JPH02243073A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH02243073A JPH02243073A JP1138150A JP13815089A JPH02243073A JP H02243073 A JPH02243073 A JP H02243073A JP 1138150 A JP1138150 A JP 1138150A JP 13815089 A JP13815089 A JP 13815089A JP H02243073 A JPH02243073 A JP H02243073A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はC0D(チャージ・カプシド・デバイス)形構
成を有する固体撮像装置、特にインターライントランス
ファ方式による固体撮像装置に係わる。
成を有する固体撮像装置、特にインターライントランス
ファ方式による固体撮像装置に係わる。
通常のインターライントランスファ方式によるCCDC
固形撮像装置は、共通の半導体基体、例えばシリコン基
体に第1図に示すように、夫々絵素となる受光部、即ち
センサ一部(1)が一方向(以下水平方向という)とこ
れと直交する方向(以下垂直方向という)に夫々複数個
配列され、各垂直方向の同一ライン上に配列されたセン
サ一部(1)の−側にはCCD構成の垂直シフトレジス
タ(2)が配置され、各シフトレジスタ(2)の−旦に
は同様にCCD構成の水平シフトレジスタ(3)が設け
られる。
固形撮像装置は、共通の半導体基体、例えばシリコン基
体に第1図に示すように、夫々絵素となる受光部、即ち
センサ一部(1)が一方向(以下水平方向という)とこ
れと直交する方向(以下垂直方向という)に夫々複数個
配列され、各垂直方向の同一ライン上に配列されたセン
サ一部(1)の−側にはCCD構成の垂直シフトレジス
タ(2)が配置され、各シフトレジスタ(2)の−旦に
は同様にCCD構成の水平シフトレジスタ(3)が設け
られる。
そして、例えばテレビジョン映像においては、垂直ブラ
ンキング期間において、センサ一部(1)の受光量に応
じて生じた信号電荷を対応する垂直シフトレジスタ(2
)に転送し、各水平ブランキング期間において、順次各
垂直シフトレジスタ(2)の各水平ラインの信号電荷を
水平シフトレジスタ(3)に転送し、各水平映像期間に
おいて出力端子tより順次読み出すようになされる。こ
の場合、各センサー部(1)よりの垂直シフトレジスタ
(2)への電荷の転送は、例えば、1つ置きの水平ライ
ン毎において行って、奇数番目のフィールド区間で、1
つ置きの水平ライン上の各センサ一部(1)の信号を読
み出し、偶数番目のフィールド区間で、他の1つ置きの
水平ライン上の各センサ一部(1)の信号を読み出すよ
うにしていわゆる飛越し走査方式を採る。
ンキング期間において、センサ一部(1)の受光量に応
じて生じた信号電荷を対応する垂直シフトレジスタ(2
)に転送し、各水平ブランキング期間において、順次各
垂直シフトレジスタ(2)の各水平ラインの信号電荷を
水平シフトレジスタ(3)に転送し、各水平映像期間に
おいて出力端子tより順次読み出すようになされる。こ
の場合、各センサー部(1)よりの垂直シフトレジスタ
(2)への電荷の転送は、例えば、1つ置きの水平ライ
ン毎において行って、奇数番目のフィールド区間で、1
つ置きの水平ライン上の各センサ一部(1)の信号を読
み出し、偶数番目のフィールド区間で、他の1つ置きの
水平ライン上の各センサ一部(1)の信号を読み出すよ
うにしていわゆる飛越し走査方式を採る。
このような固体撮像装置においても、蓄積される電荷量
を制御し、例えばガンマ補正が行なわれるようにするこ
とが望まれる。このガンマ補正の方法としては例えばブ
ルーミッグ防止のためのオーバーフロードレイン領域へ
の電荷の移動を外部の電気信号によって行なうことが考
えられるカ月垂直期間の任意のタイミングでこの制御を
行うと制御用の電気信号が撮像信号にもれこみ撮像信号
の質を劣化させる可能性がある。
を制御し、例えばガンマ補正が行なわれるようにするこ
とが望まれる。このガンマ補正の方法としては例えばブ
ルーミッグ防止のためのオーバーフロードレイン領域へ
の電荷の移動を外部の電気信号によって行なうことが考
えられるカ月垂直期間の任意のタイミングでこの制御を
行うと制御用の電気信号が撮像信号にもれこみ撮像信号
の質を劣化させる可能性がある。
本発明は、このような欠点を招来することなくオーバー
フロードレイン領域への電荷のオーバーフロー制御する
ことによって電荷量制御を確実に行うことができるよう
にしたインターライントランスファ方式による固体撮像
装置を提供せんとするものである。
フロードレイン領域への電荷のオーバーフロー制御する
ことによって電荷量制御を確実に行うことができるよう
にしたインターライントランスファ方式による固体撮像
装置を提供せんとするものである。
以下、本発明の詳細な説明するが、本発明においても、
第1図に説明したと同様に、共通の半導体基体上に多数
のセンサ一部(1)即ち受光部が配列形成されると共に
、垂直シフトレジスタ(2)と水平シフトレジスタ(3
)とが設けられて成る。
第1図に説明したと同様に、共通の半導体基体上に多数
のセンサ一部(1)即ち受光部が配列形成されると共に
、垂直シフトレジスタ(2)と水平シフトレジスタ(3
)とが設けられて成る。
第1図ないし第4図を参照して本発明の詳細な説明する
も、第2図は一部のセンサ一部(1)と、これに関連す
る部分の要部の上面図で、第3図はそのIII−III
線上の断面図、第4図はIV−IV綿線上断面図である
。図中、(4)は半導体基体、例えばP型の導電型を有
するシリコン基体で、これの表面には絶縁層(5)、例
えば5iOz層が被着形成される。図示の例では、シフ
トレジスタ(2)が埋込チャンネル型の構成とした場合
で、これがため、基体(4)とは異る導電型のN型の領
域(6)が、シフトレジスタ(2)を構成する部分に垂
直方向に沿って帯状に、基体(4)の−主面(4a)に
臨んで形成される。(7)は基体(4)と同導電型の高
不純物濃度を有するチャンネルストッパー領域で、第2
図に斜線を付して示すように、各センサ一部(1)間、
これらセンサ一部(1)とシフトレジスタ(2)との間
を夫々区分するように主面(4a)に臨んで設けられる
。そして、各センサ一部(1)に隣合うようにオーバー
フロー制御部(8)を介して、基体(4)と異る導電型
のN型の高不純物濃度領域より成るオーバーフロードレ
イン領域(9)が主面(4a)に臨んで設けられる。
も、第2図は一部のセンサ一部(1)と、これに関連す
る部分の要部の上面図で、第3図はそのIII−III
線上の断面図、第4図はIV−IV綿線上断面図である
。図中、(4)は半導体基体、例えばP型の導電型を有
するシリコン基体で、これの表面には絶縁層(5)、例
えば5iOz層が被着形成される。図示の例では、シフ
トレジスタ(2)が埋込チャンネル型の構成とした場合
で、これがため、基体(4)とは異る導電型のN型の領
域(6)が、シフトレジスタ(2)を構成する部分に垂
直方向に沿って帯状に、基体(4)の−主面(4a)に
臨んで形成される。(7)は基体(4)と同導電型の高
不純物濃度を有するチャンネルストッパー領域で、第2
図に斜線を付して示すように、各センサ一部(1)間、
これらセンサ一部(1)とシフトレジスタ(2)との間
を夫々区分するように主面(4a)に臨んで設けられる
。そして、各センサ一部(1)に隣合うようにオーバー
フロー制御部(8)を介して、基体(4)と異る導電型
のN型の高不純物濃度領域より成るオーバーフロードレ
イン領域(9)が主面(4a)に臨んで設けられる。
また、各センサ一部(1)と、之に対応するシフトレジ
スタ(2)との間にはゲート部(10)が設けられる。
スタ(2)との間にはゲート部(10)が設けられる。
シフトレジスタ(2)は、対応する垂直ライン上の各セ
ンサ一部(1)に夫々対応して設けられた転送部(11
)が配列されて成る。図示の例ではシフトレジスタ(2
)が2相クロツク型に構成された場合で、この場合、各
転送部(11)は、例えば相対的に薄い絶縁層(5A)
を有する部分と厚い絶縁層(5B)を有する部分とより
成り、これの上に夫々被着形成された電極(12A)及
び(12B)が形成されて、いわゆるトランスファゲー
ト部(13^)とストレージゲート部(13B)とが構
成されて成る。各転送部(11)における電極(12A
)及び(12B)は、互いに電気的に接続される。第4
図の例では垂直シフトレジタ−のトランスファゲート部
とストレージゲート部にポテンシャルの深さを異らしめ
るため電極(12A) (12B)下の絶縁層(5A)
(5B)の厚さを異らしめたものであるが、酸化膜厚
差を用いずに半導体基体の不純物濃度差を用いてポテン
シャルの深さを異らしめることもできる。この場合スト
レージ電極(12B)およびトランスファ電極(12A
)下の絶縁層の厚みは等しいが、かわりにトランスファ
電極(12A)の下にP型厚電型の浅い領域が形成され
る。このP型頭域はたとえば選択的にイオン注入を行う
ことによって形成できる。
ンサ一部(1)に夫々対応して設けられた転送部(11
)が配列されて成る。図示の例ではシフトレジスタ(2
)が2相クロツク型に構成された場合で、この場合、各
転送部(11)は、例えば相対的に薄い絶縁層(5A)
を有する部分と厚い絶縁層(5B)を有する部分とより
成り、これの上に夫々被着形成された電極(12A)及
び(12B)が形成されて、いわゆるトランスファゲー
ト部(13^)とストレージゲート部(13B)とが構
成されて成る。各転送部(11)における電極(12A
)及び(12B)は、互いに電気的に接続される。第4
図の例では垂直シフトレジタ−のトランスファゲート部
とストレージゲート部にポテンシャルの深さを異らしめ
るため電極(12A) (12B)下の絶縁層(5A)
(5B)の厚さを異らしめたものであるが、酸化膜厚
差を用いずに半導体基体の不純物濃度差を用いてポテン
シャルの深さを異らしめることもできる。この場合スト
レージ電極(12B)およびトランスファ電極(12A
)下の絶縁層の厚みは等しいが、かわりにトランスファ
電極(12A)の下にP型厚電型の浅い領域が形成され
る。このP型頭域はたとえば選択的にイオン注入を行う
ことによって形成できる。
そして、各センサ一部(1)と、これに対応するシフト
レジスタ(2)との間のゲート部(10)は、例えば、
基体(4)と同導電型を有するもこれに比し高い不純物
濃度を有する領域(14)が主面(4a)に臨んで形成
され、これの上に絶縁層(5)、例えば絶縁層(5B)
が延長して設けられ、これの上にゲート電極(15)が
被着されて成る。各センサ一部(1)に対応するゲート
部(10)のゲート電極(I5)と、シフトレジスタ(
2)の各転送部(11)の電極(13^)及び(13B
)は互に、第2図に鎖線aで示すように、共通の電極に
よって構成するか、或いは互いに電気的に接続して共通
の電圧が与えられるようにするが、この場合、ゲート部
(10)と転送部(11)の各電極に同電圧が与えられ
ても各部のミニマムポテンシャルが、常にゲート部にお
いて浅くなるように各部’(10) (11)の不純物
濃度或いは絶縁層の厚さ等を選定するものとする。そし
て、1つ置きの転送部(11)が共通に接続され、端子
Lr1及びt−rZが導出される。
レジスタ(2)との間のゲート部(10)は、例えば、
基体(4)と同導電型を有するもこれに比し高い不純物
濃度を有する領域(14)が主面(4a)に臨んで形成
され、これの上に絶縁層(5)、例えば絶縁層(5B)
が延長して設けられ、これの上にゲート電極(15)が
被着されて成る。各センサ一部(1)に対応するゲート
部(10)のゲート電極(I5)と、シフトレジスタ(
2)の各転送部(11)の電極(13^)及び(13B
)は互に、第2図に鎖線aで示すように、共通の電極に
よって構成するか、或いは互いに電気的に接続して共通
の電圧が与えられるようにするが、この場合、ゲート部
(10)と転送部(11)の各電極に同電圧が与えられ
ても各部のミニマムポテンシャルが、常にゲート部にお
いて浅くなるように各部’(10) (11)の不純物
濃度或いは絶縁層の厚さ等を選定するものとする。そし
て、1つ置きの転送部(11)が共通に接続され、端子
Lr1及びt−rZが導出される。
また、オーバーフロー制御部(8)は、例えば、基体(
4)と同導電型を有するもこれに比し高い不純物濃度を
有する領域(16)が主面(4a)に臨んで形成され、
これの上に絶縁層(5)を介して制御電極(17)が被
着されて成る。
4)と同導電型を有するもこれに比し高い不純物濃度を
有する領域(16)が主面(4a)に臨んで形成され、
これの上に絶縁層(5)を介して制御電極(17)が被
着されて成る。
センサ一部(1)は、光透過性の絶縁層(5)を介して
これの上にセンサー電極(18)が被着されて構成され
る。このセンサー電極(18)と、これに対応するオー
バーフロー制御部(8)の制御電極(17)は、連続し
た共通の透明電極によって構成するか、電気的に接続し
て共通の電圧を与える端子も、が導出される。
これの上にセンサー電極(18)が被着されて構成され
る。このセンサー電極(18)と、これに対応するオー
バーフロー制御部(8)の制御電極(17)は、連続し
た共通の透明電極によって構成するか、電気的に接続し
て共通の電圧を与える端子も、が導出される。
尚、各領域(6)、 (7)、 (9)、 (14)、
(16)は、夫々周知の技術、例えば選択的拡散法、
イオン注入法等によって形成し得る。又、電極(15)
(12A)及び(12B)は夫々不純物がドープされ
て低抵抗とされた多結晶シリコン層を順次化学的気相成
長法によってデポジットすることによって形成し得、こ
れらの表面を酸化することによって絶縁層を形成してこ
れら電極(12A)及び(12B)上を含んで、全面的
にセンサー電極(18)及びオーバーフロー制御電極(
17)を構成する透明電極を全面的に被着して形成し得
る。
(16)は、夫々周知の技術、例えば選択的拡散法、
イオン注入法等によって形成し得る。又、電極(15)
(12A)及び(12B)は夫々不純物がドープされ
て低抵抗とされた多結晶シリコン層を順次化学的気相成
長法によってデポジットすることによって形成し得、こ
れらの表面を酸化することによって絶縁層を形成してこ
れら電極(12A)及び(12B)上を含んで、全面的
にセンサー電極(18)及びオーバーフロー制御電極(
17)を構成する透明電極を全面的に被着して形成し得
る。
そして、センサ一部(1)以外の部分上に、遮光層(1
9)を被着する。この遮光層(19)は、例えばアルミ
ニウム層によって構成し得、このように遮光層(19)
を導電体によって構成する場合は、各電極を覆って絶縁
層(5)を形成し置き、これの上に遮光層(19)を被
着する。
9)を被着する。この遮光層(19)は、例えばアルミ
ニウム層によって構成し得、このように遮光層(19)
を導電体によって構成する場合は、各電極を覆って絶縁
層(5)を形成し置き、これの上に遮光層(19)を被
着する。
上述したように本例装置においては、各センサ一部(1
)のセンサー電極(18)と、之に対応するオーバーフ
ロー制御部(8)の制御電極(エフ)とを電気的に共通
とするものであるが、画電極(18)及び(17)に共
通の電圧が与えられた状態で、センサ一部(1)とオー
バーフロー制御部(8)とのミニマムポテンシャル(図
示の例ではミニマムポテンシャルが表面に生ずるように
した場合で、この場合ミニマムポテンシャルは表面ポテ
ンシャルに相当する)に差が生ずるようになすと共に、
印加電圧によってこのポテンシャルの差が変化するよう
になす。上述の例ではセンサ一部(1)の表面濃度を基
体(4)の濃度に選定し、オーバーフロー制御部(8)
の表面濃度をセンサ一部(1)のそれより大にした場合
で、この場合において、センサ一部(1)とオーバーフ
ロー制御部(8)の各絶縁N(5)の厚さを3000人
とし、センサ一部(1)の表面濃度を5 X1014c
m−”とし、制御部(8)ノソれを5 XIO”cva
−’としたときの、センサー電極(18)及び制御電極
(17)への共通の印加電圧、即ち端子も、への印加電
圧φ3に対するセンサ一部(1)と制御部(8)におけ
る夫々の表面ポテンシャルψ、及びψ0は夫々第5図中
曲線(20)及び(21)に示すように、印加電圧φ3
が大になるにつれ両者の差は大となる。尚、上述した例
では、センサ一部(1)と制御部(8)の表面ポテンシ
ャルに差が生ずるように両者の表面濃度を選定した場合
であるが、成る場合はセンサ一部(1)と制御部(8)
との表面濃度は一定にして、或いはこれらを異ならしめ
ると共に、各部(1)及び(8)の電極(18)及び(
17)下の絶縁層の厚さを互いに異ならしめ、センサ一
部(1)における絶縁層の厚さを制御部(8)における
それより小に選定するようになすこともできる。このよ
うな構成としたことによって、後に詳述するように、端
子t、への印加電圧φ、の大小によって制御部(8)と
センサ一部(1)の表面ポテンシャルの差(ψ、−ψC
)に大小の変化が生ずるように、即ち制御部(8)によ
るセンサ一部(1)とオーバーフロードレイン領域(9
)との間のバリアの高さを変化させてセンサ一部(1)
よりのキャリアのオーバーフロー量を制御する。
)のセンサー電極(18)と、之に対応するオーバーフ
ロー制御部(8)の制御電極(エフ)とを電気的に共通
とするものであるが、画電極(18)及び(17)に共
通の電圧が与えられた状態で、センサ一部(1)とオー
バーフロー制御部(8)とのミニマムポテンシャル(図
示の例ではミニマムポテンシャルが表面に生ずるように
した場合で、この場合ミニマムポテンシャルは表面ポテ
ンシャルに相当する)に差が生ずるようになすと共に、
印加電圧によってこのポテンシャルの差が変化するよう
になす。上述の例ではセンサ一部(1)の表面濃度を基
体(4)の濃度に選定し、オーバーフロー制御部(8)
の表面濃度をセンサ一部(1)のそれより大にした場合
で、この場合において、センサ一部(1)とオーバーフ
ロー制御部(8)の各絶縁N(5)の厚さを3000人
とし、センサ一部(1)の表面濃度を5 X1014c
m−”とし、制御部(8)ノソれを5 XIO”cva
−’としたときの、センサー電極(18)及び制御電極
(17)への共通の印加電圧、即ち端子も、への印加電
圧φ3に対するセンサ一部(1)と制御部(8)におけ
る夫々の表面ポテンシャルψ、及びψ0は夫々第5図中
曲線(20)及び(21)に示すように、印加電圧φ3
が大になるにつれ両者の差は大となる。尚、上述した例
では、センサ一部(1)と制御部(8)の表面ポテンシ
ャルに差が生ずるように両者の表面濃度を選定した場合
であるが、成る場合はセンサ一部(1)と制御部(8)
との表面濃度は一定にして、或いはこれらを異ならしめ
ると共に、各部(1)及び(8)の電極(18)及び(
17)下の絶縁層の厚さを互いに異ならしめ、センサ一
部(1)における絶縁層の厚さを制御部(8)における
それより小に選定するようになすこともできる。このよ
うな構成としたことによって、後に詳述するように、端
子t、への印加電圧φ、の大小によって制御部(8)と
センサ一部(1)の表面ポテンシャルの差(ψ、−ψC
)に大小の変化が生ずるように、即ち制御部(8)によ
るセンサ一部(1)とオーバーフロードレイン領域(9
)との間のバリアの高さを変化させてセンサ一部(1)
よりのキャリアのオーバーフロー量を制御する。
尚、後の説明の便宜上、第2図に示すように各水平ライ
ン上のセンサ一部(1)を順次S1.S!、S3・・・
・と、夫々に対応するシフトレジスタ(2)の転送部(
11)をT、、T、、T、・・・・とし、1つ置きの転
送部T + 、 T ’s 、 T s・・・・の電極
が端子t、に、他の1つ置きの転送部T t、 T a
、 T b・・・・の電極が端子1tに接続されるも
のとする。
ン上のセンサ一部(1)を順次S1.S!、S3・・・
・と、夫々に対応するシフトレジスタ(2)の転送部(
11)をT、、T、、T、・・・・とし、1つ置きの転
送部T + 、 T ’s 、 T s・・・・の電極
が端子t、に、他の1つ置きの転送部T t、 T a
、 T b・・・・の電極が端子1tに接続されるも
のとする。
次に、本例装置の動作を説明するに、この場合において
も垂直ブランキング期間において、センサ一部(1)の
受光量に応じた信号電荷を垂直シフトレジスタ(2)の
対応する転送部(11)に転送(以下読み出しという。
も垂直ブランキング期間において、センサ一部(1)の
受光量に応じた信号電荷を垂直シフトレジスタ(2)の
対応する転送部(11)に転送(以下読み出しという。
)し、シフトレジスタ(2)の端子tr+及び1.□に
第6図A及びBに示すように、2相クロックφ9.及び
φ9.を与えて水平ブランキング期間において、この信
号電荷を順次隣合う一方向の転送部へと転送し、第1図
に示した水平シフトレジスタ(3)へと1水平ライン毎
の信号を転送し、水平映像期間中で水平ライン毎の信号
を端子むより読み出して行くものである。第7図ないし
第9図は、第3図に示す断面における各部のミニマムポ
テンシャル図で、オーバーフロードレイン領域(9)。
第6図A及びBに示すように、2相クロックφ9.及び
φ9.を与えて水平ブランキング期間において、この信
号電荷を順次隣合う一方向の転送部へと転送し、第1図
に示した水平シフトレジスタ(3)へと1水平ライン毎
の信号を転送し、水平映像期間中で水平ライン毎の信号
を端子むより読み出して行くものである。第7図ないし
第9図は、第3図に示す断面における各部のミニマムポ
テンシャル図で、オーバーフロードレイン領域(9)。
オーバーフロー制御部(8)、センサ一部(1)、ゲー
ト部(10) 、ストレージゲート部(13B)の各ミ
ニマムポテンシャルをψ4.ψ0.ψ1.ψ9.ψbで
表わし、各印加電圧状態におけるポテンシャルにサフィ
ックスを付して示したものである。第7図は受光・蓄積
モードを示し、この受光・蓄積状態では端子tsに、セ
ンサ一部(1)に深いポテンシャルの井戸を形成する電
圧、即ち正の大なる電圧φ。
ト部(10) 、ストレージゲート部(13B)の各ミ
ニマムポテンシャルをψ4.ψ0.ψ1.ψ9.ψbで
表わし、各印加電圧状態におけるポテンシャルにサフィ
ックスを付して示したものである。第7図は受光・蓄積
モードを示し、この受光・蓄積状態では端子tsに、セ
ンサ一部(1)に深いポテンシャルの井戸を形成する電
圧、即ち正の大なる電圧φ。
を与える。そして、奇数番目のフィールド期間の頭初に
対応する垂直ブランキング期間の時点t。
対応する垂直ブランキング期間の時点t。
で、第6図A及びBに示すように、シフトレジスタ(2
)の端子t□及びLrtへの印加電圧φv1及びφV□
として正の所要の電圧を与えた状態で、端子も。
)の端子t□及びLrtへの印加電圧φv1及びφV□
として正の所要の電圧を与えた状態で、端子も。
に与える電圧φ、を第6図Cに示すように、低めて第8
図にそのミニマムポテンシャル図を示すように、センサ
一部(1)のポテンシャルの井戸を十分浅くするポテン
シャルψ、Iとし、このセンサ一部(1)に対応する転
送部(11)のストレージ部におけるポテンシャルの井
戸を十分源めるポテンシャルψb8にする。このように
すると、各センサ一部S I+ S R+S、・・・・
に受光量に応じて発生蓄積されていた信号電荷(キャリ
ア)は、各転送部T I、 T z 、 T s・・・
・のストレージ部へと第8図に矢印すで示すように転送
、即ち読み出される。次に、この垂直ブランキング期間
内において、第6図A及びBに示すように、例えば端子
t2の電圧φ、!を上記圧の所要の電圧に保持した状態
で、端子1.の電圧φv1を例えば0■に低める。この
ようにすると、1つ置きの転送部T I、 T 3 、
T s・・・・の各電荷が、他の1つ置きの転送部T
、、T、、T、・・・・へと転送されて2つの転送部の
電荷が加えられる。即ち、センサ一部S+、Ss、Ss
・・・・の各信号電荷が夫々隣合うセンサ一部St、S
、、S、・・・・と重畳される。この電荷は水平シフト
レジスタへと垂直及び水平ブランキング期間において通
常のように転送させるが、本例においては、適当な回数
の選ばれた水平ブランキング期間において、ガンマ補正
の操作を行う。即ち、水平ブランキング期間の端子jr
l及びも、への印加電圧が、共に例えば低い電圧のOV
の状態で、各転送部T、、T、、T、・・・・と各セン
サ一部s+、sz、ss・・・・間のゲート部のポテン
シャルバリアψ9が第9図にψg1として示すように比
較的高い状態で、水平ブランキング期間内の各時点L+
ltt、tz・・・・で、端子り、に第6図Cで示すよ
うに漸次高い電圧φ83.φ、2.φ8.・・・・すな
わち、φ3I〈φ32<φ8.・・・・を与え、第9図
に示すように、センサ一部St、Sz、Sz・・・・の
ポテンシャルψ31.ψ51 ψ5.・・・・を浅く
すると共に、オーバーフロー制御部(8)のポテンシャ
ルをψ。。
図にそのミニマムポテンシャル図を示すように、センサ
一部(1)のポテンシャルの井戸を十分浅くするポテン
シャルψ、Iとし、このセンサ一部(1)に対応する転
送部(11)のストレージ部におけるポテンシャルの井
戸を十分源めるポテンシャルψb8にする。このように
すると、各センサ一部S I+ S R+S、・・・・
に受光量に応じて発生蓄積されていた信号電荷(キャリ
ア)は、各転送部T I、 T z 、 T s・・・
・のストレージ部へと第8図に矢印すで示すように転送
、即ち読み出される。次に、この垂直ブランキング期間
内において、第6図A及びBに示すように、例えば端子
t2の電圧φ、!を上記圧の所要の電圧に保持した状態
で、端子1.の電圧φv1を例えば0■に低める。この
ようにすると、1つ置きの転送部T I、 T 3 、
T s・・・・の各電荷が、他の1つ置きの転送部T
、、T、、T、・・・・へと転送されて2つの転送部の
電荷が加えられる。即ち、センサ一部S+、Ss、Ss
・・・・の各信号電荷が夫々隣合うセンサ一部St、S
、、S、・・・・と重畳される。この電荷は水平シフト
レジスタへと垂直及び水平ブランキング期間において通
常のように転送させるが、本例においては、適当な回数
の選ばれた水平ブランキング期間において、ガンマ補正
の操作を行う。即ち、水平ブランキング期間の端子jr
l及びも、への印加電圧が、共に例えば低い電圧のOV
の状態で、各転送部T、、T、、T、・・・・と各セン
サ一部s+、sz、ss・・・・間のゲート部のポテン
シャルバリアψ9が第9図にψg1として示すように比
較的高い状態で、水平ブランキング期間内の各時点L+
ltt、tz・・・・で、端子り、に第6図Cで示すよ
うに漸次高い電圧φ83.φ、2.φ8.・・・・すな
わち、φ3I〈φ32<φ8.・・・・を与え、第9図
に示すように、センサ一部St、Sz、Sz・・・・の
ポテンシャルψ31.ψ51 ψ5.・・・・を浅く
すると共に、オーバーフロー制御部(8)のポテンシャ
ルをψ。。
ψC1,ψc3とする。この場合、第5図で説明したよ
うに、印加電圧を高めるにつれ、センサ一部とオーバー
フロー制御部とのポテンシャルの差即ちポテンシャルバ
リアは高められるので、オーバーフローの量が減少する
。この動作をたとえばI4の強さの光が入射する場合に
ついて、第9図、第10図を参照しながら詳細に説明す
る。すなわちI4の強さの光が入射した場合、まず端子
t、にφ、4が与えられた時のセンサ一部のポテンシャ
ルφ、4およびオーバーフロー制御部のポテンシャルψ
c4の差で決められる電荷量94以上の電荷はオーバー
フロードレインへと捨てられ、センサ一部に蓄積される
電荷量はq、で飽和する。次に定められたある水平ブラ
ンキング期間中の一時点tlにおいて、端子t1には比
較的低い電位φ1.が与えられることによりセンサ一部
のポテンシャルφ3.とオーバーフロー制御部のポテン
シャルφclで決る蓄積量91以上の電荷はオーバーフ
ロードレインへと排除される。次いで端子t、に与えら
