TWI628957B - 固態影像拾取裝置、其驅動方法以及電子設備 - Google Patents

固態影像拾取裝置、其驅動方法以及電子設備 Download PDF

Info

Publication number
TWI628957B
TWI628957B TW103107306A TW103107306A TWI628957B TW I628957 B TWI628957 B TW I628957B TW 103107306 A TW103107306 A TW 103107306A TW 103107306 A TW103107306 A TW 103107306A TW I628957 B TWI628957 B TW I628957B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
charge
voltage
substrate
period
section
Prior art date
Application number
TW103107306A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201440523A (zh
Inventor
坂野頼人
Original Assignee
新力股份有限公司
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 新力股份有限公司 filed Critical 新力股份有限公司
Publication of TW201440523A publication Critical patent/TW201440523A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI628957B publication Critical patent/TWI628957B/zh

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
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • 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
    • H04N25/767—Horizontal readout lines, multiplexers or registers
    • 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
    • H04N25/63—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
    • 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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

本發明提供：一光電轉換元件，其根據入射光之光量產生電荷且將該等電荷累積於其內部；一轉移電晶體(TRG)，其轉移由該光電轉換元件累積之該等電荷；一第一電荷電壓轉換區段，其將由該轉移電晶體(TRG)轉移之該等電荷轉換成一電壓；及一金屬氧化物半導體(MOS)電容器之一基板電極(面向一閘極電極之一第二電荷電壓轉換區段之一區域)，其經由一連接電晶體(FDG)連接該第一電荷電壓轉換區段。該MOS電容器之該閘極電極施加有在由該第一電荷電壓轉換區段轉換之電壓信號之一讀取時期內及在除該讀取時期之外之一時期內不同之一電壓。本發明亦可應用於一互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器或類似者。

