[發明專利]固態成像元件和電子設備

在審

• 申請號: 201780017343.0
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN109075179A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 加藤菜菜子;若野壽史;大竹悠介
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L27/14;H01L31/107;H04N5/369;H04N9/07
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張雪梅

根據本公開的固態成像裝置包括：光電轉換膜，其逐個像素地設置在半導體襯底外部，對具有預定波長范圍的光執行光電轉換，并且透射具有所述預定波長范圍以外的波長范圍的光；和光電轉換區，其逐個像素地設置在所述半導體襯底內部，并對具有所述波長范圍的光執行光電轉換，所述光具有已經通過所述光電轉換膜的所述波長范圍。所述光電轉換膜包括具有雪崩功能的膜。

技術領域

本公開涉及一種固態成像裝置和一種電子設備。

背景技術

有一種具有所謂層疊型像素結構的固態成像裝置，其中在半導體襯底外部提供對具有預定波長范圍的光執行光電轉換的光電轉換膜，而在半導體襯底內部提供對具有預定波長范圍以外的波長范圍的光執行光電轉換的光電轉換區，所述光具有已經通過光電轉換膜的波長范圍(參見例如專利文獻1)。

根據層疊型像素結構，可以在一個像素的區內設置對兩種或更多種顏色敏感的光電轉換單元(光電轉換膜和光電轉換區)。因此，與對兩種或更多種顏色敏感的光電轉換單元設置在平面上的情況相比，層疊型像素結構具有可以實現固態成像裝置的芯片面積減小的優點。

引用列表

專利文獻

專利文獻1：日本特許公開2012-238648號專利申請

發明內容

技術難題

順便說一下，在固態成像裝置中，當像素數量增加以實現捕獲圖像的高清晰度和高圖像質量，并且像素尺寸相應減小時，每個像素要處理的最大電荷量或靈敏度降低，并且圖像質量因此惡化。由于像素數量增加而導致的靈敏度降低的問題也適用于具有層疊型像素結構的固態成像裝置。

在這點上，本公開的目的是提供一種能夠改進包括光電轉換膜的層疊型像素結構中的靈敏度的固態成像裝置，以及包括該固態成像裝置的電子設備。問題的解決方案

一種用于實現上述目標的本公開的固態成像裝置包括：光電轉換膜，其逐個像素地設置在半導體襯底外部，對具有預定波長范圍的光執行光電轉換，并且透射具有預定波長范圍以外的波長范圍的光；和光電轉換區，其逐個像素地設置在半導體襯底內部，并對具有波長范圍的光執行光電轉換，所述光具有已經通過光電轉換膜的波長范圍，光電轉換膜包括具有雪崩功能的膜。此外，本公開的用于實現上述目標的電子設備包括具有上述配置的固態成像裝置。

本公開的固態成像裝置中的像素結構是這樣的結構，其中光電轉換膜設置在半導體襯底外部，光電轉換區設置在半導體襯底內部，并且作為光電轉換單元的光電轉換膜和光電轉換區在入射光的光軸方向上層疊(光電轉換單元空間設置的結構)。在這種層疊型像素結構中，光電轉換膜由具有雪崩功能的膜形成，因此通過每個像素的光電轉換生成的電子數量可以通過雪崩效應增加。另外，假設使用具有雪崩功能的膜作為光電轉換膜的像素和不使用該膜的像素在相同的入射光量下獲得相同的輸出電平，則使用具有雪崩功能的膜的像素可以比不使用該膜的像素在尺寸上減小。

本發明的有益效果如下：

根據本公開，由于可以通過使用具有雪崩功能的膜作為光電轉換膜來提高靈敏度，因此可以在具有層疊型像素結構的固態成像裝置中實現芯片面積的尺寸的減小。

應當注意，本公開不一定限于具有本文所述的效果，并且可以產生本文所述的任何一種效果。此外，這里描述的效果僅僅是示例，而不是限制性的，并且可以產生額外的效果。

附圖說明

[圖1]圖1是根據本公開實施例1的固態成像裝置的截面圖。

[圖2]圖2是根據本公開實施例2的固態成像裝置的截面圖。

[圖3]圖3是根據本公開實施例3的固態成像裝置的截面圖。

[圖4]圖4是根據本公開實施例4的固態成像裝置的截面圖。