れる電位は再びφs4になされるため入射光の強さI4
にもとすいて再び電荷はセンサ一部のポテンシャルφ、
4とオーバーフロー制御部のポテンシャル差で決められ
たセンサ一部に蓄積され、電荷量94以上の余剰電荷は
オーバーフロードレインに捨てられる。次に定められた
別の水平ブランキング期間中の一時点1gにおいて端子
tsに先きのφ5.よりも高い電位φ、!が与えられる
ことによりセンサ一部のポテンシャルφ、2とオーバー
フロー制御部のポテンシャルφ、とによって決められる
蓄積量Qt以上の電荷がオーバーフロードレインへと排
除される。その後再び端子も、には電位φ、4が与えら
れて電荷は蓄積され第3の選ばれた水平ブランキング期
間中の一時点t、にてφ、よりも高い電位φ、3が与え
られることにより蓄積量98以上の電荷は排除される。
うに、印加電圧を高めるにつれ、センサ一部とオーバー
フロー制御部とのポテンシャルの差即ちポテンシャルバ
リアは高められるので、オーバーフローの量が減少する
。この動作をたとえばI4の強さの光が入射する場合に
ついて、第9図、第10図を参照しながら詳細に説明す
る。すなわちI4の強さの光が入射した場合、まず端子
t、にφ、4が与えられた時のセンサ一部のポテンシャ
ルφ、4およびオーバーフロー制御部のポテンシャルψ
c4の差で決められる電荷量94以上の電荷はオーバー
フロードレインへと捨てられ、センサ一部に蓄積される
電荷量はq、で飽和する。次に定められたある水平ブラ
ンキング期間中の一時点tlにおいて、端子t1には比
較的低い電位φ1.が与えられることによりセンサ一部
のポテンシャルφ3.とオーバーフロー制御部のポテン
シャルφclで決る蓄積量91以上の電荷はオーバーフ
ロードレインへと排除される。次いで端子t、に与えら
れる電位は再びφs4になされるため入射光の強さI4
にもとすいて再び電荷はセンサ一部のポテンシャルφ、
4とオーバーフロー制御部のポテンシャル差で決められ
たセンサ一部に蓄積され、電荷量94以上の余剰電荷は
オーバーフロードレインに捨てられる。次に定められた
別の水平ブランキング期間中の一時点1gにおいて端子
tsに先きのφ5.よりも高い電位φ、!が与えられる
ことによりセンサ一部のポテンシャルφ、2とオーバー
フロー制御部のポテンシャルφ、とによって決められる
蓄積量Qt以上の電荷がオーバーフロードレインへと排
除される。その後再び端子も、には電位φ、4が与えら
れて電荷は蓄積され第3の選ばれた水平ブランキング期
間中の一時点t、にてφ、よりも高い電位φ、3が与え
られることにより蓄積量98以上の電荷は排除される。
その後再び端子t、には電位φ、4が与えられるため入
射光に応じて電荷は蓄積された後、垂直ブランキング期
間中の一時点t4において読み出される。したがって今
、光の強度■が、i o < 1 + < I t <
I s < I mの関係を有する光を受光した場合
の、時点も、〜t4におけるセンサ一部(1)に蓄積さ
れる電荷量qをみると、第10図に示すように各時点t
1.Lt、f、x、t、aでの夫々のψ、−ψ、の値で
決るセンサ一部(1)の電荷91〜94以上の電荷はオ
ーバーフローされて除去されるので、光の強度■に対す
る電荷量は、第11図に示すようにべき乗関数曲線、即
ちガンマ補正がなされる。すなわち第10図および第1
1図において強さION以下の光!。が入射した時、セ
ンサーに蓄積される電荷量は直線2Iで示され、■。7
とI工の間の強さの光■1が入射した時、センサーに蓄
積される電荷量は直線i!で示され以下同様である。
射光に応じて電荷は蓄積された後、垂直ブランキング期
間中の一時点t4において読み出される。したがって今
、光の強度■が、i o < 1 + < I t <
I s < I mの関係を有する光を受光した場合
の、時点も、〜t4におけるセンサ一部(1)に蓄積さ
れる電荷量qをみると、第10図に示すように各時点t
1.Lt、f、x、t、aでの夫々のψ、−ψ、の値で
決るセンサ一部(1)の電荷91〜94以上の電荷はオ
ーバーフローされて除去されるので、光の強度■に対す
る電荷量は、第11図に示すようにべき乗関数曲線、即
ちガンマ補正がなされる。すなわち第10図および第1
1図において強さION以下の光!。が入射した時、セ
ンサーに蓄積される電荷量は直線2Iで示され、■。7
とI工の間の強さの光■1が入射した時、センサーに蓄
積される電荷量は直線i!で示され以下同様である。
そして、次の偶数番目のフィールドにおいても、同様の
操作をすることによってガンマ補正を行うことができる
が、この偶数番目のフィールドにおいては、第6図に示
すように、その頭初に対応する垂直ブランキング期間に
おける各センサ一部SI+Sz、S3・・・・からシフ
トレジスタ(2)の転送部Tl1T、、T工・・・・へ
の読み出し後前述の奇数番目のフィールドの場合とは逆
に、端子t、の電圧を正の所定電圧に保持した状態で、
端子11を例えばO■としてセンサ一部St、S1.S
4・・・・の電荷を、夫々奇数フィールドにおける組合
せとは異る他の隣合うセンサ一部S、、S、、S、・・
・・と加え合せられるようにする。即ち、偶数フィール
ドにおいてはSlとSt、SsとS、、SSとS、・・
・・の組合せによって夫々1つの絵素信号を構成し、奇
数フィールドにおいては他の組合せのS2とSi、S4
とSs、SiとS、・・・・の組合せによって夫々1つ
の絵素信号を形成する。
操作をすることによってガンマ補正を行うことができる
が、この偶数番目のフィールドにおいては、第6図に示
すように、その頭初に対応する垂直ブランキング期間に
おける各センサ一部SI+Sz、S3・・・・からシフ
トレジスタ(2)の転送部Tl1T、、T工・・・・へ
の読み出し後前述の奇数番目のフィールドの場合とは逆
に、端子t、の電圧を正の所定電圧に保持した状態で、
端子11を例えばO■としてセンサ一部St、S1.S
4・・・・の電荷を、夫々奇数フィールドにおける組合
せとは異る他の隣合うセンサ一部S、、S、、S、・・
・・と加え合せられるようにする。即ち、偶数フィール
ドにおいてはSlとSt、SsとS、、SSとS、・・
・・の組合せによって夫々1つの絵素信号を構成し、奇
数フィールドにおいては他の組合せのS2とSi、S4
とSs、SiとS、・・・・の組合せによって夫々1つ
の絵素信号を形成する。
このようにして2フイールドで1画面(1フレーム)を
形成し、飛越し走査と同様の効果を得る。
形成し、飛越し走査と同様の効果を得る。
尚、上述の構成において、感度調整を行うには、オーバ
ーフロー制御部(8)の幅を十分小となし置き、第12
図に示すようにオーバーフロードレイン領域(9)のバ
イアスを深めこれのポテンシャルが制御部(8)に影響
し、このバリアを低めてセンサ一部(1)のキャリアを
領域(9)へと逃がしめるようにすることによって行い
得る。すなわち、オーバーフロードレインに大なるバイ
アスを加えた時はセンサー領域に生成される信号電荷は
オーバーフロードレインに流れこみ蓄積されない。従っ
て受光量に応じて受光蓄積期間を短かくすることができ
る。
ーフロー制御部(8)の幅を十分小となし置き、第12
図に示すようにオーバーフロードレイン領域(9)のバ
イアスを深めこれのポテンシャルが制御部(8)に影響
し、このバリアを低めてセンサ一部(1)のキャリアを
領域(9)へと逃がしめるようにすることによって行い
得る。すなわち、オーバーフロードレインに大なるバイ
アスを加えた時はセンサー領域に生成される信号電荷は
オーバーフロードレインに流れこみ蓄積されない。従っ
て受光量に応じて受光蓄積期間を短かくすることができ
る。
上述したように、本例によれば、オーバーフロー制御部
に電気的に独立の電極をもけることなくガンマ補正が行
うことができるので電極構造が複雑化することによる製
造の繁雑さ、信顛性の低下。
に電気的に独立の電極をもけることなくガンマ補正が行
うことができるので電極構造が複雑化することによる製
造の繁雑さ、信顛性の低下。
歩留りの低下等の招来を回避でき、実用に供してその利
益は大である。
益は大である。
また、上述の構成によるときは、各フィールドの頭初に
おいて、全センサ一部s、、s、、ss・・・・よりの
電荷を読み出すので、残像の問題を解消できる。即ち、
従来のように各フィールドで1つ置きのセンサ一部の電
荷を読み出す場合は、各センサ一部において、互に他の
1つ置きのセンサ一部の読み出しがなされるフィールド
区間中においても受光がなされていることから夫々2フ
イールドの受光がなされるので、残像の問題が生ずるが
、上述の本例装置によれば、この問題が解消される。
おいて、全センサ一部s、、s、、ss・・・・よりの
電荷を読み出すので、残像の問題を解消できる。即ち、
従来のように各フィールドで1つ置きのセンサ一部の電
荷を読み出す場合は、各センサ一部において、互に他の
1つ置きのセンサ一部の読み出しがなされるフィールド
区間中においても受光がなされていることから夫々2フ
イールドの受光がなされるので、残像の問題が生ずるが
、上述の本例装置によれば、この問題が解消される。
尚、上述の例においては、センサー電極を共通として各
フィールドで各センサ一部の信号電荷を読み出すように
した場合であるが、成る場合はセンサー電極を1つ置き
の水平ライン上のセンサー部S l+ S :l+ S
s・・・・+ S !l S at S b・・・
・を組として分割し、各フィールドで1つ置きのセンサ
一部に関して読み出しを行うようにすることもできる。
フィールドで各センサ一部の信号電荷を読み出すように
した場合であるが、成る場合はセンサー電極を1つ置き
の水平ライン上のセンサー部S l+ S :l+ S
s・・・・+ S !l S at S b・・・
・を組として分割し、各フィールドで1つ置きのセンサ
一部に関して読み出しを行うようにすることもできる。
第1図はインターライントランスファ方式の固体撮像装
置の構成図、第2図は本発明装置の要部の上面図、第3
図及び第4図は夫々その■−■線上及びIV−IV綿線
上断面図、第5図はセンサ一部とオーバーフロー制御部
の印加電圧に対するミニマムポテンシャルの関係を示す
曲線図、第6図は動作の説明に供する電圧タイミング図
、第7図ないし第9図は夫々本発明装置の各モードを示
すポテンシャル図、第10図は光強度を変化させた場合
の各時点におけるセンサ一部の蓄積電荷を示す図、第1
1図はガンマ補正曲線図、第12図は自動感度調整モー
ドのミニマムポテンシャル図である。 (1)、S、St、Sz・・・・はセンサ一部、(2)
は垂直シフトレジスタ、(3)は水平シフトレジスタ、
(4)は半導体基体、(5)は絶縁層、(7)はチャン
ネルストッパー領域、(8)はオーバーフロー制御部、
(9)はオーバーフロードレイン領域、(10)はゲー
ト部、(11)。 T + 、 T t 、 T s・・・・はシフトレジ
スタ(2)の転送部、(13A)及び(13B)は転送
電極、(15)はゲート電極、(17)はオーバーフロ
ー制御電極、(18)はセンサー電極である。
置の構成図、第2図は本発明装置の要部の上面図、第3
図及び第4図は夫々その■−■線上及びIV−IV綿線
上断面図、第5図はセンサ一部とオーバーフロー制御部
の印加電圧に対するミニマムポテンシャルの関係を示す
曲線図、第6図は動作の説明に供する電圧タイミング図
、第7図ないし第9図は夫々本発明装置の各モードを示
すポテンシャル図、第10図は光強度を変化させた場合
の各時点におけるセンサ一部の蓄積電荷を示す図、第1
1図はガンマ補正曲線図、第12図は自動感度調整モー
ドのミニマムポテンシャル図である。 (1)、S、St、Sz・・・・はセンサ一部、(2)
は垂直シフトレジスタ、(3)は水平シフトレジスタ、
(4)は半導体基体、(5)は絶縁層、(7)はチャン
ネルストッパー領域、(8)はオーバーフロー制御部、
(9)はオーバーフロードレイン領域、(10)はゲー
ト部、(11)。 T + 、 T t 、 T s・・・・はシフトレジ
スタ(2)の転送部、(13A)及び(13B)は転送
電極、(15)はゲート電極、(17)はオーバーフロ
ー制御電極、(18)はセンサー電極である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 水平及び垂直方向にマトリクス状に配された複数のセン
サと、該センサに蓄積された電荷をテレビジョン信号の
1垂直周期毎に読み出して垂直方向に転送する複数の垂
直シフトレジスタと、該垂直シフトレジスタによって転
送された電荷をうけ、該電荷を水平方向に転送する水平
シフトレジスタと、上記センサで発生した電荷のうち所
定量以上の電荷を吸収するオーバーフロードレイン部で
あって、上記の所定量を電気信号によって制御し得るよ
うになされたオーバーフロードレイン部とを有するイン
ターライントランスファ方式の固体撮像装置において、 連続する二つの垂直周期のうちの一方においては、垂直
方向に配されたセンサのうち、第1の組合せに従って、
垂直方向に隣接する二つのセンサの電荷を合成し、上記
垂直シフトレジスタによって転送するようになし、上記
連続する二つの垂直周期のうちの他方においては、垂直
方向に配されたセンサのうち、上記第1の組合せとは異
なる第2の組合せに従って垂直方向に隣接する二つのセ
ンサの電荷を合成し上記垂直シフトレジスタによって転
送するようになし、各垂直周期において、所定の水平ブ
ランキング期間に上記所定量を制御する電気信号を供給
し、上記センサに蓄積された電荷量を制御するようにし
たことを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1138150A JPH02243073A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1138150A JPH02243073A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 固体撮像装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12688577A Division JPS5451318A (en) | 1977-09-29 | 1977-09-29 | Solid pickup unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02243073A true JPH02243073A (ja) | 1990-09-27 |
| JPH0318390B2 JPH0318390B2 (ja) | 1991-03-12 |
Family
ID=15215185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1138150A Granted JPH02243073A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02243073A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8614758B2 (en) | 2009-02-05 | 2013-12-24 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, method for manufacturing the same, method for driving the same, and electronic apparatus |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP1138150A patent/JPH02243073A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8614758B2 (en) | 2009-02-05 | 2013-12-24 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, method for manufacturing the same, method for driving the same, and electronic apparatus |
| US8928788B2 (en) | 2009-02-05 | 2015-01-06 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, method for manufacturing the same, method for driving the same, and electronic apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0318390B2 (ja) | 1991-03-12 |
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