JP6304738B2 - 撮像装置、撮像方法、製造装置、製造方法、並びに電子機器 - Google Patents
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Description
1.固体撮像素子の構成
2.単位画素の構造
3.単位画素の他の構造
4.単位画素の配置例
5.製造について
6.電子機器
図1は、本発明が適用される固体撮像素子としてのCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサの構成例を示すブロック図である。
次に、図1の画素アレイ部41に行列状に配置されている単位画素50の具体的な構造について説明する。なお、本技術を適用した画素は、ダイナミックレンジを拡大させることが可能となり、センサとしての性能を向上させることができる。このような効果があることを説明するために、まず本技術を適用していない画素について説明を加え、その後、本技術を適用した画素について説明を加える。
図8は、単位画素50の他の構成を示す図である。図8に示した単位画素50Cは、図3や図6に示した単位画素50、単位画素50Bと区別を付けるために、単位画素50Cと記述する。
単位画素50Cにおいて、TRYゲート101やTRXゲート64が配置される位置、形、大きさなどは、図8に示した構成に限定されるわけでない。図12乃至図23に、単位画素50Cの他の構成を図示し、説明を加える。以下の説明においては、図8に示した単位画素50Cと同じく、TRYゲート101を有する単位画素であるため、単位画素50Cとの記載を続け、他の部分も同様の符号を付して説明を続ける。
上述した単位画素50Cの製造について図24を参照して説明する。工程S1において、SOI基板がセッティングされる。ここでは、SOI基板を用い、電荷蓄積層をn型として構成する場合を例に挙げて説明するが、Bulk基板を用いて、電荷蓄積層をp型に構成する場合などにおいても本技術は適用できる。また工程S1においては、イオン・インプランテーションにて、トランジスタのwellも形成される。
本技術は、撮像装置への適用に限られるものではなく、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、携帯電話機などの撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に撮像装置を用いる複写機など、画像取込部(光電変換部)に撮像装置を用いる電子機器全般に対して適用可能である。なお、電子機器に搭載されるモジュール状の形態、即ちカメラモジュールを撮像装置とする場合もある。
Claims (18)
- 受光した光を電荷に変換する光電変換部と、
前記光電変換部から転送されてきた電荷を保持する保持部と、
前記光電変換部と前記保持部を接続する位置に配置され、前記保持部内に電荷を保持する保持機能を有する第1のゲートと、
前記保持部の近傍に配置され、電荷を保持する保持機能を有する第2のゲートと
を備え、
前記光電変換部から前記保持部に前記電荷を転送する場合、前記第1のゲートと前記第2のゲートをオンにし、
前記第1のゲートをオフに戻した後、前記第2のゲートをオフにする
撮像装置。 - 前記第1のゲートは、前記保持部から前記光電変換部への電荷の逆流を防ぐ
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記第1のゲートと前記第2のゲートは、前記光電変換部の一辺に、左右に並べて配置されている
請求項1または2に記載の撮像装置。 - 前記第1のゲートが設けられている前記光電変換部に隣接する光電変換部に近接して、前記第2のゲートが配置されている
請求項1または2に記載の撮像装置。 - 前記第1のゲートと前記第2のゲートは、同比率の大きさで形成されている
請求項1乃至4のいずれかに記載の撮像装置。 - 前記第1のゲートと前記第2のゲートのうち、一方は他方よりも大きく形成されている
請求項1乃至4のいずれかに記載の撮像装置。 - 前記第1のゲートと前記第2のゲートは、多角形で形成されている
請求項1乃至6のいずれかに記載の撮像装置。 - 前記第1のゲートと前記第2のゲートは、円弧を有する形状で形成されている
請求項1乃至6のいずれかに記載の撮像装置。 - 前記保持部からの電荷を蓄積する浮遊拡散領域と、
前記保持部と前記浮遊拡散領域との間に設けられる第3のゲートと
をさらに備え、
前記第1のゲートと前記第2のゲートがオフにされた後、前記第3のゲートがオンにされ、前記保持部から前記浮遊拡散領域への電荷の転送が行われる
請求項1乃至8のいずれかに記載の撮像装置。 - 前記第3のゲートは、前記第1のゲートと前記第2のゲートに接しない位置に配置されている
請求項9に記載の撮像装置。 - 前記第1のゲートは、複数に分割されている
請求項1乃至10のいずれかに記載の撮像装置。 - 前記第2のゲートは、複数に分割されている
請求項1乃至10のいずれかに記載の撮像装置。 - 受光した光を電荷に変換する光電変換部と、
前記光電変換部から転送されてきた電荷を保持する保持部と、
前記光電変換部と前記保持部を接続する位置に配置され、前記保持部内に電荷を保持する保持機能を有する第1のゲートと、
前記保持部の近傍に配置され、電荷を保持する保持機能を有する第2のゲートと
を備える撮像装置の撮像方法において、
前記光電変換部から前記保持部に前記電荷を転送する場合、前記第1のゲートと前記第2のゲートをオンにし、
前記第1のゲートをオフに戻した後、前記第2のゲートをオフにする
ステップを含む撮像方法。 - 受光した光を電荷に変換する光電変換部と、
前記光電変換部から転送されてきた電荷を保持する保持部と、
前記光電変換部と前記保持部を接続する位置に配置され、前記保持部内に電荷を保持する保持機能を有する第1のゲートと、
前記保持部の近傍に配置され、電荷を保持する保持機能を有する第2のゲートと、
前記光電変換部から前記保持部に前記電荷を転送する場合、前記第1のゲートと前記第2のゲートをオンにし、前記第1のゲートをオフに戻した後、前記第2のゲートをオフにするための処理部と
を備える撮像装置を製造する
製造装置。 - 前記光電変換部と前記保持部を基板内に形成し、
前記基板上に、前記第1のゲートと前記第2のゲートを形成する
請求項14に記載の製造装置。 - 受光した光を電荷に変換する光電変換部と、
前記光電変換部から転送されてきた電荷を保持する保持部と、
前記光電変換部と前記保持部を接続する位置に配置され、前記保持部内に電荷を保持する保持機能を有する第1のゲートと、
前記保持部の近傍に配置され、電荷を保持する保持機能を有する第2のゲートと、
前記光電変換部から前記保持部に前記電荷を転送する場合、前記第1のゲートと前記第2のゲートをオンにし、前記第1のゲートをオフに戻した後、前記第2のゲートをオフにするための処理部と
を備える撮像装置を製造する
製造方法。 - 前記光電変換部と前記保持部を基板内に形成し、
前記基板上に、前記第1のゲートと前記第2のゲートを形成する
ステップを含む
請求項16に記載の製造方法。 - 受光した光を電荷に変換する光電変換部と、
前記光電変換部から転送されてきた電荷を保持する保持部と、
前記光電変換部と前記保持部を接続する位置に配置され、前記保持部内に電荷を保持する保持機能を有する第1のゲートと、
前記保持部の近傍に配置され、電荷を保持する保持機能を有する第2のゲートと
を備え、
前記光電変換部から前記保持部に前記電荷を転送する場合、前記第1のゲートと前記第2のゲートをオンにし、
前記第1のゲートをオフに戻した後、前記第2のゲートをオフにする
撮像装置と、
前記光電変換部から出力される画素信号に対して信号処理を行う信号処理部と
を備える電子機器。
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