攝像裝置和傳感器裝置的製作方法
2023-11-04 11:00:57 2
專利名稱：攝像裝置和傳感器裝置的製作方法
技術領域：
本專利申請基於Hayato Nakashima, Ryu Shimizu於2007年7月31日 提交的名稱為攝像裝置的在先日本申請JP2007-199890，通過參考而結合 於此文。
本發明涉及攝像裝置和傳感器裝置，具體的，涉及包括用於增加信號 電荷的區域的攝像裝置和傳感器裝置。
背景技術：
現有技術中，已知有這樣的CMOS圖像傳感器，其包括用於通過光
電轉換而將入射的光轉換成電子的光電二極體、用於讀取積蓄於光電二極 管中電荷的電極、用於將積蓄的電子(信號電荷)轉換成電壓信號的浮動 擴散區。
為此，為了實現更高靈敏度，通常考慮使用通過使積蓄的電子碰撞電 離從而使電子增加(倍增)這樣的方法。然而，在採用這種增加電子的方 法時，需要在各方面進行研究。
發明內容
本發明第l方面的攝像裝置，具有第l電極，其用於產生積蓄信號 電荷的電場；第2電極，其用於產生通過碰撞電離而增加信號電荷的電場； 光電轉換部，其生成信號電荷；第3電極，其被設置成與上述光電轉換部 鄰接，並用於轉送信號電荷；電壓轉換部，其用於將信號電荷轉換成電壓； 第4電極，其被設置成與上述電壓轉換部鄰接，並用於將信號電荷轉送至 上述電壓轉換部；轉送通道，其被設置於上述第l電極、上述第2電極、 上述第3電極及上述第4電極的下方，用於進行信號電荷的轉送動作和增 加動作，被構成為在信號電荷的轉送動作時和增加動作時，與上述第3電 極相對應的轉送通道的電位和與上述第4電極相對應的轉送通道的電位中的至少一個電位被控制成比與上述第1電極和上述第2電極相對應的上述 轉送通道的電位低。
本發明第2方面的傳感器裝置構成為，具有用於產生積蓄信號電荷
的電場的第1電極；用於產生通過碰撞電離增加信號電荷的電場的第2電 極；生成信號電荷的電荷生成部；設置成與上述電荷生成部鄰接，且用於 轉送信號電荷的第3電極；用於將信號電荷轉換成電壓的電壓轉換部；設 置成與上述電壓轉換部相鄰接，且用於將信號電荷轉送至上述電壓轉換部 的第4電極；和設置於上述第1電極、上述第2電極、上述第3電極、及
上述第4電極的下方，用於進行信號電荷的轉送動作和增加動作的轉送通 道，被構成為在信號電荷的轉送動作時和增加動作時，與上述第3電極相 對應的轉送通道的電位和與上述第4電極相對應的轉送通道的電位中的至 少一個電位控制成比與上述第1電極和上述第2電極相對應的上述轉送通 道的電位低。
圖1為示出本發明第1實施方式CMOS圖像傳感器整體結構平面圖。 圖2為示出本發明第1實施方式CMOS圖像傳感器中的電勢圖。 圖3為示出本發明第1實施方式CMOS圖像傳感器的結構的截面圖。 圖4為示出本發明第1實施方式CMOS圖像傳感器的像素的平面圖。 圖5為示出本發明第1實施方式CMOS圖像傳感器的電路結構的電路圖。
圖6為用於說明本發明第1實施方式CMOS圖像傳感器的電子的轉送
動作的信號波形圖。
圖7為用於說明本發明第1實施方式CMOS圖像傳感器的電子的轉送
動作的電勢圖。
圖8為用於說明本發明第1實施方式CMOS圖像傳感器的電子的倍增 動作的信號波形圖。
圖9為用於說明本發明第1實施方式CMOS圖像傳感器的電子的倍增
動作的電勢圖。
圖10為用於說明本發明第1實施方式CMOS圖像傳感器的電子的倍增動作的信號波形圖。
圖11為用於說明本發明第1實施方式CMOS圖像傳感器的電子的倍 增動作的電勢圖。
圖12為示出本發明第2實施方式CMOS圖像傳感器的結構的截面圖。 圖13為示出本發明第2實施方式CMOS圖像傳感器中的電勢圖。 圖14為示出本發明第3實施方式CMOS圖像傳感器的結構的截面圖。 圖15為示出本發明第3實施方式CMOS圖像傳感器中的電勢圖。 圖16為示出本發明第4實施方式CMOS圖像傳感器的結構的截面圖。 圖17為示出本發明第4實施方式CMOS圖像傳感器中的電勢圖。 圖18為示出本發明第5實施方式CMOS圖像傳感器的結構的截面圖。 圖19為示出本發明第5實施方式CMOS圖像傳感器中的電勢圖。 圖20為示出本發明第6實施方式CMOS圖像傳感器的結構的截面圖。 圖21為示出本發明第6實施方式CMOS圖像傳感器中的電勢圖。 圖22為用於說明本發明第1實施方式CMOS圖像傳感器的變形例的圖。
圖23為用於說明本發明第1實施方式CMOS圖像傳感器的變形例的圖。
圖24為用於說明作為本發明第1實施方式變形例的傳感器裝置的圖。 圖25為用於說明本發明第3實施方式CMOS圖像傳感器的變形例的圖。
圖26為用於說明本發明第3實施方式CMOS圖像傳感器的變形例的圖。
具體實施例方式
下面參照附圖對本發明實施方式進行說明。 (第1實施方式)
首先，參照圖1~圖5，對第1實施方式CMOS圖像傳感器的結構進 行說明。在第1實施方式中，對將無源型(Passive) CMOS圖像傳感器作 為攝像裝置的一個例子的適用本發明的情形進行說明。
如圖1所示，第1實施方式CMOS圖像傳感器具有含多個配置呈矩陣狀(行列狀)的像素50的攝像部51、行選擇寄存器52、及列選擇寄存器 53。
作為第1實施方式CMOS圖像傳感器像素50的截面結構，如圖2和 圖3所示，在p型矽基板1的表面上，形成用於將各像素50分別分離的 元件分離區域2。另外，在元件分離區域2所包圍的各像素50的p型矽基 板1的表面上，按照夾持由n-型雜質區域形成的轉送通道3的方式隔開規 定間隔，形成由光電二極體(PD)部4和n+型雜質區域形成的浮動擴散 區域(FD) 5。光電二極體部4為本發明"光電轉換部"的一個例子，浮動 擴散區域5為本發明"電壓轉換部"的一個例子。
