KR100943237B1 - 이미지 센서 및 그의 구동 방법 - Google Patents

이미지 센서 및 그의 구동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100943237B1
KR100943237B1 KR1020090034165A KR20090034165A KR100943237B1 KR 100943237 B1 KR100943237 B1 KR 100943237B1 KR 1020090034165 A KR1020090034165 A KR 1020090034165A KR 20090034165 A KR20090034165 A KR 20090034165A KR 100943237 B1 KR100943237 B1 KR 100943237B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lines
data lead
switching
data
active switch
Prior art date
Application number
KR1020090034165A
Other languages
English (en)
Inventor
허지호
홍성만
이은호
Original Assignee
실리콘 디스플레이 (주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 실리콘 디스플레이 (주) filed Critical 실리콘 디스플레이 (주)
Priority to KR1020090034165A priority Critical patent/KR100943237B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100943237B1 publication Critical patent/KR100943237B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50—Control of the SSIS exposure
    • H04N25/57—Control of the dynamic range
    • H04N25/58—Control of the dynamic range involving two or more exposures
    • H04N25/581—Control of the dynamic range involving two or more exposures acquired simultaneously
    • H04N25/585—Control of the dynamic range involving two or more exposures acquired simultaneously with pixels having different sensitivities within the sensor, e.g. fast or slow pixels or pixels having different sizes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)

Abstract

본 발명은 박막 트랜지스터의 온-전류 특성에 상관없이 센서 이미지를 명확히 표시할 수 있는 이미지 센서 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이미지 센서는 기판 상에 다수의 주사 라인 및 다수의 데이터 리드아웃 라인이 교차하여 정의하는 센서 화소와, 상기 다수의 주사 라인 및 다수의 데이터 리드아웃 라인에 접속되어 상기 센서 화소를 스위칭하는 스위칭 트랜지스터와, 상기 다수의 주사 라인을 구동하는 주사 라인 구동부와, 상기 다수의 데이터 리드아웃 라인을 구동하며, 이미지 패턴에 따른 저항의 변화를 상기 데이터 리드아웃 라인을 통해 검출하는 리드 아웃 구동부와, 상기 데이터 리드아웃 라인에 있는 기생 커패시터에 충전되는 전압을 이용하여 미세한 신호를 획득할 수 있는 능동 스위치를 포함하되, 상기 능동 스위치의 일측 단자는 상기 다수의 샘플링 스위칭 트랜지스터 중 어느 하나의 드레인 단자와 접속되며, 타측 단자는 상기 데이터 리드아웃 라인에 구동 전압을 인가하는 라인과 접속되는 것을 특징으로 한다.
이미지 센서, 데이터 리드아웃 라인, 능동 스위치

