[發(fā)明專利]固態(tài)成像裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710196479.0
• 申請日: 2007-12-05
• 公開（公告）號: CN101202295A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 上村圣
• 申請（專利權(quán)）人: 恩益禧電子股份有限公司
• 主分類號: H01L27/148
• 分類號: H01L27/148;H04N5/335
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 朱進桂

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種固態(tài)成像裝置，具體涉及一種具有像素陣列的線性圖像傳感器，其中像素陣列中多個接收元件沿著電荷轉(zhuǎn)移方向布置，而且像素陣列每一側(cè)上設(shè)置有多個CCD寄存器。

背景技術(shù)

線性圖像傳感器將光接收元件(例如光電二極管)中存儲的信號電荷通過CCD(電荷耦合器件)寄存器進行轉(zhuǎn)移，并輸出被轉(zhuǎn)換為電壓的信號電荷。由于容易設(shè)計，所以通常使用具有CCD寄存器的線性圖像傳感器，這些CCD寄存器設(shè)置在光電二極管(像素)陣列的每一側(cè)上。還經(jīng)常使用交錯式結(jié)構(gòu)。交錯式結(jié)構(gòu)具有多個像素陣列，這些像素陣列偏移1/2、1/3、1/4...像素間距。通過使用該結(jié)構(gòu)，線性圖像傳感器可以是高分辨率的。

如上所述，日本未審專利申請公布No.2-91954(Hirama)中公開了一種具有CCD寄存器的固態(tài)成像裝置，這些CCD寄存器設(shè)置在光電二極管陣列的每一側(cè)上。Hirama的固態(tài)成像裝置公開了一種結(jié)構(gòu)，其中每一個CCD寄存器連接到浮置擴散區(qū)(floating?diffusion)。然而，當(dāng)每一個CCD寄存器都具有輸出電路時，固態(tài)成像裝置需要具有兩個輸出電路。因此存在一個問題，即固態(tài)成像裝置的面積增大。

為了克服上述問題，Hirama公開了另一種固態(tài)成像裝置，其中通過把兩行CCD寄存器的同側(cè)上的邊緣折疊90度而把兩行CCD寄存器結(jié)合到一起。這樣，結(jié)合后的CCD寄存器連接至單一的浮置擴散區(qū)。浮置擴散區(qū)將結(jié)合后的CCD寄存器輸出的信號電荷轉(zhuǎn)換為電壓。在這種情況下，由于CCD寄存器被折疊了90度，所以難以對CCD寄存器進行布圖設(shè)計。此外，輸入CCD寄存器的信號電荷的轉(zhuǎn)移效率容易變差。在另一種固態(tài)成像裝置中，兩行CCD寄存器逐漸接近。這樣，結(jié)合后的CCD寄存器的結(jié)點與單一的浮置擴散區(qū)相連。

圖7示出了兩行CCD寄存器逐漸接近的固態(tài)成像裝置，結(jié)合后的CCD寄存器在結(jié)合后的CCD寄存器的結(jié)點處與單一的浮置擴散區(qū)相連。如圖7所示，固態(tài)成像裝置90具有光電二極管陣列91(其包括例如多個光電二極管等的光接收元件)、CCD寄存器92、CCD寄存器93、浮置擴散區(qū)94、復(fù)位晶體管95、輸出電路96以及恒壓源91至93。CCD寄存器92和CCD寄存器93在電荷轉(zhuǎn)移方向的末端結(jié)合在一起。輸出電路96和浮置擴散區(qū)94連接至金屬配線97。浮置擴散區(qū)94連接至復(fù)位晶體管95。在固態(tài)成像裝置90中，從CCD寄存器92和CCD寄存器93輸出的信號電荷在浮置擴散區(qū)94處被轉(zhuǎn)換為電壓，并通過金屬配線97從輸出電路96輸出該電壓。

日本未審專利申請公布No.7-46371(Akiyama)中公開了另一種固態(tài)成像裝置。該固態(tài)成像裝置包括一個或兩個輸出電路。這樣，該輸出電路根據(jù)兩行CCD寄存器輸出的電荷而輸出電壓。即，Akiyama的固態(tài)成像裝置將每一個CCD寄存器所轉(zhuǎn)移的電荷輸入電荷合成部分，與電荷合成部分相連的單一輸出電路根據(jù)信號電荷而輸出電壓。否則，每一個CCD寄存器所轉(zhuǎn)移的電荷從與每一個CCD寄存器相連的輸出電路輸出。

然而，在Hirama的兩行CCD寄存器逐漸接近、且從單個浮置擴散區(qū)輸出信號電荷的固態(tài)成像裝置中，CCD寄存器的元件數(shù)增加，而且固態(tài)成像裝置的面積增大。原因如下。例如，當(dāng)布置在CCD寄存器92和CCD寄存器93之間的光電二極管較大時，CCD寄存器92和CCD寄存器93的距離較長。在這種情況下，兩行CCD寄存器逐漸接近，而且兩行CCD寄存器被結(jié)合在一起。CCD寄存器的元件數(shù)由此增加。當(dāng)兩行CCD寄存器的距離較長時，使兩行CCD寄存器逐漸接近，從而需要CCD寄存器的多個電極，以改進信號電荷的轉(zhuǎn)移效率的能力。即，固態(tài)成像裝置的面積增大。在Akiyama公開的固態(tài)成像裝置中，當(dāng)兩行CCD寄存器結(jié)合到一起時，需要對CCD寄存器的多個元件進行布置，而且固態(tài)成像裝置的面積增大，如同Hirama的技術(shù)。當(dāng)兩行CCD寄存器中的每一個均輸出信號電荷時，固態(tài)成像裝置的面積增大，因為每一個CCD寄存器都具有輸出電路。

發(fā)明內(nèi)容