JPS5983473A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS5983473A JPS5983473A JP57193409A JP19340982A JPS5983473A JP S5983473 A JPS5983473 A JP S5983473A JP 57193409 A JP57193409 A JP 57193409A JP 19340982 A JP19340982 A JP 19340982A JP S5983473 A JPS5983473 A JP S5983473A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vertical
- signal
- transfer
- solid
- smear
- 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
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/62—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
- H04N25/625—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of smear
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、固体撮像素子の垂直スメア抑圧に関するもの
である。
である。
被写体像を電気信号に変換する撮像装置において、最近
では光電変換装置として半導体集積回路技術により得ら
れる第１図に示すごとき固体撮像素子が用いられてきて
いる。固体撮像素子を用いることによって１像管式りも
のよりも撮像装置の小型化、高信頼性化、長寿命化が図
れる。
では光電変換装置として半導体集積回路技術により得ら
れる第１図に示すごとき固体撮像素子が用いられてきて
いる。固体撮像素子を用いることによって１像管式りも
のよりも撮像装置の小型化、高信頼性化、長寿命化が図
れる。
然るに第１図に示すような固体撮像素子では感光性を持
つ部分がフォトダイオード１の部分のみであることが望
ましいが、たとえば基板深部に生じた電荷が拡散により
移動し直接垂直転送用の荷電結合素子（以下ＣＯＤと略
称する。）Ｋ入り込むことがある。また、フォトダイオ
ード１で発生した光電荷がトランスファーゲート２のＯ
Ｎ。
つ部分がフォトダイオード１の部分のみであることが望
ましいが、たとえば基板深部に生じた電荷が拡散により
移動し直接垂直転送用の荷電結合素子（以下ＣＯＤと略
称する。）Ｋ入り込むことがある。また、フォトダイオ
ード１で発生した光電荷がトランスファーゲート２のＯ
Ｎ。
ＯＦＦにかかわりなく垂直転送用ＣＣＤ３に混入するこ
ともある。このため、固体撮像素子面上に投影された光
情報は垂直転送用ＣＣＤ３によって水平転送用ＣＣＤ４
に転送されるまでに上述による擬信号が混合される。す
なわち、投影された被写体像の信号が垂直転送用ＣＣＤ
３によって水平転送用ＣＣＤ４まで転送される間十下に
並んだ数百のフォトダイオードからの擬信号成分を蓄積
していくことになる。この擬信号は第２図（ａｌに示す
ような明るい部分のある被写体像を撮像すると、再生画
面上では第２図（ｂ）に示すように、上下方向に尾引き
状の像となって現われ画質を低下させる。
ともある。このため、固体撮像素子面上に投影された光
情報は垂直転送用ＣＣＤ３によって水平転送用ＣＣＤ４
に転送されるまでに上述による擬信号が混合される。す
なわち、投影された被写体像の信号が垂直転送用ＣＣＤ
３によって水平転送用ＣＣＤ４まで転送される間十下に
並んだ数百のフォトダイオードからの擬信号成分を蓄積
していくことになる。この擬信号は第２図（ａｌに示す
ような明るい部分のある被写体像を撮像すると、再生画
面上では第２図（ｂ）に示すように、上下方向に尾引き
状の像となって現われ画質を低下させる。
このような固体撮像素子に特有なノイズ成分を垂直スメ
アと呼んでいる。
アと呼んでいる。
本発明の目的は、固体撮像素子に騎有の垂直スメアを低
減することができる固体撮像素子を提供することである
。
減することができる固体撮像素子を提供することである
。
以下、本発明の詳細な説明するが、前もって説明の例に
用いるＣＣＤＣ固形撮像素子の駆動方式について総括的
に述べる。
用いるＣＣＤＣ固形撮像素子の駆動方式について総括的
に述べる。
第１図に示すＣＣＤＣ固形撮像索子では、第１フイール
ドの垂直帰線期間に奇数行に接線されたゲート線７にφ
Ｖ１パルスを印加して奇数行のフォトダイオードに蓄積
された信号をトランスファーゲート２を介して垂直転送
用ＣＣＤ３に移す。
ドの垂直帰線期間に奇数行に接線されたゲート線７にφ
Ｖ１パルスを印加して奇数行のフォトダイオードに蓄積
された信号をトランスファーゲート２を介して垂直転送
用ＣＣＤ３に移す。
そして、ゲート線７，８，９．１０にそれぞれφＶｌ、
φＶ２．φｖ３．φＶ４を印加して、１水平走査期間
に２行ずつ水平転送用ＣＣＤ４ｔで転送して行く。ただ
し、φＶ１及びφＶ２パルスのハイレベルはトランスフ
ァゲートがＯＮ状態とならない電位で転送を行っている
。水平転送用ＣＣＤ４まで送られた信号は水平走査期間
ごとにアンプ５を介して出力端６より外部に取り出され
る。次のフィールドにおいては、φＶ３パルスにより偶
数行のフォトダイオードの信号が敗り出され前述と同様
の動作を行い１フレームの動作を完了する。以後、同様
の動作を操り返えしインタレース動作を行っている。
φＶ２．φｖ３．φＶ４を印加して、１水平走査期間
に２行ずつ水平転送用ＣＣＤ４ｔで転送して行く。ただ
し、φＶ１及びφＶ２パルスのハイレベルはトランスフ
ァゲートがＯＮ状態とならない電位で転送を行っている
。水平転送用ＣＣＤ４まで送られた信号は水平走査期間
ごとにアンプ５を介して出力端６より外部に取り出され
る。次のフィールドにおいては、φＶ３パルスにより偶
数行のフォトダイオードの信号が敗り出され前述と同様
の動作を行い１フレームの動作を完了する。以後、同様
の動作を操り返えしインタレース動作を行っている。
ここで、前述したように垂直スメア信号はトランスファ
ーゲート２のＯＮ、ＯＦＦ動作にかかわりなく垂直転送
用ＣＣＤ３に混入してしまう。よってこれを低減するた
めには、垂直転送用ＣＣＤ３の転送速度を速くして、垂
直スメアの蓄積時間を短かぐすることが有効であるが、
各信号を外部に取り出すまで記憶しておくメモリが必要
となるため回路が複雑となりかつ素子のチップ面積が大
きくなるという大きな欠点がある。一方、垂直帰線期間
にフォトダイオード１を垂直転送用ＣＣＤ ３に移す前
に、それまで蓄積された垂直スメア信号を水平転送用Ｃ
０Ｄ４を介して外部に掃き出せば前述したようなメモリ
を用いずに垂直スメアを低減することができる。しかし
ながら、外部に垂直スメア信号を掃き出すためには水平
転送用ＣＣＤ４を水平駆動パルスφＨ１，φＨ２，φＨ
３により垂直帰線期間のある期間だけ駆動しなければな
らないという煩わしさが生ずる。こうした点に鑑み、本
特許では水平転送用ＣＣＤ４と反対側の垂直転送用ＣＣ
Ｄ３の端部に垂直スメア掃き出し部を設け、垂直帰線期
間内でフォトダイオード１の信号を垂直転送用ＣＣＤ３
に移すまでの拒１間、垂直転送用ＣＣＤ３の転送方向を
逆転させ垂直スメア信号を前記掃き出し部に転送して垂
直スメアを低減する方式を考案した。
ーゲート２のＯＮ、ＯＦＦ動作にかかわりなく垂直転送
用ＣＣＤ３に混入してしまう。よってこれを低減するた
めには、垂直転送用ＣＣＤ３の転送速度を速くして、垂
直スメアの蓄積時間を短かぐすることが有効であるが、
各信号を外部に取り出すまで記憶しておくメモリが必要
となるため回路が複雑となりかつ素子のチップ面積が大
きくなるという大きな欠点がある。一方、垂直帰線期間
にフォトダイオード１を垂直転送用ＣＣＤ ３に移す前
に、それまで蓄積された垂直スメア信号を水平転送用Ｃ
０Ｄ４を介して外部に掃き出せば前述したようなメモリ
を用いずに垂直スメアを低減することができる。しかし
ながら、外部に垂直スメア信号を掃き出すためには水平
転送用ＣＣＤ４を水平駆動パルスφＨ１，φＨ２，φＨ
３により垂直帰線期間のある期間だけ駆動しなければな
らないという煩わしさが生ずる。こうした点に鑑み、本
特許では水平転送用ＣＣＤ４と反対側の垂直転送用ＣＣ
Ｄ３の端部に垂直スメア掃き出し部を設け、垂直帰線期
間内でフォトダイオード１の信号を垂直転送用ＣＣＤ３
に移すまでの拒１間、垂直転送用ＣＣＤ３の転送方向を
逆転させ垂直スメア信号を前記掃き出し部に転送して垂
直スメアを低減する方式を考案した。
゛ 本発明を実施例を用いて説明する。
