JPS60167466A - 赤外線検出装置 - Google Patents
赤外線検出装置Info
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- JPS60167466A JPS60167466A JP59239293A JP23929384A JPS60167466A JP S60167466 A JPS60167466 A JP S60167466A JP 59239293 A JP59239293 A JP 59239293A JP 23929384 A JP23929384 A JP 23929384A JP S60167466 A JPS60167466 A JP S60167466A
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- charge
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/20—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from infrared radiation only
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
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。
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、赤外輻射用感光デバイスに係る。
１９８２年４月１日発行の” Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ”。
Ｌｅｔｔｅｒｓ”。
第１８巻、７号、２８５−２８７頁に所収の論文” Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ ５ｃａｎｎｅｄ Ｃ，Ｍ
、 Ｔ、 ｄｅｔｅｃｔｏｒａｒｒａｙ ｆｏｒ ｔｈ
ｅ ８−１４．ｃｒｍ ｂａｎｄ″中に赤外感知デバイ
スが開示されている。添付の第１図を参照しながらこの
デバイスについて説明する。
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ ５ｃａｎｎｅｄ Ｃ，Ｍ
、 Ｔ、 ｄｅｔｅｃｔｏｒａｒｒａｙ ｆｏｒ ｔｈ
ｅ ８−１４．ｃｒｍ ｂａｎｄ″中に赤外感知デバイ
スが開示されている。添付の第１図を参照しながらこの
デバイスについて説明する。
該既知デバイスは、半導体基板上に集積されたＮ行ＸＭ
列の赤外検出器から成る格子状アレーから構成されてい
る。検出器Ｄ１□、Ｄ ２１ ＊ １） ３１・・・、
Ｄ１□。
列の赤外検出器から成る格子状アレーから構成されてい
る。検出器Ｄ１□、Ｄ ２１ ＊ １） ３１・・・、
Ｄ１□。
Ｉ）２２．Ｄ２３・・・は、カドミウム・水銀・テルル
化物（Ｃ，Ｍ、 Ｔ、）の半導体基板上に集積されたフ
ォトダイオードである。各フォトダイオードにはＭＯＳ
トランジスタＴ、が連結されている。第１図に示すよう
に、各フォトダイオ−Ｐのアノードはアースに接続され
、カソードはＭＯＳ）ランジスタＴ１に接続されている
。第１アレーの鉛直方向電極は、同一列の検出器に連結
されたＭＯＳ）ランジスタのデート間を接続している。
化物（Ｃ，Ｍ、 Ｔ、）の半導体基板上に集積されたフ
ォトダイオードである。各フォトダイオードにはＭＯＳ
トランジスタＴ、が連結されている。第１図に示すよう
に、各フォトダイオ−Ｐのアノードはアースに接続され
、カソードはＭＯＳ）ランジスタＴ１に接続されている
。第１アレーの鉛直方向電極は、同一列の検出器に連結
されたＭＯＳ）ランジスタのデート間を接続している。
第２アレーの水平方向電極は、同一行の検出器に連結さ
れたＭＯＳ）ランジスタ間を接続している。第１シフト
レジスタは、第１アレーの各電極を逐次アドレスするべ
く機能する。第１アレーの電極がアビレスされると、こ
の電極に接続された検出器、例えばＩ）１１＋Ｄ１２．
Ｄ１３（第１図）に受取られた赤外輻射に対応する電荷
が積分される。電荷の積分は、キャノ？シタＣ１＋ Ｃ
２＋ Ｃ３と共に負入力及び出力間に積分器として配置
されておシ、かつ第２アレーの各電極に接続された演算
増幅器によシ行われる。マルチプレクサは増幅器の出力
を受取り、所定列の検出器に集積された電荷の逐次読出
しを行うべく信号Ｓを発生する。続いて、後続列の検出
器Ｄ２□、Ｄ２゜。
れたＭＯＳ）ランジスタ間を接続している。第１シフト
レジスタは、第１アレーの各電極を逐次アドレスするべ
く機能する。第１アレーの電極がアビレスされると、こ
の電極に接続された検出器、例えばＩ）１１＋Ｄ１２．
Ｄ１３（第１図）に受取られた赤外輻射に対応する電荷
が積分される。電荷の積分は、キャノ？シタＣ１＋ Ｃ
２＋ Ｃ３と共に負入力及び出力間に積分器として配置
されておシ、かつ第２アレーの各電極に接続された演算
増幅器によシ行われる。マルチプレクサは増幅器の出力
を受取り、所定列の検出器に集積された電荷の逐次読出
しを行うべく信号Ｓを発生する。続いて、後続列の検出
器Ｄ２□、Ｄ２゜。
Ｄ２３の電荷の積分が開始される。
第１Ｍ０８）ランジスタＴ１及び第１シフトレジスタは
シリコン半導体基板上に集積されており、該基板は赤外
検出器を支持している基板に連結されている。第１Ｍ０
８）ランジスタＴ１と第１シフトレジスタとは赤外検出
器と同一の低温槽内に配置されており、該低温槽は温度
７７°Ｋに冷却しである。
シリコン半導体基板上に集積されており、該基板は赤外
検出器を支持している基板に連結されている。第１Ｍ０
８）ランジスタＴ１と第１シフトレジスタとは赤外検出
器と同一の低温槽内に配置されており、該低温槽は温度
７７°Ｋに冷却しである。
ここに付随し、本発明により解決された問題は、積分器
として配置する演′ＪｌｉｌＸ増幅器を低温槽内に配置
できないという点である。演算増幅器は電力消費量が大
きく、従って作動温度が高いので低温槽内に配置するの
は困難である。加えて、電力消費量の大きさを考慮する
と、増幅器を分離素子として構成しなければならずバル
クが増加する。
として配置する演′ＪｌｉｌＸ増幅器を低温槽内に配置
できないという点である。演算増幅器は電力消費量が大
きく、従って作動温度が高いので低温槽内に配置するの
は困難である。加えて、電力消費量の大きさを考慮する
と、増幅器を分離素子として構成しなければならずバル
クが増加する。
この結果、低温槽とデバイスの残シの部分との間に多数
の結線を形成する必要がある。更に、低温槽と演算増幅
器との間の結線は過渡的撹乱に敏感な低レベル信号を搬
送する。
の結線を形成する必要がある。更に、低温槽と演算増幅
器との間の結線は過渡的撹乱に敏感な低レベル信号を搬
送する。
本発明はこの問題を解決する。本発明の赤外輻射用感光
デバイスの動作は前出の論文中に開示されているデバイ
スに匹敵し、かつ低温槽が高電圧レベル低インピーダン
スの単一の出力のみを備えているという点で従来技術の
デバイスと異っている。
デバイスの動作は前出の論文中に開示されているデバイ
スに匹敵し、かつ低温槽が高電圧レベル低インピーダン
スの単一の出力のみを備えているという点で従来技術の
デバイスと異っている。
特許請求の範囲第１項に記載されているように、本発明
は、第１半導体基板上に集積されたＮ行×Ｍ列の赤外検
出器アレーと、第２半導体基板上に集積されかつ検出器
と同一の低温槽内に配置されており、各検出器と一方が
所定桁の検出器に連結されたＭＯＳ）ランジスタを接続
しており、他方が所定列の検出器に連結されたトランジ
スタを接続している２個の電極アレーとに接続された第
１ＭＯ８）ランジスタ、及び第１アレーの電極を逐次ア
ドレスする第１シフトレジスタと、第２アレーの各電極
に接続されており、第１アレーの各電極に接続された検
出器により受取られた輻射に対応する電荷を積分し、積
分電荷の逐次読出しを行うための手段とを備える赤外輻
射用感光デバイスに係る。
は、第１半導体基板上に集積されたＮ行×Ｍ列の赤外検
出器アレーと、第２半導体基板上に集積されかつ検出器
と同一の低温槽内に配置されており、各検出器と一方が
所定桁の検出器に連結されたＭＯＳ）ランジスタを接続
しており、他方が所定列の検出器に連結されたトランジ
スタを接続している２個の電極アレーとに接続された第
１ＭＯ８）ランジスタ、及び第１アレーの電極を逐次ア
ドレスする第１シフトレジスタと、第２アレーの各電極
に接続されており、第１アレーの各電極に接続された検
出器により受取られた輻射に対応する電荷を積分し、積
分電荷の逐次読出しを行うための手段とを備える赤外輻
射用感光デバイスに係る。
本発明は、前記積分及び読出し手段が、第２アレーの各
電極に接続されており、第１キヤノ９シタによる電荷の
積分後、第２Ｍ０８）ランジスタが第１及び第２のキヤ
・Ｑシタの下方に電荷を分配するべく第１及び第２のキ
ャノｑシタを接続するように構成された２個のキヤ、Ｑ
シタ及び第２Ｍ０８）ランジスタと、第１アレーの後続
電極に接続された検出器の電荷が第１キヤパシタ内で積
分されている間に第２キヤパシタ内の電荷レベルを読出
すだめの手段とを第２半導体基板上に集積しかつ低温槽
内に配置して成ることを特徴とする。
電極に接続されており、第１キヤノ９シタによる電荷の
積分後、第２Ｍ０８）ランジスタが第１及び第２のキヤ
・Ｑシタの下方に電荷を分配するべく第１及び第２のキ
ャノｑシタを接続するように構成された２個のキヤ、Ｑ
シタ及び第２Ｍ０８）ランジスタと、第１アレーの後続
電極に接続された検出器の電荷が第１キヤパシタ内で積
分されている間に第２キヤパシタ内の電荷レベルを読出
すだめの手段とを第２半導体基板上に集積しかつ低温槽
内に配置して成ることを特徴とする。
本発明の他の特徴は以下の記載及び添付図面によシ詳細
に明示される。
に明示される。
なお各図中、同一素子には同一の参照符号を付したが、
各素子の寸法及び比率は分り易くするために考慮しなか
った。
各素子の寸法及び比率は分り易くするために考慮しなか
った。
第１図については、明細書本文冒頭で既に説明した。
第１図中、鉛直方向破線は、検出器、第ｌＭＯＳトラン
ジスタ、第１シフトレジスタから構成されており、低温
槽内に配置された左側の素子と、積分及び読出し手段か
ら構成されておシ、低温槽の外側に配置されている右側
の素子とを区分している。
ジスタ、第１シフトレジスタから構成されており、低温
槽内に配置された左側の素子と、積分及び読出し手段か
ら構成されておシ、低温槽の外側に配置されている右側
の素子とを区分している。
本発明の一具体例を示す第２図において、積分及び読出
し手段は低温槽内に配置されており、かつ第１Ｍ０８）
ランジスタＴ□及び第１シフトレジスタと同一の半導体
基板上に集積されている。感光デノ々イスの残シの部分
については第１図と同様である。
し手段は低温槽内に配置されており、かつ第１Ｍ０８）
ランジスタＴ□及び第１シフトレジスタと同一の半導体
基板上に集積されている。感光デノ々イスの残シの部分
については第１図と同様である。
第２のアレーＳ１．Ｓ２．Ｓ８・・・・・・（図面では
行アレーを示しているが、列アレーでもよい）の各電極
は２個のキャノＱシタと第２Ｍ０８）ランジスタとに接
＠されている。即ち、電極Ｓ０は第１キヤ７（シタＣ１
１に接続されており、該キャノ９シタは電極Ｓ０と積分
及び読出し手段を支持している半導体基板の電位である
基準電位との間に接続されている。図面中、該電位は従
来の「接地」の記号で示しである。第２Ｍ０８）ランジ
スタＴ１２は、トランジスタＴ１２の１個の電極と基準
電位との間に接続きれた第２キャノｑシタＣ，から第１
キヤ／ＱシタＣｕを分離している。他の電極Ｓ８．Ｓ、
・・・は、キヤ、ｅシタＣ２１，Ｃ２２，ｃ８． Ｃ＠
”’及び第２Ｍ０８）ランジスタＴ２８． Ｔ、・・・
に接続されている。
行アレーを示しているが、列アレーでもよい）の各電極
は２個のキャノＱシタと第２Ｍ０８）ランジスタとに接
＠されている。即ち、電極Ｓ０は第１キヤ７（シタＣ１
１に接続されており、該キャノ９シタは電極Ｓ０と積分
及び読出し手段を支持している半導体基板の電位である
基準電位との間に接続されている。図面中、該電位は従
来の「接地」の記号で示しである。第２Ｍ０８）ランジ
スタＴ１２は、トランジスタＴ１２の１個の電極と基準
電位との間に接続きれた第２キャノｑシタＣ，から第１
キヤ／ＱシタＣｕを分離している。他の電極Ｓ８．Ｓ、
・・・は、キヤ、ｅシタＣ２１，Ｃ２２，ｃ８． Ｃ＠
”’及び第２Ｍ０８）ランジスタＴ２８． Ｔ、・・・
に接続されている。
同一値を有する制御電圧ｖ２が第２Ｍ０８）ランジスタ
のゲートに印加される。
のゲートに印加される。
同一列の検出器からの電荷が第１キヤパシタ内で同時に
積分されると、第２Ｍ０Ｓトランジスタは第１及び第２
のキヤノＱシタを接続し、電荷レベルが第２キヤパシタ
から読出はれ、この間、後続列の検出器の電荷の積分が
第１キヤノ９シタ内で開始される。
積分されると、第２Ｍ０Ｓトランジスタは第１及び第２
のキヤノＱシタを接続し、電荷レベルが第２キヤパシタ
から読出はれ、この間、後続列の検出器の電荷の積分が
第１キヤノ９シタ内で開始される。
第３ａ乃至３ｂ図は、本発明のデバイスの制御信号のタ
イミングの一例を示している。
イミングの一例を示している。
第３ａ、３ｂ、３ａ図は、第１のシフトレジスタによシ
列Ｘ１． Ｘ、 、 Ｘ８に電圧ＶＸ、 ＋ ＶＸ、
、 ｖｘ、を印加し７た場合を示している。該電圧の各
々は高レベルに向かって周期的に遷移する。従って、各
列Ｘ□、 Ｘ、 、 Ｘ８・・・は逐次アドレスされる
。
列Ｘ１． Ｘ、 、 Ｘ８に電圧ＶＸ、 ＋ ＶＸ、
、 ｖｘ、を印加し７た場合を示している。該電圧の各
々は高レベルに向かって周期的に遷移する。従って、各
列Ｘ□、 Ｘ、 、 Ｘ８・・・は逐次アドレスされる
。
例えば時刻ｔでは電圧ｖｘ０が高レベルに遷移し、かく
て第１列の検出器Ｘ０の第ｌＭＯＳトランジスタＴ１を
導通させる。入射赤外輻射により該検出器内に生成され
た電荷は第１キヤ、ｅシタＣｎＣ２１１Ｃ８１・・・１
く蓄積される。
て第１列の検出器Ｘ０の第ｌＭＯＳトランジスタＴ１を
導通させる。入射赤外輻射により該検出器内に生成され
た電荷は第１キヤ、ｅシタＣｎＣ２１１Ｃ８１・・・１
く蓄積される。
時刻ｔ２において制御電圧ＶｓＩが高レベルに遷移する
と（第３ｄ図）、第２ｉＶＩＯ８）ランジスタテ和。
と（第３ｄ図）、第２ｉＶＩＯ８）ランジスタテ和。
’ｒ２２． ’ｒｇ２・・・が導通する。第１及び第２
のキャパシタは相互に接続され、各第１のキヤ・（シタ
の電荷ｊｔ第１及び第２のキヤ７？シタの下方に分配さ
れる。
のキャパシタは相互に接続され、各第１のキヤ・（シタ
の電荷ｊｔ第１及び第２のキヤ７？シタの下方に分配さ
れる。
時刻ｔＢでは電圧Ｖｘ２が高レベルに遷移して第２列の
検出器Ｘ２の電荷を第１のキャパシタＣ１１−Ｃ２１１
Ｃ８１内で積分させ、以下同様に作動する。所定列の検
出器の電荷が積分されている間に前列の電荷が読出され
る。
検出器Ｘ２の電荷を第１のキャパシタＣ１１−Ｃ２１１
Ｃ８１内で積分させ、以下同様に作動する。所定列の検
出器の電荷が積分されている間に前列の電荷が読出され
る。
第２図中、前記積分手段は、各行の場合、第３続されて
いる。第３Ｍ０８）ランジスタは、第２キヤ、ｅシタに
接続されたゲートを有するエミッタ・フォロワとして配
置されている。第４Ｍ０８）ランジスタのゲートは、第
２シフトレジスタの出力Ｙ１ 、 Ｙ２ 、 ＹＢに接
続されており、更に第３Ｍ０Ｓトランジスタとデバイス
の高レベル出力Ｓとの間に接続されている。
いる。第３Ｍ０８）ランジスタは、第２キヤ、ｅシタに
接続されたゲートを有するエミッタ・フォロワとして配
置されている。第４Ｍ０８）ランジスタのゲートは、第
２シフトレジスタの出力Ｙ１ 、 Ｙ２ 、 ＹＢに接
続されており、更に第３Ｍ０Ｓトランジスタとデバイス
の高レベル出力Ｓとの間に接続されている。
第３ｆ、３ｇ、３ｈ図は、電圧ｖｙｌ、Ｖｙ２．Ｖｙ８
を第２シフトレジスタの出力ｙｌ、 Ｙ２． ＹＢに印
加した場合を示している。
を第２シフトレジスタの出力ｙｌ、 Ｙ２． ＹＢに印
加した場合を示している。
時刻ｔ、において電圧ｖｙ０は高レベルに遷移し、検出
器Ｄｌｌにより積分された電荷を読出すための信号を出
力Ｓから発生するように第４．ＭＯＳ）ランジスタＴｌ
１１１を導通させる。検出器Ｄ１２により積分された電
荷の読出しは時刻ｔ５から開始され、検出器１）ｉｓに
よシ積分された電荷の読出しは、検出器Ｄ８□＋ Ｄ
２２ ＊ ＤＢＢ・・・からの電荷が第１キヤ・９シタ
に積分されている間（該積分は時刻ｔ８がら開始される
）の時刻ｔ６に開始される、 第１及び第２のキャノＱシタのレベル復元用トランジス
タもまた第２図に示しである。
器Ｄｌｌにより積分された電荷を読出すための信号を出
力Ｓから発生するように第４．ＭＯＳ）ランジスタＴｌ
１１１を導通させる。検出器Ｄ１２により積分された電
荷の読出しは時刻ｔ５から開始され、検出器１）ｉｓに
よシ積分された電荷の読出しは、検出器Ｄ８□＋ Ｄ
２２ ＊ ＤＢＢ・・・からの電荷が第１キヤ・９シタ
に積分されている間（該積分は時刻ｔ８がら開始される
）の時刻ｔ６に開始される、 第１及び第２のキャノＱシタのレベル復元用トランジス
タもまた第２図に示しである。
該トランジスタは、第１行ｓｌの場合、Ｔ１１及びＴｌ
Ｂ、第２行Ｓ２の場合’Ｉ”２１及びＴ２Ｂ、以下同様
に示しである。該トランジスタはキャパシタの１個と定
位の制御電圧ｖ８とに接続されている。第１キヤ／Ｑシ
タに接続されたトランジスタのゲートは、第３ｅ図に示
すよう々矩形波制御信号Ｖｌによ多制御される。第２ギ
ヤパシタに接続されたトランジスタの場合、各トランジ
スタのゲートは１個の第２１５出しレジスタの出力に接
続されている。
Ｂ、第２行Ｓ２の場合’Ｉ”２１及びＴ２Ｂ、以下同様
に示しである。該トランジスタはキャパシタの１個と定
位の制御電圧ｖ８とに接続されている。第１キヤ／Ｑシ
タに接続されたトランジスタのゲートは、第３ｅ図に示
すよう々矩形波制御信号Ｖｌによ多制御される。第２ギ
ヤパシタに接続されたトランジスタの場合、各トランジ
スタのゲートは１個の第２１５出しレジスタの出力に接
続されている。
例えば、トランジスタＴ１Ｂは制御信号Ｖｙｇを受取シ
、トランジスタ′ｒ２８は制御信号Ｖｙ８を受取シ、以
下同様に作動する。
、トランジスタ′ｒ２８は制御信号Ｖｙ８を受取シ、以
下同様に作動する。
第４ａ図は、光検出器を除いて本発明の一具体例のデバ
イスが集積されている例えばｐ型シリコンの半導体基板
を示す横断面図である。
イスが集積されている例えばｐ型シリコンの半導体基板
を示す横断面図である。
同図は、フォトダイオ−ｔｊＤｌ、に接続された素子の
レベルにおける横断面図である。
レベルにおける横断面図である。
該フォトダイオードのアノードは、図中「接地」の信号
で示した基準電位に接続されており、カソードは、２個
のダイオードｄ１．ｄ２と２個のデートとから構成され
た第１Ｍ０８）ランジスタ′ｒｌに接続されている。第
１ゲートＧ１は定電位とされておシ、フォトダイオード
をバイアスするべく機能する。第２ゲートは、第１シフ
トレジスタからの信号ｖｘｌを受取る。
で示した基準電位に接続されており、カソードは、２個
のダイオードｄ１．ｄ２と２個のデートとから構成され
た第１Ｍ０８）ランジスタ′ｒｌに接続されている。第
１ゲートＧ１は定電位とされておシ、フォトダイオード
をバイアスするべく機能する。第２ゲートは、第１シフ
トレジスタからの信号ｖｘｌを受取る。
水平方向電極は、同一行のトランジスタＴ１のダイオ−
１６２間に結線を形成する。該結線は、ＭＯＳ）ランジ
スタＴ２２の一部を形成しているダイオードｄ８で終端
している。該トランジスタは３個のゲートを備えており
、定電位のゲートＧｚ及びＣ８が制御信号ｖｚを受朋る
ためのゲートを取囲むように配置される。
１６２間に結線を形成する。該結線は、ＭＯＳ）ランジ
スタＴ２２の一部を形成しているダイオードｄ８で終端
している。該トランジスタは３個のゲートを備えており
、定電位のゲートＧｚ及びＣ８が制御信号ｖｚを受朋る
ためのゲートを取囲むように配置される。
トランジスタＴＳ１８はトランジスタＴｌＩ２に後続し
て配置されておシ、制御信号ｖｙ８をデートから受取Ｌ
）ランジスタＴＢＢと共通のダイオードｄ４と信号Ｖ
８を受取るダイオ−１−ｄ５とを備えている。
て配置されておシ、制御信号ｖｙ８をデートから受取Ｌ
）ランジスタＴＢＢと共通のダイオードｄ４と信号Ｖ
８を受取るダイオ−１−ｄ５とを備えている。
第１キヤノｑシタＣ２１は、ダイオードｄ８及びゲ−）
Ｇ、の下方のキャノ９シタに加えて、第２行のトランジ
スタＴＩの全ダイオードｄ、のキャ／Ｑシタから構成さ
れている。
Ｇ、の下方のキャノ９シタに加えて、第２行のトランジ
スタＴＩの全ダイオードｄ、のキャ／Ｑシタから構成さ
れている。
第２キヤパシタＣｇｌｌは、ゲートＧ８及びダイオード
ｄ４の下方のキャノｑシタによシ構成されている。
ｄ４の下方のキャノｑシタによシ構成されている。
第４ａ図中、ダイオードｄ８に接続されたトランジスタ
ＴＢｌ、）ランジスタＴ’ｇａ ｌ Ｔ１４ ＋ Ｔ
２５及びダイオードｄ４に接続された第２シフトレジス
タは示していない。
ＴＢｌ、）ランジスタＴ’ｇａ ｌ Ｔ１４ ＋ Ｔ
２５及びダイオードｄ４に接続された第２シフトレジス
タは示していない。
第４ｂ乃至４ｇ図は、半導体基板内の表面電位の経時変
化を示している。
化を示している。
第４ｂ図は、積分以前の状態を示している。キャパシタ
Ｃ２１＊ Ｃ２２及びダイオードｄ６は電位ｖ８にある
。
Ｃ２１＊ Ｃ２２及びダイオードｄ６は電位ｖ８にある
。
時刻ｔ工（第４Ｃ図）において信号ｖＸｌは高レベルに
遷移し、第ｌＭＯＳトランジスタＴ１は導通状態に変化
し、フォトダイオードＩ）ｔｇからの電荷はキャパシタ
Ｃ８１内に蓄積される。
遷移し、第ｌＭＯＳトランジスタＴ１は導通状態に変化
し、フォトダイオードＩ）ｔｇからの電荷はキャパシタ
Ｃ８１内に蓄積される。
時刻ｔｓ＋（第４ｄ図）において信号Ｖ２は高レベルに
遷移し、トランジスタＴ２２は導通状態になυ、キャノ
ｑシクＣ２１及びＣ２２間に同一電位レイルが形成され
る。キャパシタＣ２１内に蓄積すれている電１「１の一
部は、キャパシタＣ２１内で同一レベルの電荷が得られ
るようにキャノ♀シタＣＺ２の下側に転送される。
遷移し、トランジスタＴ２２は導通状態になυ、キャノ
ｑシクＣ２１及びＣ２２間に同一電位レイルが形成され
る。キャパシタＣ２１内に蓄積すれている電１「１の一
部は、キャパシタＣ２１内で同一レベルの電荷が得られ
るようにキャノ♀シタＣＺ２の下側に転送される。
時刻ｔ／８（第４ｅ図）において信号Ｖｘｌは低レベル
にあシ、ＭＯＳ）ランジスタＴ１は遮断され、フォトダ
イオードＤ１２からの電荷の積分が終了する。信号ｖ２
は低レベルにあｐ、ＭＯＳ）ランリスタＴ２１１は遮断
され、キャ／ＱシタＣｔｓ及びＣ２２は分離される。信
号Ｖ工は高レベル（第３ｅ図）に変わり、トランジスタ
Ｔｉ１ｌは導通し、第１キヤパシタＣａｌを電位Ｖ８に
復元させる。
にあシ、ＭＯＳ）ランジスタＴ１は遮断され、フォトダ
イオードＤ１２からの電荷の積分が終了する。信号ｖ２
は低レベルにあｐ、ＭＯＳ）ランリスタＴ２１１は遮断
され、キャ／ＱシタＣｔｓ及びＣ２２は分離される。信
号Ｖ工は高レベル（第３ｅ図）に変わり、トランジスタ
Ｔｉ１ｌは導通し、第１キヤパシタＣａｌを電位Ｖ８に
復元させる。
時刻ｔｏ（第４ｆ図）において信号Ｖｘ Ｓは高レベル
に変化する。こうして、フォトダイオード０２ｍ（図示
せず）からの電荷の積分が開始する。
に変化する。こうして、フォトダイオード０２ｍ（図示
せず）からの電荷の積分が開始する。
時刻ｔ、においで信号ｖｙ、は高レベルに変化する。ト
ランジスタＴ２５は導通し、キャノｇシタＣ３゜内の電
荷レベルはトランジスタＴ１ａ４によシ読出される。
ランジスタＴ２５は導通し、キャノｇシタＣ３゜内の電
荷レベルはトランジスタＴ１ａ４によシ読出される。
時刻ｔ６において信号Ｖｙ８は高レベルに遷移し、トラ
ンジスタＴ２Ｂは導通状態に変化し、キャノ９シタＣ２
？ｌをレベルｖ８に復元させ、 この間、キャ７Ｑシタ
Ｃｓｔ内における電荷の積分は継続する。
ンジスタＴ２Ｂは導通状態に変化し、キャノ９シタＣ２
？ｌをレベルｖ８に復元させ、 この間、キャ７Ｑシタ
Ｃｓｔ内における電荷の積分は継続する。
第２キヤ／Ｑシタがすべて読出されると、該キャ・Ｑシ
タは同時にレベル■、に復元され得る。
タは同時にレベル■、に復元され得る。
本発明の変形例によると、読出し手段は、並列人力と再
刊出力とを有する電荷結合シフトレジスタから構成され
ている。核レジスタは従って、トランジスタＴＢ１ ＋
ＴＱ’ａ・・・に後続するように半導体基板内に集積
されている。この場合、第２シフトレジスタ及びトラン
ジスタＴ１４１ Ｔｌｌ５ ＊ Ｔ、４１ ’Ｉ”ｓｓ
・・・はいずれも使用されない。
刊出力とを有する電荷結合シフトレジスタから構成され
ている。核レジスタは従って、トランジスタＴＢ１ ＋
ＴＱ’ａ・・・に後続するように半導体基板内に集積
されている。この場合、第２シフトレジスタ及びトラン
ジスタＴ１４１ Ｔｌｌ５ ＊ Ｔ、４１ ’Ｉ”ｓｓ
・・・はいずれも使用されない。
電荷は電荷結合レジスタ内を通って電荷読出しデバイス
に転送され、該デ・々イスの出力が感光デバイスの高レ
ベル出力となる。
に転送され、該デ・々イスの出力が感光デバイスの高レ
ベル出力となる。
第１及び第２のキャノにシタ聞、次いで第２キヤ・９シ
タ及び電荷結合レジスタ間に同一電荷レベルを形成する
か、または第１キヤノ９シタ及び電荷結合レジスタ間に
同時に同一の電荷レベルを形成することが可能である。
タ及び電荷結合レジスタ間に同一電荷レベルを形成する
か、または第１キヤノ９シタ及び電荷結合レジスタ間に
同時に同一の電荷レベルを形成することが可能である。
この場合、第２キヤノ（シタは主に電荷結合レジスタの
蓄積電極のキャパシタから構成されている。
蓄積電極のキャパシタから構成されている。
赤外感知検出器は、図例のようなフォトダイオードであ
るか又は例えばゲート・絶縁体・半導体型検出器のよう
な他の型の赤外検出器であり得る。
るか又は例えばゲート・絶縁体・半導体型検出器のよう
な他の型の赤外検出器であり得る。
フォトダイオードの場合、図例のような第２半導体基板
上に形成されたブイオード、又は本発明のデバイスの動
作を変更することなく第２基板上に形成されたゲートの
いずれかに接続され得る５例えば、フォトダイオードは
、同一列のトランジスタＴ０に共通の電極を介して接続
された別のゲートを有する第１Ｍ０８）ランジスタ′ｒ
０の所定のゲートに接続され得る。
上に形成されたブイオード、又は本発明のデバイスの動
作を変更することなく第２基板上に形成されたゲートの
いずれかに接続され得る５例えば、フォトダイオードは
、同一列のトランジスタＴ０に共通の電極を介して接続
された別のゲートを有する第１Ｍ０８）ランジスタ′ｒ
０の所定のゲートに接続され得る。
同様に、光検出器及びデバイスの残りの部分は各独の適
当な半導体基板上に集積される。光検出器の場合、該基
板はインジウム・アンチモン化物、錫・鉛・テルル化物
、カドミウム・水銀・テルル化物等から構成される。デ
バイスの残りの部分は、例えばｐ型又はｎ型シリコンの
半導体基板上に集積される。
当な半導体基板上に集積される。光検出器の場合、該基
板はインジウム・アンチモン化物、錫・鉛・テルル化物
、カドミウム・水銀・テルル化物等から構成される。デ
バイスの残りの部分は、例えばｐ型又はｎ型シリコンの
半導体基板上に集積される。
史に、当然のことながら第１アレーの電極と第２アレー
の電極との機能は容易に逆転し得る。換言するなら、第
１シフトレジスタを第１アレーの電極に接続し、本発明
の積分及び読出し手段を第２アレーの電極に接続するこ
とができる。
の電極との機能は容易に逆転し得る。換言するなら、第
１シフトレジスタを第１アレーの電極に接続し、本発明
の積分及び読出し手段を第２アレーの電極に接続するこ
とができる。
第１図は従来技術に従う赤外輻射用感光ジノ９イスの線
図、第２図は本発明の一具体例に従う積分及び読出し手
段の線図、第Ａ乃至ｌｈ屑は本発明デバイスの制御信号
のタイミングの一例を示す例の横断面図及び該デバイス
の作動例を示す概略説明図である。 Ｄｌｌ １１）ｔｓ＋・・・・Ｄ２Ｂ・・・検出器、Ｃ
１，ｃ２ｓ ＣＢ、Ｃ１ｌ ”・・Ｃ８２”・キヤ、ｅ
シタ、Ｔ、 、 Ｔ□□、 Ｔ□２． Ｔ、、 ・−・
・Ｔ８．−ＭＯＳ トランジスタ、Ｓ□ｔｓ２＋ｓ４・
・・電 極、ｄｏ ・・・・ｄ、・・・ダイオード、Ｇ
１ 、ＧＢ 、Ｇｏ・・・ゲー ト。 手続ネ１１１正書（方式） 昭和６０年３月／と日 １、事件の表示 昭和５９年特許願第２３９２９３号２
、発明の名称 赤外幅用用感光デバイス３、補正をする
