JP3013839B2 - 固体撮像素子の駆動方法 - Google Patents

固体撮像素子の駆動方法

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JP3013839B2
JP3013839B2 JP10217034A JP21703498A JP3013839B2 JP 3013839 B2 JP3013839 B2 JP 3013839B2 JP 10217034 A JP10217034 A JP 10217034A JP 21703498 A JP21703498 A JP 21703498A JP 3013839 B2 JP3013839 B2 JP 3013839B2
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solid
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wiring film
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和也 米本
哲也 飯塚
和司 和田
耕一 原田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子、特
に、イメージ部の垂直転送先側にストレージ部を有し、
転送電極にシャント配線膜を介して駆動パルスを印加す
る固体撮像素子の駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は従来の固体撮像素子の一例を示す
平面図である。図面において、1はイメージ部で、多数
の受光素子がマトリックス状に配置されると共に受光素
子の各垂直列に対応して設けられたところの信号電荷を
垂直方向に転送する垂直レジスタが配置されてなる。
尚、図面では便宜上受光素子を示さず、垂直レジスタを
受光素子のある部分をも覆うように短冊状の実線で表わ
し、この垂直レジスタを転送制御する水平方向に延びた
転送電極を2点鎖線で短冊状に表わした。転送電極は4
相の駆動パルスにより制御され、上側からIM1、IM
2、IM3、IM4、IM1、IM2、IM3、IM
4、…の順で配置されている。
【0003】2はストレージ部で、イメージ部1で発生
した信号電荷を一時記憶するもので、イメージ部1の各
垂直レジスタと対応して設けられ対応するものどうしが
接続された複数の垂直レジスタからなり、該垂直レジス
タもイメージ部1のそれと同じように実線で短冊状に表
わし、水平方向に延びる転送電極は2点鎖線で短冊状に
表わした。3はストレージ部2の下側に設けられた出力
ゲート、4は該出力ゲートの下側に設けられた第1の水
平レジスタ、5は2つの水平レジスタ(第1と第2の水
平レジスタ)間における信号電荷の転送を制御する制御
ゲート、6は該制御ゲート5の下側に配置された第2の
水平レジスタ、7は2つの水平レジスタ4、6から受け
た信号を交互に切換えて出力するマルチプレクサであ
る。尚、水平レジスタを複数設けるのは水平方向におけ
る画素の集積度を向上させるためであり、この技術の詳
細は特公平1−13676号公報において説明されてい
る。
【0004】81 〜84 はアルミニウムからなるシャン
ト配線膜で、イメージ部1の垂直レジスタの転送電極
(IM1、IM2、IM3、IM4)及びストレージ部
2の垂直レジスタの転送電極(ST1、ST2、ST
3、ST4)にパラレルに接続されて転送電極の低抵抗
化を図るためのものであり、太い実線で示されている。
そして、4相の駆動パルスV1〜V4は4本のバスライ
ンからイメージ部1及びストレージ部2の転送電極(I
M1、IM2、IM3、IM4、・・・ST1、ST
2、ST3、ST4、・・・)に同じシャント配線膜8
1 〜84 を介して印加されるようになっていた。図中の
太い点がシャント配線膜8と転送電極とのコンタクト部
分である。このコンタクト部分は各シャント配線膜にお
いて、4画素ピッチで互いに1画素ずつ位置がずれるよ
うに配置されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の一般
向けビデオカメラ等に用いられる20万〜45万程度の
画素を有する2/3あるいは1/2インチ光学系のCC
D固体撮像素子は転送電極の長さが7〜9mm程度であ
り、伝搬遅延はさほど大きくならず、伝搬遅延が動作特
性に大きな影響を与えることはなかった。
【0006】しかしながら、HDVS用1インチ光学系
のCCD固体撮像素子においては転送電極の長さが約1
4.6mmと従来の2倍以上になり、駆動パルスの伝搬
遅延が無視できない程大きく、駆動パルスの振幅低減、
波形劣化等を招き、必要とする動作特性を得ることが難
しいという問題があった。特に、イメージ部1において
は受光素子があるのでシャント配線膜の幅が大きく制約
され、そのシャント配線膜を経由してストレージ部2の
垂直レジスタの転送電極に駆動パルスが印加されること
になるので、駆動パルス伝搬経路の時定数が大きくなる
ことは避け得ない。そのため、アルミニウムからなるシ
ャント配線膜を設けた構造でありながら、無視できない
伝搬遅延が生じ、HDVSへの対応を阻む大きな原因と
なる。
【0007】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、イメージ部及びストレージ部の垂直
レジスタを制御する駆動パルスの伝搬遅延を小さくする
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の固体撮像素子
の駆動方法は、固体撮像素子のイメージ部とストレージ
部で垂直レジスタの転送電極の低抵抗化のために並列接
続するシャント配線膜を分離させておくこととし、該シ
ャント配線膜にはそれぞれ独立したバスラインから駆動
パルスが印加するものである。
【0009】従って、請求項1の固体撮像素子の駆動方
によれば、固体撮像素子のイメージ部とストレージ部
とでシャント配線膜を分離させておくので、イメージ部
とストレージ部相互のカップリング容量が減少し、駆動
パルスを出力するクロックドライバの負担が軽くなり、
そして伝搬遅延が減少して駆動パルスの歪も小さくな
り、伝搬遅延による動作特性の劣化を抑制することがで
きる。
【0010】そして、イメージ部のシャント配線膜に対
してと、ストレージ部のシャント配線膜に対してにそれ
ぞれ独立したバスラインを通じて駆動パルスを印加する
ので、換言すればバスラインに関してもイメージ部側と
ストレージ部側とで分離したので、より有効に伝搬遅延
を防止することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明固体撮像素子の駆動方法
は、基本的には、マトリックス状に配置された多数の受
光素子と該受光素子の各垂直列に対応して設けられ受光
素子で蓄積された信号電荷を垂直方向に転送する複数の
垂直レジスタとからなるイメージ部の垂直転送先側に、
該イメージ部で発生した信号電荷を一時記憶するところ
の複数の垂直レジスタからなるストレージ部を有する固
体撮像素子の駆動方法において、上記固体撮像素子のイ
メージ部の垂直レジスタの転送電極と、ストレージ部の
垂直レジスタの転送電極それぞれに独立してシャント配
線膜を形成しておくこととし、該シャント配線膜にはそ
れぞれ独立したバスラインから転送電極を駆動する駆動
パルスを印加することを特徴とするものであり、本発明
駆動方法の対象となる固体撮像素子はイメージ部とスト
レージ部を有するCCD型の固体撮像素子一般に適用す
ることができ、その代表としてフレームインターライン
(FIT)型固体撮像素子が挙げられる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説
明する。図1は本発明に係る固体撮像素子の一例を示す
模式的平面図である。本固体撮像素子は、図2に示した
従来の固体撮像素子とはシャント配線膜に関して相違す
るがそれ以外の点では共通し、その共通する点について
は既に説明済である。そこでその共通する点に関しては
図2において使用した符号を付して図示するにとどめて
説明を省略し、相違点についてのみ説明することとす
る。
【0013】91 〜94 はイメージ部1の各垂直レジス
タの転送電極IM1〜IM4に対してのシャント配線膜
であり、ストレージ部2へは延びていない。該シャント
配線膜91 〜94 の基点はイメージ部1の上側に位置
し、イメージ部1の各転送電極IM1〜IM4へは駆動
パルスIV1〜IV4がイメージバスラインを介してシ
ャント配線膜91 〜94 により上側の方から供給される
ようになっている。
【0014】101 〜104 はストレージ部2の各垂直
レジスタの転送電極ST1〜ST4に対してのシャント
配線膜であり、ストレージ部2内の垂直レジスタ用駆動
パルスSV1〜SV4をバスラインを経由して下側から
受け、転送電極ST1〜ST4へ伝える。
【0015】このように本固体撮像素子はイメージ部1
のシャント配線膜91 〜94 と、ストレージ部2のシャ
ント配線膜101 〜104 とを互いに分離して独立させ
ると共に、そのシャント配線膜91 〜94 に対してはイ
メージバスラインを通じて、シャント配線膜101 〜1
4 に対してはストレージバスラインを通じて駆動パル
スを印加するので、イメージ部1とストレージ部2の相
互のカップリング容量を略半減させることができる。従
って、駆動パルスを発生するクロックドライバの負担が
減り、また、駆動パルスの歪も小さくなり、動作特性の
劣化を防止することができる。
【0016】尚、上記実施例においては、イメージ部1
のシャント配線膜91 〜94 については上部から、スト
レージ部2のシャント配線膜101 〜104 については
下部から駆動パルスが伝送されるようになっていたが、
必ずしもそのようにすることは必要ではなく、シャント
配線膜91 〜94 及びシャント配線膜101 〜104
ついて共に上下両端部から駆動パルスが伝送されるよう
にしても良い。このようにした方が駆動パルス伝送経路
の時定数をより小さくすることができ、延いては駆動パ
ルスの伝搬遅延を小さくすることができるからである。
【0017】
【発明の効果】請求項1の固体撮像素子の駆動方法によ
れば、該固体撮像素子のイメージ部とストレージ部とで
シャント配線膜を分離させておくこととしたので、イメ
ージ部とストレージ部相互のカップリング容量が減少
し、駆動パルスを出力するクロックドライバの負担が軽
くなり、そして伝搬遅延が減少して駆動パルスの歪も小
さくなり、伝搬遅延による動作特性の劣化を抑制するこ
とができる。
【0018】そして、イメージ部のシャント配線膜に対
してと、ストレージ部のシャント配線膜に対してにそれ
ぞれ独立したバスラインを通じて駆動パルスを印加する
ので、換言すればバスラインに関してもイメージ部側と
ストレージ部側とで分離したので、より有効に伝搬遅延
を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る固体撮像素子の第1の実施例を示
す模式的平面図である。
【図2】従来例を示す模式的平面図である。
【符号の説明】
1・・・イメージ部、2・・・ストレージ部、 91 〜94 ・・・シャント配線膜、 101 〜104 ・・・シャント配線膜、 IM1〜IM4・・・イメージ部内の転送電極、 ST1〜ST4・・・ストレージ部内の転送電極、 IV1〜IV4・・・駆動パルス、SV1〜SV4・・
・駆動パルス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 耕一 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64−72669(JP,A) 特開 昭60−38869(JP,A) 特開 昭63−120463(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/30 - 5/335 H01L 27/148

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マトリックス状に配置された多数の受光
    素子と該受光素子の各垂直列に対応して設けられ受光素
    子で蓄積された信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂
    直レジスタとからなるイメージ部の垂直転送先側に、該
    イメージ部で発生した信号電荷を一時記憶するところの
    複数の垂直レジスタからなるストレージ部を有する固体
    撮像素子の駆動方法において、上記固体撮像素子の イメージ部の垂直レジスタの転送電
    極と、ストレージ部の垂直レジスタの転送電極それぞれ
    に独立してシャント配線膜を形成しておくこととし上記 シャント配線膜にはそれぞれ独立したバスラインか
    ら転送電極を駆動する駆動パルスを印加することを特徴
    とする固体撮像素子の駆動方法
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