JPS6239054A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- 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
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gate
- solid
- charge transfer
- signal
- storage
- 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
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- 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】
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
。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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- (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)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)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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60179649A JPS6239054A (ja) | 1985-08-13 | 1985-08-13 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60179649A JPS6239054A (ja) | 1985-08-13 | 1985-08-13 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6239054A true JPS6239054A (ja) | 1987-02-20 |
Family
ID=16069461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60179649A Pending JPS6239054A (ja) | 1985-08-13 | 1985-08-13 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6239054A (ja) |
Cited By (1)
| 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 |
-
1985
- 1985-08-13 JP JP60179649A patent/JPS6239054A/ja active Pending
Cited By (2)
| 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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