JP5458043B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
図1において、この固体撮像装置には、セルUC1が行方向および列方向にマトリックス状に配置されている。ここで、各セルUC1には、4個のフォトダイオードPD1〜PD4、4個の読み出しトランジスタTd1〜Td4、2個のリセットトランジスタTc1、Tc2、2個のフローティングディフュージョンFD1、FD2および1個の増幅トランジスタTbが設けられている。
行走査回路1には、この行走査線が繰り返し単位で接続されている。
図2において、例えば、M行目の画素から信号を読み出すものとすると、リセット制御線HS1、HS2にリセット信号RESET12、RESET13がそれぞれ与えられることで、リセットトランジスタTc1、Tc2がオンし、フローティングディフュージョンFD1、FD2の電荷がリセットされる。そして、フローティングディフュージョンFD1、FD2のリセットレベルに応じた電圧が増幅トランジスタTbのゲートにかかり、増幅トランジスタTbのゲートに印加された電圧にN(Nは正の整数)列目の垂直信号線VLの電圧が追従することで、リセットレベルの画素信号VSig1がN列目の垂直信号線VLに出力される。なお、増幅トランジスタTbは、垂直信号線VLに接続された負荷トランジスタとソースフォロアを構成することができる。
図3において、半導体基板には、4個のフォトダイオードPD1〜PD4がセルUC1単位で縦方向に並べて配置されている。そして、フォトダイオードPD1、PD2に隣接するようにフローティングディフュージョンFD1が配置され、フォトダイオードPD3、PD4に隣接するようにフローティングディフュージョンFD2が配置されている。
図4は、第2実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
図4において、この固体撮像装置には、セルUC1が行方向および列方向にマトリックス状に配置されている。なお、図4のセルUC1の構成は図1のセルUC1の構成と同様である。ただし、図4のN+1列目のセルUC1´及びUC1´´は、N列目のセルUC1に対して縦方向に2画素分だけずらされて配置されている。
行走査回路2には、この行走査線が繰り返し単位で接続されている。
図5において、例えば、N列目かつM行目の画素から信号を読み出すものとすると、リセット制御線HS1、HS2にリセット信号RESET12、RESET15がそれぞれ与えられることで、セルUC1のリセットトランジスタTc1、Tc2がオンし、セルUC1のフローティングディフュージョンFD1、FD2の電荷がリセットされる。そして、セルUC1のフローティングディフュージョンFD1、FD2のリセットレベルに応じた電圧がセルUC1の増幅トランジスタTbのゲートにかかり、セルUC1の増幅トランジスタTbのゲートに印加された電圧にN列目の垂直信号線VLの電圧が追従することで、リセットレベルの画素信号VSig1がN列目の垂直信号線VLに出力される。
図6において、固体撮像装置のセルUC1のレイアウト構成は、図3のレイアウト構成と同様である。ただし、N+1列目のセルUC1は、N列目のセルUC1に対して2画素分だけ縦方向にずらして配置されている。
図7は、第3実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
図7において、この固体撮像装置には、セルUC2が行方向および列方向にマトリックス状に配置されている。ここで、各セルUC2には、8個のフォトダイオードPD1〜PD8、8個の読み出しトランジスタTd1〜Td8、2個のリセットトランジスタTc1、Tc2、2個のフローティングディフュージョンFD1、FD2および1個の増幅トランジスタTbが設けられている。
行走査回路3には、この行走査線が繰り返し単位で接続されている。
図8において、例えば、N列目かつM+2行目の画素から信号を読み出すものとすると、リセット制御線HS1、HS2にリセット信号RESET12、RESET13がそれぞれ与えられることで、リセットトランジスタTc1、Tc2がオンし、フローティングディフュージョンFD1、FD2の電荷がリセットされる。そして、フローティングディフュージョンFD1、FD2のリセットレベルに応じた電圧が増幅トランジスタTbのゲートにかかり、増幅トランジスタTbのゲートに印加された電圧にN+1列目の垂直信号線VLの電圧が追従することで、リセットレベルの画素信号VSig2がN+1列目の垂直信号線VLに出力される。
図9において、半導体基板には、セルUC2に属する4個のフォトダイオードPD1〜PD4はN列目の縦方向に並べて配置され、セルUC2に属する4個のフォトダイオードPD5〜PD8はN+1列目の縦方向に並べて配置されている。そして、フォトダイオードPD3、PD4に隣接するようにフローティングディフュージョンFD1が配置され、フォトダイオードPD5、PD6に隣接するようにフローティングディフュージョンFD2が配置されている。また、フォトダイオードPD1、PD2に隣接するように不純物拡散層F5が配置され、フォトダイオードPD7、PD8に隣接するように不純物拡散層F6が配置されている。
Claims (9)
- K(Kは2以上の整数)個の画素が設けられたセルと、
前記K個の画素で共有されるように前記セルに設けられ、前記画素から読み出された信号を増幅する増幅トランジスタと、
前記K個の画素から読み出された信号をリセットするように前記セルに設けられた複数のリセットトランジスタとを備えることを特徴とする固体撮像装置。 - 前記複数のリセットトランジスタは、前記K個の画素から読み出された信号を同時にリセットすることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。
- 前記増幅トランジスタのドレインは、前記複数のリセットトランジスタのドレインと別駆動されることを特徴とする請求項1または2に記載の固体撮像装置。
- 前記複数のリセットトランジスタに隣接してそれぞれ設けられたフローティングディフュージョンを備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記リセットトランジスタのドレインは、隣接セル間で共有されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記複数のリセットトランジスタは、前記増幅トランジスタに対して対称配置されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記セルには縦方向に配列された4個の画素が設けられ、前記増幅トランジスタに対して2画素単位で対称配置されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 奇数列の前記増幅トランジスタは偶数列の前記増幅トランジスタに対して縦方向に2画素分だけずらされて配置されていることを特徴とする請求項7に記載の固体撮像装置。
- 前記セルには縦方向に配列された8個の画素が設けられ、前記増幅トランジスタに対して4画素単位で対称配置されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
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