JPH0789583B2 - 電荷結合素子装置およびその駆動方法 - Google Patents
電荷結合素子装置およびその駆動方法Info
- Publication number
- JPH0789583B2 JPH0789583B2 JP61152877A JP15287786A JPH0789583B2 JP H0789583 B2 JPH0789583 B2 JP H0789583B2 JP 61152877 A JP61152877 A JP 61152877A JP 15287786 A JP15287786 A JP 15287786A JP H0789583 B2 JPH0789583 B2 JP H0789583B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shift register
- horizontal shift
- charge
- transfer
- horizontal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 10
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 5
- 238000001444 catalytic combustion detection Methods 0.000 description 17
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 3
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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） 本発明は、複数の垂直シフトレジスタと２行の水平シフ
トレジスタとを有する電荷結合素子装置とその駆動方法
に関する。
トレジスタとを有する電荷結合素子装置とその駆動方法
に関する。
（従来の技術） 近年、電荷結合素子（以後CCDと記す）は、集積回路技
術の進歩を背景に、多方面にわたつて研究開発がなさ
れ、固体撮像、アナログ遅延線、フイールドメモリ等に
応用されるようになつた。特にCCDを用いた固体撮像素
子は、小型軽量、低消費電力、高信頼性など多くの特徴
があり、近年その開発が盛んである。かかるCCD固体撮
像素子の構造は様々であるが、最近の目立つた傾向は、
多画素化、高密度化に適した構造のものが出現したこと
にある。たとえば、第４図は本願発明と同一の発明者に
なる「電荷結合素子およびその駆動方法」（特願昭59−
070433）に記載の実施例であり、垂直シフトレジスタと
水平シフトレジスタとの接続部の平面図が示されてい
る。この例では、水平シフトレジスタを２本並列に配置
することにより水平方向素子ピツチを緩和し、多画素
化、高密度化をはかつている。同図において、101〜105
は垂直シフトレジスタ群の電荷転送チヤネル、111,112
は第１、第２の水平シフトレジスタの電荷転送チヤネ
ル、121は垂直シフトレジスタ群の最終転送電極、131,1
41は第１、第２のトランスフアゲート電極、151〜160は
水平シフトレジスタを被う水平転送電極、161〜163は第
１、第２の水平シフトレジスタを結合する電荷転送チヤ
ネル、171〜188は例えばイオン注入によつて形成される
電位障壁領域を示す。第５図は第４図に示したCCD固体
撮像素子の駆動方法の一例を示す図であり、テレビジヨ
ン信号の水平ブランキング期間中に各電極に印加される
駆動パルスのタイミングが示されている。図において、
φV4は垂直シフトレジスタ群の最終転送電極121に印加
されるパルス、φTG1,φTG2はそれぞれ第１、第２のト
ランスフアゲート電極131,141に印加されるパルス、φ
H1,φH2はそれぞれ水平転送電極151〜160に印加される
パルスである。第６図は、第５図の各時刻における第４
図の一点鎖線Ｂ−Ｂ′に沿つての素子内部の電位分布を
示す。ここで、第５図及び第６図を用いて、第４図に示
すCCD固体撮像素子の動作について説明する。まず、時
刻t10においてパルスφH1,φH2の水平方向への電荷転送
動作は停止し、水平ブランキング期間となる。このとき
パルスφV4はオン状態にあり、垂直シフトレジスタ群10
1〜105を下方に転送されてきた信号電荷は、垂直シフト
レジスタ群の最終転送電極121下に蓄積されている。つ
ぎに時刻t11でパルスφV4がオフ、パルスφTG1がオン状
態に遷移すると、前記信号電荷は第１のトランスフアゲ
ート電極131下へと転送され、時刻t12においてトランス
フアゲート電極131下に蓄積される。時刻t13でパルスφ
TG1がオフ、水平シフトレジスタの一転送電極に印加さ
れるパルスφH1がオン状態となり、時刻t14となると、
前記信号電荷のうち、φH1に対応する垂直シフトレジス
タ101,103,105中でトランスフアゲート電極131下に蓄積
されていた信号電荷191は、第１の水平シフトレジスタ1
11のφH1に対応する水平転送電極152,156,160下へと転
送・蓄積される。このとき、トランスフアゲート電極13
1に印加されるパルスφTG1はオフ状態であるにもかかわ
らず、パルスφH2がオフ状態でかつ電位障壁領域171が
存在するため、φH2に対応する垂直シフトレジスタ102,
104からの信号電荷、たとえば192は、トランスフアゲー
ト電極131下に留まつている。つぎに時刻t15,t16でパル
スφH1がオフ、パルスφTG2がオン状態になると、前記
信号電荷191は、φH1が印加されている水平転送電極か
ら第２のトランスフアゲート電極141下へと転送・蓄積
される。このとき、前記信号電荷192はそのまま第１の
トランスフアゲート電極131下に蓄積されている。つぎ
に時刻t17,t18でパルスφTG2がオフ、パルスφH2がオン
状態となると、前記信号電荷191は、第２のトランスフ
アゲート電極141下から第２の水平シフトレジスタ112の
φH2に対応する水平転送電極154,158下へと転送され
る。これと同時に、φH2に対応する垂直シフトレジスタ
102,104からの前記信号電荷192は、第１のトランスフア
ゲート電極131下から第１の水平シフトレジスタ111のφ
H2に対応する水平転送電極154,158下へと転送される。
このようにして垂直シフトレジスタ群の２列毎の信号電
荷が、２本の水平シフトレジスタに振り分けられたこと
になる。この振り分けののち、時刻t19では、水平ブラ
ンキング期間が終了し、パルスφH1,φH2が水平方向へ
の電荷転送動作を開始するため、各信号電荷は水平方向
へと転送される。
術の進歩を背景に、多方面にわたつて研究開発がなさ
れ、固体撮像、アナログ遅延線、フイールドメモリ等に
応用されるようになつた。特にCCDを用いた固体撮像素
子は、小型軽量、低消費電力、高信頼性など多くの特徴
があり、近年その開発が盛んである。かかるCCD固体撮
像素子の構造は様々であるが、最近の目立つた傾向は、
多画素化、高密度化に適した構造のものが出現したこと
にある。たとえば、第４図は本願発明と同一の発明者に
なる「電荷結合素子およびその駆動方法」（特願昭59−
070433）に記載の実施例であり、垂直シフトレジスタと
水平シフトレジスタとの接続部の平面図が示されてい
る。この例では、水平シフトレジスタを２本並列に配置
することにより水平方向素子ピツチを緩和し、多画素
化、高密度化をはかつている。同図において、101〜105
は垂直シフトレジスタ群の電荷転送チヤネル、111,112
は第１、第２の水平シフトレジスタの電荷転送チヤネ
ル、121は垂直シフトレジスタ群の最終転送電極、131,1
41は第１、第２のトランスフアゲート電極、151〜160は
水平シフトレジスタを被う水平転送電極、161〜163は第
１、第２の水平シフトレジスタを結合する電荷転送チヤ
ネル、171〜188は例えばイオン注入によつて形成される
電位障壁領域を示す。第５図は第４図に示したCCD固体
撮像素子の駆動方法の一例を示す図であり、テレビジヨ
ン信号の水平ブランキング期間中に各電極に印加される
駆動パルスのタイミングが示されている。図において、
φV4は垂直シフトレジスタ群の最終転送電極121に印加
されるパルス、φTG1,φTG2はそれぞれ第１、第２のト
ランスフアゲート電極131,141に印加されるパルス、φ
H1,φH2はそれぞれ水平転送電極151〜160に印加される
パルスである。第６図は、第５図の各時刻における第４
図の一点鎖線Ｂ−Ｂ′に沿つての素子内部の電位分布を
示す。ここで、第５図及び第６図を用いて、第４図に示
すCCD固体撮像素子の動作について説明する。まず、時
刻t10においてパルスφH1,φH2の水平方向への電荷転送
動作は停止し、水平ブランキング期間となる。このとき
パルスφV4はオン状態にあり、垂直シフトレジスタ群10
1〜105を下方に転送されてきた信号電荷は、垂直シフト
レジスタ群の最終転送電極121下に蓄積されている。つ
ぎに時刻t11でパルスφV4がオフ、パルスφTG1がオン状
態に遷移すると、前記信号電荷は第１のトランスフアゲ
ート電極131下へと転送され、時刻t12においてトランス
フアゲート電極131下に蓄積される。時刻t13でパルスφ
TG1がオフ、水平シフトレジスタの一転送電極に印加さ
れるパルスφH1がオン状態となり、時刻t14となると、
前記信号電荷のうち、φH1に対応する垂直シフトレジス
タ101,103,105中でトランスフアゲート電極131下に蓄積
されていた信号電荷191は、第１の水平シフトレジスタ1
11のφH1に対応する水平転送電極152,156,160下へと転
送・蓄積される。このとき、トランスフアゲート電極13
1に印加されるパルスφTG1はオフ状態であるにもかかわ
らず、パルスφH2がオフ状態でかつ電位障壁領域171が
存在するため、φH2に対応する垂直シフトレジスタ102,
104からの信号電荷、たとえば192は、トランスフアゲー
ト電極131下に留まつている。つぎに時刻t15,t16でパル
スφH1がオフ、パルスφTG2がオン状態になると、前記
信号電荷191は、φH1が印加されている水平転送電極か
ら第２のトランスフアゲート電極141下へと転送・蓄積
される。このとき、前記信号電荷192はそのまま第１の
トランスフアゲート電極131下に蓄積されている。つぎ
に時刻t17,t18でパルスφTG2がオフ、パルスφH2がオン
状態となると、前記信号電荷191は、第２のトランスフ
アゲート電極141下から第２の水平シフトレジスタ112の
φH2に対応する水平転送電極154,158下へと転送され
る。これと同時に、φH2に対応する垂直シフトレジスタ
102,104からの前記信号電荷192は、第１のトランスフア
ゲート電極131下から第１の水平シフトレジスタ111のφ
H2に対応する水平転送電極154,158下へと転送される。
このようにして垂直シフトレジスタ群の２列毎の信号電
荷が、２本の水平シフトレジスタに振り分けられたこと
になる。この振り分けののち、時刻t19では、水平ブラ
ンキング期間が終了し、パルスφH1,φH2が水平方向へ
の電荷転送動作を開始するため、各信号電荷は水平方向
へと転送される。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上述したCCD固体撮像素子は再生画像に不
規則な縦じま妨害が発生しやすい欠点を有している。こ
れは垂直シフトレジスタ群から水平シフトレジスタへの
信号電荷の振り分けが転送効率よく行なわれないことに
起因している。とりわけ、第４図のトランスフアゲート
電極141へ印加されるパルスφTG2は該トランスフアゲー
ト電極141の左右端のみから供給されるために中央部付
近では十分な電圧が印加されないことや、電荷転送チヤ
ネル161〜163とこの転送チヤネルを覆う転送電極152,15
6,160とが自己整合で目合わせできないことによつて発
生するこれら電荷転送チヤネル下のチヤネル電位のバラ
ツキが、信号電荷振り分け時の転送効率劣化の大きな要
因となつている。
規則な縦じま妨害が発生しやすい欠点を有している。こ
れは垂直シフトレジスタ群から水平シフトレジスタへの
信号電荷の振り分けが転送効率よく行なわれないことに
起因している。とりわけ、第４図のトランスフアゲート
電極141へ印加されるパルスφTG2は該トランスフアゲー
ト電極141の左右端のみから供給されるために中央部付
近では十分な電圧が印加されないことや、電荷転送チヤ
ネル161〜163とこの転送チヤネルを覆う転送電極152,15
6,160とが自己整合で目合わせできないことによつて発
生するこれら電荷転送チヤネル下のチヤネル電位のバラ
ツキが、信号電荷振り分け時の転送効率劣化の大きな要
因となつている。
さらに、上述したCCD固体撮像素子は水平シフトレジス
タ部において異なる相の転送電極間がしばしばシヨート
するために製造歩留まりが低下しやすい欠点を有してい
る。これはトランスフアゲート電極141が一層目のポリ
シリコン層によつて形成され、水平シフトレジスタの転
送電極152,154,156,158,160が二層目のポリシリコン層
によつて形成され、かつこれら電極が互いに直交して配
置されているために、トランスフアゲート電極141下に
二層目のポリシリコン層がエツチングされずに残りやす
く、これが転送電極間がシヨートする要因となつてい
る。
タ部において異なる相の転送電極間がしばしばシヨート
するために製造歩留まりが低下しやすい欠点を有してい
る。これはトランスフアゲート電極141が一層目のポリ
シリコン層によつて形成され、水平シフトレジスタの転
送電極152,154,156,158,160が二層目のポリシリコン層
によつて形成され、かつこれら電極が互いに直交して配
置されているために、トランスフアゲート電極141下に
二層目のポリシリコン層がエツチングされずに残りやす
く、これが転送電極間がシヨートする要因となつてい
る。
本発明は上述した従来の欠点を除去したもので、その目
的とするところは垂直シフトレジスタ群から水平シフト
レジスタへの信号電荷の振り分けが効率よく行なわれ、
かつ製造歩留まりの良い電荷結合素子装置とその駆動方
法を提供することにある。
的とするところは垂直シフトレジスタ群から水平シフト
レジスタへの信号電荷の振り分けが効率よく行なわれ、
かつ製造歩留まりの良い電荷結合素子装置とその駆動方
法を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 本願の第１の発明によれば、電荷結合素子による複数列
の垂直シフトレジスタ群と、該垂直シフトレジスタ群の
一端に隣接して配置されたトランスフアゲート電極と、
該トランスフアゲート電極に隣接し前記垂直シフトレジ
スタ群の電荷転送方向と直角方向に配置されかつ水平シ
フトレジスタ分離領域を介して互いに隣接して配置され
た２相駆動電荷結合素子による第１と第２の水平シフト
レジスタとを有し、前記第２の水平シフトレジスタの２
電極毎の電荷転送電極は他の電極とは電気的に独立して
形成され、かつ該電荷転送電極は前記水平シフトレジス
タ分離領域の一部を被つて前記第１と第２の水平シフト
レジスタの活性領域間を結合する電荷転送チヤネルを形
成してなる電荷結合素子装置であつて、前記電荷転送チ
ヤネルを含む前記水平シフトレジスタ分離領域下のチヤ
ネル電位を前記第１と第２の水平シフトレジスタのバリ
ヤ電極下のチヤネル電位よりも低くならしめたことを特
徴とする電荷結合素子装置が得られる。
の垂直シフトレジスタ群と、該垂直シフトレジスタ群の
一端に隣接して配置されたトランスフアゲート電極と、
該トランスフアゲート電極に隣接し前記垂直シフトレジ
スタ群の電荷転送方向と直角方向に配置されかつ水平シ
フトレジスタ分離領域を介して互いに隣接して配置され
た２相駆動電荷結合素子による第１と第２の水平シフト
レジスタとを有し、前記第２の水平シフトレジスタの２
電極毎の電荷転送電極は他の電極とは電気的に独立して
形成され、かつ該電荷転送電極は前記水平シフトレジス
タ分離領域の一部を被つて前記第１と第２の水平シフト
レジスタの活性領域間を結合する電荷転送チヤネルを形
成してなる電荷結合素子装置であつて、前記電荷転送チ
ヤネルを含む前記水平シフトレジスタ分離領域下のチヤ
ネル電位を前記第１と第２の水平シフトレジスタのバリ
ヤ電極下のチヤネル電位よりも低くならしめたことを特
徴とする電荷結合素子装置が得られる。
また、本願の第２の発明によれば、電荷結合素子による
複数列の垂直シフトレジスタ群と、該垂直シフトレジス
タ群の一端に隣接して配置されたトランスフアゲート電
極と、該トランスフアゲート電極に隣接し前記垂直シフ
トレジスタ群の電荷転送方向と直角方向に配置されかつ
水平シフトレジスタ分離領域を介して互いに隣接して配
置された２相駆動電荷結合素子による第１と第２の水平
シフトレジスタとを有し、前記第２の水平シフトレジス
タの２電極毎の電荷転送電極は他の電極とは電気的に独
立して形成され、かつ該電荷転送電極は前記水平シフト
レジスタ分離領域の一部を被つて前記第１と第２の水平
シフトレジスタの活性領域間を結合する電荷転送チヤネ
ルを形成し、該電荷転送チヤネルを含む前記水平シフト
レジスタ分離領域下のチヤネル電位は前記第１と第２の
水平シフトレジスタのバリヤ電極下のチヤネル電位より
も低い電荷結合素子装置の駆動方法であつて、前記垂直
シフトレジスタ群から前記第１の水平シフトレジスタへ
信号電荷を読み出すに際しては、前記トランスフアゲー
ト電極直下に信号電荷を蓄積したのち該トランスフアゲ
ート電極に印加される電圧をオフ状態とするとともに前
記第一の水平シフトレジスタを被う一転送電極をオン状
態として該水平シフトレスジタへ信号電荷を転送蓄積
し、前記第１の水平シフトレジスタから前記第２の水平
シフトレジスタへ信号電荷を転送するに際しては、前記
第一の水平シフトレジスタの信号電荷を蓄積している一
転送電極をオフ状態とするとともに前記第２の水平シフ
トレジスタの２電極毎の前記電荷転送電極をオン状態と
して該第２の水平シフトレジスタへ信号電荷を転送蓄積
し、かかるのち前記第１と第２の水平シフトレジスタへ
振り分けられた信号電荷を同一の２相駆動パルスにより
水平方向に平行して同時に読み出すことを特徴とする電
荷結合素子装置の駆動方法が得られる。
複数列の垂直シフトレジスタ群と、該垂直シフトレジス
タ群の一端に隣接して配置されたトランスフアゲート電
極と、該トランスフアゲート電極に隣接し前記垂直シフ
トレジスタ群の電荷転送方向と直角方向に配置されかつ
水平シフトレジスタ分離領域を介して互いに隣接して配
置された２相駆動電荷結合素子による第１と第２の水平
シフトレジスタとを有し、前記第２の水平シフトレジス
タの２電極毎の電荷転送電極は他の電極とは電気的に独
立して形成され、かつ該電荷転送電極は前記水平シフト
レジスタ分離領域の一部を被つて前記第１と第２の水平
シフトレジスタの活性領域間を結合する電荷転送チヤネ
ルを形成し、該電荷転送チヤネルを含む前記水平シフト
レジスタ分離領域下のチヤネル電位は前記第１と第２の
水平シフトレジスタのバリヤ電極下のチヤネル電位より
も低い電荷結合素子装置の駆動方法であつて、前記垂直
シフトレジスタ群から前記第１の水平シフトレジスタへ
信号電荷を読み出すに際しては、前記トランスフアゲー
ト電極直下に信号電荷を蓄積したのち該トランスフアゲ
ート電極に印加される電圧をオフ状態とするとともに前
記第一の水平シフトレジスタを被う一転送電極をオン状
態として該水平シフトレスジタへ信号電荷を転送蓄積
し、前記第１の水平シフトレジスタから前記第２の水平
シフトレジスタへ信号電荷を転送するに際しては、前記
第一の水平シフトレジスタの信号電荷を蓄積している一
転送電極をオフ状態とするとともに前記第２の水平シフ
トレジスタの２電極毎の前記電荷転送電極をオン状態と
して該第２の水平シフトレジスタへ信号電荷を転送蓄積
し、かかるのち前記第１と第２の水平シフトレジスタへ
振り分けられた信号電荷を同一の２相駆動パルスにより
水平方向に平行して同時に読み出すことを特徴とする電
荷結合素子装置の駆動方法が得られる。
（作用） 電荷転送チヤネルを被つた第２の水平シフトレジスタの
２電極毎の電荷転送電極には、該電荷転送電極の近傍に
配置されたアルミ配線より均一の転送パルスが供給さ
れ、かつこれら電荷転送チヤネルは前記電荷転送電極に
よつて自己整合的に形成されるため、第１の水平シフト
レジスタから第２の水平シフトレジスタへの信号電荷の
転送は効率良く行なわれる。すなわちCCD固体撮像素子
においては再生画像に不規則な縦じま妨害が発生するこ
とはない。さらに前記電荷転送電極は他の転送電極と平
行に配置されているため、電極間のシヨートによつて製
造歩留まりが低下することもない。
２電極毎の電荷転送電極には、該電荷転送電極の近傍に
配置されたアルミ配線より均一の転送パルスが供給さ
れ、かつこれら電荷転送チヤネルは前記電荷転送電極に
よつて自己整合的に形成されるため、第１の水平シフト
レジスタから第２の水平シフトレジスタへの信号電荷の
転送は効率良く行なわれる。すなわちCCD固体撮像素子
においては再生画像に不規則な縦じま妨害が発生するこ
とはない。さらに前記電荷転送電極は他の転送電極と平
行に配置されているため、電極間のシヨートによつて製
造歩留まりが低下することもない。
（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。第１図は本発明をCCD固体撮像素子に適用した実施
例であり、垂直シフトレジスタ群と２行の水平シフトレ
ジスタとの接続部の平面図が示されている。同図におい
て、１〜５は垂直シフトレジスタ群の電荷転送チヤネ
ル、11,12は第１と第２の水平シフトレジスタの電荷転
送チヤネル、21は１層目のポリシリコン層によつて形成
された垂直シフトレジスタ群の最終転送電極、31は１層
目と２層目のポリシリコン層によつて形成されたトラン
スフアゲート電極、41は例えばイオン注入によつて形成
された水平シフトレジスタ分離領域、51〜53は１層目の
ポリシリコン層によつて形成された第２の水平シフトレ
