摄像装置、摄像装置的驱动方法和电子设备制造方法及图纸

一种摄像装置，其具有对数特性，并且包括：光电二极管，所述光电二极管接收光；阱接头部，所述阱接头部固定所述光电二极管的N型区域的电位；以及复位部，所述复位部使所述光电二极管复位。在该摄像装置中，所述光电二极管的P型区域输出与经过对数压缩的光电流相当的电压信号。让要被供应给所述阱接头部的第一电位低于要被供应给所述复位部的第二电位，以使得当所述复位部执行复位操作时对由所述光电二极管的PN结形成的电容进行充电。本技术能够被应用到具有对数特性的单位像素。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摄像装置、摄像装置的驱动方法和电子设备相关申请的交叉参考本申请要求2014年12月11日提交的美国专利申请第62/090741号的权益，因此将该美国专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
本技术涉及摄像装置、摄像装置的驱动方法和电子设备。更具体地，本技术涉及能够提高帧速率的摄像装置、摄像装置的驱动方法和电子设备。
技术介绍
非专利文献NPL1提议了一种就像在太阳能电池中那样在开路(opencircuit)中操作光电二极管并且测量输出电压的对数传感器。根据该提议，采用了如下的关系：当电流沿PN结的正向流动时所造成的电位差或电压与该电流的对数成比例。用通过光电转换而产生的光电流取代该正向电流，并且监控该PN结的正向电压。结果，就能够获得作为光电流的对数压缩(logarithmiccompression)的结果而产生的信号。专利文献PTL1至PTL4提议了使用上述这样的对数传感器的技术。专利文献PTL1和PTL2都提议了处于太阳能电池模式的对数传感器与常规存储型CMOS(互补金属氧化物半导体：ComplementaryMetalOxideSemiconductor)图像传感器以空间共用的方式进行组合。专利文献PTL3和PTL4都提议了上述两种传感器以时间共用的方式进行组合。引用文献列表专利文献[PTL1]日本专利申请特开第2013-187727号[PTL2]日本专利申请特开第2013-187728号[PTL3]日本专利申请特开第2013-58960号[PTL4]日本专利申请特开第2013-118595号非专利文献[NPL1]2011InternationalImageSensorWorkshop(IISW),June9,2011,LectureR35,"A768576LogarithmicImageSensorwithPhotodiodeinSolarCellMode"(2011年国际图像传感器专题研讨会(IISW)，2011年6月9日，演讲R35，“处于太阳能电池模式的具有光电二极管的768576对数图像传感器”)
技术实现思路
要解决的技术问题如专利文献PTL1至PTL4所公开的，处于太阳能电池模式的对数传感器和常规存储型CMOS图像传感器被组合起来，这是因为处于太阳能电池模式的对数传感器在黑暗和低照度的条件下存在特性方面的问题。当处于太阳能电池模式的对数传感器的结构被应用至常规存储型CMOS图像传感器的结构时，接触点被直接连接到光电二极管。在这样的情况下，光电二极管可能不会完全耗尽，且因此，可能不会消除kTC噪声。而且，产生了残留图像，并且光电二极管表面可能不会经历钉扎。因此，由界面能级引起的白点和暗电流劣化。因为包括上述在内的因素，所以难以获得在黑暗和低照度的条件下在特性方面的所期望结果。鉴于此，常规存储型CMOS图像传感器通过如下途径来解决上述问题：该图像传感器包含传输晶体管，并且使作为浮动扩散(FD：floatingdiffusion)区的调制区与光电二极管分离。因此，就提议了将处于太阳能电池模式的对数传感器与常规存储型CMOS图像传感器组合在一起，以便补偿太阳能电池模式的对数传感器在黑暗和低照度的条件下的低劣特性。处于太阳能电池模式的对数传感器和存储型CMOS图像传感器能够补偿彼此的缺点。然而，这些传感器可能由于光晕(blooming)而不利地影响彼此的特性，或者对数传感器可能会对帧速率造成限制。因此，需要通过降低光晕的不利影响并且改善对数传感器来实现更高的帧速率。本技术是鉴于上述这些情形而被开发的，并且本技术旨在降低光晕的发生和提高帧速率。解决技术问题的技术方案作为本技术的一个方面的第一摄像装置包括：光电二极管，其接收光；阱接头部，其固定所述光电二极管的N型区域的电位；以及复位部，其使所述光电二极管复位。所述第一摄像装置具有对数特性，并且所述光电二极管的P型区域输出与经过对数压缩的光电流相当的电压信号。能够让要被供应给所述阱接头部的第一电位低于要被供应给所述复位部的第二电位，以使得当所述复位部执行复位操作时对在所述光电二极管处产生的电容进行充电。所述第一摄像装置还可以包括充电部，所述充电部用于所述光电二极管的所述P型区域，并且所述充电部被形成在与所述P型区域相距一定距离的位置中。用于供应电荷的信号线可以被连接至所述充电部。在所述复位部执行复位操作之后，可以施加预定电位，由此对由所述光电二极管的PN结形成的电容进行充电。用于供应中点电位的信号线能够被连接至所述充电部和所述阱接头部中的各者。在由所述复位部执行的复位操作之后的预定时间内，所述阱接头部可以切断向所述N型区域的所述中点电位供应，由此对由所述光电二极管的PN结形成的电容进行充电。信号线能够被连接至所述阱接头部，当所述复位部执行复位操作时，所述信号线供应第一电位，当所述复位部不执行复位操作时，所述信号线供应第二电位。来自所述光电二极管的输出能够经过两级放大。来自所述光电二极管的输出能够经过一级放大。当将上述光电二极管安置成与具有线性特性的光电二极管邻接时，上述光电二极管能够处理与由所述具有线性特性的光电二极管处理的载流子不同的载流子。作为本技术的一个方面的第二摄像装置包括：第一光电二极管，所述第一光电二极管具有线性特性，所述第一光电二极管包括第一半导体区域和第二半导体区域，所述第二半导体区域的导电类型与所述第一半导体区域的导电类型相反；以及第二光电二极管，所述第二光电二极管具有对数特性，所述第二光电二极管包括第三半导体区域和第四半导体区域，所述第四半导体区域的导电类型与所述第三半导体区域的导电类型相反。在该第二摄像装置中，所述第一光电二极管和所述第二光电二极管以空间共用的方式被布置着，并且所述第一半导体区域的导电类型与所述第三半导体区域的导电类型相反。作为本技术的一个方面的第一驱动方法是摄像装置的驱动方法，该摄像装置具有对数特性并且包括：光电二极管，其接收光；阱接头部，其固定所述光电二极管的N型区域的电位；以及复位部，其使所述光电二极管复位。所述第一驱动方法包括如下步骤：通过施加比要被供应给所述复位部的电位低的电位，当所述复位部执行复位操作时对由所述光电二极管的PN结形成的电容进行充电。作为本技术的一个方面的第二驱动方法是摄像装置的驱动方法，该摄像装置具有对数特性并且包括：光电二极管，其接收光；阱接头部，其固定所述光电二极管的N型区域的电位；以及复位部，其使所述光电二极管复位。所述第二驱动方法包括如下步骤：在所述复位部执行复位操作之后，通过向用于P型区域的充电部施加预定电位来对由所述光电二极管的PN结形成的电容进行充电，其中所述P型区域用于形成所述光电二极管，并且所述充电部被形成在与所述P型区域相距一定距离的位置中。作为本技术的一个方面的第三驱动方法是摄像装置的驱动方法，该摄像装置具有对数特性并且包括：光电二极管，其接收光；阱接头部，其固定所述光电二极管的N型区域的电位；以及复位部，其使所述光电二极管复位。所述第三驱动方法包括如下步骤：将中点电位供应给用于P型区域的充电部；在除了复位操作之后的预定时间以外的时间内将中点电位供应给形成在与所述P型区域相距一定距离的位置中的所述N型区域，而在所述复位操作之后的所述预定时间内将该中本文档来自技高网...

【技术保护点】
摄像装置，其具有对数特性，并且包括：光电二极管，所述光电二极管被配置成接收光；阱接头部，所述阱接头部被配置成固定所述光电二极管的第一半导体区域的电位；和复位部，所述复位部被配置成使所述光电二极管复位，其中所述光电二极管的第二半导体区域输出与经过对数压缩的光电流相当的电压信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.11 US 62/090,7411.摄像装置，其具有对数特性，并且包括：光电二极管，所述光电二极管被配置成接收光；阱接头部，所述阱接头部被配置成固定所述光电二极管的第一半导体区域的电位；和复位部，所述复位部被配置成使所述光电二极管复位，其中所述光电二极管的第二半导体区域输出与经过对数压缩的光电流相当的电压信号。2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，让要被供应给所述阱接头部的第一电位低于要被供应给所述复位部的第二电位，以使得当所述复位部执行复位操作时对在所述光电二极管处产生的电容进行充电。3.根据权利要求1所述的摄像装置，其还包括：充电部，所述充电部用于所述光电二极管的所述第二半导体区域，并且所述充电部被形成在与所述第二半导体区域相距一定距离的位置中，其中，用于供应电荷的信号线被连接至所述充电部。4.根据权利要求3所述的摄像装置，其中，通过在所述复位部执行复位操作之后施加预定电位，对在所述光电二极管处产生的电容进行充电。5.根据权利要求3所述的摄像装置，其中，用于供应中点电位的信号线被连接至所述充电部和所述阱接头部中的各者。6.根据权利要求5所述的摄像装置，其中，所述阱接头部通过在由所述复位部执行的复位操作之后的预定时间内把通向所述第一半导体区域的所述中点电位切断，对在所述光电二极管处产生的电容进行充电。7.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，信号线被连接至所述阱接头部，当所述复位部执行复位操作时，所述信号线供应第一电位，当所述复位部不执行复位操作时，所述信号线供应第二电位。8.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，来自所述光电二极管的输出经过两级放大。9.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，来自所述光电二极管的输出经过一级放大。10.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，当将所述光电二极管安置成与具有线性特性的光电二极管邻接时，所述光电二极管处理与由所述具有线性特性的光电二极管处理的载流子不同的载流子。11.摄像装置，其包括：第一光电二极管，所述第一光电二极管具有线性特性，所述第一光电二极管包括第一半导体区域和第二半导体区域，所述第二半导体区域的导电类型与所述第一半导体区域的导电类型相反；和第二光电二极管，所述第二光电二极管具有对数特性，所述第二光电二极管包括第三半导体区域和第四半导体区域，所述第四半导体区域的导电类型与所述第三半导体区域的导电类型相反，其中所述第一光电二极管和所述第二光电二极管以空间共用的方式被布置着，并且所述第一半导体区域的导电类型与所述第三半导体区域的导电类型相反。12.摄像装置的驱动方法，所述摄像装置具有对数特性，所述摄像装置包括：光电二极管，所述光电二极管被配置成接收光；阱接头部，所述阱接头部被配置成固定所述光电二极管的第一半导体区域的电位；和复位部，所述复位部被配置成使所述光电二极管复位，并且所述驱动方法包括：通过施加比要被供应给所述复位部的电位低的电位，当所述复位部执行复位操作时...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂野赖人，井本努，野村秀雄，田代睦聪，西原利幸，穆里尔·科恩，弗雷德里克·布雷迪，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP