[发明专利]固态图像拾取装置和图像拾取系统

说明书

技术领域

实施例的一个公开方面涉及固态图像拾取装置和使用固态图像拾取装置的图像拾取系统，更特别地，涉及在各像素中设置有电荷存储单元的固态图像拾取装置的遮光部件。

背景技术

在以CMOS图像传感器为代表的有源像素型固态图像拾取装置中，已提出了提供全局电子快门（global electronic shutter）功能。

全局电子快门功能指的是如下功能：在以矩阵布置的多个像素中执行光电荷的积累，使得对于所有的像素同时开始和结束光电荷的积累。在具有全局电子快门功能的固态图像拾取装置中，各像素包含光电转换单元和被配置为对于特定时段存储经由光电转换产生的电荷的电荷存储单元。在具有全局电子快门功能的固态图像拾取装置的电荷存储单元中，在从光电荷积累的结束到电荷读取的开始的时段上存储电荷。在该时段期间，如果在光电转换单元以外的别处产生的电荷侵入电荷存储单元中，那么出现可导致图像质量的劣化的噪声。日本专利公开No.2008-004692公开了如下结构：其中，各像素包含光电转换单元和电荷存储单元，并且在电荷存储单元之上设置遮光部件。

在日本专利公开No.2008-004692中公开的结构中，遮光部件被设置在包含布线层的层间绝缘膜上。在该结构中，倾斜光可容易地经由遮光部件的开口侵入电荷存储单元中。在设置用于给元件供给电压的接触的情况下，必须在遮光部件中形成用于接触的插塞（plug）的开口。这使得倾斜光较易于侵入电荷存储单元中。如果通过这种倾斜光产生的电荷与存储于电荷存储单元中的图像电荷混合，那么出现图像质量的劣化。

鉴于以上的情况，实施例提供遮光性能得到改善的具有电荷存储单元的固态图像拾取装置、以及使用这种固态图像拾取装置的图像拾取系统。

发明内容

根据实施例的一个方面，固态图像拾取装置包括：半导体基板；光电转换单元，被设置在半导体基板中；电荷存储单元，被设置在半导体基板中，并存储在光电转换单元中产生的电荷；浮置扩散单元，被设置在半导体基板中，并且存储于电荷存储单元中的电荷被传送至浮置扩散单元；第一栅电极，被设置在半导体基板上，使得第一栅电极在光电转换单元与电荷存储单元之间延伸，并使得第一栅电极到达电荷存储单元；第二栅电极，被设置在半导体基板上，使得第二栅电极在电荷存储单元与浮置扩散单元之间延伸；以及遮光部件，包含第一部分和第二部分，其中，第一部分被设置在电荷存储单元之上并至少在第一栅电极和第二栅电极之上，并且其中，第二部分被设置在第一栅电极与第二栅电极之间，使得第二部分从第一部分向半导体基板的表面延伸。

从参照附图对示例性实施例的以下描述，本公开的进一步的特征将变得明显。

附图说明

图1是根据第一实施例的固态图像拾取装置的电路图。

图2A是根据第一实施例的固态图像拾取装置的示意性平面图。

图2B是根据第一实施例的固态图像拾取装置的示意性截面图。

图3A是用于示出根据第一实施例的固态图像拾取装置的示意性截面图。

图3B是用于示出根据第一实施例的固态图像拾取装置的示意性截面图。

图4A是根据第二实施例的固态图像拾取装置的示意性平面图。

图4B是根据第二实施例的固态图像拾取装置的示意性截面图。

图5A是根据第三实施例的固态图像拾取装置的示意性平面图。

图5B是根据第三实施例的固态图像拾取装置的示意性截面图。

图6A是根据第四实施例的固态图像拾取装置的示意性平面图。

图6B是根据第四实施例的固态图像拾取装置的示意性截面图。

图6C是根据第四实施例的固态图像拾取装置的示意性截面图。

具体实施方式

根据实施例，固态图像拾取装置包括均设置在半导体基板中的光电转换单元、电荷存储单元和浮置扩散单元。第一栅电极被设置在半导体基板上的光电转换单元和电荷存储单元之间，并且，第二栅电极被设置在半导体基板上的电荷存储单元和浮置扩散单元之间。根据一个实施例的该固态图像拾取装置还包括遮光部件，该遮光部件包含设置在电荷存储单元之上并且至少在第一栅电极和第二栅电极之上的第一部分。遮光部件还包含被设置在第一栅电极与第二栅电极之间并从第一部分延伸到半导体基板的表面的第二部分。该结构使得可以抑制倾斜光入射到电荷存储单元上并由此改善遮光性能。