JPH04145663A

JPH04145663A - Ｍｏｓ型固体撮像装置およびその駆動方法

Info

Publication number: JPH04145663A
Application number: JP2269818A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Shiraki; 白木　広光; Shinichi Teranishi; 信一寺西; Yoshikuni Tanaka; 田中　敬訓
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-10-08
Filing date: 1990-10-08
Publication date: 1992-05-19

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はＭＯＳ型固体撮像装置およびその駆動方法に関
する。

〔従来の技術〕

従来の固体撮像装置には大きく分けてＭＯＳ型固体撮像
装置とＣＣＤ型固体撮像装置がある。第４図はＭＯＳ型
固体撮像装置の回路図である。この装置は垂直シフトレ
ジスタ１０１、水平シフトレジスタ１０２、光ダイオー
ドＰＤ、各光ダイオードの垂直、水平走査用に設けられ
た二個のＭ○ＳトランジスタスイッチＴｖ（垂直）、Ｔ
Ｈ（水平）、さらに各水平信号線１０３には各水平素子
読み取りの直前に水平信号線１０３をビデオバイアスＶ
ＲにリセットするトランジスタＴＲ、トランジスタＴλ
をオン・オフするためのリセット信号線Ｒｐ、さらに各
水平映像信号の映像増幅器１０４への入力、非入力をコ
ントロールするスイッチＳＶよりなる。

次にこの固体撮像装置の動作について述べる。

まず最上段の垂直走査線１０５に垂直シフトレジスタ１
０１からパルス電圧を与え最上段のトランジスタＴＶを
すべてオン状態にする。次にリセットトランジスタＴＲ
をリセ・ント信号Ｒｐによってオン状態にすることによ
って水平信号線の電位をビデオバイアスＶＲにセットす
る。次にトランジスタＴＲをオフした後水平シフトレジ
スタ１゜２からの出力によって左端のＭＯＳトランジス
タＴＨを働らかせて映像信号を読み出す。ここで再びト
ランジスタＴλをオン・オフして水平信号線の電位をビ
デオバイアス■ｈにセットする。次に第一段の左から２
個目の画素のトランジスタＴＨを働らかせて映像信号を
読み出す。このような操作を右端まで行ない、−段目の
映像出力を映像増幅器１０４から得る。次に垂直シフト
レジスタの出力を第２段目に移し、第一段と同様の操作
を行ない第２段目の出力を得る。このような操作を最下
段まで行ない、垂直ブランキング期間の後第−段から全
く同じようにして出力信号の読み出しを行なう。以上の
操作によって、光ダイオードＰＤへの光入射によって発
生した電子は映像増幅器１０４に送られ映像信号となる
。しかし、光によって発生した電子は光ダイオードがら
映像増幅器１０４まで、全く増幅されることなく送られ
る。

ＣＣＤ型固体撮像装置においては、光電変換された信号
電荷が垂直ＣＣＤレジスタへ送られ、水平ＣＣＤレジス
タへ転送され映像増幅器へ送られるが、画素に増幅機能
を有していないことは、ＭＯＳ型固体撮像装置と同様で
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上説明したように、従来のＭＯＳ型固体撮像装置にお
いては、画素自体に増幅機能を有していないので、入射
光量が小さい低照度の撮像では、ＭＯＳトランジスタよ
りなる読出回路から発生する雑音による画質の劣化が著
しいという欠点がある。

