JPS6153765A - 固体撮像デバイス - Google Patents
固体撮像デバイスInfo
- Publication number
- JPS6153765A JPS6153765A JP59174158A JP17415884A JPS6153765A JP S6153765 A JPS6153765 A JP S6153765A JP 59174158 A JP59174158 A JP 59174158A JP 17415884 A JP17415884 A JP 17415884A JP S6153765 A JPS6153765 A JP S6153765A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- solid
- phototransistor
- imaging device
- capacitor
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/197—Bipolar transistor image sensors
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Light Receiving Elements (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】
皮主斑で
本発明は固体撮像デバイス、とくに、撮像セルが１次元
または２次元の７レイに配列された固体撮像デバイスに
関する。
または２次元の７レイに配列された固体撮像デバイスに
関する。
１然且］
従来、撮像セルがフォトトランジスタと読出し回路であ
るＩＧＦＥＴとの直列接続からなる増幅型の固体撮像デ
バイスがある。たとえば特開昭５８−１８１３７１に記
載の固体撮像デバイスでは、入射光によってフォトトラ
ンジスタのベース領域に発生した光キャリアは、たとえ
ば、そのコレクタとしても機能するＩＣＦＥＴのソース
領域に流れ込み、そこに蓄積されるうその際、フォトト
ランジスタの電流増幅作用により、そのベースからコレ
クタに流れ込んだ光キャリアを増幅率倍した量の電荷が
加算されて蓄積される。この蓄積電荷は、ＩＣＦＥＴの
ゲートを開くことによって光キャリアに応じた信号電流
として読み出される。
るＩＧＦＥＴとの直列接続からなる増幅型の固体撮像デ
バイスがある。たとえば特開昭５８−１８１３７１に記
載の固体撮像デバイスでは、入射光によってフォトトラ
ンジスタのベース領域に発生した光キャリアは、たとえ
ば、そのコレクタとしても機能するＩＣＦＥＴのソース
領域に流れ込み、そこに蓄積されるうその際、フォトト
ランジスタの電流増幅作用により、そのベースからコレ
クタに流れ込んだ光キャリアを増幅率倍した量の電荷が
加算されて蓄積される。この蓄積電荷は、ＩＣＦＥＴの
ゲートを開くことによって光キャリアに応じた信号電流
として読み出される。
このような撮像デバイスは、読出し電流の増幅機能を有
する特徴がある。しかし、フォトトランジスタのエミッ
タ電極を構成するコンタクトを必要とするので、撮像セ
ルアレイを高画素密度で集積するのには適していない、
また、このような増幅機能は、強い入射光に対しても弱
い入射光と同様に機能する。したがって、このような増
幅特性を有する撮像デバイスでは、低照度で高感度、高
照度で低感度のいわゆる写真特性を実現するダイナミッ
クレンジを得ることはできない。
する特徴がある。しかし、フォトトランジスタのエミッ
タ電極を構成するコンタクトを必要とするので、撮像セ
ルアレイを高画素密度で集積するのには適していない、
また、このような増幅機能は、強い入射光に対しても弱
い入射光と同様に機能する。したがって、このような増
幅特性を有する撮像デバイスでは、低照度で高感度、高
照度で低感度のいわゆる写真特性を実現するダイナミッ
クレンジを得ることはできない。
１−」
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、広いダイ
ナミックレンジを有する固体撮像デバイスを提供するこ
とを目的とする。
ナミックレンジを有する固体撮像デバイスを提供するこ
とを目的とする。
色豆二皿ｊ
本発明によれば、入射光に応じて光キャリアを発生して
蓄積するフォトトランジスタ手段と、フォトトランジス
タ手段の一方の電極に接続されフォトトランジスタ手段
に蓄積された光キャリア １を映像信号として読み
出す読出しゲート手段とを含む撮像セルが、一方の導電
型の半導体基板の主面に配列された固体撮像デバイスは
、主面に形成されフォトトランジスタ手段の他方の電極
に接続されたコンデンサ手段を含むものである。
蓄積するフォトトランジスタ手段と、フォトトランジス
タ手段の一方の電極に接続されフォトトランジスタ手段
に蓄積された光キャリア １を映像信号として読み
出す読出しゲート手段とを含む撮像セルが、一方の導電
型の半導体基板の主面に配列された固体撮像デバイスは
、主面に形成されフォトトランジスタ手段の他方の電極
に接続されたコンデンサ手段を含むものである。
本発明の１つの特徴によれば、フォトトランジスタ手段
は、コレクタとして機能し一方の導電型とは反対の他方
の導電型の第１の領域と、ベースとして機能し第１の領
域の中に形成された一方の導電型の第２の領域と、エミ
ッタとして機能し第２の領域の中に形成された他方の導
電型の＄３の領域とを有し、コンデンサ手段は、第３の
領域の上に形成された絶縁層と、絶縁層の上に形成され
コンデンサ手段の一方の電極として機能する導電体層と
を含み、第３の領域はコンデンサ手段の他方の電極とし
ても機能し、読出しゲート手段は、第１の領域をソース
およびドレーンのうちの一方とするＩＧＦＥＴを含むも
のである。
は、コレクタとして機能し一方の導電型とは反対の他方
の導電型の第１の領域と、ベースとして機能し第１の領
域の中に形成された一方の導電型の第２の領域と、エミ
ッタとして機能し第２の領域の中に形成された他方の導
電型の＄３の領域とを有し、コンデンサ手段は、第３の
領域の上に形成された絶縁層と、絶縁層の上に形成され
コンデンサ手段の一方の電極として機能する導電体層と
を含み、第３の領域はコンデンサ手段の他方の電極とし
ても機能し、読出しゲート手段は、第１の領域をソース
およびドレーンのうちの一方とするＩＧＦＥＴを含むも
のである。
支立匠二１」
次に添付図面を参照して本発明による固体撮像デバイス
の実施例を詳細に説明する。
の実施例を詳細に説明する。
第１図を参照すると、本発明による固体撮像デバイスの
実施例における１つの撮像セル１０が断面にて示されて
いる。撮像セル１０は本実施例では、ｐ型シリコン基板
１２の一方の主表面にｎ型領域１４が形成され、その中
にｐ型巣域１Ｂが、さらにその中にｎ＋領域１８が図示
のように形成されている。これによって、ｎ型領域１４
をコレクタとし、ｐ壁領域１６をベースとし、ｎ÷領域
１日をエミッタとするフォトトランジスタＱ（ｆｆｉ２
図）が形成される。
実施例における１つの撮像セル１０が断面にて示されて
いる。撮像セル１０は本実施例では、ｐ型シリコン基板
１２の一方の主表面にｎ型領域１４が形成され、その中
にｐ型巣域１Ｂが、さらにその中にｎ＋領域１８が図示
のように形成されている。これによって、ｎ型領域１４
をコレクタとし、ｐ壁領域１６をベースとし、ｎ÷領域
１日をエミッタとするフォトトランジスタＱ（ｆｆｉ２
図）が形成される。
勿論、本発明はこれに限定されず、これと反対の導電型
、すなわちｐｉｐ型のフォトトランジスタを構成しても
よい。
、すなわちｐｉｐ型のフォトトランジスタを構成しても
よい。
フォトトランジスタＱのｐｎ接合領域付近の開口２２を
残して基板１２の主表面は、絶縁層２０で被覆されてい
る。ｎ十領域１８を覆う絶縁層２０の上には、金属など
の導電材料からなる電極層２４が形成され、絶縁層２Ｇ
を覆っている。これによって、絶縁層２゜を蓄積体とす
るコンデンサＣ（第２図）が形成される。この電極２４
には端子２６が接続され、これには基準電圧ＶＥが接続
される。この電圧ＶＥは、本実施例では接地電位でよい
。
残して基板１２の主表面は、絶縁層２０で被覆されてい
る。ｎ十領域１８を覆う絶縁層２０の上には、金属など
の導電材料からなる電極層２４が形成され、絶縁層２Ｇ
を覆っている。これによって、絶縁層２゜を蓄積体とす
るコンデンサＣ（第２図）が形成される。この電極２４
には端子２６が接続され、これには基準電圧ＶＥが接続
される。この電圧ＶＥは、本実施例では接地電位でよい
。
一方、基板１２の同じ主表面には、図示のようにｎ領域
１４に対向してｎ十領域２８が形成されている。
１４に対向してｎ十領域２８が形成されている。
ｎ領域１４とｎ十領域２８の間の基板材料１２の主表面
は、絶縁層２０で被覆され、その上に金属電極３０が形
成されている。金属電極３０には端子３Ｇが接続され、
これには読出し電圧ＶＳが印加される。このようなＭＯ
Ｓ構造によってＩＧＦＥＴ Ｓ （第２図）が形成さ
れ、ｎ領域１４がそのソースを、ｎ÷領域２日がそのト
レーンを、電極３０がゲート電極を構成している。ドレ
ーン領域２日には、ドレーン電極３２を介して端子３４
か接続され、これには、本実施例では正の、たとえば３
〜５ポルト程度の他の基準電圧ＶＲＥＦが供給される。
は、絶縁層２０で被覆され、その上に金属電極３０が形
成されている。金属電極３０には端子３Ｇが接続され、
これには読出し電圧ＶＳが印加される。このようなＭＯ
Ｓ構造によってＩＧＦＥＴ Ｓ （第２図）が形成さ
れ、ｎ領域１４がそのソースを、ｎ÷領域２日がそのト
レーンを、電極３０がゲート電極を構成している。ドレ
ーン領域２日には、ドレーン電極３２を介して端子３４
か接続され、これには、本実施例では正の、たとえば３
〜５ポルト程度の他の基準電圧ＶＲＥＦが供給される。
勿論、本発明はこれに限定されず これと反対の導電型
、すなわちｐチャネルＩＧＦＥＴを構成してもよい。
、すなわちｐチャネルＩＧＦＥＴを構成してもよい。
第１図の撮像セル１０は、第２図の等価回路に示すよう
に、フォトトランジスタＱのコレクタとＩＧＦＥＴ ’
Ｓのソースが接続され、フォトトランジスタＱのエミッ
タにコンデンサＣが接続された回路構成を有する。
に、フォトトランジスタＱのコレクタとＩＧＦＥＴ ’
Ｓのソースが接続され、フォトトランジスタＱのエミッ
タにコンデンサＣが接続された回路構成を有する。
第５図に示すタイミング図で撮像セル１０に光を照射す
る期間Ｔ２において、開口２２を通して光４０がフォト
トランジスタＱのｐｎ接合領域に入射すると、接合領域
に生起された光キャリアは、電子がそのコレクタ領域、
すなわちＩＧＦＥＴ Ｓのソース領域１４へ走行してこ
れに蓄積され、正孔がエミッタ領域１８に流入する。エ
ニー２夕１８には絶縁層２０を誘電体とするコンデンサ
Ｃが接続されている。入射光量が少ないと、発生する光
キャリアの量が少なく、シたがってコンデンサＣの容量
が飽和しないので、トランジスタＱのエミッタ１８は基
準電位ＶＥに対して十分な容量で結合された状態にある
。したがって１発生した光キャリアに対応した電荷がソ
ース領域１４に流れ込み、そこに蓄積される。その際、
フォトトランジスタＱの電流増幅作用により、そのベー
ス１日からコレクタ１４に流れ込んだ光キャリアを増幅
率倍した量の電荷が加算されてソース領域１４に蓄積さ
れる。この様子を第７図のエネルギーバンド図に示す。
る期間Ｔ２において、開口２２を通して光４０がフォト
トランジスタＱのｐｎ接合領域に入射すると、接合領域
に生起された光キャリアは、電子がそのコレクタ領域、
すなわちＩＧＦＥＴ Ｓのソース領域１４へ走行してこ
れに蓄積され、正孔がエミッタ領域１８に流入する。エ
ニー２夕１８には絶縁層２０を誘電体とするコンデンサ
Ｃが接続されている。入射光量が少ないと、発生する光
キャリアの量が少なく、シたがってコンデンサＣの容量
が飽和しないので、トランジスタＱのエミッタ１８は基
準電位ＶＥに対して十分な容量で結合された状態にある
。したがって１発生した光キャリアに対応した電荷がソ
ース領域１４に流れ込み、そこに蓄積される。その際、
フォトトランジスタＱの電流増幅作用により、そのベー
ス１日からコレクタ１４に流れ込んだ光キャリアを増幅
率倍した量の電荷が加算されてソース領域１４に蓄積さ
れる。この様子を第７図のエネルギーバンド図に示す。
しかし、入射光量が多いと、発生する光キャリアの量が
多いので、コンデンサＣが飽和する。そこで、トランジ
スタＱのエミッタ１８は電源ＶＥに対して直接結合され
たのと同じ状態となる。したがって、発生した光キャリ
アがそのままソース領域１４に流入し、ここに蓄積され
る。つまり、フォトトランジスタＱの電流増幅作用は減
殺され、フォトトランジスタＱは、通常のフォトダイオ
ードと同様に機能する。これは、第８図のエネルギーバ
ンド図では、エミッタ１８が蓄積電荷により飽和状態に
あるためその正孔に対するポテンシャルが上昇し、これ
によって正孔がソース１４から基板１２へ流れ込む様子
として示されている。
多いので、コンデンサＣが飽和する。そこで、トランジ
スタＱのエミッタ１８は電源ＶＥに対して直接結合され
たのと同じ状態となる。したがって、発生した光キャリ
アがそのままソース領域１４に流入し、ここに蓄積され
る。つまり、フォトトランジスタＱの電流増幅作用は減
殺され、フォトトランジスタＱは、通常のフォトダイオ
ードと同様に機能する。これは、第８図のエネルギーバ
ンド図では、エミッタ１８が蓄積電荷により飽和状態に
あるためその正孔に対するポテンシャルが上昇し、これ
によって正孔がソース１４から基板１２へ流れ込む様子
として示されている。
この蓄積電荷は、第５図のタイミングチャートに示す信
号読出し期間Ｔ３において、ＩＧＦＥＴ Ｓのゲート３
０に電圧ｖＳのパルス３θ４ （第５図）を印加してこ
れを開くこと吟よって信号電流として読み出される。こ
の信号電流は、第５図に示すように、ドレーン電極３４
に現われる電圧の基準電圧ＶＲＥＦに対する差３０Ｂ
として出力される。
号読出し期間Ｔ３において、ＩＧＦＥＴ Ｓのゲート３
０に電圧ｖＳのパルス３θ４ （第５図）を印加してこ
れを開くこと吟よって信号電流として読み出される。こ
の信号電流は、第５図に示すように、ドレーン電極３４
に現われる電圧の基準電圧ＶＲＥＦに対する差３０Ｂ
として出力される。
この読出し出力は、第３図に実線＋００で示すように、
入射光量の少ない領域１０２では入射光量の増大ととも
に急激に増大し、入射光量が多くなると緩やかに増大す
る傾向をとる。なお、前述した従来の増幅型固体撮像デ
バイスでは、同図に点線１０４で示すように光量の増大
とともに低照度と同じ感度で出力が増大する出力特性を
示す。したがって、飽和状態に達する光量が低い、また
、増幅機能のない従来の固体撮像セルの場合には、同図
に一点鎖線１０ｉ３で示す特性を示し、低照度における
感度が相対的に低い。
入射光量の少ない領域１０２では入射光量の増大ととも
に急激に増大し、入射光量が多くなると緩やかに増大す
る傾向をとる。なお、前述した従来の増幅型固体撮像デ
バイスでは、同図に点線１０４で示すように光量の増大
とともに低照度と同じ感度で出力が増大する出力特性を
示す。したがって、飽和状態に達する光量が低い、また
、増幅機能のない従来の固体撮像セルの場合には、同図
に一点鎖線１０ｉ３で示す特性を示し、低照度における
感度が相対的に低い。
撮像セルＩＯをリセットするには、第５図のリセット期
間Ｔ１において、ドレーン端子３４を接地し、ゲート端
子３８に正の電圧ｖＳのパルス３００を印加する。これ
によってコレクタ１４、ベース１Ｂおよびエミッタ１８
がＯ電位にリセットされる。または、ドレーン端子３４
に前述の電圧ＶＲＥＦを印加し、ゲート端子３６および
コンデンサＣの端子２６を接地し、フォトトランジスタ
Ｑのｐｎ接合に強い光を短時間照射してもよい、これに
よって、コレクタ１４、ベース１８およびエミッタ１８
がＯ電位にリセットされる。こうしてリセットされた状
態のエネルギーバンドの様子を第６図に示す。
間Ｔ１において、ドレーン端子３４を接地し、ゲート端
子３８に正の電圧ｖＳのパルス３００を印加する。これ
によってコレクタ１４、ベース１Ｂおよびエミッタ１８
がＯ電位にリセットされる。または、ドレーン端子３４
に前述の電圧ＶＲＥＦを印加し、ゲート端子３６および
コンデンサＣの端子２６を接地し、フォトトランジスタ
Ｑのｐｎ接合に強い光を短時間照射してもよい、これに
よって、コレクタ１４、ベース１８およびエミッタ１８
がＯ電位にリセットされる。こうしてリセットされた状
態のエネルギーバンドの様子を第６図に示す。
こうして撮像セル１０をリセットしたのち、入射光４０
を照射する直前に、ゲート端子３Ｂに正の電圧ｖＳのパ
ルス３０２を印加する。これによって、ソース領域すな
わちコレクタ領域１４はドレーン電位ＶＲＥＦになる。
を照射する直前に、ゲート端子３Ｂに正の電圧ｖＳのパ
ルス３０２を印加する。これによって、ソース領域すな
わちコレクタ領域１４はドレーン電位ＶＲＥＦになる。
また、エミッタ領域１８は、コンデンサＣの容量結合に
より地気電位ＶＥとなっている。
より地気電位ＶＥとなっている。
そこで、光照射期間Ｔ２において、開口３２を通して光
４０がフォトトランジスタＱのｐｎ接合領域に照射され
ると、接合領域に生起された光キャリアは、前述のよう
にして、そのコレクタ領域、すなわちＩＧＦＥＴ Ｓの
ソース領域１４へ走行してこれに蓄積される。そこでＩ
ＧＦＥＴ Ｓのゲート端子３６に正の′重圧ｖＳのパル
スを読出しパルスとして印加することによってそのゲー
トを開くと、ソース領域１４の蓄積電荷に応じた信号電
流がＩＧＦＥＴ Ｓのチャネルに流れ、端子３４から出
力される。
４０がフォトトランジスタＱのｐｎ接合領域に照射され
ると、接合領域に生起された光キャリアは、前述のよう
にして、そのコレクタ領域、すなわちＩＧＦＥＴ Ｓの
ソース領域１４へ走行してこれに蓄積される。そこでＩ
ＧＦＥＴ Ｓのゲート端子３６に正の′重圧ｖＳのパル
スを読出しパルスとして印加することによってそのゲー
トを開くと、ソース領域１４の蓄積電荷に応じた信号電
流がＩＧＦＥＴ Ｓのチャネルに流れ、端子３４から出
力される。
第４図を参照すると、第１図に示す撮像セル１０がＥｌ
ｌないしＥｍｎとしてｍ水平行、ｎ垂直タフの撮像セル
アレイ２００に基板１２上に配列されている。
ｌないしＥｍｎとしてｍ水平行、ｎ垂直タフの撮像セル
アレイ２００に基板１２上に配列されている。
各撮像セルＥｌｌ〜・Ｅｍｎのコンデンサｅ１１ ”（
ｍｎの端子２６は共通に接続され、基準電位ＶＥがこれ
に供給される。各撮像セルＥ１１〜ＥｍｎのＩＧＦＥＴ
Ｓのゲート端子３６は、水平行１〜ｍごとに共通に接
続され、水平行選択シフトレジスタ２０２の各段の出カ
マｌ〜マＩがこれらに供給される。
ｍｎの端子２６は共通に接続され、基準電位ＶＥがこれ
に供給される。各撮像セルＥ１１〜ＥｍｎのＩＧＦＥＴ
Ｓのゲート端子３６は、水平行１〜ｍごとに共通に接
続され、水平行選択シフトレジスタ２０２の各段の出カ
マｌ〜マＩがこれらに供給される。
河様に、各撮像セルＥｌｌ ＮＥ＋ｓｎのＩＧＦＥＴ
Ｓのドレーン端子３４は、垂直列１ ＝ ｎごとに共通
に接続され、垂直列選択ゲー）ＴＩ−Ｔｒ＋のソース・
ドレーン路を通して本装置の出力端子２０６に共通に接
続されている。出力端子２０Ｂは１図示のように、抵抗
２０８を通してビデオ電源２１０に接続され、電源２１
０は前述の基準電圧ＶＲＥＦを供給する０垂直列選択ゲ
ートＴＩ−Ｔｎの各ゲート２１２は、垂直列選択シフト
レジスタ２０４の各段の出力ｈ１〜ｈｎに接続されてい
る。
Ｓのドレーン端子３４は、垂直列１ ＝ ｎごとに共通
に接続され、垂直列選択ゲー）ＴＩ−Ｔｒ＋のソース・
ドレーン路を通して本装置の出力端子２０６に共通に接
続されている。出力端子２０Ｂは１図示のように、抵抗
２０８を通してビデオ電源２１０に接続され、電源２１
０は前述の基準電圧ＶＲＥＦを供給する０垂直列選択ゲ
ートＴＩ−Ｔｎの各ゲート２１２は、垂直列選択シフト
レジスタ２０４の各段の出力ｈ１〜ｈｎに接続されてい
る。
このような撮像セルアレイ２００に画像光を照射した後
、水平行選択シフトレジスタ２０２の１つの段を付勢し
て１つの水平行が選択され、その間に垂直列選択シフト
レジスタ２０４の各段を順次駆動する。これによって、
１水平行に含まれる各撮像セルＥの読出し走査が行なわ
れ、出力端子２０Ｂには、画像光に応じた各撮像セルの
信号が直列に出力される。これを各水平行について行な
うことによって１画面分の画像信号の読出しが行なわれ
る。
、水平行選択シフトレジスタ２０２の１つの段を付勢し
て１つの水平行が選択され、その間に垂直列選択シフト
レジスタ２０４の各段を順次駆動する。これによって、
１水平行に含まれる各撮像セルＥの読出し走査が行なわ
れ、出力端子２０Ｂには、画像光に応じた各撮像セルの
信号が直列に出力される。これを各水平行について行な
うことによって１画面分の画像信号の読出しが行なわれ
る。
効−一釆
本発明による固体撮像デバイスは、このように、フォト
トランジスタのエミッタ側に容量を設けることによって
、低照度下では入射光に対する出力信号の増幅機能をも
ち、高照度下ではこの増幅機能を抑制するように構成さ
れている。したがって、低照度で高感度、高照度で低感
度のいわゆる写真特性を実現する広いダイナミックレン
ジを得ることができる。
トランジスタのエミッタ側に容量を設けることによって
、低照度下では入射光に対する出力信号の増幅機能をも
ち、高照度下ではこの増幅機能を抑制するように構成さ
れている。したがって、低照度で高感度、高照度で低感
度のいわゆる写真特性を実現する広いダイナミックレン
ジを得ることができる。
第１図は本発明による固体撮像デバイスの実施例の１つ
の撮像セルを断面にて示す断面図、第２図は第１図に示
す撮像セルの等価回路を示す回路図、 第３図は第１図に示す撮像セルの出力特性の例を両対数
にて示すグラフ、 第４図は本発明を２次元撮像セル配列の固体撮像デバイ
スに適用した実施例の概略回路を示す回路図、 第５図は第１図に示す撮像セルを動作させる駆動パルス
の例を示す波形図、 第６図ないし第８図は、第１図に示す撮像セルの、リセ
ットされた状態、光照射により発生した光キャリアを増
幅する状態、および光照射により発生した光キャリアに
比例した信号を発生する状態をそれぞれ示すエネルギー
バンド図である。 −ｆ ′の のえ１ １０、、、、撮像セル １４、、、、ｎ領域 １Ｂ、、、、ｐ領域 １８．２Ｂ、 、 、 ｎ十領域 ２０、、、、絶縁層 ２４，３０，３２ 、電極層 ２００、、 、 、撮像セルアレイ 特許出即大 富士写真フィルム株式会社パ・１ 代 理 人 香取 孝雄 ：・１・、、」、；第
１図 第２図 第３図 第５図 一−Ｔ１−４−Ｔト４−Ｔ３− □呵ｈ７ 第４図 邑ｏ。 第６図 第７図 第８図 ２つ
の撮像セルを断面にて示す断面図、第２図は第１図に示
す撮像セルの等価回路を示す回路図、 第３図は第１図に示す撮像セルの出力特性の例を両対数
にて示すグラフ、 第４図は本発明を２次元撮像セル配列の固体撮像デバイ
スに適用した実施例の概略回路を示す回路図、 第５図は第１図に示す撮像セルを動作させる駆動パルス
の例を示す波形図、 第６図ないし第８図は、第１図に示す撮像セルの、リセ
ットされた状態、光照射により発生した光キャリアを増
幅する状態、および光照射により発生した光キャリアに
比例した信号を発生する状態をそれぞれ示すエネルギー
バンド図である。 −ｆ ′の のえ１ １０、、、、撮像セル １４、、、、ｎ領域 １Ｂ、、、、ｐ領域 １８．２Ｂ、 、 、 ｎ十領域 ２０、、、、絶縁層 ２４，３０，３２ 、電極層 ２００、、 、 、撮像セルアレイ 特許出即大 富士写真フィルム株式会社パ・１ 代 理 人 香取 孝雄 ：・１・、、」、；第
１図 第２図 第３図 第５図 一−Ｔ１−４−Ｔト４−Ｔ３− □呵ｈ７ 第４図 邑ｏ。 第６図 第７図 第８図 ２つ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、入射光に応じて光キャリアを発生して蓄積するフォ
トトランジスタ手段と、 該フォトトランジスタ手段の一方の電極に接続され、該
フォトトランジスタ手段に蓄積された光キャリアを映像
信号として読み出す読出しゲート手段とを含む撮像セル
が、一方の導電型の半導体基板の主面に配列された固体
撮像デバイスにおいて、該固体撮像デバイスは、 前記主面に形成され、前記フォトトランジスタ手段の他
方の電極に接続されたコンデンサ手段を含むことを特徴
とする固体撮像デバイス。 ２、特許請求の範囲第１項記載の固体撮像デバイスにお
いて、 前記フォトトランジスタ手段は、 コレクタとして機能し、前記一方の導電型とは反対の他
方の導電型の第１の領域と、 ベースとして機能し、第１の領域の中に形成された一方
の導電型の第２の領域と、 エミッタとして機能し、第２の領域の中に形成された他
方の導電型の第３の領域とを有し、前記コンデンサ手段
は、 第３の領域の上に形成された絶縁層と、 該絶縁層の上に形成され、該コンデンサ手段の一方の電
極として機能する導電体層とを含み、第３の領域は該コ
ンデンサ手段の他方の電極としても機能し、 前記読出しゲート手段は、第１の領域をソースおよびド
レーンのうちの一方とするＩＧＦＥＴを含むことを特徴
とする固体撮像デバイス。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の固体撮
像デバイスにおいて、前記撮像セルは２次元に配列され
ていることを特徴とする固体撮像デバイス。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59174158A JPS6153765A (ja) | 1984-08-23 | 1984-08-23 | 固体撮像デバイス |
| US06/766,335 US4682203A (en) | 1984-08-23 | 1985-08-16 | Solid-state image pickup device with photographic sensitivity characteristics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59174158A JPS6153765A (ja) | 1984-08-23 | 1984-08-23 | 固体撮像デバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6153765A true JPS6153765A (ja) | 1986-03-17 |
| JPH0443428B2 JPH0443428B2 (ja) | 1992-07-16 |
Family
ID=15973703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59174158A Granted JPS6153765A (ja) | 1984-08-23 | 1984-08-23 | 固体撮像デバイス |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4682203A (ja) |
| JP (1) | JPS6153765A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS648657A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-12 | Mitsubishi Electric Corp | Supplementary semiconductor integrated circuit device |
| US5245203A (en) * | 1988-06-06 | 1993-09-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric converter with plural regions |
| JPH0785568B2 (ja) * | 1989-04-05 | 1995-09-13 | 富士ゼロックス株式会社 | 密着型イメージセンサ装置 |
| US5260592A (en) * | 1991-02-19 | 1993-11-09 | Synaptics, Incorporated | Integrating photosensor and imaging system having wide dynamic range with varactors |
| US5097305A (en) * | 1991-02-19 | 1992-03-17 | Synaptics Corporation | Integrating photosensor and imaging system having wide dynamic range |
| US5324958A (en) * | 1991-02-19 | 1994-06-28 | Synaptics, Incorporated | Integrating imaging systgem having wide dynamic range with sample/hold circuits |
| US5566044A (en) * | 1995-05-10 | 1996-10-15 | National Semiconductor Corporation | Base capacitor coupled photosensor with emitter tunnel oxide for very wide dynamic range in a contactless imaging array |
| US5552619A (en) * | 1995-05-10 | 1996-09-03 | National Semiconductor Corporation | Capacitor coupled contactless imager with high resolution and wide dynamic range |
| US5854100A (en) * | 1997-11-17 | 1998-12-29 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Method of forming a new bipolar/CMOS pixel for high resolution imagers |
| US7105906B1 (en) | 2003-11-19 | 2006-09-12 | National Semiconductor Corporation | Photodiode that reduces the effects of surface recombination sites |
| KR100781905B1 (ko) * | 2006-10-25 | 2007-12-04 | 한국전자통신연구원 | 헤테로 정션 바이폴라 트랜지스터를 포함하는 이미지 센서및 그 제조 방법 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5323224A (en) * | 1976-08-16 | 1978-03-03 | Hitachi Ltd | Solid pickup unit |
| JPS58105672A (ja) * | 1981-12-17 | 1983-06-23 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体撮像装置 |
| JPS58181371A (ja) * | 1982-04-17 | 1983-10-24 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
-
1984
- 1984-08-23 JP JP59174158A patent/JPS6153765A/ja active Granted
-
1985
- 1985-08-16 US US06/766,335 patent/US4682203A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0443428B2 (ja) | 1992-07-16 |
| US4682203A (en) | 1987-07-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |