[发明专利]固态摄像装置、其驱动方法以及电子装置

说明书

相关技术的参考

本申请包含与2009年1月26日向日本专利局提交的日本优先 权专利申请JP 2009-014562所公开的相关主题，其全部内容结合于 此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件) 型固态摄像装置及其驱动方法，以及诸如相机等设置有该固态摄像 装置的电子装置。

背景技术

作为固态摄像装置，电荷耦合器件(CCD)型固态摄像装置在 现有技术中是众所周知的。根据CCD型固态摄像装置(在下文中， 称作CCD固态摄像装置)，多个感光单元以矩阵形式二维配置，每 个感光单元均包括用于产生与所接收的光量相对应的信号电荷并 累积信号电荷的光电转换单元(即，光电二极管)。信号电荷基于 入射到多个感光单元的光电二极管中的物体的光信号产生然后累 积。信号电荷通过配置在感光单元的每一列中的具有CCD结构的 多个垂直转移寄存器在垂直方向上转移，并还通过具有CCD结构 的水平转移寄存器在水平方向上转移。然后，在水平方向上转移的 信号电荷作为物体的图像信息从具有电荷/电压转换部的输出单元 输出。典型地，输出单元包括连接至水平转移寄存器终端的浮置扩 散(FD)和源极跟随放大器，即，浮置扩散型放大器。另外，输出 单元还可以包括浮置栅极型放大器。

在CCD固态摄像装置中，所谓的行间转移(IT)方式在现有 技术中是众所周知的，其通过使用摄像区域来转移电荷，该摄像区 域包括：多个感光单元，以二维矩阵形式配置；多个垂直转移寄存 器；以及多个水平转移寄存器，连接至所述多个垂直转移寄存器。 此外，在CCD固态摄像装置中，所谓的帧行间转移(FIT)方式在 现有技术中也是众所周知的，其通过使用摄像区域、包括多个垂直 转移寄存器的存储部、以及连接至存储部的所述多个垂直转移寄存 器的水平转移寄存器来转移电荷。

例如，CCD固态摄像装置已经广泛用于数码相机、数码摄像机 等。此外，CCD固态摄像装置也用作安装在诸如电话等设置有相机 的移动装置或PDA(个人数字助理)上的固态摄像装置。

根据现有技术的CCD固态摄像装置，垂直转移寄存器的多个 垂直转移电极由双层多晶硅膜以第一层多晶硅膜的垂直转移电极 与第二层多晶硅膜的垂直转移电极部分重叠的方式形成。这样的 CCD固态摄像装置具有这样的结构，其中包括被施加读取电压VT 的垂直转移电极的所有垂直转移电极延伸至与垂直转移寄存器的 沟道区平行设置的沟道停止区。被施加读取电压VT的垂直转移电 极用作所谓的读取电极。

同时，作为CCD固态摄像装置，在现有技术中也使用这样的 固态摄像装置，其中，配置在转移方向上的多个垂直转移电极由单 层(即同一层)多晶硅膜形成。图13和图14是示出了现有CCD 固态摄像装置的一个实例的示图，在该现有的CCD固态摄像装置 中多个垂直转移电极由单层多晶硅膜形成。图13是示出了摄像区 域的主要元件的平面图，而图14是沿图13的线XIV-XIV截取的截 面图。在图13和图14中，仅示出了主要元件而省略了其他元件， 例如，在转移电极上面的遮光层、滤色片、单片透镜等。

如图13所示，在CCD固态摄像装置100中，用作感光单元101、 具有矩形形状的光电二极管(PD)以二维矩阵形式配置，并且具有 CCD结构的垂直转移寄存器102设置成与感光单元101的列相对 应。垂直转移寄存器102从感光单元101读取信号电荷，并随后在 垂直方向上转移信号电荷。每个垂直转移寄存器102均包括嵌入转 移沟道区域103，以及形成在转移沟道区域103上面而且其间插入 栅极绝缘层的多个垂直转移电极。在该实例中，三个垂直转移电极 与用作一个感光单元101的光电二极管(PD)相对应，即，多个垂 直转移电极104至106由单层(即第一层多晶硅膜)形成。在上垂 直转移电极104和下垂直转移电极106及其上单位像素和下单位像 素中共同具有垂直转移电极。