KR20000052598A - 화상 센서 - Google Patents

화상 센서 Download PDF

Info

Publication number
KR20000052598A
KR20000052598A KR1019990063215A KR19990063215A KR20000052598A KR 20000052598 A KR20000052598 A KR 20000052598A KR 1019990063215 A KR1019990063215 A KR 1019990063215A KR 19990063215 A KR19990063215 A KR 19990063215A KR 20000052598 A KR20000052598 A KR 20000052598A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pixel
charge
pixels
voltage conversion
transistor
Prior art date
Application number
KR1019990063215A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100805412B1 (ko
Inventor
기다시로버트엠
Original Assignee
로버트 디. 크루그
이스트맨 코닥 캄파니
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 로버트 디. 크루그, 이스트맨 코닥 캄파니 filed Critical 로버트 디. 크루그
Publication of KR20000052598A publication Critical patent/KR20000052598A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100805412B1 publication Critical patent/KR100805412B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • 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
    • H01L27/14641—Electronic components shared by two or more pixel-elements, e.g. one amplifier shared by two pixel elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N3/00—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
    • H04N3/10—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical
    • H04N3/14—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices
    • H04N3/15—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices for picture signal generation
    • H04N3/155—Control of the image-sensor operation, e.g. image processing within the image-sensor

Abstract

본 발명은 일련의 행과 열로 배열된 다수의 화소를 구비하는 화상 센서에 관한 것으로서, 이 화상 센서는 서로 공간적으로 격리되고 단일 리세트 트랜지스터에 전기적으로 접속되는 전압에서 전하로의 변환 영역(a voltage to charge conversion region)을 각각 구비하는 적어도 두 개의 화소를 구비하여 행과 열로 형성되는 다수의 화소를 구비하는 반도체 기판을 포함한다. 리세트 트랜지스터를 공유하는 화소는 증폭기, 선택 전기 기능(a select electrical function)도 공유할 수 있다. 바람직한 실시예는 인접한 화소를 구현하는데, 직접적으로 접촉할 필요는 없다.

Description

화상 센서{ACTIVE PIXEL SENSOR WITH WIRED FLOATING DIFFUSIONS AND SHARED AMPLIFIER}
본 발명은 각각의 화소와 연관된 활성 회로 원소(active circuit elements)를 구비하는 활성 화소 센서(Active Pixel Sensors : APS)라 지칭하는 고체 상태 광센서(solid state photo-sensors) 및 이미져(imagers) 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광감지기로부터 격리되는 전하에서 전압으로의 변환 영역을 구비하는 화소 4 트랜지스터 화소 및 상관 이중 샘플링(Correlated Double Sampling : CDS)을 채용하는 고체 상태 이미져에 관한 것이다.
APS는 각각의 화소가 광감지 수단, 리세트 수단, 전하에서 전압으로의 변환 수단(a charge to voltage conversion means), 행 선택 수단, 추가적으로 증폭기의 전부 또는 일부를 포함하는 전형적인 고체 상태 화소 원소를 포함하는 고체 상태 이미져이다. 에릭 포섬(Eric Fossum)이 1993년 7월 SPIE Vol. 1900-08-8194-1133에 게재한 "Active Pixel Sensors : Are CCD's Dinosaurs?"와 같은 종래 기술 문헌에서 논의한 바와 같이, 화소 내에 수집된 광전하(photocharge)는 화소 내의 대응하는 전압이나 전류로 변환된다. 에릭 포섬(Eric Fossum)이 1993년 7월 SPIE Vol. 1900-08-8194-1133에 게재한 "Active Pixel Sensors : Are CCD's Dinosaurs?" 및 알 에이치 닉슨(R. H. Nixon), 에스 이 케메니(S. E. Kemeny), 시 오 스톨러(C. O. Staller), 이 알 포섬(E. R. Fossum)이 SPIE vol. 2415, Charge-Coupled Devices and Solid-State Optical Sensors V, paper 34(1995)에 개재한 "128 × 128 CMOS Photodiode-type Active Pixel Sensor with On-chip Timing, Control and Signal Chain Electronics"에서 논의한 바와 같이, APS 소자는 이미져의 각각의 라인이나 행이 선택된 후 열 선택 신호를 이용하여 판독되는 방식으로 동작해 왔다. 활성 화소 센서 내에서 행과 열을 선택하는 것은 메모리 소자에서 워드(words)와 비트(bits)를 선택하는 것과 유사하다. 여기서, 한 행 전체를 선택하는 것은 한 워드를 선택하는 것과 유사하고, 활성 화소 센서의 한 열을 판독하는 것은 그 워드 내의 단일 비트를 선택하거나 인에이블시키는 것과 유사하다. 통상적인 종래 기술의 포토게이트 소자는 4 트랜지스터(4T) 설계를 채용하는 아키텍쳐를 교시하고 있는데, 4 개의 트랜지스터 모두는 모든 화소 각각에 포함되어 있다. 4 트랜지스터는 전형적으로, 전달, 행 선택, 리세트, 소스 추종 증폭 트랜지스터(Source Follower Amplifier transistors)이다. 이러한 아키텍쳐는 용이하게 CDS를 수행하고 낮은 판독 노이즈를 제공하는 능력을 갖는 APS 소자를 생산한다는 장점을 갖지만, 이들 4T 화소는 충진율(low fill factor)이 낮다는 단점을 갖는다. 충진율은 광센서에 사용하는 화소 면적의 퍼센트 비율을 말한다. 이들 4 트랜지스터 및 연관된 컨택트 영역과 신호 버스가 각 화소 내에 위치하고, 컨택트 영역은 중복되는(overlap) 금속 층을 필요로 하기 때문에 전형적으로 많은 양의 화소 면적을 소비하므로, 광감지기(photodetector)에 사용될 면적을 차지하게 되어 화소에 대한 충진율이 감소한다. 화소의 전체 행을 가로지르는 금속 버스를 이용하여 이들 각각의 성분을 적절한 타이밍 신호에 접속시킨다. 이들 금속 버스는 광학적으로 불투명하며, 광감지기 영역을 화소 피치(pitch)에 맞추기(fit) 위해 광감지기 영역을 막을(occlude) 수 있다. 이 또한 화소의 충진율을 감소시킨다. 충진율이 감소하면 센서의 감도(sensitivity)와 포화 신호(saturation signal)가 감소한다. 이는 우수한 화질을 얻는 데 있어서 필수적인 촬영 속도(photographic speed), 센서의 동적 범위, 성능 척도에 나쁜 영향을 미친다.
미국 특허 출원 제 08/808,444 호 및 제 08/911,235 호에서, 귀대쉬(Guidash)는 부동 확산부, 행 선택 트랜지스터, 리세트 트랜지스터, 소스 팔로워 입력 트랜지스터를 인접한 행의 화소 사이에서 공유함으로써 종래 기술의 4 트랜지스터 화소의 기능을 유지하는 화소 아키텍쳐를 개시하였다. 이들 아키텍쳐에서, 단일 부동 확산부는 2 또는 4 개의 인접하는 화소 사이에서 공유된다. 이러한 아키텍쳐는 높은 충진율을 제공하지만, 부동 확산 영역이 물리적으로 더 커질 수 있다. 이로 인해, 부동 확산부의 전압 의존 분기 캐패시턴스(voltage dependent junction capacitance)가 전하에서 전압으로의 변환 노드의 전체 캐패시턴스에서 더 큰 비율을 차지하게 되므로 보다 많은 비선형 전하에서 전압으로의 변환(non-linear charge to voltage conversion)을 필요로 하게 될 수 있다. 또한, 각각의 화소 내에 있는 광감지기의 배치를 동일하게 유지하기 위해 부동 확산부와 리세트 트랜지스터의 배치의 효율성을 떨어뜨릴 수도 있다. 비선형 전하에서 전압으로의 변환은 다양한 색채 균형 아티팩트(color balance artifacts)를 일으킬 수 있다. 각각의 화소 내에서 광감지기의 배치가 달라지면 가칭 아티팩트(aliasing artifact)가 생길 수 있다. 이들 아티팩트 모두는 화질을 열화시킨다.
전형적인 종래 기술의 포토다이오드 APS 화소를 도 1에 도시하고 있다. 도 1의 화소는 포토다이오드(a photodiode : PD)와 전달 트랜지스터(transfer transistor : TG), 부동 확산부(floating diffusion : FD), 리세트 게이트(a reset gate : RG)를 구비하는 리세트 트랜지스터, 행 선택 게이트(a ROW select gate : RSG)를 구비하는 행 선택 트랜지스터, 소스 팔로워 입력 신호 트랜지스터(a source follower input signal transistor : SIG)를 포함하는 종래 기술의 4 트랜지스터 화소이다. 이들 종래 기술의 화소의 충진율을 전형적으로 25 % 미만이다.
귀대쉬가 제안한 대체적인 화소 아키텍쳐를 도 2와 도 3에 도시하고 있다. 도 2에서, 2 개의 행 인접 화소(row adjacent pixels)인 화소 A와 화소 B는 각각 별도의 포토다이오드, 전달 게이트, PDa와 PDb, TGa와 TGb를 구비하고 있지만, 다른 모든 구성요소 FD, RG, RSG, SIG는 공유하고 있다. 도 3 및 도 4에서, 4 개의 행 및 열 인접 화소(row and column adjacent pixels)인 화소 1a, 2a, 1b, 2b는, 1과 2는 행을 나타내고 a와 b는 열을 나타내는데, 별도의 PD와 TG인, PD1a, PD2a, PD1b, PD2b, TG1a, TG2a, TG1b, TG2b를 구비하고 있지만, 다른 모든 구성요소 FD, RG, RSG, SIG는 공유하고 있다. 이 경우, 인접하는 열로부터의 신호 전하의 혼합(mixing)을 방지하기 위해 행 당 2 개의 전달 게이트 버스가 존재한다. 이들 아키텍쳐는 도 1에서 도시한 종래 기술의 화소보다 실질적으로 높은 충진율과 작은 화소를 제공하지만, 앞서 논의한 바와 같은 몇몇 단점이 발생할 수 있다. 도 2에 도시한 바와 같이 2 개의 인접하는 화소 또는 도 3에 도시한 바와 같이 4 개의 인접하는 화소에 의해 공유되는 단일 부동 확산부를 구비하면 도 1에서 얻은 것보다 부동 확산부가 물리적으로 커지는 것을 볼 수 있다. 또한, 인접하는 화소 경계 내의 광감지기의 배치가 동일하지 않다는 것은 도 2와 도 3으로부터 명백하다.
따라서, 보다 많은 선형 전하에서 전압으로의 변환을 갖고, 각 화소 내의 광감지기의 배치가 동일한 귀대쉬가 제안한 공유 증폭기 화소와 같이, 보다 높은 충진율과 CDS를 수행하는 능력을 갖는 대체적인 화소 아키텍쳐를 제공할 필요가 있음은 명백하다.
본 발명은 상관 이중 샘플링(Correlated Double Sampling : CDS)을 수행할 수 있는 고충진율 활성 화소 아키텍쳐(a high fill factor Photogate Active Pixel Architecture)를 제공한다. 단일 부동 확산 영역, 부수적인 전하에서 전압으로의 변환 비선형성, 화소 어레이 내의 인접하는 광감지기 배치의 비대칭에 대한 필요를 제거하면서도 4 트랜지스터 화소의 기능성이 유지되고 공유 증폭기 화소 아키텍쳐의 높은 충진율이 유지된다.
이들 특성 및 기타 특성은 일련의 행과 열로 배열된 다수의 화소를 구비하는 화상 센서에 의해 제공되며, 이 화상 센서는 서로 공간적으로 격리되고 단일 리세트 트랜지스터에 전기적으로 접속되는 전압에서 전하로의 변환 영역(a voltage to charge conversion region)을 각각 구비하는 적어도 두 개의 화소를 구비하여 행과 열로 형성되는 다수의 화소를 구비하는 반도체 기판을 포함한다. 리세트 트랜지스터를 공유하는 화소는 증폭기, 선택 전기 기능(a select electrical function)도 공유할 수 있다. 바람직한 실시예는 인접한 화소를 구현하는데, 직접적으로 접촉할 필요는 없다.
본 발명은 진정 상관 이중 샘플링(true CDS)을 통해 포토게이트 활성 화소 센서를 제공한다. 보다 높은 충진율 또는 작은 화소, 전하에서 전압으로의 변환 선형성, 각 화소내의 동일한 광감지기 배치 등이 장점이다. 단점은 발견되지 않는다.
도 1은 4 트랜지스터 포토다이오드 활성 화소 센서 화소(a four transistor Photodiode Active Pixel Sensor pixel)를 위한 종래 기술의 아키텍쳐에서 단일 화소의 개략적 평면 배치도,
도 2는 활성 화소 센서를 위한 종래 기술의 공유 증폭기 포토다이오드 화소 아키텍쳐(shared amplifier Photodiode pixel architecture)에서 두 개의 인접하는 화소의 평면 배치도.
도 3은 활성 화소 센서를 위한 종래 기술의 공유 증폭기 포토다이오드 화소 아키텍쳐의 4 개의 인접하는 화소의 평면 배치도,
도 4는 활성 화소 센서를 위한 신규한 공유 증폭기 포토다이오드 화소 아키텍쳐의 4 개의 인접하는 화소의 평면 배치도,
도 5는 활성 화소 센서를 위한 신규한 공유 증폭기 포토다이오드 아키텍쳐의 다른 실시예에서 4 개의 인접하는 화소의 평면 배치도,
도 6은 활성 화소 센서를 위한 신규한 공유 증폭기 포토다이오드 화소 아키텍쳐의 다른 실시예에서 8 개의 인접하는 화소의 평면 배치도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
8 : VDD 10 : 화소
12, 42 : 포토다이오드 14 : 리세트 트랜지스터
15 : 리세트 게이트 16 : 리세트 트랜지스터 소스
21 : 소스 팔로워 트랜지스터
22 : 소스 팔로워 트랜지스터의 게이트
23, 43, 53 : 전달 게이트 25, 45, 46 : 부동 확산부
30 : 행 선택 트랜지스터 31 : 행 선택 게이트
40, 50 : 화소 55, 65 : 상호접속 층
도 4와 도 5는 본 발명에 의해 구현되는 활성 화소 센서(an Active Pixel Sensor : APS)를 위한 고도의 공유 증폭기 트랜지스터 화소 아키텍쳐의 평면 배치도이다. 도 4와 도 5의 실시예는 발명자에게 알려진 최선 모드를 구현하고 있다. 아래에서 더 논의될 바와 같이, 도 4와 도 5에서 도시한 실시예의 명백한 변형인 다른 물리적인 실시예도 구현가능하다. 도 4에 도시한 화소(10)는 다수의 행과 열을 갖는 화소 어레이 내의 단일 화소이다. 도 4에 도시한 두 개의 행 인접 화소는 각 화소 내에서 물리적으로 별개인 부동 확산부가 서로 상호접속되고 소스 팔로워 입력 트랜지스터와 상호접속되는 방법을 보여 준다. 도 4에 도시한 실시예는 2 개의 행 인접 화소 사이에서 공유되는 증폭기를 구비하는 포토다이오드 화소를 위한 것이다. 이러한 신규한 아키텍쳐가 포토게이트 화소를 위해 사용될 수도 있다는 점에 유의해야 한다.
도 4에서 볼 수 있듯이, 화소(10)는 포토다이오드 광감지기(12), 전달 게이트(23), 부동 확산부(25), 리세트 게이트(15)를 구비하는 리세트 트랜지스터(14), 소스 팔로워 입력 신호 트랜지스터(SIG)(21), 리세트 트랜지스터(14)와 소스 팔로워 입력 트랜지스터(21)를 위한 전원(VDD)(18), 행 선택 게이트(RSG)(31)를 구비하는 행 선택 트랜지스터(30)를 포함하고 있다. 도 4에 도시한 아키텍쳐는 부동 확산부가 2 개의 행 인접 화소에 의해 전기적으로 공유되는 물리적, 공간적으로 격리된 별개의 부동 확산 영역을 포함하는 것을 제외하고는 도 2에 도시한 종래 기술의 공유 증폭기 화소의 아키텍쳐와 유사하다. 도 4에서, 부동 확산부(25)는 서로 물리적, 공간적으로 격리되어 있고, 도전성 상호접속 층(36)에 의해 서로 전기적으로 접속되어 있으며 소스 팔로워 입력 트랜지스터(21)에 전기적으로 접속되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 부동 확산부(25) FDb는 전형적으로 리세트 트랜지스터(14)의 소스(16)가 점유하는 면적을 점유하도록 집적된다. 부동 확산부(25) FDa는 부동 확산부(25) FDb와 같은 전기적 노드 상에 있으면서, 부동 확산부(25) FDb로부터 공간적으로 격리된다. 따라서, 부동 확산부(25) FDa는 부동 확산부(25) FDb와 같은 전기적 노드 상에 있으면서 리세트 트랜지스터(14)의 소스(16) 역할을 하지 않고, 부동 확산부(25) FDb가 리세트 트랜지스터(14)의 소스(16) 역할을 한다. 이는 두 개의 포토다이오드와 전달 게이트가 단일 부동 확산 영역에 접속되는 도 2에 도시한 화소와는 대조적이다. 상호접속되는 2 개의 물리적으로 별개인 부동 확산 영역을 구비함으로써, 전달 게이트가 광전하를 동일한 물리적 부동 확산 영역으로 전달할 필요가 없으므로 화소 경계 내의 포토다이오드와 전달 게이트의 배치에 제한이 없게 된다. 이로 인해, 보다 용이하게 화소 경계 내에 포토다이오드를 동일하게 배치할 수 있게 되어, 도 2에 도시한 바와 같이 동일하지 않은 배치로 인해 발생할 수 있는 가칭 아티팩트를 경감시키게 된다. 부동 확산부(25)는 함께 배선되어 단일한 전하에서 전압으로의 변환 노드를 이루므로 여전히 전기적으로 공유된다. 부동 확산부(25) FDb와 FDa는 도전성 층(36)에 의해 함께 접속되어 있으므로, 부동 확산부(25) FDb가 리세트되면, 부동 확산부(25) FDa도 동일한 전위로 리세트된다.
도 5에 도시한 실시예는 4 개의 행 열 인접 화소(40)가 공통 구성요소를 공유하는 경우를 위한 것이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 4 개의 화소(40)는 포토다이오드 광감지기(42)(PD1a, PD2a, PD1b, PD2b), 전달 게이트(43)(TG1a, TG2a, TG1b, TG2b), 부동 확산부(45)(FDa, FDb), 리세트 게이트(15)(RG)를 구비하는 리세트 트랜지스터(14), 소스 팔로워 입력 신호 트랜지스터(21)(SIG), 리세트 트랜지스터(14)와 소스 팔로워 입력 트랜지스터(21)를 위한 전원(18)(VDD), 행 선택 게이트(RSG)(31)를 구비하는 행 선택 트랜지스터(30)를 포함한다. 역시, 도 5에 도시한 아키텍쳐는 부동 확산부(45)가 4 개의 행 열 인접 화소(40)에 의해 전기적으로 접속되고 공유되는 공간적으로 격리된 별도의 부동 확산 영역을 포함하는 것을 제외하고는 도 3에 도시한 종래 기술의 공유 증폭기 화소의 아키텍쳐와 유사하다. 도 5에서 부동 확산부(45)(FDa, FDb)는 도전성 상호접속 층(55)에 의해 서로 접속되고 소스 팔로워 입력 트랜지스터(21)에 접속되는 물리적으로 격리된 활성 영역이다. 어떠한 부동 확산부(45)(FDa, FDb)도 리세트 트랜지스터(14)의 소스(16)로서 집적되지 않는다. 대신에, 별도의 활성 영역이 리세트 트랜지스터(14)의 소스(16)로서 사용되고, 이 영역도 도전성 층(55)에 의해 부동 확산부(45)(FDa, FDb)와 SIG(21)에 접속된다.
도 5의 아키텍쳐와 배치를 (4 개의 포토다이오드와 전달 게이트가 단일 부동 확산 영역에 접속되는) 도 3과 비교해 보면, 도 5의 부동 확산 영역의 면적이 더 작다. 따라서, 도 5의 전하에서 전압으로의 변환 노드의 총 캐패시턴스 중 보다 많은 부분이 상호접속부의 캐패시턴스와 같이 전압 의존 캐패시턴스로 이루어져 있다. 그 결과, 전하에서 전압으로의 변환은 입력 신호 범위에 대한 변화가 더 적다. 또한, 도 4와 마찬가지로, 전기적으로 상호접속되는 물리적으로 별개의 부동 확산 영역(45)을 구비함으로써, 전달 게이트(43)가 광전하는 단일 부동 확산 영역으로 전달할 필요가 없게 되어 화소 경계 내의 포토다이오드(42)와 전달 게이트(43)의 배치에 제한이 없어진다. 도 5에 도시한 바와 같이, 이로 인해 화소 내의 포토다이오드(42)의 동일한 배치가 가능해져서, 도 3에 도시한 것과 같은 동일하지 않은 배치로 인해 야기될 수 있는 가칭 아티팩트를 경감시킬 수 있다. 부동 확산부(45)가 함께 배선되어 단일한 전하에서 전압으로의 변환 노드를 이루므로 이들은 여전히 전기적으로 공유된다. 리세트 트랜지스터(14)의 소스(16)와 부동 확산부(45)(FDa, FDb)는 도전성 층(55)에 의해 접속되어 있으므로, 리세트 트랜지스터(14)의 소스(16)가 리세트되면 부동 확산부(45)(FDa, FDb)도 모두 동일한 전위로 리세트된다. 리세트 게이트(15)가 턴 오프(turn off)되면, 리세트 트랜지스터(14)의 소스(16)와 부동 확산부(45)(FDa, FDb)는 부유(floating)하게 된다. 전하가 포토다이오드(42) 중 하나로부터 전달되면, 부동 노드의 전압은 상호접속된 영역의 전체 캐패시턴스에 다라 변할 것이다.
이러한 신규한 상호접속된 부동 확산 영역의 개념을 이용하면, 이제 4 개 이상의 화소와 활성 구성요소를 공유할 수 있게 된다. 이를 도 6에 도시하였다. 이 경우, 행 선택 트랜지스터(30), 리세트 트랜지스터(14), 소스 팔로워 입력 트랜지스터(21)(SIG)는 8 개의 화소(50) 사이에서 공유된다. 4 개의 공간적으로 격리된 부동 확산부(46)(FDa, FDb, Fsc, FDD)는 함께 배선되어 리세트 트랜지스터(14)의 소스(16)와 소스 팔로워 입력 트랜지스터(21)의 게이트(22)에 전기적으로 접속된다. 또한, 부동 확산부(46)의 면적이 최소화되고 각 화소(50) 내의 포토다이오드의 배치가 동일하게 된다. 이제 보다 적은 화소 면적이 광감지기가 아닌 다른 구성요소에 의해 점유되고 있으므로 이러한 고도의 증폭기 공유를 통해 극히 높은 충진율을 얻을 수 있다. 단일 행 선택 트랜지스터, 리세트 트랜지스터, 소스 팔로워 입력 트랜지스터를 공유하는 화소의 수는 어떠한 개수의 행으로도 임의로 확장될 수 있다. 또한, 행 당 추가적인 전달 게이트 버스를 구비함으로써 어떠한 수의 열을 포함하도록 확장될 수도 있다. 단일한 활성 구성요소 세트를 공유하는 화소의 수가 증가함에 따라, 함께 접속되는 부동 확산 영역의 수와 상호접속부의 캐패시턴스로 인해 부동 확산 캐패시턴스가 증가하게 된다. 결과적으로, 증폭기를 공유하는 화소의 수는 최대 수용가능한 변환 캐패시턴스 또는 최소 수용가능한 변환 이득에 의해 실질적으로 제한될 것이다.
전술한 상세한 설명은 발명자에 의해 가장 선호되는 실시예를 설명한 것이다. 이들 실시예의 변형은 당업자에게 있어 명백하다. 따라서, 본 발명의 범주는 첨부하는 청구범위에 의해 판단되어야 한다.
본 발명에 의하면 단일 부동 확산 영역, 부수적인 전하에서 전압으로의 변환 비선형성, 화소 어레이 내의 인접하는 광감지기 배치의 비대칭에 대한 필요를 제거하면서도 4 트랜지스터 화소의 기능성이 유지되고 공유 증폭기 화소 아키텍쳐의 높은 충진율이 유지된다.

Claims (18)

  1. 일련의 행과 열로 배열되는 다수의 화소를 구비하는 화상 센서(an image sensor)에 있어서,
    제 1 형 도전성 반도체 재료(a semiconductor material of a first conductive type)와,
    전하에서 전압으로의 변환 영역이 공간적으로 서로 격리되도록 광감지기(a photodetector)에 기능적으로(operatively) 접속되는 상기 전하에서 전압으로의 변환 영역을 구비하며, 기판 내에 형성되는 적어도 두 개의 인접하는 화소와,
    상기 전하에서 전압으로의 변환 영역 사이에 형성되는 전기적 접속부
    를 포함하는 화상 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소를 위해 동작하는 단일 리세트 트랜지스터를 더 포함하는 화상 센서.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 리세트 트랜지스터의 상기 소스는 상기 전하에서 전압으로의 변환 영역으로부터 공간적으로 격리되어 있고 전기적으로 접속되어 있는 화상 센서.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소는 서로 다른 행, 같은 열에 위치하고 행 선택 특성(a row select feature)을 공유하는 화상 센서.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 화소는 상기 광감지기로부터 상기 전하에서 전압으로의 변환 영역으로 전하를 전달하는 독립적인 전달 수단을 구비하는 화상 센서.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소는 증폭기를 공유하는 화상 센서.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소는 증폭기와 행 선택 특성을 공유하는 화상 센서.
  8. 제 1 항에 있어서,
    각 행의 화소를 위해 적어도 두 개의 전달 게이트를 더 포함하는 화상 센서.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 인접하는 화소는 서로 완전히 접촉하지는 않는 화상 센서.
  10. 일련의 행과 열로 배열되는 다수의 화소를 구비하는 화상 센서에 있어서,
    제 1 형 도전성 반도체 재료와,
    기판 내에 형성되는 적어도 두 개의 화소를 포함하며, 각 화소는 전하에서 전압으로의 변환 영역이 공간적으로 서로 격리되도록 광감지기에 기능적으로 접속되는 상기 전하에서 전압으로의 변환 노드를 구비하는, 사전결정된 화소의 부분집합과,
    상기 전하에서 전압으로의 변환 영역 사이에 형성되는 전기적 접속부
    를 포함하는 화상 센서.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 화소를 위해 동작하는 단일 리세트 트랜지스터를 더 포함하는 화상 센서.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 리세트 트랜지스터의 상기 소스는 상기 전하에서 전압으로의 변환 영역으로부터 공간적으로 격리되어 있고 전기적으로 접속되어 있는 화상 센서.
    .
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 화소는 서로 다른 행, 같은 열에 위치하며 행 선택 특성을 공유하는 화상 센서.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 화소는 상기 광감지기로부터 상기 전하에서 전압으로의 변환 영역으로 전하는 전달하는 독립적인 전달 수단을 구비하는 화상 센서.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 화소는 증폭기를 공유하는 화상 센서.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 화소는 증폭기와 행 선택 특성을 공유하는 화상 센서.
  17. 제 10 항에 있어서,
    각 행의 화소를 위해 적어도 두 개의 전달 게이트 버스를 더 포함하는 화상 센서.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 인접하는 화소는 서로 완전히 접촉하지는 않는 화상 센서.
KR1019990063215A 1998-12-31 1999-12-28 화상 센서 KR100805412B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/224,615 US6657665B1 (en) 1998-12-31 1998-12-31 Active Pixel Sensor with wired floating diffusions and shared amplifier
US09/224,615 1998-12-31
US9/224,615 1998-12-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000052598A true KR20000052598A (ko) 2000-08-25
KR100805412B1 KR100805412B1 (ko) 2008-02-20

Family

ID=22841426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990063215A KR100805412B1 (ko) 1998-12-31 1999-12-28 화상 센서

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6657665B1 (ko)
EP (1) EP1017106B1 (ko)
JP (1) JP4401507B2 (ko)
KR (1) KR100805412B1 (ko)
DE (1) DE69943122D1 (ko)
TW (1) TW457815B (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100736192B1 (ko) * 2004-04-27 2007-07-06 후지쯔 가부시끼가이샤 고체 촬상 장치
KR100769874B1 (ko) * 2005-04-22 2007-10-24 샤프 가부시키가이샤 고체 촬상 장치의 제조 방법 및 전자 정보 장치
KR100772892B1 (ko) * 2006-01-13 2007-11-05 삼성전자주식회사 플로팅 확산 영역의 커패시턴스를 제어할 수 있는 공유픽셀형 이미지 센서
US7436010B2 (en) 2003-02-13 2008-10-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solid state imaging apparatus, method for driving the same and camera using the same
KR101254820B1 (ko) * 2004-10-28 2013-04-15 옴니비전 테크놀러지즈 인코포레이티드 화상 감지기 화소에서의 암전류 감소 방법, 화상 감지기 화소 및 화상 감지기
KR101254832B1 (ko) * 2005-06-02 2013-04-15 옴니비전 테크놀러지즈 인코포레이티드 이미지 센서 및 이를 포함하는 카메라
KR20170117948A (ko) * 2009-01-15 2017-10-24 소니 주식회사 고체 촬상 장치 및 전자 기기

Families Citing this family (129)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6977684B1 (en) * 1998-04-30 2005-12-20 Canon Kabushiki Kaisha Arrangement of circuits in pixels, each circuit shared by a plurality of pixels, in image sensing apparatus
US6956605B1 (en) * 1998-08-05 2005-10-18 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus
US6239456B1 (en) 1998-08-19 2001-05-29 Photobit Corporation Lock in pinned photodiode photodetector
US6310366B1 (en) * 1999-06-16 2001-10-30 Micron Technology, Inc. Retrograde well structure for a CMOS imager
US6853044B1 (en) * 1999-06-29 2005-02-08 Hynix Semiconductor Inc. Image sensor with improved dynamic range by applying negative voltage to unit pixel
US6476426B1 (en) * 1999-07-06 2002-11-05 Motorola, Inc. Electronic component and method for improving pixel charge transfer in the electronic component
US7324144B1 (en) * 1999-10-05 2008-01-29 Canon Kabushiki Kaisha Solid image pickup device, image pickup system and method of driving solid image pickup device
JP2001285717A (ja) * 2000-03-29 2001-10-12 Toshiba Corp 固体撮像装置
US6541794B1 (en) * 2000-08-31 2003-04-01 Motorola, Inc. Imaging device and method
JP4500434B2 (ja) * 2000-11-28 2010-07-14 キヤノン株式会社 撮像装置及び撮像システム、並びに撮像方法
JP3792628B2 (ja) * 2002-09-02 2006-07-05 富士通株式会社 固体撮像装置及び画像読み出し方法
US7489352B2 (en) * 2002-11-15 2009-02-10 Micron Technology, Inc. Wide dynamic range pinned photodiode active pixel sensor (APS)
JP3794637B2 (ja) * 2003-03-07 2006-07-05 松下電器産業株式会社 固体撮像装置
JP2005005573A (ja) * 2003-06-13 2005-01-06 Fujitsu Ltd 撮像装置
US7859581B2 (en) * 2003-07-15 2010-12-28 Eastman Kodak Company Image sensor with charge binning and dual channel readout
JP2005050951A (ja) 2003-07-31 2005-02-24 Toshiba Corp 固体撮像装置および電荷転送装置
US7332786B2 (en) * 2003-11-26 2008-02-19 Micron Technology, Inc. Anti-blooming storage pixel
US7443437B2 (en) 2003-11-26 2008-10-28 Micron Technology, Inc. Image sensor with a gated storage node linked to transfer gate
US11282891B2 (en) 2003-11-26 2022-03-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor with a gated storage node linked to transfer gate
JP4553612B2 (ja) * 2004-03-18 2010-09-29 ルネサスエレクトロニクス株式会社 撮像素子およびそれを備えた撮像装置
US7652703B2 (en) * 2004-07-12 2010-01-26 Micron Technology, Inc. Dual panel pixel readout in an imager
JP4935354B2 (ja) 2004-07-20 2012-05-23 富士通セミコンダクター株式会社 Ｃｍｏｓ撮像素子
JP4971586B2 (ja) 2004-09-01 2012-07-11 キヤノン株式会社 固体撮像装置
JP2006073736A (ja) * 2004-09-01 2006-03-16 Canon Inc 光電変換装置、固体撮像装置及び固体撮像システム
JP5089017B2 (ja) * 2004-09-01 2012-12-05 キヤノン株式会社 固体撮像装置及び固体撮像システム
JP4916101B2 (ja) * 2004-09-01 2012-04-11 キヤノン株式会社 光電変換装置、固体撮像装置及び固体撮像システム
JP2006108497A (ja) * 2004-10-07 2006-04-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置
US7675094B2 (en) * 2004-12-22 2010-03-09 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor pixel having a transfer gate formed from P+ or N+ doped polysilicon
JP2006237361A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Iwate Toshiba Electronics Co Ltd Ｃｍｏｓイメージセンサ
JP4340248B2 (ja) * 2005-03-17 2009-10-07 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 半導体撮像装置を製造する方法
JP4459099B2 (ja) * 2005-03-18 2010-04-28 キヤノン株式会社 固体撮像装置及びカメラ
US20060255381A1 (en) * 2005-05-10 2006-11-16 Micron Technology, Inc. Pixel with gate contacts over active region and method of forming same
US7830437B2 (en) * 2005-05-11 2010-11-09 Aptina Imaging Corp. High fill factor multi-way shared pixel
US7446357B2 (en) * 2005-05-11 2008-11-04 Micron Technology, Inc. Split trunk pixel layout
US7342213B2 (en) * 2005-06-01 2008-03-11 Eastman Kodak Company CMOS APS shared amplifier pixel with symmetrical field effect transistor placement
KR100718781B1 (ko) 2005-06-15 2007-05-16 매그나칩 반도체 유한회사 콤팩트 픽셀 레이아웃을 갖는 ｃｍｏｓ 이미지 센서
ZA200605213B (en) * 2005-06-24 2007-09-26 J Lok Co Device for forming partitioned film packages
KR20070006982A (ko) * 2005-07-09 2007-01-12 삼성전자주식회사 수광 효율이 향상된 독출 소자 공유 이미지 센서
TWI310987B (en) * 2005-07-09 2009-06-11 Samsung Electronics Co Ltd Image sensors including active pixel sensor arrays
US7541628B2 (en) * 2005-07-09 2009-06-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensors including active pixel sensor arrays
US7468532B2 (en) * 2005-07-12 2008-12-23 Aptina Imaging Corporation Method and apparatus providing capacitor on an electrode of an imager photosensor
US7728896B2 (en) * 2005-07-12 2010-06-01 Micron Technology, Inc. Dual conversion gain gate and capacitor and HDR combination
US7432540B2 (en) * 2005-08-01 2008-10-07 Micron Technology, Inc. Dual conversion gain gate and capacitor combination
US20070035649A1 (en) * 2005-08-10 2007-02-15 Micron Technology, Inc. Image pixel reset through dual conversion gain gate
US7511323B2 (en) * 2005-08-11 2009-03-31 Aptina Imaging Corporation Pixel cells in a honeycomb arrangement
US20070040922A1 (en) * 2005-08-22 2007-02-22 Micron Technology, Inc. HDR/AB on multi-way shared pixels
US7804117B2 (en) * 2005-08-24 2010-09-28 Aptina Imaging Corporation Capacitor over red pixel
US7800146B2 (en) * 2005-08-26 2010-09-21 Aptina Imaging Corporation Implanted isolation region for imager pixels
US7244918B2 (en) * 2005-08-30 2007-07-17 Micron Technology, Inc. Method and apparatus providing a two-way shared storage gate on a four-way shared pixel
US7714917B2 (en) * 2005-08-30 2010-05-11 Aptina Imaging Corporation Method and apparatus providing a two-way shared storage gate on a four-way shared pixel
JP4486015B2 (ja) * 2005-09-13 2010-06-23 パナソニック株式会社 固体撮像装置
JP4752447B2 (ja) * 2005-10-21 2011-08-17 ソニー株式会社 固体撮像装置およびカメラ
JP4747781B2 (ja) * 2005-10-27 2011-08-17 船井電機株式会社 撮像装置
JP4488366B2 (ja) * 2005-11-07 2010-06-23 シャープ株式会社 固体撮像装置の製造方法
JP4650249B2 (ja) * 2005-12-13 2011-03-16 船井電機株式会社 撮像装置
JP4777772B2 (ja) 2005-12-28 2011-09-21 富士通セミコンダクター株式会社 半導体撮像装置
TWI316786B (en) * 2006-01-24 2009-11-01 Realtek Semiconductor Corp Circuit utilizing op-sharing technique
US7602429B2 (en) * 2006-02-01 2009-10-13 Chi Wah Kok Paired differential active pixel sensor
US7667183B2 (en) * 2006-03-10 2010-02-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor with high fill factor pixels and method for forming an image sensor
KR100688589B1 (ko) * 2006-03-10 2007-03-02 삼성전자주식회사 필 팩터가 증대된 이미지 센서 및 그의 제조방법
US7538304B2 (en) * 2006-03-30 2009-05-26 Aptina Imaging Corporation Reducing noise in an imager by sampling signals with a plurality of capacitances connected to an output line
US7608873B2 (en) * 2006-04-27 2009-10-27 Aptina Imaging Corporation Buried-gated photodiode device and method for configuring and operating same
KR100776147B1 (ko) 2006-05-04 2007-11-15 매그나칩 반도체 유한회사 운송 게이트를 전위 웰과 통합하여 확장된 화소의 동적범위를 갖는 이미지센서 센서
KR100776146B1 (ko) * 2006-05-04 2007-11-15 매그나칩 반도체 유한회사 화소를 버스트 리셋 동작과 통합하여 개선된 성능을 갖는ｃｍｏｓ이미지 센서
KR100818724B1 (ko) * 2006-07-19 2008-04-01 삼성전자주식회사 Ｃｍｏｓ 이미지 센서와 이를 이용한 이미지 센싱 방법
JP5132102B2 (ja) * 2006-08-01 2013-01-30 キヤノン株式会社 光電変換装置および光電変換装置を用いた撮像システム
US8026966B2 (en) 2006-08-29 2011-09-27 Micron Technology, Inc. Method, apparatus and system providing a storage gate pixel with high dynamic range
US7773138B2 (en) * 2006-09-13 2010-08-10 Tower Semiconductor Ltd. Color pattern and pixel level binning for APS image sensor using 2×2 photodiode sharing scheme
JP4902308B2 (ja) * 2006-10-10 2012-03-21 Ｈｏｙａ株式会社 撮像素子
KR100849825B1 (ko) * 2007-03-14 2008-07-31 동부일렉트로닉스 주식회사 이미지센서 및 그 제조방법
US7915702B2 (en) 2007-03-15 2011-03-29 Eastman Kodak Company Reduced pixel area image sensor
US8072513B2 (en) 2007-05-02 2011-12-06 Canon Kabushiki Kaisha Image capturing system, signal processing circuit, and signal processing method
KR100880528B1 (ko) * 2007-06-01 2009-01-28 매그나칩 반도체 유한회사 Ｃｍｏｓ 이미지 센서
US20080296639A1 (en) * 2007-06-01 2008-12-04 Dalsa Corporation Semiconductor image sensor array device, apparatus comprising such a device and method for operating such a device
US7964929B2 (en) * 2007-08-23 2011-06-21 Aptina Imaging Corporation Method and apparatus providing imager pixels with shared pixel components
TWI504256B (zh) * 2008-04-07 2015-10-11 Sony Corp 固態成像裝置，其訊號處理方法，及電子設備
JP4661912B2 (ja) * 2008-07-18 2011-03-30 ソニー株式会社 固体撮像素子およびカメラシステム
JP5012782B2 (ja) * 2008-12-12 2012-08-29 ソニー株式会社 撮像装置
US8130302B2 (en) * 2008-11-07 2012-03-06 Aptina Imaging Corporation Methods and apparatus providing selective binning of pixel circuits
JP5241454B2 (ja) * 2008-12-01 2013-07-17 キヤノン株式会社 固体撮像装置及びそれを用いた撮像システム
US8913166B2 (en) * 2009-01-21 2014-12-16 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state imaging apparatus
JP4553969B2 (ja) * 2009-03-02 2010-09-29 ルネサスエレクトロニクス株式会社 撮像装置
JP5471174B2 (ja) * 2009-08-28 2014-04-16 ソニー株式会社 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器
JP5564874B2 (ja) * 2009-09-25 2014-08-06 ソニー株式会社 固体撮像装置、及び電子機器
TWI559763B (zh) * 2009-10-01 2016-11-21 索尼半導體解決方案公司 影像取得裝置及照相機系統
US8531567B2 (en) * 2009-10-22 2013-09-10 Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas Image sensor with vertical transfer gate
JP2010034576A (ja) * 2009-10-30 2010-02-12 Renesas Technology Corp 撮像装置
FR2955701A1 (fr) * 2010-01-28 2011-07-29 St Microelectronics Sa Structure compacte de capteur d'image
JP2011199196A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Toshiba Corp 固体撮像装置
US8274587B2 (en) 2010-04-13 2012-09-25 Aptina Imaging Corporation Image sensor pixels with vertical charge transfer
JP5644177B2 (ja) 2010-05-07 2014-12-24 ソニー株式会社 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器
US8294077B2 (en) * 2010-12-17 2012-10-23 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor having supplemental capacitive coupling node
US8471310B2 (en) 2011-01-11 2013-06-25 Aptina Imaging Corporation Image sensor pixels with back-gate-modulated vertical transistor
US8497546B2 (en) 2011-01-18 2013-07-30 Aptina Imaging Corporation Back-side-illuminated image sensors with bulk-charge-modulated image sensor pixels
US8928792B1 (en) 2011-01-31 2015-01-06 Aptina Imaging Corporation CMOS image sensor with global shutter, rolling shutter, and a variable conversion gain, having pixels employing several BCMD transistors coupled to a single photodiode and dual gate BCMD transistors for charge storage and sensing
US8697473B2 (en) 2011-01-31 2014-04-15 Aptina Imaging Corporation Methods for forming backside illuminated image sensors with front side metal redistribution layers
US8471315B1 (en) 2011-01-31 2013-06-25 Aptina Imaging Corporation CMOS image sensor having global shutter pixels built using a buried channel transfer gate with a surface channel dark current drain
US8785986B1 (en) 2011-02-02 2014-07-22 Aptina Imaging Corporation BCMD image sensor with junction gate for back side or front side illumination
US8946845B1 (en) 2011-02-02 2015-02-03 Aptina Imaging Corporation Stacked pixels for high resolution CMOS image sensors with BCMD charge detectors
JP5547150B2 (ja) * 2011-09-16 2014-07-09 株式会社東芝 固体撮像素子
JP5755111B2 (ja) * 2011-11-14 2015-07-29 キヤノン株式会社 撮像装置の駆動方法
JP5954983B2 (ja) * 2011-12-21 2016-07-20 キヤノン株式会社 撮像装置及び放射線撮像システム、並びに撮像装置の製造方法
KR101967835B1 (ko) 2012-05-31 2019-04-10 삼성전자주식회사 이미지 센서의 단위 픽셀 및 이를 포함하는 픽셀 어레이
JP5539458B2 (ja) * 2012-07-26 2014-07-02 キヤノン株式会社 光電変換装置および光電変換装置を用いた撮像システム
JP6094086B2 (ja) * 2012-08-02 2017-03-15 株式会社ニコン 撮像素子及び撮像装置
US9165959B2 (en) 2013-02-25 2015-10-20 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor with pixel units having mirrored transistor layout
US9369648B2 (en) 2013-06-18 2016-06-14 Alexander Krymski Image sensors, methods, and pixels with tri-level biased transfer gates
JP6180882B2 (ja) * 2013-10-31 2017-08-16 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、信号処理装置、および電子機器
CN104867949A (zh) * 2014-02-21 2015-08-26 恒景科技股份有限公司 影像传感器
JP6334203B2 (ja) * 2014-02-28 2018-05-30 ソニー株式会社 固体撮像装置、および電子機器
US9526468B2 (en) 2014-09-09 2016-12-27 General Electric Company Multiple frame acquisition for exposure control in X-ray medical imagers
US9832407B2 (en) 2014-11-26 2017-11-28 Semiconductor Components Industries, Llc Global shutter image sensor pixels having improved shutter efficiency
FR3030884B1 (fr) * 2014-12-19 2016-12-30 Stmicroelectronics (Grenoble 2) Sas Structure de pixel a multiples photosites
WO2016116161A1 (en) * 2015-01-22 2016-07-28 X-Fab Semiconductor Foundries Ag Cmos image sensor pixel
JP6555890B2 (ja) * 2015-01-23 2019-08-07 キヤノン株式会社 撮像装置、撮像システム、および撮像装置の駆動方法
US9502457B2 (en) 2015-01-29 2016-11-22 Semiconductor Components Industries, Llc Global shutter image sensor pixels having centralized charge storage regions
TWI696278B (zh) 2015-03-31 2020-06-11 日商新力股份有限公司 影像感測器、攝像裝置及電子機器
TWI701819B (zh) * 2015-06-09 2020-08-11 日商索尼半導體解決方案公司 攝像元件、驅動方法及電子機器
US10341592B2 (en) 2015-06-09 2019-07-02 Sony Semiconductor Solutions Corporation Imaging element, driving method, and electronic device
US10014333B2 (en) * 2015-08-26 2018-07-03 Semiconductor Components Industries, Llc Back-side illuminated pixels with interconnect layers
KR20170056909A (ko) 2015-11-16 2017-05-24 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
KR102541701B1 (ko) 2016-01-15 2023-06-13 삼성전자주식회사 씨모스 이미지 센서
US9653513B1 (en) * 2016-04-08 2017-05-16 Himax Imaging Limited CMOS image sensor and a method of forming the same
US11276725B2 (en) * 2016-11-28 2022-03-15 NewSight Imaging Ltd. Active-pixel sensor array
WO2018105334A1 (ja) 2016-12-09 2018-06-14 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子及び電子機器
EP3796387A4 (en) * 2018-05-16 2021-05-19 Sony Semiconductor Solutions Corporation SEMICONDUCTOR IMAGING ELEMENT AND SEMICONDUCTOR IMAGING DEVICE
KR102591525B1 (ko) * 2018-05-28 2023-10-23 에스케이하이닉스 주식회사 공통 선택 트랜지스터를 가진 유닛 픽셀 블록을 포함하는 이미지 센서
JP7433863B2 (ja) * 2019-11-27 2024-02-20 キヤノン株式会社 光電変換装置、撮像システム、および移動体
US11658201B2 (en) 2021-08-25 2023-05-23 Silead Inc. Dual conversion gain image sensor pixels

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0831585B2 (ja) * 1987-04-20 1996-03-27 オリンパス光学工業株式会社 固体撮像装置
JPH0795829B2 (ja) * 1988-07-26 1995-10-11 株式会社東芝 固体撮像装置
JP2977060B2 (ja) * 1992-01-29 1999-11-10 オリンパス光学工業株式会社 固体撮像装置及びその制御方法
US5471515A (en) 1994-01-28 1995-11-28 California Institute Of Technology Active pixel sensor with intra-pixel charge transfer
US5631704A (en) 1994-10-14 1997-05-20 Lucent Technologies, Inc. Active pixel sensor and imaging system having differential mode
US5625210A (en) 1995-04-13 1997-04-29 Eastman Kodak Company Active pixel sensor integrated with a pinned photodiode
EP0757475B1 (en) * 1995-08-02 2004-01-21 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state image sensing device with common output line
US5587596A (en) 1995-09-20 1996-12-24 National Semiconductor Corporation Single MOS transistor active pixel sensor cell with automatic anti-blooming and wide dynamic range
US5608243A (en) * 1995-10-19 1997-03-04 National Semiconductor Corporation Single split-gate MOS transistor active pixel sensor cell with automatic anti-blooming and wide dynamic range
US5789774A (en) 1996-03-01 1998-08-04 Foveonics, Inc. Active pixel sensor cell that minimizes leakage current
US5721425A (en) 1996-03-01 1998-02-24 National Semiconductor Corporation Active pixel sensor cell that reduces the effect of 1/f noise, increases the voltage range of the cell, and reduces the size of the cell
US5872371A (en) * 1997-02-27 1999-02-16 Eastman Kodak Company Active pixel sensor with punch-through reset and cross-talk suppression
US5838650A (en) 1996-06-26 1998-11-17 Lucent Technologies Inc. Image quality compensation method and apparatus for holographic data storage system
JP3579194B2 (ja) * 1996-09-17 2004-10-20 株式会社東芝 固体撮像装置の駆動方法
JP3383523B2 (ja) * 1996-09-19 2003-03-04 株式会社東芝 固体撮像装置及びその駆動方法
US5760458A (en) 1996-10-22 1998-06-02 Foveonics, Inc. Bipolar-based active pixel sensor cell with poly contact and increased capacitive coupling to the base region
US5786623A (en) 1996-10-22 1998-07-28 Foveonics, Inc. Bipolar-based active pixel sensor cell with metal contact and increased capacitive coupling to the base region
US6160281A (en) * 1997-02-28 2000-12-12 Eastman Kodak Company Active pixel sensor with inter-pixel function sharing
US5847422A (en) 1997-05-19 1998-12-08 Foveonics, Inc. MOS-based active pixel sensor cell that utilizes the parasitic bipolar action of the cell to output image data
JP3320335B2 (ja) * 1997-05-30 2002-09-03 キヤノン株式会社 光電変換装置及び密着型イメージセンサ
US6107655A (en) * 1997-08-15 2000-08-22 Eastman Kodak Company Active pixel image sensor with shared amplifier read-out
JP3413078B2 (ja) * 1997-10-06 2003-06-03 キヤノン株式会社 光電変換装置と密着型イメージセンサ
US6466266B1 (en) * 1998-07-28 2002-10-15 Eastman Kodak Company Active pixel sensor with shared row timing signals

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8106431B2 (en) 2003-02-13 2012-01-31 Panasonic Corporation Solid state imaging apparatus, method for driving the same and camera using the same
US7436010B2 (en) 2003-02-13 2008-10-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solid state imaging apparatus, method for driving the same and camera using the same
US8084796B2 (en) 2003-02-13 2011-12-27 Panasonic Corporation Solid state imaging apparatus, method for driving the same and camera using the same
US8378401B2 (en) 2003-02-13 2013-02-19 Panasonic Corporation Solid state imaging apparatus, method for driving the same and camera using the same
US7557846B2 (en) 2004-04-27 2009-07-07 Fujitsu Microelectronics Limited Solid-state image sensor including common transistors between pixels
KR100736192B1 (ko) * 2004-04-27 2007-07-06 후지쯔 가부시끼가이샤 고체 촬상 장치
KR101254820B1 (ko) * 2004-10-28 2013-04-15 옴니비전 테크놀러지즈 인코포레이티드 화상 감지기 화소에서의 암전류 감소 방법, 화상 감지기 화소 및 화상 감지기
KR100769874B1 (ko) * 2005-04-22 2007-10-24 샤프 가부시키가이샤 고체 촬상 장치의 제조 방법 및 전자 정보 장치
KR101254832B1 (ko) * 2005-06-02 2013-04-15 옴니비전 테크놀러지즈 인코포레이티드 이미지 센서 및 이를 포함하는 카메라
KR100772892B1 (ko) * 2006-01-13 2007-11-05 삼성전자주식회사 플로팅 확산 영역의 커패시턴스를 제어할 수 있는 공유픽셀형 이미지 센서
US8264579B2 (en) 2006-01-13 2012-09-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Shared-pixel-type image sensors for controlling capacitance of floating diffusion region
KR20170117948A (ko) * 2009-01-15 2017-10-24 소니 주식회사 고체 촬상 장치 및 전자 기기
US10784306B2 (en) 2009-01-15 2020-09-22 Sony Corporation Solid-state imaging device and electronic apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
EP1017106A2 (en) 2000-07-05
JP2000232216A (ja) 2000-08-22
KR100805412B1 (ko) 2008-02-20
EP1017106A3 (en) 2004-02-11
EP1017106B1 (en) 2011-01-12
US6657665B1 (en) 2003-12-02
DE69943122D1 (de) 2011-02-24
JP4401507B2 (ja) 2010-01-20
TW457815B (en) 2001-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100805412B1 (ko) 화상 센서
KR100750778B1 (ko) 능동 화소 센서 및 그 제조 방법
EP0862219B1 (en) Active pixel sensor in which adjacent pixels share an integrated electrical element
EP0913869B1 (en) Active pixel sensor with programmable color balance
JP2000232216A5 (ko)
US7671314B2 (en) Image sensor including active pixel sensor array with photoelectric conversion region
EP0977426B1 (en) Active pixel sensor with row control busses shared between adjacent pixel rows
US8106433B2 (en) Image pickup element performing image detection of high resolution and high image quality and image pickup apparatus including the same
JP4402786B2 (ja) アクティブ画素センサーとその制御方法
US7541628B2 (en) Image sensors including active pixel sensor arrays
US11043518B2 (en) Image sensor including a pixel block having 8-shared pixel structure
US7230224B2 (en) Solid state image pickup device with two photosensitive fields per one pixel
KR19990023548A (ko) 화상 센서 및 고체 화상 감지 디바이스 제조 방법
WO2006130519A2 (en) Shared amplifier pixel with matched coupling capacitances
US6486913B1 (en) Pixel array with shared reset circuitry
TW202327336A (zh) 影像感測器元件以及影像感測器
KR20070071006A (ko) 시모스 이미지 센서

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
S901 Examination by remand of revocation
GRNO Decision to grant (after opposition)
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130130

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140129

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150129

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151230

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161229

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171228

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181227

Year of fee payment: 12