、行列状に配列された複数の光電変換部の一部であり、
前記第1部分及び前記第2部分は、前記第1の光電変換部及び前記第2の光電変換部の各々から前記複数の光電変換部の配列の周期よりも小さい距離だけ離れた位置に配され、
前記第1部分と前記第2の半導体領域との間の最短距離は、前記第1の光電変換部と前記第1部分との間の最短距離より小さく、前記第2の光電変換部と前記第1部分との間の最短距離より小さい
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記第1の光電変換部及び前記第2の光電変換部の少なくとも1つを含む画素を備えており、
前記平面視において、
前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部とは、行方向および列方向の一方で隣り合っており、
前記画素は、前記第1の光電変換部及び前記第2の光電変換部の前記少なくとも1つで生じた電荷量に基づく信号を読み出すためのMOSトランジスタであって、前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部との間に配されたMOSトランジスタを有しており、
前記第1部分は、前記MOSトランジスタから、前記行方向および列方向の他方にずれた位置に配されている
ことを特徴とする請求項15に記載の固体撮像装置。 - 前記平面視において、
前記画素は、前記第1の光電変換部及び前記第2の光電変換部の前記少なくとも1つから、前記行方向および列方向の前記他方にずれた位置に配されたフローティングディフュージョンをさらに有しており、
前記第1部分及び前記第2部分と前記フローティングディフュージョンとは、前記行方向および列方向の前記一方で隣り合っている
ことを特徴とする請求項16に記載の固体撮像装置。 - 前記第2の半導体領域は、前記第1の光電変換部と前記第1部分及び前記第2部分との間、及び、前記第2の光電変換部と前記第1部分及び前記第2部分との間にそれぞれ配されている
ことを特徴とする請求項15乃至17のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記第1の光電変換部と前記第1部分及び前記第2部分との間に位置する前記第2の半導体領域と、前記第2の光電変換部と前記第1部分及び前記第2部分との間に位置する前記第2の半導体領域とは互いに繋がっている
ことを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記第2部分は、前記第1導電型の不純物濃度が前記第1部分より低い
ことを特徴とする請求項1乃至19のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 請求項1乃至20のいずれか1項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置から出力される信号を処理する処理部と、を備える
ことを特徴とするカメラ。
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