TWI499294B - Solid state camera device - Google Patents

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TWI499294B
TWI499294B TW099102710A TW99102710A TWI499294B TW I499294 B TWI499294 B TW I499294B TW 099102710 A TW099102710 A TW 099102710A TW 99102710 A TW99102710 A TW 99102710A TW I499294 B TWI499294 B TW I499294B
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Yasuhito Yoneta
Shinichiro Takagi
Kentaro Maeta
Masaharu Muramatsu
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Hamamatsu Photonics Kk
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Description

固態攝像裝置
本發明係關於一種電荷增倍型固態攝像裝置。
作為電荷增倍型固態攝像裝置，已知有下述之非專利文獻1所記載者。非專利文獻1所記載之固態攝像裝置，具備攝像區域、輸出暫存器、角形暫存器、增倍暫存器、第1放大器、過掃描元件及第2放大器。該固態攝像裝置於增倍來自攝像區域之電荷之情形，係將來自該攝像區域之電荷藉由輸出暫存器向一方向傳送，將來自輸出暫存器之電荷經由角形暫存器向增倍暫存器傳送，藉由增倍暫存器增倍電荷，將基於增倍電荷之信號從第1放大器輸出。另一方面，該固態攝像裝置，於未增倍來自攝像區域之電荷之情形，係將來自攝像區域之電荷藉由輸出暫存器向其他方向傳送，將來自輸出暫存器之電荷藉由過掃描元件傳送，將基於該電荷之信號從第2放大器輸出。
又，於電荷增倍型固態攝像裝置中，存在有多埠型固態攝像裝置。例如，2埠型固態攝像裝置具備攝像區域、輸出暫存器、第1角形暫存器、第1增倍暫存器、第1放大器、第2角形暫存器、第2增倍暫存器及第2放大器。於2埠型固態攝像裝置中，攝像區域係分割成包含一個以上之像素行之第1區及第2區。該2埠型固態攝像裝置，係將來自第1區之電荷藉由輸出暫存器向一方向傳送，將該電荷經由第1角形暫存器向第1增倍暫存器傳送，藉由第1增倍暫 存器增倍電荷，將基於增倍電荷之信號從第1放大器輸出。同時，該2埠型固態攝像裝置，係將來自第2區之電荷藉由輸出暫存器向其他方向傳送，將該電荷經由第2角形暫存器向第2增倍暫存器傳送，藉由第2增倍暫存器增倍電荷，並將基於增倍電荷之信號從第2放大器輸出。
此外，該2埠型固態攝像裝置，可基於來自攝像區域之全區之電荷，從第1放大器及第2放大器中之一方輸出信號。例如，於只從第1放大器輸出信號之情形，可將來自攝像區域之全區之電荷藉由輸出暫存器向一方向傳送，將該電荷經由第1角形暫存器向第1增倍暫存器傳送，藉由第1增倍暫存器增倍電荷，並將基於增倍電荷之信號從第1放大器輸出。
先前技術文獻 專利文獻
非專利文獻1：E2V CCD97-00 Back Illuminated 2-Phase IMO Series Electron Multiplying CCD Sensor Spec Sheet
非專利文獻1所記載之電荷增倍型固態攝像裝置或多埠型電荷增倍型固態攝像裝置中，於只從兩個放大器中之一個放大器輸出電荷之情形下，會產生雜訊。
本發明之目的係在於提供一種可減少雜訊之電荷增倍型固態攝像裝置。
發明人等發現，非專利文獻1所記載之電荷增倍型固態攝像裝置中，於只從第2放大器輸出信號之情形，因來自未使用之角形暫存器及增倍暫存器之電荷流入輸出暫存器而產生雜訊。又，另又發現，前述多埠型電荷增倍型固態攝像裝置中，於只從一個放大器輸出信號時，因來自未使用之角形暫存器及增倍暫存器之電荷流入輸出暫存器而產生雜訊。本發明係基於如此之知識見解而完成者。
本發明之固態攝像裝置具備：攝像區域、輸出暫存器、角形暫存器、增倍暫存器、第1放大器、第2放大器及閥閘電極。輸出暫存器係接收自攝像區域傳送之電荷再將該電荷傳送之傳送暫存器。輸出暫存器可將電荷向一方向及與該一方向相反之另一方向選擇性傳送。角形暫存器係傳送從輸出暫存器向一方向傳送之電荷。增倍暫存器係接收來自角形暫存器之電荷而產生增倍電荷並一面予以傳送。第1放大器產生基於來自增倍暫存器之增倍電荷之信號。第2放大器產生基於藉由輸出暫存器向另一方向傳送之電荷之信號。閥閘電極係用於妨礙輸出暫存器與角形暫存器之間之電荷傳送之電極。
根據該固態攝像裝置，從第2放大器輸出信號時，藉由對閥閘電極施加電壓，可防止來自未使用之角形暫存器及增倍暫存器之電荷流入輸出暫存器。
本發明之固態攝像裝置較好地為還具備用於排出角形暫存器及增倍暫存器所蓄積之電荷之溢流汲極。藉由以溢流汲極將蓄積於角形暫存器及增倍暫存器之電荷排出，可抑 制來自未使用之角形暫存器及增倍暫存器之電荷對其他要素施加之影響。
本發明之固態攝像裝置較好地為還具備作為用於將從輸出暫存器向其他方向傳送之電荷傳送至第2放大器之暫存器之過掃描元件、及用於妨礙輸出暫存器與過掃描元件之間之電荷之傳送之其他閥閘電極。根據該構成，藉由從第1放大器輸出信號時對該其他閥閘電極施加電壓，可防止來自過掃描元件之電荷流入輸出暫存器。
本發明之另一固態攝像裝置具備攝像區域、輸出暫存器、第1角形暫存器、第1增倍暫存器、第1放大器、第2角形暫存器、第2增倍暫存器、第2放大器、第1閥閘電極及第2閥閘電極。輸出暫存器係接收自攝像區域傳送之電荷再將該電荷傳送之傳送暫存器。輸出暫存器可將電荷向一方向及與該一方向相反之另一方向選擇性傳送。第1角形暫存器係傳送從輸出暫存器向一方向傳送之電荷。第1增倍暫存器係接收來自第1角形暫存器之電荷而產生增倍電荷並一面予以傳送。第1放大器係輸出基於來自第1增倍暫存器之增倍電荷之信號。第2角形暫存器係傳送從輸出暫存器向其他方向傳送之電荷。第2增倍暫存器係接收來自第2角形暫存器之電荷而產生增倍電荷並一面予以傳送。第2放大器產生基於來自第2增倍暫存器之增倍電荷之信號。第1閥閘電極係用於妨礙輸出暫存器與第1角形暫存器之間之電荷傳送之電極。第2閥閘電極係用於妨礙輸出暫存器與第2角形暫存器之間之電荷傳送之電極。
根據該固態攝像裝置，藉由從第1放大器與第2放大器之一方輸出信號時，對第1閥閘電極及第2閥閘電極中對應之一方施加電壓，可防止來自未使用之角形暫存器及增倍暫存器之電荷流入輸出暫存器。
又，本發明之固態攝像裝置較好地為還具備用於排出第1及第2角形暫存器及第1及第2增倍暫存器所蓄積之電荷之溢流汲極。藉由以溢流汲極排出電荷，可抑制來自未使用之角形暫存器及增倍暫存器之電荷對其他要素施加之影響。
如前述說明，根據本發明，可防止來自未使用之角形暫存器及增倍暫存器之電荷流入輸出暫存器，故可提供一種可減少雜訊之電荷增倍型固態攝像裝置。
以下，參照圖式對本發明之較佳之實施形態進行詳細說明。又，於各圖式對相同或相當之部分係標以相同符號。
圖1係顯示一實施形態之固態攝像裝置之圖。圖2係圖1所示之固態攝像裝置以附配線顯示之圖。又，圖2中未顯示後述之溢流汲極。
圖1及圖2所示之固態攝像裝置10具備：攝像區域12、輸出暫存器14、角形暫存器16、增倍暫存器18、第1放大器20、第2放大器22及第1閥閘電極VG1。又，固態攝像裝置10還可具備過掃描元件24、溢流汲極26a及26b，以及第2閥閘電極VG2。
攝像區域12係感應於入射光而產生電荷之區域。具體而言，攝像區域12包含二維排列之複數之像素，各像素包含光電二極體。
本實施形態之固態攝像裝置10除攝像區域12外還具備電荷蓄積區域28。電荷蓄積區域28係將攝像區域12所產生之電荷在向後述之輸出暫存器傳送前暫時予以蓄積之部分。具有如此之電荷蓄積區域28之固態攝像裝置10被稱為全傳CCD圖像感測器。但，本發明之固態攝像裝置亦可為隔行(掃描)CCD圖像感測器或全景CCD圖像感測器。
輸出暫存器14係接收攝像區域12所產生之在垂直方向傳送之電荷，並將該電荷在水平方向傳送之傳送暫存器。輸出暫存器14可將電荷向一方向X1及與該一方向X1相反之另一方向X2選擇性地傳送。具體而言，如圖2所示，輸出暫存器14藉由接收對端子P1~P3賦與之三相時鐘信號，而傳送電荷。三相時鐘信號於向一方向X1傳送電荷之情形，係以部分重疊之形態，對端子P1、P2、P3依次賦與(參照圖9(a))，於向另一方向X2傳送電荷之情形，以部分重疊之形態，對端子P3、P2、P1依次賦與(參照圖9(b))。又，從端子P1~P3延伸之配線，係對輸出暫存器14、角形暫存器16及過掃描元件24為共通之配線，連接於輸出暫存器14、角形暫存器16及過掃描元件24各者。
角形暫存器16接收從輸出暫存器14向X1方向傳送之電荷，再將該電荷向增倍暫存器18傳送。具體而言，角形暫存器16係藉由接收前述三相時鐘信號，而傳送電荷。
增倍暫存器18係藉由衝擊游離效果而增倍電荷，並傳送增倍電荷之暫存器。增倍暫存器18接收來自角形暫存器16之電荷，並產生增倍電荷，將該增倍電荷向第1放大器20傳送。
如圖2所示，於增倍暫存器，連接有從端子PM1~PM3及PDC延伸之配線。端子PM1~PM3係用於向增倍暫存器18輸入三相時鐘信號之端子。又，端子PDC係被輸入用於形成在增倍暫存器18形成障壁之DC電壓的端子。增倍暫存器18係藉由接收向該等端子PM1~PM3及PDC輸入之信號，而產生增倍電荷，並傳送該電荷。
第1放大器20接收藉由增倍暫存器18增倍之電荷，進行電荷電壓轉換，產生對應於接收電荷的量之信號。作為第1放大器20，可使用浮動擴散放大器。
第2放大器22係將藉由輸出暫存器14向另一方向X2傳送之電荷，經由過掃描元件24接收，輸出對應於該電荷之量之信號。作為該第2放大器22，可使用浮動擴散放大器。又，過掃描元件24與輸出暫存器14相同，係藉由接收向端子P1~P3賦與之三相時鐘信號，將電荷向第2放大器22傳送之傳送暫存器。
以下，參照圖2、圖3及圖4，對第1閥閘電極VG1及第2閥閘電極VG2進行說明。此處，圖3係圖2之Ⅲ-Ⅲ線之剖面圖，圖4係圖2之Ⅳ-Ⅳ線之剖面圖。
如圖3所示，固態攝像裝置10具備p型基板30、p型磊晶層32、n型區域34及複數之電極36。p型磊晶層32設於p型 基板30上，n型區域34係藉由從p型磊晶層32之上面向該層32之局部區域植入n型摻雜劑而形成之區域。於n型區域34之上方且介電體層40上設置有複數之電極36。輸出暫存器14及角形暫存器16之各段，係由p型基板30、p型磊晶層32、n型區域34及三個電極36構成。
第1閥閘電極VG1係構成鄰接於輸出暫存器14之角形暫存器16之段16a之三個電極36中最靠近輸出暫存器14之電極。對第1閥閘電極VG1，於角形暫存器16之使用時，即，從第1放大器20輸出信號之情形下，可賦與和對三相時鐘信號中之端子P1所賦與之時鐘信號相同之信號。但，第1閥閘電極VG1係連接於與端子P1不同之端子PVG1。於角形暫存器16未使用時，即，從第2放大器22輸出信號之情形，對第1閥閘電極VG1施加來自端子PVG1之特定之電壓。藉此，可妨礙來自增倍暫存器18及角形暫存器16之電荷流入輸出暫存器14。
如圖4所示，過掃描元件24之各段亦由p型基板30、p型磊晶層32、n型區域34及三個電極36所構成。第2閥閘電極VG2係構成鄰接於輸出暫存器14之過掃描元件24之段24a之三個電極36中之最靠近輸出暫存器14之電極。
對第2閥閘電極VG2，於過掃描元件24使用時，即，從第2放大器22輸出信號之情形，可賦與和對三相時鐘信號中之端子P3所賦與之時鐘信號相同之信號。但，第2閥閘電極VG2係連接於與端子P3不同之端子PVG2。於過掃描元件24未使用時，即，從第1放大器20輸出信號之情形 下，對第2閥閘電極VG2施加來自PVG2之特定之電壓。藉此，可妨礙來自過掃描元件24之電荷流入輸出暫存器14。
然後，參照圖1及圖5，對溢流汲極26a及26b進行說明。圖5係顯示溢流汲極之一例之剖面圖，為圖1之V-V線之剖面圖。
如圖5所示，於n型區域34之兩側，形成有p+型通道阻隔層38。於該等n型區域34及通道阻隔層38上，設置有稱為SiO2 層之介電體層40。溢流汲極26a係n+型半導體區域，沿n型區域34之緣設置。又，於作為溢流汲極26a之上方之介電體層40上，形成有溢流閘極42a。又，溢流閘極42a與電極36，係藉由介電體層44電性分離。於如此構造之溢流汲極26a，係藉由對閘極42a施加特定之電壓，可排出蓄積於角形暫存器16之電荷。
對於溢流汲極26b，亦與溢流汲極26a相同，係沿構成增倍暫存器18之n型區域34設置，於其上方形成有溢流閘極42b(未圖示)。對於溢流汲極26b，藉由對閘極42b施加特定之電壓，可排出蓄積於增倍暫存器18之電荷。
如圖1所示，溢流汲極26a及閘極42a，係沿角形暫存器16、輸出暫存器14及過掃描元件24之緣設置。又，溢流汲極26b及閘極42b，與溢流汲極26a及閘極42a分離，係沿增倍暫存器18設置。
又，如圖6所示，亦可取代溢流閘極，將n-型半導體區域46設於溢流汲極26a、26b與n型區域34之間。
以下，說明固態攝像裝置10之動作。固態攝像裝置10 中，將基於來自攝像區域12之電荷之信號從第1放大器20輸出之情形，來自攝像區域12之電荷係藉由輸出暫存器14向一方向X1傳送。該電荷係經由角形暫存器16向增倍暫存器18傳送。又，藉由增倍暫存器18，增倍電荷產生並傳送，基於該增倍電荷之信號係由第1放大器20產生。於如此般從第1放大器20輸出信號之情形，將來自端子PVG2之特定之電壓向第2閥閘電極VG2施加。藉此，可妨礙來自未使用之過掃描元件24之不要之電荷流入輸出暫存器14。其結果，可減少來自固態攝像裝置10之輸出信號中之雜訊。
另一方面，從第2放大器22輸出信號之情形下，係將來自攝像區域12之電荷藉由輸出暫存器14向另一方向X2傳送。該電荷係藉由過掃描元件24進一步傳送。又，藉由第2放大器22，產生基於來自過掃描元件24之電荷之信號。於如此般從第2放大器22輸出信號之情形，將特定電壓從端子PVG1向第1閥閘電極VG1施加。藉此，可防止來自未使用之角形暫存器16及增倍暫存器18之不要之電荷流入輸出暫存器14。其結果，可減少來自固態攝像裝置10之輸出信號中之雜訊。
此外，固態攝像裝置10中，即使於各暫存器產生比可蓄積之電荷量更多量之電荷，亦可藉由溢流汲極26a及26b排出此類電荷。因此，可減少來自未使用之暫存器之電荷對其他要素給予之影響。
以下，對本發明之其他實施形態之固態攝像裝置進行說 明。圖7係顯示另一實施形態之固態攝像裝置之圖，圖8係圖7所示之固態攝像裝置以附配線顯示之圖。
圖7及圖8所示之固態攝像裝置10A，係2埠型固態攝像裝置，具備攝像區域12A、輸出暫存器14A、第1角形暫存器161 、第2角形暫存器162 、第1增倍暫存器181 、第2增倍暫存器182 、第1放大器20A、第2放大器22A、第1閥閘電極VG1及第2閥閘電極VG2。又，固態攝像裝置10A還可具備溢流汲極26a及26b。
攝像區域12A與固態攝像裝置10之攝像區域12相同，係感應入射光產生電荷之區域。攝像區域12A包含第1區121 及第2區122 。第1區121 及第2區122 係圖中水平方向並列之區。第1區121 及第2區122 分別包含複數之像素行。
又，固態攝像裝置10A亦係具備電荷蓄積區域28之全傳CCD圖像感測器。但，本發明之固態攝像裝置亦可為隔行(掃描)CCD圖像感測器或全景CCD圖像感測器。
輸出暫存器14A係將來自攝像區域12A之向垂直方向傳送之電荷向水平方向傳送之傳送暫存器。輸出暫存器14A可將來自攝像區域12A之電荷向一方向X1及與該一方向X1相反之另一方向X2選擇性地傳送。
本固態攝像裝置10A中，輸出暫存器14A包含第1輸出暫存器141 及第2輸出暫存器142 。第1輸出暫存器141 係接收來自第1區121 之電荷之傳送暫存器，第2輸出暫存器142 係接收來自第2區122 之電荷之傳送暫存器。
於第1輸出暫存器141 上連接有從端子P11 、P21 、P31 延伸 之配線。又，於第2輸出暫存器142 上連接有從端子P12 、P22 、P32 延伸之配線。第1輸出暫存器141 係以局部重疊之形態，藉由按P11 、P21 、P31 之順序被賦與三相之時鐘信號，而將電荷向一方向X1傳送。又，第1輸出暫存器141 係以局部重疊之形態，藉由按P31 、P21 、P11 之順序被賦與三相之時鐘信號，將電荷向另一方向X2傳送。第2輸出暫存器142 係藉由按P12 、P22 、P32 之順序被賦與三相之時鐘信號，將電荷向另一方向X2傳送。又，第2輸出暫存器142 係藉由按P32 、P22 、P12 之順序被賦與三相之時鐘信號，將電荷向一方向X1傳送。
第1角形暫存器161 係將自輸出暫存器14A傳送之電荷向第1增倍暫存器181 傳送之傳送暫存器。第2角形暫存器162 係將來自輸出暫存器14A傳送之電荷向第2增倍暫存器182 傳送之暫存器。
從端子P11 、P21 、P31 延伸之配線，係對於第1輸出暫存器141 與第1角形暫存器161 共通之配線，亦與第1角形暫存器161 連接。又，從端子P12 、P22 、P32 延伸之配線，係對於第2輸出暫存器142 與第2角形暫存器162 共通之配線，亦與第2角形暫存器162 連接。
固態攝像裝置10A之第1閥閘電極VG1，係作為鄰接於輸出暫存器14A之第1角形暫存器161 之段161 a所具有之複數之電極而於被賦與時鐘信號之電極中最靠近輸出暫存器14A之電極。於第1閥閘電極VG1上，連接有來自端子PVG1之配線。於藉由第1角形暫存器161 傳送電荷輸出來 自第1放大器20A之信號之情形下，向第1閥閘電極VG1，從端子PVG1賦與和從端子P11 被賦與之時鐘信號相同之時鐘信號。另一方面，於第1角形暫存器161 未使用時，從端子PVG1向第1閥閘電極VG1施加特定之電壓。藉此，可妨礙電荷從第1角形暫存器161 向輸出暫存器14A流入。
又，第2閥閘電極VG2，係作為鄰接於輸出暫存器14A之第2角形暫存器162 之段162 a具有之複數之電極而於被賦與時鐘信號之電極中最靠近輸出暫存器14A之電極。於第2閥閘電極VG2上，連接有來自端子PVG2之配線。於藉由第2角形暫存器162 傳送電荷輸出來自第2放大器22A之信號之情形，向第2閥閘電極VG2，從端子PVG2賦與和從端子P12 賦與之時鐘信號相同之時鐘信號。另一方面，於第2角形暫存器162 未使用時，從端子PVG2向第2閥閘電極VG2施加特定之電壓。藉此，可妨礙電荷從第2角形暫存器162 向輸出暫存器14A流入。
第1增倍暫存器181 係藉由衝擊游離效果增倍電荷，並傳送增倍電荷之暫存器。第1增倍暫存器181 接收來自第1角形暫存器161 之電荷，並產生增倍電荷，將該增倍電荷向第1放大器201 傳送。
於第1增倍暫存器181 上連接有從端子PM11 、PDC1 、PM21 及PM31 延伸之配線。端子PM11 、PM21 及PM31 係用於向第1增倍暫存器181 輸入三相時鐘信號之端子。又，端子PDC1 係被輸入用於形成障壁於第1增倍暫存器181 之DC電壓之端子。第1增倍暫存器181 係藉由接收輸入該等端子 PM11 、PDC1 、PM21 及PM31 之信號，而產生增倍電荷，並傳送該電荷。
第2增倍暫存器182 亦係藉由衝擊游離效果增倍電荷，並傳送增倍電荷之暫存器。第2增倍暫存器182 接收來自第2角形暫存器162 之電荷，並產生增倍電荷，將該增倍電荷向第2放大器202 傳送。
於第2增倍暫存器182 上連接有從端子PM12 、PDC2 、PM22 及PM32 延伸之配線。端子PM12 、PM22 及PM32 係用於向第2增倍暫存器182 輸入三相時鐘信號之端子。又，端子PDC2 係被輸入用於形成障壁於第2增倍暫存器182 之DC電壓之端子。第2增倍暫存器182 係藉由接收輸入該等端子PM12 、PDC2 、PM22 及PM32 之信號，而產生增倍電荷，並傳送該電荷。
第1放大器20A接收由第1增倍暫存器181 增倍之電荷，進行電荷電壓轉換，輸出對應於接收電荷之量之信號。作為第1放大器20A，可使用浮動擴散放大器。
第2放大器22A接收由第2增倍暫存器182 增倍之電荷，進行電荷電壓轉換，輸出對應於接收電荷之量之信號。第2放大器22A，亦可使用浮動擴散放大器。
溢流汲極26a沿輸出暫存器14A、第1角形暫存器161 及第2角形暫存器162 之緣設置。於溢流汲極26a之上方，與固態攝像裝置10之構造相同，設置有溢流閘極42a。該溢流汲極26a係藉由對溢流閘極42a施加特定之電壓，可排出來自輸出暫存器14A、第1角形暫存器161 及第2角形暫存器 162 之電荷。
又，分別沿第1增倍暫存器181 之緣及第2增倍暫存器182 之緣，設置有溢流汲極26b。於溢流汲極26b之上方，與固態攝像裝置10之構造相同，設置有溢流閘極42b。該溢流汲極26b藉由被施加特定之電壓，可排出來自第1增倍暫存器181 及第2增倍暫存器182 之電荷。
又，與固態攝像裝置10之情形相同，亦可取代溢流閘極，於n型半導體區域與溢流汲極之間形成n-型半導體區域。
以下，說明固態攝像裝置10A之動作。固態攝像裝置10A中，於從2埠輸出信號之情形，即，從第1放大器20A及第2放大器22A輸出信號之情形，將來自第1區121 之電荷藉由第1輸出暫存器141 向一方向X1傳送。又，將來自第2區122 之電荷藉由第2輸出暫存器142 向另一方向X2傳送。
來自第1輸出暫存器141 之電荷，係經由第1角形暫存器161 向第1增倍暫存器181 傳送。然後，藉由第1增倍暫存器181 產生增倍電荷。又，基於第1增倍暫存器181 所增倍之電荷之信號，係由第1放大器20A產生。
來自第2輸出暫存器142 之電荷，係經由第2角形暫存器162 向第2增倍暫存器182 傳送。然後，產生由第2增倍暫存器182 增倍之電荷並予傳送。又，基於第2增倍暫存器182 所產生之增倍電荷之信號，係由第2放大器22A產生。如此，進行2埠之動作之情形，固態攝像裝置10A可高速地輸出信號。
另一方面，存在非從2埠輸出信號，而希望動作雖然慢但只從第1放大器20A及第2放大器22A之一方輸出基於來自攝像區域12A之全區之電荷之信號之情形。此係因為可將使用兩個增倍暫存器之情形之該兩個增倍暫存器間之增益之差異所造成之影響從輸出信號排除。
例如，於只從第1放大器20A輸出信號之情形下，將來自攝像區域12A之全區之電荷藉由輸出暫存器14A向一方向X1傳送。來自輸出暫存器14A之電荷，經由第1角形暫存器161 向第1增倍暫存器181 傳送。然後，產生藉由第1增倍暫存器181 增倍之電荷。又，基於第1增倍暫存器181 所產生之增倍電荷之信號，係由第1放大器20A產生。
如此，於只從第1放大器20A輸出信號之情形，對第2閥閘電極VG2施加特定電壓。藉此，可妨礙來自未使用之第2角形暫存器162 及第2增倍暫存器182 之電荷向輸出暫存器14A流入。其結果，可減少從第1放大器20A輸出之信號中之雜訊。
又，於只從第2放大器22A輸出信號之情形，將來自攝像區域12A全區之電荷藉由輸出暫存器14A向另一方向X2傳送。來自輸出暫存器14A之電荷，係經由第2角形暫存器162 向第2增倍暫存器182 傳送。然後，產生藉由第2增倍暫存器182 增倍之電荷並予傳送。又，基於第2增倍暫存器182 所增倍之電荷之信號，係由第2放大器22A產生。
如此於只從第2放大器22A輸出信號之情形，對第1閥閘電極VG1施加特定電壓。藉此，可妨礙來自未使用之第1 角形暫存器161 及第1增倍暫存器181 之電荷向輸出暫存器14A流入。其結果，可減少從第2放大器22A輸出之信號中之雜訊。
此外，固態攝像裝置10A中，即使於各暫存器產生比可蓄積之電荷量更多量之電荷，亦可藉由溢流汲極26a及26b將該等電荷排出。因此，可減少來自未使用之暫存器之電荷對其他要素給予之影響。
又，本發明並非局限於前述實施形態，而可進行各種各樣之變形。例如，前述實施形態之固態攝像裝置雖係三相驅動之固態攝像裝置，但本發明之固態攝像裝置亦可為四相驅動之固態攝像裝置，所輸入之時鐘信號之相數也無任何限制。
又，圖1所示之構造及圖7所示之構造亦可多埠化。具體而言，本發明之固態攝像裝置亦可以包含固態攝像裝置10之輸出暫存器14、角形暫存器16、增倍暫存器18、第1放大器20、第2放大器22及第1閥閘電極VG1之構造為一單元，而具備複數之該單元。於該情形下，各單元之輸出暫存器係傳送來自攝像區域之對應之像素行之電荷。又，於各單元，亦可包含第2閥閘電極VG2、過掃描元件24及溢流汲極26a與26b。
又，本發明之固態攝像裝置，亦可以包含固態攝像裝置10A之輸出暫存器14、角形暫存器161 及162 、增倍暫存器181 及182 、放大器20A及22A以及閥閘電極VG1及VG2之構造為一單元，而具備複數之該單元。於該情形下，各單元 之輸出暫存器傳送來自攝像區域之對應之像素行之電荷。又，於各單元，亦可包含溢流汲極26a與26b。
此外，圖7所示之固態攝像裝置10A雖為2埠之固態攝像裝置，但本發明之固態攝像裝置亦可為多埠型固態攝像裝置，其以包含接收來自攝像區域之對應像素行之電荷之輸出暫存器、傳送來自該輸出暫存器之電荷之角形暫存器、接收來自該角形暫存器之電荷並產生增倍電荷之增倍暫存器、產生基於來自該增倍暫存器之增倍電荷之信號之輸出暫存器，及可妨礙從角形暫存器至輸出暫存器之電荷之流入之閥閘電極為一單元，而具備複數之該單元。
10‧‧‧固態攝像裝置
10A‧‧‧固態攝像裝置
12‧‧‧攝像區域
12A‧‧‧攝像區域
121 ‧‧‧第1區
122 ‧‧‧第2區
14‧‧‧輸出暫存器
14A‧‧‧輸出暫存器
141 ‧‧‧第1輸出暫存器
142 ‧‧‧第2輸出暫存器
16‧‧‧角形暫存器
161 ‧‧‧第1角形暫存器
162 ‧‧‧第2角形暫存器
18‧‧‧增倍暫存器
181 ‧‧‧第1增倍暫存器
182 ‧‧‧第2增倍暫存器
20‧‧‧第1放大器
20A‧‧‧第1放大器
22‧‧‧第2放大器
22A‧‧‧第2放大器
24‧‧‧過掃描元件
26a、26b‧‧‧溢流汲極
28‧‧‧電荷蓄積區域
30‧‧‧p型基板
32‧‧‧p型磊晶層
34‧‧‧n型區域
36‧‧‧電極
38‧‧‧通道阻隔層
40‧‧‧介電體層
42a、42b‧‧‧溢流閘極
44‧‧‧介電體層
46‧‧‧n-型半導體區域
P1、P2、P3、PM1、PM2、PM3、PDC、PVG1、PVG2‧‧‧端子
P11 、P21 、P31 、P12 、P22 、P32 、PM11 、PM21 、PM31 、PM12 、PM22 、PM32 、PDC1 、PDC2 ‧‧‧端子
VG1‧‧‧第1閥閘電極
VG2‧‧‧第2閥閘電極
圖1係顯示一實施形態之固態攝像裝置之圖。
圖2係圖1所示之固態攝像裝置以附配線顯示之圖。
圖3係圖2之Ⅲ-Ⅲ線之剖面圖。
圖4係圖2之Ⅳ-Ⅳ線之剖面圖。
圖5係顯示溢流汲極之一例之剖面圖，為圖1之V-V線之剖面圖。
圖6係顯示溢流汲極之另一例之剖面圖。
圖7係顯示另一實施形態之固態攝像裝置之圖。
圖8係圖7所示之固態攝像裝置以附配線顯示之圖。
圖9(a)、(b)係顯示三相時鐘信號之例之圖。
12‧‧‧攝像區域
14‧‧‧輸出暫存器
16‧‧‧角形暫存器
16a‧‧‧段
18‧‧‧增倍暫存器
20‧‧‧第1放大器
22‧‧‧第2放大器
24‧‧‧過掃描元件
24a‧‧‧段
28‧‧‧電荷蓄積區域
P1、P2、P3、PM1、PM2、PM3、PDC、PVG1、PVG2‧‧‧端子
