[发明专利]摄像装置

说明书

技术领域

本发明涉及具备用于增加信号电荷的电荷增加部的摄像装置。

背景技术

作为现有技术公知具有用于使电子(信号电荷)倍增(增加)的倍增部(电荷增加部)的CCD(Charge Coupled Device)图像传感器(摄像装置)。在该以往的CCD图像传感器中，如图17所示，在硅基板101的表面上形成有栅极氧化物102。另外，在栅极氧化物102上表面上的规定区域，隔着规定的间隔形成有4个栅电极103～106。该栅电极103～106构成为被供给4相的时钟信号Ф11～Ф14。

另外，在栅电极103～106下的传送沟道107中分别形成有像素分离障壁、临时蓄积井、电荷传送障壁、以及电荷积累井。该像素分离障壁具有划分临时蓄积井与相邻的像素的电荷积累井，并将相邻的电荷积累井的电子传送到临时蓄积井的功能。另外，临时蓄积井具有在传送电子时临时蓄积电子的功能。另外，电荷传送障壁具有划分临时蓄积井和电荷积累井、并且将蓄积在临时蓄积井的电子传送到电荷积累井的功能。

另外，电荷积累井具有蓄积从临时蓄积井传送来的电子的功能，并且还具有作为通过电场的碰撞电离而使电子倍增的倍增部的功能。即，在电荷传送障壁和电荷积累井的界面形成有被调整为高电位的高电场区域108，从而被传送到高电场区域108的电子从高电场区域108获得能量。然后，获得能量的电子在高电场区域108内移动过程中与硅基板101的晶格原子碰撞，通过该碰撞产生电子以及空穴。在生成的电子以及空穴中，通过高电场区域108仅将电子汇集到电荷积累井。由此，可以进行电子的倍增。另外，该电子的倍增可以在传送通过受光区域的光电二极管而生成的电子的过程中进行。

接着，参照图17，对以往的CCD图像传感器的倍增动作进行说明。

首先，向栅电极103供给时钟信号Ф11，使栅电极103成为导通状态，并从向栅电极103供给时钟信号11的时刻开始经过规定时间后，使相邻的像素的栅电极106成为截止状态。由此，蓄积于相邻的像素的电荷积累井中的电子被传送到像素分离障壁。

然后，向栅电极104供给时钟信号12，使栅电极104成为导通状态，并且使栅电极103成为截止状态。由此，被传送到像素分离障壁的电子被传送到临时蓄积井。

接着，向栅电极106供给时钟信号14，使栅电极106成为导通状态。由此，向栅电极106施加高电压，在电荷传送障壁和电荷积累井的界面形成高电场区域108。此后，通过在使栅电极106成为导通状态的状态下，使栅电极104成为截止状态，由此蓄积于临时蓄积井的电子越过电荷传送障壁而被传送到电荷积累井。由此，通过高电场的碰撞电离使所传送的电子倍增，并且将倍增的电子蓄积于电荷积累井。另外，始终不向栅电极105供给时钟信号Ф13，使栅电极105一直保持截止状态。

但是，在将图17所示的以往的CCD图像传感器的结构应用于CMS图像传感器的情况下，当为了读出数据而向浮动扩散区域(floatingdiffusion)传送蓄积于电荷积累井中的电子时，与电荷积累井对应的栅电极成为截止状态。此时，被供给到与电荷积累井对应的栅电极的高电压的时钟信号下降，与该栅电极对应的电子的传送区域(电荷积累井)的电位大幅变动。因此，与该栅电极对应的电子的传送区域(电荷积累井)电位大的变动波及到与该栅电极相邻的用于读出数据的栅电极所对应的电子的传送区域，所以出现与用于读出数据的栅电极对应的电子的传送区域的电位变动的不良情况。其结果，由于从电荷积累井传送到浮动扩散区域的电子数量出现离散偏差，所以存在难以正确地进行数据读出的问题。

发明内容

本发明第一方式的摄像装置，其包括：蓄积部，其用于蓄积并传送信号电荷；第一电极，其用于产生使蓄积部蓄积信号电荷的电场；电荷增加部，其用于通过碰撞电离来增加蓄积于蓄积部中的信号电荷；第二电极，其用于产生在电荷增加部使信号电荷碰撞电离的电场；电压变换部，其用于将信号电荷变换为电压；和第三电极，其设置于第一电极和电压变换部之间，用于从蓄积部向电压变换部传送信号电荷，第二电极相对于第一电极被设置于第三电极以及电压变换部的相反侧。