JP4769535B2 - 固体撮像素子 - Google Patents
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Description
図1に示す固体撮像素子は、図中の行方向及びこれに直交する列方向に正方格子状に配列された多数の画素100を備える。多数の画素100は、行方向に配列された複数の画素100からなる行を画素行とし、この画素行を列方向に多数配列した配置、又は、列方向に配列された複数の画素100からなる列を画素列とし、この画素列を行方向に多数配列した配置となっている。各画素100は、R,G,Bの各光を検出してそれに応じた電荷を発生して蓄積する部分である受光部と、該受光部に蓄積された電荷に応じた信号を読み出すためのMOS型トランジスタからなる信号読み出し回路とが含まれる。
図4に示す信号読み出し回路112gは、図3(a)に示す信号読み出し回路112gに、そのソース及びゲートが入力端子118gに接続され、そのドレインが電源端子119に接続されたnチャネルMOS型の保護トランジスタ113を追加したものである。
102 行選択走査部
103 信号処理部
104 制御部
109 リセット信号線
110 行選択信号線
111r,g,b 色列信号線
112r,g,b 信号読み出し回路
114 出力トランジスタ
115 行選択トランジスタ
116 リセットトランジスタ
118r,g,b 入力端子
120 シリコン基板
Claims (5)
- 行方向とこれに直交する列方向に配列された多数の画素を有する固体撮像素子であって、
前記画素は、半導体基板内に形成されたそれぞれ異なる色の光を検出する複数種類の基板内光電変換素子と、前記複数種類の基板内光電変換素子上方に積層され、前記複数種類の基板内光電変換素子で検出される色とは異なる色の光を検出する基板上光電変換素子とを含む受光部と、前記基板内光電変換素子で発生して蓄積される電荷に応じた信号を読み出す前記半導体基板に形成された第一の信号読み出し回路と、前記基板上光電変換素子で発生して蓄積される電荷に応じた信号を読み出す前記半導体基板に形成された第二の信号読み出し回路とを含んで構成され、
前記基板上光電変換素子は、前記半導体基板上方に積層された第一の電極膜と、前記第一の電極膜上方に積層された光電変換膜と、前記光電変換膜上方に積層された第二の電極膜とからなり、
前記光電変換膜が、内部での正孔の移動度が電子の移動度より大きい有機半導体を含み、
撮像期間中、前記第一の電極膜と前記第二の電極膜には、前記光電変換膜で発生した正孔が前記第一の電極膜に蓄積されるように電圧が印加され、
前記基板内光電変換素子で発生して蓄積される電荷は電子であり、前記基板上光電変換素子で発生して蓄積される電荷は正孔であって、
前記第一の信号読み出し回路及び前記第二の信号読み出し回路は、それぞれ、前記電荷を信号に変換するための出力トランジスタと、前記電荷をリセットするためのリセットトランジスタと、前記画素を選択するための選択トランジスタとを含み、
前記出力トランジスタ、前記リセットトランジスタ、及び前記選択トランジスタは、それぞれnチャネルMOS型トランジスタであり、
前記第二の信号読み出し回路の前記リセットトランジスタのドレイン電圧は、前記第一の信号読み出し回路の前記リセットトランジスタのドレイン電圧よりも低く設定される固体撮像素子。 - 請求項1記載の固体撮像素子であって、
前記第二の信号読み出し回路の入力端子が前記第一の電極膜に接続され、
前記第二の信号読み出し回路が、前記第一の電極膜の電圧を所定電圧以下に保持して、前記第一の電極膜に接続されるトランジスタを保護する保護回路を含む固体撮像素子。 - 請求項2記載の固体撮像素子であって、
前記保護回路は、ソースとゲートが前記第一の電極膜に接続され、ドレインが前記所定電圧未満の電圧を供給する電源に接続されたトランジスタであり、
前記トランジスタは、前記ゲートの電圧が前記所定電圧になった場合に、前記第一の電極膜と前記電源を導通する固体撮像素子。 - 請求項1〜3のいずれか記載の固体撮像素子であって、
前記複数種類の基板内光電変換素子は、前記半導体基板の深さ方向に積層されたフォトダイオードである固体撮像素子。 - 請求項1〜4のいずれか記載の固体撮像素子であって、
前記複数種類の基板内光電変換素子が、青色の光を検出する基板内光電変換素子と、赤色の光を検出する基板内光電変換素子との2種類であり、
前記基板上光電変換素子が、緑色の光を検出する固体撮像素子。
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