JP3378352B2 - 固体撮像装置の駆動方法 - Google Patents
固体撮像装置の駆動方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14831—Area CCD imagers
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- H01L27/14837—Frame-interline transfer
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/715—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors using frame interline transfer [FIT]
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビカメラ等に使用
される固体撮像装置に係わり、特に電荷蓄積部に対して
バイアス電荷の注入・排出動作を行うための固体撮像装
置の駆動方法に関する。
される固体撮像装置に係わり、特に電荷蓄積部に対して
バイアス電荷の注入・排出動作を行うための固体撮像装
置の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、放送用カメラや家庭用ビデオムー
ビー等の撮像装置として、信号走査部に電荷結合素子
（Charge Coupled Device:ＣＣＤ）を用いた固体撮像装
置が広く利用されている。また最近では、受光部領域の
上に光電変換膜を積層した二階建て構造の固体撮像装置
が開発されている。この二階建て構造の光導電膜積層型
の固体撮像装置は、微小画素においても高い感度を維持
できるという優れた特徴を持っており、高精細テレビジ
ョン用等のカメラの撮像装置として最も期待されてい
る。
ビー等の撮像装置として、信号走査部に電荷結合素子
（Charge Coupled Device:ＣＣＤ）を用いた固体撮像装
置が広く利用されている。また最近では、受光部領域の
上に光電変換膜を積層した二階建て構造の固体撮像装置
が開発されている。この二階建て構造の光導電膜積層型
の固体撮像装置は、微小画素においても高い感度を維持
できるという優れた特徴を持っており、高精細テレビジ
ョン用等のカメラの撮像装置として最も期待されてい
る。
【０００３】ところで、光導電膜積層型の固体撮像装置
には、素子の特性を劣化させる容量性残像が生じるとい
う問題がある。容量性残像は、画素に蓄積された信号電
荷を信号走査部に読み出す際に信号電荷を完全に読み出
し切れないために生じ、特に低照度での画像を劣化させ
る。そのため、この容量性残像をなくすために、通常は
次のような駆動方法が採用されている。
には、素子の特性を劣化させる容量性残像が生じるとい
う問題がある。容量性残像は、画素に蓄積された信号電
荷を信号走査部に読み出す際に信号電荷を完全に読み出
し切れないために生じ、特に低照度での画像を劣化させ
る。そのため、この容量性残像をなくすために、通常は
次のような駆動方法が採用されている。
【０００４】固体撮像装置の基本構成は、後述する図１
と同様であり、図５，６を基にバイアス電荷の注入・排
出動作を説明する。図中の１０１はバイアス電荷注入ダ
イオード、１０２はゲート、１０３は電荷蓄積部、１０
９，１１０は転送ゲートである。斜線は電荷のあること
を示している。
と同様であり、図５，６を基にバイアス電荷の注入・排
出動作を説明する。図中の１０１はバイアス電荷注入ダ
イオード、１０２はゲート、１０３は電荷蓄積部、１０
９，１１０は転送ゲートである。斜線は電荷のあること
を示している。
【０００５】まず、図５（ａ）の状態から図５（ｂ）の
ようにゲート１０２を開けることにより、バイアス電荷
は転送ゲート１０９、１１０下を通り、電荷蓄積部１０
３に注入される。バイアス電荷のリセットは、図５
（ｃ）〜（ｅ）のように、転送ゲート１０９を閉じた後
にダイオード１０１の電位を上げ、図１の透明電極１１
６の電位を下げることにより行われ、電荷蓄積部１０３
より転送ゲート１１０下にバイアス電荷の一部を排出し
ている。このとき、転送ゲート１１０下には残留電荷２
０１が残っている。
ようにゲート１０２を開けることにより、バイアス電荷
は転送ゲート１０９、１１０下を通り、電荷蓄積部１０
