JPH07284024A - Solid-state image sensor - Google Patents
Solid-state image sensorInfo
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- JPH07284024A JPH07284024A JP6069351A JP6935194A JPH07284024A JP H07284024 A JPH07284024 A JP H07284024A JP 6069351 A JP6069351 A JP 6069351A JP 6935194 A JP6935194 A JP 6935194A JP H07284024 A JPH07284024 A JP H07284024A
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高輝度被写体撮像時のブルーミングを抑制
し、広範囲の照度において良好な画像が得られる固体撮
像素子を得る。
【構成】 光電変換素子にリセット用MOSトランジス
タが直列に接続された増幅型固体撮像素子の垂直走査回
路内リセット用垂直選択線の出力部として、シフトパル
スを送出するシフトレジスタ12a、MOSトランジス
タQpとMOSトランジスタQnとのインバータでなる
ドライバ回路12b、リセット用垂直選択線9にハイレ
ベルの電位を供給するための第1の電源線12c、上記
リセット用垂直選択線9にローレベルの電位を供給する
ための第2の電源線12dを備え、第2の電源線の電位
をリセット用MOSトランジスタのしきい値以上に設定
し、蓄積時にリセット用MOSトランジスタのゲートに
しきい値以上の電圧を印加することで、横型のオーバー
フロードレインとして働かせる。
(57) [Abstract] [Purpose] To obtain a solid-state imaging device capable of suppressing blooming when capturing a high-brightness subject and obtaining a good image in a wide range of illuminance. A shift register 12a for sending a shift pulse and a MOS transistor Qp are provided as an output part of a reset vertical selection line in a vertical scanning circuit of an amplification type solid-state imaging device in which a reset MOS transistor is connected in series to a photoelectric conversion element. A driver circuit 12b formed of an inverter with a MOS transistor Qn, a first power supply line 12c for supplying a high level potential to the reset vertical selection line 9, and a low level potential supplied to the reset vertical selection line 9. A second power supply line 12d for setting the potential of the second power supply line to a threshold value of the reset MOS transistor or higher, and applying a voltage higher than the threshold value to the gate of the reset MOS transistor during storage. And it works as a horizontal overflow drain.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、固体撮像素子に関
し、特に、増幅読出型固体撮像素子の改善に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device, and more particularly to improvement of an amplification readout type solid-state image pickup device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、イメージセンサは、水平方向の高
解像度化及び高密度化にともなって、イメージセンサ中
の1画素当たりの面積が縮小し、1画素当たりに入射す
る光量が減少している。したがって、イメージセンサか
ら読み出される信号の強度が低下し、S/N比(Sは信
号、Nはノイズ)の低下を招いている。このような問題
を克服するために、増幅読出型のイメージセンサを用い
ることが望ましいと考えられている。2. Description of the Related Art Conventionally, in an image sensor, the area per pixel in the image sensor has been reduced and the amount of light incident on each pixel has been reduced as the resolution and density have been increased in the horizontal direction. . Therefore, the intensity of the signal read from the image sensor is lowered, and the S / N ratio (S is a signal, N is a noise) is lowered. In order to overcome such problems, it is considered desirable to use an amplification reading type image sensor.
【0003】図9は従来の増幅読出型イメージセンサの
典型的な一例を示す回路図である。このイメージセンサ
は、例えばPN接合で形成された光電変換素子1、増幅
読出用MOSトランジスタ2、垂直選択線にゲートが接
続された画素選択用MOSトランジスタ3、及び光電変
換素子1のリセット用MOSトランジスタ4を1画素と
して複数備えると共に、それらの機能素子1〜4を含む
画素に電源を供給する水平電源線5、垂直方向に配列さ
れた画素を選択するための垂直選択線6、垂直方向に配
置された垂直信号線7、水平方向に配列された画素を選
択するための水平選択用MOSトランジスタ8、水平信
号線13、信号電流を電圧に変換するためのI/V変換
アンプ10、水平走査回路11、および垂直走査回路1
2を備えている。FIG. 9 is a circuit diagram showing a typical example of a conventional amplification readout type image sensor. This image sensor includes, for example, a photoelectric conversion element 1 formed of a PN junction, an amplification read MOS transistor 2, a pixel selection MOS transistor 3 whose gate is connected to a vertical selection line, and a reset MOS transistor of the photoelectric conversion element 1. 4 are provided as one pixel, a horizontal power supply line 5 for supplying power to pixels including the functional elements 1 to 4, a vertical selection line 6 for selecting pixels arranged in the vertical direction, and a vertical arrangement line. Vertical signal line 7, horizontal selection MOS transistor 8 for selecting pixels arranged in the horizontal direction, horizontal signal line 13, I / V conversion amplifier 10 for converting signal current into voltage, horizontal scanning circuit 11, and vertical scanning circuit 1
Equipped with 2.
【0004】図10は図9に示すイメージセンサの任意
の1つの画素の動作を説明するための回路図である。な
お、上述した図9の構成では、画素アレイ内に配置され
る配線数を減らして集積度を高めるために、リセット用
垂直選択線9を、次の行の垂直選択線6と共用していた
が、図10の構成では、リセット用垂直選択線9と次の
行の垂直選択線6とを分離して示し、また、種々の参照
符号で表されたそれぞれの位置における信号は図9と同
一の参照符号を用いて表す。FIG. 10 is a circuit diagram for explaining the operation of any one pixel of the image sensor shown in FIG. In the above-described configuration of FIG. 9, the reset vertical selection line 9 is shared with the vertical selection line 6 of the next row in order to reduce the number of wirings arranged in the pixel array and increase the degree of integration. However, in the configuration of FIG. 10, the reset vertical selection line 9 and the vertical selection line 6 of the next row are shown separately, and the signals at the respective positions represented by various reference numerals are the same as those in FIG. It is represented by using the reference numeral.
【0005】また、図11は図10に示す1画素の回路
の動作を説明するためのタイミングチャートである。図
11において、期間1Hは通常のテレビ方式における1
水平期間であって、期間H−BLKは水平帰線期間、期
間Read−outは信号読出期間に相当する。また、クロッ
クV1およびクロックH1は、それぞれ垂直走査回路1
2および水平走査回路11に供給されるクロックを模式
的に表している。FIG. 11 is a timing chart for explaining the operation of the circuit for one pixel shown in FIG. In FIG. 11, the period 1H is 1 in the normal television system.
In the horizontal period, the period H-BLK corresponds to the horizontal blanking period and the period Lead-out corresponds to the signal reading period. Further, the clock V1 and the clock H1 are the vertical scanning circuit 1 respectively.
2 and the clocks supplied to the horizontal scanning circuit 11 are schematically shown.
【0006】今、図11に示す時刻T0においては、V
Sで示す垂直選択線6とVLで示す水平電源線5の電位
がハイレベルにされており、増幅読出用MOSトランジ
スタ2と垂直選択用MOSトランジスタ3が導通状態に
なっている。上記増幅読出用MOSトランジスタ2のゲ
ート電極には光電変換素子1の出力端が接続されている
ので、増幅読出用MOSトランジスタ2は光電変換素子
1の出力電位Vpdに依存するインピーダンスで導通状態
になっている。その後、読出期間Read−out内の時刻T
1において、水平走査回路11からのi番目の出力信号
Hiがハイレベルになって水平選択用MOSトランジス
タ8が導通状態になれば、垂直信号線7がI/V変換ア
ンプ10へ電気的に接続され、光電変換素子1の出力電
位Vpdに対応した信号電流Isig が電圧信号として読み
出されることになる。Now, at time T0 shown in FIG. 11, V
The potentials of the vertical selection line 6 shown by S and the horizontal power supply line 5 shown by VL are set to the high level, and the amplification read MOS transistor 2 and the vertical selection MOS transistor 3 are in a conductive state. Since the output terminal of the photoelectric conversion element 1 is connected to the gate electrode of the amplification / readout MOS transistor 2, the amplification / readout MOS transistor 2 is rendered conductive by an impedance depending on the output potential V pd of the photoelectric conversion element 1. Has become. After that, the time T within the read period Lead-out
1, the vertical signal line 7 is electrically connected to the I / V conversion amplifier 10 when the i-th output signal Hi from the horizontal scanning circuit 11 becomes high level and the horizontal selection MOS transistor 8 becomes conductive. Then, the signal current I sig corresponding to the output potential V pd of the photoelectric conversion element 1 is read out as a voltage signal.
