JPS5856465A - 電荷転送装置 - Google Patents
電荷転送装置Info
- Publication number
- JPS5856465A JPS5856465A JP56155681A JP15568181A JPS5856465A JP S5856465 A JPS5856465 A JP S5856465A JP 56155681 A JP56155681 A JP 56155681A JP 15568181 A JP15568181 A JP 15568181A JP S5856465 A JPS5856465 A JP S5856465A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charge transfer
- charge
- gate electrode
- output gate
- semiconductor substrate
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D44/00—Charge transfer devices
- H10D44/40—Charge-coupled devices [CCD]
- H10D44/45—Charge-coupled devices [CCD] having field effect produced by insulated gate electrodes
- H10D44/454—Output structures
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電荷結合素子（以下ＣＯＤと呼ぶ）やパケット
°ブリゲート素子（以下ＢＢＤと呼ぶ）などの電荷転送
装置に関し、特に２本の電荷転送素子の出力を交互に取
シ出すことができる電荷転送装置に関する。
°ブリゲート素子（以下ＢＢＤと呼ぶ）などの電荷転送
装置に関し、特に２本の電荷転送素子の出力を交互に取
シ出すことができる電荷転送装置に関する。
従来、ＣＯＤにおける電荷検出方式の一つにＦＤＡ（Ｆ
ｌｏａｔｉｎｇ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ａｍｐｌｉｆｉ
ｅｒ）法がある。
ｌｏａｔｉｎｇ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ａｍｐｌｉｆｉ
ｅｒ）法がある。
第１図（ａ） 、 （ｂ）は従来の電荷転送装置の一例
を説明するための平面図およびＡ−に断面図である。
を説明するための平面図およびＡ−に断面図である。
説明の簡単化のため、電荷装置は表面チャネルＣＯＤと
し、“半導体基板はＰ型とし、転送される電荷、即ちキ
ャリアは電子とする０ 第１図（ａ） 、 （ｂ）において、ｌはＰ型半導体基
板。
し、“半導体基板はＰ型とし、転送される電荷、即ちキ
ャリアは電子とする０ 第１図（ａ） 、 （ｂ）において、ｌはＰ型半導体基
板。
２〜５及び７〜１０はアルミニワ等の金属で作られた電
極％６は出力ゲート電極、１１．１３はΔ型頭域、１２
はゲート電極であって、Ｎ型領域１１ 、１３をソース
領域およびドレイン領域％ １２をゲート電極とするＮ
Ｏ８）ランジスタＴｒ１が構成される。
極％６は出力ゲート電極、１１．１３はΔ型頭域、１２
はゲート電極であって、Ｎ型領域１１ 、１３をソース
領域およびドレイン領域％ １２をゲート電極とするＮ
Ｏ８）ランジスタＴｒ１が構成される。
ソース領域１１は転送されて来る電荷を検出する電荷検
出用領域でもら）％普通は拡散層であるＯ前記のＮＯ８
）ランジスタＴｒｓと出力ゲート電極とで電荷検出装置
が構成されるｎ１６．１６’は電荷転送領域、１７は絶
縁膜である。
出用領域でもら）％普通は拡散層であるＯ前記のＮＯ８
）ランジスタＴｒｓと出力ゲート電極とで電荷検出装置
が構成されるｎ１６．１６’は電荷転送領域、１７は絶
縁膜である。
第２図は第１図（ａ） 、 （ｂ）に示す電荷転送装置
の動作を説明するためのタイムチャツトチア６０時刻ｔ
、において、ダＲに「高」レベルを加工ＭＯＳトランジ
スタＴｒ１を導通させ、Ｔｒｓのソース電位ＶａｔをＴ
ｒｌのドレイン電位ｖＤＤと同電位に設定する。時刻４
にＯＲは「低」レベルとし、ソース領域１１はフローテ
ィング状態となる。この状態の後に５時刻ｔ、において
為を「低」レベルにし、電極５の下に蓄積されていたキ
ャリアを一定電圧Ｖｏｏが加えられている出力ゲート電
極６の下のチャネルを通しソース領域１１に流入させる
。この流入キャリアによるソース領域１１の電位変化Δ
Ｖ８１は、流入キャリアの電荷量をＱとし、ソース領域
１１０基板１に対する寄生容量を情とし、ソース領域１
１に接続されている配線、ゲートなどによる浮遊容量を
へとすると となる。この電位変化を、ＭＯＳ）ランジスタ１４と抵
抗也よシなるソースフォロワ−回路のＭＯＳトランジス
タ１４のゲートに加えることにょシ。
の動作を説明するためのタイムチャツトチア６０時刻ｔ
、において、ダＲに「高」レベルを加工ＭＯＳトランジ
スタＴｒ１を導通させ、Ｔｒｓのソース電位ＶａｔをＴ
ｒｌのドレイン電位ｖＤＤと同電位に設定する。時刻４
にＯＲは「低」レベルとし、ソース領域１１はフローテ
ィング状態となる。この状態の後に５時刻ｔ、において
為を「低」レベルにし、電極５の下に蓄積されていたキ
ャリアを一定電圧Ｖｏｏが加えられている出力ゲート電
極６の下のチャネルを通しソース領域１１に流入させる
。この流入キャリアによるソース領域１１の電位変化Δ
Ｖ８１は、流入キャリアの電荷量をＱとし、ソース領域
１１０基板１に対する寄生容量を情とし、ソース領域１
１に接続されている配線、ゲートなどによる浮遊容量を
へとすると となる。この電位変化を、ＭＯＳ）ランジスタ１４と抵
抗也よシなるソースフォロワ−回路のＭＯＳトランジス
タ１４のゲートに加えることにょシ。
出力信号はＶｏｖｔ端子１５よ）取シ出される。ここで
、このソース７オロワー回路の電圧利得をＧとすれば一
取シ出される正味の信号出力ΔＶＯｕＴ 紘となる。
、このソース７オロワー回路の電圧利得をＧとすれば一
取シ出される正味の信号出力ΔＶＯｕＴ 紘となる。
これよシ、この電荷検出装置の感度を上けるためには、
すなわち、ある一定の流入電荷量Ｑに対してよシ大きな
信号出力を得るためにはｃ、＋ｃ。
すなわち、ある一定の流入電荷量Ｑに対してよシ大きな
信号出力を得るためにはｃ、＋ｃ。
を小さくし、Ｇを大きくすればよいことがわかる。
ところがＧはソース７オロワー回路の特性上１以上大き
くすることはできない。そのため％ＣＩ−）−Ｃ。
くすることはできない。そのため％ＣＩ−）−Ｃ。
を小さくすることが行なわれている。
第３図は従来の電荷検出装置の他の例の平面図である。
ソース領域１１’の面積を小さくして情を小さくし、以
ってＣ，＋Ｃ，の値を小さくすることによシ。
ってＣ，＋Ｃ，の値を小さくすることによシ。
電荷検出装置の感度を上げているｏしかし、この例にお
いては、電極５または電極７下に蓄積されていたキャリ
アが、一定電圧Ｖｏａが加えられている出力ゲート電極
６下のチャネルを通シソース領域１１’に流入する時、
図に斜線で示す部分Ｂに流入して米たキャリアはソース
領域１１′に向かって電極６の下の長いチャネルを通過
せねばならない。
いては、電極５または電極７下に蓄積されていたキャリ
アが、一定電圧Ｖｏａが加えられている出力ゲート電極
６下のチャネルを通シソース領域１１’に流入する時、
図に斜線で示す部分Ｂに流入して米たキャリアはソース
領域１１′に向かって電極６の下の長いチャネルを通過
せねばならない。
そのため、電極５または電極７下に蓄積されていタキャ
リアがすべてソース領域１１′に流入するまでの時間、
すなわち信号電荷によるソース領域１ｆの電位変化が完
了するまでの時間が長くなってしまう。この時間の増加
は電荷検出装置の最高駆動周波数を低減させるという欠
点があった。
リアがすべてソース領域１１′に流入するまでの時間、
すなわち信号電荷によるソース領域１ｆの電位変化が完
了するまでの時間が長くなってしまう。この時間の増加
は電荷検出装置の最高駆動周波数を低減させるという欠
点があった。
本発明は上記欠点を除去し、最高駆動周波数の低減を起
こすことなく電荷検出感度を改善した電荷転送装置を提
供するものである。
こすことなく電荷検出感度を改善した電荷転送装置を提
供するものである。
本発明め電荷転送装置は、半導体基板表面に絶縁膜を介
して設けられ九二系列の電荷転送素子と、前記絶縁膜を
介して設けられた出力ゲート電極と前記出力ゲート電極
の直下部と少くとも隣接しかつ前記半導体基板と反対導
電型の二つの領域と前記二つの領域の間に絶縁膜を介し
てまたがるゲート電極とを含む電荷検出装置とを含み、
前記二基列の電荷転送素子の出力を交互に取出す方式の
電荷転送装置において、前記二基列の電荷転送素子の一
方の出力ゲート電極と他方の出力ゲート電極とを向い合
わせることにより構成される０次に１本発明の実施例に
ついて図面を用いて説明する。
して設けられ九二系列の電荷転送素子と、前記絶縁膜を
介して設けられた出力ゲート電極と前記出力ゲート電極
の直下部と少くとも隣接しかつ前記半導体基板と反対導
電型の二つの領域と前記二つの領域の間に絶縁膜を介し
てまたがるゲート電極とを含む電荷検出装置とを含み、
前記二基列の電荷転送素子の出力を交互に取出す方式の
電荷転送装置において、前記二基列の電荷転送素子の一
方の出力ゲート電極と他方の出力ゲート電極とを向い合
わせることにより構成される０次に１本発明の実施例に
ついて図面を用いて説明する。
第４図は本発明の一実施例の平面図である。
２本の電荷転送領域１６と１６′を有する電荷転送装置
において、それぞれの出力ゲートをソース領域１１″に
対して向かい合わせる形に形成することによシ、ソース
領域１１“の面積を小さくすることができる。この方式
をとれば、第３図を用いて減 説明したような最高駆動周波数の低減を起こすことなく
拡散層の容量を低下せしめ、電荷検出装置の感度を増大
せしめることができる０ 以上の説明は表面チャネルＣＯＤについて行なったが１
本発明は装置の一部あるいは全ての部分が押込チャネル
であるようなＣＯＤ、更にはＢＢＤに適用できる。電荷
検出方式もＰＤＡ法に限定されず１例えば電流出力法（
Ｃｕｒｒｅｎｔ ０ｕｔｐｎｔ法）でもよい。また半導
体基板もＰ型に限らず、導電型の極性を逆にし、電位の
正負を逆にすればＮ型半導体基板でもよい。
において、それぞれの出力ゲートをソース領域１１″に
対して向かい合わせる形に形成することによシ、ソース
領域１１“の面積を小さくすることができる。この方式
をとれば、第３図を用いて減 説明したような最高駆動周波数の低減を起こすことなく
拡散層の容量を低下せしめ、電荷検出装置の感度を増大
せしめることができる０ 以上の説明は表面チャネルＣＯＤについて行なったが１
本発明は装置の一部あるいは全ての部分が押込チャネル
であるようなＣＯＤ、更にはＢＢＤに適用できる。電荷
検出方式もＰＤＡ法に限定されず１例えば電流出力法（
Ｃｕｒｒｅｎｔ ０ｕｔｐｎｔ法）でもよい。また半導
体基板もＰ型に限らず、導電型の極性を逆にし、電位の
正負を逆にすればＮ型半導体基板でもよい。
以上詳細に説明したように１本発明によれば最高駆動周
波数の低減を起すことなく電荷検出感度を改善した電荷
転送装置が得られるのでその効果は大きい。
波数の低減を起すことなく電荷検出感度を改善した電荷
転送装置が得られるのでその効果は大きい。
第１図（ａ） 、 （ｂ）は従来の電荷転送装置の一例
の平面図および断面図、第２図は第１図に示す電荷転送
装置の動作を説明するためのタイムチャート。 第３図は従来の電荷転送装置の他の例の平面図。 第４図は本発明の一実施例の平面図である。 １・−・・−Ｐ型半導体基板、２．３．４．５，７．８
．９゜１０．３’ 、４’ 、５’ 、７’ 、８’
、９’−一転送電極、６・・・・・・出力ゲート電極、
１１．１１’、１１“−−−−−−Ｎ型ソース領域％
１２・・・・・・ゲート電極、１３・・−・・・へ型ド
レイン領域、 １４・・・・・・ＭＯ８ト５ンジスタ
、１５・・・・・・出力端子、１６．１６’・・・・−
・電荷転送領域、１７・・・・・・絶縁膜。 （り 多ｒシイ ′し８１ 謬２図
の平面図および断面図、第２図は第１図に示す電荷転送
装置の動作を説明するためのタイムチャート。 第３図は従来の電荷転送装置の他の例の平面図。 第４図は本発明の一実施例の平面図である。 １・−・・−Ｐ型半導体基板、２．３．４．５，７．８
．９゜１０．３’ 、４’ 、５’ 、７’ 、８’
、９’−一転送電極、６・・・・・・出力ゲート電極、
１１．１１’、１１“−−−−−−Ｎ型ソース領域％
１２・・・・・・ゲート電極、１３・・−・・・へ型ド
レイン領域、 １４・・・・・・ＭＯ８ト５ンジスタ
、１５・・・・・・出力端子、１６．１６’・・・・−
・電荷転送領域、１７・・・・・・絶縁膜。 （り 多ｒシイ ′し８１ 謬２図
Claims (1)
- 半導体基板表面に絶縁膜を介して設けられた二基列の電
荷転送素子と、前記絶縁膜を介して設けられた出力ゲー
ト電極と前記出力ゲート電極の直下部と少くとも隣接し
かつ前記半導体基板と反対導電型の二つの領域と前記二
つの領域９間に絶縁膜を介してまたがるゲート電極とを
含む電荷検出装置とを含み、前記二基列の電荷転送素子
の出力を交互に取出す方式の電荷転送装置において、前
記二基列の電荷転送素子の一方の出力ゲート電極と他方
の出力ゲート電極とを向い合わせることを特徴とする電
荷転送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56155681A JPS5856465A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 電荷転送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56155681A JPS5856465A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 電荷転送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5856465A true JPS5856465A (ja) | 1983-04-04 |
| JPS6251505B2 JPS6251505B2 (ja) | 1987-10-30 |
Family
ID=15611238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56155681A Granted JPS5856465A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 電荷転送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5856465A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60189966A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-27 | Matsushita Electronics Corp | 電荷転送装置およびその駆動方法 |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP56155681A patent/JPS5856465A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60189966A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-27 | Matsushita Electronics Corp | 電荷転送装置およびその駆動方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6251505B2 (ja) | 1987-10-30 |
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