本発明の目的は、低照度において良好な画像の得られる
ＭＯＳ型固体撮像装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明ＭＯＳ型固体撮像装置は、Ｎ（又はＰ）型半導体
基板に選択的に形成された島状Ｐ（又はＮ）型領域、前
記島状Ｐ（又はＮ）型領域に形成されたＮ”　　（又は
Ｐ＋）領域、前記島状Ｐ（又はＮ）型領域と所定間隔お
いて形成されたＰ”　　（又はＮ”　）領域、前記Ｐ＋
　（又はＮ”　）領域と前記Ｎ”　　（又はＰ＋）領域
と前記島状Ｐ（又はＮ）型領域とを含む前記Ｎ（又はＰ
）型半導体基板表面に形成された絶縁膜、および前記絶
縁膜上に設けられたゲート電極を有する複合ＭＯＳトラ
ンジスタを、Ｌ本の水平電極とＭ本の垂直読出線の交差
位置に、前記ゲート電極を前記水平電極に接続し前記Ｎ
”　　（又はＰ”　）領域を前記垂直読出線に接続して
、それぞれ配置したセンサアレイと、前記センサアレイ
のＭ本の垂直読出線のそれぞれの一端と基準電位端との
間に挿入されたＭ個の第１のスイッチと、前記Ｍ本の垂
直読出線のそれぞれの他端に一端を接続されたＭ個の第
２のスイッチと、前記各第２のスイッチの他端と信号線
との間にそれぞれ挿入された第３のスイッチと、前記第
２のスイッチの他端と基準電位端との間にそれぞれ挿入
された電荷蓄積手段と、前記第３のスイッチを順次に開
閉するパルスを発生する水平シフトレジスタと、前記垂
直読出線に順次に所定のパルスを印加する垂直レジスタ
と、前記Ｎ（又はＰ）型半導体基板に所定の正（又は負
）の直流電位を印加する手段と、前記複合ＭＯＳトラン
ジスタのＰ”　　（又はＮ”　）領域に所定の負（又は
正）の直流電位を印加する手段とを有するというもので
ある。

又、本発明ＭＯＳ型固体撮像装置の駆動方法は、Ｎ（又
はＰ）型半導体基板に選択的に形成された島状Ｐ（又は
Ｎ）型領域、前記島状Ｐ（又はＮ）型領域に形成された
Ｎ”　　（又はＰ＋）領域、前記島状Ｐ（又はＮ）型領
域と所定間隔おいて形成されたＰ＋　（又はＮ”）領域
、前記Ｐ”　　（又はＮ”　）領域と前記Ｎ”　　（又
はＰ”　）領域と前記島状Ｐ（又はＮ）型領域とを含む
前記Ｎ（又はＰ）型半導体基板表面に形成された絶縁膜
、および前記絶縁膜上に設けられたゲート電極を有する
複合ＭＯＳトランジスタを、Ｌ本の水平電極とＭ本の垂
直読出線の交差位置に、前とゲート電極を前記水平電極
に接続し前記Ｎ”　　（又はＰ”　）領域を前記垂直読
出線に接続して、それぞれ配置したセンサアレイと、前
記センサアレイのＭ本の垂直読出線のそれぞれの一端と
基準電位端との間に挿入されたＭ個の第１のスイッチと
、前記Ｍ本の垂直読出線のそれぞれの他端に一端を接続
されたＭ個の第２のスイッチと、前記各第２のスイッチ
の他端と信号線との間にそれぞれ挿入された第３のスイ
ッチと、前記第２のスイッチの他端と基準電位端との間
にそれぞれ挿入された電荷蓄積手段と、前記第３のスイ
ッチを順次に開閉するパルスを発生する水平シフトレジ
スタと、前記垂直読出線に順次に所定のパルスを印加す
る垂直レジスタと、前記Ｎ（又はＰ）型半導体基板に所
定の正（又は負）の直流電位を印加する手段と、前記複
合ＭＯＳトランジスタのＰ”　　（又はＮ”　）領域に
所定の負（又は正）の直流電位を印加する手段とを有す
るＭＯＳ型固体撮像素子の、ｉ（１≦ｉ≦Ｌ）番目の前
記水平電極を介して前記各複合ＭｏＳトランジスタのｐ
（又はｎ）ＭＯＳトランジスタのチャネルの表面電位を
前記Ｐ”　　（又はＮ”　）領域の電位より１ボルト程
度高く（又は低く）なるように設定して前記島状Ｐ（又
はＮ）型領域を空乏化せしめ、前記表面電位を前記ｉ番
目の水平電極を介して所定の電位に設定して前記島状ｐ
（又はＮ）型領域及びその周辺に入射した光によって発
生した正孔（又は電子）を前記島状Ｐ（又はＮ）型領域
並びにその周囲の浮遊容量に一定期間蓄積する動作をｉ
＝１からｉ＝Ｌまで順次に行なったのち、Ｍ個の前記第
２のスイッチを開きＭ個の前記第１のスイッチを閉じて
Ｍ本の前記垂直読出線の電位を初期設定したのち、Ｍ個
の前記第１のスイッチを開き、Ｍ個の前記第２のスイッ
チを閉じたのち、ｉ番目の前記水平電極に正（又は負）
電位のパルスを与えて前記複合ＭＯＳトラジスタのｎ（
又はｐ）ＭＯＳトランジスタを導通させ前記入射光に応
じた信号電流を前記垂直読出線に取り出して前記電荷蓄
積手段に蓄積し、前記第３のスイッチを開き、前記水平
シフトレジスタからのパルスによって順次に前言己第２
のスイッチを閉じて前記電荷蓄積手段の電荷を前記信号
線に取り出す動作を、ｉ＝１からｉ＝Ｌまで順次に行な
って１フィールド分の映像情報とするというものである
。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明ＭＯＳ型固体撮像装置の第１の実施例の
回路図（便宜上、２行２列のセンサアレイを図示）、第
２図（ａ）は第１の実施例におけるセンサアレイの構造
を示す平面図、第２図（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第２図
（ａ）のＡ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図である。

まずセンサアレイの画素について説明する。

Ｎ型半導体基板１の表面部に六角形状の島状Ｐ型領域３
が設けられている。島状Ｐ型領域３から所定間隔におい
てＰ１領域２が取り囲んでいる。

又、島状Ｐ型領域３の中央部に浅いＮ＋領域４が設けら
れている。このようなＮ型半導体基板１の表面には厚さ
数十ナノメータの５ｉ０２膜（８゜９）が全面に設けら
れその上にポリシリコン膜（厚さ数百ナノメータ）など
の水平電極７が設けられている。水平電極の表面にはＳ
　ｉ　０２膜１０が設けられている。又、Ｎ＋領域４と
コンタクト領域５ａで接触して垂直読出線５ｂが設けら
れている。コンタクト領域５ａは水平電極と短絡したい
よう水平電極を貫通するコンタクト孔の側面は酸化シリ
コン膜で覆われている。

このような構造の画素が水平方向に配列されて水平電極
７を共有している。このような水平列が複数本平行に配
置して六方稠密構造のセンサアレイを構成している。各
画素のＰ＋領域は上下左右に連結されて網状をなしてい
る。又、各画素の垂直読出線５ｂは垂直方向にジグザグ
に連結されている６各画素は、島状Ｐ壁領域３をソース、Ｐ＋領域２をドレ
イン、ＳｆＯｚＭ８をゲート絶縁膜とするｐＭＯＳトラ
ンジスタ（以下参照番号を（８）と記す）と、Ｎ１領域
をソース、島状Ｐ型領域上の５ｉ０２膜９をゲート絶縁
膜、Ｎ型半導体基板１をトレインとするｎ　Ｍ　ＯＳ　
トランジスタ（以下参照番号（９）と記す）とを含んで
いる。水平電極７はｐＭｏＳトラジスタ（８）、ｎＭＯ
Ｓトランジスタ（９）のゲート電極である。

以上説明したセンサアレイの２本の垂直読出線５のそれ
ぞれの一端と接地電位端との間に第１のスイッチ１５が
挿入され、又２本の垂直読出線のそれぞれの他端に第２
のスイ、ツチ１６の一端が接続され、第２のスイッチの
他端は容量１７と第３のスイッチ１８の一端に接続され
、第３のスイッチの他端は信号線２０に接続されている
。第３のスイッチ１８であるＭＯＳトランシタのゲート
電極は、水平シフトレジスタ１４の各段に接続されてい
る。垂直信号読出線７には、垂直レジスタ１３により、
順次にパルスが印加される。又、Ｎ型半導体基板１には
電源１１が接続され、各画素のＰ“領域２には電源１２
が接続されている。

次にこの画素の動作について説明する。

Ｎ型半導体基板１に、電源１１によりプラス数ボルトの
基板バイアス電圧を加え、Ｐ”領域２には数ボルト（７
ボルトと仮定する）のマイナス電圧を加えると同時に水
平方向電極７にはＰ＋領域２に加えた電圧よりやや高い
電圧を加え、Ｎ型半導体基板１の表面電位をＰ＋領域２
の電圧より約ＩＶ高くする。

このときＰ＋領域２と島状Ｐ壁領域３の間はｐＭＯＳト
ランジスタ（８）が存在する。従って島状Ｐ壁領域３の
正孔は水平電極７の下の薄いＳｉＣ２の下を通ってＰ＋
領域２に引き込まれマイナス電位となる。その大きさは
ｐＭＯＳトランジスタ（８）とチャネル領域の表面電位
に等しくなる。

