JPH0678220A - Ｃｃｄ固体撮像素子 - Google Patents
Ｃｃｄ固体撮像素子Info
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- JPH0678220A JPH0678220A JP4248718A JP24871892A JPH0678220A JP H0678220 A JPH0678220 A JP H0678220A JP 4248718 A JP4248718 A JP 4248718A JP 24871892 A JP24871892 A JP 24871892A JP H0678220 A JPH0678220 A JP H0678220A
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- clock pulse
- ccd solid
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ２相クロックの水平転送クロックパルスによ
り駆動される水平転送レジスタを備え、該水平転送レジ
スタの端部にそこから出力される信号電荷を出力ゲート
を介して取り出して信号電荷・電圧変換する出力部を有
するＣＣＤ固体撮像素子において、水平転換レジスタか
ら出力ゲート部を介しての出力部側の転送効率を高め、
また、レジスタ最終段の取扱い電荷量の過渡的低下を防
ぐ。 【構成】 水平転送レジスタの最終段の１つ前の段の水
平転送クロックパルスＨφ２を微分する変化電圧発生手
段Ｒ、Ｃを設け、これを出力ゲート電極１０の直流バイ
アス（普通アースレベル）に重畳する。
り駆動される水平転送レジスタを備え、該水平転送レジ
スタの端部にそこから出力される信号電荷を出力ゲート
を介して取り出して信号電荷・電圧変換する出力部を有
するＣＣＤ固体撮像素子において、水平転換レジスタか
ら出力ゲート部を介しての出力部側の転送効率を高め、
また、レジスタ最終段の取扱い電荷量の過渡的低下を防
ぐ。 【構成】 水平転送レジスタの最終段の１つ前の段の水
平転送クロックパルスＨφ２を微分する変化電圧発生手
段Ｒ、Ｃを設け、これを出力ゲート電極１０の直流バイ
アス（普通アースレベル）に重畳する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＣＤ固体撮像素子、
特に２相クロックの水平転送クロックパルスにより駆動
される水平転送レジスタを備え、該水平転送レジスタの
端部にそこから出力される信号電荷を出力ゲートを介し
て取り出して信号電荷・電圧変換する出力部を有するＣ
ＣＤ固体撮像素子に関する。
特に２相クロックの水平転送クロックパルスにより駆動
される水平転送レジスタを備え、該水平転送レジスタの
端部にそこから出力される信号電荷を出力ゲートを介し
て取り出して信号電荷・電圧変換する出力部を有するＣ
ＣＤ固体撮像素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３（Ａ）は従来のＣＣＤ固体撮像素子
の水平転送レジスタ及び出力部を示す断面図、（Ｂ）は
水平転送クロックパルスを示す波形図である。図面にお
いて、１はｎ型半導体基板、２は該半導体基板１の表面
部に選択的に形成されたｐ- 型ウェル、３は該ウェル１
表面部に選択的に形成されたｎ型のチャンネル、４、４
はｎ- 型のトランスファー部で、第２層目のポリシリコ
ンからなる水平転送電極９ｂ、９ｂ下に存在している。
の水平転送レジスタ及び出力部を示す断面図、（Ｂ）は
水平転送クロックパルスを示す波形図である。図面にお
いて、１はｎ型半導体基板、２は該半導体基板１の表面
部に選択的に形成されたｐ- 型ウェル、３は該ウェル１
表面部に選択的に形成されたｎ型のチャンネル、４、４
はｎ- 型のトランスファー部で、第２層目のポリシリコ
ンからなる水平転送電極９ｂ、９ｂ下に存在している。
【０００３】そして、第１層目のポリシリコンからなる
水平転送電極９ａ、９ａ下にある部分がストレージ部と
なる。５は出力ゲート部で、出力ゲート電極１０の下側
に位置し、水平転送レジスタの最終段のストレージ部に
隣接している。従来、該出力ゲート電極１０には接地電
位がＤＣ電圧として与えられていた。６はｎ- 型のフロ
ーティングディフュージョン領域で、所定のＤＣバイア
ス電位が与えられている。
水平転送電極９ａ、９ａ下にある部分がストレージ部と
なる。５は出力ゲート部で、出力ゲート電極１０の下側
に位置し、水平転送レジスタの最終段のストレージ部に
隣接している。従来、該出力ゲート電極１０には接地電
位がＤＣ電圧として与えられていた。６はｎ- 型のフロ
ーティングディフュージョン領域で、所定のＤＣバイア
ス電位が与えられている。
【０００４】７はリセットゲート部で、そのゲート電極
であるリセットゲート電極１１はリセットパルスＲＧφ
を受ける。このパルスＲＧφは水平転送クロックパルス
と同期するパルスである。８はｎ- 型リセットドレイン
である。
であるリセットゲート電極１１はリセットパルスＲＧφ
を受ける。このパルスＲＧφは水平転送クロックパルス
と同期するパルスである。８はｎ- 型リセットドレイン
である。
【０００５】図３（Ｂ）は水平転送クロックパルスＨφ
１、Ｈφ２の波形図である。そして、水平転送レジスタ
及び出力ゲート部のポテンシャルは、図４（Ａ）に示す
ように変化し、それ故に図示しない撮像部からの信号電
荷が水平転送される。図３（Ｂ）における時点ｔ1 、ｔ
2 、ｔ3 、ｔ4 でのポテンシャル状態が図４（Ａ）のｔ
1 、ｔ2 、ｔ3 、ｔ4 のところに示される。尚、図４
（Ａ）のｔ4 ′は時点ｔ4 における好ましくないポテン
シャル状態を示す。
１、Ｈφ２の波形図である。そして、水平転送レジスタ
及び出力ゲート部のポテンシャルは、図４（Ａ）に示す
ように変化し、それ故に図示しない撮像部からの信号電
荷が水平転送される。図３（Ｂ）における時点ｔ1 、ｔ
2 、ｔ3 、ｔ4 でのポテンシャル状態が図４（Ａ）のｔ
1 、ｔ2 、ｔ3 、ｔ4 のところに示される。尚、図４
（Ａ）のｔ4 ′は時点ｔ4 における好ましくないポテン
シャル状態を示す。
【０００６】ここで、簡単に動作を説明する。時点ｔ1
ではＨφ１が「ハイ」でＨφ２が「ロウ」の状態にあ
り、水平転送レジスタのＨφ１を受ける各部分に信号電
荷が蓄積されている。時点ｔ2 では水平転送レジスタの
Ｈφ１を受ける部分からＨφ２を受ける部分への信号電
荷の転送が行われるが、水平転送レジスタ最終段の信号
電荷は出力ゲート５を経てフローティングディフュージ
ョン６へ転送される。
ではＨφ１が「ハイ」でＨφ２が「ロウ」の状態にあ
り、水平転送レジスタのＨφ１を受ける各部分に信号電
荷が蓄積されている。時点ｔ2 では水平転送レジスタの
Ｈφ１を受ける部分からＨφ２を受ける部分への信号電
荷の転送が行われるが、水平転送レジスタ最終段の信号
電荷は出力ゲート５を経てフローティングディフュージ
ョン６へ転送される。
【０００７】そして、時点ｔ3 ではＨφ１が「ロウ」で
Ｈφ２が「ハイ」の状態になり、転送が略終了する。こ
の時の出力ゲート５と水平転送レジスタ最終段のストレ
ージ部との間のポテンシャル差△φ１は出力ゲートの転
送効率を決定する重要な値となり、一般にはこれが小さ
いと転送効率が悪くなる。時点ｔ4 では水平転送クロッ
クパルスＨφ２を受ける転送電極下の信号電荷がＨφ１
を受ける転送電極下に転送される。従って、水平転送レ
ジスタの最終段には信号電荷が存在しておらず空（か
ら）の状態であるが、この時の出力ゲート５と水平転送
レジスタ最終段のストレージ部との間のポテンシャル差
△φ２が、水平転送レジスタの最終段の取扱い電荷量を
決定し、これが小さいと取扱い電荷量が小さくなる。
Ｈφ２が「ハイ」の状態になり、転送が略終了する。こ
の時の出力ゲート５と水平転送レジスタ最終段のストレ
ージ部との間のポテンシャル差△φ１は出力ゲートの転
送効率を決定する重要な値となり、一般にはこれが小さ
いと転送効率が悪くなる。時点ｔ4 では水平転送クロッ
クパルスＨφ２を受ける転送電極下の信号電荷がＨφ１
を受ける転送電極下に転送される。従って、水平転送レ
ジスタの最終段には信号電荷が存在しておらず空（か
ら）の状態であるが、この時の出力ゲート５と水平転送
レジスタ最終段のストレージ部との間のポテンシャル差
△φ２が、水平転送レジスタの最終段の取扱い電荷量を
決定し、これが小さいと取扱い電荷量が小さくなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図３に示す
従来のＣＣＤ固体撮像素子によれば、水平転送クロック
パルスＨφ１、Ｈφ２のタイミングのバラツキにより図
４（Ｂ）に示すように時点ｔ4 における水平転送クロッ
クパルスＨφ１とＨφ２が共に時点ｔ4 の状態における
レベルとしては低すぎるというようになったときには、
取扱い電荷量を決定するポテンシャル差△φ２が図４
（Ａ）のｔ4 ′に示すように小さくなり、水平転送レジ
スタの取扱い電荷量が少なくなる。すると、次の転送周
期において水平転送レジスタの最終段に転送される信号
電荷が一部出力ゲートによるポテンシャル障壁を越えて
リセットゲートに流れ込んでしまう虞れも生じる。
従来のＣＣＤ固体撮像素子によれば、水平転送クロック
パルスＨφ１、Ｈφ２のタイミングのバラツキにより図
４（Ｂ）に示すように時点ｔ4 における水平転送クロッ
クパルスＨφ１とＨφ２が共に時点ｔ4 の状態における
レベルとしては低すぎるというようになったときには、
取扱い電荷量を決定するポテンシャル差△φ２が図４
（Ａ）のｔ4 ′に示すように小さくなり、水平転送レジ
スタの取扱い電荷量が少なくなる。すると、次の転送周
期において水平転送レジスタの最終段に転送される信号
電荷が一部出力ゲートによるポテンシャル障壁を越えて
リセットゲートに流れ込んでしまう虞れも生じる。
【０００９】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、水平転送レジスタの最終段の取扱い
電荷量の低下を防止し、更にこれを水平転送レジスタの
最終段から出力部への信号転送の転送効率を低めること
なく行うようにすることを目的とする。
されたものであり、水平転送レジスタの最終段の取扱い
電荷量の低下を防止し、更にこれを水平転送レジスタの
最終段から出力部への信号転送の転送効率を低めること
なく行うようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１のＣＣＤ固体撮
像素子は、水平転送クロックパルスの変化時に、水平転
送レジスタの最終段の電極に印加される水平転送クロッ
クパルスの変化と反対方向に変化する変化電圧を上記出
力ゲートの電極へ送出する変化電圧発生手段を有するこ
とを特徴とする。請求項２のＣＣＤ固体撮像素子は、請
求項１のＣＣＤ固体撮像素子において、変化電圧発生手
段が水平転送クロックパルスを微分する微分回路からな
ることを特徴とする。
像素子は、水平転送クロックパルスの変化時に、水平転
送レジスタの最終段の電極に印加される水平転送クロッ
クパルスの変化と反対方向に変化する変化電圧を上記出
力ゲートの電極へ送出する変化電圧発生手段を有するこ
とを特徴とする。請求項２のＣＣＤ固体撮像素子は、請
求項１のＣＣＤ固体撮像素子において、変化電圧発生手
段が水平転送クロックパルスを微分する微分回路からな
ることを特徴とする。
【００１１】請求項３のＣＣＤ固体撮像素子は、請求項
２のＣＣＤ固体撮像素子において、微分する水平転送ク
ロックパルスが水平転送レジスタの最終段の１つ前の段
の転送電極に印加される水平転送クロックパルスである
ことを特徴とする。請求項４のＣＣＤ固体撮像素子は、
請求項２又は３のＣＣＤ固体撮像素子において、変化電
圧発生手段が抵抗と容量素子からなることを特徴とす
る。
２のＣＣＤ固体撮像素子において、微分する水平転送ク
ロックパルスが水平転送レジスタの最終段の１つ前の段
の転送電極に印加される水平転送クロックパルスである
ことを特徴とする。請求項４のＣＣＤ固体撮像素子は、
請求項２又は３のＣＣＤ固体撮像素子において、変化電
圧発生手段が抵抗と容量素子からなることを特徴とす
る。
【００１２】
【作用】請求項１のＣＣＤ固体撮像素子によれば、水平
転送レジスタの最終段から出力ゲート、フローティング
ディフュージョン側へ信号を転送するとき出力ゲート部
のポテンシャルが変化電圧発生手段の出力によって深く
なるのでＤＣ的なポテンシャル差△φ１が小さくても転
送時に一時的にポテンシャル差△φ１が大きくなるので
水平転送レジスタの最終段から出力ゲート、フロティー
ングディフュージョン側への転送効率が高くなる。ま
た、水平転送レジスタの最終段へのその前段からの信号
が転送される時には出力ゲート部のポテンシャルが浅く
なり、水平転送レジスタの最終段と出力ゲートとの間の
ポテンシャル差△φ２が高くなるので、取扱い電荷量が
多くなり、出力ゲート部を経てフローティングディフュ
ージョンＦＤ側へ信号電荷が流れ込んでしまうという不
都合が生じにくくなる。
転送レジスタの最終段から出力ゲート、フローティング
ディフュージョン側へ信号を転送するとき出力ゲート部
のポテンシャルが変化電圧発生手段の出力によって深く
なるのでＤＣ的なポテンシャル差△φ１が小さくても転
送時に一時的にポテンシャル差△φ１が大きくなるので
水平転送レジスタの最終段から出力ゲート、フロティー
ングディフュージョン側への転送効率が高くなる。ま
た、水平転送レジスタの最終段へのその前段からの信号
が転送される時には出力ゲート部のポテンシャルが浅く
なり、水平転送レジスタの最終段と出力ゲートとの間の
ポテンシャル差△φ２が高くなるので、取扱い電荷量が
多くなり、出力ゲート部を経てフローティングディフュ
ージョンＦＤ側へ信号電荷が流れ込んでしまうという不
都合が生じにくくなる。
【００１３】請求項２のＣＣＤ固体撮像素子によれば、
変化電圧発生手段が水平転送クロックパルスを微分する
微分回路からなるので、変化電圧発生手段を駆動するた
めに特別のパルスをつくる必要がなく、水平転送クロッ
クパルスによって変化電圧発生手段を駆動することがで
きる。請求項３のＣＣＤ固体撮像素子によれば、変化電
圧発生手段を成す微分回路が水平転送レジスタの最終段
の前段に印加される水平転送クロックパルスＨφ２を微
分するので、出力ゲート部のポテンシャルを、水平転送
レジスタ最終段のポテンシャルが深くなる変化をすると
きは浅くなるように、水平転送レジスタ最終段のポテン
シャルが浅くなる変化をするときは深くなるように変化
させることができ、従って、転送効率の向上を図り、取
扱い電荷量の増大を図ることができる。請求項４のＣＣ
Ｄ固体撮像素子によれば、変化電圧発生手段を成す微分
回路を抵抗と容量素子によって構成するので、変化電圧
発生手段を簡単な構成で微細に形成できる。
変化電圧発生手段が水平転送クロックパルスを微分する
微分回路からなるので、変化電圧発生手段を駆動するた
めに特別のパルスをつくる必要がなく、水平転送クロッ
クパルスによって変化電圧発生手段を駆動することがで
きる。請求項３のＣＣＤ固体撮像素子によれば、変化電
圧発生手段を成す微分回路が水平転送レジスタの最終段
の前段に印加される水平転送クロックパルスＨφ２を微
分するので、出力ゲート部のポテンシャルを、水平転送
レジスタ最終段のポテンシャルが深くなる変化をすると
きは浅くなるように、水平転送レジスタ最終段のポテン
シャルが浅くなる変化をするときは深くなるように変化
させることができ、従って、転送効率の向上を図り、取
扱い電荷量の増大を図ることができる。請求項４のＣＣ
Ｄ固体撮像素子によれば、変化電圧発生手段を成す微分
回路を抵抗と容量素子によって構成するので、変化電圧
発生手段を簡単な構成で微細に形成できる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明ＣＣＤ固体撮像素子を図示実施
例に従って詳細に説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）は本発
明ＣＣＤ固体撮像素子の一つの実施例を示すもので、
（Ａ）は要部を示す断面図、（Ｂ）は水平転送クロック
パルスの波形図であり、図２（Ａ）、（Ｂ）は本実施例
の動作説明図であり、（Ａ）は要部のポテンシャル変化
図、（Ｂ）は出力ゲート電極のレベル変化図である。
尚、本実施例は図３に示したＣＣＤ固体撮像素子とは変
化電圧発生手段を有するという特徴的構成を持つという
点で相違するが、それ以外の点では共通し、共通する点
については既に説明済みなので説明を省略し、相違する
点についてのみ説明する。
例に従って詳細に説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）は本発
明ＣＣＤ固体撮像素子の一つの実施例を示すもので、
（Ａ）は要部を示す断面図、（Ｂ）は水平転送クロック
パルスの波形図であり、図２（Ａ）、（Ｂ）は本実施例
の動作説明図であり、（Ａ）は要部のポテンシャル変化
図、（Ｂ）は出力ゲート電極のレベル変化図である。
尚、本実施例は図３に示したＣＣＤ固体撮像素子とは変
化電圧発生手段を有するという特徴的構成を持つという
点で相違するが、それ以外の点では共通し、共通する点
については既に説明済みなので説明を省略し、相違する
点についてのみ説明する。
【００１５】Ｒは抵抗、Ｃは容量素子で、該抵抗Ｒ及び
容量素子Ｃにより変化電圧発生手段が構成されており、
該変化電圧発生手段の出力が出力ゲート電極１０に印加
されるようになっている。具体的には、容量素子Ｃは水
平転送レジスタの最終段の一つ前の段のゲート電極に印
加される水平転送クロックパルスＨφ２を一端に受け、
他端が出力ゲート電極１０に接続されており、そして、
該出力ゲート電極１０と接地との間に抵抗Ｒが接続され
ている。
容量素子Ｃにより変化電圧発生手段が構成されており、
該変化電圧発生手段の出力が出力ゲート電極１０に印加
されるようになっている。具体的には、容量素子Ｃは水
平転送レジスタの最終段の一つ前の段のゲート電極に印
加される水平転送クロックパルスＨφ２を一端に受け、
他端が出力ゲート電極１０に接続されており、そして、
該出力ゲート電極１０と接地との間に抵抗Ｒが接続され
ている。
【００１６】しかして、出力ゲート電極１０には直流バ
イアス電位として接地レベルが抵抗Ｒを介して印加さ
れ、そして、抵抗ＲとコンデンサＣによって水平転送ク
ロックパルスＨφ２を微分した信号が出力ゲート電極１
０にその直流バイアス電位と重畳して印加される。即
ち、本ＣＣＤ固体撮像素子は、従来一定の直流レベル
（０Ｖ）に電位が固定されていた出力ゲート電極１０の
電位を、水平転送クロックパルスＨφ１、Ｈφ２の変化
時に水平転送レジスタの最終段のゲート電極に印加され
る水平転送クロックパルスＨφ２の変化と反対の方向に
変化させる。
イアス電位として接地レベルが抵抗Ｒを介して印加さ
れ、そして、抵抗ＲとコンデンサＣによって水平転送ク
ロックパルスＨφ２を微分した信号が出力ゲート電極１
０にその直流バイアス電位と重畳して印加される。即
ち、本ＣＣＤ固体撮像素子は、従来一定の直流レベル
（０Ｖ）に電位が固定されていた出力ゲート電極１０の
電位を、水平転送クロックパルスＨφ１、Ｈφ２の変化
時に水平転送レジスタの最終段のゲート電極に印加され
る水平転送クロックパルスＨφ２の変化と反対の方向に
変化させる。
【００１７】つまり、図２（Ｂ）に示すように、水平転
送クロックパルスＨφ２が上がるときは出力ゲート電極
１０の電位を高くする。逆に水平転送クロックパルスＨ
φ２が下がるときは出力ゲート電極１０の電位を低くす
るのである。するとどのようになるかを図２（Ａ）に従
って説明する。
送クロックパルスＨφ２が上がるときは出力ゲート電極
１０の電位を高くする。逆に水平転送クロックパルスＨ
φ２が下がるときは出力ゲート電極１０の電位を低くす
るのである。するとどのようになるかを図２（Ａ）に従
って説明する。
【００１８】時点ｔ1 ではＨφ１が「ハイ」でＨφ２が
「ロウ」の状態にあり、水平転送レジスタのＨφ１を受
ける各部分に信号電荷が蓄積されている。この時には水
平転送クロックパルスＨφ２に変化がないので変化電圧
発生手段の出力は０Ｖである。即ち、従来の場合と特に
違いはない。
「ロウ」の状態にあり、水平転送レジスタのＨφ１を受
ける各部分に信号電荷が蓄積されている。この時には水
平転送クロックパルスＨφ２に変化がないので変化電圧
発生手段の出力は０Ｖである。即ち、従来の場合と特に
違いはない。
【００１９】次に、時点ｔ2 では水平転送レジスタのＨ
φ１を受ける部分からＨφ２を受ける部分への信号電荷
の転送が行われるが、水平転送レジスタ最終段の信号電
荷は出力ゲート５を経てフローティングディフュージョ
ン６へ転送される。この時には水平転送クロックパルス
が「ロウ」から「ハイ」に変化するので必然的に変化電
圧発生手段によってプラスの微分波形が発生し、これが
出力ゲート電極１０に重畳されるので、出力ゲート部の
ポテンシャルがより深くなる。
φ１を受ける部分からＨφ２を受ける部分への信号電荷
の転送が行われるが、水平転送レジスタ最終段の信号電
荷は出力ゲート５を経てフローティングディフュージョ
ン６へ転送される。この時には水平転送クロックパルス
が「ロウ」から「ハイ」に変化するので必然的に変化電
圧発生手段によってプラスの微分波形が発生し、これが
出力ゲート電極１０に重畳されるので、出力ゲート部の
ポテンシャルがより深くなる。
【００２０】図２（Ａ）のｔ2 の破線は変化電圧発生手
段を設けなかった場合の出力ゲートのポテンシャル深さ
を示す。このように出力ゲート部のポテンシャル深さが
深くなった分水平転送レジスタ最終段から出力ゲート、
フローティングディフュージョン側への信号の転送のス
ムーズ化、迅速化を図ることができ、転送効率が高くな
る。
段を設けなかった場合の出力ゲートのポテンシャル深さ
を示す。このように出力ゲート部のポテンシャル深さが
深くなった分水平転送レジスタ最終段から出力ゲート、
フローティングディフュージョン側への信号の転送のス
ムーズ化、迅速化を図ることができ、転送効率が高くな
る。
【００２１】次に、時点ｔ3 ではＨφ１が「ロウ」でＨ
φ２が「ハイ」の状態になり、転送が略終了する。この
時の出力ゲート５と水平転送レジスタ最終段のストレー
ジ部との間のポテンシャル差△φ１が従来と同程度であ
っても本ＣＣＤ固体撮像素子においては変化電圧発生手
段により得た微分波形によってより転送をスムーズ化、
迅速化を図ったので転送効率は高くなる。
φ２が「ハイ」の状態になり、転送が略終了する。この
時の出力ゲート５と水平転送レジスタ最終段のストレー
ジ部との間のポテンシャル差△φ１が従来と同程度であ
っても本ＣＣＤ固体撮像素子においては変化電圧発生手
段により得た微分波形によってより転送をスムーズ化、
迅速化を図ったので転送効率は高くなる。
【００２２】即ち、従来においては時点ｔ3 におけるポ
テンシャル差△φ２がそのまま転送効率を決定したが、
本発明によれば時点ｔ3 におけるポテンシャル差△φ２
が小さくても充分な転送効率を得ることが可能になる。
尚、時点ｔ3 においては水平転送クロックパルスＨφ２
に変化がないので出力ゲート電極１０の電位は０Ｖのま
まである。
テンシャル差△φ２がそのまま転送効率を決定したが、
本発明によれば時点ｔ3 におけるポテンシャル差△φ２
が小さくても充分な転送効率を得ることが可能になる。
尚、時点ｔ3 においては水平転送クロックパルスＨφ２
に変化がないので出力ゲート電極１０の電位は０Ｖのま
まである。
【００２３】時点ｔ4 では水平転送クロックパルスＨφ
２を受ける部分下の信号電荷がＨφ１を受ける部分下に
転送される。従って、水平転送レジスタの最終段には信
号電荷が存在しておらず空の状態であるが、この時の出
力ゲート５と水平転送レジスタ最終段のストレージ部と
の間のポテンシャル差△φ２が、水平転送レジスタの最
終段の取扱い電荷量を決定し、これが小さいと取扱い電
荷量が小さくなる。しかし、本ＣＣＤ固体撮像素子によ
れば、時点ｔ4 における水平転送クロックパルスＨφ２
のレベル低下に伴って変化電圧発生手段から負の微分波
形によって出力ゲート電極１０の電位が低下せしめら
れ、この時の出力ゲート部と水平転送レジスタ最終段と
のポテンシャル差△φ２が大きくなる。
２を受ける部分下の信号電荷がＨφ１を受ける部分下に
転送される。従って、水平転送レジスタの最終段には信
号電荷が存在しておらず空の状態であるが、この時の出
力ゲート５と水平転送レジスタ最終段のストレージ部と
の間のポテンシャル差△φ２が、水平転送レジスタの最
終段の取扱い電荷量を決定し、これが小さいと取扱い電
荷量が小さくなる。しかし、本ＣＣＤ固体撮像素子によ
れば、時点ｔ4 における水平転送クロックパルスＨφ２
のレベル低下に伴って変化電圧発生手段から負の微分波
形によって出力ゲート電極１０の電位が低下せしめら
れ、この時の出力ゲート部と水平転送レジスタ最終段と
のポテンシャル差△φ２が大きくなる。
【００２４】即ち、出力ゲート電極１０の電位低下によ
り過渡的に出力ゲート部のポテンシャルが浅くなるので
過渡的にポテンシャル差△φ２が大きくなる。図２
（Ａ）の時点ｔ4 の破線は出力ゲート部の変化電圧発生
手段を設けなかった場合のポテンシャルである。その結
果、水平転送レジスタ最終段の取扱い電荷量の水平転送
クロックパルスＨφ１のタイミングのずれ等による過渡
的な取扱い電荷量減少を回避することができ、水平転送
クロックパルスＨφ１、Ｈφ２のタイミングバラツキに
よる取扱い電荷量減少に対するマージンを実質的に大き
くし、水平転送レジスタ最終段の信号電荷の一部が出力
ゲートを乗り越える不都合なオーバーフローの虞れをな
くすことができる。
り過渡的に出力ゲート部のポテンシャルが浅くなるので
過渡的にポテンシャル差△φ２が大きくなる。図２
（Ａ）の時点ｔ4 の破線は出力ゲート部の変化電圧発生
手段を設けなかった場合のポテンシャルである。その結
果、水平転送レジスタ最終段の取扱い電荷量の水平転送
クロックパルスＨφ１のタイミングのずれ等による過渡
的な取扱い電荷量減少を回避することができ、水平転送
クロックパルスＨφ１、Ｈφ２のタイミングバラツキに
よる取扱い電荷量減少に対するマージンを実質的に大き
くし、水平転送レジスタ最終段の信号電荷の一部が出力
ゲートを乗り越える不都合なオーバーフローの虞れをな
くすことができる。
【００２５】尚、変化電圧発生手段の抵抗Ｒは例えばポ
リシリコン層により、容量素子Ｃはポリシリコン層・ポ
リシリコン層間の静電容量あるいはポリシリコン層・拡
散層間静電容量を利用することによりＣＣＤ固体撮像素
子に内蔵させることができる。しかし、外付けにしても
良い。
リシリコン層により、容量素子Ｃはポリシリコン層・ポ
リシリコン層間の静電容量あるいはポリシリコン層・拡
散層間静電容量を利用することによりＣＣＤ固体撮像素
子に内蔵させることができる。しかし、外付けにしても
良い。
【００２６】
【発明の効果】請求項１のＣＣＤ固体撮像素子は、水平
転送クロックパルスの変化時に、水平転送レジスタの最
終段の電極に印加される水平転送クロックパルスの変化
を反対方向に変化する変化電圧を上記出力ゲートの電極
へ送出する変化電圧発生手段を有することを特徴とする
ものである。従って、請求項１のＣＣＤ固体撮像素子に
よれば、水平転送レジスタの最終段から出力ゲート、フ
ローティングディフュージョン側へ信号を転送するとき
出力ゲート部のポテンシャルが変化電圧発生手段の出力
によって深くなるのでＤＣ的なポテンシャル差△φ１が
小さくても転送時に一時的にポテンシャル差△φ１が大
きくなるので水平転送レジスタの最終段から出力ゲー
ト、フロティーングディフュージョン側への転送効率が
高くなる。
転送クロックパルスの変化時に、水平転送レジスタの最
終段の電極に印加される水平転送クロックパルスの変化
を反対方向に変化する変化電圧を上記出力ゲートの電極
へ送出する変化電圧発生手段を有することを特徴とする
ものである。従って、請求項１のＣＣＤ固体撮像素子に
よれば、水平転送レジスタの最終段から出力ゲート、フ
ローティングディフュージョン側へ信号を転送するとき
出力ゲート部のポテンシャルが変化電圧発生手段の出力
によって深くなるのでＤＣ的なポテンシャル差△φ１が
小さくても転送時に一時的にポテンシャル差△φ１が大
きくなるので水平転送レジスタの最終段から出力ゲー
ト、フロティーングディフュージョン側への転送効率が
高くなる。
【００２７】また、水平転送レジスタの最終段へのその
前段からの信号が転送される時には出力ゲート部のポテ
ンシャルが浅くなり、水平転送レジスタの最終段と出力
ゲートとの間のポテンシャル差△φ２が高くなるので、
取扱い電荷量が多くなり、出力ゲート部を経てフローテ
ィングディフュージョンＦＤ側へ信号電荷が流れ込んで
しまうという不都合が生じにくくなる。
前段からの信号が転送される時には出力ゲート部のポテ
ンシャルが浅くなり、水平転送レジスタの最終段と出力
ゲートとの間のポテンシャル差△φ２が高くなるので、
取扱い電荷量が多くなり、出力ゲート部を経てフローテ
ィングディフュージョンＦＤ側へ信号電荷が流れ込んで
しまうという不都合が生じにくくなる。
【００２８】請求項２のＣＣＤ固体撮像素子は、変化電
圧発生手段が水平転送クロックパルスを微分する微分回
路からなることを特徴とするものである。従って、請求
項２のＣＣＤ固体撮像素子によれば、変化電圧発生手段
が水平転送クロックパルスを微分する微分回路からなる
ので、変化電圧発生手段を駆動するために特別のパルス
をつくる必要がなく、水平転送クロックパルスによって
変化電圧発生手段を駆動することができる。
圧発生手段が水平転送クロックパルスを微分する微分回
路からなることを特徴とするものである。従って、請求
項２のＣＣＤ固体撮像素子によれば、変化電圧発生手段
が水平転送クロックパルスを微分する微分回路からなる
ので、変化電圧発生手段を駆動するために特別のパルス
をつくる必要がなく、水平転送クロックパルスによって
変化電圧発生手段を駆動することができる。
【００２９】請求項３のＣＣＤ固体撮像素子は、微分す
る水平転送クロックパルスが水平転送レジスタの最終段
の１つ前の段の転送電極に印加される水平転送クロック
パルスであることを特徴とするものである。従って、請
求項３のＣＣＤ固体撮像素子によれば、変化電圧発生手
段を成す微分回路が水平転送レジスタの最終段の前段に
印加される水平転送クロックパルスＨφ２を微分するの
で、出力ゲート部のポテンシャルを、水平転送レジスタ
最終段のポテンシャルが深くなる変化をするときは浅く
なるように、水平転送レジスタ最終段のポテンシャルが
浅くなる変化をするときは深くなるように変化させるこ
とができ、従って、転送効率の向上を図り、取扱い電荷
量の増大を図ることができる。
る水平転送クロックパルスが水平転送レジスタの最終段
の１つ前の段の転送電極に印加される水平転送クロック
パルスであることを特徴とするものである。従って、請
求項３のＣＣＤ固体撮像素子によれば、変化電圧発生手
段を成す微分回路が水平転送レジスタの最終段の前段に
印加される水平転送クロックパルスＨφ２を微分するの
で、出力ゲート部のポテンシャルを、水平転送レジスタ
最終段のポテンシャルが深くなる変化をするときは浅く
なるように、水平転送レジスタ最終段のポテンシャルが
浅くなる変化をするときは深くなるように変化させるこ
とができ、従って、転送効率の向上を図り、取扱い電荷
量の増大を図ることができる。
【００３０】請求項４のＣＣＤ固体撮像素子は、変化電
圧発生手段が抵抗と容量素子からなることを特徴とする
ものである。従って、請求項４のＣＣＤ固体撮像素子に
よれば、変化電圧発生手段を成す微分回路を抵抗と容量
素子によって構成するので、変化電圧発生手段を簡単な
構成にできる。
圧発生手段が抵抗と容量素子からなることを特徴とする
ものである。従って、請求項４のＣＣＤ固体撮像素子に
よれば、変化電圧発生手段を成す微分回路を抵抗と容量
素子によって構成するので、変化電圧発生手段を簡単な
構成にできる。
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は本発明ＣＣＤ固体撮像素子の
一つの実施例を示すもので、（Ａ）は要部を示す断面
図、（Ｂ）は水平転送クロックパルスの波形図である。
一つの実施例を示すもので、（Ａ）は要部を示す断面
図、（Ｂ）は水平転送クロックパルスの波形図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は本実施例の動作説明図であ
り、（Ａ）は要部のポテンシャル変化図、（Ｂ）は出力
ゲート電極のレベル変化図である。
り、（Ａ）は要部のポテンシャル変化図、（Ｂ）は出力
ゲート電極のレベル変化図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はＣＣＤ固体撮像素子の従来例
を示すもので、（Ａ）は従来のＣＣＤ固体撮像素子の水
平転送レジスタ及び出力部を示す断面図、（Ｂ）は水平
転送クロックパルスを示す波形図である。
を示すもので、（Ａ）は従来のＣＣＤ固体撮像素子の水
平転送レジスタ及び出力部を示す断面図、（Ｂ）は水平
転送クロックパルスを示す波形図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は図３のＣＣＤ固体撮像素子の
動作説明図で、（Ａ）はポテンシャル変化図、（Ｂ）は
問題を生じる水平転送クロックパルスの波形図である。
動作説明図で、（Ａ）はポテンシャル変化図、（Ｂ）は
問題を生じる水平転送クロックパルスの波形図である。
Ｈφ１、Ｈφ２ 水平転送クロックパルス Ｒ 抵抗 Ｃ 容量素子 Ｒ、Ｃ 変化電圧発生手段
Claims (4)
- 【請求項１】 ２相クロックの水平転送クロックパルス
により駆動される水平転送レジスタを備え、該水平転送
レジスタの端部にそこから出力される信号電荷を出力ゲ
ートを介して取り出して信号電荷・電圧変換する出力部
を有するＣＣＤ固体撮像素子において、 水平転送クロックパルスの変化時に、水平転送レジスタ
の最終段の電極に印加される水平転送クロックパルスの
変化と反対方向に変化する変化電圧を上記出力ゲートの
電極へ送出する変化電圧発生手段を有することを特徴と
するＣＣＤ固体撮像素子 - 【請求項２】 変化電圧発生手段が水平転送クロックパ
ルスを微分する微分回路からなることを特徴とする請求
項１記載のＣＣＤ固体撮像素子 - 【請求項３】 微分する水平転送クロックパルスが水平
転送レジスタの最終段の１つ前の段の転送電極に印加さ
れる水平転送クロックパルスであることを特徴とする請
求項２記載のＣＣＤ固体撮像素子 - 【請求項４】 変化電圧発生手段が抵抗と容量素子から
なることを特徴とする請求項２又は３記載のＣＣＤ固体
撮像素子
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4248718A JPH0678220A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | Ｃｃｄ固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4248718A JPH0678220A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | Ｃｃｄ固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0678220A true JPH0678220A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=17182312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4248718A Pending JPH0678220A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | Ｃｃｄ固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0678220A (ja) |
-
1992
- 1992-08-24 JP JP4248718A patent/JPH0678220A/ja active Pending
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