JPH0527991B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0527991B2 JPH0527991B2 JP59236004A JP23600484A JPH0527991B2 JP H0527991 B2 JPH0527991 B2 JP H0527991B2 JP 59236004 A JP59236004 A JP 59236004A JP 23600484 A JP23600484 A JP 23600484A JP H0527991 B2 JPH0527991 B2 JP H0527991B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charge
- grid
- substrate
- detector
- diode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
- H10F39/153—Two-dimensional or three-dimensional array CCD image sensors
- H10F39/1538—Time-delay and integration
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/711—Time delay and integration [TDI] registers; TDI shift registers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/713—Transfer or readout registers; Split readout registers or multiple readout registers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
- H10F39/151—Geometry or disposition of pixel elements, address lines or gate electrodes
- H10F39/1515—Optical shielding
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
- H10F39/156—CCD or CID colour image sensors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の分野）
本発明は電荷転送多重線形基板に関するもので
ある。
ある。
（先行技術の説明）
このような基板は先行技術において既に知られ
ており、これを図１及び図２を参照して説明す
る。
ており、これを図１及び図２を参照して説明す
る。
このような基板には、図１においてD1，D2…
…DNというＮ個の並列した光電性要素が使用さ
れている。これらＮ個の光電性要素は検出しよう
とする放射を順次受ける。
…DNというＮ個の並列した光電性要素が使用さ
れている。これらＮ個の光電性要素は検出しよう
とする放射を順次受ける。
図１において、左から右へ向う矢印は、検出し
ようとする放射を出している目標物すなわち物体
１の前面を基板が移動する方向を示している。従
つて、個々の検出器が集めるデータが移動速度と
同期して加算されるならば、積分時間はＮ倍され
る。収集したデータを位相を合せて加算するに
は、データはＴ，２Ｔ，３Ｔ……NTの値を持つ
遅延が与えられなければならない。但し、Ｔは検
出器の前面を、放射を出している目標物すなわち
物体が通過する時間であつて、これらは同時に各
検出器の積分時間でもある。図１では、遅延時間
Ｔは検出器D1からくるデータのため、加算器に
送るまでの時間として設定され、遅延時間２Ｔは
同様検出器D2について設定され、このようにし
てＮまで設けられる様子が図式的に示されてい
る。
ようとする放射を出している目標物すなわち物体
１の前面を基板が移動する方向を示している。従
つて、個々の検出器が集めるデータが移動速度と
同期して加算されるならば、積分時間はＮ倍され
る。収集したデータを位相を合せて加算するに
は、データはＴ，２Ｔ，３Ｔ……NTの値を持つ
遅延が与えられなければならない。但し、Ｔは検
出器の前面を、放射を出している目標物すなわち
物体が通過する時間であつて、これらは同時に各
検出器の積分時間でもある。図１では、遅延時間
Ｔは検出器D1からくるデータのため、加算器に
送るまでの時間として設定され、遅延時間２Ｔは
同様検出器D2について設定され、このようにし
てＮまで設けられる様子が図式的に示されてい
る。
検出器D1からDNまではさておき、図１に示す
装置全体は“遅延時間積分器”あるいはTDIの名
称で知られており、以後この頭文字TDIで記述す
ることにする。
装置全体は“遅延時間積分器”あるいはTDIの名
称で知られており、以後この頭文字TDIで記述す
ることにする。
TDIを、並列入力と直列出力を有する電荷転送
シフトレジスタで構成することも知られている。
図１で示す例では、検出器DNから入つてくるデ
ータはレジスタの第一段に供給され、次いで第二
段に転送され、ここで検出器DN-1から入つてく
るデータと加算され、このようにして続いて行
く。
シフトレジスタで構成することも知られている。
図１で示す例では、検出器DNから入つてくるデ
ータはレジスタの第一段に供給され、次いで第二
段に転送され、ここで検出器DN-1から入つてく
るデータと加算され、このようにして続いて行
く。
米国特許4054797号は、並列横方向入力と一つ
の直列出力とを有する転送シフトレジスタから成
る、赤外線に対するTDIをしており、そのレジス
タの各段は電荷転送の方向に容量が増大するよう
になつている。この米国特許の第２頁、右欄の６
行目から12行目にかけて、データが電圧の形で
TDIに供給される、すなわち、検出器に貯められ
た電荷は電圧として読み取られ、TDIへの電荷の
投入を制御するのがこらの電圧であることが説明
してある。
の直列出力とを有する転送シフトレジスタから成
る、赤外線に対するTDIをしており、そのレジス
タの各段は電荷転送の方向に容量が増大するよう
になつている。この米国特許の第２頁、右欄の６
行目から12行目にかけて、データが電圧の形で
TDIに供給される、すなわち、検出器に貯められ
た電荷は電圧として読み取られ、TDIへの電荷の
投入を制御するのがこらの電圧であることが説明
してある。
例えば放射線医学用の、長さにして30cmといつ
た大きな寸法の電荷転送多重線形基板を形成する
には、図１に示すような装置が沢山使用される。
一つの基台の上には、各々がＮ個の検出器の行
と、Ｐ個の検出器列から成るＭ個の回路が並列に
配置され、図１に示すように同じ列のＮ個の検出
器が一つのTDIに接続されている。
た大きな寸法の電荷転送多重線形基板を形成する
には、図１に示すような装置が沢山使用される。
一つの基台の上には、各々がＮ個の検出器の行
と、Ｐ個の検出器列から成るＭ個の回路が並列に
配置され、図１に示すように同じ列のＮ個の検出
器が一つのTDIに接続されている。
このようにして、例えば長さ50cmといつた基板
で、各々がＰ＝40の検出器列、幅１cmと、一行の
検出器数Ｎが20に等しいような、検出器群から成
るＭ＝50の基板要素から形成されるものが得られ
る。
で、各々がＰ＝40の検出器列、幅１cmと、一行の
検出器数Ｎが20に等しいような、検出器群から成
るＭ＝50の基板要素から形成されるものが得られ
る。
（発明の要約）
本発明は、Ｘ線の使用によつて生ずる幾つかの
問題を解決した、放射線医学用の電荷転送多重線
形基板に関するものである。
問題を解決した、放射線医学用の電荷転送多重線
形基板に関するものである。
これらの問題は例えば次のようなものである。
−検出器によるもので、その特性がＸ線を受け
ても安定のままでなければならない。
ても安定のままでなければならない。
−検出器の偏光によるもので、すなわちＸ線を
受ける光電性帯域においては偏光が生じることが
できない。
受ける光電性帯域においては偏光が生じることが
できない。
−大容量の検出器とその接続よるもの等。
本発明は、数行の光電性検出器から成り、その
各行は検出しようとする放射を連続的に受け、そ
れぞれの行の同じ関係位置を占める検出器が収集
するデータを同相加算を行わせる電荷転送シフト
レジスタから成る、電荷転送多重線形基板に関す
るものである。
各行は検出しようとする放射を連続的に受け、そ
れぞれの行の同じ関係位置を占める検出器が収集
するデータを同相加算を行わせる電荷転送シフト
レジスタから成る、電荷転送多重線形基板に関す
るものである。
−上記基板は放射線医学に適用され、その光電
性検出器群は光ダイオード群であつてその前にシ
ンチレータを有し、光ダイオード群とそれらの接
続部分を除き、基板全体をＸ線から保護するよう
にしやへいが放射に対して配置されている。
性検出器群は光ダイオード群であつてその前にシ
ンチレータを有し、光ダイオード群とそれらの接
続部分を除き、基板全体をＸ線から保護するよう
にしやへいが放射に対して配置されている。
−検出器に接続される接続部分と電荷転送シフ
トレジスタの入力の間にデータを電荷によつて投
入する装置があつて、上記装置は特に、接続部の
一つに接続される電荷投入ダイオードと、検出器
のバイアスを、与える、一定電位に置れるスクリ
ーン・グリツドとから成る。
トレジスタの入力の間にデータを電荷によつて投
入する装置があつて、上記装置は特に、接続部の
一つに接続される電荷投入ダイオードと、検出器
のバイアスを、与える、一定電位に置れるスクリ
ーン・グリツドとから成る。
放射線医学上の画像を収集するのに使用する電
荷転送多重線形基板は、特に関心の持たれるもの
である。その理由は、同じ曝露時間に対して使用
するＸ線量を減らすことが出来からである。Ｎ個
並べた光電性検出器を有する基板を使用すると、
積分時間をＮ倍することができ、読み取り雑音は
二次的にしか加算されないので、信号対雑音比の
利得はＮの平方根に等しくなる。このように信号
対雑音比が増えるので、同じ曝露時間に対して使
用Ｘ線量を減らすことができるのである。
荷転送多重線形基板は、特に関心の持たれるもの
である。その理由は、同じ曝露時間に対して使用
するＸ線量を減らすことが出来からである。Ｎ個
並べた光電性検出器を有する基板を使用すると、
積分時間をＮ倍することができ、読み取り雑音は
二次的にしか加算されないので、信号対雑音比の
利得はＮの平方根に等しくなる。このように信号
対雑音比が増えるので、同じ曝露時間に対して使
用Ｘ線量を減らすことができるのである。
放射線医学上の画像を収集するために、使用す
る光ダイオードの特性は、Ｘ線を受けるとき安定
である。
る光ダイオードの特性は、Ｘ線を受けるとき安定
である。
しかし検出器として光−MOS装置が使用され
る場合はそうはいかないのである。シンチレータ
が光電性帯域の前に置かれていて、シンチレータ
と光電性帯域の間に絶縁層がもうけられる。上記
シンチレータはＸ線を可視光に変えるが、光電性
帯域には全く同じ具合にＸ線が横切つているので
ある。
る場合はそうはいかないのである。シンチレータ
が光電性帯域の前に置かれていて、シンチレータ
と光電性帯域の間に絶縁層がもうけられる。上記
シンチレータはＸ線を可視光に変えるが、光電性
帯域には全く同じ具合にＸ線が横切つているので
ある。
本発明によれば、電荷投入装置、又は略して
CIDは、検出器が収集したデータを、事前に電圧
に変換することなく、TDIに電荷の形で投入す
る。
CIDは、検出器が収集したデータを、事前に電圧
に変換することなく、TDIに電荷の形で投入す
る。
これらのCIDは、一方では大容量の各光ダイオ
ード、並びに、放射線から保護され光ダイオード
から遠く離れている基板のデータ処理部分に上記
ダイオードをつなぐ大容量の接続部と、他方では
小容量の電荷転送シフトレジスタとの間のインピ
ーダンス整合を与える。そこで正確で効率のよい
投入が実現される。データを電圧の形でTDIに供
給する時は、検出器とその接続部の容量が大きい
場合−放射線医学への応用型の場合はそうであつ
て、これが短所の一つである−投入を制御するの
に低い電圧しか得られない。
ード、並びに、放射線から保護され光ダイオード
から遠く離れている基板のデータ処理部分に上記
ダイオードをつなぐ大容量の接続部と、他方では
小容量の電荷転送シフトレジスタとの間のインピ
ーダンス整合を与える。そこで正確で効率のよい
投入が実現される。データを電圧の形でTDIに供
給する時は、検出器とその接続部の容量が大きい
場合−放射線医学への応用型の場合はそうであつ
て、これが短所の一つである−投入を制御するの
に低い電圧しか得られない。
そこで米国特許4054797号におけると同様に、
投入を制御する電圧を増幅することは可能である
が、この解決法は基板に必要な場所を増加させる
欠点となる。
投入を制御する電圧を増幅することは可能である
が、この解決法は基板に必要な場所を増加させる
欠点となる。
本発明よれば、接続部の一つに接続された電荷
投入ダイオードと、一定電位に保持されているス
クリーン・グリツドとから成るCIDが使用され、
上記グリツドは検出器のバイアスを与えている。
そこで光ダイオードをバイアスすることが、Ｘ線
から保護されているCIDによつて実現されるので
ある。
投入ダイオードと、一定電位に保持されているス
クリーン・グリツドとから成るCIDが使用され、
上記グリツドは検出器のバイアスを与えている。
そこで光ダイオードをバイアスすることが、Ｘ線
から保護されているCIDによつて実現されるので
ある。
電荷の投入は、更に２個のドライバ電荷を使用
するという別の改善によつても向上する。好まし
い実施態様においては、CIDのレベルに置かれた
余分の電荷を除くためドレンが使用される。使用
ダイオードは高容量を有し、過度の照射がある
と、先ず飽和するのが電荷転送シフトレジスタで
ある。CIDのレベルで除去用ドレンを使用するこ
とにより、必要スペースを事実上増大せずにレジ
スタを保護することができる。
するという別の改善によつても向上する。好まし
い実施態様においては、CIDのレベルに置かれた
余分の電荷を除くためドレンが使用される。使用
ダイオードは高容量を有し、過度の照射がある
と、先ず飽和するのが電荷転送シフトレジスタで
ある。CIDのレベルで除去用ドレンを使用するこ
とにより、必要スペースを事実上増大せずにレジ
スタを保護することができる。
（好ましい実施態様の説明）
図３にはTDIの一つの実施態様が図示されてい
る。図において垂直に示されている並列接続部
C1からCNまでは検出器D1〜DNにつながつてい
る。電荷転送多重線形基板は数行の光電性要素か
ら成ることを想起してほしい。各行は連続的に検
出しようとする放射を受ける。各TDIは、同じ相
対位置、すなわち異る行の同じ列を占有するＮ個
の検出器に接続されている。
る。図において垂直に示されている並列接続部
C1からCNまでは検出器D1〜DNにつながつてい
る。電荷転送多重線形基板は数行の光電性要素か
ら成ることを想起してほしい。各行は連続的に検
出しようとする放射を受ける。各TDIは、同じ相
対位置、すなわち異る行の同じ列を占有するＮ個
の検出器に接続されている。
各接続部は、電荷投入装置すなわちCIDを経由
して、Ｎ段の電荷転送シフトレジスタの一つの段
の入力に接続されている。このレジスは並列した
横方向の入力と一つの直列出力をしている。
して、Ｎ段の電荷転送シフトレジスタの一つの段
の入力に接続されている。このレジスは並列した
横方向の入力と一つの直列出力をしている。
図３に示す実施態様では、電荷転送シフトレジ
スタは、各段が、制御信号φ1に接続された電極
対と制御信号φ2に接続された電極対とによつて
形成されるようなものが使用されている。各電極
対においては、電極の片方が保存電極で、他方が
転送電極である。転送を一方だけにするのに必要
な表面電位の非対称性は、例えば余分の酸化物厚
さ、あるいは基板と同じ型の不純物の注入によつ
て与えられる。
スタは、各段が、制御信号φ1に接続された電極
対と制御信号φ2に接続された電極対とによつて
形成されるようなものが使用されている。各電極
対においては、電極の片方が保存電極で、他方が
転送電極である。転送を一方だけにするのに必要
な表面電位の非対称性は、例えば余分の酸化物厚
さ、あるいは基板と同じ型の不純物の注入によつ
て与えられる。
同様にして、任意の数の制御相を有するレジス
タを用いることもできる。図３において、電荷の
投入は位相φ1で起る。
タを用いることもできる。図３において、電荷の
投入は位相φ1で起る。
図３の実施態様では、CIDは、クロツク信号φ1
に接続された保存電極の右端と接触している。
に接続された保存電極の右端と接触している。
CIDはまた、これら電極の左端すなわち上部と
接触することもできる。
接触することもできる。
レジスタ内での電荷の転送方向は垂直で、底か
ら上へと向い、接続部と並列である。このレジス
タの各段は、転送の方向に増加する容量を持つて
おり、容量の増加は電極の面積を増加させて達成
させるのが望ましい。レジスの容量は一つの段か
ら次へ倍増るここともできる。接続部CNによつ
て、検出器からくる電荷はレジスタへ転送され
る。これらの電荷は接続CNに接続されたCIDから
シフトレジスタへ転送される。これらの電荷の次
段への転送があつて後、検出器DN-1から来る電
荷が、接続部CN-1を経由してレジスタのこの段
（次段）へ転送され……、こうしてレジスタは順
番に値の小さくなる遅延時間NT、（Ｎ−１）・Ｔ
……を検出器DN〜D1からくる電荷にそれぞれ割
当て、本レジスタもまた電荷を加算している。
ら上へと向い、接続部と並列である。このレジス
タの各段は、転送の方向に増加する容量を持つて
おり、容量の増加は電極の面積を増加させて達成
させるのが望ましい。レジスの容量は一つの段か
ら次へ倍増るここともできる。接続部CNによつ
て、検出器からくる電荷はレジスタへ転送され
る。これらの電荷は接続CNに接続されたCIDから
シフトレジスタへ転送される。これらの電荷の次
段への転送があつて後、検出器DN-1から来る電
荷が、接続部CN-1を経由してレジスタのこの段
（次段）へ転送され……、こうしてレジスタは順
番に値の小さくなる遅延時間NT、（Ｎ−１）・Ｔ
……を検出器DN〜D1からくる電荷にそれぞれ割
当て、本レジスタもまた電荷を加算している。
図３で用いている配置は基板の小形緊密性とい
う観点から特に有利である。
う観点から特に有利である。
レジスタの最終段は電荷を読み取る装置を含
む。
む。
この装置は、例えば出力グリツドGSと、これ
に続く読み取りダイオードDL−このDLには出力
信号Ｓを供給するフオロワー段Siが接続されてい
る−、更に、そのグリツドが信号φ2によつて制
御され、直流電圧VRを受信するリセツト・トラ
ンジスタTRAZとによつて形成される。
に続く読み取りダイオードDL−このDLには出力
信号Ｓを供給するフオロワー段Siが接続されてい
る−、更に、そのグリツドが信号φ2によつて制
御され、直流電圧VRを受信するリセツト・トラ
ンジスタTRAZとによつて形成される。
図３に示されているように、放射線医学におい
て使用するには、Ｘ線に対して不透明な（Ｘ線を
通さない）しやへいがTDI上に配置される。
て使用するには、Ｘ線に対して不透明な（Ｘ線を
通さない）しやへいがTDI上に配置される。
図４，５及び６には図３のCIDの好ましい実施
態様が示されている。
態様が示されている。
図４は平面図であつて、各CIDは次のものから
成立つていることがわかる。
成立つていることがわかる。
●接続部CIに接続された電荷投入装置i
●一定電位に保持されているスクリーン・グリツ
ドＰ ●保存グリツドC1 ●電荷転送シフトレジスタの入力に至る電荷の通
路を制御する投入グリツドＣ ●保持グリツドに横方向から接続された、電荷除
去用ダイオードDB 図５ａは図４の装置のBB′線に沿つた断面図で
ある。
ドＰ ●保存グリツドC1 ●電荷転送シフトレジスタの入力に至る電荷の通
路を制御する投入グリツドＣ ●保持グリツドに横方向から接続された、電荷除
去用ダイオードDB 図５ａは図４の装置のBB′線に沿つた断面図で
ある。
CIDはＮ／Ｐ拡散層の上に形成されることに注
意すべきであるが、Ｐ／Ｎ拡散層も使用できる筈
である。従つて転送は大量に起り、これが雑音を
少なくする。同様に、レジスタは転送が大量に行
われるように拡散を含むことが望ましい。グリツ
ドＰの下には補償電極１があつて、部分的に閾値
を上げるが、その目的は更に別に説明する。同様
にグリツドＣの下には補償電極２がある。
意すべきであるが、Ｐ／Ｎ拡散層も使用できる筈
である。従つて転送は大量に起り、これが雑音を
少なくする。同様に、レジスタは転送が大量に行
われるように拡散を含むことが望ましい。グリツ
ドＰの下には補償電極１があつて、部分的に閾値
を上げるが、その目的は更に別に説明する。同様
にグリツドＣの下には補償電極２がある。
図５ｂでは二つの期間ａ及びｂにおける電位の
プロフアイルがされている。
プロフアイルがされている。
期間ａの間は、電荷の転送が図５ａ及び５ｂに
示されるレジスタの段の方に向つて起こる。
示されるレジスタの段の方に向つて起こる。
グリツドC1とＣは低位にある。
投入ダイオードDiにおいて、且つスクリーン・
グリツドＰの下には、検出器Diからくる信号電荷
QSが見られる。
グリツドＰの下には、検出器Diからくる信号電荷
QSが見られる。
期間ｂの間は、グリツドC1とＣは高位に持つ
てこられ、QS＋Q0に等しい電荷量の移動がこれ
らのグリツドに向つて行われる。但しQ0はグリ
ツドＰのレベにおける電荷の移動を改善するため
の第一の駆動電荷を形成するものである。駆動電
荷Q0はグリツドC1の下でも保持されているが、
それにして信号電荷QSはレジスタに転送され、
そこで他の検出器からくる信号電荷に加えられ
る。グリツドC1及びＣに加えられる高位レベル
は、駆動電荷Q0がグリツドC1の下に保持される
ように選ぶ。
てこられ、QS＋Q0に等しい電荷量の移動がこれ
らのグリツドに向つて行われる。但しQ0はグリ
ツドＰのレベにおける電荷の移動を改善するため
の第一の駆動電荷を形成するものである。駆動電
荷Q0はグリツドC1の下でも保持されているが、
それにして信号電荷QSはレジスタに転送され、
そこで他の検出器からくる信号電荷に加えられ
る。グリツドC1及びＣに加えられる高位レベル
は、駆動電荷Q0がグリツドC1の下に保持される
ように選ぶ。
スクリーン・グリツドＰは事実上検出器にバイ
アスを与え働きをする。Ｐは検出器の基準電位を
その積分時間の初めに決める。基準電位に関し余
分の電荷がグリツドC1の下に移されるとき、こ
の決定が各読み出し点に起こる。
アスを与え働きをする。Ｐは検出器の基準電位を
その積分時間の初めに決める。基準電位に関し余
分の電荷がグリツドC1の下に移されるとき、こ
の決定が各読み出し点に起こる。
グリツドＰの下に広がつていて、部分的にその
閾値を上げる補償電極１は、基準電位とグリツド
C1下の電位との間のデカツプリングを改善する。
閾値を上げる補償電極１は、基準電位とグリツド
C1下の電位との間のデカツプリングを改善する。
検出器にバイアスを与えるのはTDIよつて実現
されるから、光電性帯域はMOSトランジスタな
し及び電荷装置なしでられる。
されるから、光電性帯域はMOSトランジスタな
し及び電荷装置なしでられる。
グリツドＣの下にはまた、補償電極２があつて
その閾値を上げる。従つてグリツドＣ及び1が低
位なるとき駆動電荷Q0はグリツドＰ及びダイオ
ードdiの下にもどり、レジスタの中にはない。
その閾値を上げる。従つてグリツドＣ及び1が低
位なるとき駆動電荷Q0はグリツドＰ及びダイオ
ードdiの下にもどり、レジスタの中にはない。
グリツドＣのレベルにおける信号電荷QSの移
動を改善するには、第二の駆動電荷Q1が使用さ
れる。
動を改善するには、第二の駆動電荷Q1が使用さ
れる。
駆動電荷Q1は信号検出器QSと同時にCIDに転
送されることが望ましい。この電荷は検出器の追
加照射、あるいは、例えば接続部C1……CNのレ
ベルで追加電荷量を投入させる電荷転送シフトレ
ジスタ又はMOSトランジスタによつて作ること
ができる。
送されることが望ましい。この電荷は検出器の追
加照射、あるいは、例えば接続部C1……CNのレ
ベルで追加電荷量を投入させる電荷転送シフトレ
ジスタ又はMOSトランジスタによつて作ること
ができる。
第二の駆動電荷Q1は平均電荷の１／10又は
１／20のオーダであるが、それに反し第一の駆動
電荷Q0は最大信号電荷の３ないし５倍のオーダ
である。Q1は信号電荷QSと同時にレジスタに転
送される。
１／20のオーダであるが、それに反し第一の駆動
電荷Q0は最大信号電荷の３ないし５倍のオーダ
である。Q1は信号電荷QSと同時にレジスタに転
送される。
図４及び図５のCIDは、好ましくかつはるかに
改善された実施態様を形成する。
改善された実施態様を形成する。
CIDの基本的な実施態様は、ダイオードDi、ス
クリーン・グリツドＰ、保持グリツドC1、及び
投入グリツドＣから成る。一層改善された実施態
様では、補償電極１及び２がグリツドＰ及びＣの
下に追加され、第二の駆動電荷を発生するシステ
ム……となる。図４及び図５に示す実施態様か
ら、他のCID実施態様が誘導されるが、性能はや
や劣る。同様にCID並びにレジスタは表面転送で
働くこともある。
クリーン・グリツドＰ、保持グリツドC1、及び
投入グリツドＣから成る。一層改善された実施態
様では、補償電極１及び２がグリツドＰ及びＣの
下に追加され、第二の駆動電荷を発生するシステ
ム……となる。図４及び図５に示す実施態様か
ら、他のCID実施態様が誘導されるが、性能はや
や劣る。同様にCID並びにレジスタは表面転送で
働くこともある。
放射線医学に使用する場合、検出器は大きい容
量を有する。過照射の合は、レジスタが先ず飽和
し、検出器よりも１／10も小さい保存容量を有す
ることもある。
量を有する。過照射の合は、レジスタが先ず飽和
し、検出器よりも１／10も小さい保存容量を有す
ることもある。
スペースを節約するという理由で、レジスタの
レベルで除去用ドレンを使用することはあまり望
ましくない。CIDのレベルで除去用ドレンを処理
することが望まれる。図４の実施態様において
は、このドレンはグリツドC1に接続されたダイ
オードDBによつて形成される。このダイオード
DBはグリツドC1に関して横方向に置かれる。図
６ａは図４に示すDD′，DB′の方向の断面図で、
図６ｂは図６ａの装置に対し過照射した場合の電
位プロフアイルをす。グリツドC1の下に電荷過
剰が存在するときは、ダイオードDBに向つて電
荷移動を生ずる。
レベルで除去用ドレンを使用することはあまり望
ましくない。CIDのレベルで除去用ドレンを処理
することが望まれる。図４の実施態様において
は、このドレンはグリツドC1に接続されたダイ
オードDBによつて形成される。このダイオード
DBはグリツドC1に関して横方向に置かれる。図
６ａは図４に示すDD′，DB′の方向の断面図で、
図６ｂは図６ａの装置に対し過照射した場合の電
位プロフアイルをす。グリツドC1の下に電荷過
剰が存在するときは、ダイオードDBに向つて電
荷移動を生ずる。
良好な低雑音転送を得るには、電荷転送シフト
レジスタのみならずグリツドＰ，C1，Ｃの部分
も一つの拡散層に形成する。例えば全ての転送を
大量に行わせるよう図６ａではＮ／Ｐ層に形成す
るが、拡散層ＮはダイオードDBの近くで−図６
ａ参照−帯域Ｅにおいて中断される。この帯域の
電位は、電荷転送が表面で行われるようにするも
のである。すなわちグリツドC1の下に保存可能
な最大電荷量を決める電位障壁が得られる。また
つの変形としては、拡散層ＮがダイオードDBの
近くの帯域Ｅにおいて中断されないものもある。
この場合にはグリツドC1の下ダイオードDBの近
くで、グリツドＣの下に存在する補償電極２より
も高い補償電極が形成され、グリツドC1下に保
存される電荷量を調節するためダイオードDBの
近くにより高い閾値を設ける。
レジスタのみならずグリツドＰ，C1，Ｃの部分
も一つの拡散層に形成する。例えば全ての転送を
大量に行わせるよう図６ａではＮ／Ｐ層に形成す
るが、拡散層ＮはダイオードDBの近くで−図６
ａ参照−帯域Ｅにおいて中断される。この帯域の
電位は、電荷転送が表面で行われるようにするも
のである。すなわちグリツドC1の下に保存可能
な最大電荷量を決める電位障壁が得られる。また
つの変形としては、拡散層ＮがダイオードDBの
近くの帯域Ｅにおいて中断されないものもある。
この場合にはグリツドC1の下ダイオードDBの近
くで、グリツドＣの下に存在する補償電極２より
も高い補償電極が形成され、グリツドC1下に保
存される電荷量を調節するためダイオードDBの
近くにより高い閾値を設ける。
図３から、電荷を投入するダイオードD1〜
DN-1は接続部上同じレベルで全部が始まること
がわかる。投入ダイオードの高さをCIDのグリツ
ドＰ，C1，Ｃの大きさに制限することが可能で
ある。これらのダイオードの面積の増加は、隣接
するTDIにクロツク信号φ1及びφ2を伝える通路
のような、接続部の通路を可能する。
DN-1は接続部上同じレベルで全部が始まること
がわかる。投入ダイオードの高さをCIDのグリツ
ドＰ，C1，Ｃの大きさに制限することが可能で
ある。これらのダイオードの面積の増加は、隣接
するTDIにクロツク信号φ1及びφ2を伝える通路
のような、接続部の通路を可能する。
図７においては、図２に示す基板要素の一つが
詳細に示されており、そのＭ個のコピーが一つの
電荷転送多重線形基板を得るように一つにつなぎ
合されるのである。この基板全体は同一の半導体
基板上に形成することが望ましい。
詳細に示されており、そのＭ個のコピーが一つの
電荷転送多重線形基板を得るように一つにつなぎ
合されるのである。この基板全体は同一の半導体
基板上に形成することが望ましい。
本基板はＮ行、Ｐ列の検出器によつて形成され
る光電性帯域より成る。
る光電性帯域より成る。
各列は分解点を形成することも考えられる。図
７の実施態様では、これら検出器は長さ約
250μm、幅約500μmの長方形の光ダイオードであ
る。各光ダイオードの間隔は、感度を最大まで増
大するように約10μmである。各検出器列にはＮ
個の垂直接続部C1〜CNがあり、検出器の一つを
TDIの入力に接続する。
７の実施態様では、これら検出器は長さ約
250μm、幅約500μmの長方形の光ダイオードであ
る。各光ダイオードの間隔は、感度を最大まで増
大するように約10μmである。各検出器列にはＮ
個の垂直接続部C1〜CNがあり、検出器の一つを
TDIの入力に接続する。
これら接続部は、半透明の導電性材料、例えば
多結晶性シリコンから出来ている。これらは感度
をそれ程減少させないように出来るだけ細かく作
り、例えばその長さは5μm、それぞれの間隔は
5μmのようにする。これらの接続部は、すべての
光ダイオードの感度を平均化するように光電性帯
域の総幅にまたがつて広がつている。
多結晶性シリコンから出来ている。これらは感度
をそれ程減少させないように出来るだけ細かく作
り、例えばその長さは5μm、それぞれの間隔は
5μmのようにする。これらの接続部は、すべての
光ダイオードの感度を平均化するように光電性帯
域の総幅にまたがつて広がつている。
図７の回路は従つて、光電性帯域に次いで、Ｐ
型のCIDの各要素及びＰ型のTDIの各要素、すな
わち光ダイオード列当り１個のCID及び１個の
TDIより成る。シフトレジスタはこれらTDIの各
を、次から次へとアドレスする。このアドレス
は、共通点Ｋと、TDIの出力に接続されたフオロ
ワー段S1〜SNの出力との間に接続されている
MOSスイツチグ・トランジスタT1〜TNのグリツ
ドを通して行われる。このフオロワー段は平均の
インピーダンスにある電圧を与える。点Ｋは連続
的に各TDIからデータを受取り、低インピーダン
ス出力増幅器Ａを介して出力Ｓに上記データを送
出する。
型のCIDの各要素及びＰ型のTDIの各要素、すな
わち光ダイオード列当り１個のCID及び１個の
TDIより成る。シフトレジスタはこれらTDIの各
を、次から次へとアドレスする。このアドレス
は、共通点Ｋと、TDIの出力に接続されたフオロ
ワー段S1〜SNの出力との間に接続されている
MOSスイツチグ・トランジスタT1〜TNのグリツ
ドを通して行われる。このフオロワー段は平均の
インピーダンスにある電圧を与える。点Ｋは連続
的に各TDIからデータを受取り、低インピーダン
ス出力増幅器Ａを介して出力Ｓに上記データを送
出する。
図７に示されるような、数個の基板要素より成
る基板の全TDIを順番にアドレスするのに、同じ
シフトレジスタを使用してもよい。
る基板の全TDIを順番にアドレスするのに、同じ
シフトレジスタを使用してもよい。
全てのCID、TDI、並びにマルチプレクス及び
出力する基板上の部分は、一つのスクリーンで保
護されている。光電性帯域とTDIの間には不感帯
が設けられていて、容易にスクリーンの端の位置
を探すことができる。本発明の装置の一つの利点