者 事件との関係 特許出願人 名 称 １〜ムソンーセエスエフ ４、代 理 人 東京都新宿区新宿１丁目１番１４号
山田ビル５、補正指令の日付 昭和６０年２月６日６、
補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 明雑１書 ８、補正の内容 （１）明細山中、第７頁第６行目「”［１ｅｃｔｒｏｎ
ｉｃｓ １−ｅｔｔｅｒｓ” Ｊとあるを、「［−Ｔレ
フ１〜ロニクス レターズ（１ヨ１ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
ｌｅｔ４：ｅｒｓ） Ｊ Ｊど補正する。 （２）間中、同頁第８行目から同頁第９行目［” Ｅ
１ｅｃｔｒｏｎｉｃａｌ １ｙ３ｃａｎｎｅｄ−・・・
・・８−１４Ｉ８−１４ＩＪ” Ｊどあるを、「Ｊ８−
１４１ＪＪｎバンドのための電子スキャンされるＣＭＴ
検出器列（Ｅ １ｅｃｔｒｏｎｉｃａｌ １ｙＳｃａｎ
ｎｅｄ Ｃ，Ｍ、 Ｔ、 ｄｅｔｅｃｔｏｒ ａｒｒａ
ｙ ｆｏｒ ｔｌ＋ｅ ８−１４μ５ｂａｎｄ） Ｊ
Ｊと補正する。
図、第２図は本発明の一具体例に従う積分及び読出し手
段の線図、第Ａ乃至ｌｈ屑は本発明デバイスの制御信号
のタイミングの一例を示す例の横断面図及び該デバイス
の作動例を示す概略説明図である。 Ｄｌｌ １１）ｔｓ＋・・・・Ｄ２Ｂ・・・検出器、Ｃ
１，ｃ２ｓ ＣＢ、Ｃ１ｌ ”・・Ｃ８２”・キヤ、ｅ
シタ、Ｔ、 、 Ｔ□□、 Ｔ□２． Ｔ、、 ・−・
・Ｔ８．−ＭＯＳ トランジスタ、Ｓ□ｔｓ２＋ｓ４・
・・電 極、ｄｏ ・・・・ｄ、・・・ダイオード、Ｇ
１ 、ＧＢ 、Ｇｏ・・・ゲー ト。 手続ネ１１１正書（方式） 昭和６０年３月／と日 １、事件の表示 昭和５９年特許願第２３９２９３号２
、発明の名称 赤外幅用用感光デバイス３、補正をする
者 事件との関係 特許出願人 名 称 １〜ムソンーセエスエフ ４、代 理 人 東京都新宿区新宿１丁目１番１４号
山田ビル５、補正指令の日付 昭和６０年２月６日６、
補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 明雑１書 ８、補正の内容 （１）明細山中、第７頁第６行目「”［１ｅｃｔｒｏｎ
ｉｃｓ １−ｅｔｔｅｒｓ” Ｊとあるを、「［−Ｔレ
フ１〜ロニクス レターズ（１ヨ１ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
ｌｅｔ４：ｅｒｓ） Ｊ Ｊど補正する。 （２）間中、同頁第８行目から同頁第９行目［” Ｅ
１ｅｃｔｒｏｎｉｃａｌ １ｙ３ｃａｎｎｅｄ−・・・
・・８−１４Ｉ８−１４ＩＪ” Ｊどあるを、「Ｊ８−
１４１ＪＪｎバンドのための電子スキャンされるＣＭＴ
検出器列（Ｅ １ｅｃｔｒｏｎｉｃａｌ １ｙＳｃａｎ
ｎｅｄ Ｃ，Ｍ、 Ｔ、 ｄｅｔｅｃｔｏｒ ａｒｒａ
ｙ ｆｏｒ ｔｌ＋ｅ ８−１４μ５ｂａｎｄ） Ｊ
Ｊと補正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）第１半導体基板上に集積されたＮ行×Ｍ列の赤外
検出器アレーと、第２半導体基板上に集積されかつ検出
器と同一の低温槽内に配置されており、各検出器と一方
が所定性の検出器に連結されたＭＯＳ）ランジスタを接
続しており、他方が所定列の検出器に連結されたトラン
ジスタを接続する２個の電極アレーとに接続された第１
Ｍ０８）う／ジスタ、及び第１アレーの電極を逐次アド
レスする第１シフトレジスタと、第２アレーの各電極に
接続されており、第１°アレーの各電極に接続された検
出器によシ受取られた輻射に対応する電荷を積分し、積
分′電荷の逐次読出しを行うための手段とを備える赤外
輻射用感光デバイスにおいて、前記手段が、第２アレー
の各電極に接続されておシ、第１キヤノ９シタによる電
荷の積分後、第２Ｍ０８）ランジスタが第１及び第２の
キャノξシタの下方に電荷を分配するべく第１及び第２
のキャノ（シタを接続するように構成された２個のキャ
ノ９シタ及び第２Ｍ０Ｓトランジスタと、第１アレーの
後続電極に接続された検出器の電荷が第１キヤパシタで
積分されている間に第２キヤノ９シタ内の電荷のレベル
の逐次読出しを行うための手段とを第２半導体基板上に
集積しておりかつ低温槽内に配置して成る赤外輻射用感
光デバイス。 ＋２１ｍ１キヤパシタの場合には第２キヤ／（シタに接
続後、第２キヤ・ｑシタの場合には第２キヤ／髪シタ内
の電荷レベルの読出し後に第１及び第２のキャ／（シタ
のレベルを復元させるための手段を備えている特許請求
の範囲第１項に記載のデバイス。 （３）レベル復元手段が各キャ／Ｑシタに接続されたＭ
ｉｓｓ）ランジスタにより構成されている特許請求の範
囲第２項に記載のデバイス。 （４； 第２キヤパシタ内の電荷の逐次読出しを行うだ
めの手段が、第２シフトレジスタと、各第２キヤパシタ
とそれぞれ第２シフトレジスタにより周期的にアドレス
され、デバイスの出力を構成する他の第４Ｍ０８）ラン
ジスタに共通の１個の電極を備えている１個の第４Ｍ０
８）ランジスタとに接続されたエミッタ・フォロワとし
て配置された第３Ｍ０Ｓトランジスタとから構成されて
いる特許請求の範囲第１項に記載のデバイス。 （５） 電荷の逐次読出しを行うための手段が、感光転
送される電荷を収容する電荷結合シフトレジスタにより
構成されている特許請求の範囲第１項に記載のデバイス
。 （６）同一レベルの電荷が第１キヤノ（シタと電荷結合
レジスタとの間で同時に形成され、第２キヤパシタが主
に電荷結合レジスタの蓄積電極のキャノｑシタによ多構
成されている特許請求の範囲第５項に記載のデバイス。 （７１同一レベルの電荷が第１及び第２のキャパシタ間
、次いで第２キヤ・（シタ及び電荷結合レジスタ間で形
成される特許請求の範囲第５項に記載のデバイス。 （８）第２キヤ、Ｑシタに収容された電荷の逐次読出し
を行うための手段が、第２シフトレジスタと、各第２キ
ヤパシタとそれぞれ第２シフトレジスタによ多周期的に
アドレスされ、デバイスの出力を構成する他の第４Ｍ０
８）ランジスタと共通の１個の電極を有する１個の第４
Ｍ０８）ランジスタとに接続されたエミッタ・フォロワ
として配置された第３Ｍ０８）ランジスタとから構成さ
れている特許請求の範囲第２項に記載のデバイス。 （９）第２キヤパシタに収容されている電荷の逐次読出
しを行うための手段が、第２シフトレジスタと、各第２
キヤパシタとそれぞれ第２シフトレジスタによυ周期的
にアドレスされ、デフ９イスの出力を構成している他の
第４Ｍ０８）ランジスタと共通の１個の電極を備えてい
る１個の第４Ｍ０８）ランジスタとに接続されたエミッ
タ・フォロワとして配置された第３Ｍ０８）ランジスタ
とから構成されている特許請求の範囲第３項に記載のデ
バイス。 （１０１を荷の逐次読出しを行うための手段が、感光デ
バイスの出力を供給する電荷続出しデバイスに転送され
る電荷を収容する電荷結合シフトレジスタから構成され
ている特許請求の範囲琳２項に記載のデバイス。 （１１１電荷の逐次読出しを行うだめの手段が、感光デ
バイスの出力を供給する電荷読出しデバイスに転送され
る電荷を収容する電荷結合シフトレジスタから構成され
ている特許請求の範囲第３項に記載のデバイス。 ０２ 同一レベルの電荷が第１キヤ／Ｑシタと電荷結合
レジスタとの間で同時に形成され、第２キヤノｑシタが
主に電荷結合レジスタの蓄積電極のキャノ（シタから構
成されている特許請求の範囲第１θ項に記載のデバイス
。 （１３） 同一レベルの電荷が第１キヤノ々シタと電荷
結合レジスタとの間で同時に形成され、第２キヤノ９シ
タが主に電荷結合レジスタの蓄積電極のキヤ、Ｑシタか
ら構成されている特許請求の範囲第１１項に記載のデバ
イス。 （１４） 同一レベルの電荷が第１及び第２のキャパシ
タ間、次いで第２キヤノ９シタ及び電荷結合レジスタ間
で形成される特許請求の範囲第１０項に記載のデバイス
。 （１５１同一レベルの電荷が第１及び第２のキャノ（シ
タ間、次いで第２キヤパシタ及び電荷結合レジスタ間で
形成される特許請求の範囲第１１項に記載のデバイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8318126 | 1983-11-15 | ||
| FR8318126A FR2555000B1 (fr) | 1983-11-15 | 1983-11-15 | Dispositif photosensible pour l'infrarouge |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60167466A true JPS60167466A (ja) | 1985-08-30 |
| JPH0527989B2 JPH0527989B2 (ja) | 1993-04-22 |
Family
ID=9294119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59239293A Granted JPS60167466A (ja) | 1983-11-15 | 1984-11-13 | 赤外線検出装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4587426A (ja) |
| EP (1) | EP0143047B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60167466A (ja) |
| DE (1) | DE3471224D1 (ja) |
| FR (1) | FR2555000B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0617465U (ja) * | 1992-02-27 | 1994-03-08 | 橋本農機株式会社 | 給餌桶 |
| US10317287B2 (en) | 2015-11-12 | 2019-06-11 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Optical sensor |
Families Citing this family (15)
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| IL90175A0 (en) * | 1988-05-10 | 1989-12-15 | Victor Company Of Japan | Apparatus for detecting distribution of electric surface potential |
| US5268763A (en) * | 1988-05-10 | 1993-12-07 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Apparatus for recording a charge latent image on a medium and for producing color signals from the charge latent image |
| US5260796A (en) * | 1988-05-10 | 1993-11-09 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Apparatus detecting distribution of surface potential on a medium holding charge latent image |
| JP2936742B2 (ja) * | 1991-02-12 | 1999-08-23 | 三菱電機株式会社 | 固体撮像素子及びその駆動方法 |
| JP2710228B2 (ja) * | 1994-08-11 | 1998-02-10 | 日本電気株式会社 | ボロメータ型赤外線検知素子、その駆動方法、および検出用積分回路 |
| FR2731569B1 (fr) * | 1995-03-07 | 1997-04-25 | Thomson Tubes Electroniques | Dispositif de recopie de tension a grande linearite |
| US6515285B1 (en) | 1995-10-24 | 2003-02-04 | Lockheed-Martin Ir Imaging Systems, Inc. | Method and apparatus for compensating a radiation sensor for ambient temperature variations |
| US6274869B1 (en) | 1996-06-28 | 2001-08-14 | Lockheed-Martin Ir Imaging Systems, Inc. | Digital offset corrector |
| FR2751155B1 (fr) * | 1996-07-12 | 1998-09-18 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de lecture pour une mosaique de detecteurs electromagnetiques, et systeme de detection equipe d'un tel dispositif |
| US6249002B1 (en) | 1996-08-30 | 2001-06-19 | Lockheed-Martin Ir Imaging Systems, Inc. | Bolometric focal plane array |
| FR2753796B1 (fr) * | 1996-09-25 | 1998-11-13 | Detecteur photosensible et mosaique de detecteurs photosensibles pour la detection d'eclats lumineux et applications | |
| FR2753785B1 (fr) * | 1996-09-25 | 1998-11-13 | Autodirecteur d'un corps volant | |
| US6791610B1 (en) | 1996-10-24 | 2004-09-14 | Lockheed Martin Ir Imaging Systems, Inc. | Uncooled focal plane array sensor |
| JP4795610B2 (ja) | 2000-05-01 | 2011-10-19 | ビーエイイー・システムズ・インフォメーション・アンド・エレクトロニック・システムズ・インテグレイション・インコーポレーテッド | 放射センサの温度変動を補償するための方法および装置 |
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-
1983
- 1983-11-15 FR FR8318126A patent/FR2555000B1/fr not_active Expired
-
1984
- 1984-11-09 US US06/670,552 patent/US4587426A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-11-13 EP EP84402303A patent/EP0143047B1/fr not_active Expired
- 1984-11-13 JP JP59239293A patent/JPS60167466A/ja active Granted
- 1984-11-13 DE DE8484402303T patent/DE3471224D1/de not_active Expired
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| US10317287B2 (en) | 2015-11-12 | 2019-06-11 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Optical sensor |
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Also Published As
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|---|---|
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| EP0143047A3 (en) | 1985-06-26 |
| DE3471224D1 (en) | 1988-06-16 |
| FR2555000A1 (fr) | 1985-05-17 |
| EP0143047A2 (fr) | 1985-05-29 |
| EP0143047B1 (fr) | 1988-05-11 |
| US4587426A (en) | 1986-05-06 |
| JPH0527989B2 (ja) | 1993-04-22 |
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