各过程中像素的内部节点的势能的一个示例的图。
现在以图2所示的像素20的动作为中心进行说明。为了简化说明，假设图2所示的MOS晶体管231，232的栅极阈值电压VT为0V，但栅极阈值电压VT可以任意设定。
[0040]假定在时刻tl前的初始状态，通过后述的复位动作，在构成电荷保持部22的杂质扩散区223上保持有由形成杂质扩散区222的电位障壁的势能所规定的固定量的负电荷(电子)。将此时的杂质扩散区223中所保持的固定量的负电荷所产生的杂质扩散区223的电压Vfd设为复位电压V FDR。
[0041 ] 在时刻11前的初始状态，如图5所示，将在控制部5的控制下从垂直扫描部3 (驱动部)提供给电荷保持部22的杂质扩散区221的复位控制电压Vrst设定为正极性的第一电压Vrsti。在实施方式I中，如图6A所示，第一电压Vrsti为赋予比杂质扩散区222所形成的电位障壁所产生的势能VP要低的势能的正极性电压。因此，在将复位控制电压Vrst设定为第一电压Vrsti的情况下，电荷保持部22中不发生电荷(电子)从杂质扩散区221向杂质扩散区223的移动，杂质扩散区223的电荷(电子)保持恒定，杂质扩散区223中所保持的负电荷所产生的杂质扩散区223的电压Vfd维持于复位电压V FDR。如后所述，根据实施方式1，由于复位电压Vfdr中不包含kTC噪声，因此能防止该种噪声引起感光性下降。
[0042]从上述初始状态起，在装载半导体装置I的未图示的系统的控制下，在时刻tl开始对半导体装置I的光电转换部21进行曝光(步骤SI)。曝光一开始，光电转换部21就通过光电转换来生成空穴-电子对，将空穴形成的正电荷提供给电荷保持部22的杂质扩散区223。因而，光电转换出的正电荷(空穴)被蓄积在杂质扩散区223，之前保持在杂质扩散区223中的负电荷(电子)量显得逐渐减少。因此，如图5所示，从时刻tl起，随着由光电转换部21所提供的正电荷的量的增加，杂质扩散区223的电压Vfd逐渐上升。在这种情况下，如图6B所示，杂质扩散区223的势能从与复位电压Vfdr相当的势能逐渐降低。
[0043]之后，在时刻t2经过规定的曝光时间(一帧期间)，在控制部5的控制下，曝光一结束垂直扫描部3就将驱动对象的行的选择信号SEL设为高电平。因而，在构成像素20的多个行中，构成属于驱动对象的行的像素20的检测部23的选择用MOS晶体管232成为导通状态。此时，在与放大用MOS晶体管231的栅极相连接的电荷保持部22的杂质扩散区223中成为光电转换出的正电荷(空穴)被蓄积的状态，杂质扩散区223的电压Vfd成为正电压，所以MOS晶体管231成为导通状态。由此，表示电荷保持部22的杂质扩散区223中所保持的电荷所产生的杂质扩散区223的电压Vfd的信号电压VsiJt为像素信号从检测部23输出到像素信号线4-j。
[0044]之后，在紧接时刻t2的时刻t2A，水平扫描部4的信号处理部(⑶S电路)读取作为信号电压Vsk从像素20输出的像素信号(步骤S2)，并对该像素信号进行采样。采样到的像素信号由水平扫描部4的信号处理部的CDS电路保持。
[0045]之后，在控制部5的控制下，垂直扫描部3在时刻t3通过复位控制电压供给线3Β-?实施像素20的复位动作(步骤S3)，逐行地将多个像素20各自包括的杂质扩散区223的电压Vfd进行复位。通过复位动作以外的正常动作，将复位控制电压V RST设定为低于电荷保持部22的杂质扩散区223的势能的正极性的第一电压Vrsti。在复位动作开始的时刻t3，垂直扫描部3将复位控制电压Vrst从正极性的第一电压Vrsti转变为负极性的第二电压VRST2。如图6C所示，在实施方式I中第二电压％^是赋予高于杂质扩散区222所形成的电位障壁所产生的势能VP的势能的负极性电压。
[0046]如上所述，若将复位控制电压Vrst被设定为负极性的第二电压V RST2，则如图6C所示杂质扩散区222不再作为电位障壁部而起作用，电荷(电子)可在杂质扩散区221与杂质扩散区223之间移动。因此，在将复位控制电压Vrst设定为第二电压VrstJ^情况下，电荷保持部22中杂质扩散区221与杂质扩散区223之间发生电荷(电子)的移动，杂质扩散区223的势能超过形成电位障壁部的杂质扩散区222的势能，并与被施加负极性的第二电压Vrst2的杂质扩散区221的势能相等。
[0047]其结果是，无论形成电位障壁部的杂质扩散区222的势能VP如何，杂质扩散区221和杂质扩散区223的电荷(电子)都被调整到与由第二电压Vrst2所赋予的势能相应的量，杂质扩散区223中所保持的负电荷所确定的电压Vfd成为比复位电压Vfdr要低的电压Vfdd。在这种情况下，作为像素放大器而起作用的放大用MOS晶体管231的栅极电压成为负极性，因此，放大用MOS晶体管231成为截止状态。S卩，放大用MOS晶体管231在复位控制电压供给线3B-1的复位控制电压Vrst成为第二电压V【2时截止。在这种情况下，其栅极被施加作为选择信号SEL的高电平的选择用MOS晶体管232成为导通状态，但由于放大用MOS晶体管231为截止状态，因此，不从像素20输出信号电压VSI(；。
[0048]之后，在控制部5的控制下，垂直扫描部3在时刻t4使复位控制电压Vrst从负极性的第二电压Vrst2转变到原来的正极性的第一电压V RST1。在实施方式I中，如图6D所示，第一电压￥1^1成为赋予比杂质扩散区222所形成的电位障壁所产生的势能VP要低的势能的正极性电压。
[0049]因此，若将复位控制电压Vrst设定为第一电压Vrsti，则电荷保持部22中杂质扩散区221的势能降到比杂质扩散区222所形成的电位障壁所产生的势能VP要低。由此，之前在杂质扩散区223中保持的电荷(电子)中，相当于形成电位障壁部的杂质扩散区222的势能VP与由正极性的第二电SVrst2赋予的势能之差的剩余电荷(电子)溢出，从杂质扩散区223转移到杂质扩散区221。
[0050]换言之，杂质扩散区222作为溢出电位障壁而起作用，复位时杂质扩散区223中蓄积的剩余电荷(电子)热扩散过杂质扩散区222而向杂质扩散区221溢出。因此，只要能作为溢出电位障壁而起作用，杂质扩散区222的导电型就可以是与半导体201相同的P型，也可以是杂质(施主)浓度低于杂质扩散区221，223的η型。
[0051]其结果是，杂质扩散区223的电压Vfd成为由作为电位障壁部而起作用的杂质扩散区222的势能所规定的恒定复位电压VFDR。在这种情况下，其栅极被赋予复位电压Vfdr的MOS晶体管231成为导通状态。即，当复位控制电压Vrst为赋予与杂质扩散区222的电位障壁相当的势能的复位电压Vfdr(第三电压)以上的第一电压％趴时，构成检测部23的MOS晶体管231导通。由此，从检测部23输出表不复位电压Vfdr的信号电压V SI(；。
[0052]如前所述，在实施方式I中，为了简化说明，假设MOS晶体管的栅极阈值电压VT为OV，然而，例如若栅极阈值电压VT为0.7V，则需要从像素20输出表示复位电压Vfdr的信号电压Vsk，从而也可以将复位电压Vfdr设定为0.7V以上。
[0053]从杂质扩散区223移动到杂质扩散区221的剩余电荷(电子)由供给第一电压Vrsti的电源侧吸收，使得杂质扩散区221的势能成为由第一电SVrsti赋予的势能。其结果是，杂质扩散区223保持的电荷(电子)被调整为由形成电位障壁部的杂质扩散区222的势能VP规定的固定量，杂质扩散区223中保持的电荷所确定的杂质扩散区223的电压Vfd成为复位电压Vfdr。
[0054]之后，在紧接时刻t4的时刻t4A，在控制部5的控制下，水平扫描部4的信号处理部采样并读取作为信号电压Vsni从像素20输出的复位电压V FDR (步骤S4)。水平扫描部4的信号处理部通过用相关双采样将上述步骤S2中读取的信号电压Vsni与步骤S4中读取的复位电压Vfdr相减来抵消噪声分量并提取信号分量。在读取复位电压V FDR后，像素20在时刻t5至时刻t7的期间被再次复位，在此复位结束后的时刻t7，开始下一帧的曝光。
[0055]在上述实施方式I中，在构成用于保持由构成光电转换部21的光电转换膜213提供的正电荷(空穴)的电荷保持部22的杂质扩散区222中，没有连接任何晶体管的源极和漏极。在将杂质扩散区223的电压Vfd复位到复位电压Vfdr的过程中，构成像素20的任何MOS晶体管均未实施截止动作。因此，根据实施方式1，能够防止kTC噪声的产生，不出现复位电压Vfdr中包含kTC噪声的情况。
[0056