專利名稱：固體攝像裝置和相機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有光電轉(zhuǎn)換元件的固體攝像裝置和相機(jī)。
背景技術(shù)：
在固體攝像裝置(例如，CCD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器)中，作為受光單元的光電轉(zhuǎn)換元件的光電二極管中的晶格缺陷以及在該受光單元與該受光單元上的絕緣膜之間的界面處的界面態(tài)密度(interface statedensity)是暗電流的起源,上述情況是公知的。據(jù)此，作為抑制由界面態(tài)密度導(dǎo)致的暗電流的產(chǎn)生的方法，埋入型光電二極管結(jié)構(gòu)是有效的。埋入型光電二極管例如是這樣構(gòu)成的形成η型半導(dǎo)體區(qū)域，并且在這樣的η型半導(dǎo)體區(qū)域的表面上(即，與絕緣膜的界面附近)形成用于抑制暗電流的P型半導(dǎo)體區(qū)域(空穴累積區(qū)域)，該P(yáng)型半導(dǎo)體區(qū)域淺并且具有高摻雜物濃度。作為制造這樣的埋入型光電二極管的方法，以下步驟是典型的進(jìn)行作為P型摻雜物的B或BF2的離子注入，然后進(jìn)行退火處理，從而在構(gòu)成光電二極管的η型半導(dǎo)體區(qū)域與絕緣膜之間的界面附近形成P型半導(dǎo)體區(qū)域。此外，在CMOS圖像傳感器中，各像素被形成為包括光電二極管和例如讀取晶體管、復(fù)位晶體管和放大晶體管等各種晶體管。這些晶體管對已經(jīng)由光電二極管光電轉(zhuǎn)換得到的信號進(jìn)行處理。在各像素的上部形成有包含多層金屬配線的配線層。在配線層上方形成有對入射到光電二極管上的光的波長進(jìn)行限制的濾色器和/或?qū)⒐鈪R聚到光電二極管上的的片上透鏡。關(guān)于CMOS圖像傳感器，已經(jīng)提出了具有各種特性的器件結(jié)構(gòu)。更加具體地，已經(jīng)提出了體電荷調(diào)制器件(Bulk Charge ModulationDevice,BCMD ;參見專利文獻(xiàn)4)和在光電轉(zhuǎn)換元件中采用類似CCD特征的電荷調(diào)制器件(ChargeModulation Device, CMD ;參見專利文獻(xiàn)I、專利文獻(xiàn)2和專利文獻(xiàn)3)。另外，已經(jīng)提出了浮動(dòng)講放大器(Floating Well Amplifier,FWA ;參見專利文獻(xiàn)5和專利文獻(xiàn)6)。關(guān)于FWA，根據(jù)累積到局部最大點(diǎn)的光生空穴的電荷量在表面上形成溝道，源極漏極電流根據(jù)所述表面處的所述電荷量而改變，從而使得能夠根據(jù)信號電荷讀取。另外，已經(jīng)提出了例如將受光單元和信號檢測單元分開并且相鄰布置的閾值調(diào)制圖像傳感器(VMIS :Vth Modulation Image Sensor,參見專利文獻(xiàn)7、專利文獻(xiàn)8、專利文獻(xiàn)9和專利文獻(xiàn)10)等各種器件。此外，在專利文獻(xiàn)11中提出了下面所述的固體攝像元件。該固體攝像元件包括具有如下功能的受光元件對入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，累積由這樣的光電轉(zhuǎn)換獲得的信號電荷，并且輸出根據(jù)累積的信號電荷的量的信號電壓。該受光元件具有這樣的電位分布信號電荷易于累積在看成是平面時(shí)相同的位置處，并且有利于表面溝道電流流動(dòng)。
這樣的CMOS圖像傳感器是光基本上從器件的前面入射的前面照射型固體攝像裝置。另一方面，已經(jīng)提出了后面(背面)照射型固體攝像裝置，該后面(背面)照射型固體攝像裝置通過研磨形成有光電二極管和各種晶體管的硅基板的后側(cè)而變得更薄，并且對從該基板的后側(cè)入射的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換(參見專利文獻(xiàn)12)。引用文獻(xiàn)列表專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)I JP I938O92B專利文獻(xiàn)2 JP H6-120473A專利文獻(xiàn)3 JP S60-140752A專利文獻(xiàn)4 JP S64-14959A專利文獻(xiàn)5 JP 2692218B專利文獻(xiàn)6 JP 3752773B專利文獻(xiàn)7 JP H2-304973A專利文獻(xiàn)8 JP 2005-244434A專利文獻(xiàn)9 JP 2935492B專利文獻(xiàn)10 JP 2005-85999A專利文獻(xiàn)11 JP 2003-31785A專利文獻(xiàn)12 JP H10-65138A

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題然而，關(guān)于上述的前面照射型的CMD、BCMD、FWA和VMIS等，由于基板被用作溢出層(overflow)，所以后面(背面)照射是不可能的，并且復(fù)位電壓高。關(guān)于前面照射型的CMD、BCMD, FffA和VMIS等，由于受光單元布置在拾取晶體管(pickup transistor)的旁邊,所以存在著開口率下降的缺點(diǎn)。另外，關(guān)于現(xiàn)有的光柵(photogate)結(jié)構(gòu)，由于是通過薄膜柵極來接收光，所以存在著藍(lán)色敏感度下降的缺點(diǎn)。此外，在諸如BCMD等采用前面照射并且在n_層上形成有光柵MOS晶體管的情況下，在半導(dǎo)體表面附近發(fā)生由于光照導(dǎo)致的載流子生成。這意味著載流子在存在于半導(dǎo)體-絕緣膜界面處的陷阱處被捕獲，并且即使當(dāng)施加復(fù)位電壓時(shí)也無法快速排出這樣累積的載流子，這就導(dǎo)致了影響器件特性的缺點(diǎn)。此外，在諸如VMIS等采用前面照射并且鄰近地布置有受光光電二極管區(qū)域和信號檢測晶體管的情況下，由接收光而生成的電荷的累積與調(diào)制操作不是動(dòng)態(tài)的操作，并且是分時(shí)進(jìn)行的，這不利于高速處理。同樣，采用前面照射并且鄰近地布置有受光光電二極管區(qū)域和信號檢測晶體管的情況下，諸如在信號檢測單元的上方設(shè)置遮光膜等變形是必要的，這導(dǎo)致了元件制造工藝變得復(fù)雜的缺點(diǎn)。同樣關(guān)于前面照射型BCMD圖像傳感器，位于光柵電極下方的整個(gè)溝道區(qū)域是電荷累積區(qū)域。這意味著前面照射型BCMD圖像傳感器的電流-電壓特性(ID-VDD)不是飽和特性而是三極管特性，從而存在著難以作為源極跟隨器使用的缺點(diǎn)。另外，關(guān)于上述前面照射型CMOS圖像傳感器，存在著如下缺點(diǎn)光被像素上方的配線遮擋從而降低了各像素的敏感度，并且如果被這樣的配線反射的光入射到鄰近的像素單元上，就會(huì)導(dǎo)致混色等。專利文獻(xiàn)11中披露的固體攝像元件使用雙層?xùn)艠O結(jié)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)具有單阱的一個(gè)晶體管，但是要求在元件分離區(qū)域中特別精確的加工，這就導(dǎo)致了元件制造工藝變得復(fù)雜的缺點(diǎn)。此外，由于這樣的固體攝像元件仍采用前面照射，所以存在著例如藍(lán)色敏感度的下降以及混色等前面照射型具有的上述問題。在專利文獻(xiàn)12中披露的后面照射型固體攝像裝置中，在基板的前表面?zhèn)群秃蟊?br> 面?zhèn)刃纬煽昭ɡ鄯e區(qū)域，但是對通過離子注入形成淺而濃的P型半導(dǎo)體區(qū)域有限制。這意味著如果要進(jìn)一步增大P型半導(dǎo)體區(qū)域的摻雜物濃度來抑制暗電流，那么P型半導(dǎo)體區(qū)域?qū)⒆兊酶睢Ｈ绻鸓型半導(dǎo)體區(qū)域變得更深，則光電二極管的PN結(jié)將遠(yuǎn)離傳輸柵極，這會(huì)引發(fā)傳輸柵極的讀取性能下降的風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明提供了這樣的固體攝像裝置和相機(jī)能夠有效地快速地進(jìn)行包括光載流子的生成和累積、電荷的讀取以及殘余電荷的排出(復(fù)位)的系列操作，藍(lán)光的敏感度不會(huì)劣化，防止由光生成的載流子在硅界面處被捕獲，并且使更高的敏感度和像素小型化成為可能，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)足夠的驅(qū)動(dòng)性能。解決問題的方案本發(fā)明的第一個(gè)方面提供了一種固體攝像裝置，所述固體攝像裝置包括像素部，所述像素部形成在基板上，所述基板具有光入射的第一基板表面?zhèn)群托纬捎性牡诙灞砻鎮(zhèn)?，并且所述像素部中以矩陣的形式布置有多個(gè)像素單元，所述多個(gè)像素單元通過元件分隔層與相鄰的像素組相隔離，所述像素組以一個(gè)像素單元或多個(gè)像素單元為單位；多條第一驅(qū)動(dòng)線，所述多條第一驅(qū)動(dòng)線是對應(yīng)于所述像素單元的行陣列布置的；第二驅(qū)動(dòng)線，所述第二驅(qū)動(dòng)線是兩個(gè)相鄰行中的所述像素單元共用的；信號線，所述信號線是對應(yīng)于所述像素單元的列陣列布置的，并且所述信號線被分為第一信號線和第二信號線；信號讀取處理系統(tǒng)，所述信號讀取處理系統(tǒng)對已經(jīng)在所述信號線上被讀取的所述像素單元的讀取信號進(jìn)行處理；以及切換部，所述切換部將所述第一信號線和所述第二信號線連接至電源或所述信號讀取處理系統(tǒng)，其中，所述像素單元接收來自所述第一基板表面?zhèn)鹊墓?，所述像素單元包括對接收的光的光電轉(zhuǎn)換功能以及電荷累積功能，并且所述像素單元設(shè)置有晶體管，所述晶體管檢測通過所述電荷累積功能累積的電荷并且具有閾值調(diào)制功能，所述晶體管包含讀取晶體管的功能、復(fù)位晶體管的功能和選擇晶體管的功能，并且具有源極、漏極和在所述源極與所述漏極之間的溝道形成區(qū)域上形成的柵極電極，在所述像素單元的行方向上相鄰的兩個(gè)像素單元共用所述漏極或所述源極，所述在行方向上相鄰的兩個(gè)像素單元中的一個(gè)像素單元的源極或漏極與所述第一信號線相連接，而所述相鄰的兩個(gè)像素單元中的另一個(gè)像素單元的源極或漏極與所述第二信號線相連接，所述像素單元的所述晶體管的所述柵極電極與相應(yīng)的所述第一驅(qū)動(dòng)線相連接，并且所述在行方向上相鄰的兩個(gè)像素單元的共用的漏極或源極與相應(yīng)的所述第二驅(qū)動(dòng)線相連接。
本發(fā)明的第二個(gè)方面提供了一種相機(jī)，所述相機(jī)包括從基板的第一基板表面?zhèn)冉邮展獾墓腆w攝像裝置；將入射光引導(dǎo)至所述固體攝像裝置的所述第一基板表面?zhèn)鹊墓鈱W(xué)系統(tǒng)；以及對所述固體攝像裝置的輸出信號進(jìn)行處理的信號處理電路，其中，所述固體攝像裝置包括像素部，所述像素部形成在基板上，所述基板具有光入射的第一基板表面?zhèn)群托纬捎性牡诙灞砻鎮(zhèn)?，并且所述像素部中以矩陣的形式布置有多個(gè)像素單元，所述多個(gè)像素單元通過元件分隔層與相鄰的像素組相隔離，所述像素組以一個(gè)像素單元或多個(gè)像素單元為單位；多條第一驅(qū)動(dòng)線，所述多條第一驅(qū)動(dòng)線是對應(yīng)于所述像素單元的行陣列布置的；第二驅(qū)動(dòng)線，所述第二驅(qū)動(dòng)線是兩個(gè)相鄰行中的所述像素單元共用的；信號線，所述信號線是對應(yīng)于所述像素單元的列陣列布置的，并且所述信號線被分為第一信號線和第二信號線；信號讀取處理系統(tǒng)，所述信號讀取處理系統(tǒng)對已經(jīng)在所述信號線上被讀取的所述像素單元的讀取信號進(jìn)行處理；以及切換部，所述切換部將所述第一信號線和所述第二信號線連接至電源或所述信號讀取處理系統(tǒng)，其中，所述像素單元接收來自所述第一基板表面?zhèn)鹊墓猓鱿袼貑卧▽邮盏墓獾墓怆娹D(zhuǎn)換功能以及電荷累積功能，并且所述像素單元設(shè)置有晶體管，所述晶體管檢測通過所述電荷累積功能累積的電荷并且具有閾值調(diào)制功能，所述晶體管包含讀取晶體管的功能、復(fù)位晶體管的功能和選擇晶體管的功能，并
且具有源極、漏極和在所述源極與所述漏極之間的溝道形成區(qū)域上形成的柵極電極，在所述像素單元的行方向上相鄰的兩個(gè)像素單元共用所述漏極或所述源極，所述在行方向上相鄰的兩個(gè)像素單元中的一個(gè)像素單元的源極或漏極與所述第一信號線相連接，而所述相鄰的兩個(gè)像素單元中的另一個(gè)像素單元的源極或漏極與所述第二信號線相連接，所述像素單元的所述晶體管的所述柵極電極與相應(yīng)的所述第一驅(qū)動(dòng)線相連接，并且所述在行方向上相鄰的兩個(gè)像素單元的共用的漏極或源極與相應(yīng)的所述第二驅(qū)動(dòng)線相連接。本發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明能夠有效地快速地進(jìn)行包括如下操作的系列操作光載流子的生成和累積、電荷的讀取以及殘余電荷的排出(復(fù)位)。此外，藍(lán)色光的敏感度沒有劣化，防止了在硅界面處被捕獲的由光產(chǎn)生的載流子的影響，并且更高的敏感度和像素的微型化是可能的。還能夠防止當(dāng)像素量增大時(shí)驅(qū)動(dòng)性能變得不足，并且獲得足夠的驅(qū)動(dòng)性能。


圖I是示出了本實(shí)施方案的固體攝像裝置的總體結(jié)構(gòu)的框圖。圖2示出了實(shí)施方案的固體攝像裝置的像素部的基本結(jié)構(gòu)。圖3示出了本實(shí)施方案的像素單元的等效電路。圖4示出了前面照射型BMCD的入射光的波長與晶體管位置之間的關(guān)系。圖5示出了前面照射型的由透明電極/柵極二氧化硅膜/單晶硅形成的能帶狀態(tài)的概況。圖6示出了伴隨著圖2中所示的裝置的電位狀態(tài)的變化，關(guān)于在各區(qū)域中垂直于半導(dǎo)體基板表面的方向上的半導(dǎo)體基板內(nèi)部的電子的電位變化。圖7示出了沿著圖2中的a-a’線的電位分布的示例。圖8是含有反射器的像素單元的簡化截面圖。
圖9示出了已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了 45度角的普通拜耳陣列(Bayer array)的正方形布局的結(jié)構(gòu)。圖10示出了在X方向(水平方向)上以條帶形式共用柵極的示例布局。圖11示出了漏極側(cè)已經(jīng)被縮窄的示例布局。圖12示出了本實(shí)施方案的像素部中的像素單元的另一示例布局。圖13是沿著圖12中的a-a’線和b_b’線的簡化截面圖。
圖14示出了在不同的膜厚度的像素單元上設(shè)置的反射器的示例。圖15示出了共用接觸部像素部的像素單元陣列的示例。圖16示出了適用于圖15中的布局的等效電路，其中像素部以及共用列電路的信號處理系統(tǒng)被簡化。圖17示出了作為比較例的在X(水平)方向上布置電源線和復(fù)位線作為共用線的情況下進(jìn)行單像素驅(qū)動(dòng)的情況。圖18是這樣的圖本發(fā)明實(shí)施方案的固體攝像裝置的漏極接地結(jié)構(gòu)的相鄰像素單元和信號讀取系統(tǒng)的特征部分被截取并示出。圖19是這樣的圖本發(fā)明實(shí)施方案的固體攝像裝置的源極接地結(jié)構(gòu)的相鄰像素單元和信號讀取系統(tǒng)的特征部分被截取并示出。圖20不出了與圖15中的正方形陣列相似的正方形陣列的信號輸出順序。圖21示出了在與圖15中的正方形陣列相似的正方形陣列已經(jīng)被旋轉(zhuǎn)了 45度的情況下的鋸齒形(zigzag)陣列。圖22示出了適用于圖21中的布局的等效電路，其中像素部以及共用列電路的信號處理系統(tǒng)被簡化。圖23示出了在與圖15中的正方形陣列相似的正方形陣列已經(jīng)被旋轉(zhuǎn)了 45度的情況下的另一鋸齒形陣列。圖24示出了適用于圖23中的布局的等效電路，其中像素部以及共用列電路的信號處理系統(tǒng)被簡化。圖25示出了與圖21中的鋸齒形陣列相似的鋸齒形陣列的信號輸出順序。圖26示出了與圖23中的鋸齒形陣列相似的鋸齒形陣列的信號輸出順序。圖27是用于說明適用于正方形陣列的反射器的形成示例的圖。圖28示出了反射器和共用配線布局的第一示例。圖29示出了反射器和共用配線布局的第二示例。圖30示出了反射器和共用配線布局的第三示例。圖31示出了在漏極接地結(jié)構(gòu)的情況下前行設(shè)定(pre-line set)的基本概念。圖32示出了在源極接地結(jié)構(gòu)的情況下前行設(shè)定的基本概念。圖33示意性地示出了與本實(shí)施方案的硬復(fù)位功能(hard reset function)相應(yīng)的信號處理系統(tǒng)。圖34是示出了包含逆Y校正電路的信號處理系統(tǒng)的基本概念的等效電路圖。圖35集體示出了前行復(fù)位技術(shù)的電平圖、2列共用以及2x2像素時(shí)序。圖36是示出了多個(gè)像素以陣列布置并且由多個(gè)像素生成一個(gè)輸出信號的結(jié)構(gòu)示例的平面圖。
圖37是示出了多個(gè)像素以陣列布置并且以多個(gè)像素為單位分離元件來生成一個(gè)輸出信號的結(jié)構(gòu)示例的平面圖。圖38是示出了多個(gè)像素以陣列布置并且以多個(gè)像素為單位分離元件來生成一個(gè)輸出信號的結(jié)構(gòu)示例的截面圖。圖39是示出了多個(gè)像素以陣列布置并且以多個(gè)像素為單位分離元件來生成一個(gè)輸出信號的另一結(jié)構(gòu)示例的平面圖。圖40是沿著圖37中的a-a’線和b_b’線的簡化截面圖。圖41示出了采用非破壞讀出的寬動(dòng)態(tài)范圍(寬D范圍)次序的示例。圖42示出了采用非破壞讀出的低速實(shí)時(shí)觀看(live view)次序的示例。圖43示出了采用本發(fā)明實(shí)施方案的固體攝像裝置的相機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示例。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。需要注意的是，下文中的說明是以如下所示的順序進(jìn)行的。I.固體攝像裝置的總體結(jié)構(gòu)2.器件結(jié)構(gòu)3.反射器結(jié)構(gòu)4.共用接觸部像素部的像素單元陣列的示例5.相機(jī)I.固體攝像裝置的總體結(jié)構(gòu)圖I是示出了本實(shí)施方案的固體攝像裝置的總體結(jié)構(gòu)的框圖。如圖I中所示，本固體攝像裝置I包括作為感測部的像素部2、行方向(Y方向)控制電路3、列方向(X方向)控制電路4和時(shí)序控制電路5。如稍后詳細(xì)所述，像素部2具有例如以矩陣(即，行和列)的形式布置的多個(gè)像素單元2A。本實(shí)施方案的像素部2的像素單元2A被設(shè)置為采用后面(背面)照射并且具有雙阱結(jié)構(gòu)的閾值調(diào)制(CMD)圖像傳感器。本實(shí)施方案的像素部2采用雙阱結(jié)構(gòu)，并且累積的電荷和溝道電流是相同的載流子。像素部2具有單晶體管構(gòu)造(結(jié)構(gòu))，其中讀取晶體管、復(fù)位晶體管和選擇晶體管的功能共用單個(gè)晶體管。另外，在像素部2中，在像素陣列中，布置于同一行中的像素單元2A連接至共用的行線HO、Hl等等，而布置于同一列中的像素單元2A連接至共用的列線VO、Vl等等。在固體攝像裝置I中，為了連續(xù)讀取像素部2的信號，布置有生成內(nèi)部時(shí)鐘的時(shí)序控制電路5、控制行地址和行掃描的行方向(Y方向)控制電路3以及控制列地址和列掃描的列方向(X方向)控制電路4。行方向(Y方向)控制電路3接收時(shí)序控制電路5的時(shí)序控制脈沖并且驅(qū)動(dòng)特定的行線HO、Hl等。列方向(X方向)控制電路4接收時(shí)序控制電路5的時(shí)序控制脈沖，接收讀出至特定的列線VO、Vl等的信號，并且進(jìn)行特定的處理。這里提到的特定的處理包括相關(guān)雙采樣(Correlated DoubleSampling,CDS)處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理等。稍后將詳細(xì)說明關(guān)于由列方向(X方向)控制電路4從像素單元2A進(jìn)行的信號讀取處理的結(jié)構(gòu)和功能。2.器件結(jié)構(gòu)現(xiàn)在說明本實(shí)施方案的固體攝像裝置的像素部的具體的器件結(jié)構(gòu)。圖2㈧和圖2(B)示出了本實(shí)施方案的固體攝像裝置的像素部的基本結(jié)構(gòu)，其中圖2(A)為平面圖，圖2(B)為沿圖2(A)中的a-a'線的簡化截面圖。如圖2中所示，固體攝像裝置I被形成為這樣的后面(背面)照射型器件光從基
板100的第一基板表面101側(cè)(背面?zhèn)?入射，而形成有MOS型晶體管的元件區(qū)域部(EAP)形成于第二基板表面102側(cè)(前面?zhèn)?。基板100是由硅基板形成的。為了使光從后面照射，基板100是通過使硅晶片成為薄膜而形成的?；?00的厚度取決于固體攝像裝置I的類型，但是作為示例，用于可見光的器件時(shí)厚度為2 6μπι，而用于近紅外光的器件時(shí)厚度為6 10 μ m。以這樣的方式，基板100具有光入射的第一基板表面101側(cè)以及形成有元件的第二基板表面102側(cè)，并且具有多個(gè)像素單元Cel (2A)，多個(gè)像素單元被形成得相鄰的像素單元被元件分隔層分隔。在本實(shí)施方案中，基板100具有以單個(gè)或多個(gè)像素單元為單位被元件分隔層與相鄰的像素組分隔的多個(gè)像素單元2A(Cel)。各像素單元Cel包括形成于第一基板表面101側(cè)的第一導(dǎo)電型阱(下文中簡稱為“第一阱”)110和形成得比第一阱110靠近第二基板表面102側(cè)的第二導(dǎo)電型阱(下文中簡稱為“第二阱”)120。在本實(shí)施方案中，第一導(dǎo)電型為η型而第二導(dǎo)電型為P型。η型第一阱110具有接收來自第一基板表面101側(cè)的光的受光單元的功能，并且還具有對所接收光的光電轉(zhuǎn)換功能和電荷累積功能。在第二阱120中，形成有對第一阱110的受光單元處累積的電荷進(jìn)行檢測并具有閾值調(diào)制功能的MOS型晶體管130。在第一阱110的側(cè)壁處形成有包圍著第一阱110的側(cè)壁的P型元件分隔層(導(dǎo)電層)140，P型元件分隔層140是與第一導(dǎo)電型(在本實(shí)施方案中為η型)相反的第二導(dǎo)電型，并且第一基板表面101 (是基板100的入射表面)處形成有P+層150。在P+層150的入射表面?zhèn)刃纬捎欣缬啥趸柚瞥傻慕^緣膜和/或保護(hù)膜151。在保護(hù)膜151的上方形成有只透過期望波長區(qū)域的光的濾色器152。此外，在濾色器152上方形成有將入射光聚焦至第一阱110的受光單元上的微透鏡153。由η+層構(gòu)成的源極區(qū)域121和漏極區(qū)域122在ρ型第二阱120的中央部分開形成規(guī)定的間隔。在源極區(qū)域121與漏極區(qū)域122之間形成有溝道形成區(qū)域123。在第二阱120不與第一阱110相重疊的區(qū)域(端部側(cè)區(qū)域)處形成有由P+層構(gòu)成的阱(基板)接觸區(qū)域124、阱(基板)接觸區(qū)域125、阱(基板)接觸區(qū)域126和阱(基板)接觸區(qū)域127。
另外，在基板100的形成有源極區(qū)域121、漏極區(qū)域122和阱接觸區(qū)域124 127的第二基板表面102的表面上通過特定的工藝選擇性的形成有由二氧化硅等制成的絕緣膜 160。此外，在基板100的第二基板表面102側(cè)，在源極區(qū)域121與漏極區(qū)域122之間的溝道形成區(qū)域123的上方形成有晶體管130的柵極電極131，在柵極電極131與溝道形成區(qū)域123之間設(shè)置有絕緣膜160。在源極區(qū)域121上方的那部分絕緣膜160中形成有開口，并且形成有晶體管130的與源極區(qū)域121相連接的源極電極132。以同樣的方式，在漏極區(qū)域122上方的那部分絕緣膜160中形成有開口，并且形成有晶體管130的與漏極區(qū)域122相連接的漏極電極133 。另外，在阱接觸區(qū)域124 127上方的那部分絕緣膜中形成有開口，從而形成與阱接觸區(qū)域124 127相連接的阱接觸電極170。例如，將阱接觸電極170的電平設(shè)定為地電位 GND (OV)或-I. 2V 等。通過上述的結(jié)構(gòu)，晶體管130被形成為絕緣柵型場效應(yīng)晶體管(稱為MOS晶體管)。晶體管130包括在第二基板表面102側(cè)的第二阱120中形成的源極區(qū)域121、漏極區(qū)域122和溝道形成區(qū)域123以及在第二基板表面102的表面?zhèn)壬闲纬傻臇艠O電極131、源極電極132和漏極電極133。需要注意的是，在圖2中，“S”表示晶體管130的源極，“D”表示晶體管130的漏極，而“G”表示晶體管130的柵極。以這樣的方式，本實(shí)施方案的各個(gè)像素單元Cel (2A)被設(shè)置為采用后面(背面)照射并且具有雙阱結(jié)構(gòu)的閾值調(diào)制(CMD)型圖像傳感器。圖3示出了本實(shí)施方案的像素單元的等效電路。如圖3中所示，各像素單元2A (Cel)是由以下部分構(gòu)成的由第一阱110形成的光電轉(zhuǎn)換和電荷累積元件單元111、由第二阱120和第二基板表面120側(cè)的電極形成的單個(gè)晶體管130。以這樣的方式，本實(shí)施方案的像素單元Cel采用后面照射并且具有雙阱結(jié)構(gòu)，并且具有利用相同的載流子的電荷累積和溝道電流。此外，像素單元Cel具有讀取晶體管、復(fù)位晶體管和選擇晶體管的功能共用一個(gè)晶體管的單晶體管構(gòu)造(結(jié)構(gòu))。也就是說，在本實(shí)施方案中，使用的是后面照射和雙阱結(jié)構(gòu)，而不是采用單阱調(diào)制技術(shù)。下面將說明原因。當(dāng)采用單阱調(diào)制技術(shù)時(shí)，為了改善線性度，必須進(jìn)行袋注入(pocketimplantation),這會(huì)減小累積區(qū)域并且在像素被小型化的情況下阻礙達(dá)到飽和電荷Qs ο關(guān)于單阱結(jié)構(gòu)，即使調(diào)制程度和轉(zhuǎn)換效率較高，但該結(jié)構(gòu)易于受到導(dǎo)致像素間線性度的波動(dòng)(“貓足(cat leg)”)的普遍發(fā)生這一缺陷的影響，并且該問題難以解決。另外，由于在讀取期間釘扎(pinning)被去除，所以與列數(shù)字CDS的相容性不良。對于模擬CDS，對相同容量的區(qū)域增大，這導(dǎo)致難以微型化。
當(dāng)與后面照射相結(jié)合時(shí)，由于需要復(fù)位晶體管，這形成了雙晶體管結(jié)構(gòu)，從微型化的觀點(diǎn)來看，這是不利的。另一方面，關(guān)于本實(shí)施方案，通過采用后面照射和雙阱結(jié)構(gòu)，電荷累積和溝道電流使用相同的載流子，從而使用于元件分離的分離載流子是充足的。因此，在本實(shí)施方案中，晶體管結(jié)構(gòu)不需要是環(huán)狀的，并且能夠使用與普通晶體管相同的漏極(D)-柵極(G)-源極⑶的單向結(jié)構(gòu)。此外，在本實(shí)施方案中，采用了這樣的結(jié)構(gòu)信號載流子被排出至晶體管130的漏極。通過這樣操作，通過一個(gè)晶體管完全實(shí)現(xiàn)了讀取(拾取)晶體管、復(fù)位晶體管和選擇晶體管共用單個(gè)晶體管的橫向復(fù)位結(jié)構(gòu)。也就是說，由于本實(shí)施方案的像素單元結(jié)構(gòu)不是雙層?xùn)艠O結(jié)構(gòu)而是能夠使用單層?xùn)艠O結(jié)構(gòu)，所以在元件分離區(qū)域中不需要特別精確的加工。此外，由于相鄰的像素單元能夠共用漏極、共用源極和/或共用柵極，所以大幅提高了布局效率，這使像素能夠被微型化。此外，由于采用了通過晶體管的漏極的橫向復(fù)位，所以通過使用水平配線作為漏極并且以共用的像素為單位設(shè)置分離配線，能夠共用列并且能夠縮減列電路。此外，由于能夠在晶體管柵極的上方形成空空間，所以在這樣的空間中能夠設(shè)置使用金屬等配線的反射器結(jié)構(gòu)。這樣，能夠反射已經(jīng)透過硅(Si)基板的光，并且使這樣的光在硅中再次進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，從而提高例如對近紅外光的敏感度。此外，關(guān)于現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)，由于受光時(shí)柵極被設(shè)定為關(guān)斷，并且硅(Si)基板的表面被釘扎從而導(dǎo)致在界面處產(chǎn)生的暗電流與空穴再結(jié)合，就存在著未完全再結(jié)合的成分導(dǎo)致暗電流的不一致和白點(diǎn)缺陷的問題。另一方面，關(guān)于本結(jié)構(gòu)，由于使用了雙阱，在Si表面處產(chǎn)生的暗電流電子能夠從溝道被排出至漏極，所以具有能夠完全不受到在界面處發(fā)生的暗電流和白點(diǎn)的影響的優(yōu)點(diǎn)。因此，由于即使在列讀取期間柵極導(dǎo)通的情況下暗電流和白點(diǎn)也不會(huì)成為問題，所以信號的非破壞讀出是可能的。下面將詳細(xì)說明實(shí)現(xiàn)增大的像素密度的陣列結(jié)構(gòu)、裝有反射器的結(jié)構(gòu)、信號讀取處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能以及信號的非破壞讀出處理?，F(xiàn)在說明具有上述結(jié)構(gòu)的像素單元的操作。光從第一基板表面(后面)101(背面?zhèn)?入射到像素單元內(nèi)部，并且主要由于像素單元內(nèi)的η型第一阱110內(nèi)的光電效應(yīng)生成電子/空穴對，并且生成的空穴穿過形成單元間的界面的P型元件分隔層140，并且排出至外部。只有電子累積在η型第一阱110中，并且被累積在作為MOS晶體管的晶體管130的源極與漏極之間的柵極區(qū)域的半導(dǎo)體表面附近形成的電位阱中。此后，通過晶體管130放大并檢測出累積電荷的信號，累積的電荷被適當(dāng)?shù)嘏懦觯⑶覍焐惋柡碗姾闪窟M(jìn)行控制。此外，固體攝像裝置I的傳感器的半導(dǎo)體層的厚度為大約2 10 μ m，這樣的厚度對于光的波長范圍內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換而言足夠?qū)崿F(xiàn)足夠的量子效率。
