專利名稱：放大型固體攝像器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種放大型固體攝像器件。
背景技術(shù)：
參照?qǐng)D10說(shuō)明現(xiàn)有的放大型固體攝像器件的布圖設(shè)計(jì)。如圖10所示，放大型固體攝像器件是在半導(dǎo)體基板117上形成受光部112、水平掃描單元114、垂直掃描單元115、除噪聲電路120而構(gòu)成(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
以一維狀或二維狀配置多個(gè)像素而構(gòu)成受光部112。此外，各像素具有將入射光變換成信號(hào)電荷的光電變換部112a和輸出與信號(hào)電荷量對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的輸出部(未圖示)。在圖10的例子中，像素以二維狀配置。
在受光部112的上部設(shè)置有遮光層111。在遮光層111形成有用于使光射入各光電變換部112a的多個(gè)開口窗116。因此，光僅入射到各像素的光電變換部112a，限制了光向各像素的除此以外部分的入射。通過(guò)形成覆蓋受光部112的膜并選擇性地去除其一部分，形成開口窗116。
此外，通過(guò)將導(dǎo)電材料成膜，形成遮光層111。再者，在遮光層111連接著布線118。而且，為了提供接地電位(GND)，向布線118施加了電壓(Vsd)，謀求受光部112的阱區(qū)的穩(wěn)定性。
水平掃描單元114及垂直掃描單元115依次以X-Y地址方式讀取在受光部112的各像素產(chǎn)生的電信號(hào)。具體地說(shuō)，垂直掃描單元115執(zhí)行多個(gè)像素中的行方向上的選擇及控制。由垂直掃描單元115選擇出的行的像素信號(hào)被輸出到除噪聲電路120。輸出到除噪聲電路120的像素信號(hào)，通過(guò)水平掃描單元114的水平選擇晶體管129(參照?qǐng)D11)的驅(qū)動(dòng)，按每個(gè)像素輸出。
此外，如圖10所示，在除噪聲電路120和受光部112之間配置有布線層113。布線層113用于將由垂直掃描單元115選擇的行的像素信號(hào)輸出到水平掃描單元4時(shí)的輸出控制。具體地說(shuō)，由從布線119施加到布線層113的電壓(Vnc)大小決定輸出的有無(wú)。對(duì)于這一點(diǎn)，使用后述的附圖11更具體地進(jìn)行說(shuō)明。
此外，除噪聲電路120設(shè)置在半導(dǎo)體基板117上的受光部112和水平掃描單元114之間的區(qū)域，抑制從受光部112讀取的像素信號(hào)的假信號(hào)。具體地說(shuō)，除噪聲電路120執(zhí)行因構(gòu)成各像素的放大晶體管(未圖示)的偏差而產(chǎn)生的噪聲的抑壓及去除。
在此，使用圖11，具體地說(shuō)明圖10所示的受光部112和除噪聲電路120的結(jié)構(gòu)。圖11是表示單位像素及除噪聲電路的一個(gè)例子的圖，圖11(a)表示單位像素及除噪聲電路的電路圖，圖11(b)表示施加到信號(hào)線上的脈沖信號(hào)的時(shí)序。再有，除噪聲電路120由在水平方向排列的多個(gè)單位電路構(gòu)成，在圖11(a)僅示出了構(gòu)成除噪聲電路120的一個(gè)單位電路。
在圖11中，135表示行復(fù)位線，136表示行選擇線，123表示垂直信號(hào)線。向行復(fù)位線135輸入復(fù)位信號(hào)RS。向行選擇線136輸入信號(hào)TR。此外，如圖11(a)所示，單位像素131包括光電二極管132和三個(gè)晶體管。133表示其中的傳輸晶體管，134表示放大晶體管。
除噪聲電路(單位電路)120包括箝位電容(CCL)125，取樣電容(CSP)128，垂直信號(hào)線-除噪聲電路連接晶體管124，以及箝位晶體管126。垂直信號(hào)線-除噪聲電路連接晶體管124用于從垂直信號(hào)線123向除噪聲電路120的信號(hào)傳輸?shù)那袚Q，將輸入信號(hào)SP輸入到其柵電極。此外，輸入信號(hào)CL輸入到箝位晶體管126的柵電極。在圖11(a)中，129表示水平選擇晶體管。
此外，在圖11(b)中，141表示水平消隱期間，142表示水平信號(hào)輸出期間。如圖11(b)所示，除噪聲電路120在水平消隱期間141的前半期間和后半期間，使用輸入信號(hào)CL和輸入信號(hào)SP的脈沖使從像素輸出的像素信號(hào)和復(fù)位信號(hào)RS箝位在箝位電容(CCL)125上，使取樣電容(CSP)128進(jìn)行取樣。其結(jié)果，由于通過(guò)取樣電容(CSP)128進(jìn)行像素信號(hào)和復(fù)位信號(hào)RS的減法運(yùn)算，所以抑壓和去除噪聲。
如果用剖面表示圖10所示的放大型固體攝像器件的結(jié)構(gòu)，則如圖12所示。在圖12中，賦予了圖10或圖11所示的標(biāo)記的部分，是與圖10或圖11中賦予了相同標(biāo)記的部分相同的部分。此外，在圖12中，施加了相同陰影的部分是具有相同功能的部分。
再有，圖12中，121表示元件分離區(qū)域，122表示有源區(qū)域，127表示連接硝。此外，130a～130c表示平面布圖的多晶硅布線，137表示絕緣層，138表示阱。此外，在圖12中，省略陰影示出了半導(dǎo)體基板117及絕緣層137。
如圖12所示，在除噪聲電路120中，布線層113通過(guò)連接硝127同取樣電容128附近的有源區(qū)域122連接。此外，施加在布線層113上的電壓(Vnc)，向取樣電容128提供接地電位。因此，通過(guò)改變施加在布線層113的電壓(Vnc)，就能夠執(zhí)行從各像素131經(jīng)過(guò)除噪聲電路120向水平掃描單元4傳輸信號(hào)時(shí)的切換。
但是，在圖10～圖12所示的現(xiàn)有的放大型固體攝像器件中，如上所述，在受光部112的上面設(shè)置有遮光層111，通過(guò)遮光層111限制向受光部112的不需要光的射入。另一方面，在稱為除噪聲電路120的受光部112之外的部分，沒(méi)有形成光電二極管等光電變換部，所以沒(méi)設(shè)置遮光層。
但是，如圖12所示，除噪聲電路120具有利用了MOS晶體管中的PN結(jié)電容和柵極電容的電容器(箝位電容125、取樣電容128等)。此外，除噪聲電路120還具有通常的MOS晶體管(箝位晶體管126、水平選擇晶體管129等)。
因此，當(dāng)光射入到除噪聲電路120時(shí)，在除噪聲電路120中的PN結(jié)部分進(jìn)行光電變換，產(chǎn)生電流。并且，由于該產(chǎn)生的電流會(huì)局部地對(duì)噪聲去除性能造成影響，所以，其結(jié)果會(huì)產(chǎn)生使像質(zhì)劣化的問(wèn)題。
專利文獻(xiàn)1日本特開2001-15725號(hào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，提供一種能夠抑制像質(zhì)劣化的放大型固體攝像器件。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的放大型固體攝像器件，其至少包括受光部，通過(guò)在半導(dǎo)體基板上以一維狀或二維狀配置多個(gè)像素而形成，上述像素將入射光變換成信號(hào)電荷，并輸出與信號(hào)電荷量對(duì)應(yīng)的電信號(hào)；讀取單元，從上述多個(gè)像素分別依次讀取上述電信號(hào)；除噪聲電路，抑制從上述讀取單元讀取的電信號(hào)的假信號(hào)；以及第一遮光層，位于上述受光部的上部，限制光入射到進(jìn)行上述受光部的光電變換的部分之外；在上述除噪聲電路的上部，設(shè)置有限制向除噪聲電路的光入射的第二遮光層。
本發(fā)明的放大型固體攝像器件具有覆蓋除噪聲電路的遮光層，因此就能夠遮斷入射到除噪聲電路的有害光。因此，根據(jù)本發(fā)明的放大型固體攝像器件，能夠抑制在除噪聲電路因產(chǎn)生光電變換而導(dǎo)致的像質(zhì)的劣化。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的放大型固體攝像器件的布圖的概略圖。
圖2是表示圖1所示的放大型固體攝像器件的一部分的剖面圖，并表示沿圖1中的剖切線A-A′進(jìn)行剖切的狀態(tài)。
圖3是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的放大型固體攝像器件的布圖的概略圖。
圖4是表示圖3所示的放大型固體攝像器件的一部分的剖面圖，并表示沿圖3中的剖切線B-B′進(jìn)行剖切的狀態(tài)。
圖5是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的放大型固體攝像器件的布圖的概略圖。
圖6是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式的放大型固體攝像器件的布圖的概略圖。
圖7是表示圖6所示的放大型固體攝像器件的一部分的剖面圖，并表示沿圖6中的剖切線C-C′進(jìn)行剖切的狀態(tài)。
圖8是表示本發(fā)明的第五實(shí)施方式的放大型固體攝像器件的布圖的概略圖。
圖9是表示圖8所示的放大型固體攝像器件的一部分的剖面圖，并表示沿圖8中的剖切線D-D′進(jìn)行剖切的狀態(tài)。
圖10是表示現(xiàn)有的放大型固體攝像器件的布圖的概略圖。
圖11是表示單位像素及除噪聲電路的一個(gè)例子的圖，圖11(a)表示單位像素及除噪聲電路的電路圖，圖11(b)表示施加在信號(hào)線上的脈沖信號(hào)的時(shí)序圖。
圖12是表示圖10所示的放大型固體攝像器件的一部分的剖面圖，并表示沿圖10中的剖切線E-E′進(jìn)行剖切的狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的放大型固體攝像器件，放大型固體攝像器件至少包括受光部，通過(guò)在半導(dǎo)體基板上以一維狀或二維狀配置多個(gè)像素而形成，上述像素將入射光變換成信號(hào)電荷，并輸出與信號(hào)電荷量對(duì)應(yīng)的電信號(hào)；讀取單元，從上述多個(gè)像素分別依次讀取上述電信號(hào)；除噪聲電路，抑制從上述讀取單元讀取的電信號(hào)的假信號(hào)；以及第一遮光層，位于上述受光部的上部，限制光入射到進(jìn)行上述受光部的光電變換的部分之外；在上述除噪聲電路的上部，設(shè)置有限制向除噪聲電路的光入射的第二遮光層。
希望在上述本發(fā)明的放大型固體攝像器件中，上述讀取單元具有沿像素的列方向設(shè)置的垂直掃描單元和沿像素的行方向設(shè)置的水平掃描單元；上述除噪聲電路設(shè)置在半導(dǎo)體基板上的上述受光部和上述水平掃描單元之間的區(qū)域；上述第一遮光層和上述第二遮光層彼此分離地形成。此外，希望在上述方式中，上述第一遮光層和上述第二遮光層具有導(dǎo)電性，設(shè)有對(duì)上述第一遮光層和上述第二遮光層能夠分別施加電壓的布線，上述第二遮光層用于將由上述讀取單元讀取的上述電信號(hào)向上述除噪聲電路輸出時(shí)的輸出控制。
上述方式的情況下，能夠?qū)ι鲜龅谝徽诠鈱蛹吧鲜龅诙诠鈱臃謩e施加脈沖或DC偏壓，所以能夠?qū)κ芄獠考俺肼曤娐犯鶕?jù)需要僅施加各自所需的電壓。此外，對(duì)上述第一遮光層和上述第二遮光層分別施加脈沖或DC偏壓時(shí)，能夠抑制施加在一方的脈沖或DC偏壓干涉施加在另一方的脈沖或DC偏壓。
此外，希望在上述本發(fā)明的放大型固體攝像器件中，還具有第三遮光層，上述第三遮光層位于上述受光部和除噪聲電路之間、且上述第一遮光層及上述第二遮光層的下層，在上述半導(dǎo)體基板的厚度方向其一部分與上述第一遮光層及上述第二遮光層重合。
根據(jù)此方式，能夠通過(guò)上述第三遮光層來(lái)抑制來(lái)自上述第一遮光層和上述第二遮光層之間的光入射，所以能夠?qū)崿F(xiàn)遮光性的進(jìn)一步提高。
此外，希望在此方式中，上述第三遮光層具有導(dǎo)電性；形成布線，以便能夠?qū)ι鲜龅谝徽诠鈱雍蜕鲜龅诙诠鈱臃謩e施加電壓，能夠?qū)ι鲜龅诙诠鈱雍蜕鲜龅谌诠鈱油瑫r(shí)施加相同大小的電壓。
再有，希望在本方式中，上述第二遮光層的一個(gè)端部和上述第三遮光層的一個(gè)端部通過(guò)上述布線電連接，上述第二遮光層的另一個(gè)端部和上述第三遮光層的另一個(gè)端部通過(guò)不同于上述布線的其它布線進(jìn)行電連接。
此情況下，在與上述第二遮光層及上述第三遮光層的施加了脈沖和DC偏壓的部分遠(yuǎn)離的部分，可以抑制因上述第二遮光層及上述第三遮光層原來(lái)具有的布線電阻而引起的電壓下降。
此外，希望在上述方式中，上述第三遮光層具有導(dǎo)電性，并且設(shè)有對(duì)上述第一遮光層、上述第二遮光層、上述第三遮光層能分別單獨(dú)地施加電壓的布線。此情況下，能夠分別設(shè)定施加在上述第二遮光層的電壓和施加在第三遮光層的電壓，能夠?qū)⑸鲜龅诙诠鈱幼鳛樯鲜龅谌诠鈱拥谋Ｗo(hù)層來(lái)使用。
此外，在本發(fā)明的放大型固體攝像器件中，希望上述第一遮光層和上述第二遮光層形成連續(xù)的一個(gè)遮光層，此情況下，希望上述連續(xù)的一個(gè)遮光層具有導(dǎo)電性。根據(jù)此方式，由于在遮光層和遮光層之間不產(chǎn)生間隙，能夠?qū)崿F(xiàn)遮光性的進(jìn)一步提高，能夠期待提高像質(zhì)劣化的抑制效果。
(第一實(shí)施方式)下面，參照?qǐng)D1及圖2，說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的放大型固體攝像器件。圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的放大型固體攝像器件的布圖的概略圖。圖2是表示圖1所示的放大型固體攝像器件的一部分的剖面圖，并表示沿圖1中的剖切線A-A′進(jìn)行剖切的狀態(tài)。再有，在圖2中，對(duì)于半導(dǎo)體基板7的主要部分及絕緣層22，省略了陰影線。
如圖1所示，放大型固體攝像器件包括受光部10、讀取單元、除噪聲電路11，它們都設(shè)置在半導(dǎo)體基板7上。受光部10是在半導(dǎo)體基板上以一維狀或二維狀配置多個(gè)像素而形成。此外，各像素由將入射光變換成信號(hào)電荷的光電變換部10a和輸出對(duì)應(yīng)于信號(hào)電荷量的電信號(hào)的輸出部(未圖示)構(gòu)成(參照?qǐng)D11)。
在本例中，像素以二維方式(矩陣狀)配置。此外，如圖2所示，光電變換部10a具備光電二極管10b。輸出部包括傳輸晶體管(未圖示)，讀取存儲(chǔ)在光電二極管10b的信號(hào)電荷；漂移擴(kuò)散層(未圖示)，將信號(hào)電荷變換成對(duì)應(yīng)于其電荷量的電壓；復(fù)位晶體管(未圖示)，將存儲(chǔ)在漂移擴(kuò)散層的信號(hào)電荷進(jìn)行復(fù)位；以及驅(qū)動(dòng)晶體管(未圖示)。驅(qū)動(dòng)晶體管構(gòu)成源極跟隨電路(未圖示)。此外，源極跟隨電路連接到漂移擴(kuò)散層，并且是進(jìn)行電壓變化的放大和阻抗變換的電路。
此外，如圖1及圖2所示，在受光部10的上部設(shè)有第一遮光層。為了使光入射到各光電變換部10a，在第一遮光層形成有多個(gè)開口窗6。由此，光僅入射到各像素的光電變換部10a，能夠限制光入射到各像素的除此以外的部分。開口窗6的形成是通過(guò)選擇性地去除第一遮光層1的一部分而進(jìn)行。
讀取單元重復(fù)實(shí)行行方向和列方向的讀取動(dòng)作，執(zhí)行每一像素的電信號(hào)(像素信號(hào))的讀取。在本例中，讀取單元包括圖1所示的垂直掃描單元5及水平掃描單元4，圖2所示的垂直信號(hào)線12，垂直信號(hào)線-除噪聲電路連接晶體管13及水平選擇晶體管18。此外，雖然在圖1及圖2沒(méi)有圖示，但讀取單元還包括開關(guān)晶體管(未圖示)及水平信號(hào)線(未圖示)。
垂直掃描單元5沿像素的列方向(垂直方向)設(shè)置在半導(dǎo)體基板7上。水平掃描單元4沿像素的行方向(水平方向)設(shè)置在半導(dǎo)體基板7上。對(duì)于每個(gè)像素設(shè)有開關(guān)晶體管。
再有，水平信號(hào)線沿行方向設(shè)置在鄰接除噪聲電路11的位置，通過(guò)水平晶體管18同除噪聲電路11連接。此外，水平晶體管180的導(dǎo)通、截止由水平掃描單元4來(lái)執(zhí)行。
除噪聲電路11與背景技術(shù)中圖10及圖11所示的除噪聲電路120相同。除噪聲電路11也設(shè)置在半導(dǎo)體基板7上的受光部10和水平掃描單元4之間的區(qū)域，執(zhí)行對(duì)因構(gòu)成各像素的放大晶體管(未圖示)的偏差而產(chǎn)生的噪聲的抑壓及去除(假信號(hào)控制)。
在此說(shuō)明讀取單元的讀取動(dòng)作。首先，如果通過(guò)進(jìn)行行方向的選擇的垂直掃描單元5使規(guī)定行的開關(guān)晶體管成為導(dǎo)通狀態(tài)，則讀取此規(guī)定行的像素信號(hào)。
接著，由垂直掃描單元5進(jìn)行選擇而讀取的行的像素信號(hào)，經(jīng)垂直信號(hào)線12及垂直信號(hào)線-除噪聲電路連接晶體管13(參照?qǐng)D2)向除噪聲電路11輸出。垂直信號(hào)線-除噪聲電路連接晶體管13用于從垂直信號(hào)線12向除噪聲電路11的信號(hào)傳輸?shù)那袚Q。僅在垂直信號(hào)線-除噪聲電路連接晶體管13被控制在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，向除噪聲電路11傳輸信號(hào)。
此后，輸出到除噪聲電路11的像素信號(hào)通過(guò)由水平掃描單元4進(jìn)行的水平選擇晶體管18的驅(qū)動(dòng)，按每個(gè)像素輸出。再有，除噪聲電路11的電路結(jié)構(gòu)及動(dòng)作，與背景技術(shù)中圖11所示的噪聲電路120的電路結(jié)構(gòu)及動(dòng)作相同。
在圖2中，14是取樣電容，15是箝位晶體管，16是箝位電源線，17是箝位電容，19a及19b是平面布圖的多晶硅布線。此外，20表示元件分離區(qū)域，21表示有源區(qū)域，22表示絕緣層，23表示連接硝，24表示阱。再有，在圖2中，施加了相同陰影線的部分是具有相同功能的部分。
此外，如圖1及圖2所示，在本第一實(shí)施方式中，在除噪聲電路11的上部設(shè)置有限制光向除噪聲電路11入射的第二遮光層2。由此，在本第一實(shí)施方式中的放大型固體攝像器件中，與背景技術(shù)中圖11所示的放大型固體攝像器件不同，除噪聲電路11處于自外部被遮光的狀態(tài)。
其結(jié)果，在本第一實(shí)施方式中，抑制了在構(gòu)成除噪聲電路11的PN結(jié)部分產(chǎn)生的光電變換，抑制了在背景技術(shù)中記述的像質(zhì)劣化。再有，從圖1可知，在垂直掃描單元5和水平掃描單元4的上部，沒(méi)有形成遮光層。但是，垂直掃描單元5不直接處理信號(hào)，而且水平掃描單元4保持信號(hào)的時(shí)間非常短。因此，光入射它們不會(huì)產(chǎn)生像質(zhì)劣化。
此外，在本例中，第一遮光層1和第二遮光層2是將導(dǎo)電材料成膜形成的導(dǎo)電膜。作為形成第一遮光層1及第二遮光層2的導(dǎo)電材料，例如可列舉鋁、鎢硅化物等。其中，從降低電阻值的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選使用鋁。
再者，第一遮光層1和第二遮光層2相互分離地形成，處于電絕緣的關(guān)系。此外，從圖1可知，在第一遮光層1連接著第一布線8，在第二遮光層2連接著第一布線8之外的別的第二布線9。
因此，在本第一實(shí)施方式中，能夠?qū)⒌谝徽诠鈱?和第二遮光層2作為布線層利用。而且，能夠?qū)烧叻謩e施加不同的脈沖信號(hào)和DC偏壓等。再有，由于二者絕緣，所以施加在第一遮光層1上的電壓和施加在第二遮光層2上的電壓互相不干涉。
此外，在本第一實(shí)施方式中，在第一遮光層1上，通過(guò)第一布線8施加了像素部用的電源電壓(Vsd)。此外，電壓(Vsd)是脈沖電壓，作為圖11中示出的輸入信號(hào)VDDCELL施加。
此外，在第二遮光層2中，施加了用于進(jìn)行垂直信號(hào)線-除噪聲電路連接晶體管13的開關(guān)控制的電壓(Vnc)。電壓(Vnc)也是脈沖電壓。此外，電壓(Vnc)作為圖11中示出的輸入信號(hào)SP施加。第二遮光層2用于將由讀取單元讀取的電信號(hào)向除噪聲電路11輸出時(shí)的輸出控制。
如上所述，如果對(duì)第一遮光層1和第二遮光層賦予導(dǎo)電性，而且使二者成為絕緣的狀態(tài)，就能夠?qū)烧叻謩e考慮為一個(gè)布線。其結(jié)果，由于能夠提高放大型固體攝像器件中的布線設(shè)計(jì)的自由度，就能夠?qū)崿F(xiàn)布線結(jié)構(gòu)的小型化和設(shè)計(jì)成本的下降。
再有，不特別限定用于確保第一遮光層1和第二遮光層2絕緣的距離S(參照?qǐng)D1及圖2)，可以在這些遮光層的形成工藝所允許的范圍內(nèi)設(shè)定。此外，本第一實(shí)施方式中，在將一個(gè)導(dǎo)電膜進(jìn)行成膜后，對(duì)其實(shí)施蝕刻而形成第一遮光層1和第二遮光層2，但也可以通過(guò)各自的工藝形成。
而，在本第一實(shí)施方式中，可以在第一遮光層1及第二遮光層2的上層及下層的任一層或兩者上設(shè)置另外的布線層。此情況下，該布線層既可以是單層，也可以是多層。
此外，如圖1及圖2所示，在本例中，在受光部10和除噪聲電路11之間的成為第一遮光層1及第二遮光層2的下層的位置，設(shè)有第三遮光層。第三遮光層3在半導(dǎo)體基板7的厚度方向上其一部分與第一遮光層1及第二遮光層2重合。
由此，借助于第三遮光層3遮蔽從第一遮光層1和第二遮光層2之間入射的光，因此能夠進(jìn)一步抑制像質(zhì)的劣化。再有，作為第三遮光層3的形成材料，可以使用作為第一遮光層1及第二遮光層2的形成材料而列舉的材料。
與第三遮光層3中的第一遮光層1或第二遮光層2重合的部分的尺寸，設(shè)定成不使光從分離的第一遮光層1和第二遮光層2之間入射即可。具體地說(shuō)，優(yōu)選將第三遮光層3中的、與第一遮光層1重合的部分的列方向的長(zhǎng)度T1和與第二遮光層2重合的部分的列方向的長(zhǎng)度T2設(shè)定在5μm以上。此外，在制造工藝中如果考慮所需的對(duì)準(zhǔn)余量，尤其優(yōu)選將T1及T2設(shè)定在5.5μm～8.0μm。
(第二實(shí)施方式)接著，參照?qǐng)D3及圖4，說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的放大型固體攝像器件。圖3是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的放大型固體攝像器件的布圖的概略圖。圖4是表示圖3所示的放大型固體攝像器件的一部分的剖面圖，并表示沿圖3中的剖切線B-B′剖切的狀態(tài)。
再有，在圖3及圖4中，賦予了圖1或圖2所示標(biāo)記的部分是與在圖1或圖2中賦予了相同標(biāo)記的部分相同的部分。此外，在圖4中，對(duì)于半導(dǎo)體基板7的主要部分及絕緣層22，省略了陰影線。而且，在圖4中施加了相同陰影線的部分是具有相同功能的部分。
如圖3及圖4所示，本第二實(shí)施方式也與第一實(shí)施方式相同，在第一遮光層1連接有第一布線31。此外，在第二布線層2連接有第一布線31之外的第二布線32。因此，在本第二實(shí)施方式中，也能夠利用第一布線31對(duì)第一遮光層1施加電壓(Vsd)，能夠利用第二布線32對(duì)第二遮光層2施加電壓(Vnc)。
但是，在本第二實(shí)施方式中，與圖1及圖2所示的第一實(shí)施方式不同點(diǎn)是，第二布線32還連接到第三遮光層3，能夠?qū)Φ诙诠鈱?和第三遮光層3同時(shí)施加相同大小的電壓。由此，能夠?qū)Φ诙诠鈱?和第三遮光層3這兩方施加電壓(Vnc)。
此外，在本第二實(shí)施方式中，施加在第一遮光層1的電壓(Vsd)是脈沖電壓，作為圖11所示的輸入信號(hào)VDDCEL施加。另一方面，從圖2可知，第二遮光層2通過(guò)連接硝23同取樣電容14附近的有源區(qū)域21連接。第三遮光層3通過(guò)連接硝23同在半導(dǎo)體基板7上形成的元件分離區(qū)域20連接。施加在第二遮光層2就及第三遮光層3上的電壓(Vnc)，向阱24及取樣電容14提供接地電位。
如此，在本第二實(shí)施方式中，能夠?qū)Φ诙诠鈱?及第三遮光層3施加相同的脈沖和DC偏壓，另一方面，能夠?qū)Φ谝徽诠鈱?施加與第二遮光層2及第三遮光層3不同的脈沖和DC偏壓。對(duì)于這些以外的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，圖3所示的放大型固體攝像器件具有與圖1所示的放大型固體攝像器件相同的結(jié)構(gòu)。
此外，除噪聲電路11由多個(gè)單位電路構(gòu)成，但根據(jù)本第二實(shí)施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)各單位電路的微細(xì)化。具體地說(shuō)，以前，為了在放大型固體攝像器件中實(shí)現(xiàn)1水平方向的電位穩(wěn)定，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于在垂直方向排成一列的多個(gè)單位像素及單位電路的每個(gè)，需要在設(shè)有單位電路的區(qū)域形成1個(gè)阱電位用觸點(diǎn)。此外，在與此阱電位用觸點(diǎn)連接的布線層僅為1層的情況下，由加工規(guī)則限制了觸點(diǎn)-觸點(diǎn)間的間隔的縮小。此外，在觸點(diǎn)-觸點(diǎn)間設(shè)置信號(hào)線等布線的情況下，還需要考慮該布線和觸點(diǎn)的邊界?；谶@些觀點(diǎn)，在現(xiàn)有的放大型固體攝像器件中，除噪聲電路11的水平方向的尺寸的縮小是有限制的。
但是，在本第二實(shí)施方式中，還能夠通過(guò)第三遮光層3提供阱電位，能夠由第三遮光層3、和與阱電位用觸點(diǎn)連接的布線這兩個(gè)布線層提供阱電位。由此，根據(jù)本第二實(shí)施方式，能夠提高布線設(shè)計(jì)的自由度。具體地說(shuō)，在對(duì)應(yīng)奇數(shù)列的單位像素的單位電路、和對(duì)應(yīng)偶數(shù)列的單位像素的單位電路中，可以使阱電位用觸點(diǎn)的位置較大地偏移。因此，觸點(diǎn)-觸點(diǎn)間的間隔，很難受加工規(guī)則的限制，能夠縮小化。因此，在各單位電路中，能夠壓縮水平方向的尺寸，能夠?qū)崿F(xiàn)單位像素及單位電路的水平方向的微細(xì)化。
(第三實(shí)施方式)接著，參照?qǐng)D5，說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施方式中的放大型固體攝像器件。圖5是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的放大型固體攝像器件的布圖的概略圖。再有，在圖5中，賦予了圖1所示標(biāo)記的部分是與在圖1中賦予了相同標(biāo)記的部分相同的部分。
如圖5所示，本第三實(shí)施方式中，與圖3所示的例子不同，第二遮光層2和第三遮光層3通過(guò)第二布線32以外的其它布線33電連接。再有，對(duì)于除此以外的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，圖5所示的放大型固體攝像器件具有與圖3所示的放大型固體攝像器件相同的結(jié)構(gòu)。
具體地說(shuō)，在第二遮光層2的一側(cè)(圖中右側(cè))的端部和第三遮光層3的一側(cè)端部，與圖3的例子相同地連接著第二布線32。由此，與圖3所示的第二實(shí)施方式相同，能夠?qū)Φ诙诠鈱?和第三遮光層3施加相同的脈沖和DC偏壓。
相對(duì)于此，在本第三實(shí)施方式中，第二遮光層2的另一側(cè)(圖中左側(cè))端部和第三遮光部3的另一側(cè)端部，還通過(guò)與第二布線32不同的布線33彼此電連接。再有，在實(shí)際中，布線33是在第二遮光層2和第三遮光層3之間的絕緣層22(參照?qǐng)D4)設(shè)置的連接硝。
如此，在本第三實(shí)施方式中，在離第二遮光層2就及第三遮光層3中的施加了脈沖或DC偏壓的部分最遠(yuǎn)的部分，第二遮光層2和第三遮光層3電連接著。其結(jié)果，根據(jù)本第三實(shí)施方式，在與施加了脈沖和DC偏壓的部分遠(yuǎn)離的部分，能夠抑制第二遮光層2和第三遮光層3因原本具備的布線電阻而引起的電壓下降。
(第四實(shí)施方式)接著，參照?qǐng)D6，說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施方式中的放大型固體攝像器件。圖6是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式的放大型固體攝像器件的布圖的概略圖。圖7是表示圖6所示的放大型固體攝像器件的一部分的剖面圖，并表示沿圖6中的剖切線C-C′剖切的狀態(tài)。
再有，在圖6及圖7中，賦予了圖1或圖2所示標(biāo)記的部分，是與圖1或圖2中賦予了相同標(biāo)記的部分相同的部分。此外，在圖7中，對(duì)于半導(dǎo)體基板7的主要部分及絕緣層22省略了陰影線。而且，在圖7中施加了相同陰影線的部分是具有相同功能的部分。
如圖6及圖7所示，在本第四實(shí)施方式中，也與圖1及圖2所示的第一實(shí)施方式相同，在第一遮光層1連接有第一布線34，在第二布線層2連接有第二布線35。
但是，在本第四實(shí)施方式中，與圖1及圖2所示的第一實(shí)施方式不同，在第一布線34及第二布線35之外，還設(shè)有第三布線36。第三布線36與第三遮光層3連接著。對(duì)于此外的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，圖3所示的放大型固體攝像器件具有與圖1所示的放大型固體攝像器件相同的結(jié)構(gòu)。
再者，如圖6所示，通過(guò)第一布線34對(duì)第一遮光層1施加電壓(Vsd)，通過(guò)第二布線35對(duì)第二遮光層2施加電壓(Vud)，通過(guò)第三布線36對(duì)第三遮光層3施加電壓(Vnc)。
此外，在本第四實(shí)施方式中，施加在第一遮光層1的電壓(Vsd)是脈沖電壓，作為圖11所示的輸入信號(hào)VDDCEL施加。而且，從圖7可知，第二遮光層2通過(guò)連接硝23連接在取樣電容14附近的有源區(qū)域21。施加在第二遮光層2的電壓(Vud)向取樣電容14提供接地電位。
此外，在本第四實(shí)施方式中，從圖7可知，第三遮光層3通過(guò)連接硝23連接在成為箝位晶體管15的漏區(qū)的有源區(qū)域21，作為箝位電源線起作用。施加在第三遮光層3的電壓(Vnc)，作為圖11中示出的輸入信號(hào)VDD施加。
如此地，在本第四實(shí)施方式中，第二遮光層2僅與取樣電容14附近的有源區(qū)域21電連接，另外，能夠使第二遮光層2的布線寬度比第三遮光層3的布線寬度大。因此，能夠使取樣電容14的GND電位在水平方向具有均勻的大小。由此，能夠提高除噪聲電路11的水平方向的輸出均勻性。
再有，為了提高除噪聲電路11的水平方向的輸出均勻性，在圖7中通過(guò)第三遮光層3施加的箝位電壓也是重要的。同取樣電容的GND電位在水平方向均勻相比，有時(shí)使箝位電壓在水平方向均勻，更能對(duì)除噪聲電路11的水平方向輸出的均勻化具有貢獻(xiàn)。在此情況下，優(yōu)選將第二遮光層2連接在成為箝位晶體管150的漏區(qū)的有源區(qū)域21上，通過(guò)第二遮光層2施加作為箝位電容的基準(zhǔn)電壓的GND(Vud)。
如此，在本第四實(shí)施方式中，能夠分別單獨(dú)地對(duì)第一遮光層1、第二遮光層2及第三遮光層3施加脈沖或DC偏壓。也就是說(shuō)，在本第四實(shí)施方式中，與圖3示出的第三實(shí)施方式不同，能夠分別設(shè)定對(duì)第二遮光層2施加的電壓和對(duì)第三遮光層3施加的電壓。而且，由于能夠?qū)Φ诙诠鈱?和第三遮光層3施加不同的電壓，所以根據(jù)要求，能夠提供對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)要求的布線寬度。
(第五實(shí)施方式)接著，參照?qǐng)D8及圖9說(shuō)明本發(fā)明的第五實(shí)施方式中的放大型固體攝像器件。圖8是表示本發(fā)明的第五實(shí)施方式的放大型固體攝像器件的布圖的概略圖。圖9是表示圖8所示的放大型固體攝像器件的一部分的剖面圖，并表示沿圖8中的剖切線D-D′剖切的狀態(tài)。
再有，在圖8及圖9中，賦予了圖1或圖2所示標(biāo)記的部分，是與在圖1或圖2中賦予了相同標(biāo)記的部分相同的部分。此外，在圖9中，對(duì)于半導(dǎo)體基板7及絕緣層22省略了陰影線。而且，在圖7中施加了相同陰影線的部分是具有相同功能的部分。
如圖8及圖9所示，本第五實(shí)施方式的放大型固體攝像器件具有覆蓋受光部10和除噪聲電路11這兩者的連續(xù)的一個(gè)遮光層39，來(lái)代替第一實(shí)施方式中圖1所示的第一遮光層1及第二遮光層2。即，在本第五實(shí)施方式中，圖1所示第一遮光層1和第二遮光層2形成了連接的一個(gè)遮光層39。
因此，根據(jù)本第五實(shí)施方式，由于沒(méi)有如圖1所示的在遮光層和遮光層間產(chǎn)生間隙，所以相比于第一實(shí)施方式就能夠提高遮光性。因此，能夠期待比第一實(shí)施方式更加提高的畫質(zhì)劣化的抑制效果。此外，如第一實(shí)施方式那樣，不需要設(shè)置第三遮光膜。
在本第五實(shí)施方式中，遮光層39由與第一實(shí)施方式相同的導(dǎo)電材料形成。此外，在圖6中，40是布線層。此外，還在遮光層39連接有第一布線37，在布線層40連接有與第一布線37不同的第二布線38。
此外，本第五實(shí)施方式中，對(duì)遮光層39施加的電壓(Vsd)是脈沖電壓，作為圖11中所示的輸入信號(hào)VDDCEL施加。而且，從圖9可知，布線層40通過(guò)連接硝23連接在成為箝位晶體管15的漏區(qū)的有源區(qū)域21，作為箝位電源線起作用。施加在布線層40上的電壓(Vnc)，作為圖11中所示的輸入信號(hào)VDD施加。
對(duì)于上述以外的結(jié)構(gòu)，本第二實(shí)施方式的放大型固體攝像器件具有與第一實(shí)施方式中圖1所示的放大型固體攝像器件相同的結(jié)構(gòu)。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明的放大型固體攝像器件，同現(xiàn)有的放大型固體攝像器件相比，提高了遮光性，能夠提高像質(zhì)。因此，本發(fā)明的放大型固體攝像器件特別適用于特別要求提高像質(zhì)的工業(yè)用固體攝像器件、廣播用固體攝像器件、專業(yè)用途的固體攝像器件等。
權(quán)利要求
1.一種放大型固體攝像器件，其特征在于，至少包括受光部，通過(guò)在半導(dǎo)體基板上以一維狀或二維狀配置多個(gè)像素而形成，上述像素將入射光變換成信號(hào)電荷，并輸出與上述信號(hào)電荷的量對(duì)應(yīng)的電信號(hào)；讀取單元，從上述多個(gè)像素分別依次讀取上述電信號(hào)；除噪聲電路，抑制從上述讀取單元讀取的電信號(hào)的假信號(hào)；以及第一遮光層，位于上述受光部的上部，限制光入射到上述受光部的進(jìn)行光電變換的部分之外；在上述除噪聲電路的上部，設(shè)置有限制光入射到除噪聲電路的第二遮光層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放大型固體攝像器件，其特征在于，上述讀取單元具有沿像素的列方向設(shè)置的垂直掃描單元和沿像素的行方向設(shè)置的水平掃描單元；上述除噪聲電路設(shè)置在半導(dǎo)體基板上的上述受光部和上述水平掃描單元之間的區(qū)域；上述第一遮光層和上述第二遮光層彼此分離地形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放大型固體攝像器件，其特征在于，上述第一遮光層和上述第二遮光層具有導(dǎo)電性；在上述第一遮光層和上述第二遮光層上分別連接著布線；在與上述第一遮光層連接的布線和與上述2遮光層連接的布線上，施加不同的信號(hào)電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放大型固體攝像器件，其特征在于，上述第二遮光層用于將由上述讀取單元讀取的上述電信號(hào)向上述除噪聲電路輸出時(shí)的輸出控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放大型固體攝像器件，其特征在于，還包括第三遮光層；上述第三遮光層位于上述受光部和除噪聲電路之間、且上述第一遮光層及上述第二遮光層的下層，并且在上述半導(dǎo)體基板的厚度方向其一部分與上述第一遮光層及上述第二遮光層重合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的放大型固體攝像器件，其特征在于，上述第三遮光層具有導(dǎo)電性；形成布線，以便對(duì)上述第一遮光層和上述第二遮光層分別施加電壓，并且對(duì)上述第二遮光層和上述第三遮光層同時(shí)施加相同大小的電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的放大型固體攝像器件，其特征在于，上述第二遮光層的一個(gè)端部和上述第三遮光層的一個(gè)端部，通過(guò)上述布線電連接；上述第二遮光層的另一個(gè)端部和上述第三遮光層的另一個(gè)端部，通過(guò)上述布線以外的其它布線電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的放大型固體攝像器件，其特征在于，上述第三遮光層具有導(dǎo)電性；設(shè)有對(duì)上述第一遮光層、上述第二遮光層、上述第三遮光層能分別單獨(dú)地施加電壓的布線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放大型固體攝像器件，其特征在于，上述第一遮光層和上述第二遮光層形成連續(xù)的一個(gè)遮光層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的放大型固體攝像器件，其特征在于，上述連續(xù)的一個(gè)遮光層具有導(dǎo)電性。
全文摘要
一種放大型固體攝像器件，至少包括受光部(10)，在半導(dǎo)體基板(7)上以一維狀或二維狀配置多個(gè)像素而形成，該像素將入射光變換成信號(hào)電荷，輸出對(duì)應(yīng)于信號(hào)電荷量的電信號(hào)；讀取單元，從多個(gè)像素分別依次讀取上述電信號(hào)；除噪聲電路(11)，抑制從讀取單元讀取的電信號(hào)的假信號(hào)；以及第一遮光層(1)，位于受光部(10)的上部，限制光入射到像素的光電變換部(10a)以外的部分。在除噪聲電路(11)的上部，還設(shè)有限制光入射到除噪聲電路(11)的第二遮光層(2)。
文檔編號(hào)H04N5/3745GK1965409SQ20058001901
公開日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2005年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月5日
發(fā)明者藤岡崇志, 桝山雅之, 稻垣誠(chéng) 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社