[發明專利]固態成像設備、成像系統和能移動的物體

有效

• 申請號: 201810216003.7
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108632544B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 池田一;小林昌弘
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H04N5/369
• 分類號: H04N5/369;H01L27/146
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 宋巖

公開了固態成像設備、成像系統和能移動的物體。固態成像設備包括：多個像素，每個像素包括光電轉換單元；第一保持部，保持從光電轉換單元傳送的電荷；第二保持部，保持從第一保持部傳送的電荷；和放大器單元，輸出基于第二保持部中的電荷的信號。光電轉換單元包括第一導電類型的第一半導體區域、在其下面的第二導電類型的第二半導體區域、在其下面的第一導電類型的第三半導體區域和在其下面的第二導電類型的第四半導體區域。第一保持部包括第二導電類型的第五半導體區域和在其下面的在設置第三半導體區域的深度處的第一導電類型的第六半導體區域。在第三和第六半導體區域之間設置與第三和第六半導體區域相比具有更低電位的半導體區域。

技術領域

本發明涉及固態成像設備、成像系統和能移動的物體。

背景技術

在由CCD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器表示的固態成像設備中，已經進行了各種考慮以提高生成信號載體的光電轉換單元的靈敏度或電荷累積量。作為固態成像設備的光電轉換單元，使用由在半導體基板的表面上設置的p型半導體區域和形成電荷累積區域的n型半導體區域的p-n結形成的掩埋光電二極管結構是主流。在這種情況下，在光電轉換單元中生成的信號載體是電子。

日本專利申請特開第2014-165286號公開了在形成電荷累積區域的n型半導體區域下面布置與阱相比具有更高濃度的p型半導體區域，以增大p-n結電容并由此增大光電轉換單元的電荷累積量。另外，日本專利申請特開第2014-165286號公開了在p型半導體區域中設置開口以便防止由于在作為電荷累積區域的n型半導體區域下面設置p型半導體區域而引起的靈敏度降低。

近年來，在CMOS圖像傳感器中，已經提出了通過使用全局電子快門操作來捕獲圖像。全局電子快門操作是執行捕獲以便在多個像素之間匹配曝光時段的驅動方法，其具有以下優點：即使在捕獲快速移動的被攝體時，被攝體圖像也不太可能失真。提高上述光電轉換單元的靈敏度或電荷累積量的目的類似地適用于具有全局電子快門功能的固態成像設備。

具有全局電子快門功能的固態成像設備的像素均具有與光電轉換單元分開的用于臨時保持信號載體的保持部。由于這個保持部保持不同于由光電轉換單元保持的信號載體的、在曝光時段期間生成的信號載體，因此抑制信號載體從光電轉換單元泄漏到保持部中是非常重要的。

但是，在日本專利申請特開第2014-165286號中，沒有考慮對具有全局電子快門功能的固態成像設備的應用。因此，在日本專利申請特開第2014-165286號中公開的配置不足以抑制信號載體從光電轉換單元泄漏到保持部中。

發明內容

本發明的目的是提供如下的固態成像設備和成像系統，其能夠在減少由于信號載體從光電轉換單元泄漏到分開的保持部中而引起的噪聲的同時提高光電轉換單元的靈敏度或電荷累積量。

根據本發明的一方面，提供一種固態成像設備，包括：多個像素，每個像素包括：通過光電轉換生成電荷的光電轉換單元；第一保持部，保持從光電轉換單元傳送的電荷；第二保持部，保持從第一保持部傳送的電荷；以及放大器單元，輸出基于由第二保持部保持的電荷的量的信號，其中光電轉換單元包括設置在半導體基板的表面上的第一導電類型的第一半導體區域、設置在第一半導體區域下面并且適于累積所生成的電荷的第二導電類型的第二半導體區域、設置在第二半導體區域下面的第一導電類型的第三半導體區域以及設置在第三半導體區域下面的第二導電類型的第四半導體區域，其中第一保持部包括與第二半導體區域間隔開地設置的第二導電類型的第五半導體區域和在設置第三半導體區域的深度處被設置在第五半導體區域下面的第一導電類型的第六半導體區域，并且其中在第三半導體區域和第六半導體區域之間設置如下的半導體區域，該半導體區域與第三半導體區域和第六半導體區域中的每個相比具有更低的電位。

從下面參考附圖對示例性實施例的描述中，本發明的其它特征將變得清楚。

附圖說明

圖1是圖示出根據本發明第一實施例的固態成像設備的總體配置的框圖。