固态成像装置及其驱动方法以及电子设备制造方法及图纸

一种固态成像装置包括光电转换单元、光屏蔽单元和转移晶体管。光电转换单元通过对光进行光电转换来产生电荷。光屏蔽单元通过雕刻形成有所述光电转换单元的半导体基板而形成，从而围绕所述光电转换单元的外周。转移所述光电转换单元中产生的电荷。在电荷累积在所述光电转换单元中的电荷累积期间，排斥所述电荷的电位被提供给所述光屏蔽单元并且被提供给所述转移晶体管的栅电极。在电荷从所述光电转换单元转移的电荷转移期间，排斥所述电荷的电位被提供给所述光屏蔽单元，并且吸引所述电荷的电位被提供给所述转移晶体管的栅电极。

【技术实现步骤摘要】
固态成像装置及其驱动方法以及电子设备相关申请的交叉引用本申请要求2013年6月28日提交的日本优先权专利申请JP2013-136216的权益，其全部内容通过引用并入于此。
本公开涉及固态成像装置及其驱动方法以及电子设备，并且特别涉及能改善像素特性的固态成像装置及其驱动方法以及电子设备。
技术介绍
在相关技术中，诸如数码照相机和数码摄像机的、具有成像功能的电子设备中采用固态成像装置，例如电荷耦合装置(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。固态成像装置包括像素，像素中结合了执行光电转换的光电二极管(PD)和多个晶体管，并且图像是根据从以平面形式设置的多个像素中输出的像素信号形成的。例如，在固态成像装置中，PD中累积的电荷被转移至具有预定容量的浮置扩散(FD)单元，该FD单元设置在PD和放大晶体管的栅电极之间的连接部分中。然后，从像素中读取与FD单元中存储电荷的水平对应的信号，并且通过具有比较器的模数(AD)转换电路对该信号进行AD转换，从而输出AD转换信号。近年来，固态成像装置倾向于具有很多像素。因此，当试图使像素小型化而不改变芯片尺寸时，存在光入射特性劣化以及各像素之间发生颜色混合的问题。例如，日本未审查专利申请公开No.2010-169911公开了一种固态成像装置，其通过在PD光入射的一侧上埋设像素间(inter-pixel)元件分隔膜和像素光屏蔽膜来实现光学方式和电学方式的元件分隔，从而减少像素之间的颜色混合。此外，日本未审查专利申请公开No.2011-40531公开了一种固态成像装置，其通过采用固定电荷膜来抑制暗电流的产生。此外，已经知晓可通过在固态成像装置中采用埋设技术来显著减少像素之间的颜色混合。而且，日本未审查专利申请公开No.2004-306144公开了一种固态成像装置，其例如通过除正常像素的驱动信号之外、还施加电压至埋设于沟槽部分的多晶硅而辅助电荷转移。此外，通过施加电压至该沟槽部分，有可能抑制暗电流、改善饱和电荷量并且实现低电压驱动。另外，日本未审查专利申请公开No.2007-25807公开了一种固态成像装置，其通过在PD的上部和下部设置电极来施加适当的电压，从而能够抑制暗电流和改善饱和电荷量。
技术实现思路
然而，在上述的固态成像装置中，没有对光屏蔽膜施加电位，并且在处理像素小型化时存在像素间光学颜色混合劣化的问题。因此，像素特性劣化。本公开是鉴于这种情况而作出的并且旨在改善像素的特性。根据本公开的实施例，提供了一种固态成像装置，包括：光电转换单元，通过对光进行光电转换来产生电荷；光屏蔽单元，通过雕刻形成有所述光电转换单元的半导体基板而形成，从而围绕所述光电转换单元的外周；以及转移晶体管，转移所述光电转换单元中产生的电荷，其中，在电荷累积在所述光电转换单元中的电荷累积期间，排斥所述电荷的电位被提供给所述光屏蔽单元以及被提供给所述转移晶体管的栅电极，并且其中，在电荷从所述光电转换单元转移的电荷转移期间，排斥所述电荷的电位被提供给所述光屏蔽单元，并且吸引所述电荷的电位被提供给所述转移晶体管的栅电极。根据本公开的另一个实施例，提供了一种固态成像装置的驱动方法，该固态成像装置包括光电转换单元，通过对光进行光电转换来产生电荷；光屏蔽单元，通过雕刻形成有所述光电转换单元的半导体基板而形成，从而围绕所述光电转换单元的外周；以及转移晶体管，转移所述光电转换单元中产生的电荷。该驱动方法包括：在电荷累积在所述光电转换单元中的电荷累积期间，将排斥所述电荷的电位提供给所述光电屏蔽单元并且提供给所述转移晶体管的栅电极；以及在电荷从所述光电转换单元转移的电荷转移期间，将排斥所述电荷的电位提供给所述光屏蔽单元，并且将吸引所述电荷的电位提供给所述转移晶体管的栅电极。根据本公开的再一个实施例，提供了一种电子设备，包括固态成像装置，该固态成像装置包括：光电转换单元，通过对光进行光电转换来产生电荷；光屏蔽单元，通过雕刻形成有所述光电转换单元的半导体基板而形成，从而围绕所述光电转换单元的外周；以及转移晶体管，转移所述光电转换单元中产生的电荷。其中，在电荷累积在所述光电转换单元中的电荷累积期间，排斥所述电荷的电位被提供给所述光屏蔽单元并且被提供给所述转移晶体管的栅电极，并且其中，在电荷从所述光电转换单元转移的电荷转移期间，排斥所述电荷的电位被提供给所述光屏蔽单元，并且吸引所述电荷的电位被提供给所述转移晶体管的栅电极。在各实施例中，在电荷累积在光电转换单元中的电荷累积期间，排斥电荷的电位被提供给光屏蔽单元并且被提供给转移晶体管的栅电极，并且在电荷从光电转换单元转移的电荷转移期间，排斥电荷的电位被提供给光屏蔽单元且吸引电荷的电位被提供给转移晶体管的栅电极。根据本公开的各实施例，能够改善像素的特性。附图说明图1是示出根据本技术方案实施例的固态成像装置的构造示例的框图；图2A至2C是示出像素的第一构造示例的示意图；图3A和3B是示出在电荷累积期间以及在电荷转移期间施加电位的操作的示意图；图4是示出像素的电路构造的示意图；图5是示出提供给像素的驱动信号和像素中各单元的电位的示意图；图6A至6C是示出像素的第二构造示例的示意图；图7A和7B是示出在电荷累积期间以及在电荷转移期间施加电位的操作的示意图；图8是示出像素的电路构造的示意图；图9是示出提供给像素的驱动信号和像素中各单元的电位的示意图；图10A至10C是示出像素的第三构造示例的示意图；图11A和11B是示出在电荷累积期间以及在电荷转移期间施加电位的操作的示意图；图12是示出像素的电路构造的示意图；图13是示出提供给像素的驱动信号和像素中各单元的电位的示意图；图14A至14C是示出像素的第四构造示例的示意图；图15A和15B是示出在电荷累积期间以及在电荷转移期间施加电位的操作的示意图；图16是示出像素的电路构造的示意图；图17是示出提供给像素的驱动信号和像素中各单元的电位的示意图；图18A至18C是示出像素的第五构造示例的示意图；图19A和19B是示出在电荷累积期间以及在电荷转移期间施加电位的操作的示意图；图20是示出像素的电路构造的示意图；图21是示出提供给像素的驱动信号和像素中各单元的电位的示意图；以及图22是示出安装在电子设备上的成像设备的构造示例的框图。具体实施方式在下文中，将参考附图详细描述应用本技术方案的具体实施例。图1是示出根据本技术方案实施例的固态成像装置的实施例的构造示例的框图。如图1所示，固态成像装置11是CMOS型固态成像装置，并且构造为包括像素阵列单元12、垂直驱动单元13、列处理单元14、水平驱动单元15、输出单元16和驱动控制单元17。像素阵列单元12包括设置成阵列形状的多个像素21；像素阵列单元12通过与像素12的行数对应的多个水平信号线22连接至垂直驱动单元13，并且通过与像素21的列数对应的多个垂直信号线23连接至列处理单元14。换言之，包含在像素阵列单元12中的多个像素21分别设置在水平信号线22和垂直信号线23交叉的点处。垂直驱动单元13通过水平信号线22按顺序将用于驱动(转移、选择或复位等)各像素21的驱动信号提供给包含在像素阵列单元12中的多个像素21的各行。列处理单元14通过垂直信号线23、在从各像素21输出的像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态成像装置，包括：光电转换单元，通过对光进行光电转换来产生电荷；光屏蔽单元，通过雕刻形成有所述光电转换单元的半导体基板而形成，从而围绕所述光电转换单元的外周；以及转移晶体管，转移所述光电转换单元中产生的电荷，其中，在电荷累积在所述光电转换单元中的电荷累积期间，排斥所述电荷的电位被提供给所述光屏蔽单元并且被提供给所述转移晶体管的栅电极，并且其中，在电荷从所述光电转换单元转移的电荷转移期间，排斥所述电荷的电位被提供给所述光屏蔽单元，并且吸引所述电荷的电位被提供给所述转移晶体管的栅电极。

