專利名稱：固體攝像裝置和相機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有光電轉(zhuǎn)換元件的攝像裝置并且涉及使用該攝像裝置的相機(jī)。
背景技術(shù)：
如已經(jīng)公知的，在諸如電荷I禹合器件(charge-coupled device, CCD)圖像傳感器或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(complementary metal-oxide semiconductor, CMOS)圖像傳感器等固體攝像裝置中，在用作裝置的光電轉(zhuǎn)換元件的光電二極管中的晶格缺陷以及在受光部與設(shè)置在受光部上的絕緣膜之間的界面上的界面態(tài)成為了暗電流的產(chǎn)生源頭。為有效防止作為一種暗電流產(chǎn)生源頭的界面態(tài)產(chǎn)生暗電流，采用了這樣的方法其中，固體攝像裝置被設(shè)置為采用埋入型光電二極管結(jié)構(gòu)。在上述埋入型光電二極管中，典型地形成有n型半導(dǎo)體區(qū)域，并且在該n型半導(dǎo)體區(qū)域的表面的附近(即，在與絕緣膜的界面附近)，淺淺地形成有具有大的雜質(zhì)濃度的P型半導(dǎo)體區(qū)域從而用作用于防止暗電流生成的區(qū)域。P型半導(dǎo)體區(qū)域也被稱為空穴累積區(qū)域。根據(jù)形成埋入型光電二極管的方法，通常，在退火處理之前注入B和/或BF2離子用作P型半導(dǎo)體區(qū)域的雜質(zhì)，然后，在絕緣膜與形成光電二極管的n型半導(dǎo)體區(qū)域之間的界面附近形成P型半導(dǎo)體區(qū)域。 另外，將CMOS圖像傳感器的各像素形成為包括光電二極管和諸如讀取晶體管、復(fù)位晶體管和放大晶體管等各種晶體管。這些晶體管對通過由光電二極管進(jìn)行的光電轉(zhuǎn)換過程獲得的信號進(jìn)行處理。在像素上方，形成有布線層。布線層包括布置得形成多層的金屬線。在布線層上形成有濾色器和片上透鏡。各濾色器用來對入射至光電二極管的光進(jìn)行過濾從而排除具有提前規(guī)定的波長之外的波長的光。另一方面，各片上透鏡用來將光匯聚在光電二極管上。作為具有上述結(jié)構(gòu)的CMOS圖像傳感器，已經(jīng)提出了具有各種特性的器件結(jié)構(gòu)。關(guān)于光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu)，已經(jīng)提出了諸如具有CCD特性的電荷調(diào)制器件(Charge Modulation Device,CMD)和體電荷調(diào)制器件(Bulk Charge Modulation Device,BCMD)等各種器件結(jié)構(gòu)。關(guān)于CMD的更多信息，建議讀者參照諸如日本專利第1938092號公報(bào)、日本專利特開平6-120473號公報(bào)以及日本專利特開昭60-140752號公報(bào)等文獻(xiàn)，而關(guān)于BCMD的更多信息，建議讀者參照諸如日本專利特開昭64-14959號公報(bào)等文獻(xiàn)。需要注意的是，上述這些CMOS圖像傳感器中的各者基本上是用于接收入射至器件的前表面的照射光的前表面照射固體攝像裝置。另一方面,也已經(jīng)提出了用于從娃基板的后表面接收光并且將光轉(zhuǎn)換為電信號的后表面照射固體攝像裝置。該后表面照射固體攝像裝置是這樣形成的通過研磨硅基板(在娃基板上已經(jīng)為各像素形成有光電二極管和各種晶體管)的后側(cè)從而使基板形成為薄膜。后表面照射固體攝像裝置也被稱為背面照射固體攝像裝置。關(guān)于后表面照射固體攝像裝置的更多信息，建議讀者參照諸如日本專利特開平10-65138號公報(bào)等文獻(xiàn)。另外，作為具有CMD結(jié)構(gòu)的固體攝像裝置，雙載流子(double-carrier) CMD和單載流子(Single-Carrier)CMD是已知的。關(guān)于雙載流子CMD的更多信息，建議讀者參照諸如“以非破壞性讀出模式操作的新的MOS圖像傳感器(A New MOS Image Sensor Operatingin a Non-destructive Readout Mode) (IEDM 1986) ” 等文獻(xiàn),而關(guān)于單載流子 CMD 的更多信息，建議讀者參照諸如日本專利特開第2009-152234號等文獻(xiàn)。在這些具有CMD結(jié)構(gòu)的固體攝像裝置中，下面說明輸出用作光電轉(zhuǎn)換部的埋入傳感器的殘留電荷的操作。輸出殘留電荷的操作也被稱為復(fù)位操作。在雙載流子CMD中，為了減低傳感器與基板之間的勢壘，向基板施加電壓，從而將 累積在傳感器中的電荷拋出至基板。以這樣的方式，進(jìn)行復(fù)位操作。另一方面，在單載流子CMD中，將讀取晶體管的柵極用于調(diào)制傳感器漏出勢壘(下文中稱為溢出勢壘)從而降低該勢壘。以這樣的方式，能夠進(jìn)行復(fù)位操作。然而，在上述單載流子CMD中，如果溢出勢壘高，那么復(fù)位操作所需要的電壓也就高，所以復(fù)位時(shí)在夾斷區(qū)域(pinch-off area)中產(chǎn)生大電場,從而很有可能引起可靠性的問題。為了緩和在夾斷區(qū)域中產(chǎn)生的電場，將晶體管設(shè)計(jì)為具有這樣的結(jié)構(gòu)其中，以與耐高壓晶體管(諸如日本專利特開昭64-7460號公報(bào)等文獻(xiàn)中所披露)的情況相同的簡單方式分隔晶體管的柵極。然而，如果將晶體管設(shè)置為具有這樣的結(jié)構(gòu)，則在分隔區(qū)域中形成下陷(dip)和/或勢壘，從而對線性有不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供能夠降低溢出勢壘、降低復(fù)位電壓、防止在夾斷區(qū)域中產(chǎn)生電場、防止在溝道中產(chǎn)生下陷和/或勢壘并且防止線性劣化的固體攝像裝置。另外，本發(fā)明的另一目的是提供使用該固體攝像裝置的相機(jī)。