[發明專利]固體攝像裝置

有效

• 申請號: 201080012808.1
• 申請日: 2010-03-26
• 公開（公告）號: CN102356464A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 森治通;久嶋龍次;藤田一樹
• 申請（專利權）人: 浜松光子學株式會社
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;A61B6/00;H01L27/14;H04N5/335;H04N5/374
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及一種固體攝像裝置。

背景技術

作為固體攝像裝置眾所周知是使用了CMOS技術的固體攝像裝置，其中已知有被動像素傳感器(PPS：Passive?Pixel?Sensor)方式的固體攝像裝置。PPS方式的固體攝像裝置具備PPS型的像素二維排列成M行N列的受光部，該PPS型像素包含對應于入射光強度的量而產生電荷的光電二極管，是一種在積分電路中將在各個像素中對應于光的入射而由光電二極管所產生的電荷存儲于電容元件中并輸出對應于其存儲電荷量的電壓值的固體攝像裝置。

一般各列M個像素各自的輸出端，經由對應其列而設置的讀出用配線，與對應于其列而設置的積分電路輸入端相連接。于是，從第1行到第M行依次在每行中，在像素的光電二極管中產生的電荷經由所對應的讀出用配線被輸入到所對應的積分電路，從而從該積分電路輸出對應于電荷量的電壓值。

PPS方式的固體攝像裝置被用于各種各樣的用途。例如，像這樣的固體攝像裝置與閃爍器部相組合后作為X射線平板而可以被用于醫療用途和工業用途，更為具體的是可以被用于X射線CT裝置和微焦(micro?focus)X射線檢測裝置等。由專利文獻1所公開的X射線檢測系統是一種由固體攝像裝置對從X射線發生裝置輸出并透過檢測對象物的X射線進行攝像而檢測該檢測對象的系統，其能夠由固體攝像裝置并以多種類的攝像模式對透過檢測對象物的X射線進行攝像。在這些多種類的攝像模式中，受光部上的攝像區域是互不相同的。

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2006/109808號公報

發明內容

發明所要解決的課題

一直以來，上述固體攝像裝置的受光部的大小受限于成為原材料的半導體晶圓的大小。即，在從大致圓形的半導體晶圓來制作長方形的固體攝像裝置的情況下，內接于半導體晶圓的長方形將成為該固體攝像裝置的最大形狀。然而，根據固體攝像裝置的用途會有要求更加大面積的受光部的情況。例如在齒科用的X射線攝像系統中，固體攝像裝置所要求的攝像區域的形狀根據所謂全景(panorama)或者CT等的各種攝像模式而有所不同，為了由一個固體攝像裝置來實現這些攝像模式而要求將這些攝像模式中的各個攝像區域容納于一個受光部內。

本發明就是在由于成為原材料的半導體晶圓的大小所引起的限制的情況下，其目的在于提供一種能夠獲得更加大面積的受光部的固體攝像裝置。

解決課題的手段

本發明的一個實施方式所涉及的固體攝像裝置，具備受光部、N根讀出用配線、信號輸出部以及垂直移位寄存器。受光部通過分別包含光電二極管的多個像素二維排列成M行N列而成。即，受光部以該受光部具有M個行以及N個列的形式具有二維排列的多個像素。N根讀出用配線在每列進行配置，并且經由讀出用開關與包含于所對應的列的像素中的光電二極管相連接。信號輸出部輸出對應于經讀出用配線而被輸入的電荷的量的電壓值。垂直移位寄存器對每行控制讀出用開關的開閉動作。在本固體攝像裝置中，沿著受光部行方向的一邊與沿著列方向的一對邊之間的輪廓呈現階梯狀。即，受光部在沿著行方向的一個邊緣與沿著列方向的一對邊緣之間具有階梯狀的輪廓。另外，本發明所涉及的固體攝像裝置，其特征在于：進一步具備沿著受光部的階梯狀輪廓而形成的虛設用光電二極管區域。

在上述固體攝像裝置中，通過將沿著受光部的行方向的一邊與沿著列方向的一對邊之間的輪廓(典型地來說是相當于受光部角落的部分的輪廓)設為階梯狀，從而在從大致圓形的半導體晶圓來制作該固體攝像裝置的時候，就能夠以比內接于該圓形的長方形更大的面積制作固體攝像裝置。因此，根據上述固體攝像裝置，由于成為原材料的半導體晶圓的大小所引起的限制的情況下，能夠獲得更為大面積的受光部。

另外，如上述那樣將受光部輪廓的一部分作為階梯狀的情況下，即使是在從半導體晶圓切出該固體攝像裝置之后，比較大的空間仍然會殘留于該階梯狀部分與半導體晶圓邊緣之間。如果光入射到這樣的空間并且產生不需要的載流子從而流入到受光部的話，那么噪聲就會被重疊于與階梯狀輪廓部分接近的受光部的各個像素上。另外，這樣的載流子的移動方向因為是多樣的，所以對于與階梯狀輪廓部分接近的受光部的各個像素特性來說容易產生不均勻，并且會關系到受光部特性的均勻性(uniformity)降低。相對于這樣的問題點，在上述固體攝像裝置中沿著受光部階梯狀的輪廓形成虛設用光電二極管區域。由此，以這個虛設用光電二極管區域來排除在階梯狀的受光部的周邊所產生的不需要的載流子。因此，根據上述固體攝像裝置，能夠防止不需要的載流子流入到受光部，并且在減少噪聲的同時能夠抑制受光部的均勻性降低。