CN112470279A - 固态摄像装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本技术涉及能够应对取决于电流流动方向的特性波动的固态摄像装置和电子设备。提供了一种固态摄像装置，其包括：像素阵列单元，像素阵列单元包括以二维形式布置的像素，像素具有光电转换单元，其中，像素的晶体管具有如下结构：其中，源极侧LDD区域中与栅极的下侧的重叠量不同于漏极侧LDD区域中与栅极的下侧的重叠量，并且源极侧LDD区域的接合深度不同于漏极侧LDD区域的接合深度。本技术可以应用于例如CMOS图像传感器。

Description

固态摄像装置和电子设备
技术领域
本技术涉及固态摄像装置和电子设备，更特别地，涉及能够应对取决于电流流动方向的特性波动的固态摄像装置和电子设备。
背景技术
近年来，互补金属氧化物半导体(CMOS：Complementary Metal OxideSemiconductor)图像传感器已经普及。在CMOS图像传感器中，源极跟随器像素读出电路被广泛用作如下电路：该电路用于读出由布置在像素阵列单元中的多个像素光电转换后的信号电荷。此外，作为以高转换效率读出信号电荷的电路，存在源极接地像素读出电路和差分像素读出电路。
作为像素晶体管的结构，专利文献1公开了如下结构：其中，漏极侧仅包括高浓度杂质区域，且源极侧包括高浓度杂质区域和低浓度杂质区域的组合。
此外，作为像素晶体管的结构，专利文献2公开了如下结构：其中，在构成具有光晕(Halo)的MOSFET的漏极层的轻掺杂漏极(LDD：Lightly Doped Drain)层中，形成有杂质浓度低于LDD层的N层，在沟道区域侧的漏极区域的端部处，杂质浓度降低，并且在源极区域侧的LDD层以浅接合深度(junction depth)浓度被形成。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开第2013-45878号
专利文献2：日本专利申请特开第2013-69913号
发明内容
本发明要解决的问题
然而，上述专利文献中公开的技术没有假设电流在像素晶体管中双向流动的情况，因此，需要一种能够应对取决于电流流动方向的特性波动的技术。
本技术是鉴于这种情况而做出的，并且本技术能够应对取决于电流流动方向的特性波动。
解决问题的技术方案
根据本技术的方面的固态摄像装置是包括像素阵列单元的固态摄像装置，所述像素阵列单元包括以二维形式布置的像素，所述像素具有光电转换单元，其中，所述像素的晶体管具有如下结构：其中，源极侧轻掺杂漏极(LDD)区域中与栅极的下侧的重叠量不同于漏极侧LDD区域中与所述栅极的所述下侧的重叠量，并且所述源极侧LDD区域的接合深度不同于所述漏极侧LDD区域的接合深度。
根据本技术的方面的电子设备是配备有固态摄像装置的电子设备，所述固态摄像装置包括：像素阵列单元，所述像素阵列单元包括以二维形式布置的像素，所述像素具有光电转换单元，其中，所述像素的晶体管具有如下结构：其中，源极侧LDD区域中与栅极的下侧的重叠量不同于漏极侧LDD区域中与所述栅极的所述下侧的重叠量，并且所述源极侧LDD区域的接合深度不同于所述漏极侧LDD区域的接合深度。
根据本技术的方面的固态摄像装置和电子设备被构造成使得在像素阵列单元中，像素的晶体管具有如下结构：其中，源极侧LDD区域中与栅极的下侧的重叠量不同于漏极侧LDD区域中与栅极的下侧的重叠量，并且源极侧LDD区域的接合深度不同于漏极侧LDD区域的接合深度，像素阵列单元包括以二维形式布置的像素，像素具有光电转换单元。
根据本技术的方面的固态摄像装置和电子设备可以是独立的装置，或者可以是构成单个装置的内部块。
本发明的效果
根据本技术的方面，可以应对取决于电流流动方向的特性波动。
需要注意，本文中描述的效果不一定是限制性的，而是也可以是本发明中描述的任何效果。
附图说明
图1是示出应用了本技术的固态摄像装置的实施例的构造示例的图。
图2是示出源极接地型反相放大像素放大器的构造示例的电路图。
图3是示出差分型反相放大像素放大器的构造示例的电路图。
图4是示出在差分模式下执行读出的像素放大器的构造示例的电路图。
图5是示出在SF模式下执行读出的像素放大器的构造示例的电路图。
图6是示出应用了本技术的放大晶体管的结构的示例的截面图。
图7是示出普通放大晶体管的制造方法的示例的图。
图8是示出普通放大晶体管的制造方法的示例的图。
图9是示出普通放大晶体管的制造方法的示例的图。
图10是示出普通放大晶体管的制造方法的示例的图。
图11是示出应用了本技术的放大晶体管的制造方法的示例的图。
图12是示出应用了本技术的放大晶体管的制造方法的示例的图。
图13是用于说明通过采用应用了本技术的放大晶体管的结构而获得的效果的图。
图14是示出包括应用了本技术的固态摄像装置的电子设备的构造示例的框图。
图15是示出应用了本技术的固态摄像装置的使用示例的图。
图16是示出车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。
图17是示出车外信息检测单元和摄像单元的安装位置的示例的说明图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来描述根据本发明的技术(本技术)的实施例。需要注意，按照以下顺序进行描述。
1.固态摄像装置的构造
2.像素放大器的构造示例
(1)源极接地型反相放大像素放大器
(2)差分型反相放大像素放大器
3.放大晶体管的结构的示例
4.变形例
5.电子设备的构造
6.固态摄像装置的使用示例
7.移动体的应用示例
<1.固态摄像装置的构造>
(固态摄像装置的构造示例)
图1是示出应用了本技术的固态摄像装置的实施例的构造示例的图。
图1的CMOS图像传感器10是使用互补金属氧化物半导体(CMOS)的固态摄像装置的示例。CMOS图像传感器10通过光学透镜系统(未示出)吸收来自被摄体的入射光(图像光)，以像素为单位将形成在摄像表面上的入射光的光量转换为电信号，并且输出电信号作为像素信号。
在图1中，CMOS图像传感器10包括像素阵列单元11、垂直驱动电路12、列信号处理电路13、水平驱动电路14、输出电路15、控制电路16和输入/输出端子17。
在像素阵列单元11中，以二维形式(矩阵形式)布置有多个像素100。像素100包括作为光电转换单元的光电二极管(PD：Photodiode)和多个像素晶体管。例如，像素晶体管包括传输晶体管(Trg-Tr)、复位晶体管(Rst-Tr)、放大晶体管(AMP-Tr)和选择晶体管(Sel-Tr)。
需要注意，作为布置在像素阵列单元11中的像素，除了像素100以外，还可以布置像素200或像素300，并且稍后将描述其详细内容。
垂直驱动电路12包括例如移位寄存器，选择预定的像素驱动线21，将用于驱动像素100的脉冲供应给所选像素驱动线21，并且以行为单位驱动像素100。也就是说，垂直驱动电路12在垂直方向上以行为单位依次选择性地扫描像素阵列单元11的各个像素100，并且通过垂直信号线22将基于根据各个像素100的光电二极管中接收的光量而产生的信号电荷(电荷)的像素信号供应给列信号处理电路13。
列信号处理电路13针对像素100的各列布置，并且相对于各个像素列对从一行的像素100输出的信号执行诸如噪声消除等信号处理。例如，列信号处理电路13执行诸如用于消除像素特有的固定模式噪声的相关双采样(CDS：Correlated Double Sampling)和模拟数字(AD：Analog Digital)转换等信号处理。
水平驱动电路14包括例如移位寄存器，依次输出水平扫描脉冲以依次选择各个列信号处理电路13，并且使各个列信号处理电路13将像素信号输出到水平信号线23。
输出电路15对通过水平信号线23从各个列信号处理电路13依次供应的信号执行信号处理，并且输出处理后的信号。需要注意，输出电路15可以例如仅进行缓冲，或者也可以进行黑电平调整、列变化校正和各种数字信号处理等。
控制电路16控制CMOS图像传感器10的各个单元的操作。
此外，控制电路16基于垂直同步信号、水平同步信号和主时钟信号生成用作垂直驱动电路12、列信号处理电路13和水平驱动电路14等的操作基准的时钟信号或控制信号。控制电路16将生成的时钟信号或控制信号输出到垂直驱动电路12、列信号处理电路13和水平驱动电路14等。
输入/输出端子17与外部交换信号。
如上所述构造的图1的CMOS图像传感器10是所谓的列AD系统的CMOS图像传感器，在列AD系统中，针对各个像素列布置用于执行CDS处理和AD转换处理的列信号处理电路13。此外，图1的CMOS图像传感器10可以是例如背照式CMOS图像传感器。
<2.像素放大器的构造示例>
(1)源极接地型反相放大像素放大器
图2是示出源极接地型反相放大像素放大器的构造示例的图。
在图2中，具有源极接地型反相放大像素放大器的功能的源极接地像素读出电路50包括读出像素100、负载MOS电路51和恒压源52，读出像素100读出信号电荷，负载MOS电路51将恒定电流供应给像素，恒压源52具有始终恒定的电压。负载MOS电路51包括诸如PMOS晶体管511和PMOS晶体管512等PMOS晶体管。
除了诸如光电二极管(PD)等的光电转换单元111以外，读出像素100还包括四个像素晶体管：例如，传输晶体管112、复位晶体管113、放大晶体管114和选择晶体管115。
光电转换单元111的一端的阳极接地，且另一端的阴极连接到传输晶体管112的源极。传输晶体管112的漏极连接到复位晶体管113的源极和放大晶体管114的栅极，并且该连接点构成作为浮动扩散区域的浮动扩散部(FD：Floating Diffusion)121。
复位晶体管113的漏极连接到垂直复位输入线61。放大晶体管114的源极连接到恒压源52。放大晶体管114的漏极连接到选择晶体管115的源极，并且选择晶体管115的漏极连接到垂直信号线22。
传输晶体管112的栅极、复位晶体管113的栅极和选择晶体管115的栅极经由像素驱动线21(图1)连接到垂直驱动电路12(图1)，并且供应作为驱动信号的脉冲。
在此，垂直信号线22连接到垂直复位输入线61、负载MOS电路51的PMOS晶体管511的漏极和源极接地像素读出电路50的输出端子53。此外，垂直复位输入线61连接到垂直信号线22。
在具有以上构造的源极接地像素读出电路50中，放大晶体管114和PMOS晶体管511一起构成源极接地反相放大器，从而经由输出端子53输出与光电转换单元111检测的信号电荷对应的电压信号。
(2)差分型反相放大像素放大器
图3是示出源极接地差分型反相放大像素放大器的构造示例的图。
在图3中，具有源极接地差分型反相放大像素放大器的功能的差分像素读出电路70包括读出像素200、参考像素300、电流镜电路71和负载MOS电路72，读出像素200读出信号电荷，参考像素300提供基准电压而非信号电荷，电流镜电路71包括PMOS晶体管，负载MOS电路72将恒定电流供应给像素。
除了诸如光电二极管(PD)等的光电转换单元211以外，读出像素200还包括四个像素晶体管：例如，传输晶体管212、复位晶体管213、放大晶体管214和选择晶体管215。
光电转换单元211的一端的阳极接地，且另一端的阴极连接到传输晶体管212的源极。传输晶体管212的漏极连接到复位晶体管213的源极和放大晶体管214的栅极，并且该连接点构成作为浮动扩散区域的浮动扩散部221。
复位晶体管213的漏极连接到读出侧垂直复位输入线61S。放大晶体管214的源极连接到读出侧垂直电流供应线62S。放大晶体管214的漏极连接到选择晶体管215的源极，并且选择晶体管215的漏极连接到读出侧垂直信号线22S。
传输晶体管212的栅极、复位晶体管213的栅极和选择晶体管215的栅极经由像素驱动线21(图1)连接到垂直驱动电路12(图1)，并且供应作为驱动信号的脉冲。
在此，读出侧垂直信号线22S连接到读出侧垂直复位输入线61S、电流镜电路71的读出侧PMOS晶体管711S的漏极和差分像素读出电路70的输出端子73。
此外，读出侧垂直复位输入线61S连接到读出侧垂直信号线22S，并且连接到所选读出像素200的浮动扩散部221，即放大晶体管214的输入端子，并且当复位晶体管213导通时，差分像素读出电路70的输出信号被负反馈。
除了诸如光电二极管(PD)等的光电转换单元311以外，参考像素300还包括四个像素晶体管：例如，传输晶体管312、复位晶体管313、放大晶体管314和选择晶体管315。
光电转换单元311的一端的阳极接地，且另一端的阴极连接到传输晶体管312的源极。传输晶体管312的漏极连接到复位晶体管313的源极和放大晶体管314的栅极，并且该连接点构成作为浮动扩散区域的浮动扩散部321。
复位晶体管313的漏极连接到参考侧垂直复位输入线61R。放大晶体管314的源极连接到参考侧垂直电流供应线62R。放大晶体管314的漏极连接到选择晶体管315的源极，并且选择晶体管315的漏极连接到参考侧垂直信号线22R。
传输晶体管312的栅极、复位晶体管313的栅极和选择晶体管315的栅极经由像素驱动线21(图1)连接到垂直驱动电路12(图1)，并且供应作为驱动信号的脉冲。
在此，参考侧垂直信号线22R连接到电流镜电路71的参考侧PMOS晶体管711R的漏极和栅极以及读出侧PMOS晶体管711S的栅极。
此外，参考侧垂直复位输入线61R连接到预定电源Vrst，并且在复位时，将期望的输入电压信号施加到通过该配线选择的参考像素300的浮动扩散部321，即放大晶体管314的输入端子。
需要注意，期望参考像素300是如下像素：在复位时，浮动扩散部321的端子(FD端子)的电位波动表现出与读出像素200的浮动扩散部221的端子(FD端子)的电位波动等效的运动。例如，作为参考像素300，可以使用布置在像素阵列单元11(图1)中的读出像素200附近的非活性有效像素(inactive effective pixel)等，该非活性有效像素已经完成了读出。在这种情况下，通过设置在列信号处理电路13(图1)中的开关，能够切换图3中的读出像素200和参考像素300的作用。
读出侧垂直电流供应线62S和参考侧垂直电流供应线62R在连接点(Vcommon)处彼此连接，然后连接到作为恒流源的负载MOS电路72。
在具有以上构造的差分像素读出电路70中，读出像素200的放大晶体管214和参考像素300的放大晶体管314构成差分放大器，从而经由输出端子73输出与读出像素200的光电转换单元211检测的信号电荷对应的电压信号。
(能够在差分模式和SF模式之间切换的构造)
顺便提及，由于能够通过差分型读出来获得高转换效率，因此例如期望由源极跟随器型读出来执行读出，该源极跟随器型读出在明亮时具有大的动态范围。也就是说，通过在差分型读出(在下文中称为差分模式)和源极跟随器型读出(在下文中称为SF模式)之间适当地切换，能够执行更适当的读出。
因此，接下来，将参照图4和图5描述能够在差分模式下的读出和SF模式下的读出之间切换的构造。
(差分模式)
图4是示出在差分模式下执行读出的像素放大器的构造示例的电路图。
在图4中，读出像素200以与图3的读出像素200类似的方式构造，并且读出侧垂直信号线22S、读出侧垂直复位输入线61S和读出侧垂直电流供应线62S也以与图3所示的连接形式类似的方式连接。
此外，在图4中，参考像素300以与图3的参考像素300类似的方式构造，并且参考侧垂直信号线22R、参考侧垂直复位输入线61R和参考侧垂直电流供应线62R也以与图3所示的连接形式类似的方式连接。需要注意，参考像素300是靠近读出像素200的等效有效像素，并且是用于确定差分基准电压的像素。
在此，在图4中，针对读出像素200和参考像素300设置有像素外围单元400。像素外围单元400包括开关SW1至SW9，并且开关SW1至SW9执行切换操作以在差分模式下的读出和SF模式下的读出之间切换。
具体地，在执行差分模式下的读出的情况下，开关SW1对读出像素200执行切换操作，并且与放大晶体管214的源极连接的读出侧垂直电流供应线62S连接到负载MOS电路72。另外，开关SW8对读出像素200执行切换操作，并且读出侧垂直复位输入线61S连接到读出侧垂直信号线22S。
此外，在执行差分模式下的读出的情况下，开关SW4对参考像素300执行切换操作，并且与放大晶体管314的源极连接的参考侧垂直电流供应线62R连接到负载MOS电路72。另外，开关SW9对参考像素300执行切换操作，并且参考侧垂直复位输入线61R连接到参考侧垂直信号线22R。
像素外围单元400包括电流镜电路71，该电流镜电路71包括读出侧PMOS晶体管711S和参考侧PMOS晶体管711R。
开关SW2和开关SW3在像素外围单元400中执行切换操作，并且读出侧垂直信号线22S连接到电流镜电路71的读出侧PMOS晶体管711S的漏极。另一方面，开关SW5和SW6在像素外围单元400中执行切换操作，从而参考侧垂直信号线22R连接到电流镜电路71的参考侧PMOS晶体管711R的漏极和栅极以及读出侧PMOS晶体管711S的栅极。需要注意，在执行差分模式下的读出的情况下，接通开关SW7。
以这种方式，当像素外围单元400的开关SW1至SW9执行切换操作时，读出像素200的放大晶体管214和参考像素300的放大晶体管314构成差分放大器，并且执行差分模式下的读出。因此，与读出像素200的光电转换单元211检测的信号电荷对应的电压信号经由读出侧垂直信号线22S(和输出端子73)被输出到列信号处理电路13(图1)的AD转换器(ADC：ADConverter)。
此外，由于能够通过切换像素外围单元400的开关SW1至SW9来交换读出像素200和参考像素300，因此能够读出布置在像素阵列单元11中的所有像素，而无需增加额外的像素。
需要注意，对于图4所示的在差分模式下执行读出的像素放大器的构造，示出了在像素阵列单元11中将读出像素200和参考像素300水平地布置在同一行中的情况。然而，读出像素200和参考像素300之间的布置关系是任意的。例如，读出像素200和参考像素300垂直地布置在同一列中。
(SF模式)
图5是示出在SF模式下执行读出的像素放大器的构造示例的电路图。
在图5中，虽然读出像素200、参考像素300和像素外围单元400以与图4所示的构造类似的方式构造，但是当像素外围单元400的开关SW1至SW9执行切换操作时，操作模式从差分模式切换到SF模式。
具体地，在执行SF模式下的读出的情况下，开关SW1对读出像素200执行切换操作，使得与放大晶体管214的源极连接的读出侧垂直电流供应线62连接到电源电压Vdd，并且垂直信号线22连接到负载MOS电路72。另外，开关SW8对读出像素200执行切换操作，并且垂直复位输入线61连接到电源电压Vdd。
类似地，在执行SF模式下的读出的情况下，开关SW4对读出像素300执行切换操作，使得与放大晶体管314的源极连接的读出侧垂直电流供应线62连接到电源电压Vdd，并且垂直信号线22连接到负载MOS电路72。另外，开关SW9对读出像素300执行切换操作，并且垂直复位输入线61连接到电源电压Vdd。
此外，当开关SW2、SW3和开关SW5、SW6在像素外围单元400中执行切换操作时，断开与读出侧PMOS晶体管711S和参考侧PMOS晶体管711R的连接，并且断开用于差分模式的电流镜电路71。需要注意，在执行SF模式下的读出的情况下，断开开关SW7。
以这种方式，当像素外围单元400的开关SW1至SW9执行切换操作时，读出像素200的放大晶体管214和读出像素300的放大晶体管314分别(针对各列)构成源极跟随器反相放大器，并且执行SF模式下的读出。因此，与读出像素200(300)的光电转换单元211(311)检测的信号电荷对应的电压信号经由垂直信号线22被输出到列信号处理电路13(图1)的AD转换器(ADC)。
如上所述，当开关SW1至SW9在像素外围单元400中执行切换操作时，可以轻松切换差分模式下的读出和SF模式下的读出。例如，可以在明亮时切换到具有大的动态范围的源极跟随器型读出。
<3.放大晶体管的结构的示例>
顺便提及，在像素放大器中，在采用能够在差分模式下的读出和SF模式下的读出之间切换的构造的情况下，假设放大晶体管214(314)中的电流流动方向根据这些模式而变化。在这种情况下，各种特性将根据电流的方向而波动。因此，作为应用了本技术的放大晶体管的结构，下面将描述与取决于电流流动方向的特性波动对应的放大晶体管214的结构。
(结构的示例)
图6是示出应用了本技术的放大晶体管的结构的示例的截面图。图6示出了放大晶体管214的截面结构，并且其中描述的源极(Source)和漏极(Drain)对应于在差分模式下的电流方向上的端子名称。
在放大晶体管214中，在源极侧形成有LDD 214B-S，在漏极侧形成有LDD 214B-D，并且LDD 214B-S和LDD 214B-D之中的各者具有与栅极(Gate)重叠的结构。此外，在栅极上形成有氧化膜214A。
在此，轻掺杂漏极(LDD)是其中较薄的杂质在漏极和源极附近分层并扩散的结构。例如，通过将杂质注入到n型区域中来形成源极侧LDD 214B-S和漏极侧LDD 214B-D。
此外，形成源极侧LDD 214B-S和漏极侧LDD 214B-D的杂质当然可以是相同的杂质，并且也可以是不同的杂质。需要注意，形成源极的区域(第一区域)和形成漏极的区域(第二区域)例如是n型区域，并且可以包括诸如磷(P)等杂质。
在使用相同杂质的情况下，例如，可以在源极侧LDD 214B-S的区域和漏极侧LDD214B-D的区域之中的各者中使用诸如砷(As)或磷(P)等杂质。
另一方面，在使用不同杂质的情况下，例如，对于源极侧LDD 214B-S，可以将扩散速率比漏极侧的杂质的扩散速率慢的离子种类用作杂质。此外，例如，对于漏极侧LDD214B-D，可以将扩散速率比源极侧的杂质的扩散速率快的离子种类用作杂质。更具体地，可以在源极侧LDD 214B-S的区域中使用诸如砷(As)等慢扩散杂质，并且可以在漏极侧LDD214B-D的区域中使用诸如磷(P)等快扩散杂质。
此外，在放大晶体管214中，LDD 214B-S和LDD 214B-D具有左右不对称的LDD结构。也就是说，其具有如下结构：其中，漏极侧LDD 214B-D与栅极的下侧的重叠长度(ΔXd)比源极侧LDD 214B-S与栅极的下侧的重叠长度(ΔXs)短，并且漏极侧LDD 214B-D的接合深度(ΔZd)比源极侧LDD 214B-S的接合深度(ΔZs)深。
在此，当栅极端(图中垂直方向上的一条点划线)为原点0时，满足下述的公式(1)和(2)。
ΔZd>ΔZs···(1)
0≤ΔXd<ΔXs···(2)
需要注意，当将LDD 214B-S和LDD 214B-D的接合深度(ΔZs，ΔZd)内的与栅极重叠的部分的深度定义为ΔZs’和ΔZd’时，可以说，除了上述公式(1)和(2)的关系以外，还满足下述公式(3)的关系。
ΔZd’>ΔZs’···(3)
如上所述，在放大晶体管214中，当漏极侧LDD与栅极的下侧的环绕量(重叠量)最小且漏极侧LDD的接合深度被设计为比源极侧LDD的接合深度深时，能够改善光响应非均匀性(PRNU：Photo Response Non Uniformity)和随机电报信号(RTN：Random TelegraphSignal)，而不会使其他特性劣化。
需要注意，在图6中，虽然作为放大晶体管214的截面结构，源极(Source)和漏极(Drain)对应于在差分模式下的电流方向上的端子名称，并且电流的方向是从图中左侧到右侧的方向，但是在SF模式下电流的方向是相反的方向。
(制造方法的示例)
接下来，将描述放大晶体管214的制造方法。在此，为了阐明普通放大晶体管的制造方法的过程与应用了本技术的放大晶体管的制造方法的过程之间的区别，参照图7至图10描述普通放大晶体管的制造方法，然后参照图11和图12描述应用了本技术的放大晶体管的制造方法。
(普通制造方法)
首先，将参照图7至图10描述普通放大晶体管的制造方法。
如图7所示，在第一步骤中，执行化学气相沉积(CVD：Chemical VaporDeposition)等以在硅(Si)基板上形成氧化膜(SiO2)和多晶硅(Poly)(图7中的A)。随后，在第二步骤中，对氧化膜和多晶硅进行蚀刻以形成栅极(图7中的B)。在此，除了成为栅极氧化膜的部分，还保留了氧化膜的一部分，但是在第三步骤中，通过稀氢氟酸(DHF：DiluteHydrofluoric Acid)处理将氧化膜的这一部分剥离(图7中的C)。
此外，如图8所示，在第四步骤中，执行热氧化处理以在整个表面上形成氧化膜(图8中的D)。随后，在第五步骤中，执行离子注入，并且将砷(As)作为杂质注入到源极侧区域和漏极侧区域之中的各者中(图8中的E)。随后，在第六步骤中，在离子注入之后，在整个表面上形成SiO膜(图8中的F)。
另外，如图9所示，在第七步骤中，执行侧壁膜生长，并且在整个表面上形成氮化膜(SiN)(图9中的G)。随后，在第八步骤中，执行侧壁蚀刻(回蚀)，从而仅在栅极的侧壁上保留氮化膜(图9中的H)。在此，虽然氧化膜的一部分保留在源极侧区域和漏极侧区域中，但是在第九步骤中，通过DHF处理将氧化膜的这一部分剥离(图9中的I)。
此外，如图10所示，在第十步骤中，在栅极的侧壁上形成氮化膜之后，在整个表面上形成SiO膜(图10中的J)。随后，在第十一步骤中，将磷(P)作为杂质注入到硅基板的n型区域中以形成源极和漏极(图10中的K)。其后，执行诸如栅极、源极和漏极的硅化以及配线等的步骤以完成普通放大晶体管(图10中的L)。
如图10中的L所示，在普通放大晶体管中，虽然在源极侧和漏极侧形成有LDD，但是源极侧LDD的重叠长度(ΔXs)和漏极侧LDD的重叠长度(ΔXd)是相同的长度。此外，源极侧LDD的接合深度(ΔZs)和漏极侧的接合深度(ΔZd)是相同的深度。
也就是说，在普通放大晶体管的结构中，满足下述公式(4)和(5)的关系。
ΔZs＝ΔZd···(4)
ΔXs＝ΔXd···(5)
(本技术的制造方法)
接下来，将参照图11和图12描述应用了本技术的放大晶体管的制造方法。然而，在应用了本技术的放大晶体管的制造方法(本技术的制造方法)的步骤中，对于与上述普通放大晶体管的制造方法(普通制造方法)类似的步骤，将适当地省略其描述。
在本技术的制造方法中，与上述普通制造方法类似，执行第一步骤至第四步骤，使得对形成在硅(Si)基板上的氧化膜(SiO2)和多晶硅(Poly)进行蚀刻，以形成栅极(图7中的A至图8中的D)。
其后，在本技术的制造方法中，执行第五步骤至第七步骤，并且这些步骤与上述普通制造方法的第五步骤至第六步骤不同，特别是在源极侧和漏极侧分别执行离子注入步骤这一点上不同。
也就是说，如图11所示，在本技术的制造方法的第五步骤中，当在源极侧执行离子注入时，将砷(As)注入到源极侧区域中，使得光刻胶901起到保护材料(掩模)的作用，该光刻胶901涂布在硅基板上形成的栅极的一部分的区域和漏极侧区域上(图11中的E’)。
随后，在第六步骤中，在源极侧进行离子注入之后，在整个表面上形成SiO膜(图11中的F’)。需要注意，该SiO膜具有作为间隔件偏移的功能，从而当在漏极侧进行离子注入时，LDD的杂质(砷(As))不会环绕至栅极(多晶硅(Poly))的下侧。
然后，在第七步骤中，当在漏极侧执行离子注入时，将砷(As)注入到漏极侧区域中，使得光刻胶901起到保护材料(掩模)的作用，该光刻胶901涂布在硅基板上形成的栅极的一部分的区域和源极侧区域上(图11中的E”)。在此，在第六步骤中形成的SiO膜(栅极的漏极侧侧壁上的SiO膜)用作间隔件，并且作为漏极侧LDD的杂质的砷(As)不会环绕至栅极(多晶硅(Poly))的下侧。
也就是说，在此，通过设置与砷(As)的扩散长度对应的间隔件，当砷在漏极侧的离子注入期间扩散时，扩散的砷不会环绕至多晶硅(Poly)的下侧(可以说，能够阻止扩散的砷)。例如，当砷的扩散长度为数十nm时，间隔件的宽度仅需要为对应的宽度(与砷的扩散长度相同的宽度)。需要注意，在此，在使用诸如磷(P)等其他杂质的情况下，仅需要设置与这种杂质的扩散长度对应的间隔件。此外，在此，阻止并非唯一的方法，而是只要满足上述公式(2)的关系就足够了。
如上所述，在本技术的制造方法中，预期离子注入期间杂质的扩散，因而设置了与杂质的扩散长度对应的间隔件。也就是说，在上述普通制造方法的情况下，由于砷(As)被注入到栅极(多晶硅(Poly))的端部(图8中的E)，因此，扩散的砷会环绕至多晶硅(Poly)的下侧。然而，在本技术的制造方法中，设置与砷(As)的扩散长度对应的间隔件，使得扩散的砷在多晶硅(Poly)的端部被阻止并且不会环绕至下侧。
然而，在此，从随机噪声(RN：Random Noise)的角度来看，必要条件是侧壁(SW：Side Wall)下方的表面的N浓度等于或高于上述普通制造方法的N浓度。也就是说，在本技术的制造方法中，设置与砷(As)的扩散长度对应的间隔件(SiO膜)会导致贯通膜(throughfilm)增加，因此在形成有SiO膜(隔着SiO膜)的情况下，为了在形成漏极侧LDD时满足该条件，需要具有高能量和高剂量。
结果，漏极侧区域的扩散长度与源极侧区域的扩散长度不同，并且漏极侧LDD的接合深度变得比源极侧LDD的接合深度深。换言之，可以说，通过这种处理，漏极侧LDD的接合深度必然会变深。
在本技术的制造方法中，作为第八步骤至第十二步骤，执行与上述普通制造方法中的第七步骤至第十一步骤类似的步骤，并且在栅极的侧壁上形成氮化膜(图9中的G至图9中的I)，然后将磷(P)作为杂质注入到硅基板的n型区域中，以形成源极和漏极(图10中的J至图10中的K)。其后，执行诸如栅极、源极和漏极的硅化以及配线等的步骤，以完成应用了本技术的放大晶体管(图12中的L’)。
如图12中的L’所示，在应用了本技术的放大晶体管中，LDD形成在源极侧和漏极侧，并且漏极侧LDD的重叠长度(ΔXd)比源极侧LDD的重叠长度(ΔXs)短。此外，漏极侧LDD的接合深度(ΔZd)比源极侧LDD的接合深度(ΔZs)深。
也就是说，对于应用了本技术的放大晶体管，满足上述公式(1)和(2)的关系。需要注意，在此，如上所述，当将源极侧和漏极侧的接合深度(ΔZs，ΔZd)内的与栅极重叠的部分定义为ΔZs’和ΔZd’时，可以说，也满足上述公式(3)的关系。
(本技术的效果)
通过采用应用了本技术的放大晶体管的结构，特别地，可以获得以下四个效果。
(A)差分模式下的PRNU的改善
(B)差分模式下的转换效率的提高
(C)RTS的改善
(D)漏极电阻的降低
在此，将参照图13所示的放大晶体管214的结构来描述四个效果(A)至(D)的细节。然而，在图13中，差分模式下栅极在漏极侧的重叠电容由Cgd表示。此外，在图13中，电子(e-)在栅极下侧的流动由图中的实线箭头或虚线箭头表示。
(A)差分模式下的PRNU的改善
作为第一效果，通过采用放大晶体管214的结构，可以降低差分模式下栅极在漏极侧的重叠电容Cgd，并且可以改善光响应非均匀性(PRNU)。
在此，差分模式下的驱动能够获得比SF模式下的驱动更高的转换效率。差分模式下的转换效率能够由下述的公式(6)表示。
[数学式1]
Figure BDA0002906955880000171
需要注意，在公式(6)中，Cfd_total表示浮动扩散部(FD)的电容，Av表示开环增益，Cgd表示栅极在漏极侧的重叠电容，并且Cfd_vsl表示FD节点和垂直信号线(VSL)之间的配线电容。
此外，具有高转换效率的差分像素放大器容易受到转换效率的变化的影响，并且由于转换效率的变化而导致的信号输出的变化增大。在此，在以二维方式布置在像素阵列单元11中的各个像素的列方向上设置的垂直信号线(VSL)的输出信号的变化通常由称为PRNU的量表示。
以这种方式，在差分模式下，能够以高转换效率读出信号电荷，但是通过抑制重叠电容Cgd的变化，能够减小转换效率的变化，即能够降低光响应非均匀性(PRNU)。另一方面，为了抑制重叠电容Cgd的变化，最有效的是缩短漏极侧LDD 214B-D的重叠长度(ΔXd)。此外，重叠电容Cgd受控于由LDD引起的栅极的重叠电容分量，并且为了抑制重叠电容Cgd的变化，最有效的是减少漏极侧LDD 214B-D的栅极的重叠量。
在放大晶体管214中，如上述公式(2)所示，能够缩短漏极侧LDD 214B-D的重叠长度(ΔXd)(能够减少漏极侧的栅极的重叠量)，以减小重叠电容Cgd(的变化)(减小Cgd的绝对值)，从而改善PRNU。
(B)差分模式下的转换效率的提高
作为第二效果，通过采用放大晶体管214的结构，如上述公式(2)所示，能够缩短漏极侧LDD 214B-D的重叠长度(ΔXd)，因此能够减小差分模式下的重叠电容Cgd，并且能够提高转换效率。也就是说，虽然差分模式下的转换效率能够由上述公式(6)表示，但是当能够减小漏极侧的栅极的重叠电容Cgd(能够减小Cgd的绝对值)时，显然转换效率提高。
另外，在本技术的制造方法中，设置与杂质的扩散长度对应的间隔件，以防止扩散的杂质环绕至栅极(Poly)的下侧。因此，建立了上述公式(2)的关系，并且可以实现如下转换效率：该转换效率最大程度接近在未形成LDD的情况下的转换效率。
(C)RTS的改善
作为第三效果，通过采用放大晶体管214的结构，漏极区域中的LDD扩散量深，并且电子能够在比栅极界面更深的位置中流动。因此，这是能够改善随机电报信号(RTS)的最佳结构，因为电子会流过整个深区域，并且能够使电子远离侧壁(SW)下方的界面处的陷阱。
也就是说，众所周知，RTS噪声的原因是由于MOS的界面态对电子的随机捕获和发射。然而，漏极侧LDD 214B-D具有上述公式(1)的关系，并且如图13中的虚线箭头所示，由于电子(e-)在比栅极界面更深的位置中流动，因此能够改善RTS。
(D)漏极电阻的降低
作为第四效果，通过采用放大晶体管214的结构，差分模式下的漏极侧LDD 214B-D的接合深度(ΔZd)深，能够降低漏极电阻。也就是说，由于漏极侧LDD 214B-D具有上述公式(1)的关系，因此LDD 214B-D的接合深度(ΔZd)深，电子在该区域中(整体地)流动，并且漏极电阻变低。
在此，在放大晶体管214中，LDD 214B-D的接合深度(ΔZd)变深，并且该结构必然会通过经历上述本技术的制造方法的步骤而获得。然而，通过增大LDD 214B-D的接合深度(ΔZd)，能够附带地获得(C)RTS的改善和(D)漏极电阻的降低的效果。
需要注意，如上述公式(2)的关系所示，源极侧LDD 214B-S的重叠长度(ΔXs)比漏极侧LDD 214B-D的重叠长度(ΔXd)长。这是因为在源极侧陷阱灵敏度更高，并且从随机噪声(RN)的角度来看，增加源极侧LDD 214B-S的重叠量是有利的。
此外，假设仅在以差分模式驱动时，能够采用未形成漏极侧LDD 214B-D的结构。然而，在差分模式和SF模式下使用相同的放大晶体管214并且在差分模式和SF模式下将源极和漏极互换并使用的情况下，这种结构不是最佳结构。
也就是说，在差分模式下采用未形成漏极侧LDD 214B-D的结构的情况下，由于在SF模式下未形成LDD的一侧为源极侧，因此，存在如下问题：在SF模式下，随机噪声(RN)劣化。此外，即使在差分模式下，热载流子(HC：Hot Carrier)也会劣化。因此，为了使差分模式和SF模式在放大晶体管214中兼容，图13所示的结构(即满足上述公式(1)至(3)的关系的结构)是合适的。
另外，如图13所示，在放大晶体管214中，虽然难以扩散的砷(As)适合用作形成源极侧LDD 214B-S和漏极侧LDD 214B-D的杂质，但是可以使用诸如磷(P)等其他杂质。此外，只要满足上述公式(1)至(3)的关系，形成源极侧LDD 214B-S的杂质可以与形成漏极侧LDD214B-D的杂质不同。
需要注意，上述专利文献1和2中公开的技术没有假设电流在像素晶体管中双向流动的情况，因此，例如，存在可能发生下述问题的可能性。也就是说，首先，在将已经去除LDD的一侧用作漏极的情况下，电场强度相对于存在LDD的区域变强，并且可能发生热载流子(HC)劣化。其次，当将这一侧用作具有由上述热载流子(HC)产生的陷阱部位(trap site)的源极时，1/f噪声特性可能会劣化。
另一方面，对于应用了本技术的放大晶体管，例如，通过以使电流流动方向在差分模式和SF模式之间变化(电流流动方向是双向的)的方式使用放大晶体管，当能够实现多种功能的电路方案具有以下结构时：其中，漏极侧LDD在栅极下方的重叠长度比源极侧的重叠长度小，且漏极侧LDD的接合深度比源极侧的接合深度深，则在假设电流方向对应于差分模式的情况下，例如能够获得上述的四个效果(A)至(D)，并且针对差分模式或SF模式之中的各个模式，可以应对根据电流流动方向的特性波动。
<4.变形例>
(背照式结构)
如上所述，图1的CMOS图像传感器10可以是例如背照式CMOS图像传感器。通过采用背照式，可以进一步提高像素布局的自由度。
此外，在上面的描述中，作为应用了本技术的结构，虽然已经以放大晶体管的结构为例进行了描述，但是本技术不仅能够应用于放大晶体管，而且能够应用于其他像素晶体管的结构。另外，本技术不仅能够应用于诸如CMOS图像传感器等固态摄像装置(的晶体管的结构)，而且通常能够应用于半导体装置(的晶体管的结构)。
<5.电子设备的构造>
图14是示出包括应用了本技术的固态摄像装置的电子设备的构造示例的框图。
电子设备1000是诸如包括数码相机或摄像机等的摄像装置、包括智能手机或平板终端等的移动终端装置等电子设备。
电子设备1000包括固态摄像装置1001、DSP电路1002、帧存储器1003、显示单元1004、记录单元1005、操作单元1006和电源单元1007。此外，在电子设备1000中，DSP电路1002、帧存储器1003、显示单元1004、记录单元1005、操作单元1006和电源单元1007经由总线1008彼此连接。
固态摄像装置1001对应于上述的CMOS图像传感器10(图1)，并且对以二维方式布置在像素阵列单元11(图1)中的多个像素100(200，300)执行源极接地型或差分型等的读出。此外，在各个像素200(300)的放大晶体管214(314)中，LDD 214B-S和LDD 214B-D具有满足上述公式(1)、(2)和(3)的结构。
DSP电路1002是相机信号处理电路，其对从固态摄像装置1001供应的信号进行处理。DSP电路1002输出通过对来自固态摄像装置1001的信号进行处理而获得的图像数据。帧存储器1003以帧为单位临时保持由DSP电路1002处理后的图像数据。
显示单元1004包括例如面板型显示装置，例如液晶面板或有机电致发光(EL：Electro Luminescence)面板等，并且显示单元1004显示由固态摄像装置1001拍摄的运动图像或静止图像。记录单元1005将由固态摄像装置1001拍摄的运动图像或静止图像的图像数据记录在诸如半导体存储器或硬盘等记录介质上。
操作单元1006根据用户的操作输出关于电子设备1000的各种功能的操作命令。电源单元1007将作为DSP电路1002、帧存储器1003、显示单元1004、记录单元1005和操作单元1006的操作电源的各种电源适当地供应给这些供应目标。
电子设备1000如上所述地被构造。如上所述，将本技术应用于固态摄像装置1001。具体地，能够将CMOS图像传感器10(图1)应用于固态摄像装置1001。通过将本技术应用于固态摄像装置1001，在各个像素200(300)的放大晶体管214(314)中，由于LDD 214B-S和LDD214B-D满足上述公式(1)至(3)的关系，因此在能够切换差分模式和SF模式的情况下，可以应对根据电流流动方向的特性波动。
<6.固态摄像装置的使用示例>
图15是示出应用了本技术的固态摄像装置的使用示例的图。
如稍后将描述，例如，CMOS图像传感器10(图1)能够用于对诸如可见光、红外光、紫外光和X射线等光进行感测的各种情况。也就是说，如图15所示，例如，CMOS图像传感器10不仅能够用于在拍摄鉴赏用图像的鉴赏领域中使用的装置，而且能够用于在交通领域、家电领域、医疗保健领域、安保领域、美容领域、运动领域或农业领域等中使用的装置。
具体地，在鉴赏领域中，例如，CMOS图像传感器10能够用于拍摄鉴赏用图像的装置(例如，图14的电子设备1000)，诸如数码相机、智能手机和具有相机功能的手机等。
在交通领域中，例如，CMOS图像传感器10能够用于交通用装置，诸如：为了如自动停止的安全驾驶或识别驾驶员的状态，拍摄汽车的前方、后方、周围或内部等的图像的车载传感器；监视行驶车辆或道路的监视相机；和测量车辆之间等的距离的测距传感器等。
在家电领域中，例如，CMOS图像传感器10能够用于拍摄用户的手势图像以根据手势来执行设备操作的装置，该装置用作诸如电视接收器、冰箱和空调等家电。此外，在医疗保健领域中，例如，CMOS图像传感器10能够用于医疗或保健用的装置，诸如内窥镜和通过接收红外光来拍摄血管图像的装置等。
在安保领域中，例如，CMOS图像传感器10能够用于安保用装置，诸如用于预防犯罪的监视相机和用于人员身份验证的相机等。此外，在美容领域中，例如，CMOS图像传感器10能够用于美容用装置，诸如拍摄皮肤图像的皮肤测量装置和拍摄头皮图像的显微镜等。
在运动领域中，例如，CMOS图像传感器10能够用于运动用装置，诸如用于运动等的运动相机和可穿戴式相机等。此外，在农业领域中，例如，CMOS图像传感器10能够用于农业用装置，诸如监视农场或农产品的状态的相机等。
<7.移动体的应用示例>
根据本发明的技术(本技术)能够应用于各种产品。例如，根据本发明的技术可以被实现为安装在任何类型的移动体上的装置，所述移动体诸如是汽车、电动汽车、混合动力电动汽车、摩托车、自行车、个人移动设备、飞机、无人机、船舶或机器人等。
图16是示出作为能够应用根据本发明的技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性构造示例的框图。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001连接的多个电子控制单元。在图16所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和集成控制单元12050。此外，将微型计算机12051、声音和图像输出单元12052和车载网络接口(I/F：Interface)12053示出为集成控制单元12050的功能构造。
驱动系统控制单元12010根据各种程序控制与车辆的驱动系统有关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010起到以下装置的控制装置的作用：用于产生车辆驱动力的驱动力产生装置，诸如内燃机或驱动电机等；用于将驱动力传递至车轮的驱动力传递机构；用于调节车辆转向角的转向机构；和用于产生车辆制动力的制动装置等。
车身系统控制单元12020根据各种程序控制附接到车体上的各种装置的操作。例如，车身系统控制单元12020起到无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动窗装置或诸如前照灯、倒车灯、刹车灯、转向灯或雾灯等各种灯的控制装置的作用。在这种情况下，车身系统控制单元12020能够接收从替代钥匙的便携式设备传输的无线电波或各种开关的信号。车身系统控制单元12020接收这些无线电波或信号的输入，并且控制车辆的门锁装置、电动窗装置或灯等。
车外信息检测单元12030检测包括车辆控制系统12000的车辆的外部信息。例如，摄像单元12031连接到车外信息检测单元12030。车外信息检测单元12030使摄像单元12031拍摄车辆外部的图像，并且车外信息检测单元12030接收拍摄的图像。基于接收到的图像，车外信息检测单元12030可以执行对诸如人、汽车、障碍物、交通标志或道路上的文字等物体进行检测的处理，或者可以执行测距处理。
摄像单元12031是光学传感器，其接收光并且输出与接收的光量对应的电信号。摄像单元12031能够将电信号作为图像输出，或者能够将电信号作为测距信息输出。此外，摄像单元12031接收的光可以是可见光，或者可以是诸如红外线等不可见光。
车内信息检测单元12040检测车辆的内部信息。例如，车内信息检测单元12040连接到用于检测驾驶员状态的驾驶员状态检测单元12041。驾驶员状态检测单元12041包括例如拍摄驾驶员的图像的相机，并且基于从驾驶员状态检测单元12041输入的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳程度或驾驶员的专注程度，或者可以判断驾驶员是否打瞌睡。
基于车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的有关车辆外部和内部的信息，微型计算机12051能够计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且能够将控制命令输出到驱动系统控制单元12010。例如，微型计算机12051能够执行为了实施高级驾驶辅助系统(ADAS：Advanced Driver Assistance System)的功能的协同控制，该功能包括车辆碰撞规避或冲击缓和、基于车间距离的跟车驾驶、恒定车速驾驶、车辆碰撞警告或车道偏离警告等。
此外，基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车辆周围的信息，微型计算机12051能够通过控制驱动力产生装置、转向机构或制动装置等来执行为了自动驾驶等的协同控制，以不依赖于驾驶员的操作而自主行驶。
此外，基于由车外信息检测单元12030获得的车辆外部的信息，微型计算机12051能够将控制命令输出到车身系统控制单元12020。例如，微型计算机12051能够执行为了实现炫光保护的协同控制，诸如根据由车外信息检测单元12030检测的前行车辆或对向车辆的位置来控制前照灯，以将远光切换为近光。
声音和图像输出单元12052将声音和图像中至少一者的输出信号传输到输出装置，该输出装置能够将信息以视觉或听觉的方式通知车辆的乘员或车辆的外部。在图16的示例中，将音频扬声器12061、显示单元12062和仪表板12063例示为输出装置。例如，显示单元12062可以包括车载显示器和平视显示器中的至少一者。
图17是示出摄像单元12031的安装位置的示例的图。
在图17中，作为摄像单元12031，设置有摄像单元12101、12102、12103、12104和12105。
摄像单元12101、12102、12103、12104和12105例如被放置在车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠、后门和车厢内挡风玻璃的上部等处。附接到前鼻的摄像单元12101和附接到车厢内挡风玻璃的上部的摄像单元12105主要获取车辆12100前方的区域的图像。附接到侧视镜的摄像单元12102和12103主要获取车辆12100侧面的区域的图像。附接到后保险杠或后门的摄像单元12104主要获取车辆12100后方的区域的图像。附接到车厢内挡风玻璃的上部的摄像单元12105主要用于检测前行车辆、行人、障碍物、交通信号灯、交通标志或车道等。
需要注意，图17示出了摄像单元12101至12104的摄像范围的示例。摄像范围12111表示附接到前鼻的摄像单元12101的摄像范围。摄像范围12112和12113分别表示附接到侧视镜的摄像单元12102和12103的摄像范围。摄像范围12114表示附接到后保险杠或后门的摄像单元12104的摄像范围。例如，将摄像单元12101至12104拍摄的图像数据叠加会提供从上方观察车辆12100的俯视图像。
摄像单元12101至12104之中的至少一者可以具有获得距离信息的功能。例如，摄像单元12101至12104之中的至少一者可以是包括多个图像传感器的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的图像传感器。
例如，基于从摄像单元12101至12104获得的距离信息，微型计算机12051可以通过确定与摄像范围12111至12114内的各个三维物体之间的距离以及该距离的时间变化(相对于车辆12100的速度)来特别提取车辆12100的行驶路径上最靠近的三维物体作为前行车辆，该三维物体以预定速度(例如，0km/h或更高)在与车辆12100大致相同的方向上行驶。另外，微型计算机12051能够预先设定与前行车辆之间保证的车间距离，并且能够执行自动制动控制(包括跟随停止控制)和自动加速控制(包括跟随开始控制)等。以这种方式，可以执行为了实现自动驾驶等的协同控制，以不依赖于驾驶员的操作而自主行驶。
例如，基于从摄像单元12101至12104获得的距离信息，微型计算机12051能够在将数据分类为两轮车辆、普通车辆、大型车辆、行人和诸如电线杆等其他三维物体的同时提取关于这些三维物体的三维物体数据，并且将这些数据用于自动规避障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物辨别为车辆12100的驾驶员能够视觉识别的障碍物和难以视觉识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定表示与各个障碍物碰撞的风险程度的碰撞风险，并且在碰撞风险等于或高于设定值并且存在碰撞可能性时，微型计算机12051能够通过经由音频扬声器12061和显示单元12062向驾驶员输出警告或者经由驱动系统控制单元12010执行强制减速或规避转向来执行用于规避碰撞的驾驶辅助。
摄像单元12101至12104之中的至少一者可以是用于检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051能够通过判断摄像单元12101至12104的拍摄图像中是否存在行人来识别行人。例如，通过如下过程执行这种行人识别：提取作为红外相机的摄像单元12101至12104的拍摄图像中的特征点的过程；以及对表示物体轮廓的一系列特征点执行图案匹配处理以辨别物体是否是行人的过程。当微型计算机12051判断摄像单元12101至12104的拍摄图像中存在行人且识别出行人时，声音和图像输出单元12052使显示单元12062将用于强调的矩形轮廓叠加在识别出的行人上。此外，声音和图像输出单元12052还可以使显示单元12062在期望的位置处显示表示行人的图标等。
至此，已经描述了能够应用根据本发明的技术的车辆控制系统的示例。根据本发明的技术能够应用于上述构造之中的摄像单元12101。具体地，图1的CMOS图像传感器10能够应用于摄像单元12031。通过将根据本发明的技术应用于摄像单元12031，例如，在能够切换差分模式和SF模式的情况下，可以应对取决于电流流动方向的特性波动。由于可以通过以适合于摄像条件的模式执行摄像来获得更高质量的拍摄图像，因此可以更准确地识别诸如行人等障碍物。
需要注意，本技术的实施例不限于前述实施例，而是可以在不脱离本技术的主旨的范围内进行各种改变。
此外，本技术可以采用下述构造。
(1)一种固态摄像装置，其包括：
像素阵列单元，所述像素阵列单元包括以二维形式布置的像素，所述像素具有光电转换单元，其中，
所述像素的晶体管具有如下结构：其中，源极侧轻掺杂漏极(LDD)区域中与栅极的下侧的重叠量不同于漏极侧LDD区域中与所述栅极的所述下侧的重叠量，并且所述源极侧LDD区域的接合深度不同于所述漏极侧LDD区域的接合深度。
(2)根据(1)所述的固态摄像装置，其中，
所述源极侧LDD区域和形成所述源极的第一区域是n型区域，并且
所述漏极侧LDD区域和形成所述漏极的第二区域是n型区域。
(3)根据(1)或(2)所述的固态摄像装置，其中，
所述漏极侧LDD区域具有如下结构：该结构与所述栅极的所述下侧的重叠量比所述源极侧LDD区域与所述栅极的所述下侧的重叠量少，并且该结构的接合深度比所述源极侧LDD区域的接合深度深。
(4)根据(3)所述的固态摄像装置，其中，
所述漏极侧LDD区域具有如下结构：其中，在所述栅极的所述下侧处的重叠部分的深度比所述源极侧LDD区域中的在所述栅极的所述下侧处的重叠部分的深度深。
(5)根据(4)所述的固态摄像装置，其中，
所述漏极侧LDD区域具有如下结构：其中，在所述栅极的所述下侧处的所述重叠部分的所述深度比除所述重叠部分以外的部分的深度浅。
(6)根据(4)或(5)所述的固态摄像装置，其中，
所述源极侧LDD区域具有如下结构：其中，在所述栅极的所述下侧处的所述重叠部分的所述深度比除所述重叠部分以外的部分的深度浅。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的固态摄像装置，其中，
所述晶体管包括放大晶体管。
(8)根据(7)所述的固态摄像装置，其中，
根据模式，所述放大晶体管具有不同的电流流动方向。
(9)根据(8)所述的固态摄像装置，其中，
所述像素对应于作为读出方式的差分型读出和源极跟随器型读出，并且
所述模式包括对应于所述差分型读出的第一模式和对应于所述源极跟随器型读出的第二模式。
(10)根据(9)所述的固态摄像装置，其中，
所述放大晶体管具有以根据所述第一模式的电流方向为前提的结构。
(11)根据(2)至(6)中任一项所述的固态摄像装置，其中，
形成所述源极侧LDD区域的第一杂质和形成所述漏极侧LDD区域的第二杂质由相同的杂质构成。
(12)根据(11)所述的固态摄像装置，其中，
所述第一杂质和所述第二杂质包括砷(As)或磷(P)。
(13)根据(2)至(6)中任一项所述的固态摄像装置，其中，
形成所述源极侧LDD区域的第一杂质和形成所述漏极侧LDD区域的第二杂质由不同的杂质构成。
(14)根据(13)所述的固态摄像装置，其中，
所述源极侧LDD区域由扩散速率比所述第二杂质慢的所述第一杂质形成，并且
所述漏极侧LDD区域由扩散速率比所述第一杂质快的所述第二杂质形成。
(15)根据(14)所述的固态摄像装置，其中，
所述第一杂质包括砷(As)，并且
所述第二杂质包括磷(P)。
(16)一种电子设备，其配备有固态摄像装置，所述固态摄像装置包括：
像素阵列单元，所述像素阵列单元包括以二维形式布置的像素，所述像素具有光电转换单元，其中，
所述像素的晶体管具有如下结构：其中，源极侧LDD区域中与栅极的下侧的重叠量不同于漏极侧LDD区域中与所述栅极的所述下侧的重叠量，并且所述源极侧LDD区域的接合深度不同于所述漏极侧LDD区域的接合深度。
附图标记列表
10 CMOS图像传感器
11 像素阵列单元
22 垂直信号线
22S 读出侧垂直信号线
22R 参考侧垂直信号线
50 源极接地像素读出电路
51 负载MOS电路
52 恒压源
61 垂直复位输入线
61S 读出侧垂直复位输入线
61R 参考侧垂直复位输入线
62 垂直电流供应线
62S 读出侧垂直电流供应线
62R 参考侧垂直电流供应线
70 差分像素读出电路
71 电流镜电路
72 负载MOS电路
100 读出像素(像素)
111 光电转换单元
112 传输晶体管
113 复位晶体管
114 放大晶体管
115 选择晶体管
121 浮动扩散部
200 读出像素(像素)
211 光电转换单元
212 传输晶体管
213 复位晶体管
214 放大晶体管
214A 氧化膜
214B-S 源极侧LDD
214B-D 漏极侧LDD
215 选择晶体管
221 浮动扩散部
300 参考像素(像素)
311 光电转换单元
312 传输晶体管
313 复位晶体管
314 放大晶体管
315 选择晶体管
321 浮动扩散部
400 像素外围单元
511、512 PMOS晶体管
711S 读出侧PMOS晶体管
711R 参考侧PMOS晶体管
1000 电子设备
1001 固态摄像装置
12031 摄像单元
SW1至SW9 开关

Claims (16)

1.一种固态摄像装置，其包括：
像素阵列单元，所述像素阵列单元包括以二维形式布置的像素，所述像素具有光电转换单元，其中，
所述像素的晶体管具有如下结构：其中，源极侧轻掺杂漏极(LDD)区域中与栅极的下侧的重叠量不同于漏极侧LDD区域中与所述栅极的所述下侧的重叠量，并且所述源极侧LDD区域的接合深度不同于所述漏极侧LDD区域的接合深度。
2.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，
所述源极侧LDD区域和形成所述源极的第一区域是n型区域，并且
所述漏极侧LDD区域和形成所述漏极的第二区域是n型区域。
3.根据权利要求2所述的固态摄像装置，其中，
所述漏极侧LDD区域具有如下结构：该结构与所述栅极的所述下侧的重叠量比所述源极侧LDD区域与所述栅极的所述下侧的重叠量少，并且该结构的接合深度比所述源极侧LDD区域的接合深度深。
4.根据权利要求3所述的固态摄像装置，其中，
所述漏极侧LDD区域具有如下结构：其中，在所述栅极的所述下侧处的重叠部分的深度比所述源极侧LDD区域中的在所述栅极的所述下侧处的重叠部分的深度深。
5.根据权利要求4所述的固态摄像装置，其中，
所述漏极侧LDD区域具有如下结构：其中，在所述栅极的所述下侧处的所述重叠部分的所述深度比除所述重叠部分以外的部分的深度浅。
6.根据权利要求5所述的固态摄像装置，其中，
所述源极侧LDD区域具有如下结构：其中，在所述栅极的所述下侧处的所述重叠部分的所述深度比除所述重叠部分以外的部分的深度浅。
7.根据权利要求3所述的固态摄像装置，其中，
所述晶体管包括放大晶体管。
8.根据权利要求7所述的固态摄像装置，其中，
根据模式，所述放大晶体管具有不同的电流流动方向。
9.根据权利要求8所述的固态摄像装置，其中，
所述像素对应于作为读出方式的差分型读出和源极跟随器型读出，并且
所述模式包括对应于所述差分型读出的第一模式和对应于所述源极跟随器型读出的第二模式。
10.根据权利要求9所述的固态摄像装置，其中，
所述放大晶体管具有以根据所述第一模式的电流方向为前提的结构。
11.根据权利要求3所述的固态摄像装置，其中，
形成所述源极侧LDD区域的第一杂质和形成所述漏极侧LDD区域的第二杂质由相同的杂质构成。
12.根据权利要求11所述的固态摄像装置，其中，
所述第一杂质和所述第二杂质包括砷(As)或磷(P)。
13.根据权利要求3所述的固态摄像装置，其中，
形成所述源极侧LDD区域的第一杂质和形成所述漏极侧LDD区域的第二杂质由不同的杂质构成。
14.根据权利要求13所述的固态摄像装置，其中，
所述源极侧LDD区域由扩散速率比所述第二杂质慢的所述第一杂质形成，并且
所述漏极侧LDD区域由扩散速率比所述第一杂质快的所述第二杂质形成。
15.根据权利要求14所述的固态摄像装置，其中，
所述第一杂质包括砷(As)，并且
所述第二杂质包括磷(P)。
16.一种电子设备，其配备有固态摄像装置，所述固态摄像装置包括：
像素阵列单元，所述像素阵列单元包括以二维形式布置的像素，所述像素具有光电转换单元，其中，
所述像素的晶体管具有如下结构：其中，源极侧LDD区域中与栅极的下侧的重叠量不同于漏极侧LDD区域中与所述栅极的所述下侧的重叠量，并且所述源极侧LDD区域的接合深度不同于所述漏极侧LDD区域的接合深度。
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