固体摄像装置的制造方法
【专利说明】固体摄像装置
[0001]关联申请的参照
[0002]本申请享受2014年3月14日提出申请的日本国专利申请号2014 — 051861的优先权的利益，该日本国专利申请的全部内容被引用于本申请中。
技术领域
[0003]本发明的实施方式涉及固体摄像装置。
【背景技术】
[0004]在固体摄像装置中，在内部生成用于驱动像素的电压，因此存在设置有电荷泵电路的装置。在此，为了谋求像素的高速驱动，进行提高电荷泵电路的驱动力的处理。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的课题在于，提供能够抑制电荷泵电路的噪声的增大并且能够谋求像素驱动的高速化的固体摄像装置。
[0006]一个实施方式的固体摄像装置，具备:像素阵列部，蓄积光电变换后的电荷的像素配置成矩阵状而成；以及驱动电压产生电路，产生在所述像素的驱动时对所述像素进行驱动的驱动电压，并且基于所述驱动的开始的定时使产生所述驱动电压的驱动力增大。
[0007]效果
[0008]根据上述构成的固体摄像装置，能够抑制电荷泵电路的噪声的增大，并且能够谋求像素驱动的高速化。
【附图说明】
[0009]图1是对第一个实施方式所涉及的固体摄像装置的概略构成进行表示的框图。
[0010]图2是对图1的固体摄像装置的像素的构成例进行表示的电路图。
[0011]图3是对图1的像素的读出动作时的各部的电压波形进行表示的时序图。
[0012]图4是对图1的固体摄像装置的驱动电压产生电路的构成例进行表示的框图。
[0013]图5是对图4的电荷泵电路的动作时的电压波形进行表示的时序图。
[0014]图6(a)是对图4的电压分压部的构成例进行表示的电路图，图6 (b)是对图4的电压分压部的其他的构成例进行表示的电路图。
[0015]图7(a)是对图4的比较器的构成例进行表示的电路图，图7 (b)是对图4的比较器的其他的构成例进行表示的电路图。
[0016]图8(a)是对图4的电荷泵电路的构成例进行表示的电路图，图8 (b)是对图4的电荷泵电路的其他的构成例进行表示的电路图。
[0017]图9是对图4的电平转换器的构成例进行表示的电路图。
[0018]图10是对应用了第二实施方式所涉及的固体摄像装置的数字摄影机的概略构成进行表示的框图。
[0019]符号说明
[0020]I像素阵列部，2垂直扫描电路，3负载电路，4列ADC电路，5水平扫描电路，6基准电压产生电路，7定时控制电路，8驱动电压产生电路，PC像素，Ta行选择晶体管，Tb放大晶体管，Tr复位晶体管，Td读出晶体管，PD光电二极管，FD浮置扩散区，Vlin垂直信号线，Hlin水平控制线。
【具体实施方式】
[0021]以下，参照附图对实施方式所涉及的固体摄像装置进行详细地说明。另外，本发明并不受这些实施方式限定。
[0022](第一实施方式)
[0023]图1是对第一实施方式所涉及的固体摄像装置的概略构成进行表示的框图。
[0024]在图1中，固体摄像装置中设置有像素阵列部I。像素阵列部I中，蓄积光电变换后的电荷的像素PC在行方向RD以及列方向⑶上矩阵状地配置了 m(m是正的整数)行Xn(n是正的整数)列。此外，在该像素阵列部I中，在行方向RD上设置有进行像素PC的读出控制的水平控制线Hlin，在列方向⑶上设置有用于传输从像素PC读出的信号的垂直信号线Vlin0
[0025]此外，在固体摄像装置中设置有:垂直扫描电路2，沿垂直方向对成为读出对象的像素PC进行扫描；负载电路3，通过在其与像素PC之间进行源极跟随动作，从而从像素PC到垂直信号线Vlin、按每列读出像素信号；列ADC(模数转换器)电路4，通过Q)S (Correlated Double Sampling ;相关双取样)按每列检测各像素PC的信号成分；水平扫描电路5，沿水平方向扫描成为读出对象的像素PC ;基准电压产生电路6，对列ADC电路4输出基准电压VREF ;定时控制电路7，对各像素PC的读出和/或蓄积的定时进行控制；以及驱动电压产生电路8，产生在像素PC的驱动时驱动像素PC的驱动电压DV。驱动电压产生电路8能够基于像素PC的驱动的开始的定时使产生驱动电压DV的驱动力增大。另外，基准电压VREF能够使用斜波。
[0026]并且，通过垂直扫描电路2沿垂直方向扫描像素PC，从而沿行方向RD选择像素PC，由驱动电压产生电路8产生的驱动电压DV被提供给像素PC。并且，在负载电路3中，在负载电路3与该像素PC之间进行源极跟随动作，由此从像素PC读出的像素信号经由垂直信号线Vlin而传输,并被送至列ADC电路4。此外,在基准电压产生电路6中，斜波被设定为基准电压VREF并被送至列ADC电路4。并且，在列ADC电路4中，进行时钟的计数动作，直到从像素PC读出的信号电平和复位电平与斜波的电平一致，并取得此时的信号电平与复位电平的差分从而通过CDS检测各像素PC的信号成分，并作为输出信号SI而输出。
[0027]图2是对图1的固体摄像装置的像素的构成例进行表示的电路图。
[0028]在图2中，在各像素PC中，设置有光电二极管H)、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，形成有浮置扩散区FD作为检测节点。
[0029]并且，在像素PC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的栅极被输入读出信号OD。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的栅极被输入复位信号ΦΙ复位晶体管Tr的漏极与电源电位VDD连接。此外，行选择晶体管Ta的栅极被输入行选择信号Φ A，行选择晶体管Ta的漏极与电源电位VDD连接。此外，放大晶体管Tb的源极与垂直信号线Vlin连接，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。另外，图1的水平控制线Hlin能够按每行对像素PC传输读出信号Φ?、复位信号ΦΙ?以及行选择信号ΦΑ。图1的负载电路3中按每列设置有恒流源GA1，恒流源GAl与垂直信号线Vlin连接。另外，驱动电压DV能够作为行选择信号ΦΑ、读出信号Φ?以及复位信号ΦΙ?的脉冲电压而使用。
[0030]图3是对图1的像素的读出动作时的各部的电压波形进行表示的时序图。
[0031]在图3中，行选择信号ΦΑ是低电平的情况下，行选择晶体管Ta为截止状态而不进行源极跟随动作，因此垂直信号线Vlin上没有信号输出。此时，读出信号Φ?和复位信号OR成为高电平时，读出晶体管Td导通，蓄积于光电二极管ro的电荷被排出到浮置扩散区FD。并且，经由复位晶体管Tr被排出到电源电位VDD。
[0032]蓄积于光电二极管H)的电荷被排出到电源电位VDD后，读出信号φD成为低电平时，在光电二极管ro中，有效的信号电荷的蓄积开始。
[0033]接下来，在复位信号ΦR上升时，复位晶体管Tr导通，在浮置扩散区FD因漏电流等而产生的多余的电荷被复位。
[0034]并且，行选择信号ΦΑ成为高电平时，像素PC的行选择晶体管Ta导通，对放大晶体管Tb的漏极施加电源电位VDD，从而以放大晶体管Tb和恒流源GAl构成源极跟随。并且，与浮置扩散区FD的复位电平RL对应的电压被施加到放大晶体管Tb的栅极。在此，通过放大晶体管Tb和恒流源GAl构成源极跟随，所以垂直信号线Vlin的电压追随对放大晶体管Tb的栅极施加的电压，复位电平RL的像素信号Vsig经由垂直信号线Vlin被输出至列ADC电路4。
[0035]此时，提供斜波WR作为基准电压VREF，并对复位电平RL的像素信号Vsig和基准电压VREF进行比较。并且,减I计数(down count)直到复位电平RL的像素信号Vsig与基准电压VREF的电平一致，从而复位电平RL的像素信号Vsig被变换为数字值DR并被保存。
[0036]接下来，读出信号Φ?上升时，读出晶体管Td导通，蓄积于光电二极管ro的电荷被转送至浮置扩散区FD，与浮置扩散区FD的信号电平SL对应的电压被施加至放大晶体管Tb的栅极。在此，通过放大晶体管Tb和恒流源GAl构成源极跟随，所以垂直信号线Vlin的电压追随对放大晶体管Tb的栅极施加的电压，信号电平SL的像素信号Vsig经由垂直信号线Vlin被输出至列ADC电路4。
[0037]此时，提供斜波WS作为基准电压VREF，并对信号电平SL的像素信号Vsig和基准电压VREF进行比较。并且，这次加I计数(up count)，直到信号电平SL的像素信号Vsig与基准电压VREF的电平一致，从而信号电平SL的像素信号Vsig被变换为数字值DS。并且，复位电平RL的像素信号Vsig与信号电平SL的像素信号Vsig的差分DR - DS被保存，并作为输出信号SI而输出。
[0038]图4是对图1的固体摄像装置的驱动电压产生电路的构成例进行表示的框图。另夕卜，在图4所示的像素阵列部I中，以电容C表示像素PC。在驱动电压DV作为行选择信号Φ A的脉冲电压使用的情况下，电容C是行选择晶体管Ta的栅极电容。驱动电压DV作为读出信号OD的脉冲电压使用的情况下，电容C是读出晶体管Td的栅极电容。驱动电压DV作为复位信号OR的脉冲电压而使用的情