JP2526886B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device

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JP2526886B2
JP2526886B2 JP62051337A JP5133787A JP2526886B2 JP 2526886 B2 JP2526886 B2 JP 2526886B2 JP 62051337 A JP62051337 A JP 62051337A JP 5133787 A JP5133787 A JP 5133787A JP 2526886 B2 JP2526886 B2 JP 2526886B2
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインターライン転送方式を採用すると共に電
子シャッタ機構を備えた固体撮像装置に関する。
The present invention relates to a solid-state image pickup device adopting an interline transfer system and provided with an electronic shutter mechanism.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本発明はインターライン転送方式を採用すると共に電
子シャッタ機構を備えた固体撮像装置であって、垂直ブ
ランキング期間内に、それまでの露光で受光部に蓄積さ
れた電荷を不要電荷として垂直レジスタ部に読み出し、
続いてこの垂直レジスタ部に高速逆転送用駆動パルスを
供給してこの垂直レジスタ部を高速逆転送駆動させるこ
とによって不要電荷とする電荷をドレイン領域部に掃き
出し、その後、不要電荷とする電荷を垂直レジスタ部に
読み出した後の露光で受光部に蓄積された電荷を信号電
荷として垂直レジスタ部に読み出し、続いてこの信号電
荷とする電荷を垂直レジスタ部及び水平レジスタ部を介
して電荷検出部に転送する様になされた固体撮像装置に
おいて、不要電荷とする電荷をドレイン領域部に掃き出
した後、信号電荷とする電荷を垂直レジスタ部に読み出
す前に、垂直レジスタ部に高速正転送用駆動パルスを供
給して垂直レジスタ部を高速正転送駆動させる様にした
ことにより、垂直レジスタ部の電荷転送領域に存在する
ポテンシャルバリヤやポテンシャルディップに起因して
生ずる画像欠陥、即ち撮像画像に無関係な輝点の発生を
大幅に減少できる様にしたものである。
The present invention is a solid-state imaging device that adopts an interline transfer system and is provided with an electronic shutter mechanism, and in the vertical blanking period, the electric charge accumulated in the light receiving unit by the exposure up to that time is used as unnecessary electric charge in the vertical register unit. Read to
Then, a drive pulse for high-speed reverse transfer is supplied to the vertical register section to drive the vertical register section at high-speed reverse transfer, thereby sweeping out unnecessary charges to the drain region, and thereafter, removing the unnecessary charges as vertical charges. The charges accumulated in the light receiving part by exposure after being read out to the register part are read out to the vertical register part as signal charges, and subsequently the charges to be the signal charges are transferred to the charge detection part through the vertical register part and the horizontal register part. In the solid-state imaging device configured to do so, after the unnecessary charges are swept out to the drain region, the high-speed positive transfer drive pulse is supplied to the vertical register before the signal charges are read to the vertical register. As a result, the vertical register section is driven at a high speed for positive transfer, so that the potential variations existing in the charge transfer area of the vertical register section are Image defects resulting due to or potential dip, that is, that the manner of occurrence of extraneous bright spots in the captured image can be greatly reduced.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、インターライン転送方式を採用すると共に電子
シャッタ機構を備えた固体撮像装置として第4図にその
概略的構成図を示す様なものが提案されている。
Conventionally, as a solid-state image pickup device adopting the interline transfer system and provided with an electronic shutter mechanism, there has been proposed a solid-state image pickup device whose schematic configuration is shown in FIG.

この固体撮像装置は露光時間モードとして通常モード
と電子シャッタモードとを有し、1フィールド期間を露
光時間として設定できるほか、垂直ブランキング期間内
における所要時間を露光時間として設定できるものであ
って、固体撮像素子部(1)と、同期信号発生回路
(2)から所定の同期信号の供給を受けて駆動するタイ
ミング・ジェネレータ(3)とを設けて構成される。
This solid-state imaging device has a normal mode and an electronic shutter mode as an exposure time mode, can set one field period as the exposure time, and can set a required time within the vertical blanking period as the exposure time. A solid-state image pickup device section (1) and a timing generator (3) which is driven by receiving a predetermined synchronization signal from a synchronization signal generation circuit (2) are provided.

この場合、固体撮像素子部(1)はP型シリコン基板
(4)の一主面側にホトダイオードからなる受光部
(5)(5)‥‥(5)をマトリクス状に設け、また、
これら受光部(5)(5)‥‥(5)に蓄積される電荷
をこれら受光部(5)(5)‥‥(5)の列毎に垂直方
向(紙面上方又は下方)に転送するための垂直レジスタ
部(6)(6)‥‥(6)を受光部(5)(5)‥‥
(5)に隣接して読み出しゲート部(7)(7)‥‥
(7)を介して設け、また垂直レジスタ部(6)(6)
‥‥(6)の一端側にこれら垂直レジスタ部(6)
(6)‥‥(6)を紙面下方に向かって転送されてくる
電荷を1水平ライン毎に水平方向に転送するための水平
レジスタ部(8)を設け、また、この水平レジスタ部
(8)の出力側にこの水平レジスタ部(8)を転送され
てくる電荷を検出するための電荷検出部(9)を設け、
この電荷検出部(9)から導出された出力端子(10)に
映像信号を得ることができる様になされていると共に、
垂直レジスタ部(6)(6)‥‥(6)の他端側に掃き
出しゲート部(11)(11)‥‥(11)を介してドレイン
領域部(12)を設け、紙面上方に向かって垂直レジスタ
部(6)(6)‥‥(6)を転送されてくる電荷を不要
電荷として掃き出すことができる様になされている。
In this case, the solid-state image pickup device portion (1) is provided with light receiving portions (5), (5), ... (5) formed of photodiodes in a matrix on one main surface side of the P-type silicon substrate (4), and
In order to transfer the charges accumulated in these light receiving portions (5) (5) ... (5) in the vertical direction (upward or downward on the paper surface) for each row of these light receiving portions (5) (5). Vertical register parts (6), (6), ... (6) of the light receiving parts (5), (5) ,.
Adjacent to (5), the read gate section (7) (7)
Provided via (7), and also vertical register section (6) (6)
... These vertical register parts (6) on one end side of (6)
(6) A horizontal register section (8) is provided for horizontally transferring the charges transferred from (6) downward in the plane of the drawing, and this horizontal register section (8) is also provided. A charge detector (9) for detecting charges transferred from the horizontal register (8) is provided on the output side of
A video signal can be obtained from the output terminal (10) derived from the charge detection unit (9), and
A drain region portion (12) is provided on the other end side of the vertical register portions (6), (6), ... (6) through the sweep gate portions (11), (11) ,. The charges transferred from the vertical register sections (6) (6) ... (6) can be swept out as unnecessary charges.

ここに受光部(5)は、第5図に示す様に、P型シリ
コン基板(4)の一主面側にN型領域からなる電荷蓄積
領域(13)を設けると共にこの電荷蓄積領域(13)上に
SiO2層よりなる絶縁層(14)を設けて構成される。尚、
(15),(16)及び(17)は、第4図に図示せずも、夫
々P型領域からなるオーバーフロ・コントロールゲート
領域、N+領域からなるオーバーフロー・ドレイン領域及
びP+型領域からなるチェンネルストップ領域である。
As shown in FIG. 5, the light receiving part (5) is provided with a charge storage region (13) consisting of an N type region on one main surface side of the P type silicon substrate (4) and the charge storage region (13). )above
It is configured by providing an insulating layer (14) made of a SiO 2 layer. still,
Although not shown in FIG. 4, (15), (16) and (17) respectively indicate an overflow control gate region composed of a P type region, an overflow drain region composed of an N + region and a P + type region. It is the channel stop area.

