一种固态图像俘获装置，其置入了：图像俘获区，其包括设置于半导体基板上的光接收元件；基板偏压电路；以及箝位电路，其用于接收所述基板偏压电路的输出，并根据基板脉冲将所述基板偏压电路的输出施加至所述半导体基板，所述固态图像俘获装置包括：基板偏压控制电路，其用于通过控制在预定周期内降低所述箝位电路的电流。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种固态图像俘获装置及其驱动方法和一种照相机，具体而言，涉及一种采用具有溢漏(OFD)构造的CCD(电荷耦合器件)型固态图像俘获装置(下文称为CCD图像俘获装置)的固态图像俘获装置及其驱动方法和一种照相机。本专利技术还涉及一种电荷转移装置、一种固态图像俘获装置和一种照相机，以及一种固态图像俘获装置的驱动方法。本专利技术还涉及采用脉冲信号驱动诸如容抗或感抗等的负载的驱动方法和驱动装置，以及应用了所述驱动方法和驱动装置的电子设备。更具体而言，本专利技术涉及一种配置，其用于降低在执行脉冲驱动时由各种类型的变化或环境变化导致的影响，以获得预定瞬变速度，从而使负载输出信号逐渐变化。
技术介绍
以n型半导体基板为例，在这一n型半导体基板上形成p型阱区，并且在这一阱区的表面上进一步形成n型光电转换单元，即光接收部分，CCD固态图像俘获装置的图像俘获区包括以矩阵形式排列的多个光接收部分。就此类CCD固态图像俘获装置而言，将参考图1A和图1B描述在入射光的作用下累积于光接收部分内的信号电荷e的容许量，即所谓的光接收部分的处理电荷量。图1A和图1B是示出了具有公共垂直型溢漏构造的固态图像俘获装置中用于执行光电转换的光接收部分的电势分布的示意图。图1A是调节基板电压Vsub之前的电势分布示意图，图1B是调节基板电压Vsub之后的电势分布示意图。如图1A和图1B中的电势分布示意图所示，所谓的光接收部分的处理电荷量由溢出势垒OFB的势垒Φa的高度决定，其中，所述溢出势垒OFB由p型阱区构成。也就是说，如果光接收部分内累积的信号电荷e的量超过了所述的处理电荷量，那么超出的电荷量将越过溢出势垒的势垒Φa在构成溢漏OFD的n型基板上溢流，从而导致放电。注意，图1A和图1B中的附图标记“a”表示光接收部分上的氧化物膜。光接收部分的处理电荷量，即溢出势垒OFB的势垒Φa的高度由施加至起着溢漏作用的基板上的偏压，即所谓的基板电压Vsub控制。但是，就这一构造而言，在装置的制造差异的影响下，溢出势垒OFB的势垒Φ的高度将根据不同芯片而发生变化，例如如图1A的虚线所示，甚至同一芯片的势垒高度也会根据不同的光接收部分而变化。现在，就固态图像俘获装置而言，从质量管理的角度，光接收部分内累积的信号电荷的最大量必须大于等于某一规定值，相应地，我们说将某一芯片的基板电压Vsub设定为基板偏压Vsub，从而使所述芯片内的所有光接收部分都能够表现出满足上述规定的饱和信号量。在用于设定这一基板偏压Vsub的电路内形成射极跟随器电路，人们已经提出了各种包括射极跟随器电路的基板电压置位电路(例如，参见未经审查的日本专利申请公开文本No.8-32065、未经审查的日本专利申请公开文本No.2004-328203和日本专利No.3440722)。图2是示出了一固态图像俘获装置的示意性构造的示意图，在所述固态图像俘获装置上安装了基础基板偏压置位电路。如图2所示，构成固态图像俘获装置的CCD芯片1设有基板偏压置位电路2。基板偏压置位电路2包括形成射极跟随器的NPN晶体管3、偏压电路4、电阻元件5和耦合电容器6。将晶体管3的集电极连接至电源电势VDD，将其基极连接至偏压电路4，从而在电阻分压的作用下产生预定电压，并且通过电阻元件5将其发射极连接至地GND。将晶体管3的发射极与电阻元件5之间的连接点与耦合电容器6连接，从用于向基板偏压Vsub输入电流脉冲的端子施加电子快门(shutter)脉冲ΦSUB，所述电子快门脉冲ΦSUB是从基板外部通过耦合电容器6提供的快门脉冲，所述耦合电容器6是从晶体管3的发射极和电阻元件5之间引出的。这里，当电子流入射极跟随器电路时，电子穿过晶体管内的PN结，在电场作用下，电子受到加速，从而与晶格发生碰撞，由此释放出次级电子和光子。这时，如果在像素区周围设置射极跟随器电路，那么经验证将产生次级电子和光子进入CCD芯片的像素区内的现象，所探测到的这些次级电子和光子将称为噪声。也就是说，如图3中的示意图所示，以图3中的附图标记“C”表示以图3中的附图标记“B”表示的区域与以图3中的附图标记“A”表示的区域的重叠区域，附图标记“B”表示CCD芯片的像素区，附图标记“A”表示受到次级电子和光子影响的区域，次级电子作为像素电荷混合于所述重叠区域内，从而使该区域看起来在发光，或者在要进行光电转换的像素区内混合了光子，从而使该区域也看起来在发光，这些都是图像质量的异常。具体地，如果在曝光时间通常为一秒到几分钟左右的拍摄模式(下文称为长时曝光模式)下拍摄夜景，那么上述由次级电子和光子引起的发光现象看起来很明显，其中，所述拍摄模式用来利用CCD照相机在黑暗中拍摄。注意，就每秒拍摄3到5张图片的普通拍摄模式(下文称为普通曝光模式)，其曝光时间短，因而所产生的次级电子和光子的量小，因而发光现象不会达到引起图像质量异常的程度。在进行长时曝光时将产生暗电流等，并且，在俘获信号图像之后，将连续俘获光屏蔽图像，取得二者之间的差值，由此消除黑暗中的固定图形的噪声。将固态图像设备，例如，二相驱动方法用于CCD(电荷耦合器件)面积传感器的水平转移寄存器。图14示出了二相驱动的驱动信号实例。H1和H2表示驱动脉冲，RG表示复位栅极脉冲，CCDout表示CCD的输出。未经审查的日本专利申请公开文本No.2004-328203公开了一种采用存储转移配置的二相驱动技术，其中，着重强调高性能。凭借电路和电子设备，采用了各种类型的配置，其中，将阻抗部件看作负载，并采用脉冲信号驱动这一负载。例如，电子设备的例子包括图像俘获装置，其中，对具有起着容抗作用的转移电极的CCD固态图像俘获装置进行二维排列。此外，还设有具有起着感抗作用的线圈的马达。另一方面，在采用脉冲信号驱动容抗或感抗等作为负载的阻抗部件时，驱动脉冲的相位和变换(transition)特性受到负载与驱动装置之间的关系的影响，具体而言，受到负载变化与装置性能变化和环境波动之间的关系的影响，因此，将带来难以适当驱动这些负载的问题。就低速驱动而言，其影响小，但是就高速驱动而言，微小的偏差有时会造成对性能的极大影响。而且，例如，在采用相位一点一点地漂移的脉冲信号驱动多个负载的情况下，各相位的微小偏差有时会妨碍正确的驱动。而且，在采用反转脉冲信号驱动两个负载的情况下，各相位的微小偏差有时也会妨碍正确的驱动。在下文中将采用具体例子进行说明。就具有起着容抗作用的转移电极的图像俘获装置而言，近年来，就其上安装了CCD固态图像俘获装置的摄像机而言，存在这样一种强烈的需求，即以高速执行图像俘获的照相机部分执行缓慢回放，而不管电视系统如何，而且，就其上安装了CCD固态图像俘获装置的数字静物照相机而言，人们已经发现了连续拍摄速度的降低连同多像素化的问题，因而需要图像俘获装置具有高速性能。图49A和图49B是描述现有图像俘获装置的配置的示意图。这里，图49A是示出了现有图像俘获装置的一个构造实例的主要部分的示意图，所述图像俘获装置采用了利用行间(interline)转移(IT)法的CCD固态图像俘获装置，图49B是示出了CCD固态图像俘获装置的驱动方法的一个实例的示意图。现有的图像俘获装置1003包括CCD固态图像俘获装置1030和起着用于驱本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固态图像俘获装置，其置入了：图像俘获区，其包括设置于半导体基板上的光接收元件，基板偏压电路，以及箝位电路，其用于接收所述基板偏压电路的输出，并根据基板脉冲将所述基板偏压电路的输出施加至所述半导体基板，所述 固态图像俘获装置包括：基板偏压控制电路，其用于通过控制在预定周期内降低所述箝位电路的电流。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：濑上雅博，中山宪二，广田功，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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