JP7192922B2 - 固体撮像装置、及び電子機器 - Google Patents
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Description
2.第1の実施の形態:画素内にオーバーフローパスを備えた構造
3.第2の実施の形態:低感度PDの深さ方向のサイズを限定した構造
4.第3の実施の形態:低感度PDの入射光側と配線側の平面方向のサイズが異なる構造
5.第4の実施の形態:低感度PDと画素内容量等を積層した構造
6.第5の実施の形態:高感度PDにモスアイ構造を用いた構造
7.第6の実施の形態:高感度PDの周囲を低感度PDで取り囲んだ構造
8.変形例
9.電子機器の構成
10.固体撮像装置の使用例
図1は、本技術を適用した固体撮像装置の一実施の形態を示す図である。
図2は、図1の画素100の回路構成例を示す図である。
図3は、第1の実施の形態の画素900の構造を示す平面図である。なお、図3は、裏面照射型のCMOSイメージセンサ10(図1)の画素アレイ部11で2次元状に配置される画素900の1つを配線側から見た場合の平面図を表している。なお、図3に記載の画素900は、図2に記載した画素100と同様の構成を備えている。
図46は、複数の配線層のうち、ある1つの配線層を、転送トランジスタ522-1とリセットトランジスタ527の制御線として配置した場合の構造を示している。
図47は、複数の配線層のうち、ある1つの配線層を、転送トランジスタ522-3と選択トランジスタ529の制御線として配置した場合の構造を示している。
図48は、複数の配線層のうち、ある1つの配線層を、FD配線層として配置した場合の構造を示している。
図49は、複数の配線層のうち、ある1つの配線層を、電源線と垂直信号線として配置した場合の構造を示している。
図50は、画素500D-1乃至画素500D-4により4画素共有を行う場合における回路構成例を示す図である。
複数の画素が2次元状に配置されている画素アレイ部を備え、
前記画素は、
第1の光電変換部と、
前記第1の光電変換部よりも感度が低い第2の光電変換部と
を有し、
前記第2の光電変換部は、光の入射する光軸方向のサイズが、前記第1の光電変換部の光軸方向のサイズよりも小さいサイズとなる
固体撮像装置。
(2)
前記第2の光電変換部は、光軸に直交する平面方向のサイズが、前記第1の光電変換部の平面方向のサイズと略同一又はそれ以上のサイズとなる
(1)に記載の固体撮像装置。
(3)
前記画素は、前記第2の光電変換部でオーバーフローした電荷を蓄積する画素内容量をさらに有する
(1)又は(2)に記載の固体撮像装置。
(4)
前記第2の光電変換部は、前記画素の半導体領域内の光軸方向の任意の位置に形成され、
前記画素の半導体領域には、前記第2の光電変換部に蓄積される電荷を読み出すための縦型トランジスタが形成される
(1)乃至(3)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(5)
前記第2の光電変換部は、光入射側と反対側の光軸に直交する平面方向のサイズが、光入射側の平面方向のサイズよりも大きいサイズとなる
(1)に記載の固体撮像装置。
(6)
前記第1の光電変換部は、光入射側と反対側の平面方向のサイズが、光入射側の平面方向のサイズよりも小さいサイズとなる
(5)に記載の固体撮像装置。
(7)
前記第1の光電変換部は、光入射側と反対側にPN接合が形成されている
(6)に記載の固体撮像装置。
(8)
前記画素は、前記第2の光電変換部でオーバーフローした電荷を蓄積する画素内容量をさらに有し、
前記第2の光電変換部と前記画素内容量とは、前記第2の光電変換部が光入射側となるように積層され、
前記第2の光電変換部と前記画素内容量とを積層構造にすることで確保可能な領域に、前記第1の光電変換部の領域が拡張される
(1)に記載の固体撮像装置。
(9)
前記画素は、酸化膜をさらに有し、
前記第2の光電変換部と前記酸化膜とは、前記第2の光電変換部又は前記酸化膜が光入射側となるように積層される
(1)に記載の固体撮像装置。
(10)
前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部との間には、前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部との間を遮光するための遮光膜が形成される
(8)又は(9)に記載の固体撮像装置。
(11)
複数の画素が2次元状に配置されている画素アレイ部を備え、
前記画素は、
第1の光電変換部と、
前記第1の光電変換部よりも感度が低い第2の光電変換部と
を有し、
前記第1の光電変換部の光入射側には、微細な凹凸構造が形成されている
固体撮像装置。
(12)
前記第1の光電変換部に光を入射する第1のレンズは、その外形サイズが、前記第2の光電変換部に光を入射する第2のレンズよりも大きいサイズとなる
(11)に記載の固体撮像装置。
(13)
前記第1の光電変換部は、光軸に直交する平面方向のサイズが、前記第2の光電変換部の平面方向のサイズよりも大きいサイズとなる
(11)に記載の固体撮像装置。
(14)
前記第1の光電変換部に光を入射する第1のレンズは、その外形サイズが、前記第2の光電変換部に光を入射する第2のレンズの外形サイズよりも大きいサイズとなり、
前記第1の光電変換部は、光軸に直交する平面方向のサイズが、前記第2の光電変換部の平面方向のサイズよりも大きいサイズとなる
(11)に記載の固体撮像装置。
(15)
複数の画素が2次元状に配置されている画素アレイ部を備え、
前記画素は、
第1の光電変換部と、
前記第1の光電変換部よりも感度が低い第2の光電変換部と
を有し、
前記第2の光電変換部は、前記第1の光電変換部の周囲を取り囲んで形成されている
固体撮像装置。
(16)
前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部とは、前記画素内で素子分離されて形成されている
(15)に記載の固体撮像装置。
(17)
前記第2の光電変換部は、前記第1の光電変換部に入射した光を用いて光電変換を行う (15)に記載の固体撮像装置。
(18)
前記第2の光電変換部は、前記第1の光電変換部の中心を対称点として、点対称の領域に形成されている
(15)に記載の固体撮像装置。
(19)
前記第2の光電変換部を形成可能な領域のうち、一部の領域の光入射側は、遮光されており、その遮光された領域を、電荷を保持するメモリ部として用いる
(18)に記載の固体撮像装置。
(20)
複数の画素が2次元状に配置されている画素アレイ部を有し、
前記画素は、
第1の光電変換部と、
前記第1の光電変換部よりも感度が低い第2の光電変換部と
を有し、
前記第2の光電変換部は、光の入射する光軸方向のサイズが、前記第1の光電変換部の光軸方向のサイズよりも小さいサイズとなる
固体撮像装置を備える
電子機器。
Claims (3)
- 複数の画素が2次元状に配置されている画素アレイ部を備え、
前記画素は、
第1の光電変換部を有する第1の画素と、
前記第1の光電変換部よりも感度が低い第2の光電変換部を有する第2の画素と
からなり、
前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部のうち、前記第1の光電変換部の光入射側には、微細な凹凸構造が形成され、前記第2の光電変換部の光入射側には、微細な凹凸構造が形成されておらず、
前記第1の光電変換部に光を入射する第1のレンズは、その外形サイズが、前記第2の光電変換部に光を入射する第2のレンズの外形サイズよりも大きいサイズとなり、
前記第1のレンズの外形サイズは、前記第1の光電変換部の平面方向のサイズに対応し、前記第2のレンズの外形サイズは、前記第2の光電変換部の平面方向のサイズに対応しており、
前記第1の光電変換部は、その平面方向のサイズが、前記第2の光電変換部の平面方向のサイズよりも大きいサイズとなり、かつ、その深さ方向のサイズが、前記第2の光電変換部の深さ方向のサイズと同一のサイズとなり、
前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部との間には、その深さ方向に、前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部とを分離するための素子間分離部が形成され、
前記素子間分離部は、前記第1の画素と前記第2の画素のうち、前記第2の画素の内側に形成され、前記第1の画素の内側には形成されていない
固体撮像装置。 - 前記素子間分離部は、前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部との間を遮光するための遮光膜を含んで形成される
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 複数の画素が2次元状に配置されている画素アレイ部を有し、
前記画素は、
第1の光電変換部を有する第1の画素と、
前記第1の光電変換部よりも感度が低い第2の光電変換部を有する第2の画素と
からなり、
前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部のうち、前記第1の光電変換部の光入射側には、微細な凹凸構造が形成され、前記第2の光電変換部の光入射側には、微細な凹凸構造が形成されておらず、
前記第1の光電変換部に光を入射する第1のレンズは、その外形サイズが、前記第2の光電変換部に光を入射する第2のレンズの外形サイズよりも大きいサイズとなり、
前記第1のレンズの外形サイズは、前記第1の光電変換部の平面方向のサイズに対応し、前記第2のレンズの外形サイズは、前記第2の光電変換部の平面方向のサイズに対応しており、
前記第1の光電変換部は、その平面方向のサイズが、前記第2の光電変換部の平面方向のサイズよりも大きいサイズとなり、かつ、その深さ方向のサイズが、前記第2の光電変換部の深さ方向のサイズと同一のサイズとなり、
前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部との間には、その深さ方向に、前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部とを分離するための素子間分離部が形成され、
前記素子間分離部は、前記第1の画素と前記第2の画素のうち、前記第2の画素の内側に形成され、前記第1の画素の内側には形成されていない
固体撮像装置を備える
電子機器。
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