[发明专利]固体摄像装置以及照相机

说明书

技术领域

本发明涉及固体摄像装置以及照相机，尤其涉及CMOS图像传感器等MOS型的固体摄像装置。

背景技术

作为实现高性能、多功能以及低耗电的固体摄像装置，现已有采用CMOS（金属氧化半导体）技术制造的固体摄像装置。此类固体摄像装置也被称为CMOS图像传感器。专利文献1中，公开了包含4个像素（光电转换元件）的单位单元的平面模式（布局）图。

专利文献1：日本特开2008-270299号公报（图3）

发明内容

但是，随着固体摄像装置的小型化，单位单元的尺寸（单元尺寸）也趋于微细化，这导致灵敏度降低。为了抑制灵敏度因单元尺寸的微细化而降低，必须使单位单元的光电转换元件以外的元件的区域缩小。作为光电转换元件以外的元件，例如有放大晶体管和复位晶体管。

然而，当放大晶体管的栅极尺寸缩小时，在放大晶体管发生的热噪声以及1/f噪声会增大，导致单位单元的随机噪声特性劣化。

另外，当放大晶体管的栅极宽度缩窄时，单位单元的输出信号会变得容易受到用于向恒定电流晶体管的栅极电极提供偏压的偏压电源的噪声的影响，横线状的随机噪声特性劣化。发生横线状的噪声的原因在于，偏压电源被同样地输入到被设置在单位单元的每个列的恒定电流晶体管的栅电极。由于相对于在单位单元发生的点状随机噪声会发生线状的噪声，横线状的噪声更为显眼，因此优选将其控制在相对于每个单位单元的点状随机噪声的1/5至1/10的水平。

此时，如专利文献1所示，由于光电转换元件的水平方向的大小、和放大晶体管的栅极电极的水平方向的大小（栅极宽度）之间为相抵关系，因此难以通过增大放大晶体管的栅极宽度来抑制随机噪声。

对此，本发明鉴于所述的问题点，其第一个目的在于提供低噪声的固体摄像装置以及照相机。

另外，本发明的第二个目的在于提供高灵敏度且小型的固体摄像装置以及照相机。

为了达成所述目的，本发明的一形态的固体摄像装置是一种具备被排列成二维状的多个单位单元的固体摄像装置，其特征在于所述单位单元具备：光电转换元件，对射入光进行光电转换；多个放大晶体管，与所述光电转换元件中蓄积的信号电荷相应的电压被提供给该放大晶体管的栅极。

根据本形态，通过并联设置放大晶体管能使热噪声降低，因此能够实现第噪声的固体摄像装置。另外，与增大1个放大晶体管的尺寸的情况相比，能够提高单位单元中的放大晶体管的布局自由度，因此能够在不牺牲光电转换元件的面积的情况下，即，在维持灵敏度的情况下，实现低噪声的固体摄像装置。

在此，可以是，所述单位单元具有多个所述光电转换元件，所述多个光电转换元件共享所述多个放大晶体管。另外，可以是，所述单位单元具有被配置在所述光电转换元件和所述放大晶体管的栅极之间的传输晶体管。

根据本形态，多个光电转换元件能够共享放大晶体管，因此能够实现小型的固体摄像装置。

另外，可以是，所述多个放大晶体管共享源极区域或者漏极区域。

根据本形态，在1个单位单元中设置2个放大晶体管的情况下，能够抑制单位单元的面积增加。其结果，能够实现小型的固体摄像装置。另外，在单位单元内共享源极区域的情况下，能够通过缩小源极区域，使放大晶体管和垂直信号线的连接变得容易。

另外，可以是，在所述多个放大晶体管中，以共享的源极区域或者漏极区域为中心，在源极区域和漏极区域之间流动的电流的方向对称。

根据本形态，由于能够抑制多个单位单元的放大晶体管的特性偏差，因此能够实现噪声更低的固体摄像装置。

另外，可以是，在相邻的所述单位单元中，所述放大晶体管的源极区域或者漏极区域被共享。

根据本形态，能够缩小单位单元的面积，因此能够实现小型的固体摄像装置。

另外，可以是，在所述多个放大晶体管中，所有的漏极区域以及源极区域被配置成直线状。

根据本形态，能够在不对光电转换元件所被设置的区域造成影响的情况下，并联设置多个放大晶体管。

另外，可以是，所述多个放大晶体管的栅极宽度为相同尺寸。另外，可以是，所述多个放大晶体管的栅极长度为相同尺寸。

根据本形态，由于能够抑制单位单元内的放大晶体管的特性偏差，因此能够实现噪声更低的固体摄像装置。

另外，可以是，所述多个放大晶体管共享栅电极。

根据本形态，即使在单位单元内的多个放大晶体管的栅极电极中的1个发生了与信号线接触不良的情况下，也能够维持与浮动扩散区的连接。另外，能够提高放大晶体管的栅极电极的设计自由度。