[发明专利]固态图像捕捉元件及其驱动、制造方法及电子信息设备

权利要求书

1.一种固态图像捕捉元件，作为设置在半导体衬底中的单位像素部，包括：

光电二极管区，其包括组成用于将光以光电方式转换成信号电荷以进行电荷积聚的光电转换和积聚部的第一导电性类型半导体区，以及用于将所述光电转换和积聚部与半导体衬底的表面分离的第二导电性类型半导体钉扎层；

栅极电极，其一端邻近于第二导电性类型半导体钉扎层，其中，所述栅极电极的一端部与所述光电转换和积聚部的一端部重叠；以及

作为邻近于转移栅极电极另一端的第一导电性类型漏极区的电荷检测部，

所述固态图像捕捉元件进一步包括设置在从光电二极管区的上部到电荷检测部的表面部分中的：作为第二导电性类型半导体钉扎层的第二导电性类型第一区；第二导电性类型第二区，其一端邻近于第二导电性类型第一区且其被设置在光电转换和积聚部的重叠区域中；以及第二导电性类型第三区，其一端邻近于第二导电性类型第二区且其另一端邻近于电荷检测部，

其中，以形成从第二导电性类型第一区穿过第二导电性类型第二区指向第二导电性类型第三区的电场的方式来设置第一、第二和第三区的每个杂质浓度。

2.如权利要求1所述的固态图像捕捉元件，其中，所述第二导电性类型第一区的杂质浓度C1、所述第二导电性类型第二区的杂质浓度C2、以及所述第二导电性类型第三区的杂质浓度C3之间的关系被设置为C1＞C2＞C3。

3.如权利要求2所述的固态图像捕捉元件，其中，所述第二导电性类型第一区的杂质浓度C 1被设置为8×10¹⁷cm^-3至3×10¹⁸cm^-3，所述第二导电性类型第二区的杂质浓度C2被设置为9×10¹⁶cm^-3至5×10¹⁷cm^-3，且所述第二导电性类型第三区的杂质浓度C3被设置为3×10¹⁶cm^-3至1×10¹⁷cm^-3。

4.如权利要求1所述的固态图像捕捉元件，其中，所述第二导电性类型第一区距离衬底表面的深度D1、第二导电性类型第二区距离衬底表面的深度D2、以及第二导电性类型第三区距离衬底表面的深度D3之间的关系是D3＞D1＞D2。

5.如权利要求1所述的固态图像捕捉元件，其中，所述第一导电性类型半导体区被完全掩埋在半导体衬底内部，处于被其之上的第二导电性类型半导体钉扎层、邻近于第二导电性类型半导体钉扎层的一端的栅极电极、邻近于第二导电性类型半导体钉扎层的另一端并在其下面延伸的第二导电性类型区、以及相邻地在第二导电性类型区下面并设置在第一导电性类型半导体区下面的掩埋第二导电性类型区围绕的状态。

6.如权利要求1所述的固态图像捕捉元件，其中，所述第二导电性类型第二区邻近于第二导电性类型第一区且被设置在所述栅极电极下面的光电转换和积聚部的重叠区域上。

7.如权利要求1所述的固态图像捕捉元件，其中，所述第二导电性类型第一区与所述第二导电性类型第二区之间的边界垂直地与栅极电极的一端对齐，且所述第二导电性类型第二区与所述第二导电性类型第三区之间的边界垂直地与光电转换和积聚部的一端对齐。

8.如权利要求5所述的固态图像捕捉元件，其中，所述第二导电性类型区域围绕从第一导电性类型半导体区到第二导电性类型第二区、第二导电性类型第三区、乃至电荷检测部的区域。

9.如权利要求1所述的固态图像捕捉元件，其中，所述第二导电性类型第三区邻近于所述第一导电性类型半导体区和所述第二导电性第二区。

10.如权利要求1所述的固态图像捕捉元件，其中，在所述光电转换和积聚部以光电方式将光转换成信号电荷以进行电荷积聚的时间段期间在转移栅极电极与第二导电性类型半导体区之间施加小于+0.5V的正电位差。

11.如权利要求10所述的固态图像捕捉元件，其中，所述正电位差在等于或大于+0.2V与小于+0.5V的范围内。