KR20060042901A - 고체 촬상 디바이스 및 모듈형 고체 촬상 디바이스 - Google Patents
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Abstract
고체 촬상 디바이스는 XY 행렬 방식으로 정렬된 복수의 화소를 포함하고, 각각의 화소는 입사광을 신호 전하로 광전 변환하여 광전 변환된 신호 전하를 축적하는 광전 변환부(1)와, 이 축적된 신호 전하를 전압으로 변환하는 축적 영역(3)과, 이 광전 변환부(1)에 축적된 신호 전하를 이 축적 영역(3)으로 전송하는 전송 게이트(2)를 포함하며, 이 전송 게이트(2) 하의 전위 레벨의 차를 형성하여 포화 전하량을 증가시킨다.
입사광, 광전 변환부, 축적 영역, 전송 게이트, 포화 전화량
Description
도 1은 종래 기술에 따르는 고체 촬상 디바이스의 예의 주요부를 도시하는 평면도.
도 2a는 도 1의 선II-II를 따라 취해진 단면도이고, 종래 기술에 따르는 고체 촬상 디바이스의 예의 주요부를 도시.
도 2b 내지 2d는 도 2a에 도시된 고체 촬상 디바이스의 전위 분포를 각각 도시하는 도면.
도 3a는 종래 기술에 따르는 고체 촬상 디바이스의 예의 주요부를 도시하는 단면도.
도 3b 내지 3d는 도 2a에 도시된 고체 촬상 디바이스의 전위 분포를 각각 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예를 따르는 고체 촬상 디바이스의 정렬을 도시하는 개요도.
도 5는 도 4에 도시된 고체 촬상 디바이스의 유닛 화소의 예의 정렬을 도시하는 개요도.
도 6은 본 발명에 따르는 고체 촬상 디바이스의 주요부를 도시하는 평면도.
도 7a는 도 6의 선 VII-VII를 따라 취해진 단면도이고, 본 발명의 실시예를 따르는 고체 촬상 디바이스를 도시.
도 7b 내지 7d는 도 7a에 도시된 고체 촬상 디바이스의 전위 분포를 각각 도시하는 개요도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 고체 촬상 디바이스의 주요부를 도시하는 평면도.
도 9는 본 발명이 모듈형 고체 촬상 디바이스에 적용되는 다른 실시예를 도시하는 개요도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 포토 다이오드
2 : 전송 게이트
3 : 플로팅 확산 영역
4 : p형 기판
5 : 절연층
본 발명은 화소의 수를 증가시키코 소형화하는데 적합한 고체 촬상 디바이스와 모듈형 고체 촬상 디바이스에 관한 것이다.
일반적으로 고체 촬상 디바이스는 복수의 픽셀을 포함하는데, 각각의 화소는 입사광을 신호 전하로 광전 변환하여 이 광전 변환된 신호 전하를 축적하는 광전 변환부(포토다이오드 PD, 센서부), 이 축적된 신호 전하를 전압으로 변환하는 축적 영역(플로팅 확산 영역 FD), 및 이 광전 변환부에 축적된 신호 전하를 이 축적 영역(플로팅 확산 영역 FD)으로 전송하는 전송 게이트를 포함하고, XY 행렬 방식(즉, 2차원 방식)으로 배열된다.
이 고체 촬상 디바이스의 화소의 수가 증가되고 이 고체 촬상 디바이스가 좀더 소형화 됨에 따라서, 유닛 셀의 사이즈가 더욱 줄어든다. 이에 따라서, 트랜지스터에 의해 이 화소의 면적이 차지하는 비율이 증가하여, 광전 변환부로 작동하는 포토다이오드의 면적이 감소하기 때문에 포화 전하량이 저하한다. 이 광전 변환부로 작동하는 포토다이오드의 포화 전하량이 저하되면 화질이 낮아져서, 포화 전하량의 저하가 이 고체 촬상 디바이스의 심각한 문제가 된다.
첨부된 도면중 도 1은 종래 기술에 따르는 고체 촬상 디바이스의 1 화소의 정렬의 예를 도시하는 개략도이다. 도 1에서, 참조 번호 1은 광전 변환부를 구성하는 포토다이오드(PD)를 나타내고, 참조번호 2는 전송 게이트를 나타내고, 참조번호 3은 플로팅 확산(FD) 영역을 나타낸다.
도 1의 II-II 선을 따라 취해진 단면도가 도 2a이다. 도 2a에서, 참조번호 4는 p형 반도체 기판을 나타낸다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 이 p형 반도체 기판(4)에 n형 영역(1a)를 형성하여, 포토다이오드(PD; 1)를 형성한다.
또한, 이 p형 반도체 기판(4)에 n+형 영역(3a)을 형성하여, 플로팅 확산(FD) 영역(3)을 형성해, 포토다이오드(1)의 n형 영역(1a)과 플로팅 확산(FD) 영역(3)의 n+형 영역(3a) 간의 p형 반도체 기판(4) 상에 SiO2 막에 형성된 절연층(5)을 통해 전송 게이트(2)를 형성한다.
또한, 도 2a에서, 참조번호 6은 n+형 영역(6a)에 형성된 리세트 드레인을 나타낸다. 리세트 게이트(7)가 이 플로팅 확산(FD) 영역(3)의 n+형 영역(3a)과 리세트 드레인(6)의 n+형 영역(6a) 사이의 p형 반도체 기판(4) 상에 절연층(5)을 통해 형성된다.
이 경우, n형 영역(1a), 전송 게이트(2), 및 n+형 영역(3a)은 플로팅 확산(FD) 영역(3)으로 화소를 판독하는 판독 MOS(metal-oxide semiconductor) 트랜지스터(12)를 구성한다. 이 n+형 영역(3a), 리세트 게이트(7), 및 n+형 영역(6)은 플로팅 확산(FD) 영역(3)의 신호 전하를 리세트하는 리세트 MOS 트랜지스터(14)를 구성한다.
도 2b는 화소가 도 2a에 도시된 고체 촬상 디바이스에 축적될 때 얻어진 전위 분포가 도시된다. 도 2c는 전송 게이트에 판독 신호를 공급했을 때 얻어진 전위 분포를 도시한다. 도 2d는 전송 게이트(2)로부터 판독 신호를 판독한 후에 얻어진 전위 분포를 도시한다.
이 포토다이오드(PD; 1)의 포화 전하량을 증가하는 방법이 제안된다. 도 3a에 도시한 바와 같이, 포토다이오드(PD; 1)로 주입되는 n형 불순물 이온의 도우즈(dose)를 증가시켜 n형 영역을 n+형 영역(1b)으로 바꾸어, 도 3b에 도시하는 바와 같이 이 포토다이오드(PD; 1)의 전위 깊이를 증가시킨다. 대안적으로, 언급된 특 허 문헌 1에 나타난 바와 같이, 포토다이오드의 전위 형상을 평탄화하여 포화 전하량을 증가시킨다.
[특허 문헌1] 일본 공개 특허 출원 번호 2000-164849의 관보
그러나, 이 고체 촬상 디바이스의 화소의 수가 증가되고, 이 고체 촬상 다비이스가 소형화 될 때, 1 화소의 유닛 사이즈가 줄어들어 이 포토다이오드(PD; 1)의 포화 전하량을 증가시키는 것에는 한계가 있다. 포화 전하량을 이 한계 이상으로 증가시켜서 플로팅 확산(FD) 영역(3)의 면적이 증가하지 않으면, 전송 게이트(2)에 판독 신호를 공급했을 때, 도 3c 및 도 3d에 도시하는 바와 같이, 포토다이오드(PDl; 1)에 축적된 모든 전하는 플로팅 확산(FD) 영역(3)으로 전송될 수 없고 전하가 포토다이오드(PDl; 1)에 남는다. 그후 잔상이 생성되는 단점이 있다.
