JPH02113678A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH02113678A JPH02113678A JP63266539A JP26653988A JPH02113678A JP H02113678 A JPH02113678 A JP H02113678A JP 63266539 A JP63266539 A JP 63266539A JP 26653988 A JP26653988 A JP 26653988A JP H02113678 A JPH02113678 A JP H02113678A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/62—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
- H04N25/621—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of blooming
- H04N25/622—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of blooming by controlling anti-blooming drains
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- 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
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- H04N25/53—Control of the integration time
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は固体撮像装置に関し、特に電子シャッター動作
可能なインターライン転送型ＣＣＤ撮像装置に関する。
可能なインターライン転送型ＣＣＤ撮像装置に関する。
従来のインターライン転送方式ＣＣＤ撮像素子はフォト
ダイオードで光電変換され、蓄積された電荷は垂直ブラ
ンキング期間毎に読み出されるため、例えばＮＴＳＣ方
式の場合１／６０秒の蓄積時間を有する事になる。従っ
て１／６０秒期間で蓄積された電荷量で像を撮らえるた
め、速く動く物を撮った場合、画面がぼけるのが常であ
った。この欠点を改善するため蓄積時間を短かくする電
子シャッター動作が最近提案され実用化されつつある。
ダイオードで光電変換され、蓄積された電荷は垂直ブラ
ンキング期間毎に読み出されるため、例えばＮＴＳＣ方
式の場合１／６０秒の蓄積時間を有する事になる。従っ
て１／６０秒期間で蓄積された電荷量で像を撮らえるた
め、速く動く物を撮った場合、画面がぼけるのが常であ
った。この欠点を改善するため蓄積時間を短かくする電
子シャッター動作が最近提案され実用化されつつある。
例を挙げると写真工業出版社発行の［ビデオαＪ １９
８７年８月号Ｐ１４５〜１４８に示す様に一般的には第
１］図の様に垂直シフトレジスタ２を介して形成された
フォトダイオード１のマトリクス水平レジスタ３とは反
対側である終上部にドレイン４を設けたインターライン
方式のＣＣＤ撮像素子を用い、第１２図の様に垂直ブラ
ンキンダ期間に２つのフォトダイオード（以後ＰＤとす
る）読み出しパルス８を設け、その間に高速道転送パル
ス１４を加えて最初のＰＤ読み出しで読み出された電荷
を１・゛レイン側に掃き出す。この間に蓄積された電荷
が２回「］のＰＤ読み出しで出力される。この期間ｔ１
がシャッター時間となる。この場合庫直ブランキングｌ
ｏ内で不要電荷読み出■７、高速掃出し、借り電荷読み
出しを行なわなければならず、シャッター時間１７１０
００秒固定しが出来ない。これの改良型として第１３図
の様にメモリ （蓄積部）１３を設ける事でシャッター
時間］、７２５０秒〜］、７１０００秒を実現させた可
変型がある。
８７年８月号Ｐ１４５〜１４８に示す様に一般的には第
１］図の様に垂直シフトレジスタ２を介して形成された
フォトダイオード１のマトリクス水平レジスタ３とは反
対側である終上部にドレイン４を設けたインターライン
方式のＣＣＤ撮像素子を用い、第１２図の様に垂直ブラ
ンキンダ期間に２つのフォトダイオード（以後ＰＤとす
る）読み出しパルス８を設け、その間に高速道転送パル
ス１４を加えて最初のＰＤ読み出しで読み出された電荷
を１・゛レイン側に掃き出す。この間に蓄積された電荷
が２回「］のＰＤ読み出しで出力される。この期間ｔ１
がシャッター時間となる。この場合庫直ブランキングｌ
ｏ内で不要電荷読み出■７、高速掃出し、借り電荷読み
出しを行なわなければならず、シャッター時間１７１０
００秒固定しが出来ない。これの改良型として第１３図
の様にメモリ （蓄積部）１３を設ける事でシャッター
時間］、７２５０秒〜］、７１０００秒を実現させた可
変型がある。
他には日経新聞社発行の「日経マイクロデバイスＪ１９
８７年１０月号Ｐ６ｏ〜６４に示される様な縦型オーバ
ーフロートレインを利用して基板側に不要電荷を引き抜
く方法がある。第１５図（ａ）にその構造を示す。この
場合、フォトダイオードに正孔蓄積層２１が設けである
ため界面の電位が固定され基板印加電圧（Ｖｓａ□）を
通常より高くする（△ＶＳＵＢ）事により第１４図（ａ
）の様にフォトダイオードに蓄積された電荷な基板側に
引き抜く事が出来る。
８７年１０月号Ｐ６ｏ〜６４に示される様な縦型オーバ
ーフロートレインを利用して基板側に不要電荷を引き抜
く方法がある。第１５図（ａ）にその構造を示す。この
場合、フォトダイオードに正孔蓄積層２１が設けである
ため界面の電位が固定され基板印加電圧（Ｖｓａ□）を
通常より高くする（△ＶＳＵＢ）事により第１４図（ａ
）の様にフォトダイオードに蓄積された電荷な基板側に
引き抜く事が出来る。
方策１５図（ｂ）は−膜内なＰＮ接合のフォトダイオー
ドであるが、Ｎ領域の界面の電位がチャネルストッパー
２またけでは押さえきれず、不安定なため第１４図（ｌ
〕）の様にΔＶＳｔｌＢの印加電圧に対して△Ｖ ５ｔ
ｌＢ′だけフォトダイオード１のポテンシャルが基板側
に平行移動するだけで瞬間的に電荷を基板側に引く事が
出来ない。一般には短期的に電荷を引き抜く場合は第１
５図（ａ）の様にＰ空領域２１を設け、界面の電位を零
Ｖに固定させて基板側に引き抜かなければならない。し
かしこの様な素子構造は微妙な不純物濃度の制御が必要
で非常に作りにくい。また残像の制御も微妙になるとい
う欠点もある。
ドであるが、Ｎ領域の界面の電位がチャネルストッパー
２またけでは押さえきれず、不安定なため第１４図（ｌ
〕）の様にΔＶＳｔｌＢの印加電圧に対して△Ｖ ５ｔ
ｌＢ′だけフォトダイオード１のポテンシャルが基板側
に平行移動するだけで瞬間的に電荷を基板側に引く事が
出来ない。一般には短期的に電荷を引き抜く場合は第１
５図（ａ）の様にＰ空領域２１を設け、界面の電位を零
Ｖに固定させて基板側に引き抜かなければならない。し
かしこの様な素子構造は微妙な不純物濃度の制御が必要
で非常に作りにくい。また残像の制御も微妙になるとい
う欠点もある。
上述した固体撮像装置のうち蓄積部を設けたものはシャ
ッター時間の可変範囲を広げようとするとそれだけメモ
リーの段数が必要となるので、必然的に撮像素子のデツ
プ面積が大きくなってしまう。メモリー段数が増えると
それたけ早い時間で転送しなげればならないので周波数
が高くなり垂直レジスターの最大転送電荷量が減少して
しまう欠点がある。
ッター時間の可変範囲を広げようとするとそれだけメモ
リーの段数が必要となるので、必然的に撮像素子のデツ
プ面積が大きくなってしまう。メモリー段数が増えると
それたけ早い時間で転送しなげればならないので周波数
が高くなり垂直レジスターの最大転送電荷量が減少して
しまう欠点がある。
また縦型オーバーフロートレインを利用して電荷を引き
抜く構造のものは界面の電位を固定させるためにフォト
ダイオードの表面にＰ型領域を設けねばからない。この
様な素子構造は微妙な不純物濃度制御が必要なため非常
に作りにくく、また残像の制御も微妙になるという欠点
がある。
抜く構造のものは界面の電位を固定させるためにフォト
ダイオードの表面にＰ型領域を設けねばからない。この
様な素子構造は微妙な不純物濃度制御が必要なため非常
に作りにくく、また残像の制御も微妙になるという欠点
がある。
本発明によれば、第１導電型半導体基板上の第２導電型
ウェルに選択的に設けられた第１導電型領域を含むフォ
ー・ダイオードと、この第１導電型半導体基板又はウェ
ル表面に設けられた第１の絶縁膜を介して第２導電型領
域直上部に隣接して設けられた読み出、しゲート電極及
びこの読み出し７ゲーｌ−電極上に第２の絶縁膜を介し
て設けられて第２導電型領域直十部に開１１を有する遮
光電極とを含む固体撮像素子と垂直ブランキング期間内
にフォトダイオードから蓄積電荷を読み出すパルス電圧
を読み出しゲート電極に供給する読み出し発生手段とを
含む固体撮像装置に於いて、フォトダイオード侶シじ一
電荷読み出しパルスの立ち下りより次のフォトダイオー
ド信号電荷読み出しパルスの立ち上り迄の任意の水平プ
ランギング期間内又は垂直ブランキング期間内に前記第
１導電型半導体基板印加電圧を通常使用時より高電圧に
切り換え、同水平ブラッキング期間内又は同垂直ブラン
キング期間内に０１ｊ記高電圧から通常使用電圧に切り
換えるパルスを前記第１導電型半導体基板に供給するの
と同時に前記基板供給パルスの立ち上りと同時かそれよ
り前の水平ブランギング期間又は同垂直ブランキング期
間内に前記遮光電極印加電圧をフォＩ・ダイオードに十
分電荷を蓄積出来る電圧より低電圧に切り換え、前記基
板供給パルスの立ち下りと同時に前記低電圧から油温蓄
積可能電圧に切り換えるパルスを前記遮光電極に供給し
て前記フォトダイオードの蓄積時間を制御するシャッタ
ーパルス発生回路を有している固体撮像装置を得る。
ウェルに選択的に設けられた第１導電型領域を含むフォ
ー・ダイオードと、この第１導電型半導体基板又はウェ
ル表面に設けられた第１の絶縁膜を介して第２導電型領
域直上部に隣接して設けられた読み出、しゲート電極及
びこの読み出し７ゲーｌ−電極上に第２の絶縁膜を介し
て設けられて第２導電型領域直十部に開１１を有する遮
光電極とを含む固体撮像素子と垂直ブランキング期間内
にフォトダイオードから蓄積電荷を読み出すパルス電圧
を読み出しゲート電極に供給する読み出し発生手段とを
含む固体撮像装置に於いて、フォトダイオード侶シじ一
電荷読み出しパルスの立ち下りより次のフォトダイオー
ド信号電荷読み出しパルスの立ち上り迄の任意の水平プ
ランギング期間内又は垂直ブランキング期間内に前記第
１導電型半導体基板印加電圧を通常使用時より高電圧に
切り換え、同水平ブラッキング期間内又は同垂直ブラン
キング期間内に０１ｊ記高電圧から通常使用電圧に切り
換えるパルスを前記第１導電型半導体基板に供給するの
と同時に前記基板供給パルスの立ち上りと同時かそれよ
り前の水平ブランギング期間又は同垂直ブランキング期
間内に前記遮光電極印加電圧をフォＩ・ダイオードに十
分電荷を蓄積出来る電圧より低電圧に切り換え、前記基
板供給パルスの立ち下りと同時に前記低電圧から油温蓄
積可能電圧に切り換えるパルスを前記遮光電極に供給し
て前記フォトダイオードの蓄積時間を制御するシャッタ
ーパルス発生回路を有している固体撮像装置を得る。
すなわち、従来の撮像方法による電子シャッターは蓄積
部を必要と１〜、シャッター時間を広げようとした場合
、それだけ速い時間で電荷転送を行なうため高速転送部
の周波数が高くなり転送電荷量の減少が生じるのに対し
、本発明の固体撮像装置では蓄積部を必要とせす、高速
転送パルスも必要としないのでシャッター時間を広げて
も転送電荷量が減少する小はない。また復雑な構造も必
要としない。
部を必要と１〜、シャッター時間を広げようとした場合
、それだけ速い時間で電荷転送を行なうため高速転送部
の周波数が高くなり転送電荷量の減少が生じるのに対し
、本発明の固体撮像装置では蓄積部を必要とせす、高速
転送パルスも必要としないのでシャッター時間を広げて
も転送電荷量が減少する小はない。また復雑な構造も必
要としない。
次に、図面？参照して本発明をより詳細に説明する。
先ず木発明の詳細な説明する。第３図に示す様なＮ−型
フォトダイオード（以下、ＰＤという）１は完全空乏化
させて使用しているためＰ］）１以外を遮光１〜でいる
遮光電極（以後ＰＳとする）６はフローティンク状態だ
と電位が不安定なため、接地あるいは第３図の様に一定
電圧（ＤＣ）を印加していた。実験によればＰＳ電極６
に印加する電圧（以後■ＰＳとする）とＣＤ Ｄ出力電
圧の関係は第５図の様になりＣＣＵ出力電圧はＶＰＳに
大きく依存する。Ｖｐ３を上げるとそれに比例してＣＯ
Ｄ出力も増加し、逆にＶＰＳを下げるとＣＯＤ出力も減
少する。この現像を第４図を用いて説明する。
フォトダイオード（以下、ＰＤという）１は完全空乏化
させて使用しているためＰ］）１以外を遮光１〜でいる
遮光電極（以後ＰＳとする）６はフローティンク状態だ
と電位が不安定なため、接地あるいは第３図の様に一定
電圧（ＤＣ）を印加していた。実験によればＰＳ電極６
に印加する電圧（以後■ＰＳとする）とＣＤ Ｄ出力電
圧の関係は第５図の様になりＣＣＵ出力電圧はＶＰＳに
大きく依存する。Ｖｐ３を上げるとそれに比例してＣＯ
Ｄ出力も増加し、逆にＶＰＳを下げるとＣＯＤ出力も減
少する。この現像を第４図を用いて説明する。
現在ＰＤＩは開口率が狭く、遮光電極６が厚いため、遮
光電極６の側面から電気力線７がＰＤＩの全面に作用す
るため等測的に遮光電極６がＰＤＩを覆っているのと同
様になり、蓄積電荷量がＶｐ３で制御されると考えられ
ている。一方、第６図の様にＶＰＳでへ１ＳＩＪｂの制
御特性も変化する。
光電極６の側面から電気力線７がＰＤＩの全面に作用す
るため等測的に遮光電極６がＰＤＩを覆っているのと同
様になり、蓄積電荷量がＶｐ３で制御されると考えられ
ている。一方、第６図の様にＶＰＳでへ１ＳＩＪｂの制
御特性も変化する。
第１図は本発明の一実施例のブロック図であり、第９図
はそのタイミングチャートを示す。垂直駆動パルス（以
後ＶＤとする）から９図（ａ）に示すφＳＵＢと第９図
（ｌ〕）に示すφＰＳを作る。この時φＳＵＢ及びφＰ
Ｓは第７図（ａ）、 （ｂ）に示す様に画面に切り換え
ノイズが出ない様にパルスの立ち上り、立ち下りが水平
ブラ〕／キング期間９あるいは垂直ブランキング期間１
０内で行なう。
はそのタイミングチャートを示す。垂直駆動パルス（以
後ＶＤとする）から９図（ａ）に示すφＳＵＢと第９図
（ｌ〕）に示すφＰＳを作る。この時φＳＵＢ及びφＰ
Ｓは第７図（ａ）、 （ｂ）に示す様に画面に切り換え
ノイズが出ない様にパルスの立ち上り、立ち下りが水平
ブラ〕／キング期間９あるいは垂直ブランキング期間１
０内で行なう。
φ５ＵＴ３のロー１／ベルは通常使用電圧すなわち過剰
キャリアがフォー・ダイオード１に発生した場合、フォ
ー・ダイオード〕のＮ領域、直下のＰウェル２０そ１−
てＮ基板１９で構成される縦型ＮＰＮト ランジスタ ン）がパンチスルーする電圧、本発明でば１０Ｖニ設定
シ、ハイレベルはφＰＳローレベル期間ノフォフォタイ
オード１の蓄積電荷量を全て基板１９に引き抜ける電圧
、本発明では４０Ｖに設定し基板１９に印加する。φＰ
Ｓは第７図（１〕）に示す様にφＳＵＢと逆ｔｉＵ性の
パルスであり、ハイレベルはフォトダイオードに十分電
荷を蓄積出来る電圧、木発明では５■に設定し、ローレ
ベルは蓄積電荷量が殆んどなくなる電圧、本発明では一
１０Ｖに設定してＰＳ電極６に印加する。
キャリアがフォー・ダイオード１に発生した場合、フォ
ー・ダイオード〕のＮ領域、直下のＰウェル２０そ１−
てＮ基板１９で構成される縦型ＮＰＮト ランジスタ ン）がパンチスルーする電圧、本発明でば１０Ｖニ設定
シ、ハイレベルはφＰＳローレベル期間ノフォフォタイ
オード１の蓄積電荷量を全て基板１９に引き抜ける電圧
、本発明では４０Ｖに設定し基板１９に印加する。φＰ
Ｓは第７図（１〕）に示す様にφＳＵＢと逆ｔｉＵ性の
パルスであり、ハイレベルはフォトダイオードに十分電
荷を蓄積出来る電圧、木発明では５■に設定し、ローレ
ベルは蓄積電荷量が殆んどなくなる電圧、本発明では一
１０Ｖに設定してＰＳ電極６に印加する。
本発明は第７図の様にφＳＵＢとφＰＳを逆極性で同時
に印加する事によりＰＳ電極６に対するフォトダイオー
ドＳ１のＮ領域の容量とＰウェル領域２０を介して基板
１９に対するＮ領域の容量とによりＮ領域の界面の電位
がほぼ固定される。
に印加する事によりＰＳ電極６に対するフォトダイオー
ドＳ１のＮ領域の容量とＰウェル領域２０を介して基板
１９に対するＮ領域の容量とによりＮ領域の界面の電位
がほぼ固定される。
従って界面が空乏化するＰＮ接合型フォトダイオード構
造のものでも電荷を十分に基板に引き抜く事が出来る。
造のものでも電荷を十分に基板に引き抜く事が出来る。
第２図は本発明の他の実施例〆のブロック図である。第
１図に於いてはφＳＵＢとφＰＳとが逆極性であったの
に対し、第２図の回路では第８図（ｂ）の様にφＳＵＢ
の立ち上りを含む水平ブランキング期間の１つ前の水平
ブランキング期間内で立ち下り、φＳＵＢの立ち下りと
同時に立ち上るパルスを作る。第９図に示す様にシャッ
ター駆動電圧（φＳ Ｕ Ｂ Ｈ）はφＰＳのパルス幅
（φＰＳのローレベル期間）に依存し、パルス幅が広い
程シャッター駆動電圧が小さくなる。この実施例では第
１図の実施例よりφＰＳのパルス幅が広いためシャッタ
ー駆動電圧が低くなるという利点がある。
１図に於いてはφＳＵＢとφＰＳとが逆極性であったの
に対し、第２図の回路では第８図（ｂ）の様にφＳＵＢ
の立ち上りを含む水平ブランキング期間の１つ前の水平
ブランキング期間内で立ち下り、φＳＵＢの立ち下りと
同時に立ち上るパルスを作る。第９図に示す様にシャッ
ター駆動電圧（φＳ Ｕ Ｂ Ｈ）はφＰＳのパルス幅
（φＰＳのローレベル期間）に依存し、パルス幅が広い
程シャッター駆動電圧が小さくなる。この実施例では第
１図の実施例よりφＰＳのパルス幅が広いためシャッタ
ー駆動電圧が低くなるという利点がある。
以」−説明したように、本発明は、第１導電型半導体基
板上の第２導電型ウェルに選択的に設けられた第１導電
型領域を含むフォトダイオードと、第１導電型半導体基
板又はウェル表面に設けられた第１の絶縁膜を介して第
２導電型領域直北部に隣接して設けられた読み出しゲー
ト電極及び読み出１−ゲート電極上に第２の絶縁膜を介
して設けられた第２導電型領域直上部に開口を有する遮
光電極とを含む固体撮像素子と垂直ブランキング期間内
にフォトダイオードから蓄積電荷を読み出すパルス電圧
を読み出しゲート電極に供給する読み出し発生手段とを
含む固体撮像装置に於いて、フォトダイオ−ド信号電荷
読み出しパルスの立ち下りよｉｐ次のフォトダイオード
信号電荷読み出しパルスの立ち上り迄の任意の水平ブラ
ンキング期間内又は垂直ブランキング期間内に第１導電
型半導体基板印加電圧を通常使用時より高電圧に切り換
え、同水平ブランキング期間内又は同垂直ブランキング
期間内に前記高電圧より通常使用電圧に切り換えるパル
スを第１導電型半導体基板に供給するのと同時に基板供
給パルスの立ち上りと同時かそれより前の水平ブランキ
ング期間内又は同垂直ブランキング期間内に遮光電極印
加電圧をフォトダイオードに十分電荷を蓄積出来る電圧
より低電圧に切り換え、基板供給パルスの立ち下りと同
時に前記低電圧から前記蓄積可能電圧に切り換えるパル
スを遮光電極に供給１−てフォトダイオードの蓄積時間
を制御するシャッターパルス発生回路を有しているので
、従来の可変型の様にメモリーを必要としない。従って
、従来の可変型ＣＣＤ撮像素子のチップより小さくなる
。一方、不要電荷読み出しパルスや掃き出しパルス、高
速転送パルスが不要なため垂直転送パルスが通常の時の
ままで良いので単純になる。又、高速転送による転送電
荷量の減少もなく １７６０秒から従来の］、 ／ Ｉ
ｆ、 ０００秒よりもっと短いシャッター時間が実現出
来る効果がある。
板上の第２導電型ウェルに選択的に設けられた第１導電
型領域を含むフォトダイオードと、第１導電型半導体基
板又はウェル表面に設けられた第１の絶縁膜を介して第
２導電型領域直北部に隣接して設けられた読み出しゲー
ト電極及び読み出１−ゲート電極上に第２の絶縁膜を介
して設けられた第２導電型領域直上部に開口を有する遮
光電極とを含む固体撮像素子と垂直ブランキング期間内
にフォトダイオードから蓄積電荷を読み出すパルス電圧
を読み出しゲート電極に供給する読み出し発生手段とを
含む固体撮像装置に於いて、フォトダイオ−ド信号電荷
読み出しパルスの立ち下りよｉｐ次のフォトダイオード
信号電荷読み出しパルスの立ち上り迄の任意の水平ブラ
ンキング期間内又は垂直ブランキング期間内に第１導電
型半導体基板印加電圧を通常使用時より高電圧に切り換
え、同水平ブランキング期間内又は同垂直ブランキング
期間内に前記高電圧より通常使用電圧に切り換えるパル
スを第１導電型半導体基板に供給するのと同時に基板供
給パルスの立ち上りと同時かそれより前の水平ブランキ
ング期間内又は同垂直ブランキング期間内に遮光電極印
加電圧をフォトダイオードに十分電荷を蓄積出来る電圧
より低電圧に切り換え、基板供給パルスの立ち下りと同
時に前記低電圧から前記蓄積可能電圧に切り換えるパル
スを遮光電極に供給１−てフォトダイオードの蓄積時間
を制御するシャッターパルス発生回路を有しているので
、従来の可変型の様にメモリーを必要としない。従って
、従来の可変型ＣＣＤ撮像素子のチップより小さくなる
。一方、不要電荷読み出しパルスや掃き出しパルス、高
速転送パルスが不要なため垂直転送パルスが通常の時の
ままで良いので単純になる。又、高速転送による転送電
荷量の減少もなく １７６０秒から従来の］、 ／ Ｉ
ｆ、 ０００秒よりもっと短いシャッター時間が実現出
来る効果がある。
この様に前記第１導電型半導体基板と前記遮光電極を同
時に制御する事によってフォトダイオードの界面が空乏
化するＰＮ接合型フォトダイオード構造のものでも電荷
を十分に基板側に引き抜く事が出来る。
時に制御する事によってフォトダイオードの界面が空乏
化するＰＮ接合型フォトダイオード構造のものでも電荷
を十分に基板側に引き抜く事が出来る。
第１図は本発明の一実施例による電子シャッター駆動回
路のブロック図、第２図は本発明の他の実施例のブロッ
ク図、第３図は従来の基板および遮光電極への電位の与
え方を示す図、第４図は遮光電極の影響を説明する図、
第５図はＣＣＤ出力のＶＰＳ依存性を示すグラフ、第６
図はＣＣＤ出力のＶＳＩＪＲ依存性を示すグラフ、第７
図は本発明の電子シャッターのタイミングチャートの拡
大図、第８図は本発明の他の実施例のタイミングチャー
トの拡大図、第９図はシャッター駆動電圧（φＳ Ｕ
Ｅ Ｈ）のφＰＳパルス幅依存性を示すグラフ、第１０
図は本発明の説明に用いるタイミングチャート（１垂直
期間）、第１１図はインターライン方式のＣＣＤ撮像素
子の構成を示す平面図、第１２図は従来の電子シャッタ
ーのタイミングチャート、第１３図は可変シャッター機
能を持つＣＣＤ撮像素子の平面図、第１４図（ａ）、
（ｂ）はそれぞれ従来の電荷引き抜きの説明する図、第
１５図（ａ）、 （ｂ）はそれぞれ従来の素子構成の例
を示す断面図である。 １・・・・・・フォトダイオード（Ｐ Ｄ）、２・・・
・・・垂直レジスター （Ｖ−ＣＯＤ）、３ ・・・
水平レジスター（Ｈ−ＣＯＤ）、４−−１’レイン、５
・・・ ・垂直転送パルス電極、６・・・・遮光電極（
ＰＳ電極）、７・・・・・電気力線、８・−・・・・信
号電荷読み出しパルス、９・・・・・水平ブランキング
期間、１０・・・・・・垂直ブランキング期間、１１・
・・・・・撮像部、１２・−・・蓄積部、１３・・・・
メモリ、１４・・・高速転送パルス、１５・・・・正孔
蓄積層、１６・・・・・フォトダイオードに蓄積された
電荷、】７ ・・・第２Ｐウェル、１８・・・・・第２
Ｐウェル、１９・・・・・・Ｎ型基板、２０・・・・・
・Ｐウェル、２１・・ ・チャネルスｌ−ツバ代理人
弁理士 内 原 晋 Δ晧ａｈ ＼ ＼ Ｉｈ Ｖｓｕｂ＋ΔＶｓｕ）ｉ 〜−−Ｖ＝ＶｓｕｂすΔ砲Ｕカ ｅ） （ｂ） 恩／４図 ５図
路のブロック図、第２図は本発明の他の実施例のブロッ
ク図、第３図は従来の基板および遮光電極への電位の与
え方を示す図、第４図は遮光電極の影響を説明する図、
第５図はＣＣＤ出力のＶＰＳ依存性を示すグラフ、第６
図はＣＣＤ出力のＶＳＩＪＲ依存性を示すグラフ、第７
図は本発明の電子シャッターのタイミングチャートの拡
大図、第８図は本発明の他の実施例のタイミングチャー
トの拡大図、第９図はシャッター駆動電圧（φＳ Ｕ
Ｅ Ｈ）のφＰＳパルス幅依存性を示すグラフ、第１０
図は本発明の説明に用いるタイミングチャート（１垂直
期間）、第１１図はインターライン方式のＣＣＤ撮像素
子の構成を示す平面図、第１２図は従来の電子シャッタ
ーのタイミングチャート、第１３図は可変シャッター機
能を持つＣＣＤ撮像素子の平面図、第１４図（ａ）、
（ｂ）はそれぞれ従来の電荷引き抜きの説明する図、第
１５図（ａ）、 （ｂ）はそれぞれ従来の素子構成の例
を示す断面図である。 １・・・・・・フォトダイオード（Ｐ Ｄ）、２・・・
・・・垂直レジスター （Ｖ−ＣＯＤ）、３ ・・・
水平レジスター（Ｈ−ＣＯＤ）、４−−１’レイン、５
・・・ ・垂直転送パルス電極、６・・・・遮光電極（
ＰＳ電極）、７・・・・・電気力線、８・−・・・・信
号電荷読み出しパルス、９・・・・・水平ブランキング
期間、１０・・・・・・垂直ブランキング期間、１１・
・・・・・撮像部、１２・−・・蓄積部、１３・・・・
メモリ、１４・・・高速転送パルス、１５・・・・正孔
蓄積層、１６・・・・・フォトダイオードに蓄積された
電荷、】７ ・・・第２Ｐウェル、１８・・・・・第２
Ｐウェル、１９・・・・・・Ｎ型基板、２０・・・・・
・Ｐウェル、２１・・ ・チャネルスｌ−ツバ代理人
弁理士 内 原 晋 Δ晧ａｈ ＼ ＼ Ｉｈ Ｖｓｕｂ＋ΔＶｓｕ）ｉ 〜−−Ｖ＝ＶｓｕｂすΔ砲Ｕカ ｅ） （ｂ） 恩／４図 ５図
Claims (1)
- 第１導電型半導体基板上の第２導電型ウェルに選択的に
設けられた第１導電型領域を含むフォトダイオード、第
２導電型ウェル表面に設けられた第１の絶縁膜を介して
前記第２導電型領域直上部に隣接して設けられた読み出
し転送電極上に第２の絶縁膜を介して設けられた前記第
２導電型領域直上部に開口を有する遮光電極とを含む固
体撮像素子と垂直ブランキング期間内に前記フォトダイ
オードから蓄積電荷を読み出すパルス電圧を前記読み出
し転送電極に供給する読み出し発生手段とを含む固体撮
像装置に於いて、フォトダイオード信号電荷読み出しパ
ルスの立ち下りより次のフォトダイオード信号電荷読み
出しパルスの立ち上り迄の任意の水平ブランキング期間
内又は垂直ブランキング期間内に前記第１導電型半導体
基板印加電圧を通常使用時より高電圧に切り換え同水平
ブランキング期間内又は同垂直ブランキング期間内に前
記高電圧から通常使用電圧に切り換えるパルスを前記第
１導電型半導体基板に供給するのと同時に前記基板供給
パルスの立ち上りと同時かそれより前の水平ブランキン
グ期間内又は同垂直ブランキング期間内に前記遮光電極
印加電圧をフォトダイオードに十分電荷を蓄積出来る電
圧より低電圧に切り換え、前記基板供給パルスの立ち下
りと同時に前記低電圧から前記蓄積可能電圧に切り換え
るパルスを前記遮光電極に供給して前記フォトダイオー
ドの蓄積時間を制御するシャッタパルス発生回路を有し
