JPS59158552A - 半導体光検出装置 - 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】 技術分］Ｐｆ 不発りｊは、ｓＩＴす々ゎち静電誘導型トランジスタを
使用する半導体光検出装置にががり、特にケ゛−トが君
月読出しのだめの第一のケ゛−トと、電位の基準を与え
る第二のダートとに分割されているＳＩＴ　”７使用す
る半導体光検出装置の改良に関する。

背景技（・１１ ＳＩＴを使用する半導体光検出装置例えば固体撮像装置
としては、出発技術として特許出願公開昭和５５年第１
．５２２９号公報に最も基本的な装置が開示されておシ
、この装置４の更に改良されたものが特許）頓昭和５６
年第２０４６５６号を始めとして種々提案されている。

ところで、ケ゛−ト分割型のＳＩＴ　ｉ使用する固体撮
像装置に２いては、シールディングダート（あるいはフ
ローティングケ゛−１−）に印刀目する電圧全１ｈ１」
御することによシその信号読出時の出力特性を変化さげ
ることができるというすぐれた特長がある。この特長を
十分に発揮させるためには、光が各セルに入射してもシ
ールディングダートの電位に変化を与えないことが好ま
しい。

第１図（Ａ）には、ｌ〕一層から成るチャンネル領域２
に、ｎ層から成るソース領域ノーが形成されてオシ、こ
のソース領域１全挾んでｐ″一層から成るシールディン
グクゞ−１−領域３Ａ及びコントロールゲ−ト領域３Ｂ
が形成されている固体撮像装置の主要部かバンド構造の
理解に必要な概念として断片的に示されている。このよ
うな構成における価電子帯の構造は第１図（Ｂ）に示さ
れているように、ソース領域付近が最もポテン／ヤルが
低いものとなっておシ、頁のケ９−トと称されている。

このようなバンド構造の固体撮像装置に対して、外部か
ら光が人則し、電子−正孔対が生成されて正孔がコント
ロールゲ−ト領域３　Ｂ　Ｋ蓄積されると、第１図（Ｃ
）に示されているよウニ４、コントロールゲート領域３
　Ｂ　ノポテンシャルか下が９、シールディングヶ゛−
ト領域３Ａのポテンシャルに対してΔＥ１の差が生ずる
。

逆に正孔がシールディングヶ゛−ト領域３Ａに蓄積され
ると、第１図Φ）に示されているように、シールディン
グダ−１・領域３Ａのポテン／ヤルが下が９、コントロ
ールゲ−ト領域３Ｂのポテンシャルに対してΔＥ２の差
が生ずる。仮に、シールテ゛イングケ８−ト領域３Ａの
ポテンシャルを基準とすれば、コントロールゲート領域
３Ｂのポテンシャルが相対的にΔＥ２上がる状態となる
。

他方、信号の読出し電流は、第１図（Ｃ）あるいは（Ｄ
）に示されている正孔の蓄積によるバンドの変化に対応
するものである。従って、第１図（］））のような場合
には、コントロールゲート領域３Ｂに何ら入射光による
正孔が蓄積されていない状態であっても、あたかも光の
入射があったかの如く信号が出力される可能性がある。

第１図（Ｅ）　Ｋ　（ｒｉ　’ｔ　隣接するセルのコン
トロールゲ−ト領域３Ｃを含めたバンド構造が示されて
いる。

この図に訃いて、左側のセノＬに対して光が入射して生
成さｈた正孔は、そのほとんどがコントロールケ゛−１
・領域３Ｃに蓄積されるが、一部の正孔は、ンールデ、
インク゛グ゛−ト領域３Ａにも蓄積されることとなる。

このため、コントロールゲ−ト領域３Ｃのポテンシャル
が矢印Ｆ１の如くドがるとともに、／−ルディンググー
ト領域３Ａのポテンシャルも矢印Ｆ２の如くΔＥ下がる
こととな弓。

このようは１ンールディングク８−ト領域３Ａのポテン
シャルが変化すると、前述したように、信号読出しの際
の出力！４イ性が変化することとな９、ひいては、シー
ルディングヶ８−１・領域３Ａに所定の電圧を印加する
ことによる出力特性の制御が乱されるという不都合が生
ずる。また、実際には、入射光のないセルからも信号が
読み出されることとなシ、再生画像上においてにじみ現
象が生ずることとなる。

また、入射光によって生成されたキャリア（上記例に？
いては正孔）がシールディングヶ゛−ト領域にも蓄積さ
れると、微・弱な入射光に対する出力信号が小さくなっ
て感度が低下するという不都合もある。

目的 本発明は、このような従来技術の欠点を改善し、シール
ディングケゝ−ト領域へのキャリアの蓄積全低減し、コ
ントロールゲ−ト領域へのキャリアの蓄積の効率化を図
ることによって光検出感度の向上を図るとともに、入射
光に基因する７−ルデイングケゞ−ト領域のポテンシャ
ルの変動を抑制して出力特性の制御を良好に行うことが
できる半導体光検出装置全提供することをその目的とす
るものである。

発明の開示 本発明によれば、ンールディングケ゛−ト領域に、入射
光によって生成されるギヤリアの蓄積全抑制する手段が
形成される。

本発明による一つの実施態様によれば、該抑Ｎ？ｌ１手
段はンールディングケゝ−ト領域とチャンネル領域との
境界に絶縁層が設けられることによって該境界に形成さ
れるポテンシャルの障壁である。

本発明による他の実施態様によれば、該抑制手段は、絶
縁層によって形成されるポテンシャルの障壁に、ジール
ナ゛イングケ゛−１・領域にｉ＋５圧が印加さ２Ｌるこ
とによって形成されるポテンシャルの障壁あるいはシー
ルディングケ゛−ト領域に近接して配置されているソー
ス及びドレイン領域のうちの一方によって形成されるポ
テンシャルの障壁が加えられたものである。

本発明による更に他の実施態様によれば、該抑制手段は
、絶縁層によって形成されるポテンシャルの障壁に、チ
ャンネル領域と同様の導電型のシールディングケ８−ト
領域に対してノ？ルス状に電圧が印加されることによっ
て形成されるポテンシャルの障壁が′加えられたもので
ある。

本発明による更に他の実施態様によれば、該抑制手段は
上述したポテンシャルの障壁に、シールディングケ゛−
ト領域への光の入射がしゃ断されるしシ光１・Δが加え
られたものである。

次に、添付図面全参照して本発明による半導体元、検出
装置１ｔの実施例全詳細に説明する。

第２図に１は、本発明によるＳＩＴ　を使用する半導体
光検出装量であって、撮像装置の一実施例が示されてい
る。この図のうち（Ａ）は、一部を切除した平面図であ
り、（Ｂ）は、（Ａ）の平面図における矢印Ｈの方向か
ら見た端面（２）である。この（Ｂ）では、図の複雑化
を避けるため、各セル間の接続を行う構成部分が省略さ
れている。１だ、−画素に対応するセルの第２図（ＢＪ
に対応する端面が第３図に鉱夫して示されている。

これら第２図（Ａ）、（Ｂ）及び第３図において、シリ
コン（Ｓ］）などの材料を用いた不純物密度が高い層層
の基板１０上には、不純物密度の低いｎ一層から成るチ
ャンネル領域１２が形成されている。

このチャンイ・ル領域１２が形成されるｎ一層の上面に
は、不純物密度か尚いｐ　層から成るコントロールゲー
ト領域１４が設けられている。このコントロールグ゛−
１・領域１４の周囲には、不純物密度が高いｎ＋層から
成るソース領域１６が設ケラしている。これらのコント
ロールケ゛−ｔ−領１威１４及びソース領域１６は、第
２図（Ａ）に示されているように、適当な間隔で規則的
かつ２次元のマ［・リクス伏に配列されており、−組の
コントロールゲ−ト電極１４及びソース領域１６によっ
て一画木に対応するセルが形成されている。

隣接するソース領域１６間には、不純物密度が高いｐ層
から成るシールディングケ゛−ト領域１８が形成されて
いる。このシーディングゲート領域１８と、チャンネル
領域１２の境界部分には絶縁層１８Ｉが形成されている
。更に、シーディングゲ−ト領域１８には、シールディ
ングゲ−ト領域１８Ｅが接続形成されており、外部から
適当な電圧全印加できるようになっている。

次に、チャンネル領域１２が形成されているｎ一層の上
面には、コントロールケ゛−ト領域１４、ソース領域及
びシールディングゲート領域の一部の露出部分を除く全
体に酸化シリコン（５１０２）膜（以下単に「酸化膜」
という）２０が表面保護のために形成されている。ソー
ス領域１６のうち露出部分には、ソース電極２２が隣接
するセル間で接続して形成されている。この接続の方向
け、第２図（Ａ）に示されているように、後述するコン
トロールケ゛Ｌ−ト電極の接続方向と交差する方向であ
る。

次に、コントロールグ゛−１・領域１４のＭ　出ＷｔＶ
ｒ分には、透明状のコントロールゲート電極２４が絶縁
層２６を介して形成されている。絶縁層２６は、例えば
酸化膜から成り、前記ソー償電極２２上に延長して設け
られている。この絶縁層２６上に沿ってコントロールゲ
ート電極２４が形成されている。すなわち、絶縁層２６
によってコントロールグー）　領域１４　トコントロー
ルグート電極２４との間にコンデンサが形成されるとと
もに、ソース電極２２、シールディングゲ−ト領域１８
Ｅ及びコントロールゲート電極２４相互間の絶縁が行々
われでいる。このコントロールゲート電極２４の接続方
向と、ソース電極２２の接続方向とは交差しており、こ
れによっていずれかのセルに蓄７版されている情報の読
出しが可能となる。すなわち、複数のソース電極２２の
任意の１つを選択し、複数のコントロールゲ−ト電極２
４の任意の１つを選択すれば、両電極の交差する位置の
セルが選択される。基板１０のうち、チャンネル領域１
２が形成されているｎ″″層と反対側には、ドレイン電
極２８が形成されている。

なお、クールディングケ８−１・電極１８ＥＵ、図示さ
れていない部分で接続されておシ、シールディングケ゛
−ト領域１８の全体に対して所定の電圧が印加できるよ
うになっている。

次に、上述した構造を有する撮像装置の電気的な等価回
路と、各電極間の接続及び駆動手段との接続について説
明する。

第４図（Ａ：には電気回路と外部装置の接続が示されて
いる。この接続の一部は、第３図にも示されている。

１ず、第４図（Ａ）に示されているセルを表わすシンボ
ルにつめて、第４図（Ｂ）　’ｆ参照して説明する。こ
の図においてＳＡはチャンネルを表わし、ソース電極２
２及びドレイン電極２８が接続されている。

ＳＢハ、コントロールゲ−ト電極１４を表わし、ｓｃｉ
　ｕ絶縁層２６によって形成されるコンデンサを表わし
てお９、コントロール電極２４が接続されている。

更に、ＳＤは、シールディングケ”−１−領域１８を表
わしており、シールディングゲ−ト領域１８Ｅが接続さ
れている。ＳＣ２は、絶縁層１８Ｉによって形成される
コンデンサを表わしている。

次に、第４図（Ａ）あるいは第３図において、画素単位
に相当するセルｐｃは、第２図（Ａ）に示したように、
二次元のマ）　ＩＪクス状に複数個配列されている。複
数のコントロールケ゛７１−電極２４には、読出しアド
レス回路３０が各々接続されておシ欲平行ごとに順に読
出し用・ぐルス電圧が印加されるようになっている。他
方、複数のソース電極２２ば、スイッチング動作をする
トランジスタ４０のドレインに各々接続されており、更
にソースは出力端子３８に各々接続されている。トラン
ジスタ４００ケ゛・＝トは、ビデオライン涜択回路３２
に各々接続されている。このビデオライン選択回路３２
からは、トランジスタ４０に対して順に選択パルス電圧
が出力されるようになっており、これによってトランジ
スタ４０が順次、駆動される。

トランジスタ４０は、例えば通常ばｒＯＦＦＪの状態に
あるＳＩＴによって構成されておシ、読出しアドレス回
路３０及びビデオライン選択回路３２は、例えばシフト
レノスフによって構成されている。

また、出力端子３８とアースすなわちドレイン電極２８
との間には、出力用の抵抗３４及び電源３６が接続され
ている。各セルＰＣのシールテ゛イングケ゛−ト電極１
８ＩＫは、他の可変電源３６Ｖが接続されている。この
可変電源３６Ｖは、例えば可変抵抗ＶＲ，電圧可変の電
源ＶＥ及び可変容量コンデンサＶＣから成っている。

次に、上述した実施例の全体的動作について、第２図な
いし第４図の他に第５図及び第６図を参照しながら説明
する。なお、第５図には基板１０のｎ　Ｉ”Ｌがらコン
トロールゲート領域１４に至るバンド構造の概略が示さ
れておシ、第６図には、コントロールゲ−ト領域１４か
らシールディングケ゛−ト領域１８に至るバンド構造の
概略が示されている。

まず、各セルＰＣに対して光が入射すると、第５図に示
されているようにチャンネル領域１２からコントロール
ゲート領域１４にわたって形成されている電位傾斜部分
に電子−正孔対が生成される。詳述すると、入射光ｈν
は、主としてコントロールケ゛−ト領域１４を通過して
チャンネル領域１２まで達し、電子Ｅが電導帯ＣＢに励
起され、価電子帯ＶＢには正孔Ｈが生成される。

電子Ｅは、ドレイン電極２８の方向忙移動し、正孔Ｈは
、コントロールケ゛−ト領域１４の方向に移動して蓄積
される。

他方、チャンネル領域１２からシールディングケ゛−ト
領域１８に至るバンド構造も、第５図に示されているも
のと略同様であるので、生成された正孔Ｈの一部は、／
−ルディングヶゞ−ト領域１８の方向にも移動すること
となる。

他方、ソース領域１６を中心とするバンド構造を考える
と、第６図に示されているように、ソース領域１６でポ
テンシャルが低り、コントロール’ｙ”　−ト領域１４
　及ヒンールディングヶ８−ト領域１８に至るに従って
ポテンシャルが高くなる構成となっており、更にシール
ディングゲ−ト領域１８とチャンネル領域１２との境界
には、絶縁層１８Ｉによるポテンシャルの障壁が形成さ
れている。７−ルデイングケ゛−ト領域１８には、可変
電源３６■（第４図（Ａ）参照）によって正の電圧が印
加されている。従らて、シールディングゲート領域１８
とその近傍のバンドは、第６図の矢印Ｆ３の方向に下が
る。

このため、シールディングゲ−ト領域１８の方向に移動
する正孔Ｈは、価電子帯ＶＢに沿ってコントロールケ゛
−ト領域１４の方向に移動シて蓄積され、シールディン
グケ゛−ト領域１８には蓄様されないこととなる。

寸だ、可変電源３６Ｖによる電圧が印加されない状態で
あっても、絶縁層１８Ｉによるポテンシャルのに壁によ
ってシールディングゲ−ト領域１８への正孔Ｈの蓄積は
、非常に低減されることとなる。

