JPH04154282A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH04154282A JPH04154282A JP2279930A JP27993090A JPH04154282A JP H04154282 A JPH04154282 A JP H04154282A JP 2279930 A JP2279930 A JP 2279930A JP 27993090 A JP27993090 A JP 27993090A JP H04154282 A JPH04154282 A JP H04154282A
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- H04N25/625—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of smear
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/78—Readout circuits for addressed sensors, e.g. output amplifiers or A/D converters
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、固体撮像装置に関し、特に受光部毎に増幅素
子を有する増幅型固体撮像装置に関する。
子を有する増幅型固体撮像装置に関する。
〈発明の概要〉
本発明は、受光部毎に増幅素子を有する増幅型固体撮像
装置において、各受光部の増幅出力に対して垂直ライン
毎に雑音除去手段を設けて雑音の低減を図り、しかも裏
面照射型構造を採ることにより、低雑音化による高感度
化及び開口率の向上を可能としたものである。
装置において、各受光部の増幅出力に対して垂直ライン
毎に雑音除去手段を設けて雑音の低減を図り、しかも裏
面照射型構造を採ることにより、低雑音化による高感度
化及び開口率の向上を可能としたものである。
〈従来の技術〉
基本的なＣＣＤ型固体撮像装置においては、各画素の光
電変換部で入射光量に応して蓄積された信号電荷を、Ｃ
ＯＤを用いて電荷のまま出力部に転送する構成となって
いたため、ＣＣＤによる電荷転送中に雑音成分が混入す
ることにより、Ｓ／Ｎが劣化し易いという不具合があっ
た。
電変換部で入射光量に応して蓄積された信号電荷を、Ｃ
ＯＤを用いて電荷のまま出力部に転送する構成となって
いたため、ＣＣＤによる電荷転送中に雑音成分が混入す
ることにより、Ｓ／Ｎが劣化し易いという不具合があっ
た。
かかる不具合を解消すべくなされた固体撮像装置として
、従来、入射光量に応じて信号電荷を蓄積する光電変換
部と、この光電変換部に蓄積された信号電荷を増幅する
手段と、この増幅手段の入力をリセットする手段とを有
する受光部を、２次元状に配列された複数画素の各画素
毎に設けた構成の増幅型固体撮像装置が知られている（
例えば、特開平１−１５４６７８号公報参照）。
、従来、入射光量に応じて信号電荷を蓄積する光電変換
部と、この光電変換部に蓄積された信号電荷を増幅する
手段と、この増幅手段の入力をリセットする手段とを有
する受光部を、２次元状に配列された複数画素の各画素
毎に設けた構成の増幅型固体撮像装置が知られている（
例えば、特開平１−１５４６７８号公報参照）。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、増幅型固体撮像装置では、キズ欠陥を含
む固定パターン雑音に関しては、製造プロセスの技術改
善により雑音低減が可能であるが、素子の特性等に起因
するリセット雑音に関しては原理的なものであるために
雑音低減が難しかった。
む固定パターン雑音に関しては、製造プロセスの技術改
善により雑音低減が可能であるが、素子の特性等に起因
するリセット雑音に関しては原理的なものであるために
雑音低減が難しかった。
