(57)【要約】  本技術は、FD蓄積型センサにおいて、FDでのジャンクションリークと拡散リークとの発生を共に抑制できるようにする固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法、並びに電子機器に関する。入射光の光量に応じて光電変換するフォトダイオードと、入射光の光量に応じて光電変換する光電変換膜と、光電変換膜の光電変換により発生された電荷を蓄積する、フォトダイオードを形成する第１の極性と異なる第２の極性からなる拡散層と、第１の極性の不純物からなる不純物層とを含み、同一基板内に、フォトダイオードと拡散層とが並置されており、不純物層が、拡散層の下部に設けられるようにする。本技術は、固体撮像素子に適用することができる。
2017073334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光の光量に応じて光電変換するフォトダイオードと、
入射光の光量に応じて光電変換する光電変換膜と、
前記光電変換膜の光電変換により発生された電荷を蓄積する、前記フォトダイオードを形成する第１の極性と異なる第２の極性からなる拡散層と、
前記第１の極性の不純物からなる不純物層とを含み、
同一基板内に、前記フォトダイオードと前記拡散層とが並置されており、前記不純物層が、前記拡散層の下部に設けられる
固体撮像素子。
【請求項２】
前記不純物層は、前記拡散層の下部に所定の濃度よりも高濃度に設けられる
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記不純物層は、前記拡散層の下部に2.00E+15/cm2よりも高濃度に設けられる
請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記不純物層は、前記拡散層の下部であって、前記拡散層との間に所定の間隔をおいて設けられる
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記不純物層は、前記拡散層の下部であって、前記拡散層との間に所定の物質を挟んで設けられる
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記所定の物質は、前記第２の極性の不純物層からなる
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
入射光の光量に応じて光電変換するフォトダイオードと、
入射光の光量に応じて光電変換する光電変換膜と、
前記光電変換膜の光電変換により発生された電荷を蓄積する、前記フォトダイオードを形成する第１の極性と異なる第２の極性からなる拡散層と、
前記第１の極性の不純物からなる不純物層とを含み、
固体撮像素子の製造方法であって、
同一基板内に、前記フォトダイオードと前記拡散層とが並置されており、前記不純物層が、前記拡散層の下部に設けられる
固体撮像素子の製造方法。
【請求項８】
入射光の光量に応じて光電変換するフォトダイオードと、
入射光の光量に応じて光電変換する光電変換膜と、
前記光電変換膜の光電変換により発生された電荷を蓄積する、前記フォトダイオードを形成する第１の極性と異なる第２の極性からなる拡散層と、
前記第１の極性の不純物からなる不純物層とを含み、
同一基板内に、前記フォトダイオードと前記拡散層とが並置されており、前記不純物層が、前記拡散層の下部に設けられる
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法、並びに電子機器に関し、特に、FD蓄積型センサにおいて、FDでのジャンクションリークと拡散リークとの発生を共に抑制できるようにした固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法、並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機膜などの光電変換膜で光電変換を行い、その信号電荷をSi（シリコン）基板に形成された拡散層（以下、FD：Floating Diffusion）に直接蓄積させるセンサが提案されている。【０００３】
例えば、Si基板上に浅い溝を形成した後、SiO2などの酸化膜からなる絶縁物で埋め戻して形成されるSTI（Shallow Trench Isolation）などの素子分離によってFDとPD（Photo Diode）や画素トランジスタとが分け隔てられた状態で同一基板上に設けられている構造の場合、FDのRST Drain電圧を低電圧にすることで、PWellやSTIとの電界を緩和してジャンクションリークを抑制できる（例えば、特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０７６７２２号公報
【特許文献２】特開２０１５−０５０３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、RST Drain電圧がPDの空乏電位や画素トランジスタのDrain電圧よりも低い場合、FDからPDや画素トランジスタに向けて拡散リークが発生する。【０００６】
この拡散リークは、FDにおいてはh+暗電流として、またPD部が隣接している場合においてはPD部のe-暗電流として観測される。【０００７】
また、FD部の拡散電流を抑制するためにRST Drain電圧を更に高く設定すると、FD部とPWellやSTIとの強電界より、ジャンクションリークが増大する。【０００８】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、特に、FD蓄積型センサにおいて、FDでのジャンクションリークおよび拡散リークの発生をいずれも抑制できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本技術の一側面の固体撮像素子は、入射光の光量に応じて光電変換するフォトダイオードと、入射光の光量に応じて光電変換する光電変換膜と、前記光電変換膜の光電変換により発生された電荷を蓄積する、前記フォトダイオードを形成する第１の極性と異なる第２の極性からなる拡散層と、前記第１の極性の不純物からなる不純物層とを含み、同一基板内に、前記フォトダイオードと前記拡散層とが並置されており、前記不純物層が、前記拡散層の下部に設けられる固体撮像素子である。【００１０】
前記不純物層は、前記拡散層の下部に所定の濃度よりも高濃度に設けられるようにすることができる。【００１１】
前記不純物層は、前記拡散層の下部に2.00E+15/cm2よりも高濃度に設けられるようにすることができる。【００１２】
前記不純物層は、前記拡散層の下部であって、前記拡散層との間に所定の間隔をおいて設けられるようにすることができる。【００１３】
前記不純物層は、前記拡散層の下部であって、前記拡散層との間に所定の物質を挟んで設けられるようにすることができる。【００１４】
前記所定の物質は、前記第２の極性の不純物層からなるようにすることができる。【００１５】
本技術の一側面の固体撮像素子の製造方法は、入射光の光量に応じて光電変換するフォトダイオードと、入射光の光量に応じて光電変換する光電変換膜と、前記光電変換膜の光電変換により発生された電荷を蓄積する、前記フォトダイオードを形成する第１の極性と異なる第２の極性からなる拡散層と、前記第１の極性の不純物からなる不純物層とを含み、固体撮像素子の製造方法であって、同一基板内に、前記フォトダイオードと前記拡散層とが並置されており、前記不純物層が、前記拡散層の下部に設けられる固体撮像素子の製造方法である。【００１６】
本技術の一側面の電子機器は、入射光の光量に応じて光電変換するフォトダイオードと、入射光の光量に応じて光電変換する光電変換膜と、前記光電変換膜の光電変換により発生された電荷を蓄積する、前記フォトダイオードを形成する第１の極性と異なる第２の極性からなる拡散層と、前記第１の極性の不純物からなる不純物層とを含み、同一基板内に、前記フォトダイオードと前記拡散層とが並置されており、前記不純物層が、前記拡散層の下部に設けられる電子機器である。【００１７】
本技術の一側面においては、フォトダイオードにより、入射光の光量に応じて光電変換がなされ、光電変換膜により、入射光の光量に応じて光電変換がなされ、前記フォトダイオードを形成する第１の極性と異なる第２の極性からなる拡散層により、前記光電変換膜の光電変換により発生された電荷が蓄積され、前記第１の極性の不純物からなる不純物層が設けられ、同一基板内に、前記フォトダイオードと前記拡散層とが並置されており、前記不純物層が、前記拡散層の下部に設けられる。
【発明の効果】
【００１８】
本技術の一側面によれば、FD蓄積型センサにおいて、FDでのジャンクションリークおよび拡散リークの発生をいずれも抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一般的な固体撮像素子の構成例を説明する図である。
【図２】本技術を適用した固体撮像素子の第１の実施の形態を説明する図である。
【図３】図２の固体撮像素子の配線図である。
【図４】図２の固体撮像素子におけるP型不純物層におけるP型不純物濃度とPDに流れ込む暗電流の関係を示す図である。
【図５】FDとP型不純物層との深さ方向の分布を説明する図である。
【図６】図２の固体撮像素子の製造処理を説明するフローチャートである。
【図７】図２の固体撮像素子の製造処理を説明する図である。
【図８】本技術を適用した固体撮像素子の第２の実施の形態の構成例を説明する図である。
【図９】図８の固体撮像素子の配線図である。
【図１０】本技術を適用した固体撮像素子の第１の実施の形態の第１の変形例を説明する図である。
【図１１】本技術を適用した固体撮像素子の第１の実施の形態の第２の変形例を説明する図である。
【図１２】本技術に係る固体撮像素子が適用される電子機器の適用例を示す概略図である。
【図１３】本技術に係る固体撮像素子の使用例を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
＜第１の実施の形態＞
＜従来の固体撮像素子の実施の形態の構成例＞
本技術を適用した固体撮像素子の説明に当たって、図１の側面断面図を参照して、一般的な固体撮像素子の構成について説明する。【００２１】
図１の上段、および下段の固体撮像素子１１は、図中の下部から入射光を受光する構成となっており、入射光の光量に応じて、有機膜からなる光電変換膜３２により光電変換されて電荷が発生されると共に、さらに、その下に（図中では、その上に）設けられたフォトダイオード（以下、PDとも称する）３４においても、入射光の光量に応じた電荷が発生されるものである。尚、図１の上段および下段のそれぞれの固体撮像素子１１の構成については、基本的に同一であり、特に区別する必要が無い場合、それぞれの構成については、区別せずに説明するものとする。また、以降においては、特に断りがない限り、上下関係については、図中の表記を基準として説明するものとする。【００２２】
より詳細には、図１の固体撮像素子１１は、図中の下部には、有機膜からなる光電変換膜３２が設けられており、その下に固体撮像素子１１における上部電極３１が設けられている。光電変換膜３２は、入射光の光量に応じてホール電荷（図中では、丸印に「h+」と表記されている）を発生し、配線４１を介して発生した電荷をFD３８に転送する。【００２３】
光電変換膜３２上には、Si基板からなるPwell３３が形成されている。Pwell３３における図中左部には、フォトダイオード（以下、PD：Photo Diodeとも称する）３４が形成されている。より詳細には、PD３４は、Ｎ型不純物層（電荷蓄積層）から構成され、その上部に空乏化防止層（ピニング層）をなす高濃度のＰ型不純物層３５が付加された構造とされている。【００２４】
Ｐ型不純物層３５の図中左側には、PD３４において発生された電荷を蓄積する拡散層であるFD３７が形成されている。図１において、このＰ型不純物層３５とFD３７とを跨ぐように、図中左右方向に転送ゲート（TG）３６が形成されている。この転送ゲート３６は、オンに制御されると、PD３４に蓄積された電荷を、Ｐ型不純物層３５を介して高濃度のＮ型不純物層からなるPD３４用のFD３７に転送する。【００２５】
一方、Pwell３３の図中右部には、浅い溝を形成した後、SiO2などの酸化膜からなる絶縁物で埋め戻して形成されるSTI（Shallow Trench Isolation）３９−１，３９−２により挟まれた領域に、高濃度のＮ型不純物層５１からなる光電変換膜３２用の拡散層としてFD３８が形成されている。【００２６】
さらに、光電変換膜３２とFD３８とを接続する配線４１が、リセットゲート（RST Gate）４０のソースに接続されている。【００２７】
