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JP2006032583A - Solid-state imaging device - Google Patents

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JP2006032583A
JP2006032583A JP2004208026A JP2004208026A JP2006032583A JP 2006032583 A JP2006032583 A JP 2006032583A JP 2004208026 A JP2004208026 A JP 2004208026A JP 2004208026 A JP2004208026 A JP 2004208026A JP 2006032583 A JP2006032583 A JP 2006032583A
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unit
light
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state imaging
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JP2004208026A
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Tomoyuki Noda
智之 野田
Shunsuke Inoue
俊輔 井上
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an amplification CMOS photoelectric transducing device, wherein a proposal is made such that this structure suppresses a peripheral extinction without altering an opening area at the center and periphery. <P>SOLUTION: A solid-state imaging device has: a photoelectric transduing device in which light receiving elements are two-dimensionally and rectangularly arranged on a semiconductor substrate; a storage for storing a signal generated by the light receiving elements; a switching means for controlling an electric charge transfer from the photoelectric transfer to the storage; an amplifier which inputs the potential of the storage, and a means for resetting the input terminal of this amplifier. In the device, a color filter is arranged through a levelling film formed on the entire face, and an ON-chip lens is formed above the color filter. If a maximum entrance light angle to be fetched in the short direction of the rectangular of the photoelectric transfer in the light receiving elements is set at θ1, and a maximum entrance light angle to be fetched in a longitudinal direction thereof is set at θ2, this structure is made such that the angle of an incident light to be fetched to the light receiving elements is set at θ1<θ2. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、固体撮像装置に関し、特に増幅CMOS型光電変換装置の開口形状に関する。   The present invention relates to a solid-state imaging device, and particularly to an aperture shape of an amplification CMOS photoelectric conversion device.

従来、固体撮像装置としては、CCD型光電変換素子を用いる例が多かったが最近、CMOS型光電変換素子を製品化する動きが出てきている。CMOS型光電変換装置は、CCD型に比較して画質が劣ると言われてきたが、雑音を減少して、CCD型よりも低消費電力で、単一電源で動作させ、受光部と周辺回路とを同じCMOSプロセスで製造できて集積し易いというメリットにより、見直されている。   Conventionally, there have been many examples of using a CCD photoelectric conversion element as a solid-state imaging device, but recently there has been a movement to commercialize a CMOS photoelectric conversion element. The CMOS type photoelectric conversion device has been said to be inferior in image quality compared with the CCD type. However, the noise is reduced, the power consumption is lower than that of the CCD type, and it is operated with a single power source. Can be manufactured by the same CMOS process and is easy to integrate.

CMOS型光電変換装置は1画素当たりの素子数が多いため、メタル層を多層に配線することで開口率を上げ、且つ、オンチップマイクロレンズを形成し、1 画素当たりの集光率を上げることで高感度の固体撮像装置を実現している。   Since the CMOS type photoelectric conversion device has a large number of elements per pixel, the aperture ratio can be increased by wiring the metal layers in multiple layers, and an on-chip microlens can be formed to increase the light condensing rate per pixel. This realizes a highly sensitive solid-state imaging device.

しかし、メタル層を多層配線することによりオンチップマイクロレンズから受光面までの距離が長くなり、入射角が大きい光が受光面に入りにくくなる。そのため、撮像レンズのF値を小さくする(絞りを開放する)とチップの中央部よりチップの端部の方が主光線の入射角が大きくなり、チップ端部での光量が少なくなる、所謂周辺減光が発生する。   However, the multi-layer wiring of the metal layer increases the distance from the on-chip microlens to the light receiving surface, making it difficult for light having a large incident angle to enter the light receiving surface. Therefore, when the F value of the imaging lens is reduced (the aperture is opened), the incident angle of the chief ray is larger at the end of the chip than at the center of the chip, and the amount of light at the end of the chip is reduced. Dimming occurs.

