JP2509666B2 - Charge transfer device - Google Patents

Charge transfer device

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JP2509666B2
JP2509666B2 JP63077677A JP7767788A JP2509666B2 JP 2509666 B2 JP2509666 B2 JP 2509666B2 JP 63077677 A JP63077677 A JP 63077677A JP 7767788 A JP7767788 A JP 7767788A JP 2509666 B2 JP2509666 B2 JP 2509666B2
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transfer
charge
register
diffusion layer
transferred
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誠 物井
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、複数のCCDレジスタを有する電荷転送装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a charge transfer device having a plurality of CCD registers.

(従来の技術) CCDレジスタを有する電荷転送装置は、遅延線やイメ
ージセンサに広く用いられている。
(Prior Art) A charge transfer device having a CCD register is widely used for a delay line and an image sensor.

CCDレジスタを複数個有する場合に、その複数個のCCD
レジスタから転送されてきた信号電荷を1つの出力部で
統合して読み出す構造が必要となる場合がある。従来の
電荷転送装置について、その構造を示す第5図を参照し
説明する。フォトダイオード1は光を照射されて信号電
流を発生し、CCDレジスタ2,3はそれぞれフォトダイオー
ド1で発生した信号電荷を蓄積し、出力ゲート12へ向か
って転送していく。出力ゲート12はCCDレジスタ2,3から
転送されたそれぞれの信号電荷を順次浮遊拡散層11に出
力する。浮遊拡散層11は蓄積部に相当し、出力ゲート12
から信号電荷を順次受け取り、蓄積する。この蓄積され
た信号電荷は、ソースフォロワ回路7によって順次読み
出される。リセットゲート6は、信号電荷を順次受け取
る前に浮遊拡散層11に蓄積されている余分な電荷を排出
し、浮遊拡散層11を一定電圧に設定する。
If there are multiple CCD registers, the multiple CCDs
In some cases, it is necessary to have a structure in which the signal charges transferred from the registers are integrated and read by one output unit. A conventional charge transfer device will be described with reference to FIG. 5 showing its structure. The photodiode 1 is irradiated with light to generate a signal current, and the CCD registers 2 and 3 accumulate the signal charges generated in the photodiode 1 and transfer them to the output gate 12. The output gate 12 sequentially outputs the signal charges transferred from the CCD registers 2 and 3 to the floating diffusion layer 11. The floating diffusion layer 11 corresponds to the storage part, and the output gate 12
The signal charges are sequentially received from and accumulated. The accumulated signal charges are sequentially read by the source follower circuit 7. The reset gate 6 discharges excess charges accumulated in the floating diffusion layer 11 before sequentially receiving the signal charges, and sets the floating diffusion layer 11 to a constant voltage.

