固體攝像裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種固體攝像裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)像素的微細(xì)化，并且設(shè)置全局快門構(gòu)造。在像素（P）中，個(gè)別設(shè)置進(jìn)行光電變換的光電變換層、以及蓄積進(jìn)行光電變換而得到的電荷的電荷蓄積層，光電變換層設(shè)于半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)?，電荷蓄積層設(shè)于半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)?，光電變換層與電荷蓄積層為至少一部分重疊。
【專利說明】固體攝像裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明的實(shí)施方式涉及固體攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在固體攝像裝置中，為了避免被攝體被傾斜攝像的卷簾快門失真，有的固體攝像裝置設(shè)有全局快門構(gòu)造。在該全局快門構(gòu)造中，與光電變換層分體地設(shè)有電荷蓄積部，能夠全部像素同時(shí)開始蓄積動(dòng)作，或者全部像素同時(shí)執(zhí)行讀出動(dòng)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的課題在于，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)像素的微細(xì)化并且設(shè)置全局快門構(gòu)造的固體攝像裝置。
[0004]實(shí)施方式的固體攝像裝置的特征在于，具備:光電變換層，設(shè)于半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)?；電荷蓄積層，設(shè)于所述半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)?，蓄積由所述光電變換層進(jìn)行光電變換而得到的電荷；以及聚光部，使得向所述半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲了鲭姾尚罘e層而聚光至所述光電變換層；
[0005]將所述電荷蓄積層的中心位置與所述聚光部的中心位置錯(cuò)開而配置。
[0006]其他實(shí)施方式的固體攝像裝置的特征在于，具備:光電變換層，設(shè)于半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)?，雜質(zhì)濃度被階段性地設(shè)定為從所述半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)认虮砻鎮(zhèn)刃纬呻妱?shì)梯度；以及電荷蓄積層，設(shè)于所述半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)?，蓄積由所述光電變換層進(jìn)行光電變換而得到的電荷。
[0007]進(jìn)而，其他實(shí)施方式的固體攝像裝置的特征在于，具備:光電變換層，設(shè)于半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)?；電荷蓄積層，設(shè)于所述半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)?，蓄積由所述光電變換層進(jìn)行光電變換而得到的電荷；遮光層，進(jìn)行遮光以使向所述半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲了鲭姾尚罘e層；透明層，設(shè)于所述遮光層上；以及聚光部，設(shè)于所述透明層上，將向所述半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)热肷涞墓饩酃庵了龉怆娮儞Q層。
[0008]另外，此外的實(shí)施方式的固體攝像裝置的特征在于，具備:多個(gè)光電變換層，設(shè)于半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)龋欢鄠€(gè)電荷蓄積層，設(shè)于所述半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)?，蓄積由所述光電變換層進(jìn)行光電變換而得到的電荷；以及檢測(cè)晶體管，將所述電荷蓄積層中蓄積的電荷變換為電壓，
[0009]所述多個(gè)光電變換層、所述多個(gè)電荷蓄積層以及所述檢測(cè)晶體管屬于一個(gè)單元，在所述單元中，所述光電變換層配置為相對(duì)于所述檢測(cè)晶體管在列方向上對(duì)稱，所述電荷蓄積層配置為相對(duì)于所述檢測(cè)晶體管在列方向上對(duì)稱，所述單元在相對(duì)于所述列方向傾斜45°的方向上相鄰配置。
[0010]根據(jù)上述構(gòu)成的固體攝像裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)像素的微細(xì)化，并且設(shè)置全局快門構(gòu)造?！緦＠綀D】

【附圖說明】[0011]圖1是表示第I實(shí)施方式的固體攝像裝置的概略構(gòu)成的框圖。
[0012]圖2是表示應(yīng)用于圖1的固體攝像裝置的2像素I單元構(gòu)造的概略構(gòu)成的電路圖。
[0013]圖3是表示圖2的2像素I單元構(gòu)造的布局構(gòu)成的俯視圖。
[0014]圖4是以圖3的A1-A2線切斷而成的截面圖。
[0015]圖5 (a)是表示在水平方向上展開圖4的光電變換層的雜質(zhì)擴(kuò)散層而成的構(gòu)成的截面圖，圖5 (b)是表不圖5 (a)的構(gòu)成的電勢(shì)分布的圖。
[0016]圖6是表示圖2的2像素I單元構(gòu)造的各部的動(dòng)作的定時(shí)圖。
[0017]圖7是表示第2實(shí)施方式的2像素I單元構(gòu)造的概略構(gòu)成的電路圖。
[0018]圖8是表示圖7的2像素I單元構(gòu)造的布局構(gòu)成的俯視圖。
[0019]圖9是以圖8的B1-B2線切斷而成的截面圖。
[0020]圖10是表示圖7的2像素I單元構(gòu)造的各部的動(dòng)作的定時(shí)圖。
[0021]圖11是擴(kuò)大表示圖10的時(shí)刻t5至?xí)r刻tl3的部分的定時(shí)圖。
[0022]圖12是擴(kuò)大表示第3實(shí)施方式的2像素I單元構(gòu)造中的與圖10的時(shí)刻t5至?xí)r刻tl3對(duì)應(yīng)的部分的定時(shí)圖。
[0023]圖13 Ca)是表示應(yīng)用于第3實(shí)施方式的2像素I單元構(gòu)造的輸出合成部的概略構(gòu)成的框圖，圖13 (b)是表示應(yīng)用于第4實(shí)施方式的2像素I單元構(gòu)造的輸出合成部的概略構(gòu)成的框圖。
[0024]圖14是表示應(yīng)用于第5實(shí)施方式的2像素I單元構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部的概略構(gòu)成的框圖。
[0025]圖15是表示第6實(shí)施方式的2像素I單元構(gòu)造的各部的動(dòng)作的定時(shí)圖。
[0026]圖16是表示第7實(shí)施方式的2像素I單元構(gòu)造的概略構(gòu)成的電路圖。
[0027]圖17是表示圖16的2像素I單元構(gòu)造的布局構(gòu)成的俯視圖。
[0028]圖18是以圖17的C1-C2線切斷而成的截面圖。
[0029]圖19 (a)是表示在水平方向上展開圖18的光電變換層的雜質(zhì)擴(kuò)散層而成的構(gòu)成的截面圖，圖19 (b)是表示圖19 Ca)的構(gòu)成的電勢(shì)分布的圖。
[0030]圖20是表示第8實(shí)施方式的2像素I單元構(gòu)造的概略構(gòu)成的電路圖。
[0031]圖21是表示圖20的2像素I單元構(gòu)造的布局構(gòu)成的俯視圖。
[0032]圖22是以圖21的D1-D2線切斷而成的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下參照附圖詳細(xì)說明實(shí)施方式的固體攝像裝置。但是，并不由這些實(shí)施方式來限定本發(fā)明。
[0034](第I實(shí)施方式)
[0035]圖1是表示第I實(shí)施方式的固體攝像裝置的概略構(gòu)成的框圖。
[0036]在圖1中，在固體攝像裝置中設(shè)有像素陣列部I。在像素陣列部I中，蓄積通過光電變換而得到的電荷的像素P在行方向RD及列方向CD上以矩陣狀配置。其中，在像素P中，能夠個(gè)別設(shè)置進(jìn)行光電變換的光電變換層以及蓄積通過光電變換而得到的電荷的電荷蓄積層。該電荷蓄積層既可以是二極管構(gòu)造，也可以是CXD構(gòu)造。能夠?qū)⒐怆娮儞Q層設(shè)于半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)?，而將電荷蓄積層設(shè)于半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)?。此時(shí)，光電變換層與電荷蓄積層也可以至少一部分重疊。另外，在該像素陣列部I中，在行方向RD上設(shè)有進(jìn)行像素P的讀出控制的水平控制線Hlin，在列方向CD上設(shè)有傳送像素P讀出的信號(hào)的垂直信號(hào)線Vlin0
[0037]另外，在固體攝像裝置中設(shè)有:垂直掃描電路2，在垂直方向上對(duì)作為讀出對(duì)象的像素P進(jìn)行掃描；負(fù)載電路3，通過在與像素P之間進(jìn)行源極跟隨動(dòng)作，從像素P向垂直信號(hào)線Vlin按每列讀出信號(hào)；列ADC (模擬數(shù)字變換)電路4，由CDS按每列檢測(cè)各像素P的信號(hào)成分；水平掃描電路5，在水平方向上掃描作為讀出對(duì)象的像素P ;基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路6，向列ADC電路4輸出基準(zhǔn)電壓VREF ;定時(shí)控制電路7，控制各像素P的讀出、蓄積的定時(shí)；以及全局快門控制部8，同時(shí)開始全部像素P的蓄積動(dòng)作，或者同時(shí)執(zhí)行全部像素P的讀出動(dòng)作。其中，基準(zhǔn)電壓VREF能夠使用斜波。
[0038]另外，通過由全局快門控制部8使全局復(fù)位信號(hào)ARSET上升(上升沿)來排出各像素P的光電變換層的電荷，通過使全局復(fù)位信號(hào)ARSET下降(下降沿)來開始各像素P的光電變換層中的光電變換和電荷蓄積動(dòng)作。然后，通過由全局快門控制部8使全局讀出信號(hào)ARead上升來從各像素P的光電變換層向電荷蓄積層讀出電荷。
[0039]另外，由垂直掃描電路2在垂直方向上掃描讀出動(dòng)作，從而在行方向RD上選擇像素P。另外，在負(fù)載電路3中，通過在與該像素P之間進(jìn)行源極跟隨動(dòng)作，從像素P讀出的信號(hào)經(jīng)由垂直信號(hào)線Vlin被傳送，并向列ADC電路4發(fā)送。另外，基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路6中，設(shè)定斜波作為基準(zhǔn)電壓VREF，并向列ADC電路4發(fā)送。另外，在列ADC電路4中，進(jìn)行時(shí)鐘的計(jì)數(shù)動(dòng)作，直到從像素P讀出的信號(hào)電平和復(fù)位電平與斜波的電平分別一致，通過取得此時(shí)的信號(hào)電平與復(fù)位電平的差量來由CDS檢測(cè)各像素P的信號(hào)成分，輸出信號(hào)SI作為數(shù)字信號(hào)被輸出。
[0040]圖2是表示應(yīng)用于圖1的固體攝像裝置的2像素I單元構(gòu)造的概略構(gòu)成的電路圖。
[0041]在圖2中，在I單元中設(shè)有光電變換層PA1、PA2、電荷蓄積層MA1、MA2、檢測(cè)晶體管TA 1、復(fù)位晶體管TB 1、讀出晶體管TC 1、TC2、全局復(fù)位晶體管TE 1、TE2、全局讀出晶體管TD1、TD2。另外，在檢測(cè)晶體管TA1、復(fù)位晶體管TBl及讀出晶體管TC1、TC2的連接點(diǎn)，形成有浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD作為檢測(cè)節(jié)點(diǎn)。在此，在光電變換層PA1、PA2分別設(shè)有光電二極管HH、PD2,在電荷蓄積層MA1、MA2分別設(shè)有二極管MD1、MD2。
[0042]在此，可以使光電變換層PA1、電荷蓄積層MA1、讀出晶體管TC1、全局復(fù)位晶體管TEl及全局讀出晶體管TDl屬于I單兀的一方的像素P,而光電變換層PA2、電荷蓄積層MA2、讀出晶體管TC2、全局復(fù)位晶體管TE2及全局讀出晶體管TD2屬于I單元的另一方的像素P。另外，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD、檢測(cè)晶體管TAl以及復(fù)位晶體管TBl由I單元的兩個(gè)像素P共用。
[0043]另外，全局復(fù)位晶體管TE1、全局讀出晶體管TDl及讀出晶體管TCl串聯(lián)連接。在全局復(fù)位晶體管TEl與全局讀出晶體管TDl的連接點(diǎn)連接有光電二極管roi，在全局讀出晶體管TDl與讀出晶體管TCl的連接點(diǎn)連接有二極管MDl。
[0044]另外，全局復(fù)位晶體管TE2、全局讀出晶體管TD2及讀出晶體管TC2串聯(lián)連接。在全局復(fù)位晶體管TE2與全局讀出晶體管TD2的連接點(diǎn)連接有光電二極管PD2，在全局讀出晶體管TD2與讀出晶體管TC2的連接點(diǎn)連接有二極管MD2。
[0045]讀出晶體管TC1、TC2的源極、檢測(cè)晶體管TAl的柵極和復(fù)位晶體管TBl的源極與浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD連接。[0046]向全局復(fù)位晶體管TE1、TE2的柵極輸入全局復(fù)位信號(hào)ARSET，向全局讀出晶體管TD1、TD2的柵極輸入全局讀出信號(hào)ARead。向讀出晶體管TC1、TC2的柵極分別輸入讀出信號(hào)Readl、Read2，向復(fù)位晶體管TBl的柵極輸入復(fù)位信號(hào)RESET。向復(fù)位晶體管TBl的漏極輸入復(fù)位電位VReset，向檢測(cè)晶體管TAl的漏極輸入電源電位VDD，從檢測(cè)晶體管TAl的源極向垂直信號(hào)線Vlin輸出像素信號(hào)Vsig。
[0047]其中，復(fù)位電位VReset也可以與電源電位VDD共用化。另外，通過使復(fù)位電位VReset與電源電位VDD相等(例如2.8V)，能夠?qū)⒏?dòng)擴(kuò)散區(qū)FD復(fù)位，并將檢測(cè)晶體管TAl設(shè)定為動(dòng)作狀態(tài)。另外，通過將復(fù)位電位VReset設(shè)定為0.2?0.5V，能夠使浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD成為低電壓，并使檢測(cè)晶體管TAl截止。
[0048]另外，通過全局復(fù)位信號(hào)ARSET上升，全局復(fù)位晶體管TE 1、TE2導(dǎo)通，電荷從全部像素P的光電二極管ro1、H)2向電源電位VDD排出。另外，通過全局復(fù)位信號(hào)ARSET下降，全局復(fù)位晶體管TE1、TE2截止，全部像素P的光電二極管ro1、PD2的電荷蓄積動(dòng)作開始。另外，通過全局讀出信號(hào)ARead被導(dǎo)通(0N)，全局讀出晶體管TD1、TD2導(dǎo)通，針對(duì)全部像素P同時(shí)從光電二極管ro1、TO2向二極管MD1、MD2讀出電荷。
[0049]然后，在復(fù)位電位VReset已上升的狀態(tài)下復(fù)位信號(hào)RESET上升時(shí)，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD的復(fù)位晶體管TBl導(dǎo)通，由于泄露電流等產(chǎn)生的多余的電荷被復(fù)位。另外，與浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD的復(fù)位電平相應(yīng)的電壓施加至檢測(cè)晶體管TAl的柵極。在此，檢測(cè)晶體管TAl經(jīng)由垂直信號(hào)線Vlin與負(fù)載電路3構(gòu)成源極跟隨器，垂直信號(hào)線Vlin的電壓追隨被施加在檢測(cè)晶體管TAl的柵極上的電壓，復(fù)位電平的像素信號(hào)Vsig經(jīng)由垂直信號(hào)線Vlin向列ADC電路4輸出。
[0050]另外，在列ADC電路4中，在輸入了復(fù)位電平的像素信號(hào)Vsig的狀態(tài)下，在賦予斜波作為基準(zhǔn)電壓VREF時(shí)，對(duì)復(fù)位電平的像素信號(hào)Vsig與斜波進(jìn)行比較。
[0051 ] 另外，進(jìn)行向下計(jì)數(shù)直到復(fù)位電平的像素信號(hào)Vsig與斜波的電平一致為止，復(fù)位電平的像素信號(hào)Vsig被變換為數(shù)字值并被保持。
[0052]接著，在讀出信號(hào)Raedl上升時(shí)，讀出晶體管TCl導(dǎo)通，二極管MDl中蓄積的電荷被傳送至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD，與浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD的信號(hào)電平相應(yīng)的電壓施加至檢測(cè)晶體管TAl的柵極。在此，檢測(cè)晶體管TAl經(jīng)由垂直信號(hào)線Vlin與負(fù)載電路3構(gòu)成源極跟隨器，垂直信號(hào)線Vlin的電壓追隨被施加在檢測(cè)晶體管TAl的柵極上的電壓，信號(hào)電平的輸出電壓經(jīng)由垂直信號(hào)線Vlin作為像素信號(hào)Vsig向列ADC電路4輸出。
[0053]另外，在列ADC電路4中，在輸入了信號(hào)電平的輸出電壓Vsig的狀態(tài)下，在賦予斜波作為基準(zhǔn)電壓VREF時(shí)，對(duì)信號(hào)電平的輸出電壓Vsig與斜波進(jìn)行比較。
[0054]另外，此時(shí)進(jìn)行向上計(jì)數(shù)直到信號(hào)電平的輸出電壓Vsig與斜波的電平一致為止，信號(hào)電平的輸出電壓Vsig與復(fù)位電平的輸出電壓Vsig的差量被變換為數(shù)字值，通過CDS動(dòng)作作為除去了各單元的復(fù)位電平與檢測(cè)晶體管TAl的Vth偏差而得到的輸出信號(hào)SI輸出。
[0055]接著，在復(fù)位電位VReset已下降的狀態(tài)下復(fù)位信號(hào)RESET上升時(shí)，復(fù)位晶體管TBl導(dǎo)通，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD的電位被設(shè)定為行電平。因此，檢測(cè)晶體管TAl截止，垂直信號(hào)線Vlin的電壓不追隨浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD的電位。
[0056]在此，按每個(gè)光電變換層PA1、PA2設(shè)置電荷蓄積層MA1、MA2，同時(shí)開始全部像素P的光電變換層PA1、PA2的電荷蓄積動(dòng)作，并從全部像素P的光電變換層PA1、PA2向電荷蓄積層MA1、MA2同時(shí)讀出電荷，由此即使在被攝體運(yùn)動(dòng)的情況下，也能夠避免被攝體被傾斜攝像的卷簾快門失真。
[0057]圖3是表示圖2的2像素I單元構(gòu)造的布局構(gòu)成的俯視圖。
[0058]在圖3中，在單元CEl中設(shè)有光電變換層PA1、PA2以及電荷蓄積層MA1、MA2。在此，能夠?qū)⒐怆娮儞Q層PA1、PA2設(shè)于半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)?，并將電荷蓄積層MAl、MA2設(shè)于半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)?。光電變換層PA1、PA2與電荷蓄積層MA1、MA2也可以至少一部分重疊。在光電變換層PA1、PA2上分別設(shè)有微透鏡ML1、ML2。微透鏡ML1、ML2能夠使得向半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲岭姾尚罘e層MA1、MA2而聚光至光電變換層PA1、PA2。
[0059]另外，在單元CEl中，設(shè)有柵極電極GA1、GB1、GC1、GC2、⑶1、⑶2、GE1、GE2。這些柵極電極GAl、GBl、GCl、GC2、⑶1、⑶2、GEl、GE2能夠設(shè)于半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)??？梢允?，柵極電極GAl構(gòu)成檢測(cè)晶體管TAl，柵極電極GBl構(gòu)成復(fù)位晶體管TBl，柵極電極GCl、GC2分別構(gòu)成讀出晶體管TC1、TC2，柵極電極⑶1、⑶2分別構(gòu)成全局讀出晶體管TD1、TD2，柵極電極GE1、GE2分別構(gòu)成全局復(fù)位晶體管TE1、TE2。
[0060]在柵極電極GE1、GE2與柵極電極GAl之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層冊(cè)7，在柵極電極GEl與柵極電極GDl之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH4，在柵極電極GDl與柵極電極GCl之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH10，在柵極電極GC1、GC2與柵極電極GBl之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層冊(cè)11，在柵極電極GE2與柵極電極GD2之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FHl3，在柵極電極GD2與柵極電極GC2之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH14。隔著柵極電極GAl在雜質(zhì)擴(kuò)散層--7的相反側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FHl5，隔著柵極電極GBl在雜質(zhì)擴(kuò)散層ΠΠ1的相反側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FHl2。
[0061]在此，能夠 光電變換層PA1、PA2配置為相對(duì)于檢測(cè)晶體管TAl在列方向⑶上對(duì)稱，并將電荷蓄積層MA1、MA2配置為相對(duì)于檢測(cè)晶體管TAl在列方向CD上對(duì)稱。讀出晶體管TCl、TC2、全局讀出晶體管TDl、TD2以及全局復(fù)位晶體管TEl、TE2能夠配置為相對(duì)于檢測(cè)晶體管TAl在列方向CD上分別對(duì)稱。檢測(cè)晶體管TAl能夠配置為被讀出晶體管TC1、TC2、全局讀出晶體管TDl、TD2以及全局復(fù)位晶體管TEl、TE2包圍。單元CEl、CE2能夠配置為在相對(duì)于列方向⑶傾斜45°的方向上相鄰。
[0062]傳送全局復(fù)位信號(hào)ARSET的布線與柵極電極GE1、GE2連接,傳送全局讀出信號(hào)ARead的布線與柵極電極⑶1、⑶2連接，傳送復(fù)位電位VReset的布線與雜質(zhì)擴(kuò)散層Π112連接，傳送電源電位VDD的布線與雜質(zhì)擴(kuò)散層--7連接，傳送像素信號(hào)Vsigl的布線與雜質(zhì)擴(kuò)散層FH15連接，傳送讀出信號(hào)Readl的布線與柵極電極GCl連接，傳送讀出信號(hào)Read2的布線與柵極電極GC2連接，傳送復(fù)位信號(hào)RESET的布線與柵極電極GBl連接。柵極電極GAl與雜質(zhì)擴(kuò)散層FHl I連接。
[0063]在此，單元CE1、CE2配置為在相對(duì)于列方向⑶傾斜45°的方向上相鄰，由此能夠在單元CE1、CE2間共用傳送讀出信號(hào)Readl、Read2的布線和傳送復(fù)位信號(hào)RESET的布線。因此，無(wú)需在單元CE1、CE2間個(gè)別設(shè)置傳送讀出信號(hào)Readl、Read2的布線和傳送復(fù)位信號(hào)RESET的布線，能夠減少布線數(shù)。
[0064]圖4是以圖3的A1-A2線切斷而成的截面圖。
[0065]在圖4中，在半導(dǎo)體基板SBl的背面?zhèn)刃纬捎须s質(zhì)擴(kuò)散層FHl，在半導(dǎo)體基板SBl的背面?zhèn)鹊淖钌蠈有纬捎须s質(zhì)擴(kuò)散層FH0。在半導(dǎo)體基板SBl的表面?zhèn)刃纬捎蠵阱冊(cè)5，在P阱FH5內(nèi)形成有P阱FH6。P阱--5能夠與P阱FH6相比雜質(zhì)濃度更高。在P阱FH6上，形成有柵極電極GB1、GC1、⑶1、GE1。另外，在P阱FH6內(nèi)，在柵極電極GEljDl間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH4，在柵極電極⑶1、GCl間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH10，在柵極電極GC1、GBl間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH11。另外，在P阱FH6內(nèi)，隔著柵極電極GEl在雜質(zhì)擴(kuò)散層FH4的相反側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH6，隔著柵極電極GBl在雜質(zhì)擴(kuò)散層ΠΠ1的相反側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層冊(cè)12。在雜質(zhì)擴(kuò)散層FH4、FHl間，沿深度方向依次形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層冊(cè)3、FH2.在P阱FH6內(nèi)，在雜質(zhì)擴(kuò)散層HllO下沿深度方向依次形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH9、FH8。其中，能夠?qū)㈦s質(zhì)擴(kuò)散層冊(cè)1、--2、FH3, FH7, FH8、FH9、FHlU FHl2設(shè)為η型，并將雜質(zhì)擴(kuò)散層FHO、FH4、FHlO設(shè)為P型。雜質(zhì)擴(kuò)散層冊(cè)1、冊(cè)2、FH3, FH8、FH9能夠設(shè)為雜質(zhì)濃度依次增高。光電變換層PAl與電荷蓄積層MAl能夠配置為至少一部分重疊。其中，光電變換層PAl與電荷蓄積層MAl能夠由P阱FH5分離。
[0066]在半導(dǎo)體基板SBl的背面?zhèn)龋陔s質(zhì)擴(kuò)散層FHO上設(shè)有透明層EL1，在透明層ELl上隔著濾色器FLl設(shè)有微透鏡MLl。在透明層ELl中埋入有遮光層SL1。透明層ELl能夠使用丙烯等透明樹脂。遮光層SLl能夠使用Al等金屬。微透鏡MLl能夠使向半導(dǎo)體基板SBl的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲岭姾尚罘e層MAl而聚光至光電變換層PAl。遮光層SLl能夠進(jìn)行遮光以使向半導(dǎo)體基板SBl的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲岭姾尚罘e層MA1。透明層ELl能夠增大光電變換層PAl與微透鏡MLl的間隔，縮小向光電變換層PAl入射的光的入射角。透明層ELl的厚度通過從大約0.5um以上進(jìn)一步增厚，向光電變換層PAl的聚光性的改善效果得到增大。
[0067]在此，光電變換層PAl與電荷蓄積層MAl通過配置為至少一部分重疊，能夠?qū)?yīng)于全局快門構(gòu)造，并且實(shí)現(xiàn)像素P的微細(xì)化。另外，通過在半導(dǎo)體基板SBl的背面?zhèn)仍O(shè)置遮光層SL1，能夠使得向半導(dǎo)體基板SBl的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲岭姾尚罘e層MA1。進(jìn)而，通過在半導(dǎo)體基板SBl的背面?zhèn)仍O(shè)置透明層EL1，能夠縮小向光電變換層PAl入射的光的入射角，能夠防止向光電變換層PAl聚光的光漏到電荷蓄積層MAl。另外，通過在半導(dǎo)體基板SBl的背面?zhèn)鹊淖钌蠈有纬呻s質(zhì)擴(kuò)散層FHO，能夠減輕向電荷蓄積層MAl的泄露電流。
[0068]另外，通過在半導(dǎo)體基板SBl的表面?zhèn)葘阱設(shè)為2層構(gòu)造，并使得用于分離光電變換層PAl與電荷蓄積層MAl的P阱FH5的雜質(zhì)濃度高于形成溝道的P阱FH6的雜質(zhì)濃度，能夠提高光電變換層PAl與電荷蓄積層MAl的分離性。另外，通過設(shè)置P阱FH5，能夠增加光電變換層PAl以及電荷蓄積層MAl的容量，能夠增大飽和電子數(shù)，并且能夠?qū)⒐怆娮儞Q層PAl與電荷蓄積層MAl的邊界上產(chǎn)生的電荷容易地取入光電變換層PAl。
[0069]圖5 (a)是表示在水平方向上展開圖4的光電變換層的雜質(zhì)擴(kuò)散層而成的構(gòu)成的截面圖，圖5 (b)是表不圖5 (a)的構(gòu)成的電勢(shì)分布的圖。
[0070]在圖5 (a)中，雜質(zhì)擴(kuò)散層ra1、ni2、FH3通過設(shè)定為雜質(zhì)濃度依次增高，從半導(dǎo)體基板SBl的背面?zhèn)认虮砻鎮(zhèn)刃纬呻娢惶荻?。因此，能夠?qū)⒐怆娮儞Q層PAl的背面?zhèn)犬a(chǎn)生的電荷匯集于表面?zhèn)?，能夠從光電變換層PAl向電荷蓄積層MAl平滑地傳送電荷。
[0071]另外，在光電變換層PAl的蓄積開始時(shí)，通過全局復(fù)位信號(hào)ARSET上升而排出光電變換層PA l中蓄積的多余的信號(hào)電荷。在光電變換層PAl的蓄積動(dòng)作中，由光電變換層PAl進(jìn)行光電變換而得到的信號(hào)電荷流入至電勢(shì)深的雜質(zhì)擴(kuò)散層FH3側(cè)，在雜質(zhì)擴(kuò)散層--3溢出的信號(hào)電荷一邊擴(kuò)散至雜質(zhì)擴(kuò)散層FH2、FHl 一邊蓄積信號(hào)電荷。此時(shí)，全局復(fù)位信號(hào)ARSET設(shè)定為低電壓0.2V~0.5V，全局讀出信號(hào)Aread、讀出信號(hào)Readl、復(fù)位信號(hào)RESET設(shè)定為0V?；蛘?，全局復(fù)位信號(hào)ARSET設(shè)定為0V，全局讀出信號(hào)Aread、讀出信號(hào)Readl、復(fù)位信號(hào)RESET設(shè)定為-1.0~-0.5V。結(jié)果，在光電變換層PAl中入射了強(qiáng)光的情況下，光電變換層PAl飽和。此時(shí)，飽和以上的信號(hào)電荷經(jīng)由柵極電極GEl向電源電位VDD流入，能夠防止光電變換層PAl中上溢的信號(hào)電荷向電荷蓄積層MAl流入(上溢流出構(gòu)造)。
[0072]另外，通過全局讀出信號(hào)Aread上升，光電變換層PAl中蓄積的信號(hào)電荷被讀出至電荷蓄積層MAl。此時(shí)，通過將光電變換層PAl和電荷蓄積層MAl的電勢(shì)設(shè)定為以雜質(zhì)擴(kuò)散層FHl —雜質(zhì)擴(kuò)散層M2 —雜質(zhì)擴(kuò)散層M3 —雜質(zhì)擴(kuò)散層FH8 —雜質(zhì)擴(kuò)散層FH9的順序變深，能夠?qū)⒐怆娮儞Q層PAl的信號(hào)電荷平滑地完全讀出。由電荷蓄積層MAl的雜質(zhì)擴(kuò)散層FH9溢出的信號(hào)電荷能夠在雜質(zhì)擴(kuò)散層FH8的大面積中蓄積。另外，雜質(zhì)擴(kuò)散層FH8與雜質(zhì)擴(kuò)散層FH5相接，因此能夠?qū)崿F(xiàn)大容量化。
[0073]在電荷蓄積層MAl的信號(hào)讀出前，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD的電勢(shì)較淺為0.5V，因此通過使復(fù)位電位VReset與電源電位VDD相同，并使復(fù)位信號(hào)RESET上升，來將浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD復(fù)位。另外，通過使讀出信號(hào)Readl上升，讀出電荷蓄積層MAl中蓄積的信號(hào)電荷。與電荷蓄積層MAl的雜質(zhì)擴(kuò)散層FH9的電勢(shì)相比浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD的電勢(shì)較深，因此能夠全部讀出電荷蓄積層MAl的信號(hào)電荷。讀出至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD的電荷由檢測(cè)晶體管TAl變換為電壓后，作為像素信號(hào)Vsigl輸出。
[0074]另外，通過將復(fù)位電位VReset設(shè)為0.2~0.5V，并使復(fù)位信號(hào)RESET上升，來將浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD設(shè)定為0.2~0、5V，并使檢測(cè)晶體管TAl截止。例如，在電源電位VDD設(shè)為
2.8V時(shí)，各柵極的導(dǎo) 通電壓通過設(shè)定為對(duì)電源電位VDD進(jìn)行升壓而得到的3.6V，能夠輸出大的信號(hào)電荷。
[0075]圖6是表示圖2的2像素I單元構(gòu)造的各部的動(dòng)作的定時(shí)圖。
[0076]在圖6中，在時(shí)刻t0，按照水平同步信號(hào)HD針對(duì)全部像素P同時(shí)使全局復(fù)位信號(hào)ARSET上升，從而從全部像素P的光電變換層PA1、PA2讀出信號(hào)，并排出至電源電位VDD。然后，通過全局復(fù)位信號(hào)ARSET下降，全部像素P的光電變換層PA1、PA2同時(shí)開始蓄積動(dòng)作。
[0077]在時(shí)刻tl，通過全部像素P的復(fù)位信號(hào)RESET12、RESET34、RESET56……以及讀出
信號(hào) Readl、Read2、Read3、Read4、Read5、Read6......同時(shí)上升，電荷蓄積層 MA1、MA2 中殘留
的多余的信號(hào)電荷(泄露電流或損傷等)經(jīng)由復(fù)位晶體管TBl向復(fù)位電位VReset排出。
[0078]其中，復(fù)位信號(hào)RESET12被供給至第I行以及第2行的像素P，復(fù)位信號(hào)RESET34被供給至第3行以及第4行的像素P，復(fù)位信號(hào)RESET56被供給至第5行以及第6行的像素P。讀出信號(hào)Readl被供給至第I行的像素P，讀出信號(hào)Read2被供給至第2行的像素P，讀出信號(hào)Read3被供給至第3行的像素P，讀出信號(hào)Read4被供給至第4行的像素P，讀出信號(hào)Read5被供給至第5行的像素P，讀出信號(hào)Read6被供給至第6行的像素P。
[0079]在時(shí)刻t2，針對(duì)全部像素P同時(shí)使全局讀出信號(hào)ARead上升，由光電變換層PA1、PA2進(jìn)行光電變換而蓄積的信號(hào)電荷被讀出至電荷蓄積層MA1、MA2。此時(shí)的蓄積時(shí)間taccl能夠由t2-t0給出。另外，此時(shí)通過垂直同步信號(hào)上升，幀從Fl切換為F2。
[0080]在時(shí)刻t3，通過復(fù)位信號(hào)RESET12上升，第I行以及第2行的像素P的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD中殘留的多余的信號(hào)電荷(泄露電流或損傷等)經(jīng)由復(fù)位晶體管TBl向復(fù)位電位VReset排出。此時(shí)的復(fù)位電位VReset電壓能夠設(shè)定為與電源電位VDD相同的電壓。[0081]在時(shí)刻t4，通過讀出信號(hào)Readl上升，第I行的電荷蓄積層MAl中蓄積的信號(hào)電荷被讀出至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD。被讀出至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD的信號(hào)電荷由檢測(cè)晶體管TAl變換為電壓，并作為像素信號(hào)Vsig輸出。此時(shí)，能夠通過獲得復(fù)位信號(hào)RESET12上升時(shí)的復(fù)位電平的像素信號(hào)Vsig與讀出信號(hào)Readl上升時(shí)的信號(hào)電平的像素信號(hào)Vsig之間的差量的⑶S動(dòng)作來僅提取圖像信號(hào)成分。
[0082]在時(shí)刻t5，通過復(fù)位信號(hào)RESET12上升，第I行以及第2行的像素P的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD中殘留的多余的信號(hào)電荷(泄露電流或損傷等)經(jīng)由復(fù)位晶體管TBl向復(fù)位電位VReset排出。此時(shí)的復(fù)位電位VReset電壓能夠設(shè)定為與電源電位VDD相同的電壓。
[0083]在時(shí)刻t6，通過讀出信號(hào)Read2上升，第2行的電荷蓄積層MA2中蓄積的信號(hào)電荷被讀出至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD。被讀出至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD的信號(hào)電荷由檢測(cè)晶體管TAl變換為電壓而得到的信號(hào)電平作為像素信號(hào)Vsig輸出。
[0084]在時(shí)刻t7，通過復(fù)位信號(hào)RESET12下降至0.5V以下，檢測(cè)晶體管TAl截止?；蛘撸部梢栽跈z測(cè)晶體管TAl的電源電位VDD側(cè)或垂直信號(hào)線Vlin側(cè)設(shè)置地址晶體管，通過使該地址晶體管截止來進(jìn)行斷開設(shè)定。
[0085]以下同樣，通過按每行在垂直方向上實(shí)施時(shí)刻t3至?xí)r刻t7的動(dòng)作，能夠針對(duì)全部像素P讀出電荷蓄積層MA1、MA2中蓄積的信號(hào)。
[0086]圖7是表示第2實(shí)施方式的2像素I單元構(gòu)造的概略構(gòu)成的電路圖。
[0087]在圖7中，在I單元中設(shè)有光電變換層？411、？412、電荷蓄積層祖八1、祖81、祖八2、MAB2、檢測(cè)晶體管TA2、復(fù)位晶體管TB2、讀出晶體管TCAl、TCB1、TCA2、TCB2、全局復(fù)位晶體管TE 11、TE 12、全局讀出晶體管TDA1、TDB1、TDA2、TDB2。另外，在檢測(cè)晶體管TA2與復(fù)位晶體管TB2與讀出晶體管TCA1、TCB1、TCA2、TCB2的連接點(diǎn)，形成有浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD作為檢測(cè)節(jié)點(diǎn)。在此，在光電變換層PAl 1、PAl2分別設(shè)有光電二極管HH1、PD12，在電荷蓄積層MAAl、MABl、MAA2、MAB2 分別設(shè)有二極管 MDAl、MDBl、MDA2、MDB2。
[0088]在此，可以為:光電變換層PA11、電荷蓄積層MAAUMAB1、讀出晶體管TCA1、TCB1、全局復(fù)位晶體管TEll以及全局讀出晶體管TDAUTDB1屬于I單元的一方的像素P，光電變換層PA12、電荷蓄積層MAA2、MAB2、讀出晶體管TCA2、TCB2、全局復(fù)位晶體管TE12以及全局讀出晶體管TDA2、TDB2屬于I單元的另一方的像素P。另外，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD、檢測(cè)晶體管TA2以及復(fù)位晶體管TB2由I單元的兩個(gè)像素P共用。
[0089]另外，全局讀出晶體管TDAl以及讀出晶體管TCAl串聯(lián)連接，全局讀出晶體管TDBl以及讀出晶體管TCBl串聯(lián)連接，這些串聯(lián)電路與全局復(fù)位晶體管TEll并聯(lián)連接。在全局復(fù)位晶體管TEll與全局讀出晶體管TDA1、TDBl的連接點(diǎn)連接有光電二極管PD11，在全局讀出晶體管TDAl與讀出晶體管TCAl的連接點(diǎn)連接有二極管MDAl。
[0090]另外，全局讀出晶體管TDA2以及讀出晶體管TCA2串聯(lián)連接，全局讀出晶體管TDB2以及讀出晶體管TCB2串聯(lián)連接，這些串聯(lián)電路與全局復(fù)位晶體管TE12并聯(lián)連接。在全局復(fù)位晶體管TE12與全局讀出晶體管TDA2、TDB2的連接點(diǎn)連接有光電二極管PD12，在全局讀出晶體管TDA2與讀出晶體管TCA2的連接點(diǎn)連接有二極管MDA2。
[0091 ] 讀出晶體管TCAl、TCBl、TCA2、TCB2的源極、檢測(cè)晶體管TA2的柵極和復(fù)位晶體管TB2的源極與浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD連接。
[0092]向全局復(fù)位晶體管TEl1、TE12的柵極輸入全局復(fù)位信號(hào)ARSET，向全局讀出晶體管TDA1、TDA2的柵極輸入全局讀出信號(hào)AReadA，向全局讀出晶體管TDB1、TDB2的柵極輸入全局讀出信號(hào)AReadB。向讀出晶體管TCA1、TCBU TCA2、TCB2的柵極分別輸入讀出信號(hào)ReadlA、ReadlB、Read2A、Read2B，向復(fù)位晶體管TB2的柵極輸入復(fù)位信號(hào)RESET。向復(fù)位晶體管TB2的漏極輸入復(fù)位電位VReset，向檢測(cè)晶體管TA2的漏極輸入電源電位VDD，從檢測(cè)晶體管TA2的源極向垂直信號(hào)線Vlin輸出像素信號(hào)Vsig。
[0093]在此，按每個(gè)光電變換層PAl、PA2并聯(lián)設(shè)置多個(gè)電荷蓄積層MAAl、MABl、MAA2、MAB2，能夠使飽和電子數(shù)成為2倍，或者得到蓄積時(shí)間不同的兩個(gè)信號(hào)，能夠擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍。另外，通過使蓄積時(shí)間具有差異而從光電變換層PAll向電荷蓄積層MAAl、MAB1讀出電荷，并由信號(hào)處理得到差量輸出，能夠僅得到運(yùn)動(dòng)的被攝體的信號(hào)。
[0094]圖8是表示圖7的2像素I單元構(gòu)造的布局構(gòu)成的俯視圖。
[0095]在圖8中，在單元CEll中設(shè)有光電變換層PA11、PA12以及電荷蓄積層MAA1、MAB1、MAA2、MAB2。在此，能夠?qū)⒐怆娮儞Q層PA11、PA12設(shè)于半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)?，并將電荷蓄積層MAA1、ΜΑΒΙ、MAA2、MAB2設(shè)于半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)?。光電變換層PAl1、PA12與電荷蓄積層MAA1、ΜΑΒΙ、MAA2、MAB2也可以至少一部分重疊。在光電變換層PA11、PA12上分別設(shè)有微透鏡ML11、ML12。微透鏡ML11、ML12能夠使向半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲岭姾尚罘e層MAAl、MABl、MAA2、MAB2而聚光至光電變換層PAl 1、PA12。
[0096]另外，在單元CE 11 中，設(shè)有柵極電極 GA2、GB2、GCA1、GCB1、GCA2、GCB2、GDA1、GDA2、⑶B2、⑶B2、GE 11、GE 12。這些柵極電極 GA2、GB2、GCA1、GCB1、GCA2、GCB2、GDA1、GDA2、GDA2、GDB2、GEl1、GE12能夠設(shè)于半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)??？梢允牵瑬艠O電極GA2構(gòu)成檢測(cè)晶體管TA2，柵極電極GB2構(gòu) 成復(fù)位晶體管TB2，柵極電極GCA1、GCB1、GCA2、GCB2分別構(gòu)成讀出晶體管TCA1、TCBU TCA2、TCB2，柵極電極GDA1、GDA2、GDA2、⑶B2分別構(gòu)成全局讀出晶體管TDAl、TDB1、TDA2、TDB2，柵極電極GE 11、GE 12分別構(gòu)成全局復(fù)位晶體管TE 11、TE 12。
[0097]在柵極電極GEll與柵極電極GDA1、⑶BI之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層--24，在柵極電極GDAl與柵極電極GCAl之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層冊(cè)30，在柵極電極GDBl與柵極電極GCBl之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH35，在柵極電極GE12與柵極電極GDA2、GDB2之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH33，在柵極電極GDA2與柵極電極GCA2之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH36，在柵極電極GDB2與柵極電極GCB2之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH34，在柵極電極GCA1、GCB1、GCA2、GCB2與柵極電極GB2之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層--31。隔著柵極電極GEll在雜質(zhì)擴(kuò)散層--24的相反側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH27，隔著柵極電極GE 12在雜質(zhì)擴(kuò)散層--33的相反側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH37，隔著柵極電極GB2在雜質(zhì)擴(kuò)散層--31的相反側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層--32。在柵極電極GA2的兩側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層--38、--39。
[0098]在此，光電變換層PA11、PA12能夠配置為相對(duì)于檢測(cè)晶體管TA2在列方向⑶上對(duì)稱，電荷蓄積層MAAl、MABl和電荷蓄積層MAA2、MAB2能夠配置為相對(duì)于檢測(cè)晶體管TA2在列方向⑶上對(duì)稱。讀出晶體管TCAUTCBU TCA2、TCB2、全局讀出晶體管TDAUTDBU TDA2、TDB2以及全局復(fù)位晶體管TE11、TE12能夠配置為相對(duì)于檢測(cè)晶體管TA2在列方向⑶上分別對(duì)稱。柵極電極GCA1、GCBU GDAU⑶BI能夠分別配置在四邊形的各邊，柵極電極GB2、GEll能夠分別配置在該四邊形的相互對(duì)置的對(duì)角位置。柵極電極GCA2、GCB2、GDA2、⑶B2能夠分別配置在四邊形的各邊，柵極電極GB2、GE12能夠分別配置在該四邊形的相互對(duì)置的對(duì)角位置。[0099]單元CE11、CE12能夠配置為在相對(duì)于列方向⑶傾斜45°的方向上相鄰。
[0100]傳送全局復(fù)位信號(hào)ARSET的布線與柵極電極GE11、GE12連接，傳送全局讀出信號(hào)AReadA的布線與柵極電極GDA1、GDA2連接，傳送全局讀出信號(hào)AReadB的布線與柵極電極⑶B1、⑶B2連接，傳送復(fù)位電位VReset的布線與雜質(zhì)擴(kuò)散層--32連接，傳送電源電位VDD的布線與雜質(zhì)擴(kuò)散層冊(cè)27、FH39連接，傳送像素信號(hào)Vsig2的布線與雜質(zhì)擴(kuò)散層--38連接，傳送讀出信號(hào)ReadlA的布線與柵極電極GCAl連接,傳送讀出信號(hào)ReadlB的布線與柵極電極GCBl連接，傳送讀出信號(hào)Read2A的布線與柵極電極GCA2連接，傳送讀出信號(hào)Read2B的布線與柵極電極GCB2連接，傳送復(fù)位信號(hào)RESET的布線與柵極電極GB2連接。柵極電極GA2與雜質(zhì)擴(kuò)散層--31連接。
[0101]在此，通過將單元CE11、CE12配置為在相對(duì)于列方向⑶傾斜45°的方向上相鄰，能夠在單元CEl1、CE12間共用傳送讀出信號(hào)ReadlA、ReadlB, Read2A、Read2B的布線和傳送復(fù)位信號(hào)RESET的布線。因此，無(wú)需在單元CE11、CE12間個(gè)別設(shè)置傳送讀出信號(hào)ReadlA、ReadlB, Read2A、Read2B的布線和傳送復(fù)位信號(hào)RESET的布線，能夠減少布線數(shù)。
[0102]圖9是以圖8的B1-B2線切斷而成的截面圖。
[0103]在圖9中，在半導(dǎo)體基板SB2的背面?zhèn)刃纬捎须s質(zhì)擴(kuò)散層FH21，在半導(dǎo)體基板SB2的背面?zhèn)鹊淖钌蠈有纬捎须s質(zhì)擴(kuò)散層FH20。在半導(dǎo)體基板SB2的表面?zhèn)刃纬捎蠵阱--25，在P阱--25內(nèi)形成有P阱--26。P阱--25能夠與P阱--26相比使雜質(zhì)濃度更高。在P阱FH26上，形成有柵極電極GB2、GCA1、GDA1、GE11。另外，在P阱Π126內(nèi)，在柵極電極GE11、GDAl間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層--24，在柵極電極GDAUGCA1間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層冊(cè)30，在柵極電極GCA1、GB2間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層--31。另外，在P阱--26內(nèi)，隔著柵極電極GEll在雜質(zhì)擴(kuò)散層FH24的相反側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層冊(cè)26，隔著柵極電極GB2在雜質(zhì)擴(kuò)散層--31的相反側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH32。在雜質(zhì)擴(kuò)散層--24、FH21間在深度方向上依次形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH23、--22。在P阱--26內(nèi)，在雜質(zhì)擴(kuò)散層--30下在深度方向上依次形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層冊(cè)29、FH28。其中，能夠?qū)㈦s質(zhì)擴(kuò)散層Π12UFH22.FH23, FH27, FH28、FH29,FH3UFH32設(shè)為η型，并將雜質(zhì)擴(kuò)散層--20、Π124、Π130設(shè)為ρ型。雜質(zhì)擴(kuò)散層Π121、Π122、Π123能夠設(shè)為雜質(zhì)濃度依次增高。雜質(zhì)擴(kuò)散層FH29JH28能夠設(shè)為雜質(zhì)濃度依次增高。光電變換層PAll和電荷蓄積層MAAl能夠配置為至少一部分重疊。其中，光電變換層PAll和電荷蓄積層MAAl能夠由P阱--25分離。
[0104]在半導(dǎo)體基板SB2的背面?zhèn)龋陔s質(zhì)擴(kuò)散層FH20上設(shè)有透明層EL11，在透明層ELll上經(jīng)由濾色器FLll設(shè)有微透鏡ML11。在透明層ELll中埋入有遮光層SL11。微透鏡MLll能夠使向半導(dǎo)體基板SB2的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲岭姾尚罘e層MAAl而聚光至光電變換層ΡΑ11。遮光層SLll能夠進(jìn)行遮光以使向半導(dǎo)體基板SB2的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲岭姾尚罘e層MAAl。透明層ELll能夠增大光電變換層PAll與微透鏡MLlI的間隔，縮小向光電變換層PAll入射的光的入射角。
[0105] 在此，光電變換層PAll和電荷蓄積層MAAl通過配置為至少一部分重疊，能夠?qū)?yīng)于全局快門構(gòu)造，并且實(shí)現(xiàn)像素P的微細(xì)化。另外，通過在半導(dǎo)體基板SB2的背面?zhèn)仍O(shè)置遮光層SLlI，能夠使得向半導(dǎo)體基板SB2的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲岭姾尚罘e層MAAl。進(jìn)而，通過在半導(dǎo)體基板SB2的背面?zhèn)仍O(shè)置透明層EL11，能夠縮小向光電變換層PAll入射的光的入射角，能夠防止向光電變換層PAll聚光的光漏到電荷蓄積層ΜΑΑ1。另外，通過在半導(dǎo)體基板SB2的背面?zhèn)鹊淖钌蠈有纬呻s質(zhì)擴(kuò)散層FH20，能夠減輕向電荷蓄積層MAAl的泄露電流。
[0106]另外，通過在半導(dǎo)體基板SB2的表面?zhèn)葘阱設(shè)為2層構(gòu)造，并使分離光電變換層PAll與電荷蓄積層MAAl的P阱--25的雜質(zhì)濃度高于形成溝道的P阱--26的雜質(zhì)濃度，能夠提高光電變換層PAll與電荷蓄積層MAAl的分離性。另外，通過設(shè)置P阱冊(cè)25，能夠增加光電變換層PAl I以及電荷蓄積層MAAl的容量，能夠增大飽和電子數(shù)，并且能夠?qū)⒐怆娮儞Q層PAll與電荷蓄積層MAAl的邊界上產(chǎn)生的電荷容易地取入光電變換層PAlI。
[0107]其中，圖9的光電變換層以及電荷蓄積層的雜質(zhì)擴(kuò)散層的電勢(shì)分布與圖5 (b)相同。在此，雜質(zhì)擴(kuò)散層FH21、FH22, FH23通過設(shè)定為雜質(zhì)濃度依次增高，從半導(dǎo)體基板SB2的背面?zhèn)认虮砻鎮(zhèn)刃纬呻妱?shì)梯度。因此，能夠?qū)⒐怆娮儞Q層PAll的背面?zhèn)犬a(chǎn)生的電荷匯聚至表面?zhèn)?，能夠從光電變換層PAll向電荷蓄積層MAAl平滑地傳送電荷。
[0108]圖10是表示圖7的2像素I單元構(gòu)造的各部的動(dòng)作的定時(shí)圖。
[0109]在圖10中，在時(shí)刻t0，按照水平同步信號(hào)HD針對(duì)全部像素P同時(shí)使全局復(fù)位信號(hào)ARSET上升，由此從全部像素P的光電變換層PAl、PA2讀出信號(hào)，并向電源電位VDD排出。然后，通過全局復(fù)位信號(hào)ARSET下降，全部像素P的光電變換層PA1、PA2同時(shí)開始蓄積動(dòng)作。
[0110]在時(shí)刻tl，通過全部像素P的復(fù)位信號(hào)RESET12、RESET34、RESET56……以及讀出
信號(hào)ReadlA、Read2A、Read3A、Read4A......同時(shí)上升，電荷蓄積層MAA1、MAA2中殘留的多余 的信號(hào)電荷(泄露電流或損傷等)經(jīng)由復(fù)位晶體管TB2向復(fù)位電位VReset排出。
[0111]其中，讀出信號(hào)ReadlA被供給至第I行的像素P的電荷蓄積層MAA1，讀出信號(hào)Read2A被供給至第2行的像素P的電荷蓄積層MAA2，讀出信號(hào)Read3A被供給至第3行的像素P的電荷蓄積層MAA1，讀出信號(hào)Read4A被供給至第4行的像素P的電荷蓄積層MAA2。
[0112]在時(shí)刻t2，通過針對(duì)全部像素P同時(shí)使全局讀出信號(hào)AReadA上升，由光電變換層PA11、PA12進(jìn)行光電變換而蓄積的信號(hào)電荷被讀出至電荷蓄積層MAA1、MAA2。此時(shí)的蓄積時(shí)間taccll能夠由t2_t0給出。
[0113]在時(shí)刻t3，通過全部像素P的復(fù)位信號(hào)RESET12、RESET34、RESET56……以及讀出
信號(hào)ReadlB、Read2B、Read3B、Read4B......同時(shí)上升，電荷蓄積層MAB1、MAB2中殘留的多余
的信號(hào)電荷(泄露電流或損傷等)經(jīng)由復(fù)位晶體管TB2向復(fù)位電位VReset排出。
[0114]其中，讀出信號(hào)ReadlB被供給至第I行的像素P的電荷蓄積層MAB1，讀出信號(hào)Read2B被供給至第2行的像素P的電荷蓄積層MAB2，讀出信號(hào)Read3B被供給至第3行的像素P的電荷蓄積層MABl，讀出信號(hào)Read4A被供給至第4行的像素P的電荷蓄積層MAB2。
[0115]在時(shí)刻t4，通過針對(duì)全部像素P同時(shí)使全局讀出信號(hào)AReadB上升，由光電變換層PA11、PA12進(jìn)行光電變換而蓄積的信號(hào)電荷被讀出至電荷蓄積層MAB1、MAB2。此時(shí)的蓄積時(shí)間taccl2能夠由t2-t4給出。另外，此時(shí)通過垂直同步信號(hào)上升，幀從Fl切換至F2。
[0116]在時(shí)刻t5，通過復(fù)位信號(hào)RESET12上升，第I行以及第2行的像素P的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD中殘留的多余的信號(hào)電荷(泄露電流或損傷等)經(jīng)由復(fù)位晶體管TB2向復(fù)位電位VReset排出。此時(shí)的復(fù)位電位VReset電壓能夠設(shè)定為與電源電位VDD相同的電壓。
[0117]在時(shí)刻t6，通過讀出信號(hào)ReadlA上升，第I行的電荷蓄積層MAAl中蓄積的信號(hào)電荷被讀出至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD。被讀出至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD的信號(hào)電荷由檢測(cè)晶體管TA2變換為電壓，并作為像素信號(hào)Vsig輸出。此時(shí)，能夠通過獲得復(fù)位信號(hào)RESET12上升時(shí)的復(fù)位電平的像素信號(hào)Vsig與讀出信號(hào)Readl上升時(shí)的信號(hào)電平的像素信號(hào)Vsig之間的差量的CDS動(dòng)作，僅提取圖像信號(hào)成分。
[0118]在時(shí)刻t7，通過復(fù)位信號(hào)RESET12上升，第I行以及第2行的像素P的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD中殘留的多余的信號(hào)電荷(泄露電流或損傷等)經(jīng)由復(fù)位晶體管TB2向復(fù)位電位VReset排出。此時(shí)的復(fù)位電位VReset電壓能夠設(shè)定為與電源電位VDD相同的電壓。
[0119]在時(shí)刻t8,通過讀出信號(hào)ReadlB上升,第I行的電荷蓄積層MABl中蓄積的信號(hào)電荷被讀出至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD。被讀出至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD的信號(hào)電荷由檢測(cè)晶體管TA2變換為電壓，并作為信號(hào)電平的像素信號(hào)Vsig輸出。
[0120]同樣，通過在時(shí)刻t9至?xí)r刻tl2實(shí)施同樣的動(dòng)作，讀出第2行的電荷蓄積層MAA2、MAB2中蓄積的信號(hào)電荷。
[0121]在時(shí)刻tl3，通過復(fù)位信號(hào)RESET12下降至0.5V以下，檢測(cè)晶體管TA2截止。或者，也可以在檢測(cè)晶體管TA2的電源電位VDD側(cè)或垂直信號(hào)線Vlin側(cè)設(shè)置地址晶體管，通過使該地址晶體管截止來進(jìn)行斷開設(shè)定。
[0122]以下同樣，通過按每行在垂直方向上實(shí)施時(shí)刻t5至?xí)r刻tl3的動(dòng)作，能夠針對(duì)全部像素P讀出電荷蓄積層MAAl、MAB1、MAA2、MAB2中蓄積的信號(hào)。
[0123]在圖10的實(shí)施方式例中，在幀F(xiàn)l的蓄積時(shí)間Taccl中，光電變換層PA11、PA12中的蓄積動(dòng)作實(shí)施2次(蓄積時(shí)間taccll和蓄積時(shí)間taccl2)。能夠自由設(shè)定這2分割的蓄積時(shí)間taccll、taccl2之比。通過使蓄積時(shí)間taccll、taccl2相等,能夠得到光電變換層PA11、PA12的飽和信號(hào)量的約2倍的信號(hào)。
[0124]圖11是擴(kuò)大表示圖10的時(shí)刻t5至?xí)r刻tl3的部分的定時(shí)圖。
[0125]在圖11中，在時(shí)刻t5，通過復(fù)位信號(hào)RESET12上升，第I行以及第2行的像素P的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD中殘留的多余的信號(hào)電荷(泄露電流或損傷等)經(jīng)由復(fù)位晶體管TB2向復(fù)位電位VReset排出。然后，對(duì)復(fù)位電平的像素信號(hào)Vsig與基準(zhǔn)電壓VREF進(jìn)行比較，進(jìn)行向下計(jì)數(shù)直到復(fù)位電平的像素信號(hào)Vsig與基準(zhǔn)電壓VREF的電平一致為止。
[0126]在時(shí)刻t6,通過讀出信號(hào)ReadlA上升,第I行的電荷蓄積層MAAl中蓄積的信號(hào)電荷被讀出至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD。然后，對(duì)信號(hào)電平的像素信號(hào)Vsig與基準(zhǔn)電壓VREF進(jìn)行比較，此時(shí)進(jìn)行向上計(jì)數(shù)直到信號(hào)電平的像素信號(hào)Vsig與基準(zhǔn)電壓VREF的電平一致為止，由此信號(hào)電平的像素信號(hào)Vsig與復(fù)位電平的像素信號(hào)Vsig的差量被變換為僅圖像信號(hào)成分的數(shù)字值。
[0127]在時(shí)刻t7，不復(fù)位計(jì)數(shù)結(jié)果，而通過復(fù)位信號(hào)RESET12上升，第I行以及第2行的像素P的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD中殘留的多余的信號(hào)電荷(泄露電流或損傷等)經(jīng)由復(fù)位晶體管TB2向復(fù)位電位VReset排出。然后，對(duì)復(fù)位電平的像素信號(hào)Vsig與基準(zhǔn)電壓VREF進(jìn)行比較，進(jìn)行向下計(jì)數(shù)直到復(fù)位電平的像素信號(hào)Vsig與基準(zhǔn)電壓VREF的電平一致為止。
[0128]在時(shí)刻t8,通過讀出信號(hào)ReadlB上升,第I行的電荷蓄積層MABl中蓄積的信號(hào)電荷被讀出至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD。然后，對(duì)信號(hào)電平的像素信號(hào)Vsig與基準(zhǔn)電壓VREF進(jìn)行比較，此時(shí)進(jìn)行向上計(jì)數(shù)直到信號(hào)電平的像素信號(hào)Vsig與基準(zhǔn)電壓VREF的電平一致為止，由此信號(hào)電平的像素信號(hào)Vsig與復(fù)位電平的像素信號(hào)Vsig的差量被變換為數(shù)字值，并作為輸出信號(hào)OUTl輸出。該輸出信號(hào)OUTl為電荷蓄積層MAA1、MABl的信號(hào)的相加值，能夠得到光電變換層PAll的飽和量的約2倍的信號(hào)(水平期間Hl )。
[0129]針對(duì)第2行的像素P，也通過在時(shí)刻t9至tl2中與時(shí)刻t5至t8相同地動(dòng)作，能夠得到輸出信號(hào)0UT2，能夠達(dá)到光電變換層PA12的約2倍的飽和信號(hào)(水平期間H2)。
[0130]圖12是擴(kuò)大表示第3實(shí)施方式的2像素I單元構(gòu)造中的與圖10的時(shí)刻t5至?xí)r亥Ij tl3對(duì)應(yīng)的部分的定時(shí)圖。其中，在圖11的實(shí)施方式中，說明了對(duì)電荷蓄積層MAAUMAB1的信號(hào)進(jìn)行相加并輸出的方法，但在圖12的實(shí)施方式中，說明個(gè)別輸出電荷蓄積層MAA1、MABl的信號(hào)的方法。
[0131]在圖12中，由閂鎖電路Rl保持電荷蓄積層MAAl的輸出信號(hào)0UT11。由閂鎖電路R2保持電荷蓄積層MABl的輸出信號(hào)0UT12。然后，在從水平期間Hl切換至水平期間H2時(shí)，將閂鎖電路Rl、R2中保持的值分別輸入至行存儲(chǔ)器LM1、LM2。然后，由下一個(gè)水平同步信號(hào)依次同時(shí)讀出，實(shí)施寬動(dòng)態(tài)范圍用的信號(hào)處理。
[0132]例如，通過與蓄積時(shí)間的長(zhǎng)度的差異相應(yīng)地乘以數(shù)字增益，能夠使其成為相同的信號(hào)量，以兩個(gè)信號(hào)成為線形的方式進(jìn)行合成。蓄積時(shí)間之比能夠設(shè)定為taCC12/taCCll=1/4、1/8、1/16、1/32等。此時(shí)的數(shù)字增益通過對(duì)蓄積時(shí)間taccl2的信號(hào)乘以4、8，16、32倍而得到線形的斜率。在蓄積時(shí)間taccll的信號(hào)飽和的情況下，能夠切換至對(duì)蓄積時(shí)間taccl2的信號(hào)乘以增益而得到的信號(hào)并輸出。結(jié)果，能夠得到將動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大至4、8、16、32倍的信號(hào)。
[0133]圖13 Ca)是表示應(yīng)用于第3實(shí)施方式的2像素I單元構(gòu)造的輸出合成部的概略構(gòu)成的框圖，圖13 (b)是表示應(yīng)用于第4實(shí)施方式的2像素I單元構(gòu)造的輸出合成部的概略構(gòu)成的框圖。
[0134]在圖13 (a)中，如圖12所示對(duì)來自電荷蓄積層MAAl、MABl的信號(hào)不是在計(jì)數(shù)器中相加而是保存在分別的行存儲(chǔ)器中，也可以在數(shù)字加法電路11中對(duì)從該行存儲(chǔ)器讀出的信號(hào)進(jìn)行相加，并得到2倍的飽和信號(hào)。
[0135]在圖13 (b)中，例如在將蓄積時(shí)間taccll、taccl2之比設(shè)為16:1的情況下，在乘法器12中使電荷蓄積層MABl的輸出信號(hào)成為16倍,在比較電路13中與電荷蓄積層MAAl的輸出信號(hào)比較。此時(shí)，直到電荷蓄積層MAAl的輸出飽和緊前為止，能夠以能夠設(shè)定為電荷蓄積層MAAl的輸出的方式設(shè)定閾值。在電荷蓄積層MAAl的輸出為設(shè)定的閾值以上的電平時(shí)，與電荷蓄積層MABl的輸出的16倍的信號(hào)進(jìn)行比較,在電荷蓄積層MABl的輸出的16倍的信號(hào)較大的情況下，通過由開關(guān)14選擇電荷蓄積層MABl的輸出的16倍的信號(hào)，能夠得到動(dòng)態(tài)范圍被線形化的擴(kuò)大至14bit的信號(hào)。
[0136]圖14是表示應(yīng)用于第5實(shí)施方式的2像素I單元構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部的概略構(gòu)成的框圖。
[0137]在圖14中，在運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模式中，能夠使用攝影時(shí)刻不同的兩個(gè)信號(hào)的差量來判斷被攝體中是否包含有運(yùn)動(dòng)物體。
[0138]例如，在使蓄積時(shí)間taccll、taccl2相互相等時(shí)，通過由減法器21計(jì)算來自電荷蓄積層MAAl、MABl的信號(hào)的差量，能夠僅提取運(yùn)動(dòng)的被攝體的邊緣信號(hào)。由絕對(duì)值計(jì)算部22計(jì)算該信號(hào)的差量的絕對(duì)值，并輸入至運(yùn)動(dòng)判定部24。在運(yùn)動(dòng)判定部24中，對(duì)大于閾值設(shè)定部23中設(shè)定的電平的信號(hào)的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，在該計(jì)數(shù)數(shù)量多于設(shè)定的閾值的情況下，能夠檢測(cè)為存在運(yùn)動(dòng)的被攝體。[0139]圖15是表示第6實(shí)施方式的2像素I單元構(gòu)造的各部的動(dòng)作的定時(shí)圖。
[0140]在圖15中，在時(shí)刻t20，對(duì)圖10的全局復(fù)位信號(hào)ARSET附加脈沖。由此，能夠在蓄積時(shí)間taccll與蓄積時(shí)間taccl2之間設(shè)置時(shí)間差，能夠提高運(yùn)動(dòng)檢測(cè)精度。尤其是針對(duì)運(yùn)動(dòng)緩慢的被攝體，通過在蓄積時(shí)間taccll與蓄積時(shí)間taccl2之間增長(zhǎng)時(shí)間差，能夠提高檢測(cè)能力。
[0141]圖16是表示第7實(shí)施方式的2像素I單元構(gòu)造的概略構(gòu)成的電路圖。
[0142]在圖16中，在I單元中，設(shè)有光電變換層PA21、PA22、電荷蓄積層MA21、MA22、檢測(cè)晶體管TA3、復(fù)位晶體管TB3、讀出晶體管TC21、TC22、全局復(fù)位晶體管TE21、TE22、全局讀出柵極TD21、TD22。另外，在檢測(cè)晶體管TA3與復(fù)位晶體管TB3與讀出晶體管TC21、TC22的連接點(diǎn)形成有浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD作為檢測(cè)節(jié)點(diǎn)。在此，在光電變換層PA21、PA22分別設(shè)有光電二極管H)21、PD22，在電荷蓄積層嫩21、嫩22分別設(shè)有電荷耦合層1?21、1?22。
[0143]在此，可以是，光電變換層PA21、電荷蓄積層MA21、讀出晶體管TC21、全局復(fù)位晶體管TE21以及全局讀出柵極TD21屬于I單元的一方的像素P，光電變換層PA22、電荷蓄積層MA22、讀出晶體管TC22、全局復(fù)位晶體管TE22以及全局讀出柵極TD22屬于I單元的另一方的像素P。另外，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD、檢測(cè)晶體管TA3以及復(fù)位晶體管TB3由I單元的兩個(gè)像素P共用。
[0144]另外，全局復(fù)位晶體管TE21、全局讀出柵極TD21以及讀出晶體管TC21串聯(lián)連接。在全局復(fù)位晶體管TE21與全局讀出柵極TD21的連接點(diǎn)上連接有光電二極管TO21，在全局讀出柵極TD21上耦合有電荷耦合層MD21。
[0145]另外，全局復(fù)位晶體管TE22、全局讀出柵極TD22以及讀出晶體管TC22串聯(lián)連接。在全局復(fù)位晶體管TE22與全局讀出柵極TD22的連接點(diǎn)上連接有光電二極管TO22，在全局讀出柵極TD22上耦合有電荷耦合層MD22。
[0146]讀出晶體管TC21、TC22的源極、檢測(cè)晶體管TA3的柵極和復(fù)位晶體管TB3的源極與浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD連接。
[0147]向全局復(fù)位晶體管TE21、TE22的柵極輸入全局復(fù)位信號(hào)ARSET，向全局讀出柵極TD2UTD22輸入全局讀出信號(hào)ARead。向讀出晶體管TC21、TC22的柵極分別輸入讀出信號(hào)ReadURead2,向復(fù)位晶體管TB3的柵極輸入復(fù)位信號(hào)RESET。向復(fù)位晶體管TB3的漏極輸入復(fù)位電位VReset，向檢測(cè)晶體管TA3的漏極輸入電源電位VDD，從檢測(cè)晶體管TA31的源極向垂直信號(hào)線Vlin輸出像素信號(hào)Vsig。
[0148]在此，通過按每個(gè)光電變換層PA21、PA22設(shè)置電荷蓄積層MA21、MA22，同時(shí)開始全部像素P的光電變換層PA21、PA22的電荷蓄積動(dòng)作，并從全部像素P的光電變換層PA21、PA22向電荷蓄積層MA21、MA22同時(shí)讀出電荷，在被攝體運(yùn)動(dòng)的情況下，也能夠避免被攝體被傾斜攝像的卷簾快門失真。
[0149]圖17是表示圖16的2像素I單元構(gòu)造的布局構(gòu)成的俯視圖。
[0150]在圖17中，在單元CE21中設(shè)有光電變換層PA21、PA22以及電荷蓄積層MA21、MA22。在此，光電變換層PA21、PA22設(shè)于半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)?，電荷蓄積層MA21、MA22設(shè)于半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)取９怆娮儞Q層PA21、PA22與電荷蓄積層MA21、MA22也可以至少一部分重疊。在光電變換層PA21、PA22上分別設(shè)有微透鏡ML21、ML22。微透鏡ML21、ML22能夠使向半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲岭姾尚罘e層MA21、MA22而聚光至光電變換層PA21、PA22。
[0151]另外，在單元CE21中設(shè)有柵極電極GA3、GB3、GC3、GC4、⑶3、⑶4、GE3、GE4。這些柵極電極GA3、GB3、GC3、GC4、⑶3、⑶4、GE3、GE4能夠設(shè)于半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)取？梢允?，柵極電極GA3構(gòu)成檢測(cè)晶體管TA3，柵極電極GB3構(gòu)成復(fù)位晶體管TB3，柵極電極GC3、GC4分別構(gòu)成讀出晶體管TC21、TC22，柵極電極⑶3、⑶4分別構(gòu)成全局讀出柵極TD21、TD22，柵極電極GE3、GE4分別構(gòu)成全局復(fù)位晶體管TE21、TE22。
[0152]在柵極電極GE3、GE4與柵極電極GA3之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH47，在柵極電極GE3與柵極電極GD3之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH44，在柵極電極GD3與柵極電極GC3之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH46，在柵極電極GC3、GC4與柵極電極GB3之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層--51，在柵極電極GE4與柵極電極GD4之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH53，在柵極電極GD4與柵極電極GC4之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH46。隔著柵極電極GA3在雜質(zhì)擴(kuò)散層FH47的相反側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH57，隔著柵極電極GB3在雜質(zhì)擴(kuò)散層--51的相反側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層--52。在柵極電極GD3下形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH48、FH49、ni50，在柵極電極GD4下形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層 FH54、FH55、FH56。
[0153]在此，光電變換層PA21、PA22能夠配置為相對(duì)于檢測(cè)晶體管TA3在列方向⑶上對(duì)稱，電荷蓄積層MA21、MA22能夠配置為相對(duì)于檢測(cè)晶體管TA3在列方向CD上對(duì)稱。讀出晶體管TC21、TC22、全局讀出柵極TD21、TD22以及全局復(fù)位晶體管TE21、TE22能夠配置為相對(duì)于檢測(cè)晶體管TA3在列方向CD上分別對(duì)稱。檢測(cè)晶體管TA3能夠配置為由讀出晶體管TC21、TC22、全局讀出柵極TD21、TD22以及全局復(fù)位晶體管TE21、TE22包圍。單元CE21、CE22能夠配置為在相對(duì)于列方向⑶傾斜45°的方向上相鄰。
[0154]傳送全局復(fù)位信號(hào)ARSET的布線與柵極電極GE3、GE4連接,傳送全局讀出信號(hào)ARead的布線與柵極電 極⑶3、⑶4連接，傳送復(fù)位電位VReset的布線與雜質(zhì)擴(kuò)散層--52連接，傳送電源電位VDD的布線與雜質(zhì)擴(kuò)散層FH47連接，傳送像素信號(hào)Vsigl的布線與雜質(zhì)擴(kuò)散層FH57連接，傳送讀出信號(hào)Readl的布線與柵極電極GC3連接，傳送讀出信號(hào)Read2的布線與柵極電極GC4連接，傳送復(fù)位信號(hào)RESET的布線與柵極電極GB3連接。柵極電極GA3與雜質(zhì)擴(kuò)散層--51連接。
[0155]在此，單元CE21、CE22通過配置為在相對(duì)于列方向⑶傾斜45°的方向上相鄰，能夠在單元CE21、CE22間共用傳送讀出信號(hào)Readl、Read2的布線與傳送復(fù)位信號(hào)RESET的布線。因此，無(wú)需在單元CE21、CE22間個(gè)別設(shè)置傳送讀出信號(hào)Readl、Read2的布線和傳送復(fù)位信號(hào)RESET的布線，能夠減少布線數(shù)。
[0156]圖18是以圖17的C1-C2線切斷而成的截面圖。
[0157]在圖18中，在半導(dǎo)體基板SB3的背面?zhèn)刃纬捎须s質(zhì)擴(kuò)散層FH41，在半導(dǎo)體基板SB3的背面?zhèn)鹊淖钌蠈有纬捎须s質(zhì)擴(kuò)散層FH40。在半導(dǎo)體基板SB3的表面?zhèn)刃纬捎蠵阱FH45，在P阱FH45內(nèi)形成有P阱FH46。P阱FH45能夠與P阱FH46相比使雜質(zhì)濃度更高。在P阱FH46上，形成有柵極電極GB3、GC3、⑶3、GE3。另外，在P阱FH46內(nèi)，在柵極電極GE3、⑶3間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH44，在柵極電極⑶1下形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH46、FH48、FH49、FH50，在柵極電極GC3、GB3間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層--51。另外，在P阱FH46內(nèi)，隔著柵極電極GE3在雜質(zhì)擴(kuò)散層FH44的相反側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH46，隔著柵極電極GB3在雜質(zhì)擴(kuò)散層FH51的相反側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層冊(cè)52。在雜質(zhì)擴(kuò)散層FH44JH41間在深度方向上依次形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH43、FH42。其中，能夠?qū)㈦s質(zhì)擴(kuò)散層FH41、FH42、FH43、FH47、FH48、FH49.FH50.FH5UFH52設(shè)為η型，并將雜質(zhì)擴(kuò)散層FH40、FH44設(shè)為p型。雜質(zhì)擴(kuò)散層FH41、FH42、FH43能夠設(shè)為雜質(zhì)濃度依次增高。雜質(zhì)擴(kuò)散層FH48、FH49、FH50能夠設(shè)為雜質(zhì)濃度依次增高。光電變換層PA21與電荷蓄積層MA21能夠配置為至少一部分重疊。其中，光電變換層PA21與電荷蓄積層MA21能夠由P阱FH45分離。
[0158]在半導(dǎo)體基板SB3的背面?zhèn)?，在雜質(zhì)擴(kuò)散層FH40上設(shè)有透明層EL21，在透明層EL21上隔著濾色器FL21設(shè)有微透鏡ML21。在透明層EL21中埋入有遮光層SL21。微透鏡ML21能夠使向半導(dǎo)體基板SB3的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲岭姾尚罘e層M21而聚光至光電變換層PA21。遮光層SL21能夠進(jìn)行遮光以使向半導(dǎo)體基板SB3的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲岭姾尚罘e層MA21。透明層EL21能夠擴(kuò)大光電變換層PA21與微透鏡ML21的間隔，并縮小向光電變換層PA21入射的光的入射角。
