JPH05244513A - Photoelectric converter and its drive method - Google Patents

Photoelectric converter and its drive method

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JPH05244513A
JPH05244513A JP4073011A JP7301192A JPH05244513A JP H05244513 A JPH05244513 A JP H05244513A JP 4073011 A JP4073011 A JP 4073011A JP 7301192 A JP7301192 A JP 7301192A JP H05244513 A JPH05244513 A JP H05244513A
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JP
Japan
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pixel
light
base
reset
junction
Prior art date
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Application number
JP4073011A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidekazu Takahashi
秀和 高橋
Yoshiaki Hirano
義昭 平野
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent fluctuation in a light shield picture element output and crosstalk caused by a carrier generated in a valid picture element region leaked to the light shield picture element in the photoelectric converter having light shield picture elements and valid picture elements. CONSTITUTION:The photoelectric converter and its drive method is provided with a 2nd light shield picture element having a light shield picture element and a valid picture element and a p-n junction provided between the light shield picture element and the valid picture element, a wiring 15 connecting to a semiconductor layer (base 1) on the front side o the p-n junction and a means applying a reverse bias to the p-n junction via the wiring 15 during the storage period of the photoelectric converter and applying a reset voltage during the reset period.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、遮光画素と有効画素を
有する全画素一括リセット型光電変換装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an all-pixel collective reset type photoelectric conversion device having light-shielding pixels and effective pixels.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のBASIS(BAse Stor
ed Image Sensor)エリアセンサの平面
図を図10に示す。また図10のXX′の断面を図11
に示す。図10,図11において、1はバイポーラトラ
ンジスタのベースであるP型不純物領域、2はエミッタ
であるn+ 領域、3はエミッタ出力線であるAl配線、
4はゲート電極であるポリSi電極、5はキャパシタC
OX、6は素子分離領域、7は遮光膜であるAl膜、8は
- エピタキシャル層、9は半導体基板であるSi、1
0はコレクタ電極、11はゲート酸化膜、12は層間絶
縁膜1、13は層間絶縁膜2、14は表面保護膜、15
は遮光膜である。
2. Description of the Related Art Conventional BASIS (BAse Store)
FIG. 10 is a plan view of the ed Image Sensor) area sensor. 11 is a sectional view taken along line XX ′ in FIG.
Shown in. In FIGS. 10 and 11, 1 is a P-type impurity region which is a base of a bipolar transistor, 2 is an n + region which is an emitter, 3 is an Al wiring which is an emitter output line,
4 is a poly-Si electrode which is a gate electrode, 5 is a capacitor C
OX , 6 is an element isolation region, 7 is an Al film as a light-shielding film, 8 is an n - epitaxial layer, 9 is a semiconductor substrate Si, 1
0 is a collector electrode, 11 is a gate oxide film, 12 is an interlayer insulating film 1, 13 is an interlayer insulating film 2, 14 is a surface protective film, 15
Is a light-shielding film.

【0003】次にBASISエリアセンサの基本動作に
ついて簡単に説明する。BASISの動作は(1)蓄積
動作(2)読み出し動作(3)リセット動作の3つより
なる。
Next, the basic operation of the BASIS area sensor will be briefly described. The BASIS operation consists of three operations: (1) storage operation, (2) read operation, and (3) reset operation.

【0004】(1)蓄積動作 リセット動作が終了
し、バイポーラトランジスタのベースエミッタ間が、逆
バイアスにされた時点から蓄積動作が開始する。ベース
領域3及びベース・コレクタ間の空乏層において入射光
により発生した正孔がベース3に蓄積されるに従いベー
ス電位は上昇する。
(1) Storage Operation The storage operation starts when the reset operation is completed and the base and emitter of the bipolar transistor are reversely biased. The base potential increases as holes generated by incident light are accumulated in the base 3 in the base region 3 and the depletion layer between the base and the collector.

【0005】この正孔による信号VP は次式で表わされ
る。
The signal V P due to the holes is expressed by the following equation.

【0006】VP =iP ・tS /CB ここでiP は光電流、tS は蓄積時間、CB はベース容
量である。
V P = i P · t S / C B where i P is the photocurrent, t S is the storage time, and C B is the base capacitance.

【0007】(2)読み出し動作 水平駆動線を通し
てCOX5に正のパルスを印加する。COX5を通した容量
結合によりベース電位を正方向へ持ち上げ、ベースエミ
ッタ間を順バイアスにすると読み出し動作になる。
(2) Read Operation A positive pulse is applied to C OX 5 through the horizontal drive line. When the base potential is raised in the positive direction by capacitive coupling through C OX 5 and the base-emitter is forward biased, a read operation is performed.

【0008】(3)リセット動作 BASISのリセ
ットは2つの動作の組み合わせで成り立っている。
(3) Reset Operation The reset of BASIS consists of a combination of two operations.

【0009】まず第1リセットは、水平駆動線を通して
p−MOSゲート電極4に負のパルスを印加する。それ
によりp−MOSはONし、ベース3を接地させる。
First, in the first reset, a negative pulse is applied to the p-MOS gate electrode 4 through the horizontal drive line. Thereby, the p-MOS is turned on and the base 3 is grounded.

【0010】次に第2リセットでは、エミッタ出力線3
を接地し、COX5に正のパルスを印加する。ベース1は
正電位に持ち上げられ、ベースエミッタ間は順バイアス
となり、電子と正孔の再結合によって、ベース電位は下
がってくる。COX5に印加するパルスがGNDに戻ると
ベースエミッタ間は逆バイアス状態に戻り、リセット動
作が終了する。
Next, in the second reset, the emitter output line 3
Is grounded and a positive pulse is applied to C OX 5. The base 1 is raised to a positive potential, a forward bias is applied between the base and emitter, and the recombination of electrons and holes lowers the base potential. When the pulse applied to C OX 5 returns to GND, a reverse bias state is returned between the base and emitter, and the reset operation ends.

【0011】図10に示す様に、リセット用p−MOS
は各画素の分離領域に作られている。p−MOSゲート
4がONすると、隣接する画素のベース3が導通し、リ
セットが行われる。反対にゲート4がOFFの時にはp
−MOSは画素分離領域としての役割を担う。図11を
参照すると、p−MOSゲート4は垂直出力線3により
遮光されている。このため、BASISエリアセンサは
高開口率を得ることが可能である。
As shown in FIG. 10, a reset p-MOS is provided.
Are formed in the separation area of each pixel. When the p-MOS gate 4 is turned on, the bases 3 of the adjacent pixels are turned on and resetting is performed. On the other hand, when gate 4 is OFF, p
-MOS plays a role as a pixel separation region. Referring to FIG. 11, the p-MOS gate 4 is shielded from light by the vertical output line 3. Therefore, the BASIS area sensor can obtain a high aperture ratio.

【0012】また、第1の遮光画素上は遮光層7で履れ
ているため、ベース1には光が入射せず、ベース電位は
光量によらず一定となり、遮光画素出力電位は基準電位
として用いられる。
Further, since the first light-shielding pixel is covered with the light-shielding layer 7, light does not enter the base 1, the base potential becomes constant regardless of the light quantity, and the light-shielding pixel output potential is set as the reference potential. Used.

【0013】図12は、このような光電変換素子を用い
た従来の固体撮像装置の概略的回路図である。
FIG. 12 is a schematic circuit diagram of a conventional solid-state image pickup device using such a photoelectric conversion element.

【0014】各ラインにおける素子の電極4は各水平ラ
インHL1 〜HLm にそれぞれ共通接続され、それぞれ
スイッチSW1 〜SWm を介して端子20に接続されて
いる。端子20にはパルスφdが入力する。
The electrodes 4 of the elements in each line are commonly connected to the horizontal lines HL 1 to HL m , respectively, and connected to the terminal 20 via the switches SW 1 to SW m , respectively. The pulse φd is input to the terminal 20.

【0015】スイッチSW1 〜SWm はnMOSトラン
ジスタで構成されるアナログスイッチであり、そのゲー
ト端子には垂直走査回路21の出力端子が接続され、そ
の出力パルスφv1 〜φvm によって制御される。
The switches SW 1 to SW m are analog switches composed of nMOS transistors. The output terminals of the vertical scanning circuit 21 are connected to their gate terminals and controlled by their output pulses φv 1 to φv m .

【0016】各素子のエミッタ電極3は列ごとに垂直ラ
インVL1 〜VLn に接続されている。垂直ラインVL
1 〜VLn はリセット用トランジスタQb1 〜Qbn
介して接地され、トランジスタQb1 〜Qbn のゲート
電極にはパルスφrが入力する。
The emitter electrodes 3 of each element are connected to the vertical lines VL 1 to VL n column by column. Vertical line VL
1 ~VL n is grounded via a reset transistor Qb 1 ~Qb n, pulse φr is input to the gate electrode of the transistor Qb 1 ~Qb n.

【0017】また、垂直ラインVL1 〜VLn は、トラ
ンジスタQa1 〜Qan を介して各々蓄積用キャパシタ
1 〜Cn に接続され、更にキャパシタC1 〜Cn はト
ランジスタQ1 〜Qn を介して出力ライン22に接続さ
れている。
Further, the vertical line VL 1 ~VL n, is connected to each storage capacitor C 1 -C n via the transistor Qa 1 ~Qa n, further capacitors C 1 -C n transistor Q 1 to Q n Is connected to the output line 22 via.

【0018】トランジスタQa1 〜Qan のゲート電極
にはパルスφtが共通に入力し、トランジスタQ1 〜Q
n のゲート電極には水平走査回路23からパルスφh1
〜φhn が各々入力する。
[0018] The pulse φt is commonly input to the gate electrode of the transistor Qa 1 ~Qa n, transistor Q 1 ~Q
A pulse φh 1 from the horizontal scanning circuit 23 is applied to the gate electrode of n.
~ Φh n are input respectively.

【0019】出力ライン22はトランジスタQrhを介
して接地されるとともに、アンプ24の入力端子に接続
されている。トランジスタQrhのゲート電極にはパル
スφrhが入力する。
The output line 22 is grounded via the transistor Qrh and connected to the input terminal of the amplifier 24. The pulse φrh is input to the gate electrode of the transistor Qrh.

【0020】なお、各素子のベース電位を設定するため
の一定電位Vc は、接地電位とする。
The constant potential V c for setting the base potential of each element is the ground potential.

【0021】次に図13のタイミングチャートを参照し
て動作を説明する。
Next, the operation will be described with reference to the timing chart of FIG.

【0022】まず、垂直走査回路21のパルスφv1
みをハイレベルにしてスイッチSW1 をON状態とす
る。また、パルスφtをハイレベルにしてトランジスタ
Qa1〜Qan をオン状態とする。
First, only the pulse φv 1 of the vertical scanning circuit 21 is set to the high level, and the switch SW 1 is turned on. Also, the ON state of the transistor Qa 1 ~Qa n by a pulse φt to the high level.

【0023】次に、パルスφdを期間T1 だけ正電位に
すると、スイッチSW1 を通して第1ラインの素子S11
〜S1nの電極4に正電圧が印加する。これにより第1ラ
インの読出し動作が行われ、第1ラインの読出し信号が
垂直ラインVL1 〜VLn およびトランジスタQa1
Qan を通してキャパシタC1 〜Cn に各々蓄積され
る。
Next, when the pulse φd is set to a positive potential for the period T 1 , the element S 11 of the first line is passed through the switch SW 1 .
A positive voltage is applied to the electrodes 4 of S 1n . As a result, the read operation of the first line is performed, and the read signals of the first line are the vertical lines VL 1 to VL n and the transistors Qa 1 to.
They are respectively stored in the capacitor C 1 -C n through qa n.

【0024】次に、パルスφtがローレベルとなりトラ
ンジスタQa1 〜Qan がオフ状態となる。そして、水
平走査回路21からパルスφh1 〜φhn が順次出力さ
れ、それに従ってキャパシタC1 〜Cn に蓄積された読
出し信号がトランジスタQ1〜Qn を介して順次出力ラ
イン22へ取り出され、アンプ24を通して出力信号V
out として外部へシリアルに出力される。なお、各読出
し信号が出力される毎にパルスφrhが立上がり、トラ
ンジスタQrhをオンして出力ライン22のキャリアを
除去する。
Next, the pulse φt goes low, turning off the transistors Qa 1 -Qa n . The pulse φh 1 ~φh n are sequentially output from the horizontal scanning circuit 21, the read signal stored in the capacitor C 1 -C n is fetched sequentially to the output line 22 via the transistor Q 1 to Q n accordingly, Output signal V through amplifier 24
is output to the outside to the serial as out. Note that the pulse φrh rises every time each read signal is output, turning on the transistor Qrh to remove the carrier on the output line 22.

【0025】こうして第1ラインの動作が終了すると、
パルスφv1 が立下がり、スイッチSW1 をオフ状態と
する。続いて、パルスφt1 が立上がりトランジスタQ
1〜Qan をオン状態とする。これによって、キャパ
シタC1 〜Cn に残留しているキャリアを垂直ラインV
1 〜VLn およびトランジスタQb1 〜Qbn を通し
て除去する。
When the operation of the first line is completed in this way,
The pulse φv 1 falls, and the switch SW 1 is turned off. Then, the pulse φt 1 rises and the transistor Q
and turn on the a 1 ~Qa n. As a result, the carriers remaining in the capacitors C 1 to C n are transferred to the vertical line V.
L 1 is removed through ~VL n and transistor Qb 1 ~Qb n.

【0026】以下同様の動作をラインごとに行い、第2
〜第mラインの読出し信号を順次出力する。
Thereafter, the same operation is performed for each line, and the second
~ The read signal of the m-th line is sequentially output.

【0027】[0027]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例では有効画素領域で発生したキャリアが遮光画
素へ漏れ込んでしまうため、光照射時に遮光画素出力が
変動してしまい、クロストークが多くなってしまうとい
った欠点があった。
However, in the above-mentioned conventional example, the carriers generated in the effective pixel area leak into the light-shielding pixel, so that the light-shielding pixel output fluctuates during light irradiation and crosstalk increases. There was a drawback that it would end up.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、前述
した課題を解決するため、遮光画素と有効画素を有し、
前記遮光画素と有効画素の間に設けられたp−n接合を
有する第2の遮光画素と、前記p−n接合部の表面側の
半導体層上に接続された配線とを有する光電変換装置、
及び前記光電変換装置の蓄積期間中には、前記配線を介
して、前記p−n接合に逆バイアスを印加させ、リセッ
ト期間中にはリセット電圧を印加、又はフローティング
にすることを特徴とする光電変換装置の駆動方法を手段
とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has a light-shielding pixel and an effective pixel,
A photoelectric conversion device comprising: a second light-shielding pixel having a pn junction provided between the light-shielding pixel and the effective pixel; and a wiring connected to the semiconductor layer on the front surface side of the pn junction.
And a reverse bias is applied to the pn junction through the wiring during the accumulation period of the photoelectric conversion device, and a reset voltage is applied or floated during the reset period. The driving method of the converter is used as a means.

【0029】本発明によれば、第1の遮光画素と有効画
素の間に、隣接画素とp−MOSで分離した、pn接合
を有する第2の遮光画素を設け、全画素を一括にリセッ
トする駆動方法により、蓄積期間にはpn接合に逆バイ
アスを印加し、リセット期間にはp領域にリセット電圧
を印加、又はフローティングにすることにより、リセッ
ト時間を増加させずに、第1の遮光画素への不要キャリ
アの漏れ込みを防ぎ、クロストークを低減したものであ
る。
According to the present invention, a second light-shielding pixel having a pn junction, which is separated from an adjacent pixel by a p-MOS, is provided between the first light-shielding pixel and the effective pixel, and all the pixels are collectively reset. Depending on the driving method, a reverse bias is applied to the pn junction during the accumulation period, and a reset voltage is applied to the p region during the reset period, or a floating voltage is applied to the p region so that the reset time is not increased and the first light-shielded pixel is applied. This prevents the unnecessary carriers from leaking in and reduces crosstalk.

【0030】[0030]

【実施例】〔実施例1〕図1に本発明の第1の実施例の
BASISエリアセンサ断面図を示す。ここで従来例と
同一箇所は同一番号を付け説明は省略する。15は第2
の遮光画素のベース領域1に接続している配線である。
[Embodiment 1] FIG. 1 shows a sectional view of a BASIS area sensor according to a first embodiment of the present invention. Here, the same parts as those in the conventional example are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. 15 is the second
The wiring is connected to the base region 1 of the light-shielded pixel.

【0031】センサの蓄積期間中に、第2の遮光画素
(以下ダミー画素と呼ぶ)のベースコレクタ間が逆バイ
アス状態となる様な電圧を印加することにより、有効画
素から第1の遮光画素へ漏れ込む不要キャリアを吸収さ
せることができる。また、第1リセット期間には第1リ
セット電位を配線15に印加することにより、OB画素
のベース領域1を第1リセット電源として用いることが
できる。
During the accumulation period of the sensor, a voltage is applied between the base collectors of the second light-shielding pixels (hereinafter referred to as dummy pixels) so as to be in a reverse bias state, so that the effective pixels are transferred to the first light-shielding pixels. It is possible to absorb unnecessary carriers that leak. Further, by applying the first reset potential to the wiring 15 in the first reset period, the base region 1 of the OB pixel can be used as the first reset power supply.

【0032】ここでダミー画素のキャリア吸収について
簡単に述べる。ダミー画素のpn接合が階段接合の場
合、pベースn型コレクタ領域に形成される空乏層幅W
は、
Here, the carrier absorption of the dummy pixel will be briefly described. When the pn junction of the dummy pixel is a step junction, the depletion layer width W formed in the p base n type collector region
Is

【0033】[0033]

【数1】で与えられる。ここでNA はベース不純物濃
度、ND はコレクタ不純物濃度、εs は誘電率、qは素
電荷、VBCはベースコレクタ電圧(順方向バイアスで正
符号)である。またVbiは内蔵電位と呼ばれ、
It is given by Here, N A is the base impurity concentration, N D is the collector impurity concentration, ε s is the dielectric constant, q is the elementary charge, and V BC is the base collector voltage (forward bias and positive sign). V bi is called the built-in potential,

【0034】[0034]

【数2】で与えられる。ここでkはボルツマン定数、n
i は真性キャリア濃度である。
It is given by Where k is Boltzmann's constant and n
i is the intrinsic carrier concentration.

【0035】この空乏層領域に有効画素から不要キャリ
アが拡散してくると、空乏層内の電界により、正孔はベ
ースへ電子はコレクタへ吸収される。
When unnecessary carriers diffuse from the effective pixel into the depletion layer region, holes are absorbed by the base and electrons are absorbed by the collector by the electric field in the depletion layer.

【0036】空乏層幅WはVBCを逆バイアス(ベースを
負、コレクタを正電位)にすれば広がることが(1)式
よりわかる。
It can be seen from the equation (1) that the depletion layer width W increases when V BC is reverse biased (the base is negative and the collector is positive potential).

【0037】従ってダミー画素で不要キャリアを効率良
く吸収させるにはベースに負電位を与え空乏層を広げて
おく必要がある。
Therefore, in order to efficiently absorb the unnecessary carriers in the dummy pixel, it is necessary to apply a negative potential to the base to widen the depletion layer.

【0038】図2は本発明による光電変換装置の概略的
回路図である。従来例と同一箇所は同一番号を付け説明
は省略する。図2でQc1 〜Qcn はリセット用MOS
トランジスタで、それぞれ垂直ラインVL1 〜VLn
接続されている。Qc1 〜Qcn がONすると垂直ライ
ンにリセット電圧VVCが印加する。
FIG. 2 is a schematic circuit diagram of a photoelectric conversion device according to the present invention. The same parts as those of the conventional example are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Qc in FIG. 2 1 ~Qc n is MOS reset
Transistors are connected to the vertical lines VL 1 to VL n , respectively. Reset voltage V VC is applied to Qc 1 ~Qc n is turned ON vertical line.

【0039】次に図3及び図4のタイミングチャートを
用いて駆動方法について説明する。本実施例の駆動方法
の特徴は全素子のリセットを行った後、蓄積期間に入る
ことである。図3はリセット及び蓄積期間のタイミング
チャートである。
Next, the driving method will be described with reference to the timing charts of FIGS. A feature of the driving method of the present embodiment is that after the resetting of all the elements, the storage period starts. FIG. 3 is a timing chart of the reset and accumulation period.

【0040】T5 期間にφBRをLowレベルにして、p
−MOSトランジスタをONさせる。p−MOSトラン
ジスタがONすると素子のp−MOSトランジスタのソ
ース電位に正のリセット電圧VC (≒3V)が印加さ
れ、p−MOSトランジスタは導通状態になりベース領
域3は正電位にリセットされる。
During the T 5 period, φ BR is set to the low level and p
-Turn on the MOS transistor. When the p-MOS transistor is turned on, a positive reset voltage V C (≈3V) is applied to the source potential of the p-MOS transistor of the element, the p-MOS transistor becomes conductive and the base region 3 is reset to the positive potential. .

【0041】又T5 期間にφbはリセット電圧VC に設
定されダミー画素のpベース領域はリセット電源として
の機能を持つ。これにより、従来よりもリセット期間の
短縮が可能となる。
In the period T 5 , φb is set to the reset voltage V C, and the p base region of the dummy pixel functions as a reset power supply. As a result, the reset period can be shortened as compared with the conventional case.

【0042】全素子のベース電位のリセットを行った
後、T6 期間にベース電位をGNDにするためのリセッ
トを行う。T6 期間にφr1 をHighにすることによ
り、n−MOSトランジスタQc1 〜Qcn をONさ
せ、各素子のエミッタに負電圧VVC(−1〜−2V)を
印加する。この時エミッタからベースへ電子が注入さ
れ、ベース電位はGNDレベルまで下がる。このリセッ
トにより、全素子のベース電位はGNDレベルに設定さ
れる。
After resetting the base potentials of all the elements, resetting is performed to set the base potentials to GND during the T 6 period. By the [phi] r 1 to High to T 6 period, the n-MOS transistor Qc 1 ~Qc n is ON, the application of a negative voltage V VC (-1~-2V) to the emitter of the respective elements. At this time, electrons are injected from the emitter to the base, and the base potential drops to the GND level. By this reset, the base potentials of all the elements are set to the GND level.

【0043】以上の全画素のリセットを行った後ベース
電位を逆バイアス状態にするためのリセットを1H(水
平)ラインごとに行う。
After resetting all the pixels as described above, reset for setting the base potential to the reverse bias state is performed for each 1H (horizontal) line.

【0044】T7 期間にφr2 をHighレベルに設定
し、素子のエミッタをGNDに接地する。まずφv1
φdをHighに設定し、第1Hラインの素子S11〜S
1nのベース電位を容量結合により上昇させる。この時エ
ミッタは接地されているため、素子S11〜S1nのベース
電位は時間とともに下がって行く。その後φdをLow
レベルに戻し、ベース電位を初期の逆バイアス状態へ戻
す。
During the period T 7 , φr 2 is set to the high level, and the emitter of the element is grounded to GND. First, φv 1 and φd are set to High, and the elements S 11 to S of the first H line are set.
The base potential of 1n is raised by capacitive coupling. At this time, since the emitters are grounded, the base potentials of the elements S 11 to S 1n decrease with time. After that, set φd to Low
It is returned to the level and the base potential is returned to the initial reverse bias state.

【0045】以上で第1Hラインのリセットは終了し、
第2Hライン以降のリセットを同様に行う。
This completes the resetting of the first H line,
The resetting from the second H line onward is similarly performed.

【0046】リセット動作が終了した後、蓄積期間とな
る。この期間φbを−VD に設定し、ベースコレクタ間
を逆バイアス状態にさせ不要キャリア吸収作用を持たせ
る。
After the reset operation is completed, the accumulation period starts. During this period, φb is set to −V D so that the base-collector is reverse-biased to have an unnecessary carrier absorption function.

【0047】蓄積期間終了後、信号の読み出しを行う。
読み出し動作は従来例で述べた方法と同様に行う。
After the accumulation period ends, the signal is read.
The read operation is performed in the same manner as the method described in the conventional example.

【0048】以上述べた全素子を一括してリセットを行
う方法はSVカメラ等の静止画撮影用として用いること
ができる。
The above-described method of resetting all the elements at once can be used for still image photographing of an SV camera or the like.

【0049】本実施例で述べた様に、ダミー画素のベー
ス領域に配線を接続させ蓄積期間にベースコレクタ間が
逆バイアス状態となる様な電圧を印加し、リセット期間
には、リセット電圧を印加させる回路構成とタイミング
により、有効画素と遮光画素のクロストークを減少させ
リセット時間の短縮も行うことができた。
As described in the present embodiment, the wiring is connected to the base region of the dummy pixel to apply a voltage such that the base-collector is reversely biased during the accumulation period, and the reset voltage is applied during the reset period. Depending on the circuit configuration and timing, the crosstalk between the effective pixel and the light-shielded pixel can be reduced and the reset time can be shortened.

【0050】〔実施例2〕図5に本発明の第2実施例の
回路構成図を示す。又、タイミングチャートを図6に示
す。実施例1と同一箇所は同一番号を付け、説明は省略
する。図5においてQdはn−MOSトランジスタであ
り、ダミー画素の垂直ライン15と接続されている。
[Embodiment 2] FIG. 5 shows a circuit diagram of a second embodiment of the present invention. A timing chart is shown in FIG. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In FIG. 5, Qd is an n-MOS transistor, which is connected to the vertical line 15 of the dummy pixel.

【0051】φcはn−MOSトランジスタQdのゲー
トに印加されるパルスである。φcは蓄積期間中にHi
ghレベルとなり垂直ライン15に電圧VD が印加され
ダミー画素のベースはVD に固定される。通常、VD
ベースコレクタ間が逆バイアス状態となる様な値に設定
される。
Φc is a pulse applied to the gate of the n-MOS transistor Qd. φc is Hi during the accumulation period
The level becomes gh and the voltage V D is applied to the vertical line 15, and the base of the dummy pixel is fixed at V D. Normally, V D is set to a value such that the base and collector are reversely biased.

【0052】又、素子のベース電位をリセットする期間
5 は、φcはLowレベルとなりダミー画素のベース
は有効画素と同様にフローティング状態となる。
Further, during the period T 5 in which the base potential of the element is reset, φc becomes Low level, and the base of the dummy pixel is in the floating state like the effective pixel.

【0053】本実施例ではベースリセット期間T5 にダ
ミー画素のベースがフローティングとなる事が特徴であ
る。
The present embodiment is characterized in that the base of the dummy pixel becomes floating during the base reset period T 5 .

【0054】ダミー画素のベースも有効画素と同様にリ
セットされるため、従来と同じリセット時間で、遮光画
素と有効画素のクロストークを抑えることが可能であ
る。
Since the base of the dummy pixel is reset in the same manner as the effective pixel, it is possible to suppress the crosstalk between the light-shielded pixel and the effective pixel in the same reset time as the conventional one.

【0055】〔実施例3〕図7に本発明の第3実施例の
概略断面図を示す。実施例1,2ではダミー画素は有効
画素と遮光画素の間の1画素分のみであったが、本実施
例では例えば図7に示すように2画素分を第2遮光画素
(ダミー画素)として、複数画素上に設けたことを特徴
とする。本構成の場合、更にクロストークの低減が可能
となる。
[Embodiment 3] FIG. 7 shows a schematic sectional view of a third embodiment of the present invention. In the first and second embodiments, the dummy pixel is only one pixel between the effective pixel and the light-shielding pixel, but in this embodiment, two pixels are set as the second light-shielding pixel (dummy pixel) as shown in FIG. 7, for example. , Provided on a plurality of pixels. With this configuration, it is possible to further reduce crosstalk.

【0056】〔実施例4〕図8に本発明の第4実施例の
断面図を示す。
[Embodiment 4] FIG. 8 shows a sectional view of a fourth embodiment of the present invention.

【0057】実施例1〜3ではダミー画素のベースに直
接配線15を接続していたが、本実施例では他の画素と
同様にエミッタ2に接続している。蓄積期間中、ベース
コレクタ間が逆バイアス状態となる様にφbを設定す
る。有効画素から遮光画素へ拡散する不要キャリアはダ
ミー画素のベース1へ吸収され、エミッタ2から供給さ
れる電子と再結合して消滅する。
In the first to third embodiments, the wiring 15 is directly connected to the base of the dummy pixel, but in the present embodiment, it is connected to the emitter 2 like other pixels. Φb is set so that the base-collector is reversely biased during the accumulation period. Unwanted carriers that diffuse from the effective pixel to the light-shielded pixel are absorbed by the base 1 of the dummy pixel, and are recombined with the electrons supplied from the emitter 2 to disappear.

【0058】本実施例の素子は図2又は図5の回路にそ
のまま適用できる。
The device of this embodiment can be applied to the circuit of FIG. 2 or 5 as it is.

【0059】〔実施例5〕図9に本発明の第5実施例の
断面図を示す。
[Embodiment 5] FIG. 9 shows a sectional view of a fifth embodiment of the present invention.

【0060】本実施例では実施例4のダミー画素を複数
画素設けたことを特徴とする。本構成の場合、実施例4
以上のクロストーク低減が可能である。
This embodiment is characterized in that a plurality of dummy pixels of Embodiment 4 are provided. In the case of this configuration, the fourth embodiment
The above crosstalk can be reduced.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、第1の遮光画素と
有効画素の間に、隣接画素とp−MOSにより分離した
pn接合を有する第2の遮光画素を設け、蓄積期間にp
n接合に逆バイアスを印加し、リセット期間中にp領域
にリセット電圧を印加又はフローティングにすることに
よりリセット時間を増加させずに、クロストークを減少
させることができる。
As described above, the second light-shielding pixel having the pn junction separated from the adjacent pixel by the p-MOS is provided between the first light-shielding pixel and the effective pixel, and p
By applying a reverse bias to the n-junction and applying or floating the reset voltage to the p region during the reset period, crosstalk can be reduced without increasing the reset time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例の断面図FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例の回路図FIG. 2 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施例のタイミング図FIG. 3 is a timing diagram of the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1実施例のタイミング図FIG. 4 is a timing diagram of the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2実施例の回路図FIG. 5 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2実施例のタイミング図FIG. 6 is a timing diagram of the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3実施例の断面図FIG. 7 is a sectional view of a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第4実施例の断面図FIG. 8 is a sectional view of a fourth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第5実施例の断面図FIG. 9 is a sectional view of a fifth embodiment of the present invention.

【図10】従来のBASISエリアセンサ平面図FIG. 10 is a plan view of a conventional BASIS area sensor.

【図11】従来のBASISエリアセンサ断面図FIG. 11 is a sectional view of a conventional BASIS area sensor.

【図12】従来のBASISエリアセンサ回路図FIG. 12: Conventional BASIS area sensor circuit diagram

【図13】従来のBASISエリアセンサタイミング図FIG. 13: Timing chart of conventional BASIS area sensor

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型ベース領域 2 n+ 型エミッタ領域 3 エミッタ出力線 4 ゲート電極 5 キャパシタ 6 素子分離領域 7 遮光膜 8 n- エピタキシャル層 9 半導体基板 10 コレクタ電極 11 ゲート酸化膜 12 層間絶縁膜1 13 層間絶縁膜2 14 表面保護膜 15 ダミー画素垂直配線1 P-type base region 2 n + type emitter region 3 Emitter output line 4 Gate electrode 5 Capacitor 6 Element isolation region 7 Light-shielding film 8 n - Epitaxial layer 9 Semiconductor substrate 10 Collector electrode 11 Gate oxide film 12 Interlayer insulating film 1 13 Interlayer insulation Film 2 14 Surface protection film 15 Dummy pixel vertical wiring

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 遮光画素と有効画素を有し、前記遮光画
素と有効画素の間に設けられたp−n接合を有する第2
の遮光画素と、前記p−n接合部の表面側の半導体層上
に接続された配線と、 前記光電変換装置の蓄積期間中には、前記配線を介して
前記p−n接合に逆バイアスを印加させ、リセット期間
中にはリセット電圧を印加させる手段を有することを特
徴とする光電変換装置。
1. A second pixel having a light-shielding pixel and an effective pixel, and a pn junction provided between the light-shielding pixel and the effective pixel.
And a wiring connected to the semiconductor layer on the surface side of the pn junction, and a reverse bias is applied to the pn junction via the wiring during the accumulation period of the photoelectric conversion device. A photoelectric conversion device comprising means for applying a reset voltage during a reset period.
【請求項2】 前記配線が、前記第2の遮光画素を構成
するトランジスタのベースに接続されていることを特徴
とする請求項1に記載の光電変換装置。
2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the wiring is connected to a base of a transistor forming the second light-shielding pixel.
【請求項3】 前記配線が、前記第2の遮光画素を構成
するトランジスタのエミッタに接続されていることを特
徴とする請求項1に記載の光電変換装置。
3. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the wiring is connected to an emitter of a transistor forming the second light-shielding pixel.
【請求項4】 前記第2の遮光画素が複数の画素上にま
たがって設けられていることを特徴とする請求項1に記
載の光電変換装置。
4. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the second light-shielding pixel is provided over a plurality of pixels.
【請求項5】 遮光画素と有効画素を有し、前記遮光画
素と有効画素の間に設けられたp−n接合を有する第2
の遮光画素と、前記p−n接合部の表面側の半導体層上
に接続された配線とを有する光電変換装置において、 前記光電変換装置の蓄積期間中には、前記配線を介し
て、前記p−n接合に逆バイアスを印加させ、リセット
期間中にはリセット電圧を印加させることを特徴とする
光電変換装置の駆動方法。
5. A second pixel having a light-shielding pixel and an effective pixel, and a pn junction provided between the light-shielding pixel and the effective pixel.
A light-shielding pixel and a wiring connected to the semiconductor layer on the front surface side of the pn junction, the photoelectric conversion device having the p-type via the wiring during an accumulation period of the photoelectric conversion device. A method for driving a photoelectric conversion device, characterized in that a reverse bias is applied to the -n junction and a reset voltage is applied during a reset period.
【請求項6】 前記リセット期間中に、P層をフローテ
ィングにすることを特徴とする請求項5に記載の光電変
換装置の駆動方法。
6. The method of driving a photoelectric conversion device according to claim 5, wherein the P layer is made floating during the reset period.
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