また垂直レジスタ部(6)は、第5図及び第6図に示
す様に、P型シリコン基板(4)の一主面側に電荷蓄積
領域(13)と近接してN型領域からなる電荷転送領域
(18)を設けると共にこの電荷転送領域(18)上に絶縁
層(14)を介して多結晶シリコンからなる転送電極(19
A1)(19A2)(19A3)(19A4)(19A1)‥‥(19A4)を
設けて構成される。この場合、これら転送電極(19A1
(19A2)(19A3)(19A4)(19A1)‥‥(19A4)には電
荷を水平レジスタ部(8)に向かって通常速度で転送す
るための通常速正転送用4相駆動パルスφv1,φv2,φ
v3,φv4と、電荷をドレイン領域部(12)に向かって高
速度で転送するための高速逆転送用4相駆動パルスφ
v′1,φv′2,φv′3,φv′4とが選択的に供給さ
れる。また電荷転送領域(18)の下方にはスミア防止用
のP+型領域(20)が設けられる。
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the vertical register portion (6) includes an N-type region close to the charge storage region (13) on one main surface side of the P-type silicon substrate (4). A transfer region (18) is provided and a transfer electrode (19) made of polycrystalline silicon is provided on the charge transfer region (18) via an insulating layer (14).
A 1 ) (19A 2 ) (19A 3 ) (19A 4 ) (19A 1 ) ... (19A 4 ). In this case, these transfer electrodes (19A 1 )
(19A 2 ) (19A 3 ) (19A 4 ) (19A 1 ) ... (19A 4 ) is a four-phase drive for normal speed forward transfer for transferring charges toward the horizontal register section (8) at normal speed. Pulse φv 1 , φv 2 , φ
v 3 , φv 4 and 4-phase drive pulse φ for high-speed reverse transfer for transferring charges toward the drain region (12) at high speed
v ′ 1 , φv ′ 2 , φv ′ 3 and φv ′ 4 are selectively supplied. A P + type region (20) for preventing smear is provided below the charge transfer region (18).

また受光部(5)と垂直レジスタ部(6)との間に設
けられる読み出しゲート部(7)は、第5図示す様に、
電荷蓄積領域(13)と電荷転送領域(18)との間に読み
出しゲート領域(21)を設けると共にこの読み出しゲー
ト領域(21)上に絶縁層(14)を介して読み出しゲート
電極(22)を設けて構成される。この場合、この読み出
しゲート電極(22)は、垂直レジスタ部(6)の転送電
極(19A1)(19A3)の一端が読み出しゲート領域(21)
上に延在されて構成され、この読み出しゲート電極(2
2)に不要電荷読み出しパルスP1と、信号電荷読み出し
パルスP2とが選択的に供給されることによって受光部
(5)の電荷蓄積領域(13)に蓄積された電荷を垂直レ
ジスタ部(6)の電荷転送領域(18)に読み出すことが
できる様になされる。
Further, the read gate section (7) provided between the light receiving section (5) and the vertical register section (6), as shown in FIG.
A read gate region (21) is provided between the charge storage region (13) and the charge transfer region (18), and a read gate electrode (22) is provided on the read gate region (21) via an insulating layer (14). It is provided and configured. In this case, in the read gate electrode (22), one end of the transfer electrodes (19A 1 ) (19A 3 ) of the vertical register section (6) is read gate region (21).
The readout gate electrode (2
The charge accumulated in the charge accumulation region (13) of the light receiving part (5) by selectively supplying the unnecessary charge read pulse P 1 and the signal charge read pulse P 2 to the vertical charge register part (6). The charge transfer area (18) can be read out.

また水平レジスタ部(8)は、第6図にその一部を示
す様に、垂直レジスタ部(6)の電荷転送領域(18)に
連なるN型領域からなる電荷転送領域(23)を設けると
共にこの電荷転送領域(23)上に絶縁層(14)を介して
多結晶シリコンよりなる転送電極(24)(24)‥‥(2
4)を設けて構成される。この場合、転送電極(24)(2
4)‥‥(24)は2層駆動パルスφH1及びφH2によって
この水平レジスタ部(8)を駆動できる様に配される。
尚、(40)はチャネルストップ領域である。
The horizontal register section (8) is provided with a charge transfer area (23) consisting of an N-type area connected to the charge transfer area (18) of the vertical register section (6) as shown in FIG. Transfer electrodes (24) (24) (...) (2) made of polycrystalline silicon on the charge transfer region (23) via an insulating layer (14).
4) is provided and configured. In this case, transfer electrodes (24) (2
4) (24) are arranged so that the horizontal register section (8) can be driven by the two-layer drive pulses φH 1 and φH 2 .
Incidentally, (40) is a channel stop region.

また電荷検出部(9)は、その詳細を図示せずも、例
えばフローティング・ディフュージョン・アンプリファ
イヤ(floating diffusion amplifier)によって構成さ
れる。
Although not shown in detail, the charge detection unit (9) is composed of, for example, a floating diffusion amplifier.

また掃き出しゲート部(11)は、第6図に示す様に垂
直レジスタ部(6)の電荷転送領域(18)に連なるN型
領域よりなる掃き出しゲート領域(25)を設けると共に
この掃き出しゲート領域(25)上に絶縁層(14)を介し
て多結晶シリコンよりなる掃き出しゲート電極(26)を
設けて構成される。この場合、この掃き出しゲート電極
(26)は接地される。
Further, as shown in FIG. 6, the sweep-out gate section (11) is provided with a sweep-out gate area (25) consisting of an N-type area connected to the charge transfer area (18) of the vertical register section (6) and this sweep-out gate area ( 25), a sweep gate electrode (26) made of polycrystalline silicon is provided on the insulating layer (14). In this case, the sweep gate electrode (26) is grounded.

またドレイン領域部(12)は掃き出しゲート領域(2
5)に隣接してN型不純物を高濃度に拡散してなるN++
域(27)を設けて構成される。
In addition, the drain region (12) is the sweep gate region (2
Adjacent to 5), an N ++ region (27) formed by diffusing N-type impurities at a high concentration is provided.

またタイミング・ジェネレータ(3)は、読み出しゲ
ート部(7)(7)‥‥(7)に供給する不要電荷読み
出しパルスP1及び信号電荷読み出しパルスP2と、垂直レ
ジスタ部(6)(6)‥‥(6)に供給する15.77kHz
(fsc/227.但し、fsc=3.58MHz)の通常速正転送用4相
駆動パルスφv1,φv2,φv3,φv4及び557kHz(fsc/
6)の高速逆転送用4相駆動パルスφv′1,φv′2
φv′3,φv′4と、水平レジスタ部(8)に供給する
9.5MHzの2相駆動パルスφH1及びφH2とを発生する様に
構成される。
Further, the timing generator (3) includes the unnecessary charge read pulse P 1 and the signal charge read pulse P 2 supplied to the read gate sections (7), (7), ... (7), and the vertical register section (6) (6). 1577 kHz supplied to (6)
(F sc / 227, where f sc = 3.58 MHz) 4-phase drive pulse for normal speed positive transfer φv 1 , φv 2 , φv 3 , φv 4 and 557 kHz (f sc /
6) High-speed reverse transfer 4-phase drive pulse φv ′ 1 , φv ′ 2 ,
Supply φv ′ 3 and φv ′ 4 to the horizontal register section (8)
It is configured to generate 9.5 MHz two-phase drive pulses φH 1 and φH 2 .

この様に構成された従来の固体撮像装置は次の様に動
作する。
The conventional solid-state imaging device configured as described above operates as follows.

先ず露光時間モードとして通常モード、即ち1フィー
ルド期間を露光時間とするモードが選択された場合に
は、第7図Bに示す様に、1フィールド毎に垂直ブラン
キング期間内の所要時点で信号電荷読み出しパルスP2
読み出しゲート部(7)(7)‥‥(7)に供給され、
1フィールド期間の露光で受光部(5)(5)‥‥
(5)に蓄積された電荷が信号電荷として垂直レジスタ
部(6)(6)‥‥(6)に読み出される。そして、第
7図Cに示す様に、読み出しゲート部(7)(7)‥‥
(7)に対する信号電荷読み出しパルスP2の供給に引き
続いて15.77kHzの通常速正転送用4相駆動パルスφv1
φv2,φv3,φv4が端子(28A1)(28A2)(28A3)(28
A4)を介して垂直レジスタ部(6)(6)‥‥(6)に
供給され、信号電荷として読み出された電荷は水平レジ
スタ部(8)に転送される。ここに水平レジスタ部
(8)には9.5MHzの2相駆動パルスφH1及びφH2が端子
(29A1)及び(29A2)を介して供給されており、信号電
荷として読み出された電荷は1水平ライン毎に電荷検出
部(9)に転送され、この電荷に基づく映像信号が出力
端子(10)に出力される。尚、第7図Aは垂直同期信号
VSYNCを示す。
First, when the normal mode is selected as the exposure time mode, that is, the mode in which the exposure time is one field period is selected, as shown in FIG. 7B, signal charges are generated at required time points within the vertical blanking period for each field. The read pulse P 2 is supplied to the read gate sections (7), (7), ... (7),
Light-receiving part (5) (5) by exposure for one field period
The charges accumulated in (5) are read out as signal charges into the vertical register sections (6), (6), ... (6). Then, as shown in FIG. 7C, the read gate sections (7), (7), ...
Following the supply of the signal charge read pulse P 2 to (7), a 15.77 kHz four-phase drive pulse φv 1 for normal speed positive transfer,
φv 2 , φv 3 , and φv 4 are terminals (28A 1 ) (28A 2 ) (28A 3 ) (28
The charges supplied to the vertical register sections (6), (6), ... (6) via A 4 ) and read as signal charges are transferred to the horizontal register section (8). The horizontal register section (8) is supplied with 9.5 MHz two-phase drive pulses φH 1 and φH 2 via terminals (29A 1 ) and (29A 2 ), and the charges read as signal charges are Each horizontal line is transferred to the charge detection unit (9), and a video signal based on this charge is output to the output terminal (10). Incidentally, FIG. 7A shows a vertical synchronizing signal.
Indicates V SYNC .

また電子シャッタモード、即ち垂直ブランキング期間
内に設定される所要時間を露光時間とするモードが選択
された場合には、第7図Dに示す様に、垂直ブランキン
グ期間になると不要電荷読み出しパルスP1が読み出しゲ
ート部(7)(7)‥‥(7)に供給され、それまでに
受光部(5)(5)‥‥(5)に蓄積された電荷が不要
電荷として垂直レジスタ部(6)(6)‥‥(6)に読
み出される。続いて第7図Eに示す様に、557kHzの高速
逆転送用4相駆動パルスφv′1,φv′2,φv′3
φv′4が垂直レジスタ部(6)(6)‥‥(6)に供
給され、不要電荷として読み出された電荷は8水平期間
の間にドレイン領域部(12)に掃き出される。次に、第
7図Dに示す様に、垂直ブランキング期間内における所
要時間経過後に第7図Bに示すと同様に信号電荷読み出
しパルスP2が読み出しゲート部(7)(7)‥‥(7)
に供給され、不要電荷読み出しパルスP1供給後に受光部
(5)(5)‥‥(5)に蓄積された電荷が垂直レジス
タ部(6)(6)‥‥(6)に読み出される。続いて第
7図Eに示す様に15.77kHzの通常速正転送用4相駆動パ
ルスφv1,φv2,φv3,φv4が垂直レジスタ部(6)
(6)‥‥(6)に供給され、信号電荷として読み出さ
れた電荷は水平レジスタ部(8)に転送される。したが
って、この場合には、垂直ブランキング期間内における
所要時間、即ち不要荷読み出しパルスP1供給後、信号電
荷読み出しパルスP2供給前までの期間、例えば1/1800秒
間を露光時間として受光部(5)(5)‥‥(5)に蓄
積された電荷に基づく映像信号が出力端子(10)に出力
されることになる。
Further, when the electronic shutter mode, that is, the mode in which the exposure time is the required time set in the vertical blanking period is selected, as shown in FIG. P 1 is supplied to the read gate sections (7), (7), ... (7), and the charges accumulated in the light receiving sections (5), (5) ,. 6) (6) ... (6) is read. Then, as shown in FIG. 7E, 557 kHz four-phase drive pulses for high-speed reverse transfer φv ′ 1 , φv ′ 2 , φv ′ 3 ,
.phi.v '4 is supplied to the vertical register section (6) (6) ‥‥ (6), is read as unnecessary charges charge is swept out to the drain region (12) between the 8 horizontal period. Next, as shown in FIG. 7D, after the required time in the vertical blanking period has elapsed, the signal charge read pulse P 2 is read by the read gate sections (7), (7) ,. 7)
, And the charges accumulated in the light receiving sections (5), (5), ... (5) after the unnecessary charge reading pulse P 1 is supplied to the vertical register sections (6), (6) ,. Subsequently, as shown in FIG. 7E, the 15.77 kHz four-phase drive pulses for normal speed positive transfer φv 1 , φv 2 , φv 3 , and φv 4 are applied to the vertical register section (6).
(6) The charges supplied to (6) and read as signal charges are transferred to the horizontal register section (8). Therefore, in this case, the required time within the vertical blanking period, that is, the period from the supply of the unnecessary load reading pulse P 1 to the supply of the signal charge reading pulse P 2 , for example, 1/1800 seconds as the exposure time is the light receiving unit ( 5) (5) ... A video signal based on the charges accumulated in (5) is output to the output terminal (10).

この様に斯る電子シャッタ機構を備えた固体撮像装置
は、機械的シャッタ機構を設けることなく、高速で移動
する被写体を残像なく撮像できるので、これを例えばビ
デオカメラに適用する場合には、このビデオカメラの小
型化を図ることができるという利益がある。
As described above, the solid-state image pickup device having such an electronic shutter mechanism can pick up an object moving at high speed without an afterimage without providing a mechanical shutter mechanism. There is an advantage that the size of the video camera can be reduced.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、斯る従来の固体撮像装置においては、
斯る電子シャッタ機構を設けなかった場合には発生しな
かった様な画像欠陥、即ち、撮像画像とは無関係な輝点
が再生画面に現出する場合があるという不都合があっ
た。
However, in such a conventional solid-state imaging device,
There is an inconvenience that an image defect that does not occur when such an electronic shutter mechanism is not provided, that is, a bright spot unrelated to the captured image may appear on the reproduction screen.

発明者による実験、研究の結果、斯る画像欠陥は、垂
直レジスタ部(6)(6)‥‥(6)の電荷転送領域
(18)(18)‥‥(18)にポテンシャルバリヤやポテン
シャルディップが存在する場合に、これらに起因して発
生することが判明した。
As a result of experiments and studies by the inventor, such an image defect was found to be a potential barrier or potential dip in the charge transfer regions (18), (18), ... (18) of the vertical register sections (6), (6). Was found to occur due to these.

ここに第8図を参照して斯る画像欠陥が生ずる場合の
一例につき説明しよう。この第8図は垂直レジスタ部
(6)の電荷転送領域(18)の一部分のポテンシャル状
態を斯るポテンシャルモデル図であり、実線(30)はポ
テンシャルレベルを示し、凸部(31)はポテンシャルバ
リヤを、また凹部(32)はポテンシャルディップを夫々
示している。即ち、この例は転送電極(19A3′)の下方
の電荷転送領域にポテンシャルバリヤ(31)及びポテン
シャルディップ(32)が存在する場合であり、特にポテ
ンシャルディップ(32)は転送電極(19A4′)の下方の
電荷転送領域の近傍に存在する場合である。
An example of the case where such an image defect occurs will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a potential model diagram showing a potential state of a part of the charge transfer region (18) of the vertical register section (6). The solid line (30) shows the potential level and the convex section (31) shows the potential barrier. , And the recess (32) shows a potential dip. That is, in this example, the potential barrier (31) and the potential dip (32) are present in the charge transfer region below the transfer electrode (19A 3 ′), and the potential dip (32) is particularly the transfer electrode (19A 4 ′). ) In the vicinity of the charge transfer region.

先ず第8図Aは、不要電荷読み出しパルスP1によって
垂直レジスタ部(6)に読み出された電荷(不要電荷)
(33)が高速逆転送用4相駆動パルスφv′1,φ
v′2,φv′3,φv′4に基いてドレイン領域部(1
2)に転送されていく途中の或る時点での状態を示し、
この状態は次の時点では第8図Bに示す様に変化する。
この場合、不要電荷(33)の一部はポテンシャルディッ
プにトラップされると共に高速転送されていることに起
因してポテンシャルバリヤ(31)の一側、即ち水平レジ
スタ部(8)側に蓄積されてしまう。そして、所要時
間、例えば8水平期間が経過すると不要電荷(33)はド
レイン領域部(12)に掃き出され、高速逆転送用4相駆
動パルスφv′1,φv′2,φv′3,φv′4の供給は
終了する。この場合、第8図Cに示す様にポテンシャル
バリヤ(31)の一側に蓄積された不要電荷(34)及びポ
テンシャルディップ(32)にトラップされた不要電荷
(35)は共に残存してしまう。この後、信号電荷読み出
しパルスP2が読み出しゲート部(7)に供給されて不要
電荷読み出しパルスP1供給後に受光部(5)に蓄積され
た電荷が信号電荷として垂直レジスタ部(6)に読み出
される。第8図Dはこの読み出された状態を示すが、こ
の場合、ポテンシャルバリヤ(31)の一側に蓄積された
不要電荷(34)及びポテンシャルディップ(32)にトラ
ップされた不要電荷(35)はともに信号電荷(36)に混
入されてしまう。その後、通常速正転送用4相駆動パル
スφv1,φv2,φv3,φv4が垂直レジスタ部(6)に供
給され、不要電荷(34)及び(35)が混入された信号電
荷(36)は隣接する信号電荷(37)と一体とされて第8
図E及び第8図Fにその一部の過程を示す様な過程を経
て水平レジスタ部(8)に転送される。この場合、垂直
レジスタ部(6)は通常速度で駆動されるので、ポテン
シャルバリヤ(31)の他側、即ちドレイン領域部(12)
側に信号電荷が蓄積されることはなく、またポテンシャ
ルディップ(32)は、第8図Fに示す様な過程では隣接
する転送電極(19A4′)からの縁電界の影響を受けてつ
ぶされるので、このポテンシャルディップ(32)に信号
電荷がトラップされることもない。
First, FIG. 8A shows the charges (unnecessary charges) read to the vertical register section (6) by the unnecessary charge read pulse P 1 .
(33) is a four-phase drive pulse φv ′ 1 , φ for high-speed reverse transfer
Based on v ′ 2 , φv ′ 3 and φv ′ 4 , the drain region (1
2) Shows the state at a certain point during the transfer,
This state changes as shown in FIG. 8B at the next time point.
In this case, a part of the unnecessary charge (33) is trapped in the potential dip and is accumulated at the one side of the potential barrier (31), that is, the horizontal register section (8) side due to the high speed transfer. I will end up. Then, after a required time, for example, 8 horizontal periods, the unnecessary charges (33) are swept out to the drain region (12), and four-phase drive pulses φv ′ 1 , φv ′ 2 , φv ′ 3 , φv for high-speed reverse transfer. The supply of ′ 4 ends. In this case, as shown in FIG. 8C, both the unnecessary charge (34) accumulated on one side of the potential barrier (31) and the unnecessary charge (35) trapped in the potential dip (32) remain. Thereafter, the signal charge read pulse P 2 is supplied to the read gate section (7), and the charges accumulated in the light receiving section (5) after the unnecessary charge read pulse P 1 is supplied are read out to the vertical register section (6) as signal charge. Be done. FIG. 8D shows this read-out state. In this case, unnecessary charges (34) accumulated on one side of the potential barrier (31) and unnecessary charges (35) trapped in the potential dip (32). Are mixed in the signal charge (36). Then, four-phase drive pulses for normal speed positive transfer φv 1 , φv 2 , φv 3 , and φv 4 are supplied to the vertical register section (6), and signal charges (36) mixed with unnecessary charges (34) and (35) are supplied. ) Is integrated with the adjacent signal charge (37) and
The data is transferred to the horizontal register unit (8) through the process shown in FIG. E and FIG. 8F. In this case, since the vertical register part (6) is driven at a normal speed, the other side of the potential barrier (31), that is, the drain region part (12).
No signal charge is accumulated on the side, and the potential dip (32) is crushed by the influence of the edge electric field from the adjacent transfer electrode (19A 4 ′) in the process shown in FIG. 8F. Therefore, the signal charge is not trapped in this potential dip (32).

この様にして従来の固体撮像装置においては、不要電
荷の一部が信号電荷に混入し、画像欠陥たる輝点が再生
画面に現出することになる。
As described above, in the conventional solid-state imaging device, a part of the unnecessary charge is mixed in the signal charge, and a bright spot as an image defect appears on the reproduction screen.

本発明は、斯る不都合を解消することを目的とする。 The present invention aims to eliminate such inconvenience.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明に依る固体撮像装置は、例えば第1図及び第2
図に示す様に、垂直ブランキング期間内に、それまでの
露光で受光部(5)(5)‥‥(5)に蓄積された電荷
を不要電荷として垂直レジスタ部(6)(6)‥‥
(6)に読み出し、続いてこの垂直レジスタ部(6)
(6)‥‥(6)に高速逆転送用駆動パルスφv″1
φv″2,φv″3,φv″4を供給して垂直レジスタ部
(6)(6)‥‥(6)を高速逆転送駆動させることに
よって不要電荷とする電荷をドレイン領域部(12)に掃
き出し、その後、不要電荷とする電荷を垂直レジスタ部
(6)(6)‥‥(6)に読み出した後の露光で受光部
(5)(5)‥‥(5)に蓄積された電荷を信号電荷と
して垂直レジスタ部(6)(6)‥‥(6)に読み出
し、続いて信号電荷とする電荷を垂直レジスタ部(6)
(6)‥‥(6)及び水平レジスタ部(8)を介して電
荷検出部(9)に転送する様になされた固体撮像装置に
おいて、不要電荷とする電荷をドレイン領域部(12)に
掃き出した後、信号電荷とする電荷を垂直レジスタ部
(6)(6)‥‥(6)に読み出す前に、垂直レジスタ
部(6)(6)‥‥(6)に高速正転送用駆動パルスφ
1,φv2,φv3,φv4を供給して垂直レジ
スタ部(6)(6)‥‥(6)を高速正転送駆動させる
様にしたものである。
A solid-state imaging device according to the present invention is, for example, shown in FIGS.
As shown in the figure, during the vertical blanking period, the charges accumulated in the light receiving portions (5), (5), ... (5) by the exposures up to that time are regarded as unnecessary charges, and the vertical register portions (6), (6) ,. ...
Read to (6), then this vertical register (6)
(6) ..... (6) with drive pulse φv ″ 1 for high-speed reverse transfer,
By supplying φv ″ 2 , φv ″ 3 , and φv ″ 4 to drive the vertical register portions (6) (6) ... (6) at high-speed reverse transfer, unnecessary charges are transferred to the drain region (12). The charges accumulated in the light receiving parts (5), (5), ... (5) by the exposure after the sweeping out and the reading of the unnecessary charges into the vertical register parts (6), (6), ... (6) are performed. The vertical register section (6) (6) (6) ... (6) is read as signal charge, and subsequently the charge to be the signal charge is read in the vertical register section (6).
(6) ... In the solid-state imaging device configured to transfer to the charge detection unit (9) via the horizontal register unit (8) and the horizontal register unit (8), sweep out unnecessary charges to the drain region (12). Drive signal φ for high-speed positive transfer to the vertical register units (6) (6) (6) (6) before reading the signal charges into the vertical register units (6) (6) (6) (6).
By supplying v 1 , φv 2 , φv 3 , and φv 4 , the vertical register sections (6), (6), ... (6) are driven at high speed forward transfer.

〔作用〕[Action]

斯る本発明においては、不要電荷とする電荷をドレイ
ン領域部(12)に掃き出した後、信号電荷とする電荷を
垂直レジスタ部(6)(6)‥‥(6)に読み出す前
に、垂直レジスタ部(6)(6)‥‥(6)に高速正転
送用駆動パルスφv1,φv2,φv3,φv4
供給して垂直レジスタ部(6)(6)‥‥(6)を高速
正転送駆動させるので、垂直レジスタ部(6)(6)‥
‥(6)に高速逆転送用駆動パルスφv″1,φv″2
φv″3,φv″4供給してこの垂直レジスタ部(6)
(6)‥‥(6)を高速逆転送駆動させた場合に例えば
第3図に示す様に垂直レジスタ部(6)(6)‥‥
(6)の電荷転送領域(18)(18)‥‥(18)のポテン
シャルバリヤ(31)に蓄積された不要電荷(34)やポテ
ンシャルディップ、特に水平レジスタ部(8)側に隣接
する転送電極の下方の電荷転送領域に近傍する位置に存
在するポテンシャルディップ(32)にトラップされた不
要電荷(35)は水平レジスタ部(8)に高速転送され、
これら不要電荷(34)及び(35)は信号電荷として読み
出され電荷に混入することがない。
In the present invention, after the unnecessary charges are swept out to the drain region (12) and before the charges to be signal charges are read out to the vertical register units (6) (6). The vertical register sections (6), (6), ... (6) are supplied to the register sections (6), (6), ... (6) by supplying the drive pulses φv 1 , φv 2 , φv 3 , φv 4 for high-speed positive transfer. Since the high-speed forward transfer drive is performed, the vertical register sections (6) (6) ...
(6) Drive pulses for high-speed reverse transfer φv ″ 1 , φv ″ 2 ,
Supplying φv ″ 3 and φv ″ 4 to this vertical register section (6)
(6) ... When (6) is driven by high-speed reverse transfer, vertical register sections (6) (6) ... as shown in Fig. 3, for example.
Charge transfer regions (18) (18) of (6) ... Unnecessary charges (34) and potential dips accumulated in the potential barrier (31) of (18), especially transfer electrodes adjacent to the horizontal register (8) side. Unnecessary charges (35) trapped in the potential dip (32) existing in the vicinity of the charge transfer region below the are transferred at high speed to the horizontal register section (8),
These unnecessary charges (34) and (35) are read out as signal charges and do not mix with the charges.

従って本発明においては、垂直レジスタ部(6)
(6)‥‥(6)の電荷転送領域(18)(18)‥‥(1
8)に存在するポテンシャルバリヤのポテンシャルディ
ップに起因して再生画面に現出する画像欠陥たる輝点は
大幅に低減される。
Therefore, in the present invention, the vertical register section (6)
(6) Charge transfer area of (6) (18) (18) (1)
The bright spots, which are image defects appearing on the playback screen due to the potential dip of the potential barrier existing in 8), are greatly reduced.

〔実施例〕〔Example〕

以下、第1図〜第3図を参照して本発明固体撮像装置
の一実施例につき説明しよう。尚、この第1図〜第3図
において、第4図〜第8図に対応する部分には同一符号
を付し、その詳細説明は省略する。
An embodiment of the solid-state image pickup device of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3, parts corresponding to those in FIGS. 4 to 8 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

本例の固体撮像装置は、第1図に示す様に、P型シリ
コン基板(4)の一主面側に受光部(5)(5)‥‥
(5)、読み出しゲート部(7)(7)‥‥(7)、垂
直レジスタ部(6)(6)‥‥(6)、水平レジスタ部
(8)、電荷検出部(9)及びドレイン領域部(12)等
を設けてなる固体撮像素子部(1)と、同期信号発生回
路(2)から所定の同期信号の供給を受けて駆動するタ
イミング・ジェネレータ(38)とで構成される。
As shown in FIG. 1, the solid-state image pickup device of this example has a light receiving section (5) (5) ... On the one main surface side of a P-type silicon substrate (4).
(5), read gate sections (7), (7), ... (7), vertical register sections (6), (6), ... (6), horizontal register section (8), charge detection section (9) and drain area The solid-state imaging device section (1) including a section (12) and the like, and a timing generator (38) driven by receiving a predetermined synchronization signal from the synchronization signal generation circuit (2).

この場合、固体撮像素子部(1)は第4図従来例と同
様に構成する。
In this case, the solid-state image pickup device section (1) is constructed similarly to the conventional example shown in FIG.

またタイミング・ジェネレータ(38)は、読み出しゲ
ート部(7)(7)‥‥(7)に供給する不要電荷読み
出しパルスP1及び信号電荷読み出しパルスP2と、垂直レ
ジスタ部(6)(6)‥‥(6)に供給する15.77kHz
(fSC/227.但しfSC=3.58MHz)の通常速正転送用4相駆
動パルスφv1,φv2,φv3,φv4,895kHz(fSC/4)の高
速逆転送用4相駆動パルスφv″1,φv″2,φ
v″3,φv″4及び1790kHz(fSC/2)の高速正転送用4
相駆動パルスφv1,φv2,φv3,φv4と、
水平レジスタ部(8)に供給する9.5MHzの2相駆動パル
スφH1及びφH2を発生できる様に構成し、以下に述べる
ように動作させる。
The timing generator (38) also includes the unnecessary charge read pulse P 1 and the signal charge read pulse P 2 supplied to the read gate sections (7), (7), ... (7), and the vertical register sections (6) and (6). 1577 kHz supplied to (6)
(F SC / 227, where f SC = 3.58 MHz) 4-phase drive pulse for normal speed forward transfer φv 1 , φv 2 , φv 3 , φv 4 , 895 kHz (f SC / 4) 4-phase drive for high-speed reverse transfer Pulse φv ″ 1 , φv ″ 2 , φ
v ″ 3 , φv ″ 4 and 1790kHz (f SC / 2) for high speed positive transfer 4
Phase drive pulses φv 1 , φv 2 , φv 3 , φv 4 ,
It is constructed so that it can generate two-phase drive pulses φH 1 and φH 2 of 9.5 MHz to be supplied to the horizontal register section (8), and operates as described below.

先ず通常モードを選択し、即ち露光時間を1フィール
ド期間とし、この1フィールド期間の間に受光部(5)
(5)‥‥(5)に蓄積された電荷に基づく映像信号を
得ようとする場合には、第2図Bに示す様に、1フィー
ルド毎に垂直ブランキング期間内の所要時点で信号電荷
読み出しパルスP1を読み出しゲート部(7)(7)‥‥
(7)に供給し、1フィールド期間の露光で受光部
(5)(5)‥‥(5)に蓄積された電荷を垂直レジス
タ部(6)(6)‥‥(6)に読み出させる。そして第
2図C示す様に読み出しゲート部(7)(7)‥‥
(7)に対する信号電荷読み出しパルスP2の供給に引き
続いて15.77kHzの通常速正転送用4相駆動パルスφv1
φv2,φv3,φv4を垂直レジスタ部(6)(6)‥‥
(6)に供給し、電荷を水平レジスタ部(8)に転送さ
せる。ここに水平レジスタ部(8)には常時9.5MHzの2
相駆動パルスφH1及びφH2を供給する様にし、垂直レジ
スタ部(6)(6)‥‥(6)から転送されてくる電荷
を1水平ライン毎に電荷検出部(9)に転送させ、この
電荷に基づく映像信号を出力端子(10)に出力させる。
尚、第2図Aは垂直同期信号VSYNCを示す。
First, the normal mode is selected, that is, the exposure time is set to one field period, and the light receiving unit (5) is set during this one field period.
(5) In the case of obtaining a video signal based on the charges accumulated in (5), as shown in FIG. 2B, the signal charge is generated at a required time point within the vertical blanking period for each field. Read out the read pulse P 1 (7) (7)
(7) is supplied to the vertical register sections (6), (6), ... (6), and the charges accumulated in the light receiving sections (5), (5) ,. . Then, as shown in FIG. 2C, the read gate sections (7), (7) ...
Following the supply of the signal charge read pulse P 2 to (7), a 15.77 kHz four-phase drive pulse φv 1 for normal speed positive transfer,
φv 2 , φv 3 , and φv 4 are vertical register units (6) (6).
It is supplied to (6) and the electric charges are transferred to the horizontal register section (8). Here, the horizontal register (8) is always 2 9.5MHz.
The phase drive pulses φH 1 and φH 2 are supplied so that the charges transferred from the vertical register sections (6) (6) (6) (6) are transferred to the charge detection section (9) for each horizontal line, A video signal based on this charge is output to the output terminal (10).
Incidentally, FIG. 2A shows the vertical synchronizing signal V SYNC .

また電子シャッタモードを選択した場合、即ち垂直ブ
ランキング期間内の所要時間を露光時間として設定し、
この露光時間の間に受光部(5)(5)‥‥(5)に蓄
積された電荷に基づく映像信号を得ようとする場合に
は、第2図Dに示す様に垂直ブランキング期間になった
時に不要電荷読み出しパルスP1を読み出しゲート部
(7)(7)‥‥(7)に供給し、それまでに受光部
(5)(5)‥‥(5)に蓄積された電荷を不要電荷と
して垂直レジスタ部(6)(6)‥‥(6)に読み出さ
せる。続いて第2図Eに示す様に、895kHzの高速逆転送
用4相駆動パルスφv″1,φv″2,φv″3,φv″4
を垂直レジスタ部(6)(6)‥‥(6)に供給し、不
要電荷として読み出した電荷を6.1水平期間の間にドレ
イン領域部(12)に掃き出させる。次に第2図Eに示す
様に、1790kHzの高速正転送用4相駆動パルスφv1
φv2,φv3,φv4を垂直レジスタ部(6)
(6)‥‥(6)に供給し、垂直レジスタ部(6)
(6)‥‥(6)を2.7水平期間の間、高速正転送駆動
させる。次に第2図Dに示す様に、第2図Bに示すと同
様に信号電荷読み出しパルスP2を読み出しゲート部
(7)(7)‥‥(7)に供給して不要電荷読み出しパ
ルスP1供給後に受光部(5)(5)‥‥(5)に蓄積さ
れた電荷を信号電荷として垂直レジスタ部(6)(6)
‥‥(6)に読み出させる。続いて第2図Eに示す様に
15.77kHzの通常速正転送用4相駆動パルスφv1,φv2
φv3,φv4を垂直レジスタ部(6)(6)‥‥(6)に
供給し、信号電荷として読み出した電荷を水平レジスタ
部(8)に転送させる。この場合には、不要電荷読み出
しパルスP1供給後、信号電荷読み出しパルスP2供給前ま
での期間、例えば1/1800秒間を露光時間として受光部
(5)(5)‥‥(5)に蓄積された電荷に基づく映像
信号が出力端子(10)に出力させる。
When the electronic shutter mode is selected, that is, the required time within the vertical blanking period is set as the exposure time,
In order to obtain a video signal based on the charges accumulated in the light receiving portions (5), (5), ... (5) during this exposure time, as shown in FIG. 2D, during the vertical blanking period. Then, the unnecessary charge read pulse P 1 is supplied to the read gate sections (7), (7), ... (7), and the charges accumulated in the light receiving sections (5), (5) ,. The vertical registers (6), (6), ... (6) are caused to read out as unnecessary charges. Subsequently, as shown in FIG. 2E, a four-phase drive pulse φv ″ 1 , φv ″ 2 , φv ″ 3 , φv ″ 4 for high-speed reverse transfer of 895 kHz.
Are supplied to the vertical register sections (6), (6), ... (6), and the charges read as unnecessary charges are swept out to the drain region section (12) during the 6.1 horizontal period. Next, as shown in FIG. 2E, a four-phase drive pulse φv 1 for high-speed positive transfer of 1790 kHz,
φv 2 , φv 3 , and φv 4 are vertical register units (6)
(6) Supply to (6), vertical register (6)
(6) ... (6) is driven at high speed forward transfer for 2.7 horizontal periods. Next, as shown in FIG. 2D, as in the case of FIG. 2B, the signal charge read pulse P 2 is supplied to the read gate sections (7), (7) ,. The vertical register sections (6) and (6) use the charges accumulated in the light receiving sections (5), (5), ...
(6) Read it. Then, as shown in Fig. 2E.
15.77kHz four-phase drive pulse for normal speed positive transfer φv 1 , φv 2 ,
.phi.v 3, and supplied to the vertical register section φv 4 (6) (6) ‥‥ (6), to transfer the charges read as a signal charge to the horizontal register section (8). In this case, the period from the supply of the unnecessary charge reading pulse P 1 to the supply of the signal charge reading pulse P 2 , for example, 1/1800 seconds is stored as an exposure time in the light receiving units (5), (5), ... (5). A video signal based on the generated charges is output to the output terminal (10).

その他については第4図(第5図、第6図)従来例と
同様に構成する。
Others are the same as those of the conventional example shown in FIG. 4 (FIGS. 5 and 6).

この様に構成された本例の固体撮像装置においては、
第3図に示す様に、第4図従来例と同様の位置にポテン
シャルバリヤ(31)及びポテンシャルディップ(32)が
存在したとしても、これらに起因する画像欠陥は生じな
い。以下、第3図を参照してこの点につき説明する。
In the solid-state imaging device of this example configured as above,
As shown in FIG. 3, even if the potential barrier (31) and the potential dip (32) are present at the same positions as in the conventional example of FIG. 4, the image defect caused by these does not occur. Hereinafter, this point will be described with reference to FIG.

第3図Aは不要電荷読み出しパルスP1によって垂直レ
ジスタ部(6)に読み出された電荷(不要電荷)(33)
が高速逆転送用4相駆動パルスφv″1,φv″2,φ
v″3,φv″4に基づいてドレイン領域部(12)に転送
されていく途中の或る時点での状態を示し、この状態は
次の時点では第3図Bに示す状態に変化し、更に図示し
ない所定の過程を経て不要電荷(33)はドレイン領域部
(12)に掃き出される。この場合、不要電荷の一部は第
3図Bに示す様にポテンシャルバリヤ(31)の一側、即
ち水平レジスタ部(8)側に蓄積されると共にポテンシ
ャルディップ(32)にトラップされてしまい、第3図C
に示す様に高速正転送用4相駆動パルスφv1,φv
2,φv3,φv4の供給が終了した後も残存して
しまう。ところが、本例においては、高速逆転送用の4
相駆動パルスφv″1,φv″2,φv″3,φv″4の供
給に引き続き高速正転送用4相駆動パルスφv1,φ
2,φv3,φv4が供給され、垂直レジスタ部
(6)は電荷を水平レジスタ部(8)側へ転送する様に
駆動されるので、第3図Dに示す様に転送電極(19
A4′)の下方の電荷転送領域寄りにあるポテンシャルデ
ィップ(32)は転送電極(19A4′)側からの縁電界の影
響を受けてつぶされ、トラップしていた不要電荷(35)
を転送電極(19A4′)の下方の電荷転送領域に掃き出
し、以後、この不要電荷(35)は水平レジスタ部(8)
に向かって転送されると共にポテンシャルバリヤ(31)
の一側に蓄積された不要電荷(34)も水平レジスタ部
(8)に向かって転送され、高速正転送用4相駆動パル
スφv1,φv2,φv3,φv4の供給が終了し
た時点では、第3図Eに示す様にポテンシャルディップ
(32)にトラップされていた不要電荷(35)及びポテン
シャルバリヤ(31)に蓄積されていた不要電荷(34)は
完全に水平レジスタ部(8)に転送されてしまう。その
後、本例においては、第3図Fに示す様に、信号電荷読
み出しパルスP2が読み出しゲート部(7)(7)‥‥
(7)に供給されて不要電荷読み出しパルスP1供給後に
受光部(5)(5)‥‥(5)に蓄積された電荷が信号
電荷として垂直レジスタ部(6)に読み出されるが、こ
の場合、不要電荷(34)及び(35)は残存していないの
で、不要電荷(34)及び(35)が信号電荷に混入するこ
とはない。尚、この後、通常速正転送用4相駆動パルス
φv1,φv2,φv3,φv4が垂直レジスタ部(6)に供給
され、信号電荷として読み出された電荷は第3図G及び
第3図Hにその一部を示す様な過程を経て水平レジスタ
部(8)に転送される。この場合、垂直レジスタ部
(6)は通常速度で駆動されるので、ポテンシャルバリ
ヤ(31)の他側即ちドレイン領域部(12)側に信号電荷
が蓄積されることはなく、またポテンシャルディップ
(32)は、第3図Hに示す様な過程で水平レジスタ部
(8)側に隣接する転送電極(19A4′)側らの縁電界の
影響を受けてつぶされるので、このポテンシャルディッ
プ(32)に信号電荷がトラップされることもない。
FIG. 3A shows the charges (unnecessary charges) (33) read to the vertical register section (6) by the unnecessary charge reading pulse P 1 .
Are high-speed reverse transfer 4-phase drive pulses φv ″ 1 , φv ″ 2 , φ
A state at a certain point in the process of being transferred to the drain region (12) based on v ″ 3 and φv ″ 4 is shown. This state changes to the state shown in FIG. 3B at the next point in time, Further, the unnecessary charges (33) are swept out to the drain region (12) through a predetermined process (not shown). In this case, as shown in FIG. 3B, some of the unnecessary charges are accumulated on one side of the potential barrier (31), that is, on the horizontal register section (8) side, and are trapped in the potential dip (32). Fig. 3C
As shown in, four-phase drive pulses φv 1 and φv for high-speed positive transfer
It remains even after the supply of 2 , φv 3 and φv 4 is completed. However, in this example, 4 for high-speed reverse transfer is used.
Supply of phase drive pulses φv ″ 1 , φv ″ 2 , φv ″ 3 , φv ″ 4 followed by four-phase drive pulses φv 1 , φ for high-speed positive transfer
Since v 2 , φv 3 and φv 4 are supplied and the vertical register section (6) is driven so as to transfer the charges to the horizontal register section (8) side, the transfer electrode (19
The potential dip (32) near the charge transfer region below A 4 ′) is crushed by the influence of the edge electric field from the transfer electrode (19A 4 ′) side and trapped unwanted charges (35)
Are discharged to the charge transfer region below the transfer electrode (19A 4 ′), and thereafter, the unnecessary charges (35) are removed from the horizontal register section (8).
Barrier transferred to (31)
When the unnecessary charges (34) accumulated on one side are also transferred to the horizontal register section (8) and the supply of the four-phase drive pulses φv 1 , φv 2 , φv 3 , φv 4 for high-speed positive transfer is completed. Then, as shown in FIG. 3E, the unnecessary charges (35) trapped in the potential dip (32) and the unnecessary charges (34) accumulated in the potential barrier (31) are completely stored in the horizontal register section (8). Will be transferred to. After that, in this example, as shown in FIG. 3F, the signal charge read pulse P 2 is applied to the read gate sections (7) (7).
The charges accumulated in the light receiving portions (5), (5), ... (5) after being supplied to (7) and the unnecessary charge reading pulse P 1 are read out to the vertical register portion (6) as signal charges. Since the unnecessary charges (34) and (35) do not remain, the unnecessary charges (34) and (35) do not mix with the signal charges. After that, the normal-phase positive transfer four-phase drive pulses φv 1 , φv 2 , φv 3 , and φv 4 are supplied to the vertical register section (6), and the charges read as signal charges are shown in FIG. The data is transferred to the horizontal register section (8) through the process shown in FIG. 3H. In this case, since the vertical register section (6) is driven at a normal speed, the signal charge is not accumulated on the other side of the potential barrier (31), that is, the drain region section (12) side, and the potential dip (32 ) Is crushed by the influence of the edge electric field from the transfer electrode (19A 4 ′) side adjacent to the horizontal register section (8) side in the process as shown in FIG. 3H, the potential dip (32) The signal charge is not trapped in.

この様に本例の固体撮像装置においては、垂直レジス
タ部(6)の電荷転送領域(18)にポテンシャルバリ
ヤ、例えば転送電極(19A3′)の下方にポテンシャルバ
リヤ(31)が存在し、高速逆転送時にこのポテンシャル
バリヤ(31)の一側に不要電荷の一部が蓄積される様な
ことがあっても、この不要電荷(34)は信号電荷読み出
し前に水平レジスタ部(8)に転送されてしまうので、
斯る不要電荷(34)が信号電荷に混入することによって
生ずる画像欠陥(輝点の発生)を防ぐことができる。
As described above, in the solid-state imaging device of this example, the potential barrier (eg, potential barrier (31) exists below the transfer electrode (19A 3 ′) in the charge transfer region (18) of the vertical register section (6), and the high speed Even if some of the unnecessary charges may be accumulated on one side of the potential barrier (31) during reverse transfer, the unnecessary charges (34) are transferred to the horizontal register section (8) before reading the signal charges. Because it will be done
It is possible to prevent image defects (generation of bright spots) caused by such unwanted charges (34) being mixed in the signal charges.

またポテンシャルディップが存在し、このポテンシャ
ルディップに不要電荷がトラップされてしまう様なこと
があっても、このポテンシャルディップが水平レジスタ
部(8)側に隣接する転送電極の下方の電荷転送領域の
近傍にあるときは、例えば上述した第3図に示す様な位
置にあるときは、このポテンシャルディップ(32)にト
ラップされた信号電荷(35)は、信号電荷読み出し前に
水平レジスタ部(8)に転送されてしまうので、斯る不
要電荷(35)が信号電荷に混入することによって生ずる
画像欠陥(輝点の発生)を防ぐことができる。
Further, even if there is a potential dip and unnecessary charges are trapped in this potential dip, this potential dip is in the vicinity of the charge transfer region below the transfer electrode adjacent to the horizontal register section (8) side. When, for example, at the position shown in FIG. 3 described above, the signal charge (35) trapped in the potential dip (32) is stored in the horizontal register section (8) before the signal charge is read out. Since they are transferred, it is possible to prevent image defects (generation of bright spots) caused by mixing the unnecessary charges (35) with the signal charges.

従って、本例の固体撮像装置に依れば、垂直レジスタ
部(6)の電荷転送領域(18)に存在するポテンシャル
バリヤやポテンシャルディップに起因して生ずる画像欠
陥(輝点の発生)を大幅に低減できるという利益があ
る。
Therefore, according to the solid-state imaging device of this example, image defects (generation of bright spots) caused by potential barriers and potential dips existing in the charge transfer region (18) of the vertical register section (6) are significantly reduced. There is a benefit that can be reduced.

尚、上述実施例においては、高速逆転送用4相駆動パ
ルスφv″1,φv″2,φv″3,φv″4の周波数を85
9kHzとし、高速正転送用4相駆動パルスφv1,φv
2,φv3,φv4の周波数を1790kHzとした場合に
つき述べたが、これらの周波数は、これに限定されず、
種々の値を取り得ることができる。
In the above embodiment, the frequencies of the four-phase drive pulses φv ″ 1 , φv ″ 2 , φv ″ 3 , φv ″ 4 for high-speed reverse transfer are set to 85.
9kHz, 4-phase drive pulse for high speed positive transfer φv 1 , φv
Although the case where the frequencies of 2 , φv 3 , and φv 4 are set to 1790 kHz has been described, these frequencies are not limited to this, and
Various values can be taken.

また本発明は上述実施例に限らず、本発明の要旨を逸
脱することなく、その他種々の構成が取り得ることは勿
論である。
Further, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明に依れば、垂直レジスタ部の電荷転送領域のポ
テンシャルバリヤが存在し、高速逆転送時このポテンシ
ャルバリヤの一側に不要電荷の一部が蓄積される様なこ
とがあってもこの不要電荷は信号電荷に混入しない様に
されているので、斯る不要電荷が信号電荷に混入するこ
とによって生ずる画像欠陥(輝点の発生)を防ぐことが
できる。またポテンシャルディップが存在し、高速逆転
送時このポテンシャルディップに不要電荷がトラップさ
れてしまう様な場合があっても、このポテンシャルディ
ップが水平レジスタ部側に隣接する転送電極の下方の電
荷転送領域の近傍にあるときは、斯る不要電荷は信号電
荷に混入しない様にされているので、斯る不要電荷が信
号電荷に混入することによって生ずる画像欠陥(輝点の
発生)を防ぐことができる。
According to the present invention, even if there is a potential barrier in the charge transfer region of the vertical register portion and a part of unnecessary charges may be accumulated on one side of this potential barrier during high-speed reverse transfer, this unnecessary Since the charges are prevented from being mixed with the signal charges, it is possible to prevent an image defect (generation of bright spots) caused by mixing the unnecessary charges with the signal charges. In addition, even if there is a potential dip and unnecessary charges are trapped in this potential dip at the time of high-speed reverse transfer, this potential dip causes the charge transfer area below the transfer electrode adjacent to the horizontal register section side Since the unnecessary charges are prevented from being mixed with the signal charges when they are in the vicinity, it is possible to prevent image defects (generation of bright spots) caused by mixing the unnecessary charges with the signal charges.

従って、本発明に依れば、垂直レジスタ部の電荷転送
領域に存在するポテンシャルバリヤやポテンシャルディ
ップに起因して生ずる画像欠陥(輝点の発生)を大幅に
低減できるという利益がある。
Therefore, according to the present invention, there is an advantage that image defects (generation of bright spots) caused by potential barriers and potential dips existing in the charge transfer region of the vertical register portion can be significantly reduced.

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

第1図は本発明固体撮像装置の一実施例を示す概略的構
成図、第2図は第1図例の説明に供する波形図、第3図
は第1図例の説明に供するポテンシャルモデル図、第4
図は従来の固体撮像装置を示す概略的構成図、第5図は
第4図のV−V′線断面図、第6図は第4図のVI−VI′
線断面図、第7図は第4図例の説明に供する波形図、第
8図は第4図例の説明に供するポテンシャルモデル図で
ある。 (1)は固体撮像素子部、(3)及び(38)は夫々タイ
ミング・ジェネレータ、(5)は受光部、(6)は垂直
レジスタ部、(7)は読み出しゲート部、(8)は水平
レジスタ部、(9)は電荷検出部、(11)は掃き出しゲ
ート部、(12)はドレイン領域部、(18)は垂直レジス
タ部の電荷転送領域である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the solid-state imaging device of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram used for explaining the example of FIG. 1, and FIG. 3 is a potential model diagram used for explaining the example of FIG. , 4th
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a conventional solid-state image pickup device, FIG. 5 is a sectional view taken along line VV 'of FIG. 4, and FIG. 6 is VI-VI' of FIG.
FIG. 7 is a waveform diagram for explaining the example of FIG. 4, and FIG. 8 is a potential model diagram for explaining the example of FIG. (1) is a solid-state image sensor section, (3) and (38) are timing generators, (5) is a light receiving section, (6) is a vertical register section, (7) is a reading gate section, and (8) is horizontal. A register section, (9) is a charge detection section, (11) is a sweep gate section, (12) is a drain area section, and (18) is a charge transfer area of a vertical register section.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】垂直ブランキング期間内に、それまでの露
光で受光部に蓄積された電荷を不要電荷として垂直レジ
スタ部に読み出し、続いて該垂直レジスタ部に高速逆転
送用駆動パルスを供給して上記垂直レジスタ部を高速逆
転送駆動させることによって上記不要電荷とする電荷を
ドレイン領域部に掃き出し その後、上記不要電荷とする電荷を上記垂直レジスタ部
に読み出した後の露光で上記受光部に蓄積された電荷を
信号電荷として上記垂直レジスタ部に読み出し、続いて
上記信号電荷とする電荷を上記垂直レジスタ部及び水平
レジスタ部を介して電荷検出部に転送する様になされた
固体撮像装置において、 上記不要電荷とする電荷をドレイン領域部に掃き出した
後、上記信号電荷とする電荷を上記垂直レジスタ部に読
み出す前に、上記垂直レジスタ部に高速正転送用駆動パ
ルスを供給して上記垂直レジスタ部を高速正転送駆動さ
せる様にしたことを特徴とする固体撮像装置。
1. Within the vertical blanking period, the charges accumulated in the light receiving unit by the exposures up to that time are read as unnecessary charges into the vertical register unit, and then a drive pulse for high speed reverse transfer is supplied to the vertical register unit. By sweeping the vertical register section at high speed in reverse, the unnecessary charge is swept out to the drain area, and then the unnecessary charge is stored in the light receiving section by exposure after being read out to the vertical register section. In the solid-state imaging device configured to read the generated charges as signal charges to the vertical register unit, and subsequently transfer the charges to be the signal charges to the charge detection unit via the vertical register unit and the horizontal register unit, After sweeping the unwanted charge into the drain region, and before reading the signal charge into the vertical register, The solid-state imaging device being characterized in that the manner is fast forward transfer driving the vertical register section supplies a fast forward transfer drive pulses to the register unit.
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