專利名稱：固態(tài)成像裝置和制造與驅(qū)動(dòng)其的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固態(tài)成像裝置及其制造方法以及驅(qū)動(dòng)該固態(tài)成像裝置的方法。具體而言，本發(fā)明涉及一種具有光屏蔽膜的固態(tài)成像裝置及其制造方法以及驅(qū)動(dòng)該固態(tài)成像裝置的方法。
背景技術(shù)：
在CCD固態(tài)成像裝置、CMOS型固態(tài)成像裝置等中，使用了稱為HAD(空穴積聚層)的傳感器，其結(jié)構(gòu)為在光接收傳感器表面上形成一包含P型高摻雜濃度(P+)的區(qū)，其中形成了N型摻雜區(qū)。
圖16顯示了一采用所述HAD傳感器的傳統(tǒng)的CCD固態(tài)成像裝置的示意截面圖。
所述CCD固態(tài)成像裝置包括在諸如硅襯底的半導(dǎo)體襯底151上，形成光電轉(zhuǎn)換區(qū)的N型半導(dǎo)體區(qū)152、P型溝道停止層區(qū)(像素隔離區(qū))153、P型半導(dǎo)體阱區(qū)154、N型傳輸溝道區(qū)155和P型讀柵極162；此外，在所述形成光電轉(zhuǎn)換區(qū)的N型半導(dǎo)體區(qū)152的表面上形成了P+(P型高摻雜濃度)正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)156。這些N型半導(dǎo)體區(qū)152和正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)156形成光接收傳感器部分161。
在半導(dǎo)體襯底151上通過(guò)一柵極絕緣膜形成一電荷傳輸電極158。
此外，通過(guò)一層間絕緣膜在電荷傳輸電極158上方形成一光屏蔽膜159以覆蓋電荷傳輸電極158，因而避免了由于光入射到垂直傳輸寄存器163對(duì)在傳輸?shù)男盘?hào)電荷中產(chǎn)生的噪聲。
光屏蔽膜159具有在光接收傳感器部分161上方的一開口，以使光能夠入射到光接收傳感器部分161上。
P型半導(dǎo)體阱區(qū)154、N型傳輸溝道區(qū)155以及在這些區(qū)域上方的電荷傳輸電極158形成垂直傳輸寄存器163。形成電荷傳輸電極158范圍從垂直傳輸寄存器163至讀柵極162。
垂直傳輸寄存器163設(shè)置于在垂直方向(在圖16中紙面垂直的方向)上設(shè)置的光接收傳感器部分161的一側(cè)，且具有帶狀平面形狀。一個(gè)未圖示的水平傳輸寄存器連接到所述垂直傳輸寄存器163的一端。
此外，溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))153在垂直方向形成于光接收傳感器部分161之間，由此導(dǎo)致每個(gè)像素的光接收傳感器部分161隔離。
用這種方法，多個(gè)光接收傳感器部分161類似矩陣排列且形成了所述的CCD固態(tài)成像裝置(例如見(jiàn)如下所引用的專利文獻(xiàn)1)。
在這樣的固態(tài)成像裝置中，由多晶硅等制成的電荷傳輸電極158的一個(gè)單層或多層通常形成于讀柵極162和垂直寄存器163上。
控制讀柵極162的電勢(shì)和垂直寄存器163的電勢(shì)來(lái)將信號(hào)電荷從光接收傳感器部分161(具體地是從其光電轉(zhuǎn)換區(qū)152)讀到垂直寄存器163，并且傳輸垂直寄存器163中的信號(hào)電荷。
在此情形，控制溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))153的電勢(shì)，以使所述電荷不會(huì)在水平方向(即圖中的橫向方向)被讀到相鄰像素。
入射光被轉(zhuǎn)換為信號(hào)電荷并且儲(chǔ)存在光電轉(zhuǎn)換區(qū)(N型半導(dǎo)體區(qū))152。
然而，近年來(lái)一直在不斷減小像素尺寸，使得就使采用摻雜區(qū)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的固態(tài)成像裝置可能無(wú)法正常運(yùn)行。
具體地說(shuō)，隨著像素尺寸減小，溝道停止層(像素隔離層)153、垂直寄存器163、讀柵極162和光電轉(zhuǎn)換區(qū)(N型半導(dǎo)體區(qū))152都共同受到兩維調(diào)制效應(yīng)的影響；因而使變得難于將光暈?zāi)：?blooming)特性、讀出特性、像素隔離特性和噪聲特性保持在以前的水平。
例如，如果讀柵極162的寬度變得更窄，讀柵極162的電勢(shì)就受到垂直寄存器163和光電轉(zhuǎn)換區(qū)152的影響，使得讀柵極162的電勢(shì)降低。這引起光暈?zāi)：匦缘膼夯?。?dāng)使光電轉(zhuǎn)換區(qū)152的電勢(shì)更深來(lái)避免這個(gè)缺點(diǎn)時(shí)，必須使讀電壓高，因而惡化了電荷讀出特性。
此外，例如如果溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))153變得更窄，與讀柵極162的電勢(shì)相似，其電勢(shì)受兩維調(diào)制效應(yīng)的影響且變低，從而惡化了像素隔離特性。
此外，因?yàn)殡S著光電轉(zhuǎn)換區(qū)152尺寸的減小變得難于對(duì)于飽和信號(hào)的數(shù)量上保持特性，所以光電轉(zhuǎn)換區(qū)152必須被形成得更淺；在這種情形，光電轉(zhuǎn)換區(qū)152表面上的正電荷積聚區(qū)(空穴電荷積聚層)156的電勢(shì)變低，這使俘獲電子的幾率降低，電子為相對(duì)于空穴的噪聲成分，因而引起噪聲成分的增加。
當(dāng)增加正電荷積聚區(qū)(空穴電荷積聚層)156中的P型摻雜的濃度以防止所述缺點(diǎn)時(shí)，相鄰像素的讀柵極162的電勢(shì)變高，惡化了讀出特性。同時(shí)，溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))153的電勢(shì)也變高，且在讀電荷時(shí)溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))153和垂直寄存器163之間的電場(chǎng)增強(qiáng)，可能由于雪崩擊穿等原因使噪聲成分增加。
為了解決上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)了下述方法，使溝道停止層(像素隔離區(qū))153、讀柵極162和正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)156各自的電勢(shì)都是可變的。例如，通過(guò)對(duì)光屏蔽膜159施加一預(yù)定的電壓信號(hào)；且例如，當(dāng)光暈?zāi)：匦?、像素隔離特性和噪聲特性惡化時(shí)，對(duì)光屏蔽膜159施加一負(fù)電壓信號(hào)；當(dāng)讀出特性惡化時(shí)，對(duì)光屏蔽膜159施加一正電壓信號(hào)；由此能夠保持滿意的光暈?zāi)：匦?、讀出特性、像素隔離特性和噪聲特性(例如見(jiàn)如下引用的專利文獻(xiàn)2)。
(專利文獻(xiàn)1)公布的日本專利申請(qǐng)No.2002-252342(第21段，圖3)(專利文獻(xiàn)2)公布的日本專利申請(qǐng)No.2002-51267此外，在一IT(行間)型固態(tài)成像裝置中，為了限制拖影(smears)的目的，在除了光電轉(zhuǎn)換區(qū)開口之外的整個(gè)表面上形成了由鋁等制成的一金屬光屏蔽膜(例如見(jiàn)如下引用的專利文獻(xiàn)3)。所述光屏蔽膜通常連接到地(GND)。
(專利文獻(xiàn)3)公布的日本專利申請(qǐng)No.2001-345437(第3-4頁(yè)，圖1)但是，在如圖16所示的CCD固態(tài)成像裝置中，當(dāng)設(shè)計(jì)為對(duì)光屏蔽膜159施加電壓信號(hào)時(shí)，根據(jù)各部分的設(shè)計(jì)條件(寬度、深度、摻雜濃度等)，可能難以同時(shí)滿足噪聲特性和讀出特性。
這是因?yàn)樾纬晒馄帘文?59在光接收傳感器部分161表面上的P+正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)156上方突出(projecting)，以避免如上所述的在垂直寄存器163上的入射光。
采用這種結(jié)構(gòu)，例如，在通過(guò)對(duì)光屏蔽膜159施加一負(fù)電壓信號(hào)來(lái)提高正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)156的電勢(shì)以增加俘獲電子的幾率，電子為相對(duì)于空穴的噪聲成分，因而改善了噪聲特性的情形，在N型傳輸溝道區(qū)155和溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))153側(cè)的P+正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)156之間或者在N型半導(dǎo)體區(qū)152和P+正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)156之間會(huì)產(chǎn)生一強(qiáng)電場(chǎng)，因而，可能發(fā)生由于雪崩擊穿等效應(yīng)引起的很多噪聲組分，這導(dǎo)致難以獲得充分的噪聲特性。
另一方面，也在讀柵極162側(cè)，存在通過(guò)對(duì)光屏蔽膜159施加負(fù)電壓信號(hào)來(lái)提高讀柵極162的電勢(shì)的可能性，這導(dǎo)致讀電壓增加，引起得到的讀出特性不充分。
此外，例如，如果正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)156中包含的P型摻雜濃度減小，則改善了讀出特性，但惡化了噪聲特性。
此外，如果減小了固態(tài)成像裝置的單位像素尺寸，在形成正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)的P+層時(shí)，受離子注入方法和熱處理方法等的影響，P+層會(huì)在形成傳感器部分開口的讀電極和傳輸電極下擴(kuò)散。這會(huì)對(duì)傳感器特性產(chǎn)生不利影響。
例如，如圖28中所示，當(dāng)一傳感器部分214的P+層216在一電極212下(向電極212下的讀柵極221)擴(kuò)散時(shí)，讀電壓增高并且驅(qū)動(dòng)電壓的動(dòng)態(tài)容限減小。此外，當(dāng)P+層216在水平方向上在相鄰像素側(cè)的垂直寄存器的一電極212(傳輸電極212T)下擴(kuò)散時(shí)，垂直寄存器的有效區(qū)減小并且由垂直寄存器231處理的電荷數(shù)量減少。
為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，對(duì)于在形成P+層216時(shí)進(jìn)行離子注入從而采用掩膜等對(duì)P型雜質(zhì)進(jìn)行離子注入以避開傳感器部214開口的端部的情形，減弱了傳感器部分214表面的鎖定且增加了暗電流，因而當(dāng)無(wú)入射光時(shí)增加了缺陷(所謂白噪聲)。因此，期望形成P+層不到由讀電極和傳輸電極構(gòu)成的電極212下，而與電極212的端部相鄰；但實(shí)際上這是困難的，因?yàn)镻型雜質(zhì)是擴(kuò)散性的。
為了解決上述問(wèn)題，通過(guò)以良好平衡的方式改善噪聲特性和讀出特性，本發(fā)明提供了一種具有充分的噪聲特性和讀出特性的固態(tài)成像裝置及其制造方法。
此外，本發(fā)明提供了高質(zhì)量的固態(tài)成像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法，及其制造方法，其能夠提高傳感器部分的鎖定以減小暗電流并且減小暗時(shí)間的白噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)固態(tài)成像裝置，所述裝置包括在構(gòu)成像素的光接收傳感器部分一側(cè)的用來(lái)從光接收傳感器部分讀信號(hào)電荷的電極；一形成來(lái)覆蓋除光接收傳感器部分之外的圖像拾取區(qū)的光屏蔽膜，對(duì)其施加了預(yù)定的電壓；一形成于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的表面上中心的形成光接收傳感器部分的光電轉(zhuǎn)換區(qū)的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)；和一在電極側(cè)的端部分和第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的表面上的像素隔離區(qū)側(cè)的相對(duì)端部形成的包含比第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)摻雜濃度更低的摻雜濃度的區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)固態(tài)成像裝置，包括一設(shè)置在光接收傳感器部分側(cè)的用來(lái)讀來(lái)自構(gòu)成像素的光接收傳感器部分的信號(hào)電荷或者傳輸該讀信號(hào)電荷的第一電極；設(shè)置于電極的光接收傳感器部分側(cè)的電獨(dú)立于第一電極的另一電極，對(duì)其施加了預(yù)定的電壓信號(hào)；形成光接收傳感器部分的光電轉(zhuǎn)換區(qū)的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)表面上中心中形成的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)；以及第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的表面上第一電極側(cè)的端部和像素隔離區(qū)側(cè)的相對(duì)端部形成的包含比第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的摻雜濃度更低的摻雜濃度的區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)固態(tài)成像裝置，包括一用來(lái)根據(jù)接收的光量產(chǎn)生電荷的光電轉(zhuǎn)換部分和一通過(guò)讀電極接收從光電轉(zhuǎn)換部分讀出的電荷的電荷積聚部分，其中光電轉(zhuǎn)換部分包括第一導(dǎo)電型的第一摻雜區(qū)和形成于第一摻雜區(qū)上的第二導(dǎo)電型的第二摻雜區(qū)以及形成于第二摻雜區(qū)和電荷積聚部分之間的包含比第二摻雜區(qū)的摻雜濃度更低的摻雜濃度的第三摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的一種制造固態(tài)成像裝置的方法是一種制造所述固態(tài)成像裝置的方法，所述方法包括的步驟為在光接收傳感器的一側(cè)，提供一電極用于讀來(lái)自構(gòu)成像素的光接收傳感器部分的信號(hào)電荷；形成一光屏蔽膜以覆蓋除了光接收傳感器部分之外的圖像拾取區(qū)，對(duì)光屏蔽膜施加了一預(yù)定的電壓信號(hào)；且在形成光接收傳感器部分的光電轉(zhuǎn)換區(qū)的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)表面的中心形成一第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)；其中在形成第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)之后，第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)形成于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的表面的中心，然后分別在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)表面上的電極側(cè)的端部和像素隔離區(qū)側(cè)的相對(duì)端部形成一摻雜濃度低于第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的區(qū)。
一種根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置，其通過(guò)一電荷耦合裝置傳輸在傳感器部分中通過(guò)光電轉(zhuǎn)換獲得的電信號(hào)，所述裝置包括一光屏蔽膜，所述光屏蔽膜在傳感器部分上方具有一開口，覆蓋傳感器部分側(cè)的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)并且連接到直流電源或脈沖電源。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法是一種驅(qū)動(dòng)所述固態(tài)成像裝置的方法，所述固態(tài)成像裝置通過(guò)一電荷耦合裝置傳輸在傳感器部分中通過(guò)光電轉(zhuǎn)換獲得的電信號(hào)，所述這種包括一光屏蔽膜，所述光屏蔽膜在傳感器部分上方具有一開口，覆蓋傳感器部分側(cè)的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)的整個(gè)表面；其中在讀所述固態(tài)成像裝置時(shí)，對(duì)所述光屏蔽膜施加直流電壓，或?qū)λ龉馄帘文な┘用}沖電壓。
一種根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置，所述這種通過(guò)一電荷耦合裝置傳輸在傳感器部分中通過(guò)光電轉(zhuǎn)換獲得的電信號(hào)，所述這種包括一光屏蔽膜，所述光屏蔽膜在傳感器部分上方具有一開口，覆蓋傳感器部分側(cè)的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)；其中光屏蔽膜連接到直流電源并且傳感器部分具有一設(shè)置于固態(tài)成像裝置讀電極和相鄰像素的傳輸電極之間的偏移區(qū)?；蛘撸馄帘文みB接到脈沖電源并且傳感器部分具有一設(shè)置于固態(tài)成像裝置讀電極和相鄰像素的傳輸電極之間的偏移區(qū)。
一種根據(jù)本發(fā)明制造固態(tài)成像裝置的方法是一種制造所述固態(tài)成像裝置的方法，所述裝置通過(guò)一電耦合裝置傳輸在傳感器部分中通過(guò)光電轉(zhuǎn)換獲得的電信號(hào)，所述裝置包括一光屏蔽膜，所述光屏蔽膜在傳感器部分上方具有一開口，覆蓋傳感器部分側(cè)的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)，且連接到直流電源或脈沖電源；其中形成傳感器部分的工藝包括的步驟為在讀柵極和相鄰像素的電荷耦合裝置的溝道停止層之間形成一N性擴(kuò)散層，通過(guò)離子注入方法在N型擴(kuò)散層上形成一P型擴(kuò)散層，使在讀柵極側(cè)和相鄰像素的溝道停止層側(cè)的N型擴(kuò)散層成為偏移區(qū)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的示意結(jié)構(gòu)(截面)圖；圖2A和2B是用來(lái)說(shuō)明圖1中的固態(tài)成像裝置的制造方法的工藝圖；圖3顯示形成與光屏蔽膜自對(duì)準(zhǔn)的正電荷積聚區(qū)的方法的圖；圖4A至4C是顯示形成正電荷積聚區(qū)的另一種方法的圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的示意結(jié)構(gòu)(截面)圖。圖6A和6B是說(shuō)明側(cè)壁的構(gòu)圖的圖；圖7A和7B是說(shuō)明形成連接到側(cè)壁的布線的方法的圖；圖8是說(shuō)明形成連接到側(cè)壁的布線的方法的圖；圖9是說(shuō)明形成連接到側(cè)壁的布線的方法的圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的示意結(jié)構(gòu)(截面)圖；圖11顯示形成正電荷積聚區(qū)的另一方法的圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的示意結(jié)構(gòu)(截面)圖；圖13是圖12中沿A-A’線的截面圖；圖14是圖12中沿B-B’線的截面圖；圖15是圖12中沿C-C’線的截面圖；圖16是采用HAD傳感器的傳統(tǒng)CCD固態(tài)成像裝置的截面圖；圖17顯示根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法的第一實(shí)施例；圖17A是所述固態(tài)成像裝置的相關(guān)部分的示意結(jié)構(gòu)截面圖；圖17B是所述固態(tài)成像裝置的相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)圖；圖18是顯示讀時(shí)鐘的讀脈沖與施加于光屏蔽膜的直流電壓Vdc之間的關(guān)系的圖；圖19顯示根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法的第二實(shí)施例；圖19A是所述固態(tài)成像裝置的相關(guān)部分的示意結(jié)構(gòu)截面圖；圖19B是所述固態(tài)成像裝置的相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)圖；圖20是顯示讀時(shí)鐘的讀脈沖與施加于光屏蔽膜的脈沖電壓Vp之間的關(guān)系的圖；圖21顯示根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法的第三實(shí)施例；圖21A是所述固態(tài)成像裝置的相關(guān)部分的布局圖；圖21B是所述固態(tài)成像裝置的相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)圖；圖22是顯示讀時(shí)鐘的讀脈沖與施加于光屏蔽膜的直流電壓Vdc之間的關(guān)系的圖；圖23顯示根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法的第四實(shí)施例；圖23A是所述固態(tài)成像裝置的相關(guān)部分的布局圖；圖23B是所述固態(tài)成像裝置的相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)圖；圖24是顯示讀時(shí)鐘的讀脈沖與施加于光屏蔽膜的脈沖電壓Vp之間的關(guān)系的圖；圖25是顯示根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法的的第五實(shí)施例的示意結(jié)構(gòu)截面圖；圖26是顯示根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法的的第六實(shí)施例的示意結(jié)構(gòu)截面圖；圖27A和27B是顯示根據(jù)本發(fā)明的在傳感器部分具有一偏移區(qū)的固態(tài)成像裝置的制造方法的實(shí)施例的示意結(jié)構(gòu)截面圖；以及圖28是一示意結(jié)構(gòu)截面圖，用于說(shuō)明傳統(tǒng)的固態(tài)成像裝置存在的問(wèn)題。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明為固態(tài)成像裝置，其中在光接收傳感器部分的一側(cè)上提供了一個(gè)電極用于讀來(lái)自構(gòu)成像素的光接收傳感器部分的信號(hào)電荷；形成了一光屏蔽膜用于覆蓋除光接收傳感器部分之外的圖像拾取區(qū)，且對(duì)其施加了預(yù)定的電壓；在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的表面上的中心形成了一第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)形成光接收傳感器部分的光電轉(zhuǎn)換區(qū)，在電極側(cè)的端部以及在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)表面的像素隔離區(qū)側(cè)的相對(duì)端部形成了一比第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的摻雜濃度更低的摻雜濃度的區(qū)。
本發(fā)明還具有這樣的結(jié)構(gòu)從而在以上的固態(tài)成像裝置中或者將直流偏壓或時(shí)鐘脈沖、或者將兩者用作電壓信號(hào)。
本發(fā)明還具有這樣的結(jié)構(gòu)從而在上述固態(tài)成像裝置中在光接收傳感器部分側(cè)提供了用于傳輸讀信號(hào)電荷的電荷傳輸部分且該電極還用作電荷傳輸部分中的電荷傳輸電極。
本發(fā)明還具有這樣的結(jié)構(gòu)從而在上述固態(tài)成像裝置中形成第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)來(lái)與光接收傳感器部分上方的光屏蔽膜的開口自對(duì)準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的上述的固態(tài)成像裝置，因?yàn)閷㈩A(yù)定的電壓信號(hào)施加到光屏蔽膜，由光屏蔽膜產(chǎn)生了一輔助電場(chǎng)來(lái)減小由光接收傳感器部分引起的二維調(diào)制，這使得每個(gè)部分的電勢(shì)是可變的且能夠通過(guò)施加電壓信號(hào)來(lái)修正電勢(shì)。
而且，因?yàn)樵谛纬晒饨邮諅鞲衅鞑糠值墓怆娹D(zhuǎn)換區(qū)的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的表面上，在電極側(cè)的端部以及像素隔離區(qū)側(cè)的相對(duì)端部形成了一比在中心的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的摻雜濃度更低的摻雜濃度的區(qū)，所以能夠修正光接收傳感器部分表面的端部的電勢(shì)的深度；且因此在電極側(cè)能夠減小讀電壓，且能夠通過(guò)減弱像素隔離區(qū)側(cè)的電場(chǎng)從而抑制由于雪崩擊穿等引起的噪音產(chǎn)生。
本發(fā)明是一個(gè)固態(tài)成像裝置，其中用于從光接收傳感器部分讀信號(hào)電荷或傳輸讀信號(hào)電荷的第一電極設(shè)置在構(gòu)成像素的光接收傳感器部分一側(cè)；提供了電獨(dú)立于第一電極的另一個(gè)電極，對(duì)其施加了預(yù)定的電壓信號(hào)；一第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)以在中心形成于形成光接收傳感器部分的光電轉(zhuǎn)換區(qū)的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)表面上，且一比第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的摻雜濃度更低的摻雜濃度的區(qū)形成于第一電極側(cè)的端部分以及第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)表面的像素隔離區(qū)側(cè)的相對(duì)端部。
本發(fā)明還具有這樣的結(jié)構(gòu)從而在上述固態(tài)成像裝置中或者將直流偏壓或時(shí)鐘脈沖、或者將兩者用作電壓信號(hào)。
本發(fā)明還具有這樣的結(jié)構(gòu)從而在上述固態(tài)成像裝置中在光接收傳感器部分一側(cè)提供了用于傳輸讀信號(hào)電荷的電荷傳輸部分，且第一電極是電荷傳輸部分中的電荷傳輸電極。
本發(fā)明還具有這樣的結(jié)構(gòu)從而在上述固態(tài)成像裝置，形成光接收傳感器部分中的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)來(lái)與另一個(gè)電極的邊緣自對(duì)準(zhǔn)。
根據(jù)上述本發(fā)明的固態(tài)成像裝置，因?yàn)閷㈩A(yù)定的電壓信號(hào)施加到設(shè)置于第一電極中的光接收傳感器部分側(cè)的另一電極，所以使得另一電極在第一電極和光接收傳感器部分之間產(chǎn)生電場(chǎng)以減小由光接收傳感器部分引起的二維調(diào)制效應(yīng)，因而可以使得每個(gè)部分的電勢(shì)是可變的且能夠用施加電壓信號(hào)來(lái)修正電勢(shì)。
此外，因?yàn)樵谛纬晒饨邮諅鞲衅鞑糠值墓怆娹D(zhuǎn)換區(qū)的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的表面上，在電極側(cè)的端部分和像素隔離區(qū)側(cè)的相對(duì)端部的形成了一比在中心的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的摻雜濃度更低的摻雜濃度的區(qū)，所以能夠修正光接收傳感器部分的表面的端部的電勢(shì)深度，因而在電極側(cè)能夠減小讀電壓且能夠通過(guò)減弱像素隔離區(qū)側(cè)的電場(chǎng)從而抑制由于雪崩擊穿等引起的噪聲產(chǎn)生。
本發(fā)明是提供了一個(gè)固態(tài)成像裝置，所述裝置包括一根據(jù)接收光量來(lái)產(chǎn)生電荷的光電轉(zhuǎn)換區(qū)和一接收從光電轉(zhuǎn)換部分讀電極讀出的電荷的電荷積聚區(qū)，其中光電轉(zhuǎn)換部分包括一第一導(dǎo)電型的第一摻雜區(qū)和一在第一摻雜區(qū)上形成的第二導(dǎo)電型的第二摻雜區(qū)，在第二摻雜區(qū)和電荷積聚部分之間形成比第二摻雜區(qū)的摻雜濃度更低的摻雜濃度的第二導(dǎo)電型的第三摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)。
此外，本發(fā)明還具有這樣的結(jié)構(gòu)從而在上述固態(tài)成像裝置中獨(dú)立于讀電極形成了一電壓施加部分，第三摻雜區(qū)鄰接于第二摻雜區(qū)形成，且電壓施加部分將電壓至少施加到第三摻雜區(qū)用以控制第三摻雜區(qū)的電勢(shì)。
根據(jù)上述本發(fā)明的固態(tài)成像裝置，因?yàn)閾诫s濃度低于第二摻雜區(qū)的第二導(dǎo)電型的第三摻雜區(qū)和第四摻雜區(qū)在光電轉(zhuǎn)化部分上形成于第二摻雜區(qū)和電荷積聚區(qū)之間，所以能夠修正光電轉(zhuǎn)換部分的上部分的電勢(shì)的深度，因而能夠減小讀電壓。
本發(fā)明是一種制造固態(tài)成像裝置的方法，其中在構(gòu)成像素的光接收傳感器側(cè)提供了一用于讀信號(hào)電荷的光接收傳感器部分；形成了一光屏蔽膜用來(lái)覆蓋除了光接收傳感器部分之外的圖像拾取區(qū)，對(duì)其施加了預(yù)定的電壓信號(hào)；在一形成光傳感器部分的光電轉(zhuǎn)換區(qū)的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的表面上在中心形成一第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)，其中，在形成第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)之后，在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的表面上在中心形成第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)，且在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)表面上在電極側(cè)的端部分和像素隔離區(qū)側(cè)的相對(duì)端部形成一摻雜濃度低于第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的區(qū)。
此外，本發(fā)明還具有這樣的結(jié)構(gòu)從而在制造上述固態(tài)成像裝置的方法中，在分別形成第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)和摻雜濃度低于第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的區(qū)時(shí)，分別對(duì)電極側(cè)的端部分和像素隔離區(qū)側(cè)的相對(duì)端部進(jìn)行了離子注入。
此外，在本發(fā)明中，在制造上述固態(tài)成像裝置的方法中，在形成第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)之后形成光屏蔽膜，在光接收傳感器部分之上形成一開口，第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)通過(guò)使用光屏蔽膜作為掩膜的離子注入形成。
根據(jù)本發(fā)明上述制造固態(tài)成像裝置的方法，在制造其中將預(yù)定電壓信號(hào)施加到光屏蔽膜的固態(tài)成像裝置時(shí)，通過(guò)施加電壓信號(hào)，在形成第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)之后在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的表面上在中心形成第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)，以及分別在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)表面上在電極側(cè)的端部分和像素隔離區(qū)的相對(duì)端部形成一摻雜濃度低于第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的區(qū)，從而如前所述使得每個(gè)部分的電勢(shì)可變以修正電勢(shì)；可以制造這樣的固態(tài)成像裝置從而如前所述能夠修正光接收傳感器部分的表面的端部分的電勢(shì)深度，能夠在電極側(cè)減小讀電壓，并且能夠通過(guò)減弱像素隔離區(qū)側(cè)的電場(chǎng)來(lái)抑制由于雪崩擊穿引起的噪聲產(chǎn)生。
本發(fā)明是一個(gè)固態(tài)成像裝置，所述固態(tài)成像裝置將通過(guò)光電轉(zhuǎn)換在傳感器部分獲得的電信號(hào)通過(guò)一電荷耦合裝置進(jìn)行傳輸，且包括一在傳感器部分之上有一開口的光屏蔽膜，用以覆蓋傳感器側(cè)的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)，其中將光屏蔽膜連接到直流電源。
此外，本發(fā)明具有這樣的結(jié)構(gòu)從而在上述固態(tài)成像裝置中光屏蔽膜由多層形成，其中多層中的第一光屏蔽膜在傳感器部分之上具有一開口且在傳感器側(cè)覆蓋非光電轉(zhuǎn)換區(qū)并且連接到地，且多層中的第二光屏蔽膜通過(guò)一絕緣膜形成于第二光屏蔽膜下面的光屏蔽膜上，從第一光屏蔽膜中的開口側(cè)向傳感器部分突出，且被連接到直流電源。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明的固態(tài)成像裝置，能夠通過(guò)對(duì)光屏蔽膜施加電壓來(lái)抑制噪聲產(chǎn)生。另外，因?yàn)閷⒐馄帘文みB接到直流電源，所以提高了傳感器部分表面上的鎖定(pinning)。此外，通過(guò)在電荷轉(zhuǎn)移時(shí)施加負(fù)電壓，能夠設(shè)置高的讀柵極(read gate)的勢(shì)壘且能夠改善光暈?zāi)：?blooming)特性。
本發(fā)明是一個(gè)固態(tài)成像裝置，所述裝置通過(guò)電荷耦合裝置傳輸由傳感器部分中光電轉(zhuǎn)換獲得的電信號(hào)，且包括在傳感器部分之上有一開口且覆蓋傳感器側(cè)非光電轉(zhuǎn)換區(qū)的光屏蔽膜，其中將光屏蔽膜連接到脈沖電源。
此外，本發(fā)明具有這樣的結(jié)構(gòu)從而在上述固態(tài)成像裝置中光屏蔽膜由多層形成，其中多層中的第一光屏蔽膜在傳感器部分之上具有一開口且在傳感器側(cè)覆蓋非光電轉(zhuǎn)換區(qū)并且連接到地；多層中的第二光屏蔽膜通過(guò)一絕緣膜形成于第二光屏蔽膜下的光屏蔽膜上，從第一光屏蔽膜中的開口側(cè)突出到傳感器部分，且被連接到脈沖電源。
另外，本發(fā)明還具有這樣的結(jié)構(gòu)從而在上述固態(tài)成像裝置中，第二光屏蔽膜形成于讀電極側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的上述固態(tài)成像裝置，能夠通過(guò)對(duì)光屏蔽膜施加電壓來(lái)抑制噪聲產(chǎn)生。而且，因?yàn)閷⒐馄帘文みB接到脈沖電源，所以能夠給光屏蔽膜施加一與讀脈沖同步的脈沖以幫助讀操作和減小讀電壓。
本發(fā)明是一種固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法，所述方法通過(guò)一電荷耦合裝置傳輸由光電轉(zhuǎn)換在傳感器部分中獲得的電信號(hào)；所述固態(tài)成像裝置包括一光屏蔽膜，所述光屏蔽膜在傳感器部分上方具有開口且在傳感器部分側(cè)覆蓋非光電轉(zhuǎn)換區(qū)；其中，在讀固態(tài)成像裝置時(shí)對(duì)光屏蔽膜施加直流電壓。
此外，在本發(fā)明中，在驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法中，光屏蔽膜由多層構(gòu)成，其中多層中的第一光屏蔽膜在傳感器部分之上具有一個(gè)開口，在傳感器部分側(cè)覆蓋非光電轉(zhuǎn)換區(qū)并且連接到地；多層中的第二光屏蔽膜通過(guò)一個(gè)絕緣膜形成于第二光屏蔽膜下面的光屏蔽膜上，從第一光屏蔽膜的開口側(cè)突出到傳感器部分，將直流電源施加到第二光屏蔽膜。
根據(jù)本發(fā)明上述驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的上述方法，通過(guò)對(duì)光屏蔽膜施加電壓能夠抑制噪聲產(chǎn)生。此外，因?yàn)樵谧x固態(tài)成像裝置時(shí)對(duì)光屏蔽膜施加了直流電壓，所以提高了傳感器部分表面上的鎖定。另外，通過(guò)在電荷轉(zhuǎn)移時(shí)施加負(fù)電壓，能夠設(shè)置高的讀柵極的勢(shì)壘且能夠改善光暈?zāi)：匦浴?br> 本發(fā)明是一種驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法，所述方法通過(guò)一電荷耦合裝置傳輸由光電轉(zhuǎn)換在傳感器部分獲得的電信號(hào)，所述裝置包括一在傳感器部分之上具有開口且在傳感器部分側(cè)覆蓋非光電轉(zhuǎn)換區(qū)的光屏蔽膜，其中在讀固態(tài)成像裝置時(shí)對(duì)光屏蔽膜施加了脈沖電壓。
此外，在本發(fā)明中，在驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法中，光屏蔽膜由多層形成，其中多層中的第一光屏蔽膜在傳感器部分之上具有一個(gè)開口，在傳感器部分側(cè)覆蓋非光電轉(zhuǎn)換區(qū)并且連接到地；多層中的第二光屏蔽膜通過(guò)一在第二光屏蔽膜下面的絕緣膜形成于光屏蔽膜上，從第一光屏蔽膜的開口側(cè)突出到傳感器部分，將脈沖電源施加到第二光屏蔽膜。
此外，本發(fā)明具有這樣的結(jié)構(gòu)從而在驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法中，第二光屏蔽膜形成于讀電極側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明上述的固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法，通過(guò)對(duì)光屏蔽膜施加電壓能夠抑制噪聲產(chǎn)生。此外，因?yàn)樵谧x固態(tài)成像裝置時(shí)對(duì)光屏蔽膜施加了脈沖電壓，所以能夠幫助讀操作并且減小讀電壓。
本發(fā)明是一種固態(tài)成像裝置，所述裝置通過(guò)一電荷耦合裝置傳輸由光電轉(zhuǎn)換在傳感器部分獲得的電信號(hào)，所述裝置包括一在傳感器部分之上具有開口且在傳感器部分一側(cè)覆蓋非光電轉(zhuǎn)換區(qū)的光屏蔽膜，其中光屏蔽膜連接到直流電源且傳感器部分具有設(shè)置在固態(tài)成像裝置中的讀柵極和與相鄰像素的溝道停止層之間一個(gè)偏移區(qū)。
此外，本發(fā)明具有這樣的結(jié)構(gòu)從而在上述固態(tài)成像裝置中，光屏蔽膜由多層形成，其中多層中的第一光屏蔽膜在傳感器部分之上具有一開口且在傳感器側(cè)覆蓋非光電轉(zhuǎn)換區(qū)，并且連接到地；多層中的第二光屏蔽膜通過(guò)一個(gè)絕緣膜形成于在第二光屏蔽膜下面的光屏蔽膜上，從第一光屏蔽膜的開口側(cè)突出到傳感器部分，并且連接到直流電源。
根據(jù)上述固態(tài)成像裝置，因?yàn)閭鞲衅鞑糠衷诠虘B(tài)成像裝置中的讀柵極和與相鄰像素的溝道停止層之間具有一偏移區(qū)，所以傳感器部分的p型層不會(huì)向讀柵極擴(kuò)散，因而讀電壓能夠被抑制得低且驅(qū)動(dòng)電壓的動(dòng)態(tài)容限會(huì)被展寬。因?yàn)閜型層不會(huì)在水平方向上(向溝道停止層)擴(kuò)散到在相鄰像素側(cè)的垂直寄存器的傳輸電極下，所以能夠保證垂直寄存器的有效區(qū)并且能夠保證由垂直寄存器處理的電荷數(shù)量。此外，通過(guò)對(duì)光屏蔽膜施加電壓能夠抑制噪聲產(chǎn)生。另外，因?yàn)楣馄帘文みB接到直流電源，所以能夠提高傳感器部分表面上的鎖定。此外，通過(guò)在電荷轉(zhuǎn)移時(shí)施加負(fù)電壓，能夠設(shè)置高的讀柵極勢(shì)壘并改善光暈?zāi)：匦浴?br> 本發(fā)明是一種固態(tài)成像裝置，所述裝置通過(guò)一電荷耦合裝置傳輸通過(guò)光電轉(zhuǎn)換在傳感器部分獲得的電信號(hào)，所述裝置包括一在傳感器部分之上具有開口且在傳感器部分側(cè)覆蓋非光電轉(zhuǎn)換區(qū)的光屏蔽膜，其中對(duì)光屏蔽膜施加了脈沖電壓且傳感器部分具有在固態(tài)成像裝置的讀柵極和與相鄰像素的溝道停止層之間設(shè)置的一偏移區(qū)。
此外，本發(fā)明具有這樣的結(jié)構(gòu)從而在上述固態(tài)成像裝置中，光屏蔽膜由多層形成，其中多層中的第一光屏蔽膜在傳感器部分之上具有一開口且在傳感器側(cè)覆蓋非光電轉(zhuǎn)換區(qū)，并且連接到地；多層中的第二光屏蔽膜通過(guò)一個(gè)絕緣膜形成于在第二光屏蔽膜下面的光屏蔽膜上，從第一光屏蔽膜的開口側(cè)突出到傳感器部分，并且被連接到脈沖電源。
本發(fā)明還具有這樣的結(jié)構(gòu)從而在上述固態(tài)成像裝置中，第二光屏蔽層形成于讀電極側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的上述固態(tài)成像裝置，因?yàn)閭鞲衅鞑糠衷诠虘B(tài)成像裝置的讀柵極和與相鄰像素的溝道停止層之間具有一偏移區(qū)，所以傳感器部分的p型層不會(huì)向讀柵極擴(kuò)散，因而讀電壓能夠被抑制得低且驅(qū)動(dòng)電壓的動(dòng)態(tài)容限會(huì)被展寬。因?yàn)閜型層不會(huì)在水平方向上(向溝道停止層)擴(kuò)散到相鄰像素側(cè)的垂直寄存器的傳輸電極下，所以能夠確保垂直寄存器的有效區(qū)并且能夠確保由垂直寄存器處理的電荷數(shù)量。此外，通過(guò)對(duì)光屏蔽膜加電壓能夠抑制噪聲產(chǎn)生。還有，因?yàn)楣馄帘文みB接到脈沖電源，所以能夠施加與讀脈沖同步的脈沖，它幫助讀操作并減小讀電壓。
本發(fā)明是一種固態(tài)成像裝置的制造方法，所述裝置傳輸由光電轉(zhuǎn)換在傳感器部分中獲得的電信號(hào)，所述裝置包括一在傳感器部分之上具有開口且在傳感器部分側(cè)覆蓋非光電轉(zhuǎn)換區(qū)的光屏蔽膜，并連接到直流電源；其中形成傳感器部分的工藝步驟包括在讀柵極和相鄰像素的電荷耦合裝置的溝道停止層之間形成n型擴(kuò)散層；通過(guò)離子注入方法在n型擴(kuò)散層上形成p型擴(kuò)散層，在讀柵極側(cè)和相鄰像素的溝道停止層側(cè)制造n型擴(kuò)散層的偏移區(qū)。
此外，在本發(fā)明中，在制造固態(tài)成像裝置的方法中，形成光屏蔽膜，從而在通過(guò)一個(gè)絕緣膜在傳感器部分側(cè)形成覆蓋非光電轉(zhuǎn)換區(qū)的第一光屏蔽膜之后，在傳感器部分上方的第一光屏蔽膜中形成一開口，然后通過(guò)一絕緣膜在第一光屏蔽膜上形成從第一光屏蔽膜中的開口的一側(cè)向傳感器部分突出的第二光屏蔽膜。
根據(jù)本發(fā)明制造固態(tài)成像裝置的方法，因?yàn)閜型擴(kuò)散層通過(guò)離子注入方法在n型擴(kuò)散層上形成，在讀柵極側(cè)和相鄰像素的溝道停止層側(cè)制造n型擴(kuò)散層的偏移區(qū)，所以以從讀柵極和相鄰像素溝道停止層隔離偏移區(qū)的狀態(tài)形成p型擴(kuò)散層。因此，傳感器部分的p型層不會(huì)向讀柵極方向擴(kuò)散，所以讀電壓能夠被抑制得低且驅(qū)動(dòng)電壓的動(dòng)態(tài)容限得到了展寬。此外，因?yàn)閜型擴(kuò)散層不會(huì)在水平方向上(向溝道停止層)擴(kuò)散到相鄰像素側(cè)的垂直寄存器的傳輸電極下，所以能夠保證垂直寄存器的有效區(qū)并保證通過(guò)垂直寄存器處理的電荷數(shù)量。此外，通過(guò)對(duì)光屏蔽膜加電壓能夠抑制噪聲產(chǎn)生。另外，因?yàn)楣馄帘文みB接到直流電源，所以提高了傳感器部分表面上的鎖定。此外，通過(guò)在電荷傳輸時(shí)施加負(fù)電壓，能夠設(shè)置高的讀柵極勢(shì)壘并且改善光暈?zāi)：匦浴?br> 本發(fā)明是一種固態(tài)成像裝置的制造方法，所述裝置傳輸由光電轉(zhuǎn)換在傳感器部分中獲得的電信號(hào)，所述包括一在傳感器部分之上具有開口且在傳感器部分側(cè)覆蓋非光電轉(zhuǎn)換區(qū)的光屏蔽膜，并連接到脈沖電源；其中形成傳感器部分的工藝步驟包括在讀柵極和相鄰像素的電荷耦合裝置的溝道停止層之間形成n型擴(kuò)散層，通過(guò)離子注入方法在n型擴(kuò)散層上形成p型擴(kuò)散層，在讀柵極側(cè)和相鄰像素的溝道停止層側(cè)制造n型擴(kuò)散層的偏移區(qū)。
此外，在本發(fā)明中，在制造固態(tài)成像裝置的方法中，形成光屏蔽膜從而在傳感器部分側(cè)通過(guò)一絕緣膜形成覆蓋非光電轉(zhuǎn)換區(qū)的第一光屏蔽膜之后，在傳感器部分上方的第一光屏蔽膜中形成一開口，然后通過(guò)一絕緣膜在第一光屏蔽膜上形成從第一光屏蔽膜的開口側(cè)向傳感器部分突出的第二光屏蔽膜。
此外，本發(fā)明具有這樣的結(jié)構(gòu)從而在驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法中，第二光屏蔽膜形成于讀電極側(cè)。
根據(jù)上述的制造固態(tài)成像裝置的方法，因?yàn)橥ㄟ^(guò)離子注入方法在n型擴(kuò)散層上形成p型擴(kuò)散層，在讀柵極側(cè)和相鄰像素的溝道停止層側(cè)制造n型擴(kuò)散層的偏移區(qū)，所以以從讀柵極和相鄰像素溝道停止層隔離偏移區(qū)的狀態(tài)形成p型擴(kuò)散層。因此，傳感器部分的p型層不會(huì)向讀柵極方向擴(kuò)散，所以讀電壓能夠被抑制得低且驅(qū)動(dòng)電壓的動(dòng)態(tài)容限得到了展寬。此外，因?yàn)閜型擴(kuò)散層不會(huì)在水平方向上(向溝道停止層)擴(kuò)散到相鄰像素側(cè)的垂直寄存器的傳輸電極下，所以能夠保證垂直寄存器的有效區(qū)并保證由垂直寄存器處理的電荷數(shù)量。此外，通過(guò)對(duì)光屏蔽膜施加電壓能夠抑制噪聲產(chǎn)生。另外，因?yàn)楣馄帘文みB接到脈沖電源，所以能夠?qū)馄帘文な┘优c讀脈沖同步的脈沖，它幫助讀操作并減小讀電壓。
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一固態(tài)成像裝置的示意結(jié)構(gòu)(截面)圖。在這個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明應(yīng)用于一CCD固態(tài)成像裝置。
該固態(tài)成像裝置如下形成在諸如硅襯底的半導(dǎo)體襯底1上形成一第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)，例如形成光電轉(zhuǎn)換區(qū)的N型半導(dǎo)體區(qū)2；一第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體、例如P型溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))3；P型半導(dǎo)體阱區(qū)4；第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體、例如N型傳輸溝道區(qū)5；以及第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體、例如P型讀柵極部分12；此外，在形成光電轉(zhuǎn)換區(qū)的N型半導(dǎo)體區(qū)2上形成第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體、例如P型正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)。這些N型半導(dǎo)體區(qū)2和正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)形成一光接收傳感器部分11。
在半導(dǎo)體襯底1上通過(guò)一柵極絕緣膜形成了電荷傳輸電極8。此外，在電荷傳輸電極8上方形成了光屏蔽膜9來(lái)通過(guò)一層間絕緣膜覆蓋電荷傳輸電極8。光屏蔽膜9避免光進(jìn)入傳輸溝道區(qū)5等，且避免在信號(hào)電荷傳輸下導(dǎo)致的噪聲。
光屏蔽膜9在光接收傳感器部分11上方有一開口，以使光線能夠進(jìn)入光接收傳感器部分11。
P型半導(dǎo)體阱區(qū)4，N型傳輸溝道區(qū)5和在其上的電荷傳輸電極8形成垂直傳輸寄存器13。電荷傳輸電極8形成于從垂直傳輸寄存器13到讀柵極部分12之上。
垂直傳輸寄存器13設(shè)置于在垂直方向(垂直于圖1紙面的方向)上設(shè)置的光接收傳感器部分11的一側(cè)并且具有類似于帶的平板形狀。將一水平傳輸寄存器連接到垂直傳輸寄存器13的一端，盡管未圖示。
此外，溝道停止區(qū)(像素分離區(qū))3相似地形成于在垂直方向上設(shè)置的光接收傳感器部分11之間，由此各像素的光接收傳感器部分11是彼此分開的。
這樣，一些光接收傳感器部分11被設(shè)置類似于矩陣且形成了固態(tài)成像裝置。
如果必要，一濾色器，一芯片上的微透鏡等的裝置在光屏蔽膜9上方形成。
設(shè)計(jì)該實(shí)施例使得電壓V能夠被施加到光屏蔽膜9。
至于施加到光屏蔽膜9上的電壓V，可以考慮為脈沖電壓，固定偏置電壓等；根據(jù)所需特性可以施加正電勢(shì)、地電勢(shì)或負(fù)電勢(shì)。
注意，盡管圖1示意地顯示將電壓V施加在每個(gè)光屏蔽膜9，但因?yàn)槊總€(gè)光屏蔽膜9實(shí)際上相互連接到在一起，所以它們只需被連接到在圖像拾取區(qū)的周邊的布線。
此外，在根據(jù)該實(shí)施例的固態(tài)成像裝置中，形成光接收傳感器部分11的表面上的一正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)具體地由在中心的包含高摻雜濃度(P+)的正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)6和在讀柵極部分12附近和在溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))3附近的均含有低摻雜濃度(P-)正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)10制成。
如果簡(jiǎn)單地減小整個(gè)正電荷積聚區(qū)的P型摻雜濃度，則改善了讀出特性，但噪聲特性會(huì)如上所述惡化。
與之相反，通過(guò)減小在讀柵極部分12附近和在溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))3附近的正電荷積聚區(qū)的P型摻雜濃度來(lái)使正電荷積聚區(qū)10為低摻雜濃度(P-)，可以改善讀出特性以及噪聲特性。
讀柵極12的附近的正電荷積聚區(qū)10(10A)的P型摻雜濃度被減小到能夠獲得減小讀電壓效應(yīng)的程度。
通過(guò)這樣做，讀柵極部分12的電勢(shì)變得不容易受正電荷積聚區(qū)6、10(10A)的影響，因而改善了讀出特性。
此外，因?yàn)橥ㄟ^(guò)對(duì)光屏蔽膜9施加電壓V從而固定了接近表面的正電荷積聚區(qū)10(10A)的電勢(shì)，噪聲特性不會(huì)惡化。
此外，通過(guò)減小在溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))3附近的正電荷積聚區(qū)的P型摻雜濃度以使正電荷積聚區(qū)10(10B)為低摻雜濃度(P-)，從溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))3到垂直傳輸寄存器8的電場(chǎng)在讀信號(hào)電荷時(shí)被減弱，由雪崩擊穿等引起的的噪聲組分的產(chǎn)生得到了抑制。
注意，盡管在垂直方向上相鄰像素之間還有電荷傳輸電極8和溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))3，未圖示(圖1中向前位置和向后位置)，但因?yàn)檫@些部分未提供有電荷傳輸部分(垂直傳輸寄存器13)，所以通過(guò)兩維調(diào)制影響的電勢(shì)變化所產(chǎn)生的特性惡化不大。因此，低摻雜濃度的(空穴積聚層)的正電荷積聚區(qū)10不需要總形成于在垂直方向上相鄰的像素之間的溝道停止區(qū)(像素分離區(qū))側(cè)上。
如上所述，可以使用一固定的偏置電壓或一脈沖電壓作為施加到光屏蔽膜9上的電壓V。
當(dāng)實(shí)際上將一固定偏壓用作施加到光屏蔽膜9上的電壓時(shí)，有三種可行的方式，即總固定在地電勢(shì)(地電平)的情形，總固定在+電勢(shì)(正電勢(shì))的情形和總固定在-電勢(shì)(負(fù)電勢(shì))的情形。
在總固定在地電勢(shì)(地電平)的情形，當(dāng)正電荷積聚區(qū)6、10受例如周圍電勢(shì)波動(dòng)影響時(shí)，因?yàn)楣馄帘文?固定在地電勢(shì)，所以可以抑制該電勢(shì)波動(dòng)的影響并限制噪聲的惡化。
在總固定在-電勢(shì)(負(fù)電勢(shì))的情形，能夠預(yù)期進(jìn)一步減小噪聲。在這種情形，雖然由于光屏蔽膜9固定在-電勢(shì)引起讀電壓惡化發(fā)生，但是因?yàn)槿缟纤鰷p小了讀柵極部分12附近正電荷積聚區(qū)10(10A)的P型摻雜濃度，所以能夠避免讀電壓的惡化。此外，對(duì)于來(lái)自溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))3的噪音，因?yàn)闇系劳Ｖ箙^(qū)(像素隔離區(qū))附近正電荷積聚區(qū)10(10B)的P型摻雜濃度也被減小了，所以電場(chǎng)被減弱并且噪聲產(chǎn)生得到了抑制。
此外，在總固定在+電勢(shì)的情形，因?yàn)闇p小了讀柵極部分12附近正電荷積聚區(qū)10(10A)的P型摻雜濃度，所以預(yù)期進(jìn)一步改善讀電壓；然而，因?yàn)閷⒐馄帘文?固定在+電勢(shì)可能引起噪聲惡化，所以為了避免噪聲惡化相反地要增加在中心包含高摻雜濃度的正電荷積聚區(qū)6的P型摻雜濃度。因?yàn)樵肼曁匦院妥x出特性相互之間的關(guān)系是折衷關(guān)系，所以為了同時(shí)獲得這兩個(gè)滿意的特性，對(duì)包含高摻雜濃度的正電荷積聚區(qū)6的P型摻雜濃度進(jìn)行了優(yōu)化。在來(lái)自溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))3的噪聲特性和讀出特性之間也有類似的關(guān)系。
下面，當(dāng)一個(gè)脈沖電壓作為電壓V實(shí)際施加到光屏蔽膜9時(shí)，可能通過(guò)當(dāng)積聚電荷時(shí)固定在-電勢(shì)或地電勢(shì)然后當(dāng)讀電荷時(shí)改變到+電勢(shì)的方式，從而同時(shí)改善讀特性和噪聲特性。
在這種情形，雖然正電荷積聚區(qū)6、10的電勢(shì)變化，但因?yàn)槊}沖的持續(xù)時(shí)間非常短，可以假設(shè)由于上述原因產(chǎn)生噪聲的幾率極低。
根據(jù)該實(shí)施例的固態(tài)成像裝置能夠例如如下制造。
在半導(dǎo)體襯底1上分別形成了一N型半導(dǎo)體區(qū)2，P型半導(dǎo)體阱區(qū)4，N型傳輸溝道區(qū)5，讀柵極部分12的P-和溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))3的P+。
此外，在N型半導(dǎo)體區(qū)2的表面附近形成了一低摻雜濃度(P-)的P型正電荷積聚區(qū)10。
接下來(lái)，在半導(dǎo)體襯底1上通過(guò)一絕緣膜形成了一形成電荷傳輸電極8的電極層；該電極層經(jīng)受構(gòu)圖來(lái)在讀柵極部分12和傳輸溝道區(qū)5上方保留來(lái)形成電荷傳輸電極8(見(jiàn)圖2A)。
隨后，使用諸如抗蝕劑的掩膜21來(lái)覆蓋P-正電荷積聚區(qū)，除N型半導(dǎo)體區(qū)2的表面中心之外，且然后進(jìn)行P型摻雜的離子注入22，使中心包含高摻雜濃度(P+)，來(lái)在N型半導(dǎo)體區(qū)2的表面的中心形成包含高摻雜濃度(P+)的P型正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)6(見(jiàn)圖2B)。在這種情形，因?yàn)镹型半導(dǎo)體區(qū)2的表面(其端部分)除了中心之外都覆蓋了掩膜21，所以保留了正電荷積聚區(qū)10的低摻雜濃度。
接下來(lái)，去除掩膜21且形成一層間絕緣膜，在其上形成光屏蔽膜9。
然后，如果需要，在光屏蔽膜9上方形成一絕緣層，在平坦化該表面之后，形成濾色器、芯片上的微透鏡等。
用這種方法，能夠制造如圖1所示根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置。
注意，除了如圖2B所示通過(guò)使用掩膜21來(lái)形成包含高摻雜濃度(P+)的P型正電荷積聚區(qū)6之外，還可以如圖3所示在形成光屏蔽膜9之后，通過(guò)使用光屏蔽膜9作為掩膜進(jìn)行離子注入從而來(lái)形成P型正電荷積聚區(qū)6。用這種方法，可以形成包含高摻雜濃度的P型正電荷積聚區(qū)6來(lái)與光屏蔽膜9的開口邊緣9A自對(duì)準(zhǔn)。
在這種情形，低摻雜濃度(P-)的正電荷積聚區(qū)10也會(huì)被保持于在垂直方向上的相鄰像素之間的溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))側(cè)。
此外，如圖2B所示，除了如圖2B所示通過(guò)使用掩膜21來(lái)形成包含高摻雜濃度(P+)的P型正電荷積聚區(qū)6之外，還可以通過(guò)分別在電極方向和像素隔離區(qū)的相對(duì)端部方向上的離子注入來(lái)分別形成高摻雜濃度(P+)的P型正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)6和低摻雜濃度的正電荷積聚區(qū)10，如圖4A至圖4C所示。
具體地，P型摻雜的離子注入25傾斜地從圖4A的狀態(tài)(與圖2A相同的狀態(tài))朝向如圖4B所示的溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))3。在這種情形，電荷傳輸電極8用作離子注入的掩膜。
通過(guò)這樣做，在N型半導(dǎo)體區(qū)(光電轉(zhuǎn)換區(qū))2的表面中，溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))3側(cè)的中心和端部分就會(huì)包含P型摻雜的較高濃度，因而將P-區(qū)10改變?yōu)镻型區(qū)26。但是，電荷傳輸電極8側(cè)的端部分保持為P-區(qū)10。
此外，如圖4C所示，P型摻雜的離子注入27傾斜地朝向電荷傳輸電極8進(jìn)行。在這種情形，電荷傳輸電極8也作為離子注入的掩膜。
通過(guò)這樣做，在N型半導(dǎo)體區(qū)(光電轉(zhuǎn)換區(qū))2的表面中，電荷傳輸電極8側(cè)中心和端部分就會(huì)包含P型摻雜的較高濃度，因而電荷傳輸電極8側(cè)的端部分由P-區(qū)10改變?yōu)镻型區(qū)28，且該中心從P型區(qū)26改變?yōu)镻+區(qū)29，且溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))3側(cè)的端部分保持P型區(qū)26。
因此，在N型半導(dǎo)體區(qū)(光電轉(zhuǎn)換區(qū))2的表面中，該中心為包含高摻雜濃度的P+區(qū)29，在電荷傳輸電極8側(cè)的端部分和溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))3側(cè)的端部分為包含比P+區(qū)29的摻雜濃度低的P型區(qū)28。
根據(jù)上述實(shí)施例，由于施加在光屏蔽膜9上的電壓V在溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))3、讀柵極部分12和正電荷積聚區(qū)6、10中導(dǎo)致一輔助電場(chǎng)，所以能夠減小由N型半導(dǎo)體區(qū)(光電轉(zhuǎn)換區(qū))2等產(chǎn)生的二維調(diào)制效應(yīng)，且因而使溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))3，讀柵極部分12和正電荷積聚區(qū)6、10的電勢(shì)深度是可變的。
此外，在光接收傳感器部分11的表面上改變正電荷積聚區(qū)6、10在水平方向上的摻雜濃度來(lái)在中心形成高摻雜濃度(P+)的正電荷積聚區(qū)6并在讀柵極部分12側(cè)和溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))3側(cè)的端部分形成低摻雜濃度(P-)的正電荷積聚區(qū)10(10A、10B)的情形，每個(gè)部分的電勢(shì)深度能夠被合理地修正。
因此，可以很好地保證所有的光暈?zāi)：匦?、讀出特性、像素隔離特性和噪聲特性。
這使得即使像素在尺寸上小型化且其數(shù)量增加仍能夠獲得滿意的噪聲特性和讀出特性。而且因此，通過(guò)使用根據(jù)該實(shí)施例的固態(tài)成像裝置，能夠小型化相機(jī)等且可以得到高分辨率和高圖像質(zhì)量。
注意，如果在低摻雜濃度(P-)的正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)10和高摻雜濃度(P+)的正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)6之間僅存在少量P型摻雜濃度的差別，就能夠得到上述作用和結(jié)果。
另外，在上述實(shí)施例中，光屏蔽膜9被制成單體并在其上施加了相同的電壓。但光屏蔽膜可以包括例如多個(gè)電性能上相互獨(dú)立的光屏蔽膜，且對(duì)每個(gè)光屏蔽膜施加不同的電壓。
盡管在上述實(shí)施例中電壓V被施加到光屏蔽膜上，但是也可以提供一靠近電荷傳輸電極的導(dǎo)電側(cè)壁并對(duì)該側(cè)壁施加電壓來(lái)得到同樣的效果。
這種情形的實(shí)施例如下所述。
圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的示意結(jié)構(gòu)(截面)簡(jiǎn)圖。
根據(jù)該實(shí)施例的固態(tài)成像裝置具體提供有電荷傳輸電極8旁邊的導(dǎo)電側(cè)壁15(15A、15B)，并如此設(shè)置使得能夠?qū)㈦妷篤A，VB施加到側(cè)壁15(15A、15B)。將電壓VA施加在電荷傳輸電極8的讀柵極部分12側(cè)的側(cè)壁15A，電壓VB施加在溝道停止區(qū)3側(cè)的側(cè)壁15B。
這些側(cè)壁15A和15B通過(guò)一絕緣膜與電荷傳輸電極8絕緣，并且被設(shè)置為彼此電獨(dú)立，以便能夠分別施加電壓VA和VB。
形成光屏蔽膜9來(lái)覆蓋電荷傳輸電極8和在其兩側(cè)的側(cè)壁15A、15B。
注意，在該實(shí)施例中，電壓不施加在光屏蔽膜9。
然后，與先前實(shí)施例相似，在側(cè)壁15A和15B附近傳感器部分的表面的端部分形成低摻雜濃度(P-)的P型正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)10(10A、10B)。
其它的結(jié)構(gòu)與如圖1所示的根據(jù)先前實(shí)施例固態(tài)成像裝置相同，這樣以后對(duì)重復(fù)的描述賦予相同的符號(hào)。
對(duì)于施加到側(cè)壁15A和15B上的電壓VA和VB，可以施加與上述施加到光屏蔽膜9上的電壓相同的電壓V，例如一固定偏置電壓或一脈沖電壓。
此外，設(shè)定施加的電壓VA和VB以便能夠得到滿意的讀出特性和滿意的噪聲特性。
例如，選用范圍從地電勢(shì)(零電勢(shì))到負(fù)電勢(shì)的一固定偏置電壓作為電壓VA施加在讀柵極部分12側(cè)的側(cè)壁15A上，以得到滿意的讀出特性。另一方面，選用一負(fù)電勢(shì)的固定偏置電壓作為電壓VB施加在溝道停止區(qū)3側(cè)的側(cè)壁15B上，以減弱電場(chǎng)強(qiáng)度用來(lái)鎖定(pinning)周邊電勢(shì)。
