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公開番号2024058185
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022165393
出願日2022-10-14
発明の名称光電変換装置、光電変換装置の駆動方法、半導体基板、機器
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01L 27/146 20060101AFI20240418BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】単位画素が備える選択トランジスタのウェルの電位を適切に設定することが困難であった。
【解決手段】出力線と複数の単位画素を有し、複数の単位画素の各々は、入射光に基づいて信号電荷を生成する光電変換素子と、前記信号電荷が入力されるゲートを備え、前記ゲートの電位に基づく信号を出力する増幅トランジスタと、増幅トランジスタと出力線とを接続する選択トランジスタと、ゲートの電位をリセットするリセットトランジスタと、を有し、選択トランジスタが設けられた第1ウェルと、リセットトランジスタが設けられた第2ウェルとを有し、第1ウェルと前記第2ウェルが電気的に分離されていることを特徴とする光電変換装置である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
出力線と複数の単位画素を有し、
前記複数の単位画素の各々は、
入射光に基づいて信号電荷を生成する光電変換素子と、
前記信号電荷が入力されるゲートを備え、前記ゲートの電位に基づく信号を出力する増幅トランジスタと、
前記増幅トランジスタと前記出力線とを接続する選択トランジスタと、
前記ゲートの電位をリセットするリセットトランジスタと、
を有し、
前記選択トランジスタが設けられた第１ウェルと、前記リセットトランジスタが設けられた第２ウェルとを有し、
前記第１ウェルと前記第２ウェルが電気的に分離されていることを特徴とする光電変換装置。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記第１ウェルと前記第２ウェルは、絶縁体分離部によって電気的に分離され、前記第１ウェルは前記絶縁体分離部に囲われていることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記選択トランジスタはＮ型のトランジスタであって、前記選択トランジスタがオン状態にある期間における前記第１ウェルの電位が、前記選択トランジスタがオフ状態にある期間における前記第１ウェルの電位よりも高い電位であることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記オン状態にある期間における前記第１ウェルの電位が接地電位であることを特徴とする請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記選択トランジスタはＰ型のトランジスタであって、前記選択トランジスタがオン状態にある期間における前記第１ウェルの電位が、前記選択トランジスタがオフ状態にある期間における前記第１ウェルの電位よりも低い電位であることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記選択トランジスタはＮ型のトランジスタであって、前記選択トランジスタがオフ状態にある期間における前記第１ウェルの電位が、前記期間における前記第２ウェルの電位よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項７】
前記期間における前記第２ウェルの電位が接地電位であることを特徴とする請求項６に記載の光電変換装置。
【請求項８】
前記選択トランジスタはＮ型のトランジスタであって、前記選択トランジスタがオン状態にある期間における前記第１ウェルの電位が、前記期間における前記第２ウェルの電位よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項９】
前記選択トランジスタはＰ型のトランジスタであって、前記選択トランジスタがオン状態にある期間における前記第１ウェルの電位が、前記期間における前記第２ウェルの電位よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項１０】
前記ゲートへの容量の接続と非接続を変更するトランジスタが前記第２ウェルに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置、光電変換装置の駆動方法、半導体基板、機器に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
複数の単位画素を備える光電変換装置が知られている。この複数の単位画素には、入射光の光電変換することで信号電荷を生成する光電変換部と、信号電荷が入力されるゲートを備える増幅トランジスタとが備わる。単位画素は、ゲートの電位をリセットするリセットトランジスタをさらに備える。増幅トランジスタのゲートとリセットトランジスタは電気的に接続されている。このように、単位画素の少なくとも一部のトランジスタは、信号電荷が入力される、電気的に接続された１つのノードを形成する。
【０００３】
特許文献１には、増幅トランジスタであるアンプ用トランジスタが設けられたウェルが、他のトランジスタが設けられたウェルとは電気的に分離された構成が開示されている。信号電荷が入力される、電気的に接続された１つのノードの一部であるリセット用トランジスタは、行選択用トランジスタと同じウェルに設けられた構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００１－１６０６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の構成では、信号電荷が入力される、電気的に接続された１つのノードを形成するトランジスタの１つであるリセット用トランジスタと行選択用トランジスタがウェルを共有している。このため、選択トランジスタのウェルの電位を適切に設定することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の技術の一の側面は、出力線と複数の単位画素を有し、前記複数の単位画素の各々は、入射光に基づいて信号電荷を生成する光電変換素子と、前記信号電荷が入力されるゲートを備え、前記ゲートの電位に基づく信号を出力する増幅トランジスタと、前記増幅トランジスタと前記出力線とを接続する選択トランジスタと、前記ゲートの電位をリセットするリセットトランジスタと、を有し、前記選択トランジスタが設けられた第１ウェルと、前記リセットトランジスタが設けられた第２ウェルとを有し、前記第１ウェルと前記第２ウェルが電気的に分離されていることを特徴とする光電変換装置である。
【０００７】
別の側面は、出力線と複数の単位画素を有し、前記複数の単位画素の各々は、入射光に基づいて信号電荷を生成する光電変換素子と、前記信号電荷が入力されるゲートを備え、前記ゲートの電位に基づく信号を出力する増幅トランジスタと、前記増幅トランジスタと前記出力線とを接続する選択トランジスタと、前記ゲートの電位をリセットするリセットトランジスタと、を有し、前記選択トランジスタが設けられた第１ウェルと、前記リセットトランジスタが設けられた第２ウェルとを有する光電変換装置の駆動方法であって、前記選択トランジスタがオフ状態にある期間に、前記第２ウェルの電位を第１電位に設定し、前記選択トランジスタがオン状態にある期間に、前記第２ウェルの電位を前記第１電位とは異なる第２電位に設定することを特徴とする光電変換装置の駆動方法である。
【０００８】
別の側面は、入射光に基づいて信号電荷を生成する光電変換素子が設けられた部品に積層するための半導体基板であって、出力線と、前記信号電荷が入力されるゲートを備え、前記ゲートの電位に基づく信号を出力する増幅トランジスタと、前記増幅トランジスタと前記出力線とを接続する選択トランジスタと、前記ゲートの電位をリセットするリセットトランジスタと、を有し、前記選択トランジスタが設けられた第１ウェルと、前記リセットトランジスタが設けられた第２ウェルとを有し、前記第１ウェルと前記第２ウェルが電気的に分離されていることを特徴とする半導体基板である。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の技術により、選択トランジスタのウェルの電位を適切に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
光電変換装置の全体構成を示す図
単位画素の等価回路を示す図
単位画素の平面視の構成を示す図
単位画素の断面視の構成を示す図
光電変換装置の駆動タイミングを示す図
選択トランジスタの各ノードの電位を示す図
単位画素の等価回路を示す図
単位画素の平面視の構成を示す図
単位画素の断面視の構成を示す図
光電変換装置の全体構成を示す図
単位画素の等価回路を示す図
光電変換装置の断面視の構成を示す図
単位画素の一部の構成の平面視の構成を示す図
単位画素の一部の構成の断面視の構成を示す図
光電変換装置の駆動タイミングを示す図
単位画素の等価回路を示す図
単位画素の一部の構成の平面視の構成を示す図
単位画素の一部の構成の断面視の構成を示す図
単位画素の一部の構成の平面視の構成を示す図
単位画素の一部の構成の平面視の構成を示す図
機器の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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