ている事を特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63266539A JPH02113678A (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 固体撮像装置 |
| DE68915930T DE68915930T2 (de) | 1988-10-21 | 1989-10-19 | CCD-Bildsensor mit vertikaler Überlauf-Senke. |
| EP89119412A EP0365000B1 (en) | 1988-10-21 | 1989-10-19 | CCD image sensor with vertical overflow drain |
| US07/425,140 US4977584A (en) | 1988-10-21 | 1989-10-23 | CCD image sensor with vertical overflow drain |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63266539A JPH02113678A (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02113678A true JPH02113678A (ja) | 1990-04-25 |
Family
ID=17432270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63266539A Pending JPH02113678A (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 固体撮像装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4977584A (ja) |
| EP (1) | EP0365000B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02113678A (ja) |
| DE (1) | DE68915930T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007295301A (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 撮像装置、固体撮像装置および撮像装置の駆動方法 |
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-
1988
- 1988-10-21 JP JP63266539A patent/JPH02113678A/ja active Pending
-
1989
- 1989-10-19 EP EP89119412A patent/EP0365000B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-19 DE DE68915930T patent/DE68915930T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-10-23 US US07/425,140 patent/US4977584A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4977584A (en) | 1990-12-11 |
| EP0365000A1 (en) | 1990-04-25 |
| EP0365000B1 (en) | 1994-06-08 |
| DE68915930T2 (de) | 1995-01-19 |
| DE68915930D1 (de) | 1994-07-14 |
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