專利名稱：固態(tài)攝像裝置、其驅(qū)動(dòng)方法以及電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種CCD (Charge Coupled Device,電荷耦合器件)型固態(tài)攝像裝置及 其驅(qū)動(dòng)方法，以及諸如相機(jī)等設(shè)置有該固態(tài)攝像裝置的電子裝置。
背景技術(shù)：
作為固態(tài)攝像裝置，電荷耦合器件(CCD)型固態(tài)攝像裝置在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周 知的。根據(jù)CCD型固態(tài)攝像裝置(在下文中，稱作CCD固態(tài)攝像裝置)，多個(gè)感光單元以矩 陣形式二維配置，每個(gè)感光單元均包括用于產(chǎn)生與所接收的光量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電荷并累積 信號(hào)電荷的光電轉(zhuǎn)換單元(即，光電二極管)。信號(hào)電荷基于入射到多個(gè)感光單元的光電 二極管中的物體的光信號(hào)產(chǎn)生然后累積。信號(hào)電荷通過配置在感光單元的每一列中的具有 CCD結(jié)構(gòu)的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器在垂直方向上轉(zhuǎn)移，并還通過具有CCD結(jié)構(gòu)的水平轉(zhuǎn)移寄 存器在水平方向上轉(zhuǎn)移。然后，在水平方向上轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷作為物體的圖像信息從具有 電荷/電壓轉(zhuǎn)換部的輸出單元輸出。典型地，輸出單元包括連接至水平轉(zhuǎn)移寄存器終端的 浮置擴(kuò)散(FD)和源極跟隨放大器，S卩，浮置擴(kuò)散型放大器。另外，輸出單元還可以包括浮置 柵極型放大器。 在CCD固態(tài)攝像裝置中，所謂的行間轉(zhuǎn)移(IT)方式在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的， 其通過使用攝像區(qū)域來轉(zhuǎn)移電荷，該攝像區(qū)域包括多個(gè)感光單元，以二維矩陣形式配置； 多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器；以及多個(gè)水平轉(zhuǎn)移寄存器，連接至所述多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器。此外， 在CCD固態(tài)攝像裝置中，所謂的幀行間轉(zhuǎn)移(FIT)方式在現(xiàn)有技術(shù)中也是眾所周知的，其通 過使用攝像區(qū)域、包括多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器的存儲(chǔ)部、以及連接至存儲(chǔ)部的所述多個(gè)垂直 轉(zhuǎn)移寄存器的水平轉(zhuǎn)移寄存器來轉(zhuǎn)移電荷。 例如，CCD固態(tài)攝像裝置已經(jīng)廣泛用于數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)等。此外，CCD固態(tài)攝 像裝置也用作安裝在諸如電話等設(shè)置有相機(jī)的移動(dòng)裝置或PDA(個(gè)人數(shù)字助理)上的固態(tài) 攝像裝置。 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的CCD固態(tài)攝像裝置，垂直轉(zhuǎn)移寄存器的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極由雙層 多晶硅膜以第一層多晶硅膜的垂直轉(zhuǎn)移電極與第二層多晶硅膜的垂直轉(zhuǎn)移電極部分重疊 的方式形成。這樣的CCD固態(tài)攝像裝置具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中包括被施加讀取電壓VT的垂 直轉(zhuǎn)移電極的所有垂直轉(zhuǎn)移電極延伸至與垂直轉(zhuǎn)移寄存器的溝道區(qū)平行設(shè)置的溝道停止 區(qū)。被施加讀取電壓VT的垂直轉(zhuǎn)移電極用作所謂的讀取電極。 同時(shí)，作為CCD固態(tài)攝像裝置，在現(xiàn)有技術(shù)中也使用這樣的固態(tài)攝像裝置，其中， 配置在轉(zhuǎn)移方向上的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極由單層(即同一層)多晶硅膜形成。圖13和圖14 是示出了現(xiàn)有CCD固態(tài)攝像裝置的一個(gè)實(shí)例的示圖，在該現(xiàn)有的CCD固態(tài)攝像裝置中多個(gè)
4垂直轉(zhuǎn)移電極由單層多晶硅膜形成。圖13是示出了攝像區(qū)域的主要元件的平面圖，而圖14 是沿圖13的線XIV-XIV截取的截面圖。在圖13和圖14中，僅示出了主要元件而省略了其 他元件，例如，在轉(zhuǎn)移電極上面的遮光層、濾色片、單片透鏡等。 如圖13所示，在CCD固態(tài)攝像裝置100中，用作感光單元101、具有矩形形狀的光 電二極管(PD)以二維矩陣形式配置，并且具有CCD結(jié)構(gòu)的垂直轉(zhuǎn)移寄存器102設(shè)置成與感 光單元101的列相對(duì)應(yīng)。垂直轉(zhuǎn)移寄存器102從感光單元101讀取信號(hào)電荷，并隨后在垂 直方向上轉(zhuǎn)移信號(hào)電荷。每個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器102均包括嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域103，以及形成 在轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域103上面而且其間插入柵極絕緣層的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極。在該實(shí)例中，三 個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極與用作一個(gè)感光單元101的光電二極管(PD)相對(duì)應(yīng)，S卩，多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電 極104至106由單層(即第一層多晶硅膜)形成。在上垂直轉(zhuǎn)移電極104和下垂直轉(zhuǎn)移電 極106及其上單位像素和下單位像素中共同具有垂直轉(zhuǎn)移電極。 垂直轉(zhuǎn)移電極104和106通過在垂直方向上彼此相鄰的感光單元101之間而在水 平方向上連續(xù)形成，使得對(duì)應(yīng)于垂直轉(zhuǎn)移寄存器102的電極彼此連接。同時(shí)，在三個(gè)垂直轉(zhuǎn) 移電極104至106中，中央的垂直轉(zhuǎn)移電極105用作讀取電極。由于用作讀取電極的垂直 轉(zhuǎn)移電極以島狀獨(dú)立地形成，所以通過由第二層多晶硅膜形成的連接互連107來連接垂直 轉(zhuǎn)移電極105。連接互連107包括帶狀部107B，設(shè)置在垂直轉(zhuǎn)移電極104和106上，這兩 個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極在以垂直方向彼此相鄰的感光單元101之間延伸同時(shí)其間插入有絕緣層； 以及延長(zhǎng)部107A，在垂直轉(zhuǎn)移電極105的上面延伸而且與帶狀部107B—體化形成。延長(zhǎng)部 107A連接至每個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器102中的垂直轉(zhuǎn)移電極105的接觸部108。
嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域103在垂直方向上以線狀形成。用于分離在水平方向上彼此相 鄰的像素的第一溝道停止區(qū)域111線狀地形成于在水平方向上彼此相鄰的像素之間，以平 行于嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域103而設(shè)置同時(shí)與嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域103相接觸。此外，用于分離 在垂直方向上彼此相鄰的像素的第二溝道停止區(qū)域112形成于在垂直方向上彼此相鄰的 像素之間。第二溝道停止區(qū)域112包括在垂直方向上彼此相鄰的像素之間的水平區(qū)域，以 及朝向感光單元101垂直延伸同時(shí)與嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域103部分接觸的區(qū)域。第一溝道停 止區(qū)域111和第二溝道停止區(qū)域112由包含雜質(zhì)的半導(dǎo)體區(qū)域(例如，p型半導(dǎo)體區(qū)域)形 成。 垂直轉(zhuǎn)移電極104至106形成在第一溝道停止區(qū)域111和第二溝道停止區(qū)域112 上。 如圖14所示，當(dāng)參看截面圖時(shí)，第二導(dǎo)電型(例如p型)第一半導(dǎo)體阱區(qū)域(well region) 116形成在第一導(dǎo)電型(例如n型)半導(dǎo)體基板115上，而用作感光單元101的光 電二極管(PD)形成在p型第一半導(dǎo)體阱區(qū)域116中。光電二極管(PD)包括n型半導(dǎo)體區(qū) 域117和控制暗電流的p+型半導(dǎo)體區(qū)域118。 p型第一半導(dǎo)體阱區(qū)域116包括n型嵌入轉(zhuǎn) 移溝道區(qū)域103、第一p+溝道停止區(qū)域111以及第二p+溝道停止區(qū)域112(未示出)。p型 第二半導(dǎo)體阱區(qū)域119緊挨嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域103的下面形成。 各個(gè)相應(yīng)的垂直轉(zhuǎn)移電極104至106形成在嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域103、電荷讀取柵 極部121和第一p+溝道停止區(qū)域111的上面，而且插入了柵極絕緣層(例如二氧化硅層 122)。在圖13中，形成了用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極105。 在由雙層多晶硅膜形成垂直轉(zhuǎn)移電極的上述CCD固態(tài)攝像裝置中，所有垂直轉(zhuǎn)移電極均延伸到溝道停止區(qū)域上面的構(gòu)造應(yīng)歸因于以下原因。第一個(gè)原因是為了確保由垂直 轉(zhuǎn)移寄存器的溝道區(qū)域和垂直轉(zhuǎn)移電極的掩模對(duì)準(zhǔn)誤差所導(dǎo)致的設(shè)計(jì)余量(余裕)。
此外，如圖15所示，由第一層多晶硅膜形成的垂直轉(zhuǎn)移電極131和133和由第二 層多晶硅膜形成的垂直轉(zhuǎn)移電極132以轉(zhuǎn)移方向配置而且彼此重疊。在作為被施加讀取電 壓VT的垂直轉(zhuǎn)移電極132的第二層多晶硅膜中，可能在垂直轉(zhuǎn)移電極131至133的重疊部 分處容易產(chǎn)生圖案凹部(recess) 134。因?yàn)樵诠饪烫幚碇朽徑A梯部分的用作掩模的抗蝕 圖案的厚度或?qū)挾扔捎谥丿B部分處階梯部分的影響而不相同，并且當(dāng)以平面圖觀察時(shí)電極 寬度有些變化，所以產(chǎn)生了凹部134。第二個(gè)原因是為了通過將電極寬度設(shè)定為較厚，從而 防止由于凹部圖案而暴露溝道區(qū)域135。當(dāng)由第二層多晶硅膜形成的垂直轉(zhuǎn)移電極132由 與溝道區(qū)域135重疊的線引出時(shí)，溝道區(qū)域135下面的一部分被凹部134暴露。在垂直轉(zhuǎn) 移電極沒有被溝道區(qū)域135較大部分地覆蓋的狀態(tài)下，這部分的電位變深，從而在電荷轉(zhuǎn) 移中可能出現(xiàn)問題。 當(dāng)像素單元不是很微小時(shí)，則柵極絕緣層形成為具有一定厚度，并且溝道停止區(qū) 域的雜質(zhì)濃度不高，即使被施加讀取電壓VT的垂直轉(zhuǎn)移電極形成為延伸到溝道停止區(qū)域 上面，問題也可能不會(huì)非常明顯。這相當(dāng)于另一個(gè)原因。 同時(shí)，即使在如圖13和14所示的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極由單層多晶硅膜形成的CCD 固態(tài)攝像裝置中，多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極由于與上述原因類似的原因也延伸到溝道停止區(qū)域 111上面。即，在現(xiàn)有技術(shù)中，并沒有認(rèn)識(shí)到消除溝道停止區(qū)域111和112與垂直轉(zhuǎn)移電極 104至106的重疊的必要性。即，即使溝道停止區(qū)域111和112與垂直轉(zhuǎn)移電極104至106 重疊，問題也可能不明顯。 作為在先的文獻(xiàn)，描述了日本專利第3885769號(hào)、日本未審查專利申請(qǐng)公開第 9-266269號(hào)以及日本未審查專利申請(qǐng)公開第2004-228328號(hào)。日本專利第3885769號(hào)公開 了一種垂直轉(zhuǎn)移電極的寬度與轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域?qū)挾然旧舷嗤臉?gòu)造。通過這種構(gòu)造，與現(xiàn) 有的固態(tài)攝像裝置相比，在遮光期間不存在于垂直轉(zhuǎn)移電極上的部分的區(qū)域(即遮光時(shí)的 遮罩(canopy)部)變寬，并且可以改善根據(jù)遮罩部的長(zhǎng)度而變化的拖尾(拖影，smear)特 性。 日本未審查專利申請(qǐng)公開第9-266296號(hào)公開了這樣一種構(gòu)造，其中緊挨在垂直 轉(zhuǎn)移寄存器的n型嵌入轉(zhuǎn)移溝道的下面，具有低雜質(zhì)濃度的p型半導(dǎo)體區(qū)域形成在其中部， 并且具有高雜質(zhì)濃度的P型半導(dǎo)體區(qū)域形成在其兩側(cè)。通過這種構(gòu)造，減少了拖尾，并且增 加了轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域的中部處的電荷轉(zhuǎn)移的邊緣電場(chǎng)，從而確保了轉(zhuǎn)移效率。在附圖的截面 結(jié)構(gòu)中，用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極沒有延伸到。+元件隔離層上，但是這沒有特別的含 義。 日本未審查專利申請(qǐng)公開第2004-228328號(hào)公開了一種設(shè)置了由雙層多晶硅膜
形成的垂直轉(zhuǎn)移電極、并且在基板表面的凹部中形成由第一層多晶硅膜形成的垂直轉(zhuǎn)移電
極的結(jié)構(gòu)。由第一層多晶硅膜形成的一部分垂直轉(zhuǎn)移電極形成在溝道停止部上。如果垂直
轉(zhuǎn)移電極形成在基板凹部中，那么由于單位單元的上表面在成為第二層的垂直轉(zhuǎn)移電極的
多晶硅膜形成之前而被平坦化，所以簡(jiǎn)化了形成垂直轉(zhuǎn)移電極的處理。 如上所述，在像素尺寸相對(duì)不微小的CCD固態(tài)攝像裝置中，即使垂直轉(zhuǎn)移電極與
溝道停止區(qū)域重疊，也不會(huì)發(fā)生問題。即，在柵極絕緣層相對(duì)較厚并且溝道停止區(qū)域和嵌入
6轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域的雜質(zhì)濃度相對(duì)不高的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，只要不過度增大讀取電壓VT，那么即使 溝道停止區(qū)域與垂直轉(zhuǎn)移電極重疊，也不會(huì)發(fā)生問題。

發(fā)明內(nèi)容
然而，近年來，在CCD固態(tài)攝像裝置中，由于隨著多像素結(jié)構(gòu)和高分辨率的趨勢(shì)， 像素單元的尺寸變小，因此可能由于溝道停止區(qū)域與垂直轉(zhuǎn)移電極重疊的區(qū)域而導(dǎo)致電荷 轉(zhuǎn)移特性劣化，并且可能由于暗電流的增加而導(dǎo)致信噪(SN)比降低。即使在如圖13和14 所示的垂直轉(zhuǎn)移電極104至106由單層多晶硅膜形成的CCD固態(tài)攝像裝置中，也存在用作 讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極105與溝道停止區(qū)域111和112重疊的區(qū)域114(以斜線表示)。 即使在這樣的CCD固態(tài)攝像裝置中，也可以預(yù)測(cè)到上述問題。S卩，由于像素單元的尺寸變 小，垂直轉(zhuǎn)移寄存器的柵極絕緣層設(shè)為約30nm并且溝道停止區(qū)域的受主(acc印tor)濃度 設(shè)為約lX1017cm—3。由于這樣的構(gòu)造，如果施加約10V以上值的讀取電壓VT，那么會(huì)在用作 讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極與溝道停止區(qū)域之間產(chǎn)生局部強(qiáng)電場(chǎng)。由于局部強(qiáng)電場(chǎng)，會(huì)發(fā)生 陷阱輔助帶間隧穿(tr即assisted band to bandtunneling)，這在現(xiàn)有技術(shù)中不會(huì)發(fā)生。 由于陷阱輔助帶間隧穿，則可以預(yù)測(cè)到由于少數(shù)載流子的涌出以及少數(shù)載流子通過電場(chǎng)加 速被注入/捕獲至柵極絕緣層而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)移劣化。此外，通常，如果電子注入到柵極絕緣層 中，那么Si基板-Si(^層界面的界面狀態(tài)(能級(jí))增加，從而導(dǎo)致隨著暗電流的增加，固態(tài) 攝像裝置的信噪比降低。 考慮到上述情況，期望提供一種固態(tài)攝像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法，以及設(shè)置有該固態(tài) 攝像裝置的電子裝置(諸如相機(jī))，該固態(tài)攝像裝置即使像素單元尺寸變小也可以由于讀 取電壓的施加而防止固態(tài)攝像裝置的特性劣化。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了一種固態(tài)攝像裝置，其包括多個(gè)感光單元；多個(gè) 垂直轉(zhuǎn)移寄存器，包括轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域和多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極；以及第一溝道停止區(qū)域，平行于 垂直轉(zhuǎn)移寄存器的轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域而設(shè)置。在本發(fā)明中，在垂直轉(zhuǎn)移電極之中，用作讀取電極 的垂直轉(zhuǎn)移電極形成為不與第一溝道停止區(qū)域重疊。 在本發(fā)明的固態(tài)攝像裝置中，在垂直轉(zhuǎn)移寄存器的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極之中，用作 讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極形成為不與第一溝道停止區(qū)域重疊。通過這種構(gòu)造，即使像素單 元的尺寸變小，在施加讀取電壓時(shí)，也可以使垂直電極邊緣部和溝道停止區(qū)域之間的電場(chǎng) 集中緩和。因此，防止了電子注入到柵極絕緣層中，并且防止了轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域的電位調(diào)制。 此外，防止了耗盡層在被施加讀取電壓的垂直轉(zhuǎn)移電極下面的轉(zhuǎn)移部與相鄰像素的感光單 元之間的穿通(punch through)。 根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)攝像裝置的驅(qū)動(dòng)方法使用這樣的固態(tài)攝像裝置，其中垂直轉(zhuǎn)移 寄存器的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極中被施加讀取電壓的一個(gè)形成為不與平行于轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域而 設(shè)置的溝道停止區(qū)域重疊。在該固態(tài)攝像裝置中，將被施加讀取電壓的垂直轉(zhuǎn)移電極的邊 緣部與溝道停止區(qū)域之間的局部電場(chǎng)設(shè)置為等于或小于60V/ym，該局部電場(chǎng)通過垂直轉(zhuǎn) 移寄存器的柵極絕緣層的厚度和讀取電壓而感生。然后，通過將讀取電壓施加至垂直轉(zhuǎn)移 電極來將信號(hào)電荷從感光單元讀取至垂直轉(zhuǎn)移寄存器。 根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)攝像裝置的驅(qū)動(dòng)方法，當(dāng)被施加讀取電壓的垂直轉(zhuǎn)移寄存器的 垂直轉(zhuǎn)移電極的邊緣部與溝道停止區(qū)域之間的局部電場(chǎng)等于或小于60V/ym時(shí)，則將信號(hào)電荷從感光單元讀取至垂直轉(zhuǎn)移寄存器。因?yàn)榫植侩妶?chǎng)等于或小于60V/ym，所以即使像素 單元的尺寸變小，也可以使局部電場(chǎng)(即電場(chǎng)集中)緩和。從而，防止了電子注入到柵極絕 緣層中以及轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域的電位調(diào)制。溝道停止區(qū)域不與用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極重 疊，從而防止了耗盡層至相鄰像素的感光單元的穿通。 根據(jù)本發(fā)明的一種電子裝置包括光學(xué)鏡頭、固態(tài)攝像裝置以及處理固態(tài)攝像裝置 的輸出信號(hào)的信號(hào)處理電路。固態(tài)攝像裝置包括多個(gè)感光單元；多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器，包 括轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域和多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極；以及第一溝道停止區(qū)域，平行于垂直轉(zhuǎn)移寄存器的 溝道區(qū)域而設(shè)置。在垂直轉(zhuǎn)移電極之中，用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極形成為不與第一溝 道停止區(qū)域重疊。 根據(jù)基于本發(fā)明的固態(tài)攝像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法，即使像素單元的尺寸變小，也可 以通過施加讀取電壓來防止固態(tài)攝像裝置的特性劣化。 根據(jù)本發(fā)明的電子裝置，由于設(shè)置了固態(tài)攝像裝置，所以即使像素單元的尺寸變 小，也可以通過施加讀取電壓來防止固態(tài)攝像裝置的特性劣化，并且可以提供高質(zhì)量的電 子裝置。


圖1是示出了應(yīng)用于本發(fā)明的行間轉(zhuǎn)移(IT)型固態(tài)攝像裝置的概況的平面圖； 圖2是示出了應(yīng)用于本發(fā)明的幀行間轉(zhuǎn)移(FIT)型固態(tài)攝像裝置的概況的平面 圖； 圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置的主要元件的概況的平 面圖； 圖4是沿圖3的線IV-IV截取的截面圖； 圖5A和圖5B是示出了用于描述本發(fā)明的操作和驅(qū)動(dòng)方法的驅(qū)動(dòng)脈沖的波形圖的 示圖； 圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)攝像裝置的靠近垂直轉(zhuǎn)移電極邊緣的電場(chǎng)強(qiáng)度 的模擬圖； 圖7是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的固態(tài)攝像裝置的靠近垂直轉(zhuǎn)移電極邊緣的電場(chǎng)強(qiáng) 度的模擬圖； 圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置的主要元件的概況的平 面圖； 圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置的主要元件的概況的平 面圖； 圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置的主要元件的概況的平 面圖； 圖11是沿圖10的線XI-XI截取的截面圖； 圖12是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施方式的電子裝置的構(gòu)造的示圖； 圖13是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的固態(tài)攝像裝置的一個(gè)實(shí)例的主要元件的概況的平 面圖； 圖14是沿圖13的線XIV-XIV截取的截面圖；以及
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圖15是用于描述現(xiàn)有技術(shù)的問題的平面圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式(下文中稱作實(shí)施方式)。而 且，將按照以下順序給出描述。 1.第一實(shí)施方式(固態(tài)攝像裝置的構(gòu)造實(shí)例)
2.第二實(shí)施方式(固態(tài)攝像裝置的構(gòu)造實(shí)例)
3.第三實(shí)施方式(固態(tài)攝像裝置的構(gòu)造實(shí)例)
4.第四實(shí)施方式(固態(tài)攝像裝置的構(gòu)造實(shí)例)
5.第五實(shí)施方式(電子裝置的構(gòu)造實(shí)例) 圖l和圖2是示出了應(yīng)用本發(fā)明的固態(tài)攝像裝置的構(gòu)造的示意圖，S卩，行間轉(zhuǎn)移 (下文中稱作IT)型CCD固態(tài)攝像裝置和幀行間轉(zhuǎn)移(下文中稱作FIT)型CCD固態(tài)攝像裝 置的構(gòu)造的示意圖。 如圖1所示，IT型CCD固態(tài)攝像裝置1包括多個(gè)感光單元2，以二維矩陣形式配 置；攝像區(qū)域4，其中，具有CCD結(jié)構(gòu)的垂直轉(zhuǎn)移寄存器3配置成與每個(gè)感光單元列相對(duì)應(yīng)； 以及具有CCD結(jié)構(gòu)的水平轉(zhuǎn)移寄存器5。此外，包括電荷/電壓轉(zhuǎn)換部的輸出單元6連接至 水平轉(zhuǎn)移寄存器5的端部。例如，輸出單元6包括浮置擴(kuò)散(FD)和源極跟隨放大器(即浮 置擴(kuò)散型放大器)。另外，輸出單元6還可以包括浮置柵極型放大器。 根據(jù)IT型CCD固態(tài)攝像裝置1，在感光單元2中，產(chǎn)生與所接收的光量相對(duì)應(yīng)的信 號(hào)電荷，然后累積這些電荷。將讀取柵極電壓VT施加至讀取柵極單元7，從而通過垂直轉(zhuǎn)移 寄存器3讀取感光單元2的信號(hào)電荷。在垂直轉(zhuǎn)移寄存器3讀取信號(hào)電荷之后，將垂直驅(qū) 動(dòng)脈沖施加至垂直轉(zhuǎn)移電極，從而垂直轉(zhuǎn)移寄存器3中的信號(hào)電荷每次一線地依次向水平 轉(zhuǎn)移寄存器5轉(zhuǎn)移。在信號(hào)電荷每次一線地從垂直轉(zhuǎn)移寄存器3依次轉(zhuǎn)移至水平轉(zhuǎn)移寄存 器5之后，將水平驅(qū)動(dòng)脈沖施加至水平轉(zhuǎn)移電極，使得信號(hào)電荷在水平轉(zhuǎn)移寄存器5中被依 次(連續(xù))轉(zhuǎn)移，并作為像素信號(hào)通過輸出單元6輸出。 如圖2所示，F(xiàn)IT型CCD固態(tài)攝像裝置11包括多個(gè)感光單元2，以二維矩陣形式 配置；攝像區(qū)域4，其中，垂直轉(zhuǎn)移寄存器3配置成與每個(gè)感光單元列相對(duì)應(yīng)；存儲(chǔ)區(qū)域12 ; 以及水平轉(zhuǎn)移寄存器5。垂直轉(zhuǎn)移寄存器3和水平轉(zhuǎn)移寄存器5具有CCD結(jié)構(gòu)。存儲(chǔ)區(qū)域 12僅包括具有CCD結(jié)構(gòu)的垂直轉(zhuǎn)移寄存器13，這些垂直轉(zhuǎn)移寄存器13與攝像區(qū)域4中的 垂直轉(zhuǎn)移寄存器3的數(shù)量相對(duì)應(yīng)。與IT型CCD固態(tài)攝像裝置1相類似，包括電荷/電壓轉(zhuǎn) 換部的輸出單元6連接至水平轉(zhuǎn)移寄存器5的端部。 根據(jù)FIT型CCD固態(tài)攝像裝置11，在感光單元2中，產(chǎn)生與所接收的光量相對(duì)應(yīng)的 信號(hào)電荷，然后累積這些信號(hào)電荷。將讀取柵極電壓VT施加至讀取柵極單元7，從而通過垂 直轉(zhuǎn)移寄存器3讀取感光單元2的信號(hào)電荷。在垂直轉(zhuǎn)移寄存器3讀取信號(hào)電荷之后，高 速轉(zhuǎn)移的垂直驅(qū)動(dòng)脈沖施加至攝像區(qū)域4中垂直轉(zhuǎn)移寄存器3的垂直轉(zhuǎn)移電極以及存儲(chǔ)區(qū) 域12中垂直轉(zhuǎn)移寄存器13的垂直轉(zhuǎn)移電極。從而，由攝像區(qū)域4的垂直轉(zhuǎn)移寄存器3讀 取的信號(hào)電荷被高速轉(zhuǎn)移并累積在存儲(chǔ)區(qū)域12的垂直轉(zhuǎn)移寄存器13中。此后，將恒速垂 直驅(qū)動(dòng)脈沖施加至存儲(chǔ)區(qū)域12中的垂直轉(zhuǎn)移寄存器13的垂直轉(zhuǎn)移電極，從而垂直轉(zhuǎn)移寄 存器13中的信號(hào)電荷每次一線地依次向水平轉(zhuǎn)移寄存器5轉(zhuǎn)移。在信號(hào)電荷每次一線地
