JP2003234466A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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JP2003234466A
JP2003234466A JP2002032450A JP2002032450A JP2003234466A JP 2003234466 A JP2003234466 A JP 2003234466A JP 2002032450 A JP2002032450 A JP 2002032450A JP 2002032450 A JP2002032450 A JP 2002032450A JP 2003234466 A JP2003234466 A JP 2003234466A
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JP
Japan
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light receiving
charge transfer
unit
transfer unit
solid
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002032450A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Shizukuishi
誠 雫石
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.)
Fujifilm Holdings Corp
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Original Assignee
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fujifilm Microdevices Co Ltd, Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fujifilm Microdevices Co Ltd
Priority to JP2002032450A priority Critical patent/JP2003234466A/en
Publication of JP2003234466A publication Critical patent/JP2003234466A/en
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize low power consumption by suppressing the increase of a driving frequency and a driving voltage even in a solid-state image pickup device in which a chip size is large or the number of pixels is large. <P>SOLUTION: A light receiving area where light receiving parts 101 and vertical charge transferring parts (VCCD) 102 adjacent to the light receiving parts 101 are arranged like a two-dimensional plane is divided into almost halves to the longitudinal direction of the VCCD 102, that is, vertically almost halves so that two system light receiving areas 111 and 112 can be obtained. The vertical edges of the light receiving areas 111 and 112 are respectively provided with horizontal charge transferring parts (HCCD) 121 and 122, the edge of each VCCD 102 is connected to those HCCD 121 and 122, and signal reading circuits 123 and 124 are respectively connected to the terminals of the HCCD 121 and 122. The two light receiving areas 111 and 112 are configured so that the moving directions (transferring directions) in the VCCD 102 of charges generated in the light receiving parts 101 can be made different from each other, and that they can be independently read out. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は固体撮像装置に関
し、特に全画素読み出し方式の固体撮像装置における電
荷転送部の構成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device, and more particularly, to a structure of a charge transfer section in an all-pixel readout type solid-state image pickup device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、静止画の撮影を目的とした電子カ
メラ(デジタルスチルカメラ)が普及している。静止画
の撮像を行う場合には、テレビジョン信号に対応させた
いわゆる飛び越し走査を行うインターレース読み出し方
式のものではなく、全画素(プログレッシブ)読み出し
方式の固体撮像素子が撮像素子として適している。静止
画の撮影では、動画と異なり、解像度や色再現などの画
質が重要な要素であり、固体撮像素子の高画素化(多画
素化)が急速に進んでいる。
2. Description of the Related Art In recent years, electronic cameras (digital still cameras) for taking still images have become widespread. When capturing a still image, a solid-state image sensor of an all-pixel (progressive) read system is suitable as an image sensor, instead of an interlace read system of a so-called interlaced scan corresponding to a television signal. In shooting still images, unlike moving images, image quality such as resolution and color reproduction is an important factor, and the number of pixels (the number of pixels) of solid-state image pickup devices is rapidly increasing.

【0003】図9は従来のインターライン転送型CCD
(以下、IT−CCDという)の概略構成を示した説明
図である。受光領域51には、フォトダイオード等の光
電変換素子による受光部52が正方格子状に配置され、
この受光部52の列の側部には受光部52で蓄積した電
荷を垂直方向(縦方向)に転送する垂直電荷転送部(V
CCD)53が延設されている。受光領域51の下部に
は電荷を水平方向へ転送する水平電荷転送部(HCC
D)54が設けられ、各VCCD53の端部が接続され
ている。このHCCD54の末端には出力アンプ(FD
A:フローティングディフュージョンアンプ)等を有し
てなる信号読み出し回路55が接続され、この信号読み
出し回路55より信号電荷がCCD素子外部に読み出さ
れる。
FIG. 9 shows a conventional interline transfer type CCD.
It is explanatory drawing which showed the schematic structure of (it is hereafter called IT-CCD). In the light receiving region 51, light receiving portions 52 formed by photoelectric conversion elements such as photodiodes are arranged in a square lattice shape,
A vertical charge transfer unit (V) that transfers the charges accumulated in the light receiving unit 52 in the vertical direction (vertical direction) is provided on the side of the row of the light receiving units 52.
CCD) 53 is extended. A horizontal charge transfer unit (HCC) for horizontally transferring charges is provided below the light receiving region 51.
D) 54 is provided, and the ends of each VCCD 53 are connected. An output amplifier (FD
A: A signal reading circuit 55 including a floating diffusion amplifier) is connected, and the signal charges are read out of the CCD element by the signal reading circuit 55.

【0004】このようなIT−CCDは、民生用ビデオ
カメラに広く使われているものであり、インターレース
読み出し方式の固体撮像素子が一般的である。正方格子
配列の固体撮像素子で全画素読み出しを行うためには、
図に示すようにVCCDを3相の転送パルスφ1,φ
2,φ3で駆動する必要がある。なお、HCCDは2相
の転送パルスH1,H2で駆動される。
Such an IT-CCD is widely used in consumer video cameras, and an interlaced readout type solid-state image pickup device is generally used. In order to read all pixels with a solid-state image sensor with a square lattice array,
As shown in the figure, VCCD is used for three-phase transfer pulses φ1, φ
It is necessary to drive with 2 and φ3. The HCCD is driven by two-phase transfer pulses H1 and H2.

【0005】また、従来は、ビデオカメラ用の撮像素子
をデジタルスチルカメラ用に改良して使用してきたの
で、チップサイズ(1/2インチ型、2/3インチ型な
ど)もビデオカメラ用に合わせたものが主流であった。
しかし、デジタルスチルカメラを従来の銀塩(フィル
ム)カメラと同じ条件、例えば交換レンズやカメラボデ
ィを共通にするなどして使用したいというニーズがあ
り、また天体観測や医療用用途などのために、極めて大
きな撮像面積を有する撮像素子の開発が求められてい
る。前者の場合、例えば135サイズフィルムやAPS
フィルム、あるいはブローニーサイズフィルムなどに相
当する大きさの撮像エリアを持った撮像素子が考えられ
る。
Further, conventionally, since the image pickup device for the video camera has been improved and used for the digital still camera, the chip size (1/2 inch type, 2/3 inch type, etc.) is also adapted to the video camera. It was the mainstream.
However, there is a need to use a digital still camera under the same conditions as a conventional silver salt (film) camera, for example, using an interchangeable lens and a camera body in common, and for astronomical observation and medical applications, etc. Development of an image pickup device having an extremely large image pickup area is required. In the former case, for example, 135 size film or APS
An image pickup device having an image pickup area having a size corresponding to a film or a Brownie size film can be considered.

【0006】IT−CCDでは、高画素化(多画素化)
した場合にVCCD及びHCCDの転送段数が増加する
ため、駆動周波数を高くして高速駆動する必要がある。
HCCDの転送速度を高めた固体撮像素子の構成とし
て、図10に示すようなHCCDを2系統設けたいわゆ
るデュアルHCCD方式の固体撮像素子が提案されてい
る。この固体撮像素子は、受光領域51の下部に2系統
のHCCD61,62が並行して設けられ、各HCCD
61,62の端部にFDA等を備えた信号読み出し回路
63,64が接続されている。この2系統のHCCD6
1,62によって、HCCDにおけるデータ転送レート
を2倍にすることができる。
In the IT-CCD, the number of pixels is increased (the number of pixels is increased).
In that case, the number of transfer stages of the VCCD and the HCCD increases, so that it is necessary to increase the drive frequency and drive at high speed.
A so-called dual HCCD type solid-state image pickup device having two HCCD systems as shown in FIG. 10 has been proposed as a configuration of the solid-state image pickup device in which the transfer speed of the HCCD is increased. In this solid-state imaging device, two systems of HCCDs 61 and 62 are provided in parallel under a light receiving region 51, and each HCCD
Signal reading circuits 63 and 64 equipped with FDA or the like are connected to the ends of 61 and 62. These two systems of HCCD6
1, 62, the data transfer rate in the HCCD can be doubled.

【0007】また、高画素(多画素)の固体撮像素子で
は、スミア(太陽等の高輝度被写体を撮影したときに画
像中に現れる縦方向の光のにじみ等)を抑制することが
重要となる。超低スミア特性を有する高画質のCCD撮
像素子として、図11に示すようなフレームインターラ
イン転送型CCD(以下、FIT−CCDという)が開
発されている。この固体撮像素子は、受光領域51の下
部に1フィールド分の画像信号電荷を蓄積する蓄積領域
57が設けられ、この蓄積領域57の下部にHCCD5
4が設けられている。
Further, in a high-pixel (multi-pixel) solid-state image pickup device, it is important to suppress smear (such as vertical light bleeding appearing in an image when a high-luminance subject such as the sun is photographed). . A frame interline transfer CCD (hereinafter referred to as FIT-CCD) as shown in FIG. 11 has been developed as a high-quality CCD image pickup device having an ultra-low smear characteristic. In this solid-state image sensor, a storage region 57 for storing image signal charges for one field is provided below the light receiving region 51, and the HCCD 5 is provided below the storage region 57.
4 are provided.

【0008】一般にFIT−CCDは、限られた用途、
例えば放送局などの特に高画質の撮像が求められる用途
に使われている。この場合、標準テレビジョン方式に準
拠した動画撮影のために、インターレース読み出し方式
のものが用いられる。受光部52で蓄積された信号電荷
は垂直帰線期間中にVCCD52に読み出され、VCC
D52において垂直転送パルスを用いて高速に蓄積領域
57に転送されて一旦蓄積(記録)される。蓄積領域5
7に蓄えられた信号電荷は、水平帰線期間を利用して1
水平ラインごとにHCCD54に送られ、HCCD54
内部を水平方向に転送されて信号読み出し回路55の出
力端に導かれる。FIT−CCDでは、VCCDを高速
に動作させて信号電荷を高速転送して蓄積領域に送るこ
とができるため、各画素の信号電荷がVCCDに滞在し
ている時間が短く、スミアの影響を受けにくくすること
ができる。
Generally, the FIT-CCD has limited applications,
For example, it is used in applications such as broadcasting stations where particularly high image quality is required. In this case, an interlaced readout system is used for capturing a moving image based on the standard television system. The signal charges accumulated in the light receiving unit 52 are read out to the VCCD 52 during the vertical retrace line period,
At D52, a vertical transfer pulse is used to transfer the data at high speed to the storage area 57 for temporary storage (recording). Storage area 5
The signal charge stored in 7 is 1 using the horizontal blanking period.
Each horizontal line is sent to the HCCD 54, and the HCCD 54
It is transferred in the horizontal direction and guided to the output end of the signal reading circuit 55. In the FIT-CCD, since the VCCD can be operated at high speed to transfer the signal charge at high speed and send it to the storage area, the signal charge of each pixel stays in the VCCD for a short time and is not easily affected by smear. can do.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記のような固体撮像
素子においては、特にVCCD転送電極は、受光領域の
外に駆動信号の供給路との電気的接点(コンタクト部)
があり、受光領域内部にはこの接点が無い構造となって
いる。このため、固体撮像素子の高画素化(多画素化)
によってチップが大型化すると、受光領域の中心に近い
ほど転送電極の電気抵抗が大きくなり、駆動電圧の増大
や不完全転送などの問題が深刻になっている。また、V
CCD及びHCCDの転送段数が画素数の増加に従って
増大するため、駆動周波数を高くする必要があり、消費
電力の増加が避けられないという問題点がある。
In the solid-state image sensor as described above, the VCCD transfer electrode is an electrical contact (contact portion) with the drive signal supply path outside the light receiving area.
However, there is no such contact inside the light receiving area. Therefore, the number of pixels of the solid-state image sensor is increased (multi-pixel)
As the size of the chip increases, the electric resistance of the transfer electrode increases as it gets closer to the center of the light receiving region, and problems such as an increase in drive voltage and incomplete transfer become serious. Also, V
Since the number of transfer stages of CCD and HCCD increases as the number of pixels increases, it is necessary to increase the driving frequency, and there is a problem that an increase in power consumption cannot be avoided.

【0010】前述した従来のデュアルHCCD方式のI
T−CCDでは、HCCDの駆動周波数が同一の場合
に、HCCDの実質的なデータ転送レートを約2倍に高
めることができるが、VCCDにおける信号電荷の移動
距離すなわち移動に要する時間は短縮されず、そのため
高画素化に伴うVCCD転送電極の電気抵抗の増加に伴
う駆動電圧の増大、あるいは一定時間内における電荷転
送を完了させるための駆動周波数の増大等に起因する消
費電力の増加、さらにはスミア特性については改善され
ない。また、従来のFIT−CCDでは、VCCDから
一旦信号電荷を高速に蓄積領域に移動させることにより
スミア特性を改善できるが、VCCDの転送段数の増
加、即ちさらなる撮像面積の大型化、高画素化に対応す
るためには、駆動電圧の増大と駆動周波数の増大が避け
られず、電荷転送効率、消費電力の観点から高速駆動に
は限界がある。
The above-mentioned conventional dual HCCD system I
In the T-CCD, when the driving frequency of the HCCD is the same, the substantial data transfer rate of the HCCD can be doubled, but the moving distance of the signal charges in the VCCD, that is, the time required for moving is not shortened. Therefore, an increase in driving voltage due to an increase in the electric resistance of the VCCD transfer electrode accompanying the increase in the number of pixels, an increase in the driving frequency for completing the charge transfer within a fixed time, and the like, and an increase in the power consumption due to the smear. The characteristics are not improved. Further, in the conventional FIT-CCD, the smear characteristic can be improved by moving the signal charges from the VCCD to the storage area at a high speed, but the number of transfer stages of the VCCD is increased, that is, the imaging area is further increased and the number of pixels is increased. In order to cope with this, an increase in drive voltage and an increase in drive frequency cannot be avoided, and there is a limit to high-speed drive from the viewpoint of charge transfer efficiency and power consumption.

【0011】このように、従来の一般的なものよりチッ
プサイズの大きいあるいは画素数の多い固体撮像素子に
おいて、駆動周波数、駆動電圧の増大を抑制し、低消費
電力化を実現することが課題となっている。特に、主に
静止画撮影に用いる全画素読み出し方式の固体撮像装置
では、大型化、高画素化のニーズが高いため、より一層
の大型化、高画素化に対応可能な構成が望まれている。
As described above, in a solid-state image pickup device having a larger chip size or a larger number of pixels than the conventional general type, it is an object to suppress the increase of the drive frequency and the drive voltage and realize the low power consumption. Has become. In particular, in an all-pixel readout type solid-state imaging device mainly used for still image shooting, there is a strong need for larger size and higher pixel counts, so there is a demand for a configuration that can accommodate even larger size and higher pixel counts. .

【0012】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、チップサイズの大きいあるいは画素数
の多い固体撮像素子においても駆動周波数、駆動電圧の
増大を抑制でき、低消費電力化を実現することができる
固体撮像装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to suppress an increase in drive frequency and drive voltage even in a solid-state image pickup device having a large chip size or a large number of pixels, and to reduce power consumption. An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of realizing the above.

【0013】また、本発明の他の目的は、VCCD中を
電荷が移動する時間、距離を短くでき、素子を大型化、
高画素化しても駆動周波数及び駆動電圧を高くする必要
がなく、低消費電力化が容易に実現できる固体撮像装置
を提供することにある。また、本発明のさらに他の目的
は、HCCDの配設面積を大きくすることなく転送電荷
のデータ転送レートを向上でき、素子を大型化、高画素
化しても駆動周波数及び駆動電圧を高くする必要がな
く、低消費電力化が容易に実現できる固体撮像装置を提
供することにある。
Another object of the present invention is to shorten the time and distance for charges to move in the VCCD, thus increasing the size of the device.
It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device that can easily realize low power consumption without having to increase the driving frequency and the driving voltage even if the number of pixels is increased. Still another object of the present invention is to improve the data transfer rate of transfer charges without increasing the area of the HCCD, and to increase the drive frequency and drive voltage even if the device is enlarged and the number of pixels is increased. It is an object of the present invention to provide a solid-state image pickup device that can easily realize low power consumption.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板上
に一定のピッチで行方向とこれに直交する列方向とに配
列された多数個の受光部と、前記受光部に隣接して前記
列方向に延設され前記受光部で発生した電荷を当該受光
部列方向に転送する垂直電荷転送部とを有し、前記受光
部で発生した信号電荷を前記垂直電荷転送部に一度に読
み出す全画素読み出しが可能な固体撮像装置であって、
前記受光部及び垂直電荷転送部が配設された受光領域は
前記垂直電荷転送部の長手方向において2つに分割され
た第1の受光領域と第2の受光領域とを有してなり、こ
れらの受光領域においてそれぞれの垂直電荷転送部の電
荷転送方向が互いに異なるように構成され、前記第1の
受光領域及び第2の受光領域の端部に各垂直電荷転送部
からの電荷を転送する水平電荷転送部をそれぞれ備えた
ことを特徴とする。
According to the present invention, a large number of light receiving portions are arranged on a semiconductor substrate at a constant pitch in a row direction and a column direction orthogonal to the row direction. A vertical charge transfer unit that extends in the column direction and transfers the charge generated in the light receiving unit in the light receiving unit column direction, and reads out the signal charge generated in the light receiving unit to the vertical charge transfer unit at once. A solid-state imaging device capable of reading out pixels,
The light receiving region in which the light receiving unit and the vertical charge transfer unit are arranged has a first light receiving region and a second light receiving region which are divided into two in the longitudinal direction of the vertical charge transfer unit. In the light receiving region, the charge transfer directions of the respective vertical charge transfer units are different from each other, and the horizontal charge transfer unit transfers the charges from the vertical charge transfer units to the ends of the first light receiving region and the second light receiving region. It is characterized in that each is provided with a charge transfer unit.

【0015】本発明では、受光領域を第1の受光領域と
第2の受光領域とに分割し、それぞれの受光領域におい
て受光部で発生した電荷が反対方向に転送されるよう
に、垂直電荷転送部における最大電荷移動距離を約1/
2としている。このため、垂直電荷転送部での電荷移動
時間が短くなり、信号電荷が垂直電荷転送部に留まる時
間が短くなるため、スミア特性が改善される。この場
合、水平電荷転送部は各受光領域に対応して2系統設け
られ、それぞれ出力アンプより読み出されるため、デー
タ転送レートが同一駆動周波数において実質的に約2倍
に高速化される。よって、総画素数が多くなっても駆動
周波数を高くする必要がなく、撮像素子の大型化(高画
素化)、低消費電力化が容易になる。
In the present invention, the light receiving region is divided into the first light receiving region and the second light receiving region, and vertical charge transfer is performed so that the charges generated in the light receiving portion in each light receiving region are transferred in the opposite directions. The maximum charge transfer distance is about 1 /
2 Therefore, the charge transfer time in the vertical charge transfer unit is shortened and the signal charge stays in the vertical charge transfer unit for a short time, so that the smear characteristic is improved. In this case, since the horizontal charge transfer section is provided in two systems corresponding to each light receiving area and is read from the output amplifier respectively, the data transfer rate is substantially doubled at the same drive frequency. Therefore, it is not necessary to increase the drive frequency even if the total number of pixels is large, and it is easy to increase the size of the image sensor (increasing the number of pixels) and reduce power consumption.

【0016】また本発明は、半導体基板上に一定のピッ
チで行方向とこれに直交する列方向とに配列された多数
個の受光部と、前記受光部に隣接して前記列方向に延設
され前記受光部で発生した電荷を当該受光部列方向に転
送する垂直電荷転送部とを有し、前記受光部で発生した
信号電荷を前記垂直電荷転送部に一度に読み出す全画素
読み出しが可能な固体撮像装置であって、前記受光部及
び垂直電荷転送部が配設された受光領域の端部に各垂直
電荷転送部からの電荷を転送する水平電荷転送部を備
え、この水平電荷転送部は長手方向において2つに分割
された第1の水平電荷転送部と第2の水平電荷転送部と
を有してなり、これらの水平電荷転送部の電荷転送方向
が互いに異なるように構成されたことを特徴とする。
Further, according to the present invention, a large number of light receiving portions arranged on a semiconductor substrate in a row direction and a column direction orthogonal to the row direction and a plurality of light receiving portions extending in the column direction adjacent to the light receiving portions. And a vertical charge transfer unit that transfers the charges generated in the light receiving unit in the column direction of the light receiving unit, and all-pixel reading is possible in which the signal charges generated in the light receiving unit are read out to the vertical charge transfer unit at once. A solid-state imaging device, comprising a horizontal charge transfer unit for transferring charges from each vertical charge transfer unit at an end of a light receiving region in which the light receiving unit and the vertical charge transfer unit are arranged, and the horizontal charge transfer unit includes It has a first horizontal charge transfer section and a second horizontal charge transfer section divided into two in the longitudinal direction, and the charge transfer directions of these horizontal charge transfer sections are different from each other. Is characterized by.

【0017】本発明では、水平電荷転送部を第1の水平
電荷転送部と第2の水平電荷転送部とに分割し、それぞ
れの水平電荷転送部において電荷が反対方向に転送され
て出力アンプより読み出されるように、水平電荷転送部
における最大電荷転送段数を約1/2としている。この
ため、水平電荷転送部より出力される信号電荷のデータ
転送レートが同一駆動周波数において実質的に約2倍に
高速化される。よって、総画素数が多くなっても駆動周
波数を高くする必要がなく、撮像素子の大型化(高画素
化)、低消費電力化が容易になる。
According to the present invention, the horizontal charge transfer section is divided into the first horizontal charge transfer section and the second horizontal charge transfer section, and the charges are transferred in the opposite directions in the respective horizontal charge transfer sections to be output from the output amplifier. The maximum number of charge transfer stages in the horizontal charge transfer portion is about ½ so that the horizontal charge transfer portion can be read. Therefore, the data transfer rate of the signal charges output from the horizontal charge transfer section is substantially doubled at the same drive frequency. Therefore, it is not necessary to increase the drive frequency even if the total number of pixels is large, and it is easy to increase the size of the image sensor (increasing the number of pixels) and reduce power consumption.

【0018】また本発明は、半導体基板上に一定のピッ
チで行方向とこれに直交する列方向とに配列された多数
個の受光部と、前記受光部に隣接して前記列方向に延設
され前記受光部で発生した電荷を当該受光部列方向に転
送する垂直電荷転送部とを有し、前記受光部で発生した
信号電荷を前記垂直電荷転送部に一度に読み出す全画素
読み出しが可能な固体撮像装置であって、前記受光部及
び垂直電荷転送部が配設された受光領域は前記垂直電荷
転送部の長手方向において2つに分割された第1の受光
領域と第2の受光領域とを有してなり、これらの受光領
域においてそれぞれの垂直電荷転送部の電荷転送方向が
互いに異なるように構成され、前記第1の受光領域及び
第2の受光領域の端部に各垂直電荷転送部からの電荷を
転送する水平電荷転送部をそれぞれ備え、前記水平電荷
転送部は長手方向において2つに分割された第1の水平
電荷転送部と第2の水平電荷転送部とを有してなり、こ
れらの水平電荷転送部の電荷転送方向が互いに異なるよ
うに構成されたことを特徴とする。
Further, according to the present invention, a large number of light receiving portions arranged on a semiconductor substrate in a row direction and a column direction orthogonal to the row direction and a plurality of light receiving portions extending in the column direction adjacent to the light receiving portions. And a vertical charge transfer unit that transfers the charges generated in the light receiving unit in the column direction of the light receiving unit, and all-pixel reading is possible in which the signal charges generated in the light receiving unit are read out to the vertical charge transfer unit at once. In the solid-state imaging device, the light receiving region in which the light receiving unit and the vertical charge transfer unit are arranged is divided into two in the longitudinal direction of the vertical charge transfer unit, that is, a first light receiving region and a second light receiving region. In the light receiving regions, the charge transfer directions of the vertical charge transfer units are different from each other, and the vertical charge transfer units are provided at the end portions of the first light receiving region and the second light receiving region. Horizontal charge to transfer charge from Each of the horizontal charge transfer sections includes a first horizontal charge transfer section and a second horizontal charge transfer section, which are divided into two in the longitudinal direction. It is characterized in that the charge transfer directions are different from each other.

【0019】本発明では、受光領域を第1の受光領域と
第2の受光領域とに分割し、それぞれの受光領域におい
て受光部で発生した電荷が反対方向に転送されるよう
に、垂直電荷転送部における最大電荷移動距離を約1/
2とし、かつ、水平電荷転送部を第1の水平電荷転送部
と第2の水平電荷転送部とに分割し、それぞれの水平電
荷転送部において電荷が反対方向に転送されて出力アン
プより読み出されるように、水平電荷転送部における最
大電荷転送段数を約1/2としている。このため、垂直
電荷転送部での電荷移動時間が短くなり、信号電荷が垂
直電荷転送部に留まる時間が短くなるため、スミア特性
が改善される。また、水平電荷転送部は4系統となるた
め、データ転送レートが同一駆動周波数において実質的
に約4倍に高速化される。よって、総画素数が多くなっ
ても駆動周波数を高くする必要がなく、撮像素子の大型
化(高画素化)、低消費電力化が容易になる。
According to the present invention, the light receiving area is divided into the first light receiving area and the second light receiving area, and the vertical charge transfer is performed so that the charges generated in the light receiving section in each light receiving area are transferred in the opposite directions. The maximum charge transfer distance is about 1 /
2, and the horizontal charge transfer unit is divided into a first horizontal charge transfer unit and a second horizontal charge transfer unit, and charges are transferred in the opposite directions in each horizontal charge transfer unit and read out from the output amplifier. Thus, the maximum number of charge transfer stages in the horizontal charge transfer section is about 1/2. Therefore, the charge transfer time in the vertical charge transfer unit is shortened and the signal charge stays in the vertical charge transfer unit for a short time, so that the smear characteristic is improved. Further, since the horizontal charge transfer section has four systems, the data transfer rate is substantially increased by about four times at the same drive frequency. Therefore, it is not necessary to increase the drive frequency even if the total number of pixels is large, and it is easy to increase the size of the image sensor (increasing the number of pixels) and reduce power consumption.

【0020】また本発明は、前記受光領域と前記水平電
荷転送部との間に前記垂直電荷転送部からの電荷を一時
蓄積する電荷蓄積領域を備えたことを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that a charge storage region for temporarily storing charges from the vertical charge transfer unit is provided between the light receiving region and the horizontal charge transfer unit.

【0021】本発明では、蓄積部を備えたフレームイン
ターライン転送型CCD(FIT−CCD)を容易に構
成可能である。すなわち、FIT−CCDにおいては、
スミアを低減するため、VCCDの高速駆動が求められ
るが、同一駆動周波数において実質的なデータ転送レー
トを高めることが可能になるためFIT−CCDの大型
化、高画素化にも対応可能であり、従来に比べ消費電力
が削減できる。その結果、超低スミア特性を有する低消
費電力の全画素読み出し方式の固体撮像素子が実現可能
となる。容易に構成可能であり、この固体撮像装置にお
けるスミア特性の改善、データ転送レートの高速化が可
能で、駆動周波数を高くすることなく撮像素子の大型化
(高画素化)、低消費電力化が容易になる。このため、
超低スミア特性を有する低消費電力の全画素読み出し方
式の固体撮像素子が実現可能となる。
According to the present invention, a frame interline transfer type CCD (FIT-CCD) having a storage unit can be easily constructed. That is, in the FIT-CCD,
High-speed driving of the VCCD is required to reduce smear, but it is possible to increase the substantial data transfer rate at the same driving frequency, so that the FIT-CCD can be upsized and the number of pixels can be increased. Power consumption can be reduced compared to the conventional one. As a result, it is possible to realize an all-pixel-reading-type solid-state image sensor having ultra-low smear characteristics and low power consumption. It can be easily configured, the smear characteristics of this solid-state image pickup device can be improved, the data transfer rate can be increased, and the size of the image pickup device (pixel increase) and power consumption reduction can be achieved without increasing the drive frequency. It will be easier. For this reason,
It becomes possible to realize a solid-state image pickup device of an all-pixel readout system with ultra-low smear characteristics and low power consumption.

【0022】また本発明は、前記受光領域の受光部は、
ある受光部の画素に隣接する受光部の画素を前記行方向
及び列方向における画素ピッチの約半分それぞれずれた
位置に配置されてなることを特徴とする。
According to the present invention, the light receiving section of the light receiving region is
It is characterized in that the pixels of the light receiving portion adjacent to the pixels of a certain light receiving portion are arranged at positions shifted by about half of the pixel pitch in the row direction and the column direction.

【0023】本発明では、受光部の画素を隣接する画素
に対して行方向及び列方向に画素ピッチの約1/2ずら
すことで、受光部の画素配列をハニカム状に配置したい
わゆるハニカム配列のCCD撮像素子に上記いずれかの
発明の構成を適用する。この場合、全画素読み出し方式
の固体撮像素子において垂直電荷転送部の転送電極を2
層ポリシリコン電極で構成可能であり、かつ受光領域に
おける受光部及び垂直電荷転送部のレイアウト効率が良
いため、固体撮像素子の大型化(高画素化)、高密度化
が容易になる。したがって、上記の垂直電荷転送部の分
割、水平電荷転送部の分割によるスミア特性の改善やデ
ータ転送レートの向上が特に効果的であり、大型化(高
画素化)した低消費電力の全画素読み出し方式の固体撮
像素子が実現可能となる。
In the present invention, the pixel of the light receiving portion is shifted by about 1/2 of the pixel pitch in the row direction and the column direction with respect to the adjacent pixel, so that the pixel array of the light receiving portion is arranged in a honeycomb shape. The configuration of any one of the above inventions is applied to the CCD image pickup device. In this case, in the all-pixel reading type solid-state image sensor, the transfer electrodes of the vertical charge transfer unit are
Since the layered polysilicon electrode can be used and the layout efficiency of the light-receiving portion and the vertical charge transfer portion in the light-receiving region is good, the solid-state imaging device can be easily increased in size (higher in number of pixels) and higher in density. Therefore, it is particularly effective to improve the smear characteristics and the data transfer rate by dividing the vertical charge transfer unit and the horizontal charge transfer unit described above, and to enlarge all (pixel increase) and low power consumption all-pixel reading A solid-state image sensor of the system can be realized.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は本発明の第1実施形態に係
る固体撮像装置の構成を示す構成説明図、図2は固体撮
像装置の受光部及び垂直電荷転送部を拡大して示した図
である。本実施形態では、フォトダイオードなどの光電
変換素子による受光部を備えた撮像領域(受光領域)に
おいて、ある受光部に隣接する受光部を水平及び垂直方
向の画素ピッチの半分ずらした位置に配した、すなわち
受光部の画素配列をハニカム状に配置したいわゆるハニ
カム配列のCCD撮像素子(以下、ハニカムCCDとい
う)を固体撮像素子として用いた構成例を示す。なお、
本発明は、受光部を正方格子状に配置した正方格子配列
のCCD撮像素子(以下、正方格子CCDという)につ
いても同様に適用可能である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration explanatory view showing a configuration of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a light receiving part and a vertical charge transfer part of the solid-state imaging device. In the present embodiment, in the image pickup area (light receiving area) provided with the light receiving section by the photoelectric conversion element such as the photodiode, the light receiving section adjacent to a certain light receiving section is arranged at a position shifted by half the pixel pitch in the horizontal and vertical directions. That is, a configuration example in which a so-called honeycomb array CCD image sensor (hereinafter referred to as a honeycomb CCD) in which the pixel array of the light receiving portion is arranged in a honeycomb shape is used as a solid-state image sensor is shown. In addition,
The present invention can be similarly applied to a CCD image pickup device (hereinafter, referred to as a square lattice CCD) having a square lattice array in which light receiving portions are arranged in a square lattice.

【0025】図1及び図2(A)に示すように、固体撮
像素子の受光領域において、受光部101とこの受光部
101に隣接する垂直電荷転送部(VCCD)102と
が二次元平面状に配置されている。受光部101におけ
る一水平画素行は隣接する画素行に対して水平方向(横
方向)に水平画素ピッチの1/2だけ互いにずれてお
り、また一垂直画素列は隣接する画素列に対して垂直方
向(縦方向)に垂直画素ピッチの1/2だけずれて配列
されていわゆるハニカム配列を構成している。すなわ
ち、受光部101は、隣接する受光部に対して水平及び
垂直方向において画素ピッチの半分ずらした状態で配列
され、ある受光部において水平及び垂直方向に形成され
る正方格子の中心点の位置にそれぞれ隣接する受光部が
配置される。これにより、水平及び垂直方向における画
素ピッチの1/√2のピッチの正方格子を45度傾けた
状態に受光部が配列された受光領域が構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2A, in the light receiving area of the solid-state image sensor, the light receiving section 101 and the vertical charge transfer section (VCCD) 102 adjacent to the light receiving section 101 are arranged in a two-dimensional plane. It is arranged. One horizontal pixel row in the light receiving unit 101 is offset from the adjacent pixel row in the horizontal direction (horizontal direction) by 1/2 of the horizontal pixel pitch, and one vertical pixel row is perpendicular to the adjacent pixel row. The so-called honeycomb arrangement is formed by arranging in the direction (vertical direction) with a shift of 1/2 of the vertical pixel pitch. That is, the light receiving units 101 are arranged in a state of being shifted by half the pixel pitch in the horizontal and vertical directions with respect to the adjacent light receiving units, and are located at the positions of the center points of the square lattices formed in the horizontal and vertical directions in a certain light receiving unit. The light receiving portions adjacent to each other are arranged. As a result, a light receiving region is formed in which the light receiving portions are arranged in a state in which a square lattice having a pitch of 1 / √2 of the pixel pitch in the horizontal and vertical directions is inclined by 45 degrees.

【0026】図2(B)に示すように、受光部101
は、P型低濃度不純物領域(P-well)とN型高濃度不純
物層201及び表面のP型高濃度不純物層202からな
る埋め込みフォトダイオードにより構成される。受光部
101の周囲の隣接した領域には、垂直方向(図2
(A)において縦方向)に蛇行して延在した形で、受光
部101において蓄積した電荷を転送するN型高濃度不
純物による電荷転送路203が配設されている。電荷転
送路203の上部には、第1層204と第2層205の
2層構造のポリシリコンによる転送電極211,21
2,213,214が形成されている。2層ポリシリコ
ン電極は、第1層204を形成した後、端部が重なるよ
うに絶縁膜208を介して第2層205を形成したもの
である。
As shown in FIG. 2B, the light receiving section 101
Is composed of an embedded photodiode including a P-type low-concentration impurity region (P-well), an N-type high-concentration impurity layer 201, and a P-type high-concentration impurity layer 202 on the surface. The adjacent area around the light-receiving unit 101 has a vertical direction (see FIG.
A charge transfer path 203 made of an N-type high-concentration impurity for transferring the charge accumulated in the light receiving unit 101 is provided in a form meandering in the vertical direction in (A). Transfer electrodes 211 and 21 made of polysilicon having a two-layer structure of a first layer 204 and a second layer 205 are formed on the charge transfer path 203.
2, 213 and 214 are formed. The two-layer polysilicon electrode is formed by forming the first layer 204 and then forming the second layer 205 via the insulating film 208 so that the ends overlap.

【0027】受光部101の外周の一側部には、光電変
換により蓄積された電荷を電荷転送路203へ読み出す
読み出しゲート206が設けられ、他方の側部には上下
方向にわたって隣の画素列の電荷転送路に電荷が流れな
いように堰き止めるP型高濃度不純物による素子分離領
域(チャネルストップ)207が形成されている。ま
た、受光部101及び電荷転送路203、第1層ポリシ
リコン電極204、第2層ポリシリコン電極205の表
面には、それぞれSiO2 等の酸化膜による絶縁膜20
8が形成され、この絶縁膜208によって互いに電気的
に絶縁されている。
A read gate 206 for reading out the charges accumulated by photoelectric conversion to the charge transfer path 203 is provided on one side of the outer periphery of the light receiving section 101, and the other side of the adjacent pixel column is vertically extended. An element isolation region (channel stop) 207 is formed by a P-type high-concentration impurity that blocks an electric charge from flowing in the charge transfer path. The insulating film 20 made of an oxide film such as SiO 2 is formed on the surfaces of the light receiving portion 101, the charge transfer path 203, the first-layer polysilicon electrode 204, and the second-layer polysilicon electrode 205.
8 are formed and are electrically insulated from each other by the insulating film 208.

【0028】VCCD102は、前記電荷転送路203
及び転送電極211〜214から構成され、受光部10
1において蓄積した電荷を垂直方向に電荷転送路203
に沿って転送するものである。このVCCD102に
は、一画素に対して4本の転送電極211,212,2
13,214が配設されている。各転送電極は水平方向
に延在しており、受光部101を避けるようにしながら
蛇行して形成されている。これらの転送電極211,2
12,213,214によって例えばφ1,φ2,φ
3,φ4の4相の転送パルスを印加して電荷転送路20
3を駆動し、全画素読み出しが可能である。
The VCCD 102 has the charge transfer path 203.
And the transfer electrodes 211 to 214, and the light receiving unit 10
1, the charge accumulated in 1 is transferred to the charge transfer path 203 in the vertical direction.
Is to be transferred along. This VCCD 102 has four transfer electrodes 211, 212, 2 for one pixel.
13, 214 are provided. Each transfer electrode extends in the horizontal direction and is formed in a meandering manner so as to avoid the light receiving portion 101. These transfer electrodes 211 and 211
12, 213, 214, for example, φ1, φ2, φ
Charge transfer path 20 is applied by applying four-phase transfer pulses of 3 and φ4.
3 can be driven to read all pixels.

【0029】受光部101及びVCCD102を有する
受光領域は、VCCD102の長手方向に略1/2、す
なわち上下略半分で2系統に分離された2つの受光領域
111,112によって構成される。なお、図1におい
てVCCD102に沿った矢印線は信号電荷の転送方向
を示している。これらの受光領域111,112の上下
端部にはそれぞれ電荷を水平方向へ転送する水平電荷転
送部(HCCD)121,122が設けられ、各VCC
D102の端部が接続されている。これらのHCCD1
21,122の末端には、それぞれ出力アンプ(FD
A:フローティングディフュージョンアンプ)等を有し
てなる信号読み出し回路123,124が接続されてい
る。
The light receiving area having the light receiving portion 101 and the VCCD 102 is constituted by two light receiving areas 111 and 112 which are separated into two systems in the longitudinal direction of the VCCD 102, that is, approximately half, that is, approximately half in the vertical direction. In FIG. 1, the arrow line along the VCCD 102 indicates the transfer direction of the signal charge. Horizontal charge transfer units (HCCD) 121 and 122 for transferring charges in the horizontal direction are provided at the upper and lower ends of these light receiving regions 111 and 112, respectively.
The ends of D102 are connected. These HCCD1
The output amplifier (FD
A: signal reading circuits 123 and 124 each having a floating diffusion amplifier) are connected.

【0030】なお図示しないが、本実施形態の固体撮像
素子の表面には保護膜(平坦化膜)が設けられる。この
表面保護膜上には、通常のCCD撮像素子と同様に遮光
膜、カラーフィルタ、マイクロレンズ等が形成されてお
り、高感度のカラー固体撮像素子を構成している。
Although not shown, a protective film (planarizing film) is provided on the surface of the solid-state image sensor of this embodiment. A light-shielding film, a color filter, a microlens, and the like are formed on the surface protective film in the same manner as in a normal CCD image pickup device, and form a high-sensitivity color solid-state image pickup device.

【0031】上記2つの受光領域において、下半分の第
1の受光領域111と上半分の第2の受光領域112と
では、受光部101で発生した電荷のVCCD102中
の移動方向(転送方向)が異なり、それぞれ独立に読み
出されるようになっている。第1の受光領域111の受
光部で発生した電荷は下方へ転送され、第1のHCCD
121に送られる。これに対して、第2の受光領域11
2の受光部で発生した電荷は上方へ転送され、第2のH
CCD122に送られる。第1の受光領域111と第2
の受光領域112との間では、VCCDの転送路は電気
的に分離されて導通しておらず、両領域の電荷が混ざり
合わないようになっている。本実施形態では、2つの受
光領域111,112は半導体基板上の中央部に蛇行し
て形成されたP型高濃度不純物による素子分離領域12
5によって分離されている。
In the two light receiving regions, in the first light receiving region 111 in the lower half and the second light receiving region 112 in the upper half, the moving direction (transfer direction) of the charges generated in the light receiving unit 101 in the VCCD 102 is the same. Differently, each is read independently. The charges generated in the light receiving portion of the first light receiving region 111 are transferred downward, and the first HCCD
Sent to 121. On the other hand, the second light receiving region 11
The electric charge generated in the second light receiving portion is transferred to the second H
It is sent to the CCD 122. The first light receiving region 111 and the second
The transfer path of the VCCD is not electrically connected to the light receiving area 112, and is not electrically connected, so that the charges in both areas are not mixed with each other. In the present embodiment, the two light receiving regions 111 and 112 are formed in the central portion of the semiconductor substrate in a meandering manner, and the element isolation region 12 is formed by a P-type high concentration impurity.
Separated by 5.

【0032】VCCD102は例えば4相の転送パルス
φ1〜φ4によって駆動される。本実施形態では、それ
ぞれの受光領域111,112において所定タイミング
で互いに異なる位相の転送パルスが供給され、中央部か
ら上下方向に向かってそれぞれ反対方向に信号電荷が転
送されるように駆動される。HCCD121,122に
送られた信号電荷はそれぞれのHCCD121,122
中を水平方向に転送され、末端の信号読み出し回路12
3,124より信号電荷がCCD素子外部に読み出され
る。
The VCCD 102 is driven by, for example, four-phase transfer pulses φ1 to φ4. In the present embodiment, transfer pulses having mutually different phases are supplied to the respective light receiving regions 111 and 112 at a predetermined timing, and the light receiving regions 111 and 112 are driven so that the signal charges are transferred in the opposite directions from the central portion in the vertical direction. The signal charges sent to the HCCDs 121 and 122 are the respective HCCDs 121 and 122.
The signal read circuit 12 at the end is transferred in the horizontal direction.
Signal charges are read out from the CCD 3,124 to the outside of the CCD element.

【0033】全画素読み出し方式の固体撮像素子では、
インターレース読み出しを行わないので、上下の水平ラ
インの相関が不要であり、受光領域を上下に分割するこ
との弊害は生じない。分割された2つの受光領域11
1,112の各画素からの信号電荷を読み出して合成処
理することにより、受光領域上の被写体像を光電変換し
た1画面分の画像信号が得られる。
In the all-pixel readout type solid-state image sensor,
Since the interlaced reading is not performed, the correlation between the upper and lower horizontal lines is unnecessary, and the harmful effect of dividing the light receiving area into the upper and lower portions does not occur. Two divided light receiving areas 11
By reading out the signal charges from each of the pixels 1 and 112 and synthesizing them, an image signal for one screen obtained by photoelectrically converting the subject image on the light receiving region can be obtained.

【0034】ハニカムCCDでは、例えば図3に示すよ
うな画素構成の場合、各水平ラインの画素信号は、 ライン1:GRGBGRGB・・・・・ ライン2:GBGRGBGR・・・・・ のようになり、どのラインも常にR、G、Bの各色成分
を含むので、画像信号の間引き、加算、補完などの信号
処理が容易であり、外付けのラインメモリ等を必要とし
ない。
In the honeycomb CCD, for example, in the case of the pixel configuration shown in FIG. 3, the pixel signals of each horizontal line are as follows: Line 1: GRGBGRGB ... Line 2: GBBGRGBGR. Since each line always contains R, G, and B color components, signal processing such as image signal thinning, addition, and complementation is easy, and an external line memory or the like is not required.

【0035】これに対して、正方格子CCDでは、例え
ば図4に示すような画素構成の場合、各水平ラインは2
色の色成分のみから構成されるので、画像信号の間引
き、加算、補完などの信号処理において外付けのライン
メモリを必要とする場合がある。 ライン1(ODD) :GRGRGRGR・・・・・ ライン2(EVEN):BGBGBGBG・・・・・
On the other hand, in the case of the square lattice CCD, for example, in the case of the pixel configuration shown in FIG.
Since it is composed only of color components of colors, an external line memory may be required for signal processing such as thinning, addition, and complement of image signals. Line 1 (ODD): GRGRGRGR ... Line 2 (EVEN): BGBGBGBG ...

【0036】上述したように本実施形態では、固体撮像
素子の受光領域における各VCCDを上下に略半分に分
割し、受光領域の上半分については上部に設けたHCC
Dに、受光領域の下半分については下部に設けたHCC
Dにそれぞれ電荷を転送して読み出すように構成してい
る。これにより、電荷がVCCD中を移動する距離、転
送段数、時間を短くできる。したがって、信号電荷がV
CCDに留まる時間を短くすることができ、スミア特性
を改善できる。さらに、HCCDは上下2系統であるた
め、同一の駆動周波数においてHCCDが1系統のもの
と比べてデータ転送レートを約2倍に高速化できる。
As described above, in the present embodiment, each VCCD in the light receiving area of the solid-state image pickup device is vertically divided into approximately half and the upper half of the light receiving area is provided with the HCC.
In D, the lower half of the light receiving area is provided with HCC
The charge is transferred to and read from each D. As a result, the distance traveled by the charges in the VCCD, the number of transfer stages, and the time can be shortened. Therefore, the signal charge is V
The time spent in the CCD can be shortened and the smear characteristic can be improved. Further, since the HCCD has two upper and lower systems, the data transfer rate can be doubled at the same drive frequency as compared to the one having one HCCD.

【0037】したがって、チップサイズを大きくしたり
画素数を多くしても従来のCCDに比べ駆動周波数およ
び駆動電圧の増大が抑制され低消費電力化が可能にな
る。
Therefore, even if the chip size is increased or the number of pixels is increased, an increase in drive frequency and drive voltage is suppressed and power consumption can be reduced as compared with the conventional CCD.

【0038】図5は本発明の第2実施形態に係る固体撮
像装置の構成を示す構成説明図、図6は第2実施形態に
おけるHCCDの断面概略構成を示す構成説明図であ
る。第2実施形態は、HCCDの構成を新規な構造とし
た例を示したものである。
FIG. 5 is a structural explanatory view showing a structure of a solid-state image pickup device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a structural explanatory view showing a schematic sectional structure of an HCCD in the second embodiment. The second embodiment shows an example in which the structure of the HCCD has a new structure.

【0039】受光部101及びVCCD102を有する
受光領域は、第1実施形態と同様、上下2つの受光領域
111,112に分割されている。これらの受光領域1
11,112の上下端部にはそれぞれ電荷を水平方向へ
転送するHCCDが設けられ、各VCCD102の端部
が接続されている。第2実施形態のHCCDは、それぞ
れがHCCDの長手方向、すなわち水平方向に略半分に
分割されて長さが約1/2となった2つのHCCD12
1A,121BとHCCD122A,122Bによって
構成される。これらのHCCD121A,121B,1
22A,122Bの末端には、それぞれFDA等を有し
てなる信号読み出し回路123A,123B,124
A,124Bが接続されている。
The light receiving area having the light receiving portion 101 and the VCCD 102 is divided into two upper and lower light receiving areas 111 and 112, as in the first embodiment. These light receiving areas 1
HCCDs for transferring charges in the horizontal direction are provided at the upper and lower ends of 11, 112, respectively, and the ends of each VCCD 102 are connected. The HCCD of the second embodiment has two HCCDs 12 each of which is divided into approximately half in the longitudinal direction of the HCCD, that is, in the horizontal direction to have a length of about 1/2.
1A, 121B and HCCD 122A, 122B. These HCCD 121A, 121B, 1
Signal reading circuits 123A, 123B, and 124 having FDA or the like at the ends of 22A and 122B, respectively.
A and 124B are connected.

【0040】図6(A)に示すように、HCCD121
A,121B(122A,122B)は、N型のシリコ
ン基板131にP型低濃度不純物領域(P-well(Pウェ
ル))132、N型低濃度不純物領域(N-well(Nウェ
ル))133が形成され、さらにその上部にP型不純物
領域134が形成され、さらにその上にゲート酸化膜1
36を介して第1層137と第2層138による2層ポ
リシリコン電極が形成されてなるCCDレジスタであ
る。また、HCCD121AとHCCD121B及びH
CCD122AとHCCD122Bの間には、P型高濃
度不純物による素子分離領域135があり、互いに信号
電荷が混ざり合わないようになっている。HCCD12
1A,121B,122A,122Bは2相の転送パル
スH1,H2によって駆動されるようになっている。本
実施形態では、図6(B)に示すように、それぞれのH
CCD121A(122A),121B(122B)に
おいて所定タイミングで互いに逆相の転送パルスH1,
H2が供給され、中央部から左右方向に向かってそれぞ
れ反対方向に信号電荷が転送されるように駆動される。
As shown in FIG. 6A, the HCCD 121
A and 121B (122A and 122B) are a P-type low concentration impurity region (P-well) 132 and an N-type low concentration impurity region (N-well (N well)) 133 on the N-type silicon substrate 131. Is formed, a P-type impurity region 134 is further formed thereon, and the gate oxide film 1 is further formed thereon.
This is a CCD register in which a two-layer polysilicon electrode composed of a first layer 137 and a second layer 138 is formed via 36. In addition, HCCD121A and HCCD121B and H
Between the CCD 122A and the HCCD 122B, there is an element isolation region 135 formed by a P-type high concentration impurity so that signal charges are not mixed with each other. HCCD12
1A, 121B, 122A and 122B are driven by two-phase transfer pulses H1 and H2. In this embodiment, as shown in FIG.
In the CCDs 121A (122A) and 121B (122B), transfer pulses H1 having opposite phases to each other at a predetermined timing.
H2 is supplied and driven so that the signal charges are transferred in the opposite directions from the central portion in the left-right direction.

【0041】第1のHCCD121A(122A)に送
られた電荷は左方へ転送され、第1の信号読み出し回路
123A(124A)に送られる。一方、第2のHCC
D121B(122B)に送られた電荷は右方へ転送さ
れ、第2の信号読み出し回路123B(124B)に送
られる。第1のHCCD121A(122A)と第2の
HCCD121B(122B)との間では、HCCDの
転送路は電気的に分離されて導通しておらず、両転送路
の電荷が混ざり合わないようになっている。HCCD1
21A,121B,122A,122Bをそれぞれ転送
された信号電荷は信号読み出し回路123A,123
B,124A,124BよりCCD素子外部に読み出さ
れる。
The charges sent to the first HCCD 121A (122A) are transferred to the left and sent to the first signal reading circuit 123A (124A). On the other hand, the second HCC
The charges sent to D121B (122B) are transferred to the right and sent to the second signal reading circuit 123B (124B). Between the first HCCD 121A (122A) and the second HCCD 121B (122B), the transfer paths of the HCCD are electrically separated from each other and are not in conduction, so that the charges on both transfer paths are prevented from being mixed with each other. There is. HCCD1
21A, 121B, 122A and 122B respectively transfer the signal charges to the signal read circuits 123A and 123.
The data is read out from the B, 124A, and 124B to the outside of the CCD element.

【0042】固体撮像素子においては、チップの大型
化、高画素化が進むと、HCCDの高速駆動が困難にな
る。そこで第2実施形態では、HCCDを左右に略半分
に分割して転送段数を約1/2とし、それぞれで電荷を
左右逆方向に移動させて独立に読み出すことにより、同
一の駆動周波数においても信号電荷の読み出し速度をさ
らに高速化することができる。この場合、HCCDのデ
ータ転送レートは、HCCDが1系統のものと比べて約
4倍に高速化できる。
In the solid-state image pickup device, as the size of the chip and the number of pixels increase, it becomes difficult to drive the HCCD at high speed. Therefore, in the second embodiment, the HCCD is divided into about half left and right to reduce the number of transfer stages to about ½, and the charges are moved in the opposite left and right directions to be read out independently, so that signals are generated even at the same drive frequency. The charge reading speed can be further increased. In this case, the data transfer rate of the HCCD can be increased to about 4 times as high as that of the HCCD having one system.

【0043】図7は本発明の第3実施形態に係る固体撮
像装置の構成を示す構成説明図である。第3実施形態
は、第1実施形態の構成に加えて蓄積領域を設けた例を
示したものである。
FIG. 7 is a structural explanatory view showing the structure of a solid-state image pickup device according to the third embodiment of the present invention. The third embodiment shows an example in which a storage region is provided in addition to the configuration of the first embodiment.

【0044】受光部101及びVCCD102を有する
受光領域は、第1実施形態と同様、上下2つの受光領域
111,112に分割されている。これらの受光領域1
11,112の上下両端部には、それぞれVCCD10
2より転送された電荷を蓄積する蓄積領域141,14
2が設けられ、ハニカム構造の全画素読み出し型FIT
−CCDを構成している。蓄積領域の容量は受光領域の
画素数に対応しており、略全画素数分の電荷が蓄積でき
る容量(1フレーム分)である。この蓄積領域はフォト
ダイオードが無い構造であるので、蓄積領域中のVCC
Dは蛇行せず直線状に形成されたものとなっている。2
つの蓄積領域141,142は、それぞれ、例えば4相
の転送パルスφs1〜φs4で駆動される。
The light receiving area having the light receiving portion 101 and the VCCD 102 is divided into two upper and lower light receiving areas 111 and 112, as in the first embodiment. These light receiving areas 1
At both upper and lower ends of 11, 112, VCCD10
Storage areas 141, 14 for accumulating the charges transferred from
2 is provided, and an all-pixel read-out type FIT having a honeycomb structure
-It constitutes a CCD. The capacity of the storage area corresponds to the number of pixels of the light receiving area, and is a capacity (for one frame) capable of accumulating charges of substantially all the pixels. Since this storage region has no photodiode, the VCC in the storage region is
D is formed in a straight line without meandering. Two
Each of the storage areas 141 and 142 is driven by, for example, four-phase transfer pulses φs1 to φs4.

【0045】これらの蓄積領域141,142の上下端
部にはそれぞれ電荷を水平方向へ転送するHCCD12
1,122が配設されて蓄積領域の各転送路が接続さ
れ、これらのHCCD121,122の末端には、それ
ぞれFDA等を有してなる信号読み出し回路123,1
24が接続されている。
The HCCD 12 for transferring charges in the horizontal direction is provided at the upper and lower ends of the storage areas 141, 142, respectively.
1, 122 are provided to connect the transfer paths of the storage areas, and the signal readout circuits 123, 1 having FDA or the like are provided at the ends of the HCCDs 121, 122, respectively.
24 is connected.

【0046】受光領域中のVCCDに電荷が留まる時間
が長いほど、スミアの影響を受けるため、スミアを低減
するには、VCCD中の電荷をいかに早く遮光された領
域まで転送させるかが重要である。HCCDの読み出し
速度は、通常10〜20MHz以上であり、これを飛躍
的に高速化することは難しい。そこで本実施形態では、
蓄積領域を備えたいわゆるFIT−CCDを構成し、各
画素の信号電荷を一旦完全に遮光された蓄積領域に高速
転送し、そこからHCCDを介して外部に読み出すよう
にしている。
The longer the charge stays in the VCCD in the light receiving area, the more the smear is affected. Therefore, in order to reduce the smear, it is important how quickly the charge in the VCCD is transferred to the shaded area. . The read speed of the HCCD is usually 10 to 20 MHz or higher, and it is difficult to dramatically increase the read speed. Therefore, in this embodiment,
A so-called FIT-CCD having a storage area is constructed, and the signal charge of each pixel is once transferred at a high speed to the storage area that is completely shielded, and then read out to the outside via the HCCD.

【0047】この場合、VCCD中の電荷を速く蓄積領
域に移動させるには、VCCDに供給する転送パルスの
周波数(駆動周波数)を上げる必要があるが、これに加
えて、VCCDの転送距離を短くすることも有効であ
る。そのために第3実施形態では、第1実施形態と同
様、受光領域のVCCDを上下2つに分割し、さらに、
それぞれ独立に駆動される2系統のHCCDとの間(受
光領域の上下端部)に2系統の蓄積領域141,142
を設けるようにする。
In this case, in order to quickly move the charges in the VCCD to the storage area, it is necessary to increase the frequency (driving frequency) of the transfer pulse supplied to the VCCD. In addition to this, the transfer distance of the VCCD is shortened. It is also effective to do. Therefore, in the third embodiment, as in the first embodiment, the VCCD in the light-receiving area is divided into two upper and lower parts, and
Two storage regions 141 and 142 are provided between the two independently driven HCCDs (upper and lower ends of the light receiving region).
Should be provided.

【0048】受光領域において、下半分の第1の受光領
域111の受光部で発生した電荷は下方へ転送されて受
光領域の下部に配置した第1の蓄積領域141に移動
し、一旦蓄積される。他方、上半分の第2の受光領域1
12の受光部で発生した電荷は上方へ転送されて受光領
域の上部に配置した第2の蓄積領域142に移動し、一
旦蓄積される。そして、蓄積領域141,142からH
CCD121,122に送られた信号電荷はそれぞれの
HCCD121,122中を水平方向に転送され、末端
の信号読み出し回路123,124より信号電荷がCC
D素子外部に読み出される。
In the light receiving area, the charges generated in the light receiving portion of the first light receiving area 111 in the lower half are transferred downward, move to the first storage area 141 arranged below the light receiving area, and are temporarily stored. . On the other hand, the second light receiving area 1 in the upper half
The charges generated in the 12 light receiving portions are transferred upward, move to the second storage region 142 arranged above the light receiving region, and are temporarily stored. Then, from the storage areas 141, 142 to H
The signal charges sent to the CCDs 121 and 122 are horizontally transferred through the respective HCCDs 121 and 122, and the signal charges are CCs from the terminal signal reading circuits 123 and 124.
It is read out of the D element.

【0049】このように本実施形態では、電荷がVCC
D中を移動する距離を短くできるので、同一の駆動周波
数であれば蓄積領域への電荷の移動に要する時間は従来
の約1/2となるため、電荷転送時間を高速化でき、ス
ミアの影響を受けにくくすることができる。
As described above, in this embodiment, the charge is VCC.
Since the distance to move in D can be shortened, the time required to move the charge to the storage region is about 1/2 of that in the conventional case at the same drive frequency, so the charge transfer time can be shortened and the smear effect It is possible to make it hard to receive.

【0050】また、本構成では受光領域の上下にほぼ同
じ面積の蓄積領域を有するので、チップレイアウトの対
称性が高くなり、マイクロレンズやカラーフィルタの膜
厚、形状等をより均一に保つことが容易になる効果があ
る。
Further, in this structure, since the storage regions having substantially the same area are provided above and below the light receiving region, the symmetry of the chip layout is enhanced, and the film thickness, shape, etc. of the microlenses and color filters can be kept more uniform. Has the effect of facilitating.

【0051】図8は本発明の第4実施形態に係る固体撮
像装置の構成を示す構成説明図である。第4実施形態
は、第2実施形態と第3実施形態とを組み合わせた構成
例を示したものである。
FIG. 8 is a structural explanatory view showing the structure of a solid-state image pickup device according to the fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment shows a configuration example in which the second embodiment and the third embodiment are combined.

【0052】受光部101及びVCCD102を有する
受光領域は、第1実施形態と同様、上下2つの受光領域
111,112に分割されている。これらの受光領域1
11,112の上下両端部には、それぞれVCCD10
2より転送された電荷を蓄積する蓄積領域141,14
2が設けられ、ハニカム構造の全画素読み出し型FIT
−CCDを構成している。これらの蓄積領域141,1
42の上下端部には、それぞれ左右2つに分割されたH
CCD121A,121BとHCCD122A,122
Bが設けられ、蓄積領域の各転送路が接続されている。
これらのHCCD121A,121B,122A,12
2Bの末端には、それぞれFDA等を有してなる信号読
み出し回路123A,123B,124A,124Bが
接続されている。
The light receiving area having the light receiving portion 101 and the VCCD 102 is divided into two upper and lower light receiving areas 111 and 112, as in the first embodiment. These light receiving areas 1
At both upper and lower ends of 11, 112, VCCD10
Storage areas 141, 14 for accumulating the charges transferred from
2 is provided, and an all-pixel read-out type FIT having a honeycomb structure
-It constitutes a CCD. These storage areas 141, 1
At the upper and lower ends of 42, the left and right H
CCD 121A, 121B and HCCD 122A, 122
B is provided and each transfer path of the storage area is connected.
These HCCD 121A, 121B, 122A, 12
Signal reading circuits 123A, 123B, 124A, and 124B each having an FDA or the like are connected to the ends of 2B.

【0053】固体撮像素子においては、チップの大型
化、高画素化が進むと、HCCDの高速駆動が困難にな
る。特に蓄積領域を有するCCDでは、VCCDの駆動
周波数も高く、素子全体の消費電力が増大する。そこで
第4実施形態は、第2実施形態と第3実施形態のそれぞ
れの特徴を併せ持った構造とし、消費電力の増大を防ぐ
ようにする。すなわち、受光領域を2つに分割してVC
CDの転送路距離を約1/2とし、かつ、HCCDを2
つに分割してHCCDの転送段数を約1/2とした電荷
読み出し構造において、受光領域を挟んで上下に2つの
蓄積領域を有するように構成する。
In the solid-state image pickup device, as the size of the chip and the number of pixels increase, it becomes difficult to drive the HCCD at high speed. Particularly in a CCD having a storage area, the driving frequency of the VCCD is high, and the power consumption of the entire device increases. Therefore, the fourth embodiment has a structure having the respective characteristics of the second embodiment and the third embodiment together to prevent an increase in power consumption. That is, the light receiving area is divided into two
The transfer path distance of the CD is about 1/2, and the HCCD is 2
In a charge reading structure that is divided into two and the number of transfer stages of the HCCD is about ½, it is configured to have two storage regions above and below the light receiving region.

【0054】これにより、VCCDの駆動周波数を上げ
なくてもVCCDにおけるデータ転送レートが約2倍に
高速化し、さらにHCCDのデータ転送レートが約4倍
に高速化する。したがって、超低スミア特性を必要とす
るFIT−CCDにおいて、従来のものと比べて素子の
大型化、高画素化への対応、及び低消費電力化が容易に
可能である。また、本構成では受光領域の上下にほぼ同
じ面積の蓄積領域を有するので、チップレイアウトの対
称性が高くなり、マイクロレンズやカラーフィルタの膜
厚、形状等をより均一に保つことが容易になる効果があ
る。
As a result, the data transfer rate of the VCCD can be doubled and the data transfer rate of the HCCD can be doubled without increasing the driving frequency of the VCCD. Therefore, in the FIT-CCD requiring ultra-low smear characteristics, it is possible to easily increase the size of the element, increase the number of pixels, and reduce the power consumption, as compared with the conventional one. Further, in this configuration, since the storage regions having substantially the same area are provided above and below the light receiving region, the symmetry of the chip layout becomes high, and it becomes easy to keep the film thickness, shape, etc. of the microlenses and color filters more uniform. effective.

【0055】上述したように、本実施形態の構成によれ
ば、受光領域のVCCDを2分割して互いに電荷転送方
向を異ならせて反対方向に読み出すことにより、VCC
D中の電荷移動時間が短くなり、信号電荷がVCCDに
留まる時間を短くできるため、スミア特性を改善でき
る。この場合、HCCDを2系統有するのでデータ転送
レートを約2倍に高速化できる。さらにHCCDも2分
割することにより、同一の駆動周波数において、VCC
D中を電荷が移動する時間が短くなり、かつHCCDを
4系統有するので、データ転送レートを約4倍に高速化
できる。このため、総画素数が2倍、4倍となっても駆
動周波数を高くする必要がなく、CCD撮像素子の大型
化(高画素化)、低消費電力化が容易になる。したがっ
て、本実施形態は、特にチップサイズが大きい素子、画
素数が多い素子、高速に駆動する必要がある素子におい
て有効である。
As described above, according to the structure of this embodiment, the VCCD in the light receiving region is divided into two, the charge transfer directions are made different from each other, and the charges are read out in the opposite direction.
Since the charge transfer time during D is shortened and the time during which the signal charge stays in the VCCD can be shortened, the smear characteristic can be improved. In this case, since the system has two HCCDs, the data transfer rate can be doubled. Furthermore, by dividing the HCCD into two, VCC can be maintained at the same drive frequency.
Since the time for the charge to move in D is shortened and four HCCDs are provided, the data transfer rate can be increased about four times. Therefore, even if the total number of pixels is doubled or quadrupled, it is not necessary to increase the driving frequency, and it is easy to increase the size of the CCD image pickup device (increasing the number of pixels) and reduce the power consumption. Therefore, the present embodiment is particularly effective for an element having a large chip size, an element having a large number of pixels, and an element that needs to be driven at high speed.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、V
CCD中を電荷が移動する時間、距離を短くでき、素子
を大型化、高画素化しても駆動周波数及び駆動電圧を高
くする必要がなく、低消費電力化が容易に実現できる固
体撮像装置を提供することが可能である。また、HCC
Dの配設面積を大きくすることなく転送電荷のデータ転
送レートを向上でき、素子を大型化、高画素化しても駆
動周波数及び駆動電圧を高くする必要がなく、低消費電
力化が容易に実現できる固体撮像装置を提供することが
可能である。
As described above, according to the present invention, V
(EN) Provided is a solid-state image pickup device which can shorten the time and distance for electric charges to move in a CCD and does not need to increase the drive frequency and drive voltage even if the element is made larger and the number of pixels is increased, and can easily realize low power consumption. It is possible to Also, HCC
The data transfer rate of the transfer charge can be improved without increasing the area for arranging D, and it is not necessary to increase the drive frequency and drive voltage even if the element is made larger and the number of pixels is increased, and low power consumption is easily realized. It is possible to provide a solid-state imaging device that can do this.

【0057】したがって、チップサイズの大きいあるい
は画素数の多い固体撮像素子においても駆動周波数、駆
動電圧の増大を抑制でき、低消費電力化を実現すること
ができる効果がある。また、垂直電荷転送部での電荷移
動時間が短くなり、信号電荷が垂直電荷転送部に留まる
時間が短くなるため、超低スミア特性を有する固体撮像
素子が実現可能である。
Therefore, even in a solid-state image pickup device having a large chip size or a large number of pixels, it is possible to suppress an increase in driving frequency and driving voltage and to achieve low power consumption. In addition, since the charge transfer time in the vertical charge transfer unit is shortened and the signal charge stays in the vertical charge transfer unit for a short time, a solid-state imaging device having an ultra-low smear characteristic can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係る固体撮像装置の構
成を示す構成説明図である。
FIG. 1 is a configuration explanatory diagram showing a configuration of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態に用いる固体撮像装置の受光
部及び垂直電荷転送部を拡大して示した図であり、
(A)は平面図、(B)はA−A断面図である。
FIG. 2 is an enlarged view showing a light receiving portion and a vertical charge transfer portion of the solid-state imaging device used in the embodiment of the present invention,
(A) is a plan view and (B) is a sectional view taken along line AA.

【図3】ハニカムCCDの画素構成及び出力される画素
信号の例を示す構成説明図である。
FIG. 3 is a configuration explanatory view showing an example of a pixel configuration of a honeycomb CCD and an output pixel signal.

【図4】正方格子CCDの画素構成及び出力される画素
信号の例を示す構成説明図である。
FIG. 4 is a configuration explanatory diagram showing an example of a pixel configuration of a square lattice CCD and an output pixel signal.

【図5】本発明の第2実施形態に係る固体撮像装置の構
成を示す構成説明図である。
FIG. 5 is a configuration explanatory diagram showing a configuration of a solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】第2実施形態におけるHCCDの断面概略構成
を示す構成説明図である。
FIG. 6 is a structural explanatory view showing a schematic sectional structure of an HCCD in the second embodiment.

【図7】本発明の第3実施形態に係る固体撮像装置の構
成を示す構成説明図である。
FIG. 7 is a configuration explanatory diagram showing a configuration of a solid-state imaging device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第4実施形態に係る固体撮像装置の構
成を示す構成説明図である。
FIG. 8 is a configuration explanatory diagram showing a configuration of a solid-state imaging device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】従来のインターライン転送型CCD(IT−C
CD)の概略構成を示した説明図である。
FIG. 9 is a conventional interline transfer CCD (IT-C.
It is an explanatory view showing a schematic structure of (CD).

【図10】従来のデュアルHCCD方式のIT−CCD
の概略構成を示した説明図である。
FIG. 10 is a conventional dual HCCD type IT-CCD.
It is an explanatory view showing a schematic configuration of.

【図11】従来のフレームインターライン転送型CCD
(FIT−CCD)の概略構成を示した説明図である。
FIG. 11 is a conventional frame interline transfer type CCD.
It is explanatory drawing which showed the schematic structure of (FIT-CCD).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 受光部 102 垂直電荷転送部(VCCD) 111,112 受光領域 121,122,121A,121B,122A,12
2B 水平電荷転送部(HCCD) 123,124,123A,123B,124A,12
4B 信号読み出し回路 125,133 素子分離領域 131 シリコン基板 135 第1層(ポリシリコン電極) 136 第2層(ポリシリコン電極) 141,142 蓄積領域
101 light receiving part 102 vertical charge transfer part (VCCD) 111, 112 light receiving regions 121, 122, 121A, 121B, 122A, 12
2B Horizontal charge transfer unit (HCCD) 123, 124, 123A, 123B, 124A, 12
4B Signal readout circuit 125, 133 Element isolation region 131 Silicon substrate 135 First layer (polysilicon electrode) 136 Second layer (polysilicon electrode) 141, 142 Storage region

フロントページの続き Fターム(参考) 4M118 AA04 AA10 AB01 BA12 BA13 CA04 CA20 DA13 DB01 DB06 DB07 DB08 FA02 FA06 FA26 FA38 FA44 GC08 5C024 CX00 CX13 CY42 EX43 EX52 GX03 GX21 GY02 GY04 GY07 GY18 GZ44 GZ47 JX25 Continued front page    F-term (reference) 4M118 AA04 AA10 AB01 BA12 BA13                       CA04 CA20 DA13 DB01 DB06                       DB07 DB08 FA02 FA06 FA26                       FA38 FA44 GC08                 5C024 CX00 CX13 CY42 EX43 EX52                       GX03 GX21 GY02 GY04 GY07                       GY18 GZ44 GZ47 JX25

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に一定のピッチで行方向と
これに直交する列方向とに配列された多数個の受光部
と、前記受光部に隣接して前記列方向に延設され前記受
光部で発生した電荷を当該受光部列方向に転送する垂直
電荷転送部とを有し、前記受光部で発生した信号電荷を
前記垂直電荷転送部に一度に読み出す全画素読み出しが
可能な固体撮像装置であって、 前記受光部及び垂直電荷転送部が配設された受光領域は
前記垂直電荷転送部の長手方向において2つに分割され
た第1の受光領域と第2の受光領域とを有してなり、こ
れらの受光領域においてそれぞれの垂直電荷転送部の電
荷転送方向が互いに異なるように構成され、 前記第1の受光領域及び第2の受光領域の端部に各垂直
電荷転送部からの電荷を転送する水平電荷転送部をそれ
ぞれ備えたことを特徴とする固体撮像装置。
1. A plurality of light receiving sections arranged on a semiconductor substrate at a constant pitch in a row direction and a column direction orthogonal to the row direction, and a plurality of light receiving sections extending in the column direction adjacent to the light receiving sections. And a vertical charge transfer unit for transferring charges generated in the light receiving unit in the column direction of the light receiving unit, and capable of reading all pixels at one time to read out the signal charges generated in the light receiving unit to the vertical charge transfer unit. The light receiving region in which the light receiving unit and the vertical charge transfer unit are arranged has a first light receiving region and a second light receiving region which are divided into two in the longitudinal direction of the vertical charge transfer unit. In these light receiving regions, the charge transfer directions of the vertical charge transfer units are different from each other, and the charge from each vertical charge transfer unit is provided at the end of the first light receiving region and the second light receiving region. It is a horizontal charge transfer unit that transfers A solid-state imaging apparatus characterized by comprising been.
【請求項2】 半導体基板上に一定のピッチで行方向と
これに直交する列方向とに配列された多数個の受光部
と、前記受光部に隣接して前記列方向に延設され前記受
光部で発生した電荷を当該受光部列方向に転送する垂直
電荷転送部とを有し、前記受光部で発生した信号電荷を
前記垂直電荷転送部に一度に読み出す全画素読み出しが
可能な固体撮像装置であって、 前記受光部及び垂直電荷転送部が配設された受光領域の
端部に各垂直電荷転送部からの電荷を転送する水平電荷
転送部を備え、この水平電荷転送部は長手方向において
2つに分割された第1の水平電荷転送部と第2の水平電
荷転送部とを有してなり、これらの水平電荷転送部の電
荷転送方向が互いに異なるように構成されたことを特徴
とする固体撮像装置。
2. A plurality of light receiving sections arranged on a semiconductor substrate at a constant pitch in a row direction and a column direction orthogonal to the row direction, and a plurality of light receiving sections extending in the column direction adjacent to the light receiving sections. And a vertical charge transfer unit for transferring charges generated in the light receiving unit in the column direction of the light receiving unit, and capable of reading all pixels at one time to read out the signal charges generated in the light receiving unit to the vertical charge transfer unit. In addition, a horizontal charge transfer unit that transfers the charge from each vertical charge transfer unit is provided at the end of the light receiving region where the light receiving unit and the vertical charge transfer unit are arranged, and the horizontal charge transfer unit is arranged in the longitudinal direction. It is characterized by comprising a first horizontal charge transfer section and a second horizontal charge transfer section which are divided into two, and the charge transfer directions of these horizontal charge transfer sections are different from each other. Solid-state imaging device.
【請求項3】 半導体基板上に一定のピッチで行方向と
これに直交する列方向とに配列された多数個の受光部
と、前記受光部に隣接して前記列方向に延設され前記受
光部で発生した電荷を当該受光部列方向に転送する垂直
電荷転送部とを有し、前記受光部で発生した信号電荷を
前記垂直電荷転送部に一度に読み出す全画素読み出しが
可能な固体撮像装置であって、 前記受光部及び垂直電荷転送部が配設された受光領域は
前記垂直電荷転送部の長手方向において2つに分割され
た第1の受光領域と第2の受光領域とを有してなり、こ
れらの受光領域においてそれぞれの垂直電荷転送部の電
荷転送方向が互いに異なるように構成され、 前記第1の受光領域及び第2の受光領域の端部に各垂直
電荷転送部からの電荷を転送する水平電荷転送部をそれ
ぞれ備え、前記水平電荷転送部は長手方向において2つ
に分割された第1の水平電荷転送部と第2の水平電荷転
送部とを有してなり、これらの水平電荷転送部の電荷転
送方向が互いに異なるように構成されたことを特徴とす
る固体撮像装置。
3. A plurality of light receiving sections arranged on a semiconductor substrate at a constant pitch in a row direction and a column direction orthogonal to the row direction, and a plurality of light receiving sections extending in the column direction adjacent to the light receiving sections. And a vertical charge transfer unit for transferring charges generated in the light receiving unit in the column direction of the light receiving unit, and capable of reading all pixels at one time to read out the signal charges generated in the light receiving unit to the vertical charge transfer unit. The light receiving region in which the light receiving unit and the vertical charge transfer unit are arranged has a first light receiving region and a second light receiving region which are divided into two in the longitudinal direction of the vertical charge transfer unit. In these light receiving regions, the charge transfer directions of the vertical charge transfer units are different from each other, and the charge from each vertical charge transfer unit is provided at the end of the first light receiving region and the second light receiving region. It is a horizontal charge transfer unit that transfers The horizontal charge transfer section comprises a first horizontal charge transfer section and a second horizontal charge transfer section which are divided into two in the longitudinal direction, and the horizontal charge transfer section has charge transfer directions. The solid-state imaging device is characterized by being configured so as to be different from each other.
【請求項4】 前記受光領域と前記水平電荷転送部との
間に前記垂直電荷転送部からの電荷を一時蓄積する電荷
蓄積領域を備えたことを特徴とする請求項1〜3のいず
れかに記載の固体撮像装置。
4. The charge storage region according to claim 1, further comprising a charge storage region between the light receiving region and the horizontal charge transfer unit for temporarily storing charges from the vertical charge transfer unit. The solid-state imaging device described.
【請求項5】 前記受光領域の受光部は、ある受光部の
画素に隣接する受光部の画素を前記行方向及び列方向に
おける画素ピッチの約半分それぞれずれた位置に配置さ
れてなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記
載の固体撮像装置。
5. The light receiving section of the light receiving area is arranged such that a pixel of the light receiving section adjacent to a pixel of a certain light receiving section is shifted by about half of a pixel pitch in the row direction and the column direction. The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 4.
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