WO1984001076A1

WO1984001076A1 - Semiconductor image pickup device

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Publication number: WO1984001076A1
Application number: PCT/JP1983/000303
Authority: WO
Inventors: Jun-Ichi Nishizawa
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date: 1982-09-09
Filing date: 1983-09-09
Publication date: 1984-03-15
Also published as: EP0118568B1; US4673985A; EP0118568A1; JPS5945781A; DE3380086D1; JPH0137028B2; EP0118568A4

Description

m 細. 嘗半導体撮像装置技術分野

本発明は光に感じ增權作用を有する受光部とマトリ

クス選択のスィツチングを単一のトランジスタで行 ¾ い、高感度高速 ¾ことを特徵とする静電誘導トランジスタによ ?ひとつのセルを構成したことを特徵とする半導体撮像装置に関する。

背景技裙

従来の半導体撮像装置は光検出闱のダイォードとス

ィツチ用 © M O S トランジスタによ ]? ひとつのセルが

構成されていて、光検出をダイオードで行なうために

感度が悪という欠点を有してる。

又 M O S トランジスタをスィツチング用に使用して

いることから、スイッチングに伴 ¾: う雑音が光の信号

よ i? も大きく維音の除去のための回路が複雑で-ある欠

点を有している。 ^上の理由から光検出用のダイォー

ドと M O S トランジスタのセルでは慼匣の点からは集

稹度を高める驟界がある。

本癸明者によ允検出に尤感度の大きい嫠¾誘導ト

ランジスタ、スィッチ用に光検出と同じ靜¾誘導トラ

ンジスタ ¾使った、 1 セル 1 トランジスタ方式の半導

体装置を特頭昭 56-204656 号によ D既に開示している。

O PI

、 IPO ノ

、^？。しかし、既に鬨示されてる S I Tイメージセンサで

は具体的動作方法、セル間の信号分雄方法の点で具体住を欠ていた。

本発明は、開示した半導体撮像装置の特性の 5 ち各

セル閟の僵号分離方法の改善と集積度 ¾增すための新規¾ セル構造を導入することによ新し半導体撮像装置を提供することにある。

锭来の半導体撮像装置 ¾第 1 図に示す。第 1 図 A , Bにいて 1 は Si の n+基钣領域、 2は高抵抗 n^_屠

しは真性半導体領域、 3はソースあるはドレインと ¾る高不純物密度 n⁺領域、 4は第 1 のゲートとるるベき高不純物密度 P⁺領域、 5は第 2のゲートと ¾るべき高不純物密度 P⁺領域である。 8はソースしドレイン ¾ ¾、 10はドレインるしはソース電極、 6は Si- 膜、 S i eN*膜等の絶緣物で、 7 は第 1 のゲート ¾ ¾、 9 は S iOs 膜等の表面保護の絶縁屢である。 11はスィツチング用のトランジスタ、 12はスィッチング-用トランジスタ 11を制御する #sとうビデオライン選択用の

パルス ¾圧 ¾発生させる回路である。 13は &とう読み出し用の第 1 ゲートへのパルス ¾圧を発生するァドレス画賂、 14はスイッチング用トランジスタの負荷抵抗、 15はフォトセル部へのビデオ電圧镙、 16はスィツチ用トランジスタ 11と負荷抵抗 14までの配線：ビデオライン）を示してる。 18は光入力である。

OMPI W^IPO -、第 2 ゲートの高不純物密度 p+領域 5 ¾気的にフ π —ティングの状態、もしくは所定のバイアス回路によ一定電圧になされてる。

第 1 図にて Αは面 η⁺領域及びその電極 8 が接地されてお ]?、 Βでは η⁺基衩領域 1 が接地されている。

第 1 図 Α の 1 セル部分の読み出し回路図を第 1 図 C に示す。第 1 図 A ではソースとるる高不純物密度 n⁺領域 3 が接地されているため、第 1 図 C でも S I T のソースが接地されている。ここでは図示しが第 1 図 B <D 1 セル部分の読み出し回路では n⁺ ドレインとる n⁺基夜領域 1 が接地されるから 1 セル部分の読み出し回路では S I T の表示は逆にるる。既に S I Tは逆動作とる。

