JPH09252434A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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JPH09252434A
JPH09252434A JP8057720A JP5772096A JPH09252434A JP H09252434 A JPH09252434 A JP H09252434A JP 8057720 A JP8057720 A JP 8057720A JP 5772096 A JP5772096 A JP 5772096A JP H09252434 A JPH09252434 A JP H09252434A
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photodiode
transistor
line
solid
reset
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Ryohei Miyagawa
良平 宮川
Hiroshi Yamashita
浩史 山下
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce KTC noise generated in a photodiode part by resetting the photodiode by injecting and discharging electric charges to/from the photodiode. SOLUTION: The wiring (RD line) 15 (15-1-15-3) of the drain of a reset transistor 4 is not connected to a power supply line Vdd connected to the drain of an amplification transistor 2 through a selection transistor 3 and is provided independent of the power supply line. Further, the RD line 15 is independent in respective rows. Also, the other end of a vertical signal line 8 is connected to a separation transistor 12 (12-1-12-3) and an amplification capacitance 13 (13-1-13-3) is connected between the separation transistor 12 and a horizontal selection transistor 19. Thus, by injection/discharge operations for turning the RD line 15 to 'L' and discharging the electric charges, the photodiodes 1 of the respective rows are reset independently for the respective rows.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置に係
わり、特に単位セル内に増幅トランジスタを設けた増幅
型固体撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device, and more particularly to an amplification type solid-state image pickup device having an amplification transistor in a unit cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、固体撮像装置の一つとして、増幅
型MOSセンサを用いた固体撮像装置が提案されてい
る。この装置は、各セル毎にフォトダイオードで検出し
た光信号を、トランジスタで増幅するものであり、高感
度という特徴を持っている。
2. Description of the Related Art In recent years, a solid-state imaging device using an amplification type MOS sensor has been proposed as one of the solid-state imaging devices. This device amplifies an optical signal detected by a photodiode for each cell with a transistor and has a characteristic of high sensitivity.

【0003】図10は、増幅型MOSセンサを用いた従
来の固体撮像装置を示す回路構成図である。フォトダイ
オード1(1−1−1,1−1−2,〜,1−3−3)
の検出信号を増幅する増幅トランジスタ2(2−1−
1,2−1−2,〜,2−3−3)、信号を読み出すラ
インを選択する垂直選択トランジスタ3(3−1−1,
3−1−2,〜,3−3−3)、信号電荷をリセットす
るリセットトランジスタ4(4−1−1,4−1−2,
〜,4−3−3)からなる単位セルが行列2次元状に配
列されている。なお、図では3×3個のセルが配列され
ているが、実際にはこれより多くの単位セルが配列され
ている。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a conventional solid-state image pickup device using an amplification type MOS sensor. Photodiode 1 (1-1-1, 1-1-2, ..., 1-3-3)
Amplification transistor 2 (2-1-) that amplifies the detection signal of
1, 2-1-2,..., 2-3-3), a vertical selection transistor 3 (3-1-1, 1-1) for selecting a line from which a signal is read.
3-1-2,..., 3-3-3), reset transistor 4 (4-1-1, 4-1-2, resetting signal charges)
, 4-3-3) are arranged in a two-dimensional matrix. Although 3 × 3 cells are arranged in the figure, actually more unit cells are arranged.

【0004】垂直シフトレジスタ5から水平方向に配線
されている水平アドレス線6(6−1,6−2,6−
3)は垂直選択トランジスタ3のゲートに接続され、信
号を読み出すラインを決めている。同様に、垂直シフト
レジスタ5から水平方向に配線されているリセット線7
(7−1,7−2,7−3)は、リセットトランジスタ
4のゲートに接続されている。増幅トランジスタ2のソ
ースは列方向に配置された垂直信号線8(8−1,8−
2,8−3)に接続され、その一端には負荷トランジス
タ9(9−1,9−2,9−3)が設けられている。
[0004] Horizontal address lines 6 (6-1, 6-2, 6-
3) is connected to the gate of the vertical selection transistor 3 and determines a line from which a signal is read. Similarly, the reset line 7 wired in the horizontal direction from the vertical shift register 5
(7-1, 7-2, 7-3) is connected to the gate of the reset transistor 4. The source of the amplification transistor 2 is a vertical signal line 8 (8-1, 8-) arranged in the column direction.
2, 8-3), and a load transistor 9 (9-1, 9-2, 9-3) is provided at one end thereof.

【0005】垂直信号線8の他端は、水平シフトレジス
タ10の選択パルスにより駆動される水平選択トランジ
スタ19(19−1,19−2,19−3)を介して水
平信号線11に接続されている。
The other end of the vertical signal line 8 is connected to the horizontal signal line 11 via a horizontal selection transistor 19 (19-1, 19-2, 19-3) driven by a selection pulse of the horizontal shift register 10. ing.

【0006】図11は、このデバイスの動作を示すタイ
ミングチャートである。水平アドレス線6−1をハイレ
ベルにするアドレスパルス101を印加すると、このラ
インの垂直選択トランジスタ3のみONし、このライン
の増幅トランジスタ2と負荷トランジスタ9でソースホ
ロア回路が構成される。そして、増幅トランジスタ2の
ゲート電圧、即ちフォトダイオード1の電圧とほぼ同等
の電圧が垂直信号線8に現れる。
FIG. 11 is a timing chart showing the operation of this device. When the address pulse 101 for setting the horizontal address line 6-1 to the high level is applied, only the vertical selection transistor 3 of this line is turned on, and the amplification transistor 2 and the load transistor 9 of this line form a source follower circuit. Then, a voltage substantially equal to the gate voltage of the amplification transistor 2, that is, the voltage of the photodiode 1 appears on the vertical signal line 8.

【0007】次いで、水平シフトレジスタ10から水平
選択パルス102(102−1,〜,102−3)を水
平選択トランジスタ19に順次印加し、水平信号線11
から1ライン分の信号を順次取り出す。1ライン分の信
号の読み出しが終わるとリセット線7−1をハイレベル
にするリセットパルス103を印加し、このラインのリ
セットトランジスタ4をONして信号電荷をリセットす
る。
Next, horizontal selection pulses 102 (102-1,..., 102-3) are sequentially applied from the horizontal shift register 10 to the horizontal selection transistor 19, and the horizontal signal line 11
, The signals for one line are sequentially extracted. When the reading of the signal for one line is completed, the reset pulse 103 that sets the reset line 7-1 to the high level is applied, and the reset transistor 4 of this line is turned on to reset the signal charge.

