JPS60239181A

JPS60239181A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPS60239181A
Application number: JP59095314A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Tanaka; 正一田中
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-05-12
Filing date: 1984-05-12
Publication date: 1985-11-28

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。

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は固体撮像装置技術に関し、特にＣＣＤ固体撮像
装置の改良に関する。

背景技術ＣＣＤ固体撮像装置の構造に関して、多くの方式が周知
である。垂直ＣＯＤが画素列を兼ねる固体撮像装置はフ
レーム転送ＣＣＤ固体撮像装置（ＦＴセンサと略称され
る。）と呼ばれる。垂直ＣＣＤと水平ＣＣＤの間に１フ
ィールド画像を代表する信号電荷を蓄積するバッファＣ
ＯＤを備えろＦＴセンサはバッファ形ＦＴセンサと呼ば
れる。Ｊ。

記のバッファＣＯＤを持たないＦＴセンサは全フレーム
形ＦＴセンサと呼ばれる。画素列の間に配置された垂直
ＣＯＤを備えるＣＣＤ固体撮像装置はインクライン転送
ＣＣＤ固体撮像装置（以下において、ＩＴセンサと略称
される。）と呼ばれる。

画素と垂直ＣＯＤの間に配置される転送電極（ＡＴ、Ｇ
と略称される。）が垂直ＣＣ’Ｄの転送電極（ＶＴＧと
略称される。）と接続されるＩＴセンサは共通転送電極
形ＩＴセンサと呼ばれる。垂直信号線のｑ号電荷を水平
ＣＯＤに不完全転送するＣＣＤ固体撮像装置はハイブリ
ッドセンサとして公知である。ＦＴセンサとＩＴセンサ
において、ｌ相、２相、３相、４相クロツクによって、
垂直ＣＣＤを駆動する事か公知である。特開５９−５２
９７６は■Ｔセンサにおいて、画素列のＮ個の画素に対
して、垂直ＣＯＤのＮ＋１個の電位井戸を配置する事を
開示する。特出５８−４１２１１．６２５４７．７６４
７７．８６４“１６．９１，９６７．１９＋１９７，２
０７’９９１，２３２＋３４．２４０６４４．２４９７
５４、特出５９−１５９５０．３発明の開示。Ｌ記の先行技術にも拘わらす、撮像管または光学カメ
ラとの競争において、固体撮像装置は多くの改良を必要
としている。Ｓ／Ｎ比の改善は最重要課題である。本発
明の第１の目的は固体撮像装置のＳ／Ｎ比の改善である
。特に固体撮像装置だけに発生するスミアノイズに対す
るＳ／Ｎ比の改善は上記の競争において、重要である。

本発明の第２の目的は固体撮像装置のスミアノイズの低
減である。解像度の改善もＳ／Ｎ比の改善と同じように
重要である。本発明の第３の目的は固体撮像装置の解像
度の改善である。上記の目的を達成するために本発明は
４個の独立発明を開示する。独立発明１，２．３は連続
注入形Ｂ／Ｂ転送を使用して垂直転送を実施する固体撮
像装置を開示し、独立発明４は独立発明１．２．３の垂
直転送速度の改善を開示する。さらに詳細に説明すれば
、独立発明ｌは垂直ＣＯＤを備える固体撮像装置におい
て、垂直ＣＯＤをシフトレジスタ駆動連続注入形Ｅ／Ｂ
転送と呼ばれる転送技術によって、駆動する事を開示す
る。独立発明２は垂直ＣＯＤを備える固体撮像装置にお
いて、ＤＶＴＧを備える垂直ＣＯＤをクロック線駆動連
続注入形Ｅ／Ｂ転送と呼ばれる転送技術によって、駆動
する事を開示する。

独立発明３は垂直ＣＣＤを備えるインクライン転送形固
体操像装置において、垂直ＣＯＤを連続注入形Ｅ／Ｂ転
送と呼ばれる転送技術によって、駆動する事を開示する
。独立発明４．はド垂直ＣＣＤを備える固体撮像装置に
おいて、垂直ＣＯＤの転送電極に接続される１行の電極
線をその両側から駆動する事を開示する。連続注入形Ｅ
／Ｂ転送は各ＤＶＴＧまたは奇（偶）数番目のＮＤＶＴ
Ｇの下に蓄積された電荷を順番に転送する技術を意味す
る。ＤＶＴＧはその千に２個の電位レベルを持つ転送電
極であり、ＮＤＶＴＧはその下に１個の電位レベルを持
つ転送電極である。各独立発明の特徴と効果が以下に説
明される。

独立発明］、−（クレームｌ）本発明は垂直ＣＯＤを備える固体撮像装置において、垂
直ＣＯＤの各垂直転送電極をそれぞれ異なるクロック電
圧によって駆動し、そして垂直ＣＯＤのすへての電位井
戸（ＦＷと略称される。）の電荷をそれぞれ独立に垂直
転送する事を特徴とする。

垂直ＣＯＤの各電位井戸は垂直転送を実施する前に、す
べての方向性転送・電極（ＤＶＴＧ）の下に、または奇
（偶）数番目の非方向性転送電極（ＮＤＶＴ　Ｇ　）の
下に作られる。ただし１個のＮＤＶＴＧによって作られ
る電位井戸は１個のＮＤＶＴＧにによって作られる電位
障壁によって、即ち偶（奇）数番目のＮＤＶＴＧの下に
作られる電位障壁によって、互いに分離される。−上記
の転送を実施するために、本発明はさらに、垂直ＣＯＤ
の転送電極である各ＤＶＴＧまたは各ＮＤｖＴＧをシフ
トレジスタの出力節点、または上記の出力節点によって
それぞれ制御されるバらファ用インバータの出力節点に
電気的に接続する事を開示する。本明細書において、［
電気的に接続］は直接の、またはスイッチを介する電気
的導通を意味する。そして上記のシフトレジスタの入力
端かＣ４，注入された１画素行分の転送パルス情報がシ
フトレジスタの最終段に到着する前に上記のシフトレノ
スタの入力端から次の１画素行分の転送パルス情報が注
入される。

ただし、１画素行分の転送パルス情報は垂直ＣＯＤから
１画素行に相当する電荷を出力する転送用クロック電圧
を発生するパルス電圧を意味する。

このようにすれば、垂直ＣＣＤの各ＤＶＴＧまたは半分
のＮＤＶＴＧの下に蓄積された電荷を独立に垂直転送す
る事ができる。その結果垂直ＣＯＤの電荷転送能力を増
加できるので、信号のＳ／Ｎ比は増加する。特開５９−
６６２７７は垂直ＣＣＤがＮＤＶＴＧを備える間欠光入
射形ＦＴセンサにおいて、奇（偶）数番目のＮＤＶＴＧ
の下に蓄積された信号電荷を光遮断状態における信号読
み出し期間に、水平ＣＣＤに近いＮＤＶＴＧから遠いＮ
ＤＶＴＧに向かって順次電荷転送りロックを印加する、
印加電圧制御手段を設ける事を開示する。

−上記の先行技術の開示された実施例において、Ｎ（Ｎ
≧１）相の電荷転送用クロック電圧と静止した２相の電
荷蓄積用クロック電圧を切り替えスイッチを介して垂直
ＣＣＤの各ＮＤｖｆｃに印加する事を開示する。水平Ｃ
ＣＤに近いＮＤＶＴＧから遠いＮＤＶＴＧに向かって順
次電荷転送りロックを印加する点において、上記の先行
技術は本発明の１実施例と同じ転送動作形式を持つ。し
かし、上記の先行技術は電荷転送りロックを順次化する
ために、印加電圧を制御する手段を設ける事を開示する
。本発明において、上記の順次電荷転送りロックは垂直
ＣＯＤの転送電極に直接にまたはバッファインバータを
介して接続されたシフトレジスタ（内蔵された印加電圧
発生手段）が発生するので、上記の印加電圧を制御する
手段は設ける必要がない。即ち上記の先行技術の実施例
において、上記の切り替えスイッチは水平ＣＣＤに近い
ＮＤＶＴＧから遠いＮＤＶＴＧに向かって、Ｎ（たとえ
ば４）相の電荷転送りロック電圧を順次印加するために
切り替えられる。。本発明によれば、電荷蓄積用クロッ
ク電圧と電荷転送用クロック電圧を切り替え、そして各
ＮＤＶＴＧに順番に電荷転送りロック電圧を印加する切
り替えスイッチを省略できるので、回路構造と垂直転送
動作は非常に簡単になる。また、従来のＣＯＤ転送法に
おいて、ＣＯＤの各ＤＶＴＧの下に、または奇（偶）数
番目のＮＤＶＴＧの下に作られる電位井戸の電荷を、各
転送電極に異なるクロック電圧を印加する事によって、
それぞれ独立に転送する事は公知である。しかし、上記
のＣＯＤ転送法（Ｅ／Ｂ転送法と略称される。）をＣＯ
Ｄ固体撮像装置の垂直ＣＯＤに利用する事とその効果は
知られていなかった。本発明において、上記の効果の他
に解像度の改善、フィールド残像の低減、スメアノイズ
の低減などの効果が得られる。上記のＥ／Ｂ転送法にお
いて、空の電位井戸をＣＯＤの出力端からその入力端ま
で逆転送する事によって、各電位井戸の電荷をそれぞれ
ｌ電位井戸ピッチだけ転送する事が開示される。このよ
うな転送動作は非常に転送時間が長（なるので、固体撮
像装置に使用する事は困難である。この問題は転送りロ
ックを発生するシフトレジスタに連続的に転送パルス情
報を入力する本発明の転送法（連続注入形Ｅ／Ｂ転送法
と略称される。）で、解決された。Ｅ／Ｂ転送法につい
ては、たとえばセキンとトンブセヴト、近代科学社、電
荷転送デバイス、３６頁から３７頁と２２８頁から２２
９頁を参照されたい。従来のＥ／Ｂ転送法においてＮ個
の電位五戸当たり１個の空の電位井戸をあらかじめ配置
する事によって、転送速度を改善する事は公知である。

しかしこの転送法において、垂直ＣＯＤはＮ個の画素当
たりＮ＋１個の電位井戸を備える必要があり、構造は複
雑になる。この問題は本発明で解決された。

従属発明１．（クレーム２）本実施例において、垂直ＣＣＤの各ＤＶＴＧは１画素を
兼ねるかまたは１画素に対応して配置される。たたし、
ＤＶＴＧはその下のチャンネル領域に電位井戸（ＰＷ）
と電位障壁（ＰＢ）を備える垂直ＣＯＤの転送電極であ
る。１個のＤＶＴＧの下の電位井戸領域と電位障壁領域
を作る事は周知である。本実施例によればノンインクレ
ース方式で信号電荷を出力できる。もちろん垂直ＣＯＤ
の隣接する２個の電位井戸で１画素の信号電荷を転送す
るインクレース方式も使用できる。

従属発明２．（クレーム３）本実施例において、垂直ＣＯＤの１個または２個のＮＤ
ＶＴＧ当たり１個の画素が配置される。ただし、ＮＤＶ
ＴＧはその下のチャンネル領域に電位井戸と電位障壁の
どちらかを作る垂直ＣＯＤの転送電極である。当然、電
位井戸を作るＮＤＶＴＧと電位障壁を作るＮＤＶＴＧは
交互に配置される。１画素当たり１個のＮＤＶＴＧを備
える実施例において、電位井戸と電位障壁の位置を交替
する事によって、インクレースを実施する事ができる。

１画素当たり２個のＮＤＶＴＧを備える実施例において
、ノンインクレース方式で出力でき、クレーム３と同じ
インクレース方式を採用できる。

従嘱発明３．（クレーム４）１画素当たりＩＤＶＴＧまたは２ＮＤＶＴＧを備える一
実施例において、ｌ水平走査期間に隣接する２画素行を
独立に出力し、そし゛てフィールド期間毎に画素行の組
み合わせを変更する公知のインクレース方式（２画素行
インクレースと略称される。）を採用する事ができる。

その結果解像度とフィールド残像とＳ／Ｎ比を改善でき
る。

従属発明４．（クレーム５）クレーム２の一実施例において、隣接する２個のＤＶＴ
Ｇの間に存在する中間チャンネル領域に一定の中間直流
電位が与えられる。一実施例において、中間チャンネル
領域の旧にＤＣ電位を持つＮＤＶＴＧが配置される。他
の一実施例において、中間チャンネル領域である露出し
たバルクチャンネル領域の表面にイオン注入によって、
電位障壁領域が作られる。このようにすれば、Ｆ′ｒセ
ンサにおいて、青感度を改善できる。

従属発明５．（クレーム６）クレーム１において、垂直ＣＯＤの出力端から注入され
た空の電位井戸を上記のシフトレジスタによって、２電
位井戸ピッチだけ逆転送した後で、次の空の電位井戸が
再び注入される。その結果シフトレジスタのクロック電
力を減らし、垂直ｃｃＤの転送効率を改善する事ができ
る。１個の空の電位井戸の注入または逆転送は１電位井
戸の電荷の出力または転送と同じである。

従属発明６．（クレーム７）クレーム３の一実施例において、各ＮＤＶＴＧはシフト
レジスタを構成する各インバータのそれぞれ異なる出力
節点に、または上記の出力節点によって駆動されるバッ
ファインバータの出力節点に電気的に接続できる。その
結果、クロック動作は非常に簡単になり、転送速度を改
善できる。好ましい一実施例において、水平方向に配列
され、ＮＤＶＴＧを駆動する垂直走査線はその両側に配
置された２個のシフトレジスタによって駆動される。

上記の垂直走査線を分割してもよい。このようにすれば
、クロック電力は大巾に節約できる。

従属発明７．（クレーム８）りＬ／−４２の一実施例において、各ＤｖＴＧはシフト
レジスタを構成する奇（偶）数番目のインバータのそれ
ぞれ異なる出力節点に、または上記の出力節点によって
駆動されるバッファインバータの出力節点に電気的に接
続される。このようにすれば、クロック動作は簡単にな
り、転送速度は改善される。クレーム７と同様に垂直走
査線の両側にシフトレジスタを配置できるので、同様の
効果を得られる。クレーム８の好ましい一実施例におい
て、ソフトレジスタの転送りロック電圧を出力するイン
バータ（出力インバータと略称される。）はレノオレス
形インバータが使用される。周知のレジオレス形インバ
ータはその出力節点を放電する評価期間の前に、上記の
出力節点を充電する充電期間を持つので、連続注入形Ｅ
／Ｂ転送動作は非常に安定する。具体的に説明すれば、
出力インバータの評価（放電）によって、電荷を持つ電
位井戸の電荷は下流の電位井戸に転送される。そして、
浅い電位ｖＬを持つ上記の電位井戸は空の電位井戸にな
る。次に出力インバークの放電によって、上記の空の電
位井戸は深い電位ＶＨになり、次に実施される上流の電
位井戸からの電荷転送にたいして準備される。従って、
垂直ＣＯＤの動作は安定する。本明細書において、深い
電位ＶＨは電荷を保持する電位であり、浅い電位ＶＬは
電荷を転送する電位である。Ｎ形ｃｃＤにおいて、浅い
電位Ｖ　Ｌは深い電位Ｖ　Ｈよりも負方向に大きい。

出力（または出力用）インバータはシフトレジスタの外
部出力節点を持つインバータである。

従属発明８．（クレーム９）クレーム１の好ましい一実施例において、垂直ＣＯＤの
奇（偶）数番目の転送電極と偶（奇）数番目の転送電極
は異なるシフトレジスタによって、制御される。このよ
うにすれば撮像領域の両側にシフトレジスタを配置でき
るので、シフトレジスタの１段の垂直中を２倍にできる
。そしてシフトレジスタのクロック周波数を小さくでき
る。本従属発２Ｅ／Ｂ転送センサにおいて、２相シフト
レジスタの半没である各インバータによって、垂直ｃｃ
Ｄの各ＮＤＶＴＧを制御する事ができる。このようにす
れば２相シフトレジスタの１段である２個のインバータ
によって、１個のＮＤＶＴＧを制御する実施例にくらへ
てシフトレジスタの各インバータの垂直中は２倍になる
。

従属発明９、（クレーム１０）クレーム１を使用する共通転送電極形ＩＴセンサにおい
て、シフトレジスタに印加する電圧を変更する事によっ
て、ＡＴＧによみたしパルス電圧（ＶＲと略称される。

）を印加する事ができる。ＶＲをＡＴＧに印加する事に
よって、画素の信号電荷は垂直ＣＯＤに転送される。こ
のようにすれば付加された読みだしパルス発生回路を−
Ｆ記のシフトレジスタから電気的に分離する必要がない
ので、設計は非常に簡単になる。

従属発明１０．（クレーム１１）１画素当たりｌ　ＤＶＴＧまたは２ＮＤＶＴＧを備上記
の直前の２行を削除する独立発明２．（クレーム１１）本発明は独立発明１て説明された連続注入形Ｅ／Ｂ転送
によって垂直Ｃ’ＣＤを駆動する固体撮像装置（連続注
入形Ｅ／Ｂ転送センサ、または単にＥ／Ｂ転送センサと
略称される。）において、垂直ＣＯＤの転送電極である
各ＤｖＴＧをシフトレジスタの出力節点に接続する代わ
りに、順次スイッチを介してクロック線に接続する事を
特徴とする。

そして垂直Ｃ，ＣＤの各ＤＶＴＧを駆動する各クロック
線はそれぞれ２個以上のＤ　Ｖ　Ｔ’Ｇを駆動する。

ただし上記の順次スイッチは垂直ＣＣ，Ｄの下流側から
順番に導通するスイッチである。好ましい一実施例にお
いて、上記のクロック線は２本配置され、そして各Ｄｖ
ＴＧに２相クロツク電圧が印加される。このようにすれ
ば独立発明ｌに開示される１　’Ｅ　／　Ｂ転送センサ
（垂直ＣＯＤがＤＶＴＧを備えるＥ／Ｂ転送センサ）と
同じように、各ＤＶＴＧの下の電荷を独立に垂直転送で
きる。即’３１Ｅ　／　Ｂ転送か実施できる。その結果
垂直ＣＣＩ）の電荷転送能力は改善され、そして垂直解
像度が改善される。独立発明１で説明したように特開５
９−６６２７７は垂直ＣＣＤがＮＤＶＴＧを備える間欠
光入射形ＦＴセンサにおいて、奇（偶）数番目のＮＤＶ
ＴＣの下に蓄積された信号電荷を光遮断状態における信
号読みたし期間に、独立に転送する事を開示する。上記
の先行技術に開示された実施例において、Ｎ（Ｎ≧１）
相の電荷転送用クロック電圧と静止した２相の電荷蓄積
用クロック電圧を切り替えスイッチを介して各ＮＤＶＴ
Ｇに印加する事を開示する。本発明は垂直ＣＯＤの転送
電極を、順番に動作するスイッチ（順次スイッチと略称
される。）を介してクロック線に接続する点におし）で
同じである。しかし本発明の垂直ＣＣＤはＮ　Ｄ　Ｖ　
Ｔ　Ｇの代わりにＤＶＴＧを使用する事を特徴とする。

このようにすればグロック電圧を非常に簡単にできるの
で、垂直転送速度は大巾に向上し、クロック電力は低減
できる。そして上記の垂直転送速度の改善は連続注入形
Ｅ／Ｂ転送センサをＴＶカメラに利用する時に特に重要
である。

本発明の他の特徴と効果は以下において詳細に説明され
る。

従属発明１．（クレーム１２）独立発明２の好ましい一実施例において、上記の各ＤＶ
ＴＧは垂直転送を実施する前に深い電位■ｌ−■に充電
され、そして垂直転送期間に上記の各ＤＶＴＧは上記の
順次スイッチを介してだけ電圧を印加される事を特徴と
する。このようにすればスイッチ構造を簡単にできる。

一実施例において、各行のＤＶＴＧに接続される垂直走
査線はそれぞれ順次スイッチを介してクロック線に接続
され、そして充電スイッチを介して充電用クロック線に
接続される。当然、上記の充電スイッチは垂直転送期間
に遮断される。

従属発明２．（クレーム１３）クレーム１２の好ましい一実施例において、垂直転送を
実施する前に上記の各Ｄ　Ｖ　Ｔ　Ｇは上記の順次スイ
゛ツチを介して上記のクロック線によって、深い電位Ｖ
Ｈまたは読みだし電位ＶＲを印加される。当然、垂直転
送を実施する前に、上記の各順次スイッチはすべて導通
する。上記の読みだし電圧ＶＲはＡＴＧとＶ　Ｔ　Ｇが
同じ垂直走査線に接続されるＩＴセンサに使用される。

このようにすれば充電スイッチを省略でき、クロック動
作を簡単にできる。クロック線駆動連続注入形Ｅ／Ｂ転
送センサにおいて、クロック動作の簡単化は垂直転送速
度の改善とクロック電力の低減のために非常に重要であ
る。

従属発明３．（クレーム１４）独立発明２の好ましい一実施例において、１個の垂直Ｃ
ＯＤの隣接する２個のＤＶＴＧにそれぞれ接続される２
個の順次スイッチは同時に導通される。このようにすれ
ば順次スイッチを駆動するシフトレジスタの段数をＤＶ
ＴＧ数の半分にてきる。

その結果シフトレジスタの設計は固体撮像装置の垂直方
向の画素ピッチが非常に小さいにも拘わらず、非常に楽
になる。さらに順次スイッチの動作回数と動作時間を半
減できる。その結果垂直転送速度を改善できる。

従属発明４．（クレーム１５）独立発明２の一実施例において、任意の１個の垂直ＣＯ
Ｄの隣接する２個のＤＶＴＧの間に存在するチャンネル
領域に一定の中間電位ＶＭＨを印加される電位井戸領域
（中間電位井戸領域ＰＷＭと略称される。）と、上記の
電位井戸領域よりも浅い一定の中間電位Ｖ　Ｍ、Ｌを印
加される電位障壁領域（中間電位障壁領域ＰＢＭと略称
される。）が配置される。もらろん、ＰＢＭはＰＷＭよ
りも」−流側に配置される。一実施例において、Ｌ記の
ＰＷＭとＰＢＭは中間チャンネル領域の一ヒに配置され
た直流中間電位ＶＭを印加されたＮＤＶＴＧ（非方向性
転送電極）によって作られる。他の一実施例において、
上記のＩ）　Ｗ　ＭとＰＢＭはバルクチャンネル領域の
表面にイオン注入を実施する事によって、作られる。後
者の実施例と同じ垂直ＣＯＤ構造を持ち、１相クロツク
電圧によって垂Ｉｆ、　ＣＯＤを駆動する固体撮像装置
はバーチャルＣＣＤセッサとして、■ＥＤＭ８３．講演
番号１９　、８　Ｊ４ｃｇｒｔｈ、Ｒ，Ｄ　によって発
表されている。しかし本従属発明によれば、垂直解像度
を２倍にできろ。

すなわち各ＤＶＴＧの下の電位井戸と、各ＰＷＭの電６
（ｆを独立に転送できる。本従属発明の第２の特徴はＤ
ＶＴＧがＩ　Ｅ／Ｂ転送法に比較して半減できるので、
垂直クロックが簡単になることである。その結果転送速
度は改善され、クロック電力は低減されろ。上記の効果
は設計上及び製造上重要である。さらにこの従属発明を
ＦＴセンサに使用するときに青感度は大巾に改善される
。

独立発明３．（クレーム＋６）本発明はインクライン転送固体撮像装置（ＩＴセンサ）
におい石、垂直ＣＯＤを独立発明１．２で開示された連
続注入形Ｅ／Ｂ転送法（Ｅ／Ｂ転送法）によって転送す
ることを特徴とする。このようにオれば、ＩＴセノザに
おいて、垂直ＣＣＤの各ＤＶＴＧまたは奇（偶）数番目
のＮＤＶＴＧの電荷を独立に垂直転送できろ。その結果
、電荷転送能力が改善されるので、画素面積を増加でき
る。モしてＥ／Ｂ転送法を使用するＦＴセンサと同じよ
うにノンインクレース読みたし、２画素行／１水平期間
読みたしく２画素行読みたし）が可能になり、解像度が
改善される。さらに本従属発明によって、以下の特別の
効果が得られる。

従属発明１．（クレーム１７）独立発明３の好ましい一実施例において、垂直帰線期間
に１画素当たり＋　ＤＶＴＧまたは２ＮＤＶＴＧを備え
る固体撮像装置の垂直ｃｃＤに残留４′るノイズ電荷（
残留電荷ＱＮＲと略称される。）は外部にクリアされる
がまたは垂直ＣＯＤの電位井戸に再配置される。そして
垂直ＣＯＤの電位井戸に信号電荷ＱＳとスミアノイズ電
荷。ＮＳを交互に蓄積し、転送する。そしてｌ垂直ＣＯ
Ｄの隣接する２電位井戸の信号電荷とスミアノイズ電荷
を独立に出力し、そして信号電圧ｖｓとスミアノイズ電
圧ＶＮＳの差を検出する。このようにすれは信号電荷Ｑ
Ｓに混入するスミアノイズ電荷。ＮＳを大巾に低減でき
る。上記の残留電荷。ＮＲのクリアまたは再配置はＥ／
Ｂ耘送センサは垂部転送期間の終わりに電位井戸の数が
半分になるために実施される。即ち］　Ｅ／Ｂ転送にお
いて転送の終わりに２相クロツク転送と同じになり、２
　Ｅ／　Ｂ転送に些いて転送のおわりに４相クロツク転
送と同じになる。その結果実質的な電位井戸は半分に用
する。好ましい一実施例において、２個の水平ＣＯＤか
配置され、そして上記の２水平ＣＯＤは１水平走査期間
に１画素行の信号電荷。Ｓ、！＝１行のスミアノイズ電
荷を出力する。そして出力された信号電圧ｖｓとスミア
ノイズ電圧ＶＮＳの差が検出される。

従属発明２．（クレーム１８）独立発明３の好ましい−・実施例において、全画素列ま
たは飽和画素列の１行分のスミアノイズか垂直帰線期間
に記憶される。そして１画素当たりＩＤＶＴＧまたハ２
　Ｎ　Ｄ　Ｖ　Ｔ　Ｇを備える垂直ＣＯＤにおいて、隣
接する２個の電位井戸または残留電荷ＱＮＲを保持する
電位井戸の信号電荷ＱＳを転送し、そして出力する。そ
して出力された信号電圧ｖＳから上記のスミアノイズ電
圧ＶＮＳが減算される。このようにすれば各画素列にお
いて一定と仮定されたスミアノイズは大巾に低減できる
。

