固体摄象装置制造方法及图纸

一种固体摄象装置，在将浮动扩散（ＦＤ）型放大器内藏于像素中的ＭＯＳ型传感器中，削减脉冲配线数，据此来提高开口率。因此，使用共用的栅极线，向第１像素的读出晶体管供给读出脉冲，向在列方向上与此相邻的第２像素的复位晶体管供给复位脉冲，将连接第２像素复位时的第１像素的漏极区域（用于通过复位晶体管向ＦＤ部供给脉冲电压的区域）的漏极线的ＬＯＷ电平电位，设定为比第１像素的光电二极管的电位深度更高的电位，并且，将把ＬＯＷ电平电压供给到第１像素的复位晶体管的栅极中时的该栅极下的电位，设定为比所述漏极线的ＬＯＷ电平电位更高的电位。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于数字照相机等中的MOS型的固体摄象装置。在PD1中进行光电变换的信号电荷通过读出晶体管2被读出到用于储存信号电荷的存储区域即FD部。由读出到该FD部的电荷量来决定FD部的电位，并改变检测晶体管4的栅极电压，选择地址晶体管5，以此作为条件将信号电压取出到信号线6中。根据附图说明图17的现有技术，各单位像素具有纵向的2条配线(信号线6和漏极线7)；横向的3条配线(读出栅极线8、复位栅极线9和地址栅极线10)；4个晶体管(读出晶体管2、复位晶体管3、检测晶体管4和地址晶体管5)。可是，在像素微细化发展的情况下，为了提高各像素的开口率，必须削减配线总数。根据特开平10-93070号公报所公开的技术，可以采用兼作读出和复位的栅极线。而且，使用共用的栅极线供给某像素(第1像素)的读出脉冲和在列方向与此相邻的像素(第2像素)的复位脉冲，并使读出晶体管的阈值电压比复位晶体管的阈值电压高，将3个脉冲值提供给兼作读出和复位的栅极线。为了达到该目的，构成本专利技术的第1固体摄象装置，使用共用的栅极线供给提供给第1像素的读出晶体管的读出脉冲，提供给在列方向上与此相邻的第2像素的复位晶体管的复位脉冲，并将第2像素复位时的第1像素的漏极区域(用于通过复位晶体管向FD部供给脉冲电压的区域)的LOW电平电位设定为比第1像素的PD的电位深度更高的电位。通过该结构，在第2像素复位时，即使将脉冲提供给第1像素的读出晶体管，也可以防止第1像素中的从FD部向PD的电荷逆流。并且，构成本专利技术的第2固体摄象装置，以便使用共用的栅极线向第1像素的读出晶体管中供给读出脉冲，向在列方向上与此相邻的第2像素的复位晶体管中供给复位脉冲，在第2像素复位时，将第1像素的漏极区域(用于通过复位晶体管向FD部供给脉冲电压的区域)的LOW电平电位设定为比第1像素的PD的电位深度低的电位。通过该结构，在第2像素复位时，如果将脉冲供给到第1像素的读出晶体管中，能够发挥用于余象对策的所谓‘引发效果’。在所述第1或第2固体摄象装置中，如果将把LOW电平电压提供给第1像素的复位晶体管的栅极时的该栅极下的电位设定为比所述第1像素的漏极区域的LOW电平电位更高的电位，就可以达到各种效果。并且，构成本专利技术的第3固体摄象装置，以便使用共用的栅极线向第1像素的读出晶体管中供给读出脉冲，向在列方向上与此相邻的第2像素的复位晶体管中供给复位脉冲，并且，进行设定，使得供给到各像素的读出晶体管的栅极中的LOW电平电压变成比供给到该像素的复位晶体管中的LOW电平电压低的电压，通过该结构，可以防止电荷充满FD部时向PD部的逆流。并且，构成本专利技术的第4固体摄象装置，以便使用共用的栅极线向第1像素的读出晶体管中供给读出脉冲，向在列方向上与此相邻的第2像素的复位晶体管中供给复位脉冲，在第2像素复位时，将第1像素的漏极区域(用于通过复位晶体管向FD部供给脉冲电压的区域)的电位设定为HIGH电平电位，在第2像素中由光电变换得到的信号电荷通过读出晶体管被读出到储存区域中并且检测晶体管进行工作时，将第1像素的漏极区域的电位设定为LOW电平电位，并且，在将LOW电平电压供给到第1像素的复位晶体管的栅极中时，将该栅极下的电位设定为比第1像素的PD的电位深度高的电位。通过该结构，在第2像素复位时，即使将脉冲供给到第1像素的读出晶体管中，也可以防止第1像素中的从FD部向PD部的电荷逆流。而且，因为第2像素读出时的第1像素的漏极区域的电位是LOW电平电位，所以可以确保第1像素中的检测晶体管的断开状态。并且，本专利技术的第5固体摄象装置将多个放大型单位像素的漏极区域(用于通过复位晶体管向FD部供给脉冲电压的区域)与兼作遮光膜的单一漏极层连接在一起。通过该结构可以削减每一个像素的漏极线。图1是表示本专利技术的固体摄象装置的放大型单位像素的结构示例图。图2是表示垂直移位寄存器的结构示例的电路图。图3是表示用于驱动图1的放大型单位像素的驱动电路的结构示例的方框图。图4是用于说明图3的驱动电路动作脉冲波形图。图5A是表示图1的放大型单位像素中的各电位的相对位置的图，图5B~图5G是伴随图3的驱动电路的动作的同一像素的电位图。图6是表示图4的动作变形例的脉冲波形图。图7A～图7G是表示对应图6的、图5A～图5G的变形例的图。图8是表示用于驱动图1的放大型单位像素的驱动电路的其他构成例的框图。图9是用于说明图8的驱动电路动作的脉冲波形图。图10A是表示图1的放大型单位像素中的各电位的相对位置的图；图10B～图10G是伴随图8的驱动电路动作的同一像素的电位图。图11是表示图3及图8的驱动电路的具体构成例的电路图。图12是用于说明图11的电路动作的脉冲波形图。图13是表示图1的放大型单位像素的配线设计例的俯视图。图14是表示图1的放大型单位像素的其他配线设计例的俯视图。图15是表示本专利技术的其他固体摄象装置的构成例的剖视图。图16是表示图3的构成的构成例的框图。图17是表示现有固体摄象装置的一例的框图。图1表示本专利技术的固体摄象装置的放大型单位像素的结构示例。在图1中，1是光电二极管(PD)，2是读出晶体管，FD是浮动扩散部，3是复位晶体管，4是检测晶体管，6是信号线，7是漏极线(VDD)，15是放大型单位像素，16是兼作读出和复位的栅极线，17是连接FD部和检测晶体管4的栅极的FD配线。假设兼作读出和复位的栅极线16为整数N时，第N行的像素的读出晶体管2的栅极和第(N+1)行的像素的复位晶体管3的栅极连接在一起。检测晶体管4与每一列都不同的信号线6连接在一起。并且，将每一行都不同的VDD电源脉冲供给到横向的漏极线7中。根据图1，各单位像素15的结构被削减为纵向的1条配线(信号线6)；横向的2条配线(漏极线7、兼作读出和复位的栅极线16)；3个晶体管(读出晶体管2、复位晶体管3和检测晶体管4)。图2表示垂直移位寄存器12的结构示例。Vin、T1和T2是从定时发生电路11供给的定时脉冲。在移位寄存器的各段中设置有电容器18，Sin1、Sin2和Sin3是移位寄存器各段的输出。图3表示用于驱动图1的放大型单位像素15的驱动电路的结构示例。在图3中，20是垂直移位寄存器12的第N段，21是垂直移位寄存器12的第(N+1)段，22是电荷读出脉冲发生电路，23是复位脉冲发生电路，24是OR电路，25是VDD横配线电源电路。电荷读出脉冲发生电路22是用于发生垂直移位寄存器12的第N段输出SinN和以前的读出脉冲之间的AND信号的电路。复位脉冲发生电路23是用于发生垂直移位寄存器12的第(N+1)段输出Sin(N+1)和以前的复位脉冲之间的AND信号的电路。OR电路24是用于向栅极线16供给电荷读出脉冲发生电路22的输出和复位脉冲发生电路23之间的OR信号的电路。VDD横配线电源电路25是用于向漏极线7供给垂直移位寄存器12的第N段输出SinN和以前的电源脉冲之间的AND信号的电路。图4是用于说明图3的驱动电路动作脉冲波形图。图4中的‘FD2的电位’表示图1的放大型单位像素(第1像素)15中的FD部的电位。并且，图5A是表示第1像素中的各电位的相对位置的图，图5B~图5G是伴随图3的驱动电路的动作的同一像素的电位图。图5B~图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体摄象装置，将具有用于对各种入射光进行光电变换的光电变换区域、用于读出用所述光电变换得到的信号电荷的读出晶体管、用于储存所述读出的信号电荷的储存区域、用于通过将所述储存区域的电位施加在栅极上来检测所述读出的信号电荷的检测晶体管、用于对所述储存区域的信号电荷进行复位的复位晶体管、以及用于通过所述复位晶体管向所述储存区域供给脉冲电压的漏极区域的多个放大型单位像素，以二维形状排列在半导体衬底上，其特征在于：其构成为：使用共用的栅极线，向所述多个放大型单位像素中的第１像素的 读出晶体管供给读出脉冲，向在列方向上与所述第１像素相邻的第２像素的复位晶体管供给复位脉冲；将所述第２像素复位时的所述第１像素的漏极区域的ＬＯＷ电平电位设定为比所述第１像素的光电变换区域的电位深度更高的电位。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山口琢己，菰渕宽仁，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]