專利名稱：固體攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體攝像裝置。
背景技術(shù)：
作為固體攝像裝置，眾所周知的有使用CMOS (ComplementaryMetal Oxide Semiconductor,互補金屬氧化物半導(dǎo)體)技術(shù)的裝置，其中尤以被動式像素傳感器(PPS : Passive Pixel Sensor)方式最為人所知(參照專利文獻1、2)。 PPS方式的固體攝像裝置 是包含有產(chǎn)生與入射光強度相應(yīng)的量的電荷的光電二極管的PPS型像素部二維排列成M 行N列，且將各像素部中與光入射相對應(yīng)而產(chǎn)生于光電二極管中的電荷，存儲于積分電路 中的電容元件中，并輸出與該存儲電荷量相應(yīng)的電壓值的裝置。 通常，各列的M個像素部各自的輸出端經(jīng)由對應(yīng)該列而設(shè)置的讀取用配線，而與 對應(yīng)該列而設(shè)置的積分電路的輸入端連接。然后，自第l行至第M行為止依次在每一行中， 在像素部的光電二極管產(chǎn)生的電荷，經(jīng)由對應(yīng)的讀取用配線而被輸入至對應(yīng)的積分電路， 并從該積分電路輸出與電荷量相應(yīng)的電壓值。 PPS方式的固體攝像裝置可用于各種用途，例如與閃爍器面板組合而作為X射線 平板而用于醫(yī)療用途以及工業(yè)用途等，更具體而言，用于X射線CT裝置或微聚焦X射線檢 查裝置等。用于上述用途的固體攝像裝置，其二維排列有MXN個像素部的受光部面積較 大，并在各邊長度超過lOcm大小的半導(dǎo)體基板上被集成化。因此，有時由1片半導(dǎo)體晶圓 不能制造l個固體攝像裝置。 專利文獻1 :日本特開2006-234557號公報
專利文獻2 :日本特開2003-224776號公報

發(fā)明內(nèi)容
[發(fā)明所要解決的問題] 如上所述的固體攝像裝置中，當與任意一列對應(yīng)的讀取用配線在制造過程中產(chǎn)生 斷線的情況下，該列的M個像素部中，位于相對于積分電路更靠近斷線位置處的像素部通 過讀取用配線而與積分電路連接，但位于相對于積分電路更遠離斷線位置處的像素部則并 未與積分電路連接。因此，位于相對于積分電路更遠離斷線位置處的像素部中，與光入射相 對應(yīng)而產(chǎn)生于光電二極管中的電荷不會被讀取至積分電路，而被存儲于該光電二極管的接 合電容部中。 當光電二極管的接合電容部中所存儲的電荷的量超過飽和電平時，超過飽和電平 的部分的電荷會溢出至相鄰的像素部。因此，若1條讀取用配線產(chǎn)生斷線，其影響不僅會涉 及與該讀取用配線連接的列的像素部，也會涉及相鄰的兩邊的列的像素部，結(jié)果導(dǎo)致連續(xù)3 列的像素部產(chǎn)生缺陷線。 若缺陷線不連續(xù)，1條缺陷線的相鄰兩邊均為正常線，則也可使用該相鄰兩邊的正 常線的各像素數(shù)據(jù)來內(nèi)推缺陷線的像素數(shù)據(jù)(參照專利文獻l)。然而，連續(xù)3列的像素部
4均產(chǎn)生有缺陷線時，則難以進行上述內(nèi)推，因此該固體攝像裝置將會作為不合格品而廢棄。 尤其是如上所述，具有大面積受光部的固體攝像裝置因讀取用配線較長，因而產(chǎn)生斷線的 概率增大，從而導(dǎo)致制造成品率變差。 本發(fā)明為了解決上述問題，其目的在于提供一種固體攝像裝置，該固體攝像裝置 能夠在與受光部的某列像素部連接的讀取用配線產(chǎn)生斷線時，避免對相鄰列的像素部造成 影響。[解決問題的方法] 本發(fā)明所涉及的固體攝像裝置的特征在于，具備(l)受光部，二維排列有MXN個 像素部 PM, N，該像素部 PM, N排列成M行N列，且該像素部 PM, N分別包含 產(chǎn)生與入射光強度相應(yīng)的量的電荷的光電二極管以及與該光電二極管連接的讀取用開關(guān)； (2)第m行選擇用配線Lv,m，其將對受光部中的第m行的N個像素部 Pm,N各自所包含 的讀取用開關(guān)的開閉動作進行指示的第m行選擇控制信號供給至該讀取用開關(guān)；以及(3) 讀取用配線L。,n，其與受光部中的第n列的M個像素部Pl。 Pm,d各自所包含的讀取用開 關(guān)連接，且在第1端與第2端之間延伸，經(jīng)由該像素部所含的讀取用開關(guān)而讀取M個像素部
P" PM,n中的任一像素部所含的光電二極管中產(chǎn)生的電荷。其中，M、N為2以上的整數(shù)， m為1以上M以下的各整數(shù)，n為1以上N以下的各整數(shù)。 另外，本發(fā)明所涉及的固體攝像裝置的特征在于，具備(4)積分電路Sn，其具有與 讀取用配線L。,n的第1端連接的輸入端，且包含積分用電容元件以及放電用開關(guān)，并在放電 用開關(guān)閉合時，使積分用電容元件放電，而在放電用開關(guān)打開時，使輸入至輸入端的電荷存 儲于積分用電容元件，并從輸出端輸出與積分用電容元件的存儲電荷量相應(yīng)的電壓值；(5) 放電用配線，其將對積分電路S工 S,各自所包含的放電用開關(guān)的開閉動作進行指示的放電 控制信號供給至該放電用開關(guān)；(6)保持電路Hn，其具有與積分電路Sn的輸出端連接的輸入 端，且包含輸入用開關(guān)、保持用電容元件以及輸出用開關(guān)，并在輸入用開關(guān)由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為 打開狀態(tài)時，使輸入至輸入端的電壓值保持于保持用電容元件中，而在輸出用開關(guān)閉合時， 輸出保持于保持用電容元件中的電壓值；以及(7)保持用配線，其將對保持電路& H,各 自所包含的輸入用開關(guān)的開閉動作進行指示的保持控制信號供給至該輸入用開關(guān)。
