[发明专利]成像元件和成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种成像元件和成像方法，尤其涉及一种能够抑制暗电流的影响的成像元件和成像方法

背景技术

由于根据相关技术的CMOS图像传感器通常为顺序地读取像素的卷帘快门式图像传感器，因此图像可能会由于曝光时刻的不同而导致失真。为了解决这个问题，已经提出了一种通过在像素中提供电荷保持部分而同时读取所有像素的全局快门样式（参见日本待审专利申请公开号2008-103647）。根据全局快门样式，在所有的像素被同时读进电荷保持部分中之后就能够顺序地进行读取。因此，由于能够将曝光定时设置为对每个像素是共同的，因此能够防止图像失真。

发明内容

但是，当电荷保持部分和光电转换部分形成在同一个基片上时，存在从光电转换部分泄漏的光可能会侵入电荷保持部分的可能。当光侵入电荷保持部分时，会产生假（false）像。因此，有必要防止光侵入。

为了防止光侵入，可以考虑在电荷保持部分和光电转换部分之间插入遮光的材料。当插入遮光材料时，电荷保持部分和光电转换部分被配置成经过触件和布线彼此连接起来以便传输电荷。

日本待审专利公开号JP2011-138841和日本待审专利公开号JP2010-16594也已经建议了图像传感器，其中，电荷保持部分和光电转换部分独立形成。已经建议了通过分开形成电荷保持部分和光电转换部分经由触件将电荷从光电转换部分传输到电荷保持部分。

当电荷经由触件传输时，可能会从触件部分流出暗电流。要消除暗电流很难。而且由于暗电流也会由于温度而改变，因此暗电流也对图像质量有较大的影响。因此，优选的是要防止由于暗电流导致的图像质量的恶化。

需要提供一种用于防止由于暗电流导致图像质量恶化的技术。

根据本发明的一个实施例，提供了一种成像元件，包括触件部分，将累积电荷的第一区域和第二区域彼此连接起来；第一传输部分，形成于所述第一区域和所述触件部分之间；以及第二传输部分，形成于所述第二区域和所述触件部分之间。

所述第一区域是光电转换部分，以及所述第二区域是电荷保持部分，其保持在所述光电转换部分中累积的电荷。

在所述第一区域中累积的电荷被发送到所述第二区域之前，由暗电流生成的电荷通过断开所述第一传输部分以及接通所述第二传输部分而被排出，以及所述第一区域中累积的电荷在所述电荷的排出结束之后通过接通所述第一和第二传输部分被发送到所述第二区域。

第三传输部分连接到所述触件部分，以及在除了其中在所述第一区域中累积的电荷被发送到第二区域的时段之外的时段期间，由暗电流生成的电荷由所述第三传输部分排出。

所述第一和第二区域在不同基片或不同材料上形成。

所述第一区域是第一电荷保持部分，其保持至少一部分所述在光电转换部分中累积的电荷，以及所述第二区域是第二电荷保持部分，其保持来自第一电荷保持部分的电荷。

所述第一区域是光电转换部分，以及所述第二区域是输出部分，其将在所述光电转换部分中累积的电荷输出到信号线

根据本发明的实施例，提供了一种成像元件的成像方法，该成像元件包括将累积电荷的第一区域和第二区域彼此连接起来的触件部分、形成于所述第一区域和所述触件部分之间的第一传输部分、形成于所述第二区域和所述触件部分之间的第二传输部分，所述成像方法包括：在所述第一区域中累积的电荷被发送到所述第二区域之前，通过断开所述第一传输部分以及接通第二传输部分而排出由暗电流生成的电荷，以及在所述电荷的排出结束之后，通过接通所述第一和第二传输部分，将在所述第一区域中累积的电荷发送到所述第二区域。

在根据本发明的实施例的成像元件和成像方法中，所述触件部分将累积电荷的第一区域和第二区域彼此连接起来，所述第一传输部分形成于所述第一区域和所述触件部分之间，所述第二传输部分形成于所述第二区域和所述触件部分之间。当电荷从所述第一区域传输到所述第二区域时，由所述暗电流生成的电荷在所述第一和第二传输部分的控制下被排出。

根据本发明的实施例，能够防止图像质量由于暗电流所导致的恶化。

附图说明

图1是图释图像传感器的配置的示意图；

图2是图释单元像素的配置的示意图；

图3是图释单元像素的侧视图；

图4是图释单元像素的电路示意图；

图5是图释暗电流的产生的示意图；

图6是图释根据本发明的实施例的单元像素的配置的示意图；

图7是图释单元像素的侧视图；

图8是图释单元像素的电路示意图；