JP6141160B2 - 固体撮像素子およびその動作方法、並びに電子機器およびその動作方法 - Google Patents
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Description
前記フォトダイオードで生成された電荷の前記保持部への転送を制御する電極からなる読出電極とを含み、前記読出電極は、前記保持部を構成する、複数に分割された電極の並び方向である分割方向に対して垂直な方向に、前記分割方向の長さが、前記複数に分割された電極の両端部に配置される電極間距離よりも長く構成され、前記保持部は、前記分割された前記電極のオンまたはオフを順次切り替えることにより、保持した電荷をフローティングディフュージョンに転送する。
お、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態(保持部が2分割された場合の一例)
2.第2の実施の形態(保持部が4分割された場合の一例)
3.第3の実施の形態(第1保持部乃至第4保持部の分割方向に対して垂直方向にフォトダイオードが配設された場合の一例)
4.第4の実施の形態(4画素分の画素信号が加算される場合の一例)
5.第5の実施の形態(グローバルリセットゲートを設けた場合の一例)
6.第6の実施の形態(保持部が不均等に分割された場合の一例)
7.第7の実施の形態(保持部に転送ゲートの機能を備えさせた場合の一例)
[一般的な固体撮像素子の構成例]
図1は、一般的な固体撮像素子の画素単位の構成例を示した上面図であり、図中の左部が従来の固体撮像素子の構成例であり、図中の右部が近年の一般的になりつつある固体撮像素子の構成例である。
そこで、本技術を適用した固体撮像素子においては、図2で示されるように、保持部MEMを構成する電極が複数に分割されている。
次に、図3を参照して、図2の固体撮像素子の回路構成例について説明する。
次に、図4のフローチャート、および図5のタイミングチャートを参照して、図2の固体撮像素子の電荷蓄積転送処理について説明する。尚、図5においては、上から、リセットゲートRST、フローティングゲートFG、第2保持部MEM2、第1保持部MEM1、転送ゲートTG、および選択部SELのオン(Hi)、またはオフ(Low)の各タイミングにおける制御状態を示している。
[固体撮像素子の第2の実施の形態の構成例と回路構成例]
以上においては、保持部を全体として2に分割する例について説明してきたが、さらに多くの数に分割するようにしてもよい。
次に、図9のフローチャート、および図10のタイミングチャートを参照して、図7の固体撮像素子の電荷蓄積転送処理について説明する。尚、図10においては、上から、リセットゲートRST、フローティングゲートFG、第4保持部MEM4乃至第1保持部MEM1、転送ゲートTG、および選択部SELのオン(Hi)、またはオフ(Low)の各タイミングにおける制御状態を示している。
[固体撮像素子の第3の実施の形態の構成例と回路構成例]
以上においては、保持部を4分割することで、保持部を構成する電極における電荷の転送距離を1/4にして、段階的に電界を掛けることにより、電荷の転送方向に対してより強い電界を作るようにすることで、保持された電荷をより確実に転送できるようにする例を説明してきた。ところで、以上においては、分割される電極が、分割方向となる直線上に転送ゲートTGが存在するように配設される構成例について説明してきたが、分割方向に対して、転送ゲートTGが垂直方向となるように配設される構成にしてもよい。
[固体撮像素子の第4の実施の形態の回路構成例]
以上においては、固体撮像素子のそれぞれが1画素分の画素信号を出力する例について説明してきたが、例えば、各画素のフォトダイオードより出力される電荷量を、分割される一部の保持部で保持可能な電荷量とし、複数のフォトダイオードからの電荷を加算(合算)して出力するようにしてもよい。
以上のように複数の画素の電荷を加算して出力できる構成を利用することで、画素信号の劣化を低減しつつ、高速で間引き読み出しを実現することができる。
次に、図13の固体撮像素子による画素毎の個別の電荷蓄積転送処理について説明する。尚、全画素読出しの電荷蓄積転送処理については、原則的に、図9のフローチャートを参照して説明した処理を画素単位で繰り返すものとなる。ただし、図13の固体撮像素子の場合、フローティングゲートFG1乃至FG4のそれぞれが個別に異なるタイミングでオンとされて、1画素ずつ個別に電荷がフローティングディフュージョンFDに転送されて、増幅部AMPより画素信号が出力される。
次に、図16のフローチャート、および図17のタイミングチャートを参照して、図13の固体撮像素子による4画素毎の加算による電荷蓄積転送処理について説明する。尚、この例においては、4画素のぞれぞれが、フォトダイオードPD1乃至PD4のそれぞれにおいて転送ゲートTGを介して供給される電荷を、第1保持部MEM1乃至第4保持部MEM4のうち、第1保持部MEM1のみで保持し、フローティングゲートFGのオンまたはオフにより保持した電荷をフローティングディフュージョンFDに転送する例について説明する。また、図17においては、上から、リセットゲートRST、フローティングゲートFG1乃至FG4、第4保持部MEM4乃至第1保持部MEM1(いずれも4画素分)、転送ゲートTG1乃至TG4、および選択部SELのオン(Hi)、またはオフ(Low)の各タイミングにおける制御状態を示している。従って、リセットゲートRST、および選択部SELの制御状態を除き、いずれも4画素同時になされる処理である。
[固体撮像素子の第5の実施の形態の構成例と回路構成例]
以上においては、全てのゲートを開放して、フォトダイオードPDに蓄積された電荷を、リセットドレインRST Drainに排出してから、電荷蓄積を開始して、蓄積された電荷を順次フローティングディフュージョンFDまで、第1保持部MEM1乃至第4保持部MEM4を介して転送する例について説明してきた。しかしながら、フォトダイオードPDに蓄積された電荷をリセットさせるために、別途ゲートを設けるようにして、第1保持部MEM1乃至第4保持部MEM4において電荷が転送されている間にリセットできるようにしてもよい。
次に、図22のフローチャート、および、図23のタイミングチャートを参照して、図20の固体撮像素子の電荷蓄積転送処理について説明する。尚、図23は、図5の波形に加えて、最下段にグローバルリセットゲートPGの制御状態を示す波形が加えられている。
[固体撮像素子の第6の実施の形態の構成例と回路構成例]
以上においては、フォトダイオードPDより転送された電荷を保持する保持部を均等に分割された電極により構成する例について説明してきたが、不均等に分割された電極により構成するようにしてもよい。
[固体撮像素子の第7の実施の形態の構成例と回路構成例]
以上においては、フォトダイオードPDにより蓄積された電荷の保持部への転送については、転送ゲートTGにより制御される例について説明してきた。しかしながら、フォトダイオードPDにより蓄積された電荷が保持部に転送できればよいので、転送ゲートTGを省略して、保持部のオンまたはオフにより直接制御できるようにしてもよい。
次に、図26のフローチャート、および図27のタイミングチャートを参照して、図25の固体撮像素子の電荷蓄積転送処理について説明する。尚、図27においては、上から、リセットゲートRST、フローティングゲートFG、選択部SEL、およびグローバルリセットゲートPGのオン(Hi)、またはオフ(Low)の各タイミングにおける制御状態を示している。さらに、図25は、第2保持部MEM2、および第1保持部MEM1における上述した+6Vに相当するH(Hi)、0Vに相当するM(Middle)、および−3Vに相当するL(Low)の制御状態を示している。
次に、図25の固体撮像素子における第1保持部MEM1および第2保持部MEM2の電極構成について説明する。
(1) 固体撮像素子において、
画素単位の光を受光し、光電変換により電荷を生成するフォトダイオードと、
複数に分割された電極を備え、前記フォトダイオードにより生成された電荷を、一時的に保持する保持部を含み、
前記保持部は、前記分割された前記電極のオンまたはオフを順次切り替えることにより、保持した電荷をフローティングディフュージョンに転送する
固体撮像素子。
(2) 前記固体撮像素子は、グローバルシャッタ型固体撮像素子である
(1)に記載の固体撮像素子。
(3) 複数の画素の前記保持部より転送された電荷を加算する加算部をさらに含み、
複数に分割された電極の一部で蓄積した電荷をフローティングディフュージョンに転送し、
前記加算部は、複数に分割された電極の一部で蓄積された電荷を、前記複数の画素の分だけ加算して転送する
(1)または(2)に記載の固体撮像素子。
(4) 前記フォトダイオードで生成された電荷の前記保持部への転送を制御する電極からなる読出電極をさらに含み、
前記読出電極は、前記保持部を構成する、複数に分割された電極の分割方向に対して垂直な方向に構成されている
(1)および(3)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(5) 前記保持部を構成する分割された複数の電極は、略等面積に分割されている
(1)乃至(4)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(6) 前記保持部を構成する分割された複数の電極は、不等面積に分割されている
(1)乃至(4)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(7) 前記保持部は、前記フォトダイオードで生成された電荷を自らに転送する機能を備える
(1)乃至(6)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(8) 前記フォトダイオードの電荷の直接リセットドレインへの排出のオンまたはオフを制御するグローバルリセットゲートをさらに含む
(1)乃至(5)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(9) 前記保持部は、SiO2、SiN、HfO2、またはTaO2を含み、これらを積層して構成される
(1)乃至(8)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(10) 前記電極の材質は、Poly Si、PDAS、または、W、Mo、Al、若しくはCuを含むメタル材料である
(1)乃至(9)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(11) 前記保持部は、遮光部をさらに含み、
前記複数に分割された電極のいずれかが、前記遮光部に短絡する
(1)乃至(10)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(12) 固体撮像素子の動作方法において、
フォトダイオードが、画素単位の光を受光し、光電変換により電荷を生成し、
保持部が、複数に分割された電極を備え、前記フォトダイオードにより生成された電荷を、一時的に保持し、
前記保持部は、前記分割された前記電極のオンまたはオフを順次切り替えることにより、保持した電荷をフローティングディフュージョンに転送する
固体撮像素子の動作方法。
(13) 固体撮像素子を有する電子機器において、
画素単位の光を受光し、光電変換により電荷を生成するフォトダイオードと、
複数に分割された電極を備え、前記フォトダイオードにより生成された電荷を、一時的に保持する保持部を含み、
前記保持部は、前記分割された前記電極のオンまたはオフを順次切り替えることにより、保持した電荷をフローティングディフュージョンに転送する
電子機器。
(14) 前記固体撮像素子は、グローバルシャッタ型固体撮像素子である
(13)に記載の電子機器。
(15) 複数の画素の前記保持部より転送された電荷を加算する加算部をさらに含み、
複数に分割された電極の一部で蓄積した電荷をフローティングディフュージョンに転送し、
前記加算部は、複数に分割された電極の一部で蓄積された電荷を、前記複数の画素の分だけ加算して転送する
(13)または(14)に記載の電子機器。
(16) 前記フォトダイオードで生成された電荷の前記保持部への転送を制御する電極からなる読出電極をさらに含み、
前記読出電極は、前記保持部を構成する、複数に分割された電極の分割方向に対して垂直な方向に構成されている
(13)乃至(15)のいずれかに記載の電子機器。
(17) 前記保持部を構成する分割された複数の電極は、略等面積に分割されている
(13)乃至(16)のいずれかに記載の電子機器。
(18) 前記保持部を構成する分割された複数の電極は、不等面積に分割されている
(13)乃至(16)のいずれかに記載の電子機器。
(19) 前記保持部は、前記フォトダイオードで生成された電荷を自らに転送する機能を備える
(13)乃至(19)のいずれかに記載の電子機器。
(20) 固体撮像素子を有する電子機器の動作方法において、
フォトダイオードが、画素単位の光を受光し、光電変換により電荷を生成し、
保持部が、複数に分割された電極を備え、前記フォトダイオードにより生成された電荷を、一時的に保持し、
前記保持部は、前記分割された前記電極のオンまたはオフを順次切り替えることにより、保持した電荷をフローティングディフュージョンに転送する
電子機器の動作方法。
Claims (18)
- 固体撮像素子において、
画素単位の光を受光し、光電変換により電荷を生成するフォトダイオードと、
複数に分割された電極を備え、前記フォトダイオードにより生成された電荷を、一時的に保持する保持部と、
前記フォトダイオードで生成された電荷の前記保持部への転送を制御する電極からなる読出電極とを含み、
前記読出電極は、前記保持部を構成する、複数に分割された電極の並び方向である分割方向に対して垂直な方向に、前記分割方向の長さが、前記複数に分割された電極の両端部に配置される電極間距離よりも長く構成され、
前記保持部は、前記分割された前記電極のオンまたはオフを順次切り替えることにより、保持した電荷をフローティングディフュージョンに転送する
固体撮像素子。 - 前記固体撮像素子は、グローバルシャッタ型固体撮像素子である
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 複数の画素の前記保持部より転送された電荷を加算する加算部をさらに含み、
複数に分割された電極の一部で蓄積した電荷をフローティングディフュージョンに転送し、
前記加算部は、複数に分割された電極の一部で蓄積された電荷を、前記複数の画素の分だけ加算して転送する
請求項1または2に記載の固体撮像素子。 - 前記保持部を構成する分割された複数の電極は、略等面積に分割されている
請求項1乃至3のいずれかに記載の固体撮像素子。 - 前記保持部を構成する分割された複数の電極は、不等面積に分割されている
請求項1乃至4のいずれかに記載の固体撮像素子。 - 前記保持部は、前記フォトダイオードで生成された電荷を自らに転送する機能を備える
請求項1乃至5のいずれかに記載の固体撮像素子。 - 前記フォトダイオードの電荷の直接リセットドレインへの排出のオンまたはオフを制御するグローバルリセットゲートをさらに含む
請求項1乃至6のいずれかに記載の固体撮像素子。 - 前記保持部は、SiO2、SiN、HfO2、またはTaO2を含み、これらを積層して構成される
請求項1乃至7のいずれかに記載の固体撮像素子。 - 前記電極の材質は、Poly Si、PDAS、または、W、Mo、Al、若しくはCuを含むメタル材料である
請求項1乃至8のいずれかに記載の固体撮像素子。 - 前記保持部は、遮光部をさらに含み、
前記複数に分割された電極のいずれかが、前記遮光部に短絡する
請求項1乃至9のいずれかに記載の固体撮像素子。 - 画素単位の光を受光し、光電変換により電荷を生成するフォトダイオードと、
複数に分割された電極を備え、前記フォトダイオードにより生成された電荷を、一時的に保持する保持部と、
前記フォトダイオードで生成された電荷の前記保持部への転送を制御する電極からなる読出電極とを含み、
前記読出電極は、前記保持部を構成する、複数に分割された電極の並び方向である分割方向に対して垂直な方向に、前記分割方向の長さが、前記複数に分割された電極の両端部に配置される電極間距離よりも長く構成された固体撮像素子の動作方法において、
フォトダイオードが、画素単位の光を受光し、光電変換により電荷を生成し、
保持部が、複数に分割された電極を備え、前記フォトダイオードにより生成された電荷を、一時的に保持し、
前記保持部は、前記分割された前記電極のオンまたはオフを順次切り替えることにより、保持した電荷をフローティングディフュージョンに転送する
固体撮像素子の動作方法。 - 固体撮像素子を有する電子機器において、
画素単位の光を受光し、光電変換により電荷を生成するフォトダイオードと、
複数に分割された電極を備え、前記フォトダイオードにより生成された電荷を、一時的に保持する保持部と、
前記フォトダイオードで生成された電荷の前記保持部への転送を制御する電極からなる読出電極とを含み、
前記読出電極は、前記保持部を構成する、複数に分割された電極の並び方向である分割方向に対して垂直な方向に、前記分割方向の長さが、前記複数に分割された電極の両端部に配置される電極間距離よりも長く構成され、
前記保持部は、前記分割された前記電極のオンまたはオフを順次切り替えることにより、保持した電荷をフローティングディフュージョンに転送する
電子機器。 - 前記固体撮像素子は、グローバルシャッタ型固体撮像素子である
請求項12に記載の電子機器。 - 複数の画素の前記保持部より転送された電荷を加算する加算部をさらに含み、
複数に分割された電極の一部で蓄積した電荷をフローティングディフュージョンに転送し、
前記加算部は、複数に分割された電極の一部で蓄積された電荷を、前記複数の画素の分だけ加算して転送する
請求項12または13に記載の電子機器。 - 前記保持部を構成する分割された複数の電極は、略等面積に分割されている
請求項12乃至14のいずれかに記載の電子機器。 - 前記保持部を構成する分割された複数の電極は、不等面積に分割されている
請求項12乃至15のいずれかに記載の電子機器。 - 前記保持部は、前記フォトダイオードで生成された電荷を自らに転送する機能を備える
請求項12乃至16のいずれかに記載の電子機器。 - 画素単位の光を受光し、光電変換により電荷を生成するフォトダイオードと、
複数に分割された電極を備え、前記フォトダイオードにより生成された電荷を、一時的に保持する保持部と、
前記フォトダイオードで生成された電荷の前記保持部への転送を制御する電極からなる読出電極とを含み、
前記読出電極は、前記保持部を構成する、複数に分割された電極の並び方向である分割方向に対して垂直な方向に、前記分割方向の長さが、前記複数に分割された電極の両端部に配置される電極間距離よりも長く構成された固体撮像素子を有する電子機器の動作方法において、
フォトダイオードが、画素単位の光を受光し、光電変換により電荷を生成し、
保持部が、複数に分割された電極を備え、前記フォトダイオードにより生成された電荷を、一時的に保持し、
前記保持部は、前記分割された前記電極のオンまたはオフを順次切り替えることにより、保持した電荷をフローティングディフュージョンに転送する
電子機器の動作方法。
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JP2011216673A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Sony Corp | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 |
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US8953075B2 (en) * | 2012-03-30 | 2015-02-10 | Pixim, Inc. | CMOS image sensors implementing full frame digital correlated double sampling with global shutter |
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