JPH04150255A - Image sensor - Google Patents

Image sensor

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JPH04150255A
JPH04150255A JP2271122A JP27112290A JPH04150255A JP H04150255 A JPH04150255 A JP H04150255A JP 2271122 A JP2271122 A JP 2271122A JP 27112290 A JP27112290 A JP 27112290A JP H04150255 A JPH04150255 A JP H04150255A
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JP
Japan
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gate
mos
photodiode
image sensor
fet
Prior art date
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Pending
Application number
JP2271122A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Kadoma
門間 明
Kazufumi Yamaguchi
山口 和文
Yasunaga Yamamoto
泰永 山本
Tatsushizu Okamoto
龍鎮 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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 情報処理機器の進展に伴って、その入力装置としてイメ
ージセンサのニーズが高まっていも 本発明は原稿情報
を高速 高感度で読み取ることを可能にしたイメージセ
ンサに関するものであa従来の技術 フォトダイオードは半導体pn接合部への光照射によっ
て発生した電子・正孔対力受 接合部に存在する内部電
界によって電子はn型層へ 正孔はp型層へと移動する
ことによって生じた信号電荷を蓄積することができも 
フォトダイオードのアレイを用いて電荷蓄積モードでそ
の信号電荷を読み出すイメージセンサとして?!MOS
、増幅型MOS,CCDの各イメージセンサが開発・実
用化されていも MOSイメージセンサζ友 構成が簡単でありフォトダ
イオードの信号電荷をアクセス用MOSFETを通して
順次そのまま画像信号として取り出す方式である力(高
感度が得られな(−これに対し 増幅型MOSイメージ
センサは高感度を得るために画素毎に増幅機能を持板 
第5図に示すようにフォトダイオード7の光電流による
放電後の残留電圧であるアノード電圧を増幅用MOSF
ET8のゲートに受へ ゲート電圧に応じて増幅用MO
SFET8・アクセス用MOSFET9を介して流れる
出力電流を画像信号として取り出す方式であム この方
式はMOSイメージセンサに比べて高感度である力<、
CCDイメージセンサと比べればまだ感度は低しも し
かしながLMOS及び増幅型MOSイメージセンサはと
もに駆動容量が小さく高速走査が容易であム CCDイメージセンサはフォトダイオード、転送ゲート
、転送用CCDシフトレジス久 出力アンプ等から構成
されも フォトダイオードに蓄積された信号電荷G& 
 転送ゲートにより転送用CODシフトレジスタのポテ
ンシャル井戸に移されさらにクロック・パルスによって
このポテンシャル井戸が移動して出力アンプに転送され
も 出力アンプにおいて信号電荷を電圧に変換し 増幅
してこれを画像信号として取り出していム CCDイメ
ージセンサは高感度である力丈 転送用CCDシフトレ
ジスタのゲート容量及びライン容量の大きさから推測で
きるようにその駆動容量が相当大きくなるため高速走査
は難しし− 発明が解決しようとする課題 以上述べたようへ 従来のイメージセンサのうちMOS
及び増幅型MOSイメージセンサでは高速走査は容易で
ある力丈 物理的限界により感度アップが困難であると
いう問題点があも ま?、  CCDイメージセンサで
は高感度は達成されている力(駆動容量が大きいため高
速走査が難しいという問題点かあも 本発明は上記問題
点に鑑へ 高感度で高速走査可能なイメージセンサを提
供するものであも 課題を解決するための手段 上記問題点を解決するため!ζ 本発明のイメージセン
サC友  フォトダイオード フォトダイオードに隣接
