JP5332572B2 - Solid-state imaging device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体撮像装置、及び当該固体撮像装置を備えた電子機器に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device and an electronic apparatus including the solid-state imaging device.
従来、固体撮像装置として、CCD型や、CMOS型の固体撮像装置が知られている。
CCD型の固体撮像装置(CCDイメージセンサ)や、CMOS型の固体撮像装置(CMOSイメージセンサ)における色分光は、主にカラーフィルタを用いることで実現される。カラーフィルタを用いたイメージセンサにおいては、1画素に1種類のカラーフィルタを搭載し、主に赤、緑、青のカラーフィルタを有する3つの画素回路を隣り合わせて配置する。そして、このようなカラーフィルタを用いたイメージセンサでは、異なる色のカラーフィルタを搭載する隣り合う画素に入射した光の情報を用いることで、色の生成が行われている。そのため、カラーフィルタを用いたイメージセンサにおいては、任意の画素に生成される色と、実際にその画素に入射した光の色が異なるという偽色が生じる。
Conventionally, CCD and CMOS type solid-state imaging devices are known as solid-state imaging devices.
Color spectroscopy in a CCD solid-state imaging device (CCD image sensor) or a CMOS solid-state imaging device (CMOS image sensor) is realized mainly by using a color filter. In an image sensor using a color filter, one type of color filter is mounted on one pixel, and three pixel circuits mainly having red, green, and blue color filters are arranged next to each other. In an image sensor using such a color filter, color generation is performed by using information on light incident on adjacent pixels on which color filters of different colors are mounted. Therefore, in an image sensor using a color filter, a false color is generated in which a color generated in an arbitrary pixel is different from a color of light actually incident on the pixel.
また、このようにカラーフィルタを用いるイメージセンサでは、1画素において受光できる光は、厳密には、カラーフィルタに対応した1色のみであり、三分の一の光しか利用することができない。よって、光利用効率が悪く、感度も低くなる。また、三分の二の光がカラーフィルタに吸収されることになるので、カラーフィルタの耐光性次第で、製品寿命に響くこともある。 In addition, in an image sensor using a color filter in this manner, light that can be received by one pixel is strictly one color corresponding to the color filter, and only one third of the light can be used. Therefore, the light utilization efficiency is poor and the sensitivity is low. Further, since two-thirds of the light is absorbed by the color filter, the product life may be affected depending on the light resistance of the color filter.
そこで、入射光量を効率よく利用するために、1画素において、基板内の深さ方向に複数のフォトダイオードを形成することで、分光する方法が開発されている。 Therefore, in order to efficiently use the amount of incident light, a method of performing spectroscopy by forming a plurality of photodiodes in the depth direction in the substrate in one pixel has been developed.
特許文献1においては、例えば、図13に示すように、p型のSi基板100中に、n型半導体層102/p型半導体層104/n型半導体層106の3層構造を形成し、深さ方向に浅い方から、青、緑、赤の光を光電変換して取り出す色分離方法が記載されている。この方法においては、Si基板100表面において、それぞれの層に接続されたそれぞれの端子により、青、緑、赤の信号が外部に出力される。これは、波長の長さと、深さ方向における光の吸収の性質を利用したものである。これにより、1画素での色分離が可能となる。さらに、カラーフィルタを用いないため、赤、緑、青の波長の異なる色が単位画素内に入射する。このために光量の損失も少なくなる。
In
しかしながら、図13に示す構成では、全ての色分離が、バルクの中で行われるため、構造設計の自由度が低く、混色の発生も避けられない問題がある。また、バルク中のポテンシャルの形成が難しく、信号電荷の取り出しも難しいという欠点も存在する。 However, in the configuration shown in FIG. 13, since all color separation is performed in the bulk, there is a problem that the degree of freedom in structural design is low and color mixing is unavoidable. There are also disadvantages in that it is difficult to form a potential in the bulk and it is difficult to extract signal charges.
一方、特許文献2には、光電変換膜を複数段に積層した受光部を有する固体撮像装置についての記載がある。光電変換膜を用いるときには、膜中に電荷が蓄積されるため、この電荷を読み出すときに、電荷が残留し、原理的に残像が発生しやすい。また、特許文献2では、3層の光電変換膜を半導体基板の上に順に積層し、且つ、各光電変換膜で発生したR(赤色)、G(緑色)、B(青色)毎の信号をそれぞれ半導体基板に形成した信号読み出し回路に接続する縦配線を形成する必要がある。このため、製造が困難で、製造の歩留まりが低いため、コストがかかるという問題がある。
On the other hand,
また、特許文献3には、光電変換膜とカラーフィルタとを交互に積層した受光部を有する固体撮像装置についての記載がある。この場合も、前述と同様、光電変換膜中に電荷が蓄積されるため、電荷読み出し時において、電荷が残留し残像が発生しやすい。
上述の点に鑑み、本発明は、光の利用効率が高く、感度の向上が図られた固体撮像装置を提供するものである。また、その固体撮像装置を用いた電子機器を提供するものである。 In view of the above, the present invention provides a solid-state imaging device with high light utilization efficiency and improved sensitivity. In addition, the present invention provides an electronic device using the solid-state imaging device.
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の固体撮像装置は、光を受光して信号電荷を生成、蓄積する受光センサ部を基板内に有する半導体チップが所定の間隔を有して複数積層された構成の画素部を有するものである。画素部を構成するこれらの複数の半導体チップは、それぞれ異なる波長の光に応じて信号電荷を生成、蓄積するものである。また、各半導体チップは、受光センサ部において蓄積された信号電荷を読み出し、出力する出力部を有する。さらに各半導体チップを構成する基板の厚みは、前記画素部を構成する複数段の半導体チップのうち、光が入射される側に配置される半導体チップにおいて最も薄く、光が入射される側とは反対側に配置される半導体チップにおいて最も厚く形成される。 In order to solve the above-described problems and achieve the object of the present invention, a solid-state imaging device of the present invention has a semiconductor chip having a light-receiving sensor portion in a substrate that receives light and generates and accumulates signal charges at a predetermined interval. and has a pixel portion of the stacked configurations have. The plurality of semiconductor chips constituting the pixel portion generate and accumulate signal charges according to light of different wavelengths. Each semiconductor chip has an output unit that reads and outputs the signal charges accumulated in the light receiving sensor unit. Furthermore, the thickness of the substrate constituting each semiconductor chip is the thinnest among the semiconductor chips arranged on the light incident side among the plurality of stages of semiconductor chips constituting the pixel portion. It is formed thickest in the semiconductor chip arranged on the opposite side.
本発明の固体撮像装置では、画素部が、異なる光に応じた信号電荷を生成、蓄積することのできる複数の半導体チップが積層されて構成されているので、1画素分で、複数の色の光が吸収され、光電変換される。また、各半導体チップでは、それぞれ異なる波長の光に応じた信号電荷が生成、蓄積される。これにより、混色が低減される。 In the solid-state imaging device according to the present invention, the pixel unit is configured by stacking a plurality of semiconductor chips capable of generating and storing signal charges according to different light, so that one pixel corresponds to a plurality of colors. Light is absorbed and photoelectrically converted. In each semiconductor chip, signal charges corresponding to light of different wavelengths are generated and stored. Thereby, color mixing is reduced.
また、本発明の電子機器は、光学レンズと、固体撮像装置と、信号処理回路とから構成される。この固体撮像装置は、上述した本発明の固体撮像装置である。 The electronic apparatus according to the present invention includes an optical lens, a solid-state imaging device, and a signal processing circuit. This solid-state imaging device is the above-described solid-state imaging device of the present invention.
本発明の電子機器では、固体撮像装置において、画素部が、異なる光に応じた信号電荷を生成、蓄積することのできる複数の半導体チップが積層されて構成されているので、1画素分で、複数の色の光に応じた信号電荷が発生し、これにより、画像が得られる。 In the electronic apparatus of the present invention, in the solid-state imaging device, the pixel portion is configured by stacking a plurality of semiconductor chips that can generate and accumulate signal charges according to different lights. Signal charges corresponding to a plurality of colors of light are generated, thereby obtaining an image.
本発明によれば、感度の向上、及び残像の低減が図られた固体撮像装置及び電子機器が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a solid-state imaging device and an electronic apparatus in which sensitivity is improved and afterimage is reduced.
以下に、本発明の実施形態に係る固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器の一例を、図1〜図12を参照しながら説明する。本発明の実施形態は以下の順で説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではない。
1.固体撮像装置(CCD型)の全体構成例
2.第1の実施形態:基本構成例
3.第2の実施形態:カラーフィルタを用いる例
4.第3の実施形態:カラーフィルタ及び支持層を用いる例
5.第4の実施形態:カラーフィルタを兼ねた支持層を用いる例
6.第5の実施形態:半導体チップにおいて、受光部と電荷転送部とで基板の厚みが異なる例
7.第6の実施形態:隣接する半導体チップを直接貼り合わせる例
8.第7の実施形態:CMOS型の固体撮像装置に適用する例
9.第8の実施形態:電子機器(カメラ)
Hereinafter, an example of a solid-state imaging device, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Embodiments of the present invention will be described in the following order. In addition, this invention is not limited to the following examples.
1. 1. Overall configuration example of solid-state imaging device (CCD type) First Embodiment: Basic Configuration Example 3. 2. Second embodiment: Example using
〈1.固体撮像装置(CCD型)の全体構成例〉
まず、図1に、以下の第1〜第6の実施形態で共通の構成とされる、CCD型の固体撮像装置の全体構成を示す。
<1. Example of overall configuration of solid-state imaging device (CCD type)>
First, FIG. 1 shows an overall configuration of a CCD type solid-state imaging device, which is a configuration common to the following first to sixth embodiments.
図1に示すように、CCD型の固体撮像装置1は、水平方向及び垂直方向に形成された複数の受光センサ部4と、CCD構造の垂直転送レジスタ5と、CCD構造の水平転送レジスタ6と、出力回路8とを有して構成される。
As shown in FIG. 1, a CCD solid-
受光センサ部4は、光電変換素子、すなわちフォトダイオードにより構成されるものであり、受光した光の光量に応じて信号電荷の生成、蓄積をするものである。
垂直転送レジスタ5は、垂直方向に配列される受光センサ部4に共通して、列ごとに複数本形成されるものであり、受光センサ部4に蓄積された信号電荷を読み出して、垂直方向に転送するものである。
The light
A plurality of
各受光センサ部4と、受光センサ部4に隣接する垂直転送レジスタ5の一部を有して、各画素7が構成されている。そして、この画素7が水平方向及び垂直方向にマトリクス状に形成されている領域が画素部3とされている。画素部3は、光を受光して信号を出力するための有効画素領域と、黒レベルの基準になる光学的黒(OPB:Optical Black )の為の無効画素領域とから構成されている。図示しないが、無効画素領域は、有効画素領域の周辺に形成されるものである。
Each
水平転送レジスタ6は、例えば、垂直転送レジスタ5の一端に形成されるものであり、垂直転送レジスタ5により垂直転送された信号電荷を、一水平ライン毎に転送するものである。
The
出力回路8は、水平転送レジスタ6により水平転送された信号電荷を電荷電圧変換することにより、画素信号として出力するものである。
The
以下に説明する第1〜第6の実施形態では、固体撮像装置の画素部3の断面構成について説明する。
In the first to sixth embodiments described below, a cross-sectional configuration of the
〈2.第1の実施形態:基本構成例〉
[断面構成]
図2Aは本発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置の、1画素分の概略斜視図であり、図2Bは1画素分の概略断面構成図である。
<2. First Embodiment: Basic Configuration Example>
[Cross section configuration]
2A is a schematic perspective view of one pixel of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a schematic cross-sectional configuration diagram of one pixel.
本実施形態例の固体撮像装置の画素部3は、図2Aに示すように、複数段(本実施形態例では3段)に積層された複数の半導体チップ10と、その複数の半導体チップ10を互いに接続する接続パッド9を有する。
本実施形態例では、画素部3を構成する各半導体チップ10を、光が入射される側から順に、第1半導体チップ10b、第2半導体チップ10g、第3半導体チップ10rとして説明する。また、第1半導体チップ10b、第2半導体チップ10g、第3半導体チップ10rを特に区別しない場合は、半導体チップ10として説明する。
As shown in FIG. 2A, the
In this embodiment, each
図2Bに示すように、第1半導体チップ10bは、基板12b内に形成された受光センサ部4bと、受光センサ部4bで蓄積された信号電荷を読み出し、出力する出力部となる垂直転送レジスタ5bとを有して構成れている。第2半導体チップ10gは、基板12g内に形成された受光センサ部4gと、受光センサ部4gで蓄積された信号電荷を読み出し、出力する出力部となる垂直転送レジスタ5gを有して構成れている。第3半導体チップ10rは、基板12r内に形成された受光センサ部4rと、受光センサ部4rで蓄積された信号電荷を読み出し、出力する出力部となる垂直転送レジスタ5rを有して構成れている。
As shown in FIG. 2B, the
接続パッド9は、導電性の材料から構成されている。この接続パッド9により、第1半導体チップ10b、第2半導体チップ10g、第3半導体チップ10rが縦に積層され、接続支持されている。また、本実施形態例では、第1半導体チップ10b、第2半導体チップ10g、第3半導体チップ10rは、それぞれ、隣接する半導体チップ10と所定の間隔を有して積層されている。
The
図3A〜Cに、本実施形態例の第1半導体チップ10b、第2半導体チップ10g、第3半導体チップ10rの詳細な断面構成を示す。
3A to 3C show detailed cross-sectional configurations of the
まず、図3Aを用いて半導体チップ10bについて説明する。
図3Aに示すように、基板12bは、第1導電型、例えばn型のシリコン基板から構成されている。また、基板12bの裏面側には、第2導電型、例えばp型の不純物領域からなるp型半導体ウェル領域13が形成されている。
First, the
As shown in FIG. 3A, the
受光センサ部4は、基板12b表面に形成されたp型の高濃度不純物領域(p+)からなる正孔蓄積領域15と、n型の不純物領域(n)からなる電荷蓄積領域14と、p型半導体ウェル領域13とからなるフォトダイオードにより構成れている。正孔蓄積領域15は、光入射側である基板12の最表面に形成されている。電荷蓄積領域14は、正孔蓄積領域15直下から、p型半導体ウェル領域13に達する深さまで形成されている。
本実施形態例において、受光センサ部4bとなるフォトダイオードは、主に、電荷蓄積領域14とp型半導体ウェル領域13との界面に形成されるpn接合jにより構成される。受光センサ部4bに入射してきた光は、フォトダイオードにおいて光電変換し、これにより信号電荷が生成される。そして生成された信号電荷は、n型の不純物領域からなる電荷蓄積領域14に蓄積される。
The light receiving
In the present embodiment, the photodiode serving as the light receiving
出力部となる垂直転送レジスタ5bは、読み出し部18と、垂直転送チャネル17と、転送電極16とから構成されている。
読み出し部18は、p型の不純物領域からなり、受光センサ部4の一方の側(図3Aでは、紙面左側)の、基板12表面側に、受光センサ部4を構成する電荷蓄積領域14に接するように形成されている。
垂直転送チャネル17は、n型の不純物領域からなり、読み出し部18に隣接する基板12表面側に形成されている。
転送電極16は、読み出し部18及び垂直転送チャネル17が形成された基板12上部に、絶縁膜11を介して形成される。
The
The
The
The
次に、図3Bを用いて半導体チップ10gについて説明する。図3Bにおいて、図3Aに対応する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
Next, the
図3Bに示すように、基板12gは、第1導電型、例えばn型のシリコン基板から構成されている。また、基板12gの裏面側には、第2導電型、例えばp型の不純物領域からなるp型半導体ウェル領域13が形成されている。
As shown in FIG. 3B, the
受光センサ部4gは、基板12g表面に形成されたp型の高濃度不純物領域(p+)からなる正孔蓄積領域15と、n型の不純物領域(n)からなる電荷蓄積領域14と、p型半導体ウェル領域13とからなるフォトダイオードにより構成れている。正孔蓄積領域15は、光入射側である基板12の最表面に形成されている。電荷蓄積領域14は、正孔蓄積領域15直下から、p型半導体ウェル領域13に達する深さまで形成されている。
本実施形態例において、受光センサ部4gとなるフォトダイオードは、主に、電荷蓄積領域14とp型半導体ウェル領域13との界面に形成されるpn接合jにより構成される。受光センサ部4gに入射してきた光は、フォトダイオードにおいて光電変換し、これにより信号電荷が生成される。そして生成された信号電荷は、n型の不純物領域からなる電荷蓄積領域14に蓄積される。
The light receiving
In the present embodiment, the photodiode serving as the light receiving
出力部となる垂直転送レジスタ5gは、垂直転送レジスタ5bと同様の構成を有する。
The
次に、図3Cを用いて半導体チップ10rについて説明する。図3Cにおいて、図3Aに対応する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
Next, the
図3Cに示すように、基板12rは、第1導電型、例えばn型のシリコン基板から構成されている。また、基板12rの所望の深さには、第2導電型、例えばp型の不純物領域からなるp型半導体ウェル領域13が形成されている。
As shown in FIG. 3C, the
受光センサ部4rは、基板12r表面に形成されたp型の高濃度不純物領域(p+)からなる正孔蓄積領域15と、n型の不純物領域(n)からなる電荷蓄積領域14と、p型半導体ウェル領域13とからなるフォトダイオードにより構成れている。正孔蓄積領域15は、光入射側である基板12の最表面に形成されている。電荷蓄積領域14は、正孔蓄積領域15直下から、p型半導体ウェル領域13に達する深さまで形成されている。
本実施形態例において、受光センサ部4rとなるフォトダイオードは、主に、電荷蓄積領域14とp型半導体ウェル領域13との界面に形成されるpn接合jにより構成される。受光センサ部4rに入射してきた光は、フォトダイオードにおいて光電変換し、これにより信号電荷が生成される。そして生成された信号電荷は、n型の不純物領域からなる電荷蓄積領域14に蓄積される。
The light receiving
In the present embodiment, the photodiode serving as the light receiving
出力部となる垂直転送レジスタ5rは、垂直転送レジスタ5bと同様の構成を有する。
The
ところで、シリコンに吸収される光の吸収長の波長依存性は、図4に示す関係を有する。図4の横軸は波長(nm)で、縦軸は光の吸収に必要なシリコンの厚さ(μm)である。図4からわかるように、波長450nmの青色の光を70%以上吸収するためには、0.6μm以上のシリコンの厚みが必要である。また、波長550nmの緑色の光を70%以上吸収するためには、1.7μm以上のシリコンの厚みが必要である。また、波長650nmの赤色の光を70%以上吸収するためには、3.7μm以上のシリコンの厚みが必要である。 Incidentally, the wavelength dependence of the absorption length of light absorbed by silicon has the relationship shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 4 is the wavelength (nm), and the vertical axis is the silicon thickness (μm) necessary for light absorption. As can be seen from FIG. 4, in order to absorb 70% or more of blue light having a wavelength of 450 nm, a silicon thickness of 0.6 μm or more is required. Further, in order to absorb 70% or more of green light having a wavelength of 550 nm, a silicon thickness of 1.7 μm or more is required. Further, in order to absorb 70% or more of red light having a wavelength of 650 nm, a silicon thickness of 3.7 μm or more is required.
本実施形態例では、第1半導体チップ10bの受光センサ部4bにおいて、青色(B)の光Lbを70%程度吸収するため、基板12bの厚みを、0.6μm程度としている。基板12bの厚みが、0.6μmよりも明かに薄い場合には、青色の光の吸収がなされず、また、0.6μmよりも明かに厚い場合には、緑色の光や、赤色の光までも吸収してしまうこととなる。また、受光センサ部4bに入射した光は、フォトダイオードを構成するpn接合付近にて光電変換されるので、pn接合深さも、基板12bの厚みに応じた深さに形成されることが好ましい。
また、第2半導体チップ10gの受光センサ部4gにおいて、緑色(G)の光Lgを70%程度吸収するため、基板12gの厚みを、1.7μm程度としている。基板12gの厚みが、1.7μmよりも明かに薄い場合には、緑色の光の吸収がなされず、また、1.7μmよりも明かに厚い場合には、赤色の光までも吸収してしまうこととなる。また、受光センサ部4gに入射した光は、フォトダイオードを構成するpn接合付近にて光電変換されるので、pn接合深さも、基板12gの厚みに応じた深さに形成されることが好ましい。
また、第3半導体チップ10rの受光センサ部4rにおいて、赤色(R)の光Lrを70%程度吸収するため、基板12r表面からpn接合jまでの厚みを、3.7μm程度としている。基板12r表面からpn接合jまでの厚みが、3.7μmよりも明かに薄い場合には、赤色の光の吸収がなされない。第1半導体チップ10b、第2半導体チップ10gでは、その受光センサ部4b,4rで光電変換させない波長の光は透過させる必要があるので、基板12b、12g自体の厚みを調整する必要がある。しかしながら、第3半導体チップ10rでは、受光センサ部4rにおいて、一番波長の長い光が光電変換され、また、光を透過させる必要が無いので、基板12rの厚みは、受光センサ部が形成された従来の半導体チップと同様の厚みに構成することができる。すなわち、基板12rの厚みは、3.7μmよりも厚く形成することができ、電荷蓄積領域14より溢れた信号電荷を、p型半導体ウェル領域13を超えて、基板12r側にオーバーフローさせる構造をとることができる。
In this embodiment, the light receiving
In addition, in the light receiving
Further, in order to absorb about 70% of the red (R) light Lr in the light receiving
以上の構成を有する第1半導体チップ10b、第2半導体チップ10g、第3半導体チップ10rが、所定の間隔を有して積層され、接続パッドにより接続支持されることにより、画素部3が構成されている。
The
図2では、1画素分の半導体チップについて説明した。ところで、実際の固体撮像装置の画素部3では、図5に示すように、積層された各半導体チップ10は、基板12の垂直方向及び水平方向に形成された複数の受光センサ部4と、受光センサ部4の列ごとに形成された複数本の垂直転送レジスタ5(出力部)とを有している。この場合、図3Bに示した垂直転送レジスタ5を構成する垂直転送チャネル17は、垂直方向に形成された受光センサ部4の列ごとに形成されている。そして、複数の受光センサ部4が形成された半導体チップ10は、隣接する半導体チップ10と所定の間隔を有して積層され、端部において接続パッド9により接続支持されている。
In FIG. 2, the semiconductor chip for one pixel has been described. By the way, in the
[動作]
以上の構成を有する固体撮像装置の動作について、図1〜図3を参照しながら説明する。
[Operation]
The operation of the solid-state imaging device having the above configuration will be described with reference to FIGS.
まず、図2Bに示すように、画素部3の第1半導体チップ10b側から光が入射する。第1半導体チップ10bでは、受光センサ部4bを構成するフォトダイオードは、青色の光Lbが吸収される基板12b深さに形成されている。このため、第1半導体チップ10b側から入射した光のうち、青色の光Lbは、第1半導体チップ10bに形成された受光センサ部4bにより吸収され光電変換される。このため、第1半導体チップ10bの受光センサ部4bでは、青色の波長の光Lbに応じた信号電荷が生成、蓄積される。そして、受光センサ部4bにおいて吸収されなかった光、すなわち、青色の光Lb以外の光は、第1半導体チップ10bを透過して、第2半導体チップ10gの受光センサ部4gに入射する。
First, as shown in FIG. 2B, light enters from the
第2半導体チップ10gでは、受光センサ部4gを構成するフォトダイオードは、緑色の波長の光Lgが吸収される基板12g深さに形成されている。また、第2半導体チップ10gの受光センサ部4gに入射する光は、第1半導体チップ10bの受光センサ部4bを透過しているため、青色の波長の光Lbは既に分離されている。このため、第2半導体チップ10gの受光センサ部4gでは、緑色の波長の光Lgに応じた信号電荷が生成、蓄積される。そして、受光センサ部4gにおいて吸収されなかった光は、第2半導体チップ10gを透過して、第3半導体チップ10rの受光センサ部4rに入射する。
In the
第3半導体チップ10rでは、受光センサ部4rを構成するフォトダイオードは、赤色の波長の光Lrが吸収される基板12r深さに形成されている。また、第3半導体チップ10rの受光センサ部4rに入射する光は、第1半導体チップ10bの受光センサ部4b、及び第2半導体チップ10gの受光センサ部4gを透過しているため、青色の波長の光Lbと緑色の波長の光Lgは既に分離されている。このため、第3半導体チップ10rの受光センサ部4gでは、赤色の波長の光Lrに応じた信号電荷が生成、蓄積される。
In the
ここで、接続パッド9は、導電性の材料から構成されており、動作中に一定電圧が印加されている。これにより、第1半導体チップ10b、第2半導体チップ10g、第3半導体チップ10rは、一定電圧に、安定に保持される。すなわち、各半導体チップ10の受光センサ部4において溢れた信号電荷が基板12のn型半導体領域側にオーバーフローされた場合も、各半導体チップ10は、一定電圧に保持できる。
Here, the
そして、第1半導体チップ10b、第2半導体チップ10g、第3半導体チップ10rでは、受光センサ部4b,4g,4rに蓄積されたRGBに対応する信号電荷は、垂直転送レジスタ5b,5g,5rにより、垂直方向に転送される。
このとき、各垂直転送レジスタ5では、図3に示す転送電極16に所定の電圧を印加することにより、受光センサ部4に蓄積された信号電荷が読み出し部18を介して垂直転送チャネル17に読み出される。そして、受光センサ部4の行方向に複数本形成された転送電極16に、例えば4相の駆動パルスを印加することにより、垂直方向に信号電荷が転送される。
In the
At this time, in each
そして、本実施形態例の固体撮像装置では、半導体チップ10毎に垂直転送レジスタ5により転送された信号電荷は、図1に示すように、水平転送レジスタ6により水平方向に転送され、出力回路8を介して画素信号として出力される。
In the solid-state imaging device according to this embodiment, the signal charges transferred by the
本実施形態例の固体撮像装置によれば、第1半導体チップ10b、第2半導体チップ10g、第3半導体チップ10rを、光入射側から波長の短い光を吸収する順に積層することにより、1画素で、RGBの3色の光に応じた信号電荷を得ることができる。すなわち、RGBに対応した3層の半導体チップ10を縦に積層することにより、1画素あたりの光の利用効率が、従来のカラーフィルタを用いて分光を行う画素よりも3倍高くなる。このため、感度の向上が図られる。
According to the solid-state imaging device of the present embodiment, the
また、本実施形態例の固体撮像装置によれば、1画素で、RGBの全ての光に応じた信号電荷をそれぞれに得ることができるので、他の色を補完する必要が無く、原理的に偽色を発生しない。 In addition, according to the solid-state imaging device of the present embodiment example, it is possible to obtain signal charges corresponding to all RGB light with one pixel, so that it is not necessary to complement other colors, and in principle Does not generate false colors.
また、従来の有機光電変換膜を用いた固体撮像装置では、有機光電変換膜が光により劣化してしまうという問題があったが、本実施形態例の固体撮像装置によれば、各半導体チップ10は、シリコンからなる基板12によって構成されるので、耐光性の向上が図られる。
Further, in the conventional solid-state imaging device using the organic photoelectric conversion film, there is a problem that the organic photoelectric conversion film is deteriorated by light. However, according to the solid-state imaging device of this embodiment, each
また、従来の光電変換膜を用いた固体撮像装置では、光電変換膜中に信号電荷が蓄積されるため、読み出し時に信号電荷が膜中に残留し、原理的に残像が発生する。本実施形態例の固体撮像装置によれば、各半導体チップ10において生成、蓄積された信号電荷は、基板12内の電位の変動によって転送を行う通常の垂直転送レジスタ5によって転送することができる。これにより、信号電荷の読み出し時における残留電荷の発生を抑え、残像を抑制することができる。
In addition, in a conventional solid-state imaging device using a photoelectric conversion film, signal charges are accumulated in the photoelectric conversion film, so that signal charges remain in the film during reading, and an afterimage is generated in principle. According to the solid-state imaging device of the present embodiment example, the signal charges generated and accumulated in each
また、図に示した従来の固体撮像装置のように、1枚の基板内に、3層のフォトダイオードを形成し、1枚の基板内で色分離を行う構成では、飽和電荷量が制限され、また、信号電荷の取り出しも難しいという問題があった。本実施形態例の固体撮像装置によれば、各半導体チップ10を構成する1枚の基板12内に形成されるフォトダイオードは、1色の波長の光のみを光電変換するので、各半導体チップ10において、飽和電荷量を向上させることができる。
In addition, in the configuration in which three layers of photodiodes are formed in one substrate and color separation is performed in one substrate as in the conventional solid-state imaging device shown in the figure, the saturation charge amount is limited. Also, there is a problem that it is difficult to take out signal charges. According to the solid-state imaging device of the present embodiment example, the photodiode formed in one substrate 12 constituting each
本実施形態例の固体撮像装置では、受光センサ部で蓄積された信号電荷は、受光センサ部が形成されている基板と同一の基板内に形成された出力部である垂直転送レジスタで読み出し、転送することができる。このため、信号電荷を読み出し、転送するための複雑な配線を別途設ける必要がなく、製造上の歩留まりを向上させることができる。 In the solid-state imaging device according to this embodiment, the signal charge accumulated in the light receiving sensor unit is read and transferred by a vertical transfer register that is an output unit formed in the same substrate as the substrate on which the light receiving sensor unit is formed. can do. For this reason, it is not necessary to separately provide complicated wiring for reading and transferring the signal charge, and the manufacturing yield can be improved.
ところで、本実施形態例の固体撮像装置では、それぞれ独立に形成された複数の半導体チップ10を、縦に積層する構成とされているので、隣接する半導体チップ10と半導体チップ10と間に、所望の機能を有する層を更に構成することも可能である。
次の第2〜第5の実施形態では、積層される半導体チップ10と半導体チップ10との間に、所望の機能を有する層を構成する例を説明する。
By the way, in the solid-state imaging device according to the present embodiment, a plurality of
In the following second to fifth embodiments, an example will be described in which a layer having a desired function is formed between the
〈3.第2の実施形態:カラーフィルタが形成される例〉
図6に本発明の第2の実施形態に係る固体撮像装置の概略断面構成を示す。図6は、図1の固体撮像装置の1画素分の概略断面構成である。図6において、図2Bに対応する部分には、同一符号を付し重複説明を省略する。
<3. Second Embodiment: Example in which Color Filter is Formed>
FIG. 6 shows a schematic cross-sectional configuration of a solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic cross-sectional configuration for one pixel of the solid-state imaging device of FIG. 6, parts corresponding to those in FIG. 2B are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
本実施形態例の固体撮像装置では、第1半導体チップ10bを構成する基板12bの、光入射側とは反対側の面(裏面)に、イエローフィルタ19が形成されている。また、第2半導体チップ10gを構成する基板12gの、光入射側とは反対側の面(裏面)に、レッドフィルタ20が形成されている。これらのイエローフィルタ19及びレッドフィルタ20は、各受光センサ部4b,4g直下の基板12b,12gの裏面側に形成される。イエローフィルタ19は、黄色の波長、すなわち、緑色(G)と赤色(R)の波長の光Lg,Lrのみを透過するカラーフィルタである。また、レッドフィルタ20は、赤色(R)の波長の光Lrのみを透過するカラーフィルタである。
In the solid-state imaging device according to this embodiment, the
このような構成を有する本実施形態例の固体撮像装置においても、第1の実施形態例の固体撮像装置と同様の動作により、信号電荷が生成、蓄積され、転送される。 Also in the solid-state imaging device of this embodiment example having such a configuration, signal charges are generated, accumulated, and transferred by the same operation as the solid-state imaging device of the first embodiment example.
本実施形態例の固体撮像装置では、第1半導体チップ10bと第2半導体チップ10gとの間にイエローフィルタ19が形成され、第2半導体チップ10gと第3半導体チップ10rとの間にレッドフィルタ20が形成されている。このため、第1半導体チップ10bの受光センサ部4bにおいて吸収しきれなかった青色(B)の光Lbは、イエローフィルタ19によって吸収され、緑色(G)と赤色(R)の光Lg,Lrのみが第2半導体チップ10gの受光センサ部4gに入射する。また、第2半導体チップ10gの受光センサ部4gにおいて吸収しきれなかった緑色(G)の光Lgは、レッドフィルタ20により吸収され、赤色(R)の光Lrのみが第3半導体チップ10rの受光センサ部4rに入射する。これにより、色分離が完全になされるので、混色の発生を有効的に抑制することができる。
In the solid-state imaging device of the present embodiment, a
〈4.第3の実施形態:カラーフィルタと支持層が形成される例〉
図7に本発明の第3の実施形態に係る固体撮像装置の概略断面構成を示す。図7は、図1の固体固体撮像装置の1画素分の概略断面構成である。図7において、図2B,図6に対応する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
<4. Third Embodiment: Example in which Color Filter and Support Layer are Formed>
FIG. 7 shows a schematic cross-sectional configuration of a solid-state imaging device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic cross-sectional configuration for one pixel of the solid-state solid-state imaging device of FIG. In FIG. 7, parts corresponding to those in FIG. 2B and FIG.
本実施形態例の固体撮像装置では、第1半導体チップ10bを構成する基板12b裏面の、イエローフィルタ19が形成された面を含む全面に支持層21が形成されている。また、第2半導体チップ10gを構成する基板12g裏面の、レッドフィルタ20が形成された面を含む全面に支持層22が形成されている。支持層21,22は、第1半導体チップ10b及び第2半導体チップ10gの基板強度を向上させるために形成されるものであり、光を吸収せず、導電性であり、なおかつ一定の強度を有する層である必要がある。支持層21,22の材料には、例えば、ITO等の透明導電性材料を用いることができる。そして、この支持層21,22は、それぞれの基板面に、周知の手法により接着保持することで形成することができる。
In the solid-state imaging device according to this embodiment, the
青色(B)の光Lbを吸収する基板12bや、緑色(G)の光Lgを吸収する基板12gの厚みは、前述したように、非常に薄くする必要があり、加工の難しさが懸念される。本実施形態例では、第1半導体チップ10bを構成する基板12b及び、第2半導体チップ10gを構成する基板12gを支持層21,22で支持することにより、第1半導体チップ10b、第2半導体チップ10gの強度の向上が図られる。
As described above, the thickness of the
このように、本実施形態例では、RGBに対応する受光センサ部4b,4g,4rが、それぞれ独立の基板12b,12g,12rに形成されて、それぞれの基板12b,12g,12rが積層される構造を有する。このため、各半導体チップ10構成する基板の基板強度が低い場合には、その半導体チップ10の基板面全面に支持層を形成することが可能である。
As described above, in this embodiment, the light receiving
〈5.第4の実施形態:支持層がカラーフィルタを兼ねる例〉
図8に本発明の第4の実施形態に係る固体撮像装置の概略断面構成を示す。図8は、図1の固体撮像装置の1画素分の概略断面構成である。図8において、図2Bに対応する部分には、同一符号を付し重複説明を省略する。
<5. Fourth Embodiment: Example in which Support Layer also Functions as Color Filter>
FIG. 8 shows a schematic cross-sectional configuration of a solid-state imaging device according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 8 is a schematic cross-sectional configuration for one pixel of the solid-state imaging device of FIG. 8, parts corresponding to those in FIG. 2B are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
本実施形態例の固体撮像装置では、第1半導体チップ10bを構成する基板12b裏面に、イエローフィルタを兼ねる支持層23が形成されている。また、第2半導体チップ10gを構成する基板12g裏面に、レッドフィルタを兼ねる支持層24が形成されている。
このイエローフィルタを兼ねる支持層23は、例えば、ITO等の透明導電性材料を黄色の顔料により染色することにより形成することができる。また、レッドフィルタを兼ねる支持層24も、同じように、ITO等の透明導電性材料を赤色の顔料により染色することにより形成することができる。
In the solid-state imaging device of this embodiment, a
The
本実施形態例の固体撮像装置では、第3の実施形態と同様の効果が得られる他、支持層23,24はカラーフィルタを兼ねた構成であるので、第3の実施形態に比較し、製造時の工程数の削減が可能となる。 In the solid-state imaging device of the present embodiment, the same effects as those of the third embodiment can be obtained, and the support layers 23 and 24 are also configured to serve as a color filter. Therefore, the solid-state imaging device is manufactured in comparison with the third embodiment. The number of processes at the time can be reduced.
〈6.第5の実施形態:半導体チップにおいて、受光部と電荷転送部とで基板の厚みが異なる例〉
図9に本発明の第5の実施形態に係る固体撮像装置の概略断面構成を示す。図9は、図1の固体撮像装置の1画素分の概略断面構成である。図9において、図2Bに対応する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
<6. Fifth Embodiment: Example in which the thickness of the substrate is different between the light receiving unit and the charge transfer unit in the semiconductor chip>
FIG. 9 shows a schematic cross-sectional configuration of a solid-state imaging device according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 9 is a schematic cross-sectional configuration for one pixel of the solid-state imaging device of FIG. In FIG. 9, parts corresponding to those in FIG.
本実施形態例の固体撮像装置では、各半導体チップ10を構成する基板において、受光センサ部4が形成される部分と、それ以外の部分では基板の厚みが異なるように形成されている。
In the solid-state imaging device according to the present embodiment, the substrate constituting each
第1半導体チップ10bを構成する基板25bでは、受光センサ部4bが形成される部分の厚みは、0.6μm程度とされ、それ以外の部分では、0.6μmよりも厚く形成されている。
第2半導体チップ10gを構成する基板25gでは、受光センサ部4gが形成される部分の厚みは、1.7μm程度とされ、それ以外の部分では、1.7μmよりも厚く形成されている。
第3半導体チップ10rを構成する基板25rでは、受光センサ部4rのpn接合は、基板25r表面から3.7μmの深さに形成され、ている。また、基板25rでは、受光センサ部4rが形成される部分より、それ以外の部分の厚みが厚く形成されている。
なお、これらの受光センサ部4b,4g,4rが形成される部分の基板25b,25g,25rの厚みは、第1の実施形態と同様の理由で決定されるものである。
In the
In the
In the
The thicknesses of the
このように、本実施形態例の固体撮像装置では、受光センサ部4b,4g,4rが形成される部分の厚みのみが、所定の波長の光を吸収できる厚みにできればよい。このため、受光センサ部4b,4g,4rが形成される部分と、それ以外の例えば垂直転送レジスタ5b,5g,5rが形成される部分の基板25b,25g,25rの厚みを同一にする必要はない。本実施形態例では、受光センサ部4b,4g,4rが形成される部分以外の基板25b,25g,25rは、受光センサ部4b,4g,4rよりも厚く形成されるため、各半導体チップ10で基板強度を向上さることができる。
As described above, in the solid-state imaging device according to the present embodiment, only the thickness of the portion where the light receiving
このように、受光センサ部4b,4g,4rが形成される部分を薄く形成する必要がある場合でも、受光センサ部4b,4g,4rが形成される領域以外の基板25b,25g,25rを厚く形成することにより、基板強度を向上させることができる。
Thus, even when it is necessary to thinly form the portions where the light receiving
〈7.第6の実施形態:隣接する半導体チップを直接貼り合わせる例〉
図10に本発明の第6の実施形態に係る固体撮像装置の概略断面構成を示す。図10は、図1の固体撮像装置の1画素分の概略断面構成である。図10において、図8に対応する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
<7. Sixth Embodiment: Example of Direct Bonding of Adjacent Semiconductor Chips>
FIG. 10 shows a schematic cross-sectional configuration of a solid-state imaging device according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 10 is a schematic cross-sectional configuration for one pixel of the solid-state imaging device of FIG. 10, parts corresponding to those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
本実施形態例の固体撮像装置では、第1〜第3半導体チップ10b、10g、10rを構成する各基板12b、12g、12rの上面に、パッシベーション膜27b、27g、27rがそれぞれ形成されている。このパッシベーション膜27b、27g、27rは、垂直転送レジスタ5b、5g、5rを含む基板全面を保護するために形成されるもので、例えば、窒化シリコン膜、酸化チタン、又は酸化シリコン等により形成されている。そして、これらのパッシベーション膜27b、27g、27r上面は、平坦化されており、隣接する第1〜第3半導体チップ10b、10g、10rは、それぞれ直接張り合わされている。この例では、第1半導体チップ10bに形成された支持層23下面と、第2半導体チップ10gに形成されたパッシベーション膜27g上面が張り合わされている。また、第2半導体チップ10gに形成された支持層24下面と、第3半導体チップ10rに形成されたパッシベーション膜27r上面が張り合わされている。
In the solid-state imaging device according to this embodiment,
このように、本実施形態例の固体撮像装置では、基板上面に形成されるパッシベーション膜を平坦化し、隣接する第1〜第3半導体チップ10b、10g、10rを直接貼り合わせる構成とすることにより、固体撮像装置全体の強度を向上させることができる。
As described above, in the solid-state imaging device according to the present embodiment, the passivation film formed on the upper surface of the substrate is flattened, and the first to
上述した第1〜第6の実施形態は、CCD型の固体撮像装置を用いて説明したが、本発明は、CCD型の固体撮像装置に限られるものではなく、CMOS型の固体撮像装置に適用することができる。その場合、CMOS型の固体撮像装置の画素部も、複数の半導体チップを積層する構成とすることができる。 The first to sixth embodiments described above have been described using a CCD solid-state imaging device. However, the present invention is not limited to a CCD solid-state imaging device, and is applied to a CMOS solid-state imaging device. can do. In that case, the pixel portion of the CMOS solid-state imaging device can also be configured to stack a plurality of semiconductor chips.
〈8.第7の実施形態:CMOS型の固体撮像装置に適用する例〉
図11に、CMOS型の固体撮像装置の画素部の1画素分を構成する半導体チップの概略断面構成を示す。
<8. Seventh Embodiment: Example Applied to CMOS Type Solid-State Imaging Device>
FIG. 11 shows a schematic cross-sectional configuration of a semiconductor chip constituting one pixel of a pixel portion of a CMOS type solid-state imaging device.
図11に示すように、本実施形態例の半導体チップ30は、p型のシリコン基板からなる基板31の表面側に、フォトダイオードからなる受光センサ部32と、複数のMOSトランジスタを有する。複数のMOSトランジスタは、それぞれ、電荷読み出しトランジスタTr1、リセットトランジスタTr2、アンプトランジスタTr3である。半導体チップでは、この画素が、複数個、2次元マトリクス状に配列されている。
As shown in FIG. 11, the
受光センサ部32を構成するフォトダイオードは、基板31の表面から所要の深さ方向に順に形成したp型の高濃度不純物領域からなる正孔蓄積領域34と、n型の不純物領域からなる電荷蓄積領域33とから構成されている。本実施形態例において、受光センサ部32となるフォトダイオードは、主に、電荷蓄積領域33と基板31のp型不純物領域との界面に形成されるpn接合jにより構成される。受光センサ部32に入射してきた光は、フォトダイオードにおいて光電変換し、これにより信号電荷が生成される。そして生成された信号電荷は、n型の不純物領域からなる電荷蓄積領域33に蓄積される。
The photodiode that constitutes the light receiving
電荷読み出しトランジスタTr1は、ゲート電極38と、ソース・ドレイン領域35とから構成されている。ゲート電極38は、フォトダイオードが形成された領域に隣接する基板31上に図示しない絶縁膜を介して形成されている。また、ソース・ドレイン領域35は、ゲート電極38に隣接する基板31の表面側に、n型の高濃度不純物領域により形成されている。このソース・ドレイン領域35は、フローティングディフュージョン領域を構成するものである。
The charge readout transistor Tr1 includes a
リセットトランジスタTr2は、ソース・ドレイン領域35,36と、ゲート電極39とから構成されている。ゲート電極39は、ソース・ドレイン領域35に隣接する領域の、基板31上に図示しない絶縁膜を介して形成されている。ソース・ドレイン領域36は、ゲート電極39に隣接する基板31の表面側にn型の高濃度不純物領域により形成されている。
The reset transistor Tr <b> 2 includes source /
アンプトランジスタTr3は、ソース・ドレイン領域36,37と、ゲート電極40とから構成されている。ゲート電極40は、ソース・ドレイン領域36が形成された領域に隣接する基板31上に図示しない絶縁膜を介して形成されている。ソース・ドレイン領域37は、ゲート電極40に隣接する基板31の表面側に、n型の高濃度不純物領域により形成されている。
The amplifier transistor Tr3 includes source /
そして、ソース・ドレイン領域には、出力部となる列信号線Hsが接続されている。また、ソース・ドレイン領域36は、電源配線Vddに接続されている。
また、アンプトランジスタTr3を構成するゲート電極40と、フローティングディフュージョン領域となるソース・ドレイン領域35は、配線41により接続されている。
A column signal line Hs serving as an output unit is connected to the source / drain region. The source /
The
本実施形態例では、図11に示す半導体チップ30を複数段に積層することにより、本発明の固体撮像装置を構成することができる。例えば、それぞれの半導体チップ30の受光センサ部32の構成を、第1〜第6の実施形態と同様にし、3層に積層することにより、それぞれの半導体チップ30においてRGBの光に応じた信号電荷を生成、蓄積することができる。すなわち、基板31の厚みを変えた3つの半導体チップ30を、図2Bに示すように3層に積層すればよい。また、このとき、図2Bに形成されている、出力部となる垂直転送レジスタ5b,5g,5rを、半導体チップ30のアンプトランジスタTr3を構成するソース・ドレイン領域37に接続される列信号線Hsに置き換えることにより、本実施形態例の固体撮像装置と見ることができる。
In this embodiment, the solid-state imaging device of the present invention can be configured by stacking the semiconductor chips 30 shown in FIG. 11 in a plurality of stages. For example, the configuration of the light receiving
このように、本発明は、基板内にフォトダイオードからなる受光センサ部を有する固体撮像装置であれば適用が可能である。 As described above, the present invention can be applied to any solid-state imaging device having a light receiving sensor portion made of a photodiode in a substrate.
〈9.第8の実施形態〉
[電子機器の構成例]
以下に、上述した本発明の第1〜第7の実施形態に係る固体撮像装置を電子機器に用いた場合の実施形態を示す。以下の説明では、一例として、カメラに、図1に示した固体撮像装置1を用いる例を説明する。
<9. Eighth Embodiment>
[Configuration example of electronic equipment]
Hereinafter, embodiments in which the above-described solid-state imaging devices according to the first to seventh embodiments of the present invention are used in an electronic apparatus will be described. In the following description, an example in which the solid-
図12に、本発明の一実施形態に係るカメラの概略断面構成を示す。本実施形態例に係るカメラは、静止画像又は動画撮影可能なビデオカメラを例としたものである。 FIG. 12 shows a schematic cross-sectional configuration of a camera according to an embodiment of the present invention. The camera according to the present embodiment is an example of a video camera capable of capturing still images or moving images.
本実施形態例のカメラは、固体撮像装置1と、光学レンズ210と、シャッタ装置211と、駆動回路212と、信号処理回路213とを有する。
The camera according to this embodiment includes a solid-
光学レンズ210は、被写体からの像光(入射光)を固体撮像装置1の撮像面上面に結像させる。これにより、固体撮像装置1内に、一定期間信号電荷が蓄積される。
シャッタ装置211は、固体撮像装置1への光照射期間及び遮光期間を制御する。
駆動回路212は、固体撮像装置1の転送動作及びシャッタ装置211のシャッタ動作を制御する駆動信号を供給する。駆動回路212から供給される駆動信号(タイミング信号)により、固体撮像装置1の信号転送を行う。信号処理回路213は、各種の信号処理を行う。信号処理が行われた映像信号は、メモリなどの記憶媒体に記憶され、或いは、モニタに出力される。
The
The
The
本実施形態例によれば、残像、偽色が低減され、感度が向上したカメラが得られる。 According to this embodiment, a camera with reduced afterimages and false colors and improved sensitivity can be obtained.
1・・固体撮像装置、3・・画素部、4,4b,4g,4r・・受光センサ部、5,5b,5g,5r・・垂直転送レジスタ,6・・水平転送レジスタ、7・・画素、8・・出力回路、9・・接続パッド、10・・半導体チップ、10b・・第1半導体チップ、10g・・第2半導体チップ、10r・・第3半導体チップ、11・・絶縁膜、12,12b,12g,12r・・基板、13・・p型半導体ウェル領域、14・・電荷蓄積領域、15・・正孔蓄積領域、16・・転送電極、17・・垂直転送チャネル、18・・読み出し部、19・・イエローフィルタ、20・・レッドフィルタ、21,22,23,24・・支持層
25b,25g,25r・・基板、27b,27g,27r・・パッシベーション膜、30・・半導体チップ、31・・基板、32・・受光センサ部、33・・電荷蓄積領域、34・・正孔蓄積領域、35,36,37・・ソース・ドレイン領域、38,39,40・・ゲート電極、41・・配線、100・・Si基板、102・・n型半導体層、104・・p型半導体層、106・・n型半導体層、210・・光学レンズ、211・・シャッタ装置、212・・駆動回路、213・・信号処理回路、Hs・・列信号線、Lb,Lg,Lr・・光、Tr1・・電荷読み出しトランジスタ、Tr2・・リセットトランジスタ、Tr3・・アンプトランジスタ、Vdd・・電源配線、j・・pn接合
1..Solid-state imaging device, 3..Pixel unit, 4,4b, 4g, 4r..Light receiving sensor unit, 5,5b, 5g, 5r..Vertical transfer register, 6..Horizontal transfer register, 7..
Claims (7)
前記半導体チップは、受光センサ部において蓄積された信号電荷を読み出し、出力する出力部を有し、
前記半導体チップを構成する基板の厚みは、前記画素部を構成する複数段の半導体チップのうち、光が入射される側に配置される半導体チップにおいて最も薄く、光が入射される側とは反対側に配置される半導体チップにおいて最も厚く形成される
固体撮像装置。 A semiconductor chip that has a light receiving sensor part in a substrate that receives light to generate and store signal charges, and a plurality of semiconductor chips that generate and store signal charges according to light of different wavelengths have a predetermined interval. And having a pixel portion configured by being stacked in a plurality of stages ,
The semiconductor chip has an output unit that reads and outputs the signal charges accumulated in the light receiving sensor unit,
The thickness of the substrate constituting the semiconductor chip is the thinnest among the semiconductor chips arranged on the light incident side among the plurality of semiconductor chips constituting the pixel portion, and is opposite to the light incident side. A solid-state imaging device formed to be thickest in a semiconductor chip disposed on the side .
固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路とを有し、
前記固体撮像装置は、
光を受光して信号電荷を生成、蓄積する受光センサ部を基板内に有する半導体チップであって、異なる波長の光に応じた信号電荷を生成、蓄積する複数の半導体チップが、所定の間隔を有して複数段に積層されて構成された画素部を有し、
前記半導体チップは、受光センサ部において蓄積された信号電荷を読み出し、出力する出力部を有し、
前記半導体チップを構成する基板の厚みは、前記画素部を構成する複数段の半導体チップのうち、光が入射される側に配置される半導体チップにおいて最も薄く、光が入射される側とは反対側に配置される半導体チップにおいて最も厚く形成される
電子機器。 An optical lens,
A solid-state imaging device ;
A signal processing circuit for processing an output signal of the solid-state imaging device ,
The solid-state imaging device
A semiconductor chip having a light receiving sensor part in a substrate for receiving and generating and storing signal charges by receiving light, and a plurality of semiconductor chips for generating and storing signal charges corresponding to light of different wavelengths have a predetermined interval. have a pixel portion which is formed by laminating a plurality of stages comprises,
The semiconductor chip has an output unit that reads and outputs the signal charges accumulated in the light receiving sensor unit,
The thickness of the substrate constituting the semiconductor chip is the thinnest among the semiconductor chips arranged on the light incident side among the plurality of semiconductor chips constituting the pixel portion, and is opposite to the light incident side. An electronic device formed to be the thickest in the semiconductor chip disposed on the side .
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