JPH06511111A - ガリウム砒素ｍｅｓｆｅｔ撮像デバイス - Google Patents

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】 ガリウム砒素ＭＥＳＦＥＴ撮像デバイス発明の分野 本発明はガリウム砒素（ＧａＡｓ）集積回路（ＩＣ）ＭＥＳＦＥＴ技術に基づい た光反応素子に関する。特に、本発明はガリウム砒素ＭＥＳＦＥＴ撮像デバイス に関する。また、本発明の素子はＧａＡｓ−ＪＦＥＴ技術を利用することによっ て製作可能である。

発明の背景 従来より、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）は超高速ＶＬＳ１回路の半導体ベースとし て極めて有効であると認識されている。集積回路にガリウム砒素を使用すること は、従来のシリコン技術に比較して多くの利点をもっている。その中には、バル ク抵抗が大きくアイソレージタン効果が得られ、寄生キャパシタンスを最小限に し、動作速度と温度許容差が大きく、電力損が小さく放射硬化質の向上か含まれ る。

ガリウム砒素はまた光検出器としても有効で、現在のシリコンフォトダイオード に類似したフォトダイオードを製造できることが知られている。

シリコン技術を活用した固体撮像デバイスは周知のところである。現在、電荷結 合素子（ＣＣＤ）とＸＹアレイの二種類の撮像デバイスが存在する。ＸＹアレイ は電荷注入デバイス（ＣＩＤ）、モザイクアレイ、トランジスタアレイその他を 包括する一般的な呼称である。電荷結合素子はやや難解で高価な撮影デバイスで あるが、優れた解像度を与える。本技術は今日、ビデオカメラ市場を拡大しつつ ある。第２のタイプの撮影デバイスはＸＹアレイで、デコーダやシフトレジスタ ーによりアドレソンング可能なトランジスターマトリックスから構成される。

ＸＹアレイは簡単で安価であるが、解像度が劣る。ＸＹアレイは装飾的画像の品 質がそれ程重要ではない産業市場で使用されている。

これまでＧａＡｓ技術を活用してＣＣＤを製造する試みが行われてきたが、それ らはまだ初期の段階にある。ＣＣＤデバイスの性質が複雑で、且つそのようなデ バイスを製作するコスト上の問題から、本技術はまだ発展途上にある。また、Ｃ ＣＤはＸＹアレイよりも欠陥に敏感で、ＧａＡｓ内の欠陥密度か大きいために、 ＸＹアレイは一定の利点を提供している。

これまでのところ、ガリウム砒素をベースにしたＸＹ撮像デバイスを開発する試 みは行われていない。これにはＧａＡｓ技術のはっきりした限界に基づいた多く の理由がある。まず、これまでの研究はＧａＡｓ　−ＭＥＳＦＥＴ−ＩＣ技術の 高速処理側面に集中してきたが、ＸＹ撮像デバイスは低周波数デバイスであって 、高速技術を活用するには一見不適当に思われることである。第２に、シリコン に比べてＧａＡｓ基板のドーピング量が少ないため、キャリアの拡散経路が長く なり、撮像デバイスのピクセルどうしの間のクロストークが増加することである ように思われる。しかし、発明者が行った実験では、このことは当てはまらない ことが証明された。第３に、ガリウム砒素中の電圧レベルが低いためにＳＮ比が 劣悪になるように考えられたことである。しかし、この問題は基本的なことでは なく、発明者らは今回、その問題は回路設計に対するアプローチを適切に行うこ とによって、克服可能であることを発見するに至った。更に、発明者らはＧａＡ ｓ・ＩＣの配線キャパシタンスがそれと等価的なシリコン素子よりも低く、この ため出力におけるｋＴＣノイズは小さくなり、従って予期した以上に優れたＳ／ Ｎ比が得られることを確認するに至った。

本発明の目的は標準的なガリウム砒素ＩＣ技術に基づいた光反応性デバイスを提 供することによって、撮像デバイスが高速デジタル処理素子と同一の基板上に一 体化できるようにすることである。本発明の目的は更に、少なくとも現存のシリ コン素子に対する有効な代替物を提供することである。

ＧａＡｓデジタルＩＣ工程を利用した撮像デバイスは、光反応素子と処理回路が 大規模集積回路（ＶＬＳＩ）技術を用いて共に同一の基板上に形成可能であると いう利点を宵する。このことは信号処理にはＧａＡｓの高速度特性を、また、撮 像には光学的特性を活用する機会を提供するものである。この結果、撮像装置は より安価でよりコンパクトなものとなる効果が得られる。

また、発明者らはＧａＡｓ　−ＭＥＳＦＥＴの光利得がゲートがトランジスター エツジを交叉する領域で著しく大きくなることを発見した。この効果はシリーズ ゲート抵抗器を挿入してゲートが光起電力によりバイアスする条件をつくりだし た時にはじめて発生するものである。この効果は光電流が外部シリーズゲート抵 抗器Ｒｇ内を流れるときに起こり、それによってゲート電圧、従ってドレイン電 流が増加する。ドレイン電流の大きな増加をつくりだすために、大きなゲート抵 抗器Ｒｇは、大きなＲＣ時定数をもたらし、同時定数によって応答は通常１０− １０−１Ｏ０の範囲でロールオフすることになる。

このエツジ効果はブレーナＧａＡｓ　−ＭＥＳＦＥＴにおいて観察されるもので 、メサＧａＡｓ　−ＭＥＳＦＥＴ構造で観察されるエツジ利得効果とは全く異な るものである。トランジスター外部のゲートオーバーハングの下での集光がプレ ーナデバイスにおける利得効果を説明するものとして示唆できよう。

プレーナＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴにおける、この新たな光エツジ効果は撮像デバ イスにおけるような低周波用途において有益である。かくして、本発明の目的は 更に、この発見を活用したＧａＡｓ光学撮像デバイスを提供することである。

発明の要約 従って、本発明の一形態によれば、ＧａＡｓイメージセンサ−で、従来のＧａＡ ｓデジタルＩＣ工程により製作されたＧａＡｓ光反応アレイと、ＧａＡｓイメー ジプロセッサーを備えることによって大規模集積回路を実現可能なものが提供さ れる。

本発明のもう一つの形態によれば、必ずしも唯一の又は最も包括的な形ではない が、ソースが光反応要素であり、ＭＥＳＦＥＴのゲートが光から遮断され読み出 しを可能／不可能にするスイッチとして作用し、ドレインか読み出し線に接続さ れるガリウム砒素基板上に形成されるＭＥＳＦＥＴから成るピクセル（画素）が 提案される。

前記光反応要素はソース／基板の空乏領域における集光により得られる。要する に、ソースはフォトダイオードに等しく、ピクセル内の等価回路はフォトダイオ ードがソースと直列に接続された標準的なＦＥＴと考えることができる。

ピクセルサイズはほぼ４０８ｍＸ４０μｍとすることが望ましい。各ピクセルの 領域の大部分はＭＥＳＦＥＴの光活性ソースが占める。ピクセルの残りはゲート に接続されるアドレス線とドレインに接続されるデータ線とが占める。

更に本発明のもう一つの形態では、ガリウム砒素基板上に形成されたＭＥＳＦＥ Ｔから成り、ソースが光反応要素で、ＭＥＳＦＥＴのゲートが光から遮断され読 み出しを可能／不可能にするスイッチとして作用し、ドレインが読み出し線に接 続され、ソースを横切る複数のメタルフィンガーが存在し、各フィンガーがソー スを超えて延び、露光された時にソースが電荷を蓄積するようになったピクセル が提案される。

前記複数のメタルフィンガーは、ソース領域を横切ることによってＭＥＳＦＥＴ ゲートと同一の材料で形成されたショットキーダイオードを構成することが望ま しい。この場合、シタットキー界面と基板界面の空乏領域は共に集光に寄与し、 ２個の並列フォトダイオードとして考えることができる。前記材料は不透明であ るから、フィンガー構造は光により生成される電荷にさらされる空乏領域の大き さを最大にするように設計される。

各ピクセルの領域の大部分は光活性のフィンガー構造が占める。ピクセルの残り の部分はゲートに接続されるアドレス線とメタルフィンガーに接続されるアンチ ブルーミング線が占める。

各フィンガーの大きさはほぼ０．８μｍ×４０μｍとすることが望ましい。ピク セルあたり３０〜５０フインガーが存在することが望ましいが、この数は各フィ ンガーの大きさと各ピクセルの大きさによる。技術的向上によって大きさが縮小 され、それに伴ってピクセルあたりのフィンガー数が変わり得ることが期待され ている。

ピクセルは一端をアンチブルーミングバイアス線に接続することが望ましい。

この特徴は、フィンガー形ショットキーダイオードが、ブルーミング（即ち、光 通負荷）が生じた場合に、純方向にバイアスされることにより可能となる。ＭＯ ＳシリコンＸＹアレイの抱締ゲートは、この便宜さを与えることはない。

ブルーミングが発生しショットキーダイオードが順方向にバイアスされると、ア ンチブルーミング線に印加される電圧バイアスに応じて、過剰な電荷の大部分は アンチブルーング線にそれるため、基板内に不都合などクセルクロストークが発 生することはない。

透明２・３ツ］・キーダイオードを活用１７、霧光と記憶はゲート領域を介［、 で行われることになろう。透明′７日・・ノトギー　コンタクトは十分に薄い金 のような遇ロ用イ料から構成慢イ′！７，１・ができろ。］五明材料の場合には 、ツインｉｆ・−構造は連続体１より置換されることになろう。

本窒明の肩に別の実施例では、〆りＡ、フィンガー・・と活性領域はフィンガ、 −がトランプスター境界を交叉する位置の数を最大（ごするようにレイアウトす る５、フィソガ　は光消％、　ｊ−ランシスターのゲートを槽成し、光活性トラ ンジスターのソースは溌地され、そ１．て光活性トランジスター・と直列の読み 出１．トランジスクーがσ在することになる。

フィンガーがトラ〕／シスター墳界ダニ交叉する位置は以後エツジと称する。。

この実施例では本発明はｍ造的に先の例と同一であるが、アース接点な（追加ｔ ・れ、光活性領域か区画されてエツジ数を最大限にしている。。

ゲート抵抗器が光活性トう２・シスターのゲートと直列に接続される、−とか望 ま；、、い。ブー　ト抵抗器はほぼｌ〜ＩＯＭΩの抵抗値を有する。ユ１ら抵抗 器はＧａＡｓ基板内に設ける口とができるが、透明基板（例えばガラス）上にプ リントＩ５た後、連像デバ・イス上に混成することが望ま【７い。その利点は、 これら抵抗器が１ノーザトリミングされ、エツジ効果が作りだす固定パターンノ イズ（ＦＰＮ）を補正することかできる点である。抵抗器はインジウム錫酸化物 （ＩＴｏ）のような透明導体を介してバイアスさせることが望ましい。

透明基板と撮借デバイス間の混成は、バンブボッディングやヴイアホールのよう な方法を用いて行うことができる。

更にもう−・つの例では、本発明は、それぞれかＭＥＳＦＥＴのソースが光反応 性の要素で、ＭＥＳＦＥＴのゲートが光から遮断され読み出しを可能／不可能と するスイッチとして働き、ドレインが読み出し線に接続され画像処理が複数の集 積回路から成る処理領域で行われるようなガリウム砒素基板上に構成されたＭＥ ＳＦＥＴから成る複数のビクセルから成る光活性領域が存在するようなＧａＡｓ 基板上に構成されたＸＹ撮像デバイスにあるということかできる。

本発明のもう一つの例では、ソースを横切って複数のメタルフィンガーか設けら れ、各フィンガーは、露光された時電荷を蓄積するソースを超えて延びているっ 更にもうｍ一つの例Ｃは、メタルフィンガーはて、ｙジて“・ｋイ：Ｌ・人にオ 久１ように１・・１Ｔつｌ−づ包、 トー°υヱ゛ノ１Ｍ、ビ）ｙ％ル可１１ｉ′、／不”４能う′　１−を＄ｊｌＲ ｔＳ一連のｎ二ｇ４１＝、７　ｌ’　Ｌ−’　ツ；゛７りするｔ、めに、−個の シフトレジスター又はデつ−ダを使用］、ｔ１回路ｔ＋、　ＪリアドＬ／ソノン グ可能であると共に、読ｅ出し線から４．；れるバラしルデー弓“を・１１アル データへ、変櫓するマル壬プ１ノクリー・りｊド１．／ンソ〕・グずろＩ、・め ６、＝、第２のソフトしｌジスクー又はデコ−＝・グか使用される＋−，’：か 好ヨｊ７い。

電荷桧山１−法を画傅・読ろ出（２に採用する。”。セブ）（望尤ｊい３、→− の場合、℃荷は容量性電荷共有（ｃａｐａｃｉｔｉｖ２　ｃｌｉａｒ２ｅ　５ｂ ａｒｉＢ）のプロセス１１．’：　、Ｊリビクセノ（が１″、３でみ出し線へ転 送され、読み出１線から出力バス−・き転送さね・肌、−っづ”ろ代４・りに、 電圧検出手法全採用するこｋもできるが、この場合には、ｊ篤ビ′Ｆ１゛−ル６ ．゛♀ピ・刊）′ノースフィロアートランジスタ一段が必要となる。

スレッシヨールド霞圧隣下の問題を克服憚るために、回路はブー１−ストラッピ ング手法とゼロスレッ・／−１−ルド又は“ネイティブトランジスタ・−を活用 （５丁いる。これらの手法は、共に、ＧａＡｓ回路では従来見られなかったもの である。

固定パターンノイズの影響を少なくするために、処理エリアは相関ダブルサンプ リング（ＣＤＳ）のまうなポスト処理手法を利用した集積回路を備える。：とか 望ましい。固定パターンノイズはＭＥＳＦＥＴ間の電気的パラメ・−・夕（主と （２でピンチオフ電圧）の変動から発生するものである。また、ボスト処理手法 は、用途に応じて、テレビと適合する画像と画像処理アルゴリズムを作成する標 準的手法を含む。

ポスト処理の一例では、最初の既知信号がビクセルに付与され既知の応答を発生 させ、それから個々のビクセル間の差を判断することができる。こうして得られ た差は、その後、信号処理中に付与されるべき補正係数として使用される。

本発明の更にもう一つの例では、撮像系に組み込んだ先導波管を使用し、回路モ ジュールどうしの間に超高速の結線部を形成する。

図面の簡単な説明 本発明をより理解できるように、以下添付図面について、その好適実施例を説明 する。

図１はガリウム砒素ビクセル設計の概略レイアウト図である。

図２は図１のビクセルの等価回路図である。

図３はフィンガー形トランジスタービクセルの概略レイアウト図と、その等価回 路図である。

図４は図３のビクセルの等価回路図である。

図５は光起電ゲートバイアスによるフィンガー形トランジスターデュアルゲート ビクセルの概略レイアウト図と、その等価回路図である。

図６は図５のビクセルの等価回路図である。

図７は図１のビクセルを利用した多ピクセルＸＹアレイ撮像デバイスの従来のレ イアウト図である。

図８は図３のビクセルを利用したＸＹアレイ撮像デバイスのレイアウト図である 。

図９は図５のビクセルを利用したＸＹアレイ撮像デバイスのレイアウト図である 。

図１０はトランジスターのエツジにおける光利得の向上を示す図である。

好適実施例の説明 以下、添付図面を参照して本発明の好適実施例を説明する。図１には、ＧａＡｓ 基板上に構成されるトランジスターであるビクセルが示されている。

上記トランジスターは、活性エリア１がｎ＋型不純物（例えばシリコン）をドー プして形成されたＭＥＳＦＥＴである。トランジスターのゲートは読み出し線（ ここでは、分かり易くするために図示しない）により遮光され、アドレス線３に より制御されて読み出しを可能／不可能とするスイッチとして作用する。データ はドレイン４から読み出される。コンタクトホール２を介して、ドレイン４は読 み出し線に接続される。

図２に等価回路を示す。ビクセルは、読み出しトランジスター６と直列の光反応 ダイオードと等価である。

図３において、活性エリアｌを横切って５個のメタルフィンガー７が示されてい る。それぞれのフィンガーは、参照符号８で代表的に示すように、活性エリアｌ を僅かに超えて延びている。−個のビクセルは３０〜５ｏのフィンガーを有する が、図を分かり易くするために、そのうち５個のみをここでは示している。上記 フィンガーは一端をアンチブルーミング線９に接続する。

図４に等価回路を示す。同図は光活性素子と直列の読み出しトランジスター５が 存在する点で図２と似ている。しかし、この場合、光活性素子は、一対の並列に 接続されたフォトダイオードと等価である。ソース／基板界面の空乏領域からの 集光を表わすフォトダイオード１０と、ショットキー界面を表わすフォトダイオ ード１１が存在する。

図５にエツジ効果を活用するためのビクセルレイアウトを示す。この場合、活性 エリアｌは、ｎ２型不純物が導入されない領域である多数の“カットアウト１３ を備える。そのため、メタルフィンガー７により形成されるエツジ数は最大にな る。同図は４つの“カットアウビ領域を示すが、この数はビクセルの寸法と工程 設計上の基準によることになろう。

メタルフィンガー７に接続されたボンドバッド１２を介して撮像デバイスに混成 されたゲート抵抗器１４が存在する。１６で更にアース接続を行う。ゲート抵抗 器１４の一端はトランジスター１５のゲートに接続され、他端は適当にバイアス される。

図６にその等価回路を示す。図１と図２のフォトダイオードは、ソース１６が接 地され、且つゲートがゲート抵抗器１４に接続された光活性トランジスター１５ によって表わされている。ドレイン４からの読み出しは、アドレス線３により可 能／不可能となっている。参照符号１７は、組み込みキャパシタンスを示すか、 デバイスの内部キャパシタンスは、多くの場合、明示的部品に対する必要をなく する上で十分である。

図７は、図１のビクセルを用いた従来の多ピクセルＸＹ撮像デバイスのレイアウ トを示す。同デバイスは通常１２８個×１２８個のビクセルアレイから構成する ことができる。各ビクセルは光反応ダイオード５と読み取りトランジスター６と から構成される。読み取りトランジスター６のゲート（例えば２３）は、水平走 査ジェネレーターとして作用するシフトレジスター２４に接続される。各アドレ ス線２５がパルス駆動されると、それに対応する行のピクセルか開き、それぞれ の電荷がそれぞれのカラム線２Ｇ上へ読み出される。

もう一つのソフトレジスター２７は垂直走査ジェネレータと（７て作用し２．７ １〉ナプレクサ２８を駆動する。マルチプレクサ２８は、カラム線から得たパラ レルデータをソリアルデータに変換する。ノリアルデータは増幅器２９を経て信 号処理領域３０へ出力される。

本発明の撮像デバイスの動作は以下の通りである。

１　読み取りトランジスターをターンオンするように、アドレス線がパルス駆動 される。

２、蓄積されたダイオード内（又は光活性トランジスター）の光電荷は容量性電 荷共有により読み出（−線上へ読み出される。

３、読み出しが完了するとダイオードはデータバス電圧からスレッショールド降 下値を差し引いた値に整定しく但し、スレッショールド降下はブートストラッピ ングのような種々の手法で最小化することができる）、読み出しトランジスター は、ダイオードを逆バイアス状態のままにしてターンオフする。

４　ダイオード上に入射する光子はその下に位置するＧａＡｓ内に電子と正孔の 対を作りだす。

５、電子−正孔の対は空乏領域に支えられて電界により分離される。電子は掃引 され、ダイオードの自己キャパシタンス上に蓄積し、空乏領域を縮小させる。

６、上記順序が１から繰り返される。

図８は、図３のピクセルを利用した同様なデバイスのレイアウトを示す。この場 合、ショットキーダイオード１１をバイアスさせるもう一本のアンチブルーミン グ［３１が設けられている。その他の点では撮像デバイスのレイアウトは図７の ものと同じである。

図９に示すように、それと同じ基本レイアウトは図５のピクセルについでも使用 することができる。

図１０のプロットはＸＹプラットホーム上に５本のゲートフィンガーを有するＭ ＥＳＦＥＴを取り付け、それを波長が６７８ｎｍで、入射パワーが１．４μＷの もと、２μｍ径ＣＷレーザスポットで照射することにより作成したものである。

ＸＹプラットホームを制御してトランジスターを２次元ラスターシーケンズで移 動させ、且つドレイン電流を変化させることにより、トランジスタ一応答の３次 元プロットが生成されるようにした。ＩＯＭΩの抵抗器をゲートと直列に取り付 ζ′）・た。

図１０は、ゲートメタルが１−ランシスターと交叉°オる位置における劇的なシ １得電流ピークが変化する鼾を示す。各エツジに沿った５個のピークが５個のゲ ートに対応する。ゲート抵抗器が存在しない場合、ドレイン電流は、予期される 通り、トランジスターのエツジ方向ヘロールオフする。図１０の縦軸は電流で、 ピーク電流はほぼ２８ｍＡである。

かくして、本効果から得られる効果を最大にするために、エツジが最大となるよ うな新たなＭＥＳＦＥＴレイアウトが設計されたことになる。この設計は活性エ リアに多数のエツジが存在し、従って利得の向上した領域が多く存在することを 意味する。

本文中に述べた光反応デバイスは、既知のシリコン素子に比べて多くの利点をも たらすことは明らかである。ＧａＡｓイメーノセ〉サーは、特に、航空宇宙分野 に好適である。これは、第１に、ガリウム砒素がシリコン素子に比べて本質的に 有利であり、またシングルチップ集積デバイスの場合には全体の大きさを小さく できることによるものである。

本文で述べた実施例について種々の変更を施すことができることは当業者にとっ て明らかであろう。上記実施例は例示のためのものであり、本発明を限定するも のではない。本文全体を通して言及したピクセルは、ディクスリートなフォトダ イオードとして使用される単一の素子を包含するものと理解すべきである。本文 全体について、目的は本発明を例示するためであって、それを限定するものでは ない。

！− 第７図 第３図 国際訓育報告　１噸１防沖１卿ｂｉｂ昨ｒ］つｐＣＴ＋ＡＩＪ９）Ｉｆ）ｌＩ５ ２＋１国際調査報告Ｉｎ１ｅｎ＋ａｌＫ″′１ｐｐｌ＜＃ｔ＋ｏｅＮ。

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ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ （ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ 、ＴＧ）、ＡＴ、ＡＵ、ＢＢ、ＢＧ、ＢＲ，ＣＡ、ＣＨ，Ｃ３゜ＤＥ、ＤＫ、Ｅ Ｓ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＬＫ、　ＬＵ、　ＭＧ、　ＭＮ、　 ＭＷ、　ＮＬ、　Ｎｏ、ＰＬ、ＲＯ，ＲＵ、ＳＤ、ＳＥ、ＵＳ

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. １．ガリウム砒素基板上に構成きれた電界効果トランジスターより成るピクセル において、前記電界効果トランジスターのソースが光反応要素で、そのゲートが 遮光されデータの読み出しを可能／不可能とするスイッチとして作用し、そのド レインが読み出し線に接続されたことを特徴とするピクセル。
2. ２．請求項１記載のピクセルにおいて、該ピクセルは更に、前記電界効果トラン ジスターのゲートに接続されるアドレス線と、前記電界効果トランジスターのド レインに接続されるデータ線とを備え、前記アドレス線がデータ線上のドレイン のデータの読み出しを可能／不可能とするようになったことを特徴とするピクセ ル。
3. ３．ガリウム砒素基板上に構成された電界効果トランジスターより成るピクセル において、前記電界効果トランジスターのソースが光反応要素で、そのゲートが 遮光されデータの読み出しを可能／不可能とするスイッチとして作用し、前記電 界効果トランジスターのドレインが読み出し線に接続されると共に、前記ソース を横切って複数のフィンガーが存在し、各フィンガーが前記ソースを超えて延び 、前記ソースが露光された時電荷を蓄積することを特徴とするピクセル。
4. ４．請求項３記載のピクセルにおいて、前記複数のフィンガーがその一端をアン チグルーミングバイアス線に接続されたことを特徴とするピクセル。
5. ５．請求項３記載のピクセルにおいて、該ピクセルは更に、前記電界効果トラン ジスターのゲートに接続されるアドレス線を備え、同アドレス線が読み出し線上 のドレインからのデータの読み出しを可能／不可能にするようになったことを特 徴とするピクセル。
6. ６．請求項３記載のピクセルにおいて、前記電界効果トランジスターはＭＥＳＦ ＥＴであり、前記複数のフィンガーが金属より成ることを特徴とするピクセル。
7. ７．請求項６記載のピクセルにおいて、前記複数のメタルフィンガーがソースを 横切って位置することによってショットキーダイオードを形成することを特徴と するピクセル。
8. ８．請求項６記載のピクセルにおいて、前記メタルフィンガーがＭＥＳＦＥＴの ゲートと同一の材料から成ることを特徴とするピクセル。
9. ９．請求項６記載のピクセルにおいて、該ピクセルは更に、ＭＥＳＦＥＴのゲー トと直列に接続されるゲート抵抗器を有することを特徴とするピクセル。
10. １０．ガリウム砒素基板上に構成された光活性トランジスターより成るピクセル において、前記光活性トランジスターのソースが接地され、複数のメタルフィン ガーがソースを横切って位置し、前記ソースと複数のメタルフィンガーがトラン ジスター境界を交叉する位置の数を最大にするように構成され、前記フィンガー が前記光活性トランジスターのゲートを形成することを特徴とするピクセル。
11. １１．請求項１０記載のピクセルにおいて、該ピクセルは更に、前記光活性トラ ンジスターのゲートと直列に接続されたゲート抵抗器を有することを特徴とする ピクセル。
12. １２．請求項１０記載のピクセルにおいて、前記ゲート抵抗器が１〜１０ＭΩの 範囲の抵抗値を有することを特徴とするピクセル。
13. １３．ガリウム砒素基板上に構成されるＸＹ撮像デバイスにおいて、複数のピク セルから成る光活性エリアが存在し、前記ピクセルの各々がガリウム砒素基板上 に構成された一個の電界効果トランジスターより成り、同電界効果トランジスタ ーのソースが光反応要素で、そのゲートが遮光されデータの読み出しを可能／不 可能とするスイッチとして作用し、そのドレインが読み出し線に接続されると共 に、画像処理が複数の集積回路より成る処理エリアで実行されることを特徴とす るＸＹ撮像デバイス。
14. １４．請求項１３記載のＸＹ撮像デバイスにおいて、前記複数の集積回路がガリ ウム砒素内に構成されることを特徴とするＸＹ撮像デバイス。
15. １５．請求項１３記載のＸＹ撮像デバイスにおいて、複数のフィンガーが前記ソ ースを横切って位置し、各フィンガーがソースを超えて延び、該ソースが露光さ れた時電荷を蓄積することを特徴とするＸＹ撮像デバイス。
16. １６．請求項１５記載のＸＹ撮像デバイスにおいて、前記電界効果トランジスタ ーがＭＥＳＦＥＴであり、前記複数のフィンガーが金属より成ることを特徴とす るＸＹ撮像デバイス。
17. １７．請求項１６記載のＸＹ撮像デバイスにおいて、前記メタルフィンガーがト ランジスター境界を交叉する位置の数を最大にするようにレイアウトされること を特徴とするＸＹ撮像デバイス。
18. １８．請求項１３記載のＸＹ撮像デバイスにおいて、前記ピクセルがピクセル可 能／不可能ゲートを制御する一連の経路にアドレッシングするために、一個のシ フトレジスター又はデコーダを使用した回路によりアドレッシング可能であると 共に、前記読み出し線から得られるパラレルデータをシリアルデータヘ変換する マルチプレクサーをアドレッシングするために、第２のシフトレジスター又はデ コーダが使用されることを特徴とするＸＹ撮像デバイス。
19. １９．請求項１３記載のＸＹ撮像デバイスにおいて、電荷検出手法が画像読み出 しに採用され、電荷がピクセルから読み出し線へ、また読み出し線から出力バイ アスヘと、容量性電荷共有のプロセスにより転送されることを特徴とするＸＹ撮 像デバイス。
20. ２０．請求項１３記載のＸＹ撮像デバイスにおいて、前記処理エリアが、固定パ ターンノイズの影響を少なくするために、相関ダブルサンプリング（ＣＤＳ）の ようなポスト処理手法を用いた集積回路を有することを特徴とするＸＹ撮像デバ イス。
21. ２１．請求項２０記載のＸＹ撮像デバイスにおいて、最初の既知信号が前記ピク セルに付与され既知の応答を発生させ、それから個々のピクセル間の差が判断さ れることを特徴とするＸＹ撮像デバイス。
22. ２２．請求項１３記載のＸＹ撮像デバイスにおいて、前記ピクセル間及び前記処 理エリア内に超高速結線を形成するために、集積型光導波管が用いられたことを 特徴とするＸＹ撮像デバイス。
23. ２３．ガリウム砒素撮像デバイスであり、該撮像デバイスがガリウム砒素光反応 アレイとガリウム砒素画像処理エリアとを有し、前記撮像デバイスが従来のガリ ウム砒素デジタルＩＣ手法によって製作されることにより、大規模集積回路とし て形成されることを特徴としたガリウム砒素撮像デバイス。