9從垂直轉(zhuǎn)移寄存器13依次轉(zhuǎn)移至水平轉(zhuǎn)移寄存器5之后，將水平驅(qū)動(dòng)脈沖施加至水平轉(zhuǎn)移電極，使得信號(hào)電荷在水平轉(zhuǎn)移寄存器5中被連續(xù)轉(zhuǎn)移，并作為像素信號(hào)通過輸出單元6輸出。 在如上所述的IT型固態(tài)攝像裝置和FIT型固態(tài)攝像裝置中，垂直轉(zhuǎn)移寄存器可以由四相驅(qū)動(dòng)脈沖驅(qū)動(dòng)。此外，垂直轉(zhuǎn)移寄存器也可以通過兩相驅(qū)動(dòng)脈沖、三相驅(qū)動(dòng)脈沖或四相驅(qū)動(dòng)脈沖以上來驅(qū)動(dòng)。另外，還可以執(zhí)行幀讀取并且以交錯(cuò)的方式讀取信號(hào)電荷。在交錯(cuò)方式中，添加在垂直方向一側(cè)彼此相鄰的兩個(gè)像素的信號(hào)并且讀出奇數(shù)個(gè)場(chǎng)，并添加在垂直方向另一側(cè)彼此相鄰的兩個(gè)像素的信號(hào)并且讀出偶數(shù)個(gè)場(chǎng)。例如，水平轉(zhuǎn)移電極可以由兩相驅(qū)動(dòng)脈沖驅(qū)動(dòng)。除兩相驅(qū)動(dòng)方式之外，水平轉(zhuǎn)移寄存器還可以由三相驅(qū)動(dòng)方式或四相驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)。 根據(jù)下面的實(shí)施方式的以下CCD固態(tài)攝像裝置可以應(yīng)用于圖1的IT型CCD固態(tài)
攝像裝置1和圖2的FIT型CCD固態(tài)攝像裝置11?！吹谝粚?shí)施方式>[固態(tài)攝像裝置的構(gòu)造實(shí)例] 圖3和圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置，即根據(jù)第一實(shí)施方式的CCD固態(tài)攝像裝置。圖3是攝像區(qū)域中的主要元件的平面圖，圖4是沿圖3的線IV-IV截取的截面圖。如圖3所示，在根據(jù)該實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置31中，像素單元，即攝像區(qū)域4包括以二維矩陣形式配置的多個(gè)感光單元2和對(duì)應(yīng)于每個(gè)感光單元列而配置的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器3。 每個(gè)感光單元2均由用作光電轉(zhuǎn)換單元的光電二極管(PD)構(gòu)成。在對(duì)應(yīng)于感光單元2和垂直轉(zhuǎn)移寄存器3的部分處形成一個(gè)像素。每個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器3均包括嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32，以及形成在嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32上面的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極，并且其間插入有柵極絕緣層。在該實(shí)施方式中，形成多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極34至36，以使三個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極與用作一個(gè)感光單元2的光電二極管(PD)相對(duì)應(yīng)，其中每個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極均包括單層(同一層)，即第一層多晶硅膜。單位像素包括一個(gè)感光單元2以及三個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極——上垂直轉(zhuǎn)移電極34、下垂直轉(zhuǎn)移電極36和中間(中央)垂直轉(zhuǎn)移電極35。上垂直轉(zhuǎn)移電極34和下垂直轉(zhuǎn)移電極36及其上單位像素和下單位像素共同具有垂直轉(zhuǎn)移電極。
在三個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極34至36之中，夾入中央垂直轉(zhuǎn)移電極35的上垂直轉(zhuǎn)移電極34和下垂直轉(zhuǎn)移電極36通過垂直方向上相鄰的感光單元2之間的連接電極34A和36A而在水平方向上連續(xù)形成，使得對(duì)應(yīng)于垂直轉(zhuǎn)移寄存器3的電極彼此連接。同時(shí)，在三個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極34至36中，位于感光單元側(cè)面上的中央垂直轉(zhuǎn)移電極35用作讀取電極。由于用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極35以島狀獨(dú)立地形成，所以垂直轉(zhuǎn)移電極35通過由第二層多晶硅膜形成的連接互連37而連接。 連接互連37包括帶狀部37B，設(shè)置于在垂直方向上彼此相鄰的感光單元2之間延伸的垂直轉(zhuǎn)移電極34和36上，同時(shí)它們之間插入有絕緣層；以及延長(zhǎng)部37A，與帶狀部37B —體化形成，并在垂直轉(zhuǎn)移電極35上面延伸，同時(shí)在它們之間插入絕緣層。延長(zhǎng)部37A連接至在每個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器3中形成為島狀的垂直轉(zhuǎn)移電極35的接觸部38。
嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32在垂直方向上以線狀形成。用于分離在水平方向上彼此相鄰的像素的第一溝道停止區(qū)域41以線狀形成于在水平方向上彼此相鄰的像素之間，以平
10行于嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32而設(shè)置同時(shí)與嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32相接觸。此外，用于分離在 垂直方向上彼此相鄰的像素的第二溝道停止區(qū)域42形成于在垂直方向上彼此相鄰的像素 之間。 第二溝道停止區(qū)域42包括水平區(qū)域42A，位于在垂直方向上彼此相鄰的像素之 間；以及垂直區(qū)域42B，朝向感光單元2垂直延伸同時(shí)與嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32部分接觸。第 一溝道停止區(qū)域41和第二溝道停止區(qū)域42由包含雜質(zhì)的半導(dǎo)體區(qū)域(例如p型半導(dǎo)體區(qū) 域)構(gòu)成。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極35形成為與第一溝道停 止區(qū)域41重疊。S卩，可以形成垂直轉(zhuǎn)移電極35，使得垂直轉(zhuǎn)移電極35相對(duì)于第一溝道停 止區(qū)域41的側(cè)邊基本上與第一溝道停止區(qū)域41和嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32之間的邊界一致。 否則，垂直轉(zhuǎn)移電極35可以位于嵌入轉(zhuǎn)移區(qū)域32之上，并且與邊界分開對(duì)應(yīng)于對(duì)準(zhǔn)精度的 尺寸，例如，小于或等于15nm的距離d(見圖4)。優(yōu)選地，垂直轉(zhuǎn)移電極35以小于距離d的 尺寸與邊界分開。 通過使用前端微加工處理，嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32與用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電 極35之間的對(duì)準(zhǔn)誤差具有在15nm范圍內(nèi)的值。即使垂直轉(zhuǎn)移電極35位于從嵌入轉(zhuǎn)移溝 道區(qū)域32的端緣起向內(nèi)大約15nm(距離d)的嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32處，也不會(huì)對(duì)垂直轉(zhuǎn)移 寄存器的轉(zhuǎn)移部中勢(shì)阱(位阱)的形成產(chǎn)生任何影響。 垂直轉(zhuǎn)移電極35相對(duì)于感光單元2的側(cè)邊形成為與垂直轉(zhuǎn)移電極34和36的側(cè) 邊一致。在該實(shí)施方式中，不用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極34和36相對(duì)于第一溝道停止 區(qū)域41的側(cè)邊形成為與第一溝道停止區(qū)域41重疊。 另外，在該實(shí)施方式中，第二溝道停止區(qū)域42形成為不與用作讀取電極的中央垂 直轉(zhuǎn)移電極35重疊。S卩，第二溝道停止區(qū)域42包括水平區(qū)域42A和垂直區(qū)域42B，并且垂 直區(qū)域42B形成為不與垂直轉(zhuǎn)移電極35重疊?？梢孕纬芍话ㄋ絽^(qū)域42A的第二溝道 停止區(qū)域，而不形成垂直區(qū)域42B。然而，即使在這種情況下，垂直轉(zhuǎn)移電極35也不與水平 區(qū)域42A重疊。 圖4示出了圖3中穿過用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極35的直線IV-IV上的截面 結(jié)構(gòu)。如圖4所示，根據(jù)該截面結(jié)構(gòu)，第二導(dǎo)電型(例如p型)第一半導(dǎo)體阱區(qū)域45形成 在第一導(dǎo)電型(例如n型)硅半導(dǎo)體基板44上，并且在p型第一半導(dǎo)體阱區(qū)域45中形成 構(gòu)成感光單元2的光電二極管(PD)。光電二極管(PD)包括n型半導(dǎo)體區(qū)域46和控制表 面上暗電流的P+型半導(dǎo)體區(qū)域47。 p型第一半導(dǎo)體阱區(qū)域45包括n型嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域 32、第一 p+溝道停止區(qū)域41以及第二 p+溝道停止區(qū)域(未示出)。p型第二半導(dǎo)體阱區(qū) 域48緊挨嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32的下面形成。p型第二半導(dǎo)體阱區(qū)域48增加了垂直轉(zhuǎn)移寄 存器3的處理電荷量，或通過抑制嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32耗盡層的范圍而防止拖尾。
