本发明专利技术公开了一种固态图像摄取装置、半导体装置和相机系统。固态图像摄取装置包括：像素阵列，其中多个像素以矩阵形式排列，每个像素具有光电转换元件和检测光电转换元件获得的电信号的检测单元；信号线，信号线针对各个垂直列而设置并且经由开关元件连接到检测单元；选择线，选择线针对各个水平行而设置并且被提供以使得开关元件导通的选择脉冲；复位单元，复位单元被设置在构成像素阵列的每一个像素中并且对像素的检测单元施加预定电位；以及输出控制单元，输出控制单元被设置在构成像素阵列的每一个像素中并且根据被提供给另一选择线的选择脉冲使得像素的开关元件导通，另一选择线连接到属于与像素的行不同行的另一像素的另一开关元件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固态图像摄取装置、半导体装置和相机系统。更具体而言，本专利技术涉及包含规则排列的元件(例如，光电转换元件)的固态图像摄取装置、半导体装置和相机系 统。
技术介绍
近年来，诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器之类的固态图像摄取元 件已经被广泛用作诸如移动电话之类的各种移动终端中所包含的图像捕获设备和诸如数 字静止相机或数字视频相机之类的图像捕获设备的图像输入装置(例如，参见日本未实审 专利申请公布No. 10-126697)。 图4是示出CMOS图像传感器的示意图。CMOS图像传感器包括像素阵列202和垂 直扫描电路203，在像素阵列202中，许多像素201 (每个像素都包括光电转换元件)以矩阵 形式排列，垂直扫描电路203用于逐行地选择像素阵列202中的各个像素并且控制对像素 的快门操作和读取操作。CMOS图像传感器还包括列信号处理单元204，列信号处理单元204 用于从像素阵列202读出信号并且逐列地执行预定处理(例如，相关双采样(CDS)处理、自 动增益控制(AGC)处理和模/数转换处理)。此外，CM0S图像传感器包括水平扫描电路206 和数字信号处理单元207，水平扫描电路206用于逐个地选择信号处理单元204的信号并 且将所选择的信号提供给水平信号线205，数字信号处理单元207用于将从水平信号线205 馈送的信号转换成想要的输出数据格式。CMOS图像传感器还包括定时发生器208，定时发 生器208基于参考时钟生成各个单元的操作中所使用的各种脉冲信号。在这里，CDS处理 是指用于消除从像素晶体管的阈值中的方差产生的固定模式噪声的处理。AGC处理是指自 动增益控制处理。 如图5中所示，像素阵列202中所包括的每个像素201具有光电转换元件(例如，光电二极管)101、转移晶体管102、复位晶体管103、放大晶体管104和选择晶体管105。图5示出使用N-沟道MOS(NMOS)晶体管作为晶体管102-105的示例电路。 转移晶体管102连接在光电二极管101的阴极和浮动扩散(FD)部分106之间。转移晶体管102的栅极连接到被提供以转移栅极脉冲TG的转移控制线111。复位晶体管103的漏极连接到电源Vdd，而其源极和栅极分别连接到FD部分106和被提供以复位脉冲RS的复位控制线112。 放大晶体管104的栅极连接到FD部分106，而其漏极和源极分别连接到电源Vdd 和选择晶体管105的漏极。选择晶体管105的栅极连接到被提供以选择脉冲SEL的选择控 制线113，而选择晶体管105的源极连接到垂直信号线216。垂直信号线216连接到用于向 其供应恒定电流的恒定电流源217，并且还连接到列信号处理单元204。 图6是示出像素中不包括放大晶体管104和选择晶体管105的一部分的示意图。 在P-型衬底131的表面上形成N-型扩散区132、133和134。此外，在P-型衬底 131的表面上的N-型扩散区132和133之间的上方区域处形成栅极135。此外，在N-型扩散区133和134之间的上方区域处形成栅极136。通过未示出的栅极氧化膜(Si02)在衬底 上形成栅极135和136。 根据图5和图6之间的对应关系，通过P-型衬底131与N-型扩散区132之间的 PN结形成光电二极管101。通过N-型扩散区132、N-型扩散区133和设置在两者之间的栅 极135形成转移晶体管102。通过N-型扩散区133、N-型扩散区134和设置在两者之间的 栅极136形成复位晶体管103。 N-型扩散区133用作FD部分106，并且电连接到放大晶体管104的栅极。用作复 位晶体管103的漏极的N-型扩散区134被提供以电源电位Vdd。 P-型衬底131的上表面 (不包括光电二极管101)被覆盖以遮光层137。 现在，将参考图6中所示的截面图和图7中所示的波形图描述像素201的电路的 操作。 如图6中所示，响应于利用光照射光电二极管101，根据光的强度诱导了电子(_) 与空穴(+)对(光电转换)。参考图7，在时间T1，选择脉冲SEL被施加于选择晶体管105 的栅极。同时，复位脉冲RS被施加于复位晶体管103的栅极。结果，复位晶体管103导通， 这在时间T2将FD部分106复位至电源电位Vdd。 响应于FD部分106的复位，FD部分106的电位经由放大晶体管104被输出到垂直 信号线216，作为复位电平Vn。该复位电平Vn对应于对像素201唯一的噪声分量。复位脉 冲RS在预定时间段期间(在时间Tl和时间T3之间)变成活动的(高(H)电平)。即 使在复位脉冲RS从活动状态转变成非活动状态(即，低(L)电平)之后，FD部分106也 保持在复位状态。FD部分106处于复位状态的时间段对应于复位时间段。 在时间T4，在选择信号SEL活动的同时转移栅极脉冲TG被施加于转移晶体管102 的栅极，响应于此，转移晶体管102导通。之后，光电二极管101执行光电转换。累积的信 号电荷被转移到FD部分106。结果，FD部分106的电位根据信号电荷的量而改变(在时 间T4和时间T5之间)。此时，FD部分106的电位通过放大晶体管104被输出到垂直信号 线216，作为信号电平Vs (在信号读取时间段期间)。信号电平Vs与复位电平Vn之间的差 RSI1对应于无噪声分量像素信号电平。 与捕获较暗对象的图像时相比，当捕获较亮对象的图像时，复位时间段期间在光 电二极管101中一般累积更多的电荷，所以垂直信号线216上的差RSI1变得更大。 由于诸如CMOS图像传感器之类的固态图像摄取元件使用毫微安(nA)量级的光激 发电流作为信号，所以，由于半导体晶体的缺陷引起的漏电流影响很大。因此，采用了用于 减小漏电流的制造工艺，例如，在比一般集成电路更高度洁净的环境下制造元件的工艺和 用于采用各种退火处理来减少晶体缺陷的工艺。然而，仍然存在小数目的具有大漏电流或 者具有低感光度的像素。可能很难消除这些像素。具有这样的像素的固态图像摄取元件是 具有所谓的有缺陷像素(defective pixel)的固态图像摄取元件。 即使存在具有有缺陷像素的固态图像摄取元件，通过基于由与有缺陷像素相邻的 像素获得的输出信号来校正包括来自有缺陷像素的信号的图像，也可以获得基本上无缺陷 的图像。 因此，一般而言，CMOS图像传感器输出包括有缺陷像素的信号的图像数据，并且对 输出图像数据执行信号处理以校正包括从有缺陷像素输出的信号的图像。日本未实审专利申请公布No. 4-160883公开了这样一种技术将存储有缺陷像素的位置信息的非易失性存 储器连接到定时发生器，并且在图像摄取元件的有缺陷像素的位置处，用基于与该有缺陷 像素相邻的像素的值确定的预定值来替换从该有缺陷像素输出的值。
技术实现思路
然而，以上所述的有缺陷像素校正方法使用用来存储有缺陷像素的位置信息的存 储单元并且对输出图像数据执行信号处理。此外，要被校正的有缺陷像素的数目受用来存 储有缺陷像素信息的存储单元的容量的限制。 因此，需要提供一种能够校正来自有缺陷像素或有缺陷元件的数据而不添加新的 存储单元或信号处理的固态图像摄取装置、半导体装置和相机系统。 根据本专利技术一个实施例的固态图像摄取装置包括像素本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固态图像摄取装置，包括：像素阵列，在所述像素阵列中，多个像素以矩阵形式排列，每个像素具有光电转换元件和检测通过所述光电转换元件获得的电信号的检测单元；信号线，所述信号线针对所述像素阵列的各个垂直列而设置并且经由开关元件连接到所述检测单元；选择线，所述选择线针对所述像素阵列的各个水平行而设置并且被提供以使得所述开关元件导通的选择脉冲；复位单元，所述复位单元被设置在构成所述像素阵列的每一个像素中并且对所述像素的检测单元施加预定电位；以及输出控制单元，所述输出控制单元被设置在构成所述像素阵列的每一个像素中并且根据被提供给另一选择线的选择脉冲使得所述像素的开关元件导通，所述另一选择线连接到属于与所述像素的行不同行的另一像素的另一开关元件。
【技术特征摘要】
JP 2008-9-30 2008-252262一种固态图像摄取装置，包括像素阵列，在所述像素阵列中，多个像素以矩阵形式排列，每个像素具有光电转换元件和检测通过所述光电转换元件获得的电信号的检测单元；信号线，所述信号线针对所述像素阵列的各个垂直列而设置并且经由开关元件连接到所述检测单元；选择线，所述选择线针对所述像素阵列的各个水平行而设置并且被提供以使得所述开关元件导通的选择脉冲；复位单元，所述复位单元被设置在构成所述像素阵列的每一个像素中并且对所述像素的检测单元施加预定电位；以及输出控制单元，所述输出控制单元被设置在构成所述像素阵列的每一个像素中并且根据被提供给另一选择线的选择脉冲使得所述像素的开关元件导通，所述另一选择线连接到属于与所述像素的行不同行的另一像素的另一开关元件。2. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述像素和所述属于与所述像素的行不同行的 另一像素连接到相同的信号线。3. 据权利要求1所述的装置，其中，所述像素和所述属于与所述像素的行不同行的另 一像素具有相同的谱灵敏度。4. 据权利要求1所述的装置，其中，所述像素和所述属于与所述像素的行不同行的另 一像素是相邻的像素。5. —种半...
【专利技术属性】
技术研发人员：庄山英树，
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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