CN104488083A - 固态图像传感器、固态成像装置和相机装置 - Google Patents

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Abstract

本技术涉及固态图像传感器、固态成像装置和相机装置，即使单元尺寸减小，也能使白斑不明显。该固态图像传感器包括：寄存器单元，形成为延伸在第一方向上的n型杂质区域；读取单元，构造为将来自该光电转换单元的电荷读入该寄存器单元中，并且形成为延伸在与该寄存器单元相同方向上的p型杂质区域；水平元件隔离单元，构造为防止电荷从该光电转换单元泄漏，并且形成为延伸在与该寄存器单元相同方向上的p型杂质区域；以及多个转移电极，构造为施加电压以改变该寄存器单元的电位分布，其中，该转移电极当中具有预定低值的待机电压的低位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质总量小于待机电压高于该预定低值的中位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质总量。

Description

固态图像传感器、固态成像装置和相机装置
技术领域
本技术涉及固态图像传感器、固态成像装置和相机装置，特别是，涉及即使单元尺寸减小也能使白斑不明显的固态图像传感器、固态成像装置和相机装置。
背景技术
将采用电荷耦合装置(CCD)的固态成像装置看作固态成像装置的示例。
CCD固态图像传感器包括采用光电变换器的多个光传感器单元，即，构造为产生且存储与接收光量对应量的信号电荷的光敏二极管(PDs)，其布置成二维矩阵。信号电荷根据来自物体入射在多个光传感器单元的光敏二极管上的光信号而产生且存储。存储的信号电荷由为光传感器单元的每个列设置的垂直转移寄存器在垂直方向上传输，并且由具有CCD结构的水平转移寄存器在水平方向上传输。水平方向上传输的信号电荷从具有电荷电压转换器的输出单元输出为物体的图像信息。
固态图像传感器具有多个像素，例如，由作为布置在水平和垂直方向上的光敏二极管的多个光传感器单元、读取单元和垂直转移沟道构成。
每个光传感器单元包括信号电荷存储部分和空穴累积区域，其形成在由n型半导体制造的基板的p型半导体阱区中。
信号电荷存储部分由n型杂质区域形成。空穴累积区域由p型杂质区域(p+)形成且形成在信号电荷存储部分的表面上。
每个垂直转移沟道形成在n型杂质区域中距光传感器单元预定的距离处。另外，p型杂质区域(p)形成在垂直转移沟道和在其一侧上读取且用作读取单元的光传感器单元之间。此外，由p型杂质区域(p+)制造的水平元件隔离单元形成在垂直转移沟道和在其另一侧上不读取的光传感器单元之间。此外，由p型杂质区域(p+)制造的垂直元件隔离单元形成在光传感器单元的两端。
水平元件隔离单元在水平方向上隔离各光传感器单元，并且垂直元件隔离单元在垂直方向上隔离各光传感器单元。垂直元件隔离单元、水平元件隔离单元和读取单元的每一个形成为与垂直转移沟道接触。
第一转移电极和第二转移电极交替地形成在读取单元和垂直转移沟道之上，其间具有绝缘膜。垂直转移沟道、第一转移电极和第二转移电极构成垂直转移寄存器。
作为在微型单元中形成垂直转移寄存器的方法，已经提出了允许垂直转移沟道的线宽减小且在垂直转移沟道的电位分布上抑制势垒发生以改善传输信号电荷效率的技术(例如，参见专利文件1)。
引用列表
专利文件
专利文件1：JP 2010-80791 A
发明内容
本发明要解决的技术问题
应注意，在CCD固态图像传感器中，已关注垂直转移寄存器中引起的白线(白斑)对图像质量的影响。白斑由为垂直转移寄存器的n型杂质掺杂的晶体缺陷引起。因此，为了减小白斑的影响，希望减小为垂直转移寄存器的n型杂质掺杂量。
然而，近年来随着单元尺寸的减小，垂直转移寄存器的线宽和元件隔离单元减小，并且以高浓度掺杂杂质以形成转移沟道和元件隔离单元。因此，由于在基板处形成的缺陷，白斑因此倾向于更坏。此外，来自缺陷的暗电流成分倾向于由于具有高浓度的p-n结处的强电场而增加。结果，在微型单元中，白线更加明显地发生。
在专利文件1中的传统技术的情况中，难以减少整个垂直转移寄存器中掺杂的杂质总量，结果，不能产生足够的改善白线的效果。
考虑到这些情形而公开了本技术，并且即使单元尺寸减小，也允许白斑不明显。
解决问题的方案
本技术的第一方面是固态图像传感器，其包括：寄存器单元，构造为传输存储在光电转换单元中的电荷，并且形成为延伸在第一方向上的n型杂质区域；读取单元，构造为将来自该光电转换单元的电荷读入该寄存器单元中，并且形成为延伸在与该寄存器单元相同方向上的p型杂质区域；水平元件隔离单元，构造为防止电荷从该光电转换单元泄漏，并且形成为延伸在与该寄存器单元相同方向上的p型杂质区域；以及多个转移电极，构造为施加电压以改变该寄存器单元的电位分布，其中，该转移电极当中具有预定低值的待机电压的低位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质总量小于待机电压高于该预定低值的中位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质总量。
在正交于第一方向的第二方向上，低位电极之下形成寄存器单元的n型杂质的宽度可小于中位电极之下形成寄存器单元的n型杂质的宽度。
低位电极之下形成寄存器单元的n型杂质的浓度可低于中位电极之下形成寄存器单元的n型杂质的浓度。
在正交于第一方向的第二方向上，低位电极之下的最高浓度位置比中位电极之下的最高浓度位置更加靠近光电转换单元，最高浓度位置是形成读取单元或水平元件隔离单元的p型杂质区域的杂质浓度最高的位置。
仅对于最高浓度位置当中形成该读取单元的p型杂质区域中的最高浓度位置，该低位电极之下的最高浓度位置比该中位电极之下的最高浓度位置可更加靠近该光电转换单元。
仅对于最高浓度位置当中形成该水平元件隔离单元的p型杂质区域中的最高浓度位置，该低位电极之下的最高浓度位置比该中位电极之下的最高浓度位置可更加靠近该光电转换单元。
该传感器单元在与该低位电极对应位置的n型杂质浓度可高于该传感器单元在与该中位电极对应位置的n型杂质浓度。
该传感器单元的表面在与该低位电极对应位置的p型杂质浓度可低于该传感器单元的表面在与该中位电极对应位置的p型杂质浓度。
本发明的第二方面是固态成像装置，其包括：寄存器单元，构造为传输存储在光电转换单元中的电荷，并且形成为延伸在第一方向上的n型杂质区域；读取单元，构造为将来自该光电转换单元的电荷读入该寄存器单元中，并且形成为延伸在与该寄存器单元相同的方向上的p型杂质区域；水平元件隔离单元，构造为防止电荷从该光电转换单元泄漏，并且形成为延伸在与该寄存器单元相同方向上的p型杂质区域；多个转移电极，构造为施加电压到该寄存器单元；以及定时发生电路，构造为提供电压到该转移电极以改变该寄存器单元的电位分布，其中，该转移电极当中具有预定低值的待机电压的低位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质总量小于待机电压高于该预定低值的中位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质总量。
本发明的第三方面是相机装置，其包括：固态图像传感器，包括：寄存器单元，构造为传输存储在光电转换单元中的电荷，并且形成为延伸在第一方向上的n型杂质区域；读取单元，构造为将来自该光电转换单元的电荷读入该寄存器单元中，并且形成为延伸在与该寄存器单元相同方向上的p型杂质区域；水平元件隔离单元，构造为防止电荷从该光电转换单元泄漏，并且形成为延伸在与该寄存器单元相同方向上的p型杂质区域；以及多个转移电极，构造为施加电压以改变该寄存器单元的电位分布，其中，该转移电极当中具有预定低值的待机电压的低位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质总量小于待机电压高于该预定低值的中位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质总量；光学***，构造为引导入射光到该固态图像传感器；以及信号处理电路，构造为处理从固态图像传感器输出的图像信号。
