CN105284104A - 固体摄像装置 - Google Patents

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Abstract

固体摄像装置(1A)包含受光部(20)、不需要载子捕获部(30)、及垂直移位寄存器(60)。不需要载子捕获部(30)具有在受光部(20)与垂直移位寄存器(60)间的区域内配置于各行的载子捕获区域(DA1～DAM)。载子捕获区域(DA1～DAM)包含晶体管及光电二极管。晶体管的一端与光电二极管连接，另一端与电荷排出用配线(Rd)连接。电荷排出用配线(Rd)与基准电位线(GND)短路。由此，实现了可使邻接于虚设光电二极管的像素的输出特性或噪声的大小接近其它像素的固体摄像装置。

Description

固体摄像装置
技术领域
本发明涉及固体摄像装置。
背景技术
在专利文献1中记载有与放射线摄像装置相关的技术。该装置具备：传感器阵列，其将包含将来自被摄体的放射线转换成电信号的转换元件、及将电信号传送至外部的传送开关的多个像素配置成二维状而形成。另外，该装置具备：多条栅极线，其在行方向连接传感器阵列的各像素；栅极驱动装置，其为了读出与各栅极线连接的各像素的电信号而驱动各栅极线；多条信号线，其在列方向连接传感器阵列的各像素；及多个放大器，其与各信号线对应设置，放大且读出自各传送开关传送的电信号。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-50053号公报
发明内容
发明所要解决的问题
固体摄像装置具有将多个像素遍及多行及多列地配置成二维状的受光部。在各像素配置用以将入射的光转换成电子的光电二极管。各像素的光电二极管经由开关电路(例如晶体管)与配设于各列的读出用配线连接，存储于光电二极管内的电荷通过使开关电路成为导通状态而流出至读出用配线。电荷通过读出用配线到达积分电路，且在积分电路中转换成电压信号。用以控制各像素的开关电路的导通状态的控制端子(例如栅极端子)与配设于各行的行选择用配线连接。再有，通过将来自移位寄存器的信号经由行选择用配线赋予各开关电路的控制端子，而分别在各行进行来自各像素的电荷的读出。
在具备此种构成的固体摄像装置中，不仅受光部，光也入射于受光部的周围的区域。另外，例如固体摄像装置作为X射线摄像装置被使用的情况下，即使由闪烁器覆盖受光部的周围的区域，透过闪烁器的X射线及来自闪烁器的闪烁光也入射于受光部的周围的区域。由此，在受光部的周围的区域产生不需要电荷(载子)。尤其，因与受光部排列配置的移位寄存器具有某程度的面积，因而在形成有移位寄存器的区域中产生较多的不需要载子。
若移位寄存器中产生的不需要载子流入至受光部，则会导致噪声与来自邻接于移位寄存器的像素的输出重叠。为避免此种现象，可考虑在移位寄存器与受光部间的区域，配置用以吸收不需要载子的光电二极管(虚设光电二极管)，且使该虚设光电二极管与基准电位线(接地配线)短路。
然而，该方式具有如下课题。通常，在受光部中彼此邻接的像素间，存在由这些光电二极管间产生的耦合电容等所引起的串扰。另外，在各像素中，在经由开关电路彼此连结的光电二极管与行选择用配线之间存在寄生电容，该寄生电容也对串扰产生影响。然而，因上述虚设光电二极管中未设置开关电路，因而不产生此种寄生电容。因此，对于邻接于虚设光电二极管的像素而言，与其它像素比较，串扰的程度不同，来自邻接于虚设光电二极管的像素的输出特性或噪声的大小与其它像素不同。
本发明是有鉴于此种问题而完成的发明，其目的在于，提供一种可使邻接于虚设光电二极管的像素的输出特性或噪声的大小接近于其它像素的固体摄像装置。
解决问题的技术手段
为解决上述课题，本发明的固体摄像装置，其特征在于，具备：受光部，其具有分别包含第1光电二极管、及一端与该第1光电二极管连接的第1开关电路，且二维排列成M行N列(M、N为2以上的整数)的M×N个像素；N条读出用配线，其配设于每列，且与包含于对应的列的像素的第1开关电路的另一端连接；读出电路部，其与N条读出用配线连接；移位寄存器，其相对于受光部沿行方向排列配置，且分别在各行控制第1开关电路的开闭状态；M个虚设光电二极管，其在移位寄存器与受光部之间的区域中配置于每行；M个第2开关电路，其各自的一端与M个虚设光电二极管连接；及电荷排出用配线，其与M个第2开关电路的另一端连接，且与基准电位线短路。
在该固体摄像装置中，在移位寄存器与受光部间的区域内，M个虚设光电二极管配置于每行。移位寄存器中产生的不需要载子由该虚设光电二极管吸收。由此，可有效地防止由移位寄存器中产生的不需要载子所引起的噪声与来自受光部的像素的输出重叠。
另外，在该固体摄像装置中，虚设光电二极管与电荷排出用配线经由第2开关电路连接，在第2开关电路成为导通状态时，不需要载子自虚设光电二极管经由电荷排出用配线排出至基准电位线。这样，在上述固体摄像装置中，与受光部内的各像素的第1开关电路相同，也在虚设光电二极管设置有第2开关电路。因此，根据上述固体摄像装置，可使邻接于虚设光电二极管的像素的串扰的大小接近于其它像素的串扰的大小，且可使来自邻接于虚设光电二极管的像素的输出特性或噪声的大小接近于其它像素。
发明的效果
根据本发明的固体摄像装置，可使邻接于虚设光电二极管的像素的输出特性或噪声的大小接近于其它像素。
附图说明
图1是显示固体摄像装置的俯视图。
图2是放大固体摄像装置的一部分的俯视图。
图3是显示固体摄像装置的内部构成的图。
图4是显示像素、积分电路、及保持电路、以及载子捕获区域的详细电路构成例的图。
图5是各信号的时序图。
图6是显示在移位寄存器与受光部间的区域配置有用以吸收不需要载子的虚设光电二极管的例子的俯视图。
图7(a)是受光部的俯视图，且是显示继续曝光的边界线的一例的图，(b)是显示载子捕获部附近的继续曝光的边界线的一例的图。
图8(a)是受光部的俯视图，且是显示继续曝光的边界线的其它例的图，(b)是显示载子捕获部附近的继续曝光的边界线的其它例的图。
图9是概略性地显示将2块玻璃基板排列配置的例子的俯视图。
具体实施方式
以下，一面参照附图一面详细地说明本发明的固体摄像装置的实施方式。还有，在附图的说明中，对相同的要件标注相同的符号，省略重复的说明。
本实施方式的固体摄像装置用于例如医疗用X射线摄像系统。图1及图2是显示本实施方式的固体摄像装置1A的构成的图。图1是显示固体摄像装置1A的俯视图，图2是放大固体摄像装置1A的一部分的俯视图。还有，在图1及图2中，为便于理解而一并显示有XYZ直角坐标系。
如图1所示，固体摄像装置1A具备受光部20、不需要载子捕获部30、读出电路部40、及垂直移位寄存器60。受光部20、不需要载子捕获部30、读出电路部40、及垂直移位寄存器60被制作于基板12的主面上。垂直移位寄存器60相对于受光部20在X轴方向排列配置。不需要载子捕获部30的一部分配置于受光部20与垂直移位寄存器60之间的区域，不需要载子捕获部30的剩余部分相对于受光部20在Y轴方向排列配置，且位于受光部20与读出电路部40之间的区域。
读出电路部40包含与受光部20的多列分别对应设置的多个积分电路，这些多个积分电路分别生成与自对应的列的像素输出的电荷的量相应的电压值。读出电路部40保持自各积分电路输出的电压值，且逐次输出该保持的电压值。
受光部20通过将多个像素P1,1～PM,N遍及M行及N列(M，N为2以上的整数)地二维排列而构成。图2中代表多个像素P1,1～PM,N而显示有4个像素Pm,N-1、Pm,N、Pm+1,N-1、及Pm+1,N。例如，像素Pm,N是位于第m行第N列(m为1以上M以下的整数)的像素。在图1及图2中，列方向与Y轴方向一致，行方向与X轴方向一致。
包含于受光部20的像素P1,1～PM,N分别具备晶体管21及光电二极管22。像素P1,1～PM,N分别具有的晶体管21是本实施方式的第1开关电路。晶体管21优选由场效应晶体管(FET)构成，也可由双极晶体管构成。以下，对晶体管21为FET的情况进行说明。该情况下，控制端子是指栅极。晶体管21为双极晶体管的情况下，控制端子是指基极。
另外，像素P1,1～PM,N分别具有的光电二极管22为本实施方式的第1光电二极管。光电二极管22由包含pn结或pin结的半导体区域构成，产生与入射光强度相应的量的电荷，且将该产生的电荷存储于接合电容部。晶体管21的一端(例如源极区域)与光电二极管22电连接。还有，在受光部20之上设置有未图示的闪烁器。闪烁器根据入射的X射线产生闪烁光，而将X射线像转换成光学像，并对光电二极管22输出该光学像。
固体摄像装置1A还具备配设于每行的多条行选择用配线Q1～QM(图2中代表显示Qm及Qm+1)、及配设于每列的多条读出用配线R1～RN(图2中代表显示RN及RN-1)。
第m行的行选择用配线Qm将用以控制对应的行的像素Pm,1～Pm,N所含的晶体管21的开闭状态的控制端子(例如栅极端子)、与在每行控制晶体管21的开闭状态的垂直移位寄存器60彼此电连接。另外，第n列(n为1以上N以下的整数)的读出用配线Rn与对应的列的像素P1,n～PM,n所含的晶体管21的另一端(例如漏极区域)电连接。多条行选择用配线Q1～QM、及多条读出用配线R1～RN由例如金属构成。
不需要载子捕获部30具有M个载子捕获区域DA1～DAM。载子捕获区域DA1～DAM在受光部20与垂直移位寄存器60之间的区域，配置于每行。还有，在图2中，代表载子捕获区域DA1～DAM，显示有2个载子捕获区域DAm及DAm+1。例如，载子捕获区域DAm是位于第m行的载子捕获区域。M个载子捕获区域DA1～DAM分别与上述的像素P1,1～PM,N相同，具备晶体管21及光电二极管22。
还有，载子捕获区域DA1～DAM分别具有的M个晶体管21是本实施方式的第2开关电路。另外，载子捕获区域DA1～DAM分别具有的M个光电二极管22为本实施方式的虚设光电二极管，由包含pn结或pin结的半导体区域构成，且在受光部20与垂直移位寄存器60之间的区域内配置于每行。晶体管21的一端(例如源极区域)与光电二极管22电连接。
用以控制载子捕获区域DAm所含的晶体管21的开闭状态的控制端子(例如栅极端子)与对应的行的行选择用配线Qm电连接。另外，固体摄像装置1A还具备电荷排出用配线Rd。电荷排出用配线Rd与载子捕获区域DA1～DAM所含的晶体管21的另一端(例如漏极区域)电连接。电荷排出用配线Rd由金属构成。还有，载子捕获区域DA1～DAM未被遮光，与通常的像素P1,1～PM,N相同，对载子捕获区域DA1～DAM入射光。但是，也可将载子捕获区域DA1～DAM的一部分或全部遮光。
不需要载子捕获部30还具有配置于每列的(N+1)个载子捕获区域DB1～DBN+1。载子捕获区域DB1～DBN+1的构成与上述的像素P1,1～PM,N相同。即，载子捕获区域DB1～DBN+1分别具备晶体管21及光电二极管22。
晶体管21的一端(例如源极区域)与光电二极管22电连接。包含于载子捕获区域DB1～DBN+1的晶体管21的控制端子与下述的行选择用配线Qd电连接。另外，包含于载子捕获区域DB1～DBN的晶体管21的另一端(例如漏极区域)与各列的读出用配线R1～RN电连接。另外，包含于第(N+1)列的载子捕获区域DBN+1的晶体管21的另一端与电荷排出用配线Rd电连接。
继而，对固体摄像装置1A的电路构成进行详细的说明。图3是显示固体摄像装置1A的内部构成的图。如上所述，受光部20将M×N个像素P1,1～PM,N二维排列成M行N列而形成。另外，不需要载子捕获部30包含M个载子捕获区域DA1～DAM、及(N+1)个载子捕获区域DB1～DBN+1。与第m行的N个像素Pm,1～Pm,N及载子捕获区域DAm连接的第m行选择用配线Qm连接于垂直移位寄存器60。另外，连接于载子捕获区域DB1～DBN+1的行选择用配线Qd也连接于垂直移位寄存器60。
读出电路部40是用以逐次输出与经由读出用配线R1～RN输出至每列的电荷量相应的电信号的电路。读出电路部40具有设置于每列的N个积分电路42、及N个保持电路44。积分电路42及保持电路44在每列彼此串联连接。N个积分电路42具有彼此共同的构成。另外，N个保持电路44具有彼此共同的构成。
N个积分电路42分别具有分别与读出用配线R1～RN连接的输入端，存储自读出用配线R1～RN输入的电荷，且自输出端对N个保持电路44分别输出与该存储电荷量相应的电压值。但是，未在电荷排出用配线Rd设置积分电路，电荷排出用配线Rd与基准电位线(本实施方式中与接地电位连接的电位线)GND短路。因此，通过电荷排出用配线Rd的电荷排出至基准电位线GND。这样，自载子捕获区域DA1～DAM的各虚设光电二极管22输出的信号与输入至读出电路部40的自像素P1,1～PM,N的光电二极管22输出的信号不同，不自固体摄像装置1A输出。
N个积分电路42分别与相对于N个积分电路42共同设置的重置用配线46连接。N个保持电路44分别具有与积分电路42的输出端连接的输入端，保持输入至该输入端的电压值，并自输出端对电压输出用配线48输出该保持的电压值。N个保持电路44分别与相对于N个保持电路44共同设置的保持用配线45连接。另外，N个保持电路44分别经由第1列选择用配线U1～第N列选择用配线UN各个而与水平移位寄存器61连接。
垂直移位寄存器60将第m行选择控制信号VSm经由第m行选择用配线Qm分别提供至第m行的N个像素Pm,1～Pm,N。此外，垂直移位寄存器60将行选择控制信号VSd经由行选择用配线Qd提供至(N+1)个载子捕获区域DB1～DBN+1。在垂直移位寄存器60中，将行选择控制信号VSd、VS1～VSM依序设为有效值。
另外，水平移位寄存器61将列选择控制信号HS1～HSN经由列选择用配线U1～UN分别提供至N个保持电路44。将列选择控制信号HS1～HSN依序设为有效值。另外，对N个积分电路42各个，经由重置用配线46提供重置控制信号RE。对N个保持电路44各个，经由保持用配线45提供保持控制信号Hd。
图4是显示像素Pm,n、积分电路42、及保持电路44、以及载子捕获区域DAm的详细电路构成例的图。此处，代表M×N个像素P1,1～PM,N显示第m行第n列的像素Pm,n的电路图，代表M个载子捕获区域DA1～DAM显示第m行的载子捕获区域DAm的电路图。
如图4所示，像素Pm,n的光电二极管22的阳极端子接地，阴极端子经由晶体管21而与读出用配线Rn连接。同样，载子捕获区域DAm的光电二极管22的阳极端子接地，阴极端子经由晶体管21而与电荷排出用配线Rd连接。对像素Pm,n及载子捕获区域DAm的晶体管21，自垂直移位寄存器60经由第m行选择用配线Qm提供第m行选择控制信号VSm。第m行选择控制信号VSm指示第m行的N个像素Pm,1～Pm,N及载子捕获区域DAm所包含的晶体管21的开闭动作。
例如，第m行选择控制信号VSm为非有效值(晶体管21的控制端子的断开(off)电压)时，晶体管21成为非导通状态。此时，光电二极管22中产生的电荷不输出至读出用配线Rn(或电荷排出用配线Rd)而存储于光电二极管22的接合电容部。另一方面，在第m行选择控制信号VSm为有效值(晶体管21的控制端子的导通(on)电压)时，晶体管21成为连接状态。此时，存储于光电二极管22的接合电容部的电荷经由晶体管21输出至读出用配线Rn(或电荷排出用配线Rd)。自像素Pm,n的光电二极管22输出的电荷通过读出用配线Rn传送至积分电路42。另一方面，自载子捕获区域DAm的光电二极管22输出的电荷通过电荷排出用配线Rd传送至基准电位线GND。
积分电路42具备包含放大器42a、电容元件42b、及放电用开关42c的所谓电荷积分型的构成。电容元件42b及放电用开关42c彼此并联连接，且连接于放大器42a的输入端子与输出端子之间。放大器42a的输入端子与读出用配线Rn连接。在放电用开关42c，经由重置用配线46提供重置控制信号RE。
重置控制信号RE指示N个积分电路42各个的放电用开关42c的开闭动作。例如，在重置控制信号RE为非有效值(例如高电平)时，放电用开关42c闭合，使电容元件42b放电，积分电路42的输出电压值初始化。另外，在重置控制信号RE为有效值(例如低电平)时，放电用开关42c断开，使输入至积分电路42的电荷存储于电容元件42b，且自积分电路42输出与该存储电荷量相应的电压值。
保持电路44包含输入用开关44a、输出用开关44b及电容元件44c。电容元件44c的一端接地。电容元件44c的另一端经由输入用开关44a而与积分电路42的输出端连接，且经由输出用开关44b而与电压输出用配线48连接。在输入用开关44a，经由保持用配线45赋予保持控制信号Hd。保持控制信号Hd指示N个保持电路44各个的输入用开关44a的开闭动作。在保持电路44的输出用开关44b，经由第n列选择用配线Un赋予第n列选择控制信号HSn。选择控制信号HSn指示保持电路44的输出用开关44b的开闭动作。
例如，若保持控制信号Hd自高电平转为低电平，则输入用开关44a自闭合状态转为断开状态，此时输入至保持电路44的电压值保持于电容元件44c。另外，若第n列选择控制信号HSn自低电平转为高电平，则输出用开关44b闭合，保持于电容元件44c的电压值输出至电压输出用配线48。
图5是各信号的时序图。图5中，自上而下依序分别显示有(a)重置控制信号RE、(b)行选择控制信号VSd、(c)第1行选择控制信号VS1、(d)第2行选择控制信号VS2、(e)第3行选择控制信号VS3、(f)第4行选择控制信号VS4、(g)第M行选择控制信号VSM、(h)保持控制信号Hd、及(i)第1列选择控制信号HS1～第N列选择控制信号HSN。
首先，自时刻t10至时刻t11的期间，将重置控制信号RE设为高电平。由此，在N个积分电路42各个中，放电用开关42c成为闭合状态，电容元件42b放电。
在较时刻t11更靠后的时刻t12至时刻t13的期间内，垂直移位寄存器60将行选择控制信号VSd设为高电平。由此，在载子捕获区域DB1～DBN+1中，晶体管21成为连接状态，载子捕获区域DB1～DBN+1各个的光电二极管22所存储的电荷通过读出用配线R1～RN输出至积分电路42，且存储于电容元件42b。其后，在较时刻t13更靠后的时刻t14至时刻t15的期间内，将重置控制信号RE设为高电平。由此，在N个积分电路42各个中，放电用开关42c成为闭合状态，放出存储于电容元件42b的电荷。
继而，在较时刻t15更靠后的时刻t16至时刻t17的期间内，将第1行选择控制信号VS1设为高电平。由此，第1行的像素P1,1～P1,N及载子捕获区域DA1中晶体管21成为连接状态。像素P1,1～P1,N各个的光电二极管22中存储的电荷通过读出用配线R1～RN输出至积分电路42，存储于电容元件42b。自积分电路42，输出与电容元件42b所存储的电荷量相应大小的电压值。另一方面，存储于载子捕获区域DA1的光电二极管22的电荷通过电荷排出用配线Rd放出至基准电位线GND。
继而，在较时刻t17更靠后的时刻t18至时刻t19的期间内，将保持控制信号Hd设为高电平，由此，在N个保持电路44的各个中输入用开关44a成为连接状态，自积分电路42输出的电压值由电容元件44c保持。
继而，在较时刻t19更靠后的时刻t20至时刻t21的期间内，水平移位寄存器61依序将第1列选择控制信号HS1～第N列选择控制信号HSN设为高电平。由此，N个保持电路44的输出用开关44b依序成为闭合状态，电容元件44c所保持的电压值逐次输出至电压输出用配线48。另外，其间，将重置控制信号RE设为高电平，将积分电路42的电容元件42b放电。
继而，在较时刻t21更靠后的时刻t22至时刻t23的期间内，垂直移位寄存器60将第2行选择控制信号VS2设为高电平。由此，在第2行的像素P2,1～P2,N及载子捕获区域DA2中，晶体管21成为连接状态。像素P2,1～P2,N各个的光电二极管22所存储的电荷通过读出用配线R1～RN输出至积分电路42，且存储于电容元件42b。另一方面，载子捕获区域DA2的光电二极管22所存储的电荷通过电荷排出用配线Rd放出至基准电位线GND。
此后，通过与第1行相同的动作，将与存储于电容元件42b的电荷量相应的大小的电压值自N个保持电路44逐次输出至电压输出用配线48。然后，对存储于第3行至第M行的像素的电荷，也通过与第1行相同的动作转换成电压值，且逐次输出至电压输出用配线48。这样，来自受光部20的一个摄像帧量的图像数据的读出完成。
对以上所说明的本实施方式的固体摄像装置1A发挥的效果进行说明。在本实施方式的固体摄像装置1A中，不仅受光部20，光也入射于受光部20周围的区域。另外，固体摄像装置1A作为X射线摄像装置被使用，即使由闪烁器覆盖受光部20周围的区域，透过闪烁器的X射线及来自闪烁器的闪烁光也入射于受光部20周围的区域。由此，在受光部20周围的区域产生不需要电荷(不需要载子)。尤其，因与受光部20排列配置的垂直移位寄存器60具有某程度的面积，因而在形成有垂直移位寄存器60的区域中产生较多的不需要载子。
若垂直移位寄存器60中产生的不需要载子流入到受光部20，则会导致噪声与来自邻接于垂直移位寄存器60的像素P1,N～PM,N的输出重叠。图6是显示为避免此种现象，在垂直移位寄存器60与受光部20间的区域内，配置有用以吸收不需要载子的光电二极管(虚设光电二极管)81的例子的俯视图。该虚设光电二极管81遍及多行而形成，且自第1行至第M行连续形成(即在列方向连结)。通过使该虚设光电二极管81与基准电位线(接地配线)GND短路，垂直移位寄存器60中产生的不需要载子放出至基准电位线GND，而可防止流入至受光部20。
然而，该方式存在如下课题。通常，在受光部20中彼此邻接的像素间，存在由产生于这些光电二极管22间的耦合电容等引起的串扰。另外，在各像素中，经由晶体管21彼此连结的光电二极管22与行选择用配线Qm之间存在寄生电容，该寄生电容也对串扰产生影响。然而，因上述虚设光电二极管81中未设置晶体管，因而不产生此种寄生电容。因此，对于邻接于虚设光电二极管81的像素P1,N～PM,N而言，与其它像素比较，串扰程度不同，来自邻接于虚设光电二极管81的像素P1,N～PM,N的输出特性或噪声的大小与其它像素不同。
鉴于此种课题，在本实施方式的固体摄像装置1A中，在垂直移位寄存器60与受光部20之间的载子捕获区域DA1～DAM内，M个光电二极管(虚设光电二极管)22配置于每行。垂直移位寄存器60中产生的不需要载子由这些光电二极管22吸收。由此，可有效防止垂直移位寄存器60中产生的不需要载子所引起的噪声与来自受光部20的像素的输出重叠。
另外，在该固体摄像装置1A中，载子捕获区域DA1～DAM的光电二极管22与电荷排出用配线Rd经由晶体管21连接，在晶体管21成为导通状态时，不需要载子自光电二极管22经由电荷排出用配线Rd排出至基准电位线GND。这样，在固体摄像装置1A中，与受光部20内的各像素P1,1～PM,N相同，也在载子捕获区域DA1～DAM的光电二极管22设置有晶体管21。另外，因在各行的载子捕获区域DA1～DAM分别设置有光电二极管22，因而在列方向邻接的载子捕获区域DA1～DAM的光电二极管22彼此分开。
因此，根据本实施方式的固体摄像装置1A，因可使邻接于载子捕获区域DA1～DAM的像素P1,N～PM,N的串扰的大小接近于其它像素的串扰的大小，因而可使来自像素P1,N～PM,N的输出特性或噪声的大小接近于其它像素。另外，在载子捕获区域DA1～DAM未被遮光或仅一部分被遮光的情况下，因与其它像素P1,1～PM,N相同，光也入射于载子捕获区域DA1～DAM的光电二极管22且产生载子，因而也可使载子的存储量接近于其它像素。
另外，如本实施方式所述，垂直移位寄存器60与受光部20也可形成于共同的基板12上。此种情况下，虽然垂直移位寄存器60中产生的不需要载子容易流入到受光部20，但根据本实施方式的固体摄像装置1A，可有效防止不需要载子流入到受光部20。
另外，如本实施方式所述，载子捕获区域DA1～DAM的晶体管21的各控制端子优选连接于与各像素P1,1～PM,N的晶体管21的各控制端子共同的行选择用配线Q1～QM。由此，可使载子捕获区域DA1～DAM的光电二极管22与行选择用配线Q1～QM之间的寄生电容值接近于各像素P1,1～PM,N的光电二极管22与行选择用配线Q1～QM之间的寄生电容值。因此，可使邻接于载子捕获区域DA1～DAM的像素P1,N～PM,N的串扰的大小更接近于其它像素的串扰的大小。
此处，对本实施方式的固体摄像装置1A的制造工序中的曝光方法进行说明。在制造固体摄像装置1A时，使用包含规定图案的刻线且通过光刻技术制作多个像素P1,1～PM,N及载子捕获区域DA1～DAM、DB1～DBN+1。此时，因各像素P1,1～PM,N具有彼此共同的构成，因而进行一边移动包含规定图案的刻线的位置一边进行多次曝光的所谓继续曝光。
图7(a)是受光部20的俯视图，显示有继续曝光的边界线(接缝)LA的一例。在图7(a)所示的例子中，将通过矩形状的光电二极管22的中心的线设为边界线LA、LB。该情况下，如图7(b)所示，载子捕获区域DA1～DAM、DB1～DBN+1的光电二极管22的大小与像素P1,1～PM,N的光电二极管22的大小大致相同等。
另外，图8(a)是受光部20的俯视图，显示有继续曝光的边界线LA的其它例。在图8(a)所示的例中，列方向的边界线LA相对于矩形状的光电二极管22的中心靠近左侧(即，自载子捕获区域DA1～DAM离开的一侧)，另外，行方向的边界线LB相对于矩形状的光电二极管22的中心靠近上侧(即，自载子捕获区域DB1～DBN离开的一侧)。该情况下，如图8(b)所示，可使载子捕获区域DA1～DAM、DB1～DBN+1的光电二极管22的大小比像素P1,1～PM,N的光电二极管22的大小要小。
具体而言，可使行方向上的载子捕获区域DA1～DAM的光电二极管22的宽度比该方向上的像素P1,1～PM,N的光电二极管22的宽度要短。另外，可使列方向上的载子捕获区域DB1～DBN的光电二极管22的宽度比该方向上的像素P1,1～PM,N的光电二极管22的宽度要短。因此，可缩小受光部20的周围所需要的区域。
如上所述，缩小载子捕获区域DA1～DAM、DB1～DBN+1的光电二极管22具有如下优点。图9是概略性地显示排列配置有2块玻璃基板12的例子的俯视图。在这些玻璃基板12上，形成有受光部20的像素P1,1～PM,N、载子捕获区域DA1～DAM及DB1～DBN+1。在欲使固体摄像装置整体中的受光部的面积更大时，这样排列配置多块玻璃基板12较为有效。
此时，若将2块玻璃基板12上的像素P1,1～PM,N、载子捕获区域DA1～DAM及DB1～DBN的配置设为相同，则可使部件共同化且将制造成本抑制得较低。然而，该情况下，载子捕获区域DA1～DAM位于2个受光部20之间，该区域成为无法获取图像的不感应区域(无电压区域)。此种情况下，通过使行方向上的载子捕获区域DA1～DAM的光电二极管22的宽度短于该方向上的像素P1,1～PM,N的光电二极管22的宽度，可缩小上述不感应区域。
另外，若参照图8(a)，则在通常的像素Pm+1,n中，在接近Pm+1,n+1的一侧形成有晶体管。另外，像素Pm+1,n的接缝(边界线LA)存在于接近像素Pm+1,n-1的一侧。即，相对于像素Pm+1,n的中心，在像素的一侧存在晶体管，在另一侧存在接缝(边界线LA)，且行方向上接缝与晶体管的距离变大。这样，因可使接缝与晶体管物理性分离，因而可减少制造不良。
本发明的固体摄像装置并非限定于上述的实施方式，可进行其它多种变化。例如，上述实施方式所示的受光部也可具备在玻璃基板上成膜非晶硅或多晶硅的构成。该情况下，晶体管21通过薄膜晶体管较好地实现。或，受光部也可制作于单晶硅基板上。
另外，在上述实施方式中，对不在各像素具有放大电路，且在各列的读出用配线的每条读出用配线设置有积分电路的所谓被动式像素传感器(PPS)应用本发明，但本发明也可应用于在各像素具有放大电路的所谓主动式像素传感器(APS)。
另外，在上述实施方式中，显示相对于受光部沿列方向排列而设置有载子捕获区域DB1～DBN+1的例子，但也可省略载子捕获区域DB1～DBN+1。
在上述实施方式的固体摄像装置中，使用具备如下构件的构成：受光部，其具有分别包含第1光电二极管、及一端与该第1光电二极管连接的第1开关电路，且二维排列成M行N列(M、N为2以上的整数)的M×N个像素；N条读出用配线，其配设于每列，且与包含于对应的列的像素的第1开关电路的另一端连接；N个积分电路，其分别输出与经由N条读出用配线输入的电荷量相应的电压值；移位寄存器，其相对于受光部沿行方向排列配置，且分别在每行控制第1开关电路的开闭状态；M个虚设光电二极管，其在移位寄存器与受光部之间的区域配置于每行；M个第2开关电路，其各自的一端与M个虚设光电二极管连接；及电荷排出用配线，其与M个第2开关电路的另一端连接，且与基准电位线短路。
另外，固体摄像装置也可采用行方向上的虚设光电二极管的宽度短于该方向上的第1光电二极管的宽度的构成。在上述固体摄像装置中，虚设光电二极管的大小也可不必与第1光电二极管相等。因此，通过这样使虚设光电二极管的宽度短于第1光电二极管的宽度，可缩小受光部的周围的区域，且可缩小例如排列配置多个固体摄像装置时产生于固体摄像装置间的不感应区域。
另外，固体摄像装置也可采用将移位寄存器与受光部形成于共同的基板上的构成。此种情况下，虽然移位缓存器中产生的不需要载子容易流入到受光部，但根据上述固体摄像装置，可有效地防止不需要载子流入到受光部。
另外，固体摄像装置也可采用如下构成：还具备M条行选择用配线，其为了使用以控制开闭状态的第1及第2开关电路的各控制端子与移位寄存器彼此电连接而配设于每行。这样，通过将行选择用配线相对于第1及第2开关电路共同设置，可使邻接于虚设光电二极管的像素的串扰的大小更接近于其它像素的串扰的大小。
产业上的可利用性
本发明可利用为可使邻接于虚设光电二极管的像素的输出特性或噪声的大小接近于其它像素的固体摄像装置。
符号的说明
1A…固体摄像装置、12…基板、20…受光部、21…晶体管、22…光电二极管、30…不需要载子捕获部、40…读出电路部、42…积分电路、44…保持电路、45…保持用配线、46…重置用配线、48…电压输出用配线、60…垂直移位寄存器、61…水平移位寄存器、DA1～DAM、DB1～DBN+1…载子捕获区域、GND…基准电位线、LA、LB…边界线(接缝)、P1,1～PM,N…像素、Q1～QM、Qd…行选择用配线、R1～RN…读出用配线、Rd…电荷排出用配线。

Claims (4)

1.一种固体摄像装置，其特征在于，
包含：
受光部，其具有分别包含第1光电二极管、及一端与该第1光电二极管连接的第1开关电路，且二维排列成M行N列的M×N个像素，其中，M、N为2以上的整数；
N条读出用配线，其配设于每列，且与包含于对应的列的所述像素的所述第1开关电路的另一端连接；
读出电路部，其与所述N条读出用配线连接；
移位寄存器，其相对于所述受光部沿行方向排列配置，且对各行控制所述第1开关电路的开闭状态；
M个虚设光电二极管，其在所述移位寄存器与所述受光部之间的区域中配置于每行；
M个第2开关电路，其各自的一端与所述M个虚设光电二极管连接；及
电荷排出用配线，其与所述M个第2开关电路的另一端连接且与基准电位线短路。
2.如权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，
行方向上的所述虚设光电二极管的宽度短于该方向上的所述第1光电二极管的宽度。
3.如权利要求1或2所述的固体摄像装置，其特征在于，
所述移位寄存器与所述受光部形成于共同的基板上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的固体摄像装置，其特征在于，
还包含：M条行选择用配线，其为了将用以控制开闭状态的所述第1及第2开关电路的各控制端子与所述移位寄存器彼此电连接而配设于每行。
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