JPH05211320A - 半導体イメージセンサー - Google Patents
半導体イメージセンサーInfo
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- JPH05211320A JPH05211320A JP4248946A JP24894692A JPH05211320A JP H05211320 A JPH05211320 A JP H05211320A JP 4248946 A JP4248946 A JP 4248946A JP 24894692 A JP24894692 A JP 24894692A JP H05211320 A JPH05211320 A JP H05211320A
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- semiconductor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 縦型オーバーフロー構造の半導体イメージセ
ンサーにおいて、電荷蓄積方法をフィールド蓄積とフレ
ーム蓄積との間で切換えた場合にそれに応じて電荷蓄積
領域の取扱い電荷量を最適値になるように切換えること
ができるようにする。 【構成】 基板１と障壁となる半導体層２の間に印加す
る逆バイアス電圧Ｖｓｕｂを切換手段ＳＷによりフィー
ルド蓄積時とフレーム蓄積時とで切換える基板電圧発生
回路１０を設ける。
ンサーにおいて、電荷蓄積方法をフィールド蓄積とフレ
ーム蓄積との間で切換えた場合にそれに応じて電荷蓄積
領域の取扱い電荷量を最適値になるように切換えること
ができるようにする。 【構成】 基板１と障壁となる半導体層２の間に印加す
る逆バイアス電圧Ｖｓｕｂを切換手段ＳＷによりフィー
ルド蓄積時とフレーム蓄積時とで切換える基板電圧発生
回路１０を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は新規な半導体イメージセ
ンサーに関し、特に撮影場所に応じてフィールド蓄積と
フレーム蓄積との間で蓄積方法を切り換えると電荷蓄積
領域の取扱い電荷量がその蓄積方法の切り換えに応じて
最適値に変化できるようにした新規な半導体イメージセ
ンサーを提供しようとするものである。
ンサーに関し、特に撮影場所に応じてフィールド蓄積と
フレーム蓄積との間で蓄積方法を切り換えると電荷蓄積
領域の取扱い電荷量がその蓄積方法の切り換えに応じて
最適値に変化できるようにした新規な半導体イメージセ
ンサーを提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体イメージセンサーはブルーミン
グ、スメア現象が生じるというのが欠点である。そのた
め、各セルの感光素子に一定量以上の電荷が生じるとオ
ーバーフローによって感光素子から例えば基板側に吸収
されるようにすることによってブルーミング、スメアを
防止するようにされている。
グ、スメア現象が生じるというのが欠点である。そのた
め、各セルの感光素子に一定量以上の電荷が生じるとオ
ーバーフローによって感光素子から例えば基板側に吸収
されるようにすることによってブルーミング、スメアを
防止するようにされている。
【０００３】そして、オーバーフローが開始するような
感光素子における蓄積電荷量は感光素子の取扱い電荷量
と称される。
感光素子における蓄積電荷量は感光素子の取扱い電荷量
と称される。
【０００４】そして、従来において感光素子の取扱い電
荷量をイメージセンサーの使用時（換言すればイメージ
センサーを用いたビデオカメラ等の使用時）に変えるこ
とはできなかった。
荷量をイメージセンサーの使用時（換言すればイメージ
センサーを用いたビデオカメラ等の使用時）に変えるこ
とはできなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の半導体イメージセンサーにあっては、感光素子の取
扱い電荷量は使用時に変化できるようにすることが好ま
しい。それは次の理由による。
来の半導体イメージセンサーにあっては、感光素子の取
扱い電荷量は使用時に変化できるようにすることが好ま
しい。それは次の理由による。
【０００６】半導体イメージセンサーの感光素子への電
荷の蓄積方法にはフィールド蓄積とフレーム蓄積とがあ
る。フレーム蓄積は１つのフィールド期間に第１、第
３、第５、・・・の水平列の感光素子の信号電荷を順次
読み出し、別のフィールド期間に第２、第４、第６、・
・・の水平列の感光素子の信号電荷を順次読み出すとい
う普通のインターレースによる読み出しを行うものであ
り、１つの素子に着目するとその読み出し周波数が３０
Ｈｚとなる。
荷の蓄積方法にはフィールド蓄積とフレーム蓄積とがあ
る。フレーム蓄積は１つのフィールド期間に第１、第
３、第５、・・・の水平列の感光素子の信号電荷を順次
読み出し、別のフィールド期間に第２、第４、第６、・
・・の水平列の感光素子の信号電荷を順次読み出すとい
う普通のインターレースによる読み出しを行うものであ
り、１つの素子に着目するとその読み出し周波数が３０
Ｈｚとなる。
【０００７】それに対して、フィールド蓄積は１つのフ
ィールド期間には、第１の水平列と第２の水平列、第３
の水平列と第４の水平列、第５の水平列と第６の水平
列、・・・が組合わされ、その組合わされた水平列の感
光素子の信号電荷どうしをまとめて垂直レジスタに読み
出し、別のフィールド期間には第２の水平列と第３の水
平列、第４の水平列と第５の水平列、第６の水平列と第
７の水平列、・・・が組合わされ、その組合わされた水
平列の感光素子の信号電荷どうしをまとめて読み出すと
いう特殊なインターレースによる読み出しを行うもので
あり、１つの素子に着目するとその読み出し周波数が６
０Ｈｚとなる。
ィールド期間には、第１の水平列と第２の水平列、第３
の水平列と第４の水平列、第５の水平列と第６の水平
列、・・・が組合わされ、その組合わされた水平列の感
光素子の信号電荷どうしをまとめて垂直レジスタに読み
出し、別のフィールド期間には第２の水平列と第３の水
平列、第４の水平列と第５の水平列、第６の水平列と第
７の水平列、・・・が組合わされ、その組合わされた水
平列の感光素子の信号電荷どうしをまとめて読み出すと
いう特殊なインターレースによる読み出しを行うもので
あり、１つの素子に着目するとその読み出し周波数が６
０Ｈｚとなる。
【０００８】従って垂直レジスタはフレーム蓄積の場合
は各電荷パケットにおいて１つの感光素子で蓄積された
信号電荷を転送するが、フィールド蓄積の場合は各電荷
パケットにおいて２つの感光素子で蓄積された信号電荷
を混合して転送する。
は各電荷パケットにおいて１つの感光素子で蓄積された
信号電荷を転送するが、フィールド蓄積の場合は各電荷
パケットにおいて２つの感光素子で蓄積された信号電荷
を混合して転送する。
【０００９】ところで、フィールド蓄積によれば一般的
には再生段階での画像のちらつきをより少なくすること
ができるが、室内で撮影する場合に問題がある。という
のはフィールド蓄積によれば１つの感光素子に着目する
と読み出し周波数が６０Ｈｚとなるが、室内での蛍光灯
の点灯に用いる商用電源は関東等の地域では５０Ｈｚで
あり、５０Ｈｚの電源によって点灯してチラつく蛍光灯
の下で撮影を行うと、その周波数の差である１０Ｈｚの
ビートが生じ、チラツキの原因となる。勿論、フレーム
蓄積の場合も蛍光灯のチラツキとの間にビートが生ずる
が、その間の周波数は２０Ｈｚであり、見て感じるチラ
ツキはきわめて少なくなる。
には再生段階での画像のちらつきをより少なくすること
ができるが、室内で撮影する場合に問題がある。という
のはフィールド蓄積によれば１つの感光素子に着目する
と読み出し周波数が６０Ｈｚとなるが、室内での蛍光灯
の点灯に用いる商用電源は関東等の地域では５０Ｈｚで
あり、５０Ｈｚの電源によって点灯してチラつく蛍光灯
の下で撮影を行うと、その周波数の差である１０Ｈｚの
ビートが生じ、チラツキの原因となる。勿論、フレーム
蓄積の場合も蛍光灯のチラツキとの間にビートが生ずる
が、その間の周波数は２０Ｈｚであり、見て感じるチラ
ツキはきわめて少なくなる。
【００１０】従って、室内特に５０Ｈｚの商用電源で点
灯する蛍光灯の下で撮影する場合にはフィールド蓄積に
よる撮影は好ましくなく、フレーム蓄積による撮影をす
るのが好ましいといえる。
灯する蛍光灯の下で撮影する場合にはフィールド蓄積に
よる撮影は好ましくなく、フレーム蓄積による撮影をす
るのが好ましいといえる。
【００１１】従って、半導体イメージセンサーを用いた
ビデオカメラ等においては撮影場所に応じて感光素子の
信号電荷の蓄積方法を切換えることが好ましい。
ビデオカメラ等においては撮影場所に応じて感光素子の
信号電荷の蓄積方法を切換えることが好ましい。
【００１２】しかしながら、信号電荷の蓄積方法を切換
えるようにする場合には感光素子の取扱い電荷量を切換
えるようにする必要性がある。というのは、垂直レジス
タはフレーム蓄積の場合には各電荷パケットにおいて１
つの感光素子で蓄積された信号電荷を保持すれば良いの
に対して、フィールド蓄積の場合には各電荷パケットに
おいて２つの感光素子で蓄積された信号電荷を保持しな
ければならない。
えるようにする場合には感光素子の取扱い電荷量を切換
えるようにする必要性がある。というのは、垂直レジス
タはフレーム蓄積の場合には各電荷パケットにおいて１
つの感光素子で蓄積された信号電荷を保持すれば良いの
に対して、フィールド蓄積の場合には各電荷パケットに
おいて２つの感光素子で蓄積された信号電荷を保持しな
ければならない。
【００１３】従って、各感光素子からレジスタへ送出す
る信号電荷の最大量がフィールド蓄積の場合にはフレー
ム蓄積の場合よりも例えば２分の１に減少させることが
好ましい。これが使用時に感光素子の取扱い電荷量を変
化させることができるようにする必要性のあることの理
由である。
る信号電荷の最大量がフィールド蓄積の場合にはフレー
ム蓄積の場合よりも例えば２分の１に減少させることが
好ましい。これが使用時に感光素子の取扱い電荷量を変
化させることができるようにする必要性のあることの理
由である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明半導体イ
メージセンサーは、上記した課題を解決するために、基
板が第１導電型の半導体からなり、光電変換された電荷
を蓄積する第１導電型の電荷蓄積領域と前記第１導電型
半導体基板との間に電荷蓄積領域から基板側へ向う電荷
の流れに対して障壁となる第２導電型の半導体層が位置
するようにされ、該第２導電型の半導体層と、前記第１
導電型半導体基板との接合を逆バイアスする基板電圧を
発生する基板電圧発生回路を有する電圧が印加される縦
形オーバーフロー構造の半導体イメージセンサーにおい
て、前記逆バイアス電圧をフィールド蓄積時とフレーム
蓄積時とで択一的に変化させて前記電荷蓄積領域のそれ
ぞれの取扱い電荷量を相互に切換える切換手段を設けた
ことを特徴とするものである。
メージセンサーは、上記した課題を解決するために、基
板が第１導電型の半導体からなり、光電変換された電荷
を蓄積する第１導電型の電荷蓄積領域と前記第１導電型
半導体基板との間に電荷蓄積領域から基板側へ向う電荷
の流れに対して障壁となる第２導電型の半導体層が位置
するようにされ、該第２導電型の半導体層と、前記第１
導電型半導体基板との接合を逆バイアスする基板電圧を
発生する基板電圧発生回路を有する電圧が印加される縦
形オーバーフロー構造の半導体イメージセンサーにおい
て、前記逆バイアス電圧をフィールド蓄積時とフレーム
蓄積時とで択一的に変化させて前記電荷蓄積領域のそれ
ぞれの取扱い電荷量を相互に切換える切換手段を設けた
ことを特徴とするものである。
【００１５】
【作用】従って、本発明半導体イメージセンサーにあっ
ては、基板電圧を変化することにより使用時において電
荷蓄積領域の取扱い電荷量を変えることができ、電荷の
蓄積方法の切り換えに応じて取扱い電荷量をフレーム蓄
積に適するようにしたり、フィールド蓄積に適するよう
にしたりすることができる。
ては、基板電圧を変化することにより使用時において電
荷蓄積領域の取扱い電荷量を変えることができ、電荷の
蓄積方法の切り換えに応じて取扱い電荷量をフレーム蓄
積に適するようにしたり、フィールド蓄積に適するよう
にしたりすることができる。
【００１６】
【実施例】以下に、本発明半導体イメージセンサーを添
付図面に示した実施例に従って詳細に説明する。
付図面に示した実施例に従って詳細に説明する。
【００１７】図１は本発明半導体イメージセンサーの実
施の一例のセル断面構造を示すものであり、同図におい
て、１はＮ−型半導体基板、２は半導体基板１の表面に
形成されたＰ型半導体ウェルで、Ｎ−型半導体基板１と
の間に形成されるＰＮ接合の深さは均一ではなく、感光
素子が形成される位置において浅く、それ以外の位置に
おいて深くされている。
施の一例のセル断面構造を示すものであり、同図におい
て、１はＮ−型半導体基板、２は半導体基板１の表面に
形成されたＰ型半導体ウェルで、Ｎ−型半導体基板１と
の間に形成されるＰＮ接合の深さは均一ではなく、感光
素子が形成される位置において浅く、それ以外の位置に
おいて深くされている。
【００１８】３はフォトダイオード型の感光素子で、Ｐ
型半導体ウェル２の表面に選択的に形成されたＮ＋型半
導体領域からなり、半導体ウェル２と基板１との間のＰ
Ｎ接合の浅い部分に対応したところに位置せしめられて
いる。
型半導体ウェル２の表面に選択的に形成されたＮ＋型半
導体領域からなり、半導体ウェル２と基板１との間のＰ
Ｎ接合の浅い部分に対応したところに位置せしめられて
いる。
【００１９】４はチャンネルストッパで、Ｐ型半導体ウ
ェル２表面に感光素子３の垂直列と平行に形成されたＰ
＋型半導体領域からなる。
ェル２表面に感光素子３の垂直列と平行に形成されたＰ
＋型半導体領域からなる。
【００２０】５は半導体ウェル２表面に形成されたＮ型
半導体領域からなる垂直レジスタ、６は読み出しゲート
で、半導体ウェル２表面の垂直レジスタ５と感光素子３
とを結ぶ位置に形成されたＰ−型半導体領域からなる。
半導体領域からなる垂直レジスタ、６は読み出しゲート
で、半導体ウェル２表面の垂直レジスタ５と感光素子３
とを結ぶ位置に形成されたＰ−型半導体領域からなる。
【００２１】７は半導体表面のシリコン酸化膜（ＳｉＯ
２）、８は転送用電極、９はアルミニューム等からなる
光シールドである。
２）、８は転送用電極、９はアルミニューム等からなる
光シールドである。
【００２２】この半導体イメージセンサーはＮ−型の半
導体基板１の表面にＰ型半導体ウェル２を形成し、該半
導体ウェル２の表面に感光素子３、垂直レジスタ５、チ
ャンネルストッパ４、読み出しゲート６等を形成したも
のであり、Ｐ型半導体ウェル２を基準電位として各電極
に信号が与えられて半導体イメージセンサーが動作す
る。そして、Ｐ型半導体ウェル２とＮ−型半導体基板１
との間には逆バイアスの基板電圧Ｖｓｕｂが印加されて
いる。
導体基板１の表面にＰ型半導体ウェル２を形成し、該半
導体ウェル２の表面に感光素子３、垂直レジスタ５、チ
ャンネルストッパ４、読み出しゲート６等を形成したも
のであり、Ｐ型半導体ウェル２を基準電位として各電極
に信号が与えられて半導体イメージセンサーが動作す
る。そして、Ｐ型半導体ウェル２とＮ−型半導体基板１
との間には逆バイアスの基板電圧Ｖｓｕｂが印加されて
いる。
【００２３】１０はその基板電圧を発生する基板電圧発
生回路である。Ｅは電源、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は互いに直
列に接続されて分圧回路を構成する抵抗で、該抵抗Ｒ
１、Ｒ２、Ｒ３によって構成された分圧回路は電源Ｅの
両極間に接続されている。そして、電源Ｅの陰極は半導
体ウェル２と接続されている。
生回路である。Ｅは電源、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は互いに直
列に接続されて分圧回路を構成する抵抗で、該抵抗Ｒ
１、Ｒ２、Ｒ３によって構成された分圧回路は電源Ｅの
両極間に接続されている。そして、電源Ｅの陰極は半導
体ウェル２と接続されている。
【００２４】ＳＷは基板電圧切換スイッチで、その共通
端子は、Ｎ−型半導体基板１に接続され、その一方の切
換端子は抵抗Ｒ１とＲ２の接続点に接続され、他方の切
換端子は抵抗Ｒ２とＲ３の接続点に接続されている。
端子は、Ｎ−型半導体基板１に接続され、その一方の切
換端子は抵抗Ｒ１とＲ２の接続点に接続され、他方の切
換端子は抵抗Ｒ２とＲ３の接続点に接続されている。
【００２５】しかして、基板電圧切換スイッチＳＷを操
作することによって基板電圧をＶｓｕｂ を２段階で切
換えることができる。そして、基板電圧、即ち、Ｐ−型
半導体ウェル２と半導体基板１との間に加える逆バイア
ス電圧Ｖｓｕｂを切換えることによって感光素子３の取
扱い電荷量を変化させることができる。
作することによって基板電圧をＶｓｕｂ を２段階で切
換えることができる。そして、基板電圧、即ち、Ｐ−型
半導体ウェル２と半導体基板１との間に加える逆バイア
ス電圧Ｖｓｕｂを切換えることによって感光素子３の取
扱い電荷量を変化させることができる。
【００２６】以下に基板電圧Ｖｓｕｂによって取扱い電
荷量を変えることのできる理由について述べる。
荷量を変えることのできる理由について述べる。
【００２７】図２は感光素子中央の深さ方向におけるポ
テンシャルプロフィールを示すものである。感光素子３
内に蓄積されたところの光電変換された電荷の量がＰ型
半導体ウェル２により生じる電位障壁を越えるとその障
壁を越えた分の電荷はプラスにバイアスされた基板１に
吸収される。
テンシャルプロフィールを示すものである。感光素子３
内に蓄積されたところの光電変換された電荷の量がＰ型
半導体ウェル２により生じる電位障壁を越えるとその障
壁を越えた分の電荷はプラスにバイアスされた基板１に
吸収される。
【００２８】従って、感光素子３に過剰に蓄積した電荷
が垂直レジスタ５へ流れ込むことを防止することができ
る。
が垂直レジスタ５へ流れ込むことを防止することができ
る。
【００２９】そして、過剰電荷の流れる方向、即ち、オ
ーバーフロー方向が横方向ではなくて縦方向なので、こ
のように半導体基板１に過剰電荷が吸収されるようにし
た半導体イメージセンサーは縦形オーバーフローイメー
ジセンサーと称される。
ーバーフロー方向が横方向ではなくて縦方向なので、こ
のように半導体基板１に過剰電荷が吸収されるようにし
た半導体イメージセンサーは縦形オーバーフローイメー
ジセンサーと称される。
【００３０】ところで、ポテンシャルプロフィールは一
定不変ではなく、感光素子に蓄積される電荷の量によっ
て変化し、電荷が増加すると（増加電荷量をΔＱとす
る。）破線に示すように変化し、それに伴って有効障壁
高さφｂ［感光素子１内の中性領域の端（深さＸ１）に
おけるポテンシャルφ１と障壁の頂部（深さＸ２）にお
けるポテンシャルφ２との差］が変化する。そして、電
荷量の増加に基づく障壁高さφｂの変化量Δφｂについ
て考察すると、その変化量Δφｂは次式で表わされる。
定不変ではなく、感光素子に蓄積される電荷の量によっ
て変化し、電荷が増加すると（増加電荷量をΔＱとす
る。）破線に示すように変化し、それに伴って有効障壁
高さφｂ［感光素子１内の中性領域の端（深さＸ１）に
おけるポテンシャルφ１と障壁の頂部（深さＸ２）にお
けるポテンシャルφ２との差］が変化する。そして、電
荷量の増加に基づく障壁高さφｂの変化量Δφｂについ
て考察すると、その変化量Δφｂは次式で表わされる。
【００３１】
【数１】
【００３２】ところで、Δφ１は増加電荷量ΔＱを感光
素子３に寄生する容量Ｃｇで除算することにより求めら
れる。即ち、次式で表わされる。
素子３に寄生する容量Ｃｇで除算することにより求めら
れる。即ち、次式で表わされる。
【００３３】
【数２】
【００３４】尚、Ｃｇは感光素子３と周囲の電極８との
間の容量Ｃｐと、感光素子３とチャンネルストッパ４と
の間の容量Ｃｐ´と、感光素子３と基板１との間の容量
Ｃｂの総和である。即ち、次の２つの式が成立する。
間の容量Ｃｐと、感光素子３とチャンネルストッパ４と
の間の容量Ｃｐ´と、感光素子３と基板１との間の容量
Ｃｂの総和である。即ち、次の２つの式が成立する。
【００３５】
【数３】
【００３６】
【数４】
【００３７】ここで、Ｃ２はＸ１とＸ２の間の空乏層の
容量、Ｃ３はＸ２と基板側空乏層端（深さＷ）との間の
容量である。又、（Ｃ２＋Ｃ３）／Ｃ３をＲとする。
容量、Ｃ３はＸ２と基板側空乏層端（深さＷ）との間の
容量である。又、（Ｃ２＋Ｃ３）／Ｃ３をＲとする。
【００３８】しかして、感光素子３の蓄積電荷量の増加
ΔＱに基づく障壁高さφｂの変化量Δφｂは次式で表わ
される。
ΔＱに基づく障壁高さφｂの変化量Δφｂは次式で表わ
される。
【００３９】
【数５】
【００４０】次に、感光素子３に蓄積される電荷量ΔＱ
と光電流Ｉｐとの関係について考察する。
と光電流Ｉｐとの関係について考察する。
【００４１】図３はその関係を示す図である。
【００４２】同図においてオーバーフローが開始する電
荷量をΔＱｋ、その時の光電流をＩｋとする。
荷量をΔＱｋ、その時の光電流をＩｋとする。
【００４３】Ｉｐ＜Ｉｋのとき、即ち、オーバーフロー
していないときは蓄積電荷量ΔＱと光電流Ｉｐとは比例
する。即ち、次式で表わされる。
していないときは蓄積電荷量ΔＱと光電流Ｉｐとは比例
する。即ち、次式で表わされる。
【００４４】
【数６】
【００４５】Ｉｐ＞Ｉｋのとき、即ち、オーバーフロー
しているときの感光素子３に蓄積される電荷量Ｑは、次
式で表わされる。
しているときの感光素子３に蓄積される電荷量Ｑは、次
式で表わされる。
【００４６】
【数７】
【００４７】という式で表わすことができる。
【００４８】ここで、φｂ０は蓄積電荷量ΔＱが０のと
きの有効障壁高さφｂであり、φｂｋはオーバーフロー
開始時の有効障壁高さφｂである（φｂｋ≒０．５
Ｖ）。
きの有効障壁高さφｂであり、φｂｋはオーバーフロー
開始時の有効障壁高さφｂである（φｂｋ≒０．５
Ｖ）。
【００４９】ところで、φｂｋは基板Ｖｓｕｂに対する
依存性を有しないのに対してφｂ０は依存性を有してい
る。
依存性を有しないのに対してφｂ０は依存性を有してい
る。
【００５０】そして、基板電圧Ｖｓｕｂの変動による有
効障壁高さφｂの変動量δφｂ０は、次式で表わされ
る。
効障壁高さφｂの変動量δφｂ０は、次式で表わされ
る。
【００５１】
【数８】
【００５２】ところで、この場合、オーバーフロー開始
時の電荷量ΔＱｋは次式で表わされる。
時の電荷量ΔＱｋは次式で表わされる。
【００５３】
【数９】
【００５４】この式から明らかなように、オーバーフロ
ー開始時の電荷量は基板電圧Ｖｓｕｂ を変動するとそ
の基板電圧の変動量δＶｓｕｂにフォトダイオードの全
容量Ｃｇを乗算した値だけ変動し、基板電圧Ｖｓｕｂを
高くすることによりオーバーフロー開始時の電荷量を少
なくすることができる。
ー開始時の電荷量は基板電圧Ｖｓｕｂ を変動するとそ
の基板電圧の変動量δＶｓｕｂにフォトダイオードの全
容量Ｃｇを乗算した値だけ変動し、基板電圧Ｖｓｕｂを
高くすることによりオーバーフロー開始時の電荷量を少
なくすることができる。
【００５５】従って、基板電圧Ｖｓｕｂを切換えること
によって取扱い電荷量を切換えることができる。
によって取扱い電荷量を切換えることができる。
【００５６】依って、スイッチＳＷを図１における上側
に切換えて基板電圧Ｖｓｕｂを高くすることにより感光
素子３の取扱い電荷量を少なくしてフィールド蓄積に適
するようにし、逆にスイッチＳＷを図１における下側に
切換えて基板電圧Ｖｓｕｂを低くすることにより感光素
子３の取扱い電荷量を多くしてフレーム蓄積に適するよ
うにすることができる。
に切換えて基板電圧Ｖｓｕｂを高くすることにより感光
素子３の取扱い電荷量を少なくしてフィールド蓄積に適
するようにし、逆にスイッチＳＷを図１における下側に
切換えて基板電圧Ｖｓｕｂを低くすることにより感光素
子３の取扱い電荷量を多くしてフレーム蓄積に適するよ
うにすることができる。
【００５７】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明半導体イメ
ージセンサーは、基板が第１導電型の半導体からなり、
光電変換された電荷を蓄積する第１導電型の電荷蓄積領
域と前記第１導電型半導体基板との間に電荷蓄積領域か
ら基板側へ向う電荷の流れに対して障壁となる第２導電
型の半導体層が位置するようにされ、該第２導電型の半
導体層と、前記第１導電型半導体基板との接合を逆バイ
アスする基板電圧を発生する基板電圧発生回路を有する
縦形オーバーフロー構造の半導体イメージセンサーにお
いて、前記逆バイアス電圧をフィールド蓄積時とフレー
ム蓄積時とで択一的に変化させて前記電荷蓄積領域のそ
れぞれの取扱い電荷量を相互に切換える切換手段を設け
たことを特徴とするものである。
ージセンサーは、基板が第１導電型の半導体からなり、
光電変換された電荷を蓄積する第１導電型の電荷蓄積領
域と前記第１導電型半導体基板との間に電荷蓄積領域か
ら基板側へ向う電荷の流れに対して障壁となる第２導電
型の半導体層が位置するようにされ、該第２導電型の半
導体層と、前記第１導電型半導体基板との接合を逆バイ
アスする基板電圧を発生する基板電圧発生回路を有する
縦形オーバーフロー構造の半導体イメージセンサーにお
いて、前記逆バイアス電圧をフィールド蓄積時とフレー
ム蓄積時とで択一的に変化させて前記電荷蓄積領域のそ
れぞれの取扱い電荷量を相互に切換える切換手段を設け
たことを特徴とするものである。
【００５８】従って、本発明半導体イメージセンサーに
あっては、基板電圧を変化することにより使用時におい
て電荷蓄積領域の取扱い電荷量を変えることができ、電
荷の蓄積方法の切り換えに応じて取扱い電荷量をフレー
ム蓄積に適するようにしたり、フィールド蓄積に適する
ようにしたりすることができる。
あっては、基板電圧を変化することにより使用時におい
て電荷蓄積領域の取扱い電荷量を変えることができ、電
荷の蓄積方法の切り換えに応じて取扱い電荷量をフレー
ム蓄積に適するようにしたり、フィールド蓄積に適する
ようにしたりすることができる。
【図１】本発明半導体イメージセンサーの実施の一例を
示すセルの断面図である。
示すセルの断面図である。
【図２】電荷蓄積領域中央における深さ方向のポテンシ
ャルプロフィールを示す図である。
ャルプロフィールを示す図である。
【図３】光電流と蓄積電荷量との関係を示す図である。
１ 第１導電型基板 ２ 第２導電型半導体層 ３ 第１導電型電荷蓄積領域 １０ 基板電圧発生回路 Ｖｓｕｂ 基板電圧 ＳＷ 切換手段
Claims (1)
- 【請求項１】 基板が第１導電型の半導体からなり、光
電変換された電荷を蓄積する第１導電型の電荷蓄積領域
と前記第１導電型半導体基板との間に電荷蓄積領域から
基板側へ向う電荷の流れに対して障壁となる第２導電型
の半導体層が位置するようにされ、該第２導電型の半導
体層と、前記第１導電型半導体基板との接合を逆バイア
スする基板電圧を発生する基板電圧発生回路を有する縦
形オーバーフロー構造の半導体イメージセンサーにおい
て、前記逆バイアス電圧をフィールド蓄積時とフレーム
蓄積時とで択一的に変化させて前記電荷蓄積領域のそれ
ぞれの取扱い電荷量を相互に切換える切換手段を設けた
ことを特徴とする半導体イメージセンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4248946A JPH0666449B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 半導体イメージセンサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4248946A JPH0666449B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 半導体イメージセンサー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05211320A true JPH05211320A (ja) | 1993-08-20 |
| JPH0666449B2 JPH0666449B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=17185775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4248946A Expired - Lifetime JPH0666449B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 半導体イメージセンサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666449B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5786852A (en) * | 1994-06-20 | 1998-07-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pick-up apparatus having an image sensing device including a photoelectric conversion part and a vertical transfer part |
| JP2003032549A (ja) * | 2001-07-19 | 2003-01-31 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像装置 |
| US6947089B1 (en) | 1999-05-14 | 2005-09-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus |
| US7365785B2 (en) | 2002-10-11 | 2008-04-29 | Olympus Corporation | Electronic camera |
| EP2264998A3 (en) * | 1996-09-20 | 2011-06-22 | Sony Corporation | Solid-state imaging apparatus, driving method therefor, and camera |
-
1992
- 1992-08-26 JP JP4248946A patent/JPH0666449B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5786852A (en) * | 1994-06-20 | 1998-07-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pick-up apparatus having an image sensing device including a photoelectric conversion part and a vertical transfer part |
| US6515703B1 (en) | 1994-06-20 | 2003-02-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state image sensing device including a plurality of photoelectric conversion cells and a charge transfer device including transfer cells greater in number than the photoelectric conversion cells |
| EP2264998A3 (en) * | 1996-09-20 | 2011-06-22 | Sony Corporation | Solid-state imaging apparatus, driving method therefor, and camera |
| EP2282528A3 (en) * | 1996-09-20 | 2011-06-22 | Sony Corporation | Solid-state imaging apparatus, driving method therefor, and camera |
| EP2282529A3 (en) * | 1996-09-20 | 2011-06-22 | Sony Corporation | Solid-state imaging apparatus, driving method therefor, and camera |
| EP2282527A3 (en) * | 1996-09-20 | 2011-06-22 | Sony Corporation | Solid-state imaging apparatus, driving method therefor, and camera |
| EP2259568A3 (en) * | 1996-09-20 | 2011-06-22 | Sony Corporation | Solid-state imaging apparatus, driving method therefor, and camera |
| US6947089B1 (en) | 1999-05-14 | 2005-09-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus |
| US7161625B2 (en) | 1999-05-14 | 2007-01-09 | Canon Kabushiki Kaishi | Image pickup apparatus |
| JP2003032549A (ja) * | 2001-07-19 | 2003-01-31 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像装置 |
| US7365785B2 (en) | 2002-10-11 | 2008-04-29 | Olympus Corporation | Electronic camera |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0666449B2 (ja) | 1994-08-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |