JPH10229183A - Solid-state imaging device - Google Patents
Solid-state imaging deviceInfo
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- JPH10229183A JPH10229183A JP9030562A JP3056297A JPH10229183A JP H10229183 A JPH10229183 A JP H10229183A JP 9030562 A JP9030562 A JP 9030562A JP 3056297 A JP3056297 A JP 3056297A JP H10229183 A JPH10229183 A JP H10229183A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フレームトランスファ型のCCD固体撮像素
子において、蓄積時に信号電荷が満杯状態であっても、
転送中に信号電荷が転送路よりドレイン領域に流出する
を防止し、ダイナミックレンジの確保を可能にする。
【解決手段】 フレームトランスファ型の固体撮像素子
において、電荷蓄積時と、電荷転送時とでオーバーフロ
ードレインに印加するドレイン電圧を互いに異ならす。
(57) [Problem] In a frame transfer type CCD solid-state imaging device, even if signal charges are full at the time of accumulation,
This prevents signal charges from flowing out of the transfer path to the drain region during transfer, and secures a dynamic range. SOLUTION: In a frame transfer type solid-state imaging device, drain voltages applied to an overflow drain are different from each other during charge accumulation and during charge transfer.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子、特
にフレームトランスファ型のCCD固体撮像素子に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device, and more particularly to a frame transfer type CCD solid-state imaging device.
【0002】[0002]
【従来の技術】光電変換部と電荷転送部を同一としたフ
レームトランスファ型のCCD固体撮像素子は、インタ
ーライントランスファ型のCCD固体撮像素子に比べ
て、センサー開口比率が大きくできる特徴をもつ。フレ
ームトランスファ型のCCD固体撮像素子において、過
大光量入射時に発生する過剰電荷は、一般的に、センサ
ー部に隣接した障壁、即ちオーバーフローバリア(OF
B)を介してオーバーフロードレイン(OFD)領域に
掃き捨てられる。2. Description of the Related Art A frame transfer type CCD solid-state imaging device in which a photoelectric conversion unit and a charge transfer unit are the same has a feature that a sensor aperture ratio can be increased as compared with an interline transfer type CCD solid-state imaging device. In a frame transfer type CCD solid-state imaging device, an excess charge generated when an excessive amount of light is incident generally causes a barrier adjacent to the sensor unit, that is, an overflow barrier (OF).
B) through the overflow drain (OFD) region.
【0003】このオーバーフロードレイン構造には、セ
ンサー部の水平方向にオーバーフロードレイン領域を配
置した横型オーバーフロードレイン構造と、センサー部
の垂直方向にオーバーフロードレイン領域(基板が兼用
される)を配置した縦型オーバーフロードレイン構造が
ある。The overflow drain structure has a horizontal overflow drain structure in which an overflow drain region is arranged in a horizontal direction of a sensor portion, and a vertical overflow drain structure in which an overflow drain region (also used as a substrate) is arranged in a vertical direction of a sensor portion. There is a drain structure.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、オーバーフ
ロードレイン構造を採用したフレームトランスファ型の
CCD固体撮像素子においては、電荷蓄積時と電荷転送
時に、オーバーフロードレイン領域に与えるドレイン電
圧が同じであると、電荷転送中に信号電荷が一部転送路
からオーバーフロードレイン領域に流出してダイナミッ
クレンジが減少する。In a frame transfer type CCD solid-state imaging device employing an overflow drain structure, if the drain voltage applied to the overflow drain region is the same at the time of charge accumulation and at the time of charge transfer, the charge will be reduced. During the transfer, some signal charges flow out of the transfer path to the overflow drain region, and the dynamic range is reduced.
【0005】p型半導体基板から作られ、センサー部の
水平方向にオーバーフロードレイン領域を配置した横型
オーバーフロードレイン構造を有するフレームトランス
ファ型のCCD固体撮像素子についても、また、n型半
導体基板から作られ、センサー部の垂直方向にオーバー
フロードレイン領域を配置した縦型オーバーフロードレ
イン構造を有するフレームトランスファ型のCCD固体
撮像素子についても、同様な現象が発生する。A frame transfer type CCD solid-state imaging device having a horizontal overflow drain structure formed of a p-type semiconductor substrate and having an overflow drain region arranged in the horizontal direction of the sensor section is also formed of an n-type semiconductor substrate. A similar phenomenon occurs in a frame transfer type CCD solid-state imaging device having a vertical overflow drain structure in which an overflow drain region is arranged in the vertical direction of the sensor section.
【0006】本発明は、上述の点に鑑み、電荷蓄積時に
センサー部に信号電荷が満杯となっても、電荷転送中に
信号電荷が転送路からオーバーフロードレイン領域に流
出することなく、ダイナミックレンジが十分確保できる
フレームトランスファ型の固体撮像素子を提供するもの
である。In view of the above, the present invention has been made in consideration of the above, even if the sensor section is full of signal charges during charge accumulation, the signal charges do not flow out of the transfer path to the overflow drain region during charge transfer, and the dynamic range is increased. An object of the present invention is to provide a frame transfer type solid-state imaging device which can be sufficiently secured.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像素
子は、電荷蓄積時と、電荷転送時とでオーバーフロード
レインに印加するドレイン電圧を互いに異ならした構成
とする。The solid-state imaging device according to the present invention has a configuration in which the drain voltage applied to the overflow drain is different from each other during charge accumulation and during charge transfer.
【0008】この構成においては、電荷蓄積時と電荷転
送時でドレイン電圧が異なることから、電荷転送時に
は、そのオーバーフローバリアの高さが電荷蓄積時のオ
ーバーフローバリアの高さより高くなる。従って、電荷
蓄積時に過大光量が入射し、信号電荷が満杯となった状
態であっても、電荷転送時に信号電荷が転送路からオー
バーフロードレインに流出することはない。In this configuration, since the drain voltage is different between charge accumulation and charge transfer, the height of the overflow barrier during charge transfer is higher than the height of the overflow barrier during charge accumulation. Therefore, even when an excessive amount of light is incident upon charge accumulation and signal charges are full, signal charges do not flow out of the transfer path to the overflow drain during charge transfer.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明に係る固体撮像素子は、フ
レームトランスファ型の固体撮像素子において、電荷蓄
積時と、電荷転送時とでオーバーフロードレインに印加
するドレイン電圧を互いに異ならした構成とする。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A solid-state imaging device according to the present invention is a frame transfer type solid-state imaging device in which drain voltages applied to an overflow drain are different from each other during charge accumulation and during charge transfer.
【0010】本発明は、上記フレームトランスファ型の
固体撮像素子として、横型オーバーフロードレイン構造
を有する構成とする。According to the present invention, the frame transfer type solid-state image sensor has a horizontal overflow drain structure.
【0011】本発明は、上記フレームトランスファ型の
固体撮像素子として、縦型オーバーフロードレイン構造
を有する構成とする。According to the present invention, the frame transfer type solid-state image pickup device has a vertical overflow drain structure.
【0012】以下、図面を参照して本発明による固体撮
像素子の実施例を説明する。Hereinafter, an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
【0013】図1及び図2は、夫々本発明に適用される
フレームトランスファ型のCCD固体撮像素子の例を示
す。通常、光電変換部と電荷転送部を同一としたフレー
ムトランスファ型のCCD固体撮像素子には、撮像領域
と蓄積領域と呼ばれる部分に分かれている所謂フレーム
トランスファ(FT)型CCD固体撮像素子と、このF
T型CCD固体撮像素子から蓄積領域を省略した所謂フ
ルフレームトランスファ(FFT)型CCD固体撮像素
子とがある。FIGS. 1 and 2 show examples of a frame transfer type CCD solid-state image pickup device applied to the present invention, respectively. In general, a frame transfer type CCD solid-state imaging device in which a photoelectric conversion unit and a charge transfer unit are the same includes a so-called frame transfer (FT) type CCD solid-state imaging device which is divided into portions called an imaging region and a storage region. F
There is a so-called full frame transfer (FFT) type CCD solid-state imaging device in which a storage area is omitted from a T-type CCD solid-state imaging device.