Description

이미지 센서 및 그의 구동 방법{IMAGE SENSOR AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
본 발명은 박막 트랜지스터의 온-전류 특성에 상관없이 센서 이미지를 명확히 표시할 수 있는 이미지 센서 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
이미지 센서는 반도체가 빛에 반응하는 성질을 이용하여 이미지를 찍어내는 장치를 말한다. 즉 각각의 피사체에서 나오는 각기 다른 빛의 밝기 및 파장을 화소(pixel)가 감지하여 전기적인 값으로 읽어내는 장치이다. 이 전기적인 값(코드값)을 신호처리가 가능한 레벨로 만들어 주는 것이 이미지 센서의 역할이라 할 수 있다.
그리고 이미지 센서는 전하결합형(Charge Coupled Device:이하, CCD)과 씨모스형(Complementary Metal Oxide Semiconductor:이하, CMOS)으로 나눌 수 있다. 이중에서 CCD이미지 센서는 빛에 의해 발생한 전자를 그대로 수직 및 수평전송채널의 전위차를 이용하여 신호출력부까지 전송하여 최종 전압으로 출력하는 반면, CMOS는 단위 화소 내에 수광 소자와 모스 트랜지스터를 형성시켜 빛에 의해 발생한 전자를 각 화소 내에서 전압으로 변환한 후에 여러 모스 트랜지스터 스위치를 통해 출력하는 스위칭 방식을 사용한다.
이를 위해, 이미지 센서는 다수의 주사 라인 및 다수의 데이터 리드아웃 라인과, 다수의 주사 라인과 다수의 데이터 리드아웃 라인과 접속된 스위칭 트랜지스터와, 다수의 주사 라인 및 다수의 데이터 리드아웃 라인이 교차하여 정의하는 센서 화소와, 다수의 주사 라인을 구동하는 주사 라인 구동부와, 다수의 데이터 리드아웃 라인을 구동하기 위한 리드 아웃 구동부를 포함한다.
이미지 센서는 이미지 패턴에 따른 저항의 변화를 스위칭 트랜지스터를 통해 읽게되는데, 스위칭 트랜지스터의 온-전류가 미세할 경우에는 이미지 패턴을 읽기 힘들게 된다. 이에 따라, 스위칭 트랜지스터에 의해 한 화소의 신호가 지연되게 되면 그에 따른 픽셀 간의 간섭이 발생하게 되어 정확한 이미지 패턴을 읽어내기 힘들게 되는 문제점이 발생한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 박막 트랜지스터의 온-전류 특성에 상관없이 센서 이미지를 명확히 표시할 수 있는 이미지 센서 및 그의 구동 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이미지 센서는 기판 상에 다수의 주사 라인 및 다수의 데이터 리드아웃 라인이 교차하여 정의하는 센서 화소와, 상기 다수의 주사 라인 및 다수의 데이터 리드아웃 라인에 접속되어 상기 센서 화소를 스위칭하는 스위칭 트랜지스터와, 상기 다수의 주사 라인을 구동하는 주사 라인 구동부와, 상기 다수의 데이터 리드아웃 라인을 구동하며, 이미지 패턴에 따른 저항의 변화를 상기 데이터 리드아웃 라인을 통해 검출하는 리드 아웃 구동부와, 상기 데이터 리드아웃 라인에 있는 기생 커패시터에 충전되는 전압을 이용하여 미세한 신호를 획득할 수 있는 능동 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 리드 아웃 구동부는 상기 다수의 데이터 리드아웃 라인 중 하나를 선택하기 위해 다수의 데이터 리드아웃 라인과 접속되는 다수의 샘플링 스위칭 트랜지스터를 가지는 멀티 플렉서부와, 상기 멀티 플렉서부의 스위칭 신호를 생성하는 쉬프트 레지스터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 능동 스위치의 일측 단자는 상기 다수의 샘플링 스위칭 트랜지스터 중 어느 하나의 드레인 단자와 접속되며, 타측 단자는 상기 데이터 리드아웃 라인에 구동 전압을 인가하는 라인과 접속되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스위칭 트랜지스터는 기판 상에 형성된 버퍼막과, 상기 버퍼막 상에 형성된 불순물이 주입된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함하는 액티브층과, 상기 액티브층에 형성되며, 상기 액티브층의 소스 영역 및 드레인 영역 각각을 노출시키는 컨택홀을 포함하는 게이트 절연막 및 층간 절연막과, 상기 액티브층의 소스 영역 및 드레인 영역 각각과 접속된 소스 및 드레인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이미지 센서의 구동 방법은 멀티 플렉서부의 다수의 샘플링 트랜지스터를 제어하는 스위칭 신호를 쉬프트 레지스트를 통해 생성하는 단계와, 상기 스위칭 신호에 따라 상기 멀티 플렉서부를 통해 다수의 데이터 리드아웃 라인 중 하나를 선택하는 단계와, 상기 다수의 샘플링 트랜지스터의 스위칭 신호에 따라 스위칭되는 능동 스위치를 통해 미세한 신호를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 다수의 샘플링 트랜지스터의 스위칭 신호에 따라 스위칭되는 능동 스위치를 통해 미세한 신호를 획득하는 단계는 상기 능동 스위치가 턴-온될 경우에 상기 데이터 리드아웃 라인으로 신속하게 구동 전압이 공급됨과 동시에 구동 전압이 데이터 리드아웃 라인에 있는 기생 커패시터에 충전되며, 상기 능동 스위치가 턴-오프될 경우에 상기 데이터 리드아웃 라인에 있는 기생 커패시터에 충전된 구동 전압이 유지되어 있다가 스위칭 트랜지스터가 턴-온되면, 상기 데이터 리드아웃 라인에 충전된 구동 전압이 해당 센서 화소로 방전되어 상기 미세한 신호를 획득하는 단계를 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이미지 센서 및 그의 구동 방법은 데이터 리드아웃 라인에 능동 스위치를 접속시킴으로써 데이터 리드아웃 라인의 충전 특성을 이용하여 미세한 신호를 보상할 수 있다. 이에 따라, 박막 트랜지스터의 온-전류가 미세할 경우에도 데이터 리드아웃 라인의 충전 특성을 이용함에 따라 센서 이미지를 명확하게 표시할 수 있으며, 구동 속도가 개선될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도 1 내지 도 6를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 이미지 센서를 구동하는 구동부를 설명하기 위해 나타낸 평면도이다. 그리고, 도 2는 도 1에 도시된 센서 화소의 스위칭 트랜지스터를 나타낸 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 Ⅰ-Ⅰ'에 따라 절단한 스위칭 트랜지스터를 나타낸 단면도이다.
이미지 센서는 도 1에 도시된 바와 같이 다수의 주사 라인(SL) 및 다수의 데이터 리드아웃 라인(DL)과, 다수의 주사 라인(SL)과 다수의 데이터 리드아웃 라인(DL)이 교차하여 정의하며, 이미지 패턴에 따른 저항의 변화가 검출되는 센서 화소(SPXL)와, 다수의 주사 라인(SL)을 구동하는 주사 라인 구동부(130)와, 다수의 데이터 리드아웃 라인(DL)을 구동하는 리드 아웃 구동부(140)와, 능동 스위치부(172) 및 아날로그-디지털 신호 변환부(174)이 실장된 제어 인쇄 회로 기판(170)을 포함한다.
센서 화소(SPXL)는 다수의 주사 라인(SL)과 다수의 데이터 리드 아웃 라인(DL)에 접속되어 각 센서 화소(SPXL)를 스위칭하는 스위칭 트랜지스터(TFT)와, 스위칭 트랜지스터(TFT)의 드레인 단자와 접속된 화소 저항(CR)을 포함한다.
스위칭 트랜지스터(TFT)의 게이트 단자는 주사 라인(SL)과 연결되고, 스위칭 트랜지스터(TFT)의 소스 단자는 데이터 리드아웃 라인(DL)과 연결되고, 스위칭 트랜지스터(TFT)의 드레인 단자는 화소 저항(CR)과 연결된다.
이때, 도 3 및 도 4a에 도시된 바와 같이 스위칭 트랜지스터(TFT)는 주사 라인(SL)과 접속된 게이트 전극(106)과, 데이터 리드아웃 라인(DL)과 접속된 소스 전극(108)과, 보호막(120)을 관통하는 화소 컨택홀(124)을 통해 화소 전극(122)과 접속된 드레인 전극(110)과, 게이트 전극(106)에 의해 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110) 사이에 채널을 형성하는 액티브층(114)을 구비한다.
