[发明专利]固态成像设备

说明书

本公开解决的问题是提供一种适于实现高灵敏度和高集成度的固态成像设备。设置在半导体衬底(100)上并以二维阵列布置的多个像素单元(10)中的至少一个像素单元(10)包括光接收部分(2)、像素电路(30)和第二晶体管(4)。光接收部分(2)接收入射光以产生电荷。像素电路(30)包括沿第一方向并排布置的多个第一晶体管(3)和电荷保持部分(5)。电荷保持部分(5)保持由光接收部分(2)产生的电荷。像素电路(30)输出根据由光接收部分(2)产生的电荷的光接收信号。第二晶体管(4)将电荷保持部分(5)连接到存储电荷的存储器部分(6)。在沿半导体衬底(100)的厚度方向观察的平面图中，像素单元(10)被配置为使得第二晶体管(4)在第二方向上与多个第一晶体管(3)分开，该第二方向与第一方向正交。

技术领域

本公开涉及固态成像设备，而且更具体地，涉及一种包括多个像素单元的固态成像设备。

背景技术

专利文献1公开了一种固态成像设备。该固态成像设备包括：光接收元件，具有光电转换功能；复位装置，重复复位光接收元件；以及检测装置，检测关于在复位脉冲之间的时间段期间是否存在入射光子的信息，该复位脉冲复位光接收元件。固态成像设备还包括：计数器值保持装置，在预定时间段期间对检测装置的检测脉冲数进行计数；以及读取装置，每个预定时间段读出计数器值保持装置的计数值。

引用列表

专利文献

专利文献1：JPH07-67043A

发明内容

在某些情况下，在诸如专利文献1中公开的固态成像设备之类的固态成像设备的技术领域中，可能希望实现包括光接收元件(光接收部分)的像素单元的高灵敏度和高集成度。

本公开涉及一种用于实现高灵敏度和高集成度的固态成像设备。

本公开的一方面的固态成像设备包括形成在半导体衬底的一个表面上的多个像素单元。多个像素单元中的至少一个像素单元包括光接收部分、像素电路和第二晶体管。光接收部分被配置为接收入射光以产生电荷。像素电路包括沿第一方向并排布置的多个第一晶体管和被配置为保持由光接收部分产生的电荷的电荷保持部分。像素电路被配置为输出根据由光接收部分产生的电荷的光接收信号。第二晶体管将电荷保持部分连接到被配置为存储电荷的存储器部分。在沿半导体衬底的厚度方向观察的平面图中，至少一个像素单元被配置为使得第二晶体管在第二方向上与多个第一晶体管分开，该第二方向与第一方向正交。

附图说明

图1是示出了根据实施例的固态成像设备的多个像素单元的布置的示意图；

图2是示出了根据实施例的固态成像设备的像素单元中包括的光接收部分、第一晶体管以及第二晶体管的布置的示意图；

图3是根据实施例的像素单元的电路图；

图4是示出了根据实施例的固态成像设备的多个像素单元的布置的示意图；

图5是沿图4的V-V线截取的截面图，并且示出了根据实施例的固态成像设备的多个像素单元；

图6是示出了根据变型例的固态成像没备的像素单元中的第一电路与第二电路的连接的示意图；

图7是示出了根据变型例的固态成像设备的多个像素单元的布置的示意图。

具体实施方式

将参照附图说明本公开的实施例的固态成像设备。然而，下面描述的实施例仅仅是本公开的各种实施例的示例。只要能够实现本公开的目的，就可以根据设计等以各种方式修改以下描述的实施例。以下实施例中所提到的各图为示意图，并且不保证图中所示部件的尺寸和厚度的比例反映实际比例。

(1)实施例

(1.1)概述