JPS5952873A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS5952873A JPS5952873A JP57164497A JP16449782A JPS5952873A JP S5952873 A JPS5952873 A JP S5952873A JP 57164497 A JP57164497 A JP 57164497A JP 16449782 A JP16449782 A JP 16449782A JP S5952873 A JPS5952873 A JP S5952873A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shift register
- vertical shift
- signal charge
- electrode
- type layer
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
- H10F39/153—Two-dimensional or three-dimensional array CCD image sensors
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (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】
く技術分野〉
本発明はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅ
ｖｉｃｅ ：電荷転送装置）を用いた固体撮像装置に関
し、特にインターライン転送方式ＣＣＤの最大信号電荷
量を増大させる技術に関するものである０〈従来技術〉 近年、固体撮像装置の開発は目ざましい進展をみせ、固
体撮像装置を用いたカラービデオカメラは実用化段階を
むかえつつある。固体撮像装置の方式には大きく分けて
ＸＹアドレス方式とＣＣＤ方式の２種があり、特にＣＣ
Ｄ方式は本質的に出力容量が小さいため＄、４の点て有
利なことから研究に力が注がれている。ＣＣＤ方式の中
でも受光部にｐｎ接合ホトダイオードを用いたインター
ライン転送方式は、青感度が高く、またモザイク状カラ
ーフィルタが使用可能なため高解像度が得られることか
ら固体撮像装置の主流となりつつある。
ｖｉｃｅ ：電荷転送装置）を用いた固体撮像装置に関
し、特にインターライン転送方式ＣＣＤの最大信号電荷
量を増大させる技術に関するものである０〈従来技術〉 近年、固体撮像装置の開発は目ざましい進展をみせ、固
体撮像装置を用いたカラービデオカメラは実用化段階を
むかえつつある。固体撮像装置の方式には大きく分けて
ＸＹアドレス方式とＣＣＤ方式の２種があり、特にＣＣ
Ｄ方式は本質的に出力容量が小さいため＄、４の点て有
利なことから研究に力が注がれている。ＣＣＤ方式の中
でも受光部にｐｎ接合ホトダイオードを用いたインター
ライン転送方式は、青感度が高く、またモザイク状カラ
ーフィルタが使用可能なため高解像度が得られることか
ら固体撮像装置の主流となりつつある。
しかしながらインターライン転送方式では受光部と転送
部か併存するため、これらの面積か制約を受け、最大信
号電荷量が小さくそれ故ダイナミックレンジが狭いとい
う欠点がある。
部か併存するため、これらの面積か制約を受け、最大信
号電荷量が小さくそれ故ダイナミックレンジが狭いとい
う欠点がある。
まず第１図に、ｐｎ接合ホトダイオードを受光部に用い
たインターライン転送方式ＣＣＤ固体撮像装置の従来例
を示す０ここで（ａ）は平面図、（ｂＸｃ）（ｄ）はそ
れぞれ■−■１ｎ−ｎ＜ｍ−を方向の断面図である。す
なわちｐ基板１上に、垂直シフトレジスタ用埋め込みチ
ャネルとしてｎ型層２が形成され、該ｎ型層２と所定間
隔離間させて、ホトダイオードとなるｐｎ接合を形成す
るためのｎ型層３が形成されている。同一半導体チップ
に垂直シフトレジスタは複数列形成され、またひとつの
垂直シフトレジスタに対して複数個のホトダイオードが
形成されることにより二次元撮像装置が構成される。
たインターライン転送方式ＣＣＤ固体撮像装置の従来例
を示す０ここで（ａ）は平面図、（ｂＸｃ）（ｄ）はそ
れぞれ■−■１ｎ−ｎ＜ｍ−を方向の断面図である。す
なわちｐ基板１上に、垂直シフトレジスタ用埋め込みチ
ャネルとしてｎ型層２が形成され、該ｎ型層２と所定間
隔離間させて、ホトダイオードとなるｐｎ接合を形成す
るためのｎ型層３が形成されている。同一半導体チップ
に垂直シフトレジスタは複数列形成され、またひとつの
垂直シフトレジスタに対して複数個のホトダイオードが
形成されることにより二次元撮像装置が構成される。
上記ｎ型層２とｎ型層３は基板のままのトランスファゲ
ート領域５により接続している。ｎ型層２、ｎ型層３．
トランスファゲート領域５以外の部分には、高濃度ｐ型
層によるチャネルストップ４が形成されている。一方シ
リコン基板上は絶縁聴悟で覆われ、その上部に垂直シフ
トレジスタ用の電極７．８．９．１０がポリシリコンに
より形成されている。電極７と９は第１層目のポリシリ
コンとして、電極８とＩＯは第２層目のポリシリコンと
して形成され、異なる層のポリシリコン間は絶縁膜１１
で分離されている。電極７．８．９．１０は垂直シフト
レジスタ用ｎ型層２の上部を覆い、更にトランスファゲ
ート領域５の上部も覆っている。
ート領域５により接続している。ｎ型層２、ｎ型層３．
トランスファゲート領域５以外の部分には、高濃度ｐ型
層によるチャネルストップ４が形成されている。一方シ
リコン基板上は絶縁聴悟で覆われ、その上部に垂直シフ
トレジスタ用の電極７．８．９．１０がポリシリコンに
より形成されている。電極７と９は第１層目のポリシリ
コンとして、電極８とＩＯは第２層目のポリシリコンと
して形成され、異なる層のポリシリコン間は絶縁膜１１
で分離されている。電極７．８．９．１０は垂直シフト
レジスタ用ｎ型層２の上部を覆い、更にトランスファゲ
ート領域５の上部も覆っている。
マタ垂直シフトレジスタ用ｎ型層２とトランスファケー
ト領域５の上部は遮光のためにＡｔ１２で覆われている
。
ト領域５の上部は遮光のためにＡｔ１２で覆われている
。
電極＋０．７．８．９には第２図に示すクロックパルス
φ１．φ２．φ３．φ４がそれぞれ印加される。このク
ロックパルスφ１〜φ４は、ＶＬ”Ｉ”Ｈの３レベルを
もつ信号であり、■お父はＶｌのときには垂直シフトレ
ジスタ内の信号電荷か第１図（ａ）の下から上へと転送
される。一方■１１のときには、ホトダイオード３に蓄
積した信号電荷が、トランスファゲート領域５を通って
垂直シフトレジスタ２に転送される。
φ１．φ２．φ３．φ４がそれぞれ印加される。このク
ロックパルスφ１〜φ４は、ＶＬ”Ｉ”Ｈの３レベルを
もつ信号であり、■お父はＶｌのときには垂直シフトレ
ジスタ内の信号電荷か第１図（ａ）の下から上へと転送
される。一方■１１のときには、ホトダイオード３に蓄
積した信号電荷が、トランスファゲート領域５を通って
垂直シフトレジスタ２に転送される。
この方式ではクロックパルスの振幅が■１から■Ｈであ
るにも拘らず、垂直シフトレジスタの最大信号電荷量は
ＶＬとｖｌのレベル差で、またホトダイオードの最大信
号電荷量は■１と■１（のレベル差で決定され効率が悪
い。
るにも拘らず、垂直シフトレジスタの最大信号電荷量は
ＶＬとｖｌのレベル差で、またホトダイオードの最大信
号電荷量は■１と■１（のレベル差で決定され効率が悪
い。
〈発明の目的〉
本発明は上記従来の固体撮像装置の問題点を解消するた
めになされたもので、垂直シフトレジスタの最大信号電
荷量を増大させ、ダイナミックレンジを拡げた固体撮像
装置を提供するものである。
めになされたもので、垂直シフトレジスタの最大信号電
荷量を増大させ、ダイナミックレンジを拡げた固体撮像
装置を提供するものである。
〈実施例〉
以下本発明の詳細を実施例を用いて説明する。
第３図は本発明を適用した一実施例を示す固体撮像装置
の構成図である。ここで（ａ）は平面図、（ｂ）（ｃ）
（ｄ）はそれぞれＩ−Ｉ’、 ＩＩ−ＩＩ’、 ｌｌｌ
−１１１′ｊ５向の断面図である。第３図と前述の第１
図の違いは、第１図（ｄ）及び第３図（ｄ）の比較から
明らかなように、従来の基板構造ではホトダイオードの
ｎ型層３がほぼ同じ寸法でトランスファゲート領域５に
連続して垂直シフトレジスタのｎ型層２に達しているが
、第３ｐ（ｄ）に示す実施例では、ホトダイオードのｎ
型層３と垂直シフトレジスタのｎ型層２の間に位置して
トランスファゲート領域１５に接しているチャネルスト
ップ１４の領域を拡げて形成し、トランスファゲート領
域１５を電極７と電極９の直下に限った形状とする。
の構成図である。ここで（ａ）は平面図、（ｂ）（ｃ）
（ｄ）はそれぞれＩ−Ｉ’、 ＩＩ−ＩＩ’、 ｌｌｌ
−１１１′ｊ５向の断面図である。第３図と前述の第１
図の違いは、第１図（ｄ）及び第３図（ｄ）の比較から
明らかなように、従来の基板構造ではホトダイオードの
ｎ型層３がほぼ同じ寸法でトランスファゲート領域５に
連続して垂直シフトレジスタのｎ型層２に達しているが
、第３ｐ（ｄ）に示す実施例では、ホトダイオードのｎ
型層３と垂直シフトレジスタのｎ型層２の間に位置して
トランスファゲート領域１５に接しているチャネルスト
ップ１４の領域を拡げて形成し、トランスファゲート領
域１５を電極７と電極９の直下に限った形状とする。
電極１０．７．８．９には例えば第４図に示すクロック
パルス−１，φ２．φ糾φ４が印加される。第４図と前
述の第２図の違いはクロックパルスφ１とφ６がＶＬと
ＶＩ（の２値パルスである点てあり、Ｖ／は■ より大
きい電圧であり、■□と同電圧であ■ っても、異なる電圧であっても良い。
パルス−１，φ２．φ糾φ４が印加される。第４図と前
述の第２図の違いはクロックパルスφ１とφ６がＶＬと
ＶＩ（の２値パルスである点てあり、Ｖ／は■ より大
きい電圧であり、■□と同電圧であ■ っても、異なる電圧であっても良い。
すなわちクロックパルスφ２又はφ４がＶ１□のときに
、ホトダイオード３に蓄積した信号電荷が、トランスフ
ァゲート領域１５を通って垂直シフトレジスタ２へ転送
される。一方φ２とφ４がＶＬ又はＶｌのときには垂直
シフトレンスタ内の信号電荷が第３図（ａ）の下から上
へと転送される。このときクロックパルスφ；とφ６は
■１、とＶ１′１間を振幅するが、これらのクロックパ
ルスか印加される電極８とｌＯの直下のホトタイオード
と垂直ンフトレジスタの間にはチャネルトップ１４が存
在するためホトダイオード内に蓄積されている信号電荷
には影響を与えない。また垂直シフトレジスタ内を信号
電荷が転送されている間のφ１と弓の振幅が■、とＶ／
と大きいため垂直シフトレジスタの最大信号電荷量が増
大する。
、ホトダイオード３に蓄積した信号電荷が、トランスフ
ァゲート領域１５を通って垂直シフトレジスタ２へ転送
される。一方φ２とφ４がＶＬ又はＶｌのときには垂直
シフトレンスタ内の信号電荷が第３図（ａ）の下から上
へと転送される。このときクロックパルスφ；とφ６は
■１、とＶ１′１間を振幅するが、これらのクロックパ
ルスか印加される電極８とｌＯの直下のホトタイオード
と垂直ンフトレジスタの間にはチャネルトップ１４が存
在するためホトダイオード内に蓄積されている信号電荷
には影響を与えない。また垂直シフトレジスタ内を信号
電荷が転送されている間のφ１と弓の振幅が■、とＶ／
と大きいため垂直シフトレジスタの最大信号電荷量が増
大する。
く効果〉
以上のように本発明を適用することにより転送部の最大
信号電荷量を増大させダイナミックレンジを拡けること
が可能となる。
信号電荷量を増大させダイナミックレンジを拡けること
が可能となる。
第１図は従来のインターライン転送方式固体撮像装置の
構造図、第２図はそのクロックパルスのタイミング図、
第３図は本発明を適用したインターライン転送方式固体
撮像装置の構造図、第４図はそのタロツクパルスのタイ
ミング図である。 ｌ・・ｐ基板、２・・・ｎ型層、３・・ｎ型層、１４・
・・チャネルトップ、１５・・・トランスファゲート領
域。 ６・・・絶縁膜、 ７．８．９．１０・・ポリシリコン
電極。 １１・絶縁膜、１２・・遮光用Ａｔ （Ｇ） −さ −７ 第１図 ３５９− （Ｃ） （
構造図、第２図はそのクロックパルスのタイミング図、
第３図は本発明を適用したインターライン転送方式固体
撮像装置の構造図、第４図はそのタロツクパルスのタイ
ミング図である。 ｌ・・ｐ基板、２・・・ｎ型層、３・・ｎ型層、１４・
・・チャネルトップ、１５・・・トランスファゲート領
域。 ６・・・絶縁膜、 ７．８．９．１０・・ポリシリコン
電極。 １１・絶縁膜、１２・・遮光用Ａｔ （Ｇ） −さ −７ 第１図 ３５９− （Ｃ） （
Claims (1)
- ｌ）同一半導体基板にｐｎ接合ホトダイオードが所定ピ
ッチで配列され、該ホトダイオードに近接させてＣＣＤ
（電荷結合装置）によるシフトレジスタが設けられてな
る固体撮像装置において、シフトレジスタの信号電荷を
転送するために一部が重ねて形成された２層のシフトレ
ジスタ電極を設け、一方のシフトレジスタ電極の延在部
はホトダイオードとシフトレジスタ間のトランスファゲ
ート領域上に位置して電荷の転送を制御し、他方のシフ
トレジスタ電極の延在部は直下の基板領域にチャネルス
トップが形成されてホトダイオードとシフトレジスタ間
を分離し、上記一方のシフトレジスタ電極には低、中、
高の３値パルスを、他方のシフトレジスタ電極には低、
高の２値のパルスを印加することを特徴とする固体撮像
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57164497A JPS5952873A (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57164497A JPS5952873A (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5952873A true JPS5952873A (ja) | 1984-03-27 |
Family
ID=15794278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57164497A Pending JPS5952873A (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5952873A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02268578A (ja) * | 1989-04-10 | 1990-11-02 | Toshiba Corp | 固体撮像装置の駆動方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5875382A (ja) * | 1981-07-20 | 1983-05-07 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
-
1982
- 1982-09-20 JP JP57164497A patent/JPS5952873A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5875382A (ja) * | 1981-07-20 | 1983-05-07 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02268578A (ja) * | 1989-04-10 | 1990-11-02 | Toshiba Corp | 固体撮像装置の駆動方法 |
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