JPS6295867A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
- Publication number
- JPS6295867A JPS6295867A JP60235403A JP23540385A JPS6295867A JP S6295867 A JPS6295867 A JP S6295867A JP 60235403 A JP60235403 A JP 60235403A JP 23540385 A JP23540385 A JP 23540385A JP S6295867 A JPS6295867 A JP S6295867A
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- JP
- Japan
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- capacitance
- solid
- state image
- electrode
- mos
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14887—Blooming suppression
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、固体撮像素子に関し、特に、記憶機能を具え
た固体撮像素子に関するものである。
た固体撮像素子に関するものである。
従来から公知の固体撮像素子としてはＭＯ３構造、ＣＯ
Ｄ等がある。しかしながら、これらは一度取得データの
読み出しを行うと、そのデータは失われてしまう。つま
り、読み出し後はデータが記憶されていない。また、−
次元、二次元構造にした場合、撮像データを与える入射
光の光量に比例して信号電荷が増大する。そのため、過
大な光量の入射光があると、隣接セルに信号電荷が漏れ
る所謂ブルーミング現象が生じてしまうといった問題点
があった。
Ｄ等がある。しかしながら、これらは一度取得データの
読み出しを行うと、そのデータは失われてしまう。つま
り、読み出し後はデータが記憶されていない。また、−
次元、二次元構造にした場合、撮像データを与える入射
光の光量に比例して信号電荷が増大する。そのため、過
大な光量の入射光があると、隣接セルに信号電荷が漏れ
る所謂ブルーミング現象が生じてしまうといった問題点
があった。
本発明は、上述した問題点に鑑みて為されたものであっ
て、記憶ａｆｌを具えていると共にブルーミング現象が
生じないものであって、構造が筒車で量産性に向いた固
体撮像素子を提供することを目的とする。
て、記憶ａｆｌを具えていると共にブルーミング現象が
生じないものであって、構造が筒車で量産性に向いた固
体撮像素子を提供することを目的とする。
“ 以下図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説
明する。
明する。
第１図に本発明の一実施例を示す０図において、本実施
例素子は光センサを形成しており、そのＭＯＳ容量構造
における半導体基板１１には深い準位を有するものを用
いている。この半導体基板１１の上には絶縁体層１３を
設け、その上に電極板１５を形成している。半導体基板
１１に一方の電極１７を、電極板１５に他方の電極１９
をそれぞれ接続している。
例素子は光センサを形成しており、そのＭＯＳ容量構造
における半導体基板１１には深い準位を有するものを用
いている。この半導体基板１１の上には絶縁体層１３を
設け、その上に電極板１５を形成している。半導体基板
１１に一方の電極１７を、電極板１５に他方の電極１９
をそれぞれ接続している。
このように形成したＭＯＳ容量構造において。
両電極１９．１７間にバイアスを加えて容量値を測定す
ると、第２図に示すようなヒステリシスを有する特性と
なる。いま、半導体基板１１にＰ形半導体を用いている
ものとし、（電極１９の電位−電極１７の電位）が、第
２図の横軸に示すバイアスＶの局性を示す、縦軸に容量
値Ｃをとっている。
ると、第２図に示すようなヒステリシスを有する特性と
なる。いま、半導体基板１１にＰ形半導体を用いている
ものとし、（電極１９の電位−電極１７の電位）が、第
２図の横軸に示すバイアスＶの局性を示す、縦軸に容量
値Ｃをとっている。
第２図において、特性点ａ１では電子が準位に拘束され
ており、点ａ２では電子が放出されている状態である。
ており、点ａ２では電子が放出されている状態である。
本発明においては、十分なバイアスを施して一方の飽和
点ａ３まで容量値Ｃを一旦もっていき、しかる後、バイ
アスを小さくしてＯとする。すると、ヒステリシス特性
のため、特性点ａ１を示し、そのときの容量値ＣはＣａ
ｌとなる。この状態をセット状態という。
点ａ３まで容量値Ｃを一旦もっていき、しかる後、バイ
アスを小さくしてＯとする。すると、ヒステリシス特性
のため、特性点ａ１を示し、そのときの容量値ＣはＣａ
ｌとなる。この状態をセット状態という。
かようなセット状態にあるとき、本素子に光を・照射す
る。すると、準位上拘束されている電子が放出されるの
で（放電）、容量Ｃの値はＣａｌからＣａ２（特性点ａ
２での容量値）へと低下していく、この場合、電子の放
出量は照射された光の両に比例するので、容量値Ｃの低
下量も比例する。ところで、照射光量が過大であっても
容量値Ｃは特性点ａ２の容量値Ｃａ２になるが、それ以
下に低下することはない、つまり、ＣＣＤ、ＭＯＳセン
サのような加算型センサに起るプルーミング現象は生じ
ない。
る。すると、準位上拘束されている電子が放出されるの
で（放電）、容量Ｃの値はＣａｌからＣａ２（特性点ａ
２での容量値）へと低下していく、この場合、電子の放
出量は照射された光の両に比例するので、容量値Ｃの低
下量も比例する。ところで、照射光量が過大であっても
容量値Ｃは特性点ａ２の容量値Ｃａ２になるが、それ以
下に低下することはない、つまり、ＣＣＤ、ＭＯＳセン
サのような加算型センサに起るプルーミング現象は生じ
ない。
ところで、光を照射した後のその光量（データ）の読み
出しは第３図に示す構成で行う、ここでは、簡単化のた
めにラインセンサについて説明する。
出しは第３図に示す構成で行う、ここでは、簡単化のた
めにラインセンサについて説明する。
第３図において、Ｃ１〜Ｃｎは第１図にて上述したＭＯ
Ｓ容量であって１等価的には並列に接続されたものとな
っている。Ｑ＋−Ｑｎは、容量Ｃ１〜Ｃｎに直列接続さ
れた半導体スイッチである。ＳＲは走査をを行うための
シフトレジスタ。
Ｓ容量であって１等価的には並列に接続されたものとな
っている。Ｑ＋−Ｑｎは、容量Ｃ１〜Ｃｎに直列接続さ
れた半導体スイッチである。ＳＲは走査をを行うための
シフトレジスタ。
コイルＬとコンデンサＣＯとは容量検出用の同調回路■
Ｓはバイアス電圧、にはバイアスモード（ａ側）と読出
モード（ｂ側）とを選択する切換スイッチである。ＤＴ
は検波回路である。
Ｓはバイアス電圧、にはバイアスモード（ａ側）と読出
モード（ｂ側）とを選択する切換スイッチである。ＤＴ
は検波回路である。
先ず、スイッチＫを接点ａ側に倒してバイアスートとし
て容量０１〜Ｃｎを充電し、第２図に示した飽和点ａ３
までもっていく、シかる後、スイッチＫを接点す側に倒
すと、“セット状態”が達成される。そのとき、容量Ｃ
１”Ｃｎの容量値はすべてＣａｌである。
て容量０１〜Ｃｎを充電し、第２図に示した飽和点ａ３
までもっていく、シかる後、スイッチＫを接点す側に倒
すと、“セット状態”が達成される。そのとき、容量Ｃ
１”Ｃｎの容量値はすべてＣａｌである。
次いで、光照射を行って容量Ｃ１〜Ｃｎをそれぞれ変化
させると、個々の容量値は照射光量に応じて変化する□
。
させると、個々の容量値は照射光量に応じて変化する□
。
同調回路（Ｌ 、 Ｃｏ）に電磁結合によって供給され
る電圧ｅｏの周波数はｆＯであり、当該同調回路の同調
周波数と一致しているものである。
る電圧ｅｏの周波数はｆＯであり、当該同調回路の同調
周波数と一致しているものである。
ところで、容量Ｃ１〜Ｃｎは同調用コンデンサＣｏと並
列接続されているので、シフトレジスタＳＲによってス
イッチＱ１〜Ｑｎが順次オンとなるように切り換えられ
ると、実際の同調周波数は順次異なってくる。
列接続されているので、シフトレジスタＳＲによってス
イッチＱ１〜Ｑｎが順次オンとなるように切り換えられ
ると、実際の同調周波数は順次異なってくる。
それぞれのときの同調信号の検波回路ＤＴによる検波出
力と同調周波数との関係は、等価的に第４図に示すよう
になる。従って、この特性曲線における微係数から１周
波数ｆ１で容量値Ｃａｌを、周波数ｆ２で容量値Ｃａ２
をそれぞれ検出することができる。同様に、容量０１〜
Ｃｎのそれぞれの実際の容量値がＣａｌとＣａ２との間
の値で検出される。従って、これら容量値を検知するこ
とによって、それぞれのＭＯＳ容量（すなわち固体撮像
素子）に照射された光量（データ）を読み出すことがで
きることとなる。
力と同調周波数との関係は、等価的に第４図に示すよう
になる。従って、この特性曲線における微係数から１周
波数ｆ１で容量値Ｃａｌを、周波数ｆ２で容量値Ｃａ２
をそれぞれ検出することができる。同様に、容量０１〜
Ｃｎのそれぞれの実際の容量値がＣａｌとＣａ２との間
の値で検出される。従って、これら容量値を検知するこ
とによって、それぞれのＭＯＳ容量（すなわち固体撮像
素子）に照射された光量（データ）を読み出すことがで
きることとなる。
なお、このような読出しは非破壊である。読出時に遮光
手段を講じておけば、データは失われることはないので
、結果として記憶機能を有することとなる。データの消
失は、短絡することにより蒲単に行うことができる。
手段を講じておけば、データは失われることはないので
、結果として記憶機能を有することとなる。データの消
失は、短絡することにより蒲単に行うことができる。
以上詳述した如く本発明によれば、プルーミング現象が
生ずることがなく且つ記憶機能を具えた固体撮像素子が
簡単な構造で実現できる。
生ずることがなく且つ記憶機能を具えた固体撮像素子が
簡単な構造で実現できる。
第１図は本発明の一実施例による固体撮像素子の構造を
示す説明図、第２図は第１図に示す素子のバイアス対容
量値の特性線図、第３図は本発明素子におけるデータ読
み出しを行うための一回路例を示す結線図、第４図は第
３図における周波数対同調出力の特性曲線図である。 １１・・・・・・・・・半導体基板 １３・・・・・・・・・絶縁体層 １５・・・・・・・・・電極板 １７．１９・・・・・・電極 Ｃ１−Ｃｎ・・・・・・容量
示す説明図、第２図は第１図に示す素子のバイアス対容
量値の特性線図、第３図は本発明素子におけるデータ読
み出しを行うための一回路例を示す結線図、第４図は第
３図における周波数対同調出力の特性曲線図である。 １１・・・・・・・・・半導体基板 １３・・・・・・・・・絶縁体層 １５・・・・・・・・・電極板 １７．１９・・・・・・電極 Ｃ１−Ｃｎ・・・・・・容量
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）深い準位を有する半導体基板を用いてＭＯＳ構造を
形成し、そのゲートに電圧を印加してトラップを電荷で
満たし、入射光によって放電させ、電荷の変化を容量の
変化として検出し、該容量の変化で前記入射光の光量情
報を読み出すように構成したことを特徴とする固体撮像
素子。 ２）前記読み出しの際は遮光することによって、電荷量
の変化を生じさせないようにして、記憶機能を具えるよ
うに構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60235403A JPS6295867A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60235403A JPS6295867A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6295867A true JPS6295867A (ja) | 1987-05-02 |
Family
ID=16985573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60235403A Pending JPS6295867A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6295867A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5569060A (en) * | 1993-05-27 | 1996-10-29 | Hitachi, Ltd. | On-line roll grinding apparatus |
| US5954565A (en) * | 1992-06-03 | 1999-09-21 | Hitachi Ltd. | Rolling mill equipped with on-line roll grinding system and grinding wheel |
-
1985
- 1985-10-23 JP JP60235403A patent/JPS6295867A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5954565A (en) * | 1992-06-03 | 1999-09-21 | Hitachi Ltd. | Rolling mill equipped with on-line roll grinding system and grinding wheel |
| US6616511B2 (en) | 1992-06-03 | 2003-09-09 | Hitachi, Ltd. | Rolling mill equipped with on-line roll grinding system and grinding wheel |
| US5569060A (en) * | 1993-05-27 | 1996-10-29 | Hitachi, Ltd. | On-line roll grinding apparatus |
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