[发明专利]固体摄像器件和摄像装置

说明书

相关申请的交叉参考

本申请包含与2009年6月25日在日本专利局提交的日本优先权专利申请案JP-2009-150826中所揭露的内容有关的主题，在此将该日本优先权专利申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及例如CMOS图像传感器等固体摄像器件和包括该固体摄像器件的摄像装置，更具体而言，涉及能够实现高速电子快门控制的固体摄像器件和摄像装置。

背景技术

以CMOS图像传感器为代表的固体摄像器件用于各种照相机装置、移动电话等中。

CMOS图像传感器包括：像素区域部，该像素区域部中有多个像素沿二维方向在同一半导体基板上排成阵列，这些像素具有由光电二极管形成的光电转换部；以及外围电路区域，该外围电路区域形成于像素区域部的外侧(参见日本专利申请案JP-A-2008-236634)。

CMOS图像传感器具有电子快门功能，以用于在光电转换部中所累积的信号电荷被复位一次以后再经过预定时间之后，读出光电转换部中所累积的信号电荷，从而控制光电转换部中所累积的信号电荷的累积期间。

换句话说，CMOS图像传感器相对于读出时刻使得在预定累积期间之前累积于光电转换部中的信号电荷复位一次，从而仅累积并输出在该预定累积期间内入射的光的信号电荷。

参照图8及图9对具有电子快门功能的现有技术CMOS图像传感器进行说明。

如图8所示，CMOS图像传感器包括像素区域部2、垂直扫描电路3、列CDS(相关双采样)电路4、水平扫描电路5、输出电路6以及定时发生电路7。

在像素区域部2中，多个分别具有光电转换部的像素沿二维方向排成阵列。像素区域部2接收与设置于像素区域部2上方的滤色镜的频谱特性相对应的颜色成分光，并生成与光量相对应的像素信号。

垂直扫描电路3以行为单位沿垂直方向(沿列方向)对像素区域部2进行扫描。

列CDS电路4以列为单位捕获像素区域部2的像素信号，并执行CDS处理及其它种类的信号处理。

水平扫描电路5沿水平方向扫描列CDS电路4。

输出电路6对从列CDS电路4传送过来的像素信号执行必要的信号处理，并输出像素信号作为图像信号。

定时发生电路7使垂直扫描电路3、列CDS电路4以及水平扫描电路5的操作时序同步。

在此实例的CMOS图像传感器中，沿垂直方向彼此相邻的两个像素共用复位晶体管、放大晶体管以及选择晶体管。

这两个相邻像素的光电转换部分别由201A和201B表示。

与光电转换部201A和201B对应的传输晶体管202A和202B的源极分别连接至光电转换部201A和201B。

传输线203A和203B分别连接至传输晶体管202A和202B的栅极。

传输晶体管202A和202B的漏极共同连接起来并连接至一个复位晶体管204。

在传输晶体管202A和202B的漏极与复位晶体管204的源极之间的浮动扩散部FD连接至一个放大晶体管205的栅极。

复位晶体管204的漏极和放大晶体管205的漏极连接至电源线206。

复位晶体管204的栅极连接至复位线207。

放大晶体管205的源极连接至选择晶体管208的漏极。

选择晶体管208的栅极连接至选择线209。选择晶体管208的源极连接至垂直信号线210。

以下对CMOS图像传感器的电子快门的操作进行说明。

具体而言，对所谓的卷帘式电子快门(rolling electronic shutter)的操作进行说明，该卷帘式电子快门操作在以行为单位沿垂直方向(列方向)依序扫描像素的同时使像素的信号电荷复位。

在图8中，符号n、n+1等以及附加至传输信号Tx的后缀n、n+1等表明了各行在垂直方向上的地址。

附加至复位信号RET的后缀m、m+1等是被用来分别区分以两个像素为单位提供的复位信号RET。

如图8所示，在地址为n的行(以下称为第n行)中，在把从垂直扫描电路3输出的复位信号RETm固定为“H(高电平)”的同时将其提供至复位线207，且将传输信号Txn作为正逻辑脉冲从垂直扫描电路3提供至传输线203A。

于是，接通传输晶体管202A和复位晶体管204，且执行复位操作从而移除在第n行的光电转换部201A中和浮动扩散部FD中所累积的不必要电荷。