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公開番号2025059388
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023169451
出願日2023-09-29
発明の名称光検出装置
出願人ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H10F 39/18 20250101AFI20250403BHJP()
要約【課題】ゲート電極に起因する寄生容量の増加を抑制する。
【解決手段】光検出装置は、光電変換部を含む半導体基板と、半導体基板の表面から半導体基板の内部に形成されたフローティングディフュージョンと、半導体基板に設けられたトランジスタと、を備え、トランジスタは、半導体基板の表面と実質的に面一の表面を有するように半導体基板に埋め込まれたゲート電極を含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
光電変換部を含む半導体基板と、
前記半導体基板の表面から前記半導体基板の内部に形成されたフローティングディフュージョンと、
前記半導体基板に設けられたトランジスタと、
を備え、
前記トランジスタは、前記半導体基板の表面と実質的に面一の表面を有するように前記半導体基板に埋め込まれたゲート電極を含む、
光検出装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記トランジスタは、前記光電変換部内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トランジスタを含む、
請求項１に記載の光検出装置。
【請求項３】
前記トランジスタは、
前記フローティングディフュージョン内の電荷を排出するリセットトランジスタ、
前記フローティングディフュージョンで発生した電圧を増幅して出力する増幅トランジスタ、
及び、
増幅トランジスタの出力電圧を選択的に信号線に出力する選択トランジスタ
の少なくとも１つを含む、
請求項２に記載の光検出装置。
【請求項４】
前記半導体基板の上方に設けられた配線層と、
前記配線層と前記ゲート電極とを接続する第１のビアと、
前記配線層と前記フローティングディフュージョンとを接続する第２のビアと、
を含み、
前記第１のビア及び前記第２のビアは、実質的に同じ長さを有する、
請求項１に記載の光検出装置。
【請求項５】
前記半導体基板は、素子分離部を含み、
前記ゲート電極は、前記素子分離部上に位置する端部を含み、
前記第１のビアは、前記端部に接続される、
請求項４に記載の光検出装置。
【請求項６】
前記ゲート電極は、
前記ゲート電極の表面を有する表面部と、
前記表面部から前記半導体基板内に向かって延在する延在部と、
を含み、
前記第１のビアは、前記表面部を挟んで前記延在部とは反対側において、前記表面部に接続される、
請求項４に記載の光検出装置。
【請求項７】
前記延在部は、互いに間隔をあけて、前記表面部から前記半導体基板内に向かって延在する一対の延在部である、
請求項６に記載の光検出装置。
【請求項８】
前記半導体基板の上方に設けられた第２の半導体基板と、
前記第２の半導体基板に設けられた第２のトランジスタと、
を備える、
請求項１に記載の光検出装置。
【請求項９】
前記第２のトランジスタは、前記第２の半導体基板の表面上に設けられたゲート電極を含む、
請求項８に記載の光検出装置。
【請求項１０】
前記光検出装置は、前記第２の半導体基板の表面上に設けられたダミー電極を備える、
請求項８に記載の光検出装置。
（【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】
本開示は、光検出装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１は、ゲート電極の一部が半導体基板内に埋め込まれたイメージセンサを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１４６９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、ゲート電極の残部が半導体基板の表面よりも上に位置しており、段差が生じる。これに起因して、さまざまな問題が生じ得る。例えば、微細化が進むにつれて、電極とビアとの間に生じる寄生容量が顕在化する。それらの電極及びビアがフローティングディフュージョンに対して設けられたものであれば、フローティングディフュージョンの容量が増加し、ノイズの影響が大きくなる。また、段差が密に生じる領域とそうでない領域との差を埋めるために、後者の領域において半導体基板の表面上にダミー電極を設けると、ダミー電極と他の配線との間にも寄生容量が生じる。
【０００５】
本開示の一側面は、ゲート電極に起因する寄生容量の増加を抑制する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一側面に係る光検出装置は、光電変換部を含む半導体基板と、半導体基板の表面から半導体基板の内部に形成されたフローティングディフュージョンと、半導体基板に設けられたトランジスタと、を備え、トランジスタは、半導体基板の表面と実質的に面一の表面を有するように半導体基板に埋め込まれたゲート電極を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態に係る光検出装置の概略構成の例を示す図である。
画素回路の例を示す図である。
光検出装置の概略構成の例を示す図である。
比較例を示す図である。
実質的に面一な構成の例を示す図である。
画素回路の例を示す図である。
光検出装置の概略構成の例を示す図である。
光検出装置の概略構成の例を示す図である。
光検出装置の概略構成の例を示す図である。
光検出装置の概略構成の例を示す図である。
光検出装置の概略構成の例を示す図である。
光検出装置の概略構成の例を示す図である。
光検出装置の概略構成の例を示す図である。
光検出装置の概略構成の例を示す図である。
光検出装置の概略構成の例を示す図である。
光検出装置の概略構成の例を示す図である。
光検出装置の概略構成の例を示す図である。
光検出装置の製造方法の例を示す図である。
光検出装置の製造方法の例を示す図である。
光検出装置の製造方法の例を示す図である。
光検出装置の製造方法の例を示す図である。
光検出装置の製造方法の例を示す図である。
光検出装置の製造方法の例を示す図である。
光検出装置の製造方法の例を示す図である。
光検出装置の製造方法の例を示す図である。
光検出装置の製造方法の例を示す図である。
画素回路の共通化の例を示す図である。
車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の要素には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
【０００９】
以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
１．実施形態
２．変形例
２．１第１変形例
２．２第２変形例
２．３第３変形例
２．４適用例
３．製造方法の例
４．画素回路の共通化の例
５．まとめ
６．移動体への応用例
【００１０】
１．実施形態
図１は、実施形態に係る光検出装置の概略構成の例を示す図である。例示される光検出装置９０は、固体撮像装置（イメージセンサ等とも呼ばれる）であり、各要素が、例えばシリコンの半導体基板内及び半導体基板上に設けられる。光検出装置９０は、光検出領域９１と、制御回路９３と、垂直駆動回路９４と、カラム信号処理回路９５と、水平駆動回路９６と、出力回路９７と、信号線９８Ｈ及び信号線９８Ｖと、信号線９９とを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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