專利名稱：固體攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種EM-C⑶等的電荷倍增型固體攝像裝置。
背景技術(shù)：
CCD (Charge Coupled Device,電荷耦合組件)作為用于拍攝入射光的像的固體攝像裝置已廣為人知，而CXD之中，已知有可拍攝微弱光的像的EM-CXD (EIectron Multiplying-C⑶，電子倍增電荷耦合組件)。這種固體攝像裝置，除具備多個光電二極管等生成對應(yīng)于入射光量的電荷的攝像區(qū)域、讀取攝像區(qū)域的電荷的輸出寄存器部外，還具備倍增所讀取的電荷的倍增寄存器部，通過使用倍增寄存器部的電荷倍增作用使微弱光的像的拍攝成為可能。這種固體攝像裝置記載于專利文獻(xiàn)1。先前技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特許第3862850號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題但是，電荷具有在傳輸路徑的最短距離上移動的性質(zhì)。因此，即使寬幅地形成倍增寄存器部，電荷也將只集中于倍增寄存器部的寬度方向的一部分，而在倍增寄存器部進(jìn)行局部性電荷倍增。其結(jié)果，電荷倍增效率降低，且電荷容量受限，而有可能產(chǎn)生局部性倍增增益的劣化。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種可抑制倍增寄存器部的傳輸電荷的局部性集中的固體攝像裝置。解決問題的技術(shù)手段本發(fā)明的固體攝像裝置，是電荷倍增型固體攝像裝置，具備生成對應(yīng)于入射光量的電荷的攝像區(qū)域、接收來自攝像區(qū)域的電荷的輸出寄存器部、將來自輸出寄存器部的電荷倍增的倍增寄存器部、及使被輸入到倍增寄存器部的電荷在與傳輸方向正交的寬度方向分散的至少1個電荷分散機(jī)構(gòu)。根據(jù)該固體攝像裝置，通過電荷分散機(jī)構(gòu)，可使輸入至倍增寄存器部的電荷在與傳輸方向正交的寬度方向上分散，故可抑制倍增寄存器部的傳輸電荷的局部性集中。因此， 可抑制倍增寄存器部的電荷倍增效率的降低、電荷容量的限制及局部性倍增增益的劣化。上述電荷分散機(jī)構(gòu)，優(yōu)選為配置于倍增寄存器部的至少輸入側(cè)，并且由在寬度方向間隔配置多個的阻礙電荷的傳輸?shù)陌雽?dǎo)體區(qū)域或絕緣區(qū)域構(gòu)成。由此，阻礙電荷傳輸?shù)膮^(qū)域在倍增寄存器部的輸入側(cè)的寬度方向上間隔而配置多個，故在形成于這些區(qū)域之間的多個電荷傳輸路徑，即在寬度方向上分散形成的多個電荷傳輸路徑中，電荷被引導(dǎo)。其結(jié)果，可抑制倍增寄存器部中的傳輸電荷的局部性集中。另外，優(yōu)選為上述固體攝像裝置還具備配置于輸出寄存器部與倍增寄存器部之間
3的中間寄存器部，且上述電荷分散機(jī)構(gòu)配置于中間寄存器部的至少輸出側(cè)，且由在寬度方 向上間隔配置多個的阻礙電荷傳輸?shù)陌雽?dǎo)體區(qū)域或絕緣區(qū)域構(gòu)成。由此，阻礙電荷傳輸?shù)膮^(qū)域在中間寄存器部的輸出側(cè)的寬度方向上間隔配置多 個，故在形成于這些區(qū)域之間的多個電荷傳輸路徑，即在寬度方向上分散形成的多個電荷 傳輸路徑中，電荷被引導(dǎo)。其結(jié)果，向倍增寄存器部輸入在寬度方向上分散的電荷，可抑制 倍增寄存器部的傳輸電荷的局部性集中。另外，優(yōu)選為上述固體攝像裝置還具備配置于輸出寄存器部與倍增寄存器部之間 的中間寄存器部，上述電荷分散機(jī)構(gòu)配置于中間寄存器部的至少輸出側(cè)，且包含配置于在 寬度方向上的電荷密度低的位置且用于提高電荷誘導(dǎo)作用的電極。由此，由于用于提高電荷誘導(dǎo)作用的電極，配置于中間寄存器部的輸出側(cè)的寬度 方向上的電荷密度低的位置，故若對該電極施加電壓，中間寄存器部的輸出側(cè)的寬度方向 上的電荷密度高位置的電荷，將會被引導(dǎo)至電荷密度低的位置，而將電荷分散于寬度方向。 其結(jié)果，向倍增寄存器部輸入寬度方向上分散的電荷，可抑制倍增寄存器部的傳輸電荷的 局部性集中。另外，上述電荷分散機(jī)構(gòu)優(yōu)選為配置于倍增寄存器部的至少輸入側(cè)，且包含配置 于寬度方向上的電荷密度低的位置且用于提高電荷誘導(dǎo)作用的電極。據(jù)此，由于用于提高電荷誘導(dǎo)作用的電極，配置于倍增寄存器部的輸入側(cè)的寬度 方向的電荷密度低的位置，故若對該電極施加電壓，倍增寄存器部的輸入側(cè)的寬度方向上 的電荷密度高位置的電荷，將會被弓I導(dǎo)至電荷密度低的位置，而將電荷分散于寬度方向。其 結(jié)果，可抑制倍增寄存器部的傳輸電荷的局部性集中。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，在電荷倍増型固體攝像裝置，可抑制倍增寄存器部的傳輸電荷的局 部性集中。其結(jié)果，可抑制倍增寄存器部的電荷倍增效率的降低、電荷容量的限制及局部性 倍增增益的劣化。


圖1為表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖；圖2為表示沿圖1(a)的沿II-II線的剖面圖的圖；圖3為表示先前例的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)及倍增寄存器部的剖面圖的圖；圖4為表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖；圖5為表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖；圖6為表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖；圖7為表示本發(fā)明的第5實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖；圖8為表示本發(fā)明的第6實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖；圖9為表示本發(fā)明的第7實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖；圖10為表示本發(fā)明的第8實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖；圖11為表示本發(fā)明的第9實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖；圖12為表示本發(fā)明的第10實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖；圖13為表示本發(fā)明的變形例的倍增寄存器部的剖面圖的圖14為表示先前例的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，在各附圖中，對相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)以相同符號。[第1實(shí)施方式]圖1為表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖1(a)所示的固體攝像裝置1，具備攝像區(qū)域(IA) 10、水平寄存器部(HR) 20、轉(zhuǎn)角寄存器部(CR) 30、倍增寄存器部(EMR)40、放大器(AMP) 50、及輸出端口 60。此處，水平寄存器部20相當(dāng)于權(quán)利要求書所記載的輸出寄存器，轉(zhuǎn)角寄存器部30相當(dāng)于權(quán)利要求書所記載的中間寄存器。攝像區(qū)域10用于拍攝入射光的像，具有多個像素部。各像素部具有產(chǎn)生對應(yīng)于入射光量的量的電荷的光電二極管、與存儲該電荷的電荷存儲部。各像素部對應(yīng)于具有周期性脈沖電壓的時鐘，進(jìn)行從光電二極管向電荷存儲部的電荷的像素內(nèi)傳輸，或從電荷存儲部向水平寄存器部20的電荷的傳輸?shù)?。水平寄存器?0具備分別對應(yīng)于攝像區(qū)域10的各垂直線而在水平方向排列的多個水平寄存器，對應(yīng)于具有周期性脈沖電壓的時鐘，將各水平寄存器的電荷依次向轉(zhuǎn)角寄存器部30傳輸。 轉(zhuǎn)角寄存器部30與水平寄存器部20相同，具備串聯(lián)連接的多個寄存器，對應(yīng)于具有周期性脈沖電壓的時鐘，將來自水平寄存器部20依次傳輸?shù)碾姾上虮对黾拇嫫鞑?0依次傳輸。倍增寄存器部40具備多個倍增寄存器，將自轉(zhuǎn)角寄存器部30依次傳輸?shù)碾姾杀对觯蚍糯笃?0輸出。各倍增寄存器通過對電荷傳輸信道層施加高電壓而產(chǎn)生比通常的傳輸更深的勢能，利用起因于沖擊游離效果的電荷倍增作用。因倍增寄存器每1級的沖擊游離效果所造成的電荷倍增效果小，故倍增寄存器部40具有例如數(shù)百級左右的倍增寄存器。放大器50將從倍增寄存器部40傳輸?shù)碾姾赊D(zhuǎn)換成電壓信號并放大，向輸出端口 60輸出。然后，對倍增寄存器部40進(jìn)行更詳細(xì)說明。倍增寄存器部40為，輸入端部41的寬度變窄，而朝輸出端部42向兩側(cè)部43、44 逐漸加寬的錐狀的形狀。本實(shí)施方式中，從輸入端部41至中心部45成錐狀。該成錐狀的輸入端部41至中心部45之間，配置多個電荷分散部71。多個電荷分散部71，分別從輸入端部41或錐形狀的錐面46、47延伸至中心部45， 在與電荷傳輸方向正交的寬度方向上間隔排列。電荷分散部71的一端部71a成沿錐面46、 47的形狀，與錐面46、47有間隔。電荷分散部71如后所述，由具有高電阻的半導(dǎo)體材料或具有絕緣性的絕緣材料所構(gòu)成。由此，電荷分散部71成為阻礙電荷的傳輸?shù)膮^(qū)域。由此，如圖1(b)中箭頭所示，可將從輸入端部41輸入的電荷，沿錐面46、47朝兩側(cè)部43、44分散，且可朝作為形成于電荷分散部71之間的傳輸路徑，即在寬度方向上分散形成的多個傳輸路徑而分散。即，可使從輸入端部41輸入的電荷在寬度方向上均一分散。另外，如圖1(c)所示，電荷分散部71也可延伸至輸出端部42附近。S卩，倍增寄存器部140具有，倍增寄存器部40中的電荷分散部71延伸至輸出端部42附近的電荷分散部72,以取代電荷分散部71，固體攝像裝置101也可在固體攝像裝置1中取代倍增寄存器部 40而具備倍增寄存器部140。圖2為表示沿圖1(a)的II_II線的剖面圖的圖。如圖2所示，倍增寄存器部40 在P型襯底201上依次層疊P型外延層202、N型通道層203及氧化膜204的層疊體上，形成多晶硅(Poly-Si)的電極205而成。另外，在N型通道層203的兩側(cè)部，即在倍增寄存器部40的兩側(cè)部43、44上，形成有P型高濃度層206。此處，N型通道層203為電荷傳輸路徑，在此處進(jìn)行電荷倍增。在該N型通道層203的電極205側(cè)，形成有多個電荷分散部71。電荷分散部71由經(jīng)雜質(zhì)擴(kuò)散而成的N型高濃度信道阻障區(qū)域構(gòu)成。即，電荷分散部71具有高電阻，且包含阻礙電荷傳輸?shù)膮^(qū)域。另外，在電荷分散部71中，可適用P型信道阻障區(qū)域，也可適用具有絕緣性的隔離區(qū)域。此處，與圖3所示的先前例的固體攝像裝置比較，說明第1實(shí)施方式的固體攝像裝置1的作用效果。圖3 (a)為表示先前例的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖，圖3(b)為沿圖3(a) 所示的III-III線的剖面圖。圖3所示的先前例的固體攝像裝置IX具備倍增寄存器部40X從而取代固體攝像裝置1中的倍增寄存器部40，這一點(diǎn)與第1實(shí)施方式不同。倍增寄存器部40X為大致呈長方形狀且不具有電荷分散部71的結(jié)構(gòu)，與倍增寄存器部40不同。此處，電荷具有在傳輸路徑的最短距離移動的性質(zhì)。特別地、如本實(shí)施方式那樣在電荷互相的斥力下擴(kuò)散前傳輸?shù)母咚偾闆r下更為顯著。另外，因存在轉(zhuǎn)角，因此轉(zhuǎn)角內(nèi)側(cè)的位勢提高而沿轉(zhuǎn)角內(nèi)側(cè)彎曲。因此，即使將倍增寄存器部40X寬幅地形成，電荷仍只會集中于倍增寄存器部40X的寬度方向的一部分，導(dǎo)致在倍增寄存器部40X中進(jìn)行局部性電荷倍增(圖3(a)的箭頭部)。其結(jié)果使得電荷倍增效率降低，電荷容量受限，而可能造成局部性倍增增益的劣化。但是，根據(jù)第1實(shí)施方式的固體攝像裝置1，因通過電荷分散部71，可將輸入至倍增寄存器部40的電荷，在與傳輸方向正交的寬度方向分散，故可抑制倍增寄存器部40的傳輸電荷的局部性集中。因此，可抑制倍增寄存器部40的電荷倍增效率的降低、電荷容量的限制及局部性倍增增益的劣化。另外，即使該第1實(shí)施方式的變形例的固體攝像裝置101，也可獲得與第1實(shí)施方式的固體攝像裝置1相同的優(yōu)點(diǎn)。[第2實(shí)施方式]圖4為表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖4(a)所示的固體攝像裝置IA是具備倍增寄存器部40A從而取代固體攝像裝置1中的倍增寄存器部40的結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)與第1實(shí)施方式不同。固體攝像裝置IA的其它結(jié)構(gòu)與固體攝像裝置1相同。倍增寄存器部40A，在倍增寄存器部40形成大致長方形狀這一點(diǎn)與倍增寄存器部 40不同。另外，倍增寄存器部40A具有壁48這一點(diǎn)也與倍增寄存器部40不同。倍增寄存器部40A的其它結(jié)構(gòu)與倍增寄存器部40相同。壁48在倍增寄存器部40A的輸入端部41的水平寄存器部20側(cè)的大約一半的部分形成。壁48的材料可適用與電荷分散部71相同的材料。由此，可將電荷誘導(dǎo)至輸入端部41的大致中央部分，可獲得與倍增寄存器部40相同的作用效果。
另外，如圖4(b)所示，電荷分散部71也可延伸至輸出端部42附近。S卩，倍增寄存器部140A具有倍增寄存器部40A中的電荷分散部71延伸至輸出端部42附近而成的電荷分散部72，以取代電荷分散部71，固體攝像裝置IOlA也可具備倍增寄存器部140A而取代固體攝像裝置IA中的倍增寄存器部40A。即使是該第2實(shí)施方式的固體攝像裝置IA及該第2實(shí)施方式的變形例的固體攝像裝置101A，也可獲得與第1實(shí)施方式的固體攝像裝置1相同的優(yōu)點(diǎn)。[第3實(shí)施方式]圖5為表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖5(a)所示的固體攝像裝置IB是具備倍增寄存器部40B而取代固體攝像裝置IA中的倍增寄存器部40A 的結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)與第2實(shí)施方式不同。固體攝像裝置IB的其它結(jié)構(gòu)與固體攝像裝置IA相同。倍增寄存器部40B，在倍增寄存器部40A中，多個電荷分散部71未延伸至中心部 45這一點(diǎn)，即相對于多個電荷分散部71具有長度短的多個電荷分散部73這一點(diǎn)，與倍增寄存器部40A不同。倍增寄存器部40B的其它構(gòu)成與倍增寄存器部40A相同。另外，如圖5(b)所示，倍增寄存器部40B中，也可將電荷分散部73從輸入端部41 向輸出端部42間隔排列多個。即，倍增寄存器部140B具備，倍增寄存器部40B中除寬度方向外還在電荷傳輸方向排列的多個電荷分散部73，固體攝像裝置IOlB也可具備倍增寄存器部140B而取代固體攝像裝置IB中的倍增寄存器部40B。此處，在電荷傳輸方向上鄰接的電荷分散部73，也可以以在電荷傳輸方向不重疊的方式配置。由此，傳輸至前級電荷分散部73之間而來的電荷也可以在后級的電荷分散部 73分散。如此，從輸入端部41輸入的電荷，通過每個電荷分散部73分成2部分，而逐漸在寬度方向上均一分散。即使是該第3實(shí)施方式的固體攝像裝置IB及該第3實(shí)施方式的變形例的固體攝像裝置IOlB中，也可獲得與第2實(shí)施方式的固體攝像裝置IA相同的優(yōu)點(diǎn)。[第4實(shí)施方式]圖6為表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖6(a)所示的固體攝像裝置IC是具備倍增寄存器部40C而取代固體攝像裝置1中的倍增寄存器部40而的結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)與第1實(shí)施方式不同。固體攝像裝置IC的其它結(jié)構(gòu)與固體攝像裝置1相同。