[发明专利]固体摄像装置、制造固体摄像装置的方法和电子设备

权利要求书

1.一种固体摄像装置，其包括：

第二导电型的半导体区，其形成于半导体基板的表面侧上；

光电转换元件，其具有第一导电型的杂质区，并且所述光电转换元件根据入射光量产生电荷并在其内部累积所述电荷；

电荷保持区，其具有所述第一导电型的杂质区，并且由所述光电转换元件通过光电转换而产生的电荷保持在所述电荷保持区中，直至所述电荷被读出为止；

中间传输路径，其具有布置在所述光电转换元件和所述电荷保持区之间的区域中的所述第一导电型的杂质区，并且只有在曝光时段期间由所述光电转换元件产生并且超出预定电荷量的电荷通过所述中间传输路径而传输至所述电荷保持区中；和

杂质层，其具有布置在所述光电转换元件和所述电荷保持区之间并在所述中间传输路径下面的区域中的所述第二导电型的杂质区，并且所述杂质层的杂质浓度比所述第二导电型的半导体区的杂质浓度高。

2.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，构成所述中间传输路径的所述第一导电型的杂质区的结深设定为比构成所述电荷保持区的所述第一导电型的杂质区的结深浅，并且构成所述中间传输路径的所述第一导电型的杂质区的杂质浓度设定为比构成所述电荷保持区的所述第一导电型的杂质区的杂质浓度低。

3.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，具有所述第二导电型的杂质区的所述杂质层形成为具有预定的杂质浓度，以至于不被所述光电转换元件和所述电荷保持区的电位而置入耗尽状态。

4.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，沿着以深度方向穿过所述中间传输路径的线的电位状态为：在比构成所述电荷保持区的所述第一导电型的杂质区的下端浅的位置处形成至少一个最小电位点和至少一个最大电位点，并且所述最大电位点形成于比所述最小电位点深的位置。

5.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，具有所述第二导电型的杂质区的所述杂质层形成为延伸至构成所述电荷保持区的所述第一导电型的杂质区的下端的深处。

6.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，具有所述第二导电型的杂质区的所述杂质层形成为如此形状，即从构成所述中间传输路径的所述第一导电型的杂质区下方的位置向着构成所述电荷保持区的所述第一导电型的杂质区的下部延伸。

7.如权利要求6所述的固体摄像装置，其中，构成所述光电转换元件的第一导电型的所述杂质区形成为如此形状，即从形成于该杂质区的表面上的所述杂质层的下方的位置向着具有所述第二导电型的杂质区的杂质层的下部延伸，具有所述第二导电型的杂质区的杂质层向着构成所述电荷保持区的所述第一导电型的杂质区的下部延伸。

8.如权利要求1所述的固体摄像装置，

还包括传输门，所述传输门设置在所述中间传输路径和所述电荷保持区的上部，并且将电荷从所述光电转换区传输至所述电荷保持区中，

其中，构成所述光电转换元件的所述第一导电型的杂质区所形成的区域和所述传输门在平面图中布置为彼此重叠。

9.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，所述光电转换元件和所述电荷保持区形成为具有空穴累积二极管结构。

10.如权利要求1所述的固体摄像装置，还包括：

第一电极，其覆盖所述中间传输路径的上部；和

第二电极，其覆盖所述电荷保持区的上部；

所述第一电极和所述第二电极形成为彼此隔开。

11.一种制造固体摄像装置的方法，其包括如下步骤：

形成光电转换元件，所述光电转换元件具有第一导电型的杂质区，并且根据入射光量产生电荷并在其内部累积所述电荷；

形成电荷保持区，所述电荷保持区具有所述第一导电型的杂质区，并且由所述光电转换元件通过光电转换而产生的电荷保持在所述电荷保持区中，直至所述电荷被读出为止；

形成中间传输路径，所述中间传输路径具有布置在所述光电转换元件和所述电荷保持区之间的区域中的所述第一导电型的杂质区，并且只有在曝光时段期间由所述光电转换元件产生并且超出预定电荷量的电荷通过所述中间传输路径而传输至所述电荷保持区中；并且

形成杂质层，所述杂质层具有布置在所述光电转换元件和所述电荷保持区之间并在所述中间传输路径下面的区域中的第二导电型的杂质区，并且所述杂质层的杂质浓度比形成于半导体基板的表面侧上的所述第二导电型的半导体区的杂质浓度高。

12.一种包括固体摄像装置的电子设备，所述固体摄像装置包括：

第二导电型的半导体区，其形成于半导体基板的表面侧上；

光电转换元件，其具有第一导电型的杂质区，并且所述光电转换元件根据入射光量产生电荷并在其内部累积所述电荷；

电荷保持区，其具有所述第一导电型的杂质区，并且由所述光电转换元件通过光电转换而产生的电荷保持在所述电荷保持区中，直至所述电荷被读出为止；

中间传输路径，其具有布置在所述光电转换元件和所述电荷保持区之间的区域中的所述第一导电型的杂质区，并且只有在曝光时段期间由所述光电转换元件产生并且超出预定电荷量的电荷通过所述中间传输路径而传输至所述电荷保持区中；和

杂质层，其具有布置在所述光电转换元件和所述电荷保持区之间并在所述中间传输路径下面的区域中的所述第二导电型的杂质区，并且所述杂质层的杂质浓度比所述第二导电型的半导体区的杂质浓度高，

其中，在以矩阵形式布置的单位像素中，在多行中的所述单位像素同时进行电荷累积，并且

从所述光电转换元件传输至所述电荷保持区中的电荷被依次读出。