JP2003046865A5 - - Google Patents

Description

【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る固体撮像装置の駆動方法は、光電変換素子（ＰＤ部）と、光電変換素子に対応するフローティングディフュージョン（ＦＤ）部と、ＦＤ部の電位を検出する画素アンプと、光電変換素子で光電変換された電荷信号をＦＤ部に読み出す読出しトランジスタと、ＦＤ部の電荷信号をリセット信号によりリセットするリセットトランジスタと、リセットトランジスタを介してＦＤ部へ「Ｌｏｗ」レベルおよび「Ｈｉｇｈ」レベルのパルス電圧を供給するためのドレイン線とを有する光電変換セルが複数個半導体基板上で行列状に配置され、リセットトランジスタのリセット信号の印加線が全ての光電変換セルに共通接続された固体撮像装置を駆動する方法であって、選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルにし、非選択行のドレイン線を「Ｌｏｗ」レベルにし、全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオンして、非選択行の光電変換セル内の画素アンプを非活性状態にし、選択行の光電変換セル内の画素アンプを活性化状態にして、任意の行の光電変換セルで蓄積された電荷信号を検出することを特徴とする。

本発明に係る固体撮像装置の駆動方法においては、選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルにし、非選択行のドレイン線を「Ｌｏｗ」レベルにし、全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオンして、選択行の光電変換セル内のＦＤ部の電位をリセットレベルとして画素アンプで検出し、次に全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオフし、選択行の読出しトランジスタをオンして、選択行の光電変換セル内のＦＤ部の電位を蓄積信号レベルとして画素アンプで検出し、リセットレベルと蓄積信号レベルの差を検出することを特徴とする。

本発明に係る固体撮像装置の駆動方法においては、固体撮像装置は、画素アンプの出力信号線を一定電圧に設定するためのロードトランジスタをさらに有し、選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルにし、非選択行のドレイン線を「Ｌｏｗ」レベルにする工程と、全ての光電変換セルのリセットトランジスタと各列の出力信号線につながったロードトランジスタをオンし、次に全ての光電変換セルのリセットトランジスタとロードトランジスタをオフして、選択行の光電変換セル内のＦＤ部の電位を信号のない基準レベルとして画素アンプで検出する工程と、ロードトランジスタと読出しトランジスタをオンし、次にロードトランジスタと読出しトランジスタをオフして、選択行の光電変換セル内のＦＤ部の電位を蓄積信号レベルとして画素アンプで検出する工程と、選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルから「Ｌｏｗ」レベルにした後、全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオン／オフして、選択行を非選択にする工程とを含むことを特徴とする。

本発明に係る固体撮像装置の駆動方法においては、固体撮像装置は、画素アンプの出力信号線を一定電圧に設定するためのロードトランジスタをさらに有し、選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルにし、非選択行のドレイン線を「Ｌｏｗ」レベルにし、全ての光電変換セルのリセットトランジスタと各列の出力信号線につながったロードトランジスタをオンし、先に全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオフした後にロードトランジスタをオフして、選択行の光電変換セル内のＦＤ部の電位を信号のない基準レベルとして画素アンプで検出し、ロードトランジスタと読出しトランジスタをオンし、次に読み出しトランジスタをオフした後にロードトランジスタをオフして、選択行の光電変換セル内のＦＤ部の電位を蓄積信号レベルとして画素アンプで検出し、次に、選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルから「Ｌｏｗ」レベルにした後、全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオン／オフして、選択行を非選択にすることを特徴とする。

本発明に係る固体撮像装置の駆動方法においては、固体撮像装置は、画素アンプの出力信号線を一定電圧に設定するためのロードトランジスタをさらに有し、各列の出力信号線につながったロードトランジスタのゲート電圧を画素アンプの動作点となる電圧に設定し、選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルにし、非選択行のドレイン線を「Ｌｏｗ」レベルにし、全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオンして、選択行の光電変換セル内のＦＤ部の電位をリセットレベルとして画素アンプで検出し、全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオフした後に読出しトランジスタをオンして、選択行の光電変換セル内のＦＤ部の電位を蓄積信号レベルとして画素アンプで検出し、次に、選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルから「Ｌｏｗ」レベルにした後、全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオン／オフして、選択行を非選択にすることを特徴とする。

