CN102244741B - 固态图像传感器和照相机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了固态图像传感器以及照相机，该固态图像传感器包括在其中二维布置多个像素的像素阵列和通过与像素阵列的各列对应地布置的多个列信号线从像素阵列读出信号的多个列信号处理电路，其中，像素阵列中的不同颜色的像素的信号在单个周期期间被多个列信号处理电路读出，并且，至少该多个列信号处理电路中的处理不同颜色的像素的信号的列信号处理电路通过在至少布置处理不同颜色的像素的信号的列信号处理电路的区域中相互分离的导电线被驱动。

Description

固态图像传感器和照相机
技术领域
本发明涉及固态图像传感器和包含该固态图像传感器的照相机。
背景技术
诸如数字照相机和数字便携摄像机的照相机包含在其上二维布置多个光电转换部分(section)的诸如CMOS图像传感器的固态图像传感器。固态图像传感器需要具有稳定的高帧速率，以应对高的连续拍摄速度(每秒要捕获的图像的数量)和高分辨率动画(movie)捕获。日本专利特开No.2005-311821公开了如下这样的固态图像传感器，其中对于像素阵列的各列布置多个列读取线，以提高固态图像传感器的帧速率。
在其中在单个周期期间读出多种颜色的像素信号的布置中，列信号线的电势变化常常通过用于驱动列信号处理电路的电源线或用于控制列信号处理电路的信号线影响其它的列信号线。作为结果，由于多种颜色的像素信号相互影响，因此会发生颜色的混合。
发明内容
本发明提供一种有效地减少在其中在单个周期期间读出多种颜色的像素信号的布置中的颜色混合的技术。
本发明的第一方面提供一种固态图像传感器，该固态图像传感器包括在其中二维布置多个像素的像素阵列，以及多个列信号处理电路，该多个列信号处理电路通过与该像素阵列的各列对应地布置的多个列信号线从该像素阵列读出信号，其中，该像素阵列中的不同颜色的像素的信号在单个周期期间被所述多个列信号处理电路读出，并且，其中，至少该多个列信号处理电路中的处理不同颜色的像素的信号的列信号处理电路通过在至少布置该处理不同颜色的像素的信号的列信号处理电路的区域中相互分离的导电线被驱动。
本发明的第二方面提供了一种照相机，该照相机包含以上的固态图像传感器，以及处理从该固态图像传感器输出的信号的处理部分。
参照附图从下文对示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得清晰。
附图说明
图1是表示固态图像传感器的布置的例子的框图；
图2是用于解释通过电源线发生颜色的混合的原因的示图；
图3是用于解释通过控制线发生颜色的混合的原因的示图；
图4是表示根据本发明的第一实施例的固态图像传感器的布置的框图；
图5是表示根据本发明的第二实施例的固态图像传感器的布置的框图；
图6是表示根据本发明的第三实施例的固态图像传感器的布置的框图；
图7是用于解释第一到第三实施例中的每一个的固态图像传感器的芯片布局的例子的示图；
图8是用于解释第一到第三实施例中的每一个的固态图像传感器的变型方式的示图；
图9是用于解释第一到第三实施例中的每一个的固态图像传感器的实际电路布置和动作的例子的电路图；
图10是用于解释第一到第三实施例中的每一个的固态图像传感器的实际电路布置和动作的例子的时序图；
图11是用于解释固态图像传感器的截面结构的例子的截面图；
图12是用于解释固态图像传感器的截面结构的例子的截面图。
具体实施方式
首先将通过关注一些实际的例子来解释上文提及的颜色混合的问题。图1是表示固态图像传感器的布置的例子的框图。通过二维布置多个像素部分101来配置像素阵列102。每一像素可包含例如光电转换元件、浮置扩散(以下被简写为FD)、将通过光电转换元件产生和蓄积的电荷传送到FD的传送开关、以及将根据传送到FD的电荷的信号输出到列信号线122或133的放大器部分。每一像素还可包含将FD的电势复位的复位部分以及选择部分。忽略该选择部分并且通过控制FD电势来选择行的方法也是可用的。
在各像素上，例如，在原色滤色器系统中，根据诸如Bayer布置的布置来布置R、G1、G2和B滤色器中的任一个。在其上布置R、G1、G2和B滤色器的像素可分别被称为R像素、G1像素、G2像素和B像素。R像素是红色像素，G1和G2像素是绿色像素，并且B像素是蓝色像素。G1和G2像素是具有相同颜色的像素(两个像素可被称为G像素)，并且，R、G和B像素是具有不同颜色的像素。注意，即使在互补颜色滤色器系统和其它系统中，当在单个周期期间通过列信号线从不同颜色像素读出信号时，也可能出现以下要描述的问题。而且，不仅在MOS图像传感器中，而且在诸如CCD图像传感器的其它的固态图像传感器中，也可能出现以下要描述的问题。除了MOS图像传感器以外，本发明还适用于诸如CCD图像传感器的其它的固态图像传感器。
通过行选择电路(垂直扫描电路)120选择像素阵列102的行，并且，通过列选择电路(水平扫描电路)106和107选择像素阵列102的列。行选择电路120以及列选择电路106和107根据基于时钟103由定时控制电路104产生的定时信号操作。由列选择电路107选择的列的像素的信号通过该列的列信号处理电路被读出，并且通过开关151、水平信号线131和132以及输出放大器141和142被输出。由列选择电路106选择的列的像素的信号通过该列的列信号处理电路被读出，并且通过开关152、水平信号线133和134以及输出放大器143和144被输出。
多个列信号线122和123与像素阵列102连接，使得两个列信号线122和123与各列连接。多个列信号线122与被布置在像素阵列102的一侧的列信号处理电路108～111连接。多个列信号线123与被布置在像素阵列102的另一侧的列信号处理电路114～117连接。列信号处理电路108～111在单个周期期间通过多个列信号线122从G2和B像素读出信号。列信号处理电路114～117在单个周期期间通过多个列信号线123从R和G1像素读出信号。在本例子中，被布置在像素阵列102的一侧的列信号处理电路108～111在单个周期期间从两个不同颜色的像素读出信号。而且，在本例子中，被布置在像素阵列102的另一侧的列信号处理电路114～117在单个周期期间从两个不同颜色的像素读出信号。典型地，列信号处理电路108～111和114～117被控制为在单个周期期间从像素读出信号，并且，信号可被在单个周期期间从所有颜色的像素读出。这样，当两个列信号线与各列连接时，在单个周期期间读出具有不同颜色的像素的信号，并且，这同样适用于三个或更多个列信号线与各列连接的情况。即，当多个列信号线与各列连接时，具有不同颜色的像素的信号在单个周期期间被读出。
通过电源线112L从电源部分112向列信号处理电路108～111供给电源电压，并且通过控制线113L向列信号处理电路108～11供给控制信号113。列信号处理电路108～111在单个周期期间从G2和B像素、即具有不同颜色的像素读出信号。出于此原因，当在任意的列信号线122上出现的信号具有大的幅度时，它可能通过电源线112L和控制线113L影响在其它的列信号线122上出现的信号。通过电源线118L从电源部分118向列信号处理电路114～117供给电源电压，并且，通过控制线119L向列信号处理电路114～117供给控制信号119。列信号处理电路114～117在单个周期期间从R和G1像素、即具有不同颜色的像素读出信号。出于此原因，当在任意的列信号线123上出现的信号具有大的幅度时，它可能通过电源线118L和控制线119L影响在其它的列信号线123上出现的信号。
以下将参照图2描述通过电源线发生颜色混合的原因。为了区分两个列信号线123，以下，与列信号处理电路114和115连接的那些列信号线将被称为列信号线123a和123b。当具有大的强度的信号通过列信号线123a被输入到列信号处理电路114的放大器电路305时，电源线118L的电势可能变化。此时，信号通过列信号线123b被输入其中的列信号处理电路115的放大器电路306受到电源线118L上的电势变化影响。因此，从放大器电路306输出的信号受到电源线118L上的电势变化影响。即，在单个周期期间通过使用公共电源线的列信号处理电路读出多种颜色的信号，由此导致颜色的混合。作为结果，分辨率和颜色再现性劣化。注意，电源线的电源电压的变化的影响可能在相同颜色的像素之间出现，但是，由于该变化导致的图像质量下降比由不同颜色的像素之间的颜色混合导致的图像质量下降小。
以下将参照图3描述通过控制线发生颜色混合的原因。以下研究通过列信号线123a将具有大的强度的信号输入到列信号处理电路114的放大器电路305的情况。在此情况下，由于列信号线123a(或电势根据列信号线123a的电势变化而变化的信号线)和控制线119L之间的电容耦合，控制线119L的电势可能变化。此时，列信号线123b(或通过列信号线123b输入信号的列信号处理电路115的放大器电路306)受到控制线119L的电势变化影响。因此，从放大器电路306输出的信号受到控制线119L的电势变化影响。即，在单个周期期间通过使用公共控制线的列信号处理电路读出多种颜色的信号，由此导致颜色的混合。作为结果，分辨率和颜色再现性劣化。
综上所述，在单个周期期间通过使用公共导电线(例如，电源线或控制线)的列信号处理电路读出多种颜色的信号，由此导致颜色的混合。
通过改变滤色器的布置，可以改变其信号要在单个周期期间被读出的像素的颜色的组合。例如，当在相邻的像素上布置相同的颜色的滤色器时，要在单个周期期间读出的像素可具有相同的颜色。在这种情况下，由于各颜色具有不同的读取周期，因此可以减少颜色的混合。但是，对于其中相邻的像素的滤色器具有相同的颜色的布置，与它们具有不同颜色的情况相比，不能获得高的分辨率。
在发生颜色的混合时，当所关心的像素的信号强度大时，经受影响的像素的信号值常常变得比正确的信号值高。但是，依赖于瞬态响应状态和读取定时，该信号值常常变得低于正确的信号值。
以下将描述本发明的实施例。图4是表示根据本发明的第一实施例的固态图像传感器的布置的框图。图4中的与图1相同的附图标记指示与图1相同的部分。注意，在图4中，在像素阵列102中像素部分101被布置成4行×4列。但是，该布置是出于描述方便的目的，并且，通常布置更多的像素部分101。在图4所示的实施例中，至少多个列信号处理电路中的处理不同颜色的像素的信号的列信号处理电路通过分离的导电线被驱动。更具体而言，至少多个列信号处理电路中的处理不同颜色的像素的信号的列信号处理电路通过分离的导电线(电源线)被供给电源电压，并且通过分离的导电线(控制线)被供给相同逻辑电平的控制信号。在这种情况下，至少多个列信号处理电路中的处理相同颜色的像素的信号的列信号处理电路也可通过分离的电源线被供给电源电压，并且也可通过分离的控制线被供给相同的逻辑电平的控制信号。
在布置作为电源电压的供给目的地(或驱动目标)的列信号处理电路506～509的区域外部，作为与电源部分112连接的一个导电线的电源线519分支成作为导电线的电源线519a和519b。因此，在布置作为电源电压的供给目的地的列信号处理电路506～509的区域内，电源线519分离成电源线519a和519b。在布置作为电源电压的供给目的地(或驱动目标)的列信号处理电路510～513的区域外部，作为与电源部分118连接的一个导电线的电源线520分支成作为导电线的电源线520a和520b。由此，在布置作为电源电压的供给目的地的列信号处理电路510～513的区域内，电源线520分离成电源线520a和520b。
在布置作为控制信号的供给目的地(或驱动目标)的列信号处理电路506～509的区域外部，作为与定时控制电路104连接的一个导电线的控制线516分支成作为导电线的控制线516a和516b。由此，在布置作为控制信号的供给目的地的列信号处理电路506～509的区域内，控制线516分离成控制线516a和516b。在布置作为控制信号的供给目的地(或驱动目标)的列信号处理电路510～513的区域外部，作为与定时控制电路104连接的一个导电线的控制线517分支成作为导电线的控制线517a和517b。由此，在布置作为控制信号的供给目的地的列信号处理电路510～513的区域内，控制线517分离成控制线517a和517b。注意，电源部分112和118可以是诸如转换外部供给的电压的电压转换电路的接口电路(电源电路)，或者可以是被配置为芯片的固态图像传感器的电源焊盘。在这种情况下，电源焊盘是由固态图像传感器或芯片的外部电路(外部电源电路)驱动的焊盘的例子。
在第一实施例中，处理G2像素的信号的列信号处理电路506和508通过电源线519a被供给电源电压，并且通过控制线516a被供给作为控制信号的例子的列信号处理脉冲。处理B像素的信号的列信号处理电路507和509通过电源线519b被供给电源电压，并且通过控制线516b被供给作为控制信号的例子的列信号处理脉冲。处理R像素的信号的列信号处理电路510和512通过电源线520a被供给电源电压，并且，通过控制线517a被供给作为控制信号的例子的列信号处理脉冲。处理G1像素的信号的列信号处理电路511和513通过电源线520b被供给电源电压，并且，通过控制线517b被供给作为控制信号的例子的列信号处理脉冲。电源线519a、519b、520a和520b是相互分离的电源线，并且，控制线516a、516b、517a和517b是相互分离的控制线。在此情况下，G1和G2像素是相同的颜色的像素。但是，在第一实施例中，与处理G1像素的信号的列信号处理电路511和513连接的电源线520b和控制线517b不同于与处理G2像素的信号的列信号处理电路506和508连接的电源线519a和控制线516a。
在图4所示的实施例中，至少多个信号处理电路中的处理不同颜色的像素的信号的信号处理电路通过分离的电源线被供给电源电压，并且通过分离的控制线被供给相同逻辑电平的控制信号。但是，当至少多个信号处理电路中的处理不同颜色的像素的信号的信号处理电路仅通过分离的电源线被供给电源电压时，减少颜色混合的问题。而且，当至少多个信号处理电路中的处理不同颜色的像素的信号的信号处理电路仅通过分离的控制线被供给相同逻辑电平的控制信号时，减少了颜色的混合的问题。由此，多个信号处理电路中的处理不同颜色的像素的信号的信号处理电路仅需要通过分离的电源线被供给电源电压。可替代地，仅需要通过分离的控制线向多个信号处理电路中的处理不同颜色的像素的信号的信号处理电路供给相同逻辑电平的控制信号。
图5是表示根据本发明的第二实施例的固态图像传感器的布置的框图。在第二实施例中，通过列信号处理电路606～609读出G1和G2像素的信号，该列信号处理电路606～609在被从像素阵列102观察时沿相同的方向布置。在这种情况下，同样，可通过相互分离的导电线驱动读出G1和G2像素的信号的列信号处理电路606～609。即，可向读出G1和G2像素的信号的列信号处理电路606～609提供分离的电源线和/或分离的控制线。但是，由于G1和G2像素具有相同的颜色，因此，G1和G2像素之间的相互影响比不同颜色之间的颜色混合小。
图6是表示根据本发明的第三实施例的固态图像传感器的布置的框图。在第三实施例中，在被从像素阵列102观察时所有的列信号处理电路906～913沿相同方向布置。在第三实施例中，同样，通过相互分离的导电线至少驱动多个信号处理电路中的处理不同颜色的像素的信号的信号处理电路。即，在第三实施例中，同样，至少多个信号处理电路中的处理不同颜色的像素的信号的信号处理电路通过分离的电源线被供给电源电压，并且通过分离的控制线被供给相同逻辑电平的控制信号。在这种情况下，仅需要通过分离的电源线至少向多个信号处理电路中的处理不同颜色的像素的信号的信号处理电路供给电源电压。可替代地，仅需要通过分离的控制线至少向多个信号处理电路中的处理不同颜色的像素的信号的信号处理电路供给相同逻辑电平的控制信号(列信号处理脉冲)。
在布置作为电源电压的供给目的地的列信号处理电路906～913的区域外部，与电源部分118连接的电源线520分离成电源线520a～520d。在布置作为控制信号的供给目的地的列信号处理电路906～913的区域外部，与定时控制电路104连接的控制线517分离成控制线517a～517d。
当相邻列信号处理电路的布置位置如第一和第三实施例那样沿列方向移位时，即使当减少像素部分101的布置间距时，仍有利于列信号处理电路的布置设计。
以下参照图7例示第一到第三实施例中的每一个的固态图像传感器的芯片布局。在图7所示的例子中，电源部分112和118被配置为被配置为芯片700的固态图像传感器的电源焊盘70。除了固态图像传感器以外，芯片700还可包含其它的电路(例如，存储器和逻辑电路)。电源线519通过诸如电压转换电路的接口电路(电源电路)或直接与电源焊盘70连接。在布置作为电源电压的供给目的地的列信号处理块710的区域外部，电源线519分支(分离)成电源线519a和519b。在布置作为电源电压的供给目的地的列信号处理块720的区域外部，与电源焊盘70连接的电源线520分支(分离)成电源线520a和520b。在这种情况下，电源线519和520可通过诸如电压转换电路的接口电路(电源电路)或直接与不同的电源焊盘连接。
通过多个列信号处理电路(在第一实施例中，列信号处理电路506～509)配置列信号处理块710。而且，列信号处理块710包含第一和第二区域710A和710B。第一区域710A比第二区域710B更接近像素阵列102。换句话说，第一区域710A被布置在像素阵列102和第二区域710B之间。在第一区域710A中，布置读出相同颜色的像素的信号的第一列信号处理电路(在第一实施例中，列信号处理电路506和508)。在第二区域710B中，布置读出相同颜色的像素的信号的第二列信号处理电路(在第一实施例中，列信号处理电路507和509)。布置在第一区域710A中的第一列信号处理电路和布置在第二区域710B中的第二列信号处理电路读出不同颜色的像素的信号。
类似地，通过多个列信号处理电路(在第一实施例中，列信号处理电路510～513)配置列信号处理块720。列信号处理块720包含第一和第二区域720A和720B。第一区域720A比第二区域720B更接近像素阵列102。换句话说，第一区域720A被布置在像素阵列102和第二区域720B之间。在第一区域720A中，布置读出相同颜色的像素的信号的第一列信号处理电路(在第一实施例中，列信号处理电路511和513)。在第二区域720B中，布置读出相同颜色的像素的信号的第二列信号处理电路(在第一实施例中，列信号处理电路510和512)。布置在第一区域720A中的第一列信号处理电路和布置在第二区域720B中的第二列信号处理电路读出不同颜色的像素的信号。
在布置作为控制信号的供给目的地的列信号处理块710的区域外部，与定时控制电路104连接的控制线516分支(分离)成控制线516a和516b。在布置作为控制信号的供给目的地的列信号处理块720的区域外部，与定时控制电路104连接的控制线517分支(分离)成控制线517a和517b。
以下将参照图8描述根据第一到第三实施例中的每一个的固态图像传感器的变型方式。在本变型方式中，与定时控制电路104对应的电路被布置为在被配置为芯片700的固态图像传感器外部的外部电路。芯片700具有输入焊盘810和820，并且，从外部电路向输入焊盘810和820供给控制信号。在这种情况下，输入焊盘是由固态图像传感器或芯片的外部电路驱动的焊盘的例子。控制线516通过诸如输入电路的接口电路或直接与输入焊盘810连接。在布置作为控制信号的供给目的地的列信号处理块710的区域外部，控制线516分支(分离)成控制线516a和516b。控制线517通过诸如输入电路的接口电路或直接与输入焊盘820连接。在布置作为控制信号的供给目的地的列信号处理块720的区域外部，控制线517分支(分离)成控制线517a和517b。
以下将参照图9和图10描述根据第一到第三实施例中的每一个的固态图像传感器的实际电路布置和动作。列信号处理电路220对应于列信号处理电路506～509等(第一实施例)。列信号线230与列信号线122和123对应。开关部分240与开关151和152对应。输出放大器250与输出放大器141～144对应。
像素部分101包含例如光电转换元件201、传送晶体管202、浮置扩散(以下，简写为FD)217、复位晶体管204、源极跟随器晶体管203和选择晶体管205。光电转换元件201可以为例如光电二极管。当传送脉冲PTX变为活动电平(active level)时，传送晶体管202向FD217传送在光电转换元件201中通过光电转换产生的电荷。FD 217将电荷转换成电势。当复位脉冲PRES变为活动电平时，复位晶体管204复位FD 217的电势。源极跟随器晶体管203放大FD 217的电势。当选择脉冲PSEL变为活动电平时，选择晶体管205将包含该选择晶体管205的像素部分101设定为选中状态。在选中状态中，像素部分101的信号被输出到列信号线230上。
列信号线230与和源极跟随器晶体管203一起配置成源极跟随器电路的电流源210以及列信号处理电路220的箝位电容器206连接。列信号处理电路220是处理通过列信号线230从像素部分101输出的信号的电路，并且，更具体而言，是通过列信号线230从像素部分101读出信号的电路。列信号处理电路220包含由箝位电容器206、差分放大器207、反馈电容器208和开关219配置的列放大器电路。通过电源线(例如，上述的电源线519a、519b、520a和520b中的一个)向差分放大器207供给电源电压。
差分放大器207的输出端子209和一个输入端子通过开关219连接。差分放大器207的另一输入端子与基准电压VC0R连接。差分放大器207(列放大器电路)的输出端子209通过开关211和212与保持电容器213和214连接。控制差分放大器207的消耗电流的恒流晶体管218的栅极电极与电流控制部分260连接。当由列选择电路106和107驱动的列选择脉冲PH变为活动电平时，由保持电容器213和214保持的信号通过由活动列选择脉冲PH启用的开关215和216被供给到输出放大器250，并且被差分放大。通过上述的控制线516和517被供给到列信号处理电路的控制信号可例如为脉冲信号(诸如分别控制开关219、211和212的箝位脉冲PC0R、PTN脉冲和PTS脉冲)。
在图10中，在T＝t1处，选择脉冲PSEL变为高电平(活动电平)，并且，源极跟随器晶体管203被设定为活动状态。在该状态下，复位脉冲PRES处于高电平(活动电平)，并且FD 217被复位晶体管204复位为复位电压。在T＝t2处，箝位脉冲PC0R变为高电平，并且差分放大器207被设为缓冲状态，即它输出基准电压VC0R的状态。
在T＝t3处，由于复位脉冲PRES变为低电平，因此，复位晶体管204被禁用。在这种状态下，列信号线230的电势是与经复位的FD217的电势对应的基准电势VN。在T＝t4处，箝位脉冲PC0R变为低电平，并且列信号线230上的基准电势VN被箝位。在T＝t5和t6处，由于PTN脉冲变为高电平以启用开关211，因此在保持电容器213中写入基准电压VC0R和差分放大器207的偏移电压的和。
在T＝t7和t8处，传送脉冲PTX变为高电平(活动电平)以启用传送晶体管202，并且在光电转换元件201上蓄积的电荷被传送到FD 217。然后，列信号线230的电势根据传送到FD 217的电荷变为电压VS。在T＝t9和t10处，PTS脉冲变为高电平，以启用开关212，并且，包含差分放大器207的列放大器电路的输出电压被写入保持电容器214中。在这种情况下，当像素部分101的信号电荷由电子给予时，VS＜VN。列放大器电路的输出电压达到通过以由C0/Cf确定的增益反向放大电压改变量(VS-VN)所获得的电压和通过将差分放大器207的偏移电压加到基准电压VC0R上所获得的电压的和。注意，C0是箝位电容器206的电容，Cf是反馈电容器208的电容。
在T＝t11处，当复位脉冲PRES变为高电平并且选择脉冲变为低电平时，通过复位晶体管204复位FD 217，并且，像素部分101被设定为未选中状态。
此后，在T＝t12处，保持在保持电容器213和214中的信号根据由列选择电路106和107驱动的列选择脉冲通过开关部分240的开关215和216被供给到输出放大器250，并且被差分放大。
本发明具有不管半导体基板的导电类型或阱的导电类型如何都减少颜色混合的优点，并且可通过设计电路元件的布置和截面结构获得更显著的效果。图11是示出沿图7中的A-A′切取的截面结构的例子的截面图。在图11所示的例子中，在N型半导体基板1011中布置P阱1005、1006、1007和1008。在P阱1005中布置像素阵列102。在P阱(第一P阱)1006中，形成第一区域720A中的列信号处理电路的MOS晶体管，并且P阱1006通过接地线1003接地。在P阱(第二P阱)1007中，形成第二区域720B中的列信号处理电路的MOS晶体管，并且P阱1007通过接地线1004接地。P阱1006和1007相互隔离。在P阱1008中，布置列选择电路106。通过电源线520b向第一区域720A中的列信号处理电路供给电源电压。电源线520b被布置在被布置在P阱1005和1006之间的N+区域1009上，并且与N+区域1009连接。通过电源线520a向第二区域720B中的列信号处理电路供给电源电压。电源线520a被布置在被布置在P阱1006和1007之间的N+区域1010上，并且与N+区域1010连接。
如图11例示的那样，在采用其中形成处理不同颜色的像素的信号的列信号处理电路的P阱1006和1007被隔离的结构时，P阱1006和1007之间的电子迁移率被N型半导体基板1011抑制。这在减少颜色混合方面是有利的。并且，被布置在P阱1005、1006和1007之间的N+区域1009和1010以及电源线520b和520a具有将相邻的电子排出到N型半导体基板1011外部的效果。它们在减少颜色混合方面也是有利的。
图12是示出沿图7中的A-A′切取的截面结构的另一例子的截面图。图12所示的例子采取所谓的“三阱结构(triple-well structure)”。P阱1105、1106、1107和1108被布置在N型半导体基板1011中。在P阱1105中，布置像素阵列102。在P阱(第一P阱)1106中，形成第一区域720A中的列信号处理电路的MOS晶体管。在P阱(第二P阱)1107中，形成第二区域720B中的列信号处理电路的MOS晶体管。在P阱1108中，布置列选择电路106。P阱1106和1107相互隔离。
在P阱1106中，布置与接地线1103连接的P+区域1113，并且，P阱1106通过该区域接地。N阱1109进一步被布置在P阱1106中，并且，与电源线520b连接的N+区域1111被布置在N阱1109中。在P阱1107中，布置与接地线1104连接的P+区域1114，并且，P阱1107通过该区域接地。N阱1110进一步被布置在P阱1107中，并且，与电源线520a连接的N+区域1112被布置在N阱1110中。
根据在例子12中例示的结构，在P阱1106和1107中产生的电子更可能通过电源线520b和520a被排出到N型半导体基板1101外部。因此，更大地减少P阱1106和1107之间发生颜色混合的可能性。
当本发明应用于CMOS图像传感器时，不仅对于广泛使用的正向表面入射型(obverse surface incidence type)图像传感器，而且对于反向表面入射型(reverse surface incidence type)图像传感器，可以获得相同的效果。在反向表面照射类型中，由于半导体基板一般如几微米那样薄，因此产生的电子不在基板的深区域中扩散，而是在表面附近浮动，由此容易导致颜色混合。因此，可以更显著地获得颜色混合的减少。
作为根据以上的实施例中的每一个的固态图像传感器的应用例子，以下将例示结合有该固态图像传感器的照相机。照相机的概念不仅包含主要针对图像捕获的装置，而且包括附属地包含图像捕获功能的装置(例如，个人计算机和移动电话)。照相机包含作为上述实施例被例示的根据本发明的固态图像传感器和处理从该固态图像传感器输出的信号的处理部分。处理部分可包含例如A/D转换器，以及处理从A/D转换器输出的数字数据的处理器。
虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被给予最宽泛的解释以包含所有的变型方式以及等同结构和功能。

Claims (8)

1.一种固态图像传感器，包括在其中二维布置多个像素的像素阵列，以及多个列信号处理电路，所述多个列信号处理电路被布置在所述像素阵列的一侧以通过与所述像素阵列的各列对应地布置的多个列信号线从所述像素阵列读出信号，
其中，所述像素阵列中的不同颜色的像素的信号在单个周期期间被所述多个列信号处理电路读出，并且，
其中，至少所述多个列信号处理电路中的被布置以处理不同颜色的像素的信号的列信号处理电路通过电源线被供给电源电压，所述电源线连接到所述被布置以处理不同颜色的像素的信号的列信号处理电路并且在布置所述被布置以处理不同颜色的像素的信号的列信号处理电路的区域中相互分离。
2.根据权利要求1的传感器，其中，所述被布置以处理不同颜色的像素的信号的列信号处理电路通过控制线被供给具有相同逻辑电平的控制信号，所述控制线连接到所述被布置以处理不同颜色的像素的信号的列信号处理电路并且在布置所述被布置以处理不同颜色的像素的信号的列信号处理电路的区域中相互分离。
3.根据权利要求1的传感器，其中，所述电源线通过接口电路或直接与被所述固态图像传感器的外部装置驱动的焊盘连接。
4.根据权利要求1的传感器，其中，在布置所述被布置以处理不同颜色的像素的信号的列信号处理电路的区域外部的位置处，一个电源线分支成所述电源线。
5.根据权利要求4的传感器，其中，所述一个电源线通过接口电路或直接与被所述固态图像传感器的外部装置驱动的焊盘连接。
6.根据权利要求1的传感器，其中，所述多个列信号处理电路包含被布置在N型半导体基板的第一p阱中的第一列信号处理电路和被布置在所述N型半导体基板的第二p阱中的第二列信号处理电路，第一p讲和第二p阱相互分离，并且，第一列信号处理电路和第二列信号处理电路处理不同颜色的像素的信号。
7.根据权利要求1的传感器，其中，所述多个列信号处理电路包含被布置在N型半导体基板的第一p阱中的第一列信号处理电路和被布置在所述N型半导体基板的第二p阱中的第二列信号处理电路，第一p讲和第二p阱相互分离，在第一p阱中布置N阱，在第二p阱中布置N阱，并且，第一列信号处理电路和第二列信号处理电路处理不同颜色的像素的信号。
8.一种照相机，包括:
根据权利要求1的固态图像传感器;和
处理从所述固态图像传感器输出的信号的处理部分。
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