專利名稱：固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法以及相機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及有效地放電累積在大容量的光電換能器中的信號(hào)電荷的固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法以及相機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在相關(guān)技術(shù)中，CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器使用復(fù)位晶體管來(lái)操作從像素信號(hào)中去除噪聲的CDS(相關(guān)雙采樣)電路。此外，進(jìn)行放電累積在光電換能器(例如，光電二極管)中的信號(hào)電荷的快門操作，該光電換能器被安排在與讀出行(或列，或像素)不同的任意位置上。在如下描述中，將CMOS圖像傳感器縮寫成CIS(CM0S Image Sensor)，將光電二極管縮寫成H) (Photo Diode)。并且，在日本專利第4048415號(hào)中公開了一般CIS的配置和操作例子。這里，將描述來(lái)自相關(guān)技術(shù)的CISlOO的配置和操作例子。圖10是示出來(lái)自相關(guān)技術(shù)的CISlOO的配置例子的電路圖。CISlOO包括像素部分101和CDS部分102。像素部分101包括構(gòu)成PD—光電換能器的4種類型MOS晶體管(轉(zhuǎn)移晶體管Trl、復(fù)位晶體管Tr2、放大晶體管Tr3、和選擇晶體管Tr4)、和H)的讀出電路。這里，轉(zhuǎn)移晶體管具有的柵極被稱為轉(zhuǎn)移柵極，其他晶體管的柵極以相似的方式稱呼。并且，像素部分101包括作為浮置擴(kuò)散區(qū)的浮置擴(kuò)散部分(在下文中，稱為FD (Floating Diffusion)部分)。PD生成與接收光量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電荷，轉(zhuǎn)移晶體管Trl根據(jù)轉(zhuǎn)移脈沖將H)的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移到FD部分。復(fù)位晶體管Tr2根據(jù)接通復(fù)位柵極的柵極驅(qū)動(dòng)脈沖，將FD部分的電壓定期復(fù)位成電源電壓Vdd。這個(gè)Vdd的電壓值是，例如，1.8V或2.7V，當(dāng)像素尺寸增加時(shí)，也可以使用5V0放大晶體管Tr3輸出與連接到這個(gè)柵極的FD部分的電壓起伏相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。選擇晶體管Tr4根據(jù)選擇像素行的選擇脈沖，將放大晶體管Tr3的輸出信號(hào)輸出到垂直信號(hào)線。垂直信號(hào)線被安排在每個(gè)像素列中，一端連接到用作成像區(qū)域外部的恒流源的負(fù)載晶體管Tr5。并且，垂直信號(hào)線的另一端連接到安排在成像區(qū)域外部的每個(gè)像素列中的信號(hào)處理電路。這個(gè)圖像處理電路包括⑶S部分102，通過對(duì)安排在成像區(qū)域的下一級(jí)中的像素信號(hào)進(jìn)行各種信號(hào)處理輸出成像信號(hào)。CDS部分102包括將SHR和SHS用作柵極信號(hào)的晶體管Tr6和Tr7，具有Cs和Cr的靜電電容的電容器、獲取輸出信號(hào)的電平之間的差值的差分放大器、和安排在差分放大器與水平信號(hào)線之間的晶體管Tr8。這個(gè)CDS部分102是輸出與按時(shí)序輸入的兩個(gè)信號(hào)之差成正比的信號(hào)的電路。這里，將描述CISlOO的操作例子。首先，CISlOO進(jìn) 行從為任意行(快門行、列、或像素)累積信號(hào)電荷開始的快門操作。已經(jīng)變成快門行的像素部分101同時(shí)接通復(fù)位柵極和轉(zhuǎn)移柵極，將累積在ro中的所有信號(hào)電荷放電到電源漏極。信號(hào)電荷得到放電，當(dāng)再次接通轉(zhuǎn)移電極時(shí)，已經(jīng)變空的ro開始累積信號(hào)電荷。之后，當(dāng)經(jīng)過了固定時(shí)間時(shí)，為希望結(jié)束信號(hào)電荷的累積的任意行進(jìn)行讀取操作。接通選擇晶體管的選擇柵極，以便選擇在進(jìn)行這種讀出操作的行(讀出行、列、或像素)上與CDS部分102進(jìn)行連接的信號(hào)線。之后，依次接通復(fù)位柵極時(shí)輸出的信號(hào)、和接通轉(zhuǎn)移柵極時(shí)輸出的信號(hào)兩者通過接通CDS部分102的SHS柵極和接通CDS部分102的SHR柵極來(lái)讀出。在這種情況下，當(dāng)通過在FD部分中累積H)的信號(hào)電荷時(shí)的定時(shí)信號(hào)SHS接通晶體管Tr6時(shí)，電容器Cs保持輸出信號(hào)。另一方面，當(dāng)通過復(fù)位FD部分時(shí)的定時(shí)信號(hào)SHR接通晶體管Tr7時(shí)，電容器Cr保持像素部分101的輸出信號(hào)。之后，CDS部分102將接通復(fù)位柵極時(shí)輸出的信號(hào)當(dāng)作噪聲電平來(lái)對(duì)待，將接通轉(zhuǎn)換柵極時(shí)輸出的信號(hào)當(dāng)作已經(jīng)疊加的噪聲電平來(lái)對(duì)待。此外，差分放大器比較保持在兩個(gè)電容器Cs和Cr中的輸出信號(hào)的電平，取兩者之間的差值，并通過晶體管TrS將差值輸出到水平信號(hào)線。在這種情況下，通過排除從接通復(fù)位柵極時(shí)輸出的信號(hào)與接通轉(zhuǎn)移柵極時(shí)輸出的信號(hào)之間的差值中獲得的噪聲電平，無(wú)噪聲地獲得高質(zhì)量圖像。并且，像顯示在JP2001-45383A中那樣的結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是與改變信號(hào)電荷的累積時(shí)段，和讀出像素區(qū)的任意部分的相關(guān)技術(shù)的快門操作有關(guān)的技術(shù)。另外，在JP2006-310932A中公開了來(lái)自相關(guān)技術(shù)的CIS的配置的概況。

發(fā)明內(nèi)容
近年來(lái)，包括CIS的像素的小型化受到增加像素?cái)?shù)量的推動(dòng)，并且已經(jīng)作了改進(jìn)，以便在提高分辨率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)低功耗。但是，由于包括在小型化像素中的ro的面積減小，PD累積的信號(hào)電荷的電量與相關(guān)技術(shù)相比將減少。此外，當(dāng)累積在ro中的電量減少時(shí)，產(chǎn)生像CIS輸出的信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍減小那樣的現(xiàn)象，該現(xiàn)象變成CIS的特性惡化的因素。于是，對(duì)于小型化像素，也可以考慮在信號(hào)電荷變空的狀態(tài)下深度設(shè)置ro的電勢(shì)，以便容易增加PC累積的電量。`圖11示出了像素部分101的橫截面顯示例子、和電勢(shì)的例子。圖1lA示出了顯示在橫截面中的像素部分101的PD、轉(zhuǎn)移柵極、FD部分、復(fù)位柵極、和電源電壓Vdd的例子。圖1lB示出了像素部分101的電勢(shì)的例子。當(dāng)通過如圖1lB所示加深ro的電勢(shì)增加累積的信號(hào)電荷的容量時(shí)，信號(hào)電荷處在空狀態(tài)下的ro與FD部分之間的電勢(shì)差Pl將減小。并且，當(dāng)像素部分101的轉(zhuǎn)移柵極被接通時(shí)，轉(zhuǎn)移柵極與FD部分之間的電勢(shì)差P2也將變小。這里，如果變成快門行的像素部分101的轉(zhuǎn)移柵極和復(fù)位柵極同時(shí)被接通，則FD部分的電勢(shì)將固定在接近Vdd的數(shù)值(為了方便起見，在如下描述中就稱為“Vdd”)上。這里，即使信號(hào)電荷的累積時(shí)段之前累積在ro中的大量信號(hào)電荷被轉(zhuǎn)移到FD部分，F(xiàn)D部分的電勢(shì)也沒有變化。但是，當(dāng)進(jìn)一步使像素小型化時(shí)，在信號(hào)電荷變空的狀態(tài)下ro的電勢(shì)將變深，PD的電勢(shì)將接近Vdd的電勢(shì)，認(rèn)為不能從ro轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷有點(diǎn)保留在ro中。并且，當(dāng)轉(zhuǎn)移柵極從接通變成斷開時(shí)，發(fā)生FD部分中的信號(hào)電荷通過轉(zhuǎn)移柵極流回到ro的現(xiàn)象，信號(hào)電荷不可能完全從]3D中放電。
當(dāng)在發(fā)生信號(hào)電荷流回到ro的現(xiàn)象的狀態(tài)下CIS輸出的視頻圖像輸出到監(jiān)視器等時(shí)，存在在顯示的視頻中產(chǎn)生余像的情況。并且，還存在由在信號(hào)輸出期間由于流回到ro的信號(hào)電荷的電量變化引起的偏移在視頻圖像中造成點(diǎn)缺陷的情況。通過提升電源電壓Vdd或FD部分的復(fù)位電源加深電源電壓的電勢(shì)被認(rèn)為是對(duì)付這些問題的措施。但是，為了提升電源電壓，可能有必要提高晶體管的氧化膜的電阻性能和增加包含在CIS中的布線，這將增加制造期間的工藝數(shù)量，成為小型化的負(fù)面效應(yīng)。本公開就是考慮到這樣的狀況進(jìn)行的，需要的是即使在ro由于像素的小型化而具有大容量的情況下，也有效放電累積在ro中的信號(hào)電荷。按照本公開的一個(gè)實(shí)施例，提供了驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法，所述固態(tài)成像裝置包括含有在半導(dǎo)體基板上形成的多個(gè)像素的成像像素部分、和控制所述成像像素部分的外圍電路部分。所述成像像素部分的每個(gè)像素含有產(chǎn)生與接收光量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電荷的光電換能器、將所述光電換能器產(chǎn)生的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移到浮置擴(kuò)散部分的轉(zhuǎn)移柵極、將與包括在選擇部分選擇的像素行中的所述浮置擴(kuò)散部分的電壓相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)輸出到輸出信號(hào)線的放大部分、和使所述浮置擴(kuò)散部分的電壓復(fù)位的復(fù)位部分。所述驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法包括在斷開所述選擇部分的同時(shí)開始為所述光電換能器累積信號(hào)電荷的快門操作中，在第一定時(shí)，通過接通所述轉(zhuǎn)移柵極和接通所述復(fù)位部分，從所述光電換能器中放電信號(hào)電荷；在接在所述第一定時(shí)之后的第二定時(shí)，通過接通所述轉(zhuǎn)移柵極和斷開所述復(fù)位部分，使所述浮置擴(kuò)散部分升壓；以及在所述轉(zhuǎn)移柵極接通的狀態(tài)下，由所述外圍電路部分取入輸出到輸出信號(hào)線的電信號(hào)，并從取入信號(hào)中生成像素信號(hào)。按照本公開的實(shí)施例，通過在所述轉(zhuǎn)移柵極與所述FD部分之間生成的耦合電容，可以無(wú)需使電源電壓變成高壓地使所述FD部分升壓。于是，在使光電換能器的電勢(shì)變深的情況下，可以使累積在所述光電換能器中的信號(hào)電荷放電到所述FD部分，并且可以使所述光電換能器具有大容量。



圖1是示出本公開第一實(shí)施例中的固態(tài)成像裝置的整體配置例子的示意性平面圖；圖2是示出本公開第一實(shí)施例中的成像像素部分的快門行、讀出行和累積時(shí)段的例子的說(shuō)明圖；圖3是本公開第一實(shí)施例中的成像像素部分的驅(qū)動(dòng)模式的示意圖；圖4是示出本公開第一實(shí)施例中的像素部分的示范性橫截面顯示和電勢(shì)的例子的說(shuō)明圖；圖5是示出本公開第二實(shí)施例中的成像像素部分的快門行和讀出行的例子的說(shuō)明圖；圖6是本公開第二實(shí)施例中的成像像素部分的驅(qū)動(dòng)模式的示意圖；圖7是本公開第二實(shí)施例的第一修改例中的成像像素部分的驅(qū)動(dòng)模式的示意圖；圖8是本公開第二實(shí)施例的第二修改例中的成像像素部分的驅(qū)動(dòng)模式的示意圖；圖9是示出本公開第一和第二實(shí)施例的修改例中的攝像機(jī)的內(nèi)部配置例子的框圖10是示出來(lái)自相關(guān)技術(shù)的CIS的配置例子的電路圖；以及圖11是示出來(lái)自相關(guān)技術(shù)的像素部分的示范性橫截面顯示和電勢(shì)的例子的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本公開的優(yōu)選實(shí)施例。注意，在本說(shuō)明書和附圖中，具有基本相同功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件用相同標(biāo)號(hào)表示，從而省略對(duì)這些結(jié)構(gòu)元件的重復(fù)說(shuō)明。在下文中，將描述實(shí)施本公開的方式(在下文中，叫做實(shí)施例)。注意，該描述將按如下次序作出:1.第一實(shí)施例(來(lái)自ro的信號(hào)電荷的放電控制:進(jìn)行放電操作兩次的例子)2-1.第二實(shí)施例(來(lái)自ro的信號(hào)電荷的放電控制:進(jìn)行放電操作三次的例子)2-2.第二實(shí)施例的第一修改例(接通第三快門行三次或更多次的例子)2-3.第二實(shí)施例的第二修改例(通過所有快門行進(jìn)行放電操作兩次的例子)3.應(yīng)用例子(將固態(tài)成像裝置應(yīng)用于攝像機(jī)的例子)4.修改例〈1.第一實(shí)施例>[進(jìn)行放電操作兩·次的例子]在下文中，將參考圖1-4描述本公開的第一實(shí)施例。在本實(shí)施例中,將描述應(yīng)用于MOS傳感器型固態(tài)成像裝置的例子。圖1是示出固態(tài)成像裝置10的整體配置例子的示意性平面圖。固態(tài)成像裝置10包括含有在未顯示在圖中的半導(dǎo)體基板上形成的多個(gè)像素的成像像素部分2、和控制成像像素部分2的外圍電路部分。恒流部分1、CDS部分3、V選擇部分4、定時(shí)發(fā)生器5、水平信號(hào)線6、H選擇部分7、和輸出部分8都包括在外圍電路部分中。恒流部分I為成像像素部分2的每個(gè)像素列供應(yīng)恒定電流。成像像素部分2由顯示在圖10中的上述CISlOO構(gòu)成，含有排列成二維矩陣的多個(gè)像素部分101。此外，CISlOO還包括在成像像素部分2的每個(gè)像素中產(chǎn)生與接收光量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電荷的H)、和將ro產(chǎn)生的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移到FD部分的轉(zhuǎn)移晶體管(轉(zhuǎn)移部分)。并且，CISlOO還含有包括在選擇晶體管Tr4 (選擇部分)選擇的像素行中、將與包括在選擇晶體管Tr4 (選擇部分)選擇的像素行中的FD部分的電壓相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)輸出到輸出信號(hào)線的放大晶體管Tr3、和使FD部分的電壓復(fù)位的復(fù)位晶體管Tr2 (復(fù)位部分)。注意，如下描述將通過適當(dāng)使用顯示在圖10中的標(biāo)號(hào)來(lái)描述。并且，由V選擇部分4沿著垂直方向在水平線(像素行)單元中依次選擇成像像素部分2的每個(gè)像素。此外，由按照從定時(shí)發(fā)生器5接收的各種脈沖信號(hào)控制的每個(gè)像素的MOS晶體管通過垂直信號(hào)線為每個(gè)像素列將每個(gè)像素信號(hào)讀出到CDS部分3。注意，定時(shí)發(fā)生器5也將各種定時(shí)信號(hào)供應(yīng)給除了成像像素部分2的每個(gè)像素之外的其他每個(gè)部分。⑶S部分3包括成像像素部分2的每個(gè)像素列中的顯示在圖10中的上述CDS部分102，為從成像像素部分2的每個(gè)像素列中讀出的像素信號(hào)進(jìn)行CDS處理，并通過水平信號(hào)線6將像素信號(hào)輸出到輸出部分8。在這種情況下，外部電路部分取入轉(zhuǎn)移柵極將H)產(chǎn)生的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移到FD部分時(shí)的信號(hào)電平、和在轉(zhuǎn)移接通的狀態(tài)下，復(fù)位部分使FD部分復(fù)位時(shí)的信號(hào)電平兩者。然后，輸出按照這個(gè)值差的像素信號(hào)。H選擇部分7沿著水平方向選擇⑶S部分輸出的像素信號(hào)，并將這些像素信號(hào)輸出到水平信號(hào)線6。通過對(duì)從⑶S部分102輸入的像素信號(hào)進(jìn)行諸如自動(dòng)增益控制(AGC)、模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換、和放大的處理輸出視頻信號(hào)處理電路的每個(gè)電路都包括在輸出部分8中。輸出部分8將從水平信號(hào)線6發(fā)送的像素信號(hào)輸出到半導(dǎo)體基板的外部端子。注意，雖然這樣的配置本身基本上與相關(guān)技術(shù)的相同，但本公開的實(shí)施例包括下文將描述的驅(qū)動(dòng)方法。圖2是示出成像像素部分2的快門行、讀出行和累積時(shí)段的例子的說(shuō)明圖。快門行和讀出行被分別逐行安排在成像像素部分2中。在快門行中使H)的信號(hào)電荷復(fù)位，在讀出行中從ro放電信號(hào)電荷?？扉T行和讀出行在空出恒定間隔的同時(shí)沿著圖中的掃描方向移動(dòng)。然后，在為某個(gè)行設(shè)置了快門行之后，直到設(shè)置了讀出行的地方的期間變成累積在ro中的信號(hào)電荷的累積時(shí)段。在按照第一實(shí)施例的成像像素部分2的快門行中，由成像像素部分2在斷開選擇晶體管Tr4的同時(shí)進(jìn)行如下操作。也就是說(shuō)，在開始為H)累積信號(hào)電荷的快門操作中，在第一定時(shí)，通過接通轉(zhuǎn)移柵極和接通復(fù)位晶體管Tr2從H)放電信號(hào)電荷。接著，在接在第一定時(shí)之后的第二定時(shí)，通過接通轉(zhuǎn)移柵極和斷開復(fù)位晶體管Tr2，使FD部分升壓。然后，由外圍電路部分取入在轉(zhuǎn)移柵極接通的狀態(tài)下輸出到輸出信號(hào)線的電信號(hào)，并從這個(gè)取入信號(hào)中生成像素信號(hào)。在下文中，將描述成像像素部分2的詳細(xì)操作例子。這里，將參考圖3和4描述第一和第二定時(shí)H)周圍的電勢(shì)。

圖3示出了按照第一實(shí)施例的成像像素部分2的驅(qū)動(dòng)模式的示意圖。圖3A-3C示出了快門行中的驅(qū)動(dòng)模式的例子，圖3D-3F示出了讀出行中的驅(qū)動(dòng)模式的例子，以及圖3G和3H示出了 CDS部分3中的驅(qū)動(dòng)模式的例子。圖4示出了按照第一實(shí)施例的像素部分101的示范性橫截面顯示和電勢(shì)的例子。圖4A示出了顯示在橫截面中的像素部分101的H)、轉(zhuǎn)移柵極、FD部分、復(fù)位柵極、和電源電壓Vdd的例子。圖4B示出了第一定時(shí)的像素部分101的電勢(shì)的例子，以及圖4C示出了第二定時(shí)的像素部分101的電勢(shì)的例子。在圖3中，在定時(shí)O上斷開快門行和讀出行的像素部分101和⑶S部分102。注意，在快門行中選擇晶體管Tr4將繼續(xù)斷開。接著，當(dāng)在定時(shí)I上接通讀出行的選擇晶體管Tr4時(shí)，讀出行的像素部分101的放大晶體管Tr3與垂直信號(hào)線連接。然后，由負(fù)載晶體管Tr5決定的恒定電流沿著從Vdd(電源電壓端子)到放大晶體管Tr3，到垂直信號(hào)線，再到負(fù)載晶體管Tr5的路線流動(dòng)。由于放大晶體管Tr3和負(fù)載晶體管Tr5構(gòu)成源極跟隨器，也就是說(shuō)，與FD部分的電壓相對(duì)應(yīng)的電壓將出現(xiàn)在垂直信號(hào)線中。這種情況繼續(xù)到讀出行的選擇晶體管Tr4被接通。接著，在定時(shí)2上發(fā)送給復(fù)位晶體管Tr2的柵極驅(qū)動(dòng)脈沖接通復(fù)位柵極，使快門行和讀出行的FD部分復(fù)位。這個(gè)定時(shí)2被叫做“第一定時(shí)”。第一定時(shí)的電勢(shì)如圖4B所示變化。在這種情況下，快門行中的轉(zhuǎn)移晶體管Trl被接通，以及快門行中的復(fù)位晶體管Tr2和讀出行中的復(fù)位晶體管Tr2兩者都被接通。
也就是說(shuō)，在第一定時(shí)，在快門行中同時(shí)接通轉(zhuǎn)移柵極和復(fù)位柵極(圖3A和3B)。這樣，開始快門操作之前收集的ro的信號(hào)電荷通過FD部分放電到電源電壓Vdd。這里，如圖4B所示，在第一定時(shí)，通過復(fù)位柵極將FD部分的電勢(shì)固定在電源電壓Vdd上。于是，即使在快門操作之前在H)中臨時(shí)收集了大量信號(hào)電荷，也可以允許保證在來(lái)自ro的信號(hào)電荷上FD部分的電勢(shì)變淺的電勢(shì)差。但是，當(dāng)ro的信號(hào)電荷接近變空狀態(tài)，以及ro的電勢(shì)變深時(shí)，PD與FD部分之間的電勢(shì)差變小。于是，在正好在定時(shí)2之后的定時(shí)3上，再次接通快門行中的轉(zhuǎn)移晶體管Trl。這個(gè)定時(shí)3叫做“第二定時(shí)”。在第二定時(shí)，通過接通轉(zhuǎn)移晶體管Trl的轉(zhuǎn)移柵極和斷開復(fù)位晶體管Tr2的復(fù)位柵極放電來(lái)自H)的信號(hào)電荷。在這種情況下，F(xiàn)D部分變成隔絕結(jié)構(gòu)，處在電勢(shì)不固定的浮置狀態(tài)下。然后，如圖4C所示，通過轉(zhuǎn)移柵極與FD部分之間的耦合電容將FD部分設(shè)置成比Vdd深的電勢(shì)。另外，在第二定時(shí)，與FD部分的電勢(shì)相對(duì)應(yīng)的電壓(復(fù)位電平)出現(xiàn)在垂直信號(hào)線中。于是，在定時(shí)4上通過輸入SHS脈沖保持⑶S部分102的電容器Cs的電壓。接著，在定時(shí)5上，將讀出行中的H)的信號(hào)電荷發(fā)送到FD部分。在這種情況下，F(xiàn)D部分的電勢(shì)與信號(hào)電荷成比例地移動(dòng)到負(fù)側(cè)。然后，由于與FD部分的電勢(shì)相對(duì)應(yīng)的電壓(信號(hào)電平)出現(xiàn)在垂直信號(hào)線中，所以通過輸入SHR脈沖保持⑶S部分102的電容器Cr的電壓。⑶S部分102的差分放大器輸出與電容器Cs和Cr的每一個(gè)中的信號(hào)電平和復(fù)位電勢(shì)之差成比例的電壓。之后，在定時(shí)7上斷開讀出行的選擇晶體管Tr4，并將放大晶體管Tr3與垂直信號(hào)線分開。之后，通過來(lái)自選擇部分7的晶體管Tr8的控制，將⑶S部分102的差分放大器的輸出讀出到水平信號(hào)線。

通過如圖4B所示第一定時(shí)的操作，在ro中收集的大部分信號(hào)電荷已經(jīng)放電，ro幾乎是空的。但是，通過使用轉(zhuǎn)移柵極與FD部分之間的耦合電容加深ro的電勢(shì)，在第二定時(shí)放電在ro中少量收集的信號(hào)電荷。這樣，對(duì)于電源電壓無(wú)需伴隨高壓地保證了 ro與FD部分之間的電勢(shì)差。并且，可以防止信號(hào)電荷保留在ro中，以及當(dāng)轉(zhuǎn)移柵極被斷開時(shí)，可以防止信號(hào)電荷流回到ro。并且，通過將第一定時(shí)(轉(zhuǎn)移柵極接通，復(fù)位柵極接通)上信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)移與第二定時(shí)(轉(zhuǎn)移柵極接通，復(fù)位柵極斷開)上信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)移之間的間隔分開I微秒或更長(zhǎng)，可以有效減少轉(zhuǎn)移的擴(kuò)散。雖然使其變成I微秒的這個(gè)間隔是經(jīng)驗(yàn)值，但可以通過實(shí)驗(yàn)確認(rèn)使轉(zhuǎn)移柵極的接口順序達(dá)到穩(wěn)定所需的長(zhǎng)度。這樣第一和第二定時(shí)之間的間隔的排空取決于如下原因。也就是說(shuō)，當(dāng)在第一定時(shí)轉(zhuǎn)移信號(hào)電荷時(shí)，存在不能充分保證ro與FD部分之間的電勢(shì)差的情況，不能達(dá)到通過耦合電容提升FD部分的電壓的效果。在這種情況下，通過接口電平捕獲在轉(zhuǎn)移柵極下進(jìn)入的信號(hào)電荷，和通過設(shè)置第二定時(shí)保證ro與FD部分之間的足夠電勢(shì)差，以便抑制放電引起的擴(kuò)散的影響。對(duì)于按照上述第一實(shí)施例的成像像素部分2，在不使用耦合電容地通過固定Vdd放電信號(hào)電荷的情況下，以及在不能通過改變FD部分從ro轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷通過使用耦合電容放電的情況下，進(jìn)行兩階段放電處理。這里，在第一定時(shí)事先放電大量信號(hào)電荷，以便在進(jìn)行快門操作之前在ro中存在大量信號(hào)電荷的情況下改變FD部分的電勢(shì)，此后在第二定時(shí)驅(qū)動(dòng)快門。在這種情況下，使FD部分保持在浮置狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)快門以便使用轉(zhuǎn)移柵極與FD部分之間的電容耦合提升FD部分的電勢(shì)。于是，在H)與FD部分之間形成足夠電勢(shì)差，以及使累積在H)中的少量信號(hào)電荷也放電到FD部分。并且，由于ro可以保證足夠電勢(shì)，所以即使對(duì)于小型化像素部分101，也可以使ro具有累積大量信號(hào)電荷的大容量。可以改進(jìn)像在快門操作期間將信號(hào)電荷從FD部分吸引到ro，和無(wú)法將累積在ro中的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移到FD部分的缺陷。并且，通過進(jìn)行使用轉(zhuǎn)移柵極與FD部分的耦合電容的FD部分的提升，可以無(wú)需提高電源電壓地提升FD部分的電勢(shì)，以便使?fàn)可娴叫⌒突膔o的容量較大。<2-1.第二實(shí)施例 >[進(jìn)行放電操作三次的例子]接著，參考圖5和6描述本公開的第二實(shí)施例。在本實(shí)施例中，將描述通過控制接通多個(gè)相鄰快門行中的轉(zhuǎn)移柵極的定時(shí)從ro放電信號(hào)電荷的例子。在如下描述中，將相同標(biāo)號(hào)附在與上面通過第一實(shí)施例已經(jīng)描述過的圖1的那些相對(duì)應(yīng)的部分上，并省略對(duì)這些部分的詳細(xì)描述。在使用多個(gè)相繼快門行從ro放電信號(hào)電荷的情況下，按照第二實(shí)施例的成像像素部分2具有與除了最后行之外的其他快門行的定時(shí)不同的至少接通最后行的轉(zhuǎn)移柵極的定時(shí)。在這種情況下，在第一定時(shí)，為除了最后行之外的其他快門行接通轉(zhuǎn)移柵極和接通復(fù)位晶體管Tr2，以及為最后快門行斷開轉(zhuǎn)移柵極和接通復(fù)位晶體管Tr2。然后，在第二定時(shí)，通過為除了最后行之外的其他快門行斷開轉(zhuǎn)移柵極和斷開復(fù)位晶體管Tr2，以及為最后快門行接通轉(zhuǎn)移柵極和斷開復(fù)位晶體管Tr2，從每個(gè)快門行的H)放電信號(hào)電荷。這種情況的成像像素部分2的詳細(xì)操作例子將參考圖5和6來(lái)描述。圖5是示出成像 像素部分2的快門行和讀出行的例子的說(shuō)明圖。成像像素部分2設(shè)置相繼第I到第3行、變成累積時(shí)段的行、和讀出行。第三快門行和讀出行在空出恒定間隔的同時(shí)沿著掃描方向移動(dòng)。此外，第三快門行之后直到輸入讀出行時(shí)的期間變成信號(hào)電荷的累積時(shí)段。圖6示出了按照第二實(shí)施例的成像像素部分2的驅(qū)動(dòng)模式的示意圖。圖6A-6C示出了第一快門行中的驅(qū)動(dòng)模式的例子，6D-6F示出了第二快門行中的驅(qū)動(dòng)模式的例子，以及6G-6I示出了第三快門行中的驅(qū)動(dòng)模式的例子。此外，6J-6L示出了讀出門行中的驅(qū)動(dòng)模式的例子，以及圖6M和6N示出了 CDS部分102中的驅(qū)動(dòng)模式的例子。如圖5所示，在成像像素部分2中作為例子設(shè)置了三個(gè)相繼快門行。這里，如日本專利第4243870號(hào)所述，通過使兩個(gè)或更多個(gè)相鄰列成為成像像素部分2中的一個(gè)群體，在信號(hào)電荷的累積之前在以群體為單位進(jìn)行不必要信號(hào)電荷的放電，并且進(jìn)一步以群體為單位放電信號(hào)電荷。這種固態(tài)成像裝置通過將預(yù)快門脈沖應(yīng)用于下一個(gè)群體中，屬于至少與前一個(gè)群體相鄰的I行或列的像素，在前一個(gè)群體的讀出定時(shí)之前，進(jìn)行累積在該像素中的不必要電荷的放電。但是，當(dāng)在開始快門操作時(shí)在H)中累積了大量信號(hào)電荷時(shí)，存在FD部分的電勢(shì)隨PD的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移而改變，以及可能無(wú)法充分保證ro與FD部分之間的電勢(shì)差的情況。于是，按照第二實(shí)施例的成像像素部分2進(jìn)行如下操作。也就是說(shuō)，在顯示在定時(shí)2中的第一定時(shí)，接通從作為初始快門行的第一快門行到作為正好在最后快門行之前的行的第二快門行的轉(zhuǎn)移柵極，并在接通復(fù)位柵極的狀態(tài)下放電ro的信號(hào)電荷。在這種情況下，通過保持作為最后快門行的第三快門行只接通復(fù)位柵極的狀態(tài)放電累積在ro中的大量信號(hào)電荷。之后，當(dāng)通過快門操作將信號(hào)電荷從H)放電到FD部分時(shí)，斷開復(fù)位柵極，并設(shè)置接通轉(zhuǎn)移柵極的期間。于是，在顯示在定時(shí)3中的第二定時(shí)，接通開始最后累積信號(hào)電荷的最后快門行的轉(zhuǎn)移柵極，并在斷開復(fù)位柵極的狀態(tài)下放電來(lái)自ro的信號(hào)電荷。這樣，可以以與上述第一實(shí)施例相同的方式從ro放電幾乎所有信號(hào)電荷。在這種情況下，可以讓快門行的FD部分處在浮置狀態(tài)下，以及通過轉(zhuǎn)移柵極與FD部分之間的耦合電容將FD部分提升到比Vdd深的電勢(shì)。對(duì)于上述第二實(shí)施例中的成像像素部分2，設(shè)置相繼快門行1-3。然后，在第一定時(shí)，接通從初始快門行到作為正好在最后快門行之前的行的第二快門行的轉(zhuǎn)移柵極，并在接通復(fù)位柵極的狀態(tài)下放電ro的信號(hào)電荷。之后，在第二定時(shí)，接通第三快門行中的轉(zhuǎn)移柵極，并斷開其他快門行的轉(zhuǎn)移柵極和復(fù)位柵極。這樣，通過控制多個(gè)快門行的轉(zhuǎn)移柵極的接通或斷開，可以肯定地放電累積在ro中的信號(hào)電荷。此外，對(duì)于電源電壓可以無(wú)需伴隨高壓地在快門操作期間保證ro與FD部分之間的電勢(shì)差。〈2-2.第二實(shí)施例的第一修改例〉[接通第三快門行三次或更多次的例子]注意，在上述第二實(shí)施例中的成像像素部分2中，雖然在第二定時(shí)接通第三快門行的轉(zhuǎn)移柵極，但在接在第二定時(shí)之后的第三定時(shí)也可能接通第三快門行的轉(zhuǎn)移柵極。于是，在按照第二實(shí)施例的第一修改例的成像像素部分2中，在第一定時(shí)，為多個(gè)快門行接通轉(zhuǎn)移柵極和接通復(fù)位晶體管Tr2。接著，在第二定時(shí)，為除了最后行之外的其他快門行斷開轉(zhuǎn)移柵極和斷開復(fù)位晶體管Tr2，以及為最后快門行接通轉(zhuǎn)移柵極和斷開復(fù)位晶體管Tr2。然后，在接在第二定時(shí)之后的定時(shí)，通過至少一次地接通轉(zhuǎn)移柵極和斷開復(fù)位晶體管Tr2，從每個(gè)快門行的H)放電信號(hào)電荷。這種情況的成像像素部分2的詳細(xì)驅(qū)動(dòng)模式將參考圖7來(lái)描述。圖7示出了成像像素部分2的驅(qū)動(dòng)模式的示意圖。雖然顯示在圖7中的成像像素部分2的驅(qū)動(dòng)模式幾乎與顯示在圖6中的上述驅(qū)動(dòng)模式相同，但接通用作最后行的第三快門行中的轉(zhuǎn)移柵極的定時(shí)不同。這里，除了第一和第二定時(shí)之外，在新設(shè)置的第三定時(shí)接通第三快門行中的轉(zhuǎn)移柵極。在第二和第三定時(shí)期間，其他快門行中的轉(zhuǎn)移晶體管Trl、復(fù)位晶體管Tr2、和選擇晶體管Tr4都斷開。這樣，通過在第三快門行中相繼接通轉(zhuǎn)移柵極三次，可以肯定地放電累積在H)中的信號(hào)電荷?！?-3.第二實(shí)施例的第二修改例〉[在所有快門行中進(jìn)行放電操作兩次的例子]進(jìn)一步，在上述第二實(shí)施例中的成像像素部分2中，雖然只在第二定時(shí)接通第三快門行的轉(zhuǎn)移柵極，但也可以在第一和第二定時(shí)相繼接通第一到第三快門行的轉(zhuǎn)移柵極。于是，在按照第二實(shí)施例的第二修改例的成像像素部分2中，在第一定時(shí)，為所有快門行接通轉(zhuǎn)移柵極和接通復(fù)位晶體管Tr2。在第二定時(shí)，通過為所有快門行接通轉(zhuǎn)移柵極和斷開復(fù)位晶體管Tr2，從每個(gè)快門行的H)放 電信號(hào)電荷。這種情況的成像像素部分2的詳細(xì)驅(qū)動(dòng)模式將參考圖8來(lái)描述。
圖8示出了成像像素部分2的驅(qū)動(dòng)模式的示意圖。雖然顯示在圖8中的成像像素部分2的驅(qū)動(dòng)模式幾乎與顯示在圖6中的上述驅(qū)動(dòng)模式相同，但存在在接在第一定時(shí)之后的第二定時(shí)在所有快門行(第一到第三快門行)中接通轉(zhuǎn)移柵極的差異點(diǎn)。在這種情況下，在不使用耦合電容地通過固定Vdd放電信號(hào)電荷的情況下，以及在不能通過改變FD部分從ro轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷通過使用耦合電容放電的情況下，在第一到第三快門行中進(jìn)行兩階段放電處理。于是，在ro與FD部分之間形成足夠電勢(shì)差，以及使累積在ro中的少量信號(hào)電荷也放電到FD部分。于是，在第一和第二定時(shí)，通過在第一到第三快門行中相繼接通轉(zhuǎn)移柵極兩次可以肯定地放電累積在ro中的信號(hào)電荷?！磻?yīng)用例子〉[將固態(tài)成像裝置應(yīng)用于攝像機(jī)的例子]針對(duì)上述的各種實(shí)施例和修改例可以應(yīng)用Cu-Cu鍵合技術(shù)的固態(tài)成像裝置可以應(yīng)用于像數(shù)字相機(jī)、攝像機(jī)等的相機(jī)系統(tǒng)、具有成像功能的移動(dòng)電話、或包括成像功能的其他裝置那樣的電子裝置。在這種應(yīng)用例子中，例如，相機(jī)系統(tǒng)被描述成電子裝置的示范性配置。圖9示出了按照應(yīng)用例子的相機(jī)11的示意性配置。注意，顯示在圖9中的相機(jī)11是可以拍攝靜止圖像或運(yùn)動(dòng)圖像的攝像機(jī)的配置例子。相機(jī)11包括固態(tài)成像裝置10、包括將入射光引導(dǎo)到固態(tài)成像裝置10的光接收傳感器部分的光學(xué)透鏡的光學(xué)系統(tǒng)12、安排在固態(tài)成像裝置10與光學(xué)系統(tǒng)12之間的快門設(shè)備13、和驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置10的驅(qū)動(dòng)電路15。另外，相機(jī)11還包括處理固態(tài)成像裝置10的輸出信號(hào)的信號(hào)處理電路14。固態(tài)成像裝置10是使用Cu-Cu鍵合技術(shù)制造的。其他部分每一個(gè)的配置和功能如下。光學(xué)系統(tǒng)12形成從被攝物體到固態(tài)成像裝置10的成像表面(在圖中未示出)的圖像光(入射光)。這樣，在固態(tài)成像裝置10中在固定期間內(nèi)累積信號(hào)電荷。注意，光學(xué)系統(tǒng)10可以由包括多個(gè)光學(xué)透鏡的光學(xué)透鏡組構(gòu)成。并且，快門設(shè)備13控制固態(tài)成像裝置10的入射光的光照期和遮光期。驅(qū)動(dòng)電路15將驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)給固態(tài)成像裝置10和快門設(shè)備13。此外，驅(qū)動(dòng)電路15按照供應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制對(duì)固態(tài)成像裝置10的信號(hào)處理電路14的信號(hào)輸出操作、和快門設(shè)備13的快門操作。也就是說(shuō)，在本例中，按照驅(qū)動(dòng)電路15供應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(定時(shí)信號(hào))，進(jìn)行從固態(tài)成像裝置10到信號(hào)處理電路14的信號(hào)傳送操作。驅(qū)動(dòng)電路15在快門操作期間，對(duì)按照上述第一和第二實(shí)施例、和第二實(shí)施例的第一修改例的固態(tài)成像裝置10進(jìn)行控制轉(zhuǎn)移柵極和復(fù)位柵極的接通或斷開的處理。信號(hào)處理電路14將各種信號(hào)處理應(yīng)用于從固態(tài)成像裝置10傳送的信號(hào)。此外，將已經(jīng)應(yīng)用了各種信號(hào)處理的信號(hào)(視頻信號(hào))存儲(chǔ)在像存儲(chǔ)器那樣的存儲(chǔ)媒體(在圖中未示出)中，或輸出到監(jiān)視器(在圖中未示出)?！?.修改例〉

注意，第二實(shí)施例的上述第一和第二修改例控制第一到第三快門行的三個(gè)相繼行的快門操作。但是，快門操作可以通過兩個(gè)相繼快門行或不止三個(gè)相繼快門行來(lái)控制。并且，不僅可以設(shè)置兩個(gè)或三個(gè)相繼時(shí)間的定時(shí)，而且可以設(shè)置四個(gè)或更多個(gè)時(shí)間的定時(shí)，這也與第一實(shí)施例中定時(shí)的設(shè)置相同。并且，固態(tài)成像裝置的上述驅(qū)動(dòng)方法可以應(yīng)用于CCD成像器，以及CMOS傳感器的電路配置可以應(yīng)用CXD成像器的電路配置。并且，在上述實(shí)施例中，雖然假設(shè)像素部分101的晶體管是NM0S，但如果切換電壓的極性，它們也與PMOS相同。并且，光電換能器可以不是光電二極管，而可以是，例如，光電門。并且，在上述實(shí)施例中，雖然從垂直信號(hào)線中的像素輸出電壓，但輸出信號(hào)線也可以是沿著水平方向的線，以及輸出信號(hào)可以是電流信號(hào)。并且，像上述那樣由四個(gè)晶體管構(gòu)成的系統(tǒng)不局限于像素結(jié)構(gòu)。并且，雖然⑶S電路是下一級(jí)上的信號(hào)處理電路的例子，但也可以是，例如，具有CDS作用的A/D轉(zhuǎn)換器。并且，作為簡(jiǎn)單保持復(fù)位電平和信號(hào)電平的電路，可以使CDS采用放置在進(jìn)一步隨后級(jí)中的配置。這樣，本公開不局限于上述實(shí)施例，不用說(shuō)，只要它們不偏離上述本公開的內(nèi)容，可以提供各種應(yīng)用例子和修改例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，只要在所附權(quán)利要求書或其等效物的范圍之內(nèi)，視設(shè)計(jì)要求和其它因素而定，可以想到各種各樣的修改、組合、分組合和變更。另外，本技術(shù)也可以按如下構(gòu)成。
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(1) 一種驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法，所述固態(tài)成像裝置包括:含有在半導(dǎo)體基板上形成的多個(gè)像素的成像像素部分；以及控制所述成像像素部分的外圍電路部分，其中所述成像像素部分的每個(gè)像素含有:產(chǎn)生與接收光量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電荷的光電換能器；將所述光電換能器產(chǎn)生的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移到浮置擴(kuò)散部分的轉(zhuǎn)移部分；將與包括在選擇部分選擇的像素行中的所述浮置擴(kuò)散部分的電壓相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)輸出到輸出信號(hào)線的放大部分；以及使所述浮置擴(kuò)散部分的電壓復(fù)位的復(fù)位部分，所述驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法包括:在斷開所述選擇部分的同時(shí)開始為所述光電換能器累積信號(hào)電荷的快門操作中，在第一定時(shí)，通過接通所述轉(zhuǎn)移部分和接通所述復(fù)位部分，從所述光電換能器中放電信號(hào)電荷；在接在所述第一定時(shí)之后的第二定時(shí)，通過接通所述轉(zhuǎn)移部分和斷開所述復(fù)位部分，使所述浮置擴(kuò)散部分升壓；以及在所述轉(zhuǎn)移部分接通的狀態(tài)下，由所述外圍電路部分取入輸出到輸出信號(hào)線的電信號(hào)，并從取入信號(hào)中生成像素信號(hào)。(2)按照(I)所述的驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法，其中，當(dāng)使用多個(gè)連續(xù)快門行從所述光電換能器放電信號(hào)電荷時(shí)，至少接通最后行的轉(zhuǎn)移部分的定時(shí)不同于除了最后行之外的其他快門行的定時(shí)。(3)按照(I)或(2)所述的驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法，所述方法進(jìn)一步包括:在第一定時(shí)，為除了最后行之外的其他快門行接通轉(zhuǎn)移部分和接通復(fù)位部分，以及為最后快門行斷開轉(zhuǎn)移部分和接通復(fù)位部分；以及
在第二定時(shí)，通過為除了最后行之外的其他快門行斷開轉(zhuǎn)移部分和斷開復(fù)位部分，以及為最后快門行接通轉(zhuǎn)移部分和斷開復(fù)位部分，從每個(gè)快門行的光電換能器放電信號(hào)電荷。(4)按照(I)到(3)的任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法，所述方法進(jìn)一步包括:在第一定時(shí)，為多個(gè)快門行接通轉(zhuǎn)移部分和接通復(fù)位部分；在第二定時(shí)，為除了最后行之外的其他快門行斷開轉(zhuǎn)移部分和斷開復(fù)位部分，以及為最后快門行接通轉(zhuǎn)移部分和斷開復(fù)位部分；以及在接在第二定時(shí)之后的定時(shí)，通過至少一次地接通轉(zhuǎn)移部分和斷開復(fù)位部分，從每個(gè)快門行的光電換能器放電信號(hào)電荷。(5)按照(I)到(3)的任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法，所述方法進(jìn)一步包括:在第一定時(shí)， 為所有快門行接通轉(zhuǎn)移部分和接通復(fù)位部分；以及在第二定時(shí)，為所有快門行接通轉(zhuǎn)移部分和斷開復(fù)位部分。(6)按照(I)到(5)的任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法，其中第一和第二定時(shí)之間的間隔是I微秒或更長(zhǎng)。(7) 一種相機(jī)系統(tǒng),其包括:固態(tài)成像裝置，其包括:含有在半導(dǎo)體基板上形成的多個(gè)像素的成像像素部分；以及控制所述成像像素部分的外圍電路部分，其中所述成像像素部分的每個(gè)像素含有:產(chǎn)生與接收光量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電荷的光電換能器；將所述光電換能器產(chǎn)生的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移到浮置擴(kuò)散部分的轉(zhuǎn)移部分；將與包括在選擇部分選擇的像素行中的所述浮置擴(kuò)散部分的電壓相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)輸出到輸出信號(hào)線的放大部分；以及使所述浮置擴(kuò)散部分的電壓復(fù)位的復(fù)位部分；以及驅(qū)動(dòng)電路，用于在斷開所述選擇部分的同時(shí)開始為所述光電換能器累積信號(hào)電荷的快門操作中，在第一定時(shí)，通過接通所述轉(zhuǎn)移部分和接通所述復(fù)位部分，從所述光電換能器中放電信號(hào)電荷，以及在接在所述第一定時(shí)之后的第二定時(shí)，通過接通所述轉(zhuǎn)移部分和斷開所述復(fù)位部分，使所述浮置擴(kuò)散部分升壓，其中，在所述轉(zhuǎn)移部分接通的狀態(tài)下，所述固態(tài)成像裝置通過所述外圍電路部分取入輸出到輸出信號(hào)線的電信號(hào)，并從取入信號(hào)中生成像素信號(hào)。本公開包含與公開在2012年2月14日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)JP2012-029430中的主題有關(guān)的主題，特此通過引用并入其全部?jī)?nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法，所述固態(tài)成像裝置包括: 含有在半導(dǎo)體基板上形成的多個(gè)像素的成像像素部分；以及 控制所述成像像素部分的外圍電路部分， 其中所述成像像素部分的每個(gè)像素含有 產(chǎn)生與接收光量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電荷的光電換能器； 將所述光電換能器產(chǎn)生的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移到浮置擴(kuò)散部分的轉(zhuǎn)移部分； 將與包括在選擇部分選擇的像素行中的所述浮置擴(kuò)散部分的電壓相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)輸出到輸出信號(hào)線的放大部分；以及 使所述浮置擴(kuò)散部分的電壓復(fù)位的復(fù)位部分， 所述驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法包括: 在斷開所述選擇部分的同時(shí)開始為所述光電換能器累積信號(hào)電荷的快門操作中，在第一定時(shí)，通過接通所述轉(zhuǎn)移部分和接通所述復(fù)位部分，從所述光電換能器中放電信號(hào)電荷； 在接在所述第一定時(shí)之后的第二定時(shí)，通過接通所述轉(zhuǎn)移部分和斷開所述復(fù)位部分，使所述浮置擴(kuò)散部分升壓；以及 在所述轉(zhuǎn)移部分接通的狀態(tài)下，由所述外圍電路部分取入輸出到輸出信號(hào)線的電信號(hào)，并從取入信號(hào)中生成像素信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法， 其中，當(dāng)通過使用多個(gè)連續(xù)快門行從所述光電換能器放電信號(hào)電荷時(shí)，至少接通最后行的轉(zhuǎn)移部 分的定時(shí)不同于用于除了最后行之外的其他快門行的定時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法，所述方法進(jìn)一步包括: 在第一定時(shí)，為除了最后行之外的其他快門行接通轉(zhuǎn)移部分和接通復(fù)位部分，以及為最后快門行斷開轉(zhuǎn)移部分和接通復(fù)位部分；以及 在第二定時(shí)，通過為除了最后行之外的其他快門行斷開轉(zhuǎn)移部分和斷開復(fù)位部分，以及為最后快門行接通轉(zhuǎn)移部分和斷開復(fù)位部分，從每個(gè)快門行的光電換能器放電信號(hào)電荷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法，所述方法進(jìn)一步包括: 在第一定時(shí)，為多個(gè)快門行接通轉(zhuǎn)移部分和接通復(fù)位部分； 在第二定時(shí)，為除了最后行之外的其他快門行斷開轉(zhuǎn)移部分和斷開復(fù)位部分，以及為最后快門行接通轉(zhuǎn)移部分和斷開復(fù)位部分；以及 在接在第二定時(shí)之后的定時(shí)，通過至少一次地接通轉(zhuǎn)移部分和斷開復(fù)位部分，從每個(gè)快門行的光電換能器放電信號(hào)電荷。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法，所述方法進(jìn)一步包括: 在第一定時(shí)，為所有快門行接通轉(zhuǎn)移部分和接通復(fù)位部分；以及 在第二定時(shí)，為所有快門行接通轉(zhuǎn)移部分和接通復(fù)位部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法， 其中第一和第二定時(shí)之間的間隔是I微秒或更長(zhǎng)。
7.—種相機(jī)系統(tǒng),其包括: 固態(tài)成像裝置，其包括:含有在半導(dǎo)體基板上形成的多個(gè)像素的成像像素部分；以及 控制所述成像像素部分的外圍電路部分， 其中所述成像像素部分的每個(gè)像素含有: 產(chǎn)生與接收光量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電荷的光電換能器； 將所述光電換能器產(chǎn)生的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移到浮置擴(kuò)散部分的轉(zhuǎn)移部分； 將與包括在選擇部分選擇的像素行中的所述浮置擴(kuò)散部分的電壓相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)輸出到輸出信號(hào)線的放大部分；以及 使所述浮置擴(kuò)散部分的電壓復(fù)位的復(fù)位部分；以及 驅(qū)動(dòng)電路，用于在斷開所述選擇部分的同時(shí)開始為所述光電換能器累積信號(hào)電荷的快門操作中，在第一定時(shí)，通過接通所述轉(zhuǎn)移部分和接通所述復(fù)位部分，從所述光電換能器中放電信號(hào)電荷，以及在接在所述第一定時(shí)之后的第二定時(shí)，通過接通所述轉(zhuǎn)移部分和斷開所述復(fù)位部分，使所述浮置擴(kuò)散部分升壓， 其中，在所述轉(zhuǎn)移部分接通的狀態(tài)下，所述固態(tài)成像裝置通過所述外圍電路部分取入輸出到輸出信號(hào)線 的電信號(hào)，并從取入信號(hào)中生成像素信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置的方法，其包括在斷開所述選擇部分的同時(shí)開始為光電換能器累積信號(hào)電荷的快門操作中，在第一定時(shí)，通過接通轉(zhuǎn)移部分和接通復(fù)位部分，從光電換能器中放電信號(hào)電荷；在接在第一定時(shí)之后的第二定時(shí)，通過接通轉(zhuǎn)移部分和斷開復(fù)位部分，使浮置擴(kuò)散部分升壓；以及在轉(zhuǎn)移部分接通的狀態(tài)下，由外圍電路部分取入輸出到輸出信號(hào)線的電信號(hào)，并從取入信號(hào)中生成像素信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N5/374GK103248841SQ20131004979
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者正垣敦, 阿部高志, 鈴木亮司 申請(qǐng)人:索尼公司