JPH0447515B2 - - Google Patents
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- JPH0447515B2 JPH0447515B2 JP58021688A JP2168883A JPH0447515B2 JP H0447515 B2 JPH0447515 B2 JP H0447515B2 JP 58021688 A JP58021688 A JP 58021688A JP 2168883 A JP2168883 A JP 2168883A JP H0447515 B2 JPH0447515 B2 JP H0447515B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14679—Junction field effect transistor [JFET] imagers; static induction transistor [SIT] imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/112—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor
- H01L31/1124—Devices with PN homojunction gate
- H01L31/1126—Devices with PN homojunction gate the device being a field-effect phototransistor
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は２次元固体撮像装置の読出し方法に関
するものであり、更に詳しくは静電誘導トランジ
スタを光検出及びスイツチング素子として１つの
画素セルを構成し、これを２次元方向に多数配列
して成る２次元固体撮像装置の読出し方法に関す
るものである。
するものであり、更に詳しくは静電誘導トランジ
スタを光検出及びスイツチング素子として１つの
画素セルを構成し、これを２次元方向に多数配列
して成る２次元固体撮像装置の読出し方法に関す
るものである。
従来の固体撮像装置は光検出用のダイオードと
スイツチ用のトランジスタにより１つのセルが構
成されていて、光検出をダイオードで行ない、こ
のダイオードで検出した光の信号そのものを映像
信号として取り出すので、信号出力が小さく感度
が悪いという欠点を有している。従つてかかる従
来の固体撮像装置では感度の点から集積度を高め
る上に限界がある。
スイツチ用のトランジスタにより１つのセルが構
成されていて、光検出をダイオードで行ない、こ
のダイオードで検出した光の信号そのものを映像
信号として取り出すので、信号出力が小さく感度
が悪いという欠点を有している。従つてかかる従
来の固体撮像装置では感度の点から集積度を高め
る上に限界がある。
そこで、本願出願人は、光検出に光感度の大き
い静電誘導トランジスタ、を用いてゲート領域に
光信号を蓄積し、このゲート領域のポテンシヤル
に応じてソース・ドレイン間の電流を制御して映
像信号を取り出すことによつて高い信号出力の得
られる固体撮像装置を特願昭56−204656号により
既に出願している。
い静電誘導トランジスタ、を用いてゲート領域に
光信号を蓄積し、このゲート領域のポテンシヤル
に応じてソース・ドレイン間の電流を制御して映
像信号を取り出すことによつて高い信号出力の得
られる固体撮像装置を特願昭56−204656号により
既に出願している。
第１図及び第２図は、かかる固体撮像装置に使
用する画素セルの一実施例を示す素子断面図であ
る。同図において１はSiのn+基板、２は高抵抗な
n-（ないしは真性）半導体領域でチヤンネルとな
るべき領域、３はドレイン領域となる高不純物密
度なn+領域、４はチヤンネル領域を塞がない形
状にしたゲートとなるべき高不純物密度なp+領
域、６はゲート領域上にコンデンサを形成するた
めのSiO2膜、Si3N4膜のような絶縁膜、７，８，
１０はそれぞれゲート、ドレイン、ソース電極で
あり、少なくともゲート電極７は入射光１８に対
して透明な透明電極となつている。９はSiO2等
の表面保護膜である。
用する画素セルの一実施例を示す素子断面図であ
る。同図において１はSiのn+基板、２は高抵抗な
n-（ないしは真性）半導体領域でチヤンネルとな
るべき領域、３はドレイン領域となる高不純物密
度なn+領域、４はチヤンネル領域を塞がない形
状にしたゲートとなるべき高不純物密度なp+領
域、６はゲート領域上にコンデンサを形成するた
めのSiO2膜、Si3N4膜のような絶縁膜、７，８，
１０はそれぞれゲート、ドレイン、ソース電極で
あり、少なくともゲート電極７は入射光１８に対
して透明な透明電極となつている。９はSiO2等
の表面保護膜である。
１１はスイツチング用のトランジスタ、φSはそ
の制御信号、１３はφGという読出しパルス電圧
を図示しない画素選択回路からゲート電極７に加
える選択線、１４は負荷抵抗、１５はビデオ電圧
電源、１６は信号読出し線、１７は出力端子、１
８は光入力である。
の制御信号、１３はφGという読出しパルス電圧
を図示しない画素選択回路からゲート電極７に加
える選択線、１４は負荷抵抗、１５はビデオ電圧
電源、１６は信号読出し線、１７は出力端子、１
８は光入力である。
ここで第１図及び第２図に示される画素セル
は、後者が１つの画素セルについて２つのゲート
領域を有している点で相異しており、p+領域４
−１は光入力により励起された電荷が蓄積される
ことによりソース、ドレイン間の電流を制御する
ためのコントロールゲートであつて、絶縁物６及
び電極７によつてコンデンサが形成されている。
他方のp+領域４−２はシールデイングゲートで
あり、コントロールゲート４−１及びn+ドレイ
ン領域３を囲つている形状をしており、これらコ
ントロールゲート４−１及びシールデイングゲー
ト４−２によりチヤンネル中に電位障壁を形成す
る。第２図では１個の画素セルしか示していない
が、このシールデイングゲート４−２は沢山の画
素セルを形成したときに各セルを空乏層で相互に
分離する働きを持つている。このシールデイング
ゲート４−２は場合によつてはある電位を加えて
もよいし、抵抗を介して接地してもよい。
は、後者が１つの画素セルについて２つのゲート
領域を有している点で相異しており、p+領域４
−１は光入力により励起された電荷が蓄積される
ことによりソース、ドレイン間の電流を制御する
ためのコントロールゲートであつて、絶縁物６及
び電極７によつてコンデンサが形成されている。
他方のp+領域４−２はシールデイングゲートで
あり、コントロールゲート４−１及びn+ドレイ
ン領域３を囲つている形状をしており、これらコ
ントロールゲート４−１及びシールデイングゲー
ト４−２によりチヤンネル中に電位障壁を形成す
る。第２図では１個の画素セルしか示していない
が、このシールデイングゲート４−２は沢山の画
素セルを形成したときに各セルを空乏層で相互に
分離する働きを持つている。このシールデイング
ゲート４−２は場合によつてはある電位を加えて
もよいし、抵抗を介して接地してもよい。
第３図は第１図及び第２図に示した画素セルの
等価回路であり、この図面を用いてその動作を説
明する。同図において、光入力１８があると第１
図及び第２図の断面図に示す静電誘導トランジス
タのゲート領域４，４−１に光励起された正孔が
流れ込むことによつて光信号の書込みが行なわれ
る。次にトランジスタ１１のベース（ないしはゲ
ート）にφSというパルス電圧が加わると電源１５
の電圧が第１図の断面図に示す静電誘導トランジ
スタ１００のソース・ドレイン間に加えられ、更
にゲート領域４にφGというパルス電圧が印加さ
れ静電誘導トランジスタ１００が導通すると、光
入力１８に対応してドレイン電流が生じ出力端子
１７により出力信号が得られる。この出力は光入
力１８の強弱によつて変化し、増幅率103以上と
なり従来のバイポラトランジスタよりも一桁以上
大きいという特徴を有しており、更に得られる出
力信号のダイナミツクレンジも大きいという特徴
を有している。なおゲートに接続されたコンデン
サは直流カツトの作用と光信号の蓄積のために設
けられたものである。
等価回路であり、この図面を用いてその動作を説
明する。同図において、光入力１８があると第１
図及び第２図の断面図に示す静電誘導トランジス
タのゲート領域４，４−１に光励起された正孔が
流れ込むことによつて光信号の書込みが行なわれ
る。次にトランジスタ１１のベース（ないしはゲ
ート）にφSというパルス電圧が加わると電源１５
の電圧が第１図の断面図に示す静電誘導トランジ
スタ１００のソース・ドレイン間に加えられ、更
にゲート領域４にφGというパルス電圧が印加さ
れ静電誘導トランジスタ１００が導通すると、光
入力１８に対応してドレイン電流が生じ出力端子
１７により出力信号が得られる。この出力は光入
力１８の強弱によつて変化し、増幅率103以上と
なり従来のバイポラトランジスタよりも一桁以上
大きいという特徴を有しており、更に得られる出
力信号のダイナミツクレンジも大きいという特徴
を有している。なおゲートに接続されたコンデン
サは直流カツトの作用と光信号の蓄積のために設
けられたものである。
かかる構成を有する固体撮像装置は上記の如く
単体の画素セルにおいて好ましい特性を有するも
のであるが、かかる画素セルを２次元方向に多数
配列して２次元固体撮像装置を形成した場合、そ
の読出し方法において新たな工夫を必要とするこ
とを本発明者らは見い出した。
単体の画素セルにおいて好ましい特性を有するも
のであるが、かかる画素セルを２次元方向に多数
配列して２次元固体撮像装置を形成した場合、そ
の読出し方法において新たな工夫を必要とするこ
とを本発明者らは見い出した。
即ち、一般に２次元固体撮像装置を用いてテレ
ビジヨン信号を得る場合、画像信号の蓄積及び読
出しはフイールド単位あるいはフレーム単位で繰
返して行なう必要があり、従つて１つの画素セル
あるいは１つの水平ラインに接続されている各画
素セルの画像信号の読出し（１水平走査）完了
後、次のフイールドあるいはフレームにおけるそ
の画素セルあるいはその水平ラインに接続されて
いる各画素セルの読出しを行なうまでがその画素
セルの画像蓄積しうる時間となる。従つて１つの
画素セルあるいは１つの水平ラインに接続されて
いる各画素セルの読出しが行なわれた直後にはそ
の画素セルはリフレツシユ（クリア）され、新た
な画像信号の蓄積を開始する必要がある。
ビジヨン信号を得る場合、画像信号の蓄積及び読
出しはフイールド単位あるいはフレーム単位で繰
返して行なう必要があり、従つて１つの画素セル
あるいは１つの水平ラインに接続されている各画
素セルの画像信号の読出し（１水平走査）完了
後、次のフイールドあるいはフレームにおけるそ
の画素セルあるいはその水平ラインに接続されて
いる各画素セルの読出しを行なうまでがその画素
セルの画像蓄積しうる時間となる。従つて１つの
画素セルあるいは１つの水平ラインに接続されて
いる各画素セルの読出しが行なわれた直後にはそ
の画素セルはリフレツシユ（クリア）され、新た
な画像信号の蓄積を開始する必要がある。
ここで、現在汎用されているフオトダイオード
とMOSトランジスタを組合せたMOS型の２次元
固体撮像装置は、MOSトランジスタがオフの間
にフオトダイオードに入射した光に応じたキヤリ
アをMOSトランジスタのソース接合部に接続し、
MOSトランジスタをONさせると共に該MOSト
ランジスタのドレインに接続したトランジスタを
ONさせて、ドレインからソースを再び充電させ
る電流を流してその多少によつて信号を取り出す
ものであるから、その画素セルの読出し工程がそ
のままその画素のリフレツシユに相当するので、
前記MOSトランジスタのゲートに印加するパル
スφG及び該MOSトランジスタのドレインとビデ
オ電源（及び出力端子）の間に設けられたトラン
ジスタのゲートに印加するパルスφSのいずれを先
行してONしてもテレビジヨン信号を得ることが
可能である。
とMOSトランジスタを組合せたMOS型の２次元
固体撮像装置は、MOSトランジスタがオフの間
にフオトダイオードに入射した光に応じたキヤリ
アをMOSトランジスタのソース接合部に接続し、
MOSトランジスタをONさせると共に該MOSト
ランジスタのドレインに接続したトランジスタを
ONさせて、ドレインからソースを再び充電させ
る電流を流してその多少によつて信号を取り出す
ものであるから、その画素セルの読出し工程がそ
のままその画素のリフレツシユに相当するので、
前記MOSトランジスタのゲートに印加するパル
スφG及び該MOSトランジスタのドレインとビデ
オ電源（及び出力端子）の間に設けられたトラン
ジスタのゲートに印加するパルスφSのいずれを先
行してONしてもテレビジヨン信号を得ることが
可能である。
これに対して前述の静電誘導トランジスタを用
いてゲート領域に光信号を蓄積し、このゲート領
域のポテンシヤルに応じてソース・ドレイン間の
電流を制御して映像信号を得る固体撮像装置にお
いては、映像信号の読出しを行なつた後直ちにゲ
ート領域に蓄積されている画像信号をリフレツシ
ユしなければ新たな画像信号の蓄積を行なうこと
ができず、従つてテレビジヨン信号を得ることが
できない。例えば第４図に示す如く垂直走査回路
２０によつて読出し線１６−１…１６−Ｌを順次
選択し、水平走査回路２１によつて選択線１３−
１…１３−Ｋを選択する。第５図に示すようにま
ずφS1で読出し線１６−１を選択し、このパルス
φS1期間中にφG1，φG2…φGKを順次選択して、その
読出し線に接続した画素セル１−１，２−１……
Ｋ−１の画素信号を読出した後、次のφS2で読出
し線１６−１を選択し、このパルスφS2の期間中
にφG1，φG2…φGKを順次選択する場合に、読出し
線１６−１に接続した画素セル１−１，２−１…
Ｋ−１の各ゲート領域４，４−１に蓄積されてい
る光信号は全くリフレツシユされないこととな
る。ここで、読出し線１６−１に接続している画
素セル１−１，２−１…Ｋ−１のゲート領域４，
４−１をリフレツシユするためにゲートパルス
φG1…φGKの電圧を大きくしてゲート領域４，４−
１に蓄積されている光信号を排出することも考え
られるが、このようにすると選択線１３−１，…
１３−Ｋで共通に接続されているすべての画素セ
ルの蓄積光信号も排出され、２次元の画像読出し
が全く不可能となつてしまう。
いてゲート領域に光信号を蓄積し、このゲート領
域のポテンシヤルに応じてソース・ドレイン間の
電流を制御して映像信号を得る固体撮像装置にお
いては、映像信号の読出しを行なつた後直ちにゲ
ート領域に蓄積されている画像信号をリフレツシ
ユしなければ新たな画像信号の蓄積を行なうこと
ができず、従つてテレビジヨン信号を得ることが
できない。例えば第４図に示す如く垂直走査回路
２０によつて読出し線１６−１…１６−Ｌを順次
選択し、水平走査回路２１によつて選択線１３−
１…１３−Ｋを選択する。第５図に示すようにま
ずφS1で読出し線１６−１を選択し、このパルス
φS1期間中にφG1，φG2…φGKを順次選択して、その
読出し線に接続した画素セル１−１，２−１……
Ｋ−１の画素信号を読出した後、次のφS2で読出
し線１６−１を選択し、このパルスφS2の期間中
にφG1，φG2…φGKを順次選択する場合に、読出し
線１６−１に接続した画素セル１−１，２−１…
Ｋ−１の各ゲート領域４，４−１に蓄積されてい
る光信号は全くリフレツシユされないこととな
る。ここで、読出し線１６−１に接続している画
素セル１−１，２−１…Ｋ−１のゲート領域４，
４−１をリフレツシユするためにゲートパルス
φG1…φGKの電圧を大きくしてゲート領域４，４−
１に蓄積されている光信号を排出することも考え
られるが、このようにすると選択線１３−１，…
１３−Ｋで共通に接続されているすべての画素セ
ルの蓄積光信号も排出され、２次元の画像読出し
が全く不可能となつてしまう。
従つて本発明の目的は光検出に光感度の大きな
静電誘導トランジスタ、スイツチ用に光検出と同
じ静電誘導トランジスタを使つた１セル１トラン
ジスタ方式の２次元固体撮像装置の読出し方法を
提供せんとすることにある。
静電誘導トランジスタ、スイツチ用に光検出と同
じ静電誘導トランジスタを使つた１セル１トラン
ジスタ方式の２次元固体撮像装置の読出し方法を
提供せんとすることにある。
本発明の他の目的は上記の２次元固体撮像装置
を用いてテレビジヨン信号を得るに好適な２次元
固体撮像装置の読出し方法を提供せんとすること
にある。
を用いてテレビジヨン信号を得るに好適な２次元
固体撮像装置の読出し方法を提供せんとすること
にある。
即ち、本発明は上記の２次元固体撮像装置の読
出し方法において、複数の画素セルのゲート領域
をコンデンサを介して行方向に共通に接続した複
数本の選択線を順次選択して１水平走査期間に読
出し用パルス電圧を印加すると共に１水平帰線期
間に該読出しパルスよりも大きな電圧を有するリ
セツト用パルス電圧を印加し、前記１水平走査期
間内に、複数の画素セルの１方の主電極領域を複
数画素セルを列方向に共通に接続した複数本の信
号読出し線を順次選択して該主電極領域に読出し
パルスを印加して前記選択線によつて選択された
画素セルの画像信号を得ることを特徴とする２次
元固体撮像装置の読出し方法である。
出し方法において、複数の画素セルのゲート領域
をコンデンサを介して行方向に共通に接続した複
数本の選択線を順次選択して１水平走査期間に読
出し用パルス電圧を印加すると共に１水平帰線期
間に該読出しパルスよりも大きな電圧を有するリ
セツト用パルス電圧を印加し、前記１水平走査期
間内に、複数の画素セルの１方の主電極領域を複
数画素セルを列方向に共通に接続した複数本の信
号読出し線を順次選択して該主電極領域に読出し
パルスを印加して前記選択線によつて選択された
画素セルの画像信号を得ることを特徴とする２次
元固体撮像装置の読出し方法である。
以下本発明を図面によつて更に詳細に説明す
る。第６図及び第７図は本発明に用いられる２次
元固体撮像装置の一実施例及びその動作のタイミ
ングを示す図であり、前記第４図及び第５図と同
一の部分には同一の符号を付し説明を省略する。
る。第６図及び第７図は本発明に用いられる２次
元固体撮像装置の一実施例及びその動作のタイミ
ングを示す図であり、前記第４図及び第５図と同
一の部分には同一の符号を付し説明を省略する。
第６図において信号読出し線１６−１，…１６
−ｎはスイツチ用トランジスタ１１−１…１１−
ｎを介して出力端子１７に接続されている。この
スイツチ用トランジスタ１１−１…１１−ｎは水
平走査回路６２によつて選択されφS1，φS2…φSo
なるパルスによつて読出し線１６−１…１６−ｎ
を順次選択してビデオ電圧を選択された列の各画
素セルに印加するようになつている。選択線１３
−１…１３−ｍはスイツチ用トランジスタ７０−
１，…７０−ｍを介して図に示すように１水平期
間毎に水平走査期間内は比較的低電圧のVGなる
電圧が与えられ、水平帰線期間に比較的高電圧の
VRなる電圧が与えられる電源に接続されている。
スイツチ用トランジスタ７０−１，…７０−ｍの
ゲートには垂直走査回路７３から水平期間毎に
φG1，φG2…φGnが与えられる。このようにして、
φG1なるパルスで選択線１３−１が選択され、そ
の水平走査期間内にVG1なる読出しパルス電圧が
印加されている期間内にφS1，φS2…φSoなる読出
しパルスが与えられて、画素セル１−１，１−２
…１−ｎの画像信号の読出しが行なわれた後の水
平帰線期間内にリフレツシユ用パルス電圧VR1が
与えられて、これらの画素セル１−１，１−２…
１−ｎのゲート領域がリフレツシユされる。更に
同様にして選択線１３−２，１３−３…１３−ｍ
に接続されている各画素セルの画素信号を読出す
ことによつて１フイールド又は１フレームの画像
信号を読出すことができる。尚、NTSC方式に適
応するようにインタレース方式で読出しを行なう
ことができることは言うまでもない。ここで選択
線に印加されるリフレツシユ用パルス電圧VRは
読出し用パルス電圧VGに比べて十分に大きいこ
とが画素セルのリフレツシユのために必要であ
り、例えばVR≧５・VGなる関係となつているこ
とが望ましい。ここで、第７図ではパルス電圧
VG1，VG2，VG3…およびVR1，VR2，VR3…が互い
に孤立したパルスとして図示されているが、これ
らの波形を合成して、各水平走査周期毎に電圧
VG及びVRが繰返し生起する連続パルスの形をと
つてもよい。
−ｎはスイツチ用トランジスタ１１−１…１１−
ｎを介して出力端子１７に接続されている。この
スイツチ用トランジスタ１１−１…１１−ｎは水
平走査回路６２によつて選択されφS1，φS2…φSo
なるパルスによつて読出し線１６−１…１６−ｎ
を順次選択してビデオ電圧を選択された列の各画
素セルに印加するようになつている。選択線１３
−１…１３−ｍはスイツチ用トランジスタ７０−
１，…７０−ｍを介して図に示すように１水平期
間毎に水平走査期間内は比較的低電圧のVGなる
電圧が与えられ、水平帰線期間に比較的高電圧の
VRなる電圧が与えられる電源に接続されている。
スイツチ用トランジスタ７０−１，…７０−ｍの
ゲートには垂直走査回路７３から水平期間毎に
φG1，φG2…φGnが与えられる。このようにして、
φG1なるパルスで選択線１３−１が選択され、そ
の水平走査期間内にVG1なる読出しパルス電圧が
印加されている期間内にφS1，φS2…φSoなる読出
しパルスが与えられて、画素セル１−１，１−２
…１−ｎの画像信号の読出しが行なわれた後の水
平帰線期間内にリフレツシユ用パルス電圧VR1が
与えられて、これらの画素セル１−１，１−２…
１−ｎのゲート領域がリフレツシユされる。更に
同様にして選択線１３−２，１３−３…１３−ｍ
に接続されている各画素セルの画素信号を読出す
ことによつて１フイールド又は１フレームの画像
信号を読出すことができる。尚、NTSC方式に適
応するようにインタレース方式で読出しを行なう
ことができることは言うまでもない。ここで選択
線に印加されるリフレツシユ用パルス電圧VRは
読出し用パルス電圧VGに比べて十分に大きいこ
とが画素セルのリフレツシユのために必要であ
り、例えばVR≧５・VGなる関係となつているこ
とが望ましい。ここで、第７図ではパルス電圧
VG1，VG2，VG3…およびVR1，VR2，VR3…が互い
に孤立したパルスとして図示されているが、これ
らの波形を合成して、各水平走査周期毎に電圧
VG及びVRが繰返し生起する連続パルスの形をと
つてもよい。
本発明に用いられる２次元固体撮像装置の各画
素セルは前記第１図及び第２図に示されるものを
そのまま用いることができる。かかる画素セルを
構成するトランジスタを静電誘導トランジスタと
するためには、チヤンネルとなるn-領域２の不
純物密度は、おおよそ１×1016cm-3以下、ゲー
ト、ソース、及びドレイン領域の不純物密度は、
おおよそ１×1018cm-3以上とする。ゲート電圧が
0Vでもドレイン電流が流れないためには、拡散
電位のみで、ゲートとゲートの間及びチヤンネル
が既に空乏層化するような寸法と不純物密度に選
ぶ。さらに、ゲート電圧が0Vでもドレイン電流
を流すことができ、わずかな負のゲート電圧を加
えたときにドレイン電流が流れなくなるような
SITを用いてもよい。ゲートの厚さを厚くして、
ゲート間隔を小さくすればより一層容易となるこ
とはいうまでもない。光増幅をさせるので、各工
程では結晶に転位、欠陥等が導入されないように
注意する必要があり、例えばP+ゲートをボロン
拡散するときには、格子歪みを起さないように
族原子を用いて格子歪の補償をする。光により励
起された電子、正孔対がチヤンネルのn-領域で
容易に再結合しないためには、チヤンネル領域に
おけるキヤリアの寿命が長いことが必要で、工程
の最終段階において、重金属に対するゲツタリン
グを施してチヤンネル領域のキヤリア寿命を上げ
る。
素セルは前記第１図及び第２図に示されるものを
そのまま用いることができる。かかる画素セルを
構成するトランジスタを静電誘導トランジスタと
するためには、チヤンネルとなるn-領域２の不
純物密度は、おおよそ１×1016cm-3以下、ゲー
ト、ソース、及びドレイン領域の不純物密度は、
おおよそ１×1018cm-3以上とする。ゲート電圧が
0Vでもドレイン電流が流れないためには、拡散
電位のみで、ゲートとゲートの間及びチヤンネル
が既に空乏層化するような寸法と不純物密度に選
ぶ。さらに、ゲート電圧が0Vでもドレイン電流
を流すことができ、わずかな負のゲート電圧を加
えたときにドレイン電流が流れなくなるような
SITを用いてもよい。ゲートの厚さを厚くして、
ゲート間隔を小さくすればより一層容易となるこ
とはいうまでもない。光増幅をさせるので、各工
程では結晶に転位、欠陥等が導入されないように
注意する必要があり、例えばP+ゲートをボロン
拡散するときには、格子歪みを起さないように
族原子を用いて格子歪の補償をする。光により励
起された電子、正孔対がチヤンネルのn-領域で
容易に再結合しないためには、チヤンネル領域に
おけるキヤリアの寿命が長いことが必要で、工程
の最終段階において、重金属に対するゲツタリン
グを施してチヤンネル領域のキヤリア寿命を上げ
る。
第１図及び第２図に示した画素セルのうち好ま
しくは第２図に示した如きコントロールゲート４
−１とシールデイングゲート４−２を分割した形
態の分割ゲート型のものが隣接する画素セルとの
セル間分離が良好であるので高集積化する上で好
ましい。
しくは第２図に示した如きコントロールゲート４
−１とシールデイングゲート４−２を分割した形
態の分割ゲート型のものが隣接する画素セルとの
セル間分離が良好であるので高集積化する上で好
ましい。
以上の実施例においてドレイン領域３及びソー
ス領域１の関係を互いに逆にしてn+領域１に電
源１５から負荷抵抗１４を介して電圧を印加する
ようにしてもよい。又、上記の実施例において固
体撮像装置を構成する各領域の導電型をすべて逆
転させてもよい。この場合選択線１３に加えられ
るパルス電圧VG及びVRは前述の実施例において
正の電圧であつたものが負に、又同様にビデオ電
源も正から負にそれぞれ変更されればよく、この
場合ゲート領域に蓄積される電荷も電子となる。
ス領域１の関係を互いに逆にしてn+領域１に電
源１５から負荷抵抗１４を介して電圧を印加する
ようにしてもよい。又、上記の実施例において固
体撮像装置を構成する各領域の導電型をすべて逆
転させてもよい。この場合選択線１３に加えられ
るパルス電圧VG及びVRは前述の実施例において
正の電圧であつたものが負に、又同様にビデオ電
源も正から負にそれぞれ変更されればよく、この
場合ゲート領域に蓄積される電荷も電子となる。
以上詳細に説明したように本発明によれば選択
線を１水平走査期間毎に順次選択して各画素セル
の画像信号を読み出すと共に、水平帰線期間にそ
の選択に接続している画素セルをリフレツシユす
ることができるようにしたのでテレビジヨン信号
を得るに好適となる。
線を１水平走査期間毎に順次選択して各画素セル
の画像信号を読み出すと共に、水平帰線期間にそ
の選択に接続している画素セルをリフレツシユす
ることができるようにしたのでテレビジヨン信号
を得るに好適となる。
第１図及び第２図は本発明に用いられる２次元
固体撮像装置の１画素セルを示す断面図、第３図
はその等価回路を示す回路図、第４図及び第５図
はそれぞれ上記の画素セルを２次元固体撮像装置
に組込んだ場合の回路を示す回路図及びその動作
タイミングチヤート、第６図及び第７図はそれぞ
れ本発明に用いられる２次元固体撮像装置の回路
図及びその動作タイミングチヤートである。 主要部分の符号の説明、１１−１〜１１−ｎ…
…スイツチ用トランジスタ、１３−１〜１３−ｍ
……選択線、１６−１〜１６−ｎ……信号読出し
線、６２……水平走査回路、７０−１〜７０−ｍ
……スイツチ用トランジスタ、７３……垂直走査
回路。
固体撮像装置の１画素セルを示す断面図、第３図
はその等価回路を示す回路図、第４図及び第５図
はそれぞれ上記の画素セルを２次元固体撮像装置
に組込んだ場合の回路を示す回路図及びその動作
タイミングチヤート、第６図及び第７図はそれぞ
れ本発明に用いられる２次元固体撮像装置の回路
図及びその動作タイミングチヤートである。 主要部分の符号の説明、１１−１〜１１−ｎ…
…スイツチ用トランジスタ、１３−１〜１３−ｍ
……選択線、１６−１〜１６−ｎ……信号読出し
線、６２……水平走査回路、７０−１〜７０−ｍ
……スイツチ用トランジスタ、７３……垂直走査
回路。
Claims (1)
- １ 高抵抗半導体から形成されたチヤンネル領域
を介して対向する一導電型半導体領域の一主電極
領域および他主電極領域と、該両主電極領域間に
流れる電流を制御するために該チヤンネル領域に
接して設けられた他導電型のゲート領域とから成
る静電誘導トランジスタから構成されており、且
つ前記ゲート領域の少なくとも一部にコンデンサ
を介して透明電極が形成され、光励起によつて生
じたキヤリアの一方が該ゲート領域に蓄積され、
これによつて前記両主電極間の電流を制御しうる
ように形成された画素セルを２次元方向に複数個
配列して成る２次元固体撮像装置の読出し方法で
あつて、複数の画素セルのゲート領域をコンデン
サを介して行方向に共通に接続した複数本の選択
線を順次選択して１水平走査期間に読出し用パル
ス電圧を印加すると共に、該１水平走査期間に続
く１水平帰線期間に該読出し用パルス電圧より大
きな電圧を有するリセツト用パルス電圧を印加
し、前記１水平走査期間内に、複数の画素セルの
一方の主電極領域を複数画素セルを列方向に共通
に接続した複数本の信号読出し線を順次選択して
該主電極領域に読出しパルスを印加して前記選択
線によつて選択された画素セルの画像信号を得る
ことを特徴とする２次元固体撮像装置の読出し方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58021688A JPS59148473A (ja) | 1983-02-14 | 1983-02-14 | ２次元固体撮像装置の読出し方法 |
| US06/579,643 US4525742A (en) | 1983-02-14 | 1984-02-13 | Two-dimensional solid-state image sensor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58021688A JPS59148473A (ja) | 1983-02-14 | 1983-02-14 | ２次元固体撮像装置の読出し方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59148473A JPS59148473A (ja) | 1984-08-25 |
| JPH0447515B2 true JPH0447515B2 (ja) | 1992-08-04 |
Family
ID=12062002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58021688A Granted JPS59148473A (ja) | 1983-02-14 | 1983-02-14 | ２次元固体撮像装置の読出し方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4525742A (ja) |
| JP (1) | JPS59148473A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59108462A (ja) * | 1982-12-14 | 1984-06-22 | Olympus Optical Co Ltd | 静電誘導トランジスタを具える固体撮像素子 |
| JPS59108464A (ja) * | 1982-12-14 | 1984-06-22 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
| US4665325A (en) * | 1984-01-30 | 1987-05-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid state image sensor with signal amplification |
| JPH0666446B2 (ja) * | 1984-03-29 | 1994-08-24 | オリンパス光学工業株式会社 | 固体撮像素子 |
| JPS60254886A (ja) * | 1984-05-31 | 1985-12-16 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JPS614376A (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-10 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JPS6181087A (ja) * | 1984-09-28 | 1986-04-24 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JPS61136388A (ja) * | 1984-11-21 | 1986-06-24 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JPS61154371A (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-14 | Canon Inc | 光電変換装置 |
| US4746984A (en) * | 1985-04-24 | 1988-05-24 | Olympus Optical Co., Ltd. | Solid state image sensor with lateral-type stactic induction transistors |
| US5471515A (en) * | 1994-01-28 | 1995-11-28 | California Institute Of Technology | Active pixel sensor with intra-pixel charge transfer |
| USRE42918E1 (en) | 1994-01-28 | 2011-11-15 | California Institute Of Technology | Single substrate camera device with CMOS image sensor |
| US6456326B2 (en) | 1994-01-28 | 2002-09-24 | California Institute Of Technology | Single chip camera device having double sampling operation |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS583630B2 (ja) * | 1977-09-16 | 1983-01-22 | 松下電子工業株式会社 | 固体光像検出装置 |
| US4233632A (en) * | 1977-11-07 | 1980-11-11 | Hitachi, Ltd. | Solid state image pickup device with suppressed so-called blooming phenomenon |
| JPS5546548A (en) * | 1978-09-28 | 1980-04-01 | Semiconductor Res Found | Electrostatic induction integrated circuit |
| JPS56165473A (en) * | 1980-05-24 | 1981-12-19 | Semiconductor Res Found | Semiconductor pickup device |
| JPS5799086A (en) * | 1980-12-12 | 1982-06-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | Solid-state image sensor |
| JPS585086A (ja) * | 1981-07-01 | 1983-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
-
1983
- 1983-02-14 JP JP58021688A patent/JPS59148473A/ja active Granted
-
1984
- 1984-02-13 US US06/579,643 patent/US4525742A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59148473A (ja) | 1984-08-25 |
| US4525742A (en) | 1985-06-25 |
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