CN105702694B - 固态摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种固态摄像装置，其能够提高从光电转换部到电荷载流子累积部的电荷载流子转移的效率。所述固态摄像装置包括有源区和具有限定所述有源区的绝缘体的元件隔离区，所述有源区具有光电转换部、电荷载流子累积部以及浮动扩散部。在平面图中，有源区在第一转移晶体管的栅极下方的电荷载流子累积部中的宽度大于有源区在所述第一转移晶体管的栅极下方的光电转换部中的宽度。

Description

固态摄像装置
技术领域
本发明涉及固态摄像装置。
背景技术
已提出这样一种结构，其电控制CMOS图像传感器中按照行及列方向布置的、各自具有光电转换部的全部多个像素的曝光开始以及曝光结束(全局电子快门)。
作为用于实现这种全局电子快门功能的结构，日本特开第2008-103647号公报公开了在各像素内具有与光电转换部和浮动扩散部分离的电荷载流子累积部的实施方式。利用该结构，电荷载流子从光电转换部被转移(transfer)到电荷载流子累积部，并且电荷载流子从电荷载流子累积部被转移到浮动扩散部。
发明内容
在日本特开第2008-103647号公报公开的结构中，当光电转换部与电荷载流子累积部之间的电势差小时，存在这种可能性，即在要从光电转换部被转移到电荷载流子累积部的电荷载流子的转移晶体管的栅极下存在的部分电子，可能返回到光电转换部而不被转移到电荷载流子累积部。这降低了从光电转换部到电荷载流子累积部的电荷载流子转移的效率。
因此，本发明提供一种能够改善从光电转换部到电荷载流子累积部的电荷载流子转移效率的创造性的固态摄像装置。
根据本发明，提供了一种固态摄像装置，其中多个像素以矩阵形式布局，所述像素各自具有：具有光电转换部的摄像区域、被构造为转移来自所述光电转换部的电荷载流子的第一转移晶体管、所述电荷载流子从所述第一转移晶体管被转移至的电荷载流子累积部、被构造为转移在所述电荷载流子累积部中累积的电荷载流子的第二转移晶体管以及所述电荷载流子从所述第二转移晶体管被转移至的浮动扩散部，所述固态摄像装置包括：具有所述光电转换部、所述电荷载流子累积部以及所述浮动扩散部的有源区，以及具有限定所述有源区的绝缘体的元件隔离区；并且在平面图中，所述有源区在所述第一转移晶体管的栅极下方的所述电荷载流子累积部中的宽度大于所述有源区在所述第一转移晶体管的栅极下方的所述光电转换部中的宽度。
根据以下(参照附图)对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。
附图说明
图1A至图1C例示了根据第一示例性实施例的像素平面图和剖面图。
图2A至图2D是根据第一示例性实施例的电势剖面图。
图3是根据第一示例性实施例的剖面图。
图4A至图4C例示了根据第二示例性实施例的像素平面图以及剖面图。
图5是根据第二示例性实施例的剖面图。
图6是根据第三示例性实施例的像素平面图。
图7A至图7C例示了根据第四示例性实施例的像素平面图以及剖面图。
图8是根据第四示例性实施例的像素平面图。
图9A至图9D例示了根据第四示例性实施例的电势剖面图。
图10A至图10C例示了根据第五示例性实施例的像素平面图以及剖面图。
图11A至图11C例示了像素结构以及对应于该像素结构的电势。
具体实施方式
第一示例性实施例
将参照图1A至图1C到图3来描述根据本发明的第一示例性实施例。应当注意，虽然在下文中将电子用作信号电荷载流子，但是也可以将正空穴用作信号电荷载流子。当电子被用作信号电荷载流子时，第1导电类型为n型，第2导电类型为p型。当空穴被用作信号电荷载流子时，半导体区域的导电类型具有与信号电荷载流子为电子的情况下的导电类型相反的导电类型。
在以下示例性实施例的描述中，术语“半导体基板表面”是指具有构成像素的半导体区域的半导体基板的主表面。术语“半导体基板”是不仅包括材料基板而且包括具有多个半导体区域的部件的概念。术语“顶部”或“上部”是指接近半导体基板的主表面的方向，术语“底部”或“下部”是指接近与半导体基板的主表面远离的背面的方向，通过这些术语，可以识别预定区域与部件之间的相对位置关系。
图1A是以平面图的方式例示在固态摄像装置的摄像区域中以矩阵形式布置的多个像素中的一者的图(平面图)。图1B和图1C分别是沿线IB-IB和线IC-IC截取的剖面图。图2A到图2C是沿图1A中的线II-II截取的电势剖面图，图3是沿图1A中的线III-III截取的剖面图。
参照图1A，像素P1包括光电转换部2、被构造为转移来自光电转换部2的电荷载流子的第一转移晶体管(包括栅极8)、以及被构造为累积从第一转移晶体管转移的电荷载流子的电荷载流子累积部4。像素P1还包括被构造为转移来自电荷载流子累积部4的电荷载流子的第二转移晶体管(包括栅极9)，以及被构造为累积从第二转移晶体管转移的电荷载流子的浮动扩散部(下文中，也称为“FD”)6。像素P1还包括可用于输出来自光电转换部2的电荷载流子的溢出漏极7(下文中，也称为“OFD”)，以及被构造为向OFD转移电荷载流子的溢出晶体管(包括栅极10)。像素P1还包括连接到FD 6的复位晶体管(包括栅极11)，以及FD 6和栅极12经由金属线连接到的源跟随器晶体管(包括栅极12)。此外，像素1还包括行选择晶体管13以及信号输出单元14。
具有光电转换部2、电荷载流子累积部4、FD 6等等的有源区1通过由绝缘体制成的元件隔离区17来限定其范围。元件隔离区17例如可以通过STI(浅沟槽隔离)或LOCOS(硅的局部氧化)来构造。
在有源区1的元件隔离区17中设置p型区域15。与在第一转移晶体管的栅极8下方的光电转换部中的有源区1的宽度相比，电荷载流子累积部中的有源区1具有的宽度更大。
接下来，将描述沿图1中的线III-III截取的图3中的剖面图。根据本示例性实施例，光电转换部2、电荷载流子累积部4、FD 6以及OFD 7被设置在p型阱22内。p型阱22是通过离子注入或外延生长而在n型基板21的一个主表面上形成的。可以使用p型基板来代替其上具有p型阱22的n型基板21。
在半导体基板表面上设置：被构造为从光电转换部2向电荷载流子累积部4转移电荷载流子的第一转移晶体管的栅极8、以及被构造为从电荷载流子累积部4向FD 6转移电荷载流子的第二转移晶体管的栅极9。在半导体基板表面上设置：被构造为从光电转换部2向OFD 7转移电荷载流子的溢出晶体管的栅极10。
根据本示例性实施例，光电转换部2包括n型区域3、n型区域30、p型阱22以及p型区域24。
n型区域3被设置在n型区域30的内部，n型区域3具有与n型区域30接触的下表面。n型区域3具有比n型区域30的杂质浓度更高的杂质浓度。n型区域30与位于n型区域30下方的p型阱22一起形成pn结。p型区域24被设置在n型区域3的半导体基板表面上，并且n型区域3的上表面与p型区域24接触。n型区域3上的p型区域24形成pn结。由此，设置了所谓的嵌入型光电二极管，这减少了由抵接基板表面上形成的氧化膜(未例示)的界面结构引起的暗电流。
根据本示例性实施例，电荷载流子累积部4包括n型区域5、p型区域25以及p型区域26。
p型区域25被设置在n型区域5上。具有比p型阱22的杂质浓度高的杂质浓度的p型区域26被设置在n型区域5的下方。p型区域26与n型区域5一起形成pn结。当电荷载流子从电荷载流子累积部4被转移到FD 6时，对n型区域5施加反向偏压，并且n型区域5耗尽。当n型区域5耗尽时，耗尽层还扩展到p型区域26。耗尽层的扩展量依赖于p型区域26的杂质浓度。因为p型区域26的杂质浓度高于p型阱22的杂质浓度，所以与仅设置p型阱22的情况相比，可以抑制耗尽层向p型区域的扩展，这能够降低用于耗尽的电压。
在电荷载流子累积部4、第一转移晶体管的栅极8、以及第二转移晶体管的栅极9上设置遮蔽部件20。
在第一转移晶体管的栅极8的底部设置沟道区域40，并且沟道区域40用于在导通状态下将电荷载流子从光电转换部2转移到电荷载流子累积部4。用作沟道停止的p型区域15被设置在元件隔离区17的下方。通过与针对p型阱22的处理不同的处理来形成p型区域15。插头27连接到FD 6和OFD 7。
图1B是沿图1A中的线IB-IB截取的并且例示了具有n型区域3的平面的剖面图(沿由箭头所表示的方向观看)。
参照图1B，在n型区域30上设置具有比n型区域30的杂质浓度高的杂质浓度的n型区域3(第一半导体区域)。p型区域15(第三半导体区域)沿着有源区1与元件隔离区17之间的边界在有源区1的元件隔离区中延伸。通过栅极氧化膜(未例示)而在其上设置第一转移晶体管的栅极8。p型区域24可以存在于栅极8的下方，但是在图中被省略。
图1C是沿图1A中的线IC-IC截取的并例示了具有n型区域5的平面的剖面图(沿由箭头所示的方向观看)。
参照图1C，n型区域5(第二半导体区域)被设置在p型区域26上。像图1B一样，p型区域15(第三半导体区域)被设置得接近有源区1的元件隔离区17。
将图1B与图1C比较，在方向300上，n型区域3的宽度小于n型区域5的宽度。通常，为了识别MOS晶体管中的沟道区域的大小，将电荷载流子转移方向上的长度称为沟道长度，并且将与电荷载流子转移方向正交的方向上的长度称为沟道宽度。根据本示例性实施例，图1B和图1C所示的方向300对应于第一转移晶体管中的沟道区域的沟道宽度的方向。因此，以下，将该方向称为转移晶体管的沟道宽度方向，并且图1B和图1C是沿第一转移晶体管的沟道宽度方向观察的剖面图。
接下来，将描述在第一转移晶体管的沟道宽度方向300上n型区域3与n型区域5之间的宽度差的效果。
首先，参照图11A至图11C，将描述在n型MOS晶体管的源极或漏极处n型区域中的电势。
图11A(A-1)至图11C(C-1)是例示从沟道区域到源极或者从沟道区域到漏极的方向观察的n型MOS晶体管的源极或漏极的n型MOS晶体管的沟道宽度方向上的剖面图。
图11A(A-1)至图11C(C-1)例示了n型区域1000、p型区域1100、以及沟道宽度方向1200。在沟道宽度方向1200上，图11A(A-1)中例示的n型区域1000的宽度比图11B(B-1)和图11C(C-1)中的宽度足够大。图11B(B-1)中所示的n型区域1000的宽度小于图11C(C-1)中的n型区域1000的宽度。
图11A(A-2)至图11C(C-2)例示了当在图11A(A-1)至图11C(C-1)例示的结构中晶体管被接通时的电势。电势的正方向被定义为下方向，并且当转移的电荷载流子是电子时，电势沿下方向降低。
参照图11A(A-1)和图11A(A-2)，因为n型区域1000与p型区域1100接触，所以在沟道宽度方向1200上n型区域1000受到p型区域1100的电势的影响。图11A(A-2)例示了电势1250以及该电势底部的中心1400。当能够增加n型区域1000的宽度时，可以充分设置电势底部的中心1400与p型区域1100之间的距离。这样，电势底部的中心1400不会受到p型区域1200的电势明显影响。因此，当晶体管被接通时，电势底部的中心处的电势对于电子足够低(由附图标记1300指示)。
另一方面，如图11B(B-2)和图11C(C-2)所示，当沟道宽度方向上的n区域1000的宽度不是足够大时，电势底部的中心1400相比图11A(A-2)所示的情况更大地受到p型区域1200的电势的影响。因此，当晶体管被接通时，图11B(B-2)和图11C(C-2)中的电势底部的中心1400不是足够低(由附图标记1310和附图标记1320指示)。
根据该原理，当在n型MOS晶体管的沟道宽度方向上的剖面中、源极或漏极的n型区域足够宽时，在晶体管被接通的情况下电势底部的中心对于电子足够低。
