JP6417197B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
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Description
図2乃至5及び10を参照して、本発明の一部の実施形態による固体撮像装置の構造を説明する。図2は、本発明の第1の実施形態における固体撮像装置200の1つの画素の構成例を模式的に示す断面図である。固体撮像装置200は基板201に、電荷蓄積部202、電荷保持部203、電荷検出部207を備える。電荷保持部203は図1の電荷保持部112に対応する。電荷検出部207は、信号増幅部の入力ノードを構成する電荷検出部114に対応する。基板201として、シリコンなどの半導体基板を用いる。基板201の導電型として例えばp型が用いられる。基板201の厚さは、例えば10μm〜15μmである。このとき、電荷蓄積部202、電荷保持部203及び電荷検出部207は、基板201と逆のn型の導電型となる。本発明は、この実施形態に限られるものではなく、例えば基板201がn型、電荷蓄積部202、電荷保持部203及び電荷検出部207がp型の導電型を有してもよい。
図6及び7を参照して本発明の第2の実施形態による固体撮像装置の構造を説明する。図6は、本発明の第2の実施形態における固体撮像装置600の1つの画素の構成例を模式的に示す断面図である。本実施形態における固体撮像装置600は、第1の実施形態における固体撮像装置200と比較して、第2の転送部113を構成する第2のゲート電極206が、基板201の受光面251に対して交差する方向に形成される。本実施形態において、第2のゲート電極206は、受光面251に垂直の方向に信号電荷を転送するためのチャネルが形成されるよう、縦型のゲート構造となっている。また第1の実施形態において受光面251に平行な方向に並び配置された電荷保持部203と電荷検出部207とが、第2の実施形態では受光面251に対して交差する方向に積層して配置される点で異なる。これ以外の点は、固体撮像装置200と同じであってよい。このため固体撮像装置200と同様の構成要素は重複する説明を省略する。
図8を参照して本発明の第3の実施形態による固体撮像装置の構造を説明する。図8は、本発明の第3の実施形態における固体撮像装置800の1つの画素の構成例を模式的に示す断面図である。本実施形態における固体撮像装置800は、第1の実施形態における固体撮像装置200と比較して、第1の転送部111及び第2の転送部113に縦型のゲート構造を用いる点で異なる。また電荷蓄積部202と電荷検出部207とを基板201の受光面251に平行な方向に並べて配置し、電荷保持部203を受光面251から深い位置に配置する点で異なる。これ以外の点は、固体撮像装置200と同じであってよい。このため固体撮像装置200と同様の構成要素は重複する説明を省略する。
図9を参照して本発明の第4の実施形態による固体撮像装置の構造を説明する。図9は、本発明の第4の実施形態における固体撮像装置900の1つの画素の構成例を模式的に示す断面図である。本実施形態における固体撮像装置900は、第2の実施形態における固体撮像装置600と比較して、電荷蓄積部202の側面に素子分離層901が配置されている点で異なり、これ以外の点は同じであってよい。このため固体撮像装置600と同様の構成要素は重複する説明を省略する。
Claims (19)
- 受光面を有する基板を備える固体撮像装置であって、
前記基板は、
光電変換素子の一部を構成する電荷蓄積部と、
前記受光面からの深さが前記電荷蓄積部よりも深い位置に配された電荷保持部および電荷検出部と、
前記光電変換素子で生成された電荷を前記電荷保持部に転送する第1の転送部と、
前記電荷保持部が保持する電荷を前記電荷検出部に転送する第2の転送部と、を備え、
前記受光面に対する平面視において、前記電荷保持部と重なる位置に、前記電荷検出部が配され、
前記電荷蓄積部は、前記受光面からの深さが第1の深さよりも浅い領域に配され、
前記電荷保持部および前記電荷検出部のうち一方は、前記受光面からの深さが前記第1の深さよりも深い第2の深さよりも深い領域に配され、
前記電荷保持部および前記電荷検出部のうち他方は、前記第1の深さと前記第2の深さとの間の領域に配されることを特徴とする固体撮像装置。 - 前記受光面から前記電荷検出部が配される深さが、前記受光面から前記電荷保持部が配される深さよりも深いことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。
- 前記電荷検出部が、前記受光面から前記電荷蓄積部が配される深さと前記電荷保持部が配される深さとの間の深さとなるよう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。
- 前記基板は、前記電荷蓄積部と前記電荷保持部との間の領域のうち、前記受光面に対する平面視において、前記電荷保持部と重なる位置に、遮光層を更に有することを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。
- 受光面を有する基板を備える固体撮像装置であって、
前記基板は、
光電変換素子の一部を構成する電荷蓄積部と、
前記受光面からの深さが前記電荷蓄積部よりも深い位置に配された電荷保持部と、
電荷検出部と、
前記光電変換素子で生成された電荷を前記電荷保持部に転送する第1の転送部と、
前記電荷保持部の電荷を前記電荷検出部に転送する第2の転送部と、を備え、
前記電荷検出部が、前記基板の前記受光面の側に配されていることを特徴とする固体撮像装置。 - 前記電荷保持部と前記受光面との距離が4μm以上であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記電荷保持部と前記受光面との距離が8μm以上であることを特徴とする請求項6に記載の固体撮像装置。
- 前記固体撮像装置は、前記電荷検出部の電位に基づく信号を増幅し出力する信号増幅部を更に備えることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記第1の転送部が前記受光面に対して垂直の方向に電荷を転送することを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記第2の転送部が前記受光面に対して垂直の方向に電荷を転送することを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記受光面に対する平面視において、
前記電荷蓄積部と重なる位置に、前記電荷保持部及び前記電荷検出部が配されていることを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記受光面に対する平面視において、
前記電荷保持部と重なる位置に、前記電荷蓄積部及び前記電荷検出部が配されていることを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記受光面に、前記電荷蓄積部を覆う光学フィルタを更に有することを特徴とする請求項1乃至12の何れか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記光学フィルタが赤外線カットフィルタであることを特徴とする請求項13に記載の固体撮像装置。
- 前記光学フィルタが、第1の波長よりも波長の長い光を遮断し、
前記第1の波長よりも波長の短い光が、前記受光面から前記電荷保持部までの間に、前記基板によって吸収されることを特徴とする請求項14に記載の固体撮像装置。 - 前記電荷蓄積部の側面に、素子分離層が配されていることを特徴とする請求項1乃至15の何れか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記受光面に対する平面視において、前記電荷保持部と重なる位置に、前記受光面を覆う遮光層を更に有することを特徴とする請求項1乃至11の何れか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記第1の転送部と接する素子分離層が配されることを特徴とする請求項1乃至15または17の何れか1項に記載の固体撮像装置。
- 請求項1乃至18の何れか1項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置によって得られた信号を処理する信号処理部と、
を備えることを特徴とするカメラ。
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