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公開番号2025142286
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-30
出願番号2025126149,2024019917
出願日2025-07-29,2013-11-19
発明の名称固体撮像素子及び撮像装置
出願人株式会社ニコン
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H04N 25/778 20230101AFI20250919BHJP(電気通信技術)
要約【課題】ダイナミックレンジの拡大を可能としつつ、高感度読出し時のSN比を向上させる。
【解決手段】素子4は、1つの光電変換部PD、第1のノードPa、及び、前記1つの光電変換部PDに対応して設けられ前記光電変換部PDから前記第1のノードPaに電荷を転送する1つの転送スイッチを有する複数の画素ブロックBLと、1つの画素ブロックBLの第1のノードPa及び他の1つの前記画素ブロックBLの第1のノードPaと、これらの2つの第1のノードPaにそれぞれ対応する2つの第2のノードPbとの間をそれぞれ電気的に接続及び切断する2つの第1のスイッチ部SWAと、2つの第2のノードPb間を電気的に接続及び切断する第2のスイッチ部SWBと、2つの第2のノードPbにそれぞれ所定電位VDDを供給する2つの第3のスイッチ部RSTとを備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
光を電荷に変換する第１光電変換部と、
光を電荷に変換する第２光電変換部と、
前記第１光電変換部で変換された電荷が転送される第１拡散部と、
前記第２光電変換部で変換された電荷が転送される第２拡散部と、
前記第１拡散部と電気的に接続される第１トランジスタと、
前記第２拡散部と電気的に接続されるトランジスタであって、前記第１拡散部と前記第２拡散部とを電気的に接続するための接続経路で前記第１トランジスタと直列に接続される第２トランジスタと、
所定電圧が供給される供給部と電気的に接続されるトランジスタであって、前記第１拡散部と前記供給部とを電気的に接続するための接続経路で前記第１トランジスタと直列に接続される第３トランジスタと
を備える撮像素子。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載の撮像素子において、
前記第３トランジスタのゲート部は、前記第１拡散部と前記供給部とを電気的に接続するための接続経路において、前記第１トランジスタのゲート部よりも前記第１拡散部から離れた位置に配置される、
撮像素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の撮像素子において、
前記第１トランジスタのゲート部と前記第３トランジスタのゲート部とは、前記第１拡散部と前記供給部とを電気的に接続するための接続経路において、前記第１トランジスタのゲート部、および、前記第３トランジスタのゲート部の順に前記第１拡散部から離れていくように配置される、
撮像素子。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第３トランジスタは、前記第１拡散部と前記供給部とを電気的に接続するための接続経路において、前記第１トランジスタと前記供給部との間を電気的に接続するために用いられる、
撮像素子。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第３トランジスタは、前記第１拡散部と前記第２拡散部とを電気的に接続するための接続経路のうち、前記第１トランジスタと前記第２トランジスタとの間の接続経路と前記供給部とを電気的に接続するために用いられる、
撮像素子。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第３トランジスタのドレイン部は、前記供給部と電気的に接続される、
撮像素子。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第３トランジスタのソース部は、前記第１トランジスタのドレイン部と電気的に接続される、
撮像素子。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第１光電変換部で変換された電荷を前記第１拡散部に転送するための第１転送トランジスタを備え、
前記第１トランジスタのゲート幅は、前記第１転送トランジスタのゲート幅よりも小さい、
撮像素子。
【請求項９】
請求項８に記載の撮像素子において、
前記第３トランジスタのゲート幅は、前記第１転送トランジスタのゲート幅よりも小さい、
撮像素子。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の撮像素子において、
前記第２光電変換部で変換された電荷を前記第２拡散部に転送するための第２転送トランジスタを備え、
前記第２トランジスタのゲート幅は、前記第２転送トランジスタのゲート幅よりも小さい、
撮像素子。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、複数の画素であって少なくとも２つの画素がそれぞれ（ａ）フォトディテクタ、（ｂ）フローティング容量部をなす電荷電圧変換領域及び（ｃ）増幅器への入力部を含む複数の画素と、前記電荷電圧変換領域同士を選択的に接続する連結スイッチとを備えた固体撮像素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２００８－５４６３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の固体撮像素子において、前記連結スイッチをオンして前記電荷電圧変換領域同士を接続することによって、接続された全体の電荷電圧変換領域での飽和電子数が拡大されるため、ダイナミックレンジを拡大させることができる。
【０００５】
また、前記従来の固体撮像素子において、前記連結スイッチをオフして前記電荷電圧変換領域を他の電荷電圧変換領域から切り離すことによって、電荷電圧変換容量が小さくなってその電荷電圧変換係数が大きくなるため、高感度読出し時のＳＮ比が高くなる。
【０００６】
しかし、前記従来の固体撮像素子では、前記連結スイッチをオフにしても、高感度読み出し時のＳＮ比をさほど高くすることはできなかった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ダイナミックレンジを拡大させることができるとともに、高感度読出し時のＳＮ比を向上させることができる固体撮像素子、及び、これを用いた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として、以下の各態様を提示する。第１の態様による固体撮像素子は、１つの光電変換部、第１のノード、及び、前記１つの光電変換部に対応して設けられ前記光電変換部から前記第１のノードに電荷を転送する１つの転送スイッチを有する複数の画素ブロックと、１つの前記画素ブロックの前記第１のノード及び他の１つの前記画素ブロックの前記第１のノードにそれぞれ対応する２つの第２のノードと、前記１つの画素ブロックの前記第１のノード及び前記他の１つの画素ブロックの前記第１のノードと前記２つの第２のノードとの間を、それぞれ電気的に接続及び切断する２つの第１のスイッチ部と、前記２つの第２のノード間を電気的に接続及び切断する第２のスイッチ部と、前記２つの第２のノードにそれぞれ所定電位を供給する２つの第３のスイッチ部と、を備えたものである。
【０００９】
前記画素ブロックは、前記光電変換部を１つのみ有していて１つの画素で構成されたものでもよいし、前記光電変換部を２つ以上有していて複数の画素で構成されたものでもよい。この点は、後述する各態様についても同様である。
【００１０】
第２の態様による固体撮像素子は、前記第１の態様において、前記各画素ブロックは、前記光電変換部及び前記転送スイッチをそれぞれ複数有するものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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