JP2011205109A - Solid-state imaging apparatus and camera using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device having a small quantity of noise by forming transistors having high controllability, using simple processes, and to provide a method of manufacturing the same.SOLUTION: There is provided a photoelectric conversion element prepared by forming a p-type well 102 on an n-type substrate 101, further, forming an n-layer 104 of a photodiode, forming thereon a p-layer 105 of the photodiode by increasing the surface concentration thereof, and forming a gate region 103 of a transferring MOS transistor via an insulating layer. A diffusion floating region FD107 is formed in the lateral lower portion of the gate region 103, to connect it with the gate of the amplifying MOS transistor of an output circuit. The drain of a MOS transistor 111 for a row selecting switch is connected to the source of the amplifying MOS transistor, and a current source 112 is connected with the source of the MOS transistor 111, to constitute an amplifying circuit of a source follower. As the transistor 110 for the source follower, an embedded MOS transistor is used and 1/f noise is reduced.

Description

本発明は、半導体装置とそれを用いた固体撮像装置その中でも特にCMOSイメージセンサーに関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a solid-state imaging device using the same, and more particularly to a CMOS image sensor.

固体撮像装置の代表的なものには、ホトダイオードおよびCCDシフトレジスタからなるCCDセンサと、ホトダイオードおよびMOSトランジスタからなるAPS(Active Pixel Sensor)等のCMOSセンサと呼ばれるものがある。   Typical solid-state imaging devices include a CCD sensor composed of a photodiode and a CCD shift register, and a CMOS sensor such as an APS (Active Pixel Sensor) composed of a photodiode and a MOS transistor.

APSは、1画素毎にホトダイオード、MOSスイッチ、ホトダイオードからの信号を増幅するための増幅回路などを含み、「XYアドレッシング」や「センサと信号処理回路の1チップ化」などが可能といった多くのメリットを有している。しかし、その一方で1画素内の素子数が多いことから、画素開口率の小さいことや、光学系の大きさを決定するチップサイズの縮小化が困難であり、市場の大部分をCCDが占めている。   APS includes photodiodes, MOS switches, and amplification circuits for amplifying signals from the photodiodes for each pixel, and offers many advantages such as "XY addressing" and "single-chip sensor and signal processing circuit". have. However, on the other hand, since the number of elements in one pixel is large, it is difficult to reduce the pixel aperture ratio and to reduce the chip size that determines the size of the optical system, and the CCD occupies most of the market. ing.

近年は、MOSトランジスタの微細化技術の向上と「センサと信号処理回路の1チップ化」や「低消費電力化」などの要求の高まりから、注目を集めている。   In recent years, it has attracted attention due to the improvement in the miniaturization technology of MOS transistors and the increasing demand for “single-chip sensor and signal processing circuit” and “low power consumption”.

図5に従来のAPSの等価回路図を示す(例えば、特許文献1参照)。従来技術の構成を以下簡単に説明する。   FIG. 5 shows an equivalent circuit diagram of a conventional APS (see, for example, Patent Document 1). The configuration of the prior art will be briefly described below.

501が電源線、502がリセットトランジスタを選択するリセットスイッチ線、503が選択トランジスタを選択する選択スイッチ線、504が信号出力線、505が光電変換部としてのホトダイオード、506が転送トランジスタを選択するための転送スイッチ線、Q1が転送トランジスタ、Q2がリセットトランジスタ、Q3が選択トランジスタ、Q4が増幅用のトランジスタである。光電変換部は、CMOSやCCD等で用いられている埋め込み型のホトダイオードである。埋め込み型のホトダイオードは、表面に濃い不純物濃度領域(例えばp層)を設けることで、SiO2面で発生する暗電流を抑制し、また、蓄積部(例えばn層)と表面のp層との間にも接合容量を設けることができ、ホトダイオードの飽和電荷量を増やすことができる。   501 is a power supply line, 502 is a reset switch line for selecting a reset transistor, 503 is a selection switch line for selecting a selection transistor, 504 is a signal output line, 505 is a photodiode as a photoelectric conversion unit, and 506 is for selecting a transfer transistor Transfer switch line, Q1 is a transfer transistor, Q2 is a reset transistor, Q3 is a selection transistor, and Q4 is an amplifying transistor. The photoelectric conversion unit is an embedded photodiode used in a CMOS or CCD. The buried type photodiode suppresses dark current generated on the SiO2 surface by providing a high impurity concentration region (for example, p layer) on the surface, and between the accumulation portion (for example, n layer) and the surface p layer. In addition, a junction capacitance can be provided, and the saturation charge amount of the photodiode can be increased.

光電変換部505で蓄積した光信号電荷Qsig をMOSトランジスタからなる転送部Q1を介し、浮遊拡散領域(Floating Diffusion Area)に読み出す。Q2は浮遊拡散領域の電位をリセットするためのトランジスタである。   The optical signal charge Qsig accumulated in the photoelectric conversion unit 505 is read out to a floating diffusion area through a transfer unit Q1 made of a MOS transistor. Q2 is a transistor for resetting the potential of the floating diffusion region.

この浮遊拡散領域の容量CFDにより、信号電荷Qsig /CFDに電圧変換し、ソースフォロワ回路Q3を通して信号を読み出す。Q4は行選択のための選択スイッチである。   Voltage is converted into signal charge Qsig / CFD by the capacitance CFD of the floating diffusion region, and a signal is read out through the source follower circuit Q3. Q4 is a selection switch for row selection.

また、リセットトランジスタ、転送トランジスタとして埋め込みチャネル型のMOSトランジスタを用いた固体撮像装置がある(例えば、特許文献2参照)。   In addition, there is a solid-state imaging device using a buried channel type MOS transistor as a reset transistor and a transfer transistor (for example, see Patent Document 2).

特開平11−274454号公報JP-A-11-274454 特開2001−309243号公報JP 2001-309243 A

しかしながら従来技術においては、ソースフォロア部のトランジスタ部で生じる1/fノイズのために出力電圧にノイズ成分がのってくるという問題点があった。そのためにソースフォロア部を埋め込み型のpMOSトランジスタで形成する方法等があるがプロセス的に複雑になりコスト増大の要因になる。また固体撮像装置に限らず、チップ内に表面チャネル型MOSトランジスタと、埋め込みチャネル型トランジスタとを併存させて用いる場合には、その製造プロセスが複雑となるという問題があった。   However, the conventional technique has a problem that a noise component is added to the output voltage due to 1 / f noise generated in the transistor portion of the source follower portion. For this reason, there is a method of forming the source follower portion with an embedded pMOS transistor, but the process becomes complicated and causes an increase in cost. In addition to the solid-state imaging device, when a surface channel type MOS transistor and a buried channel type transistor are used together in a chip, there is a problem that the manufacturing process becomes complicated.

そこで本発明は、制御性の高いトランジスタを簡易プロセスで形成することにより、ノイズの少ない半導体装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device with less noise by forming a transistor with high controllability by a simple process.

上述の課題を解決するため、本発明の半導体装置は、埋め込みチャネル型の第一導電型MOSトランジスタと表面チャネル型の第一導電型MOSトランジスタを共に有し、表面近傍に第一導電型のチャネルドープ層が埋め込みチャネル及び表面チャネル型のMOSトランジスタの両方に存在することを特徴とし、1/fノイズを抑制したいトランジスタを必要な部分に形成することができる。特にノイズに敏感な固体撮像装置においてその効果は絶大なるものがある。また固体撮像装置の出力部のソースフォロワ型MOSトランジスタに埋め込みチャネル型トランジスタを用いるとノイズの少ない固体撮像装置を形成でき、CMOSイメージセンサーのように画素部にソースフォロアMOSトランジスタがある場合に特に有効である。表面チャネル型のトランジスタには前記第一導電型のチャネルドープ層に加えて第二導電型のチャネルドープ層を表面近傍に有することが好ましく、オフ特性の優れたトランジスタを同時に形成できる。第一導電型のチャネルドープ層のドーズ量は第二導電型のチャネルドープ層のドーズ量よりも少ないことが好ましい。   In order to solve the above-described problems, a semiconductor device of the present invention includes both a buried channel type first conductivity type MOS transistor and a surface channel type first conductivity type MOS transistor, and the first conductivity type channel is located near the surface. The doped layer is present in both the buried channel and surface channel type MOS transistors, and a transistor for which 1 / f noise is to be suppressed can be formed in a necessary portion. Particularly in a solid-state imaging device that is sensitive to noise, the effect is tremendous. In addition, if a buried channel type transistor is used for the source follower type MOS transistor of the output unit of the solid state imaging device, a solid state imaging device with less noise can be formed, and it is particularly effective when there is a source follower MOS transistor in the pixel unit like a CMOS image sensor. It is. The surface channel type transistor preferably has a second conductivity type channel dope layer in the vicinity of the surface in addition to the first conductivity type channel dope layer, so that a transistor having excellent off characteristics can be formed at the same time. The dose amount of the first conductivity type channel dope layer is preferably smaller than the dose amount of the second conductivity type channel dope layer.

さらには、第一導電型がn型であることを特徴とし、第一導電型のチャネルドープ層は砒素であることが好ましい。こうすることで、制御性が高い半導体装置を形成できる。   Furthermore, the first conductivity type is n-type, and the channel doping layer of the first conductivity type is preferably arsenic. Thus, a semiconductor device with high controllability can be formed.

さらに、埋め込みチャネル型の第一導電型MOSトランジスタと表面チャネル型の第一導電型MOSトランジスタを共に有し、表面近傍に第一導電型のチャネルドープ層を前記埋め込みチャネル及び表面チャネル型のMOSトランジスタの両方にイオン注入法によって1つの工程で作成することを特徴とし、制御性の高いトランジスタを簡易プロセスで形成できるためコストの安い且つノイズの少ない半導体装置を提供できる。   Further, the embedded channel type first conductivity type MOS transistor and the surface channel type first conductivity type MOS transistor are both provided, and the first conductivity type channel doped layer is provided near the surface of the embedded channel and surface channel type MOS transistor. Both are manufactured in one step by an ion implantation method, and a transistor with high controllability can be formed by a simple process, so that a low-cost and low-noise semiconductor device can be provided.

本発明によれば、埋め込みチャネル型の第一導電型MOSトランジスタと表面チャネル型の第一導電型MOSトランジスタを共に有し、表面近傍に第一導電型のチャネルドープ層が前記埋め込みチャネル及び表面チャネル型のMOSトランジスタの両方に存在することで、1/fノイズを抑制したいトランジスタを必要な部分に形成することができ、ノイズの少ない半導体装置を形成できる。表面チャネル型のトランジスタには第一導電型のチャネルドープ層に加えて第二導電型のチャネルドープ層を表面近傍に有することが好ましく、オフ特性の優れたトランジスタを同時に形成できる。   According to the present invention, both the buried channel type first conductivity type MOS transistor and the surface channel type first conductivity type MOS transistor are provided, and the first conductivity type channel doped layer is formed in the vicinity of the surface. By being present in both types of MOS transistors, a transistor in which 1 / f noise is desired to be suppressed can be formed in a necessary portion, and a semiconductor device with less noise can be formed. The surface channel type transistor preferably has a second conductivity type channel dope layer in the vicinity of the surface in addition to the first conductivity type channel dope layer, and a transistor having excellent off characteristics can be formed at the same time.

また埋め込みチャネル型の第一導電型MOSトランジスタと表面チャネル型の第一導電型MOSトランジスタを共に有し、表面近傍に第一導電型のチャネルドープ層を埋め込みチャネル及び表面チャネル型のMOSトランジスタの両方にイオン注入法によって作成することで、制御性の高いトランジスタを1つの工程で形成できるため、コストの安い且つノイズの少ない半導体装置を提供できる。   In addition, both the buried channel type first conductivity type MOS transistor and the surface channel type first conductivity type MOS transistor have both the buried channel type and the surface channel type MOS transistor. In addition, since a transistor with high controllability can be formed in one step by using an ion implantation method, a low-cost and low-noise semiconductor device can be provided.

本発明の実施形態を表す図である。It is a figure showing embodiment of this invention. 本発明の第1実施例を表す断面図である。It is sectional drawing showing 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例の不純物プロファイル図である。It is an impurity profile figure of 1st Example of this invention. 本発明の第2実施例を表す断面図である。It is sectional drawing showing 2nd Example of this invention. 固体撮像装置の画素の等価回路図である。It is an equivalent circuit schematic of the pixel of a solid-state imaging device. 本発明を用いたエリアセンサの読み出し回路を含めた等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram including the readout circuit of the area sensor using the present invention. 本発明の第4実施例を表す断面図である。It is sectional drawing showing the 4th Example of this invention. 本発明による固体撮像装置をもちいたカメラシステムの構成ブロック図である。1 is a configuration block diagram of a camera system using a solid-state imaging device according to the present invention.

次に、本発明の最良の形態について図面を参照して、固体撮像装置を例にあげて説明する。   Next, the best mode of the present invention will be described by taking a solid-state imaging device as an example with reference to the drawings.

図1は、本発明の特徴を最も良く表した断面構造図である。図1において、光電変換素子は、n型基板101上に、p型ウエル102を形成し、その上に薄いn型層を形成しさらにホトダイオードのn層104を形成し、その上に埋め込み領域となるp層105を形成し、転送MOSトランジスタのゲート領域103を絶縁層を介してホトダイオード側面に形成する。   FIG. 1 is a cross-sectional structure diagram that best represents the features of the present invention. In FIG. 1, the photoelectric conversion element is formed by forming a p-type well 102 on an n-type substrate 101, forming a thin n-type layer thereon, further forming an n-layer 104 of a photodiode, and forming a buried region and The p layer 105 is formed, and the gate region 103 of the transfer MOS transistor is formed on the side surface of the photodiode through the insulating layer.

また、転送MOSトランジスタのゲート領域103の側面下部に拡散浮遊領域FD107が形成されており、該拡散浮遊領域FD107は出力回路の増幅用MOSトランジスタのゲートに接続され、増幅用MOSトランジスタのソースには、行選択スイッチ用MOSトランジスタ111のドレインが接続され、行選択スイッチ用MOSトランジスタ111のソースには増幅用MOSトランジスタの負荷となる電流源112が接続されてソースフォロワ増幅回路を構成している。このソースフォロアのトランジスタ110に埋め込み型MOSトランジスタを使用し1/fノイズを減少させる。ここで埋め込み型MOSトランジスタとは、ソース・ドレイン領域と同じ導電型の不純物領域がゲート直下のチャネル領域にも形成されたMOSトランジスタである。   Further, a diffusion floating region FD107 is formed below the side surface of the gate region 103 of the transfer MOS transistor. The diffusion floating region FD107 is connected to the gate of the amplification MOS transistor of the output circuit, and the source of the amplification MOS transistor is The drain of the row selection switch MOS transistor 111 is connected, and the source of the row selection switch MOS transistor 111 is connected to the current source 112 serving as a load of the amplification MOS transistor to constitute a source follower amplifier circuit. An embedded MOS transistor is used as the source follower transistor 110 to reduce 1 / f noise. Here, the buried MOS transistor is a MOS transistor in which an impurity region having the same conductivity type as that of the source / drain regions is also formed in the channel region immediately below the gate.

また、該拡散浮遊領域FD107には、該拡散浮遊領域FD107のリセット用のリセットMOSトランジスタ108のソースが接続され、そのドレインはリセット電源109が接続されている。ソースフォロアトランジスタ以外のMOSトランジスタはここでは例えば閾値電圧0.4Vの表面チャネル型MOSトランジスタである。   Further, the source of a reset MOS transistor 108 for resetting the diffusion floating region FD107 is connected to the diffusion floating region FD107, and the reset power source 109 is connected to the drain thereof. Here, the MOS transistors other than the source follower transistor are, for example, surface channel MOS transistors having a threshold voltage of 0.4V.

次に、読み出し動作を説明しながら、本発明の特徴を詳しく説明する。光が入射し、光電変換により生成された電子がホトダイオードのn層に蓄積する。この時、転送MOSトランジスタはOFF状態にある。所定の蓄積時間が経過したのち、転送MOSトランジスタの制御電極(ゲート領域)103に正の電圧を印加し、転送MOSトランジスタをON状態にし、ホトダイオードのn層の蓄積電荷を拡散浮遊領域に転送する。転送MOSトランジスタをON状態にする前に、予め、拡散浮遊領域を所定の電圧にリセットしておく。蓄積電荷が拡散浮遊領域に転送されると、拡散浮遊領域の電圧は、転送電荷Qsig と拡散浮遊容量CFDを用いると、転送電荷が電子であるため、Qsig /CFD分の電圧がリセット電圧から低下する。ホトダイオードの蓄積層がp型であるならば、転送電荷は正孔であるため、逆に電圧は上昇する。   Next, features of the present invention will be described in detail while explaining a read operation. Light enters and electrons generated by photoelectric conversion accumulate in the n-layer of the photodiode. At this time, the transfer MOS transistor is in an OFF state. After a predetermined accumulation time has elapsed, a positive voltage is applied to the control electrode (gate region) 103 of the transfer MOS transistor, the transfer MOS transistor is turned on, and the accumulated charge in the n layer of the photodiode is transferred to the diffusion floating region. . Before the transfer MOS transistor is turned on, the diffusion floating region is reset to a predetermined voltage in advance. When the stored charge is transferred to the diffusion floating region, the voltage of the diffusion floating region decreases from the reset voltage because the transfer charge is an electron when the transfer charge Qsig and the diffusion floating capacitance CFD are used. To do. If the storage layer of the photodiode is p-type, since the transfer charge is a hole, the voltage rises conversely.

この様なAPSにおいては、拡散浮遊領域107のリセット直後の出力信号Vr1を一旦保持し、リセット信号にQsig /CFD分だけ重畳された出力信号Vsig1との差分(Vsig1−Vr1)をとることやソースフォロアMOSトランジスタを埋め込み型MOSトランジスタにすることで、拡散浮遊領域107のリセットノイズ等のノイズ成分の大部分を除去することができる。特に、ホトダイオードと転送MOSトランジスタ103が以下に述べる条件を満たすことが、より高いノイズの除去率を達成する。即ち、ホトダイオードのn層に蓄積された信号電荷をより高い割合で読み出すことが重要である。   In such an APS, the output signal Vr1 immediately after the reset of the diffusion floating region 107 is temporarily held, and the difference (Vsig1-Vr1) from the output signal Vsig1 superimposed on the reset signal by Qsig / CFD is taken or the source By making the follower MOS transistor an embedded MOS transistor, most of noise components such as reset noise in the diffusion floating region 107 can be removed. In particular, when the photodiode and the transfer MOS transistor 103 satisfy the conditions described below, a higher noise removal rate is achieved. In other words, it is important to read out the signal charge accumulated in the n layer of the photodiode at a higher rate.

詳しく説明すると、信号を読み出し後のリセット電圧から、Qsig /CFDの電圧だけ低下した拡散浮遊領域の電圧をVFDsig1とし、転送MOSトランジスタが充分なON状態であるならば、ホトダイオードのn層には、p型のウエルと表面の濃いp層のGND電位に対しVFDsig1の逆バイアスが印加される。この時n層には、p型のウエルと表面の濃いp層から空乏層が延び、ホトダイオードのn層全体を空乏化させることで、ホトダイオードに信号電荷を殆ど残さずに拡散浮遊領域に信号電荷を読み出すことができる。
この場合、拡散浮遊領域に信号電荷を読み出すのと同時に、ホトダイオードのリセットも行っている。読み出し後、即ちホトダイオードのn層にVFDsig1の逆バイアスが印加された状態で、n層に残る電子数が0個ならば、リセット直後の出力信号Vr1とリセット信号にQsig /CFD分だけ重畳された出力信号Vsig1との差分をとることでリセットノイズを完全に除去することができ、Vsig1−Vr1=Qsig /CFD×A(Aは画素毎にある出力回路のゲイン)という出力信号を得ることができる。
More specifically, if the voltage of the diffusion floating region, which is lowered from the reset voltage after reading the signal by the voltage of Qsig / CFD, is VFDsig1, and the transfer MOS transistor is in a sufficient ON state, the n layer of the photodiode A reverse bias of VFDsig1 is applied to the GND potential of the p-type well and the deep p-layer on the surface. At this time, in the n layer, a depletion layer extends from the p-type well and the deep p layer on the surface, and the entire n layer of the photodiode is depleted, so that the signal charge in the diffusion floating region is hardly left in the photodiode. Can be read out.
In this case, the photodiode is reset simultaneously with reading out the signal charges to the diffusion floating region. If the number of electrons remaining in the n layer is zero after reading, that is, with the reverse bias of VFDsig1 applied to the n layer of the photodiode, it is superimposed on the output signal Vr1 and the reset signal immediately after reset by Qsig / CFD By taking the difference from the output signal Vsig1, the reset noise can be completely removed, and an output signal Vsig1−Vr1 = Qsig / CFD × A (A is a gain of an output circuit for each pixel) can be obtained. .

この出力信号に1/fノイズ等の画素毎にある出力回路のノイズΔVn1が重畳され、最終的なエリアセンサとして形成された集積回路ICからの出力には、画素毎の出力回路以後の読み出し系のノイズΔVn2が重畳される。   The output signal noise ΔVn1 such as 1 / f noise for each pixel is superimposed on this output signal, and the output from the integrated circuit IC formed as the final area sensor is the readout system after the output circuit for each pixel. Noise ΔVn2 is superimposed.

以上の様な読み出しを実現するためには、ホトダイオードのn層に逆バイアスを印加し、n層全体が空乏化しはじめる電圧をVdep とすれば、Vdep <Vsig1とする必要がある。ここでホトダイオードの空乏化電圧とは、広くは、蓄積部の蓄積電荷数<ネット不純物数となる逆バイアス電圧を意味する。理想的には、読み出し後にホトダイオードのn層に残る電子数は0個であるが、どの程度完全に読み出すかは設計事項となる。ΔVn1は1/fノイズ等が支配的であり、この場合はゲート酸化膜を薄くしたり、表面を清浄化する等の方法もあるが埋め込みチャネルMOSトランジスタにすると非常に大きな効果がある。実質的には、先に述べた、読み出し系のノイズΔVn2に比べホトダイオード部でのノイズとΔVn1が充分に小さければノイズ成分はΔVn2で支配される。   In order to realize reading as described above, if a reverse bias is applied to the n-layer of the photodiode and the voltage at which the entire n-layer begins to be depleted is Vdep, it is necessary to satisfy Vdep <Vsig1. Here, the depletion voltage of the photodiode generally means a reverse bias voltage in which the number of accumulated charges in the accumulation unit <the number of net impurities. Ideally, the number of electrons remaining in the n-layer of the photodiode after reading is zero, but how completely read out is a matter of design. ΔVn1 is dominated by 1 / f noise and the like. In this case, there are methods such as thinning the gate oxide film or cleaning the surface, but a buried channel MOS transistor is very effective. In practice, if the noise in the photodiode section and ΔVn1 are sufficiently smaller than the above-described readout system noise ΔVn2, the noise component is dominated by ΔVn2.

ソースフォロア部のトランジスタである埋め込みMOSトランジスタを形成する場合、ソース・ドレイン領域と同じ導電型の不純物114をチャネル部にドープし、表面より若干深い領域に最もポテンシャルの低い領域を作成する。コストを低く保つためにはパターニングをせずにこの埋め込み型トランジスタのチャネルドープ工程を行うことが必要で、他のトランジスタに与える影響を最低限にしようとするとドープ量を少なくすることが必要である。ドープ量を少なくするにはウエルとしてソース・ドレイン領域と同じ導電型のウエルを用いると良い。この時ゲート電圧0Vでもオフしない構成になりやすいが、ソースフォロアの使い方としては問題はない。線形性が保たれる範囲で使用するのが好ましい。ソースフォロア部以外のトランジスタはオフ特性や低基板バイアス効果が要求される。オフ特性においては異なる導電型の不純物115をチャネル部にドープして閾値電圧を制御する。埋め込み型MOSトランジスタに用いる同じ導電型のチャネルドープ量に比べて通常の表面チャネル型のトランジスタには異なる導電型の不純物115を多く注入して形成し、閾値電圧をエンハンス型になるまで持ち上げることが重要である。深さ的には埋め込みチャネル用のドープは表面からやや深めに、表面チャネル型用のドープはより表面に近い所に形成するように構成する。こうすることで埋め込みチャネル用の同じ導電型タイプのチャネルドープをパターニングせずに1工程で行うことが可能となる。したがってプロセス的に簡易になり低コストが実現できる上に、表面チャネル型MOSトランジスタにおいてもチャネル部下の基板濃度が薄くなり、基板バイアス効果の低減という効果が得られる。   In the case of forming a buried MOS transistor which is a transistor in the source follower portion, an impurity 114 having the same conductivity type as that of the source / drain region is doped in the channel portion, and a region having the lowest potential is created in a region slightly deeper than the surface. In order to keep the cost low, it is necessary to perform the channel doping process of this embedded transistor without patterning, and it is necessary to reduce the doping amount in order to minimize the influence on other transistors. . In order to reduce the doping amount, it is preferable to use a well having the same conductivity type as the source / drain region. At this time, it is likely that the configuration does not turn off even when the gate voltage is 0 V, but there is no problem in using the source follower. It is preferable to use it as long as linearity is maintained. Transistors other than the source follower portion are required to have an off characteristic and a low substrate bias effect. In the off characteristics, the threshold voltage is controlled by doping impurities 115 of different conductivity types into the channel portion. Compared to the channel doping amount of the same conductivity type used for the embedded MOS transistor, a normal surface channel type transistor can be formed by implanting more impurities 115 of different conductivity types, and the threshold voltage can be raised until it becomes an enhancement type. is important. In terms of depth, the buried channel dope is formed slightly deeper from the surface, and the surface channel type dope is formed closer to the surface. This makes it possible to perform channel doping of the same conductivity type for the buried channel in one step without patterning. Therefore, the process is simple and low cost is realized, and also in the surface channel type MOS transistor, the substrate concentration under the channel portion is reduced, and the effect of reducing the substrate bias effect is obtained.

ここでは第1の導電型について特に限定しない。好ましくはn型であり、埋め込みチャネルへのドーパントは浅い部分への急峻なプロファイルが得られることから制御性の面から砒素が好ましい。またウエルの型も特に限定されず、異なる導電型のウエルであっても構わないのはいうまでもない。実施例内で詳細に説明する。   Here, the first conductivity type is not particularly limited. The n-type dopant is preferable, and arsenic is preferable from the viewpoint of controllability because a steep profile in a shallow portion can be obtained. The well type is not particularly limited, and it is needless to say that wells of different conductivity types may be used. This will be described in detail in the examples.

図2を用いて実施例1について説明する。本実施例のホトダイオードとその周辺は以下の手順で形成される。   Example 1 will be described with reference to FIG. The photodiode of this embodiment and its periphery are formed by the following procedure.

p型基板201に対し、イオンインプラを用いボロンを導入し、熱処理を行い、表面濃度が約2×1016cm−3のn型ウエル202を形成した。ホトレジスト208を形成して、ホトダイオードのp層204を形成した<図2(a)>。   Boron was introduced into the p-type substrate 201 using ion implantation, and heat treatment was performed to form an n-type well 202 having a surface concentration of about 2 × 10 16 cm −3. A photoresist 208 was formed to form a p-layer 204 of a photodiode <FIG. 2 (a)>.

ゲート酸化膜を基板表面全般に形成後、イオン注入法によりボロンをドーズ量2E12cm−2、35KeVで注入して、P型の第1のチャネルドープ領域205を形成した。ついでホトレジストを埋め込みチャネル部に形成してリンを6E12cm−2、50KeVで注入して、n型の第2のチャネルドープ領域206を形成した。埋め込みチャネル部及び表面チャネル部の不純物プロファイルを図3に示す。埋め込みチャネル型ではポテンシャルはゲート電圧とボロンの濃度プロファイルによって決定され、表面から離れた位置にポテンシャルの谷間が存在し埋め込みチャネルを実現する。一方表面チャネル型では不純物としてリンが支配的でポテンシャルを決定するが、チャネル下部ではボロンによりキャリアが相殺されキャリア濃度が小さくなり基板バイアス効果が小さくなる。   After forming the gate oxide film on the entire substrate surface, boron was implanted at a dose of 2E12 cm −2 and 35 KeV by ion implantation to form a P-type first channel doped region 205. Next, a photoresist was formed in the buried channel portion, and phosphorus was implanted at 6E12 cm −2 and 50 KeV to form an n-type second channel doped region 206. FIG. 3 shows impurity profiles of the buried channel portion and the surface channel portion. In the buried channel type, the potential is determined by the gate voltage and the concentration profile of boron, and a potential valley exists at a position away from the surface to realize a buried channel. On the other hand, in the surface channel type, phosphorus is dominant as an impurity and determines the potential. However, in the lower part of the channel, carriers are offset by boron, the carrier concentration is reduced, and the substrate bias effect is reduced.

次に、ホトレジストを剥離した後に、リンがドープされたポリシリコン制御電極を形成しパターニングを行いソースフォロアMOSトランジスタや転送MOSトランジスタ等の制御電極203を形成した<図2(b)>。つぎに、基板表面のホトダイオード上と制御電極の一部の他の領域にホトレジストを形成し、制御電極203をマスクに表面の濃いn層207を形成した。   Next, after removing the photoresist, a polysilicon control electrode doped with phosphorus was formed and patterned to form a control electrode 203 such as a source follower MOS transistor or a transfer MOS transistor (FIG. 2B). Next, a photoresist was formed on the photodiode on the substrate surface and in another region of a part of the control electrode, and a thick n layer 207 was formed using the control electrode 203 as a mask.

ついでpMOSトランジスタに対してボロンをイオン注入しソース・ドレイン領域を形成後埋め込みチャネル部のMOSトランジスタをホトレジストで覆った後にさらにボロンをイオン注入し、ポリシリコン制御電極をp型化(209)し、表面チャネルMOSトランジスタを形成する。   Next, boron is ion-implanted into the pMOS transistor to form source / drain regions, and then the MOS transistor in the buried channel portion is covered with a photoresist, and further boron is ion-implanted to make the polysilicon control electrode p-type (209). A surface channel MOS transistor is formed.

この工程で、図示しない周辺回路部も含めて通常のpMOSトランジスタのソース・ドレイン領域を形成した。nMOSトランジスタに関しては通常の半導体プロセスで形成した<図2(c)>。   In this step, a source / drain region of a normal pMOS transistor including a peripheral circuit portion (not shown) was formed. The nMOS transistor is formed by a normal semiconductor process <FIG. 2 (c)>.

この後、通常の半導体製造工程に従い、第1の層間絶縁膜、コンタクト、第1金属配線、第2の層間絶縁膜、第1金属配線と第2金属配線を接続するビア、第2金属配線、パッシベーション膜を順次形成した。   Thereafter, in accordance with a normal semiconductor manufacturing process, a first interlayer insulating film, a contact, a first metal wiring, a second interlayer insulating film, a via connecting the first metal wiring and the second metal wiring, a second metal wiring, A passivation film was sequentially formed.