第 1 図 Cにて 11のトランジスタのベースないしはゲートに a とうパルス ¾圧が加わ、トランジスタ 11が導通してビデオ電圧電源 15 ©電圧が第 1 図 Aの断面図に示すフォトトランジスタ 19に加わると光入力 18によ J? 光信号の醫き込みが行われる。このとき # は印加されてい ^。 #&が印加され、フォトトランジスタ 19が導通すると、光入力 18に対 ίδ してドレイン鬣流が生じ出力端子 17 よ D 光出力信号が得られる。光入力 18の強弱によって出力端子 17の光出力は変化し、ダイナミックレンジが大きいという特性が得られ、允增锡率は ¾来のパイボーラトランジスタよも大きとい 5特镦がある。

第 1 図 Dは第 1 図 B に示された逆動作 S I Tのィメージセンサ © 1 セル部分の光ダイナミック特性の一钾である。デバイスの寸法は 50 ;* Χ 55 »程度であ、ゲ一トの蓄積容量は約 5 PF、光積分時間 25 m se cである。

第 1 図 A , B の断面図に示されるフォトトランジスタは第 1 ザ一トと ¾る高不純物密度！ >⁺領域 4 とソースと ¾ る高不純狳密度 n⁺領域 3 聞の距、第 2 ゲートの p⁺領域 5 とソースの n⁺領域 3 間の钜雜 W₂がほぽ同じであって、第 1 ゲート及び第 2 ゲートには同程度の礒率で光によって発生しえキヤ y ァが蓄積されることから、ソースドレイン間の信号 ¾流に与える第 1 ゲート及び第 2 ゲートの電圧変化は同程度の寄与である。

これは第 1 ゲートの P+領域 4 とソースの n+領域 3 間の拭散電位 Vb i と第 2 ゲートの p+領域 5 とソースの n⁺ 領域 3 間の拡散電位 Vb が殆んど等しく、光信号 18が照射されたときの第 1 ゲート 4 及び第 2 ゲート-のソースに ¾する鴛位障壁の低下の程度が同程度に生じることによっている。このえめに第 2 ゲートをフ 53 —ティングにしても、電位障壁の低下によって第 2 ゲートとソースの n⁺領域 3 間のチャンネル領域、第 1 ゲートとソースの n⁺領域 3 間のチヤンネル領域と同程度に光变換 ¾流がれ、第 2 ゲートの位をチャンネル 2 に対して固定できるくるる。発明の開示

本発明は上述の従来の半導体搛像装 Sの欠点をくすえめのものであって、第 1 の本発明の特徵は制御用の第 1 のゲ一ト領域（以下コント α —ルゲート領域と称す）とは別に第 ² のゲート領域と（以下シールディングゲート領域と称す）をフォトセルを集稷化するときに、雜 ]?合うフォトセルの分雜をよくするために設けたことであ ])、第 2 の本発明の特徴は制御用のゲート領域とひとつの主電極とチャンネルよ形成される p+ i ( n^_、ダイオードの受光面積を大きくし、単位画素子の所要面稜を小さくして高集積化を図ったことにある P

さらにコントロールゲート領域にのみ光感度を持たせ、シールデインググート領域は隣接するセル間の分雜兩としてのみ機能させるための構造（不純物の密度、寸法）を導入することも本癸明の特徵の一つである。

図面の簡単る説明 - 第 1 図は A , Bはともに従来の静電誘導トランジスタ（ S I T ) イメージセンサの断面構造を示す図、 Cはその 1 セル（ 1 ビクセル）の読み出し回路、 Dは従来の逆動作 S I T ィメージセンサの 1 セル部分の光ダイナミック特住の一例示す図、第 2 図 A及び Bは本発明の S I T ィメージセンサの第 1 の実 ¾例の断面構造 ¾示す図、第 3 図 A及び Bは本発明の第 2 の実施例の断面構造を示す図、第 4 図 A及び Bは本発明の第 3 の

実旄例の断面構造を示す図、第 5 図 A及び Bは本発明

の第 4 の実旛例の断面構造を示す図、第 S 図 A乃至 C

は本癸明の第 5 の実旎倒の新面構造図であ？、 Dは C

の平面図を示す図、第 7 図は S I T イメージセンサの

1 ビクセルの！1路表示であ、第 8 図は第 2 図乃至第

6 図に示した S I T ィメージセンサ ¾ s ― y ァドレス

方式のェ了センサとして组む場合の実旄例であ、

第 9 図は本発明の実旛例に基づく S I T エリアイメー

ジセンサの光ダイナミック特性を示す図である。

発明を実旎するえめの最良の彩態

以下図面を参照して本発明を詳述する。第 2 図は本

発钥の基本的実施例を示す。断面図は受光用静電誘

導トランジスタのフォトセル部を示し、外部回路は第

1 図 B のものと同じである。 20は p 型の高不純物密度

( 1 X 10 ¹⁷cm"»以上）るコント Q —ルゲ一ト領域で 11⁺の

ソース領域 3 よ ]? Wiの钜離に位置している。 21ϋ ρ 型

の高不純物密度（ I X 10¹⁷cm^_3以上）シールデイング

ゲート領域で n⁺のソース領域とは W½よも小さ Wiと

いう钜離に位置している。他の構造は従来の第 1図の半

導体撮像装置と同じであるので説明を省略する。

コント _α — ルゲート領域にのみ光感度を持たせ、シ

一ルディングゲ一ト領域には光感度が生じにく卷性

を持たせるえめにコント π—ルゲート領域^ とソース

O PI W^IPO: ' 領域 3 の拡散電位はシールデイングゲート領域 21 とソース領域 3 の搣散 S位よ ]? も坻くするよゥに、例えば Wi > Wa として、かつコントロールゲート領域 20の不純物密度よ ]? シールディングゲ一ト領域 21の不純物密度を 1 珩高くする等の発展型がある。

光入力 18が該フォトセルに照射されたとき、チャンネル中に生じた電子、正孔対のうち電子はドレイン領域の n⁺基板領域 1 に到達する。正孔は拡散電位の低いコントロールゲート領域 20に到達し、コント π—ルゲート領域 20を正に帯電させる。コントロールゲート領域 20 とソース領域 3 の電位は低下し光に対する增驅は行 ¾われる。一方.シ一ルディングゲ一ト領域 21とソース領域 3 の ¾散¾位はコントロールゲート領域 20 とソ — スの n⁺領域 3 の拡散電位よ D も大きいこととシールディングゲ一ト領域 21のまわ J? のダイォ一ドの受光面積が少 ¾いので光照射されても、光に対するシールディングゲ一ト領域の電位変化による増幅率は、小さい。このよう新規る構造のフ才トセルの導入によ ]? 第 1 図に示す従来のフォトセルよ ]) も、ソース領域とシールディングゲ一ト領域の間隔は縮小することができ、集積度は著しく向上し、かつ撮像装置のマトリクス間のアイソレーションがよ効果的に行なわれる。

第 2 図 Aにいて、 n⁺基衩領域 1 を n⁺のソース領域とした実旛例は、第 1 図 Aのよ 5 に実施することがで

OMPI きるのはうまでもい。

本発明の実旄例におては第 2 図 Aに示す^ く、光の照射される一方の主表面の n⁺領域 3 をソース領域として形成する ¾合と、光のあたらい一方の主表面の n⁺基坂領域 1 をソース領域とした場合があって、動作状態は同様にできるので、第 2 図 Aに示す実麁例のように片方を説明するだけにする。第 2図 Bは本発明の実; St例の一つを示す。第 2 図 Aの構造にさらにシールデイングゲート領域の上彌領域からの光の侵入を防ぐために等によ形成された遮光用のマスク 22をシールディングゲ一ト領域上に設けたものである。 n⁺基衩領域 1 の.不純物密度、 3 の n⁺領域の不純物密度は

よそ 10¹⁷〜10²² «11ー⁸としてできるだけ高いことが望まし。チャンネル領域の不純物密度はよそ 10^{i e}cm—* 以下であって、 nヽ《あるは真性半導体領域とすることができる。コント。ールゲート領域 20、シールディングゲ一ト領缄 21の不純物密度はよそ 10¹⁷〜： L0²² cnT ⁸とする。特にコント π—ルゲート領域及びシールディングゲ一ト領域の不純物密度に差を設けずに単に Wi > W₂ とする構造が最も容易に製造可能である。

チャンネル領域 © ϊ 層 2 は n+ 基钣 1上へ例えば S i - C 4 と Hs ガスによる気相成長方法によって形成し、コントロールゲート領域^、シールディングゲ一ト領域 21及び 11⁺領 ¾ 3 は通常のボ n y ¾ しはリンによる ¾ ^拡散法、あるいは選択イオン注入法いしはボ ¹³ ンドーブ. いしはリンドーブのボリシリコンによる選択拭教によ U彩成される。

コント a—ルゲート領域に接鎵されるキャパシタンスは SiO ， SiiN* , AetOt , Α Νあるはこれらの複合膜によって形成される。 8 , 7 , 10の各電極はもしくは — Si の真空蒸着によって形成される。

第 3図 Α , Β に示す実施例は、シールディングゲート領域 21とソースの 11+領域 3 との拡散電位（ ^下 Vbi (S)とする）をコント π—ルゲート領域 20とソースの n⁺ 領域 3 の拡散電位（以下 Vbi (C) ) よも大きくするために、シールディングゲート領域の厚さ d₂ をコント口一ルゲート領域の厚さよも、大きくしたことを特徴としてる。シールデイングゲート領域の！ >⁺領域はコントロールゲート領域の p⁺領域よも深く形成されてるので、ソース領域に対する拡散電位 Vbi ）〉 Vbi (C)とつて、シールディングケ'ート領域による-画素間の信号分雜の効果は強くるる。

第 3 図 Bに示す実旛例にて領域 22はシールディングゲ一ト領域 21上及びその周辺のチャンネル領域に照射される光を遮断するための膜で例えば嫫である。このようにシールデイングゲート領域 21 とシールディングゲート近傍に光が侵入せず、もつばらコント口一ルゲート領域 20とコント α —ルグート領域近傍にのみ

OMPI 先が照射されることによって、シールデイングゲート領域の電位は光によって変化しにくく ¾ され、ほぽー定に保たれ、シールデイングゲート領域を深く拭散させて形成させることに加えてさらに講接するフォトセルとの分離が効果的に実 1される。

シールディングゲ一ト領域の桀拡散は最初にシールディングゲ一ト領域のみをボ c ンによって ¾択¾散し、次にコント o—ルゲート領域の酸化膿をフォトリソグラフィによって加工し、続けてボ = ンによる遘択搣散を行 ¾ 5 ことによって行 ¾ ことができる。

第 3 図に示した実旛例のシールディングゲート領域の不純称密度は 10^{1 T}cnT ⁸〜： L0²² cm^{- 8}、コントロールゲート領域の不純物密度も 10^{1 T} cnT *〜10²ⁱcnT i とし、ソースの n⁺領域 3 及び n+基板領域 1 は 10^{l s} cnT »以上である。

第 4 図 A , B に示す実旛例はシールデイングゲート領域近傍の n_層 2 のチヤンネル領域の不純称密度 ¾ コソト π—ルゲート領域 20近傍のチャンネル領域- 2 の不純物密度領域よも 1 桁程度^上高くした領域 23を設けたことを特徵としている。例えばチャンネルの η一層

2 の不純物密度が cm一 *るら 10¹⁴cm^{_ s}、 10^{i a}em— ^s ら 10¹⁴ cm" a〜io^{l s} em— * 程度とうようにする。

Vb i ）は Vb i (C)よも大きくるることによって、シールディングゲ一トの ¾位変化による光増頃作用はコント _π一ルゲ— トの 3位変化による光増幅作用に比べて

OMPI

S > 著しく低下させることができる。

チヤンネルの ΕΓ灣 2 中の不純物密度の高領域 23は例えば、周知のょゥにフォトレジストをマスクとした、リによる選択イオン注入るしは、リンド一ブのボリシリコンからの拡散によって形成することができる。第 4 図 Bに示す実旛例は第 3 図おに示した実旌例と罔様シールディンダゲ一ト領域 21及びシールディングゲート領域近傍のチャンネル領域に光力礙入し ¾いよに例えぱ等の遮光用の嫫 22によって遮光し、実質的

光感度をコントロールゲート領域 20にのみ持たせ、シールディングゲ一ト領绒 21による函素閫の信号分離をよ効果的に行るわせた実施例で ¾る。

第 5 図 A , Bは第 3 図及び第 4 図を組み合せた本発钥の別の実施例である。シールデイングゲート領域の深さをコント π —ルケ'一ト領域よも深くすると同時にシールディングゲ一ト領域 21とドレインの n⁺領域 3 との間のチヤンネル領域の不純物密度を他のャンネル領域よ i) も 1桁以上高くして、 Vb i (s)〉Vb i (c)とした実施例である。

第 5 図 B の 22は第 3 図 B 及び第 4 図 B と同様 M膜等による光の遮光用のマスクである。

次に述べる実施例は、各フォトセルを多数儸の m x n のマトリクスとして配列する際にデバイスの構造を考縻した実旌例である。それぞれ基本的セル 1 ケを

O P1 AT10 図面には示す。

第 6 図 Aでは、フォトセル摄は、 p⁺のコントロールゲ一ト領域 20とソースの n⁺領域 3 で彤成されてて、シールデイングゲート領域によ ]?囲まれ、酶接する画素間の信号分難がされている。シールディン.グゲート領域苺分は絶縁胰 9 、ソースの n⁺領缄 3 への ¾ ¾ とるるリンドーブの Si多漦晶屠 2 と膜の遽光用のマスク 22によ ]?光入力 18は遮新されていて、光入力 18はもつばらコント D —ルゲート領域 0とソースの n⁺領缄 3近傍のチャンネルにのみ有効に侵入するように ¾されている。

第 6 図 Bはシールディング領域 21 の接合深さがコントロールゲート領域よも深所に形成されてお ]?、他は第 5 図 A と同一である。第 6 図 Cはシールディングゲート領域 21近傍のチャンネル領域にコント α —ルゲート領域 20近傍の ιΓ脣 2 のチャンネル領域の不純物密度よも不純物密度の 1 桁程度高領域 23 設けた実旛例である。他は第 5 図 A と同一である。

第 6 図 Dは第 6 図 B ， Cの上面図である。

コント π —ルゲート領域 20とソースの n^÷領域 3 の間の高抵抗チャンネル領域には第 6 図 B ， C に示す薄絶縁膜 9 を通して光入力 18が侵入できるように ¾つてる。コント π — ルゲート領域との間で容量を肜虡する ¾極 7 (読み出しゲートパルスアドレス ^ ) は y方向に配線されている。各フォトセルのコント α — ルゲ一ト領域 20は絶縁物 6 ¾介して ¾¾ 7 とキャパシタを形成している。絶縁物 6 は SiOz , SiN, Ta₂O_s等の比較的均一性の良好で誘電率の高いものが望まし。 ¾¾

7 は Sn0₂ , IHSOB 等の透明髦極、もしくはポリシリコン、もしくはシリサイドで形成されている。ソースの n+領域 3 は X方向の一列に並んだ瞵 )あうフォトセルのソースの n ⁺領域 3 と罨気的に同 «位であ i？、互いに接続されてお、コント π —ルゲート領域上の記線電極 7 とは C V D SiOs . P S G膜等の層間絶縁膜で交叉部分は絶縁されている。光の射照されないよにソースの n⁺領域 3 とコント π —ルゲート領域 20以外の部分は X , y方向の記線が互いに短絡しい程度に、膜等で遮光することが望まし。

第 7 図は本発明の半導体撮像装置のフォトセル部の記号を示す。 31，32 , 33 , 34は各々ソース、ドレイン、コントロールゲート、及びシールディングゲ一卜の電 ¾ である o

第 8 図は本発钥を画像処理用とした実施例である。

30は本発明の第 2 図乃至第 6 図のフォトセル ¾マトリクスにしたものでシールディングゲ一トは n+基板領域

1 の電極と同電位に接地もしくは一定の逆バイアス電位とるように一定 ¾ 35が与えられている。このようにマトリクスにすることによ ]) 2 次元の画像検出が

OMPI

> WIPO

、¾？應。できることにる。

11はビデオライ _ン達用のスィツチングトランジスタで静電誘導トランジスタ、 M O S トランジスタ、バィーラトランジタで良い。 12はビデオライン選^ パルス #sを与えるビデオライン選^回路であ ]3 、 13は読み出しゲートパルス # を与える読み出しァドレス画路であ ]?、 14は負荷抵抗、 15はビデオ電 Ε潔である。

入力 18がフ才トセルのマトリクス 30に照射され、ビデオライン選択園路と読み出し了ドレス回路によ！？、行と列の要素とるフォトセルの信号が順次出力端子

17に出てくる。 17の出力を穎次、ディスブレ回路へ伝送することによ ]) 画像出力を得ることができる。

シールディングゲ一トにソース電極に対して負の髦位を与えるようにしたものの実施例では、シールディングゲートに抵抗 Rs G 36を介してパイァスを加える方式、或いは抵抗 36 と大きるコンデンサ C S G 37の並列画路 ¾介してパイァス ¾加える方式等があ Ϊ) フォトセルマトリクス間の読み出し信号の分雔¾良くすることができる。

フォトセルのマトリクスと周辺回路を含めて単一の基衩上に集積化することももちろん可能であ、同一ブ a セスで製造可能 ¾ I *L , CML， S TL , I SL等の論理形式による S I T論理集積回路が製造容易である。

第 2 図 B に示しえ基本セル断面構造を持つデパイス一 OMPI を第 8 図に示した如く 4 X 4 の複数儳集積化し、そのうちの 3 つのセルの尤ダイナミック特性 ¾測定した菘杲¾第 9 図に示す。基本セル（ビクセル）の構造は第

2図 B にいて n^_層 2 の不純物密度〜. loUcm—*、第 1 及び第 2.の p+ゲートであるコントロールゲート領域及びシールディングゲ一ト領域 21 ©不純物密度は 10¹* cm"*以上、ゲートの拡散深さ 6 〜 7 μια、 η—層 2 の厚さは 8 /< 〜 10 /*程度である。 1 セルの面積は 100 ρ X 100 ftで、全体のソースの長さは 120 /| とつている。

第 9 図において A のラインは Wi — W2 = 2.0 /« 、 B のラインは Wi— の場合に対応して ]? 、それぞれ罨気的に共通のシールディングゲ一トにバイァス抵抗 HsG - lMi? を介して一 1.8 V、 - 1.5 V の逆バイァスが加えられている。

第 9 図の結果は光積分時間が 10 m sec の例であ ]?、光入力波長 2 = 655 O Aであって信号読み出しラインの選択パルス sが加えられ、ビデオバイアスか *—-列に並んだセル 1— 1 、 1— 2 、 1— 3 に加わ ])、さらに読み出しゲートパルス & 〔ゲートパルス高さ 5 V、幅 1 μ sec ：) が加わると顺次光情報が読み出されるわけである。その結果が鍈雜にブロットされて、同一チッブ A の中のパラツキ、同一チップ B の中のパラツキともに少ことがわかる。さらに Wi — W2 = 2 ;B のものと — W2 = l /i のものを比べると明らかに Wi -Wz

OMPI = 2 a のもの Aの方が徵弱光側で感度が良好にることがわかる o 光のダイナミ ^ クレンジは 40 dB ¾上、 S ZNも 0 dB以上存在することが確認できる。光ダイナミック特性のパラツキも麁和レペルの 5ϋ ίίの位置で 10 以下であ！？、このように第 2 図 Βの実 ¾倒はィメージセンサとして縱里構造でかつゲートが分割され、片方のゲートを分雜用に用充分集積度が上が、かつ他方コント ο — ルゲート S傍上にのみ光があたる工夫が ¾されてることから、允の感度、隣接するセル間の信号の分離も良好である。

本発明によ、受光部は静電誘導トランジスタによ高感度、高速でダイナミックレンジの大きいフォトセル額と、シールデイングゲートによ 1?各フォートセル間の分離が良くできることによ ]?、集積度の高半導体攆像装置を得ることができる。

実旌例におては 11 チャンネルで説明してきたが、もちろん Ρ チャンネルでもよことは説明するまでもい。又チャンネルが逆導 ¾型の静¾誘導トランジスタによる構成でも良し、ゲートはショットキーバリァゲート又は M O S ( M I S ) ゲートでも良い。材料は

OMPI S iに限らず Ge 、 3— V族間化合物半導体（混晶も含む）、あるいは： Hgx Cd ! -χ Te のよ 5 ¾ B— ¾族間の化食物半導体等でも良。

フォトセルのマトリクスの配線は A のボリシ .リコンの二層 S線等、铉来のディジタルメモリの技裙が使えることはうまでも 4 。

産業上の利用可能性

^上説明してきたように本発明の半導体撮像装置は ^下のよう特徵を有してる。

(1) ドレインるしはソース領域の片方のゲートはコント o —ルゲートとして片方のゲートはシールディングゲ一ト領域として構成し、常に光增幅作用はコント _α一ルゲート領域で行 ¾わせてる。つま Ϊ) 2つのゲートの機能を光に対して分離してる。

(2) 集稷度が向上している。

以上のことから本発明の半導体撮像装置は、フォトセルが互に分雜し、かつ集積度が向上してることの他に、高感度、高集稷度、低雑音でダイナミックレンジが大きく S / N比が良いとう非常に優れた特性を有することから工業的価値が高いといえる。

Claims

請求の範囲

(1) 複数の行線、粳数の列辗でマトリ.タスが構成されてる半導体撮像装置であって、マトリクスの交点には列線に接続された一方の主《¾.と、共通に接続された.他方の主電極と、主 « ¾間に £置されたチヤンネル領域と、 2 つの制御領域 ¾有し、そのうち 1 つのフオルトセルとして働く制御領域に接続された菴稷コンデンサが行線に接続されたことを特徵として、前記制御領域とは別の他の制街領域はフォトセル間の信号分雜領域として動作し、フォトセルとして働く制御領域の感度を増大するべく、前記フォトセルとして動作する制御領域と前記列線に接続された主電極の間隔を、前記フォトセルとして動作し ¾ 他の制御領域と前記列線に接続された主 ¾ ¾ の間隔を W2 としえときに Wi〉となることを特徵とし、該フォトセルとして動作する制御鼋¾構造を具備した静電誘導トランジスタとコンデンザ-をフォトセルとして具備して ]?、さらに前記列線の片方にはスィツチング用のトランジスタの一方の主 ¾ が接続され、前記スイッチングトランジスタの他方の主電獲は各列のスィツチング用のトランジスタと共通にされ、読み出しビデオ負荷抵抗き介して電涿と接続されてて、各スィツチ用のトランジスタのゲートし、ベースはビデオライン選択回路に接続されていて、前記各フォトセルのゲートはコンデンサを介して読み出しアドレス回路に接続されていることを特徴とした半導体撮像装置。

(2) . 前記特許請求の範囲第 1 項記載の半導体撮像装置において、前記フ才トセル,間の侵号分雜領域として働く制御領域の不鈍物密度が前記フォトセルを構成する制御領域の不純物密度よも高ことを特截とする半導体撮像装置。

(3) 前記特許請求の範囲第 1 項または第 2 項記載の半導体撮像装置において、前記フォトセル間の信号分離領域として働く制御領域と前記列線に接続された主の間のチヤンネル領域の不純物密度が他のフォトセルとして働く制御領域と前記列線に接続された主電極の間のチャンネル領域の不純物密度よ U も高くしたことを特徵とする半導体撮像装置。

(4) 前記特許請求の範囲第 1 項乃至第 3 項中の一項に記載の半導体撮像装置において、前記フォトセル間の信号分鶬領域として働く制御領域と隣接するチヤンネル及び主電極によできるダイォード部分に光が照射されるように遮光したことを特徵とする半導体撮像装置。

(5) 前記特許請求の範囲第 1 項乃至第 4項中の一項に記載の半導体攆像装置にいて、マトリクスの交点にある静電誘導トランジスタのそれぞれが、絶縁物分離技街によ ]5製造されてることを牿赘とする半導体撮像装置。

Y iPO ν