技術分野
光電変換膜と、半導体技術で作製される信号読み出し回路を積層してなる積層型固体撮像装置およびそのランダムノイズ低減方法に関し、詳しくは、CMOS等のMOSセンサで構成した積層型固体撮像装置の画素構成、回路構成および信号読み出し方法
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
しかし、上述した、リセット読み出し時と信号読み出し時の間には、1フレーム分の時間差があるため、その間に発生、蓄積される暗電流によって、差分演算によるノイズ低減を精度よく行うことが困難となる。
本発明は、の課題に鑑みてなされたものであり、リセットノイズのみならず、暗電流ショットノイズの低減効果が良好で、高画質な出力が得られる積層型固体撮像装置およびそのランダムノイズ低減方法を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
以上の目的を達成するため、本発明の固体撮像素子およびその製造方法は以下のような構成とされている。
すなわち、本発明に係る積層型固体撮像装置は、
光電変換部と、半導体技術を用いてなる信号読み出し回路部とが積層され、少なくともソース部の形状が互いに同じとされた、ノイズ信号取得用である第1の転送トランジスタとノイズ入り画像信号取得用である第2の転送トランジスタとを各1つずつ備えた画素が
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【発明の効果】
本発明に係る積層型固体撮像装置およびそのランダムノイズ低減方法によれば、各画素が2つの転送トランジスタにより構成されており、これら2つの転送トランジスタは互いに、少なくともソース部の形状が同じとなっており、一方の第1の転送トランジスタは、前記光電変換部の受光面と非接続とされてノイズ信号を取得、出力する構成とされており、また、他方の第2の転送トランジスタは、前記光電変換部の受光面にソース部が接続されて、ノイズ入り画像信号を取得、出力する構成とされている。
そして、各水平走査期間内において、第1の転送トランジスタからのノイズ信号を読み出して、該ノイズ信号のレベルをCDS回路に保持し、また、第2の転送トランジスタからのノイズ入り画素信号を読み出し、この画素信号レベルと該CDS回路に保持されたノイズレベルとの差分値を演算し、CDS回路からの出力信号としている。これにより、リセット読み出し時と信号読み出し時のノイズレベルを相殺する場合に、これらの読み出しタイミングのずれに伴う暗電流の発生、蓄積により、差分演算によるノイズ低減を精度よく行うことが困難となる、という従来の問題を解決することができ、高画質な出力を得ることができる。
なお、このように、ノイズ信号の読み出し、ノイズ入り画像信号の読み出しを各1つず
つの転送トランジスタにより行うことが可能となった背景には、信号読み出しの形態を電流読み出しとしたことにある。これにより数少ないトランジスタにより、良好にランダムノイズを低減することができる。
この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]
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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】 本発明の第1の積層型固体撮像装置の全体構成を示す概略図である。
【図2】 本発明の第1の積層型固体撮像装置のうち、電荷−電圧変換回路として電荷積分アンプを、CDS回路として増幅型カラムノイズ低減回路を採用したときの一部回路構成を示す概略図である。
【図3】 本発明の第1の積層型固体撮像装置の各水平走査期間におけるタイミングチャート(駆動クロックパターン)を示すものである。
【図4】 本発明の第2の積層型固体撮像装置のうち、電荷−電圧変換回路として電荷積分アンプを、CDS回路として増幅型カラムノイズ低減回路を採用したときの一部回路構成を示す概略図である。
【図5】 本発明の第2の積層型固体撮像装置の各水平走査期間におけるタイミングチャート(駆動クロックパターン)を示すものである。
100 画素
110A、B SC(電荷蓄積容量部)
120A 遮光用金属層
120B 光電変換膜
150、150A タイミング制御手段
200 積層型固体撮像装置
201 画素アレイ
202 垂直走査回路
202A シフトレジスタ
202B、C AND回路
204 電荷−電圧変換回路
204´ 電荷積分アンプ
205 CDS回路
205´ 増幅型カラムノイズ低減回路
206 A/D変換器
214A、B オペアンプ
MT1 第1転送トランジスタ(電荷転送トランジスタ)
MT2 第2転送トランジスタ(電荷転送トランジスタ)
TX1、TX2 信号線
RSTI、RSTC リセットスイッチ
TS 転送スイッチ
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