CN102547168A - 固体摄像元件、固体摄像元件的驱动方法和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及固体摄像元件及其驱动方法以及电子装置。所述固体摄像元件包括：多个单位像素，各单位像素设置有光电转换部、将由所述光电转换部产生的电荷传输至预定区域的传输部、以及排出所述预定区域中的电荷的排出部；遮光膜，所述遮光膜形成于所述单位像素中的配线层的下方，并且对所述多个单位像素的除了所述光电转换部的受光部之外的大体上整个表面进行遮光；及控制施加至所述遮光膜的电压的电压控制器，所述电压控制器在所述排出部进行电荷排出期间将施加至所述遮光膜的电压设定为第一电压，并且在所述传输部进行电荷传输期间将施加至所述遮光膜的电压设定为高于所述第一电压的第二电压。根据本发明能够实现拍摄图像的图像质量的提高。

Description

固体摄像元件、固体摄像元件的驱动方法和电子装置
相关申请的交叉参考
本申请包含与2010年12月15日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-279508所公开的内容相关的主题，因此将该日本优先权申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及固体摄像元件、固体摄像元件的驱动方法和电子装置，具体地，涉及能够提高拍摄图像的图像质量的固体摄像元件、固体摄像元件的驱动方法和电子装置。
背景技术
在借助金属氧化物半导体(Metal Oxide Semiconductor，MOS)晶体管读出受光部累积的电荷的图像传感器中，为了读出所有的累积电荷，优选将所述电荷传输至电荷电压转换部(所谓的浮动扩散部，下文中也称为FD)，从而使得所述受光部成为完全耗尽的状态。
然而，如果出于例如省电的目的而降低电源电压，当FD被复位时FD的电压(复位电压)就会响应于电源电压的降低而降低，被降低的复位电压因此变得难以将受光部设定为完全耗尽状态，并且难以完全传输累积电荷。为了即使在FD的复位电压降低时也能完全地传输累积电荷，需要将受光部设计为具有浅电位。然而，这就减少了饱和电荷的量。
所以，已经公开了解决上述问题的相关技术。在该技术中，在FD被复位至预定的电压之后，在受光部中累积电荷的传输中，通过像素的电源线或垂直信号线供给更高的电压。因此，通过像素的电源线或垂直信号线与FD之间的寄生电容的耦合使处于浮动状态的FD的电压处于高状态，并且使受光部中的累积电荷易于被完全传输(参见例如日本专利公报特开第2005-86225号和日本专利公报特开第2005-192191号)。
还有另一相关技术公开了如下内容。在该技术中，在FD被复位至预定的电压之后，输入至选择晶体管的选择信号变为激活状态(变为高电平)。因此，通过输入选择信号的选择信号线与FD之间的寄生电容的耦合使处于浮动状态的FD的电压处于高状态，并且使受光部中的累积电荷易于被完全传输(参见例如日本专利公报特开第2009-26892号和日本专利公报特开第2009-130679号)。
如刚才所述，已经提出了如下技术：通过例如选择信号线或者像素的电源线或垂直信号线等现有的信号线施加高电压，从而使FD的电压处于高状态并且使受光部中的累积电荷易于被完全传输。
在进行将受光部累积的电荷暂时保持在像素内的操作的图像传感器中，为了避免由于光入射在电荷保持区域上导致的诸如残像等信号添加至与被保持的电荷相对应的信号中，需要在相对于配线层尽可能低的层处对保持上述电荷的区域(在下文中称为电荷保持区域)进行遮光。具体地，例如，在最下层的金属配线下方，形成有钨(W)构成的遮光膜覆盖着电荷保持区域的全部或一部分。
在上述图像传感器中，该电荷保持区域设置于受光部和FD之间或者FD本身被用作电荷保持区域。然而，由于遮光膜形成于配线层的下方，所以现有的信号线与电荷保持区域间的寄生电容相对于电荷保持区域的总电容而言较低。由于这样的状态，无法获得电荷保持区域中的足够的调制效果，并且可能无法完全传输受光部中的累积电荷。这可能导致拍摄图像的图像质量的降低。
发明内容
鉴于上述原因，期望能够提供提高拍摄图像的图像质量的技术。
本发明的实施例提供了一种固体摄像元件，其包括多个单位像素，各所述单位像素被设置为至少包括光电转换部、将由所述光电转换部产生的电荷传输至预定区域的传输部、以及排出所述预定区域中的电荷的排出部。所述固体摄像元件还包括遮光膜，所述遮光膜被设置为形成于所述单位像素中的配线层的下方，并且对所述多个单位像素的除了所述光电转换部的受光部之外的大体上整个表面进行遮光，以及电压控制器，所述电压控制器用于控制施加至所述遮光膜的电压。所述电压控制器在所述排出部进行电荷排出期间将施加至所述遮光膜的电压设定为第一电压，并且在所述传输部进行电荷传输期间将施加至所述遮光膜的电压设定为高于所述第一电压的第二电压。
本发明实施例提供了一种固体摄像元件的驱动方法，所述固体摄像元件包括多个单位像素，各所述单位像素包括光电转换部、将由所述光电转换部产生的电荷传输至预定区域的传输部、以及排出所述预定区域中的电荷的排出部。所述固体摄像元件还包括遮光膜，所述遮光膜形成于所述单位像素中的配线层的下方，并且对所述多个单位像素的除了所述光电转换部的受光部之外的大体上整个表面进行遮光，以及电压控制器，所述电压控制器控制施加至所述遮光膜的电压。所述驱动方法包括以下步骤：在所述排出部进行电荷排出期间将施加至所述遮光膜的电压设定为第一电压，并且在所述传输部进行电荷传输期间将施加至所述遮光膜的电压设定为高于所述第一电压的第二电压。
本发明实施例提供了一种电子装置，其包括固体摄像元件，所述固体摄像元件设置有多个单位像素，各所述单位像素被设置为包括光电转换部、将由所述光电转换部产生的电荷传输至预定区域的传输部、以及排出所述预定区域中的电荷的排出部。所述固体摄像元件还包括遮光膜，所述遮光膜被设置为形成于所述单位像素中的配线层的下方，并且对所述多个单位像素的除了所述光电转换部的受光部之外的大体上整个表面进行遮光，以及电压控制器，所述电压控制器用于控制施加至所述遮光膜的电压。所述电压控制器在所述排出部进行电荷排出期间将施加至所述遮光膜的电压设定为第一电压，并且在所述传输部进行电荷传输期间将施加至所述遮光膜的电压设定为高于所述第一电压的第二电压。
本发明另一实施例提供了一种固体摄像元件，其包括多个单位像素，各所述单位像素被设置为包括光电转换部、将由所述光电转换部产生的电荷传输至预定区域的传输部、读出传输至所述预定区域的电荷的读取部、以及排出所述预定区域中的电荷的排出部。所述固体摄像元件还包括遮光膜，所述遮光膜被设置为形成于所述单位像素中的配线层的下方，并且对所述多个单位像素的除了所述光电转换部的受光部之外的大体上整个表面进行遮光，以及电压控制器，所述电压控制器用于控制施加至所述遮光膜的电压。所述电压控制器在从由所述排出部进行的电荷排出至由所述传输部进行的电荷传输的期间内将施加至所述遮光膜的电压设定为第一电压，在电荷传输之后至由所述读取部进行的电荷读取的期间内将施加至所述遮光膜的电压设定为低于所述第一电压的第二电压，并且在由所述读取部进行的电荷读取期间将施加至所述遮光膜的电压设定为所述第一电压。
本发明另一实施例提供了一种固体摄像元件的驱动方法，所述固体摄像元件包括多个单位像素，各所述单位像素包括光电转换部、将由所述光电转换部产生的电荷传输至预定区域的传输部、读出传输至所述预定区域的电荷的读取部、以及排出所述预定区域中的电荷的排出部。所述固体摄像元件还包括遮光膜，所述遮光膜被设置为形成于所述单位像素中的配线层的下方，并且对所述多个单位像素的除了所述光电转换部的受光部之外的大体上整个表面进行遮光，以及电压控制器，所述电压控制器控制施加至所述遮光膜的电压。所述驱动方法包括以下步骤：在从由所述排出部进行的电荷排出至由所述传输部进行的电荷传输的期间内将施加至所述遮光膜的电压设定为第一电压，在电荷传输之后至由所述读取部进行的电荷读取的期间内将施加至所述遮光膜的电压设定为低于所述第一电压的第二电压，并且在由所述读取部进行的电荷读取期间将施加至所述遮光膜的电压设定为所述第一电压。
本发明另一实施例提供了一种电子装置，其包括固体摄像元件，所述固体摄像元件设置有多个单位像素，各所述单位像素被设置为包括光电转换部、将由所述光电转换部产生的电荷传输至预定区域的传输部、读出传输至所述预定区域的电荷的读取部、以及排出所述预定区域中的电荷的排出部。所述固体摄像元件还包括遮光膜，所述遮光膜被设置为形成于所述单位像素中的配线层的下方，并且对所述多个单位像素的除了所述光电转换部的受光部之外的大体上整个表面进行遮光，以及电压控制器，所述电压控制器用于控制施加至所述遮光膜的电压。所述电压控制器在从由所述排出部进行的电荷排出至由所述传输部进行的电荷传输的期间内将施加至所述遮光膜的电压设定为第一电压，在电荷传输之后至由所述读取部进行的电荷读取的期间内将施加至所述遮光膜的电压设定为低于所述第一电压的第二电压，并且在由所述读取部进行的电荷读取期间将施加至所述遮光膜的电压设定为所述第一电压。
在根据前一实施例的固体摄像元件、固体摄像元件的驱动方法和电子装置中，在所述排出部进行电荷排出期间将施加至所述遮光膜的电压设定为第一电压，并且在所述传输部进行电荷传输期间将施加至所述遮光膜的电压设定为高于所述第一电压的所述第二电压。
在根据后一实施例的固体摄像元件、固体摄像元件的驱动方法和电子装置中，在从由所述排出部进行的电荷排出至由所述传输部进行的电荷传输的期间内将施加至所述遮光膜的电压设定为第一电压。此外，在电荷传输之后至由所述读取部进行的电荷读取的期间内将施加至所述遮光膜的电压设定为低于所述第一电压的第二电压，并且在由所述读取部进行的电荷读取期间将施加至所述遮光膜的电压设定为所述第一电压。
根据本发明的上述实施例，能够实现拍摄图像的图像质量的提高。
附图说明
图1示出了适用于本发明的一个实施例的固体摄像元件的结构示例；
图2示出了单位像素的结构示例；
图3示出了单位像素的电路结构示例；
图4说明了单位像素的第一操作示例；
图5说明了单位像素的第一操作示例；
图6说明了单位像素的第二操作示例；
图7说明了单位像素的第二操作示例；
图8示出了单位像素的另一第一结构示例；
图9示出了单位像素的另一第二结构示例；
图10示出了单位像素的另一第三结构示例；
图11示出了单位像素的另一第四结构示例；
图12是示出了单位像素的结构示例的平面图；
图13是示出了单位像素的结构示例的平面图；以及
图14示出了适用于本发明的一个实施例的电子装置的结构示例。
具体实施方式
下面将参照附图说明本发明的实施例。
固体摄像元件的结构
图1是示出了作为本发明实施例采用的固体摄像元件的互补型金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)图像传感器的结构示例的框图。
CMOS图像传感器30包括像素阵列部41、垂直驱动器42、列处理器43、水平驱动器44和系统控制器45。像素阵列部41、垂直驱动器42、列处理器43、水平驱动器44和系统控制器45形成于半导体基板(芯片)上(未图示)。
在像素阵列部41中，以矩阵的形式二维布置有这样的单位像素(图2和图3中的单位像素50)：所述单位像素分别设置有光电转换元件，该光电转换元件生成具有根据入射光的量的电荷量的光电荷并且将上述光电荷累积在内部。下文中，将把具有根据入射光的量的电荷量的光电荷简称为“电荷”，并且将上述单位像素简称为“像素”。
在像素阵列部41中，对于矩阵形式的像素排列，沿着图的水平方向(像素行中的像素的排列方向)以行为单位形成有像素驱动线46，并且沿着图的垂直方向(像素列中的像素的排列方向)以列为单位形成有垂直信号线47。各像素驱动线46的一端分别连接着与各自的一行相对应的垂直驱动器42的输出端。
CMOS图像传感器30还包括信号处理器48和数据存储部49。信号处理器48和数据存储部49可以是例如数字信号处理器(DSP)或者由软件进行处理等设置在与CMOS图像传感器30的基板不相同的基板上的外部信号处理器。或者，信号处理器48和数据存储部49可以与CMOS图像传感器30安装在相同的基板上。
垂直驱动器42是由移位寄存器和地址解码器等构成的像素驱动器，并且同时驱动像素阵列部41的所有像素或者以行为单位驱动像素阵列部41的各像素。尽管省略了其具体结构的图形表示，但该垂直驱动器42设置有读取扫描系统和清除扫描系统，或者具有共同清除并且共同传输的功能。
读取扫描系统以行为单位选择性地依次扫描像素阵列部41的单位像素，从而从单位像素读出信号。对于清除，在行驱动(卷帘式快门(rollingshutter)操作)的情况下，比读取扫描提前快门速度的时间，对读取扫描系统将要进行读取扫描的读取行进行清除扫描。在全局曝光(全局快门操作)的情况下，比共同传输提前快门速度的时间，进行共同清除。
通过这样的清除，将不需要的电荷从读取行中的单位像素的光电转换元件中清除(复位)。通过不需要的电荷的清除(复位)，进行所谓的电子快门操作。电子快门操作是指这样的操作：丢弃光电转换元件中的光电荷并且重新开始曝光(开始光电荷的累积)。
由读取扫描系统的读取操作读出的信号对应于在先前的读取操作或电子快门操作之后入射的光量。在行驱动的情况下，从先前的读取操作的读取时刻或电子快门操作的清除时刻到当前的读取操作的读取时刻的期间相当于单位像素中光电荷的累积时间(曝光时间)。在全局曝光的情况下，从共同清除到共同传输的时间是累积时间(曝光时间)。
从由垂直驱动器42选择性地扫描的像素行中的各单位像素输出的像素信号通过各个垂直信号线47被提供至列处理器43。对像素阵列部41的各像素列，列处理器43对通过垂直信号线47从被选择的行上的各单位像素输出的像素信号进行预定的信号处理，并且暂时保持由信号处理得到的像素信号。
具体地，列处理器43进行例如相关双采样(correlated doublesampling，CDS)处理等去噪声处理作为信号处理。通过列处理器43中进行的CDS，诸如复位噪声和放大晶体管的阈值电压的差异等像素所特有的固定模式噪声被去除了。列处理器43除了去噪声处理功能外还能够具有例如模数(AD)转换功能，从而以数字信号的方式输出信号电平。
水平驱动器44是由移位寄存器和地址解码器等构成的，并且依次选择与列处理器43的像素列对应的单元电路。通过水平驱动器44这样的选择性扫描，经过列处理器43的信号处理得到的像素信号被依次输出至信号处理器48。
系统控制器45是由生成各种时序信号的时序发生器等构成的，并且基于由时序发生器生成的各种时序信号控制垂直驱动器42、列处理器43和水平驱动器44等的驱动。
信号处理器48具有加运算功能，并且进行诸如对从列处理器43输出的像素信号的加运算等各种信号处理。为了信号处理器48的信号处理，数据存储部49暂时存储该处理使用的数据。
单位像素的结构
下面将说明图1中像素阵列部41中的以矩阵形式布置的单位像素50的具体结构。
图2示出了单位像素50的截面的结构示例，而图3示出了单位像素50的电路结构示例。
单位像素50设置有例如光电二极管(PD)61作为光电转换元件。光电二极管61例如是这样形成的埋入型光电二极管：在形成于n型基板62上的p型阱层63中，在基板的表面侧形成p型层61-1并且埋入n型埋入层61-2。P型层61-1和n型埋入层61-2的杂质浓度被设计为在电荷排出时这些层变为耗尽状态。
除了光电二极管61之外，单位像素50还具有传输栅64和浮动扩散(floating diffusion，FD)区域65。
向传输栅64的栅极电极施加驱动信号TRG。从而，传输栅64向浮动扩散区域65传输由光电二极管61的光电转换生成的并且累积在光电二极管61内部的电荷。
浮动扩散区域65是由n型层形成的电荷电压转换部，并且将传输栅64从光电二极管61传输的电荷转换为电压。用于配线的接触部65A(图2)与浮动扩散区域65的上部相连接。接触部65A与配线65C相连接。
单位像素50还设置有复位晶体管66、放大晶体管67和选择晶体管68。图2示出了使用n沟道MOS晶体管作为复位晶体管66、放大晶体管67和选择晶体管68的示例。然而，复位晶体管66、放大晶体管67和选择晶体管68的导电类型的组合不限于该组合。
复位晶体管66的漏极电极与电源Vrst相连接，复位晶体管66的源极电极与浮动扩散区域65相连接。向复位晶体管66的栅极电极施加驱动信号RST，复位晶体管66导通。从而，浮动扩散区域65被复位并且电荷从浮动扩散区域65排出。
放大晶体管67的漏极电极通过接触部(未图示)与电源69(VDD)相连接，并且放大晶体管67的栅极电极通过接触部65B、配线65C和接触部65A(图2)与浮动扩散区域65相连接。选择晶体管68的漏极电极通过n型层70与放大晶体管67的源极电极相连接，并且选择晶体管68的源极电极通过n型层71和接触部71A与垂直信号线72相连接。向选择晶体管68的栅极电极施加驱动信号SEL，选择晶体管68导通。从而，选择单位像素50作为读取像素信号的对象。也就是说，当选择晶体管68处于导通状态时，放大晶体管67将指示浮动扩散区域65的电压的像素信号通过n型层70、选择晶体管68、n型层71、接触部71A和垂直信号线72提供给列处理器43。垂直信号线72与图1中的垂直信号线47是相同的并且与源极跟随器电路的恒流源相连接(图2)。
选择晶体管68还可以连接于电源69(VDD)与放大晶体管67的漏极电极之间。另外，根据读取像素信号的方法，复位晶体管66、放大晶体管67和选择晶体管68中的一个或多个还可以被省略或者被多个像素共用。
由诸如钨等金属构成的遮光膜73形成于单位像素50的上表面上，并且位于由配线65C和垂直信号线72等构成的配线层的下方。如稍后详细所述，遮光膜73仅在对应于光电二极管61的受光部以及形成有接触部65A、接触部65B和接触部71A等的部分形成有开口。
在考虑了光电二极管61的光学灵敏度与浮动扩散区域65中生成的噪声之间权衡的基础上，为遮光膜73设计具有最佳的尺寸和位置的用于光电二极管61的受光部的开口。浮动扩散区域65中产生的噪声是基于与CCD图像传感器中的拖尾(smear)的原理相同的原理产生的噪声。具体地，例如该噪声是由于这样的现象产生的：光通过遮光膜73的开口入射在浮动扩散区域65上及其附近，因此在浮动扩散区域65中生成了电荷，并且外部生成的电荷扩散并流入到浮动扩散区域65中。
对于接触部65A、接触部65B和接触部71A等的遮光膜73的开口形成有稍大于各自接触部的截面的开口尺寸，并且为了防止遮光膜73与各接触部间的短路，在各接触部与遮光膜73之间确保有预定的间隙。然而，如果各接触部与遮光膜73之间的间隙太窄，则易于发生短路。与此相反，如果各接触部与遮光膜73之间的间隙太宽，则漫射光(stray light)通过这样的开口入射并且由于这样的漫射光增加了噪声(基于与上述的拖尾的原理相同的原理产生的)。因此，在权衡考虑上述两个特性的基础上将各接触部的开口设计为具有最佳的尺寸。
遮光膜73与驱动电路81(图3)相连接，并且基于系统控制器45的控制从驱动电路81施加遮光膜电压SHD，遮光膜电压SHD取多个电压值。因此，遮光膜73与浮动扩散区域65的表面、接触部65A和接触部65B以及配线65C电容耦合。以这样的方式产生的寄生电容74是浮动扩散区域65的总电容的支配因素。在图2中，寄生电容74还包括和遮光膜73与配线65C之间示出的图形类似的遮光膜73与浮动扩散区域65之间示出的图形、遮光膜73与接触部65A之间示出的图形以及遮光膜73与接触部65B之间示出的图形。
单位像素的第一操作示例1
下面将参照图4的时序图说明当在单位像素50中光电二极管61中的电荷被读出时单位像素50的操作(驱动方法)。
首先，在驱动信号SEL处于高(H)电平的状态下，在时刻t1处以脉冲的形式施加驱动信号RST。于是，浮动扩散区域65中累积的电荷被复位晶体管66复位(排出)，并且浮动扩散区域65的电压FD变为Vrst。该复位状态一直持续到驱动信号TRG变为H电平。在复位状态期间，复位电平的电压被读出。
此后，当驱动信号TRG变为H电平时，光电二极管61中累积的电荷通过传输栅64被传输至浮动扩散区域65，并且信号电平的电压被读出，直到驱动信号SEL在时刻t4处变为低(L)电平。
以这样的方式，通过将读取的复位电平与信号电平进行差分来执行去除噪声的所谓的CDS处理。从而能够读出去除了噪声的像素信号。
当光电二极管61中累积的电荷通过传输栅64被传输至浮动扩散区域65时，即，在从时刻t2至时刻t3的期间内，遮光膜电压SHD从开始施加的L电平变为处于H电平状态。因此，遮光膜73被设定为高电压，并且由于遮光膜73与浮动扩散区域65之间的寄生电容74，浮动扩散区域65的电压FD被调制了ΔVshd。接着，响应于从光电二极管61向浮动扩散区域65的电荷传输，浮动扩散区域65的电压FD下降了与被传输的电荷相对应的ΔVsig。
当遮光膜电压SHD在时刻t3处从H电平变为L电平时，遮光膜73被设定为低电压，并且浮动扩散区域65的电压FD被调制了-ΔVshd。因此，在信号电平的读取期间，浮动扩散区域65的电压FD保持在电压Vsig处，电压Vsig比复位晶体管66设定的电压Vrst低ΔVsig。
根据上述操作，当光电二极管61中累积的电荷通过传输栅64被传输至浮动扩散区域65时，浮动扩散区域65的电压FD被调制了ΔVshd并且增大了与受光部(光电二极管61)的电位差。因此，受光部中的累积电荷能够被完全传输而没有残留。这能够增大饱和电荷的量并且减少残像。因此，能够实现拍摄图像的图像质量的提高。
可以将遮光膜73的低电压(处于L电平的遮光膜电压SHD)设定为负电压。这使得能够在浮动扩散区域65的Si表面附近形成反转层，并且抑制点缺陷和由于Si表面附近的晶格缺陷生成的暗电流的产生。
上述操作还能够适用于在CMOS图像传感器30中使用浮动扩散区域65作为电荷保持区域的全局快门操作。
单位像素的第一操作的示例2
下面将参照图5的时序图说明在进行全局快门操作的CMOS图像传感器30中的单位像素50的操作(驱动方法)。
在CMOS图像传感器30中，对所有像素共同进行图5的时序图中所示的电荷排出期间内的电荷排出、曝光和累积期间内的曝光和累积以及电荷传输期间内的电荷传输。以行为单位进行电荷保持期间的电荷保持、信号电平读取期间的信号电平读取以及复位电平读取期间的复位电平读取。
首先，在电荷排出期间内的时刻t11处，以脉冲的形式对所有的单位像素50施加驱动信号RST和驱动信号TRG以及遮光膜电压SHD。随即，光电二极管61和浮动扩散区域65中累积的电荷被复位并且浮动扩散区域65的电压FD变为Vrst。
于是，此前在光电二极管61中累积的电荷被清除。在接着的曝光和累积期间内，在光电二极管61中累积根据来自拍摄对象的光重新获得的电荷。
在曝光和累积期间之后，在电荷传输期间内，对所有的单位像素50，以脉冲的形式施加驱动信号RST并且再次将浮动扩散区域65中累积的电荷复位。此后，当光电二极管61中累积的电荷通过传输栅64被传输至浮动扩散区域65时，即在从时刻t12至时刻t13的期间内(在该期间内驱动信号TRG从L电平变为H电平)，遮光膜电压SHD从L电平变为H电平。因此，遮光膜73被设定为高电压，并且浮动扩散区域65的电压FD由于遮光膜73与浮动扩散区域65之间的寄生电容74被调制了ΔVshd。接着，响应于从光电二极管61向浮动扩散区域65的电荷传输，浮动扩散区域65的电压FD下降了与被传输的电荷相对应的ΔVsig。
当遮光膜电压SHD在时刻t13处从H电平变为L电平时，遮光膜73被设定为低电压，并且浮动扩散区域65的电压FD被调制了-ΔVshd。因此，在电荷保持期间，浮动扩散区域65的电压FD保持在电压Vsig处，电压Vsig比复位晶体管66设定的电压Vrst低ΔVsig。
在电荷保持期间之后，当以行为单位将单位像素50的驱动信号SEL从L电平变为H电平时，与浮动扩散区域65中累积的电荷相对应的电压(即信号电平的电压)被读出，直到在时刻14处驱动信号RST变为H电平。
当驱动信号RST在从时刻t14至时刻t15的期间内被设定为H电平时，复位晶体管66将浮动扩散区域65中累积的电荷复位(排出)并且浮动扩散区域65的电压FD变为Vrst。该复位状态一直持续到驱动信号SEL变为L电平。在该复位状态期间，复位电平的电压被读出。以这样的方式，通过将读取的复位电平与信号电平进行差分来执行去除噪声的CDS处理。从而能够读出去除了噪声的像素信号。
根据上述操作，对于所有的单位像素50而言，当光电二极管61中累积的电荷通过传输栅64被传输至浮动扩散区域65时，浮动扩散区域65的电压FD被调制了ΔVshd并且增大了与受光部(光电二极管61)的电位差。因此，在进行全局快门操作的CMOS图像传感器30中，受光部中的累积电荷也能够被完全传输而没有残留。这能够增大饱和电荷的量并且减少残像。因此，能够实现拍摄图像的图像质量的提高。
同样在上述操作中，可以将遮光膜73的低电压(处于L电平的遮光膜电压SHD)设定为负电压。这使得能够在浮动扩散区域65的Si表面附近形成反转层，并且抑制点缺陷和由于Si表面附近的晶格缺陷生成的暗电流的产生。
CMOS图像传感器30可以具有下面的结构。具体地，遮光膜73被形成为沿着驱动扫描方向以一行或多行为单位被隔开，并且以行为单位被驱动。另外，与这样的隔开的遮光膜73相关联，向传输栅64的栅极电极施加驱动信号TRG的驱动电路(未图示)还用作与遮光膜73相连接的驱动电路81。该结构不需要设置驱动电路81。因此，能够去除CMOS图像传感器30中设置的驱动电路，并且能够降低耗电。另外，能够减小当向遮光膜73施加遮光膜电压SHD时的负载电阻(配线电阻)。
在上述操作中，在电荷传输期间内，当光电二极管61中累积的电荷被传输至浮动扩散区域65时，将遮光膜73的电压设定为高电压。
单位像素的第二操作示例
参照图6的时序图，下面将说明进行全局快门操作的CMOS图像传感器30中单位像素50的第二操作(驱动方法)。
在进行下面说明的操作的CMOS图像传感器30中，对所有像素共同进行图6的时序图中所示的电荷排出期间内的电荷排出、曝光和累积期间内的曝光和累积以及电荷传输期间内的电荷传输。以行为单位进行电荷保持期间的电荷保持、信号电平读取期间的信号电平读取以及复位电平读取期间的复位电平读取。
首先，在电荷排出期间内的时刻t21处，以脉冲的形式对所有的单位像素50施加驱动信号RST和驱动信号TRG。随即，光电二极管61和浮动扩散区域65中累积的电荷被复位并且浮动扩散区域65的电压FD变为Vrst。
于是，此前在光电二极管61中累积的电荷被清除。在接着的曝光和累积期间内，在光电二极管61中累积根据来自拍摄对象的光重新获得的电荷。
在曝光和累积期间之后，在电荷传输期间内的时刻t22处，对所有的单位像素50，以脉冲的形式施加驱动信号RST并且将浮动扩散区域65中累积的电荷复位。在此时，遮光膜电压SHD从L电平变为H电平。从而，遮光膜73被设定为高电压。然而，浮动扩散区域65的电压FD暂时上升，并且随后又变为Vrst。
在时刻t23处，驱动信号TRG从L电平变为H电平，并且光电二极管61中累积的电荷通过传输栅64传输至浮动扩散区域65。响应于该传输，浮动扩散区域65的电压FD保持在电压Vsig处，电压Vsig下降了与被传输的电荷相对应的ΔVsig。
接着，当遮光膜电压SHD在时刻t24处从H电平变为L电平时，遮光膜73被设定为低电压，并且浮动扩散区域65的电压FD由于遮光膜73与浮动扩散区域65之间的寄生电容74被调制了-ΔVshd。因此，在电荷保持期间内，浮动扩散区域65的电压FD保持在电压Vsig2处，电压Vsig2比复位晶体管66设定的电压Vrst低(ΔVsig+ΔVshd)。
在电荷保持期间之后，在时刻t25处，以行为单位将单位像素50的驱动信号SEL从L电平变为H电平并且将遮光膜电压SHD从L电平变为H电平。响应于这样的操作，与浮动扩散区域65中累积的电荷相对应的电压，即信号电平的电压被读出。另外，遮光膜73被设定为高电压。因此，在信号电平读取期间内，浮动扩散区域65的电压FD被调制了ΔVshd并且保持在电压Vsig处，电压Vsig比复位晶体管66设定的电压Vrst低ΔVsig。
以这样的方式，尽管在电荷保持期间内保持在低于电压Vsig的电压Vsig2处，但浮动扩散区域65的电压FD在信号电平读取期间返回至电压Vsig。因此，能够采用与相关技术的操作中的范围相同的范围作为信号电平读取所需的电压范围。
当驱动信号RST在从时刻t26至时刻t27的期间内被设定为H电平时，复位晶体管66将浮动扩散区域65中累积的电荷复位，并且浮动扩散区域65的电压FD变为Vrst。该复位状态一直持续到驱动信号SEL变为L电平。在该复位状态期间，复位电平的电压被读出。以这样的方式，通过将读取的复位电平与信号电平进行差分来执行去除噪声的CDS处理。从而读出去除了噪声的像素信号。遮光膜电压SHD与驱动信号SEL向L电平的切换同步地从H电平变为L电平。
根据上述操作，对于所有的单位像素50而言，在光电二极管61中累积的电荷通过传输栅64被传输至浮动扩散区域65之后，浮动扩散区域65的电压FD被调制了-ΔVshd。因此，电荷保持期间内的浮动扩散区域65的电压FD能够被保持在更低的电压处。这缓和了施加至浮动扩散区域65的电场强度，并且能够抑制暗电流和点缺陷的产生。因此，能够实现拍摄图像的图像质量的提高。
同样在上述操作中，可以将遮光膜73的低电压(处于L电平的遮光膜电压SHD)设定为负电压。这使得能够在浮动扩散区域65的Si表面附近形成反转层，并且抑制点缺陷和由于Si表面附近的晶格缺陷生成的暗电流的产生。
在CMOS图像传感器30中，遮光膜73可被形成为沿着驱动扫描方向以一行或多行为单位被隔开，并且以行为单位被驱动。通过采用这样的结构，仅在与将要采用以行为单位顺次读取的方式读出的行相对应的电荷保持期间，浮动扩散区域65的电压FD能够被保持在更低的电压。
