JPS63144667A - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
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- JPS63144667A JPS63144667A JP61291591A JP29159186A JPS63144667A JP S63144667 A JPS63144667 A JP S63144667A JP 61291591 A JP61291591 A JP 61291591A JP 29159186 A JP29159186 A JP 29159186A JP S63144667 A JPS63144667 A JP S63144667A
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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】
［産業上の利用分野］
本発明は、半導体トランジスタの制御電極領域の電位が
キャパシタを介して制御される光電変換装置に関する。
キャパシタを介して制御される光電変換装置に関する。
［従来技術］
第５図（Ａ）は、従来の光電変換装置の概略的平面図、
第５図（Ｂ）は、その一つの光電変換セルの＾−Ａ′線
断面図である。
第５図（Ｂ）は、その一つの光電変換セルの＾−Ａ′線
断面図である。
両図において、ｎシリコン基板ｌ上にｎ−エピタキシャ
ル層４が形成され、その中に素子分離領域６によって相
互に電気的に絶縁された光電変換セルが配列されている
。
ル層４が形成され、その中に素子分離領域６によって相
互に電気的に絶縁された光電変換セルが配列されている
。
まず、ｎ＝エピタキシャル層４上にバイポーラトランジ
スタのｐ−ベース領域９、その中にｎ＋エミッタ領域１
５が形成されている。さらに、酸化ＩＰ２１２を挟んで
、ｐ′″ベース領域９の電位を制御するためのキャパシ
タ電極１４、ｎ十エミッタ領域１５に接続しているエミ
ッタ電極１９が各々形成されている。
スタのｐ−ベース領域９、その中にｎ＋エミッタ領域１
５が形成されている。さらに、酸化ＩＰ２１２を挟んで
、ｐ′″ベース領域９の電位を制御するためのキャパシ
タ電極１４、ｎ十エミッタ領域１５に接続しているエミ
ッタ電極１９が各々形成されている。
そして、キャパシタ電極１４に接続した電極１７、基板
ｌの裏面にオーミックコンタクト用のｎ＋領域２、バイ
ポーラトランジスタのコレクタ電極２１が各々形成され
、光電変換セルを構成している。
ｌの裏面にオーミックコンタクト用のｎ＋領域２、バイ
ポーラトランジスタのコレクタ電極２１が各々形成され
、光電変換セルを構成している。
光電変換セルの基本動作は、まず、負電位にバイアスさ
れたｐ−ベース領域９を浮遊状態とし、光励起により発
生した電子・ホール対のうちホールをｐ−ベース領域９
に蓄積する （蓄積動作）。
れたｐ−ベース領域９を浮遊状態とし、光励起により発
生した電子・ホール対のうちホールをｐ−ベース領域９
に蓄積する （蓄積動作）。
続いて、キャパシタ電極１４に正電圧を印加してエミッ
タ・ベース間を順方向゛にバイアスし、蓄積されたホー
ルにより発生した蓄積電圧を浮遊状態のエミッタ側へ読
出す（読出し動作）。
タ・ベース間を順方向゛にバイアスし、蓄積されたホー
ルにより発生した蓄積電圧を浮遊状態のエミッタ側へ読
出す（読出し動作）。
続いて、エミッタ側を接地してキャパシタ電極１４に正
電圧のパルスを印加し、ｐ−ベース領域９に蓄積された
ホールを消滅させる。これにより、リフレッシュ用の正
電圧パルスが立下がった持点でｐ−ベース領域９が初期
状態に復帰する（リフレッシュ動作）。
電圧のパルスを印加し、ｐ−ベース領域９に蓄積された
ホールを消滅させる。これにより、リフレッシュ用の正
電圧パルスが立下がった持点でｐ−ベース領域９が初期
状態に復帰する（リフレッシュ動作）。
このような光電変換装置は、蓄積された電荷を各セルの
増幅機能により電荷増幅して読出すわけであり、高出力
、高感度、さらに低雑音を達成できる。また、構造的に
単純であるために、将来の高解像度化に対しても有利な
ものであるといえる。
増幅機能により電荷増幅して読出すわけであり、高出力
、高感度、さらに低雑音を達成できる。また、構造的に
単純であるために、将来の高解像度化に対しても有利な
ものであるといえる。
［発明が解決しようとする問題点］
、しかしながら、従来の光電変換装器におけるキャパシ
タは、キャパシタ電極１４が低濃度のベース領域９に対
向した構成となっているために、不安定であり、読出し
信号のバラツキの原因になるという問題点を有していた
。
タは、キャパシタ電極１４が低濃度のベース領域９に対
向した構成となっているために、不安定であり、読出し
信号のバラツキの原因になるという問題点を有していた
。
すなわち、キャパシタ電極１４に印加される電圧により
、酸化膜１２とｐ−ベース領域９との界面は蓄積、空乏
１反転とその状態が変化する。この状態変化によって容
量値が変化すると共に、暗電流発生の要因ともなる。
、酸化膜１２とｐ−ベース領域９との界面は蓄積、空乏
１反転とその状態が変化する。この状態変化によって容
量値が変化すると共に、暗電流発生の要因ともなる。
また光電変換セルを多数配列した場合、全てが均一に状
態変化するとは限らないために、読出し信号のバラツキ
により固定パターンノイズの原因ともなっていた。
態変化するとは限らないために、読出し信号のバラツキ
により固定パターンノイズの原因ともなっていた。
［問題点を解決するための手段］
本発明による光電変換装器は。
半導体トランジスタの制御電極領域の電位がキャパシタ
を介して制御される光電変換装置において。
を介して制御される光電変換装置において。
前記キャパシタは電極が絶縁層を挟んで前記制御電極領
域に対向した構成を有し、かつ、該制御電極領域の少な
くとも前記電極に対向している部分が高い不純物濃度の
領域であることを特徴とする。
域に対向した構成を有し、かつ、該制御電極領域の少な
くとも前記電極に対向している部分が高い不純物濃度の
領域であることを特徴とする。
［作用］
このようにキャパシタを構成する部分の制御電極領域が
高濃度で形成されているために、キャパシタを構成する
制御電極領域と絶縁層との界面が安定し、読出し信号の
バラツキが低減する。
高濃度で形成されているために、キャパシタを構成する
制御電極領域と絶縁層との界面が安定し、読出し信号の
バラツキが低減する。
［実施例］
以下１本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明
する。
する。
第１図（Ａ）は、本発明により光電変換装置の一実施例
の模式的断面図、第１図（Ｂ）は、その等価 □回路図
である。
の模式的断面図、第１図（Ｂ）は、その等価 □回路図
である。
同図において、ｎ型シリコン基板１０１上にエピタキシ
ャル成長によってｎ−領域１０２が形成され、素子分離
領域１０３に囲まれて光電変換セルが形成されている。
ャル成長によってｎ−領域１０２が形成され、素子分離
領域１０３に囲まれて光電変換セルが形成されている。
光電変換セルのバイポーラトランジスタは、ｎ−領域１
０２をコレクタ領域とし、ｐ−ベース領域１０４、ｎ十
エミッタ領域１０５によって構成されている。
０２をコレクタ領域とし、ｐ−ベース領域１０４、ｎ十
エミッタ領域１０５によって構成されている。
センナ感度を向トさせるには、ｐ−ベース領域１０４の
不純物濃度を下げてベース・エミッタ間容＋１ｐＣｂｅ
を小さくすることが望ましい、しかし不純物濃度をあま
り小さくしすぎると、ベース領域が動作状態で完全に空
乏化してパンチングスルー状態となってしまう、ここで
は、ｐ−ベース領域１０４の不純物濃度を〜１０”ｃｍ
””とした。
不純物濃度を下げてベース・エミッタ間容＋１ｐＣｂｅ
を小さくすることが望ましい、しかし不純物濃度をあま
り小さくしすぎると、ベース領域が動作状態で完全に空
乏化してパンチングスルー状態となってしまう、ここで
は、ｐ−ベース領域１０４の不純物濃度を〜１０”ｃｍ
””とした。
更に、ｐ−ベース領域１０４には高い不純物濃度〜１０
１８ｃｍ−３（７）Ｐ＋領域１０６が形成され、Ｐ＋領
域１０６が酸化膜１０７を挟んでポリシリコンのキャパ
シタ電極１０８と対向し、ベース電位を制御するための
キャパシタを構成している。
１８ｃｍ−３（７）Ｐ＋領域１０６が形成され、Ｐ＋領
域１０６が酸化膜１０７を挟んでポリシリコンのキャパ
シタ電極１０８と対向し、ベース電位を制御するための
キャパシタを構成している。
なお、キャパシタを構成する部分の酸化膜１０７は薄く
形成されているが、それ以外の部分ではベース領域１０
４等に影響を及ぼさない程度に十分厚く形成されている
。
形成されているが、それ以外の部分ではベース領域１０
４等に影響を及ぼさない程度に十分厚く形成されている
。
その他に、ｎ十エミッタ領域１０５と接合したＡ１等の
エミッタ電極１０９が形成され、また基板１０１の裏面
にオーミックコンタクト層を介してコレクタ電極１１０
が形成されている。
エミッタ電極１０９が形成され、また基板１０１の裏面
にオーミックコンタクト層を介してコレクタ電極１１０
が形成されている。
本実施例の基本動作は従来例と同様であり、キャパシタ
電極１０８に印加される電圧によってｐ−ベース領域１
０４の電位が制御され、読出し、リフレッシュモして蓄
積の各動作を行う、その際、高い不純物濃度のｐ十領域
１０６がキャパシタ電極１０ｇと対向しているために、
ｐ十領域１０６と酸化膜１０７との界面状態が安定化し
。
電極１０８に印加される電圧によってｐ−ベース領域１
０４の電位が制御され、読出し、リフレッシュモして蓄
積の各動作を行う、その際、高い不純物濃度のｐ十領域
１０６がキャパシタ電極１０ｇと対向しているために、
ｐ十領域１０６と酸化膜１０７との界面状態が安定化し
。
光電変換セルを多数配列してもバラツキのない出力を得
ることができる。
ることができる。
第２図は、上記光電変換セルを用いたラインセンサの回
路図である。
路図である。
同図において、光電変換セルＳ１〜Ｓｎのコレクタ電極
１１０には一定の正電圧Ｖｃｃが印加されている。各キ
ャパシタ電極１０８は端子２０１に共通に接続され、端
子２０１には読出し動作およびリフレッシュ動作を行う
ためのパルスφ１が印加される。また、各エミッタ電極
１０９は垂直ラインＬ１〜Ｌｎに各々接続され、＠直う
インＬ１〜Ｌｎは各々トランジスタＱａ１〜Ｑ ａ ｎ
を介して＃、’ 積用コンデンサＣＩ”Ｃｎに接続され
ている。トランジスタＱ ａｌ ”Ｑ ａ ｎのゲート
電極は端子２０３に共通に接続され、端子２０３にはパ
ルスφ３が印加される。
１１０には一定の正電圧Ｖｃｃが印加されている。各キ
ャパシタ電極１０８は端子２０１に共通に接続され、端
子２０１には読出し動作およびリフレッシュ動作を行う
ためのパルスφ１が印加される。また、各エミッタ電極
１０９は垂直ラインＬ１〜Ｌｎに各々接続され、＠直う
インＬ１〜Ｌｎは各々トランジスタＱａ１〜Ｑ ａ ｎ
を介して＃、’ 積用コンデンサＣＩ”Ｃｎに接続され
ている。トランジスタＱ ａｌ ”Ｑ ａ ｎのゲート
電極は端子２０３に共通に接続され、端子２０３にはパ
ルスφ３が印加される。
また、コンデンサ０１〜Ｃｎは各々トランジスタＱ１〜
Ｑｎを介して出力ライン２０４に接続されている。トラ
ンジスタＱ１〜Ｑｎのゲート電極は走査回路２０５の並
列出力端子に各々接続され、並列出力端子からはパルス
φｈ１〜φｈｎが順次出力される。
Ｑｎを介して出力ライン２０４に接続されている。トラ
ンジスタＱ１〜Ｑｎのゲート電極は走査回路２０５の並
列出力端子に各々接続され、並列出力端子からはパルス
φｈ１〜φｈｎが順次出力される。
出力ライン２０４は、リフレッシュするためのトランジ
スタＱｒｈを介して接地され、トランジスタＱｒｈのゲ
ート電極にはパルスφｒ２が印加される。
スタＱｒｈを介して接地され、トランジスタＱｒｈのゲ
ート電極にはパルスφｒ２が印加される。
また、垂直ラインＬ１〜Ｌｎは各々トランジスタＱｂ１
〜Ｑ ｂ ｎを介して接地されている。また各トランジ
スタのゲート電極は端子２０２に共通に接続され、端子
２０２にはパルスφ２が印加される。
〜Ｑ ｂ ｎを介して接地されている。また各トランジ
スタのゲート電極は端子２０２に共通に接続され、端子
２０２にはパルスφ２が印加される。
第３図は、上記ラインセンサの動作を説明するためのタ
イミングチャートである。
イミングチャートである。
まず、各光電変換セルＳ１〜Ｓｎには入射光の照度に対
応したキャリアが蓄積されているものとする。この状態
で、パルスφ３によってトランジスタＱａ１〜Ｑ ａ
ｎをＯＮ状態にし、パルスφ２によってトランジスタＱ
ｂ１〜Ｑ ｂ ｎはＯＦＦ状態としてエミッタ電極１０
９を浮遊状態とし、端子２０１に読出し用正電圧パルス
φｒを印加する。これによって、すでに述べたように、
浮遊状態のエミッタ側に各セルの出力信号が読出され、
各信号がコンデンサ０１〜Ｃｎに蓄積される。読出しが
読了すると、パルスφ３によってトランジスタＱａ１〜
ＱａｎをＯＦＦ状態とする。
応したキャリアが蓄積されているものとする。この状態
で、パルスφ３によってトランジスタＱａ１〜Ｑ ａ
ｎをＯＮ状態にし、パルスφ２によってトランジスタＱ
ｂ１〜Ｑ ｂ ｎはＯＦＦ状態としてエミッタ電極１０
９を浮遊状態とし、端子２０１に読出し用正電圧パルス
φｒを印加する。これによって、すでに述べたように、
浮遊状態のエミッタ側に各セルの出力信号が読出され、
各信号がコンデンサ０１〜Ｃｎに蓄積される。読出しが
読了すると、パルスφ３によってトランジスタＱａ１〜
ＱａｎをＯＦＦ状態とする。
続いて、パルスφ２によってトランジスタＱｂｚ〜Ｑｂ
ｎをＯＮ状７７Ｑとして各セルのエミッタ電極１０９を
接地し、端子２０１にリフレッシュパルスφｒＣを印加
する。これによって既に述べたリフレッシュ動作が行わ
れ、ベース領域１０４に蓄積されたホールが消滅する。
ｎをＯＮ状７７Ｑとして各セルのエミッタ電極１０９を
接地し、端子２０１にリフレッシュパルスφｒＣを印加
する。これによって既に述べたリフレッシュ動作が行わ
れ、ベース領域１０４に蓄積されたホールが消滅する。
リフレッシュ動作が終了すると、各セルは蓄積動作を開
始する。
始する。
また、リフレッシュ動作と並行して、走査回路２０５は
パルスφｈ１〜φｈｎを出力し、トランジスタＱ１〜Ｑ
ｎを順次ＯＮ状態にする。これによって、コンデンサ０
１〜Ｃｎに蓄積されていた各信号が出力ライン２０４に
順次読出され、アンプ２０６を通して出力信号Ｖｏｕｔ
として外部へ出力される。
パルスφｈ１〜φｈｎを出力し、トランジスタＱ１〜Ｑ
ｎを順次ＯＮ状態にする。これによって、コンデンサ０
１〜Ｃｎに蓄積されていた各信号が出力ライン２０４に
順次読出され、アンプ２０６を通して出力信号Ｖｏｕｔ
として外部へ出力される。
その際、各信号が出力されるごとに、パルスφｈ１〜φ
ｈｎに各々重なるタイミングでパルスφｒ２を印加する
。このタイミングでトランジスタＱｒｈがＯＮとなり、
出力ライン２０４の残留キャリアが除去されると共に、
コンデンサ０１〜Ｃｎの残留キャリアが各々トランジス
タＱ１〜Ｑｎを通して順次除去される。
ｈｎに各々重なるタイミングでパルスφｒ２を印加する
。このタイミングでトランジスタＱｒｈがＯＮとなり、
出力ライン２０４の残留キャリアが除去されると共に、
コンデンサ０１〜Ｃｎの残留キャリアが各々トランジス
タＱ１〜Ｑｎを通して順次除去される。
こうして全セル３１〜Ｓｎの読出し４ｇ号を出力すると
、次の読出し動作が開始され、以下同様に上記動作が繰
返される。
、次の読出し動作が開始され、以下同様に上記動作が繰
返される。
すでに述べたように１本実施例はキャパシタの界面状態
が安定しているために、バラツキのない読出し信号を得
ることができ、固定パターンノイズが抑制された出力信
号Ｖｏｕｔが得られる。
が安定しているために、バラツキのない読出し信号を得
ることができ、固定パターンノイズが抑制された出力信
号Ｖｏｕｔが得られる。
第４図は、上記光電変換装置を使用した撮像装置の一例
の概略的構成図である。
の概略的構成図である。
同図において、撮像素子３０１が第２図に示す光電変換
装置に相当する。撮像素子３０１の出力信号Ｖｏｕｔは
信号処理回路３０２によってゲイン調整等の処理が行わ
れ、ビデオ信号として出力される。
装置に相当する。撮像素子３０１の出力信号Ｖｏｕｔは
信号処理回路３０２によってゲイン調整等の処理が行わ
れ、ビデオ信号として出力される。
また、撮像素子３０１を駆動するための上記各パルスは
ドライバ３０３によって供給され、ドライバ３０３は制
御部３０４の制御によって動作する。また、制御部３０
４は撮像素子３０１の出力に基いて信号処理回路３０２
