固态成像装置制造方法及图纸

固态成像装置相邻配置有全局快门共用像素的2

【技术实现步骤摘要】
固态成像装置


[0001]本专利技术的一方式涉及进行与运动图像对应的全局快门动作的固态成像装置。

技术介绍

[0002]以往，开发了各种使用全局快门像素的固态成像装置。作为与此相关的技术，有在国际公开第2018/173793号中公开的专利技术。
[0003]国际公开第2018/173793号涉及一种斜向排列的多个像素中共用FD(浮动扩散)等元件的情况下使用的固态成像元件。固态成像元件具备：像素阵列，其在倾斜方向上排列有共用像素组，该共用像素组由至少共用FD的多个像素构成；以及垂直信号线，其避开构成共用像素组的各像素的光电转换部而锯齿状地布线，垂直信号线配置为在与共用像素组的连接部处与其他垂直信号线接近。

技术实现思路

本专利技术所要解决的技术问题
[0004]在国际公开第2018/173793号所公开的固态成像元件中，通过使两像素共用的共用像素组向倾斜方向倾斜并且在水平和垂直这两个方向上错开1/2像素间距地配置，使分辨率提高。进而，通过使相邻的两根信号输出线的配置交叉，实现对称性良好、不损害灵敏度特性的像素配置。
[0005]然而，由于共用像素组成为倾斜方向，因此存在读取行数变多、帧率变低等的问题。
[0006]本专利技术的一方式的目的在于削减读取行数，能够实现高帧率的固态成像装置。用于解决技术问题的技术方案
[0007]为了解决上述问题，本专利技术的一方式的固态成像装置配置有多个2
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2像素单元，所述2
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2像素单元中相邻地配置有全局快门共用像素，相邻的所述2
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2像素单元在列方向上以2个像素周期、在行方向上以1个像素周期来配置多个，在所述2
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2像素单元中，第一全局快门共用像素和第二全局快门共用像素在行方向及列方向上分别错开1/2像素间距地相邻配置，其中，所述第二全局快门共用像素是将与所述第一全局快门共用像素相同的布局在列方向上反转配置的，所述第一全局快门共用像素和所述第二全局快门共用像素各自在列方向上相对配置一对单位像素，并且所述第一全局快门共用像素和所述第二全局快门共用像素共用有：浮动扩散部，其储存电荷；信号电荷检测部，根据储存于所述浮动扩散部的电荷生成像素信号；以及信号电荷复位部，排放储存于所述浮动扩散部的电荷，所述一对单位像素分别包括：光电二极管部，对光信号进行光电转换并储存电荷；第一电荷传输部，传输储存在所述光电二极管部中的电荷；电荷保存部，保存由所述第一电荷传输部传输的电荷；以及第二电荷传输部，将在所述电荷保存部中保存的电荷传输到所述浮动扩散部。有益效果
[0008]根据本专利技术的一方式，能够提供削减读取行数，实现高帧率的固态成像装置。
附图说明
[0009]图1是本专利技术的实施方式所涉及的固态成像装置的单位像素的平面布局图。图2是本专利技术的实施方式涉及的固态成像装置的全局快门共用像素的平面布局图。图3是示出本专利技术的实施方式所涉及的固态成像装置的全局快门共用像素的电路构成的图。图4是本专利技术的实施方式所涉及的固态成像装置的全局快门2
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2像素单元的平面布局图。图5是本专利技术的实施方式所涉及的固态成像装置的平面布局图。图6是在图5所示的本专利技术的实施方式所涉及的固态成像装置的平面布局中用粗线追加了与第二电荷传输部连接的行读取驱动布线的图。图7是在图5所示的有关本专利技术的实施方式的固态成像装置的平面布局中，用粗线追加了与行选择晶体管连接的驱动布线和与复位晶体管连接的驱动布线的图。图8是用于说明本专利技术的实施方式涉及的固态成像装置的像素信号的读取方法的图。
具体实施方式
[0010]以下，对本专利技术的一实施方式进行详细说明。此外，为了便于说明，对相同的部件赋予相同的附图标记，该些的名称以及功能也相同。因此，将不重复对其的详细说明。
[0011]<固态成像装置的单位像素的平面布局>图1是本专利技术的实施方式所涉及的固态成像装置的单位像素的平面布局图。单位像素100包括：光电二极管部PD；第一电荷传输部TRX，与光电二极管部PD相邻且被第一栅电极覆盖；电荷保存部(未图示)，与第一电荷传输部TRX在与光电二极管部PD不同的方向上相邻；以及第二电荷传输部TRG，其被与第一电荷传输部TRX不同的方向上与电荷保存部相邻的第二栅电极覆盖。
[0012]单位像素100还包括：第一导电型半导体区域的浮动扩散部FD，其在与电荷保存部不同的方向上与第二电荷传输部TRG相邻第三电荷传输部OFG，其被第三栅电极覆盖，该第三栅极电极与第一电荷传输部TRX不同的方向上与光电二极管部PD相邻；以及溢出漏极部，其在与光电二极管部PD不同的方向上与第三电荷传输部OFG相邻，并与电源电压VDD连接。
[0013]<固态成像装置的全局快门共用像素的平面布局>图2是本专利技术的实施方式所涉及的固态成像装置的全局快门共用像素的平面布局图。用粗线表示浮动扩散部FD的连接布线。如图2所示，全局快门共用像素首先通过浮动扩散部FD连接两个单位像素100
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1以及100
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2，并在列方向(图的上下方向)上相对配置。
[0014]进而，在两个单位像素100
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1和100
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2上共用信号电荷检测部以及复位晶体管(信号电荷复位部)RST构成，其中，信号电荷检测部由源极跟随晶体管SF和行选择晶体管SEL构成，栅极电极通过粗线所示的单位像素100
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2内的布线连接浮动扩散部FD与源极跟随晶体管SF；单位像素100
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2的源极部通过相同粗线所示的单位像素100
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2内的布线连接浮动扩散部FD与复位晶体管RST，其漏极部连接复位晶体管RST与电源电压VDD。另外，单位像素100
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1与100
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2的像素间距为a。
[0015]图3是表示本专利技术的实施方式涉及的固态成像装置的全局快门共用像素100
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1以及100
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2的电路构成的图。全局快门共用像素100
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1和100
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2包括第一电荷传输部TRX1和TRX2、第二电荷传输部TRG1和TRG2、溢出栅极(第三电荷传输部)OFG1和OFG2、光电二极管部PD1和PD2、电荷保存部MEMS1和MEMS2、浮动扩散部FD、复位晶体管RST、源极跟随晶体管SF以及行选择晶体管SEL。
[0016]光电二极管部PD1作为通过光电转换将入射的光转换成电荷并储存的光电转换部而发挥作用。光电二极管部PD1的阳极端子接地，阴极端子与第一电荷传输部TRX1以及溢出栅极(第三电荷传输部)OFG1连接。
[0017]第一电荷传输部TRX1由未图示的第一传输信号驱动。当第一电荷传输部TRX1导通时，存储在光电二极管部PD1中的电荷被传输到电荷保存部MEMS1。从光电二极管部PD1向电荷保存部MEMS1的电荷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固态成像装置，其特征在于，配置有多个2
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2像素单元，所述2
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2像素单元中相邻地配置有全局快门共用像素，相邻的所述2
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2像素单元在列方向上以2个像素周期、在行方向上以1个像素周期来配置多个，在所述2
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2像素单元中，第一全局快门共用像素和第二全局快门共用像素在行方向及列方向上分别错开1/2个像素间距地相邻配置，其中，所述第二全局快门共用像素是将与所述第一全局快门共用像素相同的布局在列方向上反转配置的，所述第一全局快门共用像素和所述第二全局快门共用像素各自在列方向上相对配置一对单位像素，并且所述第一全局快门共用像素和所述第二全局快门共用像素共用有：浮动扩散部，其储存电荷；信号电荷检测部，根据储存于所述浮动扩散部的电荷生成像素信号；以及信号电荷复位部，排放储存于所述浮动扩散部的电荷，所述一对单位像素分别包括：光电二极管部，对光信号进行光电转换并储存电荷；第一电荷传输部，传输储存在所述光电二极管部中的电荷；电荷保存部，保存由所述第一电荷传输部传输的电荷；以及第二电荷传输部，将在所述电荷保存部中保存的电荷传输到所述浮动扩散部。2.根据权利要求1所述的固态成像装置，其特征在于，所述第一全局快门共用像素内的上侧的单位像素的所述第二电荷传输部和所述第二全局快门共用像素内的上侧的单位像素的所述第二电荷传输部由第一行读取驱动信号驱动，所述第一全局快门共用像素的下侧的单位像素的所述第二电荷传输部和所述第二全局快门...

【专利技术属性】
技术研发人员：小西武文，
申请(专利权)人：夏普半导体创新株式会社，
类型：发明
国别省市：