成像设备、成像方法、制造设备、制造方法和电子设备技术

提供一种成像设备，其包括光电转换部、保持部和第一栅极和第二栅极。光电转换部构造为将接收光转换为电荷。保持部构造为保持由光电转换部所提供的电荷。第一栅极和第二栅极设置在光电转换部和保持部之间，第一栅极和第二栅极在将电荷从光电转换部转移至保持部的情况下导通，并且第二栅极在第一栅极截止后截止。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及成像设备、成像方法、制造设备、制造方法以及电子设备，并且更具体的是涉及适合用于提高动态范围的成像设备、成像方法、制造设备、制造方法以及电子设备。
技术介绍
近来的数字摄像机、数字照相机或其他装置中所采用的成像设备包括多个二维排列的CCD(Charge Coupled Devices,电荷耦合装置)、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)装置或其他。为在CMOS图像传感器中实现电荷的同时累积，采用全局快门技术使得信号暂时存储在存储器中。采用该全局快门技术，每个像素设置有存储器，并且向像素中的所有的存储器同时提供累积在光电转换部的电荷。然后存储器存储电荷直到进行逐行读取，使得所有像素曝光相同的时间段(例如，参考专利申请特开Nos.2012-129797和2013-21533)。
技术实现思路
采用全局快门技术，信号暂时存储在像素的存储器中，并且希望将电荷一次转移至存储器中。但是，在读取存储器时在栅极截止过程中，有可能会因为电荷量的减少而使得动态范围降低。因此作为也采用全局快门技术的传感器需要进一步增大动态范围和提高性能。因此希望增大动态范围以为提高性能做出贡献。根据本公开的实施例，提供一种成像设备，包括：光电转换部，构造为将接收光转换为电荷；保持部，构造为保持由光电转换部所提供的电荷；以及第一栅极和第二栅极，设置在光电转换部和保持部之间，第一栅极和第二栅极为将电荷从光电转换部转移至保持部而导通，并且第二栅极在第一栅极截止后截止。第一栅极可以累积电荷。第一栅极可以防止电荷从保持部回流到光电转换部。第一栅极可以设置为与光电转换部接触，并且第二栅极设置在保持部附近。第一栅极和第二栅极在光电转换部之上可以彼此附近设置。第二栅极可以构造在另一光电转换部附近，另一光电转换部在设置有第一栅极的光电转换部相邻。第一栅极和第二栅极可以形成为具有相同的尺寸比率。第一栅极和第二栅极之一可以形成为比另一个大。第一栅极和第二栅极的每一个可以是多边形的形状。第一栅极和第二栅极的每一个可以形成为具有圆弧的形状。根据本公开的实施例的成像设备还可以包括：浮置扩散区域，构造为累积来自保持部的电荷；以及第三栅极，设置在保持部和浮置扩散区域之间。在成像设备中，在第一栅极和第二栅极截止之后，第三栅极可以导通，并且可以开始从保持部向浮置扩散区域转移电荷。第三栅极可以设置为不与第一栅极和第二栅极接触。第一栅极可以构造为多片。第二栅极可以构造为多片。根据本公开的实施例，提供有在成像设备中的成像方法，其中该成像设备包括：构造为将接收光转换为电荷的光电转换部、构造为保持由光电转换部所提供的电荷的保持部、以及设置在光电转换部和保持部之间的第一栅极和第二栅极，该成像方法包括：导通第一栅极和第二栅极以将电荷从光电转换部转移至保持部；以及在截止第一栅极后截止第二栅极。根据本公开的实施例，提供有制造成像设备的制造装置，其中该成像设备包括：光电转换部，构造为将接收光转换为电荷；保持部，构造为保持由光电转换部所提供的电荷；第一栅极和第二栅极，设置在光电转换部和保持部之间；以及处理部，构造为为了将电荷从光电转换部转移至保持部而导通第一栅极和第二栅极，并且在截止第一栅极之后截止第二栅极。光电转换部和保持部可以形成在基板中，并且第一栅极和第二栅极可以形成在基板上。根据本公开的实施例，提供有制造成像设备的制造方法，其中该成像设备包括：光电转换部，构造为将接收光转换为电荷；保持部，构造为保持由光电转换部所提供的电荷；第一栅极和第二栅极，设置在光电转换部和保持部之间；以及处理部，构造导通该第一栅极和该第二栅极以将电荷从该光电转换部转移至该保持部，并且在截止该第一栅极之后截止该第二栅极。制造方法还可以包括：在基板中形成光电转换部和保持部；以及在基板上形成第一栅极和第二栅极。根据本公开的实施例，提供有电子设备，该电子设备包括成像设备；其中该成像设备包括：光电转换部，构造为将接收光转换为电荷；保持部，构造为保持由光电转换部所提供的电荷；以及第一栅极和第二栅极，设置在光电转换部和保持部之间，为将电荷从光电转换部转移至保持部而导通第一栅极和第二栅极，并且在第一栅极截止后截止第二栅极；以及信号处理部，构造为对来自光电转换部的像素信号进行信号处理。在根据本公开的实施例的成像设备和方法中，接收光转换为电荷，作为转换结果的电荷在转移后被保持，并且设置第一栅极和第二栅极以控制电荷的转移。在转移电荷时，第一栅极和第二栅极导通，并且在第一栅极截止之后，第二栅极截止。在根据本公开实施例的制造设备和方法中，成像设备制造完成。根据本公开的实施例的电子设备包括成像设备。根据本公开的实施例，提高了诸如CMOS之类的图像传感器的动态范围，并且提高了作为传感器的性能。应注意文中所述的效果是非限制性的，并且同样包括本公开所述的任何效果。如附图所示，借助下述关于其中最佳状态的实施例的详细描述，本公开的这些及其他目的、特征以及优势会变得更加明晰。附图说明图1是示出在采用本公开的实施例中的固态成像装置的构造示例的示意图；图2是示出单元像素的示例构造的示意图；图3是示出图2的单元像素的另一示例性构造的示意图；图4是图示说明如何驱动单元像素的示例的电位示意图；图5是图示说明可以利用的电荷的量的示意图；图6是示出图2的单元像素的另一示例性构造的示意图；图7是图示说明栅极如何在电荷转移期间作为屏障的示意图；图8是示出图2的单元像素的另一示例性构造的示意图；图9是示出图8的单元像素的另一示例性构造的示意图；图10是图示说明如何驱动图8的单元像素的示例的电位示意图；图11是图示说明可以利用的电荷的量的示意图；图12是图示说明图8的单元像素的另一构造的示意图；图13是图示说明图8的单元像素的又一构造的示意图；图14是图示说明图8的单元像素的又一构造的示意图；图15是图示说明图8的单元像素的又一构造的示意图；图16是图示说明图8的单元像素的又一构造的示意图；图17是图示说明图8的单元像素的又一构造的示意图；图18是图示说明图8的单元像素的又一构造的示意图；图19是图示说明图8的单元像素的又一构造的示意图；图20是图示说明图8的单元像素的又一构造的示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像设备，包括：光电转换部，构造为将接收光转换为电荷；保持部，构造为保持由该光电转换部所提供的电荷；以及第一栅极和第二栅极，设置在该光电转换部和该保持部之间，该第一栅极和该第二栅极在将电荷从该光电转换部转移至该保持部的情况下导通，并且该第二栅极在该第一栅极截止后截止。

【技术特征摘要】
2013.09.18 JP 2013-1933751.一种成像设备，包括：
光电转换部，构造为将接收光转换为电荷；
保持部，构造为保持由该光电转换部所提供的电荷；以及
第一栅极和第二栅极，设置在该光电转换部和该保持部之间，该第一栅
极和该第二栅极在将电荷从该光电转换部转移至该保持部的情况下导通，并
且该第二栅极在该第一栅极截止后截止。
2.根据权利要求1所述的成像设备，其中
该第一栅极累积该电荷。
3.根据权利要求1所述的成像设备，其中
该第一栅极防止电荷从该保持部回流到该光电转换部。
4.根据权利要求1所述的成像设备，其中
该第一栅极设置为与该光电转换部接触，并且
该第二栅极设置在该保持部的附近。
5.根据权利要求1所述的成像设备，其中
该第一栅极和该第二栅极在该光电转换部上方彼此相邻设置。
6.根据权利要求1所述的成像设备，其中
该第二栅极设置在另一光电转换部附近，该另一光电转换部与具有该第
一栅极的该光电转换部相邻。
7.根据权利要求1所述的成像设备，其中
该第一栅极和该第二栅极形成为具有相同的尺寸比率。
8.根据权利要求1所述的成像设备，其中
该第一栅极和该第二栅极之一形成为比另一个大。
9.根据权利要求1所述的成像设备，其中
该第一栅极和该第二栅极的每一个是多边形的形状。
10.根据权利要求1所述的成像设备，其中
该第一栅极和该第二栅极的每一个形成为具有圆弧的形状。
11.根据权利要求1所述的成像设备，还包括：
浮置扩散区域，构造为累积来自该保持部的电荷；以及
第三栅极，设置在该保持部和该浮置扩散区域之间，其中
在该第一栅极和该第二栅极截止之后，该第三栅极导通，并且开始从该
保持部向该浮置扩散区域转移电荷。
12.根据权利要求11所述的成像设备，其中
该第三栅极构造为不与该第一栅极和该第二栅极接触。
13.根据权利要求1所述的成像设备，其中
该第一栅极构造为多片。
14.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊谷至通，阿部高志，山下和芳，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP