[發明專利]固態成像裝置及其驅動方法以及電子設備

有效

• 申請號: 201410279898.0
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104253952B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 野村宏利
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H04N5/357;H04N5/361
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 焦玉恒

一種固態成像裝置包括光電轉換單元、光屏蔽單元和轉移晶體管。光電轉換單元通過對光進行光電轉換來產生電荷。光屏蔽單元通過雕刻形成有所述光電轉換單元的半導體基板而形成，從而圍繞所述光電轉換單元的外周。轉移所述光電轉換單元中產生的電荷。在電荷累積在所述光電轉換單元中的電荷累積期間，排斥所述電荷的電位被提供給所述光屏蔽單元并且被提供給所述轉移晶體管的柵電極。在電荷從所述光電轉換單元轉移的電荷轉移期間，排斥所述電荷的電位被提供給所述光屏蔽單元，并且吸引所述電荷的電位被提供給所述轉移晶體管的柵電極。

相關申請的交叉引用

本申請要求2013年6月28日提交的日本優先權專利申請JP2013-136216的權益，其全部內容通過引用并入于此。

技術領域

本公開涉及固態成像裝置及其驅動方法以及電子設備，并且特別涉及能改善像素特性的固態成像裝置及其驅動方法以及電子設備。

背景技術

在相關技術中，諸如數碼照相機和數碼攝像機的、具有成像功能的電子設備中采用固態成像裝置，例如電荷耦合裝置(CCD)和互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器。固態成像裝置包括像素，像素中結合了執行光電轉換的光電二極管(PD)和多個晶體管，并且圖像是根據從以平面形式設置的多個像素中輸出的像素信號形成的。

例如，在固態成像裝置中，PD中累積的電荷被轉移至具有預定容量的浮置擴散(FD)單元，該FD單元設置在PD和放大晶體管的柵電極之間的連接部分中。然后，從像素中讀取與FD單元中存儲電荷的水平對應的信號，并且通過具有比較器的模數(AD)轉換電路對該信號進行AD轉換，從而輸出AD轉換信號。

近年來，固態成像裝置傾向于具有很多像素。因此，當試圖使像素小型化而不改變芯片尺寸時，存在光入射特性劣化以及各像素之間發生顏色混合的問題。

例如，日本未審查專利申請公開No.2010-169911公開了一種固態成像裝置，其通過在PD光入射的一側上埋設像素間(inter-pixel)元件分隔膜和像素光屏蔽膜來實現光學方式和電學方式的元件分隔，從而減少像素之間的顏色混合。此外，日本未審查專利申請公開No.2011-40531公開了一種固態成像裝置，其通過采用固定電荷膜來抑制暗電流的產生。

此外，已經知曉可通過在固態成像裝置中采用埋設技術來顯著減少像素之間的顏色混合。

而且，日本未審查專利申請公開No.2004-306144公開了一種固態成像裝置，其例如通過除正常像素的驅動信號之外、還施加電壓至埋設于溝槽部分的多晶硅而輔助電荷轉移。此外，通過施加電壓至該溝槽部分，有可能抑制暗電流、改善飽和電荷量并且實現低電壓驅動。

另外，日本未審查專利申請公開No.2007-25807公開了一種固態成像裝置，其通過在PD的上部和下部設置電極來施加適當的電壓，從而能夠抑制暗電流和改善飽和電荷量。

發明內容

然而，在上述的固態成像裝置中，沒有對光屏蔽膜施加電位，并且在處理像素小型化時存在像素間光學顏色混合劣化的問題。因此，像素特性劣化。

本公開是鑒于這種情況而作出的并且旨在改善像素的特性。

根據本公開的實施例，提供了一種固態成像裝置，包括：光電轉換單元，通過對光進行光電轉換來產生電荷；光屏蔽單元，通過雕刻形成有所述光電轉換單元的半導體基板而形成，從而圍繞所述光電轉換單元的外周；以及轉移晶體管，轉移所述光電轉換單元中產生的電荷，其中，在電荷累積在所述光電轉換單元中的電荷累積期間，排斥所述電荷的電位被提供給所述光屏蔽單元以及被提供給所述轉移晶體管的柵電極，并且其中，在電荷從所述光電轉換單元轉移的電荷轉移期間，排斥所述電荷的電位被提供給所述光屏蔽單元，并且吸引所述電荷的電位被提供給所述轉移晶體管的柵電極。