VG1‧‧‧第1閥閘電極
VG2‧‧‧第2閥閘電極

Claims (5)

  1. 一種固態攝像裝置，其具備：攝像區域；輸出暫存器，其係接收自前述攝像區域傳送之電荷，而傳送該電荷，且可將電荷選擇性地向一方向及與該一方向相反之另一方向傳送；角形暫存器，其係傳送從前述輸出暫存器向前述一方向傳送之電荷，且包含各自包括複數之電極的複數之段，該等複數之電極係可分別接收複數之時鐘信號；增倍暫存器，其係接收來自前述角形暫存器之電荷而產生增倍電荷；第1放大器，其係輸出基於來自前述增倍暫存器之增倍電荷之信號；第2放大器，其係產生基於藉由前述輸出暫存器向前述另一方向傳送之電荷之信號；閥閘電極，其係用於妨礙前述輸出暫存器與前述角形暫存器之間之電荷傳送，該閥閘電極係前述複數之電極中設置於最靠近前述輸出暫存器的電極，且係包含於前述複數之段中鄰接於前述輸出暫存器之段的電極；複數之共通端子，其與包含於前述複數之段的前述複數之電極中前述閥閘電極以外的複數之電極分別連接；及端子，其連接於前述閥閘電極。
  2. 如請求項1之固態攝像裝置，其中還具備用於排出前述 角形暫存器及前述增倍暫存器所蓄積之電荷之溢流汲極。
  3. 如請求項1或2之固態攝像裝置，其中還具備：過掃描元件，其係用於將從前述輸出暫存器向前述其他方向傳送之電荷傳送至前述第2放大器的暫存器；及其他閥閘電極，其用於妨礙前述輸出暫存器與前述過掃描元件之間之電荷之傳送；且前述過掃描元件係包含各自包括複數之電極的複數之段，該等複數之電極係可分別接受複數之時鐘信號；前述其他閥閘電極係前述過掃描元件之前述複數之電極中設置於最靠近前述輸出暫存器的電極，且係包含於前述過掃描元件之前述複數之段中鄰接於前述輸出暫存器之段的電極；前述複數之共通端子係與前述過掃描元件之前述複數之段的前述複數之電極中前述其他閥閘電極以外的複數之電極分別連接；進而包含其他端子，其係連接於前述其他閥閘電極。
  4. 一種固態攝像裝置，其具備：攝像區域；輸出暫存器，其係接收自前述攝像區域傳送之電荷，而傳送該電荷，且可將電荷選擇性地向一方向及與該一方向相反之另一方向傳送；第1角形暫存器，其係傳送從前述輸出暫存器向前述一方向傳送之電荷，且包含各自包括複數之電極的複數 之段，該等複數之電極係可分別接收複數之時鐘信號；第1增倍暫存器，其係接收來自前述第1角形暫存器之電荷而產生增倍電荷；第1放大器，其係產生基於來自前述第1增倍暫存器之增倍電荷之信號；第2角形暫存器，其係傳送從前述輸出暫存器向前述其他方向傳送之電荷，且包含各自包括複數之電極的複數之段，該等複數之電極係可分別接收複數之時鐘信號；第2增倍暫存器，其係接收來自前述第2角形暫存器之電荷而產生增倍電荷；第2放大器，其係產生基於來自前述第2增倍暫存器之增倍電荷之信號；第1閥閘電極，其係用於妨礙前述輸出暫存器與前述第1角形暫存器之間之電荷傳送，該第1閥閘電極係前述第1角形暫存器之前述複數之電極中設置於最靠近前述輸出暫存器的電極，且係包含於前述第1角形暫存器之前述複數之段中鄰接於前述輸出暫存器之段的電極；第2閥閘電極，其係用於妨礙前述輸出暫存器與前述第2角形暫存器之間之電荷傳送，該第2閥閘電極係前述第2角形暫存器之前述複數之電極中設置於最靠近前述輸出暫存器的電極，且係包含於前述第2角形暫存器之前述複數之段中鄰接於前述輸出暫存器之段的電極；複數之第1共通端子，其與包含於前述第1角形暫存器 之前述複數之段的前述複數之電極中前述第1閥閘電極以外的複數之電極分別連接；第1端子，其連接於前述第1閥閘電極；複數之第2共通端子，其與包含於前述第2角形暫存器之前述複數之段的前述複數之電極中前述第2閥閘電極以外的複數之電極分別連接；及第2端子，其連接於前述第2閥閘電極；。
  5. 如請求項4之固態攝像裝置，其中還具備用於排出前述第1及第2角形暫存器及前述第1及第2增倍暫存器所蓄積之電荷之溢流汲極。
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