CN107851655A - 固态摄像元件、驱动方法以及电子设备 - Google Patents

固态摄像元件、驱动方法以及电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN107851655A
CN107851655A CN201780002471.8A CN201780002471A CN107851655A CN 107851655 A CN107851655 A CN 107851655A CN 201780002471 A CN201780002471 A CN 201780002471A CN 107851655 A CN107851655 A CN 107851655A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electric charge
multiplication
pixel
multiplication regions
image pickup
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201780002471.8A
Other languages
English (en)
Inventor
佐野拓也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN107851655A publication Critical patent/CN107851655A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • 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
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14623—Optical shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14645—Colour imagers
    • H01L27/14647—Multicolour imagers having a stacked pixel-element structure, e.g. npn, npnpn or MQW elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
    • H01L31/107—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes
    • 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
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/711—Time delay and integration [TDI] registers; TDI shift registers
    • 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
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H04N25/771—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising storage means other than floating diffusion
    • 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
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H04N25/772—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising A/D, V/T, V/F, I/T or I/F converters
    • 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
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H04N25/778—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising amplifiers shared between a plurality of pixels, i.e. at least one part of the amplifier must be on the sensor array itself
    • 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
    • H04N25/79—Arrangements of circuitry being divided between different or multiple substrates, chips or circuit boards, e.g. stacked image sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

本发明涉及能够实现像素的小型化和灵敏度的提高的固态摄像元件、驱动方法以及电子设备。固态摄像元件包括：PD，其用于通过光电转换将光转换为电荷并存储电荷；第一传输晶体管，其用于读出存储在光电转换单元中的电荷；倍增区域，其用于临时地存储通过读出单元读出的电荷并使电荷倍增；以及第二传输晶体管，其用于将存储在倍增区域中的电荷传输到用于将电荷转换为像素信号的转换单元。然后，在倍增区域中产生强电场，以在通过第二传输晶体管将电荷从倍增区域传输到FD部时，通过雪崩效应来使电荷倍增。例如，本发明适用于堆叠的CMOS摄像元件。

Description

固态摄像元件、驱动方法以及电子设备
技术领域
本发明涉及固态摄像元件、驱动方法以及电子设备，且尤其涉及能够实现像素的小型化和灵敏度的提高的固态摄像元件、驱动方法以及电子设备。
背景技术
在相关技术中，在诸如数码相机或数码摄像机等配备有摄像功能的电子设备中，例如，使用了诸如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)摄像元件等固态摄像元件。固态摄像元件具有像素，在像素中组合有进行光电转换的光电二极管(PD)以及多个晶体管，并且基于从布置在图像平面上的多个像素输出的像素信号来构建图像，其中在该图像平面上形成有拍摄对象的图像。
此外，随着像素的小型化，人们担心难以准备足够安装PD的区域并且信噪(SN)比降低，并因此已经开发出用于增大PD的体积的技术。
例如，一种已经开发出的技术能够防止饱和电荷量或灵敏度等的降低，并且通过在深度方向上分离PD和晶体管来改善随机噪声或随机电报信号(RTS：random telegraphsignal)噪声等(例如，参照专利文献1)。
此外，为了进一步提高灵敏度，已经开发出包括用于通过电场的碰撞电离(impactionization)而使电子倍增的倍增传感器(multiplier sensor)的成像装置(例如，参照专利文献2)。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP 2014-199898A
专利文献2：JP 2007-235097A
发明内容
技术问题
与此同时，虽然雪崩光电二极管(APD)或单光子雪崩二极管(SPAD)等被广泛用作硅基倍增传感器，但是其像素结构和电路构造是完全新颖的，这与现有技术的CMOS图像传感器不同。为此，因为这些技术的兼容性较低，所以这种倍增传感器难以适用于相关技术中的CMOS图像传感器。此外，虽然近来已经对具有被称为电子倍增器CMOS(EMCMOS：electronmultiplier CMOS)的倍增区域的CMOS传感器进行了研究，但是需要额外提供倍增区域而使得难以实现像素的小型化。
本发明是鉴于这种情况而作出的，并且本发明旨在可以实现像素的小型化和灵敏度的提高。
解决方案
根据本发明的一个方面，固态摄像元件包括：光电转换单元，所述光电转换单元用于通过光电转换将光转换成电荷并存储电荷；读出单元，所述读出单元用于读出被存储在所述光电转换单元中的电荷；倍增区域，所述倍增区域用于临时地存储通过所述读出单元读出的电荷并使电荷倍增；以及传输单元，所述传输单元用于将被存储在所述倍增区域中的电荷传输到用于将电荷转换成像素信号的转换单元。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于驱动固态摄像元件的方法，所述固态摄像元件包括：光电转换单元，所述光电转换单元用于通过光电转换将光转换成电荷并存储电荷；读出单元，所述读出单元用于读出被存储在所述光电转换单元中的电荷；倍增区域，所述倍增区域用于临时地存储通过所述读出单元读出的电荷并使电荷倍增；以及传输单元，所述传输单元用于将被存储在所述倍增区域中的电荷传输到用于将电荷转换成像素信号的转换单元。所述方法包括以下步骤：在所述倍增区域中产生强电场区域，以在通过所述传输单元将电荷从所述倍增区域传输到所述转换单元时通过雪崩效应使电荷倍增。
根据本发明的一个方面，电子设备包括固态摄像元件，所述固态摄像元件包括：光电转换单元，所述光电转换单元用于通过光电转换将光转换成电荷并存储电荷；读出单元，所述读出单元用于读出被存储在所述光电转换单元中的电荷；倍增区域，所述倍增区域用于临时地存储通过所述读出单元读出的电荷并使电荷倍增；以及传输单元，所述传输单元用于将被存储在所述倍增区域中的电荷传输到用于将电荷转换成像素信号的转换单元。
根据本发明的实施例，光电转换单元允许存储从光光电转换成的电荷，读出单元允许读出存储在光电转换单元中的电荷，倍增区域允许临时存储通过读出单元读出的电荷并使电荷倍增，并且传输单元允许将存储在倍增区域中的电荷传输到用于将电荷转换为像素信号的转换单元。
发明的有益效果
根据本发明的实施例，可以实现像素的小型化和灵敏度的提高。
附图说明
图1是示出本发明的摄像元件的实施例的构造示例的框图。
图2是示出像素的构造示例的电路图。
图3是示出像素的第一构造示例的横截面图。
图4是用于说明像素的第一驱动方法的图。
图5是用于说明像素的第一驱动方法的图。
图6是用于说明像素的第二驱动方法的图。
图7是用于说明像素的第一驱动方法的图。
图8是用于说明像素的第一制造方法的图。
图9是用于说明像素的第二制造方法的图。
图10是用于说明像素的第三制造方法的图。
图11是示出像素的第二构造示例的电路图。
图12是示出像素的第三构造示例的电路图。
图13是示出像素的第四构造示例的电路图。
图14是示出像素的第五构造示例的电路图。
图15是示出像素的第六构造示例的电路图。
图16是示出像素的第七构造示例的电路图。
图17是示出像素的第八构造示例的电路图。
图18是示出像素的第九构造示例的电路图。
图19是示出像素的第十构造示例的电路图。
图20是示出像素的第十一构造示例的电路图。
图21是示出像素的第十二构造示例的电路图。
图22是示出像素的第十三构造示例的电路图。
图23是示出像素的第十四构造示例的电路图。
图24是示出像素的第十五构造示例的电路图。
图25是示出像素的第十六构造示例的电路图。
图26是示出具有8个像素共用结构的像素的第一平面布局示例的图。
图27是示出具有8个像素共用结构的像素的第二平面布局示例的图。
图28是示在平面图中观察时倍增区域和第二传输晶体管的布局的图。
图29是用于说明碰撞电离概率的图。
图30是用于说明电荷倍增效果的图。
图31是示出安装在电子设备中的成像装置的构造示例的框图。
图32是示出使用摄像元件的使用示例的图。
具体实施方式
现在参照附图详细说明本发明的具体实施例。
图1是示出本发明的摄像元件的实施例的构造示例的框图。
如图1所示，摄像元件11包括像素区域12、垂直驱动电路13、列信号处理电路14、水平驱动电路15、输出电路16以及控制电路17。
像素区域12是接收由光学***(未示出)收集的光的光接收表面。在像素区域12中，多个像素21以阵列形式布置，并且每个像素21通过水平信号线22逐行连接到垂直驱动电路13，并通过垂直信号线23逐列连接到列信号处理电路14。多个像素21中的每者输出具有与接收的光量对应的电平的像素信号，并且根据这些像素信号来构建形成在像素区域12上的摄影对象的图像。
垂直驱动电路13通过水平信号线22将驱动信号提供到像素21，该驱动信号用于顺序地驱动(传输、选择或复位等)布置在像素区域12中的多个像素21的各行的各像素21。列信号处理电路14对通过垂直信号线23从多个像素21输出的像素信号执行相关双采样(CDS)处理，从而对像素信号执行AD转换并去除复位噪声。
针对布置在像素区域12中的多个像素21的各列，水平驱动电路15将用于使列信号处理电路14将像素信号输出到数据输出信号线24的驱动信号顺序地提供到列信号处理电路14。输出电路16放大按照与水平驱动电路15的驱动信号相一致的时序通过数据输出信号线24从列信号处理电路14输出的像素信号，并将其输出到后级的信号处理电路。例如，控制电路17产生并提供与摄像元件11的各块的驱动周期相一致的时钟信号。
接下来，图2是示出像素21的构造示例的电路图。
如图2所示，像素21包括PD 31、第一传输晶体管32、倍增区域33、第二传输晶体管34、浮动扩散(FD)部35、放大晶体管36、选择晶体管37以及复位晶体管38，并且通过垂直信号线23连接到恒定电流源39。
PD 31是通过光电转换将入射光转换成电荷并存储电荷的光电转换单元，并且具有接地的阳极和连接到第一传输晶体管32的阴极。
根据从垂直驱动电路13提供的传输信号VG来驱动第一传输晶体管32，并当第一传输晶体管32导通时，存储在PD 31中的电荷被传输到倍增区域33。
倍增区域33是具有预定的存储容量并设置在第一传输晶体管32与第二传输晶体管34之间的浮动扩散区域，并临时存储从PD 31传输的电荷。此外，倍增区域33能够通过在其内部产生强电场区域以引起雪崩效应(即如下现象：自由电子在强电场中的分子碰撞，释放额外的电子，这些额外电子在电场中加速并与其他分子碰撞，因此电子的数量随着速度的增加而增大)来使电子倍增。
根据从垂直驱动电路13提供的传输信号TG来驱动第二传输晶体管34，并当第二传输晶体管34导通时，存储在倍增区域33中的电荷被传输到FD部35。
FD部35是具有预定的存储容量并连接到放大晶体管36的栅电极的浮动扩散区域，并临时存储通过倍增区域33传输的电荷。
放大晶体管36通过选择晶体管37将具有与存储在FD部35中的电荷对应的电平(即，FD部35的电位)的像素信号输出到垂直信号线23。特别地，使FD部35连接到放大晶体管36的栅电极的构造允许FD部35和放大晶体管36放大在PD 31中产生的电荷，并充当将电荷转换成具有与电荷对应的电平的像素信号的转换单元。
根据从垂直驱动电路13提供的选择信号SEL来驱动选择晶体管37，并且当选择晶体管37导通时，从放大晶体管36输出的像素信号准备被输出到垂直信号线23。
根据从垂直驱动电路13提供的复位信号RST来驱动复位晶体管38，并且当复位晶体管38导通时，存储在FD部35中的电荷被释放到可变电源VFC，并且FD部35被复位。在这方面，如参照图4至7所示，可变电源VFC可以改变电压，使得倍增区域33的复位电位不同于FD部35的复位电位。
如上所述构造的像素21能够通过倍增区域33读出PD 31中产生的电荷(电子)来使电荷倍增。
接下来，图3是示出像素21的第一构造示例的横截面图。
如图3所示，在像素21中，在半导体基板41的后表面侧(图2中的下侧)上形成PD31，并从半导体基板41的后表面侧用光照射PD 31。然后，滤色器42和片上透镜43堆叠在半导体基板41的后表面侧上。滤色器42透射由像素21接收的彩色光，并且片上透镜43针对各像素21收集光。
此外，在像素21中，第一传输晶体管32、倍增区域33、第二传输晶体管34以及FD部35布置在半导体基板41的前表面侧上。
第一传输晶体管32在与倍增区域33相邻的部分处设置有栅电极44，栅电极44是通过挖掘从半导体基板41的前表面到PD 31的侧表面的附近部分的沟槽来进行界定的。换句话说，第一传输晶体管32具有所谓的垂直晶体管结构，并且在PD 31中产生的电荷被读出到半导体基板41的前表面并被传输到倍增区域33。
倍增区域33布置在半导体基板41的前表面侧上，使得它可以堆叠在PD 31(其中，PD 31布置在半导体基板41的后表面侧上)上，并存储通过第一传输晶体管32读出的电荷。此外，在倍增区域33中，例如，当电荷从倍增区域33被传输到FD区域35时，将高电压施加到第二传输晶体管34。因此，通过在倍增区域33内部产生强电场区域来引发雪崩效应，从而使电子倍增。此外，在这种情况下，通过对第一传输晶体管32施加任选的负偏置能够增强电子的倍增效果。
第二传输晶体管34在倍增区域33与FD部35之间设置有栅电极45，栅电极45堆叠在半导体基板41的前表面上。然后，第二传输晶体管34将从PD 31读出并存储在倍增区域33中的电荷传输到FD部35。
如上面参照图2所述，FD部35存储通过第二传输晶体管34从倍增区域33传输的电荷，并连接到放大晶体管36的栅电极。
此外，像素21设置有遮光部46，遮光部46能够阻挡光以防止入射在与相邻的其他像素21上的光进入像素21，遮光部46以包围PD 31的***的方式从半导体基板41的后表面侧嵌入预定的深度。
例如，在如上所述构造的像素21的结构中，PD 31、倍增区域33和PD 31以垂直地彼此上下堆叠的方式布置，从而实现小型化。
此外，在像素21中，可以通过倍增区域33读出PD 31中产生的电荷(电子)使电荷倍增。由此使像素21例如即使在低照度下也可以获得具有高灵敏度的像素信号。
然后，关于PD 31中的光电转换特性或自PD 31的电荷传输转换特性，包括像素21的摄像元件11可以采用与相关技术中的CMOS摄像元件类似的结构。此外，在摄像元件11中，可以使像素21所需的晶体管的数量小于现有技术中的APD的数量，并因此可以实现像素21的小型化，从而能够构造有更高的集成并具有增倍功能。
接下来，将参照图4和5说明像素21的第一驱动方法。图4和5示出了PD 31的电位(PD)、第一传输晶体管32的传输信号的电位(VG)、倍增区域33的电位(FD0)、第二传输晶体管34的传输信号的电位(TG)、FD部35的电位(FD1)、复位晶体管38的复位信号的电位(RST)以及可变电源VFC的电位(VF)。
