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JP2010118538A - Solid-state imaging apparatus - Google Patents

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JP2010118538A
JP2010118538A JP2008291215A JP2008291215A JP2010118538A JP 2010118538 A JP2010118538 A JP 2010118538A JP 2008291215 A JP2008291215 A JP 2008291215A JP 2008291215 A JP2008291215 A JP 2008291215A JP 2010118538 A JP2010118538 A JP 2010118538A
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Japan
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conductivity type
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JP2008291215A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumiaki Sano
文昭 佐野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state imaging apparatus which has small color mixing and large pixel capacity (saturation signal amount), and less forms an after-image. <P>SOLUTION: The solid-state imaging apparatus includes a first-conductivity type semiconductor substrate 1, a second-conductivity type semiconductor layer 2 formed on the first-conductivity type semiconductor substrate 1, a first first-conductivity type semiconductor region 3 formed selectively on a lower side in the second-conductivity type semiconductor layer 2 in contact with the first-conductivity type semiconductor substrate 1, and a first-conductivity type pixel isolation region 6 defining a pixel region including the first first-conductivity type semiconductor region 3 and the second-conductivity type semiconductor layer 2 at its periphery, and penetrating the second-conductivity type semiconductor layer 2 without coming in contact with the first first-conductivity type semiconductor region 3. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光電変換素子としてフォトダイオードを用いた固体撮像装置に関する。   The present invention relates to a solid-state imaging device using a photodiode as a photoelectric conversion element.

最近、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話等のカメラを備えた製品の開発が盛んに行われている。この種のカメラには固体撮像装置が搭載されている。固体撮像装置は、撮像領域内にフォトダイオード(光電変換素子)を二次元的に配置し、フォトダイオードに蓄積された電荷を読み出す構成になっている(特許文献1)。特許文献1に開示された固体撮像装置のデバイス構造は、画素容量を大きくするために、N型不純物領域の底面部に2つ以上の凸状のN型不純物領域を付加している。しかし、このデバイス構造の場合、凸状のN型不純物領域を付加した分だけ、画素中心が3つ以上に分離され、蓄積された電子(特に最も遠い画素中心の電子)を効率的に読み出せず、残像が多くなるという問題がある。   Recently, development of products equipped with cameras such as digital cameras, video cameras, and mobile phones has been actively conducted. This type of camera is equipped with a solid-state imaging device. The solid-state imaging device has a configuration in which photodiodes (photoelectric conversion elements) are two-dimensionally arranged in an imaging region and charges accumulated in the photodiodes are read (Patent Document 1). In the device structure of the solid-state imaging device disclosed in Patent Document 1, two or more convex N-type impurity regions are added to the bottom surface of the N-type impurity region in order to increase the pixel capacitance. However, in the case of this device structure, the pixel center is separated into three or more by the addition of the convex N-type impurity region, and the accumulated electrons (especially those at the farthest pixel center) can be read efficiently. However, there is a problem that afterimages increase.

固体撮像装置は、混色が少なく、画素容量(飽和信号量)が大きく、かつ、残像が少ないことが望まれている。しかし、これらの全てを満足する固体撮像装置の実現は困難である。
特開2002−31451号公報
A solid-state imaging device is desired to have little color mixing, a large pixel capacity (saturation signal amount), and a small afterimage. However, it is difficult to realize a solid-state imaging device that satisfies all of these requirements.
JP 2002-31451 A

本発明の目的は、混色が少なく、画素容量(飽和信号量)が大きく、かつ、残像が少ない固体撮像装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device with little color mixing, a large pixel capacity (saturation signal amount), and little afterimage.

本発明の一態様による固体撮像装置は、第1導電型半導体基板と、前記第1導電型半導体基板上に形成された第2導電型半導体層と、前記第2導電型半導体層内の下部側に選択的に形成され、かつ、前記第1導電型半導体基板とコンタクトする第1の第1導電型半導体領域と、前記第1の第1導電半導体領域およびその周囲の前記第2導電型半導体層を含む画素領域を規定する、前記第1の第1導電型半導体領域にコンタクトせずに前記第2導電型半導体層を貫通する第1導電型画素分離領域とを具備してなることを特徴とする。   A solid-state imaging device according to an aspect of the present invention includes a first conductivity type semiconductor substrate, a second conductivity type semiconductor layer formed on the first conductivity type semiconductor substrate, and a lower side in the second conductivity type semiconductor layer. And a first first conductivity type semiconductor region that contacts the first conductivity type semiconductor substrate, the first first conductivity semiconductor region, and the second conductivity type semiconductor layer around it. And a first conductivity type pixel isolation region penetrating through the second conductivity type semiconductor layer without contacting the first first conductivity type semiconductor region. To do.

本発明によれば、混色が少なく、画素容量(飽和信号量)が大きく、かつ、残像が少ない固体撮像装置を実現できるようになる。   According to the present invention, it is possible to realize a solid-state imaging device with little color mixing, a large pixel capacity (saturation signal amount), and little afterimage.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。以下の説明では、第1導電型をP型、第2導電型をN型として説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the first conductivity type is assumed to be P-type, and the second conductivity type is assumed to be N-type.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の基本セルを模式的に示す断面図である。図2は、図1のA−A’断面に対応する平面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a basic cell of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view corresponding to the AA ′ cross section of FIG. 1.

図中、1はP型半導体基板を示しており、このP型半導体基板1上にはN型エピタキシャル半導体層2が形成されている。本実施形態では、P型半導体基板1は、P型シリコン基板とする。P型半導体基板1のP型不純物濃度は、例えば、1×1018cm-3である。N型エピタキシャル半導体層2のP型不純物濃度は、例えば、1×1015cm-3である。赤色光のような長波長の光を基板の深い位置で光電変換し、光電変換により発生した電子(電荷)を効率よく赤色画素に蓄積するためには、N型エピタキシャル半導体層2の厚さは5μm以上とする。 In the figure, reference numeral 1 denotes a P-type semiconductor substrate, and an N-type epitaxial semiconductor layer 2 is formed on the P-type semiconductor substrate 1. In the present embodiment, the P-type semiconductor substrate 1 is a P-type silicon substrate. The P-type impurity concentration of the P-type semiconductor substrate 1 is, for example, 1 × 10 18 cm −3 . The P-type impurity concentration of the N-type epitaxial semiconductor layer 2 is, for example, 1 × 10 15 cm −3 . In order to photoelectrically convert light having a long wavelength such as red light at a deep position on the substrate and efficiently store electrons (charges) generated by the photoelectric conversion in the red pixel, the thickness of the N-type epitaxial semiconductor layer 2 is 5 μm or more.

N型エピタキシャル半導体層2内の下部側には、第1のP型半導体領域3が選択的に形成されている。第1のP型半導体領域3はP型半導体基板1とコンタクトする。第1のP型半導体領域3のP型不純物濃度は、例えば、1×1015cm-3である。 A first P-type semiconductor region 3 is selectively formed on the lower side in the N-type epitaxial semiconductor layer 2. The first P-type semiconductor region 3 is in contact with the P-type semiconductor substrate 1. The P-type impurity concentration of the first P-type semiconductor region 3 is, for example, 1 × 10 15 cm −3 .

N型エピタキシャル半導体層2およびP型半導体領域3は、例えば、多段のエピタキシャルおよびイオン注入により形成される。すなわち、半導体層のエピタキシャル成長の工程と、上記半導体層内にN型およびP型不純物をイオン注入する工程とからなる一連の工程をP型半導体領域3の厚さに対応する半導体層が形成されるまで繰り返し、その後、半導体層のエピタキシャル成長の工程と、上記半導体層内にN型不純物をイオン注入する工程とからなる一連の工程をN型エピタキシャル半導体層2の厚さに対応する半導体層が形成されるまで繰り返す。   The N type epitaxial semiconductor layer 2 and the P type semiconductor region 3 are formed by, for example, multistage epitaxial and ion implantation. That is, a semiconductor layer corresponding to the thickness of the P-type semiconductor region 3 is formed by a series of steps including an epitaxial growth step of the semiconductor layer and a step of ion-implanting N-type and P-type impurities into the semiconductor layer. Then, a series of steps consisting of a step of epitaxially growing the semiconductor layer and a step of ion-implanting N-type impurities into the semiconductor layer are formed to form a semiconductor layer corresponding to the thickness of the N-type epitaxial semiconductor layer 2. Repeat until

