JPS59144169A - 固体撮像素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は固体撮像素子、特に垂直スメアの発生を防止し
た固体撮像素子に胸するものである。

〔従来技術〕

８１１１は従来よシ提案されているＭＯＳ形あるいはＸ
−Ｙアドレス方式固体撮像素子と称されている固体撮像
素子の一例を示す要部基本回Ｗ６構成図である。同図に
おいて、固体撮像素子１は、光を電気信号に変換するフ
ォトダイオード２と、このフォトダイオード２の信号電
荷を移動させる垂直スイッチｈｉ０８）７ンジスタ３と
によって構成される画素４が行および列方向に各多数個
配列され、これらの谷画木４は垂直信号線５ａ、５ｂ。

５Ｃおよび水平ゲート線６ａ、６ｂ、６ｃＫ接続され、
そして、垂直信号線５ａ　＋　５ｂ　＋　５ｃは信号電
荷読み出し用水平スイッチＩＶｉ０８トランジスタ７を
介して水平信号線８に前記信号電荷に対応する出力を読
み出す水平辿択パルスを順次出方させる水平シフトレジ
スタ９に接続され、一方、−垂直ゲート線６ａ、６ｂ、
６ｃは各フォトダイオード２から信号電荷を読み出す各
垂直スイッチＭＯＳトランジスタ３に垂直選択パルスを
順次出力させる画面シフトレジスタ１０に接続されて構
成されている。

このように構成された固体撮像素子は、水平シフトレジ
スタ９および垂直シフトレジスタｌＯによって選択され
た各画素部にビデオバイアス１１から負荷抵抗１２．水
平信号線８および水平スイッチＭＯ８）シンジスタフを
通して充電電流が流れ、負荷抵抗１２による電圧降下分
を光伺号として検出し、コンデンサ１３を介してプリア
ンプ１４で増幅され、出力端子１５から信号電流が出力
される。

しかしながら、前述した構成による固体撮像素子には、
特性上の問題の一つとして垂直スメアと称される雑音が
ある。すなわち、テレビカメラとして用いた場合、画素
部を構成するフォトダイオード２以外の部分、つま９フ
オトダイオード２とＭｏ８）ランジスタ３とからなる各
画素（光電変換水子）４の隙間部分からこの画素４内に
光が入シ込み、ＭＯＳトランジスタ３のドレインの近傍
で光電子を発生させ、この光電子が拡散ないしドリフト
によυ、ドレインに入シ込み、垂直スメアを発生させ、
その画面の縦方向に淡い擬イ以信号として観測される。

このような垂仰］スメア雑音を除去する手段として、こ
の雑音を信号読み出しする以前に除去するいわゆる播き
出し法が考えられるが、従来のＭＯ８形固体撮像素子で
掃き出し法を行乞おうとすると、ＸＹアドレス方式では
水平−行を同時に垂直信号、１５ａに読み出した後、水
平方向に一画素ずつ出力する方式であるため、掃き出し
を行なっても最初の画素信号に対しては有効であるが、
次の垂直傷−号約５ｂ、５ｃＫ抗み出されてから出力さ
れるまで時間のめるものはその間に擬仰信号が混入して
し甘う。これを回避するには水平−行の信号を匝み出し
後、ただちに画素部と分陳する必要があった。しかし、
この場合には、固体Ｓ　例素子が純粋なＭ　０８形では
なく、水平走査部にはＣＣＩ）を用いているため、プロ
セス的に困飽であった。

〔発明の目的〕

したがって本発明は、前述した従来の問題に釘みてなさ
れたものであり、その目的とするところは漏洩光の侵入
によって生じる垂直スメア等の雑音の発生を防止した固
体撮像素子を提供することにある。

〔発明の＃、要〕

このような目的を構成するために本発明は、定直信号線
に讐積された垂直スメア等の雑音正荷を掃き出しリセッ
トした後、信号読み出しを行ない、その信号電荷を水平
−行の容量に移し、画’Ａ＜　ｆｆ：！と分離すること
により、垂直スメアを′＃消したものである。

〔発明の実施例〕

次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

第２図は本発明による同体撮像素子の一秒りを示す豊部
基本回路構成図であシ、第１図と同記号−同−要素とな
るのでその説明は省略する。同図において、各水平スイ
ッチＭｏｓトランジスタ７と画素部４′の各垂直信号’
ｆ１Ｍ５　ａｎ　５　ｂ＋　５　ｃとの間には、各ゲー
トの入力端子１６にパルス信号を印加してオン状態のと
き、各垂直信号線５ａ、５ｂ。

５Ｃと各水平スイッチＮ１０Ｓトランジスタ７とを電気
的に接続させるｇ　１のＭＯＳトランジスタ１７と、各
ｍｌのＭｏ８）ランジスタ１７のドレインとアースとの
間に形成された退避容量１８とを有する退避答尺部１９
が設けられている。また、この各垂直信号にネ５ａ、５
ｂ、５ｃの他端部には、各ゲートの入力端子２０にパル
ス信号を印加してオン状態のとき、各ソースの入力的子
２Ｉに印加されるバイアス電圧を各画ｉｋ　（１号線５
ａ、５ｂ。

５ｃに印加さぜる第２のＭｏ８）ランジスタ２２からな
る」布き出し回路２３が設けられている。

このように構成された固体撮像素子において、まず、退
避容量部１９の入力端子１６に亮３図（ａ）に示すパル
ス信号φＣ１を印加し、各第１の１ｌｖｌ　Ｕ　Ｓトラ
ンジスタをオンさせ、各垂直信号Ｔｈｌ　５ａ　ｌ　５
　ｂ。

５ｃと対応する各退洲容量１８とを接続する。次に掃き
出し回路２３のソース入力端子２１に信号読み出し用の
バイアス電圧’ｌ／ｖを印加するとともに、ゲ゛−ト入
力端子２０に！：＜　３　Ｇ　（ｂ）に示すリセツトパ
ルス信号φＣ２を印加し、各垂直信号線５ａ。

５ｂ、５ｃと対応する各退避容量」８とをバイアス箪１
圧ＶＶに接続して両者の福１位をリセットし、垂直スメ
ア等の雑音をキャンセルする。次に、帰き出し回路２３
の各第２のへ４０８トランジスタ２２をオフにしてバイ
アス′亀圧ＶＶとの接続を助っだ後、垂はシフトレジス
タＩＯによシ選択された行に第３図（Ｃ）に示す垂直ゲ
ートパルス信号φＶＢＴＪｆを加え、各フォトダイオー
ド２内から各垂直信号線５ａ、５ｂ、５ｃと対応する退
避容量１８に信号電荷を読み出す。引き続き退避容量部
１９のノくルス侶号φＣ１をローレベルにし、垂直信号
線ｉ５２゜５ｂ、５ｃと退避容量１８とを分離する。す
なわち、各退避容’量１８には垂直スメア等の雑音のな
い信号電荷が蓄えられることになる。しかる仮、第３図
（ｄ）に示すような水平シフトレジスタ９の読み出しパ
ルス信号φＨによυ退避容ｉ１８の信号電荷をｊ＠次Ｍ
ｅみ出す。したがって、出力信号は垂直スメア等の雑音
の含まない純粋な光電変換信号のみが得られることにな
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、フォトダイオード
内の信号電荷を垂直信号線に郡す前に垂直信号線をリセ
ットし、垂直スメア等の雑材電荷をキャンセルする。な
め、垂直スメアのない信号電荷を垂直信号線内に蓄える
ことができ、また、退避容量に信号電荷を移しだ後、画
素部と切すｈしすため、水平方向読み出し時に垂直スメ
アが入ることもなくなる。しだカニつて、罹市スメアの
発生を防止することができるという極めて優れた効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の固体撮像素子の一例を示す要部基本回路
構成図、第２図は本発明による固体撮像素子の一例を示
す被部基本回路構成図、第３図は第２図に示す固体撮像
素子に印加するパルス信号の一例を示す図である。 ｌ・・・・固体撮像素子、２・・・・フオトタ”イオー
ド、　３・・・・垂直スイッチＭＯ８）ランジスタ、４
・・・・画素、今′・−・・画素部、５ａ、５ｂ、５ｃ
・・・・垂面信号面！、６ａ、　６ｂ、６ｃ・・・・水
平ゲート線、７・・・・水平スイッチＭＯＳトランジス
タ、８・・・・水平信号線、９・・・・水平シフトレジ
スタ、ｌＯ・・・・垂直シフトレジスタ、ｌｌ・・・・
ビデオバイアス、１２・・・・負荷抵抗、■３・・・・
コンデンサ、＋４・・・・プリアンプ、１５・・・・出
力端子、１６・・・・入力端子、１７・・・・ＨｌのＭ
ＯＳトランジスタ、１８・・・・退避容量、１９・・・
・−：Ａ避′８螢部、２０　＋’　２１・・−・入力晦
子、２２・・・・第２のＭＯＳトランジスタ、２３・・
・・掃き出し回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光信号を電荷に変換、蓄積するフォトダイオードと垂直
   スイッチＭＯ８）？レジスタとで形成された画素が行お
   よび列方向に多数配列され、前記画素を水平シフトレジ
   スタおよび垂直シフトレジスタにより選択させて水平ス
   イッチＭＯ８）ランジスタで信号電流を外部に出力する
   ように看・９成された固体撮像素子において、前記垂直
   信号線と水平スイッチＭＯ８）ランジスタとのｍ」に入
   射光に対して側光させかつ垂直信号線と水平スイッチＭ
   Ｏ８）ランジスタとをスイッチによｌ）接続、遮断する
   容量を有する退避容量部と、前記フォトダイオードの読
   み出し全行なう直前に垂直信号線の電位をリセットする
   掃き出し回路とを設けたことを特徴とする固体撮像素子
   。