JP2758739B2 - 固体撮像装置の駆動方法 - Google Patents
固体撮像装置の駆動方法Info
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像装置の駆動方法
に関し、特に縦型オーバーフロードレイン構造で、電子
シャッタ動作可能な固体撮像装置の駆動方法に関する。
に関し、特に縦型オーバーフロードレイン構造で、電子
シャッタ動作可能な固体撮像装置の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の一般的な固体撮像装置の断面構造
を図６に示す。シリコンなどのＮ型半導体基板６の表面
側にＰ型ウェル７を形成し、そのさらに表面側に入射光
を光電変換し一定期間蓄積するＮ型光電変換領域４（以
下フォトダイオードと記す）と信号電荷を転送するＮ型
転送チャネル５を形成してある。なお、Ｐ型ウェル７に
はＮ型転送チャネル５の直下のみ選択的に高濃度Ｐ型領
域８を設けてある。またフォトダイオード４の表面には
Ｐ+ 型拡散層３を設け、その一部はチャネルストッパー
９（Ｐ+ 型素子分離領域）とつながっておりＰ型ウェル
７，Ｐ+ 型拡散層３，チャネルストッパー９は同電位と
なっている。後述するようにＰ型ウェル７は０Ｖを印加
し電位を固定する為、Ｐ+ 型拡散層３も０Ｖに固定され
る。これにより表面の酸化シリコン膜１１との界面は非
空乏状態となり界面からの暗電流の発生を押さえてい
る。Ｐ型ウェル７とＮ型半導体基板６の間には、電源１
２によりＰ型ウェル７側に０Ｖ，Ｎ型半導体基板６側に
プラス電圧Ｖｓｕｂを印加し、このＶｓｕｂによりフォ
トダイオード４で蓄積可能な最大電荷量を決定するとと
もに、それ以上の過剰な電荷はＮ型半導体基板６へ流れ
込むといういわゆる縦型オーバーフロードレイン構造と
なっている。
を図６に示す。シリコンなどのＮ型半導体基板６の表面
側にＰ型ウェル７を形成し、そのさらに表面側に入射光
を光電変換し一定期間蓄積するＮ型光電変換領域４（以
下フォトダイオードと記す）と信号電荷を転送するＮ型
転送チャネル５を形成してある。なお、Ｐ型ウェル７に
はＮ型転送チャネル５の直下のみ選択的に高濃度Ｐ型領
域８を設けてある。またフォトダイオード４の表面には
Ｐ+ 型拡散層３を設け、その一部はチャネルストッパー
９（Ｐ+ 型素子分離領域）とつながっておりＰ型ウェル
７，Ｐ+ 型拡散層３，チャネルストッパー９は同電位と
なっている。後述するようにＰ型ウェル７は０Ｖを印加
し電位を固定する為、Ｐ+ 型拡散層３も０Ｖに固定され
る。これにより表面の酸化シリコン膜１１との界面は非
空乏状態となり界面からの暗電流の発生を押さえてい
る。Ｐ型ウェル７とＮ型半導体基板６の間には、電源１
２によりＰ型ウェル７側に０Ｖ，Ｎ型半導体基板６側に
プラス電圧Ｖｓｕｂを印加し、このＶｓｕｂによりフォ
トダイオード４で蓄積可能な最大電荷量を決定するとと
もに、それ以上の過剰な電荷はＮ型半導体基板６へ流れ
込むといういわゆる縦型オーバーフロードレイン構造と
なっている。
【０００３】ここで、この種の従来構造固体撮像装置に
於けるフォトダイオード最大蓄積電荷量と電子シャッタ
ー動作について説明する。図７は、図６に於けるＸ−Ｙ
方向の電子のポテンシャル模式図である。上述したよう
なＰ型ウェル７とＮ型半導体基板６との間に印加する逆
バイアス電圧Ｖｓｕｂによってフォトダイオード４直下
のＰ型ウェル部は完全に空乏化しており、ポテンシャル
分布は同図の曲線Ｄのようになる。この時のフォトダイ
オード４直下のＰ型ウェル部のポテンシャルをφB1とす
ると、この時の最大蓄積電荷量は同図中の右下り斜線で
示した部分に蓄えられるＱ１となる。これ以上の電荷は
Ｐ型ウェル７のポテンシャルバリアを越えて同図にａで
示すようにＮ型半導体基板６へ流れこむ。また印加して
いるＶｓｕｂ電圧をＶ１だけ高くすると同図の曲線Ｅに
示したようにＰ型ウェル部のポテンシャルがφB2にな
り、最大蓄積電荷量は左斜線で示したＱ２となる（Ｑ１
＞Ｑ２）。このようにフォトダイオード４に蓄積可能な
最大電荷量はＰ型ウェル７とＮ型半導体基板６間に印加
される電圧によって決定される。また電子シャッタ動作
は、図７の曲線Ｆに示したように印加する電圧をＰ型ウ
ェル部のポテンシャルバリアが無くなるような電圧Ｖｓ
ｕｂ＋Ｖ２にすることによりそれまで蓄積していた信号
電荷の全てが同図ｂのようにＮ型半導体基板側へはき出
すことにより達成している。すなわち、水平ブランキン
グ期間内、もしくは垂直ブランキング期間内にパルス的
に印加電圧を大きくし、フォトダイオード内を空にした
後、再びもとのＶｓｕｂ値に戻し、その時点から信号電
荷の蓄積を再開することで、ほぼ任意の時間（１／６０
秒〜１／∞秒）の電子シャッタ動作が可能となるのであ
る。
於けるフォトダイオード最大蓄積電荷量と電子シャッタ
ー動作について説明する。図７は、図６に於けるＸ−Ｙ
方向の電子のポテンシャル模式図である。上述したよう
なＰ型ウェル７とＮ型半導体基板６との間に印加する逆
バイアス電圧Ｖｓｕｂによってフォトダイオード４直下
のＰ型ウェル部は完全に空乏化しており、ポテンシャル
分布は同図の曲線Ｄのようになる。この時のフォトダイ
オード４直下のＰ型ウェル部のポテンシャルをφB1とす
ると、この時の最大蓄積電荷量は同図中の右下り斜線で
示した部分に蓄えられるＱ１となる。これ以上の電荷は
Ｐ型ウェル７のポテンシャルバリアを越えて同図にａで
示すようにＮ型半導体基板６へ流れこむ。また印加して
いるＶｓｕｂ電圧をＶ１だけ高くすると同図の曲線Ｅに
示したようにＰ型ウェル部のポテンシャルがφB2にな
り、最大蓄積電荷量は左斜線で示したＱ２となる（Ｑ１
＞Ｑ２）。このようにフォトダイオード４に蓄積可能な
最大電荷量はＰ型ウェル７とＮ型半導体基板６間に印加
される電圧によって決定される。また電子シャッタ動作
は、図７の曲線Ｆに示したように印加する電圧をＰ型ウ
ェル部のポテンシャルバリアが無くなるような電圧Ｖｓ
ｕｂ＋Ｖ２にすることによりそれまで蓄積していた信号
電荷の全てが同図ｂのようにＮ型半導体基板側へはき出
すことにより達成している。すなわち、水平ブランキン
グ期間内、もしくは垂直ブランキング期間内にパルス的
に印加電圧を大きくし、フォトダイオード内を空にした
後、再びもとのＶｓｕｂ値に戻し、その時点から信号電
荷の蓄積を再開することで、ほぼ任意の時間（１／６０
秒〜１／∞秒）の電子シャッタ動作が可能となるのであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の固体撮
像装置では、フォトダイオードに蓄積可能な最大電荷量
がＰ型ウェルとＮ型半導体基板間に印加する電圧Ｖｓｕ
ｂによって決定される訳であるが、過剰電荷の隣接画素
へのもれ込み（ブルーミング）を押さえる為にこのＶｓ
ｕｂ電圧は一定値以下にはさげられず、その電圧で最大
蓄積電荷量が決定されてしまうという欠点があり、最大
蓄積電荷量を大きくすることに苦慮している。また、電
子シャッタ動作の時に印加するパルス電圧も非常に高い
電圧を必要とし、実装するカメラ側でその為の大規模な
昇圧回路が必要になるという欠点があった。フォトダイ
オードの最大蓄積電荷量を大きくする方法には、フォト
ダイオード部の不純物濃度を濃くし、ポテンシャルを深
くする方法があるが、そうすると上述の電子シャッタ動
作時にさらに高いパルス電圧が必要になってしまう。つ
まりフォトダイオードの最大蓄積電荷量はできるだけ大
きくしたい（高ダイナミックレンジ化）、かつ、電子シ
ャッタ動作はできるだけ低いパルス電圧で達成したい、
という要求に対し、両者がトレードオフの関係にあるた
めに、製造条件の許容幅が狭くきびしい使用条件（実装
カメラの大型化など）を余儀なくされていた。
像装置では、フォトダイオードに蓄積可能な最大電荷量
がＰ型ウェルとＮ型半導体基板間に印加する電圧Ｖｓｕ
ｂによって決定される訳であるが、過剰電荷の隣接画素
へのもれ込み（ブルーミング）を押さえる為にこのＶｓ
ｕｂ電圧は一定値以下にはさげられず、その電圧で最大
蓄積電荷量が決定されてしまうという欠点があり、最大
蓄積電荷量を大きくすることに苦慮している。また、電
子シャッタ動作の時に印加するパルス電圧も非常に高い
電圧を必要とし、実装するカメラ側でその為の大規模な
昇圧回路が必要になるという欠点があった。フォトダイ
オードの最大蓄積電荷量を大きくする方法には、フォト
ダイオード部の不純物濃度を濃くし、ポテンシャルを深
くする方法があるが、そうすると上述の電子シャッタ動
作時にさらに高いパルス電圧が必要になってしまう。つ
まりフォトダイオードの最大蓄積電荷量はできるだけ大
きくしたい（高ダイナミックレンジ化）、かつ、電子シ
ャッタ動作はできるだけ低いパルス電圧で達成したい、
という要求に対し、両者がトレードオフの関係にあるた
めに、製造条件の許容幅が狭くきびしい使用条件（実装
カメラの大型化など）を余儀なくされていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板表
面部のＰ型ウェルに、Ｎ型光電変換領域を複数個列状に
配置し、前記Ｎ型光電変換領域に隣接してＮ型電荷転送
チャネルを配置してなる画素列を複数列有し、前記各画
素列間にＰ型素子分離領域を配置し、前記Ｎ型電荷転送
チャネル上に絶縁膜を介して転送電極群を配置し、前記
Ｎ型光電変換領域に対応する開口を有する金属遮光膜を
前記転送電極群上に他の絶縁膜を介して配置してなり、
前記光電変換領域の表面部にＰ型拡散層を前記Ｐ型素子
分離領域とは分離して形成し、かつ前記Ｐ型拡散層は前
記金属遮光膜と一部で直接接触している固体撮像装置の
駆動方法において、前記金属遮光膜に前記Ｐ型ウェルに
対して正のバイアス電圧を印加して前記Ｎ型光電変換領
域とＰ型ウェルとでなるフォトダイオードに蓄積可能な
最大電荷量を制御するというものである。この場合、バ
イアス電圧がＮ型光電変換領域近傍におけるＰ型ウェル
内の最低電位を越えないようにすることができる。
面部のＰ型ウェルに、Ｎ型光電変換領域を複数個列状に
配置し、前記Ｎ型光電変換領域に隣接してＮ型電荷転送
チャネルを配置してなる画素列を複数列有し、前記各画
素列間にＰ型素子分離領域を配置し、前記Ｎ型電荷転送
チャネル上に絶縁膜を介して転送電極群を配置し、前記
Ｎ型光電変換領域に対応する開口を有する金属遮光膜を
前記転送電極群上に他の絶縁膜を介して配置してなり、
前記光電変換領域の表面部にＰ型拡散層を前記Ｐ型素子
分離領域とは分離して形成し、かつ前記Ｐ型拡散層は前
記金属遮光膜と一部で直接接触している固体撮像装置の
駆動方法において、前記金属遮光膜に前記Ｐ型ウェルに
対して正のバイアス電圧を印加して前記Ｎ型光電変換領
域とＰ型ウェルとでなるフォトダイオードに蓄積可能な
最大電荷量を制御するというものである。この場合、バ
イアス電圧がＮ型光電変換領域近傍におけるＰ型ウェル
内の最低電位を越えないようにすることができる。
【０００６】
【作用】上述した本発明の固体撮像装置の駆動方法で
は、金属遮光膜に外部から任意のバイアス電圧を印加す
ることにより第１導電型拡散層の電位を制御することが
できる。すなわちフォトダイオード表面の電位を制御す
ることができるもので、フォトダイオードに蓄積可能な
最大電荷量の制御、さらには、電子シャッタ動作を、適
当な負のパルス電圧を印加する事により極めて低いＶｓ
ｕｂパルス電圧で達成させる事ができる。
は、金属遮光膜に外部から任意のバイアス電圧を印加す
ることにより第１導電型拡散層の電位を制御することが
できる。すなわちフォトダイオード表面の電位を制御す
ることができるもので、フォトダイオードに蓄積可能な
最大電荷量の制御、さらには、電子シャッタ動作を、適
当な負のパルス電圧を印加する事により極めて低いＶｓ
ｕｂパルス電圧で達成させる事ができる。
【０００７】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【０００８】図１は本発明の一実施例で駆動される固体
撮像装置の断面図である。
撮像装置の断面図である。
【０００９】Ｎ型半導体基板６の表面側にＰ型ウェル７
を形成し、さらにその表面側に入射光を光電変換し蓄積
するＮ型のフォトダイオード４（Ｎ型光電変換領域）と
信号電荷を転送するＮ型転送チャネル５を形成する。９
はＰ+ 型のチャネルストッパー（Ｐ+ 型素子分離領域）
で、１１は酸化シリコン膜（絶縁膜）であり、その上に
信号電荷の読み出しと転送を兼ねる転送電極１０が配置
されている。ここまでは前述した従来構造の固体撮像装
置と何ら変わりは無い。従来構造との違いはフォトダイ
オード４の表面に形成するＰ+ 型拡散層３と金属遮光膜
２であり、Ｐ+ 型拡散層３はチャネルストッパー９とは
分離して配置し、リソグラフィー技術とエッチング技術
を用いてＰ+ 型拡散層３上の酸化シリコン膜１１の転送
電極１０寄りの箇所にコンタクトホール１を開け、その
後にスパッタリング技術を用いて金属遮光膜２（例えば
アルミニウム，タングステン）を形成する際Ｐ+ 型拡散
層３と金属遮光膜２がコンタクトホール１の部分で直接
接触し、本発明の構造の固体撮像装置が得られる。なお
Ｐ+ 型拡散層３の不純物濃度は１０19〜１０21個／ｃｍ
3 を選ぶので金属遮光膜との接触はオーミックコンタク
トとなる。
を形成し、さらにその表面側に入射光を光電変換し蓄積
するＮ型のフォトダイオード４（Ｎ型光電変換領域）と
信号電荷を転送するＮ型転送チャネル５を形成する。９
はＰ+ 型のチャネルストッパー（Ｐ+ 型素子分離領域）
で、１１は酸化シリコン膜（絶縁膜）であり、その上に
信号電荷の読み出しと転送を兼ねる転送電極１０が配置
されている。ここまでは前述した従来構造の固体撮像装
置と何ら変わりは無い。従来構造との違いはフォトダイ
オード４の表面に形成するＰ+ 型拡散層３と金属遮光膜
２であり、Ｐ+ 型拡散層３はチャネルストッパー９とは
分離して配置し、リソグラフィー技術とエッチング技術
を用いてＰ+ 型拡散層３上の酸化シリコン膜１１の転送
電極１０寄りの箇所にコンタクトホール１を開け、その
後にスパッタリング技術を用いて金属遮光膜２（例えば
アルミニウム，タングステン）を形成する際Ｐ+ 型拡散
層３と金属遮光膜２がコンタクトホール１の部分で直接
接触し、本発明の構造の固体撮像装置が得られる。なお
Ｐ+ 型拡散層３の不純物濃度は１０19〜１０21個／ｃｍ
3 を選ぶので金属遮光膜との接触はオーミックコンタク
トとなる。
【００１０】次に本発明の一実施例について説明する。
図２は図１に於けるＸ−Ｙ方向の電子ポテンシャル模式
図である。同図は、Ｐ型ウェル７とＮ型半導体基板６間
の電圧を一定値Ｖｓｕｂ（Ｖ）に固定し、金属遮光膜２
に印加する電圧を０（Ｖ），＋Ｖ３（Ｖ），−Ｖ４
（Ｖ）と変化させた時のポテンシャル分布の変化の様子
を示したものである。印加電圧が０Ｖの時は同図の曲線
Ａのような分布となり、＋Ｖ３（Ｖ），例えば１Ｖ〜３
Ｖを印加すると曲線Ｂのような分布になり、０Ｖの時よ
りもフォトダイオード４の表面側でポテンシャルが深く
なり、その分最大蓄積電荷量Ｑｍａｘを増大させること
ができる。逆に、印加電圧を−Ｖ４（Ｖ），例えば−１
Ｖ〜−３Ｖにすると曲線Ｃのようなフォトダイオード４
の表面でポテンシャルが浅くなった分布となり、最大蓄
積電荷量は減少する。図３にフォトダイオードの最大蓄
積電荷量Ｑｍａｘと金属遮光膜２への印加電圧の関係の
一例を示す。
図２は図１に於けるＸ−Ｙ方向の電子ポテンシャル模式
図である。同図は、Ｐ型ウェル７とＮ型半導体基板６間
の電圧を一定値Ｖｓｕｂ（Ｖ）に固定し、金属遮光膜２
に印加する電圧を０（Ｖ），＋Ｖ３（Ｖ），−Ｖ４
（Ｖ）と変化させた時のポテンシャル分布の変化の様子
を示したものである。印加電圧が０Ｖの時は同図の曲線
Ａのような分布となり、＋Ｖ３（Ｖ），例えば１Ｖ〜３
Ｖを印加すると曲線Ｂのような分布になり、０Ｖの時よ
りもフォトダイオード４の表面側でポテンシャルが深く
なり、その分最大蓄積電荷量Ｑｍａｘを増大させること
ができる。逆に、印加電圧を−Ｖ４（Ｖ），例えば−１
Ｖ〜−３Ｖにすると曲線Ｃのようなフォトダイオード４
の表面でポテンシャルが浅くなった分布となり、最大蓄
積電荷量は減少する。図３にフォトダイオードの最大蓄
積電荷量Ｑｍａｘと金属遮光膜２への印加電圧の関係の
一例を示す。
【００１１】このように、金属遮光膜２に印加する電圧
によってフォトダイオード４に蓄積可能な最大電荷量を
制御することが可能で、大きくしたければ正の電圧を、
小さくしたければ負の電圧を印加すればよい。ただし、
正の電圧を印加する場合は、ブルーミングを防止するた
めにＰ+ 型拡散層３の表面電位がＰ型ウェル７のポテン
シャルバリアφB よりも大きくならないような電圧の範
囲内で行なわなければならない。本例では４〜５Ｖが最
大電圧である。
によってフォトダイオード４に蓄積可能な最大電荷量を
制御することが可能で、大きくしたければ正の電圧を、
小さくしたければ負の電圧を印加すればよい。ただし、
正の電圧を印加する場合は、ブルーミングを防止するた
めにＰ+ 型拡散層３の表面電位がＰ型ウェル７のポテン
シャルバリアφB よりも大きくならないような電圧の範
囲内で行なわなければならない。本例では４〜５Ｖが最
大電圧である。
【００１２】続いて、電子シャッタ動作について説明す
る。図４は電子シャッタ動作のタイミングチャートであ
る。同図のパルス幅は説明の便宜上任意の幅にとってあ
る。前述の従来構造固体撮像装置の電子シャッタ動作で
説明したように任意の水平ブランキング期間または垂直
ブランキング期間にＮ型半導体基板６に通常印加電圧Ｖ
ｓｕｂよりもΔＶｓｕｂ高い電圧のパルスを入力（図４
（ａ））し、フォトダイオード内にそれまで蓄積されて
いた信号電荷をＮ型半導体基板側へ全て引き抜く訳であ
るが、本実施例では、上述のＮ型半導体基板入力パルス
に加えて金属遮光膜に図４（ｄ）のような通常印加電圧
ＶｐｓよりもΔＶｐｓだけ低い電圧をΔｔ時間だけ遅ら
せて入力する。なお、上述のパルスの幅（同図中のｔ
１，ｔ２）およびΔｔについては詳細な説明は省略する
が、波形のなまりを考慮するとｔ１，ｔ２は広いほどよ
いが、ノイズ等を考慮して本実施例の場合ｔ１は６〜８
μｓｅｃ，ｔ２＝４〜６μｓｅｃ，Δｔ＝２μｓｅｃと
している。このように金属遮光膜にマイナスのパルス電
圧を同時に印加するのは、図２のポテンシャル模式図で
示したようにフォトダイオードの表面電位を瞬間的に引
き上げる事になるので、フォトダイオード内の電荷をよ
り低いＶｓｕｂ電圧で引き抜く事が可能となる。なお、
金属遮光膜に印加するパルスタイミングをＮ型半導体基
板に印加するパルスタイミングに対しΔｔだけ遅らせる
のはブルーミングを防止するためである。
る。図４は電子シャッタ動作のタイミングチャートであ
る。同図のパルス幅は説明の便宜上任意の幅にとってあ
る。前述の従来構造固体撮像装置の電子シャッタ動作で
説明したように任意の水平ブランキング期間または垂直
ブランキング期間にＮ型半導体基板６に通常印加電圧Ｖ
ｓｕｂよりもΔＶｓｕｂ高い電圧のパルスを入力（図４
（ａ））し、フォトダイオード内にそれまで蓄積されて
いた信号電荷をＮ型半導体基板側へ全て引き抜く訳であ
るが、本実施例では、上述のＮ型半導体基板入力パルス
に加えて金属遮光膜に図４（ｄ）のような通常印加電圧
ＶｐｓよりもΔＶｐｓだけ低い電圧をΔｔ時間だけ遅ら
せて入力する。なお、上述のパルスの幅（同図中のｔ
１，ｔ２）およびΔｔについては詳細な説明は省略する
が、波形のなまりを考慮するとｔ１，ｔ２は広いほどよ
いが、ノイズ等を考慮して本実施例の場合ｔ１は６〜８
μｓｅｃ，ｔ２＝４〜６μｓｅｃ，Δｔ＝２μｓｅｃと
している。このように金属遮光膜にマイナスのパルス電
圧を同時に印加するのは、図２のポテンシャル模式図で
示したようにフォトダイオードの表面電位を瞬間的に引
き上げる事になるので、フォトダイオード内の電荷をよ
り低いＶｓｕｂ電圧で引き抜く事が可能となる。なお、
金属遮光膜に印加するパルスタイミングをＮ型半導体基
板に印加するパルスタイミングに対しΔｔだけ遅らせる
のはブルーミングを防止するためである。
【００１３】図５に電子シャッタ動作における基板印加
パルス（ΔＶｓｕｂ）と金属遮光膜印加パルス（−ΔＶ
ｐｓ）の関係の一例を示す。従来のＮ型半導体基板のみ
にパルス電圧を印加する方式では、ΔＶｓｕｂが２０〜
２５Ｖ必要（同図のΔＶｐｓ＝０Ｖに相当）であったが
本発明によると例えばΔＶｐｓ＝−５Ｖとした場合、Δ
Ｖｓｕｂは約８Ｖでよく、飛躍的に低電圧化できる事が
わかる。
パルス（ΔＶｓｕｂ）と金属遮光膜印加パルス（−ΔＶ
ｐｓ）の関係の一例を示す。従来のＮ型半導体基板のみ
にパルス電圧を印加する方式では、ΔＶｓｕｂが２０〜
２５Ｖ必要（同図のΔＶｐｓ＝０Ｖに相当）であったが
本発明によると例えばΔＶｐｓ＝−５Ｖとした場合、Δ
Ｖｓｕｂは約８Ｖでよく、飛躍的に低電圧化できる事が
わかる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の固体撮像装
置の駆動方法は、フォトダイオード表面のＰ型拡散層を
チャネルストッパーとは分離して形成し金属遮光膜と一
部分で直接接触させた事により、金属遮光膜へ印加する
バイアス電圧で、フォトダイオードの表面電位を制御で
き、目的に応じてバイアス電圧を選択することでフォト
ダイオードの最大蓄積電荷量の制御、特に従来から苦慮
していた最大蓄積電荷量の増大という事を容易にし、ま
た、電子シャッタ動作を飛躍的に低電圧化できる為、実
装するカメラ側で、従来のような特殊な昇圧回路を設け
る必要がなく、カメラの小型化に対しても有利であり、
効果は著るしい。
置の駆動方法は、フォトダイオード表面のＰ型拡散層を
チャネルストッパーとは分離して形成し金属遮光膜と一
部分で直接接触させた事により、金属遮光膜へ印加する
バイアス電圧で、フォトダイオードの表面電位を制御で
き、目的に応じてバイアス電圧を選択することでフォト
ダイオードの最大蓄積電荷量の制御、特に従来から苦慮
していた最大蓄積電荷量の増大という事を容易にし、ま
た、電子シャッタ動作を飛躍的に低電圧化できる為、実
装するカメラ側で、従来のような特殊な昇圧回路を設け
る必要がなく、カメラの小型化に対しても有利であり、
効果は著るしい。
【図１】本発明の一実施例に使用する固体撮像装置を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】一実施例における光電変換部の深さ方向の電子
の一次元ポテンシャル模式図である。
の一次元ポテンシャル模式図である。
【図３】一実施例における金属遮光膜２への印加電圧と
フォトダイオード４の最大蓄積電荷量の関係を示す特性
図である。
フォトダイオード４の最大蓄積電荷量の関係を示す特性
図である。
【図４】一実施例における電子シャッタ動作のタイミン
グチャートである。
グチャートである。
【図５】一実施例における電子シャッタ動作の説明に使
用するΔＶｓｕｂとΔＶｐｓの関係を示す特性図であ
る。
用するΔＶｓｕｂとΔＶｐｓの関係を示す特性図であ
る。
【図６】従来の固体撮像装置を示す断面図である。
【図７】図６のＡ−Ｂ方向の電子の一次元ポテンシャル
模式図である。
模式図である。
【符号の説明】 １ コンタクトホール ２ 金属遮光膜 ３ Ｐ+ 型拡散層 ４ 光電変換領域（フォトダイオード） ５ Ｎ型電荷転送チャネル ６ Ｎ型半導体基板 ７ Ｐ型ウェル ８ Ｐ型ウェル７の高濃度領域 ９ Ｐ+ 型のチャネルストッパー １０ 電荷転送電極（電荷読出し電極を兼ねている） １１，１１ａ 酸化シリコン膜
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板表面部のＰ型ウェルに、Ｎ型
光電変換領域を複数個列状に配置し、前記Ｎ型光電変換
領域に隣接してＮ型電荷転送チャネルを配置してなる画
素列を複数列有し、前記各画素列間にＰ型素子分離領域
を配置し、前記Ｎ型電荷転送チャネル上に絶縁膜を介し
て転送電極群を配置し、前記Ｎ型光電変換領域に対応す
る開口を有する金属遮光膜を前記転送電極群上に他の絶
縁膜を介して配置してなり、前記光電変換領域の表面部
にＰ型拡散層を前記Ｐ型素子分離領域とは分離して形成
し、かつ前記Ｐ型拡散層は前記金属遮光膜と一部で直接
接触している固体撮像装置の駆動方法において、前記金
属遮光膜に前記Ｐ型ウェルに対して正のバイアス電圧を
印加して前記Ｎ型光電変換領域とＰ型ウェルとでなるフ
ォトダイオードに蓄積可能な最大電荷量を制御すること
を特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 - 【請求項２】 バイアス電圧がＮ型光電変換領域近傍に
おけるＰ型ウェル内の最低電位を越えない請求項１記載
の固体撮像装置の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3185999A JP2758739B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3185999A JP2758739B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0529600A JPH0529600A (ja) | 1993-02-05 |
| JP2758739B2 true JP2758739B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=16180603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3185999A Expired - Lifetime JP2758739B2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2758739B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8317713B2 (en) | 2009-01-09 | 2012-11-27 | Volcano Corporation | Ultrasound catheter with rotatable transducer |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01152663A (ja) * | 1987-12-09 | 1989-06-15 | Oki Electric Ind Co Ltd | 固体撮像素子 |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP3185999A patent/JP2758739B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0529600A (ja) | 1993-02-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980210 |