[发明专利]固态摄像装置和电子设备

说明书

本发明涉及能够抑制读取噪声的固态摄像装置和电子设备。根据本发明的第一方面的固态摄像装置包括：光电转换部，其响应于入射光而产生并保持电荷；传输部，其包括V‑NW晶体管(垂直纳米线晶体管)并传输在所述光电转换部中保持的所述电荷；和累积部，其包括布线层并且累积由所述传输部传输的所述电荷，所述布线层连接到包括所述V‑NW晶体管的所述传输部的漏极。例如，本发明适用于CMOS图像传感器。

技术领域

本技术涉及固态摄像装置和电子设备，且尤其涉及通过使用垂直纳米线(V-NW：Vertical Nano Wire)形成晶体管的固态摄像装置和电子设备。

背景技术

目前，在CMOS图像传感器的发展领域中，例如已经提出多种降噪技术以便实现用于以光子为单位检测弱光的光计数。在下文中，将说明在执行光计数等的情况下成为障碍的读取噪声。

图1是示出作为CMOS图像传感器的主流结构的4晶体管型CIS(CMOS图像传感器)的一般构造示例的等效电路图。如图1所示，4晶体管型CIS具有作为光电转换部的光电二极管(PD)11、传输栅极晶体管12、电荷累积部13、放大晶体管14、选择晶体管15和复位晶体管17。

图2示出在使用平面晶体管的情况下的剖视图，在平面晶体管中，图1所示的4晶体管型CIS的4种晶体管在Si基板上形成为平面形状。

在图2的情况下，电荷累积部13由浮动扩散层(下文称其为FD(floatingdiffusion))形成。在下文中，电荷累积部13也称为FD 13。此外，放大晶体管14的漏极和选择晶体管15的源极经由n型扩散层16连接。

同时，已知的是，FD 13或每个晶体管周围的电容引起可在图1和图2所示的4晶体管型CIS中生成的读取噪声。特别地，已知的是，读取噪声主要由FD 13周围的电容引起，并且通过减小FD 13周围的电容能够抑制读取噪声(例如，参见非专利文献1)。

对于FD 13周围的电容，已知的是，形成FD 13的PN结的电容可以占FD 13周围的电容的大约40％(例如，参见非专利文献2)。

引用文献列表

非专利文献

非专利文献1：“Noise Reduction Techniques and Scaling Effects towardsPhoton Counting CMOS Image Sensors”[Ref.1:Sensors 2016,16,514]

非专利文献2：“Analysis and Reduction of Floating Diffusion CapacitanceComponents of CMOS Image Sensor for Photon-Countable Sensitivity”[Ref.2:Proc.IISW 2015,pp120-123]

发明内容

技术问题

如上所述，形成FD 13的PN结的电容占FD 13周围的电容的很大部分。因此，当减少PN结的电容时，可以抑制4晶体管型CIS的读取噪声。然而，因为通过在Si基板上形成PN结来实现FD 13，所以PN结的电容的减小受到限制。相应地，甚至读取噪声的抑制受到限制。

此外，通过PN结形成FD 13，并因而不能消除PN结的P形区域和N型区域之间的泄漏，从而也引起暗电流的生成。

注意，上述问题不限于4晶体管型CIS，而是通用于具有FD的CIS。

本技术是针对这种情况提出的，并能够抑制由FD导致的读取噪声。

技术方案