專利名稱：固體攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多端口型且電荷倍增型的固體攝像裝置。
背景技術(shù)：
針對(duì)固體攝像裝置，存在下述的專利文獻(xiàn)1以及專利文獻(xiàn)2所記載的多端口型且 電荷倍增型的固體攝像裝置。這樣的固體攝像裝置具備攝像區(qū)域和多個(gè)單元。攝像區(qū)域包 含多個(gè)像素列。多個(gè)單元分別具有輸出寄存器，傳輸來(lái)自多個(gè)像素列中一個(gè)以上的對(duì)應(yīng)的 像素列的電荷；倍增寄存器，接收由該輸出寄存器傳輸?shù)碾姾刹⑸杀对龅碾姾桑灰约胺?大器，生成基于來(lái)自倍增寄存器的經(jīng)倍增的電荷的信號(hào)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2007-124675號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特許3862850號(hào)說(shuō)明書

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題電荷倍增型的固體攝像裝置的增益根據(jù)溫度而變動(dòng)。另外，針對(duì)多端口型且電荷 倍增型的固體攝像裝置，期望減小所有單元中的增益的差異。專利文獻(xiàn)2所公開的固體攝 像裝置由于能夠控制倍增寄存器的倍增率，因而可以控制各端口的增益，以減小所有端口 的增益的差異。然而，用于控制增益的電路構(gòu)成較為復(fù)雜。本發(fā)明的目的在于，提供一種固體攝像裝置，是將基于來(lái)自攝像區(qū)域的電荷的信 號(hào)從多個(gè)單元輸出的多端口型且電荷倍增型的固體攝像裝置，能夠以簡(jiǎn)單的構(gòu)成減小單元 間的增益的差異。解決問題的方法本發(fā)明的固體攝像裝置，是多端口型的固體攝像裝置，具備攝像區(qū)域和多個(gè)單元。 攝像區(qū)域包含多個(gè)像素列。多個(gè)單元是生成基于來(lái)自攝像區(qū)域的電荷的信號(hào)的單元，且按 照多個(gè)像素列排列的方向排列。多個(gè)單元分別具有輸出寄存器、倍增寄存器和放大器。輸 出寄存器傳輸來(lái)自多個(gè)像素列中一個(gè)以上的對(duì)應(yīng)的像素列的電荷。倍增寄存器接收來(lái)自輸 出寄存器的電荷并生成倍增的電荷。放大器生成基于來(lái)自倍增寄存器的經(jīng)倍增的電荷的信 號(hào)。本固體攝像裝置包含設(shè)置有多個(gè)單元的區(qū)域以及位于該區(qū)域的上述方向的兩側(cè)的第1 虛設(shè)(dummy)區(qū)域和第2虛設(shè)區(qū)域。第1虛設(shè)區(qū)域和第2虛設(shè)區(qū)域中分別設(shè)置有倍增寄存 器和放大器?，F(xiàn)有的多端口型且電荷倍增型的固體攝像裝置中，在多個(gè)單元中除了位于兩端的 單元之外的單元的兩側(cè)，存在有其它的單元，但是對(duì)于兩端的單元，僅在其一側(cè)存在一個(gè)單 元。一般而言，各單元中的增益根據(jù)該單元的溫度而大幅變動(dòng)。另外，各單元中包含放大器 和倍增寄存器之類的發(fā)熱要素。因此，現(xiàn)有的多端口型且電荷倍增型的固體攝像裝置中，會(huì) 在兩端的單元的溫度與這些單元以外的單元的溫度之間產(chǎn)生差異。因此，現(xiàn)有的多端口型 且電荷倍增型的固體攝像裝置中，難以使單元間的增益均勻化。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明的固體攝像裝置，在多個(gè)單元中位于兩端的兩個(gè)單元的附 近，設(shè)置有倍增寄存器和放大器。因此，減小了位于兩端的兩個(gè)單元的溫度與其它的單元的 溫度之間的差異。其結(jié)果，降低了單元間的增益的差異。發(fā)明的效果如以上說(shuō)明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，可提供一種固體攝像裝置，是將基于來(lái)自攝像區(qū) 域的電荷的信號(hào)從多個(gè)單元輸出的多端口型且電荷倍增型的固體攝像裝置，能夠以簡(jiǎn)單的 構(gòu)成減小單元間的增益的差異。


