[发明专利]固态摄像装置及其驱动方法

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及一种多个光电变换部排列成矩阵状的固态摄像装置及其驱动方法。

背景技术

[0002]近年来，在MOS(金属氧化物半导体)式固态摄像装置中，人们对小型化的要求越来越高。另一方面，高感光度化也是人们所需要的，有必要使像素中的光电变换部即光电二极管(PD)部的所占比率增大。因此，人们正在进行包含在像素中的浮动扩散(FD)部、复位晶体管及像素放大晶体管等的小型化研究。

[0003]为了推进固态摄像装置的小型化，有人提案过多个光电二极管部共同具有浮动扩散部等的结构。例如，在专利文献1中，有人公开了包括像素的固态摄像装置及其驱动方法，该像素由两个或四个光电二极管部及传输晶体管、和一个浮动扩散部及像素放大晶体管构成。

专利文献1：日本公开专利公报特开2005-167958号公报

[0004]然而，所述现有固态摄像装置具有下述问题，即：虽然能够减少像素放大晶体管和浮动扩散部的数量，但是因为以与光电二极管部平行的方式形成了传输晶体管和浮动扩散部，所以不能使浮动扩散部的尺寸很小。例如，两个光电二极管部共同具有的浮动扩散部，具有与为每个光电二极管部分别形成浮动扩散部的情况大致相同的尺寸。因此，在设为多个光电二极管部与共同使用的浮动扩散部连接的结构的情况下，仍然存在下述问题，即：浮动扩散部的所占面积比较大，不能使光电二极管部的面积足够大。

发明内容

[0005]本发明，正是为解决所述问题而研究开发出来的。其目的在于：在多个光电二极管部共同具有浮动扩散部的情况下，设为能够实现光电二极管部中的浮动扩散部所占比率很小、装置尺寸很小并且感光度很高的固态摄像装置。

[0006]为了达成所述目的，本发明将固态摄像装置设为下述结构，即：设置于相邻的行且相邻的列上的两个光电变换部共同具有浮动扩散部。

[0007]具体而言，本发明所涉及的固态摄像装置，包括设置为矩阵状、并根据入射光输出像素信号的多个单位像素，和接收像素信号的多个浮动扩散部；设置于相邻的行且相邻的列上的两个单位像素，共同具有浮动扩散部。

[0008]根据本发明的固态摄像装置，能相对像素斜着设置浮动扩散部。因此，与以和像素平行的方式设置了浮动扩散部的情况相比，能使浮动扩散部的占有面积更小，因而在像素尺寸固定不变的情况下，能使像素中的光电二极管部的所占比率更大。此外，能在不减少光电二极管部的面积的状态下缩小像素尺寸。

[0009] 在本发明的固态摄像装置中，最好是这样的，各个单位像素具有将入射光变换为像素信号的光电变换部，和与光电变换部连接、并对像素信号进行读出的传输晶体管；浮动扩散部，是传输晶体管的漏极区域。

[0010]在本发明的固态摄像装置中，最好是这样的，各个浮动扩散部与对储存在该浮动扩散部中的像素信号进行读出的像素放大晶体管电连接。

[0011] 在本发明的固态摄像装置中，最好是这样的，一浮动扩散部与在行方向上和该一浮动扩散部相邻的其他浮动扩散部电连接；相互电连接起来的浮动扩散部，都与共同使用的像素放大晶体管电连接。通过设为所述结构，能共同具有像素放大晶体管等，能进一步提高光电二极管部的占有率。

[0012]最好是这样的，本发明的固态摄像装置还包括多条垂直信号线，所述多条垂直信号线是为每个列分别设置的，并通过像素放大晶体管与浮动扩散部电连接；所述多条垂直信号线中的一垂直信号线，接收设置于一列上的单位像素中的设置于奇数行上的单位像素的像素信号，与所述一垂直信号线相邻的垂直信号线中的一条垂直信号线，接收设置于所述一列上的单位像素中的设置于偶数行上的单位像素的像素信号。

[0013]最好是这样的，本发明的固态摄像装置，还包括信号处理部和水平扫描电路，该信号处理部从多条垂直信号线依次读出像素信号，再将所述像素信号变换成一个行的摄像信号，该水平扫描电路输出驱动信号处理部的水平驱动信号；在由信号处理部对设置于偶数行上的单位像素的像素信号进行读出的情况、和由该信号处理部对设置于奇数行上的单位像素的像素信号进行读出的情况下，所述水平扫描电路输出时刻互不相同的水平驱动信号。通过设为所述结构，能够抑制在斜着设置了浮动扩散部的情况下会产生的图像的错开。

[0014]在本发明的固态摄像装置中，最好是这样的，水平扫描电路具有多个移位寄存器电路、和选出多个移位寄存器电路中的任一个移位寄存器电路的输出并作为水平驱动信号进行输出的选择电路；各个移位寄存器电路，分别生成时刻互不相同的信号。