固体摄像装置具有被配置为矩阵状的多个像素电路(1)，像素电路(1)具备：光电二极管(A P D)；蓄积电荷的第1电荷蓄积部(C 1)；蓄积电荷的浮动扩散区(F D)；蓄积电荷的第2电荷蓄积部(C 2)；第1传输晶体管(2)，将电荷从光电二极管(A P D)传输到第1电荷蓄积部(C1)；第2传输晶体管(3)，将电荷从第1电荷蓄积部(C 1)传输到浮动扩散区(F D)；第1复位晶体管(4)，将浮动扩散区(F D)复位；以及累积晶体管(7)，用于将浮动扩散区(F D)的电荷累积在第2电荷蓄积部(C 2)，第1电荷蓄积部(C 1)的电容比浮动扩散区(F D)的电容大，第2电荷蓄积部(C 2)的电容比浮动扩散区(F D)的电容大。D)的电容大。D)的电容大。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体摄像装置以及测距装置
[0001]本专利技术涉及固体摄像装置以及测距装置。
技术介绍
[0002]专利文献1公开了具备具有雪崩光电二极管(以下称为APD)的像素的固体摄像元件，该固体摄像元件对微弱的光进行检测。
[0003]专利文献2公开了具有全局快门功能的MOS型固体摄像装置。
[0004]专利文献3公开了具有光电转换元件和信号输出电路的固体摄像元件，该光电转换元件包括层叠在半导体基板的上方的一对电极以及被该一对电极夹着的光电转换层，该信号输出电路输出与在光电转换层产生的电荷对应的信号。
[0005](现有技术文献)
[0006](专利文献)
[0007]专利文献1：国际公开第2018/216400号公报
[0008]专利文献2：日本特开2008
‑
283615号公报
[0009]专利文献3：日本特开2009
‑
147067号公报
[0010]然而，在现有技术中存在如下的问题，由于电荷的产生，贯通电流有可能在光电二极管流动，由于该贯通电流从而光电二极管的偏置电压受到影响，动作变得不稳定。
技术实现思路
[0011]本公开的目的在于提供一种抑制光电二极管的贯通电流，实现动作的稳定化的固体摄像装置以及测距装置。
[0012]本公开的一个方案涉及的固体摄像装置，具有被配置为矩阵状的多个像素电路，所述像素电路具备：光电二极管；第1电荷蓄积部，蓄积电荷；浮动扩散区，蓄积电荷；第2电荷蓄积部，蓄积电荷；第1传输晶体管，将电荷从所述光电二极管传输到所述第1电荷蓄积部；第2传输晶体管，将电荷从所述第1电荷蓄积部传输到所述浮动扩散区；第1复位晶体管，将所述浮动扩散区复位；以及累积晶体管，用于将所述浮动扩散区的电荷累积在所述第2电荷蓄积部，所述第1电荷蓄积部的电容比所述浮动扩散区的电容大，所述第2电荷蓄积部的电容比所述浮动扩散区的电容大。
[0013]本公开的一个方案涉及的测距装置具备上述的固体摄像装置。
[0014]另外，这些概括性的或具体的形态可以由系统、方法、集成电路来实现，也可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质的任意组合来实现。
[0015]通过本公开的固体摄像装置以及测距装置，能够抑制光电二极管的贯通电流并且实现动作的稳定化。
附图说明
[0016]图1是示出实施方式1中的像素电路的一例的图。
[0017]图2是示出实施方式1中的固体摄像装置的结构例的方框图。
[0018]图3是示出实施方式1中的像素电路的驱动例的定时图。
[0019]图4是示出实施方式1中的像素电路的各部的电势以及电荷的动作说明图。
[0020]图5是示出实施方式2中的像素电路的电路例的图。
[0021]图6是示出实施方式2中的像素电路的驱动例的定时图。
[0022]图7是示出实施方式2中的像素电路的各部的电势例的动作说明图。
[0023]图8是示出实施方式3中的测距装置的结构例的方框图。
[0024]图9是示出作为可能产生贯通电流的比较例的像素电路的图。
[0025]图10是示出比较例的像素电路的一帧期间中的动作例的定时图。
具体实施方式
[0026](成为本公开的基础的见解)
[0027]本专利技术者们发现了在
技术介绍
中记载的固体摄像装置出现的问题，即有可能因为贯通电流发生不稳定的动作。关于这个问题，说明作为比较例的像素电路例。
[0028]图9是示出作为可能产生贯通电流的比较例的像素电路100的图。图10是示出比较例的像素电路100的一帧期间中的动作例的定时图。
[0029]在图9中光电二极管APD作为动作模式，具有伴随雪崩倍增的盖革倍增模式和与入射光量成比例地产生电荷的线性倍增模式。为了以盖革倍增模式动作，向光电二极管APD的阳极施加反向偏置电压VSUB(例如25V)。
[0030]复位晶体管102是用来按照复位控制信号OVF，将蓄积在光电二极管APD的阴极的电荷复位的晶体管。
[0031]传输晶体管103是用来按照传输控制信号TRN对蓄积在光电二极管APD的阴极的电荷传输到浮动扩散区FD的晶体管。
[0032]复位晶体管104是用来按照复位控制信号RST，将蓄积在浮动扩散区FD的电荷复位的晶体管。
