JP5539562B2 - Method for driving solid-state imaging device and solid-state imaging device - Google Patents
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本発明は、スキャナ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等に用いられる固体撮像装置、撮像システム、固体撮像装置の駆動方法に係る。 The present invention relates to a solid-state imaging device, an imaging system, and a solid-state imaging device driving method used for a scanner, a video camera, a digital still camera, and the like.
従来の撮像装置においては、入射光を光電変換する光電変換部が、電荷を蓄積する蓄積部を兼ねる構成の画素が一般に知られている。 In a conventional imaging device, a pixel having a configuration in which a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts incident light also serves as an accumulation unit that accumulates charges is generally known.
これに対し、光電変換部とは別に電荷蓄積部を設ける技術が特許文献1に開示されている。特許文献1では、光電変換部に蓄積された電荷を全画素同時に光電変換部から蓄積部へと転送することによりグローバルシャッタを実現できる。
On the other hand,
また、特許文献2には、光電変換部とは別に蓄積部を設け、光電変換部で発生した電荷の大部分を光電変換部では蓄積せずに電荷蓄積領域に転送する構成が開示されている。図9は特許文献2の図6を引用したものである。特許文献2に開示される構成では、光電変換部と電荷蓄積部との間の転送部に埋め込みチャネル構造のMOSトランジスタを用いている。特許文献2によれば、光電変換部は受光に必要な最低限の大きさに留めることが可能であるとしている。この構成により、面内すべての画素の蓄積の開始時刻と終了時刻を揃える面内同期型電子シャッタが実現できる。
図10および11に、特許文献1の図2および図5を引用した図を示す。特許文献1においては、まず、光電変換部であるフォトダイオードに蓄積された電荷を電源(VDD)に排出するための制御スイッチ(ABG)をオフ状態にする。そして、光電変換部に蓄積された電荷を蓄積部に転送する動作が完了したタイミングである、図11における時刻t2を露光蓄積期間の開始としている。その後、露光蓄積時間が開始した後に蓄積部に転送された電荷をフローティングディフュージョンFDへと転送している。
FIG. 10 and FIG. 11 show diagrams quoting FIG. 2 and FIG. In
しかしながら、このような動作は画素における蓄積時間を正確に規定できない場合がある。言い換えると、画素に蓄積される電荷がどの期間に発生したものであるのかを正確に把握できない場合がある。例えば、特許文献2における光電変換部のように、受光に必要な最低限の大きさになるように設計されている場合を考えると、図11(A)で示される状態において、光電変換部で発生する電荷が光電変換部で蓄積可能な電荷量を超えてしまうおそれがある。光電変換部で蓄積可能な電荷量を超えた分の電荷は、ABGやFSGに形成されるポテンシャル障壁を越えて電源や蓄積部へと排出されてしまう。つまり、蓄積時間が開始してから発生した電荷の一部が排出されてしまうので、蓄積時間を正確に規定できないという問題が生じる。したがって、特許文献1に開示される駆動方法は、光電変換部で蓄積可能な電荷量以上の電荷が発生するような用途や、光電変換部が受光に必要な最低限の大きさに設計されているような撮像装置では蓄積時間の開始を正確に規定することができない。
However, such an operation may not be able to accurately define the accumulation time in the pixel. In other words, it may be impossible to accurately grasp in which period the charge accumulated in the pixel is generated. For example, when considering a case where it is designed to have a minimum size necessary for light reception like the photoelectric conversion unit in
また、図9に示す特許文献2に係る動作は、図9(g)にて画素からの信号を読み出す動作を終えた後に、図9(a)の状態に戻して蓄積動作を開始することが考えられる。しかしながら、面内同期型電子シャッタ動作を行うと、画素が電荷を蓄積する期間の開始および終了時刻は全行で同時となるが、画素から信号を読み出すのは行毎になる。そのため、図9に示す動作を繰り返すと画素の行によって図9(g)の状態から図9(a)の状態になる時刻に至るまでの時間の長さが異なる。この時間の長さが異なると、図9(g)の状態から図9(a)の状態になるまでの期間に蓄積部に蓄積される暗電流成分が行によって異なり、行毎に暗電流による影響が変わってしまう。さらに、暗電流のみならず、この期間に画素領域に入射する光の影響も行毎に異なり、結果として得られる画像の明るさが行毎に異なることが考えられる。このことから、被写体の明暗に依存した偽信号が生じることが考えられ、画質の低下が懸念される。
The operation according to
本発明の目的は、上述の問題を解決することであり、光電変換部の蓄積可能な電荷量を超える量の電荷が発生しても、蓄積時間の開始を規定できるとともに、暗電流並びに入射光の影響の違いを低減する好適な手法を提供することである。 An object of the present invention is to solve the above-described problem, and even when an amount of charge exceeding the amount of charge that can be accumulated in the photoelectric conversion unit is generated, the start of the accumulation time can be defined, and dark current and incident light can be defined. It is to provide a suitable method for reducing the difference in the influences of.
本発明の第1の側面である固体撮像装置の駆動方法は、入射光を光電変換する光電変換部と、電荷を蓄積する蓄積部と、該光電変換部と前記蓄積部とを接続する第1の転送部と、前記蓄積部と浮遊拡散部とを接続する第2の転送部と、前記光電変換部と電源とを接続する第3の転送部と、前記浮遊拡散部と電源とを接続するリセット部と、を含む画素であって、少なくとも前記画素が電荷を蓄積する期間において、前記蓄積部に蓄積される電荷に対する前記第1の転送部に形成されるポテンシャル障壁の高さが前記第3の転送部に形成されるポテンシャル障壁の高さよりも低い画素を行列状に複数配した画素部を有する固体撮像装置の駆動方法において、前記第1の転送部にポテンシャル障壁が形成され、かつ、前記第3の転送部にポテンシャル障壁がない状態において、前記第2の転送部にポテンシャル障壁が存在しない状態から該ポテンシャル障壁を形成し、さらに、前記第3の転送部にポテンシャル障壁を形成させることで前記画素が電荷を蓄積する動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に開始し、前記第2の転送部および前記リセット部に同時にポテンシャル障壁をなくすことなく、前記第2の転送部にポテンシャル障壁が形成されていない状態から、前記第2の転送部にポテンシャル障壁を形成し、前記浮遊拡散部に応じた信号を読み出すことを特徴とする。 The solid-state imaging device driving method according to the first aspect of the present invention includes a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts incident light, a storage unit that accumulates charges, and a first unit that connects the photoelectric conversion unit and the storage unit. A transfer unit, a second transfer unit connecting the storage unit and the floating diffusion unit, a third transfer unit connecting the photoelectric conversion unit and the power source, and connecting the floating diffusion unit and the power source. A reset unit, and at least in a period in which the pixel accumulates charges, a height of a potential barrier formed in the first transfer unit with respect to the charges accumulated in the accumulation unit is the third level. In the method of driving a solid-state imaging device having a pixel portion in which a plurality of pixels lower than the height of the potential barrier formed in the transfer portion is arranged in a matrix, a potential barrier is formed in the first transfer portion, and Potency in the third transfer section In the state where there is no potential barrier, the potential barrier is formed from the state where no potential barrier exists in the second transfer unit, and further, the potential storage is formed in the third transfer unit, so that the pixel accumulates electric charge. The potential barrier is formed in the second transfer unit without simultaneously removing the potential barrier in the second transfer unit and the reset unit. From this state, a potential barrier is formed in the second transfer unit, and a signal corresponding to the floating diffusion unit is read out .
本発明の別の側面である固体撮像装置の駆動方法は、入射光を光電変換する光電変換部と、電荷を蓄積する蓄積部と、該光電変換部で発生した電荷を前記蓄積部に転送するための第1の転送トランジスタと、前記蓄積部に蓄積された電荷を浮遊拡散部に転送するための第2の転送トランジスタと、前記光電変換部で発生した電荷を電源に転送するための第3の転送トランジスタと、前記浮遊拡散部と電源とを接続するリセットトランジスタと、を含む画素を行列状に複数配した画素部を有する固体撮像装置の駆動方法において、前記第1の転送トランジスタは埋め込みチャネル型のトランジスタであり、前記第1の転送トランジスタの制御電極にローレベルの信号を供給し、かつ、前記第3の転送トランジスタの制御電極にハイレベルの信号を供給する状態で、前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をハイレベルからローレベルに遷移させ、さらに、前記第3の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をローレベルに遷移させることで前記画素が電荷を蓄積する動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に開始し、前記第2の転送トランジスタの制御電極および前記リセットトランジスタの制御電極に供給する信号を同時にハイレベルにすることなく、前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号を、ハイレベルからローレベルに遷移させ、前記浮遊拡散部に応じた信号を読み出すことを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a driving method for a solid-state imaging device, a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts incident light, a storage unit that stores charges, and a charge generated by the photoelectric conversion unit is transferred to the storage unit. A first transfer transistor for transferring, a second transfer transistor for transferring the charge accumulated in the accumulation unit to the floating diffusion unit, and a third for transferring the charge generated in the photoelectric conversion unit to a power source. In the method of driving a solid-state imaging device having a pixel portion in which a plurality of pixels including a transfer transistor and a reset transistor that connects the floating diffusion portion and a power source are arranged in a matrix, the first transfer transistor is a buried channel. A low-level signal to the control electrode of the first transfer transistor, and a high-level signal to the control electrode of the third transfer transistor In a supply state, a signal supplied to the control electrode of the second transfer transistor is changed from a high level to a low level, and further, a signal supplied to the control electrode of the third transfer transistor is changed to a low level. The operation for accumulating charges in the pixels is started simultaneously on a plurality of lines of pixels arranged in a matrix, and signals supplied to the control electrode of the second transfer transistor and the control electrode of the reset transistor are simultaneously set to a high level. In this case, the signal supplied to the control electrode of the second transfer transistor is changed from a high level to a low level, and a signal corresponding to the floating diffusion portion is read out .
本発明のさらに別の側面である固体撮像装置の駆動方法は、入射光を光電変換する光電変換部と、電荷を蓄積する蓄積部と、該光電変換部と前記蓄積部とを接続する第1の転送部と、前記蓄積部と浮遊拡散部とを接続する第2の転送部と、前記光電変換部と電源とを接続する第3の転送部と、前記浮遊拡散部と電源とを接続するリセット部と、を含む画素であって、少なくとも前記画素が電荷を蓄積する期間の一部において、前記蓄積部に蓄積される電荷に対する前記第1の転送部に形成されるポテンシャル障壁の高さが前記第3の転送部に形成されるポテンシャル障壁の高さよりも低い画素を行列状に複数配した画素部を有する固体撮像装置の駆動方法において、前記第3の転送部にポテンシャル障壁が形成され、かつ、前記第1および第2の転送部にポテンシャル障壁がない状態において、前記第2の転送部にポテンシャル障壁が存在しない状態から該ポテンシャル障壁を形成することで前記画素が電荷を蓄積する動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に開始し、さらに、前記第1の転送部にポテンシャル障壁を形成し、前記第2の転送部および前記リセット部に同時にポテンシャル障壁をなくすことなく、前記第2の転送部にポテンシャル障壁が形成されていない状態から、前記第2の転送部にポテンシャル障壁を形成し、前記浮遊拡散部に応じた信号を読み出すことを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a driving method for a solid-state imaging device, wherein a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts incident light, a storage unit that accumulates charges, and a first unit that connects the photoelectric conversion unit and the storage unit. A transfer unit, a second transfer unit connecting the storage unit and the floating diffusion unit, a third transfer unit connecting the photoelectric conversion unit and the power source, and connecting the floating diffusion unit and the power source. A reset portion, and a height of a potential barrier formed in the first transfer portion with respect to charges accumulated in the accumulation portion at least during a part of a period in which the pixels accumulate charges. In the driving method of the solid-state imaging device having the pixel unit in which a plurality of pixels lower than the height of the potential barrier formed in the third transfer unit is arranged in a matrix, a potential barrier is formed in the third transfer unit, And the first and first In the state where there is no potential barrier in the transfer portion of the second transfer portion, the operation of accumulating charges by forming the potential barrier from the state where the potential barrier does not exist in the second transfer portion is arranged in a matrix. Starting with a plurality of lines at the same time, and further forming a potential barrier in the first transfer unit, and eliminating the potential barrier at the same time in the second transfer unit and the reset unit, the potential in the second transfer unit A potential barrier is formed in the second transfer part from a state where no barrier is formed, and a signal corresponding to the floating diffusion part is read out .
本発明のさらに別の側面である固体撮像装置の駆動方法は、入射光を光電変換する光電変換部と、電荷を蓄積する蓄積部と、該光電変換部で発生した電荷を前記蓄積部に転送するための第1の転送トランジスタと、前記蓄積部に蓄積された電荷を浮遊拡散部に転送するための第2の転送トランジスタと、前記光電変換部で発生した電荷を電源に転送するための第3の転送トランジスタと、前記浮遊拡散部と電源とを接続するリセットトランジスタと、を含む画素を行列状に複数配した画素部を有する固体撮像装置の駆動方法において、前記第1の転送トランジスタは埋め込みチャネル型のトランジスタであり、前記第3の転送トランジスタの制御電極にローレベルの信号を供給し、かつ、前記第1および第2の転送トランジスタの制御電極にハイレベルの信号を供給する状態において、前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をハイレベルからローレベルに遷移させることで前記画素が電荷を蓄積する動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に開始させ、さらに、前記第1の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をローレベルに遷移させ、前記第2の転送トランジスタの制御電極および前記リセットトランジスタの制御電極に供給する信号を同時にハイレベルにすることなく、前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号を、ハイレベルからローレベルに遷移させ、前記浮遊拡散部に応じた信号を読み出すことを特徴とする。 According to still another aspect of the present invention, there is provided a driving method for a solid-state imaging device, a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts incident light, a storage unit that stores charges, and a charge generated by the photoelectric conversion unit is transferred to the storage unit. A first transfer transistor for transferring the charge, a second transfer transistor for transferring the charge stored in the storage unit to the floating diffusion unit, and a second transfer transistor for transferring the charge generated in the photoelectric conversion unit to a power source. In the method of driving a solid-state imaging device having a pixel portion in which a plurality of pixels including three transfer transistors and a reset transistor for connecting the floating diffusion portion and a power source are arranged in a matrix, the first transfer transistor is embedded. A channel-type transistor that supplies a low-level signal to the control electrode of the third transfer transistor, and that controls the control electrodes of the first and second transfer transistors. In a state in which a low-level signal is supplied, a signal supplied to the control electrode of the second transfer transistor is changed from a high level to a low level, thereby causing the pixel to accumulate charges. A signal that is started simultaneously on a plurality of lines, and further, a signal supplied to the control electrode of the first transfer transistor is changed to a low level, and a signal supplied to the control electrode of the second transfer transistor and the control electrode of the reset transistor The signal supplied to the control electrode of the second transfer transistor is shifted from the high level to the low level without simultaneously setting the signal to the high level, and the signal corresponding to the floating diffusion portion is read out .
本発明のさらに別の側面である固体撮像装置は、入射光を光電変換する光電変換部と、電荷を蓄積する蓄積部と、該光電変換部で発生した電荷を前記蓄積部に転送するための第1の転送トランジスタと、前記蓄積部に蓄積された電荷を浮遊拡散部に転送するための第2の転送トランジスタと、前記光電変換部で発生した電荷を電源に転送するための第3の転送トランジスタと、前記浮遊拡散部と電源とを接続するリセットトランジスタと、を含む画素を行列状に複数配した画素部と、前記第1ないし第3の転送トランジスタの制御電極に対して信号を供給する制御部と、を有する固体撮像装置において、前記第1の転送トランジスタは埋め込みチャネル型のトランジスタであり、前記制御部は、前記第1の転送トランジスタの制御電極にローレベルの信号を供給し、かつ、前記第3の転送トランジスタの制御電極にハイレベルの信号を供給する状態で、前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をハイレベルからローレベルに遷移させ、さらに、前記第3の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をローレベルに遷移させることで前記画素が電荷を蓄積する動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に開始させ、前記第2の転送トランジスタの制御電極および前記リセットトランジスタの制御電極に供給する信号を同時にハイレベルにすることなく、前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号を、ハイレベルからローレベルに遷移させ、前記浮遊拡散部に応じた信号を読み出すことを特徴とする。 A solid-state imaging device according to still another aspect of the present invention includes a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts incident light, a storage unit that accumulates charges, and a charge generated in the photoelectric conversion unit for transferring the charges to the accumulation unit. A first transfer transistor; a second transfer transistor for transferring the charge accumulated in the accumulation unit to the floating diffusion unit; and a third transfer for transferring the charge generated in the photoelectric conversion unit to a power source. A signal is supplied to a pixel portion in which a plurality of pixels including a transistor, a reset transistor that connects the floating diffusion portion and a power source are arranged in a matrix, and control electrodes of the first to third transfer transistors. A solid-state imaging device including a control unit, wherein the first transfer transistor is a buried channel transistor, and the control unit is connected to a control electrode of the first transfer transistor with a low voltage. The signal to be supplied to the control electrode of the second transfer transistor is changed from the high level to the low level while the bell signal is supplied and the high level signal is supplied to the control electrode of the third transfer transistor. In addition, by causing a signal supplied to the control electrode of the third transfer transistor to transition to a low level, the operation of the pixels accumulating charges is started simultaneously on a plurality of lines of pixels arranged in a matrix , The signal supplied to the control electrode of the second transfer transistor is changed from the high level to the low level without simultaneously setting the signal supplied to the control electrode of the second transfer transistor and the control electrode of the reset transistor to the high level. Transition is performed, and a signal corresponding to the floating diffusion portion is read out .
