JPS59158552A - Semiconductor photodetector - Google Patents

Semiconductor photodetector

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JPS59158552A
JPS59158552A JP58030929A JP3092983A JPS59158552A JP S59158552 A JPS59158552 A JP S59158552A JP 58030929 A JP58030929 A JP 58030929A JP 3092983 A JP3092983 A JP 3092983A JP S59158552 A JPS59158552 A JP S59158552A
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JP
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region
semiconductor
gate region
potential
shielding
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JP58030929A
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Junichi Nishizawa
潤一 西澤
Naoshige Tamamushi
玉蟲 尚茂
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • H01L27/14643Photodiode arrays; MOS imagers

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  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To inhibit the variation of potential of a shielding gate region effectively, and to improve the controllability of output characteristics by forming a means inhibiting the storage of carriers generated by incident rays to the shielding gate region. CONSTITUTION:Source electrodes 22 are connected and formed among adjacent cells in exposed sections in source regions 16. Transparent control gate electrodes 24 are formed to the exposed sections of control gate regions 14 through insulating layers 26. The insulating layers 26 consist of films such as oxide films, and are shaped extended onto the source electrodes 22. The control gate electrodes 24 are formed along the upper sections of the insulating layers 26. Informations stored in either cells can be read because the direction of connection of the control gate electrodes 24 and the direction of connection of the source electrodes 22 cross. Shielding gate electrodes 18E can apply fixed voltage to the whole shielding gate regions 18.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分]Pf 不発りjは、sITす々ゎち静電誘導型トランジスタを
使用する半導体光検出装置にががり、特にケ゛−トが君
月読出しのだめの第一のケ゛−トと、電位の基準を与え
る第二のダートとに分割されているSIT ”7使用す
る半導体光検出装置の改良に関する。
[Detailed Description of the Invention] Technical Part] The Pf misfire is based on a semiconductor photodetector using a static induction transistor, especially when the gate is the first readout device. This invention relates to an improvement in a semiconductor photodetector device using an SIT"7 which is divided into a gate and a second dart providing a potential reference.

背景技(・11 SITを使用する半導体光検出装置例えば固体撮像装置
としては、出発技術として特許出願公開昭和55年第1
.5229号公報に最も基本的な装置が開示されておシ
、この装置4の更に改良されたものが特許)頓昭和56
年第204656号を始めとして種々提案されている。
Background Techniques (-11) For semiconductor photodetection devices using SIT, such as solid-state imaging devices, patent applications were first published in 1980 as a starting technology.
.. The most basic device was disclosed in Publication No. 5229, and a further improved version of this device 4 was patented).
Various proposals have been made, including No. 204656.

ところで、ケ゛−ト分割型のSIT i使用する固体撮
像装置に2いては、シールディングダート(あるいはフ
ローティングケ゛−1−)に印刀目する電圧全1h1」
御することによシその信号読出時の出力特性を変化さげ
ることができるというすぐれた特長がある。この特長を
十分に発揮させるためには、光が各セルに入射してもシ
ールディングダートの電位に変化を与えないことが好ま
しい。
By the way, in case of a solid-state imaging device using a case-divided type SIT, the voltage applied to the shielding dart (or floating case 1) is 1h1.
It has the excellent feature that by controlling it, the output characteristics at the time of signal readout can be changed. In order to fully utilize this feature, it is preferable that the electric potential of the shielding dart does not change even when light enters each cell.

第1図(A)には、l〕一層から成るチャンネル領域2
に、n層から成るソース領域ノーが形成されてオシ、こ
のソース領域1全挾んでp″一層から成るシールディン
グクゞ−1−領域3A及びコントロールゲ−ト領域3B
が形成されている固体撮像装置の主要部かバンド構造の
理解に必要な概念として断片的に示されている。このよ
うな構成における価電子帯の構造は第1図(B)に示さ
れているように、ソース領域付近が最もポテン/ヤルが
低いものとなっておシ、頁のケ9−トと称されている。
FIG. 1(A) shows l] a channel region 2 consisting of a single layer;
A source region 3A consisting of an n-layer is formed, and a shielding region 3A and a control gate region 3B consisting of a p'' layer are formed across the entirety of the source region 1.
The main part of the solid-state imaging device that is formed is shown in fragments as a concept necessary for understanding the band structure. As shown in Figure 1 (B), the structure of the valence band in such a configuration has the lowest potential near the source region, which is called the bottom of the page. has been done.

このようなバンド構造の固体撮像装置に対して、外部か
ら光が人則し、電子−正孔対が生成されて正孔がコント
ロールゲ−ト領域3 B K蓄積されると、第1図(C
)に示されているよウニ4、コントロールゲート領域3
 B ノポテンシャルか下が9、シールディングヶ゛−
ト領域3Aのポテンシャルに対してΔE1の差が生ずる
When light is applied from the outside to a solid-state imaging device with such a band structure, electron-hole pairs are generated and the holes are accumulated in the control gate region 3BK, as shown in FIG. C
) as shown in sea urchin 4, control gate region 3
B No potential or lower is 9, shielding ka-
A difference of ΔE1 occurs with respect to the potential of the target region 3A.

逆に正孔がシールディングヶ゛−ト領域3Aに蓄積され
ると、第1図Φ)に示されているように、シールディン
グダ−1・領域3Aのポテン/ヤルが下が9、コントロ
ールゲ−ト領域3Bのポテンシャルに対してΔE2の差
が生ずる。仮に、シールテ゛イングケ8−ト領域3Aの
ポテンシャルを基準とすれば、コントロールゲート領域
3Bのポテンシャルが相対的にΔE2上がる状態となる
On the other hand, when holes are accumulated in the shielding gate region 3A, as shown in FIG. A difference of ΔE2 occurs with respect to the potential of the gate region 3B. If the potential of the sealing gate region 3A is taken as a reference, the potential of the control gate region 3B will be relatively increased by ΔE2.

他方、信号の読出し電流は、第1図(C)あるいは(D
)に示されている正孔の蓄積によるバンドの変化に対応
するものである。従って、第1図(]))のような場合
には、コントロールゲート領域3Bに何ら入射光による
正孔が蓄積されていない状態であっても、あたかも光の
入射があったかの如く信号が出力される可能性がある。
On the other hand, the readout current of the signal is as shown in FIG. 1 (C) or (D
) This corresponds to the change in the band due to hole accumulation shown in . Therefore, in the case as shown in FIG. 1 (]), even if no holes due to incident light are accumulated in the control gate region 3B, a signal is output as if light had been incident. There is a possibility that

第1図(E) K (ri ’t 隣接するセルのコン
トロールゲ−ト領域3Cを含めたバンド構造が示されて
いる。
FIG. 1(E) shows the band structure including the control gate region 3C of the adjacent cell.

この図に訃いて、左側のセノLに対して光が入射して生
成さhた正孔は、そのほとんどがコントロールケ゛−1
・領域3Cに蓄積されるが、一部の正孔は、ンールデ、
インク゛グ゛−ト領域3Aにも蓄積されることとなる。
In this figure, most of the holes generated when light is incident on the sensor L on the left are in the control case 1.
・Although some holes are accumulated in region 3C, some holes are
It will also be accumulated in the ink target area 3A.

このため、コントロールゲ−ト領域3Cのポテンシャル
が矢印F1の如くドがるとともに、/−ルディンググー
ト領域3Aのポテンシャルも矢印F2の如くΔE下がる
こととな弓。
Therefore, the potential of the control gate region 3C decreases as indicated by the arrow F1, and the potential of the /-ruding gate region 3A also decreases by ΔE as indicated by the arrow F2.

このようは1ンールディングク8−ト領域3Aのポテン
シャルが変化すると、前述したように、信号読出しの際
の出力!4イ性が変化することとな9、ひいては、シー
ルディングヶ8−1・領域3Aに所定の電圧を印加する
ことによる出力特性の制御が乱されるという不都合が生
ずる。また、実際には、入射光のないセルからも信号が
読み出されることとなシ、再生画像上においてにじみ現
象が生ずることとなる。
In this way, when the potential of the 8-digit area 3A changes, as mentioned above, the output during signal readout! This causes a problem in that the characteristics change and, as a result, the control of the output characteristics by applying a predetermined voltage to the shielding part 8-1 and region 3A is disturbed. Furthermore, in reality, signals are read out even from cells with no incident light, resulting in a smearing phenomenon on the reproduced image.

また、入射光によって生成されたキャリア(上記例に?
いては正孔)がシールディングヶ゛−ト領域にも蓄積さ
れると、微・弱な入射光に対する出力信号が小さくなっ
て感度が低下するという不都合もある。
Also, the carriers generated by the incident light (in the above example?
If holes (or holes) are also accumulated in the shielding gate region, the output signal for very weak incident light becomes small, resulting in a decrease in sensitivity.

目的 本発明は、このような従来技術の欠点を改善し、シール
ディングケゝ−ト領域へのキャリアの蓄積全低減し、コ
ントロールゲ−ト領域へのキャリアの蓄積の効率化を図
ることによって光検出感度の向上を図るとともに、入射
光に基因する7−ルデイングケゞ−ト領域のポテンシャ
ルの変動を抑制して出力特性の制御を良好に行うことが
できる半導体光検出装置全提供することをその目的とす
るものである。
Purpose The present invention improves the drawbacks of the prior art, completely reduces the accumulation of carriers in the shielding gate region, and improves the efficiency of carrier accumulation in the control gate region. The purpose is to provide a semiconductor photodetection device that can improve detection sensitivity and suppress fluctuations in the potential of the 7-ruding gate region caused by incident light to better control output characteristics. That is.

発明の開示 本発明によれば、ンールディングケ゛−ト領域に、入射
光によって生成されるギヤリアの蓄積全抑制する手段が
形成される。
DISCLOSURE OF THE INVENTION In accordance with the present invention, means are formed in the rolling gate area for suppressing any buildup of gear produced by incident light.

本発明による一つの実施態様によれば、該抑N?l1手
段はンールディングケゝ−ト領域とチャンネル領域との
境界に絶縁層が設けられることによって該境界に形成さ
れるポテンシャルの障壁である。
According to one embodiment according to the invention, the inhibition N? The l1 means is a potential barrier formed at the boundary between the rolling gate region and the channel region by providing an insulating layer at the boundary.

本発明による他の実施態様によれば、該抑制手段は、絶
縁層によって形成されるポテンシャルの障壁に、ジール
ナ゛イングケ゛−1・領域にi+5圧が印加さ2Lるこ
とによって形成されるポテンシャルの障壁あるいはシー
ルディングケ゛−ト領域に近接して配置されているソー
ス及びドレイン領域のうちの一方によって形成されるポ
テンシャルの障壁が加えられたものである。
According to another embodiment of the invention, the suppressing means includes a potential barrier formed by applying an i+5 pressure 2L to the gel navigating region -1 to the potential barrier formed by the insulating layer. Alternatively, there is the addition of a potential barrier formed by one of the source and drain regions located in close proximity to the shielding gate region.

本発明による更に他の実施態様によれば、該抑制手段は
、絶縁層によって形成されるポテンシャルの障壁に、チ
ャンネル領域と同様の導電型のシールディングケ8−ト
領域に対してノ?ルス状に電圧が印加されることによっ
て形成されるポテンシャルの障壁が′加えられたもので
ある。
According to a further embodiment of the invention, the suppression means include a potential barrier formed by the insulating layer with a note for the shielding gate region of the same conductivity type as the channel region. A potential barrier formed by applying a voltage in a loop shape is added.

本発明による更に他の実施態様によれば、該抑制手段は
上述したポテンシャルの障壁に、シールディングケ゛−
ト領域への光の入射がしゃ断されるしシ光1・Δが加え
られたものである。
According to a further embodiment according to the invention, the suppression means include a shielding cage in the above-mentioned potential barrier.
In this case, the incidence of light to the target area is blocked, and the light of 1·Δ is added.

次に、添付図面全参照して本発明による半導体元、検出
装置1tの実施例全詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the semiconductor device and detection device 1t according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第2図に1は、本発明によるSIT を使用する半導体
光検出装量であって、撮像装置の一実施例が示されてい
る。この図のうち(A)は、一部を切除した平面図であ
り、(B)は、(A)の平面図における矢印Hの方向か
ら見た端面(2)である。この(B)では、図の複雑化
を避けるため、各セル間の接続を行う構成部分が省略さ
れている。1だ、−画素に対応するセルの第2図(BJ
に対応する端面が第3図に鉱夫して示されている。
In FIG. 2, reference numeral 1 shows an embodiment of a semiconductor photodetection device using an SIT according to the present invention, and an image pickup device. Of these figures, (A) is a partially cutaway plan view, and (B) is an end surface (2) seen from the direction of arrow H in the plan view of (A). In this (B), in order to avoid complicating the diagram, components that connect each cell are omitted. 1, - Figure 2 of the cell corresponding to the pixel (BJ
The corresponding end face is shown as a miner in FIG.

これら第2図(A)、(B)及び第3図において、シリ
コン(S])などの材料を用いた不純物密度が高い層層
の基板10上には、不純物密度の低いn一層から成るチ
ャンネル領域12が形成されている。
2(A), (B) and FIG. 3, on the substrate 10, which is made of a material such as silicon (S) and has a high impurity density, there is a channel made of a single layer of n with a low impurity density. A region 12 is formed.

このチャンイ・ル領域12が形成されるn一層の上面に
は、不純物密度か尚いp 層から成るコントロールゲー
ト領域14が設けられている。このコントロールグ゛−
1・領域14の周囲には、不純物密度が高いn+層から
成るソース領域16が設ケラしている。これらのコント
ロールケ゛−t−領1威14及びソース領域16は、第
2図(A)に示されているように、適当な間隔で規則的
かつ2次元のマ[・リクス伏に配列されており、−組の
コントロールゲ−ト電極14及びソース領域16によっ
て一画木に対応するセルが形成されている。
A control gate region 14 made of a p-layer with an impurity density is provided on the upper surface of the n-layer where the channel region 12 is formed. This control group
A source region 16 made of an n+ layer with high impurity density is provided around the region 14. These control region 14 and source region 16 are arranged in a regular two-dimensional matrix at appropriate intervals, as shown in FIG. 2(A). A cell corresponding to a single-stroke tree is formed by a set of control gate electrodes 14 and source regions 16.

隣接するソース領域16間には、不純物密度が高いp層
から成るシールディングケ゛−ト領域18が形成されて
いる。このシーディングゲート領域18と、チャンネル
領域12の境界部分には絶縁層18Iが形成されている
。更に、シーディングゲ−ト領域18には、シールディ
ングゲ−ト領域18Eが接続形成されており、外部から
適当な電圧全印加できるようになっている。
A shielding gate region 18 made of a p-layer having a high impurity density is formed between adjacent source regions 16. An insulating layer 18I is formed at the boundary between the seeding gate region 18 and the channel region 12. Furthermore, a shielding gate region 18E is connected to the seeding gate region 18 so that a suitable full voltage can be applied from the outside.

次に、チャンネル領域12が形成されているn一層の上
面には、コントロールケ゛−ト領域14、ソース領域及
びシールディングゲート領域の一部の露出部分を除く全
体に酸化シリコン(5102)膜(以下単に「酸化膜」
という)20が表面保護のために形成されている。ソー
ス領域16のうち露出部分には、ソース電極22が隣接
するセル間で接続して形成されている。この接続の方向
け、第2図(A)に示されているように、後述するコン
トロールケ゛L−ト電極の接続方向と交差する方向であ
る。
Next, on the upper surface of the n-layer where the channel region 12 is formed, a silicon oxide (5102) film (hereinafter referred to as Simply “oxide film”
) 20 is formed for surface protection. A source electrode 22 is formed in an exposed portion of the source region 16 to connect adjacent cells. The direction of this connection, as shown in FIG. 2(A), is the direction that intersects the connection direction of the control gate L-electrode, which will be described later.

次に、コントロールグ゛−1・領域14のM 出WtV
r分には、透明状のコントロールゲート電極24が絶縁
層26を介して形成されている。絶縁層26は、例えば
酸化膜から成り、前記ソー償電極22上に延長して設け
られている。この絶縁層26上に沿ってコントロールゲ
ート電極24が形成されている。すなわち、絶縁層26
によってコントロールグー) 領域14 トコントロー
ルグート電極24との間にコンデンサが形成されるとと
もに、ソース電極22、シールディングゲ−ト領域18
E及びコントロールゲート電極24相互間の絶縁が行々
われでいる。このコントロールゲート電極24の接続方
向と、ソース電極22の接続方向とは交差しており、こ
れによっていずれかのセルに蓄7版されている情報の読
出しが可能となる。すなわち、複数のソース電極22の
任意の1つを選択し、複数のコントロールゲ−ト電極2
4の任意の1つを選択すれば、両電極の交差する位置の
セルが選択される。基板10のうち、チャンネル領域1
2が形成されているn″″層と反対側には、ドレイン電
極28が形成されている。
Next, the M output WtV of control group 1/area 14
A transparent control gate electrode 24 is formed at the portion r with an insulating layer 26 interposed therebetween. The insulating layer 26 is made of, for example, an oxide film, and is provided extending over the saw compensation electrode 22 . A control gate electrode 24 is formed along this insulating layer 26. That is, the insulating layer 26
A capacitor is formed between the control gate region 14 and the control gate electrode 24, and the source electrode 22 and the shielding gate region 18
E and the control gate electrode 24 are insulated from each other. The connection direction of the control gate electrode 24 and the connection direction of the source electrode 22 intersect with each other, thereby making it possible to read out information stored in any cell. That is, any one of the plurality of source electrodes 22 is selected, and the plurality of control gate electrodes 2
If any one of 4 is selected, a cell at a position where both electrodes intersect will be selected. Channel region 1 of substrate 10
A drain electrode 28 is formed on the side opposite to the n'''' layer where the 2 is formed.

なお、クールディングケ8−1・電極18EU、図示さ
れていない部分で接続されておシ、シールディングケ゛
−ト領域18の全体に対して所定の電圧が印加できるよ
うになっている。
The cooling cage 8-1 and the electrode 18EU are connected at a portion not shown so that a predetermined voltage can be applied to the entire shielding cage region 18.

次に、上述した構造を有する撮像装置の電気的な等価回
路と、各電極間の接続及び駆動手段との接続について説
明する。
Next, the electrical equivalent circuit of the imaging device having the above-described structure, the connection between each electrode, and the connection with the driving means will be explained.

第4図(A:には電気回路と外部装置の接続が示されて
いる。この接続の一部は、第3図にも示されている。
FIG. 4(A) shows connections between the electrical circuit and external devices. Some of these connections are also shown in FIG.

1ず、第4図(A)に示されているセルを表わすシンボ
ルにつめて、第4図(B) ’f参照して説明する。こ
の図においてSAはチャンネルを表わし、ソース電極2
2及びドレイン電極28が接続されている。
First, the symbols representing the cells shown in FIG. 4(A) will be explained with reference to FIG. 4(B)'f. In this figure, SA represents a channel, and the source electrode 2
2 and a drain electrode 28 are connected.

SBハ、コントロールゲ−ト電極14を表わし、sci
 u絶縁層26によって形成されるコンデンサを表わし
てお9、コントロール電極24が接続されている。
SB c represents the control gate electrode 14, sci
9 represents a capacitor formed by an insulating layer 26 to which a control electrode 24 is connected.

更に、SDは、シールディングケ”−1−領域18を表
わしており、シールディングゲ−ト領域18Eが接続さ
れている。SC2は、絶縁層18Iによって形成される
コンデンサを表わしている。
Furthermore, SD represents the shielding gate region 18, to which the shielding gate region 18E is connected. SC2 represents the capacitor formed by the insulating layer 18I.

次に、第4図(A)あるいは第3図において、画素単位
に相当するセルpcは、第2図(A)に示したように、
二次元のマ) IJクス状に複数個配列されている。複
数のコントロールケ゛71−電極24には、読出しアド
レス回路30が各々接続されておシ欲平行ごとに順に読
出し用・ぐルス電圧が印加されるようになっている。他
方、複数のソース電極22ば、スイッチング動作をする
トランジスタ40のドレインに各々接続されており、更
にソースは出力端子38に各々接続されている。トラン
ジスタ400ケ゛・=トは、ビデオライン涜択回路32
に各々接続されている。このビデオライン選択回路32
からは、トランジスタ40に対して順に選択パルス電圧
が出力されるようになっており、これによってトランジ
スタ40が順次、駆動される。
Next, in FIG. 4(A) or FIG. 3, the cell pc corresponding to the pixel unit is as shown in FIG. 2(A),
Two-dimensional matrix) A plurality of IJs are arranged in a square shape. A readout address circuit 30 is connected to each of the plurality of control cables 71 and electrodes 24, so that a readout signal voltage is sequentially applied to each desired parallelism. On the other hand, the plurality of source electrodes 22 are each connected to the drain of a transistor 40 that performs a switching operation, and the sources are each connected to an output terminal 38. The 400 transistors are connected to the video line selection circuit 32.
are connected to each. This video line selection circuit 32
From then on, selection pulse voltages are sequentially output to the transistors 40, and the transistors 40 are thereby sequentially driven.

トランジスタ40は、例えば通常ばrOFFJの状態に
あるSITによって構成されておシ、読出しアドレス回
路30及びビデオライン選択回路32は、例えばシフト
レノスフによって構成されている。
The transistor 40 is formed by, for example, an SIT which is normally in the rOFFJ state, and the read address circuit 30 and the video line selection circuit 32 are formed by, for example, a shift line selection circuit.

また、出力端子38とアースすなわちドレイン電極28
との間には、出力用の抵抗34及び電源36が接続され
ている。各セルPCのシールテ゛イングケ゛−ト電極1
8IKは、他の可変電源36Vが接続されている。この
可変電源36Vは、例えば可変抵抗VR,電圧可変の電
源VE及び可変容量コンデンサVCから成っている。
In addition, the output terminal 38 and the ground, that is, the drain electrode 28
An output resistor 34 and a power supply 36 are connected between the two. Sealing case electrode 1 of each cell PC
8IK is connected to another variable power supply of 36V. This variable power supply 36V includes, for example, a variable resistor VR, a voltage variable power supply VE, and a variable capacitance capacitor VC.

次に、上述した実施例の全体的動作について、第2図な
いし第4図の他に第5図及び第6図を参照しながら説明
する。なお、第5図には基板10のn I”Lがらコン
トロールゲート領域14に至るバンド構造の概略が示さ
れておシ、第6図には、コントロールゲ−ト領域14か
らシールディングケ゛−ト領域18に至るバンド構造の
概略が示されている。
Next, the overall operation of the above embodiment will be explained with reference to FIGS. 5 and 6 in addition to FIGS. 2 to 4. Note that FIG. 5 shows an outline of the band structure from the nI''L of the substrate 10 to the control gate region 14, and FIG. 6 shows the band structure from the control gate region 14 to the shielding case. The band structure up to region 18 is schematically shown.

まず、各セルPCに対して光が入射すると、第5図に示
されているようにチャンネル領域12からコントロール
ゲート領域14にわたって形成されている電位傾斜部分
に電子−正孔対が生成される。詳述すると、入射光hν
は、主としてコントロールケ゛−ト領域14を通過して
チャンネル領域12まで達し、電子Eが電導帯CBに励
起され、価電子帯VBには正孔Hが生成される。
First, when light is incident on each cell PC, electron-hole pairs are generated in the potential gradient portion formed from the channel region 12 to the control gate region 14, as shown in FIG. In detail, the incident light hν
mainly passes through the control gate region 14 and reaches the channel region 12, electrons E are excited to the conduction band CB, and holes H are generated in the valence band VB.

電子Eは、ドレイン電極28の方向忙移動し、正孔Hは
、コントロールケ゛−ト領域14の方向に移動して蓄積
される。
Electrons E move in the direction of the drain electrode 28, and holes H move in the direction of the control gate region 14 and are accumulated.

他方、チャンネル領域12からシールディングケ゛−ト
領域18に至るバンド構造も、第5図に示されているも
のと略同様であるので、生成された正孔Hの一部は、/
−ルディングヶゞ−ト領域18の方向にも移動すること
となる。
On the other hand, since the band structure extending from the channel region 12 to the shielding gate region 18 is also approximately the same as that shown in FIG.
It also moves in the direction of the sliding gate area 18.

他方、ソース領域16を中心とするバンド構造を考える
と、第6図に示されているように、ソース領域16でポ
テンシャルが低り、コントロール’y” −ト領域14
 及ヒンールディングヶ8−ト領域18に至るに従って
ポテンシャルが高くなる構成となっており、更にシール
ディングゲ−ト領域18とチャンネル領域12との境界
には、絶縁層18Iによるポテンシャルの障壁が形成さ
れている。7−ルデイングケ゛−ト領域18には、可変
電源36■(第4図(A)参照)によって正の電圧が印
加されている。従らて、シールディングゲート領域18
とその近傍のバンドは、第6図の矢印F3の方向に下が
る。
On the other hand, considering the band structure centered on the source region 16, as shown in FIG.
The structure is such that the potential increases as the gate region 18 is reached, and a potential barrier is formed at the boundary between the shielding gate region 18 and the channel region 12 by an insulating layer 18I. has been done. A positive voltage is applied to the 7-ruding gate region 18 by a variable power source 36 (see FIG. 4(A)). Therefore, the shielding gate region 18
and the band in its vicinity descends in the direction of arrow F3 in FIG.

このため、シールディングゲ−ト領域18の方向に移動
する正孔Hは、価電子帯VBに沿ってコントロールケ゛
−ト領域14の方向に移動シて蓄積され、シールディン
グケ゛−ト領域18には蓄様されないこととなる。
Therefore, the holes H moving in the direction of the shielding gate region 18 move in the direction of the control gate region 14 along the valence band VB and are accumulated in the shielding gate region 18. will not be stored.

寸だ、可変電源36Vによる電圧が印加されない状態で
あっても、絶縁層18Iによるポテンシャルのに壁によ
ってシールディングゲ−ト領域18への正孔Hの蓄積は
、非常に低減されることとなる。
Indeed, even when no voltage is applied from the variable power source 36V, the accumulation of holes H in the shielding gate region 18 is greatly reduced by the potential wall formed by the insulating layer 18I. .

以上の作用によってシールディングケ゛−ト領域18へ
の正孔Hの蓄積が抑制されて、すなわちシールディング
ゲ−ト領域18のポテンシャルの変動がほとんどない状
態で、各コントロールゲート領域14に対してキャリア
である正孔Hが蓄積され、画像情報が各セルpcに対し
て蓄積される。次に、ビデオライン選択回路32によっ
て複数のソース電極22に接続されている■ランラスタ
40に対し選択パルス電圧が順次印加される。これによ
って該当するl・ランジスタ40が、駆動され、第4図
体)に示されているセルpcのうち該当する列方向に配
列されている複数のセルPCのソース電極22及び)゛
レイン電極28が抵抗34全介して電源36に接続され
る。
Due to the above-mentioned effects, the accumulation of holes H in the shielding gate region 18 is suppressed, that is, with almost no fluctuation in the potential of the shielding gate region 18, carriers are transferred to each control gate region 14. Holes H are accumulated, and image information is accumulated for each cell pc. Next, a selection pulse voltage is sequentially applied by the video line selection circuit 32 to the (1) run raster 40 connected to the plurality of source electrodes 22. As a result, the corresponding L transistor 40 is driven, and the source electrode 22 and the drain electrode 28 of the plurality of cells PC arranged in the corresponding column direction among the cells PC shown in the fourth figure) are driven. It is connected to a power source 36 through all resistors 34.

これによってソースドレイン電流の流れる準備が終了す
る。なお、この状態では、各セルPCが非導通の状態を
維持するように例えば電源36の電圧等が調整されてい
る。
This completes the preparation for the flow of source-drain current. In this state, for example, the voltage of the power supply 36 is adjusted so that each cell PC maintains a non-conductive state.

以上の動作によって、画[像情報を読み出す対象となる
ビデ」ラインが選択される。次(・r、z”?lE出し
アドレス回路30によって複数あるケ゛−1・電極24
に対し、順にパルス重圧が印加される。
By the above-described operation, the image line from which the image information is to be read is selected. Next (・r, z”?lE output address circuit 30 causes multiple cases 1・electrode 24
Pulse heavy pressure is applied to the two in sequence.

これによって選択されたビデオライン上に位置。This positions the selected video line.

するセルpcが順に次々と1駆動され、コントロールゲ
ート わち入射光量に対応するノースドレイン電流が抵抗34
に流れ、史には電圧に変換されて出力端子38に出力さ
れることとなる。
The cells pc are driven one after another, and the control gate, ie, the north drain current corresponding to the amount of incident light, flows through the resistor 34.
The current flows to the output terminal 38, which is then converted into a voltage and output to the output terminal 38.

以上の動作が各ビデオラインに対して行なわれ、入射光
に対応する画像情報は、出力端子38の電圧変化として
良好に出力されることとなる。−また、ンールディング
ケ゛−(・領域18の電位は、はとんと変化しないので
、その出力特性は・良好に設定された特性に維持される
The above operation is performed for each video line, and image information corresponding to the incident light is outputted as a voltage change at the output terminal 38. Also, since the potential of the rolling cage region 18 does not change drastically, its output characteristics are maintained at well-set characteristics.

以上のように、本実施例によれば、各セルPC間の分離
かきわめて良好となるとともに、入射光によって生成さ
れたキャリアの蓄積が効果的に行なわれ、チャンネルの
形成されている空間か有効に利用されるが、このような
効果を更に向上させるためには、絶,線層181の形成
に対して以下のように配慮することが好ましい。
As described above, according to this embodiment, the separation between each cell PC is extremely good, and the carriers generated by the incident light are accumulated effectively, and the space where the channel is formed is effectively However, in order to further improve such an effect, it is preferable to take the following consideration into the formation of the line layer 181.

寸ず、絶縁層18Iとして使用する材料は、例えは酸化
シリコン(S102)、−酸化タンタル(Ta205)
あるいはチ,化シリコン(S iN,SiQN4)を用
いる。この絶縁層18Iの厚さは、薄すぎるとトンネル
効果により絶縁層としての意味がなくなシ、厚ずぎると
シールディングケ゛ート電極j8 Eに開力目される電
圧によるチャンネル領域12への影響が弱くカリすぎて
好ましくたい。
The material used for the insulating layer 18I is, for example, silicon oxide (S102) or tantalum oxide (Ta205).
Alternatively, silicon oxide (SiN, SiQN4) is used. If the thickness of this insulating layer 18I is too thin, it will lose its meaning as an insulating layer due to the tunnel effect, and if it is too thick, the influence on the channel region 12 by the voltage applied to the shielding gate electrode j8E will be weak. It's too crunchy and I like it.

このような点を考慮して絶縁層181の厚さは設定され
るものであシ、酸fヒンリコンを用いた場合には、例え
ば300Xないし100OXとする。
The thickness of the insulating layer 181 is set in consideration of such points, and in the case of using acidic acid, it is set to, for example, 300X to 100OX.

テラ化シリコンは、酸化シリコンよりも誘電率が高いの
で、例えば40″Hないし数1. 0 0 Xとする。
Since TERRA silicon has a higher dielectric constant than silicon oxide, it is set to, for example, 40"H to several 1.00X.

次に絶縁層18Iとソース領域16との距離は、デバイ
長全考慮することが好捷しい。すなわち、該距離をチャ
ンネル領域12の不純物密度で決定されるデバイ長以内
とすることにより、シールディンググ゛ート領域18の
電位変化の影響がチャンネル領域12の電位に対して良
好に及ぶこととなり、出力符件の制御を容易に行うこと
ができるようになる。
Next, it is preferable to consider the entire Debye length when determining the distance between the insulating layer 18I and the source region 16. In other words, by setting the distance within the Debye length determined by the impurity density of the channel region 12, the influence of potential changes in the shielding gate region 18 can be favorably exerted on the potential of the channel region 12. , the output code can be easily controlled.

次に、上述した実施例の変形例について第7図及び第8
図を参照しながら説明する。上記実施例においては、コ
ントロールゲート領駿14への正孔Hの蓄積がきわめて
効果的であって微弱な入射光に対する感度は非常に向上
するものと々るが、強い入射光によって大量のキャリア
が発生することに基因するいわゆるプルーミングの発生
に対しては、比較的弱い性質を有することとなる。以下
の変形例は、このようなブルーミングに対して配慮した
ものである。
Next, FIGS. 7 and 8 show modified examples of the above-mentioned embodiment.
This will be explained with reference to the figures. In the above embodiment, the accumulation of holes H in the control gate region 14 is extremely effective and the sensitivity to weak incident light is greatly improved, but a large amount of carriers are removed by strong incident light. It has a relatively weak property against the occurrence of so-called pluming, which is caused by the occurrence of pluming. The following modification example takes such blooming into consideration.

第7図には変形例の半導体層の部分が示されておシ、こ
の図の■f − Mll線に沿った断面が第8図に示さ
れている。なお、上述した実施例と同様の構成部分につ
いては、同一の符号を用いることとし、その説明を省略
する。
FIG. 7 shows a portion of the semiconductor layer of a modified example, and FIG. 8 shows a cross section taken along the line f--Mll of this figure. Note that the same reference numerals will be used for the same components as in the above-described embodiment, and the explanation thereof will be omitted.

この変形例においては、シールディングケ゛ート領域1
8の下方であって、基板10のn層とチャンイ・ル領域
12が形成されるn一層との境界部分は網目状のp+層
から成る埋込層18Aが設けられている。
In this modification, shielding case area 1
A buried layer 18A made of a mesh-like p+ layer is provided below the substrate 10 at the boundary between the n-layer of the substrate 10 and the n-layer where the channel region 12 is formed.

第9図には、この構成におけるシールディングケ゛−1
・領域18であるp+層から基板10であるn層一層に
至るまでのバンド構造の概要が示されている。ンールデ
ィングケゞート領域18に可変電源36■(第4図体)
参照)によって正の電圧が印加されると、ンールブ゛イ
ングダート領域18付近のバンドか第9図の矢印F4の
方向に第6図で説明したように丁がることとなる。この
バンド構造から明らかなように、埋込層18Aの、+5
テンンヤルは、部分的に高くなっており、正孔■1が吸
収されるようになっている。入射光によって生成された
正孔Hに基本的に1ハ、コントロールケ゛−ト領域14
に蓄積されるが、飽和状態となると、正孔Hが埋込層1
8 A、 K吸収されるようになる。従って、プルーミ
ングの発生が良好に抑1fjllされる。埋込層18A
は網目状に形成されているのて、チャンネル領域12と
の境界に形成される電位傾斜部分の面積が拡大され、正
孔1]の吸収は良好に行なわれる。
FIG. 9 shows shielding case 1 in this configuration.
- An outline of the band structure from the p+ layer (region 18) to the n-layer (substrate 10) is shown. Variable power supply 36■ (4th figure) in the rolling cage area 18
When a positive voltage is applied (see FIG. 6), the band near the turning dart region 18 will be bent in the direction of arrow F4 in FIG. 9 as explained in FIG. 6. As is clear from this band structure, +5
Tennyar is partially elevated, so that hole 1 is absorbed. Basically, one hole H generated by the incident light has a control gate region 14.
However, when it becomes saturated, the holes H are accumulated in the buried layer 1.
8 A, K will be absorbed. Therefore, the occurrence of pluming is effectively suppressed. Buried layer 18A
Since the holes 1 are formed in a mesh shape, the area of the potential gradient portion formed at the boundary with the channel region 12 is enlarged, and holes 1] are well absorbed.

なお、埋込層18Aをあまシ広範j囲に設けると、必要
板」二に正孔Hf吸収するようになり、かえって感度が
低下する原因となる。従って、埋込層18Aの形成に当
っては、このような点特に埋込層18 Aによってチャ
ンネル領域12に形成される空乏層の広がりの程度に十
分配慮することが好ましい。
Note that if the buried layer 18A is provided over a wide range, holes Hf will be absorbed by the necessary plate, which will cause a decrease in sensitivity. Therefore, when forming the buried layer 18A, it is preferable to give sufficient consideration to these points, especially the degree of expansion of the depletion layer formed in the channel region 12 by the buried layer 18A.

第10図に(・ま、本発明全ラインセンサに適用した実
施例が示されている。なお、上述した実施例と同様の構
成部分については同一の符号を用いることとし、その説
明を省略する。
FIG. 10 shows an embodiment in which the present invention is applied to an all-line sensor. Note that the same reference numerals are used for the same components as in the above-mentioned embodiment, and the explanation thereof will be omitted. .

この実施例においては、ソース領域1’6Lが各セルに
対して連続して共通に形成されておシ、ソース電極22
Lも同様である。シールディンググ″−1・領域18L
は、コントロールヶ+−1・領域14の周囲の一部分で
削除されている。
In this embodiment, the source region 1'6L is formed continuously and commonly for each cell, and the source electrode 22
The same applies to L. Shielding''-1・Area 18L
is deleted from a part of the periphery of the control area 14.

ラインセンサにおいては、撮像装置のようにビデオライ
ンの選択が必要とされないので、上述した簡略な構成と
することができる。従って、ビデオライン選択回路32
L及びトランゾスタ4 OLは必ずしも必要ではないが
、上述した実施例との対比のため図示する。
The line sensor does not require video line selection unlike the imaging device, so it can have the simple configuration described above. Therefore, the video line selection circuit 32
Although the L and the transistor 4 OL are not necessarily necessary, they are shown for comparison with the embodiments described above.

次に、プールディングケゞ−ト領域へのキャリアの蓄積
の防止を更に向上させた他の実施例について説明する。
Next, another embodiment will be described in which prevention of carrier accumulation in the pooling gate region is further improved.

第11図(A) 、 (B)には、この実施例が示され
ており、同図(A)は第2図(A)に対応するイ面図で
あり、第11図(B)は第2図(B)に対応する端面図
であって第11図(A)の矢印Xから見た図である。な
お、この実施例において上述した実施例と同様の構成部
分にいいては同一の符号を用いることとし、その説明全
省略する。
This embodiment is shown in FIGS. 11(A) and 11(B), with FIG. 11(A) being a top view corresponding to FIG. 2(A), and FIG. 11(B) being 11 is an end view corresponding to FIG. 2(B), as seen from arrow X in FIG. 11(A). Incidentally, in this embodiment, the same reference numerals are used for the same components as in the above-described embodiment, and a complete explanation thereof will be omitted.

この第11図(A) 、 (B)に示されている実施例
では、ソース領域46は、シールディンスケ8−ト領域
18に接近して設けられている。すなわち、ソース領域
46とシールディ/ググート領域18との距*f k 
WA zソース領域46とコントロールケ゛−ト領域1
4との距離を靜とすると、WA、 (WBの関係になる
。このようにすると、第6図に示されているバンド構造
において、ソース領域46にある最もポテンシう7ルの
低い位置ずなわち真のケ゛−トの位置が図の左方に移動
し、正孔■(はよりコントロールケ゛−ト領域14に有
効に蓄、債されるようになる0 更に、本実施例においては、ソース領域46及びシール
ディングケ゛−ト領域18上に絶縁膜4、2 ′ff:
介してアルミニウムのしや光膜4475;形成されてい
る。このためノールテ゛イングケゞ−ト領戦18の部分
からチャンネル領域12に対しては光が侵入せず、シー
ルディングケ゛−ト領域18に対するキャリア(本実施
例では正孔H)の蓄積が行なわ、比ない。なお、本実施
例においては、しや光膜44は、酸化膜20の通穴部分
20 Hif通じてシー?レディングケ゛−ト領域18
に接続されておシ、シールディングケ゛−ト電極として
兼用されている。このしや光膜44は、コン1−ロール
ク゛−1〜電極24の下側に設ける必要はなく、上側に
設けるようにしてもよい。
In the embodiment shown in FIGS. 11A and 11B, the source region 46 is located close to the shielding skate region 18. That is, the distance between the source region 46 and the Shield/Gugut region *f k
WAz source area 46 and control gate area 1
4, the relationship is WA, (WB. In this way, in the band structure shown in FIG. 6, the lowest potential band in the source region 46 As a result, the position of the true gate moves to the left in the figure, and the holes () become more effectively stored and bonded in the control gate region 14.Furthermore, in this embodiment, the source Insulating films 4 and 2'ff are formed on the region 46 and the shielding case region 18.
An aluminum film 4475 is formed therebetween. For this reason, no light enters the channel region 12 from the norting gate region 18, and carriers (holes H in this embodiment) are accumulated in the shielding gate region 18. There's no comparison. Note that in this embodiment, the shimmering film 44 passes through the through-hole portion 20 Hif of the oxide film 20 . Reading market area 18
The electrode is connected to the electrode and serves as a shielding gate electrode. This shimmering film 44 does not need to be provided below the controller 1 to the electrode 24, and may be provided above.

以上のように、本実施例によれば、セルPC間の分離か
一層向上するが、その他に、この分離の向上は、シール
ディンググ゛−1・領域18をコントロールクゞ−ト領
域14よシもチャンネル領域12に対して深く形成する
ことによっても達成でき、1だ、シールディンググー1
・領域の不純物密度をコントロールケ゛−1・領域14
よりも高くすることによっても達成できる。
As described above, according to this embodiment, the isolation between the cell PCs is further improved. Shielding can also be achieved by forming the shielding goo deep into the channel region 12.
・Control the impurity density of the region Case-1・Region 14
This can also be achieved by making it higher than .

以上のいずれか1つの、あるいは複数の構成の組合せに
よって、セルpc間の分離の向上を図ることができ、単
位面積当りに配列されるセルPCの集積度を著しく向上
させることができる。
By using any one of the above configurations or a combination of a plurality of configurations, it is possible to improve the isolation between the cells PC, and it is possible to significantly improve the degree of integration of the cells PC arranged per unit area.

第12図及び第13図には、本発明の更に他の実施例が
示されている。この実施例では、シールディングケ゛−
ト領域18Bは、不純物密度の高いn層によって形成さ
れておシ、シールディングゲ−ト領域18Eと直接接続
されていない構成となっている。
Still another embodiment of the invention is shown in FIGS. 12 and 13. In this example, the shielding case
The gate region 18B is formed of an n-layer with high impurity density and is not directly connected to the shielding gate region 18E.

シールディングゲ−ト領域には負の・ぐルス電圧が電源
36Wによって印加される。これによってシールディン
グケゞ−1・領域18Bに存在する電子が吐き出され、
シールディングゲート領域18Bは、結果的に正に帯電
してそのポテンシャルが第6図の矢印F3の如く変動す
ることとなる。従って、上述した実施例と同様にシール
ディングゲ−ト領域JI 8 Bへのキャリアの蓄積が
低減される。
A negative voltage is applied to the shielding gate region by a power source of 36W. As a result, the electrons existing in the shielding key-1 region 18B are discharged,
As a result, the shielding gate region 18B becomes positively charged and its potential changes as indicated by arrow F3 in FIG. Therefore, like the embodiments described above, the accumulation of carriers in the shielding gate region JI 8 B is reduced.

このシールディングゲ−ト領域18Bにおける絶縁層1
 s niの厚さは、上述した実施例における絶縁層1
81と基本的に異なるということはない。すなわち、第
13図に示されているように、厚さΔt1  、Δt2
のいずれも例えば300穴ないし100OX程度に設定
される。
Insulating layer 1 in this shielding gate region 18B
The thickness of the insulating layer 1 in the above-mentioned embodiment is
There is no fundamental difference from 81. That is, as shown in FIG. 13, the thicknesses Δt1 and Δt2
Each of these is set to, for example, about 300 holes to 100 OX.

上記いずれの実施例においても、n一層によってチャネ
ルが形成されているが、真性ないしはp一層によ、って
チャネルを形成するようにしてもよく、これに応じて他
の構成部分の導電型も適宜変更するようにする。ソース
とドレインは、上記実施例と逆に対応させてもよく、同
様の作用を奏する。
In all of the above embodiments, the channel is formed by a single n layer, but the channel may also be formed by a single intrinsic or p layer, and the conductivity types of the other components may be changed accordingly. Please make changes as appropriate. The source and drain may be made to correspond inversely to those in the above embodiment, and the same effect will be achieved.

また1、東動用のトランジスタ40は、通常のトランジ
スタ金片いてもよく、このトランジスタ40及び読出し
アドレス回路30、ビデオライン選択回路32を撮像装
置と一体化して集積回路として構成することも任意であ
る。
In addition, 1. The transistor 40 for Todo may be an ordinary transistor gold piece, and it is also optional to integrate this transistor 40, the read address circuit 30, and the video line selection circuit 32 with the imaging device to form an integrated circuit. .

材料としては、主としてンリコンを用いたが、他の材料
例えばケ゛ルマニウム、m−v族化9合物半導体等を用
いることもできる。
Although phosphor is mainly used as the material, other materials such as kermanium, m-v group 9 compound semiconductor, etc. can also be used.

また、SITの特性は、外部から電圧が印加されない熱
平衡の状態でチャンネルが非導通となっているノーマI
J OFF形のものの他に、熱平衡状態でチャンネルが
導通しているノーマ、!J、ON形のものを用いてもよ
い。
In addition, the characteristics of SIT are normal I where the channel is non-conductive in a state of thermal equilibrium with no external voltage applied.
In addition to the J OFF type, there are normal channels that are conductive in thermal equilibrium! J, ON type may be used.

更に、上記実施例における各部の形状は、同様の機能を
有する範囲内で任意であり1例えば第10に示されてい
る実施例において、コントロール電極24が絶縁層26
を被覆する゛ようにしてもよい。このようにすれば、コ
ントロールケ゛−ト電極24に印加される電圧に対する
制御性が向上するとともに、製造工程におけるマスク合
せに対してその余裕度が向上する。
Furthermore, the shape of each part in the above embodiments may be arbitrary within the range of having similar functions. For example, in the tenth embodiment, the control electrode 24 is connected to the insulating layer 26.
It may also be covered. In this way, the controllability of the voltage applied to the control gate electrode 24 is improved, and the margin for mask alignment in the manufacturing process is improved.

また、カラーの画像情報を得るためには、セルの7トリ
クスを、例えば赤(R)、緑(3)、青(B)に対応し
て各々構成し、入射光を色フィルタにかけてR,G、B
の光を分離して各対応セルに入射させるようにすればよ
い。
In addition, in order to obtain color image information, the 7 trixes of the cell are configured to correspond to, for example, red (R), green (3), and blue (B), and the incident light is filtered through the R, G, and G colors. , B
What is necessary is to separate the lights and make them incident on each corresponding cell.

効果 以上述べたように、本発明によれば、シールディングケ
゛−ト領域に、入射光によって生成されるキャリアの蓄
積を抑制する手段を形成することとしたので、7−ルデ
イングケゞ−ト領域の電位変動が有効に抑制され、出力
・特性の制御性が向上するのみ々らず、各セル間の分離
が良好となり、ひいては、光検出感度の向上を図ること
ができるというすぐれた効果を奏する。
Effects As described above, according to the present invention, a means for suppressing the accumulation of carriers generated by incident light is formed in the shielding gate region. This not only effectively suppresses potential fluctuations and improves the controllability of output and characteristics, but also improves the separation between cells, which in turn has the excellent effect of improving photodetection sensitivity.

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

第1図(A)ないしくE)は入射光によるシールディン
グケ゛−ト領域のポテンシャルの変動を示す説明図、 第2図(A)は本発明にかかる撮像装置の一実施例全示
す一部破断した平面図、 第2図(8)は同図(A)の矢印■から見た端面図、第
3図は第2図(B)の一単位分のセルを拡大して示す断
面図、 第・1図(A)は2次元撮像装置としての電気的な等価
回路を示す回路図、 第4図(]3)は1つの撮像セルのシンボルヲ説明する
ための説明図、 第5図は基板のn 層からコントロールケ゛−ト領域の
一層に至るバンド構造を示す説明図、第6図はコントロ
ールクー゛−1□領域のpl一層からシールディングク
゛−1・領域のp 層に至るバンド構造を示す説明図、 第7図は本発明の変形例を示す一部破断した斜視図、 第8図は第7図の■1−M1l線に沿った断面を表わす
剰視図、 第9図は第8図の例におけるバンド構造を示す説明図、
! 第10図は本発明にかかるラインセンザの実施例を示す
一部破断じた平面図、 第11図(A)は本発明の更に他の実施例を示す平MI
図、 第11図(B)は同図(A)の矢印Xから見た端面図、
第12図は本発明の更に他の実施例を示す断面図、 第13図は第12図のシールディ/フケ8−ト部分を拡
大して示す説明図である。 主要部分の符隻ゑ皿J 12・・・チャンネル領域 14・・コントロールケ’−ト領域 16.16L・・ソース領域 18.18B、18L・・・シールディングヶゞ−ト領
域 18A・・埋込層 18I、18BI・・絶縁層 44・−・しゃ光膜 ■(・・・正孔 hν・・入射光 PC・・・セル 特許出願人  富士写真フィルム株式会社策5図 凱6凹 L7図 手続補正岩− 昭和58年5月6日 特許庁長官若杉和夫 殿 1 事件の表示 昭和58<[特許 願”1I3o929号2 発明の名
称  半導体光検出装置 3、 補正をする者 事件との関係  特許出願人 4 代  理  人   〒105 (に 所    東京都港区虎〕門1−13−47 補
正の対象 明細書の「特許請求の範囲」の欄 8 補正の内容 特許請求の範囲を別紙の通り補正する
。 特許請求の範囲 1 入射光によって生成されるキャリアが蓄積されかつ
信号読出し時に所定の電位とされる第一のケ゛−ト領域
と、信号読出し時の第一のゲート領域の電位の基準を与
える第二のケ+−1・領域とを有し、第−及び第二のケ
゛−1・領域は、チャンネル領域と境界を有するSIT
から成る半導体光検出装置において、 前記第二のケ゛−ト領域には、入射光によって生成され
るキャリアの蓄積を抑制する手段が形成されていること
を特徴とする半導体光検出波2、特許請求の範囲第1項
記載の装置において、前記抑制する手段は、第二〇ケ+
−1・領域とチャンネル領域との境界に形成されたポテ
ンシャルの障壁であることを特徴とする半導体光検出装
置。 3 特許請求の範囲第2項記載の装置において、前記ボ
テン/ヤルの障壁は、絶縁層によっ。 て形成されていることを特徴とする半導体装置吊装置。 4!1′、′J′許請求の範囲第′3項記載の装置にお
いて、前記ポテン/、、、ルの障壁には、第二〇ケゝ−
1・領域に近接して配置されているソース及びドレイン
領域のうちの一方によって形成されるポデン/ヤルの障
壁が(□J加されていることを特徴とする半導体光検出
装置。 5 特許請求の範囲第3項記載の装置において、前記ポ
テンシャルの障壁には、低圧の印加によって形成される
第二〇ケ゛−ト領域のポテンシャルが付加されているこ
とを特徴とする半導体光検出装置。 6!l”t’ ii’l’ DI!S求の範囲第5項記
載の装置において 1)il記電圧は・モルス状であり
、かつ第二のケ゛−ト領域(・づ、チーヤンネル領域と
同様の導電型であることを特徴とする半導体光検出装置
。 7、 特許請求の範囲第13項ないし第5項のいずれか
に記載の装置6において、第二〇ケ゛−ト領域には、入
射光をしセ断するじゃ光層が被覆して形成されでいるこ
とを特徴とする半導体光検出装置。 8 特許請求の範囲第1項ないし第7項のいずれかに記
載の装置において、前記SITが一次元的に複数個配列
されていることを特徴とする半導体光検出装置。 9、  !lff許請求の範囲第1項ないし第7項のい
ずれかに記載の装置において、前記SITが、二次元的
に複数個配列されていることを特徴とする半導体光検出
装置。 10、特許請求の範囲第8項又は第9項記載の装置・t
において、前記第二のケ8−1・領域は、隣接するSI
Tに対して共通に設けられていることを特徴とする半導
体光検出装置。 11  特許請求の範囲第1項ないし第10項のいずれ
かに記載の装置において、前記第二〇ケ゛−ト領域に対
峙してチャンネル領域内に過剰キャリアの吸収手段が付
加されて成ることを特徴とする半導、−外光検出装置。 12、特許請求の範囲第11項記載の装置において、前
記吸収手段は、第一のケ゛−ト領域と同様の5y!、 
%型から成ることを特徴とする半導体光検出装置。 13、特許請求の範囲第12項記載の装置において、前
記吸収手段は網目状に形成されていることを特徴とする
半導体光検出装置。 手続補正書 昭和58年612日 特許庁長官若 杉 和 夫 殿 ] 事件のノ、示 昭和58年 特許 願第30929号 2 発明の名称 半導体光検出装置 3 補正をする渚 事イ′1との関係 特許出願人 4  代  理  人   〒105 住 所   東京都港区虎ノ門1−13−47 補正の
勾゛象 特許請求の範囲 1 入射光によって生成されるキャリアが蓄積され力・
つ信号読出し時に所定の電位とされる第一のり−1・領
域と、信号読出し時の第一〇ケ゛〜ト領域の電位の基準
をJシえる第二Qケ゛−ト領域とを有し、第−及び第二
〇ケ゛−ト領域は、チャンネル領域と境界を有するSI
Tから成る半導体光(炙出装置において、 前記第二〇ケ゛−ト領域には、入射光によって生成され
るキャリアの蓄積を抑制する手段が形成されていること
を特徴とする半導体光検出装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記抑
制する手段&jい第二のケ゛−1・領域とチャンネル領
域との境界に形成されたポテンシャルの障壁であること
を特徴とする半導体光検出装置。 3 特許請求の範囲第2項記載の装置において・1)1
]記ポテンシヤルの障壁は、絶縁層によって形成されて
いることを特徴とする半導体光検4 特許請求の範囲第
3項記載の装置において、前記ポテンシャルの障壁には
、第二のケ、−上領域に近接して配置されているソース
及びドレイン領域のうぢの一方によって形成されるポテ
ンシャルの障壁が例規されていることを特徴とする半導
体光検出装置。 5 特許請求の範囲第3項記載の装置において、前記ポ
テンシャルの障壁には、電圧の印加によって形成される
第二〇ケゞ−ト領域のポテンシャルが付加されているこ
とを特徴とする半導体光検出装置。 6 特許請求の範囲第5項記載の装置において、前記電
圧は・ぐルス状であり、かつ第二〇ケゝ−ト領域はチャ
ンネル領域と同様の導電型であることを特徴とする半導
体光検出装置。 7、 特許請求の範囲第3項ないし第5項のいずれかに
記載の装置において、第二〇グ゛−1−領域には、入射
光をしゃ断するじゃ光層が被覆して形成されていること
を特徴とする半導体光検出装置。 8 特許請求の範囲第1項ないし第7項のいずれかに記
載の装置において、前記SITが一次元的に複数個配列
されていることを特徴とする半導体光検出装置。 9 特許請求の範囲第1項ないし、第7項のいずれかに
記載の装置において、前記SITが、二次元的に複数個
配列されていることを特徴とする半導体光検出装置。 10  特許請求の範囲第8項又は第9項記載の装置に
おいて、前記第二のケ゛−1・領域は、隣接するSIT
に対して共通に設けられていることを特徴とする半導体
光検出装置。 11、特許請求の範囲第8項ないし第10項のいずれか
の記載の装置に)・いて、前記第二〇ケ8−1・領域に
対峙してチャンネル領域内に過剰ギヤリアの吸収手段が
例規されて成ることを特徴とする半導体光検出装@。 12、特許請求の範囲第11項記載の装置において、前
記吸収手段は、第一のケ゛−1・領域と同様の導電型2
・ら成ることを特徴とする半導体光検出装置。 13  特許請求の範囲第12項記載の装置において、
前記吸収手段は網目状に形成されていることを特徴とす
る半導体光検出装置。 1t1  特許請求の範囲第1項記載の装置において、
前記SITは即−セルとして設けられていることを特徴
とする半導体光検出装置。
FIGS. 1(A) to E) are explanatory diagrams showing variations in the potential of the shielding gate region due to incident light, and FIG. 2(A) is a partial illustration of an embodiment of the imaging device according to the present invention. A broken plan view, FIG. 2 (8) is an end view seen from the arrow ■ in FIG. 2 (A), and FIG. Figure 1 (A) is a circuit diagram showing an electrical equivalent circuit as a two-dimensional imaging device, Figure 4 (] 3) is an explanatory diagram for explaining the symbol of one imaging cell, and Figure 5 is a board. Figure 6 is an explanatory diagram showing the band structure from the n layer of the control gate region to the first layer of the control gate region. FIG. 7 is a partially broken perspective view showing a modification of the present invention; FIG. 8 is a perspective view showing a cross section taken along line 1-M1l in FIG. 7; An explanatory diagram showing the band structure in the example of FIG. 8,
! FIG. 10 is a partially cutaway plan view showing an embodiment of the line sensor according to the present invention, and FIG. 11(A) is a plan view showing still another embodiment of the present invention.
Figure 11 (B) is an end view seen from arrow X in Figure 11 (A),
FIG. 12 is a sectional view showing still another embodiment of the present invention, and FIG. 13 is an explanatory view showing an enlarged portion of the shield die/finger 8 in FIG. 12. Signature plate of main part J 12...Channel area 14...Control gate area 16.16L...Source area 18.18B, 18L...Shielding gate area 18A...Embedded Layers 18I, 18BI...Insulating layer 44...Light blocking film ■(...Hole hν...Incoming light PC...Cell patent applicant Fuji Photo Film Co., Ltd. Measure 5 Figure Kai 6 Concave L7 Figure Procedure correction Rock - May 6, 1980 Kazuo Wakasugi, Commissioner of the Japan Patent Office 1 Display of the case 1982 <[Patent Application" 1I3o929 No. 2 Title of the invention Semiconductor photodetector device 3, Relationship to the amended person's case Patent applicant 4 Agent Address: 1-13-47 Toramon, Minato-ku, Tokyo 105 Column 8 of “Claims” of the specification to be amended Contents of the amendment The scope of claims will be amended as shown in the attached sheet. Patent Claim 1: A first gate region in which carriers generated by incident light are accumulated and set at a predetermined potential at the time of signal readout, and a second gate region that provides a reference potential of the first gate region at the time of signal readout. The first and second key regions have a channel region and a SIT region bounded by a channel region.
A semiconductor photodetection device comprising: a semiconductor photodetection device comprising: a semiconductor photodetection device comprising: a semiconductor photodetection device comprising: a means for suppressing accumulation of carriers generated by incident light; a means for suppressing accumulation of carriers generated by incident light; In the device according to item 1, the suppressing means falls within the range of item 20+.
-1. A semiconductor photodetection device characterized by being a potential barrier formed at the boundary between a region and a channel region. 3. The device according to claim 2, wherein the barrier of the bottom/bar is formed by an insulating layer. 1. A semiconductor device hanging device, characterized in that the device is formed by: 4!1', 'J' In the device according to claim 3, the barrier of the poten/...
1. A semiconductor photodetecting device characterized in that a poden/yal barrier formed by one of the source and drain regions disposed close to the region is added (□J). A semiconductor photodetecting device according to item 3, wherein the potential barrier is added with a potential of a 20th-category region formed by applying a low voltage. 6!l ``t'ii'l'' DI!S required range In the device described in item 5, 1) the voltage indicated by il is in the form of a morsel, and the second gate region (the channel region has a similar conductivity as the chain channel region). 7. In the device 6 according to any one of claims 13 to 5, the 20th case region has no incident light. A semiconductor photodetecting device, characterized in that it is coated with a cutting-resistant optical layer. 8. The device according to any one of claims 1 to 7, wherein the SIT is one-dimensional. 9. In the device according to any one of claims 1 to 7, the SIT is arranged two-dimensionally. A semiconductor photodetecting device characterized in that a plurality of semiconductor photodetecting devices are arranged. 10. The device according to claim 8 or 9.
In the second case 8-1, the area is adjacent to the SI
A semiconductor photodetection device characterized in that it is provided in common to T. 11. The device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that an excess carrier absorbing means is added in the channel region opposite to the 20th gate region. Semiconductor, - external light detection device. 12. The device according to claim 11, wherein the absorbing means has a 5y! ,
A semiconductor photodetection device characterized by comprising a % type. 13. A semiconductor photodetection device according to claim 12, wherein the absorption means is formed in a mesh shape. Procedural amendment dated 612/1980 Kazuo Wakasugi, Commissioner of the Patent Office] Case No. 1982 Patent Application No. 30929 2 Title of the invention Semiconductor photodetector device 3 Relationship with the amended beach case A'1 Patent applicant 4 Agent 105 Address 1-13-47 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Gradient of correction Claim 1 Carriers generated by incident light are accumulated and the force
a first gate region that is set to a predetermined potential when reading a signal; and a second gate region that sets the reference potential of the first gate region when reading a signal; The 1st- and 20th-category regions are SI having a boundary with the channel region.
What is claimed is: 1. A semiconductor light detecting device comprising: a semiconductor light emitting device comprising T, wherein means for suppressing accumulation of carriers generated by the incident light is formed in the 20th gate region; 2. The device according to claim 1, wherein the suppressing means &j is a potential barrier formed at the boundary between the second channel region and the channel region. Detection device. 3 In the device according to claim 2: 1) 1
4. The device according to claim 3, wherein the potential barrier is formed of an insulating layer. 1. A semiconductor photodetection device characterized in that a potential barrier is defined by one of the source and drain regions disposed in close proximity to the source and drain regions. 5. The semiconductor photodetector according to claim 3, wherein the potential barrier is added with a potential in the 20th digit region formed by applying a voltage. Device. 6. The semiconductor photodetector according to claim 5, wherein the voltage is in the form of a current, and the 20th gate region has the same conductivity type as the channel region. Device. 7. In the device according to any one of claims 3 to 5, the region 20-1- is coated with a light-blocking layer that blocks incident light. A semiconductor photodetection device characterized by: 8. A semiconductor photodetecting device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a plurality of SITs are arranged one-dimensionally. 9. A semiconductor photodetection device according to any one of claims 1 to 7, wherein a plurality of the SITs are two-dimensionally arranged. 10. In the device according to claim 8 or 9, the second case-1 region is
1. A semiconductor photodetection device characterized in that it is provided commonly to both. 11. In the device according to any one of claims 8 to 10), an excess gear absorbing means is provided in the channel region opposite to the region 20, 8-1. A semiconductor photodetector device @ characterized by comprising: 12. The device according to claim 11, wherein the absorbing means has a conductivity type 2 similar to that of the first case-1 region.
- A semiconductor photodetection device characterized by comprising the following. 13. The device according to claim 12,
A semiconductor photodetecting device characterized in that the absorption means is formed in a mesh shape. 1t1 In the device according to claim 1,
A semiconductor photodetection device characterized in that the SIT is provided as an instant cell.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1゜ 入射光によって生成されるキャリアが蓄積されか
つ信号読出し時に所定の電位とされる第一のダート領域
と、信号読出し時の第一のダート領域の電位の基準全力
える第二のダート領域とを有し、第−及び第二のケ゛−
ト領域は、チャ/ネル領域と境界を有するSITから成
る半導体光検出装置において、 前記第二のケ8−ト領域には、入射光によって生成され
るキャリアの蓄積を一抑制する手段が形成されているこ
とを特徴とする半導体光検出装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記抑
制する手段は、第二のダート領域とチャンネル領域との
境界に形成されたポテンシャルの障壁であることを特徴
とする半導体光検出装置。 3 特許請求の範囲第2項記載の装置において1前記ポ
ケンシヤルの障壁は、絶縁層によって形成されているこ
とe %徴とする半導体光検出装置。 4、%許請求の範囲第3項記載の装置において、前記2
テンンヤルの障壁に(は、第二のゲート領域に近接して
配置されているソース及びドレイン領域のうちの一方に
よって形成されるポテンシャルの障壁が付加されて因る
こと全特徴とする半導体光検出装置。 5、特許請求の範囲第3項記載の装置において、前記ポ
テンシャルの障壁には、電圧の印加によって形成される
第二〇ケゝ−ト領域のポテンシャルが付加されているこ
とを特徴とする半導体光検出装置。 6 特許請求の範囲第5項記載の装置において、前記電
圧はパルス状であシ、かつ第二〇ケ゛−ト領域はチャン
ネル領域と同様の導電型であることを特徴とする半導体
光検出装置。 7、 特許請求の範囲第3項ないし第5項のいずれかに
記載の装置において、第二のグ゛−ト領域には、入射光
を1〜や断するしゃ光層が被覆して形成されていること
を特徴とする半導体光検出装置。 8 特許請求の範囲第1項ないし第7項のいずれかに記
載の装置(Iでおいて、前記SITが一次元的に複数個
配列されていることを特徴とする半導体光検出装置。 9 特許請求の範囲第1項ないし第7項のいずれかに記
載の装置に潟9いて 、ii、記SITが、二次元的に
複数個配列されていることを特徴とする半導体光検出装
置。 10  特許請求の範囲第8項又は第9項記載の装置に
おいて、前記第二〇ケ゛−1・領域は、@接するSIT
に対して共通に設けられていることを特徴とする半導体
光検出装置。 11  特許請求の範囲第1項ないし第10項のいずれ
かに記載の装置において、前記第二〇ケ8−1・領域に
対峙してチャンネル領域内に過剰モヤリアの吸収手段が
付加さ八て成ることを特徴とする半導体光検出装置。 12、特許請求の範囲第11項記載の装置において、前
記吸収手段は、第一のダート領域と同様の51電型から
成ることを特徴とする半導体光検出装置。 13  特許請求の範囲第12項記載の装置におりて、
前記吸収手段は網目状に形成さゎ、でいることを特徴と
する半導体光検出装置。
[Claims] 1゜ A first dirt region where carriers generated by incident light are accumulated and set to a predetermined potential at the time of signal readout, and a reference potential of the first dirt region at the time of signal readout. a second dart area;
In the semiconductor photodetector device, the gate region is formed of an SIT having a boundary with a channel region, and in the second gate region, means for suppressing accumulation of carriers generated by incident light is formed. A semiconductor photodetection device characterized by: 2. A semiconductor photodetecting device according to claim 1, wherein the suppressing means is a potential barrier formed at the boundary between the second dart region and the channel region. 3. The semiconductor photodetecting device according to claim 2, wherein the potential barrier is formed of an insulating layer. 4. Permissible range of claim 3 In the apparatus according to claim 3, said 2.
A semiconductor photodetector device characterized in that a potential barrier formed by one of the source and drain regions disposed in close proximity to the second gate region is added to the Tennyar barrier. 5. The semiconductor device according to claim 3, wherein the potential barrier is added with a potential of a 20th-category region formed by applying a voltage. Photodetection device. 6. The device according to claim 5, wherein the voltage is pulsed and the 20th gate region has the same conductivity type as the channel region. Photodetection device. 7. In the device according to any one of claims 3 to 5, the second gate region is coated with a light shielding layer that blocks incident light to a certain extent. 8. The device according to any one of claims 1 to 7 (in I, a plurality of SITs are arranged in one dimension). A semiconductor photodetection device characterized in that: 9. The device according to any one of claims 1 to 7, wherein: ii. a plurality of SITs are arranged two-dimensionally; A semiconductor photodetecting device characterized in that the semiconductor photodetecting device is arranged in an array. 10. In the device according to claim 8 or 9, the 20-1 area
1. A semiconductor photodetection device characterized in that it is provided commonly to both. 11. In the device according to any one of claims 1 to 10, means for absorbing excess moyaria is added in the channel region opposite to the region 20-8-1. A semiconductor photodetection device characterized by: 12. A semiconductor photodetecting device according to claim 11, wherein the absorption means is of the 51-electrode type similar to the first dirt region. 13 In the device according to claim 12,
1. A semiconductor photodetection device, wherein the absorption means is formed in a mesh shape.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6437028A (en) * 1987-08-03 1989-02-07 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Manufacture of semiconductor element

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6437028A (en) * 1987-08-03 1989-02-07 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Manufacture of semiconductor element

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