Brevet FR2818441A1 — publié le 20020621

CAPTEUR D'IMAGE DE TYPE MOS ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention se rapporte, d'une manière générale, à un capteur d'image de type MOS et, en particulier, à un capteur d'image de type MOS configuré pour, en fonctionnement, réduire l'influence du bruit de couplage entre fils de signal. La présente demande est basée sur la demande de brevet japonais n 387 134/2000. 2. Description de la technique concernée Un capteur -d'image de type MOS peut être fabriqué par utilisation d'un traitement de fabrication MOS standard, lequel est différent d'un capteur d'image à CCD qui nécessite, par exemple, un traitement de fabrication spécial. Les capteurs d'image de type MOS ont récemment attiré l'attention du fait de propriétés comme de faibles besoins en puissance du fait du fonctionnement à basse tension/source d'alimentation unique, et de la facilité de fabrication d'une plaquette unique de circuits logiques périphériques et de macro-circuits. La figure 1 représente un schéma d'une partie de pixel d'un capteur d'image de type MOS de la technique apparentée. Le terme pixel désigne une unité minimale et représente un point sur un écran d'affichage, que l'on appelle également élément d'image. A la figure 1, la partie de pixel comprend une photodiode 31 qui convertit photoélectriquement une entrée de lumière reçue en un signal électrique, un transistor de restauration 32 servant à initialiser un potentiel à une partie de cathode de la photodiode 31, un transistor 33 servant à amplifier un signal converti photoélectriquement par la photodiode 31 et un transistor de sélection de ligne 34 servant à lire le signal amplifié par le transistor 33. La figure 2 représente une section de forme d'onde de cadencement de lecture du capteur d'image de type MOS que montre la figure 1. La ligne de restauration de signal 41 de la figure 1 est activée pour initialiser la partie de cathode de la photodiode 31 et le pixel commence son cycle d'exposition. Après écoulement d'un temps d'exposition arbitraire, la ligne de sélection de ligne 42 que représente la figure 1 est activée, et on lit un signal qui est converti photoélectriquement en réponse à la quantité d'exposition de lumière. Pendant le temps durant lequel la ligne de sélection de ligne 42 est active, la ligne de restauration de signal 41 est également activée temporairement. La ligne de sélection de ligne 42 demeure activée pendant l'activation de la ligne de restauration de signal 41. De ce fait, un signal initialisé dans la partie de cathode de la photodiode est lu successivement. On utilise cette opération pour une correction de signal sur la base d'un signal de référence inhérent à chaque pixel. L'opération décrite ci-dessus est répétée pour tous les pixels d'un afficheur dans l'ordre de la direction de balayage, par exemple, de la ligne du haut à la ligne du bas, de sorte qu'un signal d'image d'une trame est lu. De plus, lorsque l'on atteint la ligne la plus basse, le balayage peut être successivement répété à partir de la ligne du haut. Ainsi, il est possible d'obtenir un signal d'image en mouvement d'une pluralité de trames. Dans ce cas, pour une ligne arbitraire, il est également possible d'obtenir un effet d'obturateur électronique par activation seulement de la ligne de restauration de signal 41 temporairement pendant une période de temps arbitraire SR 20726 JP/EW * À 2818441 de la lecture d'une trame en cours à la lecture de la trame suivante. Ainsi, il est possible d'obtenir un effet d'obturateur électronique qui rend électroniquement variable le temps d'exposition. La figure 3 montre un exemple de la technique apparentée de la disposition d'une partie de pixel dans un capteur d'image de type MOS proposé par E. R. Fossum et al. (E. R. Fossum, SPIE, 1900, pages 2 à 14, 1993). Dans cet exemple, une ligne de restauration de signal R et une ligne de sélection de ligne S sont disposées adjacentes l'une à l'autre au niveau d'une extrémité d'une partie de conversion photoélectrique PG. Dans l'exemple que montre la figure 3, la ligne de restauration de signal R et la ligne de sélection de ligne S sont disposées adjacentes l'une à l'autre et la ligne de restauration de signal R et la ligne de sélection de ligne S sont réalisées toutes les deux à partir de la même matière