[发明专利]固态成像器件和照相机

说明书

分案申请说明

本申请是申请日为2008年2月15日、题为“固态成像器件和照相机”的中国发明专利申请No.200810008292.8的分案申请。

技术领域

本发明涉及固态成像器件和照相机，具体而言涉及MOS(金属氧化物半导体)固态成像器件和照相机。

背景技术

固态成像器件包括由CCD(电荷耦合器件)图像传感器所代表的电荷传送固态成像器件和由诸如CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器之类的MOS(金属氧化物半导体)图像传感器所代表的放大固态成像器件。当比较CCD图像传感器和MOS图像传感器时，CCD图像传感器可能需要高驱动电压来传送信号电荷，因此，用于CCD图像传感器的电源电压可能高于MOS图像传感器的电源电压。

因此，包含照相机的移动电话单元、PDA(个人数字助理)和其他移动设备通常使用CMOS图像传感器作为设在其上的固态成像器件。CMOS图像传感器的优点在于：电源电压低于CCD图像传感器的电源电压并且功耗也低于CCD图像传感器的功耗。

为了使元件绝缘并隔离，LOCOS(硅局部氧化)(选择性氧化)元件隔离系统或者STI(浅槽隔离)元件隔离系统是通常所说的用于MOS图像传感器的元件隔离系统(见日本未审查专利申请公开No.2002-270808的)。特别地，在像素愈加小型化的情况下，STI元件隔离系统已被广泛使用。

在固态成像器件中，随着分辨率的提高像素数也增加，并且因为固态成像器件包括大量像素，所以像素被进一步小型化。

发明内容

由于像素随着如上所述的MOS图像传感器中的像素数的增加而被愈加小型化，因此充当光电转换部的光电二极管的面积减小，结果，饱和电荷量和灵敏度降低。具体而言，每个像素的经光电转换的电荷数(即每个像素的电子数)减少并且饱和电荷量(因此，饱和信号量)降低。这种倾向随着像素被进一步小型化而增大。

当基于LOCOS隔离系统或者STI隔离系统的绝缘和隔离被用作元件隔离时，可能在充当光电转换元件的光电二极管与被绝缘和隔离区域之间的界面上引起暗电流和白点(white spot)。

希望提供一种图像传感器和照相机，其中，通过改善在将电荷转换为信号电压时的转换效率来提高灵敏度，同时抑制暗电流和白点的发生。

根据本发明的实施例，提供了一种具有所排列的像素的固态成像器件，每个所排列的像素包括光电转换元件和读晶体管，该读晶体管用于将在光电转换元件中经光电转换的电荷读至浮动扩散部(floating diffusion portion)。与浮动扩散部毗连的元件隔离区(element isolation region)由浅槽(shallow trench)元件隔离区形成，其他元件隔离区由杂质扩散隔离区形成。

根据本发明的固态成像器件和照相机的一个实施例，由于与浮动扩散部毗连的元件隔离区由浅槽元件隔离区形成，因此浮动扩散部的电容减小，从而使得转换效率增大。由于其他元件隔离区由杂质扩散隔离区形成，因此可以抑制暗电流和白点的发生。

根据本发明的固态成像器件和照相机的该实施例，可以通过改善转换效率来提高灵敏度，同时抑制暗电流和白点。因此，固态成像器件和照相机适于应用于这样的固态成像器件和照相机，在这些固态成像器件和照相机中，像素的面积随着像素数的增加而减小。

附图说明

图1是示出本发明的实施例所应用于的MOS图像传感器的配置示例的框图。

图2是示出单位像素的电路配置的示例的电路图。

图3是示出单位像素的电路配置的另一个示例的电路图。

图4是示出根据本发明第一实施例的固态成像器件、具体而言示出其像素阵列部的主要部分的图。

图5是沿着图4所示的D-D线的剖视图。

图6是以放大尺寸示出图4所示的单位像素的主要部分的图。

图7A是沿着图6中的A-A线的剖视图；图7B是沿着图6中的B-B线的剖视图；并且图7C是沿着图6中的C-C线的剖视图。

图8A和图8B分别是示出像素晶体管的栅电极的示例的俯视图和剖视图。

图9A和图9B分别是示出像素晶体管的栅电极的另一个示例的俯视图和剖视图。

图10A和图10B分别是示出像素晶体管的栅电极的另一个示例的俯视图和剖视图。

图11A和图11B分别是示出像素晶体管的栅电极的另一个示例的俯视图和剖视图。