このような構成により、同一基板内に、PD３４と有機膜からなる光電変換膜３２とを設けることが可能になると共に、光電変換膜３２において、入射光の光量に応じて光電変換により発生するホール電荷が、FD３８に転送されて蓄積され、かつ、PD３４において、入射光の光量に応じて光電変換により発生する電荷が、FD３７に転送されて蓄積される。さらに、リセットゲート（RST Gate）４０がオンにされることにより、FD３８に蓄積された光電変換膜３２より転送されてきた電荷は排出される。【００２８】
ここで、図１の上段に示すように、STI３９−１，３９−２などの素子分離によってFD３８とPD３４とが分離された構造の場合、FD３８のリセットゲート４０のドレイン電圧を基板電位と同じの0[V]にすると、FD３８から拡散リークが発生する。【００２９】
この拡散リークは、図１の上段で示されるように、矢印で示されるように電荷e-がPD３４に移動することにより、FD３８においてはh+暗電流（図中では、丸印に「h+」と表記されている）として観測され、隣接しているPD３４においてはe-暗電流（図中では、丸印に「e-」と表記されている）として観測される。【００３０】
そこで、図１の下段で示されるように、リセットゲート４０のドレイン電圧を基板電位よりも少し高い電圧（例えば+0.3[V]ほど）に設定すると、FD３８の電位がPwell３３より高いためにFD３８からの拡散リークは大きく抑制され、PD３４の暗電流やFD３８の暗電流も抑制することが可能となる。【００３１】
しかしながら、図１の下段おいてはFD３８でのPwell３３やSTI３９−１，３９−２との強電界により、ジャンクションリークが発生する懸念が高い。【００３２】
すなわち、図１で示されるように、FD蓄積型センサにおいてはFD３８でのジャンクションリークと拡散リークとが共に懸念されるため、いずれの発生も抑制できる構成とすることが望ましい。【００３３】
＜本技術を適用した固体撮像素子の第１の実施の形態＞
次に、図２の側面断面図を参照して、本技術を適用した固体撮像素子の構成例について説明する。尚、図２の固体撮像素子の構成において、図１の固体撮像素子の構成と同一の機能を備えた構成については、同一の名称、および同一の符号を付しており、その説明は適宜省略するものとする。【００３４】
すなわち、図２の固体撮像素子１１において、図１の固体撮像素子１１と異なる点は、光電変換膜３２により発生された電荷を蓄積するFD３８を構成するＮ型不純物層５１の図中の下部に高濃度のＰ型不純物からなるＰ型不純物層７１を設けた点である。【００３５】
Ｐ型不純物層７１は、光電変換膜３２からのホール電荷を蓄積するFD３８と、PD３４からの電荷を蓄積するFD３７と隔絶した構造としている。【００３６】
＜図２の固体撮像素子の等価回路＞
次に、図３の回路図を参照して、図２の固体撮像素子１１の等価回路について説明する。【００３７】
図３には、垂直転送線ＶＳＬに沿って、上段に有機膜等からなる光電変換膜３２により発生される電荷に基づいて、画素信号を発生する撮像素子の構成が接続され、下段にPD３４により発生される電荷に基づいて、画素信号を発生する撮像素子の構成が接続されている。【００３８】
図３の上段の撮像素子の構成は、光電変換膜３２のアノード側に図２の下部に設けられた上部電極３１が接続されており、カソード側にFD３８が接続されている。さらに、FD３８は、リセットゲート（RST Gate）４０のソース、および増幅トランジスタ９１のゲートに接続されている。【００３９】
リセットゲート４０は、リセット信号がゲートより入力されるとオンの状態とされ、ドレイン側に接続された、Pwell３３と同電位のグランド電位（V=0[V]）がオンとされ、光電変換膜３２、およびFD３８に蓄積された電荷が排出される。【００４０】
また、増幅トランジスタ９１のソースドレイン間には、電源ＶＤＤが印加されており、ゲートに入力される、FD３８に蓄積された電荷に応じた電圧により増幅されて画素信号を出力する。【００４１】
選択ゲート（SEL Gate）９２は、画素信号の転送が指示された画素として選択される場合、選択信号がゲートに入力されてオンにされ、選択信号によりオンにされるとき、増幅トランジスタ９１からの出力を、垂直転送線ＶＳＬを介して転送させる。【００４２】
図３の下段の撮像素子の構成は、PD３４のアノード側が接地されており、カソード側に転送ゲート（TG）３６のソースドレインを介して、FD３７が接続されている。転送ゲート３６は、転送信号がゲートに入力されるとオンにされ、PD３４に蓄積された電荷をFD３７に転送する。FD３７は、リセットゲート（RST Gate）１０１のソース、および増幅トランジスタ１０２のゲートに接続されている。【００４３】
リセットゲート１０１は、リセット信号がゲートより入力されるとオンの状態とされ、ドレイン側に接続された、電源ＶＤＤがオンとされ、FD３７に蓄積された電荷が排出される。このとき、転送ゲート３６がオンであればPD３４に蓄積された電荷も排出される。【００４４】
また、増幅トランジスタ１０２のソースドレイン間には、電源ＶＤＤが印加されており、ゲートに入力される、FD３７の電荷に応じた電圧により増幅されて画素信号を出力する。【００４５】
選択ゲート（SEL Gate）１０３は、画素信号の転送が指示された画素として選択される場合、選択信号がゲートに入力されるとオンにされ、選択信号によりオンにされると、増幅トランジスタ１０２からの出力を、垂直転送線ＶＳＬを介して転送させる。【００４６】
すなわち、光電変換膜３２のリセット電圧Vは0[V]に設定され、PD３４のリセット電圧は電源電圧ＶＤＤに設定されている。FD３８の拡散リークはＰ型不純物層７１での少数キャリア濃度勾配にて発生する。このため、FD３８下部のＰ型不純物層７１を高濃度にすればするほど、FD３８での拡散リークおよび、隣接PD３４での暗電流を少なくすることができる。【００４７】
また、PD３４における暗電流とFD３８下部のＰ型不純物層７１におけるＰ型不純物濃度の関係は、デバイスシミュレータによって算出すると、図４で示されるような関係となる。【００４８】
すなわち、図４で示されるように、Ｐ型不純物層７１を形成しない場合（Ｐ型不純物濃度が0.00E+00[/cm2]の場合）のPD３４の暗電流に比べて、Ｐ型不純物濃度が5.00E+14[/cm2]を超えるとPD暗電流を1/3程度に抑制することができ、さらに、2.00E+15[/cm2]では、PD暗電流を1/5以下に抑制することができる。【００４９】
また、Ｐ型不純物層７１が、PD３８を構成するＮ型不純物層５１の下層部であって、かつ、高濃度に形成されると、拡散リークを抑制することが示されている。また、FD３８に印加されるリセット電圧を基板電位と同じ0[V]に設定することができるため、暗時のFD３８における電位も0[V]近傍となるので、FD３８とPwell３３間やFD３８とSTI３９−１，３９−２間でのジャンクションリークの発生も抑制することができる。【００５０】
結果として、いずれにおいても、図２で示されるような、FD３８を形成するＮ型不純物層５１の下部にＰ型不純物層７１が設けられた固体撮像素子１１が構成されることにより、FD３８での拡散リークおよびジャンクションリークを、いずれも抑制することが可能となる。【００５１】
＜FD３８におけるＮ型不純物層とＰ型不純物層の厚さ＞
また、FD３８におけるＮ型不純物層５１とＰ型不純物層７１の厚さは、例えば、図５の左部で示されるように、FD３８におけるＮ型不純物層５１およびＰ型不純物層７１における図中の矢印で示される方向におけるＮ型不純物層５１の図中上部を深さの基準としたときに、図５の右部で示されるような分布となる。尚、図５の左部は、横軸が深さ（depth）を示し、縦軸がＮ型不純物およびＰ型不純物の濃度を任意単位で示したものである。【００５２】
すなわち、Ｎ型不純物は、イオン注入での加速エネルギーがＰ型不純物よりも弱いので、Ｎ型不純物層５１は、比較的薄く形成されている。これに対して、Ｐ型不純物は、Ｐ型不純物との干渉を避けるため、ある程度、I.I.エネルギーが必要となる。このため、Ｎ型不純物層５１は、Ｐ型不純物層７１に対して比較的厚く形成されている。【００５３】
＜製造処理について＞
次に、図６のフローチャート、および図７の製造処理を説明する図を参照して、図２の固体撮像素子１１の製造処理について説明する。【００５４】
ステップＳ１１において、図７の左上段で示されるように、Pwell３３を構成するシリコンウェハ（Si Wafer）に対して、浅い溝からなるトレンチを形成した後、SiO2などの酸化膜からなる絶縁物が埋め戻されることにより、STI（Silicon Trench Isolation）３９−１，３９−２が形成される。後述する処理により、このSTI３９−１，３９−２間に光電変換膜３２により発生された電荷を蓄積するためのFD３８が形成される。【００５５】
ステップＳ１２において、図７の左中段で示されるように、イオンインプラントによりPD３４、Ｐ型不純物層３５、Ｎ型不純物層３７、FD３８を形成するＮ型不純物層５１、およびＰ型不純物層７１が形成される。ここでは、原則として、図中の下部に設けられる構成から順に形成される。したがって、図７の左中段の場合、一般に、Ｐ型不純物層７１、PD３４、Ｐ型不純物層３５、Ｎ型不純物層３７、およびＮ型不純物層５１の順序で形成される。ここで、Ｐ型不純物層７１は、例えば、5.00E+14[/cm2]よりも高濃度に形成されることで、ジャンクションリーク、および拡散リークをより確実に抑制することが可能となる。【００５６】
ステップＳ１３において、図７の左下段で示されるように、転送ゲート３６のトランジスタの配線８１、および光電変換膜３２への配線８２が形成される。【００５７】
ステップＳ１４において、図７の右上段で示されるように、上下が反転されて、図中上部のPwell３３が形成されるシリコンウェハ（Si Wafer）側が研磨される。【００５８】
ステップＳ１５において、図７の右中段で示されるように、Pwell３３が形成されるシリコンウェハ（Si Wafer）に光電変換膜３２への貫通電極である電極４１が形成され、配線８２と接続される。【００５９】
ステップＳ１６において、図７の右下段で示されるように、Pwell３３が形成されるシリコンウェハ（Si Wafer）の図中の上面に有機膜からなる光電変換膜３２が形成され、さらに、上部電極３１が形成され、固体撮像素子１１が完成する。【００６０】
以上のような製造処理により、PD３４および光電変換膜３２が同一基板内に構成されて、かつ、光電変換膜３２により生成された電荷が蓄積されるFD３８を形成するＮ型不純物層５１の下部にＰ型不純物層７１が構成されるので、FD３８での拡散リークおよびジャンクションリークを抑制することが可能となる。【００６１】
＜第２の実施の形態＞
以上においては、PD３４が、Ｎ型不純物層により形成され、光電変換膜３２が、ホール電荷を発生する例について説明してきたが、極性を反転したものを構成するようにしても、同様の効果を奏することが可能となる。【００６２】
図８は、図２の固体撮像素子１１の極性を反転させた固体撮像素子１１の構成例を示している。すなわち、図８の固体撮像素子１１は、図２の固体撮像素子１１における光電変換膜３２、Pwell３３、PD３４、Ｐ型不純物層３５、Ｎ型不純物層３７、Ｎ型不純物層５１、およびＰ型不純物層７１に代えて、いずれも極性が反転した光電変換膜１３５、Pwell１３１、PD１３２、Ｎ型不純物層１３３、Ｐ型不純物層１３４、Ｐ型不純物層１５１からなるFD３８、およびＮ型不純物層１５２が設けられている。【００６３】
すなわち、この例においては、PD１３２が、Ｐ型不純物層により形成されており、光電変換膜１３５においては、電荷（図中では、丸印に「e+」と表記されている）を発生し、配線４１を介してFD３８に転送する。【００６４】
ただし、図８の固体撮像素子１１においては、図９の配線図で示されるように、光電変換膜１３５のリセットゲート４０におけるドレインが、電源電圧ＶＤＤとなり、PD１３２のリセットゲート１０１におけるドレインが電圧V＝0[V]となる。【００６５】
尚、図９の配線図については、図３における配線図と同様の構成については、同一の符号、および同一の名称を付しており、その説明は省略するものとする。すなわち、図９の配線図において、図３の配線図と異なるのは、光電変換膜３２、およびPD３４に代えて、光電変換膜１３５、およびPD１３２が設けられており、光電変換膜１３５のリセットゲート４０におけるドレインが、電源電圧ＶＤＤとされ、PD１３２のリセットゲート１０１におけるドレインが電圧V＝0[V]とされている点である。【００６６】
したがって、図８の構成においては、Ｎ型不純物層１５２を高濃度にすればするほどFD３８における拡散リーク、およびジャンクションリークを抑制することが可能となる。【００６７】
尚、図８の固体撮像素子１１の製造処理については、図２における固体撮像素子１１と対応する構成を同様に製造する処理であるので、その説明は省略するものとする。【００６８】
＜第１の変形例＞
以上においては、図２の固体撮像素子１１で示されるように、FD３８を構成するＮ型不純物層５１の直下にＰ型不純物層７１が設けられる例について説明してきたが、Ｐ型不純物層７１をＮ型不純物層５１に対して、より深い位置に設けるようにしてもよい。【００６９】
図１０は、Ｐ型不純物層７１をＮ型不純物層５１に対して、より深い位置にＰ型不純物層７１’を設けるようにした固体撮像素子１１の構成例を示している。【００７０】
すなわち、図１０で示されるように、FD３８を構成するＮ型不純物層５１の下部であって、所定の距離だけ接触しない空間を設け、Ｎ型不純物層５１よりもさらに深い位置にＰ型不純物層７１’が設けられることにより、FD３８とＰ型不純物層７１’との電界が緩和されることになるので、ジャンクションリークをより低減させることが可能となる。【００７１】
尚、第２の実施の形態である図８の固体撮像素子１１においては、FD３８を構成するＰ型不純物層１５１に対して、Ｎ型不純物層１５２を深い下部に設ける構成となる。【００７２】
＜第２の変形例＞
以上においては、図１０の固体撮像素子１１で示されるように、FD３８を構成するＮ型不純物層５１の直下であって、Ｎ型不純物層５１より深部にＰ型不純物層７１’が設けられるようにすることで、ジャンクションリークを、より低減させる例について説明してきた。【００７３】
しかしながら、さらに、Ｎ型不純物層５１と深部にＰ型不純物層７１’との間にＮ型不純物層１７１を設けるようにしてもよい。【００７４】
図１１は、Ｎ型不純物層５１とＰ型不純物層７１’との間に、低濃度のＮ型不純物層１７１を設けるようにした固体撮像素子１１の構成例を示している。【００７５】
すなわち、図１１で示されるように、FD３８を構成するＮ型不純物層５１とＰ型不純物層７１’との間にＮ型不純物層１７１が設けられることにより、FD３８近傍のＰ型不純物層７１’は、Ｎ型不純物層１７１により、FD３８とＰ型不純物層７１’との電界が緩和されることになるので、ジャンクションリークをより低減させることが可能となる。【００７６】
尚、第２の実施の形態である図８の固体撮像素子１１においては、FD３８を構成するＰ型不純物層１５１に対して、Ｎ型不純物層１５２を深い下部に設け、さらに、FD３８を構成するＰ型不純物層１５１と、Ｎ型不純物層１５２との間にＰ型不純物層を設ける構成となる。【００７７】
＜電子機器への適用例＞
上述した固体撮像素子は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。【００７８】
図１２は、本技術を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。【００７９】
図１２に示される撮像装置２０１は、光学系２０２、シャッタ装置２０３、固体撮像素子２０４、駆動回路２０５、信号処理回路２０６、モニタ２０７、およびメモリ２０８を備えて構成され、静止画像および動画像を撮像可能である。【００８０】
光学系２０２は、１枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの光（入射光）を固体撮像素子２０４に導き、固体撮像素子２０４の受光面に結像させる。【００８１】
シャッタ装置２０３は、光学系２０２および固体撮像素子２０４の間に配置され、駆動回路１００５の制御に従って、固体撮像素子２０４への光照射期間および遮光期間を制御する。【００８２】
固体撮像素子２０４は、上述した固体撮像素子１１を含むパッケージにより構成される。固体撮像素子２０４は、光学系２０２およびシャッタ装置２０３を介して受光面に結像される光に応じて、一定期間、信号電荷を蓄積する。固体撮像素子２０４に蓄積された信号電荷は、駆動回路２０５から供給される駆動信号（タイミング信号）に従って転送される。【００８３】
駆動回路２０５は、固体撮像素子２０４の転送動作、および、シャッタ装置２０３のシャッタ動作を制御する駆動信号を出力して、固体撮像素子２０４およびシャッタ装置２０３を駆動する。【００８４】
信号処理回路２０６は、固体撮像素子２０４から出力された信号電荷に対して各種の信号処理を施す。信号処理回路２０６が信号処理を施すことにより得られた画像（画像データ）は、モニタ２０７に供給されて表示されたり、メモリ２０８に供給されて記憶（記録）されたりする。【００８５】
このように構成されている撮像装置２０１においても、上述した固体撮像素子２０４に代えて、固体撮像素子１１を適用することにより、拡散リークおよびジャンクションリークを、いずれも低減することが可能となる。
＜固体撮像素子の使用例＞【００８６】
図１３は、上述の固体撮像素子を使用する使用例を示す図である。【００８７】
上述した固体撮像素子は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。【００８８】
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置【００８９】
尚、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
＜１＞  入射光の光量に応じて光電変換するフォトダイオードと、
入射光の光量に応じて光電変換する光電変換膜と、
前記光電変換膜の光電変換により発生された電荷を蓄積する、前記フォトダイオードを形成する第１の極性と異なる第２の極性からなる拡散層と、
前記第１の極性の不純物からなる不純物層とを含み、
同一基板内に、前記フォトダイオードと前記拡散層とが並置されており、前記不純物層が、前記拡散層の下部に設けられる
固体撮像素子。
＜２＞  前記不純物層は、前記拡散層の下部に所定の濃度よりも高濃度に設けられる
＜１＞に記載の固体撮像素子。
＜３＞  前記不純物層は、前記拡散層の下部に2.00E+15/cm2よりも高濃度に設けられる
＜２＞に記載の固体撮像素子。
＜４＞  前記不純物層は、前記拡散層の下部であって、前記拡散層との間に所定の間隔をおいて設けられる
＜１＞乃至＜３＞のいずれかに記載の固体撮像素子。
＜５＞  前記不純物層は、前記拡散層の下部であって、前記拡散層との間に所定の物質を挟んで設けられる
＜１＞乃至＜３＞のいずれかに記載の固体撮像素子。
＜６＞  前記所定の物質は、前記第２の極性の不純物層からなる
＜１＞に記載の固体撮像素子。
＜７＞  入射光の光量に応じて光電変換するフォトダイオードと、
入射光の光量に応じて光電変換する光電変換膜と、
前記光電変換膜の光電変換により発生された電荷を蓄積する、前記フォトダイオードを形成する第１の極性と異なる第２の極性からなる拡散層と、
前記第１の極性の不純物からなる不純物層とを含み、
固体撮像素子の製造方法であって、
同一基板内に、前記フォトダイオードと前記拡散層とが並置されており、前記不純物層が、前記拡散層の下部に設けられる
固体撮像素子の製造方法。
＜８＞  入射光の光量に応じて光電変換するフォトダイオードと、
入射光の光量に応じて光電変換する光電変換膜と、
前記光電変換膜の光電変換により発生された電荷を蓄積する、前記フォトダイオードを形成する第１の極性と異なる第２の極性からなる拡散層と、
前記第１の極性の不純物からなる不純物層とを含み、
同一基板内に、前記フォトダイオードと前記拡散層とが並置されており、前記不純物層が、前記拡散層の下部に設けられる
電子機器。
【符号の説明】
【００９０】
１１  固体撮像素子，  ３１  上部配線，  ３２  光電変換膜，  ３３  Pwell，  ３４  PD，  ３５  P型不純物層，  ３６  転送ゲート，  ３７  N型不純物層，  ３８  FD，  ３９−１，３９−２  STI，  ４０  リセットゲート，  ４１  配線，  ５１  N型不純物層，  ７１，７１’  P型不純物層，  ９１  増幅トランジスタ，  ９２  選択ゲート，  １０１  リセットゲート，  １０２  増幅トランジスタ，  １０３  選択ゲート，  １３１  Nwell，  １３２  PD，  １３３  N型不純物層，  １３４  P型不純物層，  １３５  光電変換膜，  １５１  P型不純物層，  １５２  N型不純物層，  １７１  N型不純物層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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