액티브층(114)은 버퍼막(116)을 사이에 두고 하부 기판(100) 위에 형성된다. 주사 라인과 접속된 게이트 전극(106)은 액티브층(114)의 채널 영역(114C)과 게이트 절연막(112)을 사이에 두고 중첩되게 형성된다. 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110)은 게이트 전극(106)과 층간 절연막(126)을 사이에 두고 절연되게 형성된다. 그리고, 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110)은 층간 절연막(126) 및 게이트 절연막(112)을 관통하는 소스 콘택홀(124S) 및 드레인 콘택홀(124D) 각각을 통해 p 불순물이 주입된 액티브층(114)의 소스 영역(114S) 및 드레인 영역(114D) 각각과 접속된다.
주사 라인 구동부(130)는 기판 내부에 실장되며, 주사 라인(SL)에 게이트 신 호를 공급한다. 다시 말하여, 주사 라인 구동부(130)는 이미지 영상이 검출되는 센서 화소(SPXL)의 주사 라인(SL)을 선택한다.
리드 아웃 구동부(140)는 기판 내부에 실장되며, 게이트 신호에 의해 선택된 센서 화소(SPXL)가 데이터 리드아웃 라인(DL)을 통해 저항의 변화를 검출한다. 구체적으로, 리드 아웃 구동부(140)는 다수의 데이터 리드아웃 라인(DL) 중 하나를 선택하는 멀티 플렉서부(142)와, 멀티 플렉서부(142)의 스위칭 신호를 생성하는 쉬프트 레지스터부(144)를 포함한다.
멀티 플렉서부(142)는 다수의 데이터 리드아웃 라인(DL) 중 하나를 선택하기 위해 다수의 데이터 리드아웃 라인(DL) 각각과 접속된 다수의 샘플링 스위칭군을 구비한다. 다수의 샘플링 스위칭군 각각은 적어도 하나의 스위칭 트랜지스터(MTFT)가 형성되며, 다수의 샘플링 스위칭군 각각은 쉬프트 레지스터부(144)로부터 공급된 스위칭 신호에 따라 턴-온된다.
다시 말하여, 다수의 샘플링 스위칭군 각각은 적어도 하나의 샘플링 스위칭 트랜지스터가 형성될 수 있으며, 예로 들어 제1 내지 제4 샘플링 스위칭 트랜지스터가 형성될 경우에 도 6에 도시된 구동 파형도와 같이 샘플링 스위칭군에 포함된 제1 내지 제4 샘플링 스위칭 트랜지스터가 스위칭 신호에 따라 순차적으로 데이터 리드아웃 라인(DL)을 선택한다.
쉬프트 레지스터부(144)는 멀티 플렉서부(142)의 다수의 샘플링 스위칭군을 순차적으로 스위칭하여 다수의 데이트 리드아웃 라인(DL) 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 스위칭 신호를 생성한다.
제어 인쇄 회로 기판(170)은 기판 내부에 실장된 멀티 플렉서부(142)와 접속된 다수의 능동 스위치(ASW)를 포함하는 능동 스위치부(172)와, 능동 스위치부(172)와 접속되며 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환을 시킬 수 있는 아날로그-디지털 신호 변환부(174)와, 기판 내부에 형성된 다수의 구동부 및 다수의 구동 라인과 접속되어 각각에 필요한 구동 전압을 공급하는 전원부(미도시) 등을 실장한다.
능동 스위치부(172)는 기판 내부에 실장된 멀티 플렉서부(142)와 접속되어 데이터 리드아웃 라인(DL)에 있는 기생 커패시터에 충전되는 전압을 이용하여 이미지 패턴을 정확히 읽을 수 있도록 미세한 신호를 획득하는 다수의 능동 스위치(ASW)를 포함한다. 능동 스위치부(172)는 다수의 능동 스위치(ASW)로 형성할 수 있으며, 예로 들어 제1 내지 제4 능동 스위치로 형성될 수 있다. 도 4a 및 도 5a에 도시된 바와 같이 능동 스위치(ASW)의 일측 단자는 멀티 플렉서부(142)의 샘플링 스위칭 트랜지스터(MTFT) 중 어느 하나의 드레인 단자와 접속되며, 타측 단자는 데이터 리드아웃 라인(DL)에 구동 전압을 인가하는 라인과 접속된다. 이와 같이, 능동 스위치부(172)는 멀티 플렉서부(142)와 접속되어 멀티 플렉서부(142)의 스위칭 신호에 따라 능동 스위치(ASW)가 온/오프된다. 다시 말하여, 도 6에 도시된 파형도와 같이 이전 샘플링 스위칭 트랜지스터의 신호가 하이 레벨에서 로우 레벨로 되는 오프 시점 즉, 다음 샘플링 스위칭 트랜지스터가 온되는 시점(T)에 능동 스위치(ASW)가 턴-온 된다.
도 4b 및 도 5b 은 도 4a 및 도 5a에 도시된 한 화소에 대한 등가 회로도를 나타내고 있으며, 도 4a 내지 도 5b에 도시된 바와 같이 스위칭 트랜지스터(TFT) 및 멀티 플렉서부의 샘플링 스위칭 트랜지스터(MTFT) 각각은 트랜지스터 특성인 내부 저항(TFTR, MTFTR)을 가지며, 데이터 리드아웃 라인(DL)에는 데이터 리드아웃 라인(DL)이 충전되는 커패시터 특성(DLC)을 가진다. 이러한, 데이터 리드아웃 라인(DL)의 충전 특성을 능동 스위치(ASW)를 이용하여 미세한 신호가 보상되는 방법을 설명하기로 한다. 이러한, 능동 스위치(ASW)는 온/오프(ON/OFF) 됨에 따라 저항이 거의 0이거나, 무한대가 된다. 즉, 능동 스위치(ASW)가 턴-온될 경우에 저항이 거의 0이고, 능동 스위치(ASW)가 턴-오프될 경우에 저항이 무한대가 된다.
이에 따라, 능동 스위치(ASW)가 턴-온될 경우에 저항이 거의 0이므로, 데이터 리드아웃 라인(DL)으로 신속하게 구동 전압(VDD)이 공급될 수 있어 구동 속도의 개선 및 이전 센서 화소(SPXL) 간의 간섭을 제거할 수 있다. 또한, 인접한 센서 화소(SPXL) 간의 간섭 효과가 제거됨으로써 정확한 이미지를 즉, 정확한 신호를 획득할 수 있다.
이와 같이, 능동 스위치(ASW)가 턴-온될 경우에 데이터 리드아웃 라인(DL)으로 신속하게 구동 전압(VDD)이 공급됨과 동시에 구동 전압(VDD)이 데이터 리드아웃 라인(DL)에 있는 기생 커패시터에 충전된다.
이후에, 능동 스위치(ASW)가 턴-오프되면 데이터 리드아웃 라인(DL)에 있는 기생 커패시터에 충전된 구동 전압(VDD)이 유지되어 있다가 스위칭 트랜지스터(TFT)가 턴-온되면, 데이터 리드아웃 라인(DL)에 충전된 구동 전압(VDD)이 해당 센서 화소(SPXL)로 방전됨으로써, 박막 트랜지스터의 온-전류가 미세하더라도 해당 신호를 명확하게 획득할 수 있다. 즉, 능동 스위치(ASW)가 턴-오프되면 데이터 라인이 플로팅되며, 출력 전압(VOUT)이 박막 트랜지스터의 온-전류가 미세하더라도 [수학식 1]과 같이 데이터 라인으로 출력되면서 이미지를 명확히 읽게 된다.
Figure 112009023708575-pat00001
[수학식 1]에서 CR은 화소 저항이며, TFTR은 스위칭 트랜지스터의 내부 저항이며, DLC는 데이터 라인에 있는 기생 커패시터에 충전되는 전압을 나타낸 것이다.
이와 같이, 종래 능동 스위치가 아닌 풀-업 저항을 접속함으로써 데이터 리드아웃 라인의 출력 전압은 스위칭 트랜지스터의 온-전류가 미세하면 이미지 패턴에 따른 전압이 데이터 리드아웃 라인으로 공급되는게 아니라, 구동 전압이 그대로 출력됨으로써 이미지 패턴에 따른 전압이 읽어지게 되지 않았으나, 본 발명은 스위칭 트랜지스터의 온-전류가 미세하더라도 능동 스위치를 이용함으로써 이미지 패턴을 정확히 읽어낼 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 이미지 센서를 구동하는 구동부를 설명하기 위해 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 센서 화소의 스위칭 트랜지스터를 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 Ⅰ-Ⅰ'에 따라 절단한 스위칭 트랜지스터를 나타낸 단면도이다.
도 4a는 본 발명에 따른 능동 스위치가 온이 되었을 경우에 나타낸 한 센서 화소의 회로도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 회로도에 대한 등가회로도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 능동 스위치가 온이 되었을 경우에 나타낸 한 센서 화소의 회로도이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 회로도에 대한 등가회로도이다.
도 6은 본 발명에 따른 구동 파형도를 나타내고 있다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 기판 106 : 게이트 전극
108 : 소스 전극 110 : 드레인 전극
112 : 층간 절연막 114 : 액티브층
116 : 버퍼막 130 : 주사 라인 구동부
140 : 리드 아웃 구동부 172 : 능동 스위치부
174 : 아날로그-디지털 신호 변환부

Claims (6)

  1. 기판 상에 다수의 주사 라인 및 다수의 데이터 리드아웃 라인이 교차하여 정의하는 센서 화소와;
    상기 다수의 주사 라인 및 다수의 데이터 리드아웃 라인에 접속되어 상기 센서 화소를 스위칭하는 스위칭 트랜지스터와;
    상기 다수의 주사 라인을 구동하는 주사 라인 구동부와;
    상기 다수의 데이터 리드아웃 라인을 구동하며, 이미지 패턴에 따른 저항의 변화를 상기 데이터 리드아웃 라인을 통해 검출하는 리드 아웃 구동부와;
    상기 데이터 리드아웃 라인에 있는 기생 커패시터에 충전되는 전압을 이용하여 미세한 신호를 획득할 수 있는 능동 스위치를 포함하되,
    상기 능동 스위치의 일측 단자는 상기 다수의 샘플링 스위칭 트랜지스터 중 어느 하나의 드레인 단자와 접속되며, 타측 단자는 상기 데이터 리드아웃 라인에 구동 전압을 인가하는 라인과 접속되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리드 아웃 구동부는
    상기 다수의 데이터 리드아웃 라인 중 하나를 선택하기 위해 다수의 데이터 리드아웃 라인과 접속되는 다수의 샘플링 스위칭 트랜지스터를 가지는 멀티 플렉서부와;
    상기 멀티 플렉서부의 스위칭 신호를 생성하는 쉬프트 레지스터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 트랜지스터는
    기판 상에 형성된 버퍼막과;
    상기 버퍼막 상에 형성된 불순물이 주입된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함하는 액티브층과;
    상기 액티브층에 형성되며, 상기 액티브층의 소스 영역 및 드레인 영역 각각을 노출시키는 컨택홀을 포함하는 게이트 절연막 및 층간 절연막과;
    상기 액티브층의 소스 영역 및 드레인 영역 각각과 접속된 소스 및 드레인을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  5. 멀티 플렉서부의 다수의 샘플링 트랜지스터를 제어하는 스위칭 신호를 쉬프트 레지스트를 통해 생성하는 단계와;
    상기 스위칭 신호에 따라 상기 멀티 플렉서부를 통해 다수의 데이터 리드아웃 라인 중 하나를 선택하는 단계와;
    상기 다수의 샘플링 트랜지스터의 스위칭 신호에 따라 스위칭되는 능동 스위 치를 통해 미세한 신호를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 구동 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 다수의 샘플링 트랜지스터의 스위칭 신호에 따라 스위칭되는 능동 스위치를 통해 미세한 신호를 획득하는 단계는
    상기 능동 스위치가 턴-온될 경우에 상기 데이터 리드아웃 라인으로 신속하게 구동 전압이 공급됨과 동시에 구동 전압이 데이터 리드아웃 라인에 있는 기생 커패시터에 충전되며,
    상기 능동 스위치가 턴-오프될 경우에 상기 데이터 리드아웃 라인에 있는 기생 커패시터에 충전된 구동 전압이 유지되어 있다가 상기 스위칭 트랜지스터가 턴-온되면, 상기 데이터 리드아웃 라인에 충전된 구동 전압이 해당 센서 화소로 방전되어 상기 미세한 신호를 획득하는 단계를 특징으로 하는 이미지 센서의 구동방법.
KR1020090034165A 2009-04-20 2009-04-20 이미지 센서 및 그의 구동 방법 KR100943237B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090034165A KR100943237B1 (ko) 2009-04-20 2009-04-20 이미지 센서 및 그의 구동 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090034165A KR100943237B1 (ko) 2009-04-20 2009-04-20 이미지 센서 및 그의 구동 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100943237B1 true KR100943237B1 (ko) 2010-02-18

Family

ID=42083591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090034165A KR100943237B1 (ko) 2009-04-20 2009-04-20 이미지 센서 및 그의 구동 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100943237B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8994712B2 (en) 2011-04-13 2015-03-31 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050028559A (ko) * 2003-09-18 2005-03-23 삼성에스디아이 주식회사 평판표시장치
KR20080031907A (ko) * 2005-07-28 2008-04-11 케어스트림 헬스 인코포레이티드 디지털 방사선용의 저 잡음 전자 데이터 캡쳐 및 리드아웃시스템과 이미징 패널 동작 방법
KR20080082456A (ko) * 2007-03-08 2008-09-11 소니 가부시끼가이샤 촬상 방법 및 촬상 장치와 구동 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050028559A (ko) * 2003-09-18 2005-03-23 삼성에스디아이 주식회사 평판표시장치
KR20080031907A (ko) * 2005-07-28 2008-04-11 케어스트림 헬스 인코포레이티드 디지털 방사선용의 저 잡음 전자 데이터 캡쳐 및 리드아웃시스템과 이미징 패널 동작 방법
KR20080082456A (ko) * 2007-03-08 2008-09-11 소니 가부시끼가이샤 촬상 방법 및 촬상 장치와 구동 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8994712B2 (en) 2011-04-13 2015-03-31 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105282462B (zh) 图像传感器及其驱动方法
JP4251811B2 (ja) 相関二重サンプリング回路とこの相関二重サンプリング回路を備えたｃｍｏｓイメージセンサ
US9172951B2 (en) Test circuit for testing signal receiving unit, image pickup apparatus, method of testing signal receiving unit, and method of testing image pickup apparatus
JP3871439B2 (ja) 固体撮像装置およびその駆動方法
US8035713B2 (en) Driving circuit, driving method, solid imaging device, and electronic apparatus
JP2010045843A (ja) 高感度イメージセンサアレイ
US20100164594A1 (en) System and Method for Charge Integration
US11255725B2 (en) Photosensitive circuit, driving method thereof and electronic device
US20070040568A1 (en) Semiconductor device, driving method and inspection method thereof
EP1677522A1 (en) Photo detecting apparatus
KR100619126B1 (ko) ｋＴＣ 잡음을 저감한 ＣＭＯＳ 이미지 센서, 그 이미지센서에 사용하는 리셋 트랜지스터 제어 회로, 및 그 제어회로에 사용하는 전압 전환 회로
EP1783467A1 (en) Photodetector
US20210293866A1 (en) Capacitance detection area sensor and conductive pattern sensing apparatus having capacitance detection area sensor
US10212369B2 (en) Solid-state imaging apparatus and electronic device
KR100943237B1 (ko) 이미지 센서 및 그의 구동 방법
KR101760200B1 (ko) 고체 촬상 소자 및 촬상 장치
US20130187837A1 (en) Matrix substrate, detecting device, and detecting system
US7852299B2 (en) Active-matrix device
JP2006020174A (ja) 固体撮像装置および固体撮像装置の制御方法
EP1596578A1 (en) Column current source
WO2021205507A1 (ja) 撮像装置および内視鏡システム
JP6242118B2 (ja) スイッチ回路、サンプルホールド回路、および固体撮像装置
US10951845B2 (en) Photoelectric conversion apparatus and equipment having photodiode and semiconductor regions
US7102678B2 (en) Image reading device with reduced variations among signal levels
JP2009239788A (ja) 固体撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130123

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140107

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150113

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160212

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170102

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180112

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181224

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191211

Year of fee payment: 11