(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電流出力端子が接続され、光電変換により得られる第１信号を出力する第１導電型の第１半導体層と、
電流出力端子が接続されず、前記第１導電型と逆の導電型であって、電位供給手段から電位が供給される第２導電型の第２半導体層と、
第２電流出力端子が接続され、光電変換により得られる第２信号を出力する第１導電型の第３半導体層と、
電流出力端子が接続されず、電位供給手段から電位が供給される第２導電型の第４半導体層と、
リセット電位を前記第１半導体層に供給する第１トランジスタと、
前記リセット電位を前記第３半導体層に供給する第２トランジスタと、を有し、
前記第１半導体層と、前記第２半導体層と、前記第３半導体層と、前記第４半導体層とが基板の深さ方向に沿って順に並んで配され、
前記第２半導体層と、前記第４半導体層とは電気的に分離され、
前記第２半導体層に供給される前記電位と、前記第４半導体層に供給される前記電位とは、それぞれ互いに独立して供給されることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
第２導電型の第５半導体層をさらに有し、
複数の前記第２導電型の半導体層は、互いに電気的に分離され、前記電位供給手段から供給される電位が互いに独立して供給されることを特徴とする請求項１記載の光電変換装置。
【請求項３】
第２導電型の第５半導体層をさらに有し、
複数の前記第２導電型の半導体層のうち、最下層の第２導電型の半導体層を除いた他のすべての前記第２導電型の半導体層は、電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記第２導電型がＮ型であり、前記第２半導体層に、前記第４半導体層の電位よりも高い電位が供給されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記第２導電型がＰ型であり、前記第２半導体層に、前記第４半導体層の電位よりも低い電位が供給されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の光電変換装置。
【請求項６】
複数の前記第１導電型の半導体層の内の少なくとも１つの前記第１導電型の半導体層が空乏化したことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の光電変換装置。
【請求項７】
最上層の半導体層が、前記第２導電型の半導体層であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の光電変換装置。
【請求項８】
最上層の前記第２導電型の半導体層は、他の前記第２導電型の半導体層と電気的に分離され、当該他の第２導電型の半導体層とは独立して電位が供給されることを特徴とする請求項７記載の光電変換装置。
【請求項９】
前記第２半導体層の表面部が、前記第２半導体層の他の部分に比べて高濃度の前記第２導電型の不純物領域であることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の光電変換装置。
【請求項１０】
複数の前記第１導電型の半導体層の内の少なくとも１つの前記第１導電型の半導体層にバイポーラトランジスタのベースが接続され、前記バイポーラトランジスタのエミッタから増幅された光電流を出力することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の光電変換装置。
【請求項１１】
複数の前記第１導電型の半導体層の内の少なくとも１つの前記第１導電型の半導体層に電界効果トランジスタのゲートが接続され、光電変換により得られる信号電荷を電圧変換して読み出すことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の光電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、第１導電型の半導体層と第２導電型の半導体層とを交互にそれぞれ３層ずつ積層したセンサが開示されている。特許文献１に開示されたセンサは、表面からの深さが異なる第１導電型の半導体層の３層それぞれから独立して光電流を取り出すことにより、１画素で３つの色信号を得ることを可能としている。
【０００３】
また、下記の特許文献２には、ＰＮ接合型フォトダイオードの逆バイアス電圧を変えることで、空乏層の幅を制御することが開示されている。これによって、受光センサが検知する光の波長に対する感度、つまり分光特性を制御することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００４−５１０３５５号公報
【特許文献２】特開２００１−３２６３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されたセンサは、それぞれの半導体層の不純物濃度や深さ方向の不純物濃度プロファイルのプロセスばらつきによって、それぞれの第１導電型の半導体層の深さ方向の厚さ及び位置が変化する。また、それに伴い、第２導電型の半導体層との間に形成されるＰＮ接合の深さ方向の位置も変化し、それぞれの第１導電型の半導体層から得られる光電流の分光特性も変化してしまう。これにより、色分離特性が、プロセスばらつきの影響を受けてしまう。
【０００６】
また、特許文献１に開示されたセンサでは、検出領域でない第２導電型の半導体層はすべて基板ポテンシャル（基準電位）に接続されている。そのため、第２導電型の半導体層の電圧を制御すると、すべての色の分光特性が変化するため、色毎に分光特性を制御することができなかった。つまり、従来技術のセンサでは、色分離特性の改善が求められている。
【０００７】
本発明の目的は、プロセスばらつきによる色分離特性への影響を軽減することができる光電変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光電変換装置は、第１電流出力端子が接続され、光電変換により得られる第１信号を出力する第１導電型の第１半導体層と、電流出力端子が接続されず、前記第１導電型と逆の導電型であって、電位供給手段から電位が供給される第２導電型の第２半導体層と、第２電流出力端子が接続され、光電変換により得られる第２信号を出力する第１導電型の第３半導体層と、電流出力端子が接続されず、電位供給手段から電位が供給される第２導電型の第４半導体層と、リセット電位を前記第１半導体層に供給する第１トランジスタと、前記リセット電位を前記第３半導体層に供給する第２トランジスタと、を有し、前記第１半導体層と、前記第２半導体層と、前記第３半導体層と、前記第４半導体層とが基板の深さ方向に沿って順に並んで配され、前記第２半導体層と、前記第４半導体層とは電気的に分離され、前記第２半導体層に供給される前記電位と、前記第４半導体層に供給される前記電位とは、それぞれ互いに独立して供給されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第２半導体層と第４半導体層とを電気的に分離して、第２半導体層に供給される電位と、第４半導体層に供給される電位とを互いに独立して供給することができ、プロセスばらつきによる色分離特性への影響を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態による光電変換装置の構成例を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による光電変換装置を説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による光電変換装置を説明するための図である。
【図４】本発明の第３の実施形態による光電変換装置の構成例を示す断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態による光電変換装置の構成例を示す断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態による光電変換装置の構成例を示す断面図である。
【図７】本発明の第５の実施形態による光電変換装置の構成例を示す断面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態による光電変換装置を説明するための図である。
【図９】本発明の第６の実施形態による光電変換装置の構成例を示す断面図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態による光電変換装置の構成例を示す図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態による光電変換装置の構成例を示す断面図である。
【図１２】本発明の第８の実施形態による光電変換装置の構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、第１の実施形態による光電変換装置の構成例を示す断面図である。第１の実施形態による光電変換装置は、半導体基板中に第１導電型の半導体層と、第１導電型と逆の導電型である第２導電型の半導体層とを交互に複数積層した構成を有する。以下の説明では、第１導電型をＰ型とし、第２導電型をＮ型として説明する。
【００１３】
最下層の第２導電型の半導体層１０の上に第１導電型の半導体層２０が形成され、その第１導電型の半導体層２０の上に第２導電型の半導体層３０が形成されている。さらに、第２導電型の半導体層３０の上に第１導電型の半導体層４０が形成されている。つまり、半導体層（第１半導体層）４０と、半導体層（第２半導体層）３０と、半導体層（第３半導体層）２０と、半導体層（第４半導体層）１０とが順に並んで配されている。第２導電型の半導体層３０と第２導電型の半導体層１０とは、第１導電型の半導体層２０によって電気的に分離されている。たとえば、同じ導電型の２つの半導体層が、反対の導電型の半導体層によって完全に分離されていれば、当該２つの半導体層は電気的に分離される。あるいは、当該２つの半導体層の電位を互いに独立して制御できれば、反対の導電型の半導体層によって完全に分離されていなくても、当該２つの半導体層が電気的に分離されているといえる。
【００１４】
第２導電型の半導体層３０には電位供給手段５０が接続されており、第２導電型の半導体層１０には電位供給手段８０が接続されている。電位供給手段５０及び８０は、それぞれ対応する第２導電型の半導体層３０及び１０の電位を独立に設定することができる。なお、本実施形態では、第２導電型の半導体層３０の電位を第２導電型の半導体層１０とは独立して設定することができればよく、第２導電型の半導体層１０の電位を設定するための電位供給手段８０は省略することができる。
【００１５】
また、第１導電型の半導体層２０及び４０には、電流出力端子７０及び６０がそれぞれ備えられている。第１導電型の半導体層２０及び４０は、それぞれ隣接する第２導電型の半導体層との間にフォトダイオードを形成し、これらは異なる波長帯域の光を光電変換するために適した深さとなっている。第１導電型の半導体層２０から得られる光電流（第２信号）は電流出力端子７０から取り出すことができ、第１導電型の半導体層４０から得られる光電流（第１信号）は電流出力端子６０から取り出すことができる。
【００１６】
図２に示すように、第１導電型の半導体層２０及び４０は、それぞれ第２導電型の半導体層１０及び３０との間に空乏層を形成する。図２において、第１導電型の半導体層４０から第２導電型の半導体層３０へ伸びる空乏層の端部から表面（最上層の第１導電型の半導体層４０の上面）までの距離をａとする。また、第１導電型の半導体層２０から第２導電型の半導体層３０へ伸びる空乏層の端部から表面までの距離をｂとし、第１導電型の半導体層２０から第２導電型の半導体層１０へ伸びる空乏層の端部から表面までの距離をｃとする。
【００１７】
第１導電型の半導体層４０で得られ電流出力端子６０より出力される光電流の分光特性は、図２に示した距離ａに影響される。また、第１導電型の半導体層２０で得られ電流出力端子７０より出力される光電流の分光特性は、図２に示した距離ｂ及びｃに影響される。ここで、分光特性とは、どの波長帯域の光に対して感度を有するかを表す特性である。
【００１８】
図２に示した距離ａ、ｂ及びｃは、プロセスばらつきの影響を受ける。そのため、電流出力端子６０及び７０よりそれぞれ出力される光電流の分光特性は、プロセスばらつきの影響を受ける。例えば、図２において、第２導電型の半導体層３０の不純物濃度が高くなったり、深さ方向の不純物濃度プロファイルがブロードになったりした場合には、図２に示した距離ａは小さくなり、距離ｂは大きくなる。その結果、電流出力端子６０及び７０より出力される光電流の分光特性に影響を与える。具体的には、光電変換装置に入射した光は波長の長いものほど深く侵入するため、距離ａが小さくなると、電流出力端子６０より出力される光電流の分光特性は短波長側にシフトする。また、距離ｂが大きくなることで、電流出力端子７０より出力される光電流の分光特性は長波長側にシフトする。
【００１９】
このような場合には、電位供給手段５０から第２導電型の半導体層３０に供給される電位を高くする。これにより、第２導電型の半導体層３０の電位を高くして、第１導電型の半導体層４０から第２導電型の半導体層３０への空乏層の伸び、及び、第１導電型の半導体層２０から第２導電型の半導体層３０への空乏層の伸びを大きくすることができる。すなわち、距離ａを大きくし、距離ｂを小さくして、プロセスばらつきによる変化を補償することができる。
【００２０】
上述したように本実施形態において、第２導電型の半導体層１０の電位は、電位供給手段８０によって設定され、第２導電型の半導体層３０の電位は、電位供給手段８０とは異なる電位供給手段５０によって設定される。すなわち、第２導電型の半導体層３０の電位は、第２導電型の半導体層１０とは独立して制御することができるので、距離ｃを変化させることなく、距離ａ及びｂを変化させることができる。第１導電型の半導体層２０から第２導電型の半導体層１０へ伸びる空乏層の端部から表面までの距離ｃについては、必要に応じて第２導電型の半導体層１０の電位を設定することで、距離ａ及びｂとは独立に所定の大きさに制御することができる。したがって、プロセスばらつきによる色分離特性への影響を軽減することができる。なお、色分離特性は、複数色の受光センサがある場合に、色毎の分光特性を組み合わせたときの関係を表す特性である。
【００２１】
図３に示すように、例えばテスト用のＬＥＤの波長を、２つの分光特性が重なっている領域に設定し、ＬＥＤを照射した際の両者の出力比の範囲を見ることで、色分離特性は簡便にテストすることができる。テスト結果を元に出力比がある範囲内に入るように電位供給手段５０及び８０から供給される電位を適宜設定することで、プロセスばらつきによる色分離特性への影響を軽減することができる。
なお、本実施例では、４つの半導体層１０〜４０が互いに接触して配されている。しかし、それぞれの半導体層の間に単数または複数の別の半導体層が配されてもよい。例えば、空乏層の長さを調整するために、隣接する同じ導電型の半導体層とは不純物濃度が異なる半導体層が配されてもよい。あるいは後述の実施例のように、交互に積層される半導体層の数が５以上であってもよい。
【００２２】
第１の実施形態によれば、第２導電型の半導体層３０を最下層の第２導電型の半導体層１０から分離し、第２導電型の半導体層１０とは独立して電位供給手段５０から第２導電型の半導体層３０に電位を供給する。これにより、第２導電型の半導体層１０の電位と第２導電型の半導体層３０の電位とを独立に制御することができ、プロセスばらつきによる色分離特性への影響を軽減することができる。
【００２３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態による光電変換装置の構成は、図１に示した第２の実施形態による光電変換装置の構成と同様である。以下では、上述した第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００２４】
図１に示した光電変換装置において、最下層の第２導電型の半導体層１０がＮウェル層やＮ型基板である場合には、その電位は電源電位に設定されることが多い。第２導電型の半導体層３０は、最下層の第２導電型の半導体層１０から電気的に分離していることにより、電位供給手段５０から第２導電型の半導体層３０に電源電位以上の電位を供給することが可能である。これにより、第２導電型の半導体層３０の電位を電源電位以上にして第２導電型の半導体層１０及び３０の間のポテンシャル障壁を高くすることが可能となり、混色を低減することが可能となる。
【００２５】
第２の実施形態によれば、第２導電型の半導体層３０を最下層の第２導電型の半導体層１０から分離し、第２導電型の半導体層１０よりも高い電位を第２導電型の半導体層３０に供給することにより、混色を低減することができる。なお、上述した例とは逆に、第１導電型がＮ型であり、第２導電型がＰ型である場合には、最下層の第２導電型の半導体層１０よりも低い電位を第２導電型の半導体層３０に供給することで、混色を低減することが可能となる。
【００２６】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図４は、第３の実施形態による光電変換装置の構成例を示す断面図である。但し、ここでは上述した第２の実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００２７】
図４に示す光電変換装置においては、第１導電型の半導体層２０及び４０が空乏化している。これにより、電流出力端子６０及び７０に付加される寄生容量を低減している。このように第１導電型の半導体層４０を空乏化させるには、第１導電型の半導体層４０の厚さは、第２導電型の半導体層３０から伸びる空乏層の幅以下に制限される。しかし、電位供給手段５０から第２導電型の半導体層３０に供給される電位を高く設定することにより、第２導電型の半導体層３０から第１導電型の半導体層４０へ伸びる空乏層の幅を大きくすることができる。よって、第２導電型の半導体層３０の電位を適宜制御することで第１導電型の半導体層４０の深さ方向の厚さを大きく設計することが可能となり、深さ方向に広い範囲で発生した光キャリアを集めることにより、感度を向上させることができる。第１導電型の半導体層２０についても同様である。
【００２８】
第３の実施形態によれば、第２導電型の半導体層３０を最下層の第２導電型の半導体層１０から分離し、第２導電型の半導体層３０から伸びる空乏層の幅が第１導電型の半導体層の厚さ以下にならない高い電位を第２導電型の半導体層３０に供給する。これにより、感度を向上させることができる。なお、上述した例とは逆に、第１導電型がＮ型であり、第２導電型がＰ型である場合には、第２導電型の半導体層３０から伸びる空乏層の幅が第１導電型の半導体層の厚さ以下にならない低い電位を第２導電型の半導体層３０に供給すればよい。
【００２９】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図５及び図６は、第４の実施形態による光電変換装置の構成例を示す断面図である。但し、ここでは上述した第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００３０】
第４の実施形態による光電変換装置は、図５に示すように第１導電型の半導体層４０の上に第２導電型の半導体層（第５半導体層）９０が形成されている。このように、最表面に第２導電型の半導体層９０を追加することにより、半導体と絶縁膜（不図示）との界面で発生する暗電流成分を低減することができる。
【００３１】
また、図６に示す光電変換装置においては、第２導電型の半導体層９０を第２導電型の半導体層３０から分離し、第２導電型の半導体層９０に接続される電位供給手段１００を設けている。電位供給手段１００は、第２導電型の半導体層９０の電位を独立に設定することができる。これにより、電位供給手段５０は色分離特性の補正に用いる一方で、電位供給手段９０から第２導電型の半導体層９０に供給される電位は暗電流成分の低減に最適化した電位に設定することが可能となる。
【００３２】
第４の実施形態によれば、第１導電型の半導体層４０の上の最表面に第２導電型の半導体層９０を追加することにより、暗電流成分を低減させることができる。
【００３３】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
図７は、第５の実施形態による光電変換装置の構成例を示す断面図である。但し、ここでは上述した第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００３４】
第５の実施形態による光電変換装置は、図７に示すように第１導電型の半導体層４０の上に第２導電型の半導体層１１０が形成され、第２導電型の半導体層１１０の上に第１導電型の半導体層１２０が形成されている。また、第２導電型の半導体層１１０には電位供給手段１３０が接続されており、第１導電型の半導体層１２０には電流出力端子１４０が備えられている。電位供給手段１３０は、第２導電型の半導体層１１０の電位を独立に設定することができる。すなわち、第５の実施形態による光電変換装置では、電位供給手段５０、８０及び１３０は、それぞれ対応する第２導電型の半導体層３０、１０及び１１０の電位を独立に設定することができる。
【００３５】
図７に示す光電変換装置においては、電流出力端子６０、７０及び１３０から、それぞれ分光特性の異なる３つの色信号を得ることができ、図８に一例を示すような分光特性を得ることができる。図７に示す光電変換装置において、電位供給手段５０、８０及び１３０の電位を個別に調整することにより、図８に示した分光特性１と分光特性２との色分離特性、及び分光特性２と分光特性３との色分離特性を個別に調整することが可能となる。
【００３６】
第５の実施形態によれば、電位供給手段５０、８０及び１３０から供給される電位を個別に調整することにより、第２導電型の半導体層３０、１０及び１１０の電位を独立して制御することができる。したがって、プロセスばらつきによる分光特性への影響の軽減を、より精度よく行うことが可能となる。
【００３７】
なお、第５の実施形態において、第２導電型の半導体層１０、３０及び１１０のうちの任意の２つが互いに接続され、両者の電位が共通に設定されてもよい。ただし、そのような場合であっても、第２導電型の半導体層１０、３０及び１１０のうちの少なくとも１つの半導体層は、他の２つの半導体層から電気的に分離され、独立して電位が設定される。
【００３８】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
図９は、第６の実施形態による光電変換装置の構成例を示す断面図であり、図１０は、図９に示した光電変換装置の平面図であり、図１０中のＡ−Ａ’部が図９の光電変換装置の断面図に対応する。但し、ここでは上述した第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００３９】
第６の実施形態による光電変換装置は、図９及び図１０に示すように、第１導電型の半導体層２０及び４０の間の第２導電型の半導体層３０の表面部が、半導体層３０の他の部分に比べて高濃度の第２導電型の不純物領域１５０である。図９において、「分離幅」は、第１導電型の半導体層２０及び４０の平面方向の距離を示している。また、図９において、「開口領域」は、第１導電型の半導体層２０及び４０の重なり領域を示しており、光を照射した際に適切な分光特性を得ることができる領域である。
【００４０】
第６の実施形態によれば、第１導電型の半導体層２０及び４０の間の第２導電型の高濃度不純物領域１５０により、分離幅をより狭くしても第１導電型の半導体層２０及び４０はショートしづらく（電気的に接続されにくく）なっている。したがって、図９に示した開口領域を広くすることができ、感度を向上させることができる。
【００４１】
（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。
図１１は、第７の実施形態による光電変換装置の構成例を示す断面図である。但し、ここでは上述した第２の実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００４２】
第１導電型の半導体層２０にバイポーラトランジスタ１６０のベースが接続され、第１導電型の半導体層４０にバイポーラトランジスタ１６１のベースが接続されている。また、バイポーラトランジスタ１６０のエミッタには、負荷１７０及び出力端子１８０が接続され、バイポーラトランジスタ１６１のエミッタには、負荷１７１及び出力端子１８１が接続されている。バイポーラトランジスタ１６０及び１６１のコレクタは、電源電圧Ｖｃｃのノードに接続されている。
【００４３】
第７の実施形態による光電変換装置は、第１導電型の半導体層２０及び４０から得られる光電流をバイポーラトランジスタ１６０及び１６１のベースに入力し、増幅した光電流をそれぞれのエミッタから出力する。また、その電流を負荷１７０及び１７１により電圧変換し、出力端子１８０及び１８１から出力する。
【００４４】
ここで、第２導電型の半導体層３０の電位は、電位供給手段５０により最下層の第２導電型の半導体層１０の電位（例えば、電源電位）よりも高く設定している。これにより、バイポーラトランジスタ１６０、１６１のベース電位がより高くなっても、第１導電型の半導体層２０及び４０が導通することを防ぐことができる。よって、バイポーラトランジスタ１６０、１６１のベース電位及びエミッタ電位の動作可能範囲を広げ、回路のダイナミックレンジを広げることが可能となる。
【００４５】
第７の実施形態によれば、第２導電型の半導体層３０を最下層の第２導電型の半導体層１０から分離し、第２導電型の半導体層１０より高い電位を第２導電型の半導体層３０に供給することにより、回路のダイナミックレンジを広げることが可能となる。
【００４６】
（第８の実施形態）
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。
図１２は、第８の実施形態による光電変換装置の構成例を示す断面図である。但し、ここでは上述した第２の実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００４７】
ＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１９０、１９１、２１０、２１１は、Ｐ型トランジスタである。第１導電型の半導体層２０にはＭＯＳＦＥＴ１９０のゲート及びＭＯＳＦＥＴ２１０のソースが接続され、第１導電型の半導体層４０にはＭＯＳＦＥＴ１９１のゲート及びＭＯＳＦＥＴ２１１のソースが接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ１９０のソースには電流源２００及び出力端子２２０が接続され、ＭＯＳＦＥＴ１９１のソースには電流源２０１及び出力端子２２１が接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１９０、１９１は、それぞれ電流源２００、２０１とソースフォロワを構成している。ＭＯＳＦＥＴ２１０及び２１１のゲートにはリセット信号ｒｅｓｅｔが供給され、ＭＯＳＦＥＴ２１０及び２１１のドレインは、リセット電位Ｖｒｅｓｅｔのノードに接続されている。
【００４８】
第８の実施形態による光電変換装置は、まずＭＯＳＦＥＴ２１０及び２１１をオンして（導通状態にして）、第１導電型の半導体層２０及び４０の電位をリセット電位に初期化する。その後、ＭＯＳＦＥＴ２１０及び２１１をオフして（非導通状態にして）、第１導電型の半導体層２０及び４０からの光電変換によって得られる信号電荷をＭＯＳＦＥＴ１９０及び１９１のゲート端子に付随する容量で電圧変換を行う。そして、その信号電圧を出力端子２２０及び２２１から読み出す。
【００４９】
ここで、第２導電型の半導体層３０の電位は、電位供給手段５０により最下層の第２導電型の半導体層１０の電位（例えば、電源電位）よりも高く設定している。これにより、ＭＯＳＦＥＴ１９０、１９１のゲート電位がより高くなっても、第１導電型の半導体層２０及び４０が導通することを防ぐことができる。よって、回路のダイナミックレンジを広げることが可能となる。
【００５０】
第８の実施形態によれば、第２導電型の半導体層３０を最下層の第２導電型の半導体層１０から分離し、第２導電型の半導体層１０より高い電位を第２導電型の半導体層３０に供給することにより、回路のダイナミックレンジを広げることが可能となる。
【００５１】
なお、上述した第１〜第８の実施形態では、第１導電型をＰ型とし、第２導電型をＮ型としているが、第１導電型をＮ型とし、第２導電型をＰ型としてもよい。また、上述した第１〜第８の実施形態では、第１導電型の半導体層の数が２もしくは３の場合を一例として説明したが、これに限られるものではなく、第１導電型の半導体層の数は任意（ただし、複数）である。また、上述した第１〜第８の実施形態の各実施形態を適宜組み合わせたものも本発明の実施形態に含まれる。
【００５２】
なお、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０、３０、９０、１１０…第２導電型の半導体層  ２０、４０、１２０…第１導電型の半導体層  ５０、８０、１００、１３０…電位供給手段  ６０、７０、１４０…電流出力端子  １５０…第２導電型の高濃度不純物領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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