JPS605108B2 - 固体擦像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ‘１’発明の利用分野 本発明は、半導体基板上に、光情報に応じた信号電荷を
蓄積する多数の光電変換素子および各素子から信号電荷
を取り出す走査回路素子を集積化した固体撮像装置に関
するものである。

■従来技術 固体撮像装置は空間的２次元の光情報を時系列化電気信
信に変換するもので、この装置の一形式は高い解像度を
得るため５００×５０“固程度の光電変換素子マトリッ
クスとそれら光電変換素子から信号電荷を取り出すスイ
ッチ素子及びスイッチ素子を開閉する走査パルスを出力
するＸ（水平）走査回路、Ｙ（垂直）走査回路をそなえ
ている。

固体撮像装置の一例の原理的な構成を図示すると第１図
のようになる。以下図面を用いて説明するが、同一符号
のものは同一または均等部分を示すものとする。第１図
において１は水平走査回路で、水平方向に配列される画
素（光電変換素子）の数（例えば５００）に対応した段
数の単位回路からなり、走査回路を駆動するクロックパ
ルスにより１水平走査期間に一定のタイミング時間ずつ
シフトした走査パルスを単位回路の各段に順次出力する
。２は垂直走査回路で、光電変換素子マトリックスの行
数（例えば５００）に対応した段数の単位回路からなり
、走査回路を駆動するクロックパルスにより１フィール
ドの間に１水平走査期間に対応して一定のタイミング時
間ずつシフトした走査パルスを単位回路の各段に順次出
力する。

垂直走査回路２から出力される走査パルスにより垂直転
送スイッチ素子３を順次開閉し、２次元状に配列した個
々の光電変換素子からの信号を垂直出力線５に転送し、
水平走査回路１から出力される走査パルスにより水平転
送スイッチ素子６を順次開閉し、垂直出力線５から信号
を水平転送スイッチ素子６を通して水平出力線７に転送
する。

光電変換素子４からの信号はその上に投影された光学像
に対応するので、上記動作により映像信号を取り出すこ
とができる。上記固体糠像装置は通常高集積化が比較的
容易で、第２図に構造断面を示したように感光素子とス
イッチング素子が一体化構造で製作できるＭＯＳ−ＬＳ
Ｉ技術を用いて作られる。

図から分かるように垂直スイッチ３は垂直走査パルスに
よって開閉するゲートＳを備えたＭＯＳ電界効果トラン
ジスタ（以下ＭＯＳＴと略記する）で構成され、光電変
換素子４はそのソース接合を利用したｐｎ（またはｎｐ
）接合光ダイオード、垂直出力線５はＭＯＳＴ３のドレ
ィンにつながった配線（通常ＡＩが使用される）で構成
されている。水平スイッチ６は水平走査パルスによって
開閉するゲート９を備えたＭＯＳＴで構成され、水平出
力線７はＭＯＳＴ６のドレィンにつながった配線（通常
ＡＩが使用される）で構成されている。また、１川まこ
れらの素子を集積化する半導体（例えばシリコン）基板
で、上記のソースおよびドレィンがｐ型の不純物で作ら
れる場合はｎ型（ソースおよびドレインがｎ型で作られ
る場合はｐ型）となる。また、１１は絶縁用の酸化膜（
一般にシリコン酸化膜が使用される）である。このよう
に構成された固体撮像装置は光電変換素子としてＭＯＳ
Ｔのソース接合が利用できる、また走査回路にもＭＯＳ
シフトレジスタが利用でき前記半導体基板上に−体化構
成できる等陵れた利点を有している。しかしながら、こ
の種固体撮像装置はその構成上、以下に述べるような問
題点を抱えている。１．走査回路 走査回路はＸ方向の走査を行う水平走査回路とＹ方向の
走査を行う垂直走査回路で構成されるが、水平走査回路
は垂直走査回路の走査パルス出力期間（標準テレビ放送
方式では６４仏ｓ，周波数で表現すれば１５．７沙ＨＺ
）に×方向に並ぶ全光電変換素子を走査する必要があり
、水平走査回路に要求される走査速度は垂直走査回路よ
りＸ方向の画素数倍（例えば５００（Ｘ方向）×５００
（Ｙ方向）の素子では５００倍。

）だけ高いものとなる。しかし、一般には走査回路は水
平および垂直とも同じ構成の回路でよく（勿論、互に異
なる回路であってもよい。）、同一の製造工程で作られ
ることが望ましい。従来用いられている代表的な走査回
路（電子通信学会半導体・トランジスタ研究会資料ＳＳ
Ｄ７２一３鏡参照）の各段単位回路は第３図に示す如く
１組の極性反転回路および１組のトランスファーゲート
で構成されたシフトレジスタ型回路である。

図においてはシフトレジスタ型走査回路の構成単位とな
る初めの１段と、その駆動回路部分を合わせて示してあ
る。１２および１３は１８００位相のずれたクロツクパ
ルス発生器、１４は単位回路１５の出力端子１６にシフ
トパルスを得るための入力パルスＶ，Ｎを発生する入力
パルス発生回路、また１７１ま駆動用電源である。

１８はクロックパルスぐ，によって開閉するトランスフ
ァーＭＯＳＴ，１９はクロツクパルスぐ２によって開閉
するトランスファーＭＯＳＴである。

２０は極性反転回路であり、ゲートおよびドレィンが同
一電源１７につながった飽和型の負荷ＭＯＳＴ２ １お
よび駆動ＭＯＳＴ２２の直列接続で構成されている。

同図ｂは本回路で得られる入出力パルスのタイミングを
示したもので、クロツクバルス？２に同期した入力パル
スＶ，Ｎは、クロツクパルスの周期時間Ｔでだけ遅延し
、出力端子１６からは入力パルスＶ，Ｎと同極性の出力
パルスＶｏ，が得られる。この出力パルスＶｏ，は次段
（図示せず）の入力となり、その出力からはやはり時間
Ｔ◇だけ遅延した出力パルスＶｏ２が得られ、以下同機
にしてＴＪずつ遅延した出力パルス勿Ｗｏ３・・・を得
ることができる。上記の出力パルスにおいて、立上り時
間ｔｒぐ０”→“１”）は負荷ＭＯＳＴにより出力端子
１６に寄生した容量Ｃｓを充電する時間であり、また立
下り時間ｔｆぐ１”→“０”）は駆動ＭＯＳＴ２２を通
して寄生容量Ｃｓに蓄積された“１”電圧が放電するの
に要する時間である。極性反転動作をさせるために、一
般に負荷ＭＯＳＴ２１のコンダクタンスは駆動ＭＯＳＴ
２２のコンダクタンスの約１′１０に選ばれる。このた
め、立上り時間は立下り時間より一桁大きく、本走査回
路で得られる速度の上限を決めるのは、この立上り時間
すなわち負荷ＭＯＳＴ２１のコンダクタンスである。こ
こで負荷ＭＯＳＴコンダクタンスｇｍｌおよび“１”レ
ベル電圧ｙｏ（“，”）は、電源１ ７の電圧をｖ地
しきい値電圧をＶＴとすれば次式で与えられる。ｇｍ，
＝８（Ｖｄｄ−ＶＴ） ‘１１Ｖ。

（“ｒ）＝Ｖｄｄ一ＶＴ ■但
し、８はＭＯＳＴのデバイス定数によって決まるチャン
ネル・コンダクタンスである。本式からわかるようにし
きい値電圧を小さくするとコンダクタンスは大きくなり
、さらに“１”レベル電圧も高くなる。すなわち第３図
ｃに見られるように、しきし、値電圧ＶＴの低下ととも
にＶｏ（“，”）が高くなり、ｔｒは小さくなるので走
査回路の速度は高くなる。このことから、高速で動作す
る水平走査回路を構成するＭＯＳＴのしきし、値電圧Ｖ
Ｈ／Ｔ（的）は低速で動作する垂直走査回路を構成する
ＭＯＳＴのしきし、値電圧ＶＶ／Ｔ（的）より低く選ぶ
ことが必要となる。ＶＶ′Ｔ（的）＞ＶＨ／Ｔ（ｓＣ）
【３，しかるに前述の如く両走査回
路を同一の製作工程で作ることが望ましいし、またそう
すれば当然にその両走査回路を構成するＭＯＳＴのしき
い値電圧は同じものになってしまう。

