JP6132891B2 - 固体撮像装置、それを用いた撮像システム及び固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
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Description
まず、図8は本実施例の固体撮像装置の4画素分の回路図を示している。図8において、画素800は2行2列で配列されている。画素800は、光電変換部801と、電荷保持部802と、第1の転送用トランジスタ804と、第2の転送用トランジスタ805と、増幅用トランジスタ806と、選択用トランジスタ807と、リセット用トランジスタ808と、を含む。更に、画素800は、不要電荷排出用のオーバーフロードレイン(以下OFD)のための第3の転送用トランジスタ809を含む。画素800において、803は浮遊拡散部(フローティングディフュージョン部、以下FD部)を含むノードである。電源線810及び電源線811は所定の電圧を供給する配線である。電源線810はOFD用のトランジスタ809の主電極領域と接続している。電源線811は、リセット用トランジスタ及び選択用トランジスタの主電極領域と接続している。RES、TX1、TX2、SEL、TX3は各トランジスタのゲート電極にパルスを供給する制御線であり、垂直走査回路(不図示)からパルスが供給される。RESはリセット用トランジスタ808、TX1は第1の転送用トランジスタ804、TX2は第2の転送用トランジスタ805のゲート電極にパルスを供給する制御線である。SELは選択用トランジスタ807、TX3は第3の転送用トランジスタ809のゲート電極にパルスを供給する制御線である。OUTは信号線である。図8に示されているnやmは自然数であり、ある行nとその隣の行n+1、ある列mとその隣の列m+1とを示している。信号線OUTから出力された信号は読み出し回路(不図示)に保持され、増幅や加算等の処理がなされ、固体撮像装置の外部へ信号が出力される。この時、信号の加算等の処理や外部への信号出力を制御する制御信号が水平走査回路(不図示)から供給されうる。また、信号線OUTには増幅用トランジスタとソースフォロア回路を構成する定電流源が設けられうる。図8において、画素800とは、1つの光電変換部801を含む構成であり、固体撮像装置の構成における最小の繰り返し単位である。なお、画素800は本構成に限定されるものではなく、増幅用トランジスタを複数の画素で共有化するような構成であってもよい。
本実施例の固体撮像装置について、図4及び図5を用いて説明する。まず、図4(A)は図1(A)に対応する固体撮像装置の断面模式図である。図4(A)において、図1(A)と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施例の固体撮像装置について、図6を用いて説明する。まず、図6(F)は図4(A)に対応する固体撮像装置の断面模式図である。図6(F)において、図4(A)と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施例の固体撮像装置について、図7を用いて説明する。本実施例の固体撮像装置は、撮像用の画素と焦点検出用の画素とを有する固体撮像装置である。実施例1〜3の固体撮像装置に比べて電荷保持部及び第2の転送用トランジスタを有していない構成となっている。図7において図1等と同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
102 P型の半導体領域
105 N型の半導体領域
106 N型の半導体領域
107 N型の半導体領域
108 第1の転送用トランジスタのゲート電極
110 第2の転送用トランジスタのゲート電極
113 絶縁膜
115 コンタクトを構成する導電体
116 遮光膜
Claims (16)
- 半導体基板内に設けられた第1の導電型の第1の半導体領域で蓄積された電荷を、前記半導体基板内に設けられた第1の導電型の第2の半導体領域に転送する第1の転送用トランジスタと、
前記第2の半導体領域で保持された電荷を、前記半導体基板内に設けられた第1導電型の第3の半導体領域に転送する第2の転送用トランジスタと、
前記第3の半導体領域の電位に基づく信号を出力する増幅用トランジスタと、
前記第1の転送用トランジスタと前記第2の転送用トランジスタの上に配され、前記第3の半導体領域と電気的に接続するコンタクトプラグが設けられた第1の絶縁膜と、
平面視において、前記第1の半導体領域側にある前記第1の転送用トランジスタのゲート電極の端部と、前記第2の半導体領域側にある前記第1の転送用トランジスタのゲート電極の端部と、に重複し、かつ、前記第1の絶縁膜の上面よりも前記半導体基板の表面側に設けられた遮光膜と、を有し、
前記遮光膜は、
前記第1の絶縁膜の上面よりも低く、前記ゲート電極の上面よりも上に位置する第1の底面と、
前記第1の絶縁膜の上面よりも低く、前記第1の半導体領域の上に配され、前記ゲート電極の上面よりも前記半導体基板の表面の近くに位置する第2の底面と、
前記第1の絶縁膜の上面よりも低く、前記第2の半導体領域の上に配され、前記ゲート電極の上面よりも前記半導体基板の表面の近くに位置する第3の底面と、を有することを特徴とする固体撮像装置。 - 前記第1の絶縁膜とは異なる材料からなる第2の絶縁膜を有し、
前記第2の絶縁膜は、前記遮光膜の前記第2の底面と前記半導体基板の表面との間、および、前記遮光膜の前記第3の底面と前記半導体基板の表面の間に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記第2の絶縁膜は、前記遮光膜の前記第2の底面または前記第3の底面と接触していることを特徴とする請求項2に記載の固体撮像装置。
- 前記第2の絶縁膜は、前記遮光膜の前記第2の底面および前記第3の底面と接触していることを特徴とする請求項2に記載の固体撮像装置。
- 前記第2の絶縁膜は、前記遮光膜の前記第1の底面と前記半導体基板の表面との間と、前記遮光膜の前記第2の底面と前記半導体基板の表面との間と、前記遮光膜の前記第3の底面と前記半導体基板の表面との間とに、連続的に設けられていることを特徴とする請求項4に記載の固体撮像装置。
- 前記第1の絶縁膜の上面と前記遮光膜の上面が略同一面であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記第1の絶縁膜は酸化シリコン膜であり、前記第2の絶縁膜は窒化シリコン膜または酸窒化シリコン膜であることを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記第2の絶縁膜は、前記第1の絶縁膜よりも高い屈折率を有することを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記遮光膜はタングステンを有することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 半導体基板内に設けられた第1の導電型の第1の半導体領域で蓄積された電荷を、前記半導体基板内に設けられた第1の導電型の第2の半導体領域に転送する第1の転送用トランジスタと、
前記第2の半導体領域で保持された電荷を、前記半導体基板内に設けられた第1導電型の第3の半導体領域に転送する第2の転送用トランジスタと、
前記第3の半導体領域の電位に基づく信号を出力する増幅用トランジスタと、
前記第1の転送用トランジスタと前記第2の転送用トランジスタの上に配され、前記第3の半導体領域と電気的に接続するコンタクトプラグが設けられた第1の絶縁膜と、
平面視において、前記第1の半導体領域側にある前記第1の転送用トランジスタのゲート電極の端部と、前記第2の半導体領域側にある前記第1の転送用トランジスタのゲート電極の端部と、に重複し、かつ、前記第1の絶縁膜の上面よりも前記半導体基板の表面側に設けられた金属膜と、を有し、
前記金属膜は、
前記第1の絶縁膜の上面よりも低く、前記ゲート電極の上面よりも上に位置する第1の底面と、
前記第1の絶縁膜の上面よりも低く、前記第1の半導体領域の上に配され、前記ゲート電極の上面よりも前記半導体基板の表面の近くに位置する第2の底面と、
前記第1の絶縁膜の上面よりも低く、前記第2の半導体領域の上に配され、前記ゲート電極の上面よりも前記半導体基板の表面の近くに位置する第3の底面と、を有することを特徴とする固体撮像装置。 - 前記金属膜はタングステンを有することを特徴とする請求項10に記載の固体撮像装置。
- 前記第1絶縁膜とは材料の異なる第2の絶縁膜を有し、
前記第2の絶縁膜は、前記金属膜の前記第2の底面と前記半導体基板の表面との間、および、前記金属膜の前記第3の底面と前記半導体基板の表面との間に配されていることを特徴とする請求項11に記載の固体撮像装置。 - 前記第1絶縁膜は酸化シリコン膜であり、前記第2絶縁膜は窒化シリコン膜または酸窒化シリコン膜であることを特徴とする請求項12に記載の固体撮像装置。
- 前記第1の絶縁膜の上面と前記遮光膜の上面が略同一面であることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記第1の絶縁膜の上面と前記金属膜の上面が略同一面であることを特徴とする請求項10から13のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 請求項1から14のいずれか1項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置からの信号を処理する処理部と、を有する撮像システム。
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