[發(fā)明專利]固態(tài)攝像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680002220.1
• 申請(qǐng)日: 2006-07-11
• 公開（公告）號(hào): CN101107843A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田中晶二;宮川良平;古賀一成;室島孝廣;渡邊研二
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H04N5/335
• 分類號(hào): H04N5/335;H01L27/146
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 汪惠民

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明涉及一種多個(gè)光電變換部排列成矩陣狀的固態(tài)攝像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法。

背景技術(shù)

[0002]近年來，在MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)式固態(tài)攝像裝置中，人們對(duì)小型化的要求越來越高。另一方面，高感光度化也是人們所需要的，有必要使像素中的光電變換部即光電二極管(PD)部的所占比率增大。因此，人們正在進(jìn)行包含在像素中的浮動(dòng)擴(kuò)散(FD)部、復(fù)位晶體管及像素放大晶體管等的小型化研究。

[0003]為了推進(jìn)固態(tài)攝像裝置的小型化，有人提案過多個(gè)光電二極管部共同具有浮動(dòng)擴(kuò)散部等的結(jié)構(gòu)。例如，在專利文獻(xiàn)1中，有人公開了包括像素的固態(tài)攝像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法，該像素由兩個(gè)或四個(gè)光電二極管部及傳輸晶體管、和一個(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散部及像素放大晶體管構(gòu)成。

專利文獻(xiàn)1：日本公開專利公報(bào)特開2005-167958號(hào)公報(bào)

[0004]然而，所述現(xiàn)有固態(tài)攝像裝置具有下述問題，即：雖然能夠減少像素放大晶體管和浮動(dòng)擴(kuò)散部的數(shù)量，但是因?yàn)橐耘c光電二極管部平行的方式形成了傳輸晶體管和浮動(dòng)擴(kuò)散部，所以不能使浮動(dòng)擴(kuò)散部的尺寸很小。例如，兩個(gè)光電二極管部共同具有的浮動(dòng)擴(kuò)散部，具有與為每個(gè)光電二極管部分別形成浮動(dòng)擴(kuò)散部的情況大致相同的尺寸。因此，在設(shè)為多個(gè)光電二極管部與共同使用的浮動(dòng)擴(kuò)散部連接的結(jié)構(gòu)的情況下，仍然存在下述問題，即：浮動(dòng)擴(kuò)散部的所占面積比較大，不能使光電二極管部的面積足夠大。

發(fā)明內(nèi)容

[0005]本發(fā)明，正是為解決所述問題而研究開發(fā)出來的。其目的在于：在多個(gè)光電二極管部共同具有浮動(dòng)擴(kuò)散部的情況下，設(shè)為能夠?qū)崿F(xiàn)光電二極管部中的浮動(dòng)擴(kuò)散部所占比率很小、裝置尺寸很小并且感光度很高的固態(tài)攝像裝置。

[0006]為了達(dá)成所述目的，本發(fā)明將固態(tài)攝像裝置設(shè)為下述結(jié)構(gòu)，即：設(shè)置于相鄰的行且相鄰的列上的兩個(gè)光電變換部共同具有浮動(dòng)擴(kuò)散部。

[0007]具體而言，本發(fā)明所涉及的固態(tài)攝像裝置，包括設(shè)置為矩陣狀、并根據(jù)入射光輸出像素信號(hào)的多個(gè)單位像素，和接收像素信號(hào)的多個(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散部；設(shè)置于相鄰的行且相鄰的列上的兩個(gè)單位像素，共同具有浮動(dòng)擴(kuò)散部。

[0008]根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)攝像裝置，能相對(duì)像素斜著設(shè)置浮動(dòng)擴(kuò)散部。因此，與以和像素平行的方式設(shè)置了浮動(dòng)擴(kuò)散部的情況相比，能使浮動(dòng)擴(kuò)散部的占有面積更小，因而在像素尺寸固定不變的情況下，能使像素中的光電二極管部的所占比率更大。此外，能在不減少光電二極管部的面積的狀態(tài)下縮小像素尺寸。

[0009]?在本發(fā)明的固態(tài)攝像裝置中，最好是這樣的，各個(gè)單位像素具有將入射光變換為像素信號(hào)的光電變換部，和與光電變換部連接、并對(duì)像素信號(hào)進(jìn)行讀出的傳輸晶體管；浮動(dòng)擴(kuò)散部，是傳輸晶體管的漏極區(qū)域。

[0010]在本發(fā)明的固態(tài)攝像裝置中，最好是這樣的，各個(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散部與對(duì)儲(chǔ)存在該浮動(dòng)擴(kuò)散部中的像素信號(hào)進(jìn)行讀出的像素放大晶體管電連接。

[0011]?在本發(fā)明的固態(tài)攝像裝置中，最好是這樣的，一浮動(dòng)擴(kuò)散部與在行方向上和該一浮動(dòng)擴(kuò)散部相鄰的其他浮動(dòng)擴(kuò)散部電連接；相互電連接起來的浮動(dòng)擴(kuò)散部，都與共同使用的像素放大晶體管電連接。通過設(shè)為所述結(jié)構(gòu)，能共同具有像素放大晶體管等，能進(jìn)一步提高光電二極管部的占有率。

[0012]最好是這樣的，本發(fā)明的固態(tài)攝像裝置還包括多條垂直信號(hào)線，所述多條垂直信號(hào)線是為每個(gè)列分別設(shè)置的，并通過像素放大晶體管與浮動(dòng)擴(kuò)散部電連接；所述多條垂直信號(hào)線中的一垂直信號(hào)線，接收設(shè)置于一列上的單位像素中的設(shè)置于奇數(shù)行上的單位像素的像素信號(hào)，與所述一垂直信號(hào)線相鄰的垂直信號(hào)線中的一條垂直信號(hào)線，接收設(shè)置于所述一列上的單位像素中的設(shè)置于偶數(shù)行上的單位像素的像素信號(hào)。

[0013]最好是這樣的，本發(fā)明的固態(tài)攝像裝置，還包括信號(hào)處理部和水平掃描電路，該信號(hào)處理部從多條垂直信號(hào)線依次讀出像素信號(hào)，再將所述像素信號(hào)變換成一個(gè)行的攝像信號(hào)，該水平掃描電路輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理部的水平驅(qū)動(dòng)信號(hào)；在由信號(hào)處理部對(duì)設(shè)置于偶數(shù)行上的單位像素的像素信號(hào)進(jìn)行讀出的情況、和由該信號(hào)處理部對(duì)設(shè)置于奇數(shù)行上的單位像素的像素信號(hào)進(jìn)行讀出的情況下，所述水平掃描電路輸出時(shí)刻互不相同的水平驅(qū)動(dòng)信號(hào)。通過設(shè)為所述結(jié)構(gòu)，能夠抑制在斜著設(shè)置了浮動(dòng)擴(kuò)散部的情況下會(huì)產(chǎn)生的圖像的錯(cuò)開。

[0014]在本發(fā)明的固態(tài)攝像裝置中，最好是這樣的，水平掃描電路具有多個(gè)移位寄存器電路、和選出多個(gè)移位寄存器電路中的任一個(gè)移位寄存器電路的輸出并作為水平驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行輸出的選擇電路；各個(gè)移位寄存器電路，分別生成時(shí)刻互不相同的信號(hào)。