JP2012015923A - 固体撮像素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体撮像素子は、光電変換部PD、電荷を受け取って前記電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部FC、電荷電圧変換部FCの電位に応じた信号を出力する増幅部AMP、光電変換部AMPから電荷電圧変換部FCに電荷を転送する転送部TX、及び、電荷電圧変換部FCの電位をリセットするリセットトランジスタRESをそれぞれ有する複数の画素1と、前記複数の画素1のうちの少なくとも1つの画素1の電荷電圧変換部FCと、前記複数の画素1のうちの他の少なくとも1つの画素1の電荷電圧変換部FCとの間を、オンオフする連結トランジスタCONと、を備える。連結トランジスタCONは、リセットトランジスタRESに比べて閾値電圧が高い。
【選択図】図1
Description
前記少なくとも1つの画素と前記他の少なくとも1つの画素とは、前記電荷電圧変換部、前記出力部及び前記リセットトランジスタを共有していないものである。
図1は、本発明の第1の実施の形態による固体撮像素子の概略構成を示す回路図である。本実施の形態による固体撮像素子は、シリコン基板上にCMOSプロセスを使用してCMOS型の固体撮像素子として形成されており、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどに搭載される。
図4は、本発明の第2の実施の形態による固体撮像素子の一部を模式的に示す概略平面図であり、図2に対応している。図4において、図2中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
図5は、本発明の第3の実施の形態による固体撮像素子の一部を模式的に示す概略平面図であり、図2に対応している。図5において、図2中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
図6は、本発明の第4の実施の形態による固体撮像素子の一部を模式的に示す概略断面図であり、図3に対応している。図6において、図3中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
本発明の第5の実施の形態による固体撮像素子が前記第1の実施の形態による固体撮像素子と異なる所は、前記第1の実施の形態では、トランジスタRESのチャネル28のP型不純物濃度C1と、連結トランジスタCONのチャネル33のP型不純物濃度C2との関係がC2>C1にされてVth2>Vth1であるのに対し、本実施の形態ではC2=C1にされてVth2=Vth1である点と、前記第1の実施の形態では、垂直走査回路2は、連結トランジスタCONのゲートに印加する制御信号φCONのうちのオン電圧、オフ電圧としても、リセットトランジスタRESのゲートに印加する制御信号φRESのうちのオン電圧、オフ電圧としても、同じレベルの電圧を供給するように構成されているのに対し、本実施の形態では、垂直走査回路2は、それらのオン電圧のレベルは同じであるものの、それらのオフ電圧として異なるレベルの電圧を供給するように構成されている点のみである。
AMP 増幅トランジスタ
RES リセットトランジスタ
TXA,TXB 転送トランジスタ
SEL 選択トランジスタ
FC フローティング容量部
CON 連結トランジスタ
Claims (8)
- 入射光に応じた電荷を生成し蓄積する光電変換部、前記電荷を受け取って前記電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部、前記電荷電圧変換部の電圧に応じた信号を出力する出力部、前記光電変換部から前記電荷電圧変換部に電荷を転送する転送部、及び、前記電荷電圧変換部の電位をリセットするリセットトランジスタを有する複数の画素と、
前記複数の画素のうちの少なくとも1つの画素の前記電荷電圧変換部と、前記複数の画素のうちの他の少なくとも1つの画素の前記電荷電圧変換部との間を、オンオフする連結トランジスタと、
を備え、
前記連結トランジスタの閾値電圧は、前記リセットトランジスタの閾値電圧に比べて高いことを特徴とする固体撮像素子。 - 前記連結トランジスタの不純物濃度は、前記リセットトランジスタの不純物濃度に比べて高いことを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。
- 前記連結トランジスタのチャネル幅は、前記リセットトランジスタのチャネル幅に比べて狭いことを特徴とする請求項1又は2記載の固体撮像素子。
- 前記連結トランジスタのチャネル長は、前記リセットトランジスタのチャネル長に比べて長いことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の固体撮像素子。
- 前記連結トランジスタのゲート酸化膜は、前記リセットトランジスタのゲート酸化膜に比べて厚いことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の固体撮像素子。
- 前記連結トランジスタのゲートにオン電圧およびオフ電圧を印加するとともに、前記リセットトランジスタのゲートにオン電圧およびオフ電圧を印加する制御部を備え、
前記連結トランジスタのゲートに印加する前記オン電圧と前記オフ電圧との電位差の絶対値は、前記リセットトランジスタのゲートに印加する前記オン電圧と前記オフ電圧との電位差の絶対値よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の固体撮像素子。 - 入射光に応じた電荷を生成し蓄積する光電変換部、前記電荷を受け取って前記電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部、前記電荷電圧変換部の電位に応じた信号を出力する出力部、前記光電変換部から前記電荷電圧変換部に電荷を転送する転送部、及び、前記電荷電圧変換部の電位をリセットするリセットトランジスタをそれぞれ有する複数の画素と、
前記複数の画素のうちの少なくとも1つの画素の前記電荷電圧変換部と、前記複数の画素のうちの他の少なくとも1つの画素の前記電荷電圧変換部との間を、オンオフする連結トランジスタと、
前記連結トランジスタのゲートにオン電圧およびオフ電圧を印加するとともに、前記リセットトランジスタのゲートにオン電圧およびオフ電圧を印加する制御部と、
を備え、
前記連結トランジスタのゲートに印加する前記オン電圧と前記オフ電圧との電位差の絶対値は、前記リセットトランジスタのゲートに印加する前記オン電圧と前記オフ電圧との電位差の絶対値よりも大きいことを特徴とする固体撮像素子。 - 前記電荷電圧変換部、前記出力部及び前記リセットトランジスタは、前記複数の画素のうちの2以上の所定数の画素毎に共有されており、
前記少なくとも1つの画素と前記他の少なくとも1つの画素とは、前記電荷電圧変換部、前記出力部及び前記リセットトランジスタを共有していないことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の固体撮像素子。
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