また、いわゆる表面照射型であるため、開口率が小さい
という問題もあった。
という問題もあった。
そこで、本発明は、低雑音化により高怒度で、しかも開
口率の高い固体撮像装置を提供することを目的とする。
口率の高い固体撮像装置を提供することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉
本発明による固体撮像装置は、水平及び垂直方向にてマ
トリクス状に２次元配列された複数画素の各画素毎に設
けられかつ入射光量に応じて蓄積された信号電荷を増幅
する増幅素子を基板の表面側に有する受光部と、垂直ラ
イン毎に設けられて増幅出力に含まれる雑音を除去する
雑音除去手段と、この雑音除去手段を経た垂直方向の隣
り合う２画素の各受光部の増幅出力を水平ブランキング
期間において各々保持する第１及び第２の信号保持手段
と、この第１及び第２の信号保持手段の各出力を独立に
読み出す信号読出手段とを具備し、前記基板の裏面側か
ら光が照射されるいわゆる裏面照射型構造を採っている
。
トリクス状に２次元配列された複数画素の各画素毎に設
けられかつ入射光量に応じて蓄積された信号電荷を増幅
する増幅素子を基板の表面側に有する受光部と、垂直ラ
イン毎に設けられて増幅出力に含まれる雑音を除去する
雑音除去手段と、この雑音除去手段を経た垂直方向の隣
り合う２画素の各受光部の増幅出力を水平ブランキング
期間において各々保持する第１及び第２の信号保持手段
と、この第１及び第２の信号保持手段の各出力を独立に
読み出す信号読出手段とを具備し、前記基板の裏面側か
ら光が照射されるいわゆる裏面照射型構造を採っている
。
〈作用〉
本発明による固体撮像装置では、垂直ライン毎に設けら
れた雑音除去手段によって各受光部の増幅出力に含まれ
る雑音の除去をなす。そして、垂直方向の隣り合う２画
素の各受光部の増幅出力を水平ブランキング期間におい
て各々保持し、これら保持出力を独立に読み出すことに
より、ノンインターレースのテレビジョン信号を得る。
れた雑音除去手段によって各受光部の増幅出力に含まれ
る雑音の除去をなす。そして、垂直方向の隣り合う２画
素の各受光部の増幅出力を水平ブランキング期間におい
て各々保持し、これら保持出力を独立に読み出すことに
より、ノンインターレースのテレビジョン信号を得る。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第１図は、本発明による固体撮像装置の一実施例の要部
のみを示す回路図である。この図では、説明の都合上、
水平及び垂直方向においてマトリクス状に２次元配列さ
れた複数画素のうち、隣り合うｎ番目及びｎ＋１番目の
２ラインの各１画素のみの回路構成を示しているが、残
りの画素も全て同じ回路構成となっているものとする。
のみを示す回路図である。この図では、説明の都合上、
水平及び垂直方向においてマトリクス状に２次元配列さ
れた複数画素のうち、隣り合うｎ番目及びｎ＋１番目の
２ラインの各１画素のみの回路構成を示しているが、残
りの画素も全て同じ回路構成となっているものとする。
図において、各画素に光が入射すると、その入射光量に
応じた信号電荷がストレージ（ＳＴ）１に貯えられる。
応じた信号電荷がストレージ（ＳＴ）１に貯えられる。
このストレージ１及びその出力ゲート（ＯＧ）スイッチ
２により１ビツトのＣＯＤ （Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐ
ｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）が構成されている。
２により１ビツトのＣＯＤ （Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐ
ｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）が構成されている。
