提供一种能够使用负反馈放大电路将kTC噪声大幅降低的固体摄像装置。固体摄像装置具备像素部，该像素部具有以矩阵状配置在半导体基板上的多个像素；像素部按每一列具备电源线和列信号线；多个像素分别具备生成与入射光相应的信号电荷的光电变换部、将信号电荷积蓄的积蓄部、复位晶体管、放大晶体管和截止晶体管；放大晶体管和截止晶体管构成负反馈放大电路，由此能够将kTC噪声大幅降低。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及固体摄像装置，特别涉及层叠型固体摄像装置。
技术介绍
在专利文献I中示出了层叠型固体摄像装置。在专利文献I所示的层叠型固体摄像装置中，将信号电荷进行复位时发生噪声。具体而言，在复位脉冲的切断时的形状较陡峭的情况下，由于沟道上的电荷向复位晶体管的源极或漏极中的哪一个移动是随机地决定的，所以其表现为kTC噪声。此外，通过复位信号线与像素电极等之间的电容耦合，也发生kTC噪声。此外，层叠型固体摄像装置即使使用相关双采样也不能将kTC噪声完全消除。这是因为，在层叠型固体摄像装置中，由于设置在半导体基板上方的光电变换部和半导体基板由金属等导电性较高的材料连接，不能将电荷完全转送。在复位后残留有kTC噪声的状态下，下一信号电荷被相加，所以读出重叠有kTC噪声的信号电荷。因此，专利文献I所示的固体摄像装置具有kTC噪声变大的问题。为了降低kTC噪声，提出了专利文献2那样的技术。图15是表示专利文献2所公开的单位像素及其周边电路的图。在专利文献2所示的固体摄像装置中，由光电二极管512生成的信号电荷的复位通过使所选择的行的单位像素510的行选择晶体管518完全导通而开始。这里，该行的全部单位像素510的放大晶体管514的一方的端子经由列信号线524与包含在源极电源530内的低阻抗电压源连接。连接于电源线522的晶体管520通过栅极526的波形Vbias被偏置为电流源。放大晶体管514和晶体管520构成具有负的增益的放大器。此外，复位晶体管516的沟道电阻根据递减复位电源550而变化。即，通过将从递减复位电源550产生的倾斜波形的复位脉冲施加在复位晶体管516的栅极，复位晶体管516的沟道电阻逐渐增加。由复位晶体管516产生的kTC噪声的带宽与复位晶体管516的沟道电阻成反比，所以如果沟道电阻增加则kTC噪声的带宽下降。因此，如果kTC噪声的带宽下降到由放大晶体管514及晶体管520构成的放大器的带宽，则通过来自该放大器的负反馈来抑制kTC噪声。现有技术文献专利文献专利文献1:特开昭55 - 120182号公报专利文献2:特表2002 - 510944号公报
技术实现思路
但是，专利文献2所公开的技术由于使负载晶体管520在恒电流区域中动作，所以源极一漏极间的电阻值被负载晶体管520的沟道长度调制效应系数λ限制。因此，随着像素的微细化而负载晶体管520的电阻值变小。结果，通过微细像素难以得到充分的增益，所以噪声抑制效果变小。鉴于上述课题，提供一种与以往相比能够使噪声抑制效果大幅提高的固体摄像装置。有关本专利技术的一形态的固体摄像装置，具备像素部，该像素部具有以矩阵状配置于半导体基板的多个像素；像素部按每一列具备:电源线，连接于第I电源电压或基准电位中的某一个；以及列信号线，连接于第2电源电压或输出来自像素的信号的信号输出部中的某一个；多个像素分别具备:光电变换部，生成与入射光相应的信号电荷；电荷积蓄部，与光电变换部连接；复位晶体管，源极或漏极中的一方与电荷积蓄部连接；放大晶体管，栅极与电荷积蓄部连接，并且源极或漏极中的一方与电源线连接；以及截止晶体管，源极或漏极中的一方与复位晶体管的源极或漏极中的另一方及放大晶体管的源极或漏极中的另一方连接，并且源极或漏极中的另一方与列信号线连接；在将电荷积蓄部的电荷排出的第I期间中，使截止晶体管成为导通状态的第3栅极电位与使截止晶体管成为非导通状态的第4栅极电位之间的电位施加到截止晶体管的栅极，并且使复位晶体管成为导通状态的第I栅极电位施加到复位晶体管的栅极，并且电源线连接于基准电位，并且列信号线连接于第2电源电压；在第I期间后，对电荷积蓄部进行负反馈的第2期间中，第I栅极电位与使复位晶体管成为非导通状态的第2栅极电位之间的电位施加到复位晶体管的栅极，并且第4栅极电位施加到截止晶体管的栅极。根据有关本专利技术的固体摄像装置，能够使用负反馈放大电路大幅降低kTC噪声。【附图说明】图1是表示有关本专利技术的实施方式的固体摄像装置的整体结构的框图。图2是有关本专利技术的实施方式的固体摄像装置的剖视图。图3是有关第I实施方式的固体摄像装置的像素及控制电路的电路图。图4是表示有关第I实施方式的固体摄像装置的驱动方法的时间图。图5是有关第2实施方式的固体摄像装置的像素及控制电路的电路图。图6是表示有关第2实施方式的固体摄像装置的驱动方法的时间图。图7是有关第3实施方式的固体摄像装置的像素及控制电路的电路图。图8是表示有关第3实施方式的固体摄像装置的驱动方法的时间图。图9是有关第4实施方式的固体摄像装置的像素及控制电路的电路图。图10是表示有关第4实施方式的固体摄像装置的驱动方法的时间图。图11是有关第5实施方式的固体摄像装置的像素及控制电路的电路图。图12是表示有关第5实施方式的固体摄像装置的驱动方法的时间图。图13是有关第6实施方式的固体摄像装置的像素及控制电路的电路图。图14是表示有关第6实施方式的固体摄像装置的驱动方法的时间图。图15是表示专利文献2所公开的单位像素和其周边电路的图。【具体实施方式】以下，参照附图对有关本专利技术的固体摄像装置及其驱动方法的实施方式进行说明。为了说明的简略化，将实质上具有相同功能的构成要素用相同的参照标号表示。另外，本专利技术并不限定于以下的实施方式。(第I实施方式)说明有关第I实施方式的固体摄像装置的整体结构。图1是表示有关第I实施方式的固体摄像装置的整体结构的框图。该图所记载的固体摄像装置I具备在半导体基板上以矩阵状配置有多个像素10的像素部12、行信号驱动电路13a及13b、按每一列配置的列放大器电路14、配置在各列中的相关双采样(CDS)电路等噪声消除电路15、水平驱动电路16和输出级放大器17。图2是有关第I实施方式的固体摄像装置的3个像素量的构造剖视图。另外，在实际的固体摄像装置中，在像素部12中例如以矩阵状配置有1000万像素。如图2所示，固体摄像装置I具备微透镜101、红色滤色器104、绿色滤色器103、蓝色滤色器102、保护膜105、平坦化膜106、上部电极107、光电变换膜108、电荷阻挡层109、电极间绝缘膜110、下部电极111、布线间绝缘膜112、供电层113、布线层114、半导体基板118、阱119、STI区域(Shallow Trench Isolat1n，浅沟槽隔离)120和层间绝缘层121。半导体基板118例如是硅基板。此外，在半导体基板118形成有P型阱119。此夕卜，在阱119，形成有将元件之间电分离的STI区域120。STI区域120既可以由S12构成，也可以由注入了高浓度的P型杂质的分离区域构成。在阱119内，作为信号读出电路而形成有电荷积蓄部115、放大晶体管116、复位晶体管117、以及虽然没有图示但形成在同一像素内的截止晶体管。另外，将阱119的导电型设定为了 P型，但也可以是N型。对微透镜101而言，为了将入射光高效率地聚光，按每个像素10形成在固体摄像装置I的最表面。红色滤色器104、绿色滤色器103及蓝色滤色器102为了拍摄彩色图像而形成。此夕卜，红色滤色器104、绿色滤色器103及蓝色滤色器102形成在各微透镜101的正下方且保护膜105内。为了遍及1000万像素量来形成没有聚光不匀及颜色不匀本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固体摄像装置，具备像素部，该像素部具有以矩阵状配置于半导体基板的多个像素；所述像素部按每一列具备：电源线，连接于第1电源电压或基准电位中的某一个；以及列信号线，连接于第2电源电压或输出来自所述像素的信号的信号输出部中的某一个；所述多个像素分别具备：光电变换部，生成与入射光相应的信号电荷；电荷积蓄部，与所述光电变换部连接；复位晶体管，源极或漏极中的一方与所述电荷积蓄部连接；放大晶体管，栅极与所述电荷积蓄部连接，并且源极或漏极中的一方与所述电源线连接；以及截止晶体管，源极或漏极中的一方与所述复位晶体管的源极或漏极中的另一方及所述放大晶体管的源极或漏极中的另一方连接，并且源极或漏极中的另一方与所述列信号线连接；在将所述电荷积蓄部的电荷排出的第1期间中，使所述截止晶体管成为导通状态的第3栅极电位与使所述截止晶体管成为非导通状态的第4栅极电位之间的电位施加到所述截止晶体管的栅极，并且使所述复位晶体管成为导通状态的第1栅极电位施加到所述复位晶体管的栅极，并且所述电源线连接于所述基准电位，并且所述列信号线连接于所述第2电源电压；在所述第1期间后，对所述电荷积蓄部进行负反馈的第2期间中，所述第1栅极电位与使所述复位晶体管成为非导通状态的第2栅极电位之间的电位施加到所述复位晶体管的栅极，并且所述第4栅极电位施加到所述截止晶体管的栅极。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：矢泽庆祐，石井基范，广濑裕，加藤刚久，松长诚之，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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