JPH0695737B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH0695737B2 JPH0695737B2 JP1290574A JP29057489A JPH0695737B2 JP H0695737 B2 JPH0695737 B2 JP H0695737B2 JP 1290574 A JP1290574 A JP 1290574A JP 29057489 A JP29057489 A JP 29057489A JP H0695737 B2 JPH0695737 B2 JP H0695737B2
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
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- 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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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は固体撮像装置に関するものである。
（従来の技術） 第５図に従来の固体撮像装置を示す。第５図において、
二次元状に配列された感光素子11に入射した入射光は電
荷に変換され、入射光量に応じた数の電荷が感光素子11
に蓄積される。蓄積された電荷は所定のタイミングで垂
直転送路12に読み出された後、垂直転送路12及び水平転
送路13を介して出力回路14に送られ、電荷電圧変換され
るとともに電流増幅されて外部に出力される。
二次元状に配列された感光素子11に入射した入射光は電
荷に変換され、入射光量に応じた数の電荷が感光素子11
に蓄積される。蓄積された電荷は所定のタイミングで垂
直転送路12に読み出された後、垂直転送路12及び水平転
送路13を介して出力回路14に送られ、電荷電圧変換され
るとともに電流増幅されて外部に出力される。
この固体撮像装置を第５図に示すＸ−Ｘ線で切断した場
合の断面を第６図に示す。第６図において、ｎ型の半導
体基板上にＰ−ウェル領域23が形成され、このＰ−ウェ
ル領域上に感光素子11及び垂直転送路12並びに素子分離
領域25が形成されている。又感光素子と垂直転送路12と
の間のＰ−ウェル領域23上に読み出し電極21が形成さ
れ、垂直転送路12上には転送電極22が形成されている。
そしてこれらの電極21,22は開口部を有する遮光膜26に
よって覆われている。
合の断面を第６図に示す。第６図において、ｎ型の半導
体基板上にＰ−ウェル領域23が形成され、このＰ−ウェ
ル領域上に感光素子11及び垂直転送路12並びに素子分離
領域25が形成されている。又感光素子と垂直転送路12と
の間のＰ−ウェル領域23上に読み出し電極21が形成さ
れ、垂直転送路12上には転送電極22が形成されている。
そしてこれらの電極21,22は開口部を有する遮光膜26に
よって覆われている。
遮光膜26の開口部から入射した光は電荷として感光素子
11に蓄積される。この蓄積された電荷は読み出し電極21
に正の電圧が印加されることによって垂直転送路12へ読
み出され、その後転送電極22に印加されるパルス電圧に
よって転送される。この時半導体基板24には可変電圧源
15によって逆バイアス電圧Vsubが印加されている。
11に蓄積される。この蓄積された電荷は読み出し電極21
に正の電圧が印加されることによって垂直転送路12へ読
み出され、その後転送電極22に印加されるパルス電圧に
よって転送される。この時半導体基板24には可変電圧源
15によって逆バイアス電圧Vsubが印加されている。
この固体撮像装置においては、感光素子11の直下のＰ−
ウェル領域23の深さXjが浅くなっており、このため感光
素子11に蓄積された過剰な電荷はＰ−ウェル領域23を介
して半導体基板24に排出される。この時の第６図Ａ−Ｂ
線に沿った電位を第７図に示す。第７図において、感光
素子11に蓄積された電荷のうちＰ−ウェルの電位障壁VT
（この例ではVT＝1V）を越えるものが半導体基板24に排