また、このＣＣＤと同一チップ上にリセット用ＭＯ３−
ＦＥＴ３とソースホロワの増幅用ＭＯ３−ＦＥＴ４とが
作られ、増幅用ＭＯ３−ＦＥ７４のゲートがフローティ
ング・デイフュージョン（Ｆｌ。
ＦＥＴ３とソースホロワの増幅用ＭＯ３−ＦＥＴ４とが
作られ、増幅用ＭＯ３−ＦＥ７４のゲートがフローティ
ング・デイフュージョン（Ｆｌ。
ａｔｉｎｇ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）に接続されてフロー
ティング・デイフュージョン・アンプ（ＦＤＡ）５を構
成している。
ティング・デイフュージョン・アンプ（ＦＤＡ）５を構
成している。
このフローティング・デイフュージョン・アンプ５にお
いて、出力ゲートスイッチ２のゲート電極が出力グー）
（ＱＣ；）信号線６に接続され、又リセット用ＭＯＳ
−ＦＥＴ３のゲート電極がリセットゲート（ＲＧ）信号
線７ａに、リセット電極がリセットドレイン（ＲＤ）信
号’１Ａ１ｂにそｈぞれ接続されている。そして、垂直
走査シフトレジスタ８から、出力ゲートスイッチ２のゲ
ート電極に出力ゲートパルスφ。、が、またリセット用
ＭＯ３−ＦＥＴ３のゲート電極にリセットゲートパルス
φＩＩＧが、ドレイン電極にリセットドレインパルスφ
■がそれぞれ印加されることにより水平ラインの選択を
行うようになっている。また、増幅用ＭＯ３−ＦＥＴ４
のドレイン電極には電源電圧ＶＤＤが印加され、そのソ
ース電極が出力端Ｖ。ｕｔとして垂直信号線９に接続さ
れている。そして、１の水平ラインが選択されると、そ
の選択された水平ラインの画素の信号電荷が増幅用ＭＯ
３−ＦＥＴ４によって増幅されて垂直信号線９に出力さ
れる。
いて、出力ゲートスイッチ２のゲート電極が出力グー）
（ＱＣ；）信号線６に接続され、又リセット用ＭＯＳ
−ＦＥＴ３のゲート電極がリセットゲート（ＲＧ）信号
線７ａに、リセット電極がリセットドレイン（ＲＤ）信
号’１Ａ１ｂにそｈぞれ接続されている。そして、垂直
走査シフトレジスタ８から、出力ゲートスイッチ２のゲ
ート電極に出力ゲートパルスφ。、が、またリセット用
ＭＯ３−ＦＥＴ３のゲート電極にリセットゲートパルス
φＩＩＧが、ドレイン電極にリセットドレインパルスφ
■がそれぞれ印加されることにより水平ラインの選択を
行うようになっている。また、増幅用ＭＯ３−ＦＥＴ４
のドレイン電極には電源電圧ＶＤＤが印加され、そのソ
ース電極が出力端Ｖ。ｕｔとして垂直信号線９に接続さ
れている。そして、１の水平ラインが選択されると、そ
の選択された水平ラインの画素の信号電荷が増幅用ＭＯ
３−ＦＥＴ４によって増幅されて垂直信号線９に出力さ
れる。
垂直信号線９には転送ゲートスイッチ１０を介して負荷
トランジスタ１１が接続されており、垂直信号線９に出
力された各画素の増幅出力はノイズ除去用コンデンサＣ
０に貯えられる。このコンデンサＣ０の出力端にはクラ
ンプスイッチ１２が接続されており、クランプスイッチ
１２がそのゲート電極にクランプパルスφ、が印加され
ることによってオン状態となることにより、コンデンサ
Ｃ０の出力端の電位がクランプレベルＶ ｃｔｐにクラ
ンプされる。このノイズ除去用コンデンサＣ０及びクラ
ンプスイッチ１２により、増幅用ＭＯ３−ＦＥＴ４のソ
ース出力に含まれるリセット雑音等のを低減するための
ＣＤＳ （相関二重サンプリング）回路１５が構成され
ている。
トランジスタ１１が接続されており、垂直信号線９に出
力された各画素の増幅出力はノイズ除去用コンデンサＣ
０に貯えられる。このコンデンサＣ０の出力端にはクラ
ンプスイッチ１２が接続されており、クランプスイッチ
１２がそのゲート電極にクランプパルスφ、が印加され
ることによってオン状態となることにより、コンデンサ
Ｃ０の出力端の電位がクランプレベルＶ ｃｔｐにクラ
ンプされる。このノイズ除去用コンデンサＣ０及びクラ
ンプスイッチ１２により、増幅用ＭＯ３−ＦＥＴ４のソ
ース出力に含まれるリセット雑音等のを低減するための