【0007】次の水平帰線期間内の時刻T2において
は、VRで示すリセット用垂直選択線9の電位がハイレ
ベルになり、光電変換素子1は、垂直選択用MOSトラ
ンジスタ3、リセット用MOSトランジスタ4を通して
水平電源線5から供給される電圧レベルVreset にリセ
ットされる。そして、次の水平帰線期間内の時刻T3か
ら、光電変換素子1は入射光に依存して発生する信号電
荷を積分する蓄積モードに入る。At the time T2 in the next horizontal blanking period, the potential of the reset vertical selection line 9 indicated by VR becomes high level, and the photoelectric conversion element 1 has the vertical selection MOS transistor 3 and the reset MOS transistor. 4 is reset to the voltage level Vreset supplied from the horizontal power supply line 5. Then, from time T3 in the next horizontal blanking period, the photoelectric conversion element 1 enters the accumulation mode for integrating the signal charges generated depending on the incident light.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来の増幅型イメージ
センサは以上のように構成されており、イメージセンサ
中の1画素当たりの面積が縮小されて高集積化が図られ
ているので、高輝度被写体撮像時には、過大な入射光に
よって画素中に発生する信号電荷が過剰となり、その過
剰電荷が隣接画素にあふれ、本来、光の照射されていな
い画素部分にも光が入っているかのような、いわゆるブ
ルーミング現象によって画質を損なうという問題点があ
った。Since the conventional amplification type image sensor is constructed as described above and the area per pixel in the image sensor is reduced to achieve high integration, high brightness is achieved. When capturing an image of a subject, signal charges generated in pixels due to excessive incident light become excessive, and the excess charges overflow into adjacent pixels, and as if light was originally entering the pixel areas not illuminated, There is a problem that the image quality is impaired by the so-called blooming phenomenon.
【0009】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、高輝度被写体撮像時のブルー
ミングを抑制し、広範囲の照度において良好な画像が得
られる固体撮像素子を得ることを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems, and provides a solid-state image pickup device capable of suppressing blooming at the time of photographing a high-brightness subject and obtaining a good image in a wide range of illuminance. With the goal.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る固体撮像素子は、ソース領域を光電変換素子部とした
リセット用の第1のMOSトランジスタと、上記光電変
換素子部にゲートが接続された増幅読出用の第2のMO
Sトランジスタと、上記第2のMOSトランジスタに直
列に接続された画素選択用の第3のMOSトランジスタ
とを有する画素を複数備えた固体撮像素子において、上
記光電変換素子部の電荷蓄積時に、上記第1のMOSト
ランジスタのゲートに該MOSトランジスタのしきい値
以上の電圧を印加する走査手段を備えたことを特徴とす
るものである。According to another aspect of the present invention, there is provided a solid-state image pickup device, wherein a reset first MOS transistor having a photoelectric conversion element portion as a source region and a gate connected to the photoelectric conversion element portion. Second MO for amplified read-out
In a solid-state imaging device including a plurality of pixels each having an S transistor and a third MOS transistor for pixel selection connected in series to the second MOS transistor, the first photoelectric conversion element section is configured to store the charge when the photoelectric conversion element unit stores electric charges. It is characterized in that a scanning means for applying a voltage equal to or higher than the threshold value of the MOS transistor to the gate of the first MOS transistor is provided.
【0011】また、請求項2に係る固体撮像素子は、上
記第1のMOSトランジスタをディプレッショントラン
ジスタで構成したことを特徴とするものである。A solid-state image pickup device according to a second aspect of the invention is characterized in that the first MOS transistor is a depletion transistor.
【0012】また、請求項3に係る固体撮像素子は、上
記第1のMOSトランジスタのチャネル濃度が基板また
はウェルの濃度と等しいことを特徴とするものである。A solid-state image pickup device according to a third aspect of the present invention is characterized in that the channel concentration of the first MOS transistor is equal to that of the substrate or well.
【0013】さらに、請求項4に係る固体撮像素子は、
上記第1のMOSトランジスタのゲート長が最小線幅で
構成されていることを特徴とするものである。Further, the solid-state image pickup device according to claim 4 is
It is characterized in that the gate length of the first MOS transistor is constituted by a minimum line width.
【0014】[0014]
【作用】この発明の請求項1に係る固体撮像素子におい
ては、走査手段により、光電変換素子部の電荷蓄積時
に、リセット用の第1のMOSトランジスタのゲートに
該MOSトランジスタのしきい値以上の電圧を印加する
ことにより、光電変換素子部をリセットするための第1
のMOSトランジスタを蓄積期間中もON状態にし、光
電変換素子部で発生した過剰電荷をリセット用の第1の
MOSトランジスタのソース側より引き抜くようにし
て、ブルーミングを抑制する。In the solid-state image pickup device according to the first aspect of the present invention, the gate of the first MOS transistor for resetting is set to be equal to or more than the threshold value of the MOS transistor when the photoelectric conversion element section stores the charge by the scanning means. A first unit for resetting the photoelectric conversion element unit by applying a voltage
Blooming is suppressed by turning on the MOS transistor of No. 2 during the accumulation period so that excess charge generated in the photoelectric conversion element unit is extracted from the source side of the first MOS transistor for resetting.
【0015】また、請求項2に係る固体撮像素子におい
ては、上記第1のMOSトランジスタをディプレッショ
ントランジスタで構成することにより、ゲートに印加す
る電圧をグランドレベルにすることができ、その電源線
を不要とすることが可能となる。In the solid-state image pickup device according to the second aspect of the present invention, the voltage applied to the gate can be set to the ground level by configuring the first MOS transistor as a depletion transistor, and its power supply line is unnecessary. It becomes possible to
【0016】また、請求項3に係る固体撮像素子におい
ては、上記第1のMOSトランジスタのチャネル濃度を
基板またはウェルの濃度と等しくすることにより、しき
い値電圧をその濃度で決めることができ、リセットばら
つきを低減させる。Further, in the solid-state imaging device according to the third aspect, by making the channel concentration of the first MOS transistor equal to the concentration of the substrate or well, the threshold voltage can be determined by the concentration. Reduces reset variations.
【0017】さらに、請求項4に係る固体撮像素子にお
いては、上記第1のMOSトランジスタのゲート長を最
小線幅で構成することにより、画素寸法の縮小が可能と
する。Further, in the solid-state image pickup device according to the fourth aspect, the pixel size can be reduced by configuring the gate length of the first MOS transistor with the minimum line width.
【0018】[0018]
実施例1.以下、この発明の実施例1を図について説明
する。まず、この実施例1においては、従来例に係る図
9に示すイメージセンサの構成及び図10に示す1画素
の回路と同一の構成を備えるが、図10に示す回路図に
おいて、垂直走査回路12内のリセット用垂直選択線9
の出力部の回路構成が異なり、光電変換素子1の電荷蓄
積時に、リセット用MOSトランジスタ4のゲートに該
MOSトランジスタ4のしきい値以上の電圧を印加する
ことにより、光電変換素子1のリセット用MOSトラン
ジスタ4を蓄積期間中もON状態にし、光電変換素子1
で発生した過剰電荷をリセット用MOSトランジスタ4
のソース側より引き抜くようにして、ブルーミングを抑
制する。Example 1. Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, although the first embodiment has the same configuration as the image sensor shown in FIG. 9 and the circuit of one pixel shown in FIG. 10 according to the conventional example, in the circuit diagram shown in FIG. Vertical selection line for reset 9
The circuit configuration of the output part of the photoelectric conversion element 1 is different, and when the photoelectric conversion element 1 is charged, a voltage higher than the threshold value of the MOS transistor 4 is applied to the gate of the reset MOS transistor 4 to reset the photoelectric conversion element 1. The MOS transistor 4 is also turned on during the accumulation period, and the photoelectric conversion element 1
Resetting MOS transistor 4
Blooming is suppressed by pulling out from the source side.
【0019】すなわち、図1は実施例1に係るもので、
図10に示す1画素の回路構成図において、垂直走査回
路12内のリセット用垂直選択線9の出力部を詳細に示
す回路構成図である。図1において、1ないし12は図
10と同一部分を示し、1は例えばPN接合で形成され
た光電変換素子、2は増幅読出用MOSトランジスタ、
3は垂直選択線にゲートが接続された画素選択用MOS
トランジスタ、4は光電変換素子1のリセット用MOS
トランジスタで、これらによりイメージセンサの1画素
を構成する。また、5はそれらの機能素子1〜4を含む
画素に電源を供給する水平電源線、6は垂直方向に配列
された画素を選択するための垂直選択線、7は垂直方向
に配置された垂直信号線、8は水平方向に配列された画
素を選択するための水平選択用MOSトランジスタ、1
0は信号電流を電圧に変換するためのI/V変換アン
プ、11は水平走査回路、12は垂直走査回路、13は
水平信号線であり、上記垂直走査回路12内のリセット
用垂直選択線9の出力部の回路構成として、12aはシ
フトパルスを送出するシフトレジスタ、12bはpチャ
ネルMOSトランジスタQpとnチャネルMOSトラン
ジスタQnとのインバータでなるドライバ回路、12c
はリセット用垂直選択線9にハイレベルの電位VR
(H)を供給するための第1の電源線、12dは上記リ
セット用垂直選択線9にローレベルの電位VR(L)を
供給するための第2の電源線で、この第2の電源線VR
(L)の電位は、リセット用MOSトランジスタ4のし
きい値以上に設定されている。That is, FIG. 1 relates to the first embodiment,
FIG. 11 is a circuit configuration diagram showing in detail the output portion of the reset vertical selection line 9 in the vertical scanning circuit 12 in the circuit configuration diagram of one pixel shown in FIG. 10. In FIG. 1, 1 to 12 indicate the same parts as in FIG. 10, 1 is a photoelectric conversion element formed of, for example, a PN junction, 2 is an amplification read MOS transistor,
3 is a pixel selection MOS whose gate is connected to a vertical selection line
Transistors 4 are reset MOS of the photoelectric conversion element 1.
A transistor forms one pixel of the image sensor. Further, 5 is a horizontal power supply line for supplying power to pixels including those functional elements 1 to 4, 6 is a vertical selection line for selecting pixels arranged in the vertical direction, and 7 is a vertical arranged line in the vertical direction. Signal line, 8 is a horizontal selection MOS transistor for selecting pixels arranged in the horizontal direction, 1
Reference numeral 0 is an I / V conversion amplifier for converting a signal current into voltage, 11 is a horizontal scanning circuit, 12 is a vertical scanning circuit, 13 is a horizontal signal line, and a reset vertical selection line 9 in the vertical scanning circuit 12 is provided. As the circuit configuration of the output section of the above, 12a is a shift register for transmitting a shift pulse, 12b is a driver circuit including an inverter of a p-channel MOS transistor Qp and an n-channel MOS transistor Qn, and 12c.
Is a high-level potential VR on the reset vertical selection line 9.
(H) is a first power supply line, and 12d is a second power supply line for supplying a low-level potential VR (L) to the reset vertical selection line 9, and this second power supply line is shown. VR
The potential of (L) is set to be equal to or higher than the threshold value of the reset MOS transistor 4.
【0020】また、図2は実施例1の動作を説明するた
めのタイミングチャートであり、図3は実施例1の動作
を説明するためのリセット用MOSトランジスタ4の断
面模式図とポテンシャルフローチャートを示すもので、
以下、図2及び図3を参照して実施例1に係るイメージ
センサの動作を説明する。なお、図2において、期間1
Hは通常のテレビ方式における1水平期間であって、期
間H−BLKは水平帰線期間、期間Read−outは信号読
出期間に相当する。また、クロックV1およびクロック
H1は、それぞれ垂直走査回路12および水平走査回路
11に供給されるクロックを模式的に表している。ま
た、図3において、(A)はリセット用MOSトランジ
スタ4の断面模式図で、リセット用MOSトランジスタ
4のゲート4aはリセット用垂直選択線9に、ドレイン
4bは水平電源線5にそれぞれ接続され、ソース領域は
光電変換素子1になっている。また、4cは基板を示し
ている。FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the first embodiment, and FIG. 3 shows a schematic sectional view and a potential flowchart of the reset MOS transistor 4 for explaining the operation of the first embodiment. Things
The operation of the image sensor according to the first embodiment will be described below with reference to FIGS. 2 and 3. In FIG. 2, the period 1
H is one horizontal period in the normal television system, the period H-BLK corresponds to the horizontal blanking period, and the period Lead-out corresponds to the signal reading period. A clock V1 and a clock H1 schematically represent clocks supplied to the vertical scanning circuit 12 and the horizontal scanning circuit 11, respectively. 3A is a schematic cross-sectional view of the reset MOS transistor 4, in which the gate 4a of the reset MOS transistor 4 is connected to the reset vertical selection line 9 and the drain 4b is connected to the horizontal power supply line 5. The source region is the photoelectric conversion element 1. Further, 4c indicates a substrate.
【0021】今、図2において、時刻T0からT2まで
は従来例と同様に動作し、光電変換素子1は、水平電源
線5から供給される電圧レベルVreset にリセットされ
る(図3(D)参照)。すなわち、図2に示す時刻T0
においては、VSで示す垂直選択線6とVLで示す水平
電源線5の電位がハイレベルにされており、増幅読出用
MOSトランジスタ2と垂直選択用MOSトランジスタ
3が導通状態になっている。上記増幅読出用MOSトラ
ンジスタ2のゲート電極には光電変換素子1の出力端が
接続されているので、増幅読出用MOSトランジスタ2
は光電変換素子1の出力電位Vpdに依存するインピーダ
ンスで導通状態になっている。Now, in FIG. 2, from time T0 to T2, the operation is similar to the conventional example, and the photoelectric conversion element 1 is reset to the voltage level Vreset supplied from the horizontal power supply line 5 (FIG. 3 (D)). reference). That is, time T0 shown in FIG.
, The potentials of the vertical selection line 6 indicated by VS and the horizontal power supply line 5 indicated by VL are set to the high level, and the amplification read MOS transistor 2 and the vertical selection MOS transistor 3 are in a conductive state. Since the output terminal of the photoelectric conversion element 1 is connected to the gate electrode of the amplification read MOS transistor 2, the amplification read MOS transistor 2 is connected.
Is in a conducting state with an impedance that depends on the output potential V pd of the photoelectric conversion element 1.