即使在无法充分增加n型区域1000的宽度时，电势底部的中心的位置可以根据n型区域1000的幅度关系而改变。换言之，n型区域1000具有大宽度的图11C(C-2)中的电势底部的中心1400位于比图11B(B-2)中的电势底部的中心1400更低。
图1B中沿线α-α'的像素结构从左侧起包括元件隔离区17、p型区域15、n型区域30、n型区域3、n型区域30以及p型区域15。将图1B中的结构与图11B(B-1)中的结构比较，图11B(B-1)中的n型区域1000对应于图1B中的n型区域3和n型区域30。图11B(B-1)中的p型区域1100对应于图1B中的p型区域15。
这里可以表现为，图1B中的结构在第一转移晶体管的沟道宽度方向上的剖面中在p型区域15(第三半导体区域)之间具有n型区域3(第一半导体区域)。还可以表现为，n型区域30被置于p型区域15(第三半导体区域)与n型区域3(第一半导体区域)之间。
类似地，在图1C例示的沿线β-β'的像素结构中，图11C(C-1)中的n型区域1000对应于图1C中的n型区域5。图11C(C-1)中的p型区域1100对应于图1C中的p型区域22和26以及p型区域15。可以表现为，图1C中的结构在第一转移晶体管的沟道宽度方向上的剖面上、在p型区域15(第三半导体区域)之间具有n型区域5(第二半导体区域)。可以表现为，p型区域22和26被置于p型区域15(第三半导体区域)与n型区域5(第二半导体区域)之间。
根据本示例性实施例，如上所述，置于p型区域15(第三半导体区域)之间的n型区域5(第二半导体区域)的宽度大于置于p型区域15(第三半导体区域)之间的n型区域3(第一半导体区域)的宽度。
为此，当第一转移晶体管被接通时，对于第一转移晶体管的栅极下方的电子，光电转换部2具有比电荷载流子累积部4的电势更低的电势。第一转移晶体管的沟道的电势结构类似于通过顺序连接电势而获取的结构。
图2A至图2D是沿图1A中的线II-II截取的电势图，并且图的向下方向对应于电势的正方向。参照图2A到图2D，PD指示对应于光电转换部2的部分的电势，MEM指示对应于电荷载流子累积部4的部分的电势，FD指示对应于浮动扩散部6的部分的电势，OFD指示对应于溢出漏极7的部分的电势。
图2A是在光电转换部2中累积电荷载流子并且第一转移晶体管的栅极8和溢出晶体管的栅极10具有断开(OFF)状态的电势图。因为根据本示例性实施例应用如上所述的结构，所以在光电转换部2中的栅极8下方的区域具有比电荷载流子累积部4中的区域的电势更低的电势。
图2B是第一转移晶体管的栅极8具有接通(ON)状态的电势图。通过接通第一转移晶体管的栅极8而下推第一转移晶体管的栅极8下方的电势，使得电荷载流子从光电转换部2被转移到电荷载流子累积部4。然而，因为光电转换部2与电荷载流子累积部4之间的电势差小，所以并非全部电荷载流子均被转移到电荷载流子累积部4，但是通过第一转移晶体管下推的第一转移晶体管的栅极8下方的电势捕获许多电荷载流子。这里，获取了如下的电势结构，即第一转移晶体管的栅极下方的光电转换部2中的区域的电势高，而电荷载流子累积部4的电势低。由此，通过第一转移晶体管的栅极8的电势底部来捕获电荷载流子。
图2C是例示图2B中的第一转移晶体管从接通状态切换到断开状态的中间处理的电势图。图2D是例示通过断开第一转移晶体管的栅极8使得电荷载流子被转移到电荷载流子累积部4获取的状态的电势图。在第一转移晶体管的栅极下方，获取光电转换部2中的范围具有更高电势并且电荷载流子累积部4中的电势低的电势结构。为此，当接近电荷载流子累积部4的区域的电势高于光电转换部2中的区域的电势时或者当二者之间不存在电势差时，从光电转换部2向电荷载流子累积部4的电荷载流子转移的效率得到提高。
将图1B中沿线α-α'的像素结构与图1C中沿线β-β'的像素结构比较，沟道宽度方向300上的有源区1的宽度在接近电荷载流子累积部4的区域中比在接近光电转换部2中的区域更大。
关于图1A中的有源区1，第一转移晶体管下方的p型区域15的宽度在光电转换部2中以及在电荷载流子累积部4中基本相同。为此，沟道宽度方向上的有源区1的宽度可以被用作针对如上所述的n型区域的宽度的代理变量。
因此，在平面图中，在第一转移晶体管下方的电荷载流子累积部中的有源区的宽度比光电转换部中的有源区的宽度大，这能够提高从光电转换部向电荷载流子累积部的电荷载流子转移的效率。
第二示例性实施例
将参照图4A至图4C以及图5来描述第二示例性实施例。该示例性实施例与第一示例性实施例的不同在于不设置p型区域15并且n型区域3被设置在p型区域22上。
图4A是像素的平面图，并且图4B和图4C是图4A中分别沿线IVB-IVB截取的剖面图以及沿线IVC-IVC截取的剖面图。图5是沿图4A中的线V-V截取的剖面图。根据第一和第二示例性实施例，在所有图中，相同的编号是指相同的部分或区域。
参照图5，光电转换部2在n型区域3下方以及周围具有p型阱22，并且n型区域3的下表面与p型阱22接触。相应地，图4B和图4C还例示了p型阱22和p型区域26在n型区域3和n型区域5的下方。
沿图4A中的线IVB-IVB截取的图4B例示的像素结构具有作为n型区域的n型区域3以及作为p型区域的p型区域22。沿图4A中的线IVC-IVC截取的图4C例示的像素结构具有作为n型区域的n型区域5以及作为p型区域的p型区域22和26。这里可以表现为，在第一转移晶体管的沟道宽度方向上的剖面中，图4B和图4C中的结构在p型区域22、26(第三半导体区域)之间具有n型区域3(第一半导体区域)和n型区域5(第二半导体区域)。
根据本示例性实施例，在第一转移晶体管下方的第一转移晶体管的沟道宽度方向上的剖面中，电荷载流子累积部中的n型区域5(第二半导体区域)具有比光电转换部中的n型区域3(第一半导体区域)的宽度大的宽度。这能够提高从光电转换部向电荷载流子累积部的电荷载流子转移的效率。
在图4A所示的有源区1中，在第一转移晶体管下方的p型区域22的宽度与光电转换部中以及电荷载流子累积部中的宽度基本相等。为此，沟道宽度方向300上的有源区1的宽度可以被用作针对n型区域3和n型区域5的宽度的代理变量。因此，在平面图中，在第一转移晶体下方的电荷载流子累积单元中的有源区的宽度比光电转换部中的有源区的宽度更大，这能够提高从光电转换部向电荷载流子累积部的电荷载流子转移的效率。
第三示例性实施例
将参照图6来描述第三示例性实施例。该示例性实施例与第一示例性实施例的不同在于，在平面图中第二转移晶体管下方的电荷载流子累积部中的有源区的宽度大于浮动扩散部中的有源区的宽度。
根据该示例性实施例，因为电荷载流子的电子被累积在光电转换部中，所以FD 6中的n区域的宽度减小能够减小FD 6的面积并且能够减小FD 6的容量。因为FD 6的容量减小能够将周边电路中的信号放大抑制到某一程度，所以噪声分量也能够被降低。
在从电荷载流子累积部4到FD 6的电荷载流子转移中，对应于供电电压的电压被正常施加到FD 6，该FD 6由此具有与电荷载流子累积部4的电势大大不同的电势。因此，在电荷载流子从电荷载流子累积部4被转移到FD 6时可能相对不易发生，当电荷载流子从光电转换部2被转移到电荷载流子累积部4时可能发生的、关于电荷载流子转移的效率的问题。根据本示例性实施例，光电转换部2与电荷载流子累积部4之间的关于有源区的宽度的关系与电荷载流子累积部4与FD 6之间的关系相逆，并且FD中的有源区1的宽度小于电荷载流子累积部中的有源区1的宽度。
第四示例性实施例
将参照图7A至图7C来描述第四示例性实施例。该示例性实施例与第一示例性实施例的不同在于n型区域3和n型区域5的宽度相等。
图7A是像素的平面图，图7B和图7C是图7A中分别沿线VIIB-VIIB以及VIIC-VIIC截取的剖面图。
在图7B所示的沿线α-α'的像素结构中，光电转换部2具有作为n型区域的n型区域3和n型区域30以及作为p型区域的p型区域15。在图7C例示的线β-β'处截取的像素结构中，n型区域包括n型区域5和n型区域35，并且p型区域是p型区域15。
这里可以表现为，在图7B和图7C例示的结构中，在第一转移晶体管的沟道宽度方向上的剖面中，n型区域3(第一半导体区域)和n型区域5(第二半导体区域)被置于p型区域15(第三半导体区域)之间。还可以表现为，n型区域30(第四半导体区域)被置于p型区域15(第三半导体区域)与n型区域3(第一半导体区域)之间。另外，可以表现为，n型区域35(第五半导体区域)被置于p型区域15(第三半导体区域)与n型区域5(第二半导体区域)之间。
根据本示例性实施例，光电转换部中的n型区域3(第一半导体区域)和n型区域5(第二半导体区域)具有相等的宽度，但是电荷载流子累积部中的n型区域35(第五半导体区域)的宽度大于光电转换部中的n型区域30(第四半导体区域)的宽度。这样，针对n型区域的总宽度，因为电荷载流子累积部中的宽度大于光电转换部中的宽度，所以从光电转换部到电荷载流子累积部的电荷载流子转移的效率能够得到提高。
根据本示例性实施例，在第一转移晶体管的沟道宽度方向上的剖面中，p型区域15的宽度在光电转换部2中以及电荷载流子累积部4中基本相等。因此，有源区1的宽度可以用作针对n型区域的宽度的代理变量。因此，在平面图中，在第一转移晶体管的栅极下方的电荷载流子累积单元中的有源区的宽度比光电转换部中的有源区的宽度大，这能够提高从光电转换部到电荷载流子累积部的电荷载流子转移的效率。
第五示例性实施例
将参照图8以及图9A至图9D来描述第五示例性实施例。该示例性实施例与第一示例性实施例的不同在于，有源区1具有阶梯形状而不是锥形形状。
图8是像素的平面图，图9A至图9D是沿图8中的IX-IX截取的电势示意图。沿图8中的线IB-IB截取的剖面图具有与图1B中相同的结构。沿图8中的线IC-IC截取的剖面图具有与图1C中相同的结构。
虽然图9A到图9D中所示的电势梯度与根据第一示例性实施例的图2A到图2D所示的电势梯度不同，但是电势结构被设置为在光电转换部2中具有高电势而在电荷载流子累积部4中具有低电势。这能够提高从光电转换部到电荷载流子累积部的电荷载流子转移的效率。
第六示例性实施例
将参照图10A至图10C来描述第六示例性实施例。该示例性实施例与第一示例性实施例的不同在于还提供用于调节光电转换部2的侧端的沟道宽度的p型区域18。它们的不同还在于，在平面图中，第一转移晶体管的栅极下方的有源区1具有与光电转换部2中以及电荷载流子累积部4中宽度相等的宽度。
图10A是像素的平面图，图10B和图10C是图10A中分别沿线XB-XB和XC-XC截取的剖面。
参照图10A至图10C，与p型区域15不同的p型区域18被设置在与元件隔离区17接触的有源区1的侧表面上。图10B中例示的沿线α-α'截取的像素结构具有作为n型区域的n型区域3以及作为p型区域的p型区域18和p型区域15。图10C例示的沿线β-β'截取的像素结构具有作为n型区域的n型区域5以及作为p型区域的p型区域15和p型区域26。
这里可以表现为，在图10B和图10C例示的结构中的第一转移晶体管的沟道宽度方向上的剖面中，n型区域3(第一半导体区域)和n型区域5(第二半导体区域)被置于p型区域15(第三半导体区域)之间。还可以表现为，n型区域3(第一半导体区域)被置于p型区域18之间。
根据该示例性实施例，在第一转移晶体管的栅极下方的第一转移晶体管的沟道宽度方向上的剖面中，电荷载流子累积部中的n型区域5的宽度大于光电转换部中的n型区域3的宽度。这能够提高从光电转换部向电荷载流子累积部的电荷载流子转移的效率。
已经描述了多个示例性实施例，示例性实施例的结构可以按照需要被组合。.
“在第一转移晶体管的栅极下方的”区域可以包括基本上在第一转移晶体管的栅极下方的区域。只要在第一转移晶体管具有接通状态时信号电荷载流子从光电转换部被转移到电荷载流子累积部，则半导体区域可以置于从在第一转移晶体管的正下偏移的位置。
另外，前述示例性实施例可以适用于例如包括固态摄像装置的照相机。这里的照相机的概念不仅包括主要可用于摄像的装置而且包括辅助包含摄像功能的装置(诸如个人计算机和移动终端)。照相机包括如前述示例性实施例的任意一者例示的根据本发明的固态摄像装置以及被构造为处理从固态摄像装置输出的信号的处理单元。该处理单元例如可以包括A/D转换器、以及被构造为处理从A/D转换器输出的数字数据的处理器。
虽然参照示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明并不限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有这类变型以及等同的结构和功能在内。

Claims (14)

1.一种固态摄像装置，在所述固态摄像装置中多个像素以矩阵形式布局，所述像素各自具有：具有光电转换部的摄像区域、被构造为转移来自所述光电转换部的电荷载流子的第一转移晶体管、所述电荷载流子从所述第一转移晶体管被转移至的电荷载流子累积部、被构造为转移在所述电荷载流子累积部中累积的电荷载流子的第二转移晶体管以及所述电荷载流子从所述第二转移晶体管被转移至的浮动扩散部，所述固态摄像装置包括：
具有所述光电转换部、所述电荷载流子累积部以及所述浮动扩散部的有源区；以及
具有限定所述有源区的绝缘体的元件隔离区，并且
在平面图中，所述有源区在所述第一转移晶体管的栅极下方的所述电荷载流子累积部中的宽度大于，所述有源区在所述第一转移晶体管的栅极下方的所述光电转换部中的宽度，
其中，所述第一转移晶体管的栅极具有与所述第二转移晶体管的栅极的表面相对的表面，并且，
其中，所述绝缘体被设置在所述第一转移晶体管的栅极和所述第二转移晶体管的栅极之间。
2.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，当所述第一转移晶体管被接通时，所述第一转移晶体管的栅极下方的电荷载流子在所述电荷载流子累积部中的电势比在所述光电转换部中的电势更低。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的固态摄像装置，其中，在平面图中，所述有源区具有沿所述有源区与所述元件隔离区之间的边界延伸的半导体区域。
4.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，在平面图中，所述有源区在所述第二转移晶体管下方的所述电荷载流子累积部中的宽度大于，所述有源区在所述第二转移晶体管下方的所述浮动扩散部中的宽度。
5.一种固态摄像装置，所述固态摄像装置包括：
光电转换部，其具有第一导电类型的第一半导体区域；
第一转移晶体管，其被构造为转移来自所述光电转换部的电荷载流子；
电荷载流子累积部，其具有第一导电类型的第二半导体区域，所述电荷载流子累积部接收从所述第一转移晶体管转移的电荷载流子；
第二转移晶体管，其被构造为转移在所述电荷载流子累积部中累积的电荷载流子；
所述电荷载流子从所述第二转移晶体管被转移至的浮动扩散部；
有源区，其具有所述光电转换部、所述电荷载流子累积部以及所述浮动扩散部；以及
元件隔离区，其具有限定所述有源区的绝缘体，
其中，在沿所述第一转移晶体管的栅极下方的所述第一转移晶体管的沟道宽度方向的剖面中，所述第一半导体区域和所述第二半导体区域被置于第二导电类型的第三半导体区域之间，并且置于所述第三半导体区域之间的所述第二半导体区域的宽度大于置于所述第三半导体区域之间的所述第一半导体区域的宽度。
6.根据权利要求5所述的固态摄像装置，其中，所述光电转换部还具有与所述第一半导体区域的上表面接触的所述第二导电类型的半导体区域，以及与所述第一半导体区域的下表面接触的所述第一导电类型的半导体区域。
7.根据权利要求5所述的固态摄像装置，其中，所述光电转换部还具有与所述第一半导体区域的上表面接触的所述第二导电类型的半导体区域，以及与所述第一半导体区域的下表面接触的所述第二导电类型的半导体区域。
8.根据权利要求5至权利要求7中的任意一项所述的固态摄像装置，其中，所述电荷载流子累积部还具有与所述第二半导体区域的上表面接触的所述第二导电类型的半导体区域，以及与所述第二半导体区域的下表面接触的所述第二导电类型的半导体区域。
9.根据权利要求5或权利要求6所述的固态摄像装置，其中，在平面图中，所述有源区具有从所述光电转换部延伸至所述电荷载流子累积部的所述第二导电类型的半导体区域。
10.根据权利要求9所述的固态摄像装置，其中，在沿所述第一转移晶体管的栅极下方的所述第一转移晶体管的沟道宽度方向的剖面中的所述第二半导体区域被置于，与所述第三半导体区域不同的、所述第二导电类型的半导体区域之间。
11.根据权利要求6所述的固态摄像装置，其中，所述第一导电类型是n型，所述第二导电类型是p型。
12.根据权利要求5所述的固态摄像装置，其中，在平面图中，所述有源区在所述第二转移晶体管下方的所述电荷载流子累积部中的宽度，大于所述有源区在所述第二转移晶体管下方的所述浮动扩散部中的宽度。
13.一种固态摄像装置，所述固态摄像装置包括：
光电转换部，其具有第一导电类型的第一半导体区域；
第一转移晶体管，其被构造为转移来自所述光电转换部的电荷载流子；
电荷载流子累积部，其具有第一导电类型的第二半导体区域，所述电荷载流子累积部接收从所述第一转移晶体管转移的电荷载流子；
第二转移晶体管，其被构造为转移在所述电荷载流子累积部中累积的电荷载流子；
所述电荷载流子从所述第二转移晶体管被转移至的浮动扩散部；
有源区，其具有所述光电转换部、所述电荷载流子累积部以及所述浮动扩散部；以及
元件隔离区，其具有限定所述有源区的绝缘体，
其中，在沿所述第一转移晶体管下方的所述第一转移晶体管的沟道宽度方向的剖面中，所述第一半导体区域和所述第二半导体区域被置于第二导电类型的第三半导体区域之间，所述第一导电类型的第四半导体区域被置于所述第一半导体区域与所述第三半导体区域之间，所述第一导电类型的第五半导体区域被置于所述第二半导体区域与所述第三半导体区域之间，并且所述第二半导体区域和所述第五半导体区域的总宽度大于所述第一半导体区域和所述第四半导体区域的总宽度。
14.根据权利要求13所述的固态摄像装置，其中，在平面图中，所述有源区在所述第二转移晶体管下方的所述电荷载流子累积部中的宽度，大于所述有源区在所述第二转移晶体管下方的所述浮动扩散部中的宽度。
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