CN101877769A - 具有全域快门的图像传感器 - Google Patents

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Abstract

一种具有全域快门的图像传感器。图像传感器包括：一光电二极管，其用以积聚一图像电荷；及一储存晶体管，其用以储存该图像电荷。一转移晶体管耦合于该光电二极管与该储存晶体管之一输入之间，以选择性地将该图像电荷自该光电二极管转移至该储存晶体管。一输出晶体管耦合至该储存晶体管之一输出以选择性地将该图像电荷转移至一读出节点，且一重设晶体管耦合至该读出节点。一控制器被配置为在激活该储存晶体管之一栅极以储存该图像电荷之前将一负电压施加至该储存晶体管之该栅极。

Description

具有全域快门的图像传感器
技术领域
本发明大体而言涉及图像传感器，且特定言之(但非专指)涉及具有全域快门的图像传感器。
背景技术
对于高速图像传感器，可使用全域快门来捕捉快速移动的对象。全域快门通常使图像传感器中的所有像素能够同时捕捉图像。对于较慢移动的对象，使用较常见的卷动快门。卷动快门通常以一序列捕捉图像。举例而言，可依序地启用二维(“2D”)像素阵列内的每一行，以使得单一行内的每一像素同时捕捉图像，但每一行是以一卷动序列启用。因而，每一像素行在不同的图像获取窗期间捕捉图像。对于缓慢移动的对象，每一行之间的时间差产生图像失真。对于快速移动的对象，卷动快门引起沿对象的移动轴线的可觉查的伸长失真。
为实施全域快门，在等候从像素阵列进行读出时，可使用储存电容器或储存晶体管来临时地储存由阵列中的每一像素获取的图像电荷。在使用全域快门时，由于电荷保持时间段保持，来自所捕捉图像的储存电荷的漏电流增加。因为依序地读出这些行，所以一些行的漏电可能大于其它行的漏电。因此，相对于显示均匀颜色，漏电可引起图像按行变化。当使用储存晶体管时，由于来自在储存晶体管的栅极下方的表面态(surface state)的大量漏电流，图像电荷进一步恶化。
图1A说明具有全域快门的常规互补金属氧化物半导体(“CMOS”)成像像素100。成像像素100包含快门晶体管110、光电二极管120、转移晶体管130、储存晶体管140、输出晶体管150、重设晶体管160、放大器晶体管180及行选择(RS)晶体管190。
图1B说明成像像素100的操作。使用一全域快门信号来使快门晶体管110不激活以获取光电二极管120内的图像信号或电荷。在正获取该图像电荷时，成像像素100通过在停用快门晶体管110时激活重设晶体管160来重设浮动扩散(FD)节点。接着，在保持储存晶体管140不激活时，开启及关断输出晶体管150。接着停用重设晶体管160且启用储存晶体管140以准备从光电二极管120进行图像转移。通过激活转移晶体管130足够长时间来完成自光电二极管120至储存晶体管140的图像转移，以从光电二极管120转移所有电荷。再次使转移晶体管130不激活以准备下一图像获取窗，同时将当前图像电荷储存于储存晶体管140中。接着通过对行选择晶体管190及输出晶体管150进行适当断言(assert)来逐行地从成像像素阵列中的每一成像像素100读出当前图像。
在成像像素100中，转移栅极晶体管130及快门栅极晶体管110都连接至光电二极管120。快门栅极晶体管110通常具有类似于转移栅极晶体管130的器件大小的器件大小，以便完全耗尽光电二极管120中的(以光电方式产生的)电荷。另外，转移栅极晶体管130通常比储存栅极晶体管140宽，且比控制栅极晶体管150、重设晶体管160、放大器180及行选择晶体管190大，以便完全耗尽光电二极管120。因此，通常为每一常规成像像素提供两个大型器件。因为将两个相对大型之器件用于每一成像像素，所以每一像素的光电二极管区域相应地较小。相对较小的光电二极管区域减小了成像像素100的填充因子，此情形减小了对光敏感的像素区域的量且降低了低照度性能。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种装置，包含：光电二极管，用以积聚图像电荷；储存晶体管，用以储存该图像电荷；转移晶体管，耦合于该光电二极管与该储存晶体管的输入之间，以选择性地将该图像电荷自该光电二极管转移至该储存晶体管；输出晶体管，耦合至该储存晶体管的输出，以选择性地将该图像电荷转移至读出节点；重设晶体管，耦合至该读出节点；及控制器，被配置为在激活该储存晶体管的栅极以储存该图像电荷之前，将负电压施加至该储存晶体管的栅极。
根据本发明的另一个方面，提供了一种操作像素阵列的方法，该方法包含：在积聚图像电荷之前，重设该像素阵列的每一像素内的光电二极管；在每一像素内的储存晶体管关断时且在将该图像电荷临时地储存于该储存晶体管内之前，对该储存晶体管的栅极施加负偏压；断言全域快门信号，以将由每一像素的光电二极管积聚的图像电荷转移至每一像素的储存晶体管；及将该图像电荷储存于每一像素的储存晶体管内，直至读出该图像电荷为止。
根据本发明的另一个方面，提供了一种成像系统，包含：成像像素阵列，所述成像像素配置成行和列，其中每一成像像素包括：光电二极管，用以积聚图像电荷；储存晶体管，用以储存该图像电荷；转移晶体管，耦合于该光电二极管与该储存晶体管之间；第一选择晶体管，耦合于该转移晶体管与该储存晶体管的输入之间；输出晶体管，耦合至该储存晶体管的输出和读出节点；重设晶体管，耦合于电压轨与该读出节点之间；及第二选择晶体管，耦合于该读出节点与电路节点之间，该电路节点位于该转移晶体管与该第一选择晶体管之间；及控制电路，耦合至该成像像素阵列，以控制该储存晶体管、该转移晶体管、该第一选择晶体管、该输出晶体管、该重设晶体管及该第二选择晶体管的时序操作。
附图说明
参考附图描述本发明的非限制性且非详尽实施例，其中除非另有指定，否则相同参考数字遍及各种视图指代相同部分。
图1A(先前技术)为常规成像像素的电路图。
图1B(先前技术)为说明常规成像像素的读出操作的时序图。
图2为说明根据本发明的实施例的成像系统的功能方块图。
图3为说明根据本发明的实施例的成像像素的像素电路的电路图。
图4A为说明根据本发明的实施例的在成像像素的操作期间施加至储存晶体管的栅极的负栅极电压的线图。
图4B为说明根据本发明的实施例的在成像像素之操作期间在储存晶体管的栅极下的空穴(hole)积聚的线图。
图5说明根据本发明的实施例的成像像素的一部分的晶体管布局。
图6A至图6D为说明根据本发明的实施例的成像像素的操作的时序图。
图7说明根据本发明的实施例的双重相关采样器。
图8为说明根据本发明的实施例的操作成像系统的过程的流程图。
具体实施方式
本文中描述一种具有全域快门及储存电容器的图像传感器的操作的系统及方法的实施例。在以下描述中，阐述众多特定细节以提供对这些实施例的透彻理解。然而，本领域技术人员将认识到，可在无这些特定细节中的一者或多者的情况下或使用其它方法、组件、材料等实践本文中所描述的技术。在其它例子中，未展示或详细描述熟知的结构、材料或操作以避免混淆特定方面。
遍及本说明书引用“一实施例”意谓结合该实施例而描述的特定特征、结构或特性包括于本发明的至少一实施例中。因此，遍及本说明书在各处出现词组“在一实施例中”未必均指代同一实施例。此外，特定特征、结构或特性可以任何合适方式组合于一个或多个实施例中。
遍及本说明书，使用若干术语。除非在本文中以其它方式明确地定义这些术语或其使用上下文以其它方式清楚地暗示，否则这些术语将采用其在相关技术中的通常含义。举例而言，除非上下文以其它方式清楚地指示，否则以包括性意义(例如，如在“和/或)中)使用术语“或”。
图2为说明根据本发明的实施例的成像系统200的方块图。所说明实施例的成像系统200包括一像素阵列205、读出电路210、功能逻辑215及控制电路220。
像素阵列205是成像传感器或成像像素(例如，像素P1、P2、……、Pn)的二维(“2D))阵列。在一实施例中，每一像素是一有源像素传感器(“APS))，诸如，互补金属氧化物半导体(“CMOS”)成像像素。如所说明，每一像素配置到一行(例如，行R1至Ry)和一列(例如，列C1至Cx)中以获取人员、场所或对象的图像数据，接着可使用该图像数据来呈现该人员、场所或对象的2D图像。
在每一像素已获取其图像数据或图像电荷之后，通过读出电路210将该图像数据读出且将其转移至功能逻辑215。读出电路210可包括放大电路、模数转换电路或其它电路。功能逻辑215可为一处理器、逻辑功能电路和/或存储器。功能逻辑215可仅储存图像数据，或甚至通过应用后期图像效果(例如，剪裁、旋转、除红眼、调整亮度、调整对比度或其它)而操纵该图像数据。在一实施例中，读出电路210可沿读出列线每次读出一行图像数据(已示出)，或可使用各种其它技术读出该图像数据(未示出)，这些其它技术诸如为串行读出或同时地全并行读出所有像素。
控制电路220可以是一控制器，其耦合至像素阵列205以控制像素阵列205的操作特性。举例而言，控制电路220可产生用于控制图像获取的快门信号。在一实施例中，快门信号是一个全域快门信号，其用于在单一获取窗期间同时启用像素阵列205内的所有像素以同时捕捉其各个图像数据。
在使用全域快门时，来自所捕捉图像的储存电荷的漏电流引起来自每一像素中的储存晶体管的电荷随时间而泄漏。因为依序地读出这些行，所以一些行的漏电可能大于其它行的漏电。
在一实施例中，控制电路220可产生一负电压，该负电压将在储存晶体管激活之前施加至该储存晶体管的栅极。在一实施例中，储存栅极控制信号比储存晶体管之阈值电压VTH低0.5V以上(例如，参见图4A)。通过隔离储存栅极且将一负电压施加至储存晶体管的栅极，可使“空穴”积聚在位于储存晶体管的栅极下方的基板的部分中(参见图4B)。通过将该负电压施加至储存栅极，可使空穴积聚在表面态处。这意谓表面态被空穴填充，以使得表面态不能释放电子，藉此减少来自表面态的漏电流。可通过使用控制电路220来隔离储存晶体管，以使得耦合至储存晶体管之源极及漏极的邻近晶体管(诸如，310及350，在下文中论述)不激活。
图3为说明根据本发明的实施例的具有全域快门的七晶体管或八晶体管像素的像素电路300的电路图。像素电路300是用于实施图2的像素阵列200内的每一像素的像素电路的一种可能架构。可使用前侧或后侧照明像素阵列来实施像素电路300。
所说明实施例的成像像素300包括选择1晶体管310、选择2晶体管315、光电二极管320、转移晶体管330、储存晶体管340、输出晶体管350、重设晶体管360、放大器晶体管380及行选择晶体管390(亦称为读出晶体管)。在一实施例中，以类似方式设定这些晶体管之大小，除了转移晶体管330之外，这样做减小了(常规技术的大型快门晶体管所需的)空间且增加了填充因子。
图5说明识别这些晶体管(不包括放大器晶体管380及行选择晶体管390)的作用区域及各体栅极区的成像像素300的部分的实例布局。储存栅极可具有一掩埋沟道或一表面沟道。在一实施例中，储存栅极形成于一介电区之上，该介电区又位于用轻掺杂物磷或砷而植入(或扩散)的一个区域之上。如所说明，选择1晶体管310、选择2晶体管315、输出晶体管350及重设晶体管360的栅极均显著小于转移晶体管330的栅极，从而增加像素阵列205的填充因子。在一实施例中，仅存在沟道掺杂来连接转移晶体管330、选择1晶体管310、储存晶体管340、输出晶体管350及选择2晶体管315。因而，这些晶体管如同一个电荷耦合器件地起作用。在此情况下，不需要快门栅极。
在一实施例中，当重设晶体管360及转移晶体管330激活时，可通过选择性地激活选择2晶体管315来完全重设光电二极管320。选择2晶体管315被示出为可选的，以指示将一负栅极电压施加至储存晶体管340的技术可用于包括或不包括选择2晶体管315的成像像素中。
在操作中，可如下使用一个诸如控制电路220之类的控制器来控制像素电路300。重设晶体管360耦合至一电压源(诸如，Vdd)。激活重设晶体管360，从而对节点FD进行预充电。激活选择2晶体管315及转移晶体管330，从而对光电二极管320进行预充电。使选择2晶体管315及转移晶体管330不激活，从而允许光电二极管320通过在图像获取窗期间积聚以光电方式产生的电子而积分。可在积分之前将一负电压(例如，-1.2V)施加至储存晶体管340的栅极以使空穴积聚于在栅极下方的区域中。在积分之后，转移晶体管330接收一转移信号，且激活选择1晶体管310及储存晶体管340，这样将积聚于光电二极管320中的电荷转移至储存晶体管340，在该储存晶体管340中保持该电荷直至准备好读出该电荷为止。在一实施例中，举例而言，可使用约2.8伏特至3.2伏特的电压来激活储存晶体管340的栅极。
当使重设晶体管360不激活时，存在于FD节点处的电荷由于漏电(例如，归因于暗电流)而逐渐地减少。FD节点耦合以控制放大器晶体管380的栅极。放大器晶体管380耦合于电源轨(power rail)Vdd与行选择晶体管390之间。放大器晶体管380作为一源极跟随器操作。可通过激活行选择晶体管390来量测FD节点处的“暗”电压，以在选择信号SEL的控制下选择性地将像素电路300的输出耦合至读出列位线。可通过激活输出晶体管350来读出“信号”电荷(当前储存于储存晶体管340处)，该输出晶体管350将电荷耦合至FD节点，该FD节点又对放大器晶体管380的栅极施加偏压以产生一经由行选择晶体管390而耦合至列位线的电压。在一实施例中，可省略行选择晶体管390，以使得放大器晶体管380的漏极可直接耦合至列位线。在此实施例中，放大器晶体管380可称为“读出晶体管”。当行选择晶体管390存在时，该行选择晶体管390称为“读出晶体管”。在一实施例中，可从成像像素300移除放大器晶体管380及行选择晶体管390两者，在此情况下输出晶体管350作为“读出晶体管”操作。
在一实施例中，转移信号、重设信号及选择信号由控制电路220产生。在像素阵列205使用一全域快门而操作的实施例中，全域快门信号(例如，Tx信号)耦合至整个像素阵列205中的每一转移晶体管330的栅极，以同时开始自每一像素的光电二极管320的电荷转移。在一实施例中，全域快门信号由包括于控制电路220内的全域快门电路221产生。因而，转移晶体管330及Tx信号提供图像快门或快门信号及电荷转移或转移信号的双重目的，以用于自光电二极管320读出图像电荷。此外，经由转移晶体管330及选择2晶体管315(若存在)来重设光电二极管320。
图6A至图6D为说明根据本发明的实施例的成像像素300及像素阵列205的操作的时序图。图6A说明成像像素300的整体时序操作，而图6B为全域重设操作的特写，图6C为全域图像转移操作的特写，且图6D为逐行读出操作的特写，这些操作均根据本发明的一个实施例而进行。
参看图6A，由控制电路220产生一系统时钟信号以用于使控制信号(诸如，图6A中所展示之信号)同步。为准备供下一图像获取用的像素阵列205，重设这些成像像素。在全域重设事件(图6B)期间，像素阵列205中的所有转移晶体管330、选择2晶体管315及重设晶体管360均处于激活状态。当前储存尚未从先前的图像获取读出的图像信号的那些储存晶体管340处于激活状态，而已被读出了成像像素的那些储存晶体管340不激活。最后，也使所有行选择晶体管不激活。在多个图像获取之间全域地重设像素阵列205，以对每一成像像素300的光电二极管320及FD节点进行预充电。此外，施加至转移晶体管330的栅极端子的转移信号Tx作为一全域快门操作。在使转移信号Tx不激活之后，每一光电二极管320响应于入射光而开始积聚电子。
现参看图6C描述像素阵列205内的给定成像像素300将一图像自光电二极管320转移至储存晶体管340的操作。在开始图像转移之前，对储存晶体管340的栅极施加比储存晶体管340的阈值电压VTH至少低0.5V的负偏压，以减小来自在储存栅极下方的表面态的漏电流。在时间1处，激活重设晶体管360，在时间2处，激活输出晶体管350。当重设晶体管360及输出晶体管350处于激活状态时，保持储存晶体管340不激活，且甚至对储存晶体管340施加负偏压。激活重设晶体管360及输出晶体管350起作用以对FD进行预充电，且在储存栅极下方的信号电荷被扫出至FD。
在时间3及4处，分别使输出晶体管350及重设晶体管360不激活。在时间5处，激活储存晶体管340。在时间6处，激活选择1晶体管310以将转移晶体管330连接至储存晶体管340的储存电容。在时间7处，临时地激活转移晶体管330且其作为一全域快门信号操作。通过激活转移晶体管330及选择1晶体管310，图像信号自光电二极管320转移至其各个储存晶体管340。随后在时间8及9处分别使转移晶体管330及选择1晶体管310不激活，以储存并隔离该图像信号直至可在随后时间10处使用下文所论述的逐行读出技术将其读出为止。
一旦已获取图像信号且这些图像信号自光电二极管320转移至其各个储存晶体管340，这些图像信号即准备好在控制电路220的控制下由读出电路210逐行地读出。图6D说明根据本发明的实施例的逐行读出时序。自图6A应了解到，根据先前的图像获取而进行的逐行读出对于一些像素而言可能仍处于进行中，因为用于下一图像获取的全域重设正开始。
在时间11处，激活行选择晶体管390(针对一待读出之行)，这样针对所激活行将一由放大器晶体管380(其在该实施例中被配置为源极跟随器)产生的电压耦合至列位线。在时间12处，使重设晶体管360不激活，从而自FD节点解耦一电源供应轨(诸如，Vdd)。FD节点处的电压对放大器晶体管380的栅极施加偏压，从而作为响应而产生一输出电压(暗电平)。该输出电压通过所激活的行选择晶体管390而耦合至位线。在时间13处，对列位线上的电压(例如，暗电平)进行采样。
在时间14处，激活输出晶体管350，从而将图像信号电荷自储存晶体管340转移至FD节点处的浮动扩散区。并且，FD节点处的电压对放大器晶体管380的栅极施加偏压，从而产生一输出电压。该输出电压经由所激活的行选择晶体管390而耦合至位线。在时间15处，使储存晶体管340不激活，从而引起在储存晶体管340的栅极之下的激活沟道关断(且引起信号电荷的较大部分转移至FD节点)。在一实施例中，对储存晶体管340的栅极施加负偏压。在时间16处，对列位线上的输出电压(例如，信号)进行采样。虽然图6D说明在于时间16处的信号采样之前使输出晶体管350不激活，但在其它实施例中，可稍后使输出晶体管350的栅极不激活，诸如，在于时间16处对输出信号进行采样之后。在时间17处，激活重设晶体管360。在时间18处，使行选择晶体管390不激活。可在需要时重复时间13至18的序列以读出像素阵列的每一行。
图7为说明根据本发明的实施例的对成像像素300进行的双重相关采样的示意图。暗信号使一采样/保持器件705对图像像素300的暗电流参考电平进行采样。采样信号使一采样/保持器件710对图像像素300的图像信号进行采样。放大器715可以是差动放大器，其产生双重相关样本，该双重相关样本使用该暗电流参考电平来按比例调整或偏移该图像信号以产生图像数据。可(例如)通过耦合至放大器的输出的模数转换器来读取该图像数据。
图8为说明根据本发明的实施例的操作成像系统200的过程800的流程图。过程800说明对像素阵列205的逐行读出；然而，应了解，可取决于使用卷动快门还是全域快门，由像素阵列205中的一行中的每一像素依序地或同时执行该过程800。这些过程块中的一些或全部在过程800中出现的次序不应视为限制性的。实际上，阅读了本发明的一般本领域技术人员将理解，这些过程块中的一些可以按照未示出了各种次序执行。
在过程块805中，重设光电二极管320。重设包括将光电二极管PD放电或充电至预定电位(诸如，Vdd)。通过断言用于启用重设晶体管360的RST信号，启用选择2晶体管315，且断言用于启用转移晶体管330的TX信号来实现该重设。因此，光电二极管区320及FD耦合至电源轨Vdd。在重设时间期间，储存晶体管340可能储存或可能未储存先前图像数据，或可具有施加至其栅极的一负电压，以使得预期在下一图像获取周期积聚空穴。
一旦重设，便撤销断言RST信号及TX信号，以开始由光电二极管区320进行的图像获取(过程块810)。入射光子使电荷积聚于光电二极管的扩散区内。一旦图像获取窗已期满，便再次撤销断言RST信号，且通过断言TX信号及储存信号S1，光电二极管区320内的积聚电荷经由转移晶体管330及选择1晶体管310而转移至储存晶体管340(过程块820)。在全域快门的情况下，在过程块820期间，针对像素阵列205内的所有像素，与TX信号同时断言全域快门信号。从而导致由每一像素积聚之图像数据全域转移至该像素之相应储存晶体管340中。
一旦图像数据转移至储存晶体管340中之后，使用该晶体管340来储存图像电荷以供读出。在过程块825中，断言SEL信号来将所储存的图像数据转移至读出列上以用于经由读出电路210输出至功能逻辑215。应了解，读出可经由列线以每一行为基础(已示出)、经由行线以每一列为基础(未示出)、以每一像素为基础(未示出)或通过其它逻辑组而发生。
当对一逻辑组的读出已发生时，可调整读出值来补偿漏电(如在块830中)。用于补偿的参考值可包括参考像素(诸如，设定为已知值且由储存栅极保持的像素)、校准(诸如，使像素阵列曝光于已知照明且以每一行为基础储存调整值)、计算(诸如，通过使用一用读出时间或行号作为输入的调整函数，其中较后读出的行具有较高调整值)、其组合，及其类似者。因此，可通过(例如)加上(或乘以)针对一行中的每一像素的调整值来调整该行中的像素。
在过程块835中，判定是否(例如)已读出所有行。若否，则过程继续进行至块825，在块825中读出下一行。一旦已读出所有像素的图像数据，过程800便结束(或返回至过程块805以重设每一光电二极管以用于下一图像捕捉)。
上文所解释的过程是依据计算机软件及硬件而描述的。所描述的技术可构成体现于机器(例如，计算机)可读介质内的机器可执行指令，这些机器可执行指令在由一机器执行时将使该机器执行所描述的操作。另外，这些过程可体现于诸如专用集成电路(“ASIC”)或其类似者的硬件内。
机器可存取或机器可读储存介质包括提供(亦即，储存)以可由机器(例如，计算机、网络器件、个人数字助理、制造工具、具有一组一个或多个处理器的任何器件等)存取的形式的信息的任何机构。举例而言，机器可存取储存介质包括可记录/不可记录介质(例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘储存介质、光学储存介质、闪存器件等)。
本发明的所说明实施例的以上描述(包括发明摘要中所描述的内容)不意欲为详尽的或将本发明限于所记载的精确形式。虽然在本文中出于说明的目的而描述本发明的特定实施例及实例，但本领域技术人员将认识到，在本发明的范围内的各种修改都是可能的。
可鉴于上文的详细描述对本发明作出这些修改。以下申请专利范围中所使用之术语不应被理解为将本发明限于本说明书中所记载的特定实施例。实际上，将完全通过权利要求来确定本发明的范围，权利要求将根据已建立的对权利要求进行解释的准则来解释。

Claims (22)

1.一种装置，包含：
一光电二极管，用以积聚一图像电荷；
一储存晶体管，用以储存该图像电荷；
一转移晶体管，耦合于该光电二极管与该储存晶体管的一输入之间，以选择性地将该图像电荷自该光电二极管转移至该储存晶体管；
一输出晶体管，耦合至该储存晶体管的一输出，以选择性地将该图像电荷转移至一读出节点；
一重设晶体管，耦合至该读出节点；及
一控制器，被配置为在激活该储存晶体管的一栅极以储存该图像电荷之前，将一负电压施加至该储存晶体管的栅极。
2.如权利要求1所述的装置，其中该负电压比该储存晶体管的一阈值电压低至少0.5伏特。
3.如权利要求1所述的装置，其中该负电压为约-1.2伏特。
4.如权利要求1所述的装置，其进一步包含一第一选择晶体管，该第一选择晶体管耦合于该转移晶体管与该储存晶体管之间以选择性地将该图像电荷自该转移晶体管转移至该储存晶体管。
5.如权利要求4所述的装置，其进一步包含一第二选择晶体管，该第二选择晶体管耦合于该读出节点与一电路节点之间，该电路节点位于该转移晶体管与该第一选择晶体管之间，该控制器进一步被配置为通过激活该转移晶体管、该第二选择晶体管及该重设晶体管来重设该光电二极管。
6.如权利要求5所述的装置，其中该读出节点包含一经掺杂的浮动扩散区。
7.如权利要求5所述的装置，其中该转移晶体管大于该第一选择晶体管、该第二选择晶体管、该输出晶体管及该重设晶体管中的每一晶体管。
8.如权利要求5所述的装置，其中该转移晶体管、该第一选择晶体管、该第二选择晶体管、该储存晶体管及该输出晶体管通过它们的沟道而直接互连，且共同地作为一电荷耦合器件操作。
9.如权利要求1所述的装置，其进一步包含：
一放大器晶体管，具有耦合至该读出节点的栅极；及
一行选择晶体管，耦合于一位线与该放大器晶体管之间。
10.如权利要求1所述的装置，其中该储存晶体管具有一掩埋沟道。
11.如权利要求1所述的装置，其中该储存晶体管具有一表面沟道。
12.一种操作一像素阵列的方法，该方法包含：
在积聚一图像电荷之前，重设该像素阵列的每一像素内的一光电二极管；
在所述每一像素内的一储存晶体管关断时且在将该图像电荷临时地储存于该储存晶体管内之前，对该储存晶体管的一栅极施加负偏压；
断言一全域快门信号，以将由每一像素的光电二极管积聚的图像电荷转移至每一像素的储存晶体管；及
将该图像电荷储存于每一像素的储存晶体管内，直至读出该图像电荷为止。
13.如权利要求12所述的方法，其中对该栅极施加负偏压包含：对该栅极施加比该储存晶体管的一阈值电压低至少0.5伏特的偏压。
14.如权利要求12所述的方法，其中重设该光电二极管及断言该全域快门信号以转移该图像电荷都包含：激活耦合于该光电二极管与该储存晶体管之间的一转移晶体管。
15.如权利要求14所述的方法，其中重设每一像素之该光电二极管包含：同时对该像素阵列内的每一像素的光电二极管进行预充电。
16.如权利要求15所述的方法，其中：
在重设每一像素的光电二极管时，第一部分储存晶体管关断，所述第一部分储存晶体管是对于一给定成像周期已经被读出了图像电荷的储存晶体管，且
在重设每一像素的光电二极管时，第二部分储存晶体管接通，所述第二部分储存晶体管是对于该给定成像周期尚未被读出图像电荷的储存晶体管。
17.如权利要求14所述的方法，其中在积聚该图像电荷之前重设该像素阵列的每一像素内的该光电二极管包含：
使耦合于该转移晶体管与该储存晶体管之间的一第一选择晶体管不激活；
激活每一像素的一重设晶体管；及
激活耦合于该重设晶体管与一电路节点之间的一第二选择晶体管，该电路节点位于该转移晶体管与该第一选择晶体管之间。
18.如权利要求12所述的方法，其中使用对该像素阵列的逐行读出来读出每一像素的图像电荷，并且其中，在每一像素内的储存晶体管的关断时对该储存晶体管的栅极施加负偏压减小了漏电流。
19.一种成像系统，包含：
一成像像素阵列，所述成像像素配置成行和列，其中每一成像像素包括：
一光电二极管，用以积聚一图像电荷；
一储存晶体管，用以储存该图像电荷；
一转移晶体管，耦合于该光电二极管与该储存晶体管之间；
一第一选择晶体管，耦合于该转移晶体管与该储存晶体管的一输入之间；
一输出晶体管，耦合至该储存晶体管的一输出和一读出节点；
一重设晶体管，耦合于一电压轨与该读出节点之间；及
一第二选择晶体管，耦合于该读出节点与一电路节点之间，该电路节点位于该转移晶体管与该第一选择晶体管之间；及
控制电路，耦合至该成像像素阵列，以控制该储存晶体管、该转移晶体管、该第一选择晶体管、该输出晶体管、该重设晶体管及该第二选择晶体管的时序操作。
20.如权利要求19所述的成像系统，其中该控制电路被配置为在该储存晶体管关断时将一负偏压电压施加至一栅极储存晶体管以减小漏电流，该负偏压电压比该储存晶体管的一阈值电压低至少0.5伏特。
21.如权利要求19所述的成像系统，其中该转移晶体管、该第一选择晶体管、该第二选择晶体管、该储存晶体管及该输出晶体管通过它们的沟道而直接互连，且共同地作为一电荷耦合器件操作。
22.如权利要求19所述的成像系统，其中该控制电路被配置为操作该转移晶体管来经由该第二选择晶体管重设该光电二极管，且将该转移晶体管作为一图像快门来操作以开始经由该第一选择晶体管将该图像电荷转移至该储存晶体管。
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