する少なくとも2段のMOS型ゲート、MOS型ゲート
後段に隣接する前記フォトダイオードよりも小さな接合
容量を持つ小接合容l 小接合容量pn接合部に発生す
る電圧をゲート電極に受は増幅するためのFET、アク
セス用FET、リセット用FETからなる画素と、前記
アクセス用FET、リセット用FETを順次駆動させる
ための走査用シフトレジスタとから構成すも これらの
素子は集積回路技術により同一半導体基板上に形成する
ことができも 作用 本発明の上記の構成によれは フォトダイオードに一定
時間蓄積された信号電荷を、隣接する2段のMOS型ゲ
ートに順次転送パルスを加えそのゲート電極下の半導体
基板層に生じるポテンシャル井戸をフォトダイオード側
から小接合容量側に移動させることによって、フォトダ
イオードよりも小さな接合容量を持つ小接合容量に転送
することができも その結&  V=Q/Cの関係式か
ら予想されるように 転送されてきた電荷によって小接
合容量にはフォトダイオードの端子電圧を直接に検知し
て得られる電圧よりも高い電圧が発生することになり、
この電圧を増幅用MOSFETのゲートに受けて増幅す
ることにより高出力が得られ感度アップが可能とな翫 
また 駆動容量は主に2段のMOS型ゲートのゲート容
量だけになるために小容量となると同時に転送時間は走
査用クロック時間に比べて長く取ることが可能であもし
たがって、高感度化と駆動回路の簡便化が両立できも 実施例 以下、本発明によるイメージセンサの一実施例を図面と
共に説明すも 第1図ζ友 本発明のイメージセンサの4画素分(画素
a −d )の等価回路図であり、フォトダイオードI
a−1d、2段のMOS型ゲート2a〜2d、小接合容
量3a〜3d、増幅用nチャネルMOS F ET 4
 a 〜4 d、  アクセス用nチャネルMOSFE
T5a 〜5d、  リセット用nチャネルMOSFE
T6a〜6dからなる画素と走査用シフトレジスタから
なってい4 ここF、VDDは電源電圧(5V〜6V)
端子、VBBはリセット電圧(2,5V〜3V)端子、
 ISは画像信号出力端子、ΦfとΦ2は電荷転送パル
ス入力端子、A1〜A6は走査用シフトレジスタの走査
パルスの出力端子であも 走査パルス出力端子は各画素
のアクセス用nチャネルMOSFETのゲートとその前
段の画素のリセット用nチャネルMOSFETのゲート
に共通接続されており、走査パルスはその画素に対する
アクセスと前段の画素に対するリセットを同時に行なう
。第2図ζ友 半導体基板としてn型を用いた場合の本
発明のイメージセンサの画素内の受光・転送部のデバイ
ス構造の断面図であ&n型半導体基板上にフォトダイオ
ードと小接合容量とを形成するためのp全拡散層がそれ
ぞれ作られ その間に2段のMOS型ゲートが配置され
るという構造になっていも 高感度を得るために小接合
容量pn接合部の接合容量はフォトダイオードのそれに
比べてできるだけ小さくしていaまf=  n型基板は
電源電圧に接続されており、2つのpn接合部には逆方
向バイアスが印加されていも 第3図1よ Φ1とΦ2
端子に加える電荷転送パルス A1〜As端子に出力さ
れる走査パル入IS端子から出力される画像信号出力波
形のタイミング図であa 第4図(友 第3図に示した
各時刻における画素内の受光・転送部の表面ポテンシャ
ル分布と電荷分布を示した図であム ポテンシャル図は
この場合正孔のエネルギー準位を基準にして描いていも 本発明のイメージセンサの動作段階としては電荷蓄積期
間−電荷転送動作一画像信号読み出し動作の3つの段階
があり、これらの段階を第1〜4図を用いて順に説明す
も 時刻t−において(よ リセット後一定の電荷蓄積
期間に入射光によってフォトダイオードに発生した電子
・正孔対のうち正孔力(逆方向バイアスによってフォト
ダイオードのp全拡散層に集めらていも このとき、 
p全拡散層に隣接する1段目のMOS型ゲートのゲート
電圧Φ1はHIGHレベルのた6p型拡散層の表面ポテ
ンシャルは1段目のゲートのゲート電極下n型基板層の
それよりも低くなるので、光励起によって発生した正孔
はp全拡散層に集められ保持されも この正孔つまり正
電荷が信号電荷となa時刻t1になると電荷転送動作が
開始され Φ1がLOWレベ)I<  2段目MOS型
ゲートのゲート電圧Φ2がHIGHレベルであるので、
 1段目のMOS型ゲートのゲート電極下n型基板層の
表面ポテンシャルがこのp全拡散層と2段目のMOS型
ゲートのゲート電極下n型基板層のそれよりも低くなり
、 1段目のMOS型ゲートのゲート電極下n型基板層
にポテンシャル井戸ができも そのためp全拡散層に保
持されていた正電荷がこの井戸に流れ込a 時刻t2で
は Φ1、Φ2がともにLOWレベルとなり、 1段目
と2段目のMOS型ゲートのゲート電極下n型基板層の
表面ポテンシャルが同一でかつフォトダイオードのp全
拡散層と小接合容量のp全拡散層のそれよりも低くなっ
て、 1段目と2段目のMOS型ゲートのゲート電極下
n型基板層にまたがったポテンシャル井戸ができもその
ため1段目のMOS型ゲートのゲート電極下n型基板層
のポテンシャル井戸に保持されていた正電荷は新しくで
きたポテンシャル井戸に広がって分布し保持されも 時
刻tsになると、Φ1がHIGHレベ)L<  Φ2が
LOWレベルとなり、 2段目のMOS型ゲートのゲー
ト電極下n型基板層の表面ポテンシャルが1段目のMO
S型ゲートのゲート電極下n型基板層と小接合容量のp
全拡散層のそれよりも低くなり、2段目のMOS型ゲー
トのゲート電極下n型基板層にポテンシャル井戸ができ
も そのため1段目と2段目のMOS型ゲートのゲート
電極下n型基板層にまたがったポテンシャル井戸に広が
って分布し保持されていた正電荷は この井戸に集まム
 時刻t4でζ戴 Φ1、Φ2がともにHIGHレベル
となり、小接合容量のp全拡散層の表面ポテンシャルは
2段目のMOS型ゲートのゲート電極下n型基板層のそ
れよりも低(なり、このp全拡散層にポテンシャル井戸
ができも そのため2段目のMOS型ゲートのゲート電
極下n型基板層のポテンシャル井戸に保持されていた正
電荷は小接合容量のp全拡散層のボテンシャル井戸に集
まも この電荷転送動作は全画素同じタイミングで行わ
れ 各画素の信号電々はそれぞれの小接合容量で保持さ
れた状態となム 転送終了徽 走査用シフトレジスタか
らの走査パルスによって画像信号の読み出しが始まり、
順次画素がアクセス及びリセットされも まず画素aが
A1端子に出力された走査パルスによってアクセスされ
 アクセス用nチャネルMOSFET5aがONL  
小接合容量3aにおいて信号電荷の電荷量に比例して変
換された電圧であるアノード電圧を増幅用nチャネルM
OSFET4aのゲートに受(す、ゲート電圧に応じて
増幅用nチャネルMOSFET4 a ・アクセス用n
チャネルMOSFET5aを介して流れる出力電流がI
S端子から画像信号として取り出されも 先に述べたよ
う置 走査パルスはその画素に対するアクセスと前段の
画素に対するリセットを同時に行なうので、アクセスが
終了した画素は次段の画素のアクセスのタイミングでリ
セットされも つまり画素aの場合は画素すがアクセス
されるタイミングでリセットされも リセット隊 リセ
ット用nチャネルMOSFET6aが0NI−小接合容
量3aの端子電圧はVDD−VBBにリセットされも 
画素b−dについても同様に順次アクセス及びリセット
動作が行われ すべての画素の画像信号の読み出しが完
了すム 以艮 以上に述べた3つの動作段階を繰り返す
[Detailed Description of the Invention] With the advancement of information processing equipment in the field of industrial application, the need for image sensors as input devices has increased.The present invention provides an image sensor that makes it possible to read document information at high speed and with high sensitivity. This is related to a sensor.A Conventional technology Photodiodes receive force between electrons and holes generated by light irradiation on a semiconductor p-n junction.Electrons move to the n-type layer due to the internal electric field existing at the junction. Holes move to the p-type layer. It is also possible to accumulate the signal charge generated by moving to
As an image sensor that uses an array of photodiodes to read out signal charges in charge accumulation mode? ! M.O.S.
