JPS6058779A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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Publication number
JPS6058779A
JPS6058779A JP58165235A JP16523583A JPS6058779A JP S6058779 A JPS6058779 A JP S6058779A JP 58165235 A JP58165235 A JP 58165235A JP 16523583 A JP16523583 A JP 16523583A JP S6058779 A JPS6058779 A JP S6058779A
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JP
Japan
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signal
signals
read out
becomes
potential
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Application number
JP58165235A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaharu Imai
今井 正晴
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6058779A publication Critical patent/JPS6058779A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise

Abstract

PURPOSE:To obtain a signal output voltage with less loss by not transferring the stored photoelectric charge of a photo diode to a signal reading part but holding the photoelectric charge in each picture element cell to read out a signal when the stored photoelectric charge of the photo diode is read out. CONSTITUTION:When a signal phiG1 becomes VG by the operation of a vertical scanning circuit 22, a picture element group to which a vertical selecting line 104-1 is selected, and signals of picture elements 21-11, 21-12...21-1n are outputted successively from an output terminal when horizontal selecting switches 23-1, 23-2... are turned on successively by signals phiH1, phiH2,... outputted from a horizontal scanning circuit 24. This picture element group is reset when the signal phiG1 becomes a high-level VR. Next, when a signal phiG2 becomes VG, a picture element group connected to a vertical selecting line 104-2 is selected, and signals of picture elements 21-21, 21-22...21-2n are read out successively by horizontal scanning signals phiH1, phiH2..., and they are reset. Hereafter, signals of individual picture elements are successively read out similarly to obtain one-field components of video signal.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、埋込みチャネルMO8FETを光検出素子
の読出しトランジスタとして用いた固体撮像装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a solid-state imaging device using a buried channel MO8FET as a readout transistor of a photodetecting element.

〔従来技術〕[Prior art]

従来のMOS型又はCOD型固体撮像装置においては、
その殆んどが光検出素子としてフォトダイオードを用い
ており(但し、CODにおいては空乏化したMOSキャ
パシタを用いることもある)、フォトダイオードのPN
接合の空乏領域において発生した光電荷、例えば電子を
N拡散層に蓄積し、信号読出しは、MO8型固体撮像装
置では電子の注入によって下がったフォトダイオード電
位を元のビデオ電圧に回復させる際の充電電流として読
取り、COD固体撮像装置ではフォトダイオードに蓄積
された光電荷そのものを、出力端子であるソースフォロ
ア方式のMOSFETのゲートtで転送し、そのゲート
電位変化とし読取るものである。
In conventional MOS type or COD type solid-state imaging devices,
Most of them use a photodiode as a photodetection element (however, in COD, a depleted MOS capacitor may be used), and the PN of the photodiode
Photocharges, such as electrons, generated in the depletion region of the junction are accumulated in the N diffusion layer, and signal readout is performed by charging when the photodiode potential, which has dropped due to electron injection, is restored to the original video voltage in MO8 type solid-state imaging devices. In a COD solid-state imaging device, the photocharge itself accumulated in the photodiode is transferred to the gate t of a source follower type MOSFET, which is an output terminal, and is read as a change in the gate potential.

ところが、いずれの場合においても、フォトダイオード
の電位変化として、最大数■を得ながら、読取りの際に
は、フォトダイオードより遥かに大きな容量を有する信
号読出し部に信号電荷を移送して検出するために、フォ
トダイオード容量の信号読出し部容量に対する比率に比
例して、初めのフォトダイオード電位変化の一桁かそれ
以下の小さ々出力電圧変化としてしか信号を読出すこと
ができ々い。更に、固体撮像装置がより高密度化される
場合は、フォトダイオード面積は小さくなり、その面積
縮小比率に比例して信号出力電圧は、極めて小さくなっ
てしまうものである。
However, in any case, while obtaining the maximum number of potential changes of the photodiode, during reading, the signal charge is transferred to the signal readout section, which has a much larger capacity than the photodiode, for detection. Furthermore, in proportion to the ratio of the photodiode capacitance to the signal readout section capacitance, the signal can only be read out as a small output voltage change of one order of magnitude or less than the initial photodiode potential change. Furthermore, when solid-state imaging devices are made to be more densely packed, the photodiode area becomes smaller, and the signal output voltage becomes extremely small in proportion to the area reduction ratio.

〔目 的〕〔the purpose〕

本発明は、上記従来の固体撮像装置の欠点を解消すべく
なされたもので、フォトダイオードの蓄積光電荷を、読
出時に、信号読出し部に移送せず、各画素セル内に光電
荷をとどめたままで信号を読出し、損失の少ない信号出
力電圧を得ることができるようにした固体撮像装置を提
供することを目的とするものである。
The present invention was made in order to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional solid-state imaging device, and the present invention does not transfer the photocharges accumulated in the photodiode to the signal readout section at the time of readout, but instead retains the photocharges within each pixel cell. It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device that can read out signals up to 100 nm and obtain a signal output voltage with little loss.

〔概 要〕〔overview〕

本発明は、光信号読出し用埋込みチャネルMO8FET
と、該MO8FETのゲート・ソース間に接続された光
検出用フォトダイオードと、前記MO8FETのゲート
上に形成されたキャパシタとで単位画素セルを構成し、
該単位画素セルをマトリックス状に多数個配列して、X
方向に配列した各画素セル群のキャパシタを各垂直選択
線に共通接続し、Y方向に配列した各画素セル群のMO
SFETの各ドレインを各水平選択線に共通接続し、光
入力によるフォトダイオードの電位変化を、そのまま読
出し、MOSFETのゲート電位変化として与え、キャ
パシタを介して該MO8FETへの読出し信号の印加に
より、フォトダイオードの電位変化と読出し信号電圧と
に基づく読出し信号電流を、各単位画素セルから順次取
出し、ビデオ信号を得るようにするものである。
The present invention is a buried channel MO8FET for optical signal readout.
A unit pixel cell is constituted by a photodetecting photodiode connected between the gate and source of the MO8FET, and a capacitor formed on the gate of the MO8FET,
By arranging a large number of unit pixel cells in a matrix,
The capacitors of each pixel cell group arranged in the Y direction are commonly connected to each vertical selection line, and the MO of each pixel cell group arranged in the Y direction is
The drains of the SFETs are commonly connected to each horizontal selection line, and the change in potential of the photodiode due to optical input is read out as it is and given as a change in the gate potential of the MOSFET.By applying a readout signal to the MO8FET via a capacitor, the photo A read signal current based on a change in the potential of the diode and a read signal voltage is sequentially extracted from each unit pixel cell to obtain a video signal.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明の一実施例について説明する。第1図囚は、
本発明の固体撮像装置の一実施例の単位画素部分の平面
図であり、第1図(]3)は、その人−A′線に沿った
断面図、第1図(qは、B −B’線に沿った断面図で
あり、第1図の)は、その等価回路である。この実施例
における各画素は次のように構成されている。すなわち
、P型基板1上にN型埋込み拡散層2を形成し、該拡散
層2には読出し用埋込みチャネルMO8FETIOIの
ソース及びドレインとなるN拡散層3.3′を形成し、
該拡散層3.3′間の埋込み拡散層2上には、ゲート絶
縁膜5を介して、MO8FETIOIのシリコンΦゲー
ト4を形成している。なお、N拡散層3.3′及びシリ
コン・ゲート4は、共にセルフ・アライン法で形成され
る。6は絶縁膜、7はドレイン拡散層3′のコンタクト
部で、金属配線層9が接続されている。なお、この配線
層9は水平選択線105に接続されている。ソース拡散
層3はコンタクト部8を通して金属膜10と接続され、
金属膜10は遮光膜として構成され、アース接続されて
いる。
An embodiment of the present invention will be described below. The prisoners in Figure 1 are
FIG. 1 ( ] 3) is a sectional view taken along the person-A' line, and FIG. 1 (q is B - It is a cross-sectional view taken along the line B', and () in FIG. 1 is its equivalent circuit. Each pixel in this example is configured as follows. That is, an N-type buried diffusion layer 2 is formed on a P-type substrate 1, and an N-type buried diffusion layer 3.3' that becomes the source and drain of the readout buried channel MO8FETIOI is formed in the diffusion layer 2.
A MO8FETIOI silicon Φ gate 4 is formed on the buried diffusion layer 2 between the diffusion layers 3 and 3' with a gate insulating film 5 interposed therebetween. Note that both the N diffusion layer 3.3' and the silicon gate 4 are formed by a self-alignment method. 6 is an insulating film, and 7 is a contact portion of the drain diffusion layer 3', to which a metal wiring layer 9 is connected. Note that this wiring layer 9 is connected to a horizontal selection line 105. The source diffusion layer 3 is connected to the metal film 10 through the contact portion 8,
The metal film 10 is configured as a light shielding film and is connected to earth.

11はN型埋込み拡散層2に形成した浅いP拡散層で、
とのP+N接合でフォトダイオード102を構成してい
る。このビ拡散層11と、読出し用MO8F ET 1
01のゲート4は、ゲート電極を延長したポリシリコン
電極4′を介して、コンタクト部12に゛おいて接続さ
れる。壕だ、P拡散層11上にゲート絶縁膜5を介して
ポリシリコン電極13が形成され、これにより、この電
極13と読出し用MOF E Tのゲート4との間にキ
ャパシタ103が形成される。
11 is a shallow P diffusion layer formed in the N type buried diffusion layer 2;
A photodiode 102 is configured by a P+N junction with. This bi-diffusion layer 11 and the MO8FET 1 for reading
The gate 4 of No. 01 is connected at the contact portion 12 via a polysilicon electrode 4' which is an extension of the gate electrode. A polysilicon electrode 13 is formed on the P diffusion layer 11 via the gate insulating film 5, thereby forming a capacitor 103 between this electrode 13 and the gate 4 of the read MOFET.

また、このポリシリコン電極13は水平方向に配置され
、垂直選択線104を構成している。
Further, this polysilicon electrode 13 is arranged horizontally and constitutes a vertical selection line 104.

第2図囚は、第1図四〜nに示した単位画素をマトリッ
クス状に配置して撮像装置を構成したものである。画素
マトリックス21に対して垂直選択線の走査回路22、
及びMOSFETからなる水平選択スイッチ23を介し
て水平選択線を走査する水平走査回路24を配置し、水
平選択スイッチ23のト0レイン側は、負荷用MO8F
ET(又は負荷抵抗)5を介してビデオ電源Vvに接続
されている。
In FIG. 2, an imaging device is constructed by arranging the unit pixels shown in FIGS. 4 to 4 in a matrix. a scanning circuit 22 for vertical selection lines with respect to the pixel matrix 21;
A horizontal scanning circuit 24 is arranged to scan the horizontal selection line via a horizontal selection switch 23 consisting of a MOSFET and a MOSFET.
It is connected to a video power supply Vv via an ET (or load resistor) 5.

第2図の)は、上記固体撮像装置を動作させるための信
号波形例である。垂直選択線に加えられる信号φv1、
φV2、・・・・・・・・・は、小さい振幅電圧vGと
、それより大きい振幅電圧VRよりなるもので、一つの
垂直選択線の走査期間tHの間はVc、次の垂直選択線
の水平走査に移るまでのブランキング期間tllT。
) in FIG. 2 is an example of a signal waveform for operating the solid-state imaging device. Signal φv1 applied to the vertical selection line,
φV2, . Blanking period tllT before moving to horizontal scanning.

にはVRの値になるように設定されている。水平選択用
FETのゲート端子に加えられる信号φ旧、φ[2、・
・・・・・・は、水平選択線を選、択するだめの信号で
、低レベルは水平選択用FETをオフ、高レベルはオン
する電圧値に設定されている。なお、■outは、出力
端子から得られる出力電圧波形例である。
is set to be the value of VR. Signals φold, φ[2, ·
. . . is a signal for selecting the horizontal selection line, and a low level is set to a voltage value that turns off the horizontal selection FET, and a high level is set to a voltage value that turns it on. Note that ■out is an example of the output voltage waveform obtained from the output terminal.

この実施例の動作原理を、第3図(Atに示す単位画素
に対する回路構成に基づき説明する。第3図(T3)は
、第3図(A)に示した単位画素の動作を説明するため
の動作波形図である。第3同人において、第1図n1第
2図四と同一符号を付した部分は、同一構成部分である
。なお、φVは垂直選択信号、φ■(は水平選択信号で
ある。
The operating principle of this embodiment will be explained based on the circuit configuration for the unit pixel shown in Fig. 3 (At). Fig. 3 (T3) is for explaining the operation of the unit pixel shown in Fig. 3 (A). 2 is an operation waveform diagram of. In the third doujin, the parts with the same reference numerals as those in FIG. 1 n1 and FIG. 2 It is.

読出し用MO8FET101のゲート点、すなわち、第
3図(A)におけるA点の電位Vpは、アースに対して
浮いており、垂直選択信号φVの最高電圧VRが印加さ
れた時点h (第3図(B)参照)で、aVRの正電圧
が印加される。ここで、αは、第3図(A)に示したキ
ャパシタ103の容量値をOc、A点のアースに対する
寄生容量をOpとすると、はぼ、α−CG/ (Oc 
+ Op )で表わされる係数で、aVRばφVのパル
ス振幅電圧のうち、実効的にA点に印加されるパルス振
幅電圧を意味する。
The potential Vp of the gate point of the read MO8FET 101, that is, the point A in FIG. (see B)), a positive voltage of aVR is applied. Here, α is α-CG/ (Oc
+Op), and aVR means the pulse amplitude voltage that is effectively applied to point A out of the pulse amplitude voltages of φV.

ところで、A点にかかる電圧が印加された場合、A点に
は、フォトダイオード102が順方向に接続されている
ため、ダイオードの順方向I−V特性にしたがって、A
点は初めダイオードの順方向電圧(通称VBE )程度
の電位となり、次第に電位は下がり、時点t2において
は、僅かな正電圧VAに落付く。時点t2で、φVが低
レベルになると、その下げ幅VRに比例したaVRだけ
A点の電位Vpは下がる。
By the way, when a voltage applied to point A is applied, since the photodiode 102 is connected to point A in the forward direction, A
At first, the potential at the point is about the forward voltage (commonly known as VBE) of a diode, and the potential gradually decreases until it reaches a slight positive voltage VA at time t2. At time t2, when φV becomes a low level, the potential Vp at point A decreases by aVR that is proportional to the amount of decrease VR.

したがって、この時点t2のA点の電位は、VA −a
VRとなり、フォトダイオード102は逆バイアスされ
る。A点の電位Vpは、その後、フォトダイオードに蓄
積された光電荷により上昇し、垂直選択時点t3におい
ては、その間の時間Tiの間にフォトダイオード102
に蓄積された光電荷Qp(Ti)によって、はぼ、△v
p(Ti) =Qp(Ti) / (Oc +Op)だ
け電位は上昇する。時点t3で、再び垂直選択線にパル
ス振幅電圧■Gが加わると、A点の電位はαVcだけ更
に上昇し、Vp = VA −α(VR−Vc) 十△
vp(Ti)とナル。
Therefore, the potential at point A at this time t2 is VA -a
VR, and the photodiode 102 is reverse biased. The potential Vp at point A then increases due to the photocharge accumulated in the photodiode, and at the vertical selection time t3, the potential Vp at the photodiode 102 increases during the intervening time Ti.
Due to the photocharge Qp(Ti) accumulated in , △v
The potential increases by p(Ti)=Qp(Ti)/(Oc+Op). At time t3, when the pulse amplitude voltage ■G is applied to the vertical selection line again, the potential at point A further increases by αVc, and Vp = VA - α (VR - Vc) 10△
vp(Ti) and naru.

埋込みチャネルMO8T’ETIOIのスレショルド電
圧(水平選択スイッチ23がオンされ、読出し用MO8
FETIOIのドレインに、ドレイン電圧(: Vv 
)が印加されたときのスレショルド電圧)を、VA−α
(VR−Vc) となるように設定しておけば、時間T
iの間に、光電荷の蓄積があった時に、初めてMO8F
ETIOIがオンになるようにでき、オンになった時の
ドレイン電流は、時間Tiの間のゲート電位上昇分に対
応したものとなる。したがって、この時点t3後におい
て、φHにより水平選択スイッチ23がオンされると、
上記ドレイン電流が流れ、この電流により負荷MO8]
’i”ET25間に電圧降下が生じ、出力端子に光入方
に対応した出カ信号電圧Vo旧として取り出すことがで
きる。第3図(A)に示すように、ビデオ電源Vvと読
出し用MO8FET1.O]との間には、水平選択用ス
イッチ23及び負荷MO8FET25が接続されている
が、デプレッション型負荷MO8FETの動作特性によ
り、出力電圧Vou t td、、読出LMOS P 
E T 101 ノゲート電位変化にほぼ比例した電圧
とすることができる。第3図(I3)において、時刻t
4で再び信号φGがVRになると、A点の電位はVAと
なり、それまでの蓄積電荷Qp(Ti)はクリアされる
。時刻t5において、信号φGが低レベルになると、A
点の電位は再び、VP−VA−aVRにリセットされ、
次のフィールドの電荷蓄積が開始される。
Threshold voltage of embedded channel MO8T'ETIOI (horizontal selection switch 23 is turned on,
The drain voltage (: Vv
) is applied, the threshold voltage) is VA-α
(VR-Vc), the time T
MO8F for the first time when there is accumulation of photocharge during i.
ETIOI can be turned on, and the drain current when turned on corresponds to the increase in gate potential during time Ti. Therefore, after this time t3, when the horizontal selection switch 23 is turned on by φH,
The above drain current flows, and this current causes the load MO8]
A voltage drop occurs between the 'i' ET25 and can be taken out as an output signal voltage Vo corresponding to the direction of light incidence at the output terminal.As shown in Figure 3 (A), the video power supply Vv and the readout MO8FET1 .O], the horizontal selection switch 23 and the load MO8FET 25 are connected, but due to the operating characteristics of the depression type load MO8FET, the output voltage Vout
E T 101 The voltage can be approximately proportional to the change in the gate potential. In FIG. 3 (I3), time t
When the signal φG becomes VR again at step 4, the potential at point A becomes VA, and the accumulated charge Qp(Ti) up to that point is cleared. At time t5, when the signal φG becomes low level, A
The potential at the point is reset to VP-VA-aVR again,
Charge accumulation for the next field begins.

次に、上記動作原理に基づいて、第2図(A)に示した
固体撮像装置の動作を説明する。垂直走査回路22の作
動により、信号φG1がVGに々ると、垂直選択線10
4−1に接線された画素群が選択され、水平走査回路別
よシ出力される信号φ旧、φH2、・・・・・・・・・
により、水平選択スイッチ23−1.23−2、・・・
・・・・・・が順次オンすると、順次画素21−41.
2]−12、・・・・・・・・・ 2l−1nの信号が
、出力端子より出力される。
Next, the operation of the solid-state imaging device shown in FIG. 2(A) will be explained based on the above operating principle. When the signal φG1 reaches VG due to the operation of the vertical scanning circuit 22, the vertical selection line 10
The pixel group tangential to 4-1 is selected, and the signals φold, φH2, . . . are output from each horizontal scanning circuit.
Accordingly, the horizontal selection switches 23-1, 23-2, . . .
. . . turn on sequentially, pixels 21-41 .
2]-12,...2l-1n signals are output from the output terminal.

続いて、この画素群は、信号φGlが高レベルVRにな
った時にリセットされる。次いで、信号φG2がVGと
なると、垂直選択線104−2に接続された画素群が選
択され、水平走査信号φ旧、φH2、・・・・・・・・
・によシ、画素21−21.21−22、・・・・・・
・・・2l−2nの信号が順次読出され、続いてリセッ
トされる。以下同様にして、順次各画素の信号が読出さ
れ、1フイールドのビデオ信号が得られる。
Subsequently, this pixel group is reset when the signal φGl becomes high level VR. Next, when the signal φG2 becomes VG, the pixel group connected to the vertical selection line 104-2 is selected, and the horizontal scanning signals φold, φH2, . . .
・Yoshi, pixel 21-21.21-22,...
...2l-2n signals are sequentially read out and then reset. Thereafter, the signals of each pixel are sequentially read out in the same manner, and a video signal of one field is obtained.

次に、本発明において用いる埋込みチャネルMO8FE
’TI’について、説明を加える。第4図(A)は、そ
の断面図、第4図(]3)は、A −A、’線に沿った
ポテンシャル図である。P型基板1」二にN型埋込み拡
散層2を1〜3μmの深さで形成し、その拡散層2中に
ソース及びドレインとなるN拡散層3.3′を形成し、
更にN拡散層3.3′間の埋込み拡散層2の表面に、ゲ
ート絶縁膜5を介して、ゲート電極4をつけてMOSF
ETを形成する。基板1の電位VSUI! 、及びソー
ス3の電位はアースとし、ドレイン3′に第4図(I3
)のポテンシャル最大値φMより高い電圧を加えると、
第4図(I3)の(a)のポテンシャルに示すように、
チャネル部は全面的に空乏化し、多数キャリアである電
子が流れることができるようになる。ドレイン電圧をφ
M以下又はOVとすると、ポテンシャルは(b)に示す
ようになり、電子の導通は不可能となる。ゲート電圧を
負にして行くと、小さなドレイン電圧印加の下で、ポテ
ンシャル(C)に示すように、チャネル部は空乏化しな
がら、しかもドレイン電流の流れない状態をつくること
ができる。この時のゲート電圧を埋込みチャネルMO8
FETのスレショルド電圧とする。この埋込みチャネル
MO8FETの特長は、多数キャリアを用いており、し
かもチャネルを表面近傍ではなく、バルク内に形成する
ためキャリア易動度が大きく、高速でしかも表面チャネ
ルMO8F’ETよりも犬なる電流密度のものが得られ
る。
Next, the buried channel MO8FE used in the present invention
Add an explanation about 'TI'. FIG. 4(A) is a cross-sectional view thereof, and FIG. 4(]3) is a potential diagram along line A-A,'. An N-type buried diffusion layer 2 is formed on a P-type substrate 1''2 to a depth of 1 to 3 μm, and an N-type buried diffusion layer 3.3' that becomes a source and a drain is formed in the diffusion layer 2.
Further, a gate electrode 4 is attached to the surface of the buried diffusion layer 2 between the N diffusion layers 3 and 3' via a gate insulating film 5 to form a MOSFET.
Form ET. Potential of substrate 1 VSUI! , and the source 3 are grounded, and the drain 3' is connected to the voltage shown in Figure 4 (I3
), if a voltage higher than the maximum potential value φM is applied,
As shown in the potential in (a) of Figure 4 (I3),
The channel portion is completely depleted, allowing electrons, which are majority carriers, to flow. Drain voltage φ
When M or less or OV, the potential becomes as shown in (b), and electron conduction becomes impossible. When the gate voltage is made negative, a state can be created in which the channel portion is depleted and no drain current flows, as shown in potential (C), under the application of a small drain voltage. The gate voltage at this time is the buried channel MO8
This is the threshold voltage of the FET. The features of this buried channel MO8FET are that it uses majority carriers, and since the channel is formed in the bulk rather than near the surface, carrier mobility is high, and the current density is higher than that of the surface channel MO8FET. You can get the following.

したがって、かかる構成のMOSFETを読出し用トラ
ンジスタに用いることにより、高い出力信号電圧を得る
ことができる。
Therefore, by using a MOSFET with such a configuration as a read transistor, a high output signal voltage can be obtained.

〔効 果〕〔effect〕

本発明は、固体撮像装置の単位画素を、光信号読出し用
埋込チャネルMO8FETと、該FETのゲート・ソー
ス間に接続された光検出用フォトダイオードと、前記M
O8FETのゲート上に形成されたキャパシタとを組合
わせたもので構成したので、光検出用フォトダイオード
で発生した光電荷を、読出し用MO8FETに蓄積した
状態で、信号読出しを行うことが可能となり、フォトダ
イオードの電位変化を読出し用MO8FETのゲート電
位変化とし、損失の少ない出力信号電圧を得ることがで
きる。
The present invention provides a unit pixel of a solid-state imaging device that includes a buried channel MO8FET for optical signal readout, a photodetection photodiode connected between the gate and source of the FET, and the M8FET for optical detection.
Since it is configured by combining a capacitor formed on the gate of an O8FET, it is possible to read out a signal while the photocharge generated by the photodetection photodiode is accumulated in the readout MO8FET. By using the change in the potential of the photodiode as the change in the gate potential of the MO8FET for reading, it is possible to obtain an output signal voltage with less loss.

捷だ、読出し用トランジスタとして、埋込チャネルMO
8FETを用いたので、大なる出力電流を取り出すこと
ができ、高出力信号電圧を得ることができる。
It's a good idea to use a buried channel MO as a readout transistor.
Since 8FETs are used, a large output current can be extracted and a high output signal voltage can be obtained.

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

第1図(A)は、本発明の固体撮像装置の一実施例の単
位画素部の平面図、第1図回、(qは、そのAA/線及
びT3− r3’線に沿った断面図、第1図(至)は、
その等価回路、第2図(A)は、本発明の固体撮像装置
の一実施例の全体の回路構成図、第2図(I3)は、第
2図(A)に示した装置の動作用信号波形図、第3図(
A)は、第2図(5)に示しだ装置の動作原理を説明す
るだめの回路図、第3図(I3)は、その回路の動作を
説明するだめの波形図、第4図(A)、但)は、埋込み
チャネルMOSTi”ETの断面図及び、A −A’線
に沿うポテンシャル図である。 図において、■は基板、2は埋込拡散層、3.3′はソ
ース及びドレイン用拡散層、4はゲート、5は絶縁膜、
11はフォトダイオード用拡散層、101は信号読出し
用埋込チャネルMO8FET、102は光検出用フォト
ダイオード、103はキャパシタ、104は垂直選択線
、105は水平選択線、22は垂直走査回路、23は水
平選択スイッチ、24は水平走査回路、25は負荷用M
O8F’ETを示す。 特許出願人 オリンパス光学工業株式会社1)−1)−
1九 tト U 〉
FIG. 1(A) is a plan view of a unit pixel portion of an embodiment of the solid-state imaging device of the present invention; , Figure 1 (to) is
The equivalent circuit, FIG. 2(A), is an overall circuit configuration diagram of an embodiment of the solid-state imaging device of the present invention, and FIG. 2(I3) is a circuit diagram for the operation of the device shown in FIG. 2(A). Signal waveform diagram, Figure 3 (
A) is a circuit diagram to explain the operating principle of the device shown in FIG. 2 (5), FIG. 3 (I3) is a waveform diagram to explain the operation of the circuit, and FIG. ), but) are a cross-sectional view of the buried channel MOS Ti"ET and a potential diagram along the line A-A'. In the figure, ■ is the substrate, 2 is the buried diffusion layer, and 3.3' is the source and drain. 4 is a gate, 5 is an insulating film,
11 is a diffusion layer for a photodiode, 101 is a buried channel MO8FET for signal readout, 102 is a photodiode for photodetection, 103 is a capacitor, 104 is a vertical selection line, 105 is a horizontal selection line, 22 is a vertical scanning circuit, 23 is a Horizontal selection switch, 24 horizontal scanning circuit, 25 M for load
Indicates O8F'ET. Patent applicant Olympus Optical Industry Co., Ltd. 1)-1)-
19 t U 〉

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 光信号読出し用埋込みチャネルMO8FETと、該MO
8FE’rのゲート・ソース間に接続された光検出用フ
ォトダイオードと、前記MO8FETのゲート上に形成
されたキャパシタとで単位画素桑e l−、”;、、@
’、4?7T: ;”、”、に多数個配列して、X方向
に配列した各画素セル群のキャパシタを各垂直選択線に
共通接続し、Y方向に配列した各画素セル群のMO8I
!Tのドレインを各水平選択線に共通接続し、各単位画
素セルの光入力に対応した信号電流をXYアドレス方式
により順次読出すように構成したことを特徴とする固体
撮像装置。
Embedded channel MO8FET for optical signal readout and the MO
A unit pixel is formed by a photodetecting photodiode connected between the gate and source of the 8FE'r and a capacitor formed on the gate of the MO8FET.
', 4?7T: ;'','', the capacitors of each pixel cell group arranged in the X direction are commonly connected to each vertical selection line, and the MO8I of each pixel cell group arranged in the Y direction is
! 1. A solid-state imaging device characterized in that the drain of the T is commonly connected to each horizontal selection line, and the signal current corresponding to the optical input of each unit pixel cell is sequentially read out using an XY addressing method.
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