JP2006049743A - 固体撮像装置及びその駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の固体撮像装置は、入射した光によって光電変換素子が発生した電荷を蓄積する蓄積ウェル4と、電荷をキャリアポケット7へ転送するための転送制御素子Trと、キャリアポケット7に転送された電荷に基づいて増幅された画素信号を出力するための変調トランジスタTsと、を備えた単位画素を、複数配列して構成される。転送制御素子Trは、基板の表面側において形成され、基板を、基板の平面に対して直交する方向からみたときに一部が蓄積ウェル4の上を覆うように、表面に絶縁膜を介して設けられた転送ゲート22を有し、基板内であって転送ゲート22の下に電荷を保持する電荷保持領域24を有する。
【選択図】図3
Description
このような構成によれば、消費電力を低くして、容易に製造でき、CDS機能を実現しながら、一括電子シャッター機能も実現できる固体撮像装置を実現することができる。
このような構成によれば、確実に不要な電荷を排出できる。
このような構成によれば、基板変調型センサにおいて、消費電力を低くして、容易に製造でき、CDS機能を実現しながら、一括電子シャッター機能も実現できる固体撮像装置を実現することができる。
このような構成によれば、消費電力を低くして、容易に製造でき、CDS機能を実現しながら、一括電子シャッター機能も実現できる固体撮像装置の駆動方法を実現することができる。
まず、本発明の実施の形態に係わる固体撮像装置の構成について説明する。図1は、本実施の形態に係わる固体撮像素子装置の平面形状を示す平面図である。図2は、図1のA−A'線に沿った断面図である。ただし、配線及びその上層構造の断面は図示せず。
また、リングゲート5の周囲の基板表面にはN+拡散層が形成されてドレイン領域(以下、単にドレインともいう)13を構成する。チャネルを構成するN+拡散層11はソース領域12とドレイン領域13とに接続される。
さらに、図1に示すように、転送ゲート22の所定位置には、基板1表面近傍にN+層のゲートコンタクト領域22aが形成される。
なお、基板表面には図示しない層間絶縁膜を介して、上述した転送ゲート線TX、ソース線S等の配線層が形成される。転送ゲート22、ソースコンタクト領域12a等は、層間絶縁膜に開孔したコンタクトホールによって配線層の各配線に電気的に接続される。各配線は例えばアルミニウム等の金属材料で構成される。
従って、結果として、上述した実施の形態に係る固体撮像装置によれば、高画質の画像信号を得ることができる。
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
Claims (4)
- 入射した光によって光電変換素子が発生した電荷を蓄積する蓄積ウェルと、
基板の表面側において形成され、前記電荷をフローティングディフュージョン領域へ転送するための転送手段と、
該フローティングディフュージョン領域に転送された前記電荷に基づいて増幅された画素信号を出力するための増幅手段と、を備えた単位画素を、複数配列して構成される固体撮像装置であって、
前記転送手段は、前記基板を基板表面に対して直交する方向からみたときに一部が前記蓄積ウェルの上を覆うように、前記表面に絶縁膜を介して設けられた転送ゲートを有し、前記基板内であって前記転送ゲートの下に前記電荷を保持する電荷保持領域を有する転送制御素子であり、
前記フローティングディフュージョン領域と前記電荷保持領域との間の転送経路となる拡散層が、前記基板の他の拡散層の下に設けられていることを特徴とする固体撮像装置。 - さらに、前記蓄積ウェルにおいて過剰となった前記電荷を排出する排出手段を有することを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。
- 前記増幅手段は、前記フローティングディフュージョン領域に保持された前記電荷によってチャネルの閾値電圧が制御され、前記電荷に応じた前記画素信号を出力する変調トランジスタを含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の固体撮像装置。
- 入射した光に応じて光電変換素子が発生した光発生電荷を蓄積する蓄積ウェルと、前記光発生電荷が転送されるフローティングディフュージョン領域と、該フローティングディフュージョン領域に転送された前記光発生電荷に基づいて増幅された画素信号を出力するための増幅手段と、前記蓄積ウェルと前記フローティングディフュージョン領域との間の転送経路の電位障壁を制御し、かつ前記光発生電荷を保持する電荷保持領域を有する転送制御素子と、を含む単位画素を、複数配列して構成された固体撮像装置の駆動方法であって、
前記全画素について同時に、前記転送制御素子によって前記転送経路の電位障壁を制御して、前記光電変換素子による前記光発生電荷を少なくとも前記転送経路を介して前記電荷保持領域には流さないようにしながら前記蓄積ウェルに蓄積させる蓄積手順と、
前記全画素について同時に、前記転送制御素子によって前記転送経路の電位障壁を制御して、前記蓄積ウェルに蓄積された前記光発生電荷を前記電荷保持領域に転送させる第1の転送手順と、
前記転送制御素子によって前記転送経路の電位障壁を制御して前記光発生電荷を前記フローティングディフュージョン領域に流さない状態で前記フローティングディフュージョン領域の雑音成分を読み出すノイズ成分変調手順と、
前記転送制御素子によって前記転送経路の電位障壁を制御して、前記電荷保持領域に蓄積された前記光発生電荷を前記フローティングディフュージョン領域に転送させる第2の転送手順と、
前記転送制御素子によって前記転送経路の電位障壁を制御して前記光発生電荷を前記変調用ウェルに保持させた状態で前記フローティングディフュージョン領域から前記光発生電荷に応じた画素信号を出力させる信号成分変調手順と、
を含む固体撮像装置の駆動方法。
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