JP3259573B2 - 電荷転送装置及びその駆動方法 - Google Patents
電荷転送装置及びその駆動方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
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- G—PHYSICS
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- G11C—STATIC STORES
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電荷転送装置及びその
駆動方法に関し、特にＣＣＤエリアセンサの水平転送レ
ジスタやＣＣＤリニアセンサの転送レジスタ、さらには
ＣＣＤ遅延素子の転送レジスタとして用いて好適な２相
駆動方式の電荷転送装置及びその駆動方法に関する。
駆動方法に関し、特にＣＣＤエリアセンサの水平転送レ
ジスタやＣＣＤリニアセンサの転送レジスタ、さらには
ＣＣＤ遅延素子の転送レジスタとして用いて好適な２相
駆動方式の電荷転送装置及びその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】２相駆動方式のＣＣＤ電荷転送装置で
は、図７に示すように、電荷転送部７１の最終段（φＨ
１）から電荷検出部７２へ信号電荷を転送する出力ゲー
ト部７３において、そのゲート電極７４に所定の直流電
位ＥをＤＣバイアスとして印加するのが主流である。こ
のように、出力ゲート部７３のゲート電極７４にＤＣバ
イアスを与えることで、クロック駆動した場合のカップ
リングを低減できる利点がある。ここに、カップリング
とは、出力ゲート部７３のゲート電極７４と電荷検出部
７２の浮遊領域との間の寄生容量に起因する容量結合に
よって出力波形が変動することを言う。
は、図７に示すように、電荷転送部７１の最終段（φＨ
１）から電荷検出部７２へ信号電荷を転送する出力ゲー
ト部７３において、そのゲート電極７４に所定の直流電
位ＥをＤＣバイアスとして印加するのが主流である。こ
のように、出力ゲート部７３のゲート電極７４にＤＣバ
イアスを与えることで、クロック駆動した場合のカップ
リングを低減できる利点がある。ここに、カップリング
とは、出力ゲート部７３のゲート電極７４と電荷検出部
７２の浮遊領域との間の寄生容量に起因する容量結合に
よって出力波形が変動することを言う。
【０００３】しかしながら、上述した出力ゲート部７３
のゲート電極７４にＤＣバイアスを与える構成の電荷転
送装置では、出力波形にのるカップリングを低減できる
利点がある反面、出力ゲート部７３のポテンシャルが固
定となることから、図８に示すように、電荷転送部７１
の最終段での取扱い電荷量を決定する電荷転送部７１の
最終段と出力ゲート部７３との転送電位差Δφ１は、電
荷転送部７１の転送クロックφＨ１，φＨ２の振幅の半
分又はそれ以下にまで小さくなるため、出力ゲート部７
３の転送効率が悪化しやすいという問題があった。
のゲート電極７４にＤＣバイアスを与える構成の電荷転
送装置では、出力波形にのるカップリングを低減できる
利点がある反面、出力ゲート部７３のポテンシャルが固
定となることから、図８に示すように、電荷転送部７１
の最終段での取扱い電荷量を決定する電荷転送部７１の
最終段と出力ゲート部７３との転送電位差Δφ１は、電
荷転送部７１の転送クロックφＨ１，φＨ２の振幅の半
分又はそれ以下にまで小さくなるため、出力ゲート部７
３の転送効率が悪化しやすいという問題があった。
【０００４】この問題を解決するために、電荷転送部の
最終段の１つ前の段を駆動する転送クロックを微分し、
その微分波形を出力ゲート部のゲート電極に印加するよ
うにした電荷転送装置が知られている。すなわち、図９
にその構成を示すように、電荷転送部９１の最終段の１
つ前の段を駆動する転送クロックφＨ２をＣＲ微分回路
９２によって微分し、その微分波形によって出力ゲート
部９３を駆動するというものである（特開平６−７８２
２０号公報参照）。
最終段の１つ前の段を駆動する転送クロックを微分し、
その微分波形を出力ゲート部のゲート電極に印加するよ
うにした電荷転送装置が知られている。すなわち、図９
にその構成を示すように、電荷転送部９１の最終段の１
つ前の段を駆動する転送クロックφＨ２をＣＲ微分回路
９２によって微分し、その微分波形によって出力ゲート
部９３を駆動するというものである（特開平６−７８２
２０号公報参照）。
【０００５】この構成によれば、電荷転送部９１の最終
段から出力ゲート部９３を介して電荷検出部９５へ信号
電荷を転送するとき、ゲート電極９４に微分波形が印加
されることで、出力ゲート部９３のポテンシャルが一時
的に深くなり、その間電荷転送部９１の最終段と出力ゲ
ート部９３との転送電位差Δφ１が大きくなるので、出
力ゲート部９３の転送効率を向上できるのである。
段から出力ゲート部９３を介して電荷検出部９５へ信号
電荷を転送するとき、ゲート電極９４に微分波形が印加
されることで、出力ゲート部９３のポテンシャルが一時
的に深くなり、その間電荷転送部９１の最終段と出力ゲ
ート部９３との転送電位差Δφ１が大きくなるので、出
力ゲート部９３の転送効率を向上できるのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の従来の電荷転送装置では、転送クロックφＨ２を微
分して出力ゲート部９３のゲート電極９４に印加するよ
うにしているので、転送電位差Δφ１を一時的に大きく
できるのは微分期間だけであり、その微分期間だけでは
転送時間としては不十分であった。また、２相の転送ク
ロックφＨ１，φＨ２が図１０に実線で示すように完全
に逆位相であれば何ら問題はないのであるが、図１０に
破線で示すように転送クロックφＨ２の位相がずれた場
合には、微分波形が消滅した後に転送クロックφＨ１が
“Ｌ”レベル、転送クロックφＨ２が“Ｈ”レベルとな
り、電荷転送部９１の最終段から電荷検出部９５への信
号電荷の転送動作が開始されることになるので、上述し
た効果を得ることはできないという問題があった。
成の従来の電荷転送装置では、転送クロックφＨ２を微
分して出力ゲート部９３のゲート電極９４に印加するよ
うにしているので、転送電位差Δφ１を一時的に大きく
できるのは微分期間だけであり、その微分期間だけでは
転送時間としては不十分であった。また、２相の転送ク
ロックφＨ１，φＨ２が図１０に実線で示すように完全
に逆位相であれば何ら問題はないのであるが、図１０に
破線で示すように転送クロックφＨ２の位相がずれた場
合には、微分波形が消滅した後に転送クロックφＨ１が
“Ｌ”レベル、転送クロックφＨ２が“Ｈ”レベルとな
り、電荷転送部９１の最終段から電荷検出部９５への信
号電荷の転送動作が開始されることになるので、上述し
た効果を得ることはできないという問題があった。
【０００７】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、出力波形へのカップ
リングを防止しつつ出力ゲート部の転送効率を確実に向
上し得る電荷転送装置及びその駆動方法を提供すること
にある。
であり、その目的とするところは、出力波形へのカップ
リングを防止しつつ出力ゲート部の転送効率を確実に向
上し得る電荷転送装置及びその駆動方法を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による電荷転送装
置では、信号電荷を転送する電荷転送部と、この電荷転
送部の最終段から出力ゲート部を介して転送された信号
電荷を検出する電荷検出部とを有する電荷転送装置にお
いて、電荷転送部の最終段の１つ前の段を駆動する転送
クロックを抵抗分割し、これを出力ゲート部の電極に印
加する構成となっている。
置では、信号電荷を転送する電荷転送部と、この電荷転
送部の最終段から出力ゲート部を介して転送された信号
電荷を検出する電荷検出部とを有する電荷転送装置にお
いて、電荷転送部の最終段の１つ前の段を駆動する転送
クロックを抵抗分割し、これを出力ゲート部の電極に印
加する構成となっている。
【０００９】本発明による駆動方法では、信号電荷を転
送する電荷転送部と、この電荷転送部の最終段から出力
ゲート部を介して転送された信号電荷を検出する電荷検
出部とを有する電荷転送装置において、電荷転送部の最
終段の１つ前の段を駆動する転送クロックと同位相でか
つそのクロック振幅よりも小振幅の駆動パルスを生成
し、この駆動パルスによって出力ゲート部を駆動するよ
うにしている。
送する電荷転送部と、この電荷転送部の最終段から出力
ゲート部を介して転送された信号電荷を検出する電荷検
出部とを有する電荷転送装置において、電荷転送部の最
終段の１つ前の段を駆動する転送クロックと同位相でか
つそのクロック振幅よりも小振幅の駆動パルスを生成
し、この駆動パルスによって出力ゲート部を駆動するよ
うにしている。
【００１０】
【作用】上記の電荷転送装置において、電荷転送部の最
終段の１つ前の段を駆動する転送クロックを抵抗分割す
ることで、当該転送クロックと同位相でかつそのクロッ
ク振幅よりも小振幅の駆動パルスが得られる。この駆動
パルスを出力ゲート部の電極に印加することで、電荷転
送部の最終段から電荷検出部へ信号電荷を転送すると
き、その転送期間において出力ゲート部のポテンシャル
が深くなる。これにより、電荷転送部の最終段と出力ゲ
ート部との転送電位差が拡大するので、出力ゲート部の
転送効率が高くなる。
終段の１つ前の段を駆動する転送クロックを抵抗分割す
ることで、当該転送クロックと同位相でかつそのクロッ
ク振幅よりも小振幅の駆動パルスが得られる。この駆動
パルスを出力ゲート部の電極に印加することで、電荷転
送部の最終段から電荷検出部へ信号電荷を転送すると
き、その転送期間において出力ゲート部のポテンシャル
が深くなる。これにより、電荷転送部の最終段と出力ゲ
ート部との転送電位差が拡大するので、出力ゲート部の
転送効率が高くなる。
【００１１】上記の駆動方法において、電荷転送部の最
終段の１つ前の段を駆動する転送クロックと同位相でか
つそのクロック振幅よりも小振幅の駆動パルスを生成
し、この駆動パルスを出力ゲート部の電極に印加するこ
とで、電荷転送部の最終段から電荷検出部へ信号電荷を
転送するとき、その転送期間において出力ゲート部のポ
テンシャルが深くなる。これにより、電荷転送部の最終
段と出力ゲート部との転送電位差が拡大するので、出力
ゲート部の転送効率が高くなる。
終段の１つ前の段を駆動する転送クロックと同位相でか
つそのクロック振幅よりも小振幅の駆動パルスを生成
し、この駆動パルスを出力ゲート部の電極に印加するこ
とで、電荷転送部の最終段から電荷検出部へ信号電荷を
転送するとき、その転送期間において出力ゲート部のポ
テンシャルが深くなる。これにより、電荷転送部の最終
段と出力ゲート部との転送電位差が拡大するので、出力
ゲート部の転送効率が高くなる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ詳細に説明する。図１は、本発明による電荷転送装
置の一実施例を示す構成図である。図１において、Ｎ型
半導体基板１１の表面側には、Ｐ型ウェル１２を介して
Ｎ型のチャネル１３が形成されている。このＮ型のチャ
ネル１３の表面部には、Ｎ- 型のトランスファ（ＴＲ）
領域１５が図の左右方向にて一定のピッチで形成され、
このトランスファ領域１５，１５間のチャネル領域がス
トレージ（ＳＴ）領域１４となっている。ストレージ領
域１４の上方には１層目のポリシリコンからなる電極１
６が、トランスファ領域１５の上方には２層目のポリシ
リコンからなる電極１７がそれぞれ絶縁膜（図示せず）
を介して形成されている。そして、隣り合う電極１６，
１７が対となり、この電極対（１６，１７）に対してそ
の配列方向にて交互に２相の転送クロックφＨ１，φＨ
２が印加されることで、２相駆動の電荷転送部１８が構
成されている。
つつ詳細に説明する。図１は、本発明による電荷転送装
置の一実施例を示す構成図である。図１において、Ｎ型
半導体基板１１の表面側には、Ｐ型ウェル１２を介して
Ｎ型のチャネル１３が形成されている。このＮ型のチャ
ネル１３の表面部には、Ｎ- 型のトランスファ（ＴＲ）
領域１５が図の左右方向にて一定のピッチで形成され、
このトランスファ領域１５，１５間のチャネル領域がス
トレージ（ＳＴ）領域１４となっている。ストレージ領
域１４の上方には１層目のポリシリコンからなる電極１
６が、トランスファ領域１５の上方には２層目のポリシ
リコンからなる電極１７がそれぞれ絶縁膜（図示せず）
を介して形成されている。そして、隣り合う電極１６，
１７が対となり、この電極対（１６，１７）に対してそ
の配列方向にて交互に２相の転送クロックφＨ１，φＨ
２が印加されることで、２相駆動の電荷転送部１８が構
成されている。
【００１３】この電荷転送部１８において、最終段の電
極１６に隣接して２層目のポリシリコンからなるゲート
電極１９が形成されており、このゲート電極１９はその
下のチャネル領域と共に出力ゲート部２０を構成してい
る。この出力ゲート部２０において、ゲート電極１９に
は第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２の各一端が電気的に接続
されている。第１の抵抗Ｒ１の他端は、基準電位点であ
るグランド（接地）に電気的に接続されている。また、
第２の抵抗Ｒ２の他端には、電荷転送部１８の最終段の
１つ前の段を駆動する転送クロックφＨ２が印加され
る。これにより、ゲート電極１９には、転送クロックφ
Ｈ２が第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２によって所定の分割
比で分割されて駆動パルスφＯＧとして印加される。す
なわち、出力ゲート部２０は、転送クロックφＨ２と同
位相でかつその転送クロックφＨ２の振幅よりも小振幅
の駆動パルスφＯＧによって駆動されることになる。な
お、第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２の分割比は、必要に応
じて任意に選定される。
極１６に隣接して２層目のポリシリコンからなるゲート
電極１９が形成されており、このゲート電極１９はその
下のチャネル領域と共に出力ゲート部２０を構成してい
る。この出力ゲート部２０において、ゲート電極１９に
は第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２の各一端が電気的に接続
されている。第１の抵抗Ｒ１の他端は、基準電位点であ
るグランド（接地）に電気的に接続されている。また、
第２の抵抗Ｒ２の他端には、電荷転送部１８の最終段の
１つ前の段を駆動する転送クロックφＨ２が印加され
る。これにより、ゲート電極１９には、転送クロックφ
Ｈ２が第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２によって所定の分割
比で分割されて駆動パルスφＯＧとして印加される。す
なわち、出力ゲート部２０は、転送クロックφＨ２と同
位相でかつその転送クロックφＨ２の振幅よりも小振幅
の駆動パルスφＯＧによって駆動されることになる。な
お、第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２の分割比は、必要に応
じて任意に選定される。
【００１４】電荷転送部１８によって転送された信号電
荷は、この出力ゲート部２０を介して電荷検出部２１に
出力される。この電荷検出部２１は、例えば、出力ゲー
ト部２０に隣接して形成されたＮ+ 型のフローティング
・ディフュージョン（ＦＤ）２２と、このフローティン
グ・ディフュージョン２２の横にチャネル領域２３を挟
んで形成されたＮ+ 型のリセットドレイン（ＲＤ）２４
と、チャネル領域２３の上方に絶縁膜（図示せず）を介
して形成されたリセットゲート（ＲＧ）２５とからなる
フローティング・ディフュージョン・アンプ構成となっ
ている。この電荷検出部２１において、リセットドレイ
ン２４には一定のリセット電圧Ｖｒｄが印加されるとと
もに、リセットゲート２５にはリセットゲートパルスφ
ＲＧが印加されている。そして、フローティング・ディ
フュージョン２２に注入された信号電荷は、電圧に変換
されてバッファ２６を介して外部へ導出される。
荷は、この出力ゲート部２０を介して電荷検出部２１に
出力される。この電荷検出部２１は、例えば、出力ゲー
ト部２０に隣接して形成されたＮ+ 型のフローティング
・ディフュージョン（ＦＤ）２２と、このフローティン
グ・ディフュージョン２２の横にチャネル領域２３を挟
んで形成されたＮ+ 型のリセットドレイン（ＲＤ）２４
と、チャネル領域２３の上方に絶縁膜（図示せず）を介
して形成されたリセットゲート（ＲＧ）２５とからなる
フローティング・ディフュージョン・アンプ構成となっ
ている。この電荷検出部２１において、リセットドレイ
ン２４には一定のリセット電圧Ｖｒｄが印加されるとと
もに、リセットゲート２５にはリセットゲートパルスφ
ＲＧが印加されている。そして、フローティング・ディ
フュージョン２２に注入された信号電荷は、電圧に変換
されてバッファ２６を介して外部へ導出される。
【００１５】図２は、２相の転送クロックφＨ１，φＨ
２、出力ゲート部２０の駆動パルスφＯＧ及びリセット
ゲートパルスφＲＧの波形図である。この波形図の時点
ｔ１〜ｔ３での動作について、各時点ｔ１〜ｔ３に対応
するポテンシャル状態を示す図３のポテンシャル図を参
照して説明する。先ず、時点ｔ１では、転送クロックφ
Ｈ１が“Ｈ”レベル（電源レベル）、転送クロックφＨ
２が“Ｌ”レベル（接地レベル）の状態にあり、電荷転
送部１８において、φＨ１の段のポテンシャルが深く、
φＨ２の段のポテンシャルが浅くなるため、φＨ２の段
のストレージ領域１４に蓄積されていた信号電荷が、φ
Ｈ１の段のストレージ領域１４に転送される。このと
き、リセットゲートパルスφＲＧも“Ｈ”レベルの状態
にあるために、リセットゲート２５の下のポテンシャル
が深くなる。これにより、フローティング・ディフュー
ジョン２２の電位が、リセットドレイン２４の電位Ｖｒ
ｄにリセットされる。
２、出力ゲート部２０の駆動パルスφＯＧ及びリセット
ゲートパルスφＲＧの波形図である。この波形図の時点
ｔ１〜ｔ３での動作について、各時点ｔ１〜ｔ３に対応
するポテンシャル状態を示す図３のポテンシャル図を参
照して説明する。先ず、時点ｔ１では、転送クロックφ
Ｈ１が“Ｈ”レベル（電源レベル）、転送クロックφＨ
２が“Ｌ”レベル（接地レベル）の状態にあり、電荷転
送部１８において、φＨ１の段のポテンシャルが深く、
φＨ２の段のポテンシャルが浅くなるため、φＨ２の段
のストレージ領域１４に蓄積されていた信号電荷が、φ
Ｈ１の段のストレージ領域１４に転送される。このと
き、リセットゲートパルスφＲＧも“Ｈ”レベルの状態
にあるために、リセットゲート２５の下のポテンシャル
が深くなる。これにより、フローティング・ディフュー
ジョン２２の電位が、リセットドレイン２４の電位Ｖｒ
ｄにリセットされる。
【００１６】次に、時点ｔ２では、転送クロックφＨ
１，φＨ２が時点ｔ１と同じ状態にあるため、φＨ１，
φＨ２の各段のポテンシャルに変化はなく、信号電荷は
φＨ１の段のストレージ領域１４に蓄積されている。こ
のとき、リセットゲートパルスφＲＧが“Ｈ”レベルか
ら“Ｌ”レベルに遷移するため、リセットゲート２５の
下のポテンシャルが深い状態から浅い状態に変化する。
１，φＨ２が時点ｔ１と同じ状態にあるため、φＨ１，
φＨ２の各段のポテンシャルに変化はなく、信号電荷は
φＨ１の段のストレージ領域１４に蓄積されている。こ
のとき、リセットゲートパルスφＲＧが“Ｈ”レベルか
ら“Ｌ”レベルに遷移するため、リセットゲート２５の
下のポテンシャルが深い状態から浅い状態に変化する。
【００１７】次に、時点ｔ３では、転送クロックφＨ１
が“Ｌ”レベル、転送クロックφＨ２が“Ｈ”レベルの
状態にあり、電荷転送部１８において、φＨ１の段のポ
テンシャルが浅く、φＨ２の段のポテンシャルが深くな
るため、φＨ１の段のストレージ領域１４に蓄積されて
いた信号電荷が出力ゲート部２０を介してフローティン
グ・ディフュージョン２２に転送される。この転送期間
において、出力ゲート部２０のゲート電極１９には駆動
パルスφＯＧが印加されるため、図３に破線で示すよう
に、出力ゲート部２０のポテンシャルが駆動パルスφＯ
Ｇの波高値に相当する分だけ深い状態となる。これによ
り、電荷転送部１８の最終段と出力ゲート部２０との転
送電位差Δφ２が拡大される。
が“Ｌ”レベル、転送クロックφＨ２が“Ｈ”レベルの
状態にあり、電荷転送部１８において、φＨ１の段のポ
テンシャルが浅く、φＨ２の段のポテンシャルが深くな
るため、φＨ１の段のストレージ領域１４に蓄積されて
いた信号電荷が出力ゲート部２０を介してフローティン
グ・ディフュージョン２２に転送される。この転送期間
において、出力ゲート部２０のゲート電極１９には駆動
パルスφＯＧが印加されるため、図３に破線で示すよう
に、出力ゲート部２０のポテンシャルが駆動パルスφＯ
Ｇの波高値に相当する分だけ深い状態となる。これによ
り、電荷転送部１８の最終段と出力ゲート部２０との転
送電位差Δφ２が拡大される。
【００１８】上述したように、転送クロックφＨ２と同
位相でかつそのクロック振幅よりも小振幅の駆動パルス
φＯＧによって出力ゲート部２０を駆動するようにした
ことにより、電荷転送部１８の最終段φＨ１に蓄積され
た信号電荷を出力ゲート部２０を介してフローティング
・ディフュージョン２２へ転送するとき、電荷転送部１
８の最終段と出力ゲート部２０との転送電位差Δφ２を
拡大できるため、出力ゲート部２０の転送効率を向上さ
せることができる。
位相でかつそのクロック振幅よりも小振幅の駆動パルス
φＯＧによって出力ゲート部２０を駆動するようにした
ことにより、電荷転送部１８の最終段φＨ１に蓄積され
た信号電荷を出力ゲート部２０を介してフローティング
・ディフュージョン２２へ転送するとき、電荷転送部１
８の最終段と出力ゲート部２０との転送電位差Δφ２を
拡大できるため、出力ゲート部２０の転送効率を向上さ
せることができる。
【００１９】特に、転送クロックφＨ２を抵抗分割する
ことによって駆動パルスφＯＧを得るようにしたので、
位相管理などを行わなくても簡単な構成にて、転送クロ
ックφＨ２と同位相でかつそのクロック振幅よりも小振
幅の駆動パルスφＯＧを生成できる利点がある。また、
出力ゲート部２０を転送クロックφＨ２に同期して駆動
するクロック駆動としても、駆動パルスφＯＧの振幅は
転送クロックφＨ２の振幅よりも小振幅であるため、出
力波形へのカップリングも最小限に抑えることができ
る。
ことによって駆動パルスφＯＧを得るようにしたので、
位相管理などを行わなくても簡単な構成にて、転送クロ
ックφＨ２と同位相でかつそのクロック振幅よりも小振
幅の駆動パルスφＯＧを生成できる利点がある。また、
出力ゲート部２０を転送クロックφＨ２に同期して駆動
するクロック駆動としても、駆動パルスφＯＧの振幅は
転送クロックφＨ２の振幅よりも小振幅であるため、出
力波形へのカップリングも最小限に抑えることができ
る。
【００２０】図４は、本発明による電荷転送装置の他の
実施例を示す構成図であり、図中、図１と同等部分には
同一符号を付して示してある。本実施例では、ゲート電
極１９に接続された第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２のう
ち、第２の抵抗Ｒ２の一部（Ｒ２ａ）にスピードアップ
コンデンサＣを並列に接続した構成となっており、それ
以外は図１の構成と全く同じであり、同じ部分の説明に
ついては重複するので省略する。ここで、第１，第２の
抵抗Ｒ１，Ｒ２については、例えば図５に示すように、
ポリシリコン（Ｐｏｌｙ）電極５１を線状に長くパター
ニングすることで形成できる。一方、スピードアップコ
ンデンサＣについては、このポリシリコン電極５１上の
一部にアルミニウム（Ａｌ）電極５２をパターニングす
るだけの簡単な構造で、ポリシリコン電極５１とアルミ
ニウム電極５２との間にコンデンサＣを形成することが
できる。
実施例を示す構成図であり、図中、図１と同等部分には
同一符号を付して示してある。本実施例では、ゲート電
極１９に接続された第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２のう
ち、第２の抵抗Ｒ２の一部（Ｒ２ａ）にスピードアップ
コンデンサＣを並列に接続した構成となっており、それ
以外は図１の構成と全く同じであり、同じ部分の説明に
ついては重複するので省略する。ここで、第１，第２の
抵抗Ｒ１，Ｒ２については、例えば図５に示すように、
ポリシリコン（Ｐｏｌｙ）電極５１を線状に長くパター
ニングすることで形成できる。一方、スピードアップコ
ンデンサＣについては、このポリシリコン電極５１上の
一部にアルミニウム（Ａｌ）電極５２をパターニングす
るだけの簡単な構造で、ポリシリコン電極５１とアルミ
ニウム電極５２との間にコンデンサＣを形成することが
できる。
【００２１】ここで、スピードアップコンデンサＣを付
加した理由について説明する。出力ゲート部２０におい
て、ゲート電極１９に寄生容量が付くと、ゲート電極１
９に接続された第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２との間にＣ
Ｒ積分回路が形成されることになる。すると、転送クロ
ックφＨ２を抵抗分割して得られる駆動パルスφＯＧの
波形が図２に破線で示すようになまることが懸念され
る。第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２の各抵抗値を小さく設
定すれば問題はないが、これでは、転送クロックφＨ２
から見た入力インピーダンスが低下し、転送クロックφ
Ｈ２のドライバの消費電力が増すことになる。
加した理由について説明する。出力ゲート部２０におい
て、ゲート電極１９に寄生容量が付くと、ゲート電極１
９に接続された第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２との間にＣ
Ｒ積分回路が形成されることになる。すると、転送クロ
ックφＨ２を抵抗分割して得られる駆動パルスφＯＧの
波形が図２に破線で示すようになまることが懸念され
る。第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２の各抵抗値を小さく設
定すれば問題はないが、これでは、転送クロックφＨ２
から見た入力インピーダンスが低下し、転送クロックφ
Ｈ２のドライバの消費電力が増すことになる。
【００２２】ところが、本実施例においては、第２の抵
抗Ｒ２の一部（Ｒ２ａ）にスピードアップコンデンサＣ
を並列に接続したことで、転送クロックφＨ２の立ち上
がり時及び立ち下がり時には転送クロックφＨ２がスピ
ードアップコンデンサＣを介して印加されることになる
ため、ＣＲ積分回路による駆動パルスφＯＧの波形のな
まりを簡単な構造にて回避することができる。これによ
り、図２に実線で示すように、波形なまりのない駆動パ
ルスφＯＧを得ることができるため、出力ゲート部２０
の転送電位差Δφ２を十分に拡大し、転送効率を向上さ
せることができる。
抗Ｒ２の一部（Ｒ２ａ）にスピードアップコンデンサＣ
を並列に接続したことで、転送クロックφＨ２の立ち上
がり時及び立ち下がり時には転送クロックφＨ２がスピ
ードアップコンデンサＣを介して印加されることになる
ため、ＣＲ積分回路による駆動パルスφＯＧの波形のな
まりを簡単な構造にて回避することができる。これによ
り、図２に実線で示すように、波形なまりのない駆動パ
ルスφＯＧを得ることができるため、出力ゲート部２０
の転送電位差Δφ２を十分に拡大し、転送効率を向上さ
せることができる。
【００２３】なお、本実施例では、第２の抵抗Ｒ２の一
部（Ｒ２ａ）にスピードアップコンデンサＣを並列に接
続するとしたが、第２の抵抗Ｒ２の全部に対して並列に
スピードアップコンデンサＣを接続するようにしても良
く、又スピードアップコンデンサＣの容量値や並列接続
する部分（Ｒ２ａ）の抵抗値については、必要に応じて
任意に設定することが可能である。
部（Ｒ２ａ）にスピードアップコンデンサＣを並列に接
続するとしたが、第２の抵抗Ｒ２の全部に対して並列に
スピードアップコンデンサＣを接続するようにしても良
く、又スピードアップコンデンサＣの容量値や並列接続
する部分（Ｒ２ａ）の抵抗値については、必要に応じて
任意に設定することが可能である。
【００２４】また、上記各実施例では、電荷検出部２１
として、フローティング・ディフュージョン・アンプ構
成のものを用いた場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、例えば図６に示すように、フロー
ティング・ゲート・アンプ構成のものにも同様に適用し
得るものである。フローティング・ゲート・アンプ構成
の場合には、出力ゲート部２０がＯＧ１とＯＧ２の２つ
存在することから、電荷転送部の最終段の１つ前の段を
駆動する転送クロックφＨ２を抵抗（Ｒ１，Ｒ２）分割
することによって得られる駆動パルスφＯＧによって出
力ゲート部ＯＧ１を駆動するようにすれば良い。
として、フローティング・ディフュージョン・アンプ構
成のものを用いた場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、例えば図６に示すように、フロー
ティング・ゲート・アンプ構成のものにも同様に適用し
得るものである。フローティング・ゲート・アンプ構成
の場合には、出力ゲート部２０がＯＧ１とＯＧ２の２つ
存在することから、電荷転送部の最終段の１つ前の段を
駆動する転送クロックφＨ２を抵抗（Ｒ１，Ｒ２）分割
することによって得られる駆動パルスφＯＧによって出
力ゲート部ＯＧ１を駆動するようにすれば良い。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電荷転送部の最終段の１つ前の段を駆動する転送クロッ
クと同位相でかつそのクロック振幅よりも小振幅の駆動
パルス出力ゲート部を駆動するようにしたことにより、
電荷転送部の最終段に蓄積された信号電荷を出力ゲート
部を介して電荷検出部へ転送するとき、電荷転送部の最
終段と出力ゲート部との転送電位差を拡大できるため、
出力ゲート部の転送効率を向上でき、しかも駆動パルス
が小振幅であるが故に出力波形へのカップリングも最小
限に抑えることができることになる。これにより、特に
チップの低電源電圧化に伴う転送クロックの低振幅化時
にその効果を発揮できる。換言すれば、チップの低電源
電圧化に寄与できることになる。
電荷転送部の最終段の１つ前の段を駆動する転送クロッ
クと同位相でかつそのクロック振幅よりも小振幅の駆動
パルス出力ゲート部を駆動するようにしたことにより、
電荷転送部の最終段に蓄積された信号電荷を出力ゲート
部を介して電荷検出部へ転送するとき、電荷転送部の最
終段と出力ゲート部との転送電位差を拡大できるため、
出力ゲート部の転送効率を向上でき、しかも駆動パルス
が小振幅であるが故に出力波形へのカップリングも最小
限に抑えることができることになる。これにより、特に
チップの低電源電圧化に伴う転送クロックの低振幅化時
にその効果を発揮できる。換言すれば、チップの低電源
電圧化に寄与できることになる。
【００２６】また、電荷転送部の最終段の１つ前の段を
駆動する転送クロックを抵抗分割することによって出力
ゲート部の駆動パルスを得るようにしたことにより、外
部端子を増やしたり、位相管理を行わなくても、転送ク
ロックと同位相でかつそのクロック振幅よりも小振幅の
駆動パルスを生成できるため、出力ゲート部の駆動パル
スを生成するための回路構成を極めて簡単に実現できる
ことになる。なお、本発明による電荷転送装置は、ＣＣ
Ｄエリアセンサの水平転送レジスタやＣＣＤリニアセン
サの転送レジスタ、さらにはＣＣＤ遅延素子の転送レジ
スタとして用いられる。
駆動する転送クロックを抵抗分割することによって出力
ゲート部の駆動パルスを得るようにしたことにより、外
部端子を増やしたり、位相管理を行わなくても、転送ク
ロックと同位相でかつそのクロック振幅よりも小振幅の
駆動パルスを生成できるため、出力ゲート部の駆動パル
スを生成するための回路構成を極めて簡単に実現できる
ことになる。なお、本発明による電荷転送装置は、ＣＣ
Ｄエリアセンサの水平転送レジスタやＣＣＤリニアセン
サの転送レジスタ、さらにはＣＣＤ遅延素子の転送レジ
スタとして用いられる。
【図１】本発明による電荷転送装置の一実施例を示す構
成図である。
成図である。
【図２】動作説明のためのクロックパルスの波形図であ
る。
る。
【図３】動作説明のためのポテンシャル図である。
【図４】本発明による電荷転送装置の他の実施例を示す
構成図である。
構成図である。
【図５】他の実施例に係る断面構造図である。
【図６】フローティング・ゲート・アンプへの適用例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図７】一従来例を示す構成図である。
【図８】従来例に係るポテンシャル図である。
【図９】他の従来例を示す構成図である。
【図１０】従来の問題点を説明する波形図である。
１４ ストレージ領域 １５ トランスファ領域 １８ 電荷転送部 １９ ゲート電極 ２０ 出力ゲート部 ２１ 電荷検出部 ２２ フローティング・ディフュージョン（ＦＤ） ２４ リセットドレイン（ＲＤ） Ｃ コンデンサ Ｒ１ 第１の抵抗 Ｒ２（Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ） 第２の抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/339 H01L 27/148 H01L 29/762 H04N 5/335
Claims (3)
- 【請求項１】 信号電荷を転送する電荷転送部と、前記
電荷転送部の最終段から出力ゲート部を介して転送され
た信号電荷を検出する電荷検出部とを有する電荷転送装
置であって、 一端が前記出力ゲート部の電極に接続されかつ他端が基
準電位点に接続された第１の抵抗と、 一端が前記出力ゲート部の電極に接続されかつ他端に前
記電荷転送部の最終段の１つ前の段を駆動する転送クロ
ックが印加される第２の抵抗とを具備することを特徴と
する電荷転送装置。 - 【請求項２】 前記第２の抵抗の少なくとも一部にコン
デンサが並列に接続されていることを特徴とする請求項
１記載の電荷転送装置。 - 【請求項３】 信号電荷を転送する電荷転送部と、前記
電荷転送部の最終段から出力ゲート部を介して出力され
た信号電荷を検出する電荷検出部とを有する電荷転送装
置の駆動方法であって、 前記電荷転送部の最終段の１つ前の段を駆動する転送ク
ロックと同位相でかつ前記転送クロックの振幅よりも小
振幅の駆動パルスを生成し、この駆動パルスによって前
記出力ゲート部を駆動することを特徴とする電荷転送装
置の駆動方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05843595A JP3259573B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 電荷転送装置及びその駆動方法 |
| KR1019960006772A KR100391890B1 (ko) | 1995-03-17 | 1996-03-14 | 전하전송장치및그구동방법 |
| DE69623675T DE69623675T2 (de) | 1995-03-17 | 1996-03-14 | Ladungsübertragungsvorrichtung und Steuerverfahren dafür |
| EP96104059A EP0732702B1 (en) | 1995-03-17 | 1996-03-14 | Charge transfer apparatus and driving method thereof |
| US08/616,284 US5615242A (en) | 1995-03-17 | 1996-03-15 | Charge transfer apparatus with output gate and driving method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05843595A JP3259573B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 電荷転送装置及びその駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08255896A JPH08255896A (ja) | 1996-10-01 |
| JP3259573B2 true JP3259573B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=13084324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05843595A Expired - Fee Related JP3259573B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 電荷転送装置及びその駆動方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0732702B1 (ja) |
| JP (1) | JP3259573B2 (ja) |
| KR (1) | KR100391890B1 (ja) |
| DE (1) | DE69623675T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3191793B2 (ja) * | 1999-01-28 | 2001-07-23 | 日本電気株式会社 | 電荷検出装置 |
| JP2003244553A (ja) * | 2002-02-21 | 2003-08-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電荷転送装置の駆動方法 |
| JP4231327B2 (ja) * | 2003-04-23 | 2009-02-25 | 浜松ホトニクス株式会社 | 固体撮像装置 |
| GB2401346B (en) * | 2003-05-07 | 2005-04-13 | Oxford Magnet Tech | A structural composite material for acoustic damping |
| JP2005116754A (ja) | 2003-10-07 | 2005-04-28 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体エネルギー線検出素子 |
| JP4920610B2 (ja) * | 2008-01-31 | 2012-04-18 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Ｃｃｄ装置及び駆動方法 |
| KR101694953B1 (ko) | 2016-09-29 | 2017-01-23 | 주식회사 장인 | 휘어지는 빗 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58103172A (ja) * | 1981-12-16 | 1983-06-20 | Nec Corp | 電荷転送装置 |
| NL8500863A (nl) * | 1985-03-25 | 1986-10-16 | Philips Nv | Ladingsoverdrachtinrichting. |
| JPH0327539A (ja) * | 1989-06-25 | 1991-02-05 | Sony Corp | 電荷転送装置 |
| JPH0423334A (ja) * | 1990-05-14 | 1992-01-27 | Nec Corp | 電荷転送装置 |
| EP0766455B1 (en) * | 1991-07-12 | 1999-03-31 | Sony Corporation | Method of driving a charge transfer device |
| JP2842724B2 (ja) * | 1992-02-06 | 1999-01-06 | シャープ株式会社 | 電荷転送素子 |
-
1995
- 1995-03-17 JP JP05843595A patent/JP3259573B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-03-14 DE DE69623675T patent/DE69623675T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-03-14 EP EP96104059A patent/EP0732702B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-03-14 KR KR1019960006772A patent/KR100391890B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1996-03-15 US US08/616,284 patent/US5615242A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69623675T2 (de) | 2003-05-15 |
| EP0732702A3 (en) | 1999-03-17 |
| EP0732702B1 (en) | 2002-09-18 |
| DE69623675D1 (de) | 2002-10-24 |
| KR100391890B1 (ko) | 2003-10-22 |
| KR960036104A (ko) | 1996-10-28 |
| EP0732702A2 (en) | 1996-09-18 |
| JPH08255896A (ja) | 1996-10-01 |
| US5615242A (en) | 1997-03-25 |
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