[0033]放大晶体管105是用来将蓄积在浮动扩散区FD的电荷的电荷量转换为电压的晶体管。
[0034]选择晶体管106在选择控制信号SEL有效的期间内，将由放大晶体管105进行了转换的电压输出给垂直信号线109的晶体管。
[0035]累积晶体管107，通过按照累积控制信号CT，连接浮动扩散区FD与电荷蓄积部C，从而将浮动扩散区FD的电荷传输到电荷蓄积部C。
[0036]电荷蓄积部C，将从浮动扩散区FD经由累积晶体管107多次传输来的电荷进行累积，以作为模拟存储器。
[0037]首先说明这样构成的比较例的像素电路100中的动作例。
[0038]在图10的期间T1，在像素电路100中通过使复位晶体管104以及累积晶体管107成为导通状态，从而将浮动扩散区FD以及电荷蓄积部C复位。换言之，为了排出浮动扩散区FD以及电荷蓄积部C的电荷，所以将浮动扩散区FD以及电荷蓄积部C复位到复位电压RSD2。
[0039]在期间T2，通过高电平的复位控制信号OVF，复位晶体管102将光电二极管APD复位到复位电压RSD1。换言之将光电二极管APD的电荷向复位电压RSD1的电源线排出。之后通过
曝光从而光子入射到光电二极管APD时，通过雪崩倍增而放大的电荷，被集电在光电二极管APD的阴极。
[0040]在期间T3，被集电在光电二极管APD的阴极的电荷，经由传输晶体管103被分配到浮动扩散区FD。
[0041]之后在期间T4，电荷经由累积晶体管107被分配到电荷蓄积部C。
[0042]通过使期间T2到期间T4的序列反复N次，从而电荷蓄积部C，作为每当累积晶体管107导通时累积电荷的模拟存储器来发挥作用。换言之，在各序列中光子入射到APD时，电荷在模拟存储器一点点累积。上述的N是整数，例如是100左右。
[0043]在期间T6到期间T10中，作为模拟存储器的电荷蓄积部C累积的电荷，返回到浮动扩散区FD，进而由放大晶体管105转换为电压，向垂直信号线109输出。换言之，在期间T6浮动扩散区FD被复位。在期间T7，电荷从电荷蓄积部C向浮动扩散区FD传输。在期间T8，信号电平输出到垂直信号线109。在期间T9，浮动扩散区FD被复位。在期间T10，复位电平输出到垂直信号线109。
[0044]于是在图10的动作例中，从上述期间T2到期间T4，复位晶体管104被设定为半导通状态。此外，在期间T3传输晶体管103被设定为半导通状态。这是为了抑制由于雪崩倍增导致的光电二极管APD的过量的电荷。具体而言，在光电二极管本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种固体摄像装置，具有被配置为矩阵状的多个像素电路，所述像素电路具备：光电二极管；第1电荷蓄积部，蓄积电荷；浮动扩散区，蓄积电荷；第2电荷蓄积部，蓄积电荷；第1传输晶体管，将电荷从所述光电二极管传输到所述第1电荷蓄积部；第2传输晶体管，将电荷从所述第1电荷蓄积部传输到所述浮动扩散区；第1复位晶体管，将所述浮动扩散区复位；以及累积晶体管，用于将所述浮动扩散区的电荷累积在所述第2电荷蓄积部，所述第1电荷蓄积部的电容比所述浮动扩散区的电容大，所述第2电荷蓄积部的电容比所述浮动扩散区的电容大。2.如权利要求1所述的固体摄像装置，所述固体摄像装置还具备控制电路，所述控制电路通过使所述第1传输晶体管以及所述累积晶体管成为截止状态，并且使所述第1复位晶体管以及所述第2传输晶体管成为半导通状态，从而将所述第1电荷蓄积部复位。3.如权利要求1所述的固体摄像装置，所述固体摄像装置还具备控制电路，在用于将所述浮动扩散区以及所述第2电荷蓄积部复位的第1期间，所述控制电路使所述第1传输晶体管成为截止状态，并且使所述第1复位晶体管、所述第2传输晶体管以及所述累积晶体管成为导通状态，在用于将所述第1电荷蓄积部复位的第2期间，所述控制电路使所述第1传输晶体管以及所述累积晶体管成为截止状态，并且使所述第1复位晶体管以及所述第2传输晶体管成为半导通状态。4.如权利要求3所述的固体摄像装置，所述控制电路，在一帧期间内对包括所述多个像素电路的同时曝光的全局动作和包括从所述多个像素电路以行单位读出信号的滚动动作进行控制，所述全局动作包括所述第1期间以及所述第2期间，所述控制电路，在所述全局动作的期间内的所述第2期间之后，使所述第1复位晶体管维持半导通状态。5.如权利要求1所述的固体摄像装置，所述固体摄像装置还具备第2复位晶体管，所述第2复位晶体管将所述第1电荷蓄积部复位。6.如权利要求1或5所述的固体摄像装置，所述固体摄像装置还具备控制电路，所述控制电路使所述第1复位晶体管成为半导通状态。7.如权利要求1或5所述的固体摄像装置，所述固体摄像装置还具备控制电路，所述控制电路使所述第2传输晶体管成为半导通状态。
8.如权利要求5所述的固体摄像...
【专利技术属性】
技术研发人员：田丸雅规，春日繁孝，香山信三，
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：
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