第３図に本発明による固体撮像素子の１例を示す。１４
は垂直スメア信号掃き出し部、１５は垂直転送用ＣＣＤ
３から垂直スメア信号掃き出し部１４へ垂直スメア信号
を転送するための掃き出しゲートである。垂直転送用Ｃ
ＣＤ３から垂直スメア信号掃き出し部１４に渡る固体撮
像素子７）縦断面構造を第４図に示す。１７．１８は垂
直転送用ＣＣＤ３の転送電極である。１９は拡散層であ
るが、埋め込みチャネルＣＯＤの場合リン（Ｐ ）等に
よりｎ膨拡散層とする。一方１表面チャネルＣＯＤの場
合は拡散層１９は必要でない。才た２１はＰ層、２２は
ｎ形８ｉ基板を示す。ここで、１４は垂直スメア信号掃
き出し部であり、ｎ形波散層１９の濃度よりリン（Ｐ）
等のドナー濃度を高めたすなわち抵抗値の低い拡散層で
ある。この垂直スメア信号掃き出し部１４は２０により
０■ま＋は有限の電圧に固定されているため、掃き出し
ケート電極】５に電圧を印加することによって転送され
てきた垂直スメア信号は垂直スメア信号掃き出し部１４
より外部に掃き出されることになる。
は垂直スメア信号掃き出し部、１５は垂直転送用ＣＣＤ
３から垂直スメア信号掃き出し部１４へ垂直スメア信号
を転送するための掃き出しゲートである。垂直転送用Ｃ
ＣＤ３から垂直スメア信号掃き出し部１４に渡る固体撮
像素子７）縦断面構造を第４図に示す。１７．１８は垂
直転送用ＣＣＤ３の転送電極である。１９は拡散層であ
るが、埋め込みチャネルＣＯＤの場合リン（Ｐ ）等に
よりｎ膨拡散層とする。一方１表面チャネルＣＯＤの場
合は拡散層１９は必要でない。才た２１はＰ層、２２は
ｎ形８ｉ基板を示す。ここで、１４は垂直スメア信号掃
き出し部であり、ｎ形波散層１９の濃度よりリン（Ｐ）
等のドナー濃度を高めたすなわち抵抗値の低い拡散層で
ある。この垂直スメア信号掃き出し部１４は２０により
０■ま＋は有限の電圧に固定されているため、掃き出し
ケート電極】５に電圧を印加することによって転送され
てきた垂直スメア信号は垂直スメア信号掃き出し部１４
より外部に掃き出されることになる。
第５図は垂直スメア信号掃き出し駆動に用いるパルスの
タイミング図を示す。垂直スメア信号掃き出し動作は、
フォトダイオードの信号を垂直転送用ＣＯＤに移すまで
の垂直帰線期間内に完了しなければならないため高速駆
動（ＬＭ）１２前後）を必要とする。そこで垂直スメア
信号量はフォトダイオードの信号量に比べ微少であるこ
とを利用して、φＶｌ、φＶ２による２相駆動により転
送速度の高速化を図った。φＶｌ、φｖ２による２相駆
動時におけるφＶ１及びφＶ２パルスのハイレベルをＶ
Ｍ、 ローレベルをｖＬとおくと、φＶ３及びφＶ４
はＶＬ＜ＶＭ’＜ＶＭなる一定直流電圧ＶＭ′に固定す
る。また、垂直転送用ＣＣＤから垂直スメア信号掃き出
し部へ垂直スメア信号を転送するだめの掃き出しゲート
電極には、■ｓ≧ＶＭなる一定直流電圧ＶＳをφＳとし
て掃き出し駆動時のみ印加している。ただし、φＳは垂
直スメア掃き川し部への転送を妨害しなければ、特にＶ
Ｓ≧ＶＭなる関係の直流電圧に制限されることはない。
タイミング図を示す。垂直スメア信号掃き出し動作は、
フォトダイオードの信号を垂直転送用ＣＯＤに移すまで
の垂直帰線期間内に完了しなければならないため高速駆
動（ＬＭ）１２前後）を必要とする。そこで垂直スメア
信号量はフォトダイオードの信号量に比べ微少であるこ
とを利用して、φＶｌ、φＶ２による２相駆動により転
送速度の高速化を図った。φＶｌ、φｖ２による２相駆
動時におけるφＶ１及びφＶ２パルスのハイレベルをＶ
Ｍ、 ローレベルをｖＬとおくと、φＶ３及びφＶ４
はＶＬ＜ＶＭ’＜ＶＭなる一定直流電圧ＶＭ′に固定す
る。また、垂直転送用ＣＣＤから垂直スメア信号掃き出
し部へ垂直スメア信号を転送するだめの掃き出しゲート
電極には、■ｓ≧ＶＭなる一定直流電圧ＶＳをφＳとし
て掃き出し駆動時のみ印加している。ただし、φＳは垂
直スメア掃き川し部への転送を妨害しなければ、特にＶ
Ｓ≧ＶＭなる関係の直流電圧に制限されることはない。
また電源２０はφＳの電位ＶＳと同じか、またけ■Ｓよ
り高電圧とする第５図のタイミングチャートにおける時
間ｔｌ ＋ ｔｔ ＋ ｔ３ ＋ ｔ４及びｔ、
ＩＣおいて垂直スメア信号が転送され外部に掃き出され
ていく様子をポテンシャル井戸の模式図を用いて第６図
に示す。
り高電圧とする第５図のタイミングチャートにおける時
間ｔｌ ＋ ｔｔ ＋ ｔ３ ＋ ｔ４及びｔ、
ＩＣおいて垂直スメア信号が転送され外部に掃き出され
ていく様子をポテンシャル井戸の模式図を用いて第６図
に示す。
以上説明したように本発明による垂直スメア掃き出し駆
動を行えば垂直スメアを低減することができ、高品位の
映像信号を得ることができる。？！た、本発明の垂直ス
メア低減法は極めて容易に実現でき、さらに垂直ＣＣＤ
の一端に全列共通の掃き出しゲート１５と掃き出し用の
拡散層１４を設けるだけで済むのでチップ面積の増大が
問題となることもない。よって、製造上の歩留りが低下
することもない。
動を行えば垂直スメアを低減することができ、高品位の
映像信号を得ることができる。？！た、本発明の垂直ス
メア低減法は極めて容易に実現でき、さらに垂直ＣＣＤ
の一端に全列共通の掃き出しゲート１５と掃き出し用の
拡散層１４を設けるだけで済むのでチップ面積の増大が
問題となることもない。よって、製造上の歩留りが低下
することもない。
以上の説明ではｎｐｎ３層構造で説明し友が、ｎｐ２層
構造でも本発明の主旨が変化することはない。また、垂
直転送用ＣＣＤは４相駆動、水平転送用ＣＣＤは３相駆
動で説明したが、２相、３相、４相など他の１駆動法で
転送するＣＣＤであっても本発明の主旨は同じである。
構造でも本発明の主旨が変化することはない。また、垂
直転送用ＣＣＤは４相駆動、水平転送用ＣＣＤは３相駆
動で説明したが、２相、３相、４相など他の１駆動法で
転送するＣＣＤであっても本発明の主旨は同じである。
第１図は従来のＣＣＤ形固体撮像素子の信号読み出し法
を説明するだめの図、第２図は垂直スメアを説明するた
めの図、第３図は本発明によるＣＣＤ形固体撮像素子の
実施例、第４図は本発明の主要部の縦断面構造を示す図
、第５図は垂直スメア掃き出し４駆動パルスタイミング
図、第６図は垂直スメア信号が掃き出される様子を説明
する図である。 代理人 弁理士 薄田利幸 第 １ （２） ｆＨ３９１−１２’ｐＨ１ 第 ２ 図 （０−） （ｂ） 第 ３ 図 艶 ＄ η 各 モｉ
を説明するだめの図、第２図は垂直スメアを説明するた
めの図、第３図は本発明によるＣＣＤ形固体撮像素子の
実施例、第４図は本発明の主要部の縦断面構造を示す図
、第５図は垂直スメア掃き出し４駆動パルスタイミング
図、第６図は垂直スメア信号が掃き出される様子を説明
する図である。 代理人 弁理士 薄田利幸 第 １ （２） ｆＨ３９１−１２’ｐＨ１ 第 ２ 図 （０−） （ｂ） 第 ３ 図 艶 ＄ η 各 モｉ
Claims (1)
- １、水平および垂直方向にアレイ状に配列した感光画素
列と該感光画素列に蓄積された信号を取り出すだめの垂
直および水平の走査部に電荷結合素子を用いた固体撮像
素子において、垂直帰線期間に前記垂直走査に用いる電
荷結合素子により擬信号を映像信号の転送方向とは逆方
向に転送し前記水平走査用電荷結合素子と反対側の前記
垂直走査用電荷結合素子端部に設けた擬信号掃き出し部
より前記擬信号を掃き出すことを特徴とする固体撮像装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57193409A JPS5983473A (ja) | 1982-11-05 | 1982-11-05 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57193409A JPS5983473A (ja) | 1982-11-05 | 1982-11-05 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5983473A true JPS5983473A (ja) | 1984-05-14 |
Family
ID=16307474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57193409A Pending JPS5983473A (ja) | 1982-11-05 | 1982-11-05 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5983473A (ja) |
-
1982
- 1982-11-05 JP JP57193409A patent/JPS5983473A/ja active Pending
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