本發(fā)明給出的技術(shù)的第一實(shí)施方式提供了一種固體攝像裝置，所述固體攝像裝置具有像素單元，通過將一個(gè)所述像素單元或多個(gè)所述像素單元作為單位，所述像素單元被器件分離層與相鄰的所述像素單元的組分隔開。在所述固體攝像裝置中所述像素單元具有第一導(dǎo)電型阱和第二導(dǎo)電型阱；所述第一導(dǎo)電型阱接收光，并且具有進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換處理從而將接收到的光轉(zhuǎn)換為電荷的光電轉(zhuǎn)換功能以及用于累積所述電荷的電荷累積功能；在所述第二導(dǎo)電型阱中形成有晶體管，所述晶體管用于檢測在所述第一導(dǎo)電型阱中累積的所述電荷并且具有閾值調(diào)制功能； 所述晶體管具有源極、漏極以及在所述源極與所述漏極之間的溝道形成區(qū)域中形成的柵極電極；并且所述柵極電極被分為設(shè)置于靠近所述源極側(cè)的主柵極和設(shè)置于靠近所述漏極側(cè)的副柵極。
本發(fā)明給出的技術(shù)的第二實(shí)施方式提供了一種相機(jī)，所述相機(jī)具有固體攝像裝置，所述固體攝像裝置用來接收來自基板的第一基板表面?zhèn)鹊墓?；以及光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)用來將入射光引導(dǎo)至所述固體攝像裝置的所述第一基板表面?zhèn)取Ｋ龉腆w攝像裝置具有像素單元，通過將一個(gè)所述像素單元或多個(gè)所述像素單元作為單位，所述像素單元被器件分離層與相鄰的所述像素單元的組分隔開。在所述固體攝像裝置中所述像素單元具有第一導(dǎo)電型阱和第二導(dǎo)電型阱；所述第一導(dǎo)電型阱接收光，并且具有進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換處理從而將接收到的光轉(zhuǎn)換為電荷的光電轉(zhuǎn)換功能以及用于累積所述電荷的電荷累積功能；在所述第二導(dǎo)電型阱中形成有晶體管，所述晶體管用于檢測在所述第一導(dǎo)電型阱中累積的所述電荷并且具有閾值調(diào)制功能；
所述晶體管具有源極、漏極以及在所述源極與所述漏極之間的溝道形成區(qū)域中形成的柵極電極；并且所述柵極電極被分為所述源極側(cè)的主柵極和所述漏極側(cè)的副柵極。根據(jù)本發(fā)明，能夠降低溢出勢壘，降低復(fù)位電壓并且防止在夾斷區(qū)域中產(chǎn)生電場。另外，還能夠防止在溝道中產(chǎn)生下陷和/或勢壘并防止線性劣化。


圖I是示出了實(shí)施方式的固體攝像裝置的大致結(jié)構(gòu)的框圖；圖2A和圖2B分別示出了本實(shí)施方式的固體攝像裝置中使用的像素部的基本結(jié)構(gòu)；圖3示出了本實(shí)施方式的像素單元的等效電路；圖4示出了在前表面照射BMCD的情況下入射光的波長與晶體管的位置的關(guān)系；圖5示出了在前表面照射結(jié)構(gòu)的情況下由透明電極、柵極氧化硅膜和單晶硅形成的能帶的大致狀態(tài)；圖6是示出了在電位伴隨著圖2A和圖2B中所示的基本結(jié)構(gòu)(該基本結(jié)構(gòu)作為固體攝像裝置中使用的像素部的基本結(jié)構(gòu))的電位狀態(tài)的變化而變化的區(qū)域中，在垂直于半導(dǎo)體基板的表面的方向上在半導(dǎo)體基板中移動(dòng)的電子的電位的變化的多個(gè)圖；圖7是示出了普通單載流子CMD的模式的簡化橫截面圖；圖8是示出了本實(shí)施方式的固體攝像裝置的模式的簡化橫截面圖；圖9示出了圖8中所示的a點(diǎn)與a’點(diǎn)之間的電位的圖表；圖10是示出了沿著圖2A和圖2B中所示的線a_a’的電位的典型分布的多個(gè)圖；圖11示出了本實(shí)施方式的信號讀取處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的模式；以及圖12是示出了使用本實(shí)施方式的固體攝像裝置的相機(jī)系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。在說明中，通過將說明分為如下安排的主題來說明實(shí)施方式I :固體攝像裝置的大致結(jié)構(gòu)2 :像素部的典型器件結(jié)構(gòu)
3 :相機(jī)I :固體攝像裝置的大致結(jié)構(gòu)圖I是示出了本發(fā)明實(shí)施方式的固體攝像裝置I的大致結(jié)構(gòu)的框圖。如圖I中所示，固體攝像裝置I使用像素部2(用作感測部)、行方向控制電路3(也被稱為Y方向控制電路)、列方向控制電路4 (也被稱為X方向控制電路)和時(shí)序控制電路5。如稍后將要詳細(xì)說明的，將像素部2設(shè)置為使用被排列形成像素陣列的多個(gè)像素單元2A。本實(shí)施方式的像素部2中使用的像素單元2A被設(shè)置為具有采用了雙阱結(jié)構(gòu)、閾值 調(diào)整(或CMD)法以及后表面照射結(jié)構(gòu)(或背面照射結(jié)構(gòu))的圖像傳感器的功能。另外，本實(shí)施方式的像素部2采用了雙阱結(jié)構(gòu)，其中，累積的電荷具有與溝道電流相同的載流子。除此之外，本實(shí)施方式的像素部2中使用的每個(gè)像素單元2A采用一個(gè)晶體管執(zhí)行讀取晶體管、復(fù)位晶體管和選擇晶體管的功能的I晶體管架構(gòu)(也稱為I晶體管結(jié)構(gòu))，而不是每個(gè)像素單元2A中包含讀取晶體管、復(fù)位晶體管和選擇晶體管。像素單元2A中使用的用作執(zhí)行讀取晶體管、復(fù)位晶體管和選擇晶體管的功能的這個(gè)晶體管被設(shè)計(jì)為這樣的結(jié)構(gòu)其中，像素單元2A中使用的該晶體管的柵極電極被分隔為源極側(cè)的主柵極和漏極側(cè)的副柵極。另外，至少在復(fù)位操作中，向漏極側(cè)的副柵極施加中間電壓。上述中間電壓是向源極側(cè)的主柵極施加的電壓與向漏極施加的電壓之間的電壓。另外，副柵極形成于位于埋入傳感器與該晶體管的漏極之間的勢壘的上方。該勢壘也被稱為所謂的溢出勢壘。除此之外，在主柵極與副柵極之間的位置處形成有窄間隙。通過采用自對準(zhǔn)技術(shù)等，離子通過在下文中被稱為注入的操作中被注入到間隙處的基板中。