[發(fā)明專利]傳感器、固體攝像器件、攝像裝置及其制造方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910001002.1
• 申請(qǐng)日: 2009-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN101488509A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 竹內(nèi)清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 索尼株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L27/144
• 分類號(hào): H01L27/144;H01L27/146;H01L21/82;H04N5/30;H04N5/225
• 代理公司: 北京信慧永光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 陳桂香;武玉琴

相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考?

本發(fā)明包含與2008年1月18日向日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)JP?2008-009474相關(guān)的主題，在此將該日本專利申請(qǐng)的全部內(nèi)容并入本文作為參考。?

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于檢測(cè)入射光的波長和強(qiáng)度的傳感器。本發(fā)明還涉及固體攝像器件、使用該固體攝像器件的攝像裝置以及攝像裝置制造方法。?

背景技術(shù)

人們已經(jīng)進(jìn)行了利用單個(gè)光電二極管來獲取與三原色(RGB)有關(guān)的信息的嘗試(例如，見USP?No.5,965,875)。?

USP?No.5,965,875中所說明的光電二極管具有這樣的像素布置，其中各個(gè)像素包括在硅基板上由具有不同深度0.2μm、0.6μm和2μm的三個(gè)擴(kuò)散層形成的堆疊結(jié)構(gòu)。因此，各個(gè)像素具有各層深度不同的三層結(jié)構(gòu)。這些層被設(shè)計(jì)成根據(jù)硅的透射特性來分別透射和接收不同波長的光，即光的三原色(RGB：紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B))。?

例如，所有波長的RGB從硅基板表面入射到像素上，它們都被頂層吸收，除了被頂層吸收的B以外的RG被中間層吸收，并且除了被頂層和中間層吸收的BG以外的R被底層吸收。然后，從被中間層吸收的RG中減去被底層吸收的R的值，從而獲得G的值。隨后，從RGB的值中減去R的值和G的值，從而獲得B的值。?

光電二極管被如上所述地構(gòu)造而成，因此盡管只有單個(gè)芯片，也能夠產(chǎn)生通過直接吸收光的各原色而獲得的圖像。?

上述光電二極管被設(shè)計(jì)成沿深度方向從RGB中獲取各個(gè)元素。然而，光電二極管可能不會(huì)改變用于捕獲電子的位置，并且光電二極管的電路結(jié)構(gòu)可能很復(fù)雜，這會(huì)導(dǎo)致缺乏設(shè)計(jì)自由度。另外，每個(gè)像素連續(xù)?地產(chǎn)生與各個(gè)顏色有關(guān)的獨(dú)立信息數(shù)據(jù)，因而難以在連續(xù)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的部分中將正確信息與噪聲區(qū)分開來并難以獲得RGB特性。因此，可能需要復(fù)雜的軟件來確定RGB特性。?

考慮到上述情況，已經(jīng)提出了一種具有與入射光對(duì)應(yīng)的單個(gè)光電二極管的傳感器，該傳感器具有用于通過改變柵極電壓來控制光電二極管的勢(shì)阱深度(potential?depth)的結(jié)構(gòu)(例如，見日本專利申請(qǐng)公開公報(bào)No.2005-10114)。該傳感器改變柵極電壓，使得用于捕獲由入射到光電二極管上的光所產(chǎn)生的電子的深度能夠響應(yīng)于柵極電壓而變化，從而確定入射光的波長和強(qiáng)度。?

然而，日本專利申請(qǐng)公開公報(bào)No.2005-10114中所說明的傳感器被設(shè)計(jì)成使光入射到設(shè)有電極和電路部分的攝像器件前側(cè)上。也就是說，電路等被形成在攝像器件的光接收側(cè)上。因此，入射光的開口面可能比較窄，這導(dǎo)致所接收到的光量降低。另外，這還會(huì)導(dǎo)致靈敏度降低。此外，透明電極的使用使得在諸如紫外光或藍(lán)光區(qū)域等較短波長區(qū)域處的光靈敏度嚴(yán)重降低。?

發(fā)明內(nèi)容

因此，期望提供一種能夠用單個(gè)光電二極管進(jìn)行高靈敏度分光測(cè)量的傳感器，并提供固體攝像器件、攝像裝置以及攝像裝置制造方法。?

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種傳感器，所述傳感器包括：半導(dǎo)體層；在所述半導(dǎo)體層中形成的光電二極管；在所述光電二極管上方形成的摻雜有雜質(zhì)的多晶硅層；以及向所述多晶硅層施加?xùn)艠O電壓的柵極電極。在所述半導(dǎo)體層的一個(gè)表面?zhèn)壬显O(shè)有布線層，并且光入射到所述半導(dǎo)體層的另一個(gè)表面?zhèn)壬希鰮诫s有雜質(zhì)的多晶硅層和所述柵極電極形成在所述另一個(gè)表面?zhèn)壬稀?

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種固體攝像器件，所述固體攝像器件包括像素和由二維布置的所述像素形成的像素區(qū)域。所述像素包括半導(dǎo)體層、在半導(dǎo)體層中形成的光電二極管、在所述光電二極管上方形成的摻雜有雜質(zhì)的多晶硅層和向所述多晶硅層施加?xùn)艠O電壓的柵極電極。在所述半導(dǎo)體層的一個(gè)表面?zhèn)壬显O(shè)有布線層，并且光入射到所述半導(dǎo)體層的另一個(gè)表面?zhèn)壬希鰮诫s有雜質(zhì)的多晶硅層和所述柵極電極形成在所述另一個(gè)表面?zhèn)壬稀?

根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，提供了一種包括光學(xué)單元、固體攝像器件和信號(hào)處理單元的攝像裝置。所述固體攝像器件包括像素和由二維布置的所述像素形成的像素區(qū)域。所述像素包括半導(dǎo)體層、在半導(dǎo)體層中形成的光電二極管、在所述光電二極管上方形成的摻雜有雜質(zhì)的多晶硅層和向所述多晶硅層施加?xùn)艠O電壓的柵極電極。在所述半導(dǎo)體層的一個(gè)表面?zhèn)壬显O(shè)有布線層，并且光入射到所述半導(dǎo)體層的另一個(gè)表面?zhèn)壬希鰮诫s有雜質(zhì)的多晶硅層和所述柵極電極形成在所述另一個(gè)表面?zhèn)壬稀?