【手続補正書】
【提出日】平成24年1月20日(2012.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
露光期間の異なる第１の露光期間と第２の露光期間とを含む受光期間に前記基板に第１の電位を印加し、非受光期間に前記基板に第２の電位を印加する基板電圧電源と、
前記基板の表面側に形成され、受光した光に応じた信号電荷を生成する受光部と、前記受光部に隣接して形成され、前記基板に第１の電位が印加されたときに、前記受光部で生成された信号電荷が転送され、前記信号電荷を蓄積保持する蓄積容量部と、前記基板内の前記受光部に対向する領域であって、前記蓄積容量部から所定のオフセット領域だけ離した領域に形成され、前記基板に第２の電位が印加されたときに前記受光部で生成された信号電荷が前記基板の裏面側に掃き出されるように基板の電位分布を調整する電子シャッタ調整層と、前記蓄積容量部に蓄積された信号電荷を第１の露光期間後、及び第２の露光期間後に読み出す読み出しゲート部と、前記読み出しゲート部により読み出された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送レジスタと、を含んで構成される複数の画素と、
を含む固体撮像装置。
【請求項２】
前記基板は、第１導電型の半導体基板と、前記半導体基板上に形成された第２導電型の半導体ウェル層から構成され、
前記受光部は、第１導電型の不純物領域と第２導電型の不純物領域との接合面を有して前記半導体ウェル層に形成され、
前記蓄積容量部は、第１導電型の不純物領域と第２導電型の不純物領域との接合面を有して構成され、
前記電子シャッタ調整層は、前記半導体基板と前記半導体ウェル層との間に、第１導電型の不純物領域により形成される
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記蓄積容量部の静電ポテンシャルは、前記受光部の静電ポテンシャルよりも深く形成される
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記オフセット領域上部の、前記受光部と前記蓄積容量部の間の領域の静電ポテンシャルは、前記受光期間と、前記非受光期間とで、略等しい値を維持する
請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記蓄積容量部の光入射側上部に遮光膜を有し、前記遮光膜の端部は前記受光部側に張り出した張り出し部を有する
請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記遮光膜は、さらに、前記垂直転送レジスタ部上部にも形成されている
請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記遮光膜は、前記受光部の開口領域を除く領域を覆って形成される
請求項６記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記受光部と前記蓄積容量部に暗電流抑制部が形成され、
前記受光部及び前記蓄積容量部の前記暗電流抑制部は、前記受光部及び前記蓄積容量部の光入射側表面に形成された第２導電型の不純物領域により構成される
請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記受光部と前記蓄積容量部に暗電流抑制部が形成され、
前記受光部の前記暗電流抑制部は、前記受光部の光入射側表面に形成された第２導電型 
の不純物領域により構成され、
前記蓄積容量部の前記暗電流抑制部は、前記蓄積容量部の光入射側上部に形成
された暗電流抑制電極と、前記暗電流抑制電極に直流電圧を印加する直流電圧電源により
構成される
請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記暗電流抑制電極は、前記遮光膜と電気的に接続される
請求項９記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記第１の露光期間に生成された信号電荷が前記垂直転送レジスタで垂直方向に転送されている期間中に前記第２の露光期間が開始し、前記第２の露光期間に生成された信号電荷が前記蓄積容量部に蓄積保持される
請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項１２】
前記第１の露光期間後、及び第２の露光期間後の信号電荷の読み出しは、全画素同時に行われる
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
第１導電型の半導体基板を準備する工程と、
前記半導体基板上に第２導電型の半導体ウェル層を形成する工程と、
前記半導体ウェル層の表面側に、受光部、受光部に隣接する蓄積容量部、及び読み出しチャネルを介して前記蓄積容量部に隣接する垂直転送チャネルを形成する工程と、
前記半導体ウェル層を形成する前、又は後に、前記半導体基板と前記半導体ウェル層との間の、前記受光部に対向する領域であって、前記蓄積容量部から所望のオフセット領域だけ離した領域に第１導電型からなる電子シャッタ調整層を形成する工程と、
前記基板に、受光期間と、非受光期間とで異なる電位を印加する基板電圧電源を接続する工程と、
前記読み出しチャネル上部に読み出し電極を形成し、第１の露光期間後及び、第１の露光期間とは異なる露光期間を有する第２の露光期間後に読み出しパルスを印加する電極配線を形成する工程と、
を有する固体撮像装置の製造方法。
【請求項１４】
前記半導体ウェル層は、前記半導体基板上に形成された第２導電型のエピタキシャル成長層により構成される
請求項１３記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１５】
前記半導体ウェル層は、前記半導体基板上に第１導電型のエピタキシャル成長層を形成した後、前記エピタキシャル成長層の所望の領域に、第２導電型の不純物をイオン注入して形成される
請求項１３記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１６】
基板と、
露光期間の異なる第１の露光期間と第２の露光期間とを含む受光期間に前記基板に第１の電位を印加し、非受光期間に前記基板に第２の電位を印加する基板電圧電源と、
前記基板の表面側に形成され、受光した光に応じた信号電荷を生成する受光部と、前記受光部に隣接して形成され、前記基板に第１の電位が印加されたときに、前記受光部で生成された信号電荷が転送され、前記信号電荷を蓄積保持する蓄積容量部と、前記基板内の前記受光部に対向する領域であって、前記蓄積容量部から所定のオフセット領域だけ離した領域に形成され、前記基板に第２の電位が印加されたときに前記受光部で生成された信号電荷が前記基板の裏面側に掃き出されるように基板の電位分布を調整する電子シャッタ調整層と、前記蓄積容量部に蓄積された信号電荷を第１の露光期間後、及び第２の露光期間後に読み出す読み出しゲート部と、前記読み出しゲート部により読み出された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送レジスタと、を含んで構成される複数の画素と、
を有する固体撮像装置の駆動方法であって、
前記基板電圧電源により、前記基板に第１の電位を印加することにより、前記受光部で生成された信号電荷の前記蓄積容量部への転送を開始することにより第１の露光期間を開始し、前記読み出しゲート部により前記第１の露光期間で蓄積された前記蓄積容量部を読み出すことにより、前記第１の露光期間を終了し、引き続き第２の露光期間を開始し、
前記基板電圧電源により、前記基板に第２の電位を印加することで、前記第２の露光期間を終了し、前記受光部で生成された信号電荷を前記基板に掃き出す
固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１７】
前記受光期間の開始及び終了、並びに、蓄積容量部からの信号電荷の読み出しは、前記基板に形成された全画素の受光部において同時刻になされる
請求項１６記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１８】
前記第１の露光期間に生成された信号電荷が前記垂直転送レジスタで垂直方向に転送されている期間中に前記第２の露光期間を開始し、前記第２の露光期間に生成された信号電荷を前記蓄積容量部に蓄積保持する
請求項１６に記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１９】
光学レンズと、
基板と、露光期間の異なる第１の露光期間と第２の露光期間とを含む受光期間に前記基板に第１の電位を印加し、非受光期間に前記基板に第２の電位を印加する基板電圧電源と、前記基板の表面側に形成され、受光した光に応じた信号電荷を生成する受光部と、前記受光部に隣接して形成され、前記基板に第１の電位が印加されたときに、前記受光部で生成された信号電荷が転送され、前記信号電荷を蓄積保持する蓄積容量部と、前記基板内の前記受光部に対向する領域であって、前記蓄積容量部から所定のオフセット領域だけ離した領域に形成され、前記基板に第２の電位が印加されたときに前記受光部で生成された信号電荷が前記基板の裏面側に掃き出されるように基板の電位分布を調整する電子シャッタ調整層と、前記蓄積容量部に蓄積された信号電荷を第１の露光期間後、及び第２の露光期間後に読み出す読み出しゲート部と、前記読み出しゲート部により読み出された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送レジスタと、を含んで構成され、前記光学レンズに集光された光が入射される固体撮像装置と、
前記固体撮像装置から出力される出力信号を処理する信号処理回路と、
を含む電子機器。
【請求項２０】
前記第１の露光期間後に蓄積された信号電荷と、前記第２の露光期間後に蓄積された信号電荷とにより、広ダイナミックレンジの演算を行う演算処理回路を有する
請求項１９記載の電子機器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の固体撮像装置は、基板と、露光期間の異なる第１の露光期間と第２の露光期間とを含む受光期間と、非受光期間とで異なる電位を基板に印加する基板電圧電源を有する、全画素型撮像素子である。基板には、受光部、蓄積容量部、読み出しゲート部、垂直転送レジスタを含んで構成される複数の画素が形成される。
受光部は、基板表面側に形成されるものであり、受光した光に応じて信号電荷を生成する。蓄積容量部は、受光部に隣接する領域に形成され、基板に第１の電位が印加されたときに、受光部で生成された信号電荷が転送され、前記信号電荷を蓄積保持するものである。電子シャッタ調整層は、基板内の受光部に対向する領域であって、蓄積容量部から所望のオフセット領域だけ離した領域に形成された層である。また、この電子シャッタ調整層は、基板に第２の電位が印加されたときに受光部で生成された信号電荷が基板の裏面側に掃き出されるように基板の電位分布を調整する層である。読み出しゲート部は、第１の露光期間後、及び第２の露光期間後に、蓄積容量部に蓄積された信号電荷を読み出すものである。垂直転送レジスタは読み出しゲート部により読み出された信号電荷を垂直方向に転送するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、第１導電型の半導体基板を準備する工程、半導体基板上に第２導電型の半導体ウェル層を形成する工程を有する。さらに、半導体ウェル層の表面側に、受光部、受光部に隣接する蓄積容量部、及び読み出しゲート部を介して蓄積容量部に隣接する垂直転送チャネルを形成する工程を有する。さらに、半導体ウェル層を形成する前、又は後に、半導体基板と半導体ウェル層との間の、受光部に対向する領域であって、蓄積容量部から所望のオフセット領域だけ離した領域に第１導電型からなる電子シャッタ調整層を形成する工程を有する。さらに、基板に、受光期間と、非受光期間とで異なる電位を印加する基板電圧電源を接続する工程を有する。また、読み出しチャネル上部に読み出し電極を形成し、第１の露光期間後及び、第１の露光期間とは異なる露光期間を有する第２の露光期間後に読み出しパルスを印加する電極配線を形成する工程を有する。