圖1是表示一個(gè)實(shí)施方式所涉及的固體攝像裝置的圖。圖2是以附配線的方式表示圖1所示的固體攝像裝置的圖。符號(hào)的說(shuō)明10…固體攝像裝置、12···攝像區(qū)域、14a 14cl···單元、16···電荷存儲(chǔ)區(qū)域、18···輸 出寄存器、18d…輸出寄存器(虛設(shè))、20…倍增寄存器、20d…倍增寄存器(虛設(shè))、22…放 大器、22cl···放大器(虛設(shè))、24…轉(zhuǎn)角寄存器、24d…轉(zhuǎn)角寄存器(虛設(shè))、OD…輸出漏極端 子、OG…輸出柵極端子、OS…輸出源極端子、RD…重置漏極端子、RG…重置柵極端子、Pl P3…端子、PDC…端子、PMl PM3…端子、R…區(qū)域、R1···第1虛設(shè)區(qū)域、R2…第2虛設(shè)區(qū)域。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式。而且，在各附圖中，對(duì)相同或 相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)記相同的符號(hào)。圖1是表示一個(gè)實(shí)施方式所涉及的固體攝像裝置的圖。圖1所示的固體攝像裝置 10具備攝像區(qū)域12和多個(gè)單元14a 14d。在以下的說(shuō)明中，有時(shí)將多個(gè)單元14a 14d 稱為單元14。攝像區(qū)域12是感應(yīng)入射的光而生成電荷的區(qū)域。具體而言，攝像區(qū)域12包含二 維排列的多個(gè)像素，各像素包含光電二極管。本實(shí)施方式的固體攝像裝置10除了攝像區(qū)域12之外還具備電荷存儲(chǔ)區(qū)域16。電 荷存儲(chǔ)區(qū)域16是將由攝像區(qū)域12生成的電荷在傳輸至后面敘述的輸出寄存器之前暫時(shí) 加以存儲(chǔ)的部分。具有這樣的電荷存儲(chǔ)區(qū)域16的固體攝像裝置10，被稱為幀轉(zhuǎn)移(frame transfer)CXD影像傳感器。然而，本發(fā)明的固體攝像裝置也可以為隔行(interline)C⑶影 像傳感器或者全幀轉(zhuǎn)移(full frame transfer)CCD影像傳感器。攝像區(qū)域12具有多個(gè)區(qū)域12a 12d。多個(gè)區(qū)域12a 12d并列于水平方向，且 各區(qū)域中包含多個(gè)像素列。由多個(gè)區(qū)域12a 12d生成的電荷被輸出至對(duì)應(yīng)的單元14。而 且，固體攝像裝置10的攝像區(qū)域12包含四個(gè)區(qū)域。即為4端口的固體攝像裝置，但是本發(fā) 明的固體攝像裝置的端口數(shù)并不限定于4個(gè)。多個(gè)單元14a 14d分別具有輸出寄存器18、倍增寄存器20和放大器22。本實(shí) 施方式中，多個(gè)單元14分別進(jìn)一步包含轉(zhuǎn)角寄存器24。輸出寄存器18是接收由攝像區(qū)域12的對(duì)應(yīng)的區(qū)域生成且在垂直方向上傳輸?shù)碾?荷，并在水平方向上傳輸該電荷的傳輸寄存器。轉(zhuǎn)角寄存器24與輸出寄存器18相同，是傳輸電荷的傳輸寄存器。轉(zhuǎn)角寄存器24被設(shè)置于輸出寄存器18與倍增寄存器20之間。轉(zhuǎn) 角寄存器24將由輸出寄存器18傳輸?shù)碾姾蓚鬏斨帘对黾拇嫫?0。