JPH0324834B2 - - Google Patents

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JPH0324834B2
JPH0324834B2 JP56115834A JP11583481A JPH0324834B2 JP H0324834 B2 JPH0324834 B2 JP H0324834B2 JP 56115834 A JP56115834 A JP 56115834A JP 11583481 A JP11583481 A JP 11583481A JP H0324834 B2 JPH0324834 B2 JP H0324834B2
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row
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transistor
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Furaruu Jan
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Thomson CSF SA
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    • 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
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は薄膜トランジスタから成る電磁放射検
出マトリツクスに係る。
薄膜トランジスタ電磁放射マトリツクスは通常
光感知素子、ホトダイオード、又は光伝導素子か
ら形成され、これらは薄膜技術により同一の誘電
体基板上に形成され、行及び垂直列の各交点に配
置される。
光感知素子の各行のアドレス手段はMOSトラ
ンジスタにより形成され、該トランジスタは薄膜
技術により形成され、各光感知素子と結合され
る。各アドレストランジスタは、そのゲートにお
いて周期的に、光感知素子の同一行中のすべての
アドレツシングトランジスタに同時に供給される
ターンオンパルスを受信し、アドレスされるエレ
メントの各行により供給される電気信号をビデオ
増幅器に伝達するための手段に接続される。
更に、各光感知素子により供給される電気信号
を増幅するための手段は、これらの各素子に結合
され、電磁放射技術に基づき形成される。
基本モジユールという呼称はアドレス手段及び
増幅手段、及び抵抗又はコンデンサのような異つ
た素子が互いに協働する光感知素子から形成され
るアセンブリを指す。
このような検出マトリツクスは接続行間に複数
の交点を有する。これらの交点の数はこれらのデ
バイスの製造における効率を大きく左右する。
事実各交点はこのようなマトリツクスの打込
（implantation）において弱点となる。下部と上
部との接続を電気的に分離するための絶縁材料の
段を横断する接続部における導通性の遮断が生じ
る可能性がある。上部及び下部接続の間に短絡が
生じる可能性もある。
接続の方式及び行と列の構成に応じて、これら
の欠点は行及び列を飽和するか、あるいは反対に
これらを無効にする。
電極間の交点の数を削減することがこの問題を
解決することとなる。
本発明は光感知素子が光伝導体により形成され
る場合に、上記問題を解決することにある。
本発明により基本モジユール１個当りの交点を
半分に削減し得る。これに加えて更に有効検出面
積も増加される。
本発明の前記目的は、行及び列電極のネツトワ
ークを有しており、その交点でセルに相互接続さ
れており、各セルが１つのゲート及び他の２つの
端子を有する１つのMOSトランジスタと２つの
端子を有する光感知性の光伝導体と光感知素子に
夫々接続されており各光感知素子により供給され
る電気信号を増幅する手段とを有しており、すべ
ての行に基準電位を印加する手段と、アドレスさ
れた素子の各行により供給される電気信号をビデ
オ増幅器に転送するように構成された転送手段と
を備えており、各MOSトランジスタがそのゲー
トにターンオンパルスを周期的に受容するように
構成されており、前記行電極のうちの前記ゲート
が接続されている各第１番目の電極により前記タ
ーンオンパルスが同一行にあるすべてのMOSト
ランジスタに同時に印加され、前記ターンオンパ
ルスが前記基準電位を代数的に増加し、各MOS
トランジスタの前記他の２つの端子のうちの第１
番目の端子が前記転送手段に接続されており、前
記他の２つの端子のうちの第２番目の端子がセル
