DE112016004224T5 - Festkörperbildgebungsvorrichtung, elektronische Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen der Festkörperbildgebungsvorrichtung - Google Patents

Festkörperbildgebungsvorrichtung, elektronische Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen der Festkörperbildgebungsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE112016004224T5
DE112016004224T5 DE112016004224.8T DE112016004224T DE112016004224T5 DE 112016004224 T5 DE112016004224 T5 DE 112016004224T5 DE 112016004224 T DE112016004224 T DE 112016004224T DE 112016004224 T5 DE112016004224 T5 DE 112016004224T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
region
film
state imaging
imaging device
semiconductor substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112016004224.8T
Other languages
English (en)
Inventor
Susumu Inoue
Yuhi Yorikado
Atsushi Toda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Semiconductor Solutions Corp
Original Assignee
Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Semiconductor Solutions Corp filed Critical Sony Semiconductor Solutions Corp
Publication of DE112016004224T5 publication Critical patent/DE112016004224T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02178—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing aluminium, e.g. Al2O3
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02181—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing hafnium, e.g. HfO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02183—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing tantalum, e.g. Ta2O5
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02189—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing zirconium, e.g. ZrO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H01L21/02192—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing at least one rare earth metal element, e.g. oxides of lanthanides, scandium or yttrium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H01L27/14607—Geometry of the photosensitive area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H01L27/1461—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements characterised by the photosensitive area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1463—Pixel isolation structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636—Interconnect structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14638—Structures specially adapted for transferring the charges across the imager perpendicular to the imaging plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1464—Back illuminated imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14685—Process for coatings or optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14689—MOS based technologies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02016—Circuit arrangements of general character for the devices
    • H01L31/02019—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02027—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for devices working in avalanche mode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02162—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035236—Superlattices; Multiple quantum well structures
    • H01L31/035263—Doping superlattices, e.g. nipi superlattices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035272—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/03529—Shape of the potential jump barrier or surface barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/1013—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation devices sensitive to two or more wavelengths, e.g. multi-spectrum radiation detection devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
    • H01L31/107—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof
    • H04N23/84—Camera processing pipelines; Components thereof for processing colour signals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14621—Colour filter arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14627—Microlenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14645—Colour imagers
    • H01L27/14647—Multicolour imagers having a stacked pixel-element structure, e.g. npn, npnpn or MQW elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/028—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/0304—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L31/1808—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table including only Ge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/184—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

Die vorliegende Technologie bezieht sich auf eine Festkörperbilderfassungsvorrichtung zum Verhindern einer Reduzierung der Lichtempfangsempfindlichkeit einer Lawinenphotodiode, eine elektronische Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen der Festkörperbilderfassungsvorrichtung.Eine Festkörperbilderfassungsvorrichtung umfasst eine Lawinenphotodiode, die ein erstes Gebiet eines ersten leitfähigen Typs, ein zweites Gebiet eines zweiten leitfähigen Typs, der von dem ersten leitfähigen Typ verschieden ist, und ein zwischen das erste Gebiet und das zweite Gebiet eingeschobene Lawinengebiet, das sich in einer Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt, aufweist, und einen Film, der auf mindestens einer Seite des Halbleitersubstrats gebildet ist und einen Metalloxidfilm, einen Metallnitridfilm oder einen gemischten kristallbasierten Film aus einem Metalloxidfilm und einem Metallnitridfilm umfasst. Die vorliegende Technologie kann zum Beispiel auf CMOS-Bildsensoren angewendet werden.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Technologie bezieht sich auf eine Festkörperbilderfassungsvorrichtung, eine elektronische Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen der Festkörperbilderfassungsvorrichtung und insbesondere auf eine Festkörperbilderfassungsvorrichtung, die Lawinenvervielfachung verwendet, eine elektronische Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen der Festkörperbilderfassungsvorrichtung.
  • HINTERGRUND
  • In den letzten Jahren ist die Pixelgröße reduziert worden, um kleinere und schlankere Festkörperbilderfassungsvorrichtungen zu verwirklichen. Wenn eine Bildgröße reduziert wird, wird jedoch nicht nur eine Lichtempfangsfläche einer Photodiode als Lichtempfangsvorrichtung, sondern auch ein Volumen eines Gebiets für photoelektrische Umsetzung reduziert, weshalb sich die Lichtaufnahmeeffizienz verringert.
  • Auf der anderen Seite ist eine höhere Empfindlichkeit von Festkörperbilderfassungsvorrichtungen erwünscht, um ein Bild hoher Bildqualität sogar in einem Zustand mit wenig Einfallslicht aufzunehmen, wie Aufnehmen eines dunklen Orts oder Detektieren eines geringen Strahlungsbetrags.
  • Im Gegensatz dazu wird eine Festkörperbilderfassungsvorrichtung vorgeschlagen, die Lawinenphotodioden durch Verwendung von Lawinenvervielfachung verwendet, um sowohl Verkleinerung auch als höhere Empfindlichkeit zu erreichen (siehe zum Beispiel Patentdokument 1).
  • ENTGEGENHALTUNGSLISTE
  • PATENTDOKUMENT
  • Patentdokument 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2010-157665
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
  • Zufällig wird in einer Lawinenphotodiode, die in einem Geiger-Modus angesteuert wird, daran eine Vorspannung nahe einer Abfallspannung einer Diode angelegt, um Empfindlichkeit auf einzelne Photonen aufzuweisen. Somit ist die Abfallspannung einer Diode ein wichtiger Parameter.
  • Auf der anderen Seite ist eine Krümmung einer elektrischen Feldintensität an einem Ende eines pn-Übergangs in einer Lawinenphotodiode höher und die Abfallspannung verringert sich. Dies ist ein Phänomen, dass Kanteneffekt oder Randeffekt genannt wird. Zum Beispiel ist gemäß der Erfindung, die im Patentdokument 1 beschrieben ist, ein Ende eines pn-Übergangs auf einer Oberfläche eines Halbleitersubstrats vorhanden, auf dem eine Lawinenphotodiode gebildet ist. Folglich tritt eine Diffusion nach außen oder eine Anhäufung von Fremdatomen auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats leicht auf und die Abfallspannung verringert sich.
  • Dann wird, falls zum Beispiel eine Vorspannung gemäß einem Gebiet, in dem sich die Abfallspannung verringert, angelegt wird, nur eine niedrigere Spannung als die Abfallspannung in anderen Gebieten angelegt. Folglich verringert sich die Lichtempfangsempfindlichkeit von Lawinenphotodioden.
  • Im Gegensatz dazu ist herkömmlich vorgeschlagen worden, dass ein Gebiet niedriger Konzentration bereitgestellt wird, um einen Fremdatomkonzentrationsgradienten und dergleichen zu mildern. Falls jedoch ein Gebiet niedriger Konzentration nahe einer Oberfläche des Halbleitersubstrats gebildet ist, verringert sich die Lichtempfangsempfindlichkeit für Einfallslicht kurzer Wellenlänge.
  • Die vorliegende Technologie ist angesichts dieser Situation erstellt worden und ist darauf gerichtet, eine Reduzierung der Lichtempfangsempfindlichkeit von Lawinenphotodioden zu verhindern.
  • LÖSUNGEN DER PROBLEME
  • Eine Festkörperbilderfassungsvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Technologie umfasst eine Lawinenphotodiode, die ein erstes Gebiet eines ersten leitfähigen Typs, ein zweites Gebiet eines zweiten leitfähigen Typs, der von dem ersten leitfähigen Typ verschieden ist, und ein zwischen das erste Gebiet und das zweite Gebiet eingeschobenes Lawinengebiet, das sich in einer Dickenrichtung eines Halbleitersubstrats erstreckt, aufweist, und einen Film, der auf mindestens einer Seite des Halbleitersubstrats gebildet ist und einen Metalloxidfilm, einen Metallnitridfilm oder einen gemischten kristallbasierten Film aus einem Metalloxidfilm und einem Metallnitridfilm umfasst.
  • Ein Isolierfilm, der zwischen dem Film und dem Halbleitersubstrat gebildet ist, kann ferner vorgesehen sein.
  • Der Film kann einen Oxidfilm oder einen Nitridfilm aus Aluminium, Tantal, Zirkonium, Hafnium, Yttrium oder Lanthanid oder einen gemischten kristallbasierten Film aus Oxid und Nitrid aus Aluminium, Tantal, Zirkonium, Hafnium, Yttrium oder Lanthanid umfassen.
  • Der Film kann feste Ladungen aufweisen.
  • Der Film kann unterschiedliche feste Ladungen zwischen nahe dem ersten Gebiet und nahe dem zweiten Gebiet aufweisen.
  • In einem Fall, in dem das erste Gebiet in einer rechteckigen Röhrengestalt ist, kann der Film gebildet sein, um mindestens rund um Ecken des ersten Gebiets abzudecken.
  • Das erste Gebiet ist zylindrisch, eine Elektrode, die entlang der oberen Fläche oder der unteren Fläche des ersten Gebiets gebildet ist und einen oder mehrere unterbrochene Teile aufweist, kann ferner auf einer Seite des Halbleitersubstrats vorgesehen sein und der Film kann gebildet sein, um mindestens rund um die unterbrochenen Teile in der Elektrode zwischen dem Halbleitersubstrat und der Elektrode abzudecken.
  • Zwei oder mehrere Lawinenphotodiodenstrukturen können wiederholt in einem Pixel gebildet sein.
  • Ein Verfahren zum Herstellen einer Festkörperbilderfassungsvorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Technologie umfasst einen Schritt zum Bilden eines Films, der einen Metalloxidfilm, einen Metallnitridfilm oder einen gemischten kristallbasierten Film aus einem Metalloxidfilm und einem Metallnitridfilm umfasst, auf mindestens einer Seite eines Halbleitersubstrats, auf dem eine Lawinenphotodiode, die ein erstes Gebiet eines ersten leitfähigen Typs, ein zweites Gebiet eines zweiten leitfähigen Typs, der von dem ersten leitfähigen Typ verschieden ist, und ein zwischen das erste Gebiet und das zweite Gebiet eingeschobenes Lawinengebiet, das sich in einer Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt, aufweist, gebildet ist.
  • Eine elektronische Vorrichtung gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Technologie umfasst eine Festkörperbilderfassungsvorrichtung und eine Signalverarbeitungseinheit zum Verarbeiten einer Signalausgabe von der Festkörperbilderfassungsvorrichtung, in der die Festkörperbilderfassungsvorrichtung eine Lawinenphotodiode, die ein erstes Gebiet eines ersten leitfähigen Typs, ein zweites Gebiet eines zweiten leitfähigen Typs, der von dem ersten leitfähigen Typ verschieden ist, und ein zwischen das erste Gebiet und das zweite Gebiet eingeschobene Lawinengebiet, das sich in einer Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt, aufweist, und einen Film, der auf mindestens einer Seite des Halbleitersubstrats gebildet ist und einen Metalloxidfilm, einen Metallnitridfilm oder einen gemischten kristallbasierten Film aus einem Metalloxidfilm und einem Metallnitridfilm umfasst, umfasst.
  • Gemäß dem ersten oder dritten Aspekt der vorliegenden Technologie ermöglicht ein Film, der einen Metalloxidfilm, einen Metallnitridfilm oder einen gemischten kristallbasierten Film umfasst, der auf mindestens einer Seite eines Halbleitersubstrats gebildet ist, dass eine Variation der Abfallspannung oder ein Auftreten eines Dunkelstroms in einer Lawinenphotodiode beschränkt wird.
  • Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Technologie wird ein Film, der einen Metalloxidfilm, einen Metallnitridfilm oder einen gemischten kristallbasierten Film aus einem Metalloxidfilm und einem Metallnitridfilm umfasst, auf mindestens einer Seite eines Halbleitersubstrats gebildet, auf dem eine Lawinenphotodiode, die ein erstes Gebiet eines ersten leitfähigen Typs, ein zweites Gebiet eines zweiten leitfähigen Typs, der von dem ersten leitfähigen Typ verschieden ist, und ein zwischen das erste Gebiet und das zweite Gebiet eingeschobenes Lawinengebiet, das sich in einer Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt, aufweist, gebildet ist.
  • WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Gemäß dem ersten bis dritten Aspekt der vorliegenden Technologie ist es möglich, eine Reduzierung der Lichtempfangsempfindlichkeit von Lawinenphotodioden zu verhindern.
  • Zusätzlich sind die Effekte, die in der vorliegenden Patentschrift beschrieben sind, lediglich beispielhaft und die Effekte der vorliegenden Technologie sind nicht auf die Effekte beschränkt, die in der vorliegenden Patentschrift beschrieben sind, und zusätzliche Effekte können erhalten werden.
  • Figurenliste
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte schematische Konfiguration eines CMOS-Bildsensors darstellt, auf den die vorliegende Technologie angewendet wird.
    • 2 ist eine Querschnittsansicht, die eine erste Ausführungsform des CMOS-Bildsensors darstellt.
    • 3 ist ein Diagramm, das ein beispielhaftes Ebenenmuster einer Lawinenphotodiode darstellt.
    • 4 ist ein Diagramm, das eine Verteilung von elektrischen Feldern in einer Lawinenphotodiode in einem Fall schematisch darstellt, in dem Filme mit fester Ladung nicht vorgesehen sind.
    • 5 ist ein Diagramm, das eine Verteilung von elektrischen Feldern in einer Lawinenphotodiode in einem Fall schematisch darstellt, in dem Filme mit fester Ladung vorgesehen sind.
    • 6 ist eine Querschnittsansicht, die eine zweite Ausführungsform des CMOS-Bildsensors darstellt.
    • 7 ist eine Querschnittsansicht, die eine dritte Ausführungsform des CMOS-Bildsensors darstellt.
    • 8 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen eines Films mit fester Ladung des CMOS-Bildsensor von 7.
    • 9 ist ein Diagramm zum Erläutern des Verfahrens zum Herstellen eines Films mit fester Ladung des CMOS-Bildsensor von 7.
    • 10 ist ein Diagramm, das eine erste Variante des Ebenenmusters einer Lawinenphotodiode darstellt.
    • 11 ist ein Diagramm, das ein beispielhaftes Gebiet darstellt, in dem Filme mit fester Ladung für die Lawinenphotodiode von 10 angeordnet sind.
    • 12 ist ein Diagramm, das eine zweite Variante des Ebenenmusters einer Lawinenphotodiode darstellt.
    • 13 ist ein Diagramm, das ein beispielhaftes Gebiet darstellt, in dem Filme mit fester Ladung für die Lawinenphotodiode von 12 angeordnet sind.
    • 14 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Verwendung von Festkörperbilderfassungsvorrichtungen darstellt.
    • 15 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Konfiguration einer elektrischen Vorrichtung darstellt, auf die die vorliegende Technologie angewendet wird.
  • ARTEN DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden werden Arten der Ausführung der vorliegenden Technologie (die unten als Ausführungsformen bezeichnet sind) werden beschrieben. Zusätzlich wird die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge vorgenommen werden.
    1. 1. Festkörperbilderfassungsvorrichtung, auf die die vorliegende Technologie angewendet wird
    2. 2. Erste Ausführungsform
    3. 3. Zweite Ausführungsform (Beispiel, in dem Isolierfilme vorgesehen sind)
    4. 4. Dritte Ausführungsform (Beispiel, in dem Filme mit fester Ladung mit unterschiedlichen festen Ladungen vorgesehen sind)
    5. 5. Varianten
    6. 6. Beispielhafte Verwendung von Festkörperbilderfassungsvorrichtungen
  • <Festkörperbilderfassungsvorrichtung, auf die die vorliegende Technologie angewendet wird>
  • {Grundlegende Systemkonfiguration}
  • 1 ist ein Systemkonfigurationsdiagramm, das eine schematische Konfiguration einer Festkörperbilderfassungsvorrichtung darstellt, auf die die vorliegende Technologie angewendet wird, wie einen CMOS-Bildsensor als eine Art Festkörperbilderfassungsvorrichtung eines X-Y-Adresssystems. Hierbei wird der CMOS-Bildsensor erzeugt, indem ein CMOS-Prozess angewendet wird oder ein Teil davon verwendet wird.
  • Ein CMOS-Bildsensor 10 gemäß der vorliegenden Anmeldung ist als ein Pixelfeldteil 11, der auf einem Halbleitersubstrat 107 (2) gebildet ist, und periphere Schaltungseinheiten, die auf demselben Halbleitersubstrat 107 wie der Pixelfeldteil 11 integriert sind, konfiguriert. Die peripheren Schaltungseinheiten sind zum Beispiel aus einer vertikalen Ansteuereinheit 12, einer Spaltenverarbeitungseinheit 13, einer horizontalen Ansteuereinheit 14 und einer Systemsteuereinheit 15 konfiguriert.
  • Der CMOS-Bildsensor 10 umfasst ferner eine Signalverarbeitungseinheit 18 und eine Datenspeichereinheit 19. Die Signalverarbeitungseinheit 18 und die Datenspeichereinheit 19 können auf dasselbe Substrat wie der CMOS-Bildsensor 10 montiert sein oder können auf einem anderen Substrat als der CMOS-Bildsensor 10 angeordnet sein. Ferner kann jede Verarbeitung durch die Signalverarbeitungseinheit 18 und die Datenspeichereinheit 19 durch eine externe Signalverarbeitungseinheit durchgeführt werden, die auf einem anderen Substrat als der CMOS-Bildsensor 10 vorgesehen ist, wie eine digitale Signalprozessorschaltung oder -software (DSP-Schaltung oder -software).
  • Der Pixelfeldteil 11 ist so konfiguriert, dass mehrere Einheitspixel (die unten einfach als „Pixel“ bezeichnet sind) in einer Zeilenrichtung und in einer Spaltenrichtung angeordnet sind. Hierbei ist die Zeilenrichtung eine Richtung, in der die Pixel in Pixelzeilen angeordnet sind (oder eine horizontale Richtung), und die Spaltenrichtung ist eine Richtung, in der die Pixel in Pixelspalten angeordnet sind (oder eine vertikale Richtung).
  • Ein Einheitspixel weist eine photoelektrische Umsetzungseinheit (wie eine Photodiode) zum Erzeugen und Ansammeln von Ladungen abhängig von dem Betrag des empfangenen Lichts und mehrere Pixeltransistoren (oder MOS-Transistoren) auf. Die mehreren Pixeltransistoren können aus drei Transistoren konfiguriert sein, die zum Beispiel einen Übertragungstransistor, einen Rücksetztransistor und einen Verstärkungstransistor umfassen. Alternativ können die mehreren Pixeltransistoren aus den vier Transistoren konfiguriert sein, die einen Auswahltransistor umfassen. Zusätzlich ist eine Ersatzschaltung von jedem Pixel ähnlich wie eine Allgemeine und ihre genaue Beschreibung wird hier ausgelassen werden.
  • Ferner kann ein Einheitspixel in einer gemeinsamen Pixelstruktur sein. Die gemeinsame Pixelstruktur ist aus mehreren photoelektrischen Umsetzungseinheiten, mehreren Übertragungstransistoren, eine geteilte schwebende Diffusion und jedem der anderen geteilten Pixeltransistoren konfiguriert.
  • In dem Pixelfeldteil 11 sind Pixelansteuerleitungen 16 als Zeilensignalleitungen in der Zeilenrichtung jeweils für die Pixelzeilen angeordnet und vertikale Signalleitungen 17 als Spaltensignalleitungen sind in der Spaltenrichtung jeweils für die Pixelspalten angeordnet. Die Pixelansteuerleitungen 16 senden ein Ansteuersignal zum Ansteuern, wenn ein Signal aus einem Pixel gelesen wird. Die Pixelansteuerleitungen 16 sind als eine Verdrahtung in 1 dargestellt, sind aber nicht auf eine beschränkt. Ein Ende einer Pixelansteuerleitung 16 ist mit einem Ausgangsanschluss verbunden, der jede Zeile der vertikalen Ansteuereinheit 12 entspricht.
  • Die vertikale Ansteuereinheit 12 ist aus einem Schieberegister, einem Adressdecodierer oder dergleichen konfiguriert und steuert alle Pixel in dem Pixelfeldteil 11 zur gleichen Zeit in Zeileneinheiten oder dergleichen an. Das heißt, die vertikale Ansteuereinheit 12 konfiguriert eine Ansteuereinheit zum Steuern der Vorgänge von jedem Pixel in dem Pixelfeldteil 11 zusammen mit der Systemsteuereinheit 15 zum Steuern der vertikalen Ansteuereinheit 12. Eine spezifische Konfiguration der vertikalen Ansteuereinheit 12 ist nicht dargestellt, aber weist im Allgemeinen zwei Abtastsystem eines Leseabtastsystems und eines Kehrabtastsystems auf.
  • Das Leseabtastsystem wählt die Einheitspixel in dem Pixelfeldteil 11 in Zeileneinheiten aus und tastet sie ab, um ein Signal aus einem Einheitspixel zu lesen. Das Signal, das aus einem Einheitspixel gelesen wird, ist ein analoges Signal. Das Kehrabtastsystem überstreicht die gelesenen Zeilen, auf denen das Leseabtastsystem die Leseabtastung durchführt, um eine Belichtungsdauer früher als die Leseabtastung und tastet sie ab.
  • Überflüssige Ladungen werden aus der photoelektrischen Umsetzungseinheit in einem Einheitspixel in der gelesenen Zeile beim Kehrabtasten durch das Kehrabtastsystem gekehrt, um dadurch die photoelektrische Umsetzungseinheit zurückzusetzen. Überflüssige Ladungen werden dann durch das Kehrabtastsystem gekehrt (zurückgesetzt), so dass ein elektronischer Verschlussvorgang durchgeführt wird. Hierbei ist der elektronische Verschlussvorgang ein Vorgang zum Löschen von Ladungen in der photoelektrischen Umsetzungseinheit und zum erneuten Starten der Belichtung (Starten des Sammelns von Ladungen).
  • Ein Signal, das bei dem Lesevorgang durch das Leseabtastsystem gelesen wird, entspricht dem Lichtbetrag, der nach dem vorherigen Lesevorgang oder dem elektronischen Verschlussvorgang empfangen worden ist. Dann ist eine Periode von einer Lesezeitvorgabe durch einen vorherigen Lesevorgang oder einer Kehrzeitvorgabe durch den elektronischen Verschlussvorgang zu einer Lesezeitvorgabe durch einen aktuellen Lesevorgang eine Ladungsbelichtungsperiode in dem Einheitspixel.
  • Eine Signalausgabe von jedem Einheitspixel in einer Pixelzeile, die durch die vertikale Ansteuereinheit 12 ausgewählt und abgetastet wird, wird über jede der vertikalen Signalleitungen 17 pro Pixelspalte in die Spaltenverarbeitungseinheit 13 eingegeben. Die Spaltenverarbeitungseinheit 13 führt über die vertikalen Signalleitungen 17 eine vorbestimmte Signalverarbeitung auf der Signalausgabe von jedem Pixel in einer ausgewählten Zeile durch und hält das signalverarbeitete Pixelsignal pro Pixelspalte temporär in dem Pixelfeldteil 11.
  • Speziell führt die Spaltenverarbeitungseinheit 13 mindestens eine Rauschunterdrückungsverarbeitung wie korrelierte Doppelabtastungsverarbeitung (CDS-Verarbeitung) oder Doppeldatenabtastungsverarbeitung (DDS-Verarbeitung) als Signalverarbeitung durch. Zum Beispiel werden Rücksetzrauschen oder pixelspezifisches festes Musterrauschen wie eine Schwellenwertvariation des Verstärkungstransistors in einem Pixel durch die CDS-Verarbeitung unterdrückt. Die Spaltenverarbeitungseinheit 13 kann eine Analog-Digital-Umsetzungsfunktion (AD-Umsetzungsfunktion) zum Beispiel zusätzlich zu der Rauschunterdrückungsverarbeitung aufweisen und kann ein analoges Pixelsignal in ein digitales Signal umsetzen und das digitale Signal ausgeben.
  • Die horizontale Ansteuereinheit 14 ist aus einem Schieberegister, einem Adressdecodierer oder dergleichen konfiguriert und wählt wiederum eine Einheitsschaltung aus, die einer Pixelspalte in der Spaltenverarbeitungseinheit 13 entspricht. Mit dem Auswählen und Abtasten durch die horizontale Steuereinheit 14 wird wiederum ein Pixelsignal, das pro Einheitsschaltung in der Spaltenverarbeitungseinheit 13 signalverarbeitet ist, ausgegeben.
  • Die Systemsteuereinheit 15 ist aus einem Zeitvorgabenerzeuger oder dergleichen zum Erzeugen verschiedener Zeitvorgabensignale konfiguriert und steuert das Ansteuern der vertikalen Ansteuereinheit 12, der Spaltenverarbeitungseinheit 13, der horizontalen Ansteuereinheit 14 und dergleichen auf der Basis der Zeitvorgaben, die durch den Zeitvorgabenerzeuger erzeugt werden.
  • Die Signalverarbeitungseinheit 18 weist mindestens eine Berechnungsverarbeitungsfunktion auf und führt verschiedene Typen von Signalverarbeitung wie Berechnungsverarbeitung auf einer Pixelsignalausgabe von der Spaltenverarbeitungseinheit 13 durch. Die Datenspeichereinheit 19 speichert temporär Daten, die für die Signalverarbeitung in der Signalverarbeitungseinheit 18 notwendig sind.
  • <Erste Ausführungsform>
  • Ein CMOS-Bildsensor 10A als eine erste Ausführungsform des CMOS-Bildsensors 10 von 1 wird unten mit Bezug auf 2 bis 4 beschrieben werden.
  • {Beispielhafte Konfiguration des CMOS-Bildsensor 10A}
  • 2 ist eine Querschnittsansicht, die eine beispielhafte Konfiguration des CMOS-Bildsensors 10A schematisch darstellt. Zusätzlich ist ein Querschnitt eines Teils, der zwei Pixel enthält, in der Figur dargestellt, aber andere Pixel weisen grundsätzlich die gleiche Konfiguration auf.
  • In dem CMOS-Bildsensor 10A sind Topfschichten 101 vom n-Typ in einem Halbleitersubstrat 107 vom p-Typ gebildet, um in einer Inselgestalt pro Pixel getrennt zu sein. Eine Photodiode, die ein Pixel konfiguriert, ist in einer Topfschicht 101 vom n-Typ gebildet.
  • Ein Film mit fester Ladung 114, eine Durchlässigkeits-/Brechungsvermögenseinstellschicht 113, eine Passivierungsschicht 112 und eine Durchlässigkeits-/Brechungsvermögenseinstellschicht 111 sind auf das Halbleitersubstrat 107 geschichtet und Farbfilter 109 und 110 mit Farben, die jedem Pixel entsprechen, sind ferner darauf gebildet.
  • Chipintegrierte Linsen 108 sind über eine Einebnungsschicht 118 auf den Farbfiltern 109 und 110 gebildet.
  • Auf der anderen Seite sind ein Film 115 mit fester Ladung und eine Isolierschicht 117 unter das Halbleitersubstrat 107 geschichtet und Metallverdrahtungsschichten 116 sind in der Isolierschicht 117 gebildet. Jede Metallverdrahtungsschicht 116 wird durch die Isolierschicht 117 isoliert.
  • In dem CMOS-Bildsensor 10A ist die Isolierschicht 117, die mit den Metallverdrahtungsschichten 116 versehen ist, auf der gegenüberliegenden Seite zu den Farbfiltern 109, 110 und den chipintegrierten Linsen 108 über dem Halbleitersubstrat 107, das die Photodioden darin bildet, gebildet. Das heißt, der CMOS-Bildsensor 10A ist eine Festkörperbilderfassungsvorrichtung eines Rückseitenbestrahlungstyps zum Bestrahlen von Licht auf das Halbleitersubstrat 107, das mit den Verdrahtungen versehen ist, von der Rückseite gegenüber von der oberen Seite.
  • Zusätzlich wird die Rückseite des Halbleitersubstrats 107 auch obere Fläche genannt werden und die obere Seite des Halbleitersubstrats 107 wird auch untere Fläche im Folgenden genannt werden.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind insbesondere mehrere Lawinenphotodiodenstrukturen, die jeweils n+-Gebiet 102/Lawinengebiet 104/p+-Gebiet 103 umfassen, wiederholt in einem Pixel gebildet. Speziell sind die n+-Gebiete 102, die p+-Gebiete 103 und die Lawinengebiete 104 gebildet, um sich in der Dickenrichtung (vertikal in 2) des Halbleitersubstrats 107 innerhalb einer n+-Topfschicht 101 zu erstrecken. Dann ist ein Lawinengebiet 104 zwischen ein n+-Gebiet 102 und ein p+-Gebiet 103 eingeschoben, um dadurch eine Lawinenphotodiode zu konfigurieren.
  • Ferner ist, wie in 2 dargestellt, ein n+-Gebiet 102 oder ein p+-Gebiet 103 zwischen benachbarten Strukturen, die jeweils n+-Gebiet 102/Lawinengebiet 104/p+-Gebiet 103 umfassen, geteilt. Dadurch können in der Anwesenheit von drei n+-Gebieten 102 und zwei p+-Gebieten 103 insgesamt vier Lawinengebiete 104 bereitgestellt werden.
  • Ein n+-Gebiet 102 ist über eine Verdrahtung oder dergleichen (nicht dargestellt) mit einer Elektrode (Kathodenelektrode) 105, die in der unteren Isolierschicht 117 gebildet ist, verbunden. Ein p+-Gebiet 103 ist über eine Verdrahtung oder dergleichen (nicht dargestellt) mit einer Elektrode (Anodenelektrode) 106, die in der unteren Isolierschicht 117 gebildet ist, verbunden. Jede Elektrode 105 ist an einem anderen Teil von dem Querschnitt von 2 verbunden und ist auf das gleiche Potential gesetzt. Die Elektroden 106 sind ähnlich verbunden und gesetzt.
  • Ferner sind die Höhen der oberen Flächen der n+-Gebiete 102, der p+-Gebiete 103 und der Lawinengebiete 104, die eine Lawinenphotodiode konfigurieren, fast die gleichen und die oberen Flächen sind mit der n+-Topfschicht 101 und dem Halbleitersubstrat 107 bedeckt.
  • 3 stellt eine horizontale Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 2 dar. Die horizontale Richtung in 3 entspricht der horizontalen Richtung in 2 und die vertikale Richtung entspricht einer Richtung senkrecht zu dem Blatt von 2.
  • Die n+-Gebiete 102, die p+-Gebiete 103 und die Lawinengebiete 104, die eine Lawinenphotodiode konfigurieren, sind so gebildet, dass sie sich parallel zueinander sowohl in dem Querschnitt von 2 als auch dem Querschnitt von 3 erstrecken.
  • Ferner wird eine Beziehung zwischen einer Spannung (Potentialdifferenz), die den n+-Gebieten 102 und den p+-Gebieten 103 gegeben wird, und einem zu bildenden elektrischen Feld, durch die Breite des Lawinengebiets 104 in 2 und 3 bestimmt. Da die Breite des Lawinengebiets 104 kleiner ist, kann eine notwendige Spannung kleiner gemacht werden. Die Breite des Lawinengebiets 104 wird zum Beispiel in einem Bereich von 0,05 µm bis 1 µm gesetzt.
  • Fremdatom-dotiertes Silizium vom n-Typ oder vom p-Typ kann für das Halbleitersubstrat 107 verwendet werden. Ferner können sowohl Ge, GaAs, InP, GaP, InAs, GaSb und InSb als auch Halbleitermaterialien mit einer breiteren Bandlücke, die drei oder vier Elemente umfassen, verwendet werden.
  • Das Lawinengebiet 104 ist aus einem Fremdstoffdotierten Gebiet niedriger Konzentration (n-Typ oder p-Typ) oder einem nicht dotierten Gebiet konfiguriert.
  • Zum Beispiel können die n+-Gebiete 102, die p+-Gebiete 103 und die Lawinengebiete 104, die eine Lawinenphotodiode konfigurieren, durch das Implantieren von Ionen eines Fremdstoffs vom n-Typ oder eines Fremdstoffs vom p-Typ in eine Topfschicht 101 vom n-Typ, die in jedem Pixel gebildet ist, durch Verwendung einer Maske, die einem Muster von jedem Gebiet entspricht, gebildet sein.
  • Die Filme 114 und 115 mit fester Ladung umfassen einen Film mit positiven oder negativen festen Ladungen. Zum Beispiel sind die Filme 114 und 115 mit fester Ladung aus einem Metalloxidfilm, der Oxid aus Aluminium, Tantal, Zirkonium, Hafnium, Yttrium, Lanthanid oder dergleichen umfasst, oder einem Metallnitridfilm, der Nitrid der obigen Substanzen umfasst, konfiguriert. Alternativ sind die Filme 114 und 115 mit fester Ladung aus einem gemischten kristallbasierten Film aus Oxid und Nitrid der obigen Substanzen konfiguriert.
  • Die Lawinengebiete 104 sind so gebildet, dass sie sich in der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 107 erstrecken, wie oben beschrieben ist, und somit kann die Tiefe der Lawinengebiete 104 abhängig von der Wellenlänge des zu detektierenden Licht gesetzt werden. Ferner wird Einfallslicht ausreichend absorbiert, um dadurch aufgrund von Lawinenvervielfachung viele Träger aus Photonen zu erzeugen.
  • Darüber hinaus sind mehrere Lawinenphotodiodenstrukturen wiederholt in einem Pixel gebildet und somit kann die Breite eines Lawinengebiets 104 zwischen einem n+-Gebiet 102 und einem p+-Gebiet 103 reduziert sein, um halbiert oder weniger sein, als wenn nur eine Struktur eingesetzt wird. Folglich kann eine Anwendungsspannung, die zum Bewirken einer Lawinenvervielfachung notwendig ist, reduziert werden. Dadurch können die Lawinenphotodioden auch auf einen CMOS-Bildsensor mit einer relativ geringen Ansteuerspannung angewendet werden.
  • Ferner wird dadurch eine notwendige Anwendungsspannung reduziert, um dadurch Übersprechen mit einem benachbarten Pixel oder die Erzeugung von Wärme einzuschränken. Dadurch muss kein dickes isolierendes Isoliergebiet oder eine Peltier-Vorrichtung bereitgestellt werden, wodurch schlankere Pixel der Festkörperbilderfassungsvorrichtung in dem CMOS-Bildsensor 10A verwirklicht werden.
  • Auf der anderen Seite können in einem Vergleich mit der gleichen Anwendungsspannung elektrische Felder an den Lawinengebieten 104 stärker als in einer Struktur gemacht werden und die Anzahl von Trägern, die pro Photon erzeugt werden, kann erhöht werden. Dadurch kann das Ansprechvermögen auf einen geringen Lichtbetrag gesteigert werden. Somit kann eine Verbesserung der Empfindlichkeit auf den niedrigen Lichtpegel verwirklicht werden, während ein breiter dynamischer Bereich behalten wird.
  • Ferner sind die Höhen der oberen Flächen der n+-Gebiete 102, der p+-Gebiete 103 und der Lawinengebiete 104, die eine Lawinenphotodiode konfigurieren, fast die gleichen und somit werden fast gleichförmige elektrische Felder an die gesamten Lawinengebiete 104 angelegt.
  • Darüber hinaus sind die Filme 114 und 115 mit fester Ladung bereitgestellt, um dadurch zu verhindern, dass eine Abfallspannung der Lawinenphotodiode variiert oder ein Dunkelstrom erzeugt wird. Dieser Punkt wird mit Bezug auf 4 und 5 beschrieben werden.
  • 4 stellt schematisch eine Verteilung von elektrischen Feldern rund um die p+-Gebiete 103 in einer Lawinenphotodiode in einem Fall dar, in dem die Filme 114 und 115 mit fester Ladung nicht vorgesehen sind. 5 stellt schematisch eine Verteilung von elektrischen Feldern rund um die p+-Gebiete 103 in einer Lawinenphotodiode in einem Fall dar, in dem die Filme 114 und 115 mit fester Ladung vorgesehen sind. Zusätzlich geben die gepunkteten Linien rund um die p+-Gebiete 103 in 4 und 5 eine Äquipotentiallinie an. Ferner ist die Topfschicht 101 vom n-Typ in 4 und 5 nicht dargestellt.
  • Wie in den Teilen, die durch die Pfeile in 4 angegeben sind, konzentrieren sich elektrische Felder aufgrund der Gestalt oder der Tiefe des Endes des pn-Übergangs der Lawinenphotodiode und Oberflächenanhäufung oder Diffusion/Saugung nach außen von Fremdstoffen auf dem Halbleitersubstrat 107 rund um die obere Seite oder die Rückseite des Halbleitersubstrats 107. Folglich variiert eine Abfallspannung der Lawinenphotodiode oder ein Dunkelstromrauschen tritt rund um die obere Seite oder die Rückseite des Halbleitersubstrats 107 auf.
  • Auf der anderen Seite sind, wie in 5 dargestellt, die Filme 114 und 115 mit fester Ladung so vorgesehen, dass eine Konzentration von elektrischen Feldern auf der oberen Seite oder der Rückseite des Halbleitersubstrats 107 gemildert werden kann. Folglich wird ein Einfluss aufgrund des Kanteneffekts der Lawinenphotodiode, des Randeffekts der Lawinenphotodiode und dergleichen eingeschränkt.
  • Dadurch wird die Abfallspannung der Lawinenphotodiode stabilisiert und gleichförmig verteilt. Das heißt, die Abfallspannung an jeder Position der Lawinenphotodiode (jede Position insbesondere in der Tiefenrichtung) ist fast konstant. Folglich kann eine Reduzierung der Lichtempfangsempfindlichkeit der Lawinenphotodiode verhindert werden.
  • Ferner wird die Gegenmaßnahme, dass ein Gebiet niedriger Konzentration bereitgestellt wird, um einen Fremdstoffkonzentrationsgradienten zu mildern, und dergleichen nicht unternommen und somit tritt keine Reduzierung der Lichtempfangsempfindlichkeit auf.
  • Deshalb werden Lawinenphotodioden mit hoher Empfindlichkeit auf Einfallslicht im Bereich von einer kurzen Wellenlänge zu einer langen Wellenlänge verwirklicht.
  • Ferner wird verhindert, dass ein Dunkelstrom rund um die obere Seite und die Rückseite des Halbleitersubstrats 107 aufgrund des Oberflächen-Pinning-Effekts der Filme 114 und 115 mit fester Ladung erzeugt wird. Folglich kann ein rauscharmes Bild erhalten werden.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • Ein CMOS-Bildsensor 10B als eine zweite Ausführungsform des CMOS-Bildsensors 10 von 1 wird unten mit Bezug auf 6 beschrieben werden.
  • {Beispielhafte Konfiguration des CMOS-Bildsensor 10B}
  • 6 ist eine Querschnittsansicht, die eine beispielhafte Konfiguration des CMOS-Bildsensors 10B schematisch darstellt. Zusätzlich bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die Teile, die denen in 2 entsprechen.
  • Der CMOS-Bildsensor 10B ist dadurch von dem CMOS-Bildsensor 10A von 2 verschieden, dass Isolierfilme 119 und 120 hinzugefügt sind.
  • Der Isolierfilm 119 ist zwischen dem Halbleitersubstrat 107 und dem Film 114 mit fester Ladung gebildet. Der Isolierfilm 120 ist zwischen dem Halbleitersubstrat 107 und dem Film 115 mit fester Ladung gebildet.
  • Der Isolierfilm 119 ist auf diesem Wege zwischen dem Halbleitersubstrat 107 und dem Film 114 mit fester Ladung angeordnet, um dadurch zu verhindern, dass die Lawinenphotodioden und der Film 114 mit fester Ladung in einem Fall kurzgeschlossen werden, in dem der Film 114 mit fester Ladung leitfähig ist. Ähnlich ist der Isolierfilm 120 zwischen dem Halbleitersubstrat 107 und dem Film 115 mit fester Ladung angeordnet, um dadurch zu verhindern, dass die Lawinenphotodioden und der Film 115 mit fester Ladung in einem Fall kurzgeschlossen werden, in dem der Film 115 mit fester Ladung leitfähig ist.
  • <Dritte Ausführungsform>
  • Ein CMOS-Bildsensor 10C als eine dritte Ausführungsform des CMOS-Bildsensors 10 von 1 wird unten mit Bezug auf 7 bis 9 beschrieben werden.
  • {Beispielhafte Konfiguration des CMOS-Bildsensor 10C}
  • 7 ist eine Querschnittsansicht, die eine beispielhafte Konfiguration des CMOS-Bildsensors 10C schematisch darstellt. Zusätzlich bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die Teile, die denen in 2 entsprechen.
  • Der CMOS-Bildsensor 10C ist dadurch von dem CMOS-Bildsensor 10A von 2 verschieden, dass Filme 114a und 114b mit fester Ladung anstatt des Films 114 mit fester Ladung gebildet sind und Filme 115a und 115b mit fester Ladung anstatt des Films 115 mit fester Ladung gebildet sind.
  • Die Filme 114a und 114b mit fester Ladung sind in derselben Schicht wie der Film 114 mit fester Ladung in dem CMOS-Bildsensor 10A von 2 gebildet. Der Film 114a mit fester Ladung ist jedoch nur nahe (über) den n+-Gebieten 102 gebildet. Der Film 114b mit fester Ladung ist nur nahe (über) den p+-Gebieten 103 gebildet. Die Filme 114a und 114b mit fester Ladung sind nicht in den Zwischenpixelteilen gebildet, in denen die n+-Gebiete 102 und die p+-Gebiete 103 nicht gebildet sind.
  • Die Filme 115a und 115b mit fester Ladung sind in derselben Schicht wie der Film 115 mit fester Ladung in dem CMOS-Bildsensor 10B von 2 gebildet. Der Film 115a mit fester Ladung ist jedoch nur nahe (unter) den n+-Gebieten 102 gebildet. Der Film 115b mit fester Ladung ist nur nahe (unter) den p+-Gebieten 103 gebildet. Die Filme 115a und 115b mit fester Ladung sind nicht in den Zwischenpixelteilen gebildet, in denen die n+-Gebiete 102 und die p+-Gebiete 103 nicht gebildet sind.
  • Ferner enthalten der Film 114a mit fester Ladung und der Film 115a mit fester Ladung das gleiche Material und weisen die gleichen festen Ladungen auf. Der Film 114b mit fester Ladung und der Film 115b mit fester Ladung enthalten ein anderes Material als der Film 114a mit fester Ladung und der Film 115a mit fester Ladung und weisen andere feste Ladungen als der Film 114a mit fester Ladung und der Film 115a mit fester Ladung. Deshalb sind die festen Ladungen der Filme mit fester Ladung zwischen nahe den n+-Gebieten 102 und nahe den p+-Gebieten 103 verschieden.
  • Zusätzlich wird zum Beispiel eines der beispielhaften Materialien der Filme 114 und 115 mit fester Ladung von 2 für die Filme 114a, 114b, 115a und 115b mit fester Ladung eingesetzt.
  • Die Filme mit fester Ladung mit unterschiedlichen festen Ladungen sind abhängig von der Anordnung der n+-Gebiete 102 und der p+-Gebiete 103 geeignet angeordnet, wodurch die Konzentration von elektrischen Felder geeignet gemildert wird.
  • Zusätzlich muss, wie in 7 dargestellt ist, ein Film mit fester Ladung nicht notwendig in einem Zwischenpixelteil bereitgestellt sein, in dem die Konzentration von elektrischen Feldern nicht gemildert werden muss.
  • Zusätzlich kann ähnlich wie in dem CMOS-Bildsensor 10B von 6 ein Isolierfilm sowohl zwischen dem Halbleitersubstrat 107 und den Filmen 114a und 114b mit fester Ladung als auch zwischen dem Halbleitersubstrat 107 und den Filmen 115a und 115b mit fester Ladung in dem CMOS-Bildsensor 10C vorgesehen sein.
  • {Verfahren zum Herstellen der Filme 114a und 114b mit fester Ladung}
  • Ein Verfahren zum Herstellen der Filme 114a und 114b mit fester Ladung in dem CMOS-Bildsensor 10C wird unten mit Bezug auf 8 und 9 beschrieben werden.
  • Zusätzlich stellen 8 und 9 nur die Teile dar, die zum Erläutern des Verfahrens zum Herstellen der Filme 114a und 114b mit fester Ladung notwendig sind. Ferner wird eine Topfschicht 101 vom n-Typ nicht dargestellt.
  • Als erstes wird, wie in A von 8 dargestellt ist, ein Film 201 aus Siliziumoxid (SiO2) auf der oberen Fläche des Halbleitersubstrats 107 gebildet.
  • Als nächstes wird, wie in B von 8 dargestellt, der Siliziumoxidfilm 201 gemustert. Dadurch werden über den p+-Gebieten 103 Öffnungen 201A in dem Siliziumoxidfilm 201 gebildet.
  • Als nächstes wird, wie in C von 8 dargestellt, auf der oberen Fläche des Halbleitersubstrats 107 und der oberen Fläche des Siliziumoxidfilms 201 der Film 114b mit fester Ladung gebildet. Zu dieser Zeit ist der Film 114b mit fester Ladung in den Öffnungen 201A in den Siliziumoxidfilm 201 eingebettet.
  • Als nächstes wird, wie in D von 8 dargestellt, der Film 114b mit fester Ladung durch chemisches-mechanisches Polieren (CMP) poliert. Dadurch wird anderer Film 114b mit fester Ladung als in den Öffnungen 201A in dem Siliziumoxidfilm 201 entfernt.
  • Als nächstes wird, wie in E von 9 gezeigt, der Siliziumoxidfilm 201 gemustert. Dadurch werden über den n+-Gebieten 102 Öffnungen 201B in dem Siliziumoxidfilm 201 gebildet.
  • Als nächstes wird, wie in F von 9 dargestellt, auf der oberen Fläche des Halbleitersubstrats 107 und der oberen Fläche des Siliziumoxidfilms 201 der Film 114a mit fester Ladung gebildet. Zu dieser Zeit ist der Film 114a mit fester Ladung in den Öffnungen 201B in den Siliziumoxidfilm 201 eingebettet.
  • Als nächstes wird, wie in G von 9 dargestellt, der Film 114a mit fester Ladung durch CMP poliert. Dadurch wird anderer Film 114a mit fester Ladung als in den Öffnungen 201B in dem Siliziumoxidfilm 201 entfernt.
  • Die Filme 114a und 114b mit fester Ladung werden auf diesem Weg gebildet.
  • <Varianten>
  • Varianten der zuvor genannten Ausführungsformen der vorliegenden Technologie werden unten beschrieben.
  • {Varianten eines Ebenenmusters einer Lawinenphotodiode}
  • Varianten des Ebenenmusters der n+-Gebiete 102, der p+-Gebiete 103 und der Lawinengebiete 104, die eine Lawinenphotodiode konfigurieren, werden als erstes mit Bezug auf 10 bis 13 beschrieben werden.
  • 10 stellt eine erste Variante einer horizontalen Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 2 dar. Die horizontale Richtung in 10 entspricht der horizontalen Richtung in 2 und die vertikale Richtung entspricht einer Richtung senkrecht zu dem Blatt von 2 ähnlich wie in 3.
  • In dem Beispiel umfassen die n+-Gebiete 102 n+-Gebiete 102A und 102B. Die Lawinengebiete 104 umfassen Lawinengebiete 104A und 104B.
  • Das n+-Gebiet 102A ist ein säulenförmiges Gebiet mit einem kreisförmigen Querschnitt und ist in der Mitte eines Pixels angeordnet. Das n+-Gebiet 102B, das p+-Gebiet 103 und die Lawinengebiete 104A und 104B sind zylindrische Gebiete mit einem kreisgerahmten Querschnitt. Das Lawinengebiet 104A, das p+-Gebiet 103, das Lawinengebiet 104B und das n+-Gebiet 102B sind von der Innenseite so in dieser Reihenfolge angeordnet, dass jedes Gebiet konzentrisch das n+-Gebiet 102A umgibt.
  • 11 stellt eine horizontale Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in 2 dar. Die horizontale Richtung in 11 entspricht der horizontalen Richtung in 2 und die vertikale Richtung entspricht einer Richtung senkrecht zu dem Blatt von 2 ähnlich wie in 3 und 10.
  • Die Elektroden 105 umfassen eine Elektrode 105A, einen Verbindungsteil 105B und eine Elektrode 105C. Die Elektroden 106 umfassen eine Elektrode 106A und einen Verbindungsteil 106B.
  • Der Querschnitt der Elektrode 105A weist im Wesentlichen die gleiche Gestalt wie das n+-Gebiet 102A in 10 auf und ist mit dem n+-Gebiet 102A über eine Verdrahtung oder dergleichen (nicht dargestellt) verbunden. Der Querschnitt der Elektrode 105C ist ein bogenförmiges Gebiet entlang der Unterseite (kreisförmiger Rahmen) des n+-Gebiets 102B in 10 und ist mit dem n+-Gebiet 102B über eine Verdrahtung oder dergleichen (nicht dargestellt) verbunden. Ferner ist die Elektrode 105C mit einem unterbrochenen Teil 105D gebildet, in dem ein Teil des Bogens unterbrochen ist.
  • Der Querschnitt der Elektrode 106A ist ein bogenförmiges Gebiet entlang der Unterseite (kreisförmiger Rahmen) des p+-Gebiets 103 in 10 und ist mit dem p+-Gebiet 103 über eine Verdrahtung oder dergleichen (nicht dargestellt) verbunden. Ferner ist die Elektrode 106A mit einem unterbrochenen Teil 106C gebildet, in dem ein Teil des Bogens unterbrochen ist.
  • Die Elektrode 105A und die Elektrode 105C sind über den Verbindungsteil 105B mit einem linearen Querschnitt durch den unterbrochenen Teil 106C in der Elektrode 106A verbunden. Die Elektrode 106A ist an der Umfangskante des Pixels durch den unterbrochenen Teil 105D in der Elektrode 105C über den Verbindungsteil 106B mit einem linearen Querschnitt mit einer Verdrahtung oder dergleichen (nicht dargestellt) verbunden.
  • In dem Beispiel treten elektrische Felder leicht nahe dem unterbrochenen Teil 105D in der Elektrode 105C an dem unteren Ende des n+-Gebiets 102B, das mit der Elektrode 105C verbunden ist, auf. Ferner treten leicht elektrische Felder nahe dem unterbrochenen Teil 106C in der Elektrode 106A an dem unteren Ende des p+-Gebiets 103, das mit der Elektrode 106A verbunden ist, auf.
  • Somit kann der Film 115 mit fester Ladung zum Beispiel nur in einem Gebiet 301 und einem Gebiet 302, die in gepunkteten Linien in 11 umgeben sind, zwischen dem Halbleitersubstrat 107 und der Isolierschicht 117 angeordnet sein. Zusätzlich deckt das Gebiet 301 mindestens über dem unterbrochenen Teil 106C ab. Das Gebiet 302 deckt mindestens über dem unterbrochenen Teil 105D ab.
  • Zusätzlich können zum Beispiel die festen Ladungen des Films 115 mit fester Ladung zwischen dem Gebiet 301 und dem Gebiet 302 abhängig von einem Polaritätsunterschied zwischen dem p+-Gebiet 103 und dem n+-Gebiet 102B geändert sein.
  • Alternativ kann zum Beispiel das Material des Films 115 mit fester Ladung zwischen den Gebieten 301, 302 und anderen Gebieten geändert sein.
  • 12 stellt eine zweite Variante einer horizontalen Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 2 dar. Die horizontale Richtung in 12 entspricht der horizontalen Richtung in 2 und die vertikale Richtung entspricht einer Richtung senkrecht zu dem Blatt von 2 ähnlich wie in 3.
  • In dem Beispiel umfassen die n+-Gebiete 102 n+-Gebiete 102A und 102B. Die Lawinengebiete 104 umfassen Lawinengebiete 104A und 104B.
  • Das n+-Gebiet 102A ist ein Gebiet in viereckiger Prismagestalt mit einem rechteckigen Querschnitt und ist in der Mitte eines Pixels angeordnet. Das n+-Gebiet 102B, das p+-Gebiet 103 und die Lawinengebiete 104A und 104B sind Gebiete in viereckiger Primagestalt mit einem rechteckig gerahmten Querschnitt. Das Lawinengebiet 104A, das p+-Gebiet 103, das Lawinengebiet 104B und das n+-Gebiet 102B sind von der Innenseite so in dieser Reihenfolge angeordnet, dass jedes Gebiet konzentrisch das n+-Gebiet 102A in einer Rahmengestalt umgibt.
  • In dem Beispiel konzentrieren sich elektrische Felder leicht nahe der Ecken des n+-Gebiets 102A und nahe der Ecken des p+-Gebiets 103.
  • Somit können die Filme 114 und 115 mit fester Ladung zum Beispiel nur in Gebieten 321a bis 321d und Gebieten 322a bis 322d, die in 11 in gepunkteten Linien umgeben sind, angeordnet sein. Zusätzlich decken die Gebiete 321a bis 321d mindestens nahe der Ecken des n+-Gebiets 102A ab. Die Gebiete 322a bis 322d decken mindestens nahe der Ecken des p+-Gebiets 103 ab.
  • Zusätzlich können die festen Ladungen des Films 114 mit fester Ladung zwischen den Gebieten 321a bis 321d und den Gebieten 322a bis 322d abhängig von einem Polaritätsunterschied zwischen dem n+-Gebiet 102A und dem p+-Gebiet 102B geändert sein. Ähnlich können die festen Ladungen des Films 115 mit fester Ladung zwischen den Gebieten 321a bis 321d und den Gebieten 322a bis 322d geändert sein.
  • Alternativ kann das Material der Filme 114 und 115 mit fester Ladung zwischen den Gebieten 321a bis 321d und den Gebieten 322a bis 322d geändert sein.
  • Zusätzlich ist in den Beispielen von 10 und 12 das äußerste Gebiet in einer Lawinenphotodiodenstruktur in jedem Pixel auf das n+-Gebiet 102B beschränkt. Deshalb sind die äußersten Gebiete in benachbarten Pixeln von dem gleichen leitfähigen Typ und eine isolierende Isolation zwischen den Pixeln wird erleichtert.
  • Ferner ist das Ebenenmuster der n+-Gebiete 102, der p+-Gebiete 103 und die Lawinengebiete 104, die eine Lawinenphotodiode konfigurieren, nicht auf das obige Beispiel beschränkt und kann ein anderes Ebenenmuster sein. Wie in den Beispielen in 3, 10 und 12 wird es jedoch bevorzugt, ein Muster in einfacher Gestalt zu wiederholen. Ein Muster in einfacher Gestalt ermöglicht einen Rand, der einem Maskenversatz bei der Ionenimplantation entspricht, der zu sichern ist, wodurch die Musterbreite leicht verringert und die Spannung erniedrigt wird.
  • Darüber hinaus können die n+-Gebiete 102 und die p+-Gebiete 103 auf einem umgekehrten Weg zu dem obigen Beispiel angeordnet sein. Ferner kann zum Beispiel die Anzahl von Wiederholungen der n+-Gebiete 102, der p+-Gebiete 103 und der Lawinengebiete 104 erhöht oder verringert sein.
  • Ferner können in den Beispielen, die oben mit Bezug auf 10 und 11 beschrieben sind, in einem Fall, in dem zwei oder mehr unterbrochene Teil in einer Elektrode vorhanden sind, die Filme mit fester Ladung angeordnet sein, um mindestens rund um jeden unterbrochenen Teil abzudecken. Ferner können zum Beispiel auch in einem Fall, in dem ein unterbrochener Teil in einer Elektrode in einer Rahmengestalt (wie einem Rechteck), die eine andere als die Bogengestalt ist, die Filme mit fester Ladung angeordnet sein, um mindestens rund um jeden unterbrochenen Teil abzudecken.
  • Darüber hinaus können zum Beispiel in einem Fall, in dem die zylindrischen n+-Gebiete oder p+-Gebiete in einer Prismagestalt, die eine andere als eine viereckige Prismagestalt ist, oder in einer vieleckigen Gestalt, die eine andere als eine rechteckige Gestalt ist, in einer Lawinenphotodiodenstruktur vorgesehen sind, die Filme mit fester Ladung angeordnet sein, um mindestens rund um die Ecken von jedem Gebiet abzudecken, ähnlich wie in den Beispielen, die mit Bezug auf 12 und 13 beschrieben sind.
  • {Andere Varianten}
  • Die obigen Ausführungsformen sind unter der Annahme beschrieben worden, dass die vorliegende Technologie auf einen CMOS-Bildsensor angewendet wird, in dem Einheitspixel in einer Matrixgestalt angeordnet sind, aber die vorliegende Technologie ist nicht auf den CMOS-Bildsensor beschränkt. Das heißt, die vorliegende Technologie ist auf allgemeine Festkörperbilderfassungsvorrichtungen anwendbar, die Lawinenphotodioden enthalten, die sich in der Dickenrichtung eines Halbleitersubstrats erstrecken.
  • Ferner ist die vorliegende Technologie auf Festkörperbilderfassungsvorrichtungen vom Rückseitenbestrahlungstyp anwendbar.
  • Darüber hinaus demonstriert die obige Beschreibung das Beispiel, in dem die Filme mit fester Ladung sowohl auf der oberen Seite als auch der Rückseite des Halbleitersubstrats vorgesehen sind, aber ein Film mit fester Ladung kann auf einer Seite vorgesehen sein.
  • Ferner kann eine Festkörperbilderfassungsvorrichtung, auf die die vorliegende Technologie angewendet wird, zum Beispiel als ein Chip gebildet sein oder kann in einer Modulgestalt sein, die eine Bilderzeugungsfunktion aufweist, in der eine Bilderzeugungseinheit und eine Signalverarbeitungseinheit oder ein optisches System gemeinsam verpackt sind.
  • <Beispielhafte Verwendung von Festkörperbilderfassungsvorrichtungen>
  • 14 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Verwendung der obigen Festkörperbilderfassungsvorrichtungen darstellt.
  • Die obigen Festkörperbilderfassungsvorrichtungen können in verschiedenen Fällen zum Beispiel zum Erfassen eines sichtbaren Strahls, eines infraroten Strahls, eines ultravioletten Strahls, eines Röntgenstrahls und dergleichen, wie unten beschrieben ist, verwendet werden.
    • • Vorrichtungen zum Aufnehmen von Bildern, die aufzuwerten sind, wie eine Digitalkamera und ein Handy mit montierter Kamera
    • • Verkehrsvorrichtungen zum sicheren Fahren wie automatischer Stopp oder Erkennung des Zustands des Fahrers und dergleichen, wie ein auf ein Fahrzeug montierter Sensor zum Aufnehmen wie etwa vor, hinter, um und innerhalb eines Automobils, eine Überwachungskamera zum Überwachen von fahrenden Fahrzeugen oder Straßen und ein Abstandsmesssensor zum Messen eines Zwischenfahrzeugabstands und dergleichen
    • • Vorrichtungen für Hauselektronik wie TV, Kühlschrank und Klimaanlage zum Aufnehmen einer Geste eines Anwenders und Durchführen eines Betriebs der Ausstattung gemäß der Geste
    • • Vorrichtungen für medizinische Fürsorge oder Gesundheitsfürsorge wie ein Endoskop und eine Vorrichtung zum Durchführen einer Angiographie durch empfangene Infrarotstrahlen
    • • Sicherheitsvorrichtung wie eine Überwachungskamera für Sicherheit und eine Kamera für Personenauthentifizierung
    • • Schönheitspflegevorrichtungen wie eine Hautmessvorrichtung zum Aufnehmen der Haut und ein Mikroskop zum Aufnehmen der Kopfhaut
    • • Sportvorrichtung wie eine Aktionskamera oder eine tragbare Kamera für Sport und dergleichen
    • • Landwirtschaftliche Vorrichtungen wie eine Kamera zum Überwachen von Zuständen von Feldern und Anbaupflanzen
  • {Aufnahmevorrichtung}
  • 15 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Konfiguration einer Aufnahmevorrichtung (Kameravorrichtung) als einer beispielhaften elektronischen Vorrichtung, auf die die vorliegende Technologie angewendet wird, darstellt.
  • Wie in 15 dargestellt, umfasst eine Aufnahmevorrichtung ein optisches System, das eine Linsengruppe 501 und dergleichen umfasst, eine Bilderzeugungsvorrichtung 502, eine DSP-Schaltung 503 als eine Kamerasignalverarbeitungseinheit, einen Einzelbildspeicher 504, eine Anzeigevorrichtung 505, eine Aufzeichnungsvorrichtung 506, ein Betriebssystem 507, ein Leistungsversorgungssystem 508 und dergleichen. Darüber hinaus sind die DSP-Schaltung 503, der Einzelbildspeicher 504, die Anzeigevorrichtung 505, die Aufzeichnungsvorrichtung 506, das Betriebssystem 507 und das Leistungsversorgungssystem 508 über eine Busleitung 509 wechselseitig verbunden.
  • Die Linsengruppe 501 nimmt Einfallslicht (Bildlicht) von einem Objekt und bildet ein Bild auf einer Bilderzeugungsfläche der Bilderzeugungsvorrichtung 502. Die Bilderzeugungsvorrichtung 502 setzt den Einfallslichtbetrag, der durch die Linsengruppe 501 auf der Bilderzeugungsfläche gebildet wird, in ein elektrisches Signal in Pixeleinheiten um und gibt das elektrische Signal als Pixelsignal aus.
  • Die Anzeigevorrichtung 505 ist aus einer Anzeigevorrichtung vom Tafeltyp wie einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung oder einer Elektrolumineszenzanzeigevorrichtung (EL-Anzeigevorrichtung) konfiguriert und zeigt ein Animations- oder Standbild an, das durch die Bilderzeugungsvorrichtung 502 aufgenommen wird. Die Aufzeichnungsvorrichtung 506 zeichnet das Animations- oder Standbild, das durch die Bilderzeugungsvorrichtung 502 aufgezeichnet wird, in einem Aufzeichnungsmedium wie einer Speicherkarte, einem Videoband oder einer Digital Versatile Disc (DVD) auf.
  • Die Betriebssystem 507 gibt als Antwort auf Bedienungen des Anwenders Betriebsanweisungen an verschiedene Funktionen in der Aufnahmevorrichtung aus. Das Leistungsversorgungssystem 508 liefert Leistung an verschiedene Leistungsversorgungen wie Betriebsleistungsversorgungen der DSP-Schaltung 503, des Einzelbildspeichers 504, der Anzeigevorrichtung 505, der Aufzeichnungsvorrichtung 506 und des Betriebssystems 507, wie es benötigt wird.
  • Die Aufnahmevorrichtung wird auf Kameramodule für mobile Vorrichtungen wie eine Videokamera, eine Digitalkamera, ein Smartphone und ein Handy angewendet. Dann kann eine Festkörperbilderfassungsvorrichtung gemäß jeder Ausführungsform als die Bilderzeugungsvorrichtung 502 in der Aufnahmevorrichtung verwendet werden. Dadurch kann die Bildqualität der Aufnahmevorrichtung gesteigert werden.
  • Zusätzlich sind Ausführungsformen der vorliegenden Technologie nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt und können verschieden abgewandelt werden, ohne von dem Geist der vorliegenden Technologie abzuweichen.
  • Ferner kann die vorliegende Technologie zum Beispiel die folgenden Konfigurationen einsetzen.
    1. (1) Festkörperbilderfassungsvorrichtung, die Folgendes umfasst:
      • eine Lawinenphotodiode, die ein erstes Gebiet eines ersten leitfähigen Typs, ein zweites Gebiet eines zweiten leitfähigen Typs, der von dem ersten leitfähigen Typ verschieden ist, und ein zwischen das erste Gebiet und das zweite Gebiet eingeschobenes Lawinengebiet, das sich in einer Dickenrichtung eines Halbleitersubstrats erstreckt, aufweist, und
      • einen Film, der auf mindestens einer Seite des Halbleitersubstrats gebildet ist und einen Metalloxidfilm, einen Metallnitridfilm oder einen gemischten kristallbasierten Film aus einem Metalloxidfilm und einem Metallnitridfilm umfasst.
    2. (2) Festkörperbilderfassungsvorrichtung gemäß (1), die ferner Folgendes umfasst:
      • einen Isolierfilm, der zwischen dem Film und dem Halbleitersubstrat gebildet ist.
    3. (3) Festkörperbilderfassungsvorrichtung gemäß (1) oder (2), in der der Film einen Oxidfilm oder einen Nitridfilm aus Aluminium, Tantal, Zirkonium, Hafnium, Yttrium oder Lanthanid oder einen gemischten kristallbasierten Film aus Oxid und Nitrid aus Aluminium, Tantal, Zirkonium, Hafnium, Yttrium oder Lanthanid umfasst.
    4. (4) Festkörperbilderfassungsvorrichtung gemäß einem von (1) bis (3), in der der Film feste Ladungen aufweist.
    5. (5) Festkörperbilderfassungsvorrichtung gemäß (4), in der der Film unterschiedliche feste Ladungen zwischen nahe dem ersten Gebiet und nahe dem zweiten Gebiet aufweist.
    6. (6) Festkörperbilderfassungsvorrichtung gemäß einem von (1) bis (5), in der in einem Fall, in dem das erste Gebiet eine rechteckige Röhrengestalt aufweist, der Film gebildet ist, um mindestens rund um Ecken des ersten Gebiets abzudecken.
    7. (7) Festkörperbilderfassungsvorrichtung gemäß einem von (1) bis (6), in der das erste Gebiet zylindrisch ist, eine Elektrode, die entlang der oberen Fläche oder der unteren Fläche des ersten Gebiets gebildet ist und einen oder mehrere unterbrochene Teile aufweist, ferner auf einer Seite des Halbleitersubstrats vorgesehen ist und der Film gebildet ist, um mindestens rund um die unterbrochenen Teile in der Elektrode zwischen dem Halbleitersubstrat und der Elektrode abzudecken.
    8. (8) Festkörperbilderfassungsvorrichtung gemäß einem von (1) bis (7), in der zwei oder mehr Lawinenphotodiodenstrukturen wiederholt in einem Pixel gebildet sind.
    9. (9) Verfahren zum Herstellen einer Festkörperbilderfassungsvorrichtung, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
      • einen Schritt zum Bilden eines Films, der einen Metalloxidfilm, einen Metallnitridfilm oder einen gemischten kristallbasierten Film aus einem Metalloxidfilm und einem Metallnitridfilm umfasst, auf mindestens einer Seite eines Halbleitersubstrats, auf dem eine Lawinenphotodiode, die ein erstes Gebiet eines ersten leitfähigen Typs, ein zweites Gebiet eines zweiten leitfähigen Typs, der von dem ersten leitfähigen Typ verschieden ist, und ein zwischen das erste Gebiet und das zweite Gebiet eingeschobenes Lawinengebiet, das sich in einer Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt, aufweist, gebildet ist.
    10. (10) Elektronische Vorrichtung, die Folgendes umfasst:
      • eine Festkörperbilderfassungsvorrichtung und
      • eine Signalverarbeitungseinheit, die eine Signalausgabe von der Festkörperbilderfassungsvorrichtung verarbeitet, in der die Festkörperbilderfassungsvorrichtung Folgendes umfasst:
      • eine Lawinenphotodiode, die ein erstes Gebiet eines ersten leitfähigen Typs, ein zweites Gebiet eines zweiten leitfähigen Typs, der von dem ersten leitfähigen Typ verschieden ist, und ein zwischen das erste Gebiet und das zweite Gebiet eingeschobenes Lawinengebiet, das sich in einer Dickenrichtung eines Halbleitersubstrats erstreckt, aufweist, und
      • einen Film, der auf mindestens einer Seite des Halbleitersubstrats gebildet ist und einen Metalloxidfilm, einen Metallnitridfilm oder einen gemischten kristallbasierten Film aus einem Metalloxidfilm und einem Metallnitridfilm umfasst.
  • Bezugszeichenliste
    • [0142] 10, 10A bis 10C:
    CMOS-Bildsensor
    11:
    Pixelfeldteil
    101:
    Topfschicht vom n-Typ
    102, 102A, 102B:
    n+-Gebiet
    103:
    p+-Gebiet
    104, 104A, 104B:
    Lawinengebiet
    105, 105A, 105C:
    Elektrode
    105B:
    Verbindungsteil
    105D:
    unterbrochener Teil
    106, 106A:
    Elektrode
    106C:
    unterbrochener Teil
    107:
    Halbleitersubstrat
    114, 114a, 114b, 115, 115a, 115b:
    Film mit fester La-dung
    119, 120:
    Isolierfilm
    301, 302, 321, 322:
    Gebiet

Claims (10)

  1. Festkörperbilderfassungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Lawinenphotodiode, die ein erstes Gebiet eines ersten leitfähigen Typs, ein zweites Gebiet eines zweiten leitfähigen Typs, der von dem ersten leitfähigen Typ verschieden ist, und ein zwischen das erste Gebiet und das zweite Gebiet eingeschobenes Lawinengebiet, das sich in einer Dickenrichtung eines Halbleitersubstrats erstreckt, aufweist, und einen Film, der auf mindestens einer Seite des Halbleitersubstrats gebildet ist und einen Metalloxidfilm, einen Metallnitridfilm oder einen gemischten kristallbasierten Film aus einem Metalloxidfilm und einem Metallnitridfilm umfasst.
  2. Festkörperbilderfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: einen Isolierfilm, der zwischen dem Film und dem Halbleitersubstrat gebildet ist.
  3. Festkörperbilderfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Film einen Oxidfilm oder einen Nitridfilm aus Aluminium, Tantal, Zirkonium, Hafnium, Yttrium oder Lanthanid oder einen gemischten kristallbasierten Film aus Oxid und Nitrid aus Aluminium, Tantal, Zirkonium, Hafnium, Yttrium oder Lanthanid umfasst.
  4. Festkörperbilderfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Film feste Ladungen aufweist.
  5. Festkörperbilderfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Film unterschiedliche feste Ladungen zwischen nahe dem ersten Gebiet und nahe dem zweiten Gebiet aufweist.
  6. Festkörperbilderfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei in einem Fall, in dem das erste Gebiet eine rechteckige Röhrengestalt aufweist, der Film gebildet ist, um mindestens rund um Ecken des ersten Gebiets abzudecken.
  7. Festkörperbilderfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Gebiet zylindrisch ist, eine Elektrode, die entlang der oberen Fläche oder der unteren Fläche des ersten Gebiets gebildet ist und einen oder mehrere unterbrochene Teile aufweist, ferner auf einer Seite des Halbleitersubstrats vorgesehen ist und der Film gebildet ist, um mindestens rund um die unterbrochenen Teile in der Elektrode zwischen dem Halbleitersubstrat und der Elektrode abzudecken.
  8. Festkörperbilderfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei zwei oder mehr Lawinenphotodiodenstrukturen wiederholt in einem Pixel gebildet sind.
  9. Verfahren zum Herstellen einer Festkörperbilderfassungsvorrichtung, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: einen Schritt zum Bilden eines Films, der einen Metalloxidfilm, einen Metallnitridfilm oder einen gemischten kristallbasierten Film aus einem Metalloxidfilm und einem Metallnitridfilm umfasst, auf mindestens einer Seite eines Halbleitersubstrats, auf dem eine Lawinenphotodiode, die ein erstes Gebiet eines ersten leitfähigen Typs, ein zweites Gebiet eines zweiten leitfähigen Typs, der von dem ersten leitfähigen Typ verschieden ist, und ein zwischen das erste Gebiet und das zweite Gebiet eingeschobenes Lawinengebiet, das sich in einer Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt, aufweist, gebildet ist.
  10. Elektronische Vorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Festkörperbilderfassungsvorrichtung und eine Signalverarbeitungseinheit, die eine Signalausgabe von der Festkörperbilderfassungsvorrichtung verarbeitet, wobei die Festkörperbilderfassungsvorrichtung Folgendes umfasst: eine Lawinenphotodiode, die ein erstes Gebiet eines ersten leitfähigen Typs, ein zweites Gebiet eines zweiten leitfähigen Typs, der von dem ersten leitfähigen Typ verschieden ist, und ein zwischen das erste Gebiet und das zweite Gebiet eingeschobenes Lawinengebiet, das sich in einer Dickenrichtung eines Halbleitersubstrats erstreckt, aufweist, und einen Film, der auf mindestens einer Seite des Halbleitersubstrats gebildet ist und einen Metalloxidfilm, einen Metallnitridfilm oder einen gemischten kristallbasierten Film aus einem Metalloxidfilm und einem Metallnitridfilm umfasst.
DE112016004224.8T 2015-09-17 2016-09-05 Festkörperbildgebungsvorrichtung, elektronische Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen der Festkörperbildgebungsvorrichtung Pending DE112016004224T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015184538 2015-09-17
JP2015-184538 2015-09-17
PCT/JP2016/075936 WO2017047422A1 (ja) 2015-09-17 2016-09-05 固体撮像素子、電子機器、及び、固体撮像素子の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112016004224T5 true DE112016004224T5 (de) 2018-06-14

Family

ID=58289284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112016004224.8T Pending DE112016004224T5 (de) 2015-09-17 2016-09-05 Festkörperbildgebungsvorrichtung, elektronische Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen der Festkörperbildgebungsvorrichtung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10475831B2 (de)
EP (1) EP3352219B1 (de)
JP (1) JP6879919B2 (de)
CN (1) CN107924929B (de)
DE (1) DE112016004224T5 (de)
WO (1) WO2017047422A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022161991A1 (de) * 2021-01-29 2022-08-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Lawinenfotodiode mit orthogonalem schichtaufbau

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3352219B1 (de) * 2015-09-17 2020-11-25 Sony Semiconductor Solutions Corporation Festkörperbildgebungselement, elektronische vorrichtung und verfahren zur herstellung eines festkörperbildgebungselements
JP6701135B2 (ja) * 2016-10-13 2020-05-27 キヤノン株式会社 光検出装置および光検出システム
EP3309847B1 (de) * 2016-10-13 2024-06-05 Canon Kabushiki Kaisha Fotodetektionsvorrichtung und fotodetektionssystem
WO2019098035A1 (ja) * 2017-11-15 2019-05-23 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 光検出素子およびその製造方法
JP2019102675A (ja) * 2017-12-05 2019-06-24 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 フォトダイオード、画素回路、電子機器、および、フォトダイオードの製造方法
US11276790B2 (en) * 2018-02-01 2022-03-15 Kyoto Semiconductor Co., Ltd. Semiconductor light receiving element
JP2021158128A (ja) * 2018-06-25 2021-10-07 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置及び電子機器
US11089251B2 (en) * 2018-07-12 2021-08-10 Canon Kabushiki Kaisha Image sensor and image capturing apparatus
GB2576491A (en) * 2018-07-17 2020-02-26 Cambridge Entpr Ltd A photodetector
CN110190149B (zh) * 2019-06-13 2021-04-27 中国电子科技集团公司第二十四研究所 一种深槽半导体光探测增益结构
KR20210023459A (ko) * 2019-08-23 2021-03-04 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센싱 장치
WO2023132005A1 (ja) * 2022-01-05 2023-07-13 キヤノン株式会社 光電変換装置

Family Cites Families (71)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2959682B2 (ja) * 1991-03-20 1999-10-06 日本電信電話株式会社 フォトダイオード
JPH07162027A (ja) 1993-12-02 1995-06-23 Canon Inc 薄膜半導体装置及び該装置を有する情報処理装置
US5538564A (en) * 1994-03-18 1996-07-23 Regents Of The University Of California Three dimensional amorphous silicon/microcrystalline silicon solar cells
JP3872827B2 (ja) * 1995-04-11 2007-01-24 株式会社東芝 高耐圧半導体素子
US6204087B1 (en) * 1997-02-07 2001-03-20 University Of Hawai'i Fabrication of three-dimensional architecture for solid state radiation detectors
JP3016371B2 (ja) * 1997-03-26 2000-03-06 日本電気株式会社 光検出器の製造方法
US6111305A (en) * 1997-10-09 2000-08-29 Nippon Telegraph And Telephone Corporation P-I-N semiconductor photodetector
AU2185499A (en) * 1998-01-30 1999-08-16 Hamamatsu Photonics K.K. Light-receiving semiconductor device with buit-in bicmos and avalanche photodiode
US6034321A (en) * 1998-03-24 2000-03-07 Essential Research, Inc. Dot-junction photovoltaic cells using high-absorption semiconductors
JP2006210368A (ja) * 1999-07-02 2006-08-10 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 縦型半導体装置及びその製造方法
US6555890B2 (en) * 2000-05-23 2003-04-29 Sensors Unlimited, Inc. Method for combined fabrication of indium gallium arsenide/indium phosphide avalanche photodiodes and p-i-n photodiodes
US7719091B2 (en) * 2002-06-28 2010-05-18 M/A-Com Technology Solutions Holdings, Inc. Diode with improved switching speed
US7462553B2 (en) * 2003-06-25 2008-12-09 Semicoa Ultra thin back-illuminated photodiode array fabrication methods
JP4611066B2 (ja) * 2004-04-13 2011-01-12 三菱電機株式会社 アバランシェフォトダイオード
US20060081874A1 (en) * 2004-10-15 2006-04-20 Francis Daniel A Starved source diffusion for avalanche photodiode
EP1811578B1 (de) * 2004-10-25 2016-12-21 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Avalanche-fotodiode
US20060121683A1 (en) * 2004-12-08 2006-06-08 Finisar Corporation Point source diffusion for avalanche photodiodes
EP1679749A1 (de) 2005-01-11 2006-07-12 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne Epfl - Sti - Imm - Lmis3 Halbleiter Photodiode und Verfahren zur Herstellung
JP4992446B2 (ja) * 2006-02-24 2012-08-08 ソニー株式会社 固体撮像装置及びその製造方法、並びにカメラ
US7576371B1 (en) * 2006-03-03 2009-08-18 Array Optronix, Inc. Structures and methods to improve the crosstalk between adjacent pixels of back-illuminated photodiode arrays
US20090038669A1 (en) * 2006-09-20 2009-02-12 Translucent Photonics, Inc. Thin Film Solar Cell III
WO2008113067A2 (en) * 2007-03-15 2008-09-18 Johns Hopkins University Deep submicron and nano cmos single photon photodetector pixel with event based circuits for readout data-rate reduction
TWI436474B (zh) * 2007-05-07 2014-05-01 Sony Corp A solid-state image pickup apparatus, a manufacturing method thereof, and an image pickup apparatus
JP4659783B2 (ja) * 2007-06-14 2011-03-30 富士フイルム株式会社 裏面照射型撮像素子の製造方法
JP5151375B2 (ja) * 2007-10-03 2013-02-27 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその製造方法および撮像装置
JP5444899B2 (ja) * 2008-09-10 2014-03-19 ソニー株式会社 固体撮像装置の製造方法、および固体撮像装置の製造基板
JP4924617B2 (ja) 2009-01-05 2012-04-25 ソニー株式会社 固体撮像素子、カメラ
US8962376B2 (en) * 2009-04-21 2015-02-24 The Silanna Group Pty Ltd Optoelectronic device with lateral pin or pin junction
US8232516B2 (en) * 2009-07-31 2012-07-31 International Business Machines Corporation Avalanche impact ionization amplification devices
JP5418049B2 (ja) * 2009-08-03 2014-02-19 ソニー株式会社 固体撮像素子及びその製造方法、撮像装置
JP5523813B2 (ja) 2009-12-16 2014-06-18 株式会社東芝 固体撮像装置
JP2011166394A (ja) 2010-02-09 2011-08-25 Sony Corp 撮像デバイス、撮像方法および画像入力装置
JP5394966B2 (ja) * 2010-03-29 2014-01-22 日本オクラロ株式会社 半導体受光素子及びその製造方法
JP2012023207A (ja) * 2010-07-14 2012-02-02 Toshiba Corp 裏面照射型固体撮像装置
JP2012191005A (ja) * 2011-03-10 2012-10-04 Sony Corp 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法および撮像装置
US8344468B2 (en) * 2011-05-18 2013-01-01 Tower Semiconductor Ltd. Photovoltaic device with lateral P-I-N light-sensitive diodes
TWI458111B (zh) * 2011-07-26 2014-10-21 Univ Nat Central 水平式累崩型光檢測器結構
US8779543B2 (en) * 2011-09-19 2014-07-15 Technion Research And Development Foundation Ltd. Device having an avalanche photo diode and a method for sensing photons
US8778725B1 (en) * 2011-10-25 2014-07-15 SiFotonics Technologies Co, Ltd. Avalanche photodiode with special lateral doping concentration
EP2592661B8 (de) * 2011-11-11 2019-05-22 ams AG Laterale Lawinenphotodiode und deren Herstellungsverfahren
JPWO2013080769A1 (ja) * 2011-12-01 2015-04-27 シャープ株式会社 固体撮像素子
US9659981B2 (en) * 2012-04-25 2017-05-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Backside illuminated image sensor with negatively charged layer
WO2013180690A1 (en) * 2012-05-29 2013-12-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Devices including independently controllable absorption region and multiplication region electric fields
KR20130134292A (ko) * 2012-05-30 2013-12-10 삼성전자주식회사 이미지 센서, 상기 이미지 센서를 포함하는 이미지 처리 시스템 및 상기 이미지 센서의 제조 방법
CN104247046A (zh) * 2012-07-25 2014-12-24 惠普发展公司，有限责任合伙企业 具有缺陷辅助的硅吸收区域的雪崩光电二极管
US8816462B2 (en) * 2012-10-25 2014-08-26 Omnivision Technologies, Inc. Negatively charged layer to reduce image memory effect
JP6036197B2 (ja) * 2012-11-13 2016-11-30 三菱電機株式会社 アバランシェフォトダイオードの製造方法
EP2736084B1 (de) * 2012-11-22 2018-09-19 IMEC vzw Lawinen-Fotodetektorelement mit erhöhter elektrischer Feldstärke
EP2747154B1 (de) * 2012-12-21 2020-04-01 ams AG Laterale einzelphoton-lawinendiode und verfahren zum herstellen einer lateralen einzelphoton-lawinendiode
GB201300334D0 (en) * 2013-01-09 2013-02-20 St Microelectronics Ltd Sensor circuit
EP2779255B1 (de) * 2013-03-15 2023-08-23 ams AG Laterale Einzelphoton-Lawinenphotodiode und deren Herstellungsverfahren
US9224881B2 (en) * 2013-04-04 2015-12-29 Omnivision Technologies, Inc. Layers for increasing performance in image sensors
JP2015032717A (ja) * 2013-08-02 2015-02-16 株式会社東芝 固体撮像装置およびカメラモジュール
JP6079502B2 (ja) * 2013-08-19 2017-02-15 ソニー株式会社 固体撮像素子および電子機器
FR3009890B1 (fr) * 2013-08-23 2016-12-23 Commissariat Energie Atomique Photodiode bsi a haut rendement quantique
JP2016021520A (ja) * 2014-07-15 2016-02-04 ソニー株式会社 半導体装置および電子機器
US9209320B1 (en) * 2014-08-07 2015-12-08 Omnivision Technologies, Inc. Method of fabricating a single photon avalanche diode imaging sensor
US9111993B1 (en) * 2014-08-21 2015-08-18 Omnivision Technologies, Inc. Conductive trench isolation
JP6396775B2 (ja) * 2014-12-03 2018-09-26 ルネサスエレクトロニクス株式会社 撮像装置
EP3038167B1 (de) * 2014-12-22 2017-07-19 IMEC vzw Integrierter Lawinengermaniumfotodetektor
KR20160100569A (ko) * 2015-02-16 2016-08-24 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이미지 센서를 포함하는 촬상 장치
JP6478752B2 (ja) * 2015-03-24 2019-03-06 株式会社東芝 半導体装置及びその製造方法
JP6444789B2 (ja) * 2015-03-24 2018-12-26 株式会社東芝 半導体装置及びその製造方法
US9536880B2 (en) * 2015-04-07 2017-01-03 Broadcom Corporation Devices having multiple threshold voltages and method of fabricating such devices
US10177185B2 (en) * 2015-05-07 2019-01-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. High dielectric constant dielectric layer forming method, image sensor device, and manufacturing method thereof
US9819930B2 (en) * 2015-05-26 2017-11-14 Omnivision Technologies, Inc. Time of flight imaging with improved initiation signaling
EP3352219B1 (de) * 2015-09-17 2020-11-25 Sony Semiconductor Solutions Corporation Festkörperbildgebungselement, elektronische vorrichtung und verfahren zur herstellung eines festkörperbildgebungselements
JPWO2017094362A1 (ja) * 2015-12-03 2018-09-20 ソニー株式会社 固体撮像素子および撮像装置
WO2018031093A2 (en) * 2016-05-23 2018-02-15 Massachusetts Institute Of Technology Photodiode array structure for cross talk suppression
EP3309847B1 (de) * 2016-10-13 2024-06-05 Canon Kabushiki Kaisha Fotodetektionsvorrichtung und fotodetektionssystem
KR102432861B1 (ko) * 2017-06-15 2022-08-16 삼성전자주식회사 거리 측정을 위한 이미지 센서

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022161991A1 (de) * 2021-01-29 2022-08-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Lawinenfotodiode mit orthogonalem schichtaufbau

Also Published As

Publication number Publication date
JP6879919B2 (ja) 2021-06-02
US20180182789A1 (en) 2018-06-28
US10475831B2 (en) 2019-11-12
WO2017047422A1 (ja) 2017-03-23
EP3352219A1 (de) 2018-07-25
JPWO2017047422A1 (ja) 2018-07-05
EP3352219B1 (de) 2020-11-25
EP3352219A4 (de) 2019-05-15
CN107924929A (zh) 2018-04-17
CN107924929B (zh) 2022-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112016004224T5 (de) Festkörperbildgebungsvorrichtung, elektronische Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen der Festkörperbildgebungsvorrichtung
DE112017000216B4 (de) Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung und elektronische Vorrichtung
DE102013217278B4 (de) Photodetektorschaltung, Bildgebungsvorrichtung und Verfahren zum Ansteuern einer Photodetektorschaltung
US20190181292A1 (en) Photon-effect transistor
US9973719B2 (en) Antiblooming imaging apparatus, systems, and methods
DE112017002137T5 (de) Festkörper-bildgebungselement, treiberverfahren und elektronische vorrichtung
JP2005260706A (ja) 放射線撮像装置及びその制御方法
DE112011106038B4 (de) Bildaufnahmevorrichtung
DE112020001804T5 (de) Sensorchip und elektronische vorrichtung
DE112018001494T5 (de) Bildgebungselement und elektronische vorrichtung
EP2210073B1 (de) Schaltungsanordnung zum erzeugen von licht- und temperaturabhängigen signalen, insbesondere für ein bildgebendes pyrometer
DE112021004358T5 (de) Festkörperbildgebungsvorrichtung und elektronische vorrichtung
DE112019003237T5 (de) Festkörperbildaufnahmeeinrichtung und elektronische einrichtung
DE60038584T2 (de) Festkörperbildaufnahmevorrichtung
DE3005766A1 (de) Festkoerper-abbildungsanordnung
DE112021003352T5 (de) Halbleitervorrichtung und elektronische vorrichtung
DE112021002438T5 (de) Festkörperbildgebungselement und elektronische vorrichtung
JP7029037B2 (ja) 固体撮像装置
DE102019113572B4 (de) Bildsensoren mit dummy-pixel-zeilen
DE102020209822A1 (de) Sensor und verfahren zum bilden von selbigem
CN106796944A (zh) 像素电路和摄像装置
DE112022001551T5 (de) Abbildungsvorrichtung und Entfernungsmesssystem
DE112021005109T5 (de) Pixelstruktur und Verfahren zur Herstellung einer Pixelstruktur
DE112021000828T5 (de) Photoelektrische umwandlungsvorrichtung, photoelektrischesumwandlungssystem und bewegliches objekt
DE112022000204T5 (de) Bildsensoranordnung, Bildsensorvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Bildsensoranordnung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01L0027146000

Ipc: H01L0031107000