ジスタの２電極毎の電荷転送電極、61〜70は２層目と３
層目のポリシリコン層によつて形成された水平シフトレ
ジスタの水平転送電極、71〜73は電荷転送電極51〜53下
に自己整合で形成され第１と第２の水平シフトレジスタ
11と12を結合する電荷転送チヤネル、81〜94はイオン注
入によつて形成された電位障壁領域を示す。第２図は本
願の第２の発明により第１図のCCD固体撮像素子を駆動
する方法を示す図であり、テレビジヨン信号の水平ブラ
ンキング期間中に各電極に印加される駆動パルスのタイ
ミングが示されている。図において、φV4は垂直シフト
レジスタ群の最終転送電極21に印加されるパルス、φTG
はトランスフアゲート電極31に印加されるパルス、
φH1,φH2はそれぞれ水平転送電極61〜70に印加される
パルス、φH1′は電荷転送電極51〜53に印加されるパル
スである。第３図は、第２図の各時刻における第１図の
一点鎖線Ａ−Ａ′に沿つての素子内部の電位分布を示
す。ここで第２図及び第３図を参照して、第１図に示す
本発明によるCCD固体撮像素子の動作を説明する。まず
時刻t0においてパルスφH1,φH1′，φH2の水平方向へ
の電荷転送動作は停止し、水平ブランキング期間に入
る。このときパルスφV4はオン状態にあり、垂直シフト
レジスタ群１〜５を下方に転送されてきた信号電荷は、
垂直シフトレジスタ群の最終転送電極21下に蓄積されて
いる。つぎに時刻t1でパルスφV4がオン、パルスφTGが
オン状態に遷移すると、前記信号電荷はトランスフアゲ
ート電極31下へと転送され、時刻t2においてこのトラン
スフアゲート電極31下に蓄積される。時刻t3でパルスφ
TGがオフ、水平シフトレジスタの一転送電極に印加され
るパルスφH1がオン状態となり、時刻t4になると、前記
信号電荷のうち、φH1に対応する垂直シフトレジスタ1,
3,5中でトランスフアゲート電極31下に蓄積されていた
信号電荷96は、第１の水平シフトレジスタ11のφH1に対
応する水平転送電極62,66,70下へと転送・蓄積される。
このとき、トランスフアゲート電極31に印加されるパル
スφTGはオフ状態であるにもかかわらず、パルスφH2が
オフ状態でかつ電位障壁領域81が存在するため、φH2に
対応する垂直シフトレジスタ2,4からの信号電荷、たと
えば97は、トランスフアゲート電極31下に留まつてい
る。もちろん、かかる時刻t4において、パルスφH2を第
２図の95に示すごとくオン状態として、信号電荷97を第
１の水平シフトレジスタ11のφH2に対応する水平転送電
極64,68下へ転送・蓄積しても、以後の動作に全く支障
を来たさない。つぎに時刻t5,t6でパルスφH1がオフ、
パルスφH1′がオン状態となると、前記信号電荷96は電
荷転送チヤネル71,72,73を通つて第２の水平シフトレジ
スタ12の電荷転送電極51,52,53下へと転送・蓄積され
る。このとき、前記信号電荷97はそのままトランスフア
ゲート電極31下に蓄積されている。なお、かかる時刻t6
においてパルスφH1′の振幅は他の時刻あるいは他のパ
ルスの振幅よりも大きくてもよい。これにより信号電荷
の転送はより一層効率良く行なわれる。つぎに時刻t7,t
8でパルスφH1′がオフ、パルスφH2がオン状態となる
と、前記信号電荷96は第２の水平シフトレジスタ12のφ
H2に対応する水平転送電極64,66下へと転送される。こ
れと同時に、前記信号電荷97はトランスフアゲート電極
31下から第１の水平シフトレジスタ11のφH2に対応する
水平転送電極64,68下へと転送される。上述した動作に
より、垂直シフトレジスタ群の２列毎の信号電荷は２行
の水平シフトレジスタへ交互に振り分けられる。かかる
振り分け動作ののち、時刻t9では、水平ブランキング期
間が終了し、パルスφH1,φH1′，φH2が水平方向への
電荷転送動作を開始するため、各信号電荷は水平方向へ
と転送される。このとき、電荷転送チヤネル71〜73を含
む水平シフトレジスタ分離領域41のチヤネル電位は、水
平シフトレジスタ11,12のバリヤ電極下の電位障壁領域8
7〜94のチヤネル電位よりも常に低いため、水平シフト
レジスタ11,12を転送される信号電荷が混ざり合うこと
はない。
る。第１図は本発明をCCD固体撮像素子に適用した実施
例であり、垂直シフトレジスタ群と２行の水平シフトレ
ジスタとの接続部の平面図が示されている。同図におい
て、１〜５は垂直シフトレジスタ群の電荷転送チヤネ
ル、11,12は第１と第２の水平シフトレジスタの電荷転
送チヤネル、21は１層目のポリシリコン層によつて形成
された垂直シフトレジスタ群の最終転送電極、31は１層
目と２層目のポリシリコン層によつて形成されたトラン
スフアゲート電極、41は例えばイオン注入によつて形成
された水平シフトレジスタ分離領域、51〜53は１層目の
ポリシリコン層によつて形成された第２の水平シフトレ
ジスタの２電極毎の電荷転送電極、61〜70は２層目と３
層目のポリシリコン層によつて形成された水平シフトレ
ジスタの水平転送電極、71〜73は電荷転送電極51〜53下
に自己整合で形成され第１と第２の水平シフトレジスタ
11と12を結合する電荷転送チヤネル、81〜94はイオン注
入によつて形成された電位障壁領域を示す。第２図は本
願の第２の発明により第１図のCCD固体撮像素子を駆動
する方法を示す図であり、テレビジヨン信号の水平ブラ
ンキング期間中に各電極に印加される駆動パルスのタイ
ミングが示されている。図において、φV4は垂直シフト
レジスタ群の最終転送電極21に印加されるパルス、φTG
はトランスフアゲート電極31に印加されるパルス、
φH1,φH2はそれぞれ水平転送電極61〜70に印加される
パルス、φH1′は電荷転送電極51〜53に印加されるパル
スである。第３図は、第２図の各時刻における第１図の
一点鎖線Ａ−Ａ′に沿つての素子内部の電位分布を示
す。ここで第２図及び第３図を参照して、第１図に示す
本発明によるCCD固体撮像素子の動作を説明する。まず
時刻t0においてパルスφH1,φH1′，φH2の水平方向へ
の電荷転送動作は停止し、水平ブランキング期間に入
る。このときパルスφV4はオン状態にあり、垂直シフト
レジスタ群１〜５を下方に転送されてきた信号電荷は、
垂直シフトレジスタ群の最終転送電極21下に蓄積されて
いる。つぎに時刻t1でパルスφV4がオン、パルスφTGが
オン状態に遷移すると、前記信号電荷はトランスフアゲ
ート電極31下へと転送され、時刻t2においてこのトラン
スフアゲート電極31下に蓄積される。時刻t3でパルスφ
TGがオフ、水平シフトレジスタの一転送電極に印加され
るパルスφH1がオン状態となり、時刻t4になると、前記
信号電荷のうち、φH1に対応する垂直シフトレジスタ1,
3,5中でトランスフアゲート電極31下に蓄積されていた
信号電荷96は、第１の水平シフトレジスタ11のφH1に対
応する水平転送電極62,66,70下へと転送・蓄積される。
このとき、トランスフアゲート電極31に印加されるパル
スφTGはオフ状態であるにもかかわらず、パルスφH2が
オフ状態でかつ電位障壁領域81が存在するため、φH2に
対応する垂直シフトレジスタ2,4からの信号電荷、たと
えば97は、トランスフアゲート電極31下に留まつてい
る。もちろん、かかる時刻t4において、パルスφH2を第
２図の95に示すごとくオン状態として、信号電荷97を第
１の水平シフトレジスタ11のφH2に対応する水平転送電
極64,68下へ転送・蓄積しても、以後の動作に全く支障
を来たさない。つぎに時刻t5,t6でパルスφH1がオフ、
パルスφH1′がオン状態となると、前記信号電荷96は電
荷転送チヤネル71,72,73を通つて第２の水平シフトレジ
スタ12の電荷転送電極51,52,53下へと転送・蓄積され
る。このとき、前記信号電荷97はそのままトランスフア
ゲート電極31下に蓄積されている。なお、かかる時刻t6
においてパルスφH1′の振幅は他の時刻あるいは他のパ
ルスの振幅よりも大きくてもよい。これにより信号電荷
の転送はより一層効率良く行なわれる。つぎに時刻t7,t
8でパルスφH1′がオフ、パルスφH2がオン状態となる
と、前記信号電荷96は第２の水平シフトレジスタ12のφ
H2に対応する水平転送電極64,66下へと転送される。こ
れと同時に、前記信号電荷97はトランスフアゲート電極
31下から第１の水平シフトレジスタ11のφH2に対応する
水平転送電極64,68下へと転送される。上述した動作に
より、垂直シフトレジスタ群の２列毎の信号電荷は２行
の水平シフトレジスタへ交互に振り分けられる。かかる
振り分け動作ののち、時刻t9では、水平ブランキング期
間が終了し、パルスφH1,φH1′，φH2が水平方向への
電荷転送動作を開始するため、各信号電荷は水平方向へ
と転送される。このとき、電荷転送チヤネル71〜73を含
む水平シフトレジスタ分離領域41のチヤネル電位は、水
平シフトレジスタ11,12のバリヤ電極下の電位障壁領域8
7〜94のチヤネル電位よりも常に低いため、水平シフト
レジスタ11,12を転送される信号電荷が混ざり合うこと
はない。
（発明の効果） 以上述べたように、本願発明による電荷結合素子装置お
よびその駆動方法によれば、多画素化、高密度化に適し
た構造の電荷結合素子装置を製造歩留まり良く得ること
ができるとともに、信号電荷の転送効率不良に起因する
縦じま妨害などの発生を防ぐことができる。なお、本発
明の実施例ではCCD固体撮像素子に限定して説明した
が、本発明はCCDアナログ遅延線、CCDフイールドメモリ
等にも応用可能である。
よびその駆動方法によれば、多画素化、高密度化に適し
た構造の電荷結合素子装置を製造歩留まり良く得ること
ができるとともに、信号電荷の転送効率不良に起因する
縦じま妨害などの発生を防ぐことができる。なお、本発
明の実施例ではCCD固体撮像素子に限定して説明した
が、本発明はCCDアナログ遅延線、CCDフイールドメモリ
等にも応用可能である。
第１図は本願の第１の発明による電荷結合素子装置の一
実施例であるCCD固体撮像素子の垂直シフトレジスタ群
と水平シフトレジスタの接続部の平面図、第２図は本願
の第２の発明により第１図実施例を駆動するのに用いる
駆動パルスのタイミング図、第３図は第１図の一点鎖線
Ａ−Ａ′に沿つての素子内部の電位分布と信号電荷の流
れを示す図、第４図は従来の電荷結合素子の一例である
CCD固体撮像素子の垂直シフトレジスタ群と水平シフト
レジスタの接続部の平面図、第５図は第４図のCCD固体
撮像素子を駆動するのに用いる駆動パルスのタイミング
図、第６図は第４図の一点鎖線Ｂ−Ｂ′に沿つての素子
内部の電位分布と信号電荷の流れを示す図である。 図において、１〜5,101〜105は垂直シフトレジスタ、1
1,12,111,112は水平シフトレジスタ、21,121は垂直シフ
トレジスタ群の最終転送電極、31,131,141はトランスフ
アゲート電極、41は水平シフトレジスタ分離領域、51〜
53は水平シフトレジスタ12の電荷転送電極、61〜70,151
〜160は水平転送電極、71〜73,161〜163は水平シフトレ
ジスタ間を結合する電荷転送チヤネル、81〜94,171〜18
8は電位障壁領域である。
実施例であるCCD固体撮像素子の垂直シフトレジスタ群
と水平シフトレジスタの接続部の平面図、第２図は本願
の第２の発明により第１図実施例を駆動するのに用いる
駆動パルスのタイミング図、第３図は第１図の一点鎖線
Ａ−Ａ′に沿つての素子内部の電位分布と信号電荷の流
れを示す図、第４図は従来の電荷結合素子の一例である
CCD固体撮像素子の垂直シフトレジスタ群と水平シフト
レジスタの接続部の平面図、第５図は第４図のCCD固体
撮像素子を駆動するのに用いる駆動パルスのタイミング
図、第６図は第４図の一点鎖線Ｂ−Ｂ′に沿つての素子
内部の電位分布と信号電荷の流れを示す図である。 図において、１〜5,101〜105は垂直シフトレジスタ、1
1,12,111,112は水平シフトレジスタ、21,121は垂直シフ
トレジスタ群の最終転送電極、31,131,141はトランスフ
アゲート電極、41は水平シフトレジスタ分離領域、51〜
53は水平シフトレジスタ12の電荷転送電極、61〜70,151
〜160は水平転送電極、71〜73,161〜163は水平シフトレ
ジスタ間を結合する電荷転送チヤネル、81〜94,171〜18
8は電位障壁領域である。
Claims (2)
- 【請求項１】電荷結合素子による複数列の垂直シフトレ
ジスタ群と、該垂直シフトレジスタ群の一端に隣接して
配置されたトランスフアゲート電極と、該トランスフア
ゲート電極に隣接し前記垂直シフトレジスタ群の電荷転
送方向と直角方向に配置されかつ水平シフトレジスタ分
離領域を介して互いに隣接して配置された２相駆動電荷
結合素子による第１と第２の水平シフトレジスタとを有
し、前記第２の水平シフトレジスタの２電極毎の電荷転
送電極は他の電極とは電気的に独立して形成され、かつ
該電荷転送電極は前記水平シフトレジスタ分離領域の一
部を被つて前記第１と第２の水平シフトレジスタの活性
領域間を結合する電荷転送チヤネルを形成してなる電荷
結合素子装置において、前記電荷転送チヤネルを含む前
記水平シフトレジスタ分離領域下のチヤネル電位を前記
第１と第２の水平シフトレジスタのバリヤ電極下のチヤ
ネル電位よりも低くならしめたことを特徴とする電荷結
合素子装置。 - 【請求項２】電荷結合素子による複数列の垂直シフトレ
ジスタ群と、該垂直シフトレジスタ群の一端に隣接して
配置されたトランスフアゲート電極と、該トランスフア
ゲート電極に隣接し前記垂直シフトレジスタ群の電荷転
送方向と直角方向に配置されかつ水平シフトレジスタ分
離領域を介して互いに隣接して配置された２相駆動電荷
結合素子による第１と第２の水平シフトレジスタとを有
し、前記第２の水平シフトレジスタの２電極毎の電荷転
送電極は他の電極とは電気的に独立して形成され、かつ
該電荷転送電極は前記水平シフトレジスタ分離領域の一
部を被つて前記第１と第２の水平シフトレジスタの活性
領域間を結合する電荷転送チヤネルを形成し、該電荷転
送チヤネルを含む前記水平シフトレジスタ分離領域下の
チヤネル電位は前記第１と第２の水平シフトレジスタの
バリヤ電極下のチヤネル電位よりも低い電荷結合素子装
置の駆動方法において、前記垂直シフトレジスタ群から
前記第１の水平シフトレジスタへ信号電荷を読み出すに
際しては、前記トランスフアゲート電極直下に信号電荷
を蓄積したのち該トランスフアゲート電極に印加される
電圧をオフ状態とするとともに前記第一の水平シフトレ
ジスタを被う一転送電極をオン状態として該水平シフト
レジスタへ信号電荷を転送蓄積し、前記第１の水平シフ
トレジスタから前記第２の水平シフトレジスタへ信号電
荷を転送するに際しては、前記第一の水平シフトレジス
タの信号電荷を蓄積している一転送電極をオフ状態とす
るとともに前記第２の水平シフトレジスタの２電極毎の
前記電荷転送電極をオン状態として該第２の水平シフト
レジスタへ信号電荷を転送蓄積し、かかるのち前記第１
と第２の水平シフトレジスタへ振り分けられた信号電荷
を同一の２相駆動パルスにより水平方向に平行して同時
に読み出すことを特徴とする電荷結合素子装置の駆動方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61152877A JPH0789583B2 (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 電荷結合素子装置およびその駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61152877A JPH0789583B2 (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 電荷結合素子装置およびその駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS639153A JPS639153A (ja) | 1988-01-14 |
| JPH0789583B2 true JPH0789583B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=15550072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61152877A Expired - Lifetime JPH0789583B2 (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 電荷結合素子装置およびその駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789583B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2618939B2 (ja) * | 1987-11-26 | 1997-06-11 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
| JPH0779162B2 (ja) * | 1988-05-27 | 1995-08-23 | 三菱電機株式会社 | 電荷結合素子 |
| US5194751A (en) * | 1989-07-17 | 1993-03-16 | Sony Corporation | Structure of solid-state image sensing devices |
| FR2676155B1 (fr) * | 1991-05-03 | 1993-07-16 | Thomson Composants Militaires | Dispositif photosensible a registres de lecture juxtaposes. |
| KR980013289A (ko) * | 1996-07-12 | 1998-04-30 | 이데이 노부유끼 | 고체 촬상 장치 및 이를 사용한 카메라 (Solid-State Imaging Device and Camera Using the Same) |
-
1986
- 1986-06-30 JP JP61152877A patent/JPH0789583B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS639153A (ja) | 1988-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4816916A (en) | CCD area image sensor operable in both of line-sequential and interlace scannings and a method for operating the same | |
| JPH0789583B2 (ja) | 電荷結合素子装置およびその駆動方法 | |
| EP0869665B1 (en) | Solid state image sensor | |
| US20070291150A1 (en) | Solid-state image pickup device having an accumulation gate for reading out, accumulating, and allocating signal charges | |
| JPS6038869A (ja) | 二次元ｃｃｄイメ−ジセンサ | |
| US5237191A (en) | Solid-state charge-coupled-device imager | |
| JP2001053267A (ja) | 固体撮像素子およびその駆動方法並びにカメラシステム | |
| US5523787A (en) | Solid-state imaging device adapted for an interlaced scanning and a non-interlaced scanning and method for driving same | |
| JP3509184B2 (ja) | 固体撮像装置の駆動方法 | |
| JP3397151B2 (ja) | 固体撮像素子の駆動方法 | |
| US7079183B1 (en) | Charge transfer device for increasing data rate and reducing power consumption | |
| JPH0419752B2 (ja) | ||
| JPH0666346B2 (ja) | 電荷結合素子およびその駆動方法 | |
| JP2754918B2 (ja) | 電荷結合装置及びその駆動方法 | |
| JP2507993B2 (ja) | 電荷結合素子およびその駆動方法 | |
| JP3002365B2 (ja) | 電荷転送装置及びその駆動方法 | |
| US6207982B1 (en) | Solid-state image pickup device capable of high-speed transfer of signal charges in horizontal direction | |
| JP2996050B2 (ja) | 固体撮像装置およびその駆動方法 | |
| JP2565888B2 (ja) | 電荷転送素子を用いた半導体装置 | |
| JPH08125158A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPH0150156B2 (ja) | ||
| JP2525796B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2770381B2 (ja) | 電荷転送撮像素子およびその駆動方法 | |
| JPH0759012A (ja) | 固体撮像装置及びその駆動方法 | |
| JPH0443358B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |