JP2012209342A - 固体撮像素子及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体基板上方に形成された光電変換部Pと半導体基板に形成されたMOS型の信号読出し回路Sとを含む画素100がアレイ状に配置された固体撮像素子である。信号読出し回路Sは、画素電極1に移動した正孔が蓄積される電荷蓄積部4と、電荷蓄積部4にゲート電極71が電気的に接続され電荷蓄積部4の電位に応じた信号を出力する出力トランジスタ7と、ゲート電極71の電位が所定値以上になるのを防止する保護トランジスタ6とを含む。保護トランジスタ6は電源に接続されるソース領域62を有し、出力トランジスタ7は前記電源に接続されるドレイン領域72を有し、隣接する2つの画素100にソース領域62とドレイン領域72が1つずつ含まれるように、当該2つの画素100においてソース領域62とドレイン領域72が共通化されている。
【選択図】図3
Description
図3は、図1に示される画素100がアレイ状に複数配置される固体撮像素子における信号読出し回路を構成する素子の不純物領域を共通化した場合のレイアウト例を示す図であり、縦方向に隣接する2つの画素100の信号読出し回路Sの平面レイアウト例を示すものである。図4は、図3に示される2つの画素100の回路図である。なお、図3において、配線H1〜H4については符号を省略している。
図6は、図1に示される画素100がアレイ状に複数配置される固体撮像素子における信号読出し回路Sを構成する素子の不純物領域の一部を共通化した場合のレイアウト例を示す図であり、縦方向に隣接する2つの画素100の信号読出し回路Sの平面レイアウト例を示すものである。図7は、図6に示される2つの画素100の回路図である。図6において、配線H1〜H4については符号を省略している。
図12は、図3に示されるレイアウト例の変形例を示す図である。図12に示されるレイアウトは、半導体基板内の保護トランジスタ6のソース領域62と、出力トランジスタ7のドレイン領域72との間に、これらソース領域62とドレイン領域72とを連結するn型不純物領域からなる連結領域120が追加された点を除いては、図3に示されるレイアウトと同じである。
図13は、図6に示されるレイアウト例の変形例を示す図である。図13に示されるレイアウトは、半導体基板内の保護トランジスタ6のソース領域62(出力トランジスタ7のドレイン領域72)と、出力トランジスタ7のドレイン領域72(保護トランジスタ6のソース領域62)との間に、これら領域を連結するn型不純物領域からなる連結領域130が追加された点を除いては、図6に示されるレイアウトと同じである。
S 信号読出し回路
1 画素電極
2 対向電極
3 光電変換層
4 電荷蓄積部
6 保護トランジスタ
7 出力トランジスタ
61 保護トランジスタのゲート電極
62 保護トランジスタのソース領域
71 出力トランジスタのゲート電極
72 出力トランジスタのドレイン領域
73 出力トランジスタのソース領域
Claims (6)
- 半導体基板上方に形成された光電変換部と、前記光電変換部で発生した電荷に応じた信号を読みだす前記半導体基板に形成されたMOS型の信号読出し回路とを含む画素がアレイ状に配置された固体撮像素子であって、
前記光電変換部は、前記半導体基板上方に形成され前記画素毎に分割される画素電極と、前記画素電極上方に形成される対向電極と、前記画素電極と前記対向電極との間に形成される光電変換層とを含み、
前記光電変換層で発生した電荷のうちの正孔が前記画素電極に移動するよう、前記信号読出し回路の電源電圧よりも高いバイアス電圧が前記対向電極には印加され、
前記信号読出し回路は、前記半導体基板内に形成され前記画素電極に移動した正孔が蓄積される電荷蓄積部と、前記電荷蓄積部にゲート電極が電気的に接続され、前記電荷蓄積部の電位に応じた信号を出力する出力トランジスタと、前記ゲート電極の電位が所定値以上になるのを防止する保護回路とを含み、
前記保護回路は、電源に接続される前記半導体基板内に形成された不純物領域を有し、
前記出力トランジスタは、前記電源に接続される前記半導体基板内に形成された不純物領域を有し、
隣接する2つの前記画素毎に、前記電源に接続される前記半導体基板内に形成された不純物領域が2つ存在するように、前記保護回路の前記不純物領域及び前記出力トランジスタの前記不純物領域が当該2つの画素で共通化されている固体撮像素子。 - 請求項1記載の固体撮像素子であって、
隣接する2つの前記画素の一方の画素の前記保護回路の不純物領域と、当該2つの画素の他方の画素の前記出力トランジスタの不純物領域とが共通化され、
隣接する2つの前記画素の一方の画素の前記出力トランジスタの不純物領域と、当該2つの画素の他方の画素の前記保護回路の不純物領域とが共通化されている固体撮像素子。 - 請求項1記載の固体撮像素子であって、
隣接する2つの前記画素の一方の画素の前記保護回路の不純物領域と、当該2つの画素の他方の画素の前記保護回路の不純物領域とが共通化され、
隣接する2つの前記画素の一方の画素の前記出力トランジスタの不純物領域と、当該2つの画素の他方の画素の前記出力トランジスタの不純物領域とが共通化されている固体撮像素子。 - 請求項1〜3のいずれか1項記載の固体撮像素子であって、
前記保護回路は、MOSトランジスタにより構成され、
前記MOSトランジスタのソース領域が、前記保護回路の不純物領域であり、
前記MOSトランジスタのゲート電極とドレイン領域は、それぞれ前記電荷蓄積部に電気的に接続される固体撮像素子。 - 請求項1〜3のいずれか1項記載の固体撮像素子であって、
前記保護回路は、ダイオードにより構成され、
前記ダイオードのアノードが、前記保護回路の不純物領域であり、
前記ダイオードのカソードが前記電荷蓄積部に電気的に接続される固体撮像素子。 - 請求項1〜5のいずれか1項記載の固体撮像素子を備える撮像装置。
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