JPS5843776Y2 - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
- Publication number
- JPS5843776Y2 JPS5843776Y2 JP1978128024U JP12802478U JPS5843776Y2 JP S5843776 Y2 JPS5843776 Y2 JP S5843776Y2 JP 1978128024 U JP1978128024 U JP 1978128024U JP 12802478 U JP12802478 U JP 12802478U JP S5843776 Y2 JPS5843776 Y2 JP S5843776Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid
- image sensor
- state image
- region
- signal
- 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
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は全固体撮像素子の光感度向上に関する。
第１図は従来技術による全固体撮像素子の典型的な１画
素の断面構造を示すもので、例えば第２図に示すごとく
、水平走査線１３、垂直出力線１４とゲート電極３、信
号電極４をそれぞれ接続し、ｎ型拡散層１とｐ型のＳｉ
基板６により構成される光ダイオード１１の光電変換信
号を順次読み出す。
素の断面構造を示すもので、例えば第２図に示すごとく
、水平走査線１３、垂直出力線１４とゲート電極３、信
号電極４をそれぞれ接続し、ｎ型拡散層１とｐ型のＳｉ
基板６により構成される光ダイオード１１の光電変換信
号を順次読み出す。
説明の便宜上、以下の説明においても同極性の素子につ
いて述べる。
いて述べる。
固体撮像素子の感度は光ダイオード１１より得られる光
電流により定まる。
電流により定まる。
通常室内光（〜２００ＬＸ）、標準的レンズ（〜Ｆ４）
で撮像する場合で１μＡ／ｃｍ２程度が上限であり、素
子寸法、光ダイオードの面積占有率に比例して光電流は
減少する。
で撮像する場合で１μＡ／ｃｍ２程度が上限であり、素
子寸法、光ダイオードの面積占有率に比例して光電流は
減少する。
さらにカラー撮像の場合はフィルターなどにより除かれ
た光の成分だけ光電流が減少する。
た光の成分だけ光電流が減少する。
このような微弱な充電変換信号を素子外で増巾すれば、
当然雑音成分も増巾することになる。
当然雑音成分も増巾することになる。
概してスイッチ素子すなわちＭＯ８型トランジスタ１２
．１５などを用いた場合は雑音のエネルギーが高く、光
電変換信号の検出限界（下限）を高く（〉１ｎＡ） し
ており、結局撮像素子のアナログ性（ダイナミックレン
ジ）を著るしく狭め、実質的に低感度で強い照明下でし
か用いられないものとしている。
．１５などを用いた場合は雑音のエネルギーが高く、光
電変換信号の検出限界（下限）を高く（〉１ｎＡ） し
ており、結局撮像素子のアナログ性（ダイナミックレン
ジ）を著るしく狭め、実質的に低感度で強い照明下でし
か用いられないものとしている。
本考案は従来技術の上記問題に対し、高感度の撮像素子
を得る手段を提供するものである。
を得る手段を提供するものである。
光電変換信号の増巾は素子の各種雑音が混入される前に
行なうことができれば上記問題を解決することができる
。
行なうことができれば上記問題を解決することができる
。
第３図は本考案の前提となる従来例を示すもので、ｐ型
Ｓｉ基体６に設けた各画素の出力拡散層２（ｎ型）に、
信号電極４に接続するｐ型拡散層７を設けたもので、回
路的には第４図に示すごとく、ＭＯ３型トランジスタ１
２のドレインが、バイポーラトランジスタ２２のベース
に接続（共有）する形となり、エミッタフォロワと同様
な電流増巾を行なうものである。
Ｓｉ基体６に設けた各画素の出力拡散層２（ｎ型）に、
信号電極４に接続するｐ型拡散層７を設けたもので、回
路的には第４図に示すごとく、ＭＯ３型トランジスタ１
２のドレインが、バイポーラトランジスタ２２のベース
に接続（共有）する形となり、エミッタフォロワと同様
な電流増巾を行なうものである。
他の接続は第１図に示す従来技術と同様と考えて良い。
動作方法は第１図に示す従来技術と多少異なり（制限が
有る）、垂直走査線１３に与える正の走査パルス印加を
水平走査ブランキング期間内のみに止める。
有る）、垂直走査線１３に与える正の走査パルス印加を
水平走査ブランキング期間内のみに止める。
第５図にこの様子を示す。
τ８を水平ブランキング時間とし、（ａ）は垂直走査線
１３の電圧、（ｂ）を出力拡散層２の電位、（Ｃ）は信
号線４を流れる増巾された信号電流の概略を示す。
１３の電圧、（ｂ）を出力拡散層２の電位、（Ｃ）は信
号線４を流れる増巾された信号電流の概略を示す。
出力拡散層２の電位はゲート電極３との容量結合により
、光電流が無い時は３２、少ない時は３３、多い時には
３４で示すように変動し、この結果、（Ｃ）における電
流曲線３５゜３６．３７のような信号電流を与える。
、光電流が無い時は３２、少ない時は３３、多い時には
３４で示すように変動し、この結果、（Ｃ）における電
流曲線３５゜３６．３７のような信号電流を与える。
この過渡過程がτ８より短かければ、原理上は信号電流
に大きな影響を与えることは無い。
に大きな影響を与えることは無い。
一見してわかる通り、画素の面積を特に増すことなく、
光ダイオードの占有率を減少させることなく、容易に大
きな光電変換信号を得、雑音成分を増すことが無く、撮
像素子の実質感度、アナログ性を飛躍的に改善すること
ができる。
光ダイオードの占有率を減少させることなく、容易に大
きな光電変換信号を得、雑音成分を増すことが無く、撮
像素子の実質感度、アナログ性を飛躍的に改善すること
ができる。
第６図はこれらの従来技術の特徴を備えつつ更に改善し
た本考案の実施例を示す。
た本考案の実施例を示す。
これは第３図の従来の素子に比べ、出力拡散層２とゲー
ト電極３の結合容量を意識して大きくすべく、オーバー
ラツプさせたもので゛ある。
ト電極３の結合容量を意識して大きくすべく、オーバー
ラツプさせたもので゛ある。
言うまでもなく、ゲート電極３はこれが一体である必要
は無く、ゲート部分とオーバーラツプ部分を別途に形成
して良い。
は無く、ゲート部分とオーバーラツプ部分を別途に形成
して良い。
回路的には第７図で示すようになる。
結合容量２３は、光ダイオード１１に蓄積可能な電荷量
の最大値が丁度垂直走査パルス電圧と該容量の積と等し
くなるように選べば、面積的にも効果上も最もも効率が
良い。
の最大値が丁度垂直走査パルス電圧と該容量の積と等し
くなるように選べば、面積的にも効果上も最もも効率が
良い。
動作条件は前実施例と同様であるが、第８図に示すごと
く、ゲート電極３に印加される電圧ａに対し、（ｂ）の
出力拡散層２の電位が大きく変動し、この結果（Ｃ）に
示すごとく、光電流が大きい場合も４６のように光電流
量に振巾のみが比例した一様な信号波形を得る。
く、ゲート電極３に印加される電圧ａに対し、（ｂ）の
出力拡散層２の電位が大きく変動し、この結果（Ｃ）に
示すごとく、光電流が大きい場合も４６のように光電流
量に振巾のみが比例した一様な信号波形を得る。
実際のバイポーラ素子においては増巾率が電流に依存す
る場合が多く、信号の忠実度という観点から本考案は非
常に効果がある。
る場合が多く、信号の忠実度という観点から本考案は非
常に効果がある。
以上説明したごとく、本考案により、信号成分のみを増
巾した光感度で実用的な固体撮像素子を得ることが可能
となる。
巾した光感度で実用的な固体撮像素子を得ることが可能
となる。
第１図〜第５図は本考案の従来例に関する説明図、第６
図、第７図、第８図は本考案の実施例を示す図である。 １．２・・・・・・ｎ（ｐ）型不純物層、３・・・・・
・垂直スイッチングＭＯ５）ランジスタのゲート電極、
４・・・・・・信号取出電極、５・・・・・・フィール
ド絶縁膜、６・・・・・・ｐ（ｎ）型Ｓｉ基板、７・・
・・・・ｐ（ｎ）型不純物層、１１・・・・・・ホトダ
イオード（１と６とで構成される）、１２・・・・・・
垂直スイッチングＭＯ３）ランジスタ、１３・・・・・
・垂直走査線、１４・・・・・・垂直信号出力線、１５
・・・・・・水平スイッチングＭＯ８ｌ−ランジスタ、
１６・・・・・・水平信号出力線、１７・・・・・・抵
抗、１８・・・・・・電圧源、１９・・・・・・出力端
子、２０・・・・・・水平走査線。
図、第７図、第８図は本考案の実施例を示す図である。 １．２・・・・・・ｎ（ｐ）型不純物層、３・・・・・
・垂直スイッチングＭＯ５）ランジスタのゲート電極、
４・・・・・・信号取出電極、５・・・・・・フィール
ド絶縁膜、６・・・・・・ｐ（ｎ）型Ｓｉ基板、７・・
・・・・ｐ（ｎ）型不純物層、１１・・・・・・ホトダ
イオード（１と６とで構成される）、１２・・・・・・
垂直スイッチングＭＯ３）ランジスタ、１３・・・・・
・垂直走査線、１４・・・・・・垂直信号出力線、１５
・・・・・・水平スイッチングＭＯ８ｌ−ランジスタ、
１６・・・・・・水平信号出力線、１７・・・・・・抵
抗、１８・・・・・・電圧源、１９・・・・・・出力端
子、２０・・・・・・水平走査線。
Claims (1)
- 一導電型の半導体基体の表面領域に、互いに離れて設け
られ、前記基体と反対導電型のソース、ドレイン領域と
、該ソース、ドレイン領域間の基体表面上にゲート絶縁
膜を介して設けられたゲート電極とを有し、上記ソース
領域をフォトダイオードとして用いる固体撮像素子にお
いて、上記ドレイン領域内に前記基体と同一導電型のエ
ミッタ領域を設けるとともに上記ゲート電極と上記エミ
ッタ領域を一部オーバーラツプするごとく構成したこと
を特徴とする固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1978128024U JPS5843776Y2 (ja) | 1978-09-20 | 1978-09-20 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1978128024U JPS5843776Y2 (ja) | 1978-09-20 | 1978-09-20 | 固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5545246U JPS5545246U (ja) | 1980-03-25 |
| JPS5843776Y2 true JPS5843776Y2 (ja) | 1983-10-04 |
Family
ID=29091317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1978128024U Expired JPS5843776Y2 (ja) | 1978-09-20 | 1978-09-20 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5843776Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6075870U (ja) * | 1983-10-29 | 1985-05-28 | 株式会社ボッシュオートモーティブ システム | 積層型エバポレ−タ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53123989U (ja) * | 1977-03-10 | 1978-10-02 |
-
1978
- 1978-09-20 JP JP1978128024U patent/JPS5843776Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5545246U (ja) | 1980-03-25 |
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