另外，本發(fā)明所涉及的固體攝像裝置的特征在于，具備(8)初始化用開關(guān)SW工,n， 其與讀取用配線L。,n的第2端連接；(9)初始化用配線，其將對初始化用開關(guān)SWu SWu 各自的開閉動作進行指示的初始化控制信號分別供給至初始化用開關(guān)SWu SWln ; (10)
電壓供給用配線，其經(jīng)由初始化用開關(guān)SW^而與讀取用配線L。,n連接，向讀取用配線L。,J共
給規(guī)定電壓值；以及(11)控制部，其將第m行選擇控制信號輸出至第m行選擇用配線Lv,m， 將放電控制信號輸出至放電用配線，將保持控制信號輸出至保持用配線，并將初始化控制 信號輸出至初始化用配線。 將上述規(guī)定電壓值設(shè)為在供給至各像素部Pm,n所含的光電二極管的一個端子時可 使該光電二極管的接合電容部的存儲電荷初始化的值。該規(guī)定電壓值可以從固體攝像裝置 的內(nèi)部的電路供給至電壓供給用配線，也可以從固體攝像裝置的外部供給至電壓供給用配 線。 進而，本發(fā)明所涉及的固體攝像裝置所含的控制部的特征在于(a)通過放電控 制信號進行指示，使積分電路& S,各自所包含的放電用開關(guān)暫時閉合后再打開，之后，(b)通過第m行選擇控制信號進行指示，使受光部中的第m行的N個像素部 Pm,N各自 所包含的讀取用開關(guān)在整個第1期間內(nèi)閉合，(c)在該第1期間內(nèi)，通過保持控制信號進行 指示，使保持電路& HN各自所包含的輸入用開關(guān)由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為打開狀態(tài)，之后，通過初 始化控制信號進行指示，使初始化用開關(guān)SWu SWu分別在整個第2期間內(nèi)閉合。
本發(fā)明所涉及的固體攝像裝置在對受光部中以M行N列二維排列的MXN個像素 部 PM, N中的第m行的N個像素部 Pm, N的電荷進行讀取時，以如下方式進行動 作。 即通過從控制部輸出至放電用配線的放電控制信號，在各積分電路Sn中，使放電 用開關(guān)暫時閉合后再打開，使得積分用電容元件進行放電。其后，通過從控制部輸出至第m 行選擇用配線Lv, m的第m行選擇控制信號，使第m行的各像素部Pm, n所含的讀取用開關(guān)在
整個第1期間內(nèi)閉合，使至此為止產(chǎn)生于像素部Pm,n的光電二極管中且存儲于接合電容部 的電荷，經(jīng)由該像素部Pm,n的讀取用開關(guān)以及讀取用配線L。,n而被傳送并存儲于積分電路 Sn的積分用電容元件。此時，像素部Pm,n的光電二極管的接合電容部的存儲電荷被初始化。 然后，從積分電路sn的輸出端輸出與各積分電路Sn的積分用電容元件中所存儲的電荷的量 相應(yīng)的電壓值。 在第m行的各像素部Pm,n所含的讀取用開關(guān)為閉合的第1期間內(nèi)，通過從控制部
輸出至保持用配線的保持控制信號，在各保持電路Hn中，使輸入用開關(guān)由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為打 開狀態(tài)，此時，從積分電路Sn的輸出端輸出且輸入至保持電路Hn的輸入端的電壓值(或者 與該輸入電壓值相對應(yīng)的電壓值)被保持于保持用電容元件C3中。另外，在第l期間內(nèi)，在
由各保持電路Hn保持電壓值之后，通過從控制部輸出至初始化用配線的初始化控制信號， 使各初始化用開關(guān)SWu在整個第2期間內(nèi)閉合，使得輸入至電壓供給用配線的電壓值經(jīng)由 初始化用開關(guān)SW^、讀取用配線L。,n以及像素部Pm,n的讀取用開關(guān)，而被供給至像素部Pm,n
的光電二極管的一個端子。另外，在由各保持電路Hn保持電壓值之后，由各保持電路Hn所
保持的電壓值(或者與該保持電壓值相對應(yīng)的電壓值)經(jīng)由輸出用開關(guān)而被輸出。 當某一第n列讀取用配線L。,n在中途位置產(chǎn)生斷線時，該第n列的M個像素部P工,
n PM,n中的位于相對于積分電路Sn更遠離斷線位置處的像素部，未與積分電路Sn連接，因
而無法將電荷傳送至積分電路sn，因此無法通過該電荷傳送而對光電二極管的接合電容部
的存儲電荷進行初始化。 因此，在本發(fā)明中，在第m行的各像素部Pm,n所含的讀取用開關(guān)為閉合的第1期間 內(nèi)，在由保持電路Hn保持電壓值之后的第2期間，通過使各初始化用開關(guān)SW"閉合，使輸入 至電壓供給用配線的電壓值經(jīng)由初始化用開關(guān)SWLn、讀取用配線L。,n以及像素部Pm,n的讀
取用開關(guān)，而被供給至像素部Pm,n的光電二極管的一個端子。然后，將供給至該光電二極管 的一個端子的電壓值設(shè)為可使各像素部Pm,n所含的光電二極管的接合電容部的存儲電荷初 始化的值。由此，在位于相對于積分電路Sn更遠離斷線位置處的像素部中，也可使光電二 極管的接合電容部的存儲電荷初始化。 另外，在本發(fā)明所涉及的固體攝像裝置中，優(yōu)選使受光部、初始化用開關(guān)SWu SWu、行選擇用配線 Lv,M、讀取用配線Lai L?！弧⒊跏蓟门渚€以及電壓供給用配線 在基板上集成化，此時，優(yōu)選電壓供給用配線粗于讀取用配線L。，由此，電壓供給用配線將 難以產(chǎn)生斷線，并且在初始化用開關(guān)SWu閉合時，能夠抑制供給至像素部Pm,n的光電二極管的電壓值的下降。
[發(fā)明的效果] 本發(fā)明所涉及的固體攝像裝置能夠在與受光部的某列像素部連接的讀取用配線 產(chǎn)生斷線時，避免對相鄰列的像素部造成影響。


圖1是本實施方式所涉及的固體攝像裝置1的大致構(gòu)成圖。圖2是本實施方式所涉及的固體攝像裝置1所含的像素部P^、積分電路Sn、保持
電路Hn以及初始化用開關(guān)SW^各自的電路圖。圖3是說明本實施方式所涉及的固體攝像裝置1的萄
符號的說明
1固體攝像裝置10受光部20信號讀取部30初始化部40控制部 PM,N像素部PD光電二極管SW丄讀取用開關(guān)srsN積分電路c2積分用電容元件sw2放電用開關(guān)A2放大器4 1N保持電路c3保持用電容元件sw31輸入用開關(guān)sw32輸出用開關(guān) SWu初始化用開關(guān)km第m行選擇用配線LH,n第n列選擇用配線L0,n第n列讀取用配線放電用配線LH保持用配線L工初始化用配線Lin電壓供給用配線L。ut電壓輸出用配線
具體實施例方式
以下，參照附圖，對用以實施本發(fā)明的最佳方式進行詳細說明,
在此，在附圖的說明中，對同一要素標注同一符號，并省略重復(fù)的說明。
圖1是本實施方式所涉及的固體攝像裝置1的大致構(gòu)成圖。本實施方式所涉及的
固體攝像裝置1具備受光部10、信號讀取部20、初始化部30以及控制部40。另外，作為X
射線平板使用時，在固體攝像裝置1的受光面10上層疊未圖示的閃爍器面板。 受光部10 二維排列有MXN個像素部Pu PM,N，該像素部Pu PM,N排列成M行
N列。像素部Pm,n位于第m行第n列。此處，M、N分別為2以上的整數(shù)，m為l以上M以下
的各整數(shù)，n為1以上N以下的各整數(shù)。各像素部Pm,n是PPS方式的像素部，且具有共同的構(gòu)成。 第m行的N個像素部Pma Pm,N分別通過第m行選擇用配線Lv,m而與控制部40連 接。第n列的M個像素部 PM,n各自的輸出端通過第n列讀取用配線L。,n，而與信號讀 取部20所含的積分電路Sn連接，并且與初始化部30所含的初始化用開關(guān)SWl n的一端連 接。即第n列讀取用配線L。,n的第1端與積分電路Sn的輸入端連接，第n列讀取用配線L。, n的第2端與初始化用開關(guān)S 的一端連接，第n列讀取用配線L。,n在第1端與第2端之 間延伸。 信號讀取部20包括N個積分電路S工 SN以及N個保持電路& HN。各積分電 路Sn具有共同的構(gòu)成。另外，各保持電路Hn具有共同的構(gòu)成。 各積分電路Sn具有與讀取用配線L。,N的第1端連接的輸入端，存儲輸入至該輸入 端的電荷，并將與該存儲電荷量相應(yīng)的電壓值從輸出端輸出至保持電路Hn。 N個積分電路 Si SN分別通過放電用配線LK而與控制部40連接。 各保持電路Hn具有與積分電路Sn的輸出端連接的輸入端，保持輸入至該輸入端的 電壓值，并將該保持的電壓值從輸出端輸出至輸出用配線L。ut。 N個保持電路& HN分別 通過保持用配線LH而與控制部40連接。另外，各保持電路Hn通過第n列選擇用配線LH,n 而與控制部40連接。 初始化部30包含N個初始化用開關(guān)SWia SW工,n。各初始化用開關(guān)SW工,n的一端 與第n列讀取用配線L。, n連接。N個初始化用開關(guān)SWl n各自的另一端與電壓供給用配線 Lin連接。各初始化用開關(guān)SWl n通過從控制部40經(jīng)由初始化用配線L工而供給的初始化控 制信號Init來進行開閉動作，以決定是否使電壓供給用配線Lin與第n列讀取用配線L。, n 相互電連接。 控制部40將第m行選擇控制信號Vsel (m)輸出至第m行選擇用配線Lv, m，并將該 第m行選擇控制信號Vsel (m)分別供給至第m行的N個像素部 Pm, N。使M個行選擇 控制信號Vsel (1) Vsel (M)依次為有效值?？刂撇?0將第n列選擇控制信號Hsel (n) 輸出至第n列選擇用配線LH,n，并將該第n列選擇控制信號Hsel (n)供給至保持電路Hn。使 N個列選擇控制信號Hsel (1) Hsel (N)也依次為有效值。 另外，控制部40將放電控制信號Reset輸出至放電用配線LK，并將該放電控制信 號Reset分別供給至N個積分電路S: SN?？刂撇?0將保持控制信號Hold輸出至保持 用配線LH，并將該保持控制信號Hold分別供給至N個保持電路& HN?？刂撇?0將初始 化控制信號Init輸出至初始化用配線Lp并將該初始化控制信號Init分別供給至N個初 始化用開關(guān)SW工,l SWu。圖2是本實施方式所涉及的固體攝像裝置1所含的像素部P^、積分電路Sn、保持電路Hn以及初始化用開關(guān)SW^各自的電路圖。此處，表示像素部Pm,n的電路圖來代表MXN 個像素部i PM,N，表示積分電路Sn的電路圖來代表N個積分電路S工 SN，表示保持電路 Hn的電路圖來代表N個保持電路& HN，另外，表示初始化用開關(guān)SW^來代表N個初始化 用開關(guān)SWu SWl n。即表示與第m行第n列的像素部Pm, n以及第n列讀取用配線L。, n相 關(guān)的電路部分。 像素部Pm,n包括光電二極管PD以及讀取用開關(guān)SW"光電二極管PD的陽極端子 接地，光電二極管PD的陰極端子經(jīng)由讀取用開關(guān)SW工而與第n列讀取用配線L。,n連接。光 電二極管PD產(chǎn)生與入射光強度相應(yīng)的量的電荷，并將該產(chǎn)生的電荷存儲于接合電容部中。 讀取用開關(guān)SW工從控制部40被供給通過第m行選擇用配線Lv,m的第m行選擇控制信號。第 m行選擇控制信號對受光部10中的第m行的N個像素部 Pm,N各自所包含的讀取用開 關(guān)的開閉動作進行指示。 在該像素部Pm,n中，在第m行選擇控制信號Vsel (m)為低電平時，讀取用開關(guān)SW工 打開，而使產(chǎn)生于光電二極管PD中的電荷不輸出至第n列讀取用配線L。,n中，而是存儲于接 合電容部中。另一方面，在第m行選擇控制信號Vsel(m)為高電平時，讀取用開關(guān)SW工閉合， 而使至此為止產(chǎn)生于光電二極管PD中且存儲于接合電容部中的電荷經(jīng)由讀取用開關(guān)SW15 而被輸出至第n列讀取用配線L。,n。 第n列讀取用配線L。, n與受光部10中的第n列的M個像素部n PM, n各自所 包含的讀取用開關(guān)SW工連接。第n列讀取用配線L。,n將M個像素部 PM,n中的任一像 素部所含的光電二極管PD中產(chǎn)生的電荷經(jīng)由該像素部所含的讀取用開關(guān)SW工而進行讀取， 并傳送至積分電路Sn。 積分電路Sn包括放大器4、積分用電容元件C2以及放電用開關(guān)SW2。積分用電容 元件G以及放電用開關(guān)SW2相互并聯(lián)連接，且被設(shè)置于放大器4的輸入端子與輸出端子之 間。放大器4的輸入端子與第n列讀取用配線L。,n連接。放電用開關(guān)SW2從控制部40被 供給經(jīng)由放電用配線LK的放電控制信號Reset。放電控制信號Reset對N個積分電路S工 S,各自所包含的放電用開關(guān)SW2的開閉動作進行指示。 在該積分電路Sn中，在放電控制信號Reset為高電平時，放電用開關(guān)SW2閉合，而 使積分用電容元件C2進行放電，使得從積分電路Sn輸出的電壓值被初始化。在放電控制信 號Reset為低電平時，放電用開關(guān)SW2打開，而使輸入至輸入端的電荷存儲于積分用電容元 件C2中，使得與該存儲電荷量相應(yīng)的電壓值從積分電路Sn輸出。 保持電路Hn包含輸入用開關(guān)SW『輸出用開關(guān)SW^以及保持用電容元件Q。保持 用電容元件C3的一端接地。保持用電容元件C3的另一端經(jīng)由輸入用開關(guān)SW31而與積分電 路Sn的輸出端連接，并經(jīng)由輸出用開關(guān)SW^而與電壓輸出用配線L。ut連接。輸入用開關(guān)SW^ 從控制部40被供給經(jīng)由保持用配線Lh的保持控制信號Hold。保持控制信號Hold對N個 保持電路& HN各自所包含的輸入用開關(guān)SW31的開閉動作進行指示。輸出用開關(guān)SW32從 控制部40被供給經(jīng)由第n列選擇用配線LH,n的第n列選擇控制信號Hsel (n)。第n列選擇 控制信號Hsel (n)對保持電路Hn所包含的輸出用開關(guān)SW32的開閉動作進行指示。
在該保持電路Hn中，在保持控制信號Hold由高電平轉(zhuǎn)為低電平時，輸入用開關(guān) SW31由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為打開狀態(tài)，此時被輸入至輸入端的電壓值被保持于保持用電容元件C3 中。另外，在第n列選擇控制信號Hsel(n)為高電平時，輸出用開關(guān)SW32閉合，而使保持于
9保持用電容元件C3中的電壓值輸出至電壓輸出用配線L。ut 。初始化用開關(guān)SW工,n的一端與讀取用配線L。,n連接，初始化用開關(guān)SW工,n的另一端
與電壓供給用配線Lin連接。初始化用開關(guān)SWl n從控制部40被供給經(jīng)由初始化用配線L工 的初始化控制信號Init。初始化控制信號Init對N個初始化用開關(guān)SWu SW工,N各自的 開閉動作進行指示。 電壓供給用配線Lin經(jīng)由初始化用開關(guān)SWu而與讀取用配線L。,n連接，以向讀取用 配線L。,n供給規(guī)定的電壓值Vin。將該電壓值Vin設(shè)為在被供給至各像素部Pm,n所含的光電 二極管PD的陰極端子之時能夠使該光電二極管PD的接合電容部的存儲電荷初始化的值。
控制部40在輸出與受光部10中的第m行的N個像素部 Pm,N各自的受光強 度相對應(yīng)的電壓值時，通過放電控制信號Reset進行指示，使N個積分電路S工 S,各自所 包含的放電用開關(guān)SW2暫時閉合后再打開，然后，通過第m行選擇控制信號Vsel (m)進行指 示，使受光部10中的第m行的N個像素部 Pm, N各自所包含的讀取用開關(guān)SW工在整個 第1期間內(nèi)閉合?？刂撇?0在該第1期間內(nèi)，通過保持控制信號Hold進行指示，使N個保 持電路^ H,各自所包含的輸入用開關(guān)SW31由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為打開狀態(tài)，然后，通過初始化 控制信號Init進行指示，使N個初始化用開關(guān)SWu SWl n分別在整個第2期間內(nèi)閉合。 然后，控制部40在第l期間之后，通過列選擇控制信號Hse1(1) Hsel(N)進行指示，使N 個保持電路& HN各自所包含的輸出用開關(guān)SW32依次僅在一定期間內(nèi)閉合?？刂撇?0對 各行依次進行如上所述的控制。 其次，對本實施方式所涉及的固體攝像裝置1的動作進行說明。在本實施方式所 涉及的固體攝像裝置1中，在控制部40的控制下，M個行選擇控制信號Vsel (1) Vsel (M)、 N個列選擇控制信號Hsel(l) Hsel(N)、放電控制信號Reset、保持控制信號Hold以及初 始化控制信號Init分別按照規(guī)定的時序進行電平變化，從而能夠?qū)θ肷渲潦芄饷?0的光 的像進行拍攝。 圖3是對本實施方式所涉及的固體攝像裝置1的動作進行說明的時序圖。在該圖 中，自上而下依次表示(a)放電控制信號Reset,其對N個積分電路S工 SN各自所包含的 放電用開關(guān)SW2的開閉動作進行指示；(b)第1行選擇控制信號Vsel (1)，其對受光部10中 的第1行的N個像素部Pu Pu各自所包含的讀取用開關(guān)SW工的開閉動作進行指示；(c) 第2行選擇控制信號Vsel (2)，其對受光部10中的第2行的N個像素部 P2,N各自所包 含的讀取用開關(guān)SW工的開閉動作進行指示；(d)保持控制信號Hold，其對N個保持電路^ H,各自所包含的輸入用開關(guān)SW^的開閉動作進行指示；以及(e)初始化控制信號Init，其 對N個初始化用開關(guān)SWu SWu各自的開閉動作進行指示。 另外，在該圖中，進而接著依次表示(f)第1列選擇控制信號Hsel(l)，其對保持 電路&所含的輸出用開關(guān)SW32的開閉動作進行指示；(g)第2列選擇控制信號Hsel (2)， 其對保持電路H2所含的輸出用開關(guān)SW32的開閉動作進行指示；(h)第3列選擇控制信號 Hsel (3)，其對保持電路H3所含的輸出用開關(guān)SW32的開閉動作進行指示；(i)第n列選擇控 制信號Hsel(n)，其對保持電路Hn所含的輸出用開關(guān)SW^的開閉動作進行指示；以及(j)第 N列選擇控制信號Hsel (N)，其對保持電路HN所含的輸出用開關(guān)SW32的開閉動作進行指示。
對第1行的N個像素部 Pu各自所包含的光電二極管PD中產(chǎn)生且存儲于接 合電容部中的電荷，以下述方式進行讀取。在時刻^。前，使M個行選擇控制信號Vse1(1) Vsel (M) 、 N個列選擇控制信號Hsel (1) Hsel (N)、放電控制信號Reset、保持控制信號 Hold以及初始化控制信號Init分別為低電平。 在從時刻t1Q至時刻tu的期間，從控制部40輸出至放電用配線LK的放電控制信 號Reset為高電平，由此，在N個積分電路S工 SN各自中，放電用開關(guān)SW2閉合，使得積分 用電容元件G進行放電。另外，在時刻tu之后的從時刻t12至時刻t17的第1期間，從控制 部40輸出至第1行選擇用配線的第1行選擇控制信號Vsel (1)為高電平，由此，受光 部10中的第1行的N個像素部Pu Pu各自所包含的讀取用開關(guān)SW工閉合。
在該第1期間(t12 t17)，在從時刻t13至時亥lj t14的期間，從控制部40輸出至保 持用配線LH的保持控制信號Hold為高電平，由此，在N個保持電路& HN各自中輸入用 開關(guān)SW31閉合。另外，在時刻t14之后的從時刻t15至時刻t16的第2期間，從控制部40輸出 至初始化用配線L工的初始化控制信號Init為高電平，由此，N個初始化用開關(guān)SWu SWl w分別閉合。 在第l期間(t12 t17)內(nèi)，第l行的各像素部PLn所含的讀取用開關(guān)SW！閉合，各 積分電路Sn的放電用開關(guān)SW2打開，因此至此為止產(chǎn)生于各像素部的光電二極管PD且 存儲于接合電容部的電荷，會經(jīng)由該像素部的讀取用開關(guān)SW工以及第n列讀取用配線
L。,n而被傳送并存儲于積分電路Sn的積分用電容元件C^中。然后，從積分電路Sn的輸出端
輸出與各積分電路sn的積分用電容元件c2中所存儲的電荷的量相對應(yīng)的電壓值。 在該第1期間(t12 t17)內(nèi)的時刻tw使保持控制信號Hold由高電平轉(zhuǎn)換為低 電平，從而在N個保持電路& HN各自中，輸入用開關(guān)SW31由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為打開狀態(tài)，此時 將從積分電路Sn的輸出端輸出并輸入至保持電路Hn的輸入端的電壓值保持于保持用電容 元件G中。 另外，在第1期間(t12 t17)內(nèi)的第2期間(t15 t16) ，N個初始化用開關(guān)SWia SWl n分別閉合，從而被輸入至電壓供給用配線Lin的電壓值Vin經(jīng)由初始化用開關(guān)SWl n、讀 取用配線L。,n以及像素部的讀取用開關(guān)SW"而被供給至像素部的光電二極管PD的 陰極端子。 