JPS6239054A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JPS6239054A
JPS6239054A JP60179649A JP17964985A JPS6239054A JP S6239054 A JPS6239054 A JP S6239054A JP 60179649 A JP60179649 A JP 60179649A JP 17964985 A JP17964985 A JP 17964985A JP S6239054 A JPS6239054 A JP S6239054A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
solid
charge transfer
signal
storage
Prior art date
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Pending
Application number
JP60179649A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoshi Yamakawa
聡 山川
Hidenobu Ishikura
石倉 秀信
Naoki Yuya
直毅 油谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS6239054A publication Critical patent/JPS6239054A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は固体撮像装置の垂直方向の信号電荷の転送の
効率の改善に関する。
[従来の技1] 近来、イメージセンサにおいては、高集積化が著しく、
それに伴ない高感度化が要求されている。
この改善策の1つとして、1985年2月のアイニスニ
スシーシー (r nternatlonal  3 
olid−5tat13  C+rcu+te Con
ference )のダイジェストオン テクニカル 
ペーパー(D Igest of  Technica
l  Paper) 100頁(M、 Kimata 
et al、)またはテレビジョン学会技術報告NO,
TEBS101−6.ED841 (木股他ンに示され
たC8D (Charge Sweep  Devic
e  : 電荷帰き寄1j素子)方式のセンサが開発さ
れている。
第3図はC3D方式の従来の固体愁像装置を示すブロッ
ク図である。第3図にΔ5いて、従来の固体!!@装貢
には、受光素子1およびゲート3により構成される画素
が水平方向8J、び垂直方向に裕数個配列される、ゲー
ト3はi′・ランスフアゲ・−トとC3D(垂直N間転
>’A素子)2のグー[−の両方の働きをする。水平方
向lこ配a1さねたゲート3は垂直′ypl査線4で接
続されてJ3す、各ゲート3には1〜ランスフ?ゲ一ト
走査回路5から1−ランスフアゲ−(・連携信号が供給
さね、CS D走舟回路6からC3D駆動信号が供給ざ
tする、 C3D2と水平CCD9との間には、蓄積ゲート7と蓄
積制御ゲート8とが設けられる。、二、二で、蓄積ゲー
ト7はC802によりIMぎ寄せられた信号を一時蓄積
するものであり、蓄積制御グー1−8は蓄積ゲート7か
ら水平CCD9への信号の転送を1御するものである。
第4図は信号の転送動作順序に従ったボテンシャルを示
す図である13次に、第3図および第4図を参照して従
来の固体搬像装置における信号の転送動作について簡明
づ′る。
まず、C3D2のすべてのゲートの電位がH1ノベルと
なり、CS D 2のチャンネル21内に大きなボテ〕
ノシトル井戸が形成される。この状態でC802に接続
された1−ランスフアゲ−1−の1つが0トjさねて、
1つの受光素子の信@をC8Dに読出すatsき寄せ四
力作はCS Dのゲート電位を順番にLレベルにするこ
とにJ、っ′i′:行なわれイ)〈第4SCa>〜(6
))。侶@電荷はボデンシへ一ルの壁の移動に伴なって
空間的(::拡がりなかtろ蓄槽グー1−7方向に移動
するうこの間水平CCD 9は訟出初作を続けていζ)
。CS D走丹回路(−3は、く二の1/Flき寄せ動
作に必要なタロツク47号をC3D2のグー1−3に与
える。一本の走査線で選ばイ9.た1 t7の信号電荷
は転送ヂVネル21に読出ざ11、垂直方向に転送され
で、1水平期間に蓄積グー1〜71、:掃き寄せられる
(第4図(e))。ブランキング期間に蓄積1iIJ罪
ゲー川−8によりM積グート7がら水平CCD9に信号
電荷の転送が行なわれる。
第2A図は第3図の蓄積ゲート7と蓄積制御ゲート8の
詳細な構造を示す図であり、第2B図はその断面を示す
図であり、第2C図はそのポテンシャルを示す図である
。第2A図において、蓄積ゲート7は蓄積ゲート部22
と蓄積グー)−電極23とグー[・制御用アルミニウム
配線27どを含み、ゲート制御用アルミニウム配線27
はコンタク1−ホール30を介1)て蓄積グー1−?[
23に接続されるat′積制御ゲート8は蓄81制御ゲ
ー1一部24ど蓄積l1IJ御ゲーt−電l!i25と
ゲート制御用アル、ミニラム配線28とを含み、ゲート
制御用アルミニウム配線28はコノタクトホール29を
介して蓄積制御グー[・N極25に接続さ41.る。
第2B図に示すように蓄積ゲート部22と蓄積制御ゲー
ト部24とは転送チA・ンネル21と水平CCD部26
とに挾まれた構造である。
第2A図に示すように、蓄積ゲート部22は転送ヂトン
ネル21から掃き寄せられた信号を蓄積するために、/
、? −1へ幅夕太クシ1−おり、また答積グーi一部
22と水平CCD部26との境界領域でチャンネル幅を
水平CCDは;26の幅に合わせて狭くしている。
[発明が解決しようとする問題点] 従来の固体搬像装置は、以上のようt、二棋成されてい
るので、第2C図に示すように蓄積ゲート部22と水平
CCD部26との境界部には歿ヂ)・ンネル効果により
ポテンシャル井戸が固定的に形成され4.うので、そこ
に捕獲されたM荷は転送に寄与できなくなるため転送効
率が良くないという問題点があった。
そiゆえに、J、−の発明は上述の問題点を解消するl
こめになされたちので2蓄稍ノf −1一部と水平CC
D部との間にできるポテンシャル井戸をなくづことによ
って、転送損失の小ざい固体Wj、東装置を一捉(Jt
りるこにを[]的どする。
[問題点を解決づ゛るための手段] この発明にかかる固体を像装置は、複数個の受光素子を
それぞ杓が直交する第1おJ、び第2の方向(二配列I
−7、それぞれの受光素子からの1志号電荷を第1の方
向に転i1する第1の電荷転送手段を第1の方向に配列
された受光素子列ごとに設け、さらに第1の電荷転送手
段により転送された信号電荷を一時蓄積する蓄積手段と
蓄積手段により蓄積された信月市荷を第2の方向に転送
する第2の電荷転送手段とを設け、蓄積手段のゲート部
の幅を第2のN伺転送手段のチャンネル幅に等しいかま
たはそれよりも狭くしたものである。
し作用] この鑓明における固体踊@装置は、蓄積手段と第2の電
荷転送手段との間の狭チャンネル効果1.1よるボテン
シVル井戸がなくなり電荷を捕獲する頭載がなくなるの
で、信号の転送効率が向上する。
[実施例1 第1A図はこの発明の一実施例の蓄積グー用−と蓄積制
御グー1−の構造を示す平面図であり、第1B図はその
断面図であり、第1C図はそのボテンシ−・ルを示づ一
層である。この実施例においては、第1Δ図に示すよう
に、蓄積グー1〜部22と水平CCD部26のチャンネ
ル幅を同一にしたので、第1C図に示で−ようにボテ〕
/シャル井戸は存在1゜ない。したがって完全転送が可
能どなる。
一般に転送効率ηは η−1−bexD(−t/τ) 〈b:定数、τ:時定数。t :時間)で表わさね、る
。ここで時定数τは τ−12/a D (シ:電極の中心間距離、a:定数。
D:拡散係数) であるので 77”−1−b eX、D  C−aDt /L’ )
となる。また、ゲート長を一定にして多数のグー;−電
極を設け、電櫓の中心間距離をi−/ nに()たとき
の転送効率をη′ とすると )7’ −1−nb exp(−n ’  apt /
L2)となる。ここで、η′2/ηを考えるとη′7/
η−・ (1−nb exp(−n 2a[)t /L2) )
 /(1−b  exp   (−act  、/L 
 2  )  )  ≧ 1となるのでゲート電極を多
く設饗づた方が転送効率が良い。
したがって、好ましく it第1Δ図および第1B図に
示すように蓄積グー1一部22に複数のゲート電極を股
4−1でCODを構成させる。、、、また、蓄積グー1
へ部22の面積を従来と同等にブるために、ゲート長を
長くしてもよい。この場合には、ゲート電極をm数個設
けることにより、転送効率は減少することはない。
以上のよう1こ狭チャンネル効果によるポテンシャル1
戸をなくすために蓄積ゲート部のグーl−幅を水平CC
1)部のチャンネル幅と等()くし、信号蓄積量を従来
と同等にするためにグー1−長を長くし、転送効率の低
下を防ぐためにグー1−雷頂を少数個段けることにより
転送効率を非常r良くすることかできる。
なお、蓄積ゲ〜1・7にあける信号の転送において、転
送のr:6めのポテンシャル井戸に信@ ilt r、
Mが取り残されることがあるが、その場合tこは蓄積ゲ
ート7を構成1−るCCI)を信号を転送するのに必要
と5クロックサイクル数以上駆動することもこよっ下取
り残し電荷を主信号にb口えるiことができるのでさら
に一層転送効率を高めることができる。
〔発明の効果] 以上のように、この発明によれば、蓄積手段のゲート部
の幅を第2の電荷転送手段のチャンネル幅と等しいかそ
れよりも狭くし、蓄積手段と第2の電荷転送手段との間
の狭チャネル効果によるポテンシャル井戸をなくしたの
で、電荷を捕獲する(154111fflがなくなるた
め、転送効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1A図はこの光間の一実施例の蓄積ゲートおよび蓄積
til制御ゲートのIII造を示す平面図である。 第18図1よ第1A図の断面を示す図である。第1C図
は第1B図のポテンシャルを示す図である。 第2A図は従来の固体撮像@置における蓄積ゲートおよ
び蓄積制御ゲートの構造を示す平面図である。第2B図
は第2A図の断面を示す図である。 第2C図は第2B図のポテンシャルを示す図である。第
3図)、本従来の固体撮栄装曜の構成を示すブロック図
である。、第4図は従来の固体撮像装置の動作説明する
ためのポテンシャル図である。 図において、21は転送チャンネル、22は蓄積ゲート
部、23は蓄積グー1−電極、24はM@制御ゲグー一
部、25は蓄lFi ff1ll葬ゲー1−電極、26
は水平CCD部、27および28はゲートM即用アルミ
ニウム配線、29および30はコンタク1−ホールを示
す。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)それぞれが直交する第1および第2の方向に配列
    された複数個の受光素子と、 第1の方向に配列された受光素子列ごとに設けられ、そ
    れぞれの受光素子からの信号電荷を第1の方向に転送す
    る第1の電荷転送手段と、 前記各々の第1の電荷転送手段により転送された信号電
    荷を一時蓄積する蓄積手段と、 前記蓄積手段により蓄積された信号電荷を第2の方向に
    転送する第2の電荷転送手段とを備えた固体撮像装置で
    あつて、 前記蓄積手段は、前記第2の電荷転送手段のチャンネル
    幅に等しいかまたはそれよりも狭い幅のゲート部を有す
    ることを特徴とする固体撮像装置。
  2. (2)前記蓄積手段は信号電荷の転送方向に複数個のゲ
    ート電極を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の固体撮像装置。
  3. (3)前記第1の電荷転送手段の各々は、1水平期間ご
    とに、第2の方向に配列された1列の受光素子列におけ
    るそれぞれの受光素子からの信号電荷を前記蓄積手段に
    転送することを特徴とする特許請求の範囲第1項または
    第2項記載の固体撮像装置。
JP60179649A 1985-08-13 1985-08-13 固体撮像装置 Pending JPS6239054A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5514886A (en) * 1995-01-18 1996-05-07 Eastman Kodak Company Image sensor with improved output region for superior charge transfer characteristics

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5514886A (en) * 1995-01-18 1996-05-07 Eastman Kodak Company Image sensor with improved output region for superior charge transfer characteristics
US5583071A (en) * 1995-01-18 1996-12-10 Eastman Kodak Company Image sensor with improved output region for superior charge transfer characteristics

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