专利名称：固体摄像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及多端口型且电荷倍增型的固体摄像装置。
背景技术：
针对固体摄像装置，存在下述的专利文献1以及专利文献2所记载的多端口型且 电荷倍增型的固体摄像装置。这样的固体摄像装置具备摄像区域和多个单元。摄像区域包 含多个像素列。多个单元分别具有输出寄存器，传输来自多个像素列中一个以上的对应的 像素列的电荷；倍增寄存器，接收由该输出寄存器传输的电荷并生成倍增的电荷；以及放 大器，生成基于来自倍增寄存器的经倍增的电荷的信号。专利文献1 日本特开2007-124675号公报专利文献2 日本特许3862850号说明书
发明内容
发明所要解决的问题电荷倍增型的固体摄像装置的增益根据温度而变动。另外，针对多端口型且电荷 倍增型的固体摄像装置，期望减小所有单元中的增益的差异。专利文献2所公开的固体摄 像装置由于能够控制倍增寄存器的倍增率，因而可以控制各端口的增益，以减小所有端口 的增益的差异。然而，用于控制增益的电路构成较为复杂。本发明的目的在于，提供一种固体摄像装置，是将基于来自摄像区域的电荷的信 号从多个单元输出的多端口型且电荷倍增型的固体摄像装置，能够以简单的构成减小单元 间的增益的差异。解决问题的方法本发明的固体摄像装置，是多端口型的固体摄像装置，具备摄像区域和多个单元。 摄像区域包含多个像素列。多个单元是生成基于来自摄像区域的电荷的信号的单元，且按 照多个像素列排列的方向排列。多个单元分别具有输出寄存器、倍增寄存器和放大器。输 出寄存器传输来自多个像素列中一个以上的对应的像素列的电荷。倍增寄存器接收来自输 出寄存器的电荷并生成倍增的电荷。放大器生成基于来自倍增寄存器的经倍增的电荷的信 号。本固体摄像装置包含设置有多个单元的区域以及位于该区域的上述方向的两侧的第1 虚设(dummy)区域和第2虚设区域。第1虚设区域和第2虚设区域中分别设置有倍增寄存 器和放大器。现有的多端口型且电荷倍增型的固体摄像装置中，在多个单元中除了位于两端的 单元之外的单元的两侧，存在有其它的单元，但是对于两端的单元，仅在其一侧存在一个单 元。一般而言，各单元中的增益根据该单元的温度而大幅变动。另外，各单元中包含放大器 和倍增寄存器之类的发热要素。因此，现有的多端口型且电荷倍增型的固体摄像装置中，会 在两端的单元的温度与这些单元以外的单元的温度之间产生差异。因此，现有的多端口型 且电荷倍增型的固体摄像装置中，难以使单元间的增益均勻化。
另一方面，根据本发明的固体摄像装置，在多个单元中位于两端的两个单元的附 近，设置有倍增寄存器和放大器。因此，减小了位于两端的两个单元的温度与其它的单元的 温度之间的差异。其结果，降低了单元间的增益的差异。发明的效果如以上说明的那样，根据本发明，可提供一种固体摄像装置，是将基于来自摄像区 域的电荷的信号从多个单元输出的多端口型且电荷倍增型的固体摄像装置，能够以简单的 构成减小单元间的增益的差异。
图1是表示一个实施方式所涉及的固体摄像装置的图。图2是以附配线的方式表示图1所示的固体摄像装置的图。符号的说明10…固体摄像装置、12···摄像区域、14a 14cl···单元、16···电荷存储区域、18···输 出寄存器、18d…输出寄存器(虚设)、20…倍增寄存器、20d…倍增寄存器(虚设)、22…放 大器、22cl···放大器(虚设)、24…转角寄存器、24d…转角寄存器(虚设)、OD…输出漏极端 子、OG…输出栅极端子、OS…输出源极端子、RD…重置漏极端子、RG…重置栅极端子、Pl P3…端子、PDC…端子、PMl PM3…端子、R…区域、R1···第1虚设区域、R2…第2虚设区域。
具体实施例方式以下，参照附图，详细说明本发明的优选的实施方式。而且，在各附图中，对相同或 相当的部分标记相同的符号。图1是表示一个实施方式所涉及的固体摄像装置的图。图1所示的固体摄像装置 10具备摄像区域12和多个单元14a 14d。在以下的说明中，有时将多个单元14a 14d 称为单元14。摄像区域12是感应入射的光而生成电荷的区域。具体而言，摄像区域12包含二 维排列的多个像素，各像素包含光电二极管。本实施方式的固体摄像装置10除了摄像区域12之外还具备电荷存储区域16。电 荷存储区域16是将由摄像区域12生成的电荷在传输至后面叙述的输出寄存器之前暂时 加以存储的部分。具有这样的电荷存储区域16的固体摄像装置10，被称为帧转移(frame transfer)CXD影像传感器。然而，本发明的固体摄像装置也可以为隔行(interline)C⑶影 像传感器或者全帧转移(full frame transfer)CCD影像传感器。摄像区域12具有多个区域12a 12d。多个区域12a 12d并列于水平方向，且 各区域中包含多个像素列。由多个区域12a 12d生成的电荷被输出至对应的单元14。而 且，固体摄像装置10的摄像区域12包含四个区域。即为4端口的固体摄像装置，但是本发 明的固体摄像装置的端口数并不限定于4个。多个单元14a 14d分别具有输出寄存器18、倍增寄存器20和放大器22。本实 施方式中，多个单元14分别进一步包含转角寄存器24。输出寄存器18是接收由摄像区域12的对应的区域生成且在垂直方向上传输的电 荷，并在水平方向上传输该电荷的传输寄存器。转角寄存器24与输出寄存器18相同，是传输电荷的传输寄存器。转角寄存器24被设置于输出寄存器18与倍增寄存器20之间。转 角寄存器24将由输出寄存器18传输的电荷传输至倍增寄存器20。倍增寄存器20是利用碰撞电离效应将电荷倍增，并传输经倍增的电荷的寄存器。 固体摄像装置10中，倍增寄存器20经由转角寄存器24接收由输出寄存器18传输的电荷， 并将倍增的电荷输出至放大器22。放大器22接收由倍增寄存器20倍增的电荷，进行电荷电压转换，并生成对应于该 电荷的量的信号。作为放大器22，可以使用浮动扩散(FD)放大器。本固体摄像装置10包含区域R、第1虚设区域Rl和第2虚设区域R2。区域R是 设置有多个单元14a至14d的区域。第1虚设区域Rl和第2虚设区域R2存在于与输出寄 存器18的电荷传输方向相同的方向(水平方向)上的区域R的两侧。固体摄像装置10在第1虚设区域Rl和第2虚设区域R2，分别具备虚设的倍增寄 存器20d和虚设的放大器22d。虚设的倍增寄存器20d和虚设的放大器22d分别为与倍增 寄存器20和放大器22相同的要素。再者，固体摄像装置10中，在第1虚设区域Rl和第2虚设区域R2，分别设置有虚 设的输出寄存器18d和虚设的转角寄存器24d。输出寄存器18d和转角寄存器24d为与输 出寄存器18和转角寄存器24相同的要素。以下，参照图2，说明固体摄像装置10的电连接关系。图2是以附配线的方式表示 图ι所示的固体摄像装置10的图。如图2所示，固体摄像装置10是三相驱动型的固体摄 像装置，具有端子Pl P3、PMl PM3以及PDC。端子Pl P3是用于向所有单元14a 14d的输出寄存器18和转角寄存器24输 入三相的时钟信号的端子。从端子Pl P3延伸的配线是与所有单元14a 14d的输出寄 存器18和转角寄存器24共通的配线，且被连接于所有单元14a 14d的输出寄存器18和 转角寄存器24。通过赋予来自端子Pl P3的三相的时钟信号，从而输出寄存器18和转角 寄存器24传输电荷。进而，从这些端子Pl P3延伸的配线相对于虚设的输出寄存器18d 和虚设的转角寄存器24d而言也是共通的配线，且被连接于该输出寄存器18d和转角寄存 器 24d。端子PMl PM3是用于向所有单元14a 14d的倍增寄存器20输入三相的时钟信 号的端子。另外，端子PDC是输入用于在倍增寄存器20形成障壁的DC电压的端子。从端 子PMl PM3和PDC延伸的配线是与所有单元14a 14d的倍增寄存器20共通的配线，且 被连接于所有单元14a 14d的倍增寄存器20。进而，从这些端子PMl PM3和PDC延伸 的配线相对于虚设的倍增寄存器20d而言也是共通的配线，且被连接于该倍增寄存器20d。放大器22和22d具有重置栅极端子RG、重置漏极端子RD、输出漏极端子OD以及 输出源极端子OS。另外，在放大器22和22d的FD区域与倍增寄存器20的最终段之间设置 有输出栅极端子0G。端子RG是用于对放大器22和22d的重置晶体管的栅极赋予重置脉冲的端子。通 过在端子RG赋予重置脉冲，从而将存储于FD区域的电荷从连接于重置晶体管的漏极的端 子RD排出。端子RD和OD被赋予规定的电源电压。端子OG在传输来自倍增寄存器的电荷 时被赋予ON信号。由此，将来自倍增寄存器的电荷送至FD区域。从端子OS输出倍增的信 号。
本固体摄像装置10中，放大器22和22d的同一端子被赋予同一信号，但是，为了 防止邻接的放大器之间的串扰，可以不将配线共通化。以上说明的固体摄像装置10中，在位于多个单元14a 14d中的两端的单元14a 和14d的附近的第1虚设区域Rl和第2虚设区域R2，分别设置有倍增寄存器20d和放大器 22d。而且，倍增寄存器20d和放大器22d与单元14a 14d的倍增寄存器20和放大器22 相同，也被赋予信号。由此，倍增寄存器20d和放大器22d与倍增寄存器20和放大器22同 样地发热。因此，减小了两端的单元14a和14d的温度与这些单元以外的单元14b和14c 的温度之间的差异。因此，固体摄像装置10中，单元14a 14d之间的增益的差异减小。而且，本发明并不限定于上述的本实施方式，也可以进行各种变形。例如，本发明 的固体摄像装置也可以不具有虚设的输出寄存器和虚设的转角寄存器。其理由为，输出寄 存器和转角寄存器的发热相对于倍增寄存器和放大器而言较小。另外，本发明的固体摄像 装置并不限定于三相驱动型的固体摄像装置，能够采用例如四相驱动等的各种驱动方式。
权利要求
一种固体摄像装置，其特征在于，所述固体摄像装置是多端口型的固体摄像装置，所述固体摄像装置具有摄像区域，包含多个像素列；以及多个单元，生成基于来自所述摄像区域的电荷的信号，且按照所述多个像素列排列的方向排列，所述多个单元分别具有输出寄存器，传输来自所述多个像素列中一个以上的对应的像素列的电荷；倍增寄存器，接收来自所述输出寄存器的电荷并生成倍增的电荷；以及放大器，生成基于来自所述倍增寄存器的经倍增的电荷的信号，所述固体摄像装置包含设置有所述多个单元的区域；以及位于该区域的所述方向上的两侧的第1虚设区域和第2虚设区域，在所述第1虚设区域和所述第2虚设区域中，分别具备倍增寄存器和放大器。
全文摘要
本发明的一个实施方式的多端口型的固体摄像装置具备摄像区域和多个单元。摄像区域包含多个像素列。多个单元按照多个像素列排列的方向排列，并生成基于来自摄像区域的电荷的信号。各单元具有输出寄存器、倍增寄存器和放大器。输出寄存器传输来自一个以上的对应的像素列的电荷。倍增寄存器接收来自输出寄存器的电荷并生成倍增的电荷。放大器生成基于来自倍增寄存器的经倍增的电荷的信号。本固体摄像装置包含设置有多个单元的区域、以及位于该区域的上述方向的两侧的第1虚设区域和第2虚设区域。在第1虚设区域和第2虚设区域分别设置有倍增寄存器和放大器。
文档编号H01L27/148GK101960837SQ20108000114
公开日2011年1月26日 申请日期2010年1月22日 优先权日2009年1月30日
发明者前田坚太郎, 村松雅治, 米田康人, 铃木久则, 高木慎一郎 申请人:浜松光子学株式会社