固态成像器件、成像系统和可移动物体技术方案

本发明专利技术涉及固态成像器件、成像系统和可移动物体。一种固态成像器件包括：多个像素，所述多个像素中的每一个包含光电转换器。光电转换器包含第一导电类型的第一半导体区域、被设置在第一半导体区域下面的第二导电类型的第二半导体区域和被设置在第二半导体区域下面的第一导电类型的第三半导体区域。第二半导体区域具有第一端部和与第一端部相反的第二端部。第三半导体区域具有在平面图中与第二半导体区域重叠的第一区域和第二区域，并且，第一区域和第二区域从第一端部的一部分到第二端部的一部分相互分开。

Solid state imaging device, imaging system and movable object

The invention relates to solid state imaging devices, imaging systems and movable objects. A solid-state imaging device comprises: a plurality of pixels, each of which contains an electro-optical converter. The photoelectric converter includes the first semiconductor region of the first conductive type, the second semiconductor region of the second conductive type set under the first semiconductor region, and the first conductive type of the third semiconductor area under the second semiconductor region. The second semiconductor region has a first end and a second end opposite to the first end. The third semiconductor region has a first region and a second region that overlaps the second semiconductor region in a plane diagram, and the first region and the second region are separated from one part of the first end to a part of the second end.

【技术实现步骤摘要】
固态成像器件、成像系统和可移动物体
本专利技术涉及固态成像器件和成像系统。
技术介绍
在由CCD图像传感器或CMOS图像传感器代表的固态成像器件中，光电转换器的灵敏度和饱和电荷量是决定固态成像器件的性能的重要特性。作为CCD图像传感器或CMOS图像传感器的光电转换器，使用包括pn结的嵌入式光电二极管的光电转换器成为主流，所述pn结具有设置在半导体基板的表面部分中的p型半导体区域和形成电荷蓄积区域的n型半导体区域。在这种情况下，在光电转换器中产生的信号载流子是电子。其中布置光电转换器的基板的结构可以是n型基板结构和p阱结构。n型基板结构是p型半导体区域被设置在具有低杂质浓度的n型半导体基板的深部中并且光电转换器被布置在与位于更深部分中的半导体基板电气隔离的基板表面部分的n型半导体区域内的结构。P阱结构是光电转换器被布置于设置在半导体基板的表面部分中的p阱内的结构。低浓度n型基板结构的特征在于其高灵敏度，这是由于在n型半导体区域内产生的信号电荷通过漂移力(driftforce)被收集。例如，在日本专利申请公开No.2008-078302中公开了具有n型基板结构的光电转换器的固态成像器件。另一方面，p阱结构的特征在于，由于在形成电荷蓄积区域的n型半导体区域与p阱之间形成p-n结电容器，因此饱和电荷量大。例如，在日本专利申请公开No.2014-165286中公开了具有p阱结构的光电转换器的固态成像器件。在日本专利申请公开No.2008-078302和日本专利申请公开No.2014-165286所公开的固态成像器件中，通过在形成电荷蓄积区域的n型半导体区域下面布置较高浓度p型半导体区域，光电转换器的饱和电荷量增大。但是，在日本专利申请公开No.2008-078302和日本专利申请公开No.2014-165286中公开的固态成像器件的配置未必适于实现高灵敏度和大饱和电荷量两者。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供能够以稳定的方式实现光电转换器的高灵敏度和大饱和电荷量的固态成像器件。根据本专利技术的一个方面，提供一种固态成像器件，该固态成像器件包括：多个像素，所述多个像素中的每一个包含光电转换器，其中，光电转换器包含第一导电类型的第一半导体区域、被设置在第一半导体区域下面的第二导电类型的第二半导体区域和被设置在第二半导体区域下面的第一导电类型的第三半导体区域，其中，第二半导体区域具有第一端部和与第一端部相反的第二端部，以及其中，第三半导体区域具有第一区域和第二区域，第一区域和第二区域中的每一个在平面图中与第二半导体区域重叠，并且，第一区域和第二区域从第一端部的一部分到第二端部的一部分相互分开。此外，根据本专利技术的另一方面，提供一种固态成像器件，该固态成像器件包括：多个像素，所述多个像素中的每一个包含光电转换器，其中，光电转换器包含第一导电类型的第一半导体区域、被设置在第一半导体区域下面的第二导电类型的第二半导体区域和被设置在第二半导体区域下面的第一导电类型的第三半导体区域，其中，第三半导体区域具有第一区域和第二区域，第一区域和第二区域中的每一个在平面图中与第二半导体区域重叠，其中，第一区域和第二区域通过第二导电类型的第四半导体区域相互隔离，以及其中，光电转换器还包含在第四半导体区域、第一区域和第二区域下面延伸的第二导电类型的第五半导体区域。从参照附图对示例性实施例的以下描述，本专利技术的其它特征将变得清晰。附图说明图1是示出根据本专利技术的第一实施例的固态成像器件的总体结构的框图。图2是根据本专利技术的第一实施例的固态成像器件的像素的等价电路图。图3是示出根据本专利技术的第一实施例的固态成像器件的像素的平面布局的示图。图4是根据本专利技术的第一实施例的固态成像器件的像素的示意性截面图。图5是根据第一实施例的比较例的固态成像器件的像素的平面图。图6是示出根据本专利技术的第二实施例的固态成像器件的像素的平面布局的示图。图7是根据本专利技术的第二实施例的固态成像器件的像素的示意性截面图。图8是根据第二实施例的比较例的固态成像器件的像素的平面图。图9是根据本专利技术的第三实施例的固态成像器件的像素的示意性截面图。图10是根据本专利技术的第四实施例的固态成像器件的像素的示意性截面图。图11和图12是传送信号电荷时的半导体基板内的电势的示图。图13是根据本专利技术的第五实施例的固态成像器件的像素的示意性截面图。图14是示出根据本专利技术的第六实施例的成像系统的总体构造的框图。图15A是示出根据本专利技术的第七实施例的成像系统的示例性构造的示图。图15B是示出根据本专利技术的第七实施例的可移动物体的示例性构造的示图。具体实施方式现在将根据附图详细描述本专利技术的优选实施例。[第一实施例]将参照图1～5描述根据本专利技术第一实施例的固态成像器件。图1是示出根据本实施例的固态成像器件的总体构造的框图。图2是根据本实施例的固态成像器件的像素的等效电路图。图3是示出根据本实施例的固态成像器件的像素的平面布局的示图。图4是根据本实施例的固态成像器件的像素的示意性截面图。图5是根据本实施例的比较例的固态成像器件的像素的平面图。如图1所示，根据本实施例的固态成像器件100包括像素区域10、垂直扫描电路20、列读出电路30、水平扫描电路40、控制电路50和输出电路60。在多个行和多个列上以矩阵的方式布置的多个像素12被设置在像素区域10中。在像素区域10中的像素阵列的每一行上，控制信号线14被布置为在行方向(图1中的水平方向)上延伸。控制信号线14连接到在行方向上对准的各个像素12，该控制信号线14是这些像素12共用的信号线。并且，在像素区域10中的像素阵列的每一列上，垂直输出线16被布置为在列方向(图1中的纵向方向)上延伸。垂直输出线16连接到在列方向上对准的各个像素12，垂直输出线16是这些像素12共用的信号线。各行上的控制信号线14连接到垂直扫描电路20。垂直扫描电路20是经由控制信号线14向像素12供给用于在从像素12读出像素信号时驱动像素12中的读出电路的控制信号的电路单元。各列上的垂直输出线16的一端连接到列读出电路30。从像素12读出的像素信号经垂直输出线16被输入到列读出电路30。列读出电路30是执行预定像素信号处理(例如，信号放大或模数(AD)转换)的电路单元。列读出电路30可以包括差分放大器电路、采样保持电路、AD转换电路等。水平扫描电路40是向列读出电路30供给用于在列的基础上依次向输出电路60传送在列读出电路30中处理过的像素信号的控制信号的电路单元。控制电路50是供给用于控制垂直扫描电路20、列读出电路30和水平扫描电路40的操作和操作的定时的控制信号的电路单元。输出电路60是由缓冲放大器或差分放大器等构成的电路单元，并且将从列读出电路30读出的像素信号输出到固态成像器件100的外部的信号处理单元。如图2所示，像素12中的每一个包括光电转换器PD、传送晶体管M1、复位晶体管M2，放大器晶体管M3和选择晶体管M4。例如，光电转换器PD是其阳极连接到接地电压线并且阴极连接到传送晶体管M1的源极的光电二极管。传送晶体管M1的漏极连接到复位晶体管M2的源极和放大器晶体管M3的栅极。传送晶体管M1的漏极、复位晶体管M2的源极和放大器晶体管M3的栅极的连接节点形成所谓的浮置扩散(FD)，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固态成像器件，其特征在于包括：多个像素，所述多个像素中的每一个包含光电转换器，其中，光电转换器包含第一导电类型的第一半导体区域、被设置在第一半导体区域下面的第二导电类型的第二半导体区域和被设置在第二半导体区域下面的第一导电类型的第三半导体区域，其中，第二半导体区域具有第一端部和与第一端部相反的第二端部，以及其中，第三半导体区域具有第一区域和第二区域，第一区域和第二区域中的每一个在平面图中与第二半导体区域重叠，并且，第一区域和第二区域从第一端部的一部分到第二端部的一部分相互分开。

【技术特征摘要】
2016.12.28 JP 2016-2559131.一种固态成像器件，其特征在于包括：多个像素，所述多个像素中的每一个包含光电转换器，其中，光电转换器包含第一导电类型的第一半导体区域、被设置在第一半导体区域下面的第二导电类型的第二半导体区域和被设置在第二半导体区域下面的第一导电类型的第三半导体区域，其中，第二半导体区域具有第一端部和与第一端部相反的第二端部，以及其中，第三半导体区域具有第一区域和第二区域，第一区域和第二区域中的每一个在平面图中与第二半导体区域重叠，并且，第一区域和第二区域从第一端部的一部分到第二端部的一部分相互分开。2.根据权利要求1所述的固态成像器件，其中，第一区域与第二区域之间的间隙被布置为在平面图中横穿第二半导体区域。3.根据权利要求1或2所述的固态成像器件，其中，第一区域与第二区域之间的间隙在平面图中被第三半导体区域包围。4.根据权利要求1或2所述的固态成像器件，其中，光电转换器被设置在第一半导体区域与第二半导体区域之间，并且还包含第一导电类型的第四半导体区域，第四半导体区域的至少一部分在平面图中与第一区域和第二区域之间的间隙重叠。5.根据权利要求1或2所述的固态成像器件，其中，光电转换器还包含第二导电类型的第五半导体区域，第五半导体区域被设置在平面图中与设置第三半导体区域的区域相同的区域中的、第二半导体区域与第三半导体区域之间的深度中。6.根据权利要求1或2所述的固态成像器件，其中，所述多个像素中的每一个还包含电荷保持部分，并且还包含将电荷从光电转换器传送到电荷保持部分的传送晶体管，并且其中，第一区域与第二区域之间的间隙在平面图中不与传送晶体管的栅电极重叠。7.根据权利要求1或2所述的固态成像器件，其中，第一区域与第二区域之间的间隙在平面图中被布置于第二半导体区域的中心部分中。8.根据权利要求1或2所述的固态成像器件，其中，光电转换器被设置在第二导电类型的第六半导体区域中。9.根据权利要求8所述的固态成像器件，其中，光电转换器被设置在第二导电类型的半导体基板中，以及其中，第六半导体区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：篠原真人，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP