JP3122562B2 - Circuit for driving charge transfer element - Google Patents

Circuit for driving charge transfer element

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JP3122562B2 JP05213224A JP21322493A JP3122562B2 JP 3122562 B2 JP3122562 B2 JP 3122562B2 JP 05213224 A JP05213224 A JP 05213224A JP 21322493 A JP21322493 A JP 21322493A JP 3122562 B2 JP3122562 B2 JP 3122562B2
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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、2次元イメージセンサ
等に好適に使用される電荷転送素子に関し、特に3相以
上の多相駆動方式を採用した電荷転送素子の駆動方法お
よびその実施に使用する回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charge transfer element suitably used for a two-dimensional image sensor and the like, and more particularly to a method for driving a charge transfer element employing a multi-phase drive system of three or more phases, and to a method for implementing the method. Circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】2次元イメージセンサとして使用される
電荷結合素子(CCD)等の電荷転送素子(CTD)の
転送方式としては、相内に電荷転送の方向付けを持たず
1相当り1電極で構成される3相以上の多相駆動方式
と、相内に電荷転送の方向付けを持ち、1相当り2電極
で構成される2相駆動方式に大別される。
2. Description of the Related Art As a transfer system of a charge transfer device (CTD) such as a charge-coupled device (CCD) used as a two-dimensional image sensor, there is no charge transfer direction in a phase and one electrode corresponds to one. It is roughly divided into a multi-phase driving system having three or more phases, and a two-phase driving system having two electrodes corresponding to one, having a direction of charge transfer in each phase.

【0003】ここで、多相駆動方式は転送可能な電荷量
が多く取れる利点を有するものの、高速転送に適さない
という欠点がある。逆に、2相駆動方式は転送速度を高
くできる利点を有するものの、転送可能な電荷量が小さ
いという欠点がある。
Here, the multi-phase driving method has an advantage that a large amount of charge that can be transferred is obtained, but has a disadvantage that it is not suitable for high-speed transfer. Conversely, the two-phase driving method has an advantage that the transfer speed can be increased, but has a disadvantage that the amount of charge that can be transferred is small.

【0004】このような理由により、2次元イメージセ
ンサでは、一般に、転送速度が低速でよく高い電荷密度
を必要とする垂直転送部に多相駆動方式の一例である4
相駆動方式を採用し、高速駆動を必要とされる水平転送
部に2相駆動方式を採用している。
For these reasons, a two-dimensional image sensor is generally an example of a multi-phase drive system in a vertical transfer unit which has a low transfer rate and requires a high charge density.
A two-phase driving method is adopted for a horizontal transfer unit that requires high-speed driving.

【0005】図5および図6は従来の4相駆動方式の電
荷転送素子の駆動方法を示す。図示例では、埋込みチャ
ネル構造を取るCCDを例示している。
FIGS. 5 and 6 show a conventional method for driving a four-phase drive type charge transfer device. In the illustrated example, a CCD having a buried channel structure is illustrated.

【0006】転送方式に沿った素子断面を示す図5
(A)において、P型半導体基板1の表面領域でCCD
転送チャネル全域にわたって、N型半導体層が形成され
ている。これにより、P型半導体基板1の表面領域に埋
込みチャネル層が形成される。半導体基板1の表面上に
は、SiO2等の薄い絶縁膜3を介して1層目の転送電
極4と、2層目の転送電極5とが転送方向に向かって交
互に被着形成されている。
FIG. 5 shows a cross section of an element according to a transfer method.
1A, a CCD is formed on a surface area of a P-type semiconductor substrate 1;
An N-type semiconductor layer is formed over the entire transfer channel. Thereby, a buried channel layer is formed in the surface region of P-type semiconductor substrate 1. A first-layer transfer electrode 4 and a second-layer transfer electrode 5 are alternately formed on the surface of the semiconductor substrate 1 via a thin insulating film 3 such as SiO 2 in the transfer direction. I have.

【0007】転送電極4には図6(A)、(C)に示す
波形の転送クロック(転送クロック・パルス)φ1、φ3
が印加される。また、転送電極5には図6(B)、
(D)に示す波形の転送クロックφ2、φ4が印加され
る。
The transfer electrodes 4 have transfer waveforms (transfer clock pulses) φ 1 and φ 3 having the waveforms shown in FIGS.
Is applied. FIG. 6B shows the transfer electrode 5.
Transfer clocks φ 2 and φ 4 having the waveform shown in FIG.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記のような4相駆動
方式では、図5(B)に示すように、信号蓄積面積がビ
ット長の50%以上となり、かつ有効ポテンシャルがク
ロック振幅に相当するポテンシャル差VC分だけ取れる
ため、転送可能な電荷量を多くとれる利点がある。
In the above-described four-phase driving method, as shown in FIG. 5B, the signal accumulation area becomes 50% or more of the bit length, and the effective potential corresponds to the clock amplitude. Since the potential difference V C can be obtained, there is an advantage that a large amount of charge can be transferred.

【0009】しかし、図6の時刻t1からt2へ変化する
時点で、φ2ゲート下の信号電荷をφ3ゲート側へ転送す
る際に、図5(B)に示すように、転送サイクルの最終
時点では、ポテンシャルの勾配、即ちフリンジ電界がほ
とんど働かない。このため、転送に時間を要する上に、
一部の電荷が逆流するおそれもあり、高速駆動時の転送
劣化が大きいという問題がある。
However, when the signal charge under the φ 2 gate is transferred to the φ 3 gate at the time when the time t 1 changes from t 1 to t 2 in FIG. 6, as shown in FIG. At the final time point, the gradient of the potential, that is, the fringe electric field hardly works. Because of this, it takes time to transfer,
There is a possibility that some charges may flow backward, and there is a problem that transfer deterioration during high-speed driving is large.

【0010】このような問題を解決する技術として、本
願出願人が特願平1-142592号で先に提案したものがあ
る。図7(A)はその素子構造を示し、図7(B)はポ
テンシャル分布図を示している。この提案では、各々の
転送電極内に転送の方向付けを設けている。即ち、不純
物イオンの注入を行ってポテンシャル段差を形成し、こ
れにより転送の方向付けを行っている。このような構成
によれば、4相駆動でありながら転送の最終時点におい
てもフリンジ電界が働くので、転送効率を高くできる。
As a technique for solving such a problem, there is one proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 1-142592. FIG. 7A shows the element structure, and FIG. 7B shows a potential distribution diagram. In this proposal, a transfer direction is provided in each transfer electrode. That is, a potential step is formed by implanting impurity ions, and thereby the direction of transfer is determined. According to such a configuration, the fringe electric field works even at the final point of the transfer even in the four-phase drive, so that the transfer efficiency can be increased.

【0011】なお、図7(A)において、1はP型半導
体基板を、2は埋込みチャネル層を、3は絶縁膜を、4
は1層目の転送電極を、5は2層目の転送電極を、6は
N型不純物がドープされた第1の領域を、7はP型不純
物がドープされた第2の領域を、それぞれ示している。
In FIG. 7A, 1 is a P-type semiconductor substrate, 2 is a buried channel layer, 3 is an insulating film, 4
Denotes a first-layer transfer electrode, 5 denotes a second-layer transfer electrode, 6 denotes a first region doped with an N-type impurity, 7 denotes a second region doped with a P-type impurity, respectively. Is shown.

【0012】しかしながら、この先行技術では、転送電
極の構造が複雑になるため、このような転送電極を製作
しようとすれば、勢い複雑な工程を要するため、製作に
時間を要し、歩留りが低下し、コストアップを招来する
という難点がある。
However, in this prior art, since the structure of the transfer electrode is complicated, if such a transfer electrode is to be manufactured, a complicated process is required, so that it takes time to manufacture and the yield is reduced. However, there is a disadvantage that the cost is increased.

【0013】本発明は、このような従来技術の問題点を
解決するためになされたものであり、従来と同様の簡潔
な転送電極構造でありながら、多相駆動方式の電荷転送
素子の転送効率を高くできる電荷転送素子の駆動方法を
提供することを目的とする。また、本発明の他の目的
は、そのような駆動方法の実施に好適な回路を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and has a transfer efficiency of a multi-phase drive type charge transfer element while having a simple transfer electrode structure similar to the prior art. It is an object of the present invention to provide a method of driving a charge transfer element capable of increasing the charge transfer rate. Another object of the present invention is to provide a circuit suitable for implementing such a driving method.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の電荷転送素子の
駆動方法は、半導体基板の表面上に絶縁膜を介して複数
の転送電極が被着形成され、該転送電極に印加される転
送クロックが1転送電極当り1相とされた3相以上の多
相駆動方式をとる電荷転送素子の駆動方法において、各
相に対応する転送クロックの電圧レベルを、転送チャネ
ルのポテンシャルが深くなる場合はハイレベルとする一
方、該ポテンシャルが浅くなる場合はローレベルとし、
かつ各転送クロックの転送サイクル毎に、ハイレベルか
ら一度ハイレベルとローレベルの中間の中間レベルに一
定期間保持し、その間、ローレベルは1相のみとし、
の後にローレベルへ変化させるようになっており、その
ことにより上記目的が達成される。
According to the driving method of the present invention, a plurality of transfer electrodes are formed on a surface of a semiconductor substrate via an insulating film, and a transfer clock applied to the transfer electrodes is provided. In a method of driving a charge transfer element using a multi-phase driving method of three or more phases in which one phase is provided per transfer electrode, the voltage level of the transfer clock corresponding to each phase is set to high when the potential of the transfer channel becomes deep. On the other hand, when the potential becomes shallow, it is set to low level,
In addition, for each transfer cycle of each transfer clock, the high level is once held at an intermediate level between the high level and the low level for a certain period of time, during which time the low level is only one phase and then changed to the low level. As a result, the above object is achieved.

【0015】また、上記の駆動方法の実施に使用する本
発明の回路は、前記各相の内の2相の転送クロックのア
ンド出力を出力するアンド回路と、前記ハイレベルの電
圧と該ハイレベルの1/2の電圧の2種類の電圧を供給
する外部電源に接続され、該アンド出力が入力される第
1のトランジスタおよび該アンド出力の反転出力が入力
される第2のトランジスタを有するトランジスタ回路
と、該トランジスタ回路に接続され、該アンド出力がハ
イレベルのときに電源電圧が該ハイレベルの1/2にな
る一方、該アンド出力がローレベルのときに該電源電圧
がハイレベルになり、前記2相以外の相のいずれか一つ
の転送クロックの反転出力が入力されると、ハイレベル
から一度ハイレベルとローレベルの中間の中間レベルに
一定期間保持され、その後にローレベルに変化する波形
の転送クロックを出力するインバータとを備えており、
そのことにより上記目的が達成される。
Further, a circuit according to the present invention used for implementing the above-mentioned driving method includes an AND circuit for outputting an AND output of a transfer clock of two phases of the respective phases, the high level voltage and the high level. A transistor circuit connected to an external power supply that supplies two kinds of voltages of の of the above, and having a first transistor to which the AND output is input and a second transistor to which an inverted output of the AND output is input And the power supply voltage is connected to the transistor circuit, and when the AND output is at a high level, the power supply voltage is の of the high level, while when the AND output is at a low level, the power supply voltage is at a high level; When an inverted output of any one of the transfer clocks of the phases other than the two phases is input, the signal is once held from a high level to an intermediate level between a high level and a low level for a certain period, And an inverter for outputting a transfer clock changing waveform to the low level after,
Thereby, the above object is achieved.

【0016】[0016]

【作用】上記のような多相駆動方式の駆動方法によれ
ば、転送サイクルの最終時点においてもフリンジ電界が
形成されるので、電荷の逆流が確実に防止される。従っ
て、高速駆動時の転送効率を格段に向上できる。
According to the driving method of the multi-phase driving method as described above, since the fringe electric field is formed even at the end of the transfer cycle, the backflow of the electric charge is reliably prevented. Therefore, the transfer efficiency during high-speed driving can be significantly improved.

【0017】フリンジ電界が形成される理由を、図2で
時刻t1からt2へ変化する時点で、φ2ゲート下の信号
電荷をφ3ゲート側(転送クロックφ2、φ3が印加され
る転送電極をそれぞれφ2ゲート、φ3ゲートと称する)
へ転送する場合を例にとって、今少し説明すると、t=
1の時、φ2ゲート下の電圧は、図2(B)に示すよう
に、VH/2レベルに保持されている。従って、φ2ゲー
ト下のポテンシャルは、図1(B)に示すようにVC
中間のVC/2になる。このため、同図に示すように、
φ2ゲートからφ3ゲートに向かってポテンシャルの勾
配、即ちフリンジ電界が形成される。
[0017] The reason why the fringe electric field is formed, at the time of change from the time t 1 in FIG. 2 to t 2, the signal charges under the phi 2 gate phi 3 gate side (transfer clock phi 2, phi 3 is applied that each transfer electrode phi 2 gates, referred to as phi 3 gates)
Taking as an example the case of forwarding to
When t 1, phi 2 voltage under the gate, as shown in FIG. 2 (B), is held in the V H / 2 level. Therefore, the potential under the φ 2 gate becomes V C / 2, which is intermediate V C , as shown in FIG. Therefore, as shown in FIG.
gradient of the potential towards the phi 2 gate phi 3 gate, i.e. fringe electric field is formed.

【0018】[0018]

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】図1は本発明の電荷転送素子の駆動方法を
4相駆動方式のCCDに適用した例を示している。この
CCDは電子を電荷とするnチャネル型のCCDであ
り、転送方式に沿った素子断面を示す図1(A)におい
て、P型半導体基板1の表面領域でCCD転送チャネル
全域にわたって、N型半導体層が形成されている。これ
により、P型半導体基板1の表面領域に埋込みチャネル
層が形成される。半導体基板1の表面上には、SiO2
等の薄い絶縁膜3を介して1層目の転送電極4と、2層
目の転送電極5とが転送方向に向かって交互に被着形成
されている。
FIG. 1 shows an example in which the method of driving a charge transfer device according to the present invention is applied to a four-phase drive type CCD. This CCD is an n-channel type CCD using electrons as electric charges. In FIG. 1 (A) showing a cross section of the element according to the transfer method, an N-type semiconductor is formed over the entire surface of the P-type semiconductor substrate 1 in the CCD transfer channel. A layer is formed. Thereby, a buried channel layer is formed in the surface region of P-type semiconductor substrate 1. On the surface of the semiconductor substrate 1, SiO 2
The first-layer transfer electrodes 4 and the second-layer transfer electrodes 5 are alternately formed in the transfer direction via a thin insulating film 3.

【0020】転送電極4には図2(A)、(C)に示す
波形の転送クロックφ1、φ3が印加される。また、転送
電極5には図2(B)、(D)に示す波形の転送クロッ
クφ2、φ4が印加される。
Transfer clocks φ 1 and φ 3 having waveforms shown in FIGS. 2A and 2C are applied to the transfer electrode 4. Further, transfer clocks φ 2 and φ 4 having waveforms shown in FIGS. 2B and 2D are applied to the transfer electrode 5.

【0021】図2(A)、(B)、(C)、(D)にそ
れぞれ示すように、各転送クロックφ1、φ2、φ3、φ4
のハイレベルはVH〔V〕であり、ローレベルは0
〔V〕である。そして、各転送クロックφ1、φ2
φ3、φ4はハイレベルからローレベルへ変化する時点
で、一度中間のレベルVH/2〔V〕に一定期間保持さ
れるようになっている。このような波形の転送クロック
φ1、φ2、φ3、φ4によってこのCCDは駆動される。
図1(B)はこのような駆動タイミングによる電荷転送
の様子を示すポテンシャル分布図である。
As shown in FIGS. 2A, 2B, 2C, and 2D, each transfer clock φ 1 , φ 2 , φ 3 , φ 4
Is high level V H [V] and low level is 0
[V]. Then, each transfer clock φ 1 , φ 2 ,
φ 3 and φ 4 are temporarily held at an intermediate level V H / 2 [V] for a certain period of time when they change from a high level to a low level. The CCD is driven by the transfer clocks φ 1 , φ 2 , φ 3 , φ 4 having such a waveform.
FIG. 1B is a potential distribution diagram showing the state of charge transfer at such a drive timing.

【0022】このような駆動方法において、今、図2で
時刻t1からt2へ変化する時点(転送サイクルの終了時
点に相当)で、φ2ゲート下の信号電荷をφ3ゲート側へ
転送する場合を仮定する。図2(B)に示すように、t
=t1の時、φ2ゲートの電圧は中間のVH/2レベルに
保持されているため、φ2ゲート下のポテンシャルは、
図1(B)に示すように、中間のVC/2になってい
る。このため、図1(B)に示すように、φ2ゲートか
らφ3ゲートに向かってポテンシャルの勾配、即ちフリ
ンジ電界が形成される。
In such a driving method, the signal charge under the φ 2 gate is transferred to the φ 3 gate side at the point of time when it changes from time t 1 to t 2 in FIG. 2 (corresponding to the end of the transfer cycle). Suppose that As shown in FIG.
= T 1 , since the voltage of the φ 2 gate is held at the intermediate V H / 2 level, the potential under the φ 2 gate is
As shown in FIG. 1 (B), the voltage is intermediate V C / 2. Therefore, as shown in FIG. 1 (B), a potential gradient toward the phi 3 gate from phi 2 gate, i.e. fringe electric field is formed.

【0023】転送サイクルの終了時点でこのようなフリ
ンジ電界が形成されると、電荷転送が速やかに行われ、
電荷が逆流することがない。従って、このような駆動方
法によれば、多相駆動方式の電荷転送素子において、転
送効率を格段に向上できる。しかも、電荷転送素子の素
子構造は上記従来例の素子構造のままですむという利点
がある。
When such a fringe electric field is formed at the end of the transfer cycle, the charge transfer is quickly performed,
The charge does not flow back. Therefore, according to such a driving method, the transfer efficiency can be remarkably improved in the charge transfer element of the multi-phase driving method. In addition, there is an advantage that the element structure of the charge transfer element can be the same as the element structure of the conventional example.

【0024】なお、上記の駆動方法において、転送クロ
ックの電圧レベルを中間のVH/2レベルに保持する期
間は、4相クロック1周期の1/8程度に設定可能であ
る。従って、電荷転送に十分な期間を確保することがで
きる。
In the above driving method, the period during which the voltage level of the transfer clock is maintained at the intermediate V H / 2 level can be set to about 8 of one cycle of the four-phase clock. Therefore, a sufficient period for charge transfer can be secured.

【0025】図3は上記の駆動方法の実施に使用される
回路の回路構成を示す。また、図4はその動作タイミン
グを示す。図4(A)〜(D)に示すように、各転送電
極には、従来の4相駆動の場合と同様の転送クロックφ
1’、φ2’、φ3’、φ4’が印加されるようになってい
る。そして、図3の回路において、AND回路10に
は、転送クロックφ3’、φ4’が入力され、AND回路
10はφ3’・φ4’(図4(E)参照)を出力する。
FIG. 3 shows a circuit configuration of a circuit used for implementing the above driving method. FIG. 4 shows the operation timing. As shown in FIGS. 4A to 4D, each transfer electrode is provided with a transfer clock φ similar to that of the conventional four-phase drive.
1 ′, φ 2 ′, φ 3 ′, and φ 4 ′ are applied. Then, in the circuit of FIG. 3, the transfer clocks φ 3 ′ and φ 4 ′ are input to the AND circuit 10, and the AND circuit 10 outputs φ 3 ′ · φ 4 ′ (see FIG. 4E).

【0026】この出力φ3’・φ4’はトランジスタT1
に与えられる。また、トランジスタT2には、インバー
タ11によって極性が反転された反転φ3’・φ4’が与
えられる。加えて、この回路にはトランジスタT3とT4
とで構成されるインバータ12が接続されている。
The outputs φ 3 ′ and φ 4 ′ are connected to the transistor T 1
Given to. The transistor T 2 is supplied with inverted φ 3 ′ · φ 4 ′ whose polarity is inverted by the inverter 11. In addition, this circuit includes transistors T 3 and T 4
Is connected.

【0027】なお、T1、T2、T3はpチャネルのエン
ハンスメント型MOSトランジスタであり、T4はnチ
ャネルのエンハンスメント型MOSトランジスタであ
る。
Note that T 1 , T 2 , and T 3 are p-channel enhancement MOS transistors, and T 4 is an n-channel enhancement MOS transistor.

【0028】上記の回路において、外部電源をVH、VH
/2の2電源とし、AND回路10の出力φ3’・φ4
をT1へ、その反転信号である反転φ3’・φ4’をT2
各々与えると、インバータ12の電源電圧はφ3’・
φ4’がハイレベルの時にVH/2に、ローレベルの時に
Hとなる。従って、転送クロックφ2’の反転出力であ
る反転φ2’をインバータ12に入力すると、その出力
は求めるφ2(図4(F)参照)の波形となる。即ち、
図2(B)で示す転送クロックφ2と同波形の転送クロ
ックが得られる。
In the above circuit, the external power supply is V H , V H
/ 2 power supply, and output φ 3 '· φ 4 ' of AND circuit 10
To T 1 and its inverted signal, inverted φ 3 ′ · φ 4 ′, to T 2 , the power supply voltage of the inverter 12 becomes φ 3
When φ 4 ′ is at a high level, it is V H / 2, and when it is at a low level, it is V H. Accordingly, when the inverted φ 2 ′, which is the inverted output of the transfer clock φ 2 ′, is input to the inverter 12, the output has the waveform of the desired φ 2 (see FIG. 4 (F)). That is,
Transfer clock transfer clock phi 2 and the waveform shown in FIG. 2 (B) is obtained.

【0029】ここで、図4(D)、(F)に示すよう
に、φ3’・φ4’信号を用いることにより、φ2がハイ
レベルから中間レベルへ変化する時点が、φ4’のロー
レベルからハイレベルへ変化する時点と一致させること
が可能になる。
Here, as shown in FIGS. 4D and 4F, by using the φ 3 ′ · φ 4 ′ signal, the point in time when φ 2 changes from the high level to the intermediate level is φ 4 ′. At the time when the low level changes to the high level.

【0030】図3に示す回路を利用すれば、従来の転送
クロックを利用して、図2(A)、(C)、(D)に示
される波形の転送クロックφ1、φ3、φ4を得ることが
可能になる。即ち、図3に示す回路を用いれば、上記し
た本発明の電荷転送素子の駆動方法を確実に実現でき
る。
If the circuit shown in FIG. 3 is used, the transfer clocks φ 1 , φ 3 , φ 4 having the waveforms shown in FIGS. 2A, 2C, and 2D can be obtained by using the conventional transfer clock. Can be obtained. That is, if the circuit shown in FIG. 3 is used, the above-described method for driving the charge transfer element of the present invention can be reliably realized.

【0031】上記実施例では、4相駆動方式の電荷転送
素子に本発明を適用する場合について説明したが、本発
明は4相を除く3相以上の駆動方式の電荷転送素子につ
いても同様に適用可能である。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a four-phase drive type charge transfer device has been described. However, the present invention is similarly applied to a three-phase or more drive type charge transfer device excluding four phases. It is possible.

【0032】また、以上の説明では、ハイレベルとロー
レベルの中間レベルとしてクロック振幅VHの1/2の
場合を例にとったが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、ハイレベルおよびローレベルに対し一定のポテ
ンシャル差が得られる限り両者のどのレベルであっても
良いことはいうまでもない。
In the above description, the case where the clock amplitude VH is 1/2 as an intermediate level between the high level and the low level is taken as an example. However, the present invention is not limited to this. Needless to say, any level of both may be used as long as a certain potential difference is obtained with respect to the low level.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明に係る電荷転送素子の駆動方法に
よれば、多相駆動方式の電荷転送素子において、転送サ
イクル終了時点においてもフリンジ電界が働くので、転
送効率を格段に向上できる利点がある。しかも、素子構
造を従来の簡潔な構造のものから変更することなく、駆
動方法を変更するだけで実施できるので、コストアップ
を招来することがない。そして、本発明の駆動用回路に
よれば、そのような電荷転送素子の駆動方法を実施する
ための回路を実現できるものである。
According to the method of driving a charge transfer device according to the present invention , in a multi-phase drive type charge transfer device, a fringe electric field acts even at the end of a transfer cycle, so that there is an advantage that transfer efficiency can be remarkably improved. is there. In addition, since the device structure can be implemented only by changing the driving method without changing the conventional simple structure, the cost does not increase. And, in the driving circuit of the present invention,
According to the method for driving such a charge transfer device is implemented
Circuit can be realized.

【0034】[0034]

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

【図1】本発明の電荷転送素子の駆動方法の動作を示す
図面であり、(A)は電荷転送素子の断面図、(B)は
ポテンシャル分布図である。
1A and 1B are diagrams illustrating an operation of a method for driving a charge transfer element according to the present invention, wherein FIG. 1A is a cross-sectional view of the charge transfer element, and FIG.

【図2】図1の電荷転送素子の駆動方法を示すタイミン
グチャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing a method of driving the charge transfer device of FIG.

【図3】図2に示す転送クロックの波形を得るための回
路を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a circuit for obtaining a transfer clock waveform shown in FIG. 2;

【図4】図2に示す転送クロックの波形を得るための動
作手順を示すタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing an operation procedure for obtaining a transfer clock waveform shown in FIG. 2;

【図5】従来例における電荷転送素子の駆動方法を示す
図面であり、(A)は電荷転送素子の断面図、(B)は
ポテンシャル分布図である。
5A and 5B are diagrams illustrating a method of driving a charge transfer element in a conventional example, wherein FIG. 5A is a cross-sectional view of the charge transfer element, and FIG.

【図6】従来例における電荷転送素子の駆動方法を示す
タイミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart showing a method of driving a charge transfer element in a conventional example.

【図7】本願出願人が先に提案した電荷転送素子の駆動
方法を示す図面であり、(A)は電荷転送素子の断面
図、(B)はポテンシャル分布図である。
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing a method of driving a charge transfer element proposed by the applicant of the present application, wherein FIG. 7A is a cross-sectional view of the charge transfer element, and FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 埋込みチャネル層 3 絶縁膜 4 1層目の転送電極 5 2層目の転送電極 10 AND回路 11 インバータ 12 インバータ T1、T2、T3 pチャネルのエンハンスメント型MO
Sトランジスタ T4 nチャネルのエンハンスメント型MOSトランジ
スタ
REFERENCE SIGNS LIST 1 semiconductor substrate 2 buried channel layer 3 insulating film 4 first layer transfer electrode 5 second layer transfer electrode 10 AND circuit 11 inverter 12 inverter T 1 , T 2 , T 3 p-channel enhancement type MO
S transistor T 4 n-channel enhancement type MOS transistor

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板の表面上に絶縁膜を介して複
数の転送電極が被着形成され、該転送電極に印加される
転送クロックが1転送電極当り1相とされた3相以上の
多相駆動方式をとる電荷転送素子の駆動方法であって
各相に対応する転送クロックの電圧レベルを、転送チャ
ネルのポテンシャルが深くなる場合はハイレベルとする
一方、該ポテンシャルが浅くなる場合はローレベルと
し、かつ各転送クロックの転送サイクル毎に、ハイレベ
ルから一度ハイレベルとローレベルの中間の中間レベル
に一定期間保持し、その間、ローレベルは1相のみと
し、その後にローレベルへ変化させる電荷転送素子の駆
動方法の実施に使用する回路であって、 前記各相の内の2相の転送クロックのアンド出力を出力
するアンド回路と、 前記ハイレベルの電圧と該ハイレベ
ルの1/2の電圧の2種類の電圧を供給する外部電源に
接続され、該アンド出力が入力される第1のトランジス
タおよび該アンド出力の反転出力が入力される第2のト
ランジスタを有するトランジスタ回路と、 該トランジスタ回路に接続され、該アンド出力がハイレ
ベルのときに電源電圧が該ハイレベルの1/2になる一
方、該アンド出力がローレベルのときに該電源電圧がハ
イレベルになり、前記2相以外の相のいずれか一つの転
送クロックの反転出力が入力されると、ハイレベルから
一度ハイレベルとローレベルの中間の中間レベルに一定
期間保持され、その後にローレベルに変化する波形の転
送クロックを出力するインバータとを備えた、電荷転送
素子の駆動用回路。
A plurality of transfer electrodes are formed on a surface of a semiconductor substrate with an insulating film interposed therebetween, and a transfer clock applied to the transfer electrodes is one phase per transfer electrode. the method of driving a charge transfer device which takes the phase drive method,
The voltage level of the transfer clock corresponding to each phase is set to a high level when the potential of the transfer channel is deep, while it is set to a low level when the potential is shallow, and is set to a high level every transfer cycle of each transfer clock. From the high level to the low level once, and during this period, the low level is set to only one phase, and thereafter, the circuit is used for implementing the driving method of the charge transfer element in which the low level is changed to the low level. , outputs an aND output of the transfer clock of two phases of said phase
And a high level voltage and the high level
External power supply that supplies two types of voltage
A first transistor connected and receiving the AND output
And the second to which the inverted output of the AND output is input.
A transistor circuit having a transistor , and an AND output connected to the transistor circuit,
When the power supply voltage becomes half of the high level when
On the other hand, when the AND output is at a low level, the power supply voltage is high.
Level, and one of the phases other than the two
When the inverted output of the transmission clock is input,
Once fixed at an intermediate level between high level and low level
The waveform is held for a period and then changes to low level.
Charge transfer including an inverter for outputting a transmission clock
Element driving circuit.
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