JP2006049744A - 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2と、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制御素子領域TTと、フローティングディフュージョン領域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出力用トランジスタTm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TTは、第1及び第2の転送制御素子Tr1,Tr2と、第1及び第2の転送制御素子間に設けられた電荷を保持する電荷保持領域C1とを有する。
【選択図】図3
Description
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。
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。
転送用蓄積ウェル23の基板表面側には略全面に渡って、N+拡散層25が形成されている。このように、転送用蓄積ウェル23をN+拡散層25下に埋め込むことができるので、N+拡散層25は、ピニング層としての機能を発揮し、暗電流の発生を抑えることができる。
また、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。転送ゲート27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27aが形成される。
入射光によって発生した電荷を蓄積するためのフォトダイオードPdの一端には、2つの転送制御素子としてのMOS型のトランジスタTr11,Tr12が直列に接続されている。フォトダイオードPdのその一端には、抵抗が接続されている。2つとトランジスタTr11,Tr12のソース・ドレイン間には、キャリアポケットとしての容量C11の一端が接続される。トランジスタTr12のソースは、信号電荷量に応じた増幅信号出力を出す増幅手段としての増幅用MOS型のトランジスタTr13とフローティングディフュージョン部FDをリセットするためのリセット用制御素子であるリセット用MOS型のトランジスタTr15のそれぞれのドレインに接続されている。トランジスタTr13のゲートには、さらに電荷保持領域であるフローティングディフュージョン部として容量FDの一端が接続されている。トランジスタTr15のソースは、トランジスタTr13のゲートに接続されている。画素選択用MOS型のトランジスタTr14が、トランジスタTr13と直列に接続されている。トランジスタTr14のソースから、画素信号の出力V0が取り出される。
リセット期間(R1)に続く蓄積期間(A)において、各フォトダイオードPdには、光発生電荷が蓄積される。
Claims (5)
- 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、
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、第1及び第2の転送制御素子と、該第1及び第2の転送制御素子間に設けられ、前記電荷を保持する電荷保持領域とを有す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。
- さらに、前記フローティングディフュージョン領域の電荷を排出するためのリセット用制御素子を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか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、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、前記蓄積ウェルと前記増幅手段との間の転送経路の電位障壁を制御する第1及び第2の転送制御素子と、該第1及び第2の転送制御素子間に設けられ、前記電荷を保持する電荷保持領域と、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、前記第1の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、前記第1の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、
前記第2の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流さない状態で前記変調用ウェルの残留電荷を排出させる第1の排出手順と、
前記第2の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流さない状態で前記変調トランジスタのノイズ成分を読み出すノイズ成分変調手順と、
前記第2の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変調用ウェルに転送させる第2の転送手順と、
前記第2の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増幅手段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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