[发明专利]固体摄像装置

说明书

固体摄像装置(SI)具备多个光电转换部、及存储在对应的光电转换部所产生的电荷的多个电荷存储部。光电转换部包含：光感应区域，其根据光入射而产生电荷；电位梯度形成部，其向第二方向(D2)促进光感应区域中的电荷的移动。电荷存储部包含杂质浓度朝向第二方向(D2)阶段性地单向变化的多个区域(半导体层)(22、23、24)、对多个区域(22、23、24)施加电场的电极(32、33)。电极(32)配置为横跨杂质浓度阶段性地不同的多个区域(22、23)。电极(33)配置为横跨杂质浓度阶段性地不同的多个区域(23、24)。

技术领域

本发明涉及一种固体摄像装置。

背景技术

已知有包含排列于第一方向的多个光电转换部、在与第一方向正交的第二方向上与对应的光电转换部排列且存储在对应的光电转换部产生的电荷多个电荷存储部、取得分别自多个电荷存储部传输的电荷并向第一方向传输而输出的电荷输出部的固体摄像装置(例如，参照专利文献1)。在专利文献1所记载的固体摄像装置中，电荷存储部包含沿着第二方向配置并且以朝向第二方向提高电势的方式分别被给予规定的电位的至少两个栅极电极。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-151364号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在上述那样的固体摄像装置中，为了动态范围的扩大及SN比的提高，优选使各电荷存储部的饱和电荷量增大。在该情况下，通过增大电荷存储部的第二方向上的尺寸，可实现电荷存储部的饱和电荷量的增大。随着电荷存储部的第二方向上的尺寸变大，电荷存储部所存储的电荷的传输时间变长。电荷的传输时间的增加成为阻碍固体摄像装置中的电荷传输的高速化、即摄像的高速化的主要原因。由于电荷传输的高速化的限制，在欲缩短电荷的传输时间的情况下，电荷不被传输而残留于电荷存储部。其结果，有产生图像滞后(残像)的担忧。这样，饱和电荷量的增大与电荷传输的高速化处于互相权衡的关系。

对于饱和电荷量的增大与电荷传输的高速化的要求日益提高。根据本发明人等的研究，即使在专利文献1所记载的固体摄像装置中，在饱和电荷量的增大与电荷传输的高速化的兼备的观点上还有改善的余地。

本发明的一个方式的目的在于，提供一种可以较高的水平实现饱和电荷量的增大与电荷传输的高速化的兼备的固体摄像装置。

解决问题的技术手段

本发明的一个方式是一种固体摄像装置，包含：多个光电转换部，其排列于第一方向；多个电荷存储部，其在与第一方向正交的第二方向上与对应的光电转换部排列，且存储在对应的光电转换部产生的电荷；电荷输出部，其取得分别自多个电荷存储部传输的电荷，并向上述第一方向传输而输出。各光电转换部包含：光感应区域，其根据光入射而产生电荷；电位梯度形成部，其相对于光感应区域形成沿着第二方向升高的电位梯度，且向第二方向促进光感应区域中的电荷的移动。各电荷存储部包含：杂质浓度朝向第二方向阶段性地单向变化的多个区域；及以横跨杂质浓度阶段性地不同的多个区域的方式配置且对多个区域施加电场的电极。

电荷存储部中，利用通过电极施加的电场，调整该电极正下方的区域中的电势的深度。电极中的第二方向上的中途部分(例如，第二方向上的中央部分)所产生的电场较电极中的第二方向上的端部所产生的电场更弱。因此，电极的上述中途部分正下方的区域中的电势的深度未被适当地调整。在该情况下，无法充分地促进第二方向上的电荷的移动，有电荷的传输时间增大的担忧。另外，有阻碍电荷存储部的第二方向上的大尺寸化(饱和电荷量的增大)的担忧。