【技术特征摘要】
2013.06.28 JP 2013-1362161.一种固态成像装置，包括：光电转换单元，通过对光进行光电转换来产生电荷；光屏蔽单元，通过雕刻形成有所述光电转换单元的半导体基板而形成，从而围绕所述光电转换单元的外周，其中，所述光屏蔽单元的一部分相对于形成有所述光电转换单元的半导体基板而形成在光进入所述光电转换单元的光入射面侧上，所述光屏蔽单元的其它部分形成在与所述光入射面侧相对的相对面侧上，并且各个电位被独立地提供给光屏蔽单元的所述部分和所述其它部分；以及转移晶体管，转移所述光电转换单元中产生的电荷，其中，在电荷累积在所述光电转换单元中的电荷累积期间，排斥所述电荷的电位被提供给所述光屏蔽单元并且被提供给所述转移晶体管的栅电极，并且其中，在电荷从所述光电转换单元转移的电荷转移期间，排斥所述电荷的电位被提供给所述光屏蔽单元，并且吸引所述电荷的电位被提供给所述转移晶体管的栅电极。2.根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：导电膜，具有透光性，相对于形成有所述光电转换单元的半导体基板而层叠在光进入所述光电转换单元的光入射面侧上，其中，在所述电荷累积期间以及所述电荷转移期间，排斥所述电荷的电位被提供给所述导电膜。3.根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：平面电极，相对于形成有所述光电转换单元的半导体基板、以平面的方式层叠在与光进入所述光电转换单元的所述光入射面侧相对的相对面侧上，其中，在所述电荷累积期间，排斥所述电荷的电位被提供给所述平面电极，并且其中，在所述电荷转移期间，吸引所述电荷的电位被提供给所述平面电极。4.根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：导电膜，具有透光性，相对于形成有所述光电转换单元的半导体基板而层叠在光进入所述光电转换单元的光入射面侧上，以及平面电极，相对于形成有所述光电转换单元的半导体基板、以平面的方式层叠在与光进入所述光电转换单元的光入射面侧相...

【专利技术属性】
技术研发人员：野村宏利，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP