【手続補正書】
【提出日】令和1年11月26日(2019.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、画素とを備える光電変換装置であって、
前記画素は、
第１の電極部と、
前記第１の電極部および前記半導体基板の間に配された第２の電極部と、
前記第１の電極部および前記第２の電極部の間に配され、信号電荷を生成する光電変換層と、
前記第１の電極部と前記第２の電極部の少なくとも一方に、値の異なる複数の電圧を供給することによって、前記光電変換層のバイアス状態を、逆バイアス状態と順バイアス状態とのそれぞれに設定する電圧供給部とを有し、
前記第２の電極部に前記信号電荷が蓄積され、
前記第２の電極部の電位が前記信号電荷を蓄積する前の電位にリセットされるように、前記第２の電極部に蓄積された前記信号電荷が、前記順バイアス状態によってリセットされることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
前記画素は、画素増幅部と、前記画素増幅部と前記第２の電極部との導通、非導通を切り替えるスイッチとをさらに有し、
前記スイッチが非導通の期間に、前記光電変換層が前記順バイアス状態であることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記電圧供給部は、前記第１の極性の電荷が前記光電変換層から前記第２の電極部に注入されるように、前記第１の電極部と前記第２の電極部の一方に第１の電圧を供給し、
前記電圧供給部は、前記第２の極性の電荷が前記光電変換層から前記第２の電極部に注入されるように、前記第１の電極部と前記第２の電極部の前記一方に前記第１の電圧とは異なる電圧の第２の電圧を供給することを特徴とする請求項１または２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記電圧供給部は、前記第１の極性の電荷の前記光電変換層から前記第２の電極部への注入を抑制するように、前記第１の電極部と前記第２の電極部の前記一方に前記第１の電圧および前記第２の電圧とは異なる電圧の第３の電圧を供給することを特徴とする請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記画素は、第１の電荷蓄積部を備え、
前記光電変換層は、逆バイアス状態となることによって、入射光に対応して生成する第１の極性の信号電荷を前記第２の電極部を介して前記第１の電荷蓄積部に出力し、
前記光電変換層は、順バイアス状態となることによって、前記第１の極性とは反対の極性である第２の極性の電荷を前記第２の電極部を介して前記第１の電荷蓄積部に出力することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記光電変換装置は、複数の前記画素を有し、
前記複数の画素の各々は、転送部と、第２の電荷蓄積部とをさらに備え、
前記転送部は、前記第１の電荷蓄積部に出力された前記信号電荷を、前記第２の電荷蓄積部に転送し、
前記光電変換層から前記第１の電荷蓄積部への前記信号電荷の出力の開始を、前記複数の画素で同時とし、
前記転送部による、前記第１の電荷蓄積部から前記第２の電荷蓄積部への前記信号電荷の転送の終了を、前記複数の画素で同時とすることを特徴とする請求項５に記載の光電変換装置。
【請求項７】
前記複数の画素の各々は、画素増幅部をさらに備え、
前記画素増幅部は、前記第２の電荷蓄積部の電位に基づく信号を、前記画素の外部に出力することを特徴とする請求項６に記載の光電変換装置。
【請求項８】
前記画素は、前記光電変換層と前記第２の電極部との間に配されるとともに、前記光電変換層から前記第１の極性の信号電荷を前記第２の電極部に注入させ、前記第２の極性の電荷の前記光電変換層から前記第２の電極部への注入を抑制するブロッキング部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光電変換装置。
【請求項９】
前記逆バイアス状態のうち、前記第１の電極部と前記第２の電極部との間の電位差が所定の値よりも小さい場合には、前記ブロッキング部が、前記第２の極性の電荷の前記光電変換層から前記第２の電極部への注入を抑制し、
前記逆バイアス状態のうち、前記第１の電極部と前記第２の電極部との間の電位差が前記所定の値よりも大きい場合には、前記ブロッキング部が、前記第２の極性の電荷の前記光電変換層から前記第２の電極部への注入を行うことを特徴とする請求項８に記載の光電変換装置。
【請求項１０】
前記ブロッキング部のエネルギーバンドが、前記光電変換層のエネルギーバンドに対して、前記第１の極性の電荷に対するポテンシャルが低く、前記第２の極性の電荷に対するポテンシャルが高いことを特徴とする請求項８または９に記載の光電変換装置。
【請求項１１】
前記光電変換層と前記第１の電極部との間に配され、前記第１の電極部から前記光電変換層への前記第１の極性の電荷の注入を抑制する第２のブロッキング部をさらに有することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の光電変換装置。
【請求項１２】
前記ブロッキング部と前記光電変換層とを形成する主たる元素が同じであることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の光電変換装置。
【請求項１３】
前記ブロッキング部と前記光電変換層との各々の不純物濃度が異なることを特徴とする請求項１２に記載の光電変換装置。
【請求項１４】
前記ブロッキング部と前記光電変換層の導電型が異なることを特徴とする請求項１２または１３に記載の光電変換装置。
【請求項１５】
前記ブロッキング部が、第１の半導体材料で形成され、
前記光電変換層が、前記第１の半導体材料を形成する主たる元素とは異なる元素を主として含む第２の半導体材料で形成されることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の光電変換装置。
【請求項１６】
前記ブロッキング部と前記光電変換層とがヘテロ接合を形成することを特徴とする請求項１５に記載の光電変換装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置が出力する信号を処理することによって画像を生成する信号処理部とを有することを特徴とする撮像システム。
【請求項１８】
請求項４に記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置が出力する信号を処理することによって画像を生成する信号処理部と、
前記光電変換装置が出力する信号の信号レベルに基づいて、前記第３の電圧を変更する制御部とを有することを特徴とする撮像システム。
【請求項１９】
前記光電変換装置が設けられた半導体基板と、前記信号処理部が設けられた半導体基板とが積層されていることを特徴とする請求項１７または１８に記載の撮像システム。
【請求項２０】
前記画素が、前記第１の電極部と、前記第２の電極部と、前記光電変換層とを各々が備える複数の光電変換部と、前記複数の光電変換部に対応して設けられた１つのマイクロレンズとを有し、
前記信号処理部が、前記複数の光電変換部の一部の光電変換部の前記第１の極性の電荷に基づく信号と、前記複数の光電変換部の他の一部の光電変換部の前記第１の極性の電荷に基づく信号とを用いて、被写体の距離情報を取得することを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の撮像システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は上記の課題を鑑みて為されたものであり、一の態様は、半導体基板と、画素とを備える光電変換装置であって、前記画素は、第１の電極部と、前記第１の電極部および前記半導体基板の間に配された第２の電極部と、前記第１の電極部および前記第２の電極部の間に配され、信号電荷を生成する光電変換層と、前記第１の電極部と前記第２の電極部の少なくとも一方に、値の異なる複数の電圧を供給することによって、前記光電変換層のバイアス状態を、逆バイアス状態と順バイアス状態とのそれぞれに設定する電圧供給部とを有し、前記第２の電極部に前記信号電荷が蓄積され、前記第２の電極部の電位が前記信号電荷を蓄積する前の電位にリセットされるように、前記第２の電極部に蓄積された前記信号電荷が、前記順バイアス状態によってリセットされることを特徴とする光電変換装置である。