상술한 양상의 관점에서, 본 발명의 목적은 잔상을 발생하지 않고 포토다이오드의 포화 전하량을 증가시키는 고체 촬상 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 잔상을 발생하지 않고 포토다이오드의 포화 전하량을 증가시키는 모듈형 고체 촬상 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 복수의 칩 세트로 형성된 모듈형 고체 촬상 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 양상에 따르면, 복수의 화소를 포함하는 고체 촬상 디바이스가 제공되는데, 각각의 화소는 입사광을 신호 전하로 광전 변환하여 이 광전 변환된 신호 전하를 축적하는 광전 변환부와, 이 축적된 신호 전하를 전압으로 변환하는 축 적 영역과, 이 광전 변환부에 축적된 신호 전하를 이 축적 영역에 전송하는 전송 게이트를 포함하고, 전송 게이트 하에 형성된 전위 레벨의 차로 인해 포화 전하량이 증가된다.
본 발명에 따르는 고체 촬상 장치에서, 광전 변환부와 축적 영역은 제1 도전형 반도체 영역에 형성되고, 전송 게이트 하의 축적 영역측의 일부분은 제1 도전형 불순물의 이온으로 도핑된다.
본 발명에 따르는 고체 촬상 장치에서, 광전 변환부와 축적 영역은 제1 도전형 반도체 영역에 형성되고, 전송 게이트 하의 광전 변환부의 일부분은 제2 도전형 불순물의 이온으로 도핑된다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 복수의 화소 배열로 구성된 촬상 영역으로 구성된 모듈형 촬상 디바이스가 제공되는데, 각각의 화소는 광전 변환부, 광전 변환부에 의해 생성되는 전하를 판독하는 판독 게이트부, 판독된 전하를 판독 게이트부를 통해 축적하는 축적부, 및 입사광을 촬상 영역으로 입사하는 광학 시스템을 포함하고, 판독 게이트부는 축적부측에 위치된 제1 불순물 영역과 제1 불순물 영역에 인접하고 제1 불순물 영역보다 낮은 전위를 갖는 제2 불순물 영역을 포함한다.
게다가, 본 발명에 따르는 모듈형 촬상 디바이스에서, 제1 및 제2 불순물 영역은 일 게이트 전극 하에 형성된다.
본 발명에 따라, 전송 게이트 하에 전위 레벨의 차가 형성되어, 축적 영역의 용량이 커저서, 포토다이오드(광전 변환부)의 포화 전하량은 잔상이 발생하지 않고 증가될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따르는 고체 촬상 디바이스 및 모듈형 고체 촬상 디바이스 가 도면을 참조하여 설명된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따르는 고체 촬상 디바이스의 정렬을 도시하는 개도요이다. 도 5는 도 4에 도시된 고체 촬상 디바이스의 촬상 영역을 포함하는 유닛 화소 예의 정렬을 도시하는 개요도이다.
도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따르는 고체 촬상 디바이스는 XY 행렬 방식으로 배열된 복수의 유닛 화소(16)를 구성하는 촬상 영역(20), 수직 주사 회로(21), 및 수평 주사 회로(22)를 포함한다. 모든 수평 라인에 제공된 복수의 유닛 화소(16)는 주평행(즉, 리세트선(18), 판독선(17), 선택선(23))에 공통으로 연결된다. 또한, 모든 수직선에 제공된 복수의 유닛 화소(16)는 각각 MOS(metal-oxide semiconductor) 트랜지스터(24), CDS(correlation double sampling) 회로(25), 및 수평 선택 트랜지스터(MOS) 트랜지스터(26)를 통해 수평 신호선(27)에 접속된다. 수평 주사 회로(22)는 수평 선택 트랜지스터(26)를 순차적으로 에너자이징(energizing)하여, 출력 비디오 신호를 생성한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 이 유닛 화소(16)는 광전 변환부로 작동하는 포토다이오드(1), 플로팅 확산(FD) 영역(3)에 화소 신호를 판독하는 판독 MOS 트랜지스터(12)(이 판독 MOS 트랜지스터(12)의 게이트를 "전송 게이트(2)"라고 함), 증폭 디바이스로 작동하는 앰프 MOS 트랜지스터(13), 이 플로팅 확산(FD) 영역(3)의 신호 전하를 리세트하는 리세트 MOS 트랜지스터(14), 및 선택 소자인 수직 선택 MOS 트랜지스터(15)에 의해서 구성된다. XY 행렬 방식, 즉, 2차원 방식으로 정렬되어 있다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 이 유닛 화소(16)에서, 판독 MOS 트랜지스터(12)의 게이트(전송 게이트(2))는 판독선(17)에 연결되고, 리세트 MOS 트랜지스터(14)의 게이트(리세트 게이트(7))는 리세트선(18)에 연결되며, 수직 선택 MOS 트랜지스터(15)의 게이트는 선택선(19)에 연결되고, 수직 선택 MOS 트랜지스터(15)의 소스는 수직 신호선(28)에 각각 연결되어 있다.
다음으로, 이 고체 촬상 디바이스의 동작을 설명한다. 우선, 수직 주사 회로(21)에 의해 선택 펄스 φSEL이 선택선(19)을 통해 인가된 선(수평 라인)의 화소(16)가 선택된다. 그 후, 리셋 펄스 φRST에 의해 리세트 MOS 트랜지스터(14)가 에너자이징되어, 선택 선의 각 화소(16)의 플로팅 확산(FD) 영역(3)의 전위가 리세트된다. 플로팅 확산(FD) 영역(3)의 전위가 리세트된 후, 리세트 MOS 트랜지스터(14)가 디-에너자이징(de-energizing)된다. 이 때, 선택 선의 각 화소(16)의 리세트 레벨은 앰프 MOS 트랜지스터(13), 및 부하 MOS 트랜지스터(24)에 의해서 형성되는 소스-팔로워(source-follower) 회로를 통해 수직 신호선(28)에 출력된다. 다음으로, 판독 펄스 φTRG가 판독 MOS 트랜지스터(12)의 게이트에 인가되어, 판독 MOS 트랜지스터(12)를 에너자이징하고, 포토다이오드(PD; 1)로 부터의 신호 전하를 플로팅 확산(FD) 영역(3)에 판독한다. 이어서, 판독 MOS 트랜지스터(12)가 디-에너자이징된다. 이 때, 선택 선의 각 화소(16)의 신호 레벨이 수직 신호선(28)에 출력된다. 동시에, 리세트 레벨과 신호 레벨의 차분의 신호가 모든 열에 제공된 CDS 회로(25)에 의해서 샘플링되고 홀딩된다. 다음으로, 수평 주사 회로(22)는 수평 선택 트랜지스터(26)를 순차적으로 선택하여, 선택 선의 각 화소(16)의 신호는 수평 신호선(27)으로부터 출력 회로를 통해 출력한다. 이 동작을 반복하여 모든 화소(16)의 신호를 출력한다.
본 실시예에서, 이 고체 촬상 디바이스의 유닛 화소(16)가 도 6 및 도 7a 내지 7b에 도시하는 바와 같이 구성된다.
도 6는 본 실시예에 따르는 고체 촬상 디바이스의 1 화소(유닛 화소(16))의 정렬 예를 도시하는 평면도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 광전 변환부를 포함하는 포토다이오드(PD; 1)에 의해 입사광이 신호 전하로 광전 변환되어, 광전 변환된 신호 전하가 이 포토다이오드(PD; 1)에 축적된다. 축적 영역을 구성하는 플로팅 확산(FD) 영역(3)에 의해 축적된 신호 전하가 전압으로 변환된다. 포토다이오드(PD; 1)에 축적된 신호 전하는 전송 게이트(2)에 의해 플로팅 확산(FD) 영역(3)에 전송된다.
도 7a는 도 6의 선 VII-VII을 따라 취해진 단면도이다. 도 7a에서, 참조번호 4는 p형 반도체 기판을 나타낸다. n형 불순물의 형성된 이온의 도우즈량을 증가시킴으로써, n+형 영역(1b)이 이 p형 반도체 기판(4) 상에 형성된다. 따라서, 도 7a에 도시하는 바와 같이, 포화 전하량이 미리결정된 포화 전하량까지 증가하는 포토다이오드(PD; 1)를 형성하여, 고체 촬상 디바이스의 화소의 수가 증가하고, 고체 촬상 디바이스가 소형화될 때도 화질이 낮아지는 것을 예방할 수 있다.
또한, n+형 영역(3a)이 이 p형 반도체 기판(4) 상에 형성되어, 플로팅 확산 (FD) 영역(3)을 형성한다. 전송 게이트(2)는 이 포토 다이오드(PD; 1)의 n+형 영역(1b)과 플로팅 확산(FD) 영역(3)의 n+ 형 영역(3a) 사이의 p형 반도체 기판(4) 상에 SiO2 막으로 만들어진 절연층(5)을 통해 형성된다.
이 경우, n+형 영역(1b), 전송 게이트(2), 및 n+형 영역(3a)은 포토다이오드(PD; 1)의 n+형 영역(1b)의 축적된 신호 전하를 플로팅 확산(FD) 영역(3)으로 판독하는데 사용되는 판독 MOS 트랜지스터(12)를 구성한다.
또한, 도 7a에 도시한 바와 같이, 리세트 드레인(6)은 n+형 영역(6a)을 포함하고, 그것은 플로팅 확산(FD) 영역(3)의 신호 전하를 리세트한다. 리세트 게이트(7)가 이 플로팅 확산(FD) 영역(3)의 n+형 영역(3a)과 이 리세트 드레인(6)의 n+형 영역(6a) 사이의 p형 반도체 기판(4)상에 절연층(5)을 통해 형성된다.
이 경우, 이 플로팅 확산(FD) 영역(3)의 n+형 영역(3a), 리세트 게이트(7), 및 리세트 드레인(6)의 n+형 영역(6a)은 플로팅 확산(FD) 영역(3)의 신호 전하를 리세트하는 리세트 MOS 트랜지스터(14)를 구성한다.
본 실시예에서, 평행으로 도시하는 바와 같이, 기판(4)의 전송 게이트(2)의 플로팅 확산(FD) 영역(3)측 및 플로팅 확산(FD) 영역(3)은 n형 불순물의 이온, 예를 들면, As(비소)로 추가적으로 도핑되어, 전송 게이트(2) 하의 플로팅 확산(FD) 영역(3)측의 미리결정된 폭은 7a에 도시하는 바와 같이, n형 영역(2a)으로 형성된다. 이 경우, 전송 게이트(2) 하의 플로팅 확산(FD) 영역(3)측만 n형 불순물의 이온으로 도핑되어도 충분하다.
또한, 이 경우, 이 전송 게이트(2) 하의 플로팅 확산(FD) 영역(3)측은 디플레이션 영역으로 형성되어, 이 미리결정된 폭의 전위는 도 7b, 7c, 및 7d에 도시하는 바와 같이 증가된다. 그 결과, 전위 레벨의 차가 이 전송 게이트(2) 하에 생성되어, 플로팅 확산(FD) 영역(3)의 용량이 전위 레벨의 차이량 만큼 증가된다.
도 7b는 도 7a에 도시된 화소가 축적될 때의, 전위 분포를 도시한다. 도 7c는 전송 게이트(판독 MOS 트랜지스터(12)의 게이트)(2)에 판독 신호(수직 주사 회로(21)로부터의 판독 펄스 φTRG)을 공급했을 때 얻어진 전위 분포를 도시한다. 이 실시예에 따라서, 도 3c와 비교하여, 플로팅 확산(FD) 영역(3)의 용량이 전송 게이트(2) 하의 전위 레벨의 차이량 만큼 증가되므로, 포토다이오드(1)의 증가된 포화 전하량의 모두는 플로팅 확산(FD) 영역(3)에 전송될 수 있다. 도 7d는 판독 신호가 전송 게이트로부터 판독된 후 얻어진 전위 분포를 도시하는데, 즉, 판독 신호(판독 펄스 φTRG)가 전송 게이트(판독 MOS 트랜지스터(12)의 게이트)(2)로부터 제거된다. 결과적으로, 신호 전하가 포토다이오드(PD; l)에 남는 것을 예방하여, 잔상이 발생하는 것을 예방할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 고체 촬상 디바이스의 화소 수가 증가되고, 고체 촬상 디바이스가 소형화되어 유닛 셀의 사이즈가 줄어들어도, 화질이 낮아지는 것을 예방할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 고체 촬상 디바이스의 1화소(유닛 화소(16))의 예를 도시하는 평면도이다. 도 8에서, 도 6의 것들과 동일한 부분은 동일 참조 부호로 나타내진다.
도 6에 도시된 실시예와 다른, 도 8에 도시된 실시예에 따라, 평행으로 전송 게이트(2) 하의 포토다이오드(PD; 1)측의 미리결정된 폭은 기판(4)의 전송 게이트(2)의 포토다이오드(PD; 1)측 및 포토다이오드(PD; 1)를 p형 불순물의 이온, 예를 들면, B(붕소)로 추가적으로 도핑함으로써, p형 영역으로 형성된다. 이 경우, 전송 게이트(2) 하의 포토다이오드(PD; 1)측만 p형 불순물의 이온으로 도핑하여도 충분하다.
도 8에 도시된 실시예에서, 전송 게이트(2) 하의 포토다이오드(PD; 1)측은 강화된 영역으로 형성되고, 전송 게이트(2) 하의 플로팅 확산(FD) 영역(3)측은 디플레이션 영역으로 형성되어, 이 전송 게이트(2) 하에 전위 레벨의 차가 생성된다. 그 결과, 플로팅 확산(FD) 영역(3)의 용량이 전위 레벨의 차에 대응하는 양만큼 증가될 수 있다.
따라서, 전술한 실시예와 유사한 활동과 효과가 도 8에 도시된 바와 같은 유닛 화소를 사용하는 고체 촬상 디바이스에의해 달성될 수 있다.
p형의 반도체 기판(4)이 반도체 기판으로 사용된 실시예가 설명됐지만, 본 발명은 그것에 한정되지 않고 n형 반도체 기판이 반도체 기판으로 물론 사용될 수 있다. 이 경우, 전술 실시예에서 n형의 극성은 p형의 극성으로 바뀐다. 이 경우에도, 전술 실시예와 유사한 활동 및 효과가 달성될 수 있음은 언급할 필요가 있다.
게다가, 본 발명에 따르는 고체 촬상 디바이스는 단일 칩으로 형성된 고체 촬상 디바이스나 복수의 칩 세트로 형성된 모듈형 고체 촬상 디바이스로 형성될 수 있다. 도 9는 복수의 칩 세트로 형성된 모듈형 고체 촬상 디바이스에 적용된 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 개요 평면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 모듈형 고체 촬상 디바이스(또는 카메라)(100)는 화상을 취하는 센서칩(110)과 디지털 신호를 처리하는 신호 처리칩(120)으로 구성된다. 게다가, 이 모듈형 고체 촬상 디바이스(100)는 광학 시스템(130)을 포함할 수 있다. 고체 촬상 디바이스가 모듈형 고체 촬상 디바이스일 때도, 모듈형 고체 촬상 디바이스는 동적 범위를 갖는 고품질 출력 신호를 생성할 수 있고, 모듈형 고체 촬상 디바이스가 장착된 전자 제품의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따라서, 복수의 화소로 구성된 고체 촬상 디바이스가 제공되는데, 각각의 이 화소는 입사광을 신호 전하에 광전 변환하여 이 광전 변환된 신호 전하를 축적하는 광전 변환부, 이 축적된 신호 전하를 전압으로 변환하는 축적 영역, 및 이 광전 변환부에 축적된 신호 전하를 이 축적 영역에 전송하는 전송 게이트로 구성되고, 포화 전화량은 이 전송 게이트 하에 형성된 전위 레벨의 차에 의해 증가된다.
본 발명에 따르는 고체 촬상 장치에서, 광전 변환부 및 축적 영역은 제1 도전형 반도체 영역으로 형성되고, 전송 게이트 하의 축적 영역측의 일부분은 제1 도전형 불순물의 이온으로 도핑된다.