上述導(dǎo)電側(cè)壁15(15A、15B)可以如下形成。
首先，在形成電荷傳輸電極8之后，在其表面上形成絕緣膜。
然后，在整個(gè)表面上沉積一導(dǎo)電膜且對(duì)該導(dǎo)電膜進(jìn)行內(nèi)蝕以形成側(cè)壁。
接著，通過(guò)構(gòu)圖，如圖6B所示，圍繞光接收傳感器部分11形成側(cè)壁(圖6A中的陰影部分)15，讀柵極部分12側(cè)的側(cè)壁15A與溝道停止區(qū)3側(cè)的側(cè)壁15B在電性隔離。注意，在圖6A和圖6B中，未顯示電荷傳輸電極8(8A、8B)與側(cè)壁15A和15B之間的絕緣膜，且未顯示電荷傳輸電極8和側(cè)壁15A、15B之間的空間。
用這種方法能夠形成側(cè)壁15A和15B。
此外，在形成側(cè)壁15A和15B之后，形成絕緣膜覆蓋該表面，然后穿過(guò)該絕緣膜形成接觸孔。
這樣，通過(guò)該接觸孔可以將布線層和側(cè)壁15A、15B相互連接。
在該連接中，如果在圖6B中該連觸孔直接形成于側(cè)壁15A和15B上，則因?yàn)閭?cè)壁的寬度很窄，所以難于形成接觸孔。
然后，當(dāng)通過(guò)內(nèi)蝕形成側(cè)壁時(shí)，使部分導(dǎo)電膜留在電荷傳輸電極上，然后在留在電荷傳輸電極上的導(dǎo)電膜中形成接觸孔用來(lái)與布線層連接。
具體地，例如圖7A所示，當(dāng)通過(guò)內(nèi)蝕形成側(cè)壁時(shí)，將導(dǎo)電膜15留在部分的電荷傳輸電極8上，在這種情形，在較低層的電荷傳輸電極8A的部分上。例如，可以在留下的導(dǎo)電膜15的部分用掩模覆蓋的狀態(tài)下進(jìn)行內(nèi)蝕。
接著，如圖7B所示，構(gòu)圖側(cè)壁15以電隔離在讀柵極部分12側(cè)的側(cè)壁15A與溝道停止區(qū)3側(cè)的側(cè)壁15B。
然后，盡管未圖示，在側(cè)壁15A，15B上沉積層間絕緣膜，然后在電荷傳輸電極8上側(cè)壁15A，15B的正上方的層間絕緣膜上形成接觸孔。
該接觸孔用導(dǎo)電層填充以形成接觸部分16A和16B，其與布線17A和17B連接。
用這種方法，能夠形成驅(qū)動(dòng)側(cè)壁15A和15B的電極。
注意，當(dāng)側(cè)壁15不與讀柵極部分12側(cè)和溝道停止區(qū)3側(cè)電隔離時(shí)，例如圖9所示，接觸部分16形成于留在由圖7A狀態(tài)的電荷傳輸電極8上的導(dǎo)電膜15的中心附近且該接觸部分16與布線17連接。
根據(jù)該實(shí)施例，因?yàn)殡妷篤A和VB能夠被施加到設(shè)置在電荷傳輸電極8旁邊的導(dǎo)電側(cè)壁15(15A、15B)上，且進(jìn)而低摻雜濃度(P-)的P型正電荷積聚區(qū)10(10A、10B)形成于側(cè)壁15附近的光接收傳感器部分11表面的端部分，與先前的實(shí)施例相似，可以抑制讀電壓的上升以及由靠近溝道停止區(qū)3的電場(chǎng)產(chǎn)生的噪聲。
因此能夠同時(shí)得到滿意的讀出特性和噪聲特性。
此外，由于能夠得到滿意的噪聲特性和讀出特性，即使像素在尺寸上小型化且其數(shù)量增加，通過(guò)采用根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置，能夠使相機(jī)等小型化且能夠獲得高分辨率和高圖像質(zhì)量。
此外，該實(shí)施例可以具有能夠使其側(cè)壁15(15A、15B)的頂部分與高摻雜濃度(P+)的正電荷積聚區(qū)6自對(duì)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)。
接著，圖10顯示了本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的示意結(jié)構(gòu)(截面)間圖，其具有如圖5所示結(jié)構(gòu)的改進(jìn)形式。
該實(shí)施例具有一形成于讀柵極部分12側(cè)的側(cè)壁15A，其具體延伸到讀柵極部分12上方。從而電荷傳輸電極8形成于垂直傳輸寄存器13處。
由于其它的結(jié)構(gòu)與圖5所示相同，對(duì)重復(fù)的描述賦予了相同的符號(hào)。
與圖5中的結(jié)構(gòu)相似，該實(shí)施例也能夠抑制讀電壓的上升以及由靠近溝道停止層3的電場(chǎng)產(chǎn)生的噪聲，因而能夠同時(shí)得到滿意的讀出特性和噪聲特性。
注意，在該實(shí)施例中，因?yàn)樾纬勺x柵極部分12側(cè)的側(cè)壁15A也延伸到讀柵極部分12，所以施加到側(cè)壁15A上的電壓VA的最佳值可能與圖5A所示先前實(shí)施例的電壓VA的最佳值不同。
在這種情形，也能夠使其側(cè)壁15(15A、15B)的頂部分與高摻雜濃度(P+)的正電荷積聚區(qū)6自對(duì)準(zhǔn)。
在圖5或圖10所示的上述實(shí)施例中，對(duì)于設(shè)置在電荷傳輸電極8旁邊的側(cè)壁15(15A、15B)，在讀柵極部分12側(cè)的側(cè)壁15A和在溝道停止區(qū)3側(cè)的側(cè)壁15B相互電隔離并對(duì)它們分別施加不同的電壓。
本發(fā)明不僅限于這些結(jié)構(gòu)。例如，這樣的結(jié)構(gòu)是可能的，即未顯示的在前面或在后面連接這些側(cè)壁，并且電連接(例如，對(duì)圖6A所示的狀態(tài)上未進(jìn)行構(gòu)圖的情形)。在這種情形，與電壓施加到光屏蔽膜的結(jié)構(gòu)相似，在讀柵極部分側(cè)和溝道停止區(qū)側(cè)施加了相同的電壓。
還有，在上述如圖5或圖10所示的每個(gè)實(shí)施例中，能夠進(jìn)一步對(duì)光屏蔽膜9施加電壓V。在這種情形，通過(guò)調(diào)整各個(gè)電壓VA、VB和V，可以有效地優(yōu)化各部分中電勢(shì)的控制。
在每個(gè)上述實(shí)施例中，在光接收傳感器部分11表面上的讀柵極部分12附近和溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))附近形成低摻雜濃度(P-)的正電荷積聚區(qū)10，但是，在本發(fā)明中，在光接收傳感器部分的表面上讀柵極部分附近和溝道停止區(qū)(像素隔離區(qū))附近形成的半導(dǎo)體區(qū)并不限于P型，即與光接收傳感器部分的表面上在中心包含高摻雜濃度(P+)的正電荷積聚區(qū)相同的導(dǎo)電類型。
例如，可以采用幾乎純的或與包含高摻雜濃度的中心部分(P+)相反的導(dǎo)電類型(N-或N)的半導(dǎo)體區(qū)。在任何情況下，都必須采用一包含比中心(P+)摻雜濃度更低的半導(dǎo)體區(qū)。
當(dāng)該區(qū)制成為N型時(shí)，這種形成方法是可能的，即，例如圖11所示，在形成N型半導(dǎo)體區(qū)2之后，使用具有窄開口的掩膜來(lái)僅對(duì)表面上中心附近注入高濃度的P型摻雜(P+)。在采用這種形成方法時(shí)，因?yàn)镻+易于擴(kuò)散到N側(cè)，考慮到擴(kuò)散范圍，優(yōu)選使掩膜30的開口相當(dāng)小。
描述了其中本發(fā)明應(yīng)用于CCD固態(tài)成像裝置的以上實(shí)施例，但本發(fā)明還可以應(yīng)用于具有其它結(jié)構(gòu)的固態(tài)成像裝置。
此外，例如在CMOS固態(tài)成像裝置中，可能有這樣的情形，其中P+正電荷積聚區(qū)設(shè)置于形成光接收傳感器部分的光電轉(zhuǎn)換區(qū)的N型半導(dǎo)體區(qū)表面上以形成HAD傳感器。
本發(fā)明還能夠應(yīng)用于使用HAD傳感器的CMOS型固態(tài)成像裝置，具體地，對(duì)于用于將來(lái)自光接收傳感器部分的電荷讀到信號(hào)線的柵極提供了導(dǎo)電側(cè)壁，并且對(duì)該側(cè)壁施加了一電壓，在側(cè)壁附近的光接收傳感器部分的表面是一摻雜濃度比光接收傳感器部分表面上中心更低的半導(dǎo)體區(qū)，因此能夠有效地改善噪聲特性和讀出特性。
這種情況如下所述。
圖12顯示了根據(jù)本發(fā)明的不同的實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的示意結(jié)構(gòu)(平面)簡(jiǎn)圖。在該實(shí)施例中，本發(fā)明應(yīng)用于CMOS型固態(tài)成像裝置。圖13顯示了圖12中沿A-A’線所截取的截面圖。圖14、圖15分別顯示了圖12中沿B-B’線、C-C’所截取的截面圖。
該固態(tài)成像裝置具有這樣的結(jié)構(gòu)，即在P型半導(dǎo)體區(qū)101上形成了一第一導(dǎo)電型，例如形成光電轉(zhuǎn)換區(qū)的N型半導(dǎo)體區(qū)102；一第二導(dǎo)電型、例如P型溝道停止區(qū)103；一在溝道停止區(qū)103上的由厚絕緣層制成的像素隔離區(qū)104；和一由第一導(dǎo)電型摻雜區(qū)、例如N+區(qū)制成的FD(浮置擴(kuò)散)部分112；此外，在形成光電轉(zhuǎn)換區(qū)的N型半導(dǎo)體區(qū)102的表面上形成第二導(dǎo)電型、例如P型正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)109。這些N型半導(dǎo)體區(qū)102和正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)109構(gòu)成了光接收傳感器部分111。
在P型半導(dǎo)體區(qū)101上通過(guò)一柵極絕緣膜形成電荷讀電極105。
另外，通過(guò)薄絕緣膜107在電荷讀電極105兩側(cè)形成導(dǎo)電側(cè)壁106。注意，在圖12的平面圖中未顯示絕緣膜107。設(shè)計(jì)導(dǎo)電側(cè)壁106從而在其上能夠施加一獨(dú)立于施加在電荷讀電極上的讀電壓的電壓。
電荷讀電極105設(shè)置于光接收傳感器部分111和FD部分112之間，且形成于光接收傳感器部分111和FD部分112外面的像素隔離區(qū)104上。接觸部分108形成于圖12的下部分中所示的像素隔離區(qū)104上方的位置。
附圖標(biāo)記113指示用于側(cè)壁接觸的緩沖層，且可以例如通過(guò)采用與電荷讀電極105相同的材料并與電荷讀電極105同時(shí)構(gòu)圖來(lái)形成。在該圖中，114指示側(cè)壁116和布線之間的接觸部分，121指示電荷讀電極；122指示用于側(cè)壁106的布線。
用這種方法，通過(guò)將接觸部分和布線分別與電荷讀電極105和側(cè)壁106連接，能夠分別驅(qū)動(dòng)電荷讀電極105和側(cè)壁106。
此外，盡管未圖示，通過(guò)形成一覆蓋除光接收傳感器部分111之外的其它區(qū)域的光屏蔽膜，可以避免光進(jìn)入電荷讀電極105下面的溝道、FD部分112和其它區(qū)。
在該實(shí)施例中，光接收傳感器部分111的表面上的正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)是由在中心的高摻雜濃度(P+)的正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)109和在電荷讀電極105(和側(cè)壁106)側(cè)的端部分的低摻雜濃度(P-)的正電荷積聚區(qū)(空穴積聚層)110組成。
這種結(jié)構(gòu)使得可以同時(shí)改善讀出特性和噪聲特性，這與上述本發(fā)明應(yīng)用于CCD固態(tài)成像裝置的情形相似。
另外，在該實(shí)施例中，可以在像素隔離區(qū)104側(cè)形成低摻雜濃度(P-)的正電荷積聚區(qū)。
根據(jù)該實(shí)施例的固態(tài)成像裝置能夠例如如下制造。
在像素隔離區(qū)104、溝道停止區(qū)103、光接收傳感器部分111、FD部分112、電荷讀電極105和側(cè)壁接觸緩沖層113的每個(gè)形成之后，在電荷讀電極105和緩沖層113表面上形成薄絕緣膜107。
接著，在整個(gè)表面上沉積一導(dǎo)電膜，對(duì)該導(dǎo)電膜進(jìn)行內(nèi)蝕以在電荷讀電極105和緩沖層113側(cè)面壁上形成側(cè)壁106。
隨后，在電荷讀電極105、緩沖層113和側(cè)壁106表面上形成一絕緣膜115，進(jìn)而在整個(gè)表面覆蓋一厚的層間絕緣膜116。
然后，在電荷讀電極105上的層間絕緣膜中鉆一接觸孔，并且在接觸孔內(nèi)形成一導(dǎo)電層以形成接觸部分108。該接觸部分108與布線121連接。
隨后，在整個(gè)表面用層間絕緣膜117覆蓋之后，穿過(guò)上層間絕緣膜117和下部分層間絕緣膜116鉆一接觸孔，以延伸到與圍繞緩沖層形成的電荷讀電極105和側(cè)壁106同時(shí)形成的兩個(gè)側(cè)壁接觸緩沖層113。在這之后，在接觸孔內(nèi)形成一導(dǎo)電層以形成接觸部分114。該接觸部分114與布線122連接。
另外，盡管在每個(gè)上述實(shí)施例中N型半導(dǎo)體區(qū)2表面上的中心都形成了一P+正電荷積聚區(qū)6，但光電轉(zhuǎn)換區(qū)的導(dǎo)電類型并不僅限于本發(fā)明，且可以在P型半導(dǎo)體區(qū)的表面上中心形成一N型高摻雜濃度區(qū)以形成光接收傳感器部分。
這就是說(shuō)，在本發(fā)明中，在形成光接收傳感器部分的光電轉(zhuǎn)換區(qū)的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體的表面上在中心形成了一包含高摻雜濃度的第二導(dǎo)電型區(qū)，但在表面的端部分形成一比中心的摻雜濃度低的區(qū)。相應(yīng)于光接收傳感器部分的導(dǎo)電類型能夠選擇施加在光屏蔽膜或?qū)щ妭?cè)壁的電壓為正或?yàn)樨?fù)等。
此外，雖然在圖5和圖10所示的每個(gè)實(shí)施例中導(dǎo)電側(cè)壁都形成于電荷傳輸電極兩側(cè)，但本發(fā)明并不僅限于上述實(shí)施例，可以如下制造例如在一CMOS型固態(tài)成像裝置的第一電極兩側(cè)、電荷傳輸電極兩側(cè)或電荷讀柵極電極兩側(cè)提供了由厚導(dǎo)電膜制成的其它電極，與電荷傳輸電極或柵電極相似，使得獨(dú)立于電荷傳輸電極或柵電極的電壓的電壓就能夠施加在其它電極上并且它們的電勢(shì)可以得到調(diào)整。
下面將描述本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例，該實(shí)施例涉及具有與直流電源或脈沖電源連接的光屏蔽膜的固態(tài)成像裝置的結(jié)構(gòu)，和其中在讀操作時(shí)對(duì)光屏蔽膜施加直流電壓或脈沖電壓的驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法。
參照?qǐng)D17描述根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法的第一個(gè)實(shí)施例。圖17A是一顯示固態(tài)成像裝置相關(guān)部分的示意結(jié)構(gòu)截面圖，17B是固態(tài)成像裝置相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)圖。注意，盡管固態(tài)成像裝置包含大量像素，但圖17只顯示一個(gè)像素作為代表。
如圖17A所示，該實(shí)施例中的固態(tài)成像裝置71具有同時(shí)用作讀電極和傳輸電極的電極32，其通過(guò)一絕緣膜33形成于一半導(dǎo)體襯底31上。一讀柵極40形成于半導(dǎo)體襯底31上在用作讀電極的電極32的部分下。一由電荷耦合裝置制成的垂直寄存器39形成于半導(dǎo)體襯底31上在用作傳輸電極的電極32的部分下。此外，傳感器部分34形成于電極32和相鄰像素的另一電極32之間。該傳感器部分由諸如HAD構(gòu)成，其中，例如形成一n型擴(kuò)散層35用以與一在其上形成的p型擴(kuò)散層36形成一pn結(jié)。換言之，一p型擴(kuò)散層形成于傳感器部分34表面?zhèn)取４送?，溝道停止?7形成于傳感器部分34和相鄰像素區(qū)之間。從而，在從水平傳輸方向看一像素時(shí)，是按溝道停止層37、垂直寄存器39、讀柵極40和傳感器部分34的順序排列的。
此外，形成提供有一在傳感器部分上的開口的光屏蔽膜41，通過(guò)一覆蓋電極32、傳感器部分34等的絕緣膜38。
如圖17B所示，這個(gè)光屏蔽膜41由例如鎢形成并連接到一直流電源51。該直流電源51包含例如一用于提供直流電壓的電源52和用于將電壓轉(zhuǎn)換到需要電壓的變壓器53。用光屏蔽膜41覆蓋的固態(tài)成像裝置71中的傳感器部分34通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將接收的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并接收一個(gè)讀時(shí)鐘以將該信號(hào)送到一驅(qū)動(dòng)/傳輸柵極61。該驅(qū)動(dòng)/傳輸柵極61接收一垂直傳輸時(shí)鐘以在垂直方向傳輸信號(hào)。此外，該驅(qū)動(dòng)/傳輸柵極61接收讀時(shí)鐘以對(duì)于向光屏蔽膜41施加直流電壓提供指令。
在根據(jù)該實(shí)施例的固態(tài)成像裝置71中，如圖18所示，在獲得讀時(shí)鐘中的讀脈沖時(shí)，使施加在光屏蔽膜的一時(shí)鐘的直流電壓Vdc基于讀脈沖成為開狀態(tài)，用來(lái)將例如，-0.1V至-10V，優(yōu)選為-0.5V至-5V的直流電壓Vdc施加到光屏蔽膜41。如果直流電壓Vdc小于-0.1V，既便施加了直流電壓Vdc，傳感器部分的表面的鎖定也得不到足夠的提高。當(dāng)直流電壓Vdc大于-10V時(shí)，很可能引起固態(tài)成像裝置71體的電壓-阻抗的問(wèn)題。因此，直流電壓Vdc被設(shè)置在上述限值內(nèi)。
根據(jù)該實(shí)施例的固態(tài)成像裝置71能夠通過(guò)對(duì)光屏蔽膜41施加一電壓來(lái)抑制噪聲產(chǎn)生。此外，由于該光屏蔽膜41連接到直流電源51，所以提高了傳感器部分34表面的鎖定。另外，通過(guò)在電荷傳輸時(shí)施加一個(gè)負(fù)電壓，能夠設(shè)置高的讀柵極40的勢(shì)壘并且能夠改善光暈?zāi)：匦浴?br> 下面，將參照?qǐng)D19描述根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的固態(tài)成像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法。圖19A是一顯示固態(tài)成像裝置相關(guān)部分的示意結(jié)構(gòu)截面圖，19B是固態(tài)成像裝置相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。注意，盡管固態(tài)成像裝置包括大量像素，但圖19僅顯示約一個(gè)像素作為代表。
如圖19A所示，該實(shí)施例中的固態(tài)成像裝置72具有一同時(shí)用作讀電極和傳輸電極的電極32，其通過(guò)一絕緣膜33形成于一半導(dǎo)體襯底31上。一讀柵極40形成于半導(dǎo)體襯底31上在用作讀電極的電極32的部分下。一個(gè)由電荷耦合裝置制成的垂直寄存器39形成于半導(dǎo)體襯底31上在用作傳輸電極的電極32的部分下。此外，傳感器部分34形成于電極32和相鄰像素的另一電極32之間。該傳感器部分由諸如HAD構(gòu)成，且例如形成一n型擴(kuò)散層35以與一在其上形成的p型擴(kuò)散層36形成一pn結(jié)。換言之，一p型擴(kuò)散層形成于傳感器部分34表面?zhèn)取４送?，溝道停止?7形成于傳感器部分和相鄰像素區(qū)之間。從而，在從水平傳輸方向看一像素時(shí)，是按溝道停止層37、垂直寄存器39、讀柵極40和傳感器部分34的順序排列的。
此外，形成具有一在傳感器部分上的開口的光屏蔽膜41，通過(guò)一覆蓋電極32、傳感器部分34等的絕緣膜38形成。
如圖19B所示，這個(gè)光屏蔽膜41由例如鎢構(gòu)成并連接到一脈沖電源55。該脈沖電源55包含一個(gè)用于提供交流電壓的交流電源56和將脈沖轉(zhuǎn)換到需要的電壓的脈沖的脈沖調(diào)節(jié)器57。用光屏蔽膜41覆蓋的固態(tài)成像裝置72中的傳感器部分34通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將接收的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并接收一讀時(shí)鐘以將該信號(hào)傳送到一驅(qū)動(dòng)/傳輸柵極61。該驅(qū)動(dòng)/傳輸柵極61接收一垂直傳輸時(shí)鐘以在垂直方向傳輸該信號(hào)。此外，該驅(qū)動(dòng)/傳輸柵極61接收讀時(shí)鐘以對(duì)于向光屏蔽膜41施加脈沖電壓提供指令。
在根據(jù)該實(shí)施例的固態(tài)成像裝置72中，如圖20所示，在獲得讀時(shí)鐘中的讀脈沖時(shí)，使施加在光屏蔽膜的一時(shí)鐘的脈沖電壓Vp基于讀脈沖成為開狀態(tài)，用來(lái)將例如，0.1V至15V，優(yōu)選為0.5V至5V的脈沖電壓Vp施加到光屏蔽膜41。如果脈沖電壓Vp小于0.1V，既便施加了脈沖電壓Vp，讀操作也得不到足夠的幫助且需要高讀電壓。當(dāng)脈沖電壓Vp大于15V時(shí)，很可能引起固態(tài)成像裝置72體的電壓-阻抗的問(wèn)題。因此，脈沖電壓Vp被設(shè)置在上述限值內(nèi)。
另外，脈沖電壓Vp能夠與直流電壓Vdc一起施加。例如，在施加直流電壓Vdc之后，可以在其上疊加脈沖電壓Vp。在這種情形，可以同時(shí)獲得施加直流電壓的效果和施加脈沖電壓的效果。
根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置72能夠通過(guò)對(duì)光屏蔽膜41施加電壓來(lái)抑制噪聲產(chǎn)生。此外，由于光屏蔽膜41連接到脈沖電源55，因此能夠?qū)馄帘文?1施加一個(gè)與讀脈沖同步的脈沖，因而能夠幫助讀操作并且減小讀電壓。
下面，參照?qǐng)D21描述根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的固態(tài)成像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法。圖21A是一顯示固態(tài)成像裝置相關(guān)部分的示意結(jié)構(gòu)截面圖，21B是固態(tài)成像裝置相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。在該第三個(gè)實(shí)施例中，對(duì)根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的光屏蔽膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了修改。所述裝置的其它的結(jié)構(gòu)與參考圖17A所示的相同。注意，盡管所述固態(tài)成像裝置包括大量像素，但圖21僅顯示了約一個(gè)像素作為代表。
如圖21A所示，該實(shí)施例中的固態(tài)成像裝置73具有一由多層(這里例舉為兩層)形成的光屏蔽膜41。第一光屏蔽膜411具有在傳感器部分34上方的一開口，且在固態(tài)成像裝置73的傳感器側(cè)覆蓋非光電轉(zhuǎn)換區(qū)并且連接到地GND。第二光屏蔽膜412形成于第二光屏蔽膜412下的第一光屏蔽膜411上，通過(guò)一個(gè)絕緣膜(未圖示)，從第一光屏蔽膜411的開口42側(cè)(例如讀柵極40側(cè))向傳感器部分34突出，并連接到直流電源(未圖示)。第二光屏蔽膜412優(yōu)選地形成于讀柵極40側(cè)。
如圖21B所示，第一光屏蔽膜411由例如鎢形成，并具有一在傳感器部分34上方的開口，且在傳感器部分34側(cè)覆蓋非光電轉(zhuǎn)換區(qū)的整個(gè)表面，并連接到地GND。第一光屏蔽膜412由例如鎢形成，并連接到直流電源51。直流電源51包括一用來(lái)提供電壓的電源52和一個(gè)用來(lái)將電壓轉(zhuǎn)換為所需電壓的變壓器。固態(tài)成像裝置73中的傳感器部分34通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將接收的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并接收一個(gè)讀時(shí)鐘以將該信號(hào)傳送到一驅(qū)動(dòng)/傳輸柵極61。該驅(qū)動(dòng)/傳輸柵極61接收一垂直傳輸時(shí)鐘以在垂直方向傳輸該信號(hào)。此外，該驅(qū)動(dòng)/傳輸柵極61接收讀時(shí)鐘以對(duì)于向光屏蔽膜41施加直流電壓提供指令。
在根據(jù)該實(shí)施例的固態(tài)成像裝置73中，如圖22所示，在獲得讀時(shí)鐘中的讀脈沖后，使施加在光屏蔽膜的一時(shí)鐘的直流電壓Vdc基于讀脈沖成為開狀態(tài)，用來(lái)將例如，-0.1V至-10V，優(yōu)選為-0.5V至-5V的直流電壓Vdc施加到光屏蔽膜(第二光屏蔽膜)。如果直流電壓Vdc小于-0.1V，既便施加了直流電壓Vdc，傳感器部分的表面的鎖定也得不到足夠的提高。當(dāng)直流電壓Vdc大于-10V時(shí)，很可能引起固態(tài)成像裝置73體的電壓-阻抗的問(wèn)題。因此，直流電壓Vdc被設(shè)置在上述限值內(nèi)。
根據(jù)該實(shí)施例的固態(tài)成像裝置73能夠通過(guò)對(duì)光屏蔽膜412施加一個(gè)電壓來(lái)抑制噪聲產(chǎn)生。此外，由于第二光屏蔽膜412連接到直流電源51，所以提高了傳感器部分34表面上的鎖定。另外，通過(guò)在電荷傳輸時(shí)施加一個(gè)負(fù)電壓，能夠設(shè)置高的讀柵極40的勢(shì)壘并且能夠改善光暈?zāi)：匦浴?br> 接下來(lái)，參照?qǐng)D23描述根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的固態(tài)成像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法。圖23A是顯示固態(tài)成像裝置相關(guān)部分的示意結(jié)構(gòu)截面圖，23B是固態(tài)成像裝置相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。在第四實(shí)施例中，光屏蔽膜的結(jié)構(gòu)不同于根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的光屏蔽膜的結(jié)構(gòu)。其它的結(jié)構(gòu)與參考圖19A所示的相同。注意，盡管所述固態(tài)成像裝置包括大量像素，但圖23僅顯示了約一個(gè)像素作為代表。
如圖23A所示，該實(shí)施例中的固態(tài)成像裝置74具有由多層(這里例舉為兩層)形成的光屏蔽膜41。第一光屏蔽膜411具有在傳感器部分34上方的一開口，且在固態(tài)成像裝置74中的傳感器側(cè)覆蓋非光電轉(zhuǎn)換區(qū)并且連接到地GND。第二光屏蔽膜412形成于第二光屏蔽膜412下的第一光屏蔽膜411上，通過(guò)一個(gè)絕緣膜(未圖示)，從第一光屏蔽膜411的開口42側(cè)(例如讀柵極40側(cè))向傳感器部分34突出，并連接到脈沖電源(未圖示)。第二光屏蔽膜412優(yōu)選地形成于讀柵極40側(cè)。
如圖23B所示，第一光屏蔽膜411由例如鎢形成，并具有一在傳感器部分34上方的開口，且在傳感器部分34側(cè)覆蓋非光電轉(zhuǎn)換區(qū)的整個(gè)表面，并連接到地GND。第一光屏蔽膜412由例如鎢形成，并連接到脈沖電源55。脈沖電源55包括一用來(lái)提供交流電壓的交流電源56和一個(gè)用來(lái)將脈沖轉(zhuǎn)換為所需電壓的脈沖的脈沖調(diào)節(jié)器。固態(tài)成像裝置74中的傳感器部分34通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將接收的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并接收一個(gè)讀時(shí)鐘以將該信號(hào)傳送到一驅(qū)動(dòng)/傳輸柵極61。該驅(qū)動(dòng)/傳輸柵極61接收一垂直傳輸時(shí)鐘以在垂直方向傳輸該信號(hào)。此外，該驅(qū)動(dòng)/傳輸柵極61接收讀時(shí)鐘以對(duì)于向光屏蔽膜41施加脈沖電壓提供指令。
在根據(jù)該實(shí)施例的固態(tài)成像裝置74中，如圖24所示，在獲得讀時(shí)鐘中的讀脈沖時(shí)，使施加在光屏蔽膜的一時(shí)鐘的脈沖電壓Vp基于讀脈沖成為開狀態(tài)，用來(lái)將例如，0.1V至15V，優(yōu)選為0.5V至5V的脈沖電壓Vp施加到光屏蔽膜41。如果脈沖電壓Vp小于0.1V，既便施加了脈沖電壓Vp，讀操作也得不到足夠的幫助且需要高讀電壓。當(dāng)脈沖電壓Vp大于15V時(shí)，很可能引起固態(tài)成像裝置72體的電壓-阻抗的問(wèn)題。因此，脈沖電壓Vp被設(shè)置在上述限值內(nèi)。
根據(jù)該實(shí)施例的固態(tài)成像裝置74能夠通過(guò)對(duì)光屏蔽膜412施加一個(gè)電壓來(lái)抑制噪聲產(chǎn)生。此外，由于第二光屏蔽膜412連接到脈沖電源55，所以能夠?qū)馄帘文?1施加一個(gè)與讀脈沖同步的脈沖，因而能夠幫助讀操作并且減小讀電壓。因此，將施加脈沖電壓的第二光屏蔽膜412具體設(shè)置在讀柵極40上方的電極32側(cè)上，即讀柵極32上是足夠的。
脈沖電壓能夠與直流電壓一起施加。例如，在施加直流電壓之后，可以在其上疊加脈沖電壓。在這種情形，可以同時(shí)獲得施加直流電壓的效果和施加脈沖電壓的效果。
下面，參照?qǐng)D25的示意結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖描述根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的固態(tài)成像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法。
如圖25所示，根據(jù)該實(shí)施例的固態(tài)成像裝置75具有與上述第三和第四實(shí)施例相似的一由兩層形成的光屏蔽膜41。光屏蔽膜41連接到電源59，以使對(duì)第一光屏蔽膜411施加直流電壓并且對(duì)第二光屏蔽膜412施加脈沖電壓。換言之，電源59由單獨(dú)產(chǎn)生直流電壓和脈沖電壓的單元制成。該實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)方法是第三和第四實(shí)施例的每個(gè)操作的結(jié)合。
下面，參照?qǐng)D26的示意結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖描述依照本發(fā)明的第六實(shí)施例的固態(tài)成像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法。
如圖26所示，該實(shí)施例中的固態(tài)成像裝置76具有一同時(shí)用作讀電極和傳輸電極的電極32，通過(guò)一絕緣膜33形成于一半導(dǎo)體襯底31上。一讀柵極40形成于半導(dǎo)體襯底31上在用作讀電極的電極32的部分下。一由電荷耦合裝置制成的垂直寄存器39形成于半導(dǎo)體襯底31上在用作傳輸電極的電極32的部分下。此外，一個(gè)傳感器部分34形成于電極32和相鄰像素的另一電極32之間。該傳感器部分34由諸如HAD構(gòu)成，在例如形成一n型擴(kuò)散層35以與一在其上形成的p型擴(kuò)散層36制造一pn結(jié)。此外，溝道停止層37形成于傳感器部分和相鄰像素區(qū)之間。從而，在從水平方向看一個(gè)像素時(shí)，是按溝道停止層37、垂直寄存器39、讀柵極40和傳感器部分34的順序排列的。
形成p型擴(kuò)散層36以在讀柵極40側(cè)和溝道停止層37側(cè)留下了n型擴(kuò)散層35。留下的每個(gè)n型擴(kuò)散層都被用作偏移區(qū)77。
此外，形成在傳感器部分34上方具有開口42的光屏蔽膜41，通過(guò)一覆蓋電極32、傳感器部分34等的絕緣膜38，。
該光屏蔽膜41可以具有上述從第一到第五實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。換言之，如第一實(shí)施例所述，光屏蔽膜可以連接到供直流電壓的直流電源?；蛉绲诙?shí)施例所述，光屏蔽膜可以連接到提供脈沖電壓的脈沖電源?；蛉绲谌龑?shí)施例所述，可以采用由多層形成的光屏蔽膜，其中多層中的第一光屏蔽膜在傳感器部分上方具有開口，所述第一光屏蔽膜覆蓋固態(tài)成像裝置中傳感器部分側(cè)的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)并連接到地，且多層中的第二光屏蔽膜通過(guò)一個(gè)絕緣膜形成于在第二光屏蔽膜下的第一光屏蔽膜上，從第一光屏蔽膜的開口側(cè)向傳感器部分突出，并連接到直流電源?；蛉绲谒膶?shí)施例所述，可以采用由多層形成的光屏蔽膜，其中多層中的第一光屏蔽膜在傳感器部分上方具有開口，所述第一光屏蔽膜覆蓋固態(tài)成像裝置中傳感器部分側(cè)的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)并連接到地，多層中的第二光屏蔽膜通過(guò)一絕緣膜形成于在第二光屏蔽膜下的第一光屏蔽膜上，從第一光屏蔽膜的開口側(cè)向傳感器部分突出，并連接到脈沖電源。第二光屏蔽膜優(yōu)選地形成于讀電極側(cè)?；蛉绲谖鍖?shí)施例所述，可以采用由多層形成的光屏蔽膜，其中多層中的第一光屏蔽膜在傳感器部分上方具有開口，所述第一光屏蔽膜覆蓋固態(tài)成像裝置中傳感器部分側(cè)的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)并連接到直流電壓，多層中的第二光屏蔽膜通過(guò)一絕緣膜形成于在第二光屏蔽膜下的第一光屏蔽膜上，從第一光屏蔽膜的開口側(cè)向傳感器部分突出，并連接到脈沖電壓。第二光屏蔽膜優(yōu)選地形成于讀電極側(cè)。注意，圖26作為例子顯示了光屏蔽膜的一個(gè)單層。
此外，對(duì)光屏蔽膜施加直流電壓或脈沖電壓的方法與上述從第一到第四實(shí)施例的方法相同。
在根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置76中，傳感器部分34在固態(tài)成像裝置76的讀柵極40側(cè)和相鄰像素的溝道停止層37側(cè)分別具有一個(gè)偏移區(qū)77。這避免了傳感器部分34的P型層向讀柵極40擴(kuò)散，使得讀電壓能夠被抑制得低且驅(qū)動(dòng)電壓的動(dòng)態(tài)容限得到展寬。此外，因?yàn)镻型層36不會(huì)在水平方向上(向溝道停止層37)擴(kuò)散到相鄰像素側(cè)在垂直寄存器39的傳輸電極下，所以保證了相鄰像素的垂直寄存器39的有效區(qū)域并且保證了由垂直寄存器39處理的電荷數(shù)量。通過(guò)對(duì)光屏蔽膜41施加電壓能夠抑制噪聲產(chǎn)生。由于光屏蔽膜41連接到直流電源51，所以提高了傳感器部分34表面上的鎖定。此外，因?yàn)橥ㄟ^(guò)在電荷傳輸時(shí)施加一個(gè)負(fù)電壓能夠設(shè)置高的讀柵極勢(shì)壘，所以能夠改善光暈?zāi)：匦?。?dāng)光屏蔽膜41連接到脈沖電源時(shí)，能夠?qū)馄帘文?1施加與讀脈沖同步的脈沖，這樣就能夠幫助讀操作并且減小讀電壓。施加脈沖電壓的光屏蔽膜41被具體安排在讀電極側(cè)是充分的。
另外，脈沖電壓能夠與直流電壓一起使用。例如，在施加直流電壓之后，可以在其上疊加脈沖電壓。在這種情形，能夠同時(shí)獲得施加直流電壓的效果和施加脈沖電壓的效果。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明的一固態(tài)成像裝置實(shí)施例的制造方法，其中形成了一兩層光屏蔽膜。注意，為了說(shuō)明對(duì)于與每個(gè)上述實(shí)施例相同的元件給予相同的符號(hào)。
使用公知的制造固態(tài)成像裝置的方法，在半導(dǎo)體襯底31上形成讀柵極40、垂直寄存器39和溝道停止區(qū)37等，另外，通過(guò)一絕緣膜在半導(dǎo)體襯底31上形成用作電荷讀電極和電荷傳輸電極的電極32。在一用作傳感器部分34的區(qū)內(nèi)形成N型擴(kuò)散層35，在其表面上形成P型擴(kuò)散層36。此外，形成覆蓋電極32和傳感器部分34的層間絕緣膜38。
隨后，在層間絕緣膜38上形成第一光屏蔽膜411之后，使用普通光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)在傳感器部分34上方的第一光屏蔽膜411中形成開口42。在此之后，通過(guò)一個(gè)絕緣膜，在第一光屏蔽膜411上形成第二光屏蔽膜412，以便第二光屏蔽膜412從第一光屏蔽膜411的開口42一側(cè)向傳感器部分34突出。因此，形成了具有對(duì)應(yīng)于圖21A或圖23A的如上所述的結(jié)構(gòu)。
下面，參照?qǐng)D27的示意結(jié)構(gòu)截面圖描述根據(jù)本發(fā)明的一固態(tài)成像裝置的制造方法，其中傳感器部分具有偏移區(qū)。由于除了P型層36之外，傳感器部分34通過(guò)與前述相同的方法制造，所以僅描述具有本發(fā)明特征的P型層36的制造方法。
如圖27A所示，通過(guò)公知方法，在半導(dǎo)體襯底31上形成讀柵極40、垂直寄存器39和溝道停止層37等，進(jìn)而通過(guò)一絕緣膜在半導(dǎo)體襯底31上形成用作電荷讀電極和電荷傳輸電極的電極32。在一用作傳感器部分34的區(qū)域內(nèi)進(jìn)而形成了N型擴(kuò)散層35。然后，形成覆蓋電極32和傳感器部分34的層間絕緣膜38。
在此之后，使用抗蝕劑涂布技術(shù)和光刻技術(shù)，形成一在n型擴(kuò)散層35上方具有一開口的抗蝕劑掩膜81，用來(lái)覆蓋讀柵極40側(cè)的端部分和N型擴(kuò)散層35的溝道停止層37側(cè)的端部分。然后，通過(guò)普通的離子注入方法，采用抗蝕劑掩膜81作為離子注入掩膜，向N型擴(kuò)散層35的表層注入雜質(zhì)。然后，在移除抗蝕劑掩膜81之后，進(jìn)行期望的熱處理，以在N型擴(kuò)散層35上形成用作空穴積聚層的P型擴(kuò)散層36。因此，在讀電極(讀柵極40)側(cè)以及在相鄰像素的傳輸電極(用于隔離相鄰像素的溝道停止層37)側(cè)的N型擴(kuò)散層35保留成為偏移區(qū)77。用這種方法，形成了一偏移結(jié)構(gòu)。在此之后，形成了上述從第一到第五實(shí)施例的光屏蔽膜。在此情形，形成光屏蔽膜以具有用來(lái)連接到直流電源或脈沖電源的端子(未圖示)。該光屏蔽膜可以在前述熱處理之前形成。
在上述制造方法中，通過(guò)使N型擴(kuò)散層35在讀柵極40側(cè)和相鄰像素的溝道停止層37上成為偏移區(qū)77，以在N型擴(kuò)散層35上使用普通的離子注入方法形成P型擴(kuò)散層36。通過(guò)偏移區(qū)77，形成P型擴(kuò)散層36從讀柵極40和相鄰像素的溝道停止層37分開。這抑制了傳感器部分34的P型層在之后進(jìn)行的熱處理中向讀柵極40擴(kuò)散，使得讀電壓能夠被抑制得低并且驅(qū)動(dòng)電壓的動(dòng)態(tài)容限被展寬。此外，因?yàn)镻型擴(kuò)散層36不在水平方向上(向溝道停止層37)擴(kuò)散到相鄰像素側(cè)的垂直寄存器29的傳輸電極39下，所以保證了垂直寄存器39的有效區(qū)，并且保證了由垂直寄存器39處理的電荷數(shù)量。此外，這種制造方法不需要控制離子注入的方向、角度等并因而能夠減小擴(kuò)散效應(yīng)，使得能夠減小對(duì)與P型擴(kuò)散層36相鄰的元件的影響，使傳感器的尺寸更小。
或者，P型擴(kuò)散層36能夠如下形成。如圖27B所示，在半導(dǎo)體襯底31上通過(guò)公知的制造方法形成了讀柵極40、垂直寄存器39和溝道停止層37等，在半導(dǎo)體襯底31上還通過(guò)一絕緣膜形成了用作電荷讀電極和電荷傳輸電極的電極32。此外，在一用作傳感器部分34的區(qū)域，形成N型擴(kuò)散層35。另外還形成了覆蓋電極32和傳感器部分34的層間絕緣膜38。
在此之后，通過(guò)其中使用電極32、層間絕緣膜38等作為離子注入的掩膜的普通的對(duì)角線離子注入方法，將P型雜質(zhì)摻雜到N型擴(kuò)散層35表面層。在此情形，離子注入的方向是確定的，使得讀柵極40側(cè)可以用電極32和層間絕緣膜38遮蔽。隨后，進(jìn)行需要的熱處理以在N型擴(kuò)散層35上形成用作空穴積聚層的P型擴(kuò)散層36。結(jié)果，保留了在讀電極(讀柵極40)側(cè)的N型擴(kuò)散層35，且留下的區(qū)域成為偏移區(qū)77。用這種方法，形成了一偏移結(jié)構(gòu)。在此之后，形成了上述從第一到第五實(shí)施例的光屏蔽膜。在此情形，形成光屏蔽膜以具有用來(lái)連接直流電源或脈沖電源的端子(未圖示)。該光屏蔽膜可以在前述熱處理之前形成。
在上述制造方法中，采用對(duì)角線離子注入方法，通過(guò)使N型擴(kuò)散層35在讀柵極40側(cè)和相鄰像素的溝道停止層37上成為偏移區(qū)77，以在N型擴(kuò)散層35上形成P型擴(kuò)散層36。通過(guò)偏移區(qū)77，形成P型擴(kuò)散層36從讀柵極40和相鄰像素的溝道隔離層37分開。這避免了傳感器部分的P型層在之后進(jìn)行的熱處理中向讀柵極40擴(kuò)散，使得讀電壓能夠被抑制得低并且驅(qū)動(dòng)電壓的動(dòng)態(tài)容限被展寬。此外，由于這種制造方法能夠通過(guò)離子注入減小擴(kuò)散效應(yīng)、因而能夠減小對(duì)與p型擴(kuò)散層36相鄰的元件的影響，且使傳感器的尺寸更小。
此外，形成連接到直流電源的光屏蔽膜的制造方法能夠通過(guò)對(duì)光屏蔽膜施加電壓來(lái)抑止噪聲產(chǎn)生。而且能夠提高傳感器部分的表面上的鎖定。另外，通過(guò)在電荷傳輸時(shí)施加負(fù)電壓，能夠設(shè)置高的讀柵極勢(shì)壘并且改善光暈?zāi)：匦?。此外，形成連接到脈沖電源的光屏蔽膜的制造方法能夠施加與讀脈沖同步的脈沖，從而幫助讀操作并且減小讀電壓。
本發(fā)明并不僅限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下能夠進(jìn)行其它的各種修改。
根據(jù)本發(fā)明的上述固態(tài)成像裝置，采用能夠?qū)㈩A(yù)定的電壓信號(hào)施加到光屏蔽膜或其它與第一電極電獨(dú)立的電極上的結(jié)構(gòu)，使每個(gè)部分的電勢(shì)為可變的并且電勢(shì)能夠通過(guò)施加電壓信號(hào)來(lái)修正。這使得可以通過(guò)修正電勢(shì)來(lái)改善光暈?zāi)：匦?、讀出特性、像素隔離特性和噪聲特性。
此外，根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置及其制造方法，通過(guò)在像素隔離層側(cè)的端部分形成比作為光接收傳感器部分的光電轉(zhuǎn)換區(qū)的位于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的中心第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)更低的摻雜濃度的區(qū)域，能夠修正在光接收傳感器部分的表面上的端部分的電勢(shì)深度以減小電極側(cè)的讀電壓并且抑制像素隔離區(qū)側(cè)的噪聲產(chǎn)生。
這使得可以更加有效地改善讀出特性和噪聲特性。
因此，本發(fā)明能夠提供具有滿意的噪聲特性和讀出特性的固態(tài)成像裝置。
此外，根據(jù)本發(fā)明，由于即使像素小型化并其數(shù)量增加也能夠獲得滿意的噪聲特性和讀出特性，所以通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置，能夠使相機(jī)等小型化并且得到高分辨率和高圖像質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置，對(duì)光屏蔽膜施加電壓能夠抑制噪聲產(chǎn)生。由于光屏蔽膜連接到直流電源，所以提高了傳感器部分的表面上的鎖定。在電荷傳輸時(shí)施加負(fù)電壓可以使得讀柵極勢(shì)壘設(shè)置得高并且改善光暈?zāi)：匦?。?dāng)光屏蔽膜連接到脈沖電源時(shí)，能夠施加與讀脈沖同步的脈沖，因而能夠幫助讀操作并且減小讀電壓。因此能夠提供高質(zhì)量、避免產(chǎn)生暗電流并且無(wú)缺陷的固態(tài)成像裝置。此外，能夠增大垂直寄存器的有效區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置，對(duì)光屏蔽膜施加電壓能夠抑制噪聲產(chǎn)生。通過(guò)在讀固態(tài)成像裝置時(shí)在光屏蔽膜上施加直流電壓，能夠提高傳感器部分表面上的鎖定。通過(guò)在電荷傳輸時(shí)施加負(fù)電壓，能夠使讀柵極勢(shì)壘設(shè)置得高并且改善光暈?zāi)：匦浴Ｔ谧x固體圖像拾取裝置時(shí)對(duì)光屏蔽膜施加脈沖電壓的驅(qū)動(dòng)方法能夠幫助讀操作并且減小讀電壓。因此能夠提供高質(zhì)量、避免產(chǎn)生暗電流并且無(wú)缺陷的固態(tài)成像裝置。
根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置，因?yàn)閭鞲衅鞑糠志哂性O(shè)置于固態(tài)成像裝置中讀柵極和相鄰像素的溝道停止層之間的偏移區(qū)，所以能夠?qū)⒆x電壓抑制得低并且展寬驅(qū)動(dòng)電壓的動(dòng)態(tài)容限。此外，能夠保證垂直寄存器的有效區(qū)并且保證由垂直寄存器處理的電荷的數(shù)量。此外，對(duì)光屏蔽膜施加電壓能夠抑制噪聲產(chǎn)生。由于光屏蔽膜連接到直流電源，所以能夠提高傳感器部分表面上的鎖定。此外，通過(guò)在電荷傳輸時(shí)施加負(fù)電壓，可以使讀柵極勢(shì)壘設(shè)置得高并且改善光暈?zāi)：匦浴．?dāng)光屏蔽膜連接到脈沖電源時(shí)，能夠施加與讀脈沖同步的脈沖，因而能夠幫助讀操作并且減小讀電壓。另外，能夠增大垂直寄存器的有效區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)成像裝置的制造方法，因?yàn)槠茀^(qū)形成在讀柵極側(cè)和相鄰像素的溝道停止層側(cè)的N型擴(kuò)散層內(nèi)，并且通過(guò)離子注入方法在N型擴(kuò)散層上形成P型擴(kuò)散層，所以能夠通過(guò)偏移區(qū)形成P型擴(kuò)散層從讀柵極和相鄰像素的溝道停止層分開。這使得可以制造能夠?qū)⒆x電壓抑制得低且能夠展寬驅(qū)動(dòng)電壓的動(dòng)態(tài)容限的固態(tài)成像裝置。此外，能夠保證垂直寄存器的有效區(qū)并且保證由垂直寄存器處理的電荷的數(shù)量。此外，對(duì)光屏蔽膜施加電壓能夠抑制噪聲產(chǎn)生。由于光屏蔽膜連接到直流電源，所以夠提高傳感器部分表面上的鎖定。此外，通過(guò)在電荷傳輸時(shí)施加負(fù)電壓，能夠使讀柵極勢(shì)壘設(shè)置得高并且改善光暈?zāi)：匦?。?dāng)光屏蔽膜連接到脈沖電源時(shí)，能夠幫助讀操作以減小讀電壓。
權(quán)利要求
1.一個(gè)固態(tài)成像裝置，包括一電極，用于從構(gòu)成像素的光接收傳感器部分讀信號(hào)電荷，設(shè)置于上述光接收傳感器部分的一側(cè)。一光屏蔽膜，形成以覆蓋除了所述光接收傳感器部分之外的圖像拾取區(qū)，對(duì)其施加一預(yù)定的電壓信號(hào)。一第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)，形成于構(gòu)成所述光接收傳感器部分的光電轉(zhuǎn)換區(qū)的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)表面上的中心，和一包含比所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的摻雜濃度更低的摻雜濃度的區(qū)，在所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)表面上形成于所述電極側(cè)的端部和像素隔離區(qū)側(cè)的相對(duì)端部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置，其中，或者一直流偏壓或者一時(shí)鐘脈沖，或者它們二者被用作所述電壓信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置，還包括一用于傳輸所述讀信號(hào)電荷的電荷傳輸部分，設(shè)置于所述光接收傳感器部分的一側(cè)，其中，所述電極還作為所述電荷傳輸部分中的電荷傳輸電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置，其中，形成所述光接收傳感器部分的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)與所述光接收傳感器部分上方的光屏蔽膜的開口自對(duì)準(zhǔn)。
5.一種固態(tài)成像裝置，包括一第一電極，用來(lái)從構(gòu)成像素的光接收傳感器部分讀信號(hào)電荷或用來(lái)傳輸所述讀信號(hào)電荷，設(shè)置于所述光接收傳感器部分側(cè)；另一電極，與所述第一電極電獨(dú)立，設(shè)置于所述電極中所述光接收傳感器部分側(cè)，對(duì)其施加一預(yù)定的電壓信號(hào)；一第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)，形成于構(gòu)成所述光接收傳感器部分的光電轉(zhuǎn)換區(qū)的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)表面上中心；一包含比所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的摻雜濃度更低的摻雜濃度的區(qū)，在所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)表面上形成于所述第一電極的端部分和像素隔離區(qū)側(cè)的相對(duì)端部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固態(tài)成像裝置，其中，或者一直流偏壓或者一時(shí)鐘脈沖，或者它們二者用作所述電壓信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固態(tài)成像裝置，還包括一用于傳輸所述讀信號(hào)電荷的電荷傳輸部分，設(shè)置于所述光接收傳感器部分的一側(cè)，其中，所述第一電極是所述電荷傳輸部分中的電荷傳輸電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固態(tài)成像裝置，其中，形成所述光接收傳感器部分的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)與所述另一電極的邊緣自對(duì)準(zhǔn)。
9.一種固態(tài)成像裝置，包括一光電轉(zhuǎn)換部分，用來(lái)根據(jù)接收的光量產(chǎn)生電荷；一電荷積聚部分，用來(lái)通過(guò)一讀電極接收從所述光電轉(zhuǎn)換部分讀出的電荷，其中，所述光電轉(zhuǎn)換部分包括一第一導(dǎo)電型的第一摻雜區(qū)和一在所述第一摻雜區(qū)上形成的第二導(dǎo)電型的第二摻雜區(qū)，以及包含比所述第二摻雜區(qū)的摻雜濃度更低的摻雜濃度的第二導(dǎo)電型的第三和第四摻雜區(qū)形成于所述第二摻雜區(qū)和所述電荷積聚部分之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的固態(tài)成像裝置，還包括一電壓施加部分，獨(dú)立于所述讀電極形成，其中，形成所述第三摻雜區(qū)相鄰于所述第二摻雜區(qū)，并且所述電壓施加部分至少對(duì)所述第三摻雜區(qū)施加電壓以控制第三摻雜區(qū)的電勢(shì)。
11.一種制造固態(tài)成像裝置的方法，包括的步驟為在構(gòu)成像素的光接收傳感器部分一側(cè)提供一電極，用來(lái)從所述光接收傳感器部分讀信號(hào)電荷；形成一覆蓋除所述光接收傳感器部分之外的圖像拾取區(qū)的光屏蔽膜，對(duì)其施加一預(yù)定的電壓信號(hào)；在構(gòu)成所述光接收傳感器部分的光電轉(zhuǎn)換區(qū)的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的表面上中心形成一第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)，其中，在形成所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)后，在所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的表面上中心形成所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)，并且在所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)表面上，在所述電極側(cè)的端部分和像素隔離區(qū)側(cè)的相對(duì)端部形成一包含比所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的摻雜濃度更低的摻雜濃度的區(qū)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造固態(tài)成像裝置的方法，其中，在形成所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)和所述包含比所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)的摻雜濃度更低的摻雜濃度的區(qū)時(shí)，向所述電極側(cè)的端部分的離子注入與向所述像素隔離區(qū)側(cè)的相對(duì)端部的離子注入是分開進(jìn)行的。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造固態(tài)成像裝置的方法，其中，在形成了第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)之后，形成所述光屏蔽膜，在所述光接收傳感器部分上方的所述光屏蔽膜中形成一開口，且使用所述光屏蔽膜作為掩膜進(jìn)行離子注入以形成所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)。
14.一種固態(tài)成像裝置，通過(guò)電荷耦合裝置傳輸在傳感器部分中通過(guò)光電轉(zhuǎn)換獲得的電信號(hào)，所述裝置包括一光屏蔽膜，在所述傳感器部分上方具有一開口并且覆蓋在傳感器部分側(cè)的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)，其中，所述光屏蔽膜連接到直流電源。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述光屏蔽膜由多層形成，其中所述多層中的第一光屏蔽膜在所述傳感器部分上方提供了一開口以用來(lái)覆蓋在所述傳感器部分的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)并且連接到地；且在所述多層中的第二光屏蔽膜形成于所述第二光屏蔽膜下的光屏蔽膜上，其間具有一絕緣膜，以從所述第一光屏蔽膜的開口一側(cè)向所述傳感器部分突出，并且連接到直流電源。
16.一種固態(tài)成像裝置，通過(guò)電荷耦合裝置傳輸在傳感器部分中通過(guò)光電轉(zhuǎn)換獲得的電信號(hào)，所述裝置包括一光屏蔽膜，在傳感器部分上方具有一開口并且覆蓋在傳感器部分側(cè)的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)，其中，所述光屏蔽膜連接到脈沖電源。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的固態(tài)成像裝置，其中，所述光屏蔽膜由多層形成，其中所述多層中的第一光屏蔽膜在所述傳感器部分上方提供了一開口以用來(lái)覆蓋在所述傳感器部分的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)并且連接到地；且在所述多層中的第二光屏蔽膜形成于所述第二光屏蔽膜下的光屏蔽膜上，其間具有一絕緣膜，以從所述第一光屏蔽膜的開口一側(cè)向所述傳感器部分突出，并且連接到脈沖電源。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述第二光屏蔽膜形成于讀電極側(cè)。
19.一種驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法，所述固態(tài)成像裝置通過(guò)電荷耦合裝置傳輸在傳感器部分中通過(guò)光電轉(zhuǎn)換獲得的電信號(hào)且包括在傳感器部分上方具有一開口并且覆蓋在傳感器部分側(cè)的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)的一光屏蔽膜，所述方法包括的步驟為在讀所述固態(tài)成像裝置時(shí)，對(duì)所述光屏蔽膜施加一直流電壓。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的驅(qū)動(dòng)所述固態(tài)成像裝置的方法，其中，所述光屏蔽膜由多層形成，其中所述多層中的第一光屏蔽膜在所述傳感器部分上方提供了一開口以用來(lái)覆蓋在所述傳感器部分的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)并且連接到地；且在所述多層中的第二光屏蔽膜形成于所述第二光屏蔽膜下的光屏蔽膜上，其間具有一絕緣膜，以從所述第一光屏蔽膜的開口一側(cè)向所述傳感器部分突出，并且連接到直流電源。
21.一種驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法，所述固態(tài)成像裝置通過(guò)電荷耦合裝置傳輸在傳感器部分中通過(guò)光電轉(zhuǎn)換獲得的電信號(hào)且包括在傳感器部分上方具有一開口并且覆蓋在傳感器部分側(cè)的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)的一光屏蔽膜，所述方法包括的步驟為在讀所述固態(tài)成像裝置時(shí)，對(duì)所述光屏蔽膜施加脈沖電壓。
22根據(jù)權(quán)利要求21所述的驅(qū)動(dòng)所述固態(tài)成像裝置的方法，其中，所述光屏蔽膜由多層形成，其中所述多層中的第一光屏蔽膜在所述傳感器部分上方提供了一開口以用來(lái)覆蓋在所述傳感器部分的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)并且連接到地；且在所述多層中的第二光屏蔽膜形成于所述第二光屏蔽膜下的光屏蔽膜上，其間具有一絕緣膜，以從所述第一光屏蔽膜的開口一側(cè)向所述傳感器部分突出，并且連接到脈沖電源。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述第二光屏蔽膜形成于讀電極側(cè)。
24.一種固態(tài)成像裝置，所述固態(tài)成像裝置通過(guò)電荷耦合裝置傳輸在傳感器部分中通過(guò)光電轉(zhuǎn)換獲得的電信號(hào)且包括在傳感器部分上方具有一開口并且覆蓋在傳感器部分側(cè)的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)的一光屏蔽膜，其中，所述光屏蔽膜連接到直流電源，且所述傳感器部分具有設(shè)置在所述固態(tài)成像裝置中的讀柵極和相鄰像素的溝道停止層之間的偏移區(qū)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述光屏蔽膜由多層形成，其中所述多層中的第一光屏蔽膜在所述傳感器部分上方提供了一開口以用來(lái)覆蓋在所述傳感器部分的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)并且連接到地；且在所述多層中的第二光屏蔽膜形成于所述第二光屏蔽膜下的光屏蔽膜上，其間具有一絕緣膜，以從所述第一光屏蔽膜的開口一側(cè)向所述傳感器部分突出，并且連接到直流電源。
26.一種固態(tài)成像裝置，所述固態(tài)成像裝置通過(guò)電荷耦合裝置傳輸在傳感器部分中通過(guò)光電轉(zhuǎn)換獲得的電信號(hào)且包括在傳感器部分上方具有一開口并且覆蓋在傳感器部分側(cè)的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)的一光屏蔽膜，其中，所述光屏蔽膜連接到脈沖電源，且所述傳感器部分具有設(shè)置在所述固態(tài)成像裝置中的讀柵極和相鄰像素的溝道停止層之間的偏移區(qū)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述光屏蔽膜由多層形成，其中所述多層中的第一光屏蔽膜在所述傳感器部分上方提供了一開口以用來(lái)覆蓋在所述傳感器部分的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)并且連接到地；且在所述多層中的第二光屏蔽膜形成于所述第二光屏蔽膜下的光屏蔽膜上，其間具有一絕緣膜，以從所述第一光屏蔽膜的開口一側(cè)向所述傳感器部分突出，并且連接到脈沖電源。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述第二光屏蔽膜形成于讀電極側(cè)。
29.一種制造固態(tài)成像裝置的方法，所述固態(tài)成像裝置通過(guò)電荷耦合裝置傳輸在傳感器部分中通過(guò)光電轉(zhuǎn)換獲得的電信號(hào)且包括在傳感器部分上方具有一開口并且覆蓋在傳感器部分側(cè)的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)且連接到直流電源的一光屏蔽膜，其中，形成所述傳感器部分的工藝包括的步驟為在讀柵極和相鄰像素的電荷耦合裝置的溝道停止層之間形成一N型擴(kuò)散層；在所述N型擴(kuò)散層上使用離子注入方法形成一P型擴(kuò)散層，使在所述讀柵極側(cè)和相鄰像素的溝道停止層側(cè)的N型擴(kuò)散區(qū)成為偏移區(qū)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述制造固態(tài)成像裝置的方法，其中在形成覆蓋所述傳感器部分側(cè)的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)并且在其間具有一絕緣膜的第一光屏蔽膜之后，形成所述光屏蔽膜使得所述開口在所述傳感器部分上方形成于第一光屏蔽膜中，且第二光屏蔽膜從所述第一光屏蔽膜的開口側(cè)向所述傳感器部分突出，在所述第一光屏蔽膜上在所述第二光屏蔽膜和第一光屏蔽膜之間形成有一絕緣膜。
31.一種制造固態(tài)成像裝置的方法，所述固態(tài)成像裝置通過(guò)電荷耦合裝置傳輸在傳感器部分中通過(guò)光電轉(zhuǎn)換獲得的電信號(hào)且包括在傳感器部分上方具有一開口并且覆蓋在傳感器部分側(cè)的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)且連接到脈沖電源的一光屏蔽膜，其中，形成所述傳感器部分的工藝包括的步驟為在讀柵極和相鄰像素的電荷耦合裝置的溝道停止層之間形成一N型擴(kuò)散層；在所述N型擴(kuò)散層上使用離子注入方法形成一P型擴(kuò)散層，使在所述讀柵極側(cè)和相鄰像素的溝道停止層側(cè)的N型擴(kuò)散區(qū)成為偏移區(qū)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的制造固態(tài)成像裝置的方法，其中，在形成覆蓋所述傳感器部分側(cè)的非光電轉(zhuǎn)換區(qū)并且在其間具有一絕緣膜的第一光屏蔽膜之后，形成所述光屏蔽膜使得所述開口在所述傳感器部分上方形成于第一光屏蔽膜中，且第二光屏蔽膜從所述第一光屏蔽膜的開口側(cè)向所述傳感器部分突出，在所述第一光屏蔽膜上在所述第二光屏蔽膜和第一光屏蔽膜之間形成有一絕緣膜。
33.根據(jù)權(quán)利要求書32所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述第二光屏蔽膜形成于讀電極側(cè)。
全文摘要
通過(guò)以良好平衡的方法改善噪聲特性和讀出特性從而提供了一種具有滿意的噪聲特性和讀出特性的固態(tài)成像裝置。所述固態(tài)成像裝置具有如此的結(jié)構(gòu)使得在構(gòu)成像素的光接收傳感器部分11的一側(cè)提供讀信號(hào)電荷；將預(yù)定的電壓信號(hào)V施加到形成以覆蓋除了光接收傳感器部分11之外的圖像拾取區(qū)的光屏蔽膜9；在構(gòu)成光接收傳感器部分11的光電轉(zhuǎn)換區(qū)的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)2的表面上的中心形成第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)6，且包含比第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)6的摻雜濃度更低的摻雜濃度的區(qū)10(10A、10B)形成于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體區(qū)2的表面上在電極8側(cè)的端部和像素隔離區(qū)3側(cè)的相對(duì)端部。
文檔編號(hào)H04N5/372GK1781192SQ20048001181
公開日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月6日
發(fā)明者北野良昭, 阿部秀司, 黑巖淳, 平田清, 大木洋昭, 唐澤信浩, 滝澤律夫, 山下滿, 佐藤充, 國(guó)分勝則 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社