JP3039218B2 - Charge-coupled device - Google Patents

Charge-coupled device

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JP3039218B2
JP3039218B2 JP5223925A JP22392593A JP3039218B2 JP 3039218 B2 JP3039218 B2 JP 3039218B2 JP 5223925 A JP5223925 A JP 5223925A JP 22392593 A JP22392593 A JP 22392593A JP 3039218 B2 JP3039218 B2 JP 3039218B2
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哲司 木村
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電荷結合素子に関し、
特に、2個のCCDレジスタの転送電荷を合成して1つ
の出力部にて電荷検出を行うようにした電荷結合素子に
関する。このような電荷結合素子は、例えば、1本の画
素列の両側にCCDレジスタを配置したリニアイメージ
センサにおいて用いられる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charge-coupled device,
In particular, the present invention relates to a charge-coupled device in which transfer charges of two CCD registers are combined and charge detection is performed at one output unit. Such a charge-coupled device is used, for example, in a linear image sensor in which CCD registers are arranged on both sides of one pixel column.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にリニアイメージセンサにおいて
は、図8の全体構成図に示すように、直線状に配列され
た画素列1の両側にCCDレジスタA2とCCDレジス
タB3を配置し、画素列の奇数ビットの画素群(P1、
P3、P5、P7、P9、…)の信号電荷(電子;以
下、本明細書において信号電荷はすべて電子である)と
偶数ビットの画素群(P2、P4、P6、P8、P1
0、…)の信号電荷をそれぞれ2相パルスφ1 、φ2
よってCCDレジスタA2とCCDレジスタB3に分割
して転送している。このような転送方式を採るのはCC
DレジスタA2およびCCDレジスタB3に印加される
2相の転送パルスφ1 、φ2 が、CCDレジスタ1本で
全ビットの画素(P1、P2、P3、P4、…)の信号
電荷を転送する場合に比べ、1/2の周波数で済ますこ
とができるためである。
2. Description of the Related Art In general, in a linear image sensor, CCD registers A2 and B3 are arranged on both sides of a linearly arranged pixel row 1 as shown in FIG. The pixel group of bits (P1,
P3, P5, P7, P9,...) Signal charges (electrons; hereinafter, the signal charges are all electrons in the present specification) and even-bit pixel groups (P2, P4, P6, P8, P1).
0, ... each biphasic pulse phi 1 signal charges) are transferred by dividing the CCD register A2 and the CCD register B3 by phi 2. It is CC that adopts such a transfer method
When two-phase transfer pulses φ 1 and φ 2 applied to the D register A2 and the CCD register B3 transfer signal charges of pixels (P1, P2, P3, P4,...) Of all bits by one CCD register. This is because the frequency can be reduced to a half of that in the case of FIG.

【0003】18は、CCDレジスタA2およびCCD
レジスタB3に隣接して設けられた出力用ゲートであ
り、CCDレジスタA2およびCCDレジスタB3によ
って転送されてきた信号電荷はこの出力用ゲート18下
を通って、隣接する信号電荷検出部7に入力され、画素
列(P1、P2、P3、P4、…)の順序に従った信号
電荷に合成された後、信号電圧に変換されて出力され
る。この信号電荷検出部7には通常フローティング拡散
層増幅器型電荷検出装置が用いられている。8は、信号
電荷検出部7に隣接して設けられ、信号電荷検出後に不
用となった各ビットの信号電荷を外部に排出し、信号電
荷検出部7のフローティング拡散層の電位を一定レベル
にリセットするためのリセット部である。
Reference numeral 18 denotes a CCD register A2 and a CCD register A2.
An output gate provided adjacent to the register B3. Signal charges transferred by the CCD register A2 and the CCD register B3 pass under the output gate 18 and are input to the adjacent signal charge detection unit 7. , P1, P2, P3, P4,..., And are converted into signal voltages and output. The signal charge detection section 7 is usually a floating diffusion layer amplifier type charge detection device. Numeral 8 is provided adjacent to the signal charge detection unit 7, discharges the signal charge of each bit which becomes unnecessary after the signal charge detection to the outside, and resets the potential of the floating diffusion layer of the signal charge detection unit 7 to a constant level. This is a reset unit for performing.

【0004】図9は、図8における全体構成図の信号電
荷検出部近傍の状態を示す平面図である。図9におい
て、図8における構成要素と共通しているものには同一
の参照番号が付されている。CCDレジスタA2および
CCDレジスタB3は、ともに多結晶シリコンの2層の
電極群2A、2B、3A、3Bを転送電極としてもちn
型拡散層13を電荷転送領域とするイオン注入障壁型2
相駆動CCDであり、これらのCCDレジスタでは、電
極群2A、2B、3A、3Bにコンタクト9を介してA
l配線10より2相の転送パルスφ1 、φ2 を印加する
ことにより信号電荷を出力用ゲートにむけて転送する。
FIG. 9 is a plan view showing a state in the vicinity of a signal charge detection unit in the overall configuration diagram in FIG. In FIG. 9, components common to those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals. Each of the CCD register A2 and the CCD register B3 has a two-layer electrode group 2A, 2B, 3A, 3B of polycrystalline silicon as a transfer electrode.
Implantation barrier type 2 using the diffusion layer 13 as a charge transfer region
In these CCD registers, the electrode groups 2A, 2B, 3A and 3B are
The signal charges are transferred to the output gate by applying two-phase transfer pulses φ 1 and φ 2 from the l wiring 10.

【0005】出力用ゲート18も多結晶シリコンの2層
の電極によって形成され、定電圧VOG1 、VOG2 が印加
されている。ここで、画素列の奇数ビットの信号電荷が
転送されるCCDレジスタA2では出力用ゲート18に
隣接した電極には転送パルスφ1 が、また偶数ビットの
信号電荷が転送されるCCDレジスタB3では出力用ゲ
ート18に隣接した電極には転送パルスφ1 と逆相の転
送パルスφ2 が印加され、各CCDレジスタより交互に
信号電荷検出部(フローティング拡散層増幅器型電荷検
出装置)のフローティング拡散層7aに信号電荷が入力
され、画素列(P1、P2、P3、P4、…)に従った
信号電荷に合成される。入力された信号電荷はこのフロ
ーティング拡散層7aにおいて電圧信号に変換され、信
号電荷検出部における、能動側MOSトランジスタQ1
および負荷型MOSトランジスタQ2(ゲートバイアス
には定電圧VG が印加されている)によって構成される
ソースホロワアンプを通して出力される。すなわち、こ
の場合信号電荷検出部は信号電荷合成部を兼ねている。
The output gate 18 is also formed by two layers of polycrystalline silicon electrodes, and is supplied with constant voltages V OG1 and V OG2 . Here, the transfer pulse phi 1 to the electrode adjacent to the CCD register A2 in the output gate 18 is transferred odd bit signal charge of the pixel columns, and the output in the CCD register B3 to the signal charges of the even bits are transferred A transfer pulse φ 2 having a phase opposite to that of the transfer pulse φ 1 is applied to an electrode adjacent to the gate 18 for use, and the floating diffusion layer 7 a of the signal charge detection unit (floating diffusion layer amplifier type charge detection device) is alternately output from each CCD register. , And is synthesized into signal charges according to the pixel columns (P1, P2, P3, P4,...). The input signal charge is converted to a voltage signal in the floating diffusion layer 7a, and the active-side MOS transistor Q1
And (the gate bias constant voltage V G is applied) load type MOS transistor Q2 is outputted through the source follower amplifier composed of. That is, in this case, the signal charge detection unit also functions as the signal charge synthesis unit.

【0006】8aは、信号電荷検出動作後不用となった
信号電荷をフローティング拡散層7aから外部に排出
し、フローティング拡散層7aの電位を一定レベルにリ
セットするためのリセット部8のリセットゲート、8b
は、同じくリセット部8のリセットドレインである。ゲ
ート8aには、リセットパルスφR が印加されており、
これによりリセット動作が行われる。
Reference numeral 8a denotes a reset gate of the reset section 8 for discharging unnecessary signal charges after the signal charge detection operation from the floating diffusion layer 7a to reset the potential of the floating diffusion layer 7a to a constant level;
Is a reset drain of the reset unit 8. A reset pulse φ R is applied to the gate 8a,
As a result, a reset operation is performed.

【0007】図10(a)、(b)は、それぞれ図9の
A−A′線、B−B′線の断面図である。図10
(a)、(b)において、図9における構成要素と共通
するするものには同一の参照番号が付されている。CC
DレジスタA2、CCDレジスタB3の電荷転送領域を
構成するn型拡散層13およびn+ 型拡散層であるフロ
ーティング拡散層7a(その接合容量をCFJとする)は
いずれもn型シリコン基板11上に設けられたp型ウェ
ル12内に形成されている。CCDレジスタA2、CC
DレジスタB3の転送電極を構成する電極群2A、2
B、3A、3Bはシリコン酸化膜(図示せず)を介して
n型拡散層13上に形成されており、各電極とp型ウェ
ル12との間には容量CA 1、CA 2、CA 3、…、CB 1、C
B 2、CB 3、…が形成されている。ここで、p型ウェル1
2は、CCDレジスタA2、CCDレジスタB3および
信号電荷検出部のフローティング拡散層7aの共通のG
NDとなっており、外部のGNDとはAl配線10から
コンタクト9およびp+ 型拡散層14を通してつながっ
ている(各部間の抵抗を図10に示すようにR1 、R
2 、R3 、R4 とする)。
FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views taken along lines AA 'and BB' in FIG. 9, respectively. FIG.
In (a) and (b), components common to the components in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals. CC
D register A2, CCD registers n-type diffusion layer 13 and n + -type diffusion layer in which the floating diffusion layer 7a (the junction capacitance and C FJ) constituting a charge transfer region of the B3 are both n-type silicon substrate 11 on Is formed in a p-type well 12 provided in the semiconductor device. CCD register A2, CC
Electrode group 2A, 2 which constitutes the transfer electrode of D register B3
B, 3A, 3B is formed on the n-type diffusion layer 13 through the silicon oxide film (not shown), the capacitance C A 1, C A 2 between each electrode and the p-type well 12, C A 3, ..., C B 1, C
B 2 , C B 3 ,... Are formed. Here, p-type well 1
2 is a common G of the CCD register A2, the CCD register B3 and the floating diffusion layer 7a of the signal charge detection unit.
ND, and is connected to the external GND from the Al wiring 10 through the contact 9 and the p + -type diffusion layer 14 (the resistance between the respective parts is R 1 , R 2 as shown in FIG. 10).
2, R 3, and R 4).

【0008】15は、LOCOS法によって形成された
酸化膜、16は、p型不純物を高濃度にドープして形成
されたチャネルストップ、17は、n型拡散層13の表
面領域内に電極群2Aおよび3Aをマスクにしてp型不
純物を注入することによって形成された、CCDレジス
タA2およびCCDレジスタB3のバリア領域となるn
- 型拡散層である。
Reference numeral 15 denotes an oxide film formed by the LOCOS method, 16 denotes a channel stop formed by doping p-type impurities at a high concentration, and 17 denotes an electrode group 2A in the surface region of the n-type diffusion layer 13. N, which are formed by implanting a p-type impurity with masks 3A and 3A as a barrier region for CCD register A2 and CCD register B3.
- a type diffusion layer.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のリニア
イメージセンサでは、奇数番目の画素(P1、P3、P
5、P7、P9、…)の信号と偶数番目の画素(P2、
P4、P6、P8、P10、…)の信号とにはそれぞれ
異なる波形のノイズが重畳されて、出力むらが生じると
いう問題点があった。以下、これについて説明する。図
11は、転送パルスφ1 、φ2 とリセットパルスφR
のタイミングチャートおよびノイズ(VG2、VG1、V
G )と出力信号(Vout )の波形図である。CCDレジ
スタAからの奇数ビットの画素(P1、P3、P5、P
7、P9、…)の信号電荷は、φ1 がHレベルからLレ
ベルに立下がるときにφ1 が印加されている電極2A下
のチャネル電位が出力用ゲート18下のチャネル電位よ
り低くなるので、出力用ゲート18下を通ってフローテ
ィング拡散層7aに入力され、信号電圧となって出力さ
れる(tsig1期間)。同様に、CCDレジスタBからの
偶数ビットの画素(P2、P4、P6、P8、P10、
…)の信号電荷は、φ2 がHレベルからLレベルに立下
がるときに出力用ゲート18下を通ってフローティング
拡散層7aに入力され、信号電圧となって出力される
(tsig2期間。通常はtsig1=tsig2)。これが交互に
繰り返され画素列1に従った出力信号が得られる。t
R 、tF は、それぞれ各ビットのリセット期間とリセッ
トフィードスルー期間である。
In the above-described conventional linear image sensor, the odd-numbered pixels (P1, P3, P
, P7, P9,...) And even-numbered pixels (P2,
P4, P6, P8, P10,...) Have a problem that noises having different waveforms are superimposed on each other to cause output unevenness. Hereinafter, this will be described. FIG. 11 is a timing chart of transfer pulses φ 1 and φ 2 and a reset pulse φ R and noises (V G2 , V G1 and V G2) .
G ) and an output signal (V out ) waveform diagram. Odd bit pixels (P1, P3, P5, P5) from the CCD register A
7, P9, ... the signal charges of), phi 1 is because the channel potential under the electrode 2A that phi 1 is applied when the falls from H level to L level becomes lower than the channel potential under the output gate 18 Is input to the floating diffusion layer 7a through the lower part of the output gate 18 and is output as a signal voltage (t sig1 period). Similarly, pixels of even-numbered bits (P2, P4, P6, P8, P10,
Signal charge ...) is, phi 2 passes through the lower output gate 18 when falls from H level to L level is input to the floating diffusion layer 7a, is output as the signal voltage (t sig2 period. Normal Is t sig1 = t sig2 ). This is alternately repeated to obtain an output signal according to the pixel column 1. t
R and t F are a reset period and a reset feedthrough period of each bit, respectively.

【0010】これら一連の転送動作において、図10
(a)、(b)で示したようにフローティング拡散層の
基準レベル(GND)点(G点とする)とCCDレジス
タA、Bの基準レベル(GND)点とは抵抗を通して接
続されているため、フローティング拡散層の基準点G
は、φ1 、φ2 の立上がりおよび立下がりに同期して容
量CA 1、CA 2、CA 3…、CB 1、CB 2、CB 3…とR2 、R
3 、R4 …を介して変動をうける。而して、一般にφ
1 、φ2 が印加されるCCDレジスタAおよびBの容量
A 1、CA 2、CA 3…とCB 1、CB 2、CB 3…は、デバイス
の製造ばらつきや、各電極のパターンの違い等によって
同一ではない。またパルスφ1 、φ2 も完全に互いに逆
相にすることは不可能である。したがって、φ1 パルス
によるG点の変動とφ2 パルスによるG点の変動は同一
でなく、図11に示すように、G点の電位は、φ1 のみ
によるG点の電位変動(VG1で示す)とφ2 のみによる
G点の電位変動(VG2で示す)の和で示されるような1
ビットごとに交互に異なるノイズの乗った波形(VG
示す)となる。このため出力波形Vout は本来の信号に
よる出力(点線で示す)にこのノイズが重畳されたもの
となる。
In these series of transfer operations, FIG.
As shown in (a) and (b), the reference level (GND) point (referred to as point G) of the floating diffusion layer and the reference level (GND) point of the CCD registers A and B are connected through a resistor. , Reference point G of floating diffusion layer
It is, phi 1, the capacitance C A 1 in synchronization with the rise and fall of φ 2, C A 2, C A 3 ..., C B 1, C B 2, C B 3 ... and R 2, R
3 , R 4 ... Thus, in general, φ
1, the capacity of the CCD registers A and B phi 2 is applied C A 1, C A 2, C A 3 ... and C B 1, C B 2, C B 3 ... is or manufacturing variations of the device, each electrode Are not the same due to differences in the patterns. Also, it is impossible for the pulses φ 1 and φ 2 to be completely out of phase with each other. Thus, phi variation of G points by variation and phi 2 pulse at the point G by one pulse is not the same, as shown in FIG. 11, the potential of the point G, phi 1 only by at a potential variation (V G1 of G points 1) as shown by the sum of the potential change at point G (indicated by V G2 ) due to φ 2 only)
A waveform riding of alternately different noise for each bit (indicated by V G). For this reason, the output waveform Vout is obtained by superimposing this noise on the output (shown by the dotted line) of the original signal.

【0011】このVG で示される波形において、ノイズ
の波高値±Gとノイズ幅tG は、p型ウェルの抵抗値
や、CCDレジスタA、Bの各電極の容量あるいはGN
D配線とのコンタクト点からG点までの距離等によって
異なるが、5〜10MHz程度の高速動作が要求される
5000ビットクラスのFAX用CCDリニアイメージ
センサの試作による実測例では、CA 1、CA 2、CA 3
…、CB 1、CB 2、CB 3、…の平均容量を0.5pF、φ
1 、φ2 パルスの平均立上がり、立下がり時間を30n
s、R2 〜R4 の抵抗値を200Ω、GND配線とのコ
ンタクト点からG点までの距離を約30μmとした場
合、ノイズの波高値±Gは約±50mV、ノイズ幅tG
は約70nsであった。
[0011] In the waveform indicated by the V G, noise crest values ± G and noise width t G is the resistance value and the p-type well, CCD register A, the capacity of the electrodes of the B or GN
Although the contact point between the D line varies depending on the distance or the like to point G, the actual measurements by trial of FAX for CCD linear image sensor of 5000-class high-speed operation of about 5~10MHz is required, C A 1, C A 2 , C A 3 ,
, C B 1 , C B 2 , C B 3 ,.
1, rising an average of φ 2 pulse, 30n the fall time
s, when the resistance value of R 2 to R 4 is 200Ω and the distance from the contact point with the GND wiring to the point G is about 30 μm, the noise peak value ± G is about ± 50 mV and the noise width t G
Was about 70 ns.

【0012】したがって、このデバイスを例えばデータ
レート10MHzで動作した場合1ビットの期間(=t
R +tF +tsig1,2)は100nsであるからリセット
期間tR とリセットフィードスルー期間tF を除いた信
号期間tsig1,2は約50〜60nsとなり、ノイズ期間
G が約70nsとこれより長いため奇数ビットと偶数
ビットでは出力値が異なることになり、オプティカルブ
ラック(光学的黒基準)を基準として出力をとった場
合、奇数画素と偶数画素とでノイズレベルが異なり出力
むらになる。このようなφ1 、φ2 パルスによる出力む
らはデータレートが高くなる(=信号期間が短くなる)
につれてより顕著となるため、リニアイメージセンサの
高速化において問題となっていた。
Therefore, when this device is operated at a data rate of 10 MHz, for example, a 1-bit period (= t
R + t F + t sig1,2) the signal period t Sig1,2 about 50~60ns becomes excluding the reset period t R and the reset feedthrough period t F because it is 100 ns, the noise period t G is about 70ns and from this Because of the long length, the output value is different between the odd-numbered bits and the even-numbered bits. When the output is taken on the basis of optical black (optical black reference), the noise level differs between odd-numbered pixels and even-numbered pixels, resulting in uneven output. Output unevenness due to such φ 1 and φ 2 pulses increases the data rate (= the signal period becomes shorter)
This becomes more prominent as a result, and this has been a problem in increasing the speed of the linear image sensor.

【0013】したがって、この発明の目的とするところ
は、信号期間tsig1,2の終了前にノイズ期間tG が終了
するようにすることであり、このことにより信号電圧の
サンプリング時(通常、信号期間tsig1,2終了の直前に
設定される)に、信号電圧にノイズが重畳されることの
ないようにして、結果的に奇数ビットと、偶数ビットと
の間の出力むらを解消できるようにすることである。
Therefore, it is an object of the present invention to end the noise period t G before the end of the signal period t sig1,2 , whereby the sampling of the signal voltage (usually the signal period (Set immediately before the end of the period t sig1,2 ) so that noise is not superimposed on the signal voltage, and as a result, output unevenness between the odd bit and the even bit can be eliminated. It is to be.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願発明によれば、それぞれの電荷転送領域が電荷
転送方向の先端部以降において1つの電荷転送領域に合
体されている2個のCCDレジスタ(2、3)と、前記
2個のCCDレジスタのそれぞれの電荷転送方向の先端
部に隣接して前記電荷転送領域上に設けられた一定電圧
が印加される合成入力用ゲート(4)と、該合成入力用
ゲートに隣接して設けられた1段のCCDレジスタから
なる信号電荷合成転送部(5)と、該信号電荷合成転送
部に隣接して設けられた出力用ゲート(6)と、該出力
用ゲート信号に隣接して設けられた、信号電荷を電圧信
号に変換する信号電荷検出部(7)と、を備え、前記信
号電荷合成転送部の転送パルス周波数が、前記2個のC
CDレジスタの転送パルス周波数の2倍であり、かつ、
前記信号電荷合成転送部の転送タイミングを前記2個の
CCDレジスタに印加される転送パルスの変化点から遅
らせることを特徴とする電荷結合素子、が提供される。
According to the present invention, in order to achieve the above object, two CCDs whose charge transfer regions are integrated into one charge transfer region after the leading end in the charge transfer direction. A register (2, 3); and a composite input gate (4) provided on the charge transfer area adjacent to the front end of each of the two CCD registers in the charge transfer direction and applied with a constant voltage. A signal charge combining and transferring section (5) comprising a one-stage CCD register provided adjacent to the combining input gate; and an output gate (6) provided adjacent to the signal combining and transferring section. A signal charge detector (7) provided adjacent to the output gate signal for converting a signal charge into a voltage signal, wherein a transfer pulse frequency of the signal charge combining and transferring unit is two. C
Double the transfer pulse frequency of the CD register, and
The transfer timing of the signal charge combining transfer unit
Delay from the transition point of the transfer pulse applied to the CCD register
Charge-coupled device, characterized in that Selle, is provided.

【0015】[0015]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明の第1の一実施例の全体構
成図である。図1において、図8の従来例と同一参照番
号の付せられたものは同等のものを示し動作も同様であ
る。図1において、4は、CCDレジスタA2およびC
CDレジスタB3から転送された信号電荷を1段のCC
Dレジスタからなる信号電荷合成転送部5に入力するた
めの合成入力用ゲート、6は出力用ゲートで、信号電荷
は信号電荷合成転送部5から出力用ゲート6を通って信
号電荷検出部7に入力され、電圧に変換されて出力され
る。ここで信号電荷合成転送部5の転送電極(5A、5
B)にはパルスφL が印加される。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, components denoted by the same reference numerals as those of the conventional example in FIG. 8 are the same components, and the operation is the same. In FIG. 1, 4 indicates CCD registers A2 and C
The signal charge transferred from the CD register B3 is transferred to the one-stage CC
A combining input gate for inputting to the signal charge combining / transferring section 5 composed of a D register, 6 is an output gate, and the signal charge passes from the signal charge combining / transferring section 5 to the signal charge detecting section 7 through the output gate 6. Input, converted to voltage and output. Here, the transfer electrodes (5A, 5A,
A pulse φ L is applied to B).

【0016】図2は、図1における信号電荷検出部7の
近傍の状態を示す平面図である。図2において、図9と
同一の参照番号の付されたものは同等のものを示し、動
作も同様である。CCDレジスタA2およびCCDレジ
スタB3によって従来例と同様に転送されてきた、画素
列の奇数ビットおよび偶数ビットに対応する信号電荷
は、φ1 およびφ2 がHからLに立下がる期間にそれぞ
れ多結晶シリコンの2層の電極からなり、0〜2V程度
の定電圧VIG1 、VIG2 が印加された合成入力用ゲート
4下を通って信号電荷合成転送部5に交互に入力され
る。ここで信号電荷合成転送部5は多結晶シリコンの2
層の転送電極5A、5Bを有する1段のCCDレジスタ
であって、構造はCCDレジスタA2およびCCDレジ
スタB3と同様のイオン注入障壁型である。信号電荷合
成転送部5の2層の電極はコンタクト9を介してAl配
線10と接続されており、パルスφL が印加される。
FIG. 2 is a plan view showing a state near the signal charge detecting section 7 in FIG. In FIG. 2, components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 9 indicate the same components, and the operation is the same. Has been transferred as in the conventional example by CCD registers A2 and CCD register B3, the signal charges corresponding to the odd bits and even bits of the pixel column, phi 1 and phi 2 are each polycrystalline falls period from H to L Consisting of two layers of silicon electrodes, constant voltages V IG1 and V IG2 of about 0 to 2 V are alternately input to the signal charge synthesizing and transferring section 5 through the gate 4 to which the synthesizing input is applied. Here, the signal charge transfer section 5 is made of polycrystalline silicon 2.
This is a single-stage CCD register having transfer electrodes 5A and 5B in layers, and has the same ion implantation barrier type as the CCD registers A2 and B3. The two-layer electrodes of the signal charge transfer section 5 are connected to the Al wiring 10 via the contacts 9, and a pulse φ L is applied.

【0017】CCDレジスタA2からの奇数ビットの信
号電荷は信号電荷合成転送部5に入力された後、パルス
φL の立下がり期間において出力用ゲート6(定電圧V
OGが印加されている)から信号電荷検出部のフローティ
ング拡散層7aに転送される。同様に、CCDレジスタ
B3からの偶数ビットの信号電荷も信号電荷合成転送部
5に転送された後、パルスφL の立下がり期間において
出力用ゲート6を介して信号電荷検出部のフローティン
グ拡散層7aに転送される。
[0017] After the signal charges of the odd-numbered bits from the CCD register A2 is inputted to the signal charge synthesizing transfer unit 5, the pulse φ output gate 6 in the falling period of the L (constant voltage V
OG is applied) to the floating diffusion layer 7a of the signal charge detection unit. Similarly, after being transferred to the even bits of the signal charges even if the signal charge combining transfer unit 5 from the CCD register B3, pulse phi L of the floating diffusion layer 7a of the signal charge detection unit through the output gate 6 in the falling period Is forwarded to

【0018】ここで一段のCCDレジスタからなる信号
電荷合成転送部5において奇数ビットの信号電荷と偶数
ビットの信号電荷が混じらないようにするには、パルス
ΦLをCCDレジスタA2、B3に印加される転送パル
Φ1、Φ2 の2倍の周波数とし、CCDレジスタA2
からの奇数ビットの信号電荷をΦ1によって信号電荷合
成転送部5に転送した後、CCDレジスタB3からの偶
数ビットの信号電荷が信号電荷合成転送部5に転送され
る前にパルスΦLにてフローティング拡散層7aへの転
送を完了してしまうようにすればよい。CCDレジスタ
B3からの偶数ビットの信号電荷についても同様であ
り、これを交互にくりかえす。すなわちΦ1、Φ2 の立
下がり期間の開始より前にΦLが立下がるようにすれば
よい。
Here, in order to prevent the odd-numbered bit signal charges and the even-numbered signal charges from being mixed in the signal charge synthesizing and transferring section 5 comprising a single stage CCD register, a pulse Φ L is applied to the CCD registers A2 and B3. Transfer pal
Scan .phi.1, twice the frequency of .phi.2, CCD register A2
After the odd-numbered bit signal charges from the CCD register B3 are transferred to the signal charge synthesizing and transferring section 5 by Φ1, before the even-numbered signal charges from the CCD register B3 are transferred to the signal charge synthesizing and transferring section 5, they are floated by the pulse Φ L The transfer to the diffusion layer 7a may be completed. The same applies to the signal charges of the even-numbered bits from the CCD register B3, which are alternately repeated. That .phi.1, it suffices to [Phi L falls before the start of the falling period of .phi.2.

【0019】図3(a)、(b)は、図2におけるA−
A′線およびB−B′線の断面図である。図3(a)、
(b)において、図10(a)、(b)で示した従来例
と同一参照番号の付されたものは同等のものを指してい
る。また、図3における4、5、6は、図2における同
一の参照番号の付されたものと同一のものを示してい
る。ここで、信号電荷合成転送部5を構成する1段のC
CDレジスタはイオン注入障壁型となっている。すなわ
ち、上流側転送電極5B下にバリア層となるn-型拡散
層17が形成されている。本実施例では、従来例に比べ
て信号電荷合成転送部5の容量CL および抵抗R2 ′が
付加され、フローティング拡散層7aの基準点であるG
点を変動させる要因そのものは増加しているが、奇数ビ
ットおよび偶数ビットの信号出力はともにφL の立下が
り時において出力が開始されるため、φL の影響は両者
に対して全く同一であり、奇数および偶数ビット間の出
力むらとはなり得ない。
FIGS. 3 (a) and 3 (b) show A-
It is sectional drawing of the A 'line and the BB' line. FIG. 3 (a),
In FIG. 10B, components denoted by the same reference numerals as those of the conventional example shown in FIGS. 10A and 10B indicate equivalent components. Also, reference numerals 4, 5, and 6 in FIG. 3 denote the same components with the same reference numerals in FIG. Here, one stage of C constituting the signal charge combining and transferring section 5
The CD resistor is of an ion implantation barrier type. That is, the n -type diffusion layer 17 serving as a barrier layer is formed below the upstream transfer electrode 5B. In this embodiment, the capacitance C L and the resistance R 2 ′ of the signal charge synthesizing and transferring section 5 are added as compared with the conventional example, and G is a reference point of the floating diffusion layer 7a.
Although factors themselves for varying the point is increasing, the output at the time of the fall of the odd bits and even bits of the signal output are both phi L is initiated, the effects of phi L is exactly be the same for both , Output unevenness between odd and even bits.

【0020】またφL は信号電荷合成転送部がCCDレ
ジスタAおよびBからの信号電荷を受けるために、φ1
およびφ2 の立下がり期間の開始より前にHレベルにな
り、さらにφ1 、φ2 の立下がり期間を含む間Hレベル
を保つことが望ましく(φ1、φ2 の立下がり期間の開
始よりおくれてφL をLからHにするタイミングの場
合、信号電荷は一旦合成入力用ゲート下にとどまること
になり、信号電荷量がVIG1 、VIG2 で定まる合成入力
用ゲート下のチャネル電位差より大きい場合、隣のCC
Dレジスタに一部の信号電荷が流入してしまうので、信
号電荷量の制限が厳しくなる)、上述したφL の立下が
り時点の制限と合わせて、φL のタイミングはφ1 、φ
2 の立上がりおよび立下がり期間をそれぞれφL のHの
期間が含み、のこりの期間がLになるようにすればよ
い。
Φ L is φ 1 because the signal charge synthesizing transfer section receives signal charges from CCD registers A and B.
And phi becomes H level before the start of the second falling period, even more phi 1, phi desirably (phi 1 to maintain between H level including falling period of 2, the start of the falling period of phi 2 In the case of the timing when φ L is changed from L to H, the signal charge temporarily remains under the combined input gate, and the signal charge amount is larger than the channel potential difference under the combined input gate determined by V IG1 and V IG2. If the next CC
Since part of the signal charges in the D register would flow, limiting signal charge amount becomes stricter), together with restrictions falling time of the above-mentioned phi L, the timing of phi L is phi 1, phi
2 rising and falling periods include a period of H of each phi L, it is sufficient to for the rest becomes L.

【0021】このようにφL のタイミングを設定した場
合、φ1 、φ2立ち上がり、立下がり期間に発生する
G点の電位変動は、φL のH期間すなわち各ビットの非
信号期間に開始することになる。また、リセットパルス
φ R は、そのH期間を、信号電荷合成転送部5から出力
用ゲート6の下を通して信号電荷検出部のフローティン
グ拡散層7aに信号電荷が転送されるφ L のHからLへ
の立ち下がり期間以前に設定すればよく、このリセット
パルスφ R は信号電荷合成転送部5で分離された信号電
荷転送部の印加パルスφ 1 およびφ 2 に対してタイミン
グ上直接規制を受けないので、リセットパルスφ R のH
期間の位置をφ 1 およびφ 2 の立ち上がり、立ち下がり
時点すなわちG点の電位変動の開始時点に対して自由に
設定することができるようになる。その結果、G点での
電位変動によるノイズの発生期間に対し、リセットパル
スφ R の立ち上がり期間をなるべく遅くなるようにする
ことが可能になる。このため、ノイズ期間終了後にも信
号期間を存続させることができるようになり、ノイズの
信号への影響を、例えばデータレート10MHz程度の
イメージセンサの動作では0にすることができる等、従
来例に比べて大幅に低減できる。以上の様子を図4のタ
イミングチャートに示す。
When the timing of φ L is set in this manner, the potential fluctuation at the point G occurring during the rising and falling periods of φ 1 and φ 2 starts during the H period of φ L , that is, the non-signal period of each bit. Will do. Also, reset pulse
φ R outputs the H period from the signal charge combining and transferring section 5
Of the signal charge detection unit through the gate 6
電荷 L from H to L at which signal charges are transferred to the diffusion layer 7a
This can be set before the falling period of this reset.
The pulse φ R is the signal voltage separated by the signal
Timing with respect to the applied pulses phi 1 and phi 2 of the load transfer portion
The reset pulse φ R is not
Rising position of phi 1 and phi 2 of the period, falling
Any time, that is, the start time of the potential fluctuation at the point G
It can be set. As a result, at point G
Reset pulse is applied during the period of noise occurrence due to potential fluctuation.
To as much as possible slow down the rising period of the scan φ R
It becomes possible. For this reason, the signal period can be maintained even after the end of the noise period , and the influence of the noise on the signal can be reduced to zero in the operation of the image sensor having a data rate of about 10 MHz, for example. It can be significantly reduced as compared with the above. The above situation is shown in the timing chart of FIG.

【0022】図4において、VG はCCDレジスタA、
Bの信号電荷転送パルスφ1 、φ2によるG点の電位変
動でありこれは図11に示した従来例のものと同じであ
る。VG ′は本発明に従って設けられた信号電荷合成転
送部に印加されるパルスφLの影響によるG点の電位変
動である。したがって、G点はこれら2つを合成した電
位変動を受ける。ここで、VG ′におけるノイズの波高
値±G′とノイズ幅tG ′はたかだか2枚の電極による
容量CL (0.5pF程度)とp型ウェルの抵抗R2
(200Ω程度)によるものであるから、VG における
波高値±Gおよびノイズ幅tG より小さく、VG の1/
5程度のものである。
In FIG. 4, V G is a CCD register A,
This is a potential variation at the point G due to the B signal charge transfer pulses φ 1 and φ 2 , which is the same as that of the conventional example shown in FIG. V G ′ is a potential variation at the point G due to the influence of the pulse φ L applied to the signal charge combining and transferring section provided according to the present invention. Therefore, point G is subjected to a potential fluctuation obtained by combining these two. Here, noise and 'peak value ± G of noise in the' V G width t G 'capacity by at most two electrode C L (about 0.5 pF) and resistor R 2 of the p-type well'
Because due (200 [Omega about), smaller than the peak value ± G and noise width t G in V G, the V G 1 /
It is about five.

【0023】また、出力Vout に対するこのノイズが与
える影響は奇数ビットと偶数ビットで全く同じであるか
ら、奇数、偶数ビットの出力むらの原因にはならない。
一方、信号期間中でVG が出力Vout に影響を与える期
間は、そのノイズの発生開始がφL がHの期間中、すな
わち出力Vout の非信号期間(リセット期間またはリセ
ットフィードスルー期間)に起こるため、ノイズ幅tG
から、φ1 、φ2 の変化点からφL の立下がり開始まで
の期間td を差し引いた期間(tG −td )のみとな
る。したがって、上述した従来例の場合(データレート
10MHzでの動作の場合)tG は70ns程度であっ
たからtd を30nsとなるようにとれば(tG −t
d )は40nsとなり、信号期間を従来例と同様に50
〜60nsとすれば、図4のVout において示されるよ
うに、信号期間の終了時点ではVG の影響は消滅してお
り、結果的に、VG は奇数、偶数ビットの出力むらの原
因とはならない(図中、Vout の点線はG、G′=0の
場合の理想波形を示す)。
The effect of this noise on the output Vout is exactly the same for odd and even bits, and therefore does not cause uneven output of odd and even bits.
Meanwhile, the period in which the V G in signal period affects the output V out is non-signal period (reset period or the reset feedthrough period) of the duration of generation start phi L is H noise, that is, the output V out The noise width t G
Thus, only the period (t G −t d ) obtained by subtracting the period t d from the change point of φ 1 and φ 2 to the start of the fall of φ L is obtained. Therefore, in the case of the above-described conventional example (in the case of operation at a data rate of 10 MHz), t G was about 70 ns, so if t d was set to 30 ns (t G −t
d ) is 40 ns, and the signal period is 50 ns as in the conventional example.
If ~60Ns, as shown in V out in FIG. 4, the effect of V G is at the end of the signal period has disappeared, as a result, V G is an odd number, the cause of the output unevenness of the even bits (In the figure, the dotted line of V out indicates an ideal waveform when G and G ′ = 0).

【0024】次に、図5乃至図7を参照して本発明の第
2の実施例について説明する。この実施例は、第1の実
施例に対し、信号電荷合成転送部の転送電極とリセット
部のゲートとを接続したものである。すなわち、信号電
荷合成転送部に印加されるパルスφL とリセット部に印
加されるパルスφR を共通化した点が第1の実施例と異
なっている。図5にそのタイミングチャートを示し、t
1 〜t7 の各時刻における信号電荷の転送状態を、図2
のA−A′線、B−B′線の断面における各電極下のチ
ャネル電位図として図6、図7にそれぞれ示す。図6、
図7において、図2(a)、(b)と同一参照番号のも
のは同一のものを示す。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is different from the first embodiment in that the transfer electrode of the signal charge synthesizing transfer section is connected to the gate of the reset section. That is, the second embodiment differs from the first embodiment in that the pulse φ L applied to the signal charge combining transfer unit and the pulse φ R applied to the reset unit are shared. FIG. 5 shows a timing chart of the operation.
The transfer state of signal charge at each time of 1 ~t 7, FIG. 2
6 and 7 are channel potential diagrams under each electrode in a cross section taken along line AA 'and line BB'. FIG.
7, the same reference numerals as those in FIGS. 2A and 2B denote the same components.

【0025】QA i(i=1、2、…)はCCDレジスタ
Aからの信号電荷、QB j(j=1、2、…)はCCDレ
ジスタBからの信号電荷である。なお、通常フローティ
ング拡散層は空乏化しておらず、図6、図7に示すよう
に、リセット動作時(φR がHの時)にリセットドレイ
ンの電位VDDにセットされる。t1 において、QA iとQ
A i+1がφ1 の印加された電極2a下に、またQB iがφ2
の印加された電極3a下に蓄積されている。t2 におい
て、φL (=φR )がHになると、電荷の転送はない
が、信号電荷合成転送部5の転送電極下に電位井戸が形
成され、フローティング拡散層がリセットされる。
[0025] Q A i (i = 1,2, ...) the signal charge from the CCD register A, Q B j (j = 1,2, ...) is a signal charge from the CCD register B. Normally, the floating diffusion layer is not depleted, and is set to the potential V DD of the reset drain during the reset operation (when φ R is H) as shown in FIGS. At t 1 , Q A i and Q
A i + 1 is the lower electrode 2a is applied the phi 1, also Q B i is phi 2
Is accumulated under the electrode 3a to which the voltage is applied. At t 2 , when φ L (= φ R ) becomes H, no charge is transferred, but a potential well is formed below the transfer electrode of the signal charge synthesis transfer section 5 and the floating diffusion layer is reset.

【0026】t3 において、φ1 がL、φ2 がHとなる
と、QA iは信号電荷合成転送部の電位井戸に転送され、
A i+1はφ2 の印加された電極2a下に、また、QB i
B i+1がφ2 の印加された電極3a下に転送される。t
4 において、φL (=φR )がLになると、CCDレジ
スタA、Bでは転送は行われないが、信号電荷合成転送
部5に蓄積されていた電荷QA iは、フローティング拡散
層に転送される。t5では、φL (=φR )がHにな
り、t2の場合と同様に電荷の転送は行われないが、信
号電荷合成転送部5の転送電極下に電位井戸が形成さ
れ、フローティング拡散層がリセットされる。t6 にお
いて、φ1 がH、φ2 がLとなると、QB iは信号電荷合
成転送部の電位井戸に転送され、QA i+1、QA i+2はφ1
の印加された電極2a下に、また、QB i+1がφ1 の印加
された電極3a下に転送される。t7では、t1 の状態
に戻り、以降同様の動作が繰り返される。
[0026] In t 3, when phi 1 is L, phi 2 is H, Q A i is transferred to the potential well of the signal charge synthesis transfer unit,
Q A i + 1 is below the applied electrode 2a of φ 2 and Q B i ,
Q B i + 1 are transferred under the electrodes 3a applied in phi 2. t
In 4, when φ L (= φ R) is L, CCD registers A, transfer the B but not performed, the charge Q A i accumulated in the signal charge synthesizing transfer unit 5, transferred to the floating diffusion layer Is done. In t 5, φ L (= φ R) becomes H, but is not carried out the transfer of similar charge to that of t2, the potential wells are formed under the transfer electrodes of the signal charge combining transfer unit 5, a floating diffusion The layer is reset. In t 6, phi 1 is H, when phi 2 becomes L, Q B i is transferred to the potential well of the signal charge synthesis transfer unit, Q A i + 1, Q A i + 2 is phi 1
The lower electrode 2a is applied, also, Q B i + 1 are transferred under the electrodes 3a applied for phi 1. In t 7, returns to the state of t 1, the same operation is repeated later.

【0027】この実施例では、φL とφR を共通化する
ために次の点に注意が必要である。すなわち、信号電荷
合成転送部からフローティング拡散層への信号電荷の転
送とリセットトランジスタがオフになるタイミングが同
一であるため、信号電荷の一部がリセットドレインに流
出するのを防ぐため、図6、図7に示す出力用ゲート6
下のチャネル電位vOGと信号電荷合成転送部5に信号電
荷が入力された時の電位vQA iおよびvQB jの差、すな
わち(vQA i−vOG)および(vQB j−vOG)が、リセ
ットドレインの電位VDDとφL (=φR )がHになった
時のリセットゲート8a下のチャネル電位vRHの差(v
RH−VDD)に対してつねに (vRH−VDD)<(vQA i−vOG)かつ (vRH−VDD)<(vQB j−vOG) (すべてのi、jについて、すなわちvQA i、vQB j
最小値に対して)となるるように設計しなければならな
い。φL (=φR )がLになるとき、リセット部のゲー
ト8a下の電位の下がる速度と信号電荷合成転送部5の
転送電極下の電位の下がる速度は同程度と見込まれるの
で、上記のように設定しておけば、QA i(QB j)が出力
用ゲート6下を通過するときには、リセットドレインを
フローティング拡散層から分離することができるように
なるからである。
In this embodiment, attention must be paid to the following in order to make φ L and φ R common. That is, since the transfer of the signal charge from the signal charge synthesis transfer unit to the floating diffusion layer and the timing at which the reset transistor is turned off are the same, in order to prevent a part of the signal charge from flowing to the reset drain, FIG. Output gate 6 shown in FIG.
The difference in potential vQ A i and vQ B j when the signal charges are input to the channel potential v OG and the signal charge combining transfer unit 5 below, namely (vQ A i -v OG) and (vQ B j -v OG ) Is the difference between the potential V DD of the reset drain and the channel potential v RH under the reset gate 8a when φ L (= φ R ) becomes H (v
RH -V DD) always respect (v RH -V DD) <( vQ A i -v OG) and (v RH -V DD) <( vQ B j -v OG) ( all i, for j, That is, it must be designed so as to be (for the minimum value of vQ A i and vQ B j ). When φ L (= φ R ) becomes L, the speed at which the potential under the gate 8a of the reset unit decreases and the speed at which the potential under the transfer electrode of the signal charge synthesizing transfer unit 5 decreases are expected to be substantially the same. by setting so that, when Q a i to (Q B j) passes under the output gate 6, because it is possible to separate the reset drain from the floating diffusion layer.

【0028】この実施例は上述のような設計上の制限が
あるものの、第1の実施例に比べて、デバイスへの入力
クロック数を1つ減らすことができるだけでなく非信号
期間であるリセットフィードスルー期間tF を0にする
ことができ、その分信号期間を長くとることができるた
め、よりVG の影響を少なくすることができる。あるい
は1ビットの期間を短くでき、その分データレートを容
易に高くすることができる。
Although the present embodiment has the above-described design limitations, it is possible to reduce the number of input clocks to the device by one as compared with the first embodiment, and also to provide a reset feed which is a non-signal period. the through period t F can be 0, since it is possible to take longer correspondingly signal period, it is possible to reduce the influence of the more V G. Alternatively, the period of one bit can be shortened, and the data rate can be easily increased accordingly.

【0029】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるされるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本願発明の要旨内にお
いて各種の変更が可能である。例えば、実施例では、2
相駆動方式埋め込みチャネル型電荷結合素子について説
明したが、これを2相以外の駆動方式のものや表面チャ
ネル型のものに変更することができる。また、本発明
は、リニアイメージセンサのみならず他のデバイスにも
適用しうるものである。
While the preferred embodiment has been described above,
The present invention is not limited to these embodiments, and various changes can be made within the gist of the present invention described in the claims. For example, in the embodiment, 2
The phase drive type buried channel type charge coupled device has been described, but this can be changed to a drive type other than two-phase type or a surface channel type. Further, the present invention can be applied not only to a linear image sensor but also to other devices.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電荷結合
素子は、2本のCCDレジスタの信号電荷を合成して1
つの電荷検出部にて電荷を検出するものにおいて、両C
CDレジスタの電荷転送方向の先端部に合成入力用ゲー
トと、1段のCCDレジスタからなる信号電荷合成転送
部を設け、一旦、合成信号電荷を信号電荷合成転送部に
蓄積した後、出力用ゲートを介して電荷検出部のフロー
ティング拡散層に転送するようにしたものであるので、
本発明によれば、この信号電荷合成転送部から信号電荷
検出部への信号電荷の転送タイミングを前記両CCDレ
ジスタに印加される転送パルスの変化点(H→Lおよび
L→H)から遅らせることができ、また、リセットパル
スのタイミングを両CCDレジスタの転送パルスのタイ
ミングに対して従来より遅らせることができるようにな
り、その結果、信号期間全体を従来より遅らせることが
できるようになる。従って、転送パルスの変化点で発生
する転送パルスに基づくノイズのレベルが十分に低くな
った後に信号期間を終了させることができるので、高速
転送パルスによって駆動する電荷結合素子においてもこ
の転送パルスに起因して出力信号に重畳するノイズレベ
ルを大幅に低下させることができる。そのため、結果的
に、転送クロックのノイズに起因する出力信号における
奇数ビット、偶数ビット間の出力むらを大幅に低減で
き、例えば5000ビットクラスのリニアイメージセン
サをデータレート10MHz程度の高速で駆動する場合
にもほとんど出力むらを生じさせないようにすることが
できる。
As described above, the charge-coupled device of the present invention combines the signal charges of the two CCD registers to obtain one.
In the case where electric charges are detected by two electric charge detection units, both C
A combining input gate and a signal charge combining / transferring unit including a one-stage CCD register are provided at the leading end of the CD register in the charge transfer direction. The combined signal charge is temporarily stored in the signal charge combining / transferring unit, and then the output gate is provided. Is transferred to the floating diffusion layer of the charge detection unit through
According to the present invention, the transfer timing of the signal charge from the signal charge synthesis transfer section to the signal charge detection section is delayed from the transition points (H → L and L → H) of the transfer pulses applied to the two CCD registers. In addition, the timing of the reset pulse can be delayed with respect to the timing of the transfer pulse of both CCD registers as compared with the related art. As a result, the entire signal period can be delayed as compared with the related art. Therefore, the signal period can be terminated after the level of the noise based on the transfer pulse generated at the transition point of the transfer pulse becomes sufficiently low, so that the charge-coupled device driven by the high-speed transfer pulse is also caused by the transfer pulse. As a result, the noise level superimposed on the output signal can be significantly reduced. Therefore, as a result, the output unevenness between the odd-numbered bits and the even-numbered bits in the output signal due to the transfer clock noise can be greatly reduced. For example, when a 5000-bit class linear image sensor is driven at a high data rate of about 10 MHz. Thus, it is possible to prevent almost even output unevenness.

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

【図1】本発明の第1の実施例の全体の構成を示す概略
平面図。
FIG. 1 is a schematic plan view showing the entire configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例の信号電荷検出部付近の
状態を示す平面図。
FIG. 2 is a plan view showing a state near a signal charge detection unit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図2のA−A′線、B−B′線の断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA ′ and line BB ′ in FIG. 2;

【図4】本発明の第1の実施例の動作を説明するための
タイミングチャート。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例を説明するためのタイミ
ングチャート。
FIG. 5 is a timing chart for explaining a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施例を説明するための電位分
布図。
FIG. 6 is a potential distribution diagram for explaining a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施例を説明するための電位分
布図。
FIG. 7 is a potential distribution diagram for explaining a second embodiment of the present invention.

【図8】従来例の全体の構成を示す概略平面図。FIG. 8 is a schematic plan view showing the entire configuration of a conventional example.

【図9】従来例の信号電荷検出部付近の状態を示す平面
図。
FIG. 9 is a plan view showing a state in the vicinity of a signal charge detection unit in a conventional example.

【図10】図9のA−A′線、B−B′線の断面図。FIG. 10 is a sectional view taken along lines AA ′ and BB ′ in FIG. 9;

【図11】従来例の動作を説明するためのタイミングチ
ャート。
FIG. 11 is a timing chart for explaining the operation of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画素列 2 CCDレジスタA 2A、2B 電極 3 CCDレジスタB 3A、3B 電極 4 合成入力用ゲート 5 信号電荷合成転送部 5A、5B 転送電極 6 出力用ゲート 7 信号電荷検出部 7a フローティング拡散層 8 リセット部 8a リセットゲート 8b リセットドレイン 9 コンタクト 10 Al配線 11 n型シリコン基板 12 p型ウェル 13 n型拡散層 14 p+ 型拡散層 15 LOCOS法による酸化膜 16 チャネルストップ 17 n- 型拡散層 18 出力用ゲート Q1 信号電荷検出部の能動側MOSトランジスタ Q2 信号電荷検出部の負荷側MOSトランジスタDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pixel row 2 CCD register A 2A, 2B electrode 3 CCD register B 3A, 3B electrode 4 Synthesis input gate 5 Signal charge synthesis transfer part 5A, 5B transfer electrode 6 Output gate 7 Signal charge detection part 7a Floating diffusion layer 8 Reset Part 8a reset gate 8b reset drain 9 contact 10 Al wiring 11 n-type silicon substrate 12 p-type well 13 n-type diffusion layer 14 p + -type diffusion layer 15 oxide film by LOCOS method 16 channel stop 17 n - type diffusion layer 18 for output Gate Q1 Active MOS transistor of signal charge detector Q2 Load MOS transistor of signal charge detector

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/762 H01L 21/339 H01L 27/148 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 29/762 H01L 21/339 H01L 27/148

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】それぞれの電荷転送領域が電荷転送方向の
先端部以降において1つの電荷転送領域に合体されてい
る2個のCCDレジスタと、前記2個のCCDレジスタ
のそれぞれの電荷転送方向の先端部に隣接して前記電荷
転送領域上に設けられた一定電圧が印加される合成入力
用ゲートと、該合成入力用ゲートに隣接して設けられた
1段のCCDレジスタからなる信号電荷合成転送部と、
該信号電荷合成転送部に隣接して設けられた出力用ゲー
トと、該出力用ゲートに隣接して設けられた、信号電荷
を電圧信号に変換する信号電荷検出部と、を備えた電荷
結合素子であって、前記信号電荷合成転送部の転送パル
ス周波数が、前記2個のCCDレジスタの転送パルス周
波数の2倍であり、かつ、前記信号電荷合成転送部の転
送タイミングを前記2個のCCDレジスタに印加される
転送パルスの変化点から遅らせることを特徴とする電荷
結合素子。
1. Two CCD registers, each of which is integrated into one charge transfer region after a leading end in the charge transfer direction, and a leading end of each of the two CCD registers in the charge transfer direction. And a signal charge combining / transferring unit comprising a combined input gate provided on the charge transfer region adjacent to the unit and to which a constant voltage is applied, and a one-stage CCD register provided adjacent to the combined input gate. When,
A charge coupled device comprising: an output gate provided adjacent to the signal charge combining / transferring unit; and a signal charge detecting unit provided adjacent to the output gate and converting a signal charge into a voltage signal. Wherein the transfer pulse frequency of the signal charge synthesis transfer section is twice the transfer pulse frequency of the two CCD registers, and the transfer timing of the signal charge synthesis transfer section is set to be equal to the two CCD registers. A charge-coupled device, wherein the charge-coupled device is delayed from a change point of a transfer pulse applied to the charge-coupled device.
【請求項2】前記2個のCCDレジスタが、1本の画素
列を挟んで形成され、それぞれのCCDレジスタが該画
素列において生成された信号電荷を転送するものである
ことを特徴とする請求項1記載の電荷結合素子。
2. The method according to claim 1, wherein the two CCD registers are formed with one pixel row interposed therebetween, and each CCD register transfers a signal charge generated in the pixel row. Item 2. The charge-coupled device according to Item 1.
【請求項3】前記信号電荷合成転送部の転送パルスは、
セットパルスの立ち上がりのタイミング後に立ち上が
り、立ち下がりのタイミング後に立ち下がるものである
ことを特徴とする請求項1記載の電荷結合素子。
3. The transfer pulse of the signal charge synthesizing transfer section ,
Rising after the timing of the rise of the reset pulse, a charge coupled device according to claim 1, characterized in that falls after the fall timing.
【請求項4】前記2個のCCDレジスタの転送パルスが
遷移状態にあるとき前記信号電荷合成転送部は電荷保持
状態にあることを特徴とする請求項1記載の電荷結合素
子。
4. The charge-coupled device according to claim 1, wherein said signal charge synthesizing transfer section is in a charge holding state when transfer pulses of said two CCD registers are in a transition state.
【請求項5】前記信号電荷合成転送部の転送パルスは、
前記信号電荷検出部の電位をリセットするリセットパル
スと同相で同一タイミングであることを特徴とする請求
項1記載の電荷結合素子。
5. The transfer pulse of the signal charge synthesis transfer section,
2. The charge-coupled device according to claim 1, wherein a reset pulse for resetting a potential of the signal charge detection unit has the same phase and the same timing.
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