出される。したがって電位障壁値VTが大きすぎると感光
素子11の最大蓄積電荷量が小さくなり、固体撮像装置の
ダイナミックレンジが小さくなってしまう。又電位障壁
値VTが小さすぎると過剰な電荷が他の感光素子あるいは
電荷転送路（垂直転送路12又は水平転送路13）に流入し
て偽信号となる。このため電位障壁値VTを最適な値に設
定する必要がある。
ウェル領域23の深さXjが浅くなっており、このため感光
素子11に蓄積された過剰な電荷はＰ−ウェル領域23を介
して半導体基板24に排出される。この時の第６図Ａ−Ｂ
線に沿った電位を第７図に示す。第７図において、感光
素子11に蓄積された電荷のうちＰ−ウェルの電位障壁VT
（この例ではVT＝1V）を越えるものが半導体基板24に排
出される。したがって電位障壁値VTが大きすぎると感光
素子11の最大蓄積電荷量が小さくなり、固体撮像装置の
ダイナミックレンジが小さくなってしまう。又電位障壁
値VTが小さすぎると過剰な電荷が他の感光素子あるいは
電荷転送路（垂直転送路12又は水平転送路13）に流入し
て偽信号となる。このため電位障壁値VTを最適な値に設
定する必要がある。
（発明が解決しようとする課題） 上述の固体撮像装置は所定の製造工程で製作しても半導
体基板24の比抵抗ρsubはばらつく。このため、同一の
電位障壁値VTとなるようにすると逆バイアス電圧が個々
の固体撮像装置によって異なることが一般に知られてい
る。
体基板24の比抵抗ρsubはばらつく。このため、同一の
電位障壁値VTとなるようにすると逆バイアス電圧が個々
の固体撮像装置によって異なることが一般に知られてい
る。
これを第８図を参照して説明する。例えば最適な電位障
壁値VTが1.0Vであるとすると、半導体基板上の比抵抗ρ
subが35Ωcmである固体撮像装置に逆バイアス電圧Vsub
として10.0Vを印加すれば良い（グラフg2参照）。
壁値VTが1.0Vであるとすると、半導体基板上の比抵抗ρ
subが35Ωcmである固体撮像装置に逆バイアス電圧Vsub
として10.0Vを印加すれば良い（グラフg2参照）。
半導体基板の比抵抗ρsubがそれぞれ27Ωcm、43Ωcmで
ある固体撮像装置の電位障壁値VTを1.0Vとするために逆
バイアス電圧Vsubとしてはグラフg1,g3より5.0V、15.0V
を印加する必要がある。
ある固体撮像装置の電位障壁値VTを1.0Vとするために逆
バイアス電圧Vsubとしてはグラフg1,g3より5.0V、15.0V
を印加する必要がある。
低抵抗領域へ半導体ウェーハを製造する場合に同一の比
抵抗となるように制御することは一般に難しく、このた
め同一の比抵抗を有するウェーハを多数入手することは
困難であった。そこで従来は、比抵抗ρsubの値を測定
して、同一の電位障壁値VTとなるように逆バイアス電圧
Vsubを調整していた。例えば第８図においては、半導体
基板の比抵抗ρsubがそれぞれ27Ωcm、35Ωcm、43Ωcm
である固体撮像装置に逆バイアス電圧Vsubとして5.0V、
10.0V、15.0Vをそれぞれ印加し、同一の電位障壁値V
T（＝1.0V）を得ていた。
抵抗となるように制御することは一般に難しく、このた
め同一の比抵抗を有するウェーハを多数入手することは
困難であった。そこで従来は、比抵抗ρsubの値を測定
して、同一の電位障壁値VTとなるように逆バイアス電圧
Vsubを調整していた。例えば第８図においては、半導体
基板の比抵抗ρsubがそれぞれ27Ωcm、35Ωcm、43Ωcm
である固体撮像装置に逆バイアス電圧Vsubとして5.0V、
10.0V、15.0Vをそれぞれ印加し、同一の電位障壁値V
T（＝1.0V）を得ていた。
このように従来の固体撮像装置においては、逆バイアス
電圧Vsubを外部から調整しなければならないという問題
点があった。
電圧Vsubを外部から調整しなければならないという問題
点があった。
本発明は上記問題点を考慮してなされたものであって、
電位障壁値が最適となるように逆バイアス電圧を自動設
定できる固体撮像装置を提供することを目的とする。
電位障壁値が最適となるように逆バイアス電圧を自動設
定できる固体撮像装置を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明は、一導電型半導体基板上に逆導電型のウェルを
形成し、更にこのウェル内に複数の感光素子を形成し、
前記ウェルに対して前記半導体基板に逆バイアス電圧を
印加することにより感光素子に蓄積された電荷のうち電
位障壁値以下の電位のものを半導体基板に排出する固体
撮像装置において、半導体基板の抵抗値を検出する検出
手段と、この検出手段の検出値に基づいて電位障壁値が
一定となるように逆バイアス電圧を設定する設定手段と
を半導体基板上に設けたことを特徴とする。
形成し、更にこのウェル内に複数の感光素子を形成し、
前記ウェルに対して前記半導体基板に逆バイアス電圧を
印加することにより感光素子に蓄積された電荷のうち電
位障壁値以下の電位のものを半導体基板に排出する固体
撮像装置において、半導体基板の抵抗値を検出する検出
手段と、この検出手段の検出値に基づいて電位障壁値が
一定となるように逆バイアス電圧を設定する設定手段と
を半導体基板上に設けたことを特徴とする。
（作用） このように構成された本発明の固体撮像装置によれば、
検出手段によって半導体基板の抵抗値が検出される。検
出された抵抗値に基づいて電位障壁値が一定となるよう
に設定手段によって逆バイアス電圧が設定される。これ
により電位障壁値が最適となるように逆バイアス電圧を
自動設定することができ、逆バイアス電圧を外部から調
整することが不要となる。
検出手段によって半導体基板の抵抗値が検出される。検
出された抵抗値に基づいて電位障壁値が一定となるよう
に設定手段によって逆バイアス電圧が設定される。これ
により電位障壁値が最適となるように逆バイアス電圧を
自動設定することができ、逆バイアス電圧を外部から調
整することが不要となる。
（実施例） 第２図に本発明の固体撮像装置の一実施例を示す。この
実施例の固体撮像装置は、複数の感光素子11と、垂直転
送路12と、水平転送路13と、出力回路14と、検出回路61
と、設定回路62とを備えている。検出回路61及び設定回
路62以外は従来技術の項で説明済のため説明を省略す
る。検出回路61及び設定回路62は、他の素子（例えば感
光素子11等）とともに同一の半導体基板上に形成され
る。この検出回路61及び設定回路62を第２図に示すＹ−
Ｙ線で切断した場合の断面を第１図に示す。検出回路61
は、ｎ型の半導体基板24上にＰ−ウェル領域52が形成さ
れ、このＰ−ウェル領域内にｎ型の拡散層54が形成され
た構造となっている（第１図参照）。そして拡散層54内
には基準電圧Vrefが印加されるn+層55が設けられてい
る。又、Ｐ−ウェル領域52内には素子分離及び接地用の
P+領域25が形成されている。
実施例の固体撮像装置は、複数の感光素子11と、垂直転
送路12と、水平転送路13と、出力回路14と、検出回路61
と、設定回路62とを備えている。検出回路61及び設定回
路62以外は従来技術の項で説明済のため説明を省略す
る。検出回路61及び設定回路62は、他の素子（例えば感
光素子11等）とともに同一の半導体基板上に形成され
る。この検出回路61及び設定回路62を第２図に示すＹ−
Ｙ線で切断した場合の断面を第１図に示す。検出回路61
は、ｎ型の半導体基板24上にＰ−ウェル領域52が形成さ
れ、このＰ−ウェル領域内にｎ型の拡散層54が形成され
た構造となっている（第１図参照）。そして拡散層54内
には基準電圧Vrefが印加されるn+層55が設けられてい
る。又、Ｐ−ウェル領域52内には素子分離及び接地用の
P+領域25が形成されている。
一方、設定回路62はｎ型の半導体基板24上にＰ−ウェル
領域500が形成され、このＰ−ウェル領域500内にコンタ
クト用のP+層57、n+層からなるソース領域58、n+層から
なるドレイン領域59、及びｎ層からなるチャネル領域50
1が形成されている。なお、チャネル領域501上には絶縁
膜を介してアルミニウム又はポリシリコンからなるゲー
ト電極502が設けられている。又、Ｐ−ウェル領域52と5
00との間にはコンタクト用のn+層56が形成されている。
そしてn+層56、P+層57、n+層58及びゲート電極502は同
一の配線で接続され、ドレイン領域59にドレイン電圧VD
が印加されている。なお、検出回路61及び設定回路62は
図示していないが遮光膜で覆われている。
領域500が形成され、このＰ−ウェル領域500内にコンタ
クト用のP+層57、n+層からなるソース領域58、n+層から
なるドレイン領域59、及びｎ層からなるチャネル領域50
1が形成されている。なお、チャネル領域501上には絶縁
膜を介してアルミニウム又はポリシリコンからなるゲー
ト電極502が設けられている。又、Ｐ−ウェル領域52と5
00との間にはコンタクト用のn+層56が形成されている。
そしてn+層56、P+層57、n+層58及びゲート電極502は同
一の配線で接続され、ドレイン領域59にドレイン電圧VD
が印加されている。なお、検出回路61及び設定回路62は
図示していないが遮光膜で覆われている。
次に検出回路61及び設定回路62の動作を説明する。
検出回路61は第１図から分かるように第６図に示した従
来の固体撮像装置の感光素子11及びその直下のＰ−ウェ
ル領域23からなる構造と同一の構造を有しているが、感
光素子11に対応するｎ型の拡散層54の電位はその内部に
形成された、n+層55に接続された配線によって基準電圧
Vrefに設定できる。したがってその深さ方向の電位は第
７図に示す電位分布図と同一であり、基準電圧Vrefが障
壁電位VTより小さくなると電流が急に流れ始める。障壁
電位VTは半導体基板24の比抵抗ρsubに依存しているの
で、上述のことから検出回路61によって半導体基板24の
比抵抗ρsubを検出することができる。
来の固体撮像装置の感光素子11及びその直下のＰ−ウェ
ル領域23からなる構造と同一の構造を有しているが、感
光素子11に対応するｎ型の拡散層54の電位はその内部に
形成された、n+層55に接続された配線によって基準電圧
Vrefに設定できる。したがってその深さ方向の電位は第
７図に示す電位分布図と同一であり、基準電圧Vrefが障
壁電位VTより小さくなると電流が急に流れ始める。障壁
電位VTは半導体基板24の比抵抗ρsubに依存しているの
で、上述のことから検出回路61によって半導体基板24の
比抵抗ρsubを検出することができる。
一方、設定回路62は、ソース領域58、チャネル領域50
1、ドレイン領域59、およびゲート電極502からなるMOS
トランジスタの飽和特性を利用した定電流回路である。
例えば、上述のMSOトランジスタのしきい値VTをVT＝−2
Vとし、ドレイン電圧VDをVD＝20Vとすれば、基板24に付
加される逆バイアス電圧VsubがVsub≦VD＋VT＝18Vの範
囲で電流値kVT 2/2の定電流源として設定回路62は機能す
る。この時の設定回路62の特性は第３図のグラフｌに示
す。なお、第３図においては、ｋ＝0.5mA/V2とした。
1、ドレイン領域59、およびゲート電極502からなるMOS
トランジスタの飽和特性を利用した定電流回路である。
例えば、上述のMSOトランジスタのしきい値VTをVT＝−2
Vとし、ドレイン電圧VDをVD＝20Vとすれば、基板24に付
加される逆バイアス電圧VsubがVsub≦VD＋VT＝18Vの範
囲で電流値kVT 2/2の定電流源として設定回路62は機能す
る。この時の設定回路62の特性は第３図のグラフｌに示
す。なお、第３図においては、ｋ＝0.5mA/V2とした。
今、検出回路61のn+層55にVref＝1.0Vを印加すると、ｎ
層54の電位は1Vとなる。ここで、基板24に付加される逆
バイアス電圧Vsubを零から大きく変化させていくと、第
８図から分るようにＰ−ウェル52の電位障壁値VTが大き
くなる。この電位障壁値VTが1Vとなる電圧値に逆バイア
ス電圧Vsubが達すると、例えば比抵抗ρsubが27Ωcmの
場合にVsubが5Vに達すると、電子がＰ−ウェル52を介し
て基板24に流れ始める。この様子を第３図のグラフh1,h
2,h3に示す。なお、グラフh1,h2,h3は比抵抗ρsuがそれ
ぞれ27Ωcm、35Ωcm、43Ωcmであるときの逆バイアス電
圧Vsubと電流との関係を示す検出回路61の特性曲線であ
る。基板24の比抵抗ρsubが35Ωcmであるときに基板に
付加される電圧Vsubが10Vに達するとＰ−ウェル52の電
位障壁値VTが1Vとなり電流が流れ初め、Vsubが10.4Vに
なるとその電流値が1mAとなる（グラフh2参照）。グラ
フh1,h2はグラフh2にほぼ並行であり、電位障壁値VTが
1.0Vとなる。Vsub電圧よりも0.4V高い電圧値に電圧Vsub
が達すると基板24に流れる電流が1mAとなる。
層54の電位は1Vとなる。ここで、基板24に付加される逆
バイアス電圧Vsubを零から大きく変化させていくと、第
８図から分るようにＰ−ウェル52の電位障壁値VTが大き
くなる。この電位障壁値VTが1Vとなる電圧値に逆バイア
ス電圧Vsubが達すると、例えば比抵抗ρsubが27Ωcmの
場合にVsubが5Vに達すると、電子がＰ−ウェル52を介し
て基板24に流れ始める。この様子を第３図のグラフh1,h
2,h3に示す。なお、グラフh1,h2,h3は比抵抗ρsuがそれ
ぞれ27Ωcm、35Ωcm、43Ωcmであるときの逆バイアス電
圧Vsubと電流との関係を示す検出回路61の特性曲線であ
る。基板24の比抵抗ρsubが35Ωcmであるときに基板に
付加される電圧Vsubが10Vに達するとＰ−ウェル52の電
位障壁値VTが1Vとなり電流が流れ初め、Vsubが10.4Vに
なるとその電流値が1mAとなる（グラフh2参照）。グラ
フh1,h2はグラフh2にほぼ並行であり、電位障壁値VTが
1.0Vとなる。Vsub電圧よりも0.4V高い電圧値に電圧Vsub
が達すると基板24に流れる電流が1mAとなる。
この実施例の固体撮像装置において、外部の回路から基
板24に流れる電流が無視できるものとすれば、検出回路
61と設定回路62に流れる電流値は等しくなる。
板24に流れる電流が無視できるものとすれば、検出回路
61と設定回路62に流れる電流値は等しくなる。
従って第３図に示すグラフh1,h2,h3とグラフｌとの交点
A,B,Cが、基板の比抵抗ρsubがそれぞれ27Ωcm、35Ωc
m、43cmである場合の動作点となる。すなわち、比抵抗
ρsubが27Ωcm、35Ωcm、43Ωcmである場合の、基板24
に付加される電圧Vsubはそれぞれ5.4V,10.4V、15.4Vに
設定されることになる。この時のＰ−ウェル52の電位障
壁値VTは第８図を用いて求めることができる。第８図に
おいて、それぞれの比抵抗ρsubに対応するグラフg1,
g2,g3上に設定された電圧値Vsubがそれぞれ5.4V,10.4V,
15.4Vとなる点Ａ′,B′,C′の縦座標値、すなわち電位
障壁値VTはほぼ1.1Vとなっている。この時、感光素子11
の下のＰ−ウェル23はＰ−ウェル52と同様の構造である
から電位障壁値VTもほぼ1.1Vとなっている。
A,B,Cが、基板の比抵抗ρsubがそれぞれ27Ωcm、35Ωc
m、43cmである場合の動作点となる。すなわち、比抵抗
ρsubが27Ωcm、35Ωcm、43Ωcmである場合の、基板24
に付加される電圧Vsubはそれぞれ5.4V,10.4V、15.4Vに
設定されることになる。この時のＰ−ウェル52の電位障
壁値VTは第８図を用いて求めることができる。第８図に
おいて、それぞれの比抵抗ρsubに対応するグラフg1,
g2,g3上に設定された電圧値Vsubがそれぞれ5.4V,10.4V,
15.4Vとなる点Ａ′,B′,C′の縦座標値、すなわち電位
障壁値VTはほぼ1.1Vとなっている。この時、感光素子11
の下のＰ−ウェル23はＰ−ウェル52と同様の構造である
から電位障壁値VTもほぼ1.1Vとなっている。
以上説明したように、本実施例によれば固体撮像装置を
形成する際に使用した基板の濃度すなわち抵抗が変って
も、感光素子11の下のＰ−ウェル23の電位障壁値VTが一
定になるように基板に付加される電圧Vsubを自動的に設
定することができ、電圧Vsubを外部から調整することが
不要となる。
形成する際に使用した基板の濃度すなわち抵抗が変って
も、感光素子11の下のＰ−ウェル23の電位障壁値VTが一
定になるように基板に付加される電圧Vsubを自動的に設
定することができ、電圧Vsubを外部から調整することが
不要となる。
第４図を参照して本発明の固体撮像装置の第２の実施例
を説明する。この実施例の固体撮像装置は、第１図に示
す第１の実施例の検出回路61及び設定回路62の代りに検
出回路114及び設定回路115を備えているものである。こ
の検出回路114及び設定回路115を第４図に示す。
を説明する。この実施例の固体撮像装置は、第１図に示
す第１の実施例の検出回路61及び設定回路62の代りに検
出回路114及び設定回路115を備えているものである。こ
の検出回路114及び設定回路115を第４図に示す。
第４図において、検出回路114は、ｎ型半導体基板24の
比抵抗ρsubを検出するものであって、次のようにして
構成される。まず基板24に一定量のアクセプタ例えばボ
ロンをイオン注入することによってP-層102を形成す
る。その後このP-層102と配線のオーミックコンタクト
をとるために基板24上にP+層101を形成する。そして電
源104の電圧VDを抵抗103とP-層102で分割し分割電圧VG1
を得る。
比抵抗ρsubを検出するものであって、次のようにして
構成される。まず基板24に一定量のアクセプタ例えばボ
ロンをイオン注入することによってP-層102を形成す
る。その後このP-層102と配線のオーミックコンタクト
をとるために基板24上にP+層101を形成する。そして電
源104の電圧VDを抵抗103とP-層102で分割し分割電圧VG1
を得る。
一方、設定回路115は基板24に付加する電圧Vsubを設定
するものであって、次のようにして構成される。MOSト
ランジスタ108,109は各々のドレインを抵抗110,111を介
して電源104に接続し、おのおののソースを定電流源で
あるMOSトランジスタ107のドレインに接続する。そし
て、このMOSトランジスタ107のソースを接地する。電源
104の電圧を抵抗112と113によって分圧し、抵抗112によ
って分圧された電圧VG2をMOSトランジスタ109のゲート
に印加する。検出回路114で得られた電圧VG1をMOSトラ
ンジスタ108のゲートに印加する。そして、MOSトランジ
スタ108のドレイン電圧を電流増幅器116に加え、この電
流増幅器116の出力を基板24に付加する電圧Vsubとす
る。
するものであって、次のようにして構成される。MOSト
ランジスタ108,109は各々のドレインを抵抗110,111を介
して電源104に接続し、おのおののソースを定電流源で
あるMOSトランジスタ107のドレインに接続する。そし
て、このMOSトランジスタ107のソースを接地する。電源
104の電圧を抵抗112と113によって分圧し、抵抗112によ
って分圧された電圧VG2をMOSトランジスタ109のゲート
に印加する。検出回路114で得られた電圧VG1をMOSトラ
ンジスタ108のゲートに印加する。そして、MOSトランジ
スタ108のドレイン電圧を電流増幅器116に加え、この電
流増幅器116の出力を基板24に付加する電圧Vsubとす
る。
次に検出回路114及び設定回路115の動作を説明する。第
２の実施例の固体撮像装置の形成に使用されたｎ型の基
板24の抵抗値が標準のものよりも低い場合、すなわち基
板24が高いドナー濃度をもつものであったとする。する
と、P-層102を形成する際のアクセプタは、基板24のド
ナーでその電気的性質が打ち消されるため、P-層102の
抵抗が高くなる。このため、電圧VG1が高くなり、MOSト
ランジスタ108のオン抵抗が低くなる。一方、MOSトラン
ジスタ109のゲート電圧は、基板24の抵抗（すなわち比
抵抗ρsub）の影響を受けない抵抗112,113によって設定
されるため、そのオン抵抗は変化しない。この結果、定
電流源107によって供給される電流はMOSトランジスタ10
8に多く流れる。すると抵抗110の電圧降下が大きくな
り、電流増幅器116に入力される電圧が低くなって、基
板24に印加される電圧Vsubが低くなる。
２の実施例の固体撮像装置の形成に使用されたｎ型の基
板24の抵抗値が標準のものよりも低い場合、すなわち基
板24が高いドナー濃度をもつものであったとする。する
と、P-層102を形成する際のアクセプタは、基板24のド
ナーでその電気的性質が打ち消されるため、P-層102の
抵抗が高くなる。このため、電圧VG1が高くなり、MOSト
ランジスタ108のオン抵抗が低くなる。一方、MOSトラン
ジスタ109のゲート電圧は、基板24の抵抗（すなわち比
抵抗ρsub）の影響を受けない抵抗112,113によって設定
されるため、そのオン抵抗は変化しない。この結果、定
電流源107によって供給される電流はMOSトランジスタ10
8に多く流れる。すると抵抗110の電圧降下が大きくな
り、電流増幅器116に入力される電圧が低くなって、基
板24に印加される電圧Vsubが低くなる。
ｎ型の基板24の抵抗値が標準のものよりも低い場合は、
第８図のグラフから容易に推定できるように電位障壁値
VTを一定に保つためには電圧Vsubを低くしなければなら
ないが、これは検出回路114及び設定回路115の動作点と
利得を適切に設定することにより実現することができ
る。
第８図のグラフから容易に推定できるように電位障壁値
VTを一定に保つためには電圧Vsubを低くしなければなら
ないが、これは検出回路114及び設定回路115の動作点と
利得を適切に設定することにより実現することができ
る。
以上説明したように第４図の実施例も第１の実施例と同
様の効果を得ることができる。
様の効果を得ることができる。
第９図を参照して本発明の固体撮像装置の第３の実施例
を説明する。この実施例の固体撮像装置は、第４図に示
す第２の実施例において、抵抗211及び容量212からなる
ローパスフィルタ210と、抵抗222及び容量223からなる
パルス入力回路220とを新たに設けたものである。ロー
パスフィルタ210は検出回路114と設定回路115の間に設
けられている。パルス入力回路220は設定回路115の電流
増幅器116の出力Vsubと容量結合250を介して外部から入
力されるパルス電圧φINとの和を基板24のn+領域119に
印加する。
を説明する。この実施例の固体撮像装置は、第４図に示
す第２の実施例において、抵抗211及び容量212からなる
ローパスフィルタ210と、抵抗222及び容量223からなる
パルス入力回路220とを新たに設けたものである。ロー
パスフィルタ210は検出回路114と設定回路115の間に設
けられている。パルス入力回路220は設定回路115の電流
増幅器116の出力Vsubと容量結合250を介して外部から入
力されるパルス電圧φINとの和を基板24のn+領域119に
印加する。
この第３の実施例も第２の実施例と同様の効果を得るこ
とができるとともに、外部から容量結合を介して基板24
にパルス電圧を印加して駆動することができる。
とができるとともに、外部から容量結合を介して基板24
にパルス電圧を印加して駆動することができる。
本発明によれば、電位障壁値VTが一定となるように基板
に付加される電圧Vsubを自動的に設定でき、外部から調
整することが不要となる。
に付加される電圧Vsubを自動的に設定でき、外部から調
整することが不要となる。
第１図は本発明の第１の実施例の固体撮像装置にかかる
検出回路及び設定回路の断面図、第２図は本発明の第１
の実施例の固体撮像装置の平面図、第３図は第１図に示
す検出回路及び設定回路の特性を示すグラフ、第４図は
本発明の第２の実施例の固体撮像装置にかかる検出回路
及び設定回路を示す回路図、第５図は従来の固体撮像装
置の平面図、第６図は第５図に示すＸ−Ｘ線で切断した
固体撮像装置の断面図、第７図は固体撮像装置の感光素
子部の深さ方向の電位分布図、第８図は基板に付加され
る電圧Vsubと電位障壁値VTとの関係を示すグラフ、第９
図は本発明の第３の実施例を示す回路図である。 11……感光素子、24……ｎ型半導体基板、52、500……
Ｐ−ウェル、61……検出回路、62……設定回路。
検出回路及び設定回路の断面図、第２図は本発明の第１
の実施例の固体撮像装置の平面図、第３図は第１図に示
す検出回路及び設定回路の特性を示すグラフ、第４図は
本発明の第２の実施例の固体撮像装置にかかる検出回路
及び設定回路を示す回路図、第５図は従来の固体撮像装
置の平面図、第６図は第５図に示すＸ−Ｘ線で切断した
固体撮像装置の断面図、第７図は固体撮像装置の感光素
子部の深さ方向の電位分布図、第８図は基板に付加され
る電圧Vsubと電位障壁値VTとの関係を示すグラフ、第９
図は本発明の第３の実施例を示す回路図である。 11……感光素子、24……ｎ型半導体基板、52、500……
Ｐ−ウェル、61……検出回路、62……設定回路。
Claims (1)
- 【請求項１】一導電型半導体基板上に逆導電型のウェル
を形成し、更にこのウェル内に複数の感光素子を形成
し、前記ウェルに対して前記半導体基板に逆バイアス電
圧を印加することにより前記感光素子に蓄積された電荷
のうち電位障壁値以下の電位のものを前記半導体基板に
排出する固体撮像装置において、 前記半導体基板の抵抗値を検出する検出手段と、この検
出手段の検出値に基づいて前記電位障壁値が一定となる
ように前記逆バイアス電圧を設定する設定手段とを前記
半導体基板上に設けたことを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/544,869 US5132759A (en) | 1989-07-28 | 1990-06-28 | Solid-state imaging device in which reverse bias voltage is automatically set |
| EP90113336A EP0410219B1 (en) | 1989-07-28 | 1990-07-12 | Solid-state imaging device |
| DE69009882T DE69009882T2 (de) | 1989-07-28 | 1990-07-12 | Festkörperbildsensor. |
| KR1019900011309A KR930003573B1 (ko) | 1989-07-28 | 1990-07-25 | 고체촬상장치 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-195947 | 1989-07-28 | ||
| JP19594789 | 1989-07-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03128584A JPH03128584A (ja) | 1991-05-31 |
| JPH0695737B2 true JPH0695737B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=16349624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1290574A Expired - Fee Related JPH0695737B2 (ja) | 1989-07-28 | 1989-11-08 | 固体撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0695737B2 (ja) |
| KR (1) | KR930003573B1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0465874A (ja) * | 1990-07-06 | 1992-03-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JP3197592B2 (ja) * | 1991-12-26 | 2001-08-13 | 三洋電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP5522932B2 (ja) * | 2008-12-25 | 2014-06-18 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置及び光電変換装置の駆動方法 |
-
1989
- 1989-11-08 JP JP1290574A patent/JPH0695737B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-07-25 KR KR1019900011309A patent/KR930003573B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930003573B1 (ko) | 1993-05-06 |
| JPH03128584A (ja) | 1991-05-31 |
| KR910004014A (ko) | 1991-02-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |