JP2583814Y2 - 固体撮像素子 - Google Patents

固体撮像素子

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JP2583814Y2
JP2583814Y2 JP1991073560U JP7356091U JP2583814Y2 JP 2583814 Y2 JP2583814 Y2 JP 2583814Y2 JP 1991073560 U JP1991073560 U JP 1991073560U JP 7356091 U JP7356091 U JP 7356091U JP 2583814 Y2 JP2583814 Y2 JP 2583814Y2
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俊朗 中莖
透 渡辺
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、垂直転送用の複数のレ
ジスタと水平転送用のレジスタとが結合された固体撮像
素子に関する。
【0002】
【従来の技術】CCDイメージセンサの如き固体撮像素
子においては、撮像領域で得られる情報電荷が複数の垂
直レジスタで垂直方向に転送され、各垂直レジスタの出
力が水平レジスタの各ビットに並列に入力されて水平方
向に転送出力される。各レジスタは、情報電荷の転送経
路を成すチャネル領域上に複数の転送電極が配列され、
各転送電極に印加される多相のクロックパルスの作用に
より、チャネル領域内の情報電荷がチャネル領域に沿っ
て転送されるように構成される。
【0003】図3は、フレーム転送方式のCCD固体撮
像素子の電極構造を示す模式図である。フレーム転送方
式の固体撮像素子は、撮像部I、蓄積部S及び水平転送
部Hからなり、撮像部Iに発生する情報電荷が蓄積部S
に一旦転送蓄積された後、蓄積部Sから1水平ライン毎
に水平転送部Hを介して出力される。撮像部Iは、複数
のレジスタからなり、互いに平行な複数の下層側の転送
電極1とチャネル分離領域上で幅が狭くなる上層側の転
送電極2とが互いに絶縁された状態で配列されており、
各転送電極1、2に4相の転送クロックφI1〜φI4が供
給される。また、蓄積部Sは、撮像部Iのレジスタに連
続する複数のレジスタからなり、撮像部Iと同様に2層
の複数の転送電極3、4が平行に配列され、各転送電極
3、4に4相の転送クロックφS1〜φS4が供給される。
そして、水平転送部Hは、蓄積部Sのレジスタの各出力
に各ビットが対応付けられた1つのレジスタからなり、
2層の複数の転送電極5、6が蓄積部Sの転送電極3、
4に直交して配列されている。転送電極5は、蓄積部S
から水平転送部Hへの情報電荷の受け渡しのために1つ
おきにその端部が蓄積部Sの上層電極4と重なり合う位
置まで延在されている。また、転送電極5、6は、下層
側と上層側と隣り合うものどうしが接続され、これら一
対の転送電極5、6に2層の水平転送クロックφH1、φ
H2が印加される。
【0004】以上のような撮像素子の水平転送部Hは、
2対の転送電極5、6によりレジスタの1ビットが構成
されるため、蓄積部Sの1つの出力に対して4つの転送
電極5、6が対応付けられる。従って、蓄積部Sのレジ
スタの配列間隔は、水平転送部Hの転送電極5、6の幅
により制限されることになる。しかしながら、水平転送
部Hの転送電極5、6は、水平転送部Hに沿って形成さ
れる2本の電力供給線に接続されて水平転送クロックφ
H1、φH2が与えられるため、電力供給線と転送電極5、
6との接続部分の構造が複雑となり、転送電極5、6の
幅を狭くすることが困難となる。
【0005】そこで、微細化に適した転送電極の構造
を、本出願人は特願平1−66562号に提案してい
る。図3は、その構造を示す平面図である。撮像素子の
水平転送部Hは、厚い酸化膜等からなる分離領域10に
より区画形成される水平転送チャネル領域11上に、複
数の上層側の転送電極12a、12bと下層側の転送電
極13a、13bとが互い違いに配列されている。この
転送電極12a、12b、13a、13bは、水平転送
チャネル領域11の両側の分離領域10上まで交互に延
在して形成され、その分離領域10上で一体形成されて
くし型構造を成している。即ち、ピッチの等しいくし状
の電極が向かい合わせに噛み合わされて転送電極12
a、12b、13a、13bが形成される。これら転送
電極12a、12b、13a、13bは、水平転送チャ
ネル領域11の両側で転送電極12a、12b、13
a、13bに重ねて形成される電力供給線(図示せず)
に接続され、この電力供給線から水平転送クロック
φH1、φH2を受ける。また、蓄積部Sの複数の垂直転送
チャネル領域14は、水平転送チャネル領域11に対し
てそれぞれ垂直配置され、垂直転送チャネル領域14よ
り幅の狭い接続チャネル領域15により水平転送チャネ
ル領域11と接続されている。そして、転送電極12a
は、垂直転送チャネル領域14上にまで延在され、接続
チャネル領域15を覆うように形成される。以上のよう
な電極構造によると、蓄積部Sのレジスタの間隔を狭く
設定する際に転送電極12a、12bの幅を縮小したと
しても、水平転送チャネル領域11の両側での電力供給
線との接続部分の構造を縮小する必要がなくなり、水平
転送部Hの転送電極12、13の幅を狭くして撮像部I
及び蓄積部Sの微細化に対応することが可能になる。
【0006】
【考案が解決しようとする課題】接続チャネル領域15
を覆うようにして形成される転送電極12aは、垂直転
送チャネル領域14上にまではみ出して形成されるた
め、接続チャネル領域15内に深いポテンシャルを形成
すると共に、垂直転送チャネル領域14の端部にも深い
ポテンシャルを形成する。このとき、狭チャネル効果に
より垂直転送チャネル領域14内のポテンシャルが垂直
転送チャネル領域14内のポテンシャルよりも深く形成
されるため、垂直転送チャネル領域14から接続チャネ
ル領域15の段差部分で転送不良が生じ、情報電荷の一
部が残留することになる。このように蓄積部Sから水平
転送部Hへの転送部分で転送不良が生じると、垂直方向
に影響を受けて再生画面上に縦縞として表れることにな
る。このような転送不良は、水平転送部Hの転送電極1
2aの蓄積部S側の端部を垂直転送チャネル領域14と
接続チャネル領域15との段差部分に一致させて形成す
ることにより解消できるが、それらを完全に一致させる
ことは、製造時のマスクずれ等を考慮すると不可能であ
る。
【0007】そこで本考案は、各チャネル領域と転送電
極との位置関係のずれを考慮した上で、垂直転送部から
水平転送部への情報電荷の転送不良を防止するようにす
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本考案は、上述の課題を
解決するために成されたもので、その特徴とするとここ
ろは、平行に配列された複数の垂直チャネル領域上に複
数の転送電極が形成される垂直転送部と、この垂直転送
部の出力側に隣接する水平チャネル領域上に複数の転送
電極が形成され、上記転送部の各出力が並列に入力され
る水平転送部と、上記垂直チャネル領域と上記水平チャ
ネル領域とを接続する上記垂直チャネル領域より狭い幅
の接続チャネル領域と、を備えた固体撮像素子におい
て、上記水平転送部の転送電極は、上記垂直転送部と上
記水平転送部との間の領域上でで一体化されたくし型構
造を成し、その一体化部分は、上記接続チャネル領域上
で上記垂直チャネル領域の端部上まで延在することにあ
る。
【0009】
【作用】本考案によれば、水平転送部の転送電極を接続
チャネル領域上で垂直チャネル領域上まで延在させるこ
とで、垂直チャネル領域内の中央部付近にのみポテンシ
ャルが深く形成されるため、垂直チャネル領域の出力側
で情報電荷が接続チャネル領域の入力側に集められる。
従って、垂直チャネル領域内から接続チャネル領域内に
効率よく情報電荷が転送される。
【0010】
【実施例】図1は、本考案の固体撮像素子の水平転送部
の構造を示す平面図である。この図において、分離領域
10及び各チャネル領域11、14、15は、図3と同
一構造を成し、同一部分に同一符号を付してある。本考
案の特徴とするところは、水平転送部Hの下層側の転送
電極16a、16bの蓄積部S側で接続チャネル領域1
5に対応した凹凸を設けたことにある。即ち、水平転送
部Hの水平転送チャネル領域11の蓄積部S側に配置さ
れる下層側の転送電極16aは、接続チャネル領域15
上で蓄積部Sの垂直転送チャネル領域14上まで延在す
るように設けられると共に、接続チャネル領域15の両
側の分離領域10上では、垂直転送チャネル領域14上
まで達することなく設けられる。従って、垂直転送チャ
ネル領域14の出力側には、接続チャネル領域15との
接続部分に対応する領域上にのみ転送電極16aが配置
されることになる。
【0011】これらの転送電極16a、16bは、均等
なピッチで配列された電送電極が一方の側で一体化され
たくし型構造を成し、これらが互いに向かい合わせに噛
み合わされて水平転送チャネル領域11上に配置され
る。そして、転送電極16a、16bと同様のくし型構
造を成す上層側の転送電極17a、17bが転送電極1
6a、16b上に互いに向かい合わせに配置される。以
上の転送電極16a、16b、17a、17bは、水平
転送チャネル領域11の両側の一体化部分で電力供給線
(図示せず)にそれぞれ接続され、蓄積部S側の転送電
極16a、17aとその反対の側の転送電極16b、1
7bとに2相の水平転送クロックφH1、φH2が印加され
る。これにより、垂直転送チャネル領域14から水平転
送チャネル領域11に流れる情報電荷は、水平転送クロ
ックφH1、φH2に対応して転送電極16a、16b、1
7a、17bが形成するポテンシャルの作用によって水
平転送チャネル領域11内を水平方向に転送される。
【0012】一方、蓄積部Sの転送電極18、19は、
垂直転送チャネル領域14と交差する方向に延在し、転
送電極16a、16b、17a、17bと同様の2層構
造を成している。下層側の転送電極18は、互いに一定
の間隔をおいて配置され、この下層側の転送電極18の
間に転送電極18に一部とオーバーラップするように上
層側の転送電極19が配置される。蓄積部Sの出力側に
おいては、転送電極19が水平転送部Hの転送電極16
aの端部と重なり合うように配置される。そして、垂直
転送チャネル領域14の情報電荷が接続チャネル領域1
5を通して水平転送チャネル領域11に転送される際に
は、転送電極16aにより接続チャネル領域15及び水
平転送チャネル領域11内のポテンシャルを深く形成
し、さらに転送電極19により垂直転送チャネル領域1
4の出力側端部のポテンシャルを浅く形成する。このと
き、垂直転送チャネル領域14の出力側には、接続チャ
ネル領域15につながる中央部付近にのみ、転送電極1
6aによりポテンシャルが深く形成されるため、垂直転
送チャネル領域14内の情報電荷が垂直転送チャネル領
域14の出力側で接続チャネル領域15の入力側に集め
られることになり、垂直転送チャネル領域14から接続
チャネル領域15へ効率良く情報電荷が転送され、段差
部分で転送不良が発生しにくくなる。
【0013】また、転送電極16aの蓄積部S側に接続
チャネル領域15に対応する凹凸を設けたことにより、
分離領域10と転送電極16a、16bとの位置関係に
対するマージンが大きくなる。即ち、転送電極16aの
蓄積部S側へのずれに対しては、転送電極16aの蓄積
部S側の凹部分が蓄積部Sの垂直転送チャネル領域14
上にはみ出すまでは問題がなく、逆に蓄積部Sとは反対
の側へのずれに対しては、転送電極16aの蓄積部S側
の凸部分の下に分離領域10がはみ出すまでは問題がな
いため、転送電極16aの凹凸部分の段差分だけ分離領
域10に対する転送電極16aの形成位置に余裕が生じ
る。従って、転送電極16a、16bの形成の際に多少
の位置ずれが生じても情報電荷の転送動作に影響が及び
にくくなる。
【0014】
【考案の効果】本考案によれば、垂直転送部から水平転
送部への情報電荷の転送不良が抑圧されるため、転送不
良による画質の劣化を防止することができる。また、素
子製造の際、転送電極の形成位置に余裕ができるため、
マスクずれによる構造的な不良を削減でき、製造歩留ま
りの向上が望める。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の固体撮像素子の一部を示す平面図であ
る。
【図2】従来の固体撮像素子の電極構造を示す模式図で
ある。
【図3】従来の固体撮像素子の一部を示す平面図であ
る。
【符号の説明】
10 分離領域 11 水平転送チャネル領域 12a、12b、13a、13b、16a、16b 転
送電極 14 垂直転送チャネル領域 15 接続チャネル領域 I 撮像部 S 蓄積部 H 水平転送部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/339 H01L 27/14 - 27/148 H01L 29/762 - 29/768

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平行に配列された複数の垂直チャネル領
    域上に複数の転送電極が2層に形成される垂直転送部
    と、この垂直転送部の出力側に隣接する水平チャネル領
    域上に複数の転送電極が2層に形成され、上記転送部の
    各出力が並列に入力される水平転送部と、上記垂直チャ
    ネル領域と上記水平チャネル領域とを接続する上記垂直
    チャネル領域より狭い幅の接続チャネル領域と、を備え
    た固体撮像素子において、上記水平転送部の少なくとも
    下層側の転送電極は、上記垂直転送部と上記水平転送部
    との間の領域上で一体化されたくし型構造を成し、その
    一体化部分は、上記接続チャネル領域上で上記垂直チャ
    ネル領域の端部上まで延在され、この延在部分上に上記
    垂直転送部の上層側の転送電極を重ねて配置したことを
    特徴とする固体撮像素子。
  2. 【請求項2】 上記水平転送部の転送電極は、上層側と
    下層側とが互い違いに積層され、下層側の転送電極の奇
    数番目が上記垂直転送部と上記水平転送部との間の領域
    上で一体化されることを特徴とする請求項1記載の固体
    撮像素子。
JP1991073560U 1991-09-12 1991-09-12 固体撮像素子 Expired - Lifetime JP2583814Y2 (ja)

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JPH0525744U JPH0525744U (ja) 1993-04-02
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6083299A (ja) * 1983-10-13 1985-05-11 Nec Corp 電荷結合半導体装置
JPH0296730U (ja) * 1989-01-18 1990-08-01
JP3006846U (ja) * 1994-07-18 1995-01-31 ダイソー株式会社 縦型鋼板メッキ用電極

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JPH0525744U (ja) 1993-04-02

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