发明名称 固态影像装置及其驱动方法
摘要 各单元画素包括一光电二极体、一读取选取电晶体、一读取电晶体、一放大电晶体、一重设电晶体,及一水平选取电晶体,藉此形成一点连续读取5-Tr类型之MOS影像感应器。该读取选取电晶体及该读取电晶体皆以两层闸极结构形成,并将该读取选取电晶体及该读取电晶体之闸极电位设定为一负电位。藉此将该读取选取电晶体及该读取电晶体闸极区之下层控制至一负电位。因此下层区域中之空乏受到压抑而减少漏电。
申请公布号 TWI223958 申请公布日期 2004.11.11
申请号 TW091132373 申请日期 2002.11.01
申请人 新力股份有限公司 发明人 铃木 亮司;上野 贵久;马渊圭司
分类号 H04N5/335 主分类号 H04N5/335
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种固态影像装置,包括:复数个单元画素于二维矩阵形式中配置于一垂直方向及一水平方向中;及该单元画素内,光电转换构件,用以根据所接收光量累积一信号电荷;一浮动扩散部分,用以抽取该光电转换构件所得到之信号电荷;一放大电晶体,用以藉由该浮动扩散部分之信号电荷而抽取一电位变动;一读取电晶体,用以根据一线选取信号,将该光电转换构件所累积之信号电荷转移至该浮动扩散部分;及一读取选取电晶体,用以根据一画素选取信号控制该读取电晶体;其中将位于该光电转换构件一侧之读取电晶体与读取选取电晶体之至少之一之闸极电位,相对于一井状区域设定为一负电位。2.如申请专利范围第1项之固态影像装置,其中相对于该井状区域而将该读取电晶体及该读取选取电晶体之电位皆设定为一负电位。3.如申请专利范围第1项之固态影像装置,其中该读取电晶体及该读取选取电晶体,在该光电转换构材与该浮动扩散部分间之通道方向中互相串联,并在互相部分重叠之状态中,形成该读取电晶体及该读取选取电晶体之闸极。4.如申请专利范围第1项之固态影像装置,尚包括:一垂直扫描器,用以在一垂直方向扫描该单元画素,以选取各该单元画素;一水平扫描器,用以在一水平方向扫描该单元画素,以选取各该单元画素;及一电子关闭扫描器,用以扫描该单元画素及执行各该单元画素之电子关闭操作。5.如申请专利范围第4项之固态影像装置,尚包括:一重设电晶体,用以将施至该浮动扩散部分之信号电荷重新设定;及一水平选取电晶体,用以在水平方向中循序选取该单元画素。6.如申请专利范围第5项之固态影像装置,尚包括:一水平选取线,配置成对应至该单元画素之各行,用以传送一重设脉冲以驱动该量设电晶体,一水平选取脉冲用以驱动该水平选取电晶体,及一读取脉冲以驱动该读取选取电晶体;及一垂直选取线,配置成对应至该单元画素之各列,用以传送一线选取脉冲以驱动该读取电晶体。7.如申请专利范围第5项之固态影像装置,尚包括:一重设/读取线,配置成对应至该单元画素之各行,用以传送一重设脉冲以驱动该重设电晶体,及传送一读取脉冲以驱动该读取选取电晶体;一水平选取线,配置成对应至该单元画素之各行,用以传送一水平选取脉冲以驱动该水平选取电晶体;及一垂直选取线,配置成对应至该单元画素之各列,用以传送一线选取脉冲以驱动该读取电晶体。8.如申请专利范围第5项之固态影像装置,尚包括:一读取线,配置成对应至该单元画素之各行,用以传送一读取脉冲以驱动该读取选取电晶体;一水平选取线,配置成对应至该单元画素之各行,用以传送一重设脉冲以驱动该重设电晶体,及传送一水平选取脉冲以驱动该水平选取电晶体;及一垂直选取线,配置成对应至该单元画素之各列,用以传送一线选取脉冲以驱动该读取电晶体。9.如申请专利范围第5项之固态影像装置,尚包括:一I/V转换器电路,用以藉由该垂直扫描器及该水平扫描器之扫描,将各单元画素依点连续之基础所读取之一电流信号转换成一电压信号;及一CDS电路,用以执行相关联之双取样处理。10.一种固态影像装置之驱动方法,该固态影像装置包括:复数个单元画素在二维矩阵形式中配置于一垂直方向及一水平方向中;及该单元画素内,光电转换构件,用以根据所接收光量累积一信号电荷;一浮动扩散部分,用以抽取该光电转换构件所得到之信号电荷;一放大电晶体,用以藉由该浮动扩散部分之信号电荷抽取一电位变动;一读取电晶体,用以根据一线选取信号,将该光电转换构件所累积之信号电荷转移至该浮动扩散部分;一读取选取电晶体,用以根据一画素选取信号控制该读取电晶体;其中使用互不相同之两电极层形成该读取电晶体及读取选取电晶体之闸极,至少将位于该光电转换构件一侧之电晶体闸极电位设定为一负电位,并至少在一部分非选取期间中,将光电转换构件该侧之电晶体闸极控制至该负电位。11.如申请专利范围第10项之固态影像装置驱动方法,其中至少在该部分非选取期间中,将该读取电晶体之闸极电位及该读取选取电晶体之闸极电位,皆设定成一负电位。12.如申请专利范围第10项之固态影像装置驱动方法,其中该固态影像装置尚包括:一垂直扫描器,用以在一垂直方向扫描该单元画素,以选取各该单元画素;一水平扫描器,用以在一水平方向扫描该单元画素,以选取各该单元画素;及一电子关闭扫描器,用以扫描该单元画素及执行各该单元画素之电子关闭操作。13.如申请专利范围第12项之固态影像装置驱动方法,其中该固态影像装置尚包括:一重设电晶体,用以重新设定施至该浮动扩散部分之信号电荷;及一水平选取电晶体,用以在水平方向中循序选取该单元画素。14.如申请专利范围第13项之固态影像装置驱动方法,尚包括以下步骤:藉由对应至该单元画素之各行而配置之水平选取线,传送一重设脉冲以驱动该重设电晶体,一水平选取脉冲以驱动该水平选取电晶体,及一读取脉冲以驱动该读取选取电晶体;及藉由对应至该单元画素之各列而配置之垂直选取线,传送一线选取脉冲以驱动该读取电晶体。15.如申请专利范围第14项之固态影像装置驱动方法,其中在第m行之一水平选取线,将该水平选取脉冲供应至第m画素行中一水平选取电晶体之闸极,并将该重设脉冲供应至第m+1画素行中一重设电晶体之闸极;及在第n列之一垂直选取线,将该线选取脉冲供应至第n画素列中一读取电晶体之闸极。16.如申请专利范围第13项之固态影像装置驱动方法,尚包括以下步骤:藉由一对应至该单元画素之各行而配置之重设/读取线,传送一重设脉冲以驱动该量设电晶体,及一读取脉冲以驱动该读取选取电晶体;藉由一对应至该单元画素之各行而配置之水平选取线,传送一水平选取脉冲以驱动该水平选取电晶体;及藉由一对应至该单元画素之各列而配置之垂直选取线,传送一线选取脉冲以驱动该读取电晶体。17.如申请专利范围第16项之固态影像装置驱动方法,其中在第m行之一水平选取线,将该水平选取脉冲供应至第m画素行中一水平选取电晶体之闸极;在第m行之一重设/读取线,将该读取脉冲供应至第m画素行中一读取选取电晶体之闸极,并将该重设脉冲供应至第m+1画素行中一重设电晶体之闸极;及在第n列之一垂直选取线,将该线选取脉冲供应至第n画素列中一读取电晶体之闸极。18.如申请专利范围第13项之固态影像装置驱动方法,尚包括以下步骤:藉由一对应至该单元画素之各行而配置之读取线,传送一读取脉冲以驱动该读取选取电晶体;藉由一对应至该单元画素之各行而配置之水平选取线,传送一重设脉冲以驱动该量设电晶体,及一水平选取脉冲以驱动该水平选取电晶体;及藉由一对应至该单元画素之各列而配置之垂直选取线,传送一线选取脉冲以驱动该读取电晶体。19.如申请专利范围第18项之固态影像装置驱动方法,其中在第m行之一水平选取线,将该水平选取脉冲供应至第m画素行中一水平选取电晶体之闸极,并将该重设脉冲供应至第m+1画素行中一重设电晶体之闸极;在第m行之一读取线,将该读取脉冲供应至第m画素行中一读取选取电晶体之闸极;及在第n列之一垂直选取线,将该线选取脉冲供应至第n画素列中一读取电晶体之闸极。图式简单说明:图1根据本发明第一实例,以电路图说明一MOS类型固态影像装置中一单元画素部分及其周边的配置;图2以时序图说明图1中该单元画素部分内电晶体的操作时序;图3以方块图示意说明MOS类型固态影像装置的配置,该装置具有图1所示的单元画素部分;图4以示意剖面图说明图1所示的单元画素部分结构;图5根据本发明第二实例,以电路图说明一MOS类型固态影像装置中一单元画素部分及其周边的配置;图6以时序图说明图5中该单元画素部分内电晶体的操作时序;图7以方块图示意说明MOS类型固态影像装置的配置,该装置具有图5所示的单元画素部分;图8根据本发明第三实例,以电路图说明一MOS类型固态影像装置中一单元画素部分及其周边的配置;图9以时序图说明图8中该单元画素部分内电晶体的操作时序;及图10以方块图示意说明MOS类型固态影像装置的配置,该装置具有图8所示的单元画素部分。
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