JP2008004684A - 固体撮像素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】マイクロレンズを省略することができ、更に、画素サイズの微細化に伴う入射光の感度の低下を防止することができる固体撮像素子の提供。
【解決手段】半導体基板上に絶縁層を備え、その絶縁層上に吸収される光の種類(R、G、B)が異なる複数の光電変換部を積層させ、積層させた光電変換部は上層に積層されるにつれて幅が大きくなり、かつ、第1光電変換部の下層、第2光電変換部の第1光電変換部が形成されていない下層、第3光電変換部の第1光電変換部及び第2光電変換部が形成されていない下層、及び第1から第3光電変換部が形成されていない下層のそれぞれに各光電変換部で発生した信号を検出する信号検出部及び信号検出部で検出した信号を伝導する伝導回路部を配置する。
【選択図】図1
【解決手段】半導体基板上に絶縁層を備え、その絶縁層上に吸収される光の種類(R、G、B)が異なる複数の光電変換部を積層させ、積層させた光電変換部は上層に積層されるにつれて幅が大きくなり、かつ、第1光電変換部の下層、第2光電変換部の第1光電変換部が形成されていない下層、第3光電変換部の第1光電変換部及び第2光電変換部が形成されていない下層、及び第1から第3光電変換部が形成されていない下層のそれぞれに各光電変換部で発生した信号を検出する信号検出部及び信号検出部で検出した信号を伝導する伝導回路部を配置する。
【選択図】図1
Description
本発明は、固体撮像素子に関し、特に、光電変換層が積層された構造を備えている固体撮像素子に関する。
近年のデジタルカメラ、カメラ搭載型携帯電話等の普及によるデジタル化、及びストレージの大容量化に伴い、小型で高精細な固体撮像素子の需要が増加している。特に、一般的な半導体製造工程であるCMOSプロセスにより製造可能なCMOS型固体撮像素子(以下、CMOSセンサという)の需要が高まっている。このようなCMOSセンサは、近年において、更なる小型化、多画素化の要求が高まっている。これらの要求を達成するために、画素サイズの微細化が重要な課題となっており、現在では画素サイズ□2.0μmまで狭ピッチ化が進んでいる。
このような固体撮像素子に用いられる画素は、主に、光電変換膜、光電変換部としてのフォトダイオード及び読み出し回路用のトランジスタから構成されている。なお、読み出し回路に用いられるトランジスタの占める面積は、デザインルールの縮小、隣接する画素の共有を進めても、その微細化には限界があり、現状、読み出し回路に用いられるトランジスタの光電変換部の画素中に占める割合(開口率)は、50%程度と言われている。なお、このような微細化は、画素ピッチの狭小化につながり、光電変換部としてのフォトダイオードの占める面積の減少を加速させるため、固体撮像装置としての感度の低下が問題となる。
また、近年は、小型携帯端末に至るまで、カラー画像を出力する固体撮像装置が一般的となっている。このようなカラー撮像型固体撮像装置では、赤(R)、緑(G)、青(B)の波長帯を投下するカラーフィルタを、それぞれ一つの画素上に一対一で配置させることにより、それぞれの波長の光量を別々の画素で測定して色情報を得ている。一般的に、このようなカラーフィルタは、赤(R)、緑(G)、緑(G)、青(B)の4組で1測定点を形成する。このため、カラー撮像型固体撮像装置では必要とされる画素数は白黒の場合の4倍となり、仮に、同じチップ面積で同じ解像度(画素数)を得るためには、カラー撮像型固体撮像装置の画素面積は1/4、すなわち、得られる開口率は1/4となる。さらに、カラーフィルタ自体の光の透過率が一般的に約80%程度であることも考慮すると、カラー撮像型固体撮像装置での前述した画素ピッチの狭小化は、より大きい感度の低下につながるという問題が生じる。
この点に着目し、光電変換部としてシリコン基板内に3重のイオン注入層を形成し、波長によるシリコン基板内での光の吸収深さの違いを利用して、1画素でRGB信号の取得が可能で、カラーフィルタの必要ないカラーCMOSセンサが提案されている(例えば、非特許文献1)。
また、複数層のフォトダイオードからの信号読み出し時に、混色を抑えた、色分離性の高い信号を読み出すために、第1導電型の領域と、前記第1導電型と逆の導電型である第2導電型の領域を交互に複数積層してなり、第1導電型及び第2導電型の領域の各接合面を、それぞれ異なる複数の波長帯域の光を主に光電変換するために適した深さとなるように形成し、表面に最も近い接合面の表面側領域の表面を、当該領域と逆の導電型の領域で覆った光電変換素子が開示されている(例えば、特許文献1)。
Eyeing the Camera: into the Next Century, Richard F.Lyon, Foveon,Inc.HP 特開2003−298102号公報
Eyeing the Camera: into the Next Century, Richard F.Lyon, Foveon,Inc.HP
しかしながら、非特許文献1に記載の技術は、読み出し回路用トランジスタ領域と光電変換部が同一基板上に存在する為、両者が占有する画素面積は、従来のCMOSセンサと同様である。その上、非特許文献1におけるCMOSセンサでは、1画素で取り扱う情報量が3倍となる事から、従来のCMOSセンサに比べ読み出し回路に用いられるトランジスタ数は増加してしまう。その為、かえって1画素中に占める光電変換部の面積率は低下し、カラーフィルタを不要とした感度の向上に対するメリットが相殺される恐れがある。
さらに、CMOSセンサの場合、画素内のトランジスタ数を増加させて、回路機能を付加することにより、イメージセンサとしての高付加価値化が望める点が大きなメリットである。このメリットしては、例えば、画素内ADCによる、広ダイナミックレンジ化、高フレームレート化、及び高S/N化などが挙げられる。しかしながら、このような場合、更に画素内の光電変換部の面積が縮小し、感度の低下が生じてしまう。
このような場合、開口率の向上の為、画素毎にマイクロレンズを形成し、センサに入射した光をフォトダイオードに収束させる技術がある。しかしながら、この方法を用いても現状開口率はおよそ50%に留まる上に、マイクロレンズ自体、及びマイクロレンズからフォトダイオードに至る経路での光吸収と光漏れにより、感度の低下が生じる。
そこで、本発明は、マイクロレンズを省略することができ、更に、画素サイズの微細化に伴う入射光の感度の低下を防止することができる固体撮像素子を提供することを目的とする。
本発明に係る固体撮像素子は、画素領域を備えた半導体基板と、前記半導体基板の前記画素領域内の第1領域、前記第1領域に隣接する第2領域、前記第2領域に隣接する第3領域、及び前記第3領域に隣接する第4領域上に設けられた第1絶縁層と、前記第1絶縁層を介して前記半導体基板の前記第1領域上に設けられた第1光電変換部と、前記第1絶縁層を介して前記半導体基板の前記第2領域、前記第3領域、及び前記第4領域上に設けられた第2絶縁層とを備えた第1光電変換層と、前記第1絶縁層及び前記第1光電変換層を介して前記半導体基板の前記第1領域及び前記第2領域上に設けられた第2光電変換部と、前記第1絶縁層及び前記第1光電変換層を介して前記半導体基板の前記第3領域及び前記第4領域上に設けられた第3絶縁層とを備えた第2光電変換層と、前記第1絶縁層、前記第1光電変換層、及び前記第2光電変換層を介して前記半導体基板の前記第1領域、前記第2領域、及び前記第3領域上に設けられた第3光電変換部と、前記第1絶縁層、前記第1光電変換層、及び前記第2光電変換層を介して前記半導体基板の前記第4領域上に設けられた第4絶縁層とを備えた第3光電変換層と、前記第1絶縁層と前記第1光電変換部との間に設けられ、前記第1光電変換部で発生した信号を検出する第1信号検出部と、前記第1光電変換層と前記第2光電変換部との間に設けられ、前記第1光電変換部及び前記第2光電変換部で発生した信号を検出する第2信号検出部と、前記第2光電変換層及び前記第3光電変換部との間に設けられ、前記第2光電変換部及び前記第3光電変換部で発生した信号を検出する第3信号検出部と、前記第3光電変換層の前記第3信号検出部が設けられた面に対向する面に設けられ、前記第3光電変換部で発生した信号を検出する第4信号検出部と、前記第1領域上の前記第1絶縁層内に設けられ、前記第1信号検出部で検出した信号を伝導する第1伝導回路部と、前記第2領域上の前記第1絶縁層内及び前記第2絶縁層内に設けられ、前記第2信号検出部で検出した信号を伝導する第2伝導回路部と、前記第3領域上の前記第1絶縁層内、前記第2絶縁層内、及び前記第3絶縁層内に設けられ、前記第3信号検出部で検出した信号を伝導する第3伝導回路部と、前記第4領域上の前記第1絶縁層内、前記第2絶縁層内、前記第3絶縁層内、及び前記第4絶縁層内に設けられ、前記第4信号検出部で検出した信号を伝導する第4伝導回路部と、を備える。
本発明によれば、画素サイズの微細化に伴う入射光の感度の低下を防止することができる固体撮像素子が提供される。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付し、重複する記載は省略する。また、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものと異なる。更に、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(第1の実施形態)
第1の実施形態に係る固体撮像素子について図面を用いて説明する。図1は、第1の実施形態に係る固体撮像素子の画素領域の構成を説明するための断面模式図である。
第1の実施形態に係る固体撮像素子について図面を用いて説明する。図1は、第1の実施形態に係る固体撮像素子の画素領域の構成を説明するための断面模式図である。
本実施形態に係る固体撮像素子は、図1に示すように、半導体基板101上に、第1絶縁層10、第1光電変換層20、第2光電変換層30、第3光電変換層40の順で積層された構成を備えている。
第1絶縁層10は、半導体基板101の第1領域50、第1領域50に隣接する第2領域60、第2領域60に隣接する第3領域70、及び第3領域70に隣接する第4領域80上に設けられている。
第1光電変換層20は、第1絶縁層10を介して半導体基板101の第1領域50上に設けられた第1光電変換部200と、第1絶縁層10を介して半導体基板101の第2領域60、第3領域70、及び第4領域80上に設けられた第2絶縁層250とで構成されている。
第2光電変換層30は、第1絶縁層10及び第1光電変換層20を介して半導体基板101の第1領域50及び第2領域60上に設けられた第2光電変換部300と、第1絶縁層10及び第1光電変換層20を介して半導体基板101の第3領域70及び第4領域80上に設けられた第3絶縁層350とで構成されている。
第3光電変換層40は、第1絶縁層10、第1光電変換層20、及び第2光電変換層30を介して半導体基板101の第1領域50、第2領域60及び第3領域70上に設けられた第3光電変換部400と、第1絶縁層10、第1光電変換層20、及び第2光電変換層30を介して半導体基板101の第4領域80上に設けられた第4絶縁層450とで構成されている。
第1絶縁層10と第1光電変換部200との間には、第1光電変換部200で発生した信号を検出する第1信号検出部210が、第1光電変換層20と第2光電変換部300との間には、第1光電変換部200及び第2光電変換部300で発生した信号を検出する第2信号検出部310が、第2光電変換層30と第3光電変換部400との間には、第2光電変換部300及び第3光電変換部400で発生した信号を検出する第3信号検出部410が、第3光電変換層40の第3信号検出部410が設けられた面に対向する面に第3光電変換部400で発生した信号を検出する第4信号検出部420がそれぞれ設けられている。
第1絶縁層10内の半導体基板101の第1領域50上には、第1信号検出部210で検出した信号を伝導する第1伝導回路部110が、第1絶縁層10内及び第2絶縁層250内の半導体基板101の第2領域60上には、第2信号検出部310で検出した信号を伝導する第2伝導回路部130が、第1絶縁層10内、第2絶縁層250内、及び第3絶縁層350内の半導体基板101の第3領域70上には、第3信号検出部410で検出した信号を伝導する第3伝導回路部150が、第1絶縁層10内、第2絶縁層250内、第3絶縁層350内、及び第4絶縁層450内の半導体基板101の第4領域80上には、第4信号検出部420で検出した信号を伝導する第4伝導回路部170がそれぞれ設けられている。
また、第1伝導回路部110に隣接して第1絶縁層10内に第1伝導回路部110で伝導した信号を半導体基板101の画素領域外に転送する第1転送回路部120が、第2伝導回路部130に隣接して第1絶縁層10内に第2伝導回路部130で伝導した信号を半導体基板101の画素領域外に転送する第2転送回路部140が、第3伝導回路部150に隣接して第1絶縁層10内に第3伝導回路部150で伝導した信号を半導体基板101の画素領域外に転送する第3転送回路部160が、第4伝導回路部170に隣接して第1絶縁層10内に第4伝導回路部170で伝導した信号を半導体基板101の画素領域外に転送する第4転送回路部180が、それぞれ設けられている。
第1光電変換部200は、赤色光(R)を検知する。第1光電変換部200は、この赤色光を検知するために適した膜厚(例えば、1.5μm)を有し、例えば、水素化真性アモルファスシリコン層(a−Si層)で構成されている。
第2光電変換部300は、緑色光(G)を検知する。第2光電変換部300は、この緑色光を検知するために適した膜厚(例えば、1.0μm)を有し、例えば、水素化真性アモルファスシリコン層(a−Si層)で構成されている。
第3光電変換部400は、青色光(B)を検知する。第3光電変換部400は、この青色光を検知するために適した膜厚(例えば、0.5μm)を有し、例えば、水素化真性アモルファスシリコン層(a−Si層)で構成されている。
図2は、第1の実施形態における固体撮像素子に入射した光が電荷に変換される際のバンド図である。図2に示すように、第4信号検出部420側に入射した光(RGB)は、第3光電変換部400ではBを、第2光電変換部300ではGを、第1光電変換部200ではRをそれぞれ吸収し、それぞれの光電変換部において吸収光量に比例した数の電子(e−)、ホール(h+)(本実施形態ではこれらを総称して信号という)を生成する。このとき、第4信号検出部420にはBのh+が取り出されB信号が検出され、第4伝導回路部170に伝導される。第3信号検出部410にはBのe−とGのe−が取り出されG+B信号が検出され、第3伝導回路部150に伝導される。第2信号検出部310にはGのh+とRのh+が取り出されG+R信号が検出され、第2伝導回路部130に伝導される。第1信号検出部210にはRのe−が取り出されR信号が検出され、第1伝導回路部110に伝導される。これらの信号は、第1から第4伝導回路部110、130、150、170に隣接して設けられている第1から第4転送回路部120、140、160、180を通り半導体基板101の画素領域外の図示しない演算回路に出力される。この演算回路では、第4転送回路部180から転送されたB信号と第3転送回路部160から転送されたG+B信号との信号和、又は、第2転送回路部140から転送されたG+R信号と第1転送回路部120から転送されたR信号との信号和によりG信号が演算される。なお、ここでは、演算回路は、画素領域外に設けられている内容で説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、画素領域内の第1絶縁層10内に設けられていてもよい。
前述した第1絶縁層10、第2絶縁層250、第3絶縁層350、及び第3絶縁層450は、例えば、シリコン酸化膜(SiO2)で構成されている。
第1信号検出部210、第2信号検出部310、第3信号検出部410は、例えば、水素化真性a−SiC層で構成されている。
第4信号検出部420は、例えば、透明電極で構成されている。
このように、本実施形態に係る固体撮像素子は、半導体基板上に第1絶縁層10を備え、第1絶縁層10上に吸収される光の種類(R、G、B)が異なる複数の第1から第3光電変換部を積層させ、積層させた第1から第3光電変換部は上層に積層されるにつれて半導体基板の表面方向と平行な方向で定義される幅が大きくなる構成を備え、第1光電変換部200の下層、第2光電変換部300の第1光電変換部200が形成されていない下層、第3光電変換部400の第1光電変換部200及び第2光電変換部300が形成されていない下層、及び第1から第3光電変換部が形成されていない層内のそれぞれに各光電変換部で発生した信号を検出する第1から第4信号検出部及び第1から第4信号検出部の下方に検出した信号を伝導する第1から第4伝導回路部を配置することで、固体撮像素子内に幅の広い光電変換部を備えることができるため、マイクロレンズを省略することができ、画素サイズの微細化に伴う入射光感度の低下が抑制された固体撮像素子を提供することができる。
また、第1から第4伝導回路部に隣接して、第1絶縁層10内に第1から第4信号転送回路部が設けられているため、第1から第3光電変換部の幅に影響を及ぼすことが無い。
更に、積層された第1から第3光電変換部は、一番幅の小さい第1光電変換部200には吸収しやすい赤色光を、一番幅の大きい第3光電変換部400には吸収しにくい青色光を、その中間の幅を備える第2光電変換部300には中間の吸収力をもつ緑色光を、それぞれ配置させているため、固体撮像素子の全体的な入射光の感度の調整を行うことができる。
すなわち、a−Si積層構造により吸収、信号化されたRGB信号量の比を、第1から第3光電変換層の幅を微調整する事で所望の比にすることにより、後段でのRGB信号比割合を所望の比に変換する演算処理を省く事ができる。
更に、第1信号検出部210と第2伝導回路部130間、第2信号検出部310と第3伝導回路部150間、第3信号検出部410と第4伝導回路部170間には、絶縁層250、350、450が配置されているため、画素の微細化を行っても、それぞれの信号検出部で検出した信号が異なる伝導回路部に伝導することはない。
次に、本実施形態に係る固体撮像素子の具体的な構成を説明する。図3は、第1の実施形態に係る固体撮像素子の画素領域の具体的な構成の一例を説明するための断面模式図である。
図3に示すように、本実施形態に係る固体撮像素子は、例えば、半導体基板101の表面上に、複数のトランジスタ102a、102bが設けられている。
トランジスタ102aは、後述する光電変換部で発生した信号を検出する検出トランジスタであり、トランジスタ102bは、トランジスタ102aで検出した信号を、画素領域外に転送する転送トランジスタである。本実施形態では、検出トランジスタ102aと、転送トランジスタ102bとで一素子を形成しており、各素子間には、素子分離層105が設けられている。
複数のトランジスタ102a、102b、素子分離層105を含む半導体基板101上には、第1層間絶縁層5が設けられている。第1層間絶縁層5内には、検出トランジスタ102aと、転送トランジスタ102bとの間の電気的な接続をスイッチングするスイッチング素子106及びゲート絶縁膜107が設けられている。
第1層間絶縁層5上には第1配線層6を含む第2層間絶縁層7が設けられている。第1配線層6は、第1層間絶縁層5を貫通する第1コンタクト層15を介して検出トランジスタ102a、転送トランジスタ102bに電気的に接続されている。
第2層間絶縁層7上には第2配線層8を含む第3層間絶縁層9が設けられている。第2配線層8は、第2層間絶縁層7を貫通する第2コンタクト層25を介して、第1配線層6と電気的に接続されている。
第3層間絶縁層9上の半導体基板101の第1領域50には第1信号検出部210が設けられ、第1信号検出部210上には第1光電変換部200が設けられている。また、第3層間絶縁層9上の半導体基板101の第1領域50以外の領域、すなわち、第2領域60、第3領域70、及び第4領域80には、第4層間絶縁層11及び第5層間絶縁層13が積層されて設けられ、図1に示す第2絶縁層250を形成している。
第1信号検出部210は、例えば、水素化真性a−SiC層で構成され、第1光電変換部200は、例えば、水素化真性a−Si層で構成されている。第1信号検出部210と第3層間絶縁層9との間の一部の界面には、第3配線層12が設けられている。この第3配線層12は、第3層間絶縁層9内に設けられた第3コンタクト層35を介して第2配線層8に電気的に接続されている。なお、この第1光電変換部200は、赤色光を検知するための光電変換部として使用され、赤色光を検知するために適した厚さ(例えば、1.5μm)を備えている。
なお、前述した第3配線層12、第3コンタクト層35、第2配線層8、第2コンタクト層25、第1配線層6、第1コンタクト層15、及び検出トランジスタ102aとで、図1に示す第1伝導回路部110を形成している。また、第1伝導回路部110に隣接して設けられている転送トランジスタ102b、第1コンタクト層15、及び第1配線層6とで図1に示す第1信号転送回路部120を形成している。
また、第4層間絶縁層11内には、前述した第3配線層12以外のその他の第3配線層12を備え、第3コンタクト層35を介して、第3層間絶縁層9内の第2配線層8に電気的に接続されている。また、第4層間絶縁層11上に設けられた第5層間絶縁層13内には、第4配線層14を備え、第4コンタクト層45を介して、第4層間絶縁層11内の第3配線層12に電気的に接続されている。
第1光電変換部200及び第5層間絶縁層13上の第1領域50及び第2領域60には第2信号検出部310が設けられ、第2信号検出部310上には第2光電変換部300が設けられている。また、第5層間絶縁層13上の半導体基板101の第1領域50及び第2領域60以外の領域、すなわち、第3領域70、及び第4領域80には、第1分離膜90を介して、第6層間絶縁層15が設けられ、この第6層間絶縁層15で図1に示す第3絶縁層350を形成している。
第2信号検出部310は、例えば、水素化真性a−SiC層で構成され、第2光電変換部300は、例えば、水素化真性a−Si層で構成されている。第2信号検出部310と第5層間絶縁層13との間には、第5配線層16が設けられている。この第5配線層16は、第5層間絶縁層13及び第1分離膜90を貫通する第5コンタクト層55を介して第5配線層14に電気的に接続されている。なお、前述したように、この第2光電変換部300は、緑色光を検知するための光電変換層として使用され、緑色光を検知するために適した厚さ(例えば、1.0μm)を備えている。
なお、前述した第5配線層16、第5コンタクト層55、第4配線層14、第4コンタクト層45、第3配線層12、第3コンタクト層35、第2配線層8、第2コンタクト層25、第1配線層6、第1コンタクト層15、及び検出トランジスタ102aとで、図1に示す第2伝導回路部130を形成している。また、第2伝導回路部130に隣接して設けられている転送トランジスタ102b、第1コンタクト層15、第1配線層6とで図1に示す第2信号転送回路部140を形成している。
第6層間絶縁層15内には、第5配線層16を備え、第5コンタクト層55を介して、第5層間絶縁層13内の第5配線層14に電気的に接続されている。
第2光電変換部300及び第6層間絶縁層15上の第1領域50、第2領域60、及び第3領域70には、第3信号検出部410が設けられ、第3信号検出部410上には第3光電変換部400が設けられている。また、第6層間絶縁層15上の第4領域80には、第2分離膜95を介して、第7層間絶縁層17が設けられ、この第7層間絶縁層17で図1に示す第4絶縁層450を形成している。
第3信号検出部410は、例えば、水素化真性a−SiC層で構成され、第3光電変換部400は、例えば、水素化真性a−Si層で構成されている。第3信号検出部410と第6層間絶縁層15との間には、第6配線層18が設けられている。この第6配線層18は、第2分離膜95及び第6層間絶縁層15を貫通する第6コンタクト層65を介して第5配線層16に電気的に接続されている。なお、前述したように、この第3光電変換部400は、青色光を検知するための光電変換層として使用され、青色光を検知するために適した厚さ(例えば、0.5μm)を備えている。
なお、前述した第7配線層18、第6コンタクト層65、第6配線層16、第5コンタクト層55、第4配線層14、第4コンタクト層45、第3配線層12、第3コンタクト層35、第2配線層8、第2コンタクト層25、第1配線層6、第1コンタクト層15、及び検出トランジスタ102aとで、図1に示す第3伝導回路部150を形成している。また、第3伝導回路部150に隣接して設けられている転送トランジスタ102b、第1コンタクト層15、第1配線層6とで図1に示す第3信号転送回路部160を形成している。
第7層間絶縁層17内には、第7配線層18を備え、第6コンタクト層65を介して、第6層間絶縁層15内の第6配線層16に電気的に接続されている。
第3光電変換部400及び第7層間絶縁層17上の第1領域50、第2領域60、第3領域70、及び第4領域80には、第4信号検出部420が設けられている。この第4信号検出部420は、例えば、透明電極で構成されている。この第4信号検出部420は、半導体基板101の第4領域80の第7層間絶縁層17内に設けられた第6配線層18と第7コンタクト層75を介して電気的に接続されている。
なお、前述した第7コンタクト層75、第6配線層18、第6コンタクト層65、第5配線層16、第5コンタクト層55、第4配線層14、第4コンタクト層45、第3配線層12、第3コンタクト層35、第2配線層8、第2コンタクト層25、第1配線層6、第1コンタクト層15、及び検出トランジスタ102aとで、図1に示す第4伝導回路部170を形成している。また、第4伝導回路部170に隣接して設けられている転送トランジスタ102b、第1コンタクト層15、第1配線層6とで図1に示す第4信号転送回路部180を形成している。
第4信号検出部420上には、パッシベーション層500が設けられている。
なお、本実施形態では、第1光電変換部200と同層に用いられている第2絶縁層250は、第4層間絶縁層11、第5層間絶縁層13の2層で構成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、第1光電変換部200と同じ厚さを備えた第4層間絶縁層11が一層で構成されていてもよく、もう1層新たに層間絶縁層が積層されていてもよい。
同様に、第2光電変換部300と同層に用いられている第3絶縁層350は、第6層間絶縁層15の1層で構成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、もう1層新たに層間絶縁層が積層されてもよい。第4絶縁層450も同様である。これらの積層数は固体撮像素子としてのデバイス設計により適時変更することができる。
次に、図3に示す固体撮像素子の製造方法を、図面を用いて説明する。
最初に、半導体基板101上に、周知のLSI製造プロセスにより、複数のトランジスタ102a、102b、素子分離層105、ゲート絶縁膜107及びスイッチング素子106をそれぞれ形成する(図4)。
次に、トランジスタ102a、102b、素子分離層105、ゲート絶縁膜107及びスイッチング素子106を覆うように、半導体基板101上に第1層間絶縁層5を形成する。その後、複数のトランジスタ102a、102bと電気的な接続を行う第1コンタクト層15を形成する。更に、第1コンタクト層15に電気的に接続されるように第1配線層6を形成し、第1配線層6を覆うように、第1層間絶縁層5上に第2層間絶縁層7を形成する。その後、第1配線層6のうち、検出トランジスタ102aに電気的に接続されている第1配線層6と電気的な接続を行う第2コンタクト層25を形成する。更に、第2コンタクト層25に電気的に接続されるように第2配線層8を形成し、第2配線層8を覆うように、第2層間絶縁層7上に第3層間絶縁層9を形成する。その後、第2配線層8と電気的な接続を行う第3コンタクト層35を形成する(図5)。
次に、周知のLSI製造プロセスを用いて、第3コンタクト層35に電気的に接続されるように第3配線層12を形成し、第3配線層12を覆うように、第3層間絶縁層9上に第4層間絶縁層11を形成する。その後、第3配線層12と電気的な接続を行う第4コンタクト層45を形成する。更に、第4コンタクト層45に電気的に接続されるように第4配線層14を形成し、第4配線層14を覆うように、第4層間絶縁層11上に第5層間絶縁層13を形成し、さらに、第5層間絶縁層13上に第1分離層90を形成する。その後、第4配線層14と電気的な接続を行う第5コンタクト層55を形成する。
その後、周知のLSI製造プロセスを用いて、半導体基板101の第1領域50に設けられた第1分離層90、第4層間絶縁層11及び第5層間絶縁層13を除去して、半導体基板101の第1領域50内に形成されている第3配線層12の表面を露出させる。その後、第4層間絶縁層11及び第5層間絶縁層13を除去した領域の第3層間絶縁層9及び露出した第3配線層12上に第1信号検出部210として水素化真性a−SiC層を、第1信号検出部210上に第1光電変換部200として水素化真性a−Si層を、それぞれCVD法により形成する(図6)。なお、この第1信号検出部210及び第1光電変換部200をCVD法により形成する場合は、第1分離層90上にも形成されるが、CMP(Chemical Mechanical Polishing)により第1分離層90の表面まで平坦化すればよい。この平坦化の際には、第1分離層90がストッパとなるため、容易に、平坦化の終点を検知することができる。
次に、周知のLSI製造プロセスを用いて、第5コンタクト層55に電気的に接続されるように第5配線層16を形成し、第5配線層16を覆うように、第1光電変換部200及び第1分離層90上に第6層間絶縁層15を形成し、さらに、第6層間絶縁層15上に第2分離層95を形成する。その後、第5配線層16と電気的な接続を行う第6コンタクト層65を形成する。
次に、周知のLSI製造プロセスを用いて、半導体基板101の第1領域50及び第2領域60に設けられた第2分離層95及び第6層間絶縁層15を除去して、半導体基板101の第1領域50及び第2領域60内に形成されている第5配線層16と、第1光電変換部200の表面を露出させる。その後、第6層間絶縁層15を除去した領域の第1光電変換部200及び露出した第5配線層16上に第2信号検出部310として水素化真性a−SiC層を、第2信号検出部310上に第2光電変換部300として水素化真性a−Si層をそれぞれCVD法により形成する(図7)。なお、この第2信号検出部310及び第2光電変換層300をCVD法により形成する場合は、第2分離層95上にも形成されるが、CMP(Chemical Mechanical Polishing)により第2分離層95の表面まで平坦化すればよい。この平坦化の際には、第2分離層95がストッパとなるため、容易に、平坦化の終点を検知することができる。
次に、周知のLSI製造プロセスを用いて、第6コンタクト層65に電気的に接続されるように第6配線層18を形成し、第6配線層18を覆うように、第2光電変換部300及び第2分離層95上に第7層間絶縁膜17を形成する。その後、第6配線層18と電気的な接続を行う第7コンタクト層75を形成する。
次に、周知のLSI製造プロセスを用いて、半導体基板101の第1領域50、第2領域60、及び第3領域70に設けられた第7層間絶縁層17を除去して、半導体基板101の第1領域50、第2領域60、及び第3領域70内に形成されている第6配線層18と、第2光電変換部300の表面を露出させる。その後、第7層間絶縁層17を除去した領域の第2光電変換層300及び露出した第6配線層18上に第3信号検出部410として水素化真性a−SiC層を、第3信号検出部410上に第3光電変換部400として水素化真性a−Si層をそれぞれCVD法により形成する。なお、この第3信号検出部410及び第3光電変換層400をCVD法により形成する場合は、第7層間絶縁層17上にも形成されるが、CMP(Chemical Mechanical Polishing)により第7層間絶縁層17の表面まで平坦化すればよい。この平坦化の際には、第7層間絶縁層17がストッパとなるため、容易に、平坦化の終点を検知することができる。
最後に、第3光電変換層400及び第7層間絶縁層17上に、第7コンタクト層75に電気的に接続されるように、周知のLSI製造プロセスを用いて、ITO(薄膜酸化インジウム)で構成された第4信号検出部420を形成し、更に、第4信号検出部420上にパッシベーション層500を形成することで、図3に示す固体撮像素子が製造される。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係る固体撮像素子について図面を用いて説明する。図8は、第2の実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す断面模式図である。
次に、第2の実施形態に係る固体撮像素子について図面を用いて説明する。図8は、第2の実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す断面模式図である。
本実施形態に係る固体撮像素子は、第1の実施形態で説明した固体撮像素子の画素領域に関する構成に加え、同一の半導体基板上に画素領域内から出力された信号を演算処理する演算回路等を備えた周辺回路領域が設けられている。なお、周辺回路領域が設けられている点、及び、周辺回路領域と画素領域との間に分離領域が設けられている点が第1の実施形態と異なる以外は、第1の実施形態と同様なため、重複する点については、説明を省略する。
本実施形態に係る固体撮像素子は、図8に示すように、画素領域510と、画素領域510に隣接し、同一の半導体基板上に混載される周辺回路領域530(以下、LSI領域という)と、画素領域510と周辺領域530とを分離する分離領域520が設けられている。このLSI領域530としては、信号読み出しを行う図示しないアナログ回路、信号処理を行うロジック回路、あるいは出力データを保持するメモリなど、3層配線以上を有する他のデバイスが形成されている。
分離領域520は、画素領域510とLSI領域530とを完全に分離する領域であり、層間絶縁層の積層体で構成されている。LSI領域530には、第6配線層18、第6コンタクト層65、第5配線層16、第5コンタクト層55、第4配線層14、第4コンタクト層45、第3配線層12、第3コンタクト層35、第2配線層8、第2コンタクト層25、第1配線層6、第1コンタクト層15、及び検出トランジスタ102aとで第5伝導回路部を形成し、また、第5伝導回路部に隣接して設けられている転送トランジスタ102b、第1コンタクト層15、第1配線層6とで第5信号転送回路部を形成している。
このように、同一の半導体基板上にLSI領域530を設け、画素領域510と同様な積層構造を備えた積層配線を形成することで、画素領域形成の際に、同時に、LSI領域530内の積層配線も形成することができるため、製造時において製造工程を簡略化することができる。
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態に係る固体撮像素子について図面を用いて説明する。図9は、第3の実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す断面模式図である。
次に、第3の実施形態に係る固体撮像素子について図面を用いて説明する。図9は、第3の実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す断面模式図である。
本実施形態に係る固体撮像素子は、光を吸収して電荷に変換する複数の光電変換部を備えた光電変換部形成基板540と、複数の光電変換部で発生した信号を転送する転送回路部等を備えた回路部形成基板550とを備え、光電変換部形成基板540と回路部形成基板550とが接続部560を介して電気的に接続されている。
光電変換部形成基板540は、光入射面αを備える第1半導体基板800と、第1半導体基板800の光入射面αの下層に配置された第1光電変換部803と、第1半導体基板800内の第1光電変換部803の下層から同層にかけて配置された第2光電変換部804と、第1半導体基板800内の第2光電変換部804の下層から同層にかけて配置された第3光電変換部805と、第1半導体基板800の光入射面α上に設けられ、第1光電変換部803、第2光電変換部804、及び第3光電変換部805の各々で発生した信号を検出する第1信号検出部570a、第2信号検出部570b、及び第3信号検出部570cと、第1から第3信号検出部570a、570b、570cに接続され、第1半導体基板800の光入射面αに対向する接続面βまで貫通し、第1光電変換部803、第2光電変換部804、及び第3光電変換部805の各々で発生した信号を伝導する第1信号伝導部580a、第2信号伝導部580b、及び第3信号伝導部580cと備える。
回路部形成基板550は、第2半導体基板590と、第2半導体基板590の表面上に設けられた第1伝導回路部110a、第2伝導回路部130a、及び第3伝導回路部150aと、第1から第3伝導回路部110a、130a、150aに隣接して設けられた第1信号転送回路部120a、第2信号転送回路部140a、第3信号転送回路部160aとを備えている。
接続部560は、回路部形成基板550上に設けられた第1から第3伝導回路部110a、130a、150aと光電変換部形成基板540の接続面βまで貫通した第1から第3信号伝導部580a、580b、580cとの各々を電気的に接続している。
第1光電変換部803は、第1半導体基板800内に設けられた低濃度のn型の不純物拡散層(以下、n−層という)で構成されており、例えば、青色光を検知するための光電変換層として使用され、青色光を検知するために適した厚さ(例えば、0.5μm)を備えている。
第2光電変換部804は、第1半導体基板800内に設けられた低濃度のp型の不純物拡散層(以下、p−層という)で構成されており、例えば、緑色光を検知するための光電変換層として使用され、緑色光を検知するために適した厚さ(例えば、1.0μm)を備えている。
第3光電変換部805は、第1半導体基板800内に設けられたn−層で構成されており、例えば、赤色光を検知するための光電変換層として使用され、赤色光を検知するために適した厚さ(例えば、1.5μm)を備えている。
なお、第1光電変換部803内の光入射面αには、高濃度のp型の不純物拡散層が設けられている。
第1信号検出部570aは、第1光電変換部803の領域内の第1半導体基板800の光入射面側に設けられた高濃度のn型の不純物拡散層(以下、n+層という)806と、n+層806上に設けられたn型電極901とで構成され、第1光電変換部803で発生したR信号を検出する。
第2信号検出部570bは、第2光電変換部804の領域内の第1半導体基板800の光入射面側に設けられた高濃度のp型の不純物拡散層(以下、p+層という)807と、p+層807上に設けられたp型電極902とで構成され、第2光電変換部804で発生したG信号を検出する。
第3信号検出部570cは、第3光電変換部805の領域内の第1半導体基板800の光入射面側に設けられた高濃度のn+層808と、n+層808上に設けられたn型電極903とで構成され、第3光電変換部805で発生したB信号を検出する。
第1信号伝導部580aは、第1信号検出部570aで検出したR信号を第1半導体基板800の光入射面αから接続面βまで伝導するために設けられた第1半導体基板800を貫通する第1貫通電極で構成されている。
第2信号伝導部580bは、第2信号検出部570bで検出したG信号を第1半導体基板800の光入射面αから接続面βまで伝導するために設けられた第1半導体基板800を貫通する第2貫通電極で構成されている。
第3信号伝導部580cは、第3信号検出部570cで検出したB信号を第1半導体基板800の光入射面αから接続面βまで伝導するために設けられた第1半導体基板800を貫通する第3貫通電極で構成されている。
第1伝導回路部110aは、接続部560を介して、第1信号伝導部580aに電気的に接続されており、例えば、第1信号伝導部580aに伝導されたR信号を検出する。
第2伝導回路部130aは、接続部560を介して、第2信号伝導部580bに電気的に接続されており、例えば、第2信号伝導部580bに伝導されたG信号を検出する。
第3伝導回路部150aは、接続部560を介して、第3信号伝導部580cに電気的に接続されており、例えば、第3信号伝導部580cに伝導されたB信号を検出する。
第1伝導回路部110a、第2伝導回路部130a、第3伝導回路部150a、第1信号転送回路部120a、第2信号転送回路部140a、第3信号転送回路部160a、画素領域510a、分離領域520a、LSI領域530aは、それぞれ第1の実施形態、及び第2の実施形態で説明した第1伝導回路部110、第2伝導回路部130、第3伝導回路部150、第1信号転送回路部120、第2信号転送回路部140、第3信号転送回路部160、画素領域510、分離領域520、LSI領域530と同様な構成、機能を示すためここでは説明を省略する。
このように、光を吸収して電荷に変換する光電変換部を備えた光電変換部形成基板540と、転送回路等を備えた転送回路部形成基板550とをそれぞれ別に設け、光電変換部形成基板540の光入射面側から検出する光の種類が異なる複数の光電変換部803、804、805を積層して設け、それぞれの光電変換部803、804、805で発生した信号を光電変換部形成基板540の光入射面α側で検出して、検出した信号を光入射面αと対向する接続面βまで伝導させて、回路部形成基板550の伝導回路部110a、130a、150aと電気的に接続する構成を備えることで、固体撮像素子においてより広い光電変換部を備えることができるためマイクロレンズを省略することができ、画素サイズの微細化に伴う入射光の感度の低下が防止された固体撮像素子を提供することができる。
なお、光電変換部形成基板540の光入射面αに入射した光が第1から第3光電変換部803、804、805ですべて吸収されず、透過してしまう場合は、光電変換部形成基板540の接続面β、回路部形成基板550の表面、または、回路部形成基板550の内部の所望の位置に、透過した光を遮光する遮光膜を設けてもよい。
次に、本実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を、図面を用いて説明する。
最初に、第1の実施形態(図5)と同様に、第2半導体基板590上に、周知のLSI製造プロセスにより、複数のトランジスタ102a、102b、素子分離層105、ゲート酸化膜107、スイッチング素子106をそれぞれ形成した後、これらを覆うように、第2半導体基板590上に第1層間絶縁層5を形成する。その後、複数のトランジスタ102a、102bと電気的な接続を行う第1コンタクト層15を形成する。更に、第1コンタクト層15に電気的に接続されるように第1配線層6を形成し、第1配線層6を覆うように、第1層間絶縁層5上に第2層間絶縁層7を形成する。その後、第1配線層6のうち、検出トランジスタ102aに電気的に接続されている第1配線層6と電気的な接続を行う第2コンタクト層25を形成する。更に、第2コンタクト層25に電気的に接続されるように第2配線層8を形成し、第2配線層8を覆うように、第2層間絶縁層7上に第3層間絶縁層9を形成する。その後、第2配線層8と電気的な接続を行う第3コンタクト層35を形成する(図10)。
次に、周知のLSI製造プロセスを用いて、第3コンタクト層35に電気的に接続されるように周知のフォトリソ工程とメッキプロセス等を用いて再配線層701を形成する。この時、必要に応じて、周辺回路領域530aにおいても再配線層701を形成してもよい。次に、再配線層701を覆うように、感光性ポリイミド等の有機塗布膜702をスピンコート法で塗布した後、露光によるパターニングを行い、再配線層701上にコンタクトホールを形成し、露出した再配線層701上にハンダパンプ703を形成する(図11)。
次に、p型半導体基板(第1半導体基板)800を準備し、p型半導体基板800の画素領域600を分離するために、周知のLSI製造プロセスにより画素領域600に隣接する分離領域610のp型半導体基板800の表層に分離絶縁層801aを形成すると共に、同様に、p型半導体基板800の表面に保護用酸化膜801bを形成する。その後、通常のリソグラフィー法によるパターン形成とイオン注入法を用いて、p型半導体基板800の表面からp+層802、n−層(第1光電変換部)803、p−層(第2光電変換部)804、n−層(第3光電変換部)805を形成し、アニールにより活性化させる。
このp+層802、n−層803、p−層804、n−層805の形成の際には、RGB吸収長を考慮し、RGBそれぞれの光を検知するために適した膜厚として、例えば、そのピーク濃度位置が、p+層802は基板表面に、n−層803、p−層804、n−層805は、それぞれp型半導体基板800の表面より深さ0.5μm、1.5μm、3.7μmの位置になるように形成する。
この後、通常のリソグラフィー法によるパターン形成とイオン注入法を用いて、n−層803、p−層804、n−層805それぞれのp型半導体基板800の表面にコンタクト層となるn+層806、p+層807、n+層808を形成し、アニールにより活性化させる(図12)。
次に、保護酸化膜801bを除去し、周知のリソグラフィープロセスとエッチングプロセスを用いて、n+層806、p+層807、n+層808上にコンタクトメタルとして、n型電極901、p型電極902、n型電極903を形成する、コンタクトメタルとしては、Ti、Co、Ni等のメタルシリサイド、Al等のメタルが好適に用いることができる。この後、n型極901、p型電極902、n型電極903を覆うように、メタル保護酸化膜904をCVD法により形成する(図13)。
次に、周知のリソグラフィープロセスとディープエッチングプロセスを用いて、n型電極901、p型電極902、n型電極903に隣接する位置に凹部1001、1002、1003を形成し、この後、CVD法により、第2保護酸化膜1004を形成する(図14)。
次に、n型電極901、p型電極902、n型電極903の表面が露出するように、メタル保護酸化膜904、及び第2保護酸化膜1004をそれぞれエッチングし、n型電極901、p型電極902、n型電極903上にシード層1101、1102、1103をスパッタ法と通常のフォトリソ工程を用いてパターン形成し、更に、凹部1001、1002、1003内に、Cu電界メッキ法により貫通電極1104、1105、1106を形成し、これと同時に貫通電極1104、1105、1106とn型電極901、p型電極902、n型電極903との配線を行う(図15)。
次に、シード層1101、1102、1103を覆うように樹脂層1201をスピンコート法により形成し、更に、支持基板1202を樹脂層1201上に接着させた後、p型半導体基板800の裏面(接続面β)をCMPにより研磨して貫通電極1104、1105、1106を露出させる(図16)。
最後に、図11で示したハンダパンプ703と図16の露出した貫通電極1104、1105、1106とをそれぞれ一致するように張り合わせ、300℃程度のキュアを行いコンタクトし、形成した樹脂層1201をエッチングにより除去することで支持基板1202を剥離し、シード層1101、1102、1103を露出させることで、本実施形態に係る図9に示す固体撮像素子が製造される。
10 第1絶縁層
20 第1光電変換層
30 第2光電変換層
40 第3光電変換層
50 第1領域
60 第2領域
70 第3領域
80 第4領域
101 半導体基板
102a トランジスタ(検出トランジスタ)
102b トランジスタ(転送トランジスタ)
105 素子分離層
106 スイッチング素子
107 ゲート絶縁膜
110 第1伝導回路部
110a 第1伝導回路部
120 第1信号転送回路部
120a 第1信号転送回路部
130 第2伝導回路部
130a 第2伝導回路部
140 第2信号転送回路部
140a 第2信号転送回路部
150 第3伝導回路部
150a 第3伝導回路部
160 第3信号転送回路部
160a 第3信号転送回路部
170 第4伝導回路部
180 第4転送回路部
200 第1光電変換部
210 第1信号検出部
250 第2絶縁層
300 第2光電変換部
310 第2信号検出部
350 第3絶縁層
400 第3光電変換部
410 第3信号検出部
420 第4信号検出部
450 第4絶縁層
500 パッシベーション
540 光電変換部形成基板
550 回路部形成基板
560 接続部
570a 第1信号検出部
570b 第2信号検出部
570c 第3信号検出部
580a 第1信号伝導部
580b 第2信号伝導部
580c 第3信号伝導部
590 第2半導体基板
600 画素領域
610 分離領域
701 再配線層
702 有機塗布膜
703 ハンダパンプ
800 第1半導体基板(p型半導体基板)
801a 分離絶縁層
801b 保護用酸化膜
803 第1光電変換部
804 第2光電変換部
805 第3光電変換部
806 n+層
807 p+層
808 n+層
901 n型電極
902 p型電極
903 n型電極
904 メタル保護酸化膜
1001 凹部
1002 凹部
1003 凹部
1004 第2保護酸化膜
1101 シード層
1102 シード層
1103 シード層
1104 貫通電極
1105 貫通電極
1106 貫通電極
1201 樹脂層
1202 支持基板
α 光入射面
β 接続面
20 第1光電変換層
30 第2光電変換層
40 第3光電変換層
50 第1領域
60 第2領域
70 第3領域
80 第4領域
101 半導体基板
102a トランジスタ(検出トランジスタ)
102b トランジスタ(転送トランジスタ)
105 素子分離層
106 スイッチング素子
107 ゲート絶縁膜
110 第1伝導回路部
110a 第1伝導回路部
120 第1信号転送回路部
120a 第1信号転送回路部
130 第2伝導回路部
130a 第2伝導回路部
140 第2信号転送回路部
140a 第2信号転送回路部
150 第3伝導回路部
150a 第3伝導回路部
160 第3信号転送回路部
160a 第3信号転送回路部
170 第4伝導回路部
180 第4転送回路部
200 第1光電変換部
210 第1信号検出部
250 第2絶縁層
300 第2光電変換部
310 第2信号検出部
350 第3絶縁層
400 第3光電変換部
410 第3信号検出部
420 第4信号検出部
450 第4絶縁層
500 パッシベーション
540 光電変換部形成基板
550 回路部形成基板
560 接続部
570a 第1信号検出部
570b 第2信号検出部
570c 第3信号検出部
580a 第1信号伝導部
580b 第2信号伝導部
580c 第3信号伝導部
590 第2半導体基板
600 画素領域
610 分離領域
701 再配線層
702 有機塗布膜
703 ハンダパンプ
800 第1半導体基板(p型半導体基板)
801a 分離絶縁層
801b 保護用酸化膜
803 第1光電変換部
804 第2光電変換部
805 第3光電変換部
806 n+層
807 p+層
808 n+層
901 n型電極
902 p型電極
903 n型電極
904 メタル保護酸化膜
1001 凹部
1002 凹部
1003 凹部
1004 第2保護酸化膜
1101 シード層
1102 シード層
1103 シード層
1104 貫通電極
1105 貫通電極
1106 貫通電極
1201 樹脂層
1202 支持基板
α 光入射面
β 接続面
Claims (5)
- 画素領域を備えた半導体基板と、
前記半導体基板の前記画素領域内の第1領域、前記第1領域に隣接する第2領域、前記第2領域に隣接する第3領域、及び前記第3領域に隣接する第4領域上に設けられた第1絶縁層と、
前記第1絶縁層を介して前記半導体基板の前記第1領域上に設けられた第1光電変換部と、前記第1絶縁層を介して前記半導体基板の前記第2領域、前記第3領域、及び前記第4領域上に設けられた第2絶縁層とを備えた第1光電変換層と、
前記第1絶縁層及び前記第1光電変換層を介して前記半導体基板の前記第1領域及び前記第2領域上に設けられた第2光電変換部と、前記第1絶縁層及び前記第1光電変換層を介して前記半導体基板の前記第3領域及び前記第4領域上に設けられた第3絶縁層とを備えた第2光電変換層と、
前記第1絶縁層、前記第1光電変換層、及び前記第2光電変換層を介して前記半導体基板の前記第1領域、前記第2領域、及び前記第3領域上に設けられた第3光電変換部と、前記第1絶縁層、前記第1光電変換層、及び前記第2光電変換層を介して前記半導体基板の前記第4領域上に設けられた第4絶縁層とを備えた第3光電変換層と、
前記第1絶縁層と前記第1光電変換部との間に設けられ、前記第1光電変換部で発生した信号を検出する第1信号検出部と、
前記第1光電変換層と前記第2光電変換部との間に設けられ、前記第1光電変換部及び前記第2光電変換部で発生した信号を検出する第2信号検出部と、
前記第2光電変換層及び前記第3光電変換部との間に設けられ、前記第2光電変換部及び前記第3光電変換部で発生した信号を検出する第3信号検出部と、
前記第3光電変換層の前記第3信号検出部が設けられた面に対向する面に設けられ、前記第3光電変換部で発生した信号を検出する第4信号検出部と、
前記第1領域上の前記第1絶縁層内に設けられ、前記第1信号検出部で検出した信号を伝導する第1伝導回路部と、
前記第2領域上の前記第1絶縁層内及び前記第2絶縁層内に設けられ、前記第2信号検出部で検出した信号を伝導する第2伝導回路部と、
前記第3領域上の前記第1絶縁層内、前記第2絶縁層内、及び前記第3絶縁層内に設けられ、前記第3信号検出部で検出した信号を伝導する第3伝導回路部と、
前記第4領域上の前記第1絶縁層内、前記第2絶縁層内、前記第3絶縁層内、及び前記第4絶縁層内に設けられ、前記第4信号検出部で検出した信号を伝導する第4伝導回路部と、
を備えることを特徴とする固体撮像素子。 - 前記第1伝導回路部に隣接して前記第1絶縁層内に設けられ、前記第1伝導回路部で伝導した信号を前記画素領域外に転送する第1転送回路部と、
前記第2伝導回路部に隣接して前記第1絶縁層内に設けられ、前記2伝導回路部で伝導した信号を前記画素領域外に転送する第2転送回路部と、
前記第3伝導回路部に隣接して前記第1絶縁層内に設けられ、前記第3伝導回路部で伝導した信号を前記画素領域外に転送する第3転送回路部と、
前記第4伝導回路部に隣接して前記第1絶縁層内に設けられ、前記第4伝導回路部で伝導した信号を前記画素領域外に転送する第4転送回路部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記第1光電変換部では赤色光を、前記第2光電変換部では緑色光を、前記第3光電変換部では青色光をそれぞれ吸収させることを特徴とする請求項1又は2に記載の固体撮像素子。
- 光入射面を備える第1半導体基板と、前記第1半導体基板の前記光入射面の下層に配置された第1光電変換部と、前記第1半導体基板内の前記第1光電変換部の下層から同層にかけて配置された第2光電変換部と、前記第1半導体基板内の前記第2光電変換部の下層から同層にかけて配置された第3光電変換部と、前記第1半導体基板の前記光入射面上に設けられ、前記第1光電変換部、前記第2光電変換部、及び前記第3光電変換部のそれぞれで発生した信号を検出する複数の信号検出部と、前記複数の信号検出部の各々に電気的に接続され、前記第1半導体基板を貫通し、前記第1光電変換部、前記第2光電変換部、及び前記第3光電変換部の各々で発生した信号を伝導する複数の信号伝導部と、を備えた光電変換部形成基板と、
第2半導体基板と、前記第2半導体基板上に設けられた複数の伝導回路部と、前記複数の伝導回路部に隣接して前記第2半導体基板上に設けられた複数の転送回路部と、を備えた回路部形成基板と、を有し、
前記第1半導体基板を貫通する前記複数の信号伝導部と、前記第2半導体基板上の前記複数の伝導回路部とを各々電気的に接続する複数の接続部とを備えていることを特徴とする固体撮像素子。 - 前記第1光電変換部では青色光を、前記第2光電変換部では緑色光を、前記第3光電変換部では赤色光をそれぞれ吸収させることを特徴とする請求項4に記載の固体撮像素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006171422A JP2008004684A (ja) | 2006-06-21 | 2006-06-21 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006171422A JP2008004684A (ja) | 2006-06-21 | 2006-06-21 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008004684A true JP2008004684A (ja) | 2008-01-10 |
Family
ID=39008843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006171422A Pending JP2008004684A (ja) | 2006-06-21 | 2006-06-21 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008004684A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011049240A (ja) * | 2009-08-25 | 2011-03-10 | Toshiba Corp | 固体撮像装置及びその製造方法 |
JP5433788B2 (ja) * | 2010-08-05 | 2014-03-05 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
US9257466B2 (en) | 2013-03-14 | 2016-02-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid state imaging device and method for manufacturing solid state imaging device |
JP2016033977A (ja) * | 2014-07-31 | 2016-03-10 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置、及び撮像システム |
JP2019186738A (ja) * | 2018-04-10 | 2019-10-24 | キヤノン株式会社 | 撮像装置 |
-
2006
- 2006-06-21 JP JP2006171422A patent/JP2008004684A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011049240A (ja) * | 2009-08-25 | 2011-03-10 | Toshiba Corp | 固体撮像装置及びその製造方法 |
US8476573B2 (en) | 2009-08-25 | 2013-07-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photoelectric conversion film-stacked type solid-state imaging device and method of manufacturing the same |
JP5433788B2 (ja) * | 2010-08-05 | 2014-03-05 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
US9257466B2 (en) | 2013-03-14 | 2016-02-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid state imaging device and method for manufacturing solid state imaging device |
JP2016033977A (ja) * | 2014-07-31 | 2016-03-10 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置、及び撮像システム |
JP2019186738A (ja) * | 2018-04-10 | 2019-10-24 | キヤノン株式会社 | 撮像装置 |
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