固体摄像装置制造方法及图纸

现有的ＣＭＯＳ传感器，由于逐行依次进行读出，因此感知运动的被摄物时，以与光电转换的时序的关系取入的被摄物会失真。形成在像素覆盖区域（２０２）上的全像素，通过形成在驱动等控制电路区域（２０１）上的驱动等控制电路，进行全帧快门控制动作。由此，可分离曝光处理和读出处理，可进行几乎无失真的动画和静态画的摄像。此外，驱动等控制电路区域（２０１）的ｎ阱（１１１）和像素覆盖区域（２０２）的ｎ↑［－］阱（１１２）分离，因此ｎ阱（１１１）的电位的变动不会直接传到像素覆盖区域（２０２），由寄生电容引起电容耦合，对像素覆盖区域（２０２）的影响减小。在进行光电转换时，阱浓度低的一侧光电转换效率提高，因此阱浓度设定为ｎ↑［－］阱（１１２）侧低于ｎ阱（１１１）。

【技术实现步骤摘要】
固体摄像装置
本专利技术涉及固体摄像装置，特别是全帧快门(global shutter)型的CMOS传感器。
技术介绍
作为现有的固体摄像装置的一例，周知的是卷帘式快门型CMOS传感器(例如，参照专利文献1)。图9表示该现有固体摄像装置的一例的等效电路图。为了简单，该图所示的固体摄像装置的CMOS传感器，将单位像素1配置成横向2像素、纵向2像素的2×2像素。单位像素1由以下几部分构成：对被摄物进行光电转换的光电二极管(PD)2、信号电荷的放大用MOS型场效应晶体管(以下称为MOSFET)3、电荷传输用MOSFET 4、复位用MOSFET 5、以及选择用MOSFET 7，电源线6与MOSFET 3、5的漏极连接，放大用MOSFET 3的源极与选择用MOSFET 7的漏极连接。放大用MOSFET 3的栅电极称为浮置扩散(FD)，光电二极管2的电荷经由电荷传输用MOSFET 4的漏极-源极传输至放大用MOSFET3的栅电极(FD)。并且，放大用MOSFET 3的栅电极(FD)的电位，被复位用MOSFET 5复位。选择用MOSFET 7变成接通状态时，经由选择用MOSFET 7的漏极/源极将放大用MOSFET 3的源极与像素输出线8导通。像素输出用8与恒定电流供给用MOSFET 9的漏极连接。恒定电流供给用MOSFET9，作为放大用MOSFET 3的源极输出电路的负载而发挥作用。恒定电流供给用MOSFET 9，由栅极电位供给线13的栅极电位进行控制。-->并且，复位用控制线10、电荷传输用控制线11、以及像素选择用控制线12，分别与复位用MOSFET 5、电荷传输用MOSFET 4、以及选择用MOSFET 7的各栅电极连接，其电位分别从脉冲供给端子15、14、16经由MOSFET 19、20、21的漏极/源极而供给。垂直移位寄存器17是为了按行顺序扫描而选择2×2像素的行的电路，其垂直移位寄存器输出线18-1、18-2，与各行的MOSFET 19、20、21的栅电极连接，决定向脉冲供给端子15、14、16的端子供给的脉冲控制哪一行的像素。此外，读出块22由以下几部分构成：保持复位信号输出的电容23、保持光信号输出的电容24、选择在哪个电容保持的开关用MOSFET25及26、以及与水平输出线27、28连接的开关用MOSFET 29、30。开关用MOSFET 25、26由从端子37、38向其栅电极供给的脉冲来进行开关控制。水平移位寄存器34，利用向与开关用MOSFET 29、30的栅连接的水平移位寄存器输出线35-1、35-2输出的电位，决定在2×2像素中将哪一列的像素的保持信号向水平输出线27、28输出。并且，从端子33供给用于将水平输出线27、28复位的电位，复位的时序利用从端子36供给的脉冲对开关用MOSFET 31、32进行开关控制。水平输出线27、28与差动放大器39的输入端子连接。差动放大器39取复位信号输出和光信号输出的差，从放大器输出端子40向传感器输出该差信号。接下来，一并参照图10的时序图，对图9所示现有CMOS传感器的动作进行说明。此外，设图9中的所有MOSFET设为N型，从而，MOSFET在其栅极电位是高电平(High)时为接通、是低电平(Low)时为断开。首先，图10(D)所示，垂直移位寄存器输出线18-1的电位在时-->刻t1变成High，由此第1行的像素1被选择。接着，如图10(C)所示，脉冲供给端子16的输入脉冲在时刻t2(＞t1)变成High，由此第1行的像素1的选择用MOSFET 7变成接通状态，因此第1行的像素1的放大用MOSFET 3的源极经由选择用MOSFET 7的漏极/源极和像素输出线8，与恒定电流供给用MOSFET 9连接，从而形成源极输出电路。在此状态下，如图10(B)所示，最初向脉冲供给端子15供给一定时间High脉冲，经由第1行的像素1的复位用MOSFET 5的漏极/源极，放大用MOSFET 3的栅电极(FD)被复位。在此后的时刻t3(＞t2)，如图10(I)所示，脉冲供给端子37的输入脉冲变成High，开关用MOSFET 25设为接通状态，在电容23保持从第1行的像素1的源极输出电路输出的复位信号输出。接下来，如图10(A)所示，在时刻t4(＞t3)向脉冲供给端子14施加High脉冲时，第1行的像素1内的电荷传输用MOSFET 4接通，第1行的像素1内的光电二极管2中积存的电荷经由电荷传输用MOSFET 4的漏极/源极被传输到放大用MOSFET 3的栅电极(FD)。此后的时刻t5(＞t4)，如图10(J)所示，向脉冲供给端子38施加High脉冲时，在电容24保持从第1行的像素1的源极输出电路输出的光信号输出。接下来，如图10(C)所示，在时刻t6(＞t5)脉冲供给端子16的输入脉冲变成Low，因此第1行的像素1内选择用MOSFET7变成断开，来自第1行的像素1的输出停止。如图10(H)所示，端子36的输入信号在此期间变成High，水平输出线27、28变成复位状态。但是，在上述时刻t6，如图10(H)所示，端子36的输入信号变成Low，在该状态下向水平移位寄存器输出线35-1施加图10(F)所示High脉冲时，第1列的开关用MOSFET 29、30分别变成接通，因此第1列的电容23、24的各信号经由第1列的开关用MOSFET 29、30，分别向水平输出线27、28输出从而被供给到差动放大器39。差动放大器39取第1列的电容23、24的各信号、即复-->位信号输入和光信号输入的差，将除去了由放大用MOSFET 3的阈值偏差引起的噪声的光信号通过输入端子40输入。接下来，在图10(H)所示时刻t7(＞t6)，向端子36施加High脉冲时，水平输出线27、28再次被复位，此后如图10(G)所示，在时刻t8(＞t7)，水平移位寄存器输出线35-2被施加High脉冲，第2列的开关用MOSFET 29、30分别接通，因此第2列的电容23、24的各信号经由第2列的开关用MOSFET 29、30分别向水平输出线27、28输出从而被供给到差动放大器39，第2列的信号与第1列同样地从差动放大器39输入到输入端子40。此后，在图10(D)所示时刻t9(＞t8)，垂直移位寄存器输出线18-1的电位变成Low，第1行的处理结束。接下来在时刻t10(＞t9)，如图10(E)所示，垂直移位寄存器输出线18-2的电位变成High，以后进行与第1行相同的处理，全像素的读出结束。从而，在该CMOS传感器的情况下，第1行和第2行由光电二极管2进行光电转换的时序不同。这种摄像方式称为卷帘式快门或焦面快门。专利文献1：特开2003-17677号公报然而，如图9所示构成的现有的卷帘式快门型CMOS传感器，由于是逐行依次读出，因此在读出结束之前电荷积存在图9的光电二极管2中。从而，使用逐行光电转换的时序不同的卷帘式快门型CMOS传感器时，感知运动的被摄物时，以与光电转换的时序的关系取入的被摄物会失真。为了避免上述问题，例如，在卷帘式快门型CMOS传感器的光入射面前方，设置机械快门，对应其打开期间进行全行的1帧期间的曝光，在其关闭期间进行各1线逐个依次读出，由此可以分离曝光处理-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体摄像装置，由电荷传输单元将在光电转换区域被光电转换并积存的电荷传输到信号输出用晶体管，上述信号输出用晶体管将被输入的电荷量作为电位的变化而输出，该固体摄像装置的特征在于，在第１导电型的基板的表面上分别形成第２导电型的第１阱和第２阱，在杂质浓度低于上述第２阱的上述第１阱内形成像素覆盖区域，该像素覆盖区域至少包括第１导电型的上述光电转换区域和上述信号输出用晶体管的第２导电型的源极区域及漏极区域，在杂质浓度高于上述第１阱的上述第２阱内形成ＭＯＳ型的电路。

【技术特征摘要】
JP 2005-11-15 2005-3306711.一种固体摄像装置，由电荷传输单元将在光电转换区域被光电转换并积存的电荷传输到信号输出用晶体管，上述信号输出用晶体管将被输入的电荷量作为电位的变化而输出，该固体摄像装置的特征在于，在第1导电型的基板的表面上分别形成第2导电型的第1阱和第2阱，在杂质浓度低于上述第2阱的上述第1阱内形成像素覆盖区域，该像素覆盖区域至少包括第1导电型的上述光电转换区域和上述信号输出用晶体管的第2导电型的源极区域及漏极区域，在杂质浓度高于上述第1阱的上述第2阱内形成MOS型的电路。2.如权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，上述电路是以下电路中的至少1个：电位控制电路，使上述电荷传输单元及上述信号输出用晶体管动作CDS电路，对从上述信号输出用晶体管输出的信号进行相关双采样；放大器，对从上述CDS电路输出的信号进行放大；AD转换器，将从上述放大器输出的信号转换成数字信号；以及信号处理电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：舟木正纪，清水健，
申请(专利权)人：日本胜利株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]