以上の作用によってシールディングケ゛−ト領域１８へ
の正孔Ｈの蓄積が抑制されて、すなわちシールディング
ゲ−ト領域１８のポテンシャルの変動がほとんどない状
態で、各コントロールゲート領域１４に対してキャリア
である正孔Ｈが蓄積され、画像情報が各セルｐｃに対し
て蓄積される。次に、ビデオライン選択回路３２によっ
て複数のソース電極２２に接続されている■ランラスタ
４０に対し選択パルス電圧が順次印加される。これによ
って該当するｌ・ランジスタ４０が、駆動され、第４図
体）に示されているセルｐｃのうち該当する列方向に配
列されている複数のセルＰＣのソース電極２２及び）゛
レイン電極２８が抵抗３４全介して電源３６に接続され
る。

これによってソースドレイン電流の流れる準備が終了す
る。なお、この状態では、各セルＰＣが非導通の状態を
維持するように例えば電源３６の電圧等が調整されてい
る。

以上の動作によって、画［像情報を読み出す対象となる
ビデ」ラインが選択される。次（・ｒ、ｚ”？ｌＥ出し
アドレス回路３０によって複数あるケ゛−１・電極２４
に対し、順にパルス重圧が印加される。

これによって選択されたビデオライン上に位置。

するセルｐｃが順に次々と１駆動され、コントロールゲ
ート わち入射光量に対応するノースドレイン電流が抵抗３４
に流れ、史には電圧に変換されて出力端子３８に出力さ
れることとなる。

以上の動作が各ビデオラインに対して行なわれ、入射光
に対応する画像情報は、出力端子３８の電圧変化として
良好に出力されることとなる。−また、ンールディング
ケ゛−（・領域１８の電位は、はとんと変化しないので
、その出力特性は・良好に設定された特性に維持される
。

以上のように、本実施例によれば、各セルＰＣ間の分離
かきわめて良好となるとともに、入射光によって生成さ
れたキャリアの蓄積が効果的に行なわれ、チャンネルの
形成されている空間か有効に利用されるが、このような
効果を更に向上させるためには、絶，線層１８１の形成
に対して以下のように配慮することが好ましい。

寸ず、絶縁層１８Ｉとして使用する材料は、例えは酸化
シリコン（Ｓ１０２）、−酸化タンタル（Ｔａ２０５）
あるいはチ，化シリコン（Ｓ　ｉＮ，ＳｉＱＮ４）を用
いる。この絶縁層１８Ｉの厚さは、薄すぎるとトンネル
効果により絶縁層としての意味がなくなシ、厚ずぎると
シールディングケ゛ート電極ｊ８　Ｅに開力目される電
圧によるチャンネル領域１２への影響が弱くカリすぎて
好ましくたい。

このような点を考慮して絶縁層１８１の厚さは設定され
るものであシ、酸ｆヒンリコンを用いた場合には、例え
ば３００Ｘないし１００ＯＸとする。

テラ化シリコンは、酸化シリコンよりも誘電率が高いの
で、例えば４０″Ｈないし数１．　０　０　Ｘとする。

次に絶縁層１８Ｉとソース領域１６との距離は、デバイ
長全考慮することが好捷しい。すなわち、該距離をチャ
ンネル領域１２の不純物密度で決定されるデバイ長以内
とすることにより、シールディンググ゛ート領域１８の
電位変化の影響がチャンネル領域１２の電位に対して良
好に及ぶこととなり、出力符件の制御を容易に行うこと
ができるようになる。

次に、上述した実施例の変形例について第７図及び第８
図を参照しながら説明する。上記実施例においては、コ
ントロールゲート領駿１４への正孔Ｈの蓄積がきわめて
効果的であって微弱な入射光に対する感度は非常に向上
するものと々るが、強い入射光によって大量のキャリア
が発生することに基因するいわゆるプルーミングの発生
に対しては、比較的弱い性質を有することとなる。以下
の変形例は、このようなブルーミングに対して配慮した
ものである。

第７図には変形例の半導体層の部分が示されておシ、こ
の図の■ｆ　−　Ｍｌｌ線に沿った断面が第８図に示さ
れている。なお、上述した実施例と同様の構成部分につ
いては、同一の符号を用いることとし、その説明を省略
する。

この変形例においては、シールディングケ゛ート領域１
８の下方であって、基板１０のｎ層とチャンイ・ル領域
１２が形成されるｎ一層との境界部分は網目状のｐ＋層
から成る埋込層１８Ａが設けられている。

