KR101584098B1 - 플로팅 확산영역을 부스팅하는 부스팅 커패시터를 구비하는 단위 픽셀, 상기 픽셀을 구비하는 픽셀어레이 및 상기 픽셀어레이를 구비하는 광 감지소자 - Google Patents

플로팅 확산영역을 부스팅하는 부스팅 커패시터를 구비하는 단위 픽셀, 상기 픽셀을 구비하는 픽셀어레이 및 상기 픽셀어레이를 구비하는 광 감지소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플로팅 확산영역의 초기화를 극대화 시킬 수 있는 단위 픽셀, 상기 단위 픽셀을 구비하는 픽셀어레이 및 상기 픽셀어레이를 구비하는 광 감지소자를 개시한다. 본 발명에 따른 픽셀은, 포토다이오드, 상기 포토다이오드로부터 생성된 전하를 플로팅 확산영역에 전달하는 전달트랜지스터 및 상기 플로팅 확산영역을 초기화시키는 리셋트랜지스터를 구비하며, 일 단자가 상기 플로팅 확산영역에 연결되고 다른 일 단자로부터 부스팅 전압이 인가되는 부스팅 커패시터를 더 구비한다.
픽셀, 부스팅, 부스팅 커패시터, 플로팅 확산영역

Description

플로팅 확산영역을 부스팅하는 부스팅 커패시터를 구비하는 단위 픽셀, 상기 픽셀을 구비하는 픽셀어레이 및 상기 픽셀어레이를 구비하는 광 감지소자{Unit pixel including boosting capacitor boosting floating diffusion area and pixel array including the pixel and photo detecting device including the pixel array}
본 발명은 광 감지소자(photo detecting array)의 픽셀(pixel, picture element)에 관한 것으로, 특히 플로팅 확산영역의 초기화를 극대화 시킬 수 있는 단위 픽셀을 제공하는데 있다.
광 감지소자는 렌즈를 통해 입수되는 영상신호를 전기신호로 변환하는 장치로서, 광감지 소자로는 CMOS로 구현시킨 이미지센서(CMOS Image Sensor, 이하 CIS)가 최근 보편화되어 있다. 광 감지소자는 영상신호를 전기신호로 변환시키는 단위 픽셀들을 2차원적으로 배열시킨 픽셀어레이(pixel array)를 구비한다. 픽셀어레이를 구성하는 단위 픽셀들은, 영상신호를 감지하는 포토다이오드(photodiode) 등과 같은 광전변환소자(Photo-electric converting device)와 그 출력을 증폭하고 전달하는 구동부를 구비한다.
상기 구동부는 상기 광전변환소자에서 감지된 영상신호에 대응되는 전하들을 플로팅 확산영역(Floating Diffusion Area)에 전달하는 전달트랜지스터, 플로팅 확산영역에 저장된 전하를 이에 대응되는 전기신호로 변환시키는 변환트랜지스터 등을 구비한다. 여기서 변환트랜지스터는 소스팔로우어(source follower) 트랜지스터라고도 한다.
광 감지소자가 영상신호를 감지하고 이를 이에 대응되는 전기신호로 변환하기는 하지만, 변환된 전기신호가 그대로 영상데이터로 저장되는 것이 아니라, 후술하는 일정한 처리과정을 거친 후 저장된다.
영상신호를 감지하고 이를 전기신호로 변환시키기 위해, 먼저 플로팅 확산영역을 일정한 전압으로 초기화 한 다음, 초기화 된 플로팅 확산영역에 대응되는 전압(V1)을 인식한다. 이 후 포토다이오드에서 감지된 전하를 플로팅 확산영역으로 전달하고, 플로팅 확산영역에 전달된 전하에 대응되는 전압(V2)을 인식한다. 포토다이오드에서 감지한 영상신호에 대응되는 영상데이터는 상기의 과정에서 인식된 전압의 차이(V1-V2)가 된다.
상술한 바와 같이, 플로팅 확산영역을 초기화시키기 위하여, 단위 픽셀들 각각은 리셋트랜지스터를 더 구비한다. 리셋트랜지스터는 게이트에 인가되는 리셋제어신호에 응답하여, 일 단자에 인가되는 초기화전압을 다른 일 단자를 통해 플로팅 확산영역에 전달한다. 여기서 초기화전압은 플로팅 확산영역을 초기화시키고자 하는 전압전원을 의미한다.
일반적으로 리셋트랜지스터의 일 단자에 연결된 초기화전압원은 상술한 변환 트랜지스터의 일 단자에도 공통으로 연결되어 있는 경우도 있으므로, 충분한 전하들이 플로팅 확산영역에 공급이 되지 않는 경우가 발생할 수도 있다. 즉, 리셋트랜지스터 만으로는 플로팅 확산영역을 완전하게 초기화하지 못하는 경우가 발생되므로, 외부로부터 인가되는 영상신호를 전기신호로 변환하는 과정에서의 손실이 발생하게 된다. 이렇게 손실이 포함된 전기신호를 영상신호로 재생하면, 원래의 영상신호와 다른 영상신호가 디스플레이 될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적과제는, 플로팅 확산영역의 초기화를 극대화 시킬 수 있는 픽셀을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적과제는, 플로팅 확산영역의 초기화를 극대화 할 수 있는 이미지센서 어레이를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적과제는, 플로팅 확산영역의 초기화를 극대화 할 수 있는 이미지센서를 제공하는데 있다.
상기 기술적과제를 이루기 위한 본 발명의 일면에 따른 단위 픽셀은, 광전변환부, 전달트랜지스터, 리셋트랜지스터 및 부스팅 커패시터를 구비한다. 상기 전달트랜지스터는 상기 광전변환부로부터 생성된 전하를 플로팅 확산영역에 전달한다. 상기 리셋트랜지스터는 상기 플로팅 확산영역을 초기화시킨다. 상기 부스팅 커패시터는 일 단자가 상기 플로팅 확산영역에 연결되고 다른 일 단자로부터 부스팅 전압이 인가된다.
상기 기술적과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 단위픽셀은, 광전변환부로부터 생성된 전하 또는 리셋트랜지스터로부터 전달된 초기전압에 대응되는 전하를 축적하는 플로팅 확산영역을 구비하는 단위 픽셀이며, 상기 플로팅 확산영역의 상부에, 상기 플로팅 확산영역의 전체 또는 일부분을 커버하는 도체, 상기 플로팅 확산영역과 상기 도체 사이에 일정한 두께의 절연체를 구비한다.
상기 다른 기술적과제를 이루기 위한 본 발명의 일면에 따른 픽셀어레이는, 광전 변환부, 상기 광전 변환부로부터 생성된 전하를 플로팅 확산영역에 전달하는 전달트랜지스터 및 상기 플로팅 확산영역을 초기화시키는 리셋트랜지스터를 구비하는 단위 픽셀을 2차원적으로 배열시키며, 상기 단위 픽셀은, 일 단자가 상기 플로팅 확산영역에 연결되고 다른 일 단자로부터 부스팅 전압이 인가되는 부스팅 커패시터를 더 구비하며, 하나의 수평라인 또는 하나의 수직라인에 배열된 복수 개의 픽셀들 각각에 구비된 상기 부스팅 커패시터의 다른 일 단자들은 하나의 부스팅 전압을 공급하는 라인과 공통으로 연결된다.
상기 다른 기술적과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 픽셀어레이는, 광전변환부로부터 생성된 전하 또는 리셋트랜지스터로부터 전달된 초기전압에 대응되는 전하를 축적하는 플로팅 확산영역을 구비하는 단위 픽셀을 복수 개 2차원적으로 배열 시키며, 상기 단위 픽셀은 상기 플로팅 확산영역의 상부에, 상기 플로팅 확산영역의 전체 또는 일부분을 커버하는 도체 및 상기 플로팅 확산영역과 상기 도체의 사이에 일정한 두께를 가진 절연체를 구비하고, 하나의 수평라인 또는 하나의 수직라인에 배열된 복수 개의 픽셀들 각각에 구비된 상기 도체는 공통으로 연결된다.
상기 또 다른 기술적과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 광 감지소자는, 광전 변환부, 상기 광전 변환부로부터 생성된 전하를 플로팅 확산영역에 전달하는 전달트랜지스터 및 상기 플로팅 확산영역을 초기화시키는 리셋트랜지스터를 구비하는 단위 픽셀을 2차원적으로 배열시킨 픽셀어레이 및 상기 픽셀어레이를 제어하는 디 코더를 구비하며, 상기 단위 픽셀은, 일 단자가 상기 플로팅 확산영역에 연결되고 다른 일 단자로부터 부스팅 전압이 인가되는 부스팅 커패시터를 더 구비하며, 하나의 수평라인 또는 하나의 수직라인에 배열된 복수 개의 픽셀들 각각에 구비된 상기 부스팅 커패시터의 다른 일 단자들은 하나의 부스팅 전압을 공급하는 라인과 공통으로 연결된다.
본 발명은 광 감지소자에서 플로팅 확산영역의 부스팅을 통해 플로팅 확산영역의 초기화를 완벽하게 수행함으로써, 영상신호의 손실을 방지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 단위 픽셀의 회로도이다.
도 1을 참조하면, 단위 픽셀(100)은, 광전 변환부(PD), 전달트랜지스터(M1), 리셋트랜지스터(M2), 변환트랜지스터(M3) 및 부스팅 커패시터(C2)를 구비한다.
광전변환부(PD)는 포토다이오드(photo diode)로 구현할 수 있다. 이하의 설 명에서는 광전변환부와 포토다이오드는 특별한 언급이 없는 한 동일한 의미로 사용될 것이다.
전달트랜지스터(M1)는 게이트에 인가되는 전달신호(TX)에 응답하여 일 단자에 연결된 포토다이오드로(PD)부터 생성된 영상전하를 다른 일 단자에 연결된 플로팅 확산영역(점선원)으로 전달한다. 리셋트랜지스터(M2)는 게이트에 인가되는 리셋신호(RS)에 응답하여 일 단자로부터 인가되는 드레인 전압(DRN)을 다른 일 단자에 연결된 플로팅 확산영역(점선원)으로 전달한다. 변환트랜지스터(M3)는 일 단자는 드레인 전압(DRN)에 연결되고 게이트와 연결된 플로팅 확산영역에 축적된 전하에 대응되는 전기신호를 생성하여 다른 일 단자로 출력(out)한다. 여기서 드레인 전압(DRN)은 리셋트랜지스터(M2)의 입장에서는 초기화전압이 될 것이다.
플로팅 확산영역(점선원)은, 실제로는 전달트랜지스터(M1) 및 리셋트랜지스터(M2)의 다른 일 단자를 공통으로 구성하는 확산영역인데, 영상신호에 대응되는 전하 또는 초기화전압에 대응되는 전하가 축적되므로, 플로팅 확산영역 고유의 커패시터(C1)로 모델링 할 수 있다.
본 발명에서는 플로팅 확산영역의 초기화를 보다 완벽하게 달성하기 위하여, 부스팅 커패시터(C2)를 더 구비한다. 부스팅 커패시터(C2)의 일 단자는 플로팅 확산영역의 일 단자에 연결되고 다른 일 단자로부터는 부스팅전압(FD_B)이 인가된다. 부스팅 커패시터(C2)를 형성시키기 위해서, 픽셀을 제조하는 일반적인 반도체 제조공정에 특별히 다른 공정을 추가하지 않고도 구현이 가능하다. 즉, 플로팅 확산영역의 상부에는 절연체가 도포(deposition)되는 것이 일반적이므로, 상기 플로팅 확 산영역 및 절연체의 수직 상부에 부스팅 커패시터(C2)의 일 전극을 구성하는 메탈을 형성시키는 것만으로도 부스팅 커패시터를 구현할 수 있다. 여기서 커패시터의 값을 정확하게 조절하고 싶은 경우에는, 부스팅 커패시터가 되는 부분을 정의한 후 정의된 영역에 도포 또는 열 성장(thermal growth)시킬 절연체의 재질 및 두께를 조절하면 된다.
플로팅 확산영역(점선원)에는 리셋트랜지스터(M2)를 통해 입력된 초기화전압(DRN)에 대응되는 전하들이 충전되어야 한다. 그러나, 초기화전압(DRN)이 충분한 전류를 공급하지 못하는 경우 또는 충분한 시간 동안 초기화전압(DRN)이 플로팅 확산영역에 공급되지 못하는 경우 등이 있을 수 있다. 이로 인해, 플로팅 확산영역이 충분히 초기화되지 못하는 상황이 발생할 수 있으므로, 이를 대비하여 리셋트랜지스터(M2)가 턴 되어 플로팅 확산영역을 초기화시킨 후, 전달트랜지스터(M1)가 턴 온 되어 영상신호에 대응되는 전하가 플로팅 확산영역에 전달되기 전에 부스팅 커패시터(C2)를 이용하여 플로팅 확산영역을 재 초기화시킨다.