PD部4具有對應入射光量生成電子，並且積蓄該生成的電子的功能。 另外，PD部4形成為在與元件分離區域2鄰接，並且還與轉送通道3鄰 接。FD區域5具有比轉送通道3的雜質濃度(n.)還高的雜質濃度(n+)。 另外，FD區域5具有保持由轉送的電子產生的電荷信號，並且將該電荷 信號轉換成電壓的功能。而且，FD區域5形成為與元件分離區域2鄰接， 並且也與轉送通道(channel) 3鄰接。這樣，FD區域5形成為通過轉送 通道3而與PD部4相對置。
其中，在第l實施方式中，在轉送通道3的上面，形成柵極絕緣膜6。 另外，在柵極絕緣膜6的上面上的規定區域中，以隔開規定間隔的方式， 從PD部4側向FD區域5側，按照順序形成轉送柵極電極7、轉送柵極電 極8、轉送柵極電極9、倍增柵極電極IO、讀取柵極電極ll。即，轉送柵 極電極7形成為與PD部4鄰接。另外，轉送柵極電極7形成於PD部4 和轉送柵極電極8之間。轉送柵極電極9形成於轉送柵極電極8和倍增柵 極電極10之間。讀取柵極電極11形成於倍增柵極電極10和FD區域5 之間。讀取柵極電極11形成為與FD區域5鄰接。另外，轉送柵極電極7、 8以及9分別為本發明的"第3電極"、"第1電極"和"第5電極"的一個例 子。倍增柵極電極10為本發明"第2電極"的一個例子，讀取柵極電極11 為本發明"第4電極"的一個例子。
另外，如圖4所示，在轉送柵極電極7、轉送柵極電極8、轉送柵極 電極9、倍增柵極電極10和讀取柵極電極11上，分別通過接觸部7a、 8a、 9a、 10a、以及lla，電氣連接有用於供給電壓控制用時鐘信號Ol、 02、①3、 (D4、及05的配線層20、 21、 22、 23及24。該配線層20、 21、 22、 23及24在每行均形成，並且分別與各行的多個像素50的轉送柵極電極7、 轉送柵極電極8、轉送柵極電極9、倍增柵極電極10以及讀取柵極電極11 電氣連接。另外，在FD區域5中，通過接觸部5a電氣連接用於讀取信號 的信號線25。該信號線25在每列均形成，並且與各列的多個像素50的 FD區域5電氣連接。
如圖3所示，通過配線層20、 21、 22及24在轉送柵極電極7、 8、 9 以及讀取柵極電極11上，分別供給時鐘信號Ol、 (D2、 0)3、及①5的ON 信號(H電平信號)時，在轉送柵極電極7、 8、 9以及讀取柵極電極11 上施加約2.9V的電壓。這樣，在轉送柵極電極7、 8、 9以及讀取柵極電 極11上供給時鐘信號1、 d>2、 0>3、及05的ON信號(H電平信號)時， 轉送柵極電極7、 8、 9以及讀取柵極電極11下的轉送通道3呈調整為約 4V的電位的狀態。
其中，在第1實施方式中，在轉送柵極電極7以及讀取柵極電極11 上供給時鐘信號Ol及05的截止信號(L電平信號)時，轉送柵極電極7 以及讀取柵極電極11上施加約-2V的電壓。這樣，轉送柵極電極7以及讀 取柵極電極11下的轉送通道3呈調整為約0.5V的電位的狀態。另外，在 轉送柵極電極8、 9以及倍增柵極電極10上供給時鐘信號02、 03、及①4 的截止信號(L電平信號)時，轉送柵極電極8、 9以及倍增柵極電極10 施加約OV的電壓，這樣，在轉送柵極電極8下、轉送柵極電極9下以及 倍增柵極電極10下的轉送通道3呈調整為約IV的電位的狀態。
另外，在倍增柵極電極10上由配線層23供給時鐘信號0>4的ON信 號(H電平信號)時，倍增柵極電極10上施加約24V的電壓。這樣，在 倍增柵極電極10上供給時鐘信號①4的ON信號(H電平信號)時，倍增 柵極電極10下的轉送通道3呈調整為約25V的高電位的狀態。另外，PD 部4和FD區域5分別呈調整為約3V和約5V的電位的狀態。
這樣，如圖2所示，轉送柵極電極8下的轉送通道3 (電子積蓄部3a) 構成為，在轉送柵極電極8上供給ON信號(H電平信號)時，轉送柵極 電極8下的轉送通道3 (電子積蓄部(暫時積蓄阱)3a)上暫時積蓄電子 而形成電場。另外，倍增柵極電極10下的轉送通道3 (電子倍增部(電荷集聚阱) 3b)構成為，在倍增柵極電極IO上供給ON信號(H電平信號)時，通 過調整為約25V的電位，倍增柵極電極10下的轉送通道3 (電子倍增部 (電荷集聚阱)3b)中使電子碰撞電離而倍增(增加)形成強電場。另外， 電子碰撞電離發生在倍增柵極電極10下的轉送通道3 (電子倍增部3b) 和轉送柵極電極9下的轉送通道3的邊界部。
其中，在第l實施方式中，在轉送柵極電極7下的轉送通道3不但具 有在轉送柵極電極7上供給0N信號(H電平信號)時將PD部4中蓄積 的電子轉送至轉送通道3 (電子積蓄部3a)的功能，而且具有在轉送柵極 電極7上供給截止信號(L電平信號)時作為隔開PD部4和轉送通道3 (電子積蓄部3a)的光電二極體分離勢壘的功能。
另外，在轉送柵極電極9下的轉送通道3不但具有在轉送柵極電極9 上供給ON信號(H電平信號)時將電子積蓄部3a中蓄積的電子轉送至 電子倍增部3b的功能，而且具有將電子倍增部3b中蓄積的電子轉送至電 子積蓄部3a的功能。另外，轉送柵極電極9下的轉送通道3具有在轉送 柵極電極9上供給截止信號(L電平信號)時作為區分電子積蓄部3a和電 子倍增部3b的電荷轉送勢壘的功能。即，轉送柵極電極9通過供給ON 信號(H電平信號)，不但可以將電子積蓄部3a中蓄積的電子轉送至電子 倍增部3b，而且還可將電子倍增部3b中蓄積的電子轉送至電子積蓄部3a。
另外，在第1實施方式中，讀取柵極電極11下的轉送通道3不但具 有在讀取柵極電極ll上供給ON信號(H電平信號)時將轉送通道3 (電 子倍增部3b)中蓄積的電子轉送至FD區域5的功能，而且具有在讀取柵 極電極11上供給截止信號(L電平信號)時區分FD區域5和轉送通道3 (電子倍增部3b)的功能。SP，讀取柵極電極11通過供給ON信號(H 電平信號)，可以將轉送通道3 (電子倍增部3b)中蓄積的電子轉送至FD 區域5。即，在第1實施方式中，在轉送柵極電極7、 8、 9、倍增柵極電 極10及讀取柵極電極11上分別供給截止信號(L電平信號)時，對於轉 送通道3而言，轉送柵極電極7下和讀取柵極電極11下的轉送通道3的 電位最低。
另外，如圖5所示，在各列的信號線25的其中一端分別連接復位電晶體26的源極。在該復位電晶體26的柵極供給復位信號的同時，在漏極 施加復位電壓Vrd (約5V)。這樣，復位電晶體26不但具有在讀取像素 50的數據之後，將信號線25的電壓復位至復位電壓Vrd (約5V)的功能， 而且具有在讀取像素50的數據時，將FD區域5保持為電氣浮動狀態 (floating狀態)的功能。
另外，在各列的信號線25的另一端，分別連接電壓轉換電晶體27的 柵極。該電壓轉換電晶體27的源極與選擇電晶體28的漏極連接，並且對 漏極供給電源電壓VDD。選擇電晶體28在柵極連接列選擇線的同時，源 極與輸出線30連接。輸出線30上連接1個電晶體29的漏極。電晶體29 的源極接地，同時，柵極施加用於使電晶體29具有作為恆流源功能的規 定電壓。另外，通過各列的電壓轉換電晶體27和電晶體29，構成源極跟 隨(source follow)電路。
接著，參照圖5對第1實施方式的CMOS圖像傳感器的讀取動作進行 說明。
首先，通過對規定行的配線層22供給H電平信號，從而將攝像部51 的1行量的各像素50的轉送柵極電極9變成導通狀態，並且，通過對規 定行的配線層21供給L電平信號，從而將攝像部51的1行量的各像素 50的轉送柵極電極8變成截止狀態。這樣，轉送柵極電極8下的轉送通道 3 (電子積蓄部3a)中積蓄的電子被轉送至轉送柵極電極9下的轉送通道 3。然後，通過對規定行的配線層23供給H電平信號，從而將攝像部51 的每1行的各像素50的倍增柵極電極10變成導通狀態，並且，通過對規 定行的配線層22供給L電平信號，從而將攝像部51的1行量的各像素 50的轉送柵極電極9變成截止狀態。這樣，轉送至轉送柵極電極9下的轉 送通道3的電子轉送至倍增柵極電極10下的轉送通道3(電子倍增部3b)。 然後，通過對規定行的配線層24供給H電平信號，從而將攝像部51的1 行量的各像素50的讀取柵極電極11變成導通狀態，並且，通過對規定行 的配線層23供給L電平信號，從而將攝像部51的1行量的各像素50的 倍增柵極電極10變成截止狀態。這樣，每1行的各像素50的轉送通道3 (電子倍增部3b)中積蓄的電子讀出至各像素50的FD區域5中。因此， 各列的信號線25中呈現出對應規定行各像素50的信號的電位。另外，在該狀態下，由於選擇電晶體28處於截止狀態，因此由電壓轉換電晶體27 和電晶體29形成的源極跟隨電路中沒有電流流過。
接著，通過對列選擇線依次提供H電平信號，使選擇電晶體28依次 成為導通狀態。這樣，通過各列的電壓轉換電晶體27、選擇電晶體28和 電晶體29，電流依次流過，所以對應各電壓轉換電晶體27的導通狀態(各 電壓轉換電晶體27的柵極電位(信號線25的電位))，各像素50每一個 的信號被輸出。之後，在所有輸出結束之後，通過對復位電晶體26的柵 極供給H電平的復位信號，使復位電晶體26呈導通狀態，從而將信號線 25的電位復位至約5V。通過重複上述的動作，進行第1實施方式的CMOS 圖像傳感器的讀取動作。
接下來，參照圖6和圖7對第1實施方式的CMOS圖像傳感器的電子 的轉送動作進行說明。
首先，對於圖6的期間A，如圖7所示，通過使轉送柵極電極7處於 導通狀態，轉送柵極電極7下的轉送通道3呈調整為約4V電位的狀態。 此時，因為PD部4調整為約3V的電位，所以，在由PD部4生成的同時， 積蓄的電子從PD部4轉送至轉送柵極電極7下的轉送通道3。然後，通 過使轉送柵極電極8處於導通狀態之後，使轉送柵極電極7成為截止狀態， 從而在轉送柵極電極8下的轉送通道3調整為約4V的電位之後，轉送柵 極電極7下的轉送通道3調整為約0.5V的電位。這樣，轉送至轉送柵極 電極7下的轉送通道3的電子轉送至轉送柵極電極8下的轉送通道3 (電 子積蓄部3a)中。此時，通過將轉送柵極電極7成為截止狀態，轉送柵極 電極7下的轉送通道3調整至約0.5V的低的電位。如上所述，在區間A 中，由PD部4轉送的電子暫時積蓄在轉送柵極電極8下的轉送通道3 (電 子積蓄部3a)中。之後，重複多次(例如約400次)的後述的電子倍增動 作。結果，由PD部4轉送的電子倍增約2000倍。
然後，對於圖6的期間B，如圖7所示，通過使轉送柵極電極9處於 導通狀態之後，使轉送柵極電極8為截止狀態，轉送柵極電極9下的轉送 通道3調整為約4V的電位，之後，轉送柵極電極8下的轉送通道3調整 為呈約IV的電位的狀態。所以，積蓄於轉送柵極電極8下的轉送通道3 中的電子向電位被調整為比轉送柵極電極8下的轉送通道3的電位(約IV)更高電位(約4V)的轉送柵極電極9下的轉送通道3轉送。
接下來，對於圖6的區間C，如圖7所示，通過使倍增柵極電極10 為導通狀態之後，轉送柵極電極9為截止狀態，倍增柵極電極10下的轉 送通道3 (電子倍增部3b)調整為約25V的高電位，之後，轉送柵極電極 9下的轉送通道3調整為呈約IV的電位的狀態。所以，轉送至轉送柵極 電極9下的轉送通道3中的電子向電位被調整為比轉送柵極電極9下的轉 送通道3的電位(約IV)更高電位(約25V)的倍增柵極電極IO下的轉 送通道3轉送。其中，在第1實施方式中，在倍增柵極電極10下的轉送 通道3被轉送電子時，與倍增柵極電極10鄰接的讀取柵極電極11呈截止 狀態。這樣，讀取柵極電極11下的轉送通道3維持著調整為約0.5V的低 電位的狀態，因此與倍增柵極電極10下的轉送通道3 (約25V)的電位差 成為約24.5V，在轉送通道3內呈最大電位差狀態。
然後，對於圖6的期間D，如圖7所示，在電子積蓄在倍增柵極電極 10下的轉送通道3 (電子倍增部3b)的狀態下，通過使讀取柵極電極11 為導通狀態之後，將倍增柵極電極10成為截止狀態，讀取柵極電極ll下 的轉送通道3調整為約4V的電位，之後，倍增柵極電極10下的轉送通道 3調整為呈約1V的電位的狀態。所以，積蓄於倍增柵極電極10下的轉送 通道3中的電子，通過調整為約4V的電位的讀取柵極電極11下的轉送通 道3，向電位被調整為比倍增柵極電極10下的轉送通道3的電位(約IV) 更高電位(約5V)的FD區域5轉送。
