JP2884195B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device

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JP2884195B2
JP2884195B2 JP3036592A JP3659291A JP2884195B2 JP 2884195 B2 JP2884195 B2 JP 2884195B2 JP 3036592 A JP3036592 A JP 3036592A JP 3659291 A JP3659291 A JP 3659291A JP 2884195 B2 JP2884195 B2 JP 2884195B2
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solid
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exposure
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一哉 松本
力 中村
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、露出検出手段を備え
た固体撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device having an exposure detecting means.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、固体撮像装置はムービー,電子カ
メラ,AF用センサなど様々な分野において用いられて
いるが、どのような用途においても適切な出力を得るた
めには、被写体の明るさに応じて、絞りやシャッタース
ピード(光積分時間)等を制御する必要がある。そのた
めムービー等に用いられる固体撮像装置においては、前
フレームの出力をフィードバックし露出を制御すること
などが行われている。また電子カメラにおいては、一旦
露光量を記憶し撮像を実行することが行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, solid-state imaging devices have been used in various fields such as movies, electronic cameras, AF sensors, and the like. Accordingly, it is necessary to control the aperture, shutter speed (light integration time), and the like. Therefore, in a solid-state imaging device used for a movie or the like, the output of the previous frame is fed back to control the exposure. In an electronic camera, an exposure amount is temporarily stored and an image is captured.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前フレ
ームの出力をフィードバックして露出を制御する方式に
おいては、急激な明るさの変化には追従性が悪かった
り、また光源がAC的に変動している場合等ではフリッ
カーが発生するなどの問題点があった。また一旦露光量
を記憶し撮像する方式においては、同様に急激な明るさ
の変化や、ストロボ撮影等には対応できなかった。
However, in a system in which the exposure is controlled by feeding back the output of the previous frame, the ability to follow a sudden change in brightness is poor or the light source fluctuates in an AC manner. In some cases, flicker occurs. Also, the method of once storing the exposure amount and taking an image cannot respond to a sudden change in brightness, flash photography, or the like.

【0004】このため、インターライン型CCD撮像装
置においては、転送路上に測光用のフォトダイオードを
設ける方法(特開昭62−251395号)などが提案
されているが、この方法はインターライン型CCD撮像
装置にしか応用できないし、またプロセス上新たに工程
が増えるという問題点を含んでいる。
For this reason, a method of providing a photometric photodiode on a transfer path (Japanese Patent Laid-Open No. 62-251395) has been proposed as an interline type CCD image pickup apparatus. It can be applied only to an image pickup apparatus, and has a problem that the number of new steps increases in a process.

【0005】本発明は、従来の露出検出手段を備えた固
体撮像装置における上記問題点を解消するためになされ
たもので、新たなプロセス工程を必要とせず、明るさの
変化に対しても瞬時に対応できる露出検出手段を備えた
固体撮像装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in a conventional solid-state imaging device having an exposure detecting means, and does not require a new process step, and is capable of instantaneously responding to a change in brightness. It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device provided with an exposure detecting means capable of coping with the above.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、裏面に基板電極を有する半導体
基板と、該基板と反対の導電型の拡散層とで構成される
フォトダイオードを備え、光入射により発生した電子・
正孔対からなるキャリアの一方は基板側に流れ、他方の
キャリアは前記拡散層に蓄積されるタイプの固体撮像装
置において、基板側に流れる光入射により発生した一方
のキャリアを基板電極を介して検出し露出情報とする露
出検出手段を備えるものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a photodiode comprising a semiconductor substrate having a substrate electrode on the back surface and a diffusion layer of a conductivity type opposite to the substrate. And the electrons generated by light incidence
In the solid-state imaging device of the type in which one of the carriers composed of hole pairs flows to the substrate side and the other carrier is accumulated in the diffusion layer, one of the carriers generated by light incident on the substrate side is passed through the substrate electrode. It is provided with an exposure detecting means for detecting and making exposure information.

【0007】このように構成された固体撮像装置におい
て、光が入射すると電子・正孔対が発生し、一方のキャ
リアが拡散層に蓄積され、他方のキャリアは基板電極を
介して流れ出し、それによる電流が露出検出手段により
検出される。この電流は光入射により発生する電子・正
孔対に比例するので、入射光量に瞬時に対応した露出情
報が得られる。
In the solid-state imaging device thus configured, when light is incident, electron-hole pairs are generated, one carrier is accumulated in the diffusion layer, and the other carrier flows out through the substrate electrode. The current is detected by the exposure detecting means. Since this current is proportional to an electron-hole pair generated by light incidence, exposure information instantaneously corresponding to the amount of incident light can be obtained.

【0008】[0008]

【実施例】次に実施例について説明する。図1は、本発
明に係る固体撮像装置の基本的な実施例を示す断面図で
ある。図において、1はp型半導体基板であり、該基板
1は基板電極4に接続されている露出検出手段5を介し
て接地されている。基板1の表面には、撮像素子の画素
用フォトダイオードを形成するためのn型拡散層2と、
画素間を電気的に分離するためのp型拡散層3が形成さ
れている。
Next, an embodiment will be described. FIG. 1 is a sectional view showing a basic embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a p-type semiconductor substrate, and the substrate 1 is grounded via an exposure detecting means 5 connected to a substrate electrode 4. On the surface of the substrate 1, an n-type diffusion layer 2 for forming a photodiode for a pixel of an imaging device;
A p-type diffusion layer 3 for electrically separating pixels is formed.

【0009】次にこのような構成の固体撮像装置におけ
る光積分動作について説明する。通常、p型基板1とn
型拡散層2で構成されるフォトダイオード6は光積分を
行うために、図2に示すようにスイッチ7を介し電源8
が接続され、リセットされるようになっている。スイッ
チ7をON状態にすると、フォトダイオード6のアノー
ド側は正電位にリセットされ、逆バイアス状態となる。
次にスイッチ7をオフ状態にすると光積分が始まる。図
1に示すように光が入射すると、電子・正孔対が発生す
る。そしてn型拡散層2は初期状態で正にバイアスされ
ているので、電子はn型拡散層2の方に蓄積し、正孔は
基板1の基板電極4を介して流れ出すため、電流IP
発生する。この電流IP は光入射により発生した電子・
正孔対に比例する。したがってこの電流IP を露出検出
手段5で検出することにより、受光面全体の平均的な明
るさの情報(露出情報)を得ることができる。
Next, the light integration operation in the solid-state imaging device having such a configuration will be described. Usually, the p-type substrate 1 and n
In order to perform light integration, the photodiode 6 composed of the diffusion layer 2 has a power supply 8 through a switch 7 as shown in FIG.
Is connected and reset. When the switch 7 is turned on, the anode side of the photodiode 6 is reset to a positive potential, and the photodiode 6 enters a reverse bias state.
Next, when the switch 7 is turned off, light integration starts. When light enters as shown in FIG. 1, electron-hole pairs are generated. Then the n-type diffusion layer 2 is biased positively in the initial state, the electrons accumulate toward the n-type diffusion layer 2, a hole flows out through the substrate electrode 4 of the substrate 1, the current I P Occur. This current IP is caused by electrons generated by light incidence.
It is proportional to the hole pair. Therefore, by detecting this current IP by the exposure detecting means 5, it is possible to obtain information on the average brightness of the entire light receiving surface (exposure information).

【0010】次に本発明をpn接合型のフォトダイオー
ドを備えたCCD型固体撮像装置に適用した具体的な実
施例を図3に示す。図において、11はp型基板、12は画
素用フォトダイオードを形成するためのn型拡散層、13
は画素間分離用のp型チャネル・ストップ拡散層、14は
転送CCD、15は転送CCD14の制御電極である。転送
CCD14の表面には遮光膜16が施されており、pn接合
型のフォトダイオード部のみに光が入射するようになっ
ている。
Next, FIG. 3 shows a specific embodiment in which the present invention is applied to a CCD solid-state imaging device having a pn junction type photodiode. In the figure, 11 is a p-type substrate, 12 is an n-type diffusion layer for forming a photodiode for pixels, 13
Is a p-type channel stop diffusion layer for separating pixels, 14 is a transfer CCD, and 15 is a control electrode of the transfer CCD 14. A light-shielding film 16 is provided on the surface of the transfer CCD 14, so that light is incident only on the pn junction type photodiode portion.

【0011】そしてこのようなCCD型固体撮像装置に
おいて、基板11の電位をとるため基板裏面に形成した基
板電極17は、撮像素子のパッケージのチップ搭載面と電
気的に導通がとられており、パッケージの出力ピンの一
つの端子に接続されている。この端子は、通常、基板電
位を与えるため電源又はグランドに接続されているが、
本発明においては、電流値を検出するために、電流−電
圧変換アンプ21に接続されており、この電流−電圧変換
アンプ21が露出検出手段を構成している。この電流−電
圧変換アンプ21において、基板電極17は−側端子に接続
されており、この−側端子は仮想接地により+側端子と
同電位が与えられる。そのため出力端子22には、次の
(1)式で示す出力電圧VOUT が現れる。 VOUT =VSUB −(IP +IOF)・RL ・・・・・・(1) ここで、VSUB は基板電圧、IP は入射した光の量に対
応する光電流、IOFは暗時でも流れるオフセット電流、
L は電流−電圧変換アンプ21の帰還抵抗である。上記
(1)式からわかるように、出力電圧VOUT は光電流I
P に比例し、また光電流IP は入射光量に比例している
ので、出力電圧VOUT には入射光量の情報があられわ
る。オフセット電流IOFが光電流IP に比べて十分小さ
なときは、次式(2)で近似される。 VOUT ≒VSUB −IP ・RL ・・・・・・(2)
In such a CCD type solid-state imaging device, the substrate electrode 17 formed on the back surface of the substrate for obtaining the potential of the substrate 11 is electrically connected to the chip mounting surface of the package of the imaging device. It is connected to one of the output pins of the package. This terminal is usually connected to a power supply or ground to give a substrate potential,
In the present invention, the current-voltage conversion amplifier 21 is connected to the current-voltage conversion amplifier 21 to detect a current value, and the current-voltage conversion amplifier 21 constitutes an exposure detection unit. In the current-voltage conversion amplifier 21, the substrate electrode 17 is connected to the negative terminal, and the negative terminal is given the same potential as the positive terminal by virtual grounding. Therefore, an output voltage V OUT expressed by the following equation (1) appears at the output terminal 22. V OUT = V SUB- (I P + I OF ) · RL (1) where V SUB is a substrate voltage, I P is a photocurrent corresponding to the amount of incident light, and I OF is a photocurrent. Offset current that flows even in the dark,
R L is a feedback resistor of the current-voltage conversion amplifier 21. As can be seen from the above equation (1), the output voltage V OUT is equal to the photocurrent I.
Proportional to P, and because the light current I P is proportional to the amount of incident light, Ararewaru information of the incident light quantity is the output voltage V OUT. When the offset current I OF is sufficiently smaller than the photocurrent I P , it is approximated by the following equation (2). V OUT ≒ V SUB -I P · R L ······ (2)

【0012】このような条件で、VSUB =0の場合の明
るさと出力電圧VOUT の関係を図4に示す。明るさの時
間的変化に追従して負側に出力電圧VOUT が変動し、こ
の出力電圧は明るさの変化に追従する露出情報を表して
いることがわかる。
FIG. 4 shows the relationship between the brightness and the output voltage V OUT when V SUB = 0 under such conditions. It can be seen that the output voltage V OUT fluctuates to the negative side following the temporal change in brightness, and that this output voltage represents exposure information that follows the change in brightness.

【0013】また電流−電圧変換アンプ21の代わりに、
図5に示す帰還回路にダイオードDを挿入した電流−電
圧変換アンプ23を用いることにより、対数圧縮された出
力電圧VOUT を得ることができる。
Further, instead of the current-voltage conversion amplifier 21,
By using the current-to-voltage conversion amplifier 23 in which the diode D is inserted in the feedback circuit shown in FIG. 5, a logarithmically compressed output voltage V OUT can be obtained.

【0014】次にスチルカメラなどにおいて、撮像しな
がら一定露光量に達したときに、光積分動作を中止させ
るダイレクト測光を行うために必要な積分回路を備えた
露出検出手段の構成例を図6に示す。この露出検出手段
24は電流−電圧変換アンプの帰還回路に容量CとMOS
トランジスタ25の並列回路を挿入したもので、これを図
3に示した電流−電圧変換アンプ21と置き換えることに
より、積分動作が行われる。すなわち、帰還用MOSト
ランジスタ25のゲート印加パルスφIRをHレベルとする
と、該MOSトランジスタ25はONとなり帰還容量Cは
リセットされる。この状態からφIRをLレベルにする
と、MOSトランジスタ25はOFFとなり積分動作が開
始される。図7に明るさの変化に対する露出検出手段24
の出力電圧VOUT の時間的変化を示す。この図示例では
t=0のときに、φIRをHレベルからLレベルに変えて
いる。図7からわかるように、この露出検出手段24は明
るさに対応して発生した電流を積分しており、撮像素子
の各画素の積分開始時刻と、この露出検出手段24の積分
開始時刻を同時にすれば、各画素の積分量の平均レベル
と出力電圧VOUT は対応するので、この出力電圧VOUT
により適正な露出を決定することができる。
Next, in a still camera or the like, an example of the construction of an exposure detecting means provided with an integration circuit necessary for performing direct photometry for stopping the light integration operation when a predetermined exposure amount is reached while taking an image is shown in FIG. Shown in This exposure detection means
24 is a capacitor C and a MOS in the feedback circuit of the current-voltage conversion amplifier.
This is a circuit in which a parallel circuit of the transistor 25 is inserted. By replacing this with the current-voltage conversion amplifier 21 shown in FIG. 3, an integration operation is performed. That is, when the gate application pulse φ IR of the feedback MOS transistor 25 is set to the H level, the MOS transistor 25 is turned on and the feedback capacitance C is reset. When φ IR is set to L level from this state, the MOS transistor 25 is turned off and the integration operation is started. FIG. 7 shows an exposure detecting means 24 for a change in brightness.
5 shows a temporal change of the output voltage V OUT of FIG. In the illustrated example, when t = 0, φ IR is changed from H level to L level. As can be seen from FIG. 7, the exposure detecting means 24 integrates the current generated corresponding to the brightness, and simultaneously sets the integration start time of each pixel of the image sensor and the integration start time of the exposure detection means 24. if, since the average level and the output voltage V OUT of the integrated amount of each pixel corresponding, the output voltage V OUT
, An appropriate exposure can be determined.

