[发明专利]光电转换装置和使用光电转换装置的成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括电荷保持部分的光电转换装置的配 置。

背景技术

近年来，在很多数码静态相机和数码摄像机中已经使用了 电荷耦合器件(CCD)型光电转换装置和金属氧化物半导体(MOS) 型光电转换装置。在MOS型光电转换装置中，已经开发了用于实现 总体快门(global shutter)功能的元件结构，所述总体快门功能使得 光电转换元件的存储时间恒定。所述元件结构是在光电转换元件中的 每一个中提供电荷保持部分的结构。日本专利申请公开2007-294531 公开了一种为了抑制污点(smear)而在包括电荷保持部分的结构中 包括掩埋式栅极电极(buried gate electrode)的配置。此外，日本专 利申请公开No.2008-004692公开了这样的配置：在电荷保持部分之下 提供具有与所述电荷保持部分的导电类型相反的导电类型的半导体区 域，以减少在半导体衬底中的较深位置处生成的电荷进入电荷保持部 分(电荷存储单元)。

然而，在日本专利申请公开No.2007-294531中所公开的技 术有可能将在半导体衬底中的较深位置处产生的电荷与来自另一元件 等的电荷混合到电荷保持部分中。此外，日本专利申请公开 No.2008-004692中所公开的技术也有可能将来自另一元件等的电荷混 合到电荷保持部分中。

发明内容

因此，本发明致力于提供一种用于减少电荷的混合的、包 括电荷保持部分的光电转换装置。

本发明的一个方面是一种光电转换装置，包括：半导体衬 底；第一导电类型的第一半导体区域，被布置在所述半导体衬底中， 并且包括光电转换元件的一部分；第一导电类型的第二半导体区域， 被布置在所述半导体衬底中，并且保持所述第一半导体区域中生成的 电荷；栅极电极，被布置在所述半导体衬底上，并且传递来自所述第 二半导体区域的电荷；第一导电类型的第三半导体区域，被布置在所 述半导体衬底中，其中，所述电荷由所述栅极电极传递到所述第三半 导体区域；用于限定第一活性区域(active region)的元件隔离区域， 被布置在所述半导体衬底中并且具有绝缘体；以及第四半导体区域， 其在所述半导体衬底中沿着所述元件隔离区域的侧壁被布置，并且用 作暗电流抑制区域，用于抑制来自所述元件隔离区域的暗电流，其中， 所述第二半导体区域被布置在所述第一活性区域中，所述元件隔离区 域的一部分通过所述第四半导体区域接触所述第二半导体区域的一部 分，并且以等于或大于所述第二半导体区域的深度的深度从基准表面 延伸到所述半导体衬底中，所述基准表面包括所述光电转换元件的光 接收表面。

此外，本发明的另一方面是一种光电转换装置，包括：半 导体衬底；第一导电类型的第一半导体区域，被布置在所述半导体衬 底中，并且包括光电转换元件的一部分；第一导电类型的第二半导体 区域，被布置在所述半导体衬底中并且保持所述第一半导体区域中生 成的电荷；栅极电极，被布置在所述半导体衬底上并且传递来自所述 第二半导体区域的电荷；第一导电类型的第三半导体区域，被布置在 所述半导体衬底中，其中，所述电荷由所述栅极电极传递到所述第三 半导体区域；用于限定第一活性区域的元件隔离区域，被布置在所述 半导体衬底中并且具有绝缘体，其中，所述第二半导体区域被布置在 所述第一活性区域中，所述元件隔离区域的一部分接触所述第二半导 体区域的一部分，并且以等于或大于所述第二半导体区域的深度的深 度从基准表面延伸到所述半导体衬底中，所述基准表面包括所述光电 转换元件的光接收表面。

根据本发明，可以减少进入电荷保持部分的电荷的泄漏， 并且可以提供低噪声光电转换装置。

从结合附图进行的以下描述，本发明的其它特征和优点将 是清楚的，在附图中，同样的标号在整个附图中表示相同或相似的部 分。

附图说明

图1说明光电转换装置的像素电路的例子。

图2是用于说明第一实施例的光电转换装置的平面布局 图。

图3A是沿着图2的线A-B取得的典型截面图。

图3B是沿着图2的线C-D取得的典型截面图。

图3C是说明修改方式的典型截面图。

图3D是说明其它修改方式的典型截面图。

图4A是用于说明第二实施例的光电转换装置的平面布局 图。