JP7388416B2 - 固体撮像素子、および電子機器 - Google Patents
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Description
固体撮像素子10の画素1には、Si基板11の裏面外側に入射光のG成分の波長に応じて光電変換を行う光電変換膜(G)12-1が形成され、Si基板11内に裏面側から順に、入射光のB成分の波長に応じて光電変換を行うPD(B)13-1と、入射光のR成分の波長に応じて光電変換を行うPD(R)14-1が積層されている。
本開示を適用した固体撮像素子の第1の構成例(第1の実施の形態)について図2乃至図5を参照して説明する。
画素2に隣接する画素3のPD(R)30-3により光電変換された電荷も、平面Tr31-3を介してFD32-23に伝送、蓄積される。
次に、本開示を適用した固体撮像素子の第2の構成例(第2の実施の形態)について図6を参照して説明する。
次に、本開示を適用した固体撮像素子の第3の構成例(第3の実施の形態)について図6を参照して説明する。
次に、第1の実施の形態である固体撮像素子20の製造方法について、図8および図9を参照して説明する。
図10は、上述した固体撮像素子20,50,60を使用する使用例を示す図である。
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
(1)
光電変換を行う光の波長が異なる複数の光電変換部が各画素の領域に積層されている縦分光方式の固体撮像素子において、
各画素の領域に形成され、入射光の第1の波長に応じて光電変換を行う第1の光電変換部と、
各画素の領域に形成され、前記第1の光電変換部により変換された電荷を読み出す第1の読み出し部と、
隣接する画素間に形成され、前記隣接する複数の画素にそれぞれ形成されている前記第1の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第1の蓄積部と
を備える固体撮像素子。
(2)
前記第1の読み出し部は、縦型トランジスタである
前記(1)に記載の固体撮像素子。
(3)
前記第1の読み出し部は、隣接する画素間に形成された前記第1の蓄積部に隣接した各画素の領域に形成されている
前記(1)または(2)に記載の固体撮像素子。
(4)
前記第1の蓄積部は、隣接する2画素間に形成され、前記隣接する2画素にそれぞれ形成されている前記第1の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
前記(1)から(3)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(5)
前記第1の蓄積部は、隣接する2×2画素間に形成され、前記隣接する2×2画素にそれぞれ形成されている前記第1の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
前記(1)から(3)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(6)
各画素の領域の前記第1の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第1の波長とは異なる第2の波長に応じて光電変換を行う第2の光電変換部と、
各画素の領域に形成され、前記第2の光電変換部により変換された電荷を読み出す第2の読み出し部と、
隣接する画素間に形成され、前記隣接する複数の画素にそれぞれ形成されている前記第2の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第2の蓄積部と
をさらに備える前記(1)から(5)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(7)
前記第2の読み出し部は、平面トランジスタである
前記(6)に記載の固体撮像素子。
(8)
前記第2の読み出し部は、隣接する画素間に形成された前記第2の蓄積部に隣接した各画素の領域に形成されている
前記(6)または(7)に記載の固体撮像素子。
(9)
前記第2の蓄積部は、隣接する2画素間に形成され、前記隣接する2画素にそれぞれ形成されている前記第2の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
前記(6)から(8)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(10)
前記第2の蓄積部は、隣接する2×2画素間に形成され、前記隣接する2×2画素にそれぞれ形成されている前記第2の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
前記(6)から(8)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(11)
前記第1の蓄積部と前記第2の蓄積部は、配線により接続されている
前記(6)から(10)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(12)
各画素の領域の前記第1および第2の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第1および第2の波長とは異なる第3の波長に応じて光電変換を行う第3の光電変換部と、 各画素の領域に形成され、前記第3の光電変換部により変換された電荷を読み出す第3の読み出し部と、
隣接する画素間に形成され、前記第3の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第3の蓄積部と
をさらに備える前記(6)から(11)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(13)
前記第3の読み出し部は、貫通電極である
前記(12)に記載の固体撮像素子。
(14)
前記第3の読み出し部は、隣接する画素間に形成された前記第3の蓄積部に隣接した各画素の領域に形成されている
前記(12)または(13)に記載の固体撮像素子。
(15)
前記第3の蓄積部は、隣接する2画素間に形成され、前記隣接する2画素にそれぞれ形成されている前記第3の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
