固态成像装置制造方法及图纸

根据本公开一个实施方案的固态成像装置包括半导体层

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态成像装置、电子设备和移动体


[0001]本公开涉及一种固态成像装置
、
电子设备和移动体
。

技术介绍

[0002]过去，已经提出了各种固态成像装置
(
例如，参见专利文献1和
2)。
[0003]引文列表
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本未审查专利申请公开第
2017
‑
157816
号
[0006]专利文献2：日本未审查专利申请公开第
2018
‑
107724
号

技术实现思路

[0007]顺便提及，在上述固态成像装置中，从提高图像质量的观点来看，期望
SN
比
(
信噪比
)
的提高和全局快门方式的适用
。
因此，期望提供一种可以在实现高
SN
比的同时采用全局快门方式的固态成像装置以及包括该固态成像装置的电子设备和移动体
。
[0008]根据本公开实施方案的固态成像装置包括：半导体层
、
第一电容部和第二电容部
。
所述半导体层层叠在第一
Si
基板上，并包括光电转换区域和浮动扩散区域
。
所述光电转换区域具有预定的波长选择性
。
所述浮动扩散区域将从所述光电转换区域传输的电荷转换为电气信号而输出所述电气信号
。
第一电容部形成在第一r/>Si
基板中，并在所述浮动扩散区域的电压被复位时保持所述浮动扩散区域的复位电压
。
第二电容部形成在第一
Si
基板中，并保持由所述电气信号生成的信号电压
。
[0009]根据本公开实施方案的电子设备包括上述的固态成像装置
。
[0010]根据本公开实施方案的移动体包括上述的固态成像装置
。
[0011]在根据本公开实施方案的固态成像装置
、
电子设备和移动体中，两个电容部
(
第一电容部和第二电容部
)
形成在
Si
基板中
。
因此，例如，通过确定保持在第一电容部中的复位电压和保持在第二电容部的信号电压之间的差分，可以去除包括在信号电压中的噪声
。
结果，可以抑制
kTC
噪声的产生
。
此外，在本公开中，在半导体层中，浮动扩散区域与光电转换区域分开设置，并且在光电转换区域中生成的电荷被传输到浮动扩散区域
。
这里，通过在浮动扩散区域的后级中设置的两个电容部可以去除噪声，从而可以减小浮动扩散区域的容量
。
这提高了转换效率并改善了
SN。
附图说明
[0012]图1是根据本公开实施方案的固态成像装置的构成例的示意图
。
[0013]图2是示出传感器像素的电路构成的示例的图
。
[0014]图3是示出传感器像素的截面构成的示例的图
。
[0015]图4是示出
S/H
部的电路构成的变形例的图
。
[0016]图5是示出传感器像素的电路构成的变形例的图
。
[0017]图6是示出放大部的电路构成的变形例的图
。
[0018]图7是示出传感器像素的截面构成的变形例的图
。
[0019]图8是示出传感器像素的截面构成的变形例的图
。
[0020]图9是示出传感器像素的截面构成的变形例的图
。
[0021]图
10
是示出传感器像素的截面构成的变形例的图
。
[0022]图
11
是示出包括根据任一上述实施方案及其变形例的固态成像装置的成像系统的示意性构成的示例的图
。
[0023]图
12
是示出车辆控制系统的示意性构成的示例的框图
。
[0024]图
13
是辅助说明车外信息检测单元和成像单元的安装位置的示例的图
。
[0025]图
14
是示出内窥镜手术系统的示意性构成的示例的图
。
[0026]图
15
是示出摄像头和相机控制单元
(CCU)
的功能构成的示例的框图
。
具体实施方式
[0027]下面参照附图详细说明本公开的优选实施方案
。
注意，在本说明书和附图中，由相同的附图标记表示具有大致相同的功能构成的构成要素，并因此省略其重复说明
。
[0028]另外，在本说明书和附图中，在某些情况下，通过在相同的附图标记的末端添加不同的数字来区分具有大致相同或类似的功能构成的多个构成要素
。
然而，在不需要彼此特别区分具有大致相同或类似的功能构成的多个构成要素的情况下，仅附加相同的附图标记
。
另外，在某些情况下，通过将不同的字母附加到相同的附图标记来区分不同实施方案的类似构成要素
。
然而，在不需要彼此特别区分类似构成要素的情况下，仅附加相同的附图标记
。
[0029]另外，以下说明中参照的附图旨在说明本公开的实施方案，并有助于理解本公开；在某些情况下，为了更好地理解，附图所示的形状
、
尺寸
、
比率等可能与实际情况不同
。
此外，通过考虑以下说明和已知技术，可以适当地修改附图所示的固态成像元件的设计
。
另外，在使用固态成像元件的截面图的说明中，固态成像元件的层叠结构的上下方向对应于在光进入的固态成像元件的入射面被定义为上面的情况下的相对方向
。
在某些情况下，上下方向可能与符合实际重力加速度的上下方向不同
。
[0030]另外，在以下说明中，关于尺寸和形状的表达不仅意味着与数学上定义的数值相同的值或几何上定义的形状，而且还包括例如在制造固态成像元件的步骤中具有工业上可接受的差异的情况下的形状或甚至与其类似的形状
。
[0031]此外，在以下电路构成的说明中，除非另有规定，否则“连接”是指多个元件之间的电气连接
。
另外，以下说明中的“连接”不仅包括直接电气连接多个元件的情况，而且还包括经由另一元件间接电气连接多个元件的情况
。
[0032]注意，按以下顺序给出说明
。
[0033]1.
实施方案
(
固态成像装置
)
[0034]2.
变形例
(
固态成像装置
)
[0035]3.
适用例
(
成像系统
)
[0036]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种固态成像装置，包括：半导体层，其层叠在第一
Si
基板上，并包括具有预定波长选择性的光电转换区域和将从所述光电转换区域传输的电荷转换为电气信号而输出的浮动扩散区域；第一电容部，其形成在第一
Si
基板中，并在所述浮动扩散区域的电压被复位时保持所述浮动扩散区域的复位电压；和第二电容部，其形成在第一
Si
基板中，并保持由所述电气信号生成的信号电压
。2.
根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：读出部，其从第一电容部读出所述复位电压，并从第二电容部读出所述信号电压，其中，第一电容部和第二电容部从所述浮动扩散区域到所述读出部的信号路径分支并连接到所述信号路径
。3.
根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：读出部，其从第一电容部读出所述复位电压，并从第二电容部读出所述信号电压，其中，第二电容部串联地插入到从所述浮动扩散区域到所述读出部的信号路径中，和第一电容部从所述信号路径分支并连接到所述信号路径
。4.
根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：第一读出部，其从第一电容部读出所述复位电压；和第二读出部，其从第二电容部读出所述信号电压，其中，第一电容部从所述浮动扩散区域到第一读出部的第一信号路径分支并连接到第一信号路径，和第二电容部从所述浮动扩散区域到第二读出部的第二信号路径分支并连接到第二信号路径
。5.
根据权利要求2所述的固态成像装置，还包括：在所述信号路径之中，在所述浮动扩散区域与第一电容部和第二电容部之间的放大所述电气信号的放大电路
。6.
根据权利要求3所述的固态成像装置，还包括：在所述信号路径之中，在所述浮动扩散区域与第一电容部和第二电容部之间的放大所述电气信号的放大电路
。7.
根据权利要求4所述的固态成像装置，其中，在第一信号路径之中的在所述浮动扩散区域与第一电容部之间的路径和在第二信号路径之中的在所述浮动扩散区域与第二电容部之间的路径具有彼此共用的公共路径，和所述固态成像装置还包括插入到所述公共路径中的放大所述电气信号的电路
。8.
根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述光电转换区域形成在
InGaAs
层中
。9.
根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述光电转换区域形成在有机光电转换层
、Ge
层
、SiGe
层
、
非晶硅层或量子点层中
。10.
根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：第一焊盘电极，其形成在所述半导体层的第一
Si
基板侧的表面上，并电气连接到所述浮动扩散区域；和第二焊盘电极，其形成在第一
Si
基板的所述半导体层侧的表面上，并电气连接到第一电容部和第二电容部，其中，
第一焊盘电极和第二焊盘电极通过相互贴合而彼此接合
。11.
根据权利要求2所述的固态成像装置，其中，所述读出部形成在第一
Si
基板中
。12.
根据权利要求3所述的固态成像装置，其中，所述读出部形成在第一
Si
基板中
。13.
根据权利要求4所述的固态成像装置，其中，第一读出部和第二读...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡部泰一郎，古闲史彦，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：