本公开提供了一种摄像装置。所述摄像装置能够增大连接状态下的输入节点的电容值，而不减小在电容处于非连接状态时的放大晶体管增益。在根据本公开的方面的摄像装置中，放大晶体管的栅极电极布置在半导体基板的主表面上，具有第二导电型的第三半导体区域布置在所述栅极电极的下部中，并且电容的PN结面的具有所述第二导电型的杂质的添加杂质浓度高于，所述第三半导体区域中的、从所述主表面直到布置有所述放大晶体管的源极和漏极的深度处的区域中具有所述第二导电型的添加杂质浓度的最大值。
【技术实现步骤摘要】
本公开设及一种摄像装置。本公开具体设及一种能够改变放大晶体管的输入节点 的电容值的电容的结构。
技术介绍
传统上已知将电容连接到放大晶体管的输入节点W扩展从像素输出的信号的动 态范围的结构。 日本特开2008-205639号公报公开了 PN结被用作连接到放大晶体管的输入节点 的电容的结构。
技术实现思路
根据本公开的一方面，提供了一种摄像装置，所述摄像装置包括：光电转换单元； 放大晶体管，其被构造为放大基于由所述光电转换单元生成的电荷的信号；电容，其具有 PN结并且能够累积所述电荷，所述PN结由具有第一导电型的第一半导体区域和具有第二 导电型的第二半导体区域构成；W及多个像素，其能够通过切换所述电容的连接状态来改 变所述放大晶体管的输入节点的电容值，其中，所述放大晶体管的栅极电极布置在半导体 基板的主表面上，并且具有所述第二导电型的第=半导体区域布置在所述放大晶体管的所 述栅极电极的下部中，并且其中，所述电容的PN结面的具有所述第二导电型的杂质的添加 杂质浓度高于，所述第=半导体区域中的、从所述主表面直到布置有所述放大晶体管的源 极和漏极的深度处的区域中具有所述第二导电型的添加杂质浓度的最大值。 从W下参照附图对示例性实施例的描述，本公开的其他特征将变得清楚。【附图说明】 图1是根据本公开的方面的摄像装置的框图。 图2是根据本公开的方面的像素的电路图。 图3是根据本公开的方面的驱动时序图。 图4A和图4B是根据本公开的一个或多个方面的像素的示意性平面图。 图5A和图5B是根据本公开的一个或多个方面的像素的示意性截面图。 图6A和图6B是根据本公开的一个或多个方面的用于描述添加杂质浓度的说明 图。 图7是根据本公开的一方面的像素的示意性截面图。 图8是根据本公开的一方面的用于描述添加杂质浓度的说明图。【具体实施方式】 第一示例性实施例[001引在图1至图6A和图6B中，将对根据本公开的示例性实施例的摄像装置进行描述。 在各图中分配有相同的附图标记的部分对应于同一元件或同一区域。 图1是根据本公开的示例性实施例的摄像装置的框图。摄像装置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 W及输出单元106。 像素单元102包括多个像素，所述多个像素 W矩阵布置并且被构造为将光转换为 电信号并输出转换后的电信号。驱动脉冲生成单元103生成驱动脉冲。垂直扫描电路104 接收来自驱动脉冲生成单元103的驱动脉冲，并且将控制脉冲供给各像素。信号处理单元 105至少将从多个像素列并行输出的、要被发送到输出单元106的信号序列化。此外，信号 处理单元105可W包括对应于各个像素列并且进行信号放大、模拟数字（AD)转换等的列电 路。 图2例示了根据本示例性实施例的像素单元102中布置的一个像素的示例性等 效电路。将给出说明，同时根据本示例性实施例将电子设置为信号电荷，并且各晶体管由 N型晶体管构成。电容208保持电子。然而，应当注意，可WW如下方式对运些结构进行修 改，即通过反转构成光电转换单元201 W及电容208的各半导体区域的导电型，可W将空穴 化ole)设置为信号电荷。 等效电路并不限于图2,并且结构的一部分可W由多个像素共享。本示例性实施例 能够应用于光从前表面侧入射的任何前表面照射型摄像装置、W及光从后表面侧入射的后 表面照射型摄像装置。同样适用于W下各示例性实施例。 根据本示例性实施例的像素包括能够改变放大晶体管205的输入节点的电容值 的电容208。通过包括抑203、复位晶体管204的源极、放大晶体管205的栅极电极W及将 运些部件相互电连接的导电材料，来构成放大晶体管205的输入节点。上述电容208被配 设为使得能够相对于运些部件中的任何一个切换连接状态和非连接状态。电容208在连接 状态下构成放大晶体管205的输入节点的一部分。下文中，将通过使用图2来详细描述本 示例性实施例的像素。 光电转换单元201通过光电转换来生成与入射光量相对应的电荷对的量，W累积 电子。光电二极管被用作光电转换单元201。传送晶体管202将光电转换单元201中累积 的电子传送到抑203。传送晶体管202的栅极电极供给有控制脉冲pTX，切换ON (接通） 状态和OFF(关断）状态。抑203能够累积由传送晶体管202传送的电子。 放大晶体管205的栅极电极连接到抑203,并且放大晶体管205放大基于由传送 晶体管202传送到抑203的电子的信号并输出信号。更具体地，传送到抑203的电子被根 据电子的量转换为电压，根据该电压的电信号经由放大晶体管205被输出到像素的外部。 放大晶体管205与电流源209 -起构成源极输出电路（source-化Ilower circuit)。放大 晶体管205的漏极供给有电源电压VDD。 复位晶体管204复位放大晶体管205的输入节点的电位。能够通过相互交叠复位 晶体管204和传送晶体管202的ON周期，来复位光电转换单元201的电位。 复位晶体管204的栅极电极供给有控制脉冲pRES，切换ON状态和OFF状态。复 位晶体管204的漏极供给有电源电压VDD。在此，复位晶体管204的漏极和放大晶体管205 的漏极供给有同一电源电压VDD，但是可W供给有不同的电压。选择晶体管206输出一次一个像素或一次多个像素提供到一个信号线211的多个 像素的信号。选择晶体管206的漏极连接到放大晶体管205的源极，并且选择晶体管206 的源极连接到信号线211。 作为根据本示例性实施例的结构的替代，选择晶体管206可W配设在放大晶体管 205的漏极与供给电源电压VDD的电源线之间。在运两者的任一情况下，选择晶体管206控 制放大晶体管205与信号线211之间的电连接。选择晶体管206的栅极电极供给有控制脉 冲pS化，切换选择晶体管206的ON状态和OFF状态。 应当注意，放大晶体管205的源极可W连接到信号线211，而不配设选择晶体管 206。此外，可W通过切换放大晶体管205的漏极或放大晶体管205的栅极电极的电位，来 切换选择状态和非选择状态。 电容208在连接状态下构成放大晶体管205的输入节点的一部分，并且在非连接 状态下与输入节点分离。因此，能够改变放大晶体管205的输入节点的电容值。在本示例 中，通过切换晶体管207来控制电容208的连接状态和非连接状态的切换。 电容208和切换晶体管207共同使用结构的一部分。例如，电容208能够由切换 晶体管207的栅极绝缘膜电容（M0S电容）、由构成源极的N型半导体区域所构成的PN结电 容器、W及寄生电容构成。然而，应当注意，电容208和切换晶体管207中的各个可W由独 立的部件构成，而不共享使用。 切换晶体管207供给有控制脉冲pAPP，切换ON状态和OFF状态。 在电容208被置于连接状态W增大放大晶体管205的输入节点的电容值的情况 下，与电容208被置于非连接状态的情况相比，能够降低放大晶体管205的输入节点中电荷 电压转换效率。 因此，当电容值高时，即使在光电转换单元中生成大量电荷，也能够维持来自放大 晶体管205的输出信号的线性度。目P，能够扩大动态范围。 与此相反，在电容208被本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种摄像装置，所述摄像装置包括：光电转换单元；放大晶体管，其被构造为放大基于由所述光电转换单元生成的电荷的信号；电容，其具有PN结并且能够累积所述电荷，所述PN结由具有第一导电型的第一半导体区域和具有第二导电型的第二半导体区域构成；以及多个像素，其能够通过切换所述电容的连接状态来改变所述放大晶体管的输入节点的电容值，其中，所述放大晶体管的栅极电极布置在半导体基板的主表面上，并且具有所述第二导电型的第三半导体区域布置在所述放大晶体管的所述栅极电极的下部中，并且其中，所述电容的PN结面的具有所述第二导电型的杂质的添加杂质浓度高于，所述第三半导体区域中的、从所述主表面直到布置有所述放大晶体管的源极和漏极的深度处的区域中具有所述第二导电型的添加杂质浓度的最大值。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：小林昌弘，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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