[发明专利]固态成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及固态成像装置的元件布局，所述固态成像装置具有这样的像素，每个像素包括积累由光电转换部产生的信号载流子的载流子保持部。

背景技术

一种已知的固态成像装置配置具有二维布置的像素。在这种固态成像装置之中，已知具有电子快门功能的配置以便同时在所有像素中开始和结束信号载流子的积累。例如，在日本专利申请公开No.2006-246450(下面称为专利文献1)和日本专利申请公开No.2006-049743(下面称为专利文献2)中例举了这种配置。

对于电子快门功能，与执行光电转换的光电转换部相分离地提供载流子保持部，所述载流子保持部将经光电转换的载流子保持预定时间段。

在专利文献1和专利文献2中讨论的配置中，对于通过像素中的元件布局优化半导体基板中的电势结构，以及布置用于阻止光入射到载流子保持部的遮光部方面，没有给予充分考虑。

本发明旨在，例如，通过适合地布置构成像素的元件，优化具有像素的固态成像装置中的半导体基板上的电势结构，其中每个像素包括载流子保持部。

发明内容

鉴于前面的问题，根据本发明的固态成像装置包括二维布置的多个像素，其中每个像素包括光电转换部，用于产生信号载流子；能够保持信号载流子的载流子保持部，所述载流子保持部具有能够积累信号载流子的第一导电类型的半导体区域以及布置在所述半导体区域上方的控制电极，在所述半导体区域和所述控制电极之间夹有绝缘膜；第一导电类型的浮置扩散区域；以及传输部，用于控制所述第一导电类型的半导体区域和所述浮置扩散区域之间的电连接，其中在同一像素内，所述第一导电类型的半导体区域被布置在相对于所述光电转换部沿第一方向的位置处，所述浮置扩散区域被布置在相对于所述第一导电类型的半导体区域沿垂直于第一方向的第二方向的位置处，所述传输部被夹在所述浮置扩散区域和所述第一导电类型的半导体区域之间，所述多个像素包括第一像素和沿所述第一方向与第一像素相邻布置的第二像素，包括在第一像素中的所述第一导电类型的半导体区域被布置在包括在第一像素和第二像素中的光电转换部之间，包括在第一像素中的载流子保持部被遮光部覆盖，并且所述遮光部在第一像素和第二像素的各光电转换部的一部分上方延伸。

将从下面结合附图的描述中，本发明的其它特征和优点将变得清楚，在附图中类似的附图标记指示相同或类似的部分。

附图说明

图1是用于描述固态成像装置的电路图的例子的图；

图2是根据第一实施例的固态成像装置的顶视图；

图3是根据第一实施例的固态成像装置的截面图；和

图4是根据第二实施例的固态成像装置的截面图。

结合在说明书内且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。

具体实施方式

(第一实施例)

图1是根据本实施例的固态成像装置中的像素电路的图的例子。

光电转换部101在这个例子中是光电二极管。载流子保持部102可以保持由光电转换部产生的信号载流子。载流子-电压转换部103将信号载流子转换为电压。第一传输部104控制载流子从光电转换部到载流子保持部的传输。第一传输部104在这个例子中是MOS晶体管。第一传输部控制光电转换部和载流子保持部之间的信号载流子路径处的信号载流子的电势。在第一传输部的一种配置中，可以提供控制电极，以便主动控制用于控制信号载流子传导的电势状态。在第一传输部的另一种配置中，信号载流子路径可以位于具有电势梯度的埋沟结构中，从而信号载流子在曝光期间从光电转换部移动到载流子保持部。在后者情况下，载流子保持部(后面描述)内的控制栅极还可延伸到埋沟部，从而与施加到载流子保持部的偏压相同的偏压可施加到埋沟部。

第二传输部105控制载流子保持部和载流子-电压转换部之间的电连接。第二传输部105可将信号载流子从载流子保持部102传输到载流子-电压转换部103。第二传输部105在这个例子中是MOS晶体管。重置部106重置载流子-电压转换部。重置部106在这个例子中是MOS晶体管。

放大晶体管107在这个例子中是MOS晶体管。该MOS晶体管的栅极电连接到载流子-电压转换部103。已被载流子-电压转换部转换为电压的信号被放大，并且被向外输出。例如，放大晶体管107与恒流源(未示出)一起构成源极跟随器电路。