Description

固態影像拾取裝置、其驅動方法以及電子設備 [相關申請案之交叉參考]
本申請案主張2013年4月8日提交之日本優先專利申請案JP 2013-080487之權利，該案之全文以引用之方式併入本文中。
本發明係關於一種固態影像拾取裝置、一種該固態影像拾取裝置之驅動方法及一種電子設備，且特定言之，本發明係關於能夠在除一讀取時期之外之一時期內抑制在一基板上之一位置中產生一強電場之一種固態影像拾取裝置、一種該固態影像拾取裝置之驅動方法及一種電子設備。
例如，一固態影像拾取裝置用於一影像拾取設備(諸如一數位靜態相機及一視訊攝影機)及一電子設備(諸如具有一成像功能之一可攜式終端機)中。作為該固態影像拾取裝置之一實例，存在經由一金屬氧化物半導體(MOS)電晶體讀取累積於用作一光電轉換元件之一光二極體中之電荷之一互補MOS(CMOS)影像感測器。
一般而言，CMOS影像感測器經由一轉移電晶體將累積於各像素之光二極體中之電荷轉移至一電荷電壓轉換區段，且將電荷轉換成一電壓以讀取信號。
在此一CMOS影像感測器中，提出其中經由一電晶體將電容添加 至電荷電壓轉換區段且電荷電壓轉換區段之電容經組態以可變之一組態。具體言之，提出其中將電荷電壓轉換區段分成兩個部分且將一電容器添加至一部分之一組態(例如參閱PTL 1至PTL 3)。
就此組態而言，PTL 1之技術可切換一增益以將電荷轉換成一電壓，且實現一填充因數之一改良。另外，PTL 2及PTL 3之技術可將在一曝光時期期間由光電轉換元件產生之電荷累積於添加至電荷電壓轉換區段之電容器中，使得其可使一動態範圍擴展朝向一高照明區域。
[引用列表]
[專利文獻]
[PTL 1]
PTL 1：JP 2009-505498W
[PTL 2]
PTL 2：JP 2005-328493A
[PTL 3]
PTL 3：JP 2006-262387A
順便提一句，在PTL 1之技術中，電容器中之電荷電壓轉換區段之一對置電極連接至一重設電晶體及一放大電晶體之汲極，且將一電源電壓施加至該對置電極。
然而，當通常將電源電壓施加至電容器之電極之間時，在基板上之一位置中產生一強電場，使得可靠性受到關注。
本發明已鑒於以上情況而完成，且可在除一讀取時期之外之一時期內抑制在基板上之一位置中產生一強電場。
根據本發明之一第一態樣，提供一種固態影像拾取裝置，其包 含：一光電轉換元件，其根據入射光之光量產生電荷且將該等電荷累積於其內部；一電荷轉移區段，其轉移由該光電轉換元件累積之該等電荷；一電荷電壓轉換區段，其將由該電荷轉移區段轉移之該等電荷轉換成一電壓；及一MOS電容器，其經由一電晶體連接該電荷電壓轉換區段與一基板電極，其中該MOS電容器之一閘極電極施加有在由該電荷電壓轉換區段轉換之電壓信號之一讀取時期內及在除該讀取時期之外之一時期內不同之一電壓。
根據本發明之第一態樣之一驅動方法及一電子設備對應於根據本發明之第一態樣之一固態影像拾取裝置。
在本發明之第一態樣中，一光電轉換元件根據入射光之光量產生電荷且將該等電荷累積於其內部，一電荷轉移區段轉移由該光電轉換元件累積之該等電荷，一電荷電壓轉換區段將由該電荷轉移區段轉移之該等電荷轉換成一電壓，一MOS電容器之一基板電極經由一電晶體連接至該電荷電壓轉換區段，且該MOS電容器之一閘極電極施加有在由該電荷電壓轉換區段轉換之電壓信號之一讀取時期內及在除該讀取時期之外之一時期內不同之一電壓。
根據本發明之一第二態樣，提供一種電子設備，其包含：一光電轉換元件，其根據入射光之光量產生電荷且將該等電荷累積於其內部；一電荷轉移區段，其轉移由該光電轉換元件累積之該等電荷；一電荷電壓轉換區段，其將由該電荷轉移區段轉移之該等電荷轉換成一電壓；及一MOS電容器，其經由一電晶體連接該電荷電壓轉換區段與一基板電極，其中該MOS電容器之該基板電極施加有在由該電荷電壓轉換區段轉換之電壓信號之一讀取時期內及在除該讀取時期之外之一時期內不同之一電壓。
根據本發明之第二態樣之一驅動方法及一電子設備對應於根據本發明之第二態樣之一固態影像拾取裝置。
在本發明之第二態樣中，一光電轉換元件根據入射光之光量產生電荷且將該等電荷累積於其內部，一電荷轉移區段轉移由該光電轉換元件累積之該等電荷，一電荷電壓轉換區段將由該電荷轉移區段轉移之該等電荷轉換成一電壓，一MOS電容器之一基板電極經由一電晶體連接至該電荷電壓轉換區段，且該MOS電容器之該基板電極施加有在由該電荷電壓轉換區段轉換之電壓信號之一讀取時期內及在除該讀取時期之外之一時期內不同之一電壓。
根據本發明，可在除一讀取時期之外之一時期內抑制在一基板上之一位置中產生一強電場。
1‧‧‧像素
10‧‧‧基板
11‧‧‧光電轉換元件(HAD)
12‧‧‧第一電荷電壓轉換區段(FD1)
13‧‧‧第二電荷電壓轉換區段(FD2)
14‧‧‧n型層(n+)
15‧‧‧閘極電極
16‧‧‧閘極電極
17‧‧‧閘極電極
18‧‧‧閘極電極
19‧‧‧放大電晶體(AMP)
20‧‧‧讀取電晶體(SEL)
21‧‧‧讀取線
30‧‧‧像素
31‧‧‧n型層
32‧‧‧閘極電極
100‧‧‧互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器
111‧‧‧像素陣列單元
112‧‧‧垂直驅動單元
113‧‧‧行處理單元
114‧‧‧水平驅動單元
115‧‧‧系統控制單元
116‧‧‧像素驅動線
117‧‧‧垂直信號線
118‧‧‧信號處理單元
119‧‧‧資料儲存單元
120‧‧‧像素
121‧‧‧第二電荷電壓轉換區段(FC)
122‧‧‧n型層(n+)
123‧‧‧閘極電極
124‧‧‧區域
140‧‧‧像素
141‧‧‧n型層(n+)
142‧‧‧閘極電極
500‧‧‧影像拾取設備
501‧‧‧光學系統
502‧‧‧固態影像拾取裝置
503‧‧‧數位信號處理器(DSP)電路
504‧‧‧圖框記憶體
505‧‧‧顯示單元
506‧‧‧記錄單元
507‧‧‧操作單元
508‧‧‧電力供應單元
509‧‧‧匯流排線
AMP‧‧‧放大電晶體
DRN‧‧‧可變電壓
FDG‧‧‧連接電晶體
HAD‧‧‧光電轉換元件
RST‧‧‧重設電晶體
SEL‧‧‧讀取電晶體
TRG‧‧‧轉移電晶體
Vdd‧‧‧電源電壓
圖1係繪示一像素之一第一組態之一實例的一橫截面圖。
圖2係繪示像素之一第二組態之一實例的一橫截面圖。
圖3係繪示根據一CMOS影像感測器之一第一實施例之組態之一實例的一方塊圖，該CMOS影像感測器作為將本發明應用於其之一固態影像拾取裝置。
圖4係繪示圖3之一像素陣列單元中之一像素之組態之一實例的一平面圖。
圖5係繪示圖3之像素陣列單元中之像素之組態之實例的一橫截面圖。
圖6係繪示圖4及圖5之像素之操作之一實例的一時序圖。
圖7係繪示圖6之操作期間之一預定時間處之一基板之電位狀態的一圖式。
圖8係繪示像素之組態之另一實例的像素陣列單元之一平面圖。
圖9係繪示圖8之像素之操作的一時序圖。
圖10係繪示根據CMOS影像感測器之一第二實施例之一像素之組 態之一實例的一平面圖，該CMOS影像感測器作為將本發明應用於其之固態影像拾取裝置。
圖11係繪示根據CMOS影像感測器之第二實施例之像素之組態之實例的一橫截面圖，該CMOS影像感測器作為將本發明應用於其之固態影像拾取裝置。
圖12係繪示像素之操作之一實例的一時序圖。
圖13係繪示像素之組態之另一實例的一平面圖。
圖14係繪示一影像拾取設備之組態之一實例的一方塊圖，該影像拾取設備作為將本發明應用於其之一電子設備。
<本發明之假定>
作為其中將一電荷電壓轉換區段分成兩個部分且將一MOS電容器添加至一部分之一CMOS影像感測器中之一像素之組態，主要存在兩種組態。
一第一組態係其中將一基板用作為MOS電容器中之電荷電壓轉換區段之一對置電極的一組態。一第二組態係其中將一閘極電極用作為MOS電容器中之電荷電壓轉換區段之該對置電極的一組態。
圖1係繪示像素之第一組態之一實例的一橫截面圖。
如圖1中所繪示，將由一光電轉換元件(HAD)11及一n型層(n+)組態之一第一電荷電壓轉換區段(FD1)12提供於其中形成一p井層之一基板10中。光電轉換元件11經形成使得一p型層(p+)及一n型層(n-)自基板表面側依序安置，產生其數量對應於入射光之光量之電荷，且將等電荷累積於光電轉換元件11內部。第一電荷電壓轉換區段12將自光電轉換元件11轉移之該等電荷轉換成一電壓。
另外，基板10具有：一第二電荷電壓轉換區段(FD2)13，其由n型層(n+)組態；及一n型層(n+)14，其用作MOS電容器中之第二電荷 電壓轉換區段13之一對置電極且供應有一電源電壓(Vdd)。第二電荷電壓轉換區段13與第一電荷電壓轉換區段12一起將自光電轉換元件11轉移之電荷轉換成一電壓。
此外，在光電轉換元件11與第一電荷電壓轉換區段12之間之基板10之上部分中，經由一閘極絕緣薄膜(圖中未繪示)提供一閘極電極15。光電轉換元件11、第一電荷電壓轉換區段12及閘極電極15用作將電荷自光電轉換元件11轉移至第一電荷電壓轉換區段12之一轉移電晶體(TRG)。
在第一電荷電壓轉換區段12與第二電荷電壓轉換區段13之間之基板10之上部分中，經由一閘極絕緣薄膜(圖中未繪示)提供一閘極電極16。第一電荷電壓轉換區段12、第二電荷電壓轉換區段13及閘極電極16用作電連接第一電荷電壓轉換區段12與第二電荷電壓轉換區段13之一連接電晶體(FDG)。
另外，在第二電荷電壓轉換區段13與n型層14之間之基板10之上部分中，經由一閘極絕緣薄膜(圖中未繪示)提供一閘極電極17。第二電荷電壓轉換區段13、n型層14及閘極電極17用作使用n型層14之電荷來重設第二電荷電壓轉換區段13及第一電荷電壓轉換區段12之電荷之一重設電晶體(RST)。
另外，在n型層14之上部分中，經由一閘極絕緣薄膜(圖中未繪示)提供作為MOS電容器中之第二電荷電壓轉換區段13之一電極的一閘極電極18，且閘極電極18連接至第二電荷電壓轉換區段13。閘極電極18及n型層14用作MOS電容器。
一放大電晶體(AMP)19(其閘極連接至第一電荷電壓轉換區段12以便放大由第一電荷電壓轉換區段12轉換之電壓)之源極連接至控制一像素信號之讀取的一讀取電晶體(SEL)20之一汲極。將電源電壓施加至放大電晶體19之汲極。讀取電晶體20之源極連接至一讀取線21， 且經由讀取電晶體20將由放大電晶體19放大之電壓信號作為像素信號輸出至讀取線21。讀取電晶體20控制像素信號之讀取。
就上文所描述之組態而言，在圖1之一像素1中，除在一讀取時期及大光量之輻照期間之外，無電源電壓施加於閘極電極18與n型層14之間。然而，第二電荷電壓轉換區段13需具有一接觸區域以連接閘極電極18與第二電荷電壓轉換區段13。為此，增大第二電荷電壓轉換區段13之面積，且因此降低面積效率。
圖2係繪示像素之第二組態之一實例的一橫截面圖。
在圖2所繪示之組態中，用相同符號標示與圖1之組態相同之組態。適當不重複一冗餘描述。
圖2中所繪示之一像素30之組態與圖1中所繪示之像素1之組態之差異在於：提供一n型層31及一閘極電極32來代替n型層14及閘極電極18。在圖2所繪示之像素30中，將閘極電極32用作為MOS電容器中之第二電荷電壓轉換區段13之對置電極。
具體言之，將電源電壓施加至其之n型層31提供於基板10中。另外，在第二電荷電壓轉換區段13與n型層31之間之基板10之上部分中，閘極電極32經提供以鄰近於第二電荷電壓轉換區段13以用作MOS電容器中之第二電荷電壓轉換區段13之對置電極。因此，MOS電容器中之第二電荷電壓轉換區段13之電極係面向閘極電極32之基板10。閘極電極32連接至n型層31，且將電源電壓施加至n型層31。
就上文所描述之組態而言，由於無需使n型層31面向圖2中所繪示之像素30中之閘極電極18，所以可使n型層31小於圖1中所繪示之n型層14。因此，像素30具有比像素1高之一面積效率。據此，當旨在如同PTL1中之技術般改良填充因數時，圖2中所繪示之像素30值得期望。
然而，像素30通常處於其中將電源電壓施加於閘極電極32與基 板10之間之一狀態中。為此，甚至在除讀取時期及大光量之輻照之外之一情況中，通常在基板10中產生一強電場，且因此引發對可靠性之關注。具體言之，對成像特性(諸如一黑暗氛圍下之白斑及暗電流)造成不利影響。
因此，根據本發明，在其中將閘極電極用作為MOS電容器中之第二電荷電壓轉換區段之對置電極之一像素(如像素30)中，在讀取時期與除讀取時期之外之一時期之間將施加至閘極電極或MOS電容器之一基板電極之一電壓改變為不同。就此組態而言，可在除讀取時期之外之時期內抑制在基板上之一位置中產生一強電場。因此，可改良可靠性，同時維持面積效率。
<第一實施例>
(根據第一實施例之固態影像拾取裝置之組態之實例)
圖3係繪示根據一CMOS影像感測器(其作為將本發明應用於其之一固態影像拾取裝置)之一第一實施例之組態之一實例的一方塊圖。
一CMOS影像感測器100由一像素陣列單元111、一垂直驅動單元112、一行處理單元113、一水平驅動單元114、一系統控制單元115、像素驅動線116、垂直信號線117、一信號處理單元118及一資料儲存單元119組態。
像素陣列單元111、垂直驅動單元112、行處理單元113、水平驅動單元114、系統控制單元115、像素驅動線116、垂直信號線117、信號處理單元118及資料儲存單元119形成於圖中未繪示之一基板(晶片)中。
此外，CMOS影像感測器100可不包含信號處理單元118及資料儲存單元119。例如，可將信號處理單元118及資料儲存單元119提供為一外部信號處理單元，諸如與CMOS影像感測器100分離之一基板中之一數位信號處理器(DSP)。
CMOS影像感測器100拾取一物體之一影像，且輸出該影像之各自像素之像素信號。
具體言之，在像素陣列單元111中，像素二維地安置成一矩陣形式，且像素之各者包含產生其數量對應於入射光之光量之電荷之一光電轉換元件，且將該等電荷累積於該光電轉換元件內部。
另外，在像素陣列單元111中，沿圖式之一水平方向(一列方向)形成用於呈矩陣形式之像素之各列的像素驅動線116，且沿圖式之一垂直方向(一行方向)形成用於各行之垂直信號線117。像素驅動線116之一端連接至對應於垂直驅動單元112之各列的一輸出端子(圖中未繪示)。
垂直驅動單元112係由一移位暫存器、一位址解碼器及類似者組態之一像素驅動單元，且驅動列單元中之像素陣列單元111之各自像素。儘管圖中未繪示垂直驅動單元112之一詳細組態，然垂直驅動單元112經組態以包含兩個掃描系統，即，一讀取掃描系統及一掃出掃描系統。
讀取掃描系統依序選擇各列以便自列單元中之各自像素依序讀取像素信號，且自連接至所選列之像素驅動線116之輸出端子輸出一選擇脈衝及類似者。
掃出掃描系統在比執行讀取掃描系統之掃描操作之一時間早對應於一快門速度之一時間量之一時間處自連接至各列之像素驅動線116之輸出端子輸出一控制脈衝以掃出(重設)來自光電轉換元件之不必要電荷。藉由掃出掃描系統之掃描操作而對各自列依序執行一所謂的電子快門操作。此處，該電子快門操作係其中自光電轉換元件排放電荷之一操作，且一曝光操作重新開始(電荷之累積開始)。
自由垂直驅動單元112之讀取掃描系統選擇之各列之各自像素輸出之像素信號通過各自垂直信號線117且被供應至行處理單元113。
行處理單元113包含用於像素陣列單元111之各行之一信號處理電路。行處理單元113之各信號處理電路對透過垂直信號線117自所選列之各像素輸出之像素信號執行雜訊移除處理(諸如一相關雙重取樣(CDS)程序)及信號處理(諸如一A/D轉換程序)。在該CDS程序中，移除專針對各像素之固定型樣雜訊，諸如重設雜訊及放大電晶體之臨限值之變動。行處理單元113暫時性保持已經受信號處理之像素信號。
水平驅動單元114由一移位暫存器、一位址解碼器及類似者組態，且依序選擇行處理單元113之信號處理電路。在水平驅動單元114之一選擇掃描操作中，將已經受行處理單元113之各自信號處理電路之信號處理的像素信號依序輸出至信號處理單元118。
系統控制單元115由產生各種類型之時序信號及類似者之一時序產生器組態，且基於由時序產生器產生之該等各種類型之時序信號而控制垂直驅動單元112、行處理單元113及水平驅動單元114之驅動。
信號處理單元118具有至少一加法處理功能。信號處理單元118對自行處理單元113輸出之像素信號執行各種類型之信號處理，諸如加法處理。此時，信號處理單元118根據需要將自信號處理獲得之中間結果及類似者儲存於資料儲存單元119中，此將在一所需時序處被涉及。信號處理單元118輸出已經受信號處理之像素信號。
(像素之組態之實例)
圖4及圖5分別係繪示圖3之像素陣列單元111中之像素之組態之一實例的一平面圖及一橫截面圖。
此外，圖4中僅繪示安置於像素陣列單元111中之2×2個像素以有助於方便解釋。此亦將同樣適用於待在下文中描述之圖8。
在圖4及圖5所繪示之組態中，用相同符號標示與圖2之組態相同之組態。將適當不重複一冗餘描述。
圖4及圖5中所繪示之一像素120之組態與圖2中所繪示之像素30 之組態之差異在於：提供一第二電荷電壓轉換區段121、一n型層122及一閘極電極123來代替第二電荷電壓轉換區段13、n型層31及閘極電極32。在像素120中，將連接至讀取電晶體20之閘極之閘極電極123用作為MOS電容器中之第二電荷電壓轉換區段121之一對置電極。
具體言之，如圖4及圖5中所繪示，將由n型層(n-)組態之第二電荷電壓轉換區段(FC)121提供於像素120中以鄰近於基板10內部之第一電荷電壓轉換區段12。另外，將電源電壓施加至其之一n型層(n+)122提供於基板10內部以內插與第一電荷電壓轉換區段12協作之第二電荷電壓轉換區段121。
另外，在基板10之第二電荷電壓轉換區段121之上部分中，經由一閘極絕緣薄膜(圖中未繪示)自第一電荷電壓轉換區段12依序提供閘極電極16、閘極電極123及閘極電極17以完全覆蓋該上部分之面向區域。
第一電荷電壓轉換區段12、閘極電極16及第二電荷電壓轉換區段121用作電連接第一電荷電壓轉換區段12與第二電荷電壓轉換區段121之連接電晶體(FDG)。
另外，閘極電極123及面向閘極電極123之第二電荷電壓轉換區段121之區域用作MOS電容器。換言之，閘極電極123係MOS電容器之閘極電極，且面向閘極電極123之第二電荷電壓轉換區段121之區域係MOS電容器之基板電極。閘極電極123連接至讀取電晶體20之閘極，且MOS電容器之基板電極經由連接電晶體(FDG)而連接至第一電荷電壓轉換區段12。
此外，第二電荷電壓轉換區段121、n型層122及閘極電極17用作使用n型層122之電荷來重設第二電荷電壓轉換區段121及第一電荷電壓轉換區段12之電荷之重設電晶體(RST)。
此外，在下文中，將面向閘極電極15之基板10中之區域稱為一 區域124。
就上文所描述之組態而言，在像素120中，由於無閘極電極連接至面向第二電荷電壓轉換區段121之閘極電極123的區域且無需提供接觸區域，所以像素120具有比圖1中所繪示之像素1高之一面積效率。據此，可改良填充因數。
(像素之操作之第一實例)
圖6係繪示圖4及圖5之像素120之操作之一實例的一時序圖，且圖7係繪示操作期間之一預定時間處之基板10之電位狀態的一圖式。
此外，在圖6中，水平軸表示時間，且垂直軸表示電壓。另外，在圖7中，水平軸表示基板10沿水平方向之位置，且垂直軸表示該位置處之一電位。此外，本說明書中所提及之電位係指一電子之一靜電位。
如圖6中所繪示，首先，在自時間t1至時間t3之一時期期間，將選擇脈衝自垂直驅動單元112施加至讀取電晶體(SEL)20之閘極及閘極電極123。換言之，接通讀取電晶體20之閘極及閘極電極123。
另外，將一轉移脈衝自垂直驅動單元112施加至連接電晶體(FDG)之閘極電極16以接通一轉移電晶體(TRG)，且將一重設脈衝施加至重設電晶體(RST)之閘極電極17以接通重設電晶體。另外，在自時間t1至時間t2(t1<t2<t3)之一時期期間，將該轉移脈衝自垂直驅動單元112施加至轉移電晶體(TRG)之閘極電極15以接通轉移電晶體(TRG)。
因此，如圖7中所繪示，在自時間t1至時間t2之時期內之一任意時間(a)處降低面向閘極電極15之區域124之電位。另外，降低面向閘極電極16、閘極電極123及閘極電極17之第二電荷電壓轉換區段121之電位。因此，排放(重設)累積於光電轉換元件11、第一電荷電壓轉換區段12及第二電荷電壓轉換區段121中之電荷。
接著，如圖6中所繪示，在自時間t3至時間t4(t3<t4)之一時期內，未自垂直驅動單元112施加脈衝。因此，如圖7中所繪示，第一電荷電壓轉換區段12及n型層122之電位在自時間t3至時間t4之該時期內之一任意時間(b)處保持低態，但提高區域124及第二電荷電壓轉換區段121之電位。因此，將藉由光電轉換所產生之電荷累積於光電轉換元件11中。換言之，執行曝光。
接著，如圖6中所繪示，在自時間t4至時間t11(t4<t11)之一時期內，將選擇脈衝施加至讀取電晶體20及閘極電極123。另外，在自時間t4至時間t6(t4<t6<t11)之一時期內，將轉移脈衝施加至閘極電極16。另外，在自時間t4至時間t5(t4<t5<t6)之一時期內，將重設脈衝施加至閘極電極123。
因此，如圖7中所繪示，區域124之電位在自時間t4至時間t5之時期內之一任意時間(c)處保持高態，但降低第一電荷電壓轉換區段12及第二電荷電壓轉換區段121之電位。
此時，將選擇脈衝施加至讀取電晶體20之閘極。為此，對應於重設連接電晶體(FDG)、MOS電容器及重設電晶體(RST)時之電荷之一電壓由放大電晶體19放大，且作為像素信號經由讀取電晶體20而輸出至垂直信號線117。
如上文所描述，在時間(c)處，將重設連接電晶體(FDG)、MOS電容器及重設電晶體(RST)時之像素信號輸出至垂直信號線117。像素信號用於CDS程序及類似者中。
另外，如圖7中所繪示，在第二電荷電壓轉換區段121中，僅在自時間t5至時間t6之一時期內之一任意時間(d)處提高面向閘極電極17之區域之電位。另外，此時，將選擇脈衝施加至讀取電晶體20之閘極。
為此，對應於重設連接電晶體(FDG)及MOS電容器時之電荷之一 電壓由放大電晶體19放大，且作為像素信號由讀取電晶體20輸出至垂直信號線117。如上文所描述，在時間(d)處，將重設連接電晶體(FDG)及MOS電容器時之像素信號輸出至垂直信號線117。像素信號用於CDS程序及類似者中。
此外，在自時間t6至時間t7(t6<t7<t11)之一時期內之一任意時間(e)處，當將轉移脈衝施加至閘極電極15時，如圖7中所繪示，提高面向閘極電極16及閘極電極17之第二電荷電壓轉換區段121之電位。另外，此時，將選擇脈衝施加至讀取電晶體20之閘極。
為此，對應於重設第一電荷電壓轉換區段12時之電荷之一電壓由放大電晶體19放大，且作為像素信號由讀取電晶體20輸出至垂直信號線117。如上文所描述，在時間(e)處，將重設第一電荷電壓轉換區段12時之像素信號輸出至垂直信號線117。像素信號用於CDS程序及類似者中。
接著，如圖6中所繪示，在自時間t7至時間t8(t7<t8<t11)之一時期內，將轉移脈衝施加至轉移電晶體(TRG)。因此，如圖7中所繪示，在自時間t7至時間t8之該時期內之一任意時間(f)處降低區域124之電位。因此，將累積於光電轉換元件11中之電荷轉移至第一電荷電壓轉換區段12。在此情況中，由於第一電荷電壓轉換區段12之電容不夠大，所以在其中累積於光電轉換元件11中之電荷之數量較大之一情況中，電荷之部分保持於光電轉換元件11中。
接著，如圖6中所繪示，在自時間t8至時間t9(t8<t9<t11)之一時期內，當將轉移脈衝施加至下一轉移電晶體(TRG)時，轉移脈衝未施加至轉移電晶體(TRG)。因此，如圖7中所繪示，在自時間t8至時間t9之該時期內之一任意時間(g)處提高區域124之電位。另外，此時，將選擇脈衝施加至讀取電晶體20之閘極。
因此，對應於轉移至第一電荷電壓轉換區段12之電荷之一電壓 由放大電晶體19放大，且作為像素信號經由讀取電晶體20而輸出至垂直信號線117。就此組態而言，讀取一高增益像素信號。
接著，如圖6中所繪示，在自時間t9至時間t11之一時期內，將轉移脈衝施加至閘極電極16。另外，在自時間t9至時間t10(t9<t10<t11)之一時期內，將轉移脈衝再次施加至轉移電晶體(TRG)。
因此，如圖7中所繪示，在自時間t9至時間t10之時期內之一任意時間(h)處再次降低區域124之電位，且亦降低面向第二電荷電壓轉換區段121之閘極電極16的區域之電位。因此，將保持於光電轉換元件11中之電荷轉移至第一電荷電壓轉換區段12及第二電荷電壓轉換區段121。
接著，如圖6中所繪示，在自時間t10至時間t11之一時期內，轉移脈衝未施加至轉移電晶體(TRG)。為此，如圖7中所繪示，在自時間t10至時間t11之該時期內之一任意時間(i)處提高區域124之電位。另外，此時，繼續將選擇脈衝及轉移脈衝施加至連接電晶體(FDG)。
因此，對應於轉移至第一電荷電壓轉換區段12及第二電荷電壓轉換區段121之電荷之一電壓由放大電晶體19放大，且作為像素信號經由讀取電晶體20而輸出至垂直信號線117。就此組態而言，讀取一低增益像素信號。
如上文所描述，在像素120中，當讀取重設時之像素信號及實際像素信號時，僅在自時間t4至時間t11之讀取時期內施加施加至讀取電晶體20之閘極之選擇脈衝。接著，閘極電極123連接至讀取電晶體20之閘極。
因此，施加至閘極電極123之電壓在讀取時期內變為轉移脈衝之一施加電壓(例如電源電壓)，且在除讀取時期之外之自時間t3至時間t4之時期內變為轉移脈衝之一非施加電壓(例如接地位準處之電壓)。換言之，施加至閘極電極123之電壓在讀取時期內及在除讀取時期之 外之自時間t3至時間t4之時期內變為不同。據此，可在除讀取時期之外之時期內抑制在基板10上之一位置中產生一強電場，使得可靠性可被改良。由於除讀取時期之外之時期(諸如曝光時期)長於讀取時期，所以抑制效應被增強。
(像素之組態之另一實例)
圖8係繪示像素120之組態之另一實例的像素陣列單元111之一平面圖。
圖8中所繪示之像素120之組態與圖4中所繪示之像素120之組態之差異在於：閘極電極123覆蓋面向閘極電極123之第二電荷電壓轉換區段121之區域之一部分。
具體言之，沿垂直於閘極電極16及閘極電極17之配置方向之一方向配置第二電荷電壓轉換區段121及閘極電極123。
(像素之操作之另一實例)
圖9係繪示圖8之像素120之操作的一時序圖。
此外，在圖9中，水平軸表示時間，且垂直軸表示電壓。
如圖9中所繪示，除選擇脈衝未在自時間t1至時間t3之時期內施加至讀取電晶體20之閘極及閘極電極123之外，圖8之像素120之操作等於圖6之操作。
因此，施加至閘極電極123之電壓在讀取時期內變為轉移脈衝之一施加電壓(例如電源電壓)，且在除讀取時期之外之時期內變為轉移脈衝之一非施加電壓(例如接地位準處之電壓)。換言之，施加至閘極電極123之電壓在讀取時期內及在除讀取時期之外之時期內變為不同。據此，可在除讀取時期之外之時期內抑制在基板10上之一位置中產生一強電場，使得可靠性可被改良。
<第二實施例>
(根據第二實施例之固態影像拾取裝置之組態之實例)
除像素陣列單元111之像素之外，根據CMOS影像感測器(其作為將本發明應用於其之固態影像拾取裝置)之一第二實施例之組態等於圖3中所繪示之CMOS影像感測器100之組態。因此，將僅描述像素。
圖10及圖11分別係繪示根據CMOS影像感測器(其作為將本發明應用於其之固態影像拾取裝置)之第二實施例之一像素之組態之一實例的一平面圖及一橫截面圖。
在圖10及圖11所繪示之組態中，用相同符號標示與圖4及圖5之組態相同之組態。將適當不重複一冗餘描述。
圖10及圖11中所繪示之一像素140之組態與圖4及圖5中所繪示之像素120之組態之差異在於：提供一n型層141及一閘極電極142來代替n型層122及閘極電極123。在像素140中，MOS電容器中之第二電荷電壓轉換區段13之電極之電壓變動。
具體言之，像素140之n型層(n+)141經提供以鄰近於基板10內部之第二電荷電壓轉換區段121。第二電荷電壓轉換區段121、n型層141及閘極電極17用作重設電晶體(RST)。換言之，n型層141用作重設電晶體之汲極，閘極電極用作重設電晶體之閘極，且第二電荷電壓轉換區段121用作重設電晶體之源極。將一可變電壓(DRN)施加至n型層141。
另外，在基板10之第二電荷電壓轉換區段121之上部分中，一閘極電極142經提供以完全覆蓋閘極電極16與閘極電極17之間之第二電荷電壓轉換區段121，且將電源電壓(Vdd)施加至閘極電極142。
閘極電極142及面向閘極電極142之第二電荷電壓轉換區段121之區域用作MOS電容器。換言之，閘極電極142係MOS電容器之閘極電極，且面向閘極電極142之第二電荷電壓轉換區段121之區域係MOS電容器之基板電極。因此，MOS電容器之基板電極連接至重設電晶體之源極。
就上文所描述之組態而言，在像素140中，類似於像素120，由於無閘極電極連接至面向第二電荷電壓轉換區段121之閘極電極142的區域且無需提供接觸區域，所以像素140具有比像素1高之一面積效率。據此，可改良填充因數。
(像素之操作之實例)
圖12係繪示像素140之操作之一實例的一時序圖。
此外，在圖12中，水平軸表示時間，且垂直軸表示電壓。
如圖12中所繪示，首先，在自時間t21至時間t23(t21<t23)之一時期內，將轉移脈衝施加至連接電晶體(FDG)之閘極電極16。另外，在自時間t21至時間t25(t23<t25)之一時期內，將重設脈衝施加至重設電晶體(RST)之閘極電極17。另外，在自時間t21至時間t22(t21<t22<t23)之一時期內，將轉移脈衝施加至轉移電晶體(TRG)之閘極電極15。
因此，在自時間t21至時間t22之時期內，類似於圖7中所繪示之時間(a)之情況，降低區域124及第二電荷電壓轉換區段121之電位。因此，排放(重設)累積於光電轉換元件11、第一電荷電壓轉換區段12及第二電荷電壓轉換區段121中之電荷。
接著，由於未在時間22處將轉移脈衝施加至轉移電晶體(TRG)，所以提高區域124之電位，且開始由光電轉換元件11累積電荷。換言之，曝光開始。
接著，如圖12中所繪示，在自時間t24(t23<t24<t25)至時間t26(t25<t26)之一時期內，將與其他脈衝反相之一脈衝(下文中稱為一反相脈衝)施加至n型層141。換言之，在自時間t24至時間t26之該時期內，施加至n型層141之電壓變為一低電壓。另外，此時，施加重設脈衝直至時間t25。
因此，在自時間t24至時間t25之一時期內，面向閘極電極142之 第二電荷電壓轉換區段121之區域(即，MOS電容器之基板電極之一空乏層)經回填(fill back)使得在基板10上之一位置中產生一強電場受抑制。
自時間t27至時間t34之一時期內之操作等於圖6中所繪示之自時間t4至時間t11之時期內之操作，且將不呈現其描述。
在時間t34之後，在自時間t35(t34<t35)至時間t37(t35<t37)之一時期內施加重設脈衝。另外，在自時間t36(t35<t36<t37)至時間t38(t37<t38)之一時期內，將反相脈衝施加至n型層141。就此組態而言，在自時間t36至時間t37之一時期內，MOS電容器之基板電極之空乏層再次經回填使得在基板10上之一位置中產生一強電場受抑制。
如上文所描述，在像素140中，在除讀取時期之外之自時間t24至時間t26之時期及自時間t36至時間t38之時期內，經由重設電晶體將反相脈衝施加至MOS電容器之基板電極。另外，未在除上文所提及之時期之外之一時期(其包含讀取時期)內施加反相脈衝。
因此，經由重設電晶體施加至MOS電容器之基板電極之電壓在除讀取時期之外之時期內變為一低電壓，且在除該等時期之外之一時期(其包含讀取時期)內變為一高電壓(例如電源電壓)。換言之，經由重設電晶體施加至MOS電容器之基板電極之電壓在除讀取時期之外之時期內及在除該等時期之外之一時期(其包含讀取時期)內變為不同。據此，可在除讀取時期之時期內抑制在基板10上之一位置中產生一強電場，使得可靠性可被改良。
(像素之組態之另一實例)
圖13係繪示像素140之組態之另一實例的一平面圖。
圖13中所繪示之像素140之組態與圖10中所繪示之像素140之組態之差異在於：閘極電極142覆蓋第二電荷電壓轉換區段121之一部分。
具體言之，沿垂直於閘極電極16及閘極電極17之配置方向之一方向配置第二電荷電壓轉換區段121及閘極電極142。
圖13中所繪示之像素140之操作等於圖10中所繪示之像素140之該操作，且將不呈現其描述。
<根據第三實施例之組態之實例>
(根據實施例之電子設備之組態之實例)
圖14係繪示一影像拾取設備(其作為將本發明應用於其之一電子設備)之組態之一實例的一方塊圖。
圖14中所繪示之一影像拾取設備500係一視訊攝影機、一數位靜態相機或類似者。影像拾取設備500由一光學系統501、一固態影像拾取裝置502、一DSP電路503、一圖框記憶體504、一顯示單元505、一記錄單元506、一操作單元507及一電力供應單元508組態。DSP電路503、圖框記憶體504、顯示單元505、記錄單元506、操作單元507及電力供應單元508經由一匯流排線509而彼此連接。
光學系統501由一群組之透鏡及類似者組態，且藉由自一物體擷取入射光(影像光)而在固態影像拾取裝置502之一影像拾取面上形成一影像。固態影像拾取裝置502由根據上文所提及之第一實施例及第二實施例之CMOS影像感測器組態。固態影像拾取裝置502將藉由光學系統501形成為影像拾取面上之一影像的入射光之光量轉換成像素單元中之電信號，且將該等電信號作為像素信號供應至DSP電路503。
DSP電路503對自固態影像拾取裝置502供應之像素信號執行一預定影像處理，且將經處理之影像信號供應至用於暫時儲存之圖框單元中之圖框記憶體504。
例如，顯示單元505由一面板顯示裝置(諸如一液晶面板或一有機電致發光(EL)面板)組態，且基於暫時儲存於圖框單元中之圖框記憶 體504中之像素信號而顯示一影像。
記錄單元506由一數位多功能光碟(DVD)、一快閃記憶體及類似者組態，且讀取及記錄暫時儲存於圖框單元中之圖框記憶體504中之像素信號。
根據一使用者操作，操作單元507發出針對影像拾取設備500具有之各種功能之操作指令。電力供應單元508將電力適當供應至DSP電路503、圖框記憶體504、顯示單元505、記錄單元506及操作單元507。
將本發明應用於其之電子設備可包含將固態影像拾取裝置用作為一影像擷取單元(光電轉換單元)之一電子設備。除影像拾取設備500之外，例示具有一成像功能之一可攜式終端機、將固態影像拾取裝置用作為該影像擷取單元之一影印機、及類似者。
此外，CMOS影像感測器可被封裝於一類型之一晶片中，或可位於具有一成像功能之一類型之模組(其經封裝以包含光學系統及類似者)中。
另外，本發明之實施例不受限於上文所提及之實施例，且可在不背離本發明之精神之一範疇內作出各種改變。
例如，在第一實施例及第二實施例中，一n型電晶體形成於p井層中，且一p型電晶體可形成於一n井層中。在此情況中，電壓或電位之量值關係將與第一實施例及第二實施例之情況相反。
此外，本發明可組態如下。
(1)一種固態影像拾取裝置，其包含：一光電轉換元件，其根據入射光之光量產生電荷且將該等電荷累積於其內部；一電荷轉移區段，其轉移由該光電轉換元件累積之該等電荷；一電荷電壓轉換區段，其將由該電荷轉移區段轉移之該等電荷 轉換成一電壓；及一金屬氧化物半導體(MOS)電容器，其經由一電晶體連接該電荷電壓轉換區段與一基板電極，其中該MOS電容器之一閘極電極施加有在由該電荷電壓轉換區段轉換之電壓信號之一讀取時期內及在除該讀取時期之一時期內不同之一電壓。
(2)如(1)之固態影像拾取裝置，其進一步包含：一讀取電晶體，其控制由該電荷電壓轉換區段轉換之該電壓信號之讀取，其中該讀取電晶體之一閘極電極連接至該MOS電容器之該閘極電極。
(3)如(2)之固態影像拾取裝置，其中該MOS電容器之該閘極電極經形成以完全覆蓋該MOS電容器之該基板電極。
(4)如(3)之固態影像拾取裝置，其進一步包含：一重設電晶體，其重設該電荷電壓轉換區段之電荷，其中在重設該電荷電壓轉換區段之該等電荷時接通該MOS電容器之該閘極電極。
(5)如(2)之固態影像拾取裝置，其中該MOS電容器之該閘極電極經形成以覆蓋該MOS電容器之該基板電極之一部分。
(6)如(5)之固態影像拾取裝置，其進一步包含：一重設電晶體，其重設該電荷電壓轉換區段之電荷，其中在重設該電荷電壓轉換區段之該等電荷時切斷該MOS電容器之該閘極電極。
(7)一種一固態影像拾取裝置之驅動方法，該固態影像拾取裝置包含根據入射光之光量產生電荷且將該等電荷累積於其內部之一光電轉換元件、轉移由該光電轉換元件累積之該等電荷之一電荷轉移區 段、將由該電荷轉移區段轉移之該等電荷轉換成一電壓之一電荷電壓轉換區段、及經由一電晶體連接該電荷電壓轉換區段與一基板電極之一MOS電容器，該方法包含：將在由該電荷電壓轉換區段轉換之電壓信號之一讀取時期內及在除該讀取時期之外之一時期內不同之一電壓施加至該MOS電容器之一閘極電極。
(8)一種電子設備，其包含：一光電轉換元件，其根據入射光之光量產生電荷且將該等電荷累積於其內部；一電荷轉移區段，其轉移由該光電轉換元件累積之該等電荷；一電荷電壓轉換區段，其將由該電荷轉移區段轉移之該等電荷轉換成一電壓；及一MOS電容器，其經由一電晶體連接該電荷電壓轉換區段與一基板電極，其中該MOS電容器之一閘極電極施加有在由該電荷電壓轉換區段轉換之電壓信號之一讀取時期內及在除該讀取時期之外之一時期內不同之一電壓。
(9)一種固態影像拾取裝置，其包含：一光電轉換元件，其根據入射光之光量產生電荷且將該等電荷累積於其內部；一電荷轉移區段，其轉移由該光電轉換元件累積之該等電荷；一電荷電壓轉換區段，其將由該電荷轉移區段轉移之該等電荷轉換成一電壓；及一MOS電容器，其經由一電晶體連接該電荷電壓轉換區段與一基板電極，其中該MOS電容器之該基板電極施加有在由該電荷電壓轉換區 段轉換之電壓信號之一讀取時期內及在除該讀取時期之外之一時期內不同之一電壓。
(10)如(9)之固態影像拾取裝置，其進一步包含：一重設電晶體，其重設該電荷電壓轉換區段之電荷，其中該重設電晶體之一源極電極連接至該MOS電容器之該基板電極。
(11)如(10)之固態影像拾取裝置，其中當在除該讀取時期之外之該時期內將一脈衝施加至該重設電晶體之一閘極電極時，將一第一電壓施加至該重設電晶體之一汲極電極，且在該讀取時期內，將一第二電壓施加至該重設電晶體之該汲極電極。
(12)一種一固態影像拾取裝置之驅動方法，該固態影像拾取裝置包含根據入射光之光量產生電荷且將該等電荷累積於其內部之一光電轉換元件、轉移由該光電轉換元件累積之該等電荷之一電荷轉移區段、將由該電荷轉移區段轉移之該等電荷轉換成一電壓之一電荷電壓轉換區段、及經由一電晶體連接該電荷電壓轉換區段與一基板電極之一MOS電容器，該方法包含：將在由該電荷電壓轉換區段轉換之電壓信號之一讀取時期內及在除該讀取時期之外之一時期內不同之一電壓施加至該MOS電容器之該基板電極。
(13)一種電子設備，其包含：一光電轉換元件，其根據入射光之光量產生電荷且將該等電荷累積於其內部；一電荷轉移區段，其轉移由該光電轉換元件累積之該等電荷；一電荷電壓轉換區段，其將由該電荷轉移區段轉移之該等電荷轉換成一電壓；及一MOS電容器，其經由一電晶體連接該電荷電壓轉換區段與一 基板電極，其中該MOS電容器之該基板電極施加有在由該電荷電壓轉換區段轉換之電壓信號之一讀取時期內及在除該讀取時期之外之一時期內不同之一電壓。
熟習此項技術者應瞭解，各可根據設計要求及其他因素而進行種修改、組合、子組合及變更，只要其等落於隨附申請專利範圍或其等效物之範疇內。

Claims (14)

  1. 一種固態影像拾取裝置，其包括：一光電轉換元件，其形成於一基板中，其中該光電轉換元件根據入射光之一量產生電荷，且其中該等電荷累積於該光電轉換元件內部；一電荷轉移區段，其轉移由該光電轉換元件累積之該等電荷，其中該電荷轉移區段包含該基板具有一第一電荷類型之一部分；一電荷電壓轉換區段，其將由該電荷轉移區段轉移之該等電荷轉換成一電壓，其中該電荷電壓轉換區段包含該基板具有一第二電荷類型之一部分；及一金屬氧化物半導體(MOS)電容器，其經由一電晶體連接該電荷電壓轉換區段與形成於該基板中之一基板電極，其中該MOS電容器之一閘極電極施加有一電壓，該電壓在由該電荷電壓轉換區段轉換之電壓信號之一讀取時期內與在除該讀取時期之外之一時期內不同。
  2. 如請求項1之固態影像拾取裝置，其進一步包括：一讀取電晶體，其控制由該電荷電壓轉換區段轉換之該電壓信號之讀取，其中該讀取電晶體之一閘極電極連接至該MOS電容器之該閘極電極。
  3. 如請求項2之固態影像拾取裝置，其中該MOS電容器之該閘極電極經形成以完全覆蓋該MOS電容器之該基板電極。
  4. 如請求項3之固態影像拾取裝置，其進一步包括：一重設電晶體，其重設該電荷電壓轉換區段之電荷， 其中在重設該電荷電壓轉換區段之該等電荷時接通該MOS電容器之該閘極電極。
  5. 如請求項2之固態影像拾取裝置，其中該MOS電容器之該閘極電極經形成以覆蓋該MOS電容器之該基板電極之一部分。
  6. 如請求項5之固態影像拾取裝置，其進一步包括：一重設電晶體，其重設該電荷電壓轉換區段之電荷，其中在重設該電荷電壓轉換區段之該等電荷時切斷該MOS電容器之該閘極電極。
  7. 如請求項1之固態影像拾取裝置，其中該第一電荷類型係p型，且其中該第二電荷類型係n型。
  8. 一種一固態影像拾取裝置之驅動方法，該固態影像拾取裝置包含：形成於一基板中之一光電轉換元件，其根據入射光之一量產生電荷且將該等電荷累積於其內部；一電荷轉移區段，其轉移由該光電轉換元件累積之該等電荷，其中該電荷轉移區段包含該基板具有一第一電荷類型之一部分；一電荷電壓轉換區段，其將由該電荷轉移區段轉移之該等電荷轉換成一電壓，其中該電荷電壓轉換區段包含該基板具有一第二電荷類型之一部分；及一MOS電容器，其經由一電晶體連接該電荷電壓轉換區段與形成於該基板中之一基板電極，該方法包括：施加一電壓至該MOS電容器之一閘極電極，該電壓在由該電荷電壓轉換區段轉換之電壓信號之一讀取時期內與在除該讀取時期之外之一時期內不同。
  9. 一種電子設備，其包括：一光電轉換元件，其形成於一基板中，其中該光電轉換元件根據入射光之一量產生電荷，且其中該等電荷累積於該光電轉換元件內部； 一電荷轉移區段，其轉移由該光電轉換元件累積之該等電荷，其中該電荷轉移區段包含該基板具有一第一電荷類型之一部分；一電荷電壓轉換區段，其將由該電荷轉移區段轉移之該等電荷轉換成一電壓，其中該電荷轉移區段包含該基板具有一第一電荷類型之一部分；及一MOS電容器，其經由一電晶體連接該電荷電壓轉換區段與形成於該基板中之一基板電極，其中該MOS電容器之一閘極電極施加有一電壓，該電壓在由該電荷電壓轉換區段轉換之電壓信號之一讀取時期內與在除該讀取時期之外之一時期內不同。
  10. 一種固態影像拾取裝置，其包括：一光電轉換元件，其形成於一基板中，其中該光電轉換元件根據入射光之一量產生電荷且將該等電荷累積於其內部；一電荷轉移區段，其轉移由該光電轉換元件累積之該等電荷，其中該電荷轉移區段包含該基板具有一第一電荷類型之一部分；一電荷電壓轉換區段，其將由該電荷轉移區段轉移之該等電荷轉換成一電壓，其中該電荷電壓轉換區段包含該基板具有一第二電荷類型之一部分；及一MOS電容器，其經由一電晶體連接該電荷電壓轉換區段與形成於該基板中之一基板電極，其中該MOS電容器之該基板電極施加有一電壓，該電壓在由該電荷電壓轉換區段轉換之電壓信號之一讀取時期內與在除該讀取時期之外之一時期內不同。
  11. 如請求項10之固態影像拾取裝置，其進一步包括： 一重設電晶體，其重設該電荷電壓轉換區段之電荷，其中該重設電晶體之一源極電極連接至該MOS電容器之該基板電極。
  12. 如請求項11之固態影像拾取裝置，其中當在除該讀取時期之外之該時期內將一脈衝施加至該重設電晶體之一閘極電極時，將一第一電壓施加至該重設電晶體之一汲極電極，且在該讀取時期內，將一第二電壓施加至該重設電晶體之該汲極電極。
  13. 一種一固態影像拾取裝置之驅動方法，該固態影像拾取裝置包含：形成於一基板中之一光電轉換元件，其根據入射光之一量產生電荷且將該等電荷累積於其內部；一電荷轉移區段，其轉移由該光電轉換元件累積之該等電荷，其中該電荷轉移區段包含該基板具有一第一電荷類型之一部分；一電荷電壓轉換區段，其將由該電荷轉移區段轉移之該等電荷轉換成一電壓，其中該電荷電壓轉換區段包含該基板具有一第二電荷類型之一部分；及一MOS電容器，其經由一電晶體連接該電荷電壓轉換區段與形成於該基板中之一基板電極，該方法包括：施加一電壓至該MOS電容器之該基板電極，該電壓在由該電荷電壓轉換區段轉換之電壓信號之一讀取時期內與在除該讀取時期之外之一時期內不同。
  14. 一種電子設備，其包括：一光電轉換元件，其形成於一基板中，其中該光電轉換元件根據入射光之一量產生電荷，且其中該等電荷累積於該光電轉換元件內部；一電荷轉移區段，其轉移由該光電轉換元件累積之該等電荷，其中該電荷轉移區段包含該基板具有一第一電荷類型之一部分； 一電荷電壓轉換區段，其將由該電荷轉移區段轉移之該等電荷轉換成一電壓，其中該電荷電壓轉換區段包含該基板具有一第二電荷類型之一部分；及一MOS電容器，其經由一電晶體連接該電荷電壓轉換區段與形成於該基板中之一基板電極，其中該MOS電容器之該基板電極施加有一電壓，該電壓在由該電荷電壓轉換區段轉換之電壓信號之一讀取時期內與在除該讀取時期之外之一時期內不同。
TW103107306A 2013-04-08 2014-03-04 固態影像拾取裝置、其驅動方法以及電子設備 TWI628957B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013080487A JP2014204364A (ja) 2013-04-08 2013-04-08 固体撮像素子および駆動方法、並びに電子機器
JP2013-080487 2013-04-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201440523A TW201440523A (zh) 2014-10-16
TWI628957B true TWI628957B (zh) 2018-07-01

Family

ID=50543281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103107306A TWI628957B (zh) 2013-04-08 2014-03-04 固態影像拾取裝置、其驅動方法以及電子設備

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9769406B2 (zh)
JP (1) JP2014204364A (zh)
KR (1) KR102183357B1 (zh)
CN (1) CN105191290B (zh)
TW (1) TWI628957B (zh)
WO (1) WO2014167794A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10177392B2 (en) * 2013-10-03 2019-01-08 Hamilton Sundstrand Corporation Regulation of a fuel cell assembly
JP6700656B2 (ja) * 2014-10-31 2020-05-27 キヤノン株式会社 撮像装置
TWI566390B (zh) * 2014-10-31 2017-01-11 力晶科技股份有限公司 能改善像素動態範圍的ｃｍｏｓ影像感應器
US9774802B2 (en) * 2014-11-10 2017-09-26 Raytheon Company Method and apparatus for increasing pixel sensitivity and dynamic range
US10544082B2 (en) 2015-06-10 2020-01-28 Ptt Global Chemical Public Company Limited Method to produce acrylic acid with acetaldehyde as the main by-product
CN113507568A (zh) * 2016-05-30 2021-10-15 索尼公司 图像拾取装置
US10687003B2 (en) 2016-08-04 2020-06-16 Omnivision Technologies, Inc. Linear-logarithmic image sensor
KR20210050896A (ko) * 2019-10-29 2021-05-10 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센싱 장치
JP2021158313A (ja) * 2020-03-30 2021-10-07 ブリルニクス シンガポール プライベート リミテッド 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006245522A (ja) * 2005-02-04 2006-09-14 Tohoku Univ 光センサ、固体撮像装置、および固体撮像装置の動作方法
US20070145447A1 (en) * 2005-12-28 2007-06-28 Samsung Electronics Co. Ltd. Pixel and CMOS image sensor including the same
WO2007139255A1 (en) * 2006-05-25 2007-12-06 Pixelplus Co., Ltd. Image sensor active pixel and method for sensing signal thereof
US20080179495A1 (en) * 2007-01-31 2008-07-31 Sanyo Electric Co., Ltd. Image sensor
US20090295973A1 (en) * 2008-05-20 2009-12-03 Texas Instruments Japan, Ltd. Solid-State Image Pickup Device

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5841126A (en) * 1994-01-28 1998-11-24 California Institute Of Technology CMOS active pixel sensor type imaging system on a chip
JP4317115B2 (ja) 2004-04-12 2009-08-19 国立大学法人東北大学 固体撮像装置、光センサおよび固体撮像装置の動作方法
JP2006262387A (ja) 2005-03-18 2006-09-28 Canon Inc 固体撮像装置及びカメラ
US20070035649A1 (en) 2005-08-10 2007-02-15 Micron Technology, Inc. Image pixel reset through dual conversion gain gate
WO2011043432A1 (ja) * 2009-10-09 2011-04-14 国立大学法人静岡大学 半導体素子及び固体撮像装置
JP5521682B2 (ja) * 2010-02-26 2014-06-18 ソニー株式会社 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、及び、電子機器
JP2011222708A (ja) * 2010-04-08 2011-11-04 Sony Corp 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器
JP2013016676A (ja) * 2011-07-05 2013-01-24 Sony Corp 固体撮像装置及びその製造方法、電子機器
JP6188679B2 (ja) * 2012-02-29 2017-08-30 江藤　剛治 固体撮像装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006245522A (ja) * 2005-02-04 2006-09-14 Tohoku Univ 光センサ、固体撮像装置、および固体撮像装置の動作方法
US20070145447A1 (en) * 2005-12-28 2007-06-28 Samsung Electronics Co. Ltd. Pixel and CMOS image sensor including the same
WO2007139255A1 (en) * 2006-05-25 2007-12-06 Pixelplus Co., Ltd. Image sensor active pixel and method for sensing signal thereof
US20080179495A1 (en) * 2007-01-31 2008-07-31 Sanyo Electric Co., Ltd. Image sensor
US20090295973A1 (en) * 2008-05-20 2009-12-03 Texas Instruments Japan, Ltd. Solid-State Image Pickup Device

Also Published As

Publication number Publication date
CN105191290A (zh) 2015-12-23
US9769406B2 (en) 2017-09-19
KR20150139822A (ko) 2015-12-14
US20160044264A1 (en) 2016-02-11
WO2014167794A1 (en) 2014-10-16
JP2014204364A (ja) 2014-10-27
TW201440523A (zh) 2014-10-16
KR102183357B1 (ko) 2020-11-26
CN105191290B (zh) 2019-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI628957B (zh) 固態影像拾取裝置、其驅動方法以及電子設備
JP5552858B2 (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、及び、電子機器
JP5258416B2 (ja) 固体撮像装置
JP5369779B2 (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および電子機器
WO2013176007A1 (ja) 撮像素子、駆動方法、および電子装置
JP5637384B2 (ja) 固体撮像素子および駆動方法、並びに電子機器
JP5257176B2 (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および電子機器
JP5251736B2 (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および電子機器
WO2015137147A1 (ja) 固体撮像素子およびその駆動方法、並びに電子機器
US9571772B2 (en) Solid-state imaging device, driving method and electronic apparatus with electric charge transfer using an intermediate potential
JP6120091B2 (ja) 固体撮像素子および駆動方法、並びに電子機器
JP2014060519A (ja) 固体撮像素子及びその制御方法、並びに電子機器
JP2011199816A (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、及び、電子機器
JP2010177321A (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および電子機器
US20140240565A1 (en) Solid-state imaging device and electronic apparatus
JP2011216969A (ja) 固体撮像素子および駆動方法、並びに電子機器
TW201511564A (zh) 轉換裝置、攝像裝置、電子機器、轉換方法
JP2014078870A (ja) 固体撮像素子および撮像装置
JP2018501708A (ja) 撮像装置、駆動方法、電子機器
JPWO2016098590A1 (ja) 固体撮像装置および制御方法、並びに電子機器
JP6593435B2 (ja) 固体撮像装置および固体撮像装置の駆動方法
JP2011216961A (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、および、電子機器
JP2013197697A (ja) 固体撮像装置及び電子機器
JP2014078869A (ja) 固体撮像素子および撮像装置並びに固体撮像素子の駆動制御方法
JP5402993B2 (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および電子機器