JP3219036B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/80—Constructional details of image sensors
- H10F39/803—Pixels having integrated switching, control, storage or amplification elements
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/80—Constructional details of image sensors
- H10F39/805—Coatings
- H10F39/8057—Optical shielding
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/18—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置に関
し、特にＣＭＯＳ製造プロセスと互換性のあるアクティ
ブ型ＸＹアドレス方式固体撮像装置に関するものであ
る。
し、特にＣＭＯＳ製造プロセスと互換性のあるアクティ
ブ型ＸＹアドレス方式固体撮像装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、固体撮像装置は、光電変換された
信号電荷を転送する転送層方式でＭＯＳ型とＣＣＤ型に
大別されていた。このような固体撮像装置、特にＣＣＤ
型の固体撮像装置は、近年、カメラ一体型ＶＴＲ、ディ
ジタルカメラ、ファクシミリ等に使用されており、現在
もなお特性向上のための技術開発が計られている。
信号電荷を転送する転送層方式でＭＯＳ型とＣＣＤ型に
大別されていた。このような固体撮像装置、特にＣＣＤ
型の固体撮像装置は、近年、カメラ一体型ＶＴＲ、ディ
ジタルカメラ、ファクシミリ等に使用されており、現在
もなお特性向上のための技術開発が計られている。
【０００３】このような固体撮像装置の１つにＣＭＯＳ
製造プロセスと互換性のある固体撮像装置（以下、ＣＭ
ＯＳセンサという）があり、５Ｖもしくは３．３Ｖの単
一電源で動作可能な低消費電力、一般的なＣＭＯＳ製造
プロセスで作成でき、信号処理回路等の周辺回路も同一
チップに搭載できるＣＭＯＳ製造プロセスと互換性を有
する点が特徴である。
製造プロセスと互換性のある固体撮像装置（以下、ＣＭ
ＯＳセンサという）があり、５Ｖもしくは３．３Ｖの単
一電源で動作可能な低消費電力、一般的なＣＭＯＳ製造
プロセスで作成でき、信号処理回路等の周辺回路も同一
チップに搭載できるＣＭＯＳ製造プロセスと互換性を有
する点が特徴である。
【０００４】ＣＭＯＳセンサの製造プロセスについて
は、例えば、Sunetra K. Mendis, Sabrina E. Kemeny,
and Eric R. Fossum “A 128×128 CMOS Activ Pixel I
mage Sensor for Highly Integrated Imaging Sysutem
s" IEDM93 PP583〜586, 1933あるいは、Hon-Sum Wong,
Richard T. Chang, Emmanuel Crabbe, and Paul Agnell
o “CMOS Activ Pixel Image Sensors Fabricated Usin
g a 1.8V, 0.25μm CMOSTechnology" IEDM96 PP915〜91
8, 1996に記載されている。
は、例えば、Sunetra K. Mendis, Sabrina E. Kemeny,
and Eric R. Fossum “A 128×128 CMOS Activ Pixel I
mage Sensor for Highly Integrated Imaging Sysutem
s" IEDM93 PP583〜586, 1933あるいは、Hon-Sum Wong,
Richard T. Chang, Emmanuel Crabbe, and Paul Agnell
o “CMOS Activ Pixel Image Sensors Fabricated Usin
g a 1.8V, 0.25μm CMOSTechnology" IEDM96 PP915〜91
8, 1996に記載されている。
【０００５】図３及び図４は、従来のＣＭＯＳセンサの
基本セルの断面図及び平面図を示しており、また、図５
及び図６は、従来のＣＭＯＳセンサにおける、光電変換
部の信号電荷蓄積中の電荷の状態図及び光電変換部の信
号電荷読出し時の電荷の状態を示している。
基本セルの断面図及び平面図を示しており、また、図５
及び図６は、従来のＣＭＯＳセンサにおける、光電変換
部の信号電荷蓄積中の電荷の状態図及び光電変換部の信
号電荷読出し時の電荷の状態を示している。
【０００６】図３、図４において、１０１は光電変換
部、１０２はＭＯＳＦＥＴによるフォトゲート、１０３
は転送スイッチＭＯＳＦＥＴ、１０４はリセット用ＭＯ
ＳＦＥＴ、１０５はソースフォロワアンプＭＯＳＦＥ
Ｔ、１０６は水平選択スイッチＭＯＳＦＥＴ、１０７は
ソースフォロワ負荷ＭＯＳＦＥＴ、１０８は暗出力転送
ＭＯＳＦＥＴ、１０９は明出力転送ＭＯＳＦＥＴ、１１
０は暗出力蓄積容量、１１１は明出力蓄積容量、１１２
は光遮光膜となる金属膜である。
部、１０２はＭＯＳＦＥＴによるフォトゲート、１０３
は転送スイッチＭＯＳＦＥＴ、１０４はリセット用ＭＯ
ＳＦＥＴ、１０５はソースフォロワアンプＭＯＳＦＥ
Ｔ、１０６は水平選択スイッチＭＯＳＦＥＴ、１０７は
ソースフォロワ負荷ＭＯＳＦＥＴ、１０８は暗出力転送
ＭＯＳＦＥＴ、１０９は明出力転送ＭＯＳＦＥＴ、１１
０は暗出力蓄積容量、１１１は明出力蓄積容量、１１２
は光遮光膜となる金属膜である。
【０００７】また、２０１はＰ型半導体基板、２０２は
Ｐ型ウエル層、２０３はゲート絶縁膜、２０４は一層目
の多結晶シリコン電極、２０５は二層目の多結晶シリコ
ン電極、２０６は浮遊拡散層となるＮ＋型半導体領域、
２０７はリセット用ＭＯＳＦＥＴのドレインとなるＮ＋
型半導体領域、２０８は素子分離領域となるＰ＋型半導
体領域である。
Ｐ型ウエル層、２０３はゲート絶縁膜、２０４は一層目
の多結晶シリコン電極、２０５は二層目の多結晶シリコ
ン電極、２０６は浮遊拡散層となるＮ＋型半導体領域、
２０７はリセット用ＭＯＳＦＥＴのドレインとなるＮ＋
型半導体領域、２０８は素子分離領域となるＰ＋型半導
体領域である。
【０００８】次に、その動作方法について、図３〜図６
を用いて説明する。
を用いて説明する。
【０００９】まず、フォトゲート１０２の下に空乏層を
拡げる（電位を深くする）ために制御パルスΦＰＧにハ
イレベルの電圧を印加する。信号電荷蓄積期間中、浮遊
拡散層となるＮ＋型半導体領域２０６は、ブルーミング
防止のためリセット用ＭＯＳＦＥＴの制御パルスΦＲを
ハイレベルの電圧にして電源ＶＤＤに固定しておく。
拡げる（電位を深くする）ために制御パルスΦＰＧにハ
イレベルの電圧を印加する。信号電荷蓄積期間中、浮遊
拡散層となるＮ＋型半導体領域２０６は、ブルーミング
防止のためリセット用ＭＯＳＦＥＴの制御パルスΦＲを
ハイレベルの電圧にして電源ＶＤＤに固定しておく。
【００１０】光遮光膜となる金属膜１１２の開口部を介
して入射した光によるフォトゲート１０２下で電子・正
孔が発生すると、フォトゲート１０２下の空乏層中に電
子が蓄積されていき、正孔はＰ型ウェル２０２を通して
排出される。光電変換部１０１、Ｐ型ウェル層２０２と
浮遊拡散層となるＮ＋型半導体領域２０６の間には信号
電荷読み出し用ＭＯＳＦＥＴ１０３による電位障壁が形
成されているため、光電荷蓄積中、電子はフォトゲート
１０２下に存在する（図５）。ここで、光遮光膜となる
金属膜１１２には、通常基準電位となるＧＮＤ電位が供
給されている。
して入射した光によるフォトゲート１０２下で電子・正
孔が発生すると、フォトゲート１０２下の空乏層中に電
子が蓄積されていき、正孔はＰ型ウェル２０２を通して
排出される。光電変換部１０１、Ｐ型ウェル層２０２と
浮遊拡散層となるＮ＋型半導体領域２０６の間には信号
電荷読み出し用ＭＯＳＦＥＴ１０３による電位障壁が形
成されているため、光電荷蓄積中、電子はフォトゲート
１０２下に存在する（図５）。ここで、光遮光膜となる
金属膜１１２には、通常基準電位となるＧＮＤ電位が供
給されている。
【００１１】次に、リセット用ＭＯＳＦＥＴの制御パル
スΦＲをローレベルの電圧にして、フォトゲート１０２
下の空乏層を狭める（電位を浅くする）ため制御パルス
ΦＰＧにローレベルの電圧を印加する。フォトゲート１
０２下に存在する電子は、転送用ＭＯＳＦＥＴ１０３下
に形成された電位障壁を乗り越えて、浮遊拡散層２０６
へ完全に転送される（図６）。このフォトゲート１０２
から浮遊拡散層２０６への電子の転送は、完全転送とな
るため、残像やノイズは光電変換部１０１においては発
生しない。
スΦＲをローレベルの電圧にして、フォトゲート１０２
下の空乏層を狭める（電位を浅くする）ため制御パルス
ΦＰＧにローレベルの電圧を印加する。フォトゲート１
０２下に存在する電子は、転送用ＭＯＳＦＥＴ１０３下
に形成された電位障壁を乗り越えて、浮遊拡散層２０６
へ完全に転送される（図６）。このフォトゲート１０２
から浮遊拡散層２０６への電子の転送は、完全転送とな
るため、残像やノイズは光電変換部１０１においては発
生しない。
【００１２】続いて、浮遊拡散層２０６に電子が転送さ
れると、電子の数に応じて浮遊拡散層２０６の電位が変
動し、その電位変化をソースフォロワ動作でソースフォ
ロワアンプＭＯＳＦＥＴ１０５のソースを介して外部の
水平選択スイッチＭＯＳＦＥＴ１０６へ出力することに
より、線形性のよい光電変換特性を得ることができる。
ここで、浮遊拡散層２０６において、リセットによるｋ
ＴＣノイズが発生するが、これは、信号電子転送前の暗
時出力をサンプリングして蓄積しておき、明時出力との
差をとることにより除去することができる。
れると、電子の数に応じて浮遊拡散層２０６の電位が変
動し、その電位変化をソースフォロワ動作でソースフォ
ロワアンプＭＯＳＦＥＴ１０５のソースを介して外部の
水平選択スイッチＭＯＳＦＥＴ１０６へ出力することに
より、線形性のよい光電変換特性を得ることができる。
ここで、浮遊拡散層２０６において、リセットによるｋ
ＴＣノイズが発生するが、これは、信号電子転送前の暗
時出力をサンプリングして蓄積しておき、明時出力との
差をとることにより除去することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うなＣＭＯＳ製造プロセスと互換性のある固体撮像装置
においては、図３に示すように遮光膜となる金属膜１１
２と、浮遊拡散層２０６とソースフォロワアンプのＭＯ
ＳＦＥＴ１０５のゲート電極を接続する金属配線１１３
との間に寄生容量Ｃ’が生じ、電荷検出部としての浮遊
拡散層２０６の浮遊拡散容量のセンス容量が、等価的に
寄生容量Ｃ’が加わった容量Ｃ＋Ｃ’になる。
うなＣＭＯＳ製造プロセスと互換性のある固体撮像装置
においては、図３に示すように遮光膜となる金属膜１１
２と、浮遊拡散層２０６とソースフォロワアンプのＭＯ
ＳＦＥＴ１０５のゲート電極を接続する金属配線１１３
との間に寄生容量Ｃ’が生じ、電荷検出部としての浮遊
拡散層２０６の浮遊拡散容量のセンス容量が、等価的に
寄生容量Ｃ’が加わった容量Ｃ＋Ｃ’になる。
【００１４】その結果、前述した浮遊拡散層の電位変動
が、Ｖ＝Ｑ／（Ｃ＋Ｃ’）となり、電荷検出部における
出力変換効率が低下してしまうという欠点があった。
が、Ｖ＝Ｑ／（Ｃ＋Ｃ’）となり、電荷検出部における
出力変換効率が低下してしまうという欠点があった。
【００１５】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、遮光膜となる金属膜１１２
と、浮遊拡散層２０６とソースフォロワアンプのＭＯＳ
ＦＥＴ１０５のゲート電極を接続する金属配線１１３と
の間に生じる寄生容量Ｃ’を低減することにより、出力
変換効率を向上させ、感度を向上させることができるＣ
ＭＯＳ製造プロセスと互換性のある固体撮像装置を提供
することを目的とするものである。
ためになされたものであり、遮光膜となる金属膜１１２
と、浮遊拡散層２０６とソースフォロワアンプのＭＯＳ
ＦＥＴ１０５のゲート電極を接続する金属配線１１３と
の間に生じる寄生容量Ｃ’を低減することにより、出力
変換効率を向上させ、感度を向上させることができるＣ
ＭＯＳ製造プロセスと互換性のある固体撮像装置を提供
することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の電荷転送装置
は、光電変換部で発生した電荷を浮遊拡散層部へ転送
し、その電位変化を出力するＸＹアドレス型固体撮像装
置において、前記光電変換部以外の領域を遮光する遮光
膜の電位を、前記浮遊拡散層部の電位変動に応じて変化
させる手段を備えたことを特徴としている。
は、光電変換部で発生した電荷を浮遊拡散層部へ転送
し、その電位変化を出力するＸＹアドレス型固体撮像装
置において、前記光電変換部以外の領域を遮光する遮光
膜の電位を、前記浮遊拡散層部の電位変動に応じて変化
させる手段を備えたことを特徴としている。
【００１７】より具体的には、光電変換部で発生した電
荷を浮遊拡散層部へ転送し、その電位変化をソースフォ
ロワアンプを介して出力するＸＹアドレス型固体撮像装
置において、前記光電変換部以外の領域を遮光する遮光
膜に、前記ソースフォロワアンプのソース電位を供給す
ることにより実現することができる。
荷を浮遊拡散層部へ転送し、その電位変化をソースフォ
ロワアンプを介して出力するＸＹアドレス型固体撮像装
置において、前記光電変換部以外の領域を遮光する遮光
膜に、前記ソースフォロワアンプのソース電位を供給す
ることにより実現することができる。
【００１８】また、前記遮光膜は、画素単位に分断され
ていることを特徴としている。
ていることを特徴としている。
【００１９】さらに、前記遮光膜の分断されている領域
の下層部に金属配線、あるいはゲート配線の双方もしく
は一方が配置されていることを特徴としている。
の下層部に金属配線、あるいはゲート配線の双方もしく
は一方が配置されていることを特徴としている。
【００２０】あるいは、前記遮光膜の分断されている領
域の上層部に金属配線が配置されていることを特徴とし
ている。
域の上層部に金属配線が配置されていることを特徴とし
ている。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態を示
すＣＭＯＳセンサの基本セルの断面図であり、図２は、
本発明の実施の形態を示すＣＭＯＳセンサの基本セルの
平面図である。図１及び図２において、図３及び図４と
同一の記号は同一のものを表しており、また、本発明の
撮像動作そのものは、図３及び図４で説明した従来例と
同様である。
すＣＭＯＳセンサの基本セルの断面図であり、図２は、
本発明の実施の形態を示すＣＭＯＳセンサの基本セルの
平面図である。図１及び図２において、図３及び図４と
同一の記号は同一のものを表しており、また、本発明の
撮像動作そのものは、図３及び図４で説明した従来例と
同様である。
【００２２】本発明のＣＭＯＳセンサの基本セルは、光
遮光膜となる金属膜１１２に対して、ソースフォロワア
ンプのソース電位が供給されている。
遮光膜となる金属膜１１２に対して、ソースフォロワア
ンプのソース電位が供給されている。
【００２３】ここで、光遮光膜となる金属膜１１２は、
画素単位で分断されており、さらに、その下層部には、
金属配線、及びゲート配線の双方が配置されている。こ
のような構成を採用することにより、各画素の境界領域
に入射する光を下層部の金属配線、およびゲート配線に
より遮断もしくは減衰させることができるため、各画素
の境界領域に入射する光により発生する偽信号を低減す
ることができる。
画素単位で分断されており、さらに、その下層部には、
金属配線、及びゲート配線の双方が配置されている。こ
のような構成を採用することにより、各画素の境界領域
に入射する光を下層部の金属配線、およびゲート配線に
より遮断もしくは減衰させることができるため、各画素
の境界領域に入射する光により発生する偽信号を低減す
ることができる。
【００２４】このような構成を有する光遮光膜となる金
属膜１１２には、ソースフォロワアンプのＭＯＳＦＥＴ
１０５のソース電位にゲインを乗じた形で電位変動が発
生し、この電位変動は浮遊拡散層の電位変動とほぼ等し
くなる。
属膜１１２には、ソースフォロワアンプのＭＯＳＦＥＴ
１０５のソース電位にゲインを乗じた形で電位変動が発
生し、この電位変動は浮遊拡散層の電位変動とほぼ等し
くなる。
【００２５】例えば、ソースフォロワアンプのＭＯＳＦ
ＥＴ１０５のゲート電極と浮遊拡散層２０６を接続する
金属配線１１３の電位をＶとすると、ソースフォロワア
ンプのＭＯＳＦＥＴ１０５および前記金属配線１１３上
に配置された光遮光膜となる金属膜１１２の電位は、ソ
ースフォロワアンプのＭＯＳＦＥＴ１０５のゲインをα
とすると、αＶで表すことができる。従って、前記金属
配線１１３と光遮光膜となる金属膜１１２の電圧差ΔＶ
は、ΔＶ＝Ｖ−αＶ＝Ｖ（１−α）となる。
ＥＴ１０５のゲート電極と浮遊拡散層２０６を接続する
金属配線１１３の電位をＶとすると、ソースフォロワア
ンプのＭＯＳＦＥＴ１０５および前記金属配線１１３上
に配置された光遮光膜となる金属膜１１２の電位は、ソ
ースフォロワアンプのＭＯＳＦＥＴ１０５のゲインをα
とすると、αＶで表すことができる。従って、前記金属
配線１１３と光遮光膜となる金属膜１１２の電圧差ΔＶ
は、ΔＶ＝Ｖ−αＶ＝Ｖ（１−α）となる。
【００２６】このソースフォロワアンプのＭＯＳＦＥＴ
１０５のゲインαは１以下であるが、通常０．９程度と
１に近い値となるので、金属配線１１３と光遮光膜とな
る金属膜１１２の電圧差ΔＶは、非常に小さくなる。
１０５のゲインαは１以下であるが、通常０．９程度と
１に近い値となるので、金属配線１１３と光遮光膜とな
る金属膜１１２の電圧差ΔＶは、非常に小さくなる。
【００２７】従って、光遮光膜となる金属膜１１２と、
ソースフォロワアンプのゲート電極、およびゲート電極
と浮遊拡散層２０６を接続する金属配線１１３との間に
生じる寄生容量Ｃ’の影響は、従来のＣＭＯＳセンサの
基本セルの（１−α）倍と非常に小さくなり、出力変換
効率を向上させることができる。
ソースフォロワアンプのゲート電極、およびゲート電極
と浮遊拡散層２０６を接続する金属配線１１３との間に
生じる寄生容量Ｃ’の影響は、従来のＣＭＯＳセンサの
基本セルの（１−α）倍と非常に小さくなり、出力変換
効率を向上させることができる。
【００２８】なお、上述した実施の形態では、光遮光膜
となる金属膜１１２は、画素単位で分断され、その下層
部に金属配線、およびゲート配線の双方が配置されてい
る例として示したが、前記下層部には、金属配線、ある
いはゲート配線のどちらか一方が配置されていてもよ
い。
となる金属膜１１２は、画素単位で分断され、その下層
部に金属配線、およびゲート配線の双方が配置されてい
る例として示したが、前記下層部には、金属配線、ある
いはゲート配線のどちらか一方が配置されていてもよ
い。
【００２９】また、その上層部に金属配線が配置されて
いてもよい。その場合、前記金属配線は、周辺のドライ
ブ回路等に用いられる金属配線を用いることにより、工
程数を増加させることなく、構成することができる。
いてもよい。その場合、前記金属配線は、周辺のドライ
ブ回路等に用いられる金属配線を用いることにより、工
程数を増加させることなく、構成することができる。
【００３０】
【発明の効果】本発明のＣＭＯＳセンサの基本セルの構
成によれば、光遮光膜となる金属膜１１２と、ソースフ
ォロワアンプのゲート電極、及びゲート電極と浮遊拡散
層２０６を接続する金属配線１１３との間に生じる寄生
容量Ｃ’の影響は、従来のＣＭＯＳセンサの基本セルの
（１−α）倍、例えば、ソースフォロワアンプのＭＯＳ
ＦＥＴ１０５のゲインαが０．９程度の場合は、従来の
ＣＭＯＳセンサの基本セルの０．１倍と非常に小さくな
り、従って、固体撮像装置の出力変換効率が向上し、撮
像感度を向上させることができる。
成によれば、光遮光膜となる金属膜１１２と、ソースフ
ォロワアンプのゲート電極、及びゲート電極と浮遊拡散
層２０６を接続する金属配線１１３との間に生じる寄生
容量Ｃ’の影響は、従来のＣＭＯＳセンサの基本セルの
（１−α）倍、例えば、ソースフォロワアンプのＭＯＳ
ＦＥＴ１０５のゲインαが０．９程度の場合は、従来の
ＣＭＯＳセンサの基本セルの０．１倍と非常に小さくな
り、従って、固体撮像装置の出力変換効率が向上し、撮
像感度を向上させることができる。
【００３１】
【図１】本発明のＣＭＯＳセンサの基本セルの断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明のＣＭＯＳセンサの基本セルの平面図で
ある。
ある。
【図３】従来のＣＭＯＳセンサの基本セルの断面図であ
る。
る。
【図４】従来のＣＭＯＳセンサの基本セルの平面図であ
る。
る。
【図５】ＣＭＯＳセンサの光電変換部の信号電荷蓄積中
の電荷の状態を示す図である。
の電荷の状態を示す図である。
【図６】ＣＭＯＳセンサの光電変換部の信号電荷読出し
時の電荷の状態を示す図である。
時の電荷の状態を示す図である。
１０１ 光電変換部 １０２ フォトゲート １０３ 出力用ＭＯＳＦＥＴ １０４ リセット用ＭＯＳＦＥＴ １０５ ソースフォロワアンプのＭＯＳＦＥＴ １０６ 水平選択スイッチのＭＯＳＦＥＴ １０７ ソースフォロワアンプの負荷ＭＯＳＦＥＴ １０８ 暗出力転送ＭＯＳＦＥＴ １０９ 明出力転送ＭＯＳＦＥＴ １１０ 暗出力蓄積容量 １１１ 明出力蓄積容量 １１２ 光遮光膜となる金属膜 １１３ ソースフォロワアンプのゲート電極と浮遊拡
散層を接続する金属配線 ２０１ Ｐ型半導体基板 ２０２ Ｐ型ウェル ２０３ ゲート絶縁膜 ２０４ 一層目の多結晶シリコン電極 ２０５ 二層目の多結晶シリコン電極 ２０６ 浮遊拡散層となるＮ＋型半導体領域 ２０７ リセット用ＭＯＳＦＥＴのドレインとなるＮ
＋型半導体領域 ２０８ 素子分離領域となるＰ＋型半導体領域
散層を接続する金属配線 ２０１ Ｐ型半導体基板 ２０２ Ｐ型ウェル ２０３ ゲート絶縁膜 ２０４ 一層目の多結晶シリコン電極 ２０５ 二層目の多結晶シリコン電極 ２０６ 浮遊拡散層となるＮ＋型半導体領域 ２０７ リセット用ＭＯＳＦＥＴのドレインとなるＮ
＋型半導体領域 ２０８ 素子分離領域となるＰ＋型半導体領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 27/14 - 27/148
Claims (2)
- 【請求項１】 光電変換部で発生した電荷による電位変
化を、ソースフォロワアンプを介して出力するＸＹアド
レス型固体撮像装置において、 前記光電変換部以外の領域を遮光する遮光膜を画素単位
に分断するとともに、前記ソースフォロワアンプのソー
ス電位を、対応する画素の遮光膜に供給し、前記遮光膜
の分断されている領域の下層部に金属配線、あるいはゲ
ート配線の双方もしくは一方が配置されていることを特
徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 光電変換部で発生した電荷による電位変
化を、ソースフォロワアンプを介して出力するＸＹアド
レス型固体撮像装置において、 前記光電変換部以外の領域を遮光する遮光膜を画素単位
に分断するとともに、前記ソースフォロワアンプのソー
ス電位を、対応する画素の遮光膜に供給し、前記遮光膜
の分断されている領域の上層部に金属配線が配置されて
いることを特徴とする固体撮像装置。
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| JP4785433B2 (ja) * | 2005-06-10 | 2011-10-05 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置 |
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