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受光素子 コモンズ 外国出願あり

国内特許コード P110005634
整理番号 04014P
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2006-548983
登録番号 特許第4143730号
出願日 平成17年12月20日(2005.12.20)
登録日 平成20年6月27日(2008.6.27)
国際出願番号 JP2005023309
国際公開番号 WO2006068106
国際出願日 平成17年12月20日(2005.12.20)
国際公開日 平成18年6月29日(2006.6.29)
優先権データ
  • 特願2004-369895 (2004.12.21) JP
発明者
  • 澤田 和明
  • 丸山結城
出願人
  • 国立大学法人豊橋技術科学大学
発明の名称 受光素子 コモンズ 外国出願あり
発明の概要

イメージセンサの画素を構成する受光素子おいて、画素毎に受光部の自己抑制作用を持つ広ダイナミックレンジを実現する。半導体基板と、半導体基板に絶縁膜を介して形成される、入射光を透過するとともに、ゲート電圧が印加される第1の電極膜と、第1の電極膜に隣接した拡散層とを備え、第1の電極膜と前記拡散層とが結線されている。

従来技術、競合技術の概要


近年では以下のように様々な非線形読み出しによる広ダイナミックレンジのセンサが実用化されている。
MOS(Metal Oxide Semiconductor)特性の非線形部分を使用する方法である。
また、感度の異なるセンサを複数使用し、合計して1画素とする方法がある。
また、蓄積時間を可変する方法などがある。

産業上の利用分野


本発明は受光素子に関する。更に詳しくは、フォトゲート型受光素子のダイナミックレンジを拡大することに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】第1の導電型にドープされた半導体基板と、
前記半導体基板に絶縁膜を介して形成される透光性の第1の電極膜と、
前記半導体基板において前記第1の電極膜下の電荷獲得領域であって、該電荷獲得領域は前記半導体基板よりも高い濃度で前記第1の導電型にドープされる電荷獲得領域と、
前記半導体基板において該電荷獲得領域へ連続し、前記半導体基板とは異なる第2の導電型にドープされた第1の拡散層であって、前記第1の電極膜へ結線された第1の拡散層とを備え、
前記第1の電極膜を通過した光により前記電荷獲得領域で獲得された電荷が前記前記第1の拡散層へ蓄積された結果、該第1の拡散層の電位が変化し、その電位変化を前記第1の電極膜へ帰還して、該第1の電極膜の電位を前記第1の拡散層の電位変化と同方向へ変化させる、ことを特徴とする受光素子。
【請求項2】前記第1の電極膜と前記第1の拡散層との電位が等しい、ことを特徴とする請求項1に記載の受光素子。
【請求項3】前記半導体基板はシリコン基板であり、前記第1の導電型はp型であり、前記第2の導電型はn型である、ことを特徴とする請求項2に記載の受光素子。
【請求項4】前記第1の電極膜は不純物が添加された多結晶シリコンからなる、ことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の受光素子。
【請求項5】前記受光素子には、前記第2の導電型にドープされた第2の拡散層が更に備えられ、該第2の拡散層と前記第1の拡散層との間に転送ゲートが形成されている、ことを特徴とする請求項1~4に記載の受光素子。
【請求項6】請求項1~請求項5のいずれかに記載の受光素子が画素として用いられる、ことを特徴とするイメージセンサ。
【請求項7】第1の導電型にドープされた半導体基板と、
前記半導体基板に絶縁膜を介して形成される透光性の第1の電極膜と、
前記半導体基板において前記第1の電極膜下の電荷獲得領域であって、該電荷獲得領域は前記半導体基板よりも高い濃度で前記第1の導電型にドープされる電荷獲得領域と、
前記半導体基板において該電荷獲得領域へ連続し、前記半導体基板とは異なる第2の導電型にドープされた第1の拡散層とを備える受光素子の制御方法であって、
前記第1の電極膜を通過した光により前記電荷獲得領域で獲得された電荷が前記第1の拡散層へ蓄積された結果、該第1の拡散層の電位が変化し、その電位変化を前記第1の電極膜へ帰還して、該第1の電極膜の電位を前記第1の拡散層の電位変化と同方向へ変化させることにより、前記受光素子のダイナミックレンジを調整することを特徴とする受光素子の制御方法。
産業区分
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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