JP7256608B2 - 固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図5は、第1実施形態に係る固体撮像装置の画素100の構造を模式的に示す平面図である。図5に示す本実施形態の画素100では、第1の間隙120に沿った方向と第2の間隙130に沿った方向とが平面視で交差する交差領域において、半導体領域103が第2の間隙130を有さずに繋がっている。その他の構成については、先の図2と同じであるため説明は省略する。
図10は、第2実施形態に係る固体撮像装置の画素100の構造を模式的に示す平面図である。図10に示す本実施形態の画素100では、第1の間隙120に沿った方向と第2の間隙130に沿った方向とが平面視で交差する交差領域の、半導体領域103よりも浅い位置に、P型の不純物領域106を有している。その他の構成については、先の図2と同じであるため説明は省略する。
図15は、第3実施形態に係る固体撮像装置の画素100の構造を模式的に示す平面図である。図15に示す本実施形態の画素100では、図10に示した不純物領域106が、第1の間隙120に沿って、活性化領域101を貫通するように設けられている。その他の構成については、先の図10と同じであるため説明は省略する。
図18は、第4実施形態に係る固体撮像装置の画素100の構造を模式的に示す平面図である。図18に示す本実施形態の半導体領域103は、第2の間隙130によって、上側の第1半導体領域と下側の第2半導体領域に離間されている。離間された上側の第1半導体領域及び下側の第2半導体領域は、共に、電荷蓄積領域102a、第1の間隙120、電荷蓄積領域102bに渡って延在している。また、第2の間隙130も、電荷蓄積領域102a、第1の間隙120、電荷蓄積領域102bに渡って延在している。
第5乃至第7実施形態の画素の回路構成は、図1に示したものとは異なるものであるため、改めて画素の回路構成を説明する。図23は、第5実施形態に係る固体撮像装置の画素の構成を示す等価回路図である。図23には、固体撮像装置に含まれる画素アレイを構成する画素100のうち、2行×2列に配列された4個の画素100を示しているが、画素100の数は、特に限定されるものではない。
図28は、本実施形態に係る固体撮像装置の画素100の構造を模式的に示す平面図である。本実施形態において、第5実施形態と異なる点は、半導体領域103の平面視における形状が異なることと、不純物領域106が設けられていないことである。平面視において、半導体領域103の外形は、十字型をなしている。半導体領域103は、図中横方向に電荷蓄積領域102a、第1の間隙120、電荷蓄積領域102bに渡って延在するように配される。また、半導体領域103は図中縦方向に、第1の間隙120に重なるように配される。このように、第1の間隙120と半導体領域103が重なる部分において、半導体領域103の第1の間隙120が延在する方向に沿った幅は、他の部分の幅よりも大きい。
図31は、本実施形態に係る固体撮像装置の画素100の構造を模式的に示す平面図である。本実施形態において第6実施形態と異なる点は、電荷蓄積領域102a、102bの端部付近であって、間隙部103aとほぼ重なる部分にカウンタードープ領域1001が配されている点である。カウンタードープ領域1001とは、N型の電荷蓄積領域102a、102b内に形成されたP型の領域であり、P型の不純物を注入(カウンタードープ)することにより形成され得る。その他の点については、第6実施形態と同様であるため、説明を省略する。
次に、第8実施形態に係る撮像システム及び移動体について、図36(a)及び図36(b)を用いて説明する。図36(a)及び図36(b)は、第8実施形態に係る撮像システム及び移動体の構成例を示す概略図である。
なお、上記実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば、上述の各実施形態の構成は、組み合わせて適用することも可能である。
101 :活性化領域
102a :電荷蓄積領域
102b :電荷蓄積領域
103 :半導体領域
104 :浮遊拡散領域
105 :不純物領域
106 :不純物領域
110 :素子分離領域
120 :第1の間隙
130 :第2の間隙
140 :定電流源
200a :光電変換領域
200b :光電変換領域
201 :転送ゲート電極
Claims (18)
- 少なくとも1つのマイクロレンズと半導体基板に設けられた光電変換部を備える画素とを有する固体撮像装置であって、
平面視において、1つのマイクロレンズが前記光電変換部と重なっており、
前記光電変換部は、前記1つのマイクロレンズを通過した入射光に応じた電荷を生成し、
前記光電変換部は、
前記半導体基板の第1の深さに設けられ、第1の間隙によって離間された第1導電型の第1電荷蓄積領域および前記第1導電型の第2電荷蓄積領域と、
前記半導体基板の前記第1の深さの下部に位置する第2の深さに設けられ、第2の間隙によって離間された第2導電型の第1半導体領域および前記第2導電型の第2半導体領域と、
を有し、
前記第2の深さにおいて、前記第1半導体領域、前記第2半導体領域、前記第2の間隙のそれぞれが、前記平面視において前記第1電荷蓄積領域、前記第2電荷蓄積領域に渡って各々延在し、
前記第1の間隙の下部の領域における前記第2導電型の不純物濃度が、前記第1電荷蓄積領域および前記第2電荷蓄積領域の下部の領域における前記第2導電型の不純物濃度よりも高く、前記第2の間隙における前記第2導電型の不純物濃度が前記第1半導体領域および前記第2半導体領域の前記第2導電型の不純物濃度よりも低いことを特徴とする固体撮像装置。 - 少なくとも1つのマイクロレンズと半導体基板に設けられた光電変換部を備える画素とを有する固体撮像装置であって、
平面視において、1つのマイクロレンズが前記光電変換部と重なっており、
前記光電変換部は、前記1つのマイクロレンズを通過した入射光に応じた電荷を生成し、
前記光電変換部は、
前記半導体基板の第1の深さに設けられ、第1の間隙によって離間された第1導電型の第1電荷蓄積領域および前記第1導電型の第2電荷蓄積領域と、
前記半導体基板の前記第1の深さの下部に位置する第2の深さに設けられ、第2の間隙によって離間された第2導電型の第1半導体領域および前記第2導電型の第2半導体領域と、
を有し、
前記第2の深さにおいて、
前記第1半導体領域、前記第2半導体領域、前記第2の間隙のそれぞれが、前記平面視において、前記第1電荷蓄積領域、前記第1の間隙、前記第2電荷蓄積領域に渡って延在しており、
前記第1の間隙において、
前記第2の間隙の上部に位置する部分の、前記第2の間隙が延在する方向に沿った幅が、前記第1半導体領域および前記第2半導体領域の上部に位置する部分の前記方向に沿った幅よりも大きいことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記第1電荷蓄積領域に蓄積された信号電荷に基づく第1の信号と、前記第2電荷蓄積領域に蓄積された信号電荷に基づく第2の信号とを用いて、位相差方式の焦点検出が行われることを特徴とする請求項1又は2に記載の固体撮像装置。
- 前記第1の間隙の下部において、前記第1半導体領域と前記第2半導体領域が、互いに繋がっている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の間隙の下部において、前記第2の深さよりも浅い位置に、前記第2導電型の不純物領域を有する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。
- 前記不純物領域が、前記第1の間隙に沿って形成されていることを特徴とする請求項5に記載の固体撮像装置。
- 少なくとも1つのマイクロレンズと半導体基板に設けられた光電変換部を備える画素とを有する固体撮像装置であって、
平面視において、1つのマイクロレンズが前記光電変換部と重なっており、
前記光電変換部は、前記1つのマイクロレンズを通過した入射光に応じた電荷を生成し、
前記光電変換部は、
前記半導体基板の第1の深さに設けられ、第1の間隙によって離間された第1導電型の第1電荷蓄積領域および前記第1導電型の第2電荷蓄積領域と、
前記半導体基板の前記第1の深さの下部に位置する第2の深さに設けられ、第2の間隙によって離間された第2導電型の第1半導体領域と、
を有し、
前記第2の深さにおいて、前記第1半導体領域、前記第2の間隙のそれぞれが、前記平面視において前記第1電荷蓄積領域、前記第2電荷蓄積領域に渡って各々延在し、
前記第1の間隙のうちの、前記第1半導体領域と前記平面視において重ならない部分の下部の領域における前記第2導電型の不純物濃度が、前記第1電荷蓄積領域および前記第2電荷蓄積領域の下部の領域における前記第2導電型の不純物濃度よりも高く、前記第2の間隙における前記第2導電型の不純物濃度が前記第1半導体領域の前記第2導電型の不純物濃度よりも低いことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記平面視において、前記第1半導体領域は、前記第1の間隙の少なくとも一端において前記第1の間隙と重ならないことを特徴とする請求項7に記載の固体撮像装置。
- 少なくとも1つのマイクロレンズと半導体基板に設けられた光電変換部を備える画素とを有する固体撮像装置であって、
平面視において、1つのマイクロレンズが前記光電変換部と重なっており、
前記光電変換部は、前記1つのマイクロレンズを通過した入射光に応じた電荷を生成し、
前記光電変換部は、
前記半導体基板の第1の深さに設けられ、第1の間隙によって離間された第1導電型の第1電荷蓄積領域および前記第1導電型の第2電荷蓄積領域と、
前記半導体基板の前記第1の深さの下部に位置する第2の深さに設けられ、前記平面視において前記第1電荷蓄積領域、前記第1の間隙、前記第2電荷蓄積領域に渡って延在する、第2導電型の第1半導体領域と、
を有し、
前記平面視において、前記第1半導体領域と前記第1の間隙とが重なる部分における前記第1半導体領域の前記第1の間隙が延在する方向に沿った幅は、前記第1半導体領域と前記第1電荷蓄積領域または前記第2電荷蓄積領域とが重なる部分における前記第1半導体領域の前記第1の間隙が延在する方向に沿った幅よりも大きいことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記第1半導体領域は、前記平面視において、前記第1の間隙の少なくとも一部において、前記第1の間隙と重ならないことを特徴とする請求項9に記載の固体撮像装置。
- 前記平面視において前記第1電荷蓄積領域または前記第2電荷蓄積領域のうちの前記第1半導体領域と重ならない部分のうちの少なくとも一部が、前記第2導電型の不純物によりカウンタードープされていることを特徴とする請求項9または10に記載の固体撮像装置。
- 前記第1の深さよりも下部に設けられた、前記第1導電型の第3半導体領域を更に有し、
前記第2の深さにおいて、前記第1半導体領域の端部と、前記第3半導体領域の端部とは、第3の間隙によって離間されていることを特徴とする請求項7から11のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 少なくとも1つのマイクロレンズと半導体基板に設けられた光電変換部を備える画素とを有し、平面視において、1つのマイクロレンズが前記光電変換部と重なっており、前記光電変換部は、前記1つのマイクロレンズを通過した入射光に応じた電荷を生成する固体撮像装置の製造方法であって、
前記半導体基板の第1の深さに、第1の間隙によって離間された第1導電型の第1電荷蓄積領域および前記第1導電型の第2電荷蓄積領域を形成する第1ステップと、
前記半導体基板の前記第1の深さの下部に位置する第2の深さに、第2導電型の第1半導体領域および前記第2導電型の第2半導体領域と、前記第1半導体領域および前記第2半導体領域を離間する、前記第1半導体領域および前記第2半導体領域よりも不前記第2導電型の不純物濃度が低い第2の間隙と、を形成する第2ステップと、
前記第1の間隙の下部の領域における前記第2導電型の不純物濃度を、前記第1電荷蓄積領域および前記第2電荷蓄積領域の下部の領域における前記第2導電型の不純物濃度よりも高くするように、前記第1の間隙の下部に前記第2導電型の半導体領域を形成する第3ステップと、
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 前記第2ステップと前記第3ステップが並行して行われることを特徴とする請求項13に記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記第1の間隙の下部において、前記第1半導体領域と前記第2半導体領域が互いに繋がるように形成される
ことを特徴とする請求項13に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記第1の間隙の下部において、前記第2の深さよりも浅い位置に、前記第2導電型の不純物領域を形成するステップを更に有する
ことを特徴とする請求項13に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記不純物領域が、前記第1の間隙に沿って形成される
ことを特徴とする請求項16に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 移動体であって、
請求項1から12のいずれか1項に記載の固体撮像装置と、
前記画素の前記第1電荷蓄積領域に蓄積された信号電荷に基づく第1の信号と、前記第2電荷蓄積領域に蓄積された信号電荷に基づく第2の信号とを処理し、被写体までの距離情報を取得する画像処理部と、
前記距離情報に基づいて前記移動体を制御する主制御部と、
を備えることを特徴とする移動体。
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