JP3509184B2 - 固体撮像装置の駆動方法 - Google Patents
固体撮像装置の駆動方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置の駆動方
法に関する。
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は、ＣＣＤ固体撮像素子の撮像領域
の要部を示す。このＣＣＤ固体撮像素子１は、画素とな
る複数のセンサ部（受光部）２がマトリックス状に配列
され、各センサ部列の一側に転送電極３〔３Ａ，３Ｂ，
３Ｃ，３Ｄ〕を多数配列したＣＣＤ構造の垂直転送レジ
スタ４が設けられる。転送電極３は、その第２及び第４
の転送電極３Ｂ及び３Ｄが例えば１層目の多結晶シリコ
ン膜で形成され、第１及び第３の転送電極３Ａ及び３Ｃ
が例えば２層目の多結晶シリコン膜で形成される。垂直
転送レジスタ４の転送電極３は、各センサ部２に対して
２つの転送電極が対応して配列される。例えば１つ置き
の水平ラインのセンサ部２ではこれに接するように２つ
の転送電極３Ｄ及び３Ａが対応し、他の１つ置きの水平
ラインのセンサ部２ではこれに接するように２つの転送
電極３Ｂ及び３Ｃが対応するようになされる。この例の
垂直転送レジスタ４では転送電極３Ａ，３Ｂ，３Ｃ及び
３Ｄに４相の駆動パルスφV1，φV2，φV3及びφV4を印
加する４相駆動方式が採用される。
の要部を示す。このＣＣＤ固体撮像素子１は、画素とな
る複数のセンサ部（受光部）２がマトリックス状に配列
され、各センサ部列の一側に転送電極３〔３Ａ，３Ｂ，
３Ｃ，３Ｄ〕を多数配列したＣＣＤ構造の垂直転送レジ
スタ４が設けられる。転送電極３は、その第２及び第４
の転送電極３Ｂ及び３Ｄが例えば１層目の多結晶シリコ
ン膜で形成され、第１及び第３の転送電極３Ａ及び３Ｃ
が例えば２層目の多結晶シリコン膜で形成される。垂直
転送レジスタ４の転送電極３は、各センサ部２に対して
２つの転送電極が対応して配列される。例えば１つ置き
の水平ラインのセンサ部２ではこれに接するように２つ
の転送電極３Ｄ及び３Ａが対応し、他の１つ置きの水平
ラインのセンサ部２ではこれに接するように２つの転送
電極３Ｂ及び３Ｃが対応するようになされる。この例の
垂直転送レジスタ４では転送電極３Ａ，３Ｂ，３Ｃ及び
３Ｄに４相の駆動パルスφV1，φV2，φV3及びφV4を印
加する４相駆動方式が採用される。
【０００３】垂直転送レジスタ４の転送チャネル領域６
と各センサ部２間には読み出しゲート部７が形成され
る。読み出しゲート部７のゲート電極は、第１の転送電
極３Ａと第３の転送電極３Ｃの延長部で形成される。セ
ンサ列の他側と、垂直方向に隣り合うセンサ部２間とに
は、センサ部２を分離するためのチャネルストップ領域
８が形成される。
と各センサ部２間には読み出しゲート部７が形成され
る。読み出しゲート部７のゲート電極は、第１の転送電
極３Ａと第３の転送電極３Ｃの延長部で形成される。セ
ンサ列の他側と、垂直方向に隣り合うセンサ部２間とに
は、センサ部２を分離するためのチャネルストップ領域
８が形成される。
【０００４】図９は図８のＡ−Ａ線上の断面構造を示
す。即ち第１導電型例えばｎ型のシリコン基板１１上に
第２導電型即ちｐ型の第１のウエル領域１２が形成さ
れ、この第１のｐ型ウエル領域１２内にｎ型の不純物拡
散領域１３、第２のｐ型ウエル領域１４を介して形成さ
れた垂直転送レジスタ４を形成するｎ型転送チャネル領
域６、並びにｐ型のチャネルストップ領域８が形成さ
れ、ｎ型の不純物拡散領域１３上にｐ型の正電荷蓄積領
域１５が形成される。
す。即ち第１導電型例えばｎ型のシリコン基板１１上に
第２導電型即ちｐ型の第１のウエル領域１２が形成さ
れ、この第１のｐ型ウエル領域１２内にｎ型の不純物拡
散領域１３、第２のｐ型ウエル領域１４を介して形成さ
れた垂直転送レジスタ４を形成するｎ型転送チャネル領
域６、並びにｐ型のチャネルストップ領域８が形成さ
れ、ｎ型の不純物拡散領域１３上にｐ型の正電荷蓄積領
域１５が形成される。
【０００５】ここで、ｎ型の不純物拡散領域１３とｐ型
ウエル領域１２とのｐｎ接合ｊによるフォトダイオード
ＰＤによってセンサ部（光電変換部）２が形成される。
ウエル領域１２とのｐｎ接合ｊによるフォトダイオード
ＰＤによってセンサ部（光電変換部）２が形成される。
【０００６】垂直転送レジスタ４を構成する転送チャネ
ル領域６、チャネルストップ領域８及び読み出しゲート
部７上にゲート絶縁膜１７を介して多結晶シリコンから
なる転送電極３が形成され、この転送電極３〔３Ａ，３
Ｂ，３Ｃ，３Ｄ〕、ゲート絶縁膜７及び転送チャネル領
域６により垂直転送レジスタ４が構成される。１８は層
間絶縁膜であり、図示さぜるも、垂直転送レジスタ４上
にはＡｌ等による遮光膜が形成される。
ル領域６、チャネルストップ領域８及び読み出しゲート
部７上にゲート絶縁膜１７を介して多結晶シリコンから
なる転送電極３が形成され、この転送電極３〔３Ａ，３
Ｂ，３Ｃ，３Ｄ〕、ゲート絶縁膜７及び転送チャネル領
域６により垂直転送レジスタ４が構成される。１８は層
間絶縁膜であり、図示さぜるも、垂直転送レジスタ４上
にはＡｌ等による遮光膜が形成される。
【０００７】次に、かかるＣＣＤ固体撮像素子における
従来の駆動方法、即ち、センサ部２の信号電荷を垂直転
送レジスタ４に読み出す際の読み出し動作を説明する。
図１０及び図１１にセンサ部２から垂直転送レジスタ４
への信号電荷の読み出し及び垂直転送（ラインシフト）
のための４相駆動タイミングシャートを示す。図１０は
垂直方向に隣り合う一方の２画素分を読み出し、混合し
て転送する奇数フィールドの４相駆動タイミングシャー
ト、図１１は垂直方向に隣り合う他方の２画素分を読み
出し、混合して転送する偶数フィールドの４相駆動タイ
ミングチャートである。また、図１２及び図１３は夫々
各時点での転送部のポテンシャル及び電荷転送状態を示
す。
従来の駆動方法、即ち、センサ部２の信号電荷を垂直転
送レジスタ４に読み出す際の読み出し動作を説明する。
図１０及び図１１にセンサ部２から垂直転送レジスタ４
への信号電荷の読み出し及び垂直転送（ラインシフト）
のための４相駆動タイミングシャートを示す。図１０は
垂直方向に隣り合う一方の２画素分を読み出し、混合し
て転送する奇数フィールドの４相駆動タイミングシャー
ト、図１１は垂直方向に隣り合う他方の２画素分を読み
出し、混合して転送する偶数フィールドの４相駆動タイ
ミングチャートである。また、図１２及び図１３は夫々
各時点での転送部のポテンシャル及び電荷転送状態を示
す。
【０００８】奇数フィールドでは、図１０及び図１２に
示すように、時点ｔ4 において第１の転送電極３Ａに駆
動パルスφV1中の転送時より高い電圧の読み出しパルス
ｐ1が印加され、対応するセンサ部２の信号電荷ｅ1 が
読み出しゲート部７を通して垂直転送レジスタ４の第１
の転送電極３Ａ下に読み出され、位相のずれた時点ｔ 6
で第３の転送電極３Ｃに駆動パルスφV3中の転送時より
高い電圧の読み出しパルスＰ2 が印加され、対応するセ
ンサ部２の信号電荷ｅ2 が読み出しゲート部７を通して
垂直転送レジスタ４の第３の転送電極３Ｃ下に読み出さ
れる。各読み出しパルスＰ1 又はＰ2 が与えられている
間、他の転送電極３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ又は転送電極３Ａ，
３Ｂ，３Ｄの電位は固定状態である。その後、時点ｔ8
で垂直方向に隣り合う一方の２画素に対応する信号電荷
ｅ1及びｅ2 が混合される。
示すように、時点ｔ4 において第１の転送電極３Ａに駆
動パルスφV1中の転送時より高い電圧の読み出しパルス
ｐ1が印加され、対応するセンサ部２の信号電荷ｅ1 が
読み出しゲート部７を通して垂直転送レジスタ４の第１
の転送電極３Ａ下に読み出され、位相のずれた時点ｔ 6
で第３の転送電極３Ｃに駆動パルスφV3中の転送時より
高い電圧の読み出しパルスＰ2 が印加され、対応するセ
ンサ部２の信号電荷ｅ2 が読み出しゲート部７を通して
垂直転送レジスタ４の第３の転送電極３Ｃ下に読み出さ
れる。各読み出しパルスＰ1 又はＰ2 が与えられている
間、他の転送電極３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ又は転送電極３Ａ，
３Ｂ，３Ｄの電位は固定状態である。その後、時点ｔ8
で垂直方向に隣り合う一方の２画素に対応する信号電荷
ｅ1及びｅ2 が混合される。
【０００９】偶数フィールドでは、図１１及び図１３に
示すように、時点ｔ12において、第１の転送電極３Ａに
駆動パルスφV1中の読み出しパルスＰ3 が印加され、対
応するセンサ部２の信号電荷ｅ3 が読み出しゲート部７
を通して第１の転送電極３Ａ下に読み出され、位相のず
れた時点ｔ14で第３の転送電極３Ｃに駆動パルスφV3中
の読み出しパルスＰ4 が印加され、対応するセンサ部２
の信号電荷ｅ4 が読み出しゲート部７を通して第３の転
送電極３Ｃ下に読み出される。この場合も、読み出しパ
ルスＰ3 及びＰ4 が与えられている間、他の転送電極３
Ｂ，３Ｃ，３Ｄ又は転送電極３Ａ，３Ｂ，３Ｄの電位は
固定状態である。その後、時点ｔ16で垂直方向に隣り合
う他方の２画素に対応する信号電荷ｅ4及びｅ3 が混合
される。
示すように、時点ｔ12において、第１の転送電極３Ａに
駆動パルスφV1中の読み出しパルスＰ3 が印加され、対
応するセンサ部２の信号電荷ｅ3 が読み出しゲート部７
を通して第１の転送電極３Ａ下に読み出され、位相のず
れた時点ｔ14で第３の転送電極３Ｃに駆動パルスφV3中
の読み出しパルスＰ4 が印加され、対応するセンサ部２
の信号電荷ｅ4 が読み出しゲート部７を通して第３の転
送電極３Ｃ下に読み出される。この場合も、読み出しパ
ルスＰ3 及びＰ4 が与えられている間、他の転送電極３
Ｂ，３Ｃ，３Ｄ又は転送電極３Ａ，３Ｂ，３Ｄの電位は
固定状態である。その後、時点ｔ16で垂直方向に隣り合
う他方の２画素に対応する信号電荷ｅ4及びｅ3 が混合
される。
【００１０】以後、混合された信号電荷は、水平ブラン
キング期間毎に垂直転送レジスタ内を１ビット分ずつ転
送される。
キング期間毎に垂直転送レジスタ内を１ビット分ずつ転
送される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のＣＣ
Ｄ固体撮像素子１において、センサ部２のグランド（Ｇ
ＮＤ）電位はｐ+ のチャネルストップ領域８により決ま
っているが、しかし、数十万画素が並ぶ撮像領域の中心
部（画面中心）では周囲からの距離が遠いので、本来Ｇ
ＮＤ電位が与えられるチャネルストップ領域８もチャネ
ルストップ領域８自身の幅Ｗと長Ｌとの比Ｗ／Ｌが小さ
いことによる抵抗分（いわゆるチャネルストップ領域の
拡散抵抗）Ｒ1 を介して接地された状態になる（図９参
照）。
Ｄ固体撮像素子１において、センサ部２のグランド（Ｇ
ＮＤ）電位はｐ+ のチャネルストップ領域８により決ま
っているが、しかし、数十万画素が並ぶ撮像領域の中心
部（画面中心）では周囲からの距離が遠いので、本来Ｇ
ＮＤ電位が与えられるチャネルストップ領域８もチャネ
ルストップ領域８自身の幅Ｗと長Ｌとの比Ｗ／Ｌが小さ
いことによる抵抗分（いわゆるチャネルストップ領域の
拡散抵抗）Ｒ1 を介して接地された状態になる（図９参
照）。
【００１２】この場合には、図９に示すように、転送電
極３〔３Ｃ，３Ｂ〕とチャネルストップ領域８及びセン
サ部２の正電荷蓄積領域１５との間の結合容量Ｃ
〔Ｃ1 ，Ｃ 2 ，Ｃ3 〕の方がインピーダンスが小さくな
り、転送電極３に印加される駆動電圧の変化により瞬間
的に追従しＧＮＤ電位が変動する。この結果、チャネル
ストップ領域８の電位やセンサ部２の電位が局部的に変
動する。
極３〔３Ｃ，３Ｂ〕とチャネルストップ領域８及びセン
サ部２の正電荷蓄積領域１５との間の結合容量Ｃ
〔Ｃ1 ，Ｃ 2 ，Ｃ3 〕の方がインピーダンスが小さくな
り、転送電極３に印加される駆動電圧の変化により瞬間
的に追従しＧＮＤ電位が変動する。この結果、チャネル
ストップ領域８の電位やセンサ部２の電位が局部的に変
動する。
【００１３】従来は、この変動を生じない様に読み出し
時には、図１０及び図１１に示すように、読み出しパル
ス以外の他のクロックパルスは停止状態にしていた。し
かし、読み出しパルスを印加すること自体がチャネルス
トップ領域のＧＮＤ電位をプラス側に変動し、センサ部
２のポテンシャル、チャネルストップ領域８のポテンシ
ャルを深くしてしまい、読み出しにくくしていた。そこ
で従来は、転送残りがないように読み出し電圧を高くし
て読み出すようにしていた。
時には、図１０及び図１１に示すように、読み出しパル
ス以外の他のクロックパルスは停止状態にしていた。し
かし、読み出しパルスを印加すること自体がチャネルス
トップ領域のＧＮＤ電位をプラス側に変動し、センサ部
２のポテンシャル、チャネルストップ領域８のポテンシ
ャルを深くしてしまい、読み出しにくくしていた。そこ
で従来は、転送残りがないように読み出し電圧を高くし
て読み出すようにしていた。
【００１４】一方、スミア成分や暗電流成分の電荷（以
下スミア・暗電流電荷という）ａは、奇数フィールドの
場合、図１２に示すように、時点ｔ3 で一旦第１の転送
電極３Ａ下と第３の転送電極３Ｃ下に分配されるも、２
画素の信号電荷ｅ1 ，ｅ2 が混合される時点ｔ8 で再び
集められるので、スミア・暗電流電荷による分配雑音
（固定パターンノイズ）は発生しない。
下スミア・暗電流電荷という）ａは、奇数フィールドの
場合、図１２に示すように、時点ｔ3 で一旦第１の転送
電極３Ａ下と第３の転送電極３Ｃ下に分配されるも、２
画素の信号電荷ｅ1 ，ｅ2 が混合される時点ｔ8 で再び
集められるので、スミア・暗電流電荷による分配雑音
（固定パターンノイズ）は発生しない。
【００１５】しかし、偶数フィールドの場合には、図１
３に示すように、スミア・暗電流電荷ａが時点ｔ11で第
１の転送電極３Ａ下と第３の転送電極３Ｃ下に分配さ
れ、その分配された状態で夫々時点ｔ16において、２画
素の信号電荷ｅ4 ，ｅ3 の混合が行われるので、スミア
・暗電流電荷による分配雑音が発生する。
３に示すように、スミア・暗電流電荷ａが時点ｔ11で第
１の転送電極３Ａ下と第３の転送電極３Ｃ下に分配さ
れ、その分配された状態で夫々時点ｔ16において、２画
素の信号電荷ｅ4 ，ｅ3 の混合が行われるので、スミア
・暗電流電荷による分配雑音が発生する。
【００１６】本発明は、上述の点に鑑み、低い読み出し
電圧で完全読み出しを可能にし、併せてスミア・暗電流
電荷による分配雑音の防止を可能にした固体撮像装置の
駆動方法を提供するものである。
電圧で完全読み出しを可能にし、併せてスミア・暗電流
電荷による分配雑音の防止を可能にした固体撮像装置の
駆動方法を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像装
置の駆動方法は、複数のセンサ部と、センサ部のそれぞ
れに複数の転送電極が対応するように各センサ部列に設
けられた垂直転送レジスタとを有する固体撮像装置の駆
動方法であって、信号電荷読み出し対象とする前記転送
電極へ読み出しパルスを印加している最中に、前記垂直
転送レジスタが信号電荷を転送する向きと逆の向きにお
いて前記読み出しパルスを印加している転送電極に隣接
する他の前記転送電極へ供給しているパルスの極性を前
記読み出しパルスと逆極性に遷移させることを特徴とす
る。また、固体撮像装置としては、複数の転送電極がセ
ンサ部を分離するチャネルストップ領域上に跨がって形
成された構成とする。
置の駆動方法は、複数のセンサ部と、センサ部のそれぞ
れに複数の転送電極が対応するように各センサ部列に設
けられた垂直転送レジスタとを有する固体撮像装置の駆
動方法であって、信号電荷読み出し対象とする前記転送
電極へ読み出しパルスを印加している最中に、前記垂直
転送レジスタが信号電荷を転送する向きと逆の向きにお
いて前記読み出しパルスを印加している転送電極に隣接
する他の前記転送電極へ供給しているパルスの極性を前
記読み出しパルスと逆極性に遷移させることを特徴とす
る。また、固体撮像装置としては、複数の転送電極がセ
ンサ部を分離するチャネルストップ領域上に跨がって形
成された構成とする。
【００１８】本発明に係る固体撮像装置の駆動方法は、
複数のセンサ部と、前記センサ部のそれぞれに２つの転
送電極が対応するように配列された垂直転送レジスタと
を有する固体撮像装置の駆動方法であって、４相の駆動
パルスが印加される垂直方向に連続する４つの転送電極
のうち、一の隣接する第１、第２の転送電極の駆動パル
スを高レベルにし、他の隣接する第３、第４の転送電極
を低レベルにする第１ステップと、第２の転送電極の駆
動パルスを高レベルより高い読み出しパルスにすると共
に、この読み出しパルスを印加している最中に第１の転
送電極の駆動パルスを高レベルから低レベルに遷移させ
て、第２の転送電極下に一のセンサ部の第１の信号電荷
を読み出す第２ステップと、第２の転送電極及び第３、
第４の転送電極の駆動パルスを高レベルにする第３のス
テップと、第２の転送電極の駆動パルスを低レベルに
し、第４の転送電極の駆動パルスを高レベルより高い読
み出しパルスにすると共に、この読み出しパルスを印加
している最中に第３の転送電極の駆動パルスを高レベル
から低レベルに遷移させ、第４の転送電極下に一のセン
サ部に隣接する他のセンサ部の第２の信号電荷を読み出
すと共に、第１の信号電荷と第２の信号電荷を混合する
第４ステップとを有することを特徴とする。
複数のセンサ部と、前記センサ部のそれぞれに２つの転
送電極が対応するように配列された垂直転送レジスタと
を有する固体撮像装置の駆動方法であって、４相の駆動
パルスが印加される垂直方向に連続する４つの転送電極
のうち、一の隣接する第１、第２の転送電極の駆動パル
スを高レベルにし、他の隣接する第３、第４の転送電極
を低レベルにする第１ステップと、第２の転送電極の駆
動パルスを高レベルより高い読み出しパルスにすると共
に、この読み出しパルスを印加している最中に第１の転
送電極の駆動パルスを高レベルから低レベルに遷移させ
て、第２の転送電極下に一のセンサ部の第１の信号電荷
を読み出す第２ステップと、第２の転送電極及び第３、
第４の転送電極の駆動パルスを高レベルにする第３のス
テップと、第２の転送電極の駆動パルスを低レベルに
し、第４の転送電極の駆動パルスを高レベルより高い読
み出しパルスにすると共に、この読み出しパルスを印加
している最中に第３の転送電極の駆動パルスを高レベル
から低レベルに遷移させ、第４の転送電極下に一のセン
サ部に隣接する他のセンサ部の第２の信号電荷を読み出
すと共に、第１の信号電荷と第２の信号電荷を混合する
第４ステップとを有することを特徴とする。
【００１９】
【作用】本発明の固体撮像装置の駆動方法によれば、セ
ンサ部の信号電荷を垂直転送レジスタへ読み出す時に、
信号電荷読み出し対象とする転送電極へ読み出しパルス
を印加している最中に、前記垂直転送レジスタが信号電
荷を転送する向きと逆の向きにおいて前記読み出しパル
スを印加している転送電極に隣接する他の前記転送電極
へ供給しているパルスの極性を、読み出しパルスと逆極
性に遷移させることにより、読み出しパルスによるチャ
ネルストップ領域及びセンサ部のポテンシャルの変動が
相殺され、或いはチャネルストップ領域及びセンサ部の
ポテンシャルがより浅くなり、信号電荷の完全な読み出
しが行える。これによって、読み出し電圧の低減化が図
れる。また、２相以上の駆動方式において、信号電荷の
完全な読み出し及び読み出し電圧の低減が図れると共
に、スミア・暗電流電荷の分配が起こらず、分配雑音が
防止できる。複数の転送電極がセンサ部がセンサ部を分
離するチャネルストップ領域上に跨がって形成された構
成では、読み出しパルスがチャネルストップ領域及びセ
ンサ部に影響しそのポテンシャルが変動し易くなるも、
上記作用によりそのポテンシャルの変動が抑制される。
ンサ部の信号電荷を垂直転送レジスタへ読み出す時に、
信号電荷読み出し対象とする転送電極へ読み出しパルス
を印加している最中に、前記垂直転送レジスタが信号電
荷を転送する向きと逆の向きにおいて前記読み出しパル
スを印加している転送電極に隣接する他の前記転送電極
へ供給しているパルスの極性を、読み出しパルスと逆極
性に遷移させることにより、読み出しパルスによるチャ
ネルストップ領域及びセンサ部のポテンシャルの変動が
相殺され、或いはチャネルストップ領域及びセンサ部の
ポテンシャルがより浅くなり、信号電荷の完全な読み出
しが行える。これによって、読み出し電圧の低減化が図
れる。また、２相以上の駆動方式において、信号電荷の
完全な読み出し及び読み出し電圧の低減が図れると共
に、スミア・暗電流電荷の分配が起こらず、分配雑音が
防止できる。複数の転送電極がセンサ部がセンサ部を分
離するチャネルストップ領域上に跨がって形成された構
成では、読み出しパルスがチャネルストップ領域及びセ
ンサ部に影響しそのポテンシャルが変動し易くなるも、
上記作用によりそのポテンシャルの変動が抑制される。
【００２０】本発明に係る固体撮像装置の駆動方法によ
れば、第１〜第４の転送電極に印加する駆動パルスを、
上述の第１ステップ〜第４ステップで示すような波形及
びタイミングで供給することにより、フィールド読み出
し方式の固体撮像装置において、奇数フィールド及び偶
数フィールドの読み出しのいずれにおいても、信号電荷
の完全な読み出し及び読み出し電圧の低減が図れると共
に、スミア・暗電流電荷の分配が起こらず、分配雑音が
防止できる。
れば、第１〜第４の転送電極に印加する駆動パルスを、
上述の第１ステップ〜第４ステップで示すような波形及
びタイミングで供給することにより、フィールド読み出
し方式の固体撮像装置において、奇数フィールド及び偶
数フィールドの読み出しのいずれにおいても、信号電荷
の完全な読み出し及び読み出し電圧の低減が図れると共
に、スミア・暗電流電荷の分配が起こらず、分配雑音が
防止できる。
【００２１】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【００２２】図１は本実施例に係るＣＣＤ固体撮像素子
の撮像領域の要部を示す。本例の撮像素子２１も前述と
同様の構成を採る。即ち、画素となる複数のセンサ部
（受光部）２２がマトリックス状に配列され、各センサ
列の一側に複数の転送電極２３〔２３Ａ，２３Ｂ，２３
Ｃ，２３Ｄ〕を有したＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ２
４が設けられる。
の撮像領域の要部を示す。本例の撮像素子２１も前述と
同様の構成を採る。即ち、画素となる複数のセンサ部
（受光部）２２がマトリックス状に配列され、各センサ
列の一側に複数の転送電極２３〔２３Ａ，２３Ｂ，２３
Ｃ，２３Ｄ〕を有したＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ２
４が設けられる。
【００２３】各転送電極２３は、各垂直転送レジスタ２
４に共通となるように水平方向に延びる帯状に形成され
る。第２及び第４の転送電極２３Ｂ及び２３Ｄは例えば
１層目の多結晶シリコン膜で形成され、第１及び第３の
転送電極２３Ａ及び２３Ｃは２層目の多結晶シリコン膜
で形成される。
４に共通となるように水平方向に延びる帯状に形成され
る。第２及び第４の転送電極２３Ｂ及び２３Ｄは例えば
１層目の多結晶シリコン膜で形成され、第１及び第３の
転送電極２３Ａ及び２３Ｃは２層目の多結晶シリコン膜
で形成される。
【００２４】垂直転送レジスタ２４の転送電極２３で
は、各センサ部２２に対して２つの転送電極が対応する
ように配列される。例えは奇数ラインのセンサ部２２で
は、このセンサ部２２に接するように２つの転送電極２
３Ｄ，２３Ａが対応し、偶数ラインのセンサ部２２で
は、このセンサ部２２に接するように２つの転送電極２
３Ｂ，２３Ｃが対応して形成される。垂直転送レジスタ
２４では、２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ及び２３Ｄに図３及
び図４で示す３値４相の駆動パルスφV1，φV2，φ V3及
びφV4が夫々印加され、いわゆる４相駆動方式が採られ
る。
は、各センサ部２２に対して２つの転送電極が対応する
ように配列される。例えは奇数ラインのセンサ部２２で
は、このセンサ部２２に接するように２つの転送電極２
３Ｄ，２３Ａが対応し、偶数ラインのセンサ部２２で
は、このセンサ部２２に接するように２つの転送電極２
３Ｂ，２３Ｃが対応して形成される。垂直転送レジスタ
２４では、２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ及び２３Ｄに図３及
び図４で示す３値４相の駆動パルスφV1，φV2，φ V3及
びφV4が夫々印加され、いわゆる４相駆動方式が採られ
る。
【００２５】垂直転送レジスタ２４の転送チャネル２６
と各センサ部２２間には読み出しゲート部２７が形成さ
れる。例えば１つ置きの水平ラインのセンサ部２２では
第１の転送電極２３Ａの延長部をゲート電極としてここ
に読み出しゲート部２７が形成され、例えば他の１つ置
きの水平ラインのセンサ部２２では第３の転送電極２３
Ｃの延長部をゲート電極としてここに読み出しゲート部
２７が形成される。
と各センサ部２２間には読み出しゲート部２７が形成さ
れる。例えば１つ置きの水平ラインのセンサ部２２では
第１の転送電極２３Ａの延長部をゲート電極としてここ
に読み出しゲート部２７が形成され、例えば他の１つ置
きの水平ラインのセンサ部２２では第３の転送電極２３
Ｃの延長部をゲート電極としてここに読み出しゲート部
２７が形成される。
【００２６】センサ列の他側と、垂直方向に隣り合うセ
ンサ部２２間とには、各センサ部２２を分離するための
チャネルストップ領域２８が形成される。各転送電極２
３〔２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ〕は、このチャネ
ルストップ領域２８上に跨るようにして形成されること
になる。
ンサ部２２間とには、各センサ部２２を分離するための
チャネルストップ領域２８が形成される。各転送電極２
３〔２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ〕は、このチャネ
ルストップ領域２８上に跨るようにして形成されること
になる。
【００２７】図２は、図１のＢ−Ｂ線上の断面構造を示
す。第１導電型例えばｎ型のシリコン基板３１上に第２
導電型即ちｐ型の第１のウエル領域３２が形成され、こ
の第１のｐ型ウエル領域３２内にｎ型の不純物拡散領域
３３、第２のｐ型ウエル領域３４を介して形成された垂
直転送レジスタ２４を構成するｎ型転送チャネル領域２
６、並びにｐ型のチャネルストップ領域２８が形成さ
れ、ｎ型の不純物拡散領域３３上にｐ型の正電荷蓄積領
域３５が形成される。
す。第１導電型例えばｎ型のシリコン基板３１上に第２
導電型即ちｐ型の第１のウエル領域３２が形成され、こ
の第１のｐ型ウエル領域３２内にｎ型の不純物拡散領域
３３、第２のｐ型ウエル領域３４を介して形成された垂
直転送レジスタ２４を構成するｎ型転送チャネル領域２
６、並びにｐ型のチャネルストップ領域２８が形成さ
れ、ｎ型の不純物拡散領域３３上にｐ型の正電荷蓄積領
域３５が形成される。
【００２８】ここで、ｎ型の不純物拡散領域３３とｐ型
ウエル領域３２とのｐｎ接合ｊによるフォトダイオード
ＰＤによってセンサ部（光電変換部）２２が構成され
る。
ウエル領域３２とのｐｎ接合ｊによるフォトダイオード
ＰＤによってセンサ部（光電変換部）２２が構成され
る。
【００２９】垂直転送レジスタ２４を構成する 転送チ
ャネル領域２６、チャネルストップ領域２８及び読み出
しゲート部２７上にゲート絶縁膜３７を介して多結晶シ
リコンからなる転送電極２３〔２３Ｃ，２３Ｂ〕が形成
され、転送電極２３、ゲート絶縁膜３７及び転送チャネ
ル領域２６により垂直転送レジスタ２４が構成される。
３８は層間絶縁膜であり、図示さぜるも、垂直転送レジ
スタ２４上にはＡｌ等による遮光膜が形成される。
ャネル領域２６、チャネルストップ領域２８及び読み出
しゲート部２７上にゲート絶縁膜３７を介して多結晶シ
リコンからなる転送電極２３〔２３Ｃ，２３Ｂ〕が形成
され、転送電極２３、ゲート絶縁膜３７及び転送チャネ
ル領域２６により垂直転送レジスタ２４が構成される。
３８は層間絶縁膜であり、図示さぜるも、垂直転送レジ
スタ２４上にはＡｌ等による遮光膜が形成される。
【００３０】次に、本実施例に係るＣＣＤ固体撮像素子
２１の駆動方法、特にセンサ部２２の信号電荷を垂直転
送レジスタ２４へ読み出す際の読み出し動作を説明す
る。
２１の駆動方法、特にセンサ部２２の信号電荷を垂直転
送レジスタ２４へ読み出す際の読み出し動作を説明す
る。
【００３１】図３は奇数フィールドに関する４相駆動パ
ルスφV1，φV2，φV3，φV4のタイミングチャート、図
４は偶数フィールドに関する４相駆動パルスφV1，
φV2，φ V3，φV4のタイミングチャートを夫々示す。駆
動パルスφV1及びφV3は夫々読み出しパルス（Ｐ1 ，Ｐ
2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 ）を有する３値のパルスであり、駆動パ
ルスφV2及びφV4は２値のパルスである。図５は奇数フ
ィールド時の各時点Ｔ1 〜Ｔ8 におけるポテンシャルの
動作、図６は偶数フィールド時の各時点Ｔ9 〜Ｔ16にお
けるポテンシャルの動作を夫々示す。図７はセンサ部２
２から垂直転送レジスタ２４への信号電荷の読み出しの
瞬間のポテンシャル動作を示す。
ルスφV1，φV2，φV3，φV4のタイミングチャート、図
４は偶数フィールドに関する４相駆動パルスφV1，
φV2，φ V3，φV4のタイミングチャートを夫々示す。駆
動パルスφV1及びφV3は夫々読み出しパルス（Ｐ1 ，Ｐ
2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 ）を有する３値のパルスであり、駆動パ
ルスφV2及びφV4は２値のパルスである。図５は奇数フ
ィールド時の各時点Ｔ1 〜Ｔ8 におけるポテンシャルの
動作、図６は偶数フィールド時の各時点Ｔ9 〜Ｔ16にお
けるポテンシャルの動作を夫々示す。図７はセンサ部２
２から垂直転送レジスタ２４への信号電荷の読み出しの
瞬間のポテンシャル動作を示す。
【００３２】先ず、図４、図６及び図７を用いて偶数フ
ィールドの読み出し動作を述べる。センサ部２２から垂
直転送レジスタ２４へ信号電荷を読み出す直前の時点Ｔ
9 では、駆動パルスφV1が低レベル、駆動パルスφV2が
高レベル、駆動パルスφV3が高レベル、駆動パルスφV4
が低レベルにあり、センサ部２２に信号電荷が蓄積され
ている。
ィールドの読み出し動作を述べる。センサ部２２から垂
直転送レジスタ２４へ信号電荷を読み出す直前の時点Ｔ
9 では、駆動パルスφV1が低レベル、駆動パルスφV2が
高レベル、駆動パルスφV3が高レベル、駆動パルスφV4
が低レベルにあり、センサ部２２に信号電荷が蓄積され
ている。
【００３３】次の時点Ｔ10で、第３の転送電極２３Ｃに
駆動パルスφV3中の転送時より高い電圧である読み出し
パルスＰ4 が印加され、垂直転送レジスタ２４の第３の
転送電極２３Ｃ下のポテンシャルが深くなり、対応する
センサ部２２の信号電荷ｅ4が第３の転送電極２３Ｃ下
に読み出される。この時点Ｔ10では、図７Ｂのポテンシ
ャルで示すように、第３の転送電極２３Ｃに読み出しパ
ルスＰ4 が印加されたことにより、第３の転送電極２３
Ｃ下のチャネルストップ領域２８及びセンサ部２２の電
位が変動し、ポテンシャルが深くなって電荷残りが生じ
ている。
駆動パルスφV3中の転送時より高い電圧である読み出し
パルスＰ4 が印加され、垂直転送レジスタ２４の第３の
転送電極２３Ｃ下のポテンシャルが深くなり、対応する
センサ部２２の信号電荷ｅ4が第３の転送電極２３Ｃ下
に読み出される。この時点Ｔ10では、図７Ｂのポテンシ
ャルで示すように、第３の転送電極２３Ｃに読み出しパ
ルスＰ4 が印加されたことにより、第３の転送電極２３
Ｃ下のチャネルストップ領域２８及びセンサ部２２の電
位が変動し、ポテンシャルが深くなって電荷残りが生じ
ている。
【００３４】しかし、次の瞬間の時点Ｔ11（読み出しパ
ルスＰ4 が印加されている期間内）で、第３の転送電極
２３Ｃに隣接している第２の転送電極２３Ｂに逆変調パ
ルス（いわゆる読み出しパルスＰ4 とは逆極性のパル
ス）Ｓ4 が印加される。即ち、第２の転送電極２３Ｂの
駆動パルスφV2が高レベルから低レベルに変化する。
ルスＰ4 が印加されている期間内）で、第３の転送電極
２３Ｃに隣接している第２の転送電極２３Ｂに逆変調パ
ルス（いわゆる読み出しパルスＰ4 とは逆極性のパル
ス）Ｓ4 が印加される。即ち、第２の転送電極２３Ｂの
駆動パルスφV2が高レベルから低レベルに変化する。
【００３５】この第２の転送電極２３Ｂの電圧変化によ
り、第２の転送電極２３Ｂ下のチャネルストップ領域２
８及びセンサ部２２の電位が逆方向に変動し、図７Ｃに
示すように、チャネルストップ領域２８及びセンサ部２
２のポテンシャルが浅くなる方向に変化する。即ち、こ
の第２の転送電極２３Ｂの電位変化で第３の転送電極２
３Ｃに読み出しパルスＰ4 が印加されたことによるポテ
ンシャル変動が相殺され、もしくは、より浅いポテンシ
ャルにシフトする。この結果、センサ部２２の信号電荷
ｅ4 の垂直転送レジスタ２４への読み出しが完全に行わ
れる。
り、第２の転送電極２３Ｂ下のチャネルストップ領域２
８及びセンサ部２２の電位が逆方向に変動し、図７Ｃに
示すように、チャネルストップ領域２８及びセンサ部２
２のポテンシャルが浅くなる方向に変化する。即ち、こ
の第２の転送電極２３Ｂの電位変化で第３の転送電極２
３Ｃに読み出しパルスＰ4 が印加されたことによるポテ
ンシャル変動が相殺され、もしくは、より浅いポテンシ
ャルにシフトする。この結果、センサ部２２の信号電荷
ｅ4 の垂直転送レジスタ２４への読み出しが完全に行わ
れる。
【００３６】次に、時点Ｔ12を経て時点Ｔ13において、
第１の転送電極２３Ａに駆動パルスφV1中の読み出しパ
ルスＰ3 が印加され、垂直転送レジスタ２４の第１の転
送電極２３Ａ下に対応するセンサ部２２の信号電荷ｅ3
が読み出される。そして、次の瞬間の時点Ｔ14（読み出
しパルスＰ3 が印加されている期間内）で、第１の転送
電極２３Ａに隣接している第４の転送電極２３Ｄに逆変
調パルス（いわゆる読み出しパルスＰ3 とは逆極性のパ
ルス）Ｓ3 が印加される。即ち第４の転送電極２３Ｄの
駆動パルスφV4が高レベルから低レベルに変化する。こ
れによって、図７で説明したと同様に、センサ部２２の
ポテンシャルが浅くなることによって、センサ部２２の
信号電荷ｅ3 が第１の転送電極２３Ａ下へ完全に読み出
される。時点Ｔ13及び時点Ｔ14において、垂直方向に隣
り合う２画素分の信号電荷ｅ4とｅ3 が加算される。
第１の転送電極２３Ａに駆動パルスφV1中の読み出しパ
ルスＰ3 が印加され、垂直転送レジスタ２４の第１の転
送電極２３Ａ下に対応するセンサ部２２の信号電荷ｅ3
が読み出される。そして、次の瞬間の時点Ｔ14（読み出
しパルスＰ3 が印加されている期間内）で、第１の転送
電極２３Ａに隣接している第４の転送電極２３Ｄに逆変
調パルス（いわゆる読み出しパルスＰ3 とは逆極性のパ
ルス）Ｓ3 が印加される。即ち第４の転送電極２３Ｄの
駆動パルスφV4が高レベルから低レベルに変化する。こ
れによって、図７で説明したと同様に、センサ部２２の
ポテンシャルが浅くなることによって、センサ部２２の
信号電荷ｅ3 が第１の転送電極２３Ａ下へ完全に読み出
される。時点Ｔ13及び時点Ｔ14において、垂直方向に隣
り合う２画素分の信号電荷ｅ4とｅ3 が加算される。
【００３７】次に、時点Ｔ15では、駆動パルスφV2が高
レベルになり、混合された信号電荷ｅ4 ＋ｅ3 は第１及
び第２の転送電極２３Ａ及び２３Ｂにわたって転送され
る。次の信号電荷ｅ4 及びｅ3 の読み出し、混合が終了
した後の時点Ｔ16では、駆動パルスφV1及びφV2が高レ
ベルになり、駆動パルスφV3及びφV4が低レベルとなる
ことから、混合された信号電荷ｅ4 ＋ｅ3 は第１及び第
２の転送電極２３Ａ及び２３Ｂにわたって転送され、次
の水平ブランキング期間まで待機される。
レベルになり、混合された信号電荷ｅ4 ＋ｅ3 は第１及
び第２の転送電極２３Ａ及び２３Ｂにわたって転送され
る。次の信号電荷ｅ4 及びｅ3 の読み出し、混合が終了
した後の時点Ｔ16では、駆動パルスφV1及びφV2が高レ
ベルになり、駆動パルスφV3及びφV4が低レベルとなる
ことから、混合された信号電荷ｅ4 ＋ｅ3 は第１及び第
２の転送電極２３Ａ及び２３Ｂにわたって転送され、次
の水平ブランキング期間まで待機される。
【００３８】一方、スミア・暗電流電荷についてみる
と、図６に示すように、時点Ｔ9 ではスミア・暗電流電
荷ａが第２及び第３の転送電極２３Ｂ及び２３Ｃ下にわ
たって蓄積される。次の、時点Ｔ10の読み出し時、第３
の転送電極２３Ｃの電位が読み出し電圧（読み出しパル
スＰ4 ）になることにより、スミア・暗電流電荷ａは変
わらずに第２及び第３の転送電極２３Ｂ及び２３Ｃ下に
存する。
と、図６に示すように、時点Ｔ9 ではスミア・暗電流電
荷ａが第２及び第３の転送電極２３Ｂ及び２３Ｃ下にわ
たって蓄積される。次の、時点Ｔ10の読み出し時、第３
の転送電極２３Ｃの電位が読み出し電圧（読み出しパル
スＰ4 ）になることにより、スミア・暗電流電荷ａは変
わらずに第２及び第３の転送電極２３Ｂ及び２３Ｃ下に
存する。
【００３９】次に、時点Ｔ11で第２の転送電極２３Ｂに
印加される駆動パルスφV2が低レベルになることから、
第２の転送電極２３Ｂ下のスミア・暗電流電荷ａは第３
の転送電極２３Ｃ下の深いポテンシャル井戸に集められ
る。以後、図６で示すように、スミア・暗電流電荷ａは
分配されることなく、信号電荷と共に転送され、時点Ｔ
16に至る。
印加される駆動パルスφV2が低レベルになることから、
第２の転送電極２３Ｂ下のスミア・暗電流電荷ａは第３
の転送電極２３Ｃ下の深いポテンシャル井戸に集められ
る。以後、図６で示すように、スミア・暗電流電荷ａは
分配されることなく、信号電荷と共に転送され、時点Ｔ
16に至る。
【００４０】次に、奇数フィールドの読み出しに際して
も、偶数フィールドと同様の読み出し動作が行われる。
即ち、図３及び図５に示すように、時点Ｔ2 で第１の転
送電極２３Ａに駆動パルスφV1中の読み出しパルスＰ1
が印加され、対応するセンサ部２２からの信号電荷ｅ1
が垂直転送レジスタ２４の第１の転送電極２３Ａ下に読
み出され、その直後の時点Ｔ3 （読み出しパルスＰ1 が
印加されている期間内）で、第１の転送電極２３Ａに隣
接する第４の転送電極２３Ｄに逆変調パルス（読み出し
パルスＰ 1 とは逆極性のパルス）Ｓ1 が印加される。即
ち第４の転送電極２３Ｄの駆動パルスφV4が高レベルか
ら低レベルに変化する。これによって前述と同様に、セ
ンサ部２２から垂直転送レジスタ２４への信号電荷ｅ1
の読み出しが完全に行える。
も、偶数フィールドと同様の読み出し動作が行われる。
即ち、図３及び図５に示すように、時点Ｔ2 で第１の転
送電極２３Ａに駆動パルスφV1中の読み出しパルスＰ1
が印加され、対応するセンサ部２２からの信号電荷ｅ1
が垂直転送レジスタ２４の第１の転送電極２３Ａ下に読
み出され、その直後の時点Ｔ3 （読み出しパルスＰ1 が
印加されている期間内）で、第１の転送電極２３Ａに隣
接する第４の転送電極２３Ｄに逆変調パルス（読み出し
パルスＰ 1 とは逆極性のパルス）Ｓ1 が印加される。即
ち第４の転送電極２３Ｄの駆動パルスφV4が高レベルか
ら低レベルに変化する。これによって前述と同様に、セ
ンサ部２２から垂直転送レジスタ２４への信号電荷ｅ1
の読み出しが完全に行える。
【００４１】また、時点Ｔ4 を経て、時点Ｔ5 の読み出
し時にも、第３の転送電極２３Ｃに駆動パルスφV3中の
読み出しパルスＰ2 が印加され、対応するセンサ部２２
からの信号電荷ｅ2 が垂直転送レジスタ２４の第３の転
送電極２３Ｃ下に読み出されると共に、その直後の時点
Ｔ6 （読み出しパルスＰ2 が印加されている期間）で、
第３の転送電極２３Ｃに隣接する第２の転送電極２３Ｂ
に逆変調パルス（読み出しパルスＰ2 とは逆極性のパル
ス）Ｓ2 が印加され、即ち第２の転送電極２３Ｂの駆動
パルスφV2が高レベルから低レベルに変化する。これに
よって、センサ部２２から垂直転送レジスタ２４への信
号電荷ｅ2 の読み出しが完全に行える。この時点Ｔ5 で
垂直２画素分の信号電荷ｅ1 とｅ2 が加算される。同時
に、スミア・暗電流電荷ａの分配も阻止される。
し時にも、第３の転送電極２３Ｃに駆動パルスφV3中の
読み出しパルスＰ2 が印加され、対応するセンサ部２２
からの信号電荷ｅ2 が垂直転送レジスタ２４の第３の転
送電極２３Ｃ下に読み出されると共に、その直後の時点
Ｔ6 （読み出しパルスＰ2 が印加されている期間）で、
第３の転送電極２３Ｃに隣接する第２の転送電極２３Ｂ
に逆変調パルス（読み出しパルスＰ2 とは逆極性のパル
ス）Ｓ2 が印加され、即ち第２の転送電極２３Ｂの駆動
パルスφV2が高レベルから低レベルに変化する。これに
よって、センサ部２２から垂直転送レジスタ２４への信
号電荷ｅ2 の読み出しが完全に行える。この時点Ｔ5 で
垂直２画素分の信号電荷ｅ1 とｅ2 が加算される。同時
に、スミア・暗電流電荷ａの分配も阻止される。
【００４２】上述の実施例によれば、センサ部２２から
垂直転送レジスタ２４へ信号電荷を読み出す際に、読み
出しパルスが印加されている転送電極２３Ａ又は２３Ｃ
に隣接する転送電極２３Ｄ又は２３Ｂ、即ちその読み出
されるセンサ部に接している転送電極に、逆変調パルス
（Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 又はＳ4 ）を印加し、、即ち、その
駆動パルスφV4又はφV2を高レベルから低レベルに変化
させることにより、読み出しパルス（Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3
又はＰ4 ）によるチャネルストップ領域２８及びセンサ
部２２のポテンシャル変動が相殺され、もしくは、さら
に浅くなり、センサ部２２から垂直転送レジスタ２４へ
信号電荷を完全読み出しすることができる。このため、
読み出し電圧を低減することができる。
垂直転送レジスタ２４へ信号電荷を読み出す際に、読み
出しパルスが印加されている転送電極２３Ａ又は２３Ｃ
に隣接する転送電極２３Ｄ又は２３Ｂ、即ちその読み出
されるセンサ部に接している転送電極に、逆変調パルス
（Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 又はＳ4 ）を印加し、、即ち、その
駆動パルスφV4又はφV2を高レベルから低レベルに変化
させることにより、読み出しパルス（Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3
又はＰ4 ）によるチャネルストップ領域２８及びセンサ
部２２のポテンシャル変動が相殺され、もしくは、さら
に浅くなり、センサ部２２から垂直転送レジスタ２４へ
信号電荷を完全読み出しすることができる。このため、
読み出し電圧を低減することができる。
【００４３】さらに、スミア・暗電流電荷が分配される
ことがないので、分配雑音（いわゆる固定パターンノイ
ズ）を防止することができる。
ことがないので、分配雑音（いわゆる固定パターンノイ
ズ）を防止することができる。
【００４４】上例では、読み出しパルス（Ｐ1 ，Ｐ2 ，
Ｐ3 又はＰ4 ）を印加した直後に逆変調パルス（Ｓ1 ，
Ｓ2 ，Ｓ3 又はＳ4 ）を印加したが、その他、読み出し
パルス（Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 又はＰ4 ）と逆変調パルス
（Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 又はＳ4 ）の印加が同時でも、同様
に効果がある。
Ｐ3 又はＰ4 ）を印加した直後に逆変調パルス（Ｓ1 ，
Ｓ2 ，Ｓ3 又はＳ4 ）を印加したが、その他、読み出し
パルス（Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 又はＰ4 ）と逆変調パルス
（Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 又はＳ4 ）の印加が同時でも、同様
に効果がある。
【００４５】上例では、垂直転送レジスタが２層多結晶
シリコンによる４相駆動方式である場合に適用したが、
その他、多層多結晶シリコンによる２相以上の駆動方式
にも本発明は適用可能である。
シリコンによる４相駆動方式である場合に適用したが、
その他、多層多結晶シリコンによる２相以上の駆動方式
にも本発明は適用可能である。
【００４６】また、上例では、逆変調を読み出し用の転
送電極に隣接する１つの転送電極で行ったが、その他、
多層駆動方式の場合には、読み出し用転送電極以外でそ
の読み出すセンサ部に接する２つ以上の転送電極に逆変
調パルスを同位相、もしくはずらして印加することも可
能である。
送電極に隣接する１つの転送電極で行ったが、その他、
多層駆動方式の場合には、読み出し用転送電極以外でそ
の読み出すセンサ部に接する２つ以上の転送電極に逆変
調パルスを同位相、もしくはずらして印加することも可
能である。
【００４７】本発明の駆動方法は、インターライン転送
方式、フレームインターライン転送方式等のＣＣＤ固体
撮像装置に適用できる。
方式、フレームインターライン転送方式等のＣＣＤ固体
撮像装置に適用できる。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、センサ部の信号電荷を
垂直転送レジスタに読み出す際に、その信号電荷読み出
し対象とする転送電極へ読み出しパルスを印加している
最中に、垂直転送レジスタが信号電荷を転送する向きと
逆の向きにおいて前記読み出しパルスを印加している転
送電極に隣接する他の転送電極へ供給しているパルスの
極性を読み出しパルスと逆極性に遷移することにより、
センサ部から垂直転送レジスタへの信号電荷の完全読み
出しを可能にし、且つ読み出し電圧を低減化することが
できる。複数の転送電極がセンサ部を分離するチャネル
ストップ領域上に跨がって形成されている場合、本発明
の構成によって読み出しパルスによるチャネルストップ
領域及びセンサ部のポテンシャルの変動を抑制すること
ができ、センサ部から垂直転送レジスタへ転送残りなく
信号電荷を完全読み出しするのを可能にし、且つ読み出
し電圧を低減化することができる。
垂直転送レジスタに読み出す際に、その信号電荷読み出
し対象とする転送電極へ読み出しパルスを印加している
最中に、垂直転送レジスタが信号電荷を転送する向きと
逆の向きにおいて前記読み出しパルスを印加している転
送電極に隣接する他の転送電極へ供給しているパルスの
極性を読み出しパルスと逆極性に遷移することにより、
センサ部から垂直転送レジスタへの信号電荷の完全読み
出しを可能にし、且つ読み出し電圧を低減化することが
できる。複数の転送電極がセンサ部を分離するチャネル
ストップ領域上に跨がって形成されている場合、本発明
の構成によって読み出しパルスによるチャネルストップ
領域及びセンサ部のポテンシャルの変動を抑制すること
ができ、センサ部から垂直転送レジスタへ転送残りなく
信号電荷を完全読み出しするのを可能にし、且つ読み出
し電圧を低減化することができる。
【００４９】本発明によれば、第１〜第４の転送電極に
印加する駆動パルスを、前述の第１ステップ〜第４ステ
ップで示す波形及びタイミングで供給することにより、
フィールド読み出し方式の固体撮像装置において、信号
電荷の完全な読み出し及び読み出し電圧の低減化を可能
にすると共に、スミア成分、暗電流成分の電荷の分配が
起こらず、分配雑音を防止することができる。
印加する駆動パルスを、前述の第１ステップ〜第４ステ
ップで示す波形及びタイミングで供給することにより、
フィールド読み出し方式の固体撮像装置において、信号
電荷の完全な読み出し及び読み出し電圧の低減化を可能
にすると共に、スミア成分、暗電流成分の電荷の分配が
起こらず、分配雑音を防止することができる。
【図１】本発明に係るＣＣＤ固体撮像素子の一例を示す
撮像部の平面図である。
撮像部の平面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ線上の断面図である。
【図３】本発明に係る奇数フィールドにおける駆動パル
スのタイミングチャートである。
スのタイミングチャートである。
【図４】本発明に係る偶数フィールドにおける駆動パル
スのタイミングチャートである。
スのタイミングチャートである。
【図５】奇数フィールドでの各時点Ｔ1 〜Ｔ8 のポテン
シャル動作図である。
シャル動作図である。
【図６】偶数フィールドでの各時点Ｔ9 〜Ｔ16のポテン
シャル動作図である。
シャル動作図である。
【図７】Ａ 本発明に係る時点Ｔ9 の読み出し動作のポ
テンシャル図である。 Ｂ 本発明に係る時点Ｔ10の読み出し動作のポテンシャ
ル図である。 Ｃ 本発明に係る時点Ｔ11の読み出し動作のポテンシャ
ル図である。
テンシャル図である。 Ｂ 本発明に係る時点Ｔ10の読み出し動作のポテンシャ
ル図である。 Ｃ 本発明に係る時点Ｔ11の読み出し動作のポテンシャ
ル図である。
【図８】従来例に係るＣＣＤ固体撮像素子の一例を示す
撮像部の平面図である。
撮像部の平面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ線上の断面図である。
【図１０】従来例に係る奇数フィールドにおける駆動パ
ルスのタイミングチャートである。
ルスのタイミングチャートである。
【図１１】従来例に係る偶数フィールドにおける駆動パ
ルスのタイミングチャートである。
ルスのタイミングチャートである。
【図１２】従来例の奇数フィールドでの久各時点ｔ1 〜
ｔ8 のポテンシャル動作図である。
ｔ8 のポテンシャル動作図である。
【図１３】従来例の偶数フィールドでの各時点ｔ9 〜ｔ
16のポテンシャル動作図である。
16のポテンシャル動作図である。
２１ ＣＣＤ固体撮像素子
２２ センサ部
２３〔２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ〕 転送電極
２４ 垂直転送レジスタ
２６ 転送チャネル
２７ 読み出しゲート部
２８ チャネルストップ領域
φV1〜φV4 駆動パルス
Ｐ1 〜Ｐ4 読み出しパルス
Ｓ1 〜Ｓ4 逆変調パルス
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04N 5/335
H01L 27/148
Claims (3)
- 【請求項１】 複数のセンサ部と、前記センサ部のそれ
ぞれに複数の転送電極が対応するように各センサ部列に
設けられた垂直転送レジスタとを有する固体撮像装置の
駆動方法であって、 信号電荷読み出し対象とする前記転送電極へ読み出しパ
ルスを印加している最中に、前記垂直転送レジスタが信
号電荷を転送する向きと逆の向きにおいて前記読み出し
パルスを印加している転送電極に隣接する他の前記転送
電極へ供給しているパルスの極性を前記読み出しパルス
と逆極性に遷移させることを特徴とする固体撮像装置の
駆動方法。 - 【請求項２】 前記複数の転送電極が前記センサ部を分
離するチャネルストップ領域上に跨がって形成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の駆動
方法。 - 【請求項３】 複数のセンサ部と、前記センサ部のそれ
ぞれに２つの転送電極が対応するように配列された垂直
転送レジスタとを有する固体撮像装置の駆動方法であっ
て、 ４相の駆動パルスが印加される垂直方向に連続する４つ
の転送電極のうち、一の隣接する第１、第２の転送電極
の駆動パルスを高レベルにし、他の隣接する第３、第４
の転送電極を低レベルにする第１ステップと、 前記第２の転送電極の駆動パルスを前記高レベルより高
い読み出しパルスにすると共に、該読み出しパルスを印
加している最中に第１の転送電極の駆動パルスを高レベ
ルから低レベルに遷移させて、前記第２の転送電極下に
一のセンサ部の第１の信号電荷を読み出す第２ステップ
と、 前記第２の転送電極及び前記第３、第４の転送電極の駆
動パルスを高レベルにする第３のステップと、 前記第２の転送電極の駆動パルスを低レベルにし、前記
第４の転送電極の駆動パルスを前記高レベルより高い読
み出しパルスにすると共に、該読み出しパルスを印加し
ている最中に前記第３の転送電極の駆動パルスを高レベ
ルから低レベルに遷移させ、前記第４の転送電極下に前
記一のセンサ部に隣接する他のセンサ部の第２の信号電
荷を読み出すと共に、前記第１の信号電荷と第２の信号
電荷を混合する第４ステップとを有することを特徴とす
る固体撮像装置の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11549694A JP3509184B2 (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11549694A JP3509184B2 (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07322143A JPH07322143A (ja) | 1995-12-08 |
| JP3509184B2 true JP3509184B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=14663953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11549694A Expired - Fee Related JP3509184B2 (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3509184B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7038723B1 (en) | 1999-04-26 | 2006-05-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid state imaging device, method for driving the same and camera using the same |
| JP4444754B2 (ja) | 2004-08-12 | 2010-03-31 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像装置の駆動方法 |
| JP2007174059A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Sony Corp | 撮像方法および撮像装置並びに駆動装置 |
| JP2008028645A (ja) | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Fujifilm Corp | 固体撮像装置及びその駆動方法 |
| JP5211072B2 (ja) | 2007-12-17 | 2013-06-12 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置の駆動方法 |
-
1994
- 1994-05-27 JP JP11549694A patent/JP3509184B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07322143A (ja) | 1995-12-08 |
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