JP2605728B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device

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JP2605728B2
JP2605728B2 JP62211134A JP21113487A JP2605728B2 JP 2605728 B2 JP2605728 B2 JP 2605728B2 JP 62211134 A JP62211134 A JP 62211134A JP 21113487 A JP21113487 A JP 21113487A JP 2605728 B2 JP2605728 B2 JP 2605728B2
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哲郎 粂沢
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真木 佐藤
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は固体撮像装置に関する。The present invention relates to a solid-state imaging device.

〔発明の概要〕[Summary of the Invention]

本発明は、電荷結合素子からなる垂直転送部を複数且
つ同数のゲート電極部からなる複数のパケットに分割
し、受光素子に得られる信号電荷を1又は2個の受光素
子毎に、これら複数のパケットのうちの所定のパケット
に読み出して転送する様になされた、いわゆるセルフ・
スキャン方式の固体撮像装置において、受光素子から所
定のパケットへの信号電荷が読み出しを水平ブランキン
グ期間内に行うことにより、水平有効期間に読み出しパ
ルスを供給することによって生ずる固体パターン・ノイ
ズを回避することができる様にしたものである。
The present invention divides a vertical transfer section composed of a charge-coupled element into a plurality of packets composed of a plurality of and the same number of gate electrode sections, and divides a signal charge obtained in a light-receiving element into one or two light-receiving elements. A so-called self-service that is designed to read out and transfer to predetermined packets among packets
In a scan-type solid-state imaging device, signal charges from a light receiving element to a predetermined packet are read out within a horizontal blanking period, thereby avoiding solid pattern noise caused by supplying a read pulse during a horizontal effective period. It is something that can be done.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、固体撮像装置として第14図にその概略的平面図
を示す様なものが提案されている。
Conventionally, a solid-state imaging device as shown in a schematic plan view in FIG. 14 has been proposed.

この固体撮像装置は、いわゆるインターライン転送方
式をい採用するものであって、第14図において、(1)
はP型シリコン基板、(2)はこのP型シリコン基板
(1)の表面側に行列状に形成されたフォト・ダイオー
ドからなる受光素子を示し、これら受光素子(2)の夫
々において被写体光に応じた信号電荷が発生し、これら
信号電荷がこれら受光素子(2)の夫々に蓄積される。
This solid-state imaging device employs a so-called interline transfer method. In FIG. 14, (1)
Denotes a P-type silicon substrate, and (2) denotes a light receiving element composed of photodiodes formed in a matrix on the surface side of the P-type silicon substrate (1). A corresponding signal charge is generated, and the signal charge is accumulated in each of the light receiving elements (2).

また(3)は受光素子(2)の各列毎に垂直方向に配
された電荷結合素子(CCD)からなる垂直転送部を示
し、受光素子(2)に蓄積された信号電荷は例えば1フ
ィールド毎に一斉に垂直転送部(3)に読み出され、各
水平ライン毎に垂直転送部(3)の出力側に設けられた
水平転送部(4)に転送される。水平転送部(4)は電
荷結合素子から構成されており、垂直転送部(3)を転
送されてくる信号電荷を水平転送部(4)の出力側に設
けられた信号電荷検出部(5)に転送する。信号電荷検
出部(5)は例えばフローティング・ディフュージョン
増幅器(floating diffusion amplifier)によって構成
され、水平転送部(4)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。
(6)はこの映像信号が出力される出力端子である。
Further, (3) shows a vertical transfer section comprising a charge-coupled device (CCD) vertically arranged for each column of the light receiving element (2). The signal charge stored in the light receiving element (2) is, for example, one field. Each horizontal line is simultaneously read out to the vertical transfer unit (3), and is transferred to the horizontal transfer unit (4) provided on the output side of the vertical transfer unit (3) for each horizontal line. The horizontal transfer section (4) is composed of a charge-coupled device, and converts the signal charges transferred through the vertical transfer section (3) to a signal charge detection section (5) provided on the output side of the horizontal transfer section (4). Transfer to The signal charge detection section (5) is constituted by, for example, a floating diffusion amplifier, detects the signal charge transferred through the horizontal transfer section (4), and converts the signal charge into an electric video signal. I do.
(6) is an output terminal from which this video signal is output.

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(3)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(3)の面積すなわちチャネル幅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(2)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。
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 (3) is small, so that a high dynamic range is required. The disadvantage was that it could not be obtained. In this case, it is conceivable to increase the dynamic range by increasing the area of the vertical transfer section (3), that is, the channel width. However, in this case, the aperture ratio of the light receiving element (2) decreases, and There has been an inconvenience that the size and resolution of the imaging device cannot be increased.

そこで近時、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,TEBS101−6,ED841)。
Therefore, recently, as a solid-state imaging device that solves such a disadvantage, a solid-state imaging device using a so-called charge sweeping method (Image Sensor with a Charge Sweep Device) has been proposed (Technical Report of the Institute of Television Engineers of Japan, February 1985). Published on March 27, Vol. 18, No. 44, TEBS101-6, 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 unit is configured by a charge sweeping device, and the vertical transfer unit is used as one large potential well, in which only signal charges accumulated in a single light receiving element are read. It is what we did.

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.

しかしながら、斯かる固体撮像装置においては電荷掃
きよせ素子に生ずるスミア電荷が全て信号電荷と混合さ
れて転送されてしまうため、再生画面にスミア(smea
r)を生じさせてしまうという問題点があった。
However, in such a solid-state imaging device, all the smear charges generated in the charge sweeping element are mixed with the signal charges and transferred.
r).

そこで、また、斯かる問題点を解消するものとして、
ライン・アドレス・CCD・イメージセンサ(Line−Addre
ss CCD Image Sensor)と称される固体撮像装置が提案
された(1987年2月25日発行のインターナショナル・ソ
リッド・スティト・サーキット・カンファレンス〔Inte
rnational Solid−State Circuit Conference.ISSCC〕
予稿集)。
Therefore, as a solution to such a problem,
Line / Address / CCD / Image Sensor (Line-Addre)
ss CCD Image Sensor) has been proposed (International Solid State Circuit Conference [Inte] published February 25, 1987).
rnational Solid-State Circuit Conference.ISSCC)
Proceedings).

この固体撮像装置は垂直転送部を電荷結合素子によっ
て構成すると共に垂直転送部の出力側にスミア電荷吸収
部を設け、動作的には、この垂直転送部を複数且つ同数
の、例えば5個のゲート電極部からなる複数のパケット
に区分し、このパケットに複数の、例えば3個のゲート
電極部に跨るポテンシャルウエルを形成し、1受光素子
に得られる信号電荷をこのパケットのポテンシャルウエ
ルに読み出し、このポテンシャルウエルを移動させて、
信号電荷をこのパケット単位で水平転送部に転送する。
この場合、1水平期間の間には複数のパケットに形成さ
れた複数のポテンシャルウエルが水平転送部側に移動す
ることになるが、これら複数のポテンシャルウエルのう
ち1個のポテンシャルウエルのみが信号電荷を転送する
のに使用される。
In this solid-state imaging device, the vertical transfer unit is formed of a charge-coupled device, and a smear charge absorption unit is provided on the output side of the vertical transfer unit. The packet is divided into a plurality of packets each including an electrode portion, a plurality of potential wells are formed in the packet, for example, over three gate electrode portions, and signal charges obtained in one light receiving element are read out to the potential well of the packet. Move the potential well,
The signal charges are transferred to the horizontal transfer unit in packet units.
In this case, a plurality of potential wells formed in a plurality of packets move to the horizontal transfer unit during one horizontal period, but only one of the plurality of potential wells has a signal charge. Used to transfer

そこで、この固体撮像装置においては、信号電荷を転
送するポテンシャルウエル以外のポテンシャルウエルは
スミア電荷を転送するのに使用し、これら信号電荷を転
送するポテンシャルウエル以外のポテンシャルウエルに
よって転送されてくるスミア電荷はスミア電荷吸収部に
掃き出す様にし、高い電荷転送能力を有する垂直転送部
を構成すると共に、この垂直転送部に生ずるスミア電荷
の影響を有効的に抑制している。
Therefore, in this solid-state imaging device, potential wells other than the potential well for transferring signal charges are used to transfer smear charges, and smear charges transferred by potential wells other than the potential well for transferring these signal charges are used. Are swept out to the smear charge absorbing portion to constitute a vertical transfer portion having a high charge transfer capability, and effectively suppress the influence of smear charge generated in the vertical transfer portion.

〔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、この固体撮像装置においては、パケッ
ト単位に形成するポテンシャルウエルの移動の周期性を
保つため、受光素子から垂直転送部への信号電荷の読み
出しは、必ずしも1水平期間ごとには行われておらず、
1水平期間内において適宜に、即ち水平有効期間及び水
平ブランキング期間の区別はく行われている。ここにこ
の受光素子から垂直転送部への信号電荷の読出しは、受
光素子と垂直転送部との間に設けられる読出しゲート部
にクロックパルスよりも高電圧の、例えば12〔V〕〜15
〔V〕の読出しパルスを供給することにより行われる。
このため、水平有効期間すなわち信号電荷検出部が信号
電荷を読み出している期間に受光素子から垂直転送部に
信号電荷を読み出すことのあるこの固体撮像装置におい
ては、信号電荷検出部が信号電荷を読み出している期間
に基板の電位が変動しクロックパルスが振られ、これに
起因した固定パターン・ノイズ(再生画面上に横すじと
して現出する)が発生するという不都合があった。
However, in this solid-state imaging device, in order to maintain the periodicity of the movement of the potential well formed in packet units, the reading of the signal charge from the light receiving element to the vertical transfer unit is not necessarily performed every horizontal period. Without
In one horizontal period, the horizontal effective period and the horizontal blanking period are distinguished appropriately. Here, the signal charge is read from the light receiving element to the vertical transfer section by reading a signal having a higher voltage than the clock pulse, for example, from 12 [V] to 15 V, to a read gate section provided between the light receiving element and the vertical transfer section.
This is performed by supplying a read pulse of [V].
For this reason, in this solid-state imaging device in which the signal charge is read from the light receiving element to the vertical transfer unit during the horizontal effective period, that is, while the signal charge detection unit is reading the signal charge, the signal charge detection unit reads the signal charge. During this period, the potential of the substrate fluctuates and a clock pulse is generated, resulting in the inconvenience that fixed pattern noise (appearing as horizontal stripes on the reproduction screen) is generated.

本発明は、斯かる点に鑑み、斯かる固定パターン・ノ
イズを発生させない様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 the above, an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that does not generate such fixed pattern noise.

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

本発明による固体撮像装置は、例えば第1図〜第13図
に示す様に、半導体基板(10)上に、垂直方向及び水平
方向に行列状に配された受光素子(11)と、電荷結合素
子からなり、この受光素子(11)に得られる信号電荷を
垂直方向に転送する垂直転送部(12)と、電荷結合素子
からなり、この垂直転送部(12)を転送されてくるこの
信号電荷を水平方向に転送する水平転送部(13)と、こ
の垂直転送部(12)の出力側とこの水平転送部(13)と
の間に設けたメモリ部(20)、この水平転送部(13)を
転送されてくるこの信号電荷を検出する信号電荷検出部
とを有し、この垂直転送部(12)を複数且つ同数のゲー
ト電極部G1,G2‥‥G8からなる複数のパケットP1,P2‥‥
P7に分割し、この受光素子(11)に得られるこの信号電
荷を1又は2個の受光素子(11)ごとにこの複数のパケ
ットP1,P2‥‥P7のうち所定のパケットに読み出すと共
にこのパケットに読み出した信号電荷をこのメモリ部
(20)を介してこの水平転送部(13)に転送する様にし
た固体撮像装置において、このメモリ部(20)を信号電
荷が転送されてきたときだけ蓄積可能とすると共にこの
受光素子(11)からこの所定パケットへの信号電荷の読
み出し及びこのメモリ部(20)からのこの水平転送部
(13)への信号電荷の転送を水平ブランキング期間内に
行うようにしたものである。
A solid-state imaging device according to the present invention includes, as shown in FIGS. 1 to 13, a light receiving element (11) arranged in a matrix in a vertical direction and a horizontal direction on a semiconductor substrate (10). A vertical transfer section (12) for vertically transferring signal charges obtained to the light receiving element (11), and a signal charge for transferring the signal charges to the vertical transfer section (12). Horizontal transfer unit (13) for transferring data in the horizontal direction, a memory unit (20) provided between the output side of the vertical transfer unit (12) and the horizontal transfer unit (13), and the horizontal transfer unit (13). ), And a signal charge detecting section for detecting the signal charges transferred. The vertical transfer section (12) includes a plurality of packets each including a plurality of gate electrode sections G 1 , G 2 ‥‥ G 8. P 1 , P 2 ‥‥
P 7 , and the signal charge obtained by the light receiving element (11) is divided into a predetermined packet among the plurality of packets P 1 , P 2 ‥‥ P 7 for each of one or two light receiving elements (11). In a solid-state imaging device in which signal charges are read out and transferred to the horizontal transfer unit (13) via the memory unit (20), the signal charges are transferred to the memory unit (20). And reading of the signal charge from the light receiving element (11) to the predetermined packet and transfer of the signal charge from the memory section (20) to the horizontal transfer section (13) are performed by horizontal blanking. This is done within the period.

〔作用〕[Action]

斯かる本発明によれば、受光素子(11)から所定のパ
ケットへの信号電荷の読出しは、水平ブランキング期間
内に行われるので、水平有効期間すなわち信号電荷検出
部(14)において信号電荷を検出中に、基板の電位が読
み出しパルスによって変動されることなく、クロックパ
ルスが振られることがないと共にメモリ部(20)を信号
電荷が転送されてきたときだけ蓄積可能としたので、こ
のメモリ部(20)に受光素子(11)から読み出された信
号電荷だけが蓄積される。したがって、水平有効期間に
読み出しパルスを供給することによって生ずる固定パタ
ーン・ノイズが回避されると共に垂直転送部(12)に生
ずるスミア電荷の影響を有効的に抑制することができ
る。
According to the present invention, the signal charge is read out from the light receiving element (11) into a predetermined packet during the horizontal blanking period. Therefore, the signal charge is detected in the horizontal effective period, that is, the signal charge detection unit (14). During the detection, the potential of the substrate is not fluctuated by the read pulse, the clock pulse is not swung, and the memory section (20) can be stored only when the signal charge is transferred. Only the signal charges read from the light receiving element (11) are accumulated in (20). Therefore, the fixed pattern noise generated by supplying the read pulse during the horizontal effective period can be avoided, and the effect of the smear charge generated in the vertical transfer section (12) can be effectively suppressed.

〔実施例〕〔Example〕

以下、第1図〜第13図を参照して本発明固体撮像装置
の一実施例について説明しよう。
Hereinafter, an embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention will be described with reference to FIGS.

第1図及び第2図は夫々本例の固体撮像装置の概略的
平面及び概略的部分拡大平面図であり、これら第1図及
び第2図において、(10)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、(11)はフォトダイオ
ードからなる受光素子を示している。受光素子(11)は
P-型シリコン基板(10)の表面側に行列状に504(垂
直)×760(水平)個設けられている。
1 and 2 are a schematic plan view and a schematic partial enlarged plan view, respectively, of the solid-state imaging device according to the present embodiment. In FIGS. 1 and 2, (10) shows that the P-type impurity is relatively thin. A diffused P - type silicon substrate, and (11) shows a light receiving element composed of a photodiode. The light receiving element (11)
504 (vertical) x 760 (horizontal) units are provided in a matrix on the surface side of the P - type silicon substrate (10).

また、これら受光素子(11)の各列ごとに読出しゲー
ト部(15)を介して垂直転送部(12)が設けられてい
る。この垂直転送部(12)は、第3図に示す様に、埋め
込みチャネル型の電荷結合素子(BCCD)によって構成さ
れている。即ちP型シリコン基板(10)の表面側に信号
電荷転送路をなすN型領域(16)を設けると共に、この
N型領域(16)上にSiO2からなる絶縁層(17)を介して
520本のゲート電極g1,g2‥‥g8を設けて構成されてい
る。これらゲート電極g1,g2‥‥g8は夫々各垂直転送部
(12)に跨って共通して設けられており、また第9番目
から第512番目のゲート電極g1,g2‥‥g8は各垂直転送部
(12)において1受光素子に1電極が対応する様に設け
られている。これらゲート電極g1,g2‥‥g8には第5図
に示す垂直走査信号φV1V2‥‥φV8が供給される。
また、第9番目から第512番目のゲート電極g1,g2‥‥g8
は読出しゲート部(15)のゲート電極を兼ねる様になさ
れており、これら第9番目から第521番目のゲート電極g
1,g2‥‥g8には垂直走査信号φV1V2‥‥φV8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 (12) is provided for each column of the light receiving elements (11) via a read gate section (15). The vertical transfer section (12) is composed of a buried channel type charge-coupled device (BCCD) as shown in FIG. That is, an N-type region (16) forming a signal charge transfer path is provided on the surface side of the P-type silicon substrate (10), and an insulating layer (17) made of SiO 2 is provided on the N-type region (16).
520 gate electrodes g 1 , g 2 ‥‥ g 8 are provided. These gate electrodes g 1, g 2 ‥‥ g 8 are each the vertical transfer section (12) is provided in common across and ninth from the 512-th gate electrode g 1, g 2 ‥‥ g 8 is one electrode is provided so as to correspond to one light receiving element in the vertical transfer unit (12). The gate electrodes g 1 , g 2 ‥‥ g 8 are supplied with vertical scanning signals φ V1 , φ V2 ‥‥ φ V8 shown in FIG.
The ninth to 512th gate electrodes g 1 , g 2 ‥‥ g 8
Are also used as the gate electrodes of the read gate section (15), and the ninth through 521st gate electrodes g
1 , g 2 ‥‥ g 8 are supplied with a signal charge readout pulse φ ROG in addition to the vertical scanning signals φ V1 , φ V2 ‥‥ φ V8 .

また、この垂直転送部(12)は、第4図に示す様に、
10個のブロック(block)B1,B2‥‥B10から構成されて
いる。ここに第1ブロックB1から第9ブロックB9は夫々
7個のパケットP1,P2‥‥P7から構成され、第10ブロッ
クB10は2個のパケットP1,P2から構成される。そして、
1個のパケットは8個のゲート電極部G1,G2‥‥G8から
構成される。
This vertical transfer unit (12) is, as shown in FIG.
It is composed of 10 blocks B 1 , B 2 ‥‥ B 10 . The first block B 1 from the ninth block B 9 here consists respective seven packets P 1, P 2 ‥‥ P 7 , 10th block B 10 is composed of two packets P 1, P 2 You. And
One packet is composed of eight gate electrode portions G 1 , G 2 ‥‥ G 8 .

また第1図及び第2図において、(18)は垂直転送部
(12)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(18)は、上述のパケットP1,P2‥‥P8‥‥P
1,P2に対応して設けられた65個のパケット・ドライバ回
路PD1,PD2‥‥PD8‥‥PD1,PD2によって構成されてい
る。これらパケット・ドライバ回路PD1,PD2‥‥PD8‥‥
PD1,PD2は夫々第5図に示す垂直走査信号φV1V2‥‥
φV8を出力する8本の出力端子を有しており、これら8
本の出力端子は夫々対応するパケットのゲート電極g1,g
2‥‥g8に夫々接続されている。
1 and 2, reference numeral (18) denotes a vertical transfer drive circuit for driving the vertical transfer unit (12), and the vertical transfer drive circuit (18) includes the packets P 1 , P 2上述P 8 ‥‥ P
It comprises 65 packet driver circuits PD 1 , PD 2 ‥‥ PD 8 ‥‥ PD 1 , PD 2 provided corresponding to 1 and P 2 . These packet driver circuits PD 1 , PD 2 ‥‥ PD 8 ‥‥
PD 1 and PD 2 are vertical scanning signals φ V1 and φ V2 2 shown in FIG. 5, respectively.
It has eight output terminals to output φ V8.
The output terminals of this book are the gate electrodes g 1 and g of the corresponding packet, respectively.
2 ‥‥ g 8 each connected.

ここに第6図は第5図に示す垂直走査信号φV1V2
‥‥φV8がゲート電極g1,g2‥‥g8に供給された場合の
垂直転送路(16)のポテンシャンレベルの変化を、第2
ブロックB2及び第3ブロックB3の部分を例として示して
いる。即ち第5図に示すT=t0において第6図Aに示す
様に各パケットP1,P2‥‥P7に第1ゲート電極部G1から
第7ゲート電極部G7に跨るポテンシャルウエルが形成さ
れる。その後、このポテンシャルウエルはT=t1で第6
図に示す様に変化し、T=t2で第6図Cに示す様にな
り、T=t0+1/7Hで第6図Dに示す様になり、各パケッ
トの第1のゲート電極部G1から第7ゲート電極部G7に跨
って形成されたポテンシャルウエルは隣りのパケットの
第1ゲート電極部G1から第7ゲート電極部G7に移動して
行く。したがって、1水平期間(H)の間には7パケッ
ト分、即ち1ブロック分移動することになる。本例の固
体撮像装置は斯るポテンシャルウエルの移動を利用して
信号電荷及びスミア電荷を転送しようとするものであ
る。
FIG. 6 shows the vertical scanning signals φ V1 and φ V2 shown in FIG.
‥‥ phi V8 is a change in the potentiometer Shan level of the vertical transfer path (16) when it is supplied to the gate electrode g 1, g 2 ‥‥ g 8 , second
The portion of the block B 2 and the third block B 3 is shown as an example. That is, at T = t 0 shown in FIG. 5, potential wells extending from the first gate electrode portion G 1 to the seventh gate electrode portion G 7 at each packet P 1 , P 2 ‥‥ P 7 as shown in FIG. Is formed. Then, in this potential well is T = t 1 6
It changes as shown in the figure, as shown in FIG. 6C at T = t 2 , and as shown in FIG. 6D at T = t 0 + 1 / 7H, and the first gate electrode portion of each packet. potential well formed over the seventh gate electrode portion G 7 from G 1 is moves from the first gate electrode portion G 1 packet next to the seventh gate electrode portion G 7. Therefore, during one horizontal period (H), it moves by seven packets, that is, by one block. The solid-state imaging device according to the present embodiment intends to transfer signal charges and smear charges by utilizing the movement of the potential well.

また第1図及び第2図において(19)は読出しゲート
部(15)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(19)は、504本の出力端
子を有しており、これら出力端子は受光素子(11)に対
応して設けられた第9番目から第512番目のゲート電極g
1,g2‥‥g8に接続されている。この信号電荷読出しパル
スφROGを例えば第5図に示す様に垂直走査信号のハイ
レベル電圧よりも高い電圧値を有しており、この読出し
パルスφROGを読出しゲート部(15)に供給するとき
は、受光素子(11)に蓄積された信号電荷を垂直転送路
(16)に読み出すことができる。また、このライン・ア
ドレス・シフト・レジスタ(19)は、いわゆるフィール
ド読出しを行いうる様に信号電荷読出しパルスφROG
ゲート部G1,G2‥‥G8に供給するが、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
期間の例えば第5図におけるT=t0の時点で行われる。
1 and 2, reference numeral (19) denotes a line address shift register for supplying a signal charge read pulse φ ROG to the read gate section (15).
The address shift register (19) has 504 output terminals, and these output terminals are the ninth to 512th gate electrodes g provided for the light receiving element (11).
1 , g 2 ‥‥ g 8 are connected. For example, as shown in FIG. 5, the signal charge readout pulse φ ROG has a voltage value higher than the high level voltage of the vertical scanning signal, and this readout pulse φ ROG is supplied to the read gate unit (15). Can read the signal charges accumulated in the light receiving element (11) to the vertical transfer path (16). The line address shift register (19) supplies a signal charge read pulse φ ROG to the gates G 1 , G 2 ‥‥ G 8 so that a so-called field read can be performed. The supply of the signal charge readout pulse φ ROG is performed during the horizontal blanking period, for example, at T = t 0 in FIG.

また本例において、垂直転送部(12)の出力側にメモ
リ部(20)及び垂直読出しゲート部(21)を介して水平
転送部(13)が設けられている。メモリ部(20)は、第
3図に示す様に、垂直転送部(12)のN型領域(16)に
続けてメモリゲート領域をなすN-型領域(22)及びメモ
リ領域をなすN型領域(23)を設けると共に、これらN-
型領域(22)及びN型領域(23)上に絶縁層(17)を介
して電極(24)及び(25)を設けて構成されている。こ
れら電極(24)及び(25)にはメモリ・コントロール信
号φMCが供給される。また垂直読出しゲート部(21)
は、メモリ部(20)のN型領域(23)に続いてN-型領域
(26)を設けると共に、このN-型領域(26)上に絶縁層
(17)を介して電極(27)を設けて構成されている。こ
の電極(27)には垂直読出しゲート信号φVOGが供給さ
れる。
In this example, a horizontal transfer section (13) is provided on the output side of the vertical transfer section (12) via a memory section (20) and a vertical read gate section (21). As shown in FIG. 3, the memory unit (20) includes an N - type region (22) forming a memory gate region and an N - type region forming a memory region following the N-type region (16) of the vertical transfer unit (12). provided with a region (23), these N -
Electrodes (24) and (25) are provided on the mold region (22) and the N-type region (23) via an insulating layer (17). These electrodes (24) and (25) are supplied with a memory control signal φ MC . Vertical read gate (21)
, Following the N-type region (23) of the memory unit (20) N - provided with a type region (26), the N - type region (26) via an insulating layer (17) on the electrode (27) Is provided. The vertical read gate signal φ VOG is supplied to this electrode (27).

ここにメモリ部(20)は、信号電荷が転送されてこな
いときは、第7図Aに示す様に、その電極にローレベル
電圧が供給され、メモリゲート領域(22)にポテンシャ
ンバリヤが形成されてオフ(OFF)状態とされている
が、第7図Bに示す様に信号電荷Qsigが第1ブロックB1
の第1パケットP1の第1ゲート電極部G1から第7ゲート
電極部G7に転送されてくると、電極(24)および(25)
にハイレベル電圧が供給され、このメモリ部(20)をオ
ン(ON)状態とし、メモリゲート領域(22)及びメモリ
領域(23)のポテンシャンレベルをハイレベル電圧が供
給されている信号電荷転送路(16)のポテンシャンレベ
ルよりも深くして、第7図C及び第7図Dに示す過程を
経て、第7図Eに示す様に転送されてきた信号電荷をメ
モリ領域(23)に蓄積し、この蓄積が終了すると、第7
図Fに示す様にメモリ電極(24)および(25)にローレ
ベル電圧が供給され、このメモリ部(20)をオフ(OF
F)状態とし、メモリ・ゲート領域(22)のポテンシャ
ルレベルをハイレベル電圧が供給されている信号電荷転
送路(16)のポテンシャルレベルよりも浅くして、メモ
リ領域(23)に蓄積した信号電荷Qsigを保持する。そし
て、水平ブランキング期間になると、垂直読出しゲート
部(21)のゲート電極(27)にハイレベル電圧が供給さ
れ、この垂直読出しゲート部(21)がオン(ON)状態と
され、メモリ領域(23)に蓄積,保持された信号電荷は
水平転送部(13)に転送される。
Here, when the signal charge is not transferred to the memory section (20), a low level voltage is supplied to its electrode as shown in FIG. 7A, and a potential barrier is formed in the memory gate area (22). To the off state (OFF), but as shown in FIG. 7B, the signal charge Qsig is changed to the first block B 1.
First when the first gate electrode portion G 1 of the packet P 1 comes transferred to the seventh gate electrode portion G 7 of the electrode (24) and (25)
A high-level voltage is supplied to the memory section (20), the memory section (20) is turned on (ON), and the potential level of the memory gate area (22) and the memory area (23) is changed to a high level voltage. By making the potential deeper than the potential level of the path (16), the signal charges transferred as shown in FIG. 7E through the processes shown in FIGS. 7C and 7D are stored in the memory area (23). When the accumulation is completed, the seventh
As shown in FIG. F, a low level voltage is supplied to the memory electrodes (24) and (25), and the memory section (20) is turned off (OF
F) state, the potential level of the memory gate area (22) is made shallower than the potential level of the signal charge transfer path (16) to which the high-level voltage is supplied, and the signal charges accumulated in the memory area (23) Hold Qsig. Then, during the horizontal blanking period, a high-level voltage is supplied to the gate electrode (27) of the vertical read gate section (21), and the vertical read gate section (21) is turned on (ON), and the memory area ( The signal charges accumulated and held in 23) are transferred to the horizontal transfer section (13).

水平転送部(13)は従来周知の所謂2相駆動方式の電
荷結合素子により構成されている。第2図において、S
t1及びTr1は夫々2相駆動パルスφH1及びH2のうちの一
方の駆動パルスφH1が供給されるストレージ電極及びト
ランスファ電極であり、St2及びTr2は夫々他方の駆動パ
ルスφH2が供給されるストレージ電極及びトランスファ
電極である。
The horizontal transfer section (13) is composed of a so-called two-phase drive type charge-coupled device which is well known in the art. In FIG. 2, S
t1 and T r1 is a storage electrode and a transfer electrode one of the drive pulses phi H1 of each 2-phase drive pulses phi H1 and H2 are supplied, S t2 and T r2 are each other drive pulse phi H2 is supplied A storage electrode and a transfer electrode.

また水平転送部(13)の出力側に信号電荷検出部(1
4)が設けられている。この信号電荷検出部(14)はフ
ローティング・ディフュージョン増幅器によって構成さ
れており、水平転送部(13)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、(28)はこの映像信号が出力される出力端子で
ある。
The signal charge detection unit (1) is connected to the output side of the horizontal transfer unit (13).
4) is provided. The signal charge detection section (14) is constituted by a floating diffusion amplifier, detects a signal charge transferred to the horizontal transfer section (13), and converts the signal charge into an electric video signal. Incidentally, (28) is an output terminal to which this video signal is output.

また本例においては、垂直転送部(12)の第1ブロッ
クB1の第1のパケットP1の第1ゲート電極部G3から第6
ゲート電極部G6に隣接してスミア・コントロール・ゲー
ト部(29)を介してスミア・ドレイン領域(30)が設け
られている。スミア・コントロール・ゲート部(29)、
第8図に示す様に、垂直転送路をなすN型領域(16)に
隣接してP型領域(31)を設けると共にこのP型領域
(31)上に絶縁層(17)を介してゲート電極(32)を設
けて構成されている。このゲート電極(32)にスミア・
コントロール・ゲート信号φSCGが供給される。またス
ミア・ドレイン領域(30)はスミア・コントロール・ゲ
ート部(29)のP型領域(31)に隣接してN型領域(3
3)を設けることによって構成されている。ここにスミ
ア・コントロール・ゲート部(29)は、第9図Aに示す
様に信号電荷Qsigが第1ブロックB1の第1パケットP1
第3ゲート電極部G3から第6ゲート電極部G6を通過する
間は、ゲート電極(32)にローレベル電圧が供給され、
そのポテンシャルレベルをハイレベル信号が供給されて
いる信号電荷転送部(16)のポテンシャルレベルよりも
浅くしてオフ(OFF)状態とし、信号電荷Qsigがスミア
・ドレイン領域(30)に掃き出されない様にする。ま
た、信号電荷Qsigが第1ブロックB1の第1パケットP1
第3ゲート電極部G3から第6ゲート電極部G6を通過中で
ない間は、ゲート電極(32)にハイレベル電圧が供給さ
れ、第9図Bに示す様にそのポテンシャルレベルをハイ
レベル信号が供給されている信号電荷転送路(16)のポ
テンシャルレベルよりも深くしてオン(ON)状態とし、
転送されてくるスミア電荷Qsmをスミア・ドレイン領域
(30)に掃き出し得る様にする。尚、第2図において、
(34)はチャネル・ストッパ領域である。
In the present embodiment, the first block first first gate electrode portion G 3 packets P 1 of B 1 of the vertical transfer portion (12) 6
Smear drain region via smear control gate portion (29) adjacent to the gate electrode unit G 6 (30) is provided. Smear control gate (29),
As shown in FIG. 8, a P-type region (31) is provided adjacent to an N-type region (16) forming a vertical transfer path, and a gate is formed on the P-type region (31) via an insulating layer (17). It is constituted by providing an electrode (32). This gate electrode (32)
A control gate signal φ SCG is supplied. The smear drain region (30) is adjacent to the P-type region (31) of the smear control gate portion (29), and is an N-type region (3).
3) is provided. Here smear control gate section (29), FIG. 9 signal charge Qsig as shown in A third gate electrode portion G 3 sixth gate electrode of the first packet P 1 of the first block B 1 while passing through the G 6 is low level voltage is supplied to the gate electrode (32),
Make the potential level shallower than the potential level of the signal charge transfer section (16) to which the high level signal is supplied, and turn it off (OFF) so that the signal charge Qsig is not swept out to the smear / drain region (30). To Further, the signal charge Qsig is between the first third gate electrode portion G 3 packets P 1 of the first block B 1 is not being passed through the sixth gate electrode portion G 6, the high level voltage to the gate electrode (32) As shown in FIG. 9B, the potential level is made deeper than the potential level of the signal charge transfer path (16) to which the high-level signal is supplied, and the potential is turned on.
The transferred smear charge Qsm can be swept out to the smear / drain region (30). In FIG. 2,
(34) is a channel stopper region.

次に第10図〜第13図を参照して本例の固体撮像装置の
動作につき説明する。
Next, the operation of the solid-state imaging device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

第10図は信号電荷読み出しパルスφROGが供給される
タイミングを示す線図、第11図は奇数フィールド時にお
ける信号電荷の転送の様子を模式的に示すものであり、
この第11図において実線Xは、信号電荷読み出しパルス
φROGが供給された時点(第5図におけるT=t0の時
点)での垂直転送路(16)のポテンシャルレベルを示
し、斜線で表す部分は、その時点において読み出された
信号電荷を示し、散点模様で示す部分は既に読み出さ
れ、転送途上にある信号電荷を示している。またQk,k+1
は第k水平ライン及び第k+1水平ラインから読み出さ
れた信号電荷を表している。
FIG. 10 is a diagram showing the timing at which the signal charge readout pulse φ ROG is supplied, and FIG. 11 schematically shows the transfer of the signal charge at the time of the odd field.
In FIG. 11, the solid line X indicates the potential level of the vertical transfer path (16) at the time when the signal charge readout pulse φ ROG is supplied (at time T = t 0 in FIG. 5), and the hatched portion Indicates a signal charge read at that time, and a portion indicated by a dotted pattern indicates a signal charge which has already been read and is being transferred. Q k , k + 1
Represents signal charges read from the k-th horizontal line and the (k + 1) -th horizontal line.

先ず奇数フィールドの第1水平期間(H)においては
信号電荷の読み出しは行われず、第5図に示す垂直走査
信号φv1v2‥‥φv3のみがゲート電極g1,g2‥‥g8
供給される。したがって、各パケットP1,P2‥‥P7には
第6図にも示した様に第1ゲート電極部G1から第7ゲー
ト電極部G7に跨るポテンシャルウエルが形成され、これ
が出力側に1ブロック分移動する。このとき、ポテンシ
ャルウエルはスミア電荷のみを転送するが、この期間、
メモリ部(20)はオフ(OFF)状態とされ、スミア・コ
ントロール・ゲート部(29)はオン(ON)とされている
ので、転送されてくるスミア電荷はスミア・ドレイン領
域に掃き出される。続く第2水平期間,第3水平期間‥
‥第8水平期間においても同様な動作が行われる。この
様に第1水平期間から第8水平期間の間は信号電荷転送
路(16)に生ずるスミア電荷の転送、掃出のみが行われ
る。
First, in the first horizontal period (H) of the odd field, no signal charges are read out, and only the vertical scanning signals φ v1 , φ v2 ‥‥ φ v3 shown in FIG. 5 are applied to the gate electrodes g 1 , g 2 ‥‥ g. Supplied to 8 . Therefore, each packet P 1, P 2 ‥‥ P 7 potential well extending over the first gate electrode portion G 1 to the seventh gate electrode portion G 7 are formed as shown in FIG. 6, which is the output side To one block. At this time, the potential well transfers only the smear charge.
Since the memory section (20) is turned off (OFF) and the smear control gate section (29) is turned on (ON), the transferred smear charge is swept out to the smear / drain region. Subsequent second horizontal period, third horizontal period
(4) The same operation is performed in the eighth horizontal period. As described above, only the transfer and the sweep of the smear charge generated in the signal charge transfer path (16) are performed during the first to eighth horizontal periods.

第9水平期間になると、、第10図に示す様に、その冒
頭の水平ブランキング期間すなわち第5図におけるT=
t0の時点でライン・アドレス・シフト・レジスタ(19)
から第1ブロックB1の第2パケットP2の第1ゲート電極
g1、即ち第1水平ラインの受光素子(11)に対応するゲ
ート電極に信号電荷読み出しパルスφROGが供給され、
第10図に示す様に、第1水平ラインの受光素子(11)に
蓄積された信号電荷Q1が第1ブロックB1の第2パケット
P2に読み出される。そして、第9水平期間の間に各パケ
ットに形成されるポテンシャルウエルは1ブロック分だ
け出力側に移動する。この場合、メモリ部(20)は、第
7図に示す様に信号電荷が第1ブロックB1の第1パケッ
トP1の第1ゲート電極部G1から第7ゲート電極部G7に転
送されてきたときは、オン(ON)状態となり、それ以外
はオフ(OFF)状態となり、また、スミア・コントロー
ル・ゲート部(29)は信号電荷が第1ブロックB1の第1
パケットP1の第3ゲート電極部G3から第6ゲート電極部
G6を通過する間は、オフ(OFF)状態となり、それ以外
の間はオン(ON)状態となる様にされているので、受光
素子(11)に蓄積され、第1ブロックB1の第2パケット
P2に読み出された信号電荷Q1はメモリ部(20)に蓄積さ
れ、第1ブロックB1の第2パケットP2以外のパケット
P1,P3〜P7によって転送されてくるスミア電荷はスミア
・ドレイン領域(30)に掃き出される。次に第10水平期
間になると、信号電荷Q2,3が読み出され、上述と同様に
転送される。この様に第10図に示す信号電荷読出しパル
スφROGに従って信号電荷Qk,k+1が読み出されていく。
In the ninth horizontal period, as shown in FIG. 10, the first horizontal blanking period, that is, T = T in FIG.
Line address shift register at time t 0 (19)
To the first gate electrode of the second packet P 2 of the first block B 1
g 1 , that is, a signal charge read pulse φ ROG is supplied to the gate electrode corresponding to the light receiving element (11) on the first horizontal line,
As shown in FIG. 10, the signal charge Q 1 accumulated in the light receiving element of the first horizontal line (11) is a second packet of the first block B 1
It is read out to the P 2. Then, the potential well formed in each packet during the ninth horizontal period moves to the output side by one block. In this case, the memory unit (20), the signal charges as shown in FIG. 7 is transferred from the first gate electrode portion G 1 of the first packet P 1 of the first block B 1 to the seventh gate electrode portion G 7 when have is turned on (oN) state, the other is turned off (oFF) state, also smear control gate section (29) the first signal charges of the first block B 1 1
Sixth gate electrode portion from the third gate electrode portion G 3 packets P 1
While passing through the G 6 is turned off (OFF) state, while the other is in such an on (ON) state, stored in the light receiving element (11), the first block B 1 second 2 packets
The signal charges Q 1 read to P 2 is stored in the memory unit (20), the first block B 1 second packet P 2 other packets
P 1, P 3 is the incoming smear charges transferred by to P 7 are swept out smear drain regions (30). Next, in the tenth horizontal period, the signal charges Q 2 , 3 are read out and transferred as described above. As described above, the signal charges Q k and k + 1 are read in accordance with the signal charge read pulse φ ROG shown in FIG.

この様にして信号電荷は読み出され、転送されるが、
例えば、第32水平期間においては、第46水平ライン及び
第47水平ラインの受光素子に蓄積された信号電荷Q46,47
を第1ブロックB1の第7パケットP7に読み出すと共に、
第48水平ライン及び第49水平ラインの受光素子に蓄積さ
れた信号電荷Q48,49を第2ブロックB2の第1パケットP1
に読み出す様にする。この場合、第12図A及び第12図B
に示す様にT=t0′で、読出しパルスφROGを第1ブロ
ックB1の第7パケットP7の第7ゲート電極g7及び第8ゲ
ート電極g8に供給し、第13図Aに示す様に第46水平ライ
ン及び第47水平ラインの受光素子に蓄積された信号電荷
Q46,47を第1ブロックB1の第7パケットP7に読み出す。
この様にすると、この信号電荷はT=t1′で第13図Bに
示す様に第1ブロックB1の第7パケットP7の第1ゲート
電極部G1から第7ゲート電極部G7に形成されるポテンシ
ャルウエルに蓄積される。そこで、次にT=t2′で、第
2ブロックB2の第1パケットP1の第ゲート電極g1及び第
2ゲート電極g2に読み出しパルスφROGを供給し、第13
図Cに示す様に第48水平ライン及び第49水平ラインの受
光素子に蓄積された信号電荷Q48,49を第2ブロックB2
第1パケットP1の読み出す。この様にすると、この信号
電荷はT=t3′で第13図Dに示す様に第2ブロックB2
第1パケットP1の第1電極部G1から第7ゲート電極部G7
に形成されるポテンシャルウエルに蓄積される。以後、
これらの信号電荷は夫々メモリ領域に向かって転送され
る。この様に、第nブロックの第7パケットP7に最後に
読み出すべき信号電荷をこの第7パケットに読み出すと
きは、第n+1ブロックの第1パケットP1に最初に読み
出すべき信号電荷を同一の水平ブランキング期間に読み
出す様にする。
The signal charge is read out and transferred in this way,
For example, in the 32nd horizontal period, the signal charges Q 46 , 47 stored in the light receiving elements on the 46th horizontal line and the 47th horizontal line.
Reads the the first block seventh packet P 7 of B 1,
The signal charges Q 48 , 49 stored in the light receiving elements of the 48th horizontal line and the 49th horizontal line are transferred to the first packet P 1 of the second block B 2 .
To be read. In this case, FIGS. 12A and 12B
At T = t 0 ′, a read pulse φ ROG is supplied to the seventh gate electrode g 7 and the eighth gate electrode g 8 of the seventh packet P 7 of the first block B 1 as shown in FIG. As shown, the signal charges accumulated in the light receiving elements on the 46th horizontal line and the 47th horizontal line
Q 46 and 47 are read into the seventh packet P 7 of the first block B 1 .
With this manner, the signal charge is T = t 1 'in the first 13 first gate electrode portion G 1 from the seventh gate electrode portion G 7 of the seventh packet P 7 of the first block B 1 as shown in Figure B Is accumulated in the potential well formed in the substrate. Then, next, at T = t 2 ′, a readout pulse φ ROG is supplied to the first gate electrode g 1 and the second gate electrode g 2 of the first packet P 1 of the second block B 2 , and
Reading out the signal charge Q 48, 49 stored in the light receiving element of the first 48 horizontal line and the 49 horizontal lines as shown in Figure C of the first packet P 1 of the second block B 2. With this manner, the signal charge is T = t 3 'in the first 13 first electrode portions G 1 from the seventh gate electrode portion G 7 of the first packet P 1 of the second block B 2 as shown in Figure D
Is accumulated in the potential well formed in the substrate. Since then
These signal charges are respectively transferred toward the memory area. Thus, when reading the signal charge to be read to the last seventh packet P 7 of the n blocks to the seventh packet, the (n + 1) same horizontal first signal charges to be read out first packet P 1 block Read during the blanking period.

この固体撮像装置においては、以上の様な動作によっ
て信号電荷は読み出され、転送されるが、最終ライン、
即ち第504水平ラインの受光素子の信号電荷Q504は第252
水平期間に読み出され、第261水平期間に水平転送部(1
3)に転送される。また偶数フィールドにおいは、第10
図に示す様に第261水平期間から第270水平期間の9水平
期間の間は信号電荷の読み出しを行わず、スミア電荷の
転送,掃き出しを行ない、第271水平期間になったとき
に第1水平ライン及び第2水平ラインの受光素子に蓄積
された信号電荷から読み出す様にされるほかは奇数フィ
ールドの場合と同様の動作が行われる。
In this solid-state imaging device, signal charges are read out and transferred by the above-described operations.
That is, the signal charge Q 504 of the light receiving element on the 504th horizontal line is
It is read out during the horizontal period, and the horizontal transfer unit (1
3) is forwarded. In the even field, the tenth
As shown in the figure, signal charges are not read out during the nine horizontal periods from the 261st horizontal period to the 270th horizontal period, transfer and sweeping of smear charges are performed, and when the 271st horizontal period is reached, the first horizontal period is started. The same operation as in the case of the odd field is performed except that the signal charges accumulated in the light receiving elements of the line and the second horizontal line are read out.

斯る本例の固体撮像装置によれば、垂直転送部(12)
を第4図に示す様に10個のブロックB1,B2‥‥B10に分割
し、第1ブロックB1から第9ブロックB9は夫々7個のパ
ケットP1,P2‥‥P7から構成し、第10ブロックB10は2個
のパケットP1,P2から構成し、1個のパケットは8個ゲ
ート電極部G1,G2‥‥G8から構成し、受光素子(11)に
得られる信号電荷を1又は2個の受光素子(11)ごとに
1ブロック内の1パケットに読み出し、パケット単位で
形成されるポテンシャルウエルによって転送し、信号電
荷を転送するポテンシャルウエル以外のポテンシャルウ
エルはスミア電荷を転送するのに使用し、スミア電荷に
ついては、これをスミア・ドレイン領域(30)に掃き出
す様にされているので、垂直転送部(12)の電荷転送能
力を高めることができると共に、この垂直転送部(12)
に生ずるスミア電荷の影響を有効的に抑制することがで
きる。
According to the solid-state imaging device of this example, the vertical transfer unit (12)
Is divided into ten blocks B 1 , B 2 ‥‥ B 10 as shown in FIG. 4, and the first to ninth blocks B 1 to B 9 are divided into seven packets P 1 , P 2 ‥‥ P consist of 7, 10 block B 10 is composed of two packets P 1, P 2, is one packet composed of eight gate electrode portions G 1, G 2 ‥‥ G 8, the light receiving element ( The signal charge obtained in 11) is read out into one packet in one block for each of one or two light receiving elements (11), transferred by a potential well formed in packet units, and other than the potential well for transferring the signal charge. The potential well is used to transfer the smear charge, and the smear charge is discharged to the smear / drain region (30), so that the charge transfer capability of the vertical transfer section (12) can be improved. Along with this vertical transfer unit (12)
In this case, the effect of smear charge can be effectively suppressed.

また本例の固体撮像装置によれば、受光素子(11)か
らパケットP1,P2‥‥P7への信号電荷の読出しは、水平
ブランキング期間内に行われるので、水平有効期間すな
わち信号電荷検出部(14)において信号電荷を検出中
に、基板の電位が信号電荷読み出しパルスφROGによっ
て変動されることがなく、クロックパルスが振られるこ
とがない。
Further, according to the solid-state imaging device of the present example, the reading of the signal charges from the light receiving element (11) to the packets P 1 , P 2行 わ P 7 is performed during the horizontal blanking period. During the detection of the signal charge in the charge detection section (14), the potential of the substrate is not fluctuated by the signal charge readout pulse φ ROG and no clock pulse is swung.

したがって、本例の固体撮像装置によれば、水平有効
期間に信号電荷読み出しパルスφROGを供給することに
よって生ずる固定パターン・ノイズを回避することがで
きる。
Therefore, according to the solid-state imaging device of this example, it is possible to avoid fixed pattern noise generated by supplying the signal charge readout pulse φ ROG during the horizontal effective period.

尚、上述実施例においては、1画素に1電極を対応さ
せる様にゲート電極を配する様にした場合につき述べた
が、この代わりに、1画素に2電極を対応させる様にし
ても良い。またブロック数,パケット数,ゲート電極部
数も上述の場合に限定されない。
In the above embodiment, the case where the gate electrode is arranged so that one pixel corresponds to one electrode has been described. Alternatively, two electrodes may correspond to one pixel. Further, the number of blocks, the number of packets, and the number of gate electrode portions are not limited to the above-described cases.

また、上述実施例においては、P型シリコン基板(1
0)を使用した場合につき述べたが、この代わりに、N
型シリコン基板を使用して、このN型シリコン基板の表
面側にPウエルを形成し、このPウエルに受光素子,垂
直転送部等を形成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 P-type silicon substrate (1
0), but instead of N
A P-well may be formed on the surface side of the N-type silicon substrate using a type silicon substrate, and a light receiving element, a vertical transfer section, and the like may be formed in the P-well.
The same operation and effect as described above can be obtained.

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。
In addition, 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、水平有効期間すなわち信号電極検出
部(14)において信号電荷を検出中に、基板の電位が読
み出しパルスによって変動されることがなく、この期
間、クロックパルスの電圧が振られることがないので、
水平有効期間に読み出しパルスを供給することによって
生ずる固定パターン・ノイズを回避することができる。
また本発明によればメモリ部(20)を信号電荷が転送さ
れてきたときだけ蓄積可能としているので、このメモリ
部(20)に受光素子(11)から読みい出された信号電荷
だけが蓄積され、垂直転送部(12)に生ずるスミア電荷
の影響を有効的に抑制することができる。
According to the present invention, the potential of the substrate is not fluctuated by the read pulse during the horizontal effective period, that is, during the detection of the signal charge in the signal electrode detector (14), and the voltage of the clock pulse is varied during this period. Because there is no
The fixed pattern noise caused by supplying the read pulse during the horizontal valid period can be avoided.
Further, according to the present invention, since the memory section (20) can be stored only when signal charges are transferred, only the signal charges read from the light receiving element (11) are stored in the memory section (20). As a result, the effect of smear charge generated in the vertical transfer section (12) can be effectively suppressed.

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

第1図及び第2図は夫々本発明固体撮像装置の一実施例
を示す概略的平面図及び概略的部分平面図、第3図は垂
直転送部の断面図、第4図は垂直転送部を説明するため
の線図、第5図は垂直走査信号を示す波形図、第6図は
垂直転送路のポテンシャルレベルの変化を示す線図、第
7図はメモリゲート領域,メモリ領域及び垂直読み出し
ゲート領域のポテンシャルレベルの変化を示す線図、第
8図はスミア・コントロール・ゲート部及びスミア・ド
レイン領域を示す断面図、第9図はスミア・コントロー
ル・ゲート領域及びスミア・ドレイン領域のポテンシャ
ルレベルの変化を示す線図、第10図は信号電荷読出しパ
ルスの供給タイミングを示す線図、第11図は奇数フィー
ルド時における信号電荷の転送の様子を模式的に示す線
図、第12図及び第13図は夫々第32水平期間における信号
電荷の読み出しを説明するための波形図及びポテンシャ
ル図、第14図は従来の固体撮像装置の一例を示す概略的
平面図である。 (10)はP型シリコン基板、(11)は受光素子、(12)
は垂直転送部、(13)は水平転送部、(14)は信号電荷
検出部、(15)は読み出しゲート部、(18)は垂直転送
駆動回路、(19)はライン・アドレス・シフト・レジス
タ、(20)はメモリ部、(21)は垂直読み出しゲート
部、(29)はスミア・コントロール・ゲート部、(30)
はスミア・ドレイン領域、B1,B2‥‥B10は夫々ブロッ
ク、P1,P2‥‥P7は夫々パケット、G1,G2‥‥G8は夫々ゲ
ート電極部、g1,g2‥‥g8は夫々ゲート電極、PD1,PD2
‥PD7は夫々パケット・ドライバ回路、φV1V2‥‥φ
V8は夫々垂直走査信号である。
1 and 2 are a schematic plan view and a schematic partial plan view, respectively, showing an embodiment of the solid-state imaging device of the present invention, FIG. 3 is a sectional view of a vertical transfer unit, and FIG. FIG. 5 is a waveform diagram showing a vertical scanning signal, FIG. 6 is a diagram showing a change in potential level of a vertical transfer path, and FIG. 7 is a memory gate region, a memory region and a vertical read gate. FIG. 8 is a sectional view showing a smear control gate portion and a smear drain region, and FIG. 9 is a sectional view showing a smear control gate region and a smear drain region. FIG. 10 is a diagram showing the supply timing of the signal charge readout pulse, FIG. 11 is a diagram schematically showing the transfer state of the signal charge in the odd field, FIG. 12 and FIG. The waveform diagram and a potential diagram illustrating a read of the signal charge in each 32 horizontal period, FIG. 14 is a schematic plan view showing an example of a conventional solid-state imaging device. (10) is a P-type silicon substrate, (11) is a light receiving element, (12)
Is a vertical transfer section, (13) is a horizontal transfer section, (14) is a signal charge detection section, (15) is a read gate section, (18) is a vertical transfer drive circuit, and (19) is a line address shift register. , (20) is the memory section, (21) is the vertical read gate section, (29) is the smear control gate section, (30)
Is a smear / drain region, B 1 , B 2 ‥‥ B 10 are blocks, P 1 , P 2 ‥‥ P 7 are packets, G 1 , G 2 ‥‥ G 8 are gate electrode portions, g 1 , G 2 g 2 ‥‥ g 8 is the gate electrode, PD 1 , PD 2
‥ PD 7 is a packet driver circuit, φ V1 , φ V2 ‥‥ φ
V8 is a vertical scanning signal.

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62−122383(JP,A)Continuation of the front page (72) Inventor Maki Sato 6-7-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (56) References JP-A-62-122383 (JP, A)

Claims (2)

(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
行列状に配された受光素子と、電荷結合素子からなり、
上記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、 電荷結合素子からなり、上記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水平転送部と、 上記垂直転送部の出力側と上記水平転送部との間に設け
たメモリ部と、 上記水平転送部を転送されてくる上記信号電荷を検出す
る信号電荷検出部とを有し、 上記垂直転送部を複数且つ同数のゲート電極部からなる
複数のパケットに分割し、上記受光素子に得られる上記
信号電荷を1又は2個の上記受光素子ごとに上記複数の
パケットのうちの所定のパケットに読み出すと共に該パ
ケットに読み出した信号電荷を上記メモリ部を介して上
記水平転送部に転送する様にした固体撮像装置にいおい
て、 上記メモリ部を信号電荷が転送されてきたときだけ蓄積
可能とすると共に上記受光素子から上記所定のパケット
への上記信号電荷の読み出し及び上記メモリ部からの上
記水平転送部への信号電荷の転送を水平ブランキング期
間内に行う様にしたことを特徴とする固体撮像装置。
A light-receiving element arranged in a matrix in a vertical direction and a horizontal direction on a semiconductor substrate, and a charge-coupled element;
A vertical transfer unit for transferring signal charges obtained to the light receiving element in the vertical direction; a horizontal transfer unit comprising a charge-coupled device and transferring the signal charges transferred from the vertical transfer unit in the horizontal direction; A memory unit provided between the output side of the transfer unit and the horizontal transfer unit; and a signal charge detection unit for detecting the signal charge transferred from the horizontal transfer unit, wherein a plurality of the vertical transfer units are provided. And dividing the signal charge obtained in the light receiving element into a predetermined packet of the plurality of packets for each of one or two light receiving elements. In the solid-state imaging device configured to transfer the signal charge read out to the horizontal transfer unit via the memory unit, the memory unit can store the signal charge only when the signal charge is transferred. And reading out the signal charge from the light receiving element to the predetermined packet and transferring the signal charge from the memory unit to the horizontal transfer unit within a horizontal blanking period. Imaging device.
【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の固体撮像装置
において、 上記垂直転送部の出力側にスミア・コントロール・ゲー
ト部を介してスミア・ドレイン領域を設け、信号電荷が
通過中でない間は上記スミア・コントロール・ゲート部
をオン状態とし、電荷を上記スミア・ドレイン領域に掃
き出し得るようにしたことを特徴とする固体撮像装置。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a smear / drain region is provided on the output side of said vertical transfer unit via a smear control gate unit, and the signal charge is not passed. Wherein the smear control gate is turned on to discharge electric charges to the smear / drain region.
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