固体摄像元件以及摄像系统技术方案

固体摄像元件具备第一半导体、以及具有与第一半导体不同的组成且与第一半导体电连接的第二半导体。第一半导体具有通过入射光进行光电转换的光电二极管、蓄积通过光电转换产生的电荷的多个第一电荷蓄积部、以及使通过光电转换产生的电荷向多个第一电荷蓄积部中的某个移动的传送栅极。第二半导体具有能够蓄积电荷的第二电荷蓄积部、以及对第二电荷蓄积部的电位进行检测的电位检测节点。固体摄像元件还具备将第一电荷蓄积部的电位复位为规定电位的复位晶体管。的复位晶体管。的复位晶体管。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体摄像元件以及摄像系统


[0001]本专利技术涉及固体摄像元件以及摄像系统。
[0002]本申请基于2020年3月25日向日本提交的特愿2020
‑
054149号并主张优先权，将其内容引用于此。

技术介绍

[0003]摄像元件在各种领域中被利用。其中之一为能够测距的摄像系统。
[0004]这样的摄像系统一般具备生成向被摄体照射的光的光源、以及摄像元件。摄像元件作为对来自被摄体的反射光进行摄像的摄像传感器起作用。
[0005]作为与上述摄像元件相关的课题，存在由于外部光而引起的噪声。作为降低该噪声的对策之一，正在研究使用太阳光中几乎不包含的从近红外至短波长红外的波段(优选为太阳光中几乎不包含的1350nm～1400nm程度)的光。由此，能够使包含太阳光在内的较多外部光的影响几乎成为零。
[0006]使用这种波段的光来构建能够测距的摄像系统，需要能够将该波段的光高效地进行光电转换的摄像元件，可以考虑使用具有较高吸收系数的锗(Ge)等来构成。
[0007]在专利文献1中公开了在含有Ge以及硅(Si)的层上形成光电二极管的器件。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：美国专利申请公开第2017/0040362号说明书

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的课题
[0012]专利文献1所记载的器件具有形成有光电二极管的第一半导体、以及形成于硅基板的第二半导体。在第一半导体中通过光电转换而产生的电荷向第二半导体移动而进行电荷电压转换，但并没有对电荷具体如何传送进行说明，仅例示出使用了导电体布线与扩散层的公知的互联。
[0013]在摄像元件中，在光电二极管中产生的电荷有时被向多个电荷蓄积区域分配驱动。在专利文献1中还记载了传送至第二半导体的电荷被向2个电荷蓄积区域分配驱动的TOF(time of flight)方式的光传感器。
[0014]但是，在专利文献1所记载的器件中，在第一半导体与第二半导体通过例示的上述方式接合的情况下，在光电二极管与进行分配的栅极之间存在扩散层，因此实际上分配驱动有可能无法良好地进行。
[0015]鉴于上述情况，本专利技术的目的在于提供一种固体摄像元件，能够高效地利用近红外至短波长红外的波段的光，且能够良好地进行分配驱动。
[0016]用于解决课题的手段
[0017]本专利技术的第一方式的固体摄像元件具备第一半导体、以及具有与第一半导体不同
组成且与第一半导体电连接的第二半导体。
[0018]第一半导体具有通过入射光来进行光电转换的光电二极管、对通过光电转换而产生的电荷进行蓄积的多个第一电荷蓄积部、以及使通过光电转换产生的电荷向第一电荷蓄积部中的某个移动的传送控制器。
[0019]第二半导体具有能够蓄积电荷的第二电荷蓄积部、以及对第二电荷蓄积部的电位进行检测的电位探测器。
[0020]固体摄像元件进一步具备将第一电荷蓄积部的电位复位为规定电位的复位器。
[0021]本专利技术的第二方式的摄像系统具备射出具有规定的波长分布的射出光的光源部、以及第一方式的固体摄像元件。
[0022]专利技术的效果
[0023]根据本专利技术的上述方式，能够高效地利用近红外至短波长红外的波段的光，且能够良好地进行分配驱动。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的一个实施方式的固体摄像元件的示意图。
[0025]图2是该固体摄像元件的变形例的示意图。
[0026]图3是表示使用了多个该固体摄像元件的摄像元件的一个例子的图。
[0027]图4是表示使用了该固体摄像元件的摄像系统的一个例子的图。
[0028]图5是本专利技术的变形例的固体摄像元件的局部示意图。
[0029]图6是本专利技术的变形例的固体摄像元件的局部示意图。
[0030]图7是本专利技术的变形例的固体摄像元件的局部示意图。
[0031]图8是本专利技术的变形例的固体摄像元件的局部示意图。
[0032]图9是本专利技术的变形例的固体摄像元件的局部示意图。
[0033]图10是本专利技术的变形例的固体摄像元件的示意图。
[0034]图11是本专利技术的变形例的固体摄像元件的示意图。
具体实施方式
[0035]参照图1至图4对本专利技术的一个实施方式进行说明。
[0036]图1是表示本实施方式的固体摄像元件1的构成的示意图。固体摄像元件1通过第一半导体10与第二半导体30电连接而构成。第一半导体10与第二半导体30的构成元素的组成不同，且具有相互不同的晶格常数。
[0037]第一半导体10构成为，具有公知的光电二极管(PD、Photodiode)11，对入射的光进行光电转换，并能够蓄积信号电荷。根据第一半导体10的杂质浓度等，也能够省略光电二极管11。在该情况下，在第一半导体10中光电二极管11所占的几何学区域具有光电转换的功能。
[0038]第一半导体10构成为，至少在光电二极管11的部分中，含有较多对近红外至短波长红外的波段、特别是1350nm～1400nm程度的波段的光的吸收特性优异的元素或者化合物。作为这种物质，典型的是Ge，此外还能够例示GeSi(锗硅)等锗化合物、GaSb(锑化镓)等。以下，将这些物质通称为“Ge等”。
[0039]第一半导体10的物理构造无特别限制，可以是整体由Ge单体或者Ge等混晶形成的均匀组成，也可以具有Ge等与硅等其他物质交替地层叠的构成。
[0040]以下，以第一半导体10为P型的情况为前提进行说明，但在第一半导体10为N型的情况下能够进行同样的说明。另外，在半导体为P型的情况下，在图中有时附加“p”。同样，在为N型的情况下有时附加“n”，在为p+型半导体区域的情况下有时附加“p+”，在为n+型半导体区域的情况下有时附加“n+”。
[0041]第一半导体10具有多个第一电荷蓄积部12。本实施方式的第一电荷蓄积部12例如是n+型半导体区域。在第一半导体10设置有包括第一电荷蓄积部12A和第一电荷蓄积部12B的2个第一电荷蓄积部12。在光电二极管11与各个第一电荷蓄积部12之间设置有传送栅极(传送控制器)13。传送栅极(传送控制器)13使通过光电二极管的光电转换而产生的电荷向多个第一电荷蓄积部12中的某个移动。传送栅极13的构造为公知，例如是MOS(Metal Oxide Semiconductor)构造。
[0042]第二半导体30是主要进行信号处理的半导体，例如由硅形成。第二半导体30通过经由了扩散层的互联而与第一半导体10电连接。
[0043]第二半导体30具有第二电荷蓄积部33、复位晶体管(复位器)35的漏极32、电位检测节点31(电位探测器)、复位晶体管(复位器)35的复位栅极34。各第二电荷蓄积部33与未图示的读出电路连接。电位检测节点31(电位探测器)检测第二电荷蓄积部33的电位。复位晶体管(复位器)35的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种固体摄像元件，具备：第一半导体；以及第二半导体，具有与上述第一半导体不同的组成，且与上述第一半导体电连接，上述第一半导体具有：光电二极管，通过入射光进行光电转换；多个第一电荷蓄积部，对通过上述光电转换产生的电荷进行蓄积；以及传送控制器，使通过上述光电转换产生的电荷向上述第一电荷蓄积部中的某个移动，上述第二半导体具有：第二电荷蓄积部，能够蓄积电荷；以及电位探测器，检测上述第二电荷蓄积部的电位，上述固体摄像元件具备将...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤浩成，
申请(专利权)人：凸版印刷株式会社，
类型：发明
国别省市：