【0022】その後、読出期間Read−out内の時刻T1
において、水平走査回路11からのi番目の出力信号H
iがハイレベルになって水平選択用MOSトランジスタ
8が導通状態になれば、垂直信号線7がI/V変換アン
プ10へ電気的に接続され、光電変換素子1の出力電位
Vpdに対応した信号電流Isig が電圧信号として読み出
されることになる。次の水平帰線期間内の時刻T2にお
いては、VRで示すリセット用垂直選択線9の電位がハ
イレベルになり、光電変換素子1は、垂直選択用MOS
トランジスタ3、リセット用MOSトランジスタ4を通
して水平電源線5から供給される電圧レベルVreset に
リセットされる。After that, the time T1 within the read period Lead-out is reached.
, The i-th output signal H from the horizontal scanning circuit 11
When i becomes high level and the horizontal selection MOS transistor 8 becomes conductive, the vertical signal line 7 is electrically connected to the I / V conversion amplifier 10 and corresponds to the output potential V pd of the photoelectric conversion element 1. The signal current I sig will be read out as a voltage signal. At time T2 in the next horizontal blanking period, the potential of the reset vertical selection line 9 indicated by VR becomes high level, and the photoelectric conversion element 1 is connected to the vertical selection MOS.
The voltage level Vreset supplied from the horizontal power supply line 5 is reset through the transistor 3 and the reset MOS transistor 4.
【0023】そして、時刻T3より、光電変換素子1
は、入射光に依存して発生する信号電荷を積分する蓄積
モードに入る(図3(B)参照)。この時、リセット用
MOSトランジスタ4のゲート4aのポテンシャル電位
は、リセット用MOSトランジスタ4のバックゲートが
印加されていない時のスレシホールド(しきい値)電圧
をVthr(O)とするとき、VR(L)>Vthr(O)と
なるように、リセット用垂直選択線9のローレベルVR
(L)の電位に設定される。すなわち、図1に示される
ように、リセット用垂直選択線9の電位は、インバータ
でなるドライバ回路12bによって、シフトレジスタ1
2aのn+1番目のシフトパルスに反転したタイミング
で、第1の電源線12cのハイレベルの電位VR(H)
と第2の電源線12dのローレベルの電位VR(L)と
なり、蓄積モード時は、第2の電源線12dによって設
定されたローレベルの電位VR(L)、つまりリセット
用MOSトランジスタ4のしきい値電圧以上の電圧がリ
セット用MOSトランジスタ4のゲートに印加される。Then, from time T3, the photoelectric conversion element 1
Enters a storage mode in which signal charges generated depending on the incident light are integrated (see FIG. 3B). At this time, the potential potential of the gate 4a of the reset MOS transistor 4 is VR when the threshold voltage when the back gate of the reset MOS transistor 4 is not applied is Vthr (O). The low level VR of the reset vertical selection line 9 is set so that (L)> Vthr (O).
The potential is set to (L). That is, as shown in FIG. 1, the potential of the reset vertical selection line 9 is changed by the driver circuit 12b which is an inverter.
The high-level potential VR (H) of the first power supply line 12c at the timing of being inverted to the (n + 1) th shift pulse of 2a.
And the low-level potential VR (L) of the second power supply line 12d, and the low-level potential VR (L) set by the second power supply line 12d, that is, the reset MOS transistor 4 in the accumulation mode. A voltage equal to or higher than the threshold voltage is applied to the gate of the reset MOS transistor 4.
【0024】従って、光電変換素子1のポテンシャル電
位、すなわち、リセット用MOSトランジスタ4のソー
ス電位φPDが、φPD>VR(L)−Vthr(φPD)(Vt
hr(φPD)は、バックゲート印加時のスレシホールド電
圧)の時は、リセット用MOSトランジスタ4はカット
オフするため、通常の蓄積動作が行われ、φPD<VR
(L)−Vthr (φPD)となると、リセット用MOSト
ランジスタ4はONし、ドレイン4bへ過剰電荷が引き
抜かれ、リセット用MOSトランジスタ4はオーバーフ
ロードレインとして働くことにより(図3(c)及び図
2の時刻T4参照)、過剰電荷が隣接画素へ広がらなく
ブルーミングが抑制される。Therefore, the potential potential of the photoelectric conversion element 1, that is, the source potential φ PD of the reset MOS transistor 4 is φ PD > VR (L) −Vthr (φ PD ) (Vt
When hr (φ PD ) is the threshold voltage when the back gate is applied), the reset MOS transistor 4 is cut off, so that a normal accumulation operation is performed and φ PD <VR
When (L) -Vthr (φ PD ) is reached, the reset MOS transistor 4 is turned on, excess charge is extracted to the drain 4b, and the reset MOS transistor 4 acts as an overflow drain (FIG. 3C and FIG. 2 (see time T4), excess charges do not spread to adjacent pixels, and blooming is suppressed.
【0025】ここで、光電変換素子1の最大蓄積電荷量
Qmax は、 {Vreset−(VR(L)−Vthr(L)}/CPDで決ま
る。 CPD;光電変換素子1の容量 Vthr(L);φPD=VR(L)−Vthr(φPD)を満た
すVthr(φPD)Here, the maximum accumulated charge amount Qmax of the photoelectric conversion element 1 is determined by {Vreset- (VR (L) -Vthr (L)} / C PD . C PD ; Capacity of the photoelectric conversion element 1 Vthr (L ); φ PD = VR (L ) -Vthr (Vthr satisfying φ PD) (φ PD)
【0026】従って、上記実施例1によれば、蓄積モー
ド時に、光電変換素子1に直列接続したリセット用MO
Sトランジスタ4のゲートに、第2の電源線12dによ
って設定されたリセット用MOSトランジスタ4のしき
い値電圧以上の電圧を印加するようにしたので、蓄積期
間中もリセット用MOSトランジスタ4をON状態に
し、光電変換素子1で発生した過剰電荷をリセット用M
OSトランジスタ4のソース側に引き抜くようにしてブ
ルーミングを抑制し、広範囲の照度において良好な画像
が得られる。Therefore, according to the first embodiment, the reset MO connected in series to the photoelectric conversion element 1 in the accumulation mode.
Since a voltage equal to or higher than the threshold voltage of the reset MOS transistor 4 set by the second power supply line 12d is applied to the gate of the S transistor 4, the reset MOS transistor 4 is kept in the ON state even during the accumulation period. The excess charge generated in the photoelectric conversion element 1
Blooming is suppressed by pulling out to the source side of the OS transistor 4, and a good image can be obtained in a wide range of illuminance.
【0027】実施例2.次に、実施例2について説明す
る。図4は実施例2に係る1画素の回路図を示し、図1
0に示す実施例1と同一部分は同一符号を付し、その説
明は省略する。この実施例2に係る1画素の回路図にお
いては、図4に示すように、リセット用MOSトランジ
スタ4のゲートをVLで示される水平電源線5に接続
し、図10に示す実施例1の構成に対し、リセット用垂
直選択線9を省いた点が異なり、垂直走査回路12Aに
より、光電変換素子1の電荷蓄積時に、水平走査線5を
介して実施例1と同様にしてリセット用MOSトランジ
スタ4のゲートにしきい値以上の電圧を印加するように
している。Example 2. Next, a second embodiment will be described. FIG. 4 is a circuit diagram of one pixel according to the second embodiment.
The same parts as those in the first embodiment shown in FIG. In the circuit diagram of one pixel according to the second embodiment, as shown in FIG. 4, the gate of the reset MOS transistor 4 is connected to the horizontal power supply line 5 indicated by VL, and the configuration of the first embodiment shown in FIG. In contrast, the reset vertical selection line 9 is omitted, and when the vertical scanning circuit 12A accumulates charges in the photoelectric conversion element 1, the reset MOS transistor 4 is inserted through the horizontal scanning line 5 in the same manner as in the first embodiment. The voltage above the threshold is applied to the gate of the.
【0028】すなわち、図5は上記垂直走査回路12A
内の水平電源線5の出力部を示す回路構成図である。図
5において、12Aaはシフトパルスを送出するシフト
レジスタ、12Abは、後述する第1と第2の電源線間
に設けられたpチャネルMOSトランジスタQp1とnチ
ャネルMOSトランジスタQn1とでなるインバータとn
チャネルMOSトランジスタQn2との直列体と、後述す
る第2の電源線と上記インバータの出力端子、つまり水
平電源線5との間に設けられたpチャネルMOSトラン
ジスタQp2を有するドライバ回路であり、また、12A
cは水平電源線5にハイレベルの電位VL(H)を供給
するための第1の電源線、12Adは上記水平電源線5
にローレベルの電位VL(L)を供給するための第2の
電源線、12Aeは上記水平電源線5にミドルレベルの
電位VL(M)を供給するための第3の電源線を示し、
ここで、上記第3の電源線12Aeのミドルレベルの電
位VL(M)は、リセット用MOSトランジスタ4のし
きい値以上の信号読み出しにおける電源電圧に設定され
ている。That is, FIG. 5 shows the vertical scanning circuit 12A.
3 is a circuit configuration diagram showing an output portion of a horizontal power supply line 5 in FIG. In FIG. 5, reference numeral 12Aa is a shift register for transmitting a shift pulse, and 12Ab is an inverter composed of a p-channel MOS transistor Qp1 and an n-channel MOS transistor Qn1 provided between first and second power supply lines, which will be described later, and n.
A driver circuit having a series body with a channel MOS transistor Qn2, a p-channel MOS transistor Qp2 provided between a second power supply line described later and the output terminal of the inverter, that is, the horizontal power supply line 5, and 12A
c is a first power supply line for supplying a high-level potential VL (H) to the horizontal power supply line 5, and 12Ad is the horizontal power supply line 5.
Is a second power supply line for supplying a low level potential VL (L) to the horizontal power supply line 12Ae, and 12Ae is a third power supply line for supplying a middle level potential VL (M) to the horizontal power supply line 5.
Here, the middle-level potential VL (M) of the third power supply line 12Ae is set to the power supply voltage for reading the signal above the threshold of the reset MOS transistor 4.
【0029】また、図6は実施例2の動作を説明するた
めのタイミングチャートであり、図7は実施例2の動作
を説明するためのリセット用MOSトランジスタ4の断
面模式図とポテンシャルフローチャートを示すもので、
以下、図6及び図7を参照して実施例2に係るイメージ
センサの動作を説明する。なお、図6において、期間1
Hは通常のテレビ方式における1水平期間であって、期
間H−BLKは水平帰線期間、期間Read−outは信号読
出期間に相当する。また、クロックV1およびクロック
H1は、それぞれ垂直走査回路12および水平走査回路
11に供給されるクロックを模式的に表している。ま
た、図7において、(A)はリセット用MOSトランジ
スタ4の断面模式図で、リセット用MOSトランジスタ
4のゲート4aとドレイン4bは水平電源線5に接続さ
れ、ソース領域は光電変換素子1になっている。また、
4cは基板を示している。FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the second embodiment, and FIG. 7 shows a schematic sectional view and a potential flow chart of the reset MOS transistor 4 for explaining the operation of the second embodiment. Things
Hereinafter, the operation of the image sensor according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. In FIG. 6, period 1
H is one horizontal period in the normal television system, the period H-BLK corresponds to the horizontal blanking period, and the period Lead-out corresponds to the signal reading period. A clock V1 and a clock H1 schematically represent clocks supplied to the vertical scanning circuit 12 and the horizontal scanning circuit 11, respectively. 7A is a schematic cross-sectional view of the reset MOS transistor 4, in which the gate 4a and the drain 4b of the reset MOS transistor 4 are connected to the horizontal power supply line 5, and the source region is the photoelectric conversion element 1. ing. Also,
Reference numeral 4c indicates a substrate.
【0030】今、図6においては、従来例と同様に動作
する。すなわち、時刻T2において、水平電源線5の電
位がハイレベルになると、光電変換素子1のポテンシャ
ル電位φPDは、φPD=VL(H)−Vthr(H)にリセ
ットされる(図7(D)参照)。そして、時刻T3より
実施例1と同様に、蓄積モードに入る(図7(C)参
照)。この時、リセット用MOSトランジスタ4のゲー
ト4aのポテンシャル電位は、VL(L)>Vthr
(O)となるように、VLで示される水平電源線5のロ
ーレベルの電位に設定される。この実施例2では、VL
(L)=VL(M)とした。ミドルレベルVL(M)
は、時刻T0、T1時の信号読出における電源電圧であ
る。Now, in FIG. 6, the operation is similar to the conventional example. That is, at time T2, when the potential of the horizontal power supply line 5 becomes high level, the potential potential φ PD of the photoelectric conversion element 1 is reset to φ PD = VL (H) −Vthr (H) (FIG. 7 (D )reference). Then, from time T3, similarly to the first embodiment, the storage mode is entered (see FIG. 7C). At this time, the potential potential of the gate 4a of the reset MOS transistor 4 is VL (L)> Vthr.
The potential of the horizontal power supply line 5 is set to the low level potential indicated by VL so as to be (O). In this second embodiment, VL
(L) = VL (M). Middle level VL (M)
Is a power supply voltage in signal reading at times T0 and T1.
【0031】すなわち、図1に示されるように、水平電
源線6の電位は、ドライバ回路12Abによって、シフ
トレジスタ12Aaのn+1番目のシフトパルスに反転
したタイミングで、第1の電源線12Acのハイレベル
の電位VL(H)と第3の電源線12Aeのミドルレベ
ルの電位VL(M)となり、蓄積モード時は、第3の電
源線12Aeによって設定されたミドルレベルの電位V
L(M)、つまりリセット用MOSトランジスタ4のし
きい値電圧以上の信号読出における電源電圧がリセット
用MOSトランジスタ4のゲートに印加される。That is, as shown in FIG. 1, the potential of the horizontal power supply line 6 is inverted to the (n + 1) th shift pulse of the shift register 12Aa by the driver circuit 12Ab at a high level of the first power supply line 12Ac. Potential VL (H) and the middle level potential VL (M) of the third power supply line 12Ae, and the middle level potential V set by the third power supply line 12Ae in the accumulation mode.
L (M), that is, the power supply voltage for signal reading equal to or higher than the threshold voltage of the reset MOS transistor 4 is applied to the gate of the reset MOS transistor 4.
【0032】従って、φPD>VL(L)−Vthr
(φPD)の時は、リセット用MOSトランジスタ4はカ
ットオフし、通常の蓄積動作が行われる。φPD<VL
(L)−Vthr (φPD)となると、リセット用MOSト
ランジスタ4はONし、ドレイン4bへ過剰電荷は引き
抜かれ、リセット用MOSトランジスタ4がオーバーフ
ロードレインとして働く(図7(C)及び図6に示す時
刻T4参照)。Therefore, φ PD > VL (L) -Vthr
At the time of (φ PD ), the reset MOS transistor 4 is cut off and the normal accumulation operation is performed. φ PD <VL
When (L) -Vthr (φ PD ) is reached, the reset MOS transistor 4 is turned on, excess charges are extracted to the drain 4b, and the reset MOS transistor 4 functions as an overflow drain (see FIGS. 7C and 6). See time T4).
【0033】ここで、光電変換素子1の最大蓄積電荷量
Qmax は、 {(VL(H)−Vthr(H))−(VL(M)−Vthr
(M)}/CPD で決まる。 Vthr(H);φPD=VR(H)−Vthr(φPD)を満た
すVthr(φPD)Here, the maximum accumulated charge amount Qmax of the photoelectric conversion element 1 is represented by {(VL (H) -Vthr (H))-(VL (M) -Vthr
(M)} / C PD . Vthr (H); φ PD = VR (H) −Vthr (φ PD ) Vthr (φ PD )
【0034】従って、上記実施例2によれば、蓄積モー
ド時に、光電変換素子1に直列接続したリセット用MO
Sトランジスタ4のゲートに、第3の電源線12Aeに
よって設定されたリセット用MOSトランジスタ4のし
きい値電圧以上の電圧を印加するようにしたので、実施
例1と同様に、蓄積期間中もリセット用MOSトランジ
スタ4をON状態にし、光電変換素子1で発生した過剰
電荷をリセット用MOSトランジスタ4のソース側に引
き抜くようにしてブルーミングを抑制し、広範囲の照度
において良好な画像が得られる。Therefore, according to the second embodiment, the reset MO connected in series with the photoelectric conversion element 1 in the accumulation mode.
Since a voltage equal to or higher than the threshold voltage of the reset MOS transistor 4 set by the third power supply line 12Ae is applied to the gate of the S-transistor 4, it is reset during the accumulation period as in the first embodiment. By turning on the use MOS transistor 4 and extracting excess charges generated in the photoelectric conversion element 1 to the source side of the reset MOS transistor 4, blooming is suppressed and a good image can be obtained in a wide range of illuminance.
【0035】実施例3.この実施例3においては、図1
0と図4に示す実施例1と実施例2のリセット用MOS
トランジスタ4をディプレッショントランジスタとする
ことにより、そのゲートに接続する電源線を不要にする
ことを図る。通常、MOSトランジスタのスレシホール
ド電圧Vth(O)は、ノイズマージン等を見込み、NM
OSトランジスタの場合、Vth(O)>0に設定されて
いる。従って、図10と図2で示したように、リセット
用垂直選択線9と水平電源線5のローレベルVR(L)
とVL(L)は、それぞれ垂直選択線6のローレベル等
とは別電源が必要であるが、Vthr (O)<0、つまり
リセット用MOSトランジスタ4をディプレッショント
ランジスタにすれば、リセット用垂直選択線9と水平電
源線5のローレベルVR(L)とVL(L)をグランド
レベルにすることができ、その電源線を不要とすること
ができる。Example 3. In the third embodiment, as shown in FIG.
0 and the reset MOS of the first and second embodiments shown in FIG.
By making the transistor 4 a depletion transistor, it is possible to eliminate the need for a power supply line connected to its gate. Normally, the threshold voltage Vth (O) of the MOS transistor is set to NM considering the noise margin.
In the case of the OS transistor, Vth (O)> 0 is set. Therefore, as shown in FIG. 10 and FIG. 2, the low level VR (L) of the reset vertical selection line 9 and the horizontal power supply line 5 is low.
And VL (L) require a power source separate from the low level of the vertical selection line 6, etc., but Vthr (O) <0, that is, if the reset MOS transistor 4 is a depletion transistor, the vertical selection for reset is performed. The low levels VR (L) and VL (L) of the line 9 and the horizontal power supply line 5 can be set to the ground level, and the power supply line can be eliminated.
【0036】実施例4.また、上記実施例1と2におい
て、リセット用MOSトランジスタ4のスレシホールド
電圧Vthr (O)は、他のMOSトランジスタのVth
(O)より小さくても良いので、リセット用MOSトラ
ンジスタ4として、短チャネル効果等の効く最小のゲー
ト長Lのものを使用とすることができ、この実施例4に
おいては、上記実施例1と2におけるリセット用MOS
トランジスタ4として、ゲート長が最小線幅のものを使
用することにより、画素寸法の縮小を可能にすることが
できる。Example 4. Further, in the first and second embodiments, the threshold voltage Vthr (O) of the reset MOS transistor 4 is equal to the Vth of other MOS transistors.
Since it may be smaller than (O), it is possible to use, as the reset MOS transistor 4, one having the minimum gate length L effective for the short channel effect and the like. Reset MOS in 2
By using a transistor having a minimum gate width as the transistor 4, the pixel size can be reduced.
【0037】実施例5.また、この実施例5において
は、上記実施例1と2におけるリセット用MOSトラン
ジスタ4のチャネル濃度を基板またはウェルの濃度と等
しくすることにより、リセットバラツキの低減効果を図
るようにしている。すなわち、通常のMOSトランジス
タのVth(O)は、マージンをもたせるため、イオン注
入等により、ゲート下のアクセプタ濃度を基板(ウェ
ル)濃度より濃くするが、Vthr(O)はマージンが不
要であり、リセット用MOSトランジスタ4のVthr
(O)は、基板(ウェル)濃度で決めることができ、基
板(ウェル)濃度で決めることで、リセットバラツキを
低減できる等の効果がある。Example 5. In the fifth embodiment, the reset variation is reduced by making the channel concentration of the reset MOS transistor 4 in the first and second embodiments equal to the concentration of the substrate or the well. That is, since Vth (O) of a normal MOS transistor has a margin, the acceptor concentration under the gate is made higher than the substrate (well) concentration by ion implantation or the like, but Vthr (O) does not require a margin. Vthr of reset MOS transistor 4
(O) can be determined by the substrate (well) concentration, and by determining the substrate (well) concentration, reset variations can be reduced.
【0038】実施例6.なお、上記実施例1〜5では、
MOSトランジスタは、NMOSで構成した場合を示し
たが、PMOSでも良く、その場合、極性は反対になる
が、同様の効果を奏する。Example 6. In addition, in the said Examples 1-5,
Although the MOS transistor is shown to be configured by NMOS, it may be PMOS, and in that case, the same effect can be obtained although the polarities are opposite.
【0039】実施例7.次に、図8はこの発明の別の実
施態様を示すものである。図8において、14と15は
画素混合用MOSトランジスタ、16は画素混合用垂直
選択線(VT)を示し、図4に示した実施例2の画素を
構成する回路要素1〜6に、画素混合用MOSトランジ
スタ14を付加した第1グループと、光電変換素子1、
画素混合用MOSトランジスタ15、画素混合用垂直選
択線16からなる第2グループとを垂直方向に交互に配
置した構成を備えている。Example 7. Next, FIG. 8 shows another embodiment of the present invention. In FIG. 8, 14 and 15 are pixel-mixing MOS transistors, and 16 is a pixel-mixing vertical selection line (VT). The pixel-mixing circuit elements 1 to 6 constituting the pixel of the second embodiment shown in FIG. The first group to which the MOS transistor 14 for use is added, the photoelectric conversion element 1,
The pixel mixing MOS transistor 15 and the second group of pixel mixing vertical selection lines 16 are alternately arranged in the vertical direction.
【0040】この回路構成では、蓄積後、画素混合用ト
ランジスタ14(フィールド切り換え後は画素混合用ト
ランジスタ15)をONし、第1と第2グループの光電
変換素子1に蓄積された信号電荷を混合した後、実施例
2と同様に信号を読み出し、リセット動作を行う。本実
施態様においても、実施例2と同様に、蓄積時にVL
(L)>Vthr (O)となるように、水平電源線5のロ
ーレベルを設定することで、実施例1及び2と同様の効
果を奏する。In this circuit configuration, the pixel mixing transistor 14 (the pixel mixing transistor 15 after the field switching) is turned on after the accumulation, and the signal charges accumulated in the photoelectric conversion elements 1 of the first and second groups are mixed. After that, the signal is read out and the reset operation is performed as in the second embodiment. Also in this embodiment, as in the second embodiment, the VL at the time of accumulation is stored.
By setting the low level of the horizontal power supply line 5 so that (L)> Vthr (O), the same effects as those of the first and second embodiments are achieved.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1によ
れば、ソース領域を光電変換素子部としたリセット用の
第1のMOSトランジスタと、上記光電変換素子部にゲ
ートが接続された増幅読出用の第2のMOSトランジス
タと、上記第2のMOSトランジスタに直列に接続され
た画素選択用の第3のMOSトランジスタとを有する画
素を複数備えた固体撮像素子において、上記光電変換素
子部の電荷蓄積時に、リセット用の第1のMOSトラン
ジスタのゲートに該MOSトランジスタのしきい値以上
の電圧を印加する走査手段を備えたので、上記光電変換
素子部をリセットするための第1のMOSトランジスタ
を蓄積期間中もON状態にし、光電変換素子部で発生し
た過剰電荷をリセット用の第1のMOSトランジスタの
ソース側より引き抜くようにしてブルーミングを抑制す
ることができ、広範囲の照度において良好な画像を得る
ことができるという効果がある。As described above, according to the first aspect of the present invention, the first MOS transistor for resetting in which the source region is the photoelectric conversion element section and the gate is connected to the photoelectric conversion element section. In the solid-state image sensor including a plurality of pixels each having a second MOS transistor for amplification and reading and a third MOS transistor for pixel selection connected in series to the second MOS transistor, the photoelectric conversion element section is provided. Since a scanning means for applying a voltage equal to or higher than the threshold value of the MOS transistor to the gate of the reset first MOS transistor at the time of accumulating the electric charge of the first MOS transistor is provided, the first MOS for resetting the photoelectric conversion element section is provided. The transistor is turned on even during the accumulation period, and excess charge generated in the photoelectric conversion element section is pulled from the source side of the first MOS transistor for resetting. In the memorial can be suppressed blooming, there is an effect that it is possible to obtain a satisfactory image in a wide range of illuminance.
【0042】また、請求項2によれば、上記第1のMO
Sトランジスタをディプレッショントランジスタで構成
することにより、ゲートに印加する電圧をグランドレベ
ルにすることができ、その電源線を不要とすることがで
きるという効果がある。According to claim 2, the first MO
By configuring the S transistor as a depletion transistor, there is an effect that the voltage applied to the gate can be set to the ground level and the power supply line can be made unnecessary.
【0043】また、請求項3によれば、上記第1のMO
Sトランジスタのチャネル濃度を基板またはウェルの濃
度と等しくすることにより、しきい値電圧をその濃度で
決めることができ、リセットばらつきを低減させること
ができるという効果がある。According to claim 3, the first MO
By making the channel concentration of the S-transistor equal to that of the substrate or well, the threshold voltage can be determined by the concentration, and reset variations can be reduced.
【0044】さらに、請求項4によれば、上記第1のM
OSトランジスタのゲート長を最小線幅で構成すること
により、画素寸法を縮小させることができるという効果
がある。Further, according to claim 4, the first M
By configuring the gate length of the OS transistor with the minimum line width, there is an effect that the pixel size can be reduced.
【図1】 この発明の実施例1に係る固体撮像素子を説
明するためのもので、垂直走査回路12内のリセット用
垂直選択線9の出力部の回路構成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an output portion of a reset vertical selection line 9 in a vertical scanning circuit 12 for explaining a solid-state image sensor according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 この発明の実施例1に係る固体撮像素子の動
作を説明するタイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the solid-state image sensor according to the first embodiment of the present invention.
【図3】 この発明の実施例1に係る固体撮像素子の断
面模式図及びポテンシャルフロー図である。3A and 3B are a schematic sectional view and a potential flow diagram of the solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention.
【図4】 この発明の実施例2に係る固体撮像素子を説
明するためのもので、1画素の回路構成図である。FIG. 4 is a circuit configuration diagram of one pixel for explaining a solid-state image sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図5】 この発明の実施例2に係る固体撮像素子を説
明するためのもので、図4に示す垂直走査回路12A内
の水平電源線5の出力部を示す回路構成図である。5 is a circuit configuration diagram illustrating an output portion of a horizontal power supply line 5 in the vertical scanning circuit 12A shown in FIG. 4 for explaining the solid-state image sensor according to the second embodiment of the present invention.
【図6】 この発明の実施例2に係る固体撮像素子の動
作を説明するタイミングチャートである。FIG. 6 is a timing chart illustrating the operation of the solid-state image sensor according to the second embodiment of the present invention.
【図7】 この発明の実施例1に係る固体撮像素子の断
面模式図及びポテンシャルフロー図である。7A and 7B are a schematic sectional view and a potential flow diagram of the solid-state image sensor according to the first embodiment of the present invention.
【図8】 この発明の実施例7に係るもので、実施例2
の画素を構成する回路に、画素混合用MOSトランジス
タを付加した第1グループと、光電変換素子と画素混合
用MOSトランジスタ及び画素混合用垂直選択線からな
る第2グループとを垂直方向に交互に配置した適用例の
構成図である。FIG. 8 relates to Example 7 of the present invention, and Example 2
A first group in which a pixel-mixing MOS transistor is added to the circuit configuring the pixel and a second group including a photoelectric conversion element, a pixel-mixing MOS transistor, and a pixel-mixing vertical selection line are alternately arranged in the vertical direction. It is a block diagram of the applied example.
【図9】 この発明及び従来例に係る増幅読出型固体撮
像素子を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing an amplification readout type solid-state imaging device according to the present invention and a conventional example.
【図10】 この発明の実施例1及び従来例に係る固体
撮像素子の1画素の回路構成図である。FIG. 10 is a circuit configuration diagram of one pixel of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention and the conventional example.
【図11】 従来例に係る固体撮像素子の動作を説明す
るタイミングチャートである。FIG. 11 is a timing chart for explaining the operation of the solid-state image sensor according to the conventional example.
1 光電変換素子、2 増幅読出用MOSトランジス
タ、3 画素選択用MOSトランジスタ、4 リセット
用MOSトランジスタ、5 水平電源線、6 垂直選択
線、7 垂直信号線、9 リセット用垂直選択線、12
垂直走査回路、12a シフトレジスタ、12b ド
ライバ回路、12c 第1の電源線、12d 第2の電
源線、12A 垂直走査回路、12Aa シフトレジス
タ、12Ab ドライバ回路、12Ac 第1の電源
線、12Ad 第2の電源線、12Ae 第3の電源線1 photoelectric conversion element, 2 amplification read MOS transistor, 3 pixel selection MOS transistor, 4 reset MOS transistor, 5 horizontal power supply line, 6 vertical selection line, 7 vertical signal line, 9 reset vertical selection line, 12
Vertical scanning circuit, 12a shift register, 12b driver circuit, 12c first power supply line, 12d second power supply line, 12A vertical scanning circuit, 12Aa shift register, 12Ab driver circuit, 12Ac first power supply line, 12Ad second Power line, 12Ae Third power line
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川島 光 伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機株式会 社ユー・エル・エス・アイ開発研究所内 (72)発明者 村田 直文 伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機株式会 社ユー・エル・エス・アイ開発研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hikaru Kawashima 4-1-1 Mizuhara, Itami-shi In the ULS AI Development Laboratory, Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Naofumi Murata 4-1-1 Mizuhara, Itami Mitsubishi Electric Corp. ULS Development Lab.
