[發明專利]光電轉換裝置和使用光電轉換裝置的成像系統

有效

• 申請號: 200910134814.3
• 申請日: 2009-04-09
• 公開（公告）號: CN101556961A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 渡邊高典
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H01L27/144
• 分類號: H01L27/144;H01L27/146
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 楊國權

技術領域

本發明涉及一種包括電荷保持部分的光電轉換裝置的配 置。

背景技術

近年來，在很多數碼靜態相機和數碼攝像機中已經使用了 電荷耦合器件(CCD)型光電轉換裝置和金屬氧化物半導體(MOS) 型光電轉換裝置。在MOS型光電轉換裝置中，已經開發了用于實現 總體快門(global?shutter)功能的元件結構，所述總體快門功能使得 光電轉換元件的存儲時間恒定。所述元件結構是在光電轉換元件中的 每一個中提供電荷保持部分的結構。日本專利申請公開2007-294531 公開了一種為了抑制污點(smear)而在包括電荷保持部分的結構中 包括掩埋式柵極電極(buried?gate?electrode)的配置。此外，日本專 利申請公開No.2008-004692公開了這樣的配置：在電荷保持部分之下 提供具有與所述電荷保持部分的導電類型相反的導電類型的半導體區 域，以減少在半導體襯底中的較深位置處生成的電荷進入電荷保持部 分(電荷存儲單元)。

然而，在日本專利申請公開No.2007-294531中所公開的技 術有可能將在半導體襯底中的較深位置處產生的電荷與來自另一元件 等的電荷混合到電荷保持部分中。此外，日本專利申請公開 No.2008-004692中所公開的技術也有可能將來自另一元件等的電荷混 合到電荷保持部分中。

發明內容

因此，本發明致力于提供一種用于減少電荷的混合的、包 括電荷保持部分的光電轉換裝置。

本發明的一個方面是一種光電轉換裝置，包括：半導體襯 底；第一導電類型的第一半導體區域，被布置在所述半導體襯底中， 并且包括光電轉換元件的一部分；第一導電類型的第二半導體區域， 被布置在所述半導體襯底中，并且保持所述第一半導體區域中生成的 電荷；柵極電極，被布置在所述半導體襯底上，并且傳遞來自所述第 二半導體區域的電荷；第一導電類型的第三半導體區域，被布置在所 述半導體襯底中，其中，所述電荷由所述柵極電極傳遞到所述第三半 導體區域；用于限定第一活性區域(active?region)的元件隔離區域， 被布置在所述半導體襯底中并且具有絕緣體；以及第四半導體區域， 其在所述半導體襯底中沿著所述元件隔離區域的側壁被布置，并且用 作暗電流抑制區域，用于抑制來自所述元件隔離區域的暗電流，其中， 所述第二半導體區域被布置在所述第一活性區域中，所述元件隔離區 域的一部分通過所述第四半導體區域接觸所述第二半導體區域的一部 分，并且以等于或大于所述第二半導體區域的深度的深度從基準表面 延伸到所述半導體襯底中，所述基準表面包括所述光電轉換元件的光 接收表面。

此外，本發明的另一方面是一種光電轉換裝置，包括：半 導體襯底；第一導電類型的第一半導體區域，被布置在所述半導體襯 底中，并且包括光電轉換元件的一部分；第一導電類型的第二半導體 區域，被布置在所述半導體襯底中并且保持所述第一半導體區域中生 成的電荷；柵極電極，被布置在所述半導體襯底上并且傳遞來自所述 第二半導體區域的電荷；第一導電類型的第三半導體區域，被布置在 所述半導體襯底中，其中，所述電荷由所述柵極電極傳遞到所述第三 半導體區域；用于限定第一活性區域的元件隔離區域，被布置在所述 半導體襯底中并且具有絕緣體，其中，所述第二半導體區域被布置在 所述第一活性區域中，所述元件隔離區域的一部分接觸所述第二半導 體區域的一部分，并且以等于或大于所述第二半導體區域的深度的深 度從基準表面延伸到所述半導體襯底中，所述基準表面包括所述光電 轉換元件的光接收表面。

根據本發明，可以減少進入電荷保持部分的電荷的泄漏， 并且可以提供低噪聲光電轉換裝置。

從結合附圖進行的以下描述，本發明的其它特征和優點將 是清楚的，在附圖中，同樣的標號在整個附圖中表示相同或相似的部 分。

附圖說明

圖1說明光電轉換裝置的像素電路的例子。

圖2是用于說明第一實施例的光電轉換裝置的平面布局 圖。

圖3A是沿著圖2的線A-B取得的典型截面圖。

圖3B是沿著圖2的線C-D取得的典型截面圖。

圖3C是說明修改方式的典型截面圖。

圖3D是說明其它修改方式的典型截面圖。

圖4A是用于說明第二實施例的光電轉換裝置的平面布局 圖。