JP6178975B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
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Description
電荷蓄積領域と前記画素電極とを電気的に接続するコンタクトプラグと、前記半導体基板表面に配置され、前記コンタクトプラグと前記電荷蓄積領域とを接続し、前記電荷蓄積領域よりも前記第一導電型の不純物濃度が高い接続部と、前記電荷蓄積領域と電気的に接続された第1のトランジスタと、 前記電荷蓄積領域を隣接する素子および隣接する前記単位画素と分離するための分離領域と、 前記半導体基板表面において、前記接続部及び前記分離領域の間に配置される、前記第一導電型とは反対の導電型である第二導電型の表面層と、前記半導体基板表面において、前記接続部と、前記第1のトランジスタのゲート電極直下半導体基板表面との間に配置される第1の不純物領域と、を備え、前記第1の不純物領域は、前記第二導電型の不純物濃度が前記表面層よりも低い、又は、前記第一導電型である。
まず、第1の実施形態に係る固体撮像装置の構成を説明する。
図1に示すように第1の実施形態に係る固体撮像装置は、半導体基板上にアレイ状に配置された複数の単位画素11と、単位画素11に種々のタイミング信号を供給する垂直走査部(行走査部とも呼ぶ)13と、単位画素11の信号を順次、水平出力端子142へ読み出す水平走査部(列走査部とも呼ぶ)15と、列ごとに形成された列信号線141と、単位画素11を暗時の状態にリセットするために列ごとに設けられたリセット線126とを備えている。
図2は本実施形態に係る固体撮像装置の基本的な撮像動作を示すタイミングチャートである。
図3は、第1の実施形態に係る固体撮像装置の1つの単位画素11の断面図である。
次に、第2の実施形態について説明する。第1の実施形態との相違点を主に説明し、重複する説明は省略する。
図4は第2の実施形態に係る固体撮像装置における1つの画素に含まれる電荷蓄積領域104とリセットトランジスタ108bとを含む構成を示す断面図である。
次に、第3の実施形態について説明する。第1及び第2の実施形態との相違点を主に説明し、重複する説明は省略する。
図5は第3の実施形態に係る固体撮像装置における1つの画素に含まれる電荷蓄積領域104とリセットトランジスタ108bとを含む構成を示す断面図である。
以下、第1の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について、図6A〜Fに示す断面図を参照して説明する。
第2の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について、図7A〜Fに示す断面図を参照して説明する。以下、第1の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法と異なる箇所を中心に説明する。
第3の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について、図9A〜Fに示す断面図を参照して説明する。以下、第2の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法と異なる箇所を中心に説明する。
以下、上述した第1〜第3の実施形態のいずれかで説明した固体撮像装置を用いた撮像装置(カメラ)について説明する。
13 垂直走査部
15 水平走査部
21 列信号処理部
101 半導体基板
102 分離領域
103 第1の不純物領域
104 電荷蓄積領域
105 表面層
106 第2の不純物領域
107a コンタクトプラグ
107a´ コンタクトホール
107b 第1配線
108a 増幅トランジスタ
108b リセットトランジスタ
108c 選択トランジスタ
109a、109b、109c、109d 絶縁層
110a 第1金属プラグ
110b 第2金属プラグ
110c 第3金属プラグ
110d 第4金属プラグ
111 光電変換部
112a 第2配線
112b 第3配線
112c 第4配線
113 画素電極
114 光電変換膜
115 透明電極
116 サイドウォール
121 アドレス制御線
122 第5金属プラグ
123 リセット制御線
124 第5配線
125 第2のコンタクトプラグ
126 リセット線
127 第3の不純物領域
129 第4の不純物領域
130a、130b、130c 拡散防止層
131 光電変換部制御線
132 導電体
141 列信号線
142 水平出力端子
200 撮像装置
201 レンズ
202 画素アレイ
203 行選択回路
204 列選択回路
205 読み出し回路
206 固体撮像装置
207 信号処理回路
209 出力インターフェース
Claims (12)
- 半導体基板と、
前記半導体基板上にアレイ状に配置された複数の単位画素と、
前記単位画素毎に配置された画素電極と、
前記画素電極上に配置され、光を電気信号に変換する光電変換膜と、
前記光電変換膜上に配置された透明電極と、
前記画素電極と電気的に接続され、前記光電変換膜からの電荷を蓄積し、前記半導体基板内に配置された第一導電型の電荷蓄積領域と、
前記電荷蓄積領域と前記画素電極とを電気的に接続するコンタクトプラグと、
前記半導体基板表面に配置され、前記コンタクトプラグと前記電荷蓄積領域とを接続し、前記電荷蓄積領域よりも前記第一導電型の不純物濃度が高い接続部と、
前記電荷蓄積領域と電気的に接続された第1のトランジスタと、
前記電荷蓄積領域を隣接する素子および隣接する前記単位画素と分離するための分離領域と、
前記半導体基板表面において、前記接続部及び前記分離領域の間に配置される、前記第一導電型とは反対の導電型である第二導電型の表面層と、
前記半導体基板表面において、前記接続部と、前記第1のトランジスタのゲート電極直下半導体基板表面との間に配置される第1の不純物領域と、
を備え、
前記第1の不純物領域は、前記第二導電型の不純物濃度が前記表面層よりも低い、又は、前記第一導電型である、
固体撮像装置。 - 前記接続部は、平面視において、前記コンタクトプラグと、少なくとも部分的に重なっている
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記固体撮像装置は、さらに、
前記ゲート電極の周囲を囲むサイドウォールを備え、
前記第1の不純物領域は、平面視において、前記サイドウォールと少なくとも部分的に重
なっている
請求項1又は2に記載の固体撮像装置。 - 前記接続部と前記コンタクトプラグとが、平面視において重ならない領域を有する
請求項2に記載の固体撮像装置。 - 前記コンタクトプラグは、平面視において、前記サイドウォールと部分的に重なっている請求項3に記載の固体撮像装置。
- 前記接続部は、平面視において、前記サイドウォールと少なくとも部分的に重なっている請求項3に記載の固体撮像装置。
- 前記固体撮像装置は、さらに、
前記画素電極と前記コンタクトプラグとを電気的に接続する金属プラグと、
前記金属プラグと前記コンタクトプラグとを電気的に接続する第1配線とを備え、
前記第1配線は、平面視において、前記ゲート電極を部分的に覆うように配置されている請求項1から6のいずれかに記載の固体撮像装置。 - 前記コンタクトプラグの前記半導体基板表面からの高さは、前記ゲート電極の前記半導体基板表面からの高さより低い
請求項4に記載の固体撮像装置。 - 前記複数の単位画素は、隣接する第1の単位画素と第2の単位画素とを有し、
前記第1の単位画素の前記接続部と、前記第2の単位画素の前記接続部とが、前記第1の単位画素と前記第2の単位画素との境界面に対称に形成されている
請求項4に記載の固体撮像装置。 - 前記第1配線の第1の方向に延びる辺の長さは、前記ゲート電極の前記第1の方向に延びる辺の長さよりも長く、
前記第1の方向は、前記第1のトランジスタのチャネル方向と直交する
請求項7に記載の固体撮像装置。 - 前記コンタクトプラグの前記第1のトランジスタのチャネル方向に延びる辺の長さは、前記コンタクトプラグの前記チャネル方向と直交する方向に延びる辺の長さより長い
請求項1から10のいずれかに記載の固体撮像装置。 - 前記第1のトランジスタは、前記電荷蓄積領域に蓄積された電荷を排出するリセットトランジスタである
請求項1から11のいずれかに記載の固体撮像装置。
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