JP5110831B2 - 光電変換装置及び撮像システム - Google Patents
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Description
光電変換装置の光電変換領域および周辺回路領域についての模式的断面構造を図2に示す。そして光電変換領域の平面図を図3に示す。図2の101は光電変換領域、102は周辺回路領域を示す。この光電変換領域101は、図2におけるA−A’、B−B’断面を示している。
本実施例の光電変換装置の光電変換領域の平面図を図4に示す。実施例1と異なる点は増幅MOSトランジスタ、リセットMOSトランジスタを複数の光電変換素子で共有している点である。ここでは増幅MOSトランジスタ、リセットMOSトランジスタを共有した例を示す。しかし、少なくとも各光電変換素子に対応して転送MOSトランジスタが設けられ、少なくとも2つ以上の光電変換素子に共通の増幅トランジスタが設けられていてもよい。
図6は、上述した光電変換装置をカメラ等の撮像システムに応用する場合の回路ブロックの例を示したものである。撮影レンズ1002の手前にはシャッター1001があり、露出を制御する。絞り1003により必要に応じ光量を制御し、光電変換装置1004に結像させる。光電変換装置1004から出力された信号は信号処理回路1005で処理され、A/D変換器1006によりアナログ信号からディジタル信号に変換される。出力されるディジタル信号はさらに信号処理部1007で演算処理される。処理されたディジタル信号はメモリ1010に蓄えられたり、外部I/F1013を通して外部の機器に送られる。光電変換装置1004、撮像信号処理回路1005、A/D変換器1006、信号処理部1007はタイミング発生部1008により制御される他、システム全体は全体制御部・演算部1009で制御される。記録媒体1012に画像を記録するために、出力ディジタル信号は全体制御部・演算部で制御される記録媒体制御I/F部1011を通して、記録される。
109、405 増幅MOSトランジスタ
402 転送MOSトランジスタ
101 光電変換領域
119 コンタクト
106 反射防止膜
Claims (12)
- 入射光を電荷に変換する光電変換素子と、
フローティングディフュージョンと、
前記光電変換素子の電荷を前記フローティングディフュージョンに転送する転送MOSトランジスタと、
前記フローティングディフュージョンに転送された電荷に基づく信号を出力線に読み出すための増幅MOSトランジスタと、がそれぞれ複数配された光電変換領域を有し、
前記光電変換領域に配されたMOSトランジスタの駆動もしくは前記光電変換領域から読み出される信号の増幅の少なくとも一方を行なう第2のMOSトランジスタが配された周辺回路領域を有し、
前記光電変換素子の受光面に反射防止膜が配されている光電変換装置であって、
前記増幅MOSトランジスタのゲートと前記フローティングディフュージョンとは、単一のコンタクトホールに導電体を配することで電気的に接続されており、前記反射防止膜は、少なくとも、前記コンタクトホールの底部を除いて前記フローティングディフュージョン上及び前記増幅MOSトランジスタのゲート上の一部を覆って配され、
前記周辺回路領域に配されたMOSトランジスタのゲートにはサイドスペーサが形成されており、
前記周辺回路領域に配されたMOSトランジスタのサイドスペーサの少なくとも一部が、前記反射防止膜の少なくとも一部と同一の層から構成されていることを特徴とする光電変換装置。 - 前記光電変換領域のMOSトランジスタにはサイドスペーサが形成されていないことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。
- 前記光電変換領域に配されたMOSトランジスタのソース、ドレインの不純物濃度は、前記周辺回路領域に配されたMOSトランジスタのソース、ドレインの不純物濃度に比べて低いことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の光電変換装置。
- 前記フローティングディフュージョンは、前記周辺回路領域に配されたMOSトランジスタのソース、ドレインの不純物濃度に比べて、不純物濃度が低い半導体領域により形成されることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の光電変換装置。
- 前記フローティングディフュージョンは、前記導電体の下部に、前記不純物濃度が低い半導体領域よりも不純物濃度が高い半導体領域を有することを特徴とする請求項4に記載の光電変換装置。
- 前記反射防止膜は、前記光電変換領域に配されているコンタクトホールの底部を除いて配されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記反射防止膜は、前記光電変換領域に配された素子分離領域上の少なくとも一部を除いて配されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記反射防止膜は、前記光電変換領域に配されているコンタクトホールの底部及び前記光電変換領域に配された素子分離領域上の少なくとも一部を除いて、前記光電変換領域の全面に配されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記反射防止膜はシリコン窒化膜及びシリコン酸化膜を含む積層構造である請求項1乃至8のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記反射防止膜は水素を含むシリコン窒化膜である請求項1乃至9のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 各光電変換素子に対応して転送MOSトランジスタが設けられ、少なくとも2つ以上の光電変換素子に共通の増幅トランジスタが設けられている請求項1乃至10のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の請求項に記載の光電変換装置と、該光電変換装置へ光を結像する光学系と、該光電変換装置からの出力信号を処理する信号処理回路とを有することを特徴とする撮像システム。
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