本技术的第一至第三方面包括：寄存器单元，构造为传输存储在光电转换单元中的电荷，并且形成为延伸在第一方向上的n型杂质区域；读取单元，构造为将来自该光电转换单元的电荷读入该寄存器单元中，并且形成为延伸在与该寄存器单元相同方向上的p型杂质区域；水平元件隔离单元，构造为防止电荷从该光电转换单元泄漏，并且形成为延伸在与该寄存器单元相同方向上的p型杂质区域；以及多个转移电极，构造为施加电压以改变该寄存器单元的电位分布，其中，该转移电极当中具有预定低值的待机电压的低位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质总量小于待机电压高于该预定低值的中位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质总量。
本发明的有益效果
根据本技术，即使单元尺寸减小，也能使白斑不明显。
附图说明
图1是示出根据应用本技术的固态成像装置的实施例的示意性构造的方块图。
图2是示出传统成像单元的示例性构造的平面图。
图3A和3B示出了沿着图2中的虚点线A-A’、B-B’、C-C’和D-D’的截面图。
图4是由固态成像装置捕获运动图像时电荷转移的时序图。
图5是图4中转移时钟信号波形的放大图。
图6是示出在图5中的各时刻的转移电极电位的示图。
图7是示出白线和低位电压之间关系的曲线图。
图8是示出白线和中位电压之间关系的曲线图。
图9是示出根据本技术的实施例的成像单元的示例性构造的平面图。
图10A至10D示出了沿着图9中的虚点线A-A’、B-B’、C-C’和D-D’的截面图。
图11A和11B示出了说明完成的基板上的成像单元构造的截面图。
图12是用于说明杂质浓度变化的曲线图。
图13是示出根据本技术另一个实施例的成像单元的示例性构造的平面图。
图14A至14D示出了沿着图13中的虚点线A-A’、B-B’、C-C’和D-D’的截面图。
图15是示出根据本技术再一个实施例的成像单元的示例性构造的平面图。
图16A至16D示出了沿着图15中的虚点线A-A’、B-B’、C-C’和D-D’的截面图。
图17是示出根据本技术再一个实施例的成像单元的示例性构造的平面图。
图18A至18D示出了沿着图17中的虚点线A-A’、B-B’、C-C’和D-D’的截面图。
图19是示出根据本技术再一个实施例的成像单元的示例性构造的平面图。
图20A至20D示出了沿着图19中虚点线A-A’、B-B’、C-C’和D-D’的截面图。
图21是示出根据本技术再一个实施例的成像单元的示例性构造的平面图。
图22A至22D示出了沿着21中的虚点线A-A’、B-B’、C-C’和D-D’的截面图。
图23是示出根据本技术再一个实施例的成像单元的示例性构造的平面图。
图24A至24D示出了沿着图23中的虚点线A-A’、B-B’、C-C’和D-D’的截面图。
图25是沿着图23中的虚点线E-E’的截面图。
图26A和26B示出了用于说明完成的基板上的成像单元构造的截面图。
图27是用于说明杂质浓度变化的曲线图。
图28是用于说明完成的基板上的成像单元的另一个构造的截面图。
图29是示出根据本技术再一个实施例的成像单元的示例性构造的平面图。
图30是由固态成像装置捕获静态图像时电荷转移的时序图。
图31是图30中转移时钟信号波形的放大图。
图32是示出在图31中的各时刻的转移电极电位的示图。
图33是示出作为应用本技术的电子装置的相机装置的示例性构造的方块图。
具体实施方式
图1是示出根据应用本技术的固态成像装置的实施例的示意性构造的方块图。图1所示的固态成像装置10包括CCD图像传感器11和定时发生电路12。
CCD图像传感器11包括成像单元22、水平转移寄存器23和输出单元24。输出单元24例如具有由浮置栅极形成的电荷电压转换器。
成像单元22包括大量的像素，大量的像素由传感器单元、垂直转移寄存器和读取单元构成，传感器单元构造为执行光电转换，垂直转移寄存器示于传感器单元的左侧，读取单元构造为将传感器单元(光接收单元)中储存的信号电荷读入垂直转移寄存器，所述垂直转移寄存器布置成二维矩阵。
各像素由没有示出的水平元件隔离单元(沟道截断环)隔离，从而彼此没有电干扰。每个垂直转移寄存器由每个列的传感器单元共享，并且预定数量的垂直转移寄存器布置在行方向上。没有示出的垂直元件隔离单元还提供在图1中垂直方向上布置的各传感器单元之间，从而传感器单元彼此不电干扰。
成像单元22接收为输入垂直转移时钟信号的φV1至φV8以驱动垂直转移寄存器。水平转移寄存器接收为输入水平转移时钟信号的φH1和φH2以驱动水平转移寄存器。垂直转移时钟信号φV1至φV8和水平转移时钟信号φH1和φH2由定时发生电路12产生。
垂直转移寄存器和水平转移寄存器的每一个由势阱和多个电极(转移电极)形成，势阱用于少数载流子，其因在表面侧将杂质引入半导体基板中而形成，多个电极(转移电极)以重复的方式形成且在基板上用其间的绝缘膜隔离。上述用于少数载流子的势阱也称为“转移沟道”。
上面描述的转移时钟信号(φV1至φV8或φH1和φH2)以周期相移施加到垂直转移寄存器和水平转移寄存器的转移电极。垂直转移寄存器和水平转移寄存器由施加到转移电极的转移时钟信号控制，从而势阱的电位分布顺序改变，并且起所谓的移位寄存器的作用，所述移位寄存器构造为在转移时钟信号的相移方向上传输势阱中的电荷。
转移电极对应地提供给各传感器单元和垂直元件隔离单元。
接下来，将描述成像单元22的详细构造。
图2是平面图形式的图1中成像单元22一部分的放大图，所述平面图示出了传统成像单元的示例性构造。实际上，图2示出了用于将杂质附着至基板的制造工艺中所用的掩模的形状，并且完成的基板上的成像单元的构造根据基板的制造工艺稍加变化。
在图2的示例中，形成为n型杂质区域的传感器单元108布置在图2的垂直方向上。在该示例中，布置传感器单元108的两个列，即左列和右列。应注意，p型杂质区域形成在每个传感器单元108的前表面(光接收侧)上，并且p型杂质区域(p型阱)还形成在传感器单元108的底表面(基板侧)上。
形成为p型杂质区域的垂直元件隔离单元102形成在图2的垂直方向上上彼此相邻的传感器单元之间。
另外，形成为p型杂质区域的读取单元103形成每个传感器单元108的图2中的左侧。
此外，形成为n型杂质区域的垂直转移寄存器101形成在每个读取单元103的图2中的左侧。
形成为p型杂质区域的水平元件隔离单元104形成在每个垂直转移寄存器101的图2中的左侧。
因此，每个传感器108为n型杂质区域，由为p型杂质区域的左侧的读取单元103和右侧的水平元件隔离单元104，以及为p型杂质区域的上侧和下侧的垂直元件隔离单元102围绕。这样，传感器108的每一个是由p型杂质区域围绕的n型杂质区域，构成布置在成像单元22中的像素。
此外，上面描述的转移电极提供在图2的最左侧。如上所描述，转移电极105-1至105-8提供为与各传感器单元和垂直元件隔离单元对应。换言之，转移电极105-1至105-8提供在与各传感器单元108和各垂直元件隔离单元102在垂直方向上相同的位置。
当转移电极105-1至105-8不需要单独区别时，转移电极简称为转移电极105。
尽管转移电极105仅示出在图2中的最左侧，但是转移电极105延伸在图2中的水平方向上。
图3A和3B示出了沿着图2中的虚点线A-A’和B-B’的截面图。图3A是沿着图2中虚点线A-A’的截面图，而图3B是沿着图2中虚点线B-B’的截面图。
如图3A所示，转移电极105-2延伸在垂直元件隔离单元102之上。相反，如图3B所示，转移电极105-3不布置在传感器单元108之上。
此外，如图3B所示，p型杂质区域107形成在每个传感器单元108的前表面(光接收侧)上，并且p型阱109形成在传感器单元108的底表面(基板侧)上。
如图3A和3B所示，转移电极105、垂直转移寄存器101、读取单元103和水平元件隔离单元104等形成在基板110上，并且绝缘膜106直接布置在转移电极105下。
图4是在固态成像装置10捕获运动图像时电荷转移的时序图。在图4的示例中，示出了转移时钟信号φV1至φV8的波形。在图4中，垂直线实际上表示信号的脉冲。
转移时钟信号φV1至φV8的波形变为H(高位电压)、M(中位电压)和L(低位电压)的电压值。对于每个信号，由水平线表示的部分对应于待机电压(standby voltage)。
中位电压是大约0V的电压，高位电压是正电压，并且低位电压是负电压。因此，在涉及电压的绝对值时，中位电压具有较小值，而高位电压和低位电压具有较大值。
如图4所示，转移时钟信号φV1至φV8以周期相移施加到转移电极。垂直转移寄存器由施加到转移电极的转移时钟信号控制，从而势阱的电位分布顺序变化，并且起所谓的移位寄存器的作用，所述移位寄存器构造为在转移时钟信号的相移方向上传输势阱中的电荷。
图5是图4中转移时钟信号φV1至φV8的波形放大图，例如，恰在转移时钟信号φV1已经变为H，并且电荷从传感器单元108读入垂直转移寄存器101中。在该示例中，示出了转移时钟信号φV1至φV8在时间t0至时间t8的波形。如图5所示，转移时钟信号φV1至φV8以移动的相位脉动。
图6是示出图5中转移电极在时间t0至时间t8的电位的示图。应注意，施加有转移时钟信号φV1至φV8的转移电极分别称为转移电极V1至V8。在图6中，由粗黑水平线示出的部分表示势阱，并且示出为白色凸起的部分表示势垒。
这样，势阱的电位分布分别在施加到转移电极V1至V8的转移时钟信号φV1至φV8的控制下顺序改变。因此，势阱中的电荷在转移时钟信号的相移方向上传输。
在转移电极V1至V8当中，施加有具有待机电压L的转移时钟信号的转移电极将称为VL电极，并且施加有具有待机电压M的转移时钟信号的转移电极将称为VM电极。在图4所示的示例中，转移时钟信号φV1和φV8的待机电压为L。因此，转移电极V1和V8称为VL电极，并且转移电极V2至V7称为VM电极。
在图2的示例中，图2中的自顶部的第二转移电极105-2和自顶部的第三转移电极105-3是VL电极，并且其它的转移电极是VM电极。
应注意，在诸如CCD图像传感器的固态图像传感器中，垂直转移寄存器中导致的白线(白斑)在图像质量上的影响是所关心的。白斑由掺杂为垂直转移寄存器的n型杂质的晶体缺陷引起。因此，为了减小白斑的影响，希望减少掺杂为垂直转移寄存器的n型杂质量。
然而，n型区域(垂直转移寄存器)的电位应足够深，以与垂直转移寄存器可处理的电荷量对应。因此，与垂直转移寄存器处理的电荷量对应的电位水平不能仅通过简单减少掺杂n型杂质的量而获得。
例如，增加n型区域的宽度(也就是垂直转移寄存器的线宽)而获得与处理的电荷量对应的电位水平的方法因此是可想到的。垂直转移寄存器的线宽上的增加允许即使在很浅的电位的情况下也保证足够的处理电荷量且减少垂直转移寄存器中的杂质量。此外，垂直转移寄存器的线宽上的增加使垂直转移寄存器不太可能受到来自相邻读取单元和垂直元件隔离单元的p型杂质区域的杂质扩散的影响，并且可减少获得所希望电位所需的n型杂质的掺杂量。
然而，近年来，诸如CCD图像传感器的固态图像传感器的像素尺寸变得越来越小，并且在此情况下难以改变设计来进一步增加垂直转移寄存器的宽度。此外，传感器单元的光接收表面的面积可变得较小，与垂直转移寄存器的线宽增加对应，并且所关心的是灵敏度降低或饱和信号量减小等在图像质量上的影响。
此外，实验显示白线(白斑)与低位电压高度相关。图7是示出白线和低位电压之间关系的曲线图。在图7中，水平轴表示低位电压值，垂直轴表示白线输出水平，并且随着低位电压的变化，白线输出水平的变化由线201和线202示出。
线201示出了对图像质量有很小影响的良好白线(非缺陷白线)的情况下，随着低位电压的变化，白线输出水平上的变化。线202示出了对图像质量有影响的白线(缺陷白线)的情况下，随着低位电压的变化，白线输出水平上的变化。
如图7中线202所示，白线输出水平随着低位电压值降低而较高。因此，随着低位电压值降低，图像质量通过白斑而更加退化。在线201的情况下，白线输出水平几乎不变，与低位电压的变化无关。
图8是示出白线和中位电压之间关系的曲线图。在图8中，水平轴表示中位电压值，垂直轴表示白线输出水平，并且随着中位电压上的变化，白线输出水平上的变化由线203和线204示出。
线203示出了对图像质量有很小影响的良好白线(非缺陷白线)的情况下，随着中位电压的变化，白线输出水平上的变化。线204示出了对图像质量有影响的白线(缺陷白线)的情况下，随着中位电压上的变化，白线输出水平上的变化。
与图7不同，在线203和线204的情况下，白线输出水平几乎不变，与中位电压上的变化无关。
由图7和8可见，对图像质量有影响的白斑的发生与低位电压上的变化高度相关。这被看作是因为在施加低位电压时场强变得很高，这促使暗电流产生。
本技术方案可减小白斑的影响，而不妨碍固态图像传感器像素尺寸上的减小。
图9是平面图形式的图1中的成像单元22一部分的放大图，示出了根据本技术实施例的成像单元的示例性构造。图10A至10D示出了沿着图9中虚点线A-A’、B-B’、C-C’和D-D’的截面图。图10A是沿着图2中虚点线A-A’的截面图，而图10B是沿着图9中虚点线B-B’的截面图。此外，图10C是沿着图9中虚点线C-C’的截面图，而图10D是沿着图9中虚点线D-D’的截面图。
事实上，图9示出了将杂质附着到基板的制造工艺中所用的掩模的形状，并且基板上成像单元的完成的构造根据基板的制造工艺稍加变化。
在图9中，与图2对应的部分由相同的附图标记表示。类似地，在图10中，与图3A和3B对应的部分由相同的附图标记表示。
在图9和10的示例中，与图2和3不同，每个垂直转移寄存器101在作为VL电极的转移电极105-2和105-3之下具有较小的宽度。
例如，在图9中，每个垂直转移寄存器101的水平方向上的宽度具有在图9中最上部和最下部的宽度W11，但是在与图9中转移电极105-2的上端在垂直方向上基本上相同位置处的部分变得较薄以具有宽度W12。垂直转移寄存器101延伸而保持宽度W12，并且在与图9中转移电极105-3的下端在垂直方向上基本上相同位置处的部分变得较厚以具有原始宽度W11。
另外，例如，图10A中垂直转移寄存器101在水平方向上的宽度W12小于图10C中垂直转移寄存器101在水平方向上的宽度W11。此外，图10B中垂直转移寄存器101在水平方向上的宽度W12小于图10D中垂直转移寄存器101在水平方向上的宽度W11。相反，垂直转移寄存器101在垂直方向上的宽度(厚度)在图10A至10D中全部相同。
此外，在图9和10的示例中，与图2和3不同，每个读取单元103和每个水平元件隔离单元104朝着作为VL电极的转移电极105-2和105-3之下的传感器单元108的中心弯曲。
例如，在图9中，读取单元103的中心在水平方向上的位置是在图9中上端和下端由虚点线151示出的位置。然而，读取单元103的中心在与图9中转移电极105-2的上端在垂直方向上基本上相同位置处的部分在图9中向右弯曲，并且至由虚点线152示出的位置。读取单元103的中心然后沿着虚点线152所示的位置延伸，并且在与图9中转移电极105-3的下端在垂直方向上基本上相同的位置处的部分在图9中向左弯曲返回到原始位置(由虚点线151示出的位置)。
另外，在图9中，例如，水平元件隔离单元104的中心在水平方向上的位置是由图9中其上端和下端的虚点线153示出的位置。然而，水平元件隔离单元104的中心在与图9中转移电极105-的上端在垂直方向上基本上相同位置处的部分在图9中向左弯曲，并且至由虚点线154示出的位置。水平元件隔离单元104的中心然后沿着由虚点线154示出的位置延伸，并且在与图9中转移电极105-3的下端在垂直方向上基本上相同位置处的部分在图9中向右弯曲返回到原始位置(由虚点线153示出的位置)。
另外，例如，图10A中垂直元件隔离单元102在水平方向上的宽度W21小于图10C中垂直元件隔离单元102在水平方向上的宽度W22。因此，如上面参考图9所描述，因为读取单元103和水平元件隔离单元104朝着传感器单元108的中心弯曲，所以垂直元件隔离单元102在图9中水平方向上的宽度在虚点线A-A’的位置处变得较小。
此外，图10B中读取单元103的中心在水平方向上的位置从图10D中读取单元103的中心在水平方向上的位置向右移动。图10B中水平元件隔离单元104的中心在水平方向上的位置从图10D中水平元件隔离单元104的中心在水平方向上的位置向左移动。相反，读取单元103和水平元件隔离单元104的水平方向上的宽度在图10B和10D是相同的。
此外，如上面所描述，图9实际上示出了将杂质附着到基板的制造工艺中所用掩模的形状，并且在完成的基板上的成像单元的构造根据基板的制造工艺稍加变化。因此，在制造基板的工艺中，形成垂直转移寄存器101的n型杂质和形成读取单元103、垂直元件隔离单元102以及水平元件隔离单元104的p型杂质扩散。为了简单起见，图10A至10D所示的截面图绘制为没有考虑制造工艺中的杂质扩散，并且考虑杂质扩散的基板上完成的成像单元的截面图与图10所示略微不同。
图11A和11B示出了用于说明考虑制造工艺中的杂质扩散的完成的基板上成像单元构造的截面图。图11A是沿着图9中虚点线B-B’的截面图且对应于图10B。图11B是沿着图9中虚点线D-D’的截面图且对应于图10D。
尽管每个垂直转移寄存器101和每个读取单元103在图10B和10D中绘制为彼此分开布置，但是每个垂直转移寄存器101和每个读取单元103在图11A和11B中绘制为彼此接触。此外，尽管每个垂直转移寄存器101和每个水平元件隔离单元104在图10B和10D中绘制为彼此分开布置，但是每个垂直转移寄存器101和每个水平元件隔离单元104在图11A和11B中绘制为彼此接触。
因此，作为在制造工艺中杂质扩散的结果，n型杂质区域(垂直转移寄存器101)和p型杂质区域(读取单元103和水平元件隔离单元104)已经扩散。然而，在通过采用图9所示的掩模附着杂质时，例如，n型杂质的浓度在每个垂直转移寄存器101的线中心处较高，并且朝着其两端变得较低。此外，p型杂质的浓度在每个读取单元103或每个水平元件隔离单元104的线中心处较高，并且朝着其两端变得较低。
在图11中，n型杂质的浓度在垂直转移寄存器101的线中心处较高且朝着其两端变得较低的状态由等级(gradation)表示。类似地，p型杂质的浓度在读取单元103或水平元件隔离单元104的线中心处较高且朝着其两端变得较低的状态由等级表示。
图12是说明上述杂质浓度变化的曲线图。在图12中，水平轴表示图11A和11B中水平方向上的位置，并且垂直轴表示杂质浓度。
在图12中，实线211表示图11A中虚点线F-F’上n型杂质的浓度变化，并且点线212表示图11B中虚点线G-G’上n型杂质的浓度变化。
实线211比点线212变化地更加急剧。具体而言，实线211和点线212都在图12中的中心形成峰值且从其向左和向右倾斜，并且实线211的倾斜更加急剧。
应注意，图12中中心周围的n型杂质的浓度表示垂直转移寄存器101的n型杂质的浓度，并且图12中左端和右端周围的n型杂质的浓度表示传感器单元108的n型杂质的浓度。
此外，在图12中，实线213表示图11A中虚点线F-F’上p型杂质的浓度变化，并且点线214表示图11B中虚点线G-G’上p型杂质的浓度变化。应注意，实线213和点线214表示水平元件隔离单元104的p型杂质的浓度。
实线213比点线214变化地更加急剧。具体而言，实线213和点线214都在图12中左侧的一点处形成峰值且从其轻轻向左和向右倾斜，并且实线213的倾斜更加急剧。
此外，在图12中，实线215表示图11A中虚点线F-F’上p型杂质浓度的变化，并且点线216表示图11B中虚点线G-G’上p型杂质浓度的变化。应注意，实线215和点线216表示读取单元103的p型杂质的浓度。
实线215比点线216变化地更加急剧。具体而言，实线215和点线216都在图12中的右侧的一点处形成峰值且从其轻轻向左和向右倾斜，并且实线215的倾斜更加急剧。
在上面参考图9至11描述的成像单元22的构造的情况下，可减小白斑的影响而不妨碍固态图像传感器像素尺寸上的减小。
具体而言，根据本技术，使垂直转移寄存器的线宽在VL电极之下较小，这里对图像质量有影响的白斑的发生显著。结果，减小了VL电极之下n型杂质的掺杂量，每单位面积的n型杂质的量在完成的基板上的VL电极之下变得较小，这可抑制对图像质量有影响的白斑发生。因此，减小了VL电极之下n型杂质的总量。
同时，在本技术的情况下，读取单元103和水平元件隔离单元104的线中心更加远离VL电极之下的垂直转移寄存器。结果，垂直转移寄存器101变得不太可能受到相邻读取单元103和水平元件隔离单元104的p型杂质扩散的影响，并且即使在n型杂质的掺杂量减小的情况下也能使电位足够深。因此，甚至在垂直转移寄存器101的线宽减小时也能获得所希望的电位。
此外，根据本技术，作为布置读取单元103和水平元件隔离单元104的线中心远离垂直转移寄存器的结果，减小了传感器单元108的光接收表面的一些面积。然而，光接收表面的面积仅在VL电极之下布置的传感器单元108处减小，而其它传感器单元的光接收表面的面积没有变化。因此，灵敏度或饱和信号量上的减小等对图像质量的影响非常有限。
图13是平面图的形式的图1中成像单元22的一部分的放大图，示出了根据本技术另一个实施例的成像单元的示例性构造。图14A至14D示出了沿着图13中虚点线A-A’、B-B’、C-C’和D-D’的截面图。图14A是沿着图13中虚点线A-A’的截面图，而图14B是沿着图13中虚点线B-B’的截面图。此外，图14C是沿着图13中虚点线C-C’的截面图，而图14D是沿着图13中虚点线D-D’的截面图。
事实上，图14A至14D示出了用于将杂质附着到基板的制造工艺中所用的掩模的形状，并且完成的基板上的成像单元的构造根据基板的制造工艺略有变化。
在图13中，与图9对应的部分由相同的附图标记表示。类似地，在图14中，与图10A至10D对应的部分由相同的附图标记表示。
在图13和14所示的构造中，与上面参考图9和10所描述的构造不同，垂直转移寄存器101在这样的形状中具有较小的线宽，所述形状为仅垂直转移寄存器在为VL电极的转移电极105-2和105-3之下的左侧被切除。
例如，在图13中，垂直转移寄存器101在水平方向上的宽度具有在图13中最上部和最下部的宽度W11，但是仅在其左侧变得较窄，以在与图13中转移电极105-2的上端在垂直方向上基本上相同的位置处的部分具有宽度W13。垂直转移寄存器101然后延伸而保持宽度W13，并且在与图13中转移电极105-3的下端在垂直方向上基本上相同的位置处的部分变得较厚以具有原始宽度W11。
另外，例如，图14A中垂直转移寄存器101在水平方向上的宽度W13小于图14C中垂直转移寄存器101在水平方向上的宽度W11。此外，图14B中垂直转移寄存器101在水平方向上的宽度W13小于图14D中垂直转移寄存器101在水平方向上的宽度W11。相反，垂直转移寄存器101在垂直方向上的宽度(厚度)在图14A至14D全部相同。
此外，在图13和14的示例中，与图9和10的示例不同，仅水平元件隔离单元104朝着作为VL电极的转移电极105-2和105-3之下的传感器单元108中心弯曲。
例如，在图13中，水平元件隔离单元104的中心在水平方向上的位置是在图13中其上端和下端由虚点线153示出的位置。然而，水平元件隔离单元104的中心在与图13中转移电极105-2的上端在垂直方向上基本上相同的位置处的部分在图13中向左弯曲，并且至虚点线154所示的位置。水平元件隔离单元104的中心然后沿着虚点线154所示的位置延伸，并且在与图13中转移电极105-3的下端在垂直方向上基本上相同的位置处的部分在图13中向右弯曲返回到原始位置(虚点线153示出的位置)。
另外，例如，图14A中垂直元件隔离单元102在水平方向上的宽度W23小于图14C中垂直元件隔离单元102在水平方向上的宽度W22。因此，如上面参考图13所描述，因为水平元件隔离单元104朝着传感器单元108的中心弯曲，所以垂直元件隔离单元102在图13中水平方向上的宽度在虚点线A-A’的位置处变得较小。
此外，图14B中水平元件隔离单元104的中心在水平方向上的位置从图14D中水平元件隔离单元104的中心在水平方向上的位置向左移动。相反，读取单元103和水平元件隔离单元104在水平方向上的宽度在图14B和14D中是相同的。
此外，如上面所描述，图13事实上示出了用于将杂质附着到基板的制造工艺中所用的掩模的形状，并且完成的基板上成像单元的构造根据基板的制造工艺略有变化。因此，在制造基板的工艺中，形成垂直转移寄存器101的n型杂质以及形成读取单元103、垂直元件隔离单元102和水平元件隔离单元104的p型杂质扩散。为了简单起见，图14A至14D所示的截面图绘制为没有考虑制造工艺中的杂质扩散，并且考虑杂质扩散的基板上完成的成像单元的截面图与图14所示略有不同。
具体而言，与上面参考图11、12等描述的情况类似，垂直转移寄存器101和水平元件隔离单元104布置为彼此接触，而n型杂质的浓度和p型杂质的浓度在完成的基板上变化。
在上面参考图13至14所描述的成像单元22的构造的情况下，白斑的影响仍然可减小，而不妨碍固态图像传感器的像素尺寸上的减小。
具体而言，在图13和14的构造的情况下，使垂直转移寄存器的线宽在VL电极之下较小，这里对图像质量有影响的白斑的发生很显著。结果，减小了VL电极之下n型杂质的掺杂量，并且每单位面积的n型杂质的量在完成的基板上的VL电极之下变得较小，这可抑制对图像质量有影响的白斑的发生。因此，减小了VL电极之下n型杂质的总量。
同时，水平元件隔离单元104的线中心更加远离VL电极之下的垂直转移寄存器。结果，垂直转移寄存器101变得不太可能受到相邻水平元件隔离单元104的p型杂质扩散的影响，并且即使n型杂质的掺杂量减小也能使电位足够深。因此，甚至在减小垂直转移寄存器101的线宽时，也能获得所希望的电位。
然而，图13和14的构造中VL电极之下的垂直转移寄存器101的线宽W13大于图9和10的构造中VL电极之下垂直转移寄存器101的线宽W12。因此，与图9和10的构造相比，n型杂质的掺杂量稍微增加，并且在图13和14的构造中稍微减少抑制对图像质量有影响的白斑发生的效应。
相反，与图9和10的构造相比，VL电极之下传感器单元108的光接收表面的面积减小量小于图13和14的构造。因此，进一步限制了灵敏度降低或饱和信号量减小等对图像质量的影响。
在图13和14中，已经说明了这样的示例，其中每个垂直转移寄存器101在仅其左侧切除的形状中具有较小的线宽，并且仅每个水平元件隔离单元104朝着传感器单元108的中心弯曲。
然而，每个垂直转移寄存器101可在图13和14中仅其右侧切除的形状中具有较小的线宽，并且仅每个读取单元103可朝着传感器单元108的中心弯曲。在此情况下的构造示出在图15和16中。
图15是平面图形式的图1中成像单元22的一部分的放大图，示出了根据本技术另一个实施例的成像单元的示例性构造。图16A至16D示出了沿着图15中虚点线A-A’、B-B’、C-C’和D-D’的截面图。图16A是沿着图15中虚点线A-A’的截面图，而图16B是沿着图15中虚点线B-B’的截面图。此外，图16C是沿着图15中虚点线C-C’的截面图，而图16D是沿着图15中虚点线D-D’的截面图。
事实上，图15示出了将杂质附着到基板的制造工艺中所用掩模的形状，并且完成的基板上成像单元的构造根据基板的制造工艺稍加变化。具体而言，与上面参考图11、12等描述的情况类似，垂直转移寄存器101和读取单元103布置为彼此接触，而n型杂质的浓度和p型杂质的浓度在完成的基板上变化。
如上面所描述，在图15和16所示的构造中，每个垂直转移寄存器101在图15和16中仅其右侧切除的形状中具有较小的线宽，并且仅读取单元103朝着传感器单元108的中心弯曲。结果，仍可产生与图13和14的构造相同的效果。
在上面参考图9和10所描述的示例中，已经描述了这样的示例，其中每个垂直转移寄存器具有较小的线宽，并且每个读取单元103和每个水平元件隔离单元104的线中心布置为远离VL电极之下的垂直转移寄存器。然而，在此情况下，如上面所描述，VL电极之下传感器单元108的光接收表面的面积减小。
例如，如果每个垂直转移寄存器具有较小的线宽，并且每个读取单元103和每个水平元件隔离单元104在VL电极下也具有较小的线宽，则可保持传感器单元108的光接收表面的面积。在此情况下的构造示出在图17和18中。
图17是平面图形式的图1中成像单元22的一部分的放大图，示出了根据本技术的再一个实施例的成像单元的示例性构造。图18A至18D示出了沿着图17中虚点线A-A’、B-B’、C-C’和D-D’的截面图。图18A是沿着图17中虚点线A-A’的截面图，而图18B是沿着图17中虚点线B-B’的截面图。此外，图18C是沿着图17中虚点线C-C’的截面图，而图18D是沿着图17中虚点线D-D’的截面图。
事实上，图17示出了将杂质附着到基板的制造工艺中所用掩模的形状，并且完成的基板上成像单元的构造根据基板的制造工艺稍加变化。具体而言，与上面参考图11、12等描述的情况类似，每个垂直转移寄存器101布置为与读取单元103和水平元件隔离单元104二者接触，而n型杂质的浓度和p型杂质的浓度在完成的基板上变化。
在图17中，与图9对应的部分由相同的附图标记表示。类似地，在图18中，与图10A至10D对应的部分由相同的附图标记表示。
在图17和18的构造中，与图9和10的情况类似，每个垂直转移寄存器101在作为VL电极的转移电极105-2和105-3之下具有较小的宽度。
此外，在图17和18的构造中，与图9和10的情况不同，每个读取单元103和每个水平元件隔离单元104在作为VL电极的转移电极105-2和105-3之下具有较小的宽度。
例如，在图17中，读取单元103在水平方向上的宽度具有在图17中最上部分和最下部分的宽度W31，但是仅在其左侧变得较窄，以在与图17中转移电极105-2的上端在垂直方向上基本相同的位置处的部分具有宽度W32。读取单元103然后延伸而保持宽度W32，并且在与图17中转移电极105-3的下端在垂直方向上基本上相同的位置处的部分变得较厚以具有原始宽度W31。
另外，例如，图18B中读取单元103在水平方向上的宽度W32小于图18D中读取单元103在水平方向上的宽度W31。相反，读取单元103在垂直方向上的宽度(厚度)在图18B和18D中是相同的。
此外，例如，在图17中，每个水平元件隔离单元104在水平方向上的宽度在图17中其最上部和最下部具有宽度W31，但是仅在其右侧变得较窄，以在与图17中转移电极105-2的上端在垂直方向上基本上相同的位置处的部分具有宽度W32。水平元件隔离单元104然后延伸而保持宽度W32，并且在与图17中转移电极105-3的下端在垂直方向上基本上相同的位置处的部分变得较厚以具有原始宽度W31。
另外，例如，图18B中水平元件隔离单元104在水平方向上的宽度W32小于图18D中水平元件隔离单元104在水平方向上的宽度W31。相反，水平元件隔离单元104在垂直方向上的宽度(厚度)在图18B和18D中是相同的。
此外，例如，图18A中垂直元件隔离单元102在水平方向上的宽度W21小于图18C中垂直元件隔离单元102在水平方向上的宽度W22。因此，如上面参考图17所描述，因为读取单元103和水平元件隔离单元104具有较小的线宽，所以垂直元件隔离单元102在图17中水平方向上的宽度在虚点线A-A’的位置处变得较小。
这样，当每个垂直转移寄存器具有较小的线宽且每个读取单元103和每个水平元件隔离单元104也在VL电极之下具有较小的线宽时，可保持传感器单元108的光接收表面的面积。在图17的示例中，VL电极之下传感器单元108的光接收表面面积与图2相同。
在图17和18所示的构造的情况下，仍可产生与图9和10所示的构造相同的效果，此外，可避免灵敏度下降或饱和信号量减少等对图像质量的影响。
然而，在图17和18所示的构造的情况下，因为每个读取单元103和每个水平元件隔离单元104具有较小的线宽，所以发生图像浮散(blooming)的可能性较高，图像浮散即是传感器单元108中存储的电荷泄漏在垂直转移寄存器101中。
图19是平面图形式的图1中成像单元22的一部分的放大图，示出了根据本技术的再一个实施例的成像单元的示例性构造。图20A至20D示出了沿着图19中虚点线A-A’、B-B’、C-C’和D-D’的截面图。图20A是沿着图19中的虚点线A-A’的截面图，而图20B是沿着图19中的虚点线B-B’的截面图。此外，图20C是沿着图19中的虚点线C-C’的截面图，而图20D是沿着图19中的虚点线D-D’的截面图。
事实上，图19示出了将杂质附着到基板的制造工艺中所用掩模的形状，并且完成的基板上的成像单元的构造根据基板的制造工艺稍加变化。具体而言，与上面参考图11、12等描述的情况类似，每个垂直转移寄存器101布置为与读取单元103和水平元件隔离单元104二者接触，而n型杂质的浓度和p型杂质的浓度在完成的基板上变化。
在图19中，与图17对应的部分由相同的附图标记表示。类似地，在图20中，与图18A至18D对应的部分由相同的附图标记表示。
在图19和20所示的构造中，与上面参考图13和14描述的构造类似，每个垂直转移寄存器101在一形状中具有较小的宽度，所述形状为仅垂直转移寄存器在作为VL电极的转移电极105-2和105-3之下的左侧被切除。
例如，在图19中，垂直转移寄存器101在水平方向上的宽度在图19中最上部和最下部具有宽度W11，但是在仅其左侧切除的形状中变得较窄，以在与图19中转移电极105-2的上端在垂直方向上基本上相同的位置处的部分具有宽度W13。垂直转移寄存器101然后延伸而保持宽度W13，并且在与图19中转移电极105-3的下端在垂直方向上基本上相同的位置处的部分变得较厚以具有原始宽度W11。
另外，例如，图20A中垂直转移寄存器101在水平方向上的宽度W13小于图20C中垂直转移寄存器101在水平方向上的宽度W11。此外，图20B中垂直转移寄存器101在水平方向上的宽度W13小于图20D中垂直转移寄存器101在水平方向上的宽度W11。相反，垂直转移寄存器101在垂直方向上的宽度(厚度)在图20A至20D中都是相同的。
此外，在图19和20的构造中，每个水平元件隔离单元104在这样的形状中具有较小的宽度，所述形状为仅水平元件隔离单元在作为VL电极的转移电极105-2和105-3之下的右侧被切除。
例如，在图19中，每个水平元件隔离单元104在水平方向上的宽度在图19中其最上部和最下部具有宽度W31，但是在与图19中转移电极105-2的上端在垂直方向上基本上相同的位置处的部分变得较窄，形状为仅其右侧切除，以具有宽度W32。水平元件隔离单元104然后延伸而保持宽度W32，并且在与图19中转移电极105-3的下端在垂直方向上基本上相同的位置处的部分变厚以具有原始宽度W31。
另外，例如，图20B中水平元件隔离单元104在水平方向上的宽度W32小于图20D中水平元件隔离单元104在水平方向上的宽度W31。相反，水平元件隔离单元104在垂直方向上的宽度(厚度)在图20B和20D中是相同的。
此外，例如，图20A中垂直元件隔离单元102在水平方向上的宽度W23小于图20C中垂直元件隔离单元102在水平方向上的宽度W22。因此，如上面参考图19所描述，因为每个水平元件隔离单元104具有较小的线度，垂直元件隔离单元102在图19中水平方向上的宽度在虚点线A-A’的位置处变得较小。
这样，当VL电极之下每个垂直转移寄存器具有较小的线宽且每个水平元件隔离单元104也具有较小的线宽时，可保持传感器单元108的光接收表面的面积。在图19的示例中，VL电极之下传感器单元108的光接收表面的面积与图2所示相同。
在图19和20所示的构造的情况下，可产生与图13和14所示构造相同的效果，此外，可避免灵敏度下降或饱和信号量减小等对图像质量的影响。
然而，在图19和20所示的构造的情况下，因为每个水平元件隔离单元104具有较小的线宽，所以发生图像浮散的可能性变得较高，所述图像浮散是传感器单元108中存储的电荷泄漏在垂直转移寄存器101中。然而，在图19和20中所示的构造的情况下，因为每个读取单元103没有较小的线宽，所以认为发生图像浮散的可能性低于图17和18所示的构造。
尽管其中在VL电极之下每个垂直转移寄存器具有较小线宽且仅每个水平元件隔离单元104也具有较小线宽的构造已经在图19和20中进行了说明，但是可采用其中每个垂直转移寄存器具有较小线宽且仅每个读取单元103具有较小线宽的构造。在此情况下的构造示出在图21和22中。这里不提供其详细描述。
上面已经描述了通过使VL电极之下每个垂直转移寄存器101的线宽较小以抑制发生白斑而减小n型杂质掺杂量的方法。例如，n型杂质的掺杂量可通过降低在VL电极之下形成每个垂直转移寄存器101的n型杂质的浓度而减小。在此情况下的构造示出在图23和24中。
图23是平面图形式的图1中成像单元22的一部分的放大图，示出了根据本技术的再一个实施例的成像单元的示例性构造。图24A至24D示出了沿着图23中虚点线A-A’、B-B’、C-C’和D-D’的截面图。图24A是沿着图23中虚点线A-A’的截面图，而图24B是沿着图23中的虚点线B-B’的截面图。此外，图24C是沿着图23中虚点线C-C’的截面图，而图24D是沿着图23中虚点线D-D’的截面图。
事实上，图23示出了将杂质附着到基板的制造工艺中所用掩模的形状，并且完成的基板上的成像单元的构造根据基板的制造工艺稍加变化。具体而言，与上面参考图11、12等描述的情况类似，每个垂直转移寄存器101布置为与读取单元103和水平元件隔离单元104二者接触，而n型杂质的浓度和p型杂质的浓度在完成的基板上变化。
在图23中，与图9中对应的部分由相同的附图标记表示。类似地，在图24中，与图10A至10D中对应的部分由相同的附图标记表示。
在图23和24所示的构造中，与上面参考图9和10描述的构造不同，作为VL电极的转移电极105-2和105-3之下每个垂直转移寄存器101的线宽不减小。替代地，降低形成转移电极105-2和105-3之下布置的每个垂直转移晶体管101的n型杂质的浓度。在图23和24中，n型杂质的浓度差通过改变垂直转移寄存器101的阴影图案来表示。
在图23和24所示的构造中，因为上述之外的特征与参考图9和10所描述的相同，所以不再重复其详细描述。
图25是沿着图23中虚点线E-E’的垂直转移寄存器101在纵向方向上的截面图。如图25所示，作为VL电极的转移电极105-2和105-3之下的n型杂质区域101b的n型杂质浓度比其它的n型杂质区域101a低。具体而言，形成每个n型杂质区域101a的n型杂质的浓度和形成每个n型杂质区域101b的n型杂质的浓度在制造基板时是不同的。
图26A和26B与图11类似示出了用于说明考虑了制造工艺中杂质扩散在完成的基板上成像单元的构造的截面图。图26A是沿着图23中虚点线B-B’的截面图且与图24B对应。图26B是沿着图23中虚点线D-D’的截面图且与图24D对应。
尽管每个垂直转移寄存器101和每个读取单元103在图24B和24D中绘制为彼此分开布置，但是垂直转移寄存器101和读取单元103在图26A和26B中绘制为彼此接触。此外，尽管每个垂直转移寄存器101和每个水平元件隔离单元104在图24B和24D中绘制为彼此分开布置，但是每个垂直转移寄存器101和每个水平元件隔离单元104在图26A和26B中绘制为彼此接触。
因此，作为制造工艺中杂质扩散的结果，n型杂质区域(垂直转移寄存器101)和p型杂质区域(读取单元103和水平元件隔离单元104)已经扩散。然而，在采用如图23所示的掩模附着杂质时，n型杂质的浓度在每个垂直转移寄存器101的线中心处较高，并且朝着其两端变得较低。此外，p型杂质的浓度在每个读取单元103或每个水平元件隔离单元104的线中心处较高，并且朝着其两端变得较低。
在图26中，其中n型杂质的浓度在每个垂直转移寄存器101的线中心处较高且朝着其两端变得较低的状态由等级表示。类似地，其中p型杂质的浓度在每个读取单元103或每个水平元件隔离单元104的线中心处较高且朝着其两端变得较低的状态由等级表示。
图27是说明上述杂质浓度变化的曲线图。在图27中，水平轴表示在图26A和26B中水平方向上的位置，并且垂直轴表示杂质浓度。
在图27中，实线221表示图26A中虚点线F-F’处n型杂质的浓度变化，并且点线222表示图26B中虚点线G-G’处n型杂质的浓度变化。应注意，图27中中心周围的n型杂质的浓度表示垂直转移寄存器101的n型杂质的浓度，并且图27中左端和右端周围的n型杂质的浓度表示传感器单元108的n型杂质的浓度。
此外，在图27中，实线223表示图26A中虚点线F-F’处p型杂质的浓度变化，并且点线224表示图26B中虚点线G-G’处p型杂质的浓度变化。应注意，实线223和点线224表示水平元件隔离单元104的p型杂质的浓度。
实线223比点线224变化更加急剧。具体而言，实线223和点线224二者在图27中的左侧的一点处形成峰值且从其向左和向右轻微倾斜，并且实线223的倾斜更加急剧。
此外，在图27中，实线225表示图26A中虚点线F-F’处p型杂质的浓度变化，并且点线226表示图26B中虚点线G-G’处p型杂质的浓度变化。应注意，实线225和点线226表示读取单元103的p型杂质的浓度。
实线225比点线226改变更加急剧。具体而言，实线225和点线226二者在图27中的右侧的一点处形成峰值且从其向左和向右轻微倾斜，并且实线225的倾斜更加急剧。
在上面参考图23至27所描述的成像单元22的构造的情况下，仍可减少白斑的影响，而不妨碍固态图像传感器像素尺寸的减小。
具体而言，在图23和24的构造的情况下，使垂直转移寄存器的n型杂质浓度在VL电极之下更低，这里对图像质量有影响的白斑的发生很显著。结果，减少了VL电极之下n型杂质的掺杂量，并且每单位面积的n型杂质的量在完成的基板上VL电极之下变得较小，这可抑制对图像质量有影响的白斑的发生。因此，减少了VL电极之下n型杂质的总量。
同时，关于本技术方案，读取单元103和水平元件隔离单元104的线中心更加远离VL电极之下的垂直转移寄存器。结果，垂直转移寄存器101变得不太可能受到相邻读取单元103和水平元件隔离单元104的p型杂质扩散的影响，并且即使n型杂质掺杂量减小，也能使电位足够深。因此，甚至在垂直转移寄存器101的n型杂质浓度降低时，也能获得所希望的电位。
尽管图25中说明了用于形成每个n型杂质区域101a的n型杂质的浓度和用于形成每个n型杂质区域101b的n型杂质的浓度在制造基板时不同，但是可采用与其不同的制造方法。将参考图28描述与图25不同的制造方法。
图28是沿着图23中虚点线E-E’的垂直转移寄存器101在纵向方向上的截面图。在该示例中，具有相对低浓度的n型杂质区域101d形成在所有的转移电极105之下，并且具有相对高浓度的n型杂质区域101c形成在n型杂质区域101d上。然而，n型杂质区域101c不形成在作为VL电极的转移电极105-2和105-3之下。
具体而言，在图28的情况下，形成每个垂直转移寄存器101的n型杂质区域由两层构成，但是n型杂质区域的一层设置在VL电极之下。
作为采用上面参考图28描述的制造方法的结果，例如，基板可比图25的情况更容易制造。具体而言，尽管要求非常高的技术水平以在图25的情况下在高精度位置复制n型杂质区域101b，但是这样的高技术水平在图28所示的制造中是不需要的。
应注意，通过上面参考图9和10描述的构造，减小了VL电极之下传感器单元108的光接收表面的面积。结果，尽管将对整个固态图像传感器的影响看作较小，但是关心饱和信号量减小等的影响。例如，饱和信号量的减小可通过附加掺杂n型杂质在与VL电极之下的传感器单元对应的n型杂质区域中而得到抑制。
如图29所示，例如，n型杂质可附加掺杂在与VL电极之下的传感器单元对应的n型杂质区域中。在图29中，与图9对应的部分由相同的附图标记表示。
在图29的示例中，n型杂质附加地掺杂在多个传感器单元当中为VL电极的转移电极105-2和105-3之下布置的传感器单元108-11和108-21中。在图29中，n型杂质的附加掺杂通过传感器单元108-11和108-21的阴影线表示。因为图29中其它部分的构造与图9中的相同，所以不重复其详细描述。
通过图29所示的构造，可使传感器单元108-11和108-21的电位足够深，并且可抑制饱和信号量上的减小。
类似地，通过上面参考图13、15和23描述的构造，饱和信号量上的减小可通过附加掺杂n型杂质在与VL电极之下的传感器单元对应的n型杂质区域中而得到抑制。
尽管这里描述了其中饱和信号量通过附加掺杂n型杂质得到抑制的示例，但是饱和信号量上的减小也可通过改变传感器单元108-11和108-21的表面中掺杂的p型杂质量而得到抑制。
尽管上面参考图4至6描述了捕获运动图像时适合电荷转移的成像单元22的构造，但是本技术也可应用于例如捕获静态图像时适合电荷转移的成像单元22的构造。
图30是由固态成像装置10捕获静态图像时电荷转移的时序图。与图4类似，图30示出了转移时钟信号φV1至φV8的波形。在图30中，垂直线实际上表示信号脉冲。
转移时钟信号φV1至φV8的波形变为H(高位电压)、M(中位电压)和L(低位电压)的电压值。对于信号的每一个，由水平线表示的一部分与待机电压对应。
如图30所示，转移时钟信号φV1至φV8周期相移地施加到转移电极。垂直转移寄存器由施加到转移电极的转移时钟信号控制，从而顺序改变势阱的电位分布，并且起所谓的位移寄存器的作用，所述位移寄存器构造为在转移时钟信号的相移方向上转移势阱中的电荷。
图31是以图30中转移时钟信号φV1至φV8波形放大图的形式的与图5对应的图。在该示例中，示出了在时间t0至时间t8转移时钟信号φV1至φV8的波形。如图31所示，转移时钟信号φV1至φV8以移动的相位脉动。
图32是与图6对应的图，并且示出了图31中在时间t0至时间t8转移电极的电位。应注意，施加有转移时钟信号φV1至φV8的转移电极分别称为转移电极V1至V8。在图31中，由粗黑水平线示出的部分表示势阱，并且示出为白色凸起的部分表示势垒。
如图30至32所示，在捕获静态图像时的电荷转移中，转移电极V1、V7和V8是VL电极，并且转移电极V2至V6是VM电极。
因此，在应用本技术的成像单元22的构造适合于捕获静态图像时的电荷转移的情况下，VL电极的数量在上面参考图9等描述的构造中需要设定到三个。另外，三个VL电极之下的垂直转移寄存器101、读取单元103和水平元件隔离单元104的构造可为根据上述的实施例。
此外，VL电极的数量可根据装置的设计改变，本技术仍可应用于这样的情况。
应注意，本技术不限于应用于诸如CCD图像传感器的固态图像传感器。具体而言，本技术可应用于在图像捕获单元(光电转换单元)中采用固态图像传感器的电子装置的所有方面，例如诸如数字相机和摄像机的成像装置、具有成像功能的便携式终端装置以及在图像捕获单元中采用固态图像传感器的复印机。固态图像传感器可为一个芯片的形式、其中多个芯片堆叠或者彼此相邻布置的形式或者具有成像功能的模块形式，其中成像单元、信号处理器或光学***封装在一起。
图33是示出应用本技术的电子装置的相机装置示例性构造的方块图。
图33中的相机装置600包括具有透镜组等的光学单元601、具有上述像素2的构造的固态成像装置(成像装置)602、以及为相机信号处理电路的DSP电路603。相机装置600还包括帧存储器604、显示单元605、记录单元606、操作单元607和电源单元608。DSP电路603、帧存储器604、显示单元605、记录单元606、操作单元607和电源单元608通过总线609彼此连接。
光学单元601接收来自物体的入射光(图像光)，并且将该光聚焦在固态成像装置602的成像平面上。固态成像装置602通过光学单元601将聚焦在成像平面上的入射光量转换成像素单元中的电信号，并且输出该电信号作为像素信号。诸如其中布置根据上述实施例的多个单元像素的CCD图像传感器的固态图像传感器可用作固态成像装置602。
显示单元605是平板显示装置，例如液晶面板或有机EL(电致发光)面板，并且显示由固态成像装置602捕获的运动图像或静态图像。记录单元606记录由固态成像装置602捕获的运动图像或静态图像在诸如视频磁带或DVD(数字化多功能光盘)的记录介质上。
操作单元607根据使用者的操作在相机装置600的各种功能上给出操作指令。电源单元608提供各种电源到需要提供电源的部件以操作DSP电路603、帧存储器604、显示单元605、记录单元606和操作单元607。
如上面所描述，作为采用根据上述实施例的固态成像装置10作为固态成像装置602的结果，即使单元尺寸减小也能使白斑不明显，这可改善相机装置600捕获图像的图像质量，所述机装置例如为摄像机和数字相机以及此外的用于诸如移动电话的移动装置的相机模块。
另外，本技术不限于应用于构造为检测入射可见光量分布且捕获光分布作为图像的固态图像传感器，而是可应用于构造为捕获入射的红外线、X射线或粒子等的量分布作为图像的固态图像传感器的所有方面，以及在广义上，构造为检测其它物理量(诸如压力和电容)的分布的诸如指纹传感器的固态图像传感器(物理量分布检测装置)。
此外，本技术的实施例不限于上面描述的那些，而是在不脱离本技术范围的情况下，可进行各种修改。
本技术还可具有下面的构造。
(1)
一种固态图像传感器，包括：
寄存器单元，构造为传输存储在光电转换单元中的电荷，并且形成为延伸在第一方向上的n型杂质区域；
读取单元，构造为将来自该光电转换单元的电荷读入该寄存器单元中，并且形成为延伸在与该寄存器单元相同方向上的p型杂质区域；
水平元件隔离单元，构造为防止电荷从该光电转换单元泄漏，并且形成为延伸在与该寄存器单元相同方向上的p型杂质区域；以及
多个转移电极，构造为施加电压而改变该寄存器单元的电位分布，其中
该转移电极当中具有预定低值的待机电压的低位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质总量小于待机电压高于该预定低值的中位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质总量。
(2)
如(1)所述的固态图像传感器，其中，在正交于该第一方向的第二方向上，该低位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质的宽度小于该中位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质的宽度。
(3)
如(1)所述的固态图像传感器，其中，该低位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质的浓度小于该中位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质的浓度。
(4)
如(1)至(3)中任何一项所述的固态图像传感器，其中，在正交于该第一方向的该第二方向上，该低位电极之下的最高浓度位置比该中位电极之下的最高浓度位置更加靠近该光电转换单元，该最高浓度位置是形成该读取单元或该水平元件隔离单元的p型杂质区域的杂质浓度最高的位置。
(5)
如(4)所述的固态图像传感器，其中，仅对于该最高浓度位置当中形成该读取单元的p型杂质区域中的最高浓度位置，该低位电极之下的该最高浓度位置比该中位电极之下的该最高浓度位置更加靠近该光电转换单元。
(6)
如(4)所述的固态图像传感器，其中，仅对于该最高浓度位置当中形成该水平元件隔离单元的p型杂质区域中的最高浓度位置，该低位电极之下的该最高浓度位置比该中位电极之下的该最高浓度位置更加靠近该光电转换单元。
(7)
如(1)至(6)中任何一项所述的固态图像传感器，其中，该传感器单元在与该低位电极对应位置的n型杂质浓度高于该传感器单元在与该中位电极对应位置的n型杂质浓度。
(8)
如(1)至(6)中任何一项所述的固态图像传感器，其中，该传感器单元的表面在与该低位电极对应位置的p型杂质浓度低于该传感器单元的表面在与该中位电极对应位置的p型杂质浓度。
(9)
一种固态成像装置，包括：
寄存器单元，构造为传输存储在光电转换单元中的电荷，并且形成为延伸在第一方向的n型杂质区域；
读取单元，构造为将来自该光电转换单元的电荷读入该寄存器单元中，并且形成为延伸在与该寄存器单元相同的方向上的p型杂质区域；
水平元件隔离单元，构造为防止电荷从该光电转换单元泄漏，并且形成为延伸在与该寄存器单元相同方向上的p型杂质区域；
多个转移电极，构造为施加电压到该寄存器单元；以及
定时发生电路，构造为提供电压到该转移电极以改变该寄存器单元的电位分布，其中
该转移电极当中具有预定低值的待机电压的低位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质总量小于待机电压高于该预定低值的中位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质总量。
(10)
一种相机装置，包括：
固态图像传感器，包括：
寄存器单元，构造为传输存储在光电转换单元中的电荷，并且形成为延伸在第一方向上的n型杂质区域；
读取单元，构造为将来自该光电转换单元的电荷读入该寄存器单元中，并且形成为延伸在与该寄存器单元相同方向上的p型杂质区域；
水平元件隔离单元，构造为防止电荷从该光电转换单元泄漏，并且形成为延伸在与该寄存器单元相同方向上的p型杂质区域；以及
多个转移电极，构造为施加电压而改变该寄存器单元的电位分布，其中
该转移电极当中具有预定低值的待机电压的低位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质总量小于待机电压高于该预定低值的中位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质总量；
光学***，构造为引导入射光到该固态图像传感器；以及
信号处理电路，构造为处理从固态图像传感器输出的图像信号。
(11)
如(10)所述的相机装置，还包括：显示单元，构造为显示该固态成像装置捕获的图像。
(12)
如(10)或(11)所述的相机装置，还包括：记录单元，构造为记录该固态成像装置捕获的图像数据。
(13)
如(10)至(12)中任何一项所述的相机装置，还包括：操作单元，构造为响应根据使用者的操作的操作指令以产生信号。
附图标记列表
10     固态成像装置
11     CCD图像传感器
12     定时发生电路
22     成像单元22
23     水平转移寄存器
24     输出单元
101    垂直转移寄存器
102    垂直元件隔离单元
103    读取单元
104    水平元件隔离单元
105    转移电极
108    传感器单元
110    基板

Claims (13)

1.一种固态图像传感器，包括：
寄存器单元，构造为传输储存在光电转换单元中的电荷，并且形成为沿第一方向延伸的n型杂质区域；
读取单元，构造为将来自所述光电转换单元的电荷读入所述寄存器单元中，并且形成为沿与所述寄存器单元相同方向延伸的p型杂质区域；
水平元件隔离单元，构造为防止电荷从所述光电转换单元泄漏，并且形成为沿与所述寄存器单元相同方向延伸的p型杂质区域；以及
多个转移电极，构造为施加电压以改变所述寄存器单元的电位分布，其中，
所述转移电极当中具有预定低值的待机电压的低位电极之下形成该寄存器单元的n型杂质总量小于待机电压高于所述预定低值的中位电极之下形成所述寄存器单元的n型杂质总量。
2.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其中，在垂直于所述第一方向的第二方向上，所述低位电极之下形成所述寄存器单元的n型杂质的宽度小于所述中位电极之下形成所述寄存器单元的n型杂质的宽度。
3.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其中所述低位电极之下形成所述寄存器单元的n型杂质的浓度小于所述中位电极之下形成所述寄存器单元的n型杂质的浓度。
4.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其中，在垂直于所述第一方向的第二方向上，所述低位电极之下的最高浓度位置比所述中位电极之下的最高浓度位置更加靠近所述光电转换单元，所述最高浓度位置是形成所述读取单元或所述水平元件隔离单元的p型杂质区域的杂质浓度最高的位置。
5.根据权利要求4所述的固态图像传感器，其中，仅对于所述最高浓度位置当中形成所述读取单元的p型杂质区域中的最高浓度位置，所述低位电极之下的最高浓度位置比所述中位电极之下的最高浓度位置更加靠近所述光电转换单元。
6.根据权利要求4所述的固态图像传感器，其中仅对于所述最高浓度位置当中形成所述水平元件隔离单元的p型杂质区域中的最高浓度位置，所述低位电极之下的最高浓度位置比所述中位电极之下的最高浓度位置更加靠近所述光电转换单元。
7.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其中，所述传感器单元在与所述低位电极对应位置的n型杂质浓度高于所述传感器单元在与所述中位电极对应位置的n型杂质浓度。
8.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其中，所述传感器单元的表面在与所述低位电极对应位置的p型杂质浓度低于所述传感器单元的表面在与所述中位电极对应位置的p型杂质浓度。
9.一种固态成像装置，包括：
寄存器单元，构造为传输储存在光电转换单元中的电荷，并且形成为沿第一方向延伸的n型杂质区域；
读取单元，构造为将来自所述光电转换单元的电荷读入所述寄存器单元中，并且形成为沿与所述寄存器单元相同的方向延伸的p型杂质区域；
水平元件隔离单元，构造为防止电荷从所述光电转换单元泄漏，并且形成为沿与所述寄存器单元相同方向延伸的p型杂质区域；
多个转移电极，构造为施加电压到所述寄存器单元；以及
定时发生电路，构造为提供电压到所述转移电极以改变所述寄存器单元的电位分布，其中
所述转移电极当中具有预定低值的待机电压的低位电极之下形成所述寄存器单元的n型杂质总量小于待机电压高于所述预定低值的中位电极之下形成所述寄存器单元的n型杂质总量。
10.一种相机装置，包括：
固态图像传感器，包括：
寄存器单元，构造为传输储存在光电转换单元中的电荷，并且形成为沿第一方向延伸的n型杂质区域；
读取单元，构造为将来自所述光电转换单元的电荷读入所述寄存器单元中，并且形成为沿与所述寄存器单元相同方向延伸的p型杂质区域；
水平元件隔离单元，构造为防止电荷从所述光电转换单元泄漏，并且形成为沿与所述寄存器单元相同方向延伸的p型杂质区域；以及
多个转移电极，构造为施加电压以改变所述寄存器单元的电位分布，其中，
所述转移电极当中具有预定低值的待机电压的低位电极之下形成所述寄存器单元的n型杂质总量小于待机电压高于所述预定低值的中位电极之下形成所述寄存器单元的n型杂质总量；
光学***，构造为将入射光引导到所述固态图像传感器；以及
信号处理电路，构造为处理从固态图像传感器输出的图像信号。
11.根据权利要求10所述的相机装置，还包括：显示单元，构造为显示所述固态成像装置捕获的图像。
12.根据权利要求10所述的相机装置，还包括：记录单元，构造为记录所述固态成像装置捕获的图像的数据。
13.根据权利要求10所述的相机装置，还包括：操作单元，构造为响应根据使用者的操作的操作指令而产生信号。
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