CN104205333B - 图像拾取单元和电子设备 - Google Patents

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Abstract

固态图像拾取单元设置有：基板(50)；红像素(10)，包括红电荷存储部分(11)；蓝像素(2)，包括蓝电荷存储部分(21)；以及绿像素(30)，包括多个绿电荷存储部分(31a和31b)，红电荷存储部分(11)和蓝电荷存储部分(21)提供在基板(50)中。多个绿电荷存储部分(31a和31b)沿着基板(50)的厚度方向设置在基板(50)中。

Description

图像拾取单元和电子设备
技术领域
本公开涉及固态图像拾取单元和包括固态图像拾取单元的电子设备。
背景技术
近年来，作为固态图像拾取单元(solid-state image pickup unit)，CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器用于各种应用，用于替代CCD(电荷耦合装置)。例如，CMOS图像传感器用作固态图像拾取单元的案例数在增加，其中固态图像拾取单元安装在数字相机、数字便携式摄像机、监视相机、用于广播、电影制作或商业使用的相机或构建在移动电话中的相机。这是因为，与CCD相比，除了较高的摄取速度(较高的帧速率)和较低的功耗等外，显著地改善了CMOS图像传感器的图像质量。而且，CMOS图像传感器的优点在于，单元像素(在下文简称为“像素”)的像素部分设置成阵列，并且周边电路部分允许制造在相同的半导体基板上。
在CMOS图像传感器中，典型的像素包括构成光电转换部分(电荷存储部分)的光敏二极管(在下文称为"PD")和将PD中产生的光电荷(在下文简称为“电荷”)转换成电压的浮置扩散区域部分(在下文称为"FD区域部分")。该像素还包括各种像素晶体管以读取PD中存储的电荷。
近年来，频繁地使用每一个包括转移晶体管、放大晶体管、复位晶体管和选择晶体管的四晶体管像素。然而，不包括选择晶体管的三晶体管像素可用于像素的小型化。
应注意，转移晶体管是将存储在PD中的电荷转移到FD区域部分的像素晶体管，并且放大晶体管是放大FD区域部分转换的电压信号的像素晶体管。而且，复位晶体管是将FD区域部分的电位进行复位的像素晶体管，并且选择晶体管是选择从其要读取电荷的像素的像素晶体管。
在包括具有上述构造的CMOS图像传感器的数字相机等中，增加像素数和减小封装尺寸的要求通过减小像素的单元尺寸来满足。作为减小像素单元尺寸的有效技术，例如，采用像素共享技术方案。在像素共享技术方案中，除了转移晶体管和FD区域部分外的像素晶体管在预定量的像素(例如，两个像素或四个像素等)当中共享，并且转移晶体管和PD提供到像素的每一个。
例如，在两个像素之间共享的情况下，除了转移晶体管和FD区域部分外的像素晶体管在两个像素之间共享，并且转移晶体管和PD提供到像素的每一个。在此情况下，全部五个像素晶体管(放大晶体管、复位晶体管、选择晶体管和两个转移晶体管)提供到两个共享像素。在不采用像素共享技术的情况下，每个像素需要四个像素晶体管；然而，在以上述方式两个像素之间共享像素晶体管的情况下，每个像素的像素晶体管数为2.5(＝5/2)。因此，在采用像素共享技术的情况下，允许减少像素晶体管的形成面积，并且允许相应地减小像素的单元尺寸。而且，在此情况下，PD的形成面积允许通过减小像素晶体管的形成面积而增加。
而且，在包括具有上述构造的CMOS图像传感器的数字相机等中，为了允许在摄取条件很差的环境中摄取具有较高图像质量的图像，例如，在黑暗环境中，不断要求灵敏度的改善。为了满足这样的要求，提出了背照式(BSI)CMOS图像传感器，其中光从与前表面相对的表面(后表面)入射，前表面中由硅基板形成像素晶体管、配线和类似物。应注意，光从由硅基板形成像素晶体管、配线和类似物的前表面入射的CMOS图像传感器称为"前照式(FSI)CMOS图像传感器"。在背照式CMOS图像传感器中，光不通过晶体管、配线和类似物的形成层入射在PD上；因此，允许防止入射光在像素晶体管、配线和类似物中的虚光照。结果，在背照式COMS图像传感器中，获得诸如灵敏度的改善以及阴影特性的改善的效果。
附带地，在典型的CMOS图像传感器中，已经知晓在光入射的硅基板中对入射光进行光电转换的距光入射表面的深度(在下文称为"光电转换深度")根据入射光的波长而不同。更具体而言，已经知晓硅基板中的光电转换深度以蓝光、绿光和红光的顺序而增加。换言之，蓝光在硅基板中的光电转换深度小于绿光和红光每一个的光电转换深度。
已经提出了一种背照式CMOS图像传感器，其采用在各颜色当中上述光电转换深度差异，并且采用像素共享技术方案。而且，在具有这样构造的CMOS图像传感器中，提出了共享像素晶体管的各种布置技术方案(例如，参见PTL 1)。
在PTL 1，提出了一种技术方案，其中蓝、绿和红的像素(在下文分别称为"蓝像素"、"绿像素"和"红像素")当中共享的像素晶体管选择性地设置在硅基板的表面上的蓝像素形成区域中。蓝像素中的光电转换深度(PD形成位置)距光入射表面(后表面)很浅；因此，即使像PTL 1那样将共享像素晶体管选择性地设置在蓝像素的形成区域中，也不负面影响蓝像素的光电转换作用。
因此，在这样的PTL 1的构造中，在绿像素和红像素的形成区域中，不必设置蓝像素、绿像素和红像素当中共享的像素晶体管，并且执行光电转换操作的PD区域允许相应地增加。换言之，在PTL 1中，PD的面积、饱和信号量、灵敏度等通过允许共享像素具有上述构造而增加，并且像素的小型化和具有高灵敏度和低噪声的单芯片彩色固态图像拾取允许相应地实现。
引用列表
专利文献
[PTL 1]日本未审查专利申请公开No.2008-172580
发明内容
附带地，通常已经知晓，在硅基板中，对绿波长的光成分(在下文称为“绿光”)的光电转换灵敏度(光电转换效率)高于具有蓝波长的光成分(在下文称为"蓝光")和具有红波长的光成分(在下文称为"红光")。因此，在该技术领域中，考虑像素当中这样灵敏度的差别，希望开发固态图像拾取单元，使其构造能使每个像素获得最佳的像素特性。
因此，希望提供一种固态图像拾取单元，使其构造能根据每个颜色像素的灵敏度使每个像素获得良好的像素特性，并且提供一种包括这样固态图像拾取单元的电子设备。
为了解决上述问题，根据本公开实施例的固态图像拾取单元包括：基板、红像素、蓝像素和绿像素，并且各像素具有下面的各构造。红像素包括红电荷存储部分，其提供在基板中且保持通过在具有红波长的光成分上执行光电转换获得的电荷。蓝像素包括蓝电荷存储部分，其提供在基板中且保持通过在具有蓝波长的光成分上执行光电转换获得的电荷。然后，绿像素包括多个绿电荷存储部分，其保持通过在具有绿波长的光成分上执行光电转换获得的电荷，并且多个绿电荷存储部分沿着基板的厚度方向设置在基板中。
而且，根据本公开实施例的电子设备构造为包括上述本公开的固态图像拾取单元以及在来自固态图像拾取单元的输出信号上执行预定处理的信号处理电路。
在根据本公开实施例的固态图像拾取单元中，多个绿电荷存储部分提供到绿像素以允许绿像素的饱和电荷量(饱和信号量)大于红像素的饱和电荷量和蓝像素的饱和电荷量的每一个，因此有效地利用绿像素的高灵敏度特性。
如上所述，在根据本公开实施例的固态图像拾取单元中，绿像素的饱和电荷量允许大于另外颜色像素的饱和电荷量，并且允许全部优点实现绿像素的高灵敏度特性。因此，根据本公开，根据每个颜色的灵敏度，允许在每个像素中获得良好的像素特性。
附图说明
图1是示出红像素、蓝像素和绿像素的灵敏度特性的示意图。
图2是根据本公开第一实施例的CMOS图像传感器的示意性框图。
图3是示出根据第一实施例的CMOS图像传感器中红像素、蓝像素和绿像素的布置方案的示意图。
图4是在根据第一实施例的CMOS图像传感器中共享像素单元部分的等效电路图。
图5是在根据第一实施例的CMOS图像传感器中共享像素单元部分的示意性截面图。
图6是用于描述绿像素中光电转换操作的示意图。
图7是根据本公开第二实施例的CMOS图像传感器的共享像素单元部分的示意性截面图。
图8是示出应用根据本公开实施例的固态图像拾取单元的电子设备示例的示意图。
具体实施方式
下面，参考附图以下面的顺序描述根据本公开某些实施例的固态图像拾取单元以及包括其的电子设备的示例。然而，本公开不限于下面的示例。
1.第一实施例：背照式固态图像拾取单元
2.第二实施例：前照式固态图像拾取单元
3.各种修改示例
4.电子设备的构造示例(应用示例)
(1.第一实施例)
首先，在描述根据本公开第一实施例的固态图像拾取单元的构造前，将简要描述绿像素的灵敏度与蓝像素和红像素的灵敏度差异的影响，其可作用在固态图像拾取单元的图像拾取性能上。
图1示出了绿像素、蓝像素和红像素的灵敏度特性。应注意，图1所示各像素灵敏度特性的水平轴和垂直轴分别表示电荷存储时间和光电转换量。而且，图1的实线表示的特性(SB)是蓝像素的灵敏度特性，虚线表示的特性(SR)是红像素的灵敏度特性，并且点划线表示的特性(SG)是绿像素的灵敏度特性。此外，在图1所示的示例中，假设各像素的饱和电荷量Qs彼此相等。
通常已知蓝像素的灵敏度(光电转换效率)值基本上等于红像素，并且绿像素的灵敏度(光转换效率)约为蓝像素和红像素每一个的两倍。因此，图1所示绿像素的灵敏度特性SG的斜率约为蓝像素和红像素的灵敏度特性每一个斜率的两倍。结果，如图1所示，绿像素存储的电荷量(要经受光电转换的电荷量)在时间t1(约时间t2的1/2)达到饱和电荷量Qs，时间t1短于时间t2，在时间t2蓝像素和红像素中存储的电荷量的每一个达到饱和电荷量Qs。
因此，在例如曝光时间为t2的情况下，绿像素中经受光电转换的电荷在从时间t1至时间t2的周期中从绿像素流动，并且流动的电荷被释放到外面。在此情况下，在从时间t1至时间t2的周期上绿像素中经受光电转换的电荷是浪费掉的电荷；因此，不能获得绿像素高灵敏度特性的全部优点。此外，因为SN比典型地随着灵敏度的提高而改善，根据SN比，绿像素的高灵敏度特性在上述条件下不能有效利用。
因此，在本公开中，提出了一种固态图像拾取单元，使其构造能获得绿像素的上述高灵敏度特性的全部优点，并且能获得具有良好SN比的图像拾取特性。
[固态图像拾取单元的总体构造]
图2示出了根据本公开第一实施例的固态图像拾取单元的示意性模块构造。应注意，在该实施例中，作为固态图像拾取单元，背照式CMOS图像传感器将描述为示例。
CMOS图像传感器100包括像素部分101、垂直驱动部分102、列处理部分103、水平驱动部分104和系统控制部分105。应注意，像素部分101、垂直驱动部分102、列处理部分103、水平驱动部分104和系统控制部分105形成在图2中没有示出的一个半导体基板(硅基板)上。
CMOS图像传感器100还包括信号处理部分108和数据存储部分109。应注意，在该实施例中，信号处理部分108和数据存储部分109可由外部信号处理部分构成，其提供到与CMOS图像传感器100不同的基板，并且例如通过DSP(数字信号处理器)或软件进行处理。而且，信号处理部分108和数据存储部分109例如可安装在与其中形成像素部分101等的半导体基板相同的半导体基板上。
像素部分101包括二维设置成矩阵形式的多个像素101a。应注意，在该实施例中，像素101a的每一个由红像素、绿像素和蓝像素之一构成，并且红像素、绿像素和蓝像素以预定的布置方案布置(例如，Bayer布置方案等)。
而且，给各颜色的像素101a的每一个提供电荷存储部分，其存储的电荷量对应于对应波长成分的入射光量。此外，在该实施例中，将描述这样的示例，其中转移晶体管之外的像素晶体管(放大晶体管、复位晶体管和选择晶体管)在多个像素101a当中共享。应注意，下面将详细描述像素101a当中共享的单元区域部分(在下文称为"共享像素单元部分")和每个像素101a的构造。
对于二维布置成矩阵形式的多个共享像素单元部分(图3和4所示的共享像素单元部分110，将稍后描述)的每个行，像素部分101还包括沿着行方向(图2中的水平方向)形成的像素驱动线106。而且，对于多个共享像素单元部分的每个列，像素部分101包括沿着列方向(图2中的垂直方向)形成的垂直信号线107。应注意，每个像素驱动线106连接到属于对应行的共享像素单元部分，并且每个垂直信号线107连接到属于对应列的共享像素单元部分。
而且，像素驱动线106的一端连接到与像素驱动部分102的像素驱动线106对应行的输出端，并且垂直信号线107的一端连接到与列处理部分103的垂直信号线107对应列的输入端。应注意，在图2中，为了简化描述，用于每一行的像素驱动线106由一个信号线表示；然而，如后面所描述，对于每个行典型地提供多个信号线以驱动构成共享像素单元部分的多个像素晶体管。
垂直驱动部分102例如可由诸如移位寄存器和地址解码器的电路装置构成，并且输出各种驱动信号到像素部分101的每个像素101a(共享像素单元部分)以驱动每个像素101a且从每个像素101a读取信号。
列处理部分103在像素部分101的共享像素单元部分的每个列上通过垂直信号线107在像素信号输出上执行预定的信号处理，像素信号来自所选行中共享像素单元部分中的预定像素101a，并且临时存储信号处理过的像素信号。
更具体而言，列处理部分103例如可在输出到垂直信号线107的像素信号上执行各种处理，例如AD(模拟到数字)转换处理和CDS(相关双取样)处理。在CDS处理执行在列处理部分103上的情况下，例如，允许去除由复位噪声引起的像素固有的固定图案噪声和放大晶体管的阈值变化等。
水平驱动部分104例如可由电路装置构成，例如移位寄存器和地址解码器，并且顺序选择且扫描为列处理部分103的各列设置的单元电路(未示出)。列处理部分103的各单元电路中要经受信号处理的像素信号通过在水平驱动部分104中选择和扫描顺序输出到信号处理部分108。
系统控制部分105例如可由定时发生器构成，定时发生器产生用于CMOS图像传感器100等各种操作的定时信号。然后，系统控制部分105中产生的各种定时信号提供到垂直驱动部分102、列处理部分103和水平驱动部分104，并且根据这些定时信号控制各部件的驱动。
信号处理部分108例如可执行各种信号处理，例如在从列处理部分103输出的像素信号上的附加处理。而且，数据存储部分109临时保存必要的数据以在信号处理部分108中执行预定的信号处理。
[像素的布置方案]
图3示出了根据该实施例的CMOS图像传感器100中像素的布置方案和共享像素单元部分的示意性构造。在该实施例中，如图3所示，将描述这样的示例，其中红像素10、蓝像素20和绿像素30设置成拜耳(Bayer)布置方案。应注意，本公开不限于此，而是本公开的技术方案也可应用于任何其它的任意像素设置方案，并且可获得类似的效果。
而且，在该实施例中，将描述这样的示例，其中设置为彼此相邻的一个红像素10、一个蓝像素20和两个绿像素30(总计四个像素)构成图3所示Bayer布置方案中的一个共享像素单元部分110。换言之，在该实施例中，转移晶体管和FD区域部分之外的像素晶体管在四个像素当中共享，即一个红像素10、一个蓝像素20和两个绿像素30。应注意，像素的布置方案和共享像素数不限于图3所示的示例，而是可根据需要考虑使用和诸如图像拾取特性的必要条件而修改。
[共享像素单元部分的等效电路]
图4示出了共享像素单元部分110的等效电路。
如图4所示，共享像素单元部分110包括红像素10的红电荷存储部分11和红转移晶体管12以及蓝像素20的蓝电荷存储部分21和蓝转移晶体管22。共享像素单元部分110还包括绿像素30的绿电荷存储部分31和绿转移晶体管32。共享像素单元部分110还包括在四个像素当中共享的放大晶体管3、复位晶体管4、选择晶体管5和FD区域部分6。
用于转移晶体管驱动的转移配线(7a至7d)提供到共享像素单元部分110中的各像素。而且，在四个像素当中共享的分别驱动复位晶体管4和选择晶体管5的复位配线8和地址配线9提供在共享像素单元部分110中。此外，其中输出与每个像素的信号电荷对应的像素信号(电压信号)的垂直信号线107提供在共享像素单元部分110中。
每个像素中的电荷存储部分(PD)保存在硅基板中通过在具有对应波长的入射光成分上执行光电转换产生的电荷(在此情况下的电子)。在该实施例中，如稍后描述的图5所示，每个电荷存储部分由N型载流子极性的杂质区域构成。而且，在该实施例中，每个像素晶体管由N型载流子极性的MOS晶体管构成。每个电荷存储部分的阳极接地，并且每个电荷存储部分的阴极连接到对应转移晶体管的源极。
而且，各像素的转移晶体管的各栅极(2a至2c)连接到对应的转移配线(7a至7d)。此外，每个转移晶体管提供在对应的电荷存储部分和FD区域部分6之间，并且每个转移晶体管的漏极连接到FD区域部分6。
每个转移晶体管在高位转移信号(TRG：电压信号)通过对应的转移配线从垂直驱动部分102输入到其栅极时转变至ON状态，并且传输在对应的电荷存储部分中经受光电转换的电荷到FD区域部分6。应注意，转移到FD区域部分6的电荷在FD区域部分6中转换成电压(电势)。
放大晶体管3的栅极连接到FD区域部分6。而且，放大晶体管3的漏极连接到电源电压Vdd的提供端，并且放大晶体管3的源极通过选择晶体管5连接到垂直信号线107。放大晶体管3放大FD区域部分6的电势，并且输出其放大信号作为像素信号(光累积信号)至选择晶体管5。
复位晶体管4提供在电源电压Vdd的提供端和FD区域部分6之间。复位晶体管4在高位复位信号(RST)通过复位配线8从垂直驱动部分102输入到其栅极时转变至ON状态，并且复位FD区域部分6的电势到电源电压Vdd。
而且，选择晶体管5提供在放大晶体管3和垂直信号线107之间。选择晶体管5在高位地址信号(SEL)通过地址配线从垂直驱动部分102输入到其栅极时转变到ON状态，并且输出由放大晶体管3放大的像素信号(电压信号)到垂直信号线107。应注意，每个像素输出到垂直信号线107的像素信号传输到列处理部分103。
[共享像素单元部分的内部构造]
图5示出了根据该实施例的CMOS图像传感器100中共享像素单元部分110和像素部分101的各像素的内部构造。应注意，图5是图3中的A-A截面图，并且是硅基板50(在下文简称为"基板50")中形成各像素的示意性截面图。
(1)共享像素单元部分的总体构造
在该实施例中，如图5所示，红像素10、蓝像素20和绿像素30在基板50的平面内方向上设置为彼此相邻，并且装置隔离区域51提供在各相邻两个像素之间。在该实施例中，各像素由装置隔离区域51彼此隔离。
而且，在该实施例中，如图5所示，其中形成配线52a的配线层52提供在基板50的与光入射表面(后表面50b)相对的表面(前表面50a)上，其间具有层间绝缘膜(未示出)。应注意，尽管图5中没有示出，但是彩色滤光片提供在基板50的后表面50b上，并且已经通过彩色滤光片的红光、蓝光和绿光分别入射在红像素10、蓝像素20和绿像素30上。
此外，如图5所示，由N型载流子极性的杂质层构成的FD区域部分6形成为埋设在基板50的前表面50a的预定区域中。在图5所示的示例中，FD区域部分6提供到每个像素，并且FD区域部分6每个像素的转移晶体管和设置在相邻于转移晶体管的区域中的装置隔离区域51之间的区域中。此外，尽管图5中没有示出，但是，在该实施例中，FD区域部分6在四个像素当中共享；因此，配置给提供到各像素的FD区域部分6的N型载流子极性的杂质层彼此连接。应注意，FD区域部分6的杂质浓度例如可为约1×1020cm-3。
而且，在该实施例中，四像素当中共享的放大晶体管3、复位晶体管4和选择晶体管5形成在基板50的前表面50a附近，在从光入射侧看其中光电转换深度最浅的蓝像素20的形成区域中。即使共享像素晶体管以这样的方式形成在蓝像素20的形成区域中，蓝像素20的光电转换深度位置也设置在远离其中像素晶体管由基板50的前表面50a形成附近的位置；因此，蓝像素20中的光电转换作用没有负面影响。应注意，在图5所示的示例中，为了描述的方便，蓝像素20中仅示出了三个共享像素晶体管的放大晶体管3。
如图5所示，放大晶体管3由放大栅极60、源极61和漏极62构成。放大晶体管3的源极61和漏极62二者由N型载流子极性的杂质层构成，并且杂质层的每一个形成为埋设在基板50的前表面50a的预定区域中，位于蓝像素20的形成区域中。然后，放大晶体管3的放大栅极60形成在基板50的前表面50a上源极61和漏极62之间的区域中。
(2)红像素的构造
如图5所示，红像素10包括红电荷存储部分11、形成为埋设在基板50内的两个P+层13和14和P-层15、以及红转移晶体管12。
两个P+层13和14二者由P型载流子极性的杂质层构成，并且可用作钉扎层以实现暗电流的减少以及白斑的减少等。一个P+层13提供为埋设在基板50的后表面50b中，并且另一个P+层14提供为埋设在基板50的前表面50a中。应注意，每个P+层的杂质浓度例如可为约1×1020cm-3。
红电荷存储部分11由N型载流子极性的杂质层构成，并且由光电转换产生的电子(电子量与红光的光量对应)存储在红电荷存储部分11中。相对于红光的基板50中的光电转换深度深于相对于蓝光和绿光的。因此，在该实施例中，红电荷存储部分11提供在基板50中靠近前表面50a的区域中(从红光入射表面(后表面50b)看在很深的位置)，并且在图5所示的示例中，红电荷存储部分11提供在P+层14的光入射侧的区域中。换言之，在该实施例中，具有HAD型构造(P+/N-结型)的PD由红电荷存储部分11和P+层14构成。应注意，红电荷存储部分11的杂质浓度例如可为约1×1017cm-3至约1×1018cm-3。
P-层15由P型载流子极性的杂质层构成，并且在图5所示的示例中提供在红电荷存储部分11的光入射侧的区域中。P-层15提供为在从红光入射侧看在比红电荷存储部分11的区域浅的位置抑制经受红光电转换的电子进入红电荷存储部分11。因此，在P-层15如该实施例提供的情况下，可防止颜色混合。应注意，P-层15的杂质浓度例如可为约1×1017cm-3至约1×1018cm-3。
红转移晶体管12将红电荷存储部分11中存储的电荷转移到FD区域部分6。红转移晶体管12的红转移栅极膜16形成在基板50的前表面50a上P+层14和FD区域部分6之间的区域中。应注意，尽管图5中没有示出，但是例如由SiO2膜等构成的栅极绝缘膜提供在红转移晶体管12(红转移栅极膜16)和基板50之间。
(3)蓝像素的构造
如图5所示，蓝像素20包括蓝电荷存储部分21、形成为埋设在基板50内的两个P+层23和24和P-层25、以及蓝转移晶体管22。
两个P+层23和24二者由P型载流子极性的杂质层构成，并且可用作钉扎层以实现暗电流的减少和白斑的减少等。一个P+层23提供为埋设在基板50的后表面50b中，另一个P+层24提供为埋设在基板50的表面50a的区域中以及与放大晶体管3的形成区域不重叠的区域中。应注意，每个P+层的杂质浓度例如可为约1×1020cm-3。
蓝电荷存储部分21由N型载流子极性的杂质层构成，并且由光电转换产生的电子(电子量与蓝光的光量对应)保存在蓝电荷存储部分21中。相对于蓝光的基板50中光电转换深度浅于相对于红光和绿光的。因此，在该实施例中，蓝电荷存储部分21提供在基板50中靠近后表面50b(从蓝光入射表面(后表面50b)看在较浅的位置)侧的区域中，并且在图5所示的示例中提供在P+层23的光入射侧的相反侧的区域中。换言之，在该实施例中，具有HAD型构造的PD由蓝电荷存储部分21和P+层23构成。应注意，在该实施例中，蓝电荷存储部分21的构造(例如，杂质浓度和深度方向上的宽度等)与红电荷存储部分11类似，并且蓝电荷存储部分21的饱和电荷量(饱和信号量)与红电荷存储部分11类似。
P-层25由P型载流子极性的杂质层构成，并且在图5所示的示例中提供在蓝电荷存储部分21的光入射侧的相反侧的区域中。P-层25提供为在从蓝光入射侧看比蓝电荷存储部分21的区域深的位置抑制经受光电转换的电子进入蓝电荷存储部分21。因此，在P-层25与该实施例一样提供的情况下，可防止颜色混合。应注意，P-层25的杂质浓度例如可为约1×1017cm-3至约1×1018cm-3。
蓝转移晶体管22将蓝电荷存储部分21中保存的电荷转移到FD区域部分6。应注意，在该实施例中，蓝转移晶体管22的转移栅极由垂直转移栅极构成。更具体而言，如图5所示，蓝转移晶体管22的转移栅极由基板50的前表面50a上形成的蓝转移栅极膜26和基板50内埋设的柱蓝色垂直栅极电极部分27构成。
蓝转移栅极膜26形成在基板50的前表面50a上P+层24和FD区域部分6之间的区域中。蓝垂直栅极电极部分27形成为从蓝转移栅极膜26(前表面50a)沿着基板50的厚度(深度)方向延伸到蓝电荷存储部分21的形成区域。
应注意，在该实施例中，蓝电荷存储部分21形成在从基板50的前表面50a看很深的位置；然而，当蓝转移晶体管22的转移栅极由垂直转移栅极构成时，蓝电荷存储部分21中保存的电子容易转移。而且，尽管图5中没有示出，但是例如由SiO2膜等构成的栅极绝缘膜提供在蓝转移晶体管22(蓝转移栅极膜26和蓝垂直栅极电极部分27)和基板50之间。
(4)绿像素的构造
如图5所示，绿像素30包括第一绿电荷存储部分31a、第二绿电荷存储部分31b和设置为埋设在基板50内的两个P+层33和34、以及绿转移晶体管32。换言之，在该实施例中，由图4中的等效电路表示的绿电荷存储部分31由两个绿电荷存储部分(第一绿电荷存储部分31a和第二绿电荷存储部分31b)构成。
两个P+层33和34由P型载流子极性的杂质层构成，并且可用作例如钉扎层以实现暗电流的减少和白斑的减少等。一个P+层33提供为埋设在基板50的后表面50b中，并且另一个P+层34提供为埋设在基板50的前表面50a中。应注意，每个P+层的杂质浓度例如可为约1×1020cm-3。
第一绿电荷存储部分31a由N型载流子极性的杂质层构成，并且由光电转换产生的电子保存在第一绿电荷存储部分31a中。第一绿电荷存储部分31a提供在基板50中靠近后表面50b侧的区域中，即从绿光入射表面(后表面50b)看较浅的位置。在图5所示的示例中，第一绿电荷存储部分31a提供在P+层33的光入射侧的相反侧的区域中。换言之，在该实施例中，具有HAD型构造的PD由第一绿电荷存储部分31a和P+层33构成。
应注意，在该实施例中，第一绿电荷存储部分31a的构造(例如，杂质浓度和深度方向上的宽度等)与蓝电荷存储部分21类似，并且第一绿电荷存储部分31a的饱和电荷量(饱和电荷信号量)与蓝电荷存储部分21类似。而且，在该实施例中，第一绿电荷存储部分31a的在基板50的深度(厚度)方向上的形成位置(深度)与蓝电荷存储部分21类似。当第一绿电荷存储部分31a具有这样的构造时，第一绿电荷存储部分31a和蓝电荷存储部分21允许同时制造。
第二绿电荷存储部分31b与第一绿电荷存储部分31a一样由N型载流子极性的杂质层构成，由光电转换产生的电子保存在第二绿电荷存储部分31b中。第二绿电荷存储部分31b提供在基板50中靠近前表面50a侧的区域中，即从绿光入射表面(后表面50b)看在很深的位置。在图5所示的示例中，第二绿电荷存储部分31b提供在P+层34的光入射侧的区域中。换言之，在该实施例中，具有HAD型构造的PD由第二绿电荷存储部分31b和P+层34构成。
应注意，在该实施例中，第二绿电荷存储部分31b的构造(例如，杂质浓度和深度方向上的宽度等)与红电荷存储部分11类似，并且第二绿电荷存储部分31b的饱和电荷量(饱和电荷信号量)与红电荷存储部分11类似。换言之，在该实施例中，各电荷存储部分构造为允许红电荷存储部分11、蓝电荷存储部分21、第一绿电荷存储部分31a和第二绿电荷存储部分31b的饱和电荷量彼此相等。而且，在该实施例中，第二绿电荷存储部分31b在基板50的深度(厚度)方向上的形成位置(深度)与红电荷存储部分11类似。当第二绿电荷存储部分31b具有这样的构造时，第二绿电荷存储部分31b和红电荷存储部分11允许同时制造。
绿转移晶体管32将绿电荷存储部分31中保存的电荷转移到FD区域部分6。应注意，在该实施例中，绿转移晶体管32的转移栅极由垂直转移栅极构成。更具体而言，如图5所示，绿转移晶体管32的转移栅极由基板50的前表面50a上形成的绿转移栅极膜35和埋设在基板50内的柱绿色垂直栅极电极部分36构成。
绿转移栅极膜35形成在基板50的前表面50a上P+层34和FD区域部分6之间的区域中。绿垂直栅极电极部分36形成为从绿转移栅极膜35(前表面50a)沿着基板50的厚度(深度)方向延伸到第一绿电荷存储部分31a的形成区域。
应注意，在该实施例中，第一绿电荷存储部分31a形成在从基板50的前表面50a看很深的位置；然而，当绿转移晶体管32的转移栅极由垂直转移栅极构成时，第一绿电荷存储部分31a中保存的电荷容易转移。而且，尽管图5中没有示出，但是例如由SiO2膜等构成的栅极绝缘膜提供在绿转移晶体管32(绿转移栅极膜35和绿垂直栅极电极部分36)和基板50之间
[各种效果]
下面，参见图6简要描述具有上述构造的绿像素30中的光电转换操作。应注意，图6中的A部分是示出基板50中绿像素30的构造的示意图，并且图6中的B部分是示出绿像素30在基板50的深度方向上的电势分布的示意图。
从基板50的光入射表面(后表面50a)侧看，绿光的光电转换深度浅于红光且深于蓝光。因此，在基板50的深度方向上，绿光上的光电转换有效地实现在红电荷存储部分11和蓝电荷存储部分21之间约中途的位置。
另一方面，在该实施例中，第一绿电荷存储部分31a和第二绿电荷存储部分31b从绿光入射侧看分别提供在基板50的较浅位置(在后表面50b周围)和很深位置(在前表面50a周围)。在此情况下，如图6中的B部分所示，两个绿电荷存储部分之间的中途位置上的电势高于每个绿电荷存储部分的电势。
当绿光在该条件下入射时，绿光上的光电转换主要实现在两个绿电荷存储部分之间的约中途的区域中，并且经受光电转换的电荷(电子e)进入具有较低电势的第一绿电荷存储部分31a和第二绿电荷存储部分31b的区域之一。换言之，在该实施例中，在绿光中，经受光电转换的电荷分布且保存在第一绿电荷存储部分31a或第二绿电荷存储部分31b中。
应注意，在该实施例的绿像素30的构造中，如上所述，第一绿电荷存储部分31a和第二绿电荷存储部分31b分别与蓝电荷存储部分21和红电荷存储部分11具有相同的构造。因此，在该实施例中，整个绿像素30中能保存的电荷量(饱和电荷量)约为红像素10和蓝像素20每一个中能保存电荷量的两倍。在此情况下，即使曝光(电荷的保存)执行至电荷量达到红像素10和蓝像素20的饱和电荷量的时间(图1中的时间t2)，电荷也不流入绿像素30中。换言之，在该实施例中，在不浪费绿像素30中经受光电转换的电荷的情况下，允许取得绿像素30高灵敏度的全部优点。因此，在该实施例中，根据各颜色的像素灵敏度，在各像素中允许获得良好的像素特性。
而且，在具有上述构造的绿像素30中，不仅两个绿电荷存储部分之间的中途位置的电荷，而且靠近第一绿电荷存储部分31a和第二绿电荷存储部分31b的形成区域的区域中经受光电转换的电荷，保存在各绿电荷存储部分中。在此情况下，与红波长区域重叠的绿光波长成分的光和与蓝光波长区域重叠的绿光波长成分的光也经受光电转换，与这些波长成分对应的电荷保存在各绿电荷存储部分中。换言之，在该实施例中，允许获得与红光波长区域重叠的绿光波长成分和与蓝光波长区域重叠的绿光波长成分的信息，并且允许改善颜色的可再现性。
而且，在根据该实施例的构造中，在红像素10、蓝像素20和绿像素30当中共享的放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管设置在蓝像素20的形成区域中。因此，在该实施例中，在红像素10和绿像素30的每一个中，允许增加电荷存储部分的光接收面积，并且允许实现红像素10和绿像素30的灵敏度的改善以及红像素10和绿像素30的饱和信号量的增加。结果，在红像素10和绿像素30的每一个中，允许提高SN比，并且允许实现图像质量上的改善。
而且，在根据该实施例的CMOS图像传感器100中，如上所述，第一绿电荷存储部分31a允许与蓝电荷存储部分21同时制造，并且第二绿电荷存储部分31b允许与红电荷存储部分11同时制造。因此，在该实施例中，CMOS图像传感器100允许更容易制造。
此外，在根据该实施例的构造中，例如，与上述PTL 1中描述的技术方案相比，允许获得下面的优点。
如上所述，在PTL 1中，在背照式固态图像拾取单元中，红像素、蓝像素和绿像素当中共享的放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管选择性地设置在蓝像素的形成区域中。而且，在PTL 1中的固态图像拾取单元中，提供杂质区域部分，其载流子极性的类型(N型)与电荷存储部分相同，并且从蓝像素的电荷存储部分提供在靠近基板后表面侧的一部分延伸到基板的前表面上提供的转移栅极附近的区域周围。在PTL 1中，蓝像素的电荷存储部分中保存的电荷通过杂质区域部分转移到转移晶体管以抑制残留影像的发生。
然而，根据PTL 1的构造可能引起下面蓝像素的形成区域中设置的各种像素晶体管的源极-漏极区域和蓝像素的电荷存储部分之间的隔离性能的问题以及转移蓝像素中保存的电荷操作的问题。
蓝像素的形成区域中设置的各种像素晶体管的源极-漏极区域的导电类型不仅与PTL 1中的蓝像素的电荷存储部分相同而且与典型的构造中的相同。因此，在PTL 1的构造中，必须可靠地隔离蓝像素的电荷存储部分与蓝像素的形成区域中设置的各种像素晶体管的源极-漏极区域。
然而，在蓝像素的电荷存储部分接近于基板的表面以容易转移蓝像素的电荷存储部分中保存的电荷的情况下，难以保证上述各种像素晶体管的源极-漏极区域和电荷存储部分之间的隔离。另一方面，当像素的电荷存储部分保持远离基板的表面以解决这样的问题时，难以转移电荷。
此外，在PTL 1的构造中，在小型化像素时，杂质区域部分提供为从转移栅极附近的基板的表面周围延伸到蓝像素的电荷存储部分的宽度(垂直于延伸方向的方向上的宽度)变得较窄，并且还是在此情况下，难以转移电荷。换言之，在PTL 1的构造中，难以提供蓝像素的形成区域中设置的各种像素晶体管的源极-漏极区域与蓝像素的电荷存储部分之间的良好隔离以及蓝像素中保存的电荷的良好转移性能二者。
另一方面，在该实施例中，蓝像素20的蓝电荷存储部分21形成在基板50中靠近后表面50b侧的区域中，并且允许设置为与靠近基板50的前表面50a设置的各种像素晶体管的源极-漏极区域分开。而且，在该实施例中，导电类型(P型)与源极-漏极区域相反的P-层25提供在蓝像素20的蓝电荷存储部分21的靠近基板50的前表面50a侧区域中。因此，在该实施例中，蓝像素20的电荷存储部分21和蓝像素20的靠近基板50的前表面50a设置的各种像素晶体管的源极-漏极区域允许彼此安全地隔离。
此外，在该实施例中，垂直晶体管用作蓝像素20的蓝转移晶体管22；因此，容易转移电荷，并且允许解决上述PTL 1中的电荷转移问题。换言之，在根据该实施例的构造中，允许提供蓝像素20的形成区域中设置的各种像素晶体管的源极-漏极区域和蓝像素20的电荷存储部分之间的良好隔离性能以及蓝像素20中保存的电荷的良好转移性能二者。
(2.第二实施例：前照式固态图像拾取单元)
在上述的第一实施例中，描述了这样的示例，其中本公开中的绿像素30中电荷存储部分的布置技术方案应用于背照式CMOS图像传感器100；然而，本公开不限于此。本公开的上述技术方案可应用于前照式CMOS图像传感器。在第二实施例中，将描述这样的示例。
图7示出了根据该实施例的CMOS图像传感器中共享像素单元部分的内部构造和像素部分的各像素。应注意，图7是图3中的A-A截面图，并且示出了其中形成各像素的基板的示意性截面图。
而且，在图7所示根据该实施例的共享像素单元部分120中，相同的部件由与图5所示根据前述第一实施例的共享像素单元部分110相同的附图标记表示。应注意，根据该实施例的CMOS图像传感器的整个构造、像素的设置方案和像素的等效电路与根据上述第一实施例的CMOS图像传感器100中的那些(参见图2至4)类似，并且下面不再进一步描述。
如从图7和图5之间的比较可见，构成根据该实施例的CMOS图像传感器的共享像素单元部分120的各部件的构造基本上与构成根据前述第一实施例的共享像素单元部分110的部件类似。然而，根据该实施例的CMOS图像传感器是前照式CMOS图像传感器；因此，该实施例中的各部件的布置关系与前述第一实施例中的不同。因此，下面主要描述各部件的布置关系。
(1)共享像素单元部分的总体构造
在该实施例中，如图7所示，红像素10、蓝像素20和绿像素30在基板50的平面内方向上提供为彼此相邻，并且装置隔离区域51提供在每两个相邻像素之间。而且，在该实施例中，其中形成配线52a的配线层52提供在基板50的光入射侧的表面(前表面50a)上，其间具有层间绝缘膜(未示出)。而且，尽管图7中没有示出，但是彩色滤光片提供在配线层52的光入射侧，并且通过彩色滤光片的红光、蓝光和绿光分别入射在红像素10、蓝像素20和绿像素30上。
此外，与上述第一实施例一样，FD区域部分6形成在基板50中，埋设在基板50的前表面50a的预定区域中。在图7所示的示例中，与上述第一实施例一样，FD区域部分6提供到每个像素，并且FD区域部分6提供在每个像素的转移晶体管和相邻于转移晶体管设置的装置隔离区域51之间的区域中。此外，尽管图7中没有示出，但是，在该实施例中，FD区域部分6在四个像素当中共享；因此，提供到各像素的FD区域部分6彼此连接。
而且，在该实施例中，四个像素当中共享的放大晶体管3、复位晶体管4和选择晶体管5形成在基板50的前表面50a附近，位于从光入射侧看光电转换深度最深的红像素10的形成区域中。即使共享像素晶体管以这样的方式设置在红像素10的形成区域中，红像素10的光电转换深度位置也设置在远离其中像素晶体管由基板50的前表面50a形成区域的位置；因此，红像素10中的光电转换作用没有负面影响。应注意，在图7所示的示例中，为了描述的方便，红像素10中仅示出了三个共享像素晶体管的放大晶体管3。
如图7所示，与上述第一实施例一样，放大晶体管3由放大栅极60、源极61和漏极62构成。放大晶体管3的源极61和漏极62二者形成为埋设在基板50的前表面50a的预定位置，位于红像素10的形成区域中。然后，放大晶体管3的放大栅极60形成在基板50的前表面50a上源极61和漏极62之间的区域中。
(2)红像素的构造
如图7所示，红像素10包括红电荷存储部分11、两个P+层13和14和形成为埋设在基板50内的P-层15、以及红转移晶体管12。
红电荷存储部分11提供在基板50靠近后表面50b(从红光入射表面(前表面50a)看很深的位置)侧的区域中，并且在图7所示的示例中，红电荷存储部分11提供在P+层13的光入射侧的区域中。而且，两个P+层13和14的一个P+层13形成为埋设在基板50的后表面50b中。另一个P+层14提供为埋设在基板50的表面50a的区域中以及与放大晶体管3的形成区域不重叠的区域中。
P-层15提供在红电荷存储部分11的光入射侧的区域中。因此，允许抑制从红光入射侧看位置浅于红电荷存储部分11的区域经受光电转换的电子进入红电荷存储部分11中，并且可防止颜色混合。
而且，在该实施例中，红转移晶体管12的转移栅极由垂直转移栅极构成。更具体而言，如图7所示，红转移晶体管12的转移栅极由基板50的前表面50a上形成的红转移栅极膜16和埋设在基板50中的柱红色垂直栅极电极部分17构成。
红转移栅极膜16形成在基板50的表面50a上P+层14和FD区域部分6之间的区域中。红垂直栅极电极部分17形成为从红转移栅极膜16(前表面50a)沿着基板50的厚度方向(深度)方向延伸到电荷存储部分11的形成区域。
应注意，在该实施例中，红电荷存储部分11形成在从基板50的前表面50a看很深的位置；然而，当红转移晶体管12的转移栅极由垂直转移栅极构成时，容易转移红电荷存储部分11中保存的电荷。应注意，尽管图7中没有示出，但是例如由SiO2膜等构成的栅极绝缘膜提供在红转移晶体管12(红转移栅极膜16和红垂直栅极电极部分17)和基板50之间。
(3)蓝像素的构造
如图7所示，蓝像素20包括蓝电荷存储部分21、两个P+层23和24、形成为埋设在基板50内的P-层25、以及蓝转移晶体管22。
蓝电荷存储部分21提供在基板50中靠近前表面50a(从蓝光入射表面(前表面50a)看较浅的位置)侧的区域中，并且在图7所示的示例中，蓝电荷存储部分21提供在P+层24的光入射侧的相反侧的区域中。而且，两个P+层23和24的一个P+层23提供为埋设在基板50的后表面50b中，并且另一个P+层24提供为埋设在基板50的前表面50a中。
在图7所示的示例中，P-层25提供在蓝电荷存储部分21的光入射侧的相反侧的区域中。因此，允许抑制从蓝光入射侧看位置深于蓝电荷存储部分21的区域经受光电转换的电子进入蓝电荷存储部分21中，并且可防止颜色混合。
而且，在该实施例中，与上述第一实施例不同，蓝转移晶体管22的转移栅极不是垂直转移栅极，并且蓝转移晶体管22仅由蓝转移栅极膜26构成。应注意，蓝转移栅极膜26形成在基板50的前表面50a上P+层24和FD区域部分6之间的区域中。
(4)绿像素的构造
如图7所示，绿像素30包括第一绿电荷存储部分31a、第二绿电荷存储部分31b、形成为埋设在基板50内的两个P+层33和34、以及绿转移晶体管32。
第一绿电荷存储部分31a提供在基板50中靠近后表面50b侧的区域中，即从绿光入射表面(前表面50a)看很深的位置，并且在图7的示例中提供在P+层33的光入射侧上的区域中。而且，第二绿电荷存储部分31b提供在基板50中靠近前表面50a侧的区域中，即从绿光入射表面(前表面50a)看较浅的位置，并且在图7的示例中提供在P+层34的光入射侧的相反侧的区域中。
两个P+层33和34的一个P+层33提供为埋设在基板50的后表面50b中，并且另一个P+层34提供为埋设在基板50的前表面50a中。
而且，在该实施例中，与上述第一实施例一样，绿转移晶体管32的转移栅极由垂直转移栅极构成。更具体而言，如图7所示，绿转移晶体管32的转移栅极由基板50的前表面50a上形成的绿转移栅极膜35和基板50内埋设的柱绿色垂直栅极电极部分36构成。
绿转移栅极膜35形成在基板50的前表面50a上P+层34和FD区域部分6之间的区域中。绿垂直栅极电极部分36形成为从绿转移栅极膜35(前表面50a)沿着基板50的厚度(深度)方向延伸到第一绿电荷存储部分31a的形成区域。
应注意，在该实施例中，第一绿电荷存储部分31a形成在从基板50的前表面50a看很深的位置；然而，当绿转移晶体管32的转移栅极由垂直转移栅极构成时，容易转移第一绿电荷存储部分31a中保存的电荷。
如上所述，在该实施例中，与上述第一实施例一样，各绿电荷存储部分提供到绿像素30中靠近基板50中的前表面50a和后表面50b侧的各区域二者。而且，在该实施例中，在基板50中靠近后表面50b侧的区域中提供有电荷存储部分的像素(红像素10和绿像素30)中，转移栅极由垂直转移栅极构成。因此，甚至在该实施例中，允许获得与上述第一实施例类似的效果。
(3.各种修改示例)
根据本公开的固态图像拾取单元的构造不限于上述各种实施例中描述的构造，并且例如可考虑如下的各种修改示例。
[修改示例1]
在上述各种实施例中，描述了其中两个绿电荷存储部分沿着基板50的厚度方向提供在绿像素30中的示例；然而，本公开不限于此。三个或跟多的绿电荷存储部分可沿着基板50的厚度方向提供在绿像素30中，并且甚至在此情况下，允许获得与上述各种实施例类似的效果。
[修改示例2]
在上述各种实施例中，描述了其中红电荷存储部分11、蓝电荷存储部分21、第一绿电荷存储部分31a和第二绿电荷存储部分31b具有彼此相同构造(相同饱和电荷量)的示例；然而，本公开不限于此。在本公开中，各颜色的电荷存储部分的构造(饱和电荷量)可彼此不同。
[修改示例3]
在上述各种实施例中，描述了其中本公开的上述技术方案应用于四个像素共享的CMOS图像传感器的示例；然而，本公开不限于此。除了四个像素共享外，本公开的技术方案例如可应用于多个像素共享的CMOS图像传感器，或者CMOS图像传感器不采用像素共享的技术方案。
[修改示例4]
在上述各种实施例中，描述了其中像素共享的像素晶体管(放大晶体管、复位晶体管和选择晶体管)设置在预定像素的形成区域中的示例；然而，本公开不限于此。本公开的技术方案可应用于其中像素共享的像素晶体管(放大晶体管、复位晶体管和选择晶体管)不全部设置在预定像素的形成区域中的CMOS图像传感器。应注意，在像素共享的像素晶体管与该实施例一样设置在预定像素的形成区域中的情况下，允许增加其它共享像素的光电转换区域(PD)的面积。在此情况下，其它共享像素的灵敏度允许得到改善，并且允许增加饱和信号量。
[修改示例5]
在上述各种实施例中，描述了其中构造为减少暗电流和白斑的各P+层提供在各颜色的像素中埋设在基板50的前表面50a和后表面50b中的示例；然而，本公开不限于此。正载流子极性的电荷固定层可提供在基板50的前表面50a和后表面50b二者上，而不提供P+层。
[修改示例6]
在上述各种实施例中，描述了这样的示例，其中在基板50的靠近后表面50b侧的区域中包括电荷存储部分的像素中转移晶体管的转移栅极由垂直转移栅极构成；然而，本公开不限于此。在基板50的靠近后表面50b侧的区域中彼此连接电荷存储部分和提供到前表面50a的转移栅极膜旁的区域的杂质区域部分提供在包括电荷存储部分的像素中的情况下，转移栅极可不由垂直转移栅极构成。应注意，在考虑各种像素晶体管的源极-漏极区域和电荷存储部分之间的隔离性能以及这样像素中的转移性能二者的情况下，转移晶体管的转移栅极可优选由垂直转移栅极构成。
[修改示例7]
在根据上述不同实施例的CMOS图像传感器中，可颠倒基板50中各部件的导电类型(N型或P型)。更具体而言，在根据上述不同实施例的CMOS图像传感器中，描述了其中电子用作信号电荷的示例；然而，每个像素的电荷存储部分可由P型杂质层构成，并且空穴可用作信号电荷。
[修改示例8]
在上述各种实施例中，CMOS型固态图像拾取单元描述为示例；然而，本公开不限于此，并且本公开的上述技术方案可应用于CCD型固态图像拾取单元，允许获得类似的效果。
(4.电子设备的构造(应用示例))
根据本公开的固态图像拾取单元可应用于各种电子设备。例如，上述不同实施例和各种修改示例中描述的固态图像拾取单元可应用于电子设备，例如包括诸如数字相机和数字摄像机的相机系统、具有图像拾取功能的移动电话、以及具有图像拾取功能的任何其它设备。作为电子设备的构造示例，下面将描述数字摄像机。
图8示出了应用根据本公开的固态图像拾取单元的数字摄像机(在下文简称为"相机")的示意性构造。
相机200包括固态图像拾取单元201、引导入射光到固态图像拾取单元201的光接收部分(未示出)的光学系统202、提供在固态图像拾取单元201和光学系统202之间的快门单元203、以及驱动固态图像拾取单元201的驱动电路204。相机200还包括信号处理电路205以处理来自固态图像拾取单元201的输出信号。
固态图像拾取单元201可由上述不同实施例和各种修改示例的任何一个中描述的固态图像拾取单元构成。其它各部件的构造和功能如下。
光学系统202(光学透镜)在固态图像拾取单元201的图像拾取平面(未示出)上形成来自物体的图像光(入射光)的图像。因此，信号电荷保存在固态图像拾取单元201中一定的周期。应注意，光学系统202可由包括多个光学透镜的光学透镜组构成。而且，快门单元203控制光入射在固态图像拾取单元201上的周期(光施加周期)和屏蔽光入射在固态图像拾取单元201上的周期(光屏蔽周期)。
驱动电路204提供驱动信号到固态图像拾取单元201和快门单元203。然后，驱动电路204由提供的控制信号控制到固态图像拾取单元201的信号处理电路205的信号转移操作和快门单元203的快门操作。换言之，在该示例中，从固态图像拾取单元201到信号处理电路205的信号转移操作由从驱动电路204提供的驱动信号(定时信号)实现。
信号处理电路205在从固态图像拾取单元201转移的信号上执行各种信号处理。经受各种信号处理的信号(图像信号)保存在诸如存储器的存储介质(未示出)中，或者输出到监视器(未示出)。
在该示例的相机200中，采用上述不同实施例和各种修改示例的任何一个中描述的固态图像拾取单元；因此，允许有效利用绿像素的高灵敏度特性，并且允许加倍绿像素的饱和电荷量以提高绿像素的动态范围。因此，在该示例的相机200中，允许改善SN比，并且可实现具有高图像质量的图像拾取。
应注意，本公开可具有如下的构造。
(1)一种固态图像拾取单元，包括：
基板；
红像素，包括设置在该基板中的红电荷存储部分，该红电荷存储部分保持对具有红波长的光成分进行光电转换获得的电荷；
蓝像素，包括设置在该基板中的蓝电荷存储部分，该蓝电荷存储部分保持对具有蓝波长的光成分进行光电转换获得的电荷；以及
绿像素，包括多个绿电荷存储部分，该多个绿电荷存储部分保持对具有绿波长的光成分进行光电转换获得的电荷，该多个绿电荷存储部分沿着该基板的厚度方向设置在该基板中。
(2)根据(1)所述的固态图像拾取单元，其中第一绿电荷存储部分设置在该基板中的一个表面侧的区域中，并且第二绿电荷存储部分设置在该基板中的另一个表面侧的区域中。
(3)根据(1)或(2)所述的固态图像拾取单元，还包括浮置扩散区域部分，该浮置扩散区域部分将该多个绿电荷存储部分中存储的电荷转换成电压，
其中该绿像素包括转移晶体管，该转移晶体管将该多个绿电荷存储部分中存储的电荷转移到该绿像素的浮置扩散区域部分，并且该转移晶体管的栅极电极包括垂直栅极电极部分，该垂直栅极电极部分形成为在该多个绿电荷存储部分的整个形成区域上沿着该基板的厚度方向延伸。
(4)根据(1)至(3)任一项所述的固态图像拾取单元，其中该绿像素的饱和电荷量大于该红像素的饱和电荷量和该蓝像素的饱和电荷量的每一个。
(5)根据(1)至(4)任一项所述的固态图像拾取单元，其中
该红像素的该红电荷存储部分设置在该基板中该基板的光入射表面侧的相反表面侧的区域中，并且
该蓝像素的该蓝电荷存储部分设置在该基板中该基板的光入射表面侧的区域中。
(6)根据(1)至(5)任一项所述的固态图像拾取单元，其中
该红像素包括设置在该基板中的该红电荷存储部分的光入射侧的区域中的杂质区域部分，该杂质区域部分的导电类型与该红电荷存储部分的载流子的导电类型相反，并且
该蓝像素包括设置在该基板中该蓝电荷存储部分的光入射侧的相反侧的区域中的杂质区域部分，该杂质区域部分的导电类型与该蓝电荷存储部分的载流子的导电类型相反。
(7)根据(1)至(6)任一项所述的固态图像拾取单元，还包括：
配线层，形成在该基板的光入射表面的相反侧的表面上；以及
浮置扩散区域部分，将该蓝电荷存储部分中存储的电荷转换成电压，
其中该红像素的该红电荷存储部分设置在该基板中该基板的光入射表面侧的相反表面侧的区域中，
该蓝像素的该蓝电荷存储部分设置在该基板中该基板的该光入射侧表面侧的区域中，并且
该蓝像素包括转移晶体管，该转移晶体管将该蓝电荷存储部分中存储的电荷转移到该蓝像素的该浮置扩散区域部分，并且该转移晶体管的栅极电极包括垂直栅极电极部分，该垂直栅极电极部分形成为沿着该基板的厚度方向从该基板的该光入射侧表面的相反侧的表面延伸到蓝光电转换区域。
(8)根据(7)所述的固态图像拾取单元，还包括转移晶体管之外的像素晶体管，该像素晶体管在该基板的平面内方向上彼此相邻的该红像素、该蓝像素和该绿像素当中共享，
其中该像素晶体管设置在该蓝像素的形成区域中。
(9)根据(7)或(8)所述的固态图像拾取单元，还包括浮置扩散区域部分，其将该红电荷存储部分中存储的电荷转换成电压，
其中该红像素的该红电荷存储部分设置在该基板的该光入射表面侧的相反表面侧的区域中，并且
该红像素包括转移晶体管，该转移晶体管将该红电荷存储部分中存储的电荷转移到该红像素的该浮置扩散区域部分，并且该转移晶体管的栅极电极是该基板的该光入射表面的相反侧的表面上形成的栅极电极膜。
(10)根据(1)至(6)任一项所述的固态图像拾取单元，还包括：
配线层，形成在该基板的光入射侧的表面上；以及
浮置扩散区域部分，将该红电荷存储部分中存储的电荷转换成电压，
其中该蓝像素的该蓝电荷存储部分设置在该基板中该基板的光入射表面侧的区域中，
该红像素的该红电荷存储部分设置在该基板中该基板的光入射表面侧的相反表面侧的区域中，并且
该红像素包括转移晶体管，该转移晶体管将该红电荷存储部分中存储的电荷转移到该红像素的浮置扩散区域部分，并且该转移晶体管的栅极电极包括垂直栅极电极部分，该垂直栅极电极部分沿着该基板的厚度方向从该基板的光入射表面延伸到红光电转换区域。
(11)根据(10)所述的固态图像拾取单元，还包括转移晶体管之外的像素晶体管，该像素晶体管在该基板的平面内方向上彼此相邻的该红像素、该蓝像素和该绿像素当中共享，
其中该像素晶体管设置在该红像素的形成区域中。
(12)根据(10)或(11)所述的固态图像拾取单元，还包括浮置扩散区域部分，该浮置扩散区域部分将该蓝电荷存储部分中存储的电荷转换成电压，
其中该蓝像素的该蓝电荷存储部分设置在该基板的该光入射表面侧的区域中，并且
该蓝像素包括转移晶体管，该转移晶体管将该蓝电荷存储部分中存储的电荷转移到该蓝像素的浮置扩散区域部分，并且该转移晶体管的栅极电极是形成在该基板的该光入射表面上的栅极电极膜。
(13)一种电子设备，包括：
固态图像拾取单元，包括基板、红像素、蓝像素和绿像素，该红像素包括红电荷存储部分，设置在该基板中且保持对具有红波长的光成分进行光电转换获得的电荷，该蓝像素包括蓝电荷存储部分，设置在该基板中且保持对具有蓝波长的光成分进行光电转换获得的电荷，该绿像素包括多个绿电荷存储部分，保持对具有绿波长的光成分进行光电转换获得的电荷，该多个绿电荷存储部分沿着该基板的厚度方向设置在该基板中；以及
信号处理电路，对来自该固态图像拾取单元的输出信号进行预定的处理。
本申请包含2012年4月2日提交日本专利局的日本优先权专利申请No.2012-84001中公开的相关主题事项，其全部内容通过引用结合于此。
本领域的技术人员应当理解的是，在所附权利要求或其等同方案的范围内，根据设计需要和其他因素，可以进行各种修改、结合、部分结合和替换。

Claims (12)

1.一种固态图像拾取单元，包括：
基板；
红像素，包括设置在该基板中的红电荷存储部分，该红电荷存储部分保持对具有红波长的光成分进行光电转换获得的电荷；
蓝像素，包括设置在该基板中的蓝电荷存储部分，该蓝电荷存储部分保持对具有蓝波长的光成分进行光电转换获得的电荷；以及
绿像素，包括多个绿电荷存储部分，该多个绿电荷存储部分保持对具有绿波长的光成分进行光电转换获得的电荷，该多个绿电荷存储部分沿着该基板的厚度方向设置在该基板中，
其中该绿像素的饱和电荷量大于该红像素的饱和电荷量和该蓝像素的饱和电荷量的每一个。
2.根据权利要求1所述的固态图像拾取单元，其中第一绿电荷存储部分设置在该基板中的一个表面侧的区域中，并且第二绿电荷存储部分设置在该基板中的另一个表面侧的区域中。
3.根据权利要求1所述的固态图像拾取单元，还包括浮置扩散区域部分，该浮置扩散区域部分将该多个绿电荷存储部分中存储的电荷转换成电压，
其中该绿像素包括转移晶体管，该转移晶体管将该多个绿电荷存储部分中存储的电荷转移到该绿像素的浮置扩散区域部分，并且该转移晶体管的栅极电极包括垂直栅极电极部分，该垂直栅极电极部分形成为在该多个绿电荷存储部分的整个形成区域上沿着该基板的厚度方向延伸。
4.根据权利要求1所述的固态图像拾取单元，其中
该红像素的该红电荷存储部分设置在该基板中该基板的光入射表面侧的相反表面侧的区域中，并且
该蓝像素的该蓝电荷存储部分设置在该基板中该基板的光入射表面侧的区域中。
5.根据权利要求4所述的固态图像拾取单元，其中
该红像素包括设置在该基板中的该红电荷存储部分的光入射侧的区域中的杂质区域部分，该杂质区域部分的导电类型与该红电荷存储部分的载流子的导电类型相反，并且
该蓝像素包括设置在该基板中该蓝电荷存储部分的光入射侧的相反侧的区域中的杂质区域部分，该杂质区域部分的导电类型与该蓝电荷存储部分的载流子的导电类型相反。
6.根据权利要求1所述的固态图像拾取单元，还包括：
配线层，形成在该基板的光入射表面的相反侧的表面上；以及
浮置扩散区域部分，将该蓝电荷存储部分中存储的电荷转换成电压，
其中该红像素的该红电荷存储部分设置在该基板中该基板的光入射表面侧的相反表面侧的区域中，
该蓝像素的该蓝电荷存储部分设置在该基板中该基板的该光入射侧表面侧的区域中，并且
该蓝像素包括转移晶体管，该转移晶体管将该蓝电荷存储部分中存储的电荷转移到该蓝像素的该浮置扩散区域部分，并且该转移晶体管的栅极电极包括垂直栅极电极部分，该垂直栅极电极部分形成为沿着该基板的厚度方向从该基板的该光入射侧表面的相反侧的表面延伸到蓝光电转换区域。
7.根据权利要求6所述的固态图像拾取单元，还包括转移晶体管之外的像素晶体管，该像素晶体管在该基板的平面内方向上彼此相邻的该红像素、该蓝像素和该绿像素当中共享，
其中该像素晶体管设置在该蓝像素的形成区域中。
8.根据权利要求7所述的固态图像拾取单元，还包括浮置扩散区域部分，其将该红电荷存储部分中存储的电荷转换成电压，
其中该红像素的该红电荷存储部分设置在该基板的该光入射表面侧的相反表面侧的区域中，并且
该红像素包括转移晶体管，该转移晶体管将该红电荷存储部分中存储的电荷转移到该红像素的该浮置扩散区域部分，并且该转移晶体管的栅极电极是该基板的该光入射表面的相反侧的表面上形成的栅极电极膜。
9.根据权利要求1所述的固态图像拾取单元，还包括：
配线层，形成在该基板的光入射侧的表面上；以及
浮置扩散区域部分，将该红电荷存储部分中存储的电荷转换成电压，
其中该蓝像素的该蓝电荷存储部分设置在该基板中该基板的光入射表面侧的区域中，
该红像素的该红电荷存储部分设置在该基板中该基板的光入射表面侧的相反表面侧的区域中，并且
该红像素包括转移晶体管，该转移晶体管将该红电荷存储部分中存储的电荷转移到该红像素的浮置扩散区域部分，并且该转移晶体管的栅极电极包括垂直栅极电极部分，该垂直栅极电极部分沿着该基板的厚度方向从该基板的光入射表面延伸到红光电转换区域。
10.根据权利要求9所述的固态图像拾取单元，还包括转移晶体管之外的像素晶体管，该像素晶体管在该基板的平面内方向上彼此相邻的该红像素、该蓝像素和该绿像素当中共享，
其中该像素晶体管设置在该红像素的形成区域中。
11.根据权利要求10所述的固态图像拾取单元，还包括浮置扩散区域部分，该浮置扩散区域部分将该蓝电荷存储部分中存储的电荷转换成电压，
其中该蓝像素的该蓝电荷存储部分设置在该基板的该光入射表面侧的区域中，并且
该蓝像素包括转移晶体管，该转移晶体管将该蓝电荷存储部分中存储的电荷转移到该蓝像素的浮置扩散区域部分，并且该转移晶体管的栅极电极是形成在该基板的该光入射表面上的栅极电极膜。
12.一种电子设备，包括：
固态图像拾取单元，包括基板、红像素、蓝像素和绿像素，该红像素包括红电荷存储部分，设置在该基板中且保持对具有红波长的光成分进行光电转换获得的电荷，该蓝像素包括蓝电荷存储部分，设置在该基板中且保持对具有蓝波长的光成分进行光电转换获得的电荷，该绿像素包括多个绿电荷存储部分，保持对具有绿波长的光成分进行光电转换获得的电荷，该多个绿电荷存储部分沿着该基板的厚度方向设置在该基板中；以及
信号处理电路，对来自该固态图像拾取单元的输出信号进行预定的处理，
其中该绿像素的饱和电荷量大于该红像素的饱和电荷量和该蓝像素的饱和电荷量的每一个。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5967192B2 (ja) * 2012-04-02 2016-08-10 ソニー株式会社 固体撮像装置及び電子機器
JP2014199898A (ja) * 2013-03-11 2014-10-23 ソニー株式会社 固体撮像素子および製造方法、並びに、電子機器
FR3027732B1 (fr) * 2014-10-27 2016-12-23 Commissariat Energie Atomique Capteur d'image a electrodes verticales
US9565405B2 (en) * 2015-02-03 2017-02-07 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor with enhanced quantum efficiency
US10403662B2 (en) * 2015-02-26 2019-09-03 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state imaging element and electronic apparatus
JP6706481B2 (ja) * 2015-11-05 2020-06-10 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像素子
JP6863366B2 (ja) 2016-03-30 2021-04-21 ソニーグループ株式会社 光電変換素子および光電変換装置
WO2017203557A1 (ja) * 2016-05-23 2017-11-30 オリンパス株式会社 撮像装置、画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラム
US10163963B2 (en) 2017-04-05 2018-12-25 Semiconductor Components Industries, Llc Image sensors with vertically stacked photodiodes and vertical transfer gates
US20180294304A1 (en) * 2017-04-05 2018-10-11 Semiconductor Components Industries, Llc Image sensors with vertically stacked photodiodes and vertical transfer gates
JP2019114602A (ja) * 2017-12-21 2019-07-11 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 電磁波処理装置
US11348955B2 (en) * 2018-06-05 2022-05-31 Brillnics Singapore Pte. Ltd. Pixel structure for image sensors
WO2020121724A1 (ja) * 2018-12-11 2020-06-18 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置及び電子機器
US11121169B2 (en) * 2019-06-25 2021-09-14 Omnivision Technologies, Inc. Metal vertical transfer gate with high-k dielectric passivation lining
KR20210017459A (ko) * 2019-08-08 2021-02-17 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센서

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101609837A (zh) * 2008-06-09 2009-12-23 索尼株式会社 固体摄像器件、它的驱动方法以及使用它的电子装置
CN102196198A (zh) * 2010-01-29 2011-09-21 索尼公司 固体摄像器件、其制造方法和驱动方法、以及电子装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4224036B2 (ja) 2005-03-17 2009-02-12 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 フォトダイオード領域を埋め込んだイメージセンサ及びその製造方法
US20080136933A1 (en) * 2006-12-11 2008-06-12 Digital Imaging Systems Gmbh Apparatus for controlling operation of a multiple photosensor pixel image sensor
KR20080061483A (ko) * 2006-12-28 2008-07-03 동부일렉트로닉스 주식회사 이미지 센서 및 이의 제조 방법
JP2008172580A (ja) 2007-01-12 2008-07-24 Toshiba Corp 固体撮像素子及び固体撮像装置
EP2133918B1 (en) * 2008-06-09 2015-01-28 Sony Corporation Solid-state imaging device, drive method thereof and electronic apparatus
JP5256917B2 (ja) * 2008-08-01 2013-08-07 株式会社ニコン 固体撮像素子
JP5219724B2 (ja) * 2008-10-09 2013-06-26 キヤノン株式会社 固体撮像装置
JP5320989B2 (ja) * 2008-11-07 2013-10-23 ソニー株式会社 固体撮像装置、及び電子機器
JP5146499B2 (ja) * 2009-08-08 2013-02-20 株式会社ニコン 固体撮像素子
JP2011044544A (ja) * 2009-08-20 2011-03-03 Sony Corp 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法、および電子機器
JP5509846B2 (ja) 2009-12-28 2014-06-04 ソニー株式会社 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器
JP5533046B2 (ja) * 2010-03-05 2014-06-25 ソニー株式会社 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置の駆動方法、及び電子機器
US20110317048A1 (en) * 2010-06-29 2011-12-29 Aptina Imaging Corporation Image sensor with dual layer photodiode structure
JP5967192B2 (ja) * 2012-04-02 2016-08-10 ソニー株式会社 固体撮像装置及び電子機器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101609837A (zh) * 2008-06-09 2009-12-23 索尼株式会社 固体摄像器件、它的驱动方法以及使用它的电子装置
CN102196198A (zh) * 2010-01-29 2011-09-21 索尼公司 固体摄像器件、其制造方法和驱动方法、以及电子装置

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