본 발명에 따르는 고체 촬상 장치에서, 광전 변환부 및 축적 영역은 제1 도전형 반도체 영역으로 형성되고, 전송 게이트 하의 광전 변환부의 일부분은 제2 도전형 불순물의 이온으로 도핑된다.
게다가, 본 발명에 따라서 복수의 화소의 배열로 구성된 촬상 영역으로 구성된 모듈형 촬상 디바이스가 제공되는데, 각각의 화소는 광전 변환부, 광전 변환부에 의해 생성되는 전하를 판독하는 판독 게이트부, 판독된 전하를 판독 게이트부를 통해 축적하는 축적부, 및 입사광을 촬상 영역으로 입사하는 광학 시스템을 포함하고, 판독 게이트부는 축적부측 상에 위치된 제1 불순물 영역 및 제1 불순물 영역에 인접하고 제1 불순물 영역보다 낮은 전위를 갖는 제2 불순물 영역을 포함한다.
본 발명에 따르는 모듈형 촬상 디바이스에서, 제1 및 제2 불순물 영역은 일 게이트 전극 하에 형성된다.
게다가, 본 발명에 따라서, 전위 레벨의 차가 전송 게이트 하에 형성되어, 축적 영역의 용량이 증가되어, 포토다이오드(광전 변환부)의 포화 전하은 잔상이 발생하지 않고 증가될 수 있다.
첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면, 본 발명이 상기 실시예에 한정되지 않고, 다양한 변형 및 변화들이 첨부된 청구항에 정의된 본 발명의 취지나 영역을 벗어나지 않고 당업자에 의해 효과를 낼 수 있다.
본 발명에 따르면, 전송 게이트의 밑으로 전위의 차를 붙이는 것에 의해, 축적 영역의 용량이 커지게 할 수 있고, 포토다이오드(광전 변환부)의 포화 전하량을 증가하도록해도 잔상을 발생하지 않도록 할 수 있다.
Claims (5)
- 고체 촬상 디바이스에 있어서,복수의 화소를 포함하며, 상기 각각의 화소는,입사광을 신호 전하로 광전 변환하여 상기 신호 전하를 축적하는 광전 변환부;상기 축적된 신호 전하를 전압으로 변환하는 축적 영역;상기 광전 변환부에 축적된 상기 신호 전하를 상기 축적 영역으로 전송하는 전송 게이트를 포함하며,포화 신호 전하량은 상기 전송 게이트 하에 형성된 전위 레벨의 차에 의해 증가되는 고체 촬상 디바이스.
- 제1항에 있어서,상기 광전 변환부 및 상기 축적 영역은 제1 도전형 반도체 영역으로 형성되고,상기 전송 게이트 하의 상기 축적 영역측의 일부분은 제1 도전형 불순물의 이온으로 도핑되는 고체 촬상 디바이스.
- 제1항에 있어서,상기 광전 변환부 및 상기 축적 영역은 제1 도전형 반도체 영역으로 형성되 고,상기 전송 게이트 하의 상기 광전 변환부측의 일부분은 제2 도전형 불순물의 이온으로 도핑되는 고체 촬상 디바이스.
- 모듈형 고체 촬상 디바이스에 있어서,복수개 화소의 행렬로 구성된 촬상 영역으로서, 각각의 상기 화소는 광전 변환부, 상기 광전 변환부에 의해 생성된 전하를 판독하는 판독 게이트부, 및 판독된 전하를 상기 판독 게이트부를 통해 축적하는 축적부를 포함하는 촬상 영역; 및입사광을 상기 촬상 영역으로 입사하는 광학 시스템을 포함하고,상기 판독 게이트부는 상기 축적부측 상에 위치된 제1 불순물 영역 및 상기 제1 불순물 영역 보다 낮은 전위를 갖고 상기 제1 불순물 영역에 인접한 제2 불순물 영역을 포함하는 모듈형 고체 촬상 디바이스.
- 제4항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 불순물 영역은 일 게이트 전극 하에 형성되는 모듈형 고체 촬상 디바이스.
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