JP2016021445A - 光電変換装置、および、撮像システム - Google Patents
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Abstract
Description
C2=Ci×Cins/(Ci+Cins) ・・・(1)
Ci=E0×Ei×Ss/di ・・・(2)
Cins=E0×Eins×Ss/dins ・・・(3)
C1=E0×Ed×Sd/dd ・・・(4)
C1=k×C2 ・・・(5)
dVB=dVs×C2/(C1+C2) ・・・(6)
dVB=dVs/(1+k) ・・・(7)
Vs1>Vres ・・・(8)
Vs1+dVs<Vres+dVB ・・・(9)
Vs1−Vres+dVs<dVs/(1+k) ・・・(10)
(1+k)×(Vs1−Vres+dVs)<dVs ・・・(11)
Vs1−Vres+dVs<0 ・・・(12)
1+k>dVs/(Vs1−Vres+dVs) ・・・(13)
C1=k×C2 ・・・(18)
dVB=dVd×C1/(C1+C2) ・・・(19)
dVB=dVd×k/(1+k) ・・・(20)
Vs>Vres ・・・(21)
Vs<Vres+dVB ・・・(22)
Vs−Vres<dVd×k/(1+k) ・・・(23)
Vs−Vres>dVd×k/(1+k) ・・・(26)
102 リセットトランジスタ
103 第1の容量
104 増幅トランジスタ
105 選択トランジスタ
111 第2の容量
201 第1の電極
203 ブロッキング層
205 光電変換層
207 絶縁層
209 第2の電極
Claims (26)
- 第1の電極と、第2の電極と、前記第1の電極および前記第2の電極の間に配された光電変換層と、前記光電変換層および前記第2の電極の間に配された絶縁層と、を含む光電変換部と、
前記第2の電極に電気的に接続され、前記光電変換部で生じた信号を出力する増幅部と、
前記第2の電極にリセット電圧を供給するリセット部と、
前記第2の電極に電気的に接続された第1の端子と、第2の端子とを含む第1の容量と、
前記第2の端子へ、少なくとも第1の電圧、および、前記第1の電圧とは異なる第2の電圧を供給する電圧供給部と、を有し、
前記第1の電極に供給される電圧Vs、前記第1の電圧Vd1、前記第2の電圧Vd2、前記リセット電圧Vres、前記第1の容量の容量値C1、および、前記第1の電極と前記第2の電極とが形成する第2の容量の容量値C2が、以下の式で表される関係を満たす、
ことを特徴とする光電変換装置。 - 前記光電変換層に信号電荷を蓄積する時に、前記第2の端子に前記第1の電圧を供給し、
前記光電変換層から信号電荷を排出する時に、前記第2の端子に前記第2の電圧を供給する、
ことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 - 前記第1の電圧が、前記第2の電圧より高く
前記リセット電圧が、前記第1の電極に供給される電圧よりも高い、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光電変換装置。 - 前記第1の電圧が、前記第2の電圧より低く、
前記リセット電圧が、前記第1の電極に供給される電圧よりも低い、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光電変換装置。 - 前記第1の電極に供給される電圧と前記リセット電圧との差が、前記第1の電圧と前記第2の電圧との差の20%から80%の範囲に含まれる、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 第1の電極と、第2の電極と、前記第1の電極および前記第2の電極の間に配された光電変換層と、前記光電変換層および前記第2の電極の間に配された絶縁層と、を含む光電変換部と、
前記第2の電極に電気的に接続され、前記光電変換部で生じた信号を出力する増幅部と、
前記第2の電極にリセット電圧を供給するリセット部と、
前記第2の電極に電気的に接続された第1の容量と、
前記第1の電極へ、少なくとも第1の電圧、および、前記第1の電圧とは異なる第2の電圧を供給する電圧供給部と、を有し、
前記第1の電圧Vs1、前記第2の電圧Vs2、前記リセット電圧Vres、前記第1の容量の容量値C1、および、前記第1の電極と前記第2の電極とが形成する第2の容量の容量値C2が、以下の式で表される関係を満たす、
ことを特徴とする光電変換装置。 - 前記光電変換層に信号電荷を蓄積する時に、前記第1の電極に前記第1の電圧を供給し、
前記光電変換層から信号電荷を排出する時に、前記第1の電極に前記第2の電圧を供給する、
ことを特徴とする請求項6に記載の光電変換装置。 - 前記第1の電圧が、前記第2の電圧より低い、
ことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の光電変換装置。 - 前記第1の電圧が、前記第2の電圧より高い、
ことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の光電変換装置。 - 前記リセット電圧は、前記第1の電圧と前記第2の電圧との中間の値である、
ことを特徴とする請求項6乃至請求項9のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記第1の容量は、前記第2の電極に電気的に接続された第1の端子と、第2の端子とを含み、
前記第2の端子は接地される、
ことを特徴とする請求項6乃至請求項10のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記第1の容量は、互いに対向する2つの電極を含む、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 平面視において、前記2つの電極の一方の面積Sdと、前記第2の電極の面積Ssが、Sd>0.5×Ssの関係を満たす、
ことを特徴とする請求項12に記載の光電変換装置。 - 平面視において、前記2つの電極と前記第1の電極とが少なくとも部分的に重なる、
ことを特徴とする請求項12または請求項13に記載の光電変換装置。 - 平面視において、前記2つの電極と前記第2の電極とが少なくとも部分的に重なる、
ことを特徴とする請求項12乃至請求項14のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記2つの電極は、平面視において前記増幅部および前記リセット部のいずれとも重ならない部分を有する、
ことを特徴とする請求項12乃至請求項15のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記2つの電極は、金属またはポリシリコンで形成される、
ことを特徴とする請求項12乃至請求項15のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記増幅部の入力ノードが、前記第2の電極を含んで構成される、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項17のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記第2の電極と前記第1の容量との間の電気経路にスイッチが配される、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項17のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記第1の容量と前記増幅部との間の電気経路にスイッチが配される、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項17のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - それぞれが前記光電変換部を含む複数の画素を有し、
前記第1の電極は、前記複数の画素に対して共通に設けられ、
前記第2の電極は、前記複数の画素のそれぞれに対して個別に設けられる、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項20のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 第1の電極と、第2の電極と、前記第1の電極および前記第2の電極の間に配された光電変換層と、前記光電変換層および前記第2の電極の間に配された絶縁層と、を含む光電変換部と、
前記第2の電極に電気的に接続され、前記光電変換部で生じた信号を出力する増幅部と、
前記第2の電極に電気的に接続され、互いに対向する2つの電極を含む第1の容量と、を有する、
ことを特徴とする光電変換装置。 - リセットトランジスタを含むリセット部を有し、
前記増幅部は、増幅トランジスタを含み、
前記第2の電極は、前記リセットトランジスタのソース、および、前記増幅トランジスタのゲートに電気的に接続される、
ことを特徴とする請求項22に記載の光電変換装置。 - 前記光電変換層は、量子ドット膜である、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項23のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 請求項1乃至請求項24のいずれか一項に記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置からの信号を処理する信号処理装置と、を備えた撮像システム。 - 画素ごとに2つの前記光電変換部を含み、
前記信号処理装置が、前記2つの光電変換部で生じた電荷に基づく信号を処理し、前記光電変換装置から被写体までの距離情報を取得する、
ことを特徴とする請求項25に記載の撮像システム。
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