另一方面，對于前面照射型裝置而言，通常需要將半導(dǎo)體基板保持在防止元件損壞的某厚度(達(dá)到數(shù)百μ m)，這就意味著通過元件基板的漏極與源極間的漏電流是無法忽略的，并且可能成為問題。另一方面，關(guān)于本實(shí)施方案，由于元件厚度足夠薄，所以能夠減少通過基板的漏電流并且還能夠避免這樣的問題。這樣就完成了本實(shí)施方案的固體攝像裝置I的結(jié)構(gòu)和功能的說明。下面將更加詳細(xì)地說明本實(shí)施方案的固體攝像裝置I。圖4示出了在前面照射型BMCD的情況下入射光的波長與晶體管的布局之間的關(guān)
系O在圖4中的前面照射型BMCD 10中，在基板前側(cè)形成有絕緣膜11、透明電極12、遮光電極13等。此外，附圖標(biāo)記14表示橫向漏極、附圖標(biāo)記15表示柵極絕緣膜、附圖標(biāo)記16表不娃基板。在圖4中的前面照射的情況下，光從設(shè)置有晶體管的那側(cè)進(jìn)入。在此情況下，采用的是這樣的結(jié)構(gòu)橫向漏極區(qū)域14被遮光電極13覆蓋，并且光從在其它部分中的開口透過絕緣膜11和透明電極12、柵極絕緣膜15等并且透入硅基板16的內(nèi)部。盡管具有長波長的紅色光和近紅外光LIR從硅的表面透入相對較深，但是光電轉(zhuǎn)換是在藍(lán)色光LB和近紫外光未透入這樣深的位置進(jìn)行的。此外，當(dāng)短波長的光透過表面處的多層絕緣膜時(shí)，由于層界面處的散射、吸收和反射，易于發(fā)生能量損失。另一方面，關(guān)于圖2中的本實(shí)施方案的后面照射，采用的是這樣的結(jié)構(gòu)光從未布置有晶體管130的那側(cè)透入硅基板100內(nèi)，并且盡管大量的長波長的光到達(dá)晶體管的附近，但只有少量的短波長的光到達(dá)那里。為了使包含入射光的波長的量子效率最大化，關(guān)于如何設(shè)置源極與漏極之間的擴(kuò)散層和阱層已經(jīng)提出了各種提案。然而，關(guān)于透過二氧化硅膜(絕緣膜)的光如何影響晶體管特性的可能性的討論極少。本實(shí)施方案涉及該主題，并且使相關(guān)的機(jī)理(盡管是定性的)更加清楚了一些。圖5示出了在使用前面照射型的情況下由透明電極/柵極二氧化硅膜(SiO2) /單晶硅形成的能帶狀態(tài)的概況。柵極氧化膜的特性根據(jù)制造方法和處理而變化顯著，并且當(dāng)幾乎不進(jìn)行控制的情況下，捕獲電子和/或空穴的陷阱保持在氧化物膜中。在圖中，示出了這樣的情況在二氧化硅膜的導(dǎo)帶下方存在捕獲2. OeV位置處的電子的陷阱。在熱氧化硅膜的情況下，帶隙大約為8. OeV，并且當(dāng)使用ITO作為透明電極時(shí)，功函數(shù)大約為4. 3 4. 7eV。這意味著透明電極的費(fèi)米能級位于略低于熱氧化膜的能隙的中間?，F(xiàn)在，如果我們關(guān)注入射光中例如波長λ = 450nm的藍(lán)色光成分，根據(jù)愛因斯坦光量子方程E = hv，其相當(dāng)于E = 2. 76eV。如圖中所示，能量基本上等于根據(jù)透明電極的費(fèi)米能級測量的氧化物膜中的電子陷阱的能級的位置。在此時(shí)，當(dāng)向透明柵極電極施加比硅基板相對更大的負(fù)電壓時(shí)，由于光電效應(yīng)飛出金屬表面(透明電極)的電子在氧化物膜中被激發(fā)并且在陷阱中被捕獲。在陷阱中被捕獲的電子通過電場再放射出，并且由于漂移電導(dǎo)流入到單晶硅的導(dǎo)帶中，由此在透明柵極電極與硅之間形成弱導(dǎo)通狀態(tài)，從而導(dǎo)致晶體管特性和信號電平的波動(dòng)。關(guān)于本實(shí)施方案中的后面照射，由于具有短波長的高能光的能量的大部分在所述光到達(dá)晶體管區(qū)域之前在硅基板內(nèi)的光載流子的生成中被消耗，所以具有這樣的主要優(yōu)點(diǎn)不存在與前面照射相同的缺點(diǎn)。圖6是示出了根據(jù)圖2中所示的裝置的電位狀態(tài)的變化，關(guān)于在各區(qū)域中垂直于半導(dǎo)體基板表面的方向上的半導(dǎo)體基板內(nèi)部的電子的電位變化的系列圖。在所有的狀態(tài)中，阱接觸電極170的電壓VGND被設(shè)定為0V。⑴柵極讀取 如果晶體管130的柵極電壓VG被設(shè)定在I. 0V,并且漏極電壓VD被設(shè)定在I. 8V,那么源極電壓VS為大約I. 6V I. 4V，累積的電荷(電子)減少，并且從源極流向漏極的溝道電子電流被調(diào)制相應(yīng)的量，并因此而減小。通過測定這樣的電流變化，能夠得知累積電子的電荷量的變化。(ii)柵極累積(非讀取狀態(tài))如果晶體管130的柵極電壓VG被設(shè)定為OV而漏極電壓VD被設(shè)定為I. 8V，那么源極電壓VS為I. 2V以下，并且電子累積于在晶體管130的源極和漏極之間的柵極區(qū)域中的半導(dǎo)體基板附近形成的電位阱內(nèi)。(iii)柵極累積(非復(fù)位狀態(tài)，硬復(fù)位)如果晶體管130的柵極電壓VG被設(shè)定為OV -I. OV而漏極電壓VD被設(shè)定為I. 8V，那么產(chǎn)生這樣的狀態(tài)源極電壓VS為高阻抗Hi-Z或LD，并且累積的電子溢出(OF)。這就是像素單元Cel飽和。在此時(shí)，信號被保持。(iiii)復(fù)位如果晶體管130的柵極電壓VG被設(shè)定為OV -I. OV而漏極電壓VD被設(shè)定為3. OV以上(例如，3. 7V)，那么源極電壓VS為高阻抗Hi-Z或LD，并且存在于累積阱內(nèi)部的電子通過漏極電極被排出到外部。以這樣的方式，根據(jù)本實(shí)施方案，通過調(diào)制漏極電壓VD和(在一些情況下)柵極電壓(例如圖6中，通過增大漏極與柵極間的電位差)作為像素信號復(fù)位，將累積的信號電荷(電子)排出至漏極電極。此外，在本實(shí)施方案中，在低照度條件下提供所謂的伽馬(Y)特性來增大調(diào)制度和轉(zhuǎn)換效率。在本實(shí)施方案中，在高動(dòng)態(tài)范圍(DR)中利用Y特性。這里，將說明像素單元的Y特性。圖7示出了沿圖2(A)中的a-a’線的電位分布的一個(gè)示例。如圖7中所示，雙阱的一個(gè)特性是傳感器累積區(qū)域具有寬電位形狀。這意味著雙阱的一個(gè)特性為容量根據(jù)信號電平而變化，并且顯現(xiàn)為非線性(Y特性)。對于單阱結(jié)構(gòu)而言，線性度(“貓足(cat leg) ”)是非線性的，并且當(dāng)信號電平低時(shí)信號下降。另一方面，對于雙阱結(jié)構(gòu)而言，對于當(dāng)信號電平低時(shí)增大增益的Y特性而言，逆Y校正是可能的，并且在低照度條件下增益變?yōu)樨?fù)。由于與信號同時(shí)的噪聲被壓縮，所以能夠減少噪聲。以這樣的方式，對于本實(shí)施方案，積極運(yùn)用Y特性，并且如圖2中所示，設(shè)置有深的η型伽馬袋(ga_a pocket) 180來累積低電平信號。在這樣的伽馬袋180中，信號載流子和信號電流被集中在一點(diǎn)處，改善了低電平信號的調(diào)制度。在后續(xù)階段還能夠在進(jìn)行信號處理的DSP上進(jìn)行逆伽馬校正從而實(shí)現(xiàn)全面的噪
聲壓縮。此外，如圖7中所示，像素單元Cel具有這樣的結(jié)構(gòu)當(dāng)信號電平高時(shí)容量增大，并且利用Y特性來實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍(DR)。這就完成了本實(shí)施方案的像素單元的結(jié)構(gòu)和功能的說明。下面將說明像素部2含有反射器的結(jié)構(gòu)以及像素單元的布局等。3.反射器結(jié)構(gòu)圖8(A)和圖8(B)是含有反射器的像素單元的簡化截面圖。需要注意的是，在像素部2中，多個(gè)像素單元Cel布置成矩陣。另外，采用的是拜耳(Bayer)陣列。圖8(A)和圖8(B)中所示的像素單元具有在第一阱110的側(cè)壁和第二阱120的側(cè)壁上形成的P型元件分隔層(導(dǎo)電層)140A。該像素單元具有由形成晶體管130的n+層構(gòu)成的源極區(qū)域141和漏極區(qū)域142，晶體管130形成在ρ型元件分隔層140A內(nèi)側(cè)。在像素單元中，在源極區(qū)域141側(cè)和漏極區(qū)域142側(cè)形成有阱接觸區(qū)域143。在該示例中，阱接觸區(qū)域143形成于源極區(qū)域側(cè)。柵極接觸電極190形成于與ρ型元件分隔層140A相對的位置處。另外，除了元件分隔層140A上之外，在像素單元Cel的柵極電極131的前面?zhèn)?不入射光的一側(cè))形成有反射器200。在本實(shí)施方案中，通過與相鄰像素單元共用一個(gè)或多個(gè)漏極接觸部、源極接觸部、基板(阱)接觸部或者柵極接觸部，能夠提高布局效率。也就是說，能夠用單個(gè)晶體管設(shè)置像素單元實(shí)現(xiàn)了如下結(jié)構(gòu)，在元件分離的四個(gè)方向上布置漏極接觸部、源極接觸部、柵極接觸部和阱接觸部并且柵極占據(jù)整個(gè)像素，從而使晶體管的隨機(jī)噪聲顯著減小。例如，在X方向和Y方向中的Y方向(垂直方向，行方向)上相鄰的像素單元間共用漏極接觸部和源極接觸部，并且在X方向(水平方向，列方向)上相鄰的像素單元間共用柵極接觸部和阱接觸部。以這樣的方式，能夠在相對于柵極的四個(gè)方向上布置漏極接觸部、源極接觸部、柵極接觸部和阱(基板)接觸部。這樣，在本實(shí)施方案中，如圖9中所示，能夠使用這樣的布局其中，也能夠采用所謂的鋸齒形陣列。在圖9中的示例中，采用的是這樣的結(jié)構(gòu)布置有已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了 45度的普通的正方形拜耳陣列。圖10示出了在X方向(水平方向)上以條帶形式共用柵極的示例布局。在圖10中，在圖中設(shè)定的正交坐標(biāo)系中的X方向是水平(寬度、列)方向，而Y方向是垂直(高度、行)方向。在圖10中，SCNT表示源極接觸部，DCNT表示漏極接觸部、GCNT表示柵極接觸部，而WCNT表示阱接觸部。如圖10中所示，通過采用以水平條帶的形式共用柵極并且阱(基板)接觸部WCNT位于源極側(cè)或漏極側(cè)的布局，能夠使反射器200易于設(shè)置。在此情況下，阱(基板)接觸部WCNT可以布置得跳過X(水平)方向上的一個(gè)位置。 此外，能夠根據(jù)耐壓和布局決定基板接觸部是在漏極側(cè)還是在源極側(cè)。當(dāng)基板接觸部位于源極側(cè)時(shí)，電位差減小，從而具有利于增大像素密度的優(yōu)點(diǎn)。圖11示出了漏極側(cè)被縮窄的示例布局。當(dāng)阱(基板)接觸部WCNT設(shè)定在漏極側(cè)時(shí)，實(shí)現(xiàn)耐壓所需要的漏極寬度減小，或
“縮窄”。以這樣的方式，通過加寬源極側(cè)的溝道，源極側(cè)被加深，并且收集信號的部分與易于調(diào)制的部分將會(huì)一致，從而獲得高調(diào)制特性。圖12示出了本實(shí)施方案的像素部中的像素單元的另一示例布局。此外，圖13(A)是沿著圖12中的a-a’線的簡化截面圖，圖13(B)是沿著圖12中的b_b’線的簡化截面圖。在圖12中的示例布局中，阱(基板)接觸部(WCNT)不是形成在硅基板100的第二基板表面102側(cè)而是形成在第一基板表面101 (背面)側(cè)。各柵極電極131被形成得在第二基板表面102側(cè)在包括ρ型元件分隔層140A的整個(gè)像素單元上。在此情況下，能夠使用與未圖示的用于防止混色的配線和遮光膜相同的結(jié)構(gòu)。通過使用這樣的結(jié)構(gòu)，反射器200的配線變得對稱，從耐壓的觀點(diǎn)來看，這是有利的。這里，將更加具體地說明反射器200。關(guān)于采用后面照射以及雙阱結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方案的像素單元Cel，由于能夠在晶體管130的柵極電極131的上方設(shè)置空空間，所以能夠形成利用這里的金屬等配線的反射器結(jié)構(gòu)。已經(jīng)透過硅基板100的光被反射器200反射，并且在硅基板100的第一阱110中再次經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換，這能夠提高例如對近紅外光的敏感度。在此情況下，如圖14⑷中所示，基板比較厚(大約6μπι ΙΟμ )并且通過利用反射器200對近紅外光的反射，例如在低照度監(jiān)視相機(jī)中的應(yīng)用成為可能。另外，如圖14(B)中所示，如果硅基板100的厚度被主動(dòng)地減薄設(shè)定為反射G R的光的厚度，由于大約基板厚度的一半就足夠了，所以能夠進(jìn)一步將像素尺寸減小至一半，這能夠防止混色。對于可見光來說，一般情況下，由于娃基板需要2 μ m 3 μ m的厚度,光需要以達(dá)到大約25度的入射角來被接收，并且縱橫比的極限是I : 2，像素尺寸的極限大約是I μ m L 5 μ m0然而，當(dāng)使用如本實(shí)施例中的反射器200時(shí)，由于大約I μ m I. 5 μ m厚度的一半的硅基板就足夠了，所以能夠具有亞微米大小的像素。此外，在此情況下，優(yōu)選使用對于可見光具有高透光率的ITO膜作為電極。
在本實(shí)施方案中，反射器200是金屬配線(Al等)。下面說明示例結(jié)構(gòu)。需要注意的是，盡管未詳細(xì)說明，但在一些情況下，反射器是由非導(dǎo)電絕緣膜等構(gòu)成的。接著，將說明能夠共用列電路來縮小規(guī)模的結(jié)構(gòu)。 在此情況下，在像素部2的像素單元的矩陣(陣列)排列中，通過將列中的漏極接觸部分為兩個(gè)以上的組，共用列方向(X方向)控制電路4中的列電路，這能夠減小規(guī)模。4.共用接觸部像素部的像素單元陣列的示例圖15㈧和圖15⑶示出了共用接觸部像素部的示例像素單元陣列，其中圖15(A)示出了像素單元布局的示例，圖15(B)示出了與圖15(A)相對應(yīng)的圖形布局。圖16示出了適用于圖15中的布局的等效電路，并且像素部以及共用列電路的信號處理系統(tǒng)被簡化。需要注意的是，在下面的說明中，設(shè)定信號Sel被提供至被選擇的晶體管的柵極。此外，雖然下面對共用接觸部像素部的示例像素單元陣列進(jìn)行了說明，但是也能夠制造為這樣的結(jié)構(gòu)源極和/或漏極利用配線相連接并且是共用的。作為一個(gè)示例，即使如圖I中所示各像素單元的源極和漏極是分離的，仍能夠制造為這樣的結(jié)構(gòu)在行方向上相鄰的像素單元的漏極和/或源極通過配線相連接并且是共用的。在該示例中，垂直方向(Y方向)上的兩行共用漏極。在圖15(A)中的示例中，選擇性圖示的16個(gè)單元Cel布置為矩陣。作為基本規(guī)則，采用的是拜耳陣列。G (綠，Gr)像素Cel 11布置于第一行第一列，B (藍(lán))像素Cel 12布置于第一行第二列，R(紅)像素Cel 21布置于第二行第一列，而G(Gb)像素Cel 22布置于第二行第二列。以同樣的方式，G(Gr)像素Cel 13布置于第一行第三列，B像素Cell4布置于第一行第四列，R像素Cel 23布置于第二行第三列，而G(Gb)像素Cel 24布置于第二行第四列。G像素Cel 31布置于第三行第一列，B像素Cel 32布置于第三行第二列，R像素Cel 41布置于第四行第一列，而G(Gb)像素Cel 42布置于第四行第二列。以同樣的方式，G(Gr)像素Cel 33布置于第三行第三列，B像素Cel34布置于第三行第四列，R像素Cel 43布置于第四行第三列，而G(Gb)像素Cel 44布置于第四行第四列。在像素單元排列的各列中，在相鄰的奇數(shù)行和偶數(shù)行中的像素單元共用漏極接觸部 DCNT。在圖15中的示例中，像素單元Cel 11和像素單元Cel 21共用漏極接觸部DCNT，像素單元Cel 31和像素單元Cel 41共用漏極接觸部DCNT。以這樣的方式，像素單元Cel 12和像素單元Cel 22共用漏極接觸部DCNT，并且像素單元Cel 32和像素單元Cel 42共用漏極接觸部DCNT。像素單元Cel 13和像素單元Cel 23共用漏極接觸部DCNT，并且像素單元Cel 33和像素單元Cel 43共用漏極接觸部DCNT。
像素單元Cel 14和像素單元Cel 24共用漏極接觸部DCNT，并且像素單元Cel 34和像素單元Cel 44共用漏極接觸部DCNT。在圖15中的示例中，第一行中的像素單元Cel 11 Cel 14與共用漏極接觸部DCNT的第二行中的像素單元Cel 21 Cel 24形成組GRPl。以這樣的方式，第三行中的像素單元Cel 31 Cel 34與共用漏極接觸部DCNT的第四行中的像素單元Cel 41 Cel 44形成組GRP2。在相鄰組之間在各列中相鄰的像素單元還 共用源極接觸部SCNT。在圖15中的示例中，組GRPl中的像素單元Cel 21和組GRP2中的像素單元Cel31共用源極接觸部SCNT。組GRPl中的像素單元Cel 22和組GRP2中的像素單元Cel 32共用源極接觸部SCNT0組GRPl中的像素單元Cel 23和組GRP2中的像素單元Cel 33共用源極接觸部SCNT0組GRPl中的像素單元Cel 24和組GRP2中的像素單元Cel 34共用源極接觸部SCNT0此外，在圖15⑶中，LGNDl LGND5等示出了與阱接觸部WCNT相連接的地線，并且LSGNl LSGN4等示出了與源極接觸部SCNT相連接的信號線。在圖15⑶中，LGTl LGT3示出了與柵極接觸部相連接的柵極線，并且LDRNl LDRN4示出了與漏極接觸部相連接的漏極線。在本實(shí)施方案中，柵極線對應(yīng)于第一驅(qū)動(dòng)線，而漏極線對應(yīng)于第二驅(qū)動(dòng)線。地線LGND和信號線LSGN在Y方向(行方向)上布置于各列中。此外，柵極線LGT在X方向(列方向)上布置于各行中。此外，一條漏極線LDRN在X方向(列方向)上是對各組布置的。這些地線LGND、信號線LSGN、柵極線LGT和漏極線LDRN是由多層配線結(jié)構(gòu)形成的。例如，通過最下層的第一金屬配線(IMT)形成地線LGND。通過第二下層的第二金屬配線(2MT)形成信號線LSGN。柵極線LGT和漏極線LDRN通過位于兩者之間的絕緣膜彼此保持絕緣，并且通過最上層的第三金屬配線(3MT)形成。在本實(shí)施方案中，在GRPl GRP3各組中，共用漏極接觸部的像素單元被形成為使得柵極接觸部GCNT與阱(基板)接觸部WCNT在X方向(列方向)上具有相反的定向。上述單元還被形成為在奇數(shù)列與偶數(shù)列中定向是相反的。更加具體地，在組GRPl中，在第一列中的像素單元11的柵極接觸部GCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)。在第一列中的像素單元21的柵極接觸部GCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)。像素單元Cel 11的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGTl (y-2)，并且阱接觸部WCNT與布置于第二列中的地線LGND2相連接。像素單元Cel 21的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT2 (y-1)，并且阱接觸部WCNT與布置于第一列中的地線LGNDl相連接。在第二列中的像素單元12的柵極接觸部GCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)。在第二列中的像素單元22的柵極接觸部GCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)。像素單元Cel 12的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGTl (y-2)，并且阱接觸部WCNT與布置于第二列中的地線LGND2相連接。像素單元Cel 22的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT2 (y-1)，并且阱接觸部WCNT與布置于第三列中的地線LGND3相連接。在第三列中的像素單元13的柵極接觸部GCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)。在第三列中的像素單元23的柵極接觸部GCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)。像素單元Cel 13的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGTl (y-2)，并且阱接觸部WCNT與布置于第四列中的地線LGND4相連接。像素單元Cel 23的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT2 (y-1)，并且阱接觸部WCNT與布置于第三列中的地線LGND3相連接。在第四列中的像素單元14的柵極接觸部GCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)。在第四列中的像素單元24的柵極接觸部GCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)。像素單元Cel 14的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGTl (y-2)，并且阱接觸部WCNT與布置于第四列中的地線LGND4相連接。像素單元Cel 24的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT2 (y-1)，并且阱接觸部WCNT與布置于第五列中的地線LGND5 (未圖示)相連接。在組GRPl中，第一行中的各晶體管130的漏極與第二行中的各相鄰晶體管130的漏極通過漏極接觸部DCNT共同連接至漏極線LDRNl (y-2)。也就是說，組GRPl的第一行中的各單元的每個(gè)晶體管130的漏極與第二行中的各單元的每個(gè)晶體管的漏極共同連接至在X方向上布置的單條漏極線LDRNl (y-2)。在組GRP2中，在第一列中的像素單元31的柵極接觸部GCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)。在第一列中的像素單元41的柵極接觸部GCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)。像素單元Cel 31的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT3 (y)，并且阱接觸部WCNT與布置于第二列中的地線LGND2相連接。像素單元Cel 41的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT4(y+l)，并且阱接觸部WCNT與布置于第一列中的地線LGNDl相連接。在第二列中的像素單元32的柵極接觸部GCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)。
在第二列中的像素單元42的柵極接觸部GCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)。像素單元Cel 32的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT3 (y)，并且阱接觸部WCNT與布置于第二列中的地線LGND2相連接。像素單元Cel 42的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT4 (y+Ι)，并且阱接觸部WCNT與布置于第三列中的地線LGND3相連接。在第三列中的像素單元33的柵極接觸部GCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)。在第三列中的像素單元43的柵極接觸部GCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)。像素單元Cel 33的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT3 (y)，并且阱接觸部WCNT與布置于第四列中的地線LGND4相連接。像素單元Cel 43的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT4 (y+Ι)，并且阱接觸部WCNT與布置于第三列中的地線LGND3相連接。在第四列中的像素單元34的柵極接觸部GCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)。在第四列中的像素單元44的柵極接觸部GCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)。像素單元Cel 34的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT3 (y)，并且阱接觸部WCNT與布置于第四列中的地線LGND4相連接。像素單元Cel 44的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT4(y+l)，并且阱接觸部WCNT與布置于第五列中的地線LGND5(未圖示)相連接。在組GRP2中，第三行中的各晶體管130的漏極與第四行中的各相鄰晶體管130的漏極通過漏極接觸部DCNT共同連接至漏極線LDRN2 (y)。也就是說，組GRP2的第三行中的各單元的每個(gè)晶體管130的漏極與第四行中的各單元的每個(gè)晶體管的漏極共同連接至在X方向上布置的單條漏極線LDRN2 (y)。在組GRP3中，在第一列中的像素單元51的柵極接觸部GCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)。在第一列中的像素單元61的柵極接觸部GCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)。像素單元Cel 51的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT5 (y+2)，并且阱接觸部WCNT與布置于第二列中的地線LGND2相連接。像素單元Cel 61的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT6 (y+3)，并且阱接觸部WCNT與布置于第一列中的地線LGNDl相連接。在第二列中的像素單元52的柵極接觸部GCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)。在第二列中的像素單元62的柵極接觸部GCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)。此外，像素單元Cel 52的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT5 (y+2)，并且阱接觸部WCNT與布置于第二列中的地線LGND2相連接。像素單元Cel 62的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT6 (y+3)，并且阱接觸部WCNT與布置于第三列中的地線LGND3相連接。在第三列中的像素單元53的柵極接觸部GCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)。在第三列中的像素單元63的柵極接觸部GCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)。此外，像素單元Cel 53的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT5 (y+2)，并且阱接觸部WCNT與布置于第四列中的地線LGN D4相連接。像素單元Cel 63的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT6 (y+3)，并且阱接觸部WCNT與布置于第三列中的地線LGND3相連接。在第四列中的像素單元54的柵極接觸部GCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)。在第四列中的像素單元64的柵極接觸部GCNT形成于X方向的左側(cè)(圖中)，而阱接觸部WCNT形成于X方向的右側(cè)(圖中)。此外，像素單元Cel 54的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT5 (y+2)，并且阱接觸部WCNT與布置于第四列中的地線LGND4相連接。像素單元Cel 64的晶體管130的柵極通過柵極接觸部GCNT連接至柵極線LGT6 (y+3)，并且阱接觸部WCNT與布置于第五列中的地線LGND5 (未圖示)相連接。在組GRP3中，第五行中的各晶體管130的漏極與第六行中的各相鄰晶體管130的漏極通過漏極接觸部DCNT共同連接至漏極線LDRN3 (y+2)。也就是說，組GRP3的第五行中的各單元的每個(gè)晶體管130的漏極與第六行中的各單元的每個(gè)晶體管的漏極共同連接至在X方向上布置的單條漏極線LDRN3 (y+2)。此外，如上所述，相鄰組間的各列中相鄰的像素單元之間共用源極接觸部SCNT。在圖15和圖16中的示例中，組GRPl的像素單元Cel 21與組GRP2的像素單元Cel 31共用源極接觸部SCNT。組GRPl的像素單元Cel 22與組GRP2的像素單元Cel 32共用源極接觸部SCNT。組GRPl的像素單元Cel 23與組GRP2的像素單元Cel 33共用源極接觸部SCNT。組GRPl的像素單元Cel 24與組GRP2的像素單元Cel 34共用源極接觸部SCNT。組GRP2的像素單元Cel 41與組GRP3的像素單元Cel 51共用源極接觸部SCNT。組GRP2的像素單元Cel 42與組GRP3的像素單元Cel 52共用源極接觸部SCNT。組GRP2的像素單元Cel 43與組GRP3的像素單元Cel 53共用源極接觸部SCNT。組GRP2的像素單元Cel 44與組GRP3的像素單元Cel 54共用源極接觸部SCNT。接著，將參照圖16說明信號線與信號讀取處理系統(tǒng)。如圖16中所示，在各列中在Y方向上布置有信號線LSGN I LSGN4作為用于頂部讀取和底部讀取的兩條信號線。在第一列中，信號線LSGNl布置得被分為第一信號線LSGNl-T和第二信號線LSGNl-B。在第二列中，信號線LSGN2布置得被分為第一信號線LSGN2-T和第二信號線LSGN2-B。在第三列中，信號線LSGN3布置得被分為第一信號線LSGN3-T和第二信號線LSGN3-B。在第四列中，信號線LSGN4布置得被分為第一信號線LSGN4-T和第二信號線LSGN4-B。與列陣列相對應(yīng)，布置有頂部開關(guān)TSW401、TSW402、TSW403、TSW404等作為第一開關(guān)，并且布置有底部開關(guān)BSW411、BSW412、BSW413、BSW414等作為第二開關(guān)。另外，與列陣列相對應(yīng)，布置有頂側(cè)列電路400-1、400-2、400-3、400-4等作為第一列電路，并且布置有底側(cè)列電路410-1、410-2、410-3、410-4等作為第二列電路。通過作為第一開關(guān)的頂部開關(guān)TSW401、TSW402、TSW403、TSW404等以及作為第二開關(guān)的底部開關(guān)BSW411、BSW412、BSW413、BSW414等形成切換部。與在Y(垂直)方向上相鄰的并且共用漏極接觸部的兩個(gè)像素單元Cel的晶體管130的源極相連接的源極接觸部SCNT交替地(分別地)連接至第一列中的信號線LSGN1-T、LSGNl-B。在圖16中的示例中，連接至第一行第一列上的晶體管130的源極的源極接觸部SCNT以及連接至第五行第一列上的晶體管130的源極的源極接觸部SCNT與信號線LSGNl-T相連接。連接至第二行第一列上的晶體管130的源極的源極接觸部SCNT以及連接至第六行第一列上的晶體管130的源極的源極接觸部SCNT與信號線LSGNl-B相連接。連接至第一行第二列上的晶體管130的源極的源極接觸部SCNT以及連接至第五行第二列上的晶體管130的源極的源極接觸部SCNT與信號線LSGN2-T相連接。連接至第二行第二列上的晶體管130的源極的源極接觸部SCNT以及連接至第六行第二列上的晶體管130的源極的源極接觸部SCNT與信號線LSGN2-B相連接。連接至第一行第三列上的晶體管130的源極的源極接觸部SCNT以及連接至第五行第三列上的晶體管130的源極的源極接觸部SCNT與信號線LSGN3-T相連接。連接至第二行第三列上的晶體管130的源極的源極接觸部SCNT以及連接至第六行第三列上的晶體管130的源極的源極接觸部SCNT與信號線LSGN3-B相連接。連接至第一行第四列上的晶體管130的源極的源極接觸部SCNT以及連接至第五行第四列上的晶體管130的源極的源極接觸部SCNT與信號線LSGN4-T相連接。連接至第二行第四列上的晶體管130的源極的源極接觸部SCNT以及連接至第六行第四列上的晶體管130的源極的源極接觸部SCNT與信號線LSGN4-B相連接。開關(guān)SW401設(shè)置有與第一列中的信號線LSGNl-T的一端部相連接的端子a、與電源電壓VDD的電源SVDD相連接的端子b以及與列電路400-1的反相輸入端子㈠相連接的端子Co 開關(guān)SW411設(shè)置有與第一列中的信號線LSGNl-B的一端部相連接的端子a、與電源電壓VDD的電源SVDD相連接的端子b以及與列電路410-1的反相輸入端子(_)相連接的端子Co開關(guān)SW402設(shè)置有與第二列中的信號線LSGN2-T的一端部相連接的端子a、與電源電壓VDD的電源SVDD相連接的端子b以及與列電路400-2的反相輸入端子(_)相連接的端子Co開關(guān)SW412設(shè)置有與第二列中的信號線LSGN2-B的一端部相連接的端子a、與電源電壓VDD的電源SVDD相連接的端子b以及與列電路410-2的反相輸入端子㈠相連接的端子Co開關(guān)SW403設(shè)置有與第三列中的信號線LSGN3-T的一端部相連接的端子a、與電源電壓VDD的電源SVDD相連接的端子b以及與列電路400-3的反相輸入端子(_)相連接的端子Co開關(guān)SW413設(shè)置有與第三列中的信號線LSGN3-B的一端部相連接的端子a、與電源電壓VDD的電源SVDD相連接的端子b以及與列電路410-3的反相輸入端子㈠相連接的端子Co開關(guān)SW404設(shè)置有與第四列中的信號線LSGN4-T的一端部相連接的端子a、與電源電壓VDD的電源SVDD相連接的端子b以及與列電路400-4的反相輸入端子(_)相連接的端子Co開關(guān)SW414設(shè)置有與第四列中的信號線LSGN4-B的一端部相連接的端子a、與電源電壓VDD的電源SVDD相連接的端子b以及與列電路410-4的反相輸入端子㈠相連接的端子Co列電路400-1 列電路400-4等被形成為電容耦合列差分放大器，并且分別包括比較器401、開關(guān)402、電容C401和恒流負(fù)載電路1401。開關(guān)SW401 開關(guān)SW404等的端子c分別與恒流負(fù)載電路1401相連接，并且這樣的連接點(diǎn)通過電容C401與比較器401相連接。比較器401的反相輸入端子(_)與電容C401相連接，并且非反相輸入(+)提供有基準(zhǔn)電位。作為一個(gè)示例，提供斜坡(PAMP)波形作為基準(zhǔn)電位。用于復(fù)位的開關(guān)402連接于比較器401的反相輸入端子(_)與輸出之間。作為一個(gè)示例，開關(guān)402是由MOS晶體管形成的。列電路410-1 至410-4等被形成為電容耦合列差分放大器，并且分別包括比較器411、開關(guān)412、電容C411和恒流負(fù)載電路1411。開關(guān)SW411 開關(guān)SW414等的端子c分別與恒流負(fù)載電路1411相連接，并且這樣的連接點(diǎn)通過電容C411與比較器411相連接。比較器411的反相輸入端子(_)與電容C411相連接，并且非反相輸入(+)提供有基準(zhǔn)電位。作為一個(gè)示例，提供斜坡(PAMP)波形作為基準(zhǔn)電位。用于復(fù)位的開關(guān)412連接于比較器411的反相輸入端子(_)與輸出之間。作為一個(gè)示例，開關(guān)412是由MOS晶體管形成的。在本實(shí)施方案中，在上述像素陣列結(jié)構(gòu)中，作為驅(qū)動(dòng)單個(gè)像素的替代方案，利用在Y方向(行方向)上相鄰的兩個(gè)像素間共用源極和漏極的結(jié)構(gòu)特性，并且借助在γ(垂直、行)方向上相鄰的共用漏極的像素單元晶體管進(jìn)行供給。為了進(jìn)行復(fù)位，通過在Χ(水平、列)方向上連接的單漏極線LDRN供給驅(qū)動(dòng)脈沖。換言之，在使用同一漏極端子進(jìn)行電源電壓供給和復(fù)位的攝像元件中，在用于信號讀取的驅(qū)動(dòng)期間電源供給是通過在垂直方向上相鄰的像素晶體管進(jìn)行的，而對于復(fù)位而言，驅(qū)動(dòng)脈沖是利用在水平方向上連接的漏極配線供給的。
圖17示出了作為比較例的在X(水平)方向上布置電源線和復(fù)位線作為共用線的進(jìn)行單像素驅(qū)動(dòng)的情況。在圖17中，為了易于理解，使用相同的附圖標(biāo)記表示與圖16中的電路相同的那部分電路結(jié)構(gòu)。關(guān)于該比較例，由于信號讀取的驅(qū)動(dòng)是利用共用線(在X(水平)方向上布置的電源線和復(fù)位線)進(jìn)行的，所以當(dāng)像素密度增大時(shí)，由于配線電阻而將發(fā)生IR降，造成存在驅(qū)動(dòng)性能不足的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，關(guān)于本實(shí)施方案的固體攝像裝置，信號讀取驅(qū)動(dòng)期間的電源供給是通過Y(垂直)方向上相鄰的像素晶體管進(jìn)行的。此外，關(guān)于本固體攝像裝置，由于復(fù)位用的驅(qū)動(dòng)脈沖是利用在水平方向上連接的漏極配線供給的，所以抑制了 IR降的產(chǎn)生，并且能夠保持充分的驅(qū)動(dòng)性能，而不會(huì)使驅(qū)動(dòng)性能變得不足。 圖18是這樣的圖本發(fā)明實(shí)施方案的固體攝像裝置的漏極接地結(jié)構(gòu)的相鄰像素單元和信號讀取系統(tǒng)的特征部分被截取并示出。作為一個(gè)示例，圖18中的固體攝像裝置示出了圖16中的組GRP2的單元Cel 31和單元Cel 41以及信號讀取系統(tǒng)作為摘取部分。在本實(shí)施方案中，為了利用在上下相鄰的像素單元間的布局中共用漏極和源極的結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)行如下所述的信號讀取。在共用漏極的兩個(gè)單元中，當(dāng)設(shè)定單元Cel 41(是Cel 31在Y(垂直、列)方向上的相鄰像素)作為讀取像素時(shí)，電源SVDD通過開關(guān)SW401連接至相鄰的像素單元Cel 31的源極輸出。然后，向在Y (垂直)方向上的相鄰像素單元Cel 31的柵極131 (Sel. y)施加過驅(qū)動(dòng)電壓，從而使漏極-源極連接處于導(dǎo)通狀態(tài)。通過這樣的設(shè)置，由于電源SVDD變?yōu)橥ㄟ^相鄰的像素單元Cel 31與讀取像素單元Cel 41相連接，所以從Y (垂直)方向?qū)Ω鱾€(gè)像素提供電源電壓VDD。這就意味著能夠消除當(dāng)從水平方向上的復(fù)位驅(qū)動(dòng)器RDRV提供電源時(shí)發(fā)生的壓降。在共用漏極的兩個(gè)單元中，當(dāng)設(shè)定單元Cel 31(是Cel 41在Y(垂直、列)方向上的相鄰像素)作為讀取像素時(shí)，電源SVDD通過開關(guān)SW501連接至相鄰的像素單元Cel 41的源極輸出。然后，向在Y (垂直)方向上的相鄰像素單元Cel 41的柵極131 (Sel. y+Ι)施加過驅(qū)動(dòng)電壓，從而使漏極-源極連接處于導(dǎo)通狀態(tài)。通過這樣的設(shè)置，由于電源SVDD變?yōu)橥ㄟ^相鄰的像素單元Cel 41與讀取像素單元Cel 31相連接，所以從Y (垂直)方向?qū)Ω鱾€(gè)像素提供電源電壓VDD。這就意味著能夠消除當(dāng)從水平方向上的復(fù)位驅(qū)動(dòng)器RDRV提供電源時(shí)發(fā)生的壓降。以這樣的方式，通過從Y方向上相鄰的像素單元提供電源，可以切斷來自復(fù)位驅(qū)動(dòng)器RDRV的供給，或者可以將來自復(fù)位驅(qū)動(dòng)器RDRV的供給連接于相同的電位。然而，過驅(qū)動(dòng)量由于各像素的閾值Vth的波動(dòng)而變化，并且各讀取像素的漏極電壓可能波動(dòng)，這能夠影響輸出圖像。
關(guān)于這一點(diǎn)，通過利用水平方向上用于復(fù)位的配線連接漏極，從而具有了使水平線上的漏極電壓變?yōu)楹愣ǖ男Ч?，從而?gòu)成了用于吸收波動(dòng)的機(jī)制。特別地，當(dāng)拍攝在某些點(diǎn)具有高亮度的物體時(shí)，存在著將會(huì)失去過驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)。然而，通過在水平(寬度)方向上整體連接漏極，能夠借助電流平均化效應(yīng)利用周圍像素的驅(qū)動(dòng)性能進(jìn)行補(bǔ)償，這使得能夠保持對于高亮度物體的耐久性。除了復(fù)位功能之外，復(fù)位配線還具有使電流平均化的功能。在過驅(qū)動(dòng)期間信號電荷如下被保持。當(dāng)施加過驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，溝道電位變?yōu)槁O電壓，并且由于這樣狀態(tài)的溝道電位，累積電荷增多，使得信號電荷被保持。上述說明適用于漏極接地結(jié)構(gòu)，但是也能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用于如圖19中所示的源極接地結(jié)構(gòu)。圖19是這樣的圖本發(fā)明實(shí)施方案的固體攝像裝置的源極接地結(jié)構(gòu)的相鄰像素單元和信號讀取系統(tǒng)的特征部分被截取并示出。通過這樣的設(shè)定能夠?qū)崿F(xiàn)源極接地結(jié)構(gòu)將上面說明中的漏極設(shè)置為源極，將上面說明中的源極設(shè)置為漏極，將上面說明中的VDD設(shè)置為VSS，并且將負(fù)載電路從恒流負(fù)載電路變?yōu)楹阕柝?fù)載電路R401或R411等。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方案，通過從與讀取信號相同的方向供給電源，能夠避免IR降效應(yīng)，這適于增大像素密度。通過使用在Y(垂直)方向上的相鄰像素單元的晶體管130作為電源開關(guān)晶體管，就不必獨(dú)立設(shè)置開關(guān)晶體管，這就去除了像素微型化的一個(gè)阻礙。通過共用水平復(fù)位配線，能夠吸收像素間的電壓波動(dòng)。在該結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)ζ鏀?shù)列和偶數(shù)列分別進(jìn)行復(fù)位，以奇數(shù)的D相Do、奇數(shù)的P相Po、偶數(shù)的D相De和偶數(shù)的P相Pe的順序采樣，并且通過垂直地進(jìn)行數(shù)字加運(yùn)算以及水平地進(jìn)行數(shù)字加運(yùn)算(垂直的是計(jì)數(shù)器加運(yùn)算)，任意相同顏色的加運(yùn)算都是可能的。圖20(A)和圖20(B)示出了與圖15中的正方形陣列相似的正方形陣列的信號輸出順序。圖20㈧示出了未共用水平列的情況，圖20(B)示出了如圖16中所示的共用水平列的情況。需要注意的是，在圖20(A)和圖20(B)中，為了按照信號輸出的順序重新排列，上下方向相比于布置圖是反轉(zhuǎn)的。此外，在本示例中，以V行H列的方式為各行各列分配數(shù)字，并且除了像素單元的RGB之外，還為輸出信號分配與像素陣列保持一致的數(shù)字。例如，第一行第一列的信號分配為R11，第一行第二列的信號分配為G12。在圖20㈧中的示例的情況下，在底部側(cè)和頂部側(cè)以與像素單元陣列相一致的順
序輸出信號。在圖20(B)中的示例的情況下，按照分時(shí)進(jìn)行輸出。例如，第一步在底部側(cè)讀出像素單元G12、G14的信號并且在頂部側(cè)讀出像素單元B22、B24的信號，第二步在底部側(cè)讀出像素單元R11、R13的信號并且在頂部側(cè)讀出像素單元G21、G23的信號。以這樣的方式，能夠?qū)Ω鱾€(gè)顏色進(jìn)行同色信號讀取，從而能夠進(jìn)行任意顏色的同色加運(yùn)算。
如上所述，關(guān)于圖15和圖16中示出的示例，通過將讀取分為奇數(shù)列和偶數(shù)列，以兩行的間隔交替讀出Gb、Gr。在本實(shí)施方案中，由于兩行之間共用漏極，所以需要根據(jù)上/下列陣列并行處理(2倍速)。另外，由于從上下每兩行交替輸出Gr/Gb行，所以在垂直方向上使用數(shù)字加運(yùn)算或者2/4間隔。通過分離水平復(fù)位漏極(例如，分為奇數(shù)列和偶數(shù)列)，能夠水平地共用兩個(gè)以上的列(I/η減速)。列縮減也就成為可能。另外，通過與顏色編碼同步地對相同列中的信 號進(jìn)行數(shù)字加運(yùn)算，任意顏色的同色加運(yùn)算成為可能。圖21(A)和圖21⑶示出了在與圖15中的正方形陣列相似的正方形陣列已經(jīng)被旋轉(zhuǎn)了 45度的情況下的鋸齒形陣列。圖21(A)示出了像素單元的布局的示例，而圖21(B)示出了與圖21(A)相對應(yīng)的圖形布局。圖22示出了適用于圖21中的布局的等效電路，并且像素部以及共用列電路的信號處理系統(tǒng)被簡化。通過將電極和電極下方的結(jié)構(gòu)簡單地旋轉(zhuǎn)45度并且為鋸齒形陣列操縱配線能夠?qū)崿F(xiàn)所述鋸齒形陣列。在此情況下，基本的操作與圖15和圖16中的正方形陣列的操作是相同的，由此能夠?qū)ζ鏀?shù)列和偶數(shù)列分別進(jìn)行復(fù)位，并且按照奇數(shù)的D相Do、奇數(shù)的P相Po、偶數(shù)的D相De和偶數(shù)的P相Pe的順序采樣。通過垂直地進(jìn)行數(shù)字加運(yùn)算以及水平地進(jìn)行數(shù)字加運(yùn)算(垂直的是計(jì)數(shù)器加運(yùn)算)，任意相同顏色的加運(yùn)算都是可能的。圖23(A)和圖23⑶示出了在與圖15中的正方形陣列相似的正方形陣列已經(jīng)被旋轉(zhuǎn)了 45度的情況下的另一鋸齒形陣列。圖23㈧示出了像素單元的布局的示例，而圖23(B)示出了與圖23㈧相對應(yīng)的圖形布局。此外，圖24示出了適用于圖23中的布局的等效電路，并且像素部以及共用列電路的信號處理系統(tǒng)被簡化。盡管在圖21和圖22中的示例中的信號讀取排列與圖15和圖16中的情況相同，但是在圖23和圖24中的示例中，使用的是底部列與頂部列交替的排列。在此情況下，基本的操作與圖15和圖16中的正方形陣列的操作也是相同的，由此也能夠?qū)ζ鏀?shù)列和偶數(shù)列分別進(jìn)行復(fù)位，并且按照奇數(shù)的D相Do、奇數(shù)的P相Po、偶數(shù)的D相De和偶數(shù)的P相Pe的順序采樣。在此情況下同樣地，通過垂直地進(jìn)行數(shù)字加運(yùn)算以及水平地進(jìn)行數(shù)字加運(yùn)算(垂直的是計(jì)數(shù)器加運(yùn)算)，任意相同顏色的加運(yùn)算也是可能的。圖25(A)和圖25(B)示出了與圖21中的鋸齒形陣列相似的鋸齒形陣列的信號輸出順序。圖25(A)示出了未共用水平列的情況，而圖25(B)示出了如圖22中所示共用水平列的情況。此外，在本示例中，以V行H列的方式為各行各列分配數(shù)字，并且除了像素單元的RGB之外，還為輸出信號分配與像素陣列保持一致的數(shù)字。在圖25(A)中的示例的情況下，在底部側(cè)和頂部側(cè)以與像素單元陣列相一致的順序輸出信號。在圖25(B)中的示例的情況下，按照分時(shí)進(jìn)行輸出。例如，第一步在底部側(cè)讀出像素單元R11、R13的信號并且在頂部側(cè)讀出像素單元G22、G24的信號，第二步在底部側(cè)讀出像素單元B12、B14的信號并且在頂部側(cè)讀出像素單元G23、G25的信號。以這樣的方式，能夠?qū)Ω鱾€(gè)顏色進(jìn)行同色信號讀取，從而能夠進(jìn)行任意顏色的同色加運(yùn)算。圖26(A)和圖26(B)示出了與圖23中的鋸齒形陣列相似的鋸齒形陣列的信號輸出順序。圖26⑷示出了未共用水平列的情況，而圖26⑶示出了如圖24中所示共用水平列的情況。此外，在本示例中，以V行H列的方式為各行各列分配數(shù)字，并且除了像素單元的RGB之外,還為輸出信號分配與像素布局保持一致的數(shù)字。在圖26㈧中的示例的情況下，在底部側(cè)和頂部側(cè)以與像素單元陣列相一致的順
序輸出信號。在圖26(B)中的示例的情況下，按照分時(shí)進(jìn)行輸出。例如，第一步在底部側(cè)讀出像素單元R11、R13、R15的信號并且在頂部側(cè)讀出像素單元G21、G23、G25的信號。第二步，在底部側(cè)讀出像素單元G22、G24、G26的信號并且在頂部側(cè)讀出像素單元B12、B14、B16的信號。以這樣的方式，能夠?qū)Ω鱾€(gè)顏色進(jìn)行同色信號讀取，從而能夠進(jìn)行任意顏色的同色加運(yùn)算。這就完成了像素單元陣列的具體示例的說明。這里，對在使用上述的圖15(A)和圖15(B)中的正方形陣列的情況下的反射器的形成的示例進(jìn)行說明。在本實(shí)施方案的像素單元陣列中，能夠在相對于柵極的四個(gè)方向上布置漏極接觸部DCNT、源極接觸部SCNT、柵極接觸部GCNT和阱(基板)接觸部WCNT。因此，如圖27 (A)中所示，整個(gè)受光區(qū)域?yàn)闁艠O區(qū)域。因此，如圖27(B)中所示，基本上能夠形成與整個(gè)柵極區(qū)域相重合的反射器200。與此同時(shí)，當(dāng)使用圖15(A)和圖15(B)中的正方形陣列時(shí)，能夠使用多層結(jié)構(gòu)中的任意配線形成反射器。下面說明形成反射器的第一示例至第三示例。圖28示出了反射器和共用配線布局的第一示例。圖29示出了反射器和共用配線布局的第二示例。圖30示出了反射器和共用配線布局的第三示例。圖28中的第一示例與圖15中的示例不同，第一示例是這樣的情況柵極線LGT為第一金屬配線，漏極線LDRN為第二金屬配線，而信號線LSGN和地線LGND為第三金屬配線。在此情況下，使用柵極線LGT的第一金屬配線作為反射器200。反射器200對應(yīng)于柵極區(qū)域選擇性地形成。以和圖15相同的方式，圖29中的第二示例是這樣的情況地線LGND為第一金屬配線，信號線LSGN為第二金屬配線，而柵極線LGT和漏極線LDRN為第三金屬配線。
在此情況下，使用地線LGND的第一金屬配線作為反射器200。以和圖28中的示例相同的方式，圖30中的第三示例是這樣的情況柵極線LGT為第一金屬配線，漏極線LDRN為第二金屬配線，而信號線LSGN和地線LGND為第三金屬配線。在此情況下，使用柵極線LGT的第一金屬配線作為反射器200，并且反射器200被形成為條帶狀。這就完成了像素單元結(jié)構(gòu)、像素單元陣列和反射器的形成的示例的說明?，F(xiàn)在將對包含列電路側(cè)的信號處理系統(tǒng)的特性結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行說明。首先，在本實(shí)施方案中，固體攝像裝置I包 括使用前行的復(fù)位電平來作為列電路400 (410)的比較器401 (411)的基準(zhǔn)電平的前行設(shè)定功能，從而改善對高亮度級的耐久性。圖31(A)和圖31(B)示出了在漏極接地結(jié)構(gòu)的情況下前行設(shè)定的基本概念。圖31(A)示出了漏極接地結(jié)構(gòu)的等效電路，圖31(B)是時(shí)序圖。圖32(A)和圖32(B)示出了在源極接地結(jié)構(gòu)的情況下前行設(shè)定的基本概念。圖32(A)示出了源極接地結(jié)構(gòu)的等效電路，圖32(B)是時(shí)序圖。圖31⑷中的漏極接地等效電路相當(dāng)于圖18中的電路，圖32⑷中的源極接地等效電路相當(dāng)于圖19中的電路。在此情況下，在比較器401 (411)以斜坡波形VRAMP進(jìn)行比較操作前(D相讀取前)，接通列電路400(410)的開關(guān)(SW)402 (412)來連接比較器的輸入和輸出，并且將電路復(fù)位。通過這樣的操作，將前行的復(fù)位電平用作列電路400(410)的比較器401 (411)的基準(zhǔn)電平，從而改善對高亮度級的耐久性。漏極接地結(jié)構(gòu)的操作與源極接地結(jié)構(gòu)的操作是基本相同的。將以時(shí)序順序說明這樣的操作。時(shí)刻tl在使用電容C401、C411的電容耦合型列差分放大器的情況下，必須對基準(zhǔn)電平進(jìn)行復(fù)位，作為一個(gè)示例，使用前行的信號來復(fù)位基準(zhǔn)電平(“前行復(fù)位”)。時(shí)刻t2對于正在被處理的像素單元Cel 31和像素單元Cel 41，首先在讀取像素單元Cel41的信號時(shí)，過驅(qū)動(dòng)部的像素單元Cel 31的源極線通過開關(guān)SW401連接至電源SVDD偵U。過驅(qū)動(dòng)高電壓隨后施加至像素單元Cel 31的晶體管130-1的柵極131 (Sel. y)。結(jié)果，電源電壓VDD施加至漏極線，并且該電源電壓供給至讀取像素單元Cel 41的漏極。適于信號讀取的讀取電壓VreadOut施加至讀取像素單元Cel 41的柵極131 (Sel.y+Ι)，像素單元Cel 41的源極通過開關(guān)SW411連接至VSL線，并且通過恒流負(fù)載電路1411產(chǎn)生信號電壓。該信號電壓通過電容C411被比較器411 (列差分放大器)接收。時(shí)刻t3接著，當(dāng)在讀取像素單元Cel 31的信號時(shí)，像素單元Cel 41和像素單元Cel 31的功能交換，并且過驅(qū)動(dòng)部像素單元Cel 41的源極線通過開關(guān)SW411連接至電源SVDD側(cè)。過驅(qū)動(dòng)高電壓隨后施加至像素單元Cel 41的柵極131 (Sel. y+Ι)。結(jié)果，電源電壓VDD施加至漏極線，并且該電源電壓供給至讀取像素單元Cel 31的漏極。適于信號讀取的讀取電壓VreadOut施加至讀取像素單元Cel 31的柵極131 (Sel.y)，像素單元Cel 31的源極通過開關(guān)SW401連接至VSL線，并且通過恒流負(fù)載電路1401產(chǎn)生信號電壓。該信號電壓通過電容C401被比較器401 (列差分放大器)接收。時(shí)刻t4以這樣的方式，在已經(jīng)交替讀取信號電壓之后，為了得到與空信號的CDS差分，復(fù)位驅(qū)動(dòng)器RDRV從水平方向上將復(fù)位脈沖施加在共用漏 極配線上。這樣的復(fù)位脈沖是以信號RstDy的方式供給的。在此時(shí)，向像素單元Cel 31的柵極131(Sel.y)、像素單元Cel 41的柵極131(Sel.y+l)提前施加低電壓來斷開源極。時(shí)刻t5通過采用與時(shí)刻t2相同的順序讀取像素單元Cel 41的空信號并且以在后續(xù)階段處的信號處理等方式計(jì)算與視頻信號的差分，數(shù)字CDS是可能的。時(shí)刻t6通過采用與時(shí)刻t3相同的順序讀取像素單元Cel 31的空信號并且以在后續(xù)階段處的信號處理等方式計(jì)算與視頻信號的差分，數(shù)字CDS是可能的。時(shí)刻t7最后，為了進(jìn)行下一行的信號掃描，在緊跟著時(shí)刻t6的空信號讀取之后，通過CP脈沖接通開關(guān)412從而進(jìn)行與時(shí)刻tl相同的操作，從而將電容C401的耦合電容復(fù)位。此后，以相同的周期每次對兩行交替地進(jìn)行信號讀取驅(qū)動(dòng)。此外，在本實(shí)施方案中，使用這樣的功能來減少殘像就在像素復(fù)位之前首先從漏極將電荷注入到像素中來形成飽和狀態(tài)(硬復(fù)位)，然后進(jìn)行復(fù)位操作。圖33 (A)和圖33 (B)示意性地示出了與本實(shí)施方案的硬復(fù)位功能相應(yīng)的信號處理系統(tǒng)。圖33 (A)示出了等效電路，圖33(B)示出了時(shí)序圖。在此情況下，在信號傳輸線與列電路410 (400)間布置的開關(guān)SW411(SW401)與電容C411(C401)之間，布置有晶體管Q411、電容C412以及電流源1412和電流源1413。關(guān)于晶體管Q411，漏極與電源電位相連接，源極與電容C411(C401)相連接，并且電容C412通過開關(guān)SW412連接于該連接點(diǎn)(源極與電容C411(C401)的連接點(diǎn))與地線之間。電流源1412通過開關(guān)SW413與晶體管Q411的源極相連接，并且電流源1413與晶體管Q411的柵極相連接。晶體管Q411的柵極與開關(guān)SW411相連接。硬復(fù)位是這樣的狀態(tài)當(dāng)晶體管130的柵極電壓VG設(shè)定為OV -I. OV并且漏極電壓VD設(shè)定為I. 8V時(shí)，源極電壓VS是高阻抗Hi-Z或LD并且累積電子溢出(0F)。也就是說，像素單元Cel飽和。信號在此時(shí)被保持。此后，在復(fù)位操作期間，晶體管130的柵極電壓VG設(shè)定為OV -I. OV并且漏極電壓VD設(shè)定為3. OV以上(例如3. 7V)。在此情況下，源極電壓VS為高阻抗Hi-Z或LD，并且在累積阱中存在的電子通過漏極電極排出至外部。在此情況下，通過僅在信號側(cè)進(jìn)行模擬采樣來避免會(huì)延長采樣時(shí)間的向信號側(cè)的泄漏以及進(jìn)行數(shù)字CDS等，通過添加一個(gè)電容獲得了大幅的改善。
例如，通過D相的模擬采樣與P相的數(shù)字采樣的組合，能夠以小的尺寸改善對高亮度級的耐久性。需要注意的是，與模擬SHD和數(shù)字CDS相對應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)也能夠適用于具有所謂的浮動(dòng)擴(kuò)散(floating diffusion, FD)結(jié)構(gòu)的像素單元。
此外，在本實(shí)施方案中，像素單元積極地具有Y特性。與此相對應(yīng)，使用具有與像素單元的晶體管130相同結(jié)構(gòu)的背柵極端子的晶體管來設(shè)置逆Y校正電路。圖34是示出了包含逆Y校正電路的信號處理系統(tǒng)的基本概念的等效電路圖。逆、校正電路420包括具有背柵極端子的晶體管421、構(gòu)成電流反射鏡的晶體管422和晶體管423、開關(guān)SW421、電容C421以及電流源1421、電流源1422和電流源1423。晶體管421的源極與電流源1421相連接，并且該連接點(diǎn)與開關(guān)SW401相連接。晶體管421的漏極與晶體管422的源極相連接。晶體管422的柵極和漏極彼此相連接并且該連接點(diǎn)與電流源1422、晶體管423的柵極以及開關(guān)SW421相連接。晶體管423的漏極與電源電位相連接，其源極與電流源1423相連接，并且該連接點(diǎn)與晶體管421的基板以及電容C401相連接。電容C421還連接至開關(guān)SW421。由于時(shí)序圖與圖33(B)相同，這里不再示出。利用逆Y校正電路420降低Y特性，也就是說，進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換使Y特性的非線性變?yōu)榫€性。以這樣的方式，本實(shí)施方案的信號處理系統(tǒng)具有上述特性。關(guān)于典型的列數(shù)字⑶S/ADC，用一個(gè)H (水平)期間緩慢地進(jìn)行⑶S/ADC，假設(shè)在FD中存儲(chǔ)的信號。然而，對于閾值調(diào)制技術(shù)而言，由于即使在CDS/ADC期間接收的光也會(huì)導(dǎo)致信號變化的發(fā)生，所以在高亮度條件下使用高速電子快門時(shí)，存在著信號誤差和黑浮動(dòng)(floating black)的風(fēng)險(xiǎn)。典型地，通過高速模擬CDS來避免這樣的現(xiàn)象，但是對于本技術(shù)而言，由于考慮了快門速度和信號幅值的黑電平的校正也是可以想到的，所以對于實(shí)用的范圍內(nèi)的電子快門速度，這樣的現(xiàn)象并不被認(rèn)為是特別的問題。如較早所述，通過僅在信號側(cè)進(jìn)行模擬采樣等來避免會(huì)延長采樣時(shí)間的向信號側(cè)的泄漏，通過添加一個(gè)電容獲得了大幅的改善。本發(fā)明還能夠利用使用前行的復(fù)位電平的前行復(fù)位技術(shù)實(shí)現(xiàn)與列數(shù)字CDS復(fù)位的相容性。圖35(A)和圖35⑶集體示出了前行復(fù)位技術(shù)的電平圖、2列共用以及2x2像素時(shí)序。圖35(A)示出了操作電壓，圖35(B)示出了兩列共用的靜止圖像順序的示例。此外，關(guān)于本實(shí)施方案，例如如圖36中所示，通過以陣列的方式排列像素單元(晶體管)并且利用多個(gè)像素生成一個(gè)輸出信號，能夠?qū)崿F(xiàn)高Qs/低噪聲動(dòng)態(tài)范圍(D范圍)。可以在固體攝像元件內(nèi)或者通過元件外部的信號處理IC實(shí)現(xiàn)生成一個(gè)輸出信號的方法。當(dāng)通過元件外部的信號處理IC實(shí)現(xiàn)時(shí)，具有諸如能夠校正缺陷像素的優(yōu)點(diǎn)。此外，關(guān)于本實(shí)施方案，例如如圖37中的平面圖和圖38(A)中的簡化截面圖所示，在最終生成一個(gè)輸出的前提下，將元件分成多個(gè)像素組成的單元，從而使信號可以在以陣列布置的上述多個(gè)像素內(nèi)被混合。通過這樣的設(shè)置，能夠進(jìn)一步擴(kuò)大傳感器累積區(qū)域并且實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍(D范圍)。此外，根據(jù)本實(shí)施方案，例如如圖38(B)中的簡化截面圖所示，以陣列布置的多個(gè)像素內(nèi)的濾色器編碼不是同色而是補(bǔ)色(例如對于原色B(藍(lán)色)加上原色R(紅色)的補(bǔ)色為品紅色(magenta))。因此，能夠使用在攝像機(jī)等中使用的補(bǔ)色信號處理，這提供了與使用原色時(shí)相同的顏色再現(xiàn)性能，并且由于能夠共用濾色器材料，所以有利于批量生產(chǎn)。另外，關(guān)于本實(shí)施方案，例如如圖39以及圖40 (A)和 圖40⑶所示，與相鄰的像素單元共用一個(gè)或多個(gè)漏極接觸部、源極接觸部、基板(阱)接觸部和/或柵極接觸部的像素單元可以使用下面說明的結(jié)構(gòu)。也就是說，關(guān)于以多個(gè)像素為單位分離元件的結(jié)構(gòu)，由于省略了復(fù)位漏極下方的元件分離P阱，所以具有能夠降低復(fù)位電壓的效果。此外，本實(shí)施方案的固體攝像裝置I具有這樣的結(jié)構(gòu)通過在像素的信號讀取期間不進(jìn)行像素復(fù)位而連續(xù)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換能夠?qū)崿F(xiàn)不劣化暗電流的非破壞讀出。通過進(jìn)行非破壞讀出，例如能夠?qū)崿F(xiàn)具有高S/N的寬動(dòng)態(tài)范圍(寬的D范圍)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)低速曝光或B門曝光(bulb exposure)期間的實(shí)時(shí)觀看(live view)功能。此外，通過進(jìn)行非破壞讀出，諸如與視頻非同步或同步地并且同時(shí)地進(jìn)行的靜止圖像低速曝光、同時(shí)使用AE和AF以及通過高速部分掃描在整個(gè)區(qū)域上的隨機(jī)實(shí)時(shí)AE/AF等各種實(shí)現(xiàn)都是可能的。圖41示出了根據(jù)非破壞讀出的寬動(dòng)態(tài)范圍(寬D范圍)次序的示例。在圖41中，縱軸表不信號電平，水平軸表不曝光時(shí)間。步驟STl進(jìn)行復(fù)位并且進(jìn)行黑掃描。這里，捕獲閾值Vth波動(dòng)圖像。步驟ST2在時(shí)刻til處，進(jìn)行第一中間掃描(SCAN#1)。這里，捕獲高亮度圖像并且獲得Vth差分。步驟ST3在時(shí)刻tl2處，進(jìn)行第二中間掃描(SCAN#2)。這里，捕獲中等亮度圖像并且獲得Vth差分。步驟ST4在時(shí)刻tl3處，進(jìn)行最終掃描(Final SCAN)并且進(jìn)行復(fù)位。這里，捕獲低亮度圖像(CDS)。盡管未圖示，但作為步驟ST5，通過合成高亮度圖像、中等亮度圖像和低亮度圖像，實(shí)現(xiàn)了寬動(dòng)態(tài)范圍。(將各圖像乘以時(shí)間比，并且對各電平進(jìn)行圖像合成來產(chǎn)生高DR圖像)圖42示出了采用非破壞讀出的低速實(shí)時(shí)觀看(live view)次序的示例。在圖42中，縱軸表不信號電平,橫軸表不曝光時(shí)間。步驟STll進(jìn)行復(fù)位和黑掃描。這里，獲取閾值Vth波動(dòng)圖像。
步驟ST12進(jìn)行第一中間掃描(SCAN#1)。這里，獲得#1圖像捕獲以及#0 Vth差分，并且作為用于監(jiān)視而顯示的一個(gè)示例。步驟ST13進(jìn)行第二中間掃描(SCAN#2)。這里，獲得#2圖像捕獲以及#1 Vth差分，并且作為用于監(jiān)視而顯示的一個(gè)示例。步驟ST14進(jìn)行最終掃描(Final SCAN)。這里，獲得#n圖像捕獲以及#n Vth差分，并且作為用于監(jiān)視而顯示的一個(gè)示例。步驟ST15進(jìn)行捕獲掃描，隨后進(jìn)行復(fù)位。這里，進(jìn)行最終圖像捕獲⑶S以及存儲(chǔ)器中的記錄。步驟ST16對于非同步的情況，步驟ST15(靜止圖像)經(jīng)過1/30秒的轉(zhuǎn)換并且被顯示。以這樣的方式，通過進(jìn)行如同示例的非破壞讀出，能夠?qū)崿F(xiàn)具有高S/N的寬動(dòng)態(tài)范圍(寬D范圍)以及在低速曝光或B門曝光期間的實(shí)時(shí)觀看等。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方案，基板100設(shè)置有光入射的第一基板表面101側(cè)和形成有元件的第二基板表面102側(cè)，并且還形成有通過元件分隔層與相鄰的單元分離的多個(gè)像素單元Cel (2A)。各像素單元Cel包括形成于第一基板表面101側(cè)的第一導(dǎo)電型(在本實(shí)施方案中為n型)阱(第一阱)110和形成于第一阱110的第二基板表面102側(cè)的第二導(dǎo)電型(p型)阱(第二阱)120。n型第一阱110起到接收來自第一基板表面101側(cè)的光的受光單元的作用，并且具有光電轉(zhuǎn)換功能和對于接收的光的電荷累積功能。在第二阱120中，形成有對第一阱110的受光單元中累積的電荷進(jìn)行檢測并且具有閾值調(diào)制功能的MOS型晶體管130。由于在第一阱110 (和第二阱120)的側(cè)壁上形成有包圍著第一阱110的p型元件分隔層(導(dǎo)電層)140(是與第一導(dǎo)電型(在本實(shí)施方案中為n型)相反的第二導(dǎo)電型)，獲得了下面的效果。能夠通過具有漏極(D)/柵極(G)/源極(S)結(jié)構(gòu)的一個(gè)晶體管來設(shè)置像素，并且由于與邏輯處理良好的相容性，增加的制造步驟數(shù)被最小化。由于能夠共用漏極接觸部、源極接觸部、柵極接觸部和阱接觸部，所以布局效率就高，這使得能夠?qū)⑾袼刈钚』?。由于柵極面積大，所以晶體管噪聲極低。此外，由于整個(gè)像素成為了累積區(qū)域，所以飽和信號電平就高并且能夠?qū)崿F(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍(DR)。此外，由于從界面生成的暗電流被排出至漏極，所以在界面處不會(huì)發(fā)生暗電流圖像缺陷。另外，無論柵極的0N/0FF狀態(tài)，都能夠進(jìn)行無暗電流劣化的非破壞讀出。
此外，整個(gè)受光單元形成柵極并且通過安裝反射器，能夠?qū)崿F(xiàn)對于近紅外線的高敏感度以及極小的像素。此外,通過逆Y校正功能能夠?qū)崿F(xiàn)低噪聲。當(dāng)信號像素被驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于是使用在X(水平)方向上布置的電源線和復(fù)位線這樣的共用的線來進(jìn)行用于信號讀取的驅(qū)動(dòng)，所以存在著當(dāng)像素的數(shù)量增多時(shí)由于配線電阻導(dǎo)致發(fā)生IR降的風(fēng)險(xiǎn)，從而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)性能不足。另一方面，本實(shí)施方案的固體攝像裝置I在進(jìn)行用于 信號讀取的驅(qū)動(dòng)時(shí)通過在Y(垂直)方向上相鄰的像素晶體管提供電源。此外，由于本固體攝像裝置使用在水平方向上連接的漏極配線提供用于復(fù)位的驅(qū)動(dòng)脈沖，所以抑制了 IR降的發(fā)生并且能夠保持足夠的驅(qū)動(dòng)性能而不會(huì)使驅(qū)動(dòng)性能變得不足。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方案，通過從與信號被讀取的方向相同的方向供給電源，能夠防止受到IR降的影響，這就適于增多像素的數(shù)量。通過使用在Y(垂直)方向上相鄰的像素單元的遮光電極130作為電源切換晶體管，就變得不需要單獨(dú)設(shè)置切換晶體管，這就去除了像素最小化的一個(gè)阻礙。通過共用水平復(fù)位配線，能夠吸收像素間的電壓波動(dòng)。具有上述特性的固體攝像裝置能夠適用于數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī)的攝像裝置。圖43示出了已經(jīng)應(yīng)用了本發(fā)明實(shí)施方案的固體攝像元件的相機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)示例結(jié)構(gòu)。5.相機(jī)如圖43中所示，本相機(jī)系統(tǒng)500包括能夠應(yīng)用本實(shí)施方案的固體攝像裝置I的攝像裝置510。相機(jī)系統(tǒng)500包括將入射光引導(dǎo)至攝像裝置510的像素區(qū)域(即，聚焦被攝物體的圖像)的光學(xué)系統(tǒng)，例如是將入射光(圖像光)聚焦在攝像表面上的透鏡520。相機(jī)系統(tǒng)500包括驅(qū)動(dòng)攝像裝置510的驅(qū)動(dòng)電路(DRV) 530和對攝像裝置510的輸出信號進(jìn)行處理的信號處理電路(PRC) 540。驅(qū)動(dòng)電路530包括生成各種類型的時(shí)序信號的時(shí)序生成器(未圖示)并且使用特定的時(shí)序信號驅(qū)動(dòng)攝像裝置510，其中各種類型的時(shí)序信號包括驅(qū)動(dòng)攝像裝置510內(nèi)部的電路的啟動(dòng)脈沖和時(shí)鐘脈沖。此外，信號處理電路540對攝像裝置510的輸出信號進(jìn)行諸如相關(guān)雙采樣(Correlated Double Sampling, CDS)等信號處理。例如，將經(jīng)過信號處理電路540處理的圖像信號記錄在諸如存儲(chǔ)器等記錄媒介中。記錄在記錄媒介中的圖像信息通過打印機(jī)等被硬拷貝。此外，在監(jiān)視器(包括液晶顯示器等)上將經(jīng)過信號處理電路540處理的圖像信號顯示為視頻。如上所述，在諸如數(shù)碼照相機(jī)等攝像設(shè)備中，通過使用上面說明的固體攝像裝置I作為攝像裝置510，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度相機(jī)。本發(fā)明不限于上面給出的實(shí)施方案的說明。例如，本實(shí)施方案中的數(shù)值和材料僅是示例，并且本發(fā)明不限于此。另外，在不背離本發(fā)明的范圍的前提下，能夠進(jìn)行各種變化。附圖標(biāo)記列表
I固體攝像裝置2像素部2A、Celll Cel64 像素單元3行方向(Y方向)控制電路4列方向(X方向)控制電路5時(shí)序控制電路100 基板101第一基板表面102第二基板表面110第一導(dǎo)電型阱(第一阱)120第二導(dǎo)電型阱(第二阱)130晶體管131柵極電極132源極電極133漏極電極140，140A第二導(dǎo)電型元件分隔層150 P+層152濾色器153微透鏡160絕緣膜170阱(基板)接觸電極180伽馬袋190伽馬接觸電極200反射器DCNT漏極接觸部SCNT源極接觸部GCNT柵極接觸部WCNT阱(基板)接觸部400,410 列電路401,411 比較器402,412 開關(guān)C401, C411 電容1401，1411恒流負(fù)載電路
權(quán)利要求
1.一種固體攝像裝置，其包括 像素部，所述像素部形成在基板上，所述基板具有光入射的第一基板表面?zhèn)群托纬捎性牡诙灞砻鎮(zhèn)龋⑶宜鱿袼夭恐幸跃仃嚨男问讲贾糜卸鄠€(gè)像素單元，所述多個(gè)像素單元通過元件分隔層與相鄰的像素組相隔離，所述像素組以一個(gè)像素單元或多個(gè)像素單元為單位； 多條第一驅(qū)動(dòng)線，所述多條第一驅(qū)動(dòng)線是對應(yīng)于所述像素單元的行陣列布置的； 第二驅(qū)動(dòng)線，所述第二驅(qū)動(dòng)線是兩個(gè)相鄰行中的所述像素單元共用的； 信號線，所述信號線是對應(yīng)于所述像素單元的列陣列布置的，并且所述信號線被分為第一信號線和第二信號線； 信號讀取處理系統(tǒng)，所述信號讀取處理系統(tǒng)對已經(jīng)在所述信號線上被讀取的所述像素單元的讀取信號進(jìn)行處理；以及 切換部，所述切換部將所述第一信號線和所述第二信號線連接至電源或所述信號讀取處理系統(tǒng)， 其中，所述像素單元接收來自所述第一基板表面?zhèn)鹊墓?，所述像素單元包括對接收的光的光電轉(zhuǎn)換功能以及電荷累積功能，并且所述像素單元設(shè)置有晶體管，所述晶體管檢測通過所述電荷累積功能累積的電荷并且具有閾值調(diào)制功能， 所述晶體管包含讀取晶體管的功能、復(fù)位晶體管的功能和選擇晶體管的功能，并且具有源極、漏極和在所述源極與所述漏極之間的溝道形成區(qū)域上形成的柵極電極，在所述像素單元的行方向上相鄰的兩個(gè)像素單元共用所述漏極或所述源極，所述在行方向上相鄰的兩個(gè)像素單元中的一個(gè)像素單元的源極或漏極與所述第一信號線相連接，而所述相鄰的兩個(gè)像素單元中的另一個(gè)像素單元的源極或漏極與所述第二信號線相連接，所述像素單元的所述晶體管的所述柵極電極與相應(yīng)的所述第一驅(qū)動(dòng)線相連接，并且所述在行方向上相鄰的兩個(gè)像素單元的共用的漏極或源極與相應(yīng)的所述第二驅(qū)動(dòng)線相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體攝像裝置，其中， 當(dāng)所述在行方向上相鄰的兩個(gè)像素單元中與所述第一信號線相連接的一個(gè)像素單元是讀取像素單元時(shí)，所述切換部能夠進(jìn)行這樣的操作將所述第一信號線連接至所述信號讀取處理系統(tǒng)，并且將所述第二信號線連接至電源側(cè)， 向所述相鄰的像素單元中的另一個(gè)像素單元的所述晶體管的柵極電極施加過驅(qū)動(dòng)電壓，從而導(dǎo)通漏極源極連接，并且 向所述一個(gè)像素單元的所述晶體管的柵極電極施加讀取電壓，并且進(jìn)行所述一個(gè)像素單元的信號電壓的讀取處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體攝像裝置，其中， 當(dāng)所述在行方向上相鄰的兩個(gè)像素單元中與所述第二信號線相連接的所述另一個(gè)像素單元是讀取像素單元時(shí)，所述切換部能夠進(jìn)行這樣的操作將所述第二信號線連接至所述信號讀取處理系統(tǒng)，并且將所述第一信號線連接至電源側(cè)， 向所述相鄰的像素單元中的所述一個(gè)像素單元的所述晶體管的柵極電極施加過驅(qū)動(dòng)電壓，從而導(dǎo)通漏極源極連接，并且 向所述另一個(gè)像素單元的所述晶體管的柵極電極施加讀取電壓，并且進(jìn)行所述另一個(gè)像素單元的信號電壓的讀取處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體攝像裝置， 其中，當(dāng)所述在行方向上相鄰的兩個(gè)像素單元中與所述第一信號線相連接的所述一個(gè)像素單元或者與所述第二信號線相連接的所述另一個(gè)像素單元作為讀取像素單元時(shí)， 所述切換部將所述第一信號線或所述第二信號線連接至所述信號讀取處理系統(tǒng)，并且將所述第二信號線或所述第一信號線連接至電源側(cè)， 所述相鄰的像素單元中的所述另一個(gè)像素單元的所述晶體管的柵極電極或者所述一個(gè)像素單元的所述晶體管的柵極電極施加有過驅(qū)動(dòng)電壓，從而導(dǎo)通漏極源極連接， 所述一個(gè)像素單元的所述晶體管的柵極電極或者所述另一個(gè)像素單元的所述晶體管的柵極電極施加有讀取電壓，并且 進(jìn)行所述一個(gè)像素單元的信號電壓或者所述另一個(gè)像素單元的信號電壓的第一讀取處理，并且 其中，當(dāng)所述在行方向上相鄰的兩個(gè)像素單元中與所述第二信號線相連接的所述另一個(gè)像素單元或者與所述第一信號線相連接的所述一個(gè)像素單元作為讀取像素單元時(shí)， 所述切換部將所述第二信號線或所述第一信號線連接至所述信號讀取處理系統(tǒng)，并且將所述第一信號線或所述第二信號線連接至電源側(cè)， 所述相鄰的像素單元中的所述一個(gè)像素單元的所述晶體管的柵極電極或者所述另一個(gè)像素單元的所述晶體管的柵極電極施加有過驅(qū)動(dòng)電壓，從而導(dǎo)通漏極源極連接， 所述另一個(gè)像素單元的所述晶體管的柵極電極或者所述一個(gè)像素單元的所述晶體管的柵極電極施加有讀取電壓，并且 進(jìn)行所述另一個(gè)像素單元的信號電壓或者所述一個(gè)像素單元的信號電壓的第二讀取處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體攝像裝置，還包括驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器在所述信號電壓被讀取之后向所述第二驅(qū)動(dòng)線施加復(fù)位信號， 其中，在通過所述驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行的復(fù)位期間，向所述在行方向上相鄰的兩個(gè)像素單元的所述晶體管的柵極電極施加用于關(guān)斷的電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體攝像裝置，其中，所述信號讀取處理系統(tǒng)包括 多個(gè)第一列電路，所述多個(gè)第一列電路對應(yīng)于所述像素單元陣列中的列陣列布置并且對讀出至所述第一信號線的信號進(jìn)行處理；以及 多個(gè)第二列電路，所述多個(gè)第二列電路對應(yīng)于所述像素單元陣列中的列陣列布置并且對讀出至所述第二信號線的信號進(jìn)行處理，并且所述切換部包括 多個(gè)第一開關(guān)，所述多個(gè)第一開關(guān)將所述第一信號線連接至電源或?qū)?yīng)的所述第一列電路；以及 多個(gè)第二開關(guān)，所述多個(gè)第二開關(guān)將所述第二信號線連接至對應(yīng)的所述第二列電路或電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體攝像裝置，其中， 所述像素單元包括形成于所述第一基板表面?zhèn)鹊牡谝粚?dǎo)電型阱和形成于第二基板表面?zhèn)鹊牡诙?dǎo)電型阱，所述第一導(dǎo)電型阱接收來自所述第一基板表面?zhèn)鹊墓獠⑶揖哂袑邮盏墓獾墓怆娹D(zhuǎn)換功能以及電荷累積功能，并且 在所述第二導(dǎo)電型阱中形成有對所述第一導(dǎo)電型阱中累積的電荷進(jìn)行檢測并且包括閾值調(diào)制功能的晶體管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的固體攝像裝置，其中，累積的電荷與信號電荷是相同的載流子。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體攝像裝置，其中，所述像素單元包括伽馬特性，由此當(dāng)入射光亮度低時(shí)提高調(diào)制程度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的固體攝像裝置，其中， 所述像素單元被構(gòu)造為當(dāng)信號電平高時(shí)所述像素單元的容量增大，并且所述像素單元包含根據(jù)伽馬特性形成高動(dòng)態(tài)范圍的功能。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的固體攝像裝置，其中，在所述第一導(dǎo)電型阱和所述第二導(dǎo)電型阱中至少所述第一導(dǎo)電型阱的側(cè)部形成有第二導(dǎo)電型分隔層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的固體攝像裝置，其中， 在所述第二導(dǎo)電型阱或所述第二導(dǎo)電型分隔層上形成有第一導(dǎo)電型源極區(qū)域和第一導(dǎo)電型漏極區(qū)域，并且 在所述基板的所述第二基板表面?zhèn)鹊乃鲈礃O區(qū)域與所述漏極區(qū)域之間的區(qū)域的上方，在所述第二導(dǎo)電型阱中的溝道形成區(qū)域上形成有所述柵極電極。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的固體攝像裝置，還包括反射器， 所述反射器在所述第二基板表面?zhèn)鹊乃鼍w管的所述柵極電極處或者在比所述柵極電極更靠近前表面的位置處反射已經(jīng)通過所述基板的光，從而使被反射的光入射在所述基板的所述第二導(dǎo)電型阱上和所述第一導(dǎo)電型阱上。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體攝像裝置，其中，在像素復(fù)位前將電荷從所述漏極注入到像素中，之后緊接著進(jìn)行復(fù)位操作。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的固體攝像裝置，還包括逆Y校正電路，所述逆Y校正電路使用具有與所述像素單元的所述晶體管相同結(jié)構(gòu)的背柵極端子的晶體管進(jìn)行逆伽馬校正。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的固體攝像裝置，其中，所述信號讀取處理系統(tǒng)包括比較器，并且所述信號讀取處理系統(tǒng)使用前一行的復(fù)位電平作為所述比較器的基準(zhǔn)電平。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的固體攝像裝置，其中，所述信號讀取處理系統(tǒng)包含這樣的功能在D相讀取期間進(jìn)行模擬采樣并且在P相讀取期間進(jìn)行數(shù)字采樣。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體攝像裝置，其中， 所述信號讀取處理系統(tǒng)包含這樣的功能在從像素讀取信號期間，進(jìn)行連續(xù)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換而不進(jìn)行像素復(fù)位的非破壞讀出。
19.一種相機(jī)，其包括固體攝像裝置、光學(xué)系統(tǒng)和信號處理電路， 所述固體攝像裝置從基板的第一基板表面?zhèn)冉邮展猓? 所述光學(xué)系統(tǒng)將入射光引導(dǎo)至所述固體攝像裝置的所述第一基板表面?zhèn)龋? 所述信號處理電路對所述固體攝像裝置的輸出信號進(jìn)行處理， 其中，所述固體攝像裝置包括 像素部，所述像素部形成在基板上，所述基板具有光入射的所述第一基板表面?zhèn)群托纬捎性牡诙灞砻鎮(zhèn)龋⑶宜鱿袼夭恐幸跃仃嚨男问讲贾糜卸鄠€(gè)像素單元，所述多個(gè)像素單元通過元件分隔層與相鄰的像素組相隔離，所述像素組以一個(gè)像素單元或多個(gè)像素單元為單位； 多條第一驅(qū)動(dòng)線，所述多條第一驅(qū)動(dòng)線是對應(yīng)于所述像素單元的行陣列布置的； 第二驅(qū)動(dòng)線，所述第二驅(qū)動(dòng)線是兩個(gè)相鄰行中的所述像素單元共用的； 信號線，所述信號線是對應(yīng)于所述像素單元的列陣列布置的，并且所述信號線被分為第一信號線和第二信號線； 信號讀取處理系統(tǒng)，所述信號讀取處理系統(tǒng)對已經(jīng)在所述信號線上被讀取的所述像素單元的讀取信號進(jìn)行處理；以及 切換部，所述切換部將所述第一信號線和所述第二信號線連接至電源或所述信號讀取處理系統(tǒng)， 其中，所述像素單元接收來自所述第一基板表面?zhèn)鹊墓猓鱿袼貑卧▽邮盏墓獾墓怆娹D(zhuǎn)換功能以及電荷累積功能，并且所述像素單元設(shè)置有晶體管，所述晶體管檢測通過所述電荷累積功能累積的電荷并且具有閾值調(diào)制功能， 所述晶體管包含讀取晶體管的功能、復(fù)位晶體管的功能和選擇晶體管的功能，并且具有源極、漏極和在所述源極與所述漏極之間的溝道形成區(qū)域上形成的柵極電極， 在所述像素單元的行方向上相鄰的兩個(gè)像素單元共用所述漏極或所述源極，所述在行方向上相鄰的兩個(gè)像素單元中的一個(gè)像素單元的源極或漏極與所述第一信號線相連接，而所述相鄰的兩個(gè)像素單元中的另一個(gè)像素單元的源極或漏極與所述第二信號線相連接，所述像素單元的所述晶體管的所述柵極電極與相應(yīng)的所述第一驅(qū)動(dòng)線相連接，并且所述在行方向上相鄰的兩個(gè)像素單元的共用的漏極或源極與相應(yīng)的所述第二驅(qū)動(dòng)線相連接。
全文摘要
本發(fā)明提供了這樣的固體攝像裝置和相機(jī)能夠有效地快速地進(jìn)行包括光載流子的生成和累積、電荷的讀取以及殘余電荷的排出(復(fù)位)的系列操作，不會(huì)損失光的藍(lán)光成分的敏感度，防止由光生成的載流子在硅界面處被捕獲，使更高的敏感度和更小的像素成為可能，還實(shí)現(xiàn)足夠的驅(qū)動(dòng)性能。在所提供的固體攝像裝置(1)中，在信號讀取期間通過在Y方向上(垂直地)相鄰的像素的像素晶體管(130)供電。對于復(fù)位，通過在水平方向上連接的漏極線(LDRN)供給驅(qū)動(dòng)脈沖(RsrD)。
文檔編號H04N5/374GK102804754SQ201080026448
公開日2012年11月28日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者廣田功 申請人:索尼公司