[发明专利]固态成像装置及其制造方法和电子设备

说明书

本公开提供一种固态成像装置及其制造方法和电子设备。该固态成像装置包括像素阵列部，在该像素阵列部中多个单元像素布置在半导体基板上，该多个单元像素的每个包括基于接收的光量产生且累积光电荷的光电转换部和累积该光电荷的电荷累积部，其中靠近光进入该电荷累积部的单元像素的入射侧的电极的至少一部分由用作遮光膜的金属膜形成。

本申请是申请日为2013年1月25日、申请号为201310028975.0、发明名称为“固态成像装置及其制造方法和电子设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及固态成像装置、制造固态成像装置的方法及电子设备。更具体地，本公开涉及在单元像素中具有电荷累积部的固态成像装置、制造该固态成像装置的方法及电子设备。

背景技术

诸如CMOS图像传感器的固态成像装置是一种X-Y寻址方案的固态成像装置，其执行顺序扫描和读取每个像素或每行的光电转换部中产生且累积的光电荷的操作。在该顺序扫描的情况下，就是说，在采用卷帘快门(rollingshutter)作为电子快门的情况下，不能在所有的像素中共享曝光开始时间和曝光结束时间来累积光电荷。因此，在顺序扫描的情况下，存在摄取运动目标的图像时在摄取的图像中导致变形的问题。

在不允许这种图像变形的摄取高速运动目标的图像的情况下，或者在要求摄取图像的同步性的传感应用的情况下，相对于像素阵列部中的所有像素同时执行曝光开始和曝光结束的全域快门(global shutter)用作电子快门。为了实现该全域快门，对于与作为光电转换部的光敏二极管分开累积光电荷的区域，即电荷累积部，例如，设置埋入型(flush-mounted)MOS电容器(例如，见日本专利特许第3874135号公报)。

然而，当在全域快门的情况下埋入型MOS电容器接收光敏二极管中通过光电转换产生且累积的所有光电荷时，埋入型MOS电容器要求饱和电荷量等于或大于光敏二极管的饱和电荷量。反过来说，考虑相同的单元像素尺寸，当单元像素中有埋入型MOS电容器时，因为光敏二极管区域显著变小，所以存在光敏二极管的饱和电荷量变小的问题。

作为其对策，提出了一种在光敏二极管和埋入型MOS电容器中累积光敏二极管中通过光电转换产生的光电荷的技术(例如，见日本专利特开第2009-268083号公报)。根据该现有技术，饱和电荷量是光敏二极管的饱和电荷量和埋入型MOS电容器的饱和电荷量之和。

然而，甚至在日本专利特开第2009-268083中公开的现有技术中，饱和电荷量也远小于CMOS图像传感器的饱和电荷量而没有全域快门的功能。这是因为，为了实现全域曝光，不仅要求增加电荷累积部(在现有技术的情况下，埋入型MOS电容器)而且要求增加晶体管到单元像素中。结果，这导致图像动态范围的下降。

同样，为了从现有技术分开地增加饱和电荷量且加宽动态范围而实现全域曝光，可能存在每单位面积较大电容值的电容器用作电荷累积部而取代埋入型MOS电容器的情况。

发明内容

同样，在电荷累积部布置在单元像素中的情况下，电荷累积部中可能漏光，并且可能导致诸如斑点的错误信号。

因此，本公开抑制光泄露到单元像素的光电荷累积部中且减小图像噪声。

根据本公开的第一方面，所提供的固态成像装置包括像素阵列部，在像素阵列部中多个单元像素布置在半导体基板上，多个单元像素的每个包括基于接收的光量产生且累积光电荷的光电转换部和累积光电荷的电荷累积部。靠近光进入电荷累积部的单元像素的入射侧的电极的至少一部分由用作遮光膜的金属膜形成。

金属膜具有两层结构，并且与电荷累积部的电容绝缘膜相邻的第一层与第二层相比可具有较高的功函数和较低的遮光性。

可同时曝光多个单元像素，并且光电转换部中在曝光期间累积的电荷累积在电荷累积部中。

电荷累积部可累积在曝光期间从光电转换部溢出的电荷。