另外，如果遮光膜73被形成为沿着驱动扫描方向被隔开并且以行为单位被驱动，则在进行上述第二操作的CMOS图像传感器30中，可以把向选择晶体管68的栅极电极施加驱动信号SEL的驱动电路(未图示)用作与遮光膜73相连接的驱动电路81。
图7是用于说明CMOS图像传感器30中的单位像素50的操作(驱动方法)的时序图，其中向选择晶体管68的栅极电极施加驱动信号SEL的驱动电路也用作与遮光膜73相连接的驱动电路81。
通过使用选择晶体管68的驱动电路作为驱动电路81，如图7的时序图所示，在相同的时刻施加驱动信号SEL和遮光膜电压SHD。
在此情况下，在CMOS图像传感器30中，在电荷传输期间，对所有的像素共同进行选择晶体管68和沿着驱动扫描方向被隔开的遮光膜73的驱动。在信号电平读取期间和复位电平读取期间，以行为单位进行选择晶体管68和沿着驱动扫描方向被隔开的遮光膜73的驱动。
通过以这样的方式利用选择晶体管68的驱动电路作为驱动电路81，不需要设置驱动电路81。因此，能够减少CMOS图像传感器30中设置的驱动电路，并且能够降低耗电。另外，能够减小当向遮光膜73施加遮光膜电压SHD时的负载电阻(配线电阻)。
本发明实施例还能够采用上述实施例说明的单位像素的结构之外的结构。下面将说明本发明实施例能够适用的单位像素的其它结构。在下面说明中使用的图中，与图2中的部分相对应的部分使用相同的附图标记，并且省略对它们的说明。
单位像素的另一第一结构示例
图8示出了单位像素50的另一第一结构示例。
在图8的单位像素50B中，除了图2的结构之外，在光电二极管61与传输栅64之间设置有传输栅91和存储部92。
向传输栅91的栅极电极施加驱动信号TRX。因此，传输栅91传输由光电二极管61的光电转换生成的并且累积在光电二极管61内部的电荷。存储部92是被遮光的并且由形成于传输栅91下方的n型埋入沟道形成。存储部92累积通过传输栅91从光电二极管61传输来的电荷。通过埋入沟道形成存储部92能够抑制Si-SiO2界面附近暗电流的产生，并且因此有助于图像质量的提高。
通过在存储部92上方布置传输栅91的栅极电极并且向该栅极电极施加驱动信号TRX，能够对存储部92进行调制。具体地，通过向传输栅91的栅极电极施加驱动信号TRX，存储部92的电位变得更深。相比于未进行调制的情况，这能够增大存储部92的饱和电荷的量。
在图8的单位像素50B中，当驱动信号TRG被施加至传输栅64的栅极电极(未图示)时，传输栅64将存储部92中累积的电荷传输至浮动扩散区域65。
也就是说，在图8的单位像素50B中，在第一操作的情况下，当存储部92中累积的电荷通过传输栅64被传输至浮动扩散区域65时，浮动扩散区域65的电压FD被调制。在第二操作的情况下，在存储部92中累积的电荷通过传输栅64被传输至浮动扩散区域65之后，浮动扩散区域65的电压FD被调制。在图8的单位像素50B中，还可以设置不同于存储部92的另一电荷保持区域。
单位像素的另一第二结构示例
图9示出了作为单位像素50的另一第二结构示例的单位像素50C的结构。
图9的单位像素50C与图8的单位像素50B的不同之处在于：通过在传输栅91的栅极电极下方并且位于光电二极管61与存储部92之间的边界部设置p-杂质扩散区域形成溢出通道93。
在单位像素50C中，溢出通道93被用作优先累积光电二极管61中在低亮度下生成的电荷的部分。
通过在光电二极管61与存储部92之间的边界部设置p-杂质扩散区域，降低了边界部的电位。将电位被降低的该部分用作溢出通道93。在光电二极管61中生成的并且超过溢出通道93的电位的电荷自动漏出至存储部92并且存储在存储部92中。换言之，等于或低于溢出通道93的电位的生成的电荷累积在光电二极管61中。
另外，溢出通道93具有作为中间电荷传输部的功能。具体地，在所有的多个单位像素同时进行摄像操作的曝光期间内，作为中间电荷传输部的溢出通道93向存储部92传输由光电二极管61的光电转换生成的并且超过由溢出通道93的电位确定的预定电荷量的电荷作为信号电荷。
同样在图9的单位像素50C中，当向传输栅64的栅极电极(未图示)施加驱动信号TRG时，存储部92中累积的电荷被传输至浮动扩散区域65。
也就是说，同样在图9的单位像素50C中，与图8的单位像素50B相同，在第一操作的情况下，当存储部92中累积的电荷通过传输栅64被传输至浮动扩散区域65时，浮动扩散区域65的电压FD被调制。在第二操作的情况下，在存储部92中累积的电荷通过传输栅64被传输至浮动扩散区域65之后，浮动扩散区域65的电压FD被调制。
在图9的示例中，采用的是通过设置p-杂质扩散区域形成溢出通道93的结构。然而，也能够采用通过设置n-杂质扩散区域来代替设置p-杂质扩散区域形成溢出通道93的结构。
单位像素的另一第三结构示例
在通过图9说明的单位像素50C中，可以设置有用于防止图像浮散(blooming)的溢出栅。在此情况下，单位像素50C具有例如图10中所示的电路结构。在图10中，与图9中的部分相对应的部分使用相同的附图标记，并因此省略对它们的说明。
在图10中所示的单位像素50D中，除了图9中所示的单位像素50C之外，还形成有例如由晶体管形成的溢出栅94。在图10中，溢出栅94连接于电源VDD与光电二极管61之间。当通过像素驱动线46从垂直驱动器42供给控制信号OFG时，溢出栅94复位光电二极管61。也就是说，溢出栅94排出光电二极管61中累积的电荷。
当然，图10中所示的单位像素50D中设置的溢出栅94可以被设置在图2说明的单位像素50和图8说明的单位像素50B中。
单位像素的另一第四结构示例
图11示出了作为单位像素50的另一第四结构示例的单位像素50E的结构。
单位像素50E与图8的单位像素50B的不同之处在于：遮光膜73与存储部92的Si表面电容耦合。以这样的方式产生的寄生电容101是存储部92的总电容的支配因素。
在图11的单位像素50E中，在第一操作的情况下，当光电二极管61中累积的电荷通过传输栅91被传输至存储部92时，存储部92的电压被调制。在第二操作的情况下，在光电二极管61中累积的电荷通过传输栅91被传输至存储部92之后，存储部92的电压被调制。
同样在参照图8至图11说明的单位像素50B至50E中，可以将遮光膜73的低电压(处于L电平的遮光膜电压SHD)设定为负电压。这使得能够在浮动扩散区域65和存储部92的Si表面附近形成反转层，并且抑制点缺陷和由于Si表面附近的晶格缺陷生成的暗电流的产生。
单位像素的平面结构
下面将说明构成适用于本发明实施例的CMOS图像传感器30的像素阵列部41的单位像素的平面结构。
图12是示出了单位像素的结构示例的平面图。在图12中，示出了四个单位像素。图12中示出的各单位像素分别对应于具有传输栅91和存储部92的单位像素50B～50E(图8～图11)。然而，这些单位像素中的各者也可以对应于图2的单位像素50。在图12中，与图2以及图8～图11中示出的结构中的部分相对应的部分使用相同的附图标记，并且因此省略它们的说明。
如图12所示，在遮光膜73中与光电二极管61的受光部相对应的部分设置有开口201，形成这样的遮光膜73来覆盖单位像素50的上表面。
如上所述，开口201被设计为具有考虑了光电二极管61的光学灵敏度与浮动扩散区域65中产生的噪声之间的权衡的最佳尺寸和位置。在图12中，未示出与接触部65A、接触部65B和接触部71A等相对应的部分处设置的开口。
以这样的方式，在CMOS图像传感器30的像素阵列部41中，形成有这样的遮光膜73：其中，在与构成像素阵列部41的各单位像素50的光电二极管61的受光部相对应的部分处设置有开口201。
在图12示出的结构中，在构成像素阵列部41的各单位像素50的整个上表面形成单个遮光膜73。然而，如上所述，也可以以一行或多行为单位沿着驱动扫描方向分隔地形成遮光膜73。
例如，如果将沿着图12中的水平方向布置的单位像素50看作沿着驱动扫描方向的单位像素50，则可以在将图12中所示的四个单位像素50分为上面两个和下面两个的边界处沿着驱动扫描方向分隔遮光膜73。
这使遮光膜73能够以行为单位被驱动。因此，在第二操作中，仅在与将要采用以行为单位顺次读取的方式读出的行相对应的电荷保持期间，浮动扩散区域65的电压FD能够被保持在更低的电压。
如图13所示，可以沿着驱动扫描方向以这样的方式分隔遮光膜73：将开口201作为分隔遮光膜73的边界202的一部分。相比于未将开口201作为分隔遮光膜73的边界的一部分的情况，这样的方式能够减小单位像素50上方未遮光的区域。特别地，如果开口201被形成为圆形，则形成通过开口201的直径的边界202能够使单位像素50上方未遮光的区域最小化，并且能够进一步减小浮动扩散区域65中产生的噪声。
适用于本发明实施例的电子装置的结构示例
本发明实施例不限于固体摄像元件的应用。具体地，本发明实施例能够适用于使用固体摄像元件作为摄像部(光电转换部)的所有电子装置，诸如以数码相机和摄像机为代表的摄像装置、具有摄像功能的便携终端装置和使用固体摄像元件作为图像读取部的复印机等。固体摄像元件可以为单芯片形式或者可以为通过将成像器、信号处理器和光学系统集体封装而获得的并且具有摄像功能的模块形式。
图14是示出了作为适用于本发明实施例的电子装置的摄像装置的结构示例的框图。
图14的摄像装置600包括包含透镜组等的光学部601、采用上述单位像素50的各个结构中任意结构的固体摄像元件(摄像器件)602，以及作为相机信号处理电路的DSP电路603。此外，摄像装置600还包括帧存储器604、显示部605、记录部606、操作部607和电源部608。DSP电路603、帧存储器604、显示部605、记录部606、操作部607和电源部608通过总线609彼此连接。
光学部601捕获来自拍摄对象的入射光(图像光)并且在固体摄像元件602的成像平面上形成图像。固体摄像元件602以行为单位将入射光(光学部601根据该入射光在成像平面上形成图像)的光量转化成电信号并且将该电信号输出作为像素信号。能够使用诸如根据上述实施例的CMOS图像传感器30等固体摄像元件，即能够实现通过全局曝光无畸变的成像的固体摄像元件作为该固体摄像元件602。
显示部605是由诸如液晶面板或有机电致发光(electro luminescence，EL)面板等平板显示器件形成的，并且显示由固体摄像元件602拍摄的动态图像或静止图像。记录部606将固体摄像元件602拍摄的动态图像或静止图像记录在诸如录像带或数字多功能光盘(digital versatile disk，DVD)等记录媒介中。
操作部607在用户的操作下发出关于摄像装置600具有的各种功能的操作指令。相应地，电源部608把作为DSP电路603、帧存储器604、显示部605、记录部606和操作部607的操作电源的各种电源供给至这些供给对象。
如上所述，通过使用上述实施例的CMOS图像传感器30作为固体摄像元件602，能够足够大地调制电荷保持区域的电压。因此，能够增大饱和电荷的量。另外，能够减少残像并抑制暗电流和点缺陷的发生。因此，在诸如摄像机、数码照相机和用于以手机为代表的移动装置的相机模块等摄像装置600中能够实现拍摄图像的图像质量的提高。
上述实施例是以如下应用情况作为示例来进行说明的，通过以矩阵的方式布置单位像素来感测作为物理量的根据可见光的光量的信号电荷而获得的CMOS图像传感器。然而，本发明实施例不限于CMOS图像传感器的应用，而是能够适用于通过布置像素阵列部的像素列中的各者的列处理器而获得的列系统的所有固体摄像元件。
此外，本发明实施例不限于通过感测可见光的入射光量的分布来拍摄图像的固体摄像元件的应用。本发明能够适用于通过感测红外线、X射线或粒子等入射量的分布来拍摄图像的固体摄像元件，以及在广义上通过感测诸如压力或静电电容等其它物理量的分布来拍摄图像的诸如指纹检测传感器等所有固体摄像元件(物理量分布检测装置)。
本发明的实施方式不限于上述的实施方式，并且在不背离本发明主旨的前提下能够进行各种变化。

Claims (20)

1.一种固体摄像元件，其包括：
多个单位像素，各所述单位像素被设置为包括光电转换部、将由所述光电转换部产生的电荷传输至预定区域的传输部、以及排出所述预定区域中的电荷的排出部；
遮光膜，所述遮光膜被设置为形成于所述单位像素中的配线层的下方，并且对所述多个单位像素的除了所述光电转换部的受光部之外的大体上整个表面进行遮光；以及
电压控制器，所述电压控制器用于控制施加至所述遮光膜的电压，
其中，所述电压控制器在所述排出部进行电荷排出期间将施加至所述遮光膜的电压设定为第一电压，并且在所述传输部进行电荷传输期间将施加至所述遮光膜的电压设定为高于所述第一电压的第二电压。
2.根据权利要求1所述的固体摄像元件，其中，
对布置有所述多个单位像素的像素阵列部中的多行共同进行由所述排出部进行的电荷排出、由所述传输部进行的电荷传输以及由所述电压控制器进行的所述遮光膜的电压控制。
3.根据权利要求1所述的固体摄像元件，其中，所述第一电压为负电压。
4.根据权利要求1所述的固体摄像元件，其中，
所述遮光膜被形成为以布置有所述多个单位像素的像素阵列部中的一行或多行为单位而被分隔。
5.根据权利要求4所述的固体摄像元件，其中，
所述遮光膜被形成为以这样的形式被分隔：将所述受光部的开口作为以一行或多行为单位的所述分隔的边界的一部分。
6.根据权利要求4所述的固体摄像元件，其中，
所述传输部的驱动电路还用作向形成为以一行或多行为单位而被分隔的所述遮光膜施加电压的驱动电路。
7.根据权利要求1所述的固体摄像元件，其中，
所述预定区域为浮动扩散区域，并且
所述传输部将电荷从所述光电转换部传输至所述浮动扩散区域。
8.根据权利要求1所述的固体摄像元件，其中，
所述预定区域为浮动扩散区域，并且
所述传输部将电荷从与所述浮动扩散区域分开设置的电荷保持部传输至所述浮动扩散区域。
9.一种固体摄像元件的驱动方法，所述固体摄像元件包括：
多个单位像素，各所述单位像素包括光电转换部、将由所述光电转换部产生的电荷传输至预定区域的传输部、以及排出所述预定区域中的电荷的排出部；
遮光膜，所述遮光膜形成于所述单位像素中的配线层的下方，并且对所述多个单位像素的除了所述光电转换部的受光部之外的大体上整个表面进行遮光；以及
电压控制器，所述电压控制器控制施加至所述遮光膜的电压，
所述驱动方法包括以下步骤：
在所述排出部进行电荷排出期间将施加至所述遮光膜的电压设定为第一电压，并且在所述传输部进行电荷传输期间将施加至所述遮光膜的电压设定为高于所述第一电压的第二电压。
10.一种电子装置，其包括固体摄像元件，所述固体摄像元件为权利要求1～8中任一项所述的固体摄像元件。
11.一种固体摄像元件，其包括：
多个单位像素，各所述单位像素被设置为包括光电转换部、将由所述光电转换部产生的电荷传输至预定区域的传输部、读出传输至所述预定区域的电荷的读取部、以及排出所述预定区域中的电荷的排出部；
遮光膜，所述遮光膜被设置为形成于所述单位像素中的配线层的下方，并且对所述多个单位像素的除了所述光电转换部的受光部之外的大体上整个表面进行遮光；以及
电压控制器，所述电压控制器用于控制施加至所述遮光膜的电压，
其中，所述电压控制器在从由所述排出部进行的电荷排出至由所述传输部进行的电荷传输的期间内将施加至所述遮光膜的电压设定为第一电压，在电荷传输之后至由所述读取部进行的电荷读取的期间内将施加至所述遮光膜的电压设定为低于所述第一电压的第二电压，并且在由所述读取部进行的电荷读取期间将施加至所述遮光膜的电压设定为所述第一电压。
12.根据权利要求11所述的固体摄像元件，其中，
在从电荷排出至电荷读取的期间内对布置有所述多个单位像素的像素阵列部中的多行共同进行由所述排出部进行的电荷排出、由所述传输部进行的电荷传输以及由所述电压控制器进行的所述遮光膜的电压控制。
13.根据权利要求11所述的固体摄像元件，其中，所述第二电压为负电压。
14.根据权利要求11所述的固体摄像元件，其中，
所述遮光膜被形成为以布置有所述多个单位像素的像素阵列部中的一行或多行为单位而被分隔。
15.根据权利要求14所述的固体摄像元件，其中，
所述遮光膜被形成为以这样的形式被分隔：将所述受光部的开口作为以一行或多行为单位的所述分隔的边界的一部分。
16.根据权利要求14所述的固体摄像元件，还包括选择部，所述选择部用于选择被所述读取部进行电荷读取的像素，
其中，所述选择部的驱动电路还用作向形成为以一行或多行为单位而被分隔的所述遮光膜施加电压的驱动电路。
17.根据权利要求11所述的固体摄像元件，其中，
所述预定区域为浮动扩散区域，并且
所述传输部将电荷从所述光电转换部传输至所述浮动扩散区域。
18.根据权利要求11所述的固体摄像元件，其中，
所述预定区域为浮动扩散区域，并且
所述传输部将电荷从与所述浮动扩散区域分开设置的电荷保持部传输至所述浮动扩散区域。
19.一种固体摄像元件的驱动方法，所述固体摄像元件包括：
多个单位像素，各所述单位像素包括光电转换部、将由所述光电转换部产生的电荷传输至预定区域的传输部、读出传输至所述预定区域的电荷的读取部、以及排出所述预定区域中的电荷的排出部；
遮光膜，所述遮光膜形成于所述单位像素中的配线层的下方，并且对所述多个单位像素的除了所述光电转换部的受光部之外的大体上整个表面进行遮光；以及
电压控制器，所述电压控制器控制施加至所述遮光膜的电压，
所述驱动方法包括以下步骤：
在从由所述排出部进行的电荷排出至由所述传输部进行的电荷传输的期间内将施加至所述遮光膜的电压设定为第一电压，在电荷传输之后至由所述读取部进行的电荷读取的期间内将施加至所述遮光膜的电压设定为低于所述第一电压的第二电压，并且在由所述读取部进行的电荷读取期间将施加至所述遮光膜的电压设定为所述第一电压。
20.一种电子装置，其包括固体摄像元件，所述固体摄像元件为权利要求11～18中任一项所述的固体摄像元件。
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