摄像设备和电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及摄像设备和电子装置。其中，摄像设备可包括：像素，所述像素包括：第一光电转换器；第一传输晶体管，连接到所述第一光电转换器；第一电容，连接到所述第一传输晶体管；复位晶体管，连接到所述第一电容；第二光电转换器；第二传输晶体管，连接到所述第二光电转换器；第二电容，连接到所述第二传输晶体管；第三传输晶体管，连接在所述第一电容和所述第二电容之间；以及放大晶体管，连接到所述第一电容，其中，所述第一光电转换器的灵敏度比所述第二光电转换器的灵敏度高，并且其中，所述第二电容配置为接收电源电压。容配置为接收电源电压。容配置为接收电源电压。

【技术实现步骤摘要】
摄像设备和电子装置
[0001]本申请是申请日为2016年5月26日、专利技术名称为“摄像元件、驱动方法和电子设备”的申请号为201680031983.2的专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及摄像元件、驱动方法和电子设备，且特别地，涉及能够以较低噪声摄取更清晰图像的摄像元件、驱动方法和电子设备。

技术介绍

[0003]常规地，在诸如数码照相机或数码摄像机等包括摄像功能的电子设备，例如，使用诸如电子耦合器件(CCD：Charge Coupled Device)和互补金属氧化物半导体(CMOS：Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器等固体摄像元件。固体摄像元件具有这样的像素：在该像素中，组合有用于执行光电转换的光电二极管(PD：photodiode)和多个晶体管，并且图像是基于从布置在图像表面上的多个像素输出的像素信号而被构建的，所述图像表面上形成有被摄体的图像。
[0004]例如，在专利文献1公开的摄像元件中，能够通过在硅化物形成过程中形成连接浮动扩散部和放大晶体管的栅极电极的配线而在窄区域中执行配线布置，以便扩大PD的数值孔径。
[0005]此外，专利文献2公开的摄像元件能够通过在光电二极管上设置用于将电容添加至电荷电压转换部的电荷累积部以便与光电二极管中的来自被摄体的光不能进入的区域重叠来提高图像的图像质量。
[0006]引用文献列表
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：JP 2006
‑
186187A
[0009]专利文献2：JP 2014
‑
112580A

技术实现思路

[0010]本专利技术要解决的技术问题
[0011]顺便提及地，近年来，需要进一步增强摄像元件的功能，且例如，需要即使在低照度环境中(例如，在黑暗中)也能以较低噪声获得更清晰图像。
[0012]本专利技术是鉴于上述情况而被做出的，且本专利技术能够以较低噪声摄取更清晰图像。
[0013]技术问题的解决方案
[0014]根据本专利技术的第一方面的摄像元件包括像素，所述像素包括：光电转换部，其被配置成通过光电转换将入射光转换为电荷且累积所述电荷；电荷传输单元，其被配置成传输在所述光电转换部中产生的所述电荷；扩散层，所述电荷通过所述电荷传输单元被传输至所述扩散层，且所述扩散层具有预定存储电容；转换单元，其被配置成将传输至所述扩散层的所述电荷转换为像素信号；以及连接配线，其被配置成连接所述扩散层和所述转换单元。
所述连接配线通过接触配线而被连接至所述扩散层和所述转换单元，所述接触配线相对于半导体基板沿垂直方向延伸，所述扩散层被形成在所述半导体基板上，并且所述连接配线被形成得比设置在所述像素中的其他配线更接近所述半导体基板。
[0015]根据本专利技术的第一方面的驱动方法是摄像元件驱动方法，所述摄像元件包括像素，所述像素包括：光电转换部，其被配置成通过光电转换将入射光转换为电荷且累积所述电荷；电荷传输单元，其被配置成传输在所述光电转换部中产生的所述电荷；扩散层，所述电荷通过所述电荷传输单元被传输至所述扩散层，且所述扩散层具有预定存储电容；转换单元，其被配置成将传输至所述扩散层的所述电荷转换为像素信号；连接配线，其被配置成连接所述扩散层和所述转换单元；以及切换单元，其被配置成切换用于累积被所述转换单元转换为所述像素信号的所述电荷的存储电容，所述连接配线通过接触配线而被连接至所述扩散层和所述转换单元，所述接触配线相对于半导体基板沿垂直方向延伸，所述扩散层被形成在所述半导体基板上，并且所述连接配线被形成得比设置在所述像素中的其他配线更接近所述半导体基板，所述驱动方法包括：通过使用所述切换单元将所述存储电容切换至大电容而将所述转换单元的转换效率设定为低转换率且执行所述像素信号的读出；和通过使用所述切换单元将所述存储电容切换至小电容而将所述转换单元的所述转换效率设定为高转换率且执行所述像素信号的读出。
[0016]根据本专利技术的第一方面的电子设备包括摄像元件，所述摄像元件包括像素，所述像素包括：光电转换部，其被配置成通过光电转换将入射光转换为电荷且累积所述电荷；电荷传输单元，其被配置成传输在所述光电转换部中产生的所述电荷；扩散层，所述电荷通过所述电荷传输单元被传输至所述扩散层，且所述扩散层具有预定存储电容；转换单元，其被配置成将传输至所述扩散层的所述电荷转换为像素信号；以及连接配线，其被配置成连接所述扩散层和所述转换单元。所述连接配线通过接触配线而被连接至所述扩散层和所述转换单元，所述接触配线相对于半导体基板沿垂直方向延伸，所述扩散层被形成在所述半导体基板上，并且所述连接配线被形成得比设置在所述像素中的其他配线更接近所述半导体基板。
[0017]根据本专利技术的第一方面，包括像素，所述像素包括：光电转换部，其被配置成通过光电转换将入射光转换为电荷且累积所述电荷；电荷传输单元，其被配置成传输在所述光电转换部中产生的所述电荷；扩散层，所述电荷通过所述电荷传输单元被传输至所述扩散层，且所述扩散层具有预定存储电容；转换单元，其被配置成将传输至所述扩散层的所述电荷转换为像素信号；以及连接配线，其被配置成连接所述扩散层和所述转换单元。所述连接配线通过接触配线而被连接至所述扩散层和所述转换单元，所述接触配线相对于半导体基板沿垂直方向延伸，所述扩散层被形成在所述半导体基板上，并且所述连接配线被形成得比设置在所述像素中的其他配线更接近所述半导体基板。
[0018]根据本专利技术的第二方面的摄像元件包括像素，所述像素包括：多个光电转换部，所述多个光电转换部被配置成通过光电转换将入射光转换为电荷且累积所述电荷，并且所述多个光电转换部具有彼此不同的灵敏度；电荷传输单元，其被配置成传输在所述光电转换部中产生的所述电荷；扩散层，所述电荷通过所述电荷传输单元被传输至所述扩散层，且所述扩散层具有预定存储电容；转换单元，其被配置成将传输至所述扩散层的所述电荷转换为像素信号；连接配线，其被配置成连接所述扩散层和所述转换单元；以及像素内电容，其
被配置成累积从所述多个光电转换部中的一部分光电转换部传输过来的电荷。
[0019]根据本专利技术的第二方面的驱动方法是摄像元件驱动方法，所述摄像元件包括像素，所述像素包括：多个光电转换部，所述多个光电转换部被配置成通过光电转换将入射光转换为电荷且累积所述电荷，并且所述多个光电转换部具有彼此不同的灵敏度；电荷传输单元，其被配置成传输在所述光电转换部中产生的所述电荷；扩散层，所述电荷通过所述电荷传输单元被传输至所述扩散层，且所述扩散层具有预定存储电容；转换单元，其被配置成将传输至所述扩散层的所述电荷转换为像素信号；连接配线，其被配置成连接所述扩散层和所述转换单元；以及像素内电容，其被配置成累积从所述多个光电转换部中的一部分光电转换部传输过来的电荷，所述驱动方法包括：将与在所述多个光电转换部的各者中产生的电荷对应的像素信号顺序地传输至所述扩散层，且执行所述像素信号的读出。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种摄像设备，包括：像素，所述像素包括：第一光电转换器；第一传输晶体管，连接到所述第一光电转换器；第一电容，连接到所述第一传输晶体管；复位晶体管，连接到所述第一电容；第二光电转换器；第二传输晶体管，连接到所述第二光电转换器；第二电容，连接到所述第二传输晶体管；第三传输晶体管，连接在所述第一电容和所述第二电容之间；以及放大晶体管，连接到所述第一电容，其中，所述第一光电转换器的灵敏度比所述第二光电转换器的灵敏度高，并且其中，所述第二电容配置为接收电源电压。2.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述像素还包括第三电容，所述第三电容连接到所述复位晶体管。3.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，所述像素还包括第四传输晶体管，所述第四传输晶体管连接到所述第三电容和所述第一电容。4.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，所述复位晶体管配置为对所述第一电容、所述第二电容和所述第三电容进行复位。5.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述像素还包括选择晶体管，所述选择晶体管连接到所述放大晶体管。6.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述复位晶体管配置为对所述第一电容和所述第二电容进行复位。7.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述第一光电转换器的光接收面积比所述第二光电转换器的光接收面积大。8.一种摄像设备，包括：像素，所述像素包括：第一光电转换器，第一传输晶体管，连接到所述第一光电转换器，第一电容，在平面图中，所述第一传输晶体管位于所述第一电容和所述第一光电转换器之间，复位晶体管，连接到所述第一电容，第二光电转换器，第二传输晶体管，连接到所述第二光电转换器，第三传输晶体管，连接到所述第二传输晶体管和所述复位晶体管，第二电容，所述第二电容连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳田刚志，滝沢正明，西村雄二，荒川伸一，中村雄吾，千叶洋平，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：