JPS59108465A - Solid-state image pickup element - Google Patents

Solid-state image pickup element

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Publication number
JPS59108465A
JPS59108465A JP57217761A JP21776182A JPS59108465A JP S59108465 A JPS59108465 A JP S59108465A JP 57217761 A JP57217761 A JP 57217761A JP 21776182 A JP21776182 A JP 21776182A JP S59108465 A JPS59108465 A JP S59108465A
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JP
Japan
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gate
source
region
solid
state image
Prior art date
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Pending
Application number
JP57217761A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidetoshi Yamada
秀俊 山田
Atsushi Yusa
遊佐 厚
Takashi Mizusaki
水崎 隆司
Junichi Nishizawa
潤一 西澤
Naoshige Tamamushi
玉蟲 尚茂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp, Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Corp
Priority to JP57217761A priority Critical patent/JPS59108465A/en
Publication of JPS59108465A publication Critical patent/JPS59108465A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14679Junction field effect transistor [JFET] imagers; static induction transistor [SIT] imagers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a sensor having double high resolution and density by dividing a gate region of an electrostatic induction transistor into two, attaining electric independence and using the region in common at picture element section. CONSTITUTION:A source 13 is diffused on an upper part of a substrate 12 having a transparent electrode 11 via an n<+> layer 10 and a drain 14 is embedded to a position corresponding to a source in the substrate 12. Source wire lines by a signal electrode 15 are sectioned by a separating region 16 by an embedded oxide film and a gate 17 is diffused into an epitaxial layer 18 similarly as the source 13 so as to clip the source 13. Each gate 17 is connected by bridging over a separation region 16 with a readout electrode 19 in the direction orthogonal to the source wire line by the signal electrode 15.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体を用いて光画像を電気信号に変換する固
体撮像素子に関し、符(こ高密度・高解像度の固体撮像
素子を提供することを目的とする。lテレビジョンカメ
ラに用いられる九゛亀変換素子として、撮像管に代わり
、半導体集積回路技術により製作されるCODあるいは
MOS型等の固体撮像素子が用いられるようになりつつ
ある。斯種の固体撮像素子は小型、軽量、低消費磁力等
の特4.。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a solid-state image sensor that converts an optical image into an electrical signal using a semiconductor, and an object of the present invention is to provide a high-density, high-resolution solid-state image sensor. Instead of image pickup tubes, solid-state image sensors such as COD or MOS type, which are manufactured using semiconductor integrated circuit technology, are being used as nine-frame conversion elements used in digital cameras.Such solid-state image sensors are Features 4. Compact, lightweight, low magnetic force consumption, etc.

長を有しているが、撮像管に比較して解像度の低1いこ
とが大きな欠点となっている。すなわち、固体撮像素子
の解像度はその画素数により決まるが、00Dあるいは
140S型等の固体撮像素子では一画素の寸法が、例え
ばそのlj!!!造に際してY目いられ。
However, a major drawback is that the resolution is lower than that of an image pickup tube. That is, the resolution of a solid-state image sensor is determined by the number of pixels, but in a solid-state image sensor such as a 00D or 140S type, the size of one pixel is, for example, lj! ! ! The Y eyes were cut during construction.

るフォトリゾグラフィの最小寸法によりほぼ80μm程
度に限定されてしまう。この画素寸法で撮像管並みの解
像度を得るために、500X500個の画素を並べるに
はほぼ15a角の半導体基板が必要である。しかし、現
在の集積回路技術では1.。
Due to the minimum dimension of photolithography, it is limited to approximately 80 μm. In order to obtain a resolution comparable to that of an image pickup tube with this pixel size, a semiconductor substrate approximately 15 square meters is required to arrange 500×500 pixels. However, with current integrated circuit technology, 1. .

この大きざの半導体基板を欠陥なくg造することは極め
て困鑓なことであるっまた、1枚のウェハーからとれる
チップ数も少なくなる。これがため、高解像度の固体撮
像素子を製造すると歩留まりが低く、高価格となってし
まうと云う欠点がある。I。
It is extremely difficult to fabricate semiconductor substrates of this size without defects, and the number of chips that can be obtained from one wafer also decreases. For this reason, manufacturing a high-resolution solid-state imaging device has the drawback of low yield and high price. I.

上述したような問題点を解決するためには、一画素の寸
法をより一層小さくし得るような素子構造とすることが
望まれる。この要望に適うものとして、静電誘導トラン
ジスタ(SITIを用いた固体撮像素子が’ I E 
E E ’rransacti、ons on   、
、。
In order to solve the above-mentioned problems, it is desirable to have an element structure that allows the size of one pixel to be further reduced. A solid-state image sensor using a static induction transistor (SITI) meets this demand.
E E 'rransacti, ons on,
,.

Electron DeViOeS ’ (VO/、 
26 、 sx 12 、第 11970〜19779
)に提案されている。これは第1dに示すように、縦方
向チャネルをもつ5ITIを用いるものであり、矢印2
にて示す方向からの光入射により透明01を介して基板
4内に発生した電荷キャリヤはドレイン5に蓄積すれ、
ゲート6に読出パルスがjJllわった時にソース7を
経てイd号醒極8から読出される。なお各SI’I’l
は分離領域9によって互いに分離されている。
Electron DeViOeS' (VO/,
26, sx 12, No. 11970-19779
) is proposed. This uses 5ITIs with longitudinal channels as shown in 1d, arrow 2
Charge carriers generated in the substrate 4 through the transparent layer 01 due to the incidence of light from the direction indicated by are accumulated in the drain 5,
When a read pulse is applied to the gate 6, the signal is read out from the id node 8 via the source 7. Furthermore, each SI'I'l
are separated from each other by a separation region 9.

このように、SITを用いた固体撮像素子では、1.。In this way, the solid-state image sensor using SIT has 1. .

信号読出しを縦方向にて行なうため、一画素の寸法を小
さくすることができる。
Since signal readout is performed in the vertical direction, the size of one pixel can be reduced.

不発明は斯種SI’I’を用いた固体撮像素子の解像度
をざらに同土させる目的達成のため、半導体基板上に光
醒変換領域と、光電変換された信号を1読出すための静
電誘導トランジスタとを具え、前記トランジスタのゲー
ト領域を2分して題気的に独立させ、これらの2分した
ゲート領域を隣接せる光電変換画素領域の選択続出時に
共用し得るように前記ゲート領域を配置したことを特徴
とする−1゜固体撮像素子にある。
In order to achieve the purpose of roughly equalizing the resolution of a solid-state image sensor using this type of SI'I', the invention is to provide a photo-wake-up conversion area on a semiconductor substrate and a static area for reading out a photoelectrically converted signal. an electric induction transistor, the gate region of the transistor is divided into two to make them functionally independent, and the gate region is divided into two so that these two divided gate regions can be shared when adjacent photoelectric conversion pixel regions are successively selected. The -1° solid-state image sensor is characterized by the arrangement of.

図面につき不発明を説明する。The non-invention will be explained with reference to the drawings.

第2図は、静心誘導トランジスタ(SIT)を用いた本
発明による固体撮像素子の一実晦例を一部切欠して示す
斜視図であり、第3図は第2図のi−m線上での断面図
である。
FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing an embodiment of a solid-state image sensing device according to the present invention using a static induction transistor (SIT), and FIG. FIG.

n+層10t−介して透明電極11を具えている基板1
2の上部には、ソース13が拡散されており、基板中の
ソースに対応する位置にはドレイン14が埋込まれてい
る。1@号屯極15によるソース配、5゜線ライン間は
埋込み酸化膜による分離領域16で区切られており、ま
たソース18を挾むようにゲート17がソース18と同
様エピタキシャル層18に拡散されている。各ゲー)1
7は、拮号Itth15によるソース配線ラインと直交
する方向に続出屯1゜極19により分離領域16を跨い
で結線されてい・5゜ 第4図は第2および3図の固体撮像素子の回路構成を示
す線図であり、ここに20はゲートに加える読出パルス
を加える水平シフトレジスタであ、1゜す、21はソー
スに流れる信号電流をすJ換える垂1直シフトレジスタ
である。なお動作の説四七、各ソースを図示のよう(こ
上部から)1禎にA、B、O。
Substrate 1 provided with transparent electrode 11 via n+ layer 10t-
A source 13 is diffused in the upper part of the substrate 2, and a drain 14 is buried in the substrate at a position corresponding to the source. The source wiring by the No. 1 tung electrode 15 and the 5° line are separated by an isolation region 16 made of a buried oxide film, and the gate 17 is diffused into the epitaxial layer 18 similarly to the source 18 so as to sandwich the source 18. . Each game) 1
7 is connected across the isolation region 16 by a 1° pole 19 extending in a direction perpendicular to the source wiring line with the same number Itth 15. 5° FIG. 4 shows the circuit configuration of the solid-state image sensor shown in FIGS. 2 and 3. 20 is a horizontal shift register that applies a read pulse to the gate, 1° is 1°, and 21 is a vertical shift register that changes the signal current flowing to the source. The theory of operation is 47. Each source is A, B, and O as shown in the diagram (from the top).

−・・・・とし、各ゲートも上から順にa、b、O。-..., and each gate is a, b, O in order from the top.

・・・・・とする。......

第5図はゲートに加える続出パルスを示す波形図である
。この第5図において、Toの期間にはaとbのゲート
に続出パルスが加わるため、Aのソースに戒流が流れる
。次にT、の期間にはbと○のゲートに続出パルスが加
わるため、Bのソースに1.。
FIG. 5 is a waveform diagram showing successive pulses applied to the gate. In this FIG. 5, since successive pulses are applied to the gates of a and b during the period To, a current flows to the source of A. Next, during period T, successive pulses are applied to the gates of b and ○, so 1. .

電流が流れる。以下同様にしてT8. T、・・・・・
の期間にO,D・・・・・のソースに4流が流れ、順次
信号を読出すことができる。
Current flows. Similarly, T8. T...
During the period, four currents flow through the sources of O, D, etc., and the signals can be read out sequentially.

上述した所から明らかなように、不発明によればソース
1個ごとに1個のゲートを具えていれば1゜よいことに
なる。ざらに、ソース1個につき2個のゲートを有する
第1図に示すよう/よ従来例と第2および8図に示す本
発明とを比較すれば明らかなように、本発明によれば垂
直方向の一画素の寸法を約14に縮小することができる
。従って一約!・・2倍の解像度を得ることが口■能で
ある。なお、上1述した例では水平方向にゲートを結線
すると共Oこ垂直方向にソースを結線するものとしたが
、これは水平方向にソースを結線し、垂直方向にゲート
を結線するものとしてもよいことは勿論であり、−1こ
の場合には水平方向の解像!f:f約2倍に高めること
ができる。
As is clear from the above, according to the invention, if one gate is provided for each source, 1° is better. In general, as can be seen by comparing the conventional example shown in FIG. 1 with two gates per source and the present invention shown in FIGS. 2 and 8, according to the present invention, vertical direction The size of one pixel can be reduced to about 14. Therefore, one thing! ... Obtaining twice the resolution is the trick. Note that in the example mentioned above, the gate is connected horizontally and the source is connected vertically, but this also applies if the source is connected horizontally and the gate is connected vertically. Of course it's a good thing, -1 in this case horizontal resolution! f: f can be increased approximately twice.

第6図は池の読出法を用いる場合の回路構成を示す線図
であり、本例でも説明の便宜上、各ソースを図示のよう
に上から順にA、B、O,・・・・・1゜とし、また各
ゲートも1からj順にa、b、O,・・・・・とする。
FIG. 6 is a diagram showing the circuit configuration when Ike's readout method is used, and in this example, for convenience of explanation, each source is arranged in the order of A, B, O, . . . 1 from the top as shown in the figure. It is assumed that the gates are a, b, O, . . . in order from 1 to j.

この場合、各ゲートは読出切換スイッチ12A、12B
、120.・・・・・を介して水平シフトレジスタ20
に配線されている。各読出切換スイッチ12A、12B
、120.・・・・・のl。
In this case, each gate is a readout switch 12A, 12B.
, 120. Horizontal shift register 20 via...
is wired to. Each readout switch 12A, 12B
, 120. ...l.