Claims (4)
ット用の第1のMOSトランジスタと、上記光電変換素
子部にゲートが接続された増幅読出用の第2のMOSト
ランジスタと、上記第2のMOSトランジスタに直列に
接続された画素選択用の第3のMOSトランジスタとを
有する画素を複数備えた固体撮像素子において、上記光
電変換素子部の電荷蓄積時に、上記第1のMOSトラン
ジスタのゲートに該MOSトランジスタのしきい値以上
の電圧を印加する走査手段を備えたことを特徴とする固
体撮像素子。1. A first MOS transistor for resetting in which a source region is a photoelectric conversion element section, a second MOS transistor for amplification and reading whose gate is connected to the photoelectric conversion element section, and the second MOS transistor. In a solid-state imaging device including a plurality of pixels each having a third MOS transistor for pixel selection connected in series to a MOS transistor, the charge is accumulated in the photoelectric conversion element section, and the charge is accumulated in the gate of the first MOS transistor. A solid-state image pickup device comprising a scanning means for applying a voltage equal to or higher than a threshold value of a MOS transistor.
レッショントランジスタで構成したことを特徴とする請
求項1記載の固体撮像素子。2. The solid-state image sensor according to claim 1, wherein the first MOS transistor is a depletion transistor.
ル濃度が基板またはウェルの濃度と等しいことを特徴と
する請求項1記載の固体撮像素子。3. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the channel concentration of the first MOS transistor is equal to the concentration of the substrate or well.
長が最小線幅で構成されていることを特徴とする請求項
1記載の固体撮像素子。4. The solid-state image pickup device according to claim 1, wherein the gate length of the first MOS transistor is constituted by a minimum line width.
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JP6069351A JPH07284024A (en) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | Solid-state image sensor |
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0921676A3 (en) * | 1997-11-24 | 2000-01-12 | Xerox Corporation | A photosensitive apparatus |
WO2001047021A1 (en) * | 1999-12-21 | 2001-06-28 | Conexant Systems, Inc. | Method and apparatus for achieving uniform low dark current with cmos photodiodes |
JP2001197368A (en) * | 1999-10-22 | 2001-07-19 | Hyundai Electronics Ind Co Ltd | Image sensor |
JP2002543683A (en) * | 1999-04-23 | 2002-12-17 | ポラロイド コーポレイション | Active pixel image detector with linear mode voltage / current conversion |
US6700611B1 (en) | 1998-11-16 | 2004-03-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Amplifying solid-state imaging device, and method for driving the same |
US7057655B1 (en) | 1998-10-14 | 2006-06-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Amplifying solid-state imaging device, and method for driving the same |
US7218346B1 (en) | 1998-06-03 | 2007-05-15 | Nec Electronics Corporation | Method for driving solid-state image pickup device |
JP2008109154A (en) * | 1996-05-22 | 2008-05-08 | Eastman Kodak Co | Color active pixel sensor with electronic shutter with anti-blooming and low crosstalk |
US7636118B2 (en) | 1997-08-15 | 2009-12-22 | Sony Corporation | Solid state image sensor with fixed pattern noise reduction |
JP2010045843A (en) * | 1996-08-20 | 2010-02-25 | Thomson Licensing | High sensitivity image sensor arrays |
JP2010187022A (en) * | 2010-05-17 | 2010-08-26 | Sony Corp | Solid-state imaging device |
US7944491B2 (en) | 1998-06-08 | 2011-05-17 | Sony Corporation | Solid-state image-pickup device including unit pixels having a 3-transistor design and wherein a vertical selection pulse provides a reset potential |
-
1994
- 1994-04-07 JP JP6069351A patent/JPH07284024A/en active Pending
Cited By (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008109154A (en) * | 1996-05-22 | 2008-05-08 | Eastman Kodak Co | Color active pixel sensor with electronic shutter with anti-blooming and low crosstalk |
JP2010045843A (en) * | 1996-08-20 | 2010-02-25 | Thomson Licensing | High sensitivity image sensor arrays |
US7755690B2 (en) | 1997-08-15 | 2010-07-13 | Sony Corporation | Solid state image sensor with fixed pattern noise reduction |
US7636118B2 (en) | 1997-08-15 | 2009-12-22 | Sony Corporation | Solid state image sensor with fixed pattern noise reduction |
US6683646B2 (en) | 1997-11-24 | 2004-01-27 | Xerox Corporation | CMOS image sensor array having charge spillover protection for photodiodes |
EP0921676A3 (en) * | 1997-11-24 | 2000-01-12 | Xerox Corporation | A photosensitive apparatus |
US7218346B1 (en) | 1998-06-03 | 2007-05-15 | Nec Electronics Corporation | Method for driving solid-state image pickup device |
US8922689B2 (en) | 1998-06-08 | 2014-12-30 | Sony Corporation | Solid-state imaging element having image signal overflow path |
US9313430B2 (en) | 1998-06-08 | 2016-04-12 | Sony Corporation | Solid-state imaging element having image signal overflow path |
US9253422B2 (en) | 1998-06-08 | 2016-02-02 | Sony Corporation | Solid-state imaging element having image signal overflow path |
US9179081B2 (en) | 1998-06-08 | 2015-11-03 | Sony Corporation | Solid-state imaging element having image signal overflow path |
US9445020B2 (en) | 1998-06-08 | 2016-09-13 | Sony Corporation | Solid-state imaging element having image signal overflow path |
US8031248B2 (en) | 1998-06-08 | 2011-10-04 | Sony Corporation | Solid state imaging element having horizontal scanning circuit for providing reset signals |
US8743257B2 (en) | 1998-06-08 | 2014-06-03 | Sony Corporation | Solid-state imaging element having image signal overflow path |
US8284284B2 (en) | 1998-06-08 | 2012-10-09 | Sony Corporation | Solid-state imaging element, method for driving the same, and camera system |
US7944491B2 (en) | 1998-06-08 | 2011-05-17 | Sony Corporation | Solid-state image-pickup device including unit pixels having a 3-transistor design and wherein a vertical selection pulse provides a reset potential |
US8023024B2 (en) | 1998-06-08 | 2011-09-20 | Sony Corporation | Solid-state imaging element having image signal overflow path |
US7057655B1 (en) | 1998-10-14 | 2006-06-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Amplifying solid-state imaging device, and method for driving the same |
US8218048B2 (en) | 1998-10-14 | 2012-07-10 | Panasonic Corporation | Amplifying solid-state imaging device, and method for driving the same |
US7821556B2 (en) | 1998-10-14 | 2010-10-26 | Panasonic Corporation | Amplifying solid-state imaging device, and method for driving the same |
US7532243B2 (en) | 1998-10-14 | 2009-05-12 | Panasonic Corporation | Amplifying solid-state imaging device, and method for driving the same |
US6700611B1 (en) | 1998-11-16 | 2004-03-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Amplifying solid-state imaging device, and method for driving the same |
JP2002543683A (en) * | 1999-04-23 | 2002-12-17 | ポラロイド コーポレイション | Active pixel image detector with linear mode voltage / current conversion |
JP2001197368A (en) * | 1999-10-22 | 2001-07-19 | Hyundai Electronics Ind Co Ltd | Image sensor |
WO2001047021A1 (en) * | 1999-12-21 | 2001-06-28 | Conexant Systems, Inc. | Method and apparatus for achieving uniform low dark current with cmos photodiodes |
JP2010187022A (en) * | 2010-05-17 | 2010-08-26 | Sony Corp | Solid-state imaging device |
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