N型エピタキシャル半導体層2の表面には、N型半導体領域4が選択的に形成されている。N型半導体領域4のN型不純物濃度は、例えば、1×1017cm-3である。N型半導体領域4およびN型エピタキシャル半導体層2の表面には、第1のP型半導体領域3よりも高不純物濃度の第2のP型半導体領域5が選択的に形成されている。第2のP型半導体領域5のP型不純物濃度は、例えば、1×1018cm-3である。N型半導体領域4およびP型半導体領域5はP型半導体領域3とコンタクトしておらず、N型半導体領域4およびP型半導体領域5とP型半導体領域3との間にはN型エピタキシャル半導体層2が介在している。 An N-type semiconductor region 4 is selectively formed on the surface of the N-type epitaxial semiconductor layer 2. The N-type impurity concentration of the N-type semiconductor region 4 is, for example, 1 × 10 17 cm −3 . A second P-type semiconductor region 5 having a higher impurity concentration than that of the first P-type semiconductor region 3 is selectively formed on the surfaces of the N-type semiconductor region 4 and the N-type epitaxial semiconductor layer 2. The P-type impurity concentration of the second P-type semiconductor region 5 is, for example, 1 × 10 18 cm −3 . The N-type semiconductor region 4 and the P-type semiconductor region 5 are not in contact with the P-type semiconductor region 3, and an N-type epitaxial semiconductor is interposed between the N-type semiconductor region 4 and the P-type semiconductor region 5 and the P-type semiconductor region 3. Layer 2 is interposed.

N型エピタキシャル半導体層2には、画素分離用のP型分離領域6が形成されている。P型分離領域6は、N型エピタキシャル半導体層2を貫通して、P型半導体基板1の表面にコンタクトしている。P型分離領域6は、第1のP型半導体領域3およびその周囲のN型エピタキシャル半導体層2、ならびに、N型半導体領域4および第2のP型半導体領域5を含む、画素領域(基本セル)を規定する。P型分離領域6は、第1のP型半導体領域3にはコンタクトしておらず、これにより、図2に示すように、第1のP型半導体領域3の周囲は、N型エピタキシャル半導体層2を介して、P型分離領域6で囲まれる。P型分離領域6のP型不純物濃度は、例えば、1×1015cm-3である。 A P-type isolation region 6 for pixel isolation is formed in the N-type epitaxial semiconductor layer 2. The P-type isolation region 6 penetrates the N-type epitaxial semiconductor layer 2 and contacts the surface of the P-type semiconductor substrate 1. The P-type isolation region 6 includes a pixel region (basic cell) including the first P-type semiconductor region 3 and the surrounding N-type epitaxial semiconductor layer 2, and the N-type semiconductor region 4 and the second P-type semiconductor region 5. ). The P-type isolation region 6 is not in contact with the first P-type semiconductor region 3, so that the periphery of the first P-type semiconductor region 3 is an N-type epitaxial semiconductor layer as shown in FIG. 2 is surrounded by a P-type isolation region 6. The P-type impurity concentration of the P-type isolation region 6 is, for example, 1 × 10 15 cm −3 .

P型分離領域6上にはゲート絶縁膜7が形成され、ゲート絶縁膜7上にはゲート電極8が形成されている。隣接する画素領域のN型エピタキシャル半導体層2の表面には、P型分離領域6にコンタクトするように、高不純物濃度のN型拡散層(ドレイン)9が選択的に形成されている。P型分離領域6にコンタクトした部分のN型半導体領域(ソース)4、ゲート絶縁膜7、ゲート電極8およびN型拡散層9は、電荷転送用のMOSトランジスタを構成している。   A gate insulating film 7 is formed on the P-type isolation region 6, and a gate electrode 8 is formed on the gate insulating film 7. A high impurity concentration N-type diffusion layer (drain) 9 is selectively formed on the surface of the N-type epitaxial semiconductor layer 2 in the adjacent pixel region so as to contact the P-type isolation region 6. The portion of the N-type semiconductor region (source) 4, the gate insulating film 7, the gate electrode 8, and the N-type diffusion layer 9 in contact with the P-type isolation region 6 constitutes a charge transfer MOS transistor.

本実施形態の固体撮像装置は、画素領域の表面に第1のPNジャンクションPN−J1を備えている。第1のPNジャンクションPN−J1は、N型半導体領域4と第2のP型半導体領域5とのPN接合部で構成されている。   The solid-state imaging device of this embodiment includes a first PN junction PN-J1 on the surface of the pixel region. The first PN junction PN-J1 is composed of a PN junction between the N-type semiconductor region 4 and the second P-type semiconductor region 5.

また、本実施形態の固体撮像装置は、画素領域の深さ方向の中央部に第2のPNジャンクションPN−J2を備えている。第2のPNジャンクションPN−J2は、第1のP型半導体領域3の上部とN型エピタキシャル半導体層2とのPN接合部で構成されている。   In addition, the solid-state imaging device according to the present embodiment includes the second PN junction PN-J2 at the center in the depth direction of the pixel region. The second PN junction PN-J2 is composed of a PN junction between the upper portion of the first P-type semiconductor region 3 and the N-type epitaxial semiconductor layer 2.

さらに、本実施形態の固体撮像装置は、第2のPNジャンクションPN−J2よりも深い部分に第3のPNジャンクションPN−J3を備えている。第3のPNジャンクションPN−J3は、画素領域の深さ方向の中央部よりも深い部分の第1のP型半導体領域3とN型エピタキシャル半導体層2とのPN接合部、および、第1のP型半導体領域3の下部とP型半導体基板1とのPN接合部で構成されている。図1には、上記のPNジャンクションPN−J1〜PN−J3における電界ベクトルEも示してある。図1において、P型半導体領域は接地されている。   Furthermore, the solid-state imaging device according to the present embodiment includes a third PN junction PN-J3 in a portion deeper than the second PN junction PN-J2. The third PN junction PN-J3 includes a PN junction between the first P-type semiconductor region 3 and the N-type epitaxial semiconductor layer 2 at a portion deeper than the central portion in the depth direction of the pixel region, A PN junction between the lower portion of the P-type semiconductor region 3 and the P-type semiconductor substrate 1 is formed. FIG. 1 also shows an electric field vector E in the PN junctions PN-J1 to PN-J3. In FIG. 1, the P-type semiconductor region is grounded.

本実施形態によれば、N型エピタキシャル半導体層2内に第1のP型半導体領域3が形成されているため、第1のP型半導体領域3がない場合(図3、図4)に比べて、等価回路的にみて画素領域内のキャパシタの電極間距離が短くなり、画素容量(飽和信号量)は大きくなる。なお、図4は図2に対応する平面図である。   According to the present embodiment, since the first P-type semiconductor region 3 is formed in the N-type epitaxial semiconductor layer 2, compared to the case where the first P-type semiconductor region 3 is not present (FIGS. 3 and 4). In view of the equivalent circuit, the distance between the electrodes of the capacitor in the pixel region is reduced, and the pixel capacitance (saturation signal amount) is increased. FIG. 4 is a plan view corresponding to FIG.

画素容量を大きくする構造として、図5に示すように、画素領域の深い位置をP型半導体層30によってP型にすることも考えられる。図5の場合、画素中心20の深さ(位置)は例えば1μm程度である。しかし、この場合、画素領域のPNジャンクションに蓄積されずに画素領域内を流れる電子e-は、隣接する画素領域に流れ込み、混色が大きくなるという問題がある。 As a structure for increasing the pixel capacitance, as shown in FIG. 5, it is conceivable that a deep position of the pixel region is made P-type by the P-type semiconductor layer 30. In the case of FIG. 5, the depth (position) of the pixel center 20 is, for example, about 1 μm. However, in this case, there is a problem that electrons e that flow in the pixel region without being accumulated in the PN junction of the pixel region flow into the adjacent pixel region, and the color mixture increases.

これに対して本実施形態の場合、隣接する画素領域には電子は殆ど流れ込まないので、混色は十分に小さくなる。以下、この点についてさらに述べる。   On the other hand, in the present embodiment, since almost no electrons flow into adjacent pixel regions, the color mixture is sufficiently small. This point will be further described below.

入射した光が例えば4μmの深さ(位置)で光電変換され、電子が発生したことを考えると、各PNジャンクションPN−J1〜PN−J3においては画素中心20に向かう強い電界Eが発生する。PNジャンクションPN−J2における電界Eは、残りのPNジャンクションPN−J1,J3における電界Eよりも十分に強い。そのため、光電変換で発生した電子の大部分は、PNジャンクションPN−J2における電界Eに引っ張られて画素中心20にドリフトする。光電変換で発生した電子の一部は、PNジャンクションPN−J3における電界Eに引っ張られて隣接する画素領域にドリフトするが、その量は十分に少ないので、混色は十分に小さくなる。   Considering that incident light is photoelectrically converted at a depth (position) of, for example, 4 μm and electrons are generated, a strong electric field E toward the pixel center 20 is generated at each of the PN junctions PN-J1 to PN-J3. The electric field E at the PN junction PN-J2 is sufficiently stronger than the electric field E at the remaining PN junctions PN-J1 and J3. Therefore, most of the electrons generated by photoelectric conversion are pulled by the electric field E at the PN junction PN-J2 and drift to the pixel center 20. Some of the electrons generated by the photoelectric conversion are pulled by the electric field E at the PN junction PN-J3 and drift to the adjacent pixel region. However, since the amount is sufficiently small, the color mixture is sufficiently small.

図1では、上記の電子のドリフトが白抜きの矢印により模式的に示されている。太い白抜きの矢印はPNジャンクションPN−J2における電界Eによるドリフト、細い白抜きの矢印はPNジャンクションPN−J3(P型半導体領域3の側面)における電界Eによるドリフトを示している。   In FIG. 1, the electron drift is schematically shown by white arrows. A thick white arrow indicates a drift due to the electric field E at the PN junction PN-J2, and a thin white arrow indicates a drift due to the electric field E at the PN junction PN-J3 (side surface of the P-type semiconductor region 3).

図3および図5にも、電子のドリフトを模式的に示す白抜きの矢印が描かれている。図5の場合、図1に比べて、電子の発生する位置から、強い電界が生じるPNジャンクションPN−J2までの距離が長い。そのため、図5の場合、PNジャンクションPN−J2における電界Eに引っ張られて画素中心20にドリフトする電子の量は図1に比べて減少し、その分、隣接する画素領域内にドリフトする電子の量が増加するために混色は大きくなる。   3 and 5 also show white arrows schematically showing electron drift. In the case of FIG. 5, the distance from the position where electrons are generated to the PN junction PN-J2 where a strong electric field is generated is longer than that in FIG. Therefore, in the case of FIG. 5, the amount of electrons that are pulled by the electric field E at the PN junction PN-J2 and drift to the pixel center 20 is reduced as compared with FIG. As the amount increases, the color mixture increases.

さらに、本実施形態によれば、第1のP型半導体領域3がない場合(図3、図4)に比べて、画素中心20は、N型エピタキシャル半導体層2の表面側にシフトするため、画素中心20とゲート電極8(転送ゲート)との間の距離が短くなり、残像は十分に小さくなり、残像特性は改善される。図1の場合、画素中心20の深さ(位置)は例えば1μm程度、図3の場合、画素中心20の深さ(位置)は例えば2μm程度である。   Furthermore, according to the present embodiment, since the pixel center 20 is shifted to the surface side of the N-type epitaxial semiconductor layer 2 as compared with the case where the first P-type semiconductor region 3 is not provided (FIGS. 3 and 4), The distance between the pixel center 20 and the gate electrode 8 (transfer gate) is shortened, the afterimage becomes sufficiently small, and the afterimage characteristics are improved. In the case of FIG. 1, the depth (position) of the pixel center 20 is about 1 μm, for example. In the case of FIG. 3, the depth (position) of the pixel center 20 is about 2 μm, for example.

以上述べたように、本実施形態によれば、第1のP型半導体領域3によって、画素容量を大きくできるとともに、残像を小さくでき、また、混色を抑制できるようになるので、混色、画素容量および残像を同時に改善できるようになる。   As described above, according to the present embodiment, the first P-type semiconductor region 3 can increase the pixel capacitance, reduce the afterimage, and suppress the color mixture. And the afterimage can be improved at the same time.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。   The present invention is not limited to the above embodiment.

例えば、上記実施形態では、第1導電型をP型、第2導電型をN型としたが、第1導電型をN型、第2導電型をP型としても構わない。   For example, in the above embodiment, the first conductivity type is P-type and the second conductivity type is N-type. However, the first conductivity type may be N-type and the second conductivity type may be P-type.

また、上記実施形態では、シリコン基板を用いたが、SOI基板、SiC基板、SiGe基板を用いても構わない。   In the above embodiment, a silicon substrate is used, but an SOI substrate, SiC substrate, or SiGe substrate may be used.

また、上記実施形態の固体撮像装置は、三つのPNジャンクションPN−J1,J2,J3を備えているが、少なくともPNジャンクションPN−J3を備えていれば、従来の固体撮像装置に対して有利な効果を持つ。   The solid-state imaging device of the above embodiment includes three PN junctions PN-J1, J2, and J3. However, if at least the PN junction PN-J3 is included, it is advantageous over the conventional solid-state imaging device. Has an effect.

また、本実施形態の固体撮像装置が適用されるデバイスについては特に言及しなかったが、具体的には、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話等のカメラを備えた製品である。さらに、本実施形態の固体撮像装置は、ディスクリート製品としての固体撮像素子であっても構わない。   Although a device to which the solid-state imaging device according to the present embodiment is applied is not particularly mentioned, it is specifically a product including a camera such as a digital camera, a video camera, and a mobile phone. Furthermore, the solid-state imaging device of this embodiment may be a solid-state imaging device as a discrete product.

さらに、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。   In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の基本セルを模式的に示す断面図。1 is a cross-sectional view schematically showing a basic cell of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention. 図1のA−A’断面に対応する平面図。The top view corresponding to the A-A 'cross section of FIG. 比較例の固体撮像装置の基本セルを模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows the basic cell of the solid-state imaging device of a comparative example typically. 図3の比較例の平面図。The top view of the comparative example of FIG. 他の比較例の固体撮像装置の基本セルを模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the basic cell of the solid-state imaging device of another comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

1…P型半導体基板(第1導電型半導体基板)、2…N型エピタキシャル半導体層(第2導電型半導体層)、3…第1のP型半導体領域(第1の第1導電型半導体領域)、4…N型半導体領域(第2導電型半導体領域)、5…第2のP型半導体領域(第2の第1導電型半導体領域)、6…P型分離領域(第1導電型画素分離領域)、7…ゲート絶縁膜、8…ゲート電極、9…N型拡散層、20…画素中心、30…P型半導体層、PN−J1、PN−−J2、PN−J3…PNジャンクション。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... P type semiconductor substrate (1st conductivity type semiconductor substrate), 2 ... N type epitaxial semiconductor layer (2nd conductivity type semiconductor layer), 3 ... 1st P type semiconductor region (1st 1st conductivity type semiconductor region) 4... N type semiconductor region (second conductivity type semiconductor region), 5... 2 P type semiconductor region (second first conductivity type semiconductor region), 6... P type isolation region (first conductivity type pixel) (Isolation region), 7... Gate insulating film, 8... Gate electrode, 9... N-type diffusion layer, 20... Pixel center, 30 ... P-type semiconductor layer, PN-J1, PN--J2, PN-J3.

Claims (5)

第1導電型半導体基板と、
前記第1導電型半導体基板上に形成された第2導電型半導体層と、
前記第2導電型半導体層内の下部側に選択的に形成され、かつ、前記第1導電型半導体基板とコンタクトする第1の第1導電型半導体領域と、
前記第1の第1導電半導体領域およびその周囲の前記第2導電型半導体層を含む画素領域を規定する、前記第1の第1導電型半導体領域にコンタクトせずに前記第2導電型半導体層を貫通する第1導電型画素分離領域と
を具備してなることを特徴とする固体撮像装置。
A first conductivity type semiconductor substrate;
A second conductive type semiconductor layer formed on the first conductive type semiconductor substrate;
A first first conductivity type semiconductor region selectively formed on a lower side in the second conductivity type semiconductor layer and in contact with the first conductivity type semiconductor substrate;
The second conductive semiconductor layer defining a pixel region including the first first conductive semiconductor region and the second conductive semiconductor layer surrounding the first conductive semiconductor region without contacting the first first conductive semiconductor region A solid-state imaging device, comprising: a first conductivity type pixel separation region penetrating through the first conductive type pixel separation region.
前記第2導電型半導体層の表面に選択的に形成され、前記第1の第1導電型半導体領域にコンタクトせず、かつ、前記第2導電型半導体層よりも高不純物濃度の第2導電型半導体領域、および、前記第2導電型半導体領域の表面に選択的に形成され、前記第1の第1導電型半導体領域よりも高不純物濃度の第2の第1導電型半導体領域をさらに備え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。 A second conductivity type selectively formed on a surface of the second conductivity type semiconductor layer, not contacting the first first conductivity type semiconductor region, and having a higher impurity concentration than the second conductivity type semiconductor layer; A semiconductor region and a second conductivity type second semiconductor region selectively formed on the surface of the second conductivity type semiconductor region and having a higher impurity concentration than the first conductivity type semiconductor region. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein: 前記第1の第1導電型半導体領域の周囲は、前記第2導電型半導体層で囲まれていることを特徴とする請求項1または2に記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a periphery of the first first conductivity type semiconductor region is surrounded by the second conductivity type semiconductor layer. 前記第2導電型半導体層は、エピタキシャル半導体層であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 4. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the second conductive semiconductor layer is an epitaxial semiconductor layer. 5. 前記第1の第1導電型半導体領域は、前記エピタキシャル半導体層内に第1導電型不純物をイオン注入して形成された領域であることを特徴する請求項4に記載の固体撮像装置。 5. The solid-state imaging device according to claim 4, wherein the first first conductivity type semiconductor region is a region formed by ion implantation of a first conductivity type impurity in the epitaxial semiconductor layer.
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