固体摄像装置制造方法及图纸

一种固体摄像装置，包括：半导体衬底；光电转换部，形成在上述半导体衬底的表面区域上；以及，读出电极，用于向信号检测部读出在上述光电转换部中光电转换后的信号电荷。将上述读出电极的至少一部分配置成与到上述光电转换部的中心部的距离固定的成像区域的外周部相邻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固体摄像装置，更详细地说是涉及二维配置了包括光电转换部和信号扫描电路的多个单位元件(象素)的CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor即，互补金属氧化物半导体)传感器。
技术介绍
以前，作为以使用单一电源和低电压驱动为特征的固体摄像装置，提出了一种CMOS传感器(例如，参照Hhyuck In Kwon et.al“The Analysisof Dark Signals in the CMOS APS Imagers From the Characterizationof Test Structures”.IEEE Trans.Electron Devices，Vol.51.pp.178-184，Feb.2004.)。在COMS传感器的情况下，通常在行和列方向上二维地配置着包括光电转换部和信号扫描电路的多个象素。在这样结构的CMOS传感器中，近年来伴随着搭载CMOS传感器的电子设备的发展等，通过象素的微细化而进一步小型化和高集成化逐步发展。但是，CMOS传感器的各象素包含着构成信号扫描电路的4个晶体管，例如读出用晶体管、放大用晶体管、选择(地址)用晶体管和复位用晶体管。因此，若单纯地使象素微细化，光电转换部(光电二极管)的面积就变小。这就导致使象素特征的饱和信号减少、增大了光散粒噪声(ShotNoise)的问题。此外，在CMOS传感器的情况下，像CCD(Charge Coupled Device即，电荷耦合器件)这样的高电压驱动和多电源的使用就很困难。因此，具有下述问题在读出信号时容易产生光电二极管中积蓄的电荷的读残留，而这成为产生余像的主要原因。作为预防这些问题的方法，已经提出了在光电转换区域(部)的电势凹处的中心部附近配置读出用的绝缘栅晶体管的栅电极，这样来改善低电压中的信号电荷的读残留(例如，参照日本专利特开平11-274462号公报)。但是，在该提案的情况下，由于微细化而光电转换区域的面积变小，则向电势凹处的中心部附近形成绝缘栅晶体管的栅电极就变得困难等，是对象素的微细化不适用的结构。
技术实现思路
本专利技术用于解决上述问题点，其目的在于提供一种能使象素微细化，并且能改善伴随着微细化的象素特性的恶化的固体摄像装置。根据本专利技术的第一方案，其提供了一种固体摄像装置，包括半导体衬底；光电转换部，形成在上述半导体衬底的表面区域上；以及，读出电极，用于向信号检测部读出在上述光电转换部中光电转换后的信号电荷，将上述读出电极的至少一部分配置成与到上述光电转换部的中心部的距离固定的成像区域的外周部相邻。附图说明图1是示出本专利技术的第一实施方式涉及的CMOS传感器的象素的结构例的俯视图。图2A和2B是示出CMOS传感器中的、对读出用栅电极涉及的平面电势进行模拟时的结果的图。图3是示出本专利技术的第二实施方式涉及的CMOS传感器的象素的结构例的俯视图。图4是示出本专利技术的第三实施方式涉及的CMOS传感器的象素的结构例的俯视图。图5是示出本专利技术的第四实施方式涉及的CMOS传感器的象素的结构例的俯视图。图6是示出本专利技术的第五实施方式涉及的CMOS传感器的象素的结构例的俯视图。图7是示出本专利技术的第六实施方式涉及的CMOS传感器的象素的结构例的俯视图。图8是示出本专利技术的第七实施方式涉及的CMOS传感器的象素的结构例的俯视图。图9是示出本专利技术的第八实施方式涉及的CMOS传感器的象素的结构例的俯视图。图10是示出本专利技术的第九实施方式涉及的CMOS传感器的象素的结构例的俯视图。图11是示出图10中示出的CMOS传感器的象素的其他结构例的俯视图。图12是示出本专利技术的第十实施方式涉及的CMOS传感器的象素的结构例的俯视图。图13是示出本专利技术的第十一实施方式涉及的CMOS传感器的象素的结构例的俯视图。具体实施例方式以下，参照附图说明本专利技术的实施方式。但是，附图是模式图，应该注意其尺寸的比例等与实际的不同。此外，附图相互间也包含着相互尺寸关系和比例不同的部分。图1示出了本专利技术的第一实施方式涉及的CMOS传感器(固体摄像装置)的基本结构。再有，在此，以构成CMOS传感器的象素区域的1个象素(单位元件)为例进行了示出。但是，为了方便起见省略了配线。如图1所示，例如，在P型的半导体衬底(以下称作P型衬底)11的表面区域中选择性地形成了STI(Shallow Trench Isolation即，浅槽隔离)结构的元件分离区域12。在上述P型衬底11的、由上述元件分离区域12确定的活化区域中，即除了元件分离区域12以外的上述P型衬底11的表面区域中，形成着成为光电转换部的嵌入光电二极管13、信号检测部14和信号扫描电路15。上述嵌入光电二极管13具有方形形状(大致正方形形状)，在其表面上形成着表面保护(shield)层(无图示)。将构成上述信号扫描电路15的4个晶体管中的例如3个绝缘栅型晶体管配置在上述P型衬底11的表面区域(活化区域)中所设置的P型阱区域11a中。即，在P型阱区域11a上，分别通过绝缘膜(都无图示)选择性地设置着放大用晶体管的栅电极15a、选择(地址)用晶体管的栅电极15b和复位用晶体管的栅电极15c。然后，在除了各栅电极15a、15b、15c以外的上述P型阱区域11a的表面区域中，分别形成着成为晶体管的源极/漏极区域的N型扩散层15d、15e、15f、15g。在除了上述N型扩散层15e的上述N型扩散层15d、15f、15g上分别连接着源极/漏极触点(contact)16。再有，从上述嵌入光电二极管13离开预定距离而设置着上述P型阱区域11a。另一方面，在上述P型衬底11的表面区域(活化区域)中形成着上述信号检测部14。例如利用N型扩散层形成上述信号检测部14。信号检测部14的一部分与上述N型扩散层(放大用晶体管的源极/漏极区域的一方)15d连接。信号检测部14的另一部分通过引出区域130与上述嵌入光电二极管13连接。此外，与上述嵌入光电二极管13和上述信号检测部14相对应地配置着构成上述信号扫描电路15的第4个晶体管。即，在部分地包含上述嵌入光电二极管13、且上述信号检测部14和一部分与其相邻的上述嵌入光电二极管13的相互之间所大致对应的上述P型衬底11的表面区域上，设置着例如由多晶硅所构成的读出用栅电极(读出电极)21。该读出用栅电极21用于将在上述嵌入光电二极管13中进行光电变换后累积在此的信号电荷读出到上述信号检测部14中。在此，上述读出用栅电极21的结构具有第一电极部21a和与该第一电极部21a连接的第二电极部21b。例如，在包含与上述信号检测部14相邻的上述嵌入光电二极管13的一部分(上述引出区域130)的、上述信号检测部14和上述嵌入光电二极管13的相互之间所对应的上述元件分离区域12上设置着上述第一电极部21a。将上述第一电极部21a设置成沿着上述信号检测部14具有大致矩形形状。另一方面，由配设成到上述嵌入光电二极管13的中心部13a的距离大致固定的几个电极图形来构成上述第二电极部21b。即，将上述第二电极部21b配置在上述嵌入光电二极管13上面，由此使该第二电极部21b与距上述嵌入光电二极管13的中心部13a的距离固定的成像区域13b的外周部相邻。在本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体摄像装置，其特征在于，包括：半导体衬底；光电转换部，形成在上述半导体衬底的表面区域上；以及读出电极，用于向信号检测部读出在上述光电转换部中光电转换后的信号电荷，上述读出电极的至少一部分被配置成与成像区域的外周部相邻，该成像区域的外周部到上述光电转换部的中心部的距离固定。

【技术特征摘要】
JP 2005-3-9 065810/20051.一种固体摄像装置，其特征在于，包括半导体衬底；光电转换部，形成在上述半导体衬底的表面区域上；以及读出电极，用于向信号检测部读出在上述光电转换部中光电转换后的信号电荷，上述读出电极的至少一部分被配置成与成像区域的外周部相邻，该成像区域的外周部到上述光电转换部的中心部的距离固定。2.如权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，上述光电转换部在上述读出电极的下方形成对于上述信号电荷的单一电势的凹处的最深部。3.如权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，上述读出电极包括第一电极部，对应于上述信号检测部和上述光电转换部的相互之间而配置；以及，第二电极部，与上述第一电极部连接，且与上述成像区域的外周部相邻地被配置。4.如权利要求3所述的固体摄像装置，其特征在于，上述第二电极部被形成为与上述成像区域的外周部相邻的部位具有弯曲形状或者凸形形状。5.如权利要求3所述的固体摄像装置，其特征在于，与上述成像区域的外周部相邻地配置的上述第二电极部由至少一个电极图形构成。6.如权利要求5所述的固体摄像装置，其特征在于，上述至少一个的电极图形沿着上述成像区域的外周部配置。7.如权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：井原久典，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]