JPH02237067A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH02237067A JPH02237067A JP1057035A JP5703589A JPH02237067A JP H02237067 A JPH02237067 A JP H02237067A JP 1057035 A JP1057035 A JP 1057035A JP 5703589 A JP5703589 A JP 5703589A JP H02237067 A JPH02237067 A JP H02237067A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 13
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 9
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、電子シャッタ機能を有する固体撮像装直に関
するものである。
するものである。
従来の技術
従来より、例えばビデオカメラを使用して撮像する場合
、露出時間の制御を電気的に行なう手段として、１フィ
ールド期間の間の光信号電荷を、垂直レジスタに読み出
した時間から垂直プランキング時間までの期間を利用し
て、前記期間中に光電変換部に蓄積された光信号電荷を
前記垂直レジスタの読み出し、高速に転送して掃き出す
方法や、半導体基板に所定の電圧を供給して、前記期間
中に光電変換部に蓄積された光信号電荷を前記半導体基
板に掃き出す方法を用いた固体撮像装置については既に
提案されている。
、露出時間の制御を電気的に行なう手段として、１フィ
ールド期間の間の光信号電荷を、垂直レジスタに読み出
した時間から垂直プランキング時間までの期間を利用し
て、前記期間中に光電変換部に蓄積された光信号電荷を
前記垂直レジスタの読み出し、高速に転送して掃き出す
方法や、半導体基板に所定の電圧を供給して、前記期間
中に光電変換部に蓄積された光信号電荷を前記半導体基
板に掃き出す方法を用いた固体撮像装置については既に
提案されている。
第４図は従来の固体撮像装噛の光電変換部の断面図を示
すものである。第４図において、１はＮ型シリコン基板
、２はＮ型シリコン基板上に形成されたＰ型拡散層、３
はＰ型拡散層２の上に形成されたＮ型拡散層、４はＮ型
拡散層３の上に形成されたＰ型拡散層、５はスイッチ回
路で、一方は１０Ｖの直流電圧源６に、もう一方は２０
Ｖの直流電圧源７に接続され、固定端子はシリコン基板
１に接続され、８はスイッチ回路５を制御する信号入力
端子である。
すものである。第４図において、１はＮ型シリコン基板
、２はＮ型シリコン基板上に形成されたＰ型拡散層、３
はＰ型拡散層２の上に形成されたＮ型拡散層、４はＮ型
拡散層３の上に形成されたＰ型拡散層、５はスイッチ回
路で、一方は１０Ｖの直流電圧源６に、もう一方は２０
Ｖの直流電圧源７に接続され、固定端子はシリコン基板
１に接続され、８はスイッチ回路５を制御する信号入力
端子である。
以上のように構成された固体撮像装置の充電変換部につ
いて、以下その動作について説明する。
いて、以下その動作について説明する。
まず、信号入力端子８からスイッチ回路５を１０Ｖの直
流電圧源６に接続するような信号が入力されている場合
、光電変換部の深さ方向のポテンシャルは第２図Ｘに示
すように、Ｎ型拡散層３のポテンシャルは、Ｐ型拡散層
２および４のポテンシャルよりも低いので、このＮ型拡
散層３に光電変換された光信号電荷を蓄積する。次に、
信号入力端子８からスイッチ回路５を２０Ｖの直流電圧
源７に接続するような信号が入力されている場合、光電
変換部のポテンシャルは、第２図のＺに示されているよ
うに，Ｐ型拡散層２のポテンシャルがＮ型拡散層３のポ
テンシャルよりも低くなるような電圧をシリコン基板に
印加する。従って、Ｎ型拡散層３に蓄積された光信号電
荷は、よりポテンシャルの低いシリコン基板１に掃き出
される。
流電圧源６に接続するような信号が入力されている場合
、光電変換部の深さ方向のポテンシャルは第２図Ｘに示
すように、Ｎ型拡散層３のポテンシャルは、Ｐ型拡散層
２および４のポテンシャルよりも低いので、このＮ型拡
散層３に光電変換された光信号電荷を蓄積する。次に、
信号入力端子８からスイッチ回路５を２０Ｖの直流電圧
源７に接続するような信号が入力されている場合、光電
変換部のポテンシャルは、第２図のＺに示されているよ
うに，Ｐ型拡散層２のポテンシャルがＮ型拡散層３のポ
テンシャルよりも低くなるような電圧をシリコン基板に
印加する。従って、Ｎ型拡散層３に蓄積された光信号電
荷は、よりポテンシャルの低いシリコン基板１に掃き出
される。
発明が解決しようとする課題
しかしながら前記の従来の構成では、光信号電荷の転送
に使用する垂直レジスタを使用して露出時間以外に光電
変換部に蓄積された光信号電荷を掃き出すので、光信号
電荷を読み出してから垂直プランキング時間までの間に
高速に転送を行なう必要がある。このため、露出時間は
何種類かの固定時間でしか変えられず、その上、余分な
電力を消費するという欠点を有していた。
に使用する垂直レジスタを使用して露出時間以外に光電
変換部に蓄積された光信号電荷を掃き出すので、光信号
電荷を読み出してから垂直プランキング時間までの間に
高速に転送を行なう必要がある。このため、露出時間は
何種類かの固定時間でしか変えられず、その上、余分な
電力を消費するという欠点を有していた。
また、第４図例に示したように、垂直レジスタを使用せ
ずに半導体基板に掃き出す方法では、所望の露出時間に
可変制御できるが、前記半導体基板に大きな電圧を供給
し得る電圧源が必要であるという欠点を有していた。
ずに半導体基板に掃き出す方法では、所望の露出時間に
可変制御できるが、前記半導体基板に大きな電圧を供給
し得る電圧源が必要であるという欠点を有していた。
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、光電変換
部の表面に所定の電圧を供給することによって、光電変
換部に蓄積された光信号電荷を低電圧で半導体基板に掃
き出し、所望の露出時間に可変制御することのできる固
体撮像装置を提供することを目的とする。
部の表面に所定の電圧を供給することによって、光電変
換部に蓄積された光信号電荷を低電圧で半導体基板に掃
き出し、所望の露出時間に可変制御することのできる固
体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
この課題を解決するために本発明の固体撮像装置は、第
１の導電型半導体基板と、この第１の導電型半導体基板
上に形成された第１の導電型とは反対の第２の導電型領
域と、この第２の導電型領域上に形成された第２の導電
型とは反対の第３の導電型領域と、この第３の導電型領
域上に前記第２の導電型領域と分離して形成された前記
第３の導電型領域とは反対の第４の導電型領域を有する
固体撮像装置の光電変換部において、第４の導電型領域
に所定電圧を供給し、充電変換部に蓄積された光信号電
荷を第１の半導体基板に低電圧で掃き出すことのできる
構成を有している。
１の導電型半導体基板と、この第１の導電型半導体基板
上に形成された第１の導電型とは反対の第２の導電型領
域と、この第２の導電型領域上に形成された第２の導電
型とは反対の第３の導電型領域と、この第３の導電型領
域上に前記第２の導電型領域と分離して形成された前記
第３の導電型領域とは反対の第４の導電型領域を有する
固体撮像装置の光電変換部において、第４の導電型領域
に所定電圧を供給し、充電変換部に蓄積された光信号電
荷を第１の半導体基板に低電圧で掃き出すことのできる
構成を有している。
作用
この構成によって、第４の導電型領域に所定電圧を供給
し、光電変換部に蓄積された光信号電荷を第１の半導体
基板に掃き出せる様になされているので、先の光信号読
み出し時から次の光信号読み出し時までの任意の時間に
光信号電荷を掃き出すことができ、この電荷を掃き出し
た時間から次に光信号電荷を読み出す時間までが露出時
間とすることができる。すなわち、任意の所望の露出時
間に制御ができる。
し、光電変換部に蓄積された光信号電荷を第１の半導体
基板に掃き出せる様になされているので、先の光信号読
み出し時から次の光信号読み出し時までの任意の時間に
光信号電荷を掃き出すことができ、この電荷を掃き出し
た時間から次に光信号電荷を読み出す時間までが露出時
間とすることができる。すなわち、任意の所望の露出時
間に制御ができる。
また、光電変換部に蓄積された光信号電荷を掃き出すと
きに第４の導電型領域に供給する電圧は、第２の導電型
領域のポテンシャルよりも第３の導電型領域のポテンシ
ャルが高くなるような電圧で良いので、低電圧で掃き出
しができる。
きに第４の導電型領域に供給する電圧は、第２の導電型
領域のポテンシャルよりも第３の導電型領域のポテンシ
ャルが高くなるような電圧で良いので、低電圧で掃き出
しができる。
実施例
以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図は本発明の一実施例における固体撮像装置の光電
変換部の断面図を示すものである。第１図において、９
はＮ型シリコンからなる半導体基板、１０は半導体基板
９の表面に形成されたＰ型の拡散層、１１はＰ型拡散層
１０の表面に形成された光電変換部を構成するＮ型の拡
散層、１２はＮ型拡散層１１の表面にＰ型拡散層１０と
は分離して形成されたＰ型の拡散層、１３は半導体基板
に所定の電圧を供給する直流電圧源、１４はスイッチ回
路であり、固定接点の一方は直流電圧源１５に接続され
、もう一方は接地されている。１６はスイッチ１４を制
御する信号入力端子である。
変換部の断面図を示すものである。第１図において、９
はＮ型シリコンからなる半導体基板、１０は半導体基板
９の表面に形成されたＰ型の拡散層、１１はＰ型拡散層
１０の表面に形成された光電変換部を構成するＮ型の拡
散層、１２はＮ型拡散層１１の表面にＰ型拡散層１０と
は分離して形成されたＰ型の拡散層、１３は半導体基板
に所定の電圧を供給する直流電圧源、１４はスイッチ回
路であり、固定接点の一方は直流電圧源１５に接続され
、もう一方は接地されている。１６はスイッチ１４を制
御する信号入力端子である。
以上のように構成された光電変換部を有する固体撮像装
置について、以下その動作を説明する。
置について、以下その動作を説明する。
まず、信号入力端子１６からスイッチ１４を接地側に接
続されるような信号が入力されている場合、第１図例に
示した光電変換部の深さ方向のポテンシャルは、第２図
のＸで示すように、Ｎ型導電領域１１はＰ型導電領域１
０および１２よりもポテンシャルが低いので、このＮ型
導電領域１１に光信号電荷を蓄積できる。さらに、Ｐ型
導電領域１０はＰ型導電領域１２よりもポテンシャルが
低いので、Ｎ型導電領域１１に蓄積される光信号電荷が
増え続けてＮ型導電領域１１のポテンシャルが高《なっ
たとしても、Ｐ型導電領域１０のポテンシャルを越える
に相当する光信号電荷は半導体基板９に自動的に掃き出
され、いわゆるブルーミングの抑制ができる。
続されるような信号が入力されている場合、第１図例に
示した光電変換部の深さ方向のポテンシャルは、第２図
のＸで示すように、Ｎ型導電領域１１はＰ型導電領域１
０および１２よりもポテンシャルが低いので、このＮ型
導電領域１１に光信号電荷を蓄積できる。さらに、Ｐ型
導電領域１０はＰ型導電領域１２よりもポテンシャルが
低いので、Ｎ型導電領域１１に蓄積される光信号電荷が
増え続けてＮ型導電領域１１のポテンシャルが高《なっ
たとしても、Ｐ型導電領域１０のポテンシャルを越える
に相当する光信号電荷は半導体基板９に自動的に掃き出
され、いわゆるブルーミングの抑制ができる。
また、信号入力端子ｌ６からスイッチ１４を直流電圧源
１５に接続ずるような信号が入力されている場合、第１
図例に示した光電変換部の深さ方向のポテンシャルは、
第２図のＹで示すように、Ｐ型導電領域１２のポテンシ
ャルが引き上げられることによってＮ型導電領域１１の
ポテンシャルはＰ型導電領域１０のポテンシャルよりも
高くなり、Ｎ型導電領域１１に蓄積されていた光信号電
荷は、さらにポテンシャルの低いＮ型シリコン基板９に
掃き出すことができる。
１５に接続ずるような信号が入力されている場合、第１
図例に示した光電変換部の深さ方向のポテンシャルは、
第２図のＹで示すように、Ｐ型導電領域１２のポテンシ
ャルが引き上げられることによってＮ型導電領域１１の
ポテンシャルはＰ型導電領域１０のポテンシャルよりも
高くなり、Ｎ型導電領域１１に蓄積されていた光信号電
荷は、さらにポテンシャルの低いＮ型シリコン基板９に
掃き出すことができる。
さらに、垂直レジスタを使用せずに光信号電荷を掃き出
せるので、第３図のＢに示す掃き出しパルスは任意の時
間に設定することができる。従って、露出時間は第３図
に示すように掃き出しパルスが供給されてから次の読み
出し／｛ルスが供給されるまでの時間であり、任意の所
望の時間に制御できる。
せるので、第３図のＢに示す掃き出しパルスは任意の時
間に設定することができる。従って、露出時間は第３図
に示すように掃き出しパルスが供給されてから次の読み
出し／｛ルスが供給されるまでの時間であり、任意の所
望の時間に制御できる。
また、第２図のＹのポテンシャルになるようなＮ型導電
領域１１よりもＰ型導電領域１０のポテンシャルを低く
するような電圧、例えばＩＯＶの直流電圧源を直流電圧
源１５に使用するが、半導体基板９に電圧を供給して前
記目的を達成するような従来例では、露出時間中に半導
体基板９に例えばＩＯＶを供給しているので、前記目的
を達成するためには、例えば２０Ｖの直流電圧源が必要
になる。従って本実施例では、消費電力を低減すること
ができる。
領域１１よりもＰ型導電領域１０のポテンシャルを低く
するような電圧、例えばＩＯＶの直流電圧源を直流電圧
源１５に使用するが、半導体基板９に電圧を供給して前
記目的を達成するような従来例では、露出時間中に半導
体基板９に例えばＩＯＶを供給しているので、前記目的
を達成するためには、例えば２０Ｖの直流電圧源が必要
になる。従って本実施例では、消費電力を低減すること
ができる。
以上のように本実施例によれば、Ｐ型導電領域１２に所
定の電圧を供給し得るスイッチ回路１４を設けることに
より、任意の所望の露出時間の制御をすることができ、
また、低消費電力で動作することができる。
定の電圧を供給し得るスイッチ回路１４を設けることに
より、任意の所望の露出時間の制御をすることができ、
また、低消費電力で動作することができる。
なお、第１図の実施例の周辺の垂直レジスタ部，水平レ
ジスタ部，出力部については図示せずも、従来周知のよ
うに構成する。
ジスタ部，出力部については図示せずも、従来周知のよ
うに構成する。
発明の効果
以上のように本発明は、周辺から分離された第４の導電
型領域に所定の電圧を供給し得るスイッチ回路を接続す
ることにより、任意の露出時間に可変制御することがで
き、また、低電圧で光信号電荷を掃き出すので、消費電
力を低減することができる優れた固体撮像装置を実現で
きるものである。
型領域に所定の電圧を供給し得るスイッチ回路を接続す
ることにより、任意の露出時間に可変制御することがで
き、また、低電圧で光信号電荷を掃き出すので、消費電
力を低減することができる優れた固体撮像装置を実現で
きるものである。
第１図は本発明の一実施例における固体撮像装置の光電
変換部の断面図、第２図は本発明の一実施例および従来
例における深さ方向のポテンシャル図、第３図は第１図
例の説明に要する電荷の読み出し・掃き出しのタイミン
グチャート、第４図は従来の固体撮像装置の光電変換部
の断面図である。 １・・・・・・Ｎ型シリコン基板、２・・・・・・Ｐ型
拡散層、３・・・・・・Ｎ型拡散層、４・・・・・・Ｐ
型拡散層、５・・・・・・スイッチ回路、６・・・・・
・直流電圧源、７・・・・・・直流電圧源、８・・・・
・・スイッチ制御端子、９・・・・・・Ｎ型シリコン基
板、１０・・・・・・Ｐ型拡散層、２２・・・・・・Ｎ
型拡散層、１２・・・・・・Ｐ型拡散層、１３・・・・
・・直流電圧源、１４・・・・・・スイッチ回路、１５
・・・・・・直流電圧源、１６・・・・・・スイッチ制
御端子。 代理人の氏名゜弁理士 粟野重孝 ほか１名第 ｌ 図 第 図 第 図 床１１才句
変換部の断面図、第２図は本発明の一実施例および従来
例における深さ方向のポテンシャル図、第３図は第１図
例の説明に要する電荷の読み出し・掃き出しのタイミン
グチャート、第４図は従来の固体撮像装置の光電変換部
の断面図である。 １・・・・・・Ｎ型シリコン基板、２・・・・・・Ｐ型
拡散層、３・・・・・・Ｎ型拡散層、４・・・・・・Ｐ
型拡散層、５・・・・・・スイッチ回路、６・・・・・
・直流電圧源、７・・・・・・直流電圧源、８・・・・
・・スイッチ制御端子、９・・・・・・Ｎ型シリコン基
板、１０・・・・・・Ｐ型拡散層、２２・・・・・・Ｎ
型拡散層、１２・・・・・・Ｐ型拡散層、１３・・・・
・・直流電圧源、１４・・・・・・スイッチ回路、１５
・・・・・・直流電圧源、１６・・・・・・スイッチ制
御端子。 代理人の氏名゜弁理士 粟野重孝 ほか１名第 ｌ 図 第 図 第 図 床１１才句
Claims (1)
- 一導電型を有する半導体基板と、前記半導体基板上に
形成された前記一導電型とは反対導電型の第１の領域と
、前記第１の領域上に形成された前記一導電型の第２の
領域と、前記第２の領域上に前記第１の領域と分離して
形成された前記反対導電型の第３の領域を有する光電変
換部の前記第３の領域に所定電圧を供給し、前記光電変
換部に蓄積された光信号電荷を前記半導体基板に掃き出
すことができることを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1057035A JP2532645B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1057035A JP2532645B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02237067A true JPH02237067A (ja) | 1990-09-19 |
| JP2532645B2 JP2532645B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=13044187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1057035A Expired - Fee Related JP2532645B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2532645B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62293672A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-21 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
| JPS6446379A (en) * | 1987-08-14 | 1989-02-20 | Sony Corp | Solid-state image-pick up device |
-
1989
- 1989-03-09 JP JP1057035A patent/JP2532645B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62293672A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-21 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
| JPS6446379A (en) * | 1987-08-14 | 1989-02-20 | Sony Corp | Solid-state image-pick up device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2532645B2 (ja) | 1996-09-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |