專利名稱：固態(tài)圖像拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固態(tài)圖像拾取裝置，并特別涉及以下這種固態(tài)圖像拾取裝置，其中，在以矩陣模式排列像素的像素陣列單元中，為每個像素列提供包括電容器的信號處理電路，其中每個像素包括光電轉(zhuǎn)換元件。
背景技術(shù)：
以矩陣模式排列像素(其中每個像素包括光電轉(zhuǎn)換元件)的固態(tài)圖像拾取裝置可被分類為由CCD(電荷耦合器件)圖像傳感器代表的電荷傳送(charge-transfer)固態(tài)圖像拾取器件；或XY地址固態(tài)圖像拾取器件，如MOS(金屬氧化物半導體)圖像傳感器，例如，CMOS(互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器。
此外，CCD圖像傳感器可被分類為水平CCD圖像傳感器或水平掃描CCD圖像傳感器。在水平CCD圖像傳感器中，由為CCD圖像傳感器中的每個像素列提供的垂直CCD來對通過像素中的光電轉(zhuǎn)換而得到的信號電荷進行垂直傳送，并由水平CCD來對所述信號電荷進行水平傳送。隨后，在水平CCD的傳送目的地的末端部分提供的電荷檢測單元執(zhí)行電壓轉(zhuǎn)換，并依次讀取每個得到的信號電壓。在水平掃描CCD圖像傳感器中，由為CCD圖像傳感器中的每個像素列提供的垂直CCD來對通過像素中的光電轉(zhuǎn)換而得到的信號電荷進行垂直傳送，并且，在每個垂直像素列中的垂直CCD的后級中提供的電荷檢測單元執(zhí)行電壓轉(zhuǎn)換。因而，通過水平掃描而依次讀取每個得到的信號電壓。
在傳統(tǒng)的MOS圖像傳感器中、以及在傳統(tǒng)的水平掃描CCD圖像傳感器中，為各個圖像傳感器中的每個垂直像素列而提供信號處理電路，其包括用于消除像素的固定模式噪聲的CDS(相關(guān)雙采樣)電路等?？商鎿Q地，該信號處理電路可包括也為每個垂直像素列提供的A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器。
在傳統(tǒng)的MOS圖像傳感器中，包括CDS電路等的信號處理電路可連接到每條垂直信號線的一端。因此，信號處理電路的數(shù)目與像素列的數(shù)目相同。如果使傳統(tǒng)MOS圖像傳感器的像素列單元微型化以減小芯片尺寸，則典型地，每個信號處理電路需要被相應地微型化。對于在用于傳統(tǒng)MOS圖像傳感器的信號處理電路中執(zhí)行CDS處理或A/D轉(zhuǎn)換來說，電容器經(jīng)常是必不可少的，并由此，電容器占用大面積的電路。因此，如果應根據(jù)像素陣列單元的微型化而減小信號處理電路的規(guī)模，則需要減小電容器所占用的面積。
然而，電容器所占用的較小的面積導致較小的電容量。在上面提到的傳統(tǒng)CDS電路或A/D轉(zhuǎn)換器中，典型地，隨著電容器的電容量的增加，噪聲被更有效地消除。因此，用于CDS或A/D轉(zhuǎn)換器噪聲消除處理的各個電容器所占用的面積不應減小，以維持CDS或A/D轉(zhuǎn)換器的噪聲消除效果。此外，當減小像素間距(pitch)時，典型地，也必須減小信號處理電路中的電容器的寬度。作為此配置的結(jié)果，當在相鄰的垂直像素列中的信號處理電路之間確保預定的絕緣空間時，總電容器面積經(jīng)常增加。
當采用傳統(tǒng)的CDS電路時，如果使用更多數(shù)目的像素來實現(xiàn)更高的分辨率，則會增加列數(shù)和信號處理電路的數(shù)目，這會增加輸出負載。因而，需要更大電容量的電容器。然而，如上所述，電容器所占用的面積也隨著電容量的增加而增加。

發(fā)明內(nèi)容
已考慮上述問題而做出了本發(fā)明，并且，本發(fā)明提供一種固態(tài)圖像拾取器件，其實現(xiàn)了在不增加信號處理電路的尺寸的情況下，獲得包括在為每個像素列而提供的信號處理電路中的電容器的更大電容量。
與本發(fā)明相一致的產(chǎn)品提供了一種固態(tài)圖像拾取器件，其包括具有多個像素的像素陣列單元，每個像素包括光電轉(zhuǎn)換元件；以及信號處理電路，其包括可操作地被配置為處理從多個像素中的每個輸出的相應信號的電容器。包括在信號處理電路中的電容器包括層疊式電容器(stacked capacitor)或溝道式電容器。
