JP2595924B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JP2595924B2 JP2595924B2 JP8053520A JP5352096A JP2595924B2 JP 2595924 B2 JP2595924 B2 JP 2595924B2 JP 8053520 A JP8053520 A JP 8053520A JP 5352096 A JP5352096 A JP 5352096A JP 2595924 B2 JP2595924 B2 JP 2595924B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transfer
- channel
- imaging device
- state imaging
- vertical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インターライン型
ＣＣＤ固体撮像装置に関する。
ＣＣＤ固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばインターライン型ＣＣＤ固体撮像
装置は、図３の原理的構成図に示すように、水平及び垂
直方向に所定ピッチで配列した画素となる複数の受光部
１と、各列の受光部１の一側に設けた垂直方向に延びる
ＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ２と、各垂直転送レジス
タ２の一端に設けたＣＣＤ構造の水平転送レジスタ３と
を有し、各受光部１にその受光量に応じて生じた信号電
荷を夫々対応する垂直転送レジスタ２に転送し、これら
各垂直転送レジスタ２の信号電荷を水平転送レジスタ３
へと転送し、１水平ライン毎の信号電荷を読み出すよう
に構成される。
装置は、図３の原理的構成図に示すように、水平及び垂
直方向に所定ピッチで配列した画素となる複数の受光部
１と、各列の受光部１の一側に設けた垂直方向に延びる
ＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ２と、各垂直転送レジス
タ２の一端に設けたＣＣＤ構造の水平転送レジスタ３と
を有し、各受光部１にその受光量に応じて生じた信号電
荷を夫々対応する垂直転送レジスタ２に転送し、これら
各垂直転送レジスタ２の信号電荷を水平転送レジスタ３
へと転送し、１水平ライン毎の信号電荷を読み出すよう
に構成される。
【０００３】垂直転送レジスタ２は図４に示すようにチ
ャンネル領域４を形成した半導体基板上に絶縁膜を介し
て複数の転送電極５を形成して構成され、垂直方向に同
一幅Ｗで形成される。６はチャンネルストップ領域、７
は読み出しゲート部である。
ャンネル領域４を形成した半導体基板上に絶縁膜を介し
て複数の転送電極５を形成して構成され、垂直方向に同
一幅Ｗで形成される。６はチャンネルストップ領域、７
は読み出しゲート部である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の固定撮像装置に
おいては、高解像度化に伴って、単位画素寸法が小さく
なり、従って垂直転送レジスタ２の幅Ｗも狭く（例えば
４μｍ以下）なる。このため狭チャンネル効果により、
垂直転送レジスタ２における電荷転送時のフリンジング
電界が弱まり、転送効率の劣化が生じるものであった。
おいては、高解像度化に伴って、単位画素寸法が小さく
なり、従って垂直転送レジスタ２の幅Ｗも狭く（例えば
４μｍ以下）なる。このため狭チャンネル効果により、
垂直転送レジスタ２における電荷転送時のフリンジング
電界が弱まり、転送効率の劣化が生じるものであった。
【０００５】即ち、通常一つの転送電極内の転送方向の
電界はその中央部で最も弱くなる。その理由は、隣接す
る転送電極の近傍ではこれら隣接する転送電極からのフ
リンジング電界を受けて転送方向の電界が十分得られる
が、隣接する転送電極から最も離れた電極中央部ではこ
のフリンジング電界が弱くなるためである。これはチャ
ンネル幅４μｍ以下の装置において顕著となる。
電界はその中央部で最も弱くなる。その理由は、隣接す
る転送電極の近傍ではこれら隣接する転送電極からのフ
リンジング電界を受けて転送方向の電界が十分得られる
が、隣接する転送電極から最も離れた電極中央部ではこ
のフリンジング電界が弱くなるためである。これはチャ
ンネル幅４μｍ以下の装置において顕著となる。
【０００６】他方、固体撮像素子は小型化、高画素数化
の要求が大きく、感度、転送効率等の性能を維持または
向上させつつサイズを縮小することが重要な課題となっ
ている。
の要求が大きく、感度、転送効率等の性能を維持または
向上させつつサイズを縮小することが重要な課題となっ
ている。
【０００７】本発明は、上述の点に鑑み、狭いチャンネ
ル幅とした場合においても、電荷転送効率を改善できる
と共に、チップサイズを抑制できるようにした固体撮像
装置を提供するものである。
ル幅とした場合においても、電荷転送効率を改善できる
と共に、チップサイズを抑制できるようにした固体撮像
装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、水平及び垂直
方向に配列された複数の受光部と、該受光部の一側部に
読み出しゲート部を介して配された垂直転送レジスタと
を有するインターライン型ＣＣＤ固体撮像装置におい
て、垂直転送レジスタはチャンネル領域とこのチャンネ
ル領域上に絶縁膜を介して設けられた複数の転送電極と
からなり、転送電極のチャンネル形成に寄与する実質的
な領域の少なくとも中央部に当接して読み出しゲート部
が設けられ、各転送電極内であって読み出しゲート部に
当接するチャンネル領域のチャンネル幅が１段または複
数段に分けて転送方向に順次広げて構成する。
方向に配列された複数の受光部と、該受光部の一側部に
読み出しゲート部を介して配された垂直転送レジスタと
を有するインターライン型ＣＣＤ固体撮像装置におい
て、垂直転送レジスタはチャンネル領域とこのチャンネ
ル領域上に絶縁膜を介して設けられた複数の転送電極と
からなり、転送電極のチャンネル形成に寄与する実質的
な領域の少なくとも中央部に当接して読み出しゲート部
が設けられ、各転送電極内であって読み出しゲート部に
当接するチャンネル領域のチャンネル幅が１段または複
数段に分けて転送方向に順次広げて構成する。
【０００９】４μｍ以下の狭チャンネルの場合にはチャ
ンネル幅の少しの変化でもポテンシャルの深さが変化す
る。本発明では、転送電極のチャンネル形成に寄与する
実質的な領域の少なくとも中央部に当接して読み出しゲ
ート部が設けられ、各転送電極内であって読み出しゲー
ト部に当接するチャンネル領域のチャンネル幅が１段ま
たは、複数段に分けて転送方向に順次広げられるので、
チャンネル幅の大きい方がポテンシャルが深くなり、こ
のためチャンネル幅の差によって、読み出しゲート部に
当接するチャンネル領域内で電界が発生し、その結果、
フリンジング電界が強まり転送効率が向上する。また、
チャンネル最大幅の増加をできるだけ抑えることがで
き、チップサイズを抑制できる。
ンネル幅の少しの変化でもポテンシャルの深さが変化す
る。本発明では、転送電極のチャンネル形成に寄与する
実質的な領域の少なくとも中央部に当接して読み出しゲ
ート部が設けられ、各転送電極内であって読み出しゲー
ト部に当接するチャンネル領域のチャンネル幅が１段ま
たは、複数段に分けて転送方向に順次広げられるので、
チャンネル幅の大きい方がポテンシャルが深くなり、こ
のためチャンネル幅の差によって、読み出しゲート部に
当接するチャンネル領域内で電界が発生し、その結果、
フリンジング電界が強まり転送効率が向上する。また、
チャンネル最大幅の増加をできるだけ抑えることがで
き、チップサイズを抑制できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。図１は、本実施例のインターライン型
ＣＣＤ固体撮像装置の要部を示すもので、水平及び垂直
方向に所定ピッチをもって画素となる複数の受光部１が
配列形成され、各列の受光部１の一側に受光部１の信号
電荷を垂直方向に転送するための垂直転送レジスタ２が
夫々配される。さらに図示でせざるも各垂直転送レジス
タ２の端部に接して垂直転送レジスタ２からの信号電荷
を水平方向に転送する水平転送レジスタが配される。
施例を説明する。図１は、本実施例のインターライン型
ＣＣＤ固体撮像装置の要部を示すもので、水平及び垂直
方向に所定ピッチをもって画素となる複数の受光部１が
配列形成され、各列の受光部１の一側に受光部１の信号
電荷を垂直方向に転送するための垂直転送レジスタ２が
夫々配される。さらに図示でせざるも各垂直転送レジス
タ２の端部に接して垂直転送レジスタ２からの信号電荷
を水平方向に転送する水平転送レジスタが配される。
【００１１】垂直転送レジスタ２は例えば第１導電型の
半導体基板に第２導電型の埋込みチャンネル領域４を形
成し、この上に絶縁膜を介して垂直方向に沿って複数の
転送電極５を被着してＣＣＤ構造の複数の転送部８を形
成して構成される。この場合垂直転送レジスタ２は例え
ばクロック信号φ1 ，φ2 ，φ3 及びφ4 による４相駆
動を採用している。各受光部１はチャンネルストップ領
域６にて区分され、受光部１と垂直転送レジスタ２間に
読み出しゲート部７が形成される。この読み出しゲート
部７は例えばチャンネルストップ領域６より低不純物濃
度の領域上に絶縁膜を介して転送電極５を延長して構成
される。
半導体基板に第２導電型の埋込みチャンネル領域４を形
成し、この上に絶縁膜を介して垂直方向に沿って複数の
転送電極５を被着してＣＣＤ構造の複数の転送部８を形
成して構成される。この場合垂直転送レジスタ２は例え
ばクロック信号φ1 ，φ2 ，φ3 及びφ4 による４相駆
動を採用している。各受光部１はチャンネルストップ領
域６にて区分され、受光部１と垂直転送レジスタ２間に
読み出しゲート部７が形成される。この読み出しゲート
部７は例えばチャンネルストップ領域６より低不純物濃
度の領域上に絶縁膜を介して転送電極５を延長して構成
される。
【００１２】そして、本例では、特に垂直転送レジスタ
２を、各転送電極５内（すなわち各転送部８内）でチャ
ンネル幅が転送方向に向って１段で広がるように形成す
る。即ち、転送電極５のチャンネル形成に寄与する実質
的な領域の少なくとも中央部に当接して読み出しゲート
部７が設けられ、各転送電極５内であって読み出しゲー
ト部７に当接するチャンネル領域４のチャンネル幅が転
送方向の前半部の幅Ｗ 1 を小とし、後半部の幅Ｗ2 を大
となるように形成される。
２を、各転送電極５内（すなわち各転送部８内）でチャ
ンネル幅が転送方向に向って１段で広がるように形成す
る。即ち、転送電極５のチャンネル形成に寄与する実質
的な領域の少なくとも中央部に当接して読み出しゲート
部７が設けられ、各転送電極５内であって読み出しゲー
ト部７に当接するチャンネル領域４のチャンネル幅が転
送方向の前半部の幅Ｗ 1 を小とし、後半部の幅Ｗ2 を大
となるように形成される。
【００１３】この構成によれば、垂直転送レジスタ２に
おいて、１つの転送部８内でチャンネルの幅の異なる前
半部と後半部間でポテンシャル差が生じ転送方向にフリ
ンジング電界、特に、転送電極中央部付近のフリンジン
グ電界が強まる。即ち、受光部１の信号電荷を読み出し
ゲート部７から転送電極５下に読み出したときに、読み
出しゲート部７に当接する部分のチャンネル領域内でポ
テンシャル差が生じているので読み出された信号電荷
は、転送方向の後半部（幅Ｗ2 ）に蓄積されることにな
る。このため、各転送部８内での電荷転送がよくなり、
全体として、狭チャンネルとした場合の垂直転送レジス
タ２の転送効率を上げることができる。特に各転送部８
において、その中央部の電界を強めるのが最も効果があ
る。
おいて、１つの転送部８内でチャンネルの幅の異なる前
半部と後半部間でポテンシャル差が生じ転送方向にフリ
ンジング電界、特に、転送電極中央部付近のフリンジン
グ電界が強まる。即ち、受光部１の信号電荷を読み出し
ゲート部７から転送電極５下に読み出したときに、読み
出しゲート部７に当接する部分のチャンネル領域内でポ
テンシャル差が生じているので読み出された信号電荷
は、転送方向の後半部（幅Ｗ2 ）に蓄積されることにな
る。このため、各転送部８内での電荷転送がよくなり、
全体として、狭チャンネルとした場合の垂直転送レジス
タ２の転送効率を上げることができる。特に各転送部８
において、その中央部の電界を強めるのが最も効果があ
る。
【００１４】転送電極５の中央部付近のみに対応するチ
ャンネル領域４に段差を設けて、隣接する転送電極付近
のチャンネル領域には段差を設けないのでチャンネル最
大幅の増加をできるだけ抑えることができ、チップサイ
ズを抑制できる。
ャンネル領域４に段差を設けて、隣接する転送電極付近
のチャンネル領域には段差を設けないのでチャンネル最
大幅の増加をできるだけ抑えることができ、チップサイ
ズを抑制できる。
【００１５】垂直転送レジスタのチャンネル領域の形状
としては、上例の他、例えば図２に示す形状としてもよ
い。図２は１つの転送部８内で複数段に分けてチャンネ
ル幅を順次広げるように構成した場合である。なお、図
１乃至図２の例では垂直転送レジスタ２のチャンネル領
域４の片側のみ形状を変えたが、両側を変えるようにし
てもよい。斯る構成とした場合においても、図１の例と
同様に転送効率が上がる。
としては、上例の他、例えば図２に示す形状としてもよ
い。図２は１つの転送部８内で複数段に分けてチャンネ
ル幅を順次広げるように構成した場合である。なお、図
１乃至図２の例では垂直転送レジスタ２のチャンネル領
域４の片側のみ形状を変えたが、両側を変えるようにし
てもよい。斯る構成とした場合においても、図１の例と
同様に転送効率が上がる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、電荷転送するチャンネ
ル領域において、その各読み出しゲート部に当接する領
域の各転送部内でチャンネル幅を転送方向に向って１段
または複数段に分けて順次広げ、各転送部内で電界を生
じさせることによって、転送方向のフリンジング電界が
強まり、転送効率が改善される。また、チャンネル最大
幅の増加をできるだけ抑えることができ、チップサイズ
を抑制できる。従って、例えば高解像度化のために垂直
転送レジスタを狭チャンネルとしたインターライン型Ｃ
ＣＤ固体撮像装置に適用して好適ならしめるものであ
る。
ル領域において、その各読み出しゲート部に当接する領
域の各転送部内でチャンネル幅を転送方向に向って１段
または複数段に分けて順次広げ、各転送部内で電界を生
じさせることによって、転送方向のフリンジング電界が
強まり、転送効率が改善される。また、チャンネル最大
幅の増加をできるだけ抑えることができ、チップサイズ
を抑制できる。従って、例えば高解像度化のために垂直
転送レジスタを狭チャンネルとしたインターライン型Ｃ
ＣＤ固体撮像装置に適用して好適ならしめるものであ
る。
【図１】本発明の固体撮像装置の一例を示す要部の平面
図である。
図である。
【図２】本発明の固体撮像装置の他の例を示す要部の平
面図である。
面図である。
【図３】インターライン型ＣＣＤ固体撮像装置の原理的
構成図である。
構成図である。
【図４】従来の固体撮像装置の要部の平面図である。
１ 受光部、２ 垂直転送レジスタ、３ 水平転送レジ
スタ、４ チャンネル領域、５ 転送電極、７ 読み出
しゲート部
スタ、４ チャンネル領域、５ 転送電極、７ 読み出
しゲート部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 智行 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (72)発明者 石川 貴久枝 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 水平及び垂直方向に配列された複数の受
光部と、該受光部の一側部に読み出しゲート部を介して
配された垂直転送レジスタとを有するインターライン型
ＣＣＤ固体撮像装置において、 上記垂直転送レジスタはチャンネル領域と該チャンネル
領域上に絶縁膜を介して設けられた複数の転送電極とか
らなり、上記転送電極のチャンネル形成に寄与する実質
的な領域の少なくとも中央部に当接して上記読み出しゲ
ート部が設けられ、 上記各転送電極内であって上記読み出しゲート部に当接
する上記チャンネル領域のチャンネル幅が１段または複
数段に分けて転送方向に順次広げられて成る固体撮像装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8053520A JP2595924B2 (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8053520A JP2595924B2 (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 固体撮像装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61159281A Division JP2586455B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08241978A JPH08241978A (ja) | 1996-09-17 |
| JP2595924B2 true JP2595924B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=12945107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8053520A Expired - Lifetime JP2595924B2 (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2595924B2 (ja) |
-
1996
- 1996-03-11 JP JP8053520A patent/JP2595924B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08241978A (ja) | 1996-09-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |