JPS5831669A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPS5831669A JPS5831669A JP56129373A JP12937381A JPS5831669A JP S5831669 A JPS5831669 A JP S5831669A JP 56129373 A JP56129373 A JP 56129373A JP 12937381 A JP12937381 A JP 12937381A JP S5831669 A JPS5831669 A JP S5831669A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 4
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- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- 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
- H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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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】
本発明は、固体撮像装置の改良に関するものであシ、よ
り詳ｉに言うなら゛ば光導電膜のリセット、゛電位差を
補正してフリ、力現像の全く生じない固体、撮像ｉ置に
関するものである。 、家庭ＶＴＲ用カメラ、ある
いは工業用カメラとして固体撮像装置が注目されている
がなかでも光導電膜を受光部とし、Ｓｉ走査デバイスで
信号処理を行なう光導電膜積層型固体撮像装置は、高感
度でスミアリングが少ないことから、特に小型カメラ用
として注目されている。
り詳ｉに言うなら゛ば光導電膜のリセット、゛電位差を
補正してフリ、力現像の全く生じない固体、撮像ｉ置に
関するものである。 、家庭ＶＴＲ用カメラ、ある
いは工業用カメラとして固体撮像装置が注目されている
がなかでも光導電膜を受光部とし、Ｓｉ走査デバイスで
信号処理を行なう光導電膜積層型固体撮像装置は、高感
度でスミアリングが少ないことから、特に小型カメラ用
として注目されている。
Ｓｔ走査デバイスとしては、ＭＯＳスイッチング素子を
マ） ＋Ｊクス状に配置し、ＰＮ接合で形成したダイオ
ード部より、シフトレジスターで信号読み出しを行なう
ＭＯＳ型、および、ＰＮ接合で形成したダイオード部か
らＭＯ８型ＦＥＴによりＣＯＤあるいはＢＢＤ等の電荷
転送素子へ信号を読み出した後、出力段へ転送する電荷
転送型が主流となっている。
マ） ＋Ｊクス状に配置し、ＰＮ接合で形成したダイオ
ード部より、シフトレジスターで信号読み出しを行なう
ＭＯＳ型、および、ＰＮ接合で形成したダイオード部か
らＭＯ８型ＦＥＴによりＣＯＤあるいはＢＢＤ等の電荷
転送素子へ信号を読み出した後、出力段へ転送する電荷
転送型が主流となっている。
本発明は、特に上記電荷転送型に関するものであり、次
にその一般的な動作を説明する。
にその一般的な動作を説明する。
第１図は走査デバイスにＣＣＤが用いられている光導電
膜積層型固体撮像装置の１セルを複数個形影した場合の
平面図であり、第２図は、第１図に示された固体撮像装
置の駆動ｔ４ルスを示す図である。時間ｔ１において信
号読み込みパルスが印加されると、光導電膜およびダイ
オードに蓄積していた信号電荷は、ＣＣＤ転送段１３−
１．１３−２に移動し、ダイオード１２−１〜１２−３
および光導電膜は、ある値まで光電される（以下この動
作をリセ−ｙ）と呼び、上記充電電圧をリセット電位と
称す）。透明電極に印加−される・そルスは、転送・ぞ
ルスで信号電荷が転送段ン麺動することを阻止するため
のもので、す、セット期間以外のダイオード電位を、容
量結合により、高位電位に保つ働きをする。転送段に移
動した電荷は、その後、１５、７５ ｋＨｚの周波数で
転送される。第１図の構成の場合、電荷転送段には、電
位阻止領域３０−１〜３０−４と、蓄積領域３１−１〜
３１−４が設けてあり、２相駆動で転送可能である２゜
ダイオードおよび光導電膜は１フレーム（３３，３ｍｓ
）光信号を蓄積した後、再び充電される。以上がフィ
ールドＡの信号読み込み動作であり、フィールドＢは、
ｌフィールド期間（１６，６７ｍｓ）の後、フィールド
Ａと同様にリセ、ツトされる。
膜積層型固体撮像装置の１セルを複数個形影した場合の
平面図であり、第２図は、第１図に示された固体撮像装
置の駆動ｔ４ルスを示す図である。時間ｔ１において信
号読み込みパルスが印加されると、光導電膜およびダイ
オードに蓄積していた信号電荷は、ＣＣＤ転送段１３−
１．１３−２に移動し、ダイオード１２−１〜１２−３
および光導電膜は、ある値まで光電される（以下この動
作をリセ−ｙ）と呼び、上記充電電圧をリセット電位と
称す）。透明電極に印加−される・そルスは、転送・ぞ
ルスで信号電荷が転送段ン麺動することを阻止するため
のもので、す、セット期間以外のダイオード電位を、容
量結合により、高位電位に保つ働きをする。転送段に移
動した電荷は、その後、１５、７５ ｋＨｚの周波数で
転送される。第１図の構成の場合、電荷転送段には、電
位阻止領域３０−１〜３０−４と、蓄積領域３１−１〜
３１−４が設けてあり、２相駆動で転送可能である２゜
ダイオードおよび光導電膜は１フレーム（３３，３ｍｓ
）光信号を蓄積した後、再び充電される。以上がフィ
ールドＡの信号読み込み動作であり、フィールドＢは、
ｌフィールド期間（１６，６７ｍｓ）の後、フィールド
Ａと同様にリセ、ツトされる。
以上のような、電荷転送型の光導電膜積層型固体撮像装
置においては、フィールド毎の光導電膜のリセット電位
の誤差が不可避であり、フリッカ現像の大小の差こそあ
れ皆無にすることが従来ではできなかった。
置においては、フィールド毎の光導電膜のリセット電位
の誤差が不可避であり、フリッカ現像の大小の差こそあ
れ皆無にすることが従来ではできなかった。
上記のフィールドごとのリセット電位差は、主に、信号
読み込み用ＭＯＳ型ＦＥＴのチャネル電位の相違による
もので、その製造プロセス上生ずる、ダート酸化膜厚の
差、ｒ−）酸化膜と８ｉ基板の界面準位の差およびチャ
ネルへの不純物量の差などが原因となっている。また、
通常の光導電膜の充電流対印加電圧の特性は、第３図に
示すようにＫＫｎｅ ｅ電圧以上の電圧を印加′しても
量子効率はｌとはならず、光電流は、印加電圧に対して
緩やかに増大する。従って、印加電、圧に対して光電感
度は変化し、上記のようなフィールドごとのリセット電
位差が存在すると、同一照度でも蓄積期間中に生成する
キャリア数が異なり、フリッカ現象の原因となるわけで
ある。
読み込み用ＭＯＳ型ＦＥＴのチャネル電位の相違による
もので、その製造プロセス上生ずる、ダート酸化膜厚の
差、ｒ−）酸化膜と８ｉ基板の界面準位の差およびチャ
ネルへの不純物量の差などが原因となっている。また、
通常の光導電膜の充電流対印加電圧の特性は、第３図に
示すようにＫＫｎｅ ｅ電圧以上の電圧を印加′しても
量子効率はｌとはならず、光電流は、印加電圧に対して
緩やかに増大する。従って、印加電、圧に対して光電感
度は変化し、上記のようなフィールドごとのリセット電
位差が存在すると、同一照度でも蓄積期間中に生成する
キャリア数が異なり、フリッカ現象の原因となるわけで
ある。
本発明の目的は、このような問題を解決するため、光導
電体のリセット電位が、釉隣る二つのフィルドに対応す
る絵素毎に変化するのを防止して、フリッカ現象の発生
を防止した固体撮像装置を提供する仁とである。
電体のリセット電位が、釉隣る二つのフィルドに対応す
る絵素毎に変化するのを防止して、フリッカ現象の発生
を防止した固体撮像装置を提供する仁とである。
次に、本発明の光導電膜積層型の固体撮像装置の構成を
実施例に基づいて説明する。第４図は、一般的な光導電
膜積層型固体−像装置を示すもので、信号読み込み用Ｍ
ＯＳ型ＦＥＴが埋め麩みチャンネルで形成され、また垂
直転送段が埋め込みＣＣＤで形成された光導電膜積層型
固体撮像装置における１セルの構成について示す断面図
である。図において、Ｐ型半導体基板１１上に、グイ、
オード１２と埋め、込みチャネルＣＣＤ １３とが形成
されている。
実施例に基づいて説明する。第４図は、一般的な光導電
膜積層型固体−像装置を示すもので、信号読み込み用Ｍ
ＯＳ型ＦＥＴが埋め麩みチャンネルで形成され、また垂
直転送段が埋め込みＣＣＤで形成された光導電膜積層型
固体撮像装置における１セルの構成について示す断面図
である。図において、Ｐ型半導体基板１１上に、グイ、
オード１２と埋め、込みチャネルＣＣＤ １３とが形成
されている。
１４は埋め込みチャネルＭＯ８型ＦＥＴのチャネル部で
