專利名稱：攝像裝置和傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利申請(qǐng)基于Hayato Nakashima, Ryu Shimizu于2007年7月31日 提交的名稱為攝像裝置的在先日本申請(qǐng)JP2007-199890，通過(guò)參考而結(jié)合 于此文。
本發(fā)明涉及攝像裝置和傳感器裝置，具體的，涉及包括用于增加信號(hào) 電荷的區(qū)域的攝像裝置和傳感器裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，已知有這樣的CMOS圖像傳感器，其包括用于通過(guò)光
電轉(zhuǎn)換而將入射的光轉(zhuǎn)換成電子的光電二極管、用于讀取積蓄于光電二極 管中電荷的電極、用于將積蓄的電子(信號(hào)電荷)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)的浮動(dòng) 擴(kuò)散區(qū)。
為此，為了實(shí)現(xiàn)更高靈敏度，通?？紤]使用通過(guò)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，在采用這種增加電子的方 法時(shí)，需要在各方面進(jìn)行研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明第l方面的攝像裝置，具有第l電極，其用于產(chǎn)生積蓄信號(hào) 電荷的電場(chǎng)；第2電極，其用于產(chǎn)生通過(guò)碰撞電離而增加信號(hào)電荷的電場(chǎng)； 光電轉(zhuǎn)換部，其生成信號(hào)電荷；第3電極，其被設(shè)置成與上述光電轉(zhuǎn)換部 鄰接，并用于轉(zhuǎn)送信號(hào)電荷；電壓轉(zhuǎn)換部，其用于將信號(hào)電荷轉(zhuǎn)換成電壓； 第4電極，其被設(shè)置成與上述電壓轉(zhuǎn)換部鄰接，并用于將信號(hào)電荷轉(zhuǎn)送至 上述電壓轉(zhuǎn)換部；轉(zhuǎn)送通道，其被設(shè)置于上述第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，用于進(jìn)行信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作和增 加動(dòng)作，被構(gòu)成為在信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作時(shí)和增加動(dòng)作時(shí)，與上述第3電 極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位和與上述第4電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位中的至少一個(gè)電位被控制成比與上述第1電極和上述第2電極相對(duì)應(yīng)的上述 轉(zhuǎn)送通道的電位低。
本發(fā)明第2方面的傳感器裝置構(gòu)成為，具有用于產(chǎn)生積蓄信號(hào)電荷
的電場(chǎng)的第1電極；用于產(chǎn)生通過(guò)碰撞電離增加信號(hào)電荷的電場(chǎng)的第2電 極；生成信號(hào)電荷的電荷生成部；設(shè)置成與上述電荷生成部鄰接，且用于 轉(zhuǎn)送信號(hào)電荷的第3電極；用于將信號(hào)電荷轉(zhuǎn)換成電壓的電壓轉(zhuǎn)換部；設(shè) 置成與上述電壓轉(zhuǎn)換部相鄰接，且用于將信號(hào)電荷轉(zhuǎn)送至上述電壓轉(zhuǎn)換部 的第4電極；和設(shè)置于上述第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，用于進(jìn)行信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作和增加動(dòng)作的轉(zhuǎn)送通 道，被構(gòu)成為在信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作時(shí)和增加動(dòng)作時(shí)，與上述第3電極相 對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位和與上述第4電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位中的至 少一個(gè)電位控制成比與上述第1電極和上述第2電極相對(duì)應(yīng)的上述轉(zhuǎn)送通 道的電位低。


圖1為示出本發(fā)明第1實(shí)施方式CMOS圖像傳感器整體結(jié)構(gòu)平面圖。 圖2為示出本發(fā)明第1實(shí)施方式CMOS圖像傳感器中的電勢(shì)圖。 圖3為示出本發(fā)明第1實(shí)施方式CMOS圖像傳感器的結(jié)構(gòu)的截面圖。 圖4為示出本發(fā)明第1實(shí)施方式CMOS圖像傳感器的像素的平面圖。 圖5為示出本發(fā)明第1實(shí)施方式CMOS圖像傳感器的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖6為用于說(shuō)明本發(fā)明第1實(shí)施方式CMOS圖像傳感器的電子的轉(zhuǎn)送
動(dòng)作的信號(hào)波形圖。
圖7為用于說(shuō)明本發(fā)明第1實(shí)施方式CMOS圖像傳感器的電子的轉(zhuǎn)送
動(dòng)作的電勢(shì)圖。
圖8為用于說(shuō)明本發(fā)明第1實(shí)施方式CMOS圖像傳感器的電子的倍增 動(dòng)作的信號(hào)波形圖。
圖9為用于說(shuō)明本發(fā)明第1實(shí)施方式CMOS圖像傳感器的電子的倍增
動(dòng)作的電勢(shì)圖。
圖10為用于說(shuō)明本發(fā)明第1實(shí)施方式CMOS圖像傳感器的電子的倍增動(dòng)作的信號(hào)波形圖。
圖11為用于說(shuō)明本發(fā)明第1實(shí)施方式CMOS圖像傳感器的電子的倍 增動(dòng)作的電勢(shì)圖。
圖12為示出本發(fā)明第2實(shí)施方式CMOS圖像傳感器的結(jié)構(gòu)的截面圖。 圖13為示出本發(fā)明第2實(shí)施方式CMOS圖像傳感器中的電勢(shì)圖。 圖14為示出本發(fā)明第3實(shí)施方式CMOS圖像傳感器的結(jié)構(gòu)的截面圖。 圖15為示出本發(fā)明第3實(shí)施方式CMOS圖像傳感器中的電勢(shì)圖。 圖16為示出本發(fā)明第4實(shí)施方式CMOS圖像傳感器的結(jié)構(gòu)的截面圖。 圖17為示出本發(fā)明第4實(shí)施方式CMOS圖像傳感器中的電勢(shì)圖。 圖18為示出本發(fā)明第5實(shí)施方式CMOS圖像傳感器的結(jié)構(gòu)的截面圖。 圖19為示出本發(fā)明第5實(shí)施方式CMOS圖像傳感器中的電勢(shì)圖。 圖20為示出本發(fā)明第6實(shí)施方式CMOS圖像傳感器的結(jié)構(gòu)的截面圖。 圖21為示出本發(fā)明第6實(shí)施方式CMOS圖像傳感器中的電勢(shì)圖。 圖22為用于說(shuō)明本發(fā)明第1實(shí)施方式CMOS圖像傳感器的變形例的圖。
圖23為用于說(shuō)明本發(fā)明第1實(shí)施方式CMOS圖像傳感器的變形例的圖。
圖24為用于說(shuō)明作為本發(fā)明第1實(shí)施方式變形例的傳感器裝置的圖。 圖25為用于說(shuō)明本發(fā)明第3實(shí)施方式CMOS圖像傳感器的變形例的圖。
圖26為用于說(shuō)明本發(fā)明第3實(shí)施方式CMOS圖像傳感器的變形例的圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。 (第1實(shí)施方式)
首先，參照?qǐng)D1~圖5，對(duì)第1實(shí)施方式CMOS圖像傳感器的結(jié)構(gòu)進(jìn) 行說(shuō)明。在第1實(shí)施方式中，對(duì)將無(wú)源型(Passive) CMOS圖像傳感器作 為攝像裝置的一個(gè)例子的適用本發(fā)明的情形進(jìn)行說(shuō)明。
如圖1所示，第1實(shí)施方式CMOS圖像傳感器具有含多個(gè)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(shí)施方式CMOS圖像傳感器像素50的截面結(jié)構(gòu)，如圖2和 圖3所示，在p型硅基板1的表面上，形成用于將各像素50分別分離的 元件分離區(qū)域2。另外，在元件分離區(qū)域2所包圍的各像素50的p型硅基 板1的表面上，按照夾持由n-型雜質(zhì)區(qū)域形成的轉(zhuǎn)送通道3的方式隔開(kāi)規(guī) 定間隔，形成由光電二極管(PD)部4和n+型雜質(zhì)區(qū)域形成的浮動(dòng)擴(kuò)散 區(qū)域(FD) 5。光電二極管部4為本發(fā)明"光電轉(zhuǎn)換部"的一個(gè)例子，浮動(dòng) 擴(kuò)散區(qū)域5為本發(fā)明"電壓轉(zhuǎn)換部"的一個(gè)例子。
PD部4具有對(duì)應(yīng)入射光量生成電子，并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(qū)域2鄰接，并且還與轉(zhuǎn)送通道3鄰 接。FD區(qū)域5具有比轉(zhuǎn)送通道3的雜質(zhì)濃度(n.)還高的雜質(zhì)濃度(n+)。 另外，F(xiàn)D區(qū)域5具有保持由轉(zhuǎn)送的電子產(chǎn)生的電荷信號(hào)，并且將該電荷 信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓的功能。而且，F(xiàn)D區(qū)域5形成為與元件分離區(qū)域2鄰接， 并且也與轉(zhuǎn)送通道(channel) 3鄰接。這樣，F(xiàn)D區(qū)域5形成為通過(guò)轉(zhuǎn)送 通道3而與PD部4相對(duì)置。
其中，在第l實(shí)施方式中，在轉(zhuǎn)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(guī)定區(qū)域中，以隔開(kāi)規(guī)定間隔的方式， 從PD部4側(cè)向FD區(qū)域5側(cè)，按照順序形成轉(zhuǎn)送柵極電極7、轉(zhuǎn)送柵極電 極8、轉(zhuǎn)送柵極電極9、倍增柵極電極IO、讀取柵極電極ll。即，轉(zhuǎn)送柵 極電極7形成為與PD部4鄰接。另外，轉(zhuǎn)送柵極電極7形成于PD部4 和轉(zhuǎn)送柵極電極8之間。轉(zhuǎn)送柵極電極9形成于轉(zhuǎn)送柵極電極8和倍增柵 極電極10之間。讀取柵極電極11形成于倍增柵極電極10和FD區(qū)域5 之間。讀取柵極電極11形成為與FD區(qū)域5鄰接。另外，轉(zhuǎn)送柵極電極7、 8以及9分別為本發(fā)明的"第3電極"、"第1電極"和"第5電極"的一個(gè)例 子。倍增柵極電極10為本發(fā)明"第2電極"的一個(gè)例子，讀取柵極電極11 為本發(fā)明"第4電極"的一個(gè)例子。
另外，如圖4所示，在轉(zhuǎn)送柵極電極7、轉(zhuǎn)送柵極電極8、轉(zhuǎn)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(guò)接觸部7a、 8a、 9a、 10a、以及l(fā)la，電氣連接有用于供給電壓控制用時(shí)鐘信號(hào)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，并且分別與各行的多個(gè)像素50的轉(zhuǎn)送柵極電極7、 轉(zhuǎn)送柵極電極8、轉(zhuǎn)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(qū)域5中，通過(guò)接觸部5a電氣連接用于讀取信號(hào) 的信號(hào)線25。該信號(hào)線25在每列均形成，并且與各列的多個(gè)像素50的 FD區(qū)域5電氣連接。
如圖3所示，通過(guò)配線層20、 21、 22及24在轉(zhuǎn)送柵極電極7、 8、 9 以及讀取柵極電極11上，分別供給時(shí)鐘信號(hào)Ol、 (D2、 0)3、及①5的ON 信號(hào)(H電平信號(hào))時(shí)，在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)送柵極電極7、 8、 9以及讀取柵極電 極11上供給時(shí)鐘信號(hào)<E>1、 d>2、 0>3、及05的ON信號(hào)(H電平信號(hào))時(shí)， 轉(zhuǎn)送柵極電極7、 8、 9以及讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3呈調(diào)整為約 4V的電位的狀態(tài)。
其中，在第1實(shí)施方式中，在轉(zhuǎn)送柵極電極7以及讀取柵極電極11 上供給時(shí)鐘信號(hào)Ol及05的截止信號(hào)(L電平信號(hào))時(shí)，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)送柵極電極7以及讀 取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3呈調(diào)整為約0.5V的電位的狀態(tài)。另外，在 轉(zhuǎn)送柵極電極8、 9以及倍增柵極電極10上供給時(shí)鐘信號(hào)02、 03、及①4 的截止信號(hào)(L電平信號(hào))時(shí)，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)送柵極電極8下、轉(zhuǎn)送柵極電極9下以及 倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3呈調(diào)整為約IV的電位的狀態(tài)。
另外，在倍增柵極電極10上由配線層23供給時(shí)鐘信號(hào)0>4的ON信 號(hào)(H電平信號(hào))時(shí)，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(shí)鐘信號(hào)①4的ON信號(hào)(H電平信號(hào))時(shí)，倍增 柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3呈調(diào)整為約25V的高電位的狀態(tài)。另外，PD 部4和FD區(qū)域5分別呈調(diào)整為約3V和約5V的電位的狀態(tài)。
這樣，如圖2所示，轉(zhuǎn)送柵極電極8下的轉(zhuǎn)送通道3 (電子積蓄部3a) 構(gòu)成為，在轉(zhuǎn)送柵極電極8上供給ON信號(hào)(H電平信號(hào))時(shí)，轉(zhuǎn)送柵極 電極8下的轉(zhuǎn)送通道3 (電子積蓄部(暫時(shí)積蓄阱)3a)上暫時(shí)積蓄電子 而形成電場(chǎng)。另外，倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3 (電子倍增部(電荷集聚阱) 3b)構(gòu)成為，在倍增柵極電極IO上供給ON信號(hào)(H電平信號(hào))時(shí)，通 過(guò)調(diào)整為約25V的電位，倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)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(qiáng)電場(chǎng)。另外， 電子碰撞電離發(fā)生在倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3 (電子倍增部3b) 和轉(zhuǎn)送柵極電極9下的轉(zhuǎn)送通道3的邊界部。
其中，在第l實(shí)施方式中，在轉(zhuǎn)送柵極電極7下的轉(zhuǎn)送通道3不但具 有在轉(zhuǎn)送柵極電極7上供給0N信號(hào)(H電平信號(hào))時(shí)將PD部4中蓄積 的電子轉(zhuǎn)送至轉(zhuǎn)送通道3 (電子積蓄部3a)的功能，而且具有在轉(zhuǎn)送柵極 電極7上供給截止信號(hào)(L電平信號(hào))時(shí)作為隔開(kāi)PD部4和轉(zhuǎn)送通道3 (電子積蓄部3a)的光電二極管分離勢(shì)壘的功能。
另外，在轉(zhuǎn)送柵極電極9下的轉(zhuǎn)送通道3不但具有在轉(zhuǎn)送柵極電極9 上供給ON信號(hào)(H電平信號(hào))時(shí)將電子積蓄部3a中蓄積的電子轉(zhuǎn)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(zhuǎn)送至電 子積蓄部3a的功能。另外，轉(zhuǎn)送柵極電極9下的轉(zhuǎn)送通道3具有在轉(zhuǎn)送 柵極電極9上供給截止信號(hào)(L電平信號(hào))時(shí)作為區(qū)分電子積蓄部3a和電 子倍增部3b的電荷轉(zhuǎn)送勢(shì)壘的功能。即，轉(zhuǎn)送柵極電極9通過(guò)供給ON 信號(hào)(H電平信號(hào))，不但可以將電子積蓄部3a中蓄積的電子轉(zhuǎn)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(zhuǎn)送至電子積蓄部3a。
另外，在第1實(shí)施方式中，讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3不但具 有在讀取柵極電極ll上供給ON信號(hào)(H電平信號(hào))時(shí)將轉(zhuǎn)送通道3 (電 子倍增部3b)中蓄積的電子轉(zhuǎn)送至FD區(qū)域5的功能，而且具有在讀取柵 極電極11上供給截止信號(hào)(L電平信號(hào))時(shí)區(qū)分FD區(qū)域5和轉(zhuǎn)送通道3 (電子倍增部3b)的功能。SP，讀取柵極電極11通過(guò)供給ON信號(hào)(H 電平信號(hào))，可以將轉(zhuǎn)送通道3 (電子倍增部3b)中蓄積的電子轉(zhuǎn)送至FD 區(qū)域5。即，在第1實(shí)施方式中，在轉(zhuǎn)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(hào)(L電平信號(hào))時(shí)，對(duì)于轉(zhuǎn) 送通道3而言，轉(zhuǎn)送柵極電極7下和讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3的 電位最低。
另外，如圖5所示，在各列的信號(hào)線25的其中一端分別連接復(fù)位晶體管26的源極。在該復(fù)位晶體管26的柵極供給復(fù)位信號(hào)的同時(shí)，在漏極 施加復(fù)位電壓Vrd (約5V)。這樣，復(fù)位晶體管26不但具有在讀取像素 50的數(shù)據(jù)之后，將信號(hào)線25的電壓復(fù)位至復(fù)位電壓Vrd (約5V)的功能， 而且具有在讀取像素50的數(shù)據(jù)時(shí)，將FD區(qū)域5保持為電氣浮動(dòng)狀態(tài) (floating狀態(tài))的功能。
另外，在各列的信號(hào)線25的另一端，分別連接電壓轉(zhuǎn)換晶體管27的 柵極。該電壓轉(zhuǎn)換晶體管27的源極與選擇晶體管28的漏極連接，并且對(duì) 漏極供給電源電壓VDD。選擇晶體管28在柵極連接列選擇線的同時(shí)，源 極與輸出線30連接。輸出線30上連接1個(gè)晶體管29的漏極。晶體管29 的源極接地，同時(shí)，柵極施加用于使晶體管29具有作為恒流源功能的規(guī) 定電壓。另外，通過(guò)各列的電壓轉(zhuǎn)換晶體管27和晶體管29，構(gòu)成源極跟 隨(source follow)電路。
接著，參照?qǐng)D5對(duì)第1實(shí)施方式的CMOS圖像傳感器的讀取動(dòng)作進(jìn)行 說(shuō)明。
首先，通過(guò)對(duì)規(guī)定行的配線層22供給H電平信號(hào)，從而將攝像部51 的1行量的各像素50的轉(zhuǎn)送柵極電極9變成導(dǎo)通狀態(tài)，并且，通過(guò)對(duì)規(guī) 定行的配線層21供給L電平信號(hào)，從而將攝像部51的1行量的各像素 50的轉(zhuǎn)送柵極電極8變成截止?fàn)顟B(tài)。這樣，轉(zhuǎn)送柵極電極8下的轉(zhuǎn)送通道 3 (電子積蓄部3a)中積蓄的電子被轉(zhuǎn)送至轉(zhuǎn)送柵極電極9下的轉(zhuǎn)送通道 3。然后，通過(guò)對(duì)規(guī)定行的配線層23供給H電平信號(hào)，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(dǎo)通狀態(tài)，并且，通過(guò)對(duì)規(guī) 定行的配線層22供給L電平信號(hào)，從而將攝像部51的1行量的各像素 50的轉(zhuǎn)送柵極電極9變成截止?fàn)顟B(tài)。這樣，轉(zhuǎn)送至轉(zhuǎn)送柵極電極9下的轉(zhuǎn) 送通道3的電子轉(zhuǎn)送至倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3(電子倍增部3b)。 然后，通過(guò)對(duì)規(guī)定行的配線層24供給H電平信號(hào)，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(dǎo)通狀態(tài)，并且，通過(guò)對(duì)規(guī)定行 的配線層23供給L電平信號(hào)，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?fàn)顟B(tài)。這樣，每1行的各像素50的轉(zhuǎn)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(qū)域5中。因此， 各列的信號(hào)線25中呈現(xiàn)出對(duì)應(yīng)規(guī)定行各像素50的信號(hào)的電位。另外，在該狀態(tài)下，由于選擇晶體管28處于截止?fàn)顟B(tài)，因此由電壓轉(zhuǎn)換晶體管27 和晶體管29形成的源極跟隨電路中沒(méi)有電流流過(guò)。
接著，通過(guò)對(duì)列選擇線依次提供H電平信號(hào)，使選擇晶體管28依次 成為導(dǎo)通狀態(tài)。這樣，通過(guò)各列的電壓轉(zhuǎn)換晶體管27、選擇晶體管28和 晶體管29，電流依次流過(guò)，所以對(duì)應(yīng)各電壓轉(zhuǎn)換晶體管27的導(dǎo)通狀態(tài)(各 電壓轉(zhuǎn)換晶體管27的柵極電位(信號(hào)線25的電位))，各像素50每一個(gè) 的信號(hào)被輸出。之后，在所有輸出結(jié)束之后，通過(guò)對(duì)復(fù)位晶體管26的柵 極供給H電平的復(fù)位信號(hào)，使復(fù)位晶體管26呈導(dǎo)通狀態(tài)，從而將信號(hào)線 25的電位復(fù)位至約5V。通過(guò)重復(fù)上述的動(dòng)作，進(jìn)行第1實(shí)施方式的CMOS 圖像傳感器的讀取動(dòng)作。
接下來(lái)，參照?qǐng)D6和圖7對(duì)第1實(shí)施方式的CMOS圖像傳感器的電子 的轉(zhuǎn)送動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
首先，對(duì)于圖6的期間A，如圖7所示，通過(guò)使轉(zhuǎn)送柵極電極7處于 導(dǎo)通狀態(tài)，轉(zhuǎn)送柵極電極7下的轉(zhuǎn)送通道3呈調(diào)整為約4V電位的狀態(tài)。 此時(shí)，因?yàn)镻D部4調(diào)整為約3V的電位，所以，在由PD部4生成的同時(shí)， 積蓄的電子從PD部4轉(zhuǎn)送至轉(zhuǎn)送柵極電極7下的轉(zhuǎn)送通道3。然后，通 過(guò)使轉(zhuǎn)送柵極電極8處于導(dǎo)通狀態(tài)之后，使轉(zhuǎn)送柵極電極7成為截止?fàn)顟B(tài)， 從而在轉(zhuǎn)送柵極電極8下的轉(zhuǎn)送通道3調(diào)整為約4V的電位之后，轉(zhuǎn)送柵 極電極7下的轉(zhuǎn)送通道3調(diào)整為約0.5V的電位。這樣，轉(zhuǎn)送至轉(zhuǎn)送柵極 電極7下的轉(zhuǎn)送通道3的電子轉(zhuǎn)送至轉(zhuǎn)送柵極電極8下的轉(zhuǎn)送通道3 (電 子積蓄部3a)中。此時(shí)，通過(guò)將轉(zhuǎn)送柵極電極7成為截止?fàn)顟B(tài)，轉(zhuǎn)送柵極 電極7下的轉(zhuǎn)送通道3調(diào)整至約0.5V的低的電位。如上所述，在區(qū)間A 中，由PD部4轉(zhuǎn)送的電子暫時(shí)積蓄在轉(zhuǎn)送柵極電極8下的轉(zhuǎn)送通道3 (電 子積蓄部3a)中。之后，重復(fù)多次(例如約400次)的后述的電子倍增動(dòng) 作。結(jié)果，由PD部4轉(zhuǎn)送的電子倍增約2000倍。
然后，對(duì)于圖6的期間B，如圖7所示，通過(guò)使轉(zhuǎn)送柵極電極9處于 導(dǎo)通狀態(tài)之后，使轉(zhuǎn)送柵極電極8為截止?fàn)顟B(tài)，轉(zhuǎn)送柵極電極9下的轉(zhuǎn)送 通道3調(diào)整為約4V的電位，之后，轉(zhuǎn)送柵極電極8下的轉(zhuǎn)送通道3調(diào)整 為呈約IV的電位的狀態(tài)。所以，積蓄于轉(zhuǎn)送柵極電極8下的轉(zhuǎn)送通道3 中的電子向電位被調(diào)整為比轉(zhuǎn)送柵極電極8下的轉(zhuǎn)送通道3的電位(約IV)更高電位(約4V)的轉(zhuǎn)送柵極電極9下的轉(zhuǎn)送通道3轉(zhuǎn)送。
接下來(lái)，對(duì)于圖6的區(qū)間C，如圖7所示，通過(guò)使倍增柵極電極10 為導(dǎo)通狀態(tài)之后，轉(zhuǎn)送柵極電極9為截止?fàn)顟B(tài)，倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn) 送通道3 (電子倍增部3b)調(diào)整為約25V的高電位，之后，轉(zhuǎn)送柵極電極 9下的轉(zhuǎn)送通道3調(diào)整為呈約IV的電位的狀態(tài)。所以，轉(zhuǎn)送至轉(zhuǎn)送柵極 電極9下的轉(zhuǎn)送通道3中的電子向電位被調(diào)整為比轉(zhuǎn)送柵極電極9下的轉(zhuǎn) 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(zhuǎn) 送通道3轉(zhuǎn)送。其中，在第1實(shí)施方式中，在倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送 通道3被轉(zhuǎn)送電子時(shí)，與倍增柵極電極10鄰接的讀取柵極電極11呈截止 狀態(tài)。這樣，讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3維持著調(diào)整為約0.5V的低 電位的狀態(tài)，因此與倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3 (約25V)的電位差 成為約24.5V，在轉(zhuǎn)送通道3內(nèi)呈最大電位差狀態(tài)。
然后，對(duì)于圖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(zhuǎn)送通道3 (電子倍增部3b)的狀態(tài)下，通過(guò)使讀取柵極電極11 為導(dǎo)通狀態(tài)之后，將倍增柵極電極10成為截止?fàn)顟B(tài)，讀取柵極電極ll下 的轉(zhuǎn)送通道3調(diào)整為約4V的電位，之后，倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道 3調(diào)整為呈約1V的電位的狀態(tài)。所以，積蓄于倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送 通道3中的電子，通過(guò)調(diào)整為約4V的電位的讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通 道3，向電位被調(diào)整為比倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3的電位(約IV) 更高電位(約5V)的FD區(qū)域5轉(zhuǎn)送。
下面參照?qǐng)D7 圖11，對(duì)第1實(shí)施方式的CMOS圖像傳感器的電子倍 增動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
首先，在將電子轉(zhuǎn)送到圖7的期間A中的轉(zhuǎn)送柵極電極8下的轉(zhuǎn)送通 道3中的動(dòng)作之后，在圖8的期間E中，如圖9所示，在將電子保持在轉(zhuǎn) 送柵極電極8下的轉(zhuǎn)送通道3中的狀態(tài)下，使倍增柵極電極10成為導(dǎo)通 狀態(tài)。
然后，對(duì)于圖8的區(qū)間F，如圖9所示，通過(guò)在使轉(zhuǎn)送柵極電極9為 導(dǎo)通狀態(tài)之后，使轉(zhuǎn)送柵極電極8成為截止?fàn)顟B(tài)，轉(zhuǎn)送柵極電極8下的轉(zhuǎn) 送通道3調(diào)整為呈約1V的電位的狀態(tài)，同時(shí)，轉(zhuǎn)送柵極電極9下的轉(zhuǎn)送 通道3調(diào)整為呈約4V的電位的狀態(tài)。所以，積蓄于轉(zhuǎn)送柵極電極8下的轉(zhuǎn)送通道3 (電子積蓄部3a)中的電子，通過(guò)轉(zhuǎn)送柵極電極6下的轉(zhuǎn)送通 道3 (約4V)，向調(diào)整為高電位(約25V)的轉(zhuǎn)送柵極電極9下的轉(zhuǎn)送通 道3 (電子倍增部3b)轉(zhuǎn)送。然后，轉(zhuǎn)送至倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通 道3 (電子倍增部3b)的電子，在倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3和轉(zhuǎn) 送柵極電極9下的轉(zhuǎn)送通道3的邊界部移動(dòng)中，從強(qiáng)電場(chǎng)而得到能量。然 后，具有高能量的電子與硅原子碰撞生成電子和空穴。之后，通過(guò)碰撞電 離生成的電子通過(guò)電場(chǎng)而積蓄在倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3(電子倍 增部3b)中。
然后，對(duì)于圖8的區(qū)間G，如圖9所示，通過(guò)使轉(zhuǎn)送柵極電極9成為 截止?fàn)顟B(tài)，轉(zhuǎn)送柵極電極9下的轉(zhuǎn)送通道3調(diào)整為呈約IV的電位的狀態(tài)。
接著，對(duì)于圖10的區(qū)間H，如圖11所示，由于電子在倍增柵極電極 10下的轉(zhuǎn)送通道3 (電子倍增部3b)呈被保持的狀態(tài)，所以期間I (參照 圖IO)中，在轉(zhuǎn)送柵極電極9呈導(dǎo)通狀態(tài)之后轉(zhuǎn)送柵極電極8呈導(dǎo)通狀態(tài)。 這樣，轉(zhuǎn)送柵極電極9下和轉(zhuǎn)送柵極電極8下各自的轉(zhuǎn)送通道3的電位依 次呈調(diào)整為約4V的電位的狀態(tài)。然后，從該狀態(tài)，倍增柵極電極10變成 截止?fàn)顟B(tài)，從而，倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3的電位調(diào)整為約1V的 電位。這樣，倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3 (電子倍增部3b)中積蓄 的電子轉(zhuǎn)送至轉(zhuǎn)送柵極電極8下和轉(zhuǎn)送柵極電極9下的轉(zhuǎn)送通道3 (約 4V)。
然后，對(duì)于圖10的期間J，如圖11所示，使轉(zhuǎn)送柵極電極9成為截 止?fàn)顟B(tài)，轉(zhuǎn)送柵極電極9下的轉(zhuǎn)送通道3調(diào)整為呈約IV的電位的狀態(tài)。 這樣，呈電子被轉(zhuǎn)送至轉(zhuǎn)送柵極電極8下的轉(zhuǎn)送通道3 (電子積蓄部3a) 中的狀態(tài)。之后，重復(fù)多次(例如約400次)上述期間E J的電子倍增動(dòng) 作，從而將PD部4轉(zhuǎn)送的電子倍增到約2000倍。
在第l實(shí)施方式中，如上所述，在電子轉(zhuǎn)送動(dòng)作時(shí)和倍增動(dòng)作時(shí)，通 過(guò)控制轉(zhuǎn)送柵極電極7下的轉(zhuǎn)送通道3的電位和讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn) 送通道3的電位，使之電位形成為比轉(zhuǎn)送柵極電極8下、轉(zhuǎn)送柵極電極9 下和倍增柵極電極10下各自的轉(zhuǎn)送通道3的電位更低的電位(約0.5V)， 從而使得轉(zhuǎn)送柵極電極7下和讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3中的電勢(shì) 比轉(zhuǎn)送柵極電極8下、轉(zhuǎn)送柵極電極9下以及倍增柵極電極10下各自的轉(zhuǎn)送通道3的電勢(shì)更高。因此，在電子轉(zhuǎn)送動(dòng)作時(shí)和倍增動(dòng)作時(shí)，可以抑
制電子跨越由轉(zhuǎn)送柵極電極7下和讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3中產(chǎn) 生的高的電勢(shì)形成的勢(shì)壘(電荷勢(shì)壘)而漏出到PD部4側(cè)和FD區(qū)域5 側(cè)。因此，能夠可靠地抑制轉(zhuǎn)送的電子數(shù)產(chǎn)生偏差。這樣，能夠正確進(jìn)行 數(shù)據(jù)的讀取。另外，因?yàn)樵趭A持于高勢(shì)壘(電勢(shì))的區(qū)域中進(jìn)行電子的轉(zhuǎn) 送動(dòng)作和倍增動(dòng)作，所以，能夠進(jìn)一步可靠地抑制電子漏出到PD部4側(cè) 和FD區(qū)域5偵"
另外，在第1實(shí)施方式中，在轉(zhuǎn)送柵極電極8和倍增柵極電極10之 間設(shè)置用于轉(zhuǎn)送電子的轉(zhuǎn)送柵極電極9，在倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道 3 (電子倍增部3b)調(diào)整至約25V的高電位的狀態(tài)下，控制轉(zhuǎn)送柵極電極 8和9，以使轉(zhuǎn)送柵極電極8下的轉(zhuǎn)送通道3 (電子積蓄部3a)中積蓄的 電子轉(zhuǎn)送至倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3 (電子倍增部3b)，以進(jìn)行電 子的倍增動(dòng)作，采用這種方式，能夠很容易地將積蓄于電子積蓄部3a中 的電子轉(zhuǎn)送至電子倍增部3b來(lái)使其進(jìn)行倍增。另外，控制轉(zhuǎn)送柵極電極8 和9，以使倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3 (電子倍增部3b)倍增的電子 轉(zhuǎn)送至轉(zhuǎn)送柵極電極8下的轉(zhuǎn)送通道3 (電子積蓄部3a)，采用這種方式， 能夠容易地將積蓄于電子倍增部3b中的電子轉(zhuǎn)送至電子積蓄部3a并進(jìn)行 電子的倍增動(dòng)作。另外，通過(guò)交替反復(fù)進(jìn)行這些電子倍增動(dòng)作和轉(zhuǎn)送動(dòng)作， 能夠多次(例如約400次)進(jìn)行電子的倍增動(dòng)作，所以能夠使電子倍增率 提高。因此，能夠?qū)⒂蒔D部4轉(zhuǎn)送的電子的數(shù)量增加到約2000倍。
另外，在第1實(shí)施方式中，在與用于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(duì)應(yīng)截止?fàn)顟B(tài)時(shí)的轉(zhuǎn)送通道3的 電勢(shì)變得最高，采用這種方式，即使在電子倍增動(dòng)作時(shí)，在倍增柵極電極 10下的轉(zhuǎn)送通道3上施加高電壓時(shí)，也能夠容易地控制電子泄漏讀取柵極 電極11下的轉(zhuǎn)送通道3的電勢(shì)高的量到FD區(qū)域5。
另外，在第l實(shí)施方式中，在將電子從PD部4轉(zhuǎn)送至轉(zhuǎn)送柵極電極 7下的轉(zhuǎn)送通道3時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)送柵極電極7施加的導(dǎo)通電壓(約2.9V)，以及 在將電子轉(zhuǎn)送至FD區(qū)域5時(shí)對(duì)讀取柵極電極11施加的導(dǎo)通電壓(約 2.9V)，構(gòu)成為與為了轉(zhuǎn)送電子而對(duì)轉(zhuǎn)送柵極電極8和轉(zhuǎn)送柵極電極9分 別施加的導(dǎo)通電壓(約2.9V)大致相同的大小。采用這種結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)送柵極電極7、轉(zhuǎn)送柵極電極8、轉(zhuǎn)送柵極電極9、和讀取柵極電極11上施加的 導(dǎo)通電壓大致相同，從而能夠容易進(jìn)行電子轉(zhuǎn)送動(dòng)作時(shí)的控制。 (第2實(shí)施方式)
該第2實(shí)施方式中進(jìn)行說(shuō)明的是，和上述第l實(shí)施方式不同，在轉(zhuǎn)送 柵極電極7和讀取柵極電極11上供給時(shí)鐘信號(hào)Ol和0>5的截止信號(hào)(L 電平信號(hào))時(shí)，轉(zhuǎn)送柵極電極7下和讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3的 電位分別為不同的電位，并且，調(diào)整為比轉(zhuǎn)送柵極電極8下、轉(zhuǎn)送柵極電 極9下和倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)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(shí)施方式中，在通過(guò)配線層21、 22、和 23分別對(duì)轉(zhuǎn)送柵極電極8、轉(zhuǎn)送柵極電極9和倍增柵極電極10供給時(shí)鐘 信號(hào)02、 0)3及04的截止信號(hào)(L電平信號(hào))時(shí)，轉(zhuǎn)送柵極電極8、轉(zhuǎn) 送柵極電極9和倍增柵極電極10上施加約0V的電壓。此時(shí)，轉(zhuǎn)送柵極電 極8、轉(zhuǎn)送柵極電極9和倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3呈調(diào)整為約IV 的電位的狀態(tài)。另外，在通過(guò)配線層20和24分別對(duì)轉(zhuǎn)送柵極電極7、和 讀取柵極電極11供給時(shí)鐘信號(hào)Ol及05的截止信號(hào)(L電平信號(hào))時(shí)， 轉(zhuǎn)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(shí)， 轉(zhuǎn)送柵極電極7下的傳送通道3和讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3分別 呈調(diào)整為約0.8V和約0.5V的電位的狀態(tài)。除此之外，第2實(shí)施方式的其 他結(jié)構(gòu)和動(dòng)作與第1實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作相同。
在第2實(shí)施方式中，如上所示，在從倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3 (電子倍增部3b)向轉(zhuǎn)送柵極電極8下的轉(zhuǎn)送通道3 (電子積蓄部3a)的 轉(zhuǎn)送電子工作時(shí)，以及在從轉(zhuǎn)送柵極電極8下的轉(zhuǎn)送通道3 (電子積蓄部 3a)向倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3 (電子倍增部3b)的倍增工作時(shí)， 控制轉(zhuǎn)送柵極電極7、和讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3的電位比轉(zhuǎn)送柵 極電極8下、轉(zhuǎn)送柵極電極9下、以及倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3 的電位低，并且，控制讀取柵極電極11下的傳送通道3的電位，以比轉(zhuǎn) 送柵極電極7下的轉(zhuǎn)送通道3的電位低。這樣，在電位變動(dòng)大的倍增柵極 電極10下的轉(zhuǎn)送通道3 (電子倍增部3b)的位置和FD區(qū)域5之間配置轉(zhuǎn) 送通道3的電勢(shì)高(電荷勢(shì)壘高)的讀取柵極電極ll，所以，在電子轉(zhuǎn)送 動(dòng)作時(shí)以及電子倍增動(dòng)作時(shí)，能夠抑制電子跨越讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3上產(chǎn)生的電荷勢(shì)壘而泄漏到FD區(qū)域5。另外，轉(zhuǎn)送柵極電極7 下的轉(zhuǎn)送通道3的電位比轉(zhuǎn)送柵極電極8下、轉(zhuǎn)送柵極電極9下以及倍增 柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3的電位更低，所以，能夠抑制電子跨越轉(zhuǎn)送 柵極電極7下的轉(zhuǎn)送通道3上產(chǎn)生的電荷勢(shì)壘而泄漏到PD區(qū)4。 第2實(shí)施方式的其他效果和上述第1實(shí)施方式一樣。 (第3實(shí)施方式)
該第3實(shí)施方式說(shuō)明的是，在上述第l實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，進(jìn)一步將 讀取柵極電極11的柵極長(zhǎng)度形成得比其他的柵極電極的柵極長(zhǎng)度大的例子。
如圖14和圖15所示，在第3實(shí)施方式中，讀取柵極電極11的柵極 長(zhǎng)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(zhǎng)度
(圖14的L2)更長(zhǎng)。另外，在第3實(shí)施方式中，在分別通過(guò)配線層20 和24對(duì)轉(zhuǎn)送柵極電極7和讀取柵極電極11供給時(shí)鐘信號(hào)0>1及0>5的截 止信號(hào)(L電平信號(hào))時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)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(shí)，轉(zhuǎn)送柵極電極7和讀取柵極電極11下的 轉(zhuǎn)送通道3呈調(diào)整為約0.5V的電位的狀態(tài)。除此之外，第3實(shí)施方式的 其他結(jié)構(gòu)和動(dòng)作與第1實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作相同。
在第3實(shí)施方式中，如上所示，通過(guò)將讀取柵極電極11的柵極長(zhǎng)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(zhǎng)度(圖 14的L2)更長(zhǎng)，從而使得與讀取柵極電極11的柵極長(zhǎng)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(shì)產(chǎn)生的勢(shì)壘(電荷勢(shì)壘)的長(zhǎng) 度(圖14的箭頭X方向的長(zhǎng)度)也變大。因此，在電子的倍增動(dòng)作時(shí)和 電子的轉(zhuǎn)送動(dòng)作中，與上述第l實(shí)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(zhuǎn)送通道3上產(chǎn)生的勢(shì)壘(電荷勢(shì)壘)而泄漏 到FD區(qū)域5。因此，能夠可靠地抑制從電子積蓄部3a轉(zhuǎn)送至FD區(qū)域5 的電子的數(shù)量產(chǎn)生偏差。其結(jié)果，能夠正確地進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取。另外，通過(guò) 將柵極長(zhǎng)度最大的讀取柵極電極11配置在與對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道3的電位變 動(dòng)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泄漏到FD 區(qū)域5。據(jù)此，通過(guò)在倍增柵極電極10和FD區(qū)域5之間配置在截止?fàn)顟B(tài) 時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道3的電位最低且電極的柵極長(zhǎng)度最大的讀取柵極電極11成，從而能夠可靠地抑制電子泄漏到FD區(qū)域5。
第3實(shí)施方式的其他效果和上述第1實(shí)施方式一樣。 (第4實(shí)施方式)
在該第4實(shí)施方式中說(shuō)明的是，配置成將上述第1實(shí)施方式中的轉(zhuǎn)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(shí)施方式中，在轉(zhuǎn)送柵極電極9和讀取 柵極電極11之間設(shè)置轉(zhuǎn)送柵極電極8的同時(shí)，相對(duì)轉(zhuǎn)送柵極電極9，在位 于轉(zhuǎn)送柵極電極8和讀取柵極電極11的相反側(cè)設(shè)置倍增柵極電極10。隨 之而來(lái)的是，轉(zhuǎn)送通道3內(nèi)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(shí)施方式中，如上所述，通過(guò)在轉(zhuǎn)送柵極電極9和讀取柵極電 極11之間設(shè)置轉(zhuǎn)送柵極電極8，并且相對(duì)轉(zhuǎn)送柵極電極9，在位于轉(zhuǎn)送柵 極電極8和讀取柵極電極11的相反側(cè)設(shè)置倍增柵極電極10，從而，在進(jìn) 行數(shù)據(jù)讀取時(shí)，并沒(méi)有通過(guò)使在用于產(chǎn)生電子進(jìn)行碰撞電離的電場(chǎng)的倍增 柵極電極10上施加的高電壓(約24V)發(fā)生變化而將電子轉(zhuǎn)運(yùn)至FD區(qū)域 5，而是通過(guò)使轉(zhuǎn)送柵極電極8上施加的較低的電壓(約2.9V)發(fā)生變化 而將電子轉(zhuǎn)送至FD區(qū)域5。因此，在進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取時(shí)，倍增柵極電極IO 下的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)送通道3的電位發(fā)生變動(dòng)，所以，能夠更加 有效抑制轉(zhuǎn)送至FD區(qū)域5的電子數(shù)量產(chǎn)生偏差。其結(jié)果，能夠進(jìn)行正確 的數(shù)據(jù)讀取。
第4實(shí)施方式的其他結(jié)構(gòu)和動(dòng)作與上述第1實(shí)施方式一樣。 (第5實(shí)施方式)
第5實(shí)施方式說(shuō)明的是在上述第4實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增 加與第2實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)的例子。
如圖18和圖19所示，在第5實(shí)施方式中，和第4實(shí)施方式一樣，在 轉(zhuǎn)送柵極電極9和讀取柵極電極11之間設(shè)置轉(zhuǎn)送柵極電極8，并且相對(duì)轉(zhuǎn) 送柵極電極9，在位于轉(zhuǎn)送柵極電極8和讀取柵極電極11的相反側(cè)設(shè)置倍 增柵極電極IO。另外，在第5實(shí)施方式中，在轉(zhuǎn)送柵極電極7和讀取柵極 電極11上供給時(shí)鐘信號(hào)Ol及05的截止信號(hào)(L電平信號(hào))時(shí)，轉(zhuǎn)送柵極電極7和讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3的電位分別為不同的電位， 并且，調(diào)整為比轉(zhuǎn)送柵極電極8、轉(zhuǎn)送柵極電極9和倍增柵極電極10的電 位低的電位(高電勢(shì))。在第5實(shí)施方式中，不但與倍增柵極電極10鄰接， 而且設(shè)于倍增柵極電極10和PD部4之間的轉(zhuǎn)送柵極電極7下的轉(zhuǎn)送通道 3的電位調(diào)整為比讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3的電位低。
如上所述，在第5實(shí)施方式中，在電子倍增動(dòng)作時(shí)和轉(zhuǎn)送動(dòng)作時(shí)，控 制轉(zhuǎn)送柵極電極7和讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3的電位，比轉(zhuǎn)送柵 極電極8下、轉(zhuǎn)送柵極電極9下以及倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3的 電位低，而且，控制與倍增柵極電極10鄰接的轉(zhuǎn)送柵極電極7下的轉(zhuǎn)送 通道3的電位，比讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3的電位更低。由此， 在電位變動(dòng)大的倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)送通道3 (電子倍增部3b)的位 置和PD部4之間，配置轉(zhuǎn)送通道3的電勢(shì)高(電荷勢(shì)壘高)的轉(zhuǎn)送柵極 電極7，所以，在電子轉(zhuǎn)送動(dòng)作時(shí)以及電子倍增動(dòng)作時(shí)，能夠抑制電子跨 越轉(zhuǎn)送柵極電極7下的轉(zhuǎn)送通道3中產(chǎn)生的電荷勢(shì)壘而泄漏到PD部4側(cè)。 另外，讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3的電位也比轉(zhuǎn)送柵極電極8下、 轉(zhuǎn)送柵極電極9下以及倍增柵極電極10下的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)送通道3中所產(chǎn)生的電荷勢(shì)壘 而泄漏到FD部5側(cè)。
第5實(shí)施方式的其他結(jié)構(gòu)和動(dòng)作與上述第4實(shí)施方式一樣。 (第6實(shí)施方式)
在第6實(shí)施方式中說(shuō)明的是在上述第4實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一 步加上與第3實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)的例子。
如圖20和圖21所示，在第6實(shí)施方式中，和第4實(shí)施方式一樣，在 轉(zhuǎn)送柵極電極9和讀取柵極電極11之間設(shè)置轉(zhuǎn)送柵極電極8，并且相對(duì)轉(zhuǎn) 送柵極電極9,在位于轉(zhuǎn)送柵極電極8和讀取柵極電極11的相反側(cè)設(shè)置倍 增柵極電極IO。另外，在第6實(shí)施方式中，設(shè)于PD部4和倍增柵極電極 10之間的轉(zhuǎn)送柵極電極7的柵極長(zhǎng)度(圖20的L1)形成得比轉(zhuǎn)送柵極電 極7之外的柵極電極的柵極長(zhǎng)度(圖20的L2)更長(zhǎng)。另外，在第6實(shí)施 方式中，在分別對(duì)轉(zhuǎn)送柵極電極7和讀取柵極電極11供給時(shí)鐘信號(hào)0>1 及05的截止信號(hào)(L電平信號(hào))時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)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(shí)，轉(zhuǎn)送柵極電極7和讀取柵極 電極11下的轉(zhuǎn)送通道3呈調(diào)整為約0.5V的電位的狀態(tài)。
在第6實(shí)施方式中，如上所述，通過(guò)將電壓變動(dòng)大的與倍增柵極電極 10鄰接的轉(zhuǎn)送柵極電極7的柵極長(zhǎng)度(圖20的L1)形成得比轉(zhuǎn)送柵極電 極7之外的柵極電極的柵極長(zhǎng)度(圖20的L2)更長(zhǎng)，從而使得與轉(zhuǎn)送柵 極電極7的柵極長(zhǎng)度的大小成比例，轉(zhuǎn)送柵極電極7下的傳送通道3的電 勢(shì)產(chǎn)生的勢(shì)壘的長(zhǎng)度(圖20的箭頭X方向的長(zhǎng)度)也變大。因此，在電 子的倍增動(dòng)作時(shí)和電子的轉(zhuǎn)送動(dòng)作時(shí)，能夠更加可靠地抑制電子跨越轉(zhuǎn)送 柵極電極7下的轉(zhuǎn)送通道3上產(chǎn)生的勢(shì)壘(電荷勢(shì)壘)而泄漏到PD部4
第6實(shí)施方式的其他結(jié)構(gòu)和動(dòng)作和上述第4實(shí)施方式一樣。 另外，本文中所公開(kāi)的實(shí)施方式所有的內(nèi)容都是應(yīng)該理解成非限制性 的。本發(fā)明的范圍不限于上述的實(shí)施方式的說(shuō)明，而是由專利請(qǐng)求范圍表 示，而且還包含進(jìn)一步與專利請(qǐng)求范圍等同的意義和范圍內(nèi)的所有的變更。
例如，在上述第1 第6實(shí)施方式中，作為攝像裝置的一個(gè)例子，盡 管示出的是各像素50中不放大信號(hào)電荷的無(wú)源型(Passive) CMOS圖像 傳感器，但本發(fā)明并非僅限于此，也可適用各像素中放大信號(hào)電荷的有源 型(Active) CMOS圖像傳感器。另外，將本發(fā)明適用于作為攝像裝置的 一個(gè)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(gè)像素500除了具有上述第1實(shí)施方式示出的轉(zhuǎn)送柵極電極7、轉(zhuǎn)送柵 極電極8、轉(zhuǎn)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(fù)位柵極電極12的復(fù)位晶體管Trl、和放大晶體管Tr2、像素選 擇晶體管Tr3。在復(fù)位晶體管Td的復(fù)位柵極電極12上，通過(guò)接觸部與復(fù) 位柵線12a連接，以提供復(fù)位信號(hào)。復(fù)位晶體管Trl的漏極(復(fù)位漏極13) 通過(guò)接觸部與電源電位(VDD)線500a連接。另外，構(gòu)成復(fù)位晶體管Trl 的源極和讀取柵極電極11的源極的FD區(qū)域5和放大晶體管Tr2的柵極通 過(guò)信號(hào)線25連接。在放大晶體管Tr2的源極上，連接像素選擇晶體管Tr3 的漏極。像素選擇晶體管Tr3的柵極與行選擇線500b連接，并且源極與 輸出線500c連接。在第1實(shí)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(jìn)行，而讀取柵極電極11之外的柵極電極的 ON/OFF控制則對(duì)全體像素500 —齊進(jìn)行。另外，對(duì)于有源型CMOS圖像 傳感器而言，由于構(gòu)成為在各像素內(nèi)放大信號(hào)，所以在讀取像素?cái)?shù)據(jù)時(shí)難 以受到像素?cái)?shù)據(jù)讀取路徑的噪音，因此，能夠控制像質(zhì)的降低。
另外，在上述第l-第6實(shí)施方式中，盡管示出的是對(duì)于各列的多個(gè)像 素50的每一個(gè)均形成1個(gè)復(fù)位晶體管26的例子，但是本發(fā)明并非僅限于 此，也可以對(duì)于每一個(gè)像素形成1個(gè)復(fù)位柵極晶體管。
另外，在上述第1~第6實(shí)施方式中，示出的盡管是在轉(zhuǎn)送柵極電極7、 8、 9和讀取柵極電極11處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)送柵極電極7、 8、 9和讀取 柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3呈調(diào)整為約4V的電位的狀態(tài)的例子，但本發(fā) 明并非僅限于此，在轉(zhuǎn)送柵極電極7、 8、 9和讀取柵極電極11處于導(dǎo)通 狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)送柵極電極7、 8、 9和讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3也可 以呈調(diào)整為各自不同的電位的狀態(tài)。
另外，在上述第1 第6實(shí)施方式中，盡管示出的是在轉(zhuǎn)送柵極電極7 和讀取柵極電極11呈截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，分別與轉(zhuǎn)送柵極電極7和讀取柵極電 極11對(duì)應(yīng)的兩方的轉(zhuǎn)送通道3的電位比轉(zhuǎn)送柵極電極8、轉(zhuǎn)送柵極電極9 和倍增柵極電極10各自對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道3的電位低的例子，但本發(fā)明并 非僅限于此，也可以是，在轉(zhuǎn)送柵極電極7和讀取柵極電極11呈截止?fàn)?態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)送通 道3的電位比與轉(zhuǎn)送柵極電極8、轉(zhuǎn)送柵極電極9和倍增柵極電極10分別 對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道3的電位低。此時(shí)，降低轉(zhuǎn)送柵極電極7和讀取柵極電極 11下的轉(zhuǎn)送通道3的電位中、與倍增柵極電極10鄰接的電極下的轉(zhuǎn)送通 道3的電位，則效果更好。
另外，在上述第1 第6實(shí)施方式中，盡管示出的是p型硅基板l表面 上形成轉(zhuǎn)送通道3、 PD部4和FD區(qū)域5的例子，但是本發(fā)明并非僅限于 此，也可以是，在n型硅基板表面形成p型阱區(qū)的同時(shí)，在該p型阱區(qū)的 表面上形成轉(zhuǎn)送通道、光電二極管部和浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域。
另外，在上述第1~第6實(shí)施方式中，盡管示出的是采用電子作為信號(hào) 電荷的例子，但是本發(fā)明并非僅限于此，也可以是，通過(guò)使基板雜質(zhì)的導(dǎo)電型和所施加的電壓的極性完全相反，而采用空穴作為信號(hào)電荷。
另外，在上述第2實(shí)施方式中，盡管示出的是在轉(zhuǎn)送柵極電極7和讀
取柵極電極11呈截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，控制讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3的電 位，比轉(zhuǎn)送柵極電極7下的轉(zhuǎn)送通道3的電位低的例子，但本發(fā)明并非僅 限于此，也可以是，控制轉(zhuǎn)送柵極電極7下的轉(zhuǎn)送通道3的電位，比讀取 柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3的電位低。
另外，在上述第l實(shí)施方式中，盡管示出的是本發(fā)明適用于作為攝像 裝置的一個(gè)例子的CMOS圖像傳感器，但本發(fā)明并非僅限于此，只要是通 過(guò)生成電子而進(jìn)行感應(yīng)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(shí)施方式中配置的PD部4， 從而也可以作為傳感器裝置而運(yùn)行，并且根據(jù)上述結(jié)構(gòu)還可得到與上述第 l實(shí)施方式相同的效果。另外，通過(guò)進(jìn)行與上述第l-第6實(shí)施方式相同的 動(dòng)作，也可以倍增所生成的電子(感應(yīng)后的數(shù)據(jù))。
另外，在上述第3實(shí)施方式中，盡管示出的是讀取柵極電極11的柵 極長(zhǎng)度比讀取柵極電極11之外的柵極電極的柵極長(zhǎng)度大的例子，但是本 發(fā)明并非僅限于此，如圖25和圖26所示的第3實(shí)施方式的變形例所示， 也可以是，轉(zhuǎn)送柵極電極7和讀取柵極電極11的兩方的柵極長(zhǎng)度(圖25 的Ll)比轉(zhuǎn)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(zhǎng)度 (圖25的L2)更大。此時(shí)，在對(duì)轉(zhuǎn)送柵極電極7和讀取柵極電極11分別 施加時(shí)鐘信號(hào)0)1及05的截止信號(hào)(L電平信號(hào))時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)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(shí)，轉(zhuǎn)送柵極電極7下和 讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3均調(diào)整為約0.5V的電位。另夕卜，作為圖 21所示的轉(zhuǎn)送柵極電極7的柵極長(zhǎng)度比轉(zhuǎn)送柵極電極7之外的柵極電極的 柵極長(zhǎng)度大的第6實(shí)施方式的變形例，也可以是，轉(zhuǎn)送柵極電極7和讀取 柵極電極11兩者的柵極長(zhǎng)度比轉(zhuǎn)送柵極電極7和讀取柵極電極11之外的 電極的柵極長(zhǎng)度大。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠抑制在進(jìn)行電子的轉(zhuǎn)送動(dòng)作和倍 增動(dòng)作時(shí)，電子在PD部4和FD區(qū)域5兩側(cè)漏出、與PD部4鄰接的轉(zhuǎn)送 柵極電極7和與FD區(qū)域5鄰接的讀取柵極電極11的柵極長(zhǎng)度比其他柵極 電極的柵極長(zhǎng)度更大的量。進(jìn)一步，在電子的轉(zhuǎn)送動(dòng)作和倍增動(dòng)作時(shí)，轉(zhuǎn) 送柵極電極7下和讀取柵極電極11下各自分別對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道3的電位控制得最低。因此，據(jù)此能夠可靠地抑制電子對(duì)PD部4和FD區(qū)域5任
一方泄漏。
另外，在上述第5實(shí)施方式中，盡管示出的是，在轉(zhuǎn)送柵極電極7和 讀取柵極電極11呈截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)送柵極電極7下的轉(zhuǎn)送通道3的電位 控制得比讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3的電位低的例子，但是本發(fā)明 并非僅限于此，也可以是，讀取柵極電極11下的轉(zhuǎn)送通道3的電位控制 得比轉(zhuǎn)送柵極電極7下的轉(zhuǎn)送通道3的電位低。
權(quán)利要求
1、一種攝像裝置，具有第1電極，其用于產(chǎn)生積蓄信號(hào)電荷的電場(chǎng)；第2電極，其用于產(chǎn)生通過(guò)碰撞電離而增加信號(hào)電荷的電場(chǎng)；光電轉(zhuǎn)換部，其生成信號(hào)電荷；第3電極，其被設(shè)置成與上述光電轉(zhuǎn)換部鄰接，并用于轉(zhuǎn)送信號(hào)電荷；電壓轉(zhuǎn)換部，其用于將信號(hào)電荷轉(zhuǎn)換成電壓；第4電極，其被設(shè)置成與上述電壓轉(zhuǎn)換部鄰接，并用于將信號(hào)電荷轉(zhuǎn)送至上述電壓轉(zhuǎn)換部；轉(zhuǎn)送通道，其被設(shè)置于上述第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，用于進(jìn)行信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作和增加動(dòng)作，被構(gòu)成為在信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作時(shí)和增加動(dòng)作時(shí)，與上述第3電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位和與上述第4電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位中的至少一個(gè)電位被控制成比與上述第1電極和上述第2電極相對(duì)應(yīng)的上述轉(zhuǎn)送通道的電位低。
2、 如權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于， 被構(gòu)成為在信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作時(shí)和增加動(dòng)作時(shí)，與上述第3電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位和與上述第4電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的兩個(gè)電位被 控制成比與上述第1電極和上述第2電極相對(duì)應(yīng)的上述轉(zhuǎn)送通道的電位 低。
3、 如權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于， 被構(gòu)成為在信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作時(shí)和增加動(dòng)作時(shí)，與上述第3電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位和與上述第4電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)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(duì)應(yīng)的上述轉(zhuǎn)送通道的電位 低，并且，與上述第3電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位和與上述第4電極相 對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位為不同的電位。
4、 如權(quán)利要求3所述的攝像裝置，其特征在于，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(gòu)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(duì)應(yīng)的上述轉(zhuǎn)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(duì)應(yīng)的上述轉(zhuǎn)送通道的電位低。
5、 如權(quán)利要求3所述的攝像裝置，其特征在于， 用于增加上述信號(hào)電荷的第2電極配置成與用于將信號(hào)電荷轉(zhuǎn)送至上述電壓轉(zhuǎn)換部的上述第4電極相鄰接。
6、 如權(quán)利要求5所述的攝像裝置，其特征在于， 被構(gòu)成為在信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作時(shí)和增加動(dòng)作時(shí)，與用于將信號(hào)電荷轉(zhuǎn)送到上述電壓轉(zhuǎn)換部的上述第4電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位被控制得 比與用于轉(zhuǎn)送上述信號(hào)電荷的第3電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位低。
7、 如權(quán)利要求3所述的攝像裝置，其特征在于， 用于增加上述信號(hào)電荷的第2電極配置成與用于轉(zhuǎn)送上述信號(hào)電荷的第3電極相鄰接。
8、 如權(quán)利要求7所述的攝像裝置，其特征在于， 被構(gòu)成為在信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作時(shí)和增加動(dòng)作時(shí)，與用于轉(zhuǎn)送信號(hào)電荷的第3電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位被控制得比與用于將上述信號(hào)電荷 轉(zhuǎn)送至上述電壓轉(zhuǎn)換部的上述第4電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位低。
9、 如權(quán)利要求l所述的攝像裝置，其特征在于，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(hào)電荷的轉(zhuǎn) 送方向的方向上的長(zhǎng)度比上述第3電極和上述第4電極以外的任何一個(gè)電極在沿著信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送方向的方向上的長(zhǎng)度大。
10、 如權(quán)利要求9所述的攝像裝置，其特征在于， 用于增加上述信號(hào)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(hào)電荷的轉(zhuǎn)送方向上的長(zhǎng)度比另一方的電極在信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送 方向上的長(zhǎng)度大。
11、 如權(quán)利要求9所述的攝像裝置，其特征在于，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(hào)電荷的轉(zhuǎn)送方向上的長(zhǎng)度比另一方的電極在信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送方向上的長(zhǎng)度大，并且在進(jìn)行信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作和增加動(dòng)作時(shí)，分別與上述第3電極和上述第4電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)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(duì)應(yīng)的上述轉(zhuǎn)送通道的電位更低。
12、 如權(quán)利要求9所述的攝像裝置，其特征在于，上述第3電極和上述第4電極中兩個(gè)電極在沿著信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送方向 上的長(zhǎng)度比上述第3電極和上述第4電極之外的任何一個(gè)電極在沿著信號(hào) 電荷的轉(zhuǎn)送方向上的長(zhǎng)度大。
13、 如權(quán)利要求12所述的攝像裝置，其特征在于， 在信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作時(shí)和增加動(dòng)作時(shí)，分別與上述第3電極和上述第4電極的兩個(gè)電極相對(duì)應(yīng)的上述轉(zhuǎn)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(duì)應(yīng)的上述轉(zhuǎn)送通道的電位低。
14、 如權(quán)利要求l所述的攝像裝置，其特征在于， 還包括設(shè)于上述第1電極和上述第2電極之間，用于轉(zhuǎn)送信號(hào)電荷的第5電極，被構(gòu)成為在由上述第2電極而產(chǎn)生信號(hào)電荷進(jìn)行碰撞電離的電場(chǎng)的狀 態(tài)下，交替地進(jìn)行信號(hào)電荷的增加動(dòng)作和信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作，上述信號(hào)電荷的增加動(dòng)作按照將蓄積在與上述第1電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送 通道中的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)送到與上述第2電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)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(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作按照將通過(guò)由上述第2電極產(chǎn)生的電場(chǎng)所增加的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)送到與上述第l電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)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(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于， 被構(gòu)成為在將信號(hào)電荷從上述光電轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)送至上述轉(zhuǎn)送通道時(shí)，將與上述第3電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位控制為比上述光電轉(zhuǎn)換部的電位 咼，被構(gòu)成為將信號(hào)電荷從上述光電轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)送至上述轉(zhuǎn)送通道時(shí)與上 述第3電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位，至少與產(chǎn)生蓄積信號(hào)電荷的電場(chǎng)時(shí) 的上述第1電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位大致相同。
16、 如權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于，被構(gòu)成為在將信號(hào)電荷從上述轉(zhuǎn)送通道轉(zhuǎn)送到上述電壓轉(zhuǎn)換部時(shí)，控制與上述第4電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)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(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位 高，且比上述電壓轉(zhuǎn)換部的電位低，被構(gòu)成為在將信號(hào)電荷從上述轉(zhuǎn)送通道轉(zhuǎn)送到上述電壓轉(zhuǎn)換部時(shí)的 與上述第4電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位，至少與產(chǎn)生蓄積信號(hào)電荷的電 場(chǎng)時(shí)的上述第1電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位實(shí)質(zhì)上相同大小。
17、 如權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于， 被構(gòu)成為對(duì)上述第4電極施加用于抑制在信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作和增加動(dòng)作時(shí)從與上述第4電極相對(duì)應(yīng)的上述轉(zhuǎn)送通道向上述電壓轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)送信 號(hào)電荷的電壓。
18、 一種傳感器裝置，具有 用于產(chǎn)生積蓄信號(hào)電荷的電場(chǎng)的第1電極； 用于產(chǎn)生通過(guò)碰撞電離增加信號(hào)電荷的電場(chǎng)的第2電極；生成信號(hào)電荷的電荷生成部；設(shè)置成與上述電荷生成部鄰接，且用于轉(zhuǎn)送信號(hào)電荷的第3電極； 用于將信號(hào)電荷轉(zhuǎn)換成電壓的電壓轉(zhuǎn)換部；設(shè)置成與上述電壓轉(zhuǎn)換部相鄰接，且用于將信號(hào)電荷轉(zhuǎn)送至上述電壓轉(zhuǎn)換部的第4電極；和設(shè)置于上述第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，用于進(jìn)行信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作和增加動(dòng)作的轉(zhuǎn)送通道，被構(gòu)成為在信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作時(shí)和增加動(dòng)作時(shí)，與上述第3電極相 對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位和與上述第4電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位中的至 少一個(gè)電位控制成比與上述第1電極和上述第2電極相對(duì)應(yīng)的上述轉(zhuǎn)送通 道的電位低。
19、 如權(quán)利要求18所述的傳感器裝置，其特征在于， 還包括設(shè)置于上述第1電極和上述第2電極之間，且用于轉(zhuǎn)送信號(hào)電荷的第5電極，被構(gòu)成為在由上述第2電極而產(chǎn)生信號(hào)電荷進(jìn)行碰撞電離的電場(chǎng)的狀 態(tài)下，交替地進(jìn)行信號(hào)電荷的增加動(dòng)作和信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作，上述信號(hào)電荷的增加動(dòng)作按照將蓄積在與上述第1電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道中的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)送到與上述第2電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)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(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作按照將通過(guò)由上述第2電極產(chǎn)生的電場(chǎng)所增 加的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)送到與上述第1電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)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(fā)明提供一種攝像裝置和傳感器裝置。該攝像裝置，構(gòu)成為在信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送動(dòng)作時(shí)以及增加動(dòng)作時(shí)，控制為與第3電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位和與第4電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位中的至少一個(gè)電位比與第1電極和第2電極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)送通道的電位低。
文檔編號(hào)H04N5/357GK101414618SQ200810176979
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日
發(fā)明者中島勇人, 清水龍 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社