[發(fā)明專利]固體攝像元件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710096771.5
• 申請日: 2007-04-12
• 公開（公告）號: CN101064790A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大鶴雄三;逸見一隆;伊澤慎一郎;黑田晃弘
• 申請（專利權(quán)）人: 三洋電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H04N3/15;H01L27/146
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 李香蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具備水平CCD移位寄存器的固體攝像元件，尤其涉及提高信息電荷水平傳輸動(dòng)作的特性的技術(shù)。

背景技術(shù)

近年，組合了CCD圖像傳感器等的固體攝像元件的數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī)等攝像裝置被廣泛應(yīng)用。在CCD圖像傳感器中，例如有幀傳輸型或隔行傳輸型的結(jié)構(gòu)。

圖5是幀傳輸方式的CCD圖像傳感器2的結(jié)構(gòu)圖。CCD圖像傳感器2構(gòu)成為包括：攝像部2i、蓄積部2s、分配部2t、水平傳輸部2h和輸出部2d。攝像部2i、蓄積部2s以及分配部2t分別由水平配置的多個(gè)垂直CCD移位寄存器構(gòu)成。

攝像部2i的垂直CCD移位寄存器的各位分別構(gòu)成攝像元件的受光像素。在曝光期間，在各受光像素蓄積的信息電荷通過幀傳輸動(dòng)作從攝像部2i向蓄積部2s被高速地垂直傳輸。

另外，在以彩色圖像的攝像為目的的CCD圖像傳感器中，與攝像部2i的被行列配置的受光像素相對應(yīng)，配置由紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)等構(gòu)成的濾色器陣列，例如形成R和G交替排列的行、B和R交替排列的行。

每當(dāng)水平傳輸部2h將一行份的信息電荷向輸出部2d水平傳輸結(jié)束后，蓄積部2s中保持的信息電荷被成行傳輸。CCD圖像傳感器2具有在蓄積部2s與水平傳輸部2h之間具備分配部2t的結(jié)構(gòu)。分配部2t具有將從蓄積部2s輸出的一行份的信息電荷分為奇數(shù)列的信息電荷組和偶數(shù)列的信息電荷組，并順次向水平傳輸部2h傳輸?shù)墓δ堋?/p>

水平傳輸部2h由水平CCD移位寄存器構(gòu)成，將從蓄積部2s通過分配部2t垂直傳輸來的信息電荷向輸出部2d水平傳輸。

輸出部2d在浮游擴(kuò)散層區(qū)域(Floating?Diffusion：FD)中以1位為單位接受從水平傳輸部2h輸出的信息電荷，變換為電壓值，并作為圖像信息進(jìn)行輸出。由于FD可通過減小其附帶的電容來增大與信息電荷對應(yīng)的電位變化，因此一般構(gòu)成小尺寸。

構(gòu)成水平傳輸部2h的水平CCD移位寄存器構(gòu)成為包括：包含與攝像部2i或蓄積部2s的各列對應(yīng)配置的位組的主體部2m、從主體部2m的輸出端延伸的延長部分即虛擬部2e。在此，主體部2m中的傳輸段的水平方向的尺寸與像素的水平間距相對應(yīng)而較微細(xì)，相對于此，主體部2m中的水平CCD移位寄存器的溝道寬度設(shè)定得大，以便能確保處理用電荷量。另一方面，F(xiàn)D如上所述形成得小。因此，與溝道寬度方向的尺寸相關(guān)地，在主體部2m與FD之間產(chǎn)生間隙。因此，虛擬部2e具有使電荷傳輸溝道的寬度從主體部2m向輸出部2d的FD逐漸變窄的結(jié)構(gòu)，橋接具有間隙的主體部2m和FD之間，由此，實(shí)現(xiàn)信息電荷從主體部2m向FD的傳輸特性的改善。

另外，水平CCD移位寄存器具有埋入溝道結(jié)構(gòu)，在該傳輸溝道區(qū)域(電荷傳輸區(qū)域)中，在形成于N型半導(dǎo)體基板內(nèi)的作為P型擴(kuò)散層的P阱(PW)上形成作為N型擴(kuò)散層的N阱。

在水平CCD移位寄存器的傳輸溝道區(qū)域中，將能根據(jù)施加到傳輸電極的傳輸時(shí)鐘而與相鄰區(qū)域獨(dú)立地控制溝道電位的一個(gè)單位的區(qū)域稱為“要素區(qū)域”，則各要素區(qū)域中沿行方向排列設(shè)置相互之間溝道電位不同的存儲區(qū)域以及勢壘區(qū)域。具體而言，在傳輸溝道區(qū)域上，交替排列由第一層多晶硅(下面記作1poly)形成的傳輸電極(1poly電極)、和由第二層多晶硅(下面記作2poly)形成的傳輸電極(2poly電極)，分別包括一個(gè)1poly電極和一個(gè)2poly電極的一對傳輸電極與各要素區(qū)域?qū)?yīng)。要素區(qū)域上的一對傳輸電極與一個(gè)傳輸時(shí)鐘對應(yīng)，構(gòu)成一個(gè)傳輸段。在各傳輸段，在電荷傳輸?shù)南掠蝹?cè)配置1poly電極，將其下的傳輸溝道區(qū)域作為具有比2poly電極下更深的溝道電位的存儲區(qū)域。另一方面，將配置于比1poly電極靠近上游側(cè)的2poly電極下的傳輸溝道區(qū)域構(gòu)成為具有比存儲區(qū)域淺的溝道電位的勢壘區(qū)域，從而防止信息電荷從相同傳輸段的存儲區(qū)域向上游的傳輸段的逆流。

存儲區(qū)域和勢壘區(qū)域的溝道電位差通過向1poly電極之間的傳輸通道區(qū)域的N阱注入P型雜質(zhì)而形成。在CCD圖像傳感器2的制造工藝中，該勢壘形成用的雜質(zhì)注入通過在對層疊于基板上的1poly進(jìn)行圖案化而形成1poly電極之后，利用基板上形成的離子注入掩模來進(jìn)行。該掩模例如是通過對涂敷于基板上的光致抗蝕層進(jìn)行圖案化而形成。

在現(xiàn)有的制造方法中，掩模的開口部分公共開設(shè)于主體部2m和虛擬部2e，利用該掩模，主體部2m和虛擬部2e各自的勢壘區(qū)域通過公共的離子注入工序便可形成。具體而言，在掩模開口內(nèi)，1poly電極阻止離子向N阱注入，因此向1poly電極的間隙的N阱選擇性導(dǎo)入P型雜質(zhì)，形成勢壘區(qū)域。并且，在形成該勢壘區(qū)域之后，形成2poly電極。