[发明专利]固态成像装置、其制造方法、其驱动方法和电子设备

权利要求书

1.一种固态成像装置，包括：

衬底；

衬底电压源，在光接收阶段，将第一电势施加到所述衬底，在非光接收阶段，将第二电势施加到所述衬底；以及

多个像素，每个像素包括：

光接收器，形成于所述衬底的前表面上，并且根据所接收的光产生信号电荷；

存储电容器，邻近所述光接收器形成，并且累积和存储当所述第一电势施加到所述衬底时由所述光接收器生成并被输送的所述信号电荷；

暗电流抑制器，形成于所述光接收器和所述存储电容器中；

电子快门调节层，在所述衬底中形成于面对所述光接收器并且与所述存储电容器偏离预定的偏移区域的区域中，所述电子快门调节层调节所述衬底的电势分布，使得在所述第二电势施加到所述衬底时所述光接收器中产生的所述信号电荷被清扫到所述衬底的背面侧；以及

浮动扩散部分，在所述存储电容器中累积的所述信号电荷被输送到所述浮动扩散部分。

2.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中：

所述衬底包括：

第一导电类型半导体衬底；以及

第二导电类型半导体阱层，形成于所述半导体衬底上；

其中，所述光接收器具有由第二导电类型形成的所述暗电流抑制器和第一导电类型杂质区域的结合面以及所述第一导电类型杂质区域和形成于所述第一导电类型杂质区域下部中的第二导电类型杂质区域的结合面，并且所述光接收器形成于所述半导体阱层中；

所述存储电容器具有所述第一导电类型杂质区域和第二导电类型杂质区域的结合面；并且

所述电子快门调节层在所述半导体衬底和所述半导体阱层之间由所述第一导电类型杂质区域形成。

3.根据权利要求2所述的固态成像装置，其中所述存储电容器的静电势被形成为比所述光接收器的静电势更深。

4.根据权利要求3所述的固态成像装置，其中，在所述光接收器与所述存储电容器之间位于所述偏移区域上方的区域的所述静电势在光接收阶段和非光接收阶段两者中保持为大致相等的值。

5.根据权利要求4所述的固态成像装置，其中，遮光膜形成于所述存储电容器的光入射侧的上方，所述遮光膜的端部具有朝向所述光接收器侧延伸的突出部分。

6.根据权利要求5所述的固态成像装置，其中，输送栅极部分形成于所述光接收器和所述浮动扩散部分之间，所述遮光膜也形成于所述发射栅极部分和所述浮动扩散部分的光入射侧的上方。

7.根据权利要求6所述的固态成像装置，其中，所述光接收器与所述存储电容器的所述暗电流抑制器由形成于所述光接收器和所述存储电容器的光入射侧的表面上的第二导电类型杂质区域形成。

8.根据权利要求6所述的固态成像装置，其中：

所述光接收器的所述暗电流抑制器由形成于所述光接收器的光入射侧的表面上的第二导电类型杂质区域形成；并且

所述存储电容器的所述暗电流抑制器由形成于所述存储电容器的光入射侧的上方的暗电流抑制电极以及将直流电压施加到所述暗电流抑制电极的直流电压源形成。

9.根据权利要求6所述的固态成像装置，其中，所述暗电流抑制电极电连接到所述遮光膜。

10.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述浮动扩散部分由多个相邻的所述存储电容器共享，并且所述信号电荷依次从多个相邻的所述存储电容器输送到所述浮动扩散部分。

11.根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：

复位晶体管，将所述浮动扩散部分中累积的所述信号电荷复位；以及

放大晶体管，将输送到所述浮动扩散部分的所述信号电荷放大。

12.一种固态成像装置的制造方法，包括以下步骤：

制备第一导电类型半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成第二导电类型半导体阱层；

在所述半导体阱层的表面上形成光接收器、与所述光接收器相邻的存储电容器、以及与所述存储电容器间隔着输送栅极部分而邻近的浮动扩散部分；

在形成半导体阱层之前或之后，在所述半导体衬底和所述半导体阱层之间、与所述光接收器相对并与所述存储电容器偏离预定的偏移距离的区域中形成第一导电类型电子快门调节层；以及

在所述存储电容器和所述光接收器的光入射侧的上方形成暗电流抑制器。