JP2526895B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device

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JP2526895B2
JP2526895B2 JP62091418A JP9141887A JP2526895B2 JP 2526895 B2 JP2526895 B2 JP 2526895B2 JP 62091418 A JP62091418 A JP 62091418A JP 9141887 A JP9141887 A JP 9141887A JP 2526895 B2 JP2526895 B2 JP 2526895B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子シャッタ機構を備えたインターライン転
送方式の固体撮像装置に関する。
The present invention relates to an interline transfer type solid-state imaging device having an electronic shutter mechanism.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本発明は電子シャッタ機構を備えたインターライン転
送方式の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、垂直レジ
スタ部のドレイン領域部側に電荷蓄積部を設けてドレイ
ン領域部に掃き出す不要電荷の一部を蓄積するか、又は
ドレイン領域部から垂直レジスタ部に電荷を注入し得る
様にし、不要電荷とする電荷をドレイン領域部に掃き出
した後、垂直レジスタ部を高速正転送駆動させて電荷蓄
積部に蓄積させた電荷又はドレイン領域部から注入させ
た電荷を水平レジスタ部に転送し、その後、受光部から
信号電荷とする電荷を垂直レジスタ部に読み出す様にす
ることにより、垂直レジスタ部の電荷転送領域にポテン
シャルディップが存在したとしても、このポテンシャル
ディップに信号電荷とする電荷がトラップされない様に
し、画像欠陥たる黒点が現出しない様にしたものであ
る。
The present invention is an interline transfer type solid-state imaging device having an electronic shutter mechanism, wherein during the vertical blanking period, the charges accumulated in the light receiving unit by the exposure up to that time are read to the vertical register unit as unnecessary charges, Subsequently, the vertical register section is driven at a high speed reverse transfer to sweep out unnecessary charges to the drain region section, and then the unnecessary charges are read out to the vertical register section and then accumulated in the light receiving section by exposure. In the solid-state imaging device configured to read out electric charges as signal charges to the vertical register unit and then transfer the charges to be the signal charges to the charge detection unit via the vertical register unit and the horizontal register unit, the drain of the vertical register unit A charge storage unit is provided on the side of the region to store a part of the unnecessary charges swept out to the drain region, or from the drain region Allows injection of charges into the direct register section, sweeps out unnecessary charges to the drain area, and then drives the vertical register section at high speed forward transfer to inject from the charge accumulated in the charge accumulation section or the drain area. Even if there is a potential dip in the charge transfer region of the vertical register by transferring the generated charge to the horizontal register and then reading out the signal charge from the light receiving unit to the vertical register. The potential dips are set so that the signal charges are not trapped so that black dots, which are image defects, do not appear.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、電子シャッタ機構を備えたインターライン転送
方式の固体撮像装置として第9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, an interline transfer type solid-state imaging device having an electronic shutter mechanism has been proposed as 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、第9図に示す様に固体撮像素子(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. As shown in FIG. 9, it comprises a solid-state image sensor (1) and a timing generator (3) which is driven by a supply of a predetermined synchronizing signal from a synchronizing signal generating circuit (2).

この場合、固体撮像素子(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)をマトリクス状に設け、また、これら受光部
(5)に蓄積される電荷をこれら受光部(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)を読み出しゲート部(7)を介して設
け、また垂直レジスタ部(6)の一端側にこれら垂直レ
ジスタ部(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構成されると共に、垂
直レジスタ部(6)と他端側に掃き出しゲート部(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)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構成される。
In this case, the solid-state imaging device (1) is provided with light receiving portions (5) made of photodiodes in a matrix on one main surface side of the P-type silicon substrate (4), and the charges accumulated in these light receiving portions (5). A vertical register unit (6) for transferring each of the light receiving units (5) in the vertical direction (upward or downward of the paper surface) is provided via the read gate unit (7), and the vertical register unit (6) A horizontal register unit (8) for horizontally transferring the electric charges transferred downward from the vertical register unit (6) for each horizontal line is provided at one end side, and the horizontal register unit (8) is also provided. A charge detection unit (9) for detecting charges transferred from the horizontal register unit (8) is provided on the output side of 8),
A video signal is obtained at the output terminal (10) derived from the charge detection section (9), and a vertical gate section (6) and a sweep gate section (11) on the other end side are provided.
The drain region portion (12) is provided via the via so that the electric charges transferred to the vertical register portion (6) upward in the drawing can be swept out as unnecessary electric charges.

ここに受光部(5)は、第10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9図には図示せずも、
夫々P型領域からなるオーバーフロー・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+型領域からなるチャンネルストップ領域であ
る。
As shown in FIG. 10, 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,
(15), (16) and (17) are not shown in FIG.
The overflow control gate region is a P-type region, the overflow drain region is an N + region, and the channel stop region is a P + -type region.

また垂直レジスタ部(6)は、第10図及び第11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)を設けて構成される。こ
の場合、これら転送電極(19A1)(19A2)(19A3)(19
A4)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
φV1V2V3V4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 V1▼,▲φ V2▼,▲φ V3▼,▲φ
V4▼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 FIG. 10 and FIG. 11, the vertical register portion (6) is composed of 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 ) are provided. In this case, these transfer electrodes (19A 1 ) (19A 2 ) (19A 3 ) (19
A 4 ) includes four-phase drive pulses φ V1 , φ V2 , φ V3 , φ V4 for normal speed positive transfer for transferring the charges to the horizontal register section (8) at the normal speed, and the charges in the drain area section. (12)
High-speed reverse transfer four-phase drive pulse for high speed transfer toward ▲ φ V1 ▼, ▲ φ V2 ▼, ▲ φ V3 ▼, ▲ φ
V4 and are selectively supplied. Charge transfer area (18)
A P + type region (20) for preventing smear is provided below the.

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10図に示す様
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(22)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, as shown in FIG. 10, the read gate section (7) provided between the light receiving section (5) and the vertical register section (6) has a charge storage area (13) and a charge transfer area (18). A read gate region (21) is provided therebetween, and a read gate electrode (22) is provided on the read gate region (21) via an insulating layer (14). In this case, the read gate electrode (22) is formed by extending one end of the transfer electrodes (19A 1 ) (19A 3 ) of the vertical register section (6) over the read gate region (21). The unnecessary charge read pulse P 1 and the signal charge read pulse P 2 are selectively supplied to the electrode (22) to charge the charges accumulated in the charge accumulation region (13) of the light receiving unit (5) to the vertical register unit. The data can be read out to the charge transfer area (18) of (6).

また水平レジスタ部(8)は、第11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)を設けて構成さ
れる。この場合、転送電極(24)は2層駆動パルスφH2
及びφH2によってこの水平レジスタ部(8)を駆動でき
る様に複数配される。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. A transfer electrode (24) made of polycrystalline silicon is provided on the charge transfer region (23) via an insulating layer (14). In this case, the transfer electrode (24) is a two-layer drive pulse φ H2
And φ H2 , a plurality of them are arranged so that this horizontal register unit (8) can be driven. 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11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. 11, 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 the sweep-out gate area (25 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++
領域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 ++ type region formed by diffusing N type impurities in 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)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)に
供給する15.77kHz(f sc/227、但し、f sc=3.58MHz)
の通常速正転送用4相駆動パルスφV1V2V3V4
及び557kHz(f sc/6)の高速逆転送用4相駆動パルス▲
φ V1▼,▲φ V2▼,▲φ V3▼,▲φ V4▼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) supplies unnecessary charge read pulse P 1 and signal charge read pulse P 2 to the read gate section (7) and 15.77 kHz (f sc / 227, fsc / 227, which is supplied to the vertical register section (6). However, f sc = 3.58MHz)
4 phase drive pulse for normal speed positive transfer of φ V1 , φ V2 , φ V3 , φ V4
And 557kHz (f sc / 6) 4-phase drive pulse for high-speed reverse transfer ▲
Φ V1 ▼, ▲ φ V2 ▼, ▲ φ V3 ▼, ▲ φ V4 ▼ and two-phase drive pulses φ H1 and φ H2 of 9.5 MHz to be supplied to the horizontal register section (8) Is composed of.

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12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間で信号電荷読み出しパルスP2
読み出しゲート部(7)に供給され、1フィールド期間
の露光で受光部(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。続いて、第12
図Cに示す様に、15.77kHzの通常速正転送用4相駆動パ
ルスφV1V2V3V4が端子(27A1)(27A2)(27A
3)(27A4)を介して垂直レジスタ部(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(28A1)及
び(28A2)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12図Aは垂直同期信号VSY NC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. 12B, the signal charge is generated for each field in the required time within the vertical blanking period. The read pulse P 2 is supplied to the read gate section (7), and the charges accumulated in the light receiving section (5) during the exposure for one field period are read out to the vertical register section (6) as signal charges. Then, the 12th
As shown in Fig. C, the 15.77 kHz four-phase drive pulses for normal speed positive transfer φ V1 , φ V2 , φ V3 , and φ V4 are applied to the terminals (27A 1 ) (27A 2 ) (27A
3 ) The charges supplied to the vertical register unit (6) via (27A 4 ) and read as signal charges are transferred to the horizontal register unit (8). Here in the horizontal register section (8)
Two-phase drive pulses φ H1 and φ H2 of 9.5 MHz are supplied via terminals (28A 1 ) and (28A 2 ), and the charges read out as signal charges are stored in the charge detection unit (9 ), And the video signal based on this charge is output to the output terminal (10).
Is output to Incidentally, FIG. 12A shows the vertical synchronizing signal V SY NC .

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12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)に供給され、それまでに受光部(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)に
読み出される。続いて第12図Eに示す様に、557kHzの高
速逆転送用4相駆動パルス▲φ V1▼,▲φ V2▼,▲
φ V3▼,▲φ V4▼が垂直レジスタ部(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12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12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)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)に蓄積された電
荷が垂直レジスタ部(6)に読み出される。続いて第12
図Eに示す様に15.77kHzの通常速正転送用4相駆動パル
スφV1V2V3V4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
給前までの期間、例えば1/1800秒間が露光時間とされ、
この露光時間に受光部(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, the unnecessary charge read pulse is generated in the vertical blanking period as shown in FIG. 12D. P 1 is supplied to the read gate section (7), and the electric charge accumulated up to that time in the light receiving section (5) is read out to the vertical register section (6) as unnecessary charge. Then, as shown in FIG. 12E, 557 kHz four-phase drive pulse for high-speed reverse transfer ▲ φ V1 ▼, ▲ φ V2 ▼, ▲
The φ V3 ▼ and ▲ φ V4 ▼ are supplied to the vertical register section (6), and the charges read as unnecessary charges are swept out to the drain region section (12) during 8 horizontal periods. Next, as shown in FIG. 12D, after the required time in the vertical blanking period has elapsed, the signal charge read pulse P 2 is supplied to the read gate section (7) in the same manner as shown in FIG. The electric charges accumulated in the light receiving section (5) after the read pulse P 1 is supplied are read out to the vertical register section (6). Then twelfth
As shown in FIG. E, 15.77 kHz four-phase drive pulses for normal speed positive transfer φ V1 , φ V2 , φ V3 , φ V4 are supplied to the vertical register section (6), and the charges read as signal charges are horizontally It is transferred to the register unit (8). Therefore, in this case, the required time within the vertical blanking period, that is, the period from after the unnecessary charge read pulse P 1 is supplied to before the signal charge read pulse P 2 is supplied, for example, 1/1800 seconds is the exposure time,
A video signal based on the charges accumulated in the light receiving section (5) during this exposure time is output to the output terminal (10).

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。
A solid-state imaging device including such an electronic shutter mechanism can image a moving object at high speed without an afterimage without providing a mechanical shutter mechanism. Therefore, when applying this to, for example, a video camera, There is an advantage that it can be downsized.

〔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、
撮像画像とは無関係な黒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 black dots unrelated to the captured image may appear on the reproduction screen.

本発明者による実験、研究の結果、斯る画像欠陥は、
垂直レジスタ部(6)の電荷転送領域(18)にポテンシ
ャルディップが存在する場合に、これに起因して発生す
ることが判明した。
As a result of experiments and studies by the present inventor, such image defects are
It has been found that when the potential dip exists in the charge transfer region (18) of the vertical register section (6), it occurs due to this.

ここに第13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13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
態を示すポテンシャルモデル図であり、実線(29)はポ
テンシャルレベルを示し、凹部(30)はポテンシャルデ
ィップを示している。即ち、この例は転送電極(19
A3′)の下方の電荷転送領域にポテンシャルディップ
(30)が存在する場合であり、特に転送電極(19A2′)
の下方の電荷転送領域側近傍にポテンシャルディップ
(30)が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. 13 is a potential model diagram showing a potential state of a part of the charge transfer region (18) of the vertical register portion (6), the solid line (29) shows the potential level, and the recessed portion (30) shows the potential dip. ing. That is, in this example, the transfer electrode (19
A 3 ') potential dip (30 to the charge transfer region below the) and if there is, in particular transfer electrode (19A 2')
This is the case where the potential dip (30) exists near the charge transfer region side below the.

先ず第13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)
(31)が高速逆転送用4相駆動パルス▲φ V1▼,▲φ
V2▼,▲φ V3▼,▲φ V4▼に基いてドレイン領域
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13図Bに示す様に変化す
る。ここに第13図Aに示す状態では不要電荷(31)の一
部(31A)がポテンシャルディップ(30)にトラップさ
れてしまうが、第13図Bに示す状態になったとき、この
ポテンシャルディップ(30)は転送電極(19A2′)から
の縁電界の影響を受けてつぶされてしまい、このポテン
シャルディップ(30)にトラップされていた不要電荷
(31A)は転送電極(19A2′)の下の電荷転送領域に掃
き出されてしまう。このため、不要電荷(31)がドレイ
ン領域部(12)に掃き出され、高速逆転送用4相駆動パ
ルス▲φ V1▼,▲φ V2▼,▲φ V3▼,▲φ V4
の供給が終了したときには、第13図Cに示す様にポテン
シャルディップ(30)は電荷をトラップしていない空の
状態になる。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13図D
はこの読み出された状態を示すが、この場合、信号電荷
(32)の一部(32A)はポテンシャルディップ(30)に
トラップされてしまう。その後、通常速正転送用4相駆
動パルスφV1V2V3V4が垂直レジスタ部(6)
に供給され、信号電荷(32)は隣接する信号電荷(33)
と一体とされて第13図E及び第13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、第13図Eに示す様に、ポテンシャルディ
ップ(30)と転送電極(19A4′)とはかなり離れている
のでポテンシャルディップ(30)はこの転送電極(19
A4′)からの縁電界によってはつぶされることがなく、
このポテンシャルディップ(30)にトラップされた電荷
(32A)は第13図Fに示す様にそのままポテンシャルデ
ィップ(30)内に残存してしまうことになる。
First, FIG. 13A shows the charges (unnecessary charges) read to the vertical register section (6) by the unnecessary charge reading pulse P 1 .
(31) is a four-phase drive pulse for high-speed reverse transfer ▲ φ V1 ▼, ▲ φ
Fig. 13 shows the state at a certain point during the transfer to the drain region (12) based on V2 ▼, ▲ φ V3 ▼, ▲ φ V4 ▼. It changes as shown in B. In the state shown in FIG. 13A, a part (31A) of the unnecessary charge (31) is trapped in the potential dip (30), but when the state shown in FIG. 30) is crushed under the influence of the edge electric field from the transfer electrode (19A 2 ′), and the unwanted charges (31A) trapped in this potential dip (30) are below the transfer electrode (19A 2 ′). Will be swept out to the charge transfer area. Therefore, the unnecessary charges (31) are swept out to the drain region (12), and four-phase drive pulses for high-speed reverse transfer ▲ φ V1 ▼, ▲ φ V2 ▼, ▲ φ V3 ▼, ▲ φ V4
When the supply of C is completed, the potential dip (30) becomes an empty state in which no charge is trapped, as shown in FIG. 13C. 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. 13D
Shows the read state, but in this case, a part (32A) of the signal charge (32) is trapped in the potential dip (30). After that, the four-phase drive pulses for normal speed positive transfer φ V1 , φ V2 , φ V3 , and φ V4 are applied to the vertical register section (6).
Signal charge (32) is supplied to the adjacent signal charge (33)
Then, the data is transferred to the horizontal register section (8) through a process as shown in FIGS. 13E and 13F, which shows a part of the process. In this case, as shown in FIG. 13E, since the potential dip (30) and the transfer electrode (19A 4 ′) are considerably separated from each other, the potential dip (30) is located at this transfer electrode (19A 4 ′).
It is not crushed by the edge electric field from A 4 ′),
The electric charge (32A) trapped in the potential dip (30) remains in the potential dip (30) as it is as shown in FIG. 13F.

この様に従来の固体撮像装置においては、信号電荷
(32)の一部(32A)がポテンシャルディップ(30)に
トラップされてしまい画像欠陥たる黒点が再生画面に現
出することになる。
As described above, in the conventional solid-state imaging device, a part (32A) of the signal charge (32) is trapped in the potential dip (30), and a black spot as an image defect appears on the reproduction screen.

本発明は、斯る不都合を解消した固体撮像装置を提供
することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device that eliminates 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〜第8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)に蓄積された電荷を不要電荷として垂
直レジスタ部(6)に読み出し、続いてこの垂直レジス
タ部(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)に読み
出した後の露光で受光部(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)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)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、垂直レジスタ部(6)
のドイレン領域部(12)側に電荷蓄積部(34)を設けて
ドレイン領域部(12)に掃き出す不要電荷の一部を蓄積
するか、又はドレイン領域部(12)から垂直レジスタ部
(6)に電荷を注入し得る様にし、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、垂直レジスタ
部(6)を高速正転送駆動させて電荷蓄積部(34)に蓄
積させた電荷又はドレイン領域部(12)から注入させた
電荷を水平レジスタ部(8)に転送し、その後、受光部
(5)から信号電荷とする電荷を垂直レジスタ部(6)
に読み出す様にしたものである。
In the solid-state imaging device according to the present invention, as shown in, for example, FIG. 1 to FIG. 8, a vertical register is used in which a charge accumulated in the light receiving unit (5) during the vertical blanking period is used as unnecessary charge. (6) is read out, and then the vertical register section (6) is driven at high speed reverse transfer to sweep out the charges to be the unnecessary charges to the drain region section (12), and thereafter the charges to be the unnecessary charges are changed to the vertical register section. The charges accumulated in the light receiving section (5) by the exposure after being read out to (6) are read out to the vertical register section (6) as signal charges, and subsequently the charges to be the signal charges are set to the vertical register section (6) and the horizontal register. In the solid-state imaging device configured to transfer to the charge detection unit (9) via the unit (8), the vertical register unit (6)
The charge accumulation part (34) is provided on the drain region part (12) side to accumulate a part of the unnecessary charges swept out into the drain region part (12), or the drain register part (12) to the vertical register part (6). After the charges to be injected into the drain region (12) have been swept out, the vertical register (6) is driven at high-speed positive transfer and accumulated in the charge accumulator (34). Alternatively, the charges injected from the drain region part (12) are transferred to the horizontal register part (8), and then the charges used as signal charges from the light receiving part (5) are added to the vertical register part (6).
It is designed to be read out.

〔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、垂直レジスタ部(6)
を高速正転送駆動させて電荷蓄積部(34)に蓄積させた
電荷又はドレイン領域部(12)から注入させた電荷を水
平レジスタ部(8)に転送する様にされているので、電
荷転送領域(18)にポテンシャルディップ(30)があっ
たとしても、このポテンシャルディップ(30)は電荷蓄
積部(34)に蓄積させた電荷又はドレイン領域部(12)
から注入させた電荷によって満たされてしまう。このた
め、その後、信号電荷とする電荷が読み出されて、これ
が水平レジスタ部(8)に転送される場合、この信号電
荷とする電荷はポテンシャルディップ(30)にトラップ
されることがない。従って、本発明においては、垂直レ
ジスタ部(6)の電荷転送領域(18)に存在するポテン
シャルディップ(30)に起因する画像欠陥たる黒点は現
出しない。
In the present invention, after sweeping out unnecessary charges to the drain region (12), the vertical register (6)
The high-speed positive transfer drive is performed to transfer the charges accumulated in the charge accumulating portion (34) or the charges injected from the drain region portion (12) to the horizontal register portion (8). Even if there is a potential dip (30) in (18), this potential dip (30) is the charge or drain region part (12) accumulated in the charge accumulation part (34).
It is filled with the electric charge injected from. Therefore, after that, when the charge as the signal charge is read out and transferred to the horizontal register section (8), the charge as the signal charge is not trapped in the potential dip (30). Therefore, in the present invention, a black dot which is an image defect due to the potential dip (30) existing in the charge transfer region (18) of the vertical register section (6) does not appear.

〔実施例〕〔Example〕

以下、第1図〜第7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7図
において、第9図〜第13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 imaging device of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7, parts corresponding to those in FIGS. 9 to 13 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)、読み出しゲ
ート部(7)、垂直レジスタ部(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(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(35)とで構成される。
As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device of this example has a light receiving part (5), a reading gate part (7), a vertical register part (6), a horizontal part on a main surface side of a P-type silicon substrate (4). A solid-state image sensor (1) including a register section (8), a charge detection section (9), a drain region section (12), etc. and a synchronization signal generation circuit (2) are supplied with a predetermined synchronization signal for driving. Timing generator (35).

この場合、固体撮像素子(1)は第1図及び第2図に
示す様に端子(26A)を設け、この端子(26A)を介して
後述するタイミング・ジェネレータ(35)が発生する電
荷注入パルスP3を掃き出しゲート部(11)の掃き出しゲ
ート電極(26)に供給できる様にし、その他については
第9図従来例と同様に構成する。
In this case, the solid-state imaging device (1) is provided with a terminal (26A) as shown in FIGS. 1 and 2, and a charge injection pulse generated by a timing generator (35) described later through this terminal (26A). P 3 can be supplied to the sweep gate electrode (26) of the sweep gate section (11), and the others are configured in the same manner as in the conventional example of FIG.

またタイミング・ジェネレータ(35)は、読み出しゲ
ート部(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)に
供給する15.77kHz(f sc/227、但しf sc=3.58MHz)の
通常速正転送用4相駆動パルスφV1V2V3V4,89
5kHz(f sc/4)の高速逆転送用4相駆動パルス▲φ V1
▼,▲φ V2▼,▲φ V3▼,▲φ V4▼及び1790kHz
(f sc/2)の高速正転送用4相駆動パルス▲φ V1▼,
▲φ V2▼,▲φ V3▼,▲φ V4▼、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
を発生できる様にする。この場合、通常速正転送用4相
駆動パルスφV1V2V3V4、高速逆転送用4相駆
動パルス▲φ V1▼,▲φ V2▼,▲φ V3▼,▲φ
V4▼及び高速正転送用4相駆動パルス▲φ V1▼,▲φ
V2▼,▲φ V3▼,▲φ V4▼は夫々第3図,第4図
及び第5図に示す様な波形を有するものとする。更に、
このタイミング・ジェネレータ(35)は所定の正電圧値
を有する電荷注入パルスP3を発生する様にし、第2図に
示す様に、この電荷注入パルスP3を掃き出しゲート電極
(26)に供給し、掃き出しゲート領域(25)のポテンシ
ャルレベルをドレイン領域部(12)のポテンシャルレベ
ルよりも深くし、ドレイン領域部(12)の電荷を掃き出
しゲート領域(25)を介してこの掃き出しゲート領域
(25)に隣接する転送電極(19A4)下の電荷転送領域
(18A)に注入し得る様にし、以下に述べるように動作
させる。
 The timing generator (35) also has a readout
Unnecessary charge read pulse P supplied to the gate section (7)1as well as
Signal charge read pulse P2And in the vertical register section (6)
Supply 15.77kHz (f sc / 227, but f sc = 3.58MHz)
Normal-speed positive transfer 4-phase drive pulse φV1, φV2, φV3, φV4, 89
4kHz drive pulse for high-speed reverse transfer of 5kHz (f sc / 4) ▲ φ V1
▼, ▲ φ V2▼, ▲ φ V3▼, ▲ φ V4▼ and 1790kHz
(F sc / 2) 4-phase drive pulse for high-speed forward transfer ▲ φ V1▼ 、
▲ φ V2▼, ▲ φ V3▼, ▲ φ V4▼, Horizontal register
Two-phase drive pulse φ of 9.5MHz supplied to (8)H1And φH2
To be able to occur. In this case, 4 phases for normal speed forward transfer
Drive pulse φV1, φV2, φV3, φV4, 4 phase drive for high speed reverse transfer
Motion pulse ▲ φ V1▼, ▲ φ V2▼, ▲ φ V3▼, ▲ φ
V4▼ and 4-phase drive pulse for high-speed forward transfer ▲ φ V1▼, ▲ φ
V2▼, ▲ φ V3▼, ▲ φ V4▼ is Fig. 3 and Fig. 4, respectively
And has a waveform as shown in FIG. Furthermore,
This timing generator (35) has a specified positive voltage value.
Charge injection pulse P with3Is generated as shown in Fig. 2.
As shown, this charge injection pulse P3Sweep out gate electrode
Supply to (26) and sweep out gate area (25) potency
Local level to the potential level of the drain region (12).
The depth of the drain region (12) to sweep out the electric charge.
This sweep gate area through the gate area (25)
Transfer electrode (19A) adjacent to (25)Four) Lower charge transfer area
Allows injection into (18A) and operates as described below
Let

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)
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6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
を読み出しゲート部(7)に供給し、1フィールド期間
の露光で受光部(5)に蓄積された電荷を垂直レジスタ
部(6)に読み出させる。続いて第6図Cに示す様に1
5.77kHzの通常速正転送用4相駆動パルスφV1V2
V3V4を垂直レジスタ部(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
供給する様にし、垂直レジスタ部(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6図Aは垂直同期信号VSY NC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.
In order to obtain a video signal based on the charges accumulated in the signal charge reading pulse P 2 at a required time point within the vertical blanking period for each field, as shown in FIG. 6B.
Is supplied to the reading gate section (7) to cause the vertical register section (6) to read the charge accumulated in the light receiving section (5) during the exposure for one field period. Then, as shown in FIG. 6C, 1
4.77kHz normal-speed positive transfer 4-phase drive pulse φ V1 , φ V2 , φ
V3 and φ V4 are supplied to the vertical register section (6) to transfer the charges to the horizontal register section (8). Here, the horizontal register section (8) is always supplied with the two-phase drive pulses φ H1 and φ H2 of 9.5 MHz, and the charge transferred from the vertical register section (6) is detected in each horizontal line. The video signal based on this charge is output to the output terminal (10). Note that FIG. 6 A shows a vertical synchronization signal V SY NC.

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)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6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)に供給し、それま
でに受光部(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)に読み出させる。続いて第6図Eに
示す様に、895kHzの高速逆転送用4相駆動パルス▲φ
V1▼,▲φ V2▼,▲φ V3▼,▲φ V4▼を垂直レジ
スタ部(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6図Fに示す様に電荷注入パルスP3を掃き
出しゲート電極(26)に供給し、掃き出しゲート領域
(25)のポテンシャルレベルをドレイン領域部(12)の
ポテンシャルレベルよりも深くしてドレイン領域部(1
2)から所定量の電荷を掃き出しゲート領域(25)に隣
接する転送電極(19A4)下の電荷転送領域(18A)に注
入させる。次に第6図Eに示す様に、1790kHzの高速正
転送用4相駆動パルス▲φ V1▼,▲φ V2▼,▲φ
V3▼,▲φ V4▼を垂直レジスタ部(6)に供給し、垂
直レジスタ部(6)を2.7水平期間の間、高速正転送駆
動させドレイン領域部(12)から注入した電荷を水平レ
ジスタ部(8)に転送する。但し、この電荷に基づき出
力端子(10)に得られる信号は画像信号としては使用し
ない様にする。次に第6図Dに示す様に、第6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)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)に蓄積された電荷を信号電荷として垂直レ
ジスタ部(6)に読み出させる。続いて第6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
V2V3V4を垂直レジスタ部(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)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。
 If you select the electronic shutter mode,
Set the required time within the ranking period as the exposure time,
Based on the charge accumulated in the light receiving part (5) during this exposure time,
In case of trying to obtain the following video signal, it is shown in FIG. 6D.
Unnecessary charges are read out during the vertical blanking period
Pulse P1Is supplied to the reading gate section (7),
At this time, the charges accumulated in the light receiving part (5) are dropped as unnecessary charges.
The direct register unit (6) reads it. Then in Figure 6E.
As shown, 895kHz 4-phase drive pulse for high-speed reverse transfer ▲ φ
V1▼, ▲ φ V2▼, ▲ φ V3▼, ▲ φ V4▼ vertical cash register
Charges supplied to the star unit (6) and read out as unnecessary charges
Swept out into the drain region (12) during the 6.1 horizontal period
Let Next, as shown in FIG. 6F, a charge injection pulse P3Sweep out
Supply to discharge gate electrode (26) and sweep out gate area
The potential level of (25) is the same as that of the drain region (12).
Deeper than the potential level, drain region (1
Sweep a certain amount of charge from 2) and adjoin the gate area (25)
Contact transfer electrode (19AFour) Note the lower charge transfer area (18A)
Let in. Next, as shown in FIG.
4-phase drive pulse for transfer ▲ φ V1▼, ▲ φ V2▼, ▲ φ
V3▼, ▲ φ V4Supply ▼ to the vertical register section (6) and
Direct register drive (6) for 2.7 horizontal periods, high-speed forward transfer
The charge injected from the drain region (12) is moved horizontally.
Transfer to the register unit (8). However, the output based on this charge
The signal available at the input terminal (10) should not be used as an image signal.
Try not to. Next, as shown in FIG. 6D, as shown in FIG. 6B.
Signal charge read pulse P2Read gate
Unnecessary charge read pulse P supplied to the section (7)1After supply
The charges accumulated in the light receiving section (5) are used as signal charges for vertical recording.
The read is performed by the register unit (6). Then shown in FIG. 6E.
Similarly, a 4-phase drive pulse φ for normal speed positive transfer of 15.77 kHzV1, φ
V2, φV3, φV4Is supplied to the vertical register section (6),
Transfer the charge read as a load to the horizontal register section (8)
Let In this case, unnecessary charge read pulse P1Supply
After that, the signal charge read pulse P2Period before supply, for example
For example, the exposure time is 1/1800 seconds and it is accumulated in the light receiving part (5).
The video signal based on the stored charge is output to the output terminal (10).
You.

その他については第9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.

この様に構成された本例の固体撮像装置においては、
第7図に示す様に、第13図に示したと同様の位置にポテ
ンシャルディップ(30)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7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. 7, even if the potential dip (30) exists at the same position as that shown in FIG. 13, the image defect caused by these does not occur. Hereinafter, this point will be described with reference to FIG.

第7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)(31)
が高速逆転送用4相駆動パルス▲φ V1▼,▲φ
V2▼,▲φ V3▼,▲φ V4▼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7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(31)
はドレイン領域部(12)に掃き出される。ここに第7図
Aに示す状態では不要電荷(31)の一部(13A)はポテ
ンシャルディップ(30)にトラップされてしまうが、第
7図Bに示す状態になったとき、このポテンシャルディ
ップ(30)は転送電極(19A2′)からの縁電界の影響を
受けてつぶされてしまい、このポテンシャルディップ
(30)にトラップされていた不要電荷(31A)は転送電
極(19A2′)の下の電荷転送領域に掃き出されてしま
う。このため、不要電荷(31)がドレイン領域部(12)
に掃き出され、高速逆転送用4相駆動パルス▲φ
V1▼,▲φ V2▼,▲φ V3▼,▲φ V4▼の供給が
終了したときには、第7図Cに示す様にポテンシャルデ
ィップ(30)は電荷をトラップしていない空の状態にな
る。ところが、本例においては、その後、電荷注入パル
スP3が掃き出しゲート電極(26)に供給されて所定量の
電荷(36)が掃き出しゲート領域(25)に隣接された転
送電極(19A4′)下の電荷転送領域(18A)に注入さ
れ、引き続き高速正転送用4相駆動パルス▲φ V1▼,
▲φ V2▼,▲φ V3▼,▲φ V4▼が転送電極(19
A1)(19A2)(19A3)(19A4)に供給され、この注入さ
れた電荷(36)は電荷転送領域(18)を水平レジスタ部
(8)に向かって転送される。このとき、第7図D及び
第7図Eにその転送の一部の過程を示す様に注入された
電荷(36)の一部(36A)はポテンシャルディップ(3
0)にトラップされ、このポテンシャルディップ(30)
内はこのトラップされた電荷(36A)によって満たされ
る。その後。本例においては、第7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)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、続いて通常速正転送用44相駆動
パルスφV1V2V3V4が垂直レジスタ部(6)に
供給されて信号電荷として読み出された電荷は第7図G
及び第7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、ポテンシャルデ
ィップ(30)内は電荷(36A)によって満たされている
ので、信号電荷はポテンシャルディップ(30)によって
トラップされるということがなくなる。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)にポテンシャルディップ(30)が存在し
たとしても、このポテンシャルディップ(30)に信号電
荷がトラップされない様になされているので、このポテ
ンシャルディップ(30)に起因する画像欠陥たる黒点は
生じない。
 FIG. 7A shows an unnecessary charge read pulse P1By vertical
Electric charge (unnecessary electric charge) read by the transistor (6) (31)
Is a 4-phase drive pulse for high-speed reverse transfer ▲ φ V1▼, ▲ φ
V2▼, ▲ φ V3▼, ▲ φ V4▼ based on drainage
The state at a certain point during the transfer to the area (12)
This state will change to the state shown in Fig. 7B at the next time.
Unnecessary charge (31)
Are swept out to the drain region (12). Figure 7 here
In the state shown in A, part of the unnecessary charge (31) (13A) is
It will be trapped by the social dip (30),
7 When the state shown in Fig. B is reached, this potential di
Up (30) is the transfer electrode (19A2′)
It was received and crushed, this potential dip
Unwanted charge (31A) trapped in (30) is transferred.
Pole (19A2It will be swept up to the charge transfer area under ′).
U Therefore, unnecessary charges (31) are generated in the drain region (12).
Swept out, four-phase drive pulse for high-speed reverse transfer ▲ φ
V1▼, ▲ φ V2▼, ▲ φ V3▼, ▲ φ V4▼ supply
When finished, as shown in Fig. 7C, the potential
The tip (30) will be empty with no charge trapped.
You. However, in this example, the charge injection pulse
Space P3Is supplied to the swept gate electrode (26)
The charge (36) is swept out and transferred to the gate area (25).
Sending electrode (19AFour′) Injected into the lower charge transfer region (18A)
4 phase drive pulse for high speed positive transfer ▲ φ V1▼ 、
▲ φ V2▼, ▲ φ V3▼, ▲ φ V4▼ is the transfer electrode (19
A1) (19A2) (19A3) (19AFour) Supplied by this injected
The accumulated charge (36) is transferred to the charge transfer area (18) in the horizontal register section.
Transferred to (8). At this time, FIG. 7D and
Injected to show part of the process in Figure 7E.
Part of the charge (36) (36A) is the potential dip (3A).
Trapped in 0), this potential dip (30)
The inside is filled with this trapped charge (36A)
You. afterwards. In this example, as shown in FIG.
Signal charge read pulse P2Is supplied to the read gate section (7)
Unnecessary charge readout pulse P supplied1Light receiving part after supply
The charge accumulated in (5) is used as a signal charge in the vertical register.
44 phase drive for normal speed forward transfer
Pulse φV1, φV2, φV3, φV4In the vertical register section (6)
The charges supplied and read out as signal charges are shown in FIG. 7G.
Then, the horizontal registration is performed through the process shown in FIG. 7H.
It is transferred to the star unit (8). In this case, the potential
The inside of the tip (30) is filled with electric charge (36A)
So the signal charge is due to the potential dip (30)
It will not be trapped. In this way
In the solid-state imaging device, the charge of the vertical register unit (6)
There is a potential dip (30) in the transfer area (18)
Even if this is the case, there is no signal on this potential dip (30).
Since it is designed so that the load is not trapped, this potato
The image defect caused by the internal dip (30)
Does not happen.

尚、上述実施例においては、掃き出しゲート電極(2
6)に電荷注入パルスP3を供給し、所定量の電荷をドレ
イン領域部(12)から掃き出しゲート領域(25)に隣接
する転送電極(19A4)下の電荷転送領域(18A)に注入
し、これを水平レジスタ部(8)に向けて転送する様に
した場合につき述べたが、この代わりに、第8図に示す
様に掃き出しゲート領域(25)に隣接する転送電極(19
A4)の下方の電荷転送領域をN型不純物を比較的高濃度
に拡散してなるN+型領域(34)で構成し、転送電極(19
A4)がローレベル電圧とされるときでも、この電荷転送
領域(34)のポテンシャルレベルが掃き出しゲート領域
(25)のポテンシャルレベルよりも深くなる様にし、不
要電荷をドレイン領域部(12)に掃き出す際、この不要
電荷の一部がこの電荷転送領域(34)に残存する様にこ
の電荷転送領域(34)を電荷蓄積部となし、この電荷転
送領域(34)に蓄積された電荷を高速正転送パルス▲φ
V1▼,▲φ V2▼,▲φ V3▼,▲φ V4▼によって
水平レジスタ部(8)に転送する様にしても良く、この
場合にも、上述同様の作用効果を得ることができる。
 In the above embodiment, the sweep gate electrode (2
6) Charge injection pulse P3To supply a predetermined amount of charge.
Swept out from the in area (12) and adjacent to the gate area (25)
Transfer electrode (19AFour) Injection into the lower charge transfer area (18A)
And transfer it to the horizontal register section (8)
However, instead of this, it is shown in FIG.
The transfer electrode (19 adjacent to the sweep-out gate region (25)
AFour) Lower charge transfer region with a relatively high concentration of N-type impurities
Spread to N+The mold region (34) and the transfer electrode (19
AFour) Is a low level voltage, this charge transfer
Potential level of region (34) is swept out and gate region
Make it deeper than the potential level of (25).
This is unnecessary when sweeping out the required charges to the drain region (12)
Make sure that part of the charge remains in this charge transfer region (34).
The charge transfer area (34) of the
High-speed positive transfer pulse for charges accumulated in the transfer area (34) ▲ φ
V1▼, ▲ φ V2▼, ▲ φ V3▼, ▲ φ V4By ▼
The data may be transferred to the horizontal register section (8).
In this case also, the same effect as described above can be obtained.

また、上述実施例においては、高速逆転送用4相駆動
パルス▲φ V1▼,▲φ V2▼,▲φ V3▼,▲φ V4
▼の周波数を895kHzとし、高速正転送用4相駆動パルス
▲φ V1▼,▲φ V2▼,▲φ V3▼,▲φ V4▼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。
 Further, in the above-described embodiment, four-phase drive for high speed reverse transfer
Pulse ▲ φ V1▼, ▲ φ V2▼, ▲ φ V3▼, ▲ φ V4
The frequency of ▼ is set to 895kHz and 4-phase drive pulse for high-speed positive transfer
▲ φ V1▼, ▲ φ V2▼, ▲ φ V3▼, ▲ φ V4▼ circumference
The case where the wave number was set to 1790 kHz was described.
The wave number is not limited to this and may take various values.
it can.

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にポ
テンシャルディップが存在しても、信号電荷はこのポテ
ンシャルディップにトラップされない様になされている
ので、このポテンシャルディップに起因する画像欠陥た
る黒点は現出しないという利益がある。
According to the present invention, even if there is a potential dip in the charge transfer region of the vertical register section, the signal charges are not trapped in this potential dip, so that the black dot as an image defect due to this potential dip There is a benefit of not showing up.

【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図のII−II′線断面図、第3図は通
常速正転送用4相駆動パルスの波形図、第4図は高速逆
転送用4相駆動パルスの波形図、第5図は高速正転送用
4相駆動パルスの波形図、第6図は第1図例の説明に供
する波形図、第7図は第1図例の説明に供するポテンシ
ャルモデル図、第8図は本発明の他の実施例を示す要部
の断面図、第9図は従来の固体撮像装置を示す概略的構
成図、第10図は第9図のX−X′線断面図、第11図は第
9図のXI−XI′線断面図、第12図は第9図例の説明に供
する波形図、第13図は第9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、(3)及び(35)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 image pickup device of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II ′ of FIG. 1, and FIG. 3 is a four-phase drive pulse for normal speed positive transfer. Waveform diagram, FIG. 4 is a waveform diagram of a 4-phase drive pulse for high-speed reverse transfer, FIG. 5 is a waveform diagram of a 4-phase drive pulse for high-speed forward transfer, and FIG. 6 is a waveform diagram used to explain the example of FIG. FIG. 7 is a potential model diagram for explaining the example of FIG. 1, FIG. 8 is a sectional view of a main part showing another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a conventional solid-state imaging device. FIG. 10 is a sectional view taken along the line XX ′ in FIG. 9, FIG. 11 is a sectional view taken along the line XI-XI ′ in FIG. 9, and FIG. 12 is a waveform diagram used for explaining the example of FIG. The figure is a potential model diagram for explaining the example of FIG. (1) is a solid-state image sensor, (3) and (35) are timing generators, (5) is a light receiving section, (6) is a vertical register section, (7) is a read gate section, and (8) is a horizontal register. , (9) is a charge detection part, (11) is a sweep gate part, (12) is a drain region part, and (18) is a charge transfer region of a vertical register part.

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、 上記垂直レジスタ部の上記ドレイン領域部側に電荷蓄積
部を設けて上記ドレイン領域部に掃き出す上記不要電荷
の一部を蓄積するか、又は上記ドレイン領域部から上記
垂直レジスタ部に電荷を注入し得る様にし、 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、上記垂直レジスタ部を高速正転送駆動させて上記電
荷蓄積部に蓄積させた電荷又は上記ドレイン領域部から
注入させた電荷を上記水平レジスタ部に転送し、 その後、上記受光部から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様にしたことを特徴とする固
体撮像装置。
1. In the vertical blanking period, the charges accumulated in the light receiving portion by the exposures up to that time are read as unnecessary charges into the vertical register unit, and then the vertical register unit is driven at high speed reverse transfer, thereby eliminating the unnecessary charge. Sweep the charges to be the charges to the drain region, and then read the charges to be the unnecessary charges to the vertical register unit, and read the charges accumulated in the light receiving unit by exposure as signal charges to the vertical register unit, Then, in the solid-state imaging device configured to transfer the charges to be the signal charges to the charge detection unit via the vertical register unit and the horizontal register unit, a charge accumulation unit is provided on the drain region side of the vertical register unit. A part of the unnecessary charge that is provided and swept out to the drain region is accumulated, or the drain region is charged to the vertical register. After the unnecessary charges are swept out to the drain region, the vertical register unit is driven at high speed positive transfer to be injected from the charge accumulated in the charge accumulation unit or the drain region. The solid-state imaging device is characterized in that the charges are transferred to the horizontal register section, and then the charges to be the signal charges are read out from the light receiving section to the vertical register section.
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