本発明に係る固体撮像装置の駆動方法においては、固体撮像装置は、画素アンプの出力信号線を一定電圧に設定するためのロードトランジスタをさらに有し、選択行のドレイン線および非選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルにし、各列の出力信号線につながったロードトランジスタのゲート電圧を「Ｌｏｗ」レベルに設定し、全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオン／オフした後、読出しトランジスタをオン／オフして、全ての光電変換セルで生成された電荷信号を初期化することで光電変換素子に蓄積された不要電荷の掃き出しを行うことを特徴とする。

この構成によれば、画素アンプは電位検出することなく、光電変換素子のみリセット状態にすることができ、電子シャッター機能を実現することができる。
また、前記の目的を達成するため、本発明に係る固体撮像装置は、光電変換素子と、光電変換素子に対応するフローティングディフュージョン（ＦＤ）部と、ＦＤ部の電位を検出する画素アンプと、光電変換素子で光電変換された電荷信号をＦＤ部に読み出す読出しトランジスタと、ＦＤ部の電荷信号をリセット信号によりリセットするリセットトランジスタと、リセットトランジスタを介してＦＤ部へ「Ｌｏｗ」レベルおよび「Ｈｉｇｈ」レベルのパルス電圧を供給するためのドレイン線とを有する光電変換セルが複数個半導体基板上で行列状に配置された固体撮像装置であって、リセットトランジスタのリセット信号の印加線は全ての光電変換セルに共通接続され、選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルにし、非選択行のドレイン線を「Ｌｏｗ」レベルにし、全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオンして、非選択行の光電変換セル内の画素アンプを非活性状態にし、選択行の光電変換セル内の画素アンプを活性化状態にして、任意の行の光電変換セルで蓄積された電荷信号を検出することを特徴とする。
また、ここで、リセット信号の印加線は、光電変換セル領域を遮光する遮光層と兼用することを特徴とする。

Claims (8)

1. 光電変換素子と、前記光電変換素子に対応するフローティングディフュージョン（ＦＤ）部と、前記ＦＤ部の電位を検出する画素アンプと、前記光電変換素子で光電変換された電荷信号を前記ＦＤ部に読み出す読出しトランジスタと、前記ＦＤ部の電荷信号をリセット信号によりリセットするリセットトランジスタと、前記リセットトランジスタを介して前記ＦＤ部へ「Ｌｏｗ」レベルおよび「Ｈｉｇｈ」レベルのパルス電圧を供給するためのドレイン線とを有する光電変換セルが複数個半導体基板上で行列状に配置され、前記リセットトランジスタのリセット信号の印加線が全ての光電変換セルに共通接続された固体撮像装置を駆動する方法であって、
   選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルにし、非選択行のドレイン線を「Ｌｏｗ」レベルにし、全ての光電変換セルの前記リセットトランジスタをオンして、非選択行の光電変換セル内の画素アンプを非活性状態にし、選択行の光電変換セル内の画素アンプを活性化状態にして、任意の行の光電変換セルで蓄積された電荷信号を検出することを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
2. 選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルにし、非選択行のドレイン線を「Ｌｏｗ」レベルにし、全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオンして、選択行の光電変換セル内の前記ＦＤ部の電位をリセットレベルとして前記画素アンプで検出し、
   次に全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオフし、前記選択行の前記読出しトランジスタをオンして、前記選択行の光電変換セル内の前記ＦＤ部の電位を蓄積信号レベルとして前記画素アンプで検出し、
   前記リセットレベルと前記蓄積信号レベルの差を検出することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の駆動方法。
3. 前記固体撮像装置は、前記画素アンプの出力信号線を一定電圧に設定するためのロードトランジスタをさらに有し、
   選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルにし、非選択行のドレイン線を「Ｌｏｗ」レベルにする工程と、
   全ての光電変換セルのリセットトランジスタと各列の出力信号線につながった前記ロードトランジスタをオンし、次に前記全ての光電変換セルのリセットトランジスタと前記ロードトランジスタをオフして、選択行の光電変換セル内の前記ＦＤ部の電位を信号のない基準レベルとして前記画素アンプで検出する工程と、
   前記ロードトランジスタと前記読出しトランジスタをオンし、次に前記ロードトランジスタと前記読出しトランジスタをオフして、前記選択行の光電変換セル内の前記ＦＤ部の電位を蓄積信号レベルとして前記画素アンプで検出する工程と、
   前記選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルから「Ｌｏｗ」レベルにした後、前記全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオン／オフして、前記選択行を非選択にする工程とを含むことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の駆動方法。
4. 前記固体撮像装置は、前記画素アンプの出力信号線を一定電圧に設定するためのロードトランジスタをさらに有し、
   選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルにし、非選択行のドレイン線を「Ｌｏｗ」レベルにし、全ての光電変換セルのリセットトランジスタと各列の出力信号線につながった前記ロードトランジスタをオンし、先に前記全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオフした後に前記ロードトランジスタをオフして、選択行の光電変換セル内の前記ＦＤ部の電位を信号のない基準レベルとして前記画素アンプで検出し、
   前記ロードトランジスタと前記読出しトランジスタをオンし、次に読み出しトランジスタをオフした後に前記ロードトランジスタをオフして、前記選択行の光電変換セル内の前記ＦＤ部の電位を蓄積信号レベルとして前記画素アンプで検出し、
   次に、前記選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルから「Ｌｏｗ」レベルにした後、前記全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオン／オフして、前記選択行を非選択にすることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の駆動方法。
5. 前記固体撮像装置は、前記画素アンプの出力信号線を一定電圧に設定するためのロードトランジスタをさらに有し、
   各列の出力信号線につながった前記ロードトランジスタのゲート電圧を画素アンプの動作点となる電圧に設定し、
   選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルにし、非選択行のドレイン線を「Ｌｏｗ」レベルにし、全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオンして、選択行の光電変換セル内の前記ＦＤ部の電位をリセットレベルとして前記画素アンプで検出し、前記全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオフした後に前記読出しトランジスタをオンして、前記選択行の光電変換セル内の前記ＦＤ部の電位を蓄積信号レベルとして前記画素アンプで検出し、
   次に、前記選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルから「Ｌｏｗ」レベルにした後、前記全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオン／オフして、前記選択行を非選択にすることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の駆動方法。
6. 前記固体撮像装置は、前記画素アンプの出力信号線を一定電圧に設定するためのロードトランジスタをさらに有し、
   選択行のドレイン線および非選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルにし、各列の出力信号線につながった前記ロードトランジスタのゲート電圧を「Ｌｏｗ」レベルに設定し、全ての光電変換セルのリセットトランジスタをオン／オフした後、前記読出しトランジスタをオン／オフして、前記全ての光電変換セルで生成された電荷信号を初期化することで前記光電変換素子に蓄積された不要電荷の掃き出しを行うことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の駆動方法。
7. 光電変換素子と、前記光電変換素子に対応するフローティングディフュージョン（ＦＤ）部と、前記ＦＤ部の電位を検出する画素アンプと、前記光電変換素子で光電変換された電荷信号を前記ＦＤ部に読み出す読出しトランジスタと、前記ＦＤ部の電荷信号をリセット信号によりリセットするリセットトランジスタと、前記リセットトランジスタを介して前記ＦＤ部へ「Ｌｏｗ」レベルおよび「Ｈｉｇｈ」レベルのパルス電圧を供給するためのドレイン線とを有する光電変換セルが複数個半導体基板上で行列状に配置された固体撮像装置であって、
   前記リセットトランジスタのリセット信号の印加線は全ての光電変換セルに共通接続され、
   選択行のドレイン線を「Ｈｉｇｈ」レベルにし、非選択行のドレイン線を「Ｌｏｗ」レベルにし、全ての光電変換セルの前記リセットトランジスタをオンして、非選択行の光電変換セル内の画素アンプを非活性状態にし、選択行の光電変換セル内の画素アンプを活性化状態にして、任意の行の光電変換セルで蓄積された電荷信号を検出することを特徴とする固体撮像装置。
8. 前記リセット信号の印加線は、前記光電変換セル領域を遮光する遮光層と兼用することを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置。