固態(tài)圖像傳感器、用于其的方法及電子裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供固態(tài)圖像傳感器、驅(qū)動(dòng)方法和電子裝置，所述固態(tài)圖像傳感器包括：光電轉(zhuǎn)換部分，其生成與接收到的光對應(yīng)的電荷，并在其中蓄積所述電荷；電荷保持部分，其中在向浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸在所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷之前，保持所述電荷一個(gè)預(yù)定時(shí)間；第一傳輸門，其向所述電荷保持部分傳輸在所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷；第二傳輸門，其向所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸在所述電荷保持部分中保持的電荷；以及電荷放電門，其將所述光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷放電。在開始用于下一幀的光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷蓄積之前，將在所述電荷保持部分中蓄積的部分電荷放電。
【專利說明】固態(tài)圖像傳感器、用于其的方法及電子裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本技術(shù)涉及固態(tài)圖像傳感器、用于所述固態(tài)圖像傳感器的方法以及電子裝置，特別涉及使得可以減少由電荷溢出引起的余像(after-1mage)的發(fā)生的固態(tài)圖像傳感器、用于所述固態(tài)圖像傳感器的方法以及電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，CMOS圖像傳感器被用作包括固態(tài)圖像傳感器的固態(tài)成像器件。CMOS圖像傳感器通過MOS晶體管讀出作為光電換能器的光電二極管的pn結(jié)電容器中蓄積的光電荷。因?yàn)镃MOS圖像傳感器執(zhí)行以像素為單位或以行為單位等讀出在光電二極管中蓄積的光電荷的操作，所以不可能在蓄積光電荷期間向所有像素提供相同的曝光時(shí)間段。因此，在被攝體正在移動(dòng)的這種情況下，捕捉圖像可能失真。
[0003]CMOS圖像傳感器的單位像素中的每一個(gè)包括光電二極管、傳輸門、浮動(dòng)擴(kuò)散(FD),復(fù)位晶體管、放大晶體管和選擇晶體管。
[0004]在該單位像素中，例如，光電二極管例如是通過在N-型襯底(substrate)上形成的P-型阱層(well layer)中形成P-型層和通過在p-型阱層中埋入N-型內(nèi)埋層(N)的內(nèi)埋光電二極管。傳輸門向浮動(dòng)擴(kuò)散(FD)傳輸在光電二極管的pn結(jié)中蓄積的電荷。
[0005]使用機(jī)械光屏蔽單元的機(jī)械快門方法被廣泛用作對固態(tài)圖像傳感器實(shí)現(xiàn)全局曝光的方法中的一個(gè)。在全局曝光中，在所有像素具有相同曝光時(shí)間段的情況下捕捉圖像。該機(jī)械光屏蔽使得能夠以如下方式執(zhí)行全局曝光:所有像素同時(shí)開始曝光并且同時(shí)終止曝光。
[0006]在機(jī)械快門方法中，機(jī)械地控制曝光時(shí)間從而當(dāng)光進(jìn)入光電二極管時(shí)向每一個(gè)像素提供生成電荷的相同時(shí)間段。然后，關(guān)閉機(jī)械快門，并且狀態(tài)改變?yōu)榛旧蠜]有生成光電荷的狀態(tài)。在該狀態(tài)中，順序讀出信號。
[0007]然而，因?yàn)闄C(jī)械快門需要機(jī)械光屏蔽單元，其使得難以減小尺寸，并且驅(qū)動(dòng)機(jī)械的速度是有限的。為此，機(jī)械快門方法在同時(shí)性上劣于電氣方法。
[0008]因此，采用電氣全局曝光。在電氣全局曝光方法中，首先在每一個(gè)像素中同時(shí)執(zhí)行電荷放電操作，并且然后開始曝光。在電荷放電操作中，將內(nèi)埋光電二極管中蓄積的電荷抽空。從而，在光電二極管的pn結(jié)電容器中蓄積光電荷。
[0009]在曝光時(shí)間段結(jié)束的時(shí)間點(diǎn)，在每一個(gè)像素中同時(shí)導(dǎo)通傳輸門以向浮動(dòng)擴(kuò)散(電容器)傳輸每一個(gè)蓄積的光電荷。
[0010]通過關(guān)閉傳輸門，在浮動(dòng)擴(kuò)散中保持所有像素在相同曝光時(shí)間段中蓄積的光電荷。
[0011]此后，將信號電平順序讀出到垂直信號線，然后復(fù)位浮動(dòng)擴(kuò)散以將復(fù)位電平讀出到垂直信號線。
[0012]當(dāng)讀出指示信號復(fù)位電平的信號時(shí)，通過在隨后的階段中在信號處理中使用復(fù)位電平以移除信號電平的噪聲(例如，參考JP H01-243675A或JP2004-140149A)。[0013]在噪聲移除處理中，讀出由在讀出信號電平之后執(zhí)行的復(fù)位操作產(chǎn)生的復(fù)位電平。因此，不可能移除復(fù)位操作中的kTC噪聲(熱噪聲)，從而圖像質(zhì)量下降。
[0014]復(fù)位操作中的kTC噪聲是由于復(fù)位操作中復(fù)位晶體管切換操作生成的隨機(jī)噪聲。因此，如果不使用在向浮動(dòng)擴(kuò)散傳輸電荷之前的電平，則不可能適當(dāng)?shù)匾瞥盘栯娖降脑肼暋?br>
[0015]因?yàn)樵诿恳粋€(gè)像素中同時(shí)向浮動(dòng)擴(kuò)散傳輸電荷，并且因此此時(shí)以這樣的方式移除噪聲，使得讀出信號電平，并且此后再次執(zhí)行復(fù)位操作。因此，可以移除例如偏移誤差的噪聲，但不可能移除kTC噪聲。
[0016]例如，作為使得上述kTC噪聲能夠移除的技術(shù)，提出除了浮動(dòng)擴(kuò)散之外還包括存儲器部分的單位像素。存儲器部分被設(shè)計(jì)為臨時(shí)保持在內(nèi)埋光電二極管中蓄積的光電荷。還向所述單位像素提供向存儲器部分傳輸在光電二極管中蓄積的光電荷的傳輸門。
[0017]在每一個(gè)都包括存儲器部分的單位像素中執(zhí)行全局曝光時(shí)，首先導(dǎo)通在每一個(gè)像素中同時(shí)復(fù)位ro的OFG以執(zhí)行將ro中的電荷放電的操作。
[0018]此后，截止OFG以開始同時(shí)曝光，并且由此在ro中蓄積生成的光電荷。
[0019]在完成曝光時(shí)，在每一個(gè)像素中同時(shí)驅(qū)動(dòng)傳輸門以向存儲器部分傳輸光電荷，并且然后截止傳輸門以在存儲器部分中保持電荷。
[0020]在截止傳輸門之后，導(dǎo)通OFG以阻止信號從ro溢出到保持電荷的存儲器部分中(輝散現(xiàn)象(blooming))，并為下一幀執(zhí)行H)復(fù)位。
[0021]此后，執(zhí)行順序的操作以從在存儲器部分中保持的電荷讀出復(fù)位電平和信號電平。
[0022]首先復(fù)位浮動(dòng)擴(kuò)散(FD )，然后讀出復(fù)位電平。
[0023]隨后，向浮動(dòng)擴(kuò)散(FD)傳輸存儲器部分中保持的電荷以讀出信號電平。此時(shí)，在信號電平中包括的復(fù)位噪聲與當(dāng)讀出復(fù)位電平時(shí)讀出的復(fù)位噪聲一致。這使得能夠進(jìn)行減少甚至包括kTC噪聲的噪聲的處理。
[0024]S卩，根據(jù)除了浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域之外還提供臨時(shí)保持在內(nèi)埋光電二極管中蓄積的電荷的存儲器部分的像素結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)減少甚至包括kTC噪聲的噪聲的處理。
[0025]具有這種配置的圖像傳感器的示例包括JP2004-111590A和JP2009-278241A。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0026]然而，在JP2004-111590A和JP2009-278241A中的技術(shù)中，存在改進(jìn)下列內(nèi)容的需要。
[0027]例如，信號電荷從保持信號的存儲器部分溢出到當(dāng)前經(jīng)受下一幀的曝光的ro中，使得生成與余像類似的強(qiáng)噪聲。
[0028]在此，余像指代下列現(xiàn)象。當(dāng)在現(xiàn)有技術(shù)中的圖像傳感器中的從H)向FD傳輸信號電荷時(shí)，信號電荷沒有完全傳輸并保留在ro中，并且在傳輸之后剩余的電荷被添加到下一幀。為此，拍攝移動(dòng)被攝體導(dǎo)致這種逐漸減弱的圖像。
[0029]實(shí)驗(yàn)示出由電荷溢出引起的余像具有與F1D-MEM勢魚電勢(barrierelectric-potential)和MEM電勢(在蓄積狀態(tài)中)之間的差的相關(guān)性。
[0030]因?yàn)殡姾捎捎跓崮芏@得一定能量，并以一定概率躍過電勢差，所以電荷溢出并從存儲器部分向H)移動(dòng)。為此，電勢差(B卩，I3D-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在蓄積狀態(tài)中)之間的差)越小，電荷可以越容易地躍過，使得余像也增加。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)電荷溢出關(guān)于電勢差近似對數(shù)地減少的關(guān)系。
[0031]換句話說，為了減少由電荷溢出引起的余像，需要將I3D-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在蓄積狀態(tài)中)之間的差變得更大。
[0032]本技術(shù)在這種情況下公開，并希望減少由電荷溢出引起的余像的發(fā)生。
[0033]根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，提供一種固態(tài)圖像傳感器，其包括:光電轉(zhuǎn)換部分，其生成與接收到的光對應(yīng)的電荷，并在其中蓄積電荷；電荷保持部分，其中在向浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸在光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷之前，保持電荷一個(gè)預(yù)定時(shí)間；第一傳輸門，其向電荷保持部分傳輸在光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷；第二傳輸門，其向浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸在電荷保持部分中保持的電荷；以及電荷放電門，其將光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷放電。在對下一巾貞開始光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷蓄積之前，將在電荷保持部分中蓄積的部分電荷放電。
[0034]為了向電荷保持部分傳輸在光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷，當(dāng)將驅(qū)動(dòng)電壓施加于第一傳輸門時(shí)，可以將驅(qū)動(dòng)電壓施加于電荷放電門。
[0035]固態(tài)圖像傳感器還可以包括復(fù)位在浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域中蓄積的電荷的復(fù)位晶體管。在降低用于復(fù)位晶體管的驅(qū)動(dòng)脈沖的同時(shí)，提高用于電荷放電門的驅(qū)動(dòng)脈沖。
[0036]在通過驅(qū)動(dòng)第一傳輸門向電荷保持部分傳輸在光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷之后，施加于第二傳輸門的電壓值可以被設(shè)置為驅(qū)動(dòng)時(shí)的電壓值和驅(qū)動(dòng)停止時(shí)的電壓值之間的中間值。
[0037]在降低第一傳輸門的驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)，施加于第二傳輸門的電壓值可以是在驅(qū)動(dòng)時(shí)的電壓值和在驅(qū)動(dòng)停止時(shí)的電壓值之間的中間值。
[0038]在通過驅(qū)動(dòng)第一傳輸門向電荷保持部分傳輸在光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷之后，施加于第一傳輸門的電壓值可以被設(shè)置為在驅(qū)動(dòng)停止時(shí)的較低的值。
[0039]固態(tài)圖像傳感器還可以包括被布置為在光電轉(zhuǎn)換部分和電荷保持部分下面的層的N-型襯底?？梢砸赃@樣的方式施加電壓:當(dāng)降低用于第一傳輸門的驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)，N-型襯底的電勢變高。
[0040]根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，提供一種用于固態(tài)圖像傳感器的驅(qū)動(dòng)方法，所述固態(tài)圖像傳感器包括:光電轉(zhuǎn)換部分，其生成與接收到的光對應(yīng)的電荷，并在其中蓄積電荷；電荷保持部分，其中在向浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸在光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷之前，保持電荷一個(gè)預(yù)定時(shí)間；第一傳輸門，其向電荷保持部分傳輸在光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷；第二傳輸門，其向浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸在電荷保持部分中保持的電荷；以及電荷放電門，其將光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷放電。所述驅(qū)動(dòng)方法包括:在對下一巾貞開始光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷蓄積之前，將在電荷保持部分中蓄積的部分電荷放電。
[0041]根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，提供一種包括固態(tài)圖像傳感器的電子裝置，所述固態(tài)圖像傳感器包括:光電轉(zhuǎn)換部分，其生成與接收到的光對應(yīng)的電荷，并在其中蓄積電荷；電荷保持部分，其中在向浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸在光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷之前，保持電荷一個(gè)預(yù)定時(shí)間；第一傳輸門，其向電荷保持部分傳輸在光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷；第二傳輸門，其向浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸在電荷保持部分中保持的電荷；以及電荷放電門，其將光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷放電。在對下一幀開始光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷蓄積之前，將在電荷保持部分中蓄積的部分電荷放電。
[0042]根據(jù)第一和第二實(shí)施例，在開始下一幀的光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷蓄積之前，將在電荷保持部分中蓄積的部分電荷放電。
[0043]根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，可以減少由電荷溢出引起的余像的發(fā)生。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0044]圖1是圖示在像素中包括存儲器部分(MEM)的、CMOS圖像傳感器的每一個(gè)單位像素的配置示例的圖；
[0045]圖2A、2B、2C、2D和2E是圖示在全局曝光操作中圖1中的單位像素中的多個(gè)部分的電勢的圖；
[0046]圖3是圖示在全局曝光操作中驅(qū)動(dòng)脈沖的波形的時(shí)序圖；
[0047]圖4是圖示在ro-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在蓄積狀態(tài)中)之間的差的圖；
[0048]圖5是圖示在由電荷溢出生成的余像與ro-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在蓄積狀態(tài)中)之間的差之間的關(guān)系的圖；
[0049]圖6是圖示施加于TRX的電壓、PD-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)間的關(guān)系的圖；
[0050]圖7A、7B和7C是圖示根據(jù)圖6中施加于TRX的電壓值的多個(gè)部分的電勢的圖；
[0051]圖8A、8B、8C和8D是每一個(gè)圖示當(dāng)狀態(tài)從圖2C中的狀態(tài)改變?yōu)閳D2D中的狀態(tài)時(shí)電荷的移動(dòng)的圖。
[0052]圖9是圖示在曝光量和來自單位像素的信號輸出之間的關(guān)系的圖；
[0053]圖10是圖示應(yīng)用本技術(shù)的實(shí)施例的固態(tài)成像器件的概要的系統(tǒng)配置圖；
[0054]圖11是圖示在圖10中的像素陣列部件中排列的單位像素中的每一個(gè)的配置的計(jì)劃圖；
[0055]圖12是與圖11類似的計(jì)劃圖；
[0056]圖13是沿圖12中的A-A’虛線做出的橫截面圖；
[0057]圖14是與圖13類似的橫截面圖；
[0058]圖15是圖示沿圖14中的B-B’虛線做出的橫截面上的電勢的圖；
[0059]圖16是圖示沿圖14中的C-C’虛線做出的橫截面上的電勢的圖；
[0060]圖17是圖示在應(yīng)用本技術(shù)的實(shí)施例的CMOS圖像傳感器中的驅(qū)動(dòng)脈沖的波形的時(shí)序圖；
[0061]圖18A、18B和18C是圖示在圖17中的對應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的單位像素的多個(gè)部分的電勢的圖；
[0062]圖19A、19B和19C是圖示在圖17中的對應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的單位像素的多個(gè)部分的電勢的圖；
[0063]圖20A和20B是圖示在圖17中的對應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的單位像素的多個(gè)部分的電勢的圖；
[0064]圖21是圖示應(yīng)用本技術(shù)的實(shí)施例的CMOS圖像傳感器中的驅(qū)動(dòng)脈沖的波形的另一不例的時(shí)序圖；
[0065]圖22是圖示應(yīng)用本技術(shù)的實(shí)施例的CMOS圖像傳感器中的驅(qū)動(dòng)脈沖的波形的再一不例的時(shí)序圖；[0066]圖23A和23B是圖示在圖22中的對應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的單位像素的多個(gè)部分的電勢的圖；
[0067]圖24是圖示在應(yīng)用本技術(shù)的實(shí)施例的CMOS圖像傳感器中的驅(qū)動(dòng)脈沖的波形的再一不例的時(shí)序圖；
[0068]圖25A和25B是圖示在圖24中的對應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的單位像素的多個(gè)部分的電勢的圖；
[0069]圖26A和26B是圖示在圖24中的對應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的單位像素的多個(gè)部分的電勢的圖；
[0070]圖27A和27B是圖示在圖24中的對應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的單位像素的多個(gè)部分的電勢的圖；
[0071]圖28A和28B是圖示在圖24中的對應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的單位像素的多個(gè)部分的電勢的圖；
[0072]圖29是圖示在應(yīng)用本技術(shù)的實(shí)施例的CMOS圖像傳感器中的驅(qū)動(dòng)脈沖的波形的再一不例的時(shí)序圖；
[0073]圖30A、30B和、30C是圖示在圖29中的對應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的單位像素的多個(gè)部分的電勢的圖；
[0074]圖31A、31B和、31C是圖示在圖29中的對應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的單位像素的多個(gè)部分的電勢的圖；
[0075]圖32是圖示在應(yīng)用本技術(shù)的實(shí)施例的CMOS圖像傳感器中的驅(qū)動(dòng)脈沖的波形的再一不例的時(shí)序圖；
[0076]圖33是圖示應(yīng)用本技術(shù)的實(shí)施例的固態(tài)成像器件的另一配置示例的圖；
[0077]圖34是圖示應(yīng)用本技術(shù)的實(shí)施例的固態(tài)成像器件的再一配置示例的圖；以及
[0078]圖35是圖示用作應(yīng)用本技術(shù)的實(shí)施例的電子裝置的成像設(shè)備的配置示例的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0079]在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本公開的優(yōu)選實(shí)施例。注意，在該說明書和附圖中，利用相同的參考標(biāo)號表示具有基本上相同功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件。并省略這些結(jié)構(gòu)元件的重復(fù)說明。
[0080]首先，給出現(xiàn)有技術(shù)中的全局曝光的描述。
[0081]例如，CMOS圖像傳感器被用作包括固態(tài)圖像傳感器的固態(tài)成像器件。CMOS圖像傳感器通過MOS晶體管讀出在作為光電換能器的光電二極管的pn結(jié)電容器中蓄積的光電荷。因?yàn)镃MOS圖像傳感器執(zhí)行以像素為單位或以行為單位等讀出在光電二極管中蓄積的光電荷的操作，所以不可能在蓄積光電荷期間向所有像素提供相同的曝光時(shí)間段。因此，在被攝體正在移動(dòng)的這種情況下，捕捉圖像可能失真。
[0082]因此，已開發(fā)用于實(shí)現(xiàn)全局曝光的技術(shù)。在全局曝光中，在相同的曝光時(shí)間段中對所有像素執(zhí)行圖像捕捉。
[0083]此外，為了使得能夠移除kTC噪聲(熱噪聲)，已開發(fā)單位像素，例如，每一個(gè)單位像素除了浮動(dòng)擴(kuò)散之外還在像素中包括存儲器部分。
[0084]圖1是圖示在像素中包括存儲器部分(MEM)的、CMOS圖像傳感器的單位像素中的每一個(gè)的配置示例的圖。
[0085]例如，圖中圖示的單位像素10中的每一個(gè)包括作為光電換能器的光電二極管(PD) 21ο例如，PD21是通過在在N-型襯底(N-Sub ) 31上形成的ρ-型阱層(P-We11) 32中在襯底正表面?zhèn)壬闲纬蒔-型層(Ρ+) 33和通過在ρ-型阱層32中埋入N-型內(nèi)埋層(N) 34而形成的內(nèi)埋光電二極管。
[0086]單位像素10除了 TO21之外還包括第一傳輸門(TRX) 22，存儲器部分(MEM) 23、第二傳輸門(TRG) 24和浮動(dòng)擴(kuò)散(FD) 25。
[0087]當(dāng)將傳輸脈沖TRX施加于柵極電極22A時(shí)，TRX22傳輸在TO21中光電轉(zhuǎn)換并在其中蓄積的電荷。由在柵極電極22A下面形成的N-型內(nèi)埋溝道35 (N+)形成MEM23，并且所述MEM23保持由TRX22從TO21傳輸?shù)碾姾伞?br>
[0088]柵極電極22A被布置在MEM23的上部中，并可以通過將傳輸脈沖TRX施加于柵極電極22A來對MEM23執(zhí)行調(diào)制。換句話說，將傳輸脈沖TRX施加于柵極電極22A導(dǎo)致MEM23的深電勢。這導(dǎo)致MEM223中的飽和電荷量比在沒有調(diào)制的情況下的飽和電荷量大。
[0089]當(dāng)將傳輸脈沖TRG施加于柵極電極24A時(shí)，TRG24向FD25傳輸在MEM23中保持的電荷。FD25是由N-型層(N+)形成的電荷電壓換能器，并將由TRG24從MEM23傳輸?shù)碾姾赊D(zhuǎn)換為電壓。
[0090]單位像素10還包括復(fù)位晶體管(RST) 26、放大晶體管27和選擇晶體管(SEL) 28。
[0091]復(fù)位晶體管26連接在電源VDD和FD25之間，并且當(dāng)將復(fù)位脈沖RST施加于復(fù)位晶體管26的柵極電極時(shí)復(fù)位FD25。放大晶體管27具有連接到電壓VDD的漏極電極以及連接到FD25的柵極電極，從而讀出FD25的電壓。
[0092]例如，選擇晶體管28的漏極電極連接到放大晶體管27的源極電極，并且所述選擇晶體管28的源極電極連接到垂直信號線17中的對應(yīng)一個(gè)。從而，當(dāng)將選擇脈沖SEL施加于選擇晶體管28的柵極電極時(shí)，選擇晶體管28選擇應(yīng)讀出信號的單位像素10中的一個(gè)。
[0093]注意，取決于讀出像素信號的方法，可以省略或由多個(gè)像素共享復(fù)位晶體管26、放大晶體管27和選擇晶體管28。
[0094]單位像素10還包括用于將在TO21中蓄積的電荷放電的電荷放電門(0FG)29。當(dāng)在開始曝光時(shí)將控制脈沖OFG施加于柵極電極29A時(shí)，0FG29將TO21中的電荷放電到作為N-型層的漏極部分36 (N+)。
[0095]圖2是圖示在全局曝光操作中單位像素10的多個(gè)部分的電勢的圖。
[0096]圖2通過在每一個(gè)部分圖的上側(cè)上使用橫長的矩形圖示相應(yīng)的0FG、TRX和TRG的柵極電極。圖中的這些矩形中的黑色矩形每一個(gè)都示出施加驅(qū)動(dòng)電壓(脈沖)的柵極電極。圖2在對應(yīng)的部分圖的下側(cè)上示意性地圖示在H)和MEM之間的電勢的程度(degree of apotential)。在圖2的每一個(gè)部分圖中，在圖的下側(cè)上示出較高的電勢，并在上側(cè)上示出較低的電勢。因此，電勢越低，勢壘越高。電勢越高，勢壘越低。
[0097]在執(zhí)行全局曝光操作時(shí)，如圖2A中所示地導(dǎo)通(驅(qū)動(dòng))0FG以將H)中的電荷放電，從而可以同時(shí)在每一個(gè)像素中首先復(fù)位H)。在圖2A中，當(dāng)將驅(qū)動(dòng)電壓施加于OFG以導(dǎo)通OFG時(shí)，OFG下面的勢壘由此變低(電勢變高)，從而將H)中的電荷放電到電源VDD側(cè)。
[0098]此后，如圖2B中所示，降低OFG的驅(qū)動(dòng)電壓(脈沖)以截止0FG，從而開始同時(shí)曝光。因此，在ro中蓄積由于ro中的光電轉(zhuǎn)換而生成的電荷。在圖2B中，當(dāng)截止OFG時(shí)，OFG下面的勢壘變高以檢查ro中的電荷的放電，從而在ro中蓄積電荷。注意由圖中的斜線表示蓄積的電荷。
[0099]在完成曝光時(shí)，如圖2C中所示，同時(shí)在每一個(gè)像素中將驅(qū)動(dòng)電壓施加于TRX以導(dǎo)通TRX，并且向MEM傳輸在H)中蓄積的電荷。在圖2C中，導(dǎo)通TRX使得在H)和TRX下面的MEM之間的勢壘更低以及MEM的電勢更深。因此，向MEM傳輸H)中蓄積的電荷。
[0100]此后，如圖2D中所示，降低TRX的驅(qū)動(dòng)電壓(脈沖)以截止TRX，并在MEM中保持從PD傳輸?shù)碾姾?。在圖2D中，截止TRX使得在H)和MEM之間的勢壘為高，并在MEM中蓄積和保持電荷。注意在此時(shí)，沒有完全傳輸?shù)組EM的電荷保留在H)中。
[0101]然后，如圖2E中所示，導(dǎo)通(驅(qū)動(dòng))0FG以將ro中的電荷放電。這阻止了 ro中的電荷從其中溢出以流到保持電荷的MEM中(輝散現(xiàn)象)并使得為下一幀復(fù)位ro。
[0102]隨后，對復(fù)位電平和信號電平執(zhí)行順序讀出。換句話說，復(fù)位FD以讀出復(fù)位電平，向FD傳輸在MEM中保持的電荷，并且此后讀出信號電平。然后，執(zhí)行從信號電平減去復(fù)位噪聲的CDS (相關(guān)雙采樣)處理，使得能夠進(jìn)行移除包括kTC噪聲的噪聲的處理。
[0103]圖3是圖示全局曝光操作中的驅(qū)動(dòng)脈沖的波形的時(shí)序圖。該圖具有表示時(shí)間的橫軸并圖示將施加于選擇晶體管28的驅(qū)動(dòng)脈沖SEL的波形；施加于復(fù)位晶體管26的驅(qū)動(dòng)脈沖RST的波形；施加于柵極電極22A的驅(qū)動(dòng)脈沖TRX的波形；施加于柵極電極24A的驅(qū)動(dòng)脈沖TRG波形；施加于柵極電極29A的驅(qū)動(dòng)脈沖OFG的波形；以及施加于N_Sub31的脈沖SUB的波形。所有部分圖示在圖1中。
[0104]在此，圖3圖示將施加于以矩陣形式排列的多個(gè)單位像素中的第i行和第(i+Ι)行中的單位像素的驅(qū)動(dòng)脈沖的波形。為了識別行中的每一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖，“ i ”或“ i+Ι ”是脈沖的標(biāo)識名稱的后綴。
[0105]在圖3中，在由“全局傳輸”標(biāo)注的時(shí)間區(qū)段中將驅(qū)動(dòng)脈沖同時(shí)輸入到所有單位像素，而不管單位像素的行如何。相反，在圖3中由“CDS讀出”標(biāo)注的時(shí)間區(qū)段中，取決于行在不同定時(shí)將驅(qū)動(dòng)脈沖輸入到單位像素。
[0106]在圖2A中圖示多個(gè)部分在圖3中的時(shí)間ta時(shí)的電勢。此外，在圖2B中圖示多個(gè)部分在圖3中的時(shí)間tb的電勢。同樣地，在圖2C、2D和2E中圖示多個(gè)部分在圖3中的時(shí)間tc、td和te時(shí)的電勢。
[0107]此外，以由圖3中的時(shí)間tf示出的定時(shí)復(fù)位第i行中的每一個(gè)單位像素的FD，并以由時(shí)間tg示出的定時(shí)讀出復(fù)位電平。此外，以由圖3中的時(shí)間th示出的定時(shí)向FD傳輸在第i行中的像素的MEM中保持的電荷，并以由時(shí)間ti示出的定時(shí)讀出信號電平。因此，執(zhí)行⑶S處理。
[0108]同時(shí)，在現(xiàn)有技術(shù)中的全局曝光操作中，存在改進(jìn)下列內(nèi)容的需要。
[0109]例如，信號電荷從保持信號的MEM溢出(倒流)到當(dāng)前經(jīng)受下一幀的曝光的H)中，從而生成與余像類似的強(qiáng)噪聲。
[0110]在此，余像指代下列現(xiàn)象。例如，當(dāng)從ro向FD傳輸信號電荷時(shí)，信號電荷沒有完全傳輸并保留在I3D中，并且在傳輸之后剩余的電荷被添加到下一巾貞。為此，拍攝移動(dòng)被攝體導(dǎo)致這種逐漸減弱的圖像。
[0111]實(shí)驗(yàn)示出由電荷溢出弓丨起的余像具有與在ro-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在蓄積狀態(tài)中)之間的差的相關(guān)性。
[0112]換句話說，在圖3中的時(shí)間te和時(shí)間tf之間，例如，在如圖4中所示的在MEM中保持電荷的狀態(tài)中，在H)中蓄積電荷。在此，假設(shè)在MEM中保持的電荷的水面(watersurface)的高電勢pa (H)-MEM勢壘電勢)和電勢pb (MEM電勢(在蓄積狀態(tài)中))之間的差，電勢pa (H)-MEM勢壘電勢)在圖4中所示的H)和MEM之間。當(dāng)差小時(shí)，可能發(fā)生信號電荷從保持信號的MEM溢出到當(dāng)前經(jīng)受下一幀的曝光的H)中的現(xiàn)象。注意圖4中在MEM中蓄積的電荷在此被比作液體，并且在MEM中保持的電荷的水面的表達(dá)用于電勢Pb。
[0113]因?yàn)殡姾捎捎跓崮芏@得一定能量，并以一定概率躍過電勢差，所以電荷溢出并從存儲器部分向H)移動(dòng)。為此，電勢差(B卩，在ro-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在蓄積狀態(tài)中)之間的差)越小，電荷可以越容易地躍過，從而余像也增加。已發(fā)現(xiàn)電荷溢出近似對數(shù)地關(guān)于電勢差減少的關(guān)系。
[0114]圖5是圖示由電荷溢出引起的余像與在ro-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在蓄積狀態(tài)中)之間的差之間的關(guān)系的圖。注意，在圖中，通過使用對數(shù)(log)以溢出電荷的量(余像的量)表示在縱軸上由電荷溢出引起的余像，而在橫軸上由圖4中的電勢pa和電勢pb之間的差的絕對值表示I3D-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在蓄積狀態(tài)中)之間的差。
[0115]圖5中的圖呈現(xiàn)從圖的左上部分到右下部分的斜線(inclination)，并示出隨著PD-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在蓄積狀態(tài)中)之間的差變得越大，余像的量變得越小。
[0116]換句話說，為了減少由電荷溢出弓丨起的余像，需要使得在ro-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在蓄積狀態(tài)中)之間的差更大。例如，如果可以使得在MEM中保持的電荷的水面的電勢更低，則可以使得在I3D-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在蓄積狀態(tài)中)之間的差更大。
[0117]在此，更詳細(xì)地給出單位像素10的每一個(gè)部分的電勢的狀態(tài)是如何從圖2C中的狀態(tài)改變?yōu)閳D2D中的狀態(tài)的描述。
[0118]在圖2C中的狀態(tài)中，將正偏置驅(qū)動(dòng)電壓施加于TRX22的柵極電極22A (圖1)。因此，對ro-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)執(zhí)行調(diào)制。然后，在圖2C中的狀態(tài)中，將施加于TRX22的柵極電極22A的驅(qū)動(dòng)電壓的電壓降低到預(yù)定的負(fù)偏置，從而截止TRX22。
[0119]隨著所施加的電壓從將預(yù)定負(fù)偏置施加于TRX22的柵極電極22A以截止TRX22的狀態(tài)增加，在I3D-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)中電勢分別依據(jù)所施加的電壓二變得更深。
[0120]然而，ro-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)具有不同程度的改變。這是因?yàn)闉榱藴p少暗電流而在MEM的表面中形成的P-型雜質(zhì)導(dǎo)致比ro-MEM勢壘電勢的調(diào)制的程度更低的MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)的調(diào)制的程度。
[0121]圖6是圖示在施加于TRX22的柵極電極22k的電壓(施加于TRX的電壓)、PD-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)間的關(guān)系的圖。在圖中，由橫軸表示施加于TRX的電壓，并且在圖的右側(cè)上示出正偏置。注意，在輸入到CMOS圖像傳感器的每一個(gè)單位像素的普通驅(qū)動(dòng)脈沖中，用于相應(yīng)的導(dǎo)通和截止的施加的電壓大約是+3V和-1V。
[0122]同時(shí)，縱軸表示電勢(電勢降低的程度)。線61表示依據(jù)施加于TRX的電壓的改變的ro-MEM勢壘電勢的改變，而線62表示依據(jù)施加于TRX的電壓的改變的MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)的改變。
[0123]如圖6中所示，線61和62從圖的左上部分向右下部分傾斜，但是線61比線62傾斜更大。此外，線61示出當(dāng)施加于TRX的電壓變得比預(yù)定的值(由圖中的(a)指示的電壓)更低時(shí)，不管施加于TRX的電壓值如何，電勢都變?yōu)楹愣ā?br>
[0124]此外，圖6中的箭頭71、箭頭72和箭頭73分別表示當(dāng)圖6中施加于TRX的電壓值分別是(a)、( b )和(c )時(shí)，在ro-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)之間的各個(gè)差。
[0125]圖7是圖示當(dāng)圖6中施加于TRX的電壓值分別是(a)、(b)和(C)時(shí)，單位像素10的多個(gè)部分的電勢的圖。
[0126]圖7A圖示當(dāng)圖6中施加于TRX的電壓值是(a)時(shí)，單位像素10的多個(gè)部分的電勢。當(dāng)圖6中施加于TRX的電壓值是(a)時(shí)，從在截止TRX22的狀態(tài)中開始施加驅(qū)動(dòng)電壓以來，僅過去很短的時(shí)間。換句話說，施加于TRX的電壓仍然處于低的狀態(tài)中。此時(shí)，ro-MEM勢壘電勢是電勢pxa，而MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)是電勢pya。箭頭71指示此時(shí)在TO-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)之間的差。
[0127]圖7B圖示當(dāng)圖6中施加于TRX的電壓值是(b)時(shí)，單位像素10的多個(gè)部分的電勢。當(dāng)圖6中施加于TRX的電壓值是(b)時(shí)，進(jìn)一步施加驅(qū)動(dòng)電壓。換句話說，施加于TRX的電壓處于稍高的狀態(tài)中。此時(shí)，I3D-MEM勢壘電勢是電勢pxb，而MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)是電勢pyb。箭頭72指示此時(shí)在ro-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)之間的差。
[0128]圖7C圖示當(dāng)圖6中施加于TRX的電壓值是(C)時(shí)，單位像素10的多個(gè)部分的電勢。當(dāng)圖6中施加于TRX的電壓值是(c)時(shí)，充分施加驅(qū)動(dòng)電壓。換句話說，施加于TRX的電壓處于相當(dāng)高的狀態(tài)中。此時(shí)，PD-MEM勢壘電勢是電勢pxc，而MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)是電勢pyc。箭頭73指示此時(shí)在ro-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)之間的差。
[0129]如從圖6和7中了解到，ro-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)具有不同程度的改變。因此，施加于TRX的電壓越高，ro-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)之間的差越小。因?yàn)橐赃@種方式隨著施加于TRX的電壓變得越高，ro-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)之間的差變得越小，所以MEM中保持的電荷被非線性分量損害(contaminate)。
[0130]圖8是圖示當(dāng)狀態(tài)從圖2C中的狀態(tài)改變?yōu)閳D2D中的狀態(tài)時(shí)，在單位像素10中電荷從H)移動(dòng)到MEM的圖。注意圖中由斜線表示H)中蓄積的和MEM中保持的電荷。
[0131]圖8A是圖示在與圖2C中的狀態(tài)相同的并且施加于TRX的電壓充分高的狀態(tài)中電荷的移動(dòng)的圖。如圖中所示，因?yàn)樵趓o和mem之間的電勢充分低，所以ro中蓄積的電荷向MHM移動(dòng)。
[0132]在圖8B中，因?yàn)槭┘佑赥RX的電壓比圖8A中的狀態(tài)中的電壓更低，所以在H)和MEM之間的電勢變得稍微更高，并約等于H)電勢(在耗盡狀態(tài)中)。圖8B中單位像素10的多個(gè)部分的電勢與圖7B中多個(gè)部分的電勢相同。
[0133]圖8B中與區(qū)域81的容量對應(yīng)的電荷量等于允許在MEM中保持的電荷量的最小值。因此，只要H)中蓄積的電荷量不超過與區(qū)域81的容量對應(yīng)的電荷量，MEM中保持的電荷量就隨ro中蓄積的電荷量的增加線性地增加。注意與區(qū)域81的容量對應(yīng)的電荷量是將根據(jù)由圖7中的箭頭72示出的電勢的深度確定的電荷量。
[0134]然而，如在圖8B中的情況下當(dāng)H)中蓄積的電荷量超過與區(qū)域81的容量對應(yīng)的電荷量時(shí)，MEM中保持的電荷量最終大于與區(qū)域81的容量對應(yīng)的電荷量。
[0135]在圖8C中，因?yàn)槭┘佑赥RX的電壓進(jìn)一步比圖8B中的狀態(tài)中的電壓更低，所以ro-MEM勢壘為高。此時(shí)，MEM中保持的電荷量與區(qū)域81和區(qū)域82的容量對應(yīng)。
[0136]在圖8D中，因?yàn)槭┘佑赥RX的電壓更低于比圖8B中的狀態(tài)中的電壓，所以I3D-MEM勢壘更高。圖8D中單位像素10的多個(gè)部分的電勢與圖7A中的多個(gè)部分的電勢相同。此時(shí)，MEM中保持的電荷量也與區(qū)域81和82的容量對應(yīng)。
[0137]與區(qū)域81的容量對應(yīng)的電荷量不同，與區(qū)域82的容量對應(yīng)的電荷量不隨在H)中蓄積的電荷量的增加而線性地增加。在該情況下，例如，依據(jù)圖8C中的狀態(tài)中ro-MEM勢壘的高度，在MEM中保持與區(qū)域82的容量對應(yīng)的電荷量。此外，因?yàn)镸EM的電勢的深度是有限的，所以即使在H)中蓄積的電荷量進(jìn)一步增加，與區(qū)域82的容量對應(yīng)的電荷量也幾乎不增加。
[0138]如上參考圖8所述，MEM中保持的電荷被與區(qū)域82對應(yīng)的非線性分量損害。
[0139]圖9是圖示在曝光量和來自單位像素10的信號輸出之間的關(guān)系的圖。在圖中，橫軸表不曝光量，而縱軸表不信號輸出。此外，實(shí)線91表不依據(jù)曝光量的改變的信號輸出改變。注意與向其傳輸在MEM中保持的電荷的FD的電壓值對應(yīng)的輸出信號的值被用于信號輸出。因此，在MEM中保持的電荷量越大，信號輸出越大。
[0140]如圖9中所示，實(shí)線91隨曝光量的增加線性地向上延伸，直到當(dāng)信號輸出達(dá)到Va時(shí)的時(shí)間點(diǎn)為止。然而，當(dāng)信號輸出超過Va時(shí)，實(shí)線91輕微傾斜。此外，當(dāng)信號輸出超過Vb時(shí)，實(shí)線91幾乎水平延伸。
[0141]換句話說，當(dāng)超過Va時(shí)，信號輸出不隨曝光量的增加而線性地增加。注意在圖9中，虛線92 (僅供參考)表示隨曝光量的增加而線性地增加的信號輸出的改變。
[0142]換句話說，當(dāng)在MEM中保持的電荷量是與圖8中的區(qū)域81的容量對應(yīng)的電荷量時(shí)，信號輸出是Va。當(dāng)在MEM中保持的電荷量是與圖8中的區(qū)域81和82的容量對應(yīng)的電荷量時(shí)，信號輸出是Vb。
[0143]如上所述，當(dāng)執(zhí)行現(xiàn)有技術(shù)中的全局曝光操作時(shí)，在MEM中保持的電荷量包括非線性分量。這導(dǎo)致在I3D-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在蓄積狀態(tài)中)之間的較小的差，并可能由于電荷溢出而生成余像。
[0144]例如，如果通過減小MEM表面中P-型雜質(zhì)的密度來增強(qiáng)調(diào)制的程度，則可以使得PD-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)的改變的程度彼此相等，并阻止MEM中保持的電荷被非線性分量損害。然而，這使MEM表面的束縛(pinning)劣化。為此，需要通過對傳輸門增強(qiáng)負(fù)偏置來補(bǔ)償MEM表面束縛疲弱，從而表面電場變強(qiáng)。這導(dǎo)致由于歸因于強(qiáng)電場的泄露分量的劣化，并使柵極氧化膜的耐壓的可靠性劣化。
[0145]如果根據(jù)MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)來降低ro-MEM勢壘電勢的調(diào)制的程度，則還可以使得I3D-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)的改變的程度彼此相等。然而，因?yàn)閞o-MEM勢壘電勢的調(diào)制的程度的降低影響了從H)向存儲器部分的電荷傳輸，所以難以米用該方式。
[0146]因此，本技術(shù)的實(shí)施例使得可以移除在MEM中保持的電荷的非線性分量以檢查由電荷溢出引起的余像的發(fā)生。
[0147]圖10是圖示應(yīng)用本技術(shù)的實(shí)施例的固態(tài)成像器件的概要的系統(tǒng)配置圖。圖10圖示應(yīng)用本技術(shù)的實(shí)施例的CMOS圖像傳感器100的概要的系統(tǒng)配置圖。
[0148]如圖10中所示，根據(jù)本實(shí)施例的CMOS圖像傳感器100具有這樣的配置，其包括在未示出的半導(dǎo)體襯底(芯片)上形成的像素陣列部件111，和在形成相關(guān)的像素陣列部件111的相同的半導(dǎo)體襯底上集成的外圍電路。在該情況下，例如，外圍電路包括垂直驅(qū)動(dòng)部件112、列處理部件113、水平驅(qū)動(dòng)部件114和系統(tǒng)控制部件115。
[0149]CMOS圖像傳感器100還包括信號處理部件118和數(shù)據(jù)貯存部件119。例如，信號處理部件118和數(shù)據(jù)貯存部件119可以由諸如DSP (數(shù)字信號處理器)之類的外部信號處理部件配置，或可以安裝在在其上形成圖像傳感器100的相同的襯底上。
[0150]在像素陣列部件111中，單位像素(在下文中，有時(shí)被簡單地稱為“像素”)以矩陣形式二維地排列，每一個(gè)單位像素具有生成與入射光量對應(yīng)的電荷量的光電荷(以下，有時(shí)簡稱為“電荷”)以在其中蓄積所述光電荷的光電換能器。稍后將描述單位像素的配置。
[0151]在像素陣列部件111中，關(guān)于以矩陣形式排列的像素陣列對于每一行在圖中的水平方向上(像素行中像素的排列方向)形成像素驅(qū)動(dòng)線116，并對于每一列在圖中的垂直方向上(像素列中像素的排列方向)形成垂直信號線117。在圖10中，每一個(gè)像素驅(qū)動(dòng)線116被指示為一條線，然而現(xiàn)實(shí)中其不限于一條。像素驅(qū)動(dòng)線116的一端連接到與垂直驅(qū)動(dòng)部件112的每一行對應(yīng)的輸出端子。
[0152]垂直驅(qū)動(dòng)部件112由移位寄存器和地址解碼器等配置，并是對所有像素或以行為單位等同時(shí)驅(qū)動(dòng)像素陣列部件111的各個(gè)像素的像素驅(qū)動(dòng)部件。圖中省略其具體配置的該垂直驅(qū)動(dòng)部件112通常包括讀出掃描系統(tǒng)和掃除(sweep)掃描系統(tǒng)的兩個(gè)掃描系統(tǒng)。
[0153]為了從像素陣列部件111的單位像素讀取信號，讀出掃描系統(tǒng)以行為單位逐次地對單位像素執(zhí)行選擇性掃描。掃除掃描系統(tǒng)對將經(jīng)受由讀出掃描系統(tǒng)的讀出掃描的讀出行執(zhí)行掃除掃描。掃除掃描以等價(jià)于快門速度的時(shí)間先于讀出掃描。
[0154]通過由于掃除掃描系統(tǒng)的掃除掃描，將不需要的電荷掃除出讀出行中的單位像素的光電換能器(復(fù)位)。通過掃除掃描系統(tǒng)將不需要的電荷掃除出(復(fù)位)，執(zhí)行所謂的電子快門操作。在此，電子快門操作是丟棄光電換能器的光電荷并新開始曝光(開始蓄積光電荷)的操作。
[0155]通過由于讀出掃描系統(tǒng)的讀出操作而讀出的信號與緊接在前面的讀出操作或電子快門操作之后已入射的光量對應(yīng)。然后，從由于緊接前面的讀出操作或電子快門操作的讀出定時(shí)或掃除定時(shí)到由于當(dāng)前讀出操作的讀出定時(shí)的時(shí)間段是單位像素中光電荷的蓄積時(shí)間(曝光時(shí)間)。
[0156]通過相應(yīng)的垂直信號線117向列處理部件113提供已經(jīng)過由于垂直驅(qū)動(dòng)部件112的選擇性掃描的從像素行中的各個(gè)單位像素輸出的信號。列處理部件113為像素陣列部件111的相應(yīng)的像素列，對通過垂直信號線117從所選擇的行中的各個(gè)單位像素輸出的信號，執(zhí)行預(yù)定的信號處理，并且此外，在信號處理之后臨時(shí)保持像素信號。
[0157]具體地，列處理部件113至少執(zhí)行例如⑶S (相關(guān)雙采樣)處理的噪聲移除處理作為信號處理。通過由于列處理部件113的該⑶S處理，將諸如復(fù)位噪聲和放大晶體管的閾值的分散之類的對于像素固有的固定模式噪聲移除。不僅可以向列處理部件113提供噪聲移除處理功能，而且還可以向所述列處理部件113提供例如AD (模數(shù))轉(zhuǎn)換功能，從而以數(shù)字信號輸出信號電平。
