KR102661820B1 - 이미지 센서 및 그것의 구동 방법 - Google Patents

이미지 센서 및 그것의 구동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102661820B1
KR102661820B1 KR1020190015675A KR20190015675A KR102661820B1 KR 102661820 B1 KR102661820 B1 KR 102661820B1 KR 1020190015675 A KR1020190015675 A KR 1020190015675A KR 20190015675 A KR20190015675 A KR 20190015675A KR 102661820 B1 KR102661820 B1 KR 102661820B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
floating diffusion
diffusion region
dynamic range
capacitor
sampling
Prior art date
Application number
KR1020190015675A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200098764A (ko
Inventor
서민웅
김승식
안정착
이재규
임동모
조동석
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020190015675A priority Critical patent/KR102661820B1/ko
Priority to US16/674,202 priority patent/US11025844B2/en
Priority to JP2020017961A priority patent/JP2020129795A/ja
Publication of KR20200098764A publication Critical patent/KR20200098764A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102661820B1 publication Critical patent/KR102661820B1/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
    • H04N25/50—Control of the SSIS exposure
    • H04N25/57—Control of the dynamic range
    • H04N25/59—Control of the dynamic range by controlling the amount of charge storable in the pixel, e.g. modification of the charge conversion ratio of the floating node capacitance
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/616—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise involving a correlated sampling function, e.g. correlated double sampling [CDS] or triple sampling
    • 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
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H04N25/771—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising storage means other than floating diffusion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 플로팅 확산 영역과 전원 전압 사이에 형성되는 다이나믹 레인지 커패시터를 포함하는 이미지 센서의 구동 방법은, 포토 다이오드로부터의 오버-플로우 전하를 상기 플로팅 확산 영역 및 상기 다이나믹 레인지 커패시터에 집적하는 단계, 상기 집적된 오버-플로우 전하에 의해 상기 플로팅 확산 영역에 형성된 제 1 전압을 샘플링하는 단계, 상기 포토 다이오드, 상기 플로팅 확산 영역, 그리고 상기 다이나믹 레인지 커패시터를 상기 전원 전압과 연결하여 리셋시키는 단계, 상기 리셋된 플로팅 확산 영역의 리셋 레벨을 샘플링하는 단계, 상기 포토 다이오드에 축적된 전하를 상기 플로팅 확산 영역에 전달하는 단계, 그리고 상기 플로팅 확산 영역에 형성된 제 2 전압을 샘플링하는 단계를 포함한다.

Description

이미지 센서 및 그것의 구동 방법{IMAGE SENSOR AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 이미지 센서에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 와이드 다이나믹 레인지(Wide Dynamic Range) 이미지 센서 및 그것의 구동 방법에 관한 것이다.
이미지 센서의 품질을 나타내는 데 있어, 중요한 판단 기준이 되는 것 중에 하나가 다이내믹 레인지(Dynamic Range)이다. 다이내믹 레인지는 일반적으로 입력 신호를 왜곡하지 않으면서 신호를 처리할 수 있는 최대 범위를 나타낸다. 이미지 센서의 경우에는 다이내믹 레인지가 넓을수록 넓은 조도 범위에서 선명한 이미지를 얻을 수 있다.
일반적으로 이미지 센서는 다이내믹 레인지가 좁아 특정 칼라에 대한 포화 상태가 되면, 이미지 원래의 색을 잘 표현하지 못하는 한계가 있다. 이러한 다이내믹 레인지가 좁은 단점을 극복하기 위하여 와이드 다이나믹 레인지(Wide Dynamic Range: WDR) 픽셀을 구현하기 위한 다양한 기술들이 시도되고 있다. 예를 들면, 이미지 센서에서 빛의 조사 시간을 조절하면서 와이드 다이나믹 레인지(WDR)를 구현하도록 하는 기술이나 플로팅 확산 영역(Floating Diffusion: 이하, FD)의 용량을 증가시키는 방법 등이 있다.
하지만, 상술한 기술들의 구현시에는 상대적으로 큰 면적이 필요하거나, 고조도 및 저조도 이미지의 합성시에 발생하는 신호대 잡음비 딥(SNR Dip) 문제에서 자유로울 수 없다. 따라서, 작은 면적에서도 구현 가능하고 저조도와 고조도 이미지의 합성시 발생하는 신호대 잡음비 딥(SNR Dip)으로부터 자유로운 와이드 다이나믹 레인지(WDR) 기술이 절실한 실정이다.
본 발명의 목적은 작은 면적에서도 구현 가능하고 저조도와 고조도 이미지의 합성시 발생하는 신호대 잡음비 딥(SNR Dip)으로부터 자유로운 와이드 다이나믹 레인지(WDR) 픽셀 이미지 센서 및 그것의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 플로팅 확산 영역과 전원 전압 사이에 형성되는 다이나믹 레인지 커패시터를 포함하는 이미지 센서의 구동 방법은, 포토 다이오드로부터의 오버-플로우 전하를 상기 플로팅 확산 영역 및 상기 다이나믹 레인지 커패시터에 집적하는 단계, 상기 집적된 오버-플로우 전하에 의해 상기 플로팅 확산 영역에 형성된 제 1 전압을 샘플링하는 단계, 상기 포토 다이오드, 상기 플로팅 확산 영역, 그리고 상기 다이나믹 레인지 커패시터를 상기 전원 전압과 연결하여 리셋시키는 단계, 상기 리셋된 플로팅 확산 영역의 리셋 레벨을 샘플링하는 단계, 상기 포토 다이오드에 축적된 전하를 상기 플로팅 확산 영역에 전달하는 단계, 그리고 상기 플로팅 확산 영역에 형성된 제 2 전압을 샘플링하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이미지 센서는, 입사되는 광에 반응하여 전하를 생성 및 축적하는 포토 다이오드, 상기 포토 다이오드에서 전달되는 전하를 저장하는 플로팅 확산 영역, 전송 신호에 응답하여 상기 포토 다이오드를 상기 플로팅 확산 영역에 연결하는 전송 트랜지스터, 상기 플로팅 확산 영역의 용량을 확장하기 위한 다이나믹 레인지 커패시터, 고조도 모드 동작시 상기 다이나믹 레인지 커패시터와 상기 플로팅 확산 영역을 연결하고, 저조도 모드 동작시에는 상기 다이나믹 레인지 커패시터와 상기 플로팅 확산 영역을 차단하는 이중 변환 이득 트랜지스터, 그리고 리셋 신호에 응답하여 상기 이중 변환 이득 트랜지스터와 전원 전압을 연결하는 리셋 트랜지스터를 포함하되, 상기 다이나믹 레인지 커패시터는 상기 플로팅 확산 영역과는 다른 반도체 층에서 실린더 형태의 전극 및 유전체로 형성된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이미지 센서의 구동 방법은, 포토 다이오드로부터의 오버-플로우 전하를 제 1 풀웰 용량으로 집적(Integrate)하는 단계, 상기 제 1 풀웰 용량으로 집적된 오버-플로우 전하에 의해 형성된 제 1 전압을 샘플링하는 단계, 플로팅 확산 영역의 리셋 레벨을 샘플링하는 단계, 상기 포토 다이오드에 축적된(Accumulated) 전하를 상기 제 1 풀웰 용량보다 작은 제 2 풀웰 용량으로 집적(Integrate)하는 단계, 상기 제 2 풀웰 용량으로 집적된 전하에 의하여 형성된 제 2 전압을 샘플링하는 단계, 그리고 상기 제 1 전압과 상기 리셋 레벨을 사용하여 고조도 이미지 신호를 생성하고, 상기 제 2 전압과 상기 리셋 레벨을 상관 이중 샘플링 방식으로 처리하여 저조도 이미지 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
이상과 같은 본 발명의 실시 예에 따르면, 작은 면적에서도 구현 가능하여 픽셀의 축소에 유리하고, 신호대 잡음비 딥(SNR Dip)으로부터 자유로운 고감도 이미지의 제공이 가능한 이미지 센서를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 픽셀 어레이를 구성하는 픽셀 센서의 수직 구조를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하나의 픽셀 센서의 구성을 보여주는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 픽셀 센서의 구동 방법을 예시적으로 보여주는 타이밍도이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 고조도 모드에서 동작하는 픽셀 센서의 특징을 보여주는 도면들이다.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 저조도 모드에서 동작하는 픽셀 센서의 특징을 보여주는 도면들이다.
도 9는 본 발명의 픽셀 센서를 사용하여 와이드 다이나믹 레인지(WDR)를 구현하는 이미지 센서의 동작 방법을 보여주는 순서도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 픽셀 센서의 확장된 다이나믹 레인지를 보여주는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 효과를 간략히 보여주는 그래프이다.
앞의 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두 예시적이라는 것이 이해되어야 하며, 청구된 발명의 부가적인 설명이 제공되는 것으로 여겨져야 한다. 참조 부호들이 본 발명의 바람직한 실시 예들에 상세히 표시되어 있으며, 그것의 예들이 참조 도면들에 표시되어 있다. 가능한 어떤 경우에도, 동일한 참조 번호들이 동일한 또는 유사한 부분을 참조하기 위해서 설명 및 도면들에 사용된다.
이하에서는, 이미지 센서(Image Sensor)가 본 발명의 특징 및 기능을 설명하기 위한 예로서 사용될 것이다. 하지만, 이 기술 분야에 정통한 사람은 여기에 기재된 내용에 따라 본 발명의 다른 이점들 및 성능을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시 예들을 통해 또한, 구현되거나 적용될 수 있을 것이다. 게다가, 상세한 설명은 본 발명의 범위, 기술적 사상 그리고 다른 목적으로부터 상당히 벗어나지 않고 관점 및 응용에 따라 수정되거나 변경될 수 있다.
도 1은 본 발명의 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서를 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 이미지 센서(100)는 픽셀 어레이(110), 행 디코더(120), 아날로그-디지털 컨버터(ADC, 130), 출력 버퍼(140), 그리고 타이밍 컨트롤러(150)를 포함한다.
픽셀 어레이(110)는 2차원적으로 배열된 복수의 픽셀 센서(Pixel Sensor)들을 포함한다. 각각의 픽셀 센서들은 광신호를 전기적 신호로 변환한다. 픽셀 어레이(110)는 행 디코더(120)로부터 선택 신호(SEL), 리셋 신호(RG), 이중 변환 이득 제어 신호(DCG) 및 전송 신호(TG)와 같은 센서 구동 신호들에 의해 제어될 수 있다. 또한, 센서 구동 신호들에 응답하여 각각의 픽셀 센서들에 의해서 센싱된 전기적 신호는 복수의 칼럼 라인들(CLm)을 통해서 아날로그-디지털 컨버터(130)에 제공된다.
픽셀 어레이(110)에 포함되는 복수의 픽셀 센서들은 각각 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 포함할 수 있다. 픽셀 센서는 고조도 모드 동작시에는 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 사용하여 포토 다이오드(Photo Diode: 이하, PD)에서 오버-플로우(Over-flow)되는 전하를 저장할 수 있다. 고조도 모드 동작시, 포토 다이오드(PD)에서 광노출에 의한 광전하가 축적(Accumulate)될 수 있다. 그리고 포토 다이오드(PD)에서 오버-플로우된 전하는 포화(Saturation)되지 않고 플로팅 확산 영역(FD)이 제공하는 용량(CFD) 및 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)가 제공하는 용량에 수용될 수 있다. 예를 들면, 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)는 바람직하게는 제한된 면적 내에서 충분한 용량을 제공하기 위한 실린더 형태의 커패시터로 구성될 수 있다. 픽셀 센서들 각각의 구조 및 동작은 후술하는 도면들을 통해서 상세히 설명하기로 한다.
행 디코더(120)는 타이밍 컨트롤러(150)의 제어에 따라 픽셀 어레이(110)의 어느 하나의 행을 선택할 수 있다. 행 디코더(120)는 복수의 행들 중 어느 하나의 행을 선택하기 위해서 선택 신호(SEL)를 생성한다. 그리고 행 디코더(120)는 선택된 행에 대응하는 픽셀들에 대해 리셋 신호(RG) 및 전송 신호(TG)를 순차적으로 활성화시킨다. 그러면, 선택된 행의 픽셀 센서들 각각으로부터 생성되는 고조도 센싱 신호(S1), 리셋 레벨(R), 그리고 저조도 센싱 신호(S2)가 순차적으로 아날로그-디지털 컨버터(130)로 전달된다.
아날로그-디지털 컨버터(130)는 고조도 센싱 신호(S1), 리셋 레벨(R), 그리고 저조도 센싱 신호(S2)를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 도시되지는 않았지만, 아날로그-디지털 컨버터(130)는 상관 이중 샘플링(Correlated Double Sampling) 방식으로 고조도 센싱 신호(S1), 리셋 레벨(R), 그리고 저조도 센싱 신호(S2)를 샘플링한 후에 디지털 신호로 변환할 수도 있다. 이를 위해, 아날로그-디지털 컨버터(130)의 전단에 상관 이중 샘플러(Correlated Double Sampler: CDS)가 더 포함될 수 있다.
출력 버퍼(140)는 아날로그-디지털 컨버터(130)에 의해서 제공되는 각각의 칼럼 단위의 이미지 데이터를 래치하여 출력한다. 출력 버퍼(140)는 타이밍 컨트롤러(150)의 제어에 따라 아날로그-디지털 컨버터(130)에서 출력되는 이미지 데이터를 일시 저장하고, 이후 칼럼 디코더(미도시)에 의해서 순차적으로 래치된 이미지 데이터를 출력하게 될 것이다.
타이밍 컨트롤러(150)는 픽셀 어레이(110), 행 디코더(120), 아날로그-디지털 컨버터(ADC, 130), 출력 버퍼(140) 등을 제어한다. 타이밍 컨트롤러(150)는 픽셀 어레이(110), 행 디코더(120), 아날로그-디지털 컨버터(130), 출력 버퍼(140) 등의 동작에 클록 신호(Clock signal), 타이밍 컨트롤 신호(Timing control signal) 등과 같은 제어 신호들(Control signals)을 공급할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(150)는 로직 제어 회로(Logic control circuit), 위상 고정 루프(Phase Lock Loop; PLL) 회로, 타이밍 컨트롤 회로(Timing control circuit), 및 통신 인터페이스 회로(Communication interface circuit) 등을 포함할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서(100)의 구성이 간략히 설명되었다. 특히, 픽셀 어레이(110)를 구성하는 픽셀 센서들 각각은 픽셀 센서 내에서 적층이 가능하고, 신호 라인의 구성이 간단한 실린더 형의 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 포함한다. 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 통해서 픽셀 센서들 각각은 제한된 면적 내에서 충분한 용량을 제공받을 수 있다. 더불어, 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 포함하는 픽셀 센서를 저조도 모드 및 고조도 모드로 구동하는 경우, 저조도와 고조도 이미지의 합성시 발생하는 신호대 잡음비 딥(SNR Dip)으로부터 자유로운 와이드 다이나믹 레인지(WDR)를 구현할 수 있다.
도 2는 도 1의 픽셀 어레이를 구성하는 픽셀 센서의 수직 구조를 보여주는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 픽셀 센서(110a)는 적층된 복수의 판 구조(Plate structure)로 구성될 수 있다. 예를 들면, 하나의 픽셀 센서는 하판(111), 상판(112), 투명 전극층(113), 칼라 필터(114), 그리고 마이크로 렌즈(115)를 포함할 수 있다.
하판(111)에는 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 포함하는 다양한 로직 회로들이 형성될 수 있다. 하판(111)에 형성될 수 있는 이미지 센서의 구성은 도시된 것들에만 한정되지 않는다. 예컨대, 하판(111)에는 출력 버퍼(140, 도 1 참조)나 메모리가 형성될 수도 있다. 또는, 아날로그-디지털 컨버터(ADC)는 하판(111)이 아닌 픽셀 센서의 외부에서 제공될 수도 있음은 잘 이해될 것이다.
상판(112)에는 포토 다이오드(PD), 플로팅 확산 영역(FD)과 트랜지스터들, 그리고 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)가 형성된다. 상판(112)에 픽셀 센서를 구성하기 위한 기본적인 구성들이 형성된다. 포토 다이오드(PD)는 유기물질(Organic), 퀀텀 닷(Quantum Dot, QD), a-Si 또는 화합물 반도체 등의 물질로서 박막(Thin film) 형태로 제조될 수 있다. 포토 다이오드(PD)에 축적(Integrated)된 광전하는 비아(Via)와 같은 구조 및 전송 트랜지스터(TX)를 통해 플로팅 확산 영역(FD)으로 전달될 수 있다. 특히, 픽셀 센서가 고조도 모드로 구동되는 경우, 포토 다이오드(PD)에 축적된 광전하는 오버-플로우(Over-flow)되어 다이나믹 레인지 커패시터(CDR) 및 플로팅 확산 영역(FD)에 전달될 수 있다.
고조도 모드에서 포토 다이오드(PD)에서 오버-플로우(Over-flow)되는 많은 양의 광전하를 수용하기 위해서, 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)는 도시된 바와 같이 실린더 형태로 제공될 수 있다. 커패시터(Capacitor)의 용량은 일반적으로 커패시터의 유효 표면적과 유전체의 유전율에 비례한다. 고조도 모드에서 오버-플로우(Over-flow)되는 광전하를 축적할 수 있는 용량을 제공하기 위해, 본 발명의 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)는 획기적으로 증가된 커패시터 유효 표면적을 가질 수 있다. 예를 들면, 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)는 디램(DRAM)의 메모리용 커패시터의 형태로 형성될 수 있다. 즉, 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)는 적어도 하나의 실린더 형태의 커패시터로 형성될 수 있다.
다이나믹 레인지 커패시터(CDR)는 상부 및 하부 전극으로 폴리 실리콘을 사용하고, 유전막으로는 SiO2/SiNX 를 채용한 SIS(Silicon-insulator-silicon) 형태의 실린더로 구성될 수 있다. 이러한 커패시터 형태는 일반적인 디램(DRAM) 셀의 커패시터로 제공되는 형태이다. 하지만, 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)의 구조는 여기의 개시에 국한되지 않으며, 디자인 룰의 변경이나 다양한 조건의 변경에 따라 다양한 형태로 변경 가능하다.
상판(112)의 상부에는 투명 전극층(113), 칼라 필터(114) 및 마이크로 렌즈(115)가 형성될 수 있다. 투명 전극층(113)은, 예컨대, 박형 메탈(Thin metal)이나 그래핀(Graphene) 또는 투명 전도성 산화막(Transparent Conducting Oxide, TCO) 등으로 형성될 수 있다. 칼라 필터(114)는 서로 다른 파장의 빛을 투과시킬 수 있다. 칼라 필터(114)는 픽셀 어레이(110)의 구조에 따라 하나의 픽셀 센서에 복수의 필터들을 포함할 수 있다. 더불어, 칼라 필터(114)의 상부에는 마이크로 렌즈(115)를 포함할 수 있다.
이상에서 예시적으로 도시된 본 발명의 픽셀 센서는 와이드 다이나믹 레인지(WDR) 구현을 위한 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 포함할 수 있다. 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)는 바람직하게는 적어도 하나의 실린더 형태의 커패시터 구조로 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하나의 픽셀 센서의 구성을 보여주는 회로도이다. 도 3을 참조하면, 픽셀 센서(112a)는 하나의 포토 다이오드(PD)와 5개의 NMOS 트랜지스터들(TX, RX, DX, SX, DCGX), 그리고 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 포함하는 구조로 구현될 수 있다. 픽셀 센서(112a)는 도 2의 상판(112)에 형성되는 회로 구성들에 대응한다.
다이나믹 레인지 커패시터(CDR)의 일단은 리셋 트랜지스터(RX)와 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX) 사이에 연결된다. 예를 들면, 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)의 일단은 리셋 트랜지스터(RX)의 소스(Source) 또는 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)의 드레인(Drain)에 연결된다, 그리고 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)의 타단은 전원 전압(VPIX) 단에 연결된다.
고조도 모드시 리셋 트랜지스터(RX)는 턴오프(Turn-off)되고, 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)는 턴온(Turn-on)된다. 그러면, 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)는 플로팅 확산 영역(FD)에 연결된다. 고조도 모드시 포토 다이오드(PD)로부터 플로팅 확산 영역(FD)으로 오버-플로우(Over-flow)된 전하들이 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)에 의해서 공유(Sharing)된다. 고조도 모드에서, 포토 다이오드(PD)로부터 오버-플로우되는 대량의 전하가 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)에 의해서 버려지지 않고 집적(Integrate)될 수 있다. 즉, 포토 다이오드(PD)에서 오버-플로우(Over-flow)된 대량의 전하들이 버려지지 않고 상대적으로 높은 조도에서 센싱된 이미지 정보로 사용될 수 있다.
저조도 모드에서는 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)가 턴오프(Turn-off)될 것이다. 그러면, 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)는 플로팅 확산 영역(FD)과 전기적으로 차단된다. 따라서, 저조도 모드시 포토 다이오드(PD)로부터 플로팅 확산 영역(FD)에 전달되는 전하는 플로팅 확산 영역(FD)에만 저장된다. 플로팅 확산 영역(FD)에 의해서 제공되는 용량에 전하가 저장되므로, 높은 변환 이득(High Conversion Gain)과 저잡음 특성이 제공될 수 있다.
다이나믹 레인지 커패시터(CDR)의 구조는 앞서 설명된 디램(DRAM)의 메모리용 커패시터와 유사한 실린더 형태로 형성될 수 있다. 실린더 형태의 커패시터 구조를 통해서, 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)는 고조도 모드에서 포토 다이오드(PD)에서 오버-플로우(Over-flow)되는 많은 양의 전하를 충분히 수용할 수 있다.
포토 다이오드(PD)는 입사광의 광량이나 광의 세기에 따라 전하를 생성 및 축적하는 광감지 소자이다. 포토 다이오드(PD)는 포토 트랜지스터(Photo Transistor), 포토 게이트(Photo Gate), 핀드 포토 다이오드(Pinned Photo Diode: PPD) 등으로도 구현될 수 있음은 잘 이해될 것이다.
전송 트랜지스터(TX)는 포토 다이오드(PD)에서 축적된 전하를 플로팅 확산 영역(FD)으로 전송한다. 전송 트랜지스터(TX)는 일반적으로 1개의 트랜지스터로 구성될 수 있으며, 행 디코더(120)로부터 제공되는 전송 신호(TG)에 응답하여 스위칭된다. 본 발명의 전송 트랜지스터(TX)는 고조도 모드시 포토 다이오드(PD)에서 오버-플로우(Over-flow)되는 전하를 효과적으로 플로팅 확산 영역(FD) 및 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)에 전달하도록 특성이 설정될 것이다. 즉, 전송 트랜지스터(TX)는 고조도 모드시 포토 다이오드(PD)에서 오버-플로우된 전하가 플로팅 확산 영역(FD) 측으로 효과적으로 전달될 수 있는 레벨의 전위 장벽을 갖도록 튜닝될 것이다.
플로팅 확산 영역(FD)은 입사된 광량에 대응하는 전하를 검출하는 기능을 갖는다. 플로팅 확산 영역(FD)은 포토 다이오드(PD)에서 제공되는 전하를 전송 신호(TG)가 활성화되는 시간 동안 집적한다. 플로팅 확산 영역(FD)은 소스 팔로워(Source follower) 증폭기로 구동되는 드라이브 트랜지스터(DX)의 게이트 단과 연결된다. 플로팅 확산 영역(FD)은 리셋 트랜지스터(RX) 및 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)에 의해서 전원 전압(VPIX)을 제공받을 수 있다.
리셋 트랜지스터(RX)는 플로팅 확산 영역(FD)을 리셋 신호(RG)에 응답하여 리셋시킨다. 리셋 트랜지스터(RX)의 소스(Source)는 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)의 드레인에 연결된다. 그리고 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)의 소스(Source)는 플로팅 확산 영역(FD)과 연결된다. 리셋 신호(RG) 및 이중 변환 이득 제어 신호(DCG)가 활성화되면, 리셋 트랜지스터(RX) 및 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)가 턴온(Turn-on)된다. 그러면, 전원 전압(VPIX)이 플로팅 확산 영역(FD)으로 전달된다. 그러면 플로팅 확산 영역(FD)에 집적된 전하는 전원 전압(VPIX) 단으로 드레인되고, 플로팅 확산 영역(FD)의 전압은 전원 전압(VPIX) 레벨로 리셋된다.
이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)는 이중 변환 이득 제어 신호(DCG)에 응답하여 픽셀 센서의 변환 이득(Conversion Gain)을 가변한다. 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)는 고조도 모드에서는 턴온(Turn-on)되고, 저조도 모드에서는 턴오프(Turn-off)된다. 즉, 고조도 모드에서는 이중 변환 이득 제어 신호(DCG)가 활성화되어 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)가 턴온(Turn-on)된다. 그러면, 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)가 플로팅 확산 영역(FD)에 연결되어 포토 다이오드(PD)에서 오버-플로우되는 전하를 집적한다. 반면, 저조도 모드에서는 이중 변환 이득 제어 신호(DCG)는 비활성화되고, 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)가 턴오프(Turn-off)된다. 그러면, 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)가 플로팅 확산 영역(FD)과 차단된다. 따라서, 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)에 의해서 고조도 모드와 저조도 모드에서 상이한 변환 이득이 제공될 수 있다.
드라이브 트랜지스터(DX)는 플로팅 확산 영역(FD)에 대한 소스 팔로워 증폭기(Source Follower Amplifier) 역할을 제공한다. 드라이브 트랜지스터(DX)는 플로팅 확산 영역(FD)의 전기적 퍼텐셜의 변화를 증폭하고 이를 선택 트랜지스터(SX)를 경유하여 칼럼 라인(CLi)으로 전달한다.
선택 트랜지스터(SX)는 행 단위로 읽어낼 픽셀 센서를 선택할 때 사용된다. 선택 트랜지스터(SX)는 행 단위로 제공되는 선택 신호(SEL)에 의해 구동된다. 선택 트랜지스터(SX)가 턴온되면, 드라이브 트랜지스터(DX)를 통해서 플로팅 확산 영역(FD)의 퍼텐셜이 선택 트랜지스터(SX)의 드레인(Drain)으로 증폭되어 전달될 것이다. 전송 트랜지스터(TX), 리셋 트랜지스터(RX), 선택 트랜지스터(SX)의 구동 신호 라인들(TG, RG, SEL)은 동일한 행에 포함된 단위 픽셀들이 동시에 구동되도록 행 방향(수평 방향)으로 연장될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 픽셀 센서(112a)의 구조가 예시적으로 설명되었다. 본 발명의 실시 예에 따른 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)는 금속 산화막 반도체(MOS) 커패시터나, 금속-절연체-금속(MIM) 커패시터로는 제공할 수 없는 큰 용량을 제공할 수 있다. 따라서, 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 사용하면 고조도 모드시 포토 다이오드(PD)에서 오버-플로우되는 전하를 집적할 수 있다.
도 4는 본 발명의 픽셀 센서의 구동 방법을 예시적으로 보여주는 타이밍도이다. 도 4를 참조하면, 픽셀 센서(112a)는 고조도 모드에서 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 사용하여 오버-플로우되는 전하의 손실없이 센싱을 수행할 수 있다.
T0 시점에서, 픽셀 센서(112a)에 제공되는 리셋 신호(RG), 이중 변환 이득 제어 신호(DCG), 그리고 전송 신호(TG)가 턴온된다. 그러면, 리셋 트랜지스터(RG), 전송 트랜지스터(TX), 그리고 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)가 턴온되어 플로팅 확산 영역(FD) 및 포토 다이오드(PD)가 전원 전압(VPIX) 단자와 연결된다. 플로팅 확산 영역(FD)과 포토 다이오드(PD)에 존재하는 전하들은 전원 전압(VPIX) 측으로 드레인된다. 결과적으로, 플로팅 확산 영역(FD)과 포토 다이오드(PD)가 리셋된다.
T1 시점에서, 고조도 모드가 시작된다. 즉, T1 시점 이후에 이중 변환 이득 제어 신호(DCG)는 하이 레벨을 유지하고, 리셋 신호(RG) 및 전송 신호(TG)는 로우 레벨을 유지한다. 이중 변환 이득 제어 신호(DCG)가 하이 레벨인 상태에서 리셋 신호(RG)가 로우 레벨로 제공됨에 따라, 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)는 플로팅 확산 영역(FD)과 연결된다. 즉, 플로팅 확산 영역(FD)의 커패시터(CFD)와 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)가 병렬 연결된다. 더불어, 전송 신호(TG)의 로우 레벨 상태에 따라 전송 트랜지스터(TX)는 턴오프된다. 이러한 상태 하에서, 다량의 광이 포토 다이오드(PD)에 입사되면, 포토 다이오드(PD)에서는 광전 변환이 발생한다. 광전 변환에 의해서 생성된 전하는 우선 포토 다이오드(PD)에 축적(Accumulation)되기 시작한다.
T2 시점에서는 포토 다이오드(PD)에서 축적된 전하가 오버-플로우(Over-flow)되기 시작한다. 포토 다이오드(PD)에서 광전 변환에 의한 전하 생성과 전하 축적에 따라 전송 트랜지스터(TX)의 게이트 전위 장벽을 넘어 오버-플로우된 전하가 플로팅 확산 영역(FD)으로 넘어간다. 즉, 오버-플로우(Over-flow)된 전하는 플로팅 확산 영역(FD)과 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)에 집적된다. 그러면, 플로팅 확산 영역(FD)의 전압(VFD)은 전원 전압(VPIX)에서 점차 낮아지기 시작한다.
그리고 고조도 모드가 종료되기 전인 시점(③으로 표시)에서 고조도 모드 샘플링이 수행된다. 즉, 고조도 모드 샘플링에 의해서 포토 다이오드(PD)에서 오버-플로우(Over-flow)된 전하에 의해서 플로팅 확산 영역(FD)과 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)에 충전된 전하량에 대응하는 제 1 전압(S1)이 샘플링될 것이다.
T3 시점에서, 리셋 신호(RG)가 하이 레벨로 천이한다. 그러면, 리셋 트랜지스터(TX)가 턴온된다. 고조도 모드 구간에서 플로팅 확산 영역(FD)과 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)에 충전된 전하들은 리셋 트랜지스터(TX)를 경유하여 전원 전압(VPIX) 단으로 드레인될 것이다. 그러면, 플로팅 확산 영역(FD)의 전압(VFD)은 전원 전압(VPIX) 레벨로 리셋된다.
T4 시점에서, 리셋 신호(RG)와 이중 변환 이득 제어 신호(DCG)가 각각 로우 레벨로 천이한다. 그러면, 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)가 턴오프(Turn-off)되어 플로팅 확산 영역(FD)과 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)는 전기적으로 차단된다. 더불어, 플로팅 확산 영역(FD)은 전원 전압(VPIX)과도 차단된다. 이것은 고조도 모드가 종료되었음을 의미한다.
T4 시점과 T5 시점 사이에서 리셋 이후 안정화된 플로팅 확산 영역(FD)의 전압이 리셋 레벨(R)로 샘플링된다. 즉, 플로팅 확산 영역(FD)이 안정적인 리셋 상태를 유지하는 시점(④로 표시)에서 리셋 레벨(R)이 샘플링된다.
T5 시점에서, 전송 신호(TG)가 하이 레벨로 천이한다. T5 시점에서 저조도 모드가 시작된다. 전송 트랜지스터(TX)가 턴온되고, 포토 다이오드(PD)에 축적된 전하가 플로팅 확산 영역(FD)으로 이동한다. 이때, 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)는 플로팅 확산 영역(FD)과 차단된 상태이다. 따라서, 포토 다이오드(PD)에 축적된 전하는 플로팅 확산 영역(FD)으로만 이동할 것이다.
T6 시점에서, 전송 신호(TG)가 로우 레벨로 천이한다. 그러면, 전송 트랜지스터(TX)는 턴오프(Turn-off)되고, 포토 다이오드(PD)에 축적된 전하의 플로팅 확산 영역(FD)으로의 이동은 차단된다.
T6 시점과 T7 시점 사이(⑤으로 표시)에서 저조도 모드 샘플링이 수행된다. 즉, 저조도 모드 샘플링에 의해서 플로팅 확산 영역(FD)에 충전된 전하량에 대응하는 제 2 전압(S2)이 샘플링될 것이다.
T7 시점에서는 리셋 신호(RG)와 이중 변환 이득 제어 신호(DCG)가 하이 레벨로 천이된다. 그러면, 플로팅 확산 영역(FD)에 충전된 전하들은 리셋 트랜지스터(TX)를 경유하여 전원 전압(VPIX) 단으로 드레인될 것이다. 그러면, 플로팅 확산 영역(FD)의 전압(VFD)은 전원 전압(VPIX) 레벨로 리셋된다.
이상의 타이밍도에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 이미지 센서는 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 사용하는 고조도 모드에서는 낮은 변환 이득(Low Conversion Gain)을 제공한다. 그리고 본 발명의 이미지 센서는 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 사용하지 않는 저조도 모드에서는 높은 변환 이득(High Conversion Gain)을 제공하여 저잡음 및 고감도 샘플링을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명의 이미지 센서를 통해서 효율적으로 와이드 다이나믹 레인지(WDR) 기능을 구현할 수 있다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 고조도 모드에서 동작하는 픽셀 센서의 특징을 보여주는 도면들이다. 도 5는 고조도 모드에서 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)에 의해서 구현되는 낮은 변환 이득 조건을 보여주는 회로도이다. 도 6은 고조도 모드에서 본 발명의 픽셀 센서(112a)의 퍼텐셜 상태를 보여주는 다이어그램이다.
도 5를 참조하면, 고조도 모드에서 픽셀 센서(112a)의 플로팅 확산 영역(FD)은 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)와 전기적으로 연결된다. 즉, 본 발명의 고조도 모드에서는 포토 다이오드(PD)에서 오버-플로우되는 전하가 드레인되지 않고, 확장된 풀웰 용량(Full well capacity: FWC)에 저장된다. 확장된 풀웰 용량(FWC)에 의해 플로팅 확산 영역(FD)의 퍼텐셜 변화는 오버-플로우되는 전하량에 대비하여 상대적으로 작아진다. 즉, 고조도 모드에서는 픽셀 센서(112a)의 변환 이득(Conversion Gain)은 작아진다. 이를 위하여 픽셀 센서(112a)에 제공되는 이중 변환 이득 제어 신호(DCG)는 활성화되고, 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)는 턴온된다. 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)는 고조도 모드로 동작하는 구간에서 항상 턴온(Turn-on) 상태로 유지될 것이다. 이러한 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)의 턴온 구간은 앞서 설명된 도 4의 시간 구간(T1~T3)에 해당한다.
이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)의 턴온(Turn-on)에 의해서 포토 다이오드(PD)에서 오버-플로우되는 전하는 플로팅 확산 영역(FD)과 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)에 축적된다. 실린더 형태의 커패시터로 제공되는 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)에 의해서 픽셀 센서(112a)의 풀웰 용량(FWC)은 플로팅 확산 영역(FD)에 의해 제공되는 용량(CFD)에 비해 획기적을 증가(예를 들면, 약 100배 이상)할 수 있다. 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)의 활용을 통해서, 포토 다이오드(PD)에서 오버-플로우되는 전하가 버려지지 않고 고조도의 광을 센싱하고 샘플링하는데 기여할 수 있다.
도 6을 참조하면, 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)가 턴온된 상태에서 증가된 풀웰 용량(FWC)을 사용한 고조도 모드 센싱 동작이 도시되어 있다. 고조도 모드에서의 픽셀 센서(112a)의 풀웰 용량(FWC)은 플로팅 확산 영역(FD)의 용량(CFD)과 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 더한 값이 된다. 따라서, 고조도 모드에서는 플로팅 확산 영역(FD)의 용량(CFD)보다 훨씬 큰 풀웰 용량(FWC)이 제공될 수 있다. 이러한 풀웰 용량(FWC)의 증가 조건하에서 고조도 모드 동작은 크게 3 단계로 구분될 수 있다. 이러한 3 단계는 앞서 설명된 도 4에서 각 시점들(①, ②, ③)에 대응한다.
먼저, ① 시점에서는 고조도 모드의 초반 동작인 포토 다이오드(PD)의 전하 축적(Accumulation) 단계가 진행된다. 일반적으로 포토 다이오드(PD)에서 입사되는 광에 응답하여 광전 변환이 발생하고, 전송 트랜지스터(TX)가 턴온될 때까지 생성된 전하가 축적된다. 전송 트랜지스터(TX) 채널의 전위 장벽에 의하여 포토 다이오드(PD)에 축적된 전하는 플로팅 확산 영역(FD)으로 이동하지 못하고 차단된다. 여기서, 플로팅 확산 영역(FD)과 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)의 연결에 따른 풀웰 용량(FWC)이 획기적으로 증가한 상태임을 확인할 수 있다. 즉, 풀웰 용량(FWC)은 플로팅 확산 영역(FD)과 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)의 용량의 합(CFD+CDR)으로 제공됨을 확인할 수 있다.
② 시점에서는 포토 다이오드(PD)에서 오버-플로우된 전하가 플로팅 확산 영역(FD)과 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)에 저장되는 오버-플로우(Over-flow) 단계를 보여준다. 일반적으로 포토 다이오드(PD) 내에 담을 있는 최대 용량치를 넘는 전하가 생성되면, 전하들은 오프 상태인 전송 트랜지스터(TX)의 채널 전위 장벽(Channel potential barrier)를 넘어 오버-플로우된다. 이러한 현상을 블루밍(Blooming) 현상이라고도 한다. 블루밍 현상에 의하여 오프 상태인 전송 트랜지스터(TX)의 채널 전위 장벽을 오버-플로우된 전하들이 넘어, 다른 픽셀 센서의 포토 다이오드(PD)로 번질 수 있다. 이러한 블루밍(Blooming) 현상을 막기 위해 오버-플로우되는 전하가 드레인되고, 버려지게 된다.
본 발명의 픽셀 센서(112a)는 포토 다이오드(PD)에서 오버-플로우된 전하를 드레인시키지 않고, 플로팅 확산 영역(FD)과 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)에 저장한다. 본 발명의 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 통해서 확보되는 풀웰 용량(FWC)의 크기는 포토 다이오드(PD)에서 오버-플로우된 전하를 충분히 수용할 수 있기 때문이다. 도시된 바와 같이, 오버-플로우된 전하의 집적에 따라 플로팅 확산 영역(FD)의 전위는 낮아질 것이다.
③ 시점에서 고조도 모드에서의 오버-플로우된 전하에 의해서 형성된 플로팅 확산 영역(FD)의 전압이 샘플링(또는, 읽기)된다. 즉, 고조도 모드에서 오버-플로우된 전하량에 대응하는 플로팅 확산 영역(FD)의 전위가 샘플링될 수 있다. 고조도 모드에서의 플로팅 확산 영역(FD)의 전압(S1)을 샘플링하는 동작을 제 1 샘플링이라 칭하기로 한다.
이상에서 도 5 내지 도 6의 설명을 통하여 본 발명의 고조도 모드 동작이 설명되었다. 고조도 모드에서, 본 발명의 픽셀 센서(112a)는 포토 다이오드(PD)에서 오버-플로우된 전하를 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 사용하여 저장할 수 있다. 본 발명은 오버-플로우된 전하를 드레인시키지 않고 낮은 변환 이득으로 샘플링함으로써, 고조도의 광이 포화되지 않고 센싱될 수 있는 와이드 다이나믹 레인지(WDR)를 구현한다.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 저조도 모드에서 동작하는 픽셀 센서의 특징을 보여주는 도면들이다. 도 7은 저조도 모드에서 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)가 플로팅 확산 영역(FD)과 차단됨에 따라 높은 변환 이득(High Conversion Gain: HCG) 조건을 보여주는 회로도이다. 도 8은 저조도 모드에서 본 발명의 픽셀 센서(112a)의 퍼텐셜 상태를 보여주는 다이어그램이다.
도 7을 참조하면, 고조도 모드에서 픽셀 센서(112a)의 플로팅 확산 영역(FD)은 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)와 전기적으로 차단된다. 즉, 본 발명의 저조도 모드에서는 포토 다이오드(PD)에 축적된 전하는 플로팅 확산 영역(FD)에만 저장된다. 상대적으로 작은 용량의 플로팅 확산 영역(FD)을 사용하는 샘플링에 의해, 저조도 모드에서는 높은 변환 이득(HCG)을 제공할 수 있다. 이를 위하여 픽셀 센서(112a)에 제공되는 이중 변환 이득 제어 신호(DCG)는 비활성화되고, 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)는 턴오프된다. 반면, 리셋 신호(RG)는 활성화되고, 리셋 트랜지스터(RX)는 턴온될 것이다. 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)는 저조도 모드로 동작하는 구간에서 항상 턴오프 상태를 유지할 것이다. 이러한 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)의 턴온 동작 구간은 앞서 설명된 도 4의 시간 구간(T6~T7)에 해당한다.
리셋 트랜지스터(RX)의 턴온 및 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)의 턴오프 상태에 의해서 포토 다이오드(PD)에서 축적된 전하는 전송 트랜지스터(TX)가 턴온되면 플로팅 확산 영역(FD)에 저장된다. 저조도 모드시 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)와의 차단에 의해서 픽셀 센서(112a)의 풀웰 용량(FWC)은 고조도 모드시에 비해 급격히 감소한다. 저조도 모드의 샘플링을 통해서 저잡음 및 고감도의 이미지 센싱이 가능하다.
도 8을 참조하면, 도 4에 도시된 두 시점들(④, ⑤)에서의 퍼텐셜 상태가 도시되어 있다. 먼저, 시점 ④에서는 플로팅 확산 영역(FD)의 리셋 및 리셋된 플로팅 확산 영역(FD)의 리셋 레벨(R)을 샘플링하는 동작이 수행된다. 시점 ⑤에서는 저조도 모드에서의 플로팅 확산 영역(FD)의 전압 레벨(S2)을 샘플링하는 제 2 샘플링 동작이 수행될 수 있다.
고조도 모드에서의 제 1 샘플링이 완료되면, 픽셀 센서(112a)의 플로팅 확산 영역(FD)은 리셋된다. 즉, 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)와 리셋 트랜지스터(RX)가 턴온되어, 플로팅 확산 영역(FD)에 축적된 전하는 전원 전압(VPIX) 단자 쪽으로 드레인된다. 플로팅 확산 영역(FD)의 리셋이 완료되면, 리셋 레벨(R)에 대한 샘플링이 수행된다. 리셋 레벨(R)의 샘플링은 전송 트랜지스터(TX)와 리셋 트랜지스터(RX)가 턴오프된 상태에서 수행된다.
리셋 동작 및 리셋 레벨(R)의 샘플링이 완료되면, T5 시점과 T6 시점 사이에서 전송 트랜지스터(TX)가 턴온된다. 그러면, 저조도 모드에서 포토 다이오드(PD)에 축적된 전하가 플로팅 확산 영역(FD)으로 유입된다. 저조도 모드에서 플로팅 확산 영역(FD)은 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)와 전기적으로 차단된다. 저조도 모드에서는 포토 다이오드(PD)에 축적된 전하는 플로팅 확산 영역(FD)에만 저장된다. 저조도 모드에서의 픽셀 센서(112a)의 풀웰 용량(FWC)은 플로팅 확산 영역(FD)의 용량(CFD)에 해당한다. 따라서, 전송 트랜지스터(TX)가 턴온되면 상대적으로 고속으로 플로팅 확산 영역(FD)에 전하가 충전된다.
포토 다이오드(PD)로부터 플로팅 확산 영역(FD)으로의 전하 전송이 완료되면, 전송 트랜지스터(TX)는 턴오프된다. 그리고 저조도 모드에서 집적된 전하량에 의해 형성된 플로팅 확산 영역(FD)의 전위 레벨(S2)이 샘플링되는 제 2 샘플링(S2)이 수행될 것이다. 저조도 모드에서는 풀웰 용량(FWC)의 감소에 따라 픽셀 센서(112a)는 상대적으로 저잡음 및 고감도로 동작 가능하다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 각 시점별 픽셀 센서의 퍼텐셜 상태가 간략히 설명되었다. 본 발명에서는 고조도 및 저조도에서 서로 다른 풀웰 용량(FWC)을 제공하여 와이드 다이나믹 레인지(WDR)를 구성할 수 있다.
도 9는 본 발명의 픽셀 센서를 사용하여 와이드 다이나믹 레인지(WDR)를 구현하는 이미지 센서의 동작 방법을 보여주는 순서도이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 이미지 센서(100, 도 1 참조)는 전하 손실 없이 와이드 다이나믹 레인지(WDR)의 이미지를 샘플링할 수 있다.
S110 단계에서, 이미지 센서(100)는 고조도 모드에서 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 사용하여 포토 다이오드(PD)로부터 오버-플로우된 전하를 손실없이 축적할 수 있다. 즉, 고조도 모드에서 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)는 플로팅 확산 영역(FD)과 연결된다. 이러한 상태에서, 포토 다이오드(PD)에 축적(Accumulated)된 전하가 오버-플로우(Over-flow)되기 시작할 것이다. 오버-플로우(Over-flow)된 전하는 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)와 플로팅 확산 영역(FD)에 의해서 제공되는 용량(CFD+CDR)에 집적(Integrate)된다. 오버-플로우(Over-flow)된 전하(예를 들면, 음전하)의 집적에 의해, 플로팅 확산 영역(FD)의 퍼텐셜은 전원 전압(VPIX)보다 점차 낮아질 것이다.
S120 단계에서, 고조도 모드에서의 제 1 샘플링이 수행된다. 즉, 고조도 모드 샘플링에 의해서 포토 다이오드(PD)에서 오버-플로우(Over-flow)된 전하에 의해서 플로팅 확산 영역(FD)과 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)에 집적된 전하량에 대응하는 제 1 전압(S1)이 샘플링될 것이다.
S130 단계에서, 플로팅 확산 영역(FD)과 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)의 퍼텐셜은 리셋된다. 즉, 고조도 모드에서 플로팅 확산 영역(FD)과 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)에 집적된 전하들은 리셋 트랜지스터(TX)를 경유하여 전원 전압(VPIX) 단으로 드레인될 것이다. 그러면, 플로팅 확산 영역(FD)의 전압(VFD)은 전원 전압(VPIX) 레벨로 리셋된다.
S140 단계에서, 플로팅 확산 영역(FD)의 리셋 레벨(R)이 샘플링된다. 리셋 이후에 이중 변환 이득 트랜지스터(DCGX)가 턴오프(Turn-off)되면, 플로팅 확산 영역(FD)과 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)는 전기적으로 차단된다. 그러면, 플로팅 확산 영역(FD)의 퍼텐셜은 리셋 레벨(R)로 안정화될 것이다. 그러면, 리셋 레벨(R)이 샘플링될 것이다.
S150 단계에서, 저조도 모드가 시작된다. 전송 트랜지스터(TX)가 턴온되고, 포토 다이오드(PD)에 축적(Accumulated)된 전하가 플로팅 확산 영역(FD)으로 이동한다. 이때, 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)는 플로팅 확산 영역(FD)과 차단된 상태이다. 따라서, 포토 다이오드(PD)에 축적된 전하는 플로팅 확산 영역(FD)으로만 이동할 것이다.
S160 단계에서, 저조도 모드 샘플링에 해당하는 제 2 샘플링이 수행된다. 전송 트랜지스터(TX)는 턴오프(Turn-off)되고, 플로팅 확산 영역(FD)에 집적된 전하가 제공하는 전위가 샘플링될 것이다. 즉, 제 2 샘플링에 의해서 플로팅 확산 영역(FD)에 집적된 전하에 대응하는 제 2 전압(S2)이 샘플링될 것이다.
S170 단계에서, 고조도 모드에서의 샘플링된 광에 대응하는 제 1 샘플링 신호(S1'=S1-R)와 저조도 모드에서 샘플링된 광에 대응하는 제 2 샘플링 신호(S2'=S2-R)가 계산된다. 여기서, 제 1 샘플링 신호(S1'=S1-R)는 비상관 이중 샘플링 방식에 의해, 제 2 샘플링 신호(S2'=S2-R)는 상관 이중 샘플링 방식에 의해 생성될 수 있다.
S180 단계에서, 고조도 모드(HIM)에서의 이미지 신호에 대응하는 제 1 샘플링 신호(S1')와 저조도 모드(LIM)에서의 이미지 신호에 대응하는 제 2 샘플링 신호(S2')의 합성이 수행된다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 이미지 센서(100)는 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 사용하는 고조도 모드에서는 낮은 변환 이득(Low Conversion Gain)을 제공한다. 그리고 본 발명의 이미지 센서는 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 사용하지 않는 저조도 모드에서는 높은 변환 이득(Low Conversion Gain)을 제공하여 저잡음 및 고감도 샘플링을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명의 이미지 센서를 통해서 효율적으로 와이드 다이나믹 레인지(WDR) 기능을 구현할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 픽셀 센서의 확장된 다이나믹 레인지를 보여주는 그래프이다. 도 10을 참조하면, 본 발명의 픽셀 센서(112a)에서는 다이나믹 레인지를 확장하기 위해 풀웰 용량(FWC)을 제어함으로써 신호대 잡음비 딥(SNR Dip)을 획기적으로 줄일 수 있다.
저조도 모드(LIM)에서 픽셀 센서(112a)의 풀웰 용량(FWC)은 플로팅 확산 영역(FD)에 의해서 제공되는 용량(CFD)이 제공될 수 있다. 여기서, 플로팅 확산 영역 용량(CFD)이 약 10keV라 가정하기로 하자. 그러면, 광의 세기(I1)까지는 저조도 모드(LIM)에서 포화되지 않고 센싱될 것이다.
그리고 광의 세기(I1)보다 큰 고조도 모드(HIM)에서는 풀웰 용량(FWC)이 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 사용하여 확장된다. 그러면, 포토 다이오드(PD)에서 오버-플로우되는 전하를 수용할 수 있다. 즉, 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 통해서 제공되는 용량(CDR)이 약 1MeV라 가정하면, 100배 이상의 다아나믹 레인지가 확장될 수 있다. 따라서, 본 발명의 픽셀 센서(112a)는 광의 세기(I2) 이하에 대응하는 조도에서는 포화되지 않고 선형적인 특성을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 픽셀 센서(112a)의 동작 방식에 따르면, 오버-플로우된 전하의 양을 샘플링할 때에도 플로팅 확산 영역(FD)을 통해서 샘플링을 수행한다. 따라서, 신호 합성시에 저조도의 신호와 고조도의 신호간에 선형성(Linearity)을 유지할 수 있다.
도 11은 본 발명의 효과를 간략히 보여주는 그래프이다. 도 11을 참조하면, 광의 세기에 따른 픽셀 센서(112a)의 신호대 잡음비(SNR) 곡선이 풀웰 용량(FWC)의 크기에 따라 도시되어 있다.
곡선(C1)은 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 적용하지 않은 디폴트 동작 모드에서 신호대 잡음비(SNR)를 보여준다. 예컨대, 풀웰 용량(FWC)의 크기가 2(fF)의 플로팅 확산 영역(FD)의 용량(CFD)만이 제공되는 경우의 특징이 곡선(C1)에 도시되어 있다. 곡선(C2)은 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 사용하여 풀웰 용량(FWC)의 크기가 32(fF)으로 확장된 경우의 신호대 잡음비(SNR) 특징을 보여준다. 이 경우, 디폴트 동작 모드에서 신호대 잡음비(SNR)에 비해 약 4dB의 신호대 잡음비 딥(SNR Dip)이 나타난다. 곡선(C3)은 다이나믹 레인지 커패시터(CDR)를 사용하여 풀웰 용량(FWC)의 크기가 64(fF)으로 확장된 경우의 신호대 잡음비(SNR) 특징을 보여준다. 이 경우, 디폴트 동작 모드에서 신호대 잡음비(SNR)에 비해 약 7dB의 신호대 잡음비 딥(SNR Dip)이 나타난다.
본 발명의 픽셀 센서(112a)의 구동 방법에 따르면, 다이나믹 레인지가 변하는 경우에 신호대 잡음비(SNR) 딥이 존재하지만, 발생하는 신호대 잡음비(SNR) 딥의 크기는 크지 않음을 알 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 플로팅 확산 영역과 전원 전압 사이에 형성되는 다이나믹 레인지 커패시터를 포함하는 이미지 센서의 구동 방법에 있어서;
    포토 다이오드로부터의 오버-플로우 전하를 상기 플로팅 확산 영역 및 상기 다이나믹 레인지 커패시터에 집적하는 단계;
    상기 다이나믹 레인지 커패시터가 상기 플로팅 확산 영역에 연결된 고조도 모드에서, 상기 집적된 오버-플로우 전하에 의해 상기 플로팅 확산 영역에 형성된 제 1 전압을 샘플링하는 단계;
    상기 포토 다이오드, 상기 플로팅 확산 영역, 그리고 상기 다이나믹 레인지 커패시터를 리셋시키는 단계;
    상기 리셋된 플로팅 확산 영역의 리셋 레벨을 샘플링하는 단계;
    상기 포토 다이오드에 축적된 전하를 상기 플로팅 확산 영역에 전달하는 단계; 그리고
    상기 다이나믹 레인지 커패시터가 상기 플로팅 확산 영역과 차단된 저조도 모드에서, 상기 플로팅 확산 영역에 형성된 제 2 전압을 샘플링하는 단계를 포함하고,
    상기 저조도 모드는 상기 고조도 모드가 종료된 후 시작되는 구동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리셋시키는 단계의 수행 후, 상기 다이나믹 레인지 커패시터를 상기 플로팅 확산 영역과 전기적으로 차단하는 단계를 더 포함하는 구동 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이나믹 레인지 커패시터는 상기 포토 다이오드의 하부에서 실린더 형태의 커패시터로 형성되는 구동 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전압과 상기 리셋 레벨을 사용하여 고조도 이미지 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 구동 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 고조도 이미지 신호는 상기 제 1 전압과 상기 리셋 레벨을 사용하는 비상관 이중 샘플링 방식으로 생성되는 구동 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 전압과 상기 리셋 레벨을 사용하여 저조도 이미지 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 구동 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 저조도 이미지 신호는 상기 제 2 전압과 상기 리셋 레벨을 사용하는 상관 이중 샘플링 방식으로 생성되는 구동 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 저조도 이미지 신호 및 상기 고조도 이미지 신호를 병합하여 와이드 다이나믹 레인지 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는 구동 방법.
  9. 입사되는 광에 반응하여 전하를 생성하는 포토 다이오드;
    상기 포토 다이오드에서 전달되는 전하를 저장하는 플로팅 확산 영역;
    전송 신호에 응답하여 상기 포토 다이오드를 상기 플로팅 확산 영역에 연결하는 전송 트랜지스터;
    상기 플로팅 확산 영역의 용량을 확장하기 위한 다이나믹 레인지 커패시터;
    고조도 모드 동작시 상기 다이나믹 레인지 커패시터와 상기 플로팅 확산 영역을 연결하고, 저조도 모드 동작시에는 상기 다이나믹 레인지 커패시터와 상기 플로팅 확산 영역을 차단하는 이중 변환 이득 트랜지스터; 그리고
    리셋 신호에 응답하여 상기 이중 변환 이득 트랜지스터와 전원 전압을 연결하는 리셋 트랜지스터를 포함하되,
    상기 다이나믹 레인지 커패시터는 상기 플로팅 확산 영역과는 다른 반도체 층에서 실린더 형태의 전극 및 유전체로 형성되고,
    상기 저조도 모드는 상기 고조도 모드가 종료된 후 시작되는 이미지 센서.
  10. 이미지 센서의 구동 방법에 있어서;
    포토 다이오드로부터의 오버-플로우 전하를 제 1 풀웰 용량으로 집적(Integrate)하는 단계;
    상기 제 1 풀웰 용량으로 집적된 오버-플로우 전하에 의해 형성된 제 1 전압을 샘플링하는 단계;
    플로팅 확산 영역의 리셋 레벨을 샘플링하는 단계;
    상기 포토 다이오드에 축적된(Accumulated) 전하를 상기 제 1 풀웰 용량보다 작은 제 2 풀웰 용량으로 집적(Integrate)하는 단계;
    상기 제 2 풀웰 용량으로 집적된 전하에 의하여 형성된 제 2 전압을 샘플링하는 단계; 그리고
    상기 제 1 전압과 상기 리셋 레벨을 사용하여 고조도 이미지 신호를 생성하고, 상기 제 2 전압과 상기 리셋 레벨을 상관 이중 샘플링 방식으로 처리하여 저조도 이미지 신호를 생성하는 단계를 포함하는 구동 방법.
KR1020190015675A 2019-02-11 2019-02-11 이미지 센서 및 그것의 구동 방법 KR102661820B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190015675A KR102661820B1 (ko) 2019-02-11 2019-02-11 이미지 센서 및 그것의 구동 방법
US16/674,202 US11025844B2 (en) 2019-02-11 2019-11-05 Image sensor and driving method thereof
JP2020017961A JP2020129795A (ja) 2019-02-11 2020-02-05 イメージセンサ及びその駆動方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190015675A KR102661820B1 (ko) 2019-02-11 2019-02-11 이미지 센서 및 그것의 구동 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200098764A KR20200098764A (ko) 2020-08-21
KR102661820B1 true KR102661820B1 (ko) 2024-05-02

Family

ID=71945395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190015675A KR102661820B1 (ko) 2019-02-11 2019-02-11 이미지 센서 및 그것의 구동 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11025844B2 (ko)
JP (1) JP2020129795A (ko)
KR (1) KR102661820B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020039017A (ja) * 2018-08-31 2020-03-12 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置およびその駆動方法、並びに電子機器
CN112788259A (zh) * 2020-12-31 2021-05-11 长春长光辰芯光电技术有限公司 一种高动态图像传感器
KR20220169822A (ko) 2021-06-21 2022-12-28 삼성전자주식회사 픽셀, 및 이를 포함하는 이미지 센서
WO2024053372A1 (ja) * 2022-09-08 2024-03-14 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子および製造方法、並びに、電子機器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130200479A1 (en) * 2012-02-02 2013-08-08 Sony Corporation Solid-state imaging device, method of producing solid-state imaging device and electronic apparatus

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6975355B1 (en) 2000-02-22 2005-12-13 Pixim, Inc. Multiple sampling via a time-indexed method to achieve wide dynamic ranges
US6927796B2 (en) 2001-09-24 2005-08-09 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University CMOS image sensor system with self-reset digital pixel architecture for improving SNR and dynamic range
US20040141079A1 (en) 2003-01-10 2004-07-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solid-state imaging device and camera using the same
JP4969771B2 (ja) 2004-07-12 2012-07-04 ソニー株式会社 固体撮像装置及びそのキャパシタ調整方法
TW201101476A (en) 2005-06-02 2011-01-01 Sony Corp Semiconductor image sensor module and method of manufacturing the same
KR100800307B1 (ko) * 2006-04-27 2008-02-01 마루엘에스아이 주식회사 이미지 센서용 화소 회로 및 샘플 및 홀더의 제어방법, 및이미지 센서
KR20100079394A (ko) * 2008-12-31 2010-07-08 주식회사 동부하이텍 이미지 센서
KR101158811B1 (ko) * 2010-06-23 2012-06-26 (주) 픽셀플러스 이미지 센서
KR101930755B1 (ko) * 2012-03-21 2018-12-19 삼성전자주식회사 이미지 센서의 구동 방법
US9607971B2 (en) 2012-06-04 2017-03-28 Sony Corporation Semiconductor device and sensing system
GB201300999D0 (en) 2013-01-21 2013-03-06 Cmosis Nv Analog-to-digital conversation in pixel arrays
JP2015032842A (ja) 2013-07-31 2015-02-16 ソニー株式会社 固体撮像素子、撮像装置、および補正方法
KR101334213B1 (ko) 2013-09-02 2013-11-29 (주)실리콘화일 칩 적층 이미지 센서
US9929204B2 (en) 2014-03-13 2018-03-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Unit pixel of image sensor, image sensor including the same and method of manufacturing image sensor
KR102215822B1 (ko) * 2014-03-13 2021-02-16 삼성전자주식회사 이미지 센서의 단위 픽셀, 이를 포함하는 이미지 센서 및 이미지 센서의 제조 방법
KR102326607B1 (ko) 2014-07-14 2021-11-16 소니그룹주식회사 비교기, ａｄ 변환기, 고체 촬상 장치, 전자 기기, 및 비교기의 제어 방법
US9613994B2 (en) 2014-07-16 2017-04-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Capacitance device in a stacked scheme and methods of forming the same
US10026771B1 (en) 2014-09-30 2018-07-17 Apple Inc. Image sensor with a cross-wafer capacitor
CN108183103B (zh) 2014-11-17 2021-10-26 国立大学法人东北大学 光传感器的信号读出方法和摄像装置的信号读出方法
US9774801B2 (en) 2014-12-05 2017-09-26 Qualcomm Incorporated Solid state image sensor with enhanced charge capacity and dynamic range
CN107004672B (zh) 2014-12-18 2020-06-16 索尼公司 半导体装置、制造方法及电子设备
CN105578072A (zh) 2015-12-18 2016-05-11 广东欧珀移动通信有限公司 成像方法、成像装置及电子装置
JP6774224B2 (ja) 2016-05-26 2020-10-21 キヤノン株式会社 固体撮像装置及び撮像システム
US10630897B2 (en) * 2018-06-01 2020-04-21 Semiconductor Components Industries, Llc Image sensors with charge overflow capabilities

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130200479A1 (en) * 2012-02-02 2013-08-08 Sony Corporation Solid-state imaging device, method of producing solid-state imaging device and electronic apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200098764A (ko) 2020-08-21
US20200260025A1 (en) 2020-08-13
JP2020129795A (ja) 2020-08-27
US11025844B2 (en) 2021-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230025262A1 (en) Method, apparatus and system providing a storage gate pixel with high dynamic range
KR102661820B1 (ko) 이미지 센서 및 그것의 구동 방법
US11627272B2 (en) Solid-state imaging device, method for driving solid-state imaging device, and electronic apparatus
KR100871056B1 (ko) 듀얼 변환 이득 이미저
US7542085B2 (en) Image sensor with a capacitive storage node linked to transfer gate
US9036064B2 (en) Solid-state imaging device including a photoelectric converting film and camera system using the solid-state imaging device
JP4273124B2 (ja) 撮像装置及び撮像システム
US9287305B2 (en) Global shutter bulk charge modulated device
KR101251744B1 (ko) Ｗｄｒ 픽셀 어레이, 이를 포함하는 ｗｄｒ 이미징 장치 및 그 구동방법
KR100657863B1 (ko) 핑거드 타입 소스 폴로워 트랜지스터를 이용한 상보성금속 산화막 반도체 액티브 픽셀 센서
US8759886B2 (en) Solid-state image capturing device, method of manufacturing solid-state image capturing device, method of driving solid-state image capturing device, and electronic apparatus
US7485836B2 (en) Row driver for selectively supplying operating power to imager pixel
US9654713B2 (en) Image sensors, methods, and pixels with tri-level biased transfer gates
KR102577353B1 (ko) 고체 촬상 소자 및 전자 기기
US8242546B2 (en) Small pixel for image sensors with JFET and vertically integrated reset diode
WO2007024582A1 (en) High dynamic range / anti-blooming common gate on multi-way shared pixels
KR20080031497A (ko) 이중 변환 이득 게이트 및 커패시터 조합
KR100962470B1 (ko) 고체 촬상 소자의 픽셀 회로
KR101241553B1 (ko) Ｗｄｒ 픽셀 어레이, 이를 포함하는 ｗｄｒ 이미징 장치 및 그 구동방법
US20080315263A1 (en) Imager pixel structure and circuit
CN1791184A (zh) 简化晶体管结构的主动式像素传感器及图像传感模块
KR20240014960A (ko) 이미지 센서 및 그것의 구동 방법
US20230215885A1 (en) Adjustable well capacity pixel for semiconductor imaging sensors
KR20230148602A (ko) 이미지 센싱 장치
KR20180041028A (ko) 유기 포토 필름을 이용한 이미지 센서

Legal Events

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