JP6198485B2 - 光電変換装置、及び撮像システム - Google Patents
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Description
本実施形態の光電変換装置について、図1〜図11を用いて説明する。本実施形態の光電変換装置は、例えば、CMOS型の光電変換装置である。
本実施形態の光電変換装置について、図12を用いて説明する。図12は、図4に対応した光電変換装置の平面模式図である。図12において、図4と同じ構成には同一の符号を付し、説明を省略する。以下、第1実施形態の光電変換装置との違いについて説明する。
本実施形態の光電変換装置について、図13を用いて説明する。図13は、図4に対応した光電変換装置の平面模式図である。図13において、図4と同じ構成には同一の符号を付し、説明を省略する。以下、第1実施形態の光電変換装置との違いについて説明する。
本実施形態の光電変換装置について、図14を用いて説明する。図14(a)は、図4に対応した光電変換装置の平面模式図である。図14(b)は、図14(a)の領域1410の拡大図である。ここでは、本実施形態の光電変換装置と第1実施形態の光電変換装置との違いを説明する。
本実施形態の光電変換装置について、図15を用いて説明する。図15(a)は、図4に対応した光電変換装置の平面模式図である。図15(b)は、図15(a)の領域1513の拡大図である。ここでは、図15における第1実施形態の光電変換装置との違いを説明する。
本実施形態の光電変換装置について、図16を用いて説明する。本実施形態の光電変換装置は、第1実施形態の光電変換装置と、FDノードを接続するスイッチを設けた点で異なる。図16において、第1実施形態と同一の構成には同一の符号を付し詳細な説明は省略する。
第1〜第6実施形態の光電変換装置は、カメラ等に代表される撮像システムに含まれる。撮像システムの概念には、撮影を主目的とする装置のみならず、撮影機能を補助的に備える装置(例えば、パーソナルコンピュータ、携帯端末)も含まれる。撮像システムは、上記の実施形態として例示された本発明に係る光電変換装置と、この光電変換装置から出力される信号を処理する信号処理部を含みうる。この信号処理部は、例えば、A/D変換器、及び、このA/D変換器から出力されるデジタルデータを処理するプロセッサを含みうる。焦点検出信号は、第1〜第5実施形態の光電変換装置によって検出されてもよく、他のデバイスを設け、それによって検出されてもよい。焦点検出処理はこの処理部によってなされてもよいし、焦点検出処理を実行する焦点検出処理部が個別に設けられていてもよく、適宜変更が可能である。
202 N型の半導体領域
205 ゲート電極
206 ゲート電極
209 N型の半導体領域
210 N型の半導体領域
240 領域
241 領域
250、251、252、255、256 P型の半導体領域
220、221、222 活性領域
Claims (12)
- 活性領域と、前記活性領域を規定する絶縁体からなる分離部が設けられた半導体基板を有し、
前記活性領域に位置し、第1の光電変換素子を構成する第1導電型の第1の半導体領域と、
前記活性領域に位置し、第2の光電変換素子を構成する第1導電型の第2の半導体領域と、
前記活性領域に位置する第1導電型の第3の半導体領域と、
前記活性領域に位置する第1導電型の第4の半導体領域と、
前記活性領域の前記第1の半導体領域と前記第3の半導体領域の間に設けられ、前記第1の半導体領域と前記第3の半導体領域と第1の転送トランジスタを構成する第1のゲート電極と、
前記活性領域の前記第2の半導体領域と前記第4の半導体領域の間に設けられ、前記第2の半導体領域と前記第4の半導体領域と第2の転送トランジスタを構成する第2のゲート電極と、
前記第1の光電変換素子と前記第2の光電変換素子に対して設けられる1つのマイクロレンズと、を有する光電変換装置であって、
前記第1のゲート電極と前記第2のゲート電極とは互いに分離され、
前記半導体基板の表面への平面視において、前記第1のゲート電極の前記活性領域に位置する部分の前記第1の半導体領域の側の第1の辺の長さは、前記第1の辺に沿った前記活性領域の長さよりも短く、かつ、前記第1の辺に沿った前記第1の半導体領域の長さよりも長く、
前記平面視において、前記第2のゲート電極の前記活性領域に位置する部分の前記第2の半導体領域の側の第2の辺の長さは、前記第2の辺に沿った前記活性領域の幅よりも短く、かつ、前記第2の辺に沿った前記第2の半導体領域の長さよりも長く、
前記分離部は、前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に位置し、
前記分離部の端部は、前記第1の辺と、前記第1のゲート電極の前記第3の半導体領域の側の第3の辺との間に位置することを特徴とする光電変換装置。 - 前記第1の半導体領域と前記第3の半導体領域との間には、第2導電型の半導体領域が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。
- 前記第1の半導体領域の上、および、前記第2の半導体領域の上に設けられた第2導電型の連続した半導体領域を有し、
前記平面視において、前記連続した半導体領域の一部は、前記第1のゲート電極と前記第2のゲート電極との間に位置することを特徴とする請求項1または2に記載の光電変換装置。 - 前記分離部は、前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に位置する第1部分、および、前記第1のゲート電極と前記第2のゲート電極とのいずれかに覆われた第2部分を含む第1の領域と、前記第1の領域以外の第2の領域とを含み、
前記第1の領域における前記分離部の下の領域の第2導電型の不純物濃度は、前記第2の領域における前記分離部の下の領域の第2導電型の不純物濃度よりも低いことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記分離部の端部を覆うように設けられた第2導電型の第5の半導体領域を有し、
前記第5の半導体領域は、前記第2の領域に設けられ、前記第1の領域に設けられていないことを特徴とする請求項4に記載の光電変換装置。 - 活性領域と、前記活性領域を規定する絶縁体からなる分離部が設けられた半導体基板を有し、
前記活性領域に位置し、第1の光電変換素子を構成する第1導電型の第1の半導体領域と、
前記活性領域に位置し、第2の光電変換素子を構成する第1導電型の第2の半導体領域と、
前記活性領域に位置する第1導電型の第3の半導体領域と、
前記活性領域に位置する第1導電型の第4の半導体領域と、
前記活性領域の前記第1の半導体領域と前記第3の半導体領域の間に設けられ、前記第1の半導体領域と前記第3の半導体領域と第1の転送トランジスタを構成する第1のゲート電極と、
前記活性領域の前記第2の半導体領域と前記第4の半導体領域の間に設けられ、前記第2の半導体領域と前記第4の半導体領域と第2の転送トランジスタを構成する第2のゲート電極と、
前記第1の光電変換素子と前記第2の光電変換素子に対して設けられる1つのマイクロレンズと、を有する光電変換装置であって、
前記半導体基板の表面への平面視において、前記第1のゲート電極の前記活性領域に位置する部分の前記第1の半導体領域の側の第1の辺の長さは、前記第1の辺に沿った前記活性領域の長さよりも短く、かつ、前記第1の辺に沿った前記第1の半導体領域の長さよりも長く、
前記平面視において、前記第2のゲート電極の前記活性領域に位置する部分の前記第2の半導体領域の側の第2の辺の長さは、前記第2の辺に沿った前記活性領域の幅よりも短く、かつ、前記第2の辺に沿った前記第2の半導体領域の長さよりも長く、
前記分離部は、前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域との間に位置する第1部分と、前記第1部分に隣接し、前記第1のゲート電極に覆われた部分と、前記第1部分に隣接し、前記第2のゲート電極に覆われた部分と、を含むことを特徴とする光電変換装置。 - 前記第1の半導体領域と前記第3の半導体領域との間には、第2導電型の半導体領域が設けられていることを特徴とする請求項6に記載の光電変換装置。
- 前記第1の半導体領域の上、および、前記第2の半導体領域の上に設けられた第2導電型の連続した半導体領域を有し、
前記平面視において、前記連続した半導体領域の一部は、前記第1のゲート電極と前記第2のゲート電極との間に位置することを特徴とする請求項6または7に記載の光電変換装置。 - 前記分離部は、前記第1部分、および、前記第1のゲート電極と前記第2のゲート電極とのいずれかに覆われた前記2つの部分を含む第1の領域と、前記第1の領域以外の第2の領域とを含み、
前記第1の領域における前記分離部の下の領域の第2導電型の不純物濃度は、前記第2の領域における前記分離部の下の領域の第2導電型の不純物濃度よりも低いことを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記分離部の端部を覆うように設けられた第2導電型の第5の半導体領域を有し、
前記第5の半導体領域は、前記第2の領域に設けられ、前記第1の領域に設けられていないことを特徴とする請求項9に記載の光電変換装置。 - 前記分離部の端部は、前記第1の辺と、前記第1のゲート電極の前記第3の半導体領域の側の第3の辺との間に位置することを特徴とする請求項6乃至10のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 請求項1乃至11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の信号を処理する信号処理部を有する撮像システム。
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