[发明专利]成像设备

说明书

一种成像设备，包括：像素，其中的每个像素包括：光电转换器，包括以第一半导体区域和第二半导体区域形成的p‑n结；放大晶体管，被配置为放大基于信号载流子的信号；以及电容，包括以具有与第一半导体区域相同导电类型的第三半导体区域和具有与第三半导体区域相反导电类型的第四半导体区域形成的p‑n结。在电容的p‑n结界面处的与第三半导体区域的导电类型相同导电类型的杂质的掺杂杂质浓度，高于在光电转换器的p‑n结界面处与第一半导体区域的导电类型相同导电类型的杂质的掺杂杂质浓度。

技术领域

本发明总体上涉及成像设备，更具体地，涉及一种使得像素的放大晶体管的输入节点的电容值可变的电容的结构。

背景技术

在现有技术中，已知其中把电容连接到浮置扩散(FD)以增加从像素输出的信号的动态范围的配置。

作为连接到FD的电容的配置，日本专利公开No.2008-205639描述了一种使用p-n结的配置。

发明内容

本发明的一方面提供一种包括多个像素的成像设备。所述多个像素中的每一个包括：光电转换器，包括以第一半导体区域和第二半导体区域形成的p-n结，并且用于在所述第二半导体区域中累积信号载流子；放大晶体管，被配置为放大基于所述信号载流子的信号；以及电容，包括以第三半导体区域和第四半导体区域形成的p-n结，第三半导体区域具有与第一半导体区域的导电类型相同的导电类型，第四半导体区域具有与第三半导体区域的导电类型相反的导电类型。多个像素中的每一个通过切换电容的连接状态来改变放大晶体管的输入节点的电容值。在电容的p-n结的界面处与第三半导体区域的导电类型相同的导电类型的杂质的掺杂杂质浓度，高于在光电转换器的p-n结的界面处与第一半导体区域的导电类型相同的导电类型的杂质的掺杂杂质浓度。放大晶体管具有在半导体衬底的主表面上所设置的栅极。第一半导体区域设置在相对于主表面比第二半导体区域的位置更深的位置处。第三半导体区域设置在相对于主表面比第四半导体区域的位置更深的位置处。

根据参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清楚。

附图说明

图1是成像设备的框图。

图2是像素的电路图。

图3是示出驱动定时的定时图。

图4A是像素的顶视图，图4B和图4C是像素的截面图。

图5A和图5B是示出掺杂杂质浓度的图线。

图6A至图6C是示出制造成像设备的过程的示图。

图7A是像素的顶视图，图7B和图7C是像素的截面图。

图8A是像素的顶视图，图8B是像素的截面图。

图9A是像素的顶视图，图9B是像素的截面图。

图10A至图10C是示出制造成像设备的过程的示图。

图11A是像素的顶视图，图11B是像素的截面图。

图12A是像素的顶视图，图12B是像素的截面图。

图13A是像素的顶视图，图13B是像素的截面图。

图14A是像素的顶视图，图14B和图14C是像素的截面图。

具体实施方式

参照图1至图6C，将描述根据本发明实施例的成像设备。注意，整个附图中相同标号所表示的组件指示相同或基本上相同的元件或区域。

图1是根据本发明实施例的成像设备的框图。成像设备101包括像素单元102、驱动脉冲生成单元103、垂直扫描电路104、信号处理单元105、和输出单元106。