この結果、ポリシリコン制御電極がn型拡散電極からなる、埋め込み型のpMOSトランジスタ及びポリシリコン制御電極がp型拡散電極からなる表面型MOSトランジスタの閾値電圧を独立に形成することができた。全て表面チャネル型のMOSトランジスタで形成した場合のソースフォロア部のノイズに比べて本実施例のように埋め込みチャネル型MOSトランジスタをソースフォロア部に用いた場合はおよそ1/3にノイズが低減され良好な特性を得た。さらに、表面チャネルMOSトランジスタにおいてもチャネル部下の不純物濃度が低いために、基板バイアス効果が小さく良好な出力特性を得ることができた。   As a result, it was possible to independently form the threshold voltages of the buried pMOS transistor whose polysilicon control electrode is an n-type diffusion electrode and the surface MOS transistor whose polysilicon control electrode is a p-type diffusion electrode. Compared to the noise of the source follower portion when all are formed by surface channel type MOS transistors, the noise is reduced to about 1/3 when the embedded channel type MOS transistor is used for the source follower portion as in this embodiment, which is good. Characteristics were obtained. Further, in the surface channel MOS transistor, since the impurity concentration under the channel portion is low, the substrate bias effect is small and good output characteristics can be obtained.

図4を用いて実施例2について説明する。本実施例のホトダイオードとその周辺は以下の手順で形成される。   Example 2 will be described with reference to FIG. The photodiode of this embodiment and its periphery are formed by the following procedure.

n型基板410に対し、イオンインプラを用いボロンを導入し、深いPウエル401を形成する。レジストパターニング後にホトダイオード部を除きボロンをイオン注入しn型に対するポテンシャル障壁およびN型の表面チャネル型MOSトランジスタのウエル402を作成する。ついでホトレジスト408を形成して、ホトダイオードのn層404を形成する<図4(a)>。   Boron is introduced into the n-type substrate 410 by using ion implantation to form a deep P well 401. After resist patterning, boron is ion-implanted except for the photodiode portion, thereby creating a potential barrier against n-type and a well 402 of an N-type surface channel MOS transistor. Next, a photoresist 408 is formed, and an n-layer 404 of the photodiode is formed <FIG. 4A>.

ついでイオン注入法によりパターニングせずに基板全面に砒素をドーズ量6E11cm−2、60KeVで注入して、第1のチャネルドープ領域405を形成した。さらにホトレジストを埋め込みチャネル部に形成してN型の表面チャネル用のトランジスタのチャネル部にボロンを2E12cm−2、20KeVでイオン注入して、第2のチャネルドープ領域406を形成した。N型の埋め込みチャネル型ではポテンシャルは砒素の濃度プロファイル及びゲート電圧、深いPウエルの電圧で決定され、酸化膜表面から離れた位置にポテンシャルの谷間が存在しキャリアのパスとして埋め込みチャネルを実現する。一方表面チャネル型では不純物としてボロンが支配的でポテンシャルを決定する。これは砒素の濃度に比べてボロンの濃度を大きくしたためである。   Next, arsenic was implanted at a dose of 6E11 cm −2 and 60 KeV without patterning by ion implantation to form a first channel doped region 405. Further, a photoresist was formed in the buried channel portion, and boron was ion-implanted into the channel portion of the N-type surface channel transistor at 2E12 cm −2 and 20 KeV to form the second channel doped region 406. In the N-type buried channel type, the potential is determined by the arsenic concentration profile, the gate voltage, and the deep P-well voltage, and a potential valley exists at a position away from the oxide film surface to realize a buried channel as a carrier path. On the other hand, in the surface channel type, boron is dominant as an impurity and determines the potential. This is because the boron concentration is increased compared to the arsenic concentration.

ゲート酸化膜を基板表面全面に形成後、高濃度にリンがドープされたポリシリコン制御電極403を形成しパターニングを行う<図4(b)>。つぎに、基板表面のホトダイオード上と制御電極の一部の領域にホトレジストの抜きパターンを形成し、制御電極403をマスクに表面の濃いp層407を形成した。   After the gate oxide film is formed on the entire surface of the substrate, a polysilicon control electrode 403 doped with phosphorus at a high concentration is formed and patterned (FIG. 4B). Next, a photoresist extraction pattern was formed on the photodiode on the substrate surface and in a part of the control electrode, and a p-layer 407 having a dark surface was formed using the control electrode 403 as a mask.

その後通常の半導体プロセスで、図示しない周辺回路部も含めて、nMOSトランジスタ及びpMOSトランジスタを形成した<図4(c)>。   Thereafter, an nMOS transistor and a pMOS transistor including a peripheral circuit portion (not shown) were formed by a normal semiconductor process <FIG. 4C>.

さらに、通常の半導体製造工程に従い、第1の層間絶縁膜、コンタクト、第1金属配線、第2の層間絶縁膜、第1金属配線と第2金属配線を接続するビア、第2金属配線、パッシベーション膜を順次形成した。   Further, according to a normal semiconductor manufacturing process, a first interlayer insulating film, a contact, a first metal wiring, a second interlayer insulating film, a via connecting the first metal wiring and the second metal wiring, a second metal wiring, and a passivation Films were sequentially formed.

この結果ソースフォロア部に形成した埋め込み型のNMOSトランジスタ及びその他の表面型MOSトランジスタの閾値電圧を独立に制御形成することができた。全て表面チャネル型のMOSトランジスタで形成した場合のソースフォロア部のノイズに比べて本実施例のように埋め込みチャネル型のNMOSトランジスタをソースフォロア部に用いた場合はおよそ1/3にノイズが低減され良好な特性を得た。実施例1と異なり、画素部にnMOSを用いているために動作速度は速く、ホトダイオードも光により発生するキャリアは電子となる。ポテンシャル的に大きな器を形成しているため感度も大きく向上した。   As a result, the threshold voltages of the embedded NMOS transistor and other surface MOS transistors formed in the source follower portion can be independently controlled and formed. Compared to the noise of the source follower portion when all are formed by surface channel type MOS transistors, the noise is reduced to about 1/3 when the buried channel type NMOS transistor is used for the source follower portion as in this embodiment. Good characteristics were obtained. Unlike the first embodiment, since the nMOS is used in the pixel portion, the operation speed is high, and the photo diodes are also generated by the carriers generated by light. Sensitivity is also greatly improved due to the formation of a large vessel in terms of potential.

実施例1、2のホトダイオード505および転送MOSトランジスタQ1を用い、図5に示す画素構成からなり、図6に示す読み出し回路からなるエリアセンサを作製した。   Using the photodiode 505 and the transfer MOS transistor Q1 of Examples 1 and 2, an area sensor having the pixel configuration shown in FIG. 5 and the readout circuit shown in FIG. 6 was produced.

図5においては、ホトダイオード505および転送MOSトランジスタの転送スイッチQ1を備え、Q2は拡散浮遊領域をリセットするためのリセットMOSトランジスタのリセットスイッチ、Q3は拡散浮遊領域をゲートに接続され、ソース側の負荷として接続される定電流源812からなる埋め込みチャネルトランジスタで形成されたソースフォロワ増幅回路の入力MOSトランジスタ、Q4は読み出し画素を選択するための選択スイッチである。   In FIG. 5, a photodiode 505 and a transfer switch Q1 of a transfer MOS transistor are provided, Q2 is a reset switch of a reset MOS transistor for resetting the diffusion floating region, Q3 is connected to the gate of the diffusion floating region, and a load on the source side Q4 is an input MOS transistor of the source follower amplifier circuit formed by a buried channel transistor composed of a constant current source 812 connected as a selection switch for selecting a readout pixel.

これらから構成された光電変換素子の画素セルを3行3列に用いた固体撮像装置を図6に示している。   FIG. 6 shows a solid-state imaging device using pixel cells of photoelectric conversion elements constituted by these in 3 rows and 3 columns.

図5及び図6の基本的な動作を以下に説明する。リセットスイッチQ2によりソースフォロワの入力ゲートにリセット電圧を入力するリセット動作と、選択スイッチQ4による、行選択を行う。   The basic operation of FIGS. 5 and 6 will be described below. A reset operation for inputting a reset voltage to the input gate of the source follower by the reset switch Q2 and row selection by the selection switch Q4 are performed.

ソースフォロワの入力ノードの浮遊拡散領域のゲートをフローティングにし、リセットノイズおよびソースフォロワMOSの閾値電圧のバラツキなどの固定パタンノイズからなるノイズ成分の読み出しを行い、その情報を信号蓄積部805に一旦保持する。   The gate of the floating diffusion region of the input node of the source follower is floated, and noise components including fixed pattern noise such as reset noise and variation in threshold voltage of the source follower MOS are read, and the information is temporarily stored in the signal storage unit 805 To do.

その後、転送スイッチQ1を開閉し、光信号により生成されたホトダイオードの蓄積電荷をソースフォロワの入力ノードに転送し、前述のノイズ成分と光信号成分の和を読み出し、信号蓄積部805に保持する。   Thereafter, the transfer switch Q1 is opened and closed, the accumulated charge of the photodiode generated by the optical signal is transferred to the input node of the source follower, the sum of the noise component and the optical signal component described above is read and held in the signal storage unit 805.

共通信号線への転送スイッチ808,808′を介して、共通信号線809,809′に、ノイズ成分の信号と、ノイズ成分と光信号成分の和の信号とをそれぞれ共通信号線1(808),共通信号線2(808′)の転送スイッチを導通して、読み出し、それぞれ各出力アンプ810を介して出力811,811′として出力する。   The common signal line 809 and 809 ′ are connected to the common signal line 809 and 809 ′ via the transfer switches 808 and 808 ′ to the common signal line, respectively, and the signal of the noise component and the sum of the optical signal component and the common signal line 1 (808). , The common signal line 2 (808 ′) is turned on, read out, and output as outputs 811 and 811 ′ through the output amplifiers 810, respectively.

その後、出力811と811′の差をとることでリセットノイズおよび固定パタンノイズを除去して、光信号成分を取り出し、S/Nの高い画像信号を得ることができる。   Thereafter, by taking the difference between the outputs 811 and 811 ′, the reset noise and the fixed pattern noise are removed, the optical signal component is extracted, and an image signal having a high S / N can be obtained.

上記方法で読み出しを行い、信号とノイズ評価を行った。その結果、各ビット毎のダイナミックレンジ(S/N)=75〜85dBという高いS/Nを得た。   Reading was performed by the above method, and signal and noise were evaluated. As a result, a high S / N of dynamic range (S / N) = 75 to 85 dB for each bit was obtained.

第7図を用いて本発明の第4実施例を説明する。図7は、本発明を用いたCCDイメージセンサーの断面構造図であり、ホトダイオードからのキャリアはポテンシャル井戸を通り、φ1、φ2のクロックで転送される。   A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of a CCD image sensor using the present invention. Carriers from a photodiode pass through a potential well and are transferred with clocks φ1 and φ2.

最終段は転送MOSトランジスタのゲート領域903の側面下部に拡散浮遊領域FD907が形成されており、該拡散浮遊領域FD907は出力回路の増幅用MOSトランジスタのゲートに接続され、ソースフォロワ増幅回路として出力する。このソースフォロアのトランジスタ910に埋め込み型MOSトランジスタを使用し1/fノイズを減少させる。   In the final stage, a diffusion floating region FD907 is formed below the side surface of the gate region 903 of the transfer MOS transistor, and this diffusion floating region FD907 is connected to the gate of the amplification MOS transistor of the output circuit and outputs as a source follower amplification circuit. . An embedded MOS transistor is used for the source follower transistor 910 to reduce 1 / f noise.

また、該拡散浮遊領域FD907には、該拡散浮遊領域FD907のリセット用のリセットMOSトランジスタ908のソースが接続され、そのドレインはリセット電源909が接続されている。ソースフォロアトランジスタ以外のMOSトランジスタはここでは表面チャネル型MOSトランジスタである。埋め込みチャネル型MOSトランジスタと同型の表面チャネル型MOSトランジスタの作成方法その他は上記実施例と同様でありCCD構造においても本発明は適用されノイズ低減という大きな効果が有ることがわかった。   Further, the source of a reset MOS transistor 908 for resetting the diffusion floating region FD907 is connected to the diffusion floating region FD907, and the reset power source 909 is connected to the drain thereof. Here, the MOS transistors other than the source follower transistor are surface channel type MOS transistors. The method for producing the surface channel type MOS transistor of the same type as the buried channel type MOS transistor is the same as that of the above embodiment, and it has been found that the present invention is applied to the CCD structure and has a great effect of noise reduction.

図8は、本発明による固体撮像装置をカメラに応用する場合の回路ブロックの例を示したものである。撮影レンズ1002の手前にはシャッター1001があり、露出を制御する。絞り1003により必要に応じ光量を制御し、固体撮像装置1004に結像させる。固体撮像装置1004から出力された信号は信号処理回路1005で処理され、A/D変換器1006によりアナログ信号からディジタル信号に変換される。出力されるディジタル信号はさらに信号処理部1007で演算処理される。処理されたディジタル信号はメモリ1010に蓄えられたり、外部I/F1013を通して外部の機器に送られる。固体撮像装置1004、撮像信号処理回路1005、A/D変換器1006、信号処理部1007はタイミング発生部1008により制御される他、システム全体は全体制御部・演算部1009で制御される。記録媒体1012に画像を記録するために、出力ディジタル信号は全体制御部・演算部で制御される記録媒体制御I/F部1011を通して、記録される。   FIG. 8 shows an example of a circuit block when the solid-state imaging device according to the present invention is applied to a camera. A shutter 1001 is provided in front of the taking lens 1002 and controls exposure. The amount of light is controlled by the diaphragm 1003 as necessary, and an image is formed on the solid-state imaging device 1004. A signal output from the solid-state imaging device 1004 is processed by a signal processing circuit 1005 and converted from an analog signal to a digital signal by an A / D converter 1006. The output digital signal is further processed by a signal processing unit 1007. The processed digital signal is stored in the memory 1010 or sent to an external device through the external I / F 1013. The solid-state imaging device 1004, the imaging signal processing circuit 1005, the A / D converter 1006, and the signal processing unit 1007 are controlled by a timing generation unit 1008, and the entire system is controlled by an overall control unit / arithmetic unit 1009. In order to record an image on the recording medium 1012, the output digital signal is recorded through a recording medium control I / F unit 1011 controlled by the overall control unit / arithmetic unit.

101,201,401,901 基板
102,202,402,902 ウエル
103,203,209,403,903 制御電極
104,204,404 ホトダイオード部
107,907 拡散浮遊領域
108,908 リセット用MOSトランジスタ
109,501,801,909 電源
110,910 ソースフォロアトランジスタ
111 行選択スイッチ用トランジスタ
112,812 電流源
113 出力端子
114,205,405,914 第1のチャネルドープ
115,206,406 第2のチャネルドープ
207,407 表面層
208,408 ホトレジスト
410 深いウエル
502,802 リセットスイッチ線
503,803 選択スイッチ線
504,804 信号出力線
505 ホトダイオード
506,813 転送スイッチ線
805 信号蓄積部
808 共通信号線1への転送スイッチ
808′ 共通信号線2への転送スイッチ
809 共通信号線1
809′ 共通信号線2
810 出力アンプ
811 出力1
811′ 出力2
906 電荷転送部ウエル
101, 201, 401, 901 Substrate 102, 202, 402, 902 Well 103, 203, 209, 403, 903 Control electrode 104, 204, 404 Photodiode portion 107, 907 Diffusion floating region 108, 908 Reset MOS transistor 109, 501 , 801, 909 Power source 110, 910 Source follower transistor 111 Row selection switch transistor 112, 812 Current source 113 Output terminal 114, 205, 405, 914 First channel dope 115, 206, 406 Second channel dope 207, 407 Surface layer 208, 408 Photoresist 410 Deep well 502, 802 Reset switch line 503, 803 Select switch line 504, 804 Signal output line 505 Photo diode 506, 813 Transfer switch line 8 5 signal storage unit 808 transfer switch 809 common signal line 1 to the transfer switch 808 'the common signal line 2 to the common signal line 1
809 'common signal line 2
810 Output amplifier 811 Output 1
811 'output 2
906 Charge transfer unit well

Claims (3)

光電変換部と、前記光電変換部の電荷に基づく信号を増幅する第1導電型の増幅MOSトランジスタを含む複数のMOSトランジスタとを有する画素を複数有する固体撮像装置であって、
前記複数のMOSトランジスタは、表面チャネル型のMOSトランジスタと埋め込みチャネル型のMOSトランジスタとを有しており、前記増幅MOSトランジスタが前記埋め込みチャネル型であり、
前記埋め込みチャネル型のMOSトランジスタのチャネル部には、表面から所定の深さの位置に第1導電型の第1不純物が配されて、ポテンシャルが低くなっており、
前記表面チャネル型のMOSトランジスタのチャネル部には、前記第1不純物と同一工程で形成され、該第1不純物と同導電型の第2不純物が配され、前記第2不純物よりも表面側に前記第2不純物と反対導電型の第3不純物が配されていることを特徴とする固体撮像装置。
A solid-state imaging device having a plurality of pixels each having a photoelectric conversion unit and a plurality of MOS transistors including a first conductivity type amplification MOS transistor for amplifying a signal based on the charge of the photoelectric conversion unit,
The plurality of MOS transistors include a surface channel type MOS transistor and a buried channel type MOS transistor, and the amplification MOS transistor is the buried channel type,
In the channel portion of the buried channel type MOS transistor, the first impurity of the first conductivity type is disposed at a predetermined depth from the surface, and the potential is low.
A channel portion of the surface channel type MOS transistor is formed in the same step as the first impurity, and a second impurity having the same conductivity type as the first impurity is disposed, and the surface side of the second impurity is the surface of the MOS transistor. A solid-state imaging device, wherein a third impurity having a conductivity type opposite to that of the second impurity is disposed.
前記増幅MOSトランジスタのゲート電極には、第2導電型の不純物が注入されており、前記表面チャネル型のゲート電極には第1導電型の不純物が注入されていることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。   2. The second conductivity type impurity is implanted into the gate electrode of the amplification MOS transistor, and the first conductivity type impurity is implanted into the surface channel type gate electrode. The solid-state imaging device described in 1. 光を結像する結像光学系と、この結像された像を光電変換する請求項1または2のいずれかに記載の固体撮像装置と、この固体撮像装置からの出力信号をディジタル信号に変換して処理する信号処理回路とを有することを特徴とするカメラ。   An imaging optical system that forms an image of light, a solid-state imaging device according to claim 1 that photoelectrically converts the formed image, and an output signal from the solid-state imaging device is converted into a digital signal. And a signal processing circuit for processing.
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