[發明專利]固態攝像元件

有效

• 申請號: 200980115877.2
• 申請日: 2009-05-07
• 公開（公告）號: CN102017151A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 舛岡富士雄;中村廣記
• 申請（專利權）人: 日本優尼山帝斯電子株式會社
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 鄭小軍;馮志云

技術領域

本發明涉及一種固態攝像元件。

背景技術

使各像素具有放大功能，且利用掃描電路進行讀取的放大型固態攝像器件，即CMOS(complementary?metal?oxide?semiconductor，互補型金屬氧化物半導體)圖像傳感器已被提出。在CMOS圖像傳感器中，于1像素內形成光電轉換部、放大部、像素選擇部、以及復位(reset)部，除了由光電二極管(photo?diode)所構成的光電轉換部以外，還使用有3個MOS晶體管(例如，專利文獻1)。即，現有技術的CMOS圖像傳感器由4個元件所構成。CMOS傳感器蓄積由光電二極管所構成的光電轉換部所產生的電荷，以放大部放大所蓄積的電荷，且利用像素選擇部來讀取經放大后的電荷。

于圖1顯示現有技術的CMOS圖像傳感器的單位像素。在圖1中，001為光電轉換用光電二極管、006為放大用晶體管、007為復位晶體管、008為選擇晶體管、004為信號線、002為像素選擇時鐘(clock)線、003為復位時鐘線、005為電源線、009為復位用電源線。現有技術的CMOS圖像傳感器的單位像素于平面上，除了光電二極管以外還有3個MOS晶體管，共計具有4個元件。即，要將受光部(光電二極管)的表面積相對于1像素的表面積的比例予以加大是具有難度。

非專利文獻1提出在使用有0.35μm、1多晶硅層、2金屬層CMOS工藝的現有技術的CMOS圖像傳感器中，受光部(光電二極管)相對于1像素的表面積的比例為17％的報告。此外，非專利文獻2提出在使用有0.15μm布線規則(wiring?rule)工藝時，受光部(光電二極管)的表面積相對于1像素的表面積的比例為30％的報告。非專利文獻2還記載當受光部(光電二極管)的表面積相對于1像素的表面積的比例為30％時，形成有集光用的微透鏡(micro?lens)。即，當受光部(光電二極管)的表面積相對于1像素的表面積的比例較低時便需要集光用的微透鏡。

專利文獻1：日本特開2000-244818號公報

非專利文獻1：H.Takahashi，M.Kinoshita，K.Morita，T.Shirai，T.Sato，T.Kimura，H.Yuzurihara，S.Inoue，“A?3.9μm?Pixel?Pitch?VGA?Format10b?Digital?Image?Sensor?with?1.5-Transistor/Pixel(使用1.5晶體管/像素架構的3.9μm像素間距VGA格式10b數字圖像傳感器)”，ISSCC?Dig.Tech.Papers(國際固態電路會議錄)，pp.108-109，2004.

非專利文獻2：M.Kasano，Y.Inaba，M.Mori，S.Kasuga，T.Murata，T.Yamaguchi，“A?2.0μm?Pixel?Pitch?MOS?Image?Sensor?with?an?Amorphous?Si?Film?Color?Filter(使用非晶硅薄膜濾色器的2.0μm像素間距MOS圖像傳感器)”，ISSCC?Dig.Tech.Papers(國際固態電路會議錄)，pp.348-349，2005.

發明內容

(發明所欲解決的問題)

因此，本發明是以提供受光部的表面積相對于1像素的表面積的比例較大的圖像傳感器為課題。

(解決問題的手段)

本發明的第1實施方式中提供一種固態攝像元件，具備有：信號線，形成于襯底上；島狀半導體，配置于所述信號線上；以及像素選擇線，連接于所述島狀半導體的上部；

所述島狀半導體具備：

第1半導體層，配置于所述島狀半導體的下部，且連接于所述信號線；

第2半導體層，鄰接于所述第1半導體層的上側；

柵極，隔介絕緣膜連接于所述第2半導體層；

電荷蓄積部，連接于所述第2半導體層，且由一旦受光，電荷量便變化的第3半導體層所構成；以及

第4半導體層，鄰接于所述第2半導體層與所述第3半導體層的上側，且連接于所述像素選擇線；

所述像素選擇線通過透明導電膜來形成；

所述柵極的一部分配置于在所述第2半導體層的側壁所形成的凹處的內部。

此外，本發明的優選實施方式中，在所述固態攝像元件中，所述信號線是n+型擴散層，所述第1半導體層是n+型擴散層，所述第2半導體層是p型雜質添加區域，所述第3半導體層是n型擴散層，所述第4半導體層是p+型擴散層。