JPH035672B2 - - Google Patents
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- JPH035672B2 JPH035672B2 JP58007815A JP781583A JPH035672B2 JP H035672 B2 JPH035672 B2 JP H035672B2 JP 58007815 A JP58007815 A JP 58007815A JP 781583 A JP781583 A JP 781583A JP H035672 B2 JPH035672 B2 JP H035672B2
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- JP
- Japan
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- signal charge
- signal
- region
- control gate
- gate region
- Prior art date
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
- H10F39/158—Charge-coupled device [CCD] image sensors having arrangements for blooming suppression
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は固体撮像装置に関し、特に過大な強
度の入射光に対しても良質の画像出力信号が得ら
れるブルーミング抑止機能を備え、しかも特別の
ブルーミング抑止制御信号を印加するための制御
ラインが不要であるため、特別の制御信号電源が
不要で、さらに製造上でも特別の制御ラインを製
造する必要がない分だけ歩留り良く製造すること
ができ、したがつて安価で高性能な固体撮像装置
を提供するものであり、今後の発展に大きな期待
が寄せられる固体カメラ分野の業界への寄与は多
大なものであると考えられる。
度の入射光に対しても良質の画像出力信号が得ら
れるブルーミング抑止機能を備え、しかも特別の
ブルーミング抑止制御信号を印加するための制御
ラインが不要であるため、特別の制御信号電源が
不要で、さらに製造上でも特別の制御ラインを製
造する必要がない分だけ歩留り良く製造すること
ができ、したがつて安価で高性能な固体撮像装置
を提供するものであり、今後の発展に大きな期待
が寄せられる固体カメラ分野の業界への寄与は多
大なものであると考えられる。
従来例の構成とその問題点
固体撮像装置は従来の撮像管と比較して、小型
軽量、低消費電力性、高信頼性等の特長を有して
いるため撮像管にとつて代わつて小型カメラへの
応用が検討されている。しかし、このような固体
撮像装置の欠点のうちの最大のものに、入射光が
過大な強度を有する場合に発生するブルーミング
と呼ばれる強い明かるさの画像のにじみが存在す
ることが挙げられる。したがつて良好な画像出力
信号を得るためにブルーミング抑止機能を備えた
各種の固体撮像装置が提案されつつある。
軽量、低消費電力性、高信頼性等の特長を有して
いるため撮像管にとつて代わつて小型カメラへの
応用が検討されている。しかし、このような固体
撮像装置の欠点のうちの最大のものに、入射光が
過大な強度を有する場合に発生するブルーミング
と呼ばれる強い明かるさの画像のにじみが存在す
ることが挙げられる。したがつて良好な画像出力
信号を得るためにブルーミング抑止機能を備えた
各種の固体撮像装置が提案されつつある。
第１図および第２図は上記ブルーミング抑止機
能が備えられた従来の固体撮像装置の一例の平面
図を示す。第１図は、一列の感光画素列に対して
一本のドレイン領域を有する場合、第２図は二列
の感光画素列に対して一本のドレイン領域を有す
る場合を示す。第１図および第２図において、１
ａ，１ｂ……および１１ａ，１１ｂ……は半導体
基板の表面領域に形成されたフオトダイオード
（感光画素）、３ａ，３ｂ……（１３ａ，１３ｂ…
…）および４ａ，４ｂ……（１４ａ，１４ｂ…
…）は上記フオトダイオードで得られた光電変換
信号を信号出力端へ転送するための転送ゲート電
極列であり、また３ａ，３ｂ……（１３ａ，１３
ｂ……）はCCDのストレージ電極でもある。４
ａ，４ｂ……（１４ａ，１４ｂ……）はCCDの
トランスフア電極を示し、また２ａ，２ｂ……お
よび１２ａ，１２ｂ……は上記フオトダイオード
と信号電荷読み出しCCDとの間の読み出しゲー
ト領域を示す。さらに上記フオトダイオード１
ａ，１ｂ……および１１ａ，１１ｂ……それぞれ
の配列方向に沿つた側面には制御ゲート電極５，
１５が形成され、上記各制御ゲート電極５，１５
に隣接する上記半導体基板の表面領域には、高い
直流電圧が常時供給されているドレイン領域６お
よび１６（または６）が形成されている。なお、
上記フオトダイオードと信号電荷読み出しCCD
の各転送ゲート電極列との間にはチヤネルストツ
プ領域が形成されている。
能が備えられた従来の固体撮像装置の一例の平面
図を示す。第１図は、一列の感光画素列に対して
一本のドレイン領域を有する場合、第２図は二列
の感光画素列に対して一本のドレイン領域を有す
る場合を示す。第１図および第２図において、１
ａ，１ｂ……および１１ａ，１１ｂ……は半導体
基板の表面領域に形成されたフオトダイオード
（感光画素）、３ａ，３ｂ……（１３ａ，１３ｂ…
…）および４ａ，４ｂ……（１４ａ，１４ｂ…
…）は上記フオトダイオードで得られた光電変換
信号を信号出力端へ転送するための転送ゲート電
極列であり、また３ａ，３ｂ……（１３ａ，１３
ｂ……）はCCDのストレージ電極でもある。４
ａ，４ｂ……（１４ａ，１４ｂ……）はCCDの
トランスフア電極を示し、また２ａ，２ｂ……お
よび１２ａ，１２ｂ……は上記フオトダイオード
と信号電荷読み出しCCDとの間の読み出しゲー
ト領域を示す。さらに上記フオトダイオード１
ａ，１ｂ……および１１ａ，１１ｂ……それぞれ
の配列方向に沿つた側面には制御ゲート電極５，
１５が形成され、上記各制御ゲート電極５，１５
に隣接する上記半導体基板の表面領域には、高い
直流電圧が常時供給されているドレイン領域６お
よび１６（または６）が形成されている。なお、
上記フオトダイオードと信号電荷読み出しCCD
の各転送ゲート電極列との間にはチヤネルストツ
プ領域が形成されている。
この様な構成において、上記半導体基板上に光
が照射されると、フオトダイオード１ａ，１ｂ…
…および１１ａ，１１ｂ……でその入射光量に応
じた信号電荷が発生し、この信号電荷はいつたん
各フオトダイオードに蓄積される。次に信号電荷
読み出しゲート領域２ａ，２ｂ……および１２
ａ，１２ｂ……に制御パルスが印加されると、上
記各フオトダイオード１ａ，１ｃ……および１１
ａ，１１ｃ……で蓄積された信号電荷は信号電流
読み出しCCDのストレージ電極３ａ，３ｃ……
および１３ａ，１３ｃの下のポテンシヤル井戸内
に移動する（インターレース走査の他のフイール
ドではフオトダイオード１ｂ……および１１ｂ…
…の信号電荷がストレージ電極３ｂ……および１
３ｂ……の下に移動する）。さらに次にクロツク
パルスを各転送ゲート電極３ａ，３ｂ……および
４ａ，４ｂ……また１３ａ，１３ｂ……および１
４ａ，１４ｂ……に印加すると、上記の各電極下
に予め移動した信号電荷は第１図または第２図中
上方に向つて順次転送され、さらに水平方向の図
示しない水平CCDを介して、シリアルの画像信
号として出力される。
が照射されると、フオトダイオード１ａ，１ｂ…
…および１１ａ，１１ｂ……でその入射光量に応
じた信号電荷が発生し、この信号電荷はいつたん
各フオトダイオードに蓄積される。次に信号電荷
読み出しゲート領域２ａ，２ｂ……および１２
ａ，１２ｂ……に制御パルスが印加されると、上
記各フオトダイオード１ａ，１ｃ……および１１
ａ，１１ｃ……で蓄積された信号電荷は信号電流
読み出しCCDのストレージ電極３ａ，３ｃ……
および１３ａ，１３ｃの下のポテンシヤル井戸内
に移動する（インターレース走査の他のフイール
ドではフオトダイオード１ｂ……および１１ｂ…
…の信号電荷がストレージ電極３ｂ……および１
３ｂ……の下に移動する）。さらに次にクロツク
パルスを各転送ゲート電極３ａ，３ｂ……および
４ａ，４ｂ……また１３ａ，１３ｂ……および１
４ａ，１４ｂ……に印加すると、上記の各電極下
に予め移動した信号電荷は第１図または第２図中
上方に向つて順次転送され、さらに水平方向の図
示しない水平CCDを介して、シリアルの画像信
号として出力される。
ところで、上記従来の装置において、各制御ゲ
ート５，１５には制御電圧が供給され、また各ド
