特許ウォッチ

公開番号2024166932
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-29
出願番号2023083369
出願日2023-05-19
発明の名称光電変換装置、光電変換システム
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01L 27/146 20060101AFI20241122BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ノイズ特性を向上した光電変換装置の提供
【解決手段】第1面と、前記第1面に対向する第2面を備える第1半導体基板と、第1半導体基板に設けられた光電変換部と、フローティングディフュージョン部と、転送ゲートと、を有する第1部品を有する。第1部品は、光電変換部に接続された第1の埋め込み電極と、フローティングディフュージョン部に接続された第2の埋め込み電極と、を備える。第1面から第1の埋め込み電極の第2面側の端部までの深さと、第1面から第2の埋め込み電極の第2面側の端部までの深さとが異なる。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
第１面と、前記第１面に対向する第２面を備える第１半導体基板と、
前記第１半導体基板に設けられた光電変換部と、
フローティングディフュージョン部と、
前記第１半導体基板の前記第１面の側に設けられ、前記光電変換部で生じた信号電荷を前記フローティングディフュージョン部に転送する転送ゲートと、を有する第１部品を有し、
前記第１部品は、前記光電変換部に接続された第１の埋め込み電極と、前記フローティングディフュージョン部に接続された第２の埋め込み電極と、を備え、
前記第１面から前記第１の埋め込み電極の前記第２面側の端部までの深さと、前記第１面から前記第２の埋め込み電極の前記第２面側の端部までの深さと、が異なることを特徴とする光電変換装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
第２半導体基板を有し、前記第１部品に積層される第２部品を備えることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記第２半導体基板は、第３面と、前記第３面に対向する第４面を備え、
前記第１部品と前記第２部品とは、前記第２面と前記第３面とが向かい合うように積層され、
前記第３面から前記第４面までを貫通する貫通電極と、を有し、
前記第４面に増幅トランジスタのゲートが形成されることを特徴とする請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記第１の埋め込み電極は前記フローティングディフュージョン部と前記増幅トランジスタのゲートとを接続し、前記光電変換部で生じた電荷に基づく信号を転送する電極であることを特徴とする請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記第２の埋め込み電極は前記光電変換部に電圧を印加する電極であることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記第１面から前記第１の埋め込み電極の前記第２面側の端部までの深さは前記第１面から前記第２の埋め込み電極の前記第２面側の端部までの深さよりも深いことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項７】
前記第１の埋め込み電極の周辺には第１の導電型の第１の半導体領域が形成され、
前記第２の埋め込み電極の周辺には第２の導電型の第２の半導体領域が形成され、
前記第１面からの比較において、前記第１の半導体領域の前記第２面側の端部は、前記第２の半導体領域の前記第２面側の端部よりも前記第２面に近いことを特徴とする請求項６に記載の光電変換装置。
【請求項８】
前記第１面から前記第２の埋め込み電極の前記第２面側の端部までの深さは前記第１面から前記第１の埋め込み電極の前記第２面側の端部までの深さよりも深いことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項９】
前記第１の埋め込み電極の周辺には第１の導電型の第１の半導体領域が形成され、
前記第２の埋め込み電極の周辺には第２の導電型の第２の半導体領域が形成され、
前記第１面からの比較において、前記第２の半導体領域の前記第２面側の端部は、前記第１の半導体領域の前記第２面側の端部よりも前記第２面に近いことを特徴とする請求項８に記載の光電変換装置。
【請求項１０】
前記転送ゲートは縦型転送ゲートであることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置、および光電変換システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、第１半導体層に光電変換部、第２半導体層に画素回路を設け、コンタクト電極を埋め込み構造にすることで画素の微細化を実現し得ることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２２／１３８９１４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では埋め込み構造のコンタクト電極で生じうるノイズの抑制について検討されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの側面は、光電変換装置であって、第１面と、前記第１面に対向する第２面を備える第１半導体基板と、前記第１半導体基板に設けられた光電変換部と、フローティングディフュージョン部と、前記第１半導体基板の前記第１面の側に設けられ、前記光電変換部で生じた信号電荷を前記フローティングディフュージョン部に転送する転送ゲートと、を有する第１部品を有し、前記第１部品は、前記光電変換部に接続された第１の埋め込み電極と、前記フローティングディフュージョン部に接続された第２の埋め込み電極と、を備え、前記第１面から前記第１の埋め込み電極の前記第２面側の端部までの深さと、前記第１面から前記第２の埋め込み電極の前記第２面側の端部までの深さと、が異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、よりノイズ特性を向上した光電変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態に係る光電変換装置の概略構成を示すブロック図である。
第１実施形態に係る光電変換装置の画素の等価回路図である。
第１実施形態に係る光電変換装置の画素の平面図である。
第１実施形態に係る光電変換装置の画素の断面図である。
第２実施形態に係る光電変換装置の画素の断面図である。
第３実施形態に係る光電変換装置の画素の断面図である。
第４実施形態に係る光電変換装置の画素の断面図である。
第５実施形態に係る光電変換装置の画素の断面図である。
第６実施形態に係る光電変換装置の画素の断面図である。
第７実施形態に係る光電変換装置の画素の平面図である。
第７実施形に係る光電変換装置の画素の断面図である。
第８の実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図である。
第９の実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図である。
第１０の実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図である。
第１１の実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図である。
第１２の実施形態にかかる光電変換システムの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る光電変換装置について、図１から図４を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る光電変換装置の概略構成を示すブロック図である。図２は、本実施形態に係る光電変換装置の画素の等価回路図である。図３は本実施形態に係る光電変換装置の画素の平面レイアウトである。図４は本実施形態に係る光電変換装置の画素の断面を示す図である。
【０００９】
本実施形態による光電変換装置１００は、図１に示すように、画素領域１０と、垂直走査回路２０と、列読み出し回路３０と、水平走査回路４０と、制御回路５０と、出力回路６０とを有している。
【００１０】
画素領域１０には、複数行及び複数列に渡ってマトリクス状に配された複数の画素１２が設けられている。画素領域１０の画素アレイの各行には、行方向（図１において横方向）に延在して、制御信号線１４が配されている。制御信号線１４は、行方向に並ぶ画素１２にそれぞれ接続され、これら画素１２に共通の信号線をなしている。また、画素領域１０の画素アレイの各列には、列方向（図１において縦方向）に延在して、垂直出力線１６が配されている。垂直出力線１６は、列方向に並ぶ画素１２にそれぞれ接続され、これら画素１２に共通の信号線をなしている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許