従って水平走査回路を構成するＭＯＳＴの設計値（チ「
ンネル幅、チャンネル長など）を変えてコンダクタンス
を向上させる必要があるが、単に設計値を変えただけで
２桁以上の差を持たせることは、水平走査回路の占める
レイアウト面積が極端に大きくなる等の弊害が生じ好ま
しくない。２．転送スイッチ 水平スイッチ６は高速の水平走査回路１により標準テレ
ビ放送方式では６４〆ｓ毎に選択され、垂直出力線は６
４ｒｓ毎にビデオ電圧まで充電されるのに対し、垂直ス
イッチ３は約１７ｍｓ（フィールド周波数は６０ＨＺで
ある。

）毎に選択を受ける。これにより、光ダイオード４は１
７ｍｓの間光の照射を受け、その間に発生した光信号電
荷をダィオード‘こ蓄積する、いわゆる蓄積モードで動
作するので光感度が高くなるのである。ＭＯＳＴの非導
適時の抵抗はバィポーラトランジスタ等の他素子に較べ
ると比較的大きいが、ゲートに加わる電圧がしきし、値
電圧以下であっても完全にはカットオフではなく微小電
流（一般にテーリング電流と称されている）が流れ、光
ダイオード４には垂直スイッチ用のＭＯＳＴ３を通して
電流が充電されることになる。このため、光学情報を正
確に反映した信号を読出すことができないことになる。
３．雑音 水平信号出力線７には水平走査回路１を駆動する前述の
クロックパルスあるいは回路各段の出力する走査パルス
の立上り、立下り時に基づく誘導性雑音が基板半導体体
内あるいは体外の寄生容量を通して漏洩する（垂直走査
回路を駆動するクロックパルスあるいは走査パルスによ
り発生する雑音は、クロックパルスを１水平走査期間毎
に設けられる水平プランキィング期間内に納めること等
により、本雑音を事実上映像信号から除去することがで
きるので問題にはならない。

）。特に、体内を通して飛び込む雑音は寄生容量のほか
に半導体基板の抵抗が加り複雑な径路を経て混入するの
で雑音処理回路（一般に低域フィルターが使用される）
による雑音の除去が極めて驚かしい。このため、固体撮
像装置の信号対雑音比は電子管に較べて低く、画質が悪
いため、装置の応用分野を制限もしくは実用化をはばん
でいる。（３ー 発明の目的 本発明は上誌の問題を解消することを目的とする。

｛４字 発明の総括説明 上述した問題を解決する手段として、走査回路について
は水平走査回路のＭＯＳＴのしきし、値電圧をより低く
することが考えられる。

また、スイッチのテーリング電流はしきし、値電圧が高
い程小さくなるので、正しい光学情報を得るための解決
策として垂直スイッチ用ＭＯＳＴ３のしきし、値電圧を
より高くすることが考えられる。さらに飛込み雑音に関
しては走査回路とスイッチ（水平信号出力線を含む）を
異なる基板領域に集積化することが考えられる。この考
えの下に、本発明においては水平走査回路を構成するＭ
ＯＳＴと垂直走査回路を構成するＭＯＳＴとが、あるい
は水平スイッチ用ＭＯＳＴと垂直スイッチ用ＭＯＳＴと
が、異なるしきし、値電圧をとり得るようにした。

具体的には固体撮像装置を形成する半導体基板の主表面
に基板とは異なる導電型の複数の領域を形成し、前記各
機能を異にする素子（ＭＯＳＴ）を上記複数の領域に分
けて集積化した。｛５’実施例 以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明する。

第４図は本発明による固体撮像装置の骨子となる概念を
示す平面構成図である。

２３は水平走査回路１を含む領域、２４は水平スイッチ
用ＭＯＳＴ６を含む領域、２６は垂直走査回路２を含む
領域、また、２６は垂直スイッチ用ＭＯＳＴ３および光
ダイオード４を２次元状に配列した光電変換部を含む領
域である。