またＰ＋領域２および水平電極７の電圧が負で共に大き
い時（Ｐ＋領域２の方がより負とする）は島状Ｐ壁領域
３の正孔はすべてＰ＋領域２に引き去られ島状Ｐ壁領域
３は完全に空乏化される。次に８の下の電位が一〇、５
■になるような電圧を水平電極７に与える。このとき島
状Ｐ壁領域はポテンシャル井戸となる。光がこのセルに
当たると、島状Ｐ壁領域３およびその周辺に発生したホ
ールは島状Ｐ壁領域および、島状Ｐ壁領域と連結した浮
遊容量に流入して、その電位を上げる。今Ｎ＋領域４を
ソース（通常０ボルト）、島状Ｐ壁領域３のうちその表
面にゲート絶縁膜９をもつ領域をゲート、Ｎ型半導体基
板１をドレインとするｎ　Ｍ　ＯＳ　）ラジスタ（９〉
を考える。

このとき、島状Ｐ壁領域の電位は入射した光が大である
程ゼロに近ずくので、ｎＭＯＳトランジスタ（９）のバ
ックゲート電圧は小さくなり、しきい電圧も小さくなり
ドレイン電流は大きくなる２従ってトレイン電流の大き
さから画素に入射した光量を知ることができる。この電
流は垂直読出線５に現われる。

次にこの第１の実施例の駆動方法（本発明ＭＯ８型固体
撮像装置の駆動方法の第１の実施例）について説明する
。

Ｐ“領域２をマイナス数ボルト（７ボルトとする）、第
一段の水平電極下のＮ領域の表面電位をＰ＋領域２より
１ボルト高い電位に設定すると最上段の島状Ｐ壁領域は
すべて空乏化あるいは完全空乏化する。次に第一段の水
平電極７をｐＭＯｓＭＯＳトランシタの下の表面電位が
０．５Ｖ程度になるようにするとｐＭＯＳトランジスタ
（８）ｎＭＯＳトランジスタ（９）共にオフになり島状
Ｐ型領域はフロートする。この状態で最上段は信号正孔
の蓄積を始める。この状態で第２段にも同じ操作を行な
い信号蓄積を始める。第２段の信号蓄積が終了したら次
に信号の読み出しを行なう。

前述した信号の蓄積状態では各画素のｎＭＯｓトランジ
スタはオフになっている。この状態でまず第１のスイッ
チ１６を開き、第２のスイッチ１５を閉じて垂直読出線
５の電位を接地電位にし垂直読出線の電位を初期化する
。次に第１のスイッチ１５を開く。

次に第３のスイッチをすべてオフにしたのち第２のスイ
ッチをオンにする。

次に垂直シフトレジスタ１３により最上段の水平電極７
に正の電位を与える。

ｐＭＯＳトランジスタ（８）はオフしつづけ、ｎＭＯＳ
トランジスタ（９）はオンになる。Ｎ型半導体基板１か
らＮ＋領域４、垂直読出線５を通って容量１７へ電流が
流入する。この電流は、これらのトランジスタのしきい
電圧に関係し光が全く当らない時は島状Ｐ型領域のバッ
クゲートバイアスは最大であるのでしきい電圧は大きく
なり、小さい電流しか流れない。しかし当った光の量が
大きくなるに従ってしきい電圧は小さくなり流れる電流
量は大きくなる。このような映像信号を読み出す時間は
１μｓ程度が適当である。なぜなら読み出し中に非常に
強い光が島状Ｐ型領域に入射するとｐＭＯＳトランジス
タはオフであるので過剰正孔はＰ＋領域に逃げられず島
状Ｐ型領域３は周囲に対してプラスになるがらである。

このときには正孔は島状Ｐ型領域がらＮ型半導体基板１
の中に流入するため周囲のセルへの正孔の拡散が起りブ
ルーミングとなる。従って映像信号の読出時間はできる
だけ短くしたければならない。

次に第２のスイッチ１６をすべて開いた後、水平シフト
レジスタ１４がらの出力によって順次第３のスイッチ１
８をオンにし、容量１７に蓄積されている信号電荷を順
次出力させる。

この場合第２のスイッチ１６をオフにするとセンサアレ
イと上下の周辺回路は電気的に分離される。第２のスイ
ッチ１６をオフにした後垂直シフトレジスタの第１段目
の出力がセンサアレイの第１段目に与えられる。この場
合のシフトレジスタからのパルスの尖頭値はマイナス数
ボルトで始まりたとえば数μｓ後から−０，５ボルトを
持続するので島状Ｐ型領域は信号ホールの蓄積を行なう
と共にブルーミングも防止する。

第１段の信号の読み高しが終ったら、第１段目のＮ型半
導体基板の表面電位をマイナス数ボルトよりやや高い電
圧（１ボルト程度）に設定すると最上段の島状Ｐ型領域
はすべて空乏化あるいは完全空乏化する０次に第一段の
水平電極７をｐＭ。

Ｓトランジスタ（８）のＮ型半導体基板の表面電位が−
０，５ボルト程度になるようにする。このときｐＭＯＳ
トランジスタ（８）　、ｎＭＯＳトランジスタ（９）は
共にオフになり島状Ｐ型領域はフロートする。この状態
で最上段は信号正孔の蓄積を始める。第２段目以後の信
号読みだし、および信号の蓄積は上述のように行なわれ
一フイールドの画面を構成する。このような動作をくり
返すことによって全画面より入射光に応じた信号を継続
的に読みだすことが出来る。

センサアレイが六方稠密配列になっているので、画素の
高密度化が達成でき高解像度の固体撮像装置が実現でき
る。

島状Ｐ型領域の電位は光量によって変化する。

１フイールド（又はフレーム）期間に島状Ｐ型領域に蓄
積される電荷の光量による変化量を△ＱＩＩ１．ｎＭＯ
Ｓトランジスタを通って１μｓ間に読み出される電荷の
光量による変化量を△Ｑ　ｏ　ｕ　ｔとすると電荷利得
は△Ｑｏｕｔ／ＱＩａで与えられる。この電荷利得はｎ
ＭＯ８トランジスタのバックゲート効果によるものであ
り、本発明者の検討したところでは、１０３〜１０５の
非常に大きな値を実現することも可能である。

又、信号続出期間を除き、ブルーミング防止機構がある
のでブルーミングは少なくなる。

第３図は第２の実施例を示すセンサアレイの平面図であ
る。

この実施例は第１の実施例のものに水平方向電８ｉ１９
を追加したものである。

水平電極７．垂直読出線５ｂ上にＳｉＯ２膜を介してポ
リシリコン膜やＡ（膜の水平方向電極１９が、各水平列
の島状Ｐ壁領域３の上方を除き、被覆されている。水平
電極７又は水平方向電極１９のどちらか一方が各画素に
おいて島状Ｐ壁領域３とＰ＋領域２で挟まれたＮ型半導
体基板の表面部上に５ｉｎ２膜（８，９と同じ厚さ）を
介して設けられていることになる。

この水平方向電極にＰ＋領域２に加える電圧よりやや高
い電圧を与えることにより、島状Ｐ型頭域中の正孔をＰ
＋領域に吸収させる。第１の実施例では、この作用を水
平電極のみによっていたのであるが、第２の実施例では
、水平方向電極を設けたので、正孔をＰ１領域に速やか
に吸収させることができる。水平電極と水平方向電極と
には例えば同一のパルスを印加すればよいのである。

又、信号蓄積モードにおいては、島状Ｐ型領域周辺のＮ
型半導体基板の表面電１位は−０，５ボルト程度になる
のでブルーミング抑制作用は、第１の実施例より一層確
実になる。

また、信号読出し期間にも水平方向電極下のＮ領域の表
面ポテンシャルを−０，５ボルトにすれば、島状Ｐ壁領
域に蓄積された過剰な正孔は前述のＮ領域の表面を通っ
てＰ”領域に抜ける。従って読出し期間を長くしてもブ
ルーミングの防止ができる。

その他は、第１の実施例の駆動方法と同じである。

以上の実施例は、導電型と電圧の極性を逆にしてもよい
ことは改めて詳細説明を俟うまでもなく明らかなことで
ある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ｐ（又はｎ）ＭＯ
Ｓトランジスタの一方の活性領域中にＮ“　（又はＰ”
　）領域に設けた複合トランジスタを光電変換素子とす
る高感度でブルーミング防止作用のあるＭＯＳ型固体撮
像装置を実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ＭＯＳ型固体撮像装置の第１の実施例の
回路図、第２図（ａ＞は第１図におけるセンサアレイの
構造を示す平面図、第２図（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第
２図（ａ）のＡ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図、第３図
は本発明ＭＯＳ型固体撮像装置の第２の実施例における
センサアレイの構造を示す平面図、第４図は従来のＭＯ
Ｓ型固体撮像装置の回路図である。１・・・Ｎ型半導体基板、２・・・Ｐ＋領域、３・・・
島状Ｐ壁領域、４・・・Ｎ＋領領域５ａ・・・コンタク
ト領域、５ｂ・・・垂直読出線、７・・・水平電極、１
つ・・・水平方向電極。

Claims

【特許請求の範囲】１、Ｎ（又はＰ）型半導体基板に選択的に形成された島
状Ｐ（又はＮ）型領域、前記島状Ｐ（又はＮ）型領域に
形成されたＮ＾＋（又はＰ＾＋）領域、前記島状Ｐ（又
はＮ）型領域と所定間隔おいて形成されたＰ＾＋（又は
Ｎ＾＋）領域、前記Ｐ＾＋（又はＮ＾＋）領域と前記Ｎ
＾＋（又はＰ＾＋）領域と前記島状Ｐ（又はＮ）型領域
とを含む前記Ｎ（又はＰ）型半導体基板表面に形成され
た絶縁膜、および前記絶縁膜上に設けられたゲート電極
を有する複合ＭＯＳトランジスタを、Ｌ本の水平電極と
Ｍ本の垂直読出線の交差位置に、前記ゲート電極を前記
水平電極に接続し前記Ｎ＾＋（又はＰ＾＋）領域を前記
垂直読出線に接続して、それぞれ配置したセンサアレイ
と、前記センサアレイのＭ本の垂直読出線のそれぞれの
一端と基準電位端との間に挿入されたＭ個の第１のスイ
ッチと、前記Ｍ本の垂直読出線のそれぞれの他端に一端
を接続されたＭ個の第２のスイッチと、前記各第２のス
イッチの他端と信号線との間にそれぞれ挿入された第３
のスイッチと、前記第２のスイッチの他端と基準電位端
との間にそれぞれ挿入された電荷蓄積手段と、前記第３
のスイッチを順次に開閉するパルスを発生する水平シフ
トレジスタと、前記垂直読出線に順次に所定のパルスを
印加する垂直レジスタと、前記Ｎ（又はＰ）型半導体基
板に所定の正（又は負）の直流電位を印加する手段と、
前記複合ＭＯＳトランジスタのＰ＾＋（又はＮ＾＋）領
域に所定の負（又は正）の直流電位を印加する手段とを
有することを特徴とするＭＯＳ型固体撮像装置。２、Ｎ（又はＰ）型半導体基板に選択的に形成された島
状Ｐ（又はＮ）型領域、前記島状Ｐ（又はＮ）型領域に
形成されたＮ＾＋（又はＰ＾＋）領域、前記島状Ｐ（又
はＮ）型領域と所定間隔おいて形成されたＰ＾＋（又は
Ｎ＾＋）領域、前記Ｐ＾＋（又はＮ＾＋）領域と前記Ｎ
＾＋（又はＰ＾＋）領域と前記島状Ｐ（又はＮ）型領域
とを含む前記Ｎ（又はＰ）型半導体基板表面に形成され
た絶縁膜、および前記絶縁膜上に設けられたゲート電極
を有する複合ＭＯＳトランジスタを、Ｌ本の水平電極と
Ｍ本の垂直読出線の交差位置に、前記ゲート電極を前記
水平電極に接続し前記Ｎ＾＋（又はＰ＾＋）領域を前記
垂直読出線に接続して、それぞれ配置したセンサアレイ
と、前記センサアレイのＭ本の垂直読出線のそれぞれの
一端と基準電位端との間に挿入されたＭ個の第１のスイ
ッチと、前記Ｍ本の垂直読出線のそれぞれの他端に一端
を接続されたＭ個の第２のスイッチと、前記各第２のス
イッチの他端と信号線との間にそれぞれ挿入された第３
のスイッチと、前記第２のスイッチの他端と基準電位端
との間にそれぞれ挿入された電荷蓄積手段と、前記第３
のスイッチを順次に開閉するパルスを発生する水平シフ
トレジスタと、前記垂直読出線に順次に所定のパルスを
印加する垂直レジスタと、前記Ｎ（又はＰ）型半導体基
板に所定の正（又は負）の直流電位を印加する手段と、
前記複合ＭＯＳトランジスタのＰ＾＋（又はＮ＾＋）領
域に所定の負（又は正）の直流電位を印加する手段とを
有するＭＯＳ型固体撮像素子の、ｉ（１≦ｉ≦Ｌ）番目
の前記水平電極を介して前記各複合ＭＯＳトランジスタ
のｐ（又はｎ）ＭＯＳトランジスタのチャネルの表面電
位を前記Ｐ＾＋（又はＮ＾＋）領域の電位より１ボルト
程度高く（又は低く）なるように設定して前記島状Ｐ（
又はＮ）型領域を空乏化せしめ、前記表面電位を前記ｉ
番目の水平電極を介して所定の電位に設定して前記島状
Ｐ（又はＮ）型領域及びその周辺に入射した光によって
発生した正孔（又は電子）を前記島状Ｐ（又はＮ）型領
域並びにその周囲の浮遊容量に一定期間蓄積する動作を
ｉ＝１からｉ＝Ｌまで順次に行なったのち、Ｍ個の前記
第２のスイッチを開きＭ個の前記第１のスイッチを閉じ
てＭ本の前記垂直読出線の電位を初期設定したのち、Ｍ
個の前記第１のスイッチを開き、Ｍ個の前記第２のスイ
ッチを閉じたのち、ｉ番目の前記水平電極に正（又は負
）電位のパルスを与えて前記複合ＭＯＳトラジスタのｎ
（又はｐ）ＭＯＳトランジスタを導通させ前記入射光に
応じた信号電流を前記垂直読出線に取り出して前記電荷
蓄積手段に蓄積し、前記第３のスイッチを開き、前記水
平シフトレジスタからのパルスによって順次に前記第２
のスイッチを閉じて前記電荷蓄積手段の電荷を前記信号
線に取り出す動作を、ｉ＝１からｉ＝Ｌまで順次に行な
って１フィールド分の映像情報とすることを特徴とする
ＭＯＳ型固体撮像装置の駆動方法。３、平面形状が六角形と島状Ｐ（又はＮ）型領域の周辺
を所定間隔をおいて囲むＰ＾＋（又はＮ＾＋）領域を含
む複合ＭＯＳトラジスタが六方稠密に配置されている請
求項１記載のＭＯＳ型固体撮像装置。４、Ｎ（又はＰ）型半導体基板に平面形状が六角形とな
るよう選択的に形成された島状Ｐ（又はＮ）型領域、前
記島状Ｐ（又はＮ）型領域に形成されたＮ＾＋（又はＰ
＾＋）領域、前記島状Ｐ（又はＮ）型領域の周辺を所定
間隔おいて囲んで形成されたＰ＾＋（又はＮ＾＋）領域
、前記Ｐ＾＋（又はＮ＾＋）領域と前記Ｎ＾＋（又はＰ
＾＋）領域と前記島状Ｐ（又はＮ）型領域とを含む前記
Ｎ（又はＰ）型半導体基板表面に形成された絶縁膜、お
よび前記絶縁膜上に設けられたゲート電極を有する複合
ＭＯＳトランジスタを、複数個六方稠密構造に配列し、
一水平列ごとに前記複合ＭＯＳトランジスタのゲート電
極を連結したＬ本の水平電極、一垂直列ごとに前記Ｐ＾
＋（又はＮ＾＋）領域上に絶縁膜を介してジグザグ状に
配置され前記複合ＭＳＯトランジスタのＮ＾＋（又はＰ
＾＋）領域に接続されたＭ本の垂直読出線、および前記
複合ＭＯＳトランジスタの島状Ｐ（又はＮ）型領域上を
除き絶縁膜を介して設けられ前記一水平列ごとに連結し
た水平方向電極を含むセンサアレイと、前記センサアレ
イＭ本の垂直読出線のそれぞれの一端と基準電位端との
間に挿入されたＭ個の第１のスイッチと、前記Ｍ本の垂
直読出線のそれぞれの他端に一端を接続されたＭ個の第
２のスイッチと、前記各第２のスイッチの他端と信号線
との間にそれぞれ挿入された第３のスイッチと、前記第
２のスイッチの他端と基準電位端との間にそれぞれ挿入
された電荷蓄積手段と、前記第３のスイッチを順次に開
閉するパルスを発生する水平シフトレジスタと、前記垂
直読出線に順次に所定のパルスを印加する垂直レジスタ
と、前記Ｎ（又はＰ）型半導体基板に所定の正（又は負
）の直流電位を印加する手段と、前記複合ＭＯＳトラン
ジスタのＰ＾＋（又はＮ）領域に所定の負（又は正）の
直流電位を印加する手段とを有することを特徴とするＭ
ＯＳ型固体撮像装置。５、Ｎ（又はＰ）型半導体基板に平面形状が六角形とな
るよう選択的に形成された島状Ｐ（又はＮ）型領域、前
記島状Ｐ（又はＮ）型領域に形成されたＮ＾＋（又はＰ
＾＋）領域、前記島状Ｐ（又はＮ）型領域の周辺を所定
間隔おいて囲んで形成されたＰ＾＋（又はＮ＾＋）領域
、前記Ｐ＾＋（又はＮ＾＋）領域と前記Ｎ＾＋（又はＰ
＾＋）領域と前記島状Ｐ（又はＮ）型領域とを含む前記
Ｎ（又はＰ）型半導体基板表面に形成された絶縁膜、お
よび前記絶縁膜上に設けられたゲート電極を有する複合
ＭＯＳトランジスタを複数個六方稠密構造に配列し、一
水平列ごとに前記複合ＭＯＳトランジスタのゲート電極
を連結したＬ本の水平電極、一垂直列ごとに前記Ｐ＾＋
（又はＮ＾＋）領域上に絶縁膜を介してジグザグ状に配
置され前記複合ＭＳＯトランジスタのＮ＾＋（又はＰ＾
＋）領域に接続されたＭ本の垂直読出線、および前記複
合ＭＯＳトランジスタの島状Ｐ（又はＮ）型領域上を除
き絶縁膜を介して設けられ前記一水平列ごとに連結した
水平方向電極を含むセンサアレイと、前記センサアレイ
Ｍ本の垂直読出線のそれぞれの一端と基準電位端との間
に挿入されたＭ個の第１のスイッチと、前記Ｍ本の垂直
読出線のそれぞれの他端に一端を接続されたＭ個の第２
のスイッチと、前記各第２のスイッチの他端と信号線と
の間にそれぞれ挿入された第３のスイッチと、前記第２
のスイッチの他端と基準電位端との間にそれぞれ挿入さ
れた電荷蓄積手段と、前記第３のスイッチを順次に開閉
するパルスを発生する水平シフトレジスタと、前記垂直
読出線に順次に所定のパルスを印加する垂直レジスタと
、前記Ｎ（又はＰ）型半導体基板に所定の正（又は負）
の直流電位を印加する手段と、前記複合ＭＯＳトランジ
スタのＰ＾＋（又はＮ＾＋）領域に所定の負（又は正）
の直流電位を印加する手段とを有するＭＯＳ型固体撮像
装置の、ｉ（１≦ｉ≦Ｌ）番目の前記水平電極および水
平方向電極下の前記Ｎ（又はＰ）型半導体基板の表面電
位を前記Ｐ＾＋（又はＮ＾＋）領域の電位より１ボルト
程度高く（又は低く）なるように設定して前記島状Ｐ（
又はＮ）型領域を空乏化せしめ、前記表面電位を前記ｉ
番目の水平電極及び水平方向電極を介して所定の電位に
設定して前記島状Ｐ（又はＮ）型領域及びその周辺に入
射した光によって発生した正孔（又は電子）を前記島状
Ｐ（又はＮ）型領域並びにその周囲の浮遊容量に一定期
間蓄積する動作をｉ＝１からｉ＝Ｌまで順次に行なった
のち、Ｍ個の前記第２のスイッチを開き、Ｍ個の前記第
１のスイッチを閉じてＭ本の前記垂直読出線の電位を初
期設定したのち、Ｍ個の前記第１のスイッチを開き、Ｍ
個の前記第２のスイッチを閉じたのち、ｉ番目の前記水
平電極に正（又は負）電位のパルスを与えて前記複合Ｍ
ＯＳトランジスタのｎ（又はｐ）ＭＯＳトランジスタを
導通させ前記入射光に応じた信号電流を前記垂直読出線
に取り出して前記電荷蓄積手段に蓄積し、前記第２のス
イッチを開き、前記水平シフトレジスタからのパルスに
よって順次前記第３のスイッチを閉じて前記電荷蓄積手
段の電荷を前記信号線に取り出す動作を、ｉ＝１からｉ
＝Ｌまで順次に行なって１フィールド分の映像情報とす
ることを特徴とするＭＯＳ型固体撮像装置の駆動方法。