TWI422222B - 具有全域光閘之影像感測器 - Google Patents

Description

具有全域光閘之影像感測器

本發明大體而言係關於影像感測器，且特定言之(但非專指)關於具有全域光閘之影像感測器。

對於高速影像感測器，可使用全域光閘來擷取快速移動之物件。全域光閘通常使影像感測器中之所有像素能夠同時擷取影像。對於較慢移動之物件，使用較常見之捲動光閘。捲動光閘通常以一序列擷取影像。舉例而言，可依序地啟用二維(「2D」)像素陣列內之每一列，以使得單一列內之每一像素同時擷取影像，但每一列係以一捲動序列啟用。因而，每一像素列在不同之影像獲取窗期間擷取影像。對於緩慢移動之物件，每一列之間的時間差產生影像失真。對於快速移動之物件，捲動光閘引起沿物件之移動軸線的可覺伸長失真。

為實施全域光閘，在等候自像素陣列讀出時，可使用儲存電容器或儲存電晶體來臨時地儲存由陣列中之每一像素獲取的影像電荷。在使用全域光閘時，由於保持電荷之較長時間段，來自所擷取影像之儲存電荷的漏電流增加。因為依序地讀出該等列，所以一些列之漏電可能大於其他列之漏電。因此，相對於顯示均勻顏色，漏電可引起影像按列變化。當使用儲存電晶體時，由於來自在儲存電晶體之閘極下方之表面態的大量漏電流，影像電荷進一步惡化。

圖1A說明一具有全域光閘之習知互補金屬氧化物半導體(「CMOS」)成像像素100。成像像素100包含一光閘電晶體110、光電二極體120、轉移電晶體130、儲存電晶體140、輸出電晶體150、重設電晶體160、放大器電晶體180及列選擇(RS)電晶體190。

圖1B說明成像像素100之操作。使用一全域光閘信號來撤銷啟動光閘電晶體110以獲取光電二極體120內之一影像信號或電荷。在正獲取該影像電荷時，成像像素100藉由在停用光閘電晶體110時啟動重設電晶體160來重設浮動擴散(FD)節點。接著，在保持撤銷啟動儲存電晶體140時，開啟及關斷輸出電晶體150。接著停用重設電晶體160且啟用儲存電晶體140以準備自光電二極體120進行影像轉移。藉由啟動轉移電晶體130足夠長時間來完成自光電二極體120至儲存電晶體140之影像轉移，以自光電二極體120轉移所有電荷。再次撤銷啟動轉移電晶體130以準備下一影像獲取窗，同時將當前影像電荷儲存於儲存電晶體140中。接著藉由對列選擇電晶體190及輸出電晶體150進行適當確證來逐行地自一成像像素陣列中之每一成像像素100讀出當前影像。

在成像像素100中，轉移閘極電晶體130及光閘閘極電晶體110皆連接至光電二極體120。光閘閘極電晶體110通常具有一類似於轉移閘極電晶體130之器件大小的器件大小，以便完全耗盡光電二極體120中之(以光電方式產生之)電荷。另外，轉移閘極電晶體130通常比儲存閘極電晶體140寬，且比控制閘極電晶體150、重設電晶體160、放大器180及列選擇電晶體190大，以便完全耗盡光電二極體120。因此，通常為每一習知成像像素提供兩個大型器件。因為將兩個相對大型之器件用於每一成像像素，所以每一像素之光電二極體區域相應地較小。相對較小之光電二極體區域減小成像像素100之填充因數，此情形減小對光敏感之像素區域的量且降低低照度效能。

參看以下圖式描述本發明之非限制性且非詳盡實施例，其中除非另有指定，否則相同參考數字遍及各種視圖指代相同部分。

本文中描述一具有全域光閘及儲存電容器之影像感測器之操作的系統及方法的實施例。在以下描述中，闡述眾多特定細節以提供對該等實施例之透徹理解。然而，熟習此項技術者將認識到，可在無該等特定細節中之一或多者的情況下或使用其他方法、組件、材料等實踐本文中所描述之技術。在其他例子中，未展示或詳細描述熟知之結構、材料或操作以避免混淆特定態樣。

遍及本說明書引用「一實施例」意謂結合該實施例而描述之特定特徵、結構或特性包括於本發明之至少一實施例中。因此，遍及本說明書在各處出現片語「在一實施例中」未必均指代同一實施例。此外，特定特徵、結構或特性可以任何合適方式組合於一或多個實施例中。

遍及本說明書，使用若干術語。除非在本文中以其他方式明確地定義此等術語或其使用上下文以其他方式清楚地暗示，否則此等術語將採用其在相關技術中的通常含義。舉例而言，除非上下文以其他方式清楚地指示，否則以包括性意義(例如，如在「及/或」中)使用術語「或」。

圖2為說明根據本發明之實施例之成像系統200的方塊圖。所說明實施例之成像系統200包括一像素陣列205、讀出電路210、功能邏輯215及控制電路220。

像素陣列205為成像感測器或成像像素(例如，像素P1、P2、…、Pn)之二維(「2D」)陣列。在一實施例中，每一像素為一主動像素感測器(「APS」)，諸如，互補金屬氧化物半導體(「CMOS」)成像像素。如所說明，每一像素配置至一列(例如，列R1至Ry)及一行(例如，行C1至Cx)中以獲取人員、場所或物件之影像資料，接著可使用該影像資料來呈現該人員、場所或物件之2D影像。

在每一像素已獲取其影像資料或影像電荷之後，藉由讀出電路210將該影像資料讀出且將其轉移至功能邏輯215。讀出電路210可包括放大電路、類比轉數位轉換電路或其他電路。功能邏輯215可為一處理器、邏輯功能電路及/或記憶體。功能邏輯215可僅儲存影像資料，或甚至藉由應用後期影像效果(例如，剪裁、旋轉、除紅眼、調整亮度、調整對比度或其他)而操縱該影像資料。在一實施例中，讀出電路210可沿讀出行線每次讀出一列影像資料(已說明)，或可使用各種其他技術讀出該影像資料(未說明)，該等其他技術諸如為串行讀出或同時地全並行讀出所有像素。

控制電路220可為一控制器，其耦合至像素陣列205以控制像素陣列205之操作特性。舉例而言，控制電路220可產生一用於控制影像獲取之光閘信號。在一實施例中，光閘信號為一全域光閘信號，其用於在單一獲取窗期間同時啟用像素陣列205內之所有像素以同時擷取其各別影像資料。

在使用全域光閘時，來自所擷取影像之儲存電荷的漏電流引起來自每一像素中之儲存電晶體的電荷隨時間而洩漏。因為依序地讀出該等列，所以一些列之漏電可能大於其他列之漏電。

在一實施例中，控制電路220可產生一負電壓，該負電壓將在儲存電晶體啟動之前施加至該儲存電晶體之閘極。在一實施例中，儲存閘極控制信號比儲存電晶體之臨限電壓V_TH 低0.5 V以上(例如，參見圖4A)。藉由隔離儲存閘極且將一負電壓施加至儲存電晶體之閘極，可使「電洞」積聚在位於儲存電晶體之閘極下方的基板之一部分中(參見圖4B)。藉由將該負電壓施加至儲存閘極，可使電洞積聚在表面態處。此意謂表面態被電洞填充，以使得表面態不能釋放電子；藉此減少來自表面態之漏電流。可藉由使用控制電路220來隔離儲存電晶體，以撤銷啟動耦合至儲存電晶體之源極及汲極的鄰近電晶體(諸如，310及350，在下文中論述)。

圖3為說明根據本發明之實施例之具有一全域光閘之七電晶體或八電晶體像素之像素電路300的電路圖。像素電路300為用於實施圖2之像素陣列200內之每一像素的像素電路的一可能架構。可使用前側或後側照明像素陣列來實施像素電路300。

所說明實施例之成像像素300包括選擇1電晶體310、選擇2電晶體315、光電二極體320、轉移電晶體330、儲存電晶體340、輸出電晶體350、重設電晶體360、放大器電晶體380及列選擇電晶體390(亦稱為讀出電晶體)。在一實施例中，以類似方式設定該等電晶體之大小，惟轉移電晶體330除外，此舉減小(習知技術之大型光閘電晶體所需之)空間且增加填充因數。

圖5說明識別該等電晶體(不包括放大器電晶體380及列選擇電晶體390)之作用區域及個別閘極區的成像像素300之部分的實例佈局。儲存閘極可具有一內埋通道或一表面通道。在一實施例中，儲存閘極形成於一介電區之上，該介電區又位於用輕摻雜物磷或砷而植入(或擴散)之一區之上。如所說明，選擇1電晶體310、選擇2電晶體315、輸出電晶體350及重設電晶體360之閘極均顯著小於轉移電晶體330之閘極，藉此增加像素陣列205之填充因數。在一實施例中，僅存在通道摻雜來連接轉移電晶體330、選擇1電晶體310、儲存電晶體340、輸出電晶體350及選擇2電晶體315。因而，此等電晶體如同一電荷耦合器件地起作用。在此狀況下，不需要光閘閘極。

在一實施例中，當重設電晶體360及轉移電晶體330啟動時，可藉由選擇性地啟動選擇2電晶體315來完全重設光電二極體320。將選擇2電晶體315說明為選用的，以指示將一負閘極電壓施加至儲存電晶體340之技術可用於包括抑或不包括選擇2電晶體315之成像像素中。

在操作中，可如下使用一諸如控制電路220之控制器來控制像素電路300。重設電晶體360耦合至一電壓源(諸如，Vdd)。啟動重設電晶體360，此舉對節點FD進行預充電。啟動選擇2電晶體315及轉移電晶體330，此舉對光電二極體320進行預充電。撤銷啟動選擇2電晶體315及轉移電晶體330，此舉允許光電二極體320藉由在影像獲取窗期間積聚以光電方式產生之電子而整合。可在整合之前將一負電壓(例如，-1.2 V)施加至儲存電晶體340之閘極以使電洞積聚於在閘極下方之區中。在整合之後，轉移電晶體330接收一轉移信號，且啟動選擇1電晶體310及儲存電晶體340，此舉將積聚於光電二極體320中之電荷轉移至儲存電晶體340，在該儲存電晶體340中保持該電荷直至準備好讀出該電荷為止。在一實施例中，舉例而言，可使用約2.8伏特至3.2伏特之電壓來啟動儲存電晶體340之閘極。

當撤銷啟動重設電晶體360時，存在於FD節點處之電荷由於漏電(例如，歸因於暗電流)而逐漸地減少。FD節點耦合以控制放大器電晶體380之閘極。放大器電晶體380耦合於電源軌Vdd與列選擇電晶體390之間。放大器電晶體380作為一源極隨耦器操作。可藉由啟動列選擇電晶體390來量測FD節點處之「暗」電壓，以在選擇信號SEL之控制下選擇性地將像素電路300之輸出耦合至讀出行位元線。可藉由啟動輸出電晶體350來讀出「信號」電荷(當前儲存於儲存電晶體340處)，該輸出電晶體350將電荷耦合至FD節點，該FD節點又對放大器電晶體380之閘極施加偏壓以產生一經由列選擇電晶體390而耦合至行位元線之電壓。在一實施例中，可省略列選擇電晶體390，以使得放大器電晶體380之汲極可直接耦合至行位元線。在此實施例中，放大器電晶體380可稱為「讀出電晶體」。當列選擇電晶體390存在時，該列選擇電晶體390稱為「讀出電晶體」。在一實施例中，可自成像像素300移除放大器電晶體380及列選擇電晶體390兩者，在此狀況下輸出電晶體350作為「讀出電晶體」操作。

在一實施例中，轉移信號、重設信號及選擇信號由控制電路220產生。在像素陣列205使用一全域光閘而操作之實施例中，全域光閘信號(例如，Tx信號)耦合至整個像素陣列205中之每一轉移電晶體330的閘極，以同時開始自每一像素之光電二極體320的電荷轉移。在一實施例中，全域光閘信號由包括於控制電路220內之全域光閘電路221產生。因而，轉移電晶體330及Tx信號提供影像光閘或光閘信號及電荷轉移或轉移信號之雙重目的，以用於自光電二極體320讀出影像電荷。此外，經由轉移電晶體330及選擇2電晶體315(若存在)來重設光電二極體320。

圖6A至圖6D為說明根據本發明之實施例之成像像素300及像素陣列205之操作的時序圖。圖6A說明成像像素300之整體時序操作，而圖6B為全域重設操作之特寫，圖6C為全域影像轉移操作之特寫，且圖6D為逐列讀出操作之特寫，該等操作均根據本發明之一實施例而進行。

參看圖6A，由控制電路220產生一系統時脈信號以用於使控制信號(諸如，圖6A中所展示之信號)同步。為準備供下一影像獲取用之像素陣列205，重設該等成像像素。在一全域重設事件(圖6B)期間，像素陣列205中之所有轉移電晶體330、選擇2電晶體315及重設電晶體360均處於作用中狀態。當前儲存尚未自一先前影像獲取讀出之影像信號的彼等儲存電晶體340處於作用中狀態，而撤銷啟動已被讀出之成像像素的彼等儲存電晶體340。最後，亦撤銷啟動所有列選擇電晶體。在多個影像獲取之間全域地重設像素陣列205，以對每一成像像素300之光電二極體320及FD節點進行預充電。此外，施加至轉移電晶體330之閘極端子的轉移信號Tx作為一全域光閘操作。在撤銷啟動轉移信號Tx之後，每一光電二極體320回應於入射光而開始積聚電子。

現參看圖6C描述像素陣列205內之給定成像像素300將一影像自光電二極體320轉移至儲存電晶體340之操作。在開始影像轉移之前，對儲存電晶體340之閘極施加比儲存電晶體340之臨限電壓V_TH 低至少0.5 V的負偏壓，以減小來自在儲存閘極下方之表面態的漏電流。在時間1處，啟動重設電晶體360，在時間2處，啟動輸出電晶體350。當重設電晶體360及輸出電晶體350處於作用中狀態時，保持撤銷啟動儲存電晶體340，且甚至對儲存電晶體340施加負偏壓。啟動重設電晶體360及輸出電晶體350起作用以對FD進行預充電，且在儲存閘極下方之信號電荷被掃出至FD。

在時間3及4處，分別撤銷啟動輸出電晶體350及重設電晶體360。在時間5處，啟動儲存電晶體340。在時間6處，啟動選擇1電晶體310以將轉移電晶體330連接至儲存電晶體340之儲存電容。在時間7處，臨時地啟動轉移電晶體330且其作為一全域光閘信號操作。藉由啟動轉移電晶體330及選擇1電晶體310，影像信號自光電二極體320轉移至其各別儲存電晶體340。隨後在時間8及9處分別撤銷啟動轉移電晶體330及選擇1電晶體310，以儲存並隔離該影像信號直至可在隨後時間10處使用下文所論述之逐列讀出技術將其讀出為止。

一旦已獲取影像信號且該等影像信號自光電二極體320轉移至其各別儲存電晶體340，該等影像信號即準備好在控制電路220之控制下由讀出電路210逐列地讀出。圖6D說明根據本發明之實施例之逐列讀出時序。自圖6A應瞭解到，自一先前影像獲取進行之逐列讀出對於一些像素而言可能仍處於進行中，因為用於下一影像獲取之全域重設正開始。

在時間11處，啟動列選擇電晶體390(針對一待讀出之列)，此舉針對所啟動列將一由放大器電晶體380(其在該實施例中組態為源極隨耦器)產生之電壓耦合至行位元線。在時間12處，撤銷啟動重設電晶體360，此舉自FD節點解耦一電源供應軌(諸如，Vdd)。FD節點處之電壓對放大器電晶體380之閘極施加偏壓，此舉作為回應而產生一輸出電壓(暗電壓)。該輸出電壓藉由所啟動之列選擇電晶體390而耦合至位元線。在時間13處，對行位元線上之電壓(例如，暗電壓)進行取樣。

在時間14處，啟動輸出電晶體350，此舉將影像信號電荷自儲存電晶體340轉移至FD節點處之浮動擴散區。又，FD節點處之電壓對放大器電晶體380之閘極施加偏壓，此舉產生一輸出電壓。該輸出電壓經由所啟動之列選擇電晶體390而耦合至位元線。在時間15處，撤銷啟動儲存電晶體340，此舉引起在儲存電晶體340之閘極之下的作用通道閉合(且引起信號電荷之較大部分轉移至FD節點)。在一實施例中，對儲存電晶體340之閘極施加負偏壓。在時間16處，對行位元線上之輸出電壓(例如，信號)進行取樣。雖然圖6D說明在於時間16處之信號取樣之前撤銷啟動輸出電晶體350，但在其他實施例中，可稍後撤銷啟動輸出電晶體350之閘極，諸如，在於時間16處對輸出信號進行取樣之後。在時間17處，啟動重設電晶體360。在時間18處，撤銷啟動列選擇電晶體390。可在需要時重複時間13至18之序列以讀出像素陣列之每一列。

圖7為說明根據本發明之實施例之對成像像素300進行之雙重相關取樣的示意圖。暗信號使一取樣/保持器件705對影像像素300之一暗電流參考位準進行取樣。取樣信號使一取樣/保持器件710對影像像素300之影像信號進行取樣。放大器715可為一差動放大器，其產生一雙重相關樣本，該雙重相關樣本使用該暗電流參考位準來按比例調整或偏移該影像信號以產生影像資料。可(例如)藉由耦合至放大器之一輸出的類比轉數位轉換器來讀取該影像資料。

圖8為說明根據本發明之實施例之操作成像系統200的程序800的流程圖。程序800說明對像素陣列205之逐列讀出；然而，應瞭解，可取決於使用捲動光閘或是全域光閘，由像素陣列205中之一列中的每一像素依序地或同時執行該程序800。該等程序區塊中之一些或全部在程序800中出現之次序不應視為限制性的。實情為，受益於本發明之一般熟習此項技術者將理解，該等程序區塊中之一些可以未經說明之各種次序執行。

在程序區塊805中，重設光電二極體320。重設包括將光電二極體PD放電或充電至一預定電位(諸如，Vdd)。藉由確證用以啟用重設電晶體360之RST信號、啟用選擇2電晶體315且確證用以啟用轉移電晶體330之TX信號來達成該重設。因此，光電二極體區320及FD耦合至電源軌Vdd。在重設時間期間，儲存電晶體340可能儲存或可能未儲存先前影像資料，或可具有施加至其閘極之一負電壓，以使得預期在下一影像獲取循環積聚電洞。

一旦重設，便撤銷確證RST信號及TX信號以開始由光電二極體區320進行之影像獲取(程序區塊810)。入射光子使電荷積聚於光電二極體之擴散區內。一旦影像獲取窗已期滿，便再次撤銷確證RST信號，且藉由確證TX信號及儲存信號S1，光電二極體區320內之積聚電荷經由轉移電晶體330及選擇1電晶體310而轉移至儲存電晶體340(程序區塊820)。在全域光閘之狀況下，在程序區塊820期間，針對像素陣列205內之所有像素，與TX信號同時確證全域光閘信號。此舉導致由每一像素積聚之影像資料全域轉移至該像素之相應儲存電晶體340中。

一旦影像資料轉移至儲存電晶體340中之後，使用該電晶體340來儲存影像電荷以供讀出。在程序區塊825中，確證SEL信號以將所儲存之影像資料轉移至讀出行上以用於經由讀出電路210輸出至功能邏輯215。應瞭解，讀出可經由行線以每一列為基礎(已說明)、經由列線以每一行為基礎(未說明)、以每一像素為基礎(未說明)或藉由其他邏輯分組而發生。

當對一邏輯群組之讀出已發生時，可調整讀出值來補償漏電(如在區塊830中)。用於補償之參考值可包括參考像素(諸如，設定為已知值且由儲存閘極保持之像素)、校準(諸如，使像素陣列曝光於已知照明且以每一列為基礎儲存調整值)、計算(諸如，藉由使用一使用讀出時間或列號碼作為輸入之調整函數，其中較後讀出之列具有較高調整值)、其組合，及其類似者。因此，可藉由(例如)加上(或乘以)針對一列中之每一像素的調整值來調整該列中之像素。

在程序區塊835中，判定是否(例如)已讀出所有列。若否，則程序繼續進行至區塊825，在區塊825中讀出下一列。一旦已讀出所有像素之影像資料，程序800便結束(或返回至程序區塊805以重設每一光電二極體以用於下一影像擷取)。

上文所解釋之程序係依據電腦軟體及硬體而描述。所描述之技術可構成體現於機器(例如，電腦)可讀媒體內之機器可執行指令，該等機器可執行指令在由一機器執行時將使該機器執行所描述之操作。另外，該等程序可體現於諸如特殊應用積體電路(「ASIC」)或其類似者之硬體內。

機器可存取或機器可讀儲存媒體包括提供(亦即，儲存)呈一可由機器(例如，電腦、網路器件、個人數位助理、製造工具、具有一組一或多個處理器的任何器件等)存取之形式之資訊的任何機構。舉例而言，機器可存取儲存媒體包括可記錄/不可記錄媒體(例如，唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、磁碟儲存媒體、光學儲存媒體、快閃記憶體器件等)。

本發明之所說明實施例之以上描述(包括發明摘要中所描述之內容)不意欲為詳盡的或將本發明限於所揭示之精確形式。雖然在本文中出於說明之目的描述本發明之特定實施例及實例，但熟習此項技術者將認識到，在本發明之範疇內的各種修改係可能的。

可鑒於上文之詳細描述對本發明作出此等修改。以下申請專利範圍中所使用之術語不應被理解為將本發明限於本說明書中所揭示之特定實施例。實情為，將完全藉由以下申請專利範圍來確定本發明之範疇，申請專利範圍將根據所建立之申請專利範圍解釋準則來解釋。

100．．．成像像素

110．．．光閘電晶體

120．．．光電二極體

130．．．轉移電晶體

140．．．儲存電晶體

150．．．輸出電晶體

160．．．重設電晶體

180．．．放大器電晶體

190．．．列選擇電晶體

200．．．成像系統

205．．．像素陣列

210．．．讀出電路

215．．．功能邏輯

220．．．控制電路

221．．．全域光閘電路

300．．．成像像素

310．．．選擇1電晶體

315．．．選擇2電晶體

320．．．光電二極體

330．．．轉移電晶體

340．．．儲存電晶體

350．．．輸出電晶體

360．．．重設電晶體

380．．．放大器電晶體

390．．．列選擇電晶體

705．．．取樣/保持器件

710．．．取樣/保持器件

715．．．放大器

P1、P2、P3、…、Pn．．．像素

Vdd．．．電源軌

圖1A(先前技術)為習知成像像素之電路圖；

圖1B(先前技術)為說明習知成像像素之讀出操作的時序圖；

圖2為說明根據本發明之實施例之成像系統的功能方塊圖；

圖3為說明根據本發明之實施例之成像像素的像素電路的電路圖；

圖4A為說明根據本發明之實施例之在成像像素之操作期間施加至儲存電晶體之閘極的負閘極電壓的線圖；

圖4B為說明根據本發明之實施例之在成像像素之操作期間在儲存電晶體之閘極下的電洞積聚的線圖；

圖5說明根據本發明之實施例之成像像素的一部分的電晶體布局；

圖6A至圖6D為說明根據本發明之實施例之成像像素的操作的時序圖；

圖7說明根據本發明之實施例之雙重相關取樣器；及

圖8為說明根據本發明之實施例之操作成像系統的程序的流程圖。

300．．．成像像素

310．．．選擇1電晶體

315．．．選擇2電晶體

320．．．光電二極體

330．．．轉移電晶體

340．．．儲存電晶體

350．．．輸出電晶體

360．．．重設電晶體

380．．．放大器電晶體

390．．．列選擇電晶體

Vdd．．．電源軌

Claims (18)

1. 一種裝置，其包含：一光電二極體，其用以積聚一影像電荷；一儲存電晶體，其用以儲存該影像電荷；一轉移電晶體，其耦合於該光電二極體與該儲存電晶體之一輸入之間以選擇性地將該影像電荷自該光電二極體轉移至該儲存電晶體；一輸出電晶體，其耦合至該儲存電晶體之一輸出以選擇性地將該影像電荷轉移至一讀出節點；一重設電晶體，其耦合至該讀出節點；一控制器，其經組態以在啟動該儲存電晶體之一閘極以儲存該影像電荷之前將一負電壓施加至該儲存電晶體之該閘極；一第一選擇電晶體，該第一選擇電晶體耦合於該轉移電晶體與該儲存電晶體之間以選擇性地將該影像電荷自該轉移電晶體轉移至該儲存電晶體；及一第二選擇電晶體，該第二選擇電晶體耦合於該讀出節點與一電路節點之間，該電路節點位於該轉移電晶體與該第一選擇電晶體之間，該控制器經進一步組態以藉由啟動該轉移電晶體、該第二選擇電晶體及該重設電晶體來重設該光電二極體。
2. 如請求項1之裝置，其中該負電壓比該儲存電晶體之一臨限電壓低至少0.5伏特。
3. 如請求項1之裝置，其中該負電壓為約-1.2伏特。
4. 如請求項1之裝置，其中該讀出節點包含一經摻雜之浮動擴散區。
5. 如請求項1之裝置，其中該轉移電晶體大於該第一選擇電晶體、該第二選擇電晶體、該輸出電晶體及該重設電晶體中之每一者。
6. 如請求項1之裝置，其中該轉移電晶體、該第一選擇電晶體、該第二選擇電晶體、該儲存電晶體及該輸出電晶體藉由其通道而直接互連，且共同地作為一電荷耦合器件操作。
7. 如請求項1之裝置，其進一步包含：一放大器電晶體，其具有耦合至該讀出節點之一閘極；及一列選擇電晶體，其耦合於一位元線與該放大器電晶體之間。
8. 如請求項1之裝置，其中該儲存電晶體具有一內埋通道。
9. 如請求項1之裝置，其中該儲存電晶體具有一表面通道。
10. 一種操作一像素陣列之方法，該方法包含：在積聚一影像電荷之前，重設該像素陣列之每一像素內的一光電二極體；在該等像素中之每一者內之一儲存電晶體關斷時且在將該影像電荷臨時地儲存於該儲存電晶體內之前，對該儲存電晶體之一閘極施加負偏壓； 確證一全域光閘信號，以將由每一像素之該光電二極體積聚之該影像電荷轉移至每一像素之該儲存電晶體；及將該影像電荷儲存於每一像素之該儲存電晶體內，直至讀出該影像電荷為止，其中：在重設每一像素之該光電二極體時，該等儲存電晶體之一第一部分關斷，對於一給定成像循環，該第一部分之影像電荷已被讀出，且在重設每一像素之該光電二極體時，該等儲存電晶體之一第二部分接通，對於該給定成像循環，該第二部分之影像電荷尚未被讀出。
11. 如請求項10之方法，其中對該閘極施加負偏壓包含：對該閘極施加比該儲存電晶體之一臨限電壓低至少0.5伏特的偏壓。
12. 如請求項10之方法，其中重設該光電二極體及確證該全域光閘信號以轉移該影像電荷皆包含：啟動耦合於該光電二極體與該儲存電晶體之間的一轉移電晶體。
13. 如請求項12之方法，其中重設每一像素之該光電二極體包含：同時對該像素陣列內之每一像素之該光電二極體進行預充電。
14. 如請求項12之方法，其中在積聚該影像電荷之前重設該像素陣列之每一像素內的該光電二極體包含：撤銷啟動耦合於該轉移電晶體與該儲存電晶體之間的一第一選擇電晶體；啟動每一像素之一重設電晶體；及 啟動耦合於該重設電晶體與一電路節點之間的一第二選擇電晶體，該電路節點安置於該轉移電晶體與該第一選擇電晶體之間。
15. 如請求項10之方法，其中使用對該像素陣列之一逐列讀出來讀出每一像素之該影像電荷，且其中在該儲存電晶體關斷時對該等像素中之每一者內之該儲存電晶體的該閘極施加負偏壓減小了漏電流。
16. 一種成像系統，其包含：一成像像素陣列，該等成像像素配置成列及行，其中每一成像像素包括：一光電二極體，其用以積聚一影像電荷；一儲存電晶體，其用以儲存該影像電荷；一轉移電晶體，其耦合於該光電二極體與該儲存電晶體之間；一第一選擇電晶體，其耦合於該轉移電晶體與該儲存電晶體之一輸入之間；一輸出電晶體，其耦合至該儲存電晶體之一輸出及一讀出節點；一重設電晶體，其耦合於一電源軌與該讀出節點之間；及一第二選擇電晶體，其耦合於該讀出節點與一電路節點之間，該電路節點位於該轉移電晶體與該第一選擇電晶體之間；及控制電路，其耦合至該成像像素陣列，以控制該儲存 電晶體、該轉移電晶體、該第一選擇電晶體、該輸出電晶體、該重設電晶體及該第二選擇電晶體之時序操作，其中該控制電路經組態以操作該轉移電晶體來經由該第二選擇電晶體重設該光電二極體，且將該轉移電晶體作為一影像光閘來操作以開始經由該第一選擇電晶體將該影像電荷轉移至該儲存電晶體。
17. 如請求項16之成像系統，其中該控制電路經組態以在該儲存電晶體關斷時將一負偏壓電壓施加至一閘極儲存電晶體以減小漏電流，該負偏壓電壓比該儲存電晶體之一臨限電壓低至少0.5伏特。
18. 如請求項16之成像系統，其中該轉移電晶體、該第一選擇電晶體、該第二選擇電晶體、該儲存電晶體及該輸出電晶體藉由其通道而直接互連，且共同地作為一電荷耦合器件操作。