JPH0520892A - Ccd素子 - Google Patents

Ccd素子

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JPH0520892A
JPH0520892A JP3172633A JP17263391A JPH0520892A JP H0520892 A JPH0520892 A JP H0520892A JP 3172633 A JP3172633 A JP 3172633A JP 17263391 A JP17263391 A JP 17263391A JP H0520892 A JPH0520892 A JP H0520892A
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JP
Japan
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reset
floating diffusion
diffusion region
output
pulse
Prior art date
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Pending
Application number
JP3172633A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahide Hirama
正秀 平間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Priority to DE69228838T priority patent/DE69228838T2/de
Priority to DE69223864T priority patent/DE69223864T2/de
Priority to EP92111682A priority patent/EP0522552B1/en
Priority to EP96119886A priority patent/EP0766455B1/en
Priority to US07/911,936 priority patent/US5199053A/en
Priority to KR1019920012334A priority patent/KR100247827B1/ko
Publication of JPH0520892A publication Critical patent/JPH0520892A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 CCD素子において、出力部のフローティン
グ・ディフージョン領域とリセットゲート部間に存在す
る寄生容量の影響を抑えて高感度化を図る。 【構成】 CCD構造の電荷転送レジスタ1の終段に水
平出力ゲート部5を介してフローティング・ディフージ
ョン領域7が接続され、フローティング・ディフージョ
ン領域7とリセットドレイン領域10間にリセットゲー
ト部11が設けられてなるCCD素子において、水平出
力ゲート部5に、リセットゲート部11に印加するリセ
ットパルスφRGと逆相の出力ゲートパルスφHOGを
印加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CCDエリアセンサ、
CCDリニアセンサ等のCCD撮像素子およびCCDを
利用した他の素子等のCCD素子に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来のCCD撮像素子の水平転
送レジスタの終段部分及びその出力部の構成を示す。同
図において、1は水平転送レジスタを示す。水平転送レ
ジスタ1は、半導体基板2の主面上に絶縁膜を介して転
送電極即ち、ストレージ電極3S及びトランスフア電極
3Tを有してなる転送部4が複数配列され、2相の駆動
パルスφH1 及びφH2 (図5A,B参照)により信号
電荷を水平方向に転送するように形成される。水平転送
レジスタ1の最終段の転送部4が、固定のゲート電圧V
HOG が印加される水平出力ゲート部5を介してフローテ
ィング・ディフージョン領域7に接続され、水平転送レ
ジスタ1よりの信号電荷がフローティング・ディフージ
ョン領域7に転送され、電荷−電圧変換され出力アンプ
8を通じて出力されるようになされる。この出力部9に
おいては、フローティング・ディフージョン領域7に転
送された信号電荷を所定電圧VRDが与えられたリセット
ドレイン領域10に掃出すために両領域7及び10間に
リセットパルスφRG(図5C参照)が印加されるリセ
ットゲート部11が形成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図4の出力部9におい
ては、図5Dにフローティング・ディフージョン領域7
の電位波形を示すように、リセットゲート部11をオン
したとき(リセットパルスφRGの高レベルのとき)、
フローティング・ディフージョン領域7の電位V FDはリ
セットドレイン領域10の電位VRDと等しくなるも(即
ちVFD=VRD)、フローティング・ディフージョン領域
7とリセットゲート部11との間に寄生容量C1 が存在
するために、リセットゲート部11がオフしたあとフロ
ーティング・ディフージョン領域7の電位VFDは寄生容
量C1 の容量結合によってリセットドレイン領域10の
電位VRDにならず、之より低くなる(即ちVFD
RD)。これを図5EのCCD出力波形でみれば、リセ
ットゲート部11がオフした後、基準電位(即ちリセッ
ト電位)aより低い電位(即ちフィードスルー電位)b
になる。この基準電位aとフィードスルー電位bの差が
寄生容量C1 に起因する所謂カップリング量A1 とな
る。
【0004】CCD撮像素子の高感度化につれて、フロ
ーティング・ディフージョン領域7に関する容量に比例
して容量C1 も減少すればよいが、減少しないときには
カップリング量A1 が相対的に大きくなり、信号成分の
ダイナミックレンジが減少する。即ち、図6のポテンシ
ャル図で示すようにリセットゲート部11をオフした後
のフローティング・ディフージョン領域7のポテンシャ
ルはVRD(破線位置)より浅くなり(実線位置)、FD
部への転送を困難にしたり、また取り扱い電荷量を減少
させている。図6のポテンシャル差B1 がCCD出力波
形でのカップリング量A1 に対応する。
【0005】本発明は、上述の点に鑑み、リセットゲー
ト部とフローティング・ディフージョン領域間の容量C
1 によるカップリング量A1 を低減することが目的であ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、CCD構造の
電荷転送レジスタ1の終段に出力ゲート部5を介してフ
ローティング・ディフージョン領域7が接続され、フロ
ーティング・ディフージョン領域7とリセットドレイン
領域10間にリセットゲート部11が設けられてなるC
CD素子において、出力ゲート部5に、リセットゲート
部11に印加するリセットパルスφRGとは逆相の出力
ゲートパルスφHOGを印加するようになす。
【0007】
【作用】本発明においては、出力ゲート部5にリセット
パルスφRGと逆相の出力ゲートパルスφHOGを印加
する。従って、リセットゲート部11をオフした後の、
フローティング・ディフージョン領域7の電位VFDは、
リセットゲート部11とフローティング・ディフージョ
ン領域7間の寄生容量C1の容量結合によってリセット
ドレイン領域10の電位VRDより下げられるも、逆にフ
ローティング・ディフージョン領域7と出力ゲート部5
との間にも寄生容量C2 が存在するのでこの寄生容量C
2 の容量結合によって引き上げられる。この結果、寄生
容量C1 に起因するカップリング量が抑えられカップリ
ング量Aが減少する。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照して本発明によるCCD素
子の実施例を説明する。
【0009】図1は本実施例に係るCCD素子の水平転
送レジスタ終段部分及びその出力部の構成図で、前述の
図4と対応する部分には同一符号を付して示す。本例に
おいても、図4と同様に半導体基板2の主面に絶縁膜を
介してストレージ電極3S及びトランスファ電極3Tを
有する転送部4が複数配列され、2相の駆動パルスφH
1 及びφH2 にて信号電荷を水平方向に順次転送するC
CD構造の水平転送レジスタ1と、水平転送レジスタ1
の最終段の転送部4に接続された水平出力ゲート部5及
びフローティング・ディフージョン領域7と、フローテ
ィング・ディフージョン領域7に接続された出力アンプ
8と、リセットドレイン領域10と、フローティング・
ディフージョン領域7に転送された信号電荷をリセット
ドレイン領域10に掃出すためのリセットゲート部11
とを有してなる。リセットドレイン領域10には所定電
圧VRDが、リセットゲート部11にはリセットパルスφ
RGが夫々印加される。
【0010】しかして、本例においては、図1及び図2
に示すように水平出力ゲート部5に、従来の固定電位に
代えてリセットパルスφRGと逆相の出力ゲートパルス
φHOGを印加するようになす。
【0011】フローティング・ディフージョン領域7と
リセットゲート部11との間に寄生容量C1 が存在する
と同時に、フローティング・ディフージョン領域7と水
平出力ゲート部5との間にも寄生容量C2 が存在してい
るので、水平出力ゲート部5にリセットパルスφRGと
逆相の出力ゲートパルスφHOGを印加することによ
り、リセットゲート部11をオフした後のフローティン
グ・ディフージョン領域7での電位低下を抑制すること
ができ、所謂CCD出力波形におけるカップリング量A
2 を抑えることができる。
【0012】即ち、リセットゲート部11にリセットパ
ルスφRGの高レベル(例えば5V)が与えられてリセ
ットゲート部11がオンしたとき、フローティング・デ
ィフージョン領域7の電位VFDはリセットドレイン領域
10の電位VRDと等しくなる。このとき、水平出力ゲー
ト部5には出力ゲートパルスφHOGの低レベル(例え
ば0V)が与えられる。次に、リセットパルスφRGの
低レベル(例えば0V)が与えられてリセットゲート部
11がオフした後の、フローティング・ディフージョン
領域7の電位VFDは、寄生容量C1 の容量結合によって
引き下げられるも、これと同時に、水平出力ゲート部5
では出力ゲートパルスφHOGの高レベル(例えば5
V)が印加されるために、寄生容量C2 の容量結合によ
ってフローティング・ディフージョン領域7の電位が引
き上げられる。この結果、リセットゲート部11をオフ
した後のフローティング・ディフージョン領域の電位低
下が抑えられ、図2EのCCD出力波形でのカップリン
グ量A2 が減少する。
【0013】ここで、寄生容量C1 と寄生容量C2 が全
く同じ値で(C1 =C2 )、リセットパルスφRGと出
力ゲートパルスφHOGが全く逆相であれば、図2Eの
カップリング量がOとなり鎖線で示すCCD出力波形P
1 となる。また、寄生容量C 1 と寄生容量C2 が等しく
なくてもカップリング量を減少することができるもの
で、例えばC1 >C2 てあれば、図2Eのカップリング
量A2 の実線で示すCCD出力波形P2 となる。図示せ
ざるもC1 <C2 の場合もありうる。P3 は比較のため
に示したもので図4で得られる従来のCCD出力波形で
ある。また、上例では出力ゲートパルスφHOGとリセ
ットパルスφRGの振幅を等しくしたが、出力ゲートパ
ルスφHOGの振幅を変えてさらにカップリング量A2
を抑制することも可能である。
【0014】次に、図2A〜図2Dの印加パルス波形と
図3のポテンシャル図を用いて上記実施例における電荷
の転送を説明する。図2に示すタイミングで水平転送レ
ジスタ1の転送部4に2相の駆動パルスφH1 及びφH
2が、水平出力ゲート部5に出力ゲートパルスφHOG
が、リセットゲート部11にリセットパルスφRGが夫
々印加される。
【0015】そして、リセットゲート部11をオンした
時点t1 では、各部のポテンシャルは図3Aに示す状態
となり、フローティング・ディフージョン領域7の信号
電荷e1 はリセットドレイン領域10に掃出され、次の
信号電荷e2 が最終段の転送部4のストレージ電極3S
下に転送される。
【0016】次に、リセットゲート部11がオフした時
点t2 では駆動パルスφH1 が高レベルで、出力ゲート
パルスφHOGが高レベルとなり、図3Bに示すポテン
シャル状態となって、信号電荷e2 は最終段の転送部4
のストレージ電極3S下にとどまっている。
【0017】次に、時点t3 では駆動パルスφH1 が低
レベルとなり、図3Cに示すポテンシャル状態となり、
転送部4の信号電荷e2 がフローティング・ディフージ
ョン領域7に転送され、出力アンプ8を通して信号成分
が出力される。
【0018】次に、時点t4 では駆動パルスφH1 が高
レベルとなることによって、図3Dのポテンシャル状態
となり、次の信号電荷e3 が最終段の転送部4のストレ
ージ電極3S下に転送される。このようにして、順次電
荷がフローティング・ディフージョン領域7に転送さ
れ、出力される。
【0019】上述の実施例によれば、水平転送レジスタ
1の次段の水平出力ゲート部5に、リセットパルスφR
Gと逆相の出力ゲートパルスφHOGを印加することに
より、リセットゲート部11とフローティング・ディフ
ージョン領域7間の寄生容量C1 の影響を低減しカップ
リングを低減することができる。これによって、CCD
エリアセンサ、CCDリニアセンサ等のCCD撮像素子
の高感度化によって増大したカップリング量によるフロ
ーティング・ディフージョン領域7の取扱い電荷量減
少、フローティング・ディフージョン領域7への転送電
界減少を打破することができる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、フローティング・ディ
フージョン領域とリセットゲート部間の寄生容量の影響
を抑え出力波形における基準電位とフィードスルー電位
間のカップリング量を減少することができ、フローティ
ング・ディフージョン領域における取扱い電荷量を確保
することができる。従って、CCDエリアセンサ、CC
Dリニアセンサ等のCCD撮像素子の高感度化を促進す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のCCD素子の要部の構成図である。
【図2】本発明に係る印加パルス波形及びCCD出力波
形を示す波形図である。
【図3】本発明に係る電荷転送時のポテンシャル図であ
る。
【図4】従来のCCD素子の要部の構成図である。
【図5】従来に係る印加パルス波形及びCCD出力波形
を示す波形図である。
【図6】従来に係る出力部のポテンシャル図である。
【符号の説明】
1 水平転送レジスタ 2 半導体基板 3S,3T 転送電極 4 転送部 5 水平出力ゲート部 7 フローティング・ディフージョン領域 8 出力アンプ 9 出力部 10 リセットドレイン領域 11 リセットゲート部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 CCD構造の電荷転送レジスタの終段に
    出力ゲート部を介してフローティング・ディフージョン
    領域が接続され、該フローティング・ディフージョン領
    域とリセットドレイン領域間にリセットゲート部が設け
    られてなるCCD素子において、 上記出力ゲート部に、上記リセットゲート部に印加する
    リセットパルスと逆相の出力ゲートパルスを印加するこ
    とを特徴とするCCD素子。
JP3172633A 1991-07-12 1991-07-12 Ccd素子 Pending JPH0520892A (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3172633A JPH0520892A (ja) 1991-07-12 1991-07-12 Ccd素子
DE69228838T DE69228838T2 (de) 1991-07-12 1992-07-09 Verfahren zur Steuerung einer Ladungstransferschaltung
DE69223864T DE69223864T2 (de) 1991-07-12 1992-07-09 Ladungstransferanordnung
EP92111682A EP0522552B1 (en) 1991-07-12 1992-07-09 Charge transfer device
EP96119886A EP0766455B1 (en) 1991-07-12 1992-07-09 Method of driving a charge transfer device
US07/911,936 US5199053A (en) 1991-07-12 1992-07-10 Charge transfer device output
KR1019920012334A KR100247827B1 (ko) 1991-07-12 1992-07-11 전하전송소자 및 리니어촬상소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3172633A JPH0520892A (ja) 1991-07-12 1991-07-12 Ccd素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0520892A true JPH0520892A (ja) 1993-01-29

Family

ID=15945499

Family Applications (1)

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JP3172633A Pending JPH0520892A (ja) 1991-07-12 1991-07-12 Ccd素子

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JP (1) JPH0520892A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003244553A (ja) * 2002-02-21 2003-08-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電荷転送装置の駆動方法
JP2009182834A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Nec Electronics Corp Ccd装置及び駆動方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003244553A (ja) * 2002-02-21 2003-08-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電荷転送装置の駆動方法
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