第９図には、この構成におけるシールディングケ゛−１
・領域１８であるｐ＋層から基板１０であるｎ層一層に
至るまでのバンド構造の概要が示されている。ンールデ
ィングケゞート領域１８に可変電源３６■（第４図体）
参照）によって正の電圧が印加されると、ンールブ゛イ
ングダート領域１８付近のバンドか第９図の矢印Ｆ４の
方向に第６図で説明したように丁がることとなる。この
バンド構造から明らかなように、埋込層１８Ａの、＋５
テンンヤルは、部分的に高くなっており、正孔■１が吸
収されるようになっている。入射光によって生成された
正孔Ｈに基本的に１ハ、コントロールケ゛−ト領域１４
に蓄積されるが、飽和状態となると、正孔Ｈが埋込層１
８　Ａ、　Ｋ吸収されるようになる。従って、プルーミ
ングの発生が良好に抑１ｆｊｌｌされる。埋込層１８Ａ
は網目状に形成されているのて、チャンネル領域１２と
の境界に形成される電位傾斜部分の面積が拡大され、正
孔１］の吸収は良好に行なわれる。

なお、埋込層１８Ａをあまシ広範ｊ囲に設けると、必要
板」二に正孔Ｈｆ吸収するようになり、かえって感度が
低下する原因となる。従って、埋込層１８Ａの形成に当
っては、このような点特に埋込層１８　Ａによってチャ
ンネル領域１２に形成される空乏層の広がりの程度に十
分配慮することが好ましい。

第１０図に（・ま、本発明全ラインセンサに適用した実
施例が示されている。なお、上述した実施例と同様の構
成部分については同一の符号を用いることとし、その説
明を省略する。

この実施例においては、ソース領域１’６Ｌが各セルに
対して連続して共通に形成されておシ、ソース電極２２
Ｌも同様である。シールディンググ″−１・領域１８Ｌ
は、コントロールヶ＋−１・領域１４の周囲の一部分で
削除されている。

ラインセンサにおいては、撮像装置のようにビデオライ
ンの選択が必要とされないので、上述した簡略な構成と
することができる。従って、ビデオライン選択回路３２
Ｌ及びトランゾスタ４　ＯＬは必ずしも必要ではないが
、上述した実施例との対比のため図示する。

次に、プールディングケゞ−ト領域へのキャリアの蓄積
の防止を更に向上させた他の実施例について説明する。

第１１図（Ａ）　、　（Ｂ）には、この実施例が示され
ており、同図（Ａ）は第２図（Ａ）に対応するイ面図で
あり、第１１図（Ｂ）は第２図（Ｂ）に対応する端面図
であって第１１図（Ａ）の矢印Ｘから見た図である。な
お、この実施例において上述した実施例と同様の構成部
分にいいては同一の符号を用いることとし、その説明全
省略する。

この第１１図（Ａ）　、　（Ｂ）に示されている実施例
では、ソース領域４６は、シールディンスケ８−ト領域
１８に接近して設けられている。すなわち、ソース領域
４６とシールディ／ググート領域１８との距＊ｆ　ｋ　
ＷＡ　ｚソース領域４６とコントロールケ゛−ト領域１
４との距離を靜とすると、ＷＡ、　（ＷＢの関係になる
。このようにすると、第６図に示されているバンド構造
において、ソース領域４６にある最もポテンシう７ルの
低い位置ずなわち真のケ゛−トの位置が図の左方に移動
し、正孔■（はよりコントロールケ゛−ト領域１４に有
効に蓄、債されるようになる０ 更に、本実施例においては、ソース領域４６及びシール
ディングケ゛−ト領域１８上に絶縁膜４、２　′ｆｆ：
介してアルミニウムのしや光膜４４７５；形成されてい
る。このためノールテ゛イングケゞ−ト領戦１８の部分
からチャンネル領域１２に対しては光が侵入せず、シー
ルディングケ゛−ト領域１８に対するキャリア（本実施
例では正孔Ｈ）の蓄積が行なわ、比ない。なお、本実施
例においては、しや光膜４４は、酸化膜２０の通穴部分
２０　Ｈｉｆ通じてシー？レディングケ゛−ト領域１８
に接続されておシ、シールディングケ゛−ト電極として
兼用されている。このしや光膜４４は、コン１−ロール
ク゛−１〜電極２４の下側に設ける必要はなく、上側に
設けるようにしてもよい。

以上のように、本実施例によれば、セルＰＣ間の分離か
一層向上するが、その他に、この分離の向上は、シール
ディンググ゛−１・領域１８をコントロールクゞ−ト領
域１４よシもチャンネル領域１２に対して深く形成する
ことによっても達成でき、１だ、シールディンググー１
・領域の不純物密度をコントロールケ゛−１・領域１４
よりも高くすることによっても達成できる。

以上のいずれか１つの、あるいは複数の構成の組合せに
よって、セルｐｃ間の分離の向上を図ることができ、単
位面積当りに配列されるセルＰＣの集積度を著しく向上
させることができる。

第１２図及び第１３図には、本発明の更に他の実施例が
示されている。この実施例では、シールディングケ゛−
ト領域１８Ｂは、不純物密度の高いｎ層によって形成さ
れておシ、シールディングゲ−ト領域１８Ｅと直接接続
されていない構成となっている。

シールディングゲ−ト領域には負の・ぐルス電圧が電源
３６Ｗによって印加される。これによってシールディン
グケゞ−１・領域１８Ｂに存在する電子が吐き出され、
シールディングゲート領域１８Ｂは、結果的に正に帯電
してそのポテンシャルが第６図の矢印Ｆ３の如く変動す
ることとなる。従って、上述した実施例と同様にシール
ディングゲ−ト領域ＪＩ　８　Ｂへのキャリアの蓄積が
低減される。

このシールディングゲ−ト領域１８Ｂにおける絶縁層１
　ｓ　ｎｉの厚さは、上述した実施例における絶縁層１
８１と基本的に異なるということはない。すなわち、第
１３図に示されているように、厚さΔｔ１　　、Δｔ２
のいずれも例えば３００穴ないし１００ＯＸ程度に設定
される。

上記いずれの実施例においても、ｎ一層によってチャネ
ルが形成されているが、真性ないしはｐ一層によ、って
チャネルを形成するようにしてもよく、これに応じて他
の構成部分の導電型も適宜変更するようにする。ソース
とドレインは、上記実施例と逆に対応させてもよく、同
様の作用を奏する。

また１、東動用のトランジスタ４０は、通常のトランジ
スタ金片いてもよく、このトランジスタ４０及び読出し
アドレス回路３０、ビデオライン選択回路３２を撮像装
置と一体化して集積回路として構成することも任意であ
る。

材料としては、主としてンリコンを用いたが、他の材料
例えばケ゛ルマニウム、ｍ−ｖ族化９合物半導体等を用
いることもできる。

また、ＳＩＴの特性は、外部から電圧が印加されない熱
平衡の状態でチャンネルが非導通となっているノーマＩ
Ｊ　ＯＦＦ形のものの他に、熱平衡状態でチャンネルが
導通しているノーマ、！Ｊ、ＯＮ形のものを用いてもよ
い。

更に、上記実施例における各部の形状は、同様の機能を
有する範囲内で任意であり１例えば第１０に示されてい
る実施例において、コントロール電極２４が絶縁層２６
を被覆する゛ようにしてもよい。このようにすれば、コ
ントロールケ゛−ト電極２４に印加される電圧に対する
制御性が向上するとともに、製造工程におけるマスク合
せに対してその余裕度が向上する。

また、カラーの画像情報を得るためには、セルの７トリ
クスを、例えば赤（Ｒ）、緑（３）、青（Ｂ）に対応し
て各々構成し、入射光を色フィルタにかけてＲ，Ｇ、Ｂ
の光を分離して各対応セルに入射させるようにすればよ
い。

効果 以上述べたように、本発明によれば、シールディングケ
゛−ト領域に、入射光によって生成されるキャリアの蓄
積を抑制する手段を形成することとしたので、７−ルデ
イングケゞ−ト領域の電位変動が有効に抑制され、出力
・特性の制御性が向上するのみ々らず、各セル間の分離
が良好となり、ひいては、光検出感度の向上を図ること
ができるというすぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）ないしくＥ）は入射光によるシールディン
グケ゛−ト領域のポテンシャルの変動を示す説明図、 第２図（Ａ）は本発明にかかる撮像装置の一実施例全示
す一部破断した平面図、 第２図（８）は同図（Ａ）の矢印■から見た端面図、第
３図は第２図（Ｂ）の一単位分のセルを拡大して示す断
面図、 第・１図（Ａ）は２次元撮像装置としての電気的な等価
回路を示す回路図、 第４図（］３）は１つの撮像セルのシンボルヲ説明する
ための説明図、 第５図は基板のｎ　層からコントロールケ゛−ト領域の
一層に至るバンド構造を示す説明図、第６図はコントロ
ールクー゛−１□領域のｐｌ一層からシールディングク
゛−１・領域のｐ　層に至るバンド構造を示す説明図、 第７図は本発明の変形例を示す一部破断した斜視図、 第８図は第７図の■１−Ｍ１ｌ線に沿った断面を表わす
剰視図、 第９図は第８図の例におけるバンド構造を示す説明図、
！ 第１０図は本発明にかかるラインセンザの実施例を示す
一部破断じた平面図、 第１１図（Ａ）は本発明の更に他の実施例を示す平ＭＩ
図、 第１１図（Ｂ）は同図（Ａ）の矢印Ｘから見た端面図、
第１２図は本発明の更に他の実施例を示す断面図、 第１３図は第１２図のシールディ／フケ８−ト部分を拡
大して示す説明図である。 主要部分の符隻ゑ皿Ｊ １２・・・チャンネル領域 １４・・コントロールケ’−ト領域 １６．１６Ｌ・・ソース領域 １８．１８Ｂ、１８Ｌ・・・シールディングヶゞ−ト領
域 １８Ａ・・埋込層 １８Ｉ、１８ＢＩ・・絶縁層 ４４・−・しゃ光膜 ■（・・・正孔 ｈν・・入射光 ＰＣ・・・セル 特許出願人　　富士写真フィルム株式会社策５図 凱６凹 Ｌ７図 手続補正岩− 昭和５８年５月６日 特許庁長官若杉和夫　殿 １　事件の表示 昭和５８＜［特許　願”１Ｉ３ｏ９２９号２　発明の名
称　　半導体光検出装置 ３、　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ４　代　　理　　人　　　〒１０５ （に　所　　　　東京都港区虎〕門１−１３−４７　補
正の対象 明細書の「特許請求の範囲」の欄 ８　補正の内容　特許請求の範囲を別紙の通り補正する
。 特許請求の範囲 １　入射光によって生成されるキャリアが蓄積されかつ
信号読出し時に所定の電位とされる第一のケ゛−ト領域
と、信号読出し時の第一のゲート領域の電位の基準を与
える第二のケ＋−１・領域とを有し、第−及び第二のケ
゛−１・領域は、チャンネル領域と境界を有するＳＩＴ
から成る半導体光検出装置において、 前記第二のケ゛−ト領域には、入射光によって生成され
るキャリアの蓄積を抑制する手段が形成されていること
を特徴とする半導体光検出波２、特許請求の範囲第１項
記載の装置において、前記抑制する手段は、第二〇ケ＋
−１・領域とチャンネル領域との境界に形成されたポテ
ンシャルの障壁であることを特徴とする半導体光検出装
置。 ３　特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記ボ
テン／ヤルの障壁は、絶縁層によっ。 て形成されていることを特徴とする半導体装置吊装置。 ４！１′、′Ｊ′許請求の範囲第′３項記載の装置にお
いて、前記ポテン／、、、ルの障壁には、第二〇ケゝ−
１・領域に近接して配置されているソース及びドレイン
領域のうちの一方によって形成されるポデン／ヤルの障
壁が（□Ｊ加されていることを特徴とする半導体光検出
装置。 ５　特許請求の範囲第３項記載の装置において、前記ポ
テンシャルの障壁には、低圧の印加によって形成される
第二〇ケ゛−ト領域のポテンシャルが付加されているこ
とを特徴とする半導体光検出装置。 ６！ｌ”ｔ’　ｉｉ’ｌ’　ＤＩ！Ｓ求の範囲第５項記
載の装置において　１）ｉｌ記電圧は・モルス状であり
、かつ第二のケ゛−ト領域（・づ、チーヤンネル領域と
同様の導電型であることを特徴とする半導体光検出装置
。 ７、　特許請求の範囲第１３項ないし第５項のいずれか
に記載の装置６において、第二〇ケ゛−ト領域には、入
射光をしセ断するじゃ光層が被覆して形成されでいるこ
とを特徴とする半導体光検出装置。 ８　特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記
載の装置において、前記ＳＩＴが一次元的に複数個配列
されていることを特徴とする半導体光検出装置。 ９、　　！ｌｆｆ許請求の範囲第１項ないし第７項のい
ずれかに記載の装置において、前記ＳＩＴが、二次元的
に複数個配列されていることを特徴とする半導体光検出
装置。 １０、特許請求の範囲第８項又は第９項記載の装置・ｔ
において、前記第二のケ８−１・領域は、隣接するＳＩ
Ｔに対して共通に設けられていることを特徴とする半導
体光検出装置。 １１　　特許請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれ
かに記載の装置において、前記第二〇ケ゛−ト領域に対
峙してチャンネル領域内に過剰キャリアの吸収手段が付
加されて成ることを特徴とする半導、−外光検出装置。 １２、特許請求の範囲第１１項記載の装置において、前
記吸収手段は、第一のケ゛−ト領域と同様の５ｙ！、　
％型から成ることを特徴とする半導体光検出装置。 １３、特許請求の範囲第１２項記載の装置において、前
記吸収手段は網目状に形成されていることを特徴とする
半導体光検出装置。 手続補正書 昭和５８年６１２日 特許庁長官若　杉　和　夫　殿 ］　事件のノ、示 昭和５８年　特許　願第３０９２９号 ２　発明の名称　半導体光検出装置 ３　補正をする渚 事イ′１との関係　特許出願人 ４　　代　　理　　人　　　〒１０５ 住　所　　　東京都港区虎ノ門１−１３−４７　補正の
勾゛象 特許請求の範囲 １　入射光によって生成されるキャリアが蓄積され力・
つ信号読出し時に所定の電位とされる第一のり−１・領
域と、信号読出し時の第一〇ケ゛〜ト領域の電位の基準
をＪシえる第二Ｑケ゛−ト領域とを有し、第−及び第二
〇ケ゛−ト領域は、チャンネル領域と境界を有するＳＩ
Ｔから成る半導体光（炙出装置において、 前記第二〇ケ゛−ト領域には、入射光によって生成され
るキャリアの蓄積を抑制する手段が形成されていること
を特徴とする半導体光検出装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記抑
制する手段＆ｊい第二のケ゛−１・領域とチャンネル領
域との境界に形成されたポテンシャルの障壁であること
を特徴とする半導体光検出装置。 ３　特許請求の範囲第２項記載の装置において・１）１
］記ポテンシヤルの障壁は、絶縁層によって形成されて
いることを特徴とする半導体光検４　特許請求の範囲第
３項記載の装置において、前記ポテンシャルの障壁には
、第二のケ、−上領域に近接して配置されているソース
及びドレイン領域のうぢの一方によって形成されるポテ
ンシャルの障壁が例規されていることを特徴とする半導
体光検出装置。 ５　特許請求の範囲第３項記載の装置において、前記ポ
テンシャルの障壁には、電圧の印加によって形成される
第二〇ケゞ−ト領域のポテンシャルが付加されているこ
とを特徴とする半導体光検出装置。 ６　特許請求の範囲第５項記載の装置において、前記電
圧は・ぐルス状であり、かつ第二〇ケゝ−ト領域はチャ
ンネル領域と同様の導電型であることを特徴とする半導
体光検出装置。 ７、　特許請求の範囲第３項ないし第５項のいずれかに
記載の装置において、第二〇グ゛−１−領域には、入射
光をしゃ断するじゃ光層が被覆して形成されていること
を特徴とする半導体光検出装置。 ８　特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記
載の装置において、前記ＳＩＴが一次元的に複数個配列
されていることを特徴とする半導体光検出装置。 ９　特許請求の範囲第１項ないし、第７項のいずれかに
記載の装置において、前記ＳＩＴが、二次元的に複数個
配列されていることを特徴とする半導体光検出装置。 １０　　特許請求の範囲第８項又は第９項記載の装置に
おいて、前記第二のケ゛−１・領域は、隣接するＳＩＴ
に対して共通に設けられていることを特徴とする半導体
光検出装置。 １１、特許請求の範囲第８項ないし第１０項のいずれか
の記載の装置に）・いて、前記第二〇ケ８−１・領域に
対峙してチャンネル領域内に過剰ギヤリアの吸収手段が
例規されて成ることを特徴とする半導体光検出装＠。 １２、特許請求の範囲第１１項記載の装置において、前
記吸収手段は、第一のケ゛−１・領域と同様の導電型２
・ら成ることを特徴とする半導体光検出装置。 １３　　特許請求の範囲第１２項記載の装置において、
前記吸収手段は網目状に形成されていることを特徴とす
る半導体光検出装置。 １ｔ１　　特許請求の範囲第１項記載の装置において、
前記ＳＩＴは即−セルとして設けられていることを特徴
とする半導体光検出装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １゜　入射光によって生成されるキャリアが蓄積されか
   つ信号読出し時に所定の電位とされる第一のダート領域
   と、信号読出し時の第一のダート領域の電位の基準全力
   える第二のダート領域とを有し、第−及び第二のケ゛−
   ト領域は、チャ／ネル領域と境界を有するＳＩＴから成
   る半導体光検出装置において、 前記第二のケ８−ト領域には、入射光によって生成され
   るキャリアの蓄積を一抑制する手段が形成されているこ
   とを特徴とする半導体光検出装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記抑
   制する手段は、第二のダート領域とチャンネル領域との
   境界に形成されたポテンシャルの障壁であることを特徴
   とする半導体光検出装置。 ３　特許請求の範囲第２項記載の装置において１前記ポ
   ケンシヤルの障壁は、絶縁層によって形成されているこ
   とｅ　％徴とする半導体光検出装置。 ４、％許請求の範囲第３項記載の装置において、前記２
   テンンヤルの障壁に（は、第二のゲート領域に近接して
   配置されているソース及びドレイン領域のうちの一方に
   よって形成されるポテンシャルの障壁が付加されて因る
   こと全特徴とする半導体光検出装置。 ５、特許請求の範囲第３項記載の装置において、前記ポ
   テンシャルの障壁には、電圧の印加によって形成される
   第二〇ケゝ−ト領域のポテンシャルが付加されているこ
   とを特徴とする半導体光検出装置。 ６　特許請求の範囲第５項記載の装置において、前記電
   圧はパルス状であシ、かつ第二〇ケ゛−ト領域はチャン
   ネル領域と同様の導電型であることを特徴とする半導体
   光検出装置。 ７、　特許請求の範囲第３項ないし第５項のいずれかに
   記載の装置において、第二のグ゛−ト領域には、入射光
   を１〜や断するしゃ光層が被覆して形成されていること
   を特徴とする半導体光検出装置。 ８　特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記
   載の装置（Ｉでおいて、前記ＳＩＴが一次元的に複数個
   配列されていることを特徴とする半導体光検出装置。 ９　特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記
   載の装置に潟９いて　、ｉｉ、記ＳＩＴが、二次元的に
   複数個配列されていることを特徴とする半導体光検出装
   置。 １０　　特許請求の範囲第８項又は第９項記載の装置に
   おいて、前記第二〇ケ゛−１・領域は、＠接するＳＩＴ
   に対して共通に設けられていることを特徴とする半導体
   光検出装置。 １１　　特許請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれ
   かに記載の装置において、前記第二〇ケ８−１・領域に
   対峙してチャンネル領域内に過剰モヤリアの吸収手段が
   付加さ八て成ることを特徴とする半導体光検出装置。 １２、特許請求の範囲第１１項記載の装置において、前
   記吸収手段は、第一のダート領域と同様の５１電型から
   成ることを特徴とする半導体光検出装置。 １３　　特許請求の範囲第１２項記載の装置におりて、
   前記吸収手段は網目状に形成さゎ、でいることを特徴と
   する半導体光検出装置。