JP4641166B2 - 固体撮像装置の電荷転送デバイスおよび固体撮像装置の電荷転送デバイスの駆動方法 - Google Patents
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Description
この電荷転送装置においては、バリアトランジスタTBRは常時オン状態にあるので、リセットドレインの電位はバリアトランジスタTBRのチャネルポテンシャルに保持される。昇圧回路は、ダイオードによる整流回路を多段に接続したものであり、図示されていないが転送クロックが印加されている。
このような電荷読み出しが実行されている期間、すなわち、転送クロック停止時の動作について、図1を参照して説明を行う。図1は、従来の電荷転送デバイスにおける転送クロック停止時の動作を示すタイミングチャートである。図1に示されているように、時刻t1で転送クロックφ1およびφ2、リセットパルスφRSおよびクランプ回路に供給されるクランプパルスφCLPが停止する。転送クロックφ1およびφ2が停止することで、昇圧回路の動作が停止し、吸収ドレインに印加されていた昇圧回路の出力電圧VRD0は、徐々に下がり始める。
(a)前記リセットトランジスタ(26)前記クランプ回路(8)の各々が、前記転送クロックの供給停止に応答して動作を停止するステップと、
(b)前記リセットトランジスタ(26)前記クランプ回路(8)の各々が、前記転送クロックの供給再開時刻より早い時刻に動作を再開するステップ
を具備する固体撮像装置の駆動方法で駆動させる。
以下に、図面を使用して本発明の実施の形態の構成について述べる。図2は、本発明の実施の形態における、電荷転送装置の出力段付近の構成を示す断面図である。以下に述べる電荷転送装置は埋め込みチャネル型電荷転送装置であることが好ましい。図2に示されているように、本実施の形態の電荷転送装置10は、画素(図示されず)から読み出された電荷を転送する電荷転送領域と、その電荷転送領域で転送された電荷に対応して信号電圧を出力するフローティング拡散層21と、そのフローティング拡散層21から電荷を排出するリセット領域とを含んで構成されている。電荷転送領域は、第1クロックφ1と第2クロックφ2とに同期して画素(図示されず)から読み出された電荷を転送する領域である。また、上述の固体撮像装置は、タイミング制御回路28と、昇圧回路20とを有している。タイミング制御回路28は、第1クロックφ1と第2クロックφ2とを生成して、電荷転送デバイスに供給している。
以下に、図面を使用して本発明の実施の形態の動作について述べる。図4は、本実施の形態の電荷転送装置の動作を示すタイミングチャートである。本実施の形態の電荷転送装置10を備えている固体撮像装置は、アレイ状に配置された複数の画素(フォトダイオード)を備えている。固体撮像装置は、その複数の画素から電荷を読み出す場合、電荷転送装置10に供給される第1転送クロックφ1および第2転送クロックφ2を停止させることで、消費電力を低減させている。したがって複数の画素から電荷が読み出されてる期間は、第1転送クロックφ1および第2転送クロックφ2の昇圧回路20への供給も停止している。また、タイミング制御回路28は、電荷転送が行われていないため、クランプパルスφCLPの供給も停止している。図4に示されているように、時刻t1で昇圧回路20が停止することで、吸収ドレインに印加されていた昇圧回路の出力電圧VRD0は、徐々に下がり始めてしまう。
1…P型半導体基板
2…n型拡散層2
3…ゲート酸化膜
4a、4b…転送ゲート電極
5a、5b…転送ゲート電極
6…読み出しゲート電極
7…バリア層
21…フローティング拡散層
22…リセットドレイン
23…吸収ドレイン
24…リセットゲート電極
25…バリアゲート電極
26…リセットトランジスタ
27…バリアトランジスタ
10…電荷転送デバイス
20…昇圧回路
28…タイミング制御回路
R…抵抗
φ1、φ2…転送クロック
φRS…リセットパルス
8…クランプ回路
9…キャパシタ
30…増幅回路
31…増幅器
32…バッファ
Claims (4)
- 半導体基板と、
前記半導体基板に形成され、照射された光子の量に応答して電荷を発生させる画素から読み出された電荷を、転送クロックに同期して転送する水平電荷転送領域と、
前記水平電荷転送領域の後段に形成され、前記電荷が供給されるフローティング拡散層と、
リセットゲート電極とリセットドレインとを有し、前記リセットゲート電極に印加されるリセットパルスに応答して前記フローティング拡散層の電荷を前記リセットドレインに流入させるリセットトランジスタと、
バリアゲート電極と吸引ドレインとを有し、前記バリアゲート電極に印加されるバイアス電圧に応答して前記リセットドレインの電位を特定するバリアトランジスタと、
前記吸収ドレインに接続され、前記転送クロックに同期してバリア電圧を生成する昇圧回路と、
前記フローティング拡散層に接続され、前記フローティング拡散層の電荷に応答して信号電圧を生成して出力する増幅回路と、
前記増幅回路に接続され、印加されるクランプパルスに応答して前記増幅回路の電位を基準電位にクランプするクランプ回路と
を備え、
前記リセットトランジスタと前記クランプ回路との各々は、
前記転送クロックの供給停止に応答して動作を停止し、
前記転送クロックの供給再開時刻より早い時刻に動作を再開する
固体撮像装置。 - 請求項1に記載の固体撮像装置において、
前記リセットトランジスタと前記クランプ回路の各々は、
前記転送クロックの供給再開時刻に前記増幅回路の電位を基準電位にクランプするように、前記転送クロックの供給再開時刻より早い時刻に動作を再開する
固体撮像装置。 - 半導体基板と、
前記半導体基板に形成され、照射された光子の量に応答して電荷を発生させる画素から読み出された電荷を、転送クロックに同期して転送する水平電荷転送領域と、
前記水平電荷転送領域の後段に形成され、前記電荷が供給されるフローティング拡散層と、
リセットゲート電極とリセットドレインとを有し、前記リセットゲート電極に印加されるリセットパルスに応答して前記フローティング拡散層の電荷を前記リセットドレインに流入させるリセットトランジスタと、
バリアゲート電極と吸引ドレインとを有し、前記バリアゲート電極に印加されるバイアス電圧に応答して前記リセットドレインの電位を特定するバリアトランジスタと、
前記吸収ドレインに接続され、前記転送クロックに同期してバリア電圧を生成する昇圧回路と、
前記フローティング拡散層に接続され、前記フローティング拡散層の電荷に応答して信号電圧を生成して出力する増幅回路と、
前記増幅回路に接続され、印加されるクランプパルスに応答して前記増幅回路の電位を基準電位にクランプするクランプ回路と
を備える固体撮像装置の駆動方法であって、
(a)前記リセットトランジスタと前記クランプ回路の各々が、前記転送クロックの供給停止に応答して動作を停止するステップと、
(b)前記リセットトランジスタと前記クランプ回路の各々が、前記転送クロックの供給再開時刻より早い時刻に動作を再開するステップ
を具備する固体撮像装置の駆動方法。 - 請求項3に記載の固体撮像装置の駆動方法において、
前記リセットトランジスタと前記クランプ回路の各々は、
前記転送クロックの供給再開時刻に前記増幅回路の電位を基準電位にクランプするように、前記転送クロックの供給再開時刻より早い時刻に動作を再開する
固体撮像装置の駆動方法。
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