[发明专利]固体摄像装置和电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及固体摄像装置和使用该固体摄像装置的电子设备等。

背景技术

以往，作为固体摄像装置，CCD是主流，但近年来，能够以低电压进行驱动并且还能够混载周边电路的CMOS传感器的发展显著。在CMOS传感器中，完成了基于完全传输技术和暗电流防止结构等的制造工艺的对策、基于CDS(correlated double sampling：相关双采样)等电路的对策等，如今，CMOS传感器正在成长为质与量均超越CCD的器件。CMOS传感器跃进的主要因素在于画质得到了很大改善，其中之一是存在电荷传输技术的改善。

作为关联的技术，在专利文献1中公开了一种固体摄像装置，在该固体摄像装置中，排列多个能够实现信号电荷的完全传输的半导体元件作为像素，该固体摄像装置具有较高的空间分辨率。该半导体元件具有：第1导电型的半导体区域；第2导电型的受光用表面埋入区域，其埋入半导体区域的上部，入射光；第2导电型的电荷蓄积区域，其埋入半导体区域的上部，对由受光用表面埋入区域生成的信号电荷进行蓄积；电荷读出区域，其接收在电荷蓄积区域中蓄积的信号电荷；第1电位控制单元，其将信号电荷从受光用表面埋入区域传输到电荷蓄积区域；以及第2电位控制单元，其将信号电荷从电荷蓄积区域传输到电荷读出区域。

专利文献1：日本特开2008-103647号公报(第0006-0007段、图3)

在专利文献1的图3中示出了由构成多层布线构造的多个层间绝缘膜中的任意一个的上部上设置的铝(Al)等金属薄膜构成的遮光膜41。遮光膜41的开口部42是选择性地设置的，使得在构成光电二极管D1的受光阴极区域11A的正下方的半导体衬底1上产生光电荷。

然而，根据遮光膜41与半导体衬底1之间的距离，可能无法充分获得位于受光阴极区域11A旁边的电荷累积区域12a的遮光特性而使得光还入射到电荷累积区域12a从而使传输到电荷读出区域13的信号电荷的量变动。

另外，由于电荷累积区域(在下文中，也称作电荷保持区域)与布线层的布线之间的电容耦合，布线层的信号布线或控制布线的电位变化对电荷保持区域的电位造成影响从而使电势分布打乱，可能产生像素之间的传输特性的偏差。

发明内容

本发明的几个方式是关于提供固体摄像装置，在固体摄像装置中，对电荷保持区域的遮光特性进行改善从而减少了由于入射到电荷保持区域的光所导致的信号电荷量的变动，并且减少了电荷保持区域与布线层的布线之间的电容耦合，从而改善了由于布线层的布线的电位变化对电荷保持区域的电位造成的影响所导致的传输特性的偏差。并且，本发明的几个方式是关于提供使用了这样的固体摄像装置的电子设备等。

本发明的第1方式的固体摄像装置具有：配置在半导体衬底上的受光元件、电荷保持区域以及浮置扩散区域；第1传输门，其具有隔着栅绝缘膜配置在半导体衬底的受光元件与电荷保持区域之间的区域上的栅电极；第2传输门，其具有隔着栅绝缘膜配置在半导体衬底的电荷保持区域与浮置扩散区域之间的区域上的栅电极，布线层，其包括隔着多个层间绝缘膜配置在半导体衬底上的布线；以及遮光膜，其相对于布线层配置在半导体衬底侧，对电荷保持区域进行遮光。

根据本发明的第1方式，通过使遮光膜相对于布线层配置在半导体衬底侧，能够改善电荷保持区域的遮光特性，减少由于入射到电荷保持区域的光所导致的信号电荷量的变动。另外，能够减少电荷保持区域与布线层的布线之间的电容耦合，改善由于布线层的布线的电位变化对电荷保持区域的电位造成的影响所导致的传输特性的偏差。

这里，也可以是，遮光膜与第1传输门的栅电极电连接。在这种情况下，例如，在向第1传输门的栅电极提供高电平的控制信号从而第1传输门成为导通状态时，由于遮光膜形成的电场的影响，电荷保持区域的电势增高，因此，具有负电荷的电子容易从受光元件传输到电荷保持区域。

或者，也可以是，遮光膜与第2传输门的栅电极电连接。在这种情况下，例如，在向第1传输门的栅电极提供高电平的控制信号从而第1传输门成为导通状态时，第2传输门的栅电极被提供低电平的控制信号。因此，能够减少遮光膜的上层的布线的电位变化对电荷保持区域的电位造成的影响，使电荷保持区域的电势分布稳定。

或者，也可以是，遮光膜与被提供低电位侧的电源电位的布线电连接。在这种情况下，由于遮光膜的电位一直是恒定的，因此，能够减少遮光膜的上层的布线的电位变化对电荷保持区域的电位造成的影响，使电荷保持区域的电势分布稳定。