これは記憶されたスミアノイズ電圧にふくまれる残留電
荷と出力される信号電荷に含まれる残留電荷が大体等し
いからである。即ち、強いブルーミング状態において残
留電荷とスミアノイズ型部はほとんどブルーミング光に
よって作られる。１垂直ＣＣＤの隣接する２Ｎ位井戸の
信号電荷を加算する事によって、信号電荷に混入するス
ミアノイズ電荷は大体等しくなる。垂直転送期間の最初
に奇（偶）数番目の電位井戸に残留電荷ＱＮＲが蓄積さ
れる。他の一実施例において、垂直ＣＯＤの奇（偶）数
番目の電位井戸に画素から転送された信号電荷が利用さ
れる。ただしこの奇（偶）数番目の電位井戸は残留電荷
を保持する電位井戸である。後者の実施例において、垂
直（、ＣＤの偶（奇）数番目の電位井戸はノイズ電荷ま
たは利用しない信号電荷を転送できる。上記のノイズ電
荷まだは利用しない信号電荷は垂直ＣＯＤの出力端また
は水平ＣＯＤの１端に電気的に接続されたドレイン電極
に排出される。そのけっかＳ／Ｎ比またはフレート残像
が改善される。なお、本明細書において、１画素当たり
Ｉ　ＤＶＴＧを備える垂直ＣＯＤはクレーム１５に開示
される２画素当たりＩ　ＤＶＴＧとＩＰＷＭを持つ実施
例を含む。クレーム１７．１８の好ましい一実施例にお
いて、スミアノイズが小さいときに、■水平期間に２画
素行の信号電荷従属発明３．（クレーム１９）独立発明３の好ましい一実施例において、１画素当たり
］　ＤＶＴＧまたは２ＮＤＶＴＧを備えるＩＴセンザ（
即ち１画素当たり！電位井戸を備えるＩＴセッサ）は低
照度時にフレーム蓄積モードで動作し、そして高照度時
にフィールド蓄積モードて動作できる。もちろんフィー
ルド蓄積モードにおいて、■水平期間に１画素行を出力
できるし、と残像を改善できる。なお、クレー１１され
ていないが、独立発明３においてインタレース出力モー
トとノンイノタレース出力モードを切り替える事か可能
である。この効果はたとえばＴＶカメラを電子カメラと
して使用する時などにを益である。

従来のＩＴセンサにおいて、１画素あたり２電位井戸を
配置する事によって、ｌ水平期間に２画素行を出力する
事は公知である。しかしその結果垂直ＣＣ’Ｄと垂直走
査線の構造は非常に複雑になり、その電荷蓄積能力は小
さくなり、クロック電力は増加した。これらの欠点は本
発明によって解決された。

独立発明４．（クレーム２０）独立発明１．２．３によって、本発明のＥ／Ｂ転送セン
サが開示された。しかし池の固体撮像装置、または管、
または光学カメラと競争するためにその垂直転送速度と
クロック電力を改善する必要がある。一般に両者は逆の
関係を持つ。さらに解像度の改善のために画素行を増加
すると垂直走査線の巾が細くなり、その充電と放電時間
が長くなる。

本発明はこの問題を解決するために、垂直走査線の両側
から駆動する事を特徴とする。即ち垂直走査線の両側に
駆動用シフトレジスタまたは駆動用クロック線を配置し
、それらに同期するクロック電圧を印り口する。その結
果、シフトレジスタまたはクロック線の負荷抵抗と負荷
容量はそれぞれ半減するので、クロック電力は大巾に低
減される。

特に駆動用シフトレジスタの出力抵抗を高くできる事は
画素行の増加を可能にする。好ましい一実施例において
、１本の垂直走査線を分割して両側から入力する駆動電
圧の干渉を防止できる。また本発明は他の垂直ＣＯＤを
備える固体撮像装置にも応用できる。

以下において、追加説明がなされる。クレーム９におい
て、シフトレジスタによるＤＶＴＧまたはＮＤＶＴＧの
駆動はシフトレジスタの出力節点、または上記の出力節
点によって駆動されるバッファインバータの出力節点に
ＤＶＴＧまたはＮ　Ｄ　Ｖ　ＴＧを電気的に接続するこ
とをいみする。クレーム１０において、シフトレジスタ
またはバッファインバータに印加する電源電圧の変更は
、上記のシフトレジスタまたはバッファインバータの出
力節点に２種類の異なる充電電位（深い電位Ｖ　Ｈと読
みたし電位ＶＲ）を印加する事を意味する。したがって
複数の充電スイッチと充電用電源線を使用できる。

クレームｌの一実施例において、垂直転送を実施する前
にソフトレジスタまたはバッファインバータによって、
各Ｄ　Ｖ　’Ｔ　Ｇまたは奇（偶）数番目のＮＤＶＴＧ
に深い電位ＶＨを印加し、偶（奇）数番目のＮＤＶＴＧ
に浅い電位Ｖ　Ｌを印加する事ができる。このようにす
れば、クロック回路は簡単になる。クレーム９において
、ｌＥ／Ｂ転送を実施する時にシフトレジスタまたはバ
ッファインバータはダイナミック（特にレシオレス）動
作をする事が好ましい。

以下に各独立発明の他の特徴と効果が説明される。

発明を実施するための最良の形態図１と図２は独立発明ｌに開示される連続注入形Ｅ／Ｂ
転送センサの一実施例ブロック回路図である。図１にお
いて、撮像領域１に水平方向に配置された垂直走査線３
は垂直転送りロック電圧を発生するシフトレジスタ（Ｖ
　Ｓ　Ｒと略称される。）２Ａ、２Ｂによって駆動され
る。シフトレジスタと垂直走査線の間に、電流増幅用バ
ッファインバータを配置できる事は当然であるので、以
下において、垂直走査線３をシフトレジスタによって直
接に駆動する実施例を説明する。垂直走査線３は一般に
垂直ＣＯＤの転送電極と一体化しているので、両者は同
じ符号を与□えられる。図１において、各垂直走査線３
はシフトレジスタ２Ａと２Ｂによって駆動されるので、
その充電と放電は高速になる。

２Ａと２Ｂは同じ動作をする。３を半分に分割しても良
い。水平ＣＣＤ５Ａは転送電極４Ａによって、垂直ＣＯ
ＤまたはバッファＣＯＤに接続される。水平Ｃ０Ｄ５Ｂ
は転送電極４Ｂによって、水平ＣＣＤ５Ａに接続される
。図２において、奇（偶）ｖｉ番目の垂直走査線３Ａは
シフトレジスタ２Ａの出力節点にそれぞれ接続され、偶
（奇）数番目の垂直走査線３Ｂはシフトレジスタ２Ｂの
出力節点にそれぞれ接続される。図１．２において、画
素とバッファＣＯＤと垂直ＣＯＤは省略されている。

（ＡからＦ）において、図１の構造を持つＩ　Ｅ／Ｂ転
送動作が説明される。たたし、２Ｂ、４Ｂ、５Ｂは省略
される。垂直ＣＣＤ６はＤＶＴＧ３（ＵからＺ）を持つ
。３Ｚと５Ａの間に転送電極４Ａか配置される。３Ｚと
４への間にバッファＣＣＤを配置する事は可能である。

転送を開始する前に３Ｕから３Ｚは深い電位ＶＨに充電
され、その下の各電位井戸に信号電荷Ｑ１からＱ６か蓄
積される。

もちろん信号電荷はＩＴセンサにおいて画素列から注入
され、ＦＴセンサにおいて、光によって、注入される。

図３Ａにおいて、３Ｚが浅い電位ＶＬになり、Ｑ＋は３
Ｚの下から４Ａを介して、水平ＣＣＤ５Ａに転送される
。４Ａと５Ａのクロック動作は周知であり、詳細な説明
は省略される。

図３Ｂにおいて、３Ｚは深い電位Ｖ　Ｈになり、３Ｙは
浅い電位ＶＬになる。モしてＱ２は３Ｚの下に転送され
る。図３０において、３Ｚと３Ｘは浅い電位Ｖ　Ｌにな
り、３Ｙと４Ａは深い電位Ｖ　Ｈになり、Ｑ２は水平Ｃ
ＣＤ’５　Ａに転送され、Ｑ３は３Ｙの下に転送される
。同様に図３Ｄから図３Ｆの動作によって各信号電荷Ｑ
３からＱ６は独立に垂直転送される。垂直走査線３（Ｕ
からＺ）はシフトレジスタ２Δの各出力節点にそれぞれ
接続される。図３（ＡからＦ）において、シフトレジス
タ２Ａの入力端２Ｃから転送パルス情報である浅い電位
ＶＬと深い電位Ｖ　Ｉ−ｒを交互に注入す、る事によっ
て、−ｈ記の垂直転送を実施できる事が理解される。

ｌ水平期間に１画素行を出力する一実施例において、図
３八と図３Ｂ、または図３Ｂと図３０の転送動作が水平
帰線期間に実施され、そして水平走査期間に水平ＣＣＤ
５Ａは信号重荷を水平転送する。図３（ＡからＦ）にお
いて、０で表される空のＰＷが２ＰＷピツチだけ逆転送
される毎に、次の空のＰＷが注入される事が理解される
。図３（ＡからＦ）のＩ　Ｅ／Ｂ転送において、空のＰ
Ｗは浅い電位■Ｉ、から深い電位ＶＨにされた後で、信
号電荷を受け取る事が望ましい。浅い電位ＶＬを持つＤ
ＶＴＧを深い電位ＶＨに再び充電する良い方法は上記の
ＤＶＴＧに隣接する上流のＤ　Ｖ　’ｒ　Ｇに浅い電位
ＶＬを印加する前に、すべてのＤＶＴＧに深い電位■Ｈ
を印加する事である。シフトレジスタ２Ａの出力インバ
ータ（またはバッファインバータ）を充電期間と放電期
間を持つレシオレス形インバータにすれば、上記の動作
は簡単に実施できる。図４（ＡからＦ）は図２の構造を
持つＩＥ／Ｂ転送動作が説明される。図４（ＡからＦ）
は図３（ＡからＦ）と同じ動作状態を持つ。ただし、図
４（ＡからＦ）において、シフトレジスタ２Ａと２Ｂは
交互に深い電位ＶＨになる。２Ａと２Ｂの上記の動作は
ソフトレジスタの出力インバータをダイナミック形特に
レシオレス形にすれば簡単に作る事ができる。好ましい
一実施例において、片方のソフトレジスタの充電動作が
他のシフトレジスタの評価（放電）動作より早く始まる
事が好ましい。

