[發明專利]固態成像器件、驅動方法和電子設備

無效

• 申請號: 201380034178.1
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN104412575A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 中村良助;古閑史彥;永野川晴久
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/359;H01L27/146
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 郭定輝;匡霖

技術領域

本技術涉及固態圖像采集器件、驅動方法和電子設備，特別是，涉及能夠將具有溢流結構的像素投入實際使用的固態圖像采集器件、驅動方法和電子設備。

背景技術

作為固態圖像采集器件，已知能夠以與互補金屬氧化物半導體(CMOS)集成電路的工藝相同的工藝制造的CMOS固態圖像采集器件(下面稱為CMOS圖像傳感器)。

CMOS圖像傳感器的特征在于，利用CMOS工藝中的小型化技術能夠容易地制造對每個像素具有放大功能的有源類型結構。此外，CMOS圖像傳感器的特征在于，諸如驅動電路的外圍電路驅動像素陣列單元，信號處理電路處理從像素陣列單元的每個像素輸出的信號，并且能夠將這些電路與像素陣列單元集成在同一個芯片(襯底)上。通過這種配置，CMOS圖像傳感器受到許多關注，并且對CMOS圖像傳感器進行了許多研究和開發。

因此，在最近幾年，有人建議了固態圖像采集器件，在該固態圖像采集器件中，在相同像素的垂直方向上設置光電轉換單元，以對藍光波長和紅光波長進行光電轉換，并且綠光電轉換單元包括有機光電轉換膜(例如，請參見專利文獻1)。

在固態圖像采集器件中，利用有機光電轉換膜，通過光電轉換，獲得信號電荷，并且綠光電轉換單元包括接觸單元，該接觸單元將信號電荷轉移到形成于硅(Si)襯底上的高集中N型擴散層。然后，根據光量，信號電荷對P型雜質區的勢壘溢流，并且累積在N型累積單元中。轉移晶體管將累積單元中累積的信號電荷轉移到浮置擴散(FD)。

這種其中信號電荷溢流從而送到累積單元的結構被稱為溢流結構。此外，在此，假定將電子描述為信號電荷的載流子，但是除了極性相反之外，空穴也與電子相同。

與不具有溢流結構的典型CMOS圖像傳感器類似，即使在具有溢流結構的CMOS圖像傳感器中，垂直驅動電路的晶體管仍將預定電勢的信號施加到對應于每個顏色的像素的轉移晶體管的柵極。

引用列表

[專利文獻]

專利文獻1：日本專利申請特開No.2011-138927

發明內容

技術問題

在包括具有溢流結構的像素的CMOS圖像傳感器中，需要對實際使用進行研究。

鑒于上述情況，做出了本技術，并且本技術的目的是將具有溢流結構的像素投入實際使用。

技術方案

本技術的固態圖像采集器件的第一方面包括：低驅動能力晶體管，產生要輸入到具有溢流結構的像素的轉移晶體管的柵電極的信號；高驅動能力晶體管，并聯連接到低驅動能力晶體管，并且產生要輸入到柵電極的信號；以及驅動單元，驅動低驅動能力晶體管，并且然后將低驅動能力晶體管停止，以驅動高驅動能力晶體管。

本技術的驅動方法的第一方面對應于本技術的第一方面的固態圖像采集器件。

在本技術的第一方面中，在產生要輸入到具有溢流結構的像素的轉移晶體管的柵電極的信號的低驅動能力晶體管被驅動之后，將低驅動能力晶體管停止，并且驅動并聯連接到低驅動能力晶體管、并且產生要輸入到柵電極的信號的高驅動能力晶體管。

本技術的第二方面的電子設備包括：像素，具有溢流結構；低驅動能力晶體管，產生要輸入到該像素的轉移晶體管的柵電極的信號；高驅動能力晶體管，并聯連接到低驅動能力晶體管，并且產生要輸入到柵電極的信號；驅動單元，驅動低驅動能力晶體管，并且然后將低驅動能力晶體管停止，以驅動高驅動能力晶體管；以及輸出單元，輸出與該像素產生的電信號對應的圖像數據。

在本技術的第二方面中，提供了一種像素，具有溢流結構；低驅動能力晶體管，產生要輸入到該像素的轉移晶體管的柵電極的信號；以及高驅動能力晶體管，并聯連接到低驅動能力晶體管，并且產生要輸入到柵電極的信號。在低驅動能力晶體管被驅動之后，將低驅動能力晶體管停止，以驅動高驅動能力晶體管，并且輸出與該像素產生的電信號對應的圖像數據。

本技術的第三方面的固態圖像采集器件包括：第一晶體管，產生要輸入到具有溢流結構的像素的轉移晶體管的柵電極的第一電勢的信號；第二晶體管，并聯連接到第一晶體管，并且產生要輸入到柵電極的比第一電勢高的第二電勢的信號；驅動單元，驅動第一晶體管，并且然后將第一晶體管停止，以驅動第二晶體管。

在本發明的第三方面中，在產生要輸入到具有溢流結構的像素的轉移晶體管的柵電極的第一電勢的信號的第一晶體管被驅動之后，將第一晶體管停止，并且驅動并聯連接到第一晶體管、并且產生要輸入到柵電極的比第一電勢高的第二電勢的信號的第二晶體管。