JP2003218344A - Solid state image sensor and its driving method - Google Patents
Solid state image sensor and its driving methodInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は固体撮像素子および
固体撮像素子の駆動方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image sensor and a method for driving the solid-state image sensor.
【0002】[0002]
【従来の技術】固体撮像素子(または機能的な類型とし
ては電荷結合型撮像素子あるいはCCD撮像素子とも呼
ばれる)では、外部の被写体等から入射して来る光を受
けて、その受光量に応じた電荷を生成する受光部(受光
領域とも呼ばれる)と、その受光部に蓄積容量された電
荷の外部へと転送される飽和信号電荷量を決定付けるオ
ーバーフローバリア部(オーバーフローバリア領域とも
呼ばれる場合あり)とを有する、いわゆるオーバーフロ
ードレイン構造のものがある。2. Description of the Related Art A solid-state image pickup device (or a functional type also called a charge-coupled image pickup device or a CCD image pickup device) receives light incident from an external subject or the like and responds to the amount of received light. A light-receiving unit (also called a light-receiving region) that generates electric charges, and an overflow barrier unit (also called an overflow barrier region) that determines the saturation signal charge amount that is transferred to the outside of the charge accumulated in the light-receiving unit. There is a so-called overflow drain structure.
【0003】このような構造の固体撮像素子では、図7
に一例を示したように、P型のオーバーフローバリア部
1が例えばN型の半導体基板(例えばシリコンウェハ)
4のSi単結晶の部分の上に形成されており、さらにそ
のオーバーフローバリア部1の上層には受光部(受光領
域とも呼ばれる場合あり)2が形成されている。受光部
2の一方の脇(図7では左脇)にはP型の読出ゲート領
域3、垂直電荷転送領域5が設けられており、他方の脇
(図7では右脇)にはチャネルストップ領域6が設けら
れている。A solid-state image pickup device having such a structure is shown in FIG.
As shown in the above example, the P-type overflow barrier portion 1 is, for example, an N-type semiconductor substrate (for example, a silicon wafer).
4 is formed on the Si single crystal portion 4, and a light receiving portion (also referred to as a light receiving region) 2 is formed on the upper layer of the overflow barrier portion 1. A P-type read gate region 3 and a vertical charge transfer region 5 are provided on one side (left side in FIG. 7) of the light receiving unit 2, and a channel stop region is provided on the other side (right side in FIG. 7). 6 is provided.
【0004】上記の読出ゲート領域3および垂直電荷転
送領域5の上には、絶縁膜7を介して転送電極8が設け
られており、その転送電極8の上は絶縁膜7および遮光
膜9で被覆されている。そしてその上には、例えば絶縁
膜兼パッシベーション膜10が形成されており、さらに
その上には、外部の被写体等からの光を受光部2へと導
いて結像させる(所定位置に焦点を結ばせる)ためのマ
イクロレンズ11が形成されている。A transfer electrode 8 is provided on the read gate region 3 and the vertical charge transfer region 5 via an insulating film 7, and an insulating film 7 and a light shielding film 9 are provided on the transfer electrode 8. It is covered. Then, for example, an insulating film / passivation film 10 is formed thereon, and light from an external subject or the like is guided to the light receiving portion 2 to form an image thereon (focusing at a predetermined position). A microlens 11 is formed for this purpose.
【0005】このような固体撮像素子においては、図8
に半導体基板の深さ方向でのポテンシャル分布を模式的
に示したように、受光部2の飽和信号電荷量QsはP型
のオーバーフローバリア部1のポテンシャルバリアの高
さによって決定される。受光部2に入射する光量が増加
して蓄積電荷量が飽和信号電荷量Qsを超えると、その
超えた分の余剰電荷がオーバーフローバリア部1のポテ
ンシャルバリアを越えて半導体基板4(のSi単結晶の
部分)へと掃き出されて行く。In such a solid-state image pickup device, as shown in FIG.
As schematically shown in FIG. 6A, the potential distribution in the depth direction of the semiconductor substrate, the saturation signal charge amount Qs of the light receiving portion 2 is determined by the height of the potential barrier of the P type overflow barrier portion 1. When the amount of light incident on the light receiving unit 2 increases and the accumulated charge amount exceeds the saturation signal charge amount Qs, the excess charge exceeding the excess charge exceeds the potential barrier of the overflow barrier unit 1 (the Si single crystal of the semiconductor substrate 4). Part)).
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な構造の固体撮像素子においては、受光部2の蓄積電荷
量が飽和信号電荷量Qsを超えてオーバーフロー状態に
なっても、さらに受光量(入射光量)の増加に対応(ほ
ぼ比例する場合が多い)して蓄積電荷量が増加するとい
う、いわゆるニー(knee)特性を有している。これは、
余剰電荷がオーバーフローバリアを越えて流出すること
で(オーバーフロー電流(Iof)が流れることで)、オ
ーバーフローバリア部1の見掛けのポテンシャルの高さ
(具体的には、バリアの電位)がさらに高くなって行く
ことに起因して、ニー特性(換言すればそのニー特性に
因る蓄積電荷量の増加分であるニー成分)が生じること
に起因して生じる現象(特性)である。By the way, in the solid-state image pickup device having the above-mentioned structure, even if the accumulated charge amount of the light receiving portion 2 exceeds the saturation signal charge amount Qs and the overflow state occurs, the light receiving amount ( It has a so-called knee characteristic that the amount of accumulated charges increases in response to an increase in the amount of incident light (often in almost proportion). this is,
When the surplus charges flow out over the overflow barrier (the overflow current (Iof) flows), the apparent potential of the overflow barrier section 1 (specifically, the potential of the barrier) becomes higher. This is a phenomenon (characteristic) that occurs due to the occurrence of a knee characteristic (in other words, a knee component that is an increase in the accumulated charge amount due to the knee characteristic) due to the going.
【0007】このようなニー特性を有する固体撮像素子
では、図9に一例を示したように、製品としての品質保
証範囲の最大光量に対応した蓄積電荷量が飽和信号電荷
量の1.8〜2.0倍にもなるので、垂直電荷転送領域
105において取り扱い可能な最大電荷量(許容電荷
量)を飽和信号電荷量の2倍以上にすることが必要とな
る。このため、素子全体の面積が一定であるとすれば、
垂直電荷転送領域105の面積を広く取れば、必然的に
その分はその他の受光部102に利用できる面積(受光
部102の占有面積)が少なくなるので、撮像素子とし
ての感度が低下する。In the solid-state image pickup device having such a knee characteristic, as shown in FIG. 9, an accumulated charge amount corresponding to the maximum light amount in the quality assurance range as a product is 1.8 to the saturated signal charge amount. Since it is 2.0 times, the maximum charge amount (permissible charge amount) that can be handled in the vertical charge transfer region 105 needs to be twice or more the saturation signal charge amount. Therefore, if the area of the entire device is constant,
If the area of the vertical charge transfer region 105 is set to be large, the area that can be used for the other light receiving portions 102 (the area occupied by the light receiving portions 102) is inevitably reduced, and thus the sensitivity as the image pickup device is reduced.
【0008】あるいは、そのような撮像素子としての感
度を確保することを優先すると、垂直電荷転送領域5の
面積を拡大することができないので、上記のような飽和
信号電荷量の1.8〜2.0倍にもなる飽和信号電荷量
を確保することができなくなって、撮像素子としての出
力のS/N比やダイナミックレンジなどの特性を良好な
ものとすることができない(換言すればそのような特性
が劣化する)。Alternatively, if priority is given to ensuring the sensitivity of such an image pickup device, the area of the vertical charge transfer region 5 cannot be expanded, so that the saturation signal charge amount of 1.8 to 2 as described above is used. Since it is not possible to secure a saturation signal charge amount that is as much as 0.0 times, it is not possible to improve the characteristics such as the S / N ratio of the output and the dynamic range of the image pickup device (in other words, Characteristics deteriorate).
【0009】また、シャッター動作を行うように設定さ
れている固体撮像素子の場合には、上記のように蓄積電
荷量が飽和信号電荷量の1.8〜2.0倍にも達する
と、シャッター電圧もそのように高い電圧となってしま
い、デバイス全体の低電圧化の達成の著しい妨げとなっ
てしまう。Further, in the case of the solid-state image pickup device set to perform the shutter operation, when the accumulated charge amount reaches 1.8 to 2.0 times the saturation signal charge amount as described above, the shutter is released. The voltage also becomes such a high voltage, which significantly hinders achievement of lowering the voltage of the entire device.
【0010】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、撮像素子としての感度の低下や、S
/N比やダイナミックレンジなどの特性の悪化を生じる
ことなく、オーバーフロー電流に起因した蓄積電荷量の
増加分であるニー成分(ニー特性)の発生を抑制するこ
とを可能とする固体撮像素子および固体撮像素子の駆動
方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to reduce the sensitivity as an image pickup device and to reduce S.
Solid-state imaging device and solid-state imaging device capable of suppressing the generation of a knee component (knee characteristic), which is an increase in accumulated charge amount due to an overflow current, without causing deterioration of characteristics such as / N ratio and dynamic range An object is to provide a driving method of an image sensor.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像素
子は、光を受けてその受光量に応じた電荷を生成する受
光部と、その受光部の外部へと転送される飽和信号電荷
量を決定付けるオーバーフローバリア部とが半導体基板
に設けられている固体撮像素子であって、オーバーフロ
ーバリア部の電位を制御して、そのオーバーフローバリ
ア部におけるニー成分の発生を抑制するための制御用電
極を備えている。A solid-state image pickup device according to the present invention includes a light-receiving portion that receives light and generates an electric charge according to the amount of the received light, and a saturation signal charge amount that is transferred to the outside of the light-receiving portion. A solid-state imaging device, in which a determining overflow barrier portion is provided on a semiconductor substrate, includes a control electrode for controlling the potential of the overflow barrier portion and suppressing the generation of a knee component in the overflow barrier portion. ing.
【0012】また、本発明による他の固体撮像素子は、
光を受けてその受光量に応じた電荷を生成する受光部
と、その受光部の外部へと転送される飽和信号電荷量を
決定付けるオーバーフローバリア部とが半導体基板に設
けられている固体撮像素子であって、半導体基板の電位
を制御して、オーバーフローバリア部におけるニー成分
の発生を抑制する制御回路を備えている。Another solid-state image sensor according to the present invention is
A solid-state imaging device in which a semiconductor substrate is provided with a light-receiving unit that receives light and generates charges according to the amount of received light, and an overflow barrier unit that determines the amount of saturated signal charges transferred to the outside of the light-receiving unit. The control circuit controls the potential of the semiconductor substrate and suppresses the generation of the knee component in the overflow barrier section.
【0013】本発明による固体撮像素子の駆動方法は、
光を受けてその受光量に応じた電荷を生成する受光部
と、その受光部の外部へと転送される飽和信号電荷量を
決定付けるオーバーフローバリア部とが半導体基板に設
けられている固体撮像素子の駆動方法であって、オーバ
ーフローバリア部の電位を制御するための制御用電極を
設けておき、その制御用電極の電位を制御して、オーバ
ーフローバリア部におけるニー成分の発生を抑制する手
順を含んでいる。A method of driving a solid-state image pickup device according to the present invention comprises:
A solid-state imaging device in which a semiconductor substrate is provided with a light-receiving unit that receives light and generates charges according to the amount of received light, and an overflow barrier unit that determines the amount of saturated signal charges transferred to the outside of the light-receiving unit. And a control electrode for controlling the potential of the overflow barrier portion is provided, and the potential of the control electrode is controlled to suppress generation of a knee component in the overflow barrier portion. I'm out.
【0014】また、本発明による他の固体撮像素子の駆
動方法は、光を受けてその受光量に応じた電荷を生成す
る受光部と、その受光部の外部へと転送される飽和信号
電荷量を決定付けるオーバーフローバリア部とが半導体
基板に設けられている固体撮像素子の駆動方法であっ
て、半導体基板の電位を制御して、オーバーフローバリ
ア部におけるニー成分の発生を抑制する手順を含んでい
る。Further, another solid-state image pickup device driving method according to the present invention includes a light-receiving portion that receives light and generates an electric charge according to the amount of received light, and a saturated signal charge amount transferred to the outside of the light-receiving portion. Is a method of driving a solid-state imaging device provided on a semiconductor substrate, and includes a procedure of controlling the potential of the semiconductor substrate to suppress generation of a knee component in the overflow barrier unit. .
【0015】本発明による固体撮像素子および本発明に
よる固体撮像素子の駆動方法では、オーバーフローバリ
ア部の電位を制御するための制御用電極を設けておき、
その制御用電極の電位を制御して、オーバーフローバリ
ア部におけるニー成分の発生を抑制する。In the solid-state image sensor according to the present invention and the method for driving the solid-state image sensor according to the present invention, a control electrode for controlling the potential of the overflow barrier section is provided,
The potential of the control electrode is controlled to suppress the generation of the knee component in the overflow barrier section.
【0016】このときの制御用電極の電位の制御は、例
えば制御用電極に対して所定の電圧を印加することや、
制御用電極にフィードバック回路等を接続して、その制
御用電極の電位をフィードバック制御することなどが可
能である。The control of the potential of the control electrode at this time is performed by applying a predetermined voltage to the control electrode,
It is possible to connect a feedback circuit or the like to the control electrode and feedback control the potential of the control electrode.
【0017】なお、上記の制御用電極は、オーバーフロ
ーバリア部に埋め込んでおくようにしてもよく、あるい
はオーバーフローバリア部の表面に対して電気的に接触
するように設けておくようにしてもよい。いずれにして
も、制御用電極は、オーバーフローバリア部の電位を効
果的に制御することができ、かつ例えば受光部による光
電変換作用などを妨げないような位置に配置することが
望ましい。The control electrode may be embedded in the overflow barrier portion, or may be provided so as to be in electrical contact with the surface of the overflow barrier portion. In any case, it is desirable that the control electrode be arranged at a position where the potential of the overflow barrier portion can be effectively controlled and the photoelectric conversion action of the light receiving portion is not hindered.
【0018】また、上記の制御用電極は、シャッター動
作を行うための電極としても兼用することができるよう
に設定しておき、この一つの制御用電極を、オーバーフ
ローバリア部の電位を制御するための電極として用いる
時間帯と、シャッター動作を行うための電極として用い
る時間帯とで、タイムシェアリング的に使い分けるよう
にすることなども可能である。Further, the above-mentioned control electrode is set so that it can also be used as an electrode for performing a shutter operation, and this one control electrode is used for controlling the potential of the overflow barrier portion. It is also possible to separately use the time zone used as the electrode of the above and the time zone used as the electrode for performing the shutter operation in a time sharing manner.
【0019】本発明による他の固体撮像素子および本発
明による他の固体撮像素子では、半導体基板の電位を制
御して、オーバーフローバリア部におけるニー成分の発
生を抑制する。In another solid-state image pickup device according to the present invention and another solid-state image pickup device according to the present invention, the potential of the semiconductor substrate is controlled to suppress the generation of the knee component in the overflow barrier section.
【0020】このときの半導体基板の電位の制御は、半
導体基板の電位に対してフィードバック制御を行って、
オーバーフローバリア部におけるニー成分の発生を抑制
するようにしてもよい。In controlling the potential of the semiconductor substrate at this time, feedback control is performed on the potential of the semiconductor substrate,
The generation of knee components in the overflow barrier section may be suppressed.
【0021】また、上記の半導体基板が、電圧印加手段
によって電圧が能動的に印加されるように設定されてお
り、半導体基板の電流を観測量とし、電圧印加手段によ
って半導体基板に印加される電圧を制御量として用い
て、観測量に対応して制御量を変化させることによって
上記のようなフィードバック制御を行うようにしてもよ
い。The semiconductor substrate is set so that a voltage is actively applied by the voltage applying means, and the voltage applied to the semiconductor substrate by the voltage applying means is the current of the semiconductor substrate as an observed amount. May be used as the control amount, and the feedback control as described above may be performed by changing the control amount corresponding to the observed amount.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0023】[第1の実施の形態]図1は、本発明によ
る第1の実施の形態に係る固体撮像素子の概要構成を表
した断面図である。なお、本発明の第1の実施の形態に
係る固体撮像素子の駆動方法は、この固体撮像素子の動
作あるいは作用によって具現化されるものであるから、
以下、それらを併せて説明する(これは以下の第2の実
施の形態等においても同様である)。また、以下の説明
では、図示および説明の繁雑化を避けるために、例えば
固体撮像素子における各画素ごとに設けられたCCD画
素のアクティブマトリックス駆動方法それ自体や、CC
D画素ののマトリックス配置構成や配線についてなど、
固体撮像素子としての一般的な動作や構造についての詳
細な説明および図示は省略する。[First Embodiment] FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a solid-state image pickup device according to a first embodiment of the present invention. Since the method for driving the solid-state image sensor according to the first embodiment of the present invention is embodied by the operation or action of the solid-state image sensor,
Hereinafter, they will be described together (this also applies to the following second embodiment and the like). Further, in the following description, in order to avoid complication of illustration and description, for example, the active matrix driving method itself of the CCD pixel provided for each pixel in the solid-state image pickup device itself or CC
For the matrix arrangement and wiring of D pixels,
Detailed description and illustration of the general operation and structure of the solid-state image sensor are omitted.
【0024】この固体撮像素子は、P型のオーバーフロ
ーバリア部1(オーバーフローバリア領域とも呼ぶ)が
例えばN型のSi(シリコン)ウェハ(またはそれを截
断してなるチップ)のような半導体基板4のSi単結晶
の上に設けられており、そのオーバーフローバリア部1
には、オーバーフローバリアのポテンシャルを制御する
ためのオーバーフローバリア制御用電極(以下、これを
制御用電極と呼ぶ)20が埋め込まれている。そしてさ
らにそのオーバーフローバリア部1よりも上層には、受
光部2(受光領域とも呼ぶ)が形成されている。In this solid-state imaging device, a P-type overflow barrier section 1 (also referred to as an overflow barrier region) is formed on a semiconductor substrate 4 such as an N-type Si (silicon) wafer (or a chip obtained by cutting it). The overflow barrier portion 1 is provided on the Si single crystal.
An overflow barrier control electrode (hereinafter, referred to as a control electrode) 20 for controlling the potential of the overflow barrier is embedded in this. Further, a light receiving portion 2 (also referred to as a light receiving region) is formed in a layer above the overflow barrier portion 1.
【0025】受光部2の一方の脇(図1では左脇)には
P型の読出ゲート領域3、垂直電荷転送領域5が、この
順で並んで設けられており、他方の脇(図1では右脇)
にはチャネルストップ領域6が設けられている。読出ゲ
ート領域3および垂直電荷転送領域5の上には、絶縁膜
7を介して転送電極8が設けられており、その転送電極
8は絶縁膜7および遮光膜9で被覆されている。そして
その上には、例えば絶縁膜兼パッシベーション膜10が
形成されており、さらにその上には、外部の被写体等か
らの光を受光部2へと導いて結像させる(所定位置に焦
点を結ばせる)ためのマイクロレンズ11が形成されて
いる。A P-type read gate region 3 and a vertical charge transfer region 5 are provided side by side in this order on one side (left side in FIG. 1) of the light receiving portion 2, and on the other side (FIG. 1). (Right side)
Is provided with a channel stop region 6. A transfer electrode 8 is provided on the read gate region 3 and the vertical charge transfer region 5 via an insulating film 7, and the transfer electrode 8 is covered with the insulating film 7 and the light shielding film 9. Then, for example, an insulating film / passivation film 10 is formed thereon, and light from an external subject or the like is guided to the light receiving portion 2 to form an image thereon (focusing at a predetermined position). A microlens 11 is formed for this purpose.
【0026】上記のように、制御用電極20がオーバー
フローバリア部1に埋め込まれており、この制御用電極
20によって、オーバーフローバリア部1の電位を制御
することで、そのオーバーフローバリア部1におけるニ
ー成分(ニー特性)の発生を抑制することが可能なよう
に設定されている。As described above, the control electrode 20 is embedded in the overflow barrier portion 1, and the knee component in the overflow barrier portion 1 is controlled by controlling the potential of the overflow barrier portion 1 by the control electrode 20. It is set so that the occurrence of (knee characteristic) can be suppressed.
【0027】すなわち、この制御用電極20が、例えば
図示しない電圧印加回路または電源などに接続されて所
定の電圧が印加されるように設定されており、そのよう
にして制御用電極20に印加された電圧によって、オー
バーフローバリア部1がオーバーフロー状態になったと
きにもオーバーフローバリア部1の電位を所定の電位に
保つことができる。That is, the control electrode 20 is set so that a predetermined voltage is applied by being connected to, for example, a voltage applying circuit or a power source (not shown), and the control electrode 20 is applied in this manner. Due to this voltage, the potential of the overflow barrier unit 1 can be maintained at a predetermined potential even when the overflow barrier unit 1 is in an overflow state.
【0028】あるいは、図示しないフィードバック回路
を制御用電極20に接続して、オーバーフローバリア部
1がニー成分を生じる可能性のある所定の電位以上にな
ると、制御用電極20の電位をフィードバック制御する
ことで、オーバーフローバリア部1がオーバーフロー状
態になるような光量が入射した場合であっても、オーバ
ーフローバリア部1の電位を制御用電極20によって所
定の電位に保つようにすることなども可能である。Alternatively, a feedback circuit (not shown) may be connected to the control electrode 20 to feedback control the potential of the control electrode 20 when the overflow barrier portion 1 has a potential higher than a predetermined potential that may cause a knee component. Then, even when a light amount such that the overflow barrier portion 1 is in an overflow state is incident, the potential of the overflow barrier portion 1 can be kept at a predetermined potential by the control electrode 20.
【0029】このような制御用電極20によるオーバー
フローバリア部1の電位の制御作用は、図2に模式的に
示したようなものとなる。すなわち、従来の一般的な固
体撮像素子では、受光部2に入射する光量が増加して蓄
積電荷量が飽和信号電荷量Qsを超えると、オーバーフ
ロー電流が流れて、図2に破線の曲線グラフで示したよ
うにオーバーフローバリアのエネルギーポテンシャル
(具体的にはその電位)がさらに高くなり、図9に示し
たようなニー成分(ニー特性)が生じていたが、本実施
の形態の制御用電極20によれば、オーバーフローバリ
ア部1における電位を制御用電極20によって所定の電
位に保つように制御して、図2に実線の曲線グラフで示
したように、オーバーフローバリアのエネルギーポテン
シャルをオーバーフローが生じない状態にまで引き戻す
(あるいはエネルギーポテンシャルの増大を抑え込む)
ことができる。その結果、図3に一例を示したように、
ニー成分(ニー特性)の発生を実質的にほぼ完全に抑制
することができる。The control action of the potential of the overflow barrier section 1 by the control electrode 20 is as schematically shown in FIG. That is, in the conventional general solid-state imaging device, when the amount of light incident on the light receiving unit 2 increases and the accumulated charge amount exceeds the saturation signal charge amount Qs, an overflow current flows, and a broken line curve graph in FIG. As shown, the energy potential of the overflow barrier (specifically, its potential) was further increased, and the knee component (knee characteristic) as shown in FIG. 9 was generated. However, the control electrode 20 of the present embodiment is used. According to the above, the potential of the overflow barrier section 1 is controlled to be kept at a predetermined potential by the control electrode 20, and the energy potential of the overflow barrier does not overflow as shown by the solid curve graph in FIG. Return to the state (or suppress the increase in energy potential)
be able to. As a result, as shown in FIG.
Generation of a knee component (knee characteristic) can be suppressed substantially completely.
【0030】また、この制御用電極20を備えた構造に
おける受光部2の飽和信号電荷量Qsは、制御用電極2
0の電位によって決定付けることができる。そこで、こ
の制御用電極20を用いてオーバーフローバリアから蓄
積電荷を掃き出させるなどして、いわゆるシャッター動
作を行うようにすることなども可能である。このように
することにより、オーバーフローバリアを直接的に制御
することができるので、上記のような制御用電極20に
よってオーバーフローバリアのエネルギーポテンシャル
の増大を抑制する作用と相まって、従来の一般的な固体
撮像素子の場合よりもシャッター電圧を低電圧化するこ
とができる。The saturation signal charge amount Qs of the light receiving portion 2 in the structure including the control electrode 20 is equal to the control electrode 2
It can be determined by the zero potential. Therefore, it is also possible to perform a so-called shutter operation by sweeping accumulated charges from the overflow barrier using the control electrode 20. By doing so, the overflow barrier can be directly controlled, and this is combined with the effect of suppressing the increase in the energy potential of the overflow barrier by the control electrode 20 as described above, and the conventional general solid-state imaging. The shutter voltage can be made lower than that of the element.
【0031】なお、この制御用電極20をオーバーフロ
ーバリア部1に埋め込むように形成する方法(工程)等
については、この固体撮像素子に一緒に作り込まれる各
種配線や受光部の光電変換領域などのような種々の構造
物との兼ね合い(プロセス整合性)等を考慮した上で、
種々の方法を採用することが可能であることは言うまで
もないが、いずれにしても、この制御用電極20はオー
バーフローバリア部1の電位を効果的に制御することが
でき、しかも受光部2による光電変換作用や蓄積電荷の
転送電極8への移動作用などを妨げることのない位置に
配置することが望ましい。Regarding the method (step) of forming the control electrode 20 so as to be embedded in the overflow barrier section 1, various wirings to be built together in the solid-state image pickup device, photoelectric conversion regions of the light receiving section, etc. Considering the balance (process consistency) with various structures such as
Needless to say, various methods can be adopted, but in any case, the control electrode 20 can effectively control the potential of the overflow barrier section 1, and the photoelectric conversion by the light receiving section 2 is effective. It is desirable to dispose it at a position that does not hinder the conversion action or the action of moving the accumulated charge to the transfer electrode 8.
【0032】[第2の実施の形態]図4は、本発明によ
る第2の実施の形態に係る固体撮像素子の概要構成を表
した断面図である。[Second Embodiment] FIG. 4 is a sectional view showing the schematic arrangement of a solid-state image sensor according to the second embodiment of the present invention.
【0033】この第2の実施の形態に係る固体撮像素子
では、制御用電極21が第1の実施の形態のような半導
体基板4に埋め込まれてはおらず、受光部2の脇に設け
られたオーバーフローバリア部1の表面(図4で上面)
に接触するように設けられている。そしてそのオーバー
フローバリア部1に隣接して(図4で右隣に)オーバー
フロードレイン領域12が形成されており、さらにそれ
に隣接して(図4でさらに右隣に)チャネルストップ領
域6が形成されている。In the solid-state image sensor according to the second embodiment, the control electrode 21 is not embedded in the semiconductor substrate 4 as in the first embodiment, but is provided beside the light receiving section 2. Surface of overflow barrier part 1 (upper surface in FIG. 4)
It is provided so as to contact with. An overflow drain region 12 is formed adjacent to the overflow barrier portion 1 (on the right side in FIG. 4), and a channel stop region 6 is formed adjacent to the overflow drain region 12 (on the right side in FIG. 4). There is.
【0034】このような構造にすることにより、制御用
電極21をオーバーフローバリア部1に埋め込むという
比較的繁雑になりやすい傾向にある製造プロセスを追加
する必要がなくなり、オーバーフローバリア部1やオー
バーフロードレイン領域12等を形成した後にそれらの
上に制御用電極21を形成すればよいだけなので、その
製造プロセスが簡易なものであるというメリットがあ
る。但し、その一方で、オーバーフローバリア部1とオ
ーバーフロードレイン領域12とを半導体基板4の表面
に対して平行方向(図4で水平方向)に並べて配置する
ことになるので、その分、受光部2の実効的な面積が少
なくなる。従って、この構造は、セルサイズの比較的大
きな固体撮像素子などに特に好適なものである。但し、
受光部2の感度低下の問題がなければ、セルサイズの小
さな固体撮像素子などにも適用可能であることは言うま
でもない。このような構造とすることによっても、第1
の実施の形態の場合と同様に、ニー成分(ニー特性)の
発生を実質的にほぼ完全に抑制することができる。ま
た、この第2の実施の形態に係る固体撮像素子において
も、制御用電極21をシャッター動作を行うための電極
として兼用することなども可能であり、そのようにする
ことにより、従来の一般的な固体撮像素子の場合よりも
シャッター電圧を低電圧化することができる。With this structure, it is not necessary to add a manufacturing process in which the control electrode 21 is embedded in the overflow barrier section 1 which tends to be relatively complicated, and the overflow barrier section 1 and the overflow drain area are eliminated. Since it is only necessary to form the control electrode 21 on them after forming 12 and the like, there is an advantage that the manufacturing process thereof is simple. However, on the other hand, since the overflow barrier portion 1 and the overflow drain region 12 are arranged side by side in the direction parallel to the surface of the semiconductor substrate 4 (horizontal direction in FIG. 4), the light receiving portion 2 is correspondingly arranged. Effective area is reduced. Therefore, this structure is particularly suitable for a solid-state imaging device having a relatively large cell size. However,
Needless to say, the present invention can be applied to a solid-state imaging device having a small cell size as long as there is no problem of the sensitivity of the light receiving unit 2 being lowered. With such a structure, the first
As in the case of the above embodiment, the generation of the knee component (knee characteristic) can be suppressed substantially completely. Further, also in the solid-state imaging device according to the second embodiment, the control electrode 21 can be used also as an electrode for performing the shutter operation, and by doing so, the conventional general-purpose image sensor can be used. The shutter voltage can be made lower than in the case of such a solid-state image sensor.
【0035】[第3の実施の形態]図5は、本発明によ
る第3の実施の形態に係る固体撮像素子の概要構成を表
したものである。[Third Embodiment] FIG. 5 shows a schematic configuration of a solid-state image pickup device according to a third embodiment of the present invention.
【0036】この第3の実施の形態に係る固体撮像素子
では、光を受けてその受光量に応じた電荷を生成する受
光部2と、その受光部2の外部へと転送される飽和信号
電荷量を決定付けるオーバーフローバリア部1とが半導
体基板4に設けられているという断面構造については、
制御用電極20(または21)を備えていないという一
点を除いては、上記の第1の実施の形態や第2の実施の
形態に係る固体撮像素子と同様の構造であるが、半導体
基板4の電位を制御してオーバーフローバリア部1にお
けるニー成分の発生を抑制する制御回路30を備えてい
るということが、特徴的な部分である。In the solid-state image pickup device according to the third embodiment, the light receiving portion 2 that receives light and generates charges according to the amount of received light, and the saturated signal charge transferred to the outside of the light receiving portion 2. Regarding the cross-sectional structure in which the overflow barrier portion 1 that determines the amount is provided in the semiconductor substrate 4,
The semiconductor substrate 4 has the same structure as the solid-state imaging device according to the above-described first and second embodiments, except that the control electrode 20 (or 21) is not provided. It is a characteristic part that the control circuit 30 for controlling the potential of No. 2 to suppress the generation of the knee component in the overflow barrier unit 1 is provided.
【0037】さらに詳細には、この第3の実施の形態に
係る固体撮像素子では、半導体基板4が、例えば定電圧
電源と電圧制御回路とを組み合わせてなる電圧印加回路
(電圧印加手段)31によって電圧を能動的に印加され
るように設定されており、制御回路30が、半導体基板
4の電位に対してフィードバック制御を行って、オーバ
ーフローバリア部1におけるニー成分の発生を抑制する
ように、設定されている。More specifically, in the solid-state image pickup device according to the third embodiment, the semiconductor substrate 4 is provided with a voltage application circuit (voltage application means) 31 which is, for example, a combination of a constant voltage power supply and a voltage control circuit. The voltage is set to be actively applied, and the control circuit 30 performs feedback control with respect to the potential of the semiconductor substrate 4 so as to suppress the generation of the knee component in the overflow barrier section 1. Has been done.
【0038】制御回路30は、さらに詳細には、例えば
半導体基板4の電位を実質的な観測量とし、電圧印加回
路31によって半導体基板4に印加される電圧を実質的
な制御量として、観測量に対応して制御量を変化させる
ことによって、半導体基板4の電位のフィードバック制
御を行う。More specifically, the control circuit 30 uses, for example, the potential of the semiconductor substrate 4 as a substantially observed amount, and the voltage applied to the semiconductor substrate 4 by the voltage application circuit 31 as a substantially controlled amount, and the observed amount. The feedback control of the potential of the semiconductor substrate 4 is performed by changing the control amount in accordance with.
【0039】この制御回路30では、余剰電荷の流出に
因るオーバーフロー電流(Iof)による基板電流(Isu
b)を直接的な観測量として電流測定器32によって検
出し、その検出された観測量としての基板電流の変化量
に基づいて、実質的にオーバーフローバリア部1の電位
をニー成分(ニー特性)が生じないような電位に抑制す
ることができるような半導体基板4の電位の調整値を算
出するようにしてもよく、あるいは、半導体基板4の電
位を実質的な観測量とし、電圧印加回路31から半導体
基板4に印加する電圧を実質的な制御量として、半導体
基板4〜制御回路30〜電圧印加回路31〜半導体基板
4という一連のフィードバックループを構成して、オー
バーフロー状態での余剰電荷の流出に起因したオーバー
フローバリア部1におけるオーバーフローバリアのポテ
ンシャルの変化をフィードバック制御によって補正する
ことなども可能である。In the control circuit 30, the substrate current (Isu) due to the overflow current (Iof) caused by the outflow of the excess charge is generated.
b) is detected by the current measuring device 32 as a direct observed amount, and the potential of the overflow barrier portion 1 is substantially set to a knee component (knee characteristic) based on the detected amount of change in the substrate current. The adjustment value of the potential of the semiconductor substrate 4 may be calculated so that it can be suppressed to a potential at which the voltage does not occur, or the potential of the semiconductor substrate 4 is set as a substantial observed amount and the voltage application circuit 31 is used. From the voltage applied to the semiconductor substrate 4 as a substantial control amount, a series of feedback loops of the semiconductor substrate 4 to the control circuit 30 to the voltage application circuit 31 to the semiconductor substrate 4 are configured to output the excess charge in the overflow state. It is also possible to correct the change in the potential of the overflow barrier in the overflow barrier section 1 due to the feedback control by feedback control. It
【0040】このような制御回路30の具体的な回路構
成(およびそれが採用する主要な制御手法など)につい
ては、種々のバリエーションが可能であることは言うま
でもない。また、制御回路30におけるフィードバック
制御に採用される制御方式についても、例えばニー特性
の種々の態様に対応して、例えば一次遅れ系や二次遅れ
系などのような種々のバリエーションの中から適切な種
類のものを選択して採用することなどが望ましいことは
言うまでもない。そのような制御ループ自体については
一般的な種類のなかから適宜に採用しても構わないが、
いずれにしても、オーバーフロー状態での余剰電荷の流
出に起因したオーバーフローバリアのポテンシャルの変
化をフィードバック制御によって補正するということ
が、本実施の形態に係る第3の固体撮像素子およびその
駆動方法の概要構成についての特徴的な点である。It goes without saying that various variations can be made to the specific circuit configuration of the control circuit 30 (and the main control method adopted by the control circuit 30). Also, the control method adopted for the feedback control in the control circuit 30 is appropriate from various variations such as a first-order lag system and a second-order lag system in accordance with various aspects of the knee characteristics, for example. It goes without saying that it is desirable to select and use different types. Regarding such a control loop itself, it may be appropriately adopted from among general types,
In any case, the fact that the change in the potential of the overflow barrier due to the outflow of the excess charge in the overflow state is corrected by the feedback control is the outline of the third solid-state imaging device and the driving method thereof according to the present embodiment. This is a characteristic point regarding the configuration.
【0041】図6に模式的に表したように、従来の一般
的な固体撮像素子では、受光部2に入射する光量が増加
して蓄積電荷量が飽和信号電荷量Qsを超えると、オー
バーフロー電流が流れて、図6に破線の曲線グラフで示
したようにオーバーフローバリアのエネルギーポテンシ
ャル(具体的にはその電位)がさらに高くなり、図9に
示したようなニー成分(ニー特性)が生じていたが、上
記のような第3の実施の形態に係る固体撮像素子によれ
ば、オーバーフローバリア部1における電位を制御回路
30によって所定の電位に保つようにフィードバック制
御することで、図6に一点鎖線の曲線グラフで示したよ
うに、半導体基板4の受光部2よりも深い位置における
エネルギーポテンシャルを全体的に低下させて、オーバ
ーフローバリアのエネルギーポテンシャルをオーバーフ
ローが生じない状態にまで引き戻す(あるいはエネルギ
ーポテンシャルの分布曲線をフィードバック制御するこ
とによって下方(低電位)の方向に補正することができ
る。As schematically shown in FIG. 6, in the conventional general solid-state image pickup device, when the amount of light incident on the light receiving portion 2 increases and the accumulated charge amount exceeds the saturated signal charge amount Qs, the overflow current is increased. Flows, the energy potential (specifically, the potential) of the overflow barrier becomes higher as shown by the broken line curve graph in FIG. 6, and the knee component (knee characteristic) as shown in FIG. 9 occurs. However, according to the solid-state image sensor according to the third embodiment as described above, the feedback control is performed so that the potential in the overflow barrier unit 1 is maintained at a predetermined potential by the control circuit 30, so that one point in FIG. As shown by the chain line curve graph, the energy potential at a position deeper than the light receiving portion 2 of the semiconductor substrate 4 is lowered as a whole, and the overflow barrier It can be corrected in the downward direction (low potential) by feedback control of the distribution curve (or energy potential retract the Nerugi over potential to a state in which overflow does not occur.
【0042】このとき、オーバーフローバリアのエネル
ギーポテンシャルの増大に対応して、半導体基板4に印
加する電圧(の絶対値)を上昇することにより、相対的
に、半導体基板4の受光部2よりも深い位置におけるエ
ネルギーポテンシャルを全体的に低下させることができ
る。その結果、図3に一例を示したようにニー成分(ニ
ー特性)の発生を実質的にほぼ完全に抑制することがで
きる。At this time, the voltage (absolute value) applied to the semiconductor substrate 4 is increased corresponding to the increase in the energy potential of the overflow barrier, so that the voltage is relatively deeper than the light receiving portion 2 of the semiconductor substrate 4. The energy potential at a position can be lowered overall. As a result, it is possible to substantially completely suppress the generation of the knee component (knee characteristic) as shown in FIG.
【0043】なお、制御回路30や電圧印加回路31
は、半導体チップのような半導体基板4の上に作り込む
ようにしてもよく、あるいは半導体基板4とは別体で作
製して、後に半導体基板4と組み合わせるようにしても
よいことは言うまでもない。The control circuit 30 and the voltage application circuit 31
Needless to say, it may be formed on the semiconductor substrate 4 such as a semiconductor chip, or may be formed separately from the semiconductor substrate 4 and later combined with the semiconductor substrate 4.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし4
のいずれかに記載の固体撮像素子または請求項8ないし
11のいずれかに記載の固体撮像素子の駆動方法によれ
ば、オーバーフローバリア部1の電位を制御するための
制御用電極を設けておき、その制御用電極の電位によっ
てオーバーフローバリア部1の電位を制御することで、
そのオーバーフローバリア部1におけるニー成分(ニー
特性)の発生を抑制するようにしたので、撮像素子とし
ての感度の低下や、S/N比やダイナミックレンジなど
の特性の悪化を生じることなしに、オーバーフロー電流
に起因した蓄積電荷量の増加分であるニー成分の発生を
抑制することができる。As described above, according to the first to fourth aspects.
According to the solid-state image sensor according to any one of claims 1 to 8 or the method for driving the solid-state image sensor according to any one of claims 8 to 11, a control electrode for controlling the potential of the overflow barrier unit 1 is provided, By controlling the potential of the overflow barrier section 1 by the potential of the control electrode,
Since the generation of the knee component (knee characteristic) in the overflow barrier section 1 is suppressed, the overflow does not occur without lowering the sensitivity of the image pickup device and deteriorating the characteristics such as the S / N ratio and the dynamic range. It is possible to suppress the generation of the knee component, which is an increase in the accumulated charge amount due to the current.
【0045】また、請求項5ないし7のいずれかに記載
の固体撮像素子または請求項12ないし14のいずれか
に記載の固体撮像素子の駆動方法によれば、半導体基板
の電位を制御して、オーバーフローバリア部1における
ニー成分の発生を抑制するようにしたので、撮像素子と
しての感度の低下や、S/N比やダイナミックレンジな
どの特性の悪化を生じることなしに、オーバーフロー電
流に起因した蓄積電荷量の増加分であるニー成分の発生
を抑制することができる。According to the solid-state image sensor according to any one of claims 5 to 7 or the method for driving the solid-state image sensor according to any one of claims 12 to 14, the potential of the semiconductor substrate is controlled, Since the generation of the knee component in the overflow barrier unit 1 is suppressed, the accumulation caused by the overflow current can be performed without lowering the sensitivity of the image sensor and deteriorating the characteristics such as the S / N ratio and the dynamic range. It is possible to suppress the generation of the knee component, which is an increase in the amount of charge.
【0046】また、特に請求項4記載の固体撮像素子ま
たは請求項11記載の固体撮像素子の駆動方法によれ
ば、制御用電極を、シャッター動作を行うための制御用
電極としても兼用するようにしたので、構造を繁雑化す
ることなく、オーバーフロー電流に起因した蓄積電荷量
の増加分であるニー成分の発生を抑制することとシャッ
ター動作を行うこととを、共に一つの制御用電極によっ
て実現することが可能となる。In particular, according to the solid-state image pickup device of the fourth aspect or the method of driving the solid-state image pickup device of the eleventh aspect, the control electrode is also used as the control electrode for performing the shutter operation. Therefore, both the control of the generation of the knee component, which is the increase in the accumulated charge amount due to the overflow current, and the shutter operation are realized by one control electrode without complicating the structure. It becomes possible.
【図1】本発明による第1の実施の形態に係る固体撮像
素子の概要構成を表した断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a solid-state image pickup device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】制御用電極によるオーバーフローバリア部の電
位の制御作用を模式的に表した図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing the control action of the potential of the overflow barrier section by the control electrode.
【図3】本発明の各実施の形態に係る固体撮像素子およ
びその駆動方法によって、ニー成分(ニー特性)の発生
を実質的にほぼ完全に抑制する効果を模式的に表した図
である。FIG. 3 is a diagram schematically showing the effect of substantially completely suppressing the generation of a knee component (knee characteristic) by the solid-state imaging device and the driving method thereof according to each embodiment of the present invention.
【図4】本発明による第2の実施の形態に係る固体撮像
素子の概要構成を表した断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a schematic configuration of a solid-state image sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明による第3の実施の形態に係る固体撮像
素子の概要構成を表した図である。FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a solid-state imaging device according to a third embodiment of the present invention.
【図6】制御回路によるオーバーフローバリア部の電位
の制御作用を模式的に表した図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing the control action of the potential of the overflow barrier section by the control circuit.
【図7】従来のオーバーフロードレイン構造の固体撮像
素子の概要構成の一例を表した断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a schematic configuration of a conventional solid-state imaging device having an overflow drain structure.
【図8】半導体基板の深さ方向でのポテンシャル分布を
模式的に表した図である。FIG. 8 is a diagram schematically showing a potential distribution in the depth direction of a semiconductor substrate.
【図9】固体撮像素子およびその駆動方法におけるニー
成分を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing a knee component in a solid-state imaging device and a driving method thereof.
1…オーバーフローバリア部、2…受光部、4…半導体
基板、20,21…制御用電極、30…制御回路、31
…電圧印加回路DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Overflow barrier part, 2 ... Light receiving part, 4 ... Semiconductor substrate, 20, 21 ... Control electrode, 30 ... Control circuit, 31
... Voltage application circuit
Claims (14)
成する受光部と、その受光部の外部へと転送される飽和
信号電荷量を決定付けるオーバーフローバリア部とが半
導体基板に設けられている固体撮像素子であって、 前記オーバーフローバリア部の電位を制御して、そのオ
ーバーフローバリア部におけるニー成分の発生を抑制す
るための制御用電極を備えたことを特徴とする固体撮像
素子。1. A semiconductor substrate is provided with a light-receiving portion that receives light and generates charges according to the amount of received light, and an overflow barrier portion that determines the amount of saturated signal charge transferred to the outside of the light-receiving portion. The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a control electrode for controlling the potential of the overflow barrier part and suppressing the generation of a knee component in the overflow barrier part.
バリア部に埋め込まれていることを特徴とする請求項1
記載の固体撮像素子。2. The control electrode is embedded in the overflow barrier portion.
The solid-state image sensor according to claim 1.
バリア部の表面に対して電気的に接触するように設けら
れていることを特徴とする請求項1記載の固体撮像素
子。3. The solid-state image pickup device according to claim 1, wherein the control electrode is provided so as to be in electrical contact with the surface of the overflow barrier portion.
うための制御用電極としても兼用されるように設定され
ていることを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。4. The solid-state image pickup device according to claim 1, wherein the control electrode is set so as to also serve as a control electrode for performing a shutter operation.
成する受光部と、その受光部の外部へと転送される飽和
信号電荷量を決定付けるオーバーフローバリア部とが半
導体基板に設けられている固体撮像素子であって、 前記半導体基板の電位を制御して、前記オーバーフロー
バリア部におけるニー成分の発生を抑制する制御回路を
備えたことを特徴とする固体撮像素子。5. A semiconductor substrate is provided with a light-receiving portion that receives light and generates electric charges according to the amount of received light, and an overflow barrier portion that determines the amount of saturated signal charge transferred to the outside of the light-receiving portion. A solid-state image sensor, comprising: a control circuit that controls the potential of the semiconductor substrate to suppress the generation of a knee component in the overflow barrier section.
に対してフィードバック制御を行って、前記オーバーフ
ローバリア部におけるニー成分の発生を抑制するもので
あることを特徴とする請求項5記載の固体撮像素子。6. The solid according to claim 5, wherein the control circuit performs feedback control on the potential of the semiconductor substrate to suppress generation of a knee component in the overflow barrier section. Image sensor.
て電圧を能動的に印加されるように設定されており、 前記制御回路が、前記半導体基板の電位を観測量とし、
前記電圧印加手段によって前記半導体基板に印加される
電圧を制御量として用いて、前記観測量に対応して前記
制御量を変化させることによって前記フィードバック制
御を行うものであることを特徴とする請求項6記載の固
体撮像素子。7. The semiconductor substrate is set so that a voltage is actively applied by a voltage applying means, and the control circuit sets the potential of the semiconductor substrate as an observed amount,
The feedback control is performed by using a voltage applied to the semiconductor substrate by the voltage applying unit as a control amount and changing the control amount corresponding to the observed amount. 6. The solid-state image sensor according to 6.
成する受光部と、その受光部の外部へと転送される飽和
信号電荷量を決定付けるオーバーフローバリア部とが半
導体基板に設けられている固体撮像素子の駆動方法であ
って、 前記オーバーフローバリア部の電位を制御するための制
御用電極を設けておき、その制御用電極の電位を制御し
て、前記オーバーフローバリア部におけるニー成分の発
生を抑制する手順を含むことを特徴とする固体撮像素子
の駆動方法。8. A semiconductor substrate is provided with a light-receiving portion that receives light and generates electric charges according to the amount of received light, and an overflow barrier portion that determines the amount of saturated signal charge transferred to the outside of the light-receiving portion. In the method for driving a solid-state imaging device, a control electrode for controlling the potential of the overflow barrier section is provided, and the potential of the control electrode is controlled to control the knee component of the overflow barrier section. A method for driving a solid-state imaging device, the method including a step of suppressing the generation.
バリア部に埋め込んでおくことを特徴とする請求項8記
載の固体撮像素子の駆動方法。9. The method for driving a solid-state image pickup device according to claim 8, wherein the control electrode is embedded in the overflow barrier portion.
ーバリア部の表面に対して電気的に接触するように設け
ておくことを特徴とする請求項8記載の固体撮像素子の
駆動方法。10. The method for driving a solid-state image pickup device according to claim 8, wherein the control electrode is provided so as to be in electrical contact with the surface of the overflow barrier portion.
行うための制御用電極としても兼用することを特徴とす
る請求項8記載の固体撮像素子の駆動方法。11. The method for driving a solid-state image sensor according to claim 8, wherein the control electrode is also used as a control electrode for performing a shutter operation.
生成する受光部と、その受光部の外部へと転送される飽
和信号電荷量を決定付けるオーバーフローバリア部とが
半導体基板に設けられている固体撮像素子の駆動方法で
あって、 前記半導体基板の電位を制御して、前記オーバーフロー
バリア部におけるニー成分の発生を抑制する手順を含む
ことを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。12. A semiconductor substrate is provided with a light-receiving portion that receives light and generates an electric charge according to the amount of received light, and an overflow barrier portion that determines the amount of saturated signal charge transferred to the outside of the light-receiving portion. A method of driving a solid-state image sensor, comprising: controlling the potential of the semiconductor substrate to suppress the generation of a knee component in the overflow barrier section.
ドバック制御を行って、前記オーバーフローバリア部に
おけるニー成分の発生を抑制することを特徴とする請求
項12記載の固体撮像素子の駆動方法。13. The method of driving a solid-state imaging device according to claim 12, wherein feedback control is performed on the potential of the semiconductor substrate to suppress the generation of a knee component in the overflow barrier section.
って電圧を能動的に印加されるように設定されており、 前記半導体基板の電位を観測量とし、前記電圧印加手段
によって前記半導体基板に印加される電圧を制御量とし
て用いて、前記観測量に対応して前記制御量を変化させ
ることによって前記フィードバック制御を行うことを特
徴とする請求項13記載の固体撮像素子の駆動方法。14. The semiconductor substrate is set so that a voltage is actively applied by a voltage applying unit, and the potential of the semiconductor substrate is used as an observation amount, and the voltage is applied to the semiconductor substrate by the voltage applying unit. 14. The method for driving a solid-state imaging device according to claim 13, wherein the feedback control is performed by using a voltage as a control amount and changing the control amount in accordance with the observed amount.
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