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公開番号2025026586
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2024213428,2023120474
出願日2024-12-06,2016-09-15
発明の名称撮像装置
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類H10F 39/18 20250101AFI20250214BHJP()
要約【課題】複数の画素でトランジスタを共有する構成を有し、グローバルシャッタ方式で撮
像することができる撮像装置を提供する。
【解決手段】複数の画素において電荷検出部の電位をリセットするトランジスタ、電荷検
出部の電位に対応した信号の出力を行うトランジスタ、および画素を選択するトランジス
タを共有する構成を有し、ノードAN(第1の電荷保持部)、ノードFD(第2の電荷保
持部)およびノードFDX(電荷検出部)を有し、ノードANで取得した撮像データをノ
ードFDに転送し、当該撮像データをノードFDからノードFDXへ順次転送して読み出
す動作を行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１のトランジスタ乃至第６のトランジスタと、光電変換素子と、第１の容量素子と、第２の容量素子と、を有する撮像装置であって、
前記光電変換素子の一方の電極は前記第１のトランジスタのソースまたはドレインの一方と電気的に接続され、
前記第１のトランジスタのソースまたはドレインの一方は前記第２のトランジスタのソースまたはドレインの一方と電気的に接続され、
前記第１のトランジスタのソースまたはドレインの他方は前記第３のトランジスタのソースまたはドレインの一方と電気的に接続され、
前記第１のトランジスタのソースまたはドレインの他方は前記第１の容量素子の一方の電極と電気的に接続され、
前記第３のトランジスタのソースまたはドレインの他方は前記第４のトランジスタのソースまたはドレインの一方と電気的に接続され、
前記第３のトランジスタのソースまたはドレインの他方は前記第５のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第３のトランジスタのソースまたはドレインの他方は前記第２の容量素子の一方の電極と電気的に接続され、
前記第５のトランジスタのソースまたはドレインの一方は前記第６のトランジスタのソースまたはドレインの一方と電気的に接続される撮像装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、撮像装置およびその動作方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の
一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明
の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・
オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明
の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装
置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの動作方法、または、それらの製造方法、を
一例として挙げることができる。
【０００３】
なお、本明細書等において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置
全般を指す。トランジスタ、半導体回路は半導体装置の一態様である。また、記憶装置、
表示装置、撮像装置、電子機器は、半導体装置を有する場合がある。
【背景技術】
【０００４】
トランジスタに適用可能な半導体材料として酸化物半導体が注目されている。例えば、酸
化物半導体として酸化亜鉛、またはＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ系酸化物半導体を用いてトランジス
タを作製する技術が開示されている（特許文献１および特許文献２参照）。
【０００５】
また、酸化物半導体を有するトランジスタを画素回路の一部に用いる構成の撮像装置が特
許文献３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００７－１２３８６１号公報
特開２００７－９６０５５号公報
特開２０１１－１１９７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＣＭＯＳイメージセンサは様々な機器への搭載が進められており、高精細な画像の撮像な
ど性能の向上が期待されている。高精細な画像を得るには高密度に集積化された画素が必
要となるため、画素一つあたりの面積を縮小しなければならない。
【０００８】
画素の面積を縮小する場合、デザインルールの縮小のみでなく、トランジスタなどのデバ
イス数を削減することも有効である。例えば、画素回路を構成するトランジスタの一部を
複数の画素で共有する方法などがある。
【０００９】
また、撮像装置は、高速動作をする被写体でも歪のない画像を撮像することができるグロ
ーバルシャッタ方式での動作が望まれている。しかしながら、グローバルシャッタ方式で
は、全画素で同時に撮像データを取得し順次読み出しを行うため、電荷保持部で長時間デ
ータの保持が必要となる。また、画素毎に電荷保持部を設ける必要があるため、グローバ
ルシャッタ方式での動作を前提とする場合は、複数の画素で電荷保持部等を共有する回路
構成を用いることが困難となっている。
【００１０】
したがって、本発明の一態様では、複数の画素でトランジスタを共有することができる撮
像装置を提供することを目的の一つとする。または、複数の画素で配線を共有することが
できる撮像装置を提供することを目的の一つとする。または、複数の画素でトランジスタ
を共有する構成を有し、グローバルシャッタ方式で撮像することができる撮像装置を提供
することを目的の一つとする。または、露光期間中に前フレームのデータの読み出しを行
う撮像装置を提供することを目的の一つとする。または、ノイズの少ない画像を撮像する
ことができる撮像装置を提供することを目的の一つとする。または、高速動作に適した撮
像装置を提供することを目的の一つとする。または、解像度の高い撮像装置を提供するこ
とを目的の一つとする。または、集積度の高い撮像装置を提供することを目的の一つとす
る。または、低照度下で撮像することができる撮像装置を提供することを目的の一つとす
る。または、広い温度範囲において使用可能な撮像装置を提供することを目的の一つとす
る。または、高開口率の撮像装置を提供することを目的の一つとする。または、信頼性の
高い撮像装置を提供することを目的の一つとする。または、新規な撮像装置などを提供す
ることを目的の一つとする。または、上記撮像装置の駆動方法を提供することを目的の一
つとする。または、新規な半導体装置などを提供することを目的の一つとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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