專利名稱：放大電路及其制造方法、攝像元件和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及放大電路及其制造方法、攝像元件和電子設(shè)備，尤其涉及能夠抑制噪聲的發(fā)生并能夠提供更好的圖像質(zhì)量的固體攝像元件和電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
在相關(guān)技術(shù)中，在數(shù)碼照相機、數(shù)碼攝像機等中廣泛使用了諸如CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器和CCD (電荷耦合器件)之類的固體攝像元件。固體攝像元件具有光接收面，在該光接收面中，呈二維地布置有多個像素，各像素均具有ro(光電二極管，其作為光電轉(zhuǎn)換部)和多個晶體管等。各像素對入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。在CMOS圖像傳感器中，例如，ro中的通過光電轉(zhuǎn)換而累積的電荷通過傳輸晶體管被傳輸?shù)阶鳛楦訑U散區(qū)域的FD (浮動擴散部；Floating Diffusion)。接著，放大晶體管將FD中累積的電荷轉(zhuǎn)換成與該電荷的電平對應(yīng)的像素信號。該像素信號通過選擇晶體管被輸出。參照圖1A至圖1C來說明相關(guān)技術(shù)中的放大晶體管的結(jié)構(gòu)。圖1A示出了放大晶體管I的平面結(jié)構(gòu)的示例。圖1B示出了放大晶體管I的寬度方向上的剖面(沿圖1A的線A-A'獲`得的剖面)結(jié)構(gòu)的示例。圖1C示出了放大晶體管I的長度方向上的剖面(沿圖1A的線獲得的剖面)結(jié)構(gòu)的示例。如圖1A至圖1C所示，放大晶體管I具有形成在硅基板2中的源極區(qū)域3和漏極區(qū)域4、形成在源極區(qū)域3和漏極區(qū)域4之間的溝道區(qū)域5、以及被形成得覆蓋溝道區(qū)域5的柵極電極6。另外，在放大晶體管I的寬度方向(圖1A的線A-A^的方向)上，用于將放大晶體管I與諸如H)等其他元件隔離開的元件隔離區(qū)域7被形成在在柵極電極6的兩端處且夾持放大晶體管I。通常，在放大晶體管I中出現(xiàn)的噪聲被直接添加到像素信號中，并被輸出。因而，當(dāng)在低照度下進(jìn)行攝像時，例如，降低了 S/N(信噪比)，并且圖像質(zhì)量劣化。尤其是，放大晶體管I中出現(xiàn)的Ι/f噪聲和突發(fā)噪聲(burst noise)具有巨大影響。對于固體攝像元件的更高圖像質(zhì)量，需要抑制Ι/f噪聲和突發(fā)噪聲的發(fā)生。另外，如在日本專利特開第2006-253316號中所披露，已知的是，Ι/f噪聲取決于柵極長度和柵極寬度。增加放大晶體管的尺寸在降低Ι/f噪聲方面是有效的。接下來將參照圖2A和圖2B說明相關(guān)技術(shù)中的像素。圖2A是該像素的電路圖。圖2B表示剖面結(jié)構(gòu)的示例。如圖2A所示，像素1021包括H)(光電二極管)1022、傳輸晶體管1023、FD(浮動擴散部)1024、放大晶體管1025、選擇晶體管1026和復(fù)位晶體管1027。另外，像素1021與用于輸出來自像素1021的像素信號的垂直信號線1028相連接，并與用于提供對像素1021的驅(qū)動信號的水平信號線1029TRF、1029SEL和1029RST相連接。此外，如圖2B所示，在像素1021中，N型H) 1022、用于隔離光電二極管的P型區(qū)域1032a、以及上述那些晶體管的P阱1032b形成在N型硅基板1031中，且N型區(qū)域1033-1至1033-4形成在P阱1032b中。另外，柵極電極1034-1至1034-4形成在硅基板1031的表面上，且在柵極電極1034-1至1034-4和硅基板1031的表面之間夾有柵極絕緣膜(未圖示)O用于形成傳輸晶體管1023的柵極電極1034-1布置在H) 1022與用于形成FD1024的N型區(qū)域1033-1之間的位置處。用于形成復(fù)位晶體管1027的柵極電極1034-2布置在N型區(qū)域1033-1與1033-2之間的位置處。此外，N型區(qū)域1033-2與電源電位VDD相連接。用于形成放大晶體管1025的柵極電極1034-3布置在N型區(qū)域1033-2與1033-3之間的位置處。用于形成選擇晶體管1026的柵極電極1034-4布置在N型區(qū)域1033-3與1033-4之間的位置處。此外，N型區(qū)域1033-4與垂直信號線1028相連接。因此，在相關(guān)技術(shù)中的像素1021中，傳輸晶體管1023、放大晶體管1025、選擇晶體管1026和復(fù)位晶體管1027形成在同一 P阱1032b中。在包括具有上述此種結(jié)構(gòu)的像素1021的攝像元件中，由于基板偏置作用而引起的放大晶體管1025(放大電路1011)中的增益損失增大了。因此，例如，日本專利特開第2003-273132號(下文稱作專利文獻(xiàn)2)和日本專利特開第2011-119441號(下文稱作專利文獻(xiàn)3)披露了如下攝像元件:在此攝像元件中，源極跟隨器電路的放大晶體管(放大器晶體管)具有通過在不同阱中形成阱而獲得的N阱，由此使得能夠?qū)崿F(xiàn)源極與放大晶體管的阱之間的耦合，并改善了增益。然而，隨著固體攝像元件的像素的數(shù)量的增加，像素變得越來越小。因此，難以通過降低諸如ro等其他元件的尺寸來增加晶體管的尺寸。因而，能夠用于晶體管的區(qū)域的面積受到限制。期望通過與增加晶體管的尺寸的方法不同的方法來抑制ι/f噪聲和突發(fā)噪聲的發(fā)生。此外，如在專利文獻(xiàn)2和3中所披露，在具有形成有不同阱的結(jié)構(gòu)的放大晶體管中，源極電壓被施加到阱，使得需要較大的面積來保持阱耐受電壓。另外，放大晶體管的閾值由阱的濃度決定。因此，難以獲得輸出信號的線性特征(linearity)以作為攝像元件的攝像特性。另外，因為源極跟隨器的閾值由于基板偏置作用而隨著信號電平發(fā)生變化，所以像素的輸出會出現(xiàn)非線性特征。

發(fā)明內(nèi)容
基于以上情形提出了本發(fā)明。期望能夠抑制噪聲的發(fā)生，并以較小的面積提供優(yōu)異的圖像質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種固體攝像元件，所述固體攝像元件包括:光電轉(zhuǎn)換部，所述光電轉(zhuǎn)換部用于產(chǎn)生與所接收的光對應(yīng)的電荷；多個有源元件，各所述有源元件用于對所述光電轉(zhuǎn)換部中產(chǎn)生的所述電荷進(jìn)行預(yù)定操作。在所述固體攝像元件中，至少一個所述有源元件中的柵極電極具有形成在基板上的主體部分和埋入在所述基板中的突出部分，在所述基板中形成有所述光電轉(zhuǎn)換部。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括固體攝像元件，所述固體攝像元件包括:光電轉(zhuǎn)換部，所述光電轉(zhuǎn)換部用于產(chǎn)生與所接收的光對應(yīng)的電荷；多個有源元件，各所述有源元件用于對所述光電轉(zhuǎn)換部中產(chǎn)生的所述電荷進(jìn)行預(yù)定操作。在所述固體攝像元件中，至少一個所述有源元件中的柵極電極具有形成在基板上的主體部分和埋入在所述基板中的突出部分，在所述基板中形成有所述光電轉(zhuǎn)換部。在本發(fā)明的一個實施例中，各有源元件的柵極電極的一部分都具有埋入在形成有光電轉(zhuǎn)換部的基板中的突出部分。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種放大電路，所述放大電路包括:第一類型的雜質(zhì)區(qū)域，其形成在半導(dǎo)體基板的表面硅層中，所述半導(dǎo)體基板具有形成在所述半導(dǎo)體基板的硅基板層和所述表面硅層之間的絕緣膜，所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域從所述表面硅層的表面形成到所述絕緣膜；柵極電極，其形成在所述半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)壬希浑姫毩⒌牡诙愋偷碾s質(zhì)區(qū)域，其由所述絕緣膜和兩個位置處的所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域包圍著；以及連接部，其用于將所述第二類型的雜質(zhì)區(qū)域連接到所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域和所述柵極電極中的一者。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種制造放大電路的方法，所述方法包括:在半導(dǎo)體基板的表面硅層中形成第一類型的雜質(zhì)區(qū)域，所述半導(dǎo)體基板具有形成在所述半導(dǎo)體基板的硅基板層和所述表面硅層之間的絕緣膜，所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域從所述表面硅層的表面形成到所述絕緣膜；在所述半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)壬闲纬蓶艠O電極；以及將電獨立的第二類型的雜質(zhì)區(qū)域連接到所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域和所述柵極電極中的一者，所述第二類型的雜質(zhì)區(qū)域由所述絕緣膜和兩個位置處的所述第一類型的雜質(zhì)包圍著。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種攝像元件，所述攝像元件包括:光電轉(zhuǎn)換部，其用于產(chǎn)生與所接收的光的光量對應(yīng)的電荷；以及放大部，其用于放大所述光電轉(zhuǎn)換部中產(chǎn)生的所述電荷，并輸出經(jīng)過放大的所述電荷。在所述攝像元件中，所述放大部包括 第一類型的雜質(zhì)區(qū)域，其形成在半導(dǎo)體基板的表面硅層中，所述半導(dǎo)體基板具有形成在所述半導(dǎo)體基板的硅基板層和所述表面硅層之間的絕緣膜，所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域從所述表面硅層的表面形成到所述絕緣膜；柵極電極，其形成在所述半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)壬?；電獨立的第二類型的雜質(zhì)區(qū)域，其由所述絕緣膜和兩個位置處的所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域包圍著；以及連接部，其用于將所述第二類型的雜質(zhì)區(qū)域連接到所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域和所述柵極電極中的一者。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括攝像元件，所述攝像元件包括:光電轉(zhuǎn)換部，其用于產(chǎn)生與所接收的光的光量對應(yīng)的電荷；以及放大部，其用于放大所述光電轉(zhuǎn)換部中產(chǎn)生的所述電荷，并輸出經(jīng)過放大的所述電荷。在所述攝像元件中，所述放大部包括:第一類型的雜質(zhì)區(qū)域，其形成在半導(dǎo)體基板的表面硅層中，所述半導(dǎo)體基板具有形成在所述半導(dǎo)體基板的硅基板層和所述表面硅層之間的絕緣膜，所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域從所述表面硅層的表面形成到所述絕緣膜；柵極電極，其形成在所述半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)壬?；電獨立?第二類型的雜質(zhì)區(qū)域，其由所述絕緣膜和兩個位置處的所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域包圍著；以及連接部，其用于將所述第二類型的雜質(zhì)區(qū)域連接到所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域和所述柵極電極中的一者。在本發(fā)明的一個實施例中，第一類型的雜質(zhì)區(qū)域形成在半導(dǎo)體基板的表面娃層中，所述半導(dǎo)體基板具有形成在所述半導(dǎo)體基板的硅基板層和所述表面硅層之間的絕緣膜，第一類型的雜質(zhì)區(qū)域從所述表面硅層的表面形成到所述絕緣膜；并且柵極電極形成在所述半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)壬?。由所述絕緣膜和兩個位置處的所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域包圍著的電獨立的第二類型的雜質(zhì)區(qū)域連接到所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域和所述柵極電極中的一者O根據(jù)本發(fā)明的實施例，能夠抑制噪聲的發(fā)生，并能夠獲得更好的圖像質(zhì)量。


圖1A、圖1B和圖1C用于說明相關(guān)技術(shù)中的放大晶體管；圖2A和圖2B表示相關(guān)技術(shù)中的像素的結(jié)構(gòu)示例；圖3是表示應(yīng)用了本發(fā)明的固體攝像元件的一個實施例的構(gòu)造示例的框圖；圖4是表示像素陣列部的像素和外圍電路的構(gòu)造示例的電路圖；圖5表示對像素的驅(qū)動時序的示例；圖6A和圖6B表示放大晶體管的構(gòu)造的第一示例；圖7A和圖7B表示放大晶體管的構(gòu)造的第二示例；圖8A和圖8B表示放大晶體管的構(gòu)造的第三示例；圖9A和圖9B表示放大晶體管的構(gòu)造的第四示例；圖1OA和圖1OB表示放大晶體管的構(gòu)造的第五示例；圖11A、圖1IB和圖1lC表示像素的構(gòu)造示例；圖12A、圖12B和圖12C表示應(yīng)用了本發(fā)明的放大電路的第一實施例的構(gòu)造示例；圖13表不第一實施例的放大電路的變形例；圖14A、圖14B和圖14C表示使用恒定電流源的構(gòu)造示例；圖15A和圖15B表示像素的構(gòu)造的第一示例；圖16A、圖16B和圖16C表示應(yīng)用了本發(fā)明的放大電路的第二實施例的構(gòu)造示例；圖17A、圖17B和圖17C表示使用恒定電流源的構(gòu)造示例；圖18A和圖18B表示像素的構(gòu)造的第二示例；圖19A和圖19B表示像素的構(gòu)造的第三示例；圖20A和圖20B表示像素的構(gòu)造的第四示例；圖21表示像素的構(gòu)造的第五示例；圖22表示像素的構(gòu)造的第六示例；圖23表示像素的構(gòu)造的第七示例；圖24表示像素的構(gòu)造的第八示例；圖25A和圖25B表示固體攝像元件的構(gòu)造示例；以及圖26是表示電子設(shè)備中所包括的攝像裝置的構(gòu)造示例的框圖。
具體實施例方式下文將參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施方式
。
圖3是表示應(yīng)用了本發(fā)明的固體攝像元件的一個實施例的結(jié)構(gòu)示例的框圖。在圖3中，固體攝像元件11是CMOS型固體攝像元件。固體攝像元件11包括像素陣列部12、垂直驅(qū)動電路13、快門驅(qū)動電路14、CDS(相關(guān)雙采樣)電路15、水平驅(qū)動電路
16,AGC(自動增益控制器)17、A/D (模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換部18和時序發(fā)生器19。像素陣列部12具有呈二維布置的多個像素(例如，圖4中的像素21)。每個像素具有一個或多個光電轉(zhuǎn)換元件。另外，用于將來自垂直驅(qū)動電路13的信號提供到每個像素的多條信號配線逐行地連接到像素陣列部12，且用于將來自各個像素的像素信號輸出到CDS電路15的多條信號配線逐列地連接到像素陣列部12。垂直驅(qū)動電路13通過上述信號配線按順序提供信號，所提供的信號用于選擇像素陣列部12中的多個像素?？扉T驅(qū)動電路14將用于執(zhí)行快門驅(qū)動的驅(qū)動信號按順序提供到像素陣列部12中的多個像素的每個行。例如，能夠通過調(diào)節(jié)從快門驅(qū)動電路14輸出的驅(qū)動信號與從垂直驅(qū)動路13輸出的信號之間的間隔來調(diào)節(jié)像素的曝光時間(電荷累積時間)。⑶S電路15讀取由來自垂直驅(qū)動電路13的信號所選取的一行像素的像素信號，并執(zhí)行⑶S處理。具體地，⑶S電路15通過獲得與各個像素中所累積的電荷的電平對應(yīng)的像素信號跟各個像素的具有復(fù)位電平的像素信號之間的差異來獲得如下信號:該信號表示減去了各個像素的固定模式噪聲的像素值。然后，根據(jù)來自水平驅(qū)動電路16的驅(qū)動信號，CDS電路15將所獲得的用于表示所述像素值的信號按順序輸出至AGC17。水平驅(qū)動電路16輸出驅(qū)動信號，以用于在列方向上依次選擇像素陣列部12中的像素，并將用于表示像素值的信號輸出至⑶S電路15。AGC 17以合適的增益對從⑶S電路15提供的用于表示像素值的信號進(jìn)行放大，并將經(jīng)過放大的信號輸出到A/D轉(zhuǎn)換部18。A/D轉(zhuǎn)換部18把通過將由AGC 17提供的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)值而獲得的像素數(shù)據(jù)輸出到固體攝像元件11的外部。時序發(fā)生器19基于預(yù)定頻率的時鐘信號產(chǎn)生用于表示固體攝像元件11的各塊部件所需的驅(qū)動時序的信號，并將這些信號提供到上述各塊部件。在圖3中，由粗線箭頭表示從像素輸出的信號的流向。從像素陣列部12輸出的信號在⑶S電路15中受到⑶S處理，此后在AGC 17中被放大、在A/D轉(zhuǎn)換部18中受到A/D轉(zhuǎn)換，并被輸出到外部。順便提及地，圖3只示出了固體攝像元件11的構(gòu)造的一個示例。例如，可以也采用在固體攝像元件11中沒有設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換部18的構(gòu)造或者為每一列的像素都設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換部的構(gòu)造。另外，固體攝像元件11可通過設(shè)有一個或多個⑶S電路15或設(shè)有多個AGC17和A/D轉(zhuǎn)換部18而具有多個輸出系統(tǒng)。接下來將參照圖4說明像素陣列部12中的像素以及外圍電路。如上所述，像素陣列部12內(nèi)具有呈二維布置的多個像素。然而，為了簡化，圖4只示出了多個像素中的一個像素21，而沒有示出其它像素。如圖4所示，像素陣列部12的外圍電路包括針對每一行的像素21都布置的AND( “與”)元件22至24、針對每一列的像素21都布置的晶體管25、以及恒定電位源26。像素21包括H) 31、傳輸晶體管32、FD 33、放大晶體管34、選擇晶體管35和復(fù)位晶體管36。另外，像素21連接至傳輸信號配線41、復(fù)位信號配線42和選擇信號配線43，這些配線用于提供行方向上所布置的像素21的公共信號，并且像素21與用于將像素信號輸出到⑶S電路15的像素輸出配線44連接。另外，像素21通過電源電位供給配線45被提供有預(yù)定電源電位。PD 31是這樣的光電轉(zhuǎn)換元件:其用于通過使入射到像素21的光受到光電轉(zhuǎn)換來產(chǎn)生電荷，并存儲電荷。根據(jù)通過傳輸信號配線41提供的傳輸信號，傳輸晶體管32將H) 31中存儲的電荷傳輸?shù)紽D 33。FD 33是浮動擴散區(qū)域，其形成在放大晶體管34的柵極電極和傳輸晶體管32之間的連接點處。FD 33對通過傳輸晶體管32從H) 31傳輸?shù)碾姾蛇M(jìn)行臨時存儲。也就是說，放大晶體管34的柵極電極的電位隨著FD 33中存儲的電荷而增加。放大晶體管34的漏極連接到電源電位供給配線45。放大晶體管34將FD 33中存儲的電荷轉(zhuǎn)換成像素信號，并輸出該像素信號，所述像素信號的電平對應(yīng)于上述電荷的電位。選擇晶體管35通過選擇信號配線43被提供有選擇信號，該選擇信號用于選擇要輸出像素信號的像素21。根據(jù)選擇信號，選擇晶體管35將放大晶體管34連接到像素輸出配線44。復(fù)位晶體管36的漏極連接到電源電位供給配線45。根據(jù)通過復(fù)位信號配線42提供的復(fù)位信號，復(fù)位晶體管36復(fù)位FD 33中存儲的電荷。晶體管25向像素輸出配線44提供恒定電流。也就是說，從晶體管25向被選擇以輸出像素信號的像素21的放大晶體管34提供恒定電流，由此放大晶體管34作為源極跟隨器運行。因此，像素輸出配線44的電位呈現(xiàn)出相對于放大晶體管34的柵極電位具有預(yù)定的某個電壓差。恒定電位源26通過恒定電位供給配線46將恒定電位提供到晶體管25的柵極電極，使得晶體管25在飽和區(qū)域運行以提供恒定電流。AND元件22具有輸出端子，該輸出端子通過傳輸信號配線41連接到傳輸晶體管32的柵極電極。另外，AND元件22具有兩個輸入端子，其中一個輸入端子通過信號配線51連接到垂直驅(qū)動電路13的輸出端子，而另一個輸入端子通過信號配線52連接到用于輸出傳輸信號的端子，該傳輸信號具有與驅(qū)動時序相對應(yīng)的脈沖形式。AND元件23具有輸出端子，該輸出端子通過復(fù)位信號配線42連接到復(fù)位晶體管36的柵極電極。另外，AND元件23具有兩個輸入端子，其中一個輸入端子通過信號配線51連接到垂直驅(qū)動電路13的輸出端子，而另一個輸出端子通過信號配線53連接到用于輸出復(fù)位信號的端子，該復(fù)位信號具有與驅(qū)動時序相對應(yīng)的脈沖形式。AND元件24具有輸出端子，該輸出端子通過選擇信號配線43連接到選擇晶體管35的柵極電極。另外，AND元件24具有兩個輸入端子，其中一個輸入端子通過信號配線51連接到垂直驅(qū)動電路13的輸出端子，而另一個輸出端子通過信號配線54連接到用于輸出選擇信號的端子，該選擇信號具有與驅(qū)動時序相對應(yīng)的脈沖形式。在具有上述此種構(gòu)造的固體攝像元件11中，傳輸信號、復(fù)位信號和選擇信號分別通過傳輸信號配線41、復(fù)位信號配線42和選擇信號配線43被提供到在由垂直驅(qū)動電路13所選擇的行中布置的像素21。接下來將參照圖5說明提供到像素21的驅(qū)動信號。圖5所示的選擇信號通過選擇信號配線43被提供到選擇晶體管35。復(fù)位信號通過復(fù)位信號配線42被提供到復(fù)位晶體管36。傳輸信號通過傳輸信號配線41被提供到傳輸晶體管32。當(dāng)讀取期間(用于從像素21讀取像素信號的期間)開始的時刻來臨時，選擇信號被設(shè)定成高電平，選擇晶體管35因而被設(shè)定成導(dǎo)通狀態(tài)。因此，像素21的信號就變成能夠通過像素輸出配線44被輸出到⑶S電路15。此后，復(fù)位信號被設(shè)定成高電平，復(fù)位晶體管36因而被設(shè)定成導(dǎo)通狀態(tài)。FD 33中存儲的電荷由此被復(fù)位。接著，復(fù)位信號被設(shè)定成低電平。由此，復(fù)位晶體管36被設(shè)定成非導(dǎo)通狀態(tài)以完成上述復(fù)位。此后，具有復(fù)位電平的像素信號被輸出到⑶S電路15。接下來，傳輸信號被設(shè)定成高電平，因而傳輸晶體管32被設(shè)定成導(dǎo)通狀態(tài)。于是，PD 31中存儲的電荷被傳輸?shù)紽D 33。接著，傳輸信號被設(shè)定成低電平。由此，傳輸晶體管32被設(shè)定成非導(dǎo)通狀態(tài)以完成電荷的上述傳輸。此后，與FD 33中存儲的電荷的電平相對應(yīng)的像素信號被輸出到⑶S電路15。因此，在固體攝像元件11中，具有復(fù)位電平的像素信號和與FD 33存儲的電荷的電平相對應(yīng)的像素信號被輸出到⑶S電路15。然后，⑶S電路15執(zhí)行⑶S處理以由此消除由各個像素21中放大晶體管34的閾值電壓的差異等引起的固定模式噪聲。另外，⑶S電路15通過水平信號配線47將用于表示由水平驅(qū)動電路16選擇的列中的像素21的像素值的信號輸出到圖3所示的AGC 17。接下來，圖6A和圖6B示出了像素21中的放大晶體管34的第一結(jié)構(gòu)示例。圖6A表示放大晶體管34的平面結(jié)構(gòu)的示例。圖6B表示放大晶體管34的寬度方向上的剖面(沿圖6A的線A-A'獲得的剖面)結(jié)構(gòu)的示例。如圖6A和圖6B所示，放大晶體管34是通過在硅基板61中形成柵極電極62、源極區(qū)域63、漏極區(qū)域64和溝道區(qū)域66而構(gòu)成的。另外，在放大晶體管34的寬度方向(圖6A的線A-A'的方向)上，用于將放大晶體管34與諸如H) 31等其他元件隔離開的元件隔離區(qū)域65被形成在柵極電極62的兩端處且夾持放大晶體管34。柵極電極62包括形成在硅基板61的上表面?zhèn)壬系闹黧w部分62-1和形成在主體部分62-1的寬度方向的兩端的附近處的突出部分62-2和62-3，突出部分62_2和62_3突出到硅基板61的內(nèi)部。也就是說，如圖6B所示，柵極電極62的底表面被形成為使得放大晶體管34沿寬度方向的剖面的形狀是在其兩端處具有如下兩個部分的U形形狀:這兩個部分突出到硅基板61的內(nèi)部。源極區(qū)域63和漏極區(qū)域64是通過將高濃度雜質(zhì)離子注入到硅基板61中而形成的雜質(zhì)區(qū)域。源極區(qū)域63形成在放大晶體管34的長度方向的一側(cè)。漏極區(qū)域64形成在放大晶體管34的長度方向的另一側(cè)。溝道區(qū)域66是充當(dāng)源極區(qū)域63和漏極區(qū)域64之間的電流流動路徑的區(qū)域。溝道區(qū)域66沿柵極電極62的底表面的形狀而形成。也就是說，溝道區(qū)域66形成在柵極電極62的主體部分62-1的底表面上以及柵極電極62的突出部分62-2和62_3的側(cè)表面上，并被形成為使得溝道區(qū)域66的剖面形狀是U形形狀。
在制造放大晶體管34的過程中，在形成元件隔離區(qū)域65時首先在放大晶體管34的寬度方向的兩側(cè)挖掘出溝槽，并在這兩端處的溝槽開放的狀態(tài)下從傾斜方向進(jìn)行用于形成溝槽區(qū)域66的離子注入。由此，在沿柵極電極62的主體部分62-1的底表面的部分中以及沿柵極電極62的突出部分62-2和62-3的側(cè)表面的部分中形成溝道區(qū)域66。然后，在形成未圖示的柵極氧化物膜之后，將多晶硅填充到放大晶體管34的兩端處的溝槽中，以形成突出部分62-2和62-3，并進(jìn)一步層壓多晶硅以形成主體部分62-1。由此，溝道區(qū)域66形成在沿柵極電極62的主體部分62_1的底表面的部分中，并且也形成在沿柵極電極62的突出部分62-2和62-3的側(cè)表面的部分中。因而，在不增加用于形成放大晶體管34的區(qū)域的面積的前提下，放大晶體管34的有效溝道寬度(W-長度)能夠增加，所增加的量對應(yīng)于放大晶體管34中的在沿柵極電極62的突出部分62-2和62_3的側(cè)表面的部分中形成的溝道區(qū)域66。由此，例如，放大晶體管34能夠增加互導(dǎo)(mutualconductance),并能夠提高固體攝像元件11中的像素信號的讀取速度。另外，在放大晶體管34中，由于柵極電極62的突出部分62_2和62_3，因此溝道區(qū)域66和元件隔離區(qū)域65被形成得沒有彼此接觸。因而，能夠抑制噪聲的發(fā)生。也就是說，當(dāng)元件隔離區(qū)域65的邊緣用作溝道區(qū)域時，接觸部分會變成噪聲源，而放大晶體管34的結(jié)構(gòu)中不會產(chǎn)生噪聲源。接下來將參照圖7A和圖7B說明作為第二結(jié)構(gòu)示例的放大晶體管34A。圖7A表示放大晶體管34A的平面結(jié)構(gòu)的示例。圖7B表示放大晶體管34A的寬度方向上的剖面(沿圖7A的線A-A'獲得的剖面)結(jié)構(gòu)的示例。 順便提及地，在圖7A和圖7B中，與圖6A和圖6B中的放大晶體管34的組成元件相同的組成元件由相同的附圖標(biāo)記表示，并省略對它們的詳細(xì)說明。具體地，放大晶體管34A與圖6A和圖6B中的放大晶體管34的相同點在于:放大晶體管34A具有形成在其內(nèi)的源極區(qū)域63和漏極區(qū)域64，并由元件隔離區(qū)域65隔離。另一方面，放大晶體管34A中的柵極電極62A和溝道區(qū)域66A的形狀被形成為不同于放大晶體管34中的柵極電極62和溝道區(qū)域66的形狀。柵極電極62A包括形成在硅基板61的上表面?zhèn)壬系闹黧w部分62A-1，還包括大致上在主體部分62A-1的中心處被形成為突出到硅基板61內(nèi)部的突出部分62A-2。通過在硅基板61中沿柵極電極62A的長度方向挖掘出一個溝槽并將多晶硅填充到該溝槽中，來形成突出部分62A-2，突出部分62A-2是沿柵極電極62A的長度方向延伸的。由此，如圖7B所示，柵極電極62A的底表面被形成為使得放大晶體管34A沿寬度方向的剖面的形狀是它的中心突出到硅基板61內(nèi)的T形形狀。由此，沿柵極電極62A的底表面的形狀而形成的溝道區(qū)域66A形成在柵極電極62A的主體部分62A-1的底表面上，并形成在柵極電極62A的突出部分62A-2的底表面和側(cè)表面上。因此，放大晶體管34A的有效溝道寬度(W-長度)能夠增加，所增加的量對應(yīng)于放大晶體管34A中的在沿柵極電極62A的突出部分62A-2的側(cè)表面的部分中形成的溝道區(qū)域66A。由此，例如，放大晶體管34A能夠增加互導(dǎo)。順便提及地，在溝道區(qū)域66A中，盡管溝道區(qū)域66A的兩端被形成為與元件隔離區(qū)域65接觸，但柵極電極62A的突出部分62A-2形成在與元件隔離區(qū)域65分離開的位置處。這能夠抑制在形成突出部分62A-2時擔(dān)心會產(chǎn)生的對其它鄰近元件的影響。接下來將參照圖8A和圖8B說明作為第三結(jié)構(gòu)示例的放大晶體管34B。圖8A表示放大晶體管34B的平面結(jié)構(gòu)的示例。圖8B表示放大晶體管34B的寬度方向上的剖面(沿圖8A的線A-A'獲得的剖面)結(jié)構(gòu)的示例。順便提及地，在圖8A和圖8B中，與圖6A和圖6B中的放大晶體管34的組成元件相同的組成元件由相同的附圖標(biāo)記表示，并且省略對它們的詳細(xì)說明。具體地，放大晶體管34B與圖6A和圖6B中的放大晶體管34的相同點在于:放大晶體管34B具有形成在其內(nèi)的源極區(qū)域63和漏極區(qū)域64，并由元件隔離區(qū)域65隔離。另一方面，放大晶體管34B中的柵極電極62B和溝道區(qū)域66B的形狀被形成為不同于放大晶體管34中的柵極電極62和溝道區(qū)域66的形狀。柵極電極62B包括形成在硅基板61的上表面?zhèn)壬系闹黧w部分62B-1、在主體部分62B-1的寬度方向的兩側(cè)的附近處被形成為突出到硅基板61內(nèi)部的突出部分62B-2和62B-3、以及大致上在主體部分62B-1的中心處被形成為突出到硅基板61內(nèi)部的突出部分62B-4。通過在硅基板61中沿柵極電極62B的長度方向挖掘出三個溝槽并將多晶硅填充到這些溝槽中，來形成突出部分62B-2至62B-4，突出部分62B-2至62B-4沿柵極電極62B的長度方向延伸。也就是說，如圖8B所示，柵極電極62B的底表面被形成為使得放大晶體管34B沿寬度方向的剖面的形狀是具有三個部分的E形形狀，這三個部分是該形狀的突出到娃基板61內(nèi)的兩個端部和中心。因此，沿柵極電極62B的底表面的形狀而形成的溝道區(qū)域66B形成在柵極電極62B的主體部分62B-1的底表面上，并形成在柵極電極62B的突出部分62B-2至62B-4的底表面和側(cè)表面上。因此，放大晶體管34B的有效溝道寬度(W-長度)能夠增加，所增加的量對應(yīng)于放大晶體管34B中的在沿柵極電極62B的突出部分62B-2至62B-4的側(cè)表面的部分中形成的溝道區(qū)域66B。由此，放大晶體管34B能夠增加互導(dǎo)。接下來將參照圖9A和圖9B說明作為第四結(jié)構(gòu)示例的放大晶體管34C。圖9A表示放大晶體管34C的平面結(jié)構(gòu)的示例。圖9B表示放大晶體管34C的長度方向上的剖面(沿圖9A的線B-B'獲得的剖面)結(jié)構(gòu)的示例。順便提及地，在圖9A和圖9B中，與圖6A和圖6B中的放大晶體管34的組成元件相同的組成元件由相同的附圖標(biāo)記表示，并省略了對它們的詳細(xì)說明。具體地，放大晶體管34C與圖6A和圖6B中的放大晶體管34的相同點在于:放大晶體管34C具有形成在其內(nèi)的源極區(qū)域63和漏極區(qū)域64，并由元件隔離區(qū)域65隔離。另一方面，放大晶體管34C中的柵極電極62C和溝道區(qū)域66C的形狀被形成為不同于放大晶體管34中的柵極電極62和溝道區(qū)域66的形狀。柵極電極62C包括形成在硅基板61的上表面?zhèn)壬系闹黧w部分62C-1，還包括大致上在主體部分62C-1的中心處被形成為突出到硅基板61內(nèi)部的突出部分62C-2。通過在硅基板61中沿柵極電極62C的寬度方向挖掘出一個溝槽并將多晶硅填充到該溝槽中，來形成突出部分62C-2，突出部分62C-2沿柵極電極62C的寬度方向延伸。也就是說，如圖9B所示，柵極電極62C的底表面被形成為使得放大晶體管34C沿長度方向的剖面的形狀是它的中心突出到硅基板61內(nèi)的T形形狀。因此，沿柵極電極62C的底表面的形狀而形成的溝道區(qū)域66C形成在柵極電極62C的主體部分62C-1的底表面上，并形成在柵極電極62C的突出部分62C-2的底表面和側(cè)表面上。因此，放大晶體管34C的有效溝道寬度(L-長度)能夠增加，所增加的量對應(yīng)于放大晶體管34C中的在沿柵極電極62C的突出部分62C-2的側(cè)表面的部分中形成的溝道區(qū)域66C。由此，放大晶體管34C能夠抑制噪聲的發(fā)生。接下來將參照圖1OA和圖1OB說明作為第五結(jié)構(gòu)示例的放大晶體管34D。圖1OA表示放大晶體管34D的平面結(jié)構(gòu)的示例。圖1OB表示放大晶體管34D的長度方向上的剖面(沿圖1OA的線B-B'獲得的剖面)結(jié)構(gòu)的示例。順便提及地，在圖1OA和圖1OB中，與圖6A和圖6B中的放大晶體管34的組成元件相同的組成元件由相同的附圖標(biāo)記表示，并省略了對它們的詳細(xì)說明。具體地，放大晶體管34D與圖6A和圖6B中的放大晶體管34的相同點在于:放大晶體管34D具有形成在其內(nèi)的源極區(qū)域63和漏極區(qū)域64，并由元件隔離區(qū)域65隔離。另一方面，放大晶體管34D中的柵極電極62D和溝道區(qū)域66D的形狀被形成為不同于放大晶體管34中的柵極電極62和溝道區(qū)域66的形狀。柵極電極62D包括形成在硅基板61的上表面?zhèn)壬系闹黧w部分62D-1和在主體部分62D-1的長度方向上的兩端附近處被形成為突出到硅基板61內(nèi)部的突出部分62D-2和62D-3。通過在硅基板61中沿柵極電極62D的寬度方向挖掘出兩個溝槽并將多晶硅填充到這些溝槽中，來形成突出部分62D-2和62D-3，突出部分62D-2和62D-3沿柵極電極62D的寬度方向延伸。因此，如圖1OB所示，柵極電極62D的底表面被形成為使得放大晶體管34D沿長度方向的剖面的形狀是兩端突出到硅基板61內(nèi)的U形形狀。因此，沿柵極電極62D的底表面的形狀而形成的溝道區(qū)域66D形成在柵極電極62D的主體部分62D-1的底表面上，并形成在柵極電極62D的突出部分62D-2和62D-3的底表面和側(cè)表面上。因此，放大晶體管34D的有效溝道寬度(L-長度)能夠增加，所增加的量對應(yīng)于放大晶體管34D中的在沿柵極電極62D的突出部分62D-2和62D-3的側(cè)表面的部分中形成的溝道區(qū)域66D。由此，放大晶體管34D能夠抑制噪聲的發(fā)生。另外，例如，假定放大晶體管的源極區(qū)域及漏極區(qū)域的鄰近區(qū)域易于受到由沿柵極電極的側(cè)表面形成的側(cè)壁引起的應(yīng)力的影響，并因而易于成為噪聲源。另一方面，形成在放大晶體管34D中的突出部分62D-2和62D-3能夠?qū)υ谠礃O區(qū)域63的端部和漏極區(qū)域64的端部處出現(xiàn)的噪聲影響進(jìn)行抑制。接下來將參照圖11A、圖1lB和圖1lC對像素21的結(jié)構(gòu)示例進(jìn)行說明。圖1lA表示像素21的平面結(jié)構(gòu)的示例。圖1lB表示放大晶體管34的寬度方向上的剖面(沿圖1lA的線A-A'獲得的剖面)結(jié)構(gòu)的示例。圖1lC表示傳輸晶體管32的長度方向上的剖面(沿圖1lA的線C-C'獲得的剖面)結(jié)構(gòu)的示例。如圖11A、圖1lB和圖1lC所示，在像素21中，傳輸晶體管32形成在H) 31和FD33之間，傳輸晶體管32具有柵極電極71。如圖1lC所示，柵極電極71被形成為使得柵極電極71的一部分埋入在硅基板61中。順便提及地，在本申請人已經(jīng)提交的日本專利特開第2010-114274號中詳細(xì)說明了跟傳輸晶體管32中一樣形成的埋入柵極。具體地，在像素21中，具有柵極電極71 (其一部分埋入在硅基板61中)的傳輸晶體管32和具有柵極電極62 (其突出部分62-2和62_3埋入在硅基板61中)的放大晶體管34相互組合地使用。因此，在制造像素21的過程中，在進(jìn)行用于傳輸晶體管32的挖掘時，能夠同時進(jìn)行用于放大晶體管34的挖掘。另外，在挖掘之后進(jìn)行用于在放大晶體管34中形成溝道區(qū)域66的離子注入時，先覆蓋住傳輸晶體管32中的挖掘部分，使得不對傳輸晶體管32中進(jìn)行離子注入。然后，傳輸晶體管32的柵極電極71和放大晶體管34的柵極電極62彼此同時形成。因而，能夠通過在具有挖掘結(jié)構(gòu)的傳輸晶體管32的制造過程中增加最少過程來制造采用了挖掘結(jié)構(gòu)的放大晶體管34。順便提及地，雖然在圖1lA至圖1lC的像素21中使用了圖6A和圖6B的放大晶體管34的結(jié)構(gòu)，但例如也可以使用參照圖7A至圖1OB所述的放大晶體管34A至34D的結(jié)構(gòu)。另外，關(guān)于放大晶體管34的結(jié)構(gòu)，例如，柵極電極62所具有的各突出部分62-2的數(shù)量和各突出部分62-2的形成方向(例如，寬度方向或長度方向等)不限于前述實施例。也就是說，可形成具有一個、兩個、三個或更多突出部分62-2的柵極電極62，且沿放大晶體管34的寬度方向和長度方向延伸的多個突出部分62-2可彼此組合地使用。此外，突出部分62-2可被形成為比元件隔離區(qū)域65淺或深。而且，例如，放大晶體管34的挖掘結(jié)構(gòu)可應(yīng)用到諸如選擇晶體管35和復(fù)位晶體管36等其它的用于形成像素32的晶體管。另外，對于這些晶體管的尺寸，當(dāng)某個晶體管的尺寸減小時，其它晶體管的尺寸可相應(yīng)地增大。下文將參照附圖來詳細(xì)說明應(yīng)用了本發(fā)明的具體實施例。圖12A、圖12B和圖12C表示應(yīng)用了本發(fā)明的放大電路的第一實施例的結(jié)構(gòu)示例。圖12A是放大電路的電路圖。圖12B表示用于形成放大電路的晶體管的剖面結(jié)構(gòu)的示例。圖12C表示用于形成放大電路的晶體管的平面結(jié)構(gòu)的示例。如圖12A所示，在放大電路141中，晶體管142的源極端子(源極)通過電阻143接地(GND)。而且，在放大電路141中，晶體管142的源極端子和阱(WELL(阱體))彼此電連接。另外，如圖12B所示，放大電路141的晶體管142形成在部分耗盡型SOI (SiliconOn Insulator ;絕緣體上硅)基板144中。SOI基板144的結(jié)構(gòu)是通過在硅基板層144a和表面娃層144b之間插入氧化娃膜145 (BOX層)而形成的。氧化娃膜145使娃基板層144a和表面硅層144b彼此絕緣。充當(dāng)晶體管142的漏極的N型區(qū)域146-1和充當(dāng)晶體管142的源極的N型區(qū)域146-2形成在SOI基板144的表面硅層144b中。N型區(qū)域146-1和N型區(qū)域146-2之間的P型區(qū)域是阱(阱體)147。表面硅層144b中的N型區(qū)域146-1和N型區(qū)域146-2從SOI基板144的表面形成到與氧化硅膜145的界面。因此，阱147由N型區(qū)域146-1、N型區(qū)域146-2和氧化娃膜145包圍著,并且與氧化娃膜145下方的娃基板層144a及其它晶體管142的阱147電獨立。晶體管142的柵極電極148形成在SOI基板144的表面上，并布置在N型區(qū)域146-1和146-2之間的位置處，即對應(yīng)于阱147的位置處，并且在柵極電極148和SOI基板144的表面之間布置有未圖示的柵極絕緣膜。在晶體管142中，充當(dāng)晶體管142的源極的N型區(qū)域146-2與阱147通過配線149彼此電連接。配線149被形成在層疊于SOI基板144的表面?zhèn)壬系呐渚€層中，并例如被布置成如圖12C所示的布局。順便提及地，除了可以使用配線149之外，能夠使用例如硅化物區(qū)域(silicidedregion)以實現(xiàn)N型區(qū)域146-2與講147的電連接。圖13表示作為第一實施例的變形例的放大電路14Γ。放大電路14Γ中的交叉線陰影區(qū)域是形成在SOI基板144的表面上的硅化物區(qū)域150。硅化物區(qū)域150使N型區(qū)域146-2和阱147彼此電連接(接合)。順便提及地，在圖13中，由交替的長短虛線表示的區(qū)域N在形成N型區(qū)域146-1和146-2時被注入有N型離子，由鏈狀雙虛線表示的區(qū)域P被注入有P型離子。順便提及地，雖然圖12A至圖12C以其中將電阻143連接到晶體管142的源極端子的結(jié)構(gòu)示例示出了放大電路141，但也可以使用采用了恒定電流源的結(jié)構(gòu)來代替電阻143。具體地，如圖14A和圖14B所示，放大電路141"可被形成為使得晶體管142的源極端子通過恒定電流源140接地。在使用了由此形成的晶體管142的放大電路141中，漏極電壓Vd被提供到晶體管142的漏極，且與施加到柵極電極148的輸入電壓Vin對應(yīng)的電流通過電阻143流動。于是，通過用預(yù)定的放大因數(shù)將輸入電壓Vin放大而獲得的輸出電壓Vout從晶體管142的源極輸出。

此時，在放大電路141中，由于充當(dāng)晶體管142的源極的N型區(qū)域146_2與阱147彼此電連接，所以能夠使輸出電壓Vout的增益(調(diào)節(jié)的程度)接近于I。也就是說，在放大電路141中，能夠通過使用SOI基板144形成晶體管142來使阱147電獨立于硅基板層144a，并因此能夠使N型區(qū)域146-2和阱147彼此電連接。也就是說，例如，由于由基板偏置作用引起的增益損失，在相關(guān)技術(shù)中的放大電路中的輸出電壓Vout的增益約為0.8至0.85。另一方面，在放大電路141中，在N型區(qū)域146-2和阱147之間沒有施加反向偏置(reverse bias)。因此，沒有發(fā)生基板偏置作用，從而避免了增益損失。因而，能夠使輸出電壓Vout的增益無限地接近I。因此，放大電路141能夠獲得比相關(guān)技術(shù)更接近I的優(yōu)良增益，并能夠減小放大電路141中的增益損失。此外，在放大電路141中，因為使用了 SOI基板141，所以不需要形成不同阱，并且以最小的面積形成了晶體管142。在專利文獻(xiàn)2和3所披露的具有形成有不同阱的結(jié)構(gòu)的放大晶體管中，源極電壓被施加到阱，使得需要較大的面積來保持阱耐受電壓。與其中形成有不同阱的此種結(jié)構(gòu)相比，放大電路141中的晶體管142能夠減小面積，這是因為通過氧化硅膜145來使表面硅層144b與硅基板層144a絕緣。順便提及地，可通過如下制造方法來制造晶體管142:在SOI基板144的表面硅層144b中形成N型區(qū)域146-1和146-2，其中N型區(qū)域146-1和146-2從表面硅層144b的表面形成到氧化硅膜145 ;在SOI基板144的表面?zhèn)壬闲纬蓶艠O電極148 ;以及通過配線149或硅化物區(qū)域150使阱147和N型區(qū)域146-2彼此連接。
通過將具有上述此種結(jié)構(gòu)的晶體管142應(yīng)用到攝像元件的像素中，能夠極大地提高轉(zhuǎn)換效率。接下來將參照圖15A和圖15B說明像素的結(jié)構(gòu)的第一示例。圖15A是像素的電路圖。圖15B表示用于形成像素的晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示例的一部分。如圖15A所示，像素151包括H) 152、傳輸晶體管153、FD 154、放大晶體管155、選擇晶體管156和復(fù)位晶體管157。另外，像素151連接到用于輸出來自像素151的像素信號的垂直信號線158，并連接到用于提供對像素151的驅(qū)動信號的水平信號線159TRF、159SEL和 159RST。PD 152是光電轉(zhuǎn)換部。PD 152接收入射到像素151的光，產(chǎn)生與該光的光量對應(yīng)的電荷，并存儲該電荷。傳輸晶體管153根據(jù)經(jīng)由水平信號線159TRF提供過來的傳輸信號受到驅(qū)動。當(dāng)傳輸晶體管153導(dǎo)通時，PD 152中存儲的電荷被傳輸?shù)紽D154。FD 154是形成在傳輸晶體管153的源極端子和放大晶體管155的柵極電極之間的連接點處的浮動擴散區(qū)域，其具有預(yù)定的電容。FD 154對通過傳輸晶體管153從H) 152傳輸來的電荷進(jìn)行存儲。放大晶體管155的漏極端子連接到電壓電位VDD。FD 154中存儲的電荷被施加到放大晶體管155的柵極電極。放大晶體管155從源極端子輸出具有與上述電荷對應(yīng)的電平的像素信號。放大晶體管155的源極端子和放大晶體管155的阱彼此電連接。放大晶體管155具有參照圖12A至圖12C所述的晶體管142的結(jié)構(gòu)。選擇晶體管156根據(jù)經(jīng)由水平信號線159SEL提供過來的選擇信號受到驅(qū)動。當(dāng)選擇晶體管156導(dǎo)通時，從放大晶體管155輸出的像素信號就變得能夠經(jīng)由選擇晶體管156從垂直信號線158讀取出來。復(fù)位晶體管157根據(jù)經(jīng)由水平信號線159RST提供過來的復(fù)位信號受到驅(qū)動。當(dāng)復(fù)位晶體管157導(dǎo)通時，F(xiàn)D 154中存儲的電荷通過復(fù)位晶體管157被放電到電源電位VDD。由此，F(xiàn)D 154被復(fù)位至電源電位VDD的電平。順便提及地，雖然像素151被構(gòu)造成由選擇晶體管156進(jìn)行選擇，但也能夠采用省略了選擇晶體管156的電路結(jié)構(gòu)(所謂的三晶體管結(jié)構(gòu))。另外，如圖15B所示，像素151形成在SOI基板161中。SOI基板161的結(jié)構(gòu)包括在娃基板層161a和表面娃層161b之間插入的氧化娃膜162。氧化硅膜162使硅基板層161a和表面硅層161b彼此絕緣。N型區(qū)域163-1至163-4形成在SOI基板161的表面硅層161b中。由氧化硅膜162和N型區(qū)域163-1至163-4包圍著的P型區(qū)域是阱164-1至164-3。另外，柵極電極165-1至165-3形成在SOI基板161的表面上，且在SOI基板161的表面和柵極電極165-1至165-3之間插入有未圖示的柵極絕緣膜。用于形成復(fù)位晶體管157的柵極電極165-1布置在N型區(qū)域163_1和163_2之間的位置處，即對應(yīng)于阱164-1的位置處。也就是說，復(fù)位晶體管157形成有作為源極的N型區(qū)域163-1和作為漏極的N型區(qū)域163-2。另外，N型區(qū)域163-1形成FD 154。用于形成選擇晶體管156的柵極電極165-3布置在N型區(qū)域163_3和163_4之間的位置處，即對應(yīng)于阱164-3的位置處。也就是說，選擇晶體管156形成有作為漏極的N型區(qū)域163-3和作為源極的N型區(qū)域163-4。另外，N型區(qū)域163-4連接到垂直信號線158。用于形成放大晶體管155的柵極電極165-2布置在N型區(qū)域163-2和163-3之間的位置處，即對應(yīng)于阱164-2的位置處。也就是說，放大晶體管155形成有作為漏極的N型區(qū)域163-2和作為源極的N型區(qū)域163-3。另外，放大晶體管155的柵極電極165-2連接到用于形成FD 154的N型區(qū)域163-1。用于形成放大晶體管155的源極的N型區(qū)域163-3和講164_2通過配線166彼此電連接。也就是說，像素151中的放大晶體管155具有參照圖12A至圖12C所述的晶體管142的結(jié)構(gòu)。于是，形成了像素151。放大晶體管155能夠獲得接近I的增益。