[發明專利]固態圖像拾取單元和電子設備

有效

• 申請號: 201380048685.0
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN104662661B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 戶田淳
• 申請（專利權）人: 索尼半導體解決方案公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/374
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 焦玉恒

1.一種固態圖像拾取單元，包括：

襯底；

光電轉換部，形成在該襯底的光入射側，并且根據光量產生信號電荷；

第一電荷累積部，形成在該襯底中的該光入射側，并且累積由該光電轉換部產生的信號電荷；

第二電荷累積部，形成在該襯底中的與該光入射側相反的一側的入射光聚集的集光區域之外的區域中，并且形成為與該第一電荷累積部在該襯底的深度方向上層疊在一起；

浮置擴散部，形成在該襯底的與該光入射側相反側的該集光區域之外的區域中，并且將該信號電荷轉換成電壓；以及

中間層，其電荷親合力大于該襯底的電荷親合力，該中間層形成在該光電轉換部和該襯底之間，并且形成為使其電子親合力在該襯底的電子親合力和該光電轉換部的電子親合力之間。

2.根據權利要求1所述的固態圖像拾取單元，其中該集光區域是具有范圍在峰值光電場強度的1/e以下的光電場強度的區域。

3.根據權利要求1所述的固態圖像拾取單元，還包括復位部，形成在該襯底的與該光入射側相反側的該集光區域中且用于復位該浮置擴散部。

4.根據權利要求1所述的固態圖像拾取單元，還包括放電部，形成在該襯底的與該光入射側相反側的該集光區域中且從該第一電荷累積部放電。

5.根據權利要求1所述的固態圖像拾取單元，還包括垂直柵極電極，將該信號電荷從該第一電荷累積部轉移到該第二電荷累積部。

6.根據權利要求4所述的固態圖像拾取單元，還包括垂直柵極電極，將電荷從該第一電荷累積部放電到該放電部。

7.根據權利要求1所述的固態圖像拾取單元，其中該固態圖像拾取單元具有一構造，在該構造中，由該光電轉換部產生的該信號電荷由該襯底中的內部電場聚集在該第一電荷累積部中。

8.根據權利要求1所述的固態圖像拾取單元，其中該固態圖像拾取單元具有一構造，在該構造中，由該光電轉換部產生的該信號電荷由透明電極的外部電場聚集在該第一累積部中。

9.根據權利要求1所述的固態圖像拾取單元，其中該光電轉換部兼作遮光部。

10.根據權利要求1所述的固態圖像拾取單元，其中該光電轉換部包括光電轉換膜，該光電轉換膜由具有黃銅礦結構的化合物半導體形成。

11.根據權利要求10所述的固態圖像拾取單元，其中該光電轉換膜由具有黃銅礦結構的化合物半導體形成，該黃銅礦結構由銅-鋁-鎵-銦-硫-硒-基混合晶體制成。

12.根據權利要求1所述的固態圖像拾取單元，其中該光電轉換部包括由硅化物基材料形成的光電轉換膜。

13.根據權利要求10所述的固態圖像拾取單元，其中該光電轉換膜在該襯底上形成為與該襯底晶格匹配。

14.根據權利要求13所述的固態圖像拾取單元，其中該襯底是偏襯底。

15.根據權利要求1所述的固態圖像拾取單元，其中該光電轉換部包括由有機材料形成的光電轉換膜。

16.根據權利要求10所述的固態圖像拾取單元，還包括像素隔離部，該像素隔離部由化合物半導體形成，其摻雜濃度或成分控制為用作該光電轉換部之間的勢壘，并且該像素隔離部將相鄰的像素彼此隔離。

17.根據權利要求1所述的固態圖像拾取單元，還包括多個像素，每一個像素包括該光電轉換部、該浮置擴散部、該第一電荷累積部和該第二電荷累積部，該多個像素設置成二維陣列，該第一電荷累積部中累積的信號電荷在所有的像素中同時轉移到該第二電荷累積部以由該第二電荷累積部保存，并且由該第二電荷累積部保存的該信號電荷逐像素行地轉移到該浮置擴散部。

18.一種電子設備，包括：

光學透鏡；

固態圖像拾取單元包括襯底、光電轉換部、第一電荷累積部、第二累積部、浮置擴散部和中間層，該光電轉換部形成在該襯底的光入射側且根據光量產生信號電荷，該第一電荷累積部形成在該襯底中的該光入射側且累積由該光電轉換部產生的信號電荷，該第二電荷累積部形成在該襯底中的與該光入射側相反的一側的入射光聚集的集光區域之外的區域中，且形成為與該第一電荷累積部在該襯底的深度方向上層疊在一起，并且該浮置擴散部形成在該襯底的與該光入射側相反側的該集光區域之外的區域中，且將該信號電荷轉換成電壓，該中間層的電荷親合力大于該襯底的電荷親合力，該中間層形成在該光電轉換部和該襯底之間，并且形成為使其電子親合力在該襯底的電子親合力和該光電轉換部的電子親合力之間；以及

信號處理電路，處理來自該固態圖像拾取單元的輸出信號。