最初に走査回路について説明する。

領域２３に含まれる水平走査回路１のＭＯＳＴのしきい
値電圧ＶＨ／Ｔ（ＳＣ）が前記第｛３’式の関係を満足
するよう領域２５に含まれる垂直走査回路２のＭＯＳＴ
のしきい値電圧ＶＶ／Ｔく筑）より低く設定する。次に
スイッチ用ＭＯＳＴのしきい値電圧について説明する。
水平スイッチ用ＭＯＳＴ６は前述のように６４仏ｓ毎に
導適するのに対し、垂直スイッチ用ＭＯＳＴ３は１７ｍ
ｓという遅い周期で導適する。さらに、詳細に言うと水
平スイッチにつながる垂直信号出力線５の情報蓄積時間
は６４仏ｓであるのに対し、垂直スイッチにつながる光
ダイオード４の情報蓄積時間は５００倍長い。したがっ
て、光ダイオードの情報リークを抑えるためには垂直ス
イッチ用ＭＯＳＴ３の非導適時におけるカットオフ抵抗
は出釆得る限り大きくするのが望ましい。本願発明者ら
の測定では、しさし、値電圧を０．１Ｖ上げることによ
り非導適時のテーリング電流は１′１０に減少する。垂
直スイッチ用ＭＯＳＴ３の光学情報のリークを水平スイ
ッチ用ＭＯＳＴのリークと同等にするには、垂直スイッ
チ用ＭＯＳＴのしきい値電圧ＶＶ／Ｔ（ＳＷ）を水平ス
イッチ用のＭＯＳＴのしきし、値電圧ＶＨ／Ｔ（ＳＷ）
に比較して０．２５Ｖ高くする必要があり、一般に、領
域２６に含まれるＭＯＳＴのしさし、値電圧は領域２４
に含まれるＭＯＳＴのしきし、値電圧より高くするのが
望ましい。

ｖｖ／Ｔ（ｓｗ）＞ＶＨ′Ｔ（ＳＷ）
‘４’走査回路およびスイッチを構成するＭＯＳＴ間
のしきし、値電圧については、必要とする特性により変
わるので、大小関係を上記のように一義的に定めること
はできない。

前述のように本発明におし・は撮像装置を構成するＭＯ
ＳＴのしきい値電圧を部分的に異なる値に設定する。

以下、しきし、値電圧を部分的に制御することのできる
具体的構造についてのべる。第５図は本発明の撮像装置
の断面構造を示したものである。同図ａは第４図に示し
た本発明の撮像装置の垂直走査回路領域２５と水平走査
回路領域２３の切断面を矢印２７の方向から見た場合の
断面構造図であり、１川よ構成ＭＯＳＴを集積化する第
１導電型（例えばＮ型）のシリコン基板、２８（２８一
１，２一８−２）は第２導電型（例えばＰ型）で作られ
た不純物層である。この不純物層２８は通常の熱拡散法
によって簡単に製作することができる。２５は垂直走査
回路が集積化される領域であり、２３は水平走査回路が
集積化される領域である。

垂直走査回路は不純物層２８一１の中に作られており、
２９は垂直走査回路を構成する任意のＭＯＳＴである。
３０はＭＯＳＴ２９のドレイン（またはソース）、３１
はソース（またはドレィン）であり基板１０と同じ導電
型の不純物層で作られ、３２はゲート電極、また１１は
絶縁用酸化膜（シリコン酸化膜Ｓｉ０２を使用）である
。

水平走査回路は不純物層２８−２の中に作られており、
３３は水平走査回路を構成する任意のＭＯＳＴである。
３ ４はＭＯＳＴ３ ３のドレイン（またはソース）、
３５はソース（またはドレイン）であり基板１０と同じ
導電型の不純物層で作られ、３６はゲート電極である。

３７−１，３７一２は不純物層２８−１，２８−２の電
位を決めるための電圧を加える電極であり、絶縁用酸化
膜１１の一部に閉口したコンタクト孔３８−１，３８−
２さらに不純物層３９−１，３９一２を介し、不純物層
２８−１，２８一２とつながっている。不純物層３９一
１，３９−２は不純物層２８ーー，２８一２と同型であ
るが、電極３７−１，３７一２とのオーミツクなコンタ
クトを行わせるため不純物層２８−１，２８一２より不
純物濃度が高い。同図ｂは第４図に示した本発明の撮像
装置の水平走査回路領域２３，水平スイッチ構成領域２
４及び光電変換部領域２６を縦方向に切断し矢印４０の
方向から見た場合の断面構造図であり、２８は第２導電
型で作られた不純物層である。

水平スイッチ用のＭＯＳＴ６は不純物層２８−３の中に
作られており、４１は水平信号出力線７につながるドレ
イン、４２は垂直信号出力線５につながるソース、４３
はゲート電極である。光ダイオード４および垂直スイッ
チ３は不純物層２８−４の中に作られており、光ダイオ
ード４は垂直スイッチ用ＭＯＳＴ３のソースを利用して
構成されている。４４は垂直信号出力線５につながるＭ
ＯＳＴ３のドレイン、４５はゲート電極である。

３７一３，３７−４はコンタクト孔３８一３，３８一４
，さらに不純物層３９一３，３９−４を介して不純物層
２８一３，２８一４につながる電極である。

不純物層２８の第２導電型不純物濃度Ｎ２は製作上基板
１０の第１導電型の不純物濃度Ｎ，よりは高くなり、ま
た不純物層３９の第２導電型不純物濃度Ｎ′２は電極３
７とのコンタクトをとるため所定の濃度以上を必要とし
、（不純物層２８の不純物濃度より一般に高くなる。

但し、不純物層２８の不純物濃度が非常に大きく、電極
３７とのコンタクトが十分とれる場合は本不純物層３９
を設ける必要はなく、電極３７はコンタクト孔３８を介
して直接不純物層２８に接触させればよい。）また、不
純物層２８の中に形成される第１導電型不純物のソース
（ドレィン）の濃度Ｎ′，はＭＯＳトランジスタとして
の動作を行わせるため不純物層２８の第２導電型不純物
濃度Ｎ２より高く、不純物層３９の第２導電型不純物濃
度Ｎ′２と同等もしくはそれ以上に選ぶのがよい。すな
ち｛５｝式の関係を満足させるのがよい。Ｎ′，≧Ｎ′
２＞Ｎ２＞Ｎ， 【５１上式を
満足する１例として、基板１０の不純物濃度Ｎ．を最も
一般に使用される１び５個／地に選んだ場合、Ｎ２は５
×１び５〜１び７個／塊，Ｎ′２は１び６〜１ぴ個／地
，Ｎ′，は１び８〜１ぴ１個／地に設定すればよい。

さて、不純物層２８に電圧（本不純物層中におかれるド
レイン（ソース）が逆バイアスされるようにとり、不純
物層がＰ型の場合はｅ電圧，Ｎ型の場合は■電圧）を印
加すると、本不純物層内に置かれたＭＯＳＴには基板バ
イアス効果が働き、その結果ＭＯＳＴのしきし、値電圧
は、印加電圧Ｖ２に依存して変化する。

電圧Ｖ２をかけない状態で真性しきい値電圧をＶＴ（前
記しきい値電圧は総てこれに相当する）とすれば変化後
のしきし、値電圧Ｖ′Ｔは次式で与えられる。ｖＴ＝ｖ
，十Ｋ（ノ句≠友内‐ゾす布） （６）‘６）式におい
て、ＫおよびＪＦは不純物層の不純物濃度等によって決
まる基板効果定数およびフェルミ電位である。

本発明の撮像装置で必要な条件【３１，【４｝式を満た
すためには、【６｝式より電極３７一１（垂直走査回路
領域２５）に印加する電圧ＶＶ／２（ＳＣ）は電極３７
−２（水平走査回路領域２３）に印加する電圧ＶＨ′２
（舵）よりも大きく、また電極３７一４（光電変換部領
域２６）に印加する電圧ＶＶ／２（ＳＷ）は電極３７−
３（水平スイッチ構成領域２４）に印加する電圧ＶＨ′
２（ＳＷ）よりも大きくすればよいことがわかる。ＶＶ
／２（ｓｃ）＞ＶＨ′２（ｓＣ） ｛７）ＶＶ′２（Ｓ
Ｗ）＞ＶＨ／２（ＳＷ） ■｛７｝，‘８）式を満たす
電圧を電極３７−１，３７一２，３７一３，３７一４に
加えることにより不純物層２８に置かれたＭＯＳＴのし
きい値電圧を容易に所望の値にすることができ、所望の
目的を達成することができる。

また特に本実施例の構成においては水平走査回路および
水平スイッチの集積化される不純物層領域が異なるため
水平走査回路から水平信号出力線に飛び込む雑音を低減
することができるという副次的な効果も備えている。上
記の実施例ではしきい値電圧を４つの領域で変化させる
ことを考えたが、簡便のためしきし、値電圧の高い垂直
走査回路領域２５と光電変換部領域２６の２つの領域を
１つにまとめ、しきい値電圧の低い水平走査回路領域２
３と水平スイッチ構成領域２４の２つの領域を１つにま
とめても差支えない。第６図ａはしきし、値電圧を２つ
の領域で変化させる場合の固体撮像装置の概念構成を示
す図である。４６は水平走査回路１，水平スイッチ用Ｍ
ＯＳＴ６を含んだ領域であり、４７は垂直走査回路２，
光ダイオード４およびそれにつながる垂直スイッチ用Ｍ
ＯＳＴ３を含んだ領域である。

もちろん、さらに他の実施例として、水平走査回路と水
平スイッチ用ＭＯＳＴを一つの不純物層に、垂直走査回
路を他の不純物層に、光ダイオードおよびそれにつなが
る垂直スイッチ用ＭＯＳＴをさらに他の不純物層に形成
しても良い。第６図ｂは第６図ａに示した本発明の撮像
装置の縦方向の切断面を矢印４８の方向から見た断面図
であり、２８−５は領域４６を納める第２導電型の不純
物で作られた不純物層、２８−６は領域４７を納める第
２導電型の不純物層である。４９，５０は水平走査回路
１，水平スイッチ用ＭＯＳＴ６を構成する任意のＭＯＳ
Ｔ５１のドレィンまたはソースであり基板と同型の第１
導電型の不純物で作られる。

５２はゲート電極、また、１１は絶縁用酸化膜である。
５３，５４は垂直スイッチ３を構成する任意のＭＯＳＴ
５５のドレィンまたはソースであり（垂直走査回路２を
構成するＭＯＳＴ，光ダイオード４は図示せず。）第１
導電型の不純物で作られる。５６はゲート電極、さらに
、３７−５はコンタクト孔３８−５，不純物層３９−５
を介して不純物層２８一５につながる電極、３７一６は
コンタクト孔３８一６，不純物層３９−６を介して不純
物層２８−６につながる電極である。

基板濃度Ｎ，，第２導電型の不純物層濃度Ｎ２，Ｎ′２
，第１導電型ドレィン（ソース）濃度Ｎ′，の関係は‘
５｝式と同じである。本実施例に於ては、領域４７に置
かれるＭＯＳＴのしきい値電圧を領域４６に置かれるＭ
ＯＳＴのしきし、値電圧より高くしたいので、電極３７
−６に印加する電圧ＶＶ′２を電極３７一５に印加する
電圧ＶＨ／２より高くすればよい。すなわち次式の関係
を満たすようにすればよい。ＶＶ′２＞ＶＨ′２ さて、しきい値電圧を機能に応じて部分的に異なる値に
設定する方法として、上記では基板と異なる導電型の不
純物層を設け、本不純物層に互に異なる電圧を印加する
ことを述べたが、上述の４つの領域（第４図）、あるい
は２つの領域（第６図ａを構成するＭＯＳＴのチャンネ
ル領域の基板濃度を変えることによりしきし、値電圧を
変えることができる。

以上、実施例を用いて詳細に説明したように、水平走査
回路の素子と垂直走査回路の素子のしさし、値電圧を異
なる値にすることにより、高速、低速の走査速度を得る
ことができ、また、水平スイッチ素子と垂直スイッチ素
子のしきい値電圧を異なる値にすることにより、スイッ
チのリーク電流を低減することができる。

また、本発明の固体撮像装置において走査回路とスイッ
チを異なる領域に設けた場合には、走査回路を駆動する
クロックパルスあるいは走査パルスの誘導性雑音がスィ
ッ升こ飛び込む量は極めて小さくなり、信号対雑音比の
向上すなわち画質の改善を図ることができるという副次
的な効果もある。

さらに、垂直スイッチ素子のしきい値を高くしたことに
より、ブルーミング（強烈光による電荷の溢れ）を防ぐ
ことができるという効果がある。なお、上記の説明では
固体撮像装置の構成素子として光ダイオードとＭＯＳ形
走査回路の組み合せを例にとってのべたが、光ダイオー
ドと電荷移送形走査素子の組み合せからなる固体撮像装
置においても本発明を利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の固体撮像装置の原理的構成を示す図、第
２図は第１図に示した固体撮像装置の横造を示す断面図
、第３図は固体撮像装置で使用する走査回路および動作
特性を示す図、第４図および第６図ａは本発明の固体撮
像装置の平面構成を示す図、第５図ａ，ｂ，第６図ｂは
本発明の固体撮像装置の断面構造を示す図である。 １・・・・・・水平走査回路、２・・…・垂直走査回路
、３・・…・垂直スイッチ（素子）、４・・・・・・光
電変換素子（光ダイオード）、５・・・・・・垂直出力
線、６・・・…水平スイッチ（素子）、７・・・・・・
水平出力線、１０・・・・・・半導体基板（第１導電型
基板）、１ １・・・・・・絶縁用酸化膜、２３，２４
，２５，２６，４６，４７・・・・・・領域、２８・・
・・・・第２導電型不純物層、２９，３３，５ １，５
６・・・…ＭＯＳＴ（ＭＯＳトランジスタ）、３７・
…・・電極（端子）。 第７図 努乙図 第３図 第４図 努グ図 多６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同一半導体基板の一主表面上に２次元状に配列され
   光情報に応じた信号電荷を蓄積する複数個の光電変換素
   子と、この光電変換素子の信号電荷を垂直伝送路に取り
   出すための垂直転送スイツチ素子と、垂直伝送路に取り
   出された信号電荷を所定の順序で出力端子に取り出すた
   めの水平伝送回路を構成する素子と、前記垂直転送スイ
   ツチ素子の開閉を制御する制御回路を構成する素子とを
   そなえる固体撮像装置において、前記基板の主表面にこ
   の基板と異なる導電型の不純物層領域を複数個設け、前
   記素子を機能に応じて少くとも２つの群に分け、これら
   の群をそれぞれ異なる前記不純物層領域に形成し、前記
   少くとも２つの群の素子のしきい値を相異ならせるよう
   にしたことを特徴とする固体撮像装置。 ２ 前記不純物層領域に印加する電圧を相異ならせるこ
   とにより前記素子のしきい値を相異ならせるようにした
   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
   装置。 ３ 前記不純物層領域の不純物濃度を相異ならせること
   により前記素子のしきい値を相異ならせるようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体撮像装
   置。 ４ 前記水平伝送回路は、前記垂直伝送路の各々と出力
   線路とを接続する複数個の水平転送スイツチ素子と、こ
   の水平転送スイツチ素子を所定の順序で開閉する制御回
   路からなり、この制御回路を構成する素子のしきい値が
   、前記垂直転送スイツチ素子の開閉を制御する制御回路
   を構成する素子のしきい値よりも低くなるようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体撮像装
   置。 ５ 前記水平伝送回路は、前記垂直伝送路の各々と出力
   線路とをそれぞれ接続する複数個の水平転送スイツチ素
   子と、この水平転送スイツチ素子を所定の順序で開閉す
   る制御回路とからなり、この水平転送スイツチ素子のし
   きい値よりも前記垂直転送スイツチ素子のしきい値が高
   くなるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の固体撮像装置。