繼而，在第l期間(t12 t17)之后，從控制部40輸出至列選擇用配線Lu LH,w 的列選擇控制信號Hsel(l) Hsel(N)依次僅在一定期間內(nèi)變?yōu)楦唠娖?，由此，N個保持電 路& HN各自所包含的輸出用開關(guān)SW32依次僅在一定期間內(nèi)閉合，使得各保持電路Hn的 保持用電容元件C3中所保持的電壓值經(jīng)由輸出用開關(guān)SW32而依次輸出至電壓輸出用配線 L。ut。輸出至該電壓輸出用配線L。ut的電壓值V。ut表示第1行的N個像素部Pu Pu各自 所包含的光電二極管PD中的受光強度。 繼而，對第2行的N個像素部 P2,N各自所包含的光電二極管PD中產(chǎn)生且存 儲于接合電容部的電荷，以如下方式進行讀取。 在從時刻t2。至時刻t21的期間，從控制部40輸出至放電用配線LK的放電控制信 號Reset為高電平，由此，在N個積分電路S工 SN各自中，放電用開關(guān)SW2閉合，使得積分 用電容元件G進行放電。另夕卜，在時刻^之后的從時刻^2至時刻^7的第l期間，從控制 部40輸出至第2行選擇用配線Lv,2的第2行選擇控制信號Vsel (2)為高電平，由此，受光 部10中的第2行的N個像素部P2.工 P2,N各自所包含的讀取用開關(guān)SW工閉合。
在該第1期間((t22 t27)內(nèi)，在從時亥lj t23至時亥lj t24的期間，從控制部40輸出至保持用配線LH的保持控制信號Hold為高電平，由此，在N個保持電路& HN各自中輸 入用開關(guān)SW^閉合。另外，在時刻^4之后的從時刻^5至時刻^6的第2期間，從控制部40 輸出至初始化用配線k的初始化控制信號Init為高電平，由此，N個初始化用開關(guān)SWu SWu分別閉合。 繼而，在第l期間(t22 t27)之后，從控制部40輸出至列選擇用配線Lu LH,w 的列選擇控制信號Hsel(l) Hsel(N)依次僅在一定期間內(nèi)變?yōu)楦唠娖?，由此，N個保持電 路& HN各自所包含的輸出用開關(guān)SW32依次僅在一定期間內(nèi)閉合。以如上方式，將表示第 2行的N個像素部Pu P2,N各自所包含的光電二極管PD中的受光強度的電壓值V。ut輸出 至電壓輸出用配線L。ut。 其后，對第3行至第M行進行相同的動作。另外，在針對第M行的動作結(jié)束后，再 次從第1行開始進行相同的動作。這樣，以規(guī)定周期重復(fù)進行相同的動作，從而使表示受光 部10所接收的光的像的二維強度分布的電壓值V。ut輸出至電壓輸出用配線L。ut。
在此，在上述動作例中，在第m行的N個像素部 Pm,N各自所包含的讀取用開 關(guān)SW工閉合的第1期間之后，將N個保持電路^ H,各自所保持的電壓值依次輸出至電壓 輸出用配線L。ut。然而，將各保持電路Hn中所保持的電壓值輸出至電壓輸出用配線L。ut的 輸出動作，可以在通過保持控制信號Hold由高電平轉(zhuǎn)為低電平而使積分電路Sn的輸出電 壓值保持于保持電路Hn之后進行，也可以在N個初始化用開關(guān)SW工,工 SWu分別閉合的第 2期間內(nèi)進行。 但是，在第m行的N個像素部 Pm,N各自所包含的讀取用開關(guān)SW工閉合的第1 期間內(nèi)，產(chǎn)生于第m行的各像素部Pm, n的光電二極管PD中且存儲于接合電容部中的電荷， 會經(jīng)由該像素部Pm,n的讀取用開關(guān)SW工以及第n列讀取用配線L。,n，而被傳送至積分電路Sn 的積分用電容元件C2。此時，第m行的各像素部Pm,n的光電二極管PD的接合電容部的存儲 電荷被初始化。 然而，在某一第n列讀取用配線L。,n在中途位置產(chǎn)生斷線的情況下，該第n列的M 個像素部 PM,n中的位于相對于積分電路Sn更遠離斷線位置處的像素部未與積分電路 Sn連接，而無法將電荷傳送至積分電路Sn中，因此無法通過該電荷傳送而使光電二極管PD 的接合電容部的存儲電荷初始化。在如此狀態(tài)下，該像素部中與光入射相對應(yīng)而產(chǎn)生于光 電二極管中的電荷，被存儲于該光電二極管的接合電容部中，當超過飽和電平時，則會溢出 至相鄰兩邊的列的像素部，使得連續(xù)3列的像素部中產(chǎn)生缺陷線。 因此，本實施方式中，在第1期間內(nèi)，在通過保持電路Hn來保持各積分電路Sn的輸 出電壓值之后的第2期間內(nèi)，N個初始化用開關(guān)SWu SWu分別閉合，從而使得輸入至電 壓供給用配線Lin的電壓值Vin經(jīng)由初始化用開關(guān)SW^、讀取用配線L。,n以及像素部Pm,n的 讀取用開關(guān)SW"而被供給至像素部Pm,n的光電二極管PD的陰極端子。然后，將供給至該光
電二極管PD的陰極端子的電壓值Vin設(shè)為能夠使各像素部Pm,n所含的光電二極管PD的接
合電容部的存儲電荷初始化的值。 由此，在位于相對于積分電路Sn更遠離斷線位置處的像素部中，也能夠使光電二 極管PD的接合電容部的存儲電荷初始化。因此，能夠避免該像素部中與光入射相對應(yīng)而產(chǎn) 生于光電二極管中的電荷溢出至相鄰兩邊的列的像素部，也可避免連續(xù)3列的像素部中產(chǎn) 生缺陷線。即在與受光部10的某一列的像素部連接的讀取用配線出現(xiàn)斷線的情況下，可避
12免對鄰接列的像素部造成影響。并且，即使產(chǎn)生1條缺陷線，由于相鄰兩邊均為正常線，因 而仍能夠使用該相鄰兩邊的正常線的各像素數(shù)據(jù)來內(nèi)推缺陷線的像素數(shù)據(jù)。
優(yōu)選，將本實施方式所涉及的固體攝像裝置l在基板上集成化。即優(yōu)選將包括 MXN個像素部Pu PM,N的受光部10、包括N個初始化用開關(guān)SWu SWu的初始化部30、 行選擇用配線Lw Lv,M、讀取用配線Lai L。.,、初始化用配線以及電壓供給用配線Vin， 在半導(dǎo)體基板上集成化。另外，優(yōu)選也將包括N個積分電路S工 SN以及N個保持電路^ HN的信號讀取部20、放電用配線L"保持用配線!^、列選擇用配線L吣 LH,N以及電壓輸出 用配線L。ut，在同一基板上集成化?？刂撇?0可以與該基板分開而單獨設(shè)置，但優(yōu)選在同一 基板上集成化。 此時，為了降低電壓供給用配線Lin斷線的危險性而進一步確保上述效果，優(yōu)選， 電壓供給用配線Lin粗于各讀取用配線L。,n。 一般來說，通過減小積分電路Sn所含的放大器 A2的輸入電容來減少噪聲，因而優(yōu)選與放大器A2的輸入端子連接的讀取用配線L。,n的寬度
盡可能窄，例如設(shè)為lPm。另一方面，當從像素部Pm,n向積分電路Sn傳送電荷時，初始化用
開關(guān)SW^打開，因而電壓供給用配線Lin與讀取用配線L。,n分離。因此，電壓供給用配線Lin 的寬度即使較粗也無妨，例如可設(shè)為5 i！ m 10 i！ m左右。通過增大電壓供給用配線Lin的 寬度，可使得電壓供給用配線Lin難以產(chǎn)生斷線，并且能夠在初始化用開關(guān)SW^閉合時，抑 制供給至像素部Pm,n的光電二極管PD的陰極端子的電壓值Vin的降低。
在此，預(yù)先對本實施方式所涉及的固體攝像裝置1與專利文獻2中記載的固體攝 像裝置的不同進行說明。在專利文獻2的圖2、圖3所示的固體攝像裝置中，二維排列有包 含信號傳送晶體管41、光電二極管42以及重置晶體管43的傳感器單元2-11 2-44，第n 列的傳感器單元2-ln 2-4n的光電二極管42經(jīng)由信號傳送晶體管41而與垂直信號線 5-n連接，垂直信號5-n的第1端經(jīng)由傳送晶體管6_n而與保持電容7_n的一端連接，且垂 直信號線5-n的第2端與重置電路l-n的一端連接。 與該專利文獻2的圖2所示的固體攝像裝置中的重置電路l-n相比，本實施方式 所涉及的固體攝像裝置1中的初始化用開關(guān)SWLn在相對于讀取用配線L。,n(垂直信號線 5-n)而設(shè)于信號讀取部20 (傳送晶體管6-n以及保持電容7_n等)的連接側(cè)的相反側(cè)的方 面可以說是相同的，但是如以下說明，其目的不同，動作也不同。 關(guān)于專利文獻2的圖2所示的固體攝像裝置中的重置電路l-n的目的以及動作， 在專利文獻2的第
段、第
段中記載為"在各行的讀取(更詳細而言，選擇信 號線的啟動)之前，將對由MOS(MetalOxide Semiconductor,金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管等 所構(gòu)成的重置電路l(l-l、l-2、l-3、l-4)進行控制的垂直重置信號VRST設(shè)為啟動電平(H 電平)，并且將對由M0S晶體管等所構(gòu)成的傳送晶體管6(6-1、6-2、6-3、6-4)進行控制的傳 送信號線TRAN設(shè)為啟動電平(H電平)，從而對垂直信號線5(5-l、5-2、5-3、5-4)以及保持 電容7(7-l、7-2、7-3、7-4)進行重置。若選擇信號線(例如，3_1)變?yōu)閱与娖剑瑐魉途w 管41(參照圖3)接通(0N)，則可通過傳感器單元(例如，2-11、2-12、2-13、2-14)來驅(qū)動垂 直信號線5(5-1、5-2、5-3、5-4)，以將電壓信號傳送至垂直信號線5"。 即在本實施方式所涉及的固體攝像裝置1中，為了使像素部Pmn所含的光電二極 管PD的接合電容部的存儲電荷初始化，而設(shè)置有初始化用開關(guān)SWl n，而與此相對，專利文 獻2記載的固體攝像裝置中，為了對垂直信號線5-n的寄生電容以及保持電容7-n各自中的存儲電荷進行重置，而設(shè)置有重置電路l-n，因而兩者在設(shè)置初始化用開關(guān)SW工,n(重置電 路l-n)的目的方面存在不同。另外，本實施方式所涉及的固體攝像裝置l中，在從各行的 像素部讀取電荷后，初始化用開關(guān)SW工,n為閉合狀態(tài)(0N狀態(tài))，而與此相對，專利文獻2記 載的固體攝像裝置中，在從各行的傳感器單元讀取電荷前，重置電路l-n為閉合狀態(tài)(ON狀 態(tài))，因而兩者在初始化用開關(guān)SW^(重置電路l-n)的動作時序方面存在不同。
如上所述，與專利文獻2記載的固體攝像裝置相比，本實施方式所涉及的固體攝 像裝置1在設(shè)置有初始化用開關(guān)SW^(重置電路l-n)的位置方面是相同的，但是在目的方 面存在不同，且在動作方面也存在不同。原本在專利文獻2中，并未對讀取用配線L。,n(垂 直信號線5-n)的斷線進行記載或給出相應(yīng)的技術(shù)啟示，更未對該斷線所造成的影響以及 避免影響的對策進行記載或給出相應(yīng)的技術(shù)啟示。
權(quán)利要求
一種固體攝像裝置，其特征在于將M、N設(shè)為2以上的整數(shù)，m設(shè)為1以上M以下的各整數(shù)，n設(shè)為1以上N以下的各整數(shù)，所述固體攝像裝置具備受光部，二維排列有M×N個像素部(P1，1～PM，N)，該像素部(P1，1～PM，N)被排列成M行N列，且該像素部(P1，1～PM，N)分別包含有產(chǎn)生與入射光強度相應(yīng)的量的電荷的光電二極管以及與該光電二極管連接的讀取用開關(guān)；第m行選擇用配線(LV，m)，其將第m行選擇控制信號供給至該讀取用開關(guān)，所述第m行選擇控制信號對所述受光部中的第m行的N個像素部(Pm，1～Pm，N)各自所包含的讀取用開關(guān)的開閉動作進行指示；讀取用配線(LO，n)，其與所述受光部中的第n列的M個像素部(P1，n～PM，n)各自所包含的讀取用開關(guān)連接，且在第1端與第2端之間延伸，并且經(jīng)由該像素部所包含的讀取用開關(guān)而讀取所述M個像素部(P1，n～PM，n)中的任一個像素部所包含的光電二極管中產(chǎn)生的電荷；積分電路(Sn)，其具有與所述讀取用配線(LO，n)的第1端連接的輸入端，且包含積分用電容元件以及放電用開關(guān)，并在所述放電用開關(guān)閉合時，使所述積分用電容元件放電，而在所述放電用開關(guān)打開時，使輸入至所述輸入端的電荷存儲于所述積分用電容元件中，并從輸出端輸出與所述積分用電容元件的存儲電荷量相應(yīng)的電壓值；放電用配線，其將對所述積分電路(S1～SN)各自所包含的放電用開關(guān)的開閉動作進行指示的放電控制信號供給至該放電用開關(guān)；保持電路(Hn)，其具有與所述積分電路(Sn)的輸出端連接的輸入端，且包含輸入用開關(guān)、保持用電容元件以及輸出用開關(guān)，并在所述輸入用開關(guān)由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為打開狀態(tài)時，將輸入至所述輸入端的電壓值保持于所述保持用電容元件中，而在所述輸出用開關(guān)閉合時，輸出保持于所述保持用電容元件中的電壓值；保持用配線，其將對所述保持電路(H1～HN)各自所包含的輸入用開關(guān)的開閉動作進行指示的保持控制信號供給至該輸入用開關(guān)；初始化用開關(guān)(SWI，n)，其與所述讀取用配線(LO，n)的第2端連接；初始化用配線，其將對所述初始化用開關(guān)(SWI，1～SWI，N)各自的開閉動作進行指示的初始化控制信號分別供給至所述初始化用開關(guān)(SWI，1～SWI，N)；電壓供給用配線，其經(jīng)由所述初始化用開關(guān)(SWI，n)而與所述讀取用配線(LO，n)連接，并向所述讀取用配線(LO，n)供給規(guī)定電壓值；以及控制部，其將所述第m行選擇控制信號輸出至所述第m行選擇用配線(LV，m)，將所述放電控制信號輸出至所述放電用配線，將所述保持控制信號輸出至所述保持用配線，并且將所述初始化控制信號輸出至所述初始化用配線，所述控制部為通過所述放電控制信號進行指示，使所述積分電路(S1～SN)各自所包含的放電用開關(guān)暫時閉合后再打開，之后，通過所述第m行選擇控制信號進行指示，使所述受光部中的第m行的N個像素部(Pm，1～Pm，N)各自所包含的讀取用開關(guān)在整個第1期間內(nèi)閉合，在該第1期間內(nèi)，通過所述保持控制信號進行指示，使所述保持電路(H1～HN)各自所包含的輸入用開關(guān)由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為打開狀態(tài)，之后，通過所述初始化控制信號進行指示，使所述初始化用開關(guān)(SWI，1～SWI，N)分別在整個第2期間內(nèi)閉合。
2.如權(quán)利要求l所述的固體攝像裝置，其特征在于，將所述受光部、所述初始化用開關(guān)(SWu SWu)、所述行選擇用配線(Lw LV,M)、所 述讀取用配線(Lai L?！?、所述初始化用配線以及所述電壓供給用配線在基板上集成化， 所述電壓供給用配線粗于所述讀取用配線(L。,n)。
全文摘要
本發(fā)明的固體攝像裝置(1)具備受光部，以M行N列二維排列有M×N個像素部(P1，1～PM，N)；信號讀取部，其包含積分電路(S1～SN)以及保持電路(H1～HN)；以及初始化部，其包含初始化用開關(guān)(SWI，1～SWI，N)。通過放電控制信號(Reset)，使各積分電路(Sn)的放電用開關(guān)(SW2)暫時閉合之后再打開，其后，通過第m行選擇控制信號(Vsel(m))，使第m行的各像素部(Pm，n)的讀取用開關(guān)(SW1)在整個第1期間內(nèi)閉合。在該第1期間內(nèi)，通過保持控制信號(Hold)，使各保持電路(Hn)的輸入用開關(guān)(SW31)由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為打開狀態(tài)，其后，通過初始化控制信號(Init)，使各初始化用開關(guān)(SWI，n)在整個第2期間內(nèi)閉合。
文檔編號H04N5/357GK101796819SQ200880105420
公開日2010年8月4日 申請日期2008年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月4日
發(fā)明者久嶋龍次, 本田真彥, 森治通, 藤田一樹 申請人:浜松光子學株式會社