３に注入される。バイアス電荷のリセットは、図５
（ｃ）〜（ｅ）のように、転送ゲート１０９を閉じた後
にダイオード１０１の電位を上げ、図１の透明電極１１
６の電位を下げることにより行われ、電荷蓄積部１０３
より転送ゲート１１０下にバイアス電荷の一部を排出し
ている。このとき、転送ゲート１１０下には残留電荷２
０１が残っている。
【０００６】排出されたバイアス電荷２０２は、図６
（ｆ）（ｇ）のように、残留電荷２０１と共に転送ゲー
ト１０９，１１０及びゲート１０２の下を通り、ダイオ
ード１０１に排出される。この後、図６（ｈ）（ｉ）の
ように、信号電荷２０３が電荷蓄積部１０３に蓄積さ
れ、電荷蓄積部１０３内に残ったバイアス電荷２０４と
共に転送ゲート１１０下に読み出される。
（ｆ）（ｇ）のように、残留電荷２０１と共に転送ゲー
ト１０９，１１０及びゲート１０２の下を通り、ダイオ
ード１０１に排出される。この後、図６（ｈ）（ｉ）の
ように、信号電荷２０３が電荷蓄積部１０３に蓄積さ
れ、電荷蓄積部１０３内に残ったバイアス電荷２０４と
共に転送ゲート１１０下に読み出される。
【０００７】なお、読み出された電荷は、順次転送さ
れ、図１の信号電荷検出部１０８より出力されていく。
また、図７には図５，６の各状態において、各電極，ゲ
ートに印加するパルスのタイミングが示してある。
れ、図１の信号電荷検出部１０８より出力されていく。
また、図７には図５，６の各状態において、各電極，ゲ
ートに印加するパルスのタイミングが示してある。
【０００８】しかしながら、この種の方法にあっては次
のような問題があった。即ち、従来のバイアス電荷の注
入・排出動作においては、バイアス電荷２０２のリセッ
ト時（図５（ｅ））に、転送ゲート１１０下には残留電
荷２０１があるが、信号電荷２０３とバイアス電荷２０
４の読み出し時（図６（ｉ））には、転送ゲート１１０
下には残留電荷がない。電荷蓄積部１０３から電荷を読
み出す時に、読み出し先の転送ゲート１１０下に、残留
電荷がある場合とない場合とでは、電荷蓄積部１０３か
ら読み出す電荷の量に差が出てしまう。この電荷量の差
はマトリックス状に配列された各電荷蓄積部毎に異なる
ので、画面上にはこの差が固定パターン雑音となって現
れてしまう。
のような問題があった。即ち、従来のバイアス電荷の注
入・排出動作においては、バイアス電荷２０２のリセッ
ト時（図５（ｅ））に、転送ゲート１１０下には残留電
荷２０１があるが、信号電荷２０３とバイアス電荷２０
４の読み出し時（図６（ｉ））には、転送ゲート１１０
下には残留電荷がない。電荷蓄積部１０３から電荷を読
み出す時に、読み出し先の転送ゲート１１０下に、残留
電荷がある場合とない場合とでは、電荷蓄積部１０３か
ら読み出す電荷の量に差が出てしまう。この電荷量の差
はマトリックス状に配列された各電荷蓄積部毎に異なる
ので、画面上にはこの差が固定パターン雑音となって現
れてしまう。
【０００９】より具体的には、読み出しゲートのトラン
ジスタ特性のバラツキ等から、各電荷蓄積部から読み出
す電荷量のバラツキは避けられない。各々の電荷蓄積部
において、リセット時におけるバラツキと信号読み出し
時におけるバラツキとが同じであれば、固定パターン雑
音は生じない。
ジスタ特性のバラツキ等から、各電荷蓄積部から読み出
す電荷量のバラツキは避けられない。各々の電荷蓄積部
において、リセット時におけるバラツキと信号読み出し
時におけるバラツキとが同じであれば、固定パターン雑
音は生じない。
【００１０】しかし、リセット時においては、電荷転送
部内に残留電荷が残った状態であるから、電荷の読み出
しがスムーズでなくなり、読み出しゲートのトランジス
タ特性のバラツキの影響が大きく現れる。一方、信号読
み出し時においては、電荷転送部内に残留電荷がない状
態であるから、電荷の読み出しがスムーズとなり、読み
出しゲートのトランジスタ特性のバラツキによる影響は
小さくなる。このように、リセット時と信号読み出し時
とで読み出しゲートのトランジスタ特性のバラツキによ
る影響が大きく異なり、これが固定パターン雑音発生の
要因となるのである。
部内に残留電荷が残った状態であるから、電荷の読み出
しがスムーズでなくなり、読み出しゲートのトランジス
タ特性のバラツキの影響が大きく現れる。一方、信号読
み出し時においては、電荷転送部内に残留電荷がない状
態であるから、電荷の読み出しがスムーズとなり、読み
出しゲートのトランジスタ特性のバラツキによる影響は
小さくなる。このように、リセット時と信号読み出し時
とで読み出しゲートのトランジスタ特性のバラツキによ
る影響が大きく異なり、これが固定パターン雑音発生の
要因となるのである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の固
体撮像装置の駆動方法では、バイアス電荷のリセット時
と信号の読み出し時に、読み出す電荷量に差ができ、そ
の差が各画素毎に異なるために、固定パターン雑音が発
生する問題があった。つまり、容量性残像を低減するた
めにバイアス電荷の注入・排出動作を行うと、固定パタ
ーン雑音が発生するという問題があった。
体撮像装置の駆動方法では、バイアス電荷のリセット時
と信号の読み出し時に、読み出す電荷量に差ができ、そ
の差が各画素毎に異なるために、固定パターン雑音が発
生する問題があった。つまり、容量性残像を低減するた
めにバイアス電荷の注入・排出動作を行うと、固定パタ
ーン雑音が発生するという問題があった。
【００１２】本発明は、上記問題点を考慮してなされた
ものであり、その目的とするところは、読み出し電荷量
の差のばらつきにより生ずる固定パターン雑音を低減す
ることができ、容量性残像の低減と共に固定パターン雑
音の低減をはかり得る固体撮像装置の駆動方法を提供す
ることにある。
ものであり、その目的とするところは、読み出し電荷量
の差のばらつきにより生ずる固定パターン雑音を低減す
ることができ、容量性残像の低減と共に固定パターン雑
音の低減をはかり得る固体撮像装置の駆動方法を提供す
ることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、バイア
ス電荷のリセット前に、読み出し先の転送ゲート下にあ
る残留電荷を掃き出す駆動を入れることにある。即ち本
発明は、バイアス電荷注入ダイオードより電荷転送部を
介して電荷蓄積部にバイアス電荷を注入した後、注入さ
れたバイアス電荷の一部を電荷転送部にリセットして排
出し、その後に電荷蓄積部で一定時間の信号蓄積を行
い、蓄積された信号電荷をバイアス電荷と共に読み出す
固体撮像装置の駆動方法において、電荷蓄積部にバイア
ス電荷を注入した後でバイアス電荷の一部をリセットし
て排出する前に、電荷転送部に残留している電荷の少な
くとも一部を掃き出す動作を行うことを特徴とする。
ス電荷のリセット前に、読み出し先の転送ゲート下にあ
る残留電荷を掃き出す駆動を入れることにある。即ち本
発明は、バイアス電荷注入ダイオードより電荷転送部を
介して電荷蓄積部にバイアス電荷を注入した後、注入さ
れたバイアス電荷の一部を電荷転送部にリセットして排
出し、その後に電荷蓄積部で一定時間の信号蓄積を行
い、蓄積された信号電荷をバイアス電荷と共に読み出す
固体撮像装置の駆動方法において、電荷蓄積部にバイア
ス電荷を注入した後でバイアス電荷の一部をリセットし
て排出する前に、電荷転送部に残留している電荷の少な
くとも一部を掃き出す動作を行うことを特徴とする。
【００１４】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (1) 電荷蓄積部は、半導体基板上にマトリックス状に配
列されていること。 (2) 電荷蓄積部は半導体基板上にマトリックス状に配列
され、電荷蓄積部から読み出された電荷は複数本の垂直
電荷転送部により垂直方向に転送され、さらに水平電荷
転送部により水平方向に転送され、信号電荷検出部によ
り外部に出力されること。 (3) 電荷転送部内の残留電荷の掃き出し動作と電荷蓄積
部内のバイアス電荷のリセット動作とを１単位とし、こ
れを複数回繰り返すこと。 (4) 固体撮像装置は、電荷蓄積部及び電荷転送部が配列
された受光部領域上に光電変換膜を積層した光導電膜積
層型であること。 (5) 固体撮像装置は、受光部領域に隣接して信号一時蓄
積部を設けたＦＩＴ型であること。
は、次のものがあげられる。 (1) 電荷蓄積部は、半導体基板上にマトリックス状に配
列されていること。 (2) 電荷蓄積部は半導体基板上にマトリックス状に配列
され、電荷蓄積部から読み出された電荷は複数本の垂直
電荷転送部により垂直方向に転送され、さらに水平電荷
転送部により水平方向に転送され、信号電荷検出部によ
り外部に出力されること。 (3) 電荷転送部内の残留電荷の掃き出し動作と電荷蓄積
部内のバイアス電荷のリセット動作とを１単位とし、こ
れを複数回繰り返すこと。 (4) 固体撮像装置は、電荷蓄積部及び電荷転送部が配列
された受光部領域上に光電変換膜を積層した光導電膜積
層型であること。 (5) 固体撮像装置は、受光部領域に隣接して信号一時蓄
積部を設けたＦＩＴ型であること。
【００１５】
【作用】本発明によれば、電荷蓄積部にバイアス電荷を
注入した後でリセット前に、読み出し先の転送ゲート下
の電荷転送部にある残留電荷を掃き出すことにより、バ
イアス電荷リセット時と信号読み出し時に電荷転送部に
残留している電荷量をできるだけ同じにしてやることが
できる。これにより、バイアス電荷リセット時と信号読
み出し時との読み出し電荷量の差を小さくし、ひいては
固定パターン雑音を低減することが可能となる。これ
は、光導電膜積層型固体撮像装置のように、容量性残像
低減のためにバイアス電荷の注入・排出を必要とするも
のにおいて、特に有効である。
注入した後でリセット前に、読み出し先の転送ゲート下
の電荷転送部にある残留電荷を掃き出すことにより、バ
イアス電荷リセット時と信号読み出し時に電荷転送部に
残留している電荷量をできるだけ同じにしてやることが
できる。これにより、バイアス電荷リセット時と信号読
み出し時との読み出し電荷量の差を小さくし、ひいては
固定パターン雑音を低減することが可能となる。これ
は、光導電膜積層型固体撮像装置のように、容量性残像
低減のためにバイアス電荷の注入・排出を必要とするも
のにおいて、特に有効である。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施例に使用した
固体撮像装置の基本構成を示す平面図であり、その素子
構成は受光部領域に隣接して信号一時蓄積部を設けたフ
レーム・インターライン・トランスファー（Frame Inte
rline Transfer：ＦＩＴ）型である。
説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施例に使用した
固体撮像装置の基本構成を示す平面図であり、その素子
構成は受光部領域に隣接して信号一時蓄積部を設けたフ
レーム・インターライン・トランスファー（Frame Inte
rline Transfer：ＦＩＴ）型である。
【００１７】図中の１０１はバイアス電荷注入ダイオー
ド、１０２はゲート、１０３は電荷蓄積部、１０４は垂
直ＣＣＤ（垂直電荷転送部）、１０５は画素領域（受光
部領域）、１０６はメモリ領域、１０７は水平ＣＣＤ
（水平電荷転送部）、１０８は信号電荷検出部である。
ド、１０２はゲート、１０３は電荷蓄積部、１０４は垂
直ＣＣＤ（垂直電荷転送部）、１０５は画素領域（受光
部領域）、１０６はメモリ領域、１０７は水平ＣＣＤ
（水平電荷転送部）、１０８は信号電荷検出部である。
【００１８】この装置において、バイアス電荷は、ゲー
ト１０２を開けることにより、ダイオード１０１より垂
直ＣＣＤ１０４に注入され、マトリックス状に配列され
た各電荷蓄積部１０３に注入される。注入されたバイア
ス電荷は、信号電荷と同時に読み出されるが、各画素毎
に、読み出し時に均一な量が出てくるように、信号蓄積
の前にリセットされる。リセットされたバイアス電荷
は、垂直ＣＣＤ１０４内に排出され、注入時と逆方向に
転送され、ゲート１０２を通り、ダイオード１０１に排
出される。このように、電荷蓄積部１０３の電位を、バ
イアス電荷を注入・排出することにより毎回リセットす
ることによって、残像を低減することができる。
ト１０２を開けることにより、ダイオード１０１より垂
直ＣＣＤ１０４に注入され、マトリックス状に配列され
た各電荷蓄積部１０３に注入される。注入されたバイア
ス電荷は、信号電荷と同時に読み出されるが、各画素毎
に、読み出し時に均一な量が出てくるように、信号蓄積
の前にリセットされる。リセットされたバイアス電荷
は、垂直ＣＣＤ１０４内に排出され、注入時と逆方向に
転送され、ゲート１０２を通り、ダイオード１０１に排
出される。このように、電荷蓄積部１０３の電位を、バ
イアス電荷を注入・排出することにより毎回リセットす
ることによって、残像を低減することができる。
【００１９】信号電荷は、電荷蓄積部１０３内に、バイ
アス電荷の排出後に蓄えられ、一定のタイミングで垂直
ＣＣＤ１０４に読み出され、画素領域１０５からメモリ
領域１０６、さらに水平ＣＣＤ１０７へ転送され、信号
電荷検出部１０８より出力される。
アス電荷の排出後に蓄えられ、一定のタイミングで垂直
ＣＣＤ１０４に読み出され、画素領域１０５からメモリ
領域１０６、さらに水平ＣＣＤ１０７へ転送され、信号
電荷検出部１０８より出力される。
【００２０】図１（ａ）のＡ−Ａ′に示した固体撮像装
置の断面図を図１（ｂ）に示す。ｐ型半導体基板１１１
上にバイアス電荷注入ダイオード１０１，垂直ＣＣＤ１
０４及び電荷蓄積部１０３が形成されており、バイアス
電荷はダイオード１０１よりゲート１０２下を通り、さ
らに転送ゲート１０９，１１０下の電荷転送部を通り、
電荷蓄積部１０３に注入される。また、電荷蓄積部１０
３上には、絶縁膜１１２を介して光電変換膜１１５が形
成されており、その上には透明電極１１６が形成されて
いる。そして、光電変換膜１１５内で光は電荷に光電変
換され、画素電極１１４，引き出し電極１１３を通り、
電荷蓄積部１０３に蓄積されるようになっている。
置の断面図を図１（ｂ）に示す。ｐ型半導体基板１１１
上にバイアス電荷注入ダイオード１０１，垂直ＣＣＤ１
０４及び電荷蓄積部１０３が形成されており、バイアス
電荷はダイオード１０１よりゲート１０２下を通り、さ
らに転送ゲート１０９，１１０下の電荷転送部を通り、
電荷蓄積部１０３に注入される。また、電荷蓄積部１０
３上には、絶縁膜１１２を介して光電変換膜１１５が形
成されており、その上には透明電極１１６が形成されて
いる。そして、光電変換膜１１５内で光は電荷に光電変
換され、画素電極１１４，引き出し電極１１３を通り、
電荷蓄積部１０３に蓄積されるようになっている。
【００２１】図２，３に、本発明の一実施例に係わる固
体撮像装置の駆動方法の例を示す。まず、図２（ａ）の
状態から図２（ｂ）のようにゲート１０２を開けること
により、バイアス電荷は転送ゲート１０９，１１０下を
通り、電荷蓄積部１０３に注入される。バイアス電荷の
リセットは、図２（ｃ）（ｄ）のように、転送ゲート１
０９を閉じた後に、ダイオード１０１の電位を上げるこ
とにより行われる。
体撮像装置の駆動方法の例を示す。まず、図２（ａ）の
状態から図２（ｂ）のようにゲート１０２を開けること
により、バイアス電荷は転送ゲート１０９，１１０下を
通り、電荷蓄積部１０３に注入される。バイアス電荷の
リセットは、図２（ｃ）（ｄ）のように、転送ゲート１
０９を閉じた後に、ダイオード１０１の電位を上げるこ
とにより行われる。
【００２２】ここで、本実施例方法が従来の駆動方法と
異なるのは、図２（ｅ）から図３（ｆ）のように、バイ
アス電荷の一部をリセットして排出する前に、ゲート１
１０下にある残留電荷２０１を転送して、ダイオード１
０１へ掃き出していることである。
異なるのは、図２（ｅ）から図３（ｆ）のように、バイ
アス電荷の一部をリセットして排出する前に、ゲート１
１０下にある残留電荷２０１を転送して、ダイオード１
０１へ掃き出していることである。
【００２３】この後、図３（ｇ）〜（ｉ）のように、電
荷蓄積部１０３内のバイアス電荷の一部２０２をリセッ
トして、ゲート１１０下に排出したあと、残留電荷２０
１の場合と同じように転送してダイオード１０１に掃き
出している。
荷蓄積部１０３内のバイアス電荷の一部２０２をリセッ
トして、ゲート１１０下に排出したあと、残留電荷２０
１の場合と同じように転送してダイオード１０１に掃き
出している。
【００２４】次いで、図３（ｊ）（ｋ）のように、信号
蓄積期間に入り、電荷蓄積部１０３内に蓄積された信号
電荷２０３は、同じく電荷蓄積部１０３内に残っていた
バイアス電荷２０４と同時にゲート１１０下に読み出さ
れる。そして、垂直ＣＣＤ１０４を順次転送していく。
蓄積期間に入り、電荷蓄積部１０３内に蓄積された信号
電荷２０３は、同じく電荷蓄積部１０３内に残っていた
バイアス電荷２０４と同時にゲート１１０下に読み出さ
れる。そして、垂直ＣＣＤ１０４を順次転送していく。
【００２５】本実施例における駆動方法では、バイアス
電荷のリセット時（図３（ｇ））と信号電荷の読み出し
時（図３（ｋ））には、読み出し先のゲート１１０下の
垂直ＣＣＤ１０４内には、残留電荷が残っていないの
で、電荷蓄積部１０３より読み出す電荷量に差が生じな
い。このため、各画素毎における読み出し電荷量のバラ
ツキもなくなり、固定パターン雑音も低減することが可
能となる。なお、図２，３の各動作（ａ）〜（ｋ）にお
ける駆動パルスタイミングを、図４に概略して示す。
電荷のリセット時（図３（ｇ））と信号電荷の読み出し
時（図３（ｋ））には、読み出し先のゲート１１０下の
垂直ＣＣＤ１０４内には、残留電荷が残っていないの
で、電荷蓄積部１０３より読み出す電荷量に差が生じな
い。このため、各画素毎における読み出し電荷量のバラ
ツキもなくなり、固定パターン雑音も低減することが可
能となる。なお、図２，３の各動作（ａ）〜（ｋ）にお
ける駆動パルスタイミングを、図４に概略して示す。
【００２６】なお、以上の説明は、エリアセンサの中の
１画素に着目して行ったが、実際には、図１に示したよ
うにマトリックス状に配列された電荷蓄積部１０３全て
に同様の方法でバイアス電荷注入・排出の駆動を行う。
また、バイアス電荷をリセットして掃き出す動作を繰り
返して行うことにより、電荷転送部内に残留している電
荷をより確実に掃き出せるため、固定パターン雑音の低
減効果もより大きくなる。
１画素に着目して行ったが、実際には、図１に示したよ
うにマトリックス状に配列された電荷蓄積部１０３全て
に同様の方法でバイアス電荷注入・排出の駆動を行う。
また、バイアス電荷をリセットして掃き出す動作を繰り
返して行うことにより、電荷転送部内に残留している電
荷をより確実に掃き出せるため、固定パターン雑音の低
減効果もより大きくなる。
【００２７】このように本実施例方法によれば、電荷蓄
積部１０３にバイアス電荷を注入した後でバイアス電荷
をリセットする前に、読み出し先の転送ゲート１１０下
にある残留電荷２０１を掃き出す駆動を入れることによ
り、バイアス電荷のリセット時と信号電荷の読み出し時
における読み出し先のゲート１１０下の残留電荷を共に
ほぼ零とすることができ、電荷蓄積部１０３より読み出
す電荷量に差が生じない。このため、読み出し電荷量の
差のばらつきにより生ずる固定パターン雑音を低減で
き、容量性残像の低減と共に固定パターン雑音の低減を
はかることができる。また、駆動パルスを変えるのみで
装置構成は従来と変える必要はなく、その実現が容易で
ある利点もある。
積部１０３にバイアス電荷を注入した後でバイアス電荷
をリセットする前に、読み出し先の転送ゲート１１０下
にある残留電荷２０１を掃き出す駆動を入れることによ
り、バイアス電荷のリセット時と信号電荷の読み出し時
における読み出し先のゲート１１０下の残留電荷を共に
ほぼ零とすることができ、電荷蓄積部１０３より読み出
す電荷量に差が生じない。このため、読み出し電荷量の
差のばらつきにより生ずる固定パターン雑音を低減で
き、容量性残像の低減と共に固定パターン雑音の低減を
はかることができる。また、駆動パルスを変えるのみで
装置構成は従来と変える必要はなく、その実現が容易で
ある利点もある。
【００２８】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。実施例では、受光部領域上に光電変換
膜を積層した光導電膜積層型に関して説明したが、これ
に限らず光電変換膜を積層しない平面型の固体撮像装置
に適用することことも可能である。また、２次元のエリ
アセンサに限らず１次元のセンサに適用することも可能
である。さらに、信号電荷の一時蓄積部を有するＦＩＴ
型に限らず、フレーム・インターライン（ＩＴ）型に適
用することも可能である。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々変形して実施することができる。
るものではない。実施例では、受光部領域上に光電変換
膜を積層した光導電膜積層型に関して説明したが、これ
に限らず光電変換膜を積層しない平面型の固体撮像装置
に適用することことも可能である。また、２次元のエリ
アセンサに限らず１次元のセンサに適用することも可能
である。さらに、信号電荷の一時蓄積部を有するＦＩＴ
型に限らず、フレーム・インターライン（ＩＴ）型に適
用することも可能である。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
荷蓄積部にバイアス電荷を注入した後で注入したバイア
ス電荷をリセットする前に、読み出し先の転送ゲート下
にある残留電荷を掃き出す駆動を入れることにより、バ
イアス電荷の注入・排出時に発生していた固定パターン
雑音を低減することが可能となる。
荷蓄積部にバイアス電荷を注入した後で注入したバイア
ス電荷をリセットする前に、読み出し先の転送ゲート下
にある残留電荷を掃き出す駆動を入れることにより、バ
イアス電荷の注入・排出時に発生していた固定パターン
雑音を低減することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例に使用した固体撮像装置の基
本構成を示す平面図と断面図。
本構成を示す平面図と断面図。
【図２】実施例に係わる固体撮像装置の駆動方法を説明
するための模式図。
するための模式図。
【図３】実施例に係わる固体撮像装置の駆動方法を説明
するための模式図。
するための模式図。
【図４】実施例における固体撮像装置の駆動タイミング
図。
図。
【図５】従来の固体撮像装置の駆動方法を説明するため
の模式図。
の模式図。
【図６】従来の固体撮像装置の駆動方法を説明するため
の模式図。
の模式図。
【図７】従来の固体撮像装置の駆動タイミング図。
１０１…バイアス電荷注入ダイオード
１０２…ゲート
１０３…電荷蓄積部
１０４…垂直ＣＣＤ（垂直電荷転送部）
１０５…画素領域（受光部領域）
１０６…メモリ領域
１０７…水平ＣＣＤ（水平電荷転送部）
１０８…信号電荷検出部
１０９，１１０…転送ゲート
１１１…ｐ型半導体基板
１１２…絶縁膜
１１３…引き出し電極
１１４…画素電極
１１５…光電変換膜
１１６…透明電極
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04N 5/335
H01L 27/146
Claims (5)
- 【請求項１】バイアス電荷注入ダイオードより電荷転送
部を介して電荷蓄積部にバイアス電荷を注入した後、注
入されたバイアス電荷の一部をリセットして電荷転送部
に排出し、その後に電荷蓄積部で一定時間の信号蓄積を
行い、蓄積された信号電荷をバイアス電荷と共に読み出
す固体撮像装置の駆動方法において、 前記電荷蓄積部にバイアス電荷を注入した後でバイアス
電荷の一部をリセットして排出する前に、前記電荷転送
部に残留している電荷の少なくとも一部を掃き出す動作
を行うことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 - 【請求項２】半導体基板上にマトリックス状に配列され
た電荷蓄積部と、これらの電荷蓄積部に沿って複数本配
列され、電荷蓄積部から読み出された電荷を転送する電
荷転送部と、電荷蓄積部にバイアス電荷を注入するため
のバイアス電荷注入ダイオードとを備えた固体撮像装置
において、 前記電荷転送部を介して前記電荷蓄積部にバイアス電荷
を注入した後、注入されたバイアス電荷の一部をリセッ
トして前記電荷蓄積部に排出する前に、前記電荷転送部
に残留している電荷の少なくとも一部を掃き出す動作を
行うことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 - 【請求項３】半導体基板上にマトリックス状に配列され
た電荷蓄積部と、これらの電荷蓄積部に沿って複数本配
列され、電荷蓄積部から読み出された電荷を垂直方向に
転送する垂直電荷転送部と、これらの垂直電荷転送部で
転送された電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部
と、この水平電荷転送部で転送された電荷を読み出す信
号電荷検出部と、電荷蓄積部にバイアス電荷を注入する
ためのバイアス電荷注入ダイオードとを備えた固体撮像
装置であって、 バイアス電荷注入ダイオードより垂直電荷転送部を介し
て電荷蓄積部にバイアス電荷を注入した後、注入された
バイアス電荷の一部をリセットして垂直電荷転送部に排
出し、その後に電荷蓄積部で一定時間の信号蓄積を行
い、蓄積された信号電荷をバイアス電荷と共に垂直電荷
転送部に読み出す固体撮像装置の駆動方法において、 前記電荷蓄積部にバイアス電荷を注入した後、注入され
たバイアス電荷の一部をリセットして排出する前に、前
記垂直電荷転送部に残留している電荷の少なくとも一部
を掃き出す動作を行うことを特徴とする固体撮像装置の
駆動方法。 - 【請求項４】前記電荷転送部内の残留電荷の掃き出し動
作とこれに続く前記電荷蓄積部内のバイアス電荷のリセ
ット動作とを１単位とし、これを複数回繰り返すことを
特徴とする請求項１，２又は３に記載の固体撮像装置の
駆動方法。 - 【請求項５】前記固体撮像装置は、電荷蓄積部及び電荷
転送部が配列された受光部領域上に光電変換膜を積層し
た光導電膜積層型であることを特徴とする請求項１，２
又は３に記載の固体撮像装置の駆動方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07856994A JP3378352B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 固体撮像装置の駆動方法 |
| US08/422,160 US5715001A (en) | 1994-04-18 | 1995-04-14 | Solid-state camera device and method of driving thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07856994A JP3378352B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07288745A JPH07288745A (ja) | 1995-10-31 |
| JP3378352B2 true JP3378352B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=13665534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07856994A Expired - Fee Related JP3378352B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5715001A (ja) |
| JP (1) | JP3378352B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0222990D0 (en) * | 2002-10-04 | 2002-11-13 | E2V Tech Uk Ltd | Solid state imaging device |
| JP2004172679A (ja) * | 2002-11-15 | 2004-06-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 撮像装置 |
| WO2011058684A1 (ja) * | 2009-11-12 | 2011-05-19 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置 |
| JP7198675B2 (ja) * | 2018-01-29 | 2023-01-04 | 日本放送協会 | 固体撮像素子、その駆動回路および撮像装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0115225B1 (fr) * | 1982-12-21 | 1987-05-06 | Thomson-Csf | Procédé d'analyse d'un dispositif photosensible à transfert de ligne et dispositif de mise en oeuvre d'un tel procédé |
| JPS6170871A (ja) * | 1984-09-14 | 1986-04-11 | Hitachi Ltd | 固体撮像装置の駆動方法 |
| US4912560A (en) * | 1988-01-29 | 1990-03-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid state image sensing device |
| JPH06164826A (ja) * | 1992-11-24 | 1994-06-10 | Toshiba Corp | 固体撮像装置とその駆動方法 |
-
1994
- 1994-04-18 JP JP07856994A patent/JP3378352B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-04-14 US US08/422,160 patent/US5715001A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5715001A (en) | 1998-02-03 |
| JPH07288745A (ja) | 1995-10-31 |
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