本发明专利技术公开了一种固态摄像组件及其驱动方法，本发明专利技术提供一种像素集成密度高的CMOS图像传感器。固态摄像组件于Si衬底上形成信号线(256)，并于信号线上形成岛状半导体。岛状半导体具备有：第一半导体层(252)，连接于信号线；第二半导体层(251)，邻接于第一半导体层的上侧；栅极(253)，隔着绝缘膜连接于第二半导体层；电荷蓄积部，连接于第二半导体层，并由受光时电荷量会产生变化的第三半导体层(254)所构成；以及第四半导体层(250)，邻接于第二半导体层与所述第三半导体层的上侧。并且形成有用以连接岛状半导体上部的所述第四半导体层的像素选择线(255)。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种固态摄像组件。
技术介绍
以往已提出有一种于各像素具有放大功能，并通过扫描电路予以读出的放大型固态摄像器件，也就是CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor ;互补式金属氧化物半导体)图像传感器(imaging sensor)。于CMOS图像传感器中，在一个像素内形成有光电转换部、放大部、像素选择部、以及重置(reset)部，除了使用由光电二极管所构成的光电转换部之外，也使用三个MOS (Metal Oxide Semiconductor ;金属氧化物半导体)晶体管(例如专利文献I)。CMOS传感器蓄积由光电二极管所构成的光电转换部所产生的电荷,并通过放大部放大所蓄积的电荷，再使用像素选择部来读出放大后的电荷。图I为显示公知的CMOS图像传感器的单位像素。于图I中，符号5为光电转换用光电二极管、符号101为放大用晶体管、符号102为重置晶体管、符号103为选择晶体管、符号13为信号线、符号11为像素选择时钟线(clock line)、符号12为重置时钟线、符号14为电源线、符号114为重置用电源线。公知的CMOS图像传感器的单位像素除了光电二极管之外，也于平面具有三个MOS晶体管。也就是说，像素难以高度集成化。专利文献I :日本专利特开第2000-244818号公报。
技术实现思路
(专利技术所欲解决的问题)因此，本专利技术的目的为提供一种像素的集成密度高的CMOS图像传感器。(用于解决问题的手段)于本专利技术的一方式中，提供一种固态摄像组件，该固态摄像组件为于Si(硅)衬底上形成信号线，并于所述信号线上形成岛状半导体；所述岛状半导体具备有第一半导体层，设于所述岛状半导体下部而连接于所述信号线；第二半导体层，邻接于所述第一半导体层的上侧；栅极，隔着绝缘膜连接于所述第二半导体层；电荷蓄积部，连接于所述第二半导体层，并由受光时电荷量会产生变化的第三半导体层所构成；以及第四半导体层，邻接于所述第二半导体层与所述第三半导体层的上侧；并且，形成连接于所述岛状半导体上部的所述第四半导体层的像素选择线。此外，于本专利技术的优选方式中，所述第一半导体层为η+型扩散层，所述第二半导 体层为P型杂质添加区域，所述第三半导体层为η型扩散层，所述第四半导体层为P+型扩散层。所述P+型扩散层与η型扩散层具有作为光电转换用光电二极管(photo-diode)的功能；所述P+型扩散层、η型扩散层、以及P型杂质添加区域具有作为放大用晶体管的功能；所述第一半导体层的η+型扩散层、P型杂质添加区域、η型扩散层、以及栅极具有作为重置晶体管(reset transistor)的功能。此外，于本专利技术的优选方式中，所述第二半导体层的一部分为圆柱形状；所述栅极隔着所述绝缘膜包围所述第二半导体层一部分的外周。所述第二半导体层的另一部分为圆柱形状；所述第三半导体层包围所述第二半导 体层的所述另一部分的外周。此外，于本专利技术的优选方式中，提供一种将所述固态摄像组件于衬底配置有η行(row)m列(column) (n、m为I以上)的固态摄像组件阵列。本专利技术的另一方式为固态摄像组件的驱动方法于所述像素选择线施加第一驱动电压，于所述信号线施加第二驱动电压，于所述栅极施加第三驱动电压，借此进行所述电荷蓄积部的重置。于所述像素选择线施加所述第一驱动电压，于所述栅极施加所述第一驱动电压，于所述信号线施加所述第一驱动电压，借此进行受光并使蓄积于所述电荷蓄积部的电荷量产生变化。于所述像素选择线施加所述第二驱动电压，于所述栅极施加所述第一驱动电压，对所述信号线施加所述第一驱动电压，借此放大蓄积于所述电荷蓄积部的电荷，并使读出电流流通以进行读出。于本专利技术的优选方式中，所述第一驱动电压为0V，所述第二驱动电压为IV，所述第三驱动电压为I. 5V。(专利技术效果)本专利技术提供一种固态摄像组件，该固态摄像组件于Si衬底上形成信号线，于所述信号线上形成岛状半导体；所述岛状半导体具备有第一半导体层，设于所述岛状半导体下部而连接于所述信号线；第二半导体层，邻接于所述第一半导体层的上侧；栅极，隔着绝缘膜连接于所述第二半导体层；电荷蓄积部，连接于所述第二半导体层，并由受光时电荷量会产生变化的第三半导体层所构成；以及第四半导体层，邻接于所述第二半导体层与所述第三半导体层的上侧；并且，形成连接所述岛状半导体上部的所述第四半导体层的像素选择线。所述第三半导体层与所述第四半导体层具有作为光电转换用光电二极管的功能；所述第二半导体层、所述第三半导体层、以及所述第四半导体层具有放大用晶体管的功能；所述第一半导体层、所述第二半导体层、所述第三半导体层、以及所述栅极具有作为重置晶体管的功能。借此，由于能以4F2(F为最小加工尺寸)面积来实现光电转换部、放大部、像素选择部、以及重置部(也就是CMOS图像传感器的单位像素)，故可成为像素的集成密度高的CMOS图像传感器。附图说明图I为公知的CMOS图像传感器的单位像素。图2为本专利技术的第一实施例的一个固态摄像组件的侧视图。图3(a)为图2的Xl-Xl'的剖面图。图3(b)为图3(a)的等效电路图。图4(a)为图2的Yl-Yl'的剖面图。图4(b)为图4(a)的等效电路图。图5为将本专利技术的固态摄像组件配置成二行三列的固态摄像组件阵列的侧视图。图6为图5的俯视图。图7为图6的X2-X2'的剖面图。 图8为图6的X3-X3'的剖面图。图9为图6的Y2-Y2'的剖面图。图10为本专利技术的固态摄像组件的等效电路。图11为本专利技术的固态摄像组件的驱动方法。图12为本专利技术的固态摄像组件的驱动方法。图13(a)及(b)为本专利技术的固态摄像组件的驱动方法。图14(a)为用以显示本专利技术的CMOS图像传感器的实施例的X2-X2'的剖面的步骤图；图14(b)为Y2-Y2'剖面的步骤图。图15(a)为用以显示本专利技术的CMOS图像传感器的实施例的X2-X2'的剖面的步骤图；图15(b)为Y2-Y2'剖面的步骤图。图16(a)为用以显示本专利技术的CMOS图像传感器的实施例的X2-X2'的剖面的步骤图；图16(b)为Y2-Y2'剖面的步骤图。图17(a)为用以显示本专利技术的CMOS图像传感器的实施例的X2-X2'的剖面的步骤图；图17(b)为Y2-Y2'剖面的步骤图。图18(a)为用以显示本专利技术的CMOS图像传感器的实施例的X2-X2'的剖面的步骤图；图18(b)为Y2-Y2'剖面的步骤图。图19(a)为用以显示本专利技术的CMOS图像传感器的实施例的X2-X2'的剖面的步骤图；图19(b)为Y2-Y2'剖面的步骤图。图20(a)为用以显示本专利技术的CMOS图像传感器的实施例的X2-X2'的剖面的步骤图；图20(b)为Y2-Y2'剖面的步骤图。图21(a)为用以显示本专利技术的CMOS图像传感器的实施例的X2-X2'的剖面的步骤图；图21(b)为Y2-Y2'剖面的步骤图。图22(a)为用以显示本专利技术的CMOS图像传感器的实施例的X2-X2'的剖面的步骤图；图22(b)为Y2-Y2'剖面的步骤图。图23(a)为用以显示本专利技术的CMOS图像传感器的实施例的X2-X2'的剖面的步骤图；图23(b)为Y2-Y2'剖面的步骤图。图24(a)为用以显示本专利技术的CMOS图像传本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固态摄像组件，其特征在于，具备：放大用晶体管，由接合晶体管所构成，其栅极与源极作为光电转换用光电二极管而发挥功能，所述栅极作为电荷蓄积部而发挥功能，且用以放大所述电荷蓄积部的电荷；重置晶体管，由MOS晶体管所构成，其源极连接至所述放大用晶体管的栅极，且用以重置所述电荷蓄积部；二极管，阳极连接至所述放大用晶体管的漏极，阴极连接至所述重置晶体管的漏极；像素选择线，连接至所述放大用晶体管的源极；以及信号线，连接至所述重置晶体管的漏极及所述二极管的阴极。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：舛冈富士雄，中村广记，
申请(专利权)人：新加坡优尼山帝斯电子私人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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