KR100262873B1 - 집적 전기 셔터를 갖는 캐패시터 결합된 바이폴라 액티브픽셀 센서 - Google Patents

집적 전기 셔터를 갖는 캐패시터 결합된 바이폴라 액티브픽셀 센서 Download PDF

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Abstract

강화상을 촬상하는 것과 관련하는 오버플로(overflow) 및 블루밍(blooming) 문제점을 감소하기 위하여 집적 전기 셔터를 갖는 캐패시터 결합 바이폴라 포토트랜지스터.
오버플로 제어 및 안티-블루밍 메카니즘은 초과 화상 발생 전하를 제거하기 위하여 사용되는 제2에미터 ("셔터")의 사용에 의해서 얻어진다.포토트랜지스터가 강화상에 노출될 때, 이것은 화상이 직접되는 동얀 베이스-에미터 접합 전위가 순방향 바이어스되는 것을 방지한다.
셔터는 포토트랜지스터의 제1에미터보다 약간 낮게 바이어스되에서 촬상 소자가 강화상에 노출될 때 베이스-셔터 접합이 베이스-에미터 접합보다 먼저 순방향 바이어스되게 한다. 발생된 전공의 오버플로 전류는 열(column) 감지선 상에 잡음을 생성하는 에니터보다는 셔터로 유된다.

Description

집적 전기 셔터를 갖는 캐패시터 결합된 바이폴라 액티브 픽셀 센서
본 발명은 촬상 어레이에서 센서로서 사용된 포토트랜지스터에 관한것이며, 특히 오버플로 및 블루밍 효과에 의한 잡음을 감소하기 위한 목적으로 전기 셔터를 갖는 액티브 픽셀 센서에 관한 것이다.
바이폴라 트랜지스터는 촬상 어레이의 센서 소자로서 사용된다.
각트랜지스터는 직접 포토센서와 선택 소자로서 사용될 수 있다.
포토트랜지스터 센서는 광자를 흡수하는 결과로 센서 상에 입사된 광의 강도에 비례하는 출력 (광) 전류를 생성한다.
포토트렌지스터 콜렉터-베이스 혹은 에미터-베이스 접합의 영역에서 흡수된 광자는 P-N 접합에 의해서 수집된 전자-정공쌍을 생성한다.
상기 양자중 어느 하나의 접합에 의해서 수집된 소수 캐리어는 베이스 전류로서 작용하며 트랜지스터의 게인을 곱하여 콜렉터 전류를 생성한다.
에미터 전류는 베이스 전류와 콜렉터 전류의 합이며이것은 센서의 출력으로서 일반적으로 사용된다.
도 1 은 촬상 어레이에서 센싱 소자로 사용될 수 있는 종래의 기술의 바이풀라 포토트렌지스터(10)의 구조를 보여주는 단면도이다.
포토트렌지스터(10)는 표준 n 웰 COMS 제조 공정을 사용하여 반도체 기관 (도시되지 않음) 상에서 형성되며.여기에 P 형 베이스 영역 확산과 에미터 형성 단계가 부가된다.
N 웰 (12) 은 포토센서 어레이에서 포토트렌지스터를 위한 공동의 콜렉터로서 작용하며 전압Vcc에서 바이어스된다.
포토트렌지스터 (10) 의 P 형 베이스영역 (14) 은 필드 산화층(FOX)(16) 의 개구를 통하여 n-웰 (12) 상으로 적절한 도핑물질을 주입함으로서 형성된다.
게이트산화층 (18) 은 n+ 폴리실리콘층으로부터 형성된 행 선택선(20) 과 포토트렌지스터 (10) 의 베이스 영역 (14)을 결합하는 캐페시터를 위한 유전체로서 작용한다.
캐페시터의 플레이트는 p 형 베이스 영역 (14) 과 선택선 (20) 이다.
그런 센싱 소자의 에레이에서, 행 내에서의 모든 포토트렌지스터의 베이스 단자는 공동의 행 선택선 (20)과 용량적으로 결합된다.
P 형 베이스 영역 (14) 에 형성된 n+ 영역 (22) 은 포토트렌지스터 (10)의 에미터로서 작용한다. n+ 영역(22)은 선택선 영역(20)과 게이트 산화층(18)에서의 개구를 통하여 n형 도핑물질을 주입함으로서 전형적으로 형성된다. 산화층(24)은 선택선 영역(20)상에 증착된다. 금속 접촉부(26)는 종래의 반도체 공정 방법을 사용하여 산화층(24)에 형성되며 포토트랜지스터(10)의 에미터와 열 감지선 사이의 접촉부로서 작용한다.
에미터 (22) 는 도 1 의 직접포토센서를 위한 출력 노드로서 작용하며, 열 내에서 모든 센서의 출력 노드는 공동의 열 감지선에 접속된다.
도 1 은 npn 형 포토트렌지스터의 구조를 보여주며 대응하는 pnp 포토트렌지스터는 n형 및 p형 영역을 상호교환하고 관련 전압의 극성을 반전함으로서 형성될 수 있다는 것에 주목해야 한다.
상술된 것처럼, 포토트렌지스터 (10) 는 p 형 베이스 (14)을 형성하는 단계를 포함하는 표준 CMOS 공정 과정을 변형함으로서 제조된다.
상기 단계는 필드 산화 형성과 질화스트립, 혹은 표준 공정과정내의 비슷한 단계후 실행된다. 게이트 산화층 (18) 과 행 선택선 (20) 은 MOS 소자의 폴리실리콘 게이트와 게이트 산화를 형성하기 위하여 사용되는 공정 과정 단계동안 형성된다.
에미터 (22)는 표준 n+ 소오스/드레인 주입 단계동안 형성되며, 열 감지선은 제조 공정 과정의 접촉단계 및 금속산화단계 동안 형성된다.
포토트랜지스터 (10) 의 작동 동안, 선택선 (20) 은 포토트랜지스터 (10) 의 베이스-에미터 접합이 역방향 바이어스되도록 선택된 고정 전압으로 유지된다.화상 광자가 포토트랜지스터와 충돌할 때, 전자 및 정공이 발생된다.
광발생 전자는 n-웰 (12) 로 소인되며 콜렉터 전압선 (Vcc) 을 통하여 제거된다.
광발생 정공은 p 형 베이스 영역 (14) 에 축적되며 베이스 전위의 증가를 생성한다. 발생된 광전류는 도 1 의 포토트랜지스터 (10) 의 구조의 부분으로서 형성된 캐패시터 상에 집적된다. 이것은 화상 축적 작동에 대응된다. 포토트랜지스터(10) 에 의해서 표현된 촬상 소자 내에 포함된 저장된 화상을 판독하도록 요구될 때, 선택선 (20) 은 높은 값이 되게 하여서, 트랜지스터의 베이스-에미터 접합을 순방향 바이어스 되게 한다.
이러한 상황에서, 포토트랜지스터 (10) 의 전류 이득에 의해서 곱하여진, 집적 광전류는 금속 접촉부 (26) 에 의해서 에미터 영역 (22)에서 열 감지선으로 흐른다.
열 감지선에 접속된 집적 센스 증폭기는 열에 포함된 센서 소자의 각각에 의해서 생성된 전류를 감지하기 위하여 사용된다.
도 1 에 도시된 포토트랜지스터는 다른 형태의 촬상 소자 이상의 몇 개의 장점을 갖는데, 1) 상기 구조는 대응하는 CCD 및 CMOS 호환 소자보다 작은 크기에서 실행될 수도 있으며, 2) 베이스 주입을 위하여 하나의 부가적인 마스크를 가지면 제조 공정과정은 CMOS 호환될 수 있다.
베이스 캐패시터 유전체에 대한 폴리실리콘층(행 선택선 영역) 은 게이트 산화층이며, 에미터 영역은 n+ 주입에 의해서 자체 정열된다.
그러나 도 1 의 포토 트랜지스터는 단점을 갖는다.
강화상 (짙은 광) 이 트랜지스터로부터 형성된 촬상 소자 상에 입사될 때, 광발생 정공에 의해서 베이스-에미터 접합이 약하게 순방향 바이어스될 때까지 집적 과정 동안의 베이스 전위는 빠르게 증가된다.
또한 베이스 영역에서 발생된 정공은 에미터로 주입된다. 이것을 "오버플로' 문제점이라고 말하며, 이것은 동일한 열의 어레이에서의 다른 소자가 감지(화상이 판독되는 것) 될 때 잡음으로서 열 감지선 신호에 기여된다.이것은 밝은 화상 스폿 상에 수직 잡음 패턴을 생성한다.
제2단점은 가화상에 노광된 이들 촬상 소자는 화상 축적(광발생된 전하 집적) 의 목적을 위하여 동일한 역방향 바이어스 레벨로 역리셋하는 것이 어렵다. 남아있는 전하는 포토트랜지스터의 베이스로 재결합하기 위하여 상대적으로 긴 시간 주기 (거의 100 ms) 가 요구된다.
이것은 밝은 종단부가 이동하는 밝은 화상 스폿과 연관되는 화상 래그 혹은 "블루밍" 효과를 생성한다.
언급된 오버플로 및 블루밍의 양자의 문제점은 강화상의 경우에 화상질의 퇴화에 기여한다는 것이다.
이것은 밝은(짙은) 광의 상황에서 화상을 얻기 위하여 포토센서의 사용을 감소한다.
상술된 오버플로 및 블루밍 문제점이 제공되지 않는 바이폴라 액티브 픽셀소자를 위한 설계가 요구된다.
제1도는 촬상 어레이에서 소자로서 사용될 수 있는 종래 기술의 바이폴라 포트랜지스터의 구조를 보여주는 단면도이다.
제2도는 집적 전기 셔터와 통합되어 있는 본 발명의 포토트랜지스터 촬상 소자의 단면도를 보여주는 다이어그램이다.
제3도는 본 발명의 포토트랜지스터 촬상 소자에 대한 배치의 평면도이다.
제4도는 제1도의 포토트랜지스터와 본 발명의 포토트랜지스터 촬상 소자의 구조가 어떻게 다른가를 보여주는 단면도이다.
제5도는 제2도의 촬상 소자의 전기 셔터의 작동과 포토트랜지스터의 집적 주기 사이의 관계를 보여주는 타이밍도이다.
제6도는 포토트랜지스터의 출력을 결정하기 위하여 사용된 컬럼 센싱 회로와 전기 셔터를 통합한 본 발명의 포토트랜지스터들 사이의 관계를보여주는개략도이다.
제7도는 본 발명의 다중 포토트랜지스터가 어떻게 촬상 어레이로 배열될 수있는가를 보여준다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
40 : 포토트랜지스터 촬상 소자 42 : N-웰 영역
44 : N-웰 영역 46 : P형 베이스 영역
48 : 에미터 50 : Vshut
52 : Vcol 112 : 폴리실리콘층
114 : n+ 영역 116 : 산화층
118 : 금속 접촉 영역
본 발명은 강화상의 촬상과 관련하여 오버플러 및 블루밍 문제점을 감소하기 위하여 집적 전기 셔터를 갖는 캐패시터 결합 바이올라 포토트랜지스터에 관한 것이다.
오버플로 제어 및 안티 블루밍 메카니즘은 초과 화상 발생 전하를 제거하기 위하여 사용되는 제2에미터 ("셔터") 의 사용에 의해서 얻어진다.
이것은 포토프랜지스터가 강화상에 노광될 때의 화상 집적 동안 베이스-에미터 접합 전위가 순방향 바이어스되는 것을 방지한다.
셔터는 포토트랜지스터의 제1에미터보다 약간 낮게 바이어스되어서 촬상 소자가 강화상에 노광될 때 베이스-셔터 접합이 베이스-에미터보다 더 먼저 순방향바이어스되게 한다.
발생된 정공의 오버플로 전류를 열 감지선 상에 잡음을 생성하는 에비터로보다는 셔터로 유출시킨다.
본 발명의 또다를 목적과 장점은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 자명하게 될 것이다.
도 2 는 집적 전기 셔터 (42)를 통합한 본 발명의 포토트랜지스터 촬상 소자 (40) 의 단면적을 보여주는 도이다.
도면에서 볼 수 있는 것처럼, 포토트랜지스터 (40) 는 반도체 기판에 형성된 n-월에서 공정되며, 상기 두 구조는 도면에서 소자 44 로서 설명된다.
N-웰 (44) 은 포토셴서 에레이에서 포토트랜지스터를 위한 공동 콜렉로서 작용하며 전압 Vcc 로 바이어스된다.
포토트랜지스터(40)의 P 형 베이스영역 (46)은 적절한 주입물질 n-웰 영역 (44) 으로 주입함으로서 형성된다. .
P-형 베이스 영역 (46)에서 형성된 N+ 영역 (48) 은 포토트랜지스터 (40)의 제1 에미터로서 작용한다. 그러나, 전술된 것처럼, 전기 셔터로서 작용하는 제2에미터 (42) 는 n 형 도핑물질을 p 형 베이스 영역 (46)으로 주입함으로서 형성된다.
포토트랜지스터 (40) 의 작동 동안, 셔터 (42) 는 에미터 (48)보다 약간 낮게(거의 0.5 volt) 바이어스되며, 여기서 바이어스 전압은 각각 Vshut(50) 와 Vcol(52) 에 의해서 지시된다.
그러므로, 강화상에 포토트랜지스터를 노광하는 경우에, 화상 광자 (54) 에 의해서 표현되는 것처럼, 베이스 셔터 접합은 베이스-에미터 접합보다 먼저 순방향으로 바이어스된다.
이것은 오버플로 전류 정송(도면에서는 h+ 로 도시됨)을 에미터 (48) 대신에 셔터 (42) 로 유출 되게 한다.
이것은 열 잡음에 대한 오버플로 정공의 기여를 감소시킨다.
이것은 또한 재결합되지 않은 "초과" 전자(도면에서 e- 로 도시됨)의 존재와 관련된 블루밍 효과를 감소한다.
도 3 은 본 발명의 포토트랜지스터 촬상 소자 배치 (100)의 정면도이다. 도 3 은 도면에서 소자 60 및 62 로 정의된 두 개의 포토트랜지스터를 위한 배치를 보여준다.
도면에 도시되어 있는 것처럼, 셔터 (42) 의 n+ 집합은 폴리실리콘층 (102) 으로부터 형성된다.
폴리실리콘층 (101) 으로부터 형성된 행 선택선에 각 포토트랜지스터의 베이스를 결합시키는 캐패시터와 셔터(42)를 위한 제어선은 공동의 제조 단계를 사용하여 동일한 시간에 형성된다.
금속선 (104)은 상이한 포토트랜지스터의 에미터와 접속되며 촬상 어레이의 소자를 위한 열 감지선으로서 작용한다.
본 발명의 촬상 소자 배치는 y 방향(도면에서 수직)에서의 셔터 폴리실리콘 피치(pitch) 의 증가된 크기만큼 도 1 의 촬상 소자 배치보다 크다.
AA' 선상의 도 3 의 포토트랜지스터의 단면도는 도 1 의 포토트랜지스터와 동일하다.
도 4 는 본 발명의 포토트랜지스터 촬상 소자의 구조가 도 1 의 포토트랜지스터와 어떻게 다른가를 보여주는, 도 3 의 선 BB'를 따라서 얻은 단면도이다. 도3 에 대하여, 이것은 도 4 의 두 개의 포토트랜지스터를 위한 제2에미터 혹은 셔터가 도시되어 있는 것을 볼 수 있다.
각 포토트랜지스터는 P형 기판으로의 적절한 n 형 주입에 의해서 형성된 n-웰 영역 (44) 에 형성된다(도시되지 않음). 표준 CMOS 공정과정 단계는 장치를 위한 액티브 영역을 형성하고 질화층을 제거하기 위하여 사용되며 필드 산화층(110)을 형성한다.
각 포토트랜지스터는 P 형 베이스 영역 (46) 은 적절한 p 형 도핑물질을 필드산화층 (FOX) 내의 개구를 통하여 n 웰 (44) 로 주입함으로서 형성된다.
제2에미터 혹은 셔터의 형성을 위하여 사용되는 영역이 형성되며 개방된다.r+ 주입물은 p-형 베이스 영역 (46)에서 셔터 (42)를 형성하기 위하여 사용된다.
p 형 베이스 영역 (46) 내에 형성된 n+ 영역 (114) 은 도면에 도시된 제2의 포토트랜지스터를 위한 셔터라는 것에 주목하자.
셔터 (42)를 위한 제어선을 형성하는 n+ 폴리실리콘층 (112)을 증착한다.
산화층 (116) 은 셔터 제어선 영역 (112) 상에 증착된다.
금속 접촉 영역 (118) 은 산화층 (116) 에 한정되어 형성되고 어레이 열과 열 감지선내의 포토트랜지스터의 에미터들 사이의 접촉부로서 작용한다.
도 5 는 포토트랜지스터의 집적(화상 축적) 주기 (선택선 (150) 상의 전압에 의해서 지시된 것) 와 도 2 의 촬상 소자의 전기 셔터 (셔터 제어선 (152) 상의 전압에 의해서 지시된 것) 의 작동 사이의 관계를 보여주는 타이밍도이다.
포토트랜지스터의 작동에 있어서, 셔터 접합은 포토트랜지스터가 집적 주기로 들어간(도면에서의 "집적 시작" 으로 도시된 것) 바로 후에, n+ 에미터의 전위보다 낮으며 거의 0.1 내지 0.5 volt 의 전위(도면에서 "셔터 작동" 로 지시된 것)에서 바이어스된다.
셔터는 집적 주기의 종단 (도면에서 "집적 종단" 으로 도시됨) 바로 전에 에미터와 동일한 전위(도면에서는 "셔터 작동중단" 으로 도시됨)에서 역스위치된다.
셔터는 셔터에 의해서 공급된오버플로 제어의 정도를 변화하는 수단으로서, 집적주기 내의 조정가증 시간 간격 동안 에미터 전 위 아래의 가변 전압 레벨을 공급함으로서 작동될 수 있다.
그러므로, 셔터 바이어스 전위 및 셔터가 활성화 되는 동안의 시간주기 양자를 원하는 만큼 변화시킬 수 잇다.
어두운 화상의 경우에서처럼, 만일 오버플로 제어가 필요하지 않다면, 셔터는 완전하게 턴오프될수도 있다
도 6은 셔터와 통합되어 있는 통합되어 있는 본 발명의 포토트랜지스터 (40) 와 포토트랜지스터의 출력을 결정하기 위하여 사용된 열 감지회로 사이의 접속을 보여주는 개략도이다.
상기 도면은 단일 포토트랜지스터 혹은 여러 개의 그런 포토트랜지스터를 포함하는 촬상 어레이의 I 번째행과 j 번째열레 배치된 촬상 소자를 보여준다.
행 선택선 (150)은 포토크앰비그커(40)의 베이스에 선택선을 결합하는 캐패시터(160)에 접속되며, 판독된 (혹은 감지된) 포토트랜지스터가 배치되어 있는 촬상 어레이의 행을 선택하기 위하여 사용된다.
셔터 제어선 (152)은 장치를 위한 셔터로서 작용하는 포토트랜지스터의 제2에미터에 접속된다.
각 행은 자신의 셔터 제어선(152)을 가질 수도 있으며, 혹은 어레이의 두행이 공동의 셔터 제어선을 공유할 수도 있다.
포토트랜지스터 (40) 의 에미터 접합은 열 감지선 (154) 에 접속되며, 이것은 어레이의 열에서 각각의 포토트랜지스터의 에미터들을 접속하도록 작용한다.
열 감지회로는 기준 전압 (202)(도면에서 "Vref") 에 접속된 비반전 입력과 열 체어선 (154) 에 접속된 반전 입력을 갖는 증폭 소자(200) 로부터 형성된 센스 증폭기를 포함한다.
P 채널 밸런스 트랜지스터 (204) 와 캐패시터 (206) 는 증폭 소자 (202) 의 반전 입력과 출력 사이에 접속된다.
벨런스 트랜지스터 (204) 의 게이트는 판독 작동을 수행하기 전에 증폭 소자 (200)를 표준화하기 위하여 사용되는 평형 제어선 (도면에서 "Vh-blank" 로 도시됨) 에 접속된다.
열 세어선 (154) 상에 생성된 에미터 (출력) 전류는 감지되어 전하 소자 (200)와 캐패시터 (206) 에 의해서 집적된다.
소자 (200) 의 출력은 샘플로 주어지며 샘플 제어선 (210)(도면에서 "Vsample" 로 도시됨) 에 의해서 제어된 트랜지스터(208)를 사용하여 유지된다.
트랜지스터 (208) 의 출력은 증폭 소자 (214) 로 제공되며, 이것은 출력선 (214) 상에서 사용할 수잇는 신호를 만든다.
도 7 은 본 발명의 다중 포토트랜지스터 (40) 가 촬상 어레이 상으로 어떻게 배열되는지를 보여주는 도면이다.
도 7 은 두 개의 행 (행 I 및 I+1) 과 세 개의 열로 구성된 어레이 부분을 보여준다.
도면에서 볼 수 있는 것처럼, I 번째행을 위한 행 선택선 (150) ("Vread(i)") 은 포토트랜지스터 (40) 의 베이스에 선택선을 결합하는 캐패시터에 접속되며, 판독될(혹은 감지될)포토트랜지스터가 배치된 촬상 어레이의 행을 선택하기 위하여 사용된다.
비슷한 행 선택선은 I 번째+1행을 위하여 보여지며, 이것은 Vread(i+1) 제어선으로 지시된다.
셔터 제어선(152)은 장치를 위한 셔터로 작용하는 포토트랜지스터 (40) 의 제2에미터에 접속된다. 도면에서, 셔터 제어선 (152) 은 어레이의 두 개의 행을 위한 셔터에 접속된 것을 보여준다.
포토트랜지스터 (40) 의 헤미터 접합은 열 감지선 (154) 에 접속되며, 이것은 어레이 열에서의 각 포토트랜지스터의 에미터에 접속되도록 작용한다. 어레이의 각 열은 도 6 에 관하여 서술된 형태의 화상 판독 회로에 접속되며, 이것은 도 6 에 대하여 소자와 동일한 참조 번호를 갖는 소자에 의해서 정의된다. 도 7은 베이스와 행 선택선 사이에 접속된 제2캐패시터를 갖는 포토트랜지스터를 보여준다.
이것은 셔터의 형성동안 베이스와 행 선택선 사이에 캐패시터에 대응된다.
본 발명의 집적 전기 셔터를 갖는 바이폴라 포토트랜지스터의 공정과정 흐름은 기술 분야에서 공지되어 있는 표준 CMOS 공정과정과 호환될 수 있다.
두 개의 부가적인 마스킹 단계가 사용되는데, 베이스 주입을 위한 것이 하나이고 셔터 영역을 한정하기 위한 것이 두 번째이다.
n+ (제2에미터) 접합은 n+ 주입으로부터 형성될 수 있거나 혹은 n+ 도핑 폴리실리콘의 확산의 결과로서 형성될 수 있다.
당업자에게는 자명한 것으로서, 결합된 포토트랜지스터와 전기 셔터를 위한 공정 방법과 배치에서의 많은 변화는 가능하다.
상기 셔터는 금속 접촉부를 사용하여 n+ 주입에 의해서 형성될수 있으며, 혹은 스콧키 접합을 셔터로서 사용할수 있다.
소자들 사이에서 광을 차단하기 때문에, 상기 금속 셔터 제어선은 촬상 어레이 소자들 사이에서 고립을 제공한다.
셔터 제어선은 촬상 소자의 두 개의 행에 의해서 공유될 수도 있으며, 혹은 각 행이 고분해능 화상을 제공하기 위하여 자신의 셔터선을 가질 수도 있다.
비슷하게, npn 포토센서의 구조와 작동이 설명될지라도, 전기 셔터를 갖는 대응하는 pnp 포토센서가 n+ 및 p+ 영역을 기준으로하여 상호 변화됨으로서 수행될 수 있다.
여기서 사용되어지는 용어와 표현은 설명을 위한 것으로서 사용되며 그것으로 제한되지 않으며, 도시되고 설명된 동등한 특징 혹은 그의 부분을 포함하지 않는 용어와 표현은 사용될 수 없으며, 이것은 다양한 수정이 청구된 본 발명의 영역내에서는 가능하다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따르면 강화상의 촬상과 관련하여 오버플러 및 블루밍 문제점이 감소된 집적 전기 셔터를 캐패시터 결합 바이폴라 포토트랜지스터를 제공한다.

Claims (5)

  1. 제2도전형 기판 내에 형성된 제1도전형이 콜렉터 영역과, 콜렉터 영역 내에 형성된 제2도전형의 베이스 영역과, 베이스 영역내에 형성된 제1도전형의 에미터 영역과, 에미터 영역으로부터 고립되고 분리되어 있으며 베이스 영역 내에 형성된 제1도전향의 셔터 영역과, 에미터 영역 상에 형성된 행 선택선 구조와, 셔터 영역에 전기적으로 접속되어 있으며 그위에 형성되어 있는 셔터 제어선 구조와, 베이스 영역을 행 선택선과 전기적으로 결합하는 캐패시터 구조와, 행 선택선 구조 상에 형성된 산화층과, 에미터 영역을 열 감지선과 전기적으로 접속하는 산화층 상에 형성된 접촉부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액티브 픽셀 센서로서 사용하기 위한 포토트랜지스터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1도전형은 n-형이며 제2도전형은 p-형인 것을 특징으로 하는 포토트랜지스터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1도전형은 p-형이며 제2도전형은 n-형인 것을 특징으로 하는 포토트랜지스터.
  4. 열과 행의 어레이로 배열된 다수의 포토센서를 구비하는 촬상 어레이로서: 각각의 포토센서는, 제2도전형 기판에 형성된 제1도전향의 콜렉터 영역과, 콜렉터 영역 내에 형성된 제2도전형의 베니스 영역과, 베이스 영역 내에 형성된 제1도전형의 에미터 영역으로서, 열 감지선 노드와 전기적으로 접속되어 있는 에니터 영역과, 베이스 영역에 형성되어 있으며 에미터 영역과 전기적으로 고립되고 공간 분리되어있는 제1도전형의 셔텨 영역으로서, 셔터 제어선 노드에 전기적으로 접속되어 있는 셔터영역과, 및 베이스 영역을 행 선택선 노드에 전기적으로 결합시키는 캐패시터 구조를 더욱 포함하는 바이폴라 포트랜지스터이고; 상기 촬상 어레이는, 단일 행의 어레이에 포함된 각 포토센서의 행 선택선 조드에 전기적으로 접속된 행 선택선과; 단일 열의 어레이레 포함된 각 포토센서의 열 감지선 노드에 전기적으로접속된 열 감지선과; 및 단일 행 어레이에 포함된 각 포토센서의 셔터 제어선 노드에 전기적으로 접속된 셔터 제어선; 을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상어레이.
  5. 포토센서에 의해서 강한 광원의 화상과 관련된 오버플로 및 블루밍 효과를 감소하는 방법에 있어서, 집적 포토센서를 형성하는 단계로서, 이 때 상기 포토센서는, 제2도전형 기판에 형성된 제1도전형의 콜렉터 영역과, 상기 콜렉터 영역에 형성된 제2도전형 베이스 영역과, 상기 베이스 영역에 형성된 제1도전형 에미터영역으로서, 감지선 노드에 전기적으로 접속되어 있는 에미터 영역과, 베이스 영역상에 형성되며 에미터 영역과 공간 분리되고 전기적으로 고립되어 있는 제1도전형 셔터 영역으로서, 셔터 제어선 노드와 전기적으로 접속된 셔터 영역과, 및 선택된 노드와 베이스 영역을 전기적으로 결합한 캐패시터 구조를 또한 구비하는 포토센서인, 이상의 집적 포토센서를 형성하는 단계와; 포토센서를 촬상될 광원에 노출시키는 단계와; 포토센서의 베이스-에미터 접합을 역방향 바이어스하도록 선택된 제1전압을, 상기 선택된 노드에 인가하는 단계와; 캐패시터 상에 광발생 전류를 집적하는 단계와; 베이스-에미터 접합보다 작은 레벨에서 포토센서의 베이스-셔터 접합을 역방향 바이어스하도록 선택된 제2전압을, 셔터 제어선노드에 인가 하는 단계와; 실제적으로 포토센서의 베이스-에미터 접합을 순방향 바이어스하도록 요구된 레벨의 제3전압을, 셔터 제어선 노드로 인가하는 단계와; 및 포토센서의 베이스-에미터 접합을 순방향 바이어스하도록 선택된 제4전압을,선택된 노드에 인가하여서, 집적된 광전류가 노드로 흐르게 하도록 하는 단계; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
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