[0158]水平驅(qū)動(dòng)部件114由移位寄存器和地址解碼器等配置，并順序選擇與列處理部件113中的各個(gè)像素列對應(yīng)的單位電路。通過由于該水平驅(qū)動(dòng)部件114的選擇性掃描，順序輸出已經(jīng)過列處理部件113中的信號處理的像素信號。
[0159]系統(tǒng)控制部件115由生成各種定時(shí)信號的定時(shí)生成器等配置，并基于由相關(guān)的定時(shí)生成器生成的各種定時(shí)信號，對垂直驅(qū)動(dòng)部件112、列處理部件113和水平驅(qū)動(dòng)部件114等執(zhí)行驅(qū)動(dòng)控制。
[0160]信號處理部件118至少具有加法處理功能，并對從列處理部件113輸出的像素信號執(zhí)行諸如加法處理之類的各種類型的信號處理。數(shù)據(jù)貯存部件119臨時(shí)存儲用于這種處理的數(shù)據(jù)作為在信號處理部件118中的信號處理。
[0161]圖11是圖示排列在圖10中的像素陣列部件111中的單位像素中的每一個(gè)的配置的計(jì)劃圖。圖中所示的單位像素200中的每一個(gè)包括TO221、第一傳輸門(TRX)222、存儲器部分(MEM)223、第二傳輸門(TRG)224、浮動(dòng)擴(kuò)散(FD)225和電荷放電門(0FG)229。單位像素200還包括復(fù)位晶體管(RST) 226、放大晶體管(AMP) 227和選擇晶體管(SEL) 228。
[0162]注意在圖中，連接到電源VDD和垂直信號線117的端子被分別表示為VDD和SELOUT。
[0163]圖12是與圖11類似的計(jì)劃圖，并且圖13是沿圖12中的A_A’虛線做出的橫截面圖。
[0164]如圖13中所示，除了與TO221對應(yīng)的部分之外，單位像素200的表面被光屏蔽膜覆蓋。反射阻止和絕緣膜被布置在光屏蔽膜之下。此外，柵極絕緣膜被布置在0FG229、TRX222、TRG224和RST226的柵極電極之下。
[0165]PD221是例如通過在N-型襯底(N-Sub)上形成的ρ-型阱層(Ρ-Well)中在襯底正表面?zhèn)壬闲纬蒔-型層(P+)并通過在P-型阱層中埋入N-型內(nèi)埋層(N)而形成的內(nèi)埋光電
二極管。
[0166]當(dāng)將傳輸脈沖TRX施加于TRX222的柵極電極時(shí)，TRX222傳輸在TO221中光電地轉(zhuǎn)換的并在其中蓄積的電荷。
[0167]由在TRX222的柵極電極下面形成的P-型雜質(zhì)(P)和N-型內(nèi)埋溝道(N)形成MEM223，并且所述MEM223保持由TRX222從PD221傳輸?shù)碾姾伞?br>
[0168]柵極電極被布置在MEM223的上部中，并可以通過將傳輸脈沖TRX施加于柵極電極來對MEM223執(zhí)行調(diào)制。換句話說，將傳輸脈沖TRX施加于柵極電極導(dǎo)致MEM223的深電勢。這導(dǎo)致MEM223中的飽和電荷量比在沒有調(diào)制的情況下的飽和電荷量更大。
[0169]以這樣的方式形成TRX222以覆蓋MEM223。當(dāng)將正偏置施加于TRX222時(shí)，由于電容耦合的調(diào)制使得MEM223和ro-MEM勢壘的電勢更深。從TO221向MEM223傳輸電荷，并且此后截止TRX222。這導(dǎo)致在MEM223中保持信號電荷的狀態(tài)。向MEM223傳輸?shù)碾姾杀槐３衷谄渲?，直到?zhí)行順序讀出為止。此時(shí)，將負(fù)偏置施加于TRX222以對MEM223的表面執(zhí)行束縛，從而暗電流被阻止。
[0170]注意在圖中所示的MEM223的表面中形成P-型雜質(zhì)以有助于束縛。除了這點(diǎn)之外，單位像素200具有與在圖1中的單位像素10的情況下的配置相同的配置。
[0171]當(dāng)將傳輸脈沖TRG施加于TRG224的柵極電極時(shí)，TRG224向FD225傳輸在MEM223中保持的電荷。
[0172]FD225是由N-型層(N+)形成的電荷電壓換能器，并將由TRG224從MEM223傳輸?shù)碾姾赊D(zhuǎn)換為電壓。
[0173]當(dāng)在開始曝光時(shí)將控制脈沖OFG施加于0FG229的柵極電極時(shí)，0FG229將TO221中的電荷放電到作為N-型層的漏極(drain)部分。
[0174]可以通過導(dǎo)通0FG229來耗盡(復(fù)位)Η)221。在全局曝光操作中，向MEM223傳輸通過同時(shí)在每一個(gè)像素中執(zhí)行的曝光而獲得的信號電荷，從而實(shí)現(xiàn)蓄積的共時(shí)性。即使MEM223保持電荷，0FG229的使用也使得可以在任何定時(shí)復(fù)位TO221以開始下一幀的曝光。[0175]在沒有0FG229的情況下，需要以這種方式開始對下一幀的曝光:讀出在每一個(gè)像素的MEM223中保持的電荷并隨后通過驅(qū)動(dòng)TRX222和TRG224將TO221中的電荷放電到FD225。這導(dǎo)致在讀出在每一個(gè)像素的MEM223中保持的電荷之前一直等待，并且將幀速率降低與等待時(shí)間對應(yīng)的量。
[0176]RST226連接在電源VDD和FD225之間，并當(dāng)將復(fù)位脈沖RST施加于RST226的柵極電極時(shí)復(fù)位FD225。
[0177]AMP227具有連接到電源VDD的漏極電極(圖中未圖示)和連接到FD225的柵極電極，從而讀出FD225的電壓。
[0178]例如，SEL228(圖中未圖示)具有連接到AMP227的源極電極的漏極電極和連接到對應(yīng)的垂直信號線117的源極電極。當(dāng)將選擇脈沖SEL施加于SEL228的柵極電極時(shí)，SEL228選擇應(yīng)從其讀出像素信號的單位像素200中的一個(gè)。
[0179]注意取決于讀出像素信號的方法，RST226、AMP227和SEL228可以省略或被多個(gè)像
素共享。
[0180]圖14是與圖13類似的橫截面圖。圖15是圖示在沿圖14中的B-B’虛線做出的橫截面上的電勢的圖。圖16是圖示在沿圖14中的C-C’虛線做出的橫截面上的電勢的圖。
[0181]圖15通過在圖的上側(cè)上使用橫長的矩形來圖示相應(yīng)的OFG、TRX和TRG的柵極電極，并在圖的下側(cè)上示意性地圖示在I3D和MEM之間的電勢的程度。在圖中，在圖的下側(cè)上示出較高的電勢，并在上側(cè)上示出較低的電勢。
[0182]圖15圖示因?yàn)樯形磳)執(zhí)行曝光并因?yàn)樯形磳㈩A(yù)定的電壓分別施加于0FG、TRX和TRG的柵極電極而截止OFG、TRX和TRG的狀態(tài)。圖15圖示在該狀態(tài)中OFG下面的勢壘的電勢、PD電勢(在耗盡狀態(tài)中)、Η)-ΜΕΜ勢壘電勢、MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)和TRG下面的勢壘的電勢。
[0183]在圖16中，縱軸表示電勢(電勢)，而橫軸表示硅(Si)襯底中的深度。如圖中所示，在硅襯底的表面附近勢壘為高(電勢為低)，在形成MEM的N-型內(nèi)埋溝道(N)中電勢為高，并且在P-型阱層中勢壘再次為高(電勢為低)。此外，在N-Sub部分中電勢為高。
[0184]圖17是圖示在應(yīng)用本技術(shù)的實(shí)施例的CMOS圖像傳感器100的全局曝光操作中的驅(qū)動(dòng)脈沖的波形的時(shí)序圖。該圖具有表示時(shí)間的橫軸，并圖示施加于SEL228的驅(qū)動(dòng)脈沖SEL的波形；施加于RST226的驅(qū)動(dòng)脈沖RST的波形；施加于TRX222的柵極電極的驅(qū)動(dòng)脈沖TRX的波形；施加于TRG224的柵極電極的驅(qū)動(dòng)脈沖TRG的波形；施加于0FG229的柵極電極的驅(qū)動(dòng)脈沖OFG的波形；以及施加于N-Sub231的脈沖SUB的波形。所有部分圖示在圖11中。
[0185]在此，圖17圖示將施加于以矩陣形式排列的多個(gè)單位像素中的第i行和第(i+1)行中的單位像素的驅(qū)動(dòng)脈沖的波形。為了識別行中的每一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖，“i”或“i+Ι”是脈沖的標(biāo)識名稱的后綴。
[0186]在圖17中，在由“全局傳輸”標(biāo)注的時(shí)間區(qū)段中同時(shí)向所有單位像素輸入驅(qū)動(dòng)脈沖，而不管單位像素的行如何。相反，在圖17中由“CDS讀出”標(biāo)注的時(shí)間區(qū)段中，取決于行以不同定時(shí)向單位像素輸入驅(qū)動(dòng)脈沖。
[0187]例如與圖3中圖示的現(xiàn)有技術(shù)中的時(shí)序圖的情況不同，圖17中所示的時(shí)序圖示出在時(shí)間tc和時(shí)間te之間的時(shí)間區(qū)段中形成驅(qū)動(dòng)脈沖TRG。換句話說，大約在時(shí)間tj拉高驅(qū)動(dòng)脈沖TRG，并大約在時(shí)間tl降低驅(qū)動(dòng)脈沖TRG。
[0188]此外，在圖17中的時(shí)序圖中的時(shí)間tj和時(shí)間tl之間形成的驅(qū)動(dòng)脈沖TRG分別比在時(shí)間tj之前和時(shí)間tl之后形成的驅(qū)動(dòng)脈沖突出較少，因此是較低的驅(qū)動(dòng)電壓。即，使用在圖17中的時(shí)序圖中的時(shí)間tj和時(shí)間tl之間形成的驅(qū)動(dòng)脈沖TRG施加的TRG的驅(qū)動(dòng)電壓被設(shè)置為在驅(qū)動(dòng)TRG時(shí)的電壓(例如，+3V)和在停止驅(qū)動(dòng)TRG時(shí)的電壓(例如，-1V)之間的電壓。
[0189]可以通過當(dāng)降低驅(qū)動(dòng)脈沖TRG時(shí)施加比普通電壓更弱的負(fù)偏置電壓來形成這樣的波形。
[0190]圖17中的時(shí)序圖中的其他驅(qū)動(dòng)脈沖的波形與圖3中的時(shí)序圖的情況下的波形相同。
[0191]圖18到20是圖示全局曝光操作中單位像素200的多個(gè)部分的電勢的圖。圖18A到18C分別圖示在由圖17中的時(shí)間ta、tb和tc示出的定時(shí)的每一個(gè)部分的電勢。圖19A到19C分別圖示在由圖17中的時(shí)間tj、tk和tl示出的定時(shí)的部分的電勢。圖20A和20B分別圖示在由圖17中的時(shí)間te和ta’示出的定時(shí)的部分的電勢。
[0192]圖18到20通過在每一個(gè)部分圖的上側(cè)上使用橫長的矩形來圖示相應(yīng)的0FG、TRX和TRG的柵極電極。圖中的這些矩形中的黑色矩形每一個(gè)示出施加驅(qū)動(dòng)電壓(脈沖)的柵極電極。在圖19中，將與TRG的柵極電極對應(yīng)的矩形畫上陰影，由此示出向其施加了低驅(qū)動(dòng)電壓(脈沖)。
[0193]此外，圖18到20中的每一個(gè)在圖的下側(cè)上示意性地圖示在H)和MEM之間的電勢的程度。在每一個(gè)圖中，在每一個(gè)部分圖的下側(cè)上示出較高的電勢，并在上側(cè)上示出較低的電勢。
[0194]在執(zhí)行全局曝光操作時(shí)，如圖18A中所示地導(dǎo)通(驅(qū)動(dòng))0FG以將H)中的電荷放電，從而可以在每一個(gè)像素中首先同時(shí)復(fù)位H)。在圖18A中，當(dāng)將驅(qū)動(dòng)電壓施加于OFG以導(dǎo)通OFG時(shí)，OFG下面的勢壘由此變低，從而將H)中的電荷放電到電源VDD側(cè)。
[0195]此后，如圖18B中所示，降低OFG的驅(qū)動(dòng)電壓(脈沖)以截止0FG，從而開始同時(shí)曝光。由此，在ro中蓄積由于ro中的光電轉(zhuǎn)換而生成的電荷。在圖18B中，當(dāng)截止OFG時(shí)，OFG下面的勢壘變高以檢查ro中的電荷的放電，從而在ro中蓄積電荷。注意在圖中用斜線表示蓄積的電荷。
[0196]在完成曝光時(shí)，如圖18C中所示，同時(shí)在每一個(gè)像素中將驅(qū)動(dòng)電壓施加于TRX以導(dǎo)通TRX，并向MEM傳輸H)中蓄積的電荷。在圖18C中，導(dǎo)通TRX使得在H)和TRX下面的MEM之間的勢壘更低以及MEM的電勢更深。因此，向MEM傳輸在H)中蓄積的電荷。
[0197]此后，如圖19A中所示，當(dāng)將弱偏置驅(qū)動(dòng)電壓施加于TRG時(shí)，TRG的勢壘由此變低。
[0198]在該狀態(tài)中，如圖19B中所示，降低TRX的驅(qū)動(dòng)電壓(脈沖)以截止TRX，并且在MEM中保持從ro傳輸?shù)碾姾伞Ｔ趫D19B中，截止TRX使得在ro和MEM之間的勢壘為高，并且在MEM中蓄積和保持電荷。注意此時(shí)，將沒有完全傳輸?shù)組EM的電荷保留在H)中。
[0199]此時(shí)，如上參考圖6和7所述，ro-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)具有不同程度的改變。因此，施加于TRX的電壓越高，在ro-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)之間的差越小。然而，根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，當(dāng)將弱偏置驅(qū)動(dòng)電壓施加于TRG時(shí)，TRG下面的勢壘由此變低。為此，即使在MEM中保持的電荷被非線性分量損害，大多數(shù)非線性分量也被放電到FD偵彳。因此，MEM中保持的電荷難以被非線性分量損害。
[0200]此后，如圖19中所示，降低驅(qū)動(dòng)脈沖TRG以截止TRG。這使得TRG下面的勢壘更聞。
[0201]然后，如圖20A中所示，導(dǎo)通(驅(qū)動(dòng))0FG以將H)中的電荷放電。這阻止H)中的電荷從其中溢出而流入到保持電荷的MEM中(輝散現(xiàn)象)并引起對下一幀的H)復(fù)位。
[0202]然后，如圖20B中所示，截止OFG以由此開始對下一幀的H)曝光。
[0203]然后，執(zhí)行對復(fù)位電平和信號電平的順序讀出。換句話說，將FD復(fù)位以讀出復(fù)位電平，向FD傳輸在MEM中保持的電荷，并且此后讀出信號電平。然后，執(zhí)行從信號電平減去復(fù)位噪聲的CDS (相關(guān)雙采樣)處理，使得能夠進(jìn)行移除包括kTC噪聲的噪聲的處理。
[0204]如參考圖18到20所述，通過生成如圖17中的時(shí)序圖中所示的驅(qū)動(dòng)脈沖，可以移除在MEM中保持的電荷的非線性分量以檢查由電荷溢出弓I起的余像的發(fā)生。
[0205]注意代替圖17中的時(shí)序圖，可以根據(jù)圖21中的時(shí)序圖生成驅(qū)動(dòng)脈沖。在圖21中的時(shí)序圖中，用于將弱偏置驅(qū)動(dòng)電壓施加于TRG的時(shí)間被設(shè)置為更長?？傊瑑H必須在截止TRX (降低驅(qū)動(dòng)脈沖TRX)的定時(shí)將弱偏置驅(qū)動(dòng)電壓施加于TRG。
[0206]圖22是圖示在CMOS圖像傳感器100的全局曝光操作中驅(qū)動(dòng)脈沖的波形的再一示例的時(shí)序圖。與圖17相同，圖22具有表示時(shí)間的橫軸，并圖示施加于SEL228的驅(qū)動(dòng)脈沖SEL的波形；施加于RST226的驅(qū)動(dòng)脈沖RST的波形；施加于TRX222的柵極電極的驅(qū)動(dòng)脈沖TRX的波形；施加于TRG224的柵極電極的驅(qū)動(dòng)脈沖TRG的波形；施加于0FG229的柵極電極的驅(qū)動(dòng)脈沖OFG的波形；以及施加于N-Sub231的脈沖SUB的波形。所有部分圖示在圖11中。
[0207]在此，圖22圖示將施加于以矩陣形式排列的多個(gè)單位像素中的第i行和第(i+1)行中的單位像素的驅(qū)動(dòng)脈沖的波形。為了識別行中的每一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖，“i”或“i+Ι”是脈沖的標(biāo)識名稱的后綴。
[0208]此外，在由“全局傳輸”標(biāo)注的時(shí)間區(qū)段中同時(shí)向所有單位像素輸入驅(qū)動(dòng)脈沖，而不管單位像素的行如何。相反，在由“CDS讀出”標(biāo)注的時(shí)間區(qū)段中，取決于行以不同定時(shí)向單位像素輸入驅(qū)動(dòng)脈沖。
[0209]與例如圖3中所示的現(xiàn)有技術(shù)中的時(shí)序圖的情況不同，圖22中所示的時(shí)序圖示出在時(shí)間tc和時(shí)間te之間的時(shí)間區(qū)段中形成波形向下突出的驅(qū)動(dòng)脈沖TRG。換句話說，當(dāng)降低波形向上突出的驅(qū)動(dòng)脈沖TRG時(shí)，施加比普通負(fù)偏置更強(qiáng)的偏置。由此，將MEM的電勢調(diào)制為比普通電平更淺(從電勢的觀點(diǎn)來看低)的電平。然后，施加于TRG的電壓在大約時(shí)間tn返回到普通偏置。
[0210]圖22中的時(shí)序圖中的其他驅(qū)動(dòng)脈沖的波形與圖3中的時(shí)序圖的情況下的波形相同。
[0211]圖23是圖示在全局曝光操作中單位像素200的多個(gè)部分的電勢的另一示例。圖23A和23B分別圖示在由圖22中的時(shí)間tm和tn示出的定時(shí)每一個(gè)部分的電勢。
[0212]圖23通過在每一個(gè)部分圖的上側(cè)上使用橫長的矩形圖示相應(yīng)的OFG、TRX和TRG的柵極電極。在圖23中，將與TRX的柵極電極對應(yīng)的矩形畫上陰影由此示出向其施加比普通負(fù)偏置更強(qiáng)的偏置的驅(qū)動(dòng)電壓(脈沖)。
[0213]此外，圖23在每一個(gè)部分圖的下側(cè)上示意性地圖示在H)和MEM之間的電勢的程度。在部分圖中，在圖的下側(cè)上示出較高的電勢，并在上側(cè)上示出較低的電勢。
[0214]在圖22中的時(shí)間tc導(dǎo)通TRX，使得在H)和TRX下面的MEM之間的勢壘為低及MEM的電勢為深。因此，向MEM傳輸H)中蓄積的電荷。
[0215]然后，截止TRX使得ro-MEM勢壘為高，并在MEM中蓄積和保持電荷。
[0216]此時(shí)，如上參考圖6和7所述，PD-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)具有不同程度的改變。因此，施加于TRX的電壓越高，在ro-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)之間的差越小。然而，根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，如圖23A中所示，此時(shí)將比普通負(fù)偏置更強(qiáng)的偏置的驅(qū)動(dòng)電壓施加于TRX，并且MEM的電勢變得稍淺。注意圖23A (僅供參考)圖示在將普通負(fù)偏置的驅(qū)動(dòng)電壓施加于TRX的情況下的MEM電勢。
[0217]以這種方式，即使在MEM中保持的電荷被非線性分量損害，大多數(shù)非線性分量也被放電到FD偵彳。因此，MEM中保持的電荷難以被非線性分量損害。
[0218]此后，如圖23B中所示，TRX的驅(qū)動(dòng)電壓返回到普通偏置，并且因此MEM的電勢變深。
[0219]如參考圖23所述，通過生成如圖22中的時(shí)序圖中所示的驅(qū)動(dòng)脈沖，可以移除在MEM中保持的電荷的非線性分量以檢查由電荷溢出弓I起的余像的發(fā)生。
[0220]圖24是圖示在CMOS圖像傳感器100的全局曝光操作中驅(qū)動(dòng)脈沖的波形的再一示例的時(shí)序圖。與圖17和22相同，圖24具有表示時(shí)間的橫軸，并圖示施加于SEL228的驅(qū)動(dòng)脈沖SEL的波形；施加于RST226的驅(qū)動(dòng)脈沖RST的波形；施加于TRX222的柵極電極的驅(qū)動(dòng)脈沖TRX的波形；施加于TRG224的柵極電極的驅(qū)動(dòng)脈沖TRG的波形；施加于0FG229的柵極電極的驅(qū)動(dòng)脈沖OFG的波形；以及施加于N-Sub231的脈沖SUB的波形。所有部分圖示在圖11中。
[0221]在此，圖24圖示將施加于以矩陣形式排列的多個(gè)單位像素中的第i行和第(i+1)行中的單位像素的驅(qū)動(dòng)脈沖的波形。為了識別行中的每一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖，“i”或“i+Ι”是脈沖的標(biāo)識名稱的后綴。
[0222]此外，在由“全局傳輸”標(biāo)注的時(shí)間區(qū)段中同時(shí)向所有單位像素輸入驅(qū)動(dòng)脈沖，而不管單位像素的行如何。相反，在由“CDS讀出”標(biāo)注的時(shí)間區(qū)段中，取決于行以不同定時(shí)向單位像素輸入驅(qū)動(dòng)脈沖。
[0223]與例如圖3中所示的現(xiàn)有技術(shù)中的時(shí)序圖的情況不同，圖17中所示的時(shí)序圖示出在時(shí)間tc和時(shí)間te之間的時(shí)間區(qū)段中形成波形突出的驅(qū)動(dòng)脈沖SUB。換句話說，緊接在降低波形突出的驅(qū)動(dòng)脈沖TRX之前，提高波形向上突出的驅(qū)動(dòng)脈沖SUB，并且在時(shí)間tq降低波形向上突出的驅(qū)動(dòng)脈沖SUB。
[0224]換句話說，在形成波形向上突出的驅(qū)動(dòng)脈沖SUB時(shí)，N-Sub的電勢為高。
[0225]圖24中的時(shí)序圖中的其他驅(qū)動(dòng)脈沖的波形與在圖3中的時(shí)序圖的情況下的波形相同。
[0226]圖25到28是圖示在全局曝光操作中單位像素200的多個(gè)部分的電勢的再一示例的圖。圖25、26、27和28分別圖示在由圖24中的時(shí)間tc、to、tp和tq示出的定時(shí)處每一個(gè)部分的電勢。
[0227]注意圖25A、26A、27A和28A是每一個(gè)圖示沿圖14中的B_B’虛線做出的橫截面上的電勢的圖。圖25B、26B、27B和28B是每一個(gè)圖示沿圖14中的C-C’虛線做出的橫截面上的電勢的圖。
[0228]圖25A、26A、27A和28A通過在每一個(gè)圖的上側(cè)上使用橫長的矩形圖示相應(yīng)的OFG、TRX和TRG的柵極電極。在圖25和26中的每一個(gè)中，以黑色示出與TRX的柵極電極對應(yīng)的矩形，由此示出向其施加驅(qū)動(dòng)電壓(脈沖)。
[0229]此外，圖25A、26A、27A和28A中的每一個(gè)在圖的下側(cè)上示意性地圖示H)和MEM之間的電勢的程度。在每一個(gè)圖中，在圖的下側(cè)上示出較高的電勢，并在上側(cè)上示出較低的電勢。
[0230]此外，在圖25B、26B、27B和28B中的每一個(gè)中，在圖的下側(cè)上示出較高的電勢，并在上側(cè)上示出較低的電勢。
[0231]在完成曝光時(shí)，如圖25A中所示，在每一個(gè)像素中同時(shí)將驅(qū)動(dòng)電壓施加于TRX以導(dǎo)通TRX，并且向MEM傳輸H)中蓄積的電荷。在圖25A中，導(dǎo)通TRX，使得在H)和TRX下面的MEM之間的勢壘更低及MEM的電勢更深。因此，向MEM傳輸在H)中蓄積的電荷。
[0232]此時(shí)，如圖25B中所示，在硅襯底的表面附近的勢壘為高，在形成MEM的N-型內(nèi)埋溝道(N)部分中的電勢為高，并且在P-型阱層中的勢壘再次為高。此外，N-Sub部分中的電勢為高。
[0233]在該狀態(tài)中施加驅(qū)動(dòng)脈沖SUB，并且N-Sub的電勢變得更高。此時(shí)，如圖26B中所示，P-型阱層的勢壘變得更低，并且N-Sub部分的電勢進(jìn)一步變得更高。
[0234]然后，當(dāng)截止TRX時(shí)，如圖27A中所示TO-MEM勢壘變高，從而在MEM中蓄積和保持電荷。此時(shí)，如圖27B中所示，在維持P-型阱層的低勢壘和N-Sub部分的高電勢的狀態(tài)時(shí)，MEM的電勢變淺。
[0235]此時(shí)，如參考圖6和7所述，PD-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)具有不同程度的改變。因此施加于TRX的電壓越高，在ro-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)之間的差越小。然而，根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，此時(shí)施加驅(qū)動(dòng)脈沖SUB，并且因此如圖27B中所示，將在MEM中蓄積的電荷中存在于P-型阱層的電勢之上的電荷放電到N-Sub。為此，即使在MEM中保持的電荷被非線性分量損害，也將大多數(shù)非線性分量放電到N-Sub。因此，在MEM中保持的電荷難以被非線性分量損害。
[0236]此后，在N-Sub中降低驅(qū)動(dòng)脈沖SUB。如圖28B中所示，P-型阱層的勢壘變得更高，并且N-Sub部分的電勢也變得稍高。
[0237]如參考圖25到28所述，通過生成如圖24中的時(shí)序圖中所示的驅(qū)動(dòng)脈沖，也可以移除在MEM中保持的電荷的非線性分量以檢查由電荷溢出弓I起的余像的發(fā)生。
[0238]注意降低驅(qū)動(dòng)脈沖SUB的定時(shí)不限于圖24中的時(shí)序表中所示的定時(shí)?？傊?，僅當(dāng)降低驅(qū)動(dòng)脈沖TRX時(shí)，必須提高驅(qū)動(dòng)脈沖SUB。
[0239]圖29是圖示在CMOS圖像傳感器100的全局曝光操作中驅(qū)動(dòng)脈沖的波形的再一示例的時(shí)序圖。與圖17和22等相同，圖29具有表示時(shí)間的橫軸，并圖示施加于SEL228的驅(qū)動(dòng)脈沖SEL的波形；施加于RST226的驅(qū)動(dòng)脈沖RST的波形；施加于TRX222的柵極電極的驅(qū)動(dòng)脈沖TRX的波形；施加于TRG224的柵極電極的驅(qū)動(dòng)脈沖TRG的波形；施加于0FG229的柵極電極的驅(qū)動(dòng)脈沖OFG的波形；以及施加于N-Sub231的脈沖SUB的波形。所有部分圖示在圖11中。
[0240]在此，圖29圖示將施加于以矩陣形式排列的多個(gè)單位像素中的第i行和第(i+1)行中的單位像素的驅(qū)動(dòng)脈沖的波形。為了識別行中的每一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖，“i”或“i+Ι”是脈沖的標(biāo)識名稱的后綴。
[0241]此外，在由“全局傳輸”標(biāo)注的時(shí)間區(qū)段中同時(shí)向所有單位像素輸入驅(qū)動(dòng)脈沖，而不管單位像素的行如何。相反，在由“CDS讀出”標(biāo)注的時(shí)間區(qū)段中，取決于行在不同定時(shí)向單位像素輸入驅(qū)動(dòng)脈沖。
[0242]例如與圖3中所示的現(xiàn)有技術(shù)中的時(shí)序圖的情況不同，圖29中所示的時(shí)序圖示出在時(shí)間tc和時(shí)間te之間的時(shí)間區(qū)段中，在提高波形向上突出的驅(qū)動(dòng)脈沖TRX之前提高驅(qū)動(dòng)脈沖OFG。換句話說，緊接在降低波形向上突出的驅(qū)動(dòng)脈沖TRX之前，提高驅(qū)動(dòng)脈沖OFG。
[0243]圖29中的時(shí)序圖中的其他驅(qū)動(dòng)脈沖的波形與在圖3中的時(shí)序圖的情況下的波形相同。
[0244]圖30和31是圖示在全局曝光操作中單位像素200的多個(gè)部分的電勢的再一示例的圖。圖30A、30B和30C分別圖示在由圖29中的時(shí)間ta、tb和tc示出的定時(shí)每一個(gè)部分的電勢。圖31A、31B和31C分別圖示在由圖29中的時(shí)間tr、te和ta’示出的定時(shí)的部分的電勢。
[0245]圖30和31中的每一個(gè)通過在每一個(gè)部分圖的上側(cè)上使用橫長的矩形圖示相應(yīng)的OFG、TRX和TRG的柵極電極。以黑色示出與TRX的柵極電極對應(yīng)的每一個(gè)矩形，從而示出向其施加驅(qū)動(dòng)電壓(脈沖)。
[0246]此外，圖30和31中的每一個(gè)在每一個(gè)部分圖的下側(cè)上示意性地圖示H)和MEM之間的電勢的程度。在每一個(gè)部分圖中，在部分圖的下側(cè)上示出較高的電勢，并在上側(cè)上示出較低的電勢。
[0247]在執(zhí)行全局曝光操作時(shí)，如圖30A中所示導(dǎo)通(驅(qū)動(dòng))OFG以將H)中的電荷放電，從而可以在每一個(gè)像素中首先同時(shí)復(fù)位H)。在圖30A中，當(dāng)將驅(qū)動(dòng)電壓施加于OFG以導(dǎo)通OFG時(shí)，OFG下面的勢壘由此變低，從而將H)中的電荷放電到電源VDD側(cè)。
[0248]此后，如圖30B中所示，降低OFG的驅(qū)動(dòng)電壓(脈沖)以截止0FG，從而開始同時(shí)曝光。因此，在ro中蓄積由于ro中的光電轉(zhuǎn)換生成的電荷。在圖30B中，當(dāng)截止OFG時(shí)，OFG下面的勢壘變高以檢查ro中的電荷的放電，從而在ro中蓄積電荷。注意在圖中由斜線表示蓄積的電荷。
[0249]在完成曝光時(shí)，如圖30C中所示，在每一個(gè)像素中同時(shí)將驅(qū)動(dòng)電壓施加于TRX以導(dǎo)通TRX，并向MEM傳輸在I3D中蓄積的電荷。在圖30C中，導(dǎo)通TRX使得TO和TRX下面的MEM的勢壘更低及MEM的電勢更深。因此，向MEM傳輸在H)中蓄積的電荷。
[0250]此后，如圖31A中所示，施加驅(qū)動(dòng)脈沖OFG以導(dǎo)通0FG。從而OFG下面的勢壘變低，使得將ro中的電荷放電到電源VDD側(cè)。
[0251]在該狀態(tài)中，如圖31B中所示，降低TRX的驅(qū)動(dòng)電壓(脈沖)以截止TRX，并且在MEM中保持從ro傳輸?shù)碾姾?。在圖31B中，截止TRX使得在ro和MEM之間的勢壘為高，并在MEM中蓄積和保持電荷。
[0252]此時(shí)，如上參考圖6和7所示，PD-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)具有不同程度的改變。因此，施加于TRX的電壓越高，在ro-MEM勢壘電勢和MEM電勢(在耗盡狀態(tài)中)之間的差越小。然而，根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，在此之前導(dǎo)通OFG使得OFG下面的勢壘為低。為此，在MEM中保持的電荷沒有被非線性分量損害，并且將與非線性分量對應(yīng)的電荷放電到VDD側(cè)。因此，在MEM中保持的電荷沒有被非線性分量損害。
[0253]此后，如圖31C中所示，截止OFG以開始對下一幀的H)曝光。
[0254]如參考圖30和31所述，通過生成如圖29中的時(shí)序圖中所示的驅(qū)動(dòng)脈沖，也可以移除在MEM中保持的電荷的非線性分量以檢查由電荷溢出弓I起的余像的發(fā)生。
[0255]注意代替圖29中的時(shí)序圖，可以根據(jù)圖32中的時(shí)序圖生成驅(qū)動(dòng)脈沖。在圖32中的時(shí)序圖中，提高驅(qū)動(dòng)脈沖OFG的定時(shí)和降低驅(qū)動(dòng)脈沖RST的定時(shí)大約彼此一致。
[0256]因?yàn)樵谌制毓獠僮髦忻恳粋€(gè)像素具有相同的曝光時(shí)間，所以在每一個(gè)像素中同時(shí)驅(qū)動(dòng)0FG。在這方面，存在對將OFG的驅(qū)動(dòng)耦合在另一信號線等上的影響的擔(dān)心。因此，如圖32中所示，在提高驅(qū)動(dòng)脈沖OFG的同時(shí)降低驅(qū)動(dòng)脈沖RST，并且因此消除由于耦合引起的變化。這使得可以減少由于耦合引起的故障(例如，由于電源波動(dòng)引起的橫紋)。
[0257]同時(shí)，代替圖10中的配置，圖33中的配置可以被用作應(yīng)用本技術(shù)的實(shí)施例的CMOS圖像傳感器的配置示例。圖33是圖示包括應(yīng)用本技術(shù)的實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的固態(tài)成像器件的另一示意性配置示例的系統(tǒng)配置圖。
[0258]在圖33的配置中，與列處理部件113并行提供數(shù)據(jù)貯存部件119。這使得能夠由水平驅(qū)動(dòng)部件114進(jìn)行水平掃描讀出和在隨后的階段中由信號處理部件118執(zhí)行信號處理。
[0259]此外，代替圖10中的配置，圖34中的配置可以被用作應(yīng)用本技術(shù)的實(shí)施例的CMOS圖像傳感器的配置示例。圖34是圖示包括應(yīng)用本技術(shù)的實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的固態(tài)成像器件的再一示意性配置示例的系統(tǒng)配置圖。
[0260]在圖34中所示的配置中，可以采用向列處理部件113提供為像素陣列部件111的每一列或每一列組的執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換的AD轉(zhuǎn)換功能，及向數(shù)據(jù)貯存部件119和信號處理部件118并行提供列處理部件113的再一配置。利用該配置，信號處理部件118以模擬或數(shù)字方式執(zhí)行信號移除處理，并且此后數(shù)據(jù)貯存部件119和信號處理部件118為每一列或每一列組執(zhí)行其處理。
[0261]注意本技術(shù)的應(yīng)用不限于例如CMOS圖像傳感器的固態(tài)圖像傳感器的應(yīng)用。即，本技術(shù)適用于使用固態(tài)圖像傳感器用于圖像捕捉部件(光電轉(zhuǎn)換部件)的一般電子裝置，所述一般電子裝置包括諸如數(shù)字相機(jī)或攝影機(jī)之類的成像設(shè)備、具有圖像捕捉功能的移動(dòng)終端裝置和使用用于圖像讀取部件的固態(tài)圖像傳感器的復(fù)印機(jī)等。固態(tài)圖像傳感器可以形成為一個(gè)芯片，可以以積聚多個(gè)芯片或多個(gè)芯片彼此鄰接的形式，或可以形成為具有圖像捕捉功能的、圖像捕捉部件和信號處理部件或光學(xué)系統(tǒng)在其中封裝到一起的模塊。
[0262]圖35是用作應(yīng)用本技術(shù)的電子裝置的成像設(shè)備的配置示例的框圖。
[0263]圖35中的成像設(shè)備600包括:由透鏡組等形成的透鏡組601 ;采用上述的像素配置的固態(tài)圖像傳感器(圖像捕捉裝置)602 ;以及作為相機(jī)信號處理電路的DSP (數(shù)字信號處理器)電路603。成像設(shè)備600還包括幀存儲器604、顯示部件605、記錄部件606、操縱部件607和電源部件608。DSP電路603、幀存儲器604、顯示部件605、記錄部件606、操縱部件607和電源部件608經(jīng)由總線609彼此連接。
[0264]光學(xué)部件601從被攝體接收入射光(圖像光)以在固態(tài)圖像傳感器602的成像表面上形成圖像。固態(tài)圖像傳感器602將入射光的光量轉(zhuǎn)換為基于像素的電信號，并輸出所述電信號，入射光被用于通過光學(xué)部件601在成像表面上形成圖像?？梢詫⒅T如根據(jù)上述實(shí)施例的CMOS圖像傳感器100的、在CMOS圖像傳感器上布置的固態(tài)圖像傳感器(即，使得可以通過使用全局曝光在沒有失真的情況下捕捉圖像的固態(tài)圖像傳感器)用作固態(tài)圖像傳感器 602。
[0265]顯示部件605包括諸如液晶面板或有機(jī)EL (電致發(fā)光)面板之類的面板顯示裝置，并顯示由固態(tài)圖像傳感器602捕捉的移動(dòng)圖像或靜止圖像。記錄部件606在諸如錄像磁帶或DVD (數(shù)字通用盤)之類的記錄介質(zhì)中記錄由固態(tài)圖像傳感器602捕捉的移動(dòng)圖像或或靜止圖像。
[0266]操縱部件607依據(jù)用戶的操縱發(fā)出用于圖像設(shè)備600的各種功能的操縱指令。電源部件608適當(dāng)?shù)叵駾SP電路603、幀存儲器604、顯示部件605、記錄部件606和操縱部件607供電以使得這些部件操作。
[0267]此外，通過將本技術(shù)應(yīng)用于包括以矩陣形式排列的單位像素的CMOS圖像傳感器的情況作為示例來描述了上述實(shí)施例，所述單位像素每一個(gè)感測與可見光的光量對應(yīng)的信號電荷作為物理量。然而，本技術(shù)的應(yīng)用不限于CMOS圖像傳感器的應(yīng)用。本技術(shù)適用于包括為像素陣列部件中的每一個(gè)像素列布置的列處理部件的一般列系統(tǒng)固態(tài)圖像傳感器。
[0268]本技術(shù)的應(yīng)用不限于對于通過感測可見光的入射光量的分布而捕捉圖像的固態(tài)圖像傳感器的應(yīng)用。本技術(shù)還適用于:基于紅外線、X-射線、或粒子等的入射量的分布捕捉圖像的固態(tài)圖像傳感器；和諸如通過感測諸如壓力或靜電電容之類的其他物理量的分布而捕捉圖像的指紋檢測傳感器之類的廣義上的一般固態(tài)圖像傳感器(物理量分布感測裝置)。
[0269]應(yīng)注意，在該說明書中，描述在記錄介質(zhì)中存儲的程序的步驟不僅包括根據(jù)其中示出的序列按時(shí)間順序執(zhí)行的處理，還包括不一定按時(shí)間序列執(zhí)行的、并行或單獨(dú)執(zhí)行的處理。
[0270]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，取決于設(shè)計(jì)需求和其他因素，只要各種修改、組合、子組合和變化在所附權(quán)利要求或其等效物的范圍內(nèi)，其就可以發(fā)生。
[0271]此外，還可以如下配置本技術(shù)。
[0272](I) 一種固態(tài)圖像傳感器，其包括:
[0273]光電轉(zhuǎn)換部分，其生成與接收到的光對應(yīng)的電荷，并在其中蓄積所述電荷；
[0274]電荷保持部分，其中在向浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸在所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷之前，保持所述電荷一個(gè)預(yù)定時(shí)間；
[0275]第一傳輸門，其向所述電荷保持部分傳輸在所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷；
[0276]第二傳輸門，其向所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸在所述電荷保持部分中保持的電荷；以及
[0277]電荷放電門，其將所述光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷放電；
[0278]其中，在開始用于下一幀的光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷蓄積之前，將在所述電荷保持部分中蓄積的部分電荷放電。
[0279](2)根據(jù)(I)的固態(tài)圖像傳感器，
[0280]其中為了向所述電荷保持部分傳輸在所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷，當(dāng)將驅(qū)動(dòng)電壓施加于所述第一傳輸門時(shí)，將驅(qū)動(dòng)電壓施加于所述電荷放電門。
[0281](3)根據(jù)(2)的固態(tài)圖像傳感器，還包括:
[0282]復(fù)位晶體管，其復(fù)位在所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域中蓄積的電荷，[0283]其中在降低用于所述復(fù)位晶體管的驅(qū)動(dòng)脈沖的同時(shí)，提高用于所述電荷放電門的驅(qū)動(dòng)脈沖。
[0284](4)根據(jù)(I)的固態(tài)圖像傳感器，
[0285]其中在通過驅(qū)動(dòng)所述第一傳輸門向所述電荷保持部分傳輸在所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷之后，施加于所述第二傳輸門的電壓值被設(shè)置為在驅(qū)動(dòng)時(shí)的電壓值和驅(qū)動(dòng)停止時(shí)的電壓值之間的中間值。
[0286](5)根據(jù)(4)的固態(tài)圖像傳感器，
[0287]其中在降低所述第一傳輸門的驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)施加于所述第二傳輸門的電壓值是在驅(qū)動(dòng)時(shí)的電壓值和驅(qū)動(dòng)停止時(shí)的電壓值之間的中間值。
[0288](6)根據(jù)(I)的固態(tài)圖像傳感器，
[0289]其中在通過驅(qū)動(dòng)所述第一傳輸門向所述電荷保持部分傳輸在所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷之后，施加于所述第一傳輸門的電壓值被設(shè)置為在驅(qū)動(dòng)停止時(shí)的較低值。
[0290](7)根據(jù)(I)的固態(tài)圖像傳感器，還包括:
[0291]N-型襯底，其被布置為在所述光電轉(zhuǎn)換部分和所述電荷保持部分下面的層，
[0292]其中以這樣的方式施加電壓:當(dāng)降低用于所述第一傳輸門的驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)，N-型襯底的電勢變高。
[0293](8) —種用于固態(tài)圖像傳感器的驅(qū)動(dòng)方法，所述固態(tài)圖像傳感器包括:光電轉(zhuǎn)換部分，其生成與接收到的光對應(yīng)的電荷，并在其中蓄積所述電荷；電荷保持部分，其中在向浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸在所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷之前，保持所述電荷一個(gè)預(yù)定時(shí)間；第一傳輸門，其向所述電荷保持部分傳輸在所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷；第二傳輸門，其向所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸在所述電荷保持部分中保持的電荷；以及電荷放電門，其將所述光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷放電；所述驅(qū)動(dòng)方法包括:
[0294]在開始用于下一幀的光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷蓄積之前，將在所述電荷保持部分中蓄積的部分電荷放電。
[0295]( 9 ) 一種電子裝置，其包括:
[0296]固態(tài)圖像傳感器，其包括:
[0297]光電轉(zhuǎn)換部分，其生成與接收到的光對應(yīng)的電荷，并在其中蓄積所述電荷；
[0298]電荷保持部分，其中在向浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸在所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷之前，保持所述電荷一個(gè)預(yù)定時(shí)間；
[0299]第一傳輸門,其向所述電荷保持部分傳輸在所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷；
[0300]第二傳輸門，其向所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸在所述電荷保持部分中保持的電荷；
[0301]以及電荷放電門，其將所述光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷放電；
[0302]其中在開始用于下一幀的光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷蓄積之前，將在所述電荷保持部分中蓄積的部分電荷放電。
[0303]本公開包括與2012年9月21日在日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP2012-208322中公開的主題有關(guān)的主題，所述申請的全部內(nèi)容通過弓I用合并于此。
【權(quán)利要求】
1.一種固態(tài)圖像傳感器，其包括: 光電轉(zhuǎn)換部分，其生成與接收到的光對應(yīng)的電荷，并在其中蓄積所述電荷； 電荷保持部分，在其中在向浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸在所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷之前，保持所述電荷預(yù)定時(shí)間； 第一傳輸門，其向所述電荷保持部分傳輸在所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷； 第二傳輸門，其向所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸在所述電荷保持部分中保持的電荷；以及 電荷放電門，其將所述光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷放電； 其中，在開始用于下一幀的光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷蓄積之前，將在所述電荷保持部分中蓄積的部分電荷放電。
2.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像傳感器， 其中，為了向所述電荷保持部分傳輸在所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷，當(dāng)將驅(qū)動(dòng)電壓施加于所述第一傳輸門時(shí)，將驅(qū)動(dòng)電壓施加于所述電荷放電門。
3.如權(quán)利要求2所述的固態(tài)圖像傳感器，還包括: 復(fù)位晶體管，其復(fù)位在所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域中蓄積的電荷， 其中，在降低用于所述復(fù)位晶體管的驅(qū)動(dòng)脈沖的同時(shí)，提高用于所述電荷放電門的驅(qū)動(dòng)脈沖。
4.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像傳感器， 其中，在通過驅(qū)動(dòng)所述第一傳輸門向所述電荷保持部分傳輸在所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷之后，施加于所述第二傳輸門的電壓值被設(shè)置為在驅(qū)動(dòng)時(shí)的電壓值和驅(qū)動(dòng)停止時(shí)的電壓值之間的中間值。
5.如權(quán)利要求4所述的固態(tài)圖像傳感器， 其中，在降低所述第一傳輸門的驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)，施加于所述第二傳輸門的電壓值是在驅(qū)動(dòng)時(shí)的電壓值和驅(qū)動(dòng)停止時(shí)的電壓值之間的中間值。
6.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像傳感器， 其中，在通過驅(qū)動(dòng)所述第一傳輸門向所述電荷保持部分傳輸在所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷之后，施加于所述第一傳輸門的電壓值被設(shè)置為在驅(qū)動(dòng)停止時(shí)的較低的值。
7.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像傳感器，還包括: N-型襯底，其被布置為在所述光電轉(zhuǎn)換部分和所述電荷保持部分下面的層， 其中，以這樣的方式施加電壓:當(dāng)降低用于所述第一傳輸門的驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)，所述N-型襯底的電勢變高。`
8.一種用于固態(tài)圖像傳感器的驅(qū)動(dòng)方法，所述固態(tài)圖像傳感器包括:光電轉(zhuǎn)換部分，其生成與接收到的光對應(yīng)的電荷，并在其中蓄積所述電荷；電荷保持部分，在其中在向浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸在所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷之前，保持所述電荷預(yù)定時(shí)間；第一傳輸門，其向所述電荷保持部分傳輸在所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷；第二傳輸門，其向所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸在所述電荷保持部分中保持的電荷；以及電荷放電門，其將所述光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷放電；所述驅(qū)動(dòng)方法包括: 在開始用于下一幀的光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷蓄積之前，將在所述電荷保持部分中蓄積的部分電荷放電。
9.一種電子裝置，其包括:固態(tài)圖像傳感器，其包括: 光電轉(zhuǎn)換部分，其生成與接收到的光對應(yīng)的電荷，并在其中蓄積所述電荷； 電荷保持部分，在其中在向浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷之前，保持所述電荷預(yù)定時(shí)間； 第一傳輸門，其向所述電荷保持部分傳輸在所述光電轉(zhuǎn)換部分中蓄積的電荷； 第二傳輸門，其向所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域傳輸在所述電荷保持部分中保持的電荷； 以及電荷放電門，其將所述光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷放電； 其中，在開始用于下一幀的光電轉(zhuǎn)換部分中的電荷蓄積之前，將在所述電荷保持部分中蓄積的部分電荷放電。
【文檔編號】H04N5/374GK103686001SQ201310414175
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月21日
【發(fā)明者】町田貴志 申請人:索尼公司