前記(12)から(14)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(16)
前記第3の蓄積部は、隣接する2×2画素間に形成され、前記隣接する2×2画素にそれぞれ形成されている前記第3の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
前記(12)から(14)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(17)
光電変換を行う光の波長が異なる複数の光電変換部が各画素の領域に積層されている縦分光方式の固体撮像素子が搭載された電子機器において、
前記固体撮像素子は、
各画素の領域に形成され、入射光の第1の波長に応じて光電変換を行う第1の光電変換部と、
各画素の領域に形成され、前記第1の光電変換部により変換された電荷を読み出す第1の読み出し部と、
隣接する画素間に形成され、前記隣接する複数の画素にそれぞれ形成されている前記第1の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第1の蓄積部とを備える
電子機器。
Claims (4)
- 光電変換を行う光の波長が異なる複数の光電変換部が各画素の領域に積層されている縦分光方式の第1の画素、第2の画素、および第3の画素が横並びで隣接し、
前記第1乃至第3の画素のそれぞれは、
入射光の第1の波長に応じて光電変換を行う第1の光電変換部と、
前記第1の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第1の波長とは異なる第2の波長に応じて光電変換を行う第2の光電変換部と、
前記第1および第2の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第1および第2の波長とは異なる第3の波長に応じて光電変換を行う第3の光電変換部と、
前記第1の光電変換部により変換された電荷を読み出し、貫通電極で形成された第1の読み出し部と、
前記第2の光電変換部により変換された電荷を読み出し、縦型トランジスタで形成された第2の読み出し部と、
前記第3の光電変換部により変換された電荷を読み出し、平面トランジスタで形成された第3の読み出し部と、
前記第1の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第1の蓄積部と
を備え、
前記第1の画素の前記第2の読み出し部と前記第2の画素の前記第2の読み出し部との間に形成され、前記第1の画素の前記第2の読み出し部により読み出された前記電荷と、前記第2の画素の前記第2の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第2の蓄積部と、
前記第2の画素の第3の光電変換部と前記第3の画素の第3の光電変換部の間に形成され、前記第2の画素の前記第3の読み出し部により読み出された前記電荷と、前記第3の画素の前記第3の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第3の蓄積部と
を備え、
前記第2の画素の前記第3の読み出し部と前記第3の画素の前記第3の読み出し部は、前記第2の画素の前記第2の読み出し部と前記第3の画素の前記第2の読み出し部との間に設けられている
固体撮像素子。 - 隣接する2×2画素である前記第1の画素、前記第2の画素、第4の画素、および第5の画素において、前記第2の蓄積部は、前記2×2画素間に形成され、前記2×2画素にそれぞれ形成されている前記第2の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 隣接する2×2画素である前記第2の画素、前記第3の画素、前記第5の画素、および第6の画素において、前記第3の蓄積部は、前記2×2画素間に形成され、前記2×2画素にそれぞれ形成されている前記第3の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
請求項2に記載の固体撮像素子。 - 固体撮像素子を含む電子機器において、
前記固体撮像素子は、
光電変換を行う光の波長が異なる複数の光電変換部が各画素の領域に積層されている縦分光方式の第1の画素、第2の画素、および第3の画素が横並びで隣接し、
前記第1乃至第3の画素のそれぞれは、
入射光の第1の波長に応じて光電変換を行う第1の光電変換部と、
前記第1の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第1の波長とは異なる第2の波長に応じて光電変換を行う第2の光電変換部と、
前記第1および第2の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第1および第2の波長とは異なる第3の波長に応じて光電変換を行う第3の光電変換部と、
前記第1の光電変換部により変換された電荷を読み出し、貫通電極で形成された第1の読み出し部と、
前記第2の光電変換部により変換された電荷を読み出し、縦型トランジスタで形成された第2の読み出し部と、
前記第3の光電変換部により変換された電荷を読み出し、平面トランジスタで形成された第3の読み出し部と、
前記第1の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第1の蓄積部と
を備え、
前記第1の画素の前記第1の読み出し部と前記第2の画素の前記第1の読み出し部との間に形成され、前記第1の画素の前記第2の読み出し部により読み出された前記電荷と、前記第2の画素の前記第2の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第2の蓄積部と、
前記第2の画素の第3の光電変換部と前記第3の画素の第3の光電変換部の間に形成され、前記第2の画素の前記第3の読み出し部により読み出された前記電荷と、前記第3の画素の前記第3の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第3の蓄積部と
を備え、
前記第2の画素の前記第3の読み出し部と前記第3の画素の前記第3の読み出し部は、前記第2の画素の前記第2の読み出し部と前記第3の画素の前記第2の読み出し部との間に設けられている
電子機器。
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