[发明专利]线性图像传感器

说明书

光检测部AR以具有沿着列方向排列的多个像素区域PX的方式被分割。将来自多个像素区域PX的信号分别按各光检测部AR累计，作为与一维的光学图像对应的电信号而依时间顺序输出。各个像素区域PX具备促进光电转换区域内的电荷的传送的电阻性栅电极R与电荷存储区域S2，漏极区域ARD隔着沟道区域而邻接于电荷存储区域S2。

技术领域

本发明涉及一种将所入射的能量线(光/X射线)转换为电荷(电子)，使半导体内部的电位变化，从而传送所转换的电荷的线性图像传感器。

现有技术

电荷耦合元件(CCD)等线性图像传感器是将入射至其中的一维的光学图像进行光电转换之后，依时间顺序输出通过光电转换而产生的电信号的固体拍摄元件。现有的图像传感器例如记载于专利文献1～3。在这样的图像传感器的中，线性图像传感器(一维CCD)被用于与二维的图像传感器不同的用途，要求不同的特性。

图18表示现有的线性图像传感器。在光感应区域中，在行方向上排列有多个像素，在列方向仅存在1个像素。根据能量线的入射，在各像素中产生的电荷经由传送栅电极的正下方的区域而被传送至水平记录仪。输入至水平记录仪的电荷在水平方向传送，经由放大器而输出至外部。

这样的线性图像传感器用于检测微弱光的分光分析。为了实现较高的S/N比(Signal to Noise Ratio，信噪比)，优选为增大1个像素的受光部面积，从而增加入射至1个像素的信号光子数。在该情况下，增大1个像素的光电转换区域中的长度方向(电荷传送方向)的尺寸。

另外，在CCD中，利用称为边缘电场的电位梯度，传送所产生的电荷，若像素尺寸变大，则存在以下倾向：在像素的中央部，电位相对于位置变得平坦，难以传送电荷。在此，在具有长度方向的尺寸较大的光电转换区域的线性图像传感器中，在光电转换区域上，隔着绝缘膜而配置电阻性栅电极，并在光电转换区域内有意地形成电位梯度。

另一方面，以激光诱导击穿分析(LIBS)为首的发射光谱法(OES)用的线性图像传感器要求高速快门功能。若利用线性图像传感器检测经分光的光学图像，则可进行分光分析。

在发光分光分析法中，通过对被检查体照射较强的激发光(激光等)，进行自被检查体辐射的发射线光谱的分光分析，从而可以鉴定被检查体中包含的元素的分布、状态。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2004-303982号公报

专利文献2：日本专利特开2012-151364号公报

专利文献3：日本专利特开平6-283704号公报

发明内容

发明想要解决的问题

然而，通过由激发光在被检查体表面产生的等离子体，刚照射后较多地包含等离子体自身的背景光，故而想要检测的元素固有的明线光谱被其掩盖。因此，为了进行精度较高的分光分析，优选通过电子快门除去包含较多的由该较强的激发光的照射而在被检查体表面产生的刚照射后的等离子体自身的背景光的信号，照射之后经过一定时间，选择性地检测包含较多的元素固有的明线光谱的信号。激发光自其刚产生之后单调衰减，10μ秒左右消失，故而将用电子快门进行的信号的除去时间设定为数μ秒以下的期间。

线性图像传感器将入射光转换为电子(空穴)，将所转换的载体传送至终端部从而读出。例如，自时刻0秒开始拍摄，将至时刻t1为止所存储的电荷除去，并将自时刻t1至时刻t2为止存储的电荷传送至水平记录仪。

此处，进行电荷的除去的电子快门通过将自光电转换区域至刚传送栅电极正下方的区域之前的电荷流入至漏极，从而除去电荷。

图19(A)是这种情形下的1个像素附近结构的平面图。