[發明專利]固體攝像裝置以及利用該固體攝像裝置的攝像機

無效

• 申請號: 200810086315.7
• 申請日: 2008-03-25
• 公開（公告）號: CN101276829A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 勝野元成;宮川良平;大規浩久
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L27/148
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 徐殿軍

技術領域

本發明涉及固體攝像裝置，尤其涉及具有襯底接點的固體攝像裝置以及攝像機。

背景技術

CCD(Charge?Coupled?Device：電荷耦合元件)型固體攝像裝置和MOS(Metal?Oxide?Silicon：金屬氧化物半導體)型固體攝像裝置等，作為數字靜態相機或數字動態相機等的攝像裝置被廣泛應用。其中，MOS型固體攝像裝置的結構是，在一個半導體襯底上制作有：由多個攝像像素構成的攝像區域，和從該攝像區域的各個攝像像素中讀取信號的周邊電路區域。

在此，利用圖1對以往技術中的固體攝像裝置進行說明。圖1是具有專利文獻1中所公開的以往的襯底接點的固體攝像裝置的整體結構圖。該固體攝像裝置具有在n型半導體襯底上形成的p型的共用的阱，該共用的阱上形成有：包括被排列為二維的多個像素PXL的像素排列區域PXA，和配置了用于驅動的電路等的周邊部分PP。

各個像素PXL具有在半導體襯底上形成的光電二極管1、p+型半導體區域2、晶體管等，并且還具有襯底接點3。周邊部分PP包括：p+型半導體區域2′以及襯底接點3′。襯底接點3、3′與p+型半導體區域2、2′電連接。

在此，對襯底接點3被形成的理由進行說明。在像素PXL內的多個晶體管的下部，為了控制晶體管的閾值，而形成所述的p型的共用的阱，并且，在共用的阱上被施加有基準電壓(通常情況下為0V)，以保持一定的電位。但是，為了從各個像素PXL中分別讀出輸出信號，在對放大晶體管順序進行ON/OFF切換時，由于共用的阱和選擇晶體管的柵電極的電容量結合，而使共用的阱的電位發生變動。并且，發生了變動的共用的阱的電位要想返回到基準電位，需要花費一定的時間。在像素排列區域內部沒有形成襯底接點3的情況下，由于要等待共用的阱的電位返回到基準電位(0V)，才使下一個選擇晶體管工作，因此難于實現高速工作。以往的對策是，在像素陣列內部形成襯底接點3，并將襯底接點3與帶有基準電壓的布線相連接。據此，可以大幅度地縮短變動后的p型的共用阱的電位返回到基準電位的時間。

專利文獻1日本特開2001-230400號公報

然而，存在的問題是：根據在像素排列區域內具有所述的襯底接點3的固體攝像裝置的像素構成，而在不同位置上的光電二極管之間產生靈敏度差。

以下，利用附圖(圖2、圖3A-圖3C)對上述問題進行說明。圖2示出了在相鄰的光電二極管之間產生靈敏度差的固體攝像裝置的一個例子。

該圖的固體攝像裝置示出的例子是四個像素構成一個單元的情況，即，對四個光電二極管配置一組放大晶體管和復位晶體管。并且，在該圖中的固體攝像裝置的結構中示出了：多個光電二極管1、放大晶體管的柵極11、放大晶體管的源極區域5、復位晶體管的柵極10、復位晶體管的源極區域7、放大晶體管和復位晶體管共漏極區域6、被連接于電源電壓布線12和共漏極區域6的且向一組放大晶體管和復位晶體管提供電源電壓的電源電壓接點17、傳輸晶體管的柵極8、檢測容量部(浮動擴散層)9、p+型區域2、以及襯底接點3。

圖中從上開始第二個(或第三個)光電二極管1和從上開始第四個(或第五個)光電二極管1之間產生靈敏度差這個問題。

對于這個問題將利用圖3A～圖3C來說明。圖3A、圖3B是放大晶體管或復位晶體管相鄰于光電二極管的兩側時的光電二極管1的斷面模式圖。并且，電源電壓接點17、襯底接點3在圖2的光電二極管1的斷面圖上沒有示出，為了便于說明，在圖3A-圖3B中示出。

如圖3A所示，通常在光電二極管1上配置有聚光透鏡。并且，入射光通過聚光透鏡被聚光在二極管上。

但是，也有這樣一種情況，即如圖3B所示，入射光沒有入射到光電二極管上，而是入射到元件分離部18或n+型的源極區域7(或5)上。當入射光入射到元件分離部18或n+型區域時，由于光電轉換效果而產生電子。在n+型的源極區域7(或5)上被施加有用于驅動晶體管的電源電壓(正電壓，通常為2-5V左右)，由于產生的電子向電源一側移動，而出現電子不移向光電二極管的現象。在這種情況下，不會使相鄰的光電二極管1的靈敏度下降。

對此，如圖3C所示，在光電二極管1與p+型區域2相鄰的情況下，當入射光入射到元件分離部18或p+型區域2時同樣產生電子。在p+型區域2上形成襯底接點3，并在一般情況下保持0V。為此出現的現象是，產生的電子不是移向襯底接點3而是主要向光電二極管1移動。

在這種情況下，則使相鄰的光電二極管1的靈敏度下降。