は、検出器のバイアスが放射から保護されている
CIDによつて得られることである。
出力する基板上の部分は、一つのスクリーンで保
護されている。光電性帯域とTDIの間には不感帯
が設けられていて、容易にスクリーンの端の位置
を探すことができる。本発明の装置の一つの利点
は、検出器のバイアスが放射から保護されている
CIDによつて得られることである。
光電性帯域は、図７で方向AA′に沿つた検出器
の断面図である図８からわかるように、例えば、
基板P+上の帯域Ｐのように、エピタキシヤル基
板上に形成することが望ましい。エピタキシヤル
層の実効厚さはうすく、例えば約15μmである。
従つてＸ線がこの帯域に吸収されて、寄生電荷の
流れを生じさせるというチヤンスはほんの少しし
か無い。
の断面図である図８からわかるように、例えば、
基板P+上の帯域Ｐのように、エピタキシヤル基
板上に形成することが望ましい。エピタキシヤル
層の実効厚さはうすく、例えば約15μmである。
従つてＸ線がこの帯域に吸収されて、寄生電荷の
流れを生じさせるというチヤンスはほんの少しし
か無い。
図１及び図２は先行技術の図であつて、TDIと
検出器D1からDNまでとの間の接続を示し、また
電荷転送多重線形基板の一般的構造をも示してい
る。図３は、本発明によるTDIの一つの実施態様
を示す図である。図４は、電荷投入装置の好まし
い実施態様における構造を、図３よりもさらに詳
細に示す図である。図５ａ、図５ｂ及び図６ａ、
図６ｂは、図４の図面によつて作られた断面図
で、動作を説明する図である。図７は、基板要素
の一つの実施態様を示す図である。図８は、図７
の断面図である。
検出器D1からDNまでとの間の接続を示し、また
電荷転送多重線形基板の一般的構造をも示してい
る。図３は、本発明によるTDIの一つの実施態様
を示す図である。図４は、電荷投入装置の好まし
い実施態様における構造を、図３よりもさらに詳
細に示す図である。図５ａ、図５ｂ及び図６ａ、
図６ｂは、図４の図面によつて作られた断面図
で、動作を説明する図である。図７は、基板要素
の一つの実施態様を示す図である。図８は、図７
の断面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 検出対象の放射を連続的に受信する数行の光
電性検出器と、異なる行で同じ位置の光電性検出
器が収集したデータを同相加算する電荷転送シフ
トレジスタとを有する電荷転送多重線形基板にお
いて、 上記基板は放射線医学に適用され、光電性検出
器は前面にシンチレータを有する光ダイオードで
あり、光ダイオードとその接続部を除く基板全体
をＸ線から保護する遮蔽がもうけられ、 検出器に接続された接続部と電荷転送シフトレ
ジスタの入力との間にデータを電荷として投入す
る投入装置があり、該投入装置はひとつの接続部
に接続される電荷投入ダイオードと、一定電位に
なつており検出器のバイアスを与えるスクリーン
グリツドとを有することを特徴とする電荷転送多
重線形基板。 ２ 各電荷投入装置が、スクリーングリツドの下
での電荷転送を改善する意図で、第一駆動電荷と
呼ばれスクリーングリツドと投入ダイオードに戻
る電荷を保持するグリツドと、電荷転送シフトレ
ジスタのある段の入力に対する電荷の通行を制御
する投入グリツドとを有する特許請求の範囲第１
項に記載の基板。 ３ 投入グリツドの下に、閾値を上昇させる補償
電極がもうけられる特許請求の範囲第２項記載の
基板。 ４ 各電荷投入装置が、第１駆動電荷を保持する
グリツドに結合するダイオードにより形成される
横方向の除去ドレインを有する特許請求の範囲第
２項記載の基板。 ５ シフトレジスタと電荷投入装置が、すべての
転送が大量になれるように拡散層を有する特許請
求の範囲第４項記載の基板。 ６ ダイオードで形成させる横方向除去ドレイン
の近傍で拡散層が中断され、その結果、電荷の移
動はこのダイオードと電荷投入装置の間の表面で
行なわれる特許請求の範囲第５項記載の基板。 ７ ダイオードで形成される横方向除去ドレイン
の近傍で第１駆動電荷を保持するグリツドの下
に、閾値を部分的に上昇させる補償電極がもけら
れる特許請求の範囲第５項記載の基板。 ８ スクリーングリツドの中に閾値を部分的に上
昇させる補償電極がもうけられる特許請求の範囲
第１項記載の基板。 ９ シフトレジスタと電荷投入装置が拡散層を有
し、すべての転送が大量に行なわれる特許請求の
範囲第１項記載の基板。 １０ 全素子が同一の半導体基板の上の形成され
る特許請求の範囲第１項記載の基板。 １１ 電荷投入装置と、多重化出力部材が、Ｎ行
Ｐ列の電荷転送シフトレジスタの検出器を有する
基本要素の台上に並置して形成される特許請求の
範囲第１項記載の基板。 １２ 光電性部材がエピタキシヤル基板の上に形
成される特許請求の範囲第１項記載の基板。 １３ 接続部が、光電性部材のストライプ領域の
全域に広がつている特許請求の範囲第１項記載の
基板。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8317915A FR2554955B1 (fr) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | Barrette multilineaire a transfert de charge |
| FR8317915 | 1983-11-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60127759A JPS60127759A (ja) | 1985-07-08 |
| JPH0527991B2 true JPH0527991B2 (ja) | 1993-04-22 |
Family
ID=9294001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59236004A Granted JPS60127759A (ja) | 1983-11-10 | 1984-11-10 | 電荷転送多重線形基板 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4609823A (ja) |
| EP (1) | EP0145543B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60127759A (ja) |
| DE (1) | DE3471222D1 (ja) |
