JPS60120558A - 集積可能な光検出器素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はＭＯ８ＦＦ！Ｔ回路と同じチップ上に集積する
ことができる、またはｃＣＤ回路と同じチップ上に集積
することができる、またはＭＯ８ＦＩ！ｔＴ回路および
ＣＯＤ回路の両方と同じチップ上に集積することができ
る固体光検出器構造体に関するものである。

背景技術 シリコンＭＯ８ＦＦｉＴ走査固体光検出器アレイおよび
ＣＯＤ走査固体光検出器アレイは文献によく報告されて
おり、また市販もされている。例えば、文献としては、
フェアチャイルド・テクニカル・データ・シートの［ｃ
ａ：ｏ、、１２２／１４２．１７２８／　２　０　４　
８　Ｅｌｅｍｅｎｔ　Ｉ＋１ｎｅａｒ　工ｍａｇｅ　５
ｅｎｓｏｒ　ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄ　−Ｄｅｖｉ
ｃｅ　Ｊ　（Ｍｏｕｎｔａｉｎ　Ｖｉｅｗ、　ＯＡ、。

１９７９年４月）（文献（１ａ））や、レチコン製品要
約のｆ：　５ｏｌｉｄ　−５ｔａｔｅ工ｍａｇｅ　５ｅ
ｎｓｏｒｓ、　６４ｔｏ　１８７２　Ｅｌｅｍｅｎｔｓ
　Ｒｅ　１７２８　Ｈ、Ｒｅ　１０２４ＨＪ（レチコン
社、５ｕｎｎ７Ｖａｌｅ、　ＯＡ、、　１９７６年）（
文献（１ｂ））がある。これらの光検出器アレイは、光
素子として、フォトダイオードまたはフォトデートのい
ずれかを有している。集積された状態で動作するこのよ
うな光素子は（５ａｖｖａｓ　（）。

Ｏｈａｍｂｅ　ｒ’１ａｉｎの［Ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉ
ｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄＥｌｃａｎｎｉｎｇｏｆ　５ｉｌ
ｉｃｏｎ工ｍａｇｅ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ　Ａｒｒａ７ｅ
　Ｊ工ＩＦ！ｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　５ｏｌｉｄ　
−５ｔａｔｅ　Ｃ１ｒｃｕｉｔｓ、第５ｏ−４巻、第６
号、６５６〜６４２負（１９６９年１２月）（文献（２
ａ））をみよ）約２００から最大約５０００の検出光強
度のダイナミック・レンジを有している。

太陽電池態様で動作する通常のシリコン・フォトダイオ
ードは、すなわち、光電池態様で動作するシリコン−フ
ォトダイオードは（Ａｌｄｅｒｔ　ＶａｎＤｅｒＺｉｅ
ｌの「５ｏｌｉｄ　−８ｔａｔｅ　ＰｈｙｅｉｃａｘＥ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｊ　、第６版、Ｐｒｅｎｔｉｃ
ｅ　Ｈａｌｌ、　１９７６年（文献（２ｔ）））をみよ
）検出光強度のダイナミック・レンジが５０００以上で
ある。けれども、光電池態様で動作するシリコン・フォ
トダイオードは、本質的に、順方向にバイアスされてお
シ、もし標準的なＭＯ８ＦＥＴシリコン技術が用いられ
るならは、このシリコン・フォトダイオードをＭＯＥＩ
ＦＦｊＴ走査および読出しシフトレジスタと同じシリコ
ンチップ上に簡単νζ集積することはできない。さらに
、シリコン太陽電池は、もし標準的００Ｄ　／　ＭＯ８
ＦＦｉＴシリコン技術が用いられるならば、００Ｄ読出
しおよび走査シフトレジスタと同じシリコンチップ上に
集積することはできない。

レーデ光通信の場合、および他の電子的映像通信、例え
ば、ドキニメント・リーダやファクシミリ（遠隔複写機
）の場合、線状光検出器アレイや面状光検出器アレイを
構成するために、１つのシリコンチップ上ｔζ簡単トζ
集積することができ、および大きな光強度ダイナミック
・レンジを有する、好ましくは１０６以上のダイナミッ
ク・レンジを有する光検出器構造体が必要でおる。この
光検出器アレイと同じチップ上に走査のだめのＭＯ８Ｆ
ＦｉＴおよびまたはＣＯＤシフト・レジスタが配置され
る。

発明の要約 本発明を実施する固体光検出器構造体は前記目的を達成
する。実際、本発明による光検出器構造体によυ、入射
光線の強度か１ど１０００万との間で変動する時にアナ
ログ′電圧信号かえられ、しだがって、その光強度検出
ダイナミック・レンジは１０７以上でおる。

本発明の特徴により、１オーム・センナメートルと１０
０オーム・センチメートルとの間の抵抗率を有しおよび
１つの導電形ケ有するシリコン基板と、前記基板内の電
気的に浮動した感光性拡散領域と、電気的に浮動したｉ
ｔｌ記感光感光性拡散領ら前記基板内のチャンネルによ
って隔てられそいる前記基板内の第２拡散領域と、２つ
の前記無職間の前記基板を橋渡してまたぎおよび前記チ
ャンネルの上にある金属・絶縁体・半導体ｒ−）と、前
記ゲートと電気的に浮動した前記感光性拡散領域とを電
気的に接続する装置と、前記第２拡散領域を前記基板に
対して逆方向にバイアスするための装置とを有し、２つ
の前記拡散領域が同じ導電形であっておよび前記基板の
導電形と反対の導電形であることと、前記感光性拡散領
域以外の部分が可視光線を透過しない遮蔽体で遮蔽され
ていることと、２つの前記拡散領域の間の前記チャンネ
ルの長さと前記基板の抵抗率と前記拡散領域の深さとが
電気的に浮動した前記感光性拡散領域と前記チャンネル
との間のポテンシャル障壁が十分低くなって電気的に浮
動した前記拡散領域に入射した可視光線によって生じた
電子が電気的に浮動した前記感光性拡散領域から前記チ
ャンネルの中に注入されそして前記第２拡散領域によっ
て集められるように選冗されることと、それしζよって
電気的に浮動した前記感光性拡散領域の電圧が前記感光
性拡散領域に入射する可視光線の震化に対して対数関数
的）て変動することを特徴とする大きなダイナミック・
レンジを有する集積可能な光検出器素子かえられる。こ
の結果、光強度が増加する時、電気的に浮動した感光性
拡散領域は決して飽和に達しない。

発明の実施態様 本発明を実施する光検出器構造体はポテンシャル障壁を
越えて電子を注入するという原理を利用している。その
特性は対数法則に従っている。この現象は、通常、短チ
ャンネルＭＯ８ＦＦｉＴに出てくるものであって、閾値
以下効果といわれておｐｌそして一般には短チャンネル
ＭＯ８ＦＦｉＴには極めて有害な効果をもつといわれて
いる。（Ｄａｙｉｄ　Ｂ。

５ＱＯｔｔおよび５ａｖｖａｓ　Ｇ、　Ｃｈａｍｂｅｒ
ｌａｉｎ著「ＡＯａｌｉｂｒａｔｅｃｌ　Ｍｏｄｅｌ　
ｆｏｒ　ｔｈｅ　５ｕｂｔｈｒｅｅｈｏｌｄＯｐｅｒａ
ｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　５ｈｏｒｔ　０ｈａｎｎｅｌ　Ｍ
Ｏ８ＦＥＴ■ｎｃｌｕｃＬｉｎｇＥｌｕｒｆａｃｅ　５
ｔａｔｅｓ　Ｊ　、工ＥＦｉＦｆ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏ
ｆａｏｌｉａ　−５ｔａｔｅ　Ｃ１ｒｃｕｉｔｓ、第５
ａ−１４巻、第６号、６３６〜６４４頁、１９７９年６
月、（文献（３ａ））、および同じ著者による［Ｍｏｄ
ｅｌｌｉｎｇａｎｄ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｓｉ
ｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＬＯＷＦｒｅｑｕｅ
ｎｃｙ　Ｔｒａｎ８ｆｅｒ　工ｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
　ｉｎ　Ｂｕｃｋｅｔ　−Ｂｒｉｇａｄｅ　Ｄｅｖｉｃ
ｅｓ　Ｊ　、工ＦＪＪ　Ｔｒａｎｓ、　ｏｎ　Ｆｉｌｅ
ｃｔｒｏｎＤθｖｉｃｅｓ、、第ＪｌｉＤ−２巻、第２
号、４０５〜４１４頁、１９８０年２月、（文献（３１
）ｌ）をみよ。）けれども、本発明の発明人は特別の光
検出器構造体を発見し、そしてポテンシャル障壁を越え
ての電子注入の効果を利用するという原理を発見した。

この効果は決して肩書ではなくて有用であシ、そして裂
開された目的を達成するために重要である。

第１図および第２図に示された本発明を実施する光検出
器構造体１０はシリコン基板１１（第２図）を有してい
る。このシリコン基板は感光性の拡散領域Ｄ１と拡散領
域Ｄ２とを有する。拡散領域Ｄ１はンースの役割を果た
し、そして拡散領域Ｄ２はドレインの役割を果たす。図
面に示されたこの実施例では、基板１１がＰ形でありそ
して拡散領域Ｄ１およびＤ２はＮ形であるが、基板１１
がＮ形で拡散領域Ｄ１およびＤ２かＰ形であるように導
電形を逆にすることも可能であることは当業者にはすぐ
にわかるであろう。この光検出器構造体は金属・絶縁体
・半導体デー）Ｇ１乞また有する。このゲートＧ１は、
導電体１２ｙ１１−経由して、感光性拡散領域Ｄ１に電
気的に接続される。図面に示された実施例では、ゲート
Ｇ１は、５ｉｎ２の層１３とその上のアルミニウムまた
はポリシリコンの層１４とを有する。ポリシリコンが用
し・られる場合には、このポリシリコンは透明であるの
で、光を通さないように被覆されなければならなし・。

基板１’１は１オ一ムセンチメートル〜１　ｔＪ　Ｏ，
１−−ムセンチメートルの範囲内の抵抗率をもつ。

記号ｎ＋で示されているように、領域Ｄ１およびＤ２は
基板１１より大きなｌ＆−ｆング濃度をもつ。典型的な
場合として、領域Ｄ１およびＤ２のドーピング濃度は基
板１１のドーピング濃度の少なくとも１０倍である。け
れども、この光検出器構造体が機能するのは、領域Ｄ１
およびＤ２のドーピング濃度が１Ｑ１５ｔａｎ−”〜１
０２１礪−３という実際的な範囲内にある場合である。

重要なことは、感光性拡散領域Ｄ１が電気的に浮動して
いることである。一方、電圧ＶＤ２をもった電源１５（
第３図および第４図）が領域Ｄ２と基板１１との間に接
続され、そして領域Ｄ２が逆方向にバイアスされる。

この光検出器構造体の領域Ｄ１以外のすべての部分が光
に対して遮蔽される。領域Ｄ１の上表面に元が入射する
。

ゲー）Ｇｌの下にありそして領域Ｄ１と領域Ｄ２との間
にあるこの（１゛ｑ造体１０の領域がチャンネルとして
動作し、その実効チャンネル長はＬである。これはチャ
ンネルの短気的実効長であって、チャンネルの股引長と
、基板１１の抵抗率と、逆バイアス眠圧ｖＤ２の大きさ
と、領域Ｄ１とＤ２の拡散接合深さｄ（第２図）とによ
って決定される。

ここで、領域Ｄ１とＤ２の拡散接合深さｄは同じである
べきである。この実効チャンネル長は、もしイオン注入
が行なわれるならは、チャンオル内でのイオン注入によ
っても変わる。

図面に示された構造体はイオン注入を行なわなくても十
分に動作するけれども、もし必要ならばこのチャンネル
領域内にイオン注入を行なうことができ、それにより基
板の抵抗率を局１９Ｉ的に変え、領域Ｄ１と領域Ｄ２の
間妊あるポテンシャルＩ１．＝Ｗの形を整えることがで
きる、 第１図に示されているように、別の基板内に拡散領域Ｄ
　３　’（ソース）と拡散領域Ｄ４（ドレイン）および
金属・絶縁体・半専体ゲートＧ２によってつくられたＭ
端棒は通常のＭＯ８ＦＥＴ装置倚とし装置群、そしてこ
の装置は′１１；気的に浮動している感光性拡散領域Ｄ
１のｆａ　！Ｅ　乞検出するのに用いられる。

第１図に示されているよう忙、導電体１２が、接触用穴
２０を通して、ゲートＧ１およびゲートＧ２および拡散
領域Ｄ１に接続される。この導電体１２はアルミニウム
でつくら・れるが、ポリシリコンであってもよい。

第２図において、ｄは拡散接合深さであり、Ｌは実効チ
ャンネル長であり、■ゎ□は拡散領域Ｄ１の電位であり
、そして■Ｄ２は拡散領域Ｄ２の電位である。

第３図の曲＃ＩＣはこの光検出儀構造体の長さ方向に沿
ってのポテシシャルφウェルの断面図である。もしＧ１
と基板１１０間の電圧がゼロで、Ｇ１がソースＤＩＫ接
続されそしてＶＤ２　がドレインＤ２に加えられて、こ
れらのＤＩ、Ｄ２およびＧ１が特別のＭＯ８ＦＥＴ装凸
としそ動作する場合、曲線Ｃかられかるように、領域Ｄ
１と領域Ｄ２との間のチャンネルは、ポテンシャル障壁
ＢＨのために、児全にオフになるであろう。その結果、
ドレインＤ２とノースＤ１との間に岨、圧ＶＤ２　が存
在しても、ソースＤ１とドレインＤ２との間を流れる電
流はないであろう。したがって、Ｂ１１ｋま大きいので
、この装置ね゛のこの動作態様での閾仙以−トー′亀扼
はゼロである。

けれども、本発明に従って、物理的チャンネル長と、拡
散領域Ｄ１および拡散領域Ｄ２の接合深さｄと、基板１
１の抵抗率とが適切に選定さり、た場合、領域Ｄ２０′
市界がチャンネルの中に浸入して領域Ｄ１に達する、と
いった領域Ｄ１と領域′Ｄ２との間でフィードバックが
起こることが可能である。このため忙、ソースＤ１と、
ケゝ−トＧ１の下のチャンネルと、の間のポテンシャル
に壁の商さＢＨが低くなって、第４図に示されて（・る
ように、ＬＢになるであろう。このポテンシャル叫−壁
の高さＢＨはまた、バイアスｖＤ２の大きさ’ｌ　ｆＩ
Ｉ！Ｉ御することにより、外部から制側１１″ることも
できる。

本発明に促って前記パラメータケ通切に選定１〜ること
により、第４図のポテンシャル障壁ＬＢ’Ｊ第６図のポ
テンシャル障壁ＢＨより十分に低くすることができ、そ
れによって、介によって発生した蜘剰電子２１（ｍ４は
１）かソースＤ１からチャンネルの中に注入され、そし
てその後ドレインＤ２に集められる。暗黒の状態の下で
は、閾値以下Ｅ　３１ｆは通常極めて／ＪＳさく、そし
てそれはもちろんこの光検出器＋に遺体の寸法忙もよる
が、ナノアンペアよりずっと不さい。

ソースＤ１とチャンネルとの間にあってゲートＧ１の下
にある」；テンシャルＩｈ１ｉ［が、ソースＤ１からチ
ャンネル内へ電子が注入される点まで低くなるよう釦、
庁Ｉ己パラメータを選定することが、本発明にとって本
質的に重要であることはこれまでの説明から明らかであ
ろう。典型的ないくつかの仙および例として示されたイ
ＩＤが第１表に与えである。

第１表 新規な光検出器構造体の典型的な 寸法と物理的パラメータ 装置　装置　装置　装置 す１　す２　す６　す４ Ｇ１の実効チャンネル捷Ｌｌ　１．（Ｊμｍ　２．０μ
ｍ　１．０μｍ　１．５μｍＧ１のチャンネル［ｗｌ　
６６−０ｔｔ　６−Ｄｔｔｍ　６．０μｍ　５．１μｍ
拡散の接合深さく４１　０　、５μｍ　０　、７μｍ　
０−７５μｍ　０．５μｍ基板ドーピング貸３．２５Ｘ
１０１’　３．２×１０”　２．５Ｘ１０１’　６．０
×１０１５ｍ１３ｃｔｒｂ−３ｖｔｔｂ−”　ｚｙえ一
３短チャンネル装置および長チャンネル装置に対するチ
ャンネルに沿っての表面電位が第６図処示されている。

この電位は文献（６ａ）の方法ケ用いてボ′アソンの方
イ￥式から計算されたものである。このグラフには、表
面電位のル小価の変化と、一方、長チャンネル装置が短
チヤンネル装置になることが示されている。これらの装
置のチャンネル領域はイオン注入されていない。このチ
ャンネル物域のドーピング濃度は基板のドーピング濃度
と同程度である。両方の装置には間仙以下状態にあるこ
とに注目すべきである。この点について、両刀の装置に
対し、ｒ−）、ノース間バイアスは＋１．０９Ｖであり
、基板バイアスは−２，Ｏｖであり、そしてドレイン拳
ソース間バイアスは＋６．０ボルトである。長チャンネ
ル装置の障壁高さに対し、短チャンネル装作′の障壁高
さが低いことが、第６図にはっきりと示されている。

第６図において、これらの装置の物理的パラメータと寸
法は次の通りである。１−なわち、基板ドーピング濃度
はＰ形で６．ＯＸ　ｉ　０１５　ｔ’ａ−３であり、ゲ
ート酸化物の厚さは０．０５１７　Ｘ　１０−’眞であ
り、ソースおよびドレインの拡散深さは０．６７５×１
Ｏ−４ｃｎＬである。

同じように、長チャンネル装置を基準としたときの障壁
高さの低下は、文献（６ａ）および文献（３ｂ）に概略
が記載されている方法に従って、または他の同じような
方法処従って、任意の装置寸法に対しおよびいろいろな
場合に対し、および与えられたチャンネル長に対し　ｅ
、１算−１−ることかできる。

このいろいろな場合とは、ソース拡散深さおよびドレイ
ン拡散旅さと、基板ドーピング濃度と、チャンネル・イ
オン注入濃度と、ソース−ドレイン間バイアスおよびそ
の他のバイアス条件と乞いろいろと変えた場合およびこ
れらを組合わせて変えた場合である。これらのパラメー
タの組合わせが異なれば異なった値かえられるであろう
。けれども、近代の半導体ＭＯ８ＦＢＥＴ装置の分野の
当串堝は、文献（６ａ）および（６ｂ）に従ってまたは
これらの文献に概安が示されている方法と同様な方法に
従って、ソース障壁の高さの低下をη１１−１１−るこ
とができるであろう。文献（６ａ）および（６ｂ）に概
要が示された方法を用いて、ソース障壁の４さの低下量
が、閾値以下の状態の下で、異ったチャンネル長を有す
る６つのＭＯ８ＮＥＴ装＋１４ＮＣ対し基板バイアス−
５，ＯＶの下で、ソース・ドレイン間電圧の関数として
示したのか第２表である。これら６つの装置の物理的パ
ラメータと寸法が第３表に示されている。

第２表 基板バイアスー−６，ＯＶ １．０　０　０　Ｄ　０ ２．０　０．５　６　５０　１００ ３．０　１．０　１０　１００　１９０４．０　１．５
　１５　１２５　２６０５．０　１．８　１８　１７０
　３２０６．０　２．０　２２　２１０　４０！５７．
０　２．６　２５　２５０　５００８．０　３．０　３
４　２９０　５８０注　μｍ　−ｉ　ｏ−’メートル ｍＶ−ｉｐ−３ボルト 第３表 用いられたＭＯ８ＩＬ？’ｆ４Ｔ馨置の物理的パラメー
タと寸法 基板ドーピング濃度　Ｐ　形６．Ｏｘ　１　ｏ１５ｃ＝
ｘ−３ゲート酸化物の岸さ　０．０５１７Ｘ１０−４＝
チャンネルイオン辻人　チャンネルイオン注入は行なわ
れていない。チャンネ ルのドーピング譲度は基板 のドーピング濃度、すなわ ち、６．０　Ｘ　１０１５は−３に等 しい。

第４図の領域Ｄ１がもし可視光線で照射されるならば、
領域Ｄ１は逆方向にバイアスされた接合として動作し、
そして基板１１内で光で生成された電子２１を集めるで
あろう。光で生成されたホールは基板１１の内部に進む
であろう。光で生成されそして拡散領域Ｄ１内に拒めら
れた電子２１は、２２で示されているように（第４図）
、障壁ＬＢｙｌｌ−越えてチャンネル内に注入され、そ
して２３で示されているように（第４図）、郁終的にド
レインＤ２によって排出されるであろう。この集められ
た電子が領域Ｄ１によりチャンネル内にいったん注入さ
れると、領域の電圧ＶＤ１はより正の方向に移動し、こ
の移動量はチャンネル内に注入された電子の数によって
変わる。光で生成される電子の数は入射する光の強度に
よって変わるから、したがって、感光性領域Ｄ１の電圧
ＶＤ□は入射光強度の関数になる。ソースＤ１により障
壁ＬＢを越えての電子の注入量とソースＤ１にえられる
霜１圧ＶＤ□との間には自然対数で表される関係式が存
在する。したがって、感光性領域Ｄ１が光で照射される
時、その電圧■９□は入射光強度の自然対数関数で表さ
れる。、信号電圧ＶＤ□が入射光強度に対して対数関数
的に変化するので、信号電圧ＶＤ□は不必要に増加しな
い、すなわち、実用的な範囲内で増加し、そして入射光
強度が相対的に１０００万倍にも増加することがあって
も飽和に達することはない。実際に製作された装置では
、光強度が３．１ｘ　１Ｑ−８Ｗｃｍ−にの時信号■Ｄ
Ｉ　−２，８ｖであり、そして光強度３．１　Ｘ　１０
−Ｉ　Ｗ嬬−２の時■ゎ□−０，１Ｖであった、このこ
とは、いまの信号レベル状態の場合、１０７のダイナミ
ック・レンジか容易にえられることを示している。本発
明の勅却、な光検出器装置により、１０９以上の光強度
検出ダイナミック・レンジを十分にうろことができる。

前記のように、本発明の光検出器構造体は、ＭＯ８ＦＦ
ｔＴ回路およびＣＯＤと関遅さ七−ることにより、脈状
アレイおよび面状アレイに構成することが容易にできる
。この信号電圧ｖＤｌを用いて、等価な信号電荷量を発
生させそしてＣＯＤ読出しシフトレジスタによって読出
すことは容易である、この功規な光検出器構造体を用い
て、ＯＯＤ読出しシフトレジスタをそなえた肪状アレイ
および面状アレイヲ朽成する１つの方法が、第５図に示
されている。

光で生成された電子は、ｖＤ２により、デー）Ｄ／Ｇを
通して排出されるのが通常である。ｙｔで生成された電
荷がＣＯＤシフトレジスタの中に注入されることが要求
される時、Ｄ／Ｇかｕｌじ、ＳＴ／Ｇが高電位にあり、
そして元で生成された電荷が、通常のＣＯＤ転送法によ
り、ＣＣＤシフトレジスタの中に転送される。第５図に
示された構造体の場合、もし入射光強度が弱い場合、順
次に連続したサンプルを重ねて大きな信号にすることか
できる。

本発明の好ましい実施例が前記のように説明されたけれ
ども、当業者にとって、特許請求の範囲内に示された精
神と範囲内如おいて、変更および修正の可能であること
は云うまでもないことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施１−る光検出器構造体の平面図、 第２図は第１図のＩｖｌｌｉ１２−２に沿っての断面図
、第３図は、長チャンネル長りを有する構造体の表面電
位図が付加された、第２図と同様な断面図、第４図は短
実効チャンネル長Ｌｙｌｌ−有する構造体の表面電位図
と光で生成されＤｌによって集められたキャリアとが付
加的に示された第２図と同様な断面図であって、光で生
成されたキャリアかソース・チャンネル障壁を越えて注
入されそしてＤｌによって集められおよび排出されるこ
とが示されており、 第５ａ図はＣＯＤ読出しシフトレジスタと共に用いられ
た本発明を実施する光検出器構造体の平面図、 第５ｂ図は第５ａ図のＩｆＭ５ｂ−５ｂに沿っての断面
図、 第６図は短チヤンネル装置４および長チャンネル装置に
対するチャンネル処沿っての距離に対する表面電位曲線
図。 （符号の説明） １１　シリコン基板 Ｄｌ　感光性拡散領域 Ｄｌ　第２拡散領域 Ｌ　チャンネル Ｇ１　金属・絶縁体・半導体ゲート １２　導電体 １５　バイアス装置 代理人　浅　杓　皓 １４面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、５ｂ 千ヤ−１≧１１−１：うｏ、Ｚ／ｌ曳キや１イ七：＋！
−、１４ｉ：距齢ＦＩＧ、６ 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和３１年特許願第−４２ｉノ２　号 ２、発明の名称 峯並翁しｔ吃Ｈ番贅香手 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所 ４、代理人 ５、補正命令の日付 昭和３２年　ノ月、＞２日 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 図面の１１１コ　（内容に変更なし） ８、補正の内容　別紙ガとおり

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔｌ）　１オーム・センナメートルと１００オーム・セ
   ンナメートルとの間の抵抗率を有しおよび１つの導電形
   を有するシリコン基板と、前記基板内の電気的に浮動し
   た感光性拡散領域と、電気的に浮動した前記感光性拡散
   領域から前記基板内のチャンネルによって隔てられてい
   る前記基板内の第２拡散領域と、２つの前記領域間の前
   記基板を橋渡してまたぎおよび前記チャンネルの上にあ
   る金属・絶縁体・半導体デートと、前記デートと電気的
   に浮動した前記感光性拡散領域とを電気的に接続する装
   置と、前記第２拡散領域を前記基板に対して逆方向にバ
   イアス子るための装置とを有し、２つの前記拡散領域が
   同じ導電形であっておよび前記基板の導電形と反対の導
   電形であることと、前記感光性拡散領域以外の部分が可
   視光線を透過しない遮蔽体で遮蔽されていることと、２
   つの前記拡散領域の間の前記チャンネルの長さと前記基
   板の抵抗率と前記逆方向バイアスの大きさと前記拡散領
   域の深さとが電気的に浮動した前記感光性拡散領域と前
   記チャンネ〃との間のポテンシャル障壁が十分低くなっ
   て電気的に浮動した前記感光性拡散領域に入射した可視
   光線によって生じた電子が電気的に浮動した前記感光性
   拡散領域から前記チャンネルの中に注入されセして前記
   第２拡散領域によって集められるように選定されること
   と、それによって電気的に浮動した前記感光性拡散領域
   の電圧が前記感光性拡散領域に入射する可視光線の変化
   に対して対数関数的に変動する仁とと全特徴とする大き
   なダイナミック・レンジ金有する集積可能な光検出器素
   子。 （２、特許請求の範囲第１項において、前記基板の導電
   形がＰ形でおシ、および前記拡散領域の等電形がＮ形で
   ある電子。 （３）特許請求の範囲第２項において、前記拡散領域の
   ドーぎング濃度が１０１δｉ３から１０”ｃｍ”までの
   範囲内にある素子。 （４＋　特許請求の範囲第１項において、前記金属・絶
   縁体・半導体ｒ−）がポリシリコン・５ｉｎ２・半導体
   ｒ−）である素子。 （５）　特許請求の範囲第１項において、前記チャンネ
   ルがイオン注入された素子。 （６〕　特許請求の範囲第１項において、ソースとドレ
   インとゲートとを有するＭＯＥＩＦＦｔＴ装置と、前記
   ＭＯ８ＦＦｉＴの前記デートと電気的に浮動した前記感
   光性拡散領域とを電気的に接続する装置とを有する素子
   。