JPH0410570A - solid state imaging device - Google Patents

solid state imaging device

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JPH0410570A
JPH0410570A JP2110472A JP11047290A JPH0410570A JP H0410570 A JPH0410570 A JP H0410570A JP 2110472 A JP2110472 A JP 2110472A JP 11047290 A JP11047290 A JP 11047290A JP H0410570 A JPH0410570 A JP H0410570A
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state imaging
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mos transistor
photoelectric conversion
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Masato Shinohara
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は光電変換素子及びそれを用いた固体撮像装置に
係り、特に光電変換された信号電荷を非破壊で保持し、
この信号電荷に対応する信号を増幅して8カすることが
可能な光電変換素子及びそれを用いた固体撮像装置に関
する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a photoelectric conversion element and a solid-state imaging device using the same, and particularly to a photoelectric conversion element that non-destructively retains photoelectrically converted signal charges,
The present invention relates to a photoelectric conversion element capable of amplifying and converting a signal corresponding to this signal charge, and a solid-state imaging device using the same.

[従来の技術] 近年、固体撮像装置等において、光電変換された信号電
荷を増幅して圧力する増幅型の光電変換素子が検討され
ており、その一つにベースに光キャリアを蓄積し、エミ
ッタから出力するというバイポーラトランジスタ型の光
電変換素子(以下、バイポーラ型センサという)を用い
た固体撮像装置がある。
[Prior Art] In recent years, amplification-type photoelectric conversion elements that amplify and compress photoelectrically converted signal charges have been studied in solid-state imaging devices, etc., and one of them is a device that accumulates photocarriers in the base and emitters. There is a solid-state imaging device that uses a bipolar transistor type photoelectric conversion element (hereinafter referred to as a bipolar sensor) that outputs an output from the sensor.

第8図は、上記バイポーラ型センサを用いた固体撮像装
置の光電変換部及び信号読出部の回路構成図である。
FIG. 8 is a circuit configuration diagram of a photoelectric conversion section and a signal readout section of a solid-state imaging device using the above bipolar sensor.

第8図において、1はバイポーラ型センサ、2はバイポ
ーラ型センサ1のベース電位を制御するための容量、3
はバイポーラ型センサ1のベース電位をリセットするた
めのpMOSl−ランジスタであり、バイポーラ型セン
サl、容量2゜pMOSトランジスタ3で1つの単位画
素が構成される。4は垂直出力線、5は水平駆動線、6
は垂直出力線4をリセットするためのMOSトランジス
タ、7は画素からの出力信号を蓄積するための容量、8
は画素からの出力を容量7へ転送するためのMO3I−
ランジスタ、9は水平出力線、10は容量7の出力を水
平出力線9へ転送するためのMOSトランジスタ、11
は垂直シフトレジスタに選択されて、駆動パルスを画素
へ印加するためのバッファ用のMOSトランジスタ、1
2はセンサ出力を出すプリアンプ、13はMOSトラン
ジスタ6のゲートにパルスを印加するための入力端子、
14はMOS)ランジスタ8のゲートにパルスを印加す
るための入力端子、15は駆動パルスをMOSトランジ
スタ11に印加するための入力端子、16は圧力端子で
ある。
In FIG. 8, 1 is a bipolar sensor, 2 is a capacitor for controlling the base potential of the bipolar sensor 1, and 3 is a capacitor for controlling the base potential of the bipolar sensor 1.
is a pMOS l-transistor for resetting the base potential of the bipolar sensor 1, and the bipolar sensor l and the 2° pMOS transistor 3 constitute one unit pixel. 4 is a vertical output line, 5 is a horizontal drive line, 6
7 is a MOS transistor for resetting the vertical output line 4; 7 is a capacitor for accumulating output signals from pixels; 8 is a MOS transistor for resetting the vertical output line 4;
is MO3I- for transferring the output from the pixel to the capacitor 7.
transistor, 9 is a horizontal output line, 10 is a MOS transistor for transferring the output of capacitor 7 to horizontal output line 9, 11
1 is a buffer MOS transistor selected by the vertical shift register to apply a driving pulse to the pixel;
2 is a preamplifier that outputs the sensor output; 13 is an input terminal for applying a pulse to the gate of the MOS transistor 6;
14 is an input terminal for applying a pulse to the gate of the MOS transistor 8, 15 is an input terminal for applying a drive pulse to the MOS transistor 11, and 16 is a pressure terminal.

第9図は、光電変換部及び信号読出部の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。
FIG. 9 is a timing chart for explaining the operations of the photoelectric conversion section and the signal reading section.

第9図に示すように、入力端子13に入力されるパルス
φvcをハイレベルに維持したまま、入力端子14に入
力されるパルス中工をハイレベルとし、MOSトランジ
スタ8をON状態とすると、垂直出力線4はMOSトラ
ンジスタ6を通してGNDに固定されているため、容量
7もGNDにリセットされる。
As shown in FIG. 9, when the pulse φvc input to the input terminal 13 is maintained at a high level and the pulse output input to the input terminal 14 is set to a high level and the MOS transistor 8 is turned on, the vertical Since the output line 4 is fixed to GND through the MOS transistor 6, the capacitor 7 is also reset to GND.

次に、パルスφvcをロウレベルとして、MOSトラン
ジスタ6をOFF状態とし、水平駆動線5及び容量7を
フローティングとする。この状態で入力端子15に入力
されるパルスφ8をハイレベルにすると、容量2を通し
てバイポーラ型センサ1のベース電位が持ち上げられで
、光キャリアが蓄積されたベース領域のベース電位に対
応した電位の信号がエミッタに出力される。
Next, the pulse φvc is set to a low level, the MOS transistor 6 is turned off, and the horizontal drive line 5 and capacitor 7 are made floating. When the pulse φ8 input to the input terminal 15 is set to high level in this state, the base potential of the bipolar sensor 1 is raised through the capacitor 2, and a signal with a potential corresponding to the base potential of the base region where photocarriers are accumulated is generated. is output to the emitter.

次に、パルスφアをロウレベル、パルスφ8をミドルレ
ベル、パルスφVCをハイレベルとした後、パルスφ8
をロウレベルとすると、pMOSトランジスタ3がON
状態となり、バイポーラ型センサ1のベースが接地され
る。パルスφ8のレベルがロウレベルをへてハイレベル
になると、バイポーラ型センサ1のベース−エミッタ間
が順バイアス状態となり、ベース電流によってベース電
位は下がってゆく。
Next, after setting pulse φA to low level, pulse φ8 to middle level, and pulse φVC to high level, pulse φ8
When set to low level, pMOS transistor 3 turns on.
state, and the base of the bipolar sensor 1 is grounded. When the level of the pulse φ8 goes from a low level to a high level, the base-emitter of the bipolar sensor 1 becomes in a forward bias state, and the base potential decreases due to the base current.

パルスφ8のレベルがハイレベルからロウレベルになる
と、容量2を通した容量カップリングによりベース電位
は下がり、エミッターベース間は逆バイアスになり、光
キャリアの蓄積が開始される。
When the level of the pulse φ8 changes from a high level to a low level, the base potential decreases due to capacitive coupling through the capacitor 2, a reverse bias is created between the emitter and the base, and accumulation of optical carriers starts.

以上説明した固体撮像装置は、画素を構成するバイポー
ラ型センサのベースに蓄積した光キャリアを増幅して読
み出すことができるために、読み出し回路系のノイズに
影響されにくいという長所を有している。
The solid-state imaging device described above has the advantage of being less susceptible to noise in the readout circuit system because it can amplify and read out the optical carriers accumulated in the base of the bipolar sensor that constitutes the pixel.

[発明が解決しようとしている課題] しかしながら、上記従来の固体撮像装置では、画素信号
の読み畠し時には、バイポーラ型センサのエミッタ、ベ
ース間を順バイアスとするため、ベースに蓄積された光
電荷の一部分は必ず消滅する。この信号の破壊量は毎回
の読み出しごとにゆらぐので、ランダムノイズが大きく
なる。このように、信号破壊が大きいと信号が小さくな
り、雑音が大きくなるのでS/N比が悪(なるという問
題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional solid-state imaging device described above, when reading pixel signals, a forward bias is applied between the emitter and the base of the bipolar sensor, so that the photoelectric charge accumulated in the base is Some parts will always disappear. Since the amount of signal destruction fluctuates each time it is read, random noise becomes large. As described above, if the signal destruction is large, the signal becomes small and the noise becomes large, resulting in a problem of poor S/N ratio.

一方、信号の破壊を抑えるためには電流増幅率hriを
大きくすればよいが、どの画素のバイポーラ型センサも
、均一に大きなhFEを持つように製造することは難し
く、画素構造のバラツキが原因となる固定パターンノイ
ズが大きくなるという問題があった。
On the other hand, in order to suppress signal destruction, it is possible to increase the current amplification factor hri, but it is difficult to manufacture bipolar sensors for all pixels so that they have a uniformly large hFE, and variations in the pixel structure may be the cause. There is a problem in that fixed pattern noise becomes large.

本発明は、上記の問題点を解決することが可能な光電変
換素子及び固体撮像装置を提供するものである。
The present invention provides a photoelectric conversion element and a solid-state imaging device that can solve the above problems.

[課題を解決するための手段] 本発明の光電変換素子は、一導電型の第1の半導体領域
と、この第1の半導体領域の外部に形成された、第1の
半導体領域と反対導電型の第2の半導体領域と、 前記第1の半導体領域の内部に形成された第1の半導体
領域と反対導電型の第3の半導体領域と、 前記第2の半導体領域と第3の半導体領域との間の前記
第1の半導体領域上に絶縁膜を介して形成された制御電
極と、 を有することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The photoelectric conversion element of the present invention includes a first semiconductor region of one conductivity type, and a semiconductor region of the opposite conductivity type formed outside the first semiconductor region. a third semiconductor region formed inside the first semiconductor region and having a conductivity type opposite to that of the first semiconductor region; the second semiconductor region and the third semiconductor region; and a control electrode formed on the first semiconductor region between them with an insulating film interposed therebetween.

本発明の固体撮像装置は、上記光電変換素子を単位画素
として用いたことを特徴とする。
A solid-state imaging device of the present invention is characterized in that the photoelectric conversion element described above is used as a unit pixel.

[作 用] 本発明の光電変換素子は、第1の半導体領域と、第2の
半導体領域及び前記第3の半導体領域と、第2の半導体
領域と第3の半導体領域との間の第1の半導体領域上に
絶縁膜を介して形成された制御電極とにより絶縁ゲート
型トランジスタを形成し、 フローティングとなった第1の半導体領域に光電荷を蓄
積しくまたは蓄積された光電荷を転送し)、この第1の
半導体領域の電位変化による絶縁ゲート型トランジスタ
の■。変動を出力の変化として信号の読み出しを行うこ
とにより、読み出し時において、完全に非破壊で、蓄積
された電荷に対応する信号を出力するものである。
[Function] The photoelectric conversion element of the present invention includes the first semiconductor region, the second semiconductor region and the third semiconductor region, and the first semiconductor region between the second semiconductor region and the third semiconductor region. A control electrode is formed on the semiconductor region via an insulating film to form an insulated gate transistor, and the photocharge is accumulated or the accumulated photocharge is transferred to the floating first semiconductor region. , ■ of the insulated gate transistor due to potential changes in the first semiconductor region. By reading the signal using the fluctuation as a change in the output, a signal corresponding to the accumulated charge is output completely non-destructively during reading.

本発明の固体撮像装置は、上記光電変換素子を単位画素
として用いたものであって、各画素に蓄積された電荷に
対応する信号を出力するものである。
The solid-state imaging device of the present invention uses the photoelectric conversion element described above as a unit pixel, and outputs a signal corresponding to the charge accumulated in each pixel.

[実施例] 以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail using the drawings.

なお、本発明の光電変換素子は固体撮像装置に限定され
るものではな(、他の用途に用いることもできる。
Note that the photoelectric conversion element of the present invention is not limited to solid-state imaging devices (it can also be used for other purposes).

第1図は、本発明の固体撮像装置の第1実施例の光電変
換部の一画素の平面図であり、第2図は、第1図のx−
x ′縦断面図であり、第3図は第1図のY−Y ’縦
断面図である。
FIG. 1 is a plan view of one pixel of the photoelectric conversion section of the first embodiment of the solid-state imaging device of the present invention, and FIG.
3 is a longitudinal sectional view taken along Y-Y' of FIG. 1.

第1図、第2図、及び第3図において、17は不純物濃
度の薄いn−領域、18はシリコン酸化膜、19は光電
荷が蓄積されるP型ウェルであり、画素ごとに独立して
いる。20はY−Y ′方向の素子分離領域とMOSト
ランジスタのドレインとを兼ねたn′″領域、21はM
OS)ランジスタのソースとなるn′″領域、22はM
OSトランジスタのゲートであると同時にx−x ′方
向に隣接するP型ウェルをソース、ドレインとするP型
MO8I−ランジスタのゲートも兼ねた水平駆動線、2
3はソースとなるn゛領域21に接続する垂直出力線、
24はソースとなるn゛領域21と出力線23を接続す
るためのコンタクトホール、25は層間絶縁膜である。
In FIGS. 1, 2, and 3, 17 is an n-region with a low impurity concentration, 18 is a silicon oxide film, and 19 is a P-type well in which photocharges are accumulated. There is. 20 is an n''' region which serves as an element isolation region in the Y-Y' direction and a drain of a MOS transistor, and 21 is an M
OS) n''' area which becomes the source of the transistor, 22 is M
Horizontal drive line 2, which serves as the gate of the OS transistor and also serves as the gate of the P-type MO8I-transistor, which uses the P-type well adjacent in the x-x' direction as the source and drain.
3 is a vertical output line connected to the n' region 21 which becomes the source;
Reference numeral 24 indicates a contact hole for connecting the n' region 21 serving as a source and the output line 23, and 25 indicates an interlayer insulating film.

第4図は本発明の固体撮像装置の第1実施例の光電変換
部及び信号読出部の等価回路図である。
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the photoelectric conversion section and signal readout section of the first embodiment of the solid-state imaging device of the present invention.

なお、第8図と共通な構成部材は、同一符号を付して説
明を省略するものとする。
Note that constituent members common to those in FIG. 8 are designated by the same reference numerals, and explanations thereof will be omitted.

同図において、26は画素を構成する、容量(Pウェル
)を有するMOSトランジスタ、27はリセット用のM
OS)ランジスタロのソースの電源端子、28は抵抗負
荷用のMOSトランジスタ、29は、MOSトランジス
タ28のゲートにパルスを印加するための入力端子であ
る。
In the figure, 26 is a MOS transistor having a capacitor (P well) that constitutes a pixel, and 27 is a reset M
28 is a MOS transistor for resistive load; 29 is an input terminal for applying a pulse to the gate of the MOS transistor 28;

第4図のセンサ画素を動作させるための駆動パルスを第
5図に示す。
FIG. 5 shows drive pulses for operating the sensor pixels in FIG. 4.

この第5図のタイミングチャートは、パルスφ7を除い
て第9図に示したものと同じであるが、画素からの信号
読出し時には、入力端子29に入力するパルスφ9がハ
イレベルとなり、MOSトランジスタ28とMOSトラ
ンジスタ26とでソースフォロワが形成される。
The timing chart in FIG. 5 is the same as that shown in FIG. 9 except for the pulse φ7, but when reading signals from the pixel, the pulse φ9 input to the input terminal 29 becomes high level, and the MOS transistor 28 and MOS transistor 26 form a source follower.

入力端子15に入力するパルスφ8のハイレベルの値は
、MOSトランジスタ26をON状態とさせるのに十分
なレベルに設定され、また電源端子27に印加される電
圧は負電圧であり、画素部のPウェルリセット時もPウ
ェル電位が負となるようにし、画素の読み出し時にもソ
ースとPウェルは逆バイアスが保たれるように設定され
ている。
The high level value of the pulse φ8 input to the input terminal 15 is set to a level sufficient to turn on the MOS transistor 26, and the voltage applied to the power supply terminal 27 is a negative voltage, The P-well potential is set to be negative even when the P-well is reset, and the reverse bias between the source and the P-well is maintained even during pixel reading.

以上のような信号読み出し動作を行うと、画素の出力時
にPウェルの電荷は完全に非破壊であるので、従来例の
ような電荷破壊による信号の減少、ランダムノイズの増
加はなく、高いS/N比を持つ固体撮像装置を供給する
ことができる。
When the signal readout operation as described above is performed, the charge in the P well is completely non-destructive when the pixel is output, so there is no decrease in signal due to charge destruction or increase in random noise as in the conventional example, and a high S/ A solid-state imaging device with a high N ratio can be provided.

第6図は、本発明の固体撮像装置の第2実施例を示す光
電変換部の一画素及び単位読み出し系を表わす等価回路
図である。
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram showing one pixel and a unit readout system of a photoelectric conversion section showing a second embodiment of the solid-state imaging device of the present invention.

第4図における容量7.MOSトランジスタ8、水平出
力線9.MOSトランジスタ10.入力端子14から構
成される信号の蓄積、水平転送のための回路が本実施例
では2つ並列に設けられ、容量7−1.MOSトランジ
スタ8−1.水平出力線9−1.MOS)ランジスタ1
0−1.入力端子14−1、及び容量7−2.MOSト
ランジスタ8−2.水平出力線9−2.MOSl−ラン
ジスタ10−2.入力端子14−2で回路が形成されて
いる。
Capacity 7 in Figure 4. MOS transistor 8, horizontal output line 9. MOS transistor 10. In this embodiment, two circuits for signal accumulation and horizontal transfer, each consisting of the input terminal 14, are provided in parallel, and the capacitors 7-1. MOS transistor 8-1. Horizontal output line 9-1. MOS) transistor 1
0-1. Input terminal 14-1, and capacitor 7-2. MOS transistor 8-2. Horizontal output line 9-2. MOSl-transistor 10-2. A circuit is formed by the input terminal 14-2.

また画素部は、すでに第4図で説明したn型のMOSト
ランジスタ26と、光電荷をそのソースに蓄積し、蓄積
された光電荷をMOSトランジスタ26のPウェルへ転
送するためのp型のMOSトランジスタ30とから成っ
ている。このp型MO3)ランジスタ30は電荷を転送
すると、光蓄積部のソースが完全空乏化し、ホールの数
がOになるように形成されている。
The pixel section also includes the n-type MOS transistor 26 already explained in FIG. It consists of a transistor 30. This p-type MO3) transistor 30 is formed so that when charge is transferred, the source of the photoaccumulation part is completely depleted and the number of holes becomes O.

かかる固体撮像製装置の信号読み出し動作は次のように
行われる。
The signal readout operation of such a solid-state imaging device is performed as follows.

まず、水平駆動線5に入力するパルスφ賎をハイレベル
とするとともに、パルスφVCをハイレベルとしてMO
Sトランジスタ6をON状態とし、MOSトランジスタ
26のPウェルのリセットを行う。この直後、MOSト
ランジスタ26とMOSトランジスタ28とのソースフ
ォロワによって、MOSトランジスタ8−1を通し、容
量7−1にリセット出力を蓄積する。
First, the pulse φ賎 input to the horizontal drive line 5 is set to high level, and the pulse φVC is set to high level to MO
The S transistor 6 is turned on and the P well of the MOS transistor 26 is reset. Immediately after this, the reset output is accumulated in the capacitor 7-1 through the MOS transistor 8-1 by the source follower of the MOS transistor 26 and the MOS transistor 28.

次に、水平駆動線5に入力するパルスφ8をロウレベル
とし、MOS)ランジスタ3oのソースから光電荷をM
OSトランジスタ26のPウェルに転送した後、MOS
トランジスタ26とMOSトランジスタ28のソースフ
ォロワによって、MOSトランジスタ8−2を通して容
量7−2に信号出力を蓄積する。
Next, the pulse φ8 input to the horizontal drive line 5 is set to low level, and the photocharge is transferred from the source of the MOS transistor 3o to M
After transferring to the P-well of the OS transistor 26, the MOS
A signal output is accumulated in the capacitor 7-2 through the MOS transistor 8-2 by the source follower of the transistor 26 and the MOS transistor 28.

それぞれ容量7−1.容量7−2の出力は水平出力線9
−1.9−2を通して出力され、両信号を減算処理する
ことで、ノイズ成分が除去された最終的なセンサー出力
が得られる。
Each with a capacity of 7-1. The output of capacitor 7-2 is horizontal output line 9
-1.9-2, and by subtracting both signals, a final sensor output from which noise components have been removed can be obtained.

画素部が暗状態の時、MOS)ランジスタ26のPウェ
ルに転送されるホールの数は0である。
When the pixel section is in a dark state, the number of holes transferred to the P well of the MOS transistor 26 is zero.

また、読み出し時にPウェルの電荷は破壊されることが
ないので、暗状態では容量7−1と容量7−2とに蓄積
される出力は同じになり、Pウェルリセット時のPウェ
ル電荷のゆらぎによるランダムノイズ、画素形成時の不
均一性による固定パターンノイズは差をとった最終的セ
ンサ出力には含まれず、きわめて高S/N比の固体撮像
装置を提供することができる。
In addition, since the charge in the P-well is not destroyed during readout, the output accumulated in capacitors 7-1 and 7-2 is the same in the dark state, and the fluctuation of the P-well charge when resetting the P-well Random noise caused by this and fixed pattern noise caused by non-uniformity during pixel formation are not included in the final sensor output obtained by taking the difference, making it possible to provide a solid-state imaging device with an extremely high S/N ratio.

第7図は、本発明を適用した固体撮像装置の概略的構成
図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a solid-state imaging device to which the present invention is applied.

同図において、光センサがエリア状に配列された撮像素
子201は、垂直走査部202及び水平走査部203に
よってテレビジョン走査が行なわれる。
In the figure, an image sensor 201 in which optical sensors are arranged in an area is subjected to television scanning by a vertical scanning section 202 and a horizontal scanning section 203.

水平走査部203がら出方された信号は、処理回路20
4を通して標準テレビジョン信号として出力される。
The signal output from the horizontal scanning section 203 is sent to the processing circuit 20.
4 and output as a standard television signal.

垂直および水平走査部202及び203の駆動パルスφ
Mm、  φMl+  φHN + φVl++ φシ
1.φv2等はドライバ205によって供給される。ま
たドライバ205はコントローラ206によって制限さ
れる。
Drive pulse φ for vertical and horizontal scanning units 202 and 203
Mm, φMl+ φHN + φVl++ φshi1. φv2 etc. are supplied by the driver 205. The driver 205 is also limited by the controller 206.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明の光電変換素子は、第1の
半導体領域に光電荷を蓄積しく又は蓄積された光電荷を
転送し)、バックゲートバイアス効果による絶縁ゲート
型トランジスタのVl、変動による出力変化を読み出す
ことにより、読み出し時において、蓄積された電荷を破
壊することなく、蓄積された電荷に対応する信号を出力
することができる。
[Effects of the Invention] As explained above, the photoelectric conversion element of the present invention accumulates photocharges in the first semiconductor region or transfers the accumulated photocharges, and converts the photoelectric conversion element into an insulated gate transistor by the back gate bias effect. By reading out the output changes due to fluctuations in Vl, it is possible to output a signal corresponding to the accumulated charges without destroying the accumulated charges at the time of reading.

また、第2の半導体領域は第1の半導体領域の外部にあ
り基盤と同電位なので、第2の半導体領域に電圧を供給
するための配線は不要である。
Furthermore, since the second semiconductor region is outside the first semiconductor region and has the same potential as the substrate, there is no need for wiring for supplying voltage to the second semiconductor region.

また、固体撮像装置において、従来のバイポーラ型のセ
ンサは、すべての画素において、読み出しのパルスが同
じ時間印加されねばならず、水平駆動線のRC時定数を
短くするため、駆動線にアルミの裏打ちをする必要があ
り、開口率を狭(していたが、本発明ではそのような必
要がなく、高開口率の画素を形成できる。この結果、高
いSZN比を持つ固体撮像装置を提供することができる
In addition, in a conventional bipolar sensor in a solid-state imaging device, a readout pulse must be applied for the same time to all pixels, and in order to shorten the RC time constant of the horizontal drive line, the drive line is lined with aluminum. However, in the present invention, there is no such need and pixels with a high aperture ratio can be formed.As a result, it is possible to provide a solid-state imaging device with a high SZN ratio. I can do it.

【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明の固体撮像装置の第1実施例の光電変
換部の一画素の平面図である。 第2図は、第1図のx−x ′縦断面図である。 第3図は、第1図のY−Y ’縦断面図である。 第4図は本発明の固体撮像装置の第1実施例の光電変換
部及び信号読出部の等価回路図である。 第5図は、上記第1実施例の光電変換部及び信号読出部
の動作を説明するためのタイミングチャートである。 第6図は、本発明の固体撮像装置の第2実施例を示す光
電変換部の一画素及び単位読み出し系を表わす等価回路
図である。 第7図は、本発明を適用した固体撮像装置の概略的構成
図である。 第8図は、上記バイポーラ型センサを用いた固体撮像装
置の光電変換部及び信号続出部の回路構成図である。 第9図は、光電変換部及び信号続出部の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。 1はバイポーラ型センサ、2は容量、3はpMOS)ラ
ンジスタ、4は垂直出力線、5は水平駆動線、6はリセ
ット用のMOSトランジスタ、7は容量、8は転送用の
MOSトランジスタ、9は水平出力線、10は転送用の
MOS)−ランジスタ、11はバッファ用のMOS)ラ
ンジスタ、12はプリアンプ、13は入力端子、14は
入力端子、15は入力端子、16は出力端子、17はn
−領域(基盤)、18はシリコン酸化膜、19はP型ウ
ェル、20はn′″領域、21はn0領域、22は水平
駆動線、23は垂直出力線、24はコンタクトホール、
25は層間絶縁膜、26は容量(ウェル)を有するMO
Sトランジスタ、27は電源端子、28は抵抗負荷用の
MOSトランジスタ、 ンジスタ、 2はMOS 出力線、1 り、14− 29は入力端子、30はpMOsトラ 7−1.7−2は容量、8−1.8− トランジスタ、9−1.9−2は水平 0−1.10−2はMOS)ランジス 1.14−2は入力端子である。 第1図
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a plan view of one pixel of a photoelectric conversion section of a first embodiment of a solid-state imaging device of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view along line xx' of FIG. FIG. 3 is a vertical sectional view taken along the line YY' in FIG. 1. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the photoelectric conversion section and signal readout section of the first embodiment of the solid-state imaging device of the present invention. FIG. 5 is a timing chart for explaining the operations of the photoelectric conversion section and signal readout section of the first embodiment. FIG. 6 is an equivalent circuit diagram showing one pixel and a unit readout system of a photoelectric conversion section showing a second embodiment of the solid-state imaging device of the present invention. FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a solid-state imaging device to which the present invention is applied. FIG. 8 is a circuit diagram of a photoelectric conversion section and a signal output section of a solid-state imaging device using the bipolar sensor. FIG. 9 is a timing chart for explaining the operations of the photoelectric conversion section and the signal succession section. 1 is a bipolar sensor, 2 is a capacitor, 3 is a pMOS transistor, 4 is a vertical output line, 5 is a horizontal drive line, 6 is a MOS transistor for reset, 7 is a capacitor, 8 is a MOS transistor for transfer, 9 is a MOS transistor for transfer. Horizontal output line, 10 is a transfer MOS transistor, 11 is a buffer MOS transistor, 12 is a preamplifier, 13 is an input terminal, 14 is an input terminal, 15 is an input terminal, 16 is an output terminal, 17 is n
- region (base), 18 is a silicon oxide film, 19 is a P-type well, 20 is an n'' region, 21 is an n0 region, 22 is a horizontal drive line, 23 is a vertical output line, 24 is a contact hole,
25 is an interlayer insulating film, 26 is an MO having a capacitor (well)
S transistor, 27 is a power supply terminal, 28 is a MOS transistor for resistive load, resistor, 2 is a MOS output line, 14-29 is an input terminal, 30 is a pMOS transistor, 7-1.7-2 is a capacitor, 8 -1.8- Transistor 9-1.9-2 is horizontal 0-1.10-2 is MOS) Rungis 1.14-2 is an input terminal. Figure 1

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一導電型の第1の半導体領域と、 この第1の半導体領域の外部に形成された、第1の半導
体領域と反対導電型の第2の半導体領域と、 前記第1の半導体領域の内部に形成された第1の半導体
領域と反対導電型の第3の半導体領域と、 前記第2の半導体領域と第3の半導体領域との間の前記
第1の半導体領域上に絶縁膜を介して形成された制御電
極と、 を有する光電変換素子。
(1) a first semiconductor region of one conductivity type; a second semiconductor region of a conductivity type opposite to that of the first semiconductor region formed outside the first semiconductor region; and the first semiconductor region. a third semiconductor region of a conductivity type opposite to that of the first semiconductor region formed inside the semiconductor region; and an insulating film on the first semiconductor region between the second semiconductor region and the third semiconductor region. A photoelectric conversion element comprising: a control electrode formed through the control electrode;
(2)請求項1記載の光電変換素子を単位画素として用
いた固体撮像装置。
(2) A solid-state imaging device using the photoelectric conversion element according to claim 1 as a unit pixel.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0616464A3 (en) * 1993-03-15 1995-01-18 Canon Kk Signal processor.

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