[发明专利]固态图像拾取装置

说明书

技术领域

本发明涉及固态图像拾取装置。更具体地，本发明涉及在其中每一个像素具有电荷保持部的固态图像拾取装置。

背景技术

近年来，为了更高性能的固态图像拾取装置，已经考虑在其中每一个像素具有与光电转换部和浮置扩散部(在下文中为FD)分离的电荷保持部的配置。第一，为了实现全局电子快门而在每个像素中设置电荷保持部，如PTL 1中所述的。第二，为了扩展动态范围而在每个像素中设置电荷保持部，如PTL 2中所述的。第三，为了实现对于每个像素具有模数(AD)转换器的配置而在每个像素中设置电荷保持部，如PTL 3中所述的。

PTL 1公开了通过抑制在半导体区的较深位置处产生的电荷流入电荷保持部中来减小噪声的配置。具体地，PTL 1公开了包括在其中具有光电转换部的P型阱、电荷保持部以及经由P型阱的部分设置在电荷保持部的至少部分之下并且具有比P型阱高的杂质浓度的P型半导体层的配置。

引文列表

专利文献

PTL 1：日本专利公开No.2008-004692

PTL 2：日本专利公开No.2006-197383

PTL 3：日本专利公开No.2009-038167

发明内容

技术问题

本发明人已经发现，在PTL 1中公开的配置中，问题在于，用于将电荷从电荷保持部传送到FD的驱动电压高。如PTL 1的图3中所示出的，高浓度P型层经由P型阱布置在电荷保持部之下。电荷保持部与具有低浓度的P型阱一起形成PN结。因此，来自电荷保持部的N型区的耗尽层扩展到P型阱，使得需要高电压来传送电荷。

此外，本发明人已经发现，根据高浓度P型层与从电荷保持部延伸到FD的电荷传送路径之间的位置关系，传送路径可能变窄并且传送效率可能降低。

鉴于那些问题，本发明的实施例涉及，第一通过抑制在电荷从电荷保持部到FD的传送期间耗尽层的扩展，并且第二通过防止电荷保持部与FD之间的传送路径变窄，从而使得能够以低电压传送电荷。

问题的解决方案

根据本发明一个方面的固态图像拾取装置是包括像素的固态图像拾取装置。所述像素包括：光电转换部，被配置为根据入射光产生电荷；电荷保持部，被配置为包括在与所述光电转换部不同的部分中保持由所述光电转换部产生的电荷的第一导电类型的第一半导体区；以及传送部，被配置为包括控制所述电荷保持部与感测节点之间的电势的传送栅极电极。第二导电类型的第二半导体区被布置在所述第一半导体区之下，以便与所述第一半导体区一起形成PN结。所述第二半导体区的第二导电类型的杂质浓度比在所述传送栅极电极之下并且处于与所述第二半导体区相同的深度的区域的第二导电类型的杂质浓度高。

根据本发明另一个方面的固态图像拾取装置是包括像素的固态图像拾取装置。所述像素包括：光电转换部，被配置为根据入射光产生电荷；电荷保持部，被配置为包括在与所述光电转换部不同的部分中保持由所述光电转换部产生的电荷的第一导电类型的第一半导体区；以及传送部，被配置为包括控制所述电荷保持部与感测节点之间的电势的传送栅极电极。第二导电类型的第二半导体区被布置在所述第一半导体区之下。所述第二半导体区的第二导电类型的杂质浓度比在所述传送栅极电极之下并且处于与所述第二半导体区相同的深度的区域的第二导电类型的杂质浓度高。

根据本发明又一个方面的固态图像拾取装置是包括像素的固态图像拾取装置。所述像素包括：光电转换部，被配置为根据入射光产生电荷；电荷保持部，被配置为包括在与所述光电转换部不同的部分中保持由所述光电转换部产生的电荷的第一导电类型的第一半导体区；以及传送部，被配置为包括控制所述电荷保持部与感测节点之间的电势的传送栅极电极。第二导电类型的第二半导体区被布置在所述第一半导体区之下。所述第一半导体区和所述第二半导体区被布置在半导体衬底中。所述第一半导体区的投影到与所述半导体衬底的表面平行的表面上的面积等于所述第二半导体区的投影到与所述半导体衬底的表面平行的表面上的面积。

发明的有利效果

在根据本发明实施例的固态图像拾取装置中，在电荷保持部中蓄积的电荷被传送时可以抑制耗尽层的扩展，并且还可以抑制电荷传送路径的变窄。

从以下参考附图的示例性实施例的描述中本发明更多的特征将变得清晰。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的固态图像拾取装置的像素的截面的示意图。

图2是用于说明制造根据本发明第一实施例的固态图像拾取装置的方法的示图。