下面參照圖7 圖11，對第1實施方式的CMOS圖像傳感器的電子倍 增動作進行說明。
首先，在將電子轉送到圖7的期間A中的轉送柵極電極8下的轉送通 道3中的動作之後，在圖8的期間E中，如圖9所示，在將電子保持在轉 送柵極電極8下的轉送通道3中的狀態下，使倍增柵極電極10成為導通 狀態。
然後，對於圖8的區間F，如圖9所示，通過在使轉送柵極電極9為 導通狀態之後，使轉送柵極電極8成為截止狀態，轉送柵極電極8下的轉 送通道3調整為呈約1V的電位的狀態，同時，轉送柵極電極9下的轉送 通道3調整為呈約4V的電位的狀態。所以，積蓄於轉送柵極電極8下的轉送通道3 (電子積蓄部3a)中的電子，通過轉送柵極電極6下的轉送通 道3 (約4V)，向調整為高電位(約25V)的轉送柵極電極9下的轉送通 道3 (電子倍增部3b)轉送。然後，轉送至倍增柵極電極10下的轉送通 道3 (電子倍增部3b)的電子，在倍增柵極電極10下的轉送通道3和轉 送柵極電極9下的轉送通道3的邊界部移動中，從強電場而得到能量。然 後，具有高能量的電子與矽原子碰撞生成電子和空穴。之後，通過碰撞電 離生成的電子通過電場而積蓄在倍增柵極電極10下的轉送通道3(電子倍 增部3b)中。
然後，對於圖8的區間G，如圖9所示，通過使轉送柵極電極9成為 截止狀態，轉送柵極電極9下的轉送通道3調整為呈約IV的電位的狀態。
接著，對於圖10的區間H，如圖11所示，由於電子在倍增柵極電極 10下的轉送通道3 (電子倍增部3b)呈被保持的狀態，所以期間I (參照 圖IO)中，在轉送柵極電極9呈導通狀態之後轉送柵極電極8呈導通狀態。 這樣，轉送柵極電極9下和轉送柵極電極8下各自的轉送通道3的電位依 次呈調整為約4V的電位的狀態。然後，從該狀態，倍增柵極電極10變成 截止狀態，從而，倍增柵極電極10下的轉送通道3的電位調整為約1V的 電位。這樣，倍增柵極電極10下的轉送通道3 (電子倍增部3b)中積蓄 的電子轉送至轉送柵極電極8下和轉送柵極電極9下的轉送通道3 (約 4V)。
然後，對於圖10的期間J，如圖11所示，使轉送柵極電極9成為截 止狀態，轉送柵極電極9下的轉送通道3調整為呈約IV的電位的狀態。 這樣，呈電子被轉送至轉送柵極電極8下的轉送通道3 (電子積蓄部3a) 中的狀態。之後，重複多次(例如約400次)上述期間E J的電子倍增動 作，從而將PD部4轉送的電子倍增到約2000倍。
在第l實施方式中，如上所述，在電子轉送動作時和倍增動作時，通 過控制轉送柵極電極7下的轉送通道3的電位和讀取柵極電極11下的轉 送通道3的電位，使之電位形成為比轉送柵極電極8下、轉送柵極電極9 下和倍增柵極電極10下各自的轉送通道3的電位更低的電位(約0.5V)， 從而使得轉送柵極電極7下和讀取柵極電極11下的轉送通道3中的電勢 比轉送柵極電極8下、轉送柵極電極9下以及倍增柵極電極10下各自的轉送通道3的電勢更高。因此，在電子轉送動作時和倍增動作時，可以抑
制電子跨越由轉送柵極電極7下和讀取柵極電極11下的轉送通道3中產 生的高的電勢形成的勢壘(電荷勢壘)而漏出到PD部4側和FD區域5 側。因此，能夠可靠地抑制轉送的電子數產生偏差。這樣，能夠正確進行 數據的讀取。另外，因為在夾持於高勢壘(電勢)的區域中進行電子的轉 送動作和倍增動作，所以，能夠進一步可靠地抑制電子漏出到PD部4側 和FD區域5偵"
另外，在第1實施方式中，在轉送柵極電極8和倍增柵極電極10之 間設置用於轉送電子的轉送柵極電極9，在倍增柵極電極10下的轉送通道 3 (電子倍增部3b)調整至約25V的高電位的狀態下，控制轉送柵極電極 8和9，以使轉送柵極電極8下的轉送通道3 (電子積蓄部3a)中積蓄的 電子轉送至倍增柵極電極10下的轉送通道3 (電子倍增部3b)，以進行電 子的倍增動作，採用這種方式，能夠很容易地將積蓄於電子積蓄部3a中 的電子轉送至電子倍增部3b來使其進行倍增。另外，控制轉送柵極電極8 和9，以使倍增柵極電極10下的轉送通道3 (電子倍增部3b)倍增的電子 轉送至轉送柵極電極8下的轉送通道3 (電子積蓄部3a)，採用這種方式， 能夠容易地將積蓄於電子倍增部3b中的電子轉送至電子積蓄部3a並進行 電子的倍增動作。另外，通過交替反覆進行這些電子倍增動作和轉送動作， 能夠多次(例如約400次)進行電子的倍增動作，所以能夠使電子倍增率 提高。因此，能夠將由PD部4轉送的電子的數量增加到約2000倍。
另外，在第1實施方式中，在與用於倍增電子的倍增柵極電極10鄰 接的位置上，配置讀取柵極電極ll，以使對應截止狀態時的轉送通道3的 電勢變得最高，採用這種方式，即使在電子倍增動作時，在倍增柵極電極 10下的轉送通道3上施加高電壓時，也能夠容易地控制電子洩漏讀取柵極 電極11下的轉送通道3的電勢高的量到FD區域5。
另外，在第l實施方式中，在將電子從PD部4轉送至轉送柵極電極 7下的轉送通道3時對轉送柵極電極7施加的導通電壓(約2.9V)，以及 在將電子轉送至FD區域5時對讀取柵極電極11施加的導通電壓(約 2.9V)，構成為與為了轉送電子而對轉送柵極電極8和轉送柵極電極9分 別施加的導通電壓(約2.9V)大致相同的大小。採用這種結構，轉送柵極電極7、轉送柵極電極8、轉送柵極電極9、和讀取柵極電極11上施加的 導通電壓大致相同，從而能夠容易進行電子轉送動作時的控制。 (第2實施方式)
該第2實施方式中進行說明的是，和上述第l實施方式不同，在轉送 柵極電極7和讀取柵極電極11上供給時鐘信號Ol和0>5的截止信號(L 電平信號)時，轉送柵極電極7下和讀取柵極電極11下的轉送通道3的 電位分別為不同的電位，並且，調整為比轉送柵極電極8下、轉送柵極電 極9下和倍增柵極電極10下的轉送通道3的電位還低的電位的例子。
如圖12和圖13所示，在第2實施方式中，在通過配線層21、 22、和 23分別對轉送柵極電極8、轉送柵極電極9和倍增柵極電極10供給時鐘 信號02、 0)3及04的截止信號(L電平信號)時，轉送柵極電極8、轉 送柵極電極9和倍增柵極電極10上施加約0V的電壓。此時，轉送柵極電 極8、轉送柵極電極9和倍增柵極電極10下的轉送通道3呈調整為約IV 的電位的狀態。另外，在通過配線層20和24分別對轉送柵極電極7、和 讀取柵極電極11供給時鐘信號Ol及05的截止信號(L電平信號)時， 轉送柵極電極7和讀取柵極電極11上分別施加約-lV和-2V的電壓。此時， 轉送柵極電極7下的傳送通道3和讀取柵極電極11下的轉送通道3分別 呈調整為約0.8V和約0.5V的電位的狀態。除此之外，第2實施方式的其 他結構和動作與第1實施方式的結構和動作相同。
在第2實施方式中，如上所示，在從倍增柵極電極10下的轉送通道3 (電子倍增部3b)向轉送柵極電極8下的轉送通道3 (電子積蓄部3a)的 轉送電子工作時，以及在從轉送柵極電極8下的轉送通道3 (電子積蓄部 3a)向倍增柵極電極10下的轉送通道3 (電子倍增部3b)的倍增工作時， 控制轉送柵極電極7、和讀取柵極電極11下的轉送通道3的電位比轉送柵 極電極8下、轉送柵極電極9下、以及倍增柵極電極10下的轉送通道3 的電位低，並且，控制讀取柵極電極11下的傳送通道3的電位，以比轉 送柵極電極7下的轉送通道3的電位低。這樣，在電位變動大的倍增柵極 電極10下的轉送通道3 (電子倍增部3b)的位置和FD區域5之間配置轉 送通道3的電勢高(電荷勢壘高)的讀取柵極電極ll，所以，在電子轉送 動作時以及電子倍增動作時，能夠抑制電子跨越讀取柵極電極11下的轉送通道3上產生的電荷勢壘而洩漏到FD區域5。另外，轉送柵極電極7 下的轉送通道3的電位比轉送柵極電極8下、轉送柵極電極9下以及倍增 柵極電極10下的轉送通道3的電位更低，所以，能夠抑制電子跨越轉送 柵極電極7下的轉送通道3上產生的電荷勢壘而洩漏到PD區4。 第2實施方式的其他效果和上述第1實施方式一樣。 (第3實施方式)
該第3實施方式說明的是，在上述第l實施方式的結構中，進一步將 讀取柵極電極11的柵極長度形成得比其他的柵極電極的柵極長度大的例子。
如圖14和圖15所示，在第3實施方式中，讀取柵極電極11的柵極 長度(圖14的L1)形成得比讀取柵極電極11之外的柵極電極的柵極長度
(圖14的L2)更長。另外，在第3實施方式中，在分別通過配線層20 和24對轉送柵極電極7和讀取柵極電極11供給時鐘信號0>1及0>5的截 止信號(L電平信號)時，對轉送柵極電極7和讀取柵極電極11分別施加 約-2V和約-1.5V的電壓。此時，轉送柵極電極7和讀取柵極電極11下的 轉送通道3呈調整為約0.5V的電位的狀態。除此之外，第3實施方式的 其他結構和動作與第1實施方式的結構和動作相同。
在第3實施方式中，如上所示，通過將讀取柵極電極11的柵極長度
(圖14的L1)形成得比讀取柵極電極11之外的柵極電極的柵極長度(圖 14的L2)更長，從而使得與讀取柵極電極11的柵極長度的大小成比例， 由讀取柵極電極11下的傳送通道3的電勢產生的勢壘(電荷勢壘)的長 度(圖14的箭頭X方向的長度)也變大。因此，在電子的倍增動作時和 電子的轉送動作中，與上述第l實施方式相比，能夠更加可靠地抑制電子 跨越讀取柵極電極11下的轉送通道3上產生的勢壘(電荷勢壘)而洩漏 到FD區域5。因此，能夠可靠地抑制從電子積蓄部3a轉送至FD區域5 的電子的數量產生偏差。其結果，能夠正確地進行數據讀取。另外，通過 將柵極長度最大的讀取柵極電極11配置在與對應的轉送通道3的電位變 動大的倍增柵極電極IO鄰接的位置，從而能夠容易地抑制電子洩漏到FD 區域5。據此，通過在倍增柵極電極10和FD區域5之間配置在截止狀態 時對應的轉送通道3的電位最低且電極的柵極長度最大的讀取柵極電極11成，從而能夠可靠地抑制電子洩漏到FD區域5。
第3實施方式的其他效果和上述第1實施方式一樣。 (第4實施方式)
在該第4實施方式中說明的是，配置成將上述第1實施方式中的轉送 柵極電極8的位置和倍增柵極電極10的位置更換的例子。
如圖16和圖17所示，在第4實施方式中，在轉送柵極電極9和讀取 柵極電極11之間設置轉送柵極電極8的同時，相對轉送柵極電極9，在位 於轉送柵極電極8和讀取柵極電極11的相反側設置倍增柵極電極10。隨 之而來的是，轉送通道3內的電子積蓄部3a的位置和電子倍增部3b的位 置也變成相反。
在第4實施方式中，如上所述，通過在轉送柵極電極9和讀取柵極電 極11之間設置轉送柵極電極8，並且相對轉送柵極電極9，在位於轉送柵 極電極8和讀取柵極電極11的相反側設置倍增柵極電極10，從而，在進 行數據讀取時，並沒有通過使在用於產生電子進行碰撞電離的電場的倍增 柵極電極10上施加的高電壓(約24V)發生變化而將電子轉運至FD區域 5，而是通過使轉送柵極電極8上施加的較低的電壓(約2.9V)發生變化 而將電子轉送至FD區域5。因此，在進行數據讀取時，倍增柵極電極IO 下的轉送通道3 (電子倍增部3b)中的高電位(約25V)變化，從而能夠 抑制讀取柵極電極11下的轉送通道3的電位發生變動，所以，能夠更加 有效抑制轉送至FD區域5的電子數量產生偏差。其結果，能夠進行正確 的數據讀取。
第4實施方式的其他結構和動作與上述第1實施方式一樣。 (第5實施方式)
第5實施方式說明的是在上述第4實施方式的結構的基礎上進一步增 加與第2實施方式相同的結構的例子。
如圖18和圖19所示，在第5實施方式中，和第4實施方式一樣，在 轉送柵極電極9和讀取柵極電極11之間設置轉送柵極電極8，並且相對轉 送柵極電極9，在位於轉送柵極電極8和讀取柵極電極11的相反側設置倍 增柵極電極IO。另外，在第5實施方式中，在轉送柵極電極7和讀取柵極 電極11上供給時鐘信號Ol及05的截止信號(L電平信號)時，轉送柵極電極7和讀取柵極電極11下的轉送通道3的電位分別為不同的電位， 並且，調整為比轉送柵極電極8、轉送柵極電極9和倍增柵極電極10的電 位低的電位(高電勢)。在第5實施方式中，不但與倍增柵極電極10鄰接， 而且設於倍增柵極電極10和PD部4之間的轉送柵極電極7下的轉送通道 3的電位調整為比讀取柵極電極11下的轉送通道3的電位低。
如上所述，在第5實施方式中，在電子倍增動作時和轉送動作時，控 制轉送柵極電極7和讀取柵極電極11下的轉送通道3的電位，比轉送柵 極電極8下、轉送柵極電極9下以及倍增柵極電極10下的轉送通道3的 電位低，而且，控制與倍增柵極電極10鄰接的轉送柵極電極7下的轉送 通道3的電位，比讀取柵極電極11下的轉送通道3的電位更低。由此， 在電位變動大的倍增柵極電極10下的轉送通道3 (電子倍增部3b)的位 置和PD部4之間，配置轉送通道3的電勢高(電荷勢壘高)的轉送柵極 電極7，所以，在電子轉送動作時以及電子倍增動作時，能夠抑制電子跨 越轉送柵極電極7下的轉送通道3中產生的電荷勢壘而洩漏到PD部4側。 另外，讀取柵極電極11下的轉送通道3的電位也比轉送柵極電極8下、 轉送柵極電極9下以及倍增柵極電極10下的轉送通道3的電位低，所以 能夠抑制電子跨越讀取柵極電極11下的轉送通道3中所產生的電荷勢壘 而洩漏到FD部5側。
第5實施方式的其他結構和動作與上述第4實施方式一樣。 (第6實施方式)
在第6實施方式中說明的是在上述第4實施方式的結構的基礎上進一 步加上與第3實施方式相同的結構的例子。
如圖20和圖21所示，在第6實施方式中，和第4實施方式一樣，在 轉送柵極電極9和讀取柵極電極11之間設置轉送柵極電極8，並且相對轉 送柵極電極9,在位於轉送柵極電極8和讀取柵極電極11的相反側設置倍 增柵極電極IO。另外，在第6實施方式中，設於PD部4和倍增柵極電極 10之間的轉送柵極電極7的柵極長度(圖20的L1)形成得比轉送柵極電 極7之外的柵極電極的柵極長度(圖20的L2)更長。另外，在第6實施 方式中，在分別對轉送柵極電極7和讀取柵極電極11供給時鐘信號0>1 及05的截止信號(L電平信號)時，對轉送柵極電極7和讀取柵極電極11分別施加約-1.5V和約-2V的電壓。此時，轉送柵極電極7和讀取柵極 電極11下的轉送通道3呈調整為約0.5V的電位的狀態。
在第6實施方式中，如上所述，通過將電壓變動大的與倍增柵極電極 10鄰接的轉送柵極電極7的柵極長度(圖20的L1)形成得比轉送柵極電 極7之外的柵極電極的柵極長度(圖20的L2)更長，從而使得與轉送柵 極電極7的柵極長度的大小成比例，轉送柵極電極7下的傳送通道3的電 勢產生的勢壘的長度(圖20的箭頭X方向的長度)也變大。因此，在電 子的倍增動作時和電子的轉送動作時，能夠更加可靠地抑制電子跨越轉送 柵極電極7下的轉送通道3上產生的勢壘(電荷勢壘)而洩漏到PD部4
第6實施方式的其他結構和動作和上述第4實施方式一樣。 另外，本文中所公開的實施方式所有的內容都是應該理解成非限制性 的。本發明的範圍不限於上述的實施方式的說明，而是由專利請求範圍表 示，而且還包含進一步與專利請求範圍等同的意義和範圍內的所有的變更。
例如，在上述第1 第6實施方式中，作為攝像裝置的一個例子，盡 管示出的是各像素50中不放大信號電荷的無源型(Passive) CMOS圖像 傳感器，但本發明並非僅限於此，也可適用各像素中放大信號電荷的有源 型(Active) CMOS圖像傳感器。另外，將本發明適用於作為攝像裝置的 一個例子的有源型CMOS圖像傳感器的情況下，則如圖22和圖23所示， 每個像素500除了具有上述第1實施方式示出的轉送柵極電極7、轉送柵 極電極8、轉送柵極電極9、倍增柵極電極10以及讀取柵極電極11之外， 還具有含復位柵極電極12的復位電晶體Trl、和放大電晶體Tr2、像素選 擇電晶體Tr3。在復位電晶體Td的復位柵極電極12上，通過接觸部與復 位柵線12a連接，以提供復位信號。復位電晶體Trl的漏極(復位漏極13) 通過接觸部與電源電位(VDD)線500a連接。另外，構成復位電晶體Trl 的源極和讀取柵極電極11的源極的FD區域5和放大電晶體Tr2的柵極通 過信號線25連接。在放大電晶體Tr2的源極上，連接像素選擇電晶體Tr3 的漏極。像素選擇電晶體Tr3的柵極與行選擇線500b連接，並且源極與 輸出線500c連接。在第1實施方式的變形例的有源型CMOS圖像傳感器中，讀取柵極電 極11的ON/OFF控制按每行進行，而讀取柵極電極11之外的柵極電極的 ON/OFF控制則對全體像素500 —齊進行。另外，對於有源型CMOS圖像 傳感器而言，由於構成為在各像素內放大信號，所以在讀取像素數據時難 以受到像素數據讀取路徑的噪音，因此，能夠控制像質的降低。
另外，在上述第l-第6實施方式中，儘管示出的是對於各列的多個像 素50的每一個均形成1個復位電晶體26的例子，但是本發明並非僅限於 此，也可以對於每一個像素形成1個復位柵極電晶體。
另外，在上述第1~第6實施方式中，示出的儘管是在轉送柵極電極7、 8、 9和讀取柵極電極11處於導通狀態時，轉送柵極電極7、 8、 9和讀取 柵極電極11下的轉送通道3呈調整為約4V的電位的狀態的例子，但本發 明並非僅限於此，在轉送柵極電極7、 8、 9和讀取柵極電極11處於導通 狀態時，轉送柵極電極7、 8、 9和讀取柵極電極11下的轉送通道3也可 以呈調整為各自不同的電位的狀態。
另外，在上述第1 第6實施方式中，儘管示出的是在轉送柵極電極7 和讀取柵極電極11呈截止狀態時，分別與轉送柵極電極7和讀取柵極電 極11對應的兩方的轉送通道3的電位比轉送柵極電極8、轉送柵極電極9 和倍增柵極電極10各自對應的轉送通道3的電位低的例子，但本發明並 非僅限於此，也可以是，在轉送柵極電極7和讀取柵極電極11呈截止狀 態時，轉送柵極電極7和讀取柵極電極11中的任一方的電極下的轉送通 道3的電位比與轉送柵極電極8、轉送柵極電極9和倍增柵極電極10分別 對應的轉送通道3的電位低。此時，降低轉送柵極電極7和讀取柵極電極 11下的轉送通道3的電位中、與倍增柵極電極10鄰接的電極下的轉送通 道3的電位，則效果更好。
另外，在上述第1 第6實施方式中，儘管示出的是p型矽基板l表面 上形成轉送通道3、 PD部4和FD區域5的例子，但是本發明並非僅限於 此，也可以是，在n型矽基板表面形成p型阱區的同時，在該p型阱區的 表面上形成轉送通道、光電二極體部和浮動擴散區域。
另外，在上述第1~第6實施方式中，儘管示出的是採用電子作為信號 電荷的例子，但是本發明並非僅限於此，也可以是，通過使基板雜質的導電型和所施加的電壓的極性完全相反，而採用空穴作為信號電荷。
另外，在上述第2實施方式中，儘管示出的是在轉送柵極電極7和讀
取柵極電極11呈截止狀態時，控制讀取柵極電極11下的轉送通道3的電 位，比轉送柵極電極7下的轉送通道3的電位低的例子，但本發明並非僅 限於此，也可以是，控制轉送柵極電極7下的轉送通道3的電位，比讀取 柵極電極11下的轉送通道3的電位低。
另外，在上述第l實施方式中，儘管示出的是本發明適用於作為攝像 裝置的一個例子的CMOS圖像傳感器，但本發明並非僅限於此，只要是通 過生成電子而進行感應的傳感器裝置，除攝像裝置外也可適用。例如，如 圖24所示，配置電荷生成部40以代替在第1實施方式中配置的PD部4， 從而也可以作為傳感器裝置而運行，並且根據上述結構還可得到與上述第 l實施方式相同的效果。另外，通過進行與上述第l-第6實施方式相同的 動作，也可以倍增所生成的電子(感應後的數據)。
另外，在上述第3實施方式中，儘管示出的是讀取柵極電極11的柵 極長度比讀取柵極電極11之外的柵極電極的柵極長度大的例子，但是本 發明並非僅限於此，如圖25和圖26所示的第3實施方式的變形例所示， 也可以是，轉送柵極電極7和讀取柵極電極11的兩方的柵極長度(圖25 的Ll)比轉送柵極電極7和讀取柵極電極11之外的柵極電極的柵極長度 (圖25的L2)更大。此時，在對轉送柵極電極7和讀取柵極電極11分別 施加時鐘信號0)1及05的截止信號(L電平信號)時，對轉送柵極電極7 和讀取柵極電極11分別施加約V-1.5的電壓。此時，轉送柵極電極7下和 讀取柵極電極11下的轉送通道3均調整為約0.5V的電位。另夕卜，作為圖 21所示的轉送柵極電極7的柵極長度比轉送柵極電極7之外的柵極電極的 柵極長度大的第6實施方式的變形例，也可以是，轉送柵極電極7和讀取 柵極電極11兩者的柵極長度比轉送柵極電極7和讀取柵極電極11之外的 電極的柵極長度大。根據上述結構，能夠抑制在進行電子的轉送動作和倍 增動作時，電子在PD部4和FD區域5兩側漏出、與PD部4鄰接的轉送 柵極電極7和與FD區域5鄰接的讀取柵極電極11的柵極長度比其他柵極 電極的柵極長度更大的量。進一步，在電子的轉送動作和倍增動作時，轉 送柵極電極7下和讀取柵極電極11下各自分別對應的轉送通道3的電位控制得最低。因此，據此能夠可靠地抑制電子對PD部4和FD區域5任
一方洩漏。
另外，在上述第5實施方式中，儘管示出的是，在轉送柵極電極7和 讀取柵極電極11呈截止狀態時，轉送柵極電極7下的轉送通道3的電位 控制得比讀取柵極電極11下的轉送通道3的電位低的例子，但是本發明 並非僅限於此，也可以是，讀取柵極電極11下的轉送通道3的電位控制 得比轉送柵極電極7下的轉送通道3的電位低。
權利要求
1、一種攝像裝置，具有第1電極，其用於產生積蓄信號電荷的電場；第2電極，其用於產生通過碰撞電離而增加信號電荷的電場；光電轉換部，其生成信號電荷；第3電極，其被設置成與上述光電轉換部鄰接，並用於轉送信號電荷；電壓轉換部，其用於將信號電荷轉換成電壓；第4電極，其被設置成與上述電壓轉換部鄰接，並用於將信號電荷轉送至上述電壓轉換部；轉送通道，其被設置於上述第1電極、上述第2電極、上述第3電極及上述第4電極的下方，用於進行信號電荷的轉送動作和增加動作，被構成為在信號電荷的轉送動作時和增加動作時，與上述第3電極相對應的轉送通道的電位和與上述第4電極相對應的轉送通道的電位中的至少一個電位被控制成比與上述第1電極和上述第2電極相對應的上述轉送通道的電位低。
2、 如權利要求1所述的攝像裝置，其特徵在於， 被構成為在信號電荷的轉送動作時和增加動作時，與上述第3電極相對應的轉送通道的電位和與上述第4電極相對應的轉送通道的兩個電位被 控制成比與上述第1電極和上述第2電極相對應的上述轉送通道的電位 低。
3、 如權利要求1所述的攝像裝置，其特徵在於， 被構成為在信號電荷的轉送動作時和增加動作時，與上述第3電極相對應的轉送通道的電位和與上述第4電極相對應的轉送通道的電位被控制 成比與上述第1電極和上述第2電極分別相對應的上述轉送通道的電位 低，並且，與上述第3電極相對應的轉送通道的電位和與上述第4電極相 對應的轉送通道的電位為不同的電位。
4、 如權利要求3所述的攝像裝置，其特徵在於，上述第2電極被配置成與上述第3電極和上述第4電極任一方的電極 相鄰接，被構成為與上述第3電極和上述第4電極中的上述第2電極鄰接配置 的一方的電極相對應的上述轉送通道的電位被控制成比與上述第3電極和 上述第4電極中的另一方的電極相對應的上述轉送通道的電位低。
5、 如權利要求3所述的攝像裝置，其特徵在於， 用於增加上述信號電荷的第2電極配置成與用於將信號電荷轉送至上述電壓轉換部的上述第4電極相鄰接。
6、 如權利要求5所述的攝像裝置，其特徵在於， 被構成為在信號電荷的轉送動作時和增加動作時，與用於將信號電荷轉送到上述電壓轉換部的上述第4電極相對應的轉送通道的電位被控制得 比與用於轉送上述信號電荷的第3電極相對應的轉送通道的電位低。
7、 如權利要求3所述的攝像裝置，其特徵在於， 用於增加上述信號電荷的第2電極配置成與用於轉送上述信號電荷的第3電極相鄰接。
8、 如權利要求7所述的攝像裝置，其特徵在於， 被構成為在信號電荷的轉送動作時和增加動作時，與用於轉送信號電荷的第3電極相對應的轉送通道的電位被控制得比與用於將上述信號電荷 轉送至上述電壓轉換部的上述第4電極相對應的轉送通道的電位低。
9、 如權利要求l所述的攝像裝置，其特徵在於，上述第3電極和上述第4電極中至少一方的電極在沿著信號電荷的轉 送方向的方向上的長度比上述第3電極和上述第4電極以外的任何一個電極在沿著信號電荷的轉送方向的方向上的長度大。
10、 如權利要求9所述的攝像裝置，其特徵在於， 用於增加上述信號電荷的第2電極配置成與上述第3電極和上述第4電極任一方的電極相鄰接，上述第3電極和上述第4電極中與上述第2電極相鄰接配置的一方的 電極在信號電荷的轉送方向上的長度比另一方的電極在信號電荷的轉送 方向上的長度大。
11、 如權利要求9所述的攝像裝置，其特徵在於，上述第3電極和上述第4電極中與上述第2電極相鄰接配置的一方的 電極在信號電荷的轉送方向上的長度比另一方的電極在信號電荷的轉送方向上的長度大，並且在進行信號電荷的轉送動作和增加動作時，分別與上述第3電極和上述第4電極相對應的轉送通道的電位比與上述第3電極 和上述第4電極之外的電極相對應的上述轉送通道的電位更低。
12、 如權利要求9所述的攝像裝置，其特徵在於，上述第3電極和上述第4電極中兩個電極在沿著信號電荷的轉送方向 上的長度比上述第3電極和上述第4電極之外的任何一個電極在沿著信號 電荷的轉送方向上的長度大。
13、 如權利要求12所述的攝像裝置，其特徵在於， 在信號電荷的轉送動作時和增加動作時，分別與上述第3電極和上述第4電極的兩個電極相對應的上述轉送通道的電位比與上述第3電極和上 述第4電極之外的電極相對應的上述轉送通道的電位低。
14、 如權利要求l所述的攝像裝置，其特徵在於， 還包括設於上述第1電極和上述第2電極之間，用於轉送信號電荷的第5電極，被構成為在由上述第2電極而產生信號電荷進行碰撞電離的電場的狀 態下，交替地進行信號電荷的增加動作和信號電荷的轉送動作，上述信號電荷的增加動作按照將蓄積在與上述第1電極相對應的轉送 通道中的信號電荷轉送到與上述第2電極相對應的轉送通道的方式，控制 上述第1電極和上述第5電極，上述信號電荷的轉送動作按照將通過由上述第2電極產生的電場所增加的信號電荷轉送到與上述第l電極相對應的轉送通道的方式，控制上述 第1電極、上述第5電極以及上述第2電極。
15、 如權利要求1所述的攝像裝置，其特徵在於， 被構成為在將信號電荷從上述光電轉換部轉送至上述轉送通道時，將與上述第3電極相對應的轉送通道的電位控制為比上述光電轉換部的電位 咼，被構成為將信號電荷從上述光電轉換部轉送至上述轉送通道時與上 述第3電極相對應的轉送通道的電位，至少與產生蓄積信號電荷的電場時 的上述第1電極相對應的轉送通道的電位大致相同。
16、 如權利要求1所述的攝像裝置，其特徵在於，被構成為在將信號電荷從上述轉送通道轉送到上述電壓轉換部時，控制與上述第4電極相對應的轉送通道的電位比與上述第4電極相鄰接的上 述第1電極或者上述第2電極的任一方的電極相對應的轉送通道的電位 高，且比上述電壓轉換部的電位低，被構成為在將信號電荷從上述轉送通道轉送到上述電壓轉換部時的 與上述第4電極相對應的轉送通道的電位，至少與產生蓄積信號電荷的電 場時的上述第1電極相對應的轉送通道的電位實質上相同大小。
17、 如權利要求1所述的攝像裝置，其特徵在於， 被構成為對上述第4電極施加用於抑制在信號電荷的轉送動作和增加動作時從與上述第4電極相對應的上述轉送通道向上述電壓轉換部轉送信 號電荷的電壓。
18、 一種傳感器裝置，具有 用於產生積蓄信號電荷的電場的第1電極； 用於產生通過碰撞電離增加信號電荷的電場的第2電極；生成信號電荷的電荷生成部；設置成與上述電荷生成部鄰接，且用於轉送信號電荷的第3電極； 用於將信號電荷轉換成電壓的電壓轉換部；設置成與上述電壓轉換部相鄰接，且用於將信號電荷轉送至上述電壓轉換部的第4電極；和設置於上述第1電極、上述第2電極、上述第3電極、及上述第4電 極的下方，用於進行信號電荷的轉送動作和增加動作的轉送通道，被構成為在信號電荷的轉送動作時和增加動作時，與上述第3電極相 對應的轉送通道的電位和與上述第4電極相對應的轉送通道的電位中的至 少一個電位控制成比與上述第1電極和上述第2電極相對應的上述轉送通 道的電位低。
19、 如權利要求18所述的傳感器裝置，其特徵在於， 還包括設置於上述第1電極和上述第2電極之間，且用於轉送信號電荷的第5電極，被構成為在由上述第2電極而產生信號電荷進行碰撞電離的電場的狀 態下，交替地進行信號電荷的增加動作和信號電荷的轉送動作，上述信號電荷的增加動作按照將蓄積在與上述第1電極相對應的轉送通道中的信號電荷轉送到與上述第2電極相對應的轉送通道的方式，控制 上述第1電極和上述第5電極，上述信號電荷的轉送動作按照將通過由上述第2電極產生的電場所增 加的信號電荷轉送到與上述第1電極相對應的轉送通道的方式，控制上述 第1電極、上述第5電極以及上述第2電極。
全文摘要
本發明提供一種攝像裝置和傳感器裝置。該攝像裝置，構成為在信號電荷的轉送動作時以及增加動作時，控制為與第3電極相對應的轉送通道的電位和與第4電極相對應的轉送通道的電位中的至少一個電位比與第1電極和第2電極相對應的轉送通道的電位低。
文檔編號H04N5/357GK101414618SQ200810176979
公開日2009年4月22日 申請日期2008年7月31日 優先權日2007年7月31日
發明者中島勇人, 清水龍 申請人:三洋電機株式會社