[发明专利]图像拾取装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于扫描仪、视频照相机、数字静物照相机等中的图像拾取装置。特别地，本发明涉及图像拾取装置的像素结构。

背景技术

包含一维或二维地布置的像素的图像拾取装置被安装于数字照相机、视频照相机、复印机、传真机等中，其中每个像素包含具有光电转换元件的光接收区域。图像拾取装置的例子包括CCD图像拾取装置和像素放大型图像拾取装置。

作为像素放大型图像拾取元件的例子，PTL1公开了线传感器的配置的两个例子。第一个例子示出调制晶体管被设置在光电转换元件中心的配置。调制晶体管被配置为在其沟道部分中存储具有与调制晶体管的极性相反的导电类型的载流子，根据存储的电荷量放大信号并输出该信号。

第二个例子示出浮置扩散(以下FD)区域位于光电转换元件中心并且环形栅电极被设置为围绕FD的配置。FD经由布线与放大晶体管的栅极连接，以构成电荷电压转换单元。

引文列表

专利文献

PTL1：日本专利公开No.2007-081083

发明内容

技术问题

在PTL1的第一个例子中，难以在满足调制晶体管的特性的同时增大调制晶体管的沟道下的载流子存储区域的存储容量。

在PTL1的第二个例子中，没有描述放大晶体管的具体设置。依赖于放大晶体管与FD之间的设置关系，连接FD与放大晶体管的栅电极的布线长，由此增大布线电容。布线电容被添加到FD电容。如果FD电容增大，那么电荷电压转换增益减小并且噪声增大。如果光电转换元件的面积增大，那么该问题变得更加显著。

本发明是鉴于该问题作出的，并提供抑制FD电容的增大的图像拾取装置。

问题的解决方案

本发明提供一种图像拾取装置，在所述图像拾取装置中在半导体基板中布置多个像素，所述多个像素中的每一个包含：光电转换元件，包含第一导电类型的第一半导体区域和第二导电类型的第二半导体区域，第二半导体区域与第一半导体区域一起构成PN结；第一导电类型的浮置扩散区域；传送栅极，将第一半导体区域中的电荷传送到浮置扩散区域；以及放大晶体管，所述放大晶体管的栅极与浮置扩散区域电连接。第一半导体区域具有在平面图中具有凹陷部分的外缘，放大晶体管的源极区域和漏极区域位于凹陷部分中，并且在平面图中浮置扩散区域被第一半导体区域围绕或者位于凹陷部分中。

发明的有利效果

根据本发明，可以抑制浮置扩散电容的增大。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的图像拾取装置的像素结构的示图。

图2是示出根据第一实施例的单位像素的等效电路的示图。

图3是示出沿图1的线A-A′获取的截面的示图。

图4是示出第一实施例的变更的示图。

图5是示出根据第二实施例的图像拾取装置的像素结构的示图。

图6是示出根据第三实施例的图像拾取装置的像素结构的示图。

图7是示出根据第三实施例的图像拾取装置的截面的示图。

图8是示出图像拾取系统的例子的框图。

具体实施方式

根据本发明的图像拾取装置包括多个像素，每个像素具有光电转换元件、FD区域、将光电转换元件的电荷传送到FD区域的传送栅极、以及其栅极经由导体与FD区域电连接的第一导电类型的放大晶体管。光电转换元件包含第一导电类型(例如，N型)的第一半导体区域、以及与第一半导体区域的导电类型相反的第二导电类型(例如，P型)的第二半导体区域。第一半导体区域和第二半导体区域构成PN结。第一半导体区域和第二半导体区域中的每一个可由多个半导体区域构成。第一半导体区域相对于信号电荷具有较低的电势。即，第一半导体区域能够存储信号电荷。第一半导体区域的外缘在平面图中具有凹陷部分，并且放大晶体管的栅极被设置在凹陷部分中。FD区域被第一半导体区域围绕，或者位于凹陷部分中。将在第一实施例和第二实施例中描述这种配置。凹陷部分可具有一定的深度，并且其大部分由第二导电类型的半导体区域构成。所述一定的深度或更大深度处的部分可以是第一导电类型的半导体区域。由绝缘体组成的元件隔离区域可位于凹陷部分的第一半导体区域的边界部分处。在像素的晶体管是第二导电类型的情况下，凹陷部分的大部分可以是第一导电类型的半导体区域。在本说明书中，“FD区域”意味着位于半导体基板中的半导体区域自身。

替代性地，作为另一例子，FD和放大晶体管的栅极被第一半导体区域围绕。将在第三和第四实施例中描述这种配置。