在第一步骤中，如图4中的最上面的阶段所示，例如，可变电源的电位被设定为3V，并且第一传输晶体管32、第二传输晶体管34和复位晶体管38被驱动为导通。由此通过复位晶体管38、FD部35、第二传输晶体管34、倍增区域33以及第一传输晶体管32释放PD 31中的剩余的电荷，于是使PD 31复位。
在第二步骤中，如图4中的第二阶段所示，第一传输晶体管32被驱动为关断。由此，PD 31开始存储由光电转换产生的电荷。
在第三步骤中，如图4中的第三阶段所示，可变电源VFC的电位例如被改变为11V。由此通过复位晶体管38、FD部35和第二传输晶体管34使倍增区域33被复位为11V。
在第四步骤中，如图4中的第四阶段所示，第二传输晶体管34被驱动为关断，然后可变电源VFC的电位例如被改变为12V。由此通过复位晶体管38使FD部35被复位为12V。
在第五步骤中，如图4中的第五阶段所示，复位晶体管38被驱动为关断，然后复位操作终止。
接下来，在第六步骤中，如图5中的最上面的阶段所示，第一传输晶体管32被驱动为导通。由此使PD 31中的电荷的存储终止，并使发生电荷倍增的同时进行从PD 31到倍增区域33的电荷传输。在这种情况下，在倍增区域33中产生强电场区域以通过雪崩效应使电荷倍增。
在第七步骤中，如图5中的第二阶段所示，第一传输晶体管32被驱动为关断。由此使从PD 31到倍增区域33的电荷传输终止。
在第八步骤中，如图5中的第三阶段所示，将负偏置施加到第一传输晶体管32和第二传输晶体管34。由此使倍增区域33的电位降低。
在第九步骤中，如图5中的第四阶段所示，第二传输晶体管34被驱动为导通。由此使从倍增区域33到FD部35的电荷传输正常进行。
在第十步骤中，如图5中的第五阶段所示，第二传输晶体管34被驱动为关断。由此使从倍增区域33到FD部35的电荷传输终止。然后，从图2中的放大晶体管36输出具有与存储在FD部35中的电荷对应的电平的像素信号。
这种第一驱动方法能够使像素21在电荷被读出到倍增区域33时使PD 31中产生的电荷倍增。
接下来，将参照图6和7说明像素21的第二驱动方法。
在第二十一步骤中，如图6中的最上面的阶段所示，可变电源的电位例如被设定为3V，并且第一传输晶体管32、第二传输晶体管34和复位晶体管38被驱动为导通。由此通过复位晶体管38、FD部35、第二传输晶体管34、倍增区域33以及第一传输晶体管32来释放PD 31中剩余的电荷，于是使PD 31复位。
在第二十二步骤中，如图6中的第二阶段所示，第一传输晶体管32被驱动为关断。由此使PD 31开始存储由光电转换产生的电荷。
在第二十三步骤中，如从图6中的第三阶段所示，可变电源VFC的电位例如被设定为4V。由此使通过复位晶体管38、FD部35和第二传输晶体管34将倍增区域33复位为4V。
在第二十四步骤中，如从图6中的第四阶段所示，第二传输晶体管34被驱动为关断，然后将可变电源VFC的电位例如被改变为12V。由此通过复位晶体管38使FD部35被复位为12V。
在第二十五步骤中，如从图6中的第五阶段所示，复位晶体管38被驱动为关断，然后复位操作终止。
接下来，在第二十六步骤中，如图7中的最上面的阶段所示，第一传输晶体管32被驱动为导通。由此使PD 31中的电荷的存储终止，并使从PD 31到倍增区域33的电荷传输正常进行。
在第二十七步骤中，如图7中的第二阶段所示，第一传输晶体管32被驱动为关断。由此使从PD 31到倍增区域33的电荷传输终止。
在第二十八步骤中，如图7中的第三阶段所示，第二传输晶体管34被驱动为导通。由此使在发生电荷倍增的同时进行从倍增区域33到FD部35的电荷传输。在这种情况下，在倍增区域33中产生强电场区域以通过雪崩效应使电荷倍增。
在第二十九步骤中，如图7中的第四阶段所示，第二传输晶体管34被驱动为关断。由此使从倍增区域33到FD部35的电荷传输终止。然后，从图2中的放大晶体管36输出具有与存储在FD部35中的电荷对应的电平的像素信号。
这种第二驱动方法能够使像素21在电荷被传输到FD部35时使PD31中产生的电荷倍增并读出到倍增区域33。此外，采用第二驱动方法可以将用于从PD 31读出电荷的部分和用于使电荷倍增的部分分离，并且可以将这些部分设计为独立的装置结构。
接下来，将参照图8说明像素21的第一制造方法。
在第一过程中，如图8中的最上面的阶段所示，将杂质离子注入(ion-implanting)到半导体基板41中以在半导体基板41的前表面附近以形成PD 31。
在第二过程中，如图8中的第二阶段所示，在半导体基板41上进行晶体生长以形成外延层。
在第三过程中，如图8中的第三阶段所示，将杂质离子注入到半导体基板41的外延层中以形成倍增区域33。此外，通过在与倍增区域33相邻的部分处将沟槽挖掘到PD 31的侧表面附近来在半导体基板41中界定沟槽，并然后将导体沉积在沟槽上以形成栅电极44，因此设置第一传输晶体管32。在这种情况下，将栅电极45形成为堆叠在半导体基板41上，并因此设置第二传输晶体管34。
在第四过程中，如图8中的第四阶段所示，将杂质离子注入到半导体基板41的外延层中以形成FD部35。然后，通过使半导体基板41的后表面侧薄化，在其上堆叠滤色器42和片上透镜43，并设置配线层(未示出)等的处理来制造像素21。
如上所述，像素21可以具有如下结构，在该结构中，在半导体基板41中形成PD 31之后，形成外延层，在外延层中形成倍增区域33，由此使PD 31和倍增区域33彼此堆叠。
接下来，将参照图9说明像素21的第二制造方法。
在第十一过程中，如图9中的最上面的阶段所示，将杂质离子注入到半导体基板41中以在半导体基板41的深部分处形成PD 31。
在第十二过程中，如图9中的中间阶段所示，将杂质离子注入到半导体基板41中以在半导体基板41的前表面附近形成倍增区域33。
在第十二过程中，如图9中的最下面的阶段所示，形成栅电极44和栅电极45以分别设置第一传输晶体管32和第二传输晶体管34，然后形成FD部35。然后，通过使半导体基板41的后表面侧薄化、在其上堆叠滤色器42和片上透镜43以及设置配线层(未示出)等的处理来制造像素21。
如上所述，在像素21可以具有如下结构，在该结构中，当将杂质离子注入到相同的半导体基板41中时，通过分离深度方向单独地形成PD31和倍增区域33，从而使PD 31和倍增区域33彼此堆叠。
接下来，将参照图10说明像素21的第三制造方法。
在第二十一过程中，如图10中的最上面的阶段所示，在第一半导体基板41-1中形成PD 31，并且在第二半导体基板41-2中形成倍增区域33。
在第二十二过程中，如图10中的中间阶段所示，使第一半导体基板41-1和第二半导体基板41-2彼此接合。
在第二十三过程中，如图10中的最下面的阶段所示，形成栅电极44和栅电极45以分别设置第一传输晶体管32和第二传输晶体管34，然后，形成FD部35。然后，通过使半导体基板41的后表面侧薄化、在其上堆叠滤色器42和片上透镜43以及设置配线层(未示出)等的处理来制造像素21。
如上所述，在第一半导体基板41-1和第二半导体基板41-2中分别形成PD 31和倍增区域33。通过使第一半导体基板41-1和第二半导体基板41-2彼此接合来形成半导体基板41。因此，像素21可以具有使PD 31和倍增区域33彼此堆叠的结构。
可以通过采用如上所述的第一至第三制造方法中的任一种来制造具有使PD 31和倍增区域33彼此堆叠的结构的像素21。此外，只要PD 31和倍增区域33能够彼此堆叠，还可以采用除了上述制造方法之外的方法。
接下来，图11是示出像素21a的第二构造示例的横截面图。此外，在图11所示的像素21A中，与图3中的像素21相同的那些部件由相同的附图标记表示，并将省略对其的详细说明。
特别地，像素21A的结构与图3中的像素21的结构的共同之处在于，在半导体基板41中设置PD 31、第一传输晶体管32、倍增区域33、FD部35以及遮光部46，并且在半导体基板41的后表面上堆叠有滤色器42和片上透镜43。另一方面，在像素21A中，第二传输晶体管34A的结构不同于图3中的像素21的第二传输晶体管34的结构。
如图11所示，第二传输晶体管34A具有栅电极45A，栅电极45A形成为以从半导体基板41的前表面侧延伸到PD 31的方式嵌入半导体基板41中。换句话说，第二传输晶体管34A具有所谓的垂直晶体管结构，这类似于第一传输晶体管32。
因此，当在电荷被存储在PD 31中的状态下驱动第二传输晶体管34A导通时，像素21A能够通过第二传输晶体管34A将电荷直接从PD 31读出到FD部35。特别地，像素21A能够通过两种驱动方法读出存储在PD 31中的电荷，即，通过第一传输晶体管32从PD 31读出电荷的驱动方法和通过第二传输晶体管34A从PD 31读出电荷的驱动方法。
由此，像素21A例如根据照射摄像元件11的光的亮度来切换从PD 31读出电荷的驱动方法。
例如，当照射摄像元件11的光具有正常亮度时，在像素21A中，使用通过第二传输晶体管34A将电荷直接从PD 31读出到FD部35的的驱动方法。从而，在拍摄对象具有正常亮度的情况下，读出电荷没有倍增的像素信号。
另一方面，当照射摄像元件11的光比正常亮度暗时，在像素21A中，使用如下驱动方法：通过第一传输晶体管32将电荷从PD 31读出到倍增区域33，将电荷放大，并然后通过传输晶体管34A将电荷传输到FD部35。从而，在拍摄对象比正常亮度暗的情况下，读出电荷倍增的像素信号。此外，当通过该驱动方法将电荷从倍增区域33传输到FD部35时，已经通过第一传输晶体管32读出PD 31的电荷，因此没有通过第二传输晶体管34A从PD 31读出任何电荷。
如上所述构造的像素21A能够切换从PD 31读出电荷的驱动方法，从而例如根据拍摄对象的亮度以适当的曝光来拍摄图像。
接下来，图12是示出像素21的第三构造示例的横截面图。此外，在图12所示的像素21B中，与图3中的像素21相同的那些部件由相同的附图标记表示，并将省略对其的详细说明。
特别地，像素21B的结构与图3中的像素21的结构的共同之处在于，在半导体基板41中设置PD 31、第一传输晶体管32、倍增区域33、FD部35以及遮光部46，并且在半导体基板41的后表面上堆叠有滤色器42和片上透镜43。另一方面，在像素21B中，第二传输晶体管34B的结构不同于图3中像素21的第二传输晶体管34的结构。
如图12所示，第二传输晶体管34B中包括的栅电极45B的尺寸大于图3中的栅电极45的尺寸，并且形成为在更宽的区域中覆盖倍增区域33。因此，在像素21B中，当将电荷从倍增区域33传输到FD区域35时，可以通过施加到栅电极45B的传输信号TG来增强在倍增区域33中产生的电场。
如上所述构造的像素21B增强了在倍增区域中33产生的电场，因此可以辅助电荷的倍增，从而进一步使电荷倍增。
接下来，图13是示出像素21的第四构造示例的横截面图。此外，在图13所示的像素21C中，与图3中的像素21相同的那些部件由相同的附图标记表示，并将省略对其的详细说明。
特别地，像素21C的构造与图3中的像素21的结构的共同之处在于，在半导体基板41中设置PD 31、倍增区域33、第二传输晶体管34、FD部35以及遮光部46，并且在半导体基板41的后表面上堆叠有滤色器42和片上透镜43。另一方面，在像素21C中，第一传输晶体管32C的结构不同于图3中像素21的第一传输晶体管32的结构。
如图13所示，第一传输晶体管32C中包括的栅电极44C的长度大于图3中的栅电极44的长度，并且形成在半导体基板41的深处，使得栅电极44C的更多部分与PD 31相邻。因此，在像素21C中，当将电荷从PD 31读出到倍增区域33时，可以辅助电荷从PD 31到倍增区域33的传输。
如上所述构造的像素21C能够辅助电荷从PD 31到倍增区域33的传输，从而可靠地传输电荷并可靠地读出存储在PD 31中的电荷。
接下来，图14是示出像素21的第五构造示例的横截面图。此外，在图14所示的像素21D中，与图3中的像素21相同的那些部件由相同的附图标记表示，并将省略对其的详细说明。
特别地，像素21D的结构与图3中的像素21的结构的共同之处在于，在半导体基板41中设置PD 31、倍增区域33、FD部35以及遮光部46，并且在半导体基板41的后表面上堆叠有滤色器42和片上透镜43。另一方面，在像素21D中，第一传输晶体管32D和第二传输晶体管34D的结构分别不同于图3中像素21的第一传输晶体管32和第二传输晶体管34的结构。
如图14所示，第一传输晶体管32D中包括的栅电极44D的长度大于图3中的栅电极45的长度，这类似于图13中的栅电极45C，并且形成为使得栅电极44D的更多部分与PD 31相邻。此外，第二传输晶体管34D中包括的栅电极45D的尺寸大于图3中的栅电极45的尺寸，这类似于图12中的栅电极45B，并且形成为在更宽的区域中覆盖倍增区域33。
如上所述构造的像素21D能够进一步使电荷倍增，这类似于图12中的像素21B，并且能够可靠地读出存储在PD 31中的电荷，这类似于图13中的像素21C。
接下来，图15是示出像素21的第六构造示例的横截面图。此外，在如图15所示的像素21E中，与图3中的像素21相同的那些部件由相同的附图标记表示，并将省略对其的详细说明。
特别地，像素21E的结构与图3中的像素21的结构的共同之处在于，在半导体基板41中设置PD 31、第一传输晶体管32、倍增区域33、第二传输晶体管34以及FD部35，并且在半导体基板41的后表面上堆叠有滤色器42和片上透镜43。另一方面，在像素21E中，遮光部46E的结构不同于图3中的像素21的遮光部46的结构。
如图15所示，包括在像素21E中的遮光部46E的长度大于图3中遮光部46的长度，并且形成为具有与从半导体基板41的后表面到形成PD 31的区域的深度大致相同的深度。例如，如上参照图10所述，在使形成有PD 31的第一半导体基板41-1和形成有倍增区域33的第一半导体基板41-2彼此接合的结构中，遮光部46E形成为具有与第一半导体基板41-1的厚度大致相同的深度。
在如上所述形成的像素21E中，遮光部46E可靠地阻挡入射在每个相邻的像素21上的光，因此，例如，可以防止光从其他相邻的像素21进入倍增区域33。由此，像素21E能够防止在倍增区域33中出现混色(寄生光灵敏度：PLS)等。
接下来，图16是示出像素21的第七构造示例的横截面图。此外，在图16所示的像素21F中，与图3中的像素21相同的那些部件由相同的附图标记表示，并将省略对其的详细说明。
特别地，像素21F的结构与图3中的像素21的结构的共同之处在于，在半导体基板41中设置PD 31、第一传输晶体管32、倍增区域33、第二传输晶体管34、FD部35以及遮光部46，并且在半导体基板41的后表面上堆叠有滤色器42和片上透镜43。另一方面，像素21F在结构上与图3中的像素21的不同之处在于像素21F包括遮光膜47。
如图16所示，像素21F包括具有遮光特性的遮光膜47，遮光膜47设置在倍增区域33与设置有PD 31的层之间。这种遮光结构使像素21F能够防止从半导体基板41的后表面侧发出的光通过半导体基板41到达倍增区域33。
在如上所述构造的像素21F中，遮光膜47能够可靠地阻挡通过半导体基板41透射的光到达倍增区域33，从而例如防止在倍增区域33中出现混色(寄生光灵敏度：PLS)等。
此外，例如，可以将图15的像素21E中包括的遮光部46E和图16的像素21F中包括的遮光膜47组合，并且遮光部46E和遮光膜47二者能够更加可靠地防止在倍增区域33中出现混色等。
接下来，图17是示出像素21的第八构造示例的横截面图。此外，在图17所示的像素21G中，与图3中的像素21相同的那些部件由相同的附图标记表示，并将省略对其的详细说明。
特别地，像素21G的结构与图3中的像素21的结构的共同之处在于，在半导体基板41中设置PD 31、第一传输晶体管32、倍增区域33、第二传输晶体管34、FD部35以及遮光部46，并且在半导体基板41的后表面上堆叠有滤色器42和片上透镜43。另一方面，像素21G与图3中的像素21的不同之处在于像素21G包括倍增栅电极48-1至48-3。
如图17所示，在像素21G的构造中，倍增栅电极48-1至48-3堆叠在半导体基板41中的倍增区域33的前表面上。倍增栅电极48-1至48-3布置为从第一传输晶体管32朝向第二传输晶体管34彼此对齐。
如上所述，通过将任选的偏置电压施加到布置在倍增区域33中的倍增栅电极48-1至48-3，可以生成导致雪崩效应的强电场区域，从而放大电子。然后，在倍增区域33中放大的电子通过第二传输晶体管34被传输到FD部35。
如上所述形成的像素21G增强了在倍增区域33中产生的电场，因此可以辅助电荷的倍增，从而进一步使电荷倍增。
此外，根据倍增区域33中电子倍增的程度，可以任选地指定图17所示的倍增栅电极48的数量或施加到倍增栅电极48的偏置电压等。
接下来，图18是示出像素21的第九构造示例的横截面图。此外，在图18所示的像素21H中，与图3中的像素21相同的那些部件由相同的附图标记表示，并将省略对其的详细说明。
特别地，像素21H的结构与图3中像素21的结构的共同之处在于，在半导体基板41中设置PD 31、第一传输晶体管32、倍增区域33、第二传输晶体管34、FD部35以及遮光部46，并且在半导体基板41的后表面上堆叠有滤色器42和片上透镜43。另一方面，像素21H与图3中的像素21的不同之处在于像素21H包括倍增栅电极49-1至49-3。
如图18所示，在像素21H的构造中，倍增栅电极49-1至49-3嵌入半导体基板41中，使得它们从半导体基板41中的倍增区域33的前表面穿透倍增区域33。倍增栅电极49-1至49-3布置成从第一传输晶体管32朝向第二传输晶体管34彼此对齐。
如上所述，通过将任选的偏置电压施加到布置在倍增区域33中的倍增栅电极49-1至49-3，可以生成导致雪崩效应的强电场区域，从而放大电子。然后，在倍增区域33中放大的电子通过第二传输晶体管34被传输到FD部35。
如上所述形成的像素21H增强了在倍增区域33中产生的电场，因此可以辅助电荷的倍增，从而进一步使电荷倍增。
此外，根据倍增区域33中的电子倍增的程度，可以任选地指定图18所示的倍增栅电极49的数量、施加到倍增栅电极49的偏置电压等。此外，图17所示的倍增栅电极48和图18所示的倍增栅电极49可以以组合它们的方式来进行布置。
接下来，图19是示出像素21的第十构造示例的横截面图。此外，在图19所示的像素21J中，与图3中的像素21相同的那些部件由相同的附图标记表示，并将省略对其的详细说明。
特别地，像素21J的结构与图3中的像素21的结构的共同之处在于，在半导体基板41中设置PD 31、第一传输晶体管32、倍增区域33、第二传输晶体管34、FD部35以及遮光部46。另一方面，像素21J的结构与图3中的像素21的结构的不同之处在于片上透镜43通过有机膜50和滤色器42J堆叠在半导体基板41的后表面上。
例如，在像素21J中，将透射黄色光或青色光的滤色器用作滤色器42J，并且将对具有特定波长分量的光(例如，绿光)敏感的有机膜用作有机膜50。特别地，在使用透射黄色光的滤色器42J的像素21J中，在透过滤色器42J的光之中，绿色光被有机膜50光电转换，并且透过有机膜50的红色光被PD 31光电转换。此外，在使用透射青色光的滤色器42J的像素21J中，在透过滤色器42J的光之中，绿色光被有机膜50光电转换，并且蓝色光被PD 31光电转换。如上所述，例如，在图3中的像素21中仅PD 31进行光电转换，而在像素21J中有机膜50和PD 31两者进行光电转换。
如上所述构造的像素21J能够使通过由倍增区域33中的PD 31对红色光和蓝色光进行光电转换生成的电子倍增，从而将红色和蓝色灵敏度提高到与在有机膜50中进行光电转换的绿色的灵敏度相当的水平。
接下来，图20是示出像素21的第十一构造示例的横截面图。此外，在图20所示的像素21K中，与图3中的像素21相同的那些部件由相同的附图标记表示，并将省略对其的详细说明。
特别地，像素21K的结构与图3中的像素21的结构的共同之处在于，在半导体基板41中设置PD 31、第一传输晶体管32、倍增区域33、第二传输晶体管34、FD部35以及遮光部46。另一方面，像素21K的结构与图3中的像素21的结构的不同之处在于片上透镜43通过无机膜51堆叠在半导体基板41的后表面上。
例如，在像素21K中，可以通过无机膜51对特定波长分量进行光电转换，并且可以通过PD 31对其他波长分量进行光电转换。例如，使用对红外光敏感的无机膜作为无机膜51，使得在像素21K的结构中，在入射到像素21K上的光之中，红外光被无机膜51光电转换，而其他波长分量的光被PD 31光电转换。由此，例如可以使用无机膜51作为红外光截止滤光器。如上所述，例如，在图3中的像素21中仅PD 31进行光电转换，而在像素21K中有机膜50和PD 31两者进行光电转换。
如上所述构造的像素21K能够通过倍增区域33读出如下电荷，电荷是通过由PD 31对除了特定波长分量之外的成分进行光电转换而产生的。
接下来，图21是示出像素21的第十二构造示例的横截面图。此外，在图21所示的像素21L中，与图3中的像素21相同的那些部件由相同的附图标记表示，并将省略对其的详细说明。
特别地，像素21L的结构与图3中的像素21的结构的共同之处在于，在半导体基板41中设置PD 31、第一传输晶体管32、倍增区域33、第二传输晶体管34、FD部35以及遮光部46。另一方面，像素21L的结构与图3中的像素21的结构的不同之处在于，片上透镜43通过有机膜52、有机膜53和有机膜50堆叠在半导体基板41的后表面上。
例如，在像素21L中，将对蓝色光敏感的有机膜用作有机膜52，并且将对红色光敏感的有机膜用作有机膜52。此外，如上参照图19所述，将对绿光光敏感的有机膜用作有机膜50。
例如，在像素21L中，蓝色光、红色光和绿色光分别被有机膜52、有机膜53和有机膜50光电转换，并且透过有机膜52、有机膜53和有机膜50的红外光被PD 31光电转换。
如上所述构造的像素21L能够实现对所有蓝色光、红色光、绿色光和红外光的高灵敏度特性。
接下来，图22是示出像素21的第十三构造示例的横截面图。此外，在图22所示的像素21M中，与图3中的像素21相同的那些部件由相同的附图标记表示，并将省略对其的详细说明。
特别地，在图3的像素21的布置构造中，PD 31和倍增区域33设置成堆叠构造，而如图22所示，在像素21M的布置构造中，PD 31和倍增区域33以未堆叠的方式设置在同一层中，这与图3中的像素21不同。
更特别地，在像素21M的构造中，PD 31和倍增区域33在半导体基板41的同一层中布置成对齐，并且第一传输晶体管32M的栅电极44M堆叠在PD 31与倍增区域33之间的半导体基板41的前表面上。此外，遮光膜54堆叠在半导体基板41的后表面上的除了设置有PD 31的区域之外的区域上，从而阻挡入射到除了PD 31之外的部分的光。
如上所述构造的像素21M能够通过在倍增区域33中读出在PD 31中产生的电荷而使电荷倍增，这与具有使PD 31和倍增区域33彼此堆叠的构造的像素21类似。由此，像素21M例如即使在低照度下也能获得具有高灵敏度的像素信号。
然后，关于PD 31中的光电转换特性或自PD 31的电荷传输转换特性，包括像素21M的摄像元件11可以采用与相关技术中的CMOS摄像元件类似的结构。此外，在摄像元件11中，可以使像素21所需的晶体管的数量小于现有技术中的APD的数量，因此可以实现像素21M的小型化，从而被构造有更高的集成度并被提供有倍增功能。
接下来，图23是示出像素21的第十四构造示例的横截面图。此外，在图23所示的像素21N中，与图22中的像素21M相同的那些部件由相同的附图标记表示，并将省略对其的详细说明。
特别地，在像素21N的布置构造中，PD 31和倍增区域33以不堆叠的方式设置在同一层中，这类似于图22中的像素21M。另一方面，像素21N的构造与图22中的像素21M的构造的不同之处在于像素21N包括倍增栅电极48-1至48-3。
特别地，像素21N使用倍增栅电极48-1至48-3来增强倍增区域33中产生的电场，因此可以辅助电荷的倍增，从而进一步使电荷倍增，这类似于图17中的像素21G。
接下来，图24是示出像素21的第十五构造示例的电路图。此外，在图24所示的像素21P中，与图2中的像素21相同的那些部件由相同的附图标记表示，并将省略对其的详细说明。
特别地，像素21P具有所谓的4像素共用结构，其中，4个PD 31a至31d共用包括FD部35、放大晶体管36、选择晶体管37和复位晶体管38的像素电路。
在这种像素21P中，可以在将电荷从倍增区域33a至33d传输到FD部35时放大电荷，并且可以使高电位的FD部35的输出不变化地输入到放大晶体管36。放大晶体管36需要接收高电压作为输入，并且例如使用的高电压兼容晶体管必须具有比低电压兼容晶体管的面积大的面积。
因此，具有4-像素共用结构的像素21P可以减少放大晶体管36的数量，从而实现高集成度。
接下来，图25是示出像素21的第十六构造示例的电路图。此外，在图25所示的像素21Q中，与图2中的像素21相同的那些部件由相同的附图标记表示，并将省略对其的详细说明。
特别地，像素21Q具有所谓的8-像素共用结构，其中，8个PD 31a至31h共用包括FD部35、放大晶体管36、选择晶体管37和复位晶体管38的像素电路。
因此，具有8-像素共用结构的像素21Q可以减少放大晶体管36的数量，从而与图24中具有4-像素共用结构的像素21P相比，实现更高的集成度。
接下来，将参照图26和27说明具有8-像素共用结构的像素21Q的平面布局。
图26示出了具有8-像素共用结构的像素21Q的平面布局示例，例如，如图22所示，在其布置构造中，PD 31和倍增区域33没有堆叠。此外，图27示出了具有8-像素共用结构的像素21Q的平面布局示例，例如，如图3所示，在其布置构造中，PD 31和倍增区域33堆叠。
如图26和27所示，当8个PD 31a至31h布置为使得横向×纵向是2×4时，可以将布置有用于施加电荷倍增用高电压的第二传输晶体管34的区域(由双点划线包围的区域)组合在一起。由此，可以使第二传输晶体管34从布置有用于时间正常操作用电压的晶体管的区域分离。
因此，例如，与将高电压晶体管和低电压晶体管混合布置的构造相比，可以减少用于分离彼此具有不同电压的晶体管的区域，所以具有这种布局的像素21Q能够实现更高的集成度。
现在将参照图28至30说明通过使用第二传输晶体管34将电荷从倍增区域33传输到FD部35时电荷的放大。
图28示出了在平面图中观察时倍增区域33和第二传输晶体管34的布局。
例如，当提供到第二传输晶体管34的传输信号TG导通时，由于雪崩效应而可能导致电子倍增的某个数量级的强电场(即，最大约为5.5E+5[V/cm]的电场)出现在图28中的由虚线表示的栅电极45的边缘附近。
此外，图29示出了各种半导体材料的碰撞电离概率(雪崩概率(avalancheprobability))，其中，横轴表示电场[105V/cm]，且纵轴表示碰撞电离概率[cm-1]。这里，在图29中，在雪崩概率公式中，Ae＝1.34×10，Ah＝1.44×10，Be＝-1.05×106V/cm，且Bh＝-1.85×106V/cm，并且绘制了已经进行微调的碰撞电离概率。
然后，如果使用图29所示的雪崩概率公式来转换这种碰撞电离概率，则可以获得如图30所示的电荷倍增效果。在图30中，横轴表示电场，且纵轴表示增益，在该增益中，基于具有电子(e)和空穴(h)的电荷，将成为强电场区域的长度设定为1μm、500nm和100nm。
例如，如图30所示，当提供到第二传输晶体管34的传输信号TG导通时，产生约为5[105V/cm]的电场。在这种情况下，示出了通过适当地调整产生电场的距离(即电荷：电子(e)，成为强电场区域的长度：1μm)可以获得最大约为10的倍增效果。
如图28至30所示，通过在倍增区域33中产生适当的强电场，即使采用与现有技术中的CMOS摄像元件类似的结构，也可以通过使用第二传输晶体管34在将电荷从倍增区域33传输到FD部35时使电荷倍增。
此外，例如，如上所述的摄像元件11适用于各种电子设备，例如包括数码相机、数字摄像机等的成像***、具有成像功能的移动电话或具有成像功能的其他设备。
<成像设备的构造示例>
图31是示出安装在电子设备中的成像设备的构造示例的框图。
如图31所示，成像设备101包括光学***102、摄像元件103、信号处理电路104、监视器105和存储器106，并且能够拍摄静止图像和运动图像。
光学***102包括一个或多个透镜，并且将来自拍摄对象的图像光(入射光)引导至摄像元件103，以在摄像元件103的光接收面(传感器单元)上形成图像。
将上述摄像元件11用作摄像元件103。在摄像元件103中，在取决于通过光学***102在光接收面上形成的图像的固定时间段内存储电子。然后，将与存储在摄像元件103中的电子对应的信号提供到信号处理电路104。
信号处理电路104对从摄像元件103输出的像素信号进行各种信号处理。由信号处理电路104进行信号处理而获得的图像(图像数据)被提供到监视器105并被显示，或者被提供到存储器106以进行存储(记录)。
如上所述构造的成像设备101使用上述摄像元件11，从而，例如，实现灵敏度的提高以及拍摄图像质量更高的图像。
<摄像元件的使用示例>
图32是示出使用上述摄像元件11(摄像元件)的使用示例的图。
例如，上述摄像元件可以用于感测如下所述的诸如可见光、红外光、紫外光和X射线等光的各种情况。
-用于拍摄鉴赏用图像的设备，例如，数码相机或具有相机功能的便携式设备等
-用于交通的设备，这些设备用于安全驾驶(例如，自动停车)、驾驶员状态的识别等，例如对汽车的前方、后方、周边或内部等进行摄像的车载传感器、检测行驶车辆和道路的检测相机以及测量车辆之间的距离的测距传感器等
-用于诸如电视机、冰箱和空调等家用电器以便对用户姿势进行摄像并根据该姿势执行设备操作的设备
-用于医疗保健的设备，例如，内视镜或通过接收红外光执行血管摄影的设备等
-用于安全的设备，例如，用于防止犯罪的监视相机或用于个人认证的相机等
-用于美容的设备，例如，对皮肤进行摄像的皮肤测量器件或对头皮进行摄像的显微镜等
-用于运动的设备，例如，动作相机和用于运动的可穿戴相机等
-用于农业的设备，例如用于监视农田或作物状态的相机等
此外，本发明也可以被如下构造。
(1)一种固态摄像元件，其包括：
光电转换单元，所述光电转换单元用于通过光电转换将光转换成电荷并存储电荷；
读出单元，所述读出单元用于读出被存储在所述光电转换单元中的电荷；
倍增区域，所述倍增区域用于临时地存储通过所述读出单元读出的电荷并使电荷倍增；以及
传输单元，所述传输单元用于将被存储在所述倍增区域中的电荷传输到用于将电荷转换成像素信号的转换单元。
(2)根据(1)所述的固态摄像元件，其中，
在所述倍增区域中产生强电场区域，以在通过所述传输单元将电荷从所述倍增区域传输到所述转换单元时通过雪崩效应使电荷倍增。
(3)根据(1)或(2)所述的固态摄像元件，其中，
在通过所述传输单元将电荷从所述倍增区域传输到所述转换单元时，所述读出单元被施加任选的负偏置。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的固态摄像元件，其中，
所述光电转换单元和所述倍增区域在半导体基板的垂直方向上堆叠地布置，并且
所述读出单元具有用于在所述半导体基板的垂直方向上读出电荷的垂直晶体管结构。
(5)根据(4)所述的固态摄像元件，其中，
所述光电转换单元和所述倍增区域通过如下方式堆叠地布置：在所述半导体基板中形成所述光电转换单元之后，通过在所述半导体基板上进行晶体生长形成外延层，在所述外延层中形成所述倍增区域。
(6)根据(4)所述的固态摄像元件，其中，
所述光电转换单元和所述倍增区域通过如下方式堆叠地布置：当在同一所述半导体基板中进行杂质的离子注入时分离深度方向。
(7)根据(4)所述的固态摄像元件，其中，
所述光电转换单元和所述倍增区域通过如下方式堆叠地布置：将形成有所述光电转换单元的第一半导体基板和形成有所述倍增区域的第二半导体基板接合。
(8)根据(4)至(7)中任一项所述的固态摄像元件，其中，
所述传输单元布置在所述倍增区域与所述转换单元之间，并具有用于从所述光电转换单元读出电荷的垂直晶体管结构，并且
能够切换第一驱动方法和第二驱动方法，所述第一驱动方法通过所述读出单元将电荷从所述光电转换单元读出到所述倍增区域，所述第二驱动方法通过所述传输单元将电荷从所述光电转换单元读出到所述转换单元。
(9)根据(4)至(8)中任一项所述的固态摄像元件，其还包括：
遮光膜，所述遮光膜用于阻挡光进入所述倍增区域，并位于堆叠地布置的所述光电转换单元和所述倍增区域之间。
(10)根据(1)至(9)中任一项所述的固态摄像元件，其还包括：
遮光部，所述遮光部用于阻挡光从另一相邻像素进入所述倍增区域。
(11)根据(1)至(10)中任一项所述的固态摄像元件，其中，
在形成有所述倍增区域的半导体基板的前表面上布置有多个电极，所述多个电极在电荷被从所述倍增区域传输到所述转换单元时施加任选的偏置电压。
(12)根据(1)至(11)中任一项所述的固态摄像元件，其中，
仅通过形成在半导体基板中的所述光电转换单元进行光电转换。
(13)根据(1)至(12)中任一项所述的固态摄像元件，其中，
在形成有所述光电转换单元的半导体基板上堆叠有对具有特定波长分量的光敏感的有机膜或无机膜，在所述有机膜或所述无机膜中进行光电转换，并且所述光电转换单元对透过所述有机膜或所述无机膜的除所述特定波长分量之外的光进行光电转换。
(14)根据(1)至(3)中任一项所述的固态摄像元件，其中，
所述光电转换单元和所述倍增区域布置在半导体基板的同一层中。
(15)根据(1)至(9)中任一项所述的固态摄像元件，其中，
所述固态摄像元件具有像素共用结构，在所述像素共用结构中，预定数量的所述光电转换单元通过设置在所述传输单元的后级处的晶体管来共用像素电路。
(16)一种用于驱动固态摄像元件的方法，所述固态摄像元件包括：
光电转换单元，所述光电转换单元用于通过光电转换将光转换成电荷并存储电荷；
读出单元，所述读出单元用于读出被存储在所述光电转换单元中的电荷；
倍增区域，所述倍增区域用于临时地存储通过所述读出单元读出的电荷并使电荷倍增；以及
传输单元，所述传输单元用于将被存储在所述倍增区域中的电荷传输到用于将电荷转换成像素信号的转换单元，
所述方法包括以下步骤：
在所述倍增区域中产生强电场区域，以在通过所述传输单元将电荷从所述倍增区域传输到所述转换单元时通过雪崩效应使电荷倍增。
(17)一种包括固态摄像元件的电子设备，所述固态摄像元件包括：
光电转换单元，所述光电转换单元用于通过光电转换将光转换成电荷并存储电荷；
读出单元，所述读出单元用于读出被存储在所述光电转换单元中的电荷；
倍增区域，所述倍增区域用于临时地存储通过所述读出单元读出的电荷并使电荷倍增；以及
传输单元，所述传输单元用于将被存储在所述倍增区域中的电荷传输到用于将电荷转换成像素信号的转换单元。
此外，本发明的实施例不限于上述实施例，并且可以在不脱离本发明的主旨的情况下进行各种修改。
附图标记列表
11 摄像元件 12 像素区域
13 垂直驱动电路 14 列信号处理电路
15 水平驱动电路 16 输出电路
17 控制电路 21 像素
22 水平信号线 23 垂直信号线
24 数据输出信号线 31 PD
32 第一传输晶体管 33 倍增区域
34 第二传输晶体管 35 FD部
36 放大晶体管 37 选择晶体管
38 复位晶体管 39 恒定电流源
41 半导体基板 42 滤色器
43 片上透镜 44、45 栅电极
46 遮光部 47 遮光膜
48、49 倍增栅电极 50 有机膜
51 无机膜 52、53 有机膜
54 遮光膜

Claims (17)

1.一种固态摄像元件，其包括：
光电转换单元，所述光电转换单元用于通过光电转换将光转换成电荷并存储电荷；
读出单元，所述读出单元用于读出被存储在所述光电转换单元中的电荷；
倍增区域，所述倍增区域用于临时地存储通过所述读出单元读出的电荷并使电荷倍增；以及
传输单元，所述传输单元用于将被存储在所述倍增区域中的电荷传输到用于将电荷转换成像素信号的转换单元。
2.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
在所述倍增区域中产生强电场区域，以在通过所述传输单元将电荷从所述倍增区域传输到所述转换单元时通过雪崩效应使电荷倍增。
3.根据权利要求2所述的固态摄像元件，其中，
在通过所述传输单元将电荷从所述倍增区域传输到所述转换单元时，所述读出单元被施加任选的负偏置。
4.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
所述光电转换单元和所述倍增区域在半导体基板的垂直方向上堆叠地布置，并且
所述读出单元具有用于在所述半导体基板的垂直方向上读出电荷的垂直晶体管结构。
5.根据权利要求4所述的固态摄像元件，其中，
所述光电转换单元和所述倍增区域通过如下方式堆叠地布置：在所述半导体基板中形成所述光电转换单元之后，通过在所述半导体基板上进行晶体生长来形成外延层，在所述外延层中形成所述倍增区域。
6.根据权利要求4所述的固态摄像元件，其中，
所述光电转换单元和所述倍增区域通过如下方式堆叠地布置：当在同一所述半导体基板中进行杂质的离子注入时分离深度方向。
7.根据权利要求4所述的固态摄像元件，其中，
所述光电转换单元和所述倍增区域通过如下方式堆叠地布置：将形成有所述光电转换单元的第一半导体基板和形成有所述倍增区域的第二半导体基板接合。
8.根据权利要求4所述的固态摄像元件，其中，
所述传输单元布置在所述倍增区域与所述转换单元之间，并具有用于从所述光电转换单元读出电荷的垂直晶体管结构，并且
能够切换第一驱动方法和第二驱动方法，所述第一驱动方法通过所述读出单元将电荷从所述光电转换单元读出到所述倍增区域，所述第二驱动方法通过所述传输单元将电荷从所述光电转换单元读出到所述转换单元。
9.根据权利要求4所述的固态摄像元件，其还包括：
遮光膜，所述遮光膜用于阻挡光进入所述倍增区域，并位于堆叠地布置的所述光电转换单元和所述倍增区域之间。
10.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其还包括：
遮光部，所述遮光部用于阻挡光从另一相邻像素进入所述倍增区域。
11.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
在形成有所述倍增区域的半导体基板的前表面上布置有多个电极，所述多个电极在电荷被从所述倍增区域传输到所述转换单元时施加任选的偏置电压。
12.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
仅通过形成在半导体基板中的所述光电转换单元进行光电转换。
13.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
在形成有所述光电转换单元的半导体基板上堆叠有对具有特定波长分量的光敏感的有机膜或无机膜，在所述有机膜或所述无机膜中进行光电转换，同时在所述光电转换单元中对透过所述有机膜或所述无机膜的除所述特定波长分量之外的光进行光电转换。
14.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
所述光电转换单元和所述倍增区域布置在半导体基板的同一层中。
15.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
所述固态摄像元件具有像素共用结构，在所述像素共用结构中，预定数量的所述光电转换单元通过设置在所述传输单元的后级处的晶体管来共用像素电路。
16.一种用于驱动固态摄像元件的方法，所述固态摄像元件包括：
光电转换单元，所述光电转换单元用于通过光电转换将光转换成电荷并存储电荷；
读出单元，所述读出单元用于读出被存储在所述光电转换单元中的电荷；
倍增区域，所述倍增区域用于临时地存储通过所述读出单元读出的电荷并使电荷倍增；以及
传输单元，所述传输单元用于将被存储在所述倍增区域中的电荷传输到用于将电荷转换成像素信号的转换单元，
所述方法包括以下步骤：
在所述倍增区域中产生强电场区域，以在通过所述传输单元将电荷从所述倍增区域传输到所述转换单元时通过雪崩效应使电荷倍增。
17.一种包括固态摄像元件的电子设备，所述固态摄像元件包括：
光电转换单元，所述光电转换单元用于通过光电转换将光转换成电荷并存储电荷；
读出单元，所述读出单元用于读出被存储在所述光电转换单元中的电荷；
倍增区域，所述倍增区域用于临时地存储通过所述读出单元读出的电荷并使电荷倍增；以及
传输单元，所述传输单元用于将被存储在所述倍增区域中的电荷传输到用于将电荷转换成像素信号的转换单元。
CN201780002471.8A 2016-04-22 2017-04-07 固态摄像元件、驱动方法以及电子设备 Withdrawn CN107851655A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016086551 2016-04-22
JP2016-086551 2016-04-22
PCT/JP2017/014452 WO2017183477A1 (ja) 2016-04-22 2017-04-07 固体撮像素子および駆動方法、並びに電子機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107851655A true CN107851655A (zh) 2018-03-27

Family

ID=60116912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780002471.8A Withdrawn CN107851655A (zh) 2016-04-22 2017-04-07 固态摄像元件、驱动方法以及电子设备

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10560652B2 (zh)
EP (1) EP3447801A4 (zh)
JP (1) JP7001967B2 (zh)
CN (1) CN107851655A (zh)
DE (1) DE112017002137T5 (zh)
WO (1) WO2017183477A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110676276A (zh) * 2019-10-23 2020-01-10 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法和操作方法
CN111193887A (zh) * 2020-03-20 2020-05-22 中国电子科技集团公司第四十四研究所 双倍增内线帧转移ccd结构
TWI797451B (zh) * 2019-05-24 2023-04-01 美商豪威科技股份有限公司 影像感測器中全域快門之垂直傳輸閘儲存裝置

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106791463B (zh) * 2016-11-30 2019-08-20 上海集成电路研发中心有限公司 一种全局快门cmos像素单元及图像采集方法
JP2019126013A (ja) * 2018-01-19 2019-07-25 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子
KR102506885B1 (ko) * 2018-02-27 2023-03-06 삼성전자주식회사 이미지 센서
EP4246990A3 (en) 2018-07-31 2023-10-11 Sony Semiconductor Solutions Corporation Imaging device and electronic apparatus
US10917596B2 (en) 2018-08-29 2021-02-09 Himax Imaging Limited Pixel circuit for generating output signals in response to incident radiation
US20220159208A1 (en) * 2019-03-28 2022-05-19 Sony Semiconductor Solutions Corporation Imaging device and electronic apparatus
JP2021068788A (ja) 2019-10-21 2021-04-30 キヤノン株式会社 光電変換装置、光電変換装置の製造方法、および撮像システム
JP2021082897A (ja) * 2019-11-15 2021-05-27 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置
TW202133410A (zh) * 2019-12-02 2021-09-01 日商索尼半導體解決方案公司 攝像裝置及其製造方法以及電子機器
US20220399391A1 (en) * 2019-12-03 2022-12-15 Sony Semiconductor Solutions Corporation Imaging apparatus, manufacturing method thereof, and electronic equipment
JP7492338B2 (ja) 2020-01-30 2024-05-29 キヤノン株式会社 光電変換装置、光電変換システム及び移動体
KR20220007261A (ko) 2020-07-10 2022-01-18 삼성전자주식회사 이미지 센서
WO2024095743A1 (ja) * 2022-11-01 2024-05-10 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0322910D0 (en) * 2003-09-30 2003-11-05 Meritor Heavy Vehicle Braking Brake caliper and brake pad
JP4212623B2 (ja) 2006-01-31 2009-01-21 三洋電機株式会社 撮像装置
JP2008060550A (ja) * 2006-07-31 2008-03-13 Sanyo Electric Co Ltd 撮像装置
JP4795910B2 (ja) * 2006-10-16 2011-10-19 富士フイルム株式会社 信号電荷の読出方法および固体撮像装置
JP2008268112A (ja) * 2007-04-24 2008-11-06 Sanyo Electric Co Ltd センサ
JP2010258340A (ja) * 2009-04-28 2010-11-11 Sanyo Electric Co Ltd 撮像装置
JP2013016676A (ja) * 2011-07-05 2013-01-24 Sony Corp 固体撮像装置及びその製造方法、電子機器
JP5573978B2 (ja) * 2012-02-09 2014-08-20 株式会社デンソー 固体撮像素子およびその駆動方法
JP6145655B2 (ja) * 2012-12-18 2017-06-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 半導体光検出器
JP2014127519A (ja) * 2012-12-25 2014-07-07 Sony Corp 固体撮像素子、及び、電子機器
JP2014199898A (ja) 2013-03-11 2014-10-23 ソニー株式会社 固体撮像素子および製造方法、並びに、電子機器
JP6221341B2 (ja) * 2013-05-16 2017-11-01 ソニー株式会社 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法および電子機器
JP2015012127A (ja) * 2013-06-28 2015-01-19 ソニー株式会社 固体撮像素子および電子機器
JP2015012241A (ja) * 2013-07-01 2015-01-19 ソニー株式会社 撮像素子およびその製造方法、ならびに電子機器
US9299732B2 (en) * 2013-10-28 2016-03-29 Omnivision Technologies, Inc. Stacked chip SPAD image sensor
JP2015095468A (ja) * 2013-11-08 2015-05-18 ソニー株式会社 固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法、並びに電子機器
JP2015115345A (ja) * 2013-12-09 2015-06-22 株式会社東芝 固体撮像装置
JP2015153962A (ja) 2014-02-18 2015-08-24 ソニー株式会社 固体撮像素子および製造方法、並びに電子機器
US10014332B2 (en) * 2014-07-31 2018-07-03 Sony Semiconductor Solutions Corporation Pixel circuit, semiconductor photodetection device, and radiation counting device
US9748299B2 (en) * 2014-08-06 2017-08-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Pixel, image sensor including the same, and portable electronic device including the image sensor
KR102286111B1 (ko) 2014-08-21 2021-08-04 삼성전자주식회사 단위 픽셀, 상기 단위 픽셀을 포함하는 이미지 센서, 및 상기 단위 픽셀을 포함하는 이미지 처리 시스템

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI797451B (zh) * 2019-05-24 2023-04-01 美商豪威科技股份有限公司 影像感測器中全域快門之垂直傳輸閘儲存裝置
CN110676276A (zh) * 2019-10-23 2020-01-10 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法和操作方法
CN110676276B (zh) * 2019-10-23 2021-07-23 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法和操作方法
CN111193887A (zh) * 2020-03-20 2020-05-22 中国电子科技集团公司第四十四研究所 双倍增内线帧转移ccd结构
CN111193887B (zh) * 2020-03-20 2022-07-22 中国电子科技集团公司第四十四研究所 双倍增内线帧转移ccd结构

Also Published As

Publication number Publication date
EP3447801A4 (en) 2020-03-25
US20180213174A1 (en) 2018-07-26
JP7001967B2 (ja) 2022-01-20
US10560652B2 (en) 2020-02-11
DE112017002137T5 (de) 2019-01-03
US20200092505A1 (en) 2020-03-19
WO2017183477A1 (ja) 2017-10-26
JPWO2017183477A1 (ja) 2019-02-21
EP3447801A1 (en) 2019-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107851655A (zh) 固态摄像元件、驱动方法以及电子设备
US11776978B2 (en) Solid-state image pickup device and electronic apparatus having a separation wall between the first photodiode and the second photodiode
KR102501604B1 (ko) 고체 촬상 소자 및 전자기기
JP6885344B2 (ja) 固体撮像装置およびその駆動方法、並びに電子機器
US7838956B2 (en) Back illuminated sensor with low crosstalk
CN103545335B (zh) 固态成像装置及其制造方法以及电子设备
US20100157117A1 (en) Vertical stack of image sensors with cutoff color filters
CN114520885B (zh) 摄像设备和电子装置
US10692904B2 (en) Solid-state image sensing device, drive method, and electronic apparatus
US20080136933A1 (en) Apparatus for controlling operation of a multiple photosensor pixel image sensor
CN104349077B (zh) 固态成像装置、其驱动方法和电子设备
US10277848B2 (en) Solid-state imaging device, method of driving the same, and electronic apparatus
JP6873905B2 (ja) 固体撮像装置および電子機器
CN102082155B (zh) 固体摄像器件、相机、半导体器件及其制造方法
US20230156369A1 (en) Solid-state imaging device, method for manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus
CN108352395A (zh) 固态摄像装置和电子设备
US11355546B2 (en) Solid-state imaging element and electronic device
CN114125237A (zh) 图像传感器、摄像模组、电子设备、图像获取方法及介质
CN103444167B (zh) 固体摄像装置的驱动方法
US20180048836A1 (en) Solid-state imaging device, driving method, and electronic apparatus
JP2008245217A (ja) 固体撮像装置及び撮像装置
JP4759396B2 (ja) 固体撮像素子
US11463645B2 (en) Solid-state imaging element and electronic device including a shared structure for pixels for sharing an AD converter
US20240014230A1 (en) Solid-state imaging element, method of manufacturing the same, and electronic device
CN107431078B (zh) 固体摄像元件和电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20180327