[发明专利]固体摄像元件

说明书

固体摄像元件具备P型的基板(11)和布线层(17)，基板(11)具备：N型半导体区域(12)，被配置于第1主面(S1)，从第1主面(S1)向第2主面(S2)的方向延伸；N型半导体区域(13)，被配置于第2主面(S2)与N型半导体区域(12)之间并与N型半导体区域(12)连接；P型半导体区域(14)，被配置于第2主面(S2)与像素(1)以及像素(2)的N型半导体区域(13)之间；N型阱(15)，被配置于像素(1)的N型半导体区域(12)与像素(2)的N型半导体区域(12)之间且第1主面(S1)；像素电路，被配置于N型阱(15)内；和像素间分离区域(32)，被配置于像素(1)的N型半导体区域(13)与像素(2)的N型半导体区域(13)之间。N型半导体区域(13)和P型半导体区域(14)形成雪崩倍增区域(AM)。

技术领域

本公开涉及固体摄像元件，特别涉及对微弱的光进行检测的固体摄像元件。

背景技术

近年来，在医疗、生物、化学、监控、车载、放射线检测等多分支的领域，高灵敏度的照相机被利用。作为用于高灵敏度化的手段之一，使用雪崩/光电二极管(AvalanchePhotodiode；以下，也称为APD)。APD是通过使用雪崩击穿(Breakdown：击穿)来将通过光电变换而产生的信号电荷倍增来提高光的检测灵敏度的光电二极管。现在，通过使用APD，考虑一种即使微量光子数也能够检测的光子计数型的光检测器(专利文献1)以及高灵敏度图像传感器(专利文献2、专利文献3)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第WO2008/004547号

专利文献2：国际公开第WO2014/097519号

专利文献3：JP特开2015-5752号公报

发明内容

-发明要解决的课题-

为了将APD形成于半导体基板内，需要在基板内形成高电场的区域。因此，在专利文献1中，实现了一种向基板的表面和背面之间施加高电压，产生雪崩击穿，由此能够进行光子的检测的光检测器。为了将这样的构造应用于固体摄像元件，需要将不进行高电压的施加的像素电路和施加高电压的APD分开制作，在配置像素电路的区域不能检测光、以及开口率降低所导致的灵敏度降低成为课题。因此，为了满足高开口率，如专利文献2所示，提出了将APD和像素电路制作于各个基板并接合的手法。然而，该手法由于难以微细化，因此存在难以得到高分辨率的课题。

在专利文献3中，APD形成于与CMOS像素电路相同的基板内。如专利文献3的第0044段所述那样，为了向第2掺杂区域和第3掺杂区域施加独立的偏置，使用第1掺杂区域或者第4掺杂区域来将第2掺杂区域和第3掺杂区域断开。然而，在该构造中，信号电荷容易泄露到相邻像素，产生串扰。特别地，若假定高亮度的被摄体写入到画面内的情况，则由于过剩的信号电荷从信号电荷饱和的像素漏出，使相邻的像素逐个饱和，因此饱和时的串扰也成为课题。

本公开的目的在于，提供一种满足高开口率，并且将雪崩/光电二极管和像素电路制作于同一半导体基板的固体摄像元件，即容易微细化并且也能够抑制串扰的固体摄像元件。

-解决课题的手段-