[发明专利]固体摄像元件、固体摄像元件的驱动方法和电子装置

说明书

相关申请的交叉参考

本申请包含与2010年12月15日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-279508所公开的内容相关的主题，因此将该日本优先权申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及固体摄像元件、固体摄像元件的驱动方法和电子装置，具体地，涉及能够提高拍摄图像的图像质量的固体摄像元件、固体摄像元件的驱动方法和电子装置。

背景技术

在借助金属氧化物半导体(Metal Oxide Semiconductor，MOS)晶体管读出受光部累积的电荷的图像传感器中，为了读出所有的累积电荷，优选将所述电荷传输至电荷电压转换部(所谓的浮动扩散部，下文中也称为FD)，从而使得所述受光部成为完全耗尽的状态。

然而，如果出于例如省电的目的而降低电源电压，当FD被复位时FD的电压(复位电压)就会响应于电源电压的降低而降低，被降低的复位电压因此变得难以将受光部设定为完全耗尽状态，并且难以完全传输累积电荷。为了即使在FD的复位电压降低时也能完全地传输累积电荷，需要将受光部设计为具有浅电位。然而，这就减少了饱和电荷的量。

所以，已经公开了解决上述问题的相关技术。在该技术中，在FD被复位至预定的电压之后，在受光部中累积电荷的传输中，通过像素的电源线或垂直信号线供给更高的电压。因此，通过像素的电源线或垂直信号线与FD之间的寄生电容的耦合使处于浮动状态的FD的电压处于高状态，并且使受光部中的累积电荷易于被完全传输(参见例如日本专利公报特开第2005-86225号和日本专利公报特开第2005-192191号)。

还有另一相关技术公开了如下内容。在该技术中，在FD被复位至预定的电压之后，输入至选择晶体管的选择信号变为激活状态(变为高电平)。因此，通过输入选择信号的选择信号线与FD之间的寄生电容的耦合使处于浮动状态的FD的电压处于高状态，并且使受光部中的累积电荷易于被完全传输(参见例如日本专利公报特开第2009-26892号和日本专利公报特开第2009-130679号)。

如刚才所述，已经提出了如下技术：通过例如选择信号线或者像素的电源线或垂直信号线等现有的信号线施加高电压，从而使FD的电压处于高状态并且使受光部中的累积电荷易于被完全传输。

在进行将受光部累积的电荷暂时保持在像素内的操作的图像传感器中，为了避免由于光入射在电荷保持区域上导致的诸如残像等信号添加至与被保持的电荷相对应的信号中，需要在相对于配线层尽可能低的层处对保持上述电荷的区域(在下文中称为电荷保持区域)进行遮光。具体地，例如，在最下层的金属配线下方，形成有钨(W)构成的遮光膜覆盖着电荷保持区域的全部或一部分。

在上述图像传感器中，该电荷保持区域设置于受光部和FD之间或者FD本身被用作电荷保持区域。然而，由于遮光膜形成于配线层的下方，所以现有的信号线与电荷保持区域间的寄生电容相对于电荷保持区域的总电容而言较低。由于这样的状态，无法获得电荷保持区域中的足够的调制效果，并且可能无法完全传输受光部中的累积电荷。这可能导致拍摄图像的图像质量的降低。

发明内容

鉴于上述原因，期望能够提供提高拍摄图像的图像质量的技术。

本发明的实施例提供了一种固体摄像元件，其包括多个单位像素，各所述单位像素被设置为至少包括光电转换部、将由所述光电转换部产生的电荷传输至预定区域的传输部、以及排出所述预定区域中的电荷的排出部。所述固体摄像元件还包括遮光膜，所述遮光膜被设置为形成于所述单位像素中的配线层的下方，并且对所述多个单位像素的除了所述光电转换部的受光部之外的大体上整个表面进行遮光，以及电压控制器，所述电压控制器用于控制施加至所述遮光膜的电压。所述电压控制器在所述排出部进行电荷排出期间将施加至所述遮光膜的电压设定为第一电压，并且在所述传输部进行电荷传输期间将施加至所述遮光膜的电压设定为高于所述第一电压的第二电压。