本発明のさらに別の側面である固体撮像装置は、入射光を光電変換する光電変換部と、電荷を蓄積する蓄積部と、該光電変換部で発生した電荷を前記蓄積部に転送するための第1の転送トランジスタと、前記蓄積部に蓄積された電荷を浮遊拡散部に転送するための第2の転送トランジスタと、前記光電変換部で発生した電荷を電源に転送するための第3の転送トランジスタと、前記浮遊拡散部と電源とを接続するリセットトランジスタと、を含む画素を行列状に複数配した画素部と、前記第1ないし第3の転送トランジスタの制御電極に対して信号を供給する制御部と、を有する固体撮像装置において、前記第1の転送トランジスタは埋め込みチャネル型のトランジスタであり、前記制御部は、前記第3の転送トランジスタの制御電極にローレベルの信号を供給し、かつ、前記第1および第2の転送トランジスタの制御電極にハイレベルの信号を供給する状態において、前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をハイレベルからローレベルに遷移させることで前記画素が電荷を蓄積する動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に開始させ、さらに、前記第1の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をローレベルに遷移させ、前記第2の転送トランジスタの制御電極および前記リセットトランジスタの制御電極に供給する信号を同時にハイレベルにすることなく、前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号を、ハイレベルからローレベルに遷移させ、前記浮遊拡散部に応じた信号を読み出すことを特徴とする。 A solid-state imaging device according to still another aspect of the present invention includes a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts incident light, a storage unit that accumulates charges, and a charge generated in the photoelectric conversion unit for transferring the charges to the accumulation unit. A first transfer transistor; a second transfer transistor for transferring the charge accumulated in the accumulation unit to the floating diffusion unit; and a third transfer for transferring the charge generated in the photoelectric conversion unit to a power source. A signal is supplied to a pixel portion in which a plurality of pixels including a transistor, a reset transistor that connects the floating diffusion portion and a power source are arranged in a matrix, and control electrodes of the first to third transfer transistors. A solid-state imaging device having a control unit, wherein the first transfer transistor is a buried channel type transistor, and the control unit is connected to a control electrode of the third transfer transistor. In a state in which a bell signal is supplied and a high level signal is supplied to the control electrodes of the first and second transfer transistors, the signal supplied to the control electrode of the second transfer transistor is changed from a high level to a low level. By making the transition to the level, the operation of accumulating the charge in the pixel is simultaneously started in a plurality of lines of the pixels arranged in a matrix, and the signal supplied to the control electrode of the first transfer transistor is set to the low level. The signal supplied to the control electrode of the second transfer transistor is changed from the high level without simultaneously changing the signal supplied to the control electrode of the second transfer transistor and the control electrode of the reset transistor to the high level. The signal is transferred to a low level and a signal corresponding to the floating diffusion portion is read out .
本発明によれば、光電変換部の蓄積可能な電荷量を超える量の電荷が発生しても、蓄積時間の開始を好適に規定できる。 According to the present invention, the start of the accumulation time can be suitably defined even when an amount of charge that exceeds the amount of charge that can be accumulated in the photoelectric conversion unit is generated.
(第1の実施形態)
本発明を適用できる第1の実施例を説明する。図1は固体撮像装置の概略ブロック図であり、画素が複数配された撮像領域101、制御部である垂直走査回路102及び水平走査回路103を含む。ここでは、撮像領域101に配された画素は、行列状に配列しているものとする。水平走査回路103は、撮像領域の画素の列に対応して設けられた信号線を順次走査することにより1行分の画素からの信号を出力回路104から出力させる。
(First embodiment)
A first embodiment to which the present invention can be applied will be described. FIG. 1 is a schematic block diagram of a solid-state imaging device, which includes an
図2は、撮像領域101に含まれる画素の等価回路図である。説明の簡略化のために撮像領域101に含まれる画素は3行×3列の計9画素での領域を例に取っているが、画素の数をこれに限定するものではない。光電変換部であるフォトダイオード(PD)2のアノードは固定電位に接地され、カソードは第1の転送部である第1転送スイッチ8を介して蓄積部MEMの一方の端子に接続される。カソードはさらに第3の転送部である第3転送スイッチ13を介してオーバーフロードレイン(以下、OFD)として機能する第2の電源である電源線と接続される。蓄積部MEMの他方の端子は固定電位に接地されている。蓄積部MEMの一方の端子はさらに第2の転送部である第2転送スイッチ9を介して増幅トランジスタ12のゲート端子に接続される。増幅トランジスタ12のゲート端子はリセット部であるリセットトランジスタ10を介して画素電源線に接続される。ここでは第1から第3の転送部がトランジスタで構成されている例を示している。図2では、OFDとして機能する電源線と画素電源線とを分けているが、これらは共通の電源に接続されてもよいし、異なる電源に接続されてもよい。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of pixels included in the
選択トランジスタ11は一方の主電極であるドレイン端子が画素電源線に、他方の主電極であるソース端子が増幅トランジスタ12の一方の主電極であるドレインと接続されている。アクティブな信号SELが制御電極に入力されると選択トランジスタの両主電極は導通状態となる。これにより増幅トランジスタ12は垂直信号線OUTに設けられた不図示の定電流源とでソースフォロワ回路を形成し、増幅トランジスタ12の制御電極であるゲート端子の電位に応じた信号が垂直信号線OUTに現れる。垂直信号線OUTに現れた信号に基づいて固体撮像装置から信号が出力され、後述する信号処理回路部などを経て画像として表示される。また、増幅トランジスタ12のゲート端子と、リセットトランジスタ10及び第2転送スイッチ9の主電極とが共通に接続される浮遊拡散部であるノード(以下、FDと称す)4は容量値を有しており、電荷を保持することができる。
The
次に、図2に示した画素を半導体基板上に形成する場合の断面図の一例を図3に示す。
図2の各構成部に対応する構成に同様の符号を付している。ここでは半導体領域の導電型は信号電荷として電子を用いる場合を例にとって説明する。ホールを用いる場合には各半導体領域の導電型を逆導電型とすればよい。
Next, FIG. 3 shows an example of a cross-sectional view when the pixel shown in FIG. 2 is formed over a semiconductor substrate.
The same reference numerals are given to the components corresponding to the respective components in FIG. Here, the case where the conductivity type of the semiconductor region uses electrons as signal charges will be described as an example. When holes are used, the conductivity type of each semiconductor region may be reversed.
201はP型の半導体領域である。N型の半導体基板にP型の不純物イオンを注入して形成することもできるし、P型の半導体基板を用いてもよい。
202は光電変換部の一部を構成するN型の半導体領域(第1導電型の第1の半導体領域)である。信号電荷である電子と同極性である。P型の半導体領域201(第2導電型の第2の半導体領域)の一部とPN接合を構成する。
203はN型半導体領域202の表面に設けられたP型の半導体領域である。光電変換部を埋め込み型フォトダイオードとするために設けられ、界面準位の影響を低減し光電変換部表面で生じる暗電流の発生を抑制する。光電変換部は少なくとも第1の半導体領域と、該第1の半導体領域とPN接合を形成する第2の半導体領域とを含んで構成される。
204は第2転送スイッチを構成する第2の転送電極である。第2の転送電極に供給する電圧によって、電荷保持部と電荷電圧変換部(後述の第4の半導体領域)の間のポテンシャル状態を制御可能である。第2の転送電極は、後述の第3の半導体領域と第4の半導体領域との間の第2の経路上に絶縁膜を介して配される。 Reference numeral 204 denotes a second transfer electrode constituting the second transfer switch. The potential state between the charge holding unit and the charge-voltage conversion unit (fourth semiconductor region described later) can be controlled by the voltage supplied to the second transfer electrode. The second transfer electrode is disposed on a second path between a third semiconductor region and a fourth semiconductor region described later via an insulating film.
205は蓄積部の一部を構成するN型の半導体領域(第1導電型の第3の半導体領域)である。光電変換部から転送された電荷を一定期間蓄積可能な構成となっている。206は制御電極である。第3の半導体領域上に絶縁膜を介して配され、第3の半導体領域の、絶縁膜界面近傍の領域のポテンシャル状態を制御可能である。蓄積部において電荷を保持する期間中に制御電極206に電圧を供給することにより、N型半導体領域205の表面酸化膜との界面近傍で生じる暗電流の影響を低減させることが可能である。後述するように、この時、供給される電圧は、第3の半導体領域と絶縁膜との界面にホールを集める必要があるため負電圧が好ましく、例えば−3V程度の電圧が供給される。この電圧は第3の半導体領域の不純物濃度により適宜変更される。
蓄積部MEMは、N型半導体領域205及び制御電極206を含んで構成される。
The storage unit MEM includes an N-
207は第1転送スイッチ8を構成する第1の転送電極である。光電変換部と電蓄積部との間の第1の経路のポテンシャル状態を制御可能である。第1の転送電極の下部で、202と205との間に202よりも濃度の低い半導体領域213を持つ。このような埋め込みチャネルを有する構成にすることで、図3で説明するようなポテンシャル関係を持たせることができる。
208はフローティングディフュージョン領域(FD領域)である。電荷電圧変換部として機能する。増幅MOSトランジスタのゲートとプラグ209等を介して電気的に接続されている。
210は遮光膜である。入射光が電荷蓄積部へ侵入しないように配置されている。少なくとも蓄積部MEMを覆っていることが必要であるが、図示するように、第1の転送電極の全体及び第2の転送電極の一部の上部まで延在して配置されていると更に遮光機能が高まり好ましい。
211は第3転送スイッチを構成する電荷排出用の制御電極である。光電変換部とOFD領域との間の第3の経路のポテンシャル状態を制御可能である。電荷排出制御電極は第3の経路上に絶縁膜を介して配されている。入射光により光電変換部に生じた電荷をOFDに排出可能なようにポテンシャル状態を制御する。211に供給する電圧により、光電変換部での蓄積期間(露光期間)の長さを制御可能である。
212はOFDを構成する一部(第5の半導体領域)、215は212へ電源電圧を供給するためのプラグであり、不図示の電源と接続されている。つまり、212や215を含めて第2の電源としている。 212 is a part (fifth semiconductor region) constituting the OFD, and 215 is a plug for supplying a power supply voltage to 212, and is connected to a power supply (not shown). That is, the second power source includes 212 and 215.
第1転送スイッチ8は、光電変換部と蓄積部とともに第1の転送トランジスタを構成する。また、第2転送スイッチ9は蓄積部と浮遊拡散部4とともに第2の転送トランジスタを構成する。そして第3転送スイッチ13は、光電変換部と第2の電源とともに第3の転送トランジスタを構成する。
The
図2および3を用いて説明した単位画素が、複数、好ましくは二次元状に配されて、固体撮像装置の撮像領域が構成されている。画素はリセット部、増幅部、選択部などを複数の光電変換部で共有することも可能である。 A plurality of, preferably two-dimensionally, unit pixels described with reference to FIGS. 2 and 3 are arranged to form an imaging region of the solid-state imaging device. A pixel can share a reset unit, an amplification unit, a selection unit, and the like among a plurality of photoelectric conversion units.
次に、本実施形態に係る動作を説明する。図4は、本実施形態に係る動作を説明するためのタイミングチャートであり、図5は、図4に示すタイミングのうち、時刻t0の直前から蓄積時間の終了までの各タイミングにおける画素のポテンシャル状態を示す図である。ここでは、フォトダイオード、TX1、蓄積部とで構成されるトランジスタが埋め込みチャネル型のトランジスタである場合を例にとって説明する。 Next, the operation according to the present embodiment will be described. FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation according to the present embodiment. FIG. 5 shows the potential state of the pixel at each timing from the timing shown in FIG. 4 immediately before time t0 to the end of the accumulation time. FIG. Here, a case where a transistor including a photodiode, TX1, and an accumulation portion is a buried channel type transistor will be described as an example.
図4には、第1ないし第3の転送部の制御電極に与えられる信号TX1ないしTX3と、リセット部の制御電極に与えられる信号RESの変遷を示している。添え字のn、n+1、n+2は、撮像領域における行の番号を表し、例えばTX1(n)はn行目の画素の第1の転送部に与えられる信号を意味している。つまり、信号TX1(n)がハイレベルになるとその行(ライン)に含まれる画素の第1の転送部が一括してアクティブになる。 FIG. 4 shows changes in the signals TX1 to TX3 given to the control electrodes of the first to third transfer units and the signal RES given to the control electrode of the reset unit. The subscripts n, n + 1, and n + 2 represent row numbers in the imaging region. For example, TX1 (n) means a signal given to the first transfer unit of the pixel in the nth row. That is, when the signal TX1 (n) becomes high level, the first transfer units of the pixels included in the row (line) are activated collectively.
まず、時刻t0以前の初期状態では、信号TX1(n)〜TX1(n+2)、信号TX2(n)〜TX2(n+2)がローレベルであり、信号TX3(n)〜TX3(n+2)及び信号RES(n)〜RES(n+2)がハイレベルである。このときの画素のポテンシャル状態を図5(a)に示す。この期間では、蓄積部(MEM)に蓄積される電荷に対して、第1の転送部に当たるTX1に形成されたポテンシャル障壁が存在する。その一方で、第3の転送部に当たるTX3にはポテンシャル障壁が存在しないため、フォトダイオード(PD)で発生した電荷(図中の黒丸)は蓄積部(MEM)に移動することなく、第3の転送部を介してOFDへと排出される。したがって、画素は電荷を蓄積しない状態にある。図から明らかなように、TX2におけるポテンシャル状態には依存しない。ここで、TX1に形成されるポテンシャル障壁がTX2に形成されるポテンシャル障壁よりも低いのは、先述したとおり、フォトダイオード、TX1、蓄積部とで構成されるトランジスタが埋め込みチャネル型である例を考えているためである。 First, in the initial state before time t0, the signals TX1 (n) to TX1 (n + 2) and the signals TX2 (n) to TX2 (n + 2) are at the low level, the signals TX3 (n) to TX3 (n + 2) and the signal RES. (N) to RES (n + 2) are at a high level. FIG. 5A shows the potential state of the pixel at this time. In this period, there is a potential barrier formed in TX1 that corresponds to the first transfer unit with respect to the charge stored in the storage unit (MEM). On the other hand, since there is no potential barrier in TX3 corresponding to the third transfer unit, the charge (black circle in the figure) generated in the photodiode (PD) does not move to the storage unit (MEM), It is discharged to OFD through the transfer unit. Therefore, the pixel is in a state where it does not accumulate charges. As is apparent from the figure, it does not depend on the potential state in TX2. Here, the potential barrier formed in TX1 is lower than the potential barrier formed in TX2, as described above, an example in which the transistor including the photodiode, TX1, and storage unit is a buried channel type is considered. This is because.
時刻t0から時刻t1までの期間では信号TX2(n)〜TX2(n+2)がハイレベルになるので、蓄積部とFD領域(FD)との間の第2転送部であるTX2に形成されるポテンシャル障壁がなくなる。これにより、時刻t0以前に蓄積部に保持されていた電荷がFD領域に転送される。この期間における画素のポテンシャル状態を図5(b)に示した。この期間では信号TX1(n)〜TX1(n+2)はローレベルであり、信号TX3(n)〜TX3(n+2)がハイレベルであるため、フォトダイオードで発生した電荷は第3の転送部を介してOFDへと排出される。したがって、この時点における蓄積部には、フォトダイオードで発生した電荷が理想的には存在しないことになる。 Since the signals TX2 (n) to TX2 (n + 2) are at a high level during the period from time t0 to time t1, the potential formed in TX2 that is the second transfer unit between the storage unit and the FD region (FD). There are no barriers. As a result, the charge held in the storage unit before time t0 is transferred to the FD region. The potential state of the pixel during this period is shown in FIG. During this period, the signals TX1 (n) to TX1 (n + 2) are at a low level and the signals TX3 (n) to TX3 (n + 2) are at a high level, so that the charge generated in the photodiode passes through the third transfer unit. And discharged to OFD. Therefore, the charge generated in the photodiode ideally does not exist in the accumulation portion at this time.
時刻t1に、信号TX1(n)〜TX1(n+2)がローレベルになると、画素のポテンシャル状態は図5(c)に示すようなものになる。これは、図5(a)に示した状態と同様である。この期間においても第1の転送部に当たるTX1に形成されたポテンシャル障壁が存在する一方で、第3の転送部に当たるTX3にはポテンシャル障壁が存在しない。そのため、フォトダイオードで発生した電荷は蓄積部に移動することなく、第3の転送部を介してOFDへと排出される。 When the signals TX1 (n) to TX1 (n + 2) become low level at time t1, the potential state of the pixel becomes as shown in FIG. This is the same as the state shown in FIG. Even during this period, there is a potential barrier formed at TX1 corresponding to the first transfer unit, while TX3 corresponding to the third transfer unit has no potential barrier. Therefore, the charge generated in the photodiode is discharged to the OFD through the third transfer unit without moving to the storage unit.
次に、時刻t2に信号TX3(n)〜TX3(n+2)がローレベルに遷移すると、画素のポテンシャル状態は図5(d)に示すようなものになる。この期間では、蓄積部に蓄積される電荷に対するポテンシャル障壁は、第1の転送部に当たるTX1よりも第3の転送部に当たるTX3の方が高い。そして、信号TX2(n)〜TX2(n+2)がローレベルであることから、この期間にフォトダイオードで発生した電荷のうち、TX1におけるポテンシャル障壁を超えた電荷はフォトダイオードまたは蓄積部に留まることになる。
したがって、時刻t2に信号TX3(n)〜TX3(n+2)がローレベルに遷移したタイミングから各画素の蓄積時間が開始される。つまり、本実施形態では時刻t0において、信号TX1がローレベルであり、かつ、TX3がハイレベルである状態において、時刻t1に信号TX2がハイレベルローレベルに遷移し、さらに時刻t2に信号TX3がローレベルに遷移する。これより、画素が電荷を蓄積する動作の開始が規定される。このような駆動方法によれば、フォトダイオードが蓄積できるよりも多くの電荷がフォトダイオードで発生しても、特許文献1に開示された動作のように不要な電荷と合わせて排出されることがなくなるので、蓄積時間の開始を好適に規定することができる。
Next, when the signals TX3 (n) to TX3 (n + 2) transition to the low level at time t2, the potential state of the pixel becomes as shown in FIG. During this period, the potential barrier against the charge accumulated in the accumulation unit is higher in TX3 corresponding to the third transfer unit than in TX1 corresponding to the first transfer unit. Since the signals TX2 (n) to TX2 (n + 2) are at a low level, among the charges generated in the photodiode during this period, the charges exceeding the potential barrier at TX1 remain in the photodiode or the accumulation unit. Become.
Therefore, the accumulation time of each pixel starts from the timing at which the signals TX3 (n) to TX3 (n + 2) transition to the low level at time t2. That is, in the present embodiment, at time t0, in a state where the signal TX1 is at the low level and TX3 is at the high level, the signal TX2 transitions to the high level and the low level at time t1, and further, the signal TX3 is at the time t2. Transition to low level. This defines the start of the operation in which the pixel accumulates charges. According to such a driving method, even if more charges are generated in the photodiode than can be stored in the photodiode, they are discharged together with unnecessary charges as in the operation disclosed in
次に、時刻t3から時刻t4までの期間に信号TX1(n)〜TX1(n+2)がハイレベルになると、第1の転送部に形成されたポテンシャル障壁がなくなり、フォトダイオードで発生した電荷が蓄積部MEMに転送される(図5(e))。 Next, when the signals TX1 (n) to TX1 (n + 2) are at a high level during the period from the time t3 to the time t4, the potential barrier formed in the first transfer portion disappears, and the charge generated in the photodiode is accumulated. Is transferred to the unit MEM (FIG. 5E).
時刻t4に、信号TX1(n)〜TX1(n+2)がローレベルに遷移するのと入れ替わりに信号TX3(n)〜TX3(n+2)がハイレベルになると、画素のポテンシャル状態は図5(f)に示すようなものになる。時刻t4以降にフォトダイオードで発生した電荷は第3の転送部を介してOFDへと排出されるので、全画素の蓄積時間は時刻t4を以って終了する。 At time t4, when the signals TX1 (n) to TX1 (n + 2) change to the low level and the signals TX3 (n) to TX3 (n + 2) change to the high level, the potential state of the pixel is as shown in FIG. It will be as shown in Since the charge generated in the photodiode after time t4 is discharged to the OFD through the third transfer unit, the accumulation time of all the pixels ends at time t4.
このように全画素について共通にフォトダイオードから蓄積部に転送することで、全画素の蓄積開始及び終了時刻を合わせることができ、面内同期型電子シャッタ動作を実現できる。 In this way, by transferring all pixels in common from the photodiode to the storage unit, the storage start and end times of all the pixels can be matched, and an in-plane synchronized electronic shutter operation can be realized.
次に、時刻t5から時刻t7までの信号RES1(n)がローレベルとなっている期間に、信号TX2(n)が時刻t6にハイレベルになると、n行目の各画素の蓄積部MEMに保持された電荷が第2の転送部TX2を介してFD領域へと転送される。少なくともこのタイミングでは選択部がオン状態になっており、増幅トランジスタと定電流源とで形成されるソースフォロワ回路によって、FD領域に転送された電荷量に応じたレベルが垂直信号線に現れる。垂直信号線に現れたレベルに応じた信号は出力回路から出力される。 Next, when the signal TX2 (n) becomes high level at time t6 during the period when the signal RES1 (n) from time t5 to time t7 is at low level, the signal is stored in the accumulation unit MEM of each pixel in the nth row. The held charges are transferred to the FD region via the second transfer unit TX2. At least at this timing, the selection unit is in the on state, and a level corresponding to the amount of charge transferred to the FD region appears on the vertical signal line by the source follower circuit formed by the amplification transistor and the constant current source. A signal corresponding to the level appearing on the vertical signal line is output from the output circuit.
n+1行目およびn+2行目の画素についても同様の動作が行われ、それぞれの行の画素に応じた信号が出力回路から出力される。以上で1フレーム分の動作が完了する。 The same operation is performed for the pixels in the (n + 1) th row and the (n + 2) th row, and a signal corresponding to the pixel in each row is output from the output circuit. This completes the operation for one frame.
図4に示した動作においては、各行の画素から信号を読み出す期間を除いて信号RESがハイレベルとなっているが、信号TX2がハイレベルとなる前に、信号RESをパルス状にハイレベルにしてもよい。 In the operation shown in FIG. 4, the signal RES is at a high level except during a period in which signals are read from the pixels in each row. However, the signal RES is set to a high level in a pulse before the signal TX2 becomes a high level. May be.
特許文献1に開示された動作では、フォトダイオードに蓄積できるよりも多くの電荷がフォトダイオードで発生すると不要電荷として排出されてしまい、画素の蓄積時間の開始を適切に規定することができないという問題があった。つまり、画素に蓄積された電荷がどの期間に発生したものであるのかを正確に把握できない。これに対し、上述した動作を行えば、フォトダイオードが蓄積できるよりも多くの電荷がフォトダイオードで発生しても、蓄積時間の開始を好適に規定することができる。
In the operation disclosed in
また、特許文献2によれば、図10(g)から図10(a)までの動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に行うことが考えられる。その場合には蓄積時間の開始を規定することができるものの、図10(g)から図10(a)までの期間が異なることで暗電流並びに入射光による影響の違いから縞状のノイズが発生するおそれがある。これに対し、本実施例によれば、暗電流並びに入射光の影響の違いを低減することができる。
According to
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る動作を説明する。図6は、本実施形態に係る動作を説明するためのタイミングチャートであり、図7は、図6に示すタイミングのうち、時刻t0の直前から蓄積時間の終了までの各タイミングにおける画素のポテンシャル状態を模式的に示す図である。本実施形態においてもフォトダイオード、TX1、蓄積部とで構成されるトランジスタが埋め込みチャネル型のトランジスタである場合を例にとって説明する。
(Second Embodiment)
An operation according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation according to the present embodiment. FIG. 7 shows the potential state of the pixel at each timing from the timing shown in FIG. 6 to immediately before the time t0 until the end of the accumulation time. FIG. Also in this embodiment, a case where a transistor including a photodiode, TX1, and an accumulation unit is a buried channel type transistor will be described as an example.
図6には、第1ないし第3の転送部に与えられる信号TX1ないしTX3と、リセット部に与えられる信号RESの変遷を示している。添え字のn、n+1、n+2は、図4と同様に撮像領域における行の番号を表し、例えばTX1(n)は1行目の画素の第1の転送部に与えられる信号を意味している。 FIG. 6 shows transitions of the signals TX1 to TX3 given to the first to third transfer units and the signal RES given to the reset unit. Subscripts n, n + 1, and n + 2 represent row numbers in the imaging region as in FIG. 4, and for example, TX1 (n) means a signal that is given to the first transfer unit of the pixels in the first row. .
まず、時刻t0に先立っては、第1の転送部であるTX1に供給される信号TX1(n)〜TX1(n+2)および第2の転送部TX2に供給される信号TX2(n)〜TX2(n+2)がローレベルであるとする。さらに、第3の転送部TX3に供給される信号TX3(n)〜TX3(n+2)およびリセット部RESに供給される信号RES(n)〜RES(n+2)がハイレベルであるとする。このときのポテンシャル状態は図7(a)に示すような状態になっている。フォトダイオード(PD)と蓄積部(MEM)との間にポテンシャル障壁が存在するため、フォトダイオードで発生した電荷(黒丸)は、OFDへと排出される。また、図7(a)には示していないが、信号RESがハイレベルであることからFD領域(FD)には電荷が溜まらずに画素電源線へと排出される。ここで、TX1に形成されるポテンシャル障壁が、TX2に形成されるポテンシャル障壁よりも低いのは、先述したとおり、フォトダイオード、TX1、蓄積部とで構成されるトランジスタが埋め込みチャネル型である例を考えているためである。 First, prior to time t0, signals TX1 (n) to TX1 (n + 2) supplied to the first transfer unit TX1 and signals TX2 (n) to TX2 (2 supplied to the second transfer unit TX2 ( Assume that n + 2) is at a low level. Furthermore, it is assumed that signals TX3 (n) to TX3 (n + 2) supplied to the third transfer unit TX3 and signals RES (n) to RES (n + 2) supplied to the reset unit RES are at a high level. The potential state at this time is as shown in FIG. Since there is a potential barrier between the photodiode (PD) and the storage portion (MEM), charges (black circles) generated in the photodiode are discharged to the OFD. Although not shown in FIG. 7A, since the signal RES is at a high level, charges are not accumulated in the FD region (FD) but are discharged to the pixel power supply line. Here, the potential barrier formed in TX1 is lower than the potential barrier formed in TX2, as described above, in which the transistor including the photodiode, TX1, and the storage unit is a buried channel type. This is because I am thinking.
時刻t0に信号TX1(n)〜TX1(n+2)がハイレベルに遷移すると、画素のポテンシャル状態は図7(b)のようになる。この期間ではフォトダイオードと蓄積部との間の第1の転送部であるTX1にはポテンシャル障壁が形成されていないので、フォトダイオードで発生した電荷はOFDまたは蓄積部へと移動する。図7には示していないが、信号RESがハイレベルであることから、FDに移動した電荷は画素電源線へと排出される。 When the signals TX1 (n) to TX1 (n + 2) transition to the high level at time t0, the potential state of the pixel is as shown in FIG. 7B. During this period, the potential barrier is not formed in TX1, which is the first transfer unit between the photodiode and the storage unit, so that the charge generated in the photodiode moves to the OFD or the storage unit. Although not shown in FIG. 7, since the signal RES is at a high level, the charge that has moved to the FD is discharged to the pixel power supply line.
続く時刻t1に信号TX2(n)〜TX2(n+2)がハイレベルに、信号TX3(n)〜TX3(n+2)がローレベルに遷移し、画素のポテンシャル状態は図7(c)に示すようになる。ここでは第3の転送部であるTX3にポテンシャル障壁が形成され、第2の転送部であるTX2に形成されていたポテンシャル障壁がなくなる。従って、フォトダイオードで発生した電荷は第1の転送部、蓄積部、および第2の転送部を介してFD部へと移動する。 At the subsequent time t1, the signals TX2 (n) to TX2 (n + 2) transition to the high level, the signals TX3 (n) to TX3 (n + 2) transition to the low level, and the potential state of the pixel is as shown in FIG. Become. Here, a potential barrier is formed in the third transfer unit TX3, and the potential barrier formed in the second transfer unit TX2 is eliminated. Therefore, the electric charge generated in the photodiode moves to the FD portion through the first transfer portion, the storage portion, and the second transfer portion.
時刻t2に信号TX2(n)〜TX2(n+2)がローレベルに遷移すると、第2の転送部であるTX2にポテンシャル障壁が形成される。このときの画素のポテンシャル状態は図7(d)に示すようなものになる。図から明らかなように、この状態ではフォトダイオードで発生した電荷はフォトダイオードから蓄積部までの領域に留まるので、時刻t2を以って画素の蓄積時間すなわち画素が電荷を蓄積する動作の開始を規定することができる。 When the signals TX2 (n) to TX2 (n + 2) transition to the low level at time t2, a potential barrier is formed in TX2 that is the second transfer unit. The potential state of the pixel at this time is as shown in FIG. As is apparent from the figure, in this state, the charge generated in the photodiode remains in the region from the photodiode to the storage portion, so that the pixel storage time, that is, the operation of storing the charge in the pixel is started at time t2. Can be prescribed.
蓄積時間が開始した後の時刻t3に信号TX1(n)〜TX1(n+2)がローレベルに遷移すると、第1の転送部であるTX1にポテンシャル障壁が形成される。しかし、図7(e)に示すように、TX1に形成されるポテンシャル障壁は、TX3に形成されるポテンシャル障壁よりも低いので、フォトダイオードで発生した電荷のうち、TX1に形成されるポテンシャル障壁を超えるものは蓄積部に移動する。 When the signals TX1 (n) to TX1 (n + 2) transition to the low level at time t3 after the accumulation time starts, a potential barrier is formed in TX1 that is the first transfer unit. However, as shown in FIG. 7 (e), the potential barrier formed at TX1 is lower than the potential barrier formed at TX3, so that the potential barrier formed at TX1 out of the charges generated in the photodiode is reduced. Anything over it moves to the storage.
時刻t4に信号TX1(n)〜TX1(n+2)が再びハイレベルになると、画素のポテンシャル状態は図7(f)に示すようなものになり、時刻t3から時刻t4までの期間にTX1に形成されたポテンシャル障壁を超えなかった電荷が蓄積部へと移動する。 When the signals TX1 (n) to TX1 (n + 2) become high level again at time t4, the potential state of the pixel becomes as shown in FIG. 7 (f) and is formed in TX1 during the period from time t3 to time t4. The charges that did not exceed the generated potential barrier move to the accumulation part.
そして、時刻t5に信号TX1(n)〜TX1(n+2)がローレベルに遷移し、これと入れ替わりに信号TX3(n)〜TX3(n+2)がハイレベルに遷移する。このときの画素のポテンシャル状態は図7(g)に示すようになっており、第1の転送部であるTX1にポテンシャル障壁が形成され、第3の転送部であるTX3に形成されたポテンシャル障壁がなくなる。従って、フォトダイオードで発生する電荷は蓄積部へは移動せずに、OFDに排出されるので、このタイミングを以って画素の蓄積時間の終了を規定することができる。 Then, at time t5, the signals TX1 (n) to TX1 (n + 2) transition to the low level, and the signals TX3 (n) to TX3 (n + 2) transition to the high level instead. The potential state of the pixel at this time is as shown in FIG. 7G. A potential barrier is formed in TX1 which is the first transfer unit, and a potential barrier formed in TX3 which is the third transfer unit. Disappears. Therefore, the charge generated in the photodiode is discharged to the OFD without moving to the storage portion, and therefore the end of the pixel storage time can be defined with this timing.
その後、時刻t6〜時刻t8の信号RES(n)がローレベルとなっている期間に、信号TX2(n)が時刻t7にハイレベルとなると、n行目の各画素の蓄積部に保持された電荷が第2の転送部TX2を介してFD領域へと転送される。少なくともこのタイミングでは選択部がオン状態となっているので、増幅トランジスタと定電流源とで形成されるソースフォロワ回路により、FD領域に転送された電荷量に応じたレベルが垂直信号線に現れる。垂直信号線に現れたレベルに応じた信号は出力回路から出力される。 Thereafter, when the signal TX2 (n) becomes high level at time t7 during the period when the signal RES (n) from time t6 to time t8 is at low level, the signal is held in the accumulation unit of each pixel in the nth row. The charge is transferred to the FD region via the second transfer unit TX2. At least at this timing, the selection unit is in an ON state, and therefore a level corresponding to the amount of charge transferred to the FD region appears on the vertical signal line by the source follower circuit formed by the amplification transistor and the constant current source. A signal corresponding to the level appearing on the vertical signal line is output from the output circuit.
n+1行目およびn+2行目の画素についても同様の動作が行われ、それぞれの行の画素についても同様の動作が行われ、それぞれの行の画素に応じた信号が出力回路から出力される。以上で面内同期型電子シャッタを実現する1フレーム分の動作が完了する。 The same operation is performed for the pixels in the (n + 1) th row and the (n + 2) th row, the same operation is performed for the pixels in each row, and a signal corresponding to the pixel in each row is output from the output circuit. The operation for one frame for realizing the in-plane synchronous electronic shutter is thus completed.
図4に示した動作においては、各行の画素から信号を読み出す期間を除いて信号RESがハイレベルとなっているが、信号TX2がハイレベルとなる前に、信号RESをパルス状にハイレベルにしてもよい。 In the operation shown in FIG. 4, the signal RES is at a high level except during a period in which signals are read from the pixels in each row. However, the signal RES is set to a high level in a pulse before the signal TX2 becomes a high level. May be.
本実施形態に係る駆動方法では、信号TX3がローレベルであり、かつ、信号TX1およびTX2がハイレベルである状態において、信号TX2をローレベルに遷移させることで画素が電荷を蓄積する動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に開始させる。さらに信号TX1をローレベルにする。本実施形態に係る駆動方法によれば、フォトダイオードが蓄積できるよりも多くの電荷がフォトダイオードで発生しても、蓄積時間の開始を好適に規定することができる。また、本実施例によれば、暗電流並びに入射光の影響の違いを低減することができる。 In the driving method according to the present embodiment, in a state where the signal TX3 is at the low level and the signals TX1 and TX2 are at the high level, the operation in which the pixel accumulates charges by changing the signal TX2 to the low level is a matrix. It starts simultaneously with a plurality of lines of pixels arranged in a shape. Further, the signal TX1 is set to a low level. According to the driving method according to the present embodiment, even if more charges are generated in the photodiode than can be stored in the photodiode, the start of the storage time can be suitably defined. Further, according to the present embodiment, the difference in the influence of dark current and incident light can be reduced.
(その他)
図8は撮像システムの概略構成を示す図であり、は、例えば、光学部711、固体撮像装置700、信号処理回路部708、記録・通信部709、タイミング発生器706、CPU707、再生・表示部710、操作部712を含む。
(Other)
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of the imaging system, which includes, for example, an
レンズなどの光学系である光学部711は、被写体からの光を固体撮像装置700の、複数の画素が2次元状に配列された画素部701に結像させ、被写体の像を形成する。画素部には先述の撮像領域が含まれる。固体撮像装置700は、タイミング発生器706からの信号に基づくタイミングで、画素部701に結像された光に応じた信号を出力する。
An
固体撮像装置700は、図1の撮像領域に対応する画素部701及び、画素部701の各画素から垂直信号線に出力された信号を一時的に保持する保持部を備える水平読み出し回路705を含む。水平読み出し回路705には、図1の出力回路104に対応する出力部が含まれても良い。固体撮像装置700はさらに画素部の画素の行を選択する垂直走査回路702及び、水平読み出し回路705からセンサ信号出力として信号を出力するように制御する水平走査回路703とを含む。
The solid-
固体撮像装置700から出力された信号は、信号処理部である信号処理回路部708に入力され、信号処理回路部708が、プログラムなどによって定められた方法に従って、入力された電気信号に対してAD変換などの処理を行う。信号処理回路部708での処理によって得られた信号は画像データとして記録・通信部709に送られる。記録・通信部709は、画像を形成するための信号を再生・表示部710に送り、再生・表示部170に動画や静止画像が再生・表示させる。記録通信部709は、信号処理回路部708からの信号を受けて、CPU707とも通信を行うほか、不図示の記録媒体に、画像を形成するための信号を記録する動作も行う。
A signal output from the solid-
CPU707は、撮像システムの動作を統括的に制御するものであり、光学部711、タイミング発生器706、記録・通信部709、及び再生・表示部710の駆動を制御するための制御信号を出力する。また、CPU707は、例えば記録媒体である不図示の記憶装置を備え、ここに撮像システムの動作を制御するのに必要なプログラムなどが記録される。CPU707は、駆動モード指示信号及び撮影指示信号をタイミング発生器706に対して出力する。なお、駆動モード指示信号及び撮影指示信号は互いに異なる信号ではなく、単一の信号であっても良い。
The
タイミング発生器706はCPUから駆動モード指示信号及び撮影指示信号を受けると、その信号に応じた駆動モードで固体撮像装置700を動作させるように、垂直走査回路702及び水平走査回路703に対して信号を供給する。
When the timing generator 706 receives a driving mode instruction signal and a photographing instruction signal from the CPU, the timing generator 706 sends a signal to the
例えばCPU707が、面内同期型電子シャッタに係る駆動モードにより撮影を行うようにタイミング発生器706に駆動モード指示信号及び撮影指示信号を供給する。これによりタイミング発生器706は面内同期型電子シャッタに係る動作を行うための信号を固体撮像装置700に供給する。これを受けて固体撮像装置700は例えば図4に示したタイミングで駆動され、撮像面内で蓄積時刻が同時である信号を信号処理回路部708へと出力する。
For example, the
また、例えばCPU707が、ローリング電子シャッタに係る駆動モードにより撮影を行うようにタイミング発生器706に駆動モード指示信号及び撮影指示信号を供給する。
これによりタイミング発生器706はローリング電子シャッタに係る動作を行うための信号を固体撮像装置700に供給する。これを受けて固体撮像装置700は例えば図8に示したタイミングで駆動され、撮像面内での蓄積時刻が画素の行毎に異なる信号を信号処理回路部708へと出力する。
Further, for example, the
As a result, the timing generator 706 supplies a signal for performing an operation related to the rolling electronic shutter to the solid-
操作部712はユーザが操作するインターフェースであり、ユーザが操作することに応じた操作信号をCPU707へと出力する。より具体的には、動画を撮影するモードや静止画を撮影するモードなどを切り替えたり、シャッタのタイミングを決定したりすることができる。
The
再生・表示部710は入力された画像データを画像として表示するためのもので、例えば記録・通信部708を介して不図示の記録媒体に保持された画像データを画像として表示することができる。また、後述する電子ビューファインダ(EVF)として用いる場合には、記録・通信部708を介することなく信号処理回路部708から供給された画像データを画像として表示することができる。
The reproduction /
2 フォトダイオード(PD)
4 浮遊拡散領域(FD)
8 第1転送スイッチ
9 第2転送スイッチ
10 リセットトランジスタ
11 選択トランジスタ
12 増幅トランジスタ
13 第3転送スイッチ
21 画素
100 固体撮像装置
101 撮像領域
102 垂直走査回路
103 水平走査回路
104 出力回路
700 固体撮像装置
701 画素部
702 垂直走査回路
703 水平走査回路
705 水平読み出し回路
706 タイミング発生器
707 CPU
708 信号処理回路部
709 記録・通信部
710 再生・表示部
711 光学部
712 操作部
2 Photodiode (PD)
4 Floating diffusion region (FD)
DESCRIPTION OF
708 Signal
Claims (8)
電荷を蓄積する蓄積部と、
該光電変換部と前記蓄積部とを接続する第1の転送部と、
前記蓄積部と浮遊拡散部とを接続する第2の転送部と、
前記光電変換部と電源とを接続する第3の転送部と、
前記浮遊拡散部と電源とを接続するリセット部と、を含む画素であって、少なくとも前記画素が電荷を蓄積する期間において、前記蓄積部に蓄積される電荷に対する前記第1の転送部に形成されるポテンシャル障壁の高さが前記第3の転送部に形成されるポテンシャル障壁の高さよりも低い画素を行列状に複数配した画素部を有する固体撮像装置の駆動方法において、
前記第1の転送部にポテンシャル障壁が形成され、かつ、前記第3の転送部にポテンシャル障壁がない状態において、前記第2の転送部にポテンシャル障壁が存在しない状態から該ポテンシャル障壁を形成し、
さらに、前記第3の転送部にポテンシャル障壁を形成させることで前記画素が電荷を蓄積する動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に開始し、
前記第2の転送部および前記リセット部に同時にポテンシャル障壁をなくすことなく、
前記第2の転送部にポテンシャル障壁が形成されていない状態から、前記第2の転送部にポテンシャル障壁を形成し、
前記浮遊拡散部に応じた信号を読み出すこと
を特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts incident light;
An accumulator that accumulates charges;
A first transfer unit connecting the photoelectric conversion unit and the storage unit;
A second transfer unit connecting the storage unit and the floating diffusion unit;
A third transfer unit for connecting the photoelectric conversion unit and a power source;
A pixel including a reset unit that connects the floating diffusion unit and a power source, and is formed in the first transfer unit for charges accumulated in the accumulation unit at least in a period in which the pixels accumulate charges. In a driving method of a solid-state imaging device having a pixel portion in which a plurality of pixels in which the height of the potential barrier is lower than the height of the potential barrier formed in the third transfer portion is arranged in a matrix,
Forming a potential barrier from a state in which no potential barrier exists in the second transfer unit in a state in which a potential barrier is formed in the first transfer unit and no potential barrier exists in the third transfer unit;
Furthermore, by forming a potential barrier in the third transfer unit, the operation of accumulating charges in the pixels is started simultaneously on a plurality of lines of pixels arranged in a matrix ,
Without removing the potential barrier at the same time in the second transfer unit and the reset unit,
From a state in which no potential barrier is formed in the second transfer unit, a potential barrier is formed in the second transfer unit,
A method of driving a solid-state imaging device, wherein a signal corresponding to the floating diffusion unit is read .
電荷を蓄積する蓄積部と、
該光電変換部で発生した電荷を前記蓄積部に転送するための第1の転送トランジスタと、
前記蓄積部に蓄積された電荷を浮遊拡散部に転送するための第2の転送トランジスタと、
前記光電変換部で発生した電荷を電源に転送するための第3の転送トランジスタと、
前記浮遊拡散部と電源とを接続するリセットトランジスタと、を含む画素を行列状に複数配した画素部を有する固体撮像装置の駆動方法において、
前記第1の転送トランジスタは埋め込みチャネル型のトランジスタであり、
前記第1の転送トランジスタの制御電極にローレベルの信号を供給し、かつ、前記第3の転送トランジスタの制御電極にハイレベルの信号を供給する状態で、前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をハイレベルからローレベルに遷移させ、
さらに、前記第3の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をローレベルに遷移させることで前記画素が電荷を蓄積する動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に開始し、
前記第2の転送トランジスタの制御電極および前記リセットトランジスタの制御電極に供給する信号を同時にハイレベルにすることなく、
前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号を、ハイレベルからローレベルに遷移させ、
前記浮遊拡散部に応じた信号を読み出すこと
を特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts incident light;
An accumulator that accumulates charges;
A first transfer transistor for transferring the charge generated in the photoelectric conversion unit to the storage unit;
A second transfer transistor for transferring the charge accumulated in the accumulation unit to the floating diffusion unit;
A third transfer transistor for transferring charges generated in the photoelectric conversion unit to a power source;
In a method for driving a solid-state imaging device having a pixel unit in which a plurality of pixels including a reset transistor that connects the floating diffusion unit and a power source are arranged in a matrix,
The first transfer transistor is a buried channel type transistor;
A low level signal is supplied to the control electrode of the first transfer transistor and a high level signal is supplied to the control electrode of the third transfer transistor. Transition the supplied signal from high level to low level,
Furthermore, the operation of accumulating charges by the pixels is simultaneously started in a plurality of lines of pixels arranged in a matrix by changing the signal supplied to the control electrode of the third transfer transistor to a low level ,
Without simultaneously bringing the signals supplied to the control electrode of the second transfer transistor and the control electrode of the reset transistor to a high level,
The signal supplied to the control electrode of the second transfer transistor is changed from a high level to a low level,
A method of driving a solid-state imaging device, wherein a signal corresponding to the floating diffusion unit is read .
電荷を蓄積する蓄積部と、
該光電変換部と前記蓄積部とを接続する第1の転送部と、
前記蓄積部と浮遊拡散部とを接続する第2の転送部と、
前記光電変換部と電源とを接続する第3の転送部と、
前記浮遊拡散部と電源とを接続するリセット部と、を含む画素であって、少なくとも前記画素が電荷を蓄積する期間の一部において、前記蓄積部に蓄積される電荷に対する前記第1の転送部に形成されるポテンシャル障壁の高さが前記第3の転送部に形成されるポテンシャル障壁の高さよりも低い画素を行列状に複数配した画素部を有する固体撮像装置の駆動方法において、
前記第3の転送部にポテンシャル障壁が形成され、かつ、前記第1および第2の転送部にポテンシャル障壁がない状態において、前記第2の転送部にポテンシャル障壁が存在しない状態から該ポテンシャル障壁を形成することで前記画素が電荷を蓄積する動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に開始し、
さらに、前記第1の転送部にポテンシャル障壁を形成し、
前記第2の転送部および前記リセット部に同時にポテンシャル障壁をなくすことなく、
前記第2の転送部にポテンシャル障壁が形成されていない状態から、前記第2の転送部にポテンシャル障壁を形成し、
前記浮遊拡散部に応じた信号を読み出すこと
を特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts incident light;
An accumulator that accumulates charges;
A first transfer unit connecting the photoelectric conversion unit and the storage unit;
A second transfer unit connecting the storage unit and the floating diffusion unit;
A third transfer unit for connecting the photoelectric conversion unit and a power source;
A first transfer unit for a charge stored in the storage unit at least in a part of a period in which the pixel stores a charge; and a reset unit that connects the floating diffusion unit and a power source. In a driving method of a solid-state imaging device having a pixel portion in which a plurality of pixels in which the height of the potential barrier formed in the third transfer portion is lower than the height of the potential barrier formed in the third transfer portion is arranged in a matrix,
In the state where a potential barrier is formed in the third transfer unit and the potential barrier is not present in the first and second transfer units, the potential barrier is changed from a state in which no potential barrier exists in the second transfer unit. The operation of accumulating charges by the pixels is simultaneously started in a plurality of lines of pixels arranged in a matrix,
Furthermore, a potential barrier is formed in the first transfer part ,
Without removing the potential barrier at the same time in the second transfer unit and the reset unit,
From a state in which no potential barrier is formed in the second transfer unit, a potential barrier is formed in the second transfer unit,
A method of driving a solid-state imaging device, wherein a signal corresponding to the floating diffusion unit is read .
電荷を蓄積する蓄積部と、
該光電変換部で発生した電荷を前記蓄積部に転送するための第1の転送トランジスタと、
前記蓄積部に蓄積された電荷を浮遊拡散部に転送するための第2の転送トランジスタと、
前記光電変換部で発生した電荷を電源に転送するための第3の転送トランジスタと、
前記浮遊拡散部と電源とを接続するリセットトランジスタと、を含む画素を行列状に複数配した画素部を有する固体撮像装置の駆動方法において、
前記第1の転送トランジスタは埋め込みチャネル型のトランジスタであり、
前記第3の転送トランジスタの制御電極にローレベルの信号を供給し、かつ、前記第1および第2の転送トランジスタの制御電極にハイレベルの信号を供給する状態において、前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をハイレベルからローレベルに遷移させることで前記画素が電荷を蓄積する動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に開始させ、
さらに、前記第1の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をローレベルに遷移させ、
前記第2の転送トランジスタの制御電極および前記リセットトランジスタの制御電極に供給する信号を同時にハイレベルにすることなく、
前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号を、ハイレベルからローレベルに遷移させ、
前記浮遊拡散部に応じた信号を読み出すこと
を特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts incident light;
An accumulator that accumulates charges;
A first transfer transistor for transferring the charge generated in the photoelectric conversion unit to the storage unit;
A second transfer transistor for transferring the charge accumulated in the accumulation unit to the floating diffusion unit;
A third transfer transistor for transferring charges generated in the photoelectric conversion unit to a power source;
In a method for driving a solid-state imaging device having a pixel unit in which a plurality of pixels including a reset transistor that connects the floating diffusion unit and a power source are arranged in a matrix,
The first transfer transistor is a buried channel type transistor;
In a state where a low level signal is supplied to the control electrode of the third transfer transistor and a high level signal is supplied to the control electrode of the first and second transfer transistors, the second transfer transistor By causing a signal supplied to the control electrode to transition from a high level to a low level, an operation in which the pixel accumulates electric charges is simultaneously started in a plurality of lines of pixels arranged in a matrix,
Further, the signal supplied to the control electrode of the first transfer transistor is changed to a low level ,
Without simultaneously bringing the signals supplied to the control electrode of the second transfer transistor and the control electrode of the reset transistor to a high level,
The signal supplied to the control electrode of the second transfer transistor is changed from a high level to a low level,
A method of driving a solid-state imaging device, wherein a signal corresponding to the floating diffusion unit is read .
電荷を蓄積する蓄積部と、
該光電変換部で発生した電荷を前記蓄積部に転送するための第1の転送トランジスタと、
前記蓄積部に蓄積された電荷を浮遊拡散部に転送するための第2の転送トランジスタと、
前記光電変換部で発生した電荷を電源に転送するための第3の転送トランジスタと、
前記浮遊拡散部と電源とを接続するリセットトランジスタと、を含む画素を行列状に複数配した画素部と、
前記第1ないし第3の転送トランジスタの制御電極に対して信号を供給する制御部と、を有する固体撮像装置において、
前記第1の転送トランジスタは埋め込みチャネル型のトランジスタであり、
前記制御部は、
前記第1の転送トランジスタの制御電極にローレベルの信号を供給し、かつ、前記第3の転送トランジスタの制御電極にハイレベルの信号を供給する状態で、前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をハイレベルからローレベルに遷移させ、
さらに、前記第3の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をローレベルに遷移させることで前記画素が電荷を蓄積する動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に開始させ、
前記第2の転送トランジスタの制御電極および前記リセットトランジスタの制御電極に供給する信号を同時にハイレベルにすることなく、
前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号を、ハイレベルからローレベルに遷移させ、
前記浮遊拡散部に応じた信号を読み出すこと
を特徴とする固体撮像装置。 A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts incident light;
An accumulator that accumulates charges;
A first transfer transistor for transferring the charge generated in the photoelectric conversion unit to the storage unit;
A second transfer transistor for transferring the charge accumulated in the accumulation unit to the floating diffusion unit;
A third transfer transistor for transferring charges generated in the photoelectric conversion unit to a power source;
A reset transistor for connecting the floating diffusion unit and a power source, and a pixel unit including a plurality of pixels including a matrix,
A solid-state imaging device having a control section for supplying a signal to the control electrodes of the first to third transfer transistors,
The first transfer transistor is a buried channel type transistor;
The controller is
A low level signal is supplied to the control electrode of the first transfer transistor and a high level signal is supplied to the control electrode of the third transfer transistor. Transition the supplied signal from high level to low level,
Furthermore, by causing a signal to be supplied to the control electrode of the third transfer transistor to transition to a low level, the operation of accumulating charges in the pixel is simultaneously started in a plurality of lines of pixels arranged in a matrix ,
Without simultaneously bringing the signals supplied to the control electrode of the second transfer transistor and the control electrode of the reset transistor to a high level,
The signal supplied to the control electrode of the second transfer transistor is changed from a high level to a low level,
A solid-state imaging device, wherein a signal corresponding to the floating diffusion unit is read out .
電荷を蓄積する蓄積部と、
該光電変換部で発生した電荷を前記蓄積部に転送するための第1の転送トランジスタと、
前記蓄積部に蓄積された電荷を浮遊拡散部に転送するための第2の転送トランジスタと、
前記光電変換部で発生した電荷を電源に転送するための第3の転送トランジスタと、
前記浮遊拡散部と電源とを接続するリセットトランジスタと、を含む画素を行列状に複数配した画素部と、
前記第1ないし第3の転送トランジスタの制御電極に対して信号を供給する制御部と、を有する固体撮像装置において、
前記第1の転送トランジスタは埋め込みチャネル型のトランジスタであり、
前記制御部は、
前記第3の転送トランジスタの制御電極にローレベルの信号を供給し、かつ、前記第1および第2の転送トランジスタの制御電極にハイレベルの信号を供給する状態において、前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をハイレベルからローレベルに遷移させることで前記画素が電荷を蓄積する動作を行列状に配された画素の複数のラインで同時に開始させ、
さらに、前記第1の転送トランジスタの制御電極に供給する信号をローレベルに遷移させ、
前記第2の転送トランジスタの制御電極および前記リセットトランジスタの制御電極に供給する信号を同時にハイレベルにすることなく、
前記第2の転送トランジスタの制御電極に供給する信号を、ハイレベルからローレベルに遷移させ、
前記浮遊拡散部に応じた信号を読み出すこと
を特徴とする固体撮像装置。 A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts incident light;
An accumulator that accumulates charges;
A first transfer transistor for transferring the charge generated in the photoelectric conversion unit to the storage unit;
A second transfer transistor for transferring the charge accumulated in the accumulation unit to the floating diffusion unit;
A third transfer transistor for transferring charges generated in the photoelectric conversion unit to a power source;
A reset transistor for connecting the floating diffusion unit and a power source, and a pixel unit including a plurality of pixels including a matrix,
A solid-state imaging device having a control section for supplying a signal to the control electrodes of the first to third transfer transistors,
The first transfer transistor is a buried channel type transistor;
The controller is
In a state where a low level signal is supplied to the control electrode of the third transfer transistor and a high level signal is supplied to the control electrode of the first and second transfer transistors, the second transfer transistor By causing a signal supplied to the control electrode to transition from a high level to a low level, an operation in which the pixel accumulates electric charges is simultaneously started in a plurality of lines of pixels arranged in a matrix,
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The signal supplied to the control electrode of the second transfer transistor is changed from a high level to a low level,
A solid-state imaging device, wherein a signal corresponding to the floating diffusion unit is read out .
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