のゲイン等を調整するとともに、露出制御手段３０５を
制御して撮像素子３０１に入射する光量を調整する。
ドライバ３０３によって供給され、ドライバ３０３は制
御部３０４の制御によって動作する。また、制御部３０
４は撮像素子３０１の出力に基いて信号処理回路３０２
のゲイン等を調整するとともに、露出制御手段３０５を
制御して撮像素子３０１に入射する光量を調整する。
なお、第２図に示すラインセンサではなく、エリアセン
サを構成すれば、信号処理回路３０２からテレビジョン
信号を得ることもできる。
サを構成すれば、信号処理回路３０２からテレビジョン
信号を得ることもできる。
［発明の効果］
以上詳細に説明したように本発明による光電変換装置は
、キャパシタを構成する部分の制御電極領域が高濃度で
形成されているために、キャパシタを構成する制御電極
領域と絶縁層との界面が安定し、読出し信号のバラツキ
が低減する。このために１例えば撮像素子を構成した場
合に固定パターンノイズの少ない良質の画像信号を得る
ことができる。 。
、キャパシタを構成する部分の制御電極領域が高濃度で
形成されているために、キャパシタを構成する制御電極
領域と絶縁層との界面が安定し、読出し信号のバラツキ
が低減する。このために１例えば撮像素子を構成した場
合に固定パターンノイズの少ない良質の画像信号を得る
ことができる。 。
第１図（Ａ）は、本発明により光電変換装置の一実施例
の模式的断面図、第１図（Ｂ）は、その等価回路図。 第２図は、Ｌ配光電変換セルを用いたラインセンサの回
路図、 第３図は、上記ラインセンサの動作を説明するためのタ
イミングチャート、 第４図は、上記光電変換装置を使用した撮像装置の一例
の概略的構成図、 第５図（Ａ）は、従来の光電変換装置の概略的平面図、
第５図（Ｂ）は、その一つの光電変換セルのＡ−Ａ
′線断面図である。 １０１＠・・ｎ型シリコン基板 １０２・・・ｎ′″領域 １０３・・・素子分離領域 １０４・・”ｐ−ベース領域 １０５・・・ｎ十エミフタ領域 １０６・・”ｐ＋領領 域０７φΦ−酸化膜 １０８φ−・キャパシタ電極 １０９・舎・ニミッタ電極 １１０争串・コレクタ電極 代理人 弁理士 山 下 積 平 第１図 （Ａ） （Ｂ） 第２図 メ、２−−几ｍ耳Ｈえ 第４図
の模式的断面図、第１図（Ｂ）は、その等価回路図。 第２図は、Ｌ配光電変換セルを用いたラインセンサの回
路図、 第３図は、上記ラインセンサの動作を説明するためのタ
イミングチャート、 第４図は、上記光電変換装置を使用した撮像装置の一例
の概略的構成図、 第５図（Ａ）は、従来の光電変換装置の概略的平面図、
第５図（Ｂ）は、その一つの光電変換セルのＡ−Ａ
′線断面図である。 １０１＠・・ｎ型シリコン基板 １０２・・・ｎ′″領域 １０３・・・素子分離領域 １０４・・”ｐ−ベース領域 １０５・・・ｎ十エミフタ領域 １０６・・”ｐ＋領領 域０７φΦ−酸化膜 １０８φ−・キャパシタ電極 １０９・舎・ニミッタ電極 １１０争串・コレクタ電極 代理人 弁理士 山 下 積 平 第１図 （Ａ） （Ｂ） 第２図 メ、２−−几ｍ耳Ｈえ 第４図
Claims (1)
- （１）半導体トランジスタの制御電極領域の電位がキャ
パシタを介して制御される光電変換装置において、 前記キャパシタは電極が絶縁層を挟んで前記制御電極領
域に対向した構成を有し、かつ、該制御電極領域の少な
くとも前記電極に対向している部分が高い不純物濃度の
領域であることを特徴とする光電変換装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61291591A JP2515768B2 (ja) | 1986-12-09 | 1986-12-09 | 光電変換装置 |
| US07/758,399 US5126814A (en) | 1986-12-09 | 1991-09-04 | Photoelectric converter with doped capacitor region |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61291591A JP2515768B2 (ja) | 1986-12-09 | 1986-12-09 | 光電変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63144667A true JPS63144667A (ja) | 1988-06-16 |
| JP2515768B2 JP2515768B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=17770924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61291591A Expired - Fee Related JP2515768B2 (ja) | 1986-12-09 | 1986-12-09 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2515768B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7026556B1 (en) | 2000-09-15 | 2006-04-11 | Premark Feg L.L.C. | Method and system for controlling messages printed by an in store label printer and related label structure |
| US7214891B1 (en) | 1992-05-01 | 2007-05-08 | Ishida Co., Ltd. | Method and apparatus for printing merchandising information |
| US7488003B2 (en) | 2006-03-30 | 2009-02-10 | Premark Feg L.L.C. | Label supply, label handling method and label printing apparatus |
| US7587335B2 (en) | 2003-06-27 | 2009-09-08 | Premark Feg L.L.C. | Food product scale and related in-store random weight item transaction system with RFID capabilities |
| US8249928B2 (en) | 2002-04-29 | 2012-08-21 | Valassis In-Store Solutions, Inc. | Food product scale and method for providing in-store incentives to customers |
| US8432567B2 (en) | 2009-06-26 | 2013-04-30 | Premark Feg L.L.C. | Printer and scale for handling RFID labels |
| US8521583B2 (en) | 2003-12-26 | 2013-08-27 | Valassis In-Store Solutions, Inc. | Computerized management system for multi-chain promotions, and related audit system |
Citations (2)
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| JPS6012760A (ja) * | 1983-07-02 | 1985-01-23 | Tadahiro Omi | 光電変換装置及び光電変換方法 |
| JPS6012761A (ja) * | 1983-07-02 | 1985-01-23 | Tadahiro Omi | 光電変換装置 |
-
1986
- 1986-12-09 JP JP61291591A patent/JP2515768B2/ja not_active Expired - Fee Related
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