도 2는 본 발명에 따른 단위 픽셀에서 사용되는 신호들의 파형도이다.
도 2에 도시된 신호들의 파형(200)을 참조하면, 셀 선택신호(SEL)가 하이 상태로 인에이블 되어 있는 시간 구간동안, 2회에 걸친 전압신호(V1, V2)의 감지가 있다. 셀 선택신호(SEL)가 인에이블 되어 있는 동안, 드레인 전압(DRN)은 하이 상태를 유지하고, 리셋트랜지스터가 인에이블(RS) 된 후 전달트랜지스터가 인에이블(TX) 된다. 리셋트랜지스터가 인에이블(RS) 된 후 전달트랜지스터가 인에이블(TX) 되기 전에 1차의 전압감지(V1)를 수행하고, 전달트랜지스터가 인에이블(TX) 된 후 셀 선택신호(SEL)가 디스에이블 되기 전에 2차의 전압감지(V2)를 수행한다.
본 발명에 따른 부스팅 커패시터(C2)의 일 단자에는 부스팅 전압(FD_B)이 인가되는데, 부스팅 전압(FD_B)은 리셋트랜지스터가 인에이블(RS) 된 후 전달트랜지스터가 인에이블(TX) 되기 전에 인에이블 된다. 경우에 따라서는 1차의 전압감지(V1)를 수행하는 시간과 겹쳐지는 것도 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 단위 픽셀의 다른 회로도이다.
도 3에 도시된 단위 픽셀(300)은, 셀 선택신호(SEL)에 응답하여 동작하는 선택트랜지스터(M4)가 더 구비되어 있다는 점을 제외하고는 도 1에 도시된 단위 픽셀(100)과 동일하다. 특히, 플로팅 확산영역을 중심으로 볼 때, 도 1 및 도 3에 도시된 단위 픽셀회로는 동일하다.
도 4는 본 발명에 따른 단위 픽셀을 구성하는 부스팅 커패시터의 물리적 형태를 나타낸다.
도 4에 도시된 단위 픽셀(400)을 참조하면, 본 발명에 따른 부스팅 커패시터는 플로팅 확산영역을 전부 또는 일부를 커버하게 되며 점선으로 표시되어 있다. 점선으로 표시된 부분은 플로팅 확산영역을 정의하기도 하지만, 부스팅 커패시터의 일 전극이 되는 도체를 정의하기도 한다. 여기서 도체는 메탈이 될 수도 있고, 다결정 실리콘이 선택될 수도 있다.
한 편, 도 1 및 도 3에는 분명하게 표시되어 있지 않지만, 점선으로 표시된 부스팅 커패시터는 2개의 전극 사이에 절연체가 배치된 구조를 가진다. 여기서 부스팅 커패시터를 구성하는 하나의 전극은 플로팅 확산영역이 되고 다른 하나의 전 극은 메탈이 되며 절연체는 반도체 제조 과정에서 절연체로 사용되는 SiO2, Si3N4 및 SiON등 어떤 절연체도 가능하다.
도 5는 도 1에 도시된 단위 픽셀들을 이용한 픽셀어레이를 나타낸다.
도 5에 도시된 픽셀어레이(500)는 복수 개의 픽셀이 수평방향 및 수직방향으로 배열되어 있다. 도 5에 도시된 픽셀어레이(500)는 일반적으로 많이 사용하는 구조이므로, 자세한 동작 설명은 여기서는 배제하고, 본 발명의 특징만을 설명한다.
본 발명에서는 플로팅 확산영역에 부스팅 커패시터를 형성시키고, 상기 부스팅 커패시터는 수평방향으로 진행하는 메탈 라인 또는 다결정 실리콘 라인을 이용하여 구현할 수 있다. 이미 드레인 전압라인(DRN) 및 출력라인(OUT)이 수직 방향으로 진행하고 있으므로, 부스팅 전압라인(FD_B)이 수직 방향이 아닌 수평방향으로 레이아웃 됨으로써, 포토다이오드의 면적을 손상시키지 않고 플로팅 확산영역의 초기화를 완벽하게 달성할 수 있도록 한다.
만일 부스팅 전압라인(FD_B)을 드레인 전압라인(DRN) 및 출력라인(OUT)과 동일한 방향으로 레이아웃 하는 경우 포토다이오의 상부에 메탈 또는 다결정 실리콘 라인이 형성되어 영상신호를 수신할 수 있는 감지 면적이 감소하게 되는 단점이 발생하게 될 것이다. 만일 드레인 전압(DRN) 및 출력라인(OUT)이 수평방향으로 진행하는 경우에는 반대로 부스팅 전압라인(FD_B)을 수직방향으로 레이아웃 하면 될 것이다.
도 6은 도 3에 도시된 단위 픽셀들을 이용한 픽셀어레이를 나타낸다.
도 6에 도시된 픽셀어레이(600)는 선택트랜지스터(M4)가 하나 더 추가된다는 것 이외에는 도 5에 도시된 픽셀어레이(500)와 동일하다.
광감지 소자(미도시)는 일반적으로 단위 픽셀들을 이용하여 형성시킨 픽셀어레이 및 상기 픽셀어레이를 구동하는 디코더 등을 구비하는데, 도면으로 도시하지는 않았지만, 도 1 내지 도 6 그리고 이에 대한 설명을 참조하면, 광감지 소자를 구성하는 것이 이 분야의 일반적인 지식을 가진 기술자에게는 당연한 기술적 범위에 속한다고 생각한다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1은 본 발명에 따른 단위 픽셀의 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 단위 픽셀에서 사용되는 신호들의 파형도이다.
도 3은 본 발명에 따른 단위 픽셀의 다른 회로도이다.
도 4는 본 발명에 따른 단위 픽셀을 구성하는 부스팅 커패시터의 물리적 형태를 나타낸다.
도 5는 도 1에 도시된 단위 픽셀들을 이용한 픽셀어레이를 나타낸다.
도 6은 도 3에 도시된 단위 픽셀들을 이용한 픽셀어레이를 나타낸다.

Claims (10)

  1. 광전 변환부;
    상기 광전변환부로부터 생성된 전하를 플로팅 확산영역에 전달하는 전달트랜지스터;
    상기 플로팅 확산영역을 초기화시키는 리셋트랜지스터; 및
    일 단자가 상기 플로팅 확산영역에 연결되고 다른 일 단자로부터 부스팅 전압이 인가되는 부스팅 커패시터를 구비하고,
    상기 부스팅 전압은 단위 픽셀이 선택되어 있는 시간 구간 중에서 상기 리셋트랜지스터가 턴 오프 된 후로부터 상기 전달트랜지스터가 턴 온 되기 전의 구간에서만 선택적으로 인에이블되는 것을 특징으로 하는 단위 픽셀.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 광전 변환부, 상기 광전 변환부로부터 생성된 전하를 플로팅 확산영역에 전달하는 전달트랜지스터 및 상기 플로팅 확산영역을 초기화시키는 리셋트랜지스터를 구비하는 단위 픽셀을 2차원적으로 배열시킨 픽셀어레이에 있어서,
    상기 단위 픽셀은,
    일 단자가 상기 플로팅 확산영역에 연결되고 다른 일 단자로부터 부스팅 전압이 인가되는 부스팅 커패시터를 더 구비하며,
    하나의 수평라인 또는 하나의 수직라인에 배열된 복수 개의 픽셀들 각각에 구비된 상기 부스팅 커패시터의 다른 일 단자들은 하나의 부스팅 전압을 공급하는 라인과 공통으로 연결되며,
    상기 부스팅 전압은 상기 단위 픽셀이 선택되어 있는 시간 구간 중에서 상기 리셋트랜지스터가 턴 오프 된 후로부터 상기 전달트랜지스터가 턴 온 되기 전의 구간에서만 선택적으로 인에이블되는 것을 특징으로 하는 픽셀어레이.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 광전 변환부, 상기 광전 변환부로부터 생성된 전하를 플로팅 확산영역에 전달하는 전달트랜지스터 및 상기 플로팅 확산영역을 초기화시키는 리셋트랜지스터를 구비하는 단위 픽셀을 2차원적으로 배열시킨 픽셀어레이; 및
    상기 픽셀어레이를 제어하는 디코더를 구비하며,
    상기 단위 픽셀은,
    일 단자가 상기 플로팅 확산영역에 연결되고 다른 일 단자로부터 부스팅 전압이 인가되는 부스팅 커패시터를 더 구비하며,
    하나의 수평라인 또는 하나의 수직라인에 배열된 복수 개의 픽셀들 각각에 구비된 상기 부스팅 커패시터의 다른 일 단자들은 하나의 부스팅 전압을 공급하는 라인과 공통으로 연결되며,
    상기 부스팅 전압은 상기 단위 픽셀이 선택되어 있는 시간 구간 중에서 상기 리셋트랜지스터가 턴 오프 된 후로부터 상기 전달트랜지스터가 턴 온 되기 전의 구간에서만 선택적으로 인에이블되는 것을 특징으로 하는 광 감지소자.
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102234041B1 (ko) 2014-06-18 2021-04-01 삼성전자주식회사 이미지 센서와 이를 포함하는 이미지 처리 시스템
US10165209B2 (en) 2014-07-25 2018-12-25 Rambus Inc. Low-noise, high dynamic-range image sensor
US9967501B2 (en) 2014-10-08 2018-05-08 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device
KR102414038B1 (ko) 2015-09-16 2022-06-30 에스케이하이닉스 주식회사 수직 전송 게이트를 갖는 이미지 센서 및 그 제조방법
KR102407036B1 (ko) * 2015-11-03 2022-06-10 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이미지 센서의 동작 방법
KR102453812B1 (ko) * 2016-01-19 2022-10-14 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센싱 장치 및 그의 구동 방법
KR20170086867A (ko) * 2016-01-19 2017-07-27 에스케이하이닉스 주식회사 픽셀, 상기 픽셀을 포함하는 이미지 센싱 장치 및 상기 이미지 센싱 장치의 구동 방법
US11394910B2 (en) * 2016-01-19 2022-07-19 SK Hynix Inc. Image sensing device generating pixel signal with boost voltage and operating method thereof
JP6782431B2 (ja) 2016-01-22 2020-11-11 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 撮像装置
CN112788224B (zh) 2016-01-29 2023-04-04 松下知识产权经营株式会社 摄像装置
KR102476722B1 (ko) * 2016-02-12 2022-12-14 에스케이하이닉스 주식회사 단위 픽셀 장치 및 그 동작 방법과 그를 이용한 씨모스 이미지 센서
US10110783B2 (en) * 2017-03-27 2018-10-23 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor precharge boost
KR102540242B1 (ko) * 2018-01-12 2023-06-02 삼성전자주식회사 이미지 센서
KR102573304B1 (ko) * 2018-06-27 2023-08-31 삼성전자 주식회사 이미지 센서, 픽셀 어레이 및 그 동작 방법
US11330203B2 (en) * 2018-07-24 2022-05-10 Sony Semiconductor Solutions Corporation Imaging device and electronic device
KR20210013388A (ko) 2019-07-24 2021-02-04 삼성전자주식회사 이미지 센서
KR20210150722A (ko) * 2020-06-04 2021-12-13 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센싱 장치
KR20220124484A (ko) 2021-03-03 2022-09-14 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센싱 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100682829B1 (ko) * 2005-05-18 2007-02-15 삼성전자주식회사 씨모스 이미지 센서의 단위 픽셀, 픽셀 어레이 및 이를포함한 씨모스 이미지 센서
KR100744119B1 (ko) * 2005-12-24 2007-08-01 삼성전자주식회사 부스팅 커패시터를 갖는 픽셀 회로, 그 픽셀 회로의 구동방법 및 그 픽셀 회로를 구비하는 이미지 센서

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7078746B2 (en) 2003-07-15 2006-07-18 Micron Technology, Inc. Image sensor with floating diffusion gate capacitor
KR100591075B1 (ko) 2004-12-24 2006-06-19 삼성전자주식회사 커플드 게이트를 가진 전송 트랜지스터를 이용한 액티브픽셀 센서
KR100738183B1 (ko) 2005-09-01 2007-07-10 매그나칩 반도체 유한회사 액티브 영역과 버팅 콘택을 갖는 ｃｍｏｓ 이미지센서 및그 제조 방법
JP2008177357A (ja) 2007-01-18 2008-07-31 Nikon Corp 固体撮像素子
US8299513B2 (en) * 2008-04-30 2012-10-30 Omnivision Technologies, Inc. High conversion gain image sensor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100682829B1 (ko) * 2005-05-18 2007-02-15 삼성전자주식회사 씨모스 이미지 센서의 단위 픽셀, 픽셀 어레이 및 이를포함한 씨모스 이미지 센서
KR100744119B1 (ko) * 2005-12-24 2007-08-01 삼성전자주식회사 부스팅 커패시터를 갖는 픽셀 회로, 그 픽셀 회로의 구동방법 및 그 픽셀 회로를 구비하는 이미지 센서

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