成像装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供不使用滤色片并不需要进行使用外部的处理电路的运算处理的成像装置。第一电路包括第一光电转换元件、第一晶体管及第二晶体管，第二电路包括第二光电转换元件、第三晶体管及第四晶体管，第三电路包括第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管及第二电容元件，分光元件设置在第一光电转换元件或第二光电转换元件上，并且，第一电路及第二电路通过第一电容元件与第三电路连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的一个方式涉及成像装置。注意，本专利技术的一个方式不局限于上述
本说明书等所公开的专利技术的一个方式的
涉及一种物体、方法或者制造方法。此外，本专利技术的一个方式涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(compositionofmatter)。由此，具体而言，作为本说明书所公开的本专利技术的一个方式的
的例子可以举出半导体装置、显示装置、液晶显示装置、发光装置、照明装置、蓄电装置、存储装置、成像装置、这些装置的驱动方法或者这些装置的制造方法。在本说明书等中，半导体装置是指通过利用半导体特性而能够工作的所有装置。晶体管、半导体电路为半导体装置的一个方式。另外,存储装置、显示装置、成像装置、电子设备有时包含半导体装置。
技术介绍
作为其中具有光电传感器的像素配置为矩阵状的半导体装置，已知CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器。作为成像元件CMOS图像传感器被设置在如数码相机或手机等众多便携式设备中。近年来，成像的清晰度增加、便携式设备被小型化、且功耗被减少，因此CMOS图像传感器中的像素被制造得更小。在CMOS图像传感器中，在光电传感器上形成滤色片，使用该滤色片对入射光进行分光，然后使用光电传感器检测出各颜色的光，由此取得彩色的成像数据。然而，因为滤色片透射特定波长范围的光并吸收其他波长的光，所以入射光的利用效率低。因此，专利文献1公开了使用对入射光进行分光的构成要素代替滤色片的技术。[专利文献1]国际公开第2009/153937号小册子在专利文献1的结构中，为了取得RGB各颜色的成像数据而需要对直接取得的数据进行使用外部的处理电路的运算处理。由此，为了实现成像装置的低功耗化或高速化而优选采用能够省略上述运算处理等的结构。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种为了取得各颜色的成像数据而不需要进行使用外部的处理电路的运算处理的成像装置。本专利技术的一个方式的其他目的之一是提供一种能够拍摄彩色图像而不使用滤色片的成像装置。本专利技术的一个方式的其他目的之一是提供一种耗电量低的成像装置。本专利技术的一个方式的其他目的之一是提供一种适于高速工作的成像装置。本专利技术的一个方式的其他目的之一是提供一种高灵敏度的成像装置。本专利技术的一个方式的其他目的之一是提供一种动态范围较广的成像装置。本专利技术的一个方式的其他目的之一是提供一种高分辨率的成像装置。本专利技术的一个方式的其他目的之一是提供一种低成本的成像装置。本专利技术的一个方式的其他目的之一是提供一种高可靠性的成像装置。本专利技术的一个方式的其他目的之一是提供一种新颖的成像装置等。本专利技术的一个方式的其他目的之一是提供一种新颖的半导体装置等。注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。此外，本专利技术的一个方式并不需要实现所有上述目的。除上述目的外的目的从说明书、附图、权利要求书等的记载中是显而易见的，并且可以从说明书、附图、权利要求书等的所述记载中抽出。本专利技术的一个方式涉及一种包括分光元件的成像装置。本专利技术的一个方式是一种成像装置，包括：像素电路；以及分光元件，其中，像素电路包括第一电路、第二电路、第三电路及第一电容元件，第一电路包括第一光电转换元件、第一晶体管及第二晶体管，第二电路包括第二光电转换元件、第三晶体管及第四晶体管，第三电路包括第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管及第二电容元件，分光元件设置在第一光电转换元件或第二光电转换元件上，第一光电转换元件的一个端子与第一晶体管的源极和漏极中的一个电连接，第二晶体管的源极和漏极中的一个与第一晶体管的源极和漏极中的一个电连接，第一晶体管的源极和漏极中的另一个与第一电容元件的一个端子电连接，第二光电转换元件的一个端子与第三晶体管的源极和漏极中的一个电连接，第四晶体管的源极和漏极中的一个与第三晶体管的源极和漏极中的一个电连接，第四晶体管的源极和漏极中的另一个与第一电容元件的一个端子电连接，第五晶体管的源极和漏极中的一个与第一电容元件的另一个端子电连接，第二电容元件的一个端子与第一电容元件的另一个端子电连接，第六晶体管的栅极与第一电容元件的另一个端子电连接，并且，第六晶体管的源极和漏极中的一个与第七晶体管的源极和漏极中的一个电连接。第一光电转换元件及第二光电转换元件优选具有相同的结构。第一电容元件的电容值优选大于第二电容元件的电容值。第一光电转换元件的一个端子、第一晶体管的源极和漏极中的一个以及第一电容元件的一个端子之间的电容值优选等于第二光电转换元件的一个端子、第三晶体管的源极和漏极中的一个以及第一电容元件的一个端子之间的电容值。分光元件可以设置在第一光电转换元件上，从入射到像素电路的光(W)去除了与红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)对应的波长的光成分中的任何一个的W-R、W-G或W-B的光可以入射到第一光电转换元件，合成了入射到像素电路的光(W)及去除的光的W+R、W+G或W+B可以入射到第二光电转换元件。在上述结构中，相邻的像素中的上述去除的光的一部分也可以入射到第二光电转换元件。另外，分光元件也可以设置在第二光电转换元件上，从入射到像素电路的光(W)去除了与红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)对应的波长的光成分的1/2中的任何两个的W-(R/2)-(B/2)、W-(R/2)-(G/2)或W-(B/2)-(G/2)的光也可以入射到第二光电转换元件，合成了入射到像素电路的光(W)及去除的光的W+(R/2)+(B/2)、W+(R/2)+(G/2)或W+(B/2)+(G/2)也可以入射到第一光电转换元件。第一至第七晶体管的一部分或全部优选在活性层中包含氧化物半导体，该氧化物半导体优选包含In、Zn及M(M为Al、Ti、Ga、Sn、Y、Zr、La、Ce、Nd或Hf)。根据本专利技术的一个方式可以提供一种能够得到高质量的成像数据的成像装置。另外，本专利技术的一个方式可以提供一种能够补偿像素电路所包括的放大晶体管的电特性的成像装置。另外，本专利技术的一个方式可以提供一种耗电量低的成像装置。另外，本专利技术的一个方式可以提供一种适于高速工作的成像装置。另外，本专利技术的一个方式可以提供一种高灵敏度的成像装置。另外，本专利技术的一个方式可以提供一种动态范围较广的成像装置。另外，本专利技术的一个方式可以提供一种高分辨率的成像装置。另外，本专利技术的一个方式可以提供一种低成本的成像装置。另外，本专利技术的一个方式可以提供一种高可靠性的成像装置。另外，本专利技术的一个方式可以提供一种新颖的成像装置等。另外，本专利技术的一个方式可以提供一种新颖的半导体装置等。注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。注意，本专利技术的一个方式并不需要具有所有上述效果。另外，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载显而易见地看出并抽出这些效果外的效果。附图说明图1是成像装置所包括的像素的电路图；图2是说明成像装置所包括的分光元件及光电转换元件的位置关系的示意图；图3是说明成像装置所包括的分光元件及光电转换元件的位置关系的示意图；图4是说明像素的方式的俯视图；图5是说明像素的截面的图；图6是说明像素电路的工作的时序图；图7是像素电路及说明像素电路的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像装置，包括：像素电路；以及分光元件，其中，所述像素电路包括第一电路、第二电路、第三电路及第一电容元件，所述第一电路包括第一光电转换元件、第一晶体管及第二晶体管，所述第二电路包括第二光电转换元件、第三晶体管及第四晶体管，所述第三电路包括第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管及第二电容元件，所述分光元件设置在所述第一光电转换元件或所述第二光电转换元件上，所述第一光电转换元件的一个端子与所述第一晶体管的源极和漏极中的一个电连接，所述第二晶体管的源极和漏极中的一个与所述第一晶体管的源极和漏极中的一个电连接，所述第一晶体管的源极和漏极中的另一个与所述第一电容元件的一个端子电连接，所述第二光电转换元件的一个端子与所述第三晶体管的源极和漏极中的一个电连接，所述第四晶体管的源极和漏极中的一个与所述第三晶体管的源极和漏极中的一个电连接，所述第四晶体管的源极和漏极中的另一个与所述第一电容元件的一个端子电连接，所述第五晶体管的源极和漏极中的一个与所述第一电容元件的另一个端子电连接，所述第二电容元件的一个端子与所述第一电容元件的另一个端子电连接，所述第六晶体管的栅极与所述第一电容元件的另一个端子电连接，并且，所述第六晶体管的源极和漏极中的一个与所述第七晶体管的源极和漏极中的一个电连接。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.25 JP 2014-1517951.一种成像装置，包括：像素电路；以及分光元件，其中，所述像素电路包括第一电路、第二电路、第三电路及第一电容元件，所述第一电路包括第一光电转换元件、第一晶体管及第二晶体管，所述第二电路包括第二光电转换元件、第三晶体管及第四晶体管，所述第三电路包括第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管及第二电容元件，所述分光元件设置在所述第一光电转换元件或所述第二光电转换元件上，所述第一光电转换元件的一个端子与所述第一晶体管的源极和漏极中的一个电连接，所述第二晶体管的源极和漏极中的一个与所述第一晶体管的源极和漏极中的一个电连接，所述第一晶体管的源极和漏极中的另一个与所述第一电容元件的一个端子电连接，所述第二光电转换元件的一个端子与所述第三晶体管的源极和漏极中的一个电连接，所述第四晶体管的源极和漏极中的一个与所述第三晶体管的源极和漏极中的一个电连接，所述第四晶体管的源极和漏极中的另一个与所述第一电容元件的一个端子电连接，所述第五晶体管的源极和漏极中的一个与所述第一电容元件的另一个端子电连接，所述第二电容元件的一个端子与所述第一电容元件的另一个端子电连接，所述第六晶体管的栅极与所述第一电容元件的另一个端子电连接，并且，所述第六晶体管的源极和漏极中的一个与所述第七晶体管的源极和漏极中的一个电连接。2.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述第一光电转换元件及所述第二光电转换元件具有相同的结构。3.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述第一电容元件的电容值大于所述第二电容元件的电容值。4.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述第一光电转换元件的一个端子、所述第一晶体管的源极和漏极中的一个以及所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑川义元，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：日本;JP