倍增寄存器部40C是，輸入端部41的寬度變窄，朝輸出端部42向單側(cè)部44逐漸加寬的錐狀的形狀。本實(shí)施方式中，從輸入端部41至中間部45成錐狀。在該成錐狀的輸入端部41至中間部45之間，配置有多個電荷分散部75。多個電荷分散部75，分別從輸入端部41或錐形狀的錐面47延伸至中間部45，在寬度方向上間隔排列。電荷分散部75的一端部7 成沿錐面47的形狀，與錐面47有間隔。 電荷分散部75適用與電荷分散部71相同的材料。由此，可將從輸入端部41輸入的電荷，沿錐面47向單側(cè)部44分散，且可分散至作為形成于電荷分散部75之間的傳輸路徑，即在寬度方向上分散形成的多個傳輸路徑。艮口， 可使從輸入端部41輸入的電荷在寬度方向上均一分散。另外，如圖6(b)所示，電荷分散部75也可延伸至輸出端部42附近。S卩，倍增寄存器部140C具有，倍增寄存器部40C中的電荷分散部75延伸至輸出端部42附近而成的電荷分散部76，以取代電荷分散部75，固體攝像裝置IOlC也可具備倍增寄存器部140C而取代固體攝像裝置IC中的倍增寄存器部40C。即使該第4實(shí)施方式的固體攝像裝置IC及該第4實(shí)施方式的變形例的固體攝像裝置101C，也可獲得與第1實(shí)施方式的固體攝像裝置1相同的優(yōu)點(diǎn)。[第5實(shí)施方式]圖7為表示本發(fā)明的第5實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖7(a)所示的固體攝像裝置ID是具備倍增寄存器部40D而取代固體攝像裝置IC的倍增寄存器部40C的結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)與第4實(shí)施方式不同。固體攝像裝置ID的其它結(jié)構(gòu)與固體攝像裝置IC相同。倍增寄存器部40D在倍增寄存器部40C形成大致長方形狀這一點(diǎn)與倍增寄存器部 40C不同。倍增寄存器部40D的其它結(jié)構(gòu)與倍增寄存器部40C相同。另外，如圖7(b)所示，電荷分散部75也可延伸至輸出端部42附近。S卩，倍增寄存器部140D具有，倍增寄存器部40D中的電荷分散部75延伸至輸出端部42附近而成的電荷分散部76，以取代電荷分散部75，固體攝像裝置IOlD也可具備倍增寄存器部140D而取代固體攝像裝置ID中的倍增寄存器部40D。即使是該第5實(shí)施方式的固體攝像裝置ID及該第5實(shí)施方式的變形例的固體攝像裝置101D，也可獲得與第4實(shí)施方式的固體攝像裝置IC相同的優(yōu)點(diǎn)。[第6實(shí)施方式]圖8為表示本發(fā)明的第6實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖8(a)所示的固體攝像裝置IE是具備倍增寄存器部40E而取代固體攝像裝置ID中的倍增寄存器部40D 的結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)與第5實(shí)施方式不同。固體攝像裝置IE的其它結(jié)構(gòu)與固體攝像裝置ID相同。倍增寄存器部40E中，倍增寄存器部40D中的多個電荷分散部75未延伸至中間部 45這一點(diǎn)，即相對于多個電荷分散部75具有長度短的多個電荷分散部77這一點(diǎn)，與倍增寄存器部40D不同。倍增寄存器部40E的其它結(jié)構(gòu)與倍增寄存器部40D相同。另外，如圖8(b)所示，倍增寄存器部40E中，也可將電荷分散部77從輸入端部41 向輸出端部42間隔排列多個。即，倍增寄存器部140E具有，在倍增寄存器部40E中除寬度方向外還具有在電荷傳輸方向排列的多個電荷分散部77，固體攝像裝置IOlE也可具備倍增寄存器部140E而取代固體攝像裝置IE中的倍增寄存器部40E。即使是該第6實(shí)施方式的固體攝像裝置IE及該第6實(shí)施方式的變形例的固體攝像裝置101E，也可獲得與第5實(shí)施方式的固體攝像裝置ID相同的優(yōu)點(diǎn)。[第7實(shí)施方式]圖9為表示本發(fā)明的第7實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖9(a)所示的固體攝像裝置IF是具備倍增寄存器部40F而取代固體攝像裝置ID中的倍增寄存器部40D 的結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)與第5實(shí)施方式不同。固體攝像裝置IF的其它結(jié)構(gòu)與固體攝像裝置ID相同。倍增寄存器部40F具備多個電荷分散部79而取代倍增寄存器部40D中的多個電荷分散部75，這一點(diǎn)與倍增寄存器部40D不同。電荷分散部79成大致三角形狀，在倍增寄存器部40F的寬度方向間隔排列。另外，電荷分散部79并非局限于大致三角形狀而也可為大致多邊形狀。另外，電荷分散部79從輸入端部41朝中心部45間隔排列。S卩，電荷分散部79配置于倍增寄存器部40F的輸入端部41側(cè)的大致一半的位置。電荷分散部79可使用與電荷分散部71相同的材料。此處，在電荷傳輸方向上鄰接的電荷分散部79，以不重疊于電荷傳輸方向的方式配置。由此，在前級的電荷分散部79之間傳輸而來的電荷可以由后級的電荷分散部79予以分散。如此，從輸入端部41輸入的電荷，按每個電荷分散部79被分散成2部分，而逐漸在寬度方向上均一分散。又，如圖9(b)所示，倍增寄存器部40F，也可將電荷分散部79從輸入端部41向輸出端部42間隔排列多個。即，倍增寄存器部140F可以是，在倍增寄存器部40F的整體中具有間隔排列的多個電荷分散部79，而固體攝像裝置IOlF也可具備倍增寄存器部140F而取代固體攝像裝置IF中的倍增寄存器部40F。另外，如前所述，在電荷傳輸方向上鄰接的電荷分散部79，優(yōu)選為以不重疊于電荷傳輸方向的方式配置。如此，即使是第7實(shí)施方式的固體攝像裝置IF及該第7實(shí)施方式的變形例的固體攝像裝置101F，亦可獲得與第5實(shí)施方式的固體攝像裝置ID相同的優(yōu)點(diǎn)。[第8實(shí)施方式]圖10為表示本發(fā)明的第8實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖10所示的固體攝像裝置IG是具備倍增寄存器部40G而取代固體攝像裝置IF中的倍增寄存器部40F的結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)與第7實(shí)施方式不同。固體攝像裝置IG的其它結(jié)構(gòu)與固體攝像裝置IF相同。倍增寄存器部40G具備形成為大致圓形的多個電荷分散部81，而取代倍增寄存器部40F中的多個電荷分散部79，這一點(diǎn)與倍增寄存器部40F不同。倍增寄存器部40G的其它結(jié)構(gòu)與倍增寄存器部40F相同。即使是該第8實(shí)施方式的固體攝像裝置IG及該第8實(shí)施方式的變形例的固體攝像裝置101G，也可獲得與第7實(shí)施方式的固體攝像裝置IF相同的優(yōu)點(diǎn)。[第9實(shí)施方式]至此為止是例示在倍增寄存器部的至少輸入端部側(cè)設(shè)置電荷分散機(jī)構(gòu)的形態(tài)，但也可在倍增寄存器部的前級設(shè)置電荷分散機(jī)構(gòu)。圖11為表示本發(fā)明的第9實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖11(a)所示的固體攝像裝置IH是具備轉(zhuǎn)角寄存器部30H及倍增寄存器部40H而取代固體攝像裝置1 中的轉(zhuǎn)角寄存器部30及倍增寄存器部40的結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)與第1實(shí)施方式不同。固體攝像裝置IH的其它結(jié)構(gòu)與固體攝像裝置1相同。轉(zhuǎn)角寄存器部30H是，在轉(zhuǎn)角暫存部30具有多個電荷分散部31，這一點(diǎn)與轉(zhuǎn)角寄存器部30不同。電荷分散部31，在轉(zhuǎn)角寄存器部30H的輸出部32側(cè)在電荷傳輸方向上延伸，且在寬度方向上間隔排列。電荷分散部31可適用與電荷分散部71相同的材料。另一方面，倍增寄存器部40H，是不具有上述電荷分散部的通常的倍增寄存器部。 另外，如圖11(b)所示，在倍增寄存器部40H，也可以以延長電荷分散部31的方式形成多個電荷分散部83。即，倍增寄存器部140H具有，倍增寄存器部40H中從輸入端部41延伸至輸出端部42附近且在寬度方向上間隔配置的電荷分散部83，固體攝像裝置101H，也可具備倍增寄存器部140H而取代固體攝像裝置IH中的倍增寄存器部40H。該第9實(shí)施方式的固體攝像裝置IH及該第9實(shí)施方式的變形例的固體攝像裝置 IOlH中，通過倍增寄存器部40H的前級的轉(zhuǎn)角寄存器部30H的輸出部32側(cè)的電荷分散部31，可將輸入至倍增寄存器部40H的電荷在寬度方向上分散。因此，即使是該第9實(shí)施方式的固體攝像裝置1H，也可獲得與第1實(shí)施方式的固體攝像裝置1相同的優(yōu)點(diǎn)。此外，該第9實(shí)施方式的變形例的固體攝像裝置IOlH中，可將上述轉(zhuǎn)角寄存器部 30H的電荷分散部31產(chǎn)生的電荷分散效果，通過倍增寄存器部40H的多個電荷分散部83保持。[第10實(shí)施方式]圖12為表示本發(fā)明的第10實(shí)施方式的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖12所示的固體攝像裝置II是具備轉(zhuǎn)角寄存器部301而取代固體攝像裝置IH中的取代轉(zhuǎn)角寄存器部 30H的結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)與第9實(shí)施方式不同。固體攝像裝置II的其它結(jié)構(gòu)與固體攝像裝置IH 相同。轉(zhuǎn)角寄存器部301具有電荷分散部35、36而取代轉(zhuǎn)角寄存器部30H中的多個電荷分散部31，這一點(diǎn)與轉(zhuǎn)角寄存器部30H不同。電荷分散部35為傳輸電荷集中的側(cè)部37側(cè)的驅(qū)動電極，電荷分散部36為另一方的側(cè)部38，即傳輸電荷的密度低的側(cè)部38側(cè)的驅(qū)動電極。通過向電荷分散部36輸入比電荷分散部35大的驅(qū)動時鐘電壓，可提高傳輸電荷的密度低的側(cè)部38側(cè)的電荷誘導(dǎo)作用。由此，可使集中于側(cè)部37側(cè)的傳輸電荷朝側(cè)部38側(cè)，即朝寬度方向分散。另外，電荷分散部 35,36也可兼為用于轉(zhuǎn)角寄存器部301的通常的電荷傳輸?shù)碾姌O。如此，根據(jù)該第10實(shí)施方式的固體攝像裝置II，通過電荷分散部35、36，可使集中于轉(zhuǎn)角寄存器部301的側(cè)部37側(cè)的傳輸電荷，朝電荷密度低的側(cè)部38側(cè)，即朝寬度方向分散，可使電荷在輸入至倍增寄存器部40H前在寬度方向分散。因此，即使是該第9實(shí)施方式的固體攝像裝置1H，也可獲得與第1實(shí)施方式的固體攝像裝置1相同的優(yōu)點(diǎn)。另外，與電荷分散部35、36相同的電荷分散部(驅(qū)動電極)也可形成于倍增寄存器部40H。即，也可在倍增寄存器部40H的兩側(cè)部43、44形成電荷分散部(驅(qū)動電極)，向傳輸電荷密度低的側(cè)部44側(cè)的電荷分散部(驅(qū)動電極)，輸入比傳輸電荷集中的側(cè)部43側(cè)的電荷分散部(驅(qū)動電極)大的驅(qū)動時鐘電壓。由此，可提高傳輸電荷密度低的側(cè)部44側(cè)的電荷誘導(dǎo)作用，可將集中于側(cè)部43側(cè)的傳輸電荷向側(cè)部44側(cè)，即寬度方向分散。另外， 這些電荷分散部也可兼作為倍增寄存器部40H的用于通常的電荷傳輸?shù)碾姌O及用于電荷倍增的電極。另外，本發(fā)明并非局限于上述本實(shí)施方式而可進(jìn)行各種的變形。本實(shí)施方式中，雖使用通常的高濃度信道阻障區(qū)域作為電荷分散部，但在電荷分散部，也可適用圖13(a)所示的LOCOS (Local Oxidationof Silicon，硅局部氧化法)法形成的信道阻障區(qū)域91，或圖13(b)所示的閘極Si02膜的膜厚變化所形成的勢能低的信道區(qū)域，即，可適用阻礙電荷傳輸?shù)男诺绤^(qū)域等92。另外，本實(shí)施方式中，雖以電荷分散機(jī)構(gòu)適用于使用轉(zhuǎn)角寄存器部30折返電荷傳輸?shù)男螒B(tài)的固體攝像裝置的倍增寄存器部為例示，但本實(shí)施方式的電荷分散機(jī)構(gòu)即使適用于不折返電荷傳輸?shù)男螒B(tài)的固體攝像裝置的倍增寄存器也可達(dá)到同樣效果。圖14為表示不折返電荷傳輸?shù)南惹袄墓腆w攝像裝置的構(gòu)成。該先前例的固體攝像裝置IY中，存在有自攝像區(qū)域10傳輸?shù)碾姾杉杏谒郊拇嫫鞑?0的攝像區(qū)域側(cè)的傾向，即使倍增寄存器部40Y寬幅地形成，電荷也只集中于倍增寄存器部40Y的寬度方向的局部(圖14的箭頭部)。但是，若在該倍增寄存器部40Y適用本實(shí)施方式的電荷分散部及倍增寄存器部的結(jié)構(gòu)，則可達(dá)到相同效果。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明可適用于抑制倍增寄存器部的傳輸電荷的局部性集中的用途。符號說明1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H、1I、101、101A、101B、101C、101D、101E、101F、101H
固體攝像裝置10攝像區(qū)域20水平寄存器部(輸出寄存器部)30、30H、30I轉(zhuǎn)角寄存器部(中間寄存器部)31、35、36、71、72、73、75、76、77、79、81、83、91、92 電荷分散部(電荷分散機(jī)構(gòu))40、40A、40B、40C、40D、40E、40F、40G、40H、140、140A、140B、140C、140D、140E、140F、 140H倍增寄存器部50放大器60 輸出端口
權(quán)利要求
1.一種固體攝像裝置，其特征在于， 其是電荷倍增型固體攝像裝置， 具備生成對應(yīng)于入射光量的電荷的攝像區(qū)域；接收來自所述攝像區(qū)域的電荷的輸出寄存器部；將來自所述輸出寄存器部的電荷倍增的倍增寄存器部；以及使被輸入到所述倍增寄存器部的電荷在與傳輸方向正交的寬度方向上分散的至少1 個電荷分散機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，其特征在于，所述電荷分散機(jī)構(gòu)配置于所述倍增寄存器部的至少輸入側(cè)，并且由在所述寬度方向上間隔配置多個的阻礙電荷的傳輸?shù)陌雽?dǎo)體區(qū)域或絕緣區(qū)域構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，其特征在于， 還具備配置于所述輸出寄存器部與所述倍增寄存器部之間的中間寄存器部， 所述電荷分散機(jī)構(gòu)配置于所述中間寄存器部的至少輸出側(cè)，并且由在所述寬度方向上間隔配置多個的阻礙電荷傳輸?shù)陌雽?dǎo)體區(qū)域或絕緣區(qū)域構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，其特征在于， 還具備配置于所述輸出寄存器部與所述倍增寄存器部之間的中間寄存器部， 所述電荷分散機(jī)構(gòu)配置于所述中間寄存器部的至少輸出側(cè)，并且包含配置于所述寬度方向上的電荷密度低的位置且用于提高電荷誘導(dǎo)作用的電極。
5.如權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，其特征在于，所述電荷分散機(jī)構(gòu)配置于所述倍增寄存器部的至少輸入側(cè)，并且包含配置于所述寬度方向上的電荷密度低的位置且用于提高電荷誘導(dǎo)作用的電極。
全文摘要
本發(fā)明提供一種固體攝像裝置，本發(fā)明的一實(shí)施方式的固體攝像裝置(1)是電荷倍增型固體攝像裝置，具備生成對應(yīng)于入射光量的電荷的攝像區(qū)域(10)、接收來自攝像區(qū)域(10)的電荷的輸出寄存器部(20)、將來自輸出寄存器部(20)的電荷倍增的倍增寄存器部(40)、及使被輸入到倍增寄存器部(40)的電荷在與傳輸方向正交的寬度方向上分散的至少1個電荷分散機(jī)構(gòu)(71)。
文檔編號H04N5/335GK102301695SQ20108000607
公開日2011年12月28日 申請日期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 申請人:浜松光子學(xué)株式會社