Although MOS, amplified MOS, and CCD image sensors have been developed and put into practical use, MOS image sensor ζ has a simple configuration and is a method in which the signal charge of the photodiode is sequentially taken out as an image signal through an access MOSFET. In contrast, amplified MOS image sensors have an amplification function for each pixel in order to obtain high sensitivity.
As shown in FIG. 5, the anode voltage which is the residual voltage after discharge due to the photocurrent of the photodiode 7 is transferred to
To the gate of ET8 Amplification MO according to the gate voltage
This method extracts the output current flowing through SFET8 and access MOSFET9 as an image signal.This method has higher sensitivity than a MOS image sensor.
Although the sensitivity is still lower than that of a CCD image sensor, both LMOS and amplified MOS image sensors have a small drive capacity and are easy to scan at high speed. Although it consists of an output amplifier, etc., the signal charge G&
The transfer gate transfers the signal charge to the potential well of the transfer COD shift register, and the clock pulse moves this potential well and transfers it to the output amplifier.The output amplifier converts the signal charge into voltage, amplifies it, and converts it into an image signal. As can be inferred from the size of the gate capacitance and line capacitance of the transfer CCD shift register, high-speed scanning is difficult because the driving capacitance is considerably large.The invention will solve this problem. As mentioned above, among the conventional image sensors, MOS
High-speed scanning is easy for amplified MOS image sensors, but the problem still remains that it is difficult to increase sensitivity due to physical limitations. Although high sensitivity has been achieved in CCD image sensors (there is also the problem that high-speed scanning is difficult due to the large drive capacity), the present invention takes into consideration the above-mentioned problems and provides an image sensor that is highly sensitive and capable of high-speed scanning. Means for Solving the Problems In order to solve the above problems! ζ Image sensor C of the present invention Photodiode At least two stages of MOS type gates adjacent to the photodiode, and at least two stages of MOS type gates adjacent to the rear stage of the MOS type gate. A pixel consisting of a FET for receiving and amplifying the voltage generated at the pn junction, an access FET, and a reset FET for receiving and amplifying the voltage generated at the pn junction, which has a junction capacitance smaller than that of a photodiode, and the access FET. FET, and a scanning shift register for sequentially driving the reset FET.These elements can be formed on the same semiconductor substrate using integrated circuit technology, but the above-described structure of the present invention has a photo-optical function. Transfer pulses are sequentially applied to the signal charge accumulated in the diode for a certain period of time to two adjacent MOS gates, and the potential well generated in the semiconductor substrate layer under the gate electrode is moved from the photodiode side to the small junction capacitance side. As expected from the relational expression &V=Q/C, the transferred charge can transfer the photo to the small junction capacitance, which has a smaller junction capacitance than the photodiode. A voltage higher than that obtained by directly detecting the terminal voltage of the diode will be generated.
By receiving this voltage at the gate of the amplification MOSFET and amplifying it, high output can be obtained and sensitivity can be increased.
In addition, since the driving capacity is mainly the gate capacitance of the two-stage MOS gate, the capacity is small, and at the same time, the transfer time can be longer than the scanning clock time. Embodiment Hereinafter, an embodiment of the image sensor according to the present invention will be described with reference to the drawings. The photodiode I
a-1d, two-stage MOS gates 2a to 2d, small junction capacitances 3a to 3d, amplification n-channel MOS FET 4
a to 4 d, n-channel MOSFE for access
T5a to 5d, n-channel MOSFE for reset
It consists of pixels consisting of T6a to 6d and a scanning shift register 4 Here F and VDD are power supply voltages (5V to 6V)
terminal, VBB is the reset voltage (2,5V to 3V) terminal,
IS is an image signal output terminal, Φf and Φ2 are charge transfer pulse input terminals, and A1 to A6 are scanning pulse output terminals of a scanning shift register.The scanning pulse output terminal is the gate of an n-channel MOSFET for accessing each pixel. They are commonly connected to the gates of the reset n-channel MOSFETs of the pixels in the previous stage, and the scan pulse simultaneously accesses the pixel and resets the pixels in the previous stage. Figure 2 is a cross-sectional view of the device structure of the light receiving/transfer section in the pixel of the image sensor of the present invention when an n-type semiconductor substrate is used. Even if the structure is such that a full p-diffusion layer is created for each pn junction and a two-stage MOS gate is placed between them, the junction capacitance of the pn junction has a small junction capacitance equal to that of a photodiode in order to obtain high sensitivity. The n-type substrate is connected to the power supply voltage, and even if a reverse bias is applied to the two pn junctions, it will be as small as possible compared to Fig. 3 1, Φ1 and Φ2.
Charging transfer pulses applied to the terminals A1 to As are scan pulses that are output to the terminals. A timing diagram of the image signal output waveform output from the IS terminal. This is a diagram showing the surface potential distribution and charge distribution of the light receiving/transfer section.Although the potential diagram is drawn based on the hole energy level in this case, the operation stage of the image sensor of the present invention is the charge accumulation period. There are three stages: charge transfer operation and image signal readout operation, and these stages will be explained in order using Figures 1 to 4. Among the electron-hole pairs generated in
The gate voltage Φ1 of the first stage MOS type gate adjacent to the p full diffusion layer is at a HIGH level, but the surface potential of the p type diffusion layer is lower than that of the n type substrate layer under the gate electrode of the first stage gate. Therefore, the holes generated by photoexcitation are collected and held in the p total diffusion layer, but these holes, or positive charges, become signal charges.At time t1, the charge transfer operation starts, and Φ1 is at the LOW level)I<2 steps Since the gate voltage Φ2 of the MOS type gate is at HIGH level,
The surface potential of the n-type substrate layer under the gate electrode of the first stage MOS type gate becomes lower than that of this p total diffusion layer and the n-type substrate layer under the gate electrode of the second stage MOS type gate. A potential well is formed in the n-type substrate layer under the gate electrode of the MOS type gate. Therefore, the positive charge held in the p-all diffusion layer flows into this well. At time t2, both Φ1 and Φ2 become LOW level, and 1 The surface potentials of the n-type substrate layers under the gate electrodes of the MOS type gates in the first and second stages are the same and are lower than those of the p-type full diffusion layer of the photodiode and the p-type full-diffusion layer of the small junction capacitance. A potential well was created that spanned the n-type substrate layer under the gate electrode of the MOS gates in the first and second stages, but the potential was held in the potential well in the n-type substrate layer under the gate electrode of the first stage MOS gate. Although the positive charge spreads and is distributed in the newly created potential well and is held, at time ts, Φ1 becomes HIGH level) L< Φ2 becomes LOW level, and the n-type substrate layer under the gate electrode of the second stage MOS gate. The surface potential is the first MO
The n-type substrate layer under the gate electrode of the S-type gate and the small junction capacitance p
The potential well is lower than that of the entire diffusion layer, and a potential well is formed in the n-type substrate layer under the gate electrode of the second-stage MOS gate. The positive charges that were distributed and held in the potential well spanning the layers gather in this well. At time t4, both Φ1 and Φ2 become HIGH level, and the surface potential of the entire p-diffusion layer with small junction capacitance is It is lower than that of the n-type substrate layer under the gate electrode of the second-stage MOS gate (and a potential well is formed in this p total diffusion layer. Therefore, the n-type substrate layer under the gate electrode of the second-stage MOS gate The positive charges held in the potential wells are collected in the potential wells of the entire p-diffused layer with small junction capacitances. This charge transfer operation is performed at the same timing for all pixels, and the signal charges of each pixel are transferred by their respective small junction capacitances. When the state is maintained, the image signal is read out by the scanning pulse from the scanning shift register.
Even if pixels are sequentially accessed and reset, pixel a is first accessed by the scan pulse output to the A1 terminal, and the access n-channel MOSFET 5a is turned ON.
An anode voltage, which is a voltage converted in proportion to the amount of signal charge in the small junction capacitance 3a, is connected to an n-channel M for amplification.
Depending on the gate voltage, an n-channel MOSFET 4a for amplification and an n-channel MOSFET 4a for access are connected to the gate of OSFET4a.
The output current flowing through channel MOSFET 5a is I
Even if it is taken out as an image signal from the S terminal, as mentioned earlier, the scanning pulse accesses the pixel and resets the previous pixel at the same time, so the pixel that has been accessed is reset at the timing of the access of the next pixel. In other words, in the case of pixel a, although it is reset at the timing when the pixel is accessed, the reset n-channel MOSFET 6a is 0NI - the terminal voltage of the small junction capacitance 3a is reset to VDD - VBB.
Similarly, access and reset operations are sequentially performed for pixels b to d, and the reading of image signals from all pixels is completed.Then, the three operation steps described above are repeated.

このように本発明のイメージセンサを用いると、フォト
ダイオードで発生した正電荷は2段のMOS型ゲートに
よって小接合容量に効率良く転送されも その粘気 小
接合容量pn接合部の接合容量がフォトダイオードのそ
れよりも小さいこととV=Q/Cの関係式か収 転送さ
れてきた電荷によって小接合容量にはフォトダイオード
の端子電圧を直接に検知して得られる電圧よりも高い電
圧が発生することになり、この電圧を増幅用MOSFE
Tのゲートに受けて増幅することにより高出力が得らf
l、、MOS及び増幅型MOSイメージセンサに比べ 
より高感度なイメージセンサが実現可能となも また 
本発明のイメージセンサ&よその駆動容量が主に2段の
MOS型ゲートのゲート容量とアクセス用MOSFET
及びリセット用MOS F ETのゲート容量のみの小
容量となると同時圏 転送時間は走査用クロック時間に
比べて長(取ることができも したがって、高感度化と
駆動回路の簡便化を両立することができも発明の効果 以上のように本発明によると、フォトダイオード、少な
くとも2段のMOS型ゲート、フォトダイオードよりも
小さな接合容量を持つ小接合容i増幅用FET、アクセ
ス用FET、リセット用FETからなる画素と、これら
のFETを順次駆動させるための走査用シフトレジスタ
を設けることにより、高感度で駆動が簡便なイメージセ
ンサを提供することができ、実用上極めて有用であム
In this way, when the image sensor of the present invention is used, the positive charge generated in the photodiode is efficiently transferred to the small junction capacitance by the two-stage MOS gate. The fact that it is smaller than that of a diode and the relational expression of V=Q/C is correct.The transferred charge generates a voltage in the small junction capacitance that is higher than the voltage obtained by directly detecting the terminal voltage of the photodiode. Therefore, this voltage is applied to the amplifying MOSFE
High output can be obtained by receiving the signal at the gate of T and amplifying it.
l, compared to MOS and amplified MOS image sensors
It is also possible to create a more sensitive image sensor.