ゲートは(1)および(2)の二系統に分かれている。The gate is divided into two systems (1) and (2).

第7図は第6図の例におけるシフトレジスタ20の端子
(了)、(イ)、(つ)・・・・・および読出切換スイ
ッチのゲー)(11,(2)に加えるバ1.。
FIG. 7 shows terminals (END), (A), (TS) of the shift register 20 in the example of FIG.

ルスを示す波形図である。FIG.

第71図においてToの期間には読出切換スイッチ12
Aがオン(こなっているため、ゲー)a、bに読出パル
スが7]1わり、Aのソースに電流が流れる。
In FIG. 71, during the period To, the readout changeover switch 12
Since A is turned on, the read pulses are divided by 7]1 for a and b, and a current flows to the source of A.

T2の期間には続出切換スイッチ120がオンになって
いるため、ゲー)c、dに読出パルスが加わり、Cのソ
・−スに電流が流れる。T8の期間ではゲー)8.fに
よりEのソースに電流が流れる。
During the period T2, since the continuous output changeover switch 120 is on, a read pulse is applied to gates c and d, and a current flows to the source of gate C. Game during the T8 period) 8. Current flows into the source of E due to f.

T4の期間では続出切換スイッチ12Bがオンとなって
いるため、ゲー)b、cに読出パルスが冊わ(・。
During the period T4, the continuous output changeover switch 12B is on, so the readout pulses are output to game)b and c.

す、Bのソースに電流が流れる。以下°r5の期間では
Dのソースに、T6の期間ではFのソースに直流電流れ
る。以上のようにして各ソースはA、O。
A current flows through the source of B. Thereafter, a direct current flows to the source of D during a period of °r5, and to the source of F during a period of T6. As described above, each source is A and O.

E、−・・・・B、D 、F、・・・・・の順に走査さ
れるため、インターレース走査を行なうことができるb
第8図は第8図の変形例を示す断面図であり、ここに第
8図の各部と同一部分を示すものには同一符号をけして
示しである。この例はドレイン14間のアイソレーショ
ンのために絶縁層30によって各ドレインを囲むようG
こしたものであり、この4.。
E, -... B, D, F,... are scanned in the order, so interlaced scanning can be performed b
FIG. 8 is a sectional view showing a modification of FIG. 8, and the same parts as those in FIG. 8 are designated by the same reference numerals. In this example, each drain is surrounded by an insulating layer 30 for isolation between the drains 14.
This is the result of this 4. .

ようにすれば、隣接画素間のクロストークをよ!11゜
一層完魅に押えることができる。この構遺達成のための
プロセス手順として以上2つの方法を示す。
This will reduce crosstalk between adjacent pixels! 11° You can press it even more completely. The above two methods are shown as process steps for achieving this structure.

第1の方法は、単結晶基板12上に通常LOOO8法と
称される選択酸化法により酸化物絶縁層80−。
The first method is to form an oxide insulating layer 80- on a single crystal substrate 12 by a selective oxidation method commonly referred to as the LOOO8 method.

を凸状に形成し、その後拡散によってドレイン拡散層1
4を形成する。)その後エピタキシャル層18を成長さ
せる。この際絶縁層上のエピタキシャル層は単結晶化し
ないが、その後レーザーアニール法等によって単結晶化
させることができる。それ]、1以降は慣例の製法1泪
りである。
is formed into a convex shape, and then the drain diffusion layer 1 is formed by diffusion.
form 4. ) Then grow an epitaxial layer 18. At this time, the epitaxial layer on the insulating layer is not made into a single crystal, but it can be made into a single crystal by a laser annealing method or the like after that. ] From 1 onwards, the conventional manufacturing method 1 is used.

第2の方法は、基板12J:、に埋込拡散層14を全面
または選択的に形成した後、その上にエピタキシャル層
18?i:成長させ、その後噌素イオンおよび窒素イオ
ンを副速度・高a闇にイオン注入しI。
The second method is to form a buried diffusion layer 14 on the entire surface or selectively on the substrate 12J, and then form an epitaxial layer 18 on it. i: Growth, and then ion implantation of nitrogen ions and nitrogen ions at sub-velocity/high a density.

て、エピタキシャル層内部に絶縁層を形成しくこれは+
IIi常SIMOX法と称される)、その後アニール法
によってイオン通路となった絶縁Jt!J30の上の領
域?i:能の単結晶領域並みの特性に回復させる。それ
以降の製法は従来の製法と同じである。−、。
Then, an insulating layer is formed inside the epitaxial layer.
IIi (commonly referred to as SIMOX method), and then the insulation Jt! which became an ion path by an annealing method. The area above J30? i: Restoration to properties comparable to those of a single crystal region. The manufacturing method thereafter is the same as the conventional manufacturing method. -,.

なお第2.8図および第8図の実施例ではyC″市1変
換領域で発生したキャリヤ(正孔)を蓄積している領域
は低m度基板領域12のドレイン拡散層14に接した領
域であるが、第9図に示すように従来のHooic型S
ITセンサーにしばしばLllいられ。
In the embodiments shown in FIGS. 2.8 and 8, the region in which carriers (holes) generated in the yC'' city 1 conversion region are accumulated is the region in contact with the drain diffusion layer 14 of the low m degree substrate region 12. However, as shown in Fig. 9, the conventional Hooic type S
IT sensors often cause problems.

る基板領域12とドレイン拡散層14との間に信号螺荷
の蓄積層としてp++散層31を設ける構造に変形する
ことも容易である。
It is also easy to modify the structure to provide a p++ diffusion layer 31 as a signal charge accumulation layer between the substrate region 12 and the drain diffusion layer 14.

本発明は表面照射型SETイメージセンサ−に適用する
ことも容易である。その−実施例を第10.。
The present invention can also be easily applied to a front-illuminated SET image sensor. The example is shown in the 10th section. .

図に示す。第10a図は断面構造図、第10b図はその
A −A’線上での断面構造図、第100図は動作説明
のためのマトリックスアレイのllmbsEの一例を示
し、第1Od図にはゲートパルスの続出オよびリセット
動作時の波形の一例を示してあする。
As shown in the figure. FIG. 10a is a cross-sectional structural diagram, FIG. 10b is a cross-sectional structural diagram taken along the line A-A', FIG. 100 is an example of the matrix array llmbsE for explaining the operation, and FIG. An example of waveforms during successive O and reset operations will be shown tomorrow.

filloa、b図に示す構造達成のためのプロセス手
順の一方法はつぎの通りである。先ずp型基板40上に
SITのドレインとなるn 型埋込拡散層41および隣
接するドレイン間を絶縁するため、。
One method of process steps to achieve the structure shown in Figure FILLOA, B is as follows. First, in order to insulate the n-type buried diffusion layer 41 that will become the drain of the SIT on the p-type substrate 40 and the adjacent drains.

のp++埋込拡散層42をそれぞれ形成した後、 。After forming p++ buried diffusion layers 42, respectively.

n−型エピタキシャル層43を戊長ぎせ、このエピタキ
シャル層内に絶縁層44.p+型アゲート拡散層45よ
びn++ソース拡散層46をそれぞれ形成する。その後
ゲート拡散層45のトに薄い絶縁膜47を介して透明電
極または不純物をドープして導電性を増した半透明性の
多結晶シリコン層を用いて形成したゲー)電極4sおよ
びソース拡散層46とオーム接触するソース電極49を
形成する。
The n-type epitaxial layer 43 is elongated, and an insulating layer 44 is formed within this epitaxial layer. A p+ type agate diffusion layer 45 and an n++ source diffusion layer 46 are respectively formed. Thereafter, a gate electrode 4s and a source diffusion layer 46 are formed on the gate diffusion layer 45 via a thin insulating film 47 using a transparent electrode or a semitransparent polycrystalline silicon layer doped with impurities to increase conductivity. A source electrode 49 is formed in ohmic contact with.

つぎに第100図を参照して動作について説明する。こ
の第1ocmのマトリックスアレイ構成は、入射像を撮
像するのに時間を2分割し、検出画素位置をi画素づつ
ずらして撮像する所謂インターレース方式撮像に適用し
た例を示したもので1゜ある。
Next, the operation will be explained with reference to FIG. 100. This matrix array configuration of the first ocm is an example applied to so-called interlaced imaging in which the time to capture an incident image is divided into two, and the detected pixel position is shifted by i pixels.

前述した裏面照射型SITセンサーの実施例においても
述べたように、第1画像(Aフレームと称する)の続出
時にはゲート成極配線ライン50pa−b、c−d、e
−f、−−−−−と云う組きわ、。
As described in the embodiment of the back-illuminated SIT sensor described above, when the first image (referred to as A frame) is produced one after another, the gate polarization wiring lines 50pa-b, c-d, e
-f, -------.

せでゲート走査用のシフトレジスタ51で選択し一つぎ
の第2画像(Bフレームと称する)の続出時にはゲート
磁極配線ライン50をb−c 、d−e 。
Then, the shift register 51 for gate scanning selects the gate magnetic pole wiring lines 50 from b-c and d-e when the next second image (referred to as a B frame) is to be output one after another.

・・・・・のgi合わせで選択する。Select by matching the gi.

コノ場合ドレイン電極配線ライン52にはドレ。In this case, the drain electrode wiring line 52 is drained.

イン走査用のシフトレジスタ58で選択されて高い電圧
が印加される。ここで光電変換部はゲート拡散層45(
第1oa、b図)およびその周辺の空乏化した領域であ
り、入射光によって発生した屯千−正孔対のうち、正孔
が前記空乏層を横切る・・・などしてp+型アゲート拡
散層45蓄積される。
It is selected by the in-scanning shift register 58 and a high voltage is applied. Here, the photoelectric conversion section has a gate diffusion layer 45 (
(Fig. 1 OA, B) and the depleted region around it, and among the ton-hole pairs generated by the incident light, holes cross the depletion layer... and form a p+ type agate diffusion layer. 45 is accumulated.

これによりゲート拡散層の電位は上昇し、ゲート磁極配
線ライン50にパルスを印加した場合に、ゲート電極4
8とゲート拡散層45間のキャパシタンスによって誘起
される選択時にゲート拡散層145の電位が入射光のな
い場ばに比べ入射光はに比例して篩い4位となる。この
伏線でドレイン拡散層41が選択されて高電圧が印加さ
れ、ソース配線ライン54も選択されると、上記入射光
赦に関係したドレイン電流が流れて、それが負荷抵抗−
□・・55で変換されて信号電圧として読出される。 
1ケ一ト拡散層45は電気的に浮いているたの、この拡
散層の電位リセットは同じゲートラインに接続されるす
べての画素の続出(第10d図の時間T0の期間)終了
後、第10d図に示すように 1T2の期間にわたりゲ
ートパルスをざらに高め、これ(こより誘起されたゲー
ト拡散層電位がソース拡散層電位(ここではOV)に対
しく pn接合で)順方向になるようGこゲートパルス
の轍1隔を設定すれば入射光による電位変化分はリセッ
トすることがIllできる。
As a result, the potential of the gate diffusion layer increases, and when a pulse is applied to the gate pole wiring line 50, the gate electrode 4
At the time of selection induced by the capacitance between the gate diffusion layer 45 and the gate diffusion layer 45, the potential of the gate diffusion layer 145 becomes 4th in proportion to the incident light compared to when there is no incident light. When the drain diffusion layer 41 is selected by this foreshadowing and a high voltage is applied, and the source wiring line 54 is also selected, a drain current related to the above-mentioned incident light flows, and it is connected to the load resistance -
□...It is converted at 55 and read out as a signal voltage.
Since the one-piece diffusion layer 45 is electrically floating, the potential of this diffusion layer is reset only after all the pixels connected to the same gate line are connected (time period T0 in FIG. 10d). G By setting the interval of one gate pulse, the potential change due to the incident light can be reset.

丁べてのゲートラインの続出(Aフレーム読出)終了後
には電位リセットに引続いて撮像を行なって信号が蓄積
されつつあるゲート拡散層についてゲートラインの組合
わせを目1j述したように変えて1同様の読出(Bフレ
ーム続出)を行なう。
After the successive reading of gate lines (A-frame readout) is completed, the potential is reset and then imaged, and the combination of gate lines is changed as described in item 1j for the gate diffusion layer where signals are being accumulated. Readout similar to No. 1 (B frame successive) is performed.

以上各実施例にて説明したように本発明によれば、マト
リックス状アレイの一方向に関し、従来例の画素間絶縁
領域をなくシ、その領域にソース拡散層を設け、これら
のソース拡散層を取囲むゲ、1゜(11) 一ト拡散層を構債上および電気接続上2分して、1その
2分した各ゲー ト層を電気的に独立して制御できるよ
うにし、1つのゲート拡散層をその両側の画素選択時に
共用することによって等価的に画素間隔を1にすること
ができ、2倍の高密度・高分解能のSITセンサーを得
ることができる。具体的応用例としては、隣接画素を頼
次読出すことにより、2倍の高密1sITセンサーとし
て構成する方法と、第1のサイクルで隣接画素を1つ置
きに選択して全画面をAフレームとして読出し1.1゜
第2のサイクルで売出してない画素について(ゲート領
域の組合わせをずらして)同じく1つ置きに選択して全
画面をBフレームとして読出す、所謂インターレース読
出法への適用として構成する方法とが考えられる。
As explained above in each of the embodiments, according to the present invention, in one direction of the matrix array, the inter-pixel insulation region of the conventional example is eliminated, a source diffusion layer is provided in that region, and these source diffusion layers are Surrounding gate, 1° (11) A gate diffusion layer is divided into two on the structure and electrical connection, and each gate layer divided into two halves can be electrically controlled independently. By sharing the diffusion layer when selecting pixels on both sides, the pixel interval can be equivalently reduced to 1, and an SIT sensor with twice as high density and high resolution can be obtained. Specific application examples include a method of sequentially reading out adjacent pixels to configure it as a double high-density 1sIT sensor, and a method of selecting every other adjacent pixel in the first cycle and using the entire screen as an A frame. Readout 1.1゜As an application to the so-called interlaced readout method, in which every other pixel that is not sold in the second cycle is selected (by shifting the combination of gate regions) and the entire screen is read out as a B frame. There are several possible ways to configure this.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はS工Tを用いた従来の固体撮像素子の一例を示
す断面図、 第2図は本発明による固体撮像素子の一例を一部切欠し
て断面も示す斜視図、−・・・(12) 第3図は第2図のlN−1線りでの断面図、第4図は第
2および3図の動作説明用のマ) IJラックスアレイ
の回路構成を示す線図、第5図はゲートに加える続出パ
ルスの一例を示す波形図、 第6図は第4図の読出法とは異なる続出法を用いる場合
の回路構成を示す線図、 第7図は第6図の例におけるゲートに加える続出パルス
の一例を示す波形図、 第8図は第3図の変形例を示す断面図、   い。 第9図は第8図の一部変形例を示す断面図、第10a図
は表面照射型のSETイメージセンサに本発明を適用し
た例を示す断面図、第1o’b図は第10a図のA−A
’線上での断面図、 第100図は第1Ua図の動作説明用のマ) IJラッ
クスアレイの回路構成を示す線図、第10d図は第10
a図におけるゲートに加えるパルスの読出しおよびリセ
ット動作時のパルスの一例を示す波形図である。 1・・・SIT       2・・・ゲC入射方向3
・・・透明電極     4・・・基板5・・・ドレイ
ン      6・・・ゲート?・・・ソース    
  8・・・信号電極9・・・分離領域    lO・
・・n層11・・・透明電極     12・・・基板
13・・・ソース      14・・・ドレイン15
・・・信号電極     16・・・分離領域17・・
・’r’−ト18・・・エピタキシャル層19・・・読
出電極     20・・・水平シフトレジスタ1.。 21・・・垂直シフトレジスタ80・・・絶縁層31・
・・p拡散層    40・・・基板41・・・n+拡
散層(ドレイン)42・・・p+拡散層43・・・n−
エピタキシャル層44・・・絶縁層45・・・p+アゲ
ート散層 46・・・n”y−ス拡赦層 I47・・・
絶縁膜      48・・・ゲー)+[極49・・・
ソース電極    50・・・ゲート磁極配線ライン5
1・・・ゲート走査用シフトレジスタ52・・・ドレイ
ン電極配線ライン 58・・・ドレイン走査用シフトレジスタ      
=・1゜54・・・ソース電極配線ライン 55・・・負荷抵抗 12 A 、 12 B 、 120 、・・・・・・
・・読出切換スイッチ。 特許出願人  オリンパス光学工業株式会社同  出願
人  西   澤   潤   −1’−w  心 −
N 憤 9  窃 9; ”  −(J”Ci  ω 屯  6
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a conventional solid-state image sensor using S-T, FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing a cross section of an example of the solid-state image sensor according to the present invention. (12) Fig. 3 is a cross-sectional view taken along the line lN-1 in Fig. 2, Fig. 4 is a diagram for explaining the operation of Figs. The figure is a waveform diagram showing an example of successive pulses applied to the gate, Figure 6 is a diagram showing the circuit configuration when using a successive readout method different from the reading method shown in Figure 4, and Figure 7 is a diagram showing the circuit configuration for the example of Figure 6. FIG. 8 is a waveform diagram showing an example of successive pulses applied to the gate. FIG. 8 is a sectional view showing a modification of FIG. 3. FIG. 9 is a sectional view showing a partial modification of FIG. 8, FIG. 10a is a sectional view showing an example in which the present invention is applied to a front-illuminated SET image sensor, and FIG. 1o'b is a sectional view of FIG. 10a. A-A
Figure 100 is a diagram for explaining the operation of Figure 1Ua). Figure 10d is a diagram showing the circuit configuration of the IJ rack array.
FIG. 6 is a waveform diagram showing an example of a pulse applied to the gate in FIG. 1...SIT 2...Ge C incident direction 3
...Transparent electrode 4...Substrate 5...Drain 6...Gate? ···sauce
8...Signal electrode 9...Separation region lO・
...N layer 11...Transparent electrode 12...Substrate 13...Source 14...Drain 15
... Signal electrode 16 ... Separation region 17 ...
・'r'-to 18...Epitaxial layer 19...Reading electrode 20...Horizontal shift register 1. . 21... Vertical shift register 80... Insulating layer 31...
...p diffusion layer 40...substrate 41...n+ diffusion layer (drain) 42...p+ diffusion layer 43...n-
Epitaxial layer 44...Insulating layer 45...p+ agate diffusion layer 46...n"y-s relaxation layer I47...
Insulating film 48...ge) + [pole 49...
Source electrode 50...gate magnetic pole wiring line 5
1... Shift register for gate scanning 52... Drain electrode wiring line 58... Shift register for drain scanning
=・1゜54...Source electrode wiring line 55...Load resistance 12A, 12B, 120,...
...Reading selector switch. Patent applicant: Olympus Optical Industry Co., Ltd. Applicant: Jun Nishizawa -1'-w Shin -
N wrath 9 theft 9; ” -(J”Ci ω tun 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 半導体基板上に光磁変換領域と、光電変換された信
号を読出すための静電誘導トランジスタとを具え、前記
静電誘導トランジスタのゲート領域を2分して電気的に
独立させ、これらの2分したゲート領域を隣接せる光電
変換画素領域の選択続出時に共用し得るように前記ゲー
ト領域を配置したことを特徴とする1、。 固体撮像素子。
[Scope of Claims] 1. A magneto-optical conversion region and a static induction transistor for reading out a photoelectrically converted signal are provided on a semiconductor substrate, and the gate region of the static induction transistor is divided into two to conduct electrical conversion. 1, characterized in that the gate regions are arranged so that the two gate regions are made independent and can be shared when successive selections of adjacent photoelectric conversion pixel regions are made. Solid-state image sensor.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63220567A (en) * 1987-03-09 1988-09-13 Semiconductor Res Found Solid-state image sensing device
WO2004061965A1 (en) * 2003-01-06 2004-07-22 Takeharu Etoh Back-illuminated imaging device

Cited By (3)

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