倍增寄存器20是利用碰撞電離效應(yīng)將電荷倍增，并傳輸經(jīng)倍增的電荷的寄存器。 固體攝像裝置10中，倍增寄存器20經(jīng)由轉(zhuǎn)角寄存器24接收由輸出寄存器18傳輸?shù)碾姾桑?并將倍增的電荷輸出至放大器22。放大器22接收由倍增寄存器20倍增的電荷，進(jìn)行電荷電壓轉(zhuǎn)換，并生成對(duì)應(yīng)于該 電荷的量的信號(hào)。作為放大器22，可以使用浮動(dòng)擴(kuò)散(FD)放大器。本固體攝像裝置10包含區(qū)域R、第1虛設(shè)區(qū)域Rl和第2虛設(shè)區(qū)域R2。區(qū)域R是 設(shè)置有多個(gè)單元14a至14d的區(qū)域。第1虛設(shè)區(qū)域Rl和第2虛設(shè)區(qū)域R2存在于與輸出寄 存器18的電荷傳輸方向相同的方向(水平方向)上的區(qū)域R的兩側(cè)。固體攝像裝置10在第1虛設(shè)區(qū)域Rl和第2虛設(shè)區(qū)域R2，分別具備虛設(shè)的倍增寄 存器20d和虛設(shè)的放大器22d。虛設(shè)的倍增寄存器20d和虛設(shè)的放大器22d分別為與倍增 寄存器20和放大器22相同的要素。再者，固體攝像裝置10中，在第1虛設(shè)區(qū)域Rl和第2虛設(shè)區(qū)域R2，分別設(shè)置有虛 設(shè)的輸出寄存器18d和虛設(shè)的轉(zhuǎn)角寄存器24d。輸出寄存器18d和轉(zhuǎn)角寄存器24d為與輸 出寄存器18和轉(zhuǎn)角寄存器24相同的要素。以下，參照?qǐng)D2，說(shuō)明固體攝像裝置10的電連接關(guān)系。圖2是以附配線的方式表示 圖ι所示的固體攝像裝置10的圖。如圖2所示，固體攝像裝置10是三相驅(qū)動(dòng)型的固體攝 像裝置，具有端子Pl P3、PMl PM3以及PDC。端子Pl P3是用于向所有單元14a 14d的輸出寄存器18和轉(zhuǎn)角寄存器24輸 入三相的時(shí)鐘信號(hào)的端子。從端子Pl P3延伸的配線是與所有單元14a 14d的輸出寄 存器18和轉(zhuǎn)角寄存器24共通的配線，且被連接于所有單元14a 14d的輸出寄存器18和 轉(zhuǎn)角寄存器24。通過賦予來(lái)自端子Pl P3的三相的時(shí)鐘信號(hào)，從而輸出寄存器18和轉(zhuǎn)角 寄存器24傳輸電荷。進(jìn)而，從這些端子Pl P3延伸的配線相對(duì)于虛設(shè)的輸出寄存器18d 和虛設(shè)的轉(zhuǎn)角寄存器24d而言也是共通的配線，且被連接于該輸出寄存器18d和轉(zhuǎn)角寄存 器 24d。端子PMl PM3是用于向所有單元14a 14d的倍增寄存器20輸入三相的時(shí)鐘信 號(hào)的端子。另外，端子PDC是輸入用于在倍增寄存器20形成障壁的DC電壓的端子。從端 子PMl PM3和PDC延伸的配線是與所有單元14a 14d的倍增寄存器20共通的配線，且 被連接于所有單元14a 14d的倍增寄存器20。進(jìn)而，從這些端子PMl PM3和PDC延伸 的配線相對(duì)于虛設(shè)的倍增寄存器20d而言也是共通的配線，且被連接于該倍增寄存器20d。放大器22和22d具有重置柵極端子RG、重置漏極端子RD、輸出漏極端子OD以及 輸出源極端子OS。另外，在放大器22和22d的FD區(qū)域與倍增寄存器20的最終段之間設(shè)置 有輸出柵極端子0G。端子RG是用于對(duì)放大器22和22d的重置晶體管的柵極賦予重置脈沖的端子。通 過在端子RG賦予重置脈沖，從而將存儲(chǔ)于FD區(qū)域的電荷從連接于重置晶體管的漏極的端 子RD排出。端子RD和OD被賦予規(guī)定的電源電壓。端子OG在傳輸來(lái)自倍增寄存器的電荷 時(shí)被賦予ON信號(hào)。由此，將來(lái)自倍增寄存器的電荷送至FD區(qū)域。從端子OS輸出倍增的信 號(hào)。
本固體攝像裝置10中，放大器22和22d的同一端子被賦予同一信號(hào)，但是，為了 防止鄰接的放大器之間的串?dāng)_，可以不將配線共通化。以上說(shuō)明的固體攝像裝置10中，在位于多個(gè)單元14a 14d中的兩端的單元14a 和14d的附近的第1虛設(shè)區(qū)域Rl和第2虛設(shè)區(qū)域R2，分別設(shè)置有倍增寄存器20d和放大器 22d。而且，倍增寄存器20d和放大器22d與單元14a 14d的倍增寄存器20和放大器22 相同，也被賦予信號(hào)。由此，倍增寄存器20d和放大器22d與倍增寄存器20和放大器22同 樣地發(fā)熱。因此，減小了兩端的單元14a和14d的溫度與這些單元以外的單元14b和14c 的溫度之間的差異。因此，固體攝像裝置10中，單元14a 14d之間的增益的差異減小。而且，本發(fā)明并不限定于上述的本實(shí)施方式，也可以進(jìn)行各種變形。例如，本發(fā)明 的固體攝像裝置也可以不具有虛設(shè)的輸出寄存器和虛設(shè)的轉(zhuǎn)角寄存器。其理由為，輸出寄 存器和轉(zhuǎn)角寄存器的發(fā)熱相對(duì)于倍增寄存器和放大器而言較小。另外，本發(fā)明的固體攝像 裝置并不限定于三相驅(qū)動(dòng)型的固體攝像裝置，能夠采用例如四相驅(qū)動(dòng)等的各種驅(qū)動(dòng)方式。
權(quán)利要求
一種固體攝像裝置，其特征在于，所述固體攝像裝置是多端口型的固體攝像裝置，所述固體攝像裝置具有攝像區(qū)域，包含多個(gè)像素列；以及多個(gè)單元，生成基于來(lái)自所述攝像區(qū)域的電荷的信號(hào)，且按照所述多個(gè)像素列排列的方向排列，所述多個(gè)單元分別具有輸出寄存器，傳輸來(lái)自所述多個(gè)像素列中一個(gè)以上的對(duì)應(yīng)的像素列的電荷；倍增寄存器，接收來(lái)自所述輸出寄存器的電荷并生成倍增的電荷；以及放大器，生成基于來(lái)自所述倍增寄存器的經(jīng)倍增的電荷的信號(hào)，所述固體攝像裝置包含設(shè)置有所述多個(gè)單元的區(qū)域；以及位于該區(qū)域的所述方向上的兩側(cè)的第1虛設(shè)區(qū)域和第2虛設(shè)區(qū)域，在所述第1虛設(shè)區(qū)域和所述第2虛設(shè)區(qū)域中，分別具備倍增寄存器和放大器。
全文摘要
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的多端口型的固體攝像裝置具備攝像區(qū)域和多個(gè)單元。攝像區(qū)域包含多個(gè)像素列。多個(gè)單元按照多個(gè)像素列排列的方向排列，并生成基于來(lái)自攝像區(qū)域的電荷的信號(hào)。各單元具有輸出寄存器、倍增寄存器和放大器。輸出寄存器傳輸來(lái)自一個(gè)以上的對(duì)應(yīng)的像素列的電荷。倍增寄存器接收來(lái)自輸出寄存器的電荷并生成倍增的電荷。放大器生成基于來(lái)自倍增寄存器的經(jīng)倍增的電荷的信號(hào)。本固體攝像裝置包含設(shè)置有多個(gè)單元的區(qū)域、以及位于該區(qū)域的上述方向的兩側(cè)的第1虛設(shè)區(qū)域和第2虛設(shè)區(qū)域。在第1虛設(shè)區(qū)域和第2虛設(shè)區(qū)域分別設(shè)置有倍增寄存器和放大器。
文檔編號(hào)H01L27/148GK101960837SQ20108000114
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月30日
發(fā)明者前田堅(jiān)太郎, 村松雅治, 米田康人, 鈴木久則, 高木慎一郎 申請(qǐng)人:浜松光子學(xué)株式會(huì)社