[0159]在此，光電變換層PA21與電荷蓄積層MA21通過配置為至少一部分重疊，能夠?qū)?yīng)于全局快門構(gòu)造，并且實(shí)現(xiàn)像素P的微細(xì)化。另外，通過在半導(dǎo)體基板SB3的背面?zhèn)仍O(shè)置遮光層SL21，能夠使向半導(dǎo)體基板SB3的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲岭姾尚罘e層MA21。進(jìn)而，通過在半導(dǎo)體基板SB3的背面?zhèn)仍O(shè)置透明層EL21，能夠縮小向光電變換層PA21入射的光的入射角，能夠防止向光電變換層PA21聚光的光漏到電荷蓄積層MA21。另外，通過在半導(dǎo)體基板SB3的背面?zhèn)鹊淖钌蠈有纬呻s質(zhì)擴(kuò)散層FH40，能夠減輕向電荷蓄積層MA21的泄露電流。
[0160]另外，通過在半導(dǎo)體基板SB3的表面?zhèn)葘阱設(shè)為2層構(gòu)造，并使分離光電變換層PA21與電荷蓄積層MA21的P阱FH45的雜質(zhì)濃度高于形成溝道的P阱FH46的雜質(zhì)濃度，能夠提高光電變換層PA21與電荷蓄積層MA21的分離性。另外，通過設(shè)置P阱冊(cè)45，能夠增加光電變換層PA21以及電荷蓄積層MA21的容量，能夠增大飽和電子數(shù)，并且能夠?qū)⒐怆娮儞Q層PA21與電荷蓄積層MA21的邊界上產(chǎn)生的電荷容易地取入光電變換層PA21。
[0161]圖19 (a)是在水平方向上展開圖18的光電變換層的雜質(zhì)擴(kuò)散層而成的構(gòu)成的截面圖，圖19 (b)是表示圖19 Ca)的構(gòu)成的電勢(shì)分布的圖。
[0162]在圖19 (a)中，雜質(zhì)擴(kuò)散層FH41、FH42、FH43通過設(shè)定為雜質(zhì)濃度依次增高，從半導(dǎo)體基板SB3的背面?zhèn)认虮砻鎮(zhèn)刃纬呻妱?shì)梯度。因此，能夠?qū)⒐怆娮儞Q層PA21的背面?zhèn)犬a(chǎn)生的電荷匯集至表面?zhèn)?，能夠從光電變換層PA21向電荷蓄積層MA21平滑地傳送電荷。
[0163]圖20是表示第8實(shí)施方式的2像素I單元構(gòu)造的概略構(gòu)成的電路圖。
[0164]在圖20中，在I單元中設(shè)有光電變換層PA31、PA32、電荷蓄積層MAA3、MAB3、MAA4、MAB4、檢測(cè)晶體管TA4、復(fù)位晶體管TB4、讀出晶體管TCA3、TCB3、TCA4、TCB4、全局復(fù)位晶體管TE31、TE32、全局讀出柵極TDA3、TDB3、TDA4、TDB4。另外，在檢測(cè)晶體管TA4與復(fù)位晶體管TB4與讀出晶體管TCA3、TCB3、TCA4、TCB4的連接點(diǎn)，形成有浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD作為檢測(cè)節(jié)點(diǎn)。在此，在光電變換層PA31、PA32分別設(shè)有光電二極管H)31、PD32，在電荷蓄積層MAA3、MAB3、MAA4、MAB4 分別設(shè)有電荷耦合層 MDA3、MDB3、MDA4、MDB4。
[0165]在此，可以是，光電變換層PA31、電荷蓄積層MAA3、MAB3、讀出晶體管TCA3、TCB3、全局復(fù)位晶體管TE31以及全局讀出柵極TDA3、TDB3屬于I單元的一方的像素P，光電變換層PA32、電荷蓄積層MAA4、MAB4、讀出晶體管TCA4、TCB4、全局復(fù)位晶體管TE32以及全局讀出柵極TDA4、TDB4屬于I單元的另一方的像素P。另外，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD、檢測(cè)晶體管TA4以及復(fù)位晶體管TB4由I單元的兩個(gè)像素P共用。
[0166]另外，全局讀出柵極TDA3以及讀出晶體管TCA3串聯(lián)連接，全局讀出柵極TDB3以及讀出晶體管TCB3串聯(lián)連接，這些串聯(lián)電路與全局復(fù)位晶體管TE31并聯(lián)連接。在全局復(fù)位晶體管TE31與全局讀出柵極TDA3、TDB3的連接點(diǎn)上連接有光電二極管TO31，在全局讀出柵極TDA3、TDB3上分別耦合有電荷耦合層MDA3、MDB3。
[0167]另外，全局讀出柵極TDA4以及讀出晶體管TCA4串聯(lián)連接，全局讀出柵極TDB4以及讀出晶體管TCB4串聯(lián)連接，這些串聯(lián)電路與全局復(fù)位晶體管TE41并聯(lián)連接。在全局復(fù)位晶體管TE32與全局讀出柵極TDA4、TDB4的連接點(diǎn)上連接有光電二極管TO32，在全局讀出柵極TDA4、TDB4上分別耦合有電荷耦合層MDA4、MDB4。
[0168]讀出晶體管TCA3、TCB3、TCA4、TCB4的源極、檢測(cè)晶體管TA4的柵極和復(fù)位晶體管TB4的源極與浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)FD連接。
[0169]向全局復(fù)位晶體管TE31、TE32的柵極輸入全局復(fù)位信號(hào)ARSET，向全局讀出柵極TDA3、TDA4輸入全局讀出信號(hào)AReadA，向全局讀出柵極TDB3、TDB4輸入全局讀出信號(hào)AReadB。向讀出晶體管TCA3、TCB3、TCA4、TCB4的柵極分別輸入讀出信號(hào)ReadlA、ReadlB,Read2A、Read2B，向復(fù)位晶體管TB4的柵極輸入復(fù)位信號(hào)RESET。向復(fù)位晶體管TB4的漏極輸入復(fù)位電位VReset，向檢測(cè)晶體管TA4的漏極輸入電源電位VDD，從檢測(cè)晶體管TA4的源極向垂直信號(hào)線Vlin輸出像素信號(hào)Vsig。
[0170]圖21是表示圖20的2像素I單元構(gòu)造的布局構(gòu)成的俯視圖。
[0171]在圖21中，在單元CE31中設(shè)有光電變換層PA31、PA32以及電荷蓄積層MAA3、MAB3、MAA4、MAB4。在 此，能夠?qū)⒐怆娮儞Q層PA31、PA32設(shè)于半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)?，能夠?qū)㈦姾尚罘e層MAA3、MAB3、MAA4、MAB4設(shè)于半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)取９怆娮儞Q層PA31、PA32與電荷蓄積層MAA3、MAB3、MAA4、MAB4也可以至少一部分重疊。在光電變換層PA31、PA32上分別設(shè)有微透鏡ML31、ML32。微透鏡ML31、ML32能夠使向半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲岭姾尚罘e層MAA3、MAB3、MAA4、MAB4而聚光至光電變換層PA31、PA32。
[0172]另外，也可以是，在單元CE31中設(shè)有柵極電極644、684、6043、6083、60么4、6084、GDA3、GDA4、⑶B3、⑶B4、GE 13、GE 14。這些柵極電極 GA4、GB4、GCA3、GCB3、GCA4、GCB4、GDA3、GDA4、⑶B3、⑶B4、GE13、GE14能夠設(shè)于半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)?。柵極電極GA4構(gòu)成檢測(cè)晶體管TA4，柵極電極GB4構(gòu)成復(fù)位晶體管TB4，柵極電極GCA3、GCB3、GCA4、GCB4分別構(gòu)成讀出晶體管TCA3、TCB3、TCA4、TCB4，柵極電極GDA3、GDA3、GDA4、⑶B4分別構(gòu)成全局讀出柵極TDA3、TDB3、TDA4、TDB4,柵極電極GE13、GE14分別構(gòu)成全局復(fù)位晶體管TE13、TE14。
[0173]在柵極電極GE 13與柵極電極GDA3、⑶B4之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH64，在柵極電極GDA3與柵極電極GCA3之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH66，在柵極電極GDB3與柵極電極GCB3之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH66，在柵極電極GE14與柵極電極GDA4、GDB4之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH74，在柵極電極GDA4與柵極電極GCA4之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH66，在柵極電極GDB4與柵極電極GCB4之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH66，在柵極電極GCA3、GCB3、GCA4、GCB4與柵極電極GB4之間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層--71。隔著柵極電極GE 13在雜質(zhì)擴(kuò)散層FH64的相反側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH67，隔著柵極電極GE14在雜質(zhì)擴(kuò)散層--74的相反側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH73，隔著柵極電極GB4在雜質(zhì)擴(kuò)散層--71的相反側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層--72。在柵極電極GA4的兩側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層冊(cè)78、冊(cè)79。在柵極電極GDA3下形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH68、FH69JH70，在柵極電極⑶B3下形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層ra78、ra79、FH80，在柵極電極GDA4下形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH81、FH82、FH83，在柵極電極⑶B4下形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層冊(cè)75、冊(cè)76、冊(cè)77。
[0174]在此，光電變換層PA31、PA32能夠配置為相對(duì)于檢測(cè)晶體管TA4在列方向⑶上對(duì)稱，電荷蓄積層MAA3、MAB3和電荷蓄積層MAA4、MAB4能夠配置為相對(duì)于檢測(cè)晶體管TA4在列方向CD上對(duì)稱。讀出晶體管TCA3、TCB3、TCA4、TCB4、全局讀出柵極TDA3、TDB3、TDA4、TDB4以及全局復(fù)位晶體管TE41、TE42能夠配置為相對(duì)于檢測(cè)晶體管TA4在列方向⑶上分別對(duì)稱。柵極電極GCA3、GCB3、GDA3、⑶B3能夠分別配置在四邊形的各邊，柵極電極GB4、GE13能夠分別配置在該四邊形的相互對(duì)置的對(duì)角位置。柵極電極GCA4、GCB4、GDA4、⑶B4能夠分別配置在四邊形的各邊，柵極電極GB4、GE14能夠分別配置在該四邊形的相互對(duì)置的對(duì)角位置。單元CE31、CE32能夠配置為在相對(duì)于列方向⑶傾斜45°的方向上相鄰。
[0175]傳送全局復(fù)位信號(hào)ARSET的布線與柵極電極GE13、GE14連接，傳送全局讀出信號(hào)AReadA的布線與柵極電極GDA3、GDA4連接，傳送全局讀出信號(hào)AReadB的布線與柵極電極⑶B3、⑶B4連接，傳送復(fù)位電位VReset的布線與雜質(zhì)擴(kuò)散層--72連接，傳送電源電位VDD的布線與雜質(zhì)擴(kuò)散層FH67、FH73連接，傳送像素信號(hào)Vsig2的布線與雜質(zhì)擴(kuò)散層--78連接，傳送讀出信號(hào)ReadlA的布線與柵極電極GCA3連接,傳送讀出信號(hào)ReadlB的布線與柵極電極GCB3連接，傳送讀出信號(hào)Read2A的布線與柵極電極GCA4連接，傳送讀出信號(hào)Read2B的布線與柵極電極GCB4連接，傳送復(fù)位信號(hào)RESET的布線與柵極電極GB2連接。柵極電極GA24與雜質(zhì)擴(kuò)散層--71連接。
[0176]在此，單元CE31、CE32通過配置為在相對(duì)于列方向⑶傾斜45°的方向上相鄰，能夠在單元CE31、CE32間共用傳送讀出信號(hào)ReadlA、ReadlB, Read2A、Read2B的布線與傳送復(fù)位信號(hào)RESET的布線。因此，無(wú)需在單元CE31、CE32間個(gè)別設(shè)置傳送讀出信號(hào)ReadlA、ReadlB, Read2A、Read2B的布線和傳送復(fù)位信號(hào)RESET的布線，能夠減少布線數(shù)。
[0177]圖22是以圖21的D1-D2線切斷而成的截面圖。
[0178]在圖22中，在半導(dǎo)體基板SB4的背面?zhèn)刃纬捎须s質(zhì)擴(kuò)散層FH61，在半導(dǎo)體基板SB4的背面?zhèn)鹊淖钌蠈有纬捎须s質(zhì)擴(kuò)散層FH60。在半導(dǎo)體基板SB4的表面?zhèn)刃纬捎蠵阱FH65，在P阱FH65內(nèi)形成有P阱FH66。P阱FH65能夠與P阱FH66相比使雜質(zhì)濃度更高。在P阱FH66上，形成有柵極電極GB4、GCA3、GDA3、GE13。另外，在P阱FH46內(nèi)，在柵極電極GE13、GDA3間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH64，在柵極電極GDA3、GCA3間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH66，在柵極電極GCA3、GB4間形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層--71。另外，在P阱FH46內(nèi)，隔著柵極電極GE13在雜質(zhì)擴(kuò)散層FH64的相反側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH67，隔著柵極電極GB4在雜質(zhì)擴(kuò)散層--71的相反側(cè)形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層FH72。在雜質(zhì)擴(kuò)散層FH64、FH61間在深度方向上依次形成有雜質(zhì)擴(kuò)散層 FH63、FH62。其中，能夠?qū)㈦s質(zhì)擴(kuò)散層 FH61、FH62、FH63、FH67、FH68、FH69、FH70、FH7U FH72設(shè)為η型，并將雜質(zhì)擴(kuò)散層FH60、FH64設(shè)為ρ型。雜質(zhì)擴(kuò)散層Η61、FH62、FH63能夠設(shè)為雜質(zhì)濃度依次增高。雜質(zhì)擴(kuò)散層FH68、FH69、FH70能夠設(shè)為雜質(zhì)濃度依次增高。光電變換層ΡΑ31與電荷蓄積層ΜΑΑ3能夠配置為至少一部分重疊。其中，光電變換層ΡΑ31與電荷蓄積層ΜΑΑ3能夠由P阱FH65分離。
[0179] 在半導(dǎo)體基板SB4的背面?zhèn)?，在雜質(zhì)擴(kuò)散層FH60上設(shè)有透明層EL31，在透明層EL31上隔著濾色器FL31設(shè)有微透鏡ML31。在透明層EL31中埋入有遮光層SL31。微透鏡ML31能夠使向半導(dǎo)體基板SB4的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲岭姾尚罘e層ΜΑΑ3而聚光至光電變換層PA31。遮光層SL31能夠進(jìn)行遮光以使向半導(dǎo)體基板SB4的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲岭姾尚罘e層MAA3。透明層EL31能夠擴(kuò)大光電變換層PA31與微透鏡ML31的間隔，并縮小向光電變換層PA31入射的光的入射角。
[0180]在此，光電變換層PA31與電荷蓄積層MAA3通過配置為至少一部分重疊，能夠?qū)?yīng)于全局快門構(gòu)造，并且實(shí)現(xiàn)像素P的微細(xì)化。另外，通過在半導(dǎo)體基板SB4的背面?zhèn)仍O(shè)置遮光層SL31，能夠使向半導(dǎo)體基板SB4的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲岭姾尚罘e層MAA3。進(jìn)而，通過在半導(dǎo)體基板SB4的背面?zhèn)仍O(shè)置透明層EL31，能夠縮小向光電變換層PA31入射的光的入射角，能夠防止向光電變換層PA31聚光的光漏到電荷蓄積層MAA3。另外，通過在半導(dǎo)體基板SB4的背面?zhèn)鹊淖钌蠈有纬呻s質(zhì)擴(kuò)散層FH60,能夠減輕向電荷蓄積層MAA3的泄露電流。
[0181]另外，通過在半導(dǎo)體基板SB4的表面?zhèn)葘阱設(shè)為2層構(gòu)造，并使分離光電變換層PA31與電荷蓄積層MAA3的P阱FH45的雜質(zhì)濃度高于形成溝道的P阱FH46的雜質(zhì)濃度，能夠提高光電變換層PA31與電荷蓄積層MAA3的分離性。另外，通過設(shè)置P阱FH45，能夠增加光電變換層PA31以及電荷蓄積層MAA3的容量，能夠增大飽和電子數(shù)，并且能夠?qū)⒐怆娮儞Q層PA31與電荷蓄積層MAA3的邊界上產(chǎn)生的電荷容易地取入光電變換層PA31。
[0182]其中，圖22的光電變換層以及電荷蓄積層的雜質(zhì)擴(kuò)散層的電勢(shì)分布與圖19(b)相同。在此，雜質(zhì)擴(kuò)散層FH61、FH62、FH63通過設(shè)定為雜質(zhì)濃度依次增高，從半導(dǎo)體基板SB4的背面?zhèn)认虮砻鎮(zhèn)刃纬呻妱?shì)梯度。因此，能夠?qū)⒐怆娮儞Q層PA31的背面?zhèn)犬a(chǎn)生的電荷匯集至表面?zhèn)?，能夠從光電變換層PA31向電荷蓄積層MAA3平滑地傳送電荷。
[0183]另外，在上述的實(shí)施方式中，以2像素I單元構(gòu)造為例進(jìn)行了說明，但也可以是I像素I單元構(gòu)造或者4像素I單元構(gòu)造等其他構(gòu)造。另外，在上述的實(shí)施方式中，說明了不使用進(jìn)行行選擇的地址晶體管而進(jìn)行行選擇的方法，但也可以在各單元中設(shè)置進(jìn)行行選擇的地址晶體管。
[0184]以上說明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式，但這些實(shí)施方式僅為例示，意圖不在于限定發(fā)明的范圍。這些新的實(shí)施方式能夠以其他多種方式實(shí)施，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式及其變形也包含在發(fā)明的范圍和主旨中，并且包含在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明及其均等的范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種固體攝像裝置，其特征在于，具備: 光電變換層，設(shè)于半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)龋? 電荷蓄積層，設(shè)于所述半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)?，蓄積由所述光電變換層進(jìn)行光電變換而得到的電荷；以及 聚光部，使向所述半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲了鲭姾尚罘e層而聚光至所述光電變換層； 將所述電荷蓄積層的中心位置與所述聚光部的中心位置錯(cuò)開配置。
2.如權(quán)利要求1記載的固體攝像裝置，其特征在于， 所述電荷蓄積 層是二極管構(gòu)造。
3.如權(quán)利要求1記載的固體攝像裝置，其特征在于， 所述電荷蓄積層是CCD構(gòu)造。
4.如權(quán)利要求1記載的固體攝像裝置，其特征在于， 所述聚光部是配置在所述光電變換層上的微透鏡。
5.如權(quán)利要求1記載的固體攝像裝置，其特征在于， 所述光電變換層與所述電荷蓄積層配置為至少一部分重疊。
6.如權(quán)利要求1記載的固體攝像裝置，其特征在于， 同時(shí)開始全部像素的所述光電變換層的電荷蓄積動(dòng)作，同時(shí)從全部像素的所述光電變換層向所述電荷蓄積層讀出電荷。
7.如權(quán)利要求1記載的固體攝像裝置，其特征在于，具備: 全局復(fù)位晶體管，將全部像素的所述光電變換層同時(shí)復(fù)位； 全局讀出晶體管，從全部像素的所述光電變換層向所述電荷蓄積層同時(shí)傳送電荷； 讀出晶體管，按每個(gè)所述像素將被傳送至所述電荷蓄積層的電荷讀出至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)； 檢測(cè)晶體管，檢測(cè)被讀出至所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)的電荷；以及 復(fù)位晶體管，將所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)復(fù)位。
8.—種固體攝像裝置，其特征在于，具備: 光電變換層，設(shè)于半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)?，雜質(zhì)濃度被階段性地設(shè)定為從所述半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)认虮砻鎮(zhèn)刃纬呻妱?shì)梯度；以及 電荷蓄積層，設(shè)于所述半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)?，蓄積由所述光電變換層進(jìn)行光電變換而得到的電荷。
9.如權(quán)利要求8記載的固體攝像裝置，其特征在于， 所述光電變換層與所述電荷蓄積層配置為至少一部分重疊。
10.如權(quán)利要求8記載的固體攝像裝置，其特征在于， 同時(shí)開始全部像素的所述光電變換層的電荷蓄積動(dòng)作，同時(shí)從全部像素的所述光電變換層向所述電荷蓄積層讀出電荷。
11.如權(quán)利要求8記載的固體攝像裝置，其特征在于，具備: 全局復(fù)位晶體管，將全部像素的所述光電變換層同時(shí)復(fù)位； 全局讀出晶體管，從全部像素的所述光電變換層向所述電荷蓄積層同時(shí)傳送電荷； 讀出晶體管，按每個(gè)所述像素將被傳送至所述電荷蓄積層的電荷讀出至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)； 檢測(cè)晶體管，檢測(cè)被讀出至所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)的電荷；以及復(fù)位晶體管，將所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)復(fù)位。
12.—種固體攝像裝置，其特征在于，具備: 光電變換層，設(shè)于半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)龋? 電荷蓄積層，設(shè)于所述半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)?，蓄積由所述光電變換層進(jìn)行光電變換而得到的電荷； 遮光層，進(jìn)行遮光以使向所述半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)热肷涞墓獠蝗肷渲了鲭姾尚罘e層； 透明層，設(shè)在所述遮光層上；以及 聚光部，設(shè)在所述透明層上，將向所述半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)热肷涞墓饩酃庵了龉怆娮儞Q層。
13.如權(quán)利要求12記載的固體攝像裝置，其特征在于， 所述光電變換層與所述電荷蓄積層配置為至少一部分重疊。
14.如權(quán)利要求12記載的固體攝像裝置，其特征在于， 同時(shí)開始全部像素的所述光電變換層的電荷蓄積動(dòng)作，同時(shí)從全部像素的所述光電變換層向所述電荷蓄積層讀出電荷。
15.如權(quán)利要求12記載的固體攝像裝置，其特征在于，具備: 全局復(fù)位晶體管，將全部像素的所述光電變換層同時(shí)復(fù)位； 全局讀出晶體管，從全部像素的所述光電變換層向所述電荷蓄積層同時(shí)傳送電荷； 讀出晶體管，按每個(gè)所述像素將被傳送至所述電荷蓄積層的電荷讀出至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)； 檢測(cè)晶體管，檢測(cè)被讀出至所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)的電荷；以及 復(fù)位晶體管，將所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)復(fù)位。
16.一種固體攝像裝置，其特征在于，具備: 多個(gè)光電變換層，設(shè)于半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)龋? 多個(gè)電荷蓄積層，設(shè)于所述半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)?，蓄積由所述光電變換層進(jìn)行光電變換而得到的電荷；以及 檢測(cè)晶體管，將所述電荷蓄積層中蓄積的電荷變換為電壓； 所述多個(gè)光電變換層、所述多個(gè)電荷蓄積層以及所述檢測(cè)晶體管屬于一個(gè)單元，在所述單元中，所述光電變換層配置為相對(duì)于所述檢測(cè)晶體管在列方向上對(duì)稱，所述電荷蓄積層配置為相對(duì)于所述檢測(cè)晶體管在列方向上對(duì)稱，所述單元配置為在相對(duì)于所述列方向傾斜45°的方向上相鄰。
17.如權(quán)利要求16記載的固體攝像裝置，其特征在于， 所述光電變換層與所述電荷蓄積層配置為至少一部分重疊。
18.如權(quán)利要求16記載的固體攝像裝置，其特征在于，具備: 全局復(fù)位晶體管，將全部像素的所述光電變換層同時(shí)復(fù)位； 全局讀出晶體管，從全部像素的所述光電變換層向所述電荷蓄積層同時(shí)傳送電荷；以及 讀出晶體管，按每個(gè)所述像素讀出被傳送至所述電荷蓄積層的電荷。
19.如權(quán)利要求18記載的固體攝像裝置，其特征在于， 所述讀出晶體管、所述全局讀出晶體管及所述全局復(fù)位晶體管配置為相對(duì)于所述檢測(cè)晶體管在列方向上分別對(duì)稱。
20.如權(quán)利要求19記載的固體攝像裝置，其特征在于， 所述檢測(cè)晶體管配置為由所述讀出晶體管、所述全局讀出晶體管及所述全局復(fù)位晶體管包圍 。
【文檔編號(hào)】H04N5/369GK104010141SQ201310320802
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月26日
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