固体摄像装置的制造方法
【专利说明】固体摄像装置
[0001]相关申请的参照:本申请享有2013年12月9日申请的日本专利申请号2013 —254064的优先权利益，在本申请中援引该日本专利申请全部内容。
技术领域
[0002]本实施方式一般而言涉及固体摄像装置。
【背景技术】
[0003]CMOS图像传感器中，为了实现信号读出的高速化，按照每列设置多条垂直信号线，从多条线同时读出信号的方法。此外，有如下方法:在线之间使增益不同，将增益低的线使用于低灵敏度，将增益高的线使用于高灵敏度，在低灵敏度侧饱和的情况下，通过用饱和像素的周边的高灵敏度像素进行插补，来扩大动态范围。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的课题为提供一种能够抑制电路规模的增大且使图像处理高速化的固体摄像装置。
[0005]一实施方式的固体摄像装置中具备:像素阵列部，以矩阵状配置有蓄积进行光电变换而得的电荷的像素；地址线，按照所述像素阵列部的每行设有m条，用于沿行方向选择所述像素，其中，m为2以上的整数；以及垂直信号线，将从所述像素读出的像素信号沿列方向进行传送。
[0006]其他实施方式的固体摄像装置中具备:像素阵列部，以矩阵状配置有蓄积进行光电变换而得的电荷的像素；地址线，沿行方向选择所述像素；第I垂直信号线，设置在所述像素阵列部的第I列，传送从列方向的第奇数个像素读出的像素信号；第2垂直信号线，设置在所述第I列，传送从所述列方向的第偶数个像素读出的像素信号；第3垂直信号线，设置在所述像素阵列部的第2列，对从所述像素读出的像素信号进行所述列方向的传送；以及列ADC电路，按照每列检测所述像素信号。
[0007]此外，另外的实施方式的固体摄像装置中具备:像素阵列部，以矩阵状配置有蓄积进行光电变换而得的电荷的像素；垂直信号线，按照所述像素阵列部的每列设有m条，在列方向上每隔(m— I)个地与所述像素连接，其中，m为2以上的整数；以及m个列ADC电路，以相互不同的增益来按照所述每列检测像素信号。
[0008]根据上述结构的固体摄像装置，能够抑制电路规模的增大且使图像处理高速化。
【附图说明】
[0009]图1是表示第I实施方式所涉及的固体摄像装置的概略结构的框图。
[0010]图2是表示图1的固体摄像装置的地址线的结构例的框图。
[0011]图3是表示图1的固体摄像装置的2像素量的结构例的电路图。
[0012]图4(a)是表示图2的固体摄像装置的通常读出时的动作的时序图，图4(b)是表示图2的固体摄像装置的高速读出时的动作的时序图。
[0013]图5是表示图2的固体摄像装置的高速读出时的读出像素的图。
[0014]图6是表示第2实施方式所涉及的固体摄像装置的地址线的结构例的框图。
[0015]图7是表示图6的固体摄像装置的高速读出时的读出像素的图。
[0016]图8是表示第3实施方式所涉及的固体摄像装置的垂直信号线的结构例的框图。
[0017]图9(a)是表示图8的固体摄像装置的通常读出时的开关的切换方法的框图，图9(b)是表示图8的固体摄像装置的高速读出时的开关的切换方法的框图。
[0018]图10是表示第4实施方式所涉及的固体摄像装置的地址线以及垂直信号线的结构例的框图。
[0019]图11(a)是表示图10的固体摄像装置的通常读出时的动作的时序图，图11(b)是表示图10的固体摄像装置的高速读出时的动作的时序图。
[0020]图12是表示第5实施方式所涉及的固体摄像装置的概略结构的框图。
[0021]图13是表示图12的固体摄像装置的地址线的结构例的框图。
[0022]图14(a)是表示在图12的固体摄像装置的线之间使增益不同的输出图像的图，图14(b)是表示将图14(a)的输出图像合成后的合成图像的图。
[0023]图15(a)是表示在图12的固体摄像装置的线之间使增益不同的传感器输出的图，图15(b)是表示图15(a)的传感器输出的合成方法的图。
[0024]图16是表示应用了第6实施方式所涉及的固体摄像装置的数字摄像机的概略结构的框图。
【具体实施方式】
[0025]根据一个实施方式，设置有像素阵列部、地址线、垂直信号线。像素阵列部以矩阵状配置有蓄积进行光电变换而得的电荷的像素。地址线按照像素阵列部的每行(row)分别设置有m(m为2以上的整数)条，沿行方向选择所述像素。垂直信号线将从所述像素读出的像素信号沿列方向传送。以下参照附图来详细地说明实施方式所涉及的固体摄像装置。另外，本发明不受这些实施方式的限制。
[0026](第I实施方式)
[0027]图1是表示第I实施方式所涉及的固体摄像装置的概略结构的框图。
[0028]图1中，该固体摄像装置中设置有像素阵列部I。像素阵列部I中，沿行方向以及列方向以矩阵状配置有蓄积进行光电变换而得的电荷的像素PC。此外，固体摄像装置中设置有:将各像素PC的信号成分通过⑶S按照每列进行检测的列ADC电路2 ;将由列ADC电路2检测到的信号沿行方向进行转发的水平寄存器3 ;对成为读出对象的像素PC沿列方向进行扫描的垂直寄存器4 ；以及选择控制将成为读出对象的像素PC沿行方向进行选择的地址线的地址控制部5。
[0029]图2是表示图1的固体摄像装置的地址线的结构例的框图。另外，在图2中示出了像素PC沿行方向以及列方向以4X4的矩阵状配置的例子。
[0030]图2中，像素阵列部I中，按照每行分别设置有2条地址线ALA、ALB。在此，地址线ALA能够按照每行来传送行选择信号adrAl?adrA4。地址线ALB能够按照每行来传送行选择信号adrBl?adrB4。此外，像素阵列部I中，按照每列分别设置有将从像素PC读出的像素信号沿列方向进行传送的垂直信号线Vlinl?Vlin4。在此，各像素PC中设置有行选择晶体管Ta。然后，地址线ALA、ALB经由行选择晶体管Ta在行方向上每隔I个交错地连接于像素PC。
[0031]图3是表示图1的固体摄像装置的2像素量的结构例的电路图。另外，图3中示出了在行方向上相邻的2个像素PC1、PC2。
[0032]图3中，各像素PCl、PC2中，分别设置有光电二极管PD、行选择晶体管Ta、放大晶体管Tb、复位晶体管Tr以及读出晶体管Td。此外，在放大晶体管Tb、复位晶体管Tr、读出晶体管Td的连接点，作为检测节点而形成有浮动扩散区(Floating Diffus1n)FD。
[0033]并且，在各像素PC1、PC2中，读出晶体管Td的源极与光电二极管ro连接，读出晶体管Td的栅极被输入有读出信号red。此外，复位晶体管Tr的源极与读出晶体管Td的漏极连接，复位晶体管Tr的栅极被输入有复位信号rst，复位晶体管Tr的漏极与电源电位VDD连接。此外，放大晶体管Tb的栅极与读出晶体管Td的漏极连接，放大晶体管Tb的漏极与行选择晶体管Ta的源极连接。此外，行选择晶体管Ta的漏极与电源电位VDD连接。此夕卜，垂直信号线Vlinl、Vlin2与恒流源GA1、GA2分别连接，从各像素PC1、PC2向垂直信号线 Vlinl、Vlin2 输出像素信号 Vsigl、Vsig2。
[0034]此外，像素PCl中，放大晶体管Tb的源极与垂直信号线Vlinl连接，行选择晶体管Ta的栅极经由地址线ALB而被输入行选择信号adrBl。像素PC2中，放大晶体管Tb的源极与垂直信号线Vlin2连接，行选择晶体管Ta的栅极经由地址线ALA而被输入有行选择信号adrAlο
[0035]图4(a)是表示图2的固体摄像装置的通常读出时的动作的时序图，图4(b)是表示图2的固体摄像装置的高速读出时的动作的时序图。
[0036]图4(a)中，在通常读出中，经由地址控制部5，按照每I行同时选择2条地址线ALA、ALB。然后，从像素PC读出的像素信号经由垂直信号线Vlinl?Vlin4被按照每列发送至列ADC电路2。
[0037]S卩，在行选择信号adrAl?adrA4、adrBl?adrB4为低电平的情况下,行选择晶体管Ta成为截止状态，垂直信号线Vlinl?Vlin4不被输出信号。此时，若读出信号red和复位信号rst成为高电平，则读出晶体管Td导通，原来蓄积在光电二极管H)中的电荷被排出到浮动扩散区FD。然后，经由复位晶体管Tr被排出到电源电位VDD。原来蓄积在光电二极管H)中的电荷被排出到电源电位VDD后，读出信号red成为低电平时，在光电二极管H)中，开始有效的