の光伝導体の前記２つの端子のうちの第１番目の
端子に接続それており、前記光伝導体の前記２つ
の端子のうちの第２番目の端子がそのセルの
MOSトランジスタのゲートに接続されている前
記行電極のうちの前記第１番目の電極に隣接する
第２の行電極に夫々接続されていることを特徴と
する電磁放射検出マトリツクスによつて達成され
る。
本発明の目的は、また、行及び列電極のネツト
ワーク及び該ネツトワークに相互接続されたユニ
ツトセルを有しており、各セルが行及び列電極の
交点に関連づけられており、各セルが１つの制御
端子及び２つのフロー端子を有する３端子トラン
ジスタと２端子光感知素子とを有しており、いく
つかのセルの前記制御端子が前記ネツトワークの
関連する行電極に接続されており、前記いくつか
のセルの前記光感知素子の一方の端子が前記ネツ
トワークの隣接する行電極に接続されており、隣
接する行が他のいくつかのセルの制御端子に接続
されており、各セルの前記光感知素子の他方の端
子がそのセルのトランジスタの前記フロー端子の
一方に接続されており、前記トランジスタの他方
のフロー端子が関連する列電極に接続されている
ことを特徴とする電磁放射検出マトリツクスによ
つて達成される。
本発明の前記目的は、更に行及び列をなすよう
に配置された複数の基本モジユールと複数の行及
び列電極とを有しており、各モジユールが光伝導
体とMOSトランジスタと蓄積コンデンサとを有
しており、各トランジスタは行電極に接続された
ゲートと光伝導体の一方の端子及び前記コンデン
サの一方の端子に接続されるように構成されたソ
ースとを有しており、光伝導体及びコンデンサの
他方の端子がトランジスタのゲートに接続された
前記行電極の前又は後の行電極に接続されている
ことを特徴とする検出マトリツクスによつて達成
される。
以下、添付図面に基づき本発明の目的、特徴及
び効果を詳細に説明する。
異つた図面において同一参照符号は同一の構成
要素を指示するが、但し、異つた構成要素の寸法
及び比率を考慮されていないことを明記してお
く。
第１図は先行技術において使用されている電磁
放射検出マトリツクスを示す。
簡単にするため、４個の基本モジユールのみ示
されている。
第１図に示された電磁放射検出マトリツクス
は、行及び垂直列が互いに交差する各交点に光感
知素子を有する。これらの光感知素子は同一誘導
電体基板上に、蒸着による薄膜技術に基づき形成
される。
この具体例においては光伝導素子が扱われる
が、光感知素子はホトダイオードによつても形成
され得る。
同一時に光感知素子の一行をアドレスするため
の手段が具備される。この手段は例えばカドミウ
ムセレナイドcdseから製造されたMOSトランジ
スタT1により形成され、薄膜技術術に基づいて
形成され、各光感知素子ｅと競合される。
各トランジスタT1は、同一行中のすべてのア
ドレツシング用のトランジスタT1に同時に供給
されるターンオンパルスL1を、そのゲートにお
いて周期的に受理する。ターンオンパルスL1自
体は公知の方法により得られ、ターンオンパルス
を搬送するレジスタ４により、又はマルチプレク
サにより得られる。
信号電荷を読み出すために、全ての行電極に一
定のDC電圧を印加しており、各行電極に周期的
に順次ターンオンパレスを印加することは、この
分野において周知の技術であり、例えば特開昭56
−76689（特願昭55−156002）に記載されている。
光感知素子の同一列に対するアドレツシングト
ランジスタT1は同じ列のCl1，Cl2，Cloにより転
送手段１に接続され、該転送手段はビデオ増幅器
２に接続される。
アドレスされる光感知素子の各行、即ちそのア
ドレツシングトランジスタT1が導通状態にされ
た光感知素子の各行は、このとき各光感知素子に
より受信された放射を表す電気信号をビデオ増幅
器２に接続された転送手段１に供給する。基本モ
ジユールは列Cl1，Cl2……Cloの１個と共通列CL
との間に接続され、該共通列CLは転送手段１と
ビデオ増幅器２との間に接続され、この列CLは
抵抗Ｒと直列に電圧源Ｅを有する。
最後に、抵抗RLは点Ａと基準電位L3との間に
接続される。
所与の電位L3に対して、光伝導素子が放射を
受容しないときに該素子中を同一の暗電流が流れ
るように抵抗RLの値は光伝導素子ごとに調整さ
れる。
制御パルスL1によりT1をターンオンすること
により、Cl1，Cl2……Cloの各列に読み取り電流
が生じ、その値は、Csに存在する電荷に依存し、
従つて光伝導素子ｅにより受容される放射に依存
する。
基準電位L3は通常電圧源Ｅの正端子により形
成される。抵抗RLをＥの正端子に接続する行3を
設けなくても良い。その代わりに基準電位として
次の基本モジユール行の行L1により搬送される
電圧を使用することで充分である。
従つて光伝導素子の同一行中のすべての基本モ
ジユールに電圧又は制御信号を搬送する単一水平
行のみを使用することが可能である。
第２図は本発明に基づく電磁放射検出マトリツ
クスを示す。
本発明に基づく検出マトリツクスは基本モジユ
ールを規定する行電極Loと列電極Cloのネツトワ
ークにより形成される。
図には４個の基本モジユールのみが示されてい
る。
基本モジユールMOSアドレツシングトランジ
スタT1、蓄積コンデンサCs、及びそれに並列接
続された光伝導素子ｅにより形成される。これら
の素子は第１図で説明されたものと同じであり、
従つてこれらの動作の詳細な説明は省略する。本
発明の基本モジユールの配設は、光伝導素子ｅが
点Ａ、アドレツシングトランジスタT1のドレン
とトランジスタT1のゲートを制御するLo-1の反
対の行電極Loとの間に接続されることが特徴で
ある。
現在の技術を改良することにより欠陥のない光
伝導層が得られると考えられる。従つて下方の行
Loの検出回路の基準電位として使用することが
できる。
この基準値は行ごとに、フレームにつき１回の
み妨害される。ターンオンパルスがモジユールの
行に印加されると、この行中のすべてのトランジ
スタは導通状態にあるが、これによりその下の行
の電位が妨害されることはない。
同様にターンオンパルスは、トランジスタがタ
ーンオフされている上方ラインの動作を妨害する
こともない。
第１図で説明した検出マトリツクスの動作にお
いては、アドレツシングトランジスタのバイアス
方向は自由ではない。
第１の場合、列は正負のいずれでもよい。本発
明においては、列は正でなければならない。そう
でない場合、マトリツクスのトランジスタの夫々
の基準行は、正であり、フレームの持続期間中こ
れらのトランジスタをすべて導通状態に保持する
であろう。この配設は基準列CLのネツトワーク
の必要性を除去し、これにより基本モジユール１
個当りの電極間の交点の数を半分に削減するとい
う利点を有する。
実際電極間の交点はこのデバイスにおける弱点
であり、システムの動作を妨害するあらゆる種類
の欠陥の原因となり得る。従つて、これらの交点
の数を半分に削減することは、製造効率における
顕著な向上を約束するものである。
本発明による改良により、検出点の表面の大部
分が感知面積に割り当てられる。
この感知面積の増加を、非制限的具体例に基づ
き基本モジユールが以下の幾何学的特徴を有する
場合に評価する。
−検出点の寸法 （400μｍ）2 −トランジスタの寸法 （100μｍ）2 −行巾 40μｍ −行間隔 40μｍ 先行技術の基本モジユールの有効検出面積は約
4.1×104μm2である。
本発明に基づく基本モジユールの有効検出面積
は約6.8×104μm2ある。
従つて増加面積の絶対値は2.7×104μであり、
増加率は66％であり、これにより本発明により得
たられる改良の大きな利点が明確に示される。
本発明の検出マトリツクスは放射線学用像増感
器に使用することが可能であり、又、入射×光子
の電気的読み取り信号への変換あるいは入射×光
子をシンチレータにより低エネルギの光に変換す
る場合における可視放射の検出に用いることがで
きる。
シンチレータは、検出モザイク（detecting
mosaic）を接触して配置されたパネルにより形
成される。
【図面の簡単な説明】
第１図は先行技術において使用されている電磁
放射検出マトリツクスの一具体例、第２図は本発
明に基づく電磁放射検出マトリツクスである。 １……転送手段、２……ビデオ増幅器、T1…
…MOSトランジスタ、ｅ……光伝導素子、L1…
…ターンオンパルス、Ｅ……電圧源、Lo……行
電極、Clo……列電極、Cs……蓄積コンデンサ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 行及び列電極のネツトワークを有しており、
    その交点でセルに相互接続されており、各セルが
    １つのゲート及び他の２つの端子を有する１つの
    MOSトランジスタと２つの端子を有する光感知
    性の光伝導体を光感知素子に夫々接続されており
    各光感知素子により供給される電気信号を増幅す
    る手段とを有しており、すべての行に基準電位を
    印加する手段と、アドレスされた素子の各行によ
    り供給される電気信号をビデオ増幅器に転送する
    ように構成された転送手段とを備えており、各
    MOSトランジスタがそのゲートにターンオンパ
    ルスを周期的に受容するように構成されており、
    前記行電極のうちの前記ゲートが接続されている
    各第１番目の電極により前記ターンオンパルスが
    同一行にあるすべてのMOSトランジスタに同時
    に印加され、前記ターンオンパルスが前記基準電
    位を代数的に増加し各MOSトランジスタの前記
    他の２つの端子のうちの第１番目の端子が前記転
    送手段に接続されており、前記他の２つの端子の
    うちの第２番目の端子がセルの光伝導体の前記２
    つの端子のうちの第１番目の端子に接続されてお
    り、前記光伝導体の前記２つの端子のうちの第２
    番目の端子がそのセルのMOSトランジスタのゲ
    ートに接続されている前記行電極のうちの前記第
    １番目の電極に隣接する第２の行電極に夫々接続
    されていることを特徴とする電磁放射検出マトリ
    ツクス。 ２ 前記増幅手段が各光伝導体に並列に接続され
    た蓄積コンデンサを有する特許請求の範囲第１項
    に記載のマトリツクス。 ３ MOSトランジスタT1が正のパルスにより導
    通し、これらのパルスがセルの各行について同じ
    行を搬送される特許請求の範囲第１項に記載のマ
    トリツクス。 ４ 行及び列電極のネツトワーク及び該ネツトワ
    ークに相互接続されたユニツトセルを有してお
    り、各セルが行及び列電極の交点に関連づけられ
    ており、各セルが１つの制御端子及び２つのフロ
    ー端子を有する３端子トランジスタと２端子光感
    知素子とを有しており、いくつかのセルの前記制
    御端子が前記ネツトワークの関連する行電極に接
    続されており、前記いくつかのセルの前記光感知
    素子の一方の端子が前記ネツトワークの隣接する
    行電極に接続されており、隣接する行が他のいく
    つかのセルに制御端子に接続されており、各セル
    の前記光感知素子の他方の端子がそのセルのトラ
    ンジスタの前記フロー端子の一方に接続されてお
    り、前記トランジスタの他方のフロー端子が関連
    する列電極に接続されていることを特徴とする電
    磁放射検出マトリツクス。 ５ 前記光感知素子が光伝導素子であり、前記光
    伝導素子に並列に接続されており該光伝導素子か
    らの信号を増幅する手段を有する特許請求の範囲
    第４項に記載のマトリツクス。 ６ 前記増幅手段が前記光伝導体に並列に接続さ
    れた蓄積コンデンサを有する特許請求の範囲第５
    項に記載のマトリツクス。 ７ 前記トランジスタがMOSトランジスタであ
    る特許請求の範囲第５項に記載のマトリツクス。 ８ 行及び列をなすように配置された複数の基本
    モジユールと複数の行及び列電極とを有してお
    り、各モジユールが光伝導体とMOSトランジス
    タと蓄積コンデンサとを有しており、各トランジ
    スタは行電極に接続されたゲートと光伝導体の一
    方の端子及び前記コンデンサの一方の端子に接続
    されるように構成されたソースとを有しており、
    光伝導体及びコンデンサの他方の端子がトランジ
    スタのゲートに接続された前記行電極の前又は後
    の行電極に接続されていることを特徴とする検出
    マトリツクス。
JP56115834A 1980-07-25 1981-07-23 Electromagnetic radiation detecting matrix and image intensifier Granted JPS5753184A (en)

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FR8016493A FR2487566A1 (fr) 1980-07-25 1980-07-25 Matrice de detection d'un rayonnement electromagnetique et intensificateur d'images radiologiques comportant une telle matrice

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JPS5753184A JPS5753184A (en) 1982-03-30
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EP (1) EP0045677B1 (ja)
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FR (1) FR2487566A1 (ja)

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