レイン領域６または６および１６にはこれより高
い直流電圧が供給されているため、各制御ゲート
５，１５の下の半導体基板内部にはポテンシヤル
障壁が形成されている。したがつて上記の入射光
の強度が非常に強くてフオトダイオードで発生す
る信号電荷が過剰となり上記ポテンシヤル障壁を
越えれば、この過剰電荷は各ドレイン領域６およ
び１６（または６）に流れ込むことになる。した
がつて第１図または第２図の従来装置でブルーミ
ングの発生を抑圧することができる。しかし、従
来例においては、フオトダイオードから過剰電液
分をオーバーフロードレインに排出した後、正規
の信号電荷を転送段に読み出すため、読み出し期
間中に発生した過剰電荷分は取り切れず、ブルー
ミングを発生するという問題を生じる。更に、従
来例においては、ドレイン領域６および１６（ま
たは６）とフオトダイオード１ａ，１ｂ……およ
び１１ａ，１１ｂとの間に制御ゲート電極５，１
５を形成する必要がある。またこの制御ゲート電
極５，１５に制御信号を印加するための電源も必
要となる。このことは、固体撮像装置が特別の制
御ラインと特別の電源を持つことを意味し、製造
歩留りの低下を招くだけでなく、安価な固体撮像
装置を広く世界に提供するための問題点でもあ
る。
ート５，１５には制御電圧が供給され、また各ド
レイン領域６または６および１６にはこれより高
い直流電圧が供給されているため、各制御ゲート
５，１５の下の半導体基板内部にはポテンシヤル
障壁が形成されている。したがつて上記の入射光
の強度が非常に強くてフオトダイオードで発生す
る信号電荷が過剰となり上記ポテンシヤル障壁を
越えれば、この過剰電荷は各ドレイン領域６およ
び１６（または６）に流れ込むことになる。した
がつて第１図または第２図の従来装置でブルーミ
ングの発生を抑圧することができる。しかし、従
来例においては、フオトダイオードから過剰電液
分をオーバーフロードレインに排出した後、正規
の信号電荷を転送段に読み出すため、読み出し期
間中に発生した過剰電荷分は取り切れず、ブルー
ミングを発生するという問題を生じる。更に、従
来例においては、ドレイン領域６および１６（ま
たは６）とフオトダイオード１ａ，１ｂ……およ
び１１ａ，１１ｂとの間に制御ゲート電極５，１
５を形成する必要がある。またこの制御ゲート電
極５，１５に制御信号を印加するための電源も必
要となる。このことは、固体撮像装置が特別の制
御ラインと特別の電源を持つことを意味し、製造
歩留りの低下を招くだけでなく、安価な固体撮像
装置を広く世界に提供するための問題点でもあ
る。
発明の目的
この発明は上述の様な事情を考慮してなされた
ものであり、完全なブルーミング抑止機能を具備
した高性能の固体撮像装置を製造歩留り良く提供
することである。
ものであり、完全なブルーミング抑止機能を具備
した高性能の固体撮像装置を製造歩留り良く提供
することである。
発明の構成
この発明は、ドレイン領域と信号電荷読み出し
手段との間に制御ゲート領域を具備し、さらに上
記の制御ゲート領域を駆動するための電極が該固
体撮像装置における感光画素から信号電荷読み出
し手段への読み出しゲート領域を駆動するための
電極と、転送段上の信号電荷を転送する転送電極
と共通の電極であり、また同一の制御パルスを印
加する様な構造で構成されるとともに、フオトダ
イオードから全信号電荷を転送段に読み出した
後、転送段の取り扱い電荷量以上の過剰電荷を、
転送段からオーバーフロードレインに排出するも
のである。
手段との間に制御ゲート領域を具備し、さらに上
記の制御ゲート領域を駆動するための電極が該固
体撮像装置における感光画素から信号電荷読み出
し手段への読み出しゲート領域を駆動するための
電極と、転送段上の信号電荷を転送する転送電極
と共通の電極であり、また同一の制御パルスを印
加する様な構造で構成されるとともに、フオトダ
イオードから全信号電荷を転送段に読み出した
後、転送段の取り扱い電荷量以上の過剰電荷を、
転送段からオーバーフロードレインに排出するも
のである。
実施例の説明
以下、図面によりこの発明の一実施例を説明す
る。第３図はこの発明に係る固体撮像装置の一実
施例の構成を平面図で示したものである。なお、
従来のものと対応する箇所には同一の符号を付し
てその説明は省略し、従来と異なるところのみを
抽出して説明する。すなわち、この実施例の装置
ではフオトダイオード１ａ，１ｂ……および１１
ａ，１１ｂとドレイン領域６の間の制御ゲート電
極５，１５を取り除き、その代りにドレイン領域
６と信号電荷読み出しCCDのストレージ電極３
ａ，３ｂおよび１３ａ，１３ｂ……との間の半導
体基板の表面領域に制御ゲート領域７ａ，７ｂ…
…および１７ａ，１７ｂ……を形成したものであ
り、しかも例えば１つのフオトダイオード１ａに
蓄積された信号電荷をストレージ電極３ａに読み
出す際に、ストレージ電極３ａ、読み出しゲート
領域２ａ、制御ゲート領域７ａのそれぞれの電極
に同一のクロツクパルスを印加するように構成し
たものである。すなわち、同図における斜線は上
記の各領域２ａ，３ａ，７ａが共通の電極で形成
されていることを示すものである。
る。第３図はこの発明に係る固体撮像装置の一実
施例の構成を平面図で示したものである。なお、
従来のものと対応する箇所には同一の符号を付し
てその説明は省略し、従来と異なるところのみを
抽出して説明する。すなわち、この実施例の装置
ではフオトダイオード１ａ，１ｂ……および１１
ａ，１１ｂとドレイン領域６の間の制御ゲート電
極５，１５を取り除き、その代りにドレイン領域
６と信号電荷読み出しCCDのストレージ電極３
ａ，３ｂおよび１３ａ，１３ｂ……との間の半導
体基板の表面領域に制御ゲート領域７ａ，７ｂ…
…および１７ａ，１７ｂ……を形成したものであ
り、しかも例えば１つのフオトダイオード１ａに
蓄積された信号電荷をストレージ電極３ａに読み
出す際に、ストレージ電極３ａ、読み出しゲート
領域２ａ、制御ゲート領域７ａのそれぞれの電極
に同一のクロツクパルスを印加するように構成し
たものである。すなわち、同図における斜線は上
記の各領域２ａ，３ａ，７ａが共通の電極で形成
されていることを示すものである。
また、第４図には第３図の一実施例のＡ−Ａ線
に沿う断面図である。第４図において、２０は半
導体基板、２１はゲート絶縁膜、２２は多結晶シ
リコン電極であり、この電極２２の下に基板２０
の表面領域としてフオトダイオード１ａ、ドレイ
ン領域６、ストレージ電極３ａ、読み出しゲート
領域２ａ、制御ゲート領域７ａがそれぞれ形成さ
れている。また、第５図には、第４図の断面図に
示す領域１ａ，２ａ，３ａ，７ａ，６のそれぞれ
領域に対応するポテンシヤル（電位）障壁の高さ
が、第６図には共通の多結晶シリコン（第４図の
２２）に印加する制御パルスの例がそれぞれ示さ
れている。
に沿う断面図である。第４図において、２０は半
導体基板、２１はゲート絶縁膜、２２は多結晶シ
リコン電極であり、この電極２２の下に基板２０
の表面領域としてフオトダイオード１ａ、ドレイ
ン領域６、ストレージ電極３ａ、読み出しゲート
領域２ａ、制御ゲート領域７ａがそれぞれ形成さ
れている。また、第５図には、第４図の断面図に
示す領域１ａ，２ａ，３ａ，７ａ，６のそれぞれ
領域に対応するポテンシヤル（電位）障壁の高さ
が、第６図には共通の多結晶シリコン（第４図の
２２）に印加する制御パルスの例がそれぞれ示さ
れている。
第６図における３０がこの実施例における感光
画素から信号電荷読み出しCCDへの信号読み出
しパルスであり、３１が信号電荷を出力方向へ転
送するための転送クロツクパルス列である。な
お、この駆動パルスは従来の装置のものと全く同
一でありこの発明に特別のものではない。
画素から信号電荷読み出しCCDへの信号読み出
しパルスであり、３１が信号電荷を出力方向へ転
送するための転送クロツクパルス列である。な
お、この駆動パルスは従来の装置のものと全く同
一でありこの発明に特別のものではない。
以下、第３，４，５図を用いてこの実施例装置
の動作を説明する。フオトダイオード１ａが空の
時の電位が２３、第４図の多結晶シリコン電極２
２への印加電圧が低レベルVLの時の領域２ａ，
３ａ，７ａのポテンシヤルの高さが２６′，２
７′，２８′とする。この様にストレージ電極３ａ
の電位２７′は信号読み出しゲート領域２ａと制
御ゲート領域７ａのそれぞれの電位障壁の高さ２
６，２８′よりも低いことはもちろんであるが、
しかも電位障壁の高さ２６′よりも２８′の高さの
方がたとえば少なくとも0.1V以上は低くしたこ
とがこの実施例の要点である。この様な電位障壁
の高さの設定の目的は、以下に述べるブルーミン
グ抑止の動作をスムーズに行なうことである。こ
の状態で、フオトダイオード１ａに光が入射され
ると、ダイオード１ａの電位は入射光の強度に対
応した電位まで上昇する。次に多結晶シリコン電
極２２に高レベルVHを印加して、フオトダイオ
ードに蓄積された信号電荷を読み出す場合の領域
２ａ，３ａ，７ａのそれぞれの電位障壁の高さを
２６，２７，２８とするとこの時、フオトダイオ
ード１ａに蓄積された信号電荷が２３〜２４まで
の間であり、その電荷量が信号読み出しCCDの
ストレージ電極３ａによつて転送できる最大電荷
量以内の間の信号電荷である場合は、電位障壁２
８を越える電荷は全く存在しない。
の動作を説明する。フオトダイオード１ａが空の
時の電位が２３、第４図の多結晶シリコン電極２
２への印加電圧が低レベルVLの時の領域２ａ，
３ａ，７ａのポテンシヤルの高さが２６′，２
７′，２８′とする。この様にストレージ電極３ａ
の電位２７′は信号読み出しゲート領域２ａと制
御ゲート領域７ａのそれぞれの電位障壁の高さ２
６，２８′よりも低いことはもちろんであるが、
しかも電位障壁の高さ２６′よりも２８′の高さの
方がたとえば少なくとも0.1V以上は低くしたこ
とがこの実施例の要点である。この様な電位障壁
の高さの設定の目的は、以下に述べるブルーミン
グ抑止の動作をスムーズに行なうことである。こ
の状態で、フオトダイオード１ａに光が入射され
ると、ダイオード１ａの電位は入射光の強度に対
応した電位まで上昇する。次に多結晶シリコン電
極２２に高レベルVHを印加して、フオトダイオ
ードに蓄積された信号電荷を読み出す場合の領域
２ａ，３ａ，７ａのそれぞれの電位障壁の高さを
２６，２７，２８とするとこの時、フオトダイオ
ード１ａに蓄積された信号電荷が２３〜２４まで
の間であり、その電荷量が信号読み出しCCDの
ストレージ電極３ａによつて転送できる最大電荷
量以内の間の信号電荷である場合は、電位障壁２
８を越える電荷は全く存在しない。
しかるに、入射光の強度が過大でブルーミング
を発生する様な信号電荷（例えば第５図では25の
電位）がフオトダイオード１ａに蓄積された場合
には、CCDのストレージ電極３ａには転送でき
ぬ最大の電荷量が転送され、残りのいかなる量の
信号電荷も、電位障壁２８を越えてドレイン領域
６（電位２９）に排出される。このようにして次
にクロツクパルス（第６図の３１）が印加され
て、出力端子の方向すなわち第５図では紙面の垂
直方向、第３図では紙面の上の方向に転送される
信号電荷の量は、決して１つのストレージ電極で
転送できる最大電荷量を越えることはない訳であ
る。以上、述べた様に、フオトダイオードの全信
号電荷を一旦、転送段に読み出した後、転送段の
取り扱い電荷量以上の過剰電荷分のみを、転送段
からオーバーフロードレインに排出させることに
より、ブルーミングを抑止する。更に、転送段か
らオーバーフロードレインに排出させることによ
り、フオトダイオードから、転送段への読み出し
期間中に発生する過剰電荷分もオーバーフロード
レインに排出することができる。
を発生する様な信号電荷（例えば第５図では25の
電位）がフオトダイオード１ａに蓄積された場合
には、CCDのストレージ電極３ａには転送でき
ぬ最大の電荷量が転送され、残りのいかなる量の
信号電荷も、電位障壁２８を越えてドレイン領域
６（電位２９）に排出される。このようにして次
にクロツクパルス（第６図の３１）が印加され
て、出力端子の方向すなわち第５図では紙面の垂
直方向、第３図では紙面の上の方向に転送される
信号電荷の量は、決して１つのストレージ電極で
転送できる最大電荷量を越えることはない訳であ
る。以上、述べた様に、フオトダイオードの全信
号電荷を一旦、転送段に読み出した後、転送段の
取り扱い電荷量以上の過剰電荷分のみを、転送段
からオーバーフロードレインに排出させることに
より、ブルーミングを抑止する。更に、転送段か
らオーバーフロードレインに排出させることによ
り、フオトダイオードから、転送段への読み出し
期間中に発生する過剰電荷分もオーバーフロード
レインに排出することができる。
なお、第７図にはこの発明の別の実施例を示し
てある。同図においても、第３図の実施例と同じ
様にゲート領域２ａ，３ａ，７ａ上には共通の電
極が設置されているが、領域２ａ，３ａ，７ａの
配置構成が異つている。駆動の仕方は前述の説明
と同様である。また、第８図にもこの発明の別の
実施例を示した。同図は、固体撮像装置の感度向
上のための光導電体膜積層型の装置にこの発明を
実施した場合の例である。この場合には、光導電
体膜によつて蓄積される信号電荷の量が、通常の
シリコン、フオトダイオードだけによる場合より
も大であるため、この発明によるブルーミングの
抑止は積層型の固体撮像装置における特性向上の
うえで欠くことのできない技術といえる。第８図
において、２０〜２２および１ａ〜３ａ，６，７
ａは第４図と同じである。３４，３５の絶縁膜で
かこまれた導体３２，３３を介して、フオトダイ
オード１ａと光導電体膜３６が結合されている。
３７は透明電極である。
てある。同図においても、第３図の実施例と同じ
様にゲート領域２ａ，３ａ，７ａ上には共通の電
極が設置されているが、領域２ａ，３ａ，７ａの
配置構成が異つている。駆動の仕方は前述の説明
と同様である。また、第８図にもこの発明の別の
実施例を示した。同図は、固体撮像装置の感度向
上のための光導電体膜積層型の装置にこの発明を
実施した場合の例である。この場合には、光導電
体膜によつて蓄積される信号電荷の量が、通常の
シリコン、フオトダイオードだけによる場合より
も大であるため、この発明によるブルーミングの
抑止は積層型の固体撮像装置における特性向上の
うえで欠くことのできない技術といえる。第８図
において、２０〜２２および１ａ〜３ａ，６，７
ａは第４図と同じである。３４，３５の絶縁膜で
かこまれた導体３２，３３を介して、フオトダイ
オード１ａと光導電体膜３６が結合されている。
３７は透明電極である。
発明の効果
(1) 本発明では、フオトダイオードの全信号電荷
を、一旦転送段に読み出した後、転送段からオ
ーバーフロードレインに過剰電荷分を排出する
為、フオトダイオードから転送段への読み出し
期間中に発生する過剰電荷分も、オーバーフロ
ードレインに排出することができる。これによ
り、原理的には完全にブルーミングの発生を抑
制することが可能である。
を、一旦転送段に読み出した後、転送段からオ
ーバーフロードレインに過剰電荷分を排出する
為、フオトダイオードから転送段への読み出し
期間中に発生する過剰電荷分も、オーバーフロ
ードレインに排出することができる。これによ
り、原理的には完全にブルーミングの発生を抑
制することが可能である。
(2) また、本発明の構成と駆動において、オーバ
ーフローコントロールゲート電極、読み出し電
極、転送電極が共通で、更に、読み出しゲート
とオーバーフローコントロールゲートの電位障
壁の差により、オーバーフロードレインへの過
剰電荷の排出をコントロールする。この為、オ
ーバーフロー動作を実現するのに、特別なゲー
ト構成や、駆動パルス等を付加する必要がな
く、非常に簡単なプロセス、及び駆動ですむと
いう利点がある。
ーフローコントロールゲート電極、読み出し電
極、転送電極が共通で、更に、読み出しゲート
とオーバーフローコントロールゲートの電位障
壁の差により、オーバーフロードレインへの過
剰電荷の排出をコントロールする。この為、オ
ーバーフロー動作を実現するのに、特別なゲー
ト構成や、駆動パルス等を付加する必要がな
く、非常に簡単なプロセス、及び駆動ですむと
いう利点がある。
以上の様に、本発明によれば、ブルーミング抑
止能力にすぐれた、高性能の固体撮像装置を提供
することができる。
止能力にすぐれた、高性能の固体撮像装置を提供
することができる。
第１図および第２図はそれぞれブルーミング抑
止機能を具備した従来の固体撮像装置の概略平面
構成を示す図、第３図はこの発明の一実施例の固
体撮像装置の概略平面図、第４図は第３図のＡ−
A′線に沿う断面図、第５図は上記実施例を説明
するための第３図の各ゲート領域における電位障
壁の高さを示す図、第６図は第３図の実施例を駆
動するパルス波形図、第７図、第８図はそれぞれ
この発明の他の実施例の固体撮像装置の概略平面
図、断面図である。 １ａ，１ｂ…，１１ａ，１１ｂ……感光画素。
２ａ，２ｂ…，１２ａ，１２ｂ……読み出しゲー
ト領域、３ａ，３ｂ…，１３ａ，１３ｂ……信号
読み出しCCDのストレージ領域、４ａ，４ｂ…，
１４ａ，１４ｂ……信号読み出しCCDのトラン
スフア領域、５，１５，７ａ，７ｂ…，１７ａ，
１７ｂ……制御ゲート、６……ドレイン領域、２
０……半導体基板、２１……ゲート絶縁膜、２２
……多結晶シリコン電極。
止機能を具備した従来の固体撮像装置の概略平面
構成を示す図、第３図はこの発明の一実施例の固
体撮像装置の概略平面図、第４図は第３図のＡ−
A′線に沿う断面図、第５図は上記実施例を説明
するための第３図の各ゲート領域における電位障
壁の高さを示す図、第６図は第３図の実施例を駆
動するパルス波形図、第７図、第８図はそれぞれ
この発明の他の実施例の固体撮像装置の概略平面
図、断面図である。 １ａ，１ｂ…，１１ａ，１１ｂ……感光画素。
２ａ，２ｂ…，１２ａ，１２ｂ……読み出しゲー
ト領域、３ａ，３ｂ…，１３ａ，１３ｂ……信号
読み出しCCDのストレージ領域、４ａ，４ｂ…，
１４ａ，１４ｂ……信号読み出しCCDのトラン
スフア領域、５，１５，７ａ，７ｂ…，１７ａ，
１７ｂ……制御ゲート、６……ドレイン領域、２
０……半導体基板、２１……ゲート絶縁膜、２２
……多結晶シリコン電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板上に、入射した光量に応じた光電
変換信号を発生し蓄積する複数の感光画素と、上
記複数の感光画素に蓄積された信号電荷を読み出
す手段と、上記信号電荷を読み手す手段上に形成
された転送電極と、上記複数の感光画素の配列方
向に沿つて上記半導体基板の表面領域に設けられ
た基板とは逆導電型のドレイン領域と、上記ドレ
イン領域と上記信号電荷読み出し手段との間の制
御ゲート領域とを具備し、上記の感光画素と信号
電荷読み出し手段との間の信号電荷読み出しゲー
ト領域と上記転送電極と上記制御ゲート領域とを
共通の電極を形成し、上記感光画素の信号電荷を
上記信号電荷を読み出す手段に読み出した後、上
記読み出す手段の取り扱い電荷量以上の信号電荷
を上記制御ゲート領域を介して上記ドレイン領域
へ排出することを特徴とする固体撮像装置。 ２ 信号電荷読み出しゲート領域の電位障壁の高
さよりも、制御ゲート領域の電位障壁の高さの方
を低くしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58007815A JPS59132655A (ja) | 1983-01-19 | 1983-01-19 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58007815A JPS59132655A (ja) | 1983-01-19 | 1983-01-19 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59132655A JPS59132655A (ja) | 1984-07-30 |
| JPH035672B2 true JPH035672B2 (ja) | 1991-01-28 |
Family
ID=11676087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58007815A Granted JPS59132655A (ja) | 1983-01-19 | 1983-01-19 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59132655A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59132659A (ja) * | 1983-01-20 | 1984-07-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
| US6674470B1 (en) | 1996-09-19 | 2004-01-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | MOS-type solid state imaging device with high sensitivity |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5793568A (en) * | 1980-12-02 | 1982-06-10 | Nec Corp | Semiconductor image pickup element |
-
1983
- 1983-01-19 JP JP58007815A patent/JPS59132655A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59132655A (ja) | 1984-07-30 |
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