能够抑制模糊和颜色混合的固态成像装置包括多个像素，每个像素包含光电转换部分和用于传送来自光电转换部分的信号电荷的传送部分，其中，在半导体基板上形成的第一导电类型的阱区域中形成多个光电转换部分，在相邻的光电转换部分之间布置第二导电类型的第一杂质区域，在第一杂质区域和每一个光电转换部分之间布置杂质浓度比阱区域的杂质浓度高的第一导电类型的第二杂质区域，并且，在半导体基板和第一杂质区域之间布置杂质浓度比阱区域的杂质浓度高并且从半导体基板向装置的表面方向减小的第一导电类型的第三杂质区域。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将图像转换成电信号的固态成像装置。特别地，本专利技术涉及在每个像 素中或每若干个像素中包含一个放大器的有效像素传感器(以下，称为“APS”)。
技术介绍
APS结构的固态成像装置也被称为CMOS传感器，并且被广泛用于数字照相机等。传统的固态成像装置具有关于以下现象的问题。具体而言，所述现象是信号电荷 逃逸到相邻的光电转换部分的模糊(blooming)现象、颜色再现性由于模糊现象而劣化的 颜色混合等。这些现象的产生机制分别如下在用于蓄积信号电荷的构成光电转换部分的 半导体区域(在信号电荷是电子的情况下，为N型半导体区域)中蓄积的信号电荷变为饱 和状态，并且溢出的信号电荷越过元件隔离区域，从而到达相邻的像素。为了解决上述问题，日本专利申请特开No. 2004-266159 (以下，称为专利文献1) 公开了在元件隔离区域下面形成深的隔离注入层的配置。专利文献1描述了阻碍来自光电 二极管的信号电荷的流出的配置。此外，日本专利申请特开No. 2005-229105 (以下，称为专利文献2)公开了以下的 配置。即，在元件隔离绝缘膜下面形成溢出路径区域，并且使得溢出路径区域具有比构成光 电二极管的P型阱区域低的电位。因此，光电二极管充满被排出到N型硅基板的信号电荷 以抑制模糊。并且，另外，日本专利申请特开No. 2006-024907 (以下，称为专利文献3)也描述了 抑制信号电荷的逃逸的元件隔离结构。但是，在如上述专利文献1公开的那样形成用于元件隔离的扩散层的情况下，由 于随着像素的小型化的进展不能获得具有足够的宽度的元件隔离扩散层，因此，有时不能 获得充分的颜色混合和模糊抑制效果。此外，如果形成在上述的专利文献2中公开的溢出路径区域，那么当较深地形成 构成光电二极管的P型阱时，通过在阱的较深的部分处的光电转换产生的信号电荷有时被 排出，并且光电二极管的灵敏度有时变得不高。此外，通过在专利文献3中公开的元件隔离结构，也不能说信号电荷收集效率是 足够的，并且存在进一步检验的空间。
技术实现思路
本专利技术基于根据构成光电二极管的P型阱的深度和浓度提供最佳元件隔离结构 的概念。本专利技术致力于提供即使提高光电二极管等的光电转换部分的灵敏度也能够抑制模 糊和颜色混合的固态成像装置。本专利技术的目的是，提供一种固态成像装置，该固态成像装置包括多个像素，每个 像素包含用于将入射光转换成信号电荷的光电转换部分和用于传送来自光电转换部分的 信号电荷的传送部分，其中光电转换部分和传送部分被至少布置在半导体基板上，光电转3换部分包含用于蓄积信号电荷的第一导电类型的第一半导体区域和与第一半导体区域形 成PN结的第二导电类型的第二半导体区域，第一导电类型的第三半导体区域被布置在相 邻的第一半导体区域之间，具有第二导电类型并且杂质浓度比第二半导体区域的杂质浓度 高的第四半导体区域被布置在第一半导体区域和第三半导体区域之间，并且，具有第二导 电类型的第五半导体区域被布置在第三半导体区域下面，所述第五半导体区域的杂质浓度 比第二半导体区域的杂质浓度高，从而形成使得杂质浓度向着表面方向逐渐降低的杂质浓 度轮廓。结合附图考虑以下的描述，本专利技术的其它特征和优点将十分明显，在这些附图中， 类似的附图标记始终表示相同或类似的部分。附图说明图1是第一实施例中的像素的平面布局图。图2是沿图1中的线2-2截取的第一实施例的截面结构图。图3是第一实施例的P型阱和第二 P型元件隔离扩散层的浓度轮廓。图4是第二实施例中的像素的截面结构图。图5是第三实施例中的像素的平面布局图。图6是沿图5中的线6-6截取的第三实施例的截面结构图。图7是示出对于P型阱的杂质浓度的第二 P型元件隔离扩散层的杂质浓度高度和 电子抑制率的示图。图8是将根据本专利技术的固态成像装置应用于照相机的情况下的框图的例子。图9是适用于本专利技术的像素的等效电路图的例子。被包含于说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并与说明 一起用于解释本专利技术的原理。具体实施例方式以下将参照附图详细描述本专利技术的固态成像装置的示例性实施例。描述本专利技术的第一实施例。在以下的描述中，半导体基板表示要成为在其上形成 每个半导体区域的基底的部分，并且在半导体基板的表面部分上形成器件。具体而言，半导 体基板由图2中的附图标记101表示。此外，假定包含半导体基板101和在其上形成器件 的主面的整个配置称为半导体基板。具体而言，假定包含由图2中的附图标记101 108 表示的部分的整个配置称为半导体基板。此外，当描述深度时，假定在其上形成半导体基板101的器件的主面被视为半导 体基板中的各半导体区域的深度的标准，并且假定当位置变得远离主面时深度变得更深。 此外，当通过上侧和下侧定义位置时，更接近在其上形成半导体基板101的器件的主面的 位置被定义为上侧。首先，图9示出适用于本专利技术的像素的等效电路图的例子。在图9中，由附图标记 1410表示各像素。像素1410包含用作光电转换部分的光电二极管1400、传送晶体管1401、复位晶体 管1402、放大晶体管1403和选择晶体管1404。所述像素还包括电源线Vcc和输出线1406。光电二极管1400的阳极与接地导线连接，并且光电二极管1400的阴极与传送晶 体管1401的源极连接。此外，可以在被光电二极管的阴极共享的半导体区域中配置传送晶 体管1401的源极。传送晶体管1401的漏极与浮动扩散(以下，称为FD)区域连接，并且传送晶体管 1401的栅极与传送控制线连接。此外，复位晶体管1402的漏极与电源线Vcc连接，并且，复 位晶体管1402的源极与FD区域连接。复位晶体管1402的栅极与复位控制线连接。可以 在公共半导体区域中配置传送晶体管1401的漏极和FD区域或复位晶体管1402的漏极和 FD区域。放大晶体管1403的漏极与电源线Vcc连接，并且，放大晶体管1403的源极与选择 晶体管1404的漏极连接。放大晶体管1403的栅极与FD区域连接。选择晶体管1404的漏 极与放大晶体管1403的源极连接，并且，选择晶体管1404的源极与输出线1406连接。选 择晶体管1404的栅极与通过垂直选择电路(未示出)驱动的垂直选择线连接。下面描述等效电路的操作。在光电二极管1400中，通过入射光产生电子和空穴 对。作为这些对中的每一对中的一个的电荷被用作由传送晶体管1401传送到FD区域的信 号电荷。放大晶体管1403的栅极电位根据传送的信号电荷量改变。放大晶体管1403基于 放大晶体管1403的栅极的电位变化，通过放大晶体管1403与未示出的恒流源一起构成的 源跟随器电路，向输出线1406输出放大的信号。选择晶体管1404控制来自各像素的输出。这里示出的电路配置可被应用于本专利技术的所有实施例。此外，可以考虑以下的变 型。例如，上述的电路配置可被应用于没有传送晶体管1401而光电二极管1400直接与放 大晶体管1403的栅极连接的配置和与多个像素共享放大晶体管1403的电路配置。此外， 也可采用不提供选择晶体管1404而通过控制放大晶体管1403的栅极电位进行像素的选择 的配置。下面参照图1 3描述像素的平面结构和截面结构。图1是像素的平面布局图。 图2是沿图1中的线2-2截取的截面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固态成像装置，包括：多个像素，每个像素包含：用于将入射光转换成信号电荷的光电转换部分；和用于传送来自光电转换部分的信号电荷的传送部分，其中，光电转换部分和传送部分被至少布置在半导体基板上，光电转换部分包含用于蓄积信号电荷的第一导电类型的第一半导体区域和与第一半导体区域形成ＰＮ结的第二导电类型的第二半导体区域，第一导电类型的第三半导体区域被布置在相邻的第一半导体区域之间，具有第二导电类型并且杂质浓度比第二半导体区域的杂质浓度高的第四半导体区域被布置在第一半导体区域和第三半导体区域之间，并且，具有第二导电类型的第五半导体区域被布置在第三半导体区域下面，所述第五半导体区域的杂质浓度比第二半导体区域的杂质浓度高，从而形成使得杂质浓度向着表面方向逐渐降低的杂质浓度轮廓。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：河野祥士，小泉彻，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]
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