JPH08264746A - 固体撮像装置の駆動方法 - Google Patents
固体撮像装置の駆動方法Info
- Publication number
- JPH08264746A JPH08264746A JP7067271A JP6727195A JPH08264746A JP H08264746 A JPH08264746 A JP H08264746A JP 7067271 A JP7067271 A JP 7067271A JP 6727195 A JP6727195 A JP 6727195A JP H08264746 A JPH08264746 A JP H08264746A
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- JP
- Japan
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- bias
- solid
- state imaging
- imaging device
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- Pending
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】読み出し電荷量の差のバラツキにより生じる固
定パターン雑音を低減でき、容量性残像の低減と共に固
定パターン雑音の低減をはかり得る、固体撮像装置の駆
動方法を提供すること。 【構成】電荷蓄積部と半導体基板間に逆バイアスを印加
し、逆方向電流により直接バイアス電荷を電荷蓄積部へ
注入し、電荷転送部へバイアス電荷の一部をリセットす
ることを特徴とする。
定パターン雑音を低減でき、容量性残像の低減と共に固
定パターン雑音の低減をはかり得る、固体撮像装置の駆
動方法を提供すること。 【構成】電荷蓄積部と半導体基板間に逆バイアスを印加
し、逆方向電流により直接バイアス電荷を電荷蓄積部へ
注入し、電荷転送部へバイアス電荷の一部をリセットす
ることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はテレビカメラ等に使用さ
れる固体撮像装置に係わり、特に電荷蓄積部に対してバ
イアス電荷の注入・排出動作を行う固体撮像装置の駆動
方法に関する。
れる固体撮像装置に係わり、特に電荷蓄積部に対してバ
イアス電荷の注入・排出動作を行う固体撮像装置の駆動
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、放送用カメラや家庭用ビデオムー
ビー等の撮像装置として、信号走査部に電荷結合素子
（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＣ
Ｄ）を用いた固体撮像装置が広く利用されている。また
最近では、受光部領域の上に光電変換膜を積層した二階
建て構造の固体撮像装置が開発されている。この二階建
て構造の光導電膜積層型の固体撮像装置は、微小画素に
おいても高い感度を維持できるという優れた特徴を持っ
ており、光精細テレビジョン用等のカメラの撮像装置と
して最も期待されている。
ビー等の撮像装置として、信号走査部に電荷結合素子
（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＣ
Ｄ）を用いた固体撮像装置が広く利用されている。また
最近では、受光部領域の上に光電変換膜を積層した二階
建て構造の固体撮像装置が開発されている。この二階建
て構造の光導電膜積層型の固体撮像装置は、微小画素に
おいても高い感度を維持できるという優れた特徴を持っ
ており、光精細テレビジョン用等のカメラの撮像装置と
して最も期待されている。
【０００３】ところで、光導電膜積層型の固体撮像装置
には、素子の特性を劣化させる容量性残像が生じるとい
う問題がある。容量性残像は、画素に蓄積された信号電
荷を完全に読み出し切れないために生じ、特に低照度で
の画像を劣化させる。そのため、この容量性残像をなく
すために、通常は次のような駆動方法が採用されてい
る。
には、素子の特性を劣化させる容量性残像が生じるとい
う問題がある。容量性残像は、画素に蓄積された信号電
荷を完全に読み出し切れないために生じ、特に低照度で
の画像を劣化させる。そのため、この容量性残像をなく
すために、通常は次のような駆動方法が採用されてい
る。
【０００４】図４は固体撮像装置の平面概略図である。
画素領域１２内に形成された、電荷蓄積部１５内の信号
電荷は、電荷転送部１４に読み出された後、メモリ部１
３へと転送され、ＴＶ信号フォーマットに合わせて水平
ＣＣＤ１０を通り、電荷検出器１１で検出され、電気信
号として出力される。一方容量性残像をなくすために、
電荷注入排出ダイオード１より、電荷転送部１４を通し
て電荷蓄積部１５にバイアス電荷が注入される。この注
入されたバイアス電荷と残像電荷を電荷蓄積部１５から
電荷転送部１４へリセットすることで容量性残像は低減
される。
画素領域１２内に形成された、電荷蓄積部１５内の信号
電荷は、電荷転送部１４に読み出された後、メモリ部１
３へと転送され、ＴＶ信号フォーマットに合わせて水平
ＣＣＤ１０を通り、電荷検出器１１で検出され、電気信
号として出力される。一方容量性残像をなくすために、
電荷注入排出ダイオード１より、電荷転送部１４を通し
て電荷蓄積部１５にバイアス電荷が注入される。この注
入されたバイアス電荷と残像電荷を電荷蓄積部１５から
電荷転送部１４へリセットすることで容量性残像は低減
される。
【０００５】図５は図４におけるＡ−Ａ´の画素部断面
図である。光導電膜積層型固体撮像素子においては、入
射光は透明電極２５を通り、光電変換膜２４内で光電変
換され、信号電荷として、画素電極２３、引き出し電極
２１を通り電荷蓄積部１９に蓄積される。この信号電荷
は転送ゲート２０をＯＮすることで電荷転送部１８に読
み出され、この電荷転送部１８内を順次転送されてい
く。なお各画素は半導体基板１６上に形成され、素子分
離領域１７により分離されている。バイアス電荷は図６
のポテンシャル図に示すようにして注入、リセットされ
る。なお図中斜線部は電荷の存在していることを示す。
まず、信号電荷が転送された直後は図６（ａ）のよう
に、電荷蓄積部１９内に残留電荷２７があるのみであ
る。その後、電荷転送部１８を通してバイアス電荷２８
が電荷蓄積部１９内まで注入される図６（ｂ）。注入さ
れたバイアス電荷２８は電荷蓄積部１９より電荷転送部
１８へリセットされる（図６（ｃ））。このときに電荷
転送部１８には、バイアス電荷の残留電荷２８が残って
いる。しかしこのようにバイアス電荷２８が、電荷転送
部に残っている場合には、図７に示すように、電荷読み
出しゲート２６のポテンシャルが変動しやすく、それ
が、各画素ごとにばらついてしまう。この電位のバラツ
キ２９により電荷蓄積部１９内にとり残されるバイアス
電荷２８の変動分３０も大きくなり、これが固定パター
ン雑音となって現れてしまう。また、図８には、図６の
動作を行うときの、転送ゲート２〜５、注入ダイオード
１、透明電極２５のタイミング図を概略してある。
図である。光導電膜積層型固体撮像素子においては、入
射光は透明電極２５を通り、光電変換膜２４内で光電変
換され、信号電荷として、画素電極２３、引き出し電極
２１を通り電荷蓄積部１９に蓄積される。この信号電荷
は転送ゲート２０をＯＮすることで電荷転送部１８に読
み出され、この電荷転送部１８内を順次転送されてい
く。なお各画素は半導体基板１６上に形成され、素子分
離領域１７により分離されている。バイアス電荷は図６
のポテンシャル図に示すようにして注入、リセットされ
る。なお図中斜線部は電荷の存在していることを示す。
まず、信号電荷が転送された直後は図６（ａ）のよう
に、電荷蓄積部１９内に残留電荷２７があるのみであ
る。その後、電荷転送部１８を通してバイアス電荷２８
が電荷蓄積部１９内まで注入される図６（ｂ）。注入さ
れたバイアス電荷２８は電荷蓄積部１９より電荷転送部
１８へリセットされる（図６（ｃ））。このときに電荷
転送部１８には、バイアス電荷の残留電荷２８が残って
いる。しかしこのようにバイアス電荷２８が、電荷転送
部に残っている場合には、図７に示すように、電荷読み
出しゲート２６のポテンシャルが変動しやすく、それ
が、各画素ごとにばらついてしまう。この電位のバラツ
キ２９により電荷蓄積部１９内にとり残されるバイアス
電荷２８の変動分３０も大きくなり、これが固定パター
ン雑音となって現れてしまう。また、図８には、図６の
動作を行うときの、転送ゲート２〜５、注入ダイオード
１、透明電極２５のタイミング図を概略してある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の固体
撮像装置の駆動方法では、バイアス電荷のリセット時
に、電荷蓄積部にとり残される電荷量に大きなバラツキ
が各画素ごとに生じるために、画像上、固定パターン雑
音が発生する問題があった。
撮像装置の駆動方法では、バイアス電荷のリセット時
に、電荷蓄積部にとり残される電荷量に大きなバラツキ
が各画素ごとに生じるために、画像上、固定パターン雑
音が発生する問題があった。
【０００７】本発明は、上記問題点を考慮してなされた
ものであり、その目的とするところは、読み出し電荷量
のバラツキにより生じる固定パターン雑音を低減するこ
とができる固体撮像装置の駆動方法を提供することにあ
る。
ものであり、その目的とするところは、読み出し電荷量
のバラツキにより生じる固定パターン雑音を低減するこ
とができる固体撮像装置の駆動方法を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、電荷蓄
積部へのバイアス電荷の注入を、電荷転送部と介さず
に、直接注入することにある。すなわち、本発明は、電
荷蓄積部と、半導体基板、素子分離部などの反導伝型半
導体領域間に、逆バイアス状態となる電圧を印加し、逆
方向電流によって、電荷蓄積部にバイアス電荷を注入す
ることにある。
積部へのバイアス電荷の注入を、電荷転送部と介さず
に、直接注入することにある。すなわち、本発明は、電
荷蓄積部と、半導体基板、素子分離部などの反導伝型半
導体領域間に、逆バイアス状態となる電圧を印加し、逆
方向電流によって、電荷蓄積部にバイアス電荷を注入す
ることにある。
【０００９】
【作用】本発明によれば、電荷蓄積部へのバイアス電荷
の注入を、電荷転送部を介さずに、直接注入できるた
め、バイアス電荷のリセット時に電荷転送部に残留電荷
がないことから、電荷蓄積部にとり残されるバイアス電
荷のバラツキを小さくおさえることができ、ひいては固
定パターン雑音を低減することができる。
の注入を、電荷転送部を介さずに、直接注入できるた
め、バイアス電荷のリセット時に電荷転送部に残留電荷
がないことから、電荷蓄積部にとり残されるバイアス電
荷のバラツキを小さくおさえることができ、ひいては固
定パターン雑音を低減することができる。
【００１０】
【実施例】本発明におけるバイアス電荷の注入、リセッ
ト動作を図１に示す。尚、構造については、従来技術で
説明した図４、図５を用いて説明する。まず、信号電荷
が転送された直後は図１（ａ）のように電荷蓄積部１９
に残留電荷２７があるのみである。その後、たとえば、
従来技術の図５における透明電極２５に、半導体基板２
６に対して、正の電圧を印加することで、電荷蓄積部１
９と半導体基板２６間に逆バイアスを印加し、逆方向電
流により電荷蓄積部１９にバイアス電荷２８を注入する
図１（ｂ）。注入されたバイアス電荷２８は、電荷蓄積
部１９より電荷転送部１８へとリセットされる図１
（ｃ）。このとき、電荷転送部１８には残留電荷が残っ
ていない。よって、従来の場合とは異なり図２に示すよ
うに、バイアス電荷２８を電荷転送部１８にリセットす
る場合、電荷読み出しゲート２６のポテンシャルは変動
しにくい。このバラツキ３１が小さいので、電荷蓄積部
１９内にとり残されるバイアス電荷の変動分３２が小さ
くなり、固定パターン雑音も低減することができる。ま
た図３には従来技術の図６に示した動作と同様に行うと
きの、転送ゲート２〜５、注入ダイオード１、透明電極
２５のタイミング図を概略してある。
ト動作を図１に示す。尚、構造については、従来技術で
説明した図４、図５を用いて説明する。まず、信号電荷
が転送された直後は図１（ａ）のように電荷蓄積部１９
に残留電荷２７があるのみである。その後、たとえば、
従来技術の図５における透明電極２５に、半導体基板２
６に対して、正の電圧を印加することで、電荷蓄積部１
９と半導体基板２６間に逆バイアスを印加し、逆方向電
流により電荷蓄積部１９にバイアス電荷２８を注入する
図１（ｂ）。注入されたバイアス電荷２８は、電荷蓄積
部１９より電荷転送部１８へとリセットされる図１
（ｃ）。このとき、電荷転送部１８には残留電荷が残っ
ていない。よって、従来の場合とは異なり図２に示すよ
うに、バイアス電荷２８を電荷転送部１８にリセットす
る場合、電荷読み出しゲート２６のポテンシャルは変動
しにくい。このバラツキ３１が小さいので、電荷蓄積部
１９内にとり残されるバイアス電荷の変動分３２が小さ
くなり、固定パターン雑音も低減することができる。ま
た図３には従来技術の図６に示した動作と同様に行うと
きの、転送ゲート２〜５、注入ダイオード１、透明電極
２５のタイミング図を概略してある。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
蓄積部にバイアス電荷を注入するのに、電荷転送部を介
さずに、直接注入するために、バイアス電荷の注入、リ
セット時に発生していた固定パターン雑音を低減するこ
とが可能となる。
蓄積部にバイアス電荷を注入するのに、電荷転送部を介
さずに、直接注入するために、バイアス電荷の注入、リ
セット時に発生していた固定パターン雑音を低減するこ
とが可能となる。
【図１】 本発明による固体撮像素子動作ポテンシャル
概念図。
概念図。
【図２】 本発明による固体撮像素子リセット時ポテン
シャル概念図
シャル概念図
【図３】 本発明による固体撮像素子駆動パルス波形
図。
図。
【図４】 固体撮像素子平面図。
【図５】 積層型固体撮像素子セル断面図。
【図６】 従来の固体撮像素子動作ポテンシャル概念
図。
図。
【図７】 従来の固体撮像素子リセット動作時ポテンシ
ャル概念図。
ャル概念図。
【図８】 従来の固体撮像素子駆動パルス波形図。
１ バイアス電荷注入、排出ダイオード ２〜５、６〜９ 電荷転送ゲート １０ 水平ＣＣＤ １１ 電荷検出器 １２ 画素領域 １３ メモリ部 １５ ユニットセル １６ 半導体基板 １７ 素子分離部 １８ 電荷転送部 １９ 電荷蓄積部 ２０ 電荷転送ゲート ２１ 引き出し電極 ２２ 絶縁膜 ２３ 画素電極 ２４ 光電変換膜 ２５ 透明電極
Claims (2)
- 【請求項１】電荷蓄積部にバイアス電荷を注入した後、
注入されたバイアス電荷の一部をリセットして電荷転送
部に排出し、その後に電荷蓄積部で一定時間の信号蓄積
を行い、蓄積された信号と電荷をバイアス電荷と共に読
み出す固体撮像装置の駆動方法において、前記電荷蓄積
部と前記電荷蓄積部と反導伝型の半導体素子領域間に逆
バイアスを印加し、逆方向電流を流すことで、前記電荷
蓄積部へのバイアス電荷注入を行うことを特徴とする、
固体撮像装置の駆動方法。 - 【請求項２】前記電荷蓄積部と前記電荷蓄積部と反導伝
型の半導体素子領域間に逆バイアスを印加するのに、前
記電荷蓄積部と電気的に接続されている画素電極に対し
て、光電変換膜を介して電気的にカップリングしている
電極に電気パルスを印加することで行うことを特徴とし
た請求項１に記載した固体撮像装置の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7067271A JPH08264746A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7067271A JPH08264746A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08264746A true JPH08264746A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=13340140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7067271A Pending JPH08264746A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08264746A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010010188A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Fujifilm Corp | 固体撮像素子及び撮像装置 |
-
1995
- 1995-03-27 JP JP7067271A patent/JPH08264746A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010010188A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Fujifilm Corp | 固体撮像素子及び撮像装置 |
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