JPS6258594B2 - - Google Patents

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JPS6258594B2
JPS6258594B2 JP55116945A JP11694580A JPS6258594B2 JP S6258594 B2 JPS6258594 B2 JP S6258594B2 JP 55116945 A JP55116945 A JP 55116945A JP 11694580 A JP11694580 A JP 11694580A JP S6258594 B2 JPS6258594 B2 JP S6258594B2
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JP
Japan
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layer
voltage
conductivity type
period
signal charges
Prior art date
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JP55116945A
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Japanese (ja)
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JPS5742271A (en
Inventor
Nozomi Harada
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPS5742271A publication Critical patent/JPS5742271A/en
Publication of JPS6258594B2 publication Critical patent/JPS6258594B2/ja
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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
    • H01L27/14665Imagers using a photoconductor layer
    • H01L27/14672Blooming suppression

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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)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固体撮像装置の感度調整方法に関す
る。固体撮像装置において光電変換を従来のシリ
コン(Si)単結晶基板で行うのでなくアモルフア
ス半導体層で行うものが知られている。そしてこ
れは信号読出し部に従来のSi単結晶基板を用いて
いる。このSi単結晶基板による信号読出し部上に
前記アモルフアス半導体層があるため2階建セン
サと呼び従来のSi単結晶基板のみによる固体撮像
装置とは分けられる。本発明はこの2階建センサ
において自動感度調整を行うための駆動方法に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a sensitivity adjustment method for a solid-state imaging device. It is known that solid-state imaging devices perform photoelectric conversion using an amorphous semiconductor layer instead of the conventional silicon (Si) single crystal substrate. This uses a conventional Si single crystal substrate for the signal readout section. Since the amorphous semiconductor layer is located on the signal readout section made of this Si single crystal substrate, it is called a two-story sensor and is distinguished from a conventional solid-state imaging device made only of a Si single crystal substrate. The present invention relates to a driving method for performing automatic sensitivity adjustment in this two-story sensor.

第1図は本発明者が先に提案した自動感度調整
方法を説明するためのものである。ここでは読出
し部にCCD(Charge Coupled Device)を用い
た装置を用いて説明を行う。例えば第1図aに示
されるようにp型半導体基板1上にCCDの信号
電荷転送部である第1のN+層2とアモルフアス
半導体層3と金属電極4で接続された第2のN+
層5がある。そして前記第1のN+層2と第2の
N+層5に隣接してチヤネルストツパであるp+
6−1,6−2がある。又、前記アモルフアス半
導体層3上に透明電極7がある。そして前記アモ
ルフアス半導体層3で光電変換された信号電荷
(電子)は、第2のN+層5に隣接した読出しゲー
ト電極8に電圧を印加することによつて前記第1
のN+層に転送させて読出す。ここで第1のN+
2上にはCCDの転送電極9がある。そして前記
読出しゲート電極8と転送電極9の周囲は酸化膜
による絶縁膜10−1,10−2が存在してい
る。そしてこの透明電極7に印加されている電圧
をVGとして、前記第2のN+層5表面電位をVN
とする。前記金属電極4と透明電極7ではさまれ
たアモルフアス半導体層3は1つのダイオードと
等価的に記述することができる。そして、このア
モルフアス半導体層3の両端に同図bに示すよう
にVGとVNが印加されている。第1図aにおいて
読出しゲート電極8に電圧を印加して信号電荷を
読出した直後のVNをVNOとする。
FIG. 1 is for explaining the automatic sensitivity adjustment method previously proposed by the present inventor. Here, an explanation will be given using a device using a CCD (Charge Coupled Device) in the reading section. For example, as shown in FIG. 1a, a first N + layer 2, which is a signal charge transfer section of a CCD, is connected to an amorphous semiconductor layer 3 by a metal electrode 4 on a p-type semiconductor substrate 1.
There is layer 5. and the first N + layer 2 and the second
Adjacent to the N + layer 5 are p + layers 6-1 and 6-2 which are channel stoppers. Further, a transparent electrode 7 is provided on the amorphous semiconductor layer 3. The signal charges (electrons) photoelectrically converted in the amorphous semiconductor layer 3 are transferred to the first
Transfer it to the N + layer and read it. Here, on the first N + layer 2 there is a transfer electrode 9 of the CCD. Insulating films 10-1 and 10-2 made of oxide films are present around the read gate electrode 8 and transfer electrode 9. The voltage applied to this transparent electrode 7 is V G , and the surface potential of the second N + layer 5 is V N
shall be. The amorphous semiconductor layer 3 sandwiched between the metal electrode 4 and the transparent electrode 7 can be equivalently described as one diode. V G and V N are applied to both ends of this amorphous semiconductor layer 3 as shown in FIG. In FIG. 1a, V N immediately after a voltage is applied to the read gate electrode 8 and signal charges are read out is assumed to be V NO .

ここで同図cに示すように透明電極7に印加す
る電圧VGを時間的に変化させる。即ち信号電荷
を読出すための信号読出し期間と信号電荷を蓄積
するための蓄積期間より1周期を構成する撮像動
作において前記信号読出し期間に連続した任意の
期間、VGを前記VNOに保持せしめ、その残りの
期間前記VNOより低電圧VIにする。そしてこの
低電圧期間TIを入射光量に応じて変化せしめる
ことによつて自動感度調整を行う。ここにおいて
Iは同図aにおいてアモルフアス半導体層3及
び前記第2のN+層によるダイオード容量に蓄積
された信号電荷が前記CCDの第1のN+層2にオ
ーバーフローしない電圧である。以上説明したよ
うに蓄積期間の内VNO保持期間においては前記ア
モルフアス半導体層3によるダイオードに電圧が
印加されていないため信号電荷の蓄積が行なわれ
ない。そして低電圧VI保持期間においてのみ信
号電圧蓄積を行うことができる。又、信号電荷読
出期間にはVGを負電圧にすることによつて確実
に前記アモルフアス半導体層3によるダイオード
が逆バイアス状態となり信号電荷のCCDへの転
送が確実に行なわれる。
Here, the voltage V G applied to the transparent electrode 7 is changed over time as shown in FIG. In other words, V G is held at the V NO for an arbitrary period that is continuous with the signal read period in an imaging operation in which one cycle consists of a signal read period for reading signal charges and an accumulation period for accumulating signal charges. , the voltage V I is set lower than the V NO for the remaining period. Automatic sensitivity adjustment is performed by changing this low voltage period T I according to the amount of incident light. Here, V I is a voltage at which the signal charges accumulated in the diode capacitance formed by the amorphous semiconductor layer 3 and the second N + layer in FIG. 1A do not overflow into the first N + layer 2 of the CCD. As explained above, during the VNO holding period of the storage period, no voltage is applied to the diode made of the amorphous semiconductor layer 3, so no signal charge is stored. Then, signal voltage accumulation can be performed only during the low voltage V I holding period. Furthermore, by setting V G to a negative voltage during the signal charge readout period, the diode formed by the amorphous semiconductor layer 3 is reliably brought into a reverse bias state, and the signal charge is reliably transferred to the CCD.

以上説明したようにこの方法によれば、透明電
極に印加する電圧を時間的に変化することによつ
て容易に自動感度調整を行うことができる。
As explained above, according to this method, automatic sensitivity adjustment can be easily performed by temporally changing the voltage applied to the transparent electrode.

しかしながらこの方法においても改善すべき駆
動上の問題がある。それは前述したように信号読
出し期間に続いて前記透明電極7に印加する電圧
を前記VNOに正確に設定しなければならないこと
である。該VNOは前述したごとく読出しゲート電
極8に電圧を印加して信号電荷を読出した直後の
前記第2のN+層5の表面電位である。より正確
に言えばこの透明電極に印加する電圧VNOは前記
アモルフアス半導体層3の発生した信号電荷が蓄
積されなくかつ前記第2のN+層5から電荷(電
子)の第1のN+層2への流れ出しが発生しない
印加電圧である。従つてこの電位VNOは自動的そ
して瞬時に求められるものでなく、このVNOに近
づける動作の後に求められる。ここで透明電極7
に印加する電圧をVNOより低レベル電圧にした場
合はこの低レベル電圧期間においてもその蓄積し
得る信号電荷量は少ないにしても、実際には信号
電荷を蓄積し得るため何らかの問題を発生する。
すなわちこの方式を用いた固体撮像装置を自黒カ
メラとして用いる場合はほとんど実用上の問題は
ないが、例えばカラーカメラに用いる場合信号量
の少ない被写体の場所の色再現性に問題が生じ
る。このことは信号そのものが得られない訳でな
いので致命的な欠点ではないが、一番問題となる
のは前記VNOより透明電極7に印加する電圧を高
レベル電圧にした場合、撮像被写体の中の暗い部
分の信号が出力として得られない場合があること
である。
However, even with this method, there are driving problems that need to be improved. That is, as described above, the voltage applied to the transparent electrode 7 following the signal readout period must be accurately set to the VNO . The V NO is the surface potential of the second N + layer 5 immediately after the signal charges are read out by applying a voltage to the readout gate electrode 8 as described above. More precisely, the voltage V NO applied to this transparent electrode is such that signal charges generated in the amorphous semiconductor layer 3 are not accumulated and charges (electrons) are transferred from the second N + layer 5 to the first N + layer. This is an applied voltage that does not cause any overflow to 2. Therefore, this potential V NO is not automatically and instantaneously determined, but is determined after an operation to approach this V NO . Here, transparent electrode 7
If the voltage applied to V NO is set to a lower level voltage than VNO, some problems will occur because signal charges can actually accumulate even though the amount of signal charge that can be accumulated during this low level voltage period is small. .
That is, when a solid-state imaging device using this method is used as a self-black camera, there is almost no practical problem, but when it is used, for example, in a color camera, a problem arises in the color reproducibility of a subject where the amount of signal is small. This is not a fatal drawback as it does not mean that the signal itself cannot be obtained, but the biggest problem is that when the voltage applied to the transparent electrode 7 is set to a high level voltage from the V NO The problem is that the signal of the dark part of the image may not be obtained as an output.

第2図を用いてこの現像について説明する。同
図aは第1図aに示した固体撮像装置の1セル部
分の断面構造図である。同図b,c,d,eはこ
のセル構造において前記の透明電極7にVNOより
高レベル電圧が印加された際の駆動電圧波形によ
る信号電荷蓄積の時間的変化を説明するための半
導体基板1表面での電位分布図である。
This development will be explained using FIG. 2. FIG. 1a is a cross-sectional structural diagram of one cell portion of the solid-state imaging device shown in FIG. 1a. Figures b, c, d, and e are semiconductor substrates for explaining temporal changes in signal charge accumulation due to the drive voltage waveform when a voltage higher than V NO is applied to the transparent electrode 7 in this cell structure. 1 is a potential distribution diagram on one surface.

bは信号電荷読出し期間後透明電極7にVNO
り高レベル電圧が印加されている際の電位分布を
示している。ここで点線で示したものは前記第2
のN+層5部の信号電荷読出し動作終了後の電位
であり、その値はVNOである。ここで前述したご
とく透明電極7にVNOより高レベル電圧を印加す
ることによつて前記第2のN+層5にある電荷
(電子)の透明電極7への流出が発生し、該第2
のN+層5の表面電位は前記VNOより高レベルに
設定される。そしてこの高レベル電圧保持期間に
おいては前記アモルフアス半導体層3で発生した
信号電荷(電子)は透明電極7側へ流出し信号電
荷蓄積は行なわれない。次に透明電極7に信号電
荷を蓄積するための電圧VIを印加すると信号電
荷が蓄積される。このVIは保持期間において
は、同図cに示すようにアモルフアス半導体層3
内で光照射により発生した信号電荷が層内を走行
して金属電極4に到達し、前記第2のN+層5の
電位を低下させる。そして、次に信号電荷を読出
すために前記読出しゲート電極8に電圧を印加し
て信号電荷のCCDの第1のN+層2への転送を行
う場合の電位分布を同図bに示す。ここで前記読
出しゲート電極8下の半導体基板1表面電位はV
NOであり、そのためこの読出しゲート電極8に印
加された電圧により決められる電位VNOより電位
的に低い電位を持つた信号電荷11はCCDの第
1のN+層2へ転送されるが、それ以上の電位を
持つた信号電荷12は転送されなく同図eに示す
ように第2のN+層5に残存してしまう。
b shows the potential distribution when a voltage higher than V NO is applied to the transparent electrode 7 after the signal charge readout period. Here, what is indicated by the dotted line is the second
This is the potential of the N + layer 5 portion after the signal charge readout operation is completed, and its value is VNO . Here, as described above, by applying a voltage higher than V NO to the transparent electrode 7, the charges (electrons) in the second N + layer 5 flow out to the transparent electrode 7, and the second
The surface potential of the N + layer 5 is set to a higher level than the V NO . During this high-level voltage holding period, the signal charges (electrons) generated in the amorphous semiconductor layer 3 flow to the transparent electrode 7 side, and no signal charges are accumulated. Next, when a voltage V I for accumulating signal charges is applied to the transparent electrode 7, the signal charges are accumulated. During the holding period, this V I is
Signal charges generated by light irradiation within the layer travel within the layer and reach the metal electrode 4, thereby lowering the potential of the second N + layer 5. Then, in order to read out signal charges, a voltage is applied to the readout gate electrode 8 to transfer the signal charges to the first N + layer 2 of the CCD, and the potential distribution is shown in FIG. Here, the surface potential of the semiconductor substrate 1 under the readout gate electrode 8 is V
Therefore, the signal charge 11 having a potential lower than the potential V NO determined by the voltage applied to the readout gate electrode 8 is transferred to the first N + layer 2 of the CCD; The signal charge 12 having the above potential is not transferred and remains in the second N + layer 5 as shown in FIG.

本発明は上記の点を鑑みなされたものである。
即ち本発明は前述した信号電荷読出し期間に続い
て前記透明電極7に印加すべき電圧が正確に行な
われないために発生する例えばカラー現像におけ
る色再現性の劣化又は撮像被写体の暗い部分の信
号が出力として現われないごとき問題を防止し、
かつ感度調整を行う固体撮像装置を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above points.
That is, the present invention eliminates, for example, deterioration of color reproducibility in color development or signal of a dark part of an imaged object, which occurs because the voltage to be applied to the transparent electrode 7 is not applied accurately following the signal charge readout period described above. Prevent problems that do not appear in the output,
The present invention also aims to provide a solid-state imaging device that performs sensitivity adjustment.

第3図を用いて本発明の一実施例を説明する。 An embodiment of the present invention will be described using FIG.

同図aは本発明を説明するための固体撮像装置
の1セルの断面構造説明図である。第1図aと異
なるところは第2のN+層5に隣接して従来の固
体撮像装置においてオーバフロードレインとして
用いられているドレインN++層13と該ドレイン
N++層13と前記N+層5間の半導体基板1表面電
位を制御するためのオーバフロー制御電極14が
設けられているところである。そして同図bに透
明電極7に印加する電圧VG、オーバフロー制御
電極14に印加する電圧φOFG、オーバフロード
レイン13に印加する電圧φOFDの電圧波形を示
す。これに示すように信号読出し期間に続いて蓄
積期間において透明電極7は前記VNOより高レベ
ルに任意の期間保持する。そして次に信号電荷を
蓄積するためVNOより低レベルの電圧VIに保持
する。このVI電圧の保持期間の初期においてφO
FGをVBから高レベル電圧VCに変化せしめ、そし
てφOFDをVDからより低レベル電圧VE、に変化
せしめることによつて電荷(電子)をオーバフロ
ードレイン13より前記第2のN+層5へ注入し
て、この第2のN+層5の表面電位をφOFGの電圧
Cで設定せしめる。そして、オーバフロー制御
電極14に印加する電圧VCは同図aの読出しゲ
ート電極8に、同図cで示すように読出し期間に
印加される高レベル電圧と同じ値である。このよ
うに第2図で説明した信号電荷が第2のN+層5
に残存せしめる電圧を印加し、次にオーバフロー
ドレイン13より不足電荷量を注入せしめること
によつて前述したような撮像被写体の暗い部分の
信号が出力として現われない問題を防止すること
ができる。ここにおいて読出しゲート電極8とオ
ーバフロー制御電極14下は共に半導体基板1で
あり、そして非常に近く位置した場合であるた
め、両者の印加電圧に対する表面電位は非常に近
く、従来のような第2のN+層の電位設定による
不具合を大幅に改善することができる。
FIG. 1A is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of one cell of a solid-state imaging device for explaining the present invention. What differs from FIG .
An overflow control electrode 14 for controlling the surface potential of the semiconductor substrate 1 between the N ++ layer 13 and the N + layer 5 is provided. FIG. 1B shows the voltage waveforms of the voltage V G applied to the transparent electrode 7, the voltage φ OFG applied to the overflow control electrode 14, and the voltage φ OFD applied to the overflow drain 13. As shown in this figure, in the storage period following the signal readout period, the transparent electrode 7 is maintained at a level higher than the V NO for an arbitrary period of time. Then, in order to accumulate signal charges, the voltage V I is held at a lower level than V NO . At the beginning of the holding period of this V I voltage, φ O
By changing FG from V B to a high level voltage V C and changing φ OFD from V D to a lower level voltage V E , charges (electrons) are transferred from the overflow drain 13 to the second N + is injected into layer 5 to set the surface potential of this second N + layer 5 at a voltage V C of φ OFG . The voltage V C applied to the overflow control electrode 14 has the same value as the high-level voltage applied to the readout gate electrode 8 in the figure a during the readout period, as shown in the figure c. In this way, the signal charges explained in FIG .
By applying a voltage that causes the voltage to remain and then injecting an insufficient amount of charge from the overflow drain 13, it is possible to prevent the above-mentioned problem in which the signal of the dark part of the imaged object does not appear as an output. Here, both the readout gate electrode 8 and the overflow control electrode 14 are under the semiconductor substrate 1, and because they are located very close to each other, the surface potentials of both with respect to the applied voltage are very close to each other. Problems caused by potential setting of the N + layer can be significantly improved.

第4図を用いてこの動作説明を行う。同図aは
第3図aと同じ固体撮像装置の1セル断面構造で
あり、同図b,c,d,eはこの断面構造におけ
る半導体基板1表面部の電位分布の時間変化を示
す。同図bは信号読出し期間に続いて透明電極7
にVNOより高レベル電圧VAを印加しているとき
の電位分布を示す。この場合第2のN+層5の電
荷は一部透明電極側に流れ出て、その第2のN+
層5の電位は前記VNOより高くなつている。そし
て、次にVGを信号電荷を蓄積するための電圧VI
に保持したその初期においてφOFGをVBからVC
へ、そしてφOFDをVDからVEへ変化せしめたと
きの電位分布を同図cに示す。ここにおいてはオ
ーバフロードレイン13から第2のN+層5へ電
荷16の注入が起り、次にφOFDを元の電圧VD
戻すことによつて同図dに示すようにオーバフロ
ー制御電極14に印加した電圧VCにより決めら
れる電位VNOが障壁となり、これにより決められ
る電荷15が第2のN+層5残存することによつ
て該第2のN+層5の電位はVNOに固定される。
そして、次に同図eに示すようにオーバフロー制
御電極の電位φOFGがVBに戻ることによつて信号
電荷の蓄積が行なわれる。これによつて、従来の
方法より更に確実に前記第2のN+層5の電位設
定を行うことができる。
This operation will be explained using FIG. 4. 3A shows a cross-sectional structure of one cell of the solid-state imaging device, which is the same as FIG. Figure b shows the transparent electrode 7 following the signal readout period.
The potential distribution is shown when a voltage V A at a higher level than V NO is applied to. In this case, some of the charges in the second N + layer 5 flow out to the transparent electrode side, and the second N +
The potential of layer 5 is higher than said VNO . Then, V G is the voltage V I for accumulating signal charge.
At the initial stage where φ OFG was held at V B to V C
Figure c shows the potential distribution when φ OFD is changed from V D to V E . Here, charges 16 are injected from the overflow drain 13 into the second N + layer 5, and then by returning φ OFD to the original voltage V D , the overflow control electrode 14 is injected as shown in d of the figure. The potential V NO determined by the applied voltage V C acts as a barrier, and since the charge 15 determined by this remains in the second N + layer 5, the potential of the second N + layer 5 is fixed at V NO be done.
Then, as shown in FIG. 3e, the potential φ OFG of the overflow control electrode returns to V B , thereby accumulating signal charges. Thereby, the potential of the second N + layer 5 can be set more reliably than in the conventional method.

第5図を用いて本発明のその他の一実施例を説
明する。これは第3図、第4図を用いて説明した
本発明の一方法より更に望ましい方法を提供する
ものである。即ち、第3図、第4図における方式
によれば近接した2つの電極、オーバフロー制御
電極14と読出しゲート電極8に印加する電圧を
同じにし、そしてオーバフロードレイン13より
電荷注入を行うことによつて感度調整を行うため
の蓄積期間の初期期間前記第2のN+層5の電位
が前記VNOより高くなつたのをVNOに戻してい
る。この方法は前記読出しゲート電極8とオーバ
ーフロー制御電極14下の半導体基板1表面の電
気的性質がほぼ同等であることを利用しており、
前記第2のN+層5電位設定を用意している。し
かし上記電気的性質が全く同一でない限り、これ
により不具合が非常に少ないが発生する可能性が
ある。これに対して第5図aに示すごとく信号読
出し期間において読出しゲート電極8に印加する
電圧VCより低レベル電圧VHを、オーバフロー制
御電極14に、第3図aに示したVGがVAからV
Iに変化した初期期間印加する。これによつて同
図bに示す電位分布のごとく第3図の方式におい
てVNOによつて決められる荷量15に更に電荷1
7が加わつたものが前記第2のN+層5に残存さ
れる。この方法によれば前述したような撮像被写
体の暗い部分の信号が出力として現われないごと
き現像は発生せず、そして本方式によれば各セル
が一定量の電荷17に加えて信号電荷の蓄積が行
なわれるため信号量の少ない被写体の場所の色再
現性が悪い問題も発生しない。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This provides a more desirable method than the one method of the present invention explained using FIGS. 3 and 4. That is, according to the method shown in FIGS. 3 and 4, the voltages applied to two adjacent electrodes, the overflow control electrode 14 and the readout gate electrode 8, are made the same, and charge is injected from the overflow drain 13. During the initial period of the accumulation period for performing sensitivity adjustment, the potential of the second N + layer 5 which became higher than the V NO is returned to V NO . This method utilizes the fact that the electrical properties of the surface of the semiconductor substrate 1 under the readout gate electrode 8 and the overflow control electrode 14 are almost the same.
A potential setting for the second N + layer 5 is prepared. However, unless the above-mentioned electrical properties are exactly the same, this may cause a very small number of problems. On the other hand, as shown in FIG. 5a, a voltage VH lower than the voltage V C applied to the readout gate electrode 8 during the signal readout period is applied to the overflow control electrode 14, and VG shown in FIG. A to V
Apply a changed initial period to I. As a result, as shown in the potential distribution shown in Fig. 3b, an additional charge of 1 is added to the load 15 determined by V NO in the method of Fig. 3.
7 remains in the second N + layer 5. According to this method, the above-mentioned development in which the signal of the dark part of the imaged object does not appear as an output does not occur, and according to this method, each cell accumulates a certain amount of charge 17 as well as a signal charge. This eliminates the problem of poor color reproducibility in areas where the subject is photographed with a small amount of signal.

以上説明したごとく、本発明の方法は従来の方
法で問題となる例えばカラー現像における色再現
性の劣化又は撮像被写体の暗い部分が出力として
現われないごとき現像を防止することができる。
As described above, the method of the present invention can prevent problems caused by conventional methods, such as deterioration of color reproducibility in color development or development in which dark areas of an imaged subject do not appear in the output.

なお実施例では透明電極に階段状の電圧を印加
したものについて述べたが従来例と同様パルス又
は正弦波電圧を印加してもよく、そして蓄積期間
において信号電荷を蓄積するためのVI保持期
間、例えば階段状又は時間的に連続的に変化する
電圧を印加して感度調整及び光電変換特性の2つ
の制御を同時に行うようにしてもよい。
In the embodiment, a stepped voltage was applied to the transparent electrode, but a pulse or sinusoidal voltage may also be applied as in the conventional example, and the V I retention period for accumulating signal charges in the accumulation period For example, the sensitivity adjustment and the photoelectric conversion characteristics may be controlled simultaneously by applying a voltage that changes stepwise or continuously over time.

なお、実施例においては光導電性のアモルフア
ス半導体を用いて説明を行なつたがその他種々の
感光物質を利用することができることは言うまで
もない。従つて実施例におけるアモルフアス半導
体層3は単層のごとくして説明したが複数層より
形成されるものでも何らかまわない。又、同様の
ことは他の構成物質に対しても言える。そして本
発明は信号電荷読出し部としてCCDを用いて説
明を行なつたが、例えばBBD(Bucket Brigade
Device)であつてもよい。即ち本発明は信号蓄
積と読出しにより1周期を構成とする“2階建セ
ンサ”に対して適用できるものでCCDにとらわ
れない。そして、本発明は1次元及び2次センサ
共に適用できることは言うまでもない。又、実施
例としてアモルフアス半導体層3を透明電極7と
金属電極4によりはさんだ、前記アモルフアス半
導体層3の厚さ方向の特性を利用したものについ
て説明を行なつたが、横方向性質を利用したもの
にも本発明が適用できることは言うまでもない。
又、透明電極7として単一のものについて説明し
たが、複数により制御することも可能である。
Although the embodiments have been described using a photoconductive amorphous semiconductor, it goes without saying that various other photosensitive materials can be used. Therefore, although the amorphous semiconductor layer 3 in the embodiment has been described as a single layer, it may be formed of a plurality of layers. Moreover, the same thing can be said about other constituent substances. Although the present invention has been explained using a CCD as a signal charge readout section, for example, a BBD (Bucket Brigade)
Device). That is, the present invention can be applied to a "two-story sensor" in which one cycle consists of signal accumulation and readout, and is not limited to CCDs. It goes without saying that the present invention can be applied to both one-dimensional and secondary sensors. Furthermore, as an example, an explanation has been given of an example in which the amorphous semiconductor layer 3 is sandwiched between the transparent electrode 7 and the metal electrode 4, which utilizes the characteristics in the thickness direction of the amorphous semiconductor layer 3. It goes without saying that the present invention can also be applied to things.
Furthermore, although a single transparent electrode 7 has been described, it is also possible to control a plurality of transparent electrodes.

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

第1図、第2図は従来例を説明するための図、
第3図乃至第5図は各々本発明の実施例を説明す
るための図である。 1:p型半導体基板、2:第1のN+層、3:
アモルフアス半導体層、4:導体電極(第1の導
体電極)、5:第2のN+層、6−1,6−2:p+
層、7:透明電極(第2の導体電極)、8:読出
しゲート電極、9:CCD転送電極、10−1,
10−2:絶縁膜、11,12:信号電荷、1
3:オーバフロードレイン、14:オーバフロー
制御電極、15,16:オーバフロードレインか
らの注入電荷。
FIG. 1 and FIG. 2 are diagrams for explaining the conventional example,
3 to 5 are diagrams for explaining embodiments of the present invention, respectively. 1: p-type semiconductor substrate, 2: first N + layer, 3:
Amorphous semiconductor layer, 4: conductor electrode (first conductor electrode), 5: second N + layer, 6-1, 6-2: p +
layer, 7: transparent electrode (second conductor electrode), 8: readout gate electrode, 9: CCD transfer electrode, 10-1,
10-2: Insulating film, 11, 12: Signal charge, 1
3: overflow drain, 14: overflow control electrode, 15, 16: charge injected from the overflow drain.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 一導電型の半導体基板に設けられた反対導電
型層と、この反対導電型層に電気的に接続された
光電変換を行なう光電変換半導体層と、該光電変
換半導体層に光入射により発生した信号電荷を読
出すための前記反対導電型層に隣接して前記基板
に設けられた読出し部と、前記反対導電型層から
見て読出し部とは反対側に前記反対導電型層から
離間して前記基板に設けられた前記信号電荷を除
去できるドレインとを有する固体撮像装置におい
て、前記読出し部より信号電荷を読出す期間と前
記光電変換半導体層に発生した信号電荷を蓄積す
るための蓄積期間により動作の1周期を構成し、
前記信号電荷読出し期間に続く任意の期間、前記
光電変換半導体層に接して設けられた電極に前記
反対導電型層より前記光電変換半導体層へ信号電
荷と同じ極性の電荷を流出せしめるべき電圧を印
加せしめ、その後前記反対導電型層に前記信号電
荷を蓄積せしめる電圧を前記電極に印加せしめる
期間の初期において、前記ドレインより信号電荷
と同じ極性の電荷を前記反対導電型層に注入せし
めることを特徴とする固体撮像装置の感度調整方
法。
1. An opposite conductivity type layer provided on a semiconductor substrate of one conductivity type, a photoelectric conversion semiconductor layer that performs photoelectric conversion electrically connected to the opposite conductivity type layer, and a a readout section provided on the substrate adjacent to the layer of opposite conductivity type for reading signal charges; and a readout section provided on the substrate adjacent to the layer of opposite conductivity type, and spaced apart from the layer of opposite conductivity type on the opposite side to the readout section when viewed from the layer of opposite conductivity type. In a solid-state imaging device having a drain provided on the substrate and capable of removing the signal charges, the solid-state imaging device includes a period for reading out the signal charges from the readout section and an accumulation period for accumulating the signal charges generated in the photoelectric conversion semiconductor layer. Consists of one cycle of operation,
During an arbitrary period following the signal charge readout period, a voltage is applied to an electrode provided in contact with the photoelectric conversion semiconductor layer to cause charges of the same polarity as the signal charges to flow from the opposite conductivity type layer to the photoelectric conversion semiconductor layer. and then, at the beginning of a period in which a voltage for accumulating the signal charges in the opposite conductivity type layer is applied to the electrode, charges having the same polarity as the signal charges are injected from the drain into the opposite conductivity type layer. A method for adjusting the sensitivity of a solid-state imaging device.
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