JPS59134873A - 行転送形感光デバイスの分析法 - 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】 本発明は行転送形感光デバイス（ｒｏｗｔｒａｎｓｆｅ
ｒｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅｄｅｖｉｃｅ）の分析
法に係る。

先行技術、特にトＡンンーづ１スＬノ名義の仏国特許出
願第８０．０９１１２号及び第８１゜０７６７２号、に
は分析が行転送によって行われる感）Ｙ−、デバイスが
開示されている。

Ｊ［ｎ常これらのデバイスは各行毎にＮ個の感光点をも
つＭ個の行で構成された感光領域を備えており、各行の
感光点は伝導列を介してメモリに並列接続されている。

このメモリは１つの行内の感光点上に傷められて列に転
送された信号電荷を定期的に読取りレジスタへ転送せし
め、且つ信号電荷が行の１つから列へ到達する前に寄生
電荷を列から除去ドレン（ｅｖａｃｕａｔｉｏｎｄｒａ
ｉｎ）に転送せしめる。

従って行転送形感光デバイスでは次の２つのシーケンス
が定期的に繰返される。

（ｉ３号電荷が列に到達する前に列上の寄生電荷をメモ
リに転送する第１シーケンス、 −列上にある一行分の信号電荷をメモリに転送する第２
シーケンス。

問題はこれら第１及び第２シーケンス間の時間的間隔内
に、第２シーケンスで信号電荷と共に読取られることに
なる寄生電荷が列上に蓄積されることにある。これらの
寄生電荷はスミアリング（ｓｍｅａｒｉｎｇ）に起因す
る他、強すぎる照明即ちブルーミング（ｂｌｏｏｍｉｎ
ｇ）によって生じる感光点のオーバーフローに特に起因
して発生する。

各列の感光点は伝導列を介して並列接続されているため
、過度に強く照明されてオーバーフローする感光点が１
つでもあればその感光点に接続されている列は寄生電荷
を受容することになる。

本発明は前述の問題を極めて簡単に且つ効果的に解決せ
しめる。

本発明の方法では伝導列からメモリへの寄生電荷除去後
に始まり列からメモリへの一行分の信号電荷の転送によ
って終るまでの時間的間隔の間電荷を蓄積し得るより、
感光点の蓄積容量を一時的に変化さぜる。

この時間的間隔の量感光点の蓄積容量を増大させること
は可能であち、且つ伝導列からメモリへの寄生電荷除去
の間これら感光点の蓄積容量を減少させておいて前記時
間的間隔の始めに正規の容量に戻すことも可能である。

その結果感光点はこの時間の間電荷を蓄積し得るに足る
適切な容量をもっことになり、従って飽オロされること
がないためブルーミング状帽におかれても列にオーバー
フローしない。そのため読取られる信号電荷の世が寄生
電荷−こよって変化することもない。

以下添付図面に基づき非限定的具体例を挙げて本発明を
より詳細に説明する。

これら図面中間−素子は同一符号で示したが、種々の素
子の寸法及び比率は図面１’ｉｉ’ｉ明化のため無視し
た。

；４蔦１図（こは先行技術の行転送形感光デバイスが示
されている。仁のデバイスはＭ個の行から成るマｈＩＪ
クスで構成された感光１ｉ３ｉ１或１を備えており、′
６行はＮ個の１ξ＆光点Ｐを有しているつこの領域は分
析すべき先順を受容してこれを信号１￥荷（、、Ｊｓな
る電荷に変換する。同一行内の感光点は相崖に４８続さ
れていると共にアドレスレジスタ２にも接続されている
。このレジスタは、ｊＲｉ！！２るべき行を１つマトリ
クスから１１４０（するのに使用される。同一の列（Ｃ
Ｏ）内の感光点は同一の伝導列を介して接続されている
。伝導列はメモリ４１こ＋！ｉ！絡している。このメモ
リ４はスイッチ■で示されている叩き−ＪＪ僕手段をｍ
しており、核子）ｌは伝導列上の寛骨を除去ドレン（Ｄ
Ｒ）又は境敗りレジスタ３のいずれかへ誘導する。この
メモリは同一行内の′＆光点に渠められて列に転送さｉ
ｔだ信号！ａ荷を定期的に硯敗りレジスタへ転送させる
と共ｌこ、信号電荷が行の１つから列へ到、！する前ｌ
こ定１υ」的に列上のを生信号を除去ドレンへ転送せし
める。

第２図ｆａｌ乃至（ｇｌは先行技術デバイスの動作を示
している。これらの図面は仏国特許出願第８０．０９１
１２号に詳細に示されているため必要であれば参照され
たい。

第２図（ａ）は前記仏画特許出願の第１図の感光デバイ
スの長手方向断面図であり、 第２図（１））乃至（ｇｌは異なる時間ｔｌ乃至ｔ、に
おける半導体基板４の表面ポテンシャルφＳの変化を示
している。第２図（ａｌの具体例では各感光点が感光グ
リッドＧ。から成るホトＭＯ８とホトダイオード馬。と
の組合せにより構成されている。

伝導列上の寄生電荷Ｑｐは第２図（ｈｌの時間１゜でメ
モリに転送される。

第２図（Ｃ１の時間ｔ２でこれら寄生電荷Ｑｐはメモリ
からドレンへ排除される。

第２図（ｄｌの時間ｔ３では転送は行われないが、メモ
リは寄生７１荷が全て除去されたため再び電荷を蓄積し
得る状轢にある。

第２図（ｅｌの時間ｔ４では既に列に転送済みの一行分
の信号電荷Ｑｓがメモリに転送される。

そのためにはアドレスレジスタを介して当該性にデバイ
スの基準ポテンシャルに等しいポテンシャルを与える。

残りの感光行は第２図（ｅ）に点線で示されている如く
偏倚電圧ｖｇを受容し続け、従って電荷を集め続ける。

第２図（ｔ）の時間ｔ５では読取られる行の信号電荷が
メモリから読哉りレジスタへ転送される。

第２図（ｇｌの時間ｔ６では電荷転送は生じないが、メ
モリは信号電荷が全て除去されたため再び電荷を蓄積し
得る状暢にある。

行転送形感光デバイスでは如何なるタイプのデバイスで
も必ず次の２つのシーケンスが定期的に繰返される。

一信号電荷が列に到達する前にこれら列上の寄生電荷を
メモリへ転送する第１シーケンス（第２１図（１））時
間ｔ＋）、 一列上の一行分の信号電荷をメモリに転送する８Ｔ￥２
シーケンス（第２図（６１時間ｔ４）。

第１シーケンスの終りと第２シーケンスの終り吉の間の
時間的間隔Ｔ即ち第２図の時間ｔ。

と１４との間には列上に寄生電荷が蓄積され、これらの
電荷は時間ｔ４で信号電荷と同時に読取られる。前述の
如くこれらの電荷は過度に照明された感光点の伝導列へ
のオーバーフローに主として起因する。

第３図（ａｌ乃至（Ｃ１、及び第４図ｔａ＋乃至（ｄｉ
は感光点が第２図（ａｌの如くホトＭＯ８とホトダイオ
ードとの組合せにより構成されている場合の本発明の方
法の２つの変形例を示している。第２図（ｂｌ乃至（ｇ
ｌと同様にこれらの図も種々の時間における基板の表面
ポテンシャル変化を示すが、ここで重要なのは感光点で
の変化のみであって、他のデバイス部分の動作は第２図
（ｂｌ乃至（ｇｌの場合と変わらない。

本発明では感光点の蓄積容量を例えブルーミングがあっ
ても時間Ｔの間電荷を蓄積し得るよう一時的に変化させ
る。従ってこの時間の間は過度に照明されても感光点が
列上にオーバーフローすることはない。

第３図ｔａ＋乃至１ｃ）の変形例では感光点Ｐの蓄積容
量を時間Ｔの間に増大させる。この蓄積容量増加は感光
点の偏倚電圧を操作することで達成し得る。

第２図（ａｌの場合は半導体基板４がＰ形であるためグ
リッドＧｏに印加される偏倚電圧ｖｇを増大せしめさえ
すれば感光点の蓄積容量耐゛増大する。

第３図（ａｌは偏倚電圧を操作することにより時間ｔ、
即ち間隔Ｔの始まる時点で感光点の蓄積容量が増大する
ことを示している。その結果窓）Ｌ点のポテンシャルの
穴の深さはレベル■Ｍになるっこれに対し時間ｔ１での
深さはＶＭより下のレベルＶである。。

前記の状Ｑ［］は、時間ｔ、で内容が列からメモリへ転
送さイ１．る行の感光点を除いて、時間的間隔Ｔすｌ］
ち時間ｔ、とｔ４との間荷ら元する。

１″４１１述の行の感光点はＩπ３図（ｂｌの如くアド
レスＬ／ジスクからデバイスの基準ポテンシャルを受容
する。第３１Φ）では池の感光点が点線で示されている
。

第３図（Ｃ１では時間ｔ６で感光点が正規の蓄積容量を
敗りＩＡシ、従ってポテンシャルの穴の深さもレベルＶ
に戻る。そのため電荷は列上にオーバーフローし得るが
、これらの過１「１］ｆ、Ｃ電荷は次の時間１．の時点
でドレンへ排除される。時間′Ｖの間は例え過度に照明
されても感光点は列にオーバーフローしｆλい。

第４図（ａｌ乃至（ｄｌに示した変形例では、感光点Ｐ
の蓄積容量を云辱列からメモリへの寄生電荷除去の間減
少せしめ、次いで時間的間隔Ｔの初頭に正規の容量に戻
す。

感光点の蓄積容量は第４図ｆａｔの時間１．で減少する
。その結果ポテンシャルの穴のレベルはレベルＶからレ
ベル■□に下がる。この状轢はグリッドＧ。の偏倚電圧
を下げることによって実現し得る。感光点の蓄積容量は
短時間の間減少させるだけでよい。このようにすれば既
に妃和された感光点又は飽和直前にあった感光点から電
荷の一部が離脱し、これら電荷がドレンに除去される。

その結果感光点は全て新たな電荷を蓄積し得る状四にな
る。

時間的間隔Ｔの最初から、即ち第４図（ｂｌの時間ｔ、
の時点で、正規の蓄積容量が感光点に与えられポテンシ
ャルの穴のレベルがｖｍかう■に移動する。感光点は時
間Ｔの間はブル−ミングが生じても時間ｔ、での容量減
少により除去された電荷猷と同等のｌｌ先荷量を蓄積し
得、従って寄生電荷が列にオーバーフローすることはな
い。

第４図（ｃｌの時間ｔ４では成る行の感光点が基準重圧
を受容し、その結果その行の電荷が列に転送される。一
方他の感光点は正規の蓄積容量を保持し、そのポテンシ
ャルの穴の深さはレベルＶに維持される。このレベルＶ
は第４図（Ｃ１にａ線で示されている。

第４図（ｄｌの時間ｔ６ではデバイスの全ての感光点が
正規の４積芥喰をとり戻す。

このように、本発明の方法を用いればプルーミング状態
におかれた感光点のオーバーフローを時間Ｔの間簡単且
つ効果的に回避することができる。

本発明の方法は感光点がホトＭＯ８のみで構成されてい
てホトダイオードを具備していなｌ／）場合も前述の手
順で適用し得る。感光点の蓄積容量は前述の如くホ）Ｍ
ＯＳグリッドの偏倚電圧を操作することで変えられる。

第５図（ａｌの如く感光点Ｐがホトダイオードのみで構
成されている場合は、Ｐ形半導体基板４と一体的に形成
されており且つダイオードＤ１によって分離されたホト
ダイオードＩ）ｔｏが各感光点に具備される。前記ダイ
オードｌ）、は照射されることがなくて偏倚電圧を受容
するゲート（氾により列Ｃ１に接続される。

ホトダイオードに電荷が集められて（１）る間グリッド
Ｇ、の偏倚電圧は例えば＋１ｖに等しＧ）ｉｉ代■２を
有する。この場合グリッドＧ１は第２図Ｔｂ）に点線で
示されている如く列に接続されたダイオードＤＩから各
ホトダイオードを絶縁する。第２図（ｂｌでは増加中の
表面ポテンシャルが下向きになっている。感光点に集め
られた電荷を読取るにはグリッドＧＫの偏倚電圧を例え
ば１０Ｖに等しい値にして信号電荷をダイオード■）１
に転送する。

第５図ｆｃｌは第３図（Ｃ１に対応する本発明の方法の
変形例を示している。時間的間１５Ｔの冒頭でグリッド
（Ｊ、の１扁倚亀圧は例えば０，５Ｖに等しい値、従っ
てｖ２より小さい値■３をとり、そのため感光点の蓄積
容１代が増大する。

第３図の場合同様この状帽は内容がメモリに転送されほ
つ対応グリッド偏倚電圧が値■１をとる感光点を１余い
て時間Ｔの間荷続する。時間Ｔ終了後偏倚電圧はｖ２に
戻る。

第５１図（ｄ）は第４図に対応する本発明の方法の変形
例を示しているうこの変形例は第５図（Ｃ１の変形例よ
り更に容易に実現される。

時間的間隔Ｔが始まる前時間１．でグリッドＧ、は例え
ば２ｖに等しく従ってｖ２より大きい偏倚蹴出Ｖ４を受
容する。その結果感光点の蓄積容量は減少する。

感光点には偏倚電圧の値をｖ２にすることによって時間
Ｔの始めに正規の蓄積容量を与える。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術による行転送形感光デバイスの簡略説
明図、第２図は先行技術デバイスの動作を示す簡略説明
ぼ、第３図、第４図及び第５図は本発明の方法の種々の
具体例を示す説明図である。 １・・・感光領域、Ｐ・・・感光点、２・・・アドレス
レジスタ、Ｑｓ・・信号電荷、３・・・読取りレジスタ
、４、・・・メモリ、Ｄ・・・ダイオード、Ｇ・・・グ
リッド、Ｑｐ・・・寄生電荷。 °ゝ″１″′″′４±／、ｉイ寸）ｌ二１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１行転送形感光デバイスの分析法であって、該デバ
   イスは各行毎にＮ個の感光点をもつＭ個の行で構成され
   た感光領域を係えており、各行の感光点が伝導列を介し
   てメモリに並列接続されており、該メモリは行から列へ
   送られた信号電荷を読取りレジスタへ定期的に転送せし
   めると共に、信号電荷が行から到着する前に列上の寄生
   ′電荷を除去ドレンへ転送せしめる機能を果たしており
   、該分析法は伝導列からメモリへの寄生電荷除去後に始
   まり列からメモリへの一行分の信号電荷の転送によって
   終わる時間的間隔の間電荷を蓄積し得るよう感光点の蓄
   積容量を一時的に変化させることを特徴とする方法。 （２）前記感光点の蓄積容量を前記の時間的間隔の間増
   大させる特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （３）前記感光点の蓄積容量を伝導列からメモリへの寄
   生電荷除去の間減少せしめ、前記の時間的間隔の始めに
   正規の蓄積容量に戻す特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。 （４）前記感光点がホトＭＯ８で構成されている場合は
   該ホ）ＭＯＳのグリッドの偏倚電圧を操作することによ
   り感光点の蓄積容量を変化させる特許ＪｒＩ求の範囲第
   １項に記載の方法。 （５）前記感光点がホトＭＯ８で構成されている場合は
   該ホトＭＯ８のグリッドの偏倚電圧を操作することによ
   り感光点の蓄積容量を変化させる特許請求の範囲第２項
   に記載の方法。 （６）前記感光点がホトＭＯ８で構成されている場合は
   該ホ１−Ｍ０Ｓのグリッドの偏倚電圧を操作することに
   より感光点の蓄積容量を変化させる特許請求の範囲第３
   項に記載の方法。 （７）前記感光点がホトダイオードと組合わせられたポ
   ）ＭＯＳで構成されている場合は該ホトＭＯ８のグリッ
   ドの偏倚電圧を操作することにより感光点の蓄積容量を
   変化させる特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （８）前記感光点がホトダイオードと組合せられたポ）
   ＭＯＳで構成されている場合は咳ホトＭＯ８のグリッド
   の偏倚電圧を操作することにより感光点の蓄積容量を変
   化させる’ｉ’Ｃ’Ｆ請求の範囲第２項に記載の方法。 （９）前記感光点がホトダイオードと組合わせられたホ
   トＭＯ８で構成されている場合は該ホトＮ＋ｏｓのクリ
   ットの偏倚電圧を操作することにより感光への蓄債容渚
   を変化させる特許請求の範囲第３項に記載の方法。 （１０１前記感光点がホトダイオードで構成されている
   場合は該ホトダイオードと列との間の通過を制御するグ
   リッドの偏倚電圧を操作子ることにより感光点の蓄積容
   量を変化させる特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （１１）前記感光点がホトダイオードで構成されている
   場合は該ホトダイオードと列との間の通過を制御するグ
   リッドの偏倚電圧を操作することにより感光点の蓄積、
   容量を変化させる特許請求の範囲第２項に記載の方法。 （６）前記感光点がホトダイオードで構成されている場
   合は該ホトダイオードと列との間の通過を制御するグリ
   ッドの偏倚電圧を操作することにより感光点の蓄積容量
   を変化させる特許請求の範囲第３項に記載の方法。