JP4719201B2 - 固体撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、固体撮像装置に関するものである。

固体撮像装置は、Ｘ線等の放射線を撮像する際にも用いられ、例えば歯科等の医療用にも用いられる。このような固体撮像装置は、フォトダイオードを各々含むＭ×Ｎ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_Ｍ,ＮがＭ行Ｎ列に２次元配列された受光部と、この受光部を覆うように設けられたシンチレータ層と、受光部の各画素部に含まれるフォトダイオードで発生した電荷の量に応じた電圧値を出力する信号読出部と、受光部および信号読出部等の動作を制御する制御部と、を備える。また、固体撮像装置では、受光部，信号読出部および制御部等が半導体基板上に形成される場合もある。

この固体撮像装置では、シンチレータ層への放射線の入射に応じてシンチレーション光が発生し、受光部の何れかの画素部に含まれるフォトダイオードへのシンチレーション光の入射に応じて、そのフォトダイオードで電荷が発生する。そして、受光部の各画素部に含まれるフォトダイオードで発生した電荷の量に応じた電圧値が信号読出部から出力される。このようにして放射線像が得られる。

ところで、このような固体撮像装置では、シンチレータ層を透過した放射線やシンチレーション光が、受光部以外の領域（例えば、信号読出部や制御部の領域、ワイヤボンディングの為のフィールド領域、等。以下、この領域を「周辺領域」という。）に入射されると、その入射位置においても電荷が発生する場合がある。そして、その周辺領域で発生した電荷は、発生位置から移動していって、受光部の何れかの画素部に含まれるフォトダイオードの接合容量部に蓄積される場合がある。このような場合、受光部の当該画素部から出力される電荷には、その画素部のフォトダイオードで発生した電荷だけでなく、周辺領域で発生した電荷もノイズとして含まれることになる。したがって、正確な放射線像が得られない。

このような問題を解消することを意図した発明が特許文献１に開示されている。この文献に開示された発明の固体撮像装置は、周辺領域への放射線の入射を阻止する遮蔽部材を備えている。この遮蔽部材は、受光部の上に開口部を有しており、受光部の上に設けられたシンチレータ層へ放射線を入射させることができる。
特開２００４−１７７２１７号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された発明の固体撮像装置では、遮蔽部材が設けられていても、放射線がシンチレータ層または遮蔽部材に入射した際にコンプトン効果により散乱放射線が発生する。コンプトン効果により発生する散乱放射線は、入射する放射線より低エネルギーであるので、固体撮像装置の回路を構成するシリコンでの吸収が大きい。それ故、このような散乱放射線やシンチレーション光の周辺領域への入射によるノイズの発生を充分に防ぎきれない。周辺領域の面積が大きい場合には特にノイズが発生し易い。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、周辺領域における電荷発生の影響を充分に抑制することができる固体撮像装置を提供することを目的とする。

本発明に係る固体撮像装置は、(1) 入射光強度に応じた量の電荷を発生するフォトダイオードと、このフォトダイオードと接続されたスイッチと、を各々含むＭ×Ｎ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_Ｍ,ＮがＭ行Ｎ列に２次元配列され、各画素部Ｐ_ｍ,ｎにおいてフォトダイオードがスイッチを介して読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎに接続された受光部と、(2) 受光部を覆うように設けられ、放射線の入射に応じてシンチレーション光を発生させるシンチレータ層と、(3) 受光部の第１行および第Ｍ行それぞれの外側に隣接して配置されたダミー用フォトダイオードを含むダミー用受光部と、(4) 受光部の第１行または第Ｍ行の外側に設けられ、Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_ＮおよびＮ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎを含み、各積分回路Ｓ_ｎにおいて読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎを経て入力された電荷を容量素子に蓄積して当該蓄積電荷量に応じた電圧値を出力し、各保持回路Ｈ_ｎにおいて積分回路Ｓ_ｎから出力された電圧値を保持して出力する信号読出部と、(5) ダミー用フォトダイオードの接合容量部を放電する放電手段と、を備えることを特徴とする。ただし、Ｍ，Ｎは２以上の整数であり、ｍは１以上Ｍ以下の整数であり、ｎは１以上Ｎ以下の整数である。また、ＭはＮより小さく、受光部は一方向に長尺なものとなっている。

この固体撮像装置では、シンチレータ層への放射線の入射に応じてシンチレーション光が発生し、受光部の何れかの画素部に含まれるフォトダイオードへのシンチレーション光の入射に応じて、そのフォトダイオードで電荷が発生する。そして、受光部の各画素部に含まれるフォトダイオードで発生した電荷の量に応じた電圧値は、積分回路および保持回路を含む信号読出部から出力される。このようにして放射線像が得られる。このような撮像が行われている間に、シンチレータ層を透過した放射線やシンチレーション光が、受光部以外の周辺領域（例えば、信号読出部、制御部、等）に入射されると、その入射位置においても電荷が発生する場合がある。これら周辺領域で発生するノイズ電荷は、発生位置から移動して、受光部へ向う場合もある。しかし、本発明では、ダミー用フォトダイオードを含むダミー用受光部が設けられているので、そのノイズ電荷はダミー用フォトダイオードの接合容量部に蓄積される。そして、放電手段によりダミー用フォトダイオードの接合容量部が放電され初期化されるので、ノイズ電荷が受光部に進入することが抑制される。

本発明に係る固体撮像装置では、放電手段は、ダミー用フォトダイオードに対して一定電圧を印加することで、該ダミー用フォトダイオードの接合容量部を放電することが好ましい。また、或いは、本発明に係る固体撮像装置では、ダミー用受光部は、ダミー用フォトダイオードと接続されたダミー用スイッチを更に含み、ダミー用フォトダイオードがダミー用スイッチを介してＮ本の読出用配線Ｌ_Ｏ,１〜Ｌ_Ｏ,Ｎの何れかによりＮ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎの何れかに接続されており、放電手段は、ダミー用スイッチを閉状態とするとともに、Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎのうち接続されている積分回路の容量素子を放電することで、ダミー用フォトダイオードの接合容量部を放電することが好ましい。

本発明に係る固体撮像装置では、ダミー用受光部は、受光部の第１行および第Ｍ行それぞれに隣接して前記ダミー用フォトダイオードが複数行に配置されていることが好ましい。ダミー用フォトダイオードの光感応領域の面積は、各画素部Ｐ_ｍ,ｎに含まれるフォトダイオードの光感応領域の面積より大きいことが好ましい。また、ダミー用受光部は、受光部の第１列または第Ｎ列の外側に隣接して配置されたダミー用フォトダイオードを更に含むことが好ましい。これらの場合には、受光部へのノイズ電荷の進入が更に抑制され得る。

本発明によれば、周辺領域における電荷発生の影響を充分に抑制することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る固体撮像装置１の平面図および断面図である。同図（ａ）は平面図を示し、同図（ｂ），（ｃ）は断面図を示す。本実施形態に係る固体撮像装置１では、半導体基板２の裏面に基材３が貼り合わされて、半導体基板２が補強されている。その半導体基板２の表面に、受光部１０、ダミー用受光部１１，１２、信号読出部２０、行選択部３１およびボンディングパッド部４０等が形成されている。半導体基板２の表面における各回路はＣＭＯＳ技術により形成され得る。また、その表面にシンチレータ層５０が設けられている。

受光部１０は、フォトダイオードおよびスイッチを各々含むＭ×Ｎ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_Ｍ,ＮがＭ行Ｎ列に２次元配列されたものである。ここで、同図（ａ）の平面図において、受光部１０における第１行は受光部１０の上辺側にあり、受光部１０における第Ｍ行は受光部１０の下辺側にあり、受光部１０における第１列は受光部１０の左辺側にあり、また、受光部１０における第Ｎ列は受光部１０の右辺側にある。Ｍ，Ｎは２以上の整数である。ＭはＮより小さく、同図（ａ）の平面図において、受光部１０は左右方向に長尺であり、例えば、受光部１０の左右方向の長さは１４８ｍｍであり、受光部１０の上限方向の幅は６ｍｍである。

ダミー用受光部１１は、受光部１０の第１行（受光部１０の上辺側）に隣接して配置されていて、左右方向に受光部１０と同程度の長さを有している。また、ダミー用受光部１２は、受光部１０の第Ｍ行（受光部１０の下辺側）に隣接して配置されていて、左右方向に受光部１０と同程度の長さを有している。これらダミー用受光部１１，１２それぞれは、ダミー用フォトダイオードを含む。なお、後述するようにダミー用フォトダイオードは受光素子として用いられるものではないので、ダミー用受光部の全部または一部の上には、信号読出部２０等を遮光する遮光膜が設けられていてもよい。この遮光膜は、絶縁膜を介して形成された例えばＡｌ膜からなる。

信号読出部２０は、受光部１０の第Ｍ行の外側に設けられている。信号読出部２０と受光部１０との間にダミー用受光部１２が配置されている。行選択部３１は、受光部１０の第１列（受光部１０の左辺側）の外側および受光部１０の第Ｎ列（受光部１０の右辺側）の外側の双方または何れか一方に設けられている。ボンディングパッド部４０は、信号読出部２０の下方に設けられている。

シンチレータ層５０は、少なくとも受光部１０を覆うように設けられていて、Ｘ線等の放射線の入射に応じてシンチレーション光を発生させる。シンチレータ層５０は、受光部１０だけでなく、ダミー用受光部１１，１２、信号読出部２０および行選択部３１をも覆うように設けられているのが好ましい。シンチレータ層５０は、例えばＣｓＩからなり、半導体基板２の表面に蒸着により形成される。なお、図１（ａ）にはシンチレータ層５０は示されていない。

この固体撮像装置１では、行選択部３１を含む制御部による制御の下、概略的には以下のように動作する。シンチレータ層５０への放射線の入射に応じてシンチレーション光が発生し、受光部１０の何れかの画素部に含まれるフォトダイオードへのシンチレーション光の入射に応じて、そのフォトダイオードで電荷が発生する。そして、受光部１０の各画素部に含まれるフォトダイオードで発生した電荷の量に応じた電圧値が信号読出部２０から出力され、その電圧値はボンディングパッド部４０を経て外部へ出力される。このようにして放射線像が得られる。

仮に、シンチレータ層５０を透過した放射線やシンチレーション光が、受光部１０以外の領域（周辺領域）に入射されると、その入射位置においても電荷が発生する場合がある。そして、その周辺領域で発生した電荷が、発生位置から移動していって、受光部１０の何れかの画素部に含まれるフォトダイオードの接合容量部に蓄積されると、当該画素部から出力される電荷には、その画素部のフォトダイオードで発生した電荷だけでなく、周辺領域で発生した電荷もノイズとして含まれることになって、正確な放射線像が得られない。そこで、本実施形態では、このような問題を解消すべく、ダミー用フォトダイオードを各々含むダミー用受光部１１，１２が設けられている。

図２は、本実施形態に係る固体撮像装置１の構成図である。この図には、受光部１０、ダミー用受光部１１，１２、信号読出部２０および制御部３０が示されている。

受光部１０は、Ｍ×Ｎ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_Ｍ,ＮがＭ行Ｎ列に２次元配列されたものである。画素部Ｐ_ｍ,ｎは第ｍ行第ｎ列に位置する。ここで、Ｍ，Ｎそれぞれは２以上の整数であり、ＭはＮより小さい。また、ｍは１以上Ｍ以下の各整数であり、ｎは１以上Ｎ以下の各整数である。各画素部Ｐ_ｍ,ｎは、ＰＰＳ（PassivePixel Sensor）方式のものであって、共通の構成を有していて、フォトダイオードおよびスイッチを含む。第ｍ行のＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎは共通の制御線により制御部３０と接続されている。第ｎ列のＭ個の画素部Ｐ_１,ｎ〜Ｐ_Ｍ,ｎそれぞれの出力端は、第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎにより、信号読出部２０に含まれる積分回路Ｓ_ｎと接続されている。

信号読出部２０は、Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_ＮおよびＮ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎを含む。各積分回路Ｓ_ｎは共通の構成を有している。また、各保持回路Ｈ_ｎは共通の構成を有している。

各積分回路Ｓ_ｎは、読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎと接続された入力端を有し、この入力端に入力された電荷を蓄積して、その蓄積電荷量に応じた電圧値を出力端から保持回路Ｈ_ｎへ出力する。Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎは共通の制御線により制御部３０と接続されている。

各保持回路Ｈ_ｎは、積分回路Ｓ_ｎの出力端と接続された入力端を有し、この入力端に入力される電圧値を保持し、その保持した電圧値を出力端から出力用配線Ｌ_outへ出力する。Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎは共通の制御線により制御部３０と接続されている。また、各保持回路Ｈ_ｎは個別の制御線によっても制御部３０と接続されている。

ダミー用受光部１１とダミー用受光部１２とは、受光部１０を挟んで設けられている。ダミー用受光部１１は、受光部１０に対し信号読出部２０と反対の側に設けられており、２×Ｎ個のダミー用画素部Ｄ-Ｐ_１,１〜Ｄ-Ｐ_２,Ｎが２行Ｎ列に２次元配列されたものである。また、ダミー用受光部１２は、受光部１０と信号読出部２０との間に設けられており、２×Ｎ個のダミー用画素部Ｄ-Ｐ_３,１〜Ｄ-Ｐ_４,Ｎが２行Ｎ列に２次元配列されたものである。これら４×Ｎ個のダミー用画素部Ｄ-Ｐ_１,１〜Ｄ-Ｐ_４,Ｎは、共通の構成を有していて、ダミー用フォトダイオードを含む。なお、図中に示される制御信号D-Vsel(1)〜D-Vsel(4)は、後述する第１態様の場合には不要であるが、後述する第２態様の場合には必要である。

制御部３０は、第ｍ行選択制御信号Vsel(m)を第ｍ行のＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれに与える。Ｍ個の行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)は順次に有意値とされる。制御部３０は、Ｍ個の行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)を順次に有意値として出力するためにシフトレジスタを含む。なお、図１中に示された行選択部３１は、これらＭ個の行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)を出力するものである。

制御部３０は、第ｎ列選択制御信号Hsel(n)を保持回路Ｈ_ｎに与える。Ｎ個の列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)も順次に有意値とされる。制御部３０は、Ｎ個の列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)を順次に有意値として出力するためにシフトレジスタを含む。なお、Ｎ個の列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)を出力する列選択部は、図１（ａ）の平面図において、信号読出部２０とボンディングパッド部４０との間に配置されてもよい。

制御部３０は、放電制御信号ResetをＮ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎそれぞれに与え、また、保持制御信号HoldをＮ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれに与える。

制御部３０は、以上のように、受光部１０におけるＭ×Ｎ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_Ｍ,Ｎそれぞれに含まれるスイッチの開閉動作を制御するとともに、信号読出部２０における電圧値の保持動作および出力動作を制御する。これにより、制御部３０は、受光部１０におけるＭ×Ｎ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_Ｍ,Ｎそれぞれに含まれるフォトダイオードで発生した電荷の量に応じた電圧値をフレームデータとして信号読出部２０から繰り返し出力させる。

また、固体撮像装置１は、ダミー用受光部１１，１２のダミー用画素部Ｄ-Ｐ_１,１〜Ｄ-Ｐ_４,Ｎに含まれるダミー用フォトダイオードの接合容量部を放電する放電手段を備えている。この放電手段は、ダミー用フォトダイオードに対して一定電圧を印加することで、該ダミー用フォトダイオードの接合容量部を放電するもの（第１態様）であってもよいし、また、各画素部Ｐ_ｍ,ｎに含まれるフォトダイオードの接合容量部を放電するのと同様にして制御部３０による制御によってダミー用フォトダイオードの接合容量部を放電するもの（第２態様）であってもよい。以下では、放電手段の第１態様および第２態様それぞれについて説明する。

初めに、本実施形態に係る固体撮像装置１の第１態様について、図３および図４を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る固体撮像装置１の第１態様の回路図である。この図には、ダミー用画素部Ｄ-Ｐ_１,ｎ，画素部Ｐ_ｍ,ｎ，ダミー用画素部Ｄ-Ｐ_３,ｎ，積分回路Ｓ_ｎおよび保持回路Ｈ_ｎそれぞれの回路図が示されている。ここでは、Ｍ×Ｎ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_Ｍ,Ｎを代表して画素部Ｐ_ｍ,ｎの回路図が示され、Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎを代表して積分回路Ｓ_ｎの回路図が示され、また、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎを代表して保持回路Ｈ_ｎの回路図が示されている。すなわち、第ｍ行第ｎ列の画素部Ｐ_ｍ,ｎおよび第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎに関連する回路部分が示されている。さらに、ダミー用受光部１１に含まれる２×Ｎ個のダミー用画素部Ｄ-Ｐ_１,１〜Ｄ-Ｐ_２,Ｎを代表してダミー用画素部Ｄ-Ｐ_１,ｎが示され、また、ダミー用受光部１２に含まれる２×Ｎ個のダミー用画素部Ｄ-Ｐ_３,１〜Ｄ-Ｐ_４,Ｎを代表してダミー用画素部Ｄ-Ｐ_３,ｎが示されている。

画素部Ｐ_ｍ,ｎは、フォトダイオードＰＤおよびスイッチＳＷ_１を含む。フォトダイオードＰＤのアノード端子は接地されている。第ｎ列にあるＭ個の画素部Ｐ_１,ｎ〜Ｐ_Ｍ,ｎそれぞれに含まれるフォトダイオードＰＤのカソード端子は、スイッチＳＷ_１を介して第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎと接続されている。フォトダイオードＰＤは、入射光強度に応じた量の電荷を発生し、その発生した電荷を接合容量部に蓄積する。画素部Ｐ_ｍ,ｎのスイッチＳＷ_１は、制御部３０から第ｍ行選択制御信号Vsel(m)が与えられる。第ｍ行選択制御信号Vsel(m)は、受光部１０における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれに含まれるスイッチＳＷ_１の開閉動作を指示するものである。

この画素部Ｐ_ｍ,ｎでは、第ｍ行選択制御信号Vsel(m)がローレベルであるときに、スイッチＳＷ_１が開いて、フォトダイオードＰＤで発生した電荷は、第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎへ出力されることなく、接合容量部に蓄積される。一方、第ｍ行選択制御信号Vsel(m)がハイレベルであるときに、スイッチＳＷ_１が閉じて、それまでフォトダイオードＰＤで発生して接合容量部に蓄積されていた電荷は、スイッチＳＷ_１を経て、第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎへ出力される。

第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎは、受光部１０における第ｎ列のＭ個の画素部Ｐ_１,ｎ〜Ｐ_Ｍ,ｎそれぞれに含まれるスイッチＳＷ_１と接続されている。第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎは、Ｍ個の画素部Ｐ_１,ｎ〜Ｐ_Ｍ,ｎのうちの何れかの画素部に含まれるフォトダイオードＰＤで発生した電荷を、該画素部に含まれるスイッチＳＷ_１を介して読み出して、積分回路Ｓ_ｎへ転送する。

積分回路Ｓ_ｎは、アンプＡ_２，積分用容量素子Ｃ_２および放電用スイッチＳＷ_２を含む。積分用容量素子Ｃ_２および放電用スイッチＳＷ_２は、互いに並列的に接続されて、アンプＡ_２の入力端子と出力端子との間に設けられている。アンプＡ_２の入力端子は、第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎと接続されている。放電用スイッチＳＷ_２は、制御部３０から放電制御信号Resetが与えられる。放電制御信号Resetは、Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎそれぞれに含まれる放電用スイッチＳＷ_２の開閉動作を指示するものである。

この積分回路Ｓ_ｎでは、放電制御信号Resetがハイレベルであるときに、放電用スイッチＳＷ_２が閉じて、積分用容量素子Ｃ_２が放電され、積分回路Ｓ_ｎから出力される電圧値が初期化される。放電制御信号Resetがローレベルであるときに、放電用スイッチＳＷ_２が開いて、入力端に入力された電荷が積分用容量素子Ｃ_２に蓄積され、その蓄積電荷量に応じた電圧値が積分回路Ｓ_ｎから出力される。

保持回路Ｈ_ｎは、入力用スイッチＳＷ_３１，出力用スイッチＳＷ_３２および保持用容量素子Ｃ_３を含む。保持用容量素子Ｃ_３の一端は接地されている。保持用容量素子Ｃ_３の他端は、入力用スイッチＳＷ_３１を介して積分回路Ｓ_ｎの出力端と接続され、出力用スイッチＳＷ_３２を介して電圧出力用配線Ｌ_outと接続されている。入力用スイッチＳＷ_３１は、制御部３０から保持制御信号Holdが与えられる。保持制御信号Holdは、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれに含まれる入力用スイッチＳＷ_３１の開閉動作を指示するものである。出力用スイッチＳＷ_３２は、制御部３０から第ｎ列選択制御信号Hsel(n)が与えられる。第ｎ列選択制御信号Hsel(n)は、保持回路Ｈ_ｎに含まれる出力用スイッチＳＷ_３２の開閉動作を指示するものである。

この保持回路Ｈ_ｎでは、保持制御信号Holdがハイレベルからローレベルに転じると、入力用スイッチＳＷ_３１が閉状態から開状態に転じて、そのときに入力端に入力されている電圧値が保持用容量素子Ｃ_３に保持される。また、第ｎ列選択制御信号Hsel(n)がハイレベルであるときに、出力用スイッチＳＷ_３２が閉じて、保持用容量素子Ｃ_３に保持されている電圧値が電圧出力用配線Ｌ_outへ出力される。

ダミー用画素部Ｄ-Ｐ_１,１〜Ｄ-Ｐ_４,Ｎそれぞれは、ダミー用フォトダイオードＤ-ＰＤを含む。ダミー用フォトダイオードＤ-ＰＤのアノード端子は接地されている。ダミー用フォトダイオードＤ-ＰＤのカソード端子は、バイアス電圧供給用配線Ｌ_biasと接続されていて、一定電圧値であるバイアス電圧値Ｖ_biasが印加される。このバイアス電圧値Ｖ_biasの印加により、ダミー用フォトダイオードＤ-ＰＤの接合容量部は放電され初期化される。

制御部３０は、受光部１０における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれの受光強度に応じた電圧値を出力するに際して、放電制御信号Resetにより、Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎそれぞれに含まれる放電用スイッチＳＷ_２を一旦閉じた後に開くよう指示した後、第ｍ行選択制御信号Vsel(m)により、受光部１０における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれに含まれるスイッチＳＷ_１を所定期間に亘り閉じるよう指示する。制御部３０は、その所定期間に、保持制御信号Holdにより、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれに含まれる入力用スイッチＳＷ_３１を閉状態から開状態に転じるよう指示する。そして、制御部３０は、その所定期間の後に、列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)により、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれに含まれる出力用スイッチＳＷ_３２を順次に一定期間だけ閉じるよう指示する。制御部３０は、以上のような制御を各行について順次に行う。

図４は、本実施形態に係る固体撮像装置１の第１態様の動作を説明するタイミングチャートである。本実施形態に係る固体撮像装置１では、制御部３０による制御の下で、Ｍ個の行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)，Ｎ個の列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)，放電制御信号Resetおよび保持制御信号Holdそれぞれが所定のタイミングでレベル変化することにより、受光部１０に入射された光の像を撮像してフレームデータを得ることができる。

この図には、上から順に、(a) Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎそれぞれに含まれる放電用スイッチＳＷ_２の開閉動作を指示する放電制御信号Reset、(b) 受光部１０における第１行のＮ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_１,Ｎそれぞれに含まれるスイッチＳＷ_１の開閉動作を指示する第１行選択制御信号Vsel(1)、(c) 受光部１０における第２行のＮ個の画素部Ｐ_２,１〜Ｐ_２,Ｎそれぞれに含まれるスイッチＳＷ_１の開閉動作を指示する第２行選択制御信号Vsel(2)、(d) 受光部１０における第３行のＮ個の画素部Ｐ_３,１〜Ｐ_３,Ｎそれぞれに含まれるスイッチＳＷ_１の開閉動作を指示する第３行選択制御信号Vsel(3)、(e) 受光部１０における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐ_ｍ,１〜Ｐ_ｍ,Ｎそれぞれに含まれるスイッチＳＷ_１の開閉動作を指示する第ｍ行選択制御信号Vsel(m)、および、(f) 受光部１０における第Ｍ行のＮ個の画素部Ｐ_Ｍ,１〜Ｐ_Ｍ,Ｎそれぞれに含まれるスイッチＳＷ_１の開閉動作を指示する第Ｍ行選択制御信号Vsel(M) が示されている。

また、この図には、更に続いて順に、(g) Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれに含まれる入力用スイッチＳＷ_３１の開閉動作を指示する保持制御信号Hold、(h) 保持回路Ｈ_１に含まれる出力用スイッチＳＷ_３２の開閉動作を指示する第１列選択制御信号Hsel(1)、(i) 保持回路Ｈ_２に含まれる出力用スイッチＳＷ_３２の開閉動作を指示する第２列選択制御信号Hsel(2)、(j) 保持回路Ｈ_３に含まれる出力用スイッチＳＷ_３２の開閉動作を指示する第３列選択制御信号Hsel(3)、(k) 保持回路Ｈ_ｎに含まれる出力用スイッチＳＷ_３２の開閉動作を指示する第ｎ列選択制御信号Hsel(n)、および、(l) 保持回路Ｈ_Ｎに含まれる出力用スイッチＳＷ_３２の開閉動作を指示する第Ｎ列選択制御信号Hsel(N) が示されている。

第１行のＮ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_１,Ｎそれぞれに含まれるフォトダイオードＰＤで発生し接合容量部に蓄積された電荷の読出しは、以下のようにして行われる。時刻ｔ_１０前には、Ｍ個の行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)，Ｎ個の列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N) および保持制御信号Holdそれぞれは、ローレベルとされている。時刻ｔ_１０前には、制御部３０から出力される放電制御信号Resetがハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎそれぞれにおいて、放電用スイッチＳＷ_２が閉じて、積分用容量素子Ｃ_２が放電され、出力電圧値が初期化される。

時刻ｔ_１０から時刻ｔ_１１までの期間、放電制御信号Resetがローレベルとなり、これにより、Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎそれぞれにおいて、放電用スイッチＳＷ_２が開いて、積分用容量素子Ｃ_２に電荷が蓄積され得る状態となる。時刻ｔ_１０から時刻ｔ_１１までの期間内の一定期間において、制御部３０から出力される第１行選択制御信号Vsel(1)がハイレベルとなり、これにより、受光部１０における第１行のＮ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_１,Ｎそれぞれに含まれるスイッチＳＷ_１が閉じる。また、この第１行選択制御信号Vsel(1)がハイレベルとなっている期間内の一定期間において、制御部３０から出力される保持制御信号Holdがハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれにおいて入力用スイッチＳＷ_３１が閉じる。

期間（ｔ_１０〜ｔ_１１）のうち放電制御信号Resetがローレベルであって第１行選択制御信号Vsel(1)がハイレベルである期間では、第１行の各画素部Ｐ_１,ｎに含まれるスイッチＳＷ_１が閉じており、各積分回路Ｓ_ｎの放電用スイッチＳＷ_２が開いているので、それまでに各画素部Ｐ_１,ｎのフォトダイオードＰＤで発生して接合容量部に蓄積されていた電荷は、その画素部Ｐ_１,ｎのスイッチＳＷ_１および第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎを通って、積分回路Ｓ_ｎの積分用容量素子Ｃ_２に転送されて蓄積される。そして、各積分回路Ｓ_ｎの積分用容量素子Ｃ_２に蓄積されている電荷の量に応じた電圧値が積分回路Ｓ_ｎの出力端から出力される。

期間（ｔ_１０〜ｔ_１１）内において保持制御信号Holdがハイレベルからローレベルに転じることにより、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれにおいて、入力用スイッチＳＷ_３１が閉状態から開状態に転じ、そのときに積分回路Ｓ_ｎの出力端から出力されて保持回路Ｈ_ｎの入力端に入力されている電圧値が保持用容量素子Ｃ_３に保持される。

そして、その期間の後の期間（ｔ_１１〜ｔ_２０）内において、制御部３０から出力される列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)が順次に一定期間だけハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれに含まれる出力用スイッチＳＷ_３２が順次に一定期間だけ閉じて、各保持回路Ｈ_ｎの保持用容量素子Ｃ_３に保持されている電圧値は出力用スイッチＳＷ_３２を経て電圧出力用配線Ｌ_outへ順次に出力される。この電圧出力用配線Ｌ_outへ出力される電圧値Ｖ_outは、第１行のＮ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_１,Ｎそれぞれに含まれるフォトダイオードＰＤにおける受光強度を表すものである。

続いて、第２行のＮ個の画素部Ｐ_２,１〜Ｐ_２,Ｎそれぞれに含まれるフォトダイオードＰＤで発生し接合容量部に蓄積された電荷の読出しが以下のようにして行われる。

時刻ｔ_２０から時刻ｔ_２１までの期間、放電制御信号Resetがローレベルとなり、これにより、Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎそれぞれにおいて、放電用スイッチＳＷ_２が開いて、積分用容量素子Ｃ_２に電荷が蓄積され得る状態となる。時刻ｔ_２０から時刻ｔ_２１までの期間内の一定期間において、制御部３０から出力される第２行選択制御信号Vsel(2)がハイレベルとなり、これにより、受光部１０における第２行のＮ個の画素部Ｐ_２,１〜Ｐ_２,Ｎそれぞれに含まれるスイッチＳＷ_１が閉じる。また、この第２行選択制御信号Vsel(2)がハイレベルとなっている期間内の一定期間において、制御部３０から出力される保持制御信号Holdがハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれにおいて入力用スイッチＳＷ_３１が閉じる。

期間（ｔ_２０〜ｔ_２１）のうち放電制御信号Resetがローレベルであって第２行選択制御信号Vsel(2)がハイレベルである期間では、第２行の各画素部Ｐ_２,ｎに含まれるスイッチＳＷ_１が閉じており、各積分回路Ｓ_ｎの放電用スイッチＳＷ_２が開いているので、それまでに各画素部Ｐ_２,ｎのフォトダイオードＰＤで発生して接合容量部に蓄積されていた電荷は、その画素部Ｐ_２,ｎのスイッチＳＷ_１および第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎを通って、積分回路Ｓ_ｎの積分用容量素子Ｃ_２に転送されて蓄積される。そして、各積分回路Ｓ_ｎの積分用容量素子Ｃ_２に蓄積されている電荷の量に応じた電圧値が積分回路Ｓ_ｎの出力端から出力される。

期間（ｔ_２０〜ｔ_２１）内において保持制御信号Holdがハイレベルからローレベルに転じることにより、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれにおいて、入力用スイッチＳＷ_３１が閉状態から開状態に転じ、そのときに積分回路Ｓ_ｎの出力端から出力されて保持回路Ｈ_ｎの入力端に入力されている電圧値が保持用容量素子Ｃ_３に保持される。

そして、その期間の後の期間（ｔ_２１〜ｔ_３０）内において、制御部３０から出力される列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)が順次に一定期間だけハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎそれぞれに含まれる出力用スイッチＳＷ_３２が順次に一定期間だけ閉じて、各保持回路Ｈ_ｎの保持用容量素子Ｃ_３に保持されている電圧値は出力用スイッチＳＷ_３２を経て電圧出力用配線Ｌ_outへ順次に出力される。この電圧出力用配線Ｌ_outへ出力される電圧値Ｖ_outは、第２行のＮ個の画素部Ｐ_２,１〜Ｐ_２,Ｎそれぞれに含まれるフォトダイオードＰＤにおける受光強度を表すものである。

以上のような第１行および第２行についての動作に続いて、以降、第３行から第Ｍ行まで同様の動作が行われて、１回の撮像により得られる画像を表すフレームデータが得られる。また、第Ｍ行について動作が終了すると、再び第１行から同様の動作が行われて、次の画像を表すフレームデータが得られる。このように、一定周期で同様の動作を繰り返すことで、受光部１０が受光した光の像の２次元強度分布を表す電圧値Ｖ_outが電圧出力用配線Ｌ_outへ出力されて、繰り返してフレームデータが得られる。

以上のようにして繰り返してフレームデータが得られている間に、シンチレータ層５０を透過した放射線やシンチレーション光が、受光部１０以外の周辺領域（例えば、信号読出部２０、制御部３０、ワイヤボンディング部４０、等）に入射されると、その入射位置においても電荷が発生する場合がある。特に、シンチレータ層５０が半導体基板２の表面上に蒸着されて形成される場合、シンチレータ層５０の周縁部では、薄くなるので放射線を透過させ易く、ノイズ電荷が生じ易い。また、図１（ａ）の平面図に示されるように、受光部１０が上下方向より左右方向に長尺である場合、受光部１０の上側または下側の周辺領域に信号読出部２０やワイヤボンディング部４０が配置され、これらが配置された周辺領域の部分の面積が受光部１０の面積より大きくなり、このことからも、この周辺領域においてノイズ電荷が生じ易い。さらに、信号読出部２０に含まれるアンプでの発熱によりノイズ電荷が生じる場合がある。

これら周辺領域で発生するノイズ電荷は、発生位置から移動して、受光部１０へ向う場合もある。しかし、本実施形態では、ダミー用フォトダイオードＤ-ＰＤを各々含むダミー用受光部１１，１２が設けられているので、そのノイズ電荷はダミー用フォトダイオードＤ-ＰＤの接合容量部に蓄積される。そして、第１態様では、ダミー用フォトダイオードに対して一定電圧が印加されて、該ダミー用フォトダイオードの接合容量部が放電され初期化されるので、ノイズ電荷が受光部１０に進入することが抑制される。これにより、本実施形態に係る固体撮像装置１では、正確な放射線像が得られる。

次に、本実施形態に係る固体撮像装置１の第２態様について、図５および図６を用いて説明する。図５は、本実施形態に係る固体撮像装置１の第２態様の回路図である。この図には、ダミー用画素部Ｄ-Ｐ_１,ｎ，画素部Ｐ_ｍ,ｎ，ダミー用画素部Ｄ-Ｐ_３,ｎ，積分回路Ｓ_ｎおよび保持回路Ｈ_ｎそれぞれの回路図が示されている。ここでは、Ｍ×Ｎ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_Ｍ,Ｎを代表して画素部Ｐ_ｍ,ｎの回路図が示され、Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎを代表して積分回路Ｓ_ｎの回路図が示され、また、Ｎ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎを代表して保持回路Ｈ_ｎの回路図が示されている。すなわち、第ｍ行第ｎ列の画素部Ｐ_ｍ,ｎおよび第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎに関連する回路部分が示されている。さらに、ダミー用受光部１１に含まれる２×Ｎ個のダミー用画素部Ｄ-Ｐ_１,１〜Ｄ-Ｐ_２,Ｎを代表してダミー用画素部Ｄ-Ｐ_１,ｎが示され、また、ダミー用受光部１２に含まれる２×Ｎ個のダミー用画素部Ｄ-Ｐ_３,１〜Ｄ-Ｐ_４,Ｎを代表してダミー用画素部Ｄ-Ｐ_３,ｎが示されている。

図３に示された第１態様の構成と比較すると、この図５に示された第２態様の構成では、４×Ｎ個のダミー用画素部Ｄ-Ｐ_１,１〜Ｄ-Ｐ_４,Ｎそれぞれの構成の点で相違し、また、これらのダミー用画素部の接続関係の点で相違する。ダミー用画素部Ｄ-Ｐ_１,１〜Ｄ-Ｐ_４,Ｎそれぞれは、ダミー用フォトダイオードＤ-ＰＤおよびダミー用スイッチＤ-ＳＷを含む。ダミー用フォトダイオードＤ-ＰＤのアノード端子は接地されている。第ｎ列にある４個のダミー用画素部Ｄ-Ｐ_１,ｎ〜Ｄ-Ｐ_４,ｎそれぞれに含まれるダミー用フォトダイオードＤ-ＰＤのカソード端子は、ダミー用スイッチＤ-ＳＷを介して第ｎ列読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎと接続されている。

Ｎ個のダミー用画素部Ｄ-Ｐ_１,１〜Ｄ-Ｐ_１,Ｎそれぞれのダミー用スイッチＤ-ＳＷの開閉動作は、制御部３０から出力される制御信号D-Vsel(1)により制御される。Ｎ個のダミー用画素部Ｄ-Ｐ_２,１〜Ｄ-Ｐ_２,Ｎそれぞれのダミー用スイッチＤ-ＳＷの開閉動作は、制御部３０から出力される制御信号D-Vsel(2)により制御される。Ｎ個のダミー用画素部Ｄ-Ｐ_３,１〜Ｄ-Ｐ_３,Ｎそれぞれのダミー用スイッチＤ-ＳＷの開閉動作は、制御部３０から出力される制御信号D-Vsel(3)により制御される。また、Ｎ個のダミー用画素部Ｄ-Ｐ_４,１〜Ｄ-Ｐ_４,Ｎそれぞれのダミー用スイッチＤ-ＳＷの開閉動作は、制御部３０から出力される制御信号D-Vsel(4)により制御される。

図６は、本実施形態に係る固体撮像装置１の第２態様の動作を説明するタイミングチャートである。本実施形態に係る固体撮像装置１では、制御部３０による制御の下で、Ｍ個の行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)，Ｎ個の列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)，放電制御信号Reset，保持制御信号Holdおよび４個の制御信号D-Vsel(1)〜D-Vsel(4) それぞれが所定のタイミングでレベル変化することにより、受光部１０に入射された光の像を撮像してフレームデータを得ることができる。

この図６に示された第２態様のフローチャートでは、図４に示された第１態様のタイミングチャートと比較すると、４個の制御信号D-Vsel(1)〜D-Vsel(4) それぞれが更に示されている。また、この図６に示された第２態様のフローチャートにおける時刻ｔ_１０から時刻ｔ_０までの動作は、図４に示された第１態様のフローチャートにおける受光部１０の第１行から第Ｍ行までの動作と同様である。

第２態様では、受光部１０の第１行の動作が始まる時刻ｔ_１０より前であって放電制御信号Resetがハイレベルである期間に、制御信号D-Vsel(1)および制御信号D-Vsel(2)それぞれが一定期間だけハイレベルとなる。また、第２態様では、受光部１０の第Ｍ行の動作が終わる時刻ｔ_０より後であって放電制御信号Resetがハイレベルである期間に、制御信号D-Vsel(3)および制御信号D-Vsel(4)それぞれが一定期間だけハイレベルとなる。

放電制御信号Resetがハイレベルであると、Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎそれぞれにおいて、放電用スイッチＳＷ_２が閉じて、積分用容量素子Ｃ_２が放電され、出力電圧値が初期化される。このとき、制御信号D-Vsel(1)がハイレベルとなると、ダミー用受光部１１のＮ個のダミー用画素部Ｄ-Ｐ_１,１〜Ｄ-Ｐ_１,Ｎそれぞれにおいて、ダミー用スイッチＤ-ＳＷが閉じて、ダミー用フォトダイオードＤ-ＰＤの接合容量部が放電され初期化される。制御信号D-Vsel(2)がハイレベルとなると、ダミー用受光部１１のＮ個のダミー用画素部Ｄ-Ｐ_２,１〜Ｄ-Ｐ_２,Ｎそれぞれにおいて、ダミー用スイッチＤ-ＳＷが閉じて、ダミー用フォトダイオードＤ-ＰＤの接合容量部が放電され初期化される。制御信号D-Vsel(3)がハイレベルとなると、ダミー用受光部１２のＮ個のダミー用画素部Ｄ-Ｐ_３,１〜Ｄ-Ｐ_３,Ｎそれぞれにおいて、ダミー用スイッチＤ-ＳＷが閉じて、ダミー用フォトダイオードＤ-ＰＤの接合容量部が放電され初期化される。また、制御信号D-Vsel(4)がハイレベルとなると、ダミー用受光部１２のＮ個のダミー用画素部Ｄ-Ｐ_４,１〜Ｄ-Ｐ_４,Ｎそれぞれにおいて、ダミー用スイッチＤ-ＳＷが閉じて、ダミー用フォトダイオードＤ-ＰＤの接合容量部が放電され初期化される。

第２態様においても、周辺領域で発生するノイズ電荷は、発生位置から移動して、受光部１０へ向う場合もある。しかし、本実施形態では、ダミー用フォトダイオードＤ-ＰＤを各々含むダミー用受光部１１，１２が設けられているので、そのノイズ電荷はダミー用フォトダイオードＤ-ＰＤの接合容量部に蓄積される。そして、第２態様では、ダミー用画素部Ｄ-Ｐ_１,１〜Ｄ-Ｐ_４,Ｎそれぞれのダミー用スイッチＤ-ＳＷが閉状態とされるとともに、積分回路Ｓ_ｎの容量素子Ｃ_２が放電されることで、ダミー用フォトダイオードＤ-ＰＤの接合容量部が放電され初期化されるので、ノイズ電荷が受光部１０に進入することが抑制される。これにより、本実施形態に係る固体撮像装置１では、正確な放射線像が得られる。

また、第１態様ではダミー用画素部Ｄ-Ｐ_１,１〜Ｄ-Ｐ_４,Ｎそれぞれのダミー用フォトダイオードＤ-ＰＤに対して一定のバイアス電圧値Ｖ_biasを印加するためのバイアス電圧供給用配線Ｌ_biasが必要であったが、第２態様では、このようなバイアス電圧供給用配線Ｌ_biasは不要である。したがって、第１態様と比較して、第２態様では、受光部１０における開口率を高くすることができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、ダミー用受光部１１，１２それぞれは、上記実施形態では２×Ｎ個のダミー用画素部が２行Ｎ列に２次元配列されたものであったが、２行に限られるものではなく、１行であってもよいし、更に多くの行であってもよい。

ダミー用受光部１１，１２それぞれは、上記実施形態では各行にＮ個のダミー用画素部が配列されたものであったが、各行につきＮ個に限られるものではなく、Ｎ個より少なくてもよいし、Ｎ個より多くてもよい。ダミー用受光部１１，１２それぞれにおいて、各行にＮ個未満のダミー用画素部が配列される場合、各ダミー用画素部Ｄ-Ｐに含まれるダミー用フォトダイオードＤ-ＰＤの光感応領域の面積は、各画素部Ｐ_ｍ,ｎに含まれるフォトダイオードＰＤの光感応領域の面積より大きいのが好ましい（図７参照）。また、ダミー用受光部１１，１２それぞれにおいて、各行に１個のダミー用画素部Ｄ-Ｐが設けられ、そのダミー用画素部Ｄ-Ｐに含まれるダミー用フォトダイオードＤ-ＰＤの光感応領域が左右方向に延在してもよい（図８参照）。

ダミー用フォトダイオードを含むダミー用受光部は、受光部１０の第１行および第Ｍ行の外側に隣接して設けられるだけでなく、受光部１０の第１列または第Ｎ列の外側に隣接して設けられてもよい。また、受光部１０の周囲を取り囲むようにダミー用受光部１３が配置されていてもよい（図９参照）。受光部１０の第１列または第Ｎ列の外側に隣接して設けられるダミー用受光部においても、配列されるダミー用フォトダイオードの行数や列数は任意であり、ダミー用フォトダイオードの光感応領域の大きさや形状も任意である。１つのダミー用フォトダイオードの光感応領域が受光部１０の周囲を取り囲むように配置されていてもよい。

本実施形態に係る固体撮像装置１の平面図および断面図である。 本実施形態に係る固体撮像装置１の構成図である。 本実施形態に係る固体撮像装置１の第１態様の回路図である。 本実施形態に係る固体撮像装置１の第１態様の動作を説明するタイミングチャートである。 本実施形態に係る固体撮像装置１の第２態様の回路図である。 本実施形態に係る固体撮像装置１の第２態様の動作を説明するタイミングチャートである。 本実施形態に係る固体撮像装置１の変形例を示す図である。 本実施形態に係る固体撮像装置１の変形例を示す図である。 本実施形態に係る固体撮像装置１の変形例を示す図である。

符号の説明

１…固体撮像装置、２…半導体基板、３…基材、１０…受光部、１１，１２…ダミー用受光部、２０…信号読出部、３０…制御部、３１…行選択部、４０…ボンディングパッド部、５０…シンチレータ層、Ｐ_１,１〜Ｐ_Ｍ,Ｎ…画素部、ＰＤ…フォトダイオード、ＳＷ_１…スイッチ、Ｄ-Ｐ_３,１〜Ｄ-Ｐ_４,Ｎ…ダミー用画素部、Ｄ-ＰＤ…ダミー用フォトダイオード、Ｄ-ＳＷ…ダミー用スイッチ、Ｓ_１〜Ｓ_Ｎ…積分回路、Ｃ_２…積分用容量素子、ＳＷ_２…放電用スイッチ、Ａ_２…アンプ、Ｈ_１〜Ｈ_Ｎ…保持回路、Ｃ_３…保持用容量素子、ＳＷ_３１…入力用スイッチ、ＳＷ_３２…出力用スイッチ、Ｌ_Ｏ,ｎ…第ｎ列読出用配線、Ｌ_bias…バイアス電圧供給用配線、Ｌ_out…電圧出力用配線。

Claims (6)

1. 入射光強度に応じた量の電荷を発生するフォトダイオードと、このフォトダイオードと接続されたスイッチと、を各々含むＭ×Ｎ個の画素部Ｐ_１,１〜Ｐ_Ｍ,ＮがＭ行Ｎ列に２次元配列され、各画素部Ｐ_ｍ,ｎにおいて前記フォトダイオードが前記スイッチを介して読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎに接続された受光部と、
   前記受光部を覆うように設けられ、放射線の入射に応じてシンチレーション光を発生させるシンチレータ層と、
   前記受光部の第１行および第Ｍ行それぞれの外側に隣接して配置されたダミー用フォトダイオードを含むダミー用受光部と、
   前記受光部の第１行または第Ｍ行の外側に設けられ、Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_ＮおよびＮ個の保持回路Ｈ_１〜Ｈ_Ｎを含み、各積分回路Ｓ_ｎにおいて読出用配線Ｌ_Ｏ,ｎを経て入力された電荷を容量素子に蓄積して当該蓄積電荷量に応じた電圧値を出力し、各保持回路Ｈ_ｎにおいて積分回路Ｓ_ｎから出力された電圧値を保持して出力する信号読出部と、
   前記ダミー用フォトダイオードの接合容量部を放電する放電手段と、
   を備えることを特徴とする固体撮像装置（ただし、Ｍ，Ｎは２以上の整数、Ｍ＜Ｎ、ｍは１以上Ｍ以下の整数、ｎは１以上Ｎ以下の整数）。
2. 前記放電手段は、前記ダミー用フォトダイオードに対して一定電圧を印加することで、該ダミー用フォトダイオードの接合容量部を放電する、ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
3. 前記ダミー用受光部は、前記ダミー用フォトダイオードと接続されたダミー用スイッチを更に含み、前記ダミー用フォトダイオードが前記ダミー用スイッチを介してＮ本の読出用配線Ｌ_Ｏ,１〜Ｌ_Ｏ,Ｎの何れかによりＮ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎの何れかに接続されており、
   前記放電手段は、前記ダミー用スイッチを閉状態とするとともに、Ｎ個の積分回路Ｓ_１〜Ｓ_Ｎのうち接続されている積分回路の容量素子を放電することで、前記ダミー用フォトダイオードの接合容量部を放電する、
   ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
4. 前記ダミー用受光部は、前記受光部の第１行および第Ｍ行それぞれに隣接して前記ダミー用フォトダイオードが複数行に配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
   
5. 前記ダミー用フォトダイオードの光感応領域の面積は、各画素部Ｐ_ｍ,ｎに含まれるフォトダイオードの光感応領域の面積より大きい、ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
6. 前記ダミー用受光部は、前記受光部の第１列または第Ｎ列の外側に隣接して配置されたダミー用フォトダイオードを更に含む、ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
   

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