[发明专利]固体摄像装置

说明书

技术领域

本发明涉及固体摄像装置，特别涉及层叠型固体摄像装置。

背景技术

在专利文献1中示出了层叠型固体摄像装置。在专利文献1所示的层叠型固体摄像装置中，将信号电荷进行复位时发生噪声。具体而言，在复位脉冲的切断时的形状较陡峭的情况下，由于沟道上的电荷向复位晶体管的源极或漏极中的哪一个移动是随机地决定的，所以其表现为kTC噪声。此外，通过复位信号线与像素电极等之间的电容耦合，也发生kTC噪声。

此外，层叠型固体摄像装置即使使用相关双采样也不能将kTC噪声完全消除。这是因为，在层叠型固体摄像装置中，由于设置在半导体基板上方的光电变换部和半导体基板由金属等导电性较高的材料连接，不能将电荷完全转送。在复位后残留有kTC噪声的状态下，下一信号电荷被相加，所以读出重叠有kTC噪声的信号电荷。因此，专利文献1所示的固体摄像装置具有kTC噪声变大的问题。

为了降低kTC噪声，提出了专利文献2那样的技术。

图15是表示专利文献2所公开的单位像素及其周边电路的图。在专利文献2所示的固体摄像装置中，由光电二极管512生成的信号电荷的复位通过使所选择的行的单位像素510的行选择晶体管518完全导通而开始。这里，该行的全部单位像素510的放大晶体管514的一方的端子经由列信号线524与包含在源极电源530内的低阻抗电压源连接。连接于电源线522的晶体管520通过栅极526的波形Vbias被偏置为电流源。放大晶体管514和晶体管520构成具有负的增益的放大器。此外，复位晶体管516的沟道电阻根据递减复位电源550而变化。即，通过将从递减复位电源550产生的倾斜波形的复位脉冲施加在复位晶体管516的栅极，复位晶体管516的沟道电阻逐渐增加。由复位晶体管516产生的kTC噪声的带宽与复位晶体管516的沟道电阻成反比，所以如果沟道电阻增加则kTC噪声的带宽下降。因此，如果kTC噪声的带宽下降到由放大晶体管514及晶体管520构成的放大器的带宽，则通过来自该放大器的负反馈来抑制kTC噪声。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开昭55－120182号公报

专利文献2：特表2002－510944号公报

发明内容

但是，专利文献2所公开的技术由于使负载晶体管520在恒电流区域中动作，所以源极—漏极间的电阻值被负载晶体管520的沟道长度调制效应系数λ限制。因此，随着像素的微细化而负载晶体管520的电阻值变小。结果，通过微细像素难以得到充分的增益，所以噪声抑制效果变小。

鉴于上述课题，提供一种与以往相比能够使噪声抑制效果大幅提高的固体摄像装置。

有关本发明的一形态的固体摄像装置，具备像素部，该像素部具有以矩阵状配置于半导体基板的多个像素；像素部按每一列具备：电源线，连接于第1电源电压或基准电位中的某一个；以及列信号线，连接于第2电源电压或输出来自像素的信号的信号输出部中的某一个；多个像素分别具备：光电变换部，生成与入射光相应的信号电荷；电荷积蓄部，与光电变换部连接；复位晶体管，源极或漏极中的一方与电荷积蓄部连接；放大晶体管，栅极与电荷积蓄部连接，并且源极或漏极中的一方与电源线连接；以及截止晶体管，源极或漏极中的一方与复位晶体管的源极或漏极中的另一方及放大晶体管的源极或漏极中的另一方连接，并且源极或漏极中的另一方与列信号线连接；在将电荷积蓄部的电荷排出的第1期间中，使截止晶体管成为导通状态的第3栅极电位与使截止晶体管成为非导通状态的第4栅极电位之间的电位施加到截止晶体管的栅极，并且使复位晶体管成为导通状态的第1栅极电位施加到复位晶体管的栅极，并且电源线连接于基准电位，并且列信号线连接于第2电源电压；在第1期间后，对电荷积蓄部进行负反馈的第2期间中，第1栅极电位与使复位晶体管成为非导通状态的第2栅极电位之间的电位施加到复位晶体管的栅极，并且第4栅极电位施加到截止晶体管的栅极。

根据有关本发明的固体摄像装置，能够使用负反馈放大电路大幅降低kTC噪声。

附图说明

图1是表示有关本发明的实施方式的固体摄像装置的整体结构的框图。

图2是有关本发明的实施方式的固体摄像装置的剖视图。

图3是有关第1实施方式的固体摄像装置的像素及控制电路的电路图。

图4是表示有关第1实施方式的固体摄像装置的驱动方法的时间图。

图5是有关第2实施方式的固体摄像装置的像素及控制电路的电路图。

图6是表示有关第2实施方式的固体摄像装置的驱动方法的时间图。