在包括嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32、電荷讀取柵極單元7和p+溝道停止區(qū)域41和42的 區(qū)域域上形成具有均勻厚度(即同一層厚度)的柵極絕緣層(例如二氧化硅層)52。在柵 極絕緣層52上形成上述由第一層多晶硅膜形成的垂直轉(zhuǎn)移電極34至36。
具體地，垂直轉(zhuǎn)移電極35形成在位于嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32和電荷讀取柵極單元7 之上的柵極絕緣層52的上面，使得垂直轉(zhuǎn)移電極35不與第一 p+溝道停止區(qū)域41和第二 P+溝道停止區(qū)域42重疊。垂直轉(zhuǎn)移電極35相對(duì)于第一溝道停止區(qū)域41的側(cè)邊存在于與第一 P+溝道停止區(qū)域41相距距離d (其與對(duì)準(zhǔn)精度相對(duì)應(yīng))的范圍內(nèi)。
隨著像素單元的尺寸變小，柵極絕緣層52的厚度變得更薄。此外，n型嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32的雜質(zhì)濃度和p+溝道停止區(qū)域41的雜質(zhì)濃度也變得更高。例如，在約2 m的像素尺寸中，柵極絕緣層的厚度設(shè)置為大約30nm至40nm。此外，對(duì)于相應(yīng)于1/m像素的收縮量，轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域的雜質(zhì)濃度或溝道停止區(qū)域的雜質(zhì)濃度設(shè)置為增加至V^倍或m倍。
連接互連37相對(duì)于獨(dú)立形成為島狀的垂直轉(zhuǎn)移電極35經(jīng)由絕緣層53而形成，并且通過接觸部38連接至垂直轉(zhuǎn)移電極35。 此外，雖然圖中沒有示出，但是經(jīng)由絕緣層形成遮光層，以覆蓋除感光單元2之外的垂直轉(zhuǎn)移電極35和36，經(jīng)由鈍化層和平坦化層而形成單片濾色片，并且在其上形成單片微透鏡。[操作和驅(qū)動(dòng)方法] 接下來，將描述根據(jù)第一實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置31的操作和驅(qū)動(dòng)方法。用作讀取電壓的正電壓+￥、用于垂直轉(zhuǎn)移的OV和負(fù)電壓-V這三值驅(qū)動(dòng)脈沖施加至用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極35。作為圖5A所示的一個(gè)詳細(xì)實(shí)例中，三值驅(qū)動(dòng)脈沖(12V到15V的讀取脈沖Pl以及用于垂直轉(zhuǎn)移的OV和-7V的反復(fù)垂直驅(qū)動(dòng)脈沖p2)施加至垂直轉(zhuǎn)移電極35。此外，將與施加至垂直轉(zhuǎn)移電極35的垂直驅(qū)動(dòng)脈沖p2(例如，如圖5B中所示的OV和-7V的垂直驅(qū)動(dòng)脈沖p3和p4)具有相同幅值的OV和負(fù)電壓-V的垂直驅(qū)動(dòng)脈沖施加至垂直轉(zhuǎn)移電極34和36。 在完成感光單元2的信號(hào)電荷光接收和累積期間之后，將讀取脈沖pl在電荷讀取時(shí)間點(diǎn)施加至用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極35，使得感光單元2中所累積的信號(hào)電荷通過電荷讀取柵極單元7被讀取至垂直轉(zhuǎn)移寄存器3的垂直轉(zhuǎn)移電極35下面的轉(zhuǎn)移部。此后，在IT型固態(tài)攝像裝置1中，垂直驅(qū)動(dòng)脈沖p3、p2和p4分別施加至垂直轉(zhuǎn)移電極34至36，并且將讀取的信號(hào)電荷依次轉(zhuǎn)移至水平轉(zhuǎn)移寄存器。 例如，在FIT型固態(tài)攝像裝置中，將OV和-7V的高速驅(qū)動(dòng)脈沖施加至攝像區(qū)域中垂直轉(zhuǎn)移寄存器3的垂直轉(zhuǎn)移電極和存儲(chǔ)區(qū)域12中垂直轉(zhuǎn)移寄存器13的垂直轉(zhuǎn)移電極，并且信號(hào)電荷累積在存儲(chǔ)區(qū)域12中。此后，通過施加恒速垂直驅(qū)動(dòng)脈沖p2至p4(以相對(duì)低于上述速度的速度)將信號(hào)電荷連續(xù)轉(zhuǎn)移至水平轉(zhuǎn)移寄存器。 根據(jù)該實(shí)施方式，在將信號(hào)電荷從感光單元2讀取至垂直轉(zhuǎn)移寄存器3時(shí)，執(zhí)行下面的驅(qū)動(dòng)操作。即，以60V/ym以下來驅(qū)動(dòng)垂直轉(zhuǎn)移電極35邊緣部的硅表面局部電場(chǎng)，該硅表面局部電場(chǎng)由柵極絕緣層52的厚度、溝道停止區(qū)域41和42表面附近的受主濃度和讀取電壓pl而感生。 圖6和圖7示出了在電荷讀取時(shí)用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極邊緣部的電場(chǎng)狀態(tài)，其示出了實(shí)施方式(圖3和圖4)與現(xiàn)有構(gòu)造(圖11和圖12)的比較結(jié)果。在所有情況下，當(dāng)作為試樣的柵極絕緣層具有60nm的厚度并且施加15V的讀取電壓時(shí)，計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度。在圖6和圖7中，電場(chǎng)強(qiáng)度的絕對(duì)值向下增加。在圖6和圖7中，垂直軸表示電場(chǎng)強(qiáng)度，而水平軸表示橫向尺寸，即，像素部分的溝道停止區(qū)域?qū)挾确较虻某叽?。圖中的上部的實(shí)線表示施加讀取電壓VT時(shí)的電位，而虛線表示電場(chǎng)。 圖6示出了在圖3電極35下面的垂直轉(zhuǎn)移寄存器3的橫向(B-B)截面中的電位分布(實(shí)線)和電場(chǎng)強(qiáng)度分布(虛線)。曲線表示電場(chǎng)強(qiáng)度分布(即電位分布)。
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圖7示出了在圖13電極105下面的垂直轉(zhuǎn)移寄存器102的橫向(A_A)截面中的電位分布(實(shí)線)和電場(chǎng)強(qiáng)度分布(虛線)。圖上的實(shí)線表示電位分布并且虛線表示電場(chǎng)強(qiáng)度分布。 在現(xiàn)有的構(gòu)造中，如圖7的區(qū)域B所示，由于電極邊緣附近的電場(chǎng)集中，所以電極邊緣的電場(chǎng)強(qiáng)度比電極中央的電場(chǎng)強(qiáng)度大約高40%。然而，在根據(jù)實(shí)施方式的構(gòu)造中，如圖6的區(qū)域A所示，電場(chǎng)集中的增加被抑制到大約10%。 隨著像素單元的尺寸變小，例如，在1.5平方微米像素單元的情況下，需要增加垂直轉(zhuǎn)移寄存器每單位面積的處理電荷量，并將柵極絕緣層的厚度設(shè)置為約30nm。然而，在這種情況下，目標(biāo)部分，即用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極的邊緣部可能具有超過100V/ym的電場(chǎng)值。 如果電場(chǎng)值在60V/ ii m至80V/ y m的范圍內(nèi)，那么在具有其中半導(dǎo)體能帶彎曲的高電場(chǎng)值的區(qū)域中，通過陷阱輔助帶間隧穿將用作少數(shù)載流子的電子激勵(lì)至導(dǎo)帶。由激勵(lì)產(chǎn)生的電子成為垂直轉(zhuǎn)移寄存器或感光單元的暗電流成分。另外，電子被表面附近的電場(chǎng)加速，并注入到柵極絕緣層中。 一定量的注入電子被柵極絕緣層捕獲。捕獲的電子調(diào)制垂直轉(zhuǎn)移寄存器的溝道電位，并使其變得比原始值淺。由于電位調(diào)制，在嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域中形成勢(shì)壘，并且減小了信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移方向上的電場(chǎng)，從而使電荷轉(zhuǎn)移特性劣化。
此外，通常，如果電子注入到柵極絕緣層中，那么Si-Si(^界面的界面態(tài)(能級(jí))增加，從而由于暗電流的增加而導(dǎo)致CCD固態(tài)攝像裝置的信噪比降低。 在該實(shí)施方式中，用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極35不與溝道停止區(qū)域41和42重疊，使得垂直轉(zhuǎn)移電極35的邊緣部分和p+溝道停止區(qū)域41和42之間的電場(chǎng)變?nèi)?。在根?jù)該實(shí)施方式的構(gòu)造中，即使柵極絕緣層具有約30nm的厚度并且利用1. 5平方微米的像素單元，電場(chǎng)值也可以設(shè)置為60V/iim以下。 根據(jù)基于上述第一實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置31及其驅(qū)動(dòng)方法，讀取電壓VT施加至垂直轉(zhuǎn)移寄存器3的垂直轉(zhuǎn)移電極35，從而可以防止垂直轉(zhuǎn)移寄存器3的特性劣化。艮卩，在垂直轉(zhuǎn)移寄存器3中，由于垂直轉(zhuǎn)移電極35不會(huì)與p+溝道停止區(qū)域41和42重疊，因此當(dāng)施加讀取電壓VT時(shí)，防止了在垂直轉(zhuǎn)移電極35的邊緣部和p+溝道停止區(qū)域41和42之間的電場(chǎng)集中。即使像素單元的尺寸變小，垂直轉(zhuǎn)移電極35的邊緣部與p+溝道停止區(qū)域41和42之間的局部電場(chǎng)值也可以設(shè)置為60V/ym或更小，并且可以防止其間的電場(chǎng)集中。
緩和了電場(chǎng)集中，從而防止電子從溝道停止區(qū)域41和42的硅表面注入到垂直轉(zhuǎn)移寄存器3的柵極絕緣層中。如上所述，注入到柵極絕緣層中并由柵極絕緣層捕獲的電子調(diào)制垂直轉(zhuǎn)移寄存器的溝道電位，引起垂直轉(zhuǎn)移寄存器的電荷轉(zhuǎn)移劣化。此外，注入并捕獲的電子可能成為使柵極絕緣層的擊穿電壓降低的因素。在這點(diǎn)上，在該實(shí)施方式中，防止了電子注入到柵極絕緣層52中，從而可以改善垂直轉(zhuǎn)移寄存器3的電荷轉(zhuǎn)移特性，并且可以防止使柵極絕緣層52的擊穿電壓降低。 根據(jù)該實(shí)施方式，采用了上面的構(gòu)造，從而可以通過使用具有薄膜的柵極絕緣層52來增加靜電電容，并且在沒有降低可靠性的情況下可以實(shí)現(xiàn)高處理電荷量的垂直轉(zhuǎn)移寄存器3。 根據(jù)該實(shí)施方式的構(gòu)造，由于施加了讀取電壓VT，因此防止了緊挨垂直轉(zhuǎn)移電極35下面的垂直轉(zhuǎn)移部的耗盡層與彼此相鄰像素的感光單元2的耗盡層之間的穿通，從而防止了相鄰像素的信號(hào)色彩混合，即色彩混合。 通過改善相鄰像素的穿通特性，可以實(shí)現(xiàn)具有更微小結(jié)構(gòu)的像素單元。 順便提及，當(dāng)用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極形成為與溝道停止區(qū)域重疊時(shí)，則在
將讀取電壓VT施加至垂直轉(zhuǎn)移電極時(shí)，緊挨在垂直轉(zhuǎn)移電極35下面的垂直轉(zhuǎn)移部的耗盡
層使溝道停止區(qū)域耗盡。另外，在相鄰像素的感光單元表面上的P型半導(dǎo)體區(qū)域從橫向被
耗盡，從而產(chǎn)生暗電流。 在這點(diǎn)上，根據(jù)該實(shí)施方式，可以控制通過這種p型半導(dǎo)體區(qū)域的耗盡而產(chǎn)生的 暗電流。暗電流的減少是實(shí)現(xiàn)高靈敏度相機(jī)的重要因素。 此外，根據(jù)該實(shí)施方式，在垂直轉(zhuǎn)移寄存器3與相鄰像素的感光單元2表面上的p+ 半導(dǎo)體區(qū)域47之間的第一溝道停止區(qū)域41的寬度變窄，從而實(shí)現(xiàn)了具有微小像素結(jié)構(gòu)的 CCD固態(tài)攝像裝置。 由于可以使第一溝道停止區(qū)域41的寬度變窄，因此當(dāng)在除感光單元外的其他部
分上形成遮光層時(shí)，遮光層可以覆蓋第一溝道停止區(qū)域41上的部分，因此可以實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)
良的拖尾特性和F值靈敏度特性的CCD固態(tài)攝像裝置?！吹诙?shí)施方式〉[固態(tài)攝像裝置的構(gòu)造實(shí)例] 圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置，即根據(jù)第二實(shí)施方式的CCD 固態(tài)攝像裝置。圖8是攝像區(qū)域中的主要元件的平面圖。與上述的第一實(shí)施方式相類似， 根據(jù)該實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置55包括多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器3以及由以二維矩陣形式配 置的多個(gè)感光單元2所構(gòu)造的攝像區(qū)域4。每個(gè)感光單元2均由用作光電轉(zhuǎn)換單元的光電 二極管(PD)構(gòu)成。每個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器3均包括嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32和形成在嵌入轉(zhuǎn)移 溝道區(qū)域32上面的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極34至36，同時(shí)其間插入有柵極絕緣層。在該實(shí)施方 式中，三個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極34至36對(duì)應(yīng)于一個(gè)感光單元2，并且每個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極均由單層 多晶硅膜形成。 在三個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極34至36之中，夾入中央垂直轉(zhuǎn)移電極35的上垂直轉(zhuǎn)移電極 34和下垂直轉(zhuǎn)移電極36通過在垂直方向上相鄰的感光單元2之間的連接電極34A和36A 而在水平方向上連續(xù)形成，使得對(duì)應(yīng)于垂直轉(zhuǎn)移寄存器3的電極彼此連接。雖然圖8中沒 有示出，但與第一個(gè)實(shí)施方式類似，以島狀獨(dú)立形成的中央垂直轉(zhuǎn)移電極35連接至連接互 連37。中央垂直轉(zhuǎn)移電極35用作電荷讀取柵極單元7的讀取電極。 用于分離水平方向上彼此相鄰的像素的第一溝道停止區(qū)域41由p+半導(dǎo)體區(qū)域形 成，以平行于嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32而設(shè)置同時(shí)與嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32相接觸。此外，用于 分離垂直方向上彼此相鄰的像素的第二溝道停止區(qū)域42也由p+半導(dǎo)體區(qū)域形成。
在該實(shí)施方式中，所有的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極34至36都形成為不與第一溝道停止 區(qū)域41重疊。并且垂直轉(zhuǎn)移電極34至36形成為具有相同的電極寬度。S卩，在三個(gè)垂直轉(zhuǎn) 移電極34至36之中，對(duì)應(yīng)于上垂直轉(zhuǎn)移電極34和下垂直轉(zhuǎn)移電極和36以及感光單元2 的電極部形成為具有與中央垂直電極35相同的電極寬度。另外，只有用作讀取電極的垂直 轉(zhuǎn)移電極35形成為不與第二溝道停止區(qū)域42重疊。S卩，第二溝道停止區(qū)域42形成為不與 垂直轉(zhuǎn)移電極35重疊。 由于其他構(gòu)造與第一實(shí)施方式中所述的構(gòu)造相同，因此省去了對(duì)它們的詳細(xì)描述。在圖8中，使用相同的參考數(shù)字來指示與圖3相應(yīng)的元件。 由于根據(jù)第二實(shí)施方式的CCD固態(tài)攝像裝置55的操作和驅(qū)動(dòng)方法與第一實(shí)施方式中所描述的操作和驅(qū)動(dòng)方法相同，因此省去了對(duì)它們的詳細(xì)描述。 根據(jù)基于第二實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置55及其驅(qū)動(dòng)方法，用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極35不與第一和第二溝道停止區(qū)域41和42重疊。從而，當(dāng)讀取電壓VT施加至垂直轉(zhuǎn)移電極35時(shí)，緩和了垂直轉(zhuǎn)移電極35的邊緣部和溝道停止區(qū)域41和42之間的局部電場(chǎng)集中。因此，可以獲得與第一實(shí)施方式中描述的效果相類似的效果，即，防止了電子從溝道停止區(qū)域41和42的硅表面注入到垂直轉(zhuǎn)移寄存器3的柵極絕緣層中、防止了色彩混合、防止了暗電流等。
〈第三實(shí)施方式〉[cmo][固態(tài)攝像裝置的構(gòu)造實(shí)例] 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置，即根據(jù)第三實(shí)施方式的CCD固態(tài)攝像裝置。圖9是攝像區(qū)域中主要元件的平面圖。與上述的第一實(shí)施方式類似，根據(jù)該實(shí)施方式的CCD固態(tài)攝像裝置57包括多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器3以及由以二維矩陣形式配置的多個(gè)感光單元2所構(gòu)成的攝像區(qū)域4。每個(gè)感光單元2均由用作光電轉(zhuǎn)換單元的光電二極管(PD)構(gòu)成。每個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器3均包括嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32和形成在嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32上的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極34至36，同時(shí)其間插入有柵極絕緣層。在該實(shí)施方式中，三個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極34至36對(duì)應(yīng)于一個(gè)感光單元2，并且每個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極均由單層多晶硅膜形成。 在三個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極34至36之中，夾入中央垂直轉(zhuǎn)移電極35的上垂直轉(zhuǎn)移電極34和下垂直轉(zhuǎn)移電極36通過在垂直方向上相鄰的感光單元2之間的連接電極34A和36A而在水平方向上連續(xù)形成，使得對(duì)應(yīng)于垂直轉(zhuǎn)移寄存器3的電極彼此連接。雖然圖8中沒有示出，但與第一個(gè)實(shí)施方式相類似，以島狀獨(dú)立地形成的中央垂直轉(zhuǎn)移電極35連接至連接互連37。中央垂直轉(zhuǎn)移電極35用作電荷讀取柵極單元7的讀取電極。
用于分離水平方向上彼此相鄰的像素的第一溝道停止區(qū)域41由p+半導(dǎo)體區(qū)域形成，以平行于嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32而設(shè)置同時(shí)與嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32相接觸。此外，用于分離垂直方向上彼此相鄰的像素的第二溝道停止區(qū)域42也由p+半導(dǎo)體區(qū)域形成。
在該實(shí)施方式中，在多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極34至36之中，用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極35形成為不與第一溝道停止區(qū)域41和第二溝道停止區(qū)域42重疊。S卩，第二溝道停止區(qū)域42形成為不與垂直轉(zhuǎn)移電極35重疊。剩下的上垂直轉(zhuǎn)移電極34和下垂直轉(zhuǎn)移電極36形成為與第一溝道停止區(qū)域41和第二溝道停止區(qū)域42重疊。在垂直轉(zhuǎn)移電極34和46對(duì)應(yīng)于感光單元2的部分中，使與第一溝道停止區(qū)域重疊的部分的側(cè)邊傾斜，使得垂直轉(zhuǎn)移電極34和36的寬度逐漸變窄。即，不用作讀取電極的上垂直轉(zhuǎn)移電極34和下垂直轉(zhuǎn)移電極36的寬度在面向用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極35的部分處是相同的。為了從該部分起逐漸加寬電極寬度，則使垂直轉(zhuǎn)移電極34和36傾斜。換句話說，從對(duì)應(yīng)于連接電極34A和36A的第一溝道停止區(qū)域41與感光單元2之間邊界部起使垂直轉(zhuǎn)移電極34和36傾斜，使得這些部分面向垂直轉(zhuǎn)移電極35的端緣寬度與垂直轉(zhuǎn)移電極35的端緣寬度相同。垂直轉(zhuǎn)移電極34至36相對(duì)于感光單元2的端緣形成在同一直線上。由于其他構(gòu)造與第一實(shí)施方式中所述的構(gòu)造相同，因此省去了對(duì)它們的詳細(xì)描述。在圖9中，相同的參考數(shù)字用來指示與圖3相應(yīng)的元件。 由于根據(jù)第三實(shí)施方式的CCD固態(tài)攝像裝置57的操作和驅(qū)動(dòng)方法與第一實(shí)施方式中描述的操作和驅(qū)動(dòng)方法相同，因此省去了對(duì)它們的詳細(xì)描述。 根據(jù)基于第三實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置57及其驅(qū)動(dòng)方法，用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極35不與第一溝道停止區(qū)域41和第二溝道停止區(qū)域42重疊。因此，當(dāng)讀取電壓VT施加至垂直轉(zhuǎn)移電極35時(shí)，緩和了垂直轉(zhuǎn)移電極35的邊緣部與溝道停止區(qū)域41和42之間的局部電場(chǎng)集中。因此，可以獲得與第一實(shí)施方式中描述的效果相似的效果，B卩，防止了電子從溝道停止區(qū)域41和42的硅表面注入到垂直轉(zhuǎn)移寄存器3的柵極絕緣層中、防止了色彩混合、防止了暗電流等。
〈第四實(shí)施方式〉
[固態(tài)攝像裝置的構(gòu)造實(shí)例] 圖10和圖ll示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置，即根據(jù)第四實(shí)施方式的CCD固態(tài)攝像裝置。圖10是攝像區(qū)域中主要元件的平面圖，圖11是沿圖10的線XI-XI截取的截面圖。與上述的第一實(shí)施方式相似，根據(jù)該實(shí)施方式的CCD固態(tài)攝像裝置58包括多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器3以及由以二維矩陣形式配置的多個(gè)感光單元2所構(gòu)成的攝像區(qū)域4。每個(gè)感光單元2均由用作光電轉(zhuǎn)換單元的光電二極管(PD)構(gòu)成。每個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器3均包括嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32和形成在嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32上面的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極34至36，同時(shí)其間插入有柵極絕緣層。在該實(shí)施方式中，三個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極34至36對(duì)應(yīng)于一個(gè)感光單元2，并且每個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極均由單層多晶硅膜形成。 在三個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極34至36之中，夾入中央垂直轉(zhuǎn)移電極35的上垂直轉(zhuǎn)移電極34和下垂直轉(zhuǎn)移電極36通過在垂直方向上相鄰的感光單元2之間的連接電極34A和36A而在水平方向上連續(xù)形成，使得對(duì)應(yīng)于垂直轉(zhuǎn)移寄存器3的各電極彼此連接。雖然圖8中沒有示出，但與第一個(gè)實(shí)施方式相類似，以島狀獨(dú)立地形成的中央垂直轉(zhuǎn)移電極35連接至連接互連37。 在該實(shí)施方式中，用于分離水平方向上彼此相鄰的像素的第一溝道停止區(qū)域41由P+半導(dǎo)體區(qū)域形成，以平行于嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32而設(shè)置同時(shí)以預(yù)定的間隙59與嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32間隔開。此外，用于分離垂直方向上彼此相鄰的像素的第二溝道停止區(qū)域42也由p+半導(dǎo)體區(qū)域形成。 此外，在該實(shí)施方式中，用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極35不與第一溝道停止區(qū)域41和第二溝道停止區(qū)域42重疊，且形成在嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32的上面。S卩，垂直轉(zhuǎn)移電極35相對(duì)于第一溝道停止區(qū)域41的端緣沿嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32的端緣而形成。垂直轉(zhuǎn)移電極34和36可以形成為部分地與第一溝道停止區(qū)域41重疊。 由于其他構(gòu)造與第一實(shí)施方式中所述的構(gòu)造相同，因此省去了對(duì)它們的詳細(xì)描述。在圖8中，相同的參考數(shù)字用來指示與圖3和圖4相應(yīng)的元件。 由于根據(jù)第四實(shí)施方式的CCD固態(tài)攝像裝置58的操作和驅(qū)動(dòng)方法與第一實(shí)施方式中描述的操作和驅(qū)動(dòng)方法相同，因此省去了對(duì)它們的詳細(xì)描述。 根據(jù)基于第四實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置58及其驅(qū)動(dòng)方法，第一溝道停止區(qū)域41以間隙59與嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32間隔開，并且用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極35不與第一溝道停止區(qū)域41重疊。通過這種構(gòu)造，與第一實(shí)施方式相比，當(dāng)讀取電壓VT施加至垂直轉(zhuǎn)
16移電極35時(shí)，進(jìn)一步緩和了垂直轉(zhuǎn)移電極35的邊緣部與溝道停止區(qū)域41之間的局部電場(chǎng)集中。因此，可以獲得與第一實(shí)施方式中描述的效果相類似的效果，即，防止了電子從溝道停止區(qū)域41和42的硅表面注入到垂直轉(zhuǎn)移寄存器3的柵極絕緣層中、防止了色彩混合、防止了暗電流等。 在第一溝道停止區(qū)域41和嵌入轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域32之間形成預(yù)定間隙59的第四實(shí)施方式的構(gòu)造可以應(yīng)用于根據(jù)第二實(shí)施方式和第三實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置。
〈第五實(shí)施方式〉
[電子裝置的構(gòu)造實(shí)例] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置例如可以應(yīng)用于諸如相機(jī)系統(tǒng)(例如數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī))、具有攝像功能的移動(dòng)電話或具有攝像功能的其他裝置等電子裝置中。
圖12示出了固態(tài)攝像裝置應(yīng)用于相機(jī)的第五實(shí)施方式，作為根據(jù)本發(fā)明的電子裝置的一個(gè)實(shí)例。根據(jù)該實(shí)施方式的相機(jī)可以作為能夠拍攝靜止圖像和移動(dòng)圖像的攝影機(jī)的例子。根據(jù)該實(shí)施方式的相機(jī)61包括固態(tài)攝像裝置62 ;光學(xué)系統(tǒng)63，用于將入射光引導(dǎo)至固態(tài)攝像裝置62的感光單元；快門裝置64 ;驅(qū)動(dòng)電路65，用于驅(qū)動(dòng)固態(tài)攝像裝置62 ;以及信號(hào)處理電路66，用于處理固態(tài)攝像裝置62的輸出信號(hào)。 將根據(jù)如上所述的先前實(shí)施方式的固態(tài)攝像裝置應(yīng)用于固態(tài)攝像裝置62。光學(xué)系統(tǒng)(光學(xué)透鏡)63允許物體的圖像光(入射光)作為圖像形成在固態(tài)攝像裝置62的攝像表面上。以這種方式，在固態(tài)攝像裝置62中在一定時(shí)期內(nèi)累積信號(hào)電荷。光學(xué)系統(tǒng)63可以是包含多個(gè)光學(xué)透鏡的光學(xué)透鏡系統(tǒng)?？扉T裝置64控制固態(tài)攝像裝置62的光照時(shí)間和遮光時(shí)間。驅(qū)動(dòng)電路65提供用于控制固態(tài)攝像裝置62的轉(zhuǎn)移操作或快門裝置64的快門操作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。利用由驅(qū)動(dòng)電路65提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(定時(shí)信號(hào))來執(zhí)行固態(tài)攝像裝置62的信號(hào)轉(zhuǎn)移。信號(hào)處理電路66執(zhí)行各種類型的信號(hào)處理。經(jīng)信號(hào)處理的圖像信號(hào)存儲(chǔ)在諸如存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)介質(zhì)中或輸出至監(jiān)視器。 根據(jù)第五實(shí)施方式的電子裝置，即使像素單元的尺寸變小，也可以通過施加讀取電壓而防止固態(tài)攝像裝置的特性劣化，從而可以提供高質(zhì)量的電子裝置。例如，可以提供具有多像素結(jié)構(gòu)和高分辨率的相機(jī)。 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以進(jìn)行各種變形、組合、子組合以及改變，只要它們?cè)谒綑?quán)利要求書的范圍內(nèi)或其等同范圍內(nèi)。
1權(quán)利要求
一種固態(tài)攝像裝置，包括多個(gè)感光單元；多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器，包括轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域和多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極；以及第一溝道停止區(qū)域，平行于所述垂直轉(zhuǎn)移寄存器的所述轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域而設(shè)置，其中，在所述垂直轉(zhuǎn)移電極中，用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極形成為不與所述第一溝道停止區(qū)域重疊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像裝置，還包括分離垂直方向上彼此相鄰的所述感光 單元的第二溝道停止區(qū)域，其中，用作所述讀取電極的所述垂直轉(zhuǎn)移電極形成為不與所述第二溝道停止區(qū)域重
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)攝像裝置，還包括 所述多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極，由單層多晶硅膜形成；以及柵極絕緣層，具有均勻的厚度并且形成在所述多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極的下方。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的固態(tài)攝像裝置，其中，當(dāng)用作所述讀取電極的所述垂直轉(zhuǎn)移 電極的邊緣部的硅表面的局部電場(chǎng)等于或小于60V/m時(shí)，將信號(hào)電荷從所述感光單元讀 取至所述垂直轉(zhuǎn)移寄存器，所述局部電場(chǎng)通過所述柵極絕緣層的厚度和讀取電壓而感生。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的固態(tài)攝像裝置，其中，三個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極與相應(yīng)于單位像素 的所述感光單元相對(duì)應(yīng)，所述三個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極中位于所述感光單元側(cè)面的中間電極用作 所述讀取電極，而所述三個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極中不用作所述讀取電極的另外的電極與所述第一 溝道停止區(qū)域重疊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的固態(tài)攝像裝置，其中，三個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極與相應(yīng)于單位像素 的所述感光單元相對(duì)應(yīng)，所述三個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極中位于所述感光單元側(cè)面的一個(gè)電極用作 所述讀取電極，而所述三個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極中不用作所述讀取電極的另外的電極的寬度在面 向用作所述讀取電極的所述垂直轉(zhuǎn)移電極的部分處是相同的，并且從所述部分逐漸變寬。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像裝置，其中，在所述第一溝道停止區(qū)域與所述轉(zhuǎn)移 溝道區(qū)域之間形成間隙。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)攝像裝置，其中，在所述第一溝道停止區(qū)域與所述轉(zhuǎn)移 溝道區(qū)域之間形成間隙。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的固態(tài)攝像裝置，其中，在所述第一溝道停止區(qū)域與所述轉(zhuǎn)移 溝道區(qū)域之間形成間隙。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的固態(tài)攝像裝置，其中，在所述第一溝道停止區(qū)域與所述轉(zhuǎn)移 溝道區(qū)域之間形成間隙。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的固態(tài)攝像裝置，其中，在所述第一溝道停止區(qū)域與所述轉(zhuǎn)移 溝道區(qū)域之間形成間隙。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的固態(tài)攝像裝置，其中，在所述第一溝道停止區(qū)域與所述轉(zhuǎn)移 溝道區(qū)域之間形成間隙。
13. —種固態(tài)攝像裝置的驅(qū)動(dòng)方法，包括以下步驟使用固態(tài)攝像裝置，在所述固態(tài)攝像裝置中，垂直轉(zhuǎn)移寄存器的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極 中被施加讀取電壓的一個(gè)電極形成為不與平行于轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域而設(shè)置的溝道停止區(qū)域重將被施加所述讀取電壓的所述垂直轉(zhuǎn)移電極的邊緣部與所述溝道停止區(qū)域之間的局 部電場(chǎng)設(shè)置為等于或小于60V/iim，所述局部電場(chǎng)通過所述垂直轉(zhuǎn)移寄存器的柵極絕緣層的厚度和所述讀取電壓而感生；以及通過將所述讀取電壓施加至所述垂直轉(zhuǎn)移電極，將信號(hào)電荷從感光單元讀取至所述垂 直轉(zhuǎn)移寄存器。
14. 一種電子裝置，包括光學(xué)透鏡；固態(tài)攝像裝置；以及信號(hào)處理電路，處理所述固態(tài)攝像裝置的輸出信號(hào)，其中，所述固態(tài)攝像裝置包括多個(gè)感光單元；多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器，包括由單層多晶硅膜形成的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極，所述垂直轉(zhuǎn)移 電極經(jīng)由轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域和具有均勻厚度的柵極絕緣層形成；第一溝道停止區(qū)域，平行于所述垂直轉(zhuǎn)移寄存器的所述溝道區(qū)域而設(shè)置；以及 第二溝道停止區(qū)域，分離在垂直方向上彼此相鄰的所述感光單元；其中，在所述垂直轉(zhuǎn)移電極之中，用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極形成為不與所述第一 溝道停止區(qū)域和所述第二溝道停止區(qū)域重疊，并且當(dāng)用作所述讀取電極的所述垂直轉(zhuǎn)移電 極的邊緣部的硅表面的局部電場(chǎng)等于或小于60V/ym時(shí)，將信號(hào)電荷從所述感光單元讀取 至所述垂直轉(zhuǎn)移寄存器，所述局部電場(chǎng)通過所述柵極絕緣層的厚度和讀取電壓而感生。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種固態(tài)攝像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法、以及設(shè)置有該固態(tài)攝像裝置的電子裝置。該固態(tài)攝像裝置包括多個(gè)感光單元；多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移寄存器，包括轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域和多個(gè)垂直轉(zhuǎn)移電極；以及第一溝道停止區(qū)域，平行于垂直轉(zhuǎn)移寄存器的轉(zhuǎn)移溝道區(qū)域而設(shè)置。在垂直轉(zhuǎn)移電極之中，用作讀取電極的垂直轉(zhuǎn)移電極形成為不與第一溝道停止區(qū)域重疊。通過本發(fā)明，即使像素單元的尺寸變小，也可以通過施加讀取電壓來防止固態(tài)攝像裝置的特性劣化。
文檔編號(hào)H04N5/369GK101794803SQ20101011091
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月26日
發(fā)明者神戶秀夫 申請(qǐng)人:索尼公司