[發明專利]光電轉換元件及固態攝像裝置

有效

• 申請號: 201780058083.1
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN109791934B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 川人祥二
• 申請（專利權）人: 國立大學法人靜岡大學
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L31/10;H04N5/355;H04N5/374
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 潘樹志

提供結構簡單、動態范圍寬且高速和高靈敏度的光電轉換元件及固態攝像裝置。具備：第一導電型的基體區域；第二導電型的表面埋設區域(33a)，選擇性地埋設于基體區域的上部，并與基體區域構成光電二極管(PD)；第二導電型的第一電荷存儲區域(SD1)，埋設于基體區域的上部，并存儲從表面埋設區域(33a)傳輸來的由光電二極管(PD)生成的第一信號電荷；以及第二導電型的第二電荷存儲區域(SD2)，埋設于基體區域，并存儲從表面埋設區域(33a)傳輸來的由光電二極管(PD)生成的第二信號電荷，在一幀中重復進行多次在第一時間從表面埋設區域(33a)向第一電荷存儲區域(SD1)傳輸第一信號電荷、并在比第一時間短的第二時間從表面埋設區域(33a)向第二電荷存儲區域(SD2)傳輸第二信號電荷。

技術領域

本發明涉及光電轉換元件、以及將多個該光電轉換元件作為單位像素進行排列的固態攝像裝置，特別是涉及寬動態范圍的光電轉換元件及固態攝像裝置。

背景技術

為了即使在同時存在極亮的部分與暗的部分的情況下也能夠進行良好的拍攝，需要具有寬的動態范圍的固態攝像裝置。以往，提出了具有兩個MOS晶體管，并使一個MOS晶體管的電流放大率為另一個MOS晶體管的電流放大率的10倍的攝像裝置(參照專利文獻1)。

在專利文獻1的裝置中，經由一個MOS晶體管存儲在存儲部中的信號電荷具有經由另一個MOS晶體管存儲在存儲部中的信號電荷的10倍的靈敏度，能夠擴大動態范圍。然而，在近年的車載照相機、監視照相機等的用途中，要求具有能夠拍攝運動快的對象物的高速響應以及更寬的動態范圍的高靈敏度的攝像裝置。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開2014-160878號公報

發明內容

發明要解決的技術問題

鑒于上述問題點，本發明的目的在于提供結構簡單、動態范圍寬、且具有能夠拍攝運動快的對象物的高速響應特性的高靈敏度的光電轉換元件、以及以該光電轉換元件為單位像素，將單位像素周期性排列而成的固態攝像裝置。

用于解決技術問題的方案

為了實現上述目的，本發明的第一方面的主旨為：一種光電轉換元件，具備：(a)第一導電型的基體區域；(b)第二導電型的表面埋設區域，選擇性地埋設于基體區域的上部，并與基體區域構成光電二極管；(c)第二導電型的第一電荷存儲區域，埋設于基體區域的上部的表面埋設區域附近，并存儲從表面埋設區域傳輸來的由光電二極管生成的第一信號電荷；以及(d)第二導電型的第二電荷存儲區域，與第一電荷存儲區域分開地埋設于基體區域，并存儲從表面埋設區域傳輸來的由光電二極管生成的第二信號電荷，光電轉換元件在一幀中重復進行多次在第一時間從表面埋設區域向第一電荷存儲區域傳輸第一信號電荷、并在比第一時間短的第二時間從表面埋設區域向第二電荷存儲區域傳輸第二信號電荷。

本發明的第二方面的主旨為：一種固態攝像裝置，排列有多個單位像素，該單位像素具備：(a)第一導電型的基體區域；(b)第二導電型的表面埋設區域，選擇性地埋設于基體區域的上部，并與基體區域構成光電二極管；(c)第二導電型的第一電荷存儲區域，埋設于基體區域的上部的表面埋設區域附近，并存儲從表面埋設區域傳輸來的由光電二極管生成的第一信號電荷；以及(d)第二導電型的第二電荷存儲區域，與第一電荷存儲區域分開地埋設于基體區域，并存儲從表面埋設區域傳輸來的由光電二極管生成的第二信號電荷，在各個單位像素中，在一幀中重復進行多次在第一時間從表面埋設區域向第一電荷存儲區域傳輸第一信號電荷、并在比第一時間短的第二時間從表面埋設區域向第二電荷存儲區域傳輸第二信號電荷。

發明效果

根據本發明，能夠提供結構簡單、動態范圍寬、且具有能夠拍攝運動快的對象物的高速響應特性的高靈敏度的光電轉換元件以及以該光電轉換元件為單位像素，將單位像素周期性排列而成的固態攝像裝置。

附圖說明