| FR (1) | FR2554955B1 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2577340B1 (fr) * | 1985-02-12 | 1987-03-06 | Thomson Csf | Dispositif de lecture avec accumulation de charges de detecteurs photosensibles |
| FR2588140B1 (fr) * | 1985-09-27 | 1987-11-20 | Thomson Csf | Dispositif de detection avec accumulation en phase des signaux. |
| US4775798A (en) * | 1985-05-30 | 1988-10-04 | Thomson-Csf | Device for detection with time delay and phase integration |
| FR2582892B1 (fr) * | 1985-05-30 | 1987-07-17 | Thomson Csf | Dispositif de detection avec retard et integration en phase. |
| US5220170A (en) * | 1985-12-11 | 1993-06-15 | General Imaging Corporation | X-ray imaging system and solid state detector therefor |
| US4873708A (en) * | 1987-05-11 | 1989-10-10 | General Electric Company | Digital radiographic imaging system and method therefor |
| FR2656756B1 (fr) * | 1989-12-29 | 1994-01-07 | Commissariat A Energie Atomique | Dispositif pour prises de vues a circuits de balayage integres. |
| US5319208A (en) * | 1991-04-03 | 1994-06-07 | Diamondis Peter J | Forced air flow radon detector having electrically conductive inlet and exhaust filter |
| US5493122A (en) * | 1994-02-04 | 1996-02-20 | Nucleonics Development Company | Energy resolving x-ray detector |
| GB2289983B (en) | 1994-06-01 | 1996-10-16 | Simage Oy | Imaging devices,systems and methods |
| JPH0883901A (ja) * | 1994-08-29 | 1996-03-26 | Texas Instr Inc <Ti> | Ｃｃｄの電荷検出装置 |
| US5592523A (en) * | 1994-12-06 | 1997-01-07 | Picker International, Inc. | Two dimensional detector array for CT scanners |
| FR2743462B1 (fr) * | 1996-01-04 | 1998-01-30 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de lecture de barrettes de detecteurs avec effet tdi |
| US9029793B2 (en) * | 1998-11-05 | 2015-05-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Imaging device |
| US8120683B1 (en) * | 1999-04-08 | 2012-02-21 | Nova R & D, Inc. | High resoultion digital imaging apparatus |
| US6770886B1 (en) | 2000-10-10 | 2004-08-03 | Therma-Wave, Inc. | Detector-shield assembly for X-ray reflectometric system |
| DE10051162A1 (de) * | 2000-10-16 | 2002-05-02 | Siemens Ag | Strahlendetektor |
| GB0224689D0 (en) | 2002-10-23 | 2002-12-04 | Simage Oy | Formation of contacts on semiconductor substrates |
| WO2004038810A2 (en) * | 2002-10-25 | 2004-05-06 | Goldpower Limited | Circuit substrate and method |
| US7231013B2 (en) * | 2003-03-21 | 2007-06-12 | Agilent Technologies, Inc. | Precise x-ray inspection system utilizing multiple linear sensors |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4040076A (en) * | 1976-07-28 | 1977-08-02 | Rca Corporation | Charge transfer skimming and reset circuit |
| US4054797A (en) * | 1976-09-23 | 1977-10-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Series-parallel scan, IR, CID, focal-plane array |
| JPS5694886A (en) * | 1979-12-28 | 1981-07-31 | Fujitsu Ltd | Infrared-ray detector |
| US4360732A (en) * | 1980-06-16 | 1982-11-23 | Texas Instruments Incorporated | Infrared charge transfer device (CTD) system |
| JPS5779774A (en) * | 1980-11-05 | 1982-05-19 | Nec Corp | Secondary dimension solid-state image sensor and its drive method |
| JPS57131179A (en) * | 1981-02-05 | 1982-08-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solidstate image pickup device |
| FR2504334B1 (fr) * | 1981-04-16 | 1985-10-18 | Thomson Csf | Dispositif d'analyse d'image en lignes successives, utilisant le transfert de charges electriques, composant une memoire de ligne, et camera de television comportant un tel dispositif |
-
1983
- 1983-11-10 FR FR8317915A patent/FR2554955B1/fr not_active Expired
-
1984
- 1984-11-02 US US06/667,586 patent/US4609823A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-11-06 DE DE8484402228T patent/DE3471222D1/de not_active Expired
- 1984-11-06 EP EP84402228A patent/EP0145543B1/fr not_active Expired
- 1984-11-10 JP JP59236004A patent/JPS60127759A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60127759A (ja) | 1985-07-08 |
| FR2554955B1 (fr) | 1989-05-26 |
| EP0145543A2 (fr) | 1985-06-19 |
| DE3471222D1 (en) | 1988-06-16 |
| EP0145543B1 (fr) | 1988-05-11 |
| FR2554955A1 (fr) | 1985-05-17 |
| EP0145543A3 (en) | 1985-07-03 |
| US4609823A (en) | 1986-09-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4694316A (en) | Multilinear charge transfer array and analysis process | |
| US4609823A (en) | Charge transfer multi-linear strip | |
| US5396072A (en) | X-ray image detector | |
| EP0897597B1 (en) | High resolution flat panel for radiation imaging | |
| US5464984A (en) | X-ray imaging system and solid state detector therefor | |
| US4336557A (en) | Monolithically integrated circuit for relatively slow readout from a two-dimensional image sensor | |
| US4169273A (en) | Photodetector signal processing | |
| US8199236B2 (en) | Device and pixel architecture for high resolution digital | |
| JPH06500431A (ja) | フォトダイオードとｃｃｄエレメントとの間に転送ゲートを有するイメージセンサ | |
| US4744057A (en) | Multilinear charge transfer array | |
| JPS62113468A (ja) | 光電変換装置 | |
| EP0022323B1 (en) | Solid-state imaging device | |
| JPS61156869A (ja) | 大型形式光感知デバイス及び該デバイス使用方法 | |
| US5381013A (en) | X-ray imaging system and solid state detector therefor | |
| JPS60232788A (ja) | 固体撮像装置 | |
| US4684968A (en) | JFET imager having light sensing inversion layer induced by insulator charge | |
| US6486470B2 (en) | Compensation circuit for use in a high resolution amplified flat panel for radiation imaging | |
| US4616249A (en) | Solid state image pick-up element of static induction transistor type | |
| US4974043A (en) | Solid-state image sensor | |
| JPS6153765A (ja) | 固体撮像デバイス | |
| JPS5910269A (ja) | アンチブルーミング効果を有する光電装置 | |
| JPS6272282A (ja) | 撮像装置 | |
| JPS6272281A (ja) | 撮像装置 | |
| Zarnowski et al. | Performance of a large-format charge-injection device | |
| US5504527A (en) | Image sensor with improved charge transfer inefficiency characteristics |