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JPH084130B2 - Photoelectric conversion device - Google Patents

Photoelectric conversion device

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Publication number
JPH084130B2
JPH084130B2 JP61273918A JP27391886A JPH084130B2 JP H084130 B2 JPH084130 B2 JP H084130B2 JP 61273918 A JP61273918 A JP 61273918A JP 27391886 A JP27391886 A JP 27391886A JP H084130 B2 JPH084130 B2 JP H084130B2
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JP
Japan
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region
electrode
photoelectric conversion
conversion device
transistor
Prior art date
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JP61273918A
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JPS63128665A (en
Inventor
佳夫 中村
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP61273918A priority Critical patent/JPH084130B2/en
Publication of JPS63128665A publication Critical patent/JPS63128665A/en
Publication of JPH084130B2 publication Critical patent/JPH084130B2/en
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10Integrated devices
    • H10F39/12Image sensors
    • H10F39/197Bipolar transistor image sensors

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、トランジスタの制御電極領域に光によって
励起されたキャリアを蓄積する方式の光電変換装置に係
り、特に前記制御電極領域の電位を一定値に設定するた
めのスイッチ手段を有する光電変換装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a photoelectric conversion device of a type in which carriers excited by light are accumulated in a control electrode region of a transistor, and particularly, the potential of the control electrode region is constant. The present invention relates to a photoelectric conversion device having switch means for setting a value.

[従来技術] 第7図(A)は、特願昭58−120755号に記載されてい
る光電変換装置の概略的平面図、第7図(B)は、その
A−A′、第7図(C)はその等価回路図である。
[Prior Art] FIG. 7 (A) is a schematic plan view of the photoelectric conversion device described in Japanese Patent Application No. 58-120755, and FIG. 7 (B) is its AA 'and FIG. (C) is an equivalent circuit diagram thereof.

各図において、nシリコン基板101上に光電変換セル
が配列されており、各セルはSiO2、Si3N4、またはポリ
シリコン等により成る素子分離領域102によって隣接す
るセルから電気的に絶縁されている。
In each figure, photoelectric conversion cells are arranged on an n-silicon substrate 101, and each cell is electrically insulated from an adjacent cell by an element isolation region 102 made of SiO 2 , Si 3 N 4 , or polysilicon. ing.

各セルは次のような構成を有する。 Each cell has the following configuration.

エピタキシャル技術等で形成される不純物濃度の低い
n-領域103上にはp型不純物(たとえばボロン等)をド
ーピングすることでpベース領域104およびp領域105が
形成され、pベース領域104にはn+エミッタ領域106が形
成されている。
Low impurity concentration formed by epitaxial technology
A p base region 104 and ap region 105 are formed on the n region 103 by doping a p type impurity (for example, boron), and an n + emitter region 106 is formed in the p base region 104.

pベース領域104とp領域105とは後述するpチャネル
MOSトランジスタのソースおよびドレインともなってい
る。
The p base region 104 and the p region 105 are the p channel described later.
It also serves as the source and drain of the MOS transistor.

このように各領域が形成されたn-領域103上には酸化
膜107が形成され、酸化膜107上に前記MOSトランジスタ
のゲート電極108と、キャパシタ電極109とが形成されて
いる。キャパシタ電極109は酸化膜107を挟んでpベース
領域104に対向し、ベース電位を制御するためのキャパ
シタを構成する。
An oxide film 107 is formed on the n region 103 in which each region is formed in this way, and a gate electrode 108 of the MOS transistor and a capacitor electrode 109 are formed on the oxide film 107. The capacitor electrode 109 faces the p base region 104 with the oxide film 107 in between, and constitutes a capacitor for controlling the base potential.

その他、n+エミッタ領域106に接続されたエミッタ電
極110、p領域105に接続された電極111、そして基板101
の裏面にオーミックコンタクト層を挟んでコレクタ電極
112がそれぞれ形成されている。
In addition, the emitter electrode 110 connected to the n + emitter region 106, the electrode 111 connected to the p region 105, and the substrate 101.
Collector electrode with an ohmic contact layer on the back side of the
112 are formed respectively.

次に、上記光電変換セルの動作を説明する。 Next, the operation of the photoelectric conversion cell will be described.

光はpベース領域104側から入射し、光量に対応した
キャリア(ここではホール)がpベース領域104に蓄積
される(蓄積動作)。
Light enters from the p base region 104 side, and carriers (here, holes) corresponding to the amount of light are accumulated in the p base region 104 (accumulation operation).

蓄積されたキャリアによってベース電位は変化し、そ
の電位変化をエミッタ電極110から読出すことで、入射
光量に対応した電気信号を得ることができる(読出し動
作)。
The base potential changes due to the accumulated carriers, and by reading the potential change from the emitter electrode 110, an electric signal corresponding to the amount of incident light can be obtained (reading operation).

次に、pベース領域104に蓄積されたホールを除去す
るリフレッシュ動作について説明する。
Next, a refresh operation for removing holes accumulated in the p base region 104 will be described.

第8図(A)および(B)は、リフレッシュ動作を説
明するための電圧波形図である。
FIGS. 8A and 8B are voltage waveform diagrams for explaining the refresh operation.

同図(A)に示すように、MOSトランジスタは、ゲー
ト電極108にしきい値以上の負電圧が印加された時だけO
N状態となる。
As shown in FIG. 7A, the MOS transistor is turned on only when a negative voltage above the threshold is applied to the gate electrode 108.
N state.

同図(B)において、リフレッシュ動作を行うには、
エミッタ電極110を接地するとともに、電極111を接地電
位にしておく。そして、まず、ゲート電極108に負電圧
を印加してpチャネルMOSトランジスタをONさせる。こ
れによって、pベース領域104の電位は、蓄積電位の高
低に関係なく一定値となる。続いて、MOSトランジスタ
をOFFさせてからキャパシタ電極109にリフレッシュ用正
電圧パルスを印加することで、pベース領域104はn+
ミッタ領域106に対して順方向にバイアスされ、蓄積さ
れたホールが接地されたエミッタ電極110を通して除去
される。そして、キャパシタ電極109に対するリフレッ
シュパルスが立下がった時点でpベース領域104は負電
位の初期状態に復帰する(リフレッシュ動作)。
To perform the refresh operation in FIG.
The emitter electrode 110 is grounded and the electrode 111 is kept at ground potential. Then, first, a negative voltage is applied to the gate electrode 108 to turn on the p-channel MOS transistor. As a result, the potential of the p base region 104 becomes a constant value regardless of the level of the accumulated potential. Then, by turning off the MOS transistor and applying a refreshing positive voltage pulse to the capacitor electrode 109, the p base region 104 is forward biased with respect to the n + emitter region 106, and the accumulated holes are grounded. Removed through the formed emitter electrode 110. Then, when the refresh pulse to the capacitor electrode 109 falls, the p base region 104 returns to the initial state of negative potential (refresh operation).

このように、pベース領域104の電位をMOSトランジス
タによって一定電位にした後、リフレッシュパルスを印
加して残留電荷の消去を行うために、前回の蓄積電圧に
依存することなく新たな蓄積動作を開始することがで
き、光電変換特性および残像特性を改善することができ
る。また、残留電荷を迅速に消滅させることができ、高
速動作が可能となる。
In this way, after the potential of the p base region 104 is set to a constant potential by the MOS transistor, a refresh pulse is applied to erase the residual charge, so that a new storage operation is started without depending on the previous storage voltage. It is possible to improve the photoelectric conversion characteristics and the afterimage characteristics. In addition, the residual charge can be quickly extinguished, and high-speed operation becomes possible.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記従来の光電変換装置では、第7図
(A)に示すように、リフレッシュ用トランジスタを受
光面に形成しているために、その分セルサイズが増大
し、特にエリアセンサを構成した場合に高集積化および
高解像度化を図る上での問題点となっていた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-described conventional photoelectric conversion device, as shown in FIG. 7 (A), since the refresh transistor is formed on the light-receiving surface, the cell size is reduced accordingly. This has been a problem in achieving high integration and high resolution, especially when an area sensor is constructed.

本発明は上記従来の問題点を解決しようとするもので
あり、その目的はセルサイズを増大させることなく、良
好な光電変換特性および残像特性が得られる光電変換装
置を提供することにある。
The present invention is intended to solve the above conventional problems, and an object of the present invention is to provide a photoelectric conversion device which can obtain good photoelectric conversion characteristics and afterimage characteristics without increasing the cell size.

[問題点を解決するための手段] 本発明による光電変換装置は、 制御電極領域を形成するための一導電型半導体から成
り、光励起により発生したキャリアを蓄積するための第
1の領域と、 該第1の領域を夫々上下に挟むよう配置された主電極
領域を形成するための反対導電型半導体の第2及び第3
の領域とから成る半導体トランジスタと、 前記第3の領域の下に設けられ一導電型半導体から成
る第4の領域と、 前記第1の領域と第4の領域とを主電極領域とするよ
う第3の領域を制御する絶縁ゲート電極と、 を有することを特徴とする。
[Means for Solving Problems] A photoelectric conversion device according to the present invention comprises a first conductivity type semiconductor for forming a control electrode region, a first region for accumulating carriers generated by photoexcitation, and Second and third semiconductors of opposite conductivity type for forming main electrode regions arranged so as to sandwich the first region above and below, respectively.
And a fourth region formed under the third region and formed of one conductivity type semiconductor, and the first region and the fourth region as main electrode regions. And an insulated gate electrode for controlling the region 3.

[作用] このように構成することによって、上記第1の領域と
第4の領域とを主電極領域とし絶縁ゲート電極によって
制御されるトランジスタを縦方向に形成することがで
き、光電変換装置のサイズを微細化することができる。
[Operation] With this configuration, a transistor controlled by an insulated gate electrode can be formed in the vertical direction using the first region and the fourth region as main electrode regions, and the size of the photoelectric conversion device can be increased. Can be miniaturized.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説
明する。
Embodiments Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は、本発明による光電変換装置の第1実施例の
概略的断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of a photoelectric conversion device according to the present invention.

同図において、p型シリコン基板201上には、n+埋込
み層202およびn-コレクタ領域203が形成され、素子分離
領域204によって各セルが隣接するセルから電気的に分
離されている。
In the figure, an n + buried layer 202 and an n collector region 203 are formed on a p-type silicon substrate 201, and each cell is electrically isolated from an adjacent cell by an element isolation region 204.

素子分離領域204は、酸化膜205とポリシリコンから成
るキャパシタ電極206とで構成されている。この素子分
離領域204の形成方法の一例として、まずp基板201上に
n+埋込み層202およびコレクタ領域203となるn-領域をエ
ピタキシャル成長させた後、素子分離領域204を形成す
べき部分に異方性エッチング等によって溝を形成する。
そして熱酸化によって溝に酸化膜205を形成した後、ポ
リシリコンを埋込むことでキャパシタ電極206を形成す
る。
The element isolation region 204 is composed of an oxide film 205 and a capacitor electrode 206 made of polysilicon. As an example of the method of forming the element isolation region 204, first, on the p substrate 201,
After epitaxially growing the n + buried layer 202 and the n region to be the collector region 203, a groove is formed in a portion where the element isolation region 204 is to be formed by anisotropic etching or the like.
Then, an oxide film 205 is formed in the groove by thermal oxidation, and then polysilicon is embedded to form a capacitor electrode 206.

各セルのバイポーラトランジスタは、n-コレクタ領域
203上のpベース領域207と、n+エミッタ領域208によっ
て構成されている。
The bipolar transistor in each cell has an n - collector region
It is composed of a p base region 207 on 203 and an n + emitter region 208.

pベース領域207にはp+領域209が接合し、p+領域209
は酸化膜205を挟んでキャパシタ電極206と対向してpベ
ース領域207の電位を制御するためのキャパシタCoxを構
成している。
The p + region 209 is joined to the p base region 207 to form the p + region 209.
Forms a capacitor Cox for controlling the potential of the p base region 207, facing the capacitor electrode 206 with the oxide film 205 interposed therebetween.

また、p+領域209の下方はn+埋込み層202が形成されて
おらず、p+領域209とp基板201とは約4〜5μmの距離
で形成され、リフレッシュ用トランジスタQtのソース・
ドレイン領域を構成している。トランジスタQtのゲート
電極は、酸化膜205を挟んで形成されたキャパシタ電極2
06である。
Further, the lower p + region 209 has not been n + buried layer 202 is formed, the p + region 209 and the p substrate 201 is formed at a distance of about 4 to 5 [mu] m, the source of the refresh transistor Qt
It constitutes the drain region. The gate electrode of the transistor Qt is the capacitor electrode 2 formed by sandwiching the oxide film 205.
It is 06.

また、n-コレクタ領域203にはn+領域210が接合し、n+
領域210には図示されていないコレクタ電極210′が接続
している。
Further, the n + region 210 is joined to the n collector region 203, and n +
A collector electrode 210 '(not shown) is connected to the region 210.

各セルの表面には酸化膜211が形成され、n+エミッタ
領域208にはエミッタ電極212が接続されている。また、
p基板201の裏面にはオーミックコンタクト層を介して
電極213が形成されている。
An oxide film 211 is formed on the surface of each cell, and an emitter electrode 212 is connected to the n + emitter region 208. Also,
An electrode 213 is formed on the back surface of the p substrate 201 via an ohmic contact layer.

このように、リフレッシュ用トランジスタQtが受光面
に対して縦方向に形成されるために、セルサイズの増大
を回避することができる。
In this way, since the refresh transistor Qt is formed in the vertical direction with respect to the light receiving surface, it is possible to avoid an increase in cell size.

また、各セルが素子分離領域204によって分離されて
いるとともに、nコレクタ領域203がp基板201上に形成
されているために、素子分離効果を向上させることがで
きる。
Further, since each cell is separated by the element isolation region 204 and the n collector region 203 is formed on the p substrate 201, the element isolation effect can be improved.

さらに、強い光が入射しても、pベース領域207に蓄
積された過剰なキャリアはp基板201を通して除去され
るために、隣接セルへの流出が防止され、スミアおよび
ブルーミングの防止が可能となる。
Further, even if strong light is incident, excess carriers accumulated in the p base region 207 are removed through the p substrate 201, so that outflow to adjacent cells can be prevented, and smear and blooming can be prevented. .

第2図は、本発明の第2実施例の概略的断面図であ
る。第1実施例とほぼ同一構成であるが、キャパシタ電
極206の上部がpベース領域207上に延びて容量を増加さ
せている。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a second embodiment of the present invention. Although the structure is almost the same as that of the first embodiment, the upper portion of the capacitor electrode 206 extends above the p base region 207 to increase the capacitance.

第3図は、上記実施例における一セルの等価回路図で
ある。
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of one cell in the above embodiment.

上記実施例の基本的動作は従来例の場合と同様であ
る。まず、コレクタ電極210′に正電圧、電極213に一定
電圧を印加しておく。そして、キャパシタ電極206に接
地電圧を印加してトランジスタQtをOFF状態にし、pベ
ース領域207を浮遊状態とする。そして、このpベース
領域207に入射光の照度に対応したキャリアを蓄積する
(蓄積動作)。
The basic operation of the above embodiment is the same as that of the conventional example. First, a positive voltage is applied to the collector electrode 210 'and a constant voltage is applied to the electrode 213. Then, a ground voltage is applied to the capacitor electrode 206 to turn off the transistor Qt to bring the p base region 207 into a floating state. Then, carriers corresponding to the illuminance of incident light are accumulated in this p base region 207 (accumulation operation).

続いて、エミッタ電極212を浮遊状態として、キャパ
シタ電極206に正電圧の読出しパルスを印加する。この
時、トランジスタQtはpチャネルであるからOFF状態の
ままである。読出しパルスが印加されることによって、
キャパシタCoxを介してpベース領域207の電位が上昇
し、蓄積電圧が浮遊状態のエミッタ側へ読出される(読
出し動作)。
Subsequently, the emitter electrode 212 is brought into a floating state, and a positive voltage read pulse is applied to the capacitor electrode 206. At this time, the transistor Qt remains in the OFF state because it is a p-channel. By applying the read pulse,
The potential of the p base region 207 rises via the capacitor Cox, and the accumulated voltage is read to the floating emitter side (read operation).

次に、pベース領域207に蓄積されたキャリアを消滅
させるには、まずキャパシタ電極206に負電圧パルスを
印加してリフレッシュ用トランジスタQtをON状態とす
る。これによってpベース領域207は、入射光の照度の
強弱による蓄積電圧の高低に関係なく、電極213に印加
されている一定電圧に設定される。続いて、キャパシタ
電極206には正電圧のリフレッシュパルスを印加すると
共にエミッタ電極212を接地することにより、pベース
領域207に残留しているキャリアを接地されたエミッタ
側へ除去する(リフレッシュ動作)。
Next, in order to erase the carriers accumulated in the p base region 207, first, a negative voltage pulse is applied to the capacitor electrode 206 to turn on the refresh transistor Qt. As a result, the p base region 207 is set to a constant voltage applied to the electrode 213 regardless of the level of the accumulated voltage due to the intensity of the incident light. Then, by applying a positive voltage refresh pulse to the capacitor electrode 206 and grounding the emitter electrode 212, the carriers remaining in the p base region 207 are removed to the grounded emitter side (refresh operation).

こうしてpベース領域207は初期状態に復帰し、以下
同様、蓄積、読出しおよびリフレッシュの各動作を繰返
す。
In this way, the p base region 207 is returned to the initial state, and thereafter, the accumulating, reading and refreshing operations are repeated in the same manner.

第4図は、上記光電変換セルを用いたエリアセンサの
一実施例の回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of an embodiment of an area sensor using the photoelectric conversion cell.

本実施例では、上記光電変換セルSがm×n個エリア
状に配列されている。
In this embodiment, the photoelectric conversion cells S are arranged in m × n areas.

光電変換セルSの各コレクタ電極210′には一定の正
電圧Vccが印加され、各電極213には一定電圧Vrcが印加
されている。
A constant positive voltage Vcc is applied to each collector electrode 210 ′ of the photoelectric conversion cell S, and a constant voltage Vrc is applied to each electrode 213.

各セルSのキャパシタ電極206は行ごとに共通接続さ
れ、それぞれ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φ〜φmが印加される。また、各エミッ
タ電極212は列ごとに垂直ラインL1〜Lnに各々接続さ
れ、垂直ラインL1〜Lnは各々蓄積用コンデンサC1〜Cnに
接続されている。
The capacitor electrodes 206 of the cells S are commonly connected for each row, and the pulses φ 1 to φm for performing the read operation and the refresh operation are applied thereto. Also, each emitter electrode 212 are respectively connected to the vertical line L 1 Ln for each column, the vertical line L 1 Ln are connected respectively to the storage capacitor C 1 to Cn.

また、コンデンサC1〜Cnは各々トランジスタQ1〜Qnを
介して出力ライン301に接続されている。トランジスタQ
1〜Qnのゲート電極は走査回路302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。
The capacitors C 1 to Cn are connected to the output line 301 via the transistors Q 1 to Qn, respectively. Transistor Q
The gate electrodes of 1 to Qn are respectively connected to the parallel output terminals of the scanning circuit 302, and the pulses φh 1 to φhn are sequentially output from the parallel output terminals.

出力ライン301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。さらに出力ライン301は
出力アンプ303の入力端子に接続され、出力アンプ303の
出力端子から出力信号Voutが外部へ出力される。
The output line 301 is grounded via the transistor Qrh for refreshing, and the pulse φr 2 is applied to the gate electrode of the transistor Qrh. Further, the output line 301 is connected to the input terminal of the output amplifier 303, and the output signal Vout is output to the outside from the output terminal of the output amplifier 303.

また、垂直ラインL1〜Lnは各々トランジスタQr1〜Qrn
を介して接地されている。また各トランジスタのゲート
電極にはパルスφr1が印加される。
The vertical lines L 1 to Ln are connected to the transistors Qr 1 to Qrn, respectively.
Grounded through. A pulse φr 1 is applied to the gate electrode of each transistor.

第5図は、上記エリア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。
FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the area sensor.

まず、第1行のセルS11〜S1nは蓄積動作を開始して一
定時間経過したものとする。
First, it is assumed that the cells S 11 to S 1 n in the first row start the accumulation operation and a certain time has elapsed.

同図において、ローレベルのパルスφr1によってトラ
ンジスタQr1〜QrnをOFF状態とし、垂直ラインL1〜Lnを
浮遊状態にする。続いて、ハイレベルのパルスφによ
って読出しパルスを第1行のキャパシタ電極206に印加
する。これによって第1行のセルS11〜S1nの読出し信号
がコンデンサC1〜Cnに蓄積される。続いて、走査回路30
2からパルスφh1〜φhnが出力され、トランジスタQ1〜Q
nが順次ON状態となってコンデンサC1〜Cnに蓄積された
第1行の読出し信号が出力ライン301に順次取出され、
出力アンプ303から外部へ出力される。ただし、外部へ
出力されるごとに、パルスφr2によってトランジスタQr
hはON状態となり、出力ライン301の残留電荷がクリアさ
れる。
In the figure, the low-level pulse φr 1 turns off the transistors Qr 1 to Qrn and puts the vertical lines L 1 to Ln into a floating state. Then, a read pulse is applied to the capacitor electrode 206 of the first row by the high level pulse φ 1 . As a result, the read signals of the cells S 11 to S 1 n in the first row are stored in the capacitors C 1 to Cn. Then, the scanning circuit 30
2 outputs pulses φh 1 to φhn, and transistors Q 1 to Q
The read signals of the first row accumulated in the capacitors C 1 to Cn are sequentially taken out to the output line 301 as n sequentially turns on,
Output from the output amplifier 303 to the outside. However, the transistors Qr each time it is output to the outside, by a pulse [phi] r 2
The h is turned on, and the residual charge on the output line 301 is cleared.

第1行の全ての読出し信号が出力されると、パルスφ
r1によってトランジスタQr1〜QrnがON状態となり、垂直
ラインL1〜Lnが接地される。これによって各セルのエミ
ッタ電極212が接地されるとともに、コンデンサC1〜Cn
の残留電荷がクリアされる。
When all the read signals of the first row are output, the pulse φ
The transistors Qr 1 to Qrn are turned on by r 1 and the vertical lines L 1 to Ln are grounded. As a result, the emitter electrode 212 of each cell is grounded and the capacitors C 1 to Cn
The residual charge of is cleared.

そしてパルスφによって、まず負電圧をキャパシタ
電極206に印加し、第1行のセルS11〜S1nのベース電位
を蓄積電圧に関係なく一定電位Vrcに設定する。続い
て、正電圧のリフレッシュパルスをキャパシタ電極206
に印加し、上述したようにベース中のキャリアを消滅さ
せる。
Then, a negative voltage is first applied to the capacitor electrode 206 by the pulse φ 1 , and the base potential of the cells S 11 to S 1 n in the first row is set to the constant potential Vrc regardless of the storage voltage. Then, a positive voltage refresh pulse is applied to the capacitor electrode 206.
To eliminate the carriers in the base as described above.

こうして読出しおよびリフレッシュ動作が終了する
と、第1行のセルS11〜S1nは蓄積動作を開始する。これ
と同時に、第2行のセルS21〜S2nはパルスφよって読
出し動作を行い、続く読出し信号の出力動作の後、同様
のリフレッシュ動作を行って蓄積動作を開始する。
When the read and refresh operations are completed in this way, the cells S 11 to S 1 n in the first row start the accumulation operation. At the same time, the cells S 21 to S 2 n in the second row perform the read operation by the pulse φ 2 , and after the subsequent read signal output operation, the similar refresh operation is performed to start the storage operation.

以下同様に、パルスφ〜φmによって第3行〜第m
行まで同様の動作が順次繰返され、全てのセルの読出し
信号が出力アンプ303からシリアルに外部へ出力され
る。しかも、各行とも、読出し信号を外部へ出力した後
でリフレッシュ動作を行い蓄積動作を開始するため、蓄
積時間が各行で同一となる。
Similarly, the same applies to the third row to the m-th row by the pulses φ 3 to φm.
The same operation is sequentially repeated up to the row, and the read signals of all cells are serially output from the output amplifier 303 to the outside. Moreover, in each row, since the refresh operation is performed after the read signal is output to the outside to start the accumulation operation, the accumulation time becomes the same in each row.

第6図は、上記光電変換装置を使用した撮像装置の一
例を概略的構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an example of an imaging device using the photoelectric conversion device.

同図において、撮像素子401が第4図に示す光電変換
装置に相当する。撮像素子401の出力信号Voutは信号処
理回路402によってゲイン調整等の処理が行われ、NTSC
信号等の標準テレビジョン信号として出力される。
In the figure, the image pickup device 401 corresponds to the photoelectric conversion device shown in FIG. The output signal Vout of the image pickup device 401 is subjected to processing such as gain adjustment by the signal processing circuit 402,
It is output as a standard television signal such as a signal.

また、撮像素子401を駆動するための上記各パルスは
ドライバ403によって供給され、ドライバ403は制御部40
4の制御によって動作する。また、制御部404は撮像素子
401の出力に基いて信号処理回路402のゲイン等を調整す
るとともに、露出制御手段405を制御して撮像素子401に
入射する光量を調整する。
Further, each pulse for driving the image sensor 401 is supplied by the driver 403, and the driver 403 controls the controller 40.
Operates under the control of 4. The control unit 404 is an image sensor.
Based on the output of 401, the gain of the signal processing circuit 402 and the like are adjusted, and the exposure control means 405 is controlled to adjust the amount of light incident on the image sensor 401.

上述したように、本実施例はセルサイズを増大するこ
となく良好な光電変換特性および残像特性が得られるた
めに、高解像度の撮像素子401を構成でき、しかも残像
のない良質の画像信号を得ることができる。
As described above, in this embodiment, since good photoelectric conversion characteristics and afterimage characteristics can be obtained without increasing the cell size, a high-resolution image sensor 401 can be configured, and a high-quality image signal without afterimage can be obtained. be able to.

[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、第1の領域と第4の領域とを主電極領域とし絶縁ゲ
ート電極によって制御されるトランジスタを縦方向に形
成することができ、光電変換セルのサイズを増大させる
ことなく、上述したような良好な光電変換特性および残
像特性を得ることができる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, in the photoelectric conversion device according to the present invention, a transistor controlled by an insulated gate electrode is formed in the vertical direction using the first region and the fourth region as main electrode regions. Therefore, the good photoelectric conversion characteristics and the afterimage characteristics described above can be obtained without increasing the size of the photoelectric conversion cell.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明による光電変換装置の第1実施例の概
略的断面図、 第2図は、本発明の第2実施例の概略的断面図、 第3図は、上記実施例における一セルの等価回路図、 第4図は、上記光電変換セルを用いたエリアセンサの一
実施例の回路図、 第5図は、上記エリアセンサの動作を説明するためのタ
イミングチャート、 第6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7図(A)は、特願昭58−120755号に記載されている
光電変換装置の概略的平面図、第7図(B)は、そのA
−A′線断面図、第7図(C)はその等価回路図、 第8図(A)および(B)は、リフレッシュ動作を説明
するための電圧波形図である。 201……p型シリコン基板 203……n-コレクタ領域 204……素子分離領域 205……酸化膜 206……キャパシタ電極 207……pベース領域 208……n+エミッタ領域 209……p+領域 210……n+領域 210′……コレクタ電極 212……エミッタ電極 213……電極 301……出力ライン 302……走査回路 303……出力アンプ
FIG. 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of a photoelectric conversion device according to the present invention, FIG. 2 is a schematic sectional view of a second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the cell, FIG. 4 is a circuit diagram of an embodiment of an area sensor using the photoelectric conversion cell, FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the area sensor, and FIG. FIG. 7 (A) is a schematic plan view of a photoelectric conversion device described in Japanese Patent Application No. 58-120755, FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an example of an image pickup device using the photoelectric conversion device. (B) is the A
FIG. 7C is an equivalent circuit diagram thereof, and FIGS. 8A and 8B are voltage waveform diagrams for explaining the refresh operation. 201 …… p-type silicon substrate 203 …… n - collector region 204 …… element isolation region 205 …… oxide film 206 …… capacitor electrode 207 …… p base region 208 …… n + emitter region 209 …… p + region 210 ...... n + region 210 '…… collector electrode 212 …… emitter electrode 213 …… electrode 301 …… output line 302 …… scanning circuit 303 …… output amplifier

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】制御電極領域を形成するための一導電型半
導体から成り、光励起により発生したキャリアを蓄積す
るための第1の領域と、 該第1の領域を夫々上下に挟むよう配置された主電極領
域を形成するための反対導電型半導体の第2及び第3の
領域とからなる半導体トランジスタと、 前記第3の領域の下に設けられ一導電型半導体から成る
第4の領域と、 前記第1の領域と第4の領域とを主電極領域とするよう
第3の領域を制御する絶縁ゲート電極と、 を有することを特徴とする光電変換装置。
1. A first region made of one conductive type semiconductor for forming a control electrode region, the first region for accumulating carriers generated by photoexcitation, and the first region arranged so as to sandwich the first region above and below, respectively. A semiconductor transistor formed of second and third regions of opposite conductivity type semiconductor for forming a main electrode region; a fourth region of one conductivity type semiconductor provided under the third region; An insulated gate electrode for controlling the third region such that the first region and the fourth region are main electrode regions, and a photoelectric conversion device.
【請求項2】上記絶縁ゲート電極は上記第1の領域の電
位を絶縁層を介して制御可能であることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の光電変換装置。
2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the insulated gate electrode can control the potential of the first region through an insulating layer.
【請求項3】上記ゲート電極は、上記半導体トランジス
タを隣接する他の部分から電気的に分離するための素子
分離領域に形成されていることを特徴とする特許請求の
範囲第2項記載の光電変換装置。
3. The photoelectric conversion device according to claim 2, wherein the gate electrode is formed in an element isolation region for electrically isolating the semiconductor transistor from other adjacent portions. Converter.
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