JP2006120804A - 撮像装置及び駆動制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】埋め込みフォトダイオード及びトレンチ分離構造を備えたCMOSセンサーフォトにおいて、低暗電流、低読み出し電圧及び高い取り扱い電荷量を得ること。
【解決手段】各画素間を分離するためのトレンチ分離部を形成する溝10の内部に埋め込みポリシリコン電極11を埋め込む構成とし、読み出し期間中はゼロ電位とし、受光期間中には電極11を負電位とし、とまた、受光期間中に受光部上層のホール蓄積層3の電位を正とし、読み出し期間の後半に負電位とする制御を行うことにより、埋め込みフォトダイオード及びトレンチ分離構造を備えたCMOSセンサーにおいて、低暗電流、低読み出し電圧及び高い取り扱い電荷量を得ることができる。
【選択図】図1
Description
前記埋め込み電極を駆動する駆動制御部とを具備し、前記駆動制御部は、受光蓄積期間の少なくとも一部において前記埋め込み電極を第1の電位とし、蓄積された電荷を前記読み出し部を介して前記信号検出部に読み出す読み出し期間の少なくとも一部において前記埋め込み電極を第2の電位とすることを特徴とする。
受光期間中に受光部上層の電荷生成部(正孔蓄積層)の電位を正(+1Vなど)にすることにより、受光期間中のP+層の電荷蓄積層であるN+の間の電界を減少させることができ、この電界の減少により、受光部(フォトダイオード)で発生する白傷等、暗電流の発生を抑制することができる。
読み出し時には受光部上部の電荷生成部を負電圧にすることで、センサーポテンシャルが浅くなり、これにより受光部からの読み出しにポテンシャル差が大きくとれるため低電圧の電荷転送を可能にすることができる。
上記効果によって、より低電圧での受光部からの読み出しが可能なため、センサー部のN層濃度を濃く形成してセンサーポテンシャルが深い構造として、センサー部の取り扱い電荷量を増大させることができ、白傷の発生や暗電流を抑えることができる。
Claims (10)
- 受光して電荷を生成する受光部を含む複数の画素と、
前記受光部に蓄積された電荷量を検出して画素信号を出力する信号検出部と、
前記受光部の信号電荷を前記信号検出部に読み出す読み出し部と、
前記複数の画素の画素間に設けられたトレンチ分離部と、
前記トレンチ分離部の溝内に埋め込まれた埋め込み電極と、
前記埋め込み電極を駆動する駆動制御部とを具備し、
前記駆動制御部は、受光蓄積期間の少なくとも一部において前記埋め込み電極を第1の電位とし、蓄積された電荷を前記読み出し部を介して前記信号検出部に読み出す読み出し期間の少なくとも一部において前記埋め込み電極を第2の電位とすることを特徴とする撮像装置。 - 前記駆動制御部は、前記受光蓄積期間の全期間及び前記読み出し期間の前半は前記電荷生成部を形成する上層を第3の電位とし、前記読み出し期間の後半は同上層を第4の電位とする制御を行うことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
- 前記駆動制御部は、前記第1の電位として負電位を、前記第2の電位としてゼロまたは前記第1負電位よりも高い負電位を前記埋め込み電極に印加することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
- 前記駆動制御部は、前記第3の電位として正電位を、前記第4の電位として負電位を前記電荷生成部に印加することを特徴とする請求項2記載の撮像装置。
- 前記トレンチ分離部の溝内には絶縁材が充填され、この絶縁材の中に前記埋め込み電極を埋め込むことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
- 前記駆動制御部と前記埋め込み電極とを接続する配線及び同駆動制御部と前記電荷生成部を接続する配線を具備することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
- 前記埋め込み電極はポリシリコン電極であることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
- 前記トレンチ分離部は浅いトレンチ分離構造を有することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
- 受光して電荷を生成する受光部を含む複数の画素と、前記受光部に蓄積された電荷量を検出して画素信号を出力する信号検出部と、前記受光部の信号電荷を前記信号検出部に読み出す読み出し部と、前記複数の画素の画素間に設けられたトレンチ分離部と、前記トレンチ分離部の溝内に埋め込まれた埋め込み電極と、前記埋め込み電極を駆動する駆動制御部とを具備する撮像装置の駆動制御方法であって、
前記トレンチ分離部溝内に電極を埋め込み、受光蓄積期間の少なくとも一部において前記埋め込み電極を第1の電位とし、蓄積された電荷を前記読み出し部を介して前記信号検出部に読み出す読み出し期間の少なくとも一部において前記埋め込み電極を第2の電位とすることを特徴とする駆動制御方法。 - 前記受光蓄積期間の全期間及び前記読み出し期間の前半は前記電荷生成部を形成する上層を第3の電位とし、前記読み出し期間の後半は同上層を第4の電位とする制御を行うことを特徴とする請求項9記載の駆動制御方法。
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