The image sensor of the present invention & other drive capacitances are mainly the gate capacitance of a two-stage MOS type gate and the access MOSFET
When only the gate capacitance of the MOS FET for reset and reset is small, the transfer time is longer than the scanning clock time (although it may take longer). Effects of the Invention As described above, according to the present invention, a photodiode, at least two stages of MOS type gates, a small junction capacitance amplification FET having a junction capacitance smaller than that of the photodiode, an access FET, and a reset FET can be used. By providing a scanning shift register for sequentially driving these FETs and pixels, it is possible to provide an image sensor that is highly sensitive and easy to drive, making it extremely useful in practice.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明のイメージセンサの等価回路医第2図は
本発明のイメージセンサの受光・転送部のデバイス構造
の断面医 第3図は電荷転送パル入 走査パル入 画像
信号出力波形のタイミング医 第4図は第3図に示した
各時刻における受光・転送部の表面ポテンシャル分布と
電荷分布を示した諷 第5図は従来の増幅型MOSイメ
ージセンサの等価回路図であも 1a〜1d・・・フォトダイオード、 2a〜2d・・
・2段のMOS型ゲート、 3a〜3d・・・小接合容
量、4 a 〜4 d−増幅用nチャネルMOSFET
、5a〜5d・・・アクセス用nチャネルMOSFET
。 6a〜6d・・・リセット用nチャネルM OS F 
E T。 7a〜7d・・・フォトダイオード、 8a〜8d・・
・増幅用MOSFET、  9a 〜9d−・・アクセ
ス用MOSFET、 10a〜10d・・・リセット用
MOSFE T。 代理人の氏名 弁理士 小鍜治 明 ほか2名 第 図 l z
Figure 1 is an equivalent circuit diagram of the image sensor of the present invention. Figure 2 is a cross-sectional diagram of the device structure of the light receiving/transfer section of the image sensor of the present invention. Figure 3 is the timing of charge transfer pulse input, scanning pulse input, and image signal output waveform. Figure 4 shows the surface potential distribution and charge distribution of the light receiving/transfer section at each time shown in Figure 3. Figure 5 is an equivalent circuit diagram of a conventional amplification type MOS image sensor. ...Photodiode, 2a-2d...
・Two-stage MOS type gate, 3a to 3d...small junction capacitance, 4a to 4d - n-channel MOSFET for amplification
, 5a to 5d... n-channel MOSFET for access
. 6a to 6d...N-channel MOS F for reset
ET. 7a-7d...photodiode, 8a-8d...
- MOSFET for amplification, 9a to 9d-- MOSFET for access, 10a to 10d... MOSFET for reset. Name of agent: Patent attorney Akira Okaji and two others Figure l z

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)フォトダイオード、フォトダイオードに蓄積され
た信号電荷を転送するためにフォトダイオードに隣接し
て設けた少なくとも2段のMOS型ゲート、前記MOS
型ゲート後段に隣接して設けた前記フォトダイオードよ
りも小さな接合容量を持つ小接合容量、転送されてきた
電荷によって前記小接合容量pn接合部に発生する電圧
をゲート電極に受けて増幅するための電界効果トランジ
スタ(以下FET)、アクセス用FET、リセット用F
ETからなる画素と、前記アクセス用FET、リセット
用FETを順次駆動させるための走査用シフトレジスタ
とから構成されたことを特徴とするイメージセンサ。
(1) A photodiode, at least two stages of MOS type gates provided adjacent to the photodiode to transfer signal charges accumulated in the photodiode, and the MOS
A small junction capacitance having a smaller junction capacitance than the photodiode provided adjacent to the rear stage of the type gate, and a gate electrode for receiving and amplifying the voltage generated at the small junction capacitance pn junction due to the transferred charge. Field effect transistor (FET), access FET, reset F
An image sensor comprising: a pixel consisting of an ET; and a scanning shift register for sequentially driving the access FET and the reset FET.
(2)画素間で第1のMOS型ゲートのゲート電極と第
2のMOS型ゲートのゲート電極を共通に接続し、走査
期間外に順次転送パルスを加えることを特徴とする請求
項(1)記載のイメージセンサ。
(2) Claim (1) characterized in that the gate electrode of the first MOS type gate and the gate electrode of the second MOS type gate are commonly connected between the pixels, and transfer pulses are sequentially applied outside the scanning period. The image sensor described.
JP2271122A 1990-10-09 1990-10-09 Image sensor Pending JPH04150255A (en)

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