この装置の出力部Iについて、その部分拡大図を第6
図に示し説明する。CCDレジスタ2,3はそれぞれ転送段2
a,2b,2c,2d,…及び転送段3a,3b,3c,3d,…を有してい
る。転送段2b,2d,…、及び転送段3a,3c,…にはクロック
パルスが印加され、転送段2a,2c,…、及び転送段3
b,3d,…にはクロックパルスφと逆相のクロックパル
スφが印加される。それぞれの転送段は印加されたク
ロックパルスに基づき、隣接した一方の転送段から転送
された信号電荷を蓄積し隣接した他方の転送段に転送す
る。例えば、転送段2cは転送段2dから信号電荷を転送さ
れて蓄積した後、転送段2bへ転送し、転送段2bは転送段
2cから転送された信号電荷を転送段2aへ転送する。それ
ぞれの転送段は、信号電荷の逆流を防止する電位障壁を
有する。それぞれの転送段より転送されてきた信号電荷
は、最終段に相当する転送段2a及び3aより交互に出力ゲ
ート12へ転送され、さらに浮遊拡散層11に出力される。
これにより、CCDレジスタ2及び3より転送されてきた
信号電荷は交互に浮遊拡散層11に流入されることとな
る。浮遊拡散層11は、それぞれの信号電荷が流入される
前にリセットゲート6よりリセットパルスRSを与えられ
て、浮遊拡散層11に蓄積している余分な電荷を排出し、
一定電圧に設定される。浮遊拡散層11に流入されて蓄積
された信号電荷は、ソースフォロワ回路7により順次読
み取られていく。ソースフォロワ回路7はFET7a,FET7b
を有し、インピーダンス変換を行なう。
A partial enlarged view of the output section I of this device is shown in FIG.
Shown in the figure and described. CCD registers 2 and 3 are transfer stage 2 respectively
a, 2b, 2c, 2d, ... And transfer stages 3a, 3b, 3c, 3d ,. The clock pulse 1 is applied to the transfer stages 2b, 2d, ... And the transfer stages 3a, 3c ,.
b, 3d, ... clock pulses phi 2 of the clock pulses phi 1 opposite phase is applied to. Based on the applied clock pulse, each transfer stage accumulates the signal charges transferred from one adjacent transfer stage and transfers the signal charges to the other adjacent transfer stage. For example, the transfer stage 2c transfers and accumulates the signal charge from the transfer stage 2d, and then transfers the signal charge to the transfer stage 2b.
The signal charges transferred from 2c are transferred to the transfer stage 2a. Each transfer stage has a potential barrier that prevents the backflow of signal charges. The signal charges transferred from the respective transfer stages are alternately transferred to the output gate 12 from the transfer stages 2a and 3a corresponding to the final stage, and further output to the floating diffusion layer 11.
As a result, the signal charges transferred from the CCD registers 2 and 3 are alternately flown into the floating diffusion layer 11. The floating diffusion layer 11 is given a reset pulse RS from the reset gate 6 before each signal charge is flowed in, and discharges the excess charge accumulated in the floating diffusion layer 11,
It is set to a constant voltage. The signal charges flowing into the floating diffusion layer 11 and accumulated therein are sequentially read by the source follower circuit 7. Source follower circuit 7 is FET7a, FET7b
And performs impedance conversion.

浮遊拡散層11より出力される出力信号と、クロックパ
ルスφ、クロックパルスφ、リセットパルスRSとの
それぞれのパルスタイミングについて、第7図のタイム
チャートを参照し説明する。信号電荷が転送される前
に、浮遊拡散層11がリセットゲート6よりリセットパル
スRSを印加されて、電位が設定電位E0となる。リセット
パルスRSがハイレベルかローレベルになると、浮遊拡散
層11はリセットゲート6と結合しているため誘導ノイズ
が発生して電位E0′となる。この後、CCDレジスタ2,3の
最終転送段である転送段2a,3aのうち、印加されるクロ
ックパルスがローレベルであるどちらか一方の転送段か
ら信号電荷が転送されて、出力ゲート12を通過して浮遊
拡散層11に蓄積される。例えば第7図において、クロッ
クパルスφが印加されている転送段3aから、クロック
パルスφがローレベルとなると信号電荷が転送されて
浮遊拡散層の電位がE11となる。この後リセットパルスR
Sが与えられて浮遊拡散層11の電位がE0となり、さらに
リセットパルスRSのノイズの影響でE0′となる。次にク
ロックパルスφが印加されている転送段2aから、クロ
ックパルスφがローレベルとなると信号電荷が転送さ
れ、浮遊拡散層11の電位がE12となる。以下同様に、転
送段3aから信号電荷が転送されて浮遊拡散層11の電位が
E13となり、次に転送段2aから信号電荷が転送されて浮
遊拡散層11の電位がE14となる。
The pulse timings of the output signal output from the floating diffusion layer 11, the clock pulse φ 1 , the clock pulse φ 2 , and the reset pulse RS will be described with reference to the time chart of FIG. 7. Before the signal charges are transferred, the reset pulse RS is applied to the floating diffusion layer 11 from the reset gate 6, and the potential becomes the set potential E 0 . When the reset pulse RS becomes high level or low level, the floating diffusion layer 11 is coupled to the reset gate 6, and thus induced noise is generated and becomes the potential E 0 ′. Thereafter, of the transfer stages 2a and 3a, which are the final transfer stages of the CCD registers 2 and 3, the signal charge is transferred from one of the transfer stages in which the applied clock pulse is at the low level, and the output gate 12 is transferred. It passes and is accumulated in the floating diffusion layer 11. In example FIG. 7, from the transfer stage 3a of clock pulses phi 1 is applied, the potential of the floating diffusion layer when the clock pulses phi 1 becomes the low level signal charge is transferred is E 11. After this, reset pulse R
S is given and the potential of the floating diffusion layer 11 becomes E 0 , and further becomes E 0 ′ due to the noise of the reset pulse RS. Then from the transfer stage 2a clock pulse phi 2 is applied, when the clock pulse phi 2 becomes low level signal charge is transferred, the potential of the floating diffusion layer 11 is E 12. Similarly, the signal charge is transferred from the transfer stage 3a and the potential of the floating diffusion layer 11 is changed.
It becomes E 13 , then the signal charges are transferred from the transfer stage 2a and the potential of the floating diffusion layer 11 becomes E 14 .

(発明が解決しようとする問題点) このような電荷転送装置に対し、イメージセンサとし
て用いる場合に感度に向上や、信号電荷量を減少させる
必要性が高まっている。このためには、浮遊拡散層11の
電荷蓄積容量を減らして電荷電圧変換ゲインを高める必
要がある。
(Problems to be Solved by the Invention) With respect to such a charge transfer device, there is an increasing need to improve the sensitivity and reduce the signal charge amount when used as an image sensor. For this purpose, it is necessary to reduce the charge storage capacity of the floating diffusion layer 11 and increase the charge-voltage conversion gain.

しかし浮遊拡散層11の出力ゲート12に接続されている
部分は、転送段2aと3aに分離して接続されている出力ゲ
ート12の面積に対応させる必要がある。このため、その
面積を小さくすることができず、その結果浮遊拡散層11
の蓄積容量を減少させるために限界があるという問題点
があった。
However, the portion of the floating diffusion layer 11 connected to the output gate 12 needs to correspond to the area of the output gate 12 separately connected to the transfer stages 2a and 3a. Therefore, the area cannot be reduced, and as a result, the floating diffusion layer 11
There is a problem that there is a limit to reduce the storage capacity of the.

本発明は上記事情に鑑み、浮遊拡散層11の電荷蓄積容
量を減少させて電荷電圧変換ゲインを向上させることが
できる電荷転送装置を提供することを目的とする。
In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a charge transfer device capable of reducing the charge storage capacity of the floating diffusion layer 11 and improving the charge-voltage conversion gain.

〔発明の構成〕[Structure of Invention]

(問題点を解決するための手段) 上記目的は、素子分離領域で囲まれた転送路内で信号
電荷を転送するCCDレジスタを複数個有するCCDレジスタ
部と、CCDレジスタのそれぞれの転送路を統合する統合
部であって、それぞれの転送路が合流する箇所には凸状
の素子分離領域が食い込むように形成されており、CCD
レジスタからそれぞれ転送されてきた信号電荷を与えら
れた後、出力する統合部と、複数の転送電極を有し、統
合部から出力された信号電荷を与えられて転送した後、
出力する転送段と、転送段から出力された信号電荷を与
えられて蓄積する蓄積部とを備えたことを特徴とする電
荷転送装置によって達成される。
(Means for Solving Problems) The above object is to integrate a CCD register unit having a plurality of CCD registers for transferring signal charges in a transfer path surrounded by an element isolation region and each transfer path of the CCD register. In the integrated part, the convex element isolation regions are formed so as to bite into the areas where the transfer paths meet.
After being given the signal charges transferred from the registers, respectively, having an integrating section for outputting and a plurality of transfer electrodes, after being given and transferring the signal charges outputted from the integrating section,
This is achieved by a charge transfer device including an output transfer stage and an accumulation unit that receives and accumulates the signal charge output from the transfer stage.

(作用) 複数個のCCDレジスタからそれぞれ転送されてきた信
号電荷が、統合部で統合された転送路を転送段に出力さ
れる。転送段では複数の転送電極が設けられており、与
えられた信号電荷が転送された後、蓄積部に出力されて
蓄積される。出力ゲートの面積は、複数個のCCDレジス
タによる転送路が統合部で一旦統合されているため、統
合部がない場合よりも小さくすることができる。これに
より、蓄積部の出力ゲートに対向する部分の面積は、統
合部がない場合よりも小さくできるため、蓄積部の電荷
蓄積容量を小さくすることが可能である。さらに、統合
部と出力ゲートとの間に複数の転送電極を有する転送段
が設けられているため、CCDレジスタと蓄積部との間の
距離が増加している。これにより、CCDレジスタにおい
て信号電荷を転送する際に生じるノイズが、蓄積部に誘
導ノイズをもたらすことを抑制できる。さらに、統合部
において転送路が合流する箇所には、凸状の素子分離領
域が食い込むように形成されているため、それぞれの転
送路から送られてきた信号電荷が逆流することが防止さ
れる。
(Function) The signal charges respectively transferred from the plurality of CCD registers are output to the transfer stage through the transfer path integrated by the integration unit. A plurality of transfer electrodes are provided in the transfer stage, and after the given signal charges are transferred, they are output to and accumulated in the accumulating unit. The area of the output gate can be made smaller than that in the case where there is no integration unit because the transfer paths of the plurality of CCD registers are once integrated in the integration unit. As a result, the area of the portion of the storage section facing the output gate can be made smaller than that in the case where the integrated section is not provided, so that the charge storage capacity of the storage section can be reduced. Further, since the transfer stage having a plurality of transfer electrodes is provided between the integration section and the output gate, the distance between the CCD register and the storage section is increased. As a result, it is possible to prevent the noise generated when the signal charge is transferred in the CCD register from causing induced noise in the storage section. Further, since the convex element isolation regions are formed so as to bite into the merged portions of the transfer paths, the signal charges sent from the respective transfer paths are prevented from flowing back.

(実施例) 以下、本発明を図示する実施例に基づいて詳述する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated examples.

まず、本発明の一実施例による電荷転送装置につい
て、その構造を示す第1図を参照し説明する。第5図に
示す従来の電荷転送装置と同一の構成要素には同一番号
を付して説明を省略する。従来の場合と異なるのは、出
力ゲート5とCCDレジスタ2,3との間に統合部に相当する
転送ゲート4が設けられている点である。これによって
出力ゲート5と従来の出力ゲート12のそれぞれの面積及
び浮遊拡散層8と従来の浮遊拡散層11のそれぞれの電荷
蓄積容量がことなっている。第1図に示された電荷転送
装置における出力部IIについて、その部分拡大図である
第2図を参照し説明する。この出力部IIと、第6図に示
す従来の電荷転送装置と同一の要素には同一番号を付し
説明を省略する。ここで、CCDレジスタ2には、素子分
離領域22bと、この素子分離領域22bで囲まれ信号電荷を
順次転送していく転送路22aとが設けられている。同様
に、CCDレジスタ3には、素子分離領域23bと転送路23a
とが設けられている。従来の場合と異なり、CCDレジス
タ2,3の転送段2a,3aと浮遊拡散層8との間に転送ゲート
4が設けられ、さらにこの転送ゲート4にクロックパル
スφが印加されている。転送ゲート4が形成されてい
る領域において、CCDレジスタ2の転送路22aとCCDレジ
スタ3の転送路23aとが合流する箇所には、凸状の素子
分離領域34が食い込むように形成されている。
First, a charge transfer device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 showing the structure thereof. The same components as those of the conventional charge transfer device shown in FIG. The difference from the conventional case is that a transfer gate 4 corresponding to an integration unit is provided between the output gate 5 and the CCD registers 2 and 3. As a result, the respective areas of the output gate 5 and the conventional output gate 12 and the charge storage capacities of the floating diffusion layer 8 and the conventional floating diffusion layer 11 are different. The output section II in the charge transfer device shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2 which is a partially enlarged view thereof. The same parts as those of the output unit II and the conventional charge transfer device shown in FIG. Here, the CCD register 2 is provided with an element isolation region 22b and a transfer path 22a which is surrounded by the element isolation region 22b and sequentially transfers signal charges. Similarly, the CCD register 3 includes an element isolation region 23b and a transfer path 23a.
Are provided. Unlike the conventional case, a transfer gate 4 is provided between the transfer stages 2a and 3a of the CCD registers 2 and 3 and the floating diffusion layer 8, and a clock pulse φ T is applied to the transfer gate 4. In a region where the transfer gate 4 is formed, a convex element isolation region 34 is formed so as to bite into a portion where the transfer route 22a of the CCD register 2 and the transfer route 23a of the CCD register 3 meet.

従来の場合と同様に、印加されているクロックパルス
に基づいてそれぞれの転送段2b,2c,2d,…及び転送段3b,
3c,3d,…より信号電荷が転送されてきて、最終段に相当
するそれぞれの転送段2a及び3aに転送される。この後ク
ロックパルスφに基づいて、転送段2aと転送段3aにそ
れぞれ蓄積されている信号電荷の一方を交互に転送ゲー
ト4が出力ゲート5に転送する。ここで、転送ゲート4
が形成されている領域には、上述したように素子分離領
域34が形成されている。このため、CCDレジスタ2の転
送路22a又はCCDレジスタ3の転送路23aから送られてき
た信号電荷が、転送路23a又は22aへ逆流して信号電荷が
混合することが防止される。出力ゲート5は転送ゲート
4から転送された信号電荷を浮遊拡散層8に出力する。
これにより、CCDレジスタ2及び3より転送されてきた
信号電荷は交互に浮遊拡散層8に流入されることとな
る。この後浮遊拡散層8において蓄積された信号電荷
が、順次ソースフォロワ回路7によって読み取られてい
く。
As in the conventional case, each transfer stage 2b, 2c, 2d, ... And transfer stage 3b, based on the applied clock pulse.
Signal charges are transferred from 3c, 3d, ... And transferred to respective transfer stages 2a and 3a corresponding to the final stage. Then, based on the clock pulse φ T , the transfer gate 4 alternately transfers one of the signal charges stored in the transfer stage 2a and the signal charge stored in the transfer stage 3a. Here, transfer gate 4
The element isolation region 34 is formed in the region in which is formed as described above. Therefore, it is possible to prevent the signal charges sent from the transfer path 22a of the CCD register 2 or the transfer path 23a of the CCD register 3 from flowing back to the transfer path 23a or 22a and mixing the signal charges. The output gate 5 outputs the signal charges transferred from the transfer gate 4 to the floating diffusion layer 8.
As a result, the signal charges transferred from the CCD registers 2 and 3 are alternately flown into the floating diffusion layer 8. After that, the signal charges accumulated in the floating diffusion layer 8 are sequentially read by the source follower circuit 7.

次に、浮遊拡散層8より出力される出力信号と、クロ
ックパルスφ、クロックパルスφ、転送パルス
φ、リセットパルスRSとのそれぞれのパルスタイミン
グについて、そのタイムチャートである第3図を参照し
説明する。従来の場合のタイムチャートである第7図と
比較し、転送パルスφが新たに加わっている。信号電
荷が転送される前に、浮遊拡散層8がリセットゲート6
よりリセットパルスRSを印加されて、電位が設定電位E0
となる。リセットパルスRSがハイレベルからローレベル
になると、浮遊拡散層8はリセットゲート6と結合して
いるため誘導ノイズが発生して電位E0′となる。この
後、CCDレジスタ2,3のそれぞれの最終転送段の転送段2
a,3aのうち、印加されているクロックパルスがローレベ
ルのどちらか一方の転送段から転送ゲート4へ、転送パ
ルスφがハイレベルの期間中に信号電荷が転送され
る。次に、転送パルスφがローレベルとなる、その信
号電荷が出力ゲート5を通過して浮遊拡散層8に蓄積さ
れる。例えば第3図において、クロックパルスφが印
加されている転送段3aから、クロックパルスφがロー
レベルのときに、ハイレベルの転送パルスφが印加さ
れている転送ゲート4に信号電荷が転送される。転送パ
ルスφがローレベルとなると、転送ゲート4から出力
ゲート5を通して浮遊拡散層8へ信号電荷が転送され
て、浮遊拡散層8の電位がE1となる。この後リセットパ
ルスRSが与えられて浮遊拡散層8の電位がE0となり、リ
セットパルスRSのノイズの影響でE0′となる。次にクロ
ックパルスφが印加されている転送段2aから、クロッ
クパルスφがローレベルのときに、ハイレベルの転送
パルスφが印加されている転送ゲート4に信号電荷が
転送される。転送パルスφがローレベルとなると、転
送ゲート4から出力ゲート5を通して浮遊拡散層8へ信
号電荷が転送されて、浮遊拡散層8の電位がE2となる。
以下同様に、転送段3aから、信号電荷が転送されて、浮
遊拡散層8の電位がE3となり、次に転送段2aから信号電
荷が転送されて浮遊拡散層8の電位がE4となる。このよ
うにして、従来の場合と同様に信号電荷が順次浮遊拡散
層8へ転送されて蓄積され、ソースフォロワ回路7へ出
力される。
Next, FIG. 3, which is a time chart, shows the output signals output from the floating diffusion layer 8 and the respective pulse timings of the clock pulse φ 1 , the clock pulse φ 2 , the transfer pulse φ T , and the reset pulse RS. Refer to and explain. Compared with FIG. 7 which is a time chart in the conventional case, a transfer pulse φ T is newly added. Before the signal charge is transferred, the floating diffusion layer 8 is reset by the reset gate 6
Is applied more reset pulse RS, the potential is set potential E 0
Becomes When the reset pulse RS changes from the high level to the low level, the floating diffusion layer 8 is coupled to the reset gate 6, so that induced noise is generated and the potential becomes E 0 ′. After this, the transfer stage 2 of the final transfer stage of each of the CCD registers 2 and 3
Signal charges are transferred to the transfer gate 4 from one of the transfer stages in which the applied clock pulse of a and 3a is at the low level while the transfer pulse φ T is at the high level. Next, the transfer pulse φ T becomes low level, and the signal charge thereof passes through the output gate 5 and is accumulated in the floating diffusion layer 8. In example FIG. 3, the transfer stage 3a of clock pulses phi 1 is applied, when the clock pulse phi 1 is low level, the signal charge transfer gate 4 a transfer pulse phi T of a high level is applied Transferred. When the transfer pulse φ T becomes low level, signal charges are transferred from the transfer gate 4 to the floating diffusion layer 8 through the output gate 5, and the potential of the floating diffusion layer 8 becomes E 1 . After that, the reset pulse RS is applied and the potential of the floating diffusion layer 8 becomes E 0 , and becomes E 0 ′ due to the noise of the reset pulse RS. Then from the transfer stage 2a clock pulse phi 2 is applied, when the clock pulse phi 2 is at low level, the signal charge is transferred to the transfer gate 4 a transfer pulse phi T of a high level is applied. When the transfer pulse φ T becomes low level, the signal charge is transferred from the transfer gate 4 to the floating diffusion layer 8 through the output gate 5, and the potential of the floating diffusion layer 8 becomes E 2 .
Similarly, the signal charge is transferred from the transfer stage 3a and the potential of the floating diffusion layer 8 becomes E 3 , and then the signal charge is transferred from the transfer stage 2a and the potential of the floating diffusion layer 8 becomes E 4. . In this way, as in the conventional case, the signal charges are sequentially transferred to the floating diffusion layer 8, accumulated, and output to the source follower circuit 7.

ここで、出力ゲート5の面積は従来の出力ゲート12と
比較して小さい。これは、2個のCCDレジスタ2,3の信号
電荷の転送路が、統合部に相当する転送ゲート4で一旦
統合されているためである。これにより、浮遊拡散層8
の出力ゲート5に対向する部分の面積は、従来の浮遊拡
散層11の面積よりも小さいため、電荷蓄積容量は小さく
なっている。このため、浮遊拡散層8からソースフォロ
ワ回路7へ信号電荷が出力される際における電荷電圧変
換ゲインが増加し、感度が向上する。さらに、取扱う信
号電荷量自体を小さくすることができるため、CCDレジ
スタを小型化することが可能である。
Here, the area of the output gate 5 is smaller than that of the conventional output gate 12. This is because the transfer paths of the signal charges of the two CCD registers 2 and 3 are once integrated by the transfer gate 4 corresponding to the integration section. As a result, the floating diffusion layer 8
Since the area of the portion facing the output gate 5 is smaller than the area of the conventional floating diffusion layer 11, the charge storage capacity is small. Therefore, the charge-voltage conversion gain when the signal charge is output from the floating diffusion layer 8 to the source follower circuit 7 is increased, and the sensitivity is improved. Furthermore, since the amount of signal charges to be handled can be reduced, the CCD register can be downsized.

本実施例ではCCDレジスタを2個有しているが、CCDレ
ジスタ3個以上であっても同様の効果が得られる。ま
た、CCDレジスタのそれぞれの転送段に印加するクロッ
クパルスが3相以上であってもよい。蓄積部として浮遊
拡散層を用いているが、フローティングゲート構造によ
るもの等、電荷を蓄積する機能を有するものであれば、
他の構造によるものを用いることができる。
Although this embodiment has two CCD registers, the same effect can be obtained even if the number of CCD registers is three or more. Further, the clock pulse applied to each transfer stage of the CCD register may have three or more phases. Although the floating diffusion layer is used as the storage portion, if it has a function of storing electric charges, such as a floating gate structure,
Other structures can be used.

また、本実施例では第2図に示されるように統合部に
相当する転送ゲート4と出力ゲート5とが隣接している
が、隣接しない構成であってもよい。その場合の一例
を、他の実施例として出力部を拡大した第4図を参照し
説明する。第2図に示した実施例と同一の要素には同一
番号を付して説明を省略する。転送ゲート4と出力ゲー
ト5との間に複数の転送電極から成る転送段9が設けら
れている。このように、統合部と出力ゲートとが隣接し
ておらず、転送段を介して信号電荷が転送される構成で
あってもよい。この実施例によれば、転送段9の存在に
よって、CCDレジスタ2及び3浮遊拡散層8との間の距
離が増加する。このため、CCDレジスタ2及び3の転送
段2a、2b、…と転送段3a、3b、…にそれぞれ印加される
クロックパルスφ及びφの影響で、浮遊拡散層8に
誘導ノイズが生じるのを抑制することができる。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the transfer gate 4 and the output gate 5 corresponding to the integrated portion are adjacent to each other, but they may not be adjacent to each other. An example of such a case will be described as another embodiment with reference to FIG. 4 in which an output section is enlarged. The same elements as those of the embodiment shown in FIG. A transfer stage 9 composed of a plurality of transfer electrodes is provided between the transfer gate 4 and the output gate 5. As described above, the configuration may be such that the integration unit and the output gate are not adjacent to each other and the signal charges are transferred through the transfer stage. According to this embodiment, the presence of the transfer stage 9 increases the distance between the CCD register 2 and the 3 floating diffusion layer 8. Therefore, induced noise is generated in the floating diffusion layer 8 under the influence of the clock pulses φ 1 and φ 2 applied to the transfer stages 2a, 2b, ... And the transfer stages 3a, 3b, ... Of the CCD registers 2 and 3, respectively. Can be suppressed.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明の電荷転送装置は、複数個
のCCDレジスタから転送されてきた信号電荷が統合部で
その転送路を統合された後出力ゲートを介して蓄積部へ
蓄積されて出力されるため、蓄積部の出力ゲートに対向
する面積が小さくなり、電荷蓄積容量が小さい。これに
より、蓄積部から信号電荷が出力されて電圧に変換され
る際の電荷電圧変換ゲインが増加し、感度が向上する。
As described above, in the charge transfer device of the present invention, the signal charges transferred from the plurality of CCD registers are integrated in the transfer path by the integration unit and then accumulated and output to the accumulation unit via the output gate. Therefore, the area of the storage section facing the output gate is small, and the charge storage capacity is small. As a result, the charge-voltage conversion gain when the signal charges are output from the storage unit and converted into a voltage is increased, and the sensitivity is improved.

さらに、統合部と出力ゲートとの間に、複数の転送電
荷を有する転送段が設けられているため、CCDレジスタ
と蓄積部との間の距離が増加しており、CCDレジスタに
おいて信号電荷転送の際に生じるノイズが、蓄積部に誘
導ノイズを生じさせることを抑制する。
Further, since the transfer stage having a plurality of transfer charges is provided between the integration unit and the output gate, the distance between the CCD register and the storage unit is increased, and the transfer of signal charge in the CCD register is increased. It is possible to prevent the noise generated at this time from causing induced noise in the storage unit.

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

第1図は本発明の一実施例による電荷転送装置の構成
図、第2図は本発明の一実施例による電荷転送装置の部
分拡大構成図、第3図は本発明の一実施例による電荷転
送装置における信号のタイムチャート、第4図は本発明
の他の実施例による電荷転送装置の部分拡大構成図、第
5図は従来の電荷転送装置の構成図、第6図は従来の電
荷転送装置の部分拡大構成図、第7図は従来の電荷転送
装置における信号のタイムチャートである。 1…フォトダイオード、2,3…CCDレジスタ、2a,2b,2c,2
d,3a,3b,3c,3d…転送段、4…転送ゲート、5…出力ゲ
ート、6…リセットゲート、7…ソースフォロワ回路、
7a…FET、7b…FET、8…浮遊拡散層、9…転送段、11…
浮遊拡散層、12…出力ゲート、22a,23a,32a,33a…転送
路、22b,23b,24,32b,33b,34…素子分離領域。
FIG. 1 is a configuration diagram of a charge transfer device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged configuration diagram of a charge transfer device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a charge according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a partially enlarged block diagram of a charge transfer device according to another embodiment of the present invention, FIG. 5 is a block diagram of a conventional charge transfer device, and FIG. 6 is a conventional charge transfer device. FIG. 7 is a partially enlarged configuration diagram of the device, and FIG. 7 is a time chart of signals in the conventional charge transfer device. 1 ... Photodiode, 2, 3 ... CCD register, 2a, 2b, 2c, 2
d, 3a, 3b, 3c, 3d ... Transfer stage, 4 ... Transfer gate, 5 ... Output gate, 6 ... Reset gate, 7 ... Source follower circuit,
7a ... FET, 7b ... FET, 8 ... Floating diffusion layer, 9 ... Transfer stage, 11 ...
Floating diffusion layer, 12 ... Output gate, 22a, 23a, 32a, 33a ... Transfer path, 22b, 23b, 24, 32b, 33b, 34 ... Element isolation region.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】信号電荷を転送する電荷転送装置におい
て、 素子分離領域で囲まれた転送路内で信号電荷を転送する
CCDレジスタを複数個有するCCDレジスタ部と、 前記CCDレジスタのそれぞれの転送路を統合する統合部
であって、それぞれの前記転送路が合流する箇所には凸
状の素子分離領域が食い込むように形成されており、前
記CCDレジスタからそれぞれ転送されてきた信号電荷を
与えられた後、出力する前記統合部と、 複数の転送電極を有し、前記統合部から出力された信号
電荷を与えられて転送した後、出力する転送段と、 前記転送段から出力された信号電荷を与えられて蓄積す
る蓄積部と、 を備えたことを特徴とする電荷転送装置。
1. A charge transfer device for transferring a signal charge, wherein the signal charge is transferred in a transfer path surrounded by an element isolation region.
A CCD register unit having a plurality of CCD registers, and an integration unit that integrates each transfer path of the CCD register, and a convex element isolation region is formed so as to bite into a location where each transfer path merges. In addition, the integrated circuit is provided with the signal charges transferred from the CCD register and then output, and the integrated unit has a plurality of transfer electrodes. The signal charges output from the integrated unit are supplied and transferred. After that, a charge transfer device comprising: a transfer stage for outputting and a storage unit for receiving and storing the signal charge output from the transfer stage.
【請求項2】逆相の関係にある第1のクロックパルス及
び第2のクロックパルスと、前記第1及び第2のクロッ
クパルスの2倍の周波数を持つ転送パルスとがあり、 前記CCDレジスタ部は、複数の転送電極をそれぞれ有す
る第1のレジスタと第2のレジスタとを有し、 前記第1のレジスタのそれぞれの転送電極には、隣接す
るものに印加されるパルスが逆相となるように、前記第
1及び第2のクロックパルスのいずれか一方が印加さ
れ、 前記第2のレジスタのそれぞれの転送電極には、隣接す
るものに印加されるパルスが逆相となり、かつそれぞれ
対向する前記第1のレジスタの転送電極に印加されるパ
ルスと逆相の関係になるように、前記第1及び第2のク
ロックパルスのいずれか一方が印加され、 前記統合部には前記転送パルスが印加されることを特徴
とする請求項1記載の電荷転送装置。
2. A CCD register unit comprising: a first clock pulse and a second clock pulse which are in a reverse phase relationship; and a transfer pulse having a frequency twice that of the first and second clock pulses. Has a first register and a second register each having a plurality of transfer electrodes, and pulses applied to adjacent ones of the transfer electrodes of the first register have opposite phases. Either one of the first and second clock pulses is applied to each of the transfer electrodes of the second register, and the pulses applied to the adjacent transfer electrodes have opposite phases and are opposed to each other. One of the first clock pulse and the second clock pulse is applied so as to have a phase opposite to that of the pulse applied to the transfer electrode of the first register, and the transfer pulse is applied to the integration unit. The charge transfer device according to claim 1, wherein the charge transfer device comprises:
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