ダイナミック形特にレシオレス形バッファインノ≦−タ
を使用する実施例においても、図３（ＡからＦ）と図４
（ＡからＦ）のクロック動作は可能である。ただし、イ
ンバータの充電動作はその出力節点に深い電位Ｖ　Ｈを
与えるクロック動作であり、その放電動作はその出力節
点に浅い電位ＶＬを印加するクロック動作である。本発
明のＩ　Ｅ／Ｂ転送が非常に簡単なりロック動作によっ
て実施できる事がわかる。図３．（ＡからＦ）と図４（
ＡからＦ）において、信号電荷の転送の後で再び各ＤＶ
ＴＧに深い電位ＶＨを印加すれば、次のＩＥ／Ｂ転送を
実施できる。図５は図４のソフトレジスタの一実施例等
価回路である。勿論図３のソフトレジスタも図５と基本
的に同じ構造を持つ事ができる。

垂直走査線３．Ｚ　、３　Ｙ　、３　Ｘはシフトレジス
タ２Ａ。

２Ｂの出力インバータＩＩＡの出力節点１２Ａ。

１２Δ°に直接接続される。勿論、両者をスイッチによ
って接続しても良い。ＩＩＡは充電スイッチ４８Ａと評
価スイッチ９Ａと放電スイッチＩＯＡを持つダイナミッ
クインバータである。２個の出力インバータを接続する
接続用インバータ１１Ｂは放電スイッチＩＯＢと評価ス
イッチ９Ｂと充電スイッチ８Ｂを持つ。ＩＩＡとＩＩＢ
は接続スイッチ７Ａと７Ｂによって交互に接続される。

図６は図５の２相シフトレジスタ２Ａ、２Ｂの一実施例
動作図である。ただし、１４は２Ａの動作図であり、１
４°は２Ｂの動作図である。クロック電圧Ｖ１°、■２
′は２Ｂに印加され、クロック電圧Ｖ　ｌ　、Ｖ　２は
２Ａに印加される。１４のＰは出力節点＋２Ａの充電状
態を表し、Ｈは保持状態を表し、Ｅは評価（放電）状態
を表す。同様に１４’のＰ゛は２Ｂの出力節点１２°の
充電状態を表し、・Ｈｏは保持状態を表し、Ｅｏは評価
状部を表ず。ＭＯ３２相シフトレジスタの動作は周知で
あり、詳細な説明は省略される。図６において、ＥはＰ
。

より遅れて動作し、ＥｏはＰより遅れて動作する。

図６において、ｌ水平帰線期間にＰ、Ｈ，Ｅを配置する
事によって、１画素行の（ぢ号電荷を水平ＣＣＤに転送
できる。図５において、ＩＯＡを遮断し、８Ａを導通さ
せる事によって、各ＤＶＴＧに深い電位ＶＨを印加する
事ができる。この時、充電用電源電圧ＶＤを最も深い電
位ＶＲに変更すれば、共通転送電極形ＩＴセンサのＡＴ
Ｇに読みだしパルス電圧を印加でき、画素の信号電荷を
垂直ＣＯＤに転送できる。図７はシフトレジスタ２Δに
よって駆動されるバッファインバータ１５の出力節点に
垂直走査線３Ｚを接続する実施例を表す。ダイナミック
インバータ１５によって、Ｋ３（ＡからＦ）と図４（Ａ
からＦ）の転送りロックを発生できる。たとえば図６に
おいて、Ｐ期間に充電スイッチ＋５Ａが導通し、放電ス
イッチ１５Ｃか遮断する。）［期間に１５Δ、１５Ｃが
遮断する。Ｐ期間に１５Δは遮断し、１５Ｃは導通する
。図８は図７の変形実施例である。接続スイッチ１６は
図７の放電スイッチ１５Ｇと同じ動作をする。図９はク
レーム７を説明する動作図であり、図１の構造を詩つ２
Ｅ／Ｂ転送センサのシフトレジスタ２Ａの動作図である
。ンフトレジスタ２Ａは出力インバータＩＩＡと出力イ
ンバータＩＩＢを交互に接続して構成される。そして垂
直走査線３（ＺからＷ）は各出力インバータの出力節点
＋　２Ａ、ｉ　２Ｂに接続されろ。時刻ｔｏからｔ６の
期間に、２相ンフトレジスタ２Ａの各出力節点は図９の
ような変化をするので、奇（偶）数番目のＮＤＶ、ＴＧ
の下に蓄積された信号電荷を独立に垂直転送できる。図
９の垂直走査線の電位変化は図１０（ＡからＨ）と同じ
であるので、垂直転送状態は図１０と同じである。垂直
転送を実施する前に、奇（偶）数番目のＮＤＶＴＧに深
い電位ＶＨを印加し、偶（奇）数番目のＮＤＶＴＧに浅
い電位ｖＬを印加する事は当然であり、ＩＩＡ、ｌ’ｌ
Ｂをダイナミック形インバータとする事により簡単に実
施できる。勿論特別の充電スイッチを付加してもよい。

３Ｚは下流の垂直走査線であり、３Ｗは上流のＮＤＶＴ
Ｇである。図１０（ＡからＨ）は図２の構造を持つ２Ｅ
／Ｂ転送センサを表す動作図である。たたし、シフトレ
ジスタ２Ａ、２Ｂの記載は省略されている。

２Ａｌ；１ＮＤＶＴＧ３（Ｚ、Ｘ、Ｖ）を駆動し、２Ｂ
はＮ’ＤＶＴＧ３（Ｙ、Ｗ、Ｕ）を駆動する。２Ａと２
Ｂを交互にクロック動作させる事によって、信号電荷Ｑ
、ｌ　、Ｑ　２　、’Ｑ　３を独立に転送できる。図９
．１０において、シフトレジスタ１１Δ、ＩＩＢは２相
スタチツク形シフトレジスタによって、構成できる。。

もちろん４相シフトレノスタなとの使用も可能である。

図９のシフトレジスタ２Ａにおいて、インバータＩＩＡ
とＩＩＢは交互に評価（放電）動作Ｅと保持動作Ｈを実
施するので、シフトレジスタ２Ａは２相ダイナミツク（
特にレシオ）形式とする事かできる。図１Ｏの奇（偶）
数番目のＮＤＶＴＧを駆動するソフトレジスタ２Δと、
偶（奇）数番目のＮＤＶＴＧを駆動するシフトレジスタ
２Ｂはそれぞれ保持動作トＩと評価動作Ｅを交互に実施
するので、ダイナミック（特にレシオ）形シフトレジス
タを使用できる。図９．１０（ΔからＨ）において、２
Ａ、２Ｂはレノオース形出力インバータを備えろシフト
レジスタによって、構成できる。たたし、充電動作期間
Ｐの出力節点の電位変化を垂直走査線に伝達しないよう
に、充電期間Ｐにソフトレジスタと垂直走査線を接続す
るスイッチは遮断される。図１１（ＡからＣ）はＩＥ／
Ｂ転送ＩＴセンザの残留電荷ＱＮＲを表す動作図である
。垂直帰線期間の最初に、平偏ＣＣＤ　６の各型位井戸
３（ＺｏからＳ’）は図１１Ａの状態になる。

すなわち、残留電荷Ｑ　Ｎ　Ｒ（’ｌから４）はＰ　Ｗ
　３７゜’、３　Ｘ’、３　Ｖ’、３　Ｔ’にそれぞれ
蓄積されている。

次に、残留電荷ＱＮＲ２，ＱＮＲ４をＩＰＷビツチだけ
垂直転送する。この垂直転送はＰＷ３　Ｙ’。

３　Ｗ’、３　Ｕ’、３　Ｓ　’に深い電位ＶＨを印加
し、そしてＰＷ３Ｘ’、３Ｔ’に浅い電位ＶＬを印加す
る事によって実施される。このクロック動作はたとえば
図５において、隣接する２個の充電スイッチ８Δをそれ
ぞれＷなる充電用電源ＶＤ１．ＶＤ２に接続し、放電ス
イッチＩＯＡを遮断し、８Ａを導通し、上記のＶＤｌ、
ＶＤ２を変更すれば良い。

ららろんバッファインバータを備える実施例においても
、ダイナミック形バッファインバータの充電スイッチを
一上記の充電スイッチと同様に動作させれば良い。その
結果、残留電荷は図］’ｌＢの配置を持つ。その後、す
べてのＤＶＴＧに深い電位ＶＨが印加され、そして奇（
偶）数番目のＰ　Ｗ　３７゜’、３　Ｘ’、３　Ｖ’、
３　Ｔ’ニ画素から信号電荷Ｑ　ｌ　、Ｑ２　、Ｑ　３
　、Ｑ　４が転送される。図１１Ｃは上記の状態を表す
。そして、ＰＷ３Ｚ’の電荷とＰＷ３Ｙ’の電荷は隣接
する２個の。水平ＣＯＤによって出力され、そして出力
された２個の出力電圧が減算される。次にＰＷ３Ｘ’と
ＰＷ３Ｗ’の電荷が同様に出力され、減算される。この
ようにすればスメアノイズは垂直相関によって、相殺さ
れる。フィールド期間毎に出力する信号電荷を変更して
インクレースを実施する事は当然である。図１１（Ｄか
らＦ）はクレーム３の２Ｅ／Ｂ転送ＩＴセンサに上記の
スメアノイズ減算技術を使用する事を説明する動作図で
ある。−図１１Ｄは垂直帰線期間の最初の残留電荷の配
置を表す。図１１Ｂは奇（偶）数番目の残留電荷を１電
位井戸（ＰＷ）ピソヂだけ転送した状態を表す。図１１
Ｆは画素から信号電荷Ｑ　Ｉ　、Ｑ　２　、Ｑ　３を垂
直ＣＣＤ６の電位井戸３Ｚ°。

３　Ｖ’、３　Ｒ’に転送した状態を表す。基本的な動
作は上記のＩＥ／Ｂ転送ＴＴセンサと同じである。

図１１（ＡからＦ）に説明された残留電荷の再配置の他
に、垂直帰線期間に残留電荷を垂直ＣＣＤ６から排出し
、そして隣接する２個の電位井戸の電荷信号を減算して
もよい。図１２はクレーム５に開示される中間電位形Ｉ
　Ｅ／Ｂ転送を表す一実施例断面図である。Ｎ形基板（
４ｘｌＯ”原子／ＣＣ）２０の上にＰ形つェル領域（２
ｘ　Ｉ　Ｏ’す原子／ＣＧ）３２が作られる。そのｔに
、Ｎ形バルクチャンネル領域（１’ＸＩＯ”原子／。。

）２２が作られる。領域２２の一部の表面にボロンイオ
ンが注入されて、電位障壁領域３４が作られる。そして
領域２２の表面に絶縁膜３６を介してＤＶＴＧ３７Ａ、
３７Ｂが作られる。そして隣接する２個−のＤＶＴＧ３
７Ａ、３’７Ｂの間の中間チャン尿ル領域２ｊＡの上に
直流電位を持っＮＤＶＴＧ　３５が作られる。図１３は
図１２のチャンネル電位図である。中間チャンネル領域
２２Ａには中間電位ＶＭが与えられる。クロックされな
いＮＤＶＴＧ　３５はひじょうに薄くできるので、Ｉ　
Ｅ／Ｂ転送Ｆ　Ｔセンサの青感度が改善される。図１２
の一実施例において、中間チャンネル領域２２Ａの表面
にポロンイオンの注入によって電位障壁領域を作れば、
上記のＮＤＶＴＧ３５を省略する事ができる。その結果
青感度はさらに改善される。中間チャンネル領域２２Ａ
の表面へのイオン注入と、ＤＶＴＧの下の電位障壁領域
３４へのイオン注入は同じ工程によって実施できる。上
記の説明によって、本発明のシフトレジスタによって駆
動される連続注入形Ｅ／Ｂ転送がＦＴセンサとＩＴセン
サの垂直転送に使用できる事、上記の垂直転送によって
ノンインタレース、２画素行読みだしインクレースが可
能である事が理解されるであろう。さらにインタレース
／ノンインクレースの切り替え、フレーム蓄積モード／
フィールド蓄積モードの切り替えも可能である。さらに
上記のシフトレジスタ２Ａ、２Ｂに入力する転送パルス
情報を変更する事によって、従来の２相または４相クロ
ツク転送も可能である。垂直ＣＯＤの隣接する２個の電
位井戸の゛どちらかまたは両方を使用して、１画素行の
信号電荷を転送する１画素行読みたしインタレースも可
能である。スメアノイズが小さい時に２両ノイズ低減技
術を利用する事も可能である。図１４は独立発明２（ク
レームｌ◆）を説明する一実施例ブロック回路図である
。水平ＣＯＤを備える固体撮像装置ＩＡは任意の構造を
持つ事ができるが、Ｅ／Ｂ転送センサに応用する事が好
ましい。

上記の直前の３行を削除する例等価回路図であり、図１５はクロック線２Ｙ。

２Ｚに印加される２相クロック電圧Ｖｌ、Ｖ２の波形図
である。図１４．１５はクロック線駆動ｌＥ／Ｂ転送セ
ンサの駆動回路を表す。垂直ＣＣＤのＤＶＴＧに接続さ
れる垂直走査線３（ＺがらＶ）は順次スイッチ＋６（Ｖ
からＺ）によって、クロック線２２’、　、　２　Ｙに
接続される。上記の順次スイッチはソフトレジスタ２に
よって制御される。２の入力端２Ｘに転送パルス情報を
入力する事によって、順次スイッチは＋６Ｚ、１６Ｙか
ら順番に導通する。図１５において、ＴＩ期間は非転送
期間であり、垂直ＣＯＤの各電位井戸に信号電荷か蓄積
される。Ｆ’Ｔセンサにおいて、ＴＩ期間に全順次スイ
ッチが導通し、２Ｚ、２Ｙは深い電位Ｖ　Ｈになり、全
垂直走査線はＶＨになり、信号光が垂直ＣＣＤの各電位
井戸に電荷を蓄積する。同様にＩＴセンサにおいて、Ｔ
Ｉ期間に垂直ＣＯＤの各Ｄ　Ｖ　Ｔ　Ｇ　ＬＬ　Ｖ　Ｉ
−１ニナ”）、画素列の電荷力Ｄ　Ｖ　Ｔ　Ｇの下に転
送される。、共通転送電極形ＩＴセンサにＶｌ、Ｖ２は
読みだし電圧ＶＲになる。その結果画素列の電荷はＤＶ
ＴＧの下に転送される。もちろんインクレースを実施す
るために、２Ｚと２Ｙに交互にＶＲを印加してもよい。

そしてその後で２Ｚ、２Ｙは深い電位ＶＨになる。転送
パルス情報の入力によって、全順次スイッチは垂直転送
期間の終わりに自動的に導通している。非転送期間Ｔ１
において、垂直ＣＣＤのＤＶＴＧの下に電荷Ｑ１からＱ
８を転送または蓄積した後で、全順次スイッチは遮断さ
れる。この遮断はシフトレジスタ２をクイナミンク動作
させる事によってまたは順次スイッチのゲートに特別の
スイッチでＶＬを印加する事によって実施される。従っ
て各ＤＶＴＧは浮遊゛磁位Ｖ’Ｈを持つ。次のｔｌから
ｔ９期間に信号電荷Ｑｌ、Ｑ２．Ｑ’３が垂直ＣＧ’Ｄ
から出力される事が図１６（Ａからし）によって説明さ
れる。

ｔ１期間にｖＩはＶ　Ｌ　ニなり、Ｖ２ｊ、ｔＶＨであ
り、１、そして＋６２．’、Ｉ６Ｙが導通する。そして
Ｑｌが転送ゲート４Ａを介して水平ＣＣＤ５Ａに転送さ
れる。ｔ２期間にＶ　１　、Ｖ　２はＶ　Ｈになる。ｔ
３期間にＶｌはＶＨ１Ｖ２はＶＬになる。そしてＱ２は
り、Ｖ　Ｔ　Ｇ　３　Ｙの下からＤＶＴＧ　３　Ｚの下
に転送される。ｔ４期間にＶ　１　、Ｖ　２はＶＨにな
る。ｔ５期間にＶｌはＶ　Ｌ　、Ｖ　２はＶ　Ｈになる
。そして１６Ｗ、１６Ｘが導通する。その結果Ｑ３はＤ
ＶＴＧ３Ｘの下からＤＶＴＧ３Ｙの下に転送される。

ｔ６期間にＶｌ、Ｖ２にＶＨが印加される。ｔ７期間に
ｖｌにＶＨ，Ｖ２にＶＬが印加される。そしてＱ　３　
、Ｑ　４がｌ　’Ｄ　Ｖ　Ｔ　Ｇピッチ（ｌ電位井戸ピ
ッチ）だけ転送される。ｔ８期間にＶ　１　、Ｖ　２は
ＶＨになる。ｔ９期間にＶｌはＶＬ、Ｖ２はＶＨになる
。

そして１６Ｕ、＋６Ｖが導通する。その結果Ｑ４゜Ｑ　
５　、Ｑ　６が１ＤＶＴＧピツチだけ転送される。

このようにすれば非常に簡単に連続注入形ＩＥ／Ｂ転送
を実施できる。特にｔｌ　、１５　、ｔ９期間にクロッ
クパルス電圧■１の印加（変化）と順次スイッチの導通
を同時に実施できる事は転送動作を非常に簡単にする。

さらに隣接する２個の順次スイッチを同時に導通できる
事は転送動作を非常に簡単にし、シフトレジスタを小形
にする。ＩＴセンサにおいて、ＴＩは垂直帰線期間であ
り、ｔｌからｔ４期間はｌ水平帰線期間内に配置される
。バッファ形ＦＴセンサにおいて、ＴＩは垂直走査期間
であり、ＴＩ基以外期間は垂直帰線期間に配置される。

図１７はクレーム１５に開示される中間電位形ｌｉ／Ｂ
転送センサを説明する一実施例断面図である。基本的に
図１７は図１２と同じである。ただし、直流電極３５の
下に電位障壁領域３４がイオン注入によって付加され、
その結果中間電位障壁領域２２Ｇと中間電位井戸領域２
２Ｂが中間子ャ　−ンネル領域に作られる。このＣＣＤ
構造は１相ＣＣＤとして公知である。図１８は図１７の
電位図である。図１９は図１７の変形実施例であり、直
流電極３５を省略して中間チャンネル領域２２Ａの表面
に２種類のイオン注入を実施して、第一電位障壁３４Ｃ
と第二電位障壁３４Ｂが作られる。

その結果中間チャンネル領域に異なる電位を持つ中間電
位障壁領域２２Ｃと中間電位井戸領域２２Ｒ１に参１１
’ｌが作られる。好ましい実施例において、３４Ｂと電
位障壁３４は同じイオン注入工程によって作られる事が
好ましい。このＣ’ＣＤ構造はバーチャルＣＯＤとして
公知である。図２０は図１９の電位図である。図２１は
図１７と図１９のＣＣＤ曽造金持つクロック線駆動形Ｉ
　Ｅ／Ｂ転送センサの駆動回路を表す。ａ−＝各型直走
査線３．（ＺからＴ）はノットレジスタ２によって制御
される順次スイッチ＋６．（ＺからＴ）によってクロッ
ク線２Ｙに接続される。図２２は図２１の２Ｙに加えら
れるクロック電圧■１の波形図である。これは基本的に
図１５と同じである。非転送期間ＴＩに全ＤＶＴＧに中
間電位ＶＭか印加され、ＤＶＴＧの下の電位井戸ＰＷＶ
と中間チャンネル領域の電位井戸ＰＷＭは中間電位ＶＭ
’を持つ。そして垂直ＣＯＤの全電位井戸に電荷が蓄積
または転送される。図２３（Ａからし）は図２１．２２
のクロック線部動形ｊＥ／Ｂ転送センサの垂直ＣＣＤ６
の動作を表ず。ＤＶＴＧ３　Ｚ、３Ｘ、３Ｖ、３Ｔの間
に直流転送電極３　Ｙ、３Ｗ、３　Ｕが配置され、それ
らの下に電荷Ｑ＋からＱｌが蓄積される。ＴＩ期間に全
順次スイッチは導通するので、２ＹによってＤＶＴＧに
中間電位ＶＭが印加できる事は図１４．１５’、１６と
同じである。ＩＴセンサにおいて、ＶＨまたはＶＲを印
加してもよい。そしてＴ１期間の終わりに全順次スイッ
チは遮断され、ＶＭを持つ各ＤＶＴＧは浮遊電位を持つ
。図２３Ａはこの状態を表す。図２３Ｂはｔ１期間の状
態を表し、■１はＶ　Ｌになり、１６７は導通し、Ｑｌ
は４Ａを介して水平ＣＣＤ　５　Ａに転送される。図２
３Ｃはｔ２期間の状態を表し、■１はＶＨになり、Ｑ２
は３Ｙの下から３Ｚの下に転送される。図２３Ｄはし３
期間の状態を表し、■１はＶＬになり、Ｑ２は５Δに転
送される。図２３Ｅはｔ４期間の状態を表し、ＶｌはＶ
Ｌになり、！６Ｘは導通さ１はＶＨになり、Ｑ　３　、
Ｑ　４はｌ電位ピッチ転送される。どうようにして図２
３Ｇから°図２３Ｌによって、ｔ６からｔｌ１期間の状
態が表される。ｔ２゜ｔ３　、ｔ４期間によって１行の
信号電荷を出力し、ｔ５　、ｔ６　、ｔ７期間によって
次の１行の信号電荷を出ツノする事か理解される。この
転送方法は非常に簡単である。１４　、ｔ７’、ｔｌ　
Ｏ期間に順次スイッチを１個導通する事によって、１電
位井戸の電荷を１電位井戸ピッチだけ転送できる事は大
きな利点である。そして図１７，１９の構造はＦＴセン
ザの青感度を改善する。３５は非常に薄くできる。

以下において、追加説明がなされる。クレーム１８はＦ
Ｔセンサにも使用できる。従ってクレームＩ８はＩＴセ
ンサだけではなく、ＦＴセンサに対してもクレームでき
る。独立発明２の従属発明（クレームＩ　２，１３．１
４）て説明された転送技術はクロック線部動形２Ｅ／Ｂ
転送センサにも使用できる。そしてその構造と転送動作
を非常に簡単にできる。従ってこれらはＩＥ、／Ｂ転送
センサだけでなく２Ｅ／Ｂ転送センサに対してもクレー
ムできる。即ちクレーム１２は垂直転送期間に、接続さ
れている順次スイッチが遮断している垂直走査線に浮遊
電位を印加する事と、各垂直走査線を順次スイッチを介
してだけ駆動する事を特徴とする。

さらに、クレームされてはいないが、図１５で説明され
たように、クロック線の電位変化と順次スイッチの導通
を同時に動作させる技術はクロック線部動形２Ｅ／Ｂ転
送センサにも応用−できる。その結果転送動作を簡単に
できる。以下に追加可能なりレームが記載される。

［２１、画素列を兼ねるか、ま、たは画素列の間に配置
された垂直ＣＯＤと、水平ＣＯＤを備える固体撮像装置
において、垂直ＣＯＤの各ＤＶＴＧまたは半分のＮＤＶ
、ＴＧの下に蓄積された電荷は上記のＤＶＴＧまたはＮ
ＤＶＴＧをその下流側から順番に導通する順次スイッチ
を介してクロック線に接続する事によって独立に転送さ
れ、そして垂直転送期間に上記のＤ　Ｖ　、Ｔ”　Ｇま
たはＮＤＶＴＧは上記の順次スイッチを介してだけ電圧
を印加される事を特徴とする固体撮像装置。］［２２垂直転送を実施するｎＮに、上記の所定の各Ｄｖ
ＴＧまたはＮＤＶＴＧは上記の順次スイッチを介して深
い電位ＶＨまたは読みだし電位ＶＲにリセットされる事
を特徴とする第２１項記載の固体撮像装置。］［２３，上記の順次スイッチのどうつうと上記のクロッ
ク線の電位変化は時間的に重なって（オーバーラツプし
て）配置される事を特徴とする第２１項記載の固体撮像
装置。］［２４３画素列を兼ねるか、また（よ画゛素列の間に配
置された垂直ＣＯＤと、水平ＣＯＤを備える固体撮像装
置において、垂直ＣＯＤの各ＤＶＴＧまたはＮＤＶＴＧ
はそれぞれ異なるクロック電圧を印加され、そして上記
の各ＤＶＴＧまたは半分のＮＤＶＴＧの下に蓄積された
電荷はそれぞれ独立に転送され、そして垂直ＣＣＤの隣
接する２個、の電位井戸または残留電荷を保持する電位
井戸から出力された信号から、あらかじめ垂直帰線期間
に記憶されたスミアノイズを減算する事を特徴とする固
体撮像装置。］以下において、各図の特徴が説明される。図１から図１
３はシフトレジスタによって駆動される連続注入形Ｅ／
Ｂ転送センサを開示する。図１は垂直走査線をその両側
から駆動する事を表す。図２は奇数行の垂直走査線と偶
数行の垂直走査線を異なるシフトレジスタによって駆動
する事を表す。

図３（ＡからＦ）はＤＶＴＧを備える垂直ＣＯＤの転送
（ＩＥ／Ｂ転送）を表す。図３Ａから図３Ｂにシフトす
る前に、各垂直走査線に深い電位ＶＨを印加する事が好
ましい。図４（ＡからＦ）は図２の形式を持つＩ　Ｅ／
Ｂ転送を表す。図４Ａから図４Ｂにソフトする時に、シ
フトレジスタ２Ａは垂直走査線に深い電位ＶＨを印加を
する。そしてシフトレジスタ２Ａが１ビツト（１段）シ
フトすると、垂直ＣＯＤは図４Ａから図４０にシフトす
る。図３（ＡからＦ）と図４（ＡからＦ）において、シ
フトレジスタまたはバッファインバータをダイナミック
形（特にレソオレス形）とすれば、垂直転送期間の前に
垂直走査線をリセットする特別の初期充電回路を省略で
きる。図５．６．７．８においてｖｉ’。

Ｖ２’とＶｌ、Ｖ２は２相クロツク電圧である。図９は
ＮＤＶＴＧを備える垂直ＣＣＤのＥ／Ｂ転送（２Ｅ／Ｂ
転送）を表し、ソフトレジスタを構成する各インバータ
または上記のインバータによって垂直走査線を駆動する
事を表す。図１０（ＡからＨ）は図２の形式を持つ２Ｅ
／Ｂ転送センサを表す。ソフトレジスタ２Ａと２Ｂはそ
れぞれその入力端からＶＨとＶＩ、を交互に入力する。

そして垂直ＣＯＤが図１　、ＯＡから図１０Ｂにシフト
する時に、シフトレジスタ２Ａは１段シフトする。そし
て垂直ＣＯＤが図１０Ｂから図１００にソフトする時に
、ソフトレジスタ２Ｂは１段シフトする。

図１１（ＡからＦ）はＥ／Ｂ転送ＩＴセンサにおいて、
残留電荷を再配置する事を表す。図１２．１３は２個の
ＤＶＴＧの間に一定の電位を持つ中間チャンネル領域を
配置する事を表す。図１４．１５；１６（ＡからＬ）は
クロック線駆動形ＩＥ／Ｂ転送センサを表す。図１７か
ら図２３（Ａからし）−は２個のＤＶＴＧの間に中間電
位井戸と中間電位障壁を持つクロック線駆動形Ｓ　Ｅ、
／’Ｂ転送センサを表す。本明細書において、ＤＶＴＧ
の下のＰＢはＰＷよりも上流側に配置される。

【図面の簡単な説明】

図１と図２は独立発明１の一実施例ブロック回路図であ
る。図３（ＡからＦ）と図４（ＡからＦ）はｌＥ／Ｂセ
ンサの転送動作図である。図５は垂直転送用り５０ツク
電圧を発生するソフトレジスタの一実施例等価回路図で
ある。図６は図５のクロック動作図である。１図７と図
８はバッファインバータの一実施例等価回路図である。図９と図１０（ΔからＨ）は２Ｅ／、Ｂ転送センサの転
送動作図である。図１１（ＡからＣ）はＩＥ／Ｂ転送セ
ンサの残留電荷転送動作図である。図１１（ＤからＦ）
は２Ｅ／Ｂ転送センサの残留電荷転送動作図である。図１２は変形Ｉ　Ｅ／Ｂ転送センサの一実施例断面図で
ある。図１３は図１２のチャンネル電位図である。図１
４はクロック線駆動形Ｉ　Ｅ／Ｂ転送センサの駆動回路
間である。図１５は図１４のクロック電圧図である。図
１６（Ａからし）は図１４の転送動作図である。図１７
はクロック線部動形変形ＩＥ／Ｂ転送センサの一実施例
断面図である。図１８は図１７のチャンネル電位図であ
る。図１９は図１７の変形実施例を表す断面図である。図２０は図１９のチャンネル電位図である。図２１は図
２１は図１７．１’９の一実施例駆動回路図である。図
２２は図２１のクロック電圧図である。図２３【Ａから
し）は図２１の転送動作図である。ロ１田３ｐ　弘Ｅ　１３ＦＬ￥Ｊ３回１ｅム　ｖｇ　ν１田け１紀手続補正書［方式］１　事件の表示　θｇ省口！５’？”ｆ　＠東剰１茅７
玄３）チ号２・ｑ　明１７）　名称、扇沓千表イ象叉夏
３、補正をする者事件との関係　特許出願人住所　名古屋市名東区上社２’−３７ＣＩ本郷３０５４
、補正命令の日付事由（＃ｉ　ｃｔ　）　４ｆｇロＨ＃
７Ｗ３ｔｖ６、補正の内容

Claims

【特許請求の範囲】（１）１画素列を兼ねるか、または画素列の間に配置さ
れた平曲ＣＣＤと、水平ＣＯＤを備える固体撮像装置に
おいて、垂直ＣＣ，Ｄは方向性転送電極（Ｄ　Ｖ　Ｔ　Ｇと略称
される。）と非方向性転送電極（Ｎ　Ｄ　Ｖ　Ｔ　Ｇと
略称される。）のどちらかまたは両方を備え、そして上
記の各ＤＶＴＧまたは各ＮＤＶＴＧはノットレジスタま
たは上記のシフトレジスタによ−て制御されろバッファ
イノバータの異なる出力節点にそれぞれ電気的に接続さ
れ、そして上記のシフトレジスタの入力端から注入され
た転送パルス情報がその出力端に到達する前に、次の転
送パルス情報を上記の入力端から注入し、そして、各Ｄ
　Ｖ　Ｔ　Ｇまたは奇（偶）数番目のＮＤＶＴＧの下に
蓄積された電荷をそれぞれ独立に垂直転送する事を特徴
とする固体撮像装置。（２）、１個の画素を兼ねるかまたは１個の画素に対応
して、１個のＤｖＴＧが配置される事を特徴とする第１
項記載の固体裸像装置。（３）、　］個の画素を兼ねるかまたは１個の画素に対
応して、１個または２個のＮＤＶＴＧが配置される事を
特徴とする第１項記載の固体撮像装置。（４）、　Ｉ水平期間に隣接する２画素行の信号電荷を
独立に出力するＴ、Ｖカメラである事を特徴とする第１
項記載の固体撮像装置。（５）、隣接する２個のＤＶＴＧの間に存在するチャン
ネル１域は一定の直流電位を持つ事を特・　徴と４゛る
たい２項記載の固体撮像装置。（６）、垂直ＣＯＤの出力端から注入された空の電位井
戸か２電位井戸ピンチたけ逆転送さ才また後て、次の空
の電位井戸か垂直ＣＯＤの出力端から丙び注入される事
を特徴とする第２項記載の固体撮像装置。（７）、上記のシフトレジスタを構成する各イノハータ
の出力節点、または上記の出力節点によつてそれぞれ駆
動される各バッファインバータの出力節点は電気的に各
Ｎ’Ｄ　Ｖ　Ｔ　Ｇ−に接続される事を特徴とする第３
項記載の固体撮像装置。（８）、上記のシフトレジスタを構成する奇（偶）数番
目のインバータの出力節点、または上記の出力節点によ
ってそれぞれ駆動されるバッフ）・インバータの出力節
点は電気的に各ＤＶＴＧに接続される事を特徴とする第
２項記載の固体撮像装置。（９）、奇（偶）数番目のＤ　Ｖ　Ｔ　Ｃ，またはＮＤ
ＶＴＧは、偶（奇）数番目のＤＶＴＧまたはＮ　Ｄ　Ｖ
　’Ｉ’　Ｇと異なるシフトレジスタによって駆動され
る事を特徴とする第１項記載の固体撮像装置。（ＩＱ）９画素列の間に垂直ＣＣＤが配置され、画素と
垂直ＣＯＤを接続する転送電極（Ａ　Ｔ　Ｇと略称され
る。）と、垂直ＣＯＤの転送電極（Ｖ　Ｔ　Ｇと略称さ
れる。）は上記のシフトレジスタまたはバッファインバ
ータの出力節点に電気的に接続され、上記のソフトレジ
スタまたはバッファインバータに印加する電源電圧の変
更によって、画素の信号電荷を垂直ＣＯＤに転送する事
を特徴とする第１項記載の固体撮像装置。（１１）、画素列を兼ねるか、または画素列の間に配置
された垂直ＣＯＤと、水平（、ＣＤを備える固体撮像装
置において、垂直ＣＯＤは少なくともＤＶＴＧを備え、そして上記の
各ＤＶＴＧはそれぞれ異なる順次スイッチを介してクロ
ック線に電気的に接続され、上記の各クロック線はそれ
ぞれ１個の垂直ＣＯＤの２個以」二のＤＶＴＧを駆動し
、そして上記の各ＤＶＴＧの下に蓄積された電荷はそれ
ぞれ独立に垂直転送される事を特徴とする固体撮像装置
。（１２）、上記の各ＤＶＴＧは垂直転送を実施する前に
深い電位ＶＨに充電され、そして垂直転送期間に上記の
各ＤＶＴＧは上記の順次スイッチを介してだけ電圧を印
加される事′を特徴とする第１１項記載の固体撮像装置
。（１３）、垂直転送を実施する前に上記の各ＤＶＴＧは
上記の順次スイッチを介して上記のクロック線によって
、深い電位Ｖ　Ｈまたは読みだし電位ＶＲを印加される
事を特徴とする第１　”２項記載の固体撮像装置。（＋４）、隣接する２個のＤＶＴＧにそれぞれ接続され
る２個の順次スイッチを同時に導通させる事を特徴とす
る第１１項記載の固体撮像装置。（＋５）、１個の垂直ＣＯＤの隣接する２個のＤＶＴＧ
の間に存在するチャンネ　ル領域に一定の中間電位を印
加される電位井戸領域と一■−記の電位井戸領域よりも
浅い一定の中間電位を印加される電位障壁領域が配置さ
れる事を特徴とする第１１項記載の固体撮像装置。（１６）、画素列の間に配置された垂直ＣＯＤと、水平
ＣＯＤを備える固体撮像装置において、垂直ＣＣＤの各
ＤＶＴＧまたは各ＮＤＶＴＧはそれぞれ異なるクロック
電圧を印加され、そして上記の各ＤＶＴＧまたは奇（偶
）数番目のＮＤＶＴＧの下に蓄積された電荷はそれぞれ
独立に垂直転送。される事を特徴とする固体撮像装置。（１７）、垂直帰線期間に垂ＩＥｉ、　ＣＯＤに残留す
るノイズ電荷はクリアされるかまたは再配置され、そし
て垂直ＣＯＤは信号電荷とスミアノイズ電荷を交互に出
力し、そして出力される信号電圧とスミアノイズ電圧の
差を検出する事を特徴とする第１６項記載の固体撮像装
置。（１８）、画素から垂直ＣＯＤの隣接する２個の電位井
戸または残留電荷を保持する電位井戸に読み出された信
号電荷を出力し、そして垂直帰線期間に記憶されたスミ
アノイズ電圧と上記の信号電圧の差を検出する事を特徴
とする第１６項記載の固体撮像装置。（１９）、高照度時にフィールド蓄積モードで信号電荷
を出力し、低照度時にフレーム蓄積モードで信号電荷を
出力する事を特徴とする第１６項記載の固体撮像装置。（２０）、画素列を兼ねるかまたは画素列の門に配置さ
れた垂直ＣＯＤと、水平ＣＯＤを備える固体撮像装置に
おいて、垂直ＣＯＤの各転送電極を駆動する電極線（よ水平方向
に配列され、そして上記の各行の電極線（よその両側か
ら駆動される事を特徴とする固体撮像装置。