TWI701822B - 用於低暗電流浮動擴散之裝置及方法 - Google Patents
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Abstract
本發明論述一種用於一低暗電流浮動擴散之裝置及方法。一種實例性方法包含：透過一轉移閘將一光電二極體耦合至一浮動擴散，其中對該轉移閘之一閘極端子提供一第一電壓；重設該浮動擴散；重複取樣該光電二極體上之影像電荷複數次，其中該所取樣影像電荷經耦合至該浮動擴散，且其中在每次取樣該影像電荷期間對該轉移閘之該閘極端子提供小於該第一電壓之一第二電壓；在重複取樣該影像電荷之同時，將一額外電容耦合至該浮動擴散，其中在該取樣期間將一第一電容電壓施加至該額外電容；及執行該所取樣影像電荷之相關雙重取樣。
Description
本發明大體上係關於影像感測器，且特定言之但非排他地，係關於低暗電流CMOS影像感測器。
影像感測器已普遍存在。影像感測器廣泛用於數位靜態相機、蜂巢式電話、保全攝像機以及醫療、汽車及其他應用。用來製造影像感測器之技術不斷快速發展。例如，對更高解析度及更低功耗之需求促進此等器件之進一步小型化及整合。
像素串擾當前限制半導體影像感測器器件之效能。理想地，一影像感測器中之各像素作為一獨立光子偵測器操作。換言之，一個像素中之電子/電洞內容不溢入相鄰像素(或器件中之任意其他像素)。在真實影像感測器中，情況並非如此。電信號可自一個像素移動至另一像素。
此串擾可增加白色像素之數目，降低影像感測器靈敏度，且引起顏色信號混合。不幸的是，諸多串擾解決方案經常放大暗電流之影響或促成暗電流。暗電流及串擾之組合可導致明顯影像劣化。
已採用諸多技術來減輕串擾/暗電流之影響且增強影像感測器效能。然而，此等方法中之一些可能未完全消除像素串擾及暗電流之影
響。
100:成像系統
102:像素陣列
104:控制電路
106:讀出電路
108:功能邏輯
110:光電二極體
210:像素
212:轉移電晶體
214:重設電晶體
216:控制電晶體
218:列選擇電晶體
220:源極隨耦器電晶體
305:時序圖
400:方法
401:程序方塊
403:程序方塊
405:程序方塊
407:程序方塊
409:程序方塊
411:程序方塊
413:程序方塊
415:程序方塊
AVDD:高參考電壓
C1-Cx:行
CAD:額外電容
CBST:升壓電容器/電容
DCG:控制信號
DRK1:第一暗信號
DRK2:暗信號
F:節點
FD:浮動擴散
G:節點
P1-Pn:像素
PD:光電二極體
R1-Ry:列
RS:控制信號
RST:控制信號
RSVDD:電壓
SGN1:位元線讀出信號/第一信號
SGN2:信號
TX:控制信號
VBST:參考電壓
VCAP:可變參考電壓
VTX:電壓
VTXS:降低電壓
參考下圖描述本發明之非限制性及非窮舉性實例，其中除非另有規定，否則貫穿各個視圖相同元件符號指代相同部件。
圖1繪示根據本發明之一實施例之一成像系統100之一項實例。
圖2係根據本發明之一實施例之一像素210之一繪示性示意圖。
圖3係根據本發明之一實施例之一實例性時序圖305。
圖4係根據本發明之一實施例之一實例性流程圖400。
貫穿圖式之若干視圖，對應元件符號指示對應組件。熟習此項技術者將明白，圖中之元件係為簡單及清楚起見而繪示且未必按比例繪製。例如，圖中之一些元件之尺寸可相對於其他元件擴大以幫助改良對本發明之各項實施例之理解。再者，通常未描繪商業上可行實施例中有用或必要之常見但易於理解之元件以更少地阻礙對本發明之此等各項實施例之觀察。
本文中描述用於具有一浮動擴散操作以獲得低暗電流之一影像感測器之一裝置及方法之實例。在下文描述中，闡述眾多特定細節以提供對實例之一透徹理解。然而，熟習相關技術者將認知，本文中所描述之技術可在不具有該等特定細節中之一或多者之情況下實踐或使用其他方法、組件、材料等實踐。在其他例項中，未詳細展示或描述熟知結構、材
料或操作以避免模糊特定態樣。
貫穿本說明書對「一項實例」或「一項實施例」之引用意謂著結合該實例所描述之一特定特徵、結構或特性包含於本發明之至少一項實例中。因此，貫穿本說明書之各個地方出現片語「在一項實例中」或「在一項實施例中」未必皆指相同實例。此外，特定特徵、結構或特性可在一或多項實例中以任意合適方式組合。
貫穿本說明書，使用若干技術術語。除非本文中具體定義或其使用背景將另外明確指示，否則此等術語將具有其等所出自之技術中之普通含義。應注意，元件名稱及符號可貫穿本文件互換地使用(例如，Si與矽)；然而，兩者具有相同含義。
圖1繪示根據本發明之一實施例之成像系統100之一項實例。成像系統100包含像素陣列102、控制電路104、讀出電路106及功能邏輯108。在一項實例中，像素陣列102係像素110或影像感測器像素(例如，像素P1、P2、…、Pn)之二維(2D)陣列。如所繪示，像素110經配置成列(例如，列R1至Ry)及行(例如，行C1至Cx)以獲取人、地點、物件等之影像資料，接著可使用該影像資料來呈現人、地點、物件等之2D影像。然而，光電二極體不必配置成列及行且可採取其他組態。
在一項實例中，在像素陣列102中之各影像感測器光電二極體/像素已獲取其影像資料或影像電荷之後，由讀出電路106讀出影像資料且接著將影像資料轉移至功能邏輯108。讀出電路106可經耦合以自像素陣列102中之複數個像素110讀出影像資料。在各項實例中，讀出電路106可包含放大電路、類比轉數位轉換(ADC)電路或其他電路。功能邏輯108可簡單地儲存影像資料或甚至藉由應用後影像效應(例如，裁剪、旋
轉、移除紅眼、調整亮度、調整對比度等)來操縱影像資料。在一項實例中，讀出電路106可沿讀出行線一次讀出一列影像資料(已繪示)，或可使用各種其他技術(未繪示)讀出該影像資料，諸如一串列讀出或同時完全並行讀出所有像素。
在一項實例中，控制電路104經耦合至像素陣列102以控制像素陣列102中之複數個像素110之操作。例如，控制電路104可產生用於控制影像獲取之快門信號。在一項實例中，快門信號係一全域快門信號，其用於同時啟用像素陣列102內之所有像素110以在單一獲取視窗期間同時擷取其等各自影像資料。在另一實例中，快門信號係一捲動快門信號使得在連續獲取視窗期間循序地啟用各像素列、像素行或像素群組。在另一實例中，影像獲取與照明效果(諸如一快閃)同步。
在一項實例中，控制電路104可控制提供至像素110之各種控制信號之時序以減少與像素110之各者之浮動擴散相關聯之暗電流。在一些非限制性實施例中，像素110可為所謂4T像素(例如，四電晶體像素)，且可編排各種電晶體之時序以重設浮動擴散，將光生電荷自一光電二極體轉移至浮動擴散等。例如，各種控制信號之次序及相對時序可影響與浮動擴散相關聯之暗電流。另外，像素110可進一步包含一雙重轉換增益(DCG)電晶體及一相關聯電容器。相關聯電容器可耦合至浮動擴散以增加浮動擴散之電容，此可另外降低轉換增益。例如，在高光強度案例中，降低轉換增益可為有益的。此外，在一積分期間，可調變額外電容同時將一部分電壓施加至一各自像素110之一轉移閘。將部分電壓施加至轉移閘可允許取樣光電二極體之光生電荷(例如，影像電荷)。取樣影像電荷同時調變相關聯電容可減少與浮動擴散相關聯之暗電流。
在一項實例中，成像系統100可包含於一數位相機、行動電話、膝上型電腦或類似者中。另外，成像系統100可耦合至其他硬體，諸如一處理器(通用或其他)、記憶體元件、輸出(USB埠、無線發射器、HDMI埠等)、照明/快閃、電輸入(鍵盤、觸控顯示器、軌跡板、滑鼠、麥克風等)及/或顯示器。其他硬體可將指令遞送至成像系統100，自成像系統100提取影像資料，或操縱由成像系統100供應之影像資料。
圖2係根據本發明之一實施例之一像素210之一繪示性示意圖。像素210可為像素110之一實例。像素210可耦合至可將影像資料提供至讀出電路(諸如讀出電路106)之一位元線(例如，讀出行)，且像素210可自控制電路(諸如控制電路104)接收控制信號以控制像素210之各種電晶體之操作。控制電路可以相對時序控制電晶體按所要序列操作以例如將像素重設為一暗狀態，且例如在一積分之後讀出影像資料。
像素210之所繪示實施例包含一光電二極體PD、一浮動擴散FD、一轉移電晶體212、一控制電晶體216、一額外電容CAD、一重設電晶體214、一列選擇電晶體218及一源極隨耦器電晶體220。一選用升壓電容器CBST可包含於像素210中。轉移電晶體212(亦可稱為轉移閘212)經耦合於光電二極體PD與浮動擴散FD之間，且可經耦合以在一閘極端子上接收一TX控制信號。雖然浮動擴散FD被描繪為耦合於一節點F與接地之間的一電容器，但整個節點F亦可稱為浮動擴散。在一些實施例中，節點F可形成一接地電容器且可為浮動擴散FD。
重設電晶體214可耦合於一參考電壓RSVDD與一節點G之間，且可進一步經耦合以在一閘極端子上接收一重設控制信號。額外電容CAD可耦合於一可變參考電壓VCAP與節點G之間。控制電晶體216可耦
合於節點G與F之間，且進一步經耦合以在一閘極端子上接收一DCG(雙重轉換增益)控制信號。此外，源極隨耦器電晶體220之一閘極端子經耦合至節點F，且進一步耦合於一高參考電壓AVDD與源極/漏極端子處之列選擇電晶體之間。列選擇電晶體218可耦合於位元線與源極隨耦器電晶體220之間，且經耦合以在一閘極端子上接收一控制信號RS。
轉移閘212經耦合以接收控制信號TX以啟用轉移閘212使得可將電荷轉移至浮動擴散FD。電荷量可取決於像素210之一當前操作。
例如，在一重設操作期間，電荷可為在光電二極體PD之一暗狀態下產生之電荷，但在一積分期間，電荷可為光生影像電荷。浮動擴散FD可為耦合至接地、在影像電荷經由位元線讀出之前暫時儲存影像電荷作為一影像電壓之一電容器。可添加選用升壓電容器CBST以增加浮動擴散FD之電容，例如容量。例如，回應於高強度照明，光電二極體PD可產生比浮動擴散FD可儲存之電荷更多之電荷。因而，可藉由一參考電壓VBST啟用升壓電容器CBST以將額外電容添加至浮動擴散FD以儲存額外電荷。在一些實施例中，可在兩個或更多個電壓位準之間調變參考電壓VBST，此可影響電荷是否儲存於CBST上。
重設電晶體214可接收控制信號RST以將浮動擴散重設至電壓RSVDD。浮動擴散FD可重設至表示一暗狀態之一高電壓，因為光生電子在轉移至浮動擴散FD時減小與影像電荷之強度成比例之電壓。然而，為重設浮動擴散FD，可由各自控制信號RST及DCG啟用重設電晶體214及控制電晶體216兩者。可獨立地提供兩個控制信號RST及DCG，且可在不提供RST控制信號時提供DCG控制信號。例如，可將DCG控制信號提供至控制電晶體216以將節點F及因此浮動擴散FD耦合至額外電容器
CAD。
可在一積分期間在兩個或更多個電壓位準之間調變耦合至額外電容器CAD之可變電壓VCAP。例如，可在約0.4V至約1.8V之間調變VCAP。當然，可取決於底層半導體材料實施其他電壓位準。在啟用控制電晶體216時將額外電容器CAD耦合至浮動擴散FD可將額外電容提供至浮動擴散FD。例如，在控制信號TX啟用轉移閘212以將影像電荷轉移至浮動擴散FD時，可啟用控制電晶體216以將額外電容耦合至浮動擴散FD以增加浮動擴散之全井容量(FWC)，此可減少暗電流。在一些實施例中，可變電壓VCAP可在啟用轉移閘時處於一較高電壓，且在停用時處於一較低電壓。
在一些實施例中，可在更多個電壓位準下將TX控制信號提供至轉移閘212。例如，TX控制信號可處於一全電壓，例如以在一定間隔下驅動轉移閘進入飽和，但可在其他間隔下處於一降低電壓。降低電壓可允許將影像電荷「取樣」至浮動擴散FD上。降低電壓可能不會高至足以驅動轉移閘212進入飽和，但其可能高至足以加速自光電二極體PD「洩漏」至浮動擴散FD。應注意，即使在停用轉移閘212時，影像電荷(例如，電子)亦可能自光電二極體PD洩漏至浮動擴散FD。
在一些實施例中，可一致地調變TX控制信號及參考電壓VCAP。可將TX控制信號自零調變至降低電壓VTXS，且可在上文所論述之低電壓與高電壓之間調變VCAP。在調變期間，與將TX驅動至降低電壓一致，可將VCAP驅動至高電壓，且在TX降低至零時VCAP可降低至低電壓。在此期間，可類似地調變DCG控制信號使得與VCAP及TX之施加/移除相一致地啟用/停用控制電晶體216。藉由調變(例如，脈衝化)TX、
VCAP及DCG，可將影像電荷緩慢地轉移至浮動擴散FD且可將溢出電荷儲存於CAD上。另外，藉由在VCAP上維持一正電壓(例如，0.4V)，可防止浮動擴散FD上之影像電荷漏回至光電二極體PD中。
在一積分結束時，可讀出影像電荷兩次，其中在兩次讀出之間發生一或多次暗讀取以執行相關雙重取樣(CDS)。
圖3係根據本發明之一實施例之一實例性時序圖305。時序圖305可描繪像素210之一實例性操作。時序圖305之各種控制信號係由控制電路(諸如控制電路104)提供，且各種讀出信號係由讀出電路(諸如讀出電路106)接收。時序圖305繪示可導致大FWC、寬動態範圍、低暗電流及減少或消除之運動模糊之一或多個像素210之一操作。
時序圖305可在時間t0開始，其包含將RST及DCG控制信號脈衝分別施加至重設電晶體214及控制電晶體216。在將RST及DCG控制信號施加至其等各自電晶體時，浮動擴散FD可耦合至RSVDD從而導致重設浮動擴散FD。重設浮動擴散FD可導致提取可儲存於節點F上之任意自由電子。
在時間t1，將轉移控制信號TX提供至轉移閘212。在時間t1可在一高電壓(被標記為VTX)下提供控制信號TX。電壓VTX可能高至足以驅動轉移閘212進入飽和使得PD中之任意電荷快速地耦合至浮動擴散FD。在TX將VTX施加至轉移閘212時，自PD移除暗電流且重設PD並使其準備好進行積分。
在時間t2，再次施加RST及DCG控制信號脈衝以在先前暗電流轉移之後重設浮動擴散FD。應注意，自時間t0至時間t2，施加至電容器CAD之電壓VCAP處於一高電壓，從而減少可儲存於CAD上之電荷。在
一些實施例中，歸因於VCAP接近或類似於RSVDD，CAD可在此期間不儲存電荷。在重設PD及FD之後，像素210可處於一積分程序中，例如，接收影像光以產生影像電荷。
在時間t3，控制信號TX及DCG均提供短脈衝，且CAD上之電壓VCAP可增加達與控制信號之脈衝相稱之一時間週期。然而，在一降低電壓位準(諸如VTXS)下提供TX控制信號。電壓位準VTXS可啟用轉移閘212，但不驅動轉移閘212進入飽和。因而，可將在積分期間產生之影像電荷取樣至浮動擴散FD中。另外，VCAP上之電壓可處於一高電壓，此可增加CAD之電子吸收。在控制信號脈衝結束且VCAP減小之後，出現其中浮動擴散FD上之電位歸因於先前VCAP升壓而為低之一時間週期，且此可導致來自浮動擴散FD之洩漏電流減少。
在時間t4、t5及t6，如在時間t3執行般施加控制信號脈衝TX、RST及DCG以及電壓VCAP。雖然時序圖僅展示在時間t3之後的三個脈衝例項，但脈衝之數目可為N，其中N可取決於一主成像系統之一操作環境。因此，將影像電荷緩慢地取樣至浮動擴散上，同時維持提供來自浮動擴散之低洩漏電流之一條件。據此且歸因於影像電荷之取樣，出現低暗電流且出現受限運動模糊或不出現運動模糊。另外，所添加電容CAD可增加像素210之FWC且允許一寬動態範圍。在一些實施例中，選用升壓電容器CBST可增加FWC及寬動態範圍。
自時間t7開始且延伸至時間t13，可發生包含一雙暗電流量測之一相關雙重取樣程序。當然，亦可實施單暗電流量測。特定言之，在時間t7施加DCG控制信號且在時間t8經由位元線讀出信號SGN1之前增加電壓VCAP。雖然未展示，但亦在時間t8施加列選擇信號RS以接通源極隨
耦器電晶體220，源極隨耦器電晶體220將浮動擴散上之影像電壓耦合至位元線由此產生影像資料。
在時間t9，施加RST控制信號，此重設浮動擴散FD。在時間t10及t11，將暗信號DRK1及DRK2串列讀出至位元線。然而，在施加DCG控制信號且VCAP上之電壓為高時，可讀出暗信號DRK1。應注意，歸因於施加DCG(即，雙重轉換增益)控制信號，當像素210處於一低增益狀態時，讀出第一信號SGN1及第一暗信號DRK1。藉由擴展，在一高增益狀態下讀出信號DRK2及SGN2。在此情況下，額外電容CAD不耦合至浮動擴散FD，且不提供DCG控制信號。為繼續，在時間t12，在一全電壓下施加控制信號TX以將浮動擴散FD耦合至光電二極體以產生第二信號，接著在時間t13讀出第二信號。
圖4係根據本發明之一實施例之一實例性流程圖400。流程圖400繪示一像素(諸如像素210)之一實例性操作，以提供具有大FWC、寬動態範圍、低暗電流及很少或無運動模糊之一像素。可在一成像系統中(諸如成像系統100)中實施流程圖400。
方法400開始於程序方塊401，其包含重設一浮動擴散。重設浮動擴散可包含將浮動擴散耦合至一高電壓源，諸如RSVDD。重設浮動擴散可導致移除任意電荷。
程序方塊401之後可為程序方塊403，其包含使用一全電壓啟用一轉移閘以將一光電二極體中之任意電荷耦合至浮動擴散。將光電二極體耦合至浮動擴散可重設光電二極體。程序方塊403之後可為程序方塊407，其包含重設浮動擴散。程序方塊407可類似於程序方塊401，且導致自浮動擴散移除已在程序方塊405中自光電二極體轉移之任意電荷。
程序方塊405之後可視情況為程序方塊403及/或程序方塊407。程序方塊405包含同時驅動耦合至浮動擴散FD之一升壓電容器CBST。在一些實施例中，驅動升壓電容器CBST可增加浮動擴散FD之FWC。
程序方塊407之後可為程序方塊409，其包含啟用雙重轉換增益電晶體(例如，控制電晶體216)以將額外電容CAD耦合至浮動擴散。
將電容CAD耦合至浮動擴散可類似地增加FWC且可另外減少來自浮動擴散FD之洩漏電流。
程序方塊409之後可為程序方塊411，其包含使用一部分電壓例如VTXS驅動轉移閘，同時調變施加至額外電容CAD之一VCAP電壓。另外應注意，可同時調變控制信號DCG連同VCAP及控制信號TX使得將CAD耦合至浮動擴散達施加VTXS及VCAP之一時間長度。
程序方塊411之後可為程序方塊413，其包含判定程序方塊411是否已被重複N次。若否，則重複程序方塊411，否則方法400移至程序方塊415。程序方塊415包含執行包含至少兩次暗信號讀取之一相關雙重取樣程序。接著，可針對一成像系統之一像素陣列之各列或行重複方法400。
本發明之所闡釋實例之上文描述(包含摘要中所描述之內容)並非意欲於係窮舉性或將本發明限於所揭示之精確形式。雖然本文中出於闡釋目的描述本發明之特定實例，但熟習相關技術者將認知，在本發明之範疇內可進行各種修改。
鑑於上文詳細描述，可對本發明進行此等修改。隨附申請專利範圍中所使用之術語不應被解釋為將本發明限於說明書中所揭示之特
定實例。相反，本發明之範疇完全由應根據申請專利範圍解譯之既定原則
解釋之下文申請專利範圍判定。
400:方法
401:程序方塊
403:程序方塊
405:程序方塊
407:程序方塊
409:程序方塊
411:程序方塊
413:程序方塊
415:程序方塊
Claims (20)
- 一種用於低暗電流浮動擴散之方法，其包括：透過一轉移閘將一光電二極體耦合至一浮動擴散，其中對該轉移閘之一閘極端子提供一第一電壓；重設該浮動擴散；重複取樣該光電二極體上之影像電荷複數次，其中該所取樣影像電荷經耦合至像素之該浮動擴散，且其中在每次取樣該影像電荷期間對該轉移閘之該閘極端子提供小於該第一電壓之一第二電壓；在重複取樣該影像電荷時，將一額外電容耦合至該浮動擴散，其中在該取樣期間將一第一電容電壓施加至該額外電容；及執行該所取樣影像電荷之相關雙重取樣。
- 如請求項1之方法，其進一步包括：在每次取樣該影像電荷期間，重複啟用一控制電晶體以將該額外電容耦合至該浮動擴散。
- 如請求項1之方法，其中該第一電壓驅動該轉移閘進入一飽和模式。
- 如請求項1之方法，其進一步包括：在每次取樣該影像電荷期間，將一第二額外電容耦合至該浮動擴散。
- 如請求項1之方法，其中執行該所取樣影像電荷之相關雙重取樣包括：將該額外電容耦合至該浮動擴散；將該第一電容電壓提供至該額外電容；及啟用一列選擇電晶體以經由一源極隨耦器電晶體將該浮動擴散耦合至一位元線，其中該浮動擴散上之該影像電荷作為一第一信號讀出。
- 如請求項5之方法，其進一步包括：重設該浮動擴散；將該額外電容耦合至該浮動擴散；將該第一電容電壓提供至該額外電容；及啟用該列選擇電晶體以經由該源極隨耦器電晶體將該浮動擴散耦合至該位元線，其中該浮動擴散上之電荷作為一第一暗信號讀出。
- 如請求項6之方法，其進一步包括：啟用該列選擇電晶體以經由該源極隨耦器電晶體將該浮動擴散耦合至該位元線，其中該浮動擴散上之電荷作為一第二暗信號讀出。
- 如請求項7之方法，其進一步包括：將該光電二極體耦合至該浮動擴散，其中將該第一電壓提供至該轉移閘之該閘極端子；及啟用該列選擇電晶體以經由該源極隨耦器電晶體將該浮動擴散耦合至該位元線，其中該浮動擴散上之電荷作為一第二信號讀出。
- 一種成像系統，其包括：一像素陣列，其用來光生影像電荷，其中各像素包含：一光電二極體；一浮動擴散，其經由一轉移閘耦合至該光電二極體；一額外電容，其經由一控制電晶體耦合至該浮動擴散；一控制電路，其經耦合以控制該像素陣列，其中該控制電路將兩個或更多個控制信號提供至該像素陣列以取樣該影像電荷，該等控制信號引起至少一個像素：透過該轉移閘將該光電二極體耦合至該浮動擴散，其中對該轉移閘之一閘極端子提供一第一電壓；重設該浮動擴散；重複取樣該光電二極體上之影像電荷複數次，其中該所取樣影像電荷經耦合至該像素之該浮動擴散，且其中在每次取樣該影像電荷期間對該轉移閘之該閘極端子提供小於該第一電壓之一第二電壓；及在重複取樣該影像電荷時，透過該控制電晶體將該額外電容耦合至該浮動擴散，其中在該取樣期間將一第一電容電壓施加至該額外電容。
- 如請求項9之成像系統，其中該控制電路進一步引起該控制信號對該至少一個像素執行相關雙重取樣。
- 如請求項10之成像系統，其中執行相關雙重取樣包含：在該額外電容經耦合至該浮動擴散之情況下，獲得一第一影像信號；在該額外電容經耦合至該浮動擴散之情況下，獲得一第一暗信號；在該額外電容未經耦合至該浮動擴散之情況下，獲得一第二暗信號；及在該額外電容未經耦合至該浮動擴散之情況下，獲得一第二影像信號。
- 如請求項11之成像系統，其進一步包含讀出電路，該讀出電路經耦合以接收該第一影像信號及該第二影像信號以及該第一暗信號及該第二暗信號。
- 如請求項9之成像系統，其中該等控制信號進一步引起該至少一個像素：經由該控制電晶體及一重設電晶體將該浮動擴散耦合至一參考電壓以在一積分之前重設該浮動擴散。
- 一種用於低暗電流浮動擴散之方法，其包括：啟用一轉移閘以將電荷自一光電二極體轉移至一浮動擴散，其中使用一第一電壓啟用該轉移閘；啟用一重設電晶體及一控制電晶體以將該浮動擴散耦合至一高參考 電壓；反覆啟用該轉移閘及該控制電晶體以將來自該光電二極體之影像電荷取樣至該浮動擴散，其中使用小於該第一電壓之一第二電壓啟用該轉移閘，且其中啟用該控制電晶體將一第一額外電容耦合至該浮動擴散；在反覆啟用該轉移閘及該控制電晶體時，反覆將一第一電容電壓施加至該額外電容；及對包含兩個暗信號之該影像電荷執行相關雙重取樣。
- 如請求項14之方法，其中在停用該轉移閘及該控制電晶體時，將一第二電容電壓施加至該額外電容，該第二電容電壓小於該第一電容電壓。
- 如請求項14之方法，其進一步包括在一積分期間由該光電二極體產生該影像電荷。
- 如請求項16之方法，其中該第一電壓驅動該轉移閘進入一飽和模式，且其中該第二電壓引起該影像電荷自該光電二極體漏出。
- 如請求項14之方法，其中執行相關雙重取樣包含在讀出一第一暗信號與讀出一第二暗信號之間重設該浮動擴散。
- 如請求項14之方法，其中執行相關雙重取樣包含：在啟用該控制電晶體時讀出一第一信號；在啟用該控制電晶體時讀出一第一暗信號； 在停用該控制電晶體時讀出一第二暗信號；及在停用該控制電晶體時讀出一第二信號。
- 如請求項19之方法，其進一步包括：在讀出該第一信號及該第一暗信號時，將該第一電容電壓提供至該額外電容。
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