図12に撮像レンズのF値を小さくしたときの周辺減光の様子を表した断面図を示す。1201は主光線、1202はオンチップマイクロレンズ、1203はメタル配線層、1304は受光部である。図12より分かるように、主光線1201の入射角はチップ中央部と、チップ端部で異なっており、チップ端部の方が角度を持ってオンチップマイクロレンズ1202に入射している。そのため、チップ端部では、1205のように、受光部1204に集められた光の一部がメタル配線層1203により蹴られ、チップ端部の受光部1204に十分集光しない。このとき、この固体撮像装置から得られる出力信号は図13に示すようになり、チップ端部で出力信号が小さくなってシェーディングを起こしている。このことはデジタルカメラ等のセンサの性能としては非常に大きな問題点である。   FIG. 12 is a cross-sectional view showing the state of peripheral light reduction when the F value of the imaging lens is reduced. 1201 is a principal ray, 1202 is an on-chip microlens, 1203 is a metal wiring layer, and 1304 is a light receiving portion. As can be seen from FIG. 12, the incident angle of the principal ray 1201 is different between the chip center and the chip end, and the chip end is incident on the on-chip microlens 1202 with an angle. Therefore, a part of the light collected by the light receiving unit 1204 is kicked by the metal wiring layer 1203 at the chip end portion, as in 1205, and is not sufficiently condensed on the light receiving unit 1204 at the chip end portion. At this time, the output signal obtained from the solid-state imaging device is as shown in FIG. 13, and the output signal becomes small at the end of the chip, causing shading. This is a very big problem for the performance of sensors such as digital cameras.

このような問題に対して特許文献1においては、中央部分の開口面積より周辺部分の開口面積を大きくして(図14)周辺部分の感度を上げ、図13のようなシェーディングを改善する方法が提案されている。   In order to solve such a problem, Patent Document 1 discloses a method of improving the shading as shown in FIG. 13 by increasing the opening area of the peripheral portion (FIG. 14) to increase the sensitivity of the peripheral portion. Proposed.

特開平7−143411号公報JP-A-7-143411

近年、デジタルカメラのセンサは高画素数化が進み、1画素のサイズは縮小される傾向にあるため、高感度のセンサを実現するためには、中央の画素部で最大の開口サイズを確保する必要がある。   In recent years, the number of pixels in digital camera sensors has increased, and the size of one pixel tends to be reduced. Therefore, in order to realize a highly sensitive sensor, the maximum aperture size is secured in the central pixel portion. There is a need.

しかし、チップ中央の開口面積を最大に保ったまま更にチップ端部で開口面積を大きくするのは不可能であるため、周辺減光を改善する手段として特許文献1(特開平7−143411号公報)を用いることはできない。   However, since it is impossible to further increase the opening area at the end of the chip while keeping the opening area at the center of the chip at the maximum, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-143411) is disclosed as means for improving peripheral light reduction. ) Cannot be used.

そこで、本発明は、増幅CMOS型光電変換装置において、中央部と周辺部の開口面積を変えることなく、周辺減光を抑える構造を提案する。   In view of this, the present invention proposes a structure that suppresses peripheral dimming in an amplification CMOS photoelectric conversion device without changing the opening area between the central portion and the peripheral portion.

上記目的を達成するため、本発明は、半導体基板上に受光素子が2次元に且つ長方形に配列された光電変換部と、前記受光素子で発生した信号を蓄積する蓄積部と、前記光電変換部から前記蓄積部への電荷転送を制御するスイッチ手段と、前記蓄積部の電位を入力とする増幅部と、この増幅部の入力端子をリセットする手段を有し、全面に形成される平坦化膜を介してカラーフィルタが配設され、前記カラーフィルタ上方にオンチップレンズが形成されている固体撮像装置において、前記受光素子において前記光電変換部の長方形の短手方向に取り込める最大入射光角度をθ1、長手方向に取り込める最大入射光角度をθ2とすると、前記受光素子に取り込める入射光の角度がθ1<θ2となる構造を有した固体撮像装置であり、このためチップ端部でのメタル層での入射光の蹴られを抑えることができ、周辺減光を抑えることができる構造を提案するものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a photoelectric conversion unit in which light receiving elements are two-dimensionally and rectangularly arranged on a semiconductor substrate, a storage unit for storing signals generated by the light receiving elements, and the photoelectric conversion unit. A planarizing film formed on the entire surface, having a switching means for controlling charge transfer from the storage section to the storage section, an amplification section for receiving the potential of the storage section, and a means for resetting the input terminal of the amplification section In the solid-state imaging device in which the color filter is disposed via the color filter and the on-chip lens is formed above the color filter, the maximum incident light angle that can be captured in the rectangular short direction of the photoelectric conversion unit in the light receiving element is θ1. This is a solid-state imaging device having a structure in which the angle of incident light that can be captured by the light receiving element is θ1 <θ2, where θ2 is the maximum incident light angle that can be captured in the longitudinal direction. It is possible to suppress the eclipse of the incident light in the metal layer at the end, it is to propose a structure that can suppress the vignette.

本発明によれば、1つの受光部に取り込める入射光の角度がθ1<θ2となる構造を有した固体撮像装置であり、このような手法を採ることによりチップ端部でのメタル層での入射光の蹴られを抑えることができ、周辺減光を抑えることができる構造を得ることができる。又、このことを利用すればレンズ系の小さなカメラが実現できる。   According to the present invention, it is a solid-state imaging device having a structure in which the angle of incident light that can be taken into one light-receiving unit is θ1 <θ2, and by using such a method, incidence on the metal layer at the chip end is performed. It is possible to obtain a structure that can suppress kicking of light and can suppress peripheral dimming. If this is utilized, a camera with a small lens system can be realized.

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

<実施の形態1>
図1に本発明の実施の形態1を示す。
<Embodiment 1>
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.

図1(a)はセンサの全受光領域を上から見た模式図である。101は受光領域、102は右隅の1つの受光部を示している。図1(b)は図1(a)の右隅の受光部102を拡大したものを上から見た図である。103は最上層のメタル遮光層、104はオンチップマイクロレンズを示している。   FIG. 1A is a schematic view of the entire light receiving area of the sensor as viewed from above. Reference numeral 101 denotes a light receiving area, and 102 denotes one light receiving portion at the right corner. FIG. 1B is an enlarged view of the light receiving unit 102 at the right corner of FIG. Reference numeral 103 denotes an uppermost metal light shielding layer, and reference numeral 104 denotes an on-chip microlens.

図2(a)は図1(a)の右隅受光部102をチップの短手方向A−A’で切断した時の断面図を示している。103は図1(b)と同じく最上層メタル遮光層、104はオンチップマイクロレンズを示している。201は受光部を示している。θ1は受光部201に入射する光の最大入射光角度を示している。図2(b)は図1(a)の右隅受光部102をチップの長手方向B−B’で切断した時の断面図を示している。   FIG. 2A shows a cross-sectional view of the right corner light receiving portion 102 of FIG. 1A cut along the short direction A-A ′ of the chip. 103 is the uppermost metal light shielding layer as in FIG. 1B, and 104 is an on-chip microlens. Reference numeral 201 denotes a light receiving unit. θ1 represents the maximum incident light angle of the light incident on the light receiving unit 201. FIG. 2B shows a cross-sectional view of the right corner light receiving portion 102 of FIG. 1A taken along the chip longitudinal direction B-B '.

103は図1(b)と同じく最上層メタル遮光層、104はオンチップマイクロレンズを示している。201は受光部を示している。θ2は受光部201に入射する光の最大入射光角度を示している。   103 is the uppermost metal light shielding layer as in FIG. 1B, and 104 is an on-chip microlens. Reference numeral 201 denotes a light receiving unit. θ2 represents the maximum incident light angle of the light incident on the light receiving unit 201.

図3において、301は主光線、302はオンチップマイクロレンズ、303はメタル遮光層、304は受光部である。通常、入射光の主光線の角度は、図3に示すように、中心から離れるに従って大きくなる。このため、図1(a)に示す右隅の受光部102においては、チップ長手方向の辺の方がチップ短手方向の辺より角度の大きな光が入射することが分かる。このことにより、チップ端の受光部に入射する光量が最上層遮光層で蹴られ周辺減光の原因の1つになっている。   In FIG. 3, reference numeral 301 denotes a principal ray, 302 denotes an on-chip microlens, 303 denotes a metal light shielding layer, and 304 denotes a light receiving unit. Normally, the angle of the chief ray of incident light increases as the distance from the center increases, as shown in FIG. For this reason, in the light receiving unit 102 at the right corner shown in FIG. 1A, it can be seen that light having a larger angle is incident on the side in the chip longitudinal direction than on the side in the chip short direction. As a result, the amount of light incident on the light receiving portion at the end of the chip is kicked by the uppermost light-shielding layer and is one of the causes of peripheral dimming.

本実施の形態では、受光領域101の長手方向の開口幅xは、短手方向の開口幅yよりも大きくなっている。このため、受光領域端の受光部102において、短手方向の取り込める最大入遮光の角度θ1より、長手方向の取り込める最大入射光の角度θ2の方が大きくなっている。このことにより、より大きな角度の光が入射してくる長手方向において、取り込める最大入射光角度が大きくなるため、チップ端部での最上層メタル層での入射光の蹴られを抑えることができ、周辺減光を抑えることができる。図4に本実施の形態におけるセンサから得られる出力信号を示す。チップ端部でのシェーディングが改善されていることが分かる。   In the present embodiment, the opening width x in the longitudinal direction of the light receiving region 101 is larger than the opening width y in the lateral direction. For this reason, in the light receiving portion 102 at the end of the light receiving region, the angle θ2 of the maximum incident light that can be captured in the longitudinal direction is larger than the angle θ1 of the maximum incident light that can be captured in the short direction. As a result, the maximum incident light angle that can be captured is increased in the longitudinal direction where light with a larger angle is incident, so that the kick of incident light at the uppermost metal layer at the end of the chip can be suppressed, Peripheral dimming can be suppressed. FIG. 4 shows an output signal obtained from the sensor in this embodiment. It can be seen that the shading at the tip end is improved.

<実施の形態2>
図5に本発明の実施の形態2を示す。
<Embodiment 2>
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.

図5(a)はセンサの全受光領域を上から見た模式図である。   FIG. 5A is a schematic view of the entire light receiving area of the sensor as viewed from above.

501は受光領域、502は右隅の1つの受光部を示している。図5(b)は図5(a)の右隅の受光部502を拡大したものを上から見た図である。503は第1のメタル層、504は第2のメタル層、505はオンチップマイクロレンズを示している。本実施の形態の受光部は、長手方向は第1のメタル層503で開口が決まっており、短手方向は第2のメタル層504で決まっている。   Reference numeral 501 denotes a light receiving area, and 502 denotes one light receiving portion at the right corner. FIG. 5B is an enlarged view of the light receiving unit 502 at the right corner of FIG. Reference numeral 503 denotes a first metal layer, 504 denotes a second metal layer, and 505 denotes an on-chip microlens. In the light receiving portion of the present embodiment, the opening is determined by the first metal layer 503 in the longitudinal direction, and the second metal layer 504 is determined in the short direction.

図6(a)は図5(a)の右隅受光部502をチップの短手方向A−A’で切断した時の断面図を示している。   FIG. 6A shows a cross-sectional view of the right corner light receiving portion 502 of FIG. 5A when cut in the short direction A-A ′ of the chip.

503は図5(b)と同じく第1のメタル層、504は第2のメタル層、505はオンチップマイクロレンズを示している。601は受光部を示している。θ1は受光部601に入射する光の最大入射光角度を示している。   Reference numeral 503 denotes a first metal layer, reference numeral 504 denotes a second metal layer, and reference numeral 505 denotes an on-chip microlens as in FIG. Reference numeral 601 denotes a light receiving unit. θ1 represents the maximum incident light angle of light incident on the light receiving unit 601.

図6(b)は図5(a)の右隅受光部602をチップの長手方向B−B’で切断した時の断面図を示している。   FIG. 6B shows a cross-sectional view of the right corner light receiving portion 602 of FIG. 5A taken along the chip longitudinal direction B-B ′.

503は図5(b)と同じく第1のメタル層、504は第2のメタル層、505はオンチップマイクロレンズを示している。601は受光部を示している。θ2は受光部601に入射する光の最大入射光角度を示している。   Reference numeral 503 denotes a first metal layer, reference numeral 504 denotes a second metal layer, and reference numeral 505 denotes an on-chip microlens as in FIG. Reference numeral 601 denotes a light receiving unit. θ2 represents the maximum incident light angle of light incident on the light receiving unit 601.

本実施の形態では、受光領域501の長手方向の開口は第1のメタル層で決められており、短手方向の開口は第2のメタル層で決められている。この受光部の開口はx方向もy方向も同じ長さにも拘らず、受光領域端の受光部502において、遮光メタル層の高さの違いより、短手方向の取り込める最大入遮光の角度θ1より、長手方向の取り込める最大入射光の角度θ2の方が大きくなっている。このことにより、より大きな角度の光が入射してくる長手方向において、取り込める最大入射光角度が大きくなるため、チップ端部での最上層メタル層での入射光の蹴られを抑えることができ、周辺減光を抑えることができる。図7に本実施の形態におけるセンサから得られる出力信号を示す。チップ端部でのシェーディングが改善されていることが分かる。   In the present embodiment, the opening in the longitudinal direction of the light receiving region 501 is determined by the first metal layer, and the opening in the short direction is determined by the second metal layer. Regardless of whether the opening of the light receiving portion has the same length in both the x-direction and the y-direction, the maximum incident light-shielding angle θ1 that can be taken in the short direction in the light-receiving portion 502 at the end of the light-receiving region due to the difference in height of the light-shielding metal layer. Accordingly, the angle θ2 of the maximum incident light that can be taken in the longitudinal direction is larger. As a result, the maximum incident light angle that can be captured is increased in the longitudinal direction where light with a larger angle is incident, so that the kick of incident light at the uppermost metal layer at the end of the chip can be suppressed, Peripheral dimming can be suppressed. FIG. 7 shows an output signal obtained from the sensor in this embodiment. It can be seen that the shading at the tip end is improved.

<実施の形態3>
図8に本発明の実施の形態3を示す。
<Embodiment 3>
FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention.

図8(a)はセンサの全受光領域を上から見た模式図である。801は受光領域、802は右隅の1つの受光部を示している。図8(b)は図8(a)の右隅の受光部802を拡大したものを上から見た図である。803は最上層のメタル遮光層、804はオンチップマイクロレンズを示している。805は電荷転送を制御するスイッチのゲート電極層を示している。   FIG. 8A is a schematic view of the entire light receiving area of the sensor as viewed from above. Reference numeral 801 denotes a light receiving region, and 802 denotes one light receiving portion at the right corner. FIG. 8B is an enlarged view of the light receiving unit 802 at the right corner of FIG. Reference numeral 803 denotes an uppermost metal light shielding layer, and reference numeral 804 denotes an on-chip microlens. Reference numeral 805 denotes a gate electrode layer of a switch that controls charge transfer.

図9(a)は図8(a)の右隅受光部802をチップの短手方向A−A’で切断した時の断面図を示している。803は図1(b)と同じく最上層メタル遮光層、804はオンチップマイクロレンズを示している。805は電荷転送を制御するスイッチのゲート電極層を示している。901は受光部を示している。θ1は受光部901に入射する光の最大入射光角度を示している。図9(b)は図8(a)の右隅受光部802をチップの長手方向B−B’で切断した時の断面図を示している。803は図1(b)と同じく最上層メタル遮光層、804はオンチップマイクロレンズを示している。805は電荷転送を制御するスイッチのゲート電極層を示している。201は受光部を示している。θ2は受光部201に入射する光の最大入射光角度を示している。   FIG. 9A shows a cross-sectional view of the right corner light receiving portion 802 of FIG. 8A when cut along the short direction A-A ′ of the chip. Reference numeral 803 denotes the uppermost metal light shielding layer as in FIG. 1B, and reference numeral 804 denotes an on-chip microlens. Reference numeral 805 denotes a gate electrode layer of a switch that controls charge transfer. Reference numeral 901 denotes a light receiving unit. θ1 represents the maximum incident light angle of light incident on the light receiving unit 901. FIG. 9B shows a cross-sectional view of the right corner light receiving portion 802 of FIG. 8A taken along the longitudinal direction B-B ′ of the chip. Reference numeral 803 denotes the uppermost metal light shielding layer as in FIG. 1B, and reference numeral 804 denotes an on-chip microlens. Reference numeral 805 denotes a gate electrode layer of a switch that controls charge transfer. Reference numeral 201 denotes a light receiving unit. θ2 represents the maximum incident light angle of the light incident on the light receiving unit 201.

本実施の形態では、電荷転送を制御するスイッチのゲート電極層805が受光領域801の長手方向と平行に配置されている。前述のように、チップ長手方向の辺の方がチップ短手方向の辺より角度の大きな光が入射するが、図9から分かるように、本実施の形態では、角度の大きな光が入射する長辺方向には転送スイッチのゲート電極層が配置されていない。このため、周辺減光が厳しい長手方向の辺においてもゲート電極層に邪魔されることなく光が取り込むことができる。図10に本実施の形態におけるセンサから得られる出力信号を示す。チップ端部でのシェーディングが改善されていることが分かる。   In this embodiment mode, a gate electrode layer 805 of a switch that controls charge transfer is arranged in parallel to the longitudinal direction of the light receiving region 801. As described above, light having a larger angle is incident on the side in the longitudinal direction of the chip than on the side in the lateral direction of the chip. However, as can be seen from FIG. The gate electrode layer of the transfer switch is not arranged in the side direction. For this reason, light can be taken in without obstructing the gate electrode layer even in the longitudinal side where the peripheral light attenuation is severe. FIG. 10 shows an output signal obtained from the sensor in this embodiment. It can be seen that the shading at the tip end is improved.

<実施の形態4>
図11に本発明の実施の形態4を示す。
<Embodiment 4>
FIG. 11 shows a fourth embodiment of the present invention.

図11(a)はセンサの全受光領域を上から見た模式図である。1101は受光領域、1102は右隅の1つの受光部を示している。図11(b)は図11(a)の右隅の受光部1102を拡大したものを上から見た図である。1103は第1のメタル層、1104は第2のメタル層、1105はオンチップマイクロレンズを示している。1106は電荷転送を制御するスイッチのゲート電極層を示している。長手方向の開口を決めている第1のメタル層1103に平行に転送スイッチのゲート電極が配置されている。このため、実施の形態3と同様の効果が得られ、周辺減光が厳しい長手方向の辺においてもゲート電極層に邪魔されることなく光が取り込むことができる。   FIG. 11A is a schematic view of the entire light receiving area of the sensor as viewed from above. Reference numeral 1101 denotes a light receiving area, and 1102 denotes one light receiving portion at the right corner. FIG. 11B is an enlarged view of the light receiving unit 1102 at the right corner of FIG. Reference numeral 1103 denotes a first metal layer, 1104 denotes a second metal layer, and 1105 denotes an on-chip microlens. Reference numeral 1106 denotes a gate electrode layer of a switch for controlling charge transfer. A gate electrode of the transfer switch is arranged in parallel with the first metal layer 1103 that defines the opening in the longitudinal direction. For this reason, the same effect as in the third embodiment can be obtained, and light can be taken in without being disturbed by the gate electrode layer even in the longitudinal direction where the peripheral dimming is severe.

本発明の実施の形態1に係る固体撮像装置を示した図である。It is the figure which showed the solid-state imaging device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る固体撮像装置の断面を示した図である。It is the figure which showed the cross section of the solid-state imaging device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る固体撮像装置の概念を示した図である。It is the figure which showed the concept of the solid-state imaging device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る固体撮像装置の改善結果を示した図である。It is the figure which showed the improvement result of the solid-state imaging device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る固体撮像装置を示した図である。It is the figure which showed the solid-state imaging device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る固体撮像装置の断面を示した図である。It is the figure which showed the cross section of the solid-state imaging device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る固体撮像装置の改善結果を示した図である。It is the figure which showed the improvement result of the solid-state imaging device concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る固体撮像装置を示した図である。It is the figure which showed the solid-state imaging device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る固体撮像装置の断面を示した図である。It is the figure which showed the cross section of the solid-state imaging device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る固体撮像装置の改善結果を示した図である。It is the figure which showed the improvement result of the solid-state imaging device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4に係る固体撮像装置を示した図である。It is the figure which showed the solid-state imaging device which concerns on Embodiment 4 of this invention. 周辺減光の現象を説明した図である。It is a figure explaining the phenomenon of peripheral light reduction. 周辺減光の現象を説明した図である。It is a figure explaining the phenomenon of peripheral light reduction. 従来例を示した図である。It is the figure which showed the prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

101 受光領域
102 受光部
103 メタル遮光層
104 オンチップマイクロレンズ
201 受光部
301 主光源
302 オンチップマイクロレンズ
303 メタル遮光層
304 受光部
501 受光領域
502 受光部
503 第1のメタル層
504 第2のメタル層
505 オンチップマイクロレンズ
601 受光部
801 受光領域
802 受光部
803 メタル遮光層
804 オンチップマイクロレンズ
805 ゲート電極層
901 受光部
1101 受光領域
1102 受光部
1103 第1のメタル層
1104 第2のメタル層
1105 オンチップマイクロレンズ
1106 ゲート電極層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Light reception area 102 Light reception part 103 Metal light shielding layer 104 On-chip microlens 201 Light reception part 301 Main light source 302 On-chip microlens 303 Metal light shielding layer 304 Light reception part 501 Light reception area 502 Light reception part 503 1st metal layer 504 2nd metal Layer 505 On-chip microlens 601 Light receiving portion 801 Light receiving region 802 Light receiving portion 803 Metal light shielding layer 804 On-chip microlens 805 Gate electrode layer 901 Light receiving portion 1101 Light receiving region 1102 Light receiving portion 1103 First metal layer 1104 Second metal layer 1105 On-chip microlens 1106 Gate electrode layer

Claims (5)

半導体基板上に受光素子が2次元に且つ長方形に配列された光電変換部と、前記受光素子で発生した信号を蓄積する蓄積部と、前記光電変換部から前記蓄積部への電荷転送を制御するスイッチ手段と、前記蓄積部の電位を入力とする増幅部と、この増幅部の入力端子をリセットする手段を有し、全面に形成される平坦化膜を介してカラーフィルタが配設され、前記カラーフィルタ上方にオンチップレンズが形成されている固体撮像装置において、
前記受光素子において前記光電変換部の長方形の短手方向に取り込める最大入射光角度をθ1、長手方向に取り込める最大入射光角度をθ2とすると、前記受光素子に取り込める入射光の角度がθ1<θ2となる構造を有することを特徴とする固体撮像装置。
A photoelectric conversion unit in which light receiving elements are two-dimensionally and rectangularly arranged on a semiconductor substrate, a storage unit for storing signals generated by the light receiving elements, and charge transfer from the photoelectric conversion unit to the storage unit are controlled. A switching unit, an amplification unit that receives the potential of the storage unit, and a unit that resets an input terminal of the amplification unit, and a color filter is disposed through a planarization film formed on the entire surface, In the solid-state imaging device in which the on-chip lens is formed above the color filter,
Assuming that the maximum incident light angle that can be captured in the rectangular lateral direction of the photoelectric conversion unit in the light receiving element is θ1, and the maximum incident light angle that can be captured in the longitudinal direction is θ2, the angle of incident light that can be captured in the light receiving element is θ1 <θ2. A solid-state imaging device having the structure as described above.
半導体基板上に受光素子が2次元に且つ長方形に配列された光電変換部と、前記受光素子で発生した信号を蓄積する蓄積部と、前記光電変換部から前記蓄積部への電荷転送を制御するスイッチ手段と、前記蓄積部の電位を入力とする増幅部と、この増幅部の入力端子をリセットする手段を有し、全面に形成される平坦化膜を介してカラーフィルタが配設され、前記カラーフィルタ上方にオンチップレンズが形成されている固体撮像装置において、
前記受光素子の開口形状が最上部メタル配線で決まり、且つ、開口形状が前記光電変換部の長方形の短手方向と長手方向が同じ長方形であることを特徴とする固体撮像装置。
A photoelectric conversion unit in which light receiving elements are two-dimensionally and rectangularly arranged on a semiconductor substrate, a storage unit for storing signals generated by the light receiving elements, and charge transfer from the photoelectric conversion unit to the storage unit are controlled. A switching unit, an amplification unit that receives the potential of the storage unit, and a unit that resets an input terminal of the amplification unit, and a color filter is disposed through a planarization film formed on the entire surface, In the solid-state imaging device in which the on-chip lens is formed above the color filter,
A solid-state imaging device, wherein an opening shape of the light receiving element is determined by an uppermost metal wiring, and the opening shape is a rectangle having the same short-side direction and a long-side direction as the rectangle of the photoelectric conversion unit.
半導体基板上に受光素子が2次元に且つ長方形に配列された光電変換部と、前記受光素子で発生した信号を蓄積する蓄積部と、前記光電変換部から前記蓄積部への電荷転送を制御するスイッチ手段と、前記蓄積部の電位を入力とする増幅部と、この増幅部の入力端子をリセットする手段を有し、全面に形成される平坦化膜を介してカラーフィルタが配設され、前記カラーフィルタ上方にオンチップレンズが形成され、前記受光素子の開口形状を決めている一辺が第1のメタル配線層で決まり、もう一辺が第2のメタル配線層で規定される固体撮像装置において、
前記光電変換部の長方形の長手方向の開口が第1のメタル配線層で規定し、短手方向の開口が第2のメタル配線層で規定されていることを特徴とする固体撮像装置。
A photoelectric conversion unit in which light receiving elements are two-dimensionally and rectangularly arranged on a semiconductor substrate, a storage unit for storing signals generated by the light receiving elements, and charge transfer from the photoelectric conversion unit to the storage unit are controlled. A switching unit, an amplification unit that receives the potential of the storage unit, and a unit that resets an input terminal of the amplification unit, and a color filter is disposed through a planarization film formed on the entire surface, In the solid-state imaging device in which an on-chip lens is formed above the color filter, one side determining the opening shape of the light receiving element is determined by the first metal wiring layer, and the other side is defined by the second metal wiring layer.
A solid-state imaging device, wherein a rectangular longitudinal opening of the photoelectric conversion portion is defined by a first metal wiring layer, and a short-side opening is defined by a second metal wiring layer.
前記電荷転送を制御するスイッチのゲート電極層が開口形状の長手方向と平行に配置されていることを特徴とする請求項2記載の固体撮像装置。   3. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein a gate electrode layer of the switch for controlling the charge transfer is arranged in parallel with the longitudinal direction of the opening shape. 前記電荷転送を制御するスイッチのゲート電極層が前記第1のメタル配線層と平行に配置されていることを特徴とする請求項3記載の固体撮像装置。   4. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein a gate electrode layer of the switch for controlling the charge transfer is arranged in parallel with the first metal wiring layer.
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