另外，布置在像素部2中的像素矩陣的相同行上的像素單元2A連接至這些像素單元2A共用的行線。如圖I中所示，對像素矩陣的各行分別設(shè)置有行線HO和Hl等。同樣地，布置在像素部2中的像素矩陣的相同列上的像素單元2A連接至這些像素單元2A共用的列線。如圖I中所示，對像素矩陣的各列分別設(shè)置有列線VO和Vl等。 除此之外，固體攝像裝置I使用用于依次驅(qū)動(dòng)并接收像素部2中的信號的控制電路。固體攝像裝置I中使用的控制電路包括用于生成內(nèi)部時(shí)鐘信號的時(shí)序控制電路5、用于控制行地址和行掃描的行方向(Y方向)控制電路3以及用于控制列地址和列掃描的列方向(X方向)控制電路4。行方向(Y方向)控制電路3根據(jù)作為上述內(nèi)部時(shí)鐘信號的由時(shí)序控制電路5生成的時(shí)序控制脈沖來驅(qū)動(dòng)預(yù)定的行線和Hl等。另一方面，列方向(X方向)控制電路4根據(jù)作為上述內(nèi)部時(shí)鐘信號的由時(shí)序控制電路5生成的時(shí)序控制脈沖接收從像素單元2A讀出的并且指定于預(yù)定的列線VO和Vl等上的信號。然后，在其它的處理之中，列方向(X方向)控制電路4對上述信號進(jìn)行提前確定的處理和/或模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換處理。上述提前確定的處理包括相關(guān)雙采樣(CorrelatedDouble Sampling, CDS)。2 :像素部的典型器件結(jié)構(gòu)下面說明本實(shí)施方式的固體攝像裝置I中使用的像素部2的具體器件結(jié)構(gòu)。
圖2A和圖2B是分別示出了本實(shí)施方式的固體攝像裝置I中使用的像素部2的基本結(jié)構(gòu)的圖。更加具體地，圖2A示出了基本結(jié)構(gòu)的俯視圖，而圖2B示出了沿著圖2A中所示的線a-a’所見的作為基本結(jié)構(gòu)的橫截面的大致橫截面。固體攝像裝置I被形成為后表面照射器件或背面照射器件。如圖2B中所示，入射光進(jìn)入Si基板100的第一基板表面101。Si基板100的第二基板表面102包括形成有MOS晶體管的元件區(qū)域部(element area portion, EAP)。在圖2B中所示的橫截面中，第一基板表面101是Si基板100的后表面，而第二基板表面102是Si基板100的前表面。為了使入射光能夠從作為Si基板100的后表面的第一基板表面101進(jìn)入固體攝像裝置1，通過形成硅晶片來形成Si基板100，使得Si基板100為薄膜。Si基板100的厚度取決于固體攝像裝置I的類型。另外，在例如可見光的情況下，Si基板100具有2 6微米范圍內(nèi)的厚度。另一方面，在近紅外光的情況下，Si基板100具有6 10微米范圍內(nèi)的 厚度。如上所述,Si基板100具有被入射光照射的第一基板表面101以及形成有固體攝像裝置I的器件的第二基板表面102。在Si基板100中，形成有多個(gè)像素單元2A。器件分隔層將各像素單元2A與相鄰的像素單元2A分隔開。通過將一個(gè)像素單元2A或多個(gè)像素單元2A作為一個(gè)單元，器件分離層將本實(shí)施方式的Si基板100中的每個(gè)像素單元2A與相鄰的像素單元2A組分隔開。每個(gè)像素單元2A具有在靠近第一基板表面101側(cè)形成的第一導(dǎo)電型阱110。在本實(shí)施方式的情況下，第一導(dǎo)電型阱110是n型阱。在下面的說明中，第一導(dǎo)電型阱110也被簡稱為第一阱110。另外，每個(gè)像素單元2A具有在比第一阱110更靠近第二基板表面102側(cè)形成的第二導(dǎo)電型阱120。在本實(shí)施方式的情況下，第二導(dǎo)電型阱120是p型阱。在下面的說明中，第二導(dǎo)電型阱120也被簡稱為第二阱120。

n型的第一阱110用作用于接收來自第一基板表面101側(cè)的光的受光部。另外，第一阱110也具有用于將接收到的光轉(zhuǎn)換為電荷的光電轉(zhuǎn)換功能。除此之外，第一阱110還具有用于累積電荷的電荷累積功能。在p型的第二阱120中，MOS晶體管130被形成為具有如下功能的晶體管用于檢測在用作受光部的第一導(dǎo)電型阱110中累積的電荷并且設(shè)置有閾值調(diào)制功能。在第一阱110的側(cè)壁上，形成有分別用作導(dǎo)電層的第二導(dǎo)電型器件分離層140從而將上述側(cè)壁包圍。在本實(shí)施方式中，如上文中說明的，第二導(dǎo)電型是與作為第一導(dǎo)電型的n型導(dǎo)電型相反的p型導(dǎo)電型。在用作Si基板100的光入射表面的第一基板表面101上，形成有p+層150。在靠近p+層150的光入射表面?zhèn)?，典型地由氧化硅形成有絕緣膜和/或保護(hù)膜151。另外，在保護(hù)膜151上，形成有濾色器152作為用于僅透過提前確定的波長帶的光的濾色器。除此之外，在濾色器152上，形成有微透鏡153作為用于匯聚入射至第一導(dǎo)電型阱110 (為受光部)的光的透鏡。在p型的第二阱120中，形成有被提前確定的間隙彼此分隔開的源極區(qū)域121和漏極區(qū)域122。在源極區(qū)域121與漏極區(qū)域122之間的中央，形成有n+層。在源極區(qū)域121與漏極區(qū)域122之間的間隙中形成有溝道形成區(qū)域123。
另外，在第二阱120的特定區(qū)域中，如圖2A中所示，形成有阱接觸區(qū)域124 127，阱接觸區(qū)域124 127分別也被稱為基板接觸區(qū)域。阱接觸區(qū)域124 127分別為p+層。第二阱120中的特定區(qū)域是不暴露至第一阱110的區(qū)域。也就是說，第二阱120中的特定區(qū)域是由邊緣處的區(qū)域組成的。除此之外，通過進(jìn)行提前確定的加工，在Si基板100的第二基板表面102的特定表面中選擇性地形成由氧化硅等形 成的絕緣膜160。第二基板表面102的上述特定表面是指形成有源極區(qū)域121、漏極區(qū)域122以及阱接觸區(qū)域124 127的表面。另外，在源極區(qū)域121與漏極區(qū)域122之間的溝道形成區(qū)域123的靠近Si基板100的第二基板表面102側(cè)上，形成有MOS晶體管130的柵極電極131，絕緣膜160將柵極電極131與第二基板表面102分隔開。在本實(shí)施方式中，柵極電極131被分為源極側(cè)的主柵極131M和漏極側(cè)的副柵極131S。另外，至少在復(fù)位操作中，向漏極側(cè)的副柵極131S施加典型為IV或2V的中間電壓。中間電壓的大小處于向源極側(cè)的主柵極131M施加的電壓與向漏極施加的電壓之間。施加至主柵極131M的電壓的大小在0 -I. OV的范圍內(nèi)，而施加至漏極的電壓的大小不小于3V。需要注意的是，復(fù)位操作是將電荷丟棄至漏極區(qū)域122的操作。副柵極131S形成于位于用作埋入傳感器的第一阱110與漏極區(qū)域122之間的勢壘的上方。另外，在副柵極131S與主柵極131M的相互面對的側(cè)壁之間形成有窄間隙，并且在所謂的n型離子注入中，離子被注入到上述窄間隙之間的基板中。除此之外，形成有穿過源極區(qū)域121上的絕緣膜160的一部分的開孔。所述開孔用于形成連接至源極區(qū)域121的源極電極132從而作為MOS晶體管130的源極電極132。同樣地，形成有穿過漏極區(qū)域122上的絕緣膜的一部分的開孔。所述開孔用于形成連接至漏極區(qū)域122的漏極電極133從而作為MOS晶體管130的漏極電極133。另外，形成有穿過各阱接觸區(qū)域124 127的絕緣膜的一部分的開孔。所述開孔用于形成分別連接至阱接觸區(qū)域124 127的四個(gè)阱接觸電極170。典型地，將施加至各阱接觸電極170的電壓設(shè)定為等于OV的接地電位的電平或-I. 2V的電平。在上述結(jié)構(gòu)中，MOS晶體管130是絕緣柵場效應(yīng)晶體管，包括在靠近第二基板表面102側(cè)的第二阱120中形成的源極區(qū)域121、漏極區(qū)域122和溝道形成區(qū)域123。另外，MOS晶體管130被設(shè)置為還包括在第二基板表面102的表面上形成的柵極電極131、源極電極132和漏極電極133。需要注意的是，在作為像素單元2A的基本結(jié)構(gòu)的如圖2A和圖2B中所示的基本結(jié)構(gòu)中，標(biāo)記S表示MOS晶體管130的源極電極132,標(biāo)記D表示MOS晶體管130的漏極電極133，而標(biāo)記G表示MOS晶體管130的柵極電極131。如上所述，本實(shí)施方式的像素單元2A被設(shè)置為具有采用后表面照射結(jié)構(gòu)、雙阱結(jié)構(gòu)和閾值調(diào)制(或CMD)法的圖像傳感器的功能。圖3示出了本實(shí)施方式的像素單元2A的等效電路。如圖3中所示，像素單元2A被設(shè)置為使用光電轉(zhuǎn)換以及電荷累積器件部111和MOS晶體管130。光電轉(zhuǎn)換以及電荷累積器件部111是在第一阱110中形成的部分。MOS晶體管130具有在第二阱120中形成的柵極電極131、源極電極132和漏極電極133。如上所述，本實(shí)施方式的像素單元2A采用的是后表面照射結(jié)構(gòu)和雙阱結(jié)構(gòu)，在雙阱結(jié)構(gòu)中，累積的電荷具有與溝道電流相同的載流子。除此之外，本實(shí)施方式的像素單元2A采用一個(gè)晶體管執(zhí)行讀取晶體管、復(fù)位晶體管和選擇晶體管的功能的I晶體管架構(gòu)(也稱為I晶體管結(jié)構(gòu))，而不是每個(gè)像素單元2A中包含讀取晶體管、復(fù)位晶體管和選擇晶體管。也就是說，由于如下說明的原因，本實(shí)施方式采用后表面照射結(jié)構(gòu)和雙阱結(jié)構(gòu)而未采用單阱調(diào)制法。

如果采用的是單講調(diào)制法,需要用于改善線性的袋注入(pocket implantation)。因此，當(dāng)在嘗試減小電荷累積區(qū)域過程中減小像素的尺寸時(shí)，不再能夠獲得飽和電荷Qs。盡管調(diào)制的程度和轉(zhuǎn)換效率高，但是單阱結(jié)構(gòu)無法防止缺陷并且在該結(jié)構(gòu)中很可能產(chǎn)生線性像素差異。如果產(chǎn)生了線性像素差異，就難以修正上述差異。另外，在讀取操作中發(fā)生釘扎，從而列數(shù)字CDS的兼容性差。如果采用模擬CDS，則電容面積的增大將阻礙小型化效果。即使將單阱調(diào)制法與后表面照射結(jié)構(gòu)組合，由于需要復(fù)位晶體管，所以必需為2晶體管結(jié)構(gòu)，這不利于小型化效果。而另一方面，在本實(shí)施方式的情況下，采用的是后表面照射結(jié)構(gòu)和雙阱結(jié)構(gòu)。另夕卜，累積的電荷具有與溝道電流相同的載流子。只要具有獨(dú)立器件分隔的載流子就足以使本實(shí)施方式能夠進(jìn)行操作。因此，不再需要設(shè)置環(huán)形晶體管結(jié)構(gòu)(ring transistor structure)。也就是說，能夠以與普通的晶體管相同的方式將MOS晶體管130設(shè)置為包括漏極(D)、柵極(G)和源極
(S)的所謂的單方向結(jié)構(gòu)。 另外，本實(shí)施方式采用了將信號載流子排出至MOS晶體管130的漏極的結(jié)構(gòu)。因此，一個(gè)晶體管執(zhí)行讀取(采集)晶體管、復(fù)位晶體管和選擇晶體管的功能，從而僅用一個(gè)晶體管實(shí)現(xiàn)完全橫向復(fù)位結(jié)構(gòu)。也就是說，根據(jù)本實(shí)施方式的像素單元結(jié)構(gòu)，取代2層?xùn)艠O結(jié)構(gòu)的I層?xùn)艠O結(jié)構(gòu)就足以使本實(shí)施方式能夠進(jìn)行操作。因此，器件分隔區(qū)域不需要特殊的精細(xì)加工。另外，由于能夠與相鄰的像素共用漏極、源極和/或柵極，從而顯著提高了布局效率并且能夠?qū)崿F(xiàn)像素小型化。除此之外，采用了利用MOS晶體管130的漏極的橫向復(fù)位技術(shù)。因此，如果漏極被實(shí)施為水平線并且該水平線被用于各共享像素單元，那么像素能夠共用列，從而能夠縮減列電路。另外，在MOS晶體管130的柵極的上方存在空閑空間。因此，在該空閑空間內(nèi)，能夠設(shè)置利用布線金屬的反射器結(jié)構(gòu)從而作為反射器的結(jié)構(gòu)。因此，穿過Si (硅)基板的光被反射器反射而在Si基板中再次經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換處理，從而在其它光中能夠提高近紅外光靈敏度。除此之外，在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中，為了使在界面上產(chǎn)生的暗電流與空穴再結(jié)合，MOS晶體管130的柵極在受光期間是斷開的并且Si (硅)基板的表面處于釘扎狀態(tài)。因此，存在著這樣的問題未完全再結(jié)合的成分成為暗電流波動(dòng)和/或白點(diǎn)缺陷。另一方面，本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)是雙阱結(jié)構(gòu)，因此在Si基板的表面上產(chǎn)生的暗電流電子能夠從溝道排出至漏極。因此，本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)具有這樣的優(yōu)點(diǎn)能夠完全排除在界面上生成的暗電流和白點(diǎn)。因此，即使在列讀取時(shí)導(dǎo)通柵極，暗電流和白點(diǎn)也不會(huì)引起問題，從而能夠以非破壞性讀取操作讀出信號。接著，下面將對在具有上述結(jié)構(gòu)的像素單元2A中進(jìn)行的操作進(jìn)行說明。入射光從作為后表面(也被稱為背面)的第一基板表面101傳播至像素單元2A的內(nèi)部，并主要由于光電效應(yīng)在像素單元2A的n型第一阱110中產(chǎn)生電子-空穴對。產(chǎn)生的空穴通過形成像素單元2A的壁面的p型器件分離層140排出至外部。

因此，在n型第一阱110中僅累積產(chǎn)生的電子。更加具體地，產(chǎn)生的電子累積在位于MOS晶體管130的源極與MOS晶體管130的漏極之間的柵極區(qū)域半導(dǎo)體表面的附近形成的電位阱中。然后，在適當(dāng)?shù)嘏懦隼鄯e的電荷之前，累積的電荷的信號被MOS晶體管130放大并檢測。以這樣的方式，對混色和/或飽和電流的大小進(jìn)行控制。另外，固體攝像裝置I中使用的傳感器的半導(dǎo)體層具有2 10微米的范圍內(nèi)的厚度。在該范圍內(nèi)的厚度是使光電轉(zhuǎn)換過程的量子效率在入射光的波長范圍內(nèi)能夠完全展現(xiàn)的數(shù)量級的厚度。另一方面，在前表面照射結(jié)構(gòu)的情況下，通常需要半導(dǎo)體基板具有使器件不易損壞的厚度。具體地，需要半導(dǎo)體基板具有數(shù)百微米的厚度。因此，可能存在這樣的問題不能忽視在柵極與漏極之間流過器件的基板的漏電流。然而，在本實(shí)施方式的情況下，器件具有足夠小的厚度。因此，能夠減小流過基板 的漏電流的大小。因此，能夠解決上述問題。至此，已經(jīng)說明了本實(shí)施方式的固體攝像裝置I的結(jié)構(gòu)和該裝置I的功能。接著，將詳細(xì)說明本實(shí)施方式的固體攝像裝置I。圖4示出了在前表面照射BMCD 10的情況下入射光的波長與晶體管的位置的關(guān)系。圖4中所示的前表面照射BMCD 10被形成為包括設(shè)置于基板的前表面上的絕緣膜11、透明電極12和遮光電極13。在圖中，附圖標(biāo)記14、15和16分別表示橫向漏極區(qū)域、柵極絕緣膜和硅基板。在圖4中所示的前表面照射結(jié)構(gòu)的情況下，光從設(shè)置有晶體管的一側(cè)進(jìn)行傳播。然而，在此情況下，橫向漏極區(qū)域14被遮光電極13覆蓋。因此，前表面照射BMCD 10具有這樣的結(jié)構(gòu)其中，光通過絕緣膜11、透明電極12和柵極絕緣膜15等從其它的開口進(jìn)入硅 基板16的內(nèi)部。近紅外光和具有大波長的紅色光從娃基板的表面?zhèn)鞑?，并到達(dá)基板的相對內(nèi)部。然而，藍(lán)色光和近紫外光在距硅基板的表面不深的位置處經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換處理。另外，當(dāng)具有小波長的藍(lán)色光透過硅基板的表面上的絕緣多層膜時(shí)，散射和/或吸收或界面上的反射易于導(dǎo)致上述光的能量損失。另一方面，在作為基于本發(fā)明的技術(shù)的結(jié)構(gòu)的圖2A和圖2B中所示的后表面照射結(jié)構(gòu)的情況下，固體攝像裝置I被設(shè)置為這樣的結(jié)構(gòu)其中，光從未設(shè)置有MOS晶體管130的一側(cè)進(jìn)入硅(Si)基板100的內(nèi)部。在此結(jié)構(gòu)中，大部分分別具有大波長的光束到達(dá)了緊靠MOS晶體管130的位置處，而只有很少的分別具有小波長的光束到達(dá)了這個(gè)位置。
為了使包含入射光線的波長的量子效率最大化，在如何設(shè)計(jì)源極和漏極的擴(kuò)散層和阱層的領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)提出了多種方案。然而，關(guān)于透過用作絕緣膜的氧化硅膜的光對晶體管的特性具有影響的可能性的討論還很少。盡管本實(shí)施方式的說明僅是定性的說明，但本實(shí)施方式的說明還為了簡略地說明上述可能性并明確影響的機(jī)理。圖5示出了在前表面照射結(jié)構(gòu)的情況下由透明電極、柵極氧化硅膜和單晶硅形成的能帶的大致狀態(tài)。
由于用于形成膜所采用的方法和處理，柵極氧化硅膜的性質(zhì)可能在一些情況下變化很大。如果不能對方法和處理進(jìn)行很好的控制，則在氧化物膜中殘留有陷阱從而作為用于捕獲電子和空穴的陷阱。此圖顯示了這樣的情況其中，在氧化硅膜的導(dǎo)帶下方存在陷阱，從而用作用于捕獲位于2. OeV的位置處的電子。在氧化硅膜的情況下，帶隙大約為8. OeV。如果使用ITO作為透明電極，則功函數(shù)大約在4. 3 4. 7eV的范圍內(nèi)。因此,透明電極的費(fèi)米能級(Fermi level)位于略低于氧化物膜的能隙的中央的位置處。這里，注意入射光中包括的作為具有典型450nm波長入的成分的藍(lán)色光成分。在此情況下，根據(jù)愛因斯坦的光量子方程E = hv，得出E為2. 76eV(即，E = 2. 76eV)。如圖中所示，該能量的位置大約等同于根據(jù)透明電極的費(fèi)米能級(作為氧化物膜中的電子陷阱的能級)測量出的能級的位置。在此時(shí)，如果對透明柵極電極施加相比于硅基板相對大的負(fù)電壓，則由于光電效應(yīng)，從用作透明電極的金屬表面躍出的電子在氧化物膜中被激活并且被陷阱捕獲。被陷阱捕獲的電子再次釋放出電荷，從而由于漂移電導(dǎo)而流入硅晶體的導(dǎo)帶中。這樣流動(dòng)的電子導(dǎo)致了柵極電極與硅基板之間的弱的導(dǎo)電狀態(tài)，從而導(dǎo)致了晶體管特性和信號幅度的差異。在本實(shí)施方式的后表面照射結(jié)構(gòu)中，在具有大能量和小波長的光到達(dá)晶體管區(qū)域之前，在硅基板中上述光在光載流子的生成中已經(jīng)耗去了大部分的能量。因此，本實(shí)施方式的后表面照射結(jié)構(gòu)的重要特性在于該結(jié)構(gòu)不存在類似于前表面照射結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)。圖6是示出了在電位伴隨著圖2A和圖2B中所示的基本結(jié)構(gòu)(該基本結(jié)構(gòu)作為固體攝像裝置中使用的像素部的基本結(jié)構(gòu))的電位狀態(tài)的變化而變化的區(qū)域中，在垂直于半導(dǎo)體基板的表面的方向上在半導(dǎo)體基板中移動(dòng)的電子的電位的變化的多個(gè)圖。在上述各圖中，將阱接觸電極170的電壓VGND設(shè)定為0V。⑴柵極讀取操作隨著MOS晶體管130的柵極電壓VG設(shè)定為I. OV并且晶體管130的漏極電壓VD設(shè)定為I. 8V，M0S晶體管130的源極電壓VS的大小被設(shè)定為在大約I. 6V 大約I. 4V的范圍內(nèi)。在此狀態(tài)下，累積的電荷(由電子組成)量減少并且累積的電荷量的這些減少對從源極流動(dòng)至漏極的溝道電子電流進(jìn)行調(diào)制，導(dǎo)致上述電流減小。通過測量電流變化，能夠知道累積的電荷(由電子組成)量的變化。在此情況下，典型地，可將與施加至副柵極131S的電壓相等的電壓施加至主柵極131M。(ii):柵極電子累積(非讀取狀態(tài))隨著MOS晶體管130的柵極電壓VG設(shè)定為OV并且晶體管130的漏極電壓VD設(shè)定為I. 8V，MOS晶體管130的源極電壓VS的大小被設(shè)定為不大于I. 2V。在此狀態(tài)下，在MOS晶體管130的源極與MOS晶體管130的漏極之間的柵極區(qū)域中的半導(dǎo)體表面附近形成的電位阱內(nèi)部對電子進(jìn)行累積。在此情況下，典型地，可將與施加至副柵極131S的電壓相等的電壓施加至主柵極131M。(iii):柵極電子累積(非復(fù)位狀態(tài)和硬復(fù)位)隨著MOS晶體管130的柵極電壓VG的大小設(shè)定為在OV -I. OV的范圍內(nèi)，并且晶體管130的漏極電壓VD設(shè)定為I. 8V，MOS晶體管130的源極電壓VS的大小被設(shè)定為高阻抗?fàn)顟B(tài)(high-impedance state, Hi_Z)或者LD。在此狀態(tài)下，累積的電子處于溢出(overflow,0F)狀態(tài)。也即是說，像素單元2A處于飽和狀態(tài)。保持在那時(shí)生成的信號。在此情況下，典型地，能夠?qū)⑴c施加至副柵極131S的電壓相等的電壓施加至主柵極131M。(iiii):復(fù)位

隨著MOS晶體管130的主柵極電壓VGM的大小設(shè)定為在OV -I. OV的范圍內(nèi)，且MOS晶體管130的副柵極電壓VGS的大小設(shè)定為在IV 2. 5V的范圍內(nèi)，晶體管130的漏極電壓VD的大小被設(shè)定為不小于3. OV0例如，將漏極電壓VD設(shè)定為3. 7V。MOS晶體管130的源極電壓VS的大小被設(shè)定為高阻抗?fàn)顟B(tài)(high-impedance state,Hi-Z)或者LD。在此狀態(tài)下，存在于累積阱內(nèi)部的電子通過漏極電極133被排出至外部。如上所述，在本實(shí)施方式中，在像素信號復(fù)位操作期間，為了將作為信號電荷累積在漏極電極133中的電子排出至外部，對漏極電壓VD或漏極電壓VD和柵極電壓(在一些情況下)進(jìn)行調(diào)制。下面將進(jìn)一步說明上述復(fù)位操作。在下面的說明中，出于比較的目的，對普通單載流子CMD的復(fù)位操作進(jìn)行說明。圖7是示出了普通的單載流子CMD的模式的簡化橫截面圖，而圖8是示出了實(shí)施方式的固體攝像裝置I的模式的簡化橫截面圖。另一方面，圖9是示出了圖8中所示的a點(diǎn)和a’點(diǎn)之間的電位的圖表。為了易于進(jìn)行下面的說明，在普通的單載流子CMD中采用的結(jié)構(gòu)元件(這些元件用作與固體攝像裝置I中采用的與它們分別對應(yīng)的結(jié)構(gòu)元件相同的結(jié)構(gòu)元件)是用與上述 對應(yīng)的結(jié)構(gòu)元件相同的附圖標(biāo)記來表示的。由于采用類似圖7中所示的單載流子CMD作為CMD的結(jié)構(gòu)，為了降低勢壘，使用讀取晶體管的柵極調(diào)制傳感器與晶體管的漏極之間的溢出勢魚(overflow barrier,0FB)。以這樣的方式，能夠進(jìn)行復(fù)位操作。另外，如果溢出勢壘高，就需要高的用于復(fù)位操作的大電壓，然而，在復(fù)位時(shí)在夾斷區(qū)域中產(chǎn)生強(qiáng)電場，從而很有可能引起可靠性的問題。另一方面，在本實(shí)施方式的情況下，如圖8中所示，在溢出勢壘OFB上方的漏極側(cè) 新形成用于復(fù)位操作的副柵極131S。向漏極側(cè)的副柵極131S施加典型為IV或2V的中間電壓。該中間電壓的大小在施加至源極側(cè)的主柵極131M的電壓與施加至漏極的電壓之間。施加至主柵極131M的電壓的大小在0 -I. OV的范圍內(nèi)，而施加至漏極的電壓的大小為不小于3V。因此，將柵極與漏極間施加的電壓分為主柵極131M與副柵極131S之間的電壓和副柵極131S與漏極區(qū)域122之間的電壓。因此，減小了在柵極下方的夾斷區(qū)域中生成的電場的強(qiáng)度。另外，通過向漏極側(cè)的副柵極131S施加典型為IV或2V的中間電壓，能夠降低溢出勢壘，從而能夠減小復(fù)位操作中需要的漏極電壓的大小。在將主柵極131M與副柵極131S彼此分隔的過程中，在主柵極131M與副柵極131S之間形成間隙，從而作為用于防止在主柵極131M與副柵極131S之間施加電壓的間隙。如果這樣的結(jié)構(gòu)保持不變，在間隙下方的溝道區(qū)域中不 會(huì)形成反轉(zhuǎn)層。否則，在溝道區(qū)域中會(huì)形成不期望形成的下陷和/或勢壘，從而很有可能對傳感器線性等存在不良影響。為了解決這個(gè)問題，在本實(shí)施方式中，使上述間隙變得狹窄從而減小非反轉(zhuǎn)區(qū)域，并且在自對準(zhǔn)處理等中將離子注入該間隙中。因此，能夠減少溝道區(qū)域中下陷的數(shù)量和相同區(qū)域中勢壘的數(shù)量。另外，本實(shí)施方式設(shè)置有用于在低照度時(shí)增大調(diào)制度和轉(zhuǎn)換效率的所謂的伽馬(y)特性。除此之外,在本實(shí)施方式中，Y特性被利用于動(dòng)態(tài)范圍(dynamic range, DR)中。像素單元2A的Y特性說明如下。圖10是示出了沿著如2A中所示的線a-a’的電位的典型分布的多個(gè)圖。作為雙阱結(jié)構(gòu)的一個(gè)特性，傳感器累積區(qū)域具有如圖10中所示的寬的電位形狀。因此，根據(jù)信號的大小改變?nèi)萘?，從而?dǎo)致被稱為Y特性的非線性特性。然而，如果單阱結(jié)構(gòu)設(shè)置有代表線性的非線性特性的Y特性，能夠進(jìn)行逆Y修正處理，并且還能夠在低照度時(shí)獲得I的增益。這是因?yàn)?，代表線性的非線性特性的Y特性在小信號時(shí)(此時(shí)信號丟失)增大增益。因此，在壓縮信號的同時(shí)也壓縮了噪聲。因此，能夠減少噪聲。如上所述，在本實(shí)施方式中，有意利用了 Y特性，并且如圖2A和圖2B中所示，結(jié)構(gòu)設(shè)置有伽馬袋180，伽馬袋180是用于累積信號的n型袋并且深度略大于所需的深度。在該伽馬袋180中，信號載流子和信號電流被集中于一點(diǎn)，從而增大了對小信號的調(diào)制度。另外，通過利用在后續(xù)階段進(jìn)行信號處理的DSP來進(jìn)行逆伽馬修正處理，從而能夠?qū)崿F(xiàn)完全的噪聲壓縮處理。除此之外，如圖10中所示，像素單元2A具有能夠?yàn)榇笮盘柖龃笕萘康慕Y(jié)構(gòu)，從而基于Y特性提供大的動(dòng)態(tài)范圍(dynamic range, DR)。圖11示出了本實(shí)施方式的信號讀取處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的模式。列方向(X方向)控制電路4包括用于接收處于關(guān)閉狀態(tài)的像素單元2A的累積信號的CDS電路41。像素單兀2A借助信號傳輸線SL和開關(guān)SW將累積信號傳輸至CDS電路41。需要注意的是，圖中所示的標(biāo)記IS表示用于形成源極跟隨器的電流源。如前面所述，本實(shí)施方式具有以下效果。由于在主柵極與漏極之間施加的電壓被分為在主柵極與副柵極之間呈現(xiàn)出的電壓和在副柵極與漏極之間呈現(xiàn)出的電壓，所以能夠減小在柵極下方的夾斷區(qū)域中產(chǎn)生的電場的強(qiáng)度。通過在復(fù)位時(shí)將處于主柵極與漏極之間的中間電位提供給副柵極，能夠在復(fù)位時(shí)在傳感器與漏極之間形成梯度，從而能夠降低在副柵極下方的溢出勢壘。
通過將間隙變窄并且進(jìn)行間隙注入，能夠抑制下陷和/或勢壘的形成，從而能夠避免線性的劣化。另外，能夠?qū)⑾袼卦O(shè)置為只包括一個(gè)具有D (漏極)/G (柵極)/S (源極)的晶體管。因此，借助邏輯過程的良好兼容性，在像素的實(shí)現(xiàn)中能夠?qū)⒋砉ば虻臄?shù)量的工序總數(shù)的增加最小化。漏極、源極、柵極和阱能夠共用接觸部，從而能夠提高布局效率，并且能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)像素。由于柵極面積大，所以晶體管噪聲的數(shù)量極小。除此之外，由于將整個(gè)像素用作累積區(qū)域，所以飽和電流的量就大，從而能夠有大的動(dòng)態(tài)范圍。

另外，由于將界面處產(chǎn)生的暗電流排出至漏極，所以不會(huì)產(chǎn)生界面的暗電流圖像缺陷。除此之外，通過進(jìn)行逆Y修正功能能夠減少噪聲的數(shù)量。具有上述特性的固體攝像裝置能夠適用于數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī)作為相機(jī)的攝像器件。3 :相機(jī)圖12是示出了使用實(shí)施方式的固體攝像裝置的相機(jī)200的典型結(jié)構(gòu)的框圖。如圖12中所示，相機(jī)200具有攝像器件210，該攝像器件是實(shí)施方式的固體攝像裝置I。另外，相機(jī)200還使用了用于將入射光(也被稱為圖像光)引導(dǎo)至攝像器件210的像素區(qū)域的光學(xué)系統(tǒng)220，從而在攝像器件210上形成拍攝對象的拍攝圖像。例如，用作光學(xué)系統(tǒng)220的透鏡將光引導(dǎo)至攝像器件，從而在攝像器件210的攝像表面上形成圖像。 除此之外，相機(jī)200還設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)攝像器件210的驅(qū)動(dòng)電路(DRV)230和用于對攝像器件210輸出的信號進(jìn)行處理的信號處理電路(PRC) 240。驅(qū)動(dòng)電路230包括圖中未圖示的時(shí)序生成器。時(shí)序生成器生成用于驅(qū)動(dòng)攝像器件210中包含的電路的包括開始脈沖信號和時(shí)鐘脈沖信號的各種預(yù)定的時(shí)序信號。也即是說，通過時(shí)序生成器生成的時(shí)序信號對攝像器件210進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。另外，信號處理電路240對攝像器件210輸出的圖像信號進(jìn)行提前確定的信號處理。典型地，將經(jīng)過信號處理電路240處理的圖像信號存儲(chǔ)在記錄媒介中。存儲(chǔ)在該記錄媒介中的圖像信號的硬拷貝可生成在復(fù)印機(jī)等上。另外，還能夠?qū)⒔?jīng)過信號處理電路240處理的圖像信號作為動(dòng)態(tài)圖像顯示在諸如液晶顯示單元等顯示器上。如上所述，通過在數(shù)碼照相機(jī)中使用前面說明的固體攝像裝置I作為攝像器件210，能夠?qū)崿F(xiàn)具有高精密度的相機(jī)。本發(fā)明中可采用的技術(shù)不限于在實(shí)施方式的說明中解釋的技術(shù)。例如，在本發(fā)明中使用的各個(gè)數(shù)值和各種材料均不限于在實(shí)施方式中使用的數(shù)值和用于形成實(shí)施方式的部件的材料。另外，能夠?qū)?shí)施方式改變?yōu)槎喾N變形例中的任一種，只要變形例在不背離本發(fā)明的技術(shù)的要旨的范圍內(nèi)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以在本發(fā)明隨附的權(quán)利 要求或其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、次組合以及改變。
權(quán)利要求
1.一種固體攝像裝置，所述固體攝像裝置包括 像素單元，通過將一個(gè)所述像素單元或多個(gè)所述像素單元作為單位，所述像素單元被器件分離層與相鄰的所述像素單元的組分隔開，其中 所述像素單元具有第一導(dǎo)電型阱和第二導(dǎo)電型阱； 所述第一導(dǎo)電型阱接收光，并且具有進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換處理從而將接收到的光轉(zhuǎn)換為電荷的光電轉(zhuǎn)換功能以及用于累積所述電荷的電荷累積功能； 在所述第二導(dǎo)電型阱中形成有晶體管，所述晶體管用于檢測在所述第一導(dǎo)電型阱中累積的所述電荷并且具有閾值調(diào)制功能； 所述晶體管具有源極、漏極以及在所述源極與所述漏極之間的溝道形成區(qū)域中形成的柵極電極；并且 所述柵極電極被分為設(shè)置于靠近所述源極側(cè)的主柵極和設(shè)置于靠近所述漏極側(cè)的副柵極。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體攝像裝置，其中， 至少在復(fù)位操作中，將中間電壓施加至設(shè)置于靠近所述漏極側(cè)的所述副柵極，所述中間電壓處于施加至設(shè)置于靠近所述源極側(cè)的所述主柵極的電壓與施加至所述漏極的電壓之間；并且 所述復(fù)位操作是將電荷丟棄至所述漏極的操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的固體攝像裝置，其中，所述副柵極設(shè)置在所述第二導(dǎo)電型阱與所述漏極之間的勢壘上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的固體攝像裝置，其中， 在所述主柵極與所述副柵極之間設(shè)置有窄間隙；并且 將離子注入到所述間隙間的基板中。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的固體攝像裝置，其中，累積的電荷和信號電荷是相同的載流子。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的固體攝像裝置，其中，所述晶體管具有讀取晶體管的功能、復(fù)位晶體管的功能和選擇晶體管的功能。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的固體攝像裝置，其中， 所述像素單元形成于基板上，所述基板具有被光照射的第一基板表面?zhèn)群托纬捎衅骷牡诙灞砻鎮(zhèn)龋? 在所述像素單元內(nèi) 所述第一導(dǎo)電型阱形成在所述第一基板表面?zhèn)?；并? 所述第二導(dǎo)電型阱形成在所述第二基板表面?zhèn)龋? 所述第一導(dǎo)電型阱接收來自所述第一基板表面?zhèn)鹊墓狻?br> 8.一種相機(jī)，所述相機(jī)包括 固體攝像裝置，所述固體攝像裝置用來接收來自基板的第一基板表面?zhèn)鹊墓?；以及光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)用來將入射光引導(dǎo)至所述固體攝像裝置的所述第一基板表面?zhèn)?，其中? 所述固體攝像裝置為權(quán)利要求I 7中任一項(xiàng)所述的固體攝像裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種固體攝像裝置和相機(jī)。所述固體攝像裝置包括像素單元，通過將一個(gè)所述像素單元或多個(gè)所述像素單元作為單位，所述像素單元被器件分離層與相鄰的所述像素單元的組分隔開，其中所述像素單元具有第一導(dǎo)電型阱和第二導(dǎo)電型阱；所述第一導(dǎo)電型阱接收光并且具有進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換處理從而將接收到的光轉(zhuǎn)換為電荷的光電轉(zhuǎn)換功能以及用于累積所述電荷的電荷累積功能；在所述第二導(dǎo)電型阱中形成有晶體管，所述晶體管用于檢測在所述第一導(dǎo)電型阱中累積的所述電荷并且具有閾值調(diào)制功能。根據(jù)本發(fā)明，能夠降低溢出勢壘，降低復(fù)位電壓并且防止在夾斷區(qū)域中產(chǎn)生電場，還能夠防止在溝道中產(chǎn)生下陷和/或勢壘并防止線性劣化。
文檔編號H04N5/335GK102683362SQ20121005218
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者廣田功, 藤木翼 申請人:索尼公司