あり、１５．１６は、そのダート酸化膜とポリ１で形成
したｆ−）電極である。上記ダート電極と光導電膜１９
の電極１８とはりん硅酸ガラス１７で絶縁されている。
あり、１５．１６は、そのダート酸化膜とポリ１で形成
したｆ−）電極である。上記ダート電極と光導電膜１９
の電極１８とはりん硅酸ガラス１７で絶縁されている。
２０は透明電極であり、透明電極側から光が入射する。
このように構成された固体撮像装置における光導電膜の
リセット電圧Ｖ）ｌは、 γ：埋め込みチャンネルＭＯ８型ＦＥＴのチャネル部最
大電位の、ダート電圧に対する変化率ｖｃパ信号読み込
み電圧 ■、：埋め込みチャンネルＭＯ８型ＦＥＴのピンチオフ
電圧 Ｃｔ：光導電膜容量ｃＮとダイオード容量ＣＢと寄生容
量Ｃ２との和 α： （ｃｓ＋Ｃ，）／Ｃｔ β：ＣＮ／Ｃｔ ｖＴｒ：垂直転送電圧 ψ：垂直転送パルスのデエーティ比 ｖ、Ｈ：透明電極印加ノクルスのハイレベル電圧Ｖｔｔ
、：透明電極印加ノクルスのローレベル電圧で、ある。
リセット電圧Ｖ）ｌは、 γ：埋め込みチャンネルＭＯ８型ＦＥＴのチャネル部最
大電位の、ダート電圧に対する変化率ｖｃパ信号読み込
み電圧 ■、：埋め込みチャンネルＭＯ８型ＦＥＴのピンチオフ
電圧 Ｃｔ：光導電膜容量ｃＮとダイオード容量ＣＢと寄生容
量Ｃ２との和 α： （ｃｓ＋Ｃ，）／Ｃｔ β：ＣＮ／Ｃｔ ｖＴｒ：垂直転送電圧 ψ：垂直転送パルスのデエーティ比 ｖ、Ｈ：透明電極印加ノクルスのハイレベル電圧Ｖｔｔ
、：透明電極印加ノクルスのローレベル電圧で、ある。
そして、製造プロセス上、フィールド毎のバラつきが生
じやすいのはγおよびｖｐの値であるから、信号読み込
み電圧ＶＣＨｓ透明電極印加パルスのノ・イレヘル電圧
ｖ１Ｈ１モしくはローレベル！ 圧Ｖ１Ｌまたは垂直転
送ノクルスのデユーティ比ψの７いずれか１つのファク
タをフィールド毎に稗立してて調整できるように尼てお
けば、相隣るフィールド間における光導電膜印加電圧の
差を補正でき、したがって７リツカ現象を皆無とするこ
とができ、る。
じやすいのはγおよびｖｐの値であるから、信号読み込
み電圧ＶＣＨｓ透明電極印加パルスのノ・イレヘル電圧
ｖ１Ｈ１モしくはローレベル！ 圧Ｖ１Ｌまたは垂直転
送ノクルスのデユーティ比ψの７いずれか１つのファク
タをフィールド毎に稗立してて調整できるように尼てお
けば、相隣るフィールド間における光導電膜印加電圧の
差を補正でき、したがって７リツカ現象を皆無とするこ
とができ、る。
第５図は、この相隣るフィールド間における光導電膜印
加電圧差を補正するため、本発明の一実施例を示す平面
図であって、透明電極印加・やルスのハイレベル電圧ｖ
Ｈおよびローレベル電圧ｖ１Ｌヲ絵素ごとに変化させる
場合のもので、２つのフィールドに対応する透明電極２
０および２０′をそれぞれ互いに独立に形成し、各透明
電極２０ 、、２０’に印加するパルス電圧の高さを調
節する回路を付加すればよい。
加電圧差を補正するため、本発明の一実施例を示す平面
図であって、透明電極印加・やルスのハイレベル電圧ｖ
Ｈおよびローレベル電圧ｖ１Ｌヲ絵素ごとに変化させる
場合のもので、２つのフィールドに対応する透明電極２
０および２０′をそれぞれ互いに独立に形成し、各透明
電極２０ 、、２０’に印加するパルス電圧の高さを調
節する回路を付加すればよい。
なお、上述の実施例においては、信号読み込み用ＭＯＳ
型ＦＥＴが埋め込みチャネルで、垂直転送段か埋め込み
、ＣＣＤの場合に例を採って説明したが、上記構成に限
られるもの、ではなく、信号読込みＭＯ８型ＦＥＴがエ
ンハンスメント型でもよいし、また垂直転送に、電荷転
送素子が使用されているものなら、いずれの場合も適用
することができる。
型ＦＥＴが埋め込みチャネルで、垂直転送段か埋め込み
、ＣＣＤの場合に例を採って説明したが、上記構成に限
られるもの、ではなく、信号読込みＭＯ８型ＦＥＴがエ
ンハンスメント型でもよいし、また垂直転送に、電荷転
送素子が使用されているものなら、いずれの場合も適用
することができる。
また、本実施例では信号読み込みと電荷転送を同一のｒ
−ト電極で行なった／、それぞれ独立であってもかまわ
ない。
−ト電極で行なった／、それぞれ独立であってもかまわ
ない。
第１図は、Ｓｉ走査デバイスがＣＣＤで形成された光導
電膜積層型固体撮像装置の複数単位を示す平面図、第２
図は、第１図に示された光導電膜積層型固体撮像装置を
駆動するためのノ９ルス波形図、第３図′は、一般的な
光導電膜の充電流対印加電圧特性を示す図、第４図は、
光導電膜積層型固体撮像装置の１ゼル分の構造を示す断
面図−１第５図は、本発明の一実施例を示す平面図であ
る。 １１・・・Ｐ型半導体基板、１２・・・ダイオード、１
２−１〜１２−３・・・ダイオード、１３・・・埋め込
ミｆヤネｋｃｃＤ、 １３−１〜１３−２・”ＣＣＤ
転送段、１４・・・埋め込みチャネルＭＯ８型ＦＥＴの
チャネル部、１５・・・ダート酸化膜、１６・・・ダー
ト電極、１７・・・りん硅酸ガラス、１８・・・電極、
１９・・・光導電膜、２０．２０’・・・透明電極、３
ｏ−１〜３０−４・・・電位阻止領塘、３１−１〜３１
−４・・・蓄積領域。 第１図 第３図 ｉ′ｒ和４ｉ籐
電膜積層型固体撮像装置の複数単位を示す平面図、第２
図は、第１図に示された光導電膜積層型固体撮像装置を
駆動するためのノ９ルス波形図、第３図′は、一般的な
光導電膜の充電流対印加電圧特性を示す図、第４図は、
光導電膜積層型固体撮像装置の１ゼル分の構造を示す断
面図−１第５図は、本発明の一実施例を示す平面図であ
る。 １１・・・Ｐ型半導体基板、１２・・・ダイオード、１
２−１〜１２−３・・・ダイオード、１３・・・埋め込
ミｆヤネｋｃｃＤ、 １３−１〜１３−２・”ＣＣＤ
転送段、１４・・・埋め込みチャネルＭＯ８型ＦＥＴの
チャネル部、１５・・・ダート酸化膜、１６・・・ダー
ト電極、１７・・・りん硅酸ガラス、１８・・・電極、
１９・・・光導電膜、２０．２０’・・・透明電極、３
ｏ−１〜３０−４・・・電位阻止領塘、３１−１〜３１
−４・・・蓄積領域。 第１図 第３図 ｉ′ｒ和４ｉ籐
Claims (6)
- （１） 信号走査回路と複数個のダイオードを形成し
た半導体基板と、上記ダイオードと電気的に接続するよ
うに、上記半導体基板上に形成した光導電膜と、上記光
導電膜上に形成した運用電極とから成る固−撮像装置に
おいて、上記光導電体の設定電位を、全ての絵素で同一
としたことを特徴とする固体撮像装置。 ′ - （２）該信号走査回路がＣＣＤもしくはＢＢＤによって
構成されていることを特徴とする特許請求の範囲の第（
１）項に記載の固体撮像装置。 - （３） 該信号走査回路における、垂直信号専査部の
駆動ノ母ルスを調整することにより、光導電体の設定電
、位を全ての絵素において同一としたことを特徴とする
特許請求の範囲の第（１）項も１．＜は第（２）項に記
載された固体撮像装置。 - （４）該駆動Ａルスは、そのデユーティ比が調整されて
いることを特徴とする特許請求の範囲の第（３）項、に
記載された固“体操１装置。 - （５）リセ、トノリス′の高さを絵素毎に調整して光導
電体の設定電位を全ての絵素に亘って同一としたことを
特徴とする特許請求の範囲の第（１）項もしくは第（２
）項に記載された固体撮像装置。 - （６）該透萌電極に印加する電圧を絵素毎咳調整して光
導電体の設定電位を全ての絵素に亘って同一としたこと
を特徴とする特許請求の！囲の第（１）項、もしくけ第
（２）項に記載された固体撮像装置。。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56129373A JPS5831669A (ja) | 1981-08-20 | 1981-08-20 | 固体撮像装置 |
| US06/408,677 US4514765A (en) | 1981-08-20 | 1982-08-16 | Solid-state image sensor |
| DE8282304378T DE3279661D1 (en) | 1981-08-20 | 1982-08-19 | Solid state image sensor |
| EP82304378A EP0073144B1 (en) | 1981-08-20 | 1982-08-19 | Solid state image sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56129373A JPS5831669A (ja) | 1981-08-20 | 1981-08-20 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5831669A true JPS5831669A (ja) | 1983-02-24 |
| JPS6351591B2 JPS6351591B2 (ja) | 1988-10-14 |
Family
ID=15007972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56129373A Granted JPS5831669A (ja) | 1981-08-20 | 1981-08-20 | 固体撮像装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4514765A (ja) |
| EP (1) | EP0073144B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5831669A (ja) |
| DE (1) | DE3279661D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6888571B1 (en) * | 1999-09-27 | 2005-05-03 | Casio Computer Co., Ltd. | Photosensor system and drive control method thereof |
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| JPS59115678A (ja) * | 1982-12-22 | 1984-07-04 | Canon Inc | 撮像装置 |
| US4608606A (en) * | 1984-03-15 | 1986-08-26 | Rca Corporation | CCD floating-element output stages providing low reset noise with single sampling |
| JPS6153766A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-17 | Hitachi Ltd | インタ−ライン型電荷転送撮像素子 |
| JPS61100080A (ja) * | 1984-10-22 | 1986-05-19 | Canon Inc | 固体撮像装置 |
| JPH0642723B2 (ja) * | 1984-11-13 | 1994-06-01 | 株式会社東芝 | 固体撮像素子の駆動方法 |
| US4580170A (en) * | 1984-12-21 | 1986-04-01 | Rca Corporation | Suppression of frame-rate flicker in CCD imagers using field interlace |
| US4757385A (en) * | 1985-03-16 | 1988-07-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Video signal processing apparatus with means for correcting interlace displacement |
| JPS61234070A (ja) * | 1985-04-10 | 1986-10-18 | Fuji Electric Co Ltd | イメ−ジセンサ |
| JPS6238677A (ja) * | 1985-08-13 | 1987-02-19 | Mitsubishi Electric Corp | 固体撮像素子 |
| JPS63127656A (ja) * | 1986-11-17 | 1988-05-31 | Ricoh Co Ltd | イメ−ジセンサ駆動回路 |
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| CN112820746A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-05-18 | 天津大学 | 无图像拖尾的栅上双电极型传输管cmos图像传感器 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE3279661D1 (en) | 1989-06-01 |
| US4514765A (en) | 1985-04-30 |
| EP0073144B1 (en) | 1989-04-26 |
| EP0073144A2 (en) | 1983-03-02 |
| JPS6351591B2 (ja) | 1988-10-14 |
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