JP2565236B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device

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JP2565236B2
JP2565236B2 JP62246967A JP24696787A JP2565236B2 JP 2565236 B2 JP2565236 B2 JP 2565236B2 JP 62246967 A JP62246967 A JP 62246967A JP 24696787 A JP24696787 A JP 24696787A JP 2565236 B2 JP2565236 B2 JP 2565236B2
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哲郎 粂沢
忠邦 奈良部
拓道 松井
真木 佐藤
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は単板式カラーカメラに使用して好適な固体撮
像装置に関する。
The present invention relates to a solid-state imaging device suitable for use in a single-plate color camera.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本発明は、単板式カラーカメラに使用して好適な固体
撮像装置であって、半導体基板上に行列状に2m×2n個の
受光素子及びn列の垂直転送部を設けると共に、これら
垂直転送部の一端及び他端に夫々第1、第2及び第3、
第4の水平転送部を設けることにより、いわゆる4線同
時全画素読出しを行い、信号処理回路を簡略化すること
ができるようにしたものである。
The present invention is a solid-state imaging device suitable for use in a single-plate color camera, in which 2m × 2n light-receiving elements and n columns of vertical transfer units are provided on a semiconductor substrate in a matrix, and these vertical transfer units are also provided. At one end and the other end of the first, second and third, respectively
By providing the fourth horizontal transfer section, so-called 4-line simultaneous all-pixel reading is performed, and the signal processing circuit can be simplified.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、単板式カラーカメラに使用される固体撮像装置
として、いわゆるインターライン転送方式を採用する固
体撮像装置がある。斯かるインターライン転送方式を採
用する固体撮像装置は、一方において、低雑音という長
所を有しているが、他方において、垂直転送部の飽和電
荷量が小さく、このため高ダイナミックレンジを得るこ
とができないという短所を有していた。この場合、この
垂直転送部の面積を大きくすることによってダイナミッ
クレンジを高めることが考えられるが、この様にする
と、受光素子の開口率が小さくなり、斯かる固体撮像装
置の小型化、高解像度化を図ることができないという不
都合があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a solid-state imaging device that employs a so-called interline transfer system as a solid-state imaging device used in a single-plate color camera. On the one hand, the solid-state imaging device adopting such an interline transfer method has an advantage of low noise, but on the other hand, the saturation charge amount of the vertical transfer unit is small, and thus a high dynamic range can be obtained. It had the disadvantage that it could not be done. In this case, it is conceivable to increase the dynamic range by increasing the area of the vertical transfer section. However, in this case, the aperture ratio of the light receiving element is reduced, and the solid-state imaging device is downsized and has high resolution. There was an inconvenience that it could not be achieved.

そこで近年、斯かる不都合を解消する固体撮像装置と
して、いわゆる電荷掃きよせ方式を用いた固体撮像装置
(Image Sensor with a Charge Sweep Device)が提案
された(テレビジョン学会技術報告,昭和60年2月27日
発行,Vol.18,No.44,TEBS1010−6,ED841)。
Therefore, in recent years, as a solid-state imaging device that eliminates such inconvenience, a solid-state imaging device (image sensor with a charge sweep device) using a so-called charge sweeping method has been proposed (Technical Report of the Television Society, February 1985). Issued on 27th, Vol.18, No.44, TEBS1010-6, ED841).

この固体撮像装置は垂直転送部を電荷掃きよせ素子
(Charge Sweep Device)によって構成し、垂直転送部
を一つの大きなポテンシャル井戸として、その中に単一
の受光素子に蓄積された信号電荷のみを読み出す様にし
たものである。
In this solid-state imaging device, the vertical transfer section is composed of a charge sweep device, and the vertical transfer section is used as one large potential well to read out only the signal charges accumulated in a single light receiving element. It was done like this.

斯かる固体撮像装置によれば、垂直転送部を構成する
電荷掃きよせ素子のチャネル幅を狭くしても大きな信号
量を転送することができるので、斯かる固体撮像装置の
小型化、高解像度化を図ることが可能となる。
According to such a solid-state imaging device, a large amount of signal can be transferred even when the channel width of the charge sweeping element constituting the vertical transfer unit is narrowed. Can be achieved.

〔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、斯かる従来の電荷掃きよせ素子を使用
した固体撮像装置においては、信号電荷を1水平ライン
ごとにした読出すことができず、このため、合成映像信
号を形成するための信号処理回路が複雑になるという不
都合があった。
However, in such a conventional solid-state imaging device using a charge sweeping element, it is not possible to read out the signal charges for each horizontal line, and therefore, a signal processing circuit for forming a composite video signal is used. There was an inconvenience that it became complicated.

本発明は、斯かる点に鑑み、4線同時全画素読出しを
行い、高解像度を得ると共に信号処理回路を簡単にする
ことができるようにした固体撮像装置を提供することを
目的とする。
In view of such a point, an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of performing 4-line simultaneous all-pixel reading to obtain high resolution and simplifying a signal processing circuit.

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

本発明による固体撮像装置は、例えば第1図〜第8図
に示す様に、半導体基板(1)上に、垂直方向及び水平
方向に504×760個行列状に設けられた受光素子(21,1
2504,760)と、これら受光素子(21,1〜2504,760)の各
列ごとに設けられ、これら受光素子(21,1〜2504,760
に得られる信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部
(31〜3760)と、これら垂直転送部(31〜3760)の一端
及び他端に夫々設けられ、これら垂直転送部(31
3760)を転送されてくる信号電荷を夫々水平方向に転送
する第1、第2及び第3、第4の水平転送部(41)、
(42)及び(43)、(44)と、これら第1、第2及び第
3、第4の水平転送部(41)、(42)及び(43)、
(44)の出力側に設けられた第1、第2及び第3、第4
の信号電荷検出部(51)、(52)及び(53)、(54)と
を有し、1水平期間ごとに、第2j−1(但し、j=1,2,
・・・252)水平ライン及び第2j水平ラインの信号電荷
を垂直転送部(31〜3760)に読出し、第2j−1水平ライ
ンの信号電荷のうち第1、第3、・・・第759垂直ライ
ンの信号電荷を第1の水平転送部(41)に転送し、第2j
−1水平ラインの信号電荷のうち第2、第4、・・・第
760垂直ラインの信号電荷を第2の水平転送部(42)に
転送し、第2j水平ラインの信号電荷のうち第1、第3、
・・・第759垂直ラインの信号電荷を第3の水平転送部
(43)に転送し、第2j水平ラインの信号電荷のうち第
2、第4、・・・第760垂直ラインの信号電荷を第4の
水平転送部(44)に転送するようにしたものである。
A solid-state imaging device according to the invention, as shown in FIG. 1-FIG. 8 for example, on a semiconductor substrate (1), a light receiving element (2 1 provided 504 × 760 pieces matrix in the vertical and horizontal directions , 1 ~
2 504,760 ) and light receiving elements (2 1,1 to 2 504,760 ) provided for each row, and these light receiving elements (2 1,1 to 2 504,760 )
Vertical transfer units (3 1 to 3 760 ) for vertically transferring the signal charges obtained in the above, and the vertical transfer units (3 1 to 3 760 ) are provided at one end and the other end of the vertical transfer units (3 1 to 3 760 ), respectively. 1 ~
3 760 ) to transfer the signal charges transferred in the horizontal direction, first, second and third and fourth horizontal transfer sections (4 1 ),
(4 2 ), (4 3 ), and (4 4 ), and the first, second, third, and fourth horizontal transfer units (4 1 ), (4 2 ), and (4 3 ),
The first, second, third, and fourth provided on the output side of (4 4 )
Signal charge detecting section (5 1), (5 2) and (3), (4) and has, in each horizontal period, the 2j-1 (where, j = 1, 2,
... 252) The signal charges of the horizontal line and the 2j-th horizontal line are read to the vertical transfer unit (3 1 to 3 760 ), and the 1st, 3rd, ... 759 The signal charge of the vertical line is transferred to the first horizontal transfer section (4 1 ) and the second j
-1st, 2nd, 4th, ...
760 The signal charge of the vertical line is transferred to the second horizontal transfer unit (4 2 ), and the first, third, and
... to transfer signal charges of the 759 vertical lines third horizontal transfer portion (4 3), the second of the signal charges of the first 2j horizontal line, the fourth, the ... # 760 vertical line signal charges Is transferred to the fourth horizontal transfer section (4 4 ).

〔作用〕[Action]

斯かる本発明によれば、第1水平転送部(41)には第
2j−1水平ラインの信号電荷のうち第1、第3、・・・
第759垂直ラインの信号電荷が転送され、第2水平転送
部(42)には第2j−1水平ラインの信号電荷のうち第
2、第4、・・・第760垂直ラインの信号電荷が転送さ
れ、第3水平転送部(43)には第2j水平ラインの信号電
荷のうち第1、第3、・・・第759垂直ラインの信号電
荷が転送され、第4水平転送部(44)には第2j水平ライ
ンの信号電荷のうち第2、第4、・・・第760垂直ライ
ンの信号電荷が転送されるので、色フィルタアレイとし
て、例えば第2図に示すように、第2j−1行、第2k−1
列(但し、k=1,2,・・・380)にW(ホワイト)、第2
j−1行、第2k列にCy(シアン)、第2j行、第2k−1列
にG(グリーン)、第2j行、第2k列にYe(イエロー)の
各色フィルタを配して成る色フィルタアレイ(6)を設
けるときは、第1信号電荷検出部(41)にはW信号が得
られ、第2信号電荷検出部(42)にはCy信号が得られ、
第3信号電荷検出部(43)にはG信号が得られ、第4信
号電荷検出部(44)にはYe信号が得られる。
According to the present invention, the first horizontal transfer unit (4 1 ) has the
Of the signal charges of 2j-1 horizontal line, the first, third, ...
The signal charges of the 759th vertical line are transferred, and the signal charges of the 2nd, 4th, ... 760th vertical lines among the signal charges of the 2j−1th horizontal line are transferred to the 2nd horizontal transfer unit (4 2 ). The signal charges of the first, third, ... 759th vertical lines of the signal charges of the 2j-th horizontal line are transferred to the third horizontal transfer unit (4 3 ), and are transferred to the fourth horizontal transfer unit (4 The signal charges of the second, fourth, ... 760th vertical lines among the signal charges of the 2j-th horizontal line are transferred to ( 4 ), so that, as a color filter array, for example, as shown in FIG. 2j-1 row, 2k-1
W (white), 2nd in a row (however, k = 1,2, ... 380)
Color formed by arranging Cy (cyan) at the j-1th row, the 2kth column, G (green) at the 2jth row, the G (green) at the 2k-1th column, and the Ye (yellow) filter at the 2jth row and the 2kth column. When the filter array (6) is provided, a W signal is obtained at the first signal charge detection unit (4 1 ) and a Cy signal is obtained at the second signal charge detection unit (4 2 ).
The G signal is obtained at the third signal charge detection unit (4 3 ), and the Ye signal is obtained at the fourth signal charge detection unit (4 4 ).

このように、本発明によれば、4線同時全画素読出し
を行い、例えばW、Cy、G、Yeの4色を同時に読出すこ
とができるので、合成映像信号を得るための信号処理回
路を簡略化することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to perform 4-line simultaneous all-pixel readout and simultaneously read out, for example, four colors of W, Cy, G, and Ye. Therefore, a signal processing circuit for obtaining a composite video signal is provided. It can be simplified.

〔実施例〕〔Example〕

以下、第1図〜第8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。
An embodiment of the solid-state image pickup device of the present invention will be described below with reference to FIGS.

第1図は本例の固体撮像装置の要部を示す概略的平面
図であり、この第1図において、(1)はP型不純物が
比較的薄く拡散されてなるP−型シリコン基板を示し、
本例においては、このP−型シリコン基板(1)の表面
側に504(垂直)×760(水平)個のフォトダイオードか
らなる受光素子(21,1〜2504,760)が設けられている。
FIG. 1 is a schematic plan view showing the main part of the solid-state imaging device of this example. In FIG. 1, (1) shows a P-type silicon substrate in which P-type impurities are diffused relatively thinly. ,
In this example, light receiving elements (2 1,1 to 2 504,760 ) composed of 504 (vertical) × 760 (horizontal) photodiodes are provided on the surface side of the P-type silicon substrate (1).

また、これら受光素子(21,1〜2504,760)上には第2
図に示す色フィルタアレイ(6)が配されている。この
色フィルタアレイ(6)は、第2j−1行、第2k−1列に
W、第2j−1行、第2k列にCy、第2j行、第2k−1列に
G、第2j行、第2k列にYeの各色フィルタを配し、2×2
画素を基本単位として構成されている。
In addition, the second element is placed on these light receiving elements (2 1,1 to 2 504,760 ).
The color filter array (6) shown is arranged. This color filter array (6) has a W in the 2j−1th row, a 2k−1th column, a 2j−1th row, a Cy in the 2kth column, a 2jth row, a G in the 2k−1th row, and a 2jth row. , 2k 2 by placing Ye color filters in the 2nd row
A pixel is a basic unit.

また受光素子(21,1〜2504,760)の各列ごとに信号電
荷読出しゲート部(71,1〜7504,760)を介して垂直転送
部(31〜3760)が設けられている。これら垂直転送部
(31〜3760)は、第3図に示す様に、転送電極アレイか
らなる電荷掃きよせ素子によって構成されている。即ち
P−型シリコン基板(1)の表面側に信号電荷転送路を
なすN型領域(81〜8760)を設けると共に、このN型領
域(81〜8760)上にSiO2からなる絶縁層(9)を介して
504本の転送電極g1〜g504を設けて構成されている。こ
れら転送電極g1〜g504は、夫々各垂直転送部(31
3760)に跨って共通に、且つ1受光素子に1電極が対応
する様に設けられており、これら転送電極g1〜g760には
例えば第6図に示す垂直走査信号φV1〜φV504が供給さ
れる。また、これら転送電極g1〜g504は信号電荷読出し
ゲート部(71,1〜71,760)〜(7504,1〜7504,760)の読
出しゲート電極を兼ねる様になされており、これら転送
電極g1〜g504には上述の垂直走査信号φV1〜φV504のほ
か、信号電荷読出しパルスφROGが供給される。
Further, a vertical transfer section (3 1 to 3 760 ) is provided for each column of the light receiving elements (2 1,1 to 2 504,760 ) via a signal charge reading gate section (7 1,1 to 7 504,760 ). As shown in FIG. 3, these vertical transfer sections (3 1 to 3 760 ) are composed of charge sweeping elements composed of transfer electrode arrays. That together with the P- type silicon substrate (1) providing a N-type region (8 1-8 760) forming the signal charge transfer path on the surface side of, made of SiO 2 on the N-type region (8 1-8 760) Through the insulating layer (9)
It is configured by providing 504 transfer electrodes g 1 to g 504 . These transfer electrodes g 1 to g 504, respectively the vertical transfer section (3 1 -
3 in common across 760) and 1 1 electrode provided so as to correspond to the light receiving element, these transfer electrodes g 1 to g 760 vertical scanning signal phi V1 is shown in Figure 6 for example, to [phi] V504 Is supplied. The transfer electrodes g 1 to g 504 are designed to also serve as the read gate electrodes of the signal charge read gate sections (7 1,1 to 7 1,760 ) to (7 504,1 to 7 504,760 ). g 1 is the to g 504 addition of the above-mentioned vertical scanning signal φ V1V504, the signal charge reading pulse phi ROG supplied.

また第1図において、(10)は垂直転送部(31
3760)を駆動する垂直転送駆動回路を示し、この垂直転
送駆動回路(10)は、例えば第6図に示す垂直走査信号
φV1〜φV504を出力する504本の出力端子を有してお
り、これら504本の出力端子は夫々垂直転送部(31〜3
760)の対応する転送電極g1〜g504に夫々接続されてい
る。
In addition FIG. 1, (10) the vertical transfer section (3 1 -
3 760) shows the vertical transfer driving circuit for driving, the vertical transfer drive circuit (10) has, for example, a 504 output pins for outputting a vertical scanning signal φ V1V504 shown in Figure 6 , These 504 output terminals are respectively connected to the vertical transfer unit (3 1 to 3
760 ) corresponding transfer electrodes g 1 to g 504 , respectively.

また(11)は信号電荷読出しゲート部(71,1〜7
504,760)に信号電荷読出しパルスφROGを供給するライ
ン・アドレス・シフト・レジスタであり、このライン・
アドレス・シフト・レジスタ(11)は、504本の出力端
子を有しており、これら出力端子は夫々転送電極g1〜g
504に接続されている。この信号電荷読出しパルスφROG
は例えば第6図に示す様に垂直走査信号のハイレベル電
圧VHよりも高い電圧値VTを有しており、この信号電荷読
出しパルスφROGを信号電荷読出しゲート部(71,1〜7
504,760)に供給するときは、受光素子(21,1〜2
504,760)に蓄積された信号電荷を垂直転送路(31〜3
760)に読み出すことができる。この場合、この信号電
荷読出しパルスφROGの供給は水平ブランキング期間に
行われる。
Further, (11) is a signal charge read gate section (7 1,1 to 7).
504,760 ) is a line address shift register that supplies a signal charge read pulse φ ROG to this line
The address shift register (11) has 504 output terminals, and these output terminals are respectively transfer electrodes g 1 to g.
Connected to the 504 . This signal charge readout pulse φ ROG
Has a voltage value V T higher than the high level voltage V H of the vertical scanning signal as shown in FIG. 6, and this signal charge read pulse φ ROG is applied to the signal charge read gate section (7 1,1 to 7
504,760 ), the light receiving element (2 1,1 ~ 2
504,760 ) and the signal charge accumulated in the vertical transfer path (3 1 to 3
760 ) can be read. In this case, the signal charge read pulse φ ROG is supplied during the horizontal blanking period.

また本例においては、第1図に示すように、垂直転送
部(31〜3760)の一端側にメモリ部(121〜12760)、第
1の垂直読出しゲート部(131)、第1の水平転送部(4
1)、第2の垂直読出しゲート部(132)及び第2の水平
転送部(42)が順次に設けられている。
In this embodiment also, as shown in FIG. 1, a memory unit (12 1 to 12 760) at one end of the vertical transfer section (3 1 to 3 760), a first vertical readout gate unit (13 1), First horizontal transfer unit (4
1 ), a second vertical read gate section (13 2 ) and a second horizontal transfer section (4 2 ) are sequentially provided.

ここにメモリ部(121〜12760)は、第3図に示す様
に、垂直転送部(31〜3760)のN型領域(81〜8760)に
続けてメモリゲート領域をなすN-型領域(141〜14760
及びメモリ領域をなすN型領域(151〜15760)を設ける
と共に、これらN-型領域(141〜14760)及びN型領域
(151〜15760)上に絶縁層(9)を介してメモリコント
ロール電極gMC1を設けて構成されている。これら電極g
MC1には例えば第6図に示すメモリ・コントロール信号
φMC1が供給される。
Here, the memory section (12 1 to 12 760 ) forms a memory gate area following the N-type area (8 1 to 8 760 ) of the vertical transfer section (3 1 to 3 760 ) as shown in FIG. N - type region (14 1 to 14 760 )
And an N-type region (15 1 to 15 760 ) forming a memory region, and an insulating layer (9) on the N - type region (14 1 to 14 760 ) and the N-type region (15 1 to 15 760 ). A memory control electrode g MC1 is provided via the memory control electrode g MC1 . These electrodes g
MC1 is supplied with the memory control signal phi MC1 shown in Figure 6 for example.

また第1の垂直読出しゲート部(131)は、メモリ部
(121〜12760)のN型領域(151〜15760)に続いてN型
領域(161〜16760)を設けると共に、これらN型領域
(161〜16760)上に絶縁層(9)を介して垂直読出しゲ
ート電極(gVOG1)を設けて構成されている。この垂直
読出しゲート電極(gVOG1)には例えば第6図に示す第
1の垂直読出しゲート信号φVOG1が供給される。
The first vertical read gate section (13 1 ) is provided with N-type areas (16 1 to 16 760 ) following the N-type areas (15 1 to 15 760 ) of the memory section (12 1 to 12 760 ). It is configured to provide a vertical readout gate electrode (g Vog1) through these N-type regions (16 1 to 16 760) insulating layer on (9). The first vertical read gate signal φ VOG1 shown in FIG. 6 is supplied to the vertical read gate electrode (g VOG1 ).

また第1の水平転送部(41)は、第4図に示すよう
に、水平方向に延在するN型領域(17)を第1の垂直読
出しゲート部(131)のゲート領域(161〜16760)に接
して設け、このN型領域(17)を信号電荷転送領域とす
ると共に、このN型領域(17)上に絶緑層(9)を介し
てトランスファ電極(18T1)、ストレージ電極(18
S1)、トランスファ電極(18T2)及びストレージ電極
(18S2)を設けて構成されている。これらトランスファ
電極(18T1)、ストレージ電極(18S1)、トランスファ
電極(18T2)及びストレージ電極(18S2)には従来周知
の2相駆動パルスφH1及びφH2が供給される。尚、本例
においては、トランスファ電極(18T1)及び(18T2)の
下方のN型領域(17)のN型不純物濃度はストレージ電
極(18S1)及び(18S2)の下方のN型領域(17)のN型
不純物濃度よりも薄くなされ、トランスファ電極(18
T1)及び(18T2)の下方のN型領域がトランスファ領域
(17T1)及び(17T2)、ストーレージ電極(18S1)及び
(18S2)の下方のN型領域がストレージ領域(17S1)及
び(17S2)となるようにされている。
As shown in FIG. 4, the first horizontal transfer section (4 1 ) has an N-type area (17) extending in the horizontal direction as a gate area (16) of the first vertical read gate section (13 1 ). 1 to 16 760 ), the N-type region (17) is used as a signal charge transfer region, and the transfer electrode (18T 1 ) is provided on the N-type region (17) through the insulative layer (9). , Storage electrode (18
S 1 ), a transfer electrode (18T 2 ) and a storage electrode (18S 2 ) are provided. Well-known two-phase drive pulses φ H1 and φ H2 are supplied to the transfer electrode (18T 1 ), the storage electrode (18S 1 ), the transfer electrode (18T 2 ) and the storage electrode (18S 2 ). In this example, the N-type impurity concentration of the N-type regions (17) below the transfer electrodes (18T 1 ) and (18T 2 ) is equal to the N-type regions below the storage electrodes (18S 1 ) and (18S 2 ). The transfer electrode (18) is made thinner than the N-type impurity concentration of (17).
The N-type regions below T 1 ) and (18T 2 ) are transfer regions (17T 1 ) and (17T 2 ), and the N-type regions below the storage electrodes (18S 1 ) and (18S 2 ) are storage regions (17S 1). ) And (17S 2 ).

また第2の水平転送部(42)は、第1の水平転送部
(41)のN型領域(17)に平行して、この第1の水平転
送部(41)のN型領域(17)と同様のN型領域(19)を
設けると共に、このN型領域(19)上に絶縁層(9)を
介してトランスファ電極(20T1)、ストレージ電極(20
S1)、トランスファ電極(20T2)及びストレージ電極
(20S2)を設けて構成されている。ここに本例において
は、トランスファ電極(20T1)、ストレージ電極(20
S1)、トランスファ電極(20T2)及びストレージ電極
(20S2)は、夫々トランスファ電極(18T1)、ストレー
ジ電極(18S1)、トランスファ電極(18T2)及びストレ
ージ電極(18S2)と一体として形成されている。またト
ランスファ電極(20T1)及び(20T2)の下方のN型領域
(19)のN型不純物濃度はストレージ電極(20S1)及び
(20S2)の下方のN型領域(19)のN型不純物濃度より
も薄くなされ、トランスファ電極(20T1)及び(20T2
の下方のN型領域がトランスファ領域(19T1)及び(19
T2)、ストレージ電極(20S1)及び(20S2)の下方のN
型領域がストレージ領域(19S1)及び(19S2)となるよ
うにされている。
The second horizontal transfer section (4 2) is parallel to the N-type region of the first horizontal transfer section (4 1) (17), N-type region of the first horizontal transfer portion the (4 1) An N-type region (19) similar to that of (17) is provided, and a transfer electrode (20T 1 ) and a storage electrode (20) are provided on the N-type region (19) via an insulating layer (9).
S 1 ), a transfer electrode (20T 2 ) and a storage electrode (20S 2 ) are provided. In this example, the transfer electrode (20T 1 ) and the storage electrode (20T 1 )
S 1 ), transfer electrode (20T 2 ) and storage electrode (20S 2 ) are integrated with the transfer electrode (18T 1 ), storage electrode (18S 1 ), transfer electrode (18T 2 ), and storage electrode (18S 2 ), respectively. Has been formed. The N-type impurity concentration of the N-type region (19) below the transfer electrodes (20T 1 ) and (20T 2 ) is the same as that of the N-type region (19) below the storage electrodes (20S 1 ) and (20S 2 ). The transfer electrodes (20T 1 ) and (20T 2 ) are made thinner than the impurity concentration.
The lower N-type region is the transfer region (19T 1 ) and (19T 1 )
T 2 ), the storage electrode (20S 1 ) and N below (20S 2 )
The mold areas are adapted to be the storage areas (19S 1 ) and (19S 2 ).

また第2の垂直読出しゲート部(132)は、第1の垂
直読出しゲート部(131)の第2、第4…第760番目のゲ
ート領域(162、164…16760)に接続された第1の水平
転送部(41)のストレージ領域(17S1)とこの第1の水
平転送部(41)のストレージ領域(17S1)の半ビット前
の第2の水平転送部(42)のストレージ領域(19S2)と
をN型領域(21)で接続し、このN型領域(21)をゲー
ト領域とし、この領域以外の領域についてはP型不純物
を拡散してチャネルストップ領域(22)とすると共に、
これらN型領域(21)及びチャネルストップ領域(22)
上に垂直読出しゲート電極gVOG2を設けて構成されてい
る。
The second vertical read gate section (13 2 ) is connected to the second, fourth ... 760th gate regions (16 2 , 16 4 ... 16 760 ) of the first vertical read gate section (13 1 ). the first horizontal transfer section (4 1) of the storage space (17S 1) second horizontal transfer portion of the front half-bit storage region of the first horizontal transfer portion of Toko (4 1) (17S 1) which is ( 4 2 ) is connected to the storage area (19S 2 ) by an N-type area (21), and this N-type area (21) is used as a gate area. In areas other than this area, P-type impurities are diffused to stop the channel. Area (22) and
These N-type region (21) and channel stop region (22)
A vertical read gate electrode g VOG2 is provided on the top.

また本例においては、第1図、第3図及び第5図に示
すように、垂直転送部(31〜3760)の他端側にメモリ部
(231〜23760)、第3の垂直読出しゲート部(133)、
第3の水平転送部(43)、第4の垂直読出しゲート部
(134)及び第4の水平転送部(44)が、垂直転送部(3
1〜3760)の一端側に設けられたメモリ部(121〜1
2760)、第1の垂直読出しゲート部(131)、第1の水
平転送部(41)、第2の垂直読出しゲート部(132)及
び第2の水平転送部(42)と対称的に設けられている。
尚、第3図において、(241〜24760)はメモリ部(231
〜23760)のメモリゲート領域をなすN-型領域、(251
25760)はメモリ領域をなすN型領域、(gMC2)はメモ
リコントロール電極、(261〜26760)は第3の垂直読出
しゲート部(133)の読出しゲート領域、gVOG3は垂直読
出しゲート電極である。また第5図において、(27)は
第3の水平転送部(43)の信号電荷転送路をなすN型領
域、(27S1)及び(27S2)は夫々ストレージ領域、(27
T1)及び(27T2)は夫々トランスファ領域、(28S1)及
び(28S2)は夫々ストレージ電極、(28T1)及び(28
T2)は夫々トランスファ電極、(29)は第4の水平転送
部(44)の信号電荷転送路をなすN型領域、(29S1)及
び(29S2)は夫々ストレージ領域、(29T1)及び(29
T2)は夫々トランスファ領域、(30S1)及び(30S2)は
夫々ストレージ電極、(30T1)及び(30T2)は夫々トラ
ンスファ電極、(31)は第4の垂直読出しゲート部(13
4)のゲート領域、(32)はチャネルストップ領域、g
VOG4は垂直読出しゲート電極である。
Further, in this example, as shown in FIGS. 1, 3, and 5, the memory section (23 1 to 23 760 ) and the third section are provided on the other end side of the vertical transfer section (3 1 to 3 760 ). Vertical read gate section (13 3 ),
The third horizontal transfer section (4 3 ), the fourth vertical read gate section (13 4 ) and the fourth horizontal transfer section (4 4 ) are connected to the vertical transfer section (3 4 ).
1 to 3 760 ) memory part (12 1 to 1 760 )
2 760 ), a first vertical read gate section (13 1 ), a first horizontal transfer section (4 1 ), a second vertical read gate section (13 2 ), and a second horizontal transfer section (4 2 ). It is provided symmetrically.
Note that in FIG. 3, (24 1-24 760) a memory unit (23 1
~ 23 760 ) N - type region that forms the memory gate region, (25 1 ~
25 760) is N-type region forming the memory area, (g MC2) memory control electrodes, (26 1 to 26 760) is read gate region of the third vertical readout gate unit (13 3), g VOG3 vertical read It is a gate electrode. Further, in FIG. 5, (27) is an N-type area forming the signal charge transfer path of the third horizontal transfer section (4 3 ), (27S 1 ) and (27S 2 ) are storage areas, and (27S 1 )
T 1 ) and (27T 2 ) are transfer areas, (28S 1 ) and (28S 2 ) are storage electrodes, and (28T 1 ) and (28T 2 ) are storage electrodes.
T 2 ) is a transfer electrode, (29) is an N-type region forming a signal charge transfer path of the fourth horizontal transfer section (4 4 ), (29S 1 ) and (29S 2 ) are storage regions, and (29T 1 ) And (29
T 2 ) is a transfer area, (30S 1 ) and (30S 2 ) are storage electrodes, (30T 1 ) and (30T 2 ) are transfer electrodes, and (31) is a fourth vertical read gate section (13).
4 ) gate region, (32) channel stop region, g
VOG4 is a vertical read gate electrode.

また本例においては、第1、第2、第3及び第4の水
平転送部(41)、(42)、(43)及び(44)の出力側に
信号電荷検出部(51)、(52)、(53)及び(54)が設
けられている。これら信号電荷検出部(51)、(52)、
(53)及び(54)はフローティング・ディフュージョン
増幅器(floating diffusion amplifier)によって構成
されており、水平転送部(41)、(42)、(43)及び
(44)を転送されてくる信号電荷を検出し、この信号電
荷を電気的な映像信号に変換する。尚、(331)、(3
32)、(333)及び(334)は映像信号が出力される出力
端子である。
Further, in this example, the signal charge detecting unit (5) is provided on the output side of the first, second, third and fourth horizontal transfer units (4 1 ), (4 2 ), (4 3 ) and (4 4 ). 1), (5 2), it is provided with (3) and (4). These signal charge detectors (5 1 ), (5 2 ),
(5 3 ) and (5 4 ) are composed of a floating diffusion amplifier and are transferred by the horizontal transfer sections (4 1 ), (4 2 ), (4 3 ) and (4 4 ). The incoming signal charge is detected and this signal charge is converted into an electrical video signal. In addition, (33 1 ), (3
3 2 ), (33 3 ) and (33 4 ) are output terminals for outputting a video signal.

次に第6図〜第8図を参照して、この第1図例の固体
撮像装置の動作につき、第j水平期間における動作を例
にして説明しよう。
Next, with reference to FIGS. 6 to 8, the operation of the solid-state imaging device of the example of FIG. 1 will be described by taking the operation in the j-th horizontal period as an example.

第6図は、第j水平期間において垂直転送部(31〜3
760)のゲート電極g1〜g504に供給される垂直走査信号
φV1〜φV504、メモリコントロール信号φMC1,φMC2
垂直読み出しゲート信号φVOG1,φVOG2,φVOG3,φ
VOG4及び水平駆動パルスφH1,φH2を示し、第7図は垂
直転送部(31)の信号転送部(81)、メモリ部(121
のメモリゲート領域(141)及びメモリ領域(151)、第
1の垂直読み出しゲート部(131)の垂直読み出しゲー
ト領域(161)、メモリ部(231)のメモリゲート領域
(241)及びメモリ領域(251)、第3の垂直読み出しゲ
ート部(133)の垂直読み出しゲート領域(261)のポテ
ンシャル変化を示している。
Figure 6 is a vertical transfer unit in the j-th horizontal period (3 1 to 3
760 ) gate electrodes g 1 to g 504 for vertical scanning signals φ V1 to φ V504 , memory control signals φ MC1 , φ MC2 ,
Vertical read gate signal φ VOG1 , φ VOG2 , φ VOG3 , φ
VOG4 and horizontal drive pulses phi H1, indicates phi H2, FIG. 7 is a vertical transfer section (3 1) signal transfer unit (81), a memory unit (12 1)
Memory gate area (14 1 ) and memory area (15 1 ), the vertical read gate area (16 1 ) of the first vertical read gate section (13 1 ), and the memory gate area (24 1 of the memory section (23 1 ). ), The memory region (25 1 ), and the potential change in the vertical read gate region (26 1 ) of the third vertical read gate portion (13 3 ).

先ず第j水平期間になると、第6図におけるT=t1
メモリ部(121)及び(231)の電極gMC1及びgMC2にハイ
レベル電圧が供給されて、これらメモリ部(121)及び
(231)がオン状態とされ、垂直転送部(31)のポテン
シャルは第7図Aに示すようになる。
First, in the j-th horizontal period, at T = t 1 in FIG. 6, a high level voltage is supplied to the electrodes g MC1 and g MC2 of the memory units (12 1 ) and (23 1 ), and these memory units (12 1 ) And (23 1 ) are turned on, and the potential of the vertical transfer section (3 1 ) becomes as shown in FIG. 7A.

次にT=t2で転送電極g2j及びg760にハイレベル電圧
が供給されると共に転送電極g2jに読出しパルスφROG
供給されて、垂直転送部(31)のポテンシャルは第7図
Bに示すようになる。このとき受光素子(22j,1)に蓄
積されていた信号電荷Q2j,1は転送電極g2jの下方に形成
されるポテンシャルウエルに読み出される。
Next, at T = t 2 , a high level voltage is supplied to the transfer electrodes g 2j and g 760 and a read pulse φ ROG is supplied to the transfer electrode g 2j, and the potential of the vertical transfer portion (3 1 ) is shown in FIG. As shown in B. At this time, the signal charge Q 2j, 1 accumulated in the light receiving element (2 2j, 1 ) is read out to the potential well formed below the transfer electrode g 2j .

次にT=t3で転送電極g2jがローレベルとされ、転送
電極g2jの下方に形成されたポテンシャルウエルに読み
出された信号電荷Q2j,1は、第7図Cに示すように、転
送電極g2j+1の下方に形成されたポテンシャルウエル側
に移動させられる。
Next, at T = t 3 , the transfer electrode g 2j is set to the low level, and the signal charge Q 2j, 1 read to the potential well formed below the transfer electrode g 2j is as shown in FIG. 7C. , To the potential well side formed below the transfer electrode g 2j + 1 .

その後、T=t4で転送電極g2j+1がローレベル、T=t
5で転送電極g2j+2がローレベル、・・・T=t8で転送電
極g503がローレベル、T=t9で転送電極g504がローレベ
ルとなり、信号電荷Q2j,1は第7図D、第7図E、第7
図H及び第7図Iに示す過程を経て、T=t10では完全
に第7図Jに示すようにメモリ領域(251)に蓄積され
る。
After that, at T = t 4 , the transfer electrode g 2j + 1 is at low level, and T = t
At 5 , the transfer electrode g 2j + 2 is at low level, ... At T = t 8 , the transfer electrode g 503 is at low level, at T = t 9 , the transfer electrode g 504 is at low level, and the signal charge Q 2j, 1 is 7D, 7E and 7D
After the process shown in FIGS. H and 7I, at T = t 10 , the data is completely stored in the memory area (25 1 ) as shown in FIG. 7J.

ところで、上述のT=t4では転送電極g2j-1〜g1にハ
イレベル電圧が供給されると共に転送電極g2j-1に読出
しパルスφROGが供給されて、垂直転送部(31)のポテ
ンシャルは第7図Dに示すようになる。このとき受光素
子(22j-1,1)に蓄積されていた信号電荷Q2j-1,1は転送
電極g2j-1の下方に形成されたポテンシャルウエルに読
み出される。
Incidentally, it is supplied read pulse phi ROG transfer electrodes g 2j-1 with a high level voltage is supplied to the T = t 4 transfer electrodes g 2j-1 to g 1 described above, the vertical transfer section (3 1) The potential is as shown in FIG. 7D. At this time, the signal charges Q 2j-1,1 accumulated in the light receiving element (2 2j-1,1 ) are read out to the potential well formed below the transfer electrode g 2j-1 .

次にT=t5で転送電極g2j-1がローレベルとされ、転
送電極g2j-1の下方に形成されたポテンシャルウエルに
読み出された信号電荷Q2j-1,1は、第7図Eに示すよう
に、転送電極g2j-2の下方に形成されたポテンシャルウ
エル側に移動させられる。
Then T = t 5 at the transfer electrodes g 2j-1 is set to the low level and the transfer electrode g 2j-1 of the signal charge read out to the potential well formed under Q 2j-1, 1, the seventh As shown in FIG. E, the transfer electrode is moved to the potential well side formed below the transfer electrode g 2j-2 .

その後、T=t6で転送電極g2j-2がローレベル、T=t
7で転送電極g2j-3がローレベル、・・・T=t10で転送
電極g2がローレベル、T=t11で転送電極g1がローレベ
ルとなり、信号電荷Q2j-1,1は第7図F、第7図G及び
第7図Jに示す過程を経て、第7図Kに示すようにメモ
リ領域(151)に蓄積される。
After that, at T = t 6 , the transfer electrode g 2j-2 is at low level, and T = t
7 the transfer electrodes g 2j-3 is a low level, the transfer electrodes g 2 is low in ··· T = t 10, the transfer electrodes g 1 at T = t 11 becomes the low level, the signal charge Q 2j-1, 1 Is stored in the memory area (15 1 ) as shown in FIG. 7K through the processes shown in FIGS. 7F, 7G and 7J.

その後、T=t12で垂直読出しゲート部(131)及び
(133)がオン状態とされ、メモリ領域(151)及び(25
1)に蓄積された信号電荷Q2j-1,1及びQ2j,1は第7図L
に示す様に夫々第1の水平転送部(41)のストレージ領
域(17S1)及び第3の水平転送部(43)のストレージ領
域(27S1)に転送され、T=t13でメモリ部(121)及び
(231)がオフ状態とされ、ポテンシャル状態は第7図
Mに示すようになり、続いてT=t15で第1及び第3の
垂直読出しゲート部(131)及び(133)がオフ状態とな
り、ポテンシャル状態は第7図Nに示すようになる。
Then, at T = t 12 , the vertical read gate sections (13 1 ) and (13 3 ) are turned on, and the memory areas (15 1 ) and (25
The signal charges Q 2j-1,1 and Q 2j, 1 accumulated in 1 ) are shown in FIG.
It is transferred to the storage area of the storage region of the first horizontal transfer portion, respectively (4 1) as shown in (17S 1) and the third horizontal transfer unit (4 3) (27S 1), memory T = t 13 Parts (12 1 ) and (23 1 ) are turned off, the potential state becomes as shown in FIG. 7M, and subsequently, at T = t 15 , the first and third vertical read gate parts (13 1 ) And (13 3 ) are turned off, and the potential state becomes as shown in FIG. 7N.

このようにして第j水平期間においては、第2j−1
行、第1列及び第2j行、第1列の受光素子(22j-1,1
及び(22j,1)に蓄積された信号電荷Q2j-1,1及びQ2j,1
が第1水平転送部(41)及び(43)に転送されるが、こ
の場合、図示せずも、同様のメカニズムによって第2J−
1水平ラインの第2列以降の受光素子(22j-1,2〜2
2j-1,760)に蓄積された信号電荷は第1の水平転送部
(41)のストレージ領域(17S1,17S2)に転送されると
共に第2j水平ラインの第2列以降の受光素子(22j,2〜2
2j,760)に蓄積された信号電荷は第3の水平転送部
(43)のストレージ領域(27S1,27S2)に転送される。
Thus, in the jth horizontal period, the 2j−1th
Row, 1st column and 2jth row, 1st column light receiving element (2 2j-1,1 )
And the signal charges Q 2j-1,1 and Q 2j, 1 accumulated in (2 2j, 1 )
Is transferred to the first horizontal transfer units (4 1 ) and (4 3 ). In this case, the second J-
Light receiving elements (2 2j-1,2 ~ 2
2j-1,760 ) is transferred to the storage areas (17S 1 , 17S 2 ) of the first horizontal transfer section (4 1 ) and the light receiving elements (2j and 2nd row of the 2jth horizontal line) 2j, 2 ~ 2
2j, 760) to accumulate the signal charges are transferred to the storage area of the third horizontal transfer unit (4 3) (27S 1, 27S 2).

ここに第1の水平転送部(41)のストレージ領域(17
S2)に転送された信号電荷Q2j-1,1〜Q2j-1,760のうち、
第2k−1垂直ラインの信号電荷Q2j-1,1〜Q2j-1,759は、
この第1の水平転送部(41)が駆動されるまで、そのま
ま保持されるが、第2k垂直ラインの信号電荷は、第8図
Aに示す状態(T=t13)の後、T=t14で第2の垂直読
出しゲート部(132)がオン状態(第8図B)、T=t15
で第1の垂直読出しゲート部(131)がオフ状態(第8
図C)となる過程を経て、T=t16でφH1がローレベル
とされることによって第8図Dに示すように第2の垂直
読出しゲート部(132)のゲート領域を介して第2の水
平転送部(42)のストレージ領域(19S2)に転送され、
T=t17では第8図Eに示す状態となる。
Here, the storage area (17) of the first horizontal transfer unit (4 1 )
Of the signal charges Q 2j-1,1 to Q 2j-1,760 transferred to S 2 ),
The signal charges Q 2j-1,1 to Q 2j-1,759 on the 2k−1th vertical line are
Until the first horizontal transfer section (4 1 ) is driven, it is held as it is, but the signal charge of the 2k-th vertical line is T = after the state (T = t 13 ) shown in FIG. 8A. At t 14 , the second vertical read gate portion (13 2 ) is turned on (FIG. 8B), T = t 15
The first vertical read gate section (13 1 ) is turned off (8th
After the process shown in FIG. C), φ H1 is set to a low level at T = t 16 , so that as shown in FIG. 8D, the first vertical read gate portion (13 2 ) is passed through the gate region of the second vertical read gate portion (13 2 ). 2 is transferred to the storage area (19S 2 ) of the horizontal transfer section (4 2 ),
At T = t 17 , the state shown in FIG.

また第3の水平転送部(43)のストレージ領域(27
S1)に転送された信号電荷Q2j,1〜Q2j,760のうち、第2k
−1垂直ラインの信号電荷Q2j,1〜Q2j,759は、この第3
の水平転送部(43)が駆動されるまで、そのまま保持さ
れるが、第2k垂直ラインの信号電荷は、第8図Aに示す
状態(T=t13)の後、T=t14で第4の垂直読出しゲー
ト部(134)がオン状態(第8図B)、T=t15で第3の
垂直読出しゲート部(133)がオフ状態(第8図C)と
なる過程を経て、T=t16でφH1がローレベルとされる
ことによって第8図Dに示すように第4の垂直読出しゲ
ート部(134)のゲート領域を介して第4の水平転送部
(44)のストレージ領域(29S2)に転送され、T=t17
では第8図Eに示す状態となる。
In addition, the storage area of the third horizontal transfer unit (4 3 ) (27
Of the signal charges Q 2j, 1 to Q 2j, 760 transferred to S 1 ), the second k
The signal charges Q 2j, 1 to Q 2j, 759 on the −1 vertical line are
It is held as it is until the horizontal transfer section (4 3 ) is driven, but the signal charge of the 2k vertical line is T = t 14 after the state (T = t 13 ) shown in FIG. 8A. The process of turning on the fourth vertical read gate section (13 4 ) (FIG. 8B) and turning off the third vertical read gate section (13 3 ) at T = t 15 (FIG. 8C). After that, when T = t 16 , φ H1 is set to the low level, and as shown in FIG. 8D, the fourth horizontal transfer section (4) passes through the gate region of the fourth vertical read gate section (13 4 ). 4 ) is transferred to the storage area (29S 2 ) and T = t 17
Then, the state becomes as shown in FIG. 8E.

ここに第1水平転送部(41)のストレージ領域(17
S2)には第2j−1水平ラインの信号電荷Q2j-1,1〜Q
2j-1,760のうち第1、3、・・・759列の信号電荷Q
2j-1,1, Q2j-1,3・・・Q2j-1,759が蓄積、保持され、
第2水平転送部(42)のストレージ領域(19S2)には第
2j−1水平ラインの信号電荷Q2j-1,1〜Q2j-1,760のうち
第2、4、・・・760列の信号電荷Q2j-1,2、Q2j-1,4
・Q2j-1,760が蓄積、保持され、第3水平転送部(43
のストレージ領域(27S2)には第2j水平ラインの信号電
荷Q2j,1〜Q2j,760のうち第1、3、・・759列の信号電
荷Q2j,1、Q2j,3・・・Q2j,759が蓄積、保持され、第4
水平転送部(44)のストレージ領域(29S2)には第2j水
平ラインの信号電荷Q2j,1〜Q2j,760のうち第2、4、・
・・760列の信号電荷Q2j,2、Q2j,4・・・Q2j,760が蓄
積、保持される。
Here, the storage area (17) of the first horizontal transfer unit (4 1 )
S 2 ) has signal charges Q 2j-1,1 to Q on the 2j- 1th horizontal line.
Signal charge Q of the 1st, 3rd, ... 759th column of 2j-1,760
2j-1,1, Q 2j-1,3 ... Q 2j-1,759 are accumulated and retained,
The storage area (19S 2 ) of the second horizontal transfer unit (4 2 ) has a
Of the signal charges Q 2j-1,1 to Q 2j-1,760 of the 2j-1 horizontal line, the signal charges Q 2j-1,2 , Q 2j-1,4 of the second , fourth, ... 760th column
・ Q 2j-1,760 is stored and held, and the third horizontal transfer unit (4 3 )
Of the signal charges Q 2j, 1 to Q 2j, 760 of the 2j-th horizontal line in the storage area (27S 2 ) of the 1st , 3rd, ... 759th column, the signal charges Q 2j, 1 , Q 2j, 3.・ Q 2j, 759 is accumulated and retained, and the 4th
Horizontal transfer section (4 4) in the storage area of (29S 2) signal charges of the first 2j horizontal line Q 2j, 1 to Q 2j, second and fourth of the 760-
..Signal charges Q 2j, 2 , Q 2j, 4 ... Q 2j, 760 in the 760th column are accumulated and held.

したがって、第1、第2、第3及び第4の水平転送部
(41)、(42)、(43)及び(44)が一斉に駆動される
と、第1の信号電荷検出部(51)には第2j−1水平ライ
ンのうち第1、3、・・・759列の信号電荷Q2j-1,1、Q
j-1,3・・・Q2j-1,759に基づく信号(W信号)が得ら
れ、第2の信号電荷検出部(52)には第2j−1水平ライ
ンのうち第2、4、・・・760列の信号電荷Q2j-1,2、Q
j-1,4・・・Q2j-1,760に基づく信号(Cy信号)が得ら
れ、第3の信号電荷検出部(53)には第2j水平ラインの
うち第1、3、・・・759列の信号電荷Q2j,1、Q2j,3
・・Q2j,759に基づく信号(G信号)が得られ、第4の
信号電荷検出部(54)には第2j水平ラインのうち第2、
4、・・・760列の信号電荷Q2j,2、Q2j,4・・・Q2j,760
に基づく信号(Ye信号)が得られる。
Therefore, when the first, second, third and fourth horizontal transfer sections (4 1 ), (4 2 ), (4 3 ) and (4 4) are driven simultaneously, the first signal charge detection is performed. In the portion (5 1 ), the signal charges Q 2j-1,1 , Q of the 1st, 3rd, ...
j-1,3 ··· Q 2j-1,759 to based on the signal (W signal) is obtained, the second signal charge detector (5 2) is a 2,4, & among the first 2j-1 horizontal line ..Signal charge Q 2j-1,2 , Q of 760 columns
A signal (Cy signal) based on j-1,4 ... Q 2j-1,760 is obtained, and the first, third, ... Of the 2j horizontal lines are supplied to the third signal charge detection unit (5 3 ). Signal charge Q 2j, 1 , Q 2j, 3
· · Q 2j, 759 to the signal (G signal) is obtained based, the fourth signal charge detecting section (5 4) of the second of the first 2j horizontal line,
4, ... 760 column signal charges Q 2j, 2 , Q 2j, 4 ... Q 2j, 760
A signal (Ye signal) based on is obtained.

また図示及び説明を省略するも、以上に述べたと同様
の動作で1フィールドの間に全画素が読み出される。
Although illustration and description are omitted, all pixels are read out during one field by the same operation as described above.

このように本実施例によれば、4線同時全画素読み出
しを行い、例えば、W信号、Cy信号、G信号及びYe信号
を同時に読み出すことができるので、合成映像信号、例
えばNTSC信号を得るための信号処理回路を簡略化するこ
とができるという利益がある。
As described above, according to the present embodiment, the 4-line simultaneous all-pixel reading can be performed and, for example, the W signal, the Cy signal, the G signal, and the Ye signal can be simultaneously read, so that the composite video signal, for example, the NTSC signal is obtained. There is an advantage that the signal processing circuit can be simplified.

尚、上述実施例においては、第6図に示す垂直走査信
号φV1〜φV504を供給し、垂直転送路(81〜8760)に夫
々2個のポテンシャルウエルを形成し、このポテンシャ
ルウエルを垂直転送路(81〜8760)の一端及び他端に移
動させるようにした場合につき述べたが、この代わり
に、第9図に示すように、垂直転送部(81〜8760)の一
端及び他端に夫々スミアコントロールゲート部(341〜3
4760)及び(351〜35760)を介してスミアドレイン領域
(361〜36380)及び(371〜37380)を設けると共に第10
図に示す垂直走査信号φ′V1〜φ′V504を供給し、第11
図に示すように信号電荷Q2j-1,1及びQ2j,1を転送するポ
テンシャルウエルWA及びWBを形成すると共に、それに先
行するポテンシャルウエルWa及びWbを形成し、この先行
するポテンシャルウエルWa及びWbによってスミア電荷Q
m1及びQm2を転送し、このスミア電荷Qm1及びQm2を上述
のスミアコントロールゲート部(341〜34760)及び(35
1〜35760)を介してスミアドレイン領域(361〜36380
及び(371〜37380)に掃き出すようにしても良く、この
場合には、上述同様の作用効果が得られるほか、スミア
を減少させることができる。
In the above embodiment, supplies a vertical scanning signal φ V1V504 shown in Figure 6, respectively two potential wells formed in the vertical transfer path (8 1-8 760), the potential wells The case where the vertical transfer path (8 1 to 8 760 ) is moved to one end and the other end has been described, but instead of this, as shown in FIG. 9, the vertical transfer portion (8 1 to 8 760 ) is The smear control gates (34 1 to 3) are provided at one end and the other end, respectively.
4 760 ) and (35 1 to 35 760 ), and smear drain regions (36 1 to 36 380 ) and (37 1 to 37 380 ) are provided.
Supplying a vertical scanning signal φ 'V1 ~φ' V504 shown in Fig, 11
As shown in the figure, the potential wells W A and W B for transferring the signal charges Q 2j-1,1 and Q 2j, 1 are formed, and the potential wells W a and W b preceding them are formed. Smear charge Q due to potential wells W a and W b
Transfer the m1 and Q m @ 2, the smears control gate portion of the smear charges Q m1 and Q m @ 2 above (34 1 to 34 760) and (35
1 to 35 760 ) through the smear drain region (36 1 to 36 380 )
And may be the (37 1 to 37 380) to sweep as, in this case, in addition to above-mentioned same effect can be obtained, it is possible to reduce the smear.

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、種々の構成を取り得るこ
とは勿論である。
Further, the present invention is not limited to the above-described 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〕

本発明によれば、4線同時全画素読出しを行うことが
できるので、合成映像信号を得るための信号処理回路を
簡略化することができるという利益がある。
According to the present invention, since 4-line simultaneous all-pixel reading can be performed, there is an advantage that a signal processing circuit for obtaining a composite video signal can be simplified.

【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の要部を示す概
略的平面図、第2図は第1図例で使用する色フィルタア
レイを示す概略的平面図、第3図は垂直転送部の要部を
示す断面図、第4図は第1の垂直読出しゲート部、第1
の水平転送部、第2の垂直読出しゲート部及び第2の水
平転送部の要部を示す概略的部分拡大平面図、第5図は
第3の垂直読出しゲート部、第3の水平転送部、第4の
垂直読出しゲート部及び第4の水平転送部の要部を示す
概略的部分拡大平面図、第6図は第j水平期間で使用す
る各種信号を示す波形図、第7図は垂直転送部の信号転
送路、メモリ領域、第1及び第2の垂直読出しゲート領
域のポテンシャル変化を示す線図、第8図は第1、第
2、第3、第4の水平転送部の信号転送路及び第1、第
2、第3、第4の垂直読出しゲート部のポテンシャル変
化を示す線図、第9図は本発明の他の実施例の要部を示
す概略的平面図、第10図は第9図例で使用する垂直走査
信号の一例を示す波形図、第11図は垂直転送部の信号転
送路のポテンシャル変化を示す線図である。 (21,1)〜(2504,760)は受光素子、(31)〜(3760
は垂直転送部、(41)、(42)、(43)及び(44)は夫
々第1、第2、第3及び第4の水平転送部、(51)、
(52)、(53)及び(54)は信号電荷検出部である。
FIG. 1 is a schematic plan view showing a main part of an embodiment of a solid-state image pickup device of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan view showing a color filter array used in the example of FIG. 1, and FIG. 3 is a vertical transfer. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the main part of the first portion, FIG.
Of the horizontal transfer section, the second vertical read gate section, and an essential part of the second horizontal transfer section, and FIG. 5 is a plan view showing a third vertical read gate section, a third horizontal transfer section, FIG. 6 is a schematic partially enlarged plan view showing essential parts of a fourth vertical read gate section and a fourth horizontal transfer section, FIG. 6 is a waveform diagram showing various signals used in the j-th horizontal period, and FIG. 7 is vertical transfer. Of the signal transfer paths of the first, second, third, and fourth horizontal transfer sections, and FIG. 8 is a diagram showing potential changes of the signal transfer paths of the first section, the memory area, and the first and second vertical read gate areas. And a diagram showing potential changes in the first, second, third and fourth vertical read gate portions, FIG. 9 is a schematic plan view showing an essential portion of another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 9 is a waveform diagram showing an example of the vertical scanning signal used in the example, and FIG. 11 is a potential variation of the signal transfer path of the vertical transfer section. It is a diagram showing conversion. (2 1,1 ) to (2 504,760 ) are light receiving elements, (3 1 ) to (3 760 )
Is a vertical transfer unit, (4 1 ), (4 2 ), (4 3 ) and (4 4 ) are the first, second, third and fourth horizontal transfer units, respectively (5 1 ),
(5 2), (3) and (4) is a signal charge detector.

フロントページの続き (72)発明者 佐藤 真木 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−103486(JP,A) 実開 昭58−56458(JP,U)Front page continuation (72) Inventor Maki Sato 6-735 Kitashinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Within Sony Corporation (56) References Japanese Patent Laid-Open No. 59-103486 (JP, A) Shoukai 58-56458 (JP, U)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体基板上に、垂直方向及び水平方向に
2m×2n個行列状に設けられた受光素子と、 該受光素子の各列ごとに設けられ、該受光素子に得られ
る信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、 該垂直転送部の一端及び他端に夫々設けられ、該垂直転
送部を転送されてくる上記信号電荷を水平方向に転送す
る第1、第2及び第3、第4の水平転送部と 該第1、第2及び第3、第4の水平転送部の出力側に設
けられた第1、第2及び第3、第4の信号電荷検出部と
を有し、 1水平期間ごとに、第2j−1(但し、j=1,2,・・・
m)水平ライン及び第2j水平ラインの信号電荷を上記垂
直転送部に読出し、 上記第2j−1水平ラインの信号電荷のうち第2k−1(但
し、k=1,2,・・・n)垂直ラインの信号電荷を上記第
1の水平転送部に転送し、 上記第2j−1水平ラインの信号電荷のうち第2k垂直ライ
ンの信号電荷を上記第2の水平転送部に転送し、 上記第2j水平ラインの信号電荷のうち第2k−1垂直ライ
ンの信号電荷を上記第3の水平転送部に転送し、 上記第2j水平ラインの信号電荷のうち第2k垂直ラインの
信号電荷を上記第4の水平転送部に転送するようにした
ことを特徴とする固体撮像装置。
1. A vertical and horizontal direction on a semiconductor substrate.
2m × 2n light-receiving elements arranged in a matrix, a vertical transfer section that is provided for each column of the light-receiving elements and vertically transfers the signal charges obtained in the light-receiving elements, and one end of the vertical transfer section And the first, second, third, and fourth horizontal transfer units, which are respectively provided at the other end and horizontally transfer the signal charges transferred through the vertical transfer unit, and the first, second, and second horizontal transfer units. And 3rd and 4th signal charge detection parts provided on the output side of the horizontal transfer part, and 2j-1 (where j = 1,2, ...
m) The signal charges of the horizontal line and the 2j-th horizontal line are read out to the vertical transfer unit, and the 2k-1 (k = 1, 2, ... N) of the signal charges of the 2j-1-th horizontal line are read. The signal charge of the vertical line is transferred to the first horizontal transfer unit, and the signal charge of the 2k-th vertical line of the signal charges of the 2j-1th horizontal line is transferred to the second horizontal transfer unit. Of the signal charges of the 2j horizontal lines, the signal charges of the 2k-1 vertical lines are transferred to the third horizontal transfer unit, and the signal charges of the 2k vertical lines of the signal charges of the 2j horizontal lines are transferred to the fourth The solid-state imaging device is characterized in that the image is transferred to the horizontal transfer unit of.
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