[发明专利]固体摄像装置以及利用该固体摄像装置的摄像机

说明书

技术领域

本发明涉及固体摄像装置，尤其涉及具有衬底接点的固体摄像装置以及摄像机。

背景技术

CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合元件)型固体摄像装置和MOS(Metal Oxide Silicon：金属氧化物半导体)型固体摄像装置等，作为数字静态相机或数字动态相机等的摄像装置被广泛应用。其中，MOS型固体摄像装置的结构是，在一个半导体衬底上制作有：由多个摄像像素构成的摄像区域，和从该摄像区域的各个摄像像素中读取信号的周边电路区域。

在此，利用图1对以往技术中的固体摄像装置进行说明。图1是具有专利文献1中所公开的以往的衬底接点的固体摄像装置的整体结构图。该固体摄像装置具有在n型半导体衬底上形成的p型的共用的阱，该共用的阱上形成有：包括被排列为二维的多个像素PXL的像素排列区域PXA，和配置了用于驱动的电路等的周边部分PP。

各个像素PXL具有在半导体衬底上形成的光电二极管1、p+型半导体区域2、晶体管等，并且还具有衬底接点3。周边部分PP包括：p+型半导体区域2′以及衬底接点3′。衬底接点3、3′与p+型半导体区域2、2′电连接。

在此，对衬底接点3被形成的理由进行说明。在像素PXL内的多个晶体管的下部，为了控制晶体管的阈值，而形成所述的p型的共用的阱，并且，在共用的阱上被施加有基准电压(通常情况下为0V)，以保持一定的电位。但是，为了从各个像素PXL中分别读出输出信号，在对放大晶体管顺序进行ON/OFF切换时，由于共用的阱和选择晶体管的栅电极的电容量结合，而使共用的阱的电位发生变动。并且，发生了变动的共用的阱的电位要想返回到基准电位，需要花费一定的时间。在像素排列区域内部没有形成衬底接点3的情况下，由于要等待共用的阱的电位返回到基准电位(0V)，才使下一个选择晶体管工作，因此难于实现高速工作。以往的对策是，在像素阵列内部形成衬底接点3，并将衬底接点3与带有基准电压的布线相连接。据此，可以大幅度地缩短变动后的p型的共用阱的电位返回到基准电位的时间。

专利文献1日本特开2001-230400号公报

然而，存在的问题是：根据在像素排列区域内具有所述的衬底接点3的固体摄像装置的像素构成，而在不同位置上的光电二极管之间产生灵敏度差。

以下，利用附图(图2、图3A-图3C)对上述问题进行说明。图2示出了在相邻的光电二极管之间产生灵敏度差的固体摄像装置的一个例子。

该图的固体摄像装置示出的例子是四个像素构成一个单元的情况，即，对四个光电二极管配置一组放大晶体管和复位晶体管。并且，在该图中的固体摄像装置的结构中示出了：多个光电二极管1、放大晶体管的栅极11、放大晶体管的源极区域5、复位晶体管的栅极10、复位晶体管的源极区域7、放大晶体管和复位晶体管共漏极区域6、被连接于电源电压布线12和共漏极区域6的且向一组放大晶体管和复位晶体管提供电源电压的电源电压接点17、传输晶体管的栅极8、检测容量部(浮动扩散层)9、p+型区域2、以及衬底接点3。

图中从上开始第二个(或第三个)光电二极管1和从上开始第四个(或第五个)光电二极管1之间产生灵敏度差这个问题。

对于这个问题将利用图3A～图3C来说明。图3A、图3B是放大晶体管或复位晶体管相邻于光电二极管的两侧时的光电二极管1的断面模式图。并且，电源电压接点17、衬底接点3在图2的光电二极管1的断面图上没有示出，为了便于说明，在图3A-图3B中示出。

如图3A所示，通常在光电二极管1上配置有聚光透镜。并且，入射光通过聚光透镜被聚光在二极管上。

但是，也有这样一种情况，即如图3B所示，入射光没有入射到光电二极管上，而是入射到元件分离部18或n+型的源极区域7(或5)上。当入射光入射到元件分离部18或n+型区域时，由于光电转换效果而产生电子。在n+型的源极区域7(或5)上被施加有用于驱动晶体管的电源电压(正电压，通常为2-5V左右)，由于产生的电子向电源一侧移动，而出现电子不移向光电二极管的现象。在这种情况下，不会使相邻的光电二极管1的灵敏度下降。

对此，如图3C所示，在光电二极管1与p+型区域2相邻的情况下，当入射光入射到元件分离部18或p+型区域2时同样产生电子。在p+型区域2上形成衬底接点3，并在一般情况下保持0V。为此出现的现象是，产生的电子不是移向衬底接点3而是主要向光电二极管1移动。

在这种情况下，则使相邻的光电二极管1的灵敏度下降。