特許ウォッチ

公開番号2025092584
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2025053260,2023179945
出願日2025-03-27,2015-06-25
発明の名称撮像装置
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類H10F 39/18 20250101AFI20250612BHJP()
要約【課題】生産性が良好でダイナミックレンジが向上した撮像装置を提供する。
【解決手段】p型半導体、n型半導体、及びi型半導体を有する光電変換素子と、画素駆
動回路と、を含む画素を有する撮像装置であって、平面視において、画素駆動回路を構成
する金属材料及び半導体材料の、いずれとも重ならないi型半導体の面積の合計を、i型
半導体全体の面積の、好ましくは65%以上、より好ましくは80%以上、さらに好まし
くは90%以上とする。複数の光電変換素子を同一の半導体層中に設けることで、それぞ
れの光電変換素子を分離するための工程を削減できる。複数の光電変換素子が有するそれ
ぞれのi型半導体層は、p型半導体またはn型半導体により分離される。
【選択図】図17
特許請求の範囲【請求項１】
光電変換素子と、第１の回路と、を有し、前記第１の回路は、第１乃至第５のトランジスタと、容量素子と、第１乃至第９の配線と、を有し、前記光電変換素子は、ｎ型半導体と、ｐ型半導体と、を有し、前記第１の配線は、前記ｎ型半導体または前記ｐ型半導体の一方と電気的に接続され、前記ｎ型半導体または前記ｐ型半導体の他方は、第１のノードと電気的に接続され、前記第１のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、前記第１のノードと電気的に接続され、前記第１のトランジスタのゲートは前記第２の配線と電気的に接続され、前記第１のトランジスタのソースまたはドレインの他方は前記第７の配線と電気的に接続され、前記第２のトランジスタのソースまたはドレインの一方は前記第８の配線と電気的に接続され、前記第２のトランジスタのソースまたはドレインの他方は前記第３のトランジスタのソースまたはドレインの一方と電気的に接続され、前記第２のトランジスタのゲートは前記第３の配線と電気的に接続され、記第３のトランジスタのソースまたはドレインの他方は前記第４の配線と電気的に接続され、前記第３のトランジスタのゲートは第２のノードと電気的に接続され、前記第４のトランジスタのソースまたはドレインの一方は前記第１のノードと電気的に接続され、前記第４のトランジスタのソースまたはドレインの他方は前記第２のノードと電気的に接続され、前記第４のトランジスタのゲートは第６の配線と電気的に接続され、前記第５のトランジスタのソースまたはドレインの一方は前記第９の配線と電気的に接され、前記第５のトランジスタのソースまたはドレインの他方は前記第１のノードと電気的に接され、前記容量素子の一方の電極は前記第２のノードと電気的に接続され、前記容量素子の他方の電極は前記第４の配線と電気的に接続され、前記第５のトランジスタのゲートは前記第５の配線と電気的に接続された撮像装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、撮像装置に関する。具体的には、フォトセンサを有する複数の画素が
設けられた撮像装置に関する。更には、当該撮像装置を有する電子機器に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。例えば、本発明の一態様は、
物、方法、もしくは製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシン、マニュフ
ァクチャ、もしくは組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。または、本発明
の一態様は、記憶装置、プロセッサそれらの駆動方法またはそれらの製造方法に関する。
【０００３】
本明細書等において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうるもの全般を
指す。よって、トランジスタやダイオードなどの半導体素子や半導体回路は半導体装置で
ある。また、表示装置、発光装置、照明装置、電気光学装置、撮像装置、および電子機器
などは、半導体素子や半導体回路を含む場合がある。よって、表示装置、発光装置、照明
装置、電気光学装置、撮像装置、および電子機器なども半導体装置を有する場合がある。
【背景技術】
【０００４】
撮像装置は、携帯電話に標準的に組み込まれており、普及が進んでいる（例えば、特許文
献１）。特に、ＣＭＯＳイメージセンサは、ＣＣＤイメージセンサに対して、低価格、高
解像度、低消費電力などの特徴があり、近年の撮像装置の多くはＣＭＯＳイメージセンサ
で構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国特許第７０４６２８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＣＭＯＳイメージセンサを用いた撮像装置では、様々な環境下での撮像を可能にするため
に、ダイナミックレンジの向上が求められている。
【０００７】
また、撮像装置の性能を評価する上で、低消費電力であることも求められる重要な性能の
一つである。特に、携帯電話などの携帯型の電子機器だと、撮像装置の消費電力が多いと
、連続使用時間が短くなってしまう。
【０００８】
本発明の一態様は、ダイナミックレンジが向上した撮像装置などを提供することを課題の
一とする。または、本発明の一態様は、撮像された画像の品質が良好な撮像装置などを提
供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、消費電力の少ない撮像装置な
どを提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、生産性の良好な撮像装
置などを提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、新規な撮像装置ま
たは新規な半導体装置などを提供することを課題の一とする。
【０００９】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題
は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図
面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、光電変換素子と、第１の回路と、を有し、第１の回路は、第１乃至第
５のトランジスタと、容量素子と、第１乃至第９の配線と、を有し、光電変換素子は、ｎ
型半導体と、ｐ型半導体と、を有し、第１の配線は、ｎ型半導体またはｐ型半導体の一方
と電気的に接続され、ｎ型半導体またはｐ型半導体の他方は、第１のノードと電気的に接
続され、第１のトランジスタのソースまたはドレインの一方は、第１のノードと電気的に
接続され、第１のトランジスタのゲートは第２の配線と電気的に接続され、第１のトラン
ジスタのソースまたはドレインの他方は第７の配線と電気的に接続され、第２のトランジ
スタのソースまたはドレインの一方は第８の配線と電気的に接続され、第２のトランジス
タのソースまたはドレインの他方は第３のトランジスタのソースまたはドレインの一方と
電気的に接続され、第２のトランジスタのゲートは第３の配線と電気的に接続され、第３
のトランジスタのソースまたはドレインの他方は第４の配線と電気的に接続され、第３の
トランジスタのゲートは第２のノードと電気的に接続され、第４のトランジスタのソース
またはドレインの一方は第１のノードと電気的に接続され、第４のトランジスタのソース
またはドレインの他方は第２のノードと電気的に接続され、第４のトランジスタのゲート
は第６の配線と電気的に接続され、第５のトランジスタのソースまたはドレインの一方は
第９の配線と電気的に接続され、第５のトランジスタのソースまたはドレインの他方は第
１のノードと電気的に接続され、容量素子の一方の電極は第２のノードと電気的に接続さ
れ、容量素子の他方の電極は第４の配線と電気的に接続され、第５のトランジスタのゲー
トは第５の配線と電気的に接続された撮像装置である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許