JP7020770B2 - 撮像装置、および、撮像システム - Google Patents
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Images
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
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- H01L27/14638—Structures specially adapted for transferring the charges across the imager perpendicular to the imaging plane
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
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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)
dVm=dVp×C1/(C1+C2) ・・・(6)
dVm=dVp×k/(1+k) ・・・(7)
Vs>Vres ・・・(8)
Vs<Vres+dVm ・・・(9)
Vs-Vres<dVp×k/(1+k) ・・・(10)
Vs-Vres>dVd×k/(1+k) ・・・(13)
102 電荷転送領域
103 電荷排出領域
106 上部電極S
108 半導体層
109 絶縁層
110 電極P
111 電極T
112 電極D
117 リセットトランジスタ
118 増幅トランジスタ
119 選択トランジスタ
Claims (28)
- 複数の画素回路が配された基板と、
前記基板の上に配された第1の電極、第2の電極、第3の電極、および、第4の電極と、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に配された第1部分、および、前記第3の電極と前記第4の電極との間に配された第2部分を含み、前記基板の上に配された半導体層と、を有し、
前記複数の画素回路のそれぞれは、前記半導体層で生じた電荷に基づく信号を出力する増幅トランジスタを含み、
前記半導体層で生じた電荷を前記基板の表面と平行な第1の方向に沿って前記第1部分から前記第2部分へ転送され、
前記第1の電極と前記第3の電極とが互いに分離されている、
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記半導体層の前記第1部分と前記第2の電極との間に配された絶縁層を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記半導体層と前記絶縁層との間に配された電荷閉じ込め層を有する、
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記電荷閉じ込め層は、前記半導体層の前記第2部分と前記第4の電極との間の領域まで延在している、
ことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 - 前記電荷閉じ込め層は前記第4の電極と接している、
ことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。 - 前記電荷閉じ込め層における前記電荷の移動度は、前記半導体層における前記電荷の移動度より大きい、
ことを特徴とする請求項3乃至請求項5のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記電荷閉じ込め層における前記電荷の移動度は、1cm2/Vs以上である、
ことを特徴とする請求項3乃至請求項6のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記半導体層における前記電荷の移動度は、1cm2/Vsより小さい、
ことを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。 - 前記電荷閉じ込め層は、グラフェンシート、HgSeの量子ドットを含む膜、HgTeの量子ドットを含む膜、および、CdSeの量子ドットを含む膜のいずれか1つを含む、
ことを特徴とする請求項3乃至請求項8のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記第2の電極が前記増幅トランジスタに電気的に接続される、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記第4の電極が前記増幅トランジスタに電気的に接続される、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 複数の画素回路が配された基板と、
前記基板の上に配された第1の電極、第2の電極、第3の電極、および、第4の電極と、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に配された第1部分、および、前記第3の電極と前記第4の電極との間に配された第2部分を含み、前記基板の上に配された半導体層と、前記第2の電極と前記第1部分との間に、前記第2の電極に接するように配された絶縁層と、第1ノードおよび前記第1ノードに対向する第2ノードを有する容量と、を有し、
前記複数の画素回路のそれぞれは、前記半導体層で生じた電荷に基づく信号を出力する増幅トランジスタを含み、
前記半導体層で生じた電荷を前記基板の表面と平行な第1の方向に沿って前記第1部分から前記第2部分へ転送され、
前記第2の電極と前記増幅トランジスタと前記第1ノードが接続され、
前記第2ノードに複数の電圧が入力され、
前記第1の電極と前記第3の電極とが互いに分離されている、
ことを特徴とする撮像装置。 - 複数の画素回路が配された基板と、
前記基板の上に配された第1の電極、第2の電極、第3の電極、および、第4の電極と、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に配された第1部分、および、前記第3の電極と前記第4の電極との間に配された第2部分を含み、前記基板の上に配された半導体層と、前記第2の電極と前記第1部分との間に、前記第2の電極に接するように配された絶縁層と、第1ノードおよび前記第1ノードに対向する第2ノードを有する容量と、を有し、
前記複数の画素回路のそれぞれは、前記半導体層で生じた電荷に基づく信号を出力する増幅トランジスタを含み、
前記半導体層で生じた電荷を前記基板の表面と平行な第1の方向に沿って前記第1部分から前記第2部分へ転送され、
前記第2の電極と前記増幅トランジスタと前記第1ノードが接続され、
前記第2ノードに複数の電圧が入力され、
前記基板の表面に平行な面において、前記第4の電極が前記第2の電極を囲むように配される、
ことを特徴とする撮像装置。 - 複数の画素回路が配された基板と、
前記基板の上に配された第1の電極、第2の電極、第3の電極、および、第4の電極と、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に配された第1部分、および、前記第3の電極と前記第4の電極との間に配された第2部分を含み、前記基板の上に配された半導体層と、前記第2の電極と前記第1部分との間に、前記第2の電極に接するように配された絶縁層と、第1ノードおよび前記第1ノードに対向する第2ノードを有する容量と、を有し、
前記複数の画素回路のそれぞれは、前記半導体層で生じた電荷に基づく信号を出力する増幅トランジスタを含み、
前記半導体層で生じた電荷を前記基板の表面と平行な第1の方向に沿って前記第1部分から前記第2部分へ転送され、
前記第2の電極と前記増幅トランジスタと前記第1ノードが接続され、
前記第2ノードに複数の電圧が入力され、
前記半導体層は、前記第1部分と前記第2部分との間に配された転送領域を含み、
前記転送領域のポテンシャルを制御する転送電極が設けられ、
前記第2の電極の少なくとも一部と、前記転送電極の少なくとも一部とが、前記表面に垂直な第2の方向に沿った前記基板からの距離が異なる位置に配される、
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記半導体層と前記絶縁層との間に配された電荷閉じ込め層を有する、
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撮像装置。 - 前記電荷閉じ込め層は、前記半導体層の前記第2部分と前記第4の電極との間の領域まで延在している、
ことを特徴とする請求項15に記載の撮像装置。 - 前記電荷閉じ込め層は前記第4の電極と接している、
ことを特徴とする請求項16に記載の撮像装置。 - 前記電荷閉じ込め層における前記電荷の移動度は、前記半導体層における前記電荷の移動度より大きい、
ことを特徴とする請求項15乃至請求項17のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記電荷閉じ込め層における前記電荷の移動度は、1cm2/Vs以上である、
ことを特徴とする請求項15乃至請求項18のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記半導体層における前記電荷の移動度は、1cm2/Vsより小さい、
ことを特徴とする請求項19に記載の撮像装置。 - 前記電荷閉じ込め層は、グラフェンシート、HgSeの量子ドットを含む膜、HgTeの量子ドットを含む膜、および、CdSeの量子ドットを含む膜のいずれか1つを含む、
ことを特徴とする請求項15乃至請求項20のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記半導体層の前記第2部分と前記第4の電極とが互いに接している、
ことを特徴とする請求項12乃至請求項21のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記第1の電極と前記第3の電極とが連続した導電層で構成されている、
ことを特徴とする請求項13乃至請求項22のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記基板の表面に平行な面において、前記第4の電極が前記第2の電極を囲むように配される、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記半導体層は、前記第1部分と前記第2部分との間に配された転送領域を含み、
前記転送領域のポテンシャルを制御する転送電極が設けられる、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項13のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記第2の電極の少なくとも一部と、前記転送電極の少なくとも一部とが、前記表面に垂直な第2の方向に沿った前記基板からの距離が異なる位置に配される、
ことを特徴とする請求項25に記載の撮像装置。 - 前記第2の電極の少なくとも一部と、前記第4の電極の少なくとも一部とが、前記表面に垂直な第2の方向に沿った前記基板からの距離が異なる位置に配される、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項26のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 請求項1乃至請求項27のいずれか一項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置から出力される信号を処理する信号処理装置と、を備える、
ことを特徴とする撮像システム。
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