【0014】図1は、前者のFT型CCD固体撮像素子
1の概略的構成を示す。このFT型CCD固体撮像素子
1は、各センサー部列(いわゆる画素列)2毎に分離さ
れるようにして共通の転送電極が垂直方向に沿って配列
されてなるCCD垂直転送レジスタから成る撮像領域3
と、撮像領域3に対応して同様の構成をとり、撮像領域
3からの信号電荷を一旦蓄積する蓄積領域4と、CCD
水平転送レジスタ5と、そのCCD水平転送レジスタ5
の出力側に接続された出力MOS回路6とを有して成
る。FIG. 1 shows a schematic configuration of the former FT type CCD solid-state imaging device 1. The FT-type CCD solid-state imaging device 1 has an imaging area including a CCD vertical transfer register in which common transfer electrodes are arranged in the vertical direction so as to be separated for each sensor section row (so-called pixel row) 2. 3
And a storage area 4 for temporarily storing signal charges from the imaging area 3 and a CCD.
Horizontal transfer register 5 and its CCD horizontal transfer register 5
And an output MOS circuit 6 connected to the output side.
【0015】撮像領域3のCCD垂直転送レジスタは、
光電変換機能を有するいわゆるセンサー部と、電荷転送
の機能を有するいわゆる電荷転送部とを兼ねている。7
は各画素に対応するセンサー部を示す。The CCD vertical transfer register of the imaging area 3 is
It also functions as a so-called sensor unit having a photoelectric conversion function and a so-called charge transfer unit having a charge transfer function. 7
Indicates a sensor unit corresponding to each pixel.
【0016】このFT型CCD固体撮像素子1では、撮
像領域3のセンサー部7において光電変換により発生し
た信号電荷が蓄積される。この信号電荷は、垂直ブラン
キング期間内に撮像領域3内を電荷転送されて一旦蓄積
領域4に蓄積される。次いで、蓄積領域4から水平ブラ
ンキング期間毎に一水平ライン毎の信号電荷がCCD水
平転送レジスタ5に転送され、その後、CCD水平転送
レジスタ5内を転送して出力MOS回路6より出力され
る。In the FT-type CCD solid-state imaging device 1, signal charges generated by photoelectric conversion in the sensor section 7 in the imaging region 3 are accumulated. This signal charge is transferred within the imaging region 3 during the vertical blanking period and is temporarily stored in the storage region 4. Next, the signal charges for each horizontal line are transferred from the accumulation region 4 to the CCD horizontal transfer register 5 for each horizontal blanking period, and then transferred in the CCD horizontal transfer register 5 and output from the output MOS circuit 6.
【0017】図2は、後者のFFT型CCD固体撮像素
子11の概略的構成を示す。このFFT型CCD固体撮
像素子11は、FT型CCD固体撮像素子1において蓄
積領域4を取り除いた構成である。その他の構成は図1
と同様なので同一符号を付して重複説明を省略する。FIG. 2 shows a schematic configuration of the latter FFT-type CCD solid-state imaging device 11. The FFT-type CCD solid-state imaging device 11 has a configuration in which the accumulation region 4 is removed from the FT-type CCD solid-state imaging device 1. Other configurations are shown in FIG.
Therefore, the same reference numerals are given and duplicate explanations are omitted.
【0018】このFFT型CCD固体撮像素子11で
は、撮像領域3のセンサー部7において光電変換による
信号電荷が蓄積され、その後、撮像領域3から直接、一
水平ライン毎の信号電荷が順次CCD水平転送レジスタ
5に転送され、出力MOS回路6より出力される。In the FFT type CCD solid-state image pickup device 11, signal charges by photoelectric conversion are accumulated in the sensor section 7 of the image pickup area 3, and thereafter, the signal charges for each horizontal line are sequentially transferred from the image pickup area 3 to the CCD horizontally. The data is transferred to the register 5 and output from the output MOS circuit 6.
【0019】これ等のCCD固体撮像素子1,11に、
オーバーフロードレインを配したユニットセル構造の例
を図3及び図4に示す。本例では、いずれも、撮像領域
3におけるユニットセル構造は、説明の簡単のために、
転送電極としては3相のクロックパルスφ1 ,φ2 及び
φ3 で駆動される3相転送電極としている。These CCD solid-state imaging devices 1 and 11 include:
FIGS. 3 and 4 show examples of a unit cell structure having an overflow drain. In this example, in each case, the unit cell structure in the imaging region 3 is, for simplicity of explanation,
The transfer electrodes are three-phase transfer electrodes driven by three-phase clock pulses φ 1 , φ 2 and φ 3 .
【0020】図3A,Bは、垂直方向にドレイン領域を
配置した、即ちセンサー部7での過剰電荷を基板側に掃
き捨てるようにした、縦型オーバーフロードレイン方式
のCCD固体撮像素子である。この縦型オーバーフロー
ドレイン方式では、n型のシリコン半導体基板21にp
型半導体ウエル領域22が形成され、このp型半導体ウ
エル領域22の表面にn型不純物拡散領域23が形成さ
れ、このp型半導体ウエル領域22とn型不純物拡散領
域23とのpn接合によるフォトダイオードにてセンサ
ー部7が形成される。更に各水平方向のセンサー部7間
を分離するためのp型チャネルストップ領域24が形成
される。基板21は後述するようにオーバーフロードレ
イン領域としての機能を有する。FIGS. 3A and 3B show a vertical overflow drain type CCD solid-state imaging device in which a drain region is arranged in a vertical direction, that is, an excess charge in the sensor section 7 is swept away to the substrate side. In this vertical overflow drain method, the n-type silicon semiconductor substrate 21 has p
A p-type semiconductor well region 22 is formed, an n-type impurity diffusion region 23 is formed on the surface of the p-type semiconductor well region 22, and a photodiode is formed by a pn junction between the p-type semiconductor well region 22 and the n-type impurity diffusion region 23. Thus, the sensor unit 7 is formed. Further, a p-type channel stop region 24 for separating the sensor units 7 in each horizontal direction is formed. The substrate 21 has a function as an overflow drain region as described later.
【0021】そして、n型不純物拡散領域23上にはゲ
ート絶縁膜25を介して水平方向の各センサー部7に共
通となるように、帯状をなす例えば多結晶シリコンから
なる複数の転送電極26が垂直方向に沿って配列形成さ
れ、この転送電極26に3相の駆動クロックパルス
φ1 ,φ2 ,φ3 が印加されるようになされる。A plurality of band-shaped transfer electrodes 26 made of, for example, polycrystalline silicon are provided on the n-type impurity diffusion region 23 via the gate insulating film 25 so as to be common to the horizontal sensor portions 7. The transfer electrodes 26 are arranged in the vertical direction, and three-phase drive clock pulses φ 1 , φ 2 , φ 3 are applied to the transfer electrodes 26.
【0022】この縦型オーバーフロードレイン方式のフ
レームトランスファ型CCD固体撮像素子(1又は1
1)では、受光時、n型シリコン半導体基板21に所定
の基板電圧、即ちドレイン電圧VOFD1が印加される。こ
れによりp型半導体ウエル領域22においてオーバーフ
ローバリアが形成され、センサー部において過大光量の
入射によって発生した過剰電荷は、オーバーフローバリ
アを越えてオーバーフロードレイン領域となる基板21
側に掃き捨てられる。This vertical overflow drain type frame transfer type CCD solid-state image pickup device (1 or 1
In 1), at the time of light reception, a predetermined substrate voltage, that is, a drain voltage V OFD1 is applied to the n-type silicon semiconductor substrate 21. As a result, an overflow barrier is formed in the p-type semiconductor well region 22, and excess charge generated by the incidence of an excessive amount of light in the sensor portion is transferred to the substrate 21 which exceeds the overflow barrier and becomes an overflow drain region.
Swept away to the side.
【0023】一方、図4A,Bは水平方向にオーバーフ
ロードレイン領域を配置した横型オーバーフロードレイ
ン方式のCCD固体撮像素子である。この横型オーバー
フロードレイン方式では、p型のシリコン半導体基板3
1の表面に水平方向のセンサー部7を分離するためのp
型のチャネルストップ領域32が形成され、このチャネ
ルストップ領域32内にn型不純物拡散領域によるオー
バーフロードレイン領域33が形成される。そして、シ
リコン半導体基板31の表面上に、ゲート絶縁膜34を
介して水平方向の各センサー部7に共通となるように、
帯状をなす例えば多結晶シリコンからなる複数の転送電
極35が垂直方向に沿って配列形成され、この転送電極
35に3相の駆動クロックパルスφ1 ,φ2 ,φ3 が印
加されるようになされる。On the other hand, FIGS. 4A and 4B show a horizontal overflow drain type CCD solid-state imaging device in which overflow drain regions are arranged in the horizontal direction. In this horizontal overflow drain method, a p-type silicon semiconductor substrate 3 is used.
1 for separating the horizontal sensor unit 7 on the surface of
A channel stop region 32 is formed, and an overflow drain region 33 is formed in the channel stop region 32 by an n-type impurity diffusion region. Then, on the surface of the silicon semiconductor substrate 31, the gate insulating film 34 is interposed so as to be common to the sensor units 7 in the horizontal direction.
A plurality of band-shaped transfer electrodes 35 made of, for example, polycrystalline silicon are arranged in the vertical direction, and three-phase drive clock pulses φ 1 , φ 2 , φ 3 are applied to the transfer electrodes 35. You.
【0024】この横型オーバーフロードレイン方式で
は、受光時、オーバーフロードレイン領域33に所定の
ドレイン電圧VOFD2が印加される。これにより、チャネ
ルストップ領域32が オーバーフローバリアとな
り、センサー部において過大光量の入射によって発生し
た過剰電荷は、チャネルストップ領域32でのオーバー
フローバリアを越えてオーバーフロードレイン領域33
に掃き捨てられる。In the horizontal overflow drain method, a predetermined drain voltage V OFD2 is applied to the overflow drain region 33 during light reception. As a result, the channel stop region 32 becomes an overflow barrier, and excess charge generated by the incidence of an excessive amount of light in the sensor portion passes through the overflow barrier in the channel stop region 32 and overflows into the overflow drain region 33.
Swept away.
【0025】しかして、本実施例においては、特に、縦
型オーバーフロードレイン方式又は横型オーバーフロー
ドレイン方式のFT型CCD固体撮像素子1又はFFT
型CCD固体撮像素子11において、電荷蓄積時と、電
荷転送時とで、オーバーフロードレイン領域に印加する
ドレイン電圧を変化させるようにする。In this embodiment, the vertical overflow drain type or the horizontal overflow drain type FT type CCD solid-state image pickup device 1 or FFT is particularly preferred.
In the solid-state CCD solid-state imaging device 11, the drain voltage applied to the overflow drain region is changed between charge accumulation and charge transfer.
【0026】即ち、例えば縦型オーバーフロードレイン
方式の場合には、電荷蓄積時(いわゆる受光時)の基板
電圧(即ちドレイン電圧)をVOFDH1 とする。この時の
オーバーフローバリアのポテンシャルは、図5Aに示す
ように、φOFBH1 となる。この状態でセンサー部7に信
号電荷eが蓄積される。次に、蓄積された信号電荷を転
送する電荷転送時には、その基板電圧を電荷蓄積時より
低いVOFDL1 (VOFDL1 <VOFDH1 )とする。これによ
ってオーバーフローバリアのポテンシャルは、図5Bに
示すようにφOFBL1 となり電荷蓄積時のオーバーフロー
バリアのポテンシャルφOFBH1 より浅くなる。即ち換言
すれば、電荷転送時のオーバーフローバリアは、センサ
ー部でのポテンシャルレベルからみて蓄積時より高くな
る。That is, for example, in the case of the vertical overflow drain method, the substrate voltage (ie, drain voltage) at the time of charge accumulation (so-called light receiving) is set to V OFDH1 . At this time, the potential of the overflow barrier becomes φ OFBH1 as shown in FIG. 5A. In this state, the signal charges e are accumulated in the sensor unit 7. Next, at the time of charge transfer for transferring the stored signal charges, the substrate voltage is set to V OFDL1 (V OFDL1 <V OFDH1 ) lower than that at the time of charge storage. As a result, the potential of the overflow barrier becomes φ OFBL1 as shown in FIG. 5B, and becomes shallower than the potential φ OFBH1 of the overflow barrier during charge accumulation. In other words, in other words, the overflow barrier at the time of charge transfer is higher than that at the time of accumulation when viewed from the potential level in the sensor unit.
【0027】電荷蓄積時にセンサー部7に過大光量が入
射し、信号電荷が満杯となったとき、即ち電荷掃き捨て
機能が働いた場合、従来のように、電荷蓄積時と電荷転
送時のオーバーフローバリアのポテンシャルが同じ(即
ち基板電圧が同じ)であると転送時に電荷が転送部から
オーバーフロードレイン領域である基板21に流出する
現象が発生する。When an excessive amount of light is incident on the sensor unit 7 during charge accumulation and the signal charge becomes full, that is, when the charge sweeping function is activated, the overflow barrier between the charge accumulation and the charge transfer as in the related art is performed. If the potentials are the same (that is, the substrate voltage is the same), a phenomenon occurs in which charge flows out of the transfer portion to the substrate 21 which is an overflow drain region during transfer.
【0028】しかし乍ら、上述の本実施例では、電荷蓄
積時と電荷転送時でドレイン電圧となる基板電圧をV
OFDH1 とVOFDL1 とに変化させ、転送時のオーバーフロ
ーバリアのポテンシャルφOFBL1 を蓄積時のオーバーフ
ローバリアのポテンシャルφOFBH1 よりも浅くしている
ので、電荷転送時に電荷流出は発生せず、電荷蓄積時の
信号電荷eを全て転送することができる。従って、蓄積
時の信号電荷eを全て転送することで縦型オーバーフロ
ードレイン方式のCCD固体撮像素子1又は11のダイ
ナミックレンジを十分に確保することができる。However, in the above-described embodiment, the substrate voltage which becomes the drain voltage at the time of charge storage and at the time of charge transfer is V
OFDH1 varied and the V OFDL1, since the shallower than the potential phi OFBH1 the overflow barrier at the time of storing the overflow barrier of the potential phi OFBL1 during transfer, without charge outflow is generated during the charge transfer, during the charge accumulation All the signal charges e can be transferred. Therefore, the dynamic range of the vertical overflow drain type CCD solid-state imaging device 1 or 11 can be sufficiently ensured by transferring all the signal charges e at the time of accumulation.
【0029】一方、横型オーバーフロードレイン方式の
場合も同様である。即ち、電荷蓄積時(いわゆる受光
時)のドレイン電圧をVOFDH2 とする。このときのオー
バーフローバリアのポテンシャルは、図6Aに示すよう
にφOFBH2 となる。この状態でセンサー部7に信号電荷
eが蓄積される。次に、電荷転送時には、図6Bに示す
ように、ドレイン電圧を電荷蓄積時より低いV
OFDL2 (VOFDL2 <VOFDH2 )とする。これによって、
オーバーフローバリアのポテンシャルは、φOFBL2 とな
り、電荷蓄積時のオーバーフローバリアのポテンシャル
φOFBH2 より浅くなる。従って、蓄積時に信号電荷eが
満杯となった状態でも、転送時には全ての信号電荷eに
転送されることになり、横型オーバーフロードレイン方
式のCCD固体撮像素子1又は11のダイナミックレン
ジを十分確保することができる。On the other hand, the same applies to the case of the horizontal overflow drain method. That is, the drain voltage at the time of charge accumulation (so-called light reception) is set to V OFDH2 . The potential of the overflow barrier at this time is φ OFBH2 as shown in FIG. 6A. In this state, the signal charges e are accumulated in the sensor unit 7. Next, at the time of charge transfer, as shown in FIG.
OFDL2 ( VOFDL2 < VOFDH2 ). by this,
Potential of the overflow barrier becomes phi OFBL2, shallower than the potential phi OFBH2 the overflow barrier at the time of charge accumulation. Therefore, even when the signal charge e is full during accumulation, the signal charge e is transferred to all the signal charge e during transfer, and the dynamic range of the horizontal overflow drain type CCD solid-state imaging device 1 or 11 is sufficiently ensured. Can be.
【0030】[0030]
【発明の効果】本発明に係るオーバーフロードレイン構
造を採用したフレームトランスファ型(FT型,FFT
型を共に含む)の固体撮像素子によれば、電荷蓄積時と
電荷転送時とでオーバーフロードレイン領域に印加する
ドレイン電圧を可変することにより、電荷蓄積時にセン
サー部兼転送部に信号電荷が満杯となっても、電荷転送
中に信号電荷が転送部からオーバーフロードレインに流
出することがなく、ダイナミックレンジを確保すること
ができる。The frame transfer type (FT type, FFT) employing the overflow drain structure according to the present invention.
According to the solid-state imaging device (including both types), the drain voltage applied to the overflow drain region is varied between the time of charge accumulation and the time of charge transfer. Even in this case, the signal charge does not flow from the transfer unit to the overflow drain during the charge transfer, and the dynamic range can be secured.
【0031】そして、本発明では、センサー部の水平方
向にオーバーフロードレインを配置した横型オーバーフ
ロードレイン方式においても、センサー部の垂直方向に
オーバーフロードレインを配置した縦型オーバーフロー
ドレイン方式においても、同様の効果が得られるもので
ある。In the present invention, the same effect can be obtained in the horizontal overflow drain system in which the overflow drain is arranged in the horizontal direction of the sensor unit and in the vertical overflow drain system in which the overflow drain is arranged in the vertical direction of the sensor unit. It is obtained.
【図1】本発明に係る固体撮像素子に適用されるフレー
ムトランスファ(FT)型CCD固体撮像素子の構成図
である。FIG. 1 is a configuration diagram of a frame transfer (FT) type CCD solid-state imaging device applied to a solid-state imaging device according to the present invention.
【図2】本発明に係る固体撮像素子に適用されるフレー
ムトランスファ(FFT)型CCD固体撮像素子の構成
図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a frame transfer (FFT) type CCD solid-state imaging device applied to the solid-state imaging device according to the present invention.
【図3】A 縦型オーバーフロードレイン構造の撮像領
域の要部を示す平面図である。 B 縦型オーバーフロードレイン構造の撮像領域の要部
を示す断面図である。FIG. 3 is a plan view showing a main part of an imaging area of a vertical overflow drain structure. B is a cross-sectional view showing a main part of an imaging region of a vertical overflow drain structure.
【図4】A 横型オーバーフロードレイン構造の撮像領
域の要部の平面図である。 B 横型オーバーフロードレイン構造の撮像領域の要部
の断面図である。FIG. 4 is a plan view of a main part of an imaging region having an A horizontal overflow drain structure. B is a cross-sectional view of a main part of an imaging region having a horizontal overflow drain structure.
【図5】A 縦型オーバーフロードレインの電荷蓄積時
の深さ方向のポテンシャル分布図である。 B 縦型オーバーフロードレインの電荷転送時の深さ方
向のポテンシャル分布図である。FIG. 5 is a potential distribution diagram in the depth direction when charges are accumulated in the vertical overflow drain A. B is a potential distribution diagram in the depth direction at the time of charge transfer of the vertical overflow drain.
【図6】A 横型オーバーフロードレインの電荷蓄積時
の水平方向のポテンシャル図である。 B 横型オーバーフロードレインの電荷転送時の水平方
向のポテンシャル図である。FIG. 6 is a horizontal potential diagram at the time of charge accumulation in the horizontal overflow drain A. B is a horizontal potential diagram at the time of charge transfer of the horizontal overflow drain.
1 FT型CCD固体撮像素子、2 センサー列、3
撮像領域、4 蓄積領域、5 水平転送レジスタ、6
出力MOS回路、7 センサー部、11 FFT型CC
D固体撮像素子、21 n型半導体基板、22 p型半
導体ウエル領域、23 n型不純物拡散領域、24 チ
ャネルストップ領域、26 転送電極、31 p型半導
体基板、32 チャネルストップ領域、33 オーバー
フロードレイン領域、VOFD1,VOFDH1,VOFDL1 ドレイ
ン電圧(基板電圧)、VOFD2,VOFDH2,VOFDL2 ドレイ
ン電圧1 FT-type CCD solid-state imaging device, 2 sensor rows, 3
Imaging area, 4 storage area, 5 horizontal transfer register, 6
Output MOS circuit, 7 sensor unit, 11 FFT type CC
D solid-state imaging device, 21 n-type semiconductor substrate, 22 p-type semiconductor well region, 23 n-type impurity diffusion region, 24 channel stop region, 26 transfer electrode, 31 p-type semiconductor substrate, 32 channel stop region, 33 overflow drain region, V OFD1 , V OFDH1, V OFDL1 drain voltage (substrate voltage), V OFD2 , V OFDH2, V OFDL2 drain voltage
Claims (3)
において、 電荷蓄積時と、電荷転送時とでオーバーフロードレイン
に印加するドレイン電圧を互いに異ならせて成ることを
特徴とする固体撮像素子。1. A solid-state imaging device of a frame transfer type, wherein drain voltages applied to an overflow drain are different from each other during charge accumulation and during charge transfer.
素子が横型オーバーフロードレイン構造を有して成るこ
とを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the frame transfer type solid-state imaging device has a horizontal overflow drain structure.
素子が縦型オーバーフロードレイン構造を有して成るこ
とを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。3. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the frame transfer type solid-state imaging device has a vertical overflow drain structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9030562A JPH10229183A (en) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | Solid-state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9030562A JPH10229183A (en) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | Solid-state imaging device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10229183A true JPH10229183A (en) | 1998-08-25 |
| JPH10229183A5 JPH10229183A5 (en) | 2004-09-16 |
Family
ID=12307265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9030562A Pending JPH10229183A (en) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | Solid-state imaging device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10229183A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001156284A (en) * | 1999-11-25 | 2001-06-08 | Sanyo Electric Co Ltd | Solid-state imaging device and method of manufacturing the same |
| JP2016143732A (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | 三菱電機株式会社 | Charge-coupled device, manufacturing method of charge-coupled device, and solid-state imaging apparatus |
-
1997
- 1997-02-14 JP JP9030562A patent/JPH10229183A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001156284A (en) * | 1999-11-25 | 2001-06-08 | Sanyo Electric Co Ltd | Solid-state imaging device and method of manufacturing the same |
| JP2016143732A (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | 三菱電機株式会社 | Charge-coupled device, manufacturing method of charge-coupled device, and solid-state imaging apparatus |
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