[发明专利]固态图像传感器和照相机

说明书

技术领域

本发明涉及固态图像传感器和包括它的照相机。

背景技术

在固态图像传感器中，伴随像素数目的增加，像素尺寸变小，并且所造成的饱和电荷数的减少引起问题。日本专利公开No.2010-114275描述了增加饱和电荷量的固态图像传感器。在日本专利公开No.2010-114275中描述的固态图像传感器包括层叠在半导体基板中的多个光电二极管、以及布置于半导体基板中以从所述多个光电二极管读出电荷的垂直晶体管。

在日本专利公开No.2010-114275中描述的固态图像传感器具有包括形成在半导体基板中的多个光电二极管和垂直晶体管的复杂结构。出于这个原因，制造需要许多步骤，并且用于制造的处理控制是困难的。

发明内容

本发明提供易于制造且具有有利于增加饱和电荷数的布置的固态图像传感器、以及包括它的照相机。

本发明的第一方面提供一种固态图像传感器，该固态图像传感器包括：半导体基板；布置于半导体基板中的第一导电类型的第一半导体区域；构成电荷积累区域且布置于第一半导体区域中的第二导电类型的第二半导体区域；以及用于将光会聚到第二半导体区域的透镜，其中第二半导体区域包含在沿半导体基板的表面的方向上布置的多个部分，在所述多个部分之间形成对于在电荷积累区域中积累的电荷的势垒，第二半导体区域被配置为通过耗尽区域从第一半导体区域向第二半导体区域的扩展被完全耗尽，以及作为第二半导体区域的一部分且第二半导体区域的要被最终耗尽的最终耗尽部分被配置为通过耗尽区域从第一半导体区域的位于最终耗尽部分的横向上的部分向最终耗尽部分的扩展被耗尽。

本发明的第二方面提供一种固态图像传感器，该固态图像传感器包括：半导体基板；布置于半导体基板中的第一导电类型的第一半导体区域；构成电荷积累区域且布置于第一半导体区域中的第二导电类型的第二半导体区域；以及用于将光会聚到第二半导体区域的透镜，其中第二半导体区域包含在沿半导体基板的表面的方向上布置的多个部分，在所述多个部分之间形成对于在电荷积累区域中积累的电荷的势垒，以及在所述多个部分中的每一个中，沿半导体基板的深度方向的杂质浓度的积分N1和沿布置所述多个部分的方向的杂质浓度的积分N2满足由N1>N2给出的关系。

本发明的第三方面提供一种固态图像传感器，该固态图像传感器包括：半导体基板；布置于半导体基板中的第一导电类型的第一半导体区域；构成电荷积累区域且布置于第一半导体区域中的第二导电类型的第二半导体区域；以及用于将光会聚到第二半导体区域的透镜，其中第二半导体区域包含在沿半导体基板的表面的方向上布置的多个部分，在所述多个部分之间布置第一半导体区域的一部分，通过在第一半导体区域与第二半导体区域之间施加具有预定大小(magnitude)的反向偏压，耗尽区域从第一半导体区域向第二半导体区域扩展，由此完全耗尽第二半导体区域，作为第二半导体区域的一部分且第二半导体区域的要被最终耗尽的最终耗尽部分被配置为通过耗尽区域从第一半导体区域的位于最终耗尽部分的横向上的部分向最终耗尽部分的扩展被耗尽，以及通过在第一半导体区域与第二半导体区域之间施加反向偏压，耗尽区域从第二半导体区域向第一半导体区域的所述部分扩展，由此完全耗尽第一半导体区域的所述部分。

本发明的第四方面提供一种固态图像传感器，该固态图像传感器包括：半导体基板；布置于半导体基板中的第一导电类型的第一半导体区域；构成电荷积累区域且布置于第一半导体区域中的第二导电类型的第二半导体区域；以及用于将光会聚到第二半导体区域的透镜，其中第二半导体区域包含在沿半导体基板的表面的方向上布置的多个部分，在所述多个部分之间形成对于在电荷积累区域中积累的电荷的势垒，第二半导体区域被配置为通过耗尽区域从第一半导体区域向第二半导体区域的扩展被完全耗尽，作为第二半导体区域的一部分且第二半导体区域的要被最终耗尽的最终耗尽部分被配置为通过耗尽区域从第一半导体区域的位于最终耗尽部分的横向上的部分向最终耗尽部分的扩展被耗尽，以及所述多个部分之间的间隔在从0.1μm至1.0μm的范围内。

本发明的第五方面提供一种照相机，该照相机包括：根据本发明的第一至第四方面中的任一个的固态图像传感器；以及处理从固态图像传感器输出的信号的处理单元。

从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的进一步的特征将变得明显。

附图说明

图1是示意性地示出根据本发明的第一实施例的固态图像传感器的一个像素的结构的截面图；

图2是示意性地示出根据本发明的第一实施例的固态图像传感器的一个像素的结构的平面图；