【0008】この動作を、次のライン、その次のライン
と順次続けることにより、2次元状全ての信号を読み出
すことができる。ここで、フォトダイオード1の電位の
変化分とほぼ同等の変化分の電圧が垂直信号線8に現れ
る。フォトダイオード1の容量をCs、垂直信号線8の
容量をCvとすると、信号電荷はCv/Cs倍に増幅さ
れる。一般には、CvはCsに比べ非常に大きい。
By continuing this operation sequentially on the next line and the next line, all the two-dimensional signals can be read. Here, a voltage corresponding to a change substantially equal to the change in the potential of the photodiode 1 appears on the vertical signal line 8. Assuming that the capacitance of the photodiode 1 is Cs and the capacitance of the vertical signal line 8 is Cv, the signal charge is amplified by Cv / Cs times. Generally, Cv is much larger than Cs.

【0009】しかしながら、この種の装置にあっては次
のような問題があった。即ち、従来型の特徴はリセット
トランジスタのドレインの配線が全てのラインで共通
で、電源線Vddに接続されていることである。この構成
では、フォトダイオードのリセットはリセットトランジ
スタが強反転であるため、フォトダイオードで発生する
ノイズは2/3KTCである(K:ボルツマン定数、
T:絶対温度、C:フォトダイオードの容量)。そして
この雑音は、固体撮像装置の感度を低下させる。
However, this type of device has the following problems. That is, the characteristic of the conventional type is that the drain wiring of the reset transistor is common to all the lines and is connected to the power supply line Vdd. In this configuration, since the reset transistor is strongly inverted when resetting the photodiode, the noise generated in the photodiode is 2/3 KTC (K: Boltzmann constant,
(T: absolute temperature, C: capacitance of photodiode). And this noise reduces the sensitivity of the solid-state imaging device.

【0010】また、撮像領域端に負荷トランジスタを設
置する必要があるため、その分素子面積が大きくかつ素
子製造工程が複雑化するという問題があった。さらに、
ソ−スフォロワ動作では、負荷トランジスタを介して全
ての垂直信号線に電流が流れているため、負荷トランジ
スタの抵抗で消費される電力が素子の消費電力を大きく
しているという問題があつた。さらに、負荷トランジス
タは各列1つずつ設けられるが、負荷トランジスタの特
性がばらつくと、負荷トランジスタと画素の増幅トラン
ジスタで構成されるソースホロアの特性が列毎にばらつ
くため、再生画面上で縦の節状に出力が不均一になり、
画質が著しく劣化すると言う問題があった。
Further, since it is necessary to install the load transistor at the edge of the image pickup region, there is a problem that the element area is large and the element manufacturing process is complicated accordingly. further,
In the source follower operation, since current flows through all the vertical signal lines through the load transistor, there is a problem that the power consumed by the resistance of the load transistor increases the power consumption of the element. Furthermore, although one load transistor is provided for each column, if the characteristics of the load transistor vary, the characteristics of the source follower composed of the load transistor and the pixel amplification transistor will vary from column to column, and thus vertical columns will appear on the playback screen. Output becomes uneven,
There is a problem that the image quality is significantly deteriorated.

【0011】また、上記の問題の他に次のような問題も
あった。第1に、水平方向で信号の蓄積時間が異なるた
め感度の差がでることである。これは、リセットする時
間は1ラインの中は全て同時であるが信号を読み出す時
間は異なっているためである。図6でフォトダイオード
1−1−1,〜,1−1−3の信号蓄積時間104−
1,〜,104−3は、1周期の時間105に比べ短い
だけでなくそれぞれ異なっている。
In addition to the above problems, there are the following problems. First, there is a difference in sensitivity because the signal storage time differs in the horizontal direction. This is because the reset times are all the same in one line, but the signal read times are different. In FIG. 6, the signal accumulation time 104- of the photodiodes 1-1-1, ..., 1-1-3
1, to 104-3 are not only shorter than the time 105 of one cycle but also different from each other.

【0012】第2に、フォトダイオード1の電位が同じ
でも増幅トランジスタ2のしきい値電圧の違いが垂直信
号線8に現れるため、しきい値電圧のばらつきに対応す
る2次元状の雑音(固定パターン雑音と呼ぶ)が現れる
ことである。しきい値電圧は増幅トランジスタ2のドレ
イン電流が殆ど流れない状態(1マイクロアンペア程
度)で測定する。しかし、増幅トランジスタ2は電流供
給源の負荷トランジスタ9からその20倍から1000
倍のドレイン電流を流している。そのため、しきい値電
圧のばらつきだけでなくドレイン電流が大きいところで
のトランジスタ特性のばらつきも固定パターン雑音とな
る。
Second, even if the potential of the photodiode 1 is the same, a difference in threshold voltage of the amplification transistor 2 appears in the vertical signal line 8. Therefore, two-dimensional noise (fixed noise) corresponding to variations in threshold voltage (fixed This is called pattern noise). The threshold voltage is measured in a state where the drain current of the amplification transistor 2 hardly flows (about 1 microampere). However, the amplification transistor 2 is connected to the load transistor 9 of the current supply source 20 times to 1000 times.
The drain current is doubled. Therefore, not only the variation in the threshold voltage but also the variation in the transistor characteristics at the large drain current becomes fixed pattern noise.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】このように従来、増幅
型固体撮像装置においては、フォトダイオードのリセッ
トに伴いフォトダイオード部で発生するKTCノイズが
あり、これが固体撮像装置の感度を低下させる大きな要
因となっていた。
As described above, conventionally, in the amplification type solid-state image pickup device, there is KTC noise generated in the photodiode part when the photodiode is reset, and this is a major factor that reduces the sensitivity of the solid-state image pickup device. It was.

【0014】また、負荷トランジスタを各垂直信号線に
設置する必要があり、素子面積の増大と共に消費電力の
増大を招くという問題があった。本発明は、上記事情を
考慮して成されたもので、その目的とするところは、フ
ォトダイオード部で発生するKTCノイズを低減させる
ことができ、S/Nの高い増幅型固体撮像装置を提供す
ることにある。
Further, it is necessary to install a load transistor in each vertical signal line, which causes a problem that the element area increases and the power consumption increases. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an amplification type solid-state imaging device capable of reducing KTC noise generated in a photodiode section and having a high S / N. To do.

【0015】また、本発明の他の目的は、増幅トランジ
スタのソースに接続された負荷トランジスタを省略する
ことができ、素子面積の縮小及び消費電力の低減をはか
り得る増幅型固体撮像装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an amplification type solid-state imaging device in which the load transistor connected to the source of the amplification transistor can be omitted and the element area and power consumption can be reduced. Especially.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(構成)上記課題を解決するために本発明は、次のよう
な構成を採用している。即ち、本発明(請求項1)は、
半導体基板上に、フォトダイオードとこのダイオードを
リセットする手段を含む単位セルを行列2次元状に配列
してなる撮像領域と、この撮像領域の読み出し行を選択
する垂直選択手段とを備えた固体撮像装置において、前
記フォトダイオードのリセット手段が、前記フォトダイ
オードへの電荷の注入と排出によることを特徴とする。
(Structure) In order to solve the above problem, the present invention employs the following structure. That is, the present invention (claim 1)
Solid-state imaging including an imaging region formed by arranging unit cells including photodiodes and means for resetting the diode in a two-dimensional matrix on a semiconductor substrate, and vertical selection means for selecting a readout row of the imaging region In the device, the reset means of the photodiode is characterized by injecting and discharging electric charges from the photodiode.

