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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-20
(45)【発行日】2023-11-29
(54)【発明の名称】固体撮像素子、および電子機器
(51)【国際特許分類】
H01L 27/146 20060101AFI20231121BHJP
H04N 25/70 20230101ALI20231121BHJP
H04N 25/778 20230101ALI20231121BHJP
H04N 23/12 20230101ALI20231121BHJP
【ＦＩ】
H01L27/146 A
H01L27/146 E
H04N25/70
H04N25/778
H04N23/12
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2021159060
(22)【出願日】2021-09-29
(62)【分割の表示】P 2016070060の分割
【原出願日】2016-03-31
(65)【公開番号】P2022002331
(43)【公開日】2022-01-06
【審査請求日】2021-09-29
(73)【特許権者】
【識別番号】000002185
【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100121131
【弁理士】
【氏名又は名称】西川 孝
(74)【代理人】
【識別番号】100082131
【弁理士】
【氏名又は名称】稲本 義雄
(74)【代理人】
【識別番号】100168686
【弁理士】
【氏名又は名称】三浦 勇介
(72)【発明者】
【氏名】伊東 恭佑
【審査官】田邊 顕人
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－０２９３３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０７２０９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０２９４５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０６２７８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１１４３２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０８４７８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２１１６１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２９５９３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０２１１６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－００９７３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１５９７５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１８３２０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０１２５５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０００８５５３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３１２４６１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１１－０７１３４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００５／０２７４８７４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－０３８１１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０８４６１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０３０７０４０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１４－０３３０５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０９７４１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１０８８３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１９９１９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１１４３２４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２７／１４６
Ｈ０４Ｎ ２５／７０
Ｈ０４Ｎ ２５／７７８
Ｈ０４Ｎ ２５／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光電変換を行う光の波長が異なる複数の光電変換部が各画素の領域に積層されている縦分光方式の第１の画素、第２の画素、および第３の画素が横並びで隣接し、
前記第１乃至第３の画素のそれぞれは、
入射光の第１の波長に応じて光電変換を行う第１の光電変換部と、
前記第１の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第１の波長とは異なる第２の波長に応じて光電変換を行う第２の光電変換部と、
前記第１および第２の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第１および第２の波長とは異なる第３の波長に応じて光電変換を行う第３の光電変換部と、
前記第１の光電変換部により変換された電荷を読み出し、貫通電極で形成された第１の読み出し部と、
前記第２の光電変換部により変換された電荷を読み出し、縦型トランジスタで形成された第２の読み出し部と、
前記第３の光電変換部により変換された電荷を読み出し、平面トランジスタで形成された第３の読み出し部と、
前記第１の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第１の蓄積部と
を備え、
前記第１の画素の前記第２の読み出し部と前記第２の画素の前記第２の読み出し部との間に形成され、前記第１の画素の前記第２の読み出し部により読み出された前記電荷と、前記第２の画素の前記第２の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第２の蓄積部と、
前記第２の画素の第３の光電変換部と前記第３の画素の第３の光電変換部の間に形成され、前記第２の画素の前記第３の読み出し部により読み出された前記電荷と、前記第３の画素の前記第３の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第３の蓄積部と
を備え、
前記第２の画素の前記第３の読み出し部と前記第３の画素の前記第３の読み出し部は、前記第２の画素の前記第２の読み出し部と前記第３の画素の前記第２の読み出し部との間に設けられている
固体撮像素子。
【請求項2】
隣接する２×２画素である前記第１の画素、前記第２の画素、第４の画素、および第５の画素において、前記第２の蓄積部は、前記２×２画素間に形成され、前記２×２画素にそれぞれ形成されている前記第２の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項3】
隣接する２×２画素である前記第２の画素、前記第３の画素、前記第５の画素、および第６の画素において、前記第３の蓄積部は、前記２×２画素間に形成され、前記２×２画素にそれぞれ形成されている前記第３の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項4】
固体撮像素子を含む電子機器において、前記固体撮像素子は、
光電変換を行う光の波長が異なる複数の光電変換部が各画素の領域に積層されている縦分光方式の第１の画素、第２の画素、および第３の画素が横並びで隣接し、
前記第１乃至第３の画素のそれぞれは、
入射光の第１の波長に応じて光電変換を行う第１の光電変換部と、
前記第１の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第１の波長とは異なる第２の波長に応じて光電変換を行う第２の光電変換部と、
前記第１および第２の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第１および第２の波長とは異なる第３の波長に応じて光電変換を行う第３の光電変換部と、
前記第１の光電変換部により変換された電荷を読み出し、貫通電極で形成された第１の読み出し部と、
前記第２の光電変換部により変換された電荷を読み出し、縦型トランジスタで形成された第２の読み出し部と、
前記第３の光電変換部により変換された電荷を読み出し、平面トランジスタで形成された第３の読み出し部と、
前記第１の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第１の蓄積部と
を備え、
前記第１の画素の前記第１の読み出し部と前記第２の画素の前記第１の読み出し部との間に形成され、前記第１の画素の前記第２の読み出し部により読み出された前記電荷と、前記第２の画素の前記第２の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第２の蓄積部と、
前記第２の画素の第３の光電変換部と前記第３の画素の第３の光電変換部の間に形成され、前記第２の画素の前記第３の読み出し部により読み出された前記電荷と、前記第３の画素の前記第３の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第３の蓄積部と
を備え、
前記第２の画素の前記第３の読み出し部と前記第３の画素の前記第３の読み出し部は、前記第２の画素の前記第２の読み出し部と前記第３の画素の前記第２の読み出し部との間に設けられている
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、固体撮像素子、および電子機器に関し、特に、１画素の領域からＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色信号を生成できるようにした縦分光方式の固体撮像素子、および電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
基板の深さ方向に複数の光電変換部（ＰＤ（フォトダイオード）など）を積層するなどして、１画素の領域から複数の色信号を生成できる縦分光方式の固体撮像素子が提案されている。
【0003】
縦分光方式の固体撮像素子は、デモザイク処理を必要としないために偽色が発生しにくいこと、１画素の領域からＲ，Ｇ，Ｂのいずれか１色の色信号を生成する従来の個体撮像素子に比較して光の利用効率が高いことなどのメリットがある。
【0004】
また、従来、固体撮像素子では画素の微細化を実現するためのＦＤ（フローティングディフージョン）を複数の画素で共有する技術が存在し、縦分光方式の固体撮像素子に対しても複数の画素でＦＤを共有する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【0005】
図１は、複数の画素でＦＤを共有する縦分光方式の固体撮像素子の構成の一例を示している。
【0006】
この固体撮像素子１０は、裏面側（図面下側）から光が入射される裏面照射型である。
固体撮像素子１０の画素１には、Ｓｉ基板１１の裏面外側に入射光のＧ成分の波長に応じて光電変換を行う光電変換膜（Ｇ）１２－１が形成され、Ｓｉ基板１１内に裏面側から順に、入射光のＢ成分の波長に応じて光電変換を行うＰＤ（Ｂ）１３－１と、入射光のＲ成分の波長に応じて光電変換を行うＰＤ（Ｒ）１４－１が積層されている。
固体撮像素子１０の画素１には、Ｓｉ基板１１の裏面外側に入射光のＧ成分の波長に応じて光電変換を行う光電変換膜（Ｇ）１２－１が形成され、Ｓｉ基板１１内に裏面側から順に、入射光のＢ成分の波長に応じて光電変換を行うＰＤ（Ｂ）１３－１と、入射光のＲ成分の波長に応じて光電変換を行うＰＤ（Ｒ）１４－１が積層されている。
【0007】
ＰＤ（Ｂ）１３－１には縦型Ｔｒ（トランジスタ）１６－１が接続されている。ＰＤ（Ｒ）１４－１の表面側（図面上側）には平面Ｔｒ１７－１が形成されている。
【0008】
同様に、画素２には、Ｓｉ基板１１の裏面外側に光電変換膜（Ｇ）１２－２が形成され、Ｓｉ基板１１内に裏面側から順に、ＰＤ（Ｂ）１３－２とＰＤ（Ｒ）１４－２が積層されている。
【0009】
ＰＤ１３－２には縦型Ｔｒ１６－２が接続されている。ＰＤ（Ｒ）１４－２の表面側には平面Ｔｒ１７－２が形成されている。
【0010】
さらに、画素間にはＦＤ１５が形成されている。例えば、画素１と画素２の間にはＦＤ１５－２が形成されている。
【0011】
固体撮像素子１０の画素１においては、実線矢印で示すように、ＰＤ（Ｂ）１３－１により光電変換された電荷は、縦型Ｔｒ１６－１を介してＦＤ１５－２に伝送、蓄積される。また、ＰＤ（Ｒ）１４－１により光電変換された電荷は、平面Ｔｒ１７－１を介してＦＤ１５－１に伝送、蓄積される。
【0012】
また、画素２においては、ＰＤ１３－２（Ｂ）により光電変換された電荷は、縦型Ｔｒ１６－２を介してＦＤ１５－３に伝送、蓄積される。また、ＰＤ（Ｒ）１４－２により光電変換された電荷は、平面Ｔｒ１７－２を介してＦＤ１５－２に伝送、蓄積される。
【0013】
すなわち、固体撮像素子１０では、隣り合う画素１，２であってＳｉ基板１１の異なる深さに形成されており、光電変換を行う光の波長が異なるＰＤ（Ｂ）１３－１とＰＤ（Ｒ）１４－２がＦＤ１５－２を共有するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【文献】特開２０１０－１１４３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
図１に示された固体撮像素子１０の構成では、縦型Ｔｒ１６の転送領域と平面Ｔｒ１７の転送領域とが隣接しているので、それぞれを同時に最適化することが難しく微細化に不利である。また、ＰＤ（Ｒ）１４－２に電荷が蓄積されている状態で縦型Ｔｒ１６－１がオンとされた場合、図中に破線矢印で示すように、ＰＤ（Ｒ）１４－２の電荷が縦型Ｔｒ１６－１によって誤って読み出されてしまう事象を指す電荷のショートが起こり、混色が発生し得る。
【0016】
さらに、光電変換を行う光の波長が異なるＰＤ（Ｂ）１３とＰＤ（Ｒ）１４がＦＤ１５を共有するので、色毎の変換効率を最適化できない。また、光電変換を行う光の波長が異なるＰＤ（Ｂ）１３とＰＤ（Ｒ）１４がＦＤ１５を共有するので、ＦＤ１５の後段に存在するアンプＴｒ（不図示）をＰＤ（Ｂ）１３とＰＤ（Ｒ）１４に対して個別に最適化することもできない。
【0017】
本開示はこのような状況に鑑みてなされたものであり、画素の微細化、変換効率およびアンプＴｒの最適化を実現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】
【0018】
本技術の一側面の固体撮像素子は、光電変換を行う光の波長が異なる複数の光電変換部が各画素の領域に積層されている縦分光方式の第１の画素、第２の画素、および第３の画素が横並びで隣接し、前記第１乃至第３の画素のそれぞれは、入射光の第１の波長に応じて光電変換を行う第１の光電変換部と、前記第１の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第１の波長とは異なる第２の波長に応じて光電変換を行う第２の光電変換部と、前記第１および第２の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第１および第２の波長とは異なる第３の波長に応じて光電変換を行う第３の光電変換部と、前記第１の光電変換部により変換された電荷を読み出し、貫通電極で形成された第１の読み出し部と、前記第２の光電変換部により変換された電荷を読み出し、縦型トランジスタで形成された第２の読み出し部と、前記第３の光電変換部により変換された電荷を読み出し、平面トランジスタで形成された第３の読み出し部と、前記第１の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第１の蓄積部と、を備え、前記第１の画素の前記第２の読み出し部と前記第２の画素の前記第２の読み出し部との間に形成され、前記第１の画素の前記第２の読み出し部により読み出された前記電荷と、前記第２の画素の前記第２の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第２の蓄積部と、前記第２の画素の第３の光電変換部と前記第３の画素の第３の光電変換部の間に形成され、前記第２の画素の前記第３の読み出し部により読み出された前記電荷と、前記第３の画素の前記第３の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第３の蓄積部とを備え、前記第２の画素の前記第３の読み出し部と前記第３の画素の前記第３の読み出し部は、前記第２の画素の前記第２の読み出し部と前記第３の画素の前記第２の読み出し部との間に設けられている固体撮像素子である。
【0019】
本技術の一側面の電子機器は、固体撮像素子を含む電子機器において、前記固体撮像素子は、光電変換を行う光の波長が異なる複数の光電変換部が各画素の領域に積層されている縦分光方式の第１の画素、第２の画素、および第３の画素が横並びで隣接し、前記第１乃至第３の画素のそれぞれは、入射光の第１の波長に応じて光電変換を行う第１の光電変換部と、前記第１の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第１の波長とは異なる第２の波長に応じて光電変換を行う第２の光電変換部と、前記第１および第２の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第１および第２の波長とは異なる第３の波長に応じて光電変換を行う第３の光電変換部と、前記第１の光電変換部により変換された電荷を読み出し、貫通電極で形成された第１の読み出し部と、前記第２の光電変換部により変換された電荷を読み出し、縦型トランジスタで形成された第２の読み出し部と、前記第３の光電変換部により変換された電荷を読み出し、平面トランジスタで形成された第３の読み出し部と、前記第１の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第１の蓄積部と、を備え、前記第１の画素の前記第１の読み出し部と前記第２の画素の前記第１の読み出し部との間に形成され、前記第１の画素の前記第２の読み出し部により読み出された前記電荷と、前記第２の画素の前記第２の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第２の蓄積部と、前記第２の画素の第３の光電変換部と前記第３の画素の第３の光電変換部の間に形成され、前記第２の画素の前記第３の読み出し部により読み出された前記電荷と、前記第３の画素の前記第３の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第３の蓄積部とを備え、前記第２の画素の前記第３の読み出し部と前記第３の画素の前記第３の読み出し部は、前記第２の画素の前記第２の読み出し部と前記第３の画素の前記第２の読み出し部との間に設けられている電子機器である。
【0020】
本技術の一側面の固体撮像素子においては、光電変換を行う光の波長が異なる複数の光電変換部が各画素の領域に積層されている縦分光方式の第１の画素、第２の画素、および第３の画素が横並びで隣接し、前記第１乃至第３の画素のそれぞれには、入射光の第１の波長に応じて光電変換を行う第１の光電変換部と、前記第１の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第１の波長とは異なる第２の波長に応じて光電変換を行う第２の光電変換部と、前記第１および第２の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第１および第２の波長とは異なる第３の波長に応じて光電変換を行う第３の光電変換部と、前記第１の光電変換部により変換された電荷を読み出し、貫通電極で形成された第１の読み出し部と、前記第２の光電変換部により変換された電荷を読み出し、縦型トランジスタで形成された第２の読み出し部と、前記第３の光電変換部により変換された電荷を読み出し、平面トランジスタで形成された第３の読み出し部と、前記第１の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第１の蓄積部とが備えられる。前記第１の画素の前記第２の読み出し部と前記第２の画素の前記第２の読み出し部との間に形成され、前記第１の画素の前記第２の読み出し部により読み出された前記電荷と、前記第２の画素の前記第２の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第２の蓄積部と、前記第２の画素の第３の光電変換部と前記第３の画素の第３の光電変換部の間に形成され、前記第２の画素の前記第３の読み出し部により読み出された前記電荷と、前記第３の画素の前記第３の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第３の蓄積部とを備え、前記第２の画素の前記第３の読み出し部と前記第３の画素の前記第３の読み出し部は、前記第２の画素の前記第２の読み出し部と前記第３の画素の前記第２の読み出し部との間に設けられている。
【0021】
本技術の一側面の電子機器においては、前記固体撮像素子が含まれる構成とされる。
【発明の効果】
【0022】
本開示の第１および第２の一側面によれば、画素の微細化、変換効率およびアンプＴｒの最適化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】従来の縦分光方式固体撮像素子の構成の一例を示す断面図である。
【図2】本開示を適用した固体撮像素子の第１の構成例を示すブロック図である。
【図6】本開示を適用した固体撮像素子の第２の構成例を示す平面図である。
【図7】本開示を適用した固体撮像素子の第３の構成例を示す平面図である。
【図10】本開示を適用した固体撮像素子の使用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本開示を実施するための最良の形態（以下、実施の形態と称する）について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
固体撮像素子２０は、隣接する２画素でＦＤを共有するようになされている。
【0029】
固体撮像素子２０の各画素には、Ｓｉ基板２１の裏面外側に入射光のＧ成分に対して感度を有する光電変換膜（Ｇ）２２が形成され、Ｓｉ基板１１内には裏面側から順に、入射光のＢ成分に対して感度を有するＰＤ（Ｂ）２７と、入射光のＲ成分に対して感度を有するＰＤ（Ｒ）３０が積層されている。光電変換膜（Ｇ）２２の裏面側（図面下側）にはオンチップレンズ３３が形成されている。
【0030】
以下、例えば、画素１における光電変換膜（Ｇ）２２は、光電変換膜（Ｇ）２２－１と称する。他の構成要素についても同様とする。
【0031】
光電変換膜（Ｇ）２２の上下には、上部電極２３と下部電極２４が光電変換膜（Ｇ）２２を挟むように形成されている。下部電極２４には貫通電極２５が接続されている。ＰＤ（Ｂ）２７には縦型Ｔｒ２８が接続されている。ＰＤ（Ｒ）３０の表面側には平面Ｔｒ３１が形成されている。
【0032】
また、Ｓｉ基板２１内の表面側の画素間には、光電変換膜（Ｇ）２２からの電荷を蓄積するＦＤ２６、ＰＤ（Ｂ）２７からの電荷を蓄積するＦＤ２９、および、ＰＤ（Ｒ）３０からの電荷を蓄積するＦＤ３２が形成されている。ＦＤ２６，２９，３２は、それぞれ隣接する２画素により共有される。以下、例えば、画素１と画素２の間に形成されたＦＤ２９をＦＤ２９－１２と称する。ＦＤ２６およびＦＤ３２についても同様とする。
【0033】
例えば、図４に示されるように、画素１と画素２の間に形成されたＦＤ２９－１２は、画素１と画素２により共有される。よって、固体撮像素子２０においては、実線矢印で示すように、画素１のＰＤ（Ｂ）２７－１により光電変換された電荷が、縦型Ｔｒ２８－１を介してＦＤ２９－１２に伝送、蓄積される。画素１に隣接する画素２のＰＤ（Ｂ）２７－２により光電変換された電荷も、縦型Ｔｒ２８－２を介してＦＤ２９－１２に伝送、蓄積される。
【0034】
また例えば、画素２と画素３の間に形成されたＦＤ３２－２３は、画素２と画素３により共有される。よって、固体撮像素子２０において、画素２のＰＤ（Ｒ）３０－２により光電変換された電荷が、平面Ｔｒ３１－２を介してＦＤ３２－２３に伝送、蓄積される。
画素２に隣接する画素３のＰＤ（Ｒ）３０－３により光電変換された電荷も、平面Ｔｒ３１－３を介してＦＤ３２－２３に伝送、蓄積される。
画素２に隣接する画素３のＰＤ（Ｒ）３０－３により光電変換された電荷も、平面Ｔｒ３１－３を介してＦＤ３２－２３に伝送、蓄積される。
【0035】
なお、光電変換膜（Ｇ）２２からの電荷を蓄積するＦＤ２６については、複数の画素により共有されておらず、画素毎に形成されている。ただし、ＦＤ２６が複数の画素により共有されるようにしてもよい。
【0036】
固体撮像素子２０によれば、ＦＤ以降の画素トランジスタも共用できるので、画素の微細化を進めることができる。また、縦型Ｔｒ２８と平面Ｔｒ３１の転送領域を離すことができたので、同時にそれぞれを最適化することができ、画素の微細化に有利となることに加え、従来構成で発生し得た隣接画素からの電荷のショートに起因する混色も抑止できる。
【0037】
さらに、隣り合う画素であってＳｉ基板２１内における形成されている深さが等しく、光電変換を行う光の波長が等しいＰＤ（Ｂ）２７どうし、および、ＰＤ（Ｒ）３０どうしがＦＤを共有するので、色毎に変換効率やアンプトランジスタを最適化することが可能となる。
【0038】
＜第２の実施の形態＞
次に、本開示を適用した固体撮像素子の第２の構成例（第２の実施の形態）について図６を参照して説明する。
次に、本開示を適用した固体撮像素子の第２の構成例（第２の実施の形態）について図６を参照して説明する。
【0039】
【0040】
固体撮像素子５０は、隣接する２×２画素でＦＤを共有するようになされている。
【0041】
例えば、図６に示されるように、画素１，２，４，５の間に形成されたＦＤ２９は、画素１，２，４，５それぞれの同じ深さに形成されているＰＤ（Ｂ）２７により共有される。また、画素２，３，５，６の間に形成されたＦＤ３２は、画素２，３，５，６それぞれの同じ深さに形成されているＰＤ（Ｒ）３０により共有される。
【0042】
固体撮像素子５０によれば、上述した固体撮像素子２０と同様の効果を得られることに加えて、画素トランジスタ数をより削減することができ、画素の微細化をより進めることができる。
【0043】
＜第３の実施の形態＞
次に、本開示を適用した固体撮像素子の第３の構成例（第３の実施の形態）について図６を参照して説明する。
次に、本開示を適用した固体撮像素子の第３の構成例（第３の実施の形態）について図６を参照して説明する。
【0044】
図７は第３の実施の形態である固体撮像素子６０の６画素分の平面図である。該固体撮像素子６０は、図６に示された第２の実施の形態である固体撮像素子５０に対して、画素１，２，４，５で共有されるＦＤ２９と、画素２，３，５，６の間で共有されるＦＤ３２とを接続する配線６１を追加し、ＦＤ２９とＦＤ３２の後段に配置される各種トランジスタ（不図示）を共有するようになされている。
【0045】
固体撮像素子６０によれば、ＦＤ以降の画素トランジスタも共用できるので、上述した固体撮像素子５０よりも画素トランジスタ数を削減することができ、画素の微細化をより進めることができる。
【0046】
また、縦型Ｔｒ２８と平面Ｔｒ３１の転送領域を離すことができたので、同時にそれぞれを最適化することができ、画素の微細化に有利となることに加え、従来構成で発生し得た隣接画素からの電荷のショートに起因する混色も抑止できる。
【0047】
さらに、固体撮像素子６０の場合、画素配線を最短となる構造のため、ＦＤの容量を小さくすることができる、変換効率を上げることができる、画素の１辺に他の素子を配置することができるなどの効果がある。
【0048】
【0049】
【0050】
まず、図８Ａに示すように、Ｓｉ基板２１に対してI.I.（イオンインプラント）により不純物を打ち込んでＰＤ（Ｂ）２７を形成し、図８Ｂに示すように、エピタキシャル成長によりＳｉ基板２１の厚みを増し、図８Ｃに示すように、I.I.により不純物を打ち込んでＰＤ（Ｒ）３０を形成する。
【0051】
次に、図８Ｄに示すように、縦型Ｔｒ２８および平面Ｔｒ３１（不図示）を形成し、図９Ａに示すように、画素間にＦＤ２６（不図示）、ＦＤ２９，ＦＤ３２（不図示）を形成して、図９Ｂに示すように、Ｓｉ基板２１の表面側に配線層７１を形成し、Ｓｉ基板２１の裏面側を研磨する。
【0052】
次に、図９Ｃに示すように、貫通電極２５を形成し、Ｓｉ基板２１の裏面外側に光電変換膜（Ｇ）２２とオンチップレンズ３３を形成する。
【0053】
なお、固体撮像素子５０，６０の製造方法についても同様なので、その説明は省略する。
【0054】
＜イメージセンサの使用例＞
図１０は、上述した固体撮像素子２０，５０，６０を使用する使用例を示す図である。
図１０は、上述した固体撮像素子２０，５０，６０を使用する使用例を示す図である。
【0055】
固体撮像素子２０，５０，６０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。
【0056】
・デジタルカメラや、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
・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
【0057】
なお、本開示の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【0058】
本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）
光電変換を行う光の波長が異なる複数の光電変換部が各画素の領域に積層されている縦分光方式の固体撮像素子において、
各画素の領域に形成され、入射光の第１の波長に応じて光電変換を行う第１の光電変換部と、
各画素の領域に形成され、前記第１の光電変換部により変換された電荷を読み出す第１の読み出し部と、
隣接する画素間に形成され、前記隣接する複数の画素にそれぞれ形成されている前記第１の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第１の蓄積部と
を備える固体撮像素子。
（２）
前記第１の読み出し部は、縦型トランジスタである
前記（１）に記載の固体撮像素子。
（３）
前記第１の読み出し部は、隣接する画素間に形成された前記第１の蓄積部に隣接した各画素の領域に形成されている
前記（１）または（２）に記載の固体撮像素子。
（４）
前記第１の蓄積部は、隣接する２画素間に形成され、前記隣接する２画素にそれぞれ形成されている前記第１の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
前記（１）から（３）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（５）
前記第１の蓄積部は、隣接する２×２画素間に形成され、前記隣接する２×２画素にそれぞれ形成されている前記第１の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
前記（１）から（３）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（６）
各画素の領域の前記第１の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第１の波長とは異なる第２の波長に応じて光電変換を行う第２の光電変換部と、
各画素の領域に形成され、前記第２の光電変換部により変換された電荷を読み出す第２の読み出し部と、
隣接する画素間に形成され、前記隣接する複数の画素にそれぞれ形成されている前記第２の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第２の蓄積部と
をさらに備える前記（１）から（５）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（７）
前記第２の読み出し部は、平面トランジスタである
前記（６）に記載の固体撮像素子。
（８）
前記第２の読み出し部は、隣接する画素間に形成された前記第２の蓄積部に隣接した各画素の領域に形成されている
前記（６）または（７）に記載の固体撮像素子。
（９）
前記第２の蓄積部は、隣接する２画素間に形成され、前記隣接する２画素にそれぞれ形成されている前記第２の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
前記（６）から（８）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１０）
前記第２の蓄積部は、隣接する２×２画素間に形成され、前記隣接する２×２画素にそれぞれ形成されている前記第２の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
前記（６）から（８）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１１）
前記第１の蓄積部と前記第２の蓄積部は、配線により接続されている
前記（６）から（１０）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１２）
各画素の領域の前記第１および第２の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第１および第２の波長とは異なる第３の波長に応じて光電変換を行う第３の光電変換部と、 各画素の領域に形成され、前記第３の光電変換部により変換された電荷を読み出す第３の読み出し部と、
隣接する画素間に形成され、前記第３の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第３の蓄積部と
をさらに備える前記（６）から（１１）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１３）
前記第３の読み出し部は、貫通電極である
前記（１２）に記載の固体撮像素子。
（１４）
前記第３の読み出し部は、隣接する画素間に形成された前記第３の蓄積部に隣接した各画素の領域に形成されている
前記（１２）または（１３）に記載の固体撮像素子。
（１５）
前記第３の蓄積部は、隣接する２画素間に形成され、前記隣接する２画素にそれぞれ形成されている前記第３の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
前記（１２）から（１４）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１６）
前記第３の蓄積部は、隣接する２×２画素間に形成され、前記隣接する２×２画素にそれぞれ形成されている前記第３の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
前記（１２）から（１４）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１７）
光電変換を行う光の波長が異なる複数の光電変換部が各画素の領域に積層されている縦分光方式の固体撮像素子が搭載された電子機器において、
前記固体撮像素子は、
各画素の領域に形成され、入射光の第１の波長に応じて光電変換を行う第１の光電変換部と、
各画素の領域に形成され、前記第１の光電変換部により変換された電荷を読み出す第１の読み出し部と、
隣接する画素間に形成され、前記隣接する複数の画素にそれぞれ形成されている前記第１の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第１の蓄積部とを備える
電子機器。
（１）
光電変換を行う光の波長が異なる複数の光電変換部が各画素の領域に積層されている縦分光方式の固体撮像素子において、
各画素の領域に形成され、入射光の第１の波長に応じて光電変換を行う第１の光電変換部と、
各画素の領域に形成され、前記第１の光電変換部により変換された電荷を読み出す第１の読み出し部と、
隣接する画素間に形成され、前記隣接する複数の画素にそれぞれ形成されている前記第１の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第１の蓄積部と
を備える固体撮像素子。
（２）
前記第１の読み出し部は、縦型トランジスタである
前記（１）に記載の固体撮像素子。
（３）
前記第１の読み出し部は、隣接する画素間に形成された前記第１の蓄積部に隣接した各画素の領域に形成されている
前記（１）または（２）に記載の固体撮像素子。
（４）
前記第１の蓄積部は、隣接する２画素間に形成され、前記隣接する２画素にそれぞれ形成されている前記第１の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
前記（１）から（３）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（５）
前記第１の蓄積部は、隣接する２×２画素間に形成され、前記隣接する２×２画素にそれぞれ形成されている前記第１の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
前記（１）から（３）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（６）
各画素の領域の前記第１の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第１の波長とは異なる第２の波長に応じて光電変換を行う第２の光電変換部と、
各画素の領域に形成され、前記第２の光電変換部により変換された電荷を読み出す第２の読み出し部と、
隣接する画素間に形成され、前記隣接する複数の画素にそれぞれ形成されている前記第２の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第２の蓄積部と
をさらに備える前記（１）から（５）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（７）
前記第２の読み出し部は、平面トランジスタである
前記（６）に記載の固体撮像素子。
（８）
前記第２の読み出し部は、隣接する画素間に形成された前記第２の蓄積部に隣接した各画素の領域に形成されている
前記（６）または（７）に記載の固体撮像素子。
（９）
前記第２の蓄積部は、隣接する２画素間に形成され、前記隣接する２画素にそれぞれ形成されている前記第２の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
前記（６）から（８）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１０）
前記第２の蓄積部は、隣接する２×２画素間に形成され、前記隣接する２×２画素にそれぞれ形成されている前記第２の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
前記（６）から（８）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１１）
前記第１の蓄積部と前記第２の蓄積部は、配線により接続されている
前記（６）から（１０）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１２）
各画素の領域の前記第１および第２の光電変換部に積層して形成され、入射光の前記第１および第２の波長とは異なる第３の波長に応じて光電変換を行う第３の光電変換部と、 各画素の領域に形成され、前記第３の光電変換部により変換された電荷を読み出す第３の読み出し部と、
隣接する画素間に形成され、前記第３の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第３の蓄積部と
をさらに備える前記（６）から（１１）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１３）
前記第３の読み出し部は、貫通電極である
前記（１２）に記載の固体撮像素子。
（１４）
前記第３の読み出し部は、隣接する画素間に形成された前記第３の蓄積部に隣接した各画素の領域に形成されている
前記（１２）または（１３）に記載の固体撮像素子。
（１５）
前記第３の蓄積部は、隣接する２画素間に形成され、前記隣接する２画素にそれぞれ形成されている前記第３の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
前記（１２）から（１４）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１６）
前記第３の蓄積部は、隣接する２×２画素間に形成され、前記隣接する２×２画素にそれぞれ形成されている前記第３の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する
前記（１２）から（１４）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１７）
光電変換を行う光の波長が異なる複数の光電変換部が各画素の領域に積層されている縦分光方式の固体撮像素子が搭載された電子機器において、
前記固体撮像素子は、
各画素の領域に形成され、入射光の第１の波長に応じて光電変換を行う第１の光電変換部と、
各画素の領域に形成され、前記第１の光電変換部により変換された電荷を読み出す第１の読み出し部と、
隣接する画素間に形成され、前記隣接する複数の画素にそれぞれ形成されている前記第１の読み出し部により読み出された前記電荷を蓄積する第１の蓄積部とを備える
電子機器。
【符号の説明】
【0059】
２０ 固体撮像素子， ２１ Ｓｉ基板， ２２ 光電変換膜（Ｇ）， ２５ 貫通電極， ２６ ＦＤ， ２７ ＰＤ（Ｂ）， ２８ 縦型Ｔｒ， ２９ ＦＤ， ３０ ＰＤ（Ｒ）， ３１ 平面Ｔｒ， ３２ ＦＤ， ３３ オンチップレンズ， ５０，６０ 固体撮像素子， ６１ 配線， ７１ 配線層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】