ＣＤＳ （相関二重サンプリング）回路１５が構成され
ている。
ノイズ除去用コンデンサＣ０の出力は、ハンファアンブ
１３を経た後切替えスイッチ１４によって第１．第２の
信号保持手段であるサンプル／ホールド用コンデンサＣ
１，Ｃ２に択一的に供給され、これらコンデンサＣ，，
Ｃｔによってサンプル／ホールドされる。切替えスイッ
チ１４の切替え制御は、水平ブランキング期間において
発生されるサンプル／ホールドパルスφ５□によって１
ライン毎に行われる。これにより、例えば、偶数ライン
の画素出力がコンデンサＣＩに、奇数ラインの画素出力
がコンデンサＣｔにそれぞれホールドされることになる
。
１３を経た後切替えスイッチ１４によって第１．第２の
信号保持手段であるサンプル／ホールド用コンデンサＣ
１，Ｃ２に択一的に供給され、これらコンデンサＣ，，
Ｃｔによってサンプル／ホールドされる。切替えスイッ
チ１４の切替え制御は、水平ブランキング期間において
発生されるサンプル／ホールドパルスφ５□によって１
ライン毎に行われる。これにより、例えば、偶数ライン
の画素出力がコンデンサＣＩに、奇数ラインの画素出力
がコンデンサＣｔにそれぞれホールドされることになる
。
コンデンサＣ，Ｃ，のホールド出力は、ハソファアンプ
１６−＋、１６−ｚを経た後水平ゲートスイッチ１７−
１． １７−ｚによるスイッチングによって水平信号線
１１．．１１．に導出される。水平ゲートスイッチ１６
−６１６−ｔのスイッチング制御は、水平走査シフトレ
ジスタ１９から出力される水平シフトパルスφ、によっ
て行われる。
１６−＋、１６−ｚを経た後水平ゲートスイッチ１７−
１． １７−ｚによるスイッチングによって水平信号線
１１．．１１．に導出される。水平ゲートスイッチ１６
−６１６−ｔのスイッチング制御は、水平走査シフトレ
ジスタ１９から出力される水平シフトパルスφ、によっ
て行われる。
かかる構成の本発明による固体撮像装置の断面構造を第
２図に示す。なお、第２図は、１ユニツトセルにおける
５Ｔ−ＯＧ−ＲＧ−ＲＤ・・・ＦＥＴ４のドレイン’に
極（Ｖ。Ｄ）−ゲート電極−ソース電極（■。工、）の
断面図である。同図から明らかなように、本発明による
固体撮像装置は、薄いシリコン基板２０の表面上にフロ
ーティング・デイフュージョン・アンプ（ＦＤＡ）を構
成する電極素子群を配し、その上にさらにＣＶ Ｄ （
ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ＞
等の方法によりＳｉＯ，１１２１を堆積させる一方、シ
リコン基板２０の裏面に配されたＳｉｎｇ膜２２上２２
上図に示す如くＸＹママトリクス状パターン配線された
水平アルミ１２３及び垂直アルミｇ２４にリセットドレ
イン（ＲＤ）及び増幅用ＭＯ３−ＦＥＴ４（７）出力端
（Ｖ、、Ｌ）をそれぞれ接続し、シリコン基板２０の裏
面側から照射光を取り込むいわゆる裏面照射型構造とな
っている。
２図に示す。なお、第２図は、１ユニツトセルにおける
５Ｔ−ＯＧ−ＲＧ−ＲＤ・・・ＦＥＴ４のドレイン’に
極（Ｖ。Ｄ）−ゲート電極−ソース電極（■。工、）の
断面図である。同図から明らかなように、本発明による
固体撮像装置は、薄いシリコン基板２０の表面上にフロ
ーティング・デイフュージョン・アンプ（ＦＤＡ）を構
成する電極素子群を配し、その上にさらにＣＶ Ｄ （
ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ＞
等の方法によりＳｉＯ，１１２１を堆積させる一方、シ
リコン基板２０の裏面に配されたＳｉｎｇ膜２２上２２
上図に示す如くＸＹママトリクス状パターン配線された
水平アルミ１２３及び垂直アルミｇ２４にリセットドレ
イン（ＲＤ）及び増幅用ＭＯ３−ＦＥＴ４（７）出力端
（Ｖ、、Ｌ）をそれぞれ接続し、シリコン基板２０の裏
面側から照射光を取り込むいわゆる裏面照射型構造とな
っている。
このように、固体撮像装置の構造を裏面照射型とするこ
とにより、シリコン基板２０の裏面側には水平アルミ線
２３及び垂直アルミ線２４がパターン配線されているの
みであるため、開口率を飛躍的に向上できることになる
。
とにより、シリコン基板２０の裏面側には水平アルミ線
２３及び垂直アルミ線２４がパターン配線されているの
みであるため、開口率を飛躍的に向上できることになる
。
続いて、本発明による固体撮像装置において、垂直走査
シフトレジスタ８及び水平走査シフトレジスタ１９によ
って選択された１画素につき、第２図のセル断面図及び
第３図のポテンシャル分布図を参照しつつ第５図のタイ
ムチャートに従ってその動作を説明する。
シフトレジスタ８及び水平走査シフトレジスタ１９によ
って選択された１画素につき、第２図のセル断面図及び
第３図のポテンシャル分布図を参照しつつ第５図のタイ
ムチャートに従ってその動作を説明する。
先ず、水平ブランキング期間において、第３図に示すよ
うに、垂直方向において選択するｎ番目の水平ラインの
ＲＤ（リセットドレイン）に対してのみ、時点ｔ、でリ
セットドレインパルスφ１による高レベル（例えば、５
Ｖ）のリセット電圧■。を印加し、残りの水平ラインの
ＲＤには低レベル（例えば、１．５Ｖ）の電圧を印加す
ることにより、ライン選択を行う。このとき、選択され
た水平ラインの画素のＦＤをリセットゲートパルスφ、
ＩＧでリセットすれば、ＦＤの電位が高レベルとなり、
これにより増幅用ＭＯ３−ＦＥ７４のゲート電位も高レ
ベルとなる。一方、選択されなかった水平ラインの画素
においては、そのＦＤ電位を低レベルに保持することに
より、増幅用ＭＯ３−ＦＥＴ４はそのゲート電位が第３
図に点線で示す如＜ＦＤ電位よりスレ・７シヨ一ルドレ
ベルＶ１分だけ低レベル（例えば、０．５Ｖ）となり、
カットオフ状態になる。
うに、垂直方向において選択するｎ番目の水平ラインの
ＲＤ（リセットドレイン）に対してのみ、時点ｔ、でリ
セットドレインパルスφ１による高レベル（例えば、５
Ｖ）のリセット電圧■。を印加し、残りの水平ラインの
ＲＤには低レベル（例えば、１．５Ｖ）の電圧を印加す
ることにより、ライン選択を行う。このとき、選択され
た水平ラインの画素のＦＤをリセットゲートパルスφ、
ＩＧでリセットすれば、ＦＤの電位が高レベルとなり、
これにより増幅用ＭＯ３−ＦＥ７４のゲート電位も高レ
ベルとなる。一方、選択されなかった水平ラインの画素
においては、そのＦＤ電位を低レベルに保持することに
より、増幅用ＭＯ３−ＦＥＴ４はそのゲート電位が第３
図に点線で示す如＜ＦＤ電位よりスレ・７シヨ一ルドレ
ベルＶ１分だけ低レベル（例えば、０．５Ｖ）となり、
カットオフ状態になる。
次に、時点ｔｚでリセットゲートパルスφＪＩＧが低レ
ベルに遷移することにより、リセット用ＭＯ３−ＦＥ７
３がカットオフ状態となる。この状態では、クランプパ
ルスφ。、によりクランプスイッチ１２がオンとなって
コンデンサＣ０の出力端をクランプレベルｖｃｔｐに固
定している。そして、時点ｔ、でクランプパルスφｅｌ
が消滅することにより、クランプスイッチ１２がオフと
なる。
ベルに遷移することにより、リセット用ＭＯ３−ＦＥ７
３がカットオフ状態となる。この状態では、クランプパ
ルスφ。、によりクランプスイッチ１２がオンとなって
コンデンサＣ０の出力端をクランプレベルｖｃｔｐに固
定している。そして、時点ｔ、でクランプパルスφｅｌ
が消滅することにより、クランプスイッチ１２がオフと
なる。
このＣＤＳ回路１５におけるコンデンサＣ０及びクラン
プスイッチ１２の作用により、キズを含む固定パターン
雑音（ＦＰＮ）、ソースホロワの入力オフセントばらつ
きに起因するＶいムラやソースホロワの低周波（１／ｆ
）雑音及びＦＤＡのリセント時に発生するリセット雑音
、さらには信号線やＣＣＤへの光の混入に起因するスミ
アをキャンセルできることになる。これにより、固体撮
像装置の出力信号の信号処理系において従来用いられて
いたＦＰＮ除去用のフレームメモリが不要となる。
プスイッチ１２の作用により、キズを含む固定パターン
雑音（ＦＰＮ）、ソースホロワの入力オフセントばらつ
きに起因するＶいムラやソースホロワの低周波（１／ｆ
）雑音及びＦＤＡのリセント時に発生するリセット雑音
、さらには信号線やＣＣＤへの光の混入に起因するスミ
アをキャンセルできることになる。これにより、固体撮
像装置の出力信号の信号処理系において従来用いられて
いたＦＰＮ除去用のフレームメモリが不要となる。
続いて、出力ゲートパルスφ。６により時点ｔ４で出力
ゲート（ＱＣ；）２をオン状態とすることにより、スト
レージ（ＳＴ）１に貯えられた信号電荷をＦＤへ転送し
、出力ゲートパルスφ。。が消滅する時点ｔ、までの間
に全ての信号電荷をＦＤに移す。しかる後、サンプル／
ホールドパルスφ、Ｈにより時点ｔ、で切替えスイッチ
１４をサンプル／ホールド用コンデンサ０１側に切り替
えて信号電圧をコンデンサＣ１に入力し、サンプル／ホ
ールドパルスφ、Ｈが消滅する時点ｔ、で切替えスイッ
チ１４をオフ状態（図の中立位置）としてコンデンサＣ
１の信号電圧をホールドする。
ゲート（ＱＣ；）２をオン状態とすることにより、スト
レージ（ＳＴ）１に貯えられた信号電荷をＦＤへ転送し
、出力ゲートパルスφ。。が消滅する時点ｔ、までの間
に全ての信号電荷をＦＤに移す。しかる後、サンプル／
ホールドパルスφ、Ｈにより時点ｔ、で切替えスイッチ
１４をサンプル／ホールド用コンデンサ０１側に切り替
えて信号電圧をコンデンサＣ１に入力し、サンプル／ホ
ールドパルスφ、Ｈが消滅する時点ｔ、で切替えスイッ
チ１４をオフ状態（図の中立位置）としてコンデンサＣ
１の信号電圧をホールドする。
上述した動作タイミングによってｎ番目の水平ラインの
信号電荷を増幅用ＭＯ３−ＦＥ７４で増幅し、ＣＤＳ回
路１５のコンデンサＣ３に貯えたなら、続けて同様の動
作タイミングによってｎ十１番目の水平ラインの信号電
荷を増幅用ＭＯ３−ＦＥＴ４で増幅し、ＣＤＳ回路１５
のコンデンサＣ２に貯える。これにより、水平走査シフ
トレジスタ１９から発せられる水平シフトパルスφ、に
よる水平ゲートスイッチｌ’ｌ、、ｌ’１．のスイ・ン
チング制御によって垂直方向の隣り合う２画素の信号を
水平走査有効期間に独立に読み出すことができることに
なる。なお、水平走査有効期間では、リセットゲート（
ＲＧ）を高レベル、リセットドレイン（ＲＤ）を低レベ
ル（約１．５Ｖ）にする。
信号電荷を増幅用ＭＯ３−ＦＥ７４で増幅し、ＣＤＳ回
路１５のコンデンサＣ３に貯えたなら、続けて同様の動
作タイミングによってｎ十１番目の水平ラインの信号電
荷を増幅用ＭＯ３−ＦＥＴ４で増幅し、ＣＤＳ回路１５
のコンデンサＣ２に貯える。これにより、水平走査シフ
トレジスタ１９から発せられる水平シフトパルスφ、に
よる水平ゲートスイッチｌ’ｌ、、ｌ’１．のスイ・ン
チング制御によって垂直方向の隣り合う２画素の信号を
水平走査有効期間に独立に読み出すことができることに
なる。なお、水平走査有効期間では、リセットゲート（
ＲＧ）を高レベル、リセットドレイン（ＲＤ）を低レベ
ル（約１．５Ｖ）にする。
この読出しの際に、コンデンサＣ，，Ｃ２の各ホールド
出力を順次に読み出すことにより、ノンインターレース
のテレビジョン信号を得ることができることになる。ま
た、コンデンサＣ，，Ｃ。
出力を順次に読み出すことにより、ノンインターレース
のテレビジョン信号を得ることができることになる。ま
た、コンデンサＣ，，Ｃ。
の各ホールド出力を同時に読み出すようにしても良く、
この場合には、読み出した信号を図示せぬ信号処理系で
適当に処理することにより、順次読出しの場合と同様に
、ノンインターレースのテレビジョン信号を得ることが
できることになる。
この場合には、読み出した信号を図示せぬ信号処理系で
適当に処理することにより、順次読出しの場合と同様に
、ノンインターレースのテレビジョン信号を得ることが
できることになる。
ストレージ（ＳＴ）１が信号電荷で溢れた場合には、そ
の信号電荷はＳＴ→ＯＧ−＋ＦＤ→ＲＤへと横型オーバ
ーフローにより捨てられることになる。このように、リ
セット用ＭＯ３−ＦＥ７３のドレイン電極（ＲＤ）を水
平ラインの選択に利用すると共に、オーバーフロートレ
インに共用することにより、水平ラインの選択素子及び
オーバーフロートレインの構成を簡易化できる。
の信号電荷はＳＴ→ＯＧ−＋ＦＤ→ＲＤへと横型オーバ
ーフローにより捨てられることになる。このように、リ
セット用ＭＯ３−ＦＥ７３のドレイン電極（ＲＤ）を水
平ラインの選択に利用すると共に、オーバーフロートレ
インに共用することにより、水平ラインの選択素子及び
オーバーフロートレインの構成を簡易化できる。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明によれば、各受光部の増幅
出力に対して垂直ライン毎に雑音除去手段を設けてリセ
ット雑音やスミア等の雑音の低減を図り、しかも裏面照
射型構造を採った構成となっているので、低雑音化によ
る高感度化が図れると共に、開口率を向上できる効果が
ある。
出力に対して垂直ライン毎に雑音除去手段を設けてリセ
ット雑音やスミア等の雑音の低減を図り、しかも裏面照
射型構造を採った構成となっているので、低雑音化によ
る高感度化が図れると共に、開口率を向上できる効果が
ある。
第１図は、本発明による固体撮像装置の一実施例の要部
のみを示す回路図、 第２図は、１ユニツトセルの構造を示す断面構造図、 第３図は、第２図に対応して示したポテンシャル分布図
、 第４図は、本発明による固体撮像装置の一部を示す裏面
図、 第５図は、第１図の回路動作を説明するためのタイムチ
ャートである。 １・・・ストレージ（ＳＴ）。 ２・・・出力ゲート（ＯＧ） ３・・・リセット用ＭＯ３−ＦＥＴ ４・・・増幅用ＭＯ３−ＦＥＴ ５・・・ＦＤＡ （フローティング・デイフュージョン
・アンプ）。 １２・・・クランプスイッチ。 １５・・・ＣＤＳ （相関二重サンプルホールド）回路 Ｃ，、Ｃ。 ・・・サンプル／ホールド用コンデンサ。 亭光ＢＡカー実ｔりｊの回ｎ図 第１図 １ユニｙ ） ’ｔ：： ／Ｌ−の）ｍｒｍｍり第２図 第３図 固俸撮像梗１の莫面日 第４図 ＥＭ垂グイＴのクヂムチｖ−ｈ 第５図
のみを示す回路図、 第２図は、１ユニツトセルの構造を示す断面構造図、 第３図は、第２図に対応して示したポテンシャル分布図
、 第４図は、本発明による固体撮像装置の一部を示す裏面
図、 第５図は、第１図の回路動作を説明するためのタイムチ
ャートである。 １・・・ストレージ（ＳＴ）。 ２・・・出力ゲート（ＯＧ） ３・・・リセット用ＭＯ３−ＦＥＴ ４・・・増幅用ＭＯ３−ＦＥＴ ５・・・ＦＤＡ （フローティング・デイフュージョン
・アンプ）。 １２・・・クランプスイッチ。 １５・・・ＣＤＳ （相関二重サンプルホールド）回路 Ｃ，、Ｃ。 ・・・サンプル／ホールド用コンデンサ。 亭光ＢＡカー実ｔりｊの回ｎ図 第１図 １ユニｙ ） ’ｔ：： ／Ｌ−の）ｍｒｍｍり第２図 第３図 固俸撮像梗１の莫面日 第４図 ＥＭ垂グイＴのクヂムチｖ−ｈ 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 水平及び垂直方向にてマトリクス状に２次元配列され
た複数画素の各画素毎に設けられかつ入射光量に応じて
蓄積された信号電荷を増幅する増幅素子を基板の表面側
に有する受光部と、 垂直ライン毎に設けられて前記増幅素子の出力に含まれ
る雑音を除去する雑音除去手段と、前記雑音除去手段を
経た垂直方向の隣り合う２画素の各受光部の増幅出力を
水平ブランキング期間において各々保持する第１及び第
２の信号保持手段と、 前記第１及び第２の信号保持手段の各出力を独立に読み
出す信号読出手段とを具備し、 前記基板の裏面側から光が照射されるようになされたこ
とを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2279930A JP3050583B2 (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 固体撮像装置 |
| EP91117396A EP0481373B1 (en) | 1990-10-17 | 1991-10-11 | Solid state imager |
| DE69116975T DE69116975T2 (de) | 1990-10-17 | 1991-10-11 | Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung |
| US07/776,212 US5187583A (en) | 1990-10-17 | 1991-10-15 | Solid state imager which reduces the noise and improves the sensitivity |
| KR1019910018177A KR100227530B1 (ko) | 1990-10-17 | 1991-10-16 | 고체촬상장치 및 그 구동방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2279930A JP3050583B2 (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 固体撮像装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04154282A true JPH04154282A (ja) | 1992-05-27 |
| JP3050583B2 JP3050583B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=17617896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2279930A Expired - Lifetime JP3050583B2 (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 固体撮像装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0481373B1 (ja) |
| JP (1) | JP3050583B2 (ja) |
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1990
- 1990-10-17 JP JP2279930A patent/JP3050583B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-10-11 EP EP91117396A patent/EP0481373B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-11 DE DE69116975T patent/DE69116975T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-15 US US07/776,212 patent/US5187583A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-16 KR KR1019910018177A patent/KR100227530B1/ko not_active Expired - Lifetime
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| JP3050583B2 (ja) | 2000-06-12 |
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