由此，能夠極大地提高轉(zhuǎn)換效率。另外，復(fù)位晶體管157的FD擴散電容的減小也能夠極大地提高轉(zhuǎn)換效率。因此，能夠獲得更好的特性。另外，如上所述，因為使用了 SOI基板161,所以能夠以最小的面積形成放大晶體管155。因此，就能夠確保用于ro 152的面積，并改善像素151的S/N比(信噪比)。另外，放大晶體管155的閾值不是由阱164-2的濃度決定的。因此，對閾值進(jìn)行調(diào)節(jié)時的自由度得到提高，并且能夠進(jìn)行調(diào)節(jié)從而獲得輸出信號的線性特征以作為像素151的攝像特性。因此，與相關(guān)技術(shù)相比，像素151能夠提供更好的特性。圖16A至圖16C表示應(yīng)用了本發(fā)明的放大電路的第二實施例的結(jié)構(gòu)示例。圖16A是放大電路的電路圖。圖16B表示用于形成放大電路的晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示例。圖16C表示用于形成放大電路的晶體管的平面結(jié)構(gòu)示例。順便提及地，在圖16A至圖16C中，與圖12A至圖12C的放大電路141的組成元件相同的組成元件由相同的附圖標(biāo)記表示，并省略了對它們的詳細(xì)說明。如圖16A所示，在放大電路141A中，晶體管142A的源極端子通過電阻143接地(GND)。放大電路141A與圖12A至圖12C的放大電路141的不同點在于:晶體管142A的阱和柵極電極是彼此電連接的。也就是說，如圖16B和圖16C所示，用于形成放大電路141A的晶體管142A形成有通過配線149A彼此電連接的阱147和柵極電極148。另外，雖然圖16A至圖16C以其中將電阻143與晶體管142A的源極端子相連接的結(jié)構(gòu)示例示出了放大電路141A，但也可以采用使用了恒定電流源的結(jié)構(gòu)以替代電阻143。具體地，如圖17A和圖17B所示，放大電路141A'可被形成為使得晶體管142A的源極端子通過恒定電流源140接地。而且，在使用了由此形成的晶體管142A的放大電路141A中，如同上述放大電路141中一樣，能夠使得輸出電壓Vout的增益接近I，且能夠減小放大電路141A中的增益損失。順便提及地，可通過如下制造方法來制造晶體管142A:在SOI基板144的表面硅層144b中形成N型區(qū)域146-1和146-2，其中N型區(qū)域146-1和146-2從表面硅層144b的表面形成到氧化硅膜145 ;在SOI基板144的表面?zhèn)壬闲纬蓶艠O電極148 ;以及通過配線149A使阱147和柵極電極148彼此連接。接下來將參照圖18A和圖18B說明像素的結(jié)構(gòu)的第二示例。圖18A是像素的電路圖。圖18B表示用于形成像素的晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示例的一部分。順便提及地，在圖18A和圖18B中，與圖15A和圖15B的像素151的組成元件相同的組成元件由相同的附圖標(biāo)記表示，并省略了對它們的詳細(xì)說明。如圖18A所示，像素151A包括H) 152、傳輸晶體管153、FD 154、放大晶體管155A、選擇晶體管156和復(fù)位晶體管157。另外，像素151A連接到垂直信號線158，并連接到水平信號線 159TRF、159SEL 和 159RST。像素151A中的放大晶體管155A具有參照圖16A至圖16C所述的晶體管142A的結(jié)構(gòu)，但其中放大晶體管155A的柵極電極165-2與阱164-2彼此電連接。也就是說，雖然圖15A和圖15B的像素151形成有通過配線166彼此連接的阱164-2和放大晶體管155的N型區(qū)域163-3 (源極)，但像素151A也形成有通過配線167彼此連接的阱164-2和放大晶體管155A的柵極電極165-2。在由此形成的像素151A中，放大晶體管155A能夠獲得接近I的增益。因此，如同像素151中一樣，能夠極大地提高轉(zhuǎn)換效率，并能夠獲得更好的特性。接下來將參照圖19A和圖19B說明像素的結(jié)構(gòu)的第三示例。圖19A是像素的電路圖。圖19B表示用于形成像素的晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示例的一部分。順便提及地，在圖19A和圖19B中，與圖15A和圖15B的像素151的組成元件相同的組成元件由相同的附圖標(biāo)記表示，并省略了對它們的詳細(xì)說明。如圖19A所示，像素151B包括PD 152、傳輸晶體管153,FD 154、放大晶體管155、選擇晶體管156A和復(fù)位晶體管157。另外，像素151B連接到垂直信號線158，并連接到水平信號線 159TRF、159SEL 和 159RST。像素151B中的放大晶體管155形成有通過配線166彼此電連接的阱164_2和放大晶體管155的N型區(qū)域163-3(源極)，并因而具有參照圖12A至圖12C所述的晶體管142的結(jié)構(gòu)。另外，像素151B中的選擇晶體管156A形成有通過配線167彼此電連接的阱164-3和選擇晶體管156A的柵極電極165-3，并因此具有參照圖16A至圖16C所述的晶體管142A的結(jié)構(gòu)。在由此形成的像素15IB中，如同像素151中一樣，能夠極大地提高轉(zhuǎn)換效率，并能夠獲得更好的特性。另外，關(guān)于選擇晶體管156A，因為在對像素151小型化時變得難以確保用于放大晶體管155的面積，于是期望減小選擇晶體管156的L-長度以確保用于放大晶體管155的面積。為了解決此問題，在像素151B中，選擇晶體管156A的柵極和阱彼此耦合。由此，例如，當(dāng)選擇晶體管156A開啟時，正電位同時被施加到阱，使得能夠降低選擇晶體管156A的閾值。另外，例如，當(dāng)選擇晶體管156A關(guān)閉時，負(fù)電位同時被施加到阱，使得能夠提高選擇晶體管156A的閾值。因為選擇晶體管156A是以上述這種方式操作，所以能夠通過短柵極長度(L-長度)的晶體管實現(xiàn)在選擇或非選擇時的操作裕度。也就是說，通過縮短像素151中的選擇晶體管156的L-長度來允許增加放大晶體管155的L-長度。因此，能夠改善噪聲特性。接下來將參照圖20A和圖20B說明像素的結(jié)構(gòu)的第四示例。圖20A是像素的電路圖。圖20B表示用于形成像素的晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示例的一部分。順便提及地，在圖20A和圖20B中，與圖15A和圖15B的像素151的組成元件相同的組成元件由相同的附圖標(biāo)記表示，并省略了對它們的詳細(xì)說明。
如圖20A所示，像素151C包括H) 152、傳輸晶體管153、FD 154、放大晶體管155A、選擇晶體管156A和復(fù)位晶體管157。另外，像素151C連接到垂直信號線158，并連接到水平信號線 159TRF、159SEL 和 159RST。像素151C中的放大晶體管155A形成有通過配線167_1彼此電連接的阱164_2和放大晶體管155A的柵極電極165-2。另外，選擇晶體管156A形成有通過配線167-2彼此電連接的阱164-3和選擇晶體管156A的柵極電極165-3。也就是說，像素151C中的放大晶體管155A和選擇晶體管156A具有參照圖16A至圖16C所述的晶體管142A的結(jié)構(gòu)。在由此形成的像素151C中，如同像素151中一樣，能夠極大地提高轉(zhuǎn)換效率，并能夠獲得更好的特性。另外，在像素151C中，如同圖19A和圖19B的像素151B那樣，能夠通過短L-長度的晶體管實現(xiàn)在選擇或非選擇時的操作裕度，并能夠增加放大晶體管155A的L-長度。接下來將參照圖21說明像素的結(jié)構(gòu)的第五示例。圖21表示用于形成像素的晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示例的一部分。在圖21中，與圖15A和圖15B的像素151的組成元件相同的組成元件由相同的附圖標(biāo)記表示，并省略了對它們的詳細(xì)說明。如圖21所示，像素151D形成在SOI基板161中。在像素151D中，如同圖15A和圖15B的像素151中一樣，N型區(qū)域163-1至163-4和阱164-1至164-3形成在SOI基板161的表面硅層161b中，且柵極電極165-1至165-3形成在SOI基板161的表面上方。另外，用于構(gòu)成ro 152的PN結(jié)形成在SOI基板161的硅基板層161a中。N型區(qū)域163-5在與F1D 152分離有一定間隔的位置處被形成為與娃基板層161a的表面接觸。在氧化硅膜162中形成有開口，該開口位于N型區(qū)域163-5的形成位置的附近。用于形成傳輸晶體管153的柵極電極165-4被形成為在該開口部分中與娃基板層161a接觸。像素151D中的FD 154包括由N型區(qū)域163-5形成的FD 154_1和由N型區(qū)域163_1形成的FD 154-2。N型區(qū)域163-5和配線171-1通過貫穿電極172-1彼此連接。N型區(qū)域
163-1和配線171-1通過貫穿電極172-2彼此連接。另外，配線171-1通過貫穿電極172-3連接到用于形成放大晶體管155的柵極電極165-2。另外，在像素151D中，充當(dāng)阱接觸部的N型區(qū)域163-6被形成為與SOI基板161的硅基板層161a的表面接觸。N型區(qū)域163-6通過貫穿電極172-4 (其形成得穿透氧化硅膜162)連接到配線171-2。通過貫穿電極172-4從配線171-2提供硅基板層161a的電位。在像素151D中，放大晶體管155的N型區(qū)域163-3(源極)和阱164_2通過配線166彼此電連接。也就是說，放大晶體管155具有參照圖12A至圖12C所述的晶體管142的結(jié)構(gòu)。而且，在由此構(gòu)成的像素151D中，能夠極大地提高轉(zhuǎn)換效率，并能夠獲得更好的特性。接下來將參照圖22說明像素的結(jié)構(gòu)的第六示例。圖22表示用于形成像素的晶體管的剖面結(jié)構(gòu)示例的一部分。在圖22中，與圖15A和圖15B的像素151的組成元件相同的組成元件由相同的附圖標(biāo)記表示，并省略了對它們的詳細(xì)說明。如圖22所示，像素151E是通過把內(nèi)部形成有152和傳輸晶體管153的第一基板181結(jié)合到內(nèi)部形成有放大晶體管155、選擇晶體管156和復(fù)位晶體管157的第二基板182而形成的。第一基板181是通過將配線層184層壓到硅基板183上而形成的。用于構(gòu)成152的PN結(jié)形成在硅基板183中。用于形成FD 154_1的N型區(qū)域
163-5在與F1D152分離有一定間隔的位置處被形成為與娃基板183的表面(處于圖22下側(cè)的表面)接觸。另外，用于形成傳輸晶體管153的柵極電極165-4形成在娃基板183的表面?zhèn)壬?，并布置在I3D 152和FD 154-1之間的位置處。第二基板182是通過將配線層185層壓到SOI基板161上而形成的。如同圖15A和圖15B的像素151中一樣，N型區(qū)域163-1至163-4和阱164-1至
164-3形成在SOI基板161的表面娃層161b中，且柵極電極165-1至165-3形成在表面娃層161b的表面?zhèn)壬稀Ａ硗?，在像?51E中，充當(dāng)阱接觸部的N型區(qū)域163-6被形成為與SOI基板161的硅基板層161a的表面接觸。另外，在第一基板181的配線層184中和第二基板182的配線層185中形成如下的配線和貫穿電極:它們使得當(dāng)?shù)谝换?81和第二基板182結(jié)合在一起時將FD 154-1和154-2連接到放大晶體管155的柵極電極165-2。類似地，在第一基板181的配線層184中和第二基板182的配線層185中還形成如下的配線和貫穿電極:它們使得硅基板層161a中的N型區(qū)域163-6 (阱接觸部)連接到硅基板183。在像素151E中，放大晶體管155的N型區(qū)域163-3 (源極)和阱164-2通過配線166彼此電連接。也就是說，放大晶體管155具有參照圖12A至圖12C所述的晶體管142的結(jié)構(gòu)。而且，在由此構(gòu)成的像素151E中，能夠極大地提高轉(zhuǎn)換效率，并能夠獲得更好的特性。順便提及地，雖然圖21和圖22示出了其中放大晶體管155具有參照圖12A至圖12C所述的晶體管142的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示例，但放大晶體管155也可具有例如參照圖16A至圖16C所述的晶體管142A的結(jié)構(gòu)。另外，如同圖19A和圖19B的像素151B中一樣，放大晶體管155可具有上述晶體管142的結(jié)構(gòu)，且選擇晶體管156可具有上述晶體管142A的結(jié)構(gòu)。另外，如同圖20A和圖20B的像素151C中一樣，放大晶體管155和選擇晶體管156可具有上述晶體管142A的結(jié)構(gòu)。接下來將參照圖23說明像素的結(jié)構(gòu)的第七示例。圖23表示像素的平面結(jié)構(gòu)示例。圖23所示的像素151F具有像素共用結(jié)構(gòu)，其中四個152a至152d共用放大晶體管155、選擇晶體管156和復(fù)位晶體管157。具體地，PD 152a通過具有柵極電極165_4a的傳輸晶體管153a連接到FD 154，且PD 152b通過具有柵極電極165-4b的傳輸晶體管153b連接到FD 154。另外，H) 152c通過具有柵極電極165-4c的傳輸晶體管153c連接到FD 154，且H) 152d通過具有柵極電極
165-4d的傳輸晶體管153d連接到FD154。FD 154通過配線連接到放大晶體管155的柵極電極165-2。在像素151F中，放大晶體管155的N型區(qū)域163-3(源極)和阱164-2通過配線166彼此電連接。也就是說，放大晶體管155具有參照圖12A至圖12C所述的晶體管142的結(jié)構(gòu)。而且，在具有此種像素共用結(jié)構(gòu)的像素151F中，能夠極大地提高轉(zhuǎn)換效率，并能夠獲得更好的特性。而且，由于像素151F具有像素共用結(jié)構(gòu)，所以H) 152的面積能夠由于晶體管布置面積的減小而增加。這就能夠提高靈敏度。接下來將參照圖24說明像素的結(jié)構(gòu)的第八示例。圖24表示像素的平面結(jié)構(gòu)的示例。如同圖23所示的像素15IF—樣，圖24所示的像素151G具有像素共用結(jié)構(gòu)，其中四個152a至152d共用放大晶體管155A、選擇晶體管156和復(fù)位晶體管157。在像素151G中，放大晶體管155A的柵極電極165-2和阱164-2通過配線167彼此電連接。也就是說，放大晶體管155A具有參照圖16A至圖16C所述的晶體管142A的結(jié)構(gòu)。而且，在具有此種像素共用結(jié)構(gòu)的像素151G中，能夠極大地提高轉(zhuǎn)換效率，并能夠獲得更好的特性。而且，由于像素151G具有像素共用結(jié)構(gòu)，所以ro 152的面積能夠由于晶體管布置面積的減小而增加。這就能夠提高靈敏度。下文將參照圖25A和圖25B說明具有各個結(jié)構(gòu)示例中的像素151的固體攝像元件的結(jié)構(gòu)示例。圖25A是表示固體攝像元件的結(jié)構(gòu)示例的框圖。圖25B表示用于驅(qū)動像素的驅(qū)動信號的時序示例。如圖25A所示，攝像元件1111包括像素陣列部1112、垂直驅(qū)動部1113、列處理部1114、水平驅(qū)動部1115、輸出部1116和驅(qū)動控制部1117。像素陣列部1112具有布置成陣列形式的多個像素151。像素151可采用上述各個結(jié)構(gòu)示例中的一個示例。另外，像素陣列部1112中的像素151通過與像素151的行數(shù)在數(shù)量上對應(yīng)的多條水平信號線159連接到垂直驅(qū)動部1113，且像素151通過與像素151的列數(shù)在數(shù)量上對應(yīng)的多條垂直信號線158連接到列處理部1114。垂直驅(qū)動部1113通過水平信號線159向像素陣列部1112中的多個像素151的每一行按順序提供傳輸信號TRF、選擇信號SEL和復(fù)位信號RST,以作為用于驅(qū)動各像素151的驅(qū)動信號。具體地，如圖25B所示，當(dāng)從預(yù)定行的像素151讀取像素信號的時序到來時，垂直驅(qū)動部1113首先開啟選擇信號SEL以選擇像素151。由此，放大晶體管155通過選擇晶體管156連接到垂直信號線158。接下來，垂直驅(qū)動部1113開啟具有脈沖形式的復(fù)位信號以復(fù)位FD 154。此后，通過放大晶體管155從垂直信號線158輸出用于表示處于復(fù)位狀態(tài)的FD154的電平的像素信號。接著，垂直驅(qū)動部1113開啟具有脈沖形式的傳輸信號TRF以將PD 152中產(chǎn)生的電荷傳輸?shù)絩o 154。此后，通過放大晶體管155從垂直信號線158輸出用于表不處于存儲電荷狀態(tài)的FD 154的電平的像素信號。于是，具有復(fù)位電平的像素信號和對應(yīng)于電荷電平的像素信號從像素151輸出，并由列處理部1114讀取。列處理部1114通過使經(jīng)由垂直信號線158從各個像素151輸出的像素信號受到CDS(相關(guān)雙采樣)處理來提取各像素信號的信號電平，并由此獲得與像素151所接收的光量對應(yīng)的像素數(shù)據(jù)。水平驅(qū)動部1115向列處理部1114按順序提供驅(qū)動信號，各驅(qū)動信號用于讓列處理部1114依次輸出對于像素陣列部1112中的多個像素151的每一列從各像素151獲得的
像素數(shù)據(jù)。
按照與水平驅(qū)動部1115的驅(qū)動信號對應(yīng)的時序，輸出部1116被提供有來自列處理部1114的像素數(shù)據(jù)。輸出部1116例如放大該像素數(shù)據(jù)，并將經(jīng)過放大的像素數(shù)據(jù)輸出到下一級的圖像處理電路。驅(qū)動控制部1117控制對攝像元件1111中的各塊部件的驅(qū)動。例如，驅(qū)動控制部1117根據(jù)各塊部件的驅(qū)動周期產(chǎn)生時鐘信號，并將時鐘信號提供到各塊部件。在此示例中，攝像元件1111中的像素陣列部1112的每個像素151具有上述各個結(jié)構(gòu)示例中的一種結(jié)構(gòu)。因此，能夠極大地提高轉(zhuǎn)換效率，并能夠獲得具有更好特性的像素信號。另外，攝像元件1111例如可適用于包括諸如數(shù)碼照相機、數(shù)碼攝像機等攝像系統(tǒng)在內(nèi)的各類電子設(shè)備，或者可適用于具有攝像功能的便攜電話或具有攝像功能的其它設(shè)備。圖26是表示電子設(shè)備中所包括的攝像裝置的構(gòu)造示例的框圖。如圖26所示，攝像裝置1121包括光學(xué)系統(tǒng)1122、攝像元件1123、信號處理電路1124、顯示器1125和存儲器1126。攝像裝置1121能夠攝取靜止圖像和移動圖像。光學(xué)系統(tǒng)1122包括一個或多個透鏡。光學(xué)系統(tǒng)1122將來自被拍攝對象的圖像光(入射光)弓I導(dǎo)至攝像元件1123，以在攝像元件1123的光接收面(傳感器部)上形成圖像。包括具有上述各個結(jié)構(gòu)示例中的一種結(jié)構(gòu)的像素151的攝像元件1111作為攝像元件1123應(yīng)用。攝像元件1123根據(jù)由光學(xué)系統(tǒng)1122形成在光接收面上的圖像在某個期間內(nèi)積累電子。然后，與攝像元件1123中累積的電子相對應(yīng)的信號被提供到信號處理電路1124。信號處理電路1124使從攝像元件1123輸出的信號電荷受到各種信號處理。由信號處理電路1124經(jīng)過信號處理而獲得的圖像(圖像數(shù)據(jù))被提供到顯示器1125并顯示在顯示器1125上，或被提供至存儲器1126并被存儲(記錄)在存儲器1126中。在由此形成的攝像裝置1121中，由于把包括具有上述各個結(jié)構(gòu)示例中的一種結(jié)構(gòu)的像素151的攝像元件1111作為攝像元件1123應(yīng)用，所以能夠極大地改善轉(zhuǎn)換效率，并能夠獲得具有更好圖像質(zhì)量的圖像。另外，背側(cè)照射型的CMOS型固體攝像元件、前側(cè)照射型的CMOS型固體攝像元件和CCD(電荷耦合器件)型固體攝像元件能夠采用攝像元件1111的結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計要求和其它因素，可以在本發(fā)明隨附的權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、次組合及變化。
權(quán)利要求
1.一種固體攝像元件，其包括: 光電轉(zhuǎn)換部，所述光電轉(zhuǎn)換部用于產(chǎn)生與所接收的光對應(yīng)的電荷；以及 多個有源元件，各所述有源元件用于對所述光電轉(zhuǎn)換部中產(chǎn)生的所述電荷進(jìn)行預(yù)定操作， 其中，至少一個所述有源元件中的柵極電極具有形成在基板上的主體部分和埋入在所述基板中的突出部分，在所述基板中形成有所述光電轉(zhuǎn)換部。
2.如權(quán)利要求1所述的固體攝像元件，其中，所述至少一個有源元件是放大晶體管，所述放大晶體管用于放大和輸出所述光電轉(zhuǎn)換部中產(chǎn)生的所述電荷。
3.如權(quán)利要求1所述的固體攝像元件，其中，所述至少一個有源元件是選擇晶體管，所述選擇晶體管用于將像素信號設(shè)定成能夠被輸出的狀態(tài)，所述像素信號是通過放大晶體管放大所述光電轉(zhuǎn)換部中產(chǎn)生的所述電荷而獲得的。
4.如權(quán)利要求1所述的固體攝像元件，其中，所述至少一個有源元件是傳輸晶體管，所述傳輸晶體管用于將所述光電轉(zhuǎn)換部中產(chǎn)生的所述電荷傳輸?shù)礁訑U散區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1所述的固體攝像元件，其中，所述至少一個有源元件是復(fù)位晶體管，所述復(fù)位晶體管用于復(fù)位浮動擴散區(qū)域的電位。
6.如權(quán)利要求1所述的固體攝像元件，其中，所述至少一個有源元件是放大晶體管、選擇晶體管、復(fù)位晶體管、傳輸晶體管的任意組合。
7.如權(quán)利要求1所述的固體攝像元件，其中，沿著所述柵極電極的所述主體部分的底表面以及所述柵極電極的所述突出`部分的底表面和側(cè)表面形成有溝道區(qū)域。
8.如權(quán)利要求1所述的固體攝像元件，其中，沿著所述柵極電極的所述主體部分的底表面以及所述柵極電極的所述突出部分的側(cè)表面形成有溝道區(qū)域。
9.如權(quán)利要求1所述的固體攝像元件，其中，所述柵極電極的所述突出部分沿著所述有源元件的長度方向形成。
10.如權(quán)利要求9所述的固體攝像元件，其中，所述柵極電極的所述突出部分形成在所述有源元件的寬度方向的大致中心處。
11.如權(quán)利要求9所述的固體攝像元件，其中，所述柵極電極的所述突出部分形成在所述有源元件的寬度方向的兩端的附近處。
12.如權(quán)利要求9所述的固體攝像元件，其中，所述柵極電極的所述突出部分形成在所述有源元件的寬度方向的大致中心處以及所述有源元件的寬度方向的兩端的附近處。
13.如權(quán)利要求1所述的固體攝像元件，其中，所述柵極電極的所述突出部分沿著所述有源元件的寬度方向形成。
14.如權(quán)利要求13所述的固體攝像元件，其中，所述柵極電極的所述突出部分形成在所述有源元件的長度方向的大致中心處。
15.如權(quán)利要求13所述的固體攝像元件，其中，所述柵極電極的所述突出部分形成在所述有源元件的長度方向的兩端的附近處。
16.一種電子設(shè)備，其包括權(quán)利要求1至15中任一項所述的固體攝像元件。
17.—種放大電路,其包括: 第一類型的雜質(zhì)區(qū)域，其形成在半導(dǎo)體基板的表面硅層中，所述半導(dǎo)體基板具有形成在所述半導(dǎo)體基板的硅基板層和所述表面硅層之間的絕緣膜，所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域從所述表面硅層的表面形成到所述絕緣膜； 電極，其形成在所述半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)壬希? 電獨立的第二類型的雜質(zhì)區(qū)域，其由所述絕緣膜和兩個位置處的所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域包圍著；以及 連接部，其用于將所述第二類型的雜質(zhì)區(qū)域連接到所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域和所述電極中的一者。
18.—種制造放大電路的方法，所述方法包括: 在半導(dǎo)體基板的表面硅層中形成第一類型的雜質(zhì)區(qū)域，所述半導(dǎo)體基板具有形成在所述半導(dǎo)體基板的硅基板層和所述表面硅層之間的絕緣膜，所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域從所述表面硅層的表面形成到所述絕緣膜； 在所述半導(dǎo)體基板的表 面?zhèn)壬闲纬呻姌O；以及 將電獨立的第二類型的雜質(zhì)區(qū)域連接到所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域和所述電極中的一者，所述第二類型的雜質(zhì)區(qū)域由所述絕緣膜和兩個位置處的所述第一類型的雜質(zhì)包圍著。
19.一種攝像元件,其包括: 光電轉(zhuǎn)換部，所述光電轉(zhuǎn)換部用于產(chǎn)生與所接收的光的光量對應(yīng)的電荷；以及放大部，所述放大部用于放大所述光電轉(zhuǎn)換部中產(chǎn)生的所述電荷，并輸出經(jīng)過放大的所述電荷， 其中，所述放大部包括: 第一類型的雜質(zhì)區(qū)域，其形成在半導(dǎo)體基板的表面硅層中，所述半導(dǎo)體基板具有形成在所述半導(dǎo)體基板的硅基板層和所述表面硅層之間的絕緣膜，所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域從所述表面硅層的表面形成到所述絕緣膜； 電極，其形成在所述半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)壬希? 電獨立的第二類型的雜質(zhì)區(qū)域，其由所述絕緣膜和兩個位置處的所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域包圍著；以及 連接部，其用于將所述第二類型的雜質(zhì)區(qū)域連接到所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域和所述電極中的一者。
20.如權(quán)利要求19所述的攝像元件,其還包括: 選擇部，所述選擇部用于選擇所述放大部與信號線的連接， 其中，所述選擇部包括: 第一類型的雜質(zhì)區(qū)域，其形成在所述半導(dǎo)體基板的所述表面硅層中，所述半導(dǎo)體基板具有形成在所述半導(dǎo)體基板的所述硅基板層和所述表面硅層之間的所述絕緣膜，所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域從所述表面硅層的表面形成到所述絕緣膜； 電極，其形成在所述半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)壬希? 電獨立的第二類型的雜質(zhì)區(qū)域，其由所述絕緣膜和兩個位置處的所述第一類型的雜質(zhì)區(qū)域包圍著；以及 連接部，其用于將所述第二類型的雜質(zhì)區(qū)域連接到所述電極。
21.如權(quán)利要求19所述的攝像元件，其中，在形成有所述光電轉(zhuǎn)換部的所述硅基板層中形成有連接部，所述連接部與穿透所述絕緣膜的貫穿電極連接。
22.如權(quán)利要求19所述的攝像元件，其中，所述光電轉(zhuǎn)換部和所述放大部形成在不同基板中，且這些基板彼此結(jié)合以形成所述攝像元件。
23.如權(quán)利要求19所述的攝像元件，其中，所述攝像元件具有共用結(jié)構(gòu)，使得所述放大部由多個所述光電轉(zhuǎn)換部共用。
24.一種 電子設(shè)備，其包括權(quán)利要求19至23中任一項所述的攝像元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及放大電路及其制造方法、攝像元件和電子設(shè)備。所述固體攝像元件包括光電轉(zhuǎn)換部，其用于產(chǎn)生與所接收的光對應(yīng)的電荷；以及多個有源元件，各所述有源元件用于對所述光電轉(zhuǎn)換部中產(chǎn)生的所述電荷進(jìn)行預(yù)定操作，其中，至少一個所述有源元件中的柵極電極具有形成在基板上的主體部分和埋入在所述基板中的突出部分，在所述基板中形成有所述光電轉(zhuǎn)換部。因此，本發(fā)明能夠抑制噪聲的發(fā)生，并以更小的面積提供優(yōu)異的圖像質(zhì)量。
文檔編號H04N5/374GK103137637SQ201210484128
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者柳田剛志, 馬渕圭司, 白方徹, 阿部高志, 森川隆史 申請人:索尼公司