【0017】また、本発明(請求項2)は、半導体基板
上に、光電変換のためのフォトダイオード,このフォト
ダイオードの出力をゲートに入力する増幅トランジス
タ,及びフォトダイオードをリセットするリセットトラ
ンジスタを含む単位セルを行列2次元状に配列してなる
撮像領域と、この撮像領域の読み出し行を選択する垂直
選択手段と、選択された行に相当するフォトダイオード
の検出信号を読み出す列方向に配置されて増幅トランジ
スタのソースに接続された垂直信号線と、これらの垂直
信号線から行方向に配置された水平信号線に検出信号を
順次読み出す水平選択トランジスタとを備えた固体撮像
装置において、前記リセットトランジスタの前記フォト
ダイオードにつながる端子と反対側の端子の配線(リセ
ットドレイン配線)が行方向に延び、且つ各行の配線が
電気的に独立していることを特徴する。
Further, the present invention (claim 2) includes, on a semiconductor substrate, a photodiode for photoelectric conversion, an amplification transistor for inputting the output of the photodiode to a gate, and a reset transistor for resetting the photodiode. An image pickup area formed by arranging unit cells in a matrix two-dimensional form, a vertical selection means for selecting a read row of the image pickup area, and a column direction for reading a detection signal of a photodiode corresponding to the selected row are arranged. In a solid-state image pickup device including a vertical signal line connected to a source of an amplification transistor and a horizontal selection transistor that sequentially reads a detection signal from these vertical signal lines to horizontal signal lines arranged in a row direction, Wiring of the terminal opposite to the terminal connected to the photodiode (reset drain wiring) Extending in the row direction, and each line of wiring is characterized in that the electrically independent.

【0018】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる (1) リセットドレイン配線が、同じ行の増幅トランジス
タのドレインにつながる配線と共通であること。 (2) リセットドレイン配線が、隣合う上或いは下の行の
増幅トランジスタのドレインにつながる配線と共通であ
ること。 (3) リセットトランジスタのドレイン配線の電位を変化
させることにより、フオトダイオードに電荷を注入及び
排出して、フォトダイオードのリセットを行うこと。 (4) フォトダイオードが読み出しトランジスタを介して
増幅トランジスタのゲートにつながること。 (5) フォトダイオードが埋め込み型フォトダイオードで
あること。
Preferred embodiments of the present invention include the following (1) The reset drain wiring is common to the wiring connected to the drains of the amplification transistors in the same row. (2) The reset drain wiring is common to the wiring connected to the drains of the amplification transistors in the adjacent upper or lower rows. (3) By changing the potential of the drain wiring of the reset transistor, charges are injected into and discharged from the photodiode to reset the photodiode. (4) The photodiode is connected to the gate of the amplification transistor via the readout transistor. (5) The photodiode is an embedded photodiode.

【0019】また、本発明(請求項3)は、半導体基板
上に、光電変換のためのフォトダイオードとこのフォト
ダイオードの出力をゲートに入力する増幅トランジスタ
を有する単位セルを行列2次元状に配列してなる撮像領
域と、この撮像領域の読み出し行を選択する垂直選択手
段と、選択された行に相当するセルの検出信号を読み出
す列方向に配置されて前記増幅トランジスタのソースに
接続された複数の垂直信号線と、これらの垂直信号線か
ら行方向に配置された水平信号線に検出信号を順次読み
出す水平選択トランジスタとを備えた固体撮像装置にお
いて、前記増幅トランジスタのドレインが行毎に独立に
設置された電荷注入線に行方向に共通に接続され、選択
された行の信号の読み出しは、電荷注入線電位が増幅ト
ランジスタのゲートのチャネル電位より低い電位に設定
された後に、垂直信号線電位より高い電位に設定される
ことにより行われることを特徴とする。 (作用)本発明(請求項1,2)によれば、電荷の注入
・排出動作によりフォトダイオードをリセットすること
により、リセットトランジスタが弱反転状態でリセット
されるため、雑音は1/2KTCに減少する。
Further, according to the present invention (claim 3), unit cells each having a photodiode for photoelectric conversion and an amplification transistor for inputting an output of the photodiode to a gate are arranged in a matrix two-dimensional array on a semiconductor substrate. Image pickup area, vertical selection means for selecting a readout row of the image pickup area, and a plurality of plurality of elements arranged in the column direction for reading the detection signal of the cell corresponding to the selected row and connected to the source of the amplification transistor. In the solid-state image pickup device including the vertical signal lines and horizontal selection transistors for sequentially reading detection signals from the vertical signal lines to the horizontal signal lines arranged in the row direction, the drains of the amplification transistors are independently provided for each row. The signal of the selected row is connected in common to the installed charge injection line in the row direction, and the charge injection line potential is the gate of the amplification transistor. After being set lower than the channel potential potential of, characterized in that it is carried out by being set higher than the vertical signal line potential potential. (Operation) According to the present invention (Claims 1 and 2), the reset transistor is reset in the weak inversion state by resetting the photodiode by the charge injection / discharge operation, so that the noise is reduced to 1/2 KTC. To do.

【0020】より具体的には、リセットトランジスタの
ドレインの配線(リセットドレイン配線:RD線)を、
選択トランジスタを介して増幅トランジスタのドレイン
につながる配線とは独立に形成し、且つ各行で独立に配
置することにより、RD線を“L”にして電荷の注入を
行い、RD線を“H”にして電荷の排出を行うという注
入・排出動作によつて、フォトダイオードのリセットを
行うことができる。つまり、リセットトランジスタを強
反転状態ではなくが弱反転状態でリセットするために、
雑音を1/2KTCに減少させることができる。
More specifically, the drain wiring of the reset transistor (reset drain wiring: RD line) is
By forming the wiring independently of the wiring connected to the drain of the amplification transistor through the selection transistor and arranging it independently in each row, the RD line is set to “L” to inject charges and the RD line is set to “H”. The photodiode can be reset by the injection / discharge operation of discharging the charge by discharging. In other words, in order to reset the reset transistor not in the strong inversion state but in the weak inversion state,
The noise can be reduced to 1/2 KTC.

【0021】また、本発明(請求項3)によれば、増幅
トランジスタの信号を垂直信号線に読み出す際に、負荷
トランジスタを通して電流を流さず、各行毎に独立して
設置された電荷注入線から垂直信号線に電荷を注入す
る。そのため、負荷トランジスタに電流を流す必要がな
くなり、素子の消費電力を小さくすることができる。さ
らに、負荷トランジスタを設ける必要がないため、素子
面積を小さくでき、素子製造工程を簡略化することがで
きる。また、負荷トランジスタの特性ばらつきが原因で
発生する再生画面上の縦節状の出力不均一を防止するこ
とができる。
Further, according to the present invention (claim 3), when the signal of the amplifying transistor is read out to the vertical signal line, no current is passed through the load transistor, and the charge injection line independently provided for each row is used. Charge is injected into the vertical signal line. Therefore, it is not necessary to supply a current to the load transistor, and the power consumption of the element can be reduced. Furthermore, since it is not necessary to provide a load transistor, the element area can be reduced and the element manufacturing process can be simplified. In addition, it is possible to prevent vertical nodal output nonuniformity on the playback screen caused by variations in the characteristics of the load transistors.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。 (第1の実施形態)図1は、本発明の第1の実施形態に
係わる固体撮像装置を示す回路構成図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention.

【0023】単位セルの構成は、前記図10に示した従
来装置と基本的に同様である。即ち単位セルは、フォト
ダイオード1の検出信号を増幅する増幅トランジスタ
2、信号を読み出すラインを選択する垂直選択トランジ
スタ3、信号電荷をリセットするリセットトランジスタ
4から構成され、行列2次元状に配列されている。な
お、図では3×3個のセルが配列されているが、実際に
はこれより多くの単位セルが配列されている。
The structure of the unit cell is basically the same as that of the conventional device shown in FIG. That is, the unit cell is composed of an amplification transistor 2 that amplifies a detection signal of the photodiode 1, a vertical selection transistor 3 that selects a line from which a signal is read, and a reset transistor 4 that resets a signal charge, and are arranged in a two-dimensional matrix. There is. Although 3 × 3 cells are arranged in the figure, actually more unit cells are arranged.

【0024】垂直シフトレジスタ5から水平方向に配線
されている水平アドレス線6は垂直選択トランジスタ3
のゲートに接続され、信号を読み出すラインを決めてい
る。同様に、垂直シフトレジスタ5から水平方向に配線
されているリセット線7は、リセットトランジスタ4の
ゲートに接続されている。増幅トランジスタ2のソース
は列方向に配置された垂直信号線8に接続され、その一
端には負荷トランジスタ9が設けられている。
The horizontal address line 6 wired in the horizontal direction from the vertical shift register 5 is the vertical selection transistor 3
It is connected to the gate of and determines the line from which the signal is read. Similarly, the reset line 7 wired in the horizontal direction from the vertical shift register 5 is connected to the gate of the reset transistor 4. The source of the amplification transistor 2 is connected to the vertical signal line 8 arranged in the column direction, and the load transistor 9 is provided at one end thereof.

【0025】ここまでの基本構成は従来装置と同様であ
るが、本発明は次の点で従来装置と構成を異にする。即
ち、リセットトランジスタ4のドレインの配線(RD
線)15(15−1,15−2,15−3)は、選択ト
ランジスタ3を介して増幅トランジスタ2のドレインに
つながる電源線Vddとは接続されておらず、電源線とは
独立に設けられている。さらに、RD線15は各行で独
立になっている。
Although the basic structure up to this point is the same as that of the conventional apparatus, the present invention differs from the conventional apparatus in the following points. That is, the drain wiring (RD
Line 15 (15-1, 15-2, 15-3) is not connected to the power supply line Vdd connected to the drain of the amplification transistor 2 via the selection transistor 3 and is provided independently of the power supply line. ing. Furthermore, the RD line 15 is independent in each row.

【0026】また、垂直信号線8の他端は、分離トラン
ジスタ12(12−1,12−2,12−3)に接続さ
れ、分離トランジスタ12と水平選択トランジスタ19
との間に増幅容量13(13−1,13−2,13−
3)が接続されている。なお、分離トランジスタ12及
び増幅容量13を省略し、前記図10に示すように垂直
信号線8を水平選択トランジスタ19に直接接続するよ
うにしてもよい。
The other end of the vertical signal line 8 is connected to the separation transistor 12 (12-1, 12-2, 12-3), and the separation transistor 12 and the horizontal selection transistor 19 are connected.
And an amplification capacitor 13 (13-1, 13-2, 13-
3) is connected. The separation transistor 12 and the amplification capacitor 13 may be omitted, and the vertical signal line 8 may be directly connected to the horizontal selection transistor 19 as shown in FIG.

【0027】本実施形態では、リセットトランジスタ4
のドレインの配線(RD線)15を電源線Vddとは独立
に設け、さらにRD線15を各行で独立に配置してい
る。このため、RD線15を“L”にして電荷を注入し
た後に“H”にして電荷を排出するという注入・排出動
作によって、各行のフォトダイオード1のリセットを各
行独立に行うことができる。この場合、リセットトラン
ジスタ4が弱反転状態でリセットするために、フォトダ
イオード1で発生するノイズが1/2KTCに低減され
ることになる。
In the present embodiment, the reset transistor 4
The drain wiring (RD line) 15 is provided independently of the power supply line Vdd, and the RD line 15 is arranged independently in each row. Therefore, the photodiodes 1 in each row can be reset independently in each row by an injection / discharge operation in which the RD line 15 is set to “L” to inject the charge and then set to “H” to discharge the charge. In this case, since the reset transistor 4 is reset in the weak inversion state, the noise generated in the photodiode 1 is reduced to 1/2 KTC.

【0028】図2は、本実施形態における動作を示すタ
イミングチャートである。水平ブランキング期間に、信
号読出しを行った後、RD線15の電位を“L”にし、
リセットゲートを“H”にして電荷の注入を行う。その
後、RD線15の電位を“H”にし、リセットゲートを
再び“H”にして電荷の排出を行う。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation in this embodiment. After the signal is read in the horizontal blanking period, the potential of the RD line 15 is set to "L",
Charge is injected by setting the reset gate to "H". After that, the potential of the RD line 15 is set to "H" and the reset gate is set to "H" again to discharge the charges.

【0029】これによりリセットトランジスタ4を、例
えばドレインが5Vでゲートが3Vという弱反転状態で
駆動して注入動作を行うことができ、従ってフォトダイ
オード1で発生するノイズを1/2KTCに低減するこ
とができる。
As a result, the reset transistor 4 can be driven in a weak inversion state in which the drain is 5 V and the gate is 3 V, for example, and the injection operation can be performed. Therefore, the noise generated in the photodiode 1 can be reduced to 1/2 KTC. You can

【0030】また、本実施形態では、垂直信号線8と水
平選択トランジスタ19との間に分離トランジスタ12
及び増幅容量13を設けることにより、信号蓄積時間を
1周期の時間に近付けるだけでなく、1ラインの中での
蓄積時間の差を無くすことができ、これにより信号蓄積
時間の差による水平方向の感度の違いを無くすことも可
能となる。
Further, in this embodiment, the separation transistor 12 is provided between the vertical signal line 8 and the horizontal selection transistor 19.
By providing the amplifying capacitor 13 and the amplification capacitor 13, not only the signal storage time can be made closer to the time of one cycle, but also the difference in the storage time in one line can be eliminated, whereby the horizontal direction due to the difference in the signal storage time can be eliminated. It is also possible to eliminate the difference in sensitivity.

【0031】図1の実施形態では各行独立にRD線15
を設けていた。しかし、RD線が全ての行に共通であっ
ても図2の動作タイミングを用いて図1の実施形態と同
様の効果が得られる。但し、この場合は1つの行のフォ
トダイオード1をリセットする時に全ての行のRD線を
駆動することになる。従って、各行のフォトダイオード
1をリセットする毎に全行のRD線の容量をドライブす
ることになり、消費電力が格段に大きくなる。そのた
め、図1の実施形態のRD線を各行で独立にすると消費
電力に関して有利である。或いは隣り合う2行のRD線
を共通として、2行毎にRD線を独立にしても、全行共
通に比べて消費電力に関して大変有利である。 (第2の実施形態)図3は、本発明の第2の実施形態に
係わる固体撮像装置を示す回路構成図である。なお、図
1と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は
省略する。
In the embodiment shown in FIG. 1, the RD line 15 is provided independently for each row.
Was provided. However, even if the RD line is common to all rows, the same effect as that of the embodiment of FIG. 1 can be obtained by using the operation timing of FIG. However, in this case, the RD lines of all rows are driven when the photodiodes 1 of one row are reset. Therefore, every time the photodiodes 1 in each row are reset, the capacitances of the RD lines in all the rows are driven, and the power consumption is significantly increased. Therefore, making the RD line of the embodiment of FIG. 1 independent in each row is advantageous in terms of power consumption. Alternatively, even if the RD lines of two adjacent rows are made common and the RD lines are made independent for every two rows, it is very advantageous in terms of power consumption as compared to common to all rows. (Second Embodiment) FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0032】本実施形態が先に説明した第1の実施形態
と異なるところは、増幅トランジスタ2のドレインにつ
ながる配線が各行独立になっている。そして、隣の行の
RD配線15がこの増幅トランジスタ2のドレインの配
線と共通になつている。
The difference between this embodiment and the first embodiment described above is that the wiring connected to the drain of the amplification transistor 2 is independent for each row. Then, the RD wiring 15 of the adjacent row is shared with the wiring of the drain of the amplification transistor 2.

【0033】このような構成であっても、各行のRD線
15は独立なので、第1の実施形態と同様に電荷の注入
・排出によるリセットが可能である。 (第3の実施形態)図4は、本発明の第3の実施形態に
係わる固体撮像装置を示す回路構成図である。なお、図
1と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は
省略する。
Even with such a configuration, since the RD line 15 of each row is independent, it is possible to reset by injecting / exhausting charges as in the first embodiment. (Third Embodiment) FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a solid-state imaging device according to the third embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0034】本実施形態は第1及び第2の実施形態と異
なり、フォトダイオード1が読み出しトランジスタ16
(16−1,16−2,16−3)を介して増幅トラン
ジスタ2につながることを特徴とする。なお、図中の1
7(17−1,17−2,17−3)は同一行の読み出
しトランジスタ16のゲートに接続された読み出し線で
ある。
This embodiment differs from the first and second embodiments in that the photodiode 1 is a read transistor 16
It is characterized in that it is connected to the amplification transistor 2 via (16-1, 16-2, 16-3). In addition, 1 in the figure
Reference numeral 7 (17-1, 17-2, 17-3) is a read line connected to the gates of the read transistors 16 in the same row.

【0035】このような構造にすると、増幅トランジス
タ2のゲートにつながつている容量である検出容量を小
さくできる。セル部の信号の増幅率は配線の容量と検出
部の比で決まるので、増幅率を大きくとるために検出部
の容量は小さいことが望ましい。光利用率を大きくとる
ためにはフォトダイオード面積が大きい方がよいが、増
幅トランジスタ2のゲートにフォトダイオード1が直接
つながる場合は、フォトダイオード面積を大きくとると
検出容量も大きくなる。図3の構造は、フォトダイオー
ド1が検出部と独立になっているため、フォトダイオー
ド面積を大きくして光利用率を大きくしながら、検出部
の検出容量を小さくできるメリットがある。
With such a structure, the detection capacitance, which is the capacitance connected to the gate of the amplification transistor 2, can be reduced. Since the signal amplification factor of the cell portion is determined by the ratio of the wiring capacitance to the detection portion, it is desirable that the detection portion has a small capacitance in order to increase the amplification factor. The larger the photodiode area is, the better the light utilization rate is. However, when the photodiode 1 is directly connected to the gate of the amplification transistor 2, the larger the photodiode area, the larger the detection capacitance becomes. Since the photodiode 1 is independent of the detection unit, the structure of FIG. 3 has an advantage that the detection capacitance of the detection unit can be reduced while increasing the photodiode area and the light utilization rate.

【0036】この実施形態でもRD線15が各行で独立
になっており、フォトダイオード1のリセットを電荷の
注入排出により行うことでフォトダイオード1での雑音
を小さくできる。
Also in this embodiment, the RD line 15 is independent in each row, and the noise in the photodiode 1 can be reduced by resetting the photodiode 1 by injecting and discharging charges.

【0037】図5は図4の構成の実施形態においてフォ
トダイオードが埋め込みフォトダイオードの構造になつ
ている場合の検出部とフォトダイオードの断面図を含む
単位セルの構成図である。電荷読み出し時の電位分布も
合わせて示している。なお、埋込みフォトダイオードは
Si表面層がp層になっており、Si表面で発生する暗
電流を防ぐものである。
FIG. 5 is a block diagram of a unit cell including a sectional view of the detector and the photodiode when the photodiode has a structure of an embedded photodiode in the embodiment of the configuration of FIG. The potential distribution during charge reading is also shown. The embedded photodiode has a p-layer Si surface layer to prevent a dark current generated on the Si surface.

【0038】埋め込みフォトダイオードの場合は、読み
出しトランジスタのゲートに十分大きな電圧を加えるな
どして信号電荷を完全転送でき、フォトダイオードを完
全空乏化することができる。この場合、完全転送ためK
TCノイズは発生しない。しかし、低いゲート電圧では
図5に示したように電位ポケットができるなどして完全
転送は難しくなる。そのため、読み出しトランジスタを
強反転状態で動作してフォトダイオード1をリセットす
ると、2/3KTCノイズが発生する。固体撮像素子の
電源電圧を低くすると低消費電力化はできるが、そのた
めに低いゲート電圧でフォトダイオードより信号電荷を
転送する必要がある。
In the case of the embedded photodiode, the signal charge can be completely transferred by applying a sufficiently large voltage to the gate of the read transistor, and the photodiode can be completely depleted. In this case, K is for complete transfer.
TC noise does not occur. However, at a low gate voltage, complete transfer becomes difficult due to potential pockets as shown in FIG. Therefore, when the read transistor is operated in the strong inversion state and the photodiode 1 is reset, 2/3 KTC noise is generated. Although power consumption can be reduced by lowering the power supply voltage of the solid-state image sensor, it is necessary to transfer the signal charge from the photodiode with a low gate voltage for that purpose.

【0039】不完全転送の場合は、本実施形態のように
電荷の注入・排出によるリセットを行うことにより、雑
音を低下させることができる。また、不完全転送で単純
に電荷読み出すことでフォトダイオードをリセットする
という方法では、転送残りが起こり残像が発生する。こ
れに対し本実施形態のように、電荷を注入・排出してリ
セットすることによりこの残像も無くすことができる。
In the case of incomplete transfer, noise can be reduced by resetting by injecting and discharging charges as in this embodiment. Further, in the method of resetting the photodiode by simply reading out the charge by the incomplete transfer, transfer residual occurs and an afterimage occurs. On the other hand, as in the present embodiment, this afterimage can be eliminated by injecting / discharging charges and resetting.

【0040】図12は、図4の実施形態において水平信
号読出し部にノイズキャンセラを配置した回路構成図で
ある。図4に示した構成要素以外に、分離キャパシタ2
1,クランプトランジスタ22が付加されている。図1
2の実施形態でも図4と同様にフォトダイオード1で発
生するKTCノイズを低減し、かつ残像を抑制すること
ができる。
FIG. 12 is a circuit configuration diagram in which a noise canceller is arranged in the horizontal signal reading section in the embodiment of FIG. In addition to the components shown in FIG.
1, a clamp transistor 22 is added. FIG.
Also in the second embodiment, the KTC noise generated in the photodiode 1 can be reduced and the afterimage can be suppressed as in the case of FIG.

【0041】図6は、本実施形態における動作を示すタ
イミングチャートである。図6(a)では、水平ブラン
キング期間に、アドレス線6の電位を“H”にし、RD
線15を“L”にし、リセットゲートを“H”にして電
荷の注入を行う。次いで、RD線15を“H”にし、リ
セットゲートを再び“H”にして電荷の排出を行う。そ
の後、読み出しゲートをONして信号を読み出す。
FIG. 6 is a timing chart showing the operation in this embodiment. In FIG. 6A, in the horizontal blanking period, the potential of the address line 6 is set to “H” and RD is set.
The line 15 is set to "L" and the reset gate is set to "H" to inject charges. Then, the RD line 15 is set to "H" and the reset gate is set to "H" again to discharge the charges. Then, the read gate is turned on to read the signal.

【0042】この動作では、増幅トランジスタ2のゲー
トにつながる信号検出部20のリセットが電荷の注入・
排出で行われている。従って、この動作では信号検出部
20で発生するKTCノイズは1/2KTCに低減され
ている。この場合、フォトダイオード1に蓄積された信
号電荷は読み出しトランジスタ16をONすることで完
全転送するのが望ましい。
In this operation, resetting of the signal detection unit 20 connected to the gate of the amplification transistor 2 is performed by injecting charge.
It is done by discharge. Therefore, in this operation, the KTC noise generated in the signal detection unit 20 is reduced to 1/2 KTC. In this case, it is desirable to completely transfer the signal charges accumulated in the photodiode 1 by turning on the read transistor 16.

【0043】図6(b)では、水平ブランキング期間
に、アドレス線6の電位を“H”にし、RD線15を
“L”にし、リセットゲートを“H”にして電荷の注入
を行う。次いで、RD線15を“H”にし、リセットゲ
ートを再び“H”にして増幅トランジスタ2のゲート部
の電荷の排出を行う。その後、読み出しトランジスタを
ONして信号を読み出す。
In FIG. 6B, in the horizontal blanking period, the potential of the address line 6 is set to "H", the RD line 15 is set to "L", and the reset gate is set to "H" to inject charges. Next, the RD line 15 is set to “H” and the reset gate is set to “H” again to discharge the charge from the gate portion of the amplification transistor 2. Then, the read transistor is turned on to read the signal.

【0044】次いで、RD線15を“L”にし、リセッ
トゲートを“H”に、読み出しゲートを“H”にしてフ
ォトダイオード部の電荷の注入を行う。次いで、RD線
15を“H”にし、リセットゲートを再び“H”に、読
み出しゲートを再び“H”にして電荷の排出を行う。
Then, the RD line 15 is set to "L", the reset gate is set to "H", and the read gate is set to "H" to inject charges in the photodiode portion. Next, the RD line 15 is set to "H", the reset gate is set to "H" again, and the read gate is set to "H" again to discharge charges.

【0045】この動作では、検出部20とフォトダイオ
ード1の両方が電荷の注入・排出動作によってリセット
されており、KTC雑音が1/2KTCに低減される。
また同時に、フォトダイオードからの信号電荷の不完全
転送で生じる残像を抑制することができる。
In this operation, both the detector 20 and the photodiode 1 are reset by the charge injection / discharge operation, and the KTC noise is reduced to 1/2 KTC.
At the same time, it is possible to suppress an afterimage caused by incomplete transfer of signal charges from the photodiode.

【0046】図6(c)では、水平ブランキング期間
に、アドレス線6の電位を“H”にし、RD線15を
“H”にし、リセットゲートを“H”にして電荷の排出
を行う。その後、読み出しゲートをONして信号を読み
出す。次いで、RD線15を“L”にし、リセットゲー
トを再び“H”に、読み出しゲートをONして電荷の注
入を行う。次いで、RD線15を“H”にし、リセット
ゲートを再び“H”に、読み出しゲートをONして電荷
の排出を行う。
In FIG. 6C, in the horizontal blanking period, the potential of the address line 6 is set to "H", the RD line 15 is set to "H", and the reset gate is set to "H" to discharge charges. Then, the read gate is turned on to read the signal. Then, the RD line 15 is set to "L", the reset gate is set to "H" again, and the read gate is turned on to inject charges. Next, the RD line 15 is set to "H", the reset gate is set to "H" again, and the read gate is turned on to discharge the charges.

【0047】この動作においても、フォトダイオード1
に電荷の注入・排出が行われてリセットされており、K
TC雑音が1/2KTCに低減されると共に、残像も抑
制される。
Also in this operation, the photodiode 1
The charge has been injected and discharged to and reset.
TC noise is reduced to 1/2 KTC, and afterimage is also suppressed.

【0048】ここで、信号読み出しは、1回行ってもよ
いし、ノイズキャンセラを用いて2回読み出すようにし
てもよい。ノイズキャンセラを用いて2回読出す場合に
ついて、図12も参照して更に詳しく述べる。1回目の
信号読み出しでは信号検出部20はリセットされてお
り、信号検出部20のリセットされた電位に対応して電
位に垂直信号線8はなっている。この状態でクランプト
ランジスタ22がONされ、信号蓄積部23の電位はク
ランプトランジスタのソース電位になっている。この後
に、フォトダイオード1の信号電荷が信号検出部20に
読み出され、信号検出部20の電位はその分変化する。
この時の信号検出部20の電位変化は垂直信号線8を通
じて、信号蓄積部23に電位変化を生じる。この後、分
離トランジスタ12がオフされる。従って、この信号読
出しによる信号検出部20の電位変化が信号蓄積部23
に蓄積される。
Here, the signal reading may be performed once or may be performed twice using a noise canceller. The case of reading twice using the noise canceller will be described in more detail with reference to FIG. In the first signal reading, the signal detection unit 20 is reset, and the vertical signal line 8 is at the potential corresponding to the reset potential of the signal detection unit 20. In this state, the clamp transistor 22 is turned on, and the potential of the signal storage unit 23 is the source potential of the clamp transistor. After this, the signal charge of the photodiode 1 is read out to the signal detection unit 20, and the potential of the signal detection unit 20 changes accordingly.
The potential change of the signal detection unit 20 at this time causes a potential change in the signal storage unit 23 through the vertical signal line 8. After that, the separation transistor 12 is turned off. Therefore, the potential change of the signal detection unit 20 due to this signal reading is caused by the signal storage unit 23.
Is accumulated in

【0049】このように、ノイズキャンセラを用いて信
号検出部20の信号電荷がないリセット時とその後の信
号電荷読み出し後での電位変化を検出する場合は、信号
検出部20でのKTCノイズは完全に抑圧することがで
きるので、信号電荷検出部のリセット手段はリセットト
ランジスタ4をKTCノイズが2/3KTCとなる強反
転状態で動作しても構わない。勿論、フォトダイオード
に電荷を注入・排出することによって図4の実施形態と
同じ効果が得られる。 (第4の実施形態)図7は、本発明の第4の実施形態に
係わる固体撮像装置を示す回路構成図である。図におい
て図10と同一部分には同一符号を付して、その詳しい
説明は省略する。
As described above, in the case where the noise canceller is used to detect the potential change at the time when the signal charge of the signal detection unit 20 is not reset and after the signal charge is read out, the KTC noise at the signal detection unit 20 is completely eliminated. Since it can be suppressed, the reset means of the signal charge detection unit may operate the reset transistor 4 in the strong inversion state in which the KTC noise becomes 2/3 KTC. Of course, the same effect as that of the embodiment of FIG. 4 can be obtained by injecting / exhausting charges into / from the photodiode. (Fourth Embodiment) FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing a solid-state imaging device according to the fourth embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 10 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0050】本実施形態が図10に示した従来装置と異
なる点は、負荷トランジスタを省略すると共に、増幅ト
ランジスタ2のドレインが、各行毎に設置された電荷注
入線201,202,203に各行共通に接続されてい
ることである。
The present embodiment is different from the conventional device shown in FIG. 10 in that the load transistor is omitted and the drain of the amplification transistor 2 is common to each row to the charge injection lines 201, 202 and 203 installed in each row. Is connected to.

【0051】図8に、図7の素子の動作を説明するため
の、増幅トランジスタ、垂直選択トランジスタ、及び電
荷注入線の電位図を示した。まず、信号を読み出す行の
垂直選択トランジスタをON状態にした後(a)、選択
された行に相当する電荷注入線を“L”レベルにし、増
幅トランジスタのゲートを通して垂直信号線に電荷を注
入する(b)。続いて、電荷注入線電位を再び“H”レ
ベルに戻す(c)。垂直信号線電位は増幅トランジスタ
のチャネル電位にほぼ等しくなるから、増幅トランジス
タのゲート電位に乗っている信号電荷が垂直信号線に呼
び出される。
FIG. 8 is a potential diagram of the amplification transistor, the vertical selection transistor, and the charge injection line for explaining the operation of the device of FIG. First, after turning on the vertical selection transistor in the row from which a signal is read (a), the charge injection line corresponding to the selected row is set to the “L” level, and charges are injected into the vertical signal line through the gate of the amplification transistor. (B). Then, the charge injection line potential is returned to the "H" level again (c). Since the vertical signal line potential becomes substantially equal to the channel potential of the amplification transistor, the signal charge on the gate potential of the amplification transistor is called out to the vertical signal line.

【0052】図9に素子の動作タイミングを示した。基
本的には前記図11に示す動作と同じであるが、本実施
形態では、アドレスパルス101,102,103に続
いて、電荷注入線201,202,203にパルスを印
加することが特徴である。
FIG. 9 shows the operation timing of the device. Although the operation is basically the same as that shown in FIG. 11, the present embodiment is characterized in that a pulse is applied to the charge injection lines 201, 202, 203 subsequent to the address pulse 101, 102, 103. .

【0053】このように本実施形態によれば、増幅トラ
ンジスタ2の信号を垂直信号線8に読み出す際に、負荷
トランジスタを使う必要がない。また、そのために負荷
トランジスタで消費される電力を無くすことができ、低
消費電力化をはかることができる。なお、本発明は上述
した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができ
る。
As described above, according to this embodiment, it is not necessary to use the load transistor when reading the signal of the amplification transistor 2 to the vertical signal line 8. Therefore, the power consumed by the load transistor can be eliminated, and the power consumption can be reduced. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications without departing from the scope of the invention.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上詳述したように本発明(請求項1,
2)によれば、電荷の注入・排出動作によりフォトダイ
オードをリセットすることにより、フォトダイオード部
で発生するノイズを低減させることができ、S/Nの高
い固体撮像装置を実現することが可能となる。
As described in detail above, the present invention (Claim 1,
According to 2), by resetting the photodiode by the charge injection / discharge operation, it is possible to reduce the noise generated in the photodiode section, and it is possible to realize a solid-state imaging device with high S / N. Become.

【0055】また、本発明(請求項3)によれば、増幅
トランジスタの信号を垂直信号線に読み出す際に、負荷
トランジスタを使う必要がない。そのため、素子面積を
小さくすることができる。また、素子製造工程を短縮す
ることができる。また、負荷トランジスタが無いため、
負荷トランジスタで消費される電力を小さくすることが
できる。
Further, according to the present invention (claim 3), it is not necessary to use the load transistor when reading the signal of the amplification transistor to the vertical signal line. Therefore, the element area can be reduced. Moreover, the element manufacturing process can be shortened. Also, because there is no load transistor,
The power consumed by the load transistor can be reduced.

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

【図1】第1の実施形態に係わる固体撮像装置を示す回
路構成図。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a solid-state imaging device according to a first embodiment.

【図2】第1の実施形態における動作を示すタイミング
チャート。
FIG. 2 is a timing chart showing an operation in the first embodiment.

【図3】第2の実施形態に係わる固体撮像装置を示す回
路構成図。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a solid-state imaging device according to a second embodiment.

【図4】第3の実施形態に係わる固体撮像装置を示す回
路構成図。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a solid-state imaging device according to a third embodiment.

【図5】第3の実施形態における単位セルの構成を示す
図。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a unit cell according to a third embodiment.

【図6】第3の実施形態における動作を示すタイミング
チャート。
FIG. 6 is a timing chart showing an operation in the third embodiment.

【図7】第4の実施形態に係わる固体撮像装置を示す回
路構成図。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing a solid-state imaging device according to a fourth embodiment.

【図8】第4の実施形態の動作を説明するための単位セ
ルの電位図。
FIG. 8 is a potential diagram of a unit cell for explaining the operation of the fourth embodiment.

【図9】第4の実施形態の動作を示すタイミングチャー
ト。
FIG. 9 is a timing chart showing the operation of the fourth embodiment.

【図10】従来のMOS型固体撮像素子の回路図の一
例。
FIG. 10 is an example of a circuit diagram of a conventional MOS solid-state image sensor.

【図11】図4のセンサの動作タイミングチャート。11 is an operation timing chart of the sensor of FIG.

【図12】図4の実施形態において水平信号読出し部に
ノイズキャンセラを配置した回路構成図。
FIG. 12 is a circuit configuration diagram in which a noise canceller is arranged in a horizontal signal reading unit in the embodiment of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…フォトダイオード 2…増幅トランジスタ 3…垂直選択トランジスタ 4…リセットトランジスタ 5…垂直シフトレジスタ 6…水平アドレス線 7…リセット線 8…垂直信号線 9…負荷トランジスタ 10…水平シフトレジスタ 11…水平信号線 12…分離トランジスタ 13…増幅容量 15…リセットドレイン配線(RD線) 16…読み出しトランジスタ 19…水平選択トランジスタ 20…信号検出部 21…分離キャパシタ 22…クランプトランジスタ 23…信号蓄積部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photodiode 2 ... Amplification transistor 3 ... Vertical selection transistor 4 ... Reset transistor 5 ... Vertical shift register 6 ... Horizontal address line 7 ... Reset line 8 ... Vertical signal line 9 ... Load transistor 10 ... Horizontal shift register 11 ... Horizontal signal line 12 ... Separation transistor 13 ... Amplification capacitance 15 ... Reset drain wiring (RD line) 16 ... Read transistor 19 ... Horizontal selection transistor 20 ... Signal detection unit 21 ... Separation capacitor 22 ... Clamp transistor 23 ... Signal storage unit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上に、フォトダイオードとこの
ダイオードをリセットする手段を含む単位セルを行列2
次元状に配列してなる撮像領域と、この撮像領域の読み
出し行を選択する垂直選択手段とを備えた固体撮像装置
において、 前記フォトダイオードのリセット手段が、前記フォトダ
イオードへの電荷の注入と排出によることを特徴とする
固体撮像装置。
1. A unit cell 2 including a photodiode and a means for resetting the diode on a semiconductor substrate.
In a solid-state imaging device including an imaging region arranged in a dimension and a vertical selection unit that selects a readout row of the imaging region, the photodiode reset unit is configured to inject and discharge charges to and from the photodiode. A solid-state imaging device characterized by the above.
【請求項2】半導体基板上に、光電変換のためのフォト
ダイオード,このフォトダイオードの出力をゲートに入
力する増幅トランジスタ,及びフォトダイオードをリセ
ットするリセットトランジスタを含む単位セルを行列2
次元状に配列してなる撮像領域と、この撮像領域の読み
出し行を選択する垂直選択手段と、選択された行に相当
するフォトダイオードの検出信号を読み出す列方向に配
置されて増幅トランジスタのソースに接続された垂直信
号線と、これらの垂直信号線から行方向に配置された水
平信号線に検出信号を順次読み出す水平選択トランジス
タとを備えた固体撮像装置において、 前記リセットトランジスタの前記フォトダイオードにつ
ながる端子と反対側の端子の配線が行方向に延び、且つ
各行の配線が電気的に独立していることを特徴する固体
撮像装置。
2. A unit cell including a photodiode for photoelectric conversion, an amplification transistor for inputting an output of the photodiode to a gate, and a reset transistor for resetting the photodiode is arranged in a matrix on a semiconductor substrate.
An imaging region arranged in a dimension, a vertical selection unit that selects a readout row of this imaging region, and a column direction in which a detection signal of a photodiode corresponding to the selected row is read out and the source of the amplification transistor is arranged. A solid-state imaging device comprising: connected vertical signal lines; and a horizontal selection transistor that sequentially reads out detection signals from these vertical signal lines to horizontal signal lines arranged in a row direction, wherein the solid-state imaging device is connected to the photodiode of the reset transistor. A solid-state imaging device, wherein the wiring of the terminal on the side opposite to the terminal extends in the row direction, and the wiring of each row is electrically independent.
【請求項3】半導体基板上に、光電変換のためのフォト
ダイオードとこのフォトダイオードの出力をゲートに入
力する増幅トランジスタを有する単位セルを行列2次元
状に配列してなる撮像領域と、この撮像領域の読み出し
行を選択する垂直選択手段と、選択された行に相当する
セルの検出信号を読み出す列方向に配置されて前記増幅
トランジスタのソースに接続された複数の垂直信号線
と、これらの垂直信号線から行方向に配置された水平信
号線に検出信号を順次読み出す水平選択トランジスタと
を備えた固体撮像装置において、 前記増幅トランジスタのドレインが電荷注入線に接続さ
れ、電荷注入線電位が増幅トランジスタのゲートのチャ
ネル電位より低い電位に設定されることで、電荷注入線
から垂直信号線へ電荷が注入され、その後に垂直信号線
電位より高い電位に設定されることにより信号の読み出
しが行われることを特徴とする固体撮像装置。
3. An imaging region in which unit cells each having a photodiode for photoelectric conversion and an amplification transistor for inputting an output of the photodiode to a gate are arranged in a matrix two-dimensionally on a semiconductor substrate, and the imaging region. Vertical selection means for selecting a read row of the region, a plurality of vertical signal lines arranged in the column direction for reading the detection signal of the cell corresponding to the selected row and connected to the source of the amplification transistor, and these vertical signal lines In a solid-state imaging device including a horizontal selection transistor that sequentially reads detection signals from a signal line to a horizontal signal line arranged in a row direction, the drain of the amplification transistor is connected to a charge injection line, and the charge injection line potential is an amplification transistor. By setting the potential lower than the channel potential of the gate of, the charge is injected from the charge injection line to the vertical signal line, and then The solid-state imaging device is characterized in that a signal is read by setting the potential higher than the vertical signal line potential.
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