【0015】以上述べた露出検出手段の構成例は、オフ
セット電流IOFが無視できる場合のものを示したが、オ
フセット電流IOFが大きな場合は、次のような手段で補
正して露出検出精度を上げることができる。
The above-described configuration example of the exposure detecting means has been described in the case where the offset current I OF can be ignored. However, when the offset current I OF is large, the exposure detecting accuracy is corrected by the following means. Can be raised.

【0016】(1)まず出力電圧VOUT をA/D変換し
て用いるようなシステム構成のものにおいては、予め暗
時の出力をA/D変換し、そのデジタル化されたデータ
をメモリに記憶しておき、出力電圧とデジタル演算処理
を行うことにより補正することができる。
(1) First, in a system configuration in which the output voltage V OUT is used by A / D conversion, the output in the dark is A / D converted in advance, and the digitized data is stored in a memory. In addition, the output voltage can be corrected by performing digital operation processing.

【0017】(2)また暗時のオフセット電流IOFと同
一の電流を光電流より引いた後に、電流−電圧変換を行
うことにより補正することができる。図8に、この方式
の露出検出手段を示す。この露出検出手段は、可変抵抗
C と一対のカレントミラーにより構成される可変電流
源26を電流−電圧変換アンプの−側入力端子に接続して
構成したものであり、暗時にVOUT =0Vとなるように
可変抵抗RC を調整することにより、オフセット電流I
OFをキャンセルすることができる。
(2) The current can be corrected by performing current-voltage conversion after subtracting the same current as the offset current I OF in the dark from the photocurrent. FIG. 8 shows this type of exposure detection means. This exposure detecting means is constructed by connecting a variable current source 26 composed of a variable resistor R C and a pair of current mirrors to a negative input terminal of a current-voltage conversion amplifier, and when dark, V OUT = 0V By adjusting the variable resistor R C so that the offset current I
OF can be canceled.

【0018】またこの調整を電気的に行うために、電流
出力型のD/A変換器を電流−電圧変換アンプに接続し
て構成する方法もある。その一例を図9に示す。この構
成例は4ビットの電流出力型D/A変換器27を接続した
ものであるが、暗時にVOUT =0Vとなるように、D0
・・・ D3 のデータを調整すれば、オフセット電流IOF
キャンセルすることができる。
In order to electrically perform the adjustment, there is a method of connecting a current output type D / A converter to a current-voltage conversion amplifier. One example is shown in FIG. In this configuration example, a 4-bit current output type D / A converter 27 is connected, but D 0 is set so that V OUT = 0 V in the dark.
By adjusting the data · · · D 3, it is possible to cancel the offset current I OF.

【0019】また上記図8,9に示した可変電流源26や
電流出力型D/A変換器27を、図5及び図6に示した電
流−電圧変換アンプに同様に接続することによって、オ
フセット電流IOFをキャンセルし露出情報の精度を上げ
ることができる。
By connecting the variable current source 26 and the current output type D / A converter 27 shown in FIGS. 8 and 9 to the current-voltage conversion amplifier shown in FIGS. The accuracy of the exposure information can be improved by canceling the current I OF .

【0020】上記実施例では、CCD型固体撮像装置の
受光面全体の平均的な露出情報を得ることができるが、
受光面をいくつかのブロックに分け、その各ブロックに
対する重み付けをして露出を決定することができれば、
更に有効である。それには基板裏面に設けた基板電極を
いくつかのブロックに分けて光電流を引き出すことによ
り実現できる。
In the above embodiment, average exposure information of the entire light receiving surface of the CCD type solid-state imaging device can be obtained.
If the light-receiving surface can be divided into several blocks and the exposure can be determined by weighting each block,
More effective. This can be realized by dividing the substrate electrode provided on the back surface of the substrate into several blocks and extracting photocurrent.

【0021】図10に、かかる露出検出を行うための固体
撮像装置におけるチップ搭載面の電極を数ブロックに分
けたパッケージの金属パターンの一例を示す。この構成
例は14ピンパッケージで、31-1, 31-2,・・・31-14 が各ピ
ンを表している。固体撮像装置を、その撮像面32を破線
で示すような位置に合わせて搭載し、ピン31-1, 31-7,
31-8, 31-11, 31-14を、それぞれ図3又は図5に示した
電流−電圧変換アンプ21又は23、あるいは図6に示した
露出検出手段24に接続することにより、撮像面の右上,
左上,左下,中央,右下に対応する露出情報を得ること
ができる。但し、チップ搭載位置のずれ等により、各ブ
ロックの受光面積が異なってくるので、平均光をあて
て、予め各ブロックに対する出力のゲインを調整する必
要がある。これについては、トリマ等による調整、又は
チップ毎に各ブロック毎の補正係数をROMに書き込
み、そのデータを用いて調整するなど様々な方法で対応
できる。
FIG. 10 shows an example of a metal pattern of a package in which the electrodes on the chip mounting surface of the solid-state imaging device for detecting the exposure are divided into several blocks. This configuration example is a 14-pin package, and 31-1, 31-2,... 31-14 represent each pin. The solid-state imaging device is mounted with its imaging surface 32 aligned with the position shown by the broken line, and pins 31-1, 31-7,
31-8, 31-11, and 31-14 are connected to the current-voltage conversion amplifiers 21 or 23 shown in FIG. 3 or FIG. 5 or the exposure detecting means 24 shown in FIG. Upper right,
Exposure information corresponding to the upper left, lower left, center, and lower right can be obtained. However, since the light receiving area of each block differs due to a shift in the chip mounting position or the like, it is necessary to adjust the output gain for each block in advance by applying average light. This can be dealt with by various methods such as adjustment using a trimmer or the like, or writing the correction coefficient for each block into the ROM for each chip and adjusting using the data.

【0022】以上は、図3に示すCCD型固体撮像装置
に適用した具体的な実施例について説明してきたが、本
発明は、図11に示すようにSITを画素として用いた固
体撮像装置、あるいは図12に示すようにBASISを画
素として用いた固体撮像装置に対しても適用することが
でき、極性は逆となるが、同様に基板電極に流れる光電
流IP を電流−電圧変換アンプ等からなる露出検出手段
で検出して露出情報を得ることができる。
Although a specific embodiment applied to the CCD type solid-state imaging device shown in FIG. 3 has been described above, the present invention relates to a solid-state imaging device using SIT as pixels as shown in FIG. As shown in FIG. 12, the present invention can also be applied to a solid-state imaging device using BASIS as a pixel, and the polarity is reversed, but the photocurrent IP flowing to the substrate electrode is similarly transmitted from a current-voltage conversion amplifier or the like. The exposure information can be obtained by detecting the exposure information.

【0023】またpn接合型のフォトダイオードではな
く、図13に示すようにMOS型フォトダイオードを有す
る固体撮像装置に対しても、基板35とチャネル・ストッ
プ領域36が同じ導電型で電気的に接続されている構造な
らば本発明を適用することができ、同様に基板電流検出
による露出制御が可能である。なお図13において、37は
SiO2 膜、38はポリシリコンゲートを示している。
Further, the substrate 35 and the channel / stop region 36 are electrically connected to the solid-state imaging device having a MOS type photodiode as shown in FIG. 13 instead of the pn junction type photodiode. The present invention can be applied to such a structure, and the exposure can be controlled by detecting the substrate current. In FIG. 13, 37 is
An SiO 2 film 38 indicates a polysilicon gate.

【0024】次に、縦型オーバーフロードレイン構造の
CCD型固体撮像装置のように、光電変換により発生し
た電子・正孔対のうち画素蓄積用キャリアでない他方の
キャリアが基板側に流れない構造の固体撮像装置に本発
明を適用した実施例について説明する。
Next, as in a CCD type solid-state image pickup device having a vertical overflow drain structure, the other of the electron-hole pairs generated by photoelectric conversion, which is not a carrier for pixel accumulation, does not flow to the substrate side. An embodiment in which the present invention is applied to an imaging device will be described.

【0025】図14は、縦型オーバーフロードレイン構造
のCCD型固体撮像装置に適用した実施例を示す。図3
に示した実施例と同一又は同等の構成部分には同一符号
を付して示している。図3に示した実施例と異なる点
は、基板11がn型になっており、その上にp型エピタキ
シャル層41が形成されている点である。このため基板11
は、正の電位にバイアスし、エピタキシャル層41の電位
を接地電位とする必要がある。このため濃度の高いチャ
ネル・ストップ拡散領域13を介して電位が与えられる。
また光電変換用フォトダイオードを構成するn型拡散層
12は、リセット時に正電位となるようにバイアスされ
る。
FIG. 14 shows an embodiment applied to a CCD type solid-state imaging device having a vertical overflow drain structure. FIG.
The same reference numerals are given to the same or equivalent components as those of the embodiment shown in FIG. The difference from the embodiment shown in FIG. 3 is that the substrate 11 is n-type and the p-type epitaxial layer 41 is formed thereon. Therefore, the substrate 11
Must be biased to a positive potential, and the potential of the epitaxial layer 41 must be the ground potential. Therefore, a potential is applied through the channel stop diffusion region 13 having a high concentration.
Also, an n-type diffusion layer constituting a photodiode for photoelectric conversion
12 is biased to have a positive potential at the time of reset.

【0026】このような状態で光が入射し、電子・正孔
対が発生すると、電子はn型拡散層12に蓄積され、正孔
はチャネル・ストップ拡散領域13を介して流れ出し電流
P が生ずる。この電流IP を電流−電圧変換アンプ21
で検出することにより、図3に示した実施例と同様に、
受光面全体の平均的な明るさの情報を得ることができ
る。また電流−電圧変換アンプ21を、図5に示す電流−
電圧変換アンプ23あるいは図6に示す露出検出手段24に
置き換えることにより、対数圧縮出力あるいは積分出力
等を得ることも可能である。
When light is incident in such a state and an electron-hole pair is generated, electrons are accumulated in the n-type diffusion layer 12, and holes flow out through the channel-stop diffusion region 13 and a current I P flows. Occurs. This current IP is converted to a current-voltage conversion amplifier 21.
In the same manner as in the embodiment shown in FIG.
It is possible to obtain information on average brightness of the entire light receiving surface. Further, the current-voltage conversion amplifier 21 is connected to the current-voltage conversion amplifier shown in FIG.
By substituting the voltage conversion amplifier 23 or the exposure detecting means 24 shown in FIG. 6, it is also possible to obtain a logarithmic compressed output or an integrated output.

【0027】なおこの構成のCCD型固体撮像装置にお
いては、光入射により発生した電子のうち一部は基板に
流れ出るので、図14においてチャネル・ストップ拡散領
域13をGNDに接続し、基板電極17に、+端子にVSUB
を接続した電流−電圧変換アンプを接続して、この電流
を検出することにより露出情報を得ることも可能であ
る。但し、この電流は、入射光の強弱の他に、n型拡散
層のポテンシャルにも影響を受ける。特に強い光が入射
して飽和レベルに達した画素の直下では、大きな電流が
流れる。このため、この電流による露出制御は平均測光
ではなく、明るい画素に重み付けを大きくした形とな
り、用途によってはこの方式は有効である。
In the CCD type solid-state image pickup device having this structure, a part of the electrons generated by the light incidence flows out to the substrate, so that the channel stop diffusion region 13 is connected to GND in FIG. , + Terminal to V SUB
It is also possible to obtain exposure information by connecting a current-to-voltage conversion amplifier to which a current is connected and detecting this current. However, this current is affected not only by the intensity of the incident light but also by the potential of the n-type diffusion layer. In particular, a large current flows immediately below the pixel at which the saturated level has been reached by the intense light. For this reason, the exposure control by this current is not an average photometry, but a form in which the weight is increased for bright pixels, and this method is effective depending on the application.

【0028】次に撮像面を複数ブロックに分けて、光電
流を検出するように構成した実施例について説明する。
図15はインターライン型CCD固体撮像装置の構成例を
示している。画素を構成するフォトダイオード51と、電
荷を転送する垂直CCD52と、水平CCD53と、前記フ
ォトダイオード51の電荷を垂直CCD52に転送する転送
ゲート54と、水平CCD53で転送されてきた電荷を検出
する電荷検出アンプ55から構成されている。そして各画
素列間を分離するため、破線で示すようにチャネル・ス
トップ拡散領域56が形成されている。このチャネル・ス
トップ拡散領域56に対する電極の配置によって複数ブロ
ックに分けることにより、ブロック単位の露出情報を得
ることができる。
Next, a description will be given of an embodiment in which the imaging surface is divided into a plurality of blocks and the photocurrent is detected.
FIG. 15 shows a configuration example of an interline type CCD solid-state imaging device. A photodiode 51 constituting a pixel, a vertical CCD 52 for transferring charges, a horizontal CCD 53, a transfer gate 54 for transferring charges of the photodiode 51 to the vertical CCD 52, and a charge for detecting charges transferred by the horizontal CCD 53. It comprises a detection amplifier 55. In order to separate each pixel column, a channel stop diffusion region 56 is formed as shown by a broken line. By dividing the channel stop diffusion region 56 into a plurality of blocks according to the arrangement of the electrodes, exposure information can be obtained in block units.

【0029】図16に、その構成例を示す。図において61
はチャネル・ストップ拡散領域の列で、62は撮像面を示
している。図示のような態様で撮像面62を左, 中央, 右
の3つの領域に分け、それらの領域毎にチャネル・スト
ップ拡散領域に対する電極を別々に設ける。そしてそれ
ぞれの電極に電流−電圧変換アンプ21を接続し、それら
の出力電圧をV1 ,V2 ,V3 とすると、V1 は左領
域、V2 は中央領域、V3 は右領域の明るさに対応する
出力電圧となる。このようにチャネル・ストップ拡散領
域への電極の配置によりブロック分けすることで、ブロ
ック毎の明るさ情報を検出することができる。透明電極
等を用いて、撮像面中心部付近等のチャネル・ストップ
拡散領域と導通をとるようにすれば、任意のブロック分
けも実現できる。また図16における電流−電圧変換アン
プ21の代わりに、図5に示す電流−電圧変換アンプ23や
図6に示す露出検出手段24を設けることにより、対数圧
縮出力や積分出力等を得ることも可能である。
FIG. 16 shows an example of the configuration. 61 in the figure
Is a column of channel stop diffusion regions, and 62 is an imaging surface. The imaging surface 62 is divided into three regions, left, center, and right, as shown in the figure, and electrodes for the channel stop diffusion region are separately provided for each of those regions. The current to the respective electrodes - is connected with a voltage conversion amplifier 21, when their output voltage is V 1, V 2, V 3 , V 1 is the left region, V 2 is the central region, V 3 is the right area brightness The output voltage corresponds to the output voltage. In this manner, by dividing the blocks into blocks according to the arrangement of the electrodes in the channel / stop diffusion region, brightness information for each block can be detected. Arbitrary block division can be realized by using a transparent electrode or the like to establish conduction with the channel / stop diffusion region near the center of the imaging surface. Also, by providing the current-voltage conversion amplifier 23 shown in FIG. 5 or the exposure detecting means 24 shown in FIG. 6 instead of the current-voltage conversion amplifier 21 in FIG. 16, it is also possible to obtain a logarithmic compression output, an integration output, and the like. It is.

【0030】上記実施例は、縦型オーバーフロードレイ
ン構造のCCD型固体撮像装置に本発明を適用したもの
を示したが、この構造のCCD型固体撮像装置に限ら
ず、基板と反対導電型のエピタキシャル層等を形成し、
その部分にフォトダイオードを形成する構造のものなど
のように、光入射により発生した電子・正孔対のうち画
素に蓄積しない方のキャリアを、基板電極からではな
く、チャネル・ストップ拡散領域等の電極から流し出す
タイプの固体撮像装置ならば、いずれにも本発明を適用
することができる。
In the above embodiment, the present invention is applied to a CCD type solid-state image pickup device having a vertical overflow drain structure. However, the present invention is not limited to the CCD type solid-state image pickup device having this structure. Forming layers, etc.
The carrier that does not accumulate in the pixel out of the electron-hole pairs generated by light incidence, such as the one with a structure in which a photodiode is formed in that part, is not transferred from the substrate electrode but to the channel / stop diffusion region, etc. The present invention can be applied to any solid-state imaging device of a type that flows out from electrodes.

【0031】その一例として、MOS型フォトダイオー
ドを画素とした縦型オーバーフロードレイン構造の固体
撮像装置に適用した実施例を図17に示す。この実施例
は、n型基板71の上にp型のエピタキシャル層を形成し
p型ウェル72としている。このp型ウェル72にはp+
チャネル・ストップ拡散領域73を介してバイアスが与え
られるように構成されている。なお74はSiO2 膜で、75
はポリシリコンゲートである。このような構造の固体撮
像装置において、ポリシリコンゲート75に印加するゲー
ト電圧VG を正電位に引き上げた状態で光が入射する
と、電子・正孔対が発生し、電子はゲート直下の反転層
に蓄積され、正孔はチャネル・ストップ拡散領域73を介
して流れ出す。この電流を電流−電圧変換アンプ21で検
出することにより、上記各実施例と同様に明るさに応じ
た出力を得ることができる。
As an example, FIG. 17 shows an embodiment applied to a solid-state image pickup device having a vertical overflow drain structure using a MOS photodiode as a pixel. In this embodiment, a p-type epitaxial layer is formed on an n-type substrate 71 to form a p-type well 72. The p-type well 72 is configured to be biased through the p + -type channel / stop diffusion region 73. 74 is a SiO 2 film, 75
Is a polysilicon gate. In the solid-state imaging device having such a structure, when the light in a state of pulling up the gate voltage V G applied to the polysilicon gate 75 to a positive potential is incident, electron-hole pairs are generated, the inversion layer of electrons is directly below the gate And holes flow out through the channel stop diffusion region 73. By detecting this current with the current-voltage conversion amplifier 21, an output corresponding to the brightness can be obtained as in each of the above embodiments.

【0032】更にこのタイプの他の実施例として、CM
D(Charge Modulation Device)を画素として用いた固
体撮像装置に適用したものを図18に示す。CMDはp型
基板81上に積まれた濃度の低いn型エピタキシャル層82
に形成したn+ 拡散層からなるソース領域83及びドレイ
ン領域84と、酸化膜上に形成したリング状のポリシリコ
ンゲート85とで構成される。p型基板81には基板電極86
を介して基板電圧VSUB が与えられている。またドレイ
ン領域84はドレイン電圧VD に固定されており、ソース
領域83は垂直信号線に接続され接地電位が与えられてい
る。
As another embodiment of this type, CM
FIG. 18 shows a solid-state imaging device using a D (Charge Modulation Device) as a pixel. CMD is a low-concentration n-type epitaxial layer 82 stacked on a p-type substrate 81.
The source region 83 and drain region 84 made of n + diffusion layer formed, and a ring-shaped polysilicon gate 85 formed on the oxide film. The p-type substrate 81 has a substrate electrode 86
The substrate voltage V SUB is supplied through the switch . The drain region 84 is fixed to the drain voltage V D, source region 83 is given the ground potential is connected to a vertical signal line.

【0033】このような状態で、ゲート電位VG を制御
して、リセット動作,蓄積動作及び読み出し動作が行わ
れる。これらの動作のうち、蓄積動作時について説明す
る。蓄積動作時には、ゲート電位VG は負電位にバイア
スされ、ゲート直下には反転層が形成される。この状態
で光が入射し、電子・正孔対が発生すると、正孔はゲー
ト直下の反転層に蓄積され、電子は発生した地点よりソ
ース領域83又はドレイン領域84を介してそれらの電極よ
り流れ出る。ドレイン領域84を介してその電極より流れ
出る電流を電流−電圧変換アンプ21で検知することによ
り、撮像装置受光面の明るさ情報を得ることができる。
[0033] In this state, by controlling the gate voltage V G, the reset operation, accumulating operation, and read operation is performed. Of these operations, the case of the accumulation operation will be described. During storage operation, the gate potential V G is biased to a negative potential to the gate just below the inversion layer is formed. When light is incident in this state and an electron-hole pair is generated, holes are accumulated in the inversion layer immediately below the gate, and electrons flow out of those electrodes from the point where they are generated via the source region 83 or the drain region 84. . By detecting the current flowing from the electrode through the drain region 84 by the current-voltage conversion amplifier 21, the brightness information of the light receiving surface of the imaging device can be obtained.

【0034】この実施例は、これまでの実施例と異な
り、画素に蓄積されるキャリアと反対のキャリアは、ソ
ース領域及びドレイン領域の2つの領域に分かれて流れ
出すが、各画素の小さな領域において均一な光が当たる
ならば、明るさが変化しても、ソース領域及びドレイン
領域から流れ出すキャリアの比は一定となり、これまで
の実施例と同様に、明るさを検出できる。またこの実施
例における電流−電圧変換アンプ21を、図5に示した電
流−電圧変換アンプ23、あるいは図6に示した露出検出
手段24に置き換えることにより、対数圧縮出力あるいは
積分出力が得られることは言うまでもない。
In this embodiment, unlike the previous embodiments, the carrier opposite to the carrier accumulated in the pixel flows out into two regions, ie, a source region and a drain region, but is uniform in a small region of each pixel. If light strikes, even if the brightness changes, the ratio of the carriers flowing out of the source region and the drain region becomes constant, and the brightness can be detected as in the previous embodiments. Further, by replacing the current-voltage conversion amplifier 21 in this embodiment with the current-voltage conversion amplifier 23 shown in FIG. 5 or the exposure detecting means 24 shown in FIG. 6, a logarithmic compression output or an integral output can be obtained. Needless to say.

【0035】またこのCMDを用いた固体撮像装置にお
いては、光が入射し発生する電子・正孔対のうち、ゲー
ト近傍の受光部で発生する正孔はゲート直下に蓄積され
るが、受光部以外、例えばソース領域やドレイン領域で
発生した正孔は、基板側に流れ出る成分もある。このゲ
ート直下に蓄積されない正孔により発生する基板電流も
入射光量に対応する。したがって、この基板電流を、図
3の実施例に示したような電流−電圧変換アンプで検出
しても、同様に露出情報を得ることができる。すなわち
図18において、ドレイン領域84にドレイン電圧VD を印
加し、基板電極86に、+端子にVSUB を接続した電流−
電圧変換アンプを接続して、基板電流を検出し露出情報
を得ることができる。
In the solid-state imaging device using the CMD, of the electron-hole pairs generated by the incidence of light, the holes generated in the light receiving portion near the gate are accumulated immediately below the gate. In addition to the above, for example, holes generated in the source region and the drain region have components flowing out to the substrate side. The substrate current generated by holes not accumulated immediately below the gate also corresponds to the amount of incident light. Therefore, even if this substrate current is detected by a current-voltage conversion amplifier as shown in the embodiment of FIG. 3, exposure information can be obtained similarly. That is, in FIG. 18, the drain voltage V D is applied to the drain region 84, the substrate electrode 86, a current which is connected to V SUB to the positive terminal -
By connecting a voltage conversion amplifier, it is possible to detect substrate current and obtain exposure information.

【0036】上記各実施例においては、固体撮像装置に
おけるフォトダイオードに蓄積される以外のキャリアに
よる光電流を、露出情報とするものとして説明をしてき
たが、この光量に依存する光電流は露出情報以外の情報
として利用できることは言うまでもない。
In each of the above embodiments, the description has been made assuming that the photocurrent due to carriers other than the photocurrent accumulated in the photodiode in the solid-state imaging device is used as the exposure information. Needless to say, it can be used as other information.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、新たなプロセス等の変更を加えること
なく、簡単な露出検出手段を設けることにより、入射光
量に瞬時に対応した露出情報を得ることができる固体撮
像装置を実現できる。
As described above with reference to the embodiments,
According to the present invention, it is possible to realize a solid-state imaging device capable of obtaining exposure information instantaneously corresponding to the amount of incident light by providing a simple exposure detecting means without adding a new process or the like.

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

【図1】本発明に係る固体撮像装置の基本的な実施例を
示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a basic embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention.

【図2】図1に示す実施例を駆動するための等価回路を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an equivalent circuit for driving the embodiment shown in FIG.

【図3】本発明を、フォトダイオードを備えたCCD型
固体撮像装置に適用した実施例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a CCD solid-state imaging device having a photodiode.

【図4】図3に示した実施例における明るさと露出検出
手段の出力電圧との関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between brightness and an output voltage of an exposure detecting means in the embodiment shown in FIG.

【図5】露出検出手段の他の構成例を示す回路構成図で
ある。
FIG. 5 is a circuit diagram showing another example of the configuration of the exposure detecting means.

【図6】露出検出手段の更に他の構成例を示す回路構成
図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing still another example of the configuration of the exposure detecting means.

【図7】図6に示した露出検出手段を用いた場合の明る
さと検出出力電圧との関係を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between brightness and a detection output voltage when the exposure detection means shown in FIG. 6 is used.

【図8】オフセット電流を補正した露出検出手段を示す
回路構成図である。
FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing an exposure detection unit in which an offset current has been corrected.

【図9】オフセット電流を補正した露出検出手段の他の
構成例を示す回路構成図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing another example of the configuration of the exposure detecting means for correcting the offset current.

【図10】ブロック別の露出検出を行うための固体撮像装
置に用いるパッケージの金属パターンの一例を示す図で
ある。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a metal pattern of a package used in a solid-state imaging device for performing exposure detection for each block.

【図11】本発明を、SITを画素として用いた固体撮像
装置に適用した実施例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an embodiment in which the present invention is applied to a solid-state imaging device using SIT as pixels.

【図12】本発明を、BASISを画素として用いた固体
撮像装置に適用した実施例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating an embodiment in which the present invention is applied to a solid-state imaging device using BASIS as pixels.

【図13】本発明を、MOS型フォトダイオードを有する
固体撮像装置に適用した実施例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example in which the present invention is applied to a solid-state imaging device having a MOS photodiode.

【図14】本発明を、縦型オーバーフロードレイン構造の
CCD型固体撮像装置に適用した実施例を示す図であ
る。
FIG. 14 is a diagram illustrating an embodiment in which the present invention is applied to a CCD solid-state imaging device having a vertical overflow drain structure.

【図15】インターライン型CCD固体撮像装置の構成例
を示す図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of an interline CCD solid-state imaging device.

【図16】図15に示した装置においてブロック単位の露出
情報を得る場合の構成例を示す図である。
16 is a diagram illustrating a configuration example in a case of obtaining exposure information in block units in the device illustrated in FIG. 15;

【図17】本発明を、MOS型フォトダイオードを画素と
した縦型オーバーフロードレイン構造の固体撮像装置に
適用した実施例を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a solid-state imaging device having a vertical overflow drain structure using a MOS photodiode as a pixel.

【図18】本発明を、CCDを画素として用いた固体撮像
装置に適用した実施例を示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating an embodiment in which the present invention is applied to a solid-state imaging device using a CCD as a pixel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型半導体基板 2 n型拡散層 3 p型拡散層 4 基板電極 5 露出検出手段 11 p型基板 12 n型拡散層 13 p型チャネル・ストップ拡散層 14 転送CCD 15 制御電極 16 遮光膜 21 電流−電圧変換アンプ Reference Signs List 1 p-type semiconductor substrate 2 n-type diffusion layer 3 p-type diffusion layer 4 substrate electrode 5 exposure detecting means 11 p-type substrate 12 n-type diffusion layer 13 p-type channel stop diffusion layer 14 transfer CCD 15 control electrode 16 light-shielding film 21 current -Voltage conversion amplifier

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 英明 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−149079(JP,A) 特開 昭63−143862(JP,A) 特開 昭63−90974(JP,A) 特開 平3−214869(JP,A) 特開 平2−108924(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 5/335 H01L 27/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Hideaki Yoshida 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Co., Ltd. (56) References JP-A-2-149079 (JP, A) JP-A JP-A-63-143862 (JP, A) JP-A-63-90974 (JP, A) JP-A-3-214869 (JP, A) JP-A-2-108924 (JP, A) (58) Fields investigated (Int .Cl. 6 , DB name) H04N 5/335 H01L 27/14

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 裏面に基板電極を有する半導体基板と、
該基板と反対の導電型の拡散層とで構成されるフォトダ
イオードを備え、光入射により発生した電子・正孔対か
らなるキャリアの一方は基板側に流れ、他方のキャリア
は前記拡散層に蓄積されるタイプの固体撮像装置におい
て、基板側に流れる光入射により発生した一方のキャリ
アを基板電極を介して検出し露出情報とする露出検出手
段を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
A semiconductor substrate having a substrate electrode on a back surface;
A photodiode composed of the substrate and a diffusion layer of the opposite conductivity type, wherein one of carriers composed of electron-hole pairs generated by light incidence flows to the substrate side, and the other carrier accumulates in the diffusion layer. A solid-state imaging device of the type described above, further comprising an exposure detecting means for detecting one carrier generated by light incident on the substrate side through the substrate electrode to obtain exposure information.
【請求項2】 前記基板電極を複数のブロックに分割し
て形成し、各分割基板電極にそれぞれ前記露出検出手段
を接続して各ブロック毎の露出情報を検出するように構
成したことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein said substrate electrode is divided into a plurality of blocks, and said exposure detecting means is connected to each of said divided substrate electrodes to detect exposure information for each block. The solid-state imaging device according to claim 1.
【請求項3】 裏面に基板電極を有する半導体基板上に
形成された該基板と反対導電型のエピタキシャル層と、
該エピタキシャル層と反対導電型の拡散層とで形成され
た複数のフォトダイオードと、該複数のフォトダイオー
ド間に形成された前記エピタキシャル層と同一導電型の
複数のチャネル・ストップ拡散領域とを備え、光入射に
より発生した電子・正孔対からなるキャリアの一方は前
記フォトダイオードに蓄積され、他方のキャリアは前記
チャネル・ストップ拡散領域に流れるタイプの固体撮像
装置において、前記チャネル・ストップ拡散領域に流れ
出る他方のキャリアを電流として検出し露出情報とする
露出検出手段を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
3. An epitaxial layer of a conductivity type opposite to the substrate formed on a semiconductor substrate having a substrate electrode on a back surface;
A plurality of photodiodes formed by the epitaxial layer and a diffusion layer of the opposite conductivity type, and a plurality of channel stop diffusion regions of the same conductivity type as the epitaxial layer formed between the plurality of photodiodes, One of the carriers composed of electron-hole pairs generated by light incidence is accumulated in the photodiode, and the other carrier flows out to the channel-stop diffusion region in a solid-state imaging device of a type that flows to the channel-stop diffusion region. A solid-state imaging device, comprising: an exposure detection unit that detects the other carrier as a current and generates exposure information.
【請求項4】 前記複数のチャネル・ストップ拡散領域
を複数のブロックに分け、各ブロック毎に前記露出検出
手段を設けて各ブロック毎の露出情報を検出するように
構成したことを特徴とする請求項3記載の固体撮像装
置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the plurality of channel stop diffusion regions are divided into a plurality of blocks, and the exposure detecting means is provided for each block to detect exposure information for each block. Item 3. The solid-state imaging device according to Item 3.
【請求項5】 裏面に基板電極を有する半導体基板上に
形成された該基板と反対導電型のエピタキシャル層と、
該エピタキシャル層と反対導電型の拡散層とで形成され
た複数のフォトダイオードと、該複数のフォトダイオー
ド間に形成された前記エピタキシャル層と同一導電型の
複数のチャネル・ストップ拡散領域とを備え、光入射に
より発生した電子・正孔対からなるキャリアの一方は前
記フォトダイオードに蓄積されると共にその一部が基板
に流れ、他方のキャリアは前記チャネル・ストップ拡散
領域に流れるタイプの固体撮像装置において、前記フォ
トダイオードに蓄積されず基板に流れる一方のキャリア
を電流として検出し露出情報とする露出検出手段を備え
たことを特徴とする固体撮像装置。
5. An epitaxial layer of a conductivity type opposite to the substrate formed on a semiconductor substrate having a substrate electrode on a back surface;
A plurality of photodiodes formed by the epitaxial layer and a diffusion layer of the opposite conductivity type, and a plurality of channel stop diffusion regions of the same conductivity type as the epitaxial layer formed between the plurality of photodiodes, In a solid-state imaging device of a type in which one of carriers formed of electron-hole pairs generated by light incidence is accumulated in the photodiode and a part of the carrier flows to the substrate, and the other carrier flows to the channel / stop diffusion region. A solid-state imaging device comprising: an exposure detecting unit that detects one carrier flowing through the substrate without being stored in the photodiode as current and uses the carrier as exposure information.
【請求項6】 前記基板電極を複数のブロックに分割し
て形成し、各分割基板電極にそれぞれ前記露出検出手段
を接続して各ブロック毎の露出情報を検出するように構
成したことを特徴とする請求項5記載の固体撮像装置。
6. The apparatus according to claim 1, wherein said substrate electrode is divided into a plurality of blocks and said exposure detecting means is connected to each of said divided substrate electrodes to detect exposure information for each block. The solid-state imaging device according to claim 5.
【請求項7】 裏面に基板電極を有する半導体基板上に
形成した複数のMOS型フォトダイオードと、該MOS
型フォトダイオード間に形成した前記半導体基板と同一
導電型のチャネル・ストップ拡散領域とを備え、光入射
により発生した電子・正孔対からなるキャリアの一方は
前記MOS型フォトダイオードのゲート直下に蓄積さ
れ、他方は前記基板又はチャネル・ストップ拡散領域に
流れるタイプの固体撮像装置において、前記基板又はチ
ャネル・ストップ拡散領域に流れ出る他方のキャリアを
電流として検出し露出情報とする露出検出手段を備えた
ことを特徴とする固体撮像装置。
7. A plurality of MOS photodiodes formed on a semiconductor substrate having a substrate electrode on a back surface, and
And a channel-stop diffusion region of the same conductivity type as the semiconductor substrate formed between the photodiodes. One of the carriers composed of electron-hole pairs generated by light incidence accumulates immediately below the gate of the MOS photodiode. And the other is a solid-state imaging device of the type that flows into the substrate or the channel stop diffusion region, and further includes an exposure detection unit that detects the other carrier that flows into the substrate or the channel stop diffusion region as a current and uses the carrier as exposure information. A solid-state imaging device characterized by the above-mentioned.
【請求項8】 前記基板電極又はチャネル・ストップ拡
散領域を複数のブロックに分け、各ブロック毎に前記露
出検出手段を設けて各ブロック毎の露出情報を検出する
ように構成したことを特徴とする請求項7記載の固体撮
像装置。
8. The apparatus according to claim 1, wherein the substrate electrode or the channel stop diffusion region is divided into a plurality of blocks, and the exposure detecting means is provided for each block to detect exposure information for each block. The solid-state imaging device according to claim 7.
【請求項9】 裏面に基板電極を有する半導体基板上に
形成された該基板と反対導電型のエピタキシャル層と、
該エピタキシャル層上に形成した複数のMOS型フォト
ダイオードと、該MOS型フォトダイオード間に形成し
た前記エピタキシャル層と同一導電型のチャネル・スト
ップ拡散領域とを備え、光入射により発生した電子・正
孔対からなるキャリアの一方は前記MOS型フォトダイ
オードのゲート直下に蓄積され、他方のキャリアは前記
チャネル・ストップ拡散領域に流れるタイプの固体撮像
装置において、前記チャネル・ストップ拡散領域に流れ
る他方のキャリアを電流として検出し露出情報とする露
出検出手段を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
9. An epitaxial layer of a conductivity type opposite to the substrate formed on a semiconductor substrate having a substrate electrode on a back surface,
A plurality of MOS photodiodes formed on the epitaxial layer, and a channel stop diffusion region of the same conductivity type as the epitaxial layer formed between the MOS photodiodes, wherein electrons and holes generated by light incidence are provided. In the solid-state imaging device of the type in which one of the pairs of carriers is accumulated directly below the gate of the MOS photodiode and the other carrier flows in the channel stop diffusion region, the other carrier flows in the channel stop diffusion region. A solid-state imaging device, comprising: an exposure detection unit that detects current and detects exposure information.
【請求項10】 前記複数のチャネル・ストップ拡散領域
を複数のブロックに分け、各ブロック毎に前記露出検出
手段を設けて各ブロック毎の露出情報を検出するように
構成したことを特徴とする請求項9記載の固体撮像装
置。
10. The apparatus according to claim 1, wherein the plurality of channel / stop diffusion regions are divided into a plurality of blocks, and the exposure detecting means is provided for each block to detect exposure information for each block. Item 10. The solid-state imaging device according to Item 9.
【請求項11】 裏面に基板電極を有する半導体基板上に
形成された該基板と反対導電型のエピタキシャル層と、
該エピタキシャル層上に形成した複数のMOS型フォト
ダイオードと、該MOS型フォトダイオード間に形成し
た前記エピタキシャル層と同一導電型のチャネル・スト
ップ拡散領域とを備え、光入射により発生した電子・正
孔対からなるキャリアの一方は前記MOS型フォトダイ
オードのゲート直下に蓄積されると共にその一部が基板
に流れ、他方のキャリアは前記チャネル・ストップ拡散
領域に流れるタイプの固体撮像装置において、前記フォ
トダイオードに蓄積されず基板に流れる一方のキャリア
を電流として検出し露出情報とする露出検出手段を備え
たことを特徴とする固体撮像装置。
11. An epitaxial layer of a conductivity type opposite to the substrate formed on a semiconductor substrate having a substrate electrode on a back surface,
A plurality of MOS photodiodes formed on the epitaxial layer, and a channel stop diffusion region of the same conductivity type as the epitaxial layer formed between the MOS photodiodes, wherein electrons and holes generated by light incidence are provided. In a solid-state imaging device of the type in which one of the pair of carriers is stored immediately below the gate of the MOS photodiode and part of the carrier flows to the substrate, and the other carrier flows to the channel / stop diffusion region. A solid-state imaging device comprising: an exposure detecting unit that detects one carrier flowing through the substrate without being accumulated in the substrate as a current and generates exposure information.
【請求項12】 前記基板電極を複数のブロックに分割し
て形成し、各分割電極にそれぞれ前記露出検出手段を接
続して各ブロック毎の露出情報を検出するように構成し
たことを特徴とする請求項11記載の固体撮像装置。
12. The apparatus according to claim 1, wherein the substrate electrode is formed by dividing the substrate into a plurality of blocks, and the exposure detecting means is connected to each of the divided electrodes to detect exposure information for each block. 12. The solid-state imaging device according to claim 11.
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