[发明专利]固体摄像元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体摄像元件。

背景技术

有人提出了使每个像素具有放大功能的、利用扫描电路读取的放大型固体摄像装置，即CMOS图像传感器。在CMOS图像传感器中，在1个像素内形成有光电转换部、放大部、像素选择部以及复位部，除了由光电二极管构成的光电转换部之外，还使用3个MOS晶体管(例如专利文献1)。即，以往的CMOS图像传感器由4个元件构成。CMOS传感器将在由光电二极管构成的光电转换部生成的电荷积蓄起来，用放大部放大所积蓄的电荷，使用像素选择部读取放大了的电荷。

图1表示以往的CMOS图像传感器的单位像素。在图1中，附图标记5是光电转换用光电二极管，附图标记101是放大用晶体管，附图标记102是复位晶体管，附图标记103是选择晶体管，附图标记13是信号线，附图标记11是像素选择时钟线(clockline)，附图标记12是复位时钟线，附图标记14是电源线，附图标记114是复位用电源线。以往的CMOS图像传感器的单位像素除了光电二极管之外，在平面内还具有3个MOS晶体管，总共4个元件。即，使受光部(光电二极管)的表面积相对于1个像素的表面积的比例较大是很困难的。

有报告(非专利文献1)称，在使用0.35μm、一多晶硅层、双金属层CMOS工艺的以往的CMOS图像传感器中，受光部(光电二极管)的表面积相对于1个像素的表面积的比例是17％。另外，有报告(非专利文献2)称，在使用0.15μm wiring-rule工艺时，受光部(光电二极管)的表面积相对于1个像素的表面积的比例是30％。

专利文献1：日本特开2000-244818

非专利文献1：H.Takahashi，M.Kinoshita，K.Morita，T.Shirai，T.Sato，T.Kimura，H.Yuzurihara，S.Inoue，“A 3.9μm Pixel Pitch VGA Format 10b Digital Image Sensor with 1.5-Transistor/Pixel”，ISSCC Dig.Tech.Papers，pp.108-109，2004.

非专利文献2：M.Kasano，Y.Inaba，M.Mori，S.Kasuga，T.Murata，T.Yamaguchi，“A 2.0μm Pixel Pitch MOS ImageSensor with an Amorphous Si Film Color Filter”，ISSCC Dig.Tech.Papers，pp.348-349，2005.

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种受光部的表面积相对于1个像素的表面积的比例较大的图像传感器。

本发明的一技术方案提供的固体摄像元件由以下元件构成：

栅极(gate)和源极(source)起到光电转换用光电二极管的作用、栅极起到电荷积蓄部的作用、放大电荷积蓄部的电荷的由面结型晶体管构成的放大用晶体管；

源极与放大用晶体管的栅极相连接、使电荷积蓄部复位的由MOS晶体管构成的复位晶体管；

阳极与放大用晶体管的漏极(drain)相连接、阴极与复位晶体管的漏极相连接的二极管；

与放大用晶体管的源极相连接的像素选择线；

与二极管的阴极相连接的信号线。

本发明的另一技术方案提供一种固体摄像元件的驱动方法。

即，对上述像素选择线施加第1驱动电压，对上述信号线施加第2驱动电压，对上述栅极施加第3驱动电压，从而进行上述电荷积蓄部的复位。

另外，对上述像素选择线施加上述第1驱动电压，对上述栅极施加上述第1驱动电压，对上述信号线施加上述第1驱动电压，从而进行受光而使积蓄在上述电荷积蓄部中的电荷量发生变化。

另外，对上述像素选择线施加上述第2驱动电压，对上述栅极施加上述第1驱动电压，对上述信号线施加上述第1驱动电压，从而放大积蓄在上述电荷积蓄部中的电荷，使读出电流流动而进行读出。

另外，本发明的优选技术方案提供一种具有排列在基板上的固体摄像元件的固体摄像装置，

上述固体摄像元件包括：

形成在基板上的信号线；

配置在上述信号线上的岛状半导体；

与上述岛状半导体的上部相连接的像素选择线，

上述岛状半导体包括：

配置在上述岛状半导体的下部、与上述信号线相连接的第1半导体层；

与上述第1半导体层的上侧邻接的第2半导体层；

隔着绝缘膜与上述第2半导体层相连接的栅极；