JP6776079B2 - Solid-state image sensor and its manufacturing method - Google Patents

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Description

この発明は、CMOSイメージセンサなどによって構成される固体撮像素子に関するものであり、更に詳しくは、位相差検出方式によるAF(オートフォーカス)処理のための機構を備える固体撮像素子及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a solid-state image sensor composed of a CMOS image sensor or the like, and more specifically, to a solid-state image sensor provided with a mechanism for AF (autofocus) processing by a phase difference detection method and a method for manufacturing the same. Is.

上記のような固体撮像素子においては、クロストークや混色が課題であり、これについては例えば、特許文献1、2に、その課題と解決手段が開示されている。 In the above-mentioned solid-state image sensor, crosstalk and color mixing are problems, and for example, Patent Documents 1 and 2 disclose the problems and solutions.

特許文献1には、位相差検出用画素のマイクロレンズを縮小、シフトしたことによる隣接画素の受光量の増加を防止することにより、混色や感度ムラを防止する固体撮像素子が開示されている。 Patent Document 1 discloses a solid-state image sensor that prevents color mixing and sensitivity unevenness by preventing an increase in the amount of light received by adjacent pixels due to reduction and shifting of the microlens of the phase difference detection pixel.

具体的には、固体撮像素子11は、第2のマイクロレンズL2及び第3のマイクロレンズL3の周辺に形成された隙間部分に、ダミーマイクロレンズ21が形成されているという構成を有する。更に、このダミーマイクロレンズ21が、マイクロレンズL1を形成する際にその直径方向への広がりに対してストッパとしての役割を果たすため、マイクロレンズL1は、本来形成されるべき形状で形成されるという構成を備える。したがって、本来形成されるべき形状よりも外側の部分に入射した光aは、フォトダイオードPDに集光されることがなくなり、その結果、ダミーマイクロレンズ21の隣接画素の受光量の増加を防止することができる、というものである。 Specifically, the solid-state image sensor 11 has a configuration in which a dummy microlens 21 is formed in a gap portion formed around the second microlens L2 and the third microlens L3. Further, since the dummy microlens 21 acts as a stopper for the spread in the radial direction when forming the microlens L1, the microlens L1 is said to be formed in a shape that should be originally formed. It has a configuration. Therefore, the light a incident on the portion outside the originally formed shape is not focused on the photodiode PD, and as a result, the amount of received light received by the adjacent pixels of the dummy microlens 21 is prevented from increasing. You can do it.

特許文献2には、電子カメラに組み込まれて使用される固体撮像素子において、信号量の減少を抑制しつつ、瞳分割性能を向上させて焦点検出精度を高めるという課題を解決する固体撮像素子が開示されている。 Patent Document 2 describes a solid-state image sensor that solves the problem of improving pupil division performance and improving focus detection accuracy while suppressing a decrease in the amount of signals in a solid-state image sensor incorporated in an electronic camera. It is disclosed.

この特許文献2に開示の固体撮像素子は、右の瞳からの光だけを検出する焦点検出用画素2Aは、電荷蓄積部27Aの右半分の直上にゲート酸化膜29を介して光学多層膜21Aが形成されている。更に、左の瞳からの光だけを検出する焦点検出用画素2Bは、電荷蓄積部27Bの左半分の直上にゲート酸化膜29を介して光学多層膜21Bが形成されている。これにより、瞳分割位相差方式による焦点検出に際して、信号量が減少してしまう事態を回避すると同時に、クロストークの発生を抑制することができるというものである。この引用文献2に記載の発明によると、焦点検出用画素はその半分に遮光部材(光学多層膜)が形成されているため焦点検出用画素自体の感度が低下するという問題がある。また、この引用文献2に記載の固体撮像素子は、本願発明のものと像面位相差画素の構造が異なるものであり、単純に先行技術と呼べるものではない。 In the solid-state image sensor disclosed in Patent Document 2, the focus detection pixel 2A that detects only the light from the right pupil is an optical multilayer film 21A via a gate oxide film 29 directly above the right half of the charge storage unit 27A. Is formed. Further, in the focus detection pixel 2B that detects only the light from the left pupil, an optical multilayer film 21B is formed directly above the left half of the charge storage unit 27B via a gate oxide film 29. As a result, it is possible to avoid a situation in which the amount of signals is reduced during focus detection by the pupil division phase difference method, and at the same time, suppress the occurrence of crosstalk. According to the invention described in Reference Document 2, since the focus detection pixel has a light-shielding member (optical multilayer film) formed on half of the focus detection pixel, there is a problem that the sensitivity of the focus detection pixel itself is lowered. Further, the solid-state image sensor described in Reference Document 2 has a different structure of image plane phase difference pixels from that of the present invention, and cannot be simply called prior art.

特開2011−49472号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-49472 特開2009−99817号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-99817

上記のような従来の固体撮像素子に対し、1つのマイクロレンズと、上記1つのマイクロレンズの背後に配置された1組の像面位相差画素を含んで構成される画素ペアを複数備える固体撮像素子は、以下のようなクロストークに関する問題がある。 A solid-state imaging device including a plurality of pixel pairs including one microlens and a set of image plane phase-difference pixels arranged behind the one microlens, as opposed to the conventional solid-state image sensor as described above. The element has the following problems related to crosstalk.

図1、図2及び図3(a)に示されるように、1つのマイクロレンズ101と、上記1つのマイクロレンズ101の背後に配置された第1の画素102Lと第2の画素102Rを1組含む画素ペア102で構成する像面位相差画素と、を備える固体撮像素子が知られている。 As shown in FIGS. 1, 2 and 3 (a), one microlens 101 and a set of a first pixel 102L and a second pixel 102R arranged behind the one microlens 101. A solid-state imaging device including an image plane phase difference pixel composed of a pixel pair 102 including the pixel pair 102 is known.

1組の第1の画素102Lと第2の画素102Rは、それぞれ、底部と側壁部に素子分離領域部103が設けられている。1組の第1の画素102Lと第2の画素102Rの上面と素子分離領域部13の上面は同じ高さとされている。平面の上記画素ペア102の周縁部を囲繞するように周縁部遮光膜106が配置されている。この周縁部遮光膜106は、例えば同一幅に形成されている。 Each of the set of the first pixel 102L and the second pixel 102R is provided with an element separation region 103 at the bottom and the side wall, respectively. The upper surface of a set of the first pixel 102L and the second pixel 102R and the upper surface of the element separation region portion 13 have the same height. The peripheral edge light-shielding film 106 is arranged so as to surround the peripheral edge of the flat pixel pair 102. The peripheral edge light-shielding film 106 is formed, for example, having the same width.

図3(a)に示す素子分離領域部103の最左下位置の角を距離0のポイントとして隣接する2ペアの画素ペア102における素子分離領域部103のポテンシャル分布を、図3(b)に示す。1つの画素ペア102における素子分離領域部103の長手方向中央部が最大ポテンシャルMPとなるように構成されている。 FIG. 3B shows the potential distribution of the element separation region 103 in the adjacent two pairs of pixel pairs 102 with the corner at the lower left position of the element separation region 103 shown in FIG. 3A as a point at a distance of 0. .. The central portion in the longitudinal direction of the element separation region portion 103 in one pixel pair 102 is configured to have the maximum potential MP.

このような構成の固体撮像素子において、縦方向に隣接する2ペアにおいて、一方の素子分離領域部103へ入射した光lによって図3に示されるように電子eが生成される。この電子eが他方の画素ペア102に到達し、クロストーク(混色)が生じるという問題がある。 In a solid-state image sensor having such a configuration, in two pairs vertically adjacent to each other, electrons e are generated as shown in FIG. 3 by light l incident on one of the element separation region portions 103. There is a problem that the electron e reaches the other pixel pair 102 and crosstalk (color mixing) occurs.

本発明はこのような固体撮像素子が有する問題を解決せんとしてなされたもので、その目的は、隣接する画素ペア間におけるクロストーク(混色)の発生を抑制することが可能な固体撮像素子を提供することである。 The present invention has been made to solve the problems of such a solid-state image sensor, and an object of the present invention is to provide a solid-state image sensor capable of suppressing the occurrence of crosstalk (color mixing) between adjacent pixel pairs. It is to be.

本発明に係る固体撮像素子は、1つのマイクロレンズと、前記1つのマイクロレンズの背後に配置された第1の画素と第2の画素を1組含んで構成される画素ペアである像面位相差画素とが、平面において縦方向と横方向に複数隣接して配置された固体撮像素子であって、各画素ペアにおいて、前記第1の画素と前記第2の画素が隣接する境界領域に素子分離領域部が設けられており、前記素子分離領域部の最大ポテンシャルの位置が、前記素子分離領域部の端部付近の位置に設定されている固体撮像素子において、前記画素ペアは、平面において前記素子分離領域部の長手方向が一致するように、複数隣接して配置されていることを特徴とする。
The solid-state image sensor according to the present invention is an image plane position which is a pixel pair including one microlens and a pair of a first pixel and a second pixel arranged behind the one microlens. A plurality of phase difference pixels are solid-state image sensors arranged adjacent to each other in the vertical and horizontal directions in a plane, and in each pixel pair, the elements are located in a boundary region where the first pixel and the second pixel are adjacent to each other. In a solid-state image sensor in which a separation region portion is provided and the position of the maximum potential of the element separation region portion is set to a position near the end portion of the element separation region portion , the pixel pair is described in a plane. It is characterized in that a plurality of element separation region portions are arranged adjacent to each other so as to coincide with each other in the longitudinal direction .

本発明に係る固体撮像素子では、前記素子分離領域部は、平面形状が長尺帯状であり、前記長尺帯状両端部付近の位置が、最大ポテンシャルの位置とされていることを特徴とする。 The solid-state imaging device according to the present invention is characterized in that the element separation region portion has a long strip shape in a planar shape, and a position near both ends of the long strip shape is a position of maximum potential.

本発明に係る固体撮像素子の製造方法は、前記素子分離領域部のイオン注入工程では、最大ポテンシャルとなる部位に対しイオン注入する際のドーズ量を他の部位におけるドーズ量よりも少なくすることを特徴とする。 In the method for manufacturing a solid-state image sensor according to the present invention, in the ion implantation step of the element separation region portion, the dose amount at the time of ion implantation into the portion having the maximum potential is made smaller than the dose amount in other portions. It is a feature.

本発明に係る固体撮像素子の製造方法は、最大ポテンシャルとなる部位に対応する開口部が形成されたレジストパターンと、最大ポテンシャルとなる部位以外の前記素子分離領域部に対応する開口部が形成されたレジストパターンとを用いてイオン注入することを特徴とする。 In the method for manufacturing a solid-state image sensor according to the present invention, a resist pattern in which an opening corresponding to a portion having a maximum potential is formed and an opening corresponding to the element separation region portion other than the portion having the maximum potential are formed. It is characterized by ion implantation using a resist pattern.

本発明に係る固体撮像素子の製造方法は、最大ポテンシャルとなる部位以外の前記素子分離領域部に対応する開口部が形成されたレジストパターンを用いてイオン注入し、最大ポテンシャルとなる部位にはイオン注入しないことを特徴とする。 In the method for manufacturing a solid-state image sensor according to the present invention, ions are implanted using a resist pattern in which an opening corresponding to the element separation region portion other than the portion having the maximum potential is formed, and ions are implanted in the portion having the maximum potential. It is characterized by not injecting.

本発明に係る固体撮像素子の製造方法では、最大ポテンシャルとなる部位に対応する位置に、前記素子分離領域部の最大ポテンシャルとなる部位以外の面積よりも小面積の開口部を有するレジストパターンを用いてイオン注入することを特徴とする。 In the method for manufacturing a solid-state image sensor according to the present invention, a resist pattern having an opening having an area smaller than the area other than the portion having the maximum potential of the element separation region portion is used at a position corresponding to the portion having the maximum potential. It is characterized by ion implantation.

本発明に係る固体撮像素子の製造方法では、前記素子分離領域部を、平面形状が長尺帯状の形状とし、最大ポテンシャルとなる部位に対応する位置において、前記長尺帯状形状スリットの両端部を幅狭として小面積の開口部を実現したレジストパターンを用いてイオン注入することを特徴とする。 In the method for manufacturing a solid-state image sensor according to the present invention, the element separation region portion has a long strip-shaped planar shape, and both ends of the long strip-shaped slit are formed at positions corresponding to the portions having the maximum potential. It is characterized by ion implantation using a resist pattern that realizes a narrow opening with a small area.

本発明に係る固体撮像素子の製造方法は、最大ポテンシャルとなる部位に対応する位置に対応して、複数の開口部が形成され、全体として小面積の開口部を実現したレジストパターンを用いてイオン注入することを特徴とする。 In the method for manufacturing a solid-state image sensor according to the present invention, a plurality of openings are formed corresponding to positions corresponding to a portion having a maximum potential, and ions are used using a resist pattern in which openings having a small area as a whole are realized. It is characterized by injecting.

本発明によれば、前記素子分離領域部の最大ポテンシャルの位置が、前記素子分離領域部の端部付近の位置に設定されているので、隣接する画素ペア間におけるクロストーク(混色)の発生を抑制することが可能である。 According to the present invention, the position of the maximum potential of the element separation region portion is set to a position near the end portion of the element separation region portion, so that crosstalk (color mixing) occurs between adjacent pixel pairs. It can be suppressed.

従来例に係る固体撮像素子の平面図。Top view of the solid-state image sensor according to the conventional example. 周縁部遮光膜を設けた従来例に係る固体撮像素子の平面図。The plan view of the solid-state image pickup device which concerns on the prior art which provided the peripheral part light-shielding film. 図3(a)は図2のI−I断面図であり、図3(b)は図3(a)に示した素子分離領域部のポテンシャル分布を示す図。FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 2, and FIG. 3B is a diagram showing the potential distribution of the element separation region portion shown in FIG. 3A. 本発明に係る固体撮像素子の実施形態の平面図。The plan view of the embodiment of the solid-state image sensor according to the present invention. 本発明に係る固体撮像素子の、周縁遮光膜を設けた実施形態の平面図。The plan view of the solid-state image pickup device which concerns on this invention, which provided the peripheral light-shielding film. 図5のA−A断面図。FIG. 5A is a sectional view taken along the line AA of FIG. 本発明に係る固体撮像素子の実施形態のカラーフィルタの配列を示す平面図。The plan view which shows the arrangement of the color filter of the embodiment of the solid-state image pickup device which concerns on this invention. 図8(a)は図5のB−B断面図であり、図8(b)は図8(a)に示した素子分離領域部のポテンシャル分布を示す図。8 (a) is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 5, and FIG. 8 (b) is a diagram showing the potential distribution of the element separation region portion shown in FIG. 8 (a). 本発明に係る固体撮像素子の製造方法における第1の実施形態において用いるレジストパターンの平面図。The plan view of the resist pattern used in the 1st Embodiment in the manufacturing method of the solid-state image pickup device which concerns on this invention. 本発明に係る固体撮像素子の製造方法における第2の実施形態において用いるレジストパターンの平面図。The plan view of the resist pattern used in the 2nd Embodiment in the manufacturing method of the solid-state image pickup device which concerns on this invention. 本発明に係る固体撮像素子の製造方法における第3の実施形態のその1において用いるレジストパターンの平面図。The plan view of the resist pattern used in the 1st of the 3rd Embodiment in the manufacturing method of the solid-state image sensor which concerns on this invention. 本発明に係る固体撮像素子の製造方法における第3の実施形態のその2において用いるレジストパターンの平面図。The plan view of the resist pattern used in the 2nd of the 3rd Embodiment in the manufacturing method of the solid-state image pickup device which concerns on this invention.

以下添付図面を参照して、本発明に係る固体撮像素子の実施形態を説明する。各図において同一の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。図4に、本発明に係る固体撮像素子の実施形態の平面図を示し、図5に、本発明に係る固体撮像素子の周縁部遮光膜を設けた実施形態の平面図を示し、図6に、A−A断面図を示し、図8(a)にB−B断面図を示す。本実施形態に係る固体撮像素子は、CMOSイメージセンサなどによって構成され、1つのマイクロレンズ11と、上記1つのマイクロレンズ11の背後に配置された第1の画素(フォトダイオード)12Lと第2の画素(フォトダイオード)12Rを1組含んで構成される画素ペア12である像面位相差画素とが、平面において縦方向と横方向に複数隣接して配置されている。図4、図5においては、縦方向に隣接する2つの画素ペア12を示している。全ての画素ペア12の第1の画素12Lと第2の画素12Rは、例えば、撮像処理前のAF処理の際には像面位相差画素として用いられ、撮像処理の際には同じく全ての画素ペア12の第1の画素12Lと第2の画素12Rが撮像素子として用いられる。 Hereinafter, embodiments of the solid-state image sensor according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each figure, the same components are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. FIG. 4 shows a plan view of an embodiment of the solid-state image sensor according to the present invention, FIG. 5 shows a plan view of an embodiment provided with a light-shielding film at a peripheral portion of the solid-state image sensor according to the present invention, and FIG. , AA sectional view is shown, and FIG. 8A shows a BB sectional view. The solid-state image sensor according to the present embodiment is composed of a CMOS image sensor or the like, and has one microlens 11, a first pixel (photodiode) 12L arranged behind the one microlens 11, and a second. A plurality of image plane phase difference pixels, which are pixel pairs 12 including one set of pixels (photodiodes) 12R, are arranged adjacent to each other in the vertical direction and the horizontal direction on a plane. In FIGS. 4 and 5, two pixel pairs 12 that are vertically adjacent to each other are shown. The first pixel 12L and the second pixel 12R of all the pixel pairs 12 are used as image plane phase difference pixels in the AF processing before the imaging process, and are also all the pixels in the imaging process. The first pixel 12L and the second pixel 12R of the pair 12 are used as an image sensor.

1組の第1の画素12Lと第2の画素12Rは、それぞれ、その底部と側壁部に素子分離領域部13が設けられている。1組の第1の画素12Lと第2の画素12Rの上面と素子分離領域部13の上面は同じ高さとされている。 Each of the set of the first pixel 12L and the second pixel 12R is provided with an element separation region portion 13 at the bottom portion and the side wall portion thereof, respectively. The upper surface of a set of the first pixel 12L and the second pixel 12R and the upper surface of the element separation region portion 13 have the same height.

1つのマイクロレンズ11と1組の第1の画素12Lと第2の画素12Rとの間には、平坦化層14が設けられている。平坦化層14内の上側の位置には、1組の第1の画素12Lと第2の画素12Rの表面領域を覆う大きさのカラーフィルタ15が介装されている。即ち、上記1つのマイクロレンズ11と上記1組の第1の画素12L、第2の画素12Rとの間に、1つのカラーフィルタが介装されている A flattening layer 14 is provided between one microlens 11 and a set of first pixel 12L and second pixel 12R. A color filter 15 having a size covering the surface regions of a set of the first pixel 12L and the second pixel 12R is interposed at the upper position in the flattening layer 14. That is, one color filter is interposed between the one microlens 11 and the set of the first pixel 12L and the second pixel 12R.

各画素ペア12のカラーフィルタ15の色は、全画素ペアについて図7に示すようにベイヤー配列とすることができる。図7において、Rは赤色を透過させるカラーフィルタを示し、Gは緑色を透過させるカラーフィルタを示し、Bは青色を透過させるカラーフィルタを示す。ベイヤー配列は一例に過ぎない。 The colors of the color filters 15 of each pixel pair 12 can be in a Bayer array as shown in FIG. 7 for all pixel pairs. In FIG. 7, R indicates a color filter that transmits red, G indicates a color filter that transmits green, and B indicates a color filter that transmits blue. The Bayer array is just one example.

平面の上記画素ペア12の周縁部を囲繞するように周縁部遮光膜16が配置されている。この周縁部遮光膜16は、遮光膜のみの平面図である図5に示すように、いずれの位置においても同一幅に形成されている。 The peripheral edge light-shielding film 16 is arranged so as to surround the peripheral edge of the flat pixel pair 12. As shown in FIG. 5, which is a plan view of only the light-shielding film, the peripheral edge light-shielding film 16 is formed to have the same width at any position.

以上の如くの本発明の実施形態に係る固体撮像素子では、図8(a)に示す素子分離領域部103の最左下位置の角を距離0の位置を始点として、縦方向に隣接する2ペアの画素ペア12における素子分離領域部13の各位置のポテンシャル分布を図8(b)に示す。即ち、素子分離領域部13の最大ポテンシャルの位置が、画素ペア12の素子分離領域部13の端部付近の位置に設定されている。 In the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention as described above, two pairs vertically adjacent to each other with the corner at the lower leftmost position of the element separation region 103 shown in FIG. 8A as a starting point at a distance of 0. The potential distribution of each position of the element separation region portion 13 in the pixel pair 12 of is shown in FIG. 8 (b). That is, the position of the maximum potential of the element separation region portion 13 is set to a position near the end portion of the element separation region portion 13 of the pixel pair 12.

上記素子分離領域部13は、平面形状が長尺帯状であり、上記長尺帯状両端部付近の位置が、最大ポテンシャルの位置とされている。 The element separation region portion 13 has a long strip shape in a plane shape, and the position near both ends of the long strip shape is the position of the maximum potential.

画素ペア12は、平面において上記素子分離領域部13の長手方向が一致するように、複数隣接して配置されている。1つの画素ペア12の素子分離領域部13と、上記1つの画素ペア12と縦方向に隣接する画素ペア12の素子分離領域部13とは、1直線状に配置されている。 A plurality of pixel pairs 12 are arranged adjacent to each other so that the longitudinal directions of the element separation region portions 13 coincide with each other on a plane. The element separation region portion 13 of one pixel pair 12 and the element separation region portion 13 of the pixel pair 12 vertically adjacent to the one pixel pair 12 are arranged in a straight line.

上記のように素子分離領域部13のポテンシャル分布が設定されているため、図8(a)に示すように、一方の画素ペア12のマイクロレンズ11から素子分離領域部13へ向かって光lが入射して光電変換により電子eが発生する。しかしながら、画素ペア12の素子分離領域部13の端部が最大ポテンシャルとなっているため、画素ペア12間の境界において上記電子eは隣接するもう一方の画素ペア12の素子分離領域部13方向へ進行することなく、クロストーク(混色)を抑制することができる(図8、図4)。 Since the potential distribution of the element separation region portion 13 is set as described above, as shown in FIG. 8A, light l is emitted from the microlens 11 of one pixel pair 12 toward the element separation region portion 13. Electrons e are generated by incident and photoelectric conversion. However, since the end portion of the element separation region portion 13 of the pixel pair 12 has the maximum potential, the electron e is directed toward the element separation region portion 13 of the other adjacent pixel pair 12 at the boundary between the pixel pairs 12. Cross talk (color mixing) can be suppressed without progressing (FIGS. 8 and 4).

上記の最大ポテンシャル位置による効果を説明すると、次のようである。最大ポテンシャル位置では、この場所の電界が強くなる。そこで、画素ペア12の素子分離領域部13において発生した電子eは、自側の画素ペア12の素子分離領域部13の端部の最大ポテンシャル位置(強電界領域)へ進み、他側(隣接する側)の画素ペア12の領域へ侵入することはない。このように、上記電子eは、隣接側の画素ペア12の方向へ移動することはなく、クロストークの発生を抑制できることになる。 The effect of the above maximum potential position will be explained as follows. At the maximum potential position, the electric field at this location becomes stronger. Therefore, the electron e generated in the element separation region portion 13 of the pixel pair 12 advances to the maximum potential position (strong electric field region) of the end portion of the element separation region portion 13 of the pixel pair 12 on its own side, and advances to the other side (adjacent). It does not invade the area of the pixel pair 12 on the side). As described above, the electron e does not move in the direction of the pixel pair 12 on the adjacent side, and the occurrence of crosstalk can be suppressed.

以上のような構成の固体撮像素子は、前記素子分離領域部13のイオン注入工程では、最大ポテンシャルとなる部位に対しイオン注入する際のドーズ量を他の部位におけるドーズ量よりも少なくすることによって実現される。 In the solid-state imaging device having the above configuration, in the ion implantation step of the element separation region portion 13, the dose amount at the time of ion implantation into the portion having the maximum potential is made smaller than the dose amount in other portions. It will be realized.

具体的には、第1の実施形態では、図9(a)に示すように、素子分離領域部13が最大ポテンシャルとなる部位13Mとそれ以外の部位13Fに分かれているとする。そこで、最大ポテンシャルとなる部位13Mに対応する開口部21が形成されたレジストパターン20(図9(b))と、最大ポテンシャルとなる部位以外の上記素子分離領域部である部位13Fに対応する開口部31が形成されたレジストパターン30(図9(c))とを用いてイオン注入する。レジストパターン20を用いたイオン注入の際には、レジストパターン30を用いたイオン注入時よりもドーズ量を少なくする。 Specifically, in the first embodiment, as shown in FIG. 9A, it is assumed that the element separation region portion 13 is divided into a portion 13M having the maximum potential and a portion 13F other than that. Therefore, the resist pattern 20 (FIG. 9B) in which the opening 21 corresponding to the portion 13M having the maximum potential is formed, and the opening corresponding to the portion 13F which is the element separation region portion other than the portion having the maximum potential. Ion implantation is performed using the resist pattern 30 (FIG. 9 (c)) in which the portion 31 is formed. When ion implantation is performed using the resist pattern 20, the dose amount is smaller than that when ion implantation is performed using the resist pattern 30.

第2の実施形態では、最大ポテンシャルとなる部位以外の前記素子分離領域部である部位13Fに対応する開口部41が形成されたレジストパターン40(図10)を用いてイオン注入し、最大ポテンシャルとなる部位13Mにはイオン注入しないものとする。 In the second embodiment, ions are implanted using the resist pattern 40 (FIG. 10) in which the opening 41 corresponding to the portion 13F, which is the element separation region portion other than the portion having the maximum potential, is formed to obtain the maximum potential. Ion implantation is not performed in the site 13M.

第3の実施形態では、最大ポテンシャルとなる部位13Mに対応する位置の開口部の面積を、前記素子分離領域部13の最大ポテンシャルとなる部位13M以外の部位13Fの面積よりも小面積の開口部としたレジストパターンを用いてイオン注入する。 In the third embodiment, the area of the opening at the position corresponding to the portion 13M having the maximum potential is smaller than the area of the portion 13F other than the portion 13M having the maximum potential of the element separation region portion 13. Ion implantation is performed using the resist pattern.

第3の実施形態の第1では、上記素子分離領域部13を、平面形状が長尺帯状の形状とする。最大ポテンシャルとなる部位に対応する位置において、前記形状の幅を最大ポテンシャルとなる部位以外に対応する部位のスリット51(開口部)より幅狭として小面積の開口部を実現した(図11)。本実施形態では、レジストパターン50を用いてイオン注入する。レジストパターン50のスリット51はスリット52と連続しており、幅狭のスリット52の部位が最大ポテンシャルとなる部位に対応する。 In the first aspect of the third embodiment, the element separation region portion 13 has a long strip-like planar shape. At the position corresponding to the portion having the maximum potential, the width of the shape is made narrower than the slit 51 (opening) of the portion corresponding to the portion other than the portion having the maximum potential to realize an opening having a small area (FIG. 11). In this embodiment, the resist pattern 50 is used for ion implantation. The slit 51 of the resist pattern 50 is continuous with the slit 52, and the portion of the narrow slit 52 corresponds to the portion having the maximum potential.

第3の実施形態の第2では、最大ポテンシャルとなる部位に対応する位置に対応して、図12に示すように複数の開口部62が形成され、全体として素子分離領域部13の最大ポテンシャルとなる部位以外に対応する部位13Fの面積よりも小面積の開口部を実現したレジストパターン60を用いてイオン注入する。 In the second embodiment of the third embodiment, a plurality of openings 62 are formed as shown in FIG. 12 corresponding to the positions corresponding to the portions having the maximum potential, and the maximum potential of the element separation region portion 13 as a whole is formed. Ion implantation is performed using a resist pattern 60 that realizes an opening having an area smaller than the area of the portion 13F corresponding to the portion other than the portion.

以上の如くの本発明の第1の実施形態に示したレジストパターン20と30、第2の実施形態に示したレジストパターン40、第3の実施形態のその1に示したレジストパターン50、第3の実施形態に示したレジストパターン60を用いてイオン注入を行うことにより、素子分離領域部13の最大ポテンシャルの位置が、上記素子分離領域部13の端部付近の位置に設定することができる。なお、上記のレジストパターン20、30、40、50、60は、固体撮像素子のイオン注入工程において用いるレジストパターンの、1つの画素ペアに対応する部分を示している。 The resist patterns 20 and 30 shown in the first embodiment of the present invention as described above, the resist pattern 40 shown in the second embodiment, and the resist patterns 50 and third shown in the first embodiment of the third embodiment. By performing ion injection using the resist pattern 60 shown in the embodiment, the position of the maximum potential of the element separation region portion 13 can be set to a position near the end portion of the element separation region portion 13. The resist patterns 20, 30, 40, 50, and 60 indicate parts of the resist pattern used in the ion implantation step of the solid-state image sensor, which correspond to one pixel pair.

11 マイクロレンズ
12 画素ペア
12L 第1の画素
12R 第2の画素
13 素子分離領域部
13F 部位
13M 部位
14 平坦化層
15 カラーフィルタ
16 周縁部遮光膜
20、30、40、50、60 レジストパターン
21、31、41、62 開口部
51、52、61 スリット
11 Microlens 12 Pixel pair 12L First pixel 12R Second pixel 13 Element separation area 13F Part 13M Part 14 Flattening layer 15 Color filter 16 Peripheral light-shielding film 20, 30, 40, 50, 60 Resist pattern 21, 31, 41, 62 Openings 51, 52, 61 Slits

Claims (8)

1つのマイクロレンズと、前記1つのマイクロレンズの背後に配置された第1の画素と第2の画素を1組含んで構成される画素ペアである像面位相差画素とが、平面において縦方向と横方向に複数隣接して配置された固体撮像素子であって、
各画素ペアにおいて、前記第1の画素と前記第2の画素が隣接する境界領域に素子分離領域部が設けられており、
前記素子分離領域部の最大ポテンシャルの位置が、前記素子分離領域部の端部付近の位置に設定されている固体撮像素子において、
前記画素ペアは、平面において前記素子分離領域部の長手方向が一致するように、複数隣接して配置されていることを特徴とする固体撮像素子。
One microlens and an image plane retardation pixel, which is a pixel pair including a pair of a first pixel and a second pixel arranged behind the one microlens, are arranged in the vertical direction in a plane. It is a solid-state image sensor that is arranged adjacent to each other in the horizontal direction.
In each pixel pair, an element separation region portion is provided in a boundary region where the first pixel and the second pixel are adjacent to each other.
In a solid-state imaging device in which the position of the maximum potential of the element separation region portion is set to a position near the end portion of the element separation region portion .
A solid-state imaging device, characterized in that a plurality of the pixel pairs are arranged adjacent to each other so that the longitudinal directions of the element separation regions coincide with each other on a plane .
前記素子分離領域部は、平面形状が長尺帯状であり、
前記長尺帯状両端部付近の位置が、最大ポテンシャルの位置とされていることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。
The element separation region portion has a long strip-like planar shape.
The solid-state image sensor according to claim 1, wherein the position near both ends of the long strip is the position of the maximum potential.
請求項1または2に記載の固体撮像素子の製造方法において、
前記素子分離領域部のイオン注入工程では、最大ポテンシャルとなる部位に対しイオン注入する際のドーズ量を他の部位におけるドーズ量よりも少なくすることを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
In the method for manufacturing a solid-state image sensor according to claim 1 or 2 .
A method for manufacturing a solid-state imaging device, characterized in that, in the ion implantation step of the element separation region portion, the dose amount at the time of ion implantation into a portion having the maximum potential is smaller than the dose amount in other portions.
最大ポテンシャルとなる部位に対応する開口部が形成されたレジストパターンと、最大ポテンシャルとなる部位以外の前記素子分離領域部に対応する開口部が形成されたレジストパターンとを用いてイオン注入することを特徴とする請求項3に記載の固体撮像素子の製造方法。 Ion implantation is performed using a resist pattern in which an opening corresponding to a portion having the maximum potential is formed and a resist pattern in which an opening corresponding to the element separation region portion other than the portion having the maximum potential is formed. The method for manufacturing a solid-state image sensor according to claim 3 . 最大ポテンシャルとなる部位以外の前記素子分離領域部に対応する開口部が形成されたレジストパターンを用いてイオン注入し、最大ポテンシャルとなる部位にはイオン注入しないことを特徴とする請求項3に記載の固体撮像素子の製造方法。 The third aspect of claim 3 , wherein ions are implanted using a resist pattern in which an opening corresponding to the element separation region portion other than the portion having the maximum potential is formed, and ions are not implanted into the portion having the maximum potential. A method for manufacturing a solid-state image sensor. 最大ポテンシャルとなる部位に対応する位置に、前記素子分離領域部の最大ポテンシャルとなる部位以外の面積よりも小面積の開口部を有するレジストパターンを用いてイオン注入することを特徴とする請求項3に記載の固体撮像素子の製造方法。 3. The third aspect of the present invention is that ion implantation is performed at a position corresponding to a portion having the maximum potential by using a resist pattern having an opening having an area smaller than the area other than the portion having the maximum potential of the element separation region portion. The method for manufacturing a solid-state image sensor according to. 前記素子分離領域部を、平面形状が長尺帯状の形状とし、
最大ポテンシャルとなる部位に対応する位置において、前記長尺帯状形状スリットの両端部を幅狭として小面積の開口部を実現したレジストパターンを用いてイオン注入することを特徴とする請求項6に記載の固体撮像素子の製造方法。
The element separation region portion has a long strip-like planar shape.
The sixth aspect of claim 6 is characterized in that ions are implanted using a resist pattern in which both ends of the long strip-shaped slit are narrowed to realize a small area opening at a position corresponding to a portion having a maximum potential. Method for manufacturing a solid-state image sensor.
最大ポテンシャルとなる部位に対応する位置に対応して、複数の開口部が形成され、全体として小面積の開口部を実現したレジストパターンを用いてイオン注入することを特徴とする請求項6に記載の固体撮像素子の製造方法。 The sixth aspect of claim 6 , wherein a plurality of openings are formed corresponding to the positions corresponding to the portions having the maximum potential, and ions are implanted using a resist pattern in which the openings having a small area as a whole are realized. Method for manufacturing a solid-state image sensor.
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