de câblage et sont formées de fils ayant sensiblement les mêmes largeurs et épaisseurs. Comme résultat, comme on le voit à la figure 2, la ligne de restauration de signal R et la ligne de sélection de ligne S sont soumises toutes les deux à un bruit de couplage 43 provenant d'effets capacitifs entre les fils pendant les flancs avant et arrière de chaque signal. Par exemple, on voit apparaître un problème si un signal converti photoélectriquemenc dans la partie de conversion photoélectrique PG est brouillé lorsque la ligne de restauration de signal R présente un dysfonctionnement dû au bruit de couplage 43 pendant l'activation de la ligne de sélection de ligne S. La présente invention résout les problèmes mentionnés ci- dessus et vise à fournir un capteur d'image de type MOS configuré pour empêcher qu'un signal converti photoélectriquement ne soit brouillé pendant une opération de lecture. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention concerne un capteur d'image de type MOS comprenant: un pixel comportant une partie de conversion photoélectrique; une ligne de sélection de ligne située sur un côté supérieur du pixel par rapport à une direction de balayage du haut vers le bas et disposée en travers dudit pixel dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction de balayage du haut vers le bas; et une ligne de restauration de signal située sur un côté inférieur dudit pixel par rapport à une direction de balayage du haut vers le bas et disposée en travers dudit pixel dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction de balayage du haut vers le bas, dans lequel ladite ligne de sélection de ligne et ladite ligne de restauration de signal sont disposées au-dessus et au-dessous de ladite partie de conversion photoélectrique dudit pixel. L'invention concerne également un capteur d'image comprenant: un pixel, comportant en outre: une photodiode; un transistor de restauration, connecté à ladite photodiode, qui restaure un potentiel de ladite photodiode; un transistor de lecture, associé à la photodiode, qui lit des données d'une ligne de données en réponse à un signal de sélection; une ligne de restauration, connectée audit transistor de restauration, qui fournit un signal de restauration audit transistor de restauration; et une ligne de sélection, connectée audit transistor de restauration, qui fournit le signal de sélection audit transistor de lecture, dans lequel la photodiode est disposée entre ladite ligne de restauration et ladite ligne de sélection pour éliminer pratiquement tout bruit de couplage entre ladite ligne de restauration et ladite ligne de sélection. La ligne de sélection peut être réalisée en un premier matériau avec une conductivité plus élevée que la conductivité d'un second matériau constituant la ligne de restauration. Le premier matériau peut comporter du polysilicium et le second matériau de l'aluminium. Enfin, l'invention concerne un capteur d'image comprenant: un premier pixel comportant: une première ligne de sélection; une première ligne de restauration sensiblement parallèlement à la première ligne de sélection; une première photodiode agencée entre la première ligne de sélection et la première ligne de SR 20726 JP/EW restauration de signal; et un second pixel, situé adjacent audit premier pixel, ledit second pixel comportant: une seconde ligne de sélection; une seconde ligne de restauration sensiblement parallèle à la seconde ligne de sélection; et une seconde photodiode agencée entre la seconde ligne de sélection et la seconde ligne de restauration. Le capteur d'image peut comporter en outre: un premier transistor de sélection, connecté à ladite première ligne de sélection (2), qui sélectionne le premier pixel en réponse à un premier signal de sélection fourni sur ladite première ligne de sélection (2); et un premier transistor de restauration, connecté à ladite première ligne de restauration (1), qui restaure le premier pixel en réponse à un premier signal de restauration fourni sur la première ligne de restauration (1); un second transistor de sélection, connecté à ladite seconde ligne de sélection (4), qui choisit le second pixel en réponse à un second signal de sélection fourni sur la seconde ligne de sélection (4); et un second transistor de restauration, connecté à ladite seconde ligne de restauration (3), qui restaure le second pixel en réponse à un second signal de restauration fourni sur la seconde ligne de restauration (3), dans lequel le premier signal de sélection est fourni pour la première ligne de sélection (2) avant que le second signal de sélection ne soit fourni pour la seconde ligne de sélection (4), et dans lequel le premier signal de restauration comprend un bruit de couplage (7) dû à l'activation dudit second signal de sélection. La figure 4 représente un mode de réalisation, pris comme exemple, du capteur d'image de type MOS de la présente invention, et celui-ci comprend une ligne de sélection de ligne 2 et une ligne de restauration de signal 3 orientées dans la direction horizontale pour croiser un pixel 6. La ligne de sélection de ligne 2 est représentée située du côté supérieur du pixel par rapport à une direction de balayage, représentée par une flèche orientée vers le bas du côté droit de la SR 20726 JP/EW figure 4. La ligne de restauration de signal 3 est représentée située du côté inférieur du pixel par rapport à la direction de balayage. La ligne de sélection de ligne 2 et la ligne de restauration de signal 3 sont disposées au-dessus et au-dessous du pixel 6, une partie de conversion photoélectrique 5 du pixel étant disposée entre elles. Dans un mode de réalisation pris comme exemple préféré de la figure 4, les pixels adjacents sont configurés de sorte qu'une première ligne de restauration de signal 1 d'un pixel supérieur 8 se trouve à proximité d'une première ligne de sélection de ligne 2 d'un pixel intermédiaire 6 par rapport à une direction de balayage, et qu'une seconde ligne de sélection de ligne 4 d'un pixel inférieur 9 se trouve à proximité d'une seconde ligne de restauration de signal 3 du pixel intermédiaire 6. Ainsi, un signal du pixel supérieur est déjà lu lors de la sélection du pixel inférieur. De plus, on préfère concevoir la ligne de sélection de ligne pour qu'elle ait une résistance plus élevée que la ligne de restauration de signal. Par exemple, on peut réaliser la ligne de sélection de ligne en utilisant un fil à base de polysilicium polycristallin, et l'on peut réaliser la ligne de restauration de signal en utilisant un fil à base d'aluminium. Un mode de réalisation supplémentaire de la présente invention propose un capteur d'image comprenant une photodiode, un transistor de restauration restaurant des données converties par la photodiode en réponse à un signal de restauration, un transistor de lecture lisant les données d'une ligne de données en réponse à un signal de sélection, une ligne de restauration fournissant le signal de restauration au transistor de restauration, et une ligne de SR 20726 JP/EW sélection fournissant le signal de sélection au transistor de lecture, et dans lequel la photodiode est disposée entre la ligne de restauration et la ligne de sélection. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Les objectifs, avantages et caractéristiques ci- dessus, ainsi que d'autres, de la présente invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est un schéma représentant un circuit d'une partie de pixel d'un capteur d'image de type MOS; la figure 2 est une section de forme d'onde montrant un cadencement de lecture de signal du capteur d'image de type MOS que montre la figure 1; la figure 3 est un schéma représentant la disposition d'une partie de pixel dans un capteur d'image de type MOS de la technique apparentée; la figure 4 est un schéma de disposition représentant une partie de pixel d'un mode de réalisation de la présente invention; et la figure 5 est un diagramme de formes d'onde montrant un cadencement de lecture de signal du dispositif que montre la figure 4. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION La figure 4 représente un schéma de disposition montrant une partie de pixel d'un mode de réalisation de la présente invention. La ligne de sélection de ligne 2 et la ligne de restauration de signal 3 sont représentées dans la direction horizontale perpendiculairement en travers du pixel 6. La ligne de sélection de ligne 2 est située du côté supérieur du pixel 6, par rapport à une direction de balayage SR 20726 JP/EW représentée par la flèche qui se trouve du côté droit de la figure 4. La ligne de restauration de signal 3 est située du côté inférieur du pixel 6. Elles sont disposées au-dessus et au-dessous du pixel 6, une partie de conversion photoélectrique 5 du pixel étant interposée entre elles. En plus de la ligne de sélection de ligne 2, de la ligne de restauration de signal 3 et de la partie de conversion photoélectrique 5 que montre la figure 4, le pixel 6 comprend également une ligne de source d'alimentation, une ligne de lecture, un amplificateur, un commutateur de restauration, un commutateur de sélection, et analogue, qui ne sont pas représentés. Ces structures que l'on a omises du pixel 6 sont bien connues par ceux qui sont expérimentés dans la technique et ne sont pas nécessaires à la compréhension de la présente invention. Ainsi, la figure 4 n'en montre pas les structures détaillées. La description qui suit concerne un mode de réalisation pris à titre d'illustration du présent exemple. La figure 5 est un diagramme montrant un cadencement de signal du dispositif que la montre la figure 4. Dans le capteur d'image de type MOS, des fils de direction horizontale sont choisis séquentiellement dans la direction de balayage de sorte qu'une restauration de signal et des sélection de ligne sont effectués. Comme le montre la figure 5, du bruit de couplage 7 apparaît globalement aux flancs avant et arrière de chaque signal du fait de l'interaction entre les fils. Dans le mode de réalisation que représente la figure 4, la ligne de sélection de ligne 2 et la ligne de restauration de signal 3 sont disposées espacées l'une de l'autre de sorte qu'elles s'étendent sur des côtés opposés de la partie de conversion SR 20726 JP/EW photoélectrique 5 du pixel 6 par rapport à une direction de balayage dans laquelle sont balayées les lignes de sélection de direction horizontale. Comme résultat de la séparation physique entre la ligne de sélection de ligne 2 et la ligne de restauration de signal 3, on réduit l'interaction électrique de façon à éliminer pratiquement tout bruit de couplage 7 entre elles. En ce qui concerne les pixels adjacents, une ligne de restauration de signal 1 d'un pixel supérieur 8 se trouve à proximité de la ligne de sélection de ligne 2 du pixel 6, par rapport à une direction de balayage dans laquelle sont balayées les lignes de sélection de direction horizontale, comme le montre la figure 4. De plus, une ligne de sélection de ligne 4 du pixel inférieur 9 se trouve à proximité de la ligne de restauration de signal 3 du pixel 6. La proximité immédiate du câblage de pixel adjacent peut provoquer un bruit de couplage interactif 7 pendant le fonctionnement. Cependant, comme résultat de la direction de balayage que représente la flèche du côté droit de la figure 4, un signal du pixel de côté supérieur 8 est lu pendant le temps de sélection du pixel 6. Donc, même si la ligne de sélection de ligne 2 provoque un bruit de couplage 7 dans la ligne de restauration de signal 1, celui-ci n'affecte pas néfastement une image, par exemple, les lectures conjointes d'une image fixe d'une scène ou d'une image en mouvement, en utilisant un obturateur électronique. Pendant la lecture du pixel 6, un signal n'a pas encore été lu à partir du pixel du côté inférieur 9. Par conséquent, même si le bruit de couplage 7 apparaît dans la ligne de sélection de ligne 4, le signal du pixel 9 qui n'a pas encore été soumis à une lecture ne peut pas être brouillé. SR 20726 JP/EW D'autre part, la ligne de sélection de ligne 2 peut être située du côté inférieur du pixel 6, par rapport à une direction de balayage dans laquelle sont balayées les lignes de sélection de direction horizontale, et la ligne de restauration de signal 3 peut être située du côté supérieur du pixel 6. Cependant, si ces lignes sont disposées de cette manière pour y interposer une partie de conversion photoélectrique, alors un bruit de couplage peut apparaître dans la ligne de restauration de signal d'un pixel qui n'a pas encore été soumis à une lecture. Ceci peut faire que le signal converti photoélectriquement par la partie de conversion photoélectrique soit brouillé avant la lecture. Dans un autre mode de réalisation pris comme exemple de la présente invention ayant une structure de base similaire à celle du premier mode de réalisation, la ligne de sélection de ligne 2 a une résistance plus élevée que celle de la ligne de restauration de signal 3. On peut, par exemple, obtenir ceci en utilisant un fil à base de polysilicium polycristallin pour la ligne de sélection de ligne 2 et un fil à base d'aluminium pour la ligne de restauration de signal 3. Ce mode de réalisation réduit le bruit de couplage 7 par rapport à la ligne de restauration de signal 1 et réduit un problème de lecture d'une image en mouvement sans utiliser d'obturateur électronique. En ce qui concerne les modes de réalisation mentionnés ci-dessus, la ligne de sélection de ligne 2 et la ligne de restauration de signal 3 sont agencées, de préférence, dans la même couche pour diminuer le nombre de couches de câblage. Cependant, la présente invention n'est pas limitée à cette configuration, et la ligne de sélection de ligne 2 et la ligne de restauration de signal 3 peuvent être formées par des SR 20726 JP/EW Il fils situés dans des couches différentes. De plus, bien que l'on ait globalement prévu un matériau à base d'aluminium, on peut utiliser d'autres matériaux conducteurs de l'électricité. Selon la présente invention, une ligne de sélection de ligne 2 et une ligne de restauration de signal 3 sont disposées horizontalement perpendiculairement en travers d'un pixel 6 par rapport à une direction de balayage. La ligne de sélection de ligne 2 est située du côté supérieur du pixel 6 et la ligne de restauration de signal 3 est située du côté inférieur du pixel 6, par rapport à une direction de balayage dans laquelle sont balayées les lignes de sélection de direction horizontale. Elles sont disposées au-dessus et au-dessous du pixel 6 pour interposer une partie de conversion photoélectrique 5. Ainsi, même s'il y a apparition d'un bruit de couplage dû aux fils pendant le fonctionnement, il n'y a pas d'apparition du problème de brouillage de signal. Par exemple, même lorsque le bruit de couplage apparaît dans la ligne de restauration de signal, un signal a déjà été lu à partir du pixel du côté supérieur, et donc aucun problème n'est provoqué lors des lectures conjointes d'une image fixe d'une scène et d'une image en mouvement en utilisant un obturateur électronique. De plus, même si le bruit de couplage apparaît dans la ligne de sélection de ligne, le signal du pixel qui n'a pas encore été soumis à une lecture ne peut pas être brouillé. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus, et l'on a prévu de pouvoir réaliser de nombreux changements sans s'écarter de l'esprit ni de la portée de l'invention. La structure de pixel, telle qu'elle est décrite ci-dessus en liaison avec les figures, n'est qu'un mode de SR 20726 JP/EW réalisation pris comme exemple de l'invention, et la portée de l'invention n'est pas limitée à ces modes de réalisation particuliers. Par conséquent, on peut utiliser d'autres configurations structurelles sans5 s'éloigner de l'esprit ni de la portée de l'invention. SR 20726 JP/EW REVENDICATIONS 1. Capteur d'image de type MOS comprenant: un pixel (6) comportant une partie de conversion photoélectrique (5); une ligne de sélection de ligne (2) située sur un côté supérieur du pixel (6) par rapport à une direction de balayage du haut vers le bas et disposée en travers dudit pixel (6) dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction de balayage du haut vers le bas; et une ligne de restauration de signal (3) située sur un côté inférieur dudit pixel (6) par rapport à une direction de balayage du haut vers le bas et disposée en travers dudit pixel (6) dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction de balayage du haut vers le bas, dans lequel ladite ligne de sélection de ligne (2) et ladite ligne de restauration de signal (3) sont disposées au- dessus et au-dessous de ladite partie de conversion photoélectrique (5) dudit pixel (6). 2. Capteur d'image de type MOS selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un pixel supérieur (8) et un pixel inférieur (9) par rapport à la direction de balayage du haut vers le bas, dans lequel une première ligne de restauration de signal (1) dudit pixel supérieur (8) se trouve à proximité de ladite ligne de sélection de ligne (2) dudit pixel (8), et une seconde ligne de sélection de ligne (4) dudit pixel inférieur (9) se trouve à proximité de ladite ligne de restauration de signal (3) dudit pixel (9), dans lequel un signal provenant dudit pixel supérieur (8) est lu avant que ne soit choisi ledit pixel inférieur (9). SR 20726 JP/EW 3. Capteur d'image de type MOS selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite ligne de sélection de ligne (2) a une résistance plus élevée que ladite ligne de restauration de signal (3). 4. Capteur d'image de type MOS selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite ligne de sélection de ligne (2) est un fil à base de polysilicium polycristallin, et en ce que ladite ligne de restauration de signal (3) est un fil à base d'aluminium. 5. Capteur d'image comprenant: un pixel, comportant en outre: une photodiode (31); un transistor de restauration (32), connecté à ladite photodiode (31), qui restaure un potentiel de ladite photodiode; un transistor de lecture, associé à la photodiode (31), qui lit des données d'une ligne de données en réponse à un signal de sélection; une ligne de restauration (41), connectée audit transistor de restauration (32), qui fournit un signal de restauration audit transistor de restauration (32); et une ligne de sélection (42), connectée audit transistor de restauration (32), qui fournit le signal de sélection audit transistor de lecture, dans lequel la photodiode (31) est disposée entre ladite ligne de restauration (41) et ladite ligne de sélection (42) pour éliminer pratiquement tout bruit de couplage (43) entre ladite ligne de restauration (41) et ladite ligne de sélection (42). SR 20726 JP/EW 6. Capteur d'image selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite ligne de sélection (2) est en un premier matériau, et en ce que ladite ligne de restauration (3) est en un second matériau, et en ce que la conductivité du premier matériau est plus élevée que la conductivité du second matériau. 7. Capteur d'image selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier matériau comprend du polysilicium, et en ce que le second matériau comprend de l'aluminium. 8. Capteur d'image comprenant: un premier pixel comportant: une première ligne de sélection (2); une première ligne de restauration (1) sensiblement parallèlement à la première ligne de sélection (2); une première photodiode agencée entre la première ligne de sélection (2) et la première ligne de restauration de signal (1); et un second pixel, situé adjacent audit premier pixel, ledit second pixel comportant: une seconde ligne de sélection (4); une seconde ligne de restauration (3) sensiblement parallèle à la seconde ligne de sélection (4); et une seconde photodiode agencée entre la seconde ligne de sélection (4) et la seconde ligne de restauration (3). 9. Capteur d'image selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: un premier transistor de sélection, connecté à ladite première ligne de sélection (2), qui sélectionne SR 20726 JP/EW le premier pixel en réponse à un premier signal de sélection fourni sur ladite première ligne de sélection (2); et un premier transistor de restauration, connecté à ladite première ligne de restauration (1), qui restaure le premier pixel en réponse à un premier signal de restauration fourni sur la première ligne de restauration (1); un second transistor de sélection, connecté à ladite seconde ligne de sélection (4), qui choisit le second pixel en réponse à un second signal de sélection fourni sur la seconde ligne de sélection (4); et un second transistor de restauration, connecté à ladite seconde ligne de restauration (3), qui restaure le second pixel en réponse à un second signal de restauration fourni sur la seconde ligne de restauration (3), dans lequel le premier signal de sélection est fourni pour la première ligne de sélection (2) avant que le second signal de sélection ne soit fourni pour la seconde ligne de sélection (4), et dans lequel le premier signal de restauration comprend un bruit de couplage (7) du à l'activation dudit second signal de sélection. 10. Capteur d'image selon la revendication 8, caractérisé en ce que les lignes de sélection (2; 4; 42) sont en un premier matériau, et en ce que les lignes de restauration (1; 3; 41) sont en un second matériau, et en ce que la conductivité du premier matériau est plus élevée que la conductivité du second matériau. 11. Capteur d'image selon la revendication 10, caractérisé en ce que le premier matériau comprend du polysilicium et en ce que le second matériau SR 20726 JP/EW comprend de l'aluminium. SR 20726 JP/EW