[发明专利]固态成像元件和电子设备

说明书

根据本公开的固态成像装置包括：光电转换膜，其逐个像素地设置在半导体衬底外部，对具有预定波长范围的光执行光电转换，并且透射具有所述预定波长范围以外的波长范围的光；和光电转换区，其逐个像素地设置在所述半导体衬底内部，并对具有所述波长范围的光执行光电转换，所述光具有已经通过所述光电转换膜的所述波长范围。所述光电转换膜包括具有雪崩功能的膜。

技术领域

本公开涉及一种固态成像装置和一种电子设备。

背景技术

有一种具有所谓层叠型像素结构的固态成像装置，其中在半导体衬底外部提供对具有预定波长范围的光执行光电转换的光电转换膜，而在半导体衬底内部提供对具有预定波长范围以外的波长范围的光执行光电转换的光电转换区，所述光具有已经通过光电转换膜的波长范围(参见例如专利文献1)。

根据层叠型像素结构，可以在一个像素的区内设置对两种或更多种颜色敏感的光电转换单元(光电转换膜和光电转换区)。因此，与对两种或更多种颜色敏感的光电转换单元设置在平面上的情况相比，层叠型像素结构具有可以实现固态成像装置的芯片面积减小的优点。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本特许公开2012-238648号专利申请

发明内容

技术难题

顺便说一下，在固态成像装置中，当像素数量增加以实现捕获图像的高清晰度和高图像质量，并且像素尺寸相应减小时，每个像素要处理的最大电荷量或灵敏度降低，并且图像质量因此恶化。由于像素数量增加而导致的灵敏度降低的问题也适用于具有层叠型像素结构的固态成像装置。

在这点上，本公开的目的是提供一种能够改进包括光电转换膜的层叠型像素结构中的灵敏度的固态成像装置，以及包括该固态成像装置的电子设备。问题的解决方案

一种用于实现上述目标的本公开的固态成像装置包括：光电转换膜，其逐个像素地设置在半导体衬底外部，对具有预定波长范围的光执行光电转换，并且透射具有预定波长范围以外的波长范围的光；和光电转换区，其逐个像素地设置在半导体衬底内部，并对具有波长范围的光执行光电转换，所述光具有已经通过光电转换膜的波长范围，光电转换膜包括具有雪崩功能的膜。此外，本公开的用于实现上述目标的电子设备包括具有上述配置的固态成像装置。

本公开的固态成像装置中的像素结构是这样的结构，其中光电转换膜设置在半导体衬底外部，光电转换区设置在半导体衬底内部，并且作为光电转换单元的光电转换膜和光电转换区在入射光的光轴方向上层叠(光电转换单元空间设置的结构)。在这种层叠型像素结构中，光电转换膜由具有雪崩功能的膜形成，因此通过每个像素的光电转换生成的电子数量可以通过雪崩效应增加。另外，假设使用具有雪崩功能的膜作为光电转换膜的像素和不使用该膜的像素在相同的入射光量下获得相同的输出电平，则使用具有雪崩功能的膜的像素可以比不使用该膜的像素在尺寸上减小。

本发明的有益效果如下：

根据本公开，由于可以通过使用具有雪崩功能的膜作为光电转换膜来提高灵敏度，因此可以在具有层叠型像素结构的固态成像装置中实现芯片面积的尺寸的减小。

应当注意，本公开不一定限于具有本文所述的效果，并且可以产生本文所述的任何一种效果。此外，这里描述的效果仅仅是示例，而不是限制性的，并且可以产生额外的效果。

附图说明

[图1]图1是根据本公开实施例1的固态成像装置的截面图。

[图2]图2是根据本公开实施例2的固态成像装置的截面图。

[图3]图3是根据本公开实施例3的固态成像装置的截面图。

[图4]图4是根据本公开实施例4的固态成像装置的截面图。