JP6650668B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態1について、図1から図3を用いて説明する。以下では、信号電荷として電子を用いる構成を例示するが、信号電荷として正孔を用いることも可能である。信号電荷として電子を用いる場合には、第1導電型がn型、第2導電型がp型である。ホールを信号電荷として用いる場合には、信号電荷が電子の場合に対して各半導体領域の導電型を逆の導電型にすればよい。
図4および図5を用いて、実施形態2を説明する。本実施形態は、実施形態1と比較して、p型領域15が形成されていない点と、n型領域3がp型領域22の上に形成されている点が異なる。
図6を用いて、実施形態3を説明する。本実施形態は、実施形態1と比較して、平面視において、第2転送トランジスタ下における電荷蓄積部側のアクティブ領域の幅が、フローティングディフュージョン側のアクティブ領域の幅よりも大きくなっている点が異なる。
図7を用いて実施形態4を説明する。本実施形態は、実施形態1と比較して、n型領域3とn型領域5の幅が同じである点において異なる。
図8及び図9を用いて実施形態5を説明する。本実施形態は、実施形態1と比較して、アクティブ領域1の形状がテーパー状ではなく段差状に形成されている点が異なる。
図10を用いて、実施形態6を説明する。本実施形態は、実施形態1と比較して、光電変換部2の側端部にチャネル幅調整のp型領域18を追加的に形成している点において異なる。また、平面視において、第1の転送トランジスタのゲート下にあるアクティブ領域1が光電変換部2側と電荷蓄積部4側とで同じ幅で構成されているという点においても異なる。
3 n型領域
4 電荷蓄積部
5 n型領域
8 第1の転送トランジスタのゲート
9 第2の転送トランジスタのゲート
Claims (14)
- 光電変換部と、該光電変換部の電荷を転送する第1の転送トランジスタと、該第1の転送トランジスタにより前記電荷が転送される電荷蓄積部と、該電荷蓄積部に蓄積された電荷を転送する第2の転送トランジスタと、該第2の転送トランジスタにより前記電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、を有する画素が行列状に複数配置された撮像領域を有する固体撮像装置であって、
前記光電変換部と、前記電荷蓄積部と、前記フローティングディフュージョンとを有するアクティブ領域と、
前記アクティブ領域を画定する絶縁体からなる素子分離領域と、を有し、
平面視における所定の方向において、前記第1の転送トランジスタのゲート下における前記電荷蓄積部側の前記アクティブ領域の幅が、前記第1の転送トランジスタのゲート下における前記光電変換部側の前記アクティブ領域の幅よりも大きく、
平面視における前記所定の方向において、前記光電変換部を有する前記アクティブ領域は、前記第1の転送トランジスタのゲート下における前記光電変換部側の前記アクティブ領域の幅よりも大きい幅を有することを特徴とする固体撮像装置。 - 前記第1の転送トランジスタをオンにした場合に、前記第1の転送トランジスタのゲート下の前記電荷に対するポテンシャルは、前記光電変換部側よりも前記電荷蓄積部側で低くなることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。
- 平面視において、前記アクティブ領域には、前記アクティブ領域と前記素子分離領域の境界部分に沿って延在するように第2導電型の半導体領域が配されており、
前記第2導電型はp型であることを特徴とする請求項1または2に記載の固体撮像装置。 - 平面視において、前記第2の転送トランジスタ下における前記電荷蓄積部側の前記アクティブ領域の幅が、前記第2の転送トランジスタ下における前記フローティングディフュージョン側の前記アクティブ領域の幅よりも大きいことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記第1の転送トランジスタのゲートは第1の端部を有し、
前記第2の転送トランジスタのゲートは、前記第1の端部と対向する第2の端部を有し、
平面視において、前記絶縁体が、前記第1の端部と前記第2の端部との間に設けられていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 第1導電型の第1半導体領域を有する光電変換部と、
前記光電変換部の電荷を転送する第1の転送トランジスタと、
第1導電型の第2半導体領域を有し、前記第1の転送トランジスタにより前記電荷が転送される電荷蓄積部と、
前記電荷蓄積部に蓄積された電荷を転送する第2の転送トランジスタと、
前記第2の転送トランジスタにより前記電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、を有する固体撮像装置であって、
前記第1の転送トランジスタのゲート下における前記第1の転送トランジスタのチャネル幅方向断面において、前記光電変換部側では、前記第1半導体領域は第2導電型の第3半導体領域の間に配されており、
前記第1の転送トランジスタのゲート下における前記第1の転送トランジスタのチャネル幅方向断面において、前記電荷蓄積部側では、前記第2半導体領域は前記第2導電型の前記第3半導体領域の間に配されており、
前記第1の転送トランジスタのゲート下における前記第1の転送トランジスタのチャネル幅方向断面において、前記第3半導体領域の間に配されている前記第2半導体領域の幅は、前記第3半導体領域の間に配されている前記第1半導体領域の幅よりも大きく、平面視における前記第1の転送トランジスタのチャネル幅方向において、前記光電変換部が有する前記第1半導体領域は、前記第3半導体領域の間に配されている前記第1半導体領域の幅よりも大きい幅を有することを特徴とする固体撮像装置。 - 前記光電変換部は、前記第1半導体領域の上面と接する第2導電型の半導体領域と、前記第1半導体領域の下面と接する第1導電型の半導体領域とを更に有することを特徴とする請求項6に記載の固体撮像装置。
- 前記光電変換部は、前記第1半導体領域の上面と接する第2導電型の半導体領域と、前記第1半導体領域の下面と接する第2導電型の半導体領域とを更に有することを特徴とする請求項6に記載の固体撮像装置。
- 前記電荷蓄積部は、前記第2半導体領域の上面と接する第2導電型の半導体領域と、前記第2半導体領域の下面と接する第2導電型の半導体領域とを有することを特徴とする請求項6から8のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記第1の転送トランジスタのゲート下における前記第1の転送トランジスタのチャネル幅方向断面において、前記第2半導体領域は、前記第3半導体領域とは別の第2導電型の半導体領域の間に配され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。
- 第1導電型はn型であり、第2導電型はp型であることを特徴とする請求項6から10のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記光電変換部と、前記電荷蓄積部と、前記フローティングディフュージョンとを有するアクティブ領域と、
前記アクティブ領域を画定する絶縁体からなる素子分離領域と、を有し、
平面視において、前記第2の転送トランジスタ下における前記電荷蓄積部側の前記アクティブ領域の幅が、前記第2の転送トランジスタ下における前記フローティングディフュージョン側の前記アクティブ領域の幅よりも大きいことを特徴とする請求項6から11のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 第1導電型の第1半導体領域を有する光電変換部と、
前記光電変換部の電荷を転送する第1の転送トランジスタと、
第1導電型の第2半導体領域を有し、前記第1の転送トランジスタにより前記電荷が転送される電荷蓄積部と、
前記電荷蓄積部に蓄積された電荷を転送する第2の転送トランジスタと、
前記第2の転送トランジスタにより前記電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、
前記光電変換部と、前記電荷蓄積部と、前記フローティングディフュージョンとを有するアクティブ領域と、
前記アクティブ領域を画定する絶縁体からなる素子分離領域と、を有する固体撮像装置であって、
前記第1の転送トランジスタのゲート下における前記第1の転送トランジスタのチャネル幅方向断面において、前記光電変換部側では、前記第1半導体領域は第2導電型の第3半導体領域の間に配され、
前記第1の転送トランジスタのゲート下における前記第1の転送トランジスタのチャネル幅方向断面において、前記電荷蓄積部側では、前記第2半導体領域は前記第2導電型の前記第3半導体領域の間に配されており、
前記第1の転送トランジスタのゲート下における前記第1の転送トランジスタのチャネル幅方向断面において、前記光電変換部側では、前記第1半導体領域と前記第3半導体領域との間には第1導電型の第4半導体領域が配され、
前記第1の転送トランジスタのゲート下における前記第1の転送トランジスタのチャネル幅方向断面において、前記電荷蓄積部側では、前記第2半導体領域と前記第3半導体領域との間には第1導電型の第5半導体領域が配されており、
前記第1の転送トランジスタのゲート下における前記第1の転送トランジスタのチャネル幅方向断面において、前記第2半導体領域と前記第5半導体領域の幅の合計は前記第1半導体領域と前記第4半導体領域の幅の合計よりも大きいことを特徴とする固体撮像装置。 - 平面視において、前記第2の転送トランジスタ下における前記電荷蓄積部側の前記アクティブ領域の幅が、前記第2の転送トランジスタ下における前記フローティングディフュージョン側の前記アクティブ領域の幅よりも大きいことを特徴とする請求項13に記載の固体撮像装置。
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