JPS6269558A - 電荷結合デバイス - Google Patents

電荷結合デバイス

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JPS6269558A
JPS6269558A JP20968185A JP20968185A JPS6269558A JP S6269558 A JPS6269558 A JP S6269558A JP 20968185 A JP20968185 A JP 20968185A JP 20968185 A JP20968185 A JP 20968185A JP S6269558 A JPS6269558 A JP S6269558A
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gate electrode
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transfer gate
gate electrodes
clock pulse
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JP20968185A
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Yoshiya Kiriyama
桐山 義也
Yuji Kitamura
北村 裕二
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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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〕 本発明は電荷結合デバイスに関し、更に詳述すれば出力
部のリセット電位の低電圧化を可能として集積度を高め
得る電荷結合デバイスを提案するものである。
〔従来技術〕
従来の電荷結合デバイス(以下CODという)をP0八
(、F−Ioating D−iffusion  人
−phi目er−浮遊拡散増幅器)を出力部に備えたも
のを例にとっ′(説明する。第4図はその断面構造及び
チャネル電イ☆を示し、第5図はゲー]・電圧とチャネ
ル電イ☆との関係を示すグラフである。以下このCCD
の電荷転送動作を第4図及び第5図によっ°ζ説明する
。ごのCCDはp型基板A−1Hに、複数の転送ゲート
電極Φ1,4’2が交互に!11!設されており、転送
ゲート電極Φ1は上層ゲー1−電極Φ1^と賎ゲート電
極に接続された下層ゲート電極Φ18とからなり、転送
ゲート電極φ2は−1一層ゲート電極Φ2^と該ゲート
電極に接続されたF層ゲート電極Φ2Bとからなってい
る。また−1一層ゲート電極Φj^、Φ2^の下及び下
層ゲート電極Φ1B、Φ2Bの下には、夫々のゲート電
極に対応してn−拡散FilR及びn拡@屓Cが形成さ
れている。そし°(前記転送ゲート電極(■)1及ヒΦ
2は、ΦH+ + ”’ 82の2相のクロックパルス
により駆動されて、電荷は転送ゲート電極Φ1゜Φ2下
のチャネルに沿って順次転送される。このクロックパル
スにより、転送され′ζきた電荷は、最終段の転送ゲー
ト電極Φ直に印加されるクロソクパルスがオフ(T、レ
ベル)であるときに第4図に矢符で示すように出力ゲー
ト電極OG下のn−拡散領域のチャネル電位を越え′ζ
、出力ゲート電極OG下のチャネルよりも下流側のn4
拡散領域(漂遊拡散領に3i)Dへ転送されここに蓄積
されて、この電荷の蓄積にともなう電位変化を出力とし
て採り出す。その後、電荷はリセットゲート@wArt
aをオンとしてリセットドレイン電極VRDに排出する
ところで、従来のCODは第4図に示す如く各転送ゲー
ト電極Φ1.Φ2下のチャネル電位が全ての転送ゲーI
・電極について同電位である。
85図は上層ゲート電極下極層ゲート電極の夫々に対す
るゲート電圧とチャネル電位との関係を示している。第
5図のIで示すように、転送ゲート電極Φ3.Φ2のゲ
ート電圧又はこれに加わるクロックパルスは0■がLレ
ベルであり、10VがHレベルであってこの電圧範囲を
変化する。従って下層ゲート電極下のチャネル電位は1
2〜20Vの間を変化することになり、それ故、ゲート
電圧がオフのときにはチャネル電位は+2Vになる。
〔発明がM決しよ・)とする問題点〕
このため、出力デー1−電極OG下のチャネル電位は、
電荷の転送1−から転送ゲート電極Φl+”2下のチャ
ネル電(+7+2V以1−(第4図では+4Vとしてい
る)を必要とする。それ故、n1拡散領域りに蓄積され
た電荷をリセットするためにはりセラ1−ゲー]・電極
RG下のチャ矛ル電位を出力ゲート電極OGのチャネル
電イ1γ14Vよりも、更に高い+6V程度(第4図参
照)にする必要があり、このためにリセットドレイン電
極VIt[Iの電圧を+6Vとする必要がある。したが
ってCCD周辺回路の電圧の高電圧化により、半導体装
置の小型化に制約がある。
〔問題点を解決するためのf段〕
本発明は前述した問題を解決すべく、出力ゲーI・電極
石Mi+の複数の転送デー1−電極に、これより転送方
向上流1lIllの転送ゲー!、電極に与えるクロック
パルス電圧より低いクロックパルス電圧を与えることに
より、リセットドレイン電極の低電位化を図って隼積度
を高めたCC口を提イハするごとを目的とする。
本発明に係るCODは、転送ゲート電極に与えるクロッ
クパルスによりチャネルに沿って電荷を出力ゲート側へ
順次転送させる電荷結合デバイスにおいて、少なくとも
出力ゲート電極直前の複数の転送ゲート電極に、これよ
りも転送方向」−流側の転送ゲート電極に与えるクロッ
クパルスより低電圧のクロックパルスを与える構成とし
たことを特徴する。
〔実施例〕
以下に本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述す
る。第1図は本発明のCCDの断面構造図及び各ゲート
電極下のチャネル電位を示すグラフであり、第2図は出
力ゲート電極直前の2つの転送ゲート電極を駆動するた
めのクロックパルスを発生させるパルス発生回路の回路
図である。第1図において、Φ1.Φ2はp型基板1上
に複数個を交互に並設した転送ゲート電極である。転送
ゲート電極Φ、はJ一層ゲート電極Φ1^と該ゲート電
極に接続された下層ゲート電極Φ段とからなっており、
転送ゲート電極Φ2は上層ゲート電極Φ2^と該デー1
−電極に接続された下層ゲート電極下極Bとからなって
いる。そして、出力ゲート電極OG直前には転送ゲート
電極Φ3及び(I)、が配設され゛(いる。転送デーl
−電極Φ3は十屓ゲー1−電極Φ3^と該ゲート電極に
接続された下層ゲート電極下極3Bとからなり、転送ゲ
ート電極Φ、は−1−屓ゲート電極Φ、^と該ゲート電
極に接続された下層ゲート電極Φ、Bとからなっている
。転送ゲート電極Φ3゜Φ4は転送ゲート電極Φi、Φ
2と同構造を有している。
転送ゲート電極下極、Φ2は共通の転送ゲート電極同士
を接続して2相クロツクパルスΦH1+ Φ、2を印加
ずべきクロック端子T、、T 2に夫々接続している。
また転送ゲート電極ψ3.Φ4ば2相クロツクパルス”
 83 + ΦH4を印加ずべきクロック端子T3.’
r4に夫々接続している。出力ゲート電極OGより下流
側にはりセットゲート電極RG及びリセットドレイン電
極VROが並設されている。各ゲート電極Φ、〜Φ、の
下層ゲート電極下にばn拡散層が、また」二層ゲート電
極下にはn’−拡散層が夫々形成されζいる。
第2図は転送ゲート電極Φ3.Φ、に、転送ゲート電極
Φ1.Φ2に与えるクロックパルスより低電圧のクロッ
クパルスを与えるパルス発生回路であり、同図におい”
]C,、IC2はいずれも直流電源Vによって駆動され
るインバータ回路であり、インバータ回路IC,の入力
端はパルス入力端子T。
に、インバータ回路lC2の入力端はパルス入力端子T
6に夫々接続され”ζいる。
インバータ回路IC,(又はIC2)の01力端はコン
デンサC+(又はC2)を介してクロック端子T3(又
はT4)と接続されるパルス出力端子T7(又はTo)
に接続するとともに、ダイオードD1(又はD2)と抵
抗R5(又はR6)との並列回路を介して、インバータ
回路IC,(又はIC2)の直流電源Vと並列接続され
た抵抗R+ 、R2(又はR3、R4)の直列回路の中
間ノードに接続されている。
なお、例えばこの回路における抵抗R3は45にΩ。
R2は39にΩ+R3は60にΩ、R1は20にΩ、R
5及びR6はIMΩ、二1ンデンサC1及びC2は夫々
0.1μFである。このパルス発生回路はパルス入力端
子T5にクロックパルスΦ用と同位相であってPeak
 to peak電圧が5vのパルス電圧を与えること
により、そのパルス電圧と同位相であっ一ζ、Peak
 to peak電圧がIOVであり6V〜−4Vの間
で変化する第3図(イ)に示す如きクロックパルスΦ、
3がパルス出力端子T7に出力されるようになっている
。なお、クロックパルスΦ)13のIf、  T−。
レベルは前記抵抗R3及びR2の抵抗値にて定まる。
またパルス入力端子T6にクロックパルスΦH2と同位
相であってPeak to peak電圧が5vのパル
ス電圧を与えることにより、そのパルス電圧と同位相で
あり、Peak to peakili圧がIOVであ
っζ8V〜−2■の間で変化する第3図(ロ)に示す如
きクロックパルス電圧Φ□、がパルス出力端子TBに出
力されるようになっ°ζいる。このクロックパルスΦH
4のH,I、レベルも前記抵抗R3及びR1によって定
まる。
以−1−を整理すると転送ゲート電極Φ1.Φ3には同
位相のクロックパルスΦH1(第3図(ハ)〕。
ΦH3が、また転送ゲート電極Φ2.Φ、にはクロック
パルスΦ、1.Φ、3と逆位相のクロックパルスΦ82
 (第3図(ニ))、ΦH4が与えられることになり、
従って電荷の転送は従来のものと同様のタイミングで行
われていく。この間クロックパルスφH1+ ΦH2が
加えられる転送ゲート電極下のチャネル電位の変化は従
来同様である。
ところがクロックパルスΦH1は一2V〜8■の間、つ
まり第5図の■の範囲を、またクロックパルスΦH3は
一4v〜6■の間、つまり第5図■の範囲を変化するか
ら、これらのクロックパルスΦH4+ΦH3が与えられ
る下層ゲート電極Φ48+ Φ3B夫々の直下のチャネ
ル電位は、第5図から明らかな如く夫々的10.5V 
〜18V、  9 V 〜16.5Vの間で変化するこ
とになる。そうすると出力ゲート電極OGのチャネル電
位は9vより高いIOVで足りるから、リセットゲート
電極RGにリセットパルスが加えられた時のその直下の
チャネル電位、従ってまたす七ソI□ドレイン電極VR
Dのチャネル電位、即ちこの電極VR[lの電位はそれ
より高い+2Vで足りることになり、従来品に比して4
vの電圧低減が可能となる。
なお、上記実施例では2相駆動力式のccnについて説
明したが、本方式に限定されず、例えば3相駆動刃式の
ccnにおいても、本実施例と同様に出力ゲート電極の
直前に低圧のクロックパルスで駆動される転送ゲート電
極を設けることににり同し効果が得られるのは勿論であ
る。
(効果〕 以上詳述したように本発明の電荷結合デバイスは、出力
ゲート電極直前の転送ゲート電極に、これよりも転送方
向上流側にある転送ゲート電極に与えるクロックパルス
より低電圧のクロックパルスを与えるごとにより、リセ
ットドレイン電極vpoの電圧を低下させ得て、周辺回
路の回路電圧の低電圧化が図れ集積回餡の簗積度向上に
大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明に係る電荷結合デバイスを示
し、第1図は電荷結合デバイスの断面構造図及び各ゲー
ト電極のチャネル電位図、第2図は出力ゲー]・電極直
曲の転送ゲート電極を駆動するクロックパルスを得るた
めのパルス発生回路の回路図である。第3図は転送ゲー
ト電極を駆動するクロックパルスの波形図、第4図は従
来の電荷結合デバイスの断面図及びチャネル電位図、第
5図はゲート電圧に対するチャネル電位の関係を示す特
性図である。 Φ1〜Φ4・・・転送ゲート電極 OG・・・出力ゲー
ト電極 RG・・・リセットゲート電極 VRD・・・
リセットドレイン電極  ΦH1〜4)H2・・・クロ
ックパルスIC,、Te3・・・インバータ回路 T、
−T、・・・クロック端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、転送ゲート電極に与えるクロックパルスによりチャ
    ネルに沿って電荷を出力ゲート側へ順次転送させる電荷
    結合デバイスにおいて、少なくとも出力ゲート電極直前
    の複数の転送ゲート電極に、これよりも転送方向上流側
    の転送ゲート電極に与えるクロックパルスより低電圧の
    クロックパルスを与える構成としたことを特徴する電荷
    結合デバイス。
JP60209681A 1985-09-20 1985-09-20 電荷結合デバイス Expired - Lifetime JPH0738440B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6370570A (ja) * 1986-09-12 1988-03-30 Nec Corp 電荷転送装置
JPH02264439A (ja) * 1989-04-05 1990-10-29 Mitsubishi Electric Corp 電荷結合素子
US5011202A (en) * 1988-03-24 1991-04-30 Ohi Seisakusho Co., Ltd. Handle assembly for use with door locking device
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60128665A (ja) * 1983-12-16 1985-07-09 Oki Electric Ind Co Ltd 電荷移送装置

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