[发明专利]光电转换元件和固态摄像装置

权利要求书

1.一种光电转换元件，其特征在于，具备：

耗尽层扩大部，具有第一导电型的上部区域；

第一导电型的光电转换层，设置成与所述耗尽层扩大部的上表面接触，比所述上部区域的杂质密度低；

第二导电型的表面埋设区域，埋设于所述光电转换层的上部的一部分，与所述光电转换层构成光电二极管；

第一导电型的阱区，埋设于所述光电转换层的上部的另一部分，比所述光电转换层的杂质密度高；

第二导电型的电荷存储区域，埋设于所述阱区的上部的一部分，暂时存储从所述表面埋设区域传送的、所述光电二极管生成的信号电荷；

像素内电路元件，集成到所述阱区的上部的另一部分，构成从所述电荷存储区域读出所述信号电荷的电路；以及

注入阻止部，在所述阱区的至少一部分中具有第二导电型的极耳区域，防止非信号电荷从所述阱区向所述光电转换层的注入，所述极耳区域将所述阱区至少分割为两部分从而形成多个分割区域，埋设有所述电荷存储区域的所述阱区的一部分和集成有所述像素内电路元件的所述阱区的另一部分为彼此不同的分割区域，所述非信号电荷由与所述信号电荷为相反导电型的载流子构成，

通过施加于所述上部区域的电压，所述光电转换层中预定作为信号电荷生成区域的全部范围被耗尽。

2.根据权利要求1所述的光电转换元件，其特征在于，

所述注入阻止部是在所述阱区的至少一部分中将所述阱区分割为三部分的第二导电型的两个极耳区域，通过从两个极耳区域的下端部分别延伸的电力线的电位，在所述两个极耳区域之间的所述阱区之下生成电位势垒，所述电位势垒用于防止所述非信号电荷的所述注入。

3.一种固态摄像装置，其特征在于，

将像素阵列部和周边电路部集成到同一半导体芯片上，

其中，所述像素阵列部排列有多个像素，所述周边电路部用于驱动所述像素并处理来自所述像素的信号，所述像素具有：耗尽层扩大部，具有第一导电型的上部区域；第一导电型的光电转换层，设置成与所述耗尽层扩大部的上表面接触，比所述上部区域的杂质密度低；第二导电型的表面埋设区域，埋设于所述光电转换层的上部的一部分，与所述光电转换层构成光电二极管；第一导电型的阱区，埋设于所述光电转换层的上部的另一部分，比所述光电转换层的杂质密度高；第二导电型的电荷存储区域，埋设于所述阱区的上部的一部分，暂时存储从所述表面埋设区域传送的、所述光电二极管生成的信号电荷；像素内电路元件，集成到所述阱区的上部的另一部分，构成从所述电荷存储区域读出所述信号电荷的电路；以及

注入阻止部，在所述阱区的至少一部分中具有第二导电型的极耳区域，防止非信号电荷从所述阱区向所述光电转换层的注入，所述极耳区域将所述阱区至少分割为两部分从而形成多个分割区域，埋设有所述电荷存储区域的所述阱区的一部分和集成有所述像素内电路元件的所述阱区的另一部分为彼此不同的分割区域，所述非信号电荷由与所述信号电荷为相反导电型的载流子构成，

通过施加于所述上部区域的电压，所述光电转换层中预定作为信号电荷生成区域的全部范围被耗尽。

4.根据权利要求3所述的固态摄像装置，其特征在于，

所述半导体芯片的周边部还具备对所述耗尽层扩大部供应背面电压的背面电压供应部，

该背面电压供应部对所述耗尽层扩大部供应电源电压。

5.根据权利要求4所述的固态摄像装置，其特征在于，

所述背面电压供应部具有：

第一导电型的极耳区域，配置在所述半导体芯片的周边部；以及

第一导电型的极耳接触区域，埋设于所述极耳区域的上部，比所述极耳区域的杂质密度高。

6.根据权利要求3至5中的任意一项所述的固态摄像装置，其特征在于，

所述注入阻止部是在所述阱区的至少一部分中将所述阱区分割为三部分的第二导电型的两个极耳区域，通过从所述两个极耳区域的下端部分别延伸的电力线的电位，在所述两个极耳区域之间的所述阱区之下生成电位势垒，所述电位势垒用于防止所述非信号电荷的所述注入。