JP2001177766A5

JP2001177766A5 -

Info

Publication number: JP2001177766A5
Application number: JP2000287486A
Authority: JP
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2020-09-21

Description

【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、半導体基板と、該半導体基板中に形成された第１導電型半導体層からなる電荷転送路と、該電荷転送路上に近接して形成された複数の電荷転送電極と、該電荷転送電極に対して前記電荷転送路中の電荷をｎ（ｎは２以上の整数）相駆動する第１のパルス信号列を印加できるとともに、前記電荷転送電極に対して前記電荷転送路中の電荷をｎ＋１相以上で駆動する第２のパルス信号列を印加できるパルス信号発生回路とを含む電荷転送装置が提供される

【００２４】
本発明の他の観点よれば、半導体基板と、該半導体基板上に行方向及び列方向に整列して形成された複数の光電変換素子と、列方向に整列して配置された複数の前記光電変換素子列の各々に近接して配置され、垂直方向に延びる複数の垂直電荷転送路と、前記光電変換素子の各々と前記垂直電荷転送路との間に形成され、前記光電変換素子に蓄積された電荷を前記垂直電荷転送路内に転送する読み出しゲートと、前記複数の垂直電荷転送路の一端に形成され、水平方向に電荷を転送する水平電荷転送路と、該水平電荷転送路により転送された電荷を増幅して外部に出力する出力アンプとを備え、前記水平電荷転送路は、前記半導体基板中に形成される第１導電型半導体層からなり、ポテンシャルの高い第１のバリア層とポテンシャルの低い第１のウェル層とが隣接して交互に配置された電荷転送路と、該電荷転送路上において前記第１のバリア層と前記第１のウェル層との上に隣接して交互に形成される複数の第１の電荷転送電極および第２の電荷転送電極とを含み、前記第１の電荷転送電極とそれと隣接する前記第２の電荷転送電極とを相互に１つずつ接続して形成された複数の電荷転送電極対と、前記電荷転送路中の電荷を２相駆動する２相の第１のパルス信号列を隣接する２つの前記電荷転送電極対に対して印加できるとともに、前記電荷転送路中の電荷を２ｋ（ｋは２以上の整数）相以上で駆動する第２のパルス信号列を前記電荷転送電極に対して印加するパルス信号発生回路とを含む電荷転送装置の読み出し方法であって、前記光電変換素子に蓄積された全ての光電変換素子に蓄積された電荷を読み出す際には、前記水平電荷転送路中の電荷を２相駆動方式で転送し、水平方向に隣接するｋ列の光電変換素子に対して、１つの電荷を読み出す水平１／ｋ間引きを行う時には、前記水平電荷転送路中の電荷を２ｋ相駆動方式で転送する固体撮像装置の制御方法が提供される。

Claims

半導体基板と、
該半導体基板中に形成された第１導電型半導体層からなる電荷転送路と、
該電荷転送路上に近接して形成された複数の電荷転送電極と、
該電荷転送電極に対して前記電荷転送路中の電荷をｎ（ｎは２以上の整数）相駆動する第１のパルス信号列を印加できるとともに、前記電荷転送電極に対して前記電荷転送路中の電荷をｎ＋１相以上で駆動する第２のパルス信号列を印加できるパルス信号発生回路と
を含む電荷転送装置。
前記パルス信号発生回路が、該電荷転送電極に対して前記電荷転送路中の電荷をｎ（ｎは２以上の整数）相駆動する第１のパルス信号列を印加できるとともに、前記電荷転送電極に対して前記電荷転送路中の電荷をｎ×ｍ（ｍは２以上の整数）相以上で駆動する第２のパルス信号列を印加できる請求項１記載の電荷転送装置。
前記電荷転送路が、ポテンシャルの高い第１のバリア層とポテンシャルの低い第１のウェル層とが隣接して交互に配置された電荷転送路であり、
前記電荷転送電極が、該電荷転送路上の前記第１のバリア層と前記第１のウェル層との上に近接して交互に形成された複数の第１の電荷転送電極および第２の電荷転送電極とを含み、前記第１の電荷転送電極とそれと隣接する前記第２の電荷転送電極とを相互に１つずつ接続して形成される複数の電荷転送電極対を構成し、
前記パルス信号発生回路が、前記電荷転送路中の電荷を２相駆動する２相の第１のパルス信号列を隣接する２つの前記電荷転送電極対に対して印加できるとともに、前記電荷転送電極対に対して前記電荷転送路中の電荷を２ｋ（ｋは２以上の整数）相以上で駆動する第２のパルス信号列を印加できる請求項２記載の電荷転送装置。
さらに、前記電荷転送電極の最終段に隣接して形成され、前記電荷転送路内を転送された電荷を一時的に蓄積する電荷蓄積部と、
該電荷蓄積部に蓄積された電荷量を検出する電荷検出部と
を含む請求項３に記載の電荷転送装置。
前記電荷蓄積部は、
前記電荷転送路上において隣接して形成された第２のバリア層及び第２のウェル層と、
前記第２のバリア層と前記第２のウェル層との上に形成された第３の電荷転送電極および第４の電荷転送電極と、
前記第３の電荷転送電極及び前記第４の電荷転送電極と接続され、蓄積電荷放出用パルスを発生する蓄積電荷放出用パルス発生回路と
を含む請求項４記載の電荷転送装置。
さらに、前記電荷転送電極の最終段に隣接して形成され、前記第１のウェル層の電気容量よりも大きい電気容量を有する第２のウェル層と、
該第２のウェル層に隣接して設けられ、前記電荷転送路から転送された電荷の量を検出するフローティングディフュージョン領域と、
を含む請求項３記載の電荷転送装置。
半導体基板と、
該半導体基板中に形成された第１導電型半導体層からなり、電荷を蓄積する第１のウェル層と第１のバリア層とが交互に配置される電荷転送路と、
該電荷転送路上において隣接して形成された複数の電荷転送電極と、
該電荷転送電極に対して前記電荷転送路中の電荷をｎ（ｎは２以上の整数）相駆動する第１のパルス信号列を印加できるとともに、前記電荷転送電極に対して前記電荷転送路中の電荷をｎ×ｍ（ｍは２以上の整数）相以上で駆動する第２のパルス信号列を印加するパルス信号発生回路と、
前記電荷転送電極の最終段に隣接して形成され前記電荷転送路内を転送された電荷を一時的に蓄積する電荷蓄積部と、
該電荷蓄積部に蓄積された電荷量を検出する電荷検出部と
を含み、
前記電荷蓄積部は、
前記電荷転送路に隣接して形成された第２のバリア層及び第２のウェル層と、
前記第２のバリア層と前記第２のウェル層との上に形成された第３の電荷転送電極および第４の電荷転送電極と、
前記第３の電荷転送電極及び前記第４の電荷転送電極と接続され、蓄積電荷放出用パルスを発生する蓄積電荷放出用パルス発生回路と
を含み、
前記第２のウェル層の電気容量が前記第１のウェル層の電気容量の（ｎ×ｍ−３）倍以上である
電荷転送装置。
水平電荷転送路として請求項１から請求項７までのいずれかに記載の電荷転送装置が用いられる
固体撮像装置。
半導体基板と、該半導体基板上に行方向及び列方向に整列して形成された複数の光電変換素子と、列方向に整列して配置された複数の前記光電変換素子列の各々に近接して配置され、垂直方向に延びる複数の垂直電荷転送路と、前記光電変換素子の各々と前記垂直電荷転送路との間に形成され、前記光電変換素子に蓄積された電荷を前記垂直電荷転送路内に転送する読み出しゲートと、前記複数の垂直電荷転送路の一端に形成され、水平方向に電荷を転送する水平電荷転送路と、該水平電荷転送路により転送された電荷を増幅して外部に出力する出力アンプとを備え、前記水平電荷転送路は、前記半導体基板中に形成される第１導電型半導体層からなり、ポテンシャルの高い第１のバリア層とポテンシャルの低い第１のウェル層とが隣接して交互に配置された電荷転送路と、該電荷転送路上において前記第１のバリア層と前記第１のウェル層との上に隣接して交互に形成される複数の第１の電荷転送電極および第２の電荷転送電極とを含み、前記第１の電荷転送電極とそれと隣接する前記第２の電荷転送電極とを相互に１つずつ接続して形成された複数の電荷転送電極対と、前記電荷転送路中の電荷を２相駆動する２相の第１のパルス信号列を隣接する２つの前記電荷転送電極対に対して印加できるとともに、前記電荷転送路中の電荷を２ｋ（ｋは２以上の整数）相以上で駆動する第２のパルス信号列を前記電荷転送電極に対して印加するパルス信号発生回路とを含む電荷転送装置の読み出し方法であって、
前記光電変換素子に蓄積された全ての光電変換素子に蓄積された電荷を読み出す際には、前記水平電荷転送路中の電荷を２相駆動方式で転送し、
水平方向に隣接するｋ列の光電変換素子に対して、１つの電荷を読み出す水平１／ｋ間引きを行う時には、前記水平電荷転送路中の電荷を２ｋ相駆動方式で転送する
固体撮像装置の制御方法。
前記水平方向に隣接するｋ列の光電変換素子に対して１つの電荷はｋ列の電荷信号を前記水平電荷転送路内において加算したものである請求項９記載の固体撮像装置の制御方法。
半導体基板と、該半導体基板上に行方向及び列方向に整列して形成された複数の光電変換素子と、列方向に整列して配置された複数の前記光電変換素子列の各々に近接して配置され、垂直方向に延びる複数の垂直電荷転送路と、前記光電変換素子の各々と前記垂直電荷転送路との間に形成され、前記光電変換素子に蓄積された電荷を前記垂直電荷転送路内に転送する読み出しゲートと、前記複数の垂直電荷転送路の一端に形成され、複数の第１のウェル層に電荷を蓄積し、その電荷を水平方向に転送する水平電荷転送路と、を備え、前記水平電荷転送路は、前記半導体基板中に形成される第１導電型半導体層からなり、該電荷転送路上において隣接して形成された複数の電荷転送電極と、該電荷転送電極に対して前記電荷転送路中の電荷をｎ（ｎは２以上の整数）相駆動する第１のパルス信号列を印加できるとともに、前記電荷転送電極に対して前記電荷転送路中の電荷をｎ×ｍ（ｍは２以上の整数）相以上で駆動する第２のパルス信号列を印加できるパルス信号発生回路とを含み、さらに前記電荷転送電極の最終段に隣接して、前記電荷転送路内を転送された電荷を一時的に蓄積する電荷蓄積部と、該電荷蓄積部に蓄積された電荷量を検出する電荷検出部とが形成され、前記電荷蓄積部は、前記電荷転送路上において隣接して形成された第２のバリア層及び第２のウェル層と、前記第２のバリア層と前記第２のウェル層との上に形成された第３の電荷転送電極および第４の電荷転送電極と、前記第３の電荷転送電極及び前記第４の電荷転送電極と接続され、蓄積電荷放出用パルスを発生する蓄積電荷放出用パルス発生回路とを含み、前記第２のウェル層の電気容量が前記第１のウェル層の電気容量の（ｎ×ｍ−３）倍以上である固体撮像装置の読み出し方法であって、
前記電荷蓄積部に前記第１のウェル層（ｎ×ｍ−３）個分の電荷が蓄積された際に、前記電荷蓄積部から電荷検出部に電荷を転送する
電荷転送装置の制御方法。