與本發(fā)明相一致的系統(tǒng)提供了一種照相機系統(tǒng)，其包括具有多個像素的像素陣列單元，每個像素包括光電轉(zhuǎn)換元件。該照相機系統(tǒng)還包括信號處理電路，其包括可操作地被配置為處理從多個像素中的每個像素輸出的相應信號的電容器；以及光學系統(tǒng)，通過該光學系統(tǒng)，由所述像素陣列單元接收入射光。包括在信號處理電路中的電容器包括層疊式電容器或溝道式電容器。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)圖像拾取器件的示例配置的方框圖；圖2是示出根據(jù)第一實施例的固態(tài)圖像拾取器件中的像素、以及連接到該像素的列電路的示例配置的電路圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的層疊式電容器的示例配置的剖面圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的溝道式電容器的示例配置的剖面圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的具有層疊/溝道式電容器的電容列的示例配置；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的A/D轉(zhuǎn)換器的示例配置的電路圖；圖7是示出與本發(fā)明相一致的、適于在圖像拾取器件中使用的A/D轉(zhuǎn)換器的第二實施例的示例配置的電路圖；以及圖8是繪出實施本發(fā)明的照相機系統(tǒng)的示例配置的方框圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將對如在附圖中所圖解的、與本發(fā)明相一致的實現(xiàn)做出詳細參照。在任何可能之處，在所有附圖以及下面的描述中將使用相同的附圖標記來表示相同或類似的部分。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)圖像拾取器件10的示例配置的方框圖。在一個實現(xiàn)中，固態(tài)圖像拾取器件10是CMOS圖像傳感器。如圖1所示，圖像拾取器件10包括像素11，其每個包括光電轉(zhuǎn)換元件；像素陣列單元12，其中，以矩陣模式二維地排列像素11，以形成多個行和列的像素11；恒流單元13；垂直選擇電路14；列電路15，其用作信號處理電路；水平選擇電路16；水平信號線17；輸出電路18；以及定時生成器(TG)19。像素陣列單元12具有多條垂直信號線121，每條垂直信號線121被連接到像素11的相應列。
圖2是示出像素11的一列中的一個像素11、以及可操作地連接到一個像素11的列電路15中的一個151的示例配置的電路圖。如圖2所示，像素11用作像素電路，除了用作光電轉(zhuǎn)換元件的光電二極管111之外，其還包括三個晶體管，即傳輸晶體管112；復位晶體管113；以及放大晶體管114。在一個實現(xiàn)中，使用N溝道MOS晶體管作為晶體管112、113和114。
傳輸晶體管112和復位晶體管113各自具有可操作地被連接、以形成與光電二極管111有關(guān)的FD(浮動擴散)單元115的相應的源極或漏極。傳輸晶體管112將已由光電二極管111進行了光電轉(zhuǎn)換、并在其中積聚的信號電荷(電子)傳送到FD單元115。復位晶體管113連接在FD單元115和電源VDD之間，并在從光電二極管111傳送信號電荷之前復位FD單元115的電位。放大晶體管114將由復位晶體管113復位的FD單元115的電位(即復位電平)、以及由傳輸晶體管112傳送的FD單元115的電位(即信號電平)輸出到垂直信號線121。
這里，像素11包括三個晶體管傳輸晶體管112；復位晶體管113；以及放大晶體管114。然而，像素11不限于這種三個晶體管的配置，而還可采用四個晶體管的配置。在該情況中，將用于選擇像素11的選擇晶體管(未在該圖中示出)連接在放大晶體管114和垂直信號線121之間。
回來參照圖1，恒流單元13包括電流鏡電路等，其可使用MOS晶體管來形成電流鏡電路。恒流單元13的電流鏡電路連接到為每個垂直像素列而提供的每個垂直信號線121的一端。在一個實現(xiàn)中，恒流單元13用作與每個像素11中的放大晶體管114相配合的源跟隨器(source follower)電路。
垂直選擇電路14包括移位寄存器等。垂直選擇電路14以行為單位依次輸出控制信號，如用于驅(qū)動像素11的傳輸晶體管112的傳輸信號、以及用于驅(qū)動復位晶體管113的復位信號，以便以行為單位而選擇性地驅(qū)動像素陣列單元12中的像素11。
在一個實現(xiàn)中，每個列電路15用作像素陣列單元12中的像素11的相應列上的每個像素(也就是說，用于每個垂直信號線121)的信號處理電路。每個列電路15包括S/H(采樣保持)電路和CDS(相關(guān)雙采樣)電路151(下文中稱為“S/H和CDS電路151”)。下面將S/H和DCS電路151描述為用作根據(jù)第一實施例的信號處理電路的列電路15。
如圖2所示，S/H和CDS電路151包括第一電容器C11，其第一端可操作地被連接到垂直信號線121的一端；開關(guān)元件S11，其一端可操作地被連接到第一電容器C11的第二端；第二電容器C12，被連接在開關(guān)元件S11的另一端和參考電位(例如，地電位)之間；以及開關(guān)元件S12，被連接在開關(guān)元件S11的另一端和箝位電位“Vclamp”之間。
接下來描述具有上述配置的S/H和CDS電路151的操作的示例方法。從像素110通過垂直信號線121而輸出在FD單元151復位時的復位電平，并且，將復位電平箝位到第一電容器C11。隨后，通過垂直信號線121而輸出在從光電二極管111傳送信號電荷時的FD單元115的信號電平。因而，對復位電平和信號電平之間的差進行采樣，并將其保持在第二電容器C12中。在此實現(xiàn)中，通過得到復位電平和信號電平之間的差，將其中抑制了固定模式噪聲的像素信號保持在第二電容器C12中。
回來參照圖1，水平選擇電路16包括移位寄存器等，并依次選擇通過列電路15而輸出的相應像素11的信號，以便將所述信號輸出到水平信號線17。在圖2中，將作為開關(guān)元件S11和S12以及第二電容器C12的公共連接節(jié)點的節(jié)點N11的電位適配為接收像素11的消除噪聲的信號。將此消除噪聲的信號通過水平選擇開關(guān)HSW(未在圖1中示出)而輸出到水平信號線17。對于每個列電路15來說，存在一個水平選擇開關(guān)HSW。由水平選擇電路16對每個水平選擇開關(guān)HSW進行開/關(guān)驅(qū)動。
通過由水平選擇電路16執(zhí)行的選擇性的驅(qū)動，以列為單位而從列電路15依次輸出像素11的信號。將所述信號通過水平信號線17而提供到輸出電路18，其可在向該器件之外傳送之前對所述信號進行放大和進一步處理。定時生成器19生成各種定時信號，并基于所述定時信號而控制垂直選擇電路14、列電路15、以及水平選擇電路16。
在此實施例中，具有上述配置的圖像拾取器件10的特征在于，層疊式電容器或溝道式電容器用于包括在列電路15(在此例子中為S/H和CDS電路151)中的電容器C11和C12中的至少一個(優(yōu)選為所述兩者)，而不使用典型的平面電容器。層疊式電容器和溝道式電容器均具有三維高度(深度)。通過增加表面積，可在最小化二維面積的同時增加電容量。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的層疊式電容器20的配置的例子的剖面圖。如圖3所示，層疊式電容器具有MIM(金屬絕緣體金屬)配置，其包括具有T形交叉部分的金屬線23，其中所述T形交叉部分提供與硅襯底21中的n型擴散層22的電接觸；絕緣膜24，被置于金屬線23的頂端部分23A的周圍；以及存儲電極25，其由多晶硅等構(gòu)成，并具有低阻抗。存儲電極25被置于金屬線23的頂端部分23A之上。絕緣膜24被置于存儲電極25和頂端部分23A之間。
在圖3中示出的層疊式電容器的實現(xiàn)中，覆蓋金屬線23的頂端部分23A的絕緣膜24用作電容器部分。更具體地，層疊式電容器20具有沿金屬線23的頂端部分23A的頂表面26和側(cè)表面28及30的電容器部分(絕緣膜24)，以便實現(xiàn)三維電容器。這樣，可通過增加側(cè)表面28及30的高度(h)、而不改變金屬線23的頂端部分23A的頂表面26的面積或尺寸，來增加總表面積。因而，可在使頂表面26的二維面積最小化的同時增加電容量。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的溝道式電容器30的配置的例子的剖面圖。如圖4所示，溝道式電容器30具有MIM配置，其包括溝道32，沿硅襯底31的深度方向延伸；被置于溝道32的表面上的高濃度和低阻抗的n層33；絕緣膜34，沿n層33的表面布置；以及存儲電極35，被嵌入在溝道32中的n層33和絕緣膜34之上。
在溝道式電容器30中，沿n層33的表面的絕緣膜34用作電容器部分。更具體地，溝道式電容器30具有沿溝道32的壁和底表面38的電容器部分(絕緣膜34)，以便實現(xiàn)三維電容器。這樣，可通過增加壁的高度(h2)(溝道32的深度)、而不改變溝道32的底表面38的尺寸，來增加n層33的電容器部分的總表面積。因而，可在使底表面38的二維面積最小化的同時增加電容量。
當層疊式電容器20或溝道式電容器30(下文中被統(tǒng)稱為“層疊/溝道式電容器”)用于S/H和CDS電路151中的電容器C11和C12時，可通過單個層疊/溝道式電容器來形成電容器C11和C12中的每個。在使用層疊式電容器20時，可在其電容器電極下(例如，在電容器20的電線23下)提供晶體管電路，以便節(jié)省面積。
在電路中實現(xiàn)具有大電容量(例如，幾百fF到幾pF)的層疊/溝道式電容器是不實際的。然而，在一個實現(xiàn)中，可使用多個層疊/溝道式電容器。例如，在圖5中示出的實現(xiàn)中，二維地排列很多具有相同電容量的小的層疊/溝道式電容器52和54，以形成可用于實現(xiàn)電容器C11和C12的電容器列50的部分56和58。在此區(qū)域或情況中，在所有層疊/溝道式電容器52和54中，電容量不需要總是相同，而且，電容量可以在層疊/溝道式電容器52和54中的每個中不同。
如上所述，通過使用層疊/溝道式電容器20、30，而不使用典型的平面電容器，作為包括在為像素陣列單元12中的每個垂直像素列而提供的列電路15中的電容器，也就是說，作為S/H和CDS電路151的電容器C11和C12，可根據(jù)在深度方向上的面積(例如，與溝道式電容器的壁36相關(guān)聯(lián)的面積)而得到大電容量，而不增加電容的二維面積(例如，溝道式電容器30的底表面38)。由此，由于層疊/溝道式電容器20或30具有三維配置，所以與層疊/溝道式電容器20或30相關(guān)聯(lián)的電容量不僅取決于二維面積、還取決于在高度/深度方向上的三維面積。通過增加在高度/深度方向上(例如，壁36)的表面積，可相應地減小二維面積(例如，底表面38)。因此，可根據(jù)本發(fā)明來減小電容器的二維面積。這使電容器C11和C12的二維面積、以及S/H和CDS電路151的規(guī)模能夠減小，其使得圖像拾取器件10的像素陣列單元12和芯片尺寸微型化。
此外，由于可在不改變電容器C11和C12的二維面積(換句話說，不增加S/H和CDS電路151的規(guī)模)的情況下增加電容器C11和C12的電容量，所以，可更有效地消除像素11的固定模式噪聲。如果使用更多數(shù)目的像素來實現(xiàn)更高的分辨率，則必須將更多數(shù)目的像素連接到垂直信號線121，并由此增加S/H和CDS電路151中的電容器C11和C12上的負載，使得需要使用更大電容量的電容器作為電容器C11和C12。即使在這種情況下，電容器C11和C12的電容量也能夠增加，而不改變可被限定為相關(guān)聯(lián)的有源組件(例如，晶體管電路)的接觸表面的二維面積(例如，頂表面26或底表面38)。這樣，層疊/溝道式電容器20或30可容易地適應于像素的增加(更高的分辨率)。
傳統(tǒng)的層疊和溝道式電容器已被用于DRAM(動態(tài)隨機存取存儲器)。然而，用于DRAM的傳統(tǒng)的層疊和溝道式電容器典型地具有幾十fF的小電容量。然而，具有約1pF或更大的大電容量的傳統(tǒng)的層疊或溝道式電容器未被投入實際使用。此外，在為固態(tài)圖像拾取器件的每個像素列而提供的信號處理電路中，尚未使用傳統(tǒng)的層疊或溝道式電容器。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，如圖5所示，通過在小寬度區(qū)域56和58中排列各自具有幾十fF的小電容量的很多層疊/溝道式電容器52和54，可在固態(tài)圖像拾取器件10中的一列小像素間隔50內(nèi)容納每個電容器列50。通過二維地排列具有相同電容量的很多個小的層疊/溝道式電容器52和54而形成電容器C11和C12，與使用單個層疊/溝道式電容器的情況相比，可得到具有優(yōu)勢的效果。也就是說，可通過選擇小的層疊/溝道式電容器52和54的對應數(shù)目而精確地得到任意大的電容量，這在總體上抑制了大電容量的偏差。
此外，可容易地將層疊/溝道式電容器應用于每個具有不同像素尺寸的多個固態(tài)圖像拾取器件，而不用重新設(shè)計層疊/溝道式電容器。在此實現(xiàn)中，根據(jù)像素間隔而調(diào)整沿寬度方向排列的層疊/溝道式電容器52和54的數(shù)目，并且，通過調(diào)整沿長度方向的電容器的數(shù)目而設(shè)置其電容量。在使用平面電容器時，其間的邊界處的影響是重要的。此外，如果以固態(tài)圖像拾取器件的小像素間隔來排列平面電容器，則不可能精確地得到總電容量的估計，或者必須提供在平面電容器之間或其邊界處的大絕緣寬度。然而，通過排列很多個具有相同電容量的小的層疊/溝道式電容器而形成大電容器，可充分地減小在其間的邊界處的影響，可通過調(diào)整層疊/溝道式電容器的數(shù)目而簡單地設(shè)置電容量，并且僅需要小絕緣寬度。
這里，通過使用層疊/溝道式電容器(20、30、或電容列50中的52和54)來形成S/H和CDS電路151中的電容器C11和C12兩者?？商鎿Q地，可通過使用層疊/溝道式電容器來僅形成電容器C11和C12中的一個，使得二維電容器(平面電容器)和三維電容器被混合。
在第一實施例中，S/H和CDS電路151用作列電路15。在第二實施例中，如圖6所示，A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器152用作列電路15。在此實現(xiàn)中，A/D轉(zhuǎn)換器152是為像素陣列單元12中的每個垂直像素列而提供的多個列電路15中的一個。
圖6是示出根據(jù)圖像拾取器件10的第二實施例的、用作列電路15的A/D轉(zhuǎn)換器152的示例配置的電路圖。如圖6所示，A/D轉(zhuǎn)換器152包括兩級斷路比較器(chopper comparator)41和42、以及鎖存電路43。A/D轉(zhuǎn)換器152將通過垂直信號線121而從像素11輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，同時在將該數(shù)字信號輸出到水平信號線17之前抑制像素11的固定模式噪聲。從圖6可清楚地看出，在A/D轉(zhuǎn)換器152中使用三個電容器C21、C22、以及C23。
接下來描述具有上述配置的A/D轉(zhuǎn)換器152的操作的示例方法。首先，在從像素11輸出復位電平時，用于捕捉復位電平的開關(guān)S23被閉合。在閉合開關(guān)S23之后，將用于比較器41和42的開關(guān)S21和S22同時閉合。開關(guān)S21在預定時間周期之后便斷開，然后，開關(guān)S22隨后斷開。
如圖6所示，在從像素11輸出信號電平時，由開關(guān)S23對該信號電平進行采樣，開關(guān)S23在已完成采樣之后被斷開，并且，通過開關(guān)S24而施加具有斜坡(RAMP)波形的參考電壓Vref。在預定義的時間之后，根據(jù)斜坡波形，A/D轉(zhuǎn)換器152的輸入電壓超過比較器41和42的閾值電壓，并且相應地，第二級比較器42的輸出被取反。此時的n位計數(shù)器(未在圖中示出)的計數(shù)值與從像素11輸出的像素信號相對應。將此信號值存儲在鎖存電路43中。
通過使用具有與在第一實施例中所描述的配置相同配置的層疊/溝道式電容器20或30，而形成包括在A/D轉(zhuǎn)換器152中的電容器C21、C22、以及C23中的至少一個。在一個實現(xiàn)中，二維地排列具有相同電容量的多個小的層疊/溝道式電容器52和54，以形成電容器C21至C23中的一個。
如上所述，在使用A/D轉(zhuǎn)換器152作為列電路15的圖像拾取器件10中，通過使用層疊/溝道式電容器、而不使用典型的平面電容器來形成A/D轉(zhuǎn)換器152中的電容器C21至C23，可減小各個電容器C21至C23的二維面積，其使得A/D轉(zhuǎn)換器152的規(guī)模減小。因而，可使圖像拾取器件10的像素陣列單元12和芯片規(guī)模微型化。此外，由于電容器C21、C22、以及C23的電容量可在不改變其二維面積、或不增加A/D轉(zhuǎn)換器152的規(guī)模的情況下增加，所以，可有效地減小像素11的固定模式噪聲。
通過使用層疊/溝道式電容器20、30、或50和54，而形成A/D轉(zhuǎn)換器152中的電容器C21、C22、以及C23中的每一個?？商鎿Q地，可通過使用層疊/溝道式電容器而僅形成電容器C21、C22、以及C23中的一個或兩個，而可通過使用平面電容器而形成其它電容器，使得二維電容器和三維電容器被混合。
圖7是示出適于在圖像拾取器件10中使用的A/D轉(zhuǎn)換器153的第二實施例的示例配置的電路圖。在此實現(xiàn)中，如圖7所示，除了使用DRAM而不使用鎖存電路43之外，A/D轉(zhuǎn)換器153對應于A/D轉(zhuǎn)換器152。通過排列具有與在A/D轉(zhuǎn)換器153中描述的配置相同配置的層疊/溝道式電容器，而形成DRAM 44的電容器。通過二維地排列很多個層疊/溝道式電容器52和54，而形成電容器C21、C22、以及C23。在DRAM 44中，將具有相同配置的層疊/溝道式電容器52和54排列為使得給一個電容器分配1位。因而，可在相同步驟中形成不同尺寸和不同目的的電容器，并且，可有效地實現(xiàn)在DRAM 44中的混合安裝。
在上述實施例中，將本發(fā)明應用于作為CMOS圖像傳感器而繪出的圖像拾取器件10。然而，本發(fā)明不限于應用于CMOS傳感器。例如，可將本發(fā)明應用于由MOS圖像傳感器所代表的任意XY地址固態(tài)圖像拾取器件、以及水平掃描固態(tài)圖像拾取器件，其中，由為每個垂直像素列提供的垂直傳送單元來傳送已由像素進行了光電轉(zhuǎn)換的信號電荷，并且，通過水平掃描來依次讀取由在每個垂直列的垂直傳送單元的后級中提供的電荷檢測單元所執(zhí)行的電壓轉(zhuǎn)換而得到的每個信號電壓。
在具有上述配置的固態(tài)圖像拾取器件中，層疊式電容器或溝道式電容器的電容量不唯一地取決于二維面積。由于層疊式電容器或溝道式電容器具有三維配置，其電容量還取決于在深度(高度)方向上的面積。因此，可通過增加在深度方向上的面積、而不增加二維面積，來增加電容量。換句話說，通過增加在深度方向上的面積，可相應地減小二維面積，以便可減小電容器的二維面積。
根據(jù)本發(fā)明，通過使用層疊式電容器20或溝道式電容器30作為包括在為像素陣列單元中的每個像素列而提供的信號處理電路中的電容器，可減小信號處理電路的電容器的二維面積和規(guī)模。因而，可使像素陣列單元微型化，并還可使芯片尺寸微型化。此外，可在不改變其二維面積(換句話說，不增加信號處理電路的規(guī)模)的情況下增加電容器的電容量。
可將本發(fā)明應用于包括照相機系統(tǒng)或其它成像模塊產(chǎn)品的成像裝置。例如，在圖8中，示出了繪出實施本發(fā)明的照相機系統(tǒng)800的示例配置的方框圖。照相機系統(tǒng)800包括感測部分810，其與圖像拾取器件10相合并；以及光學系統(tǒng)815，通過其而由圖像拾取器件10的像素陣列單元12接收入射光。照相機系統(tǒng)800還包括處理單元820，其可操作地連接到感測部分810，使得處理單元820適于經(jīng)由列電路15和輸出電路18而接收像素11的處理信號。如上面所討論的，通過將層疊式電容器20、溝道式電容器30或列電容器50(其使用層疊/溝道式電容器52和54的陣列)用于各個電容器C11、C12或C21、C22、C23而實現(xiàn)列電路15，在不減小各個列電路的電容器C11、C12或C21、C22、C23的電容量的情況下，可根據(jù)用于印刷電路組件特征的新設(shè)計規(guī)則(例如，65nm)而使感測部分810和處理單元820微型化。
盡管已描述了本申請的各個實施例，但對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯然，在本發(fā)明的范圍內(nèi)的很多實施例和實現(xiàn)是有可能的。因而，本發(fā)明僅根據(jù)所附權(quán)利要求及其等價物而限定。
相關(guān)申請的交叉引用在法律允許的程度上，本申請要求于2004年7月12日提交的日本專利申請JP 2004-129388的優(yōu)先權(quán)，通過引用而將其全部內(nèi)容合并于此。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)圖像拾取裝置，包括具有多個像素的像素陣列單元，每個像素包括光電轉(zhuǎn)換元件；以及信號處理電路，其包括可操作地配置為處理從多個像素中的每個輸出的相應信號的電容器，其中，所述電容器包括層疊式電容器和溝道式電容器中的一個。
2.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中，所述層疊式電容器和溝道式電容器中的一個包括多個電容器。
3.如權(quán)利要求2所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中，所有所述多個電容器具有相同的電容。
4.如權(quán)利要求2所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中，將多個電容器排成陣列，以形成電容器列。
5.如權(quán)利要求4所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中，所述多個電容器的每個是層疊式電容器。
6.如權(quán)利要求4所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中，所述多個電容器的每個是溝道式電容器。
7.如權(quán)利要求2所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中，信號處理電路是多個信號處理電路中的一個，所述多個信號處理電路中的每個可操作地連接到所述多個像素的相應列。
8.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中，信號處理電路包括具有電容器的采樣保持和相關(guān)雙采樣電路。
9.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中，信號處理電路包括具有電容器的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
10.如權(quán)利要求9所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中，所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括DRAM，所述DRAM可操作地配置為存儲模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換后的信號，并且所述DRAM包括層疊式電容器和溝道式電容器中的一個。
11.一種照相機系統(tǒng)，包括具有多個像素的像素陣列單元，每個像素包括光電轉(zhuǎn)換元件；信號處理電路，包括可操作地被配置為處理從多個像素中的每個像素輸出的相應信號的電容器，所述電容器包括層疊式電容器和溝道式電容器中的一個；以及光學系統(tǒng)，通過該光學系統(tǒng)，由所述像素陣列單元接收入射光。
全文摘要
提供了一種固態(tài)圖像拾取裝置，其包括具有多個像素的像素陣列單元；以及信號處理電路，其具有可操作地被配置為處理從多個像素中的每個輸出的相應信號的電容器。所述電容器可操作地被配置為層疊式電容器或溝道式電容器。
文檔編號H04N5/378GK1722458SQ20051008193
公開日2006年1月18日 申請日期2005年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月12日
發(fā)明者若野壽史, 馬渕圭司 申請人:索尼株式會社