JPH02137367A - 固体撮像装置 - Google Patents

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。

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、スミアを低減せ
しめた固体撮像装置に関する。

［従来の技術］ 電荷結合素子（ＣＯＤ）を用いた固体撮像装置は、ビデ
オカメラの固体撮像装置として実用化されている。従来
、この種固体撮像装置は、第５図に示すように、感光部
１で蓄積された電荷を垂直方向に転送する垂直転送レジ
スタ２、垂直転送レジスタの終端に配置された、電荷を
水平方向に転送する水平転送レジスタ３′および水平転
送レジスタの終端において電荷を検出する電荷検出部６
で構成され、そして、感光部および垂直転送レジスタは
、第６図に示すように２つの感光部に対して垂直転送電
極４つが対応するように構成されている。

この固体撮像装置は次のように駆動される。第１フイー
ルドではまず感光部１−ａ、１−Ｃ１・・・の光電変換
電荷を転送電極１−２．２−２、・・・の下に読み出し
、この電荷を転送電極１−４．２−４、・・・の下まで
転送する０次に、感光部１−ｂ、１−ｄ、・・・の光電
変換電荷を転送電極１−４．２−４、・・・下へ読み出
し、感光部１−ａと１−ｂとの電荷を、また、感光部１
−ｃと１−ｄとの電荷を合成する。そして、このフィー
ルドの画像を水平レジスタ３へ向けて転送する。第２フ
イールドでは、感光部ｉ−ｂと１−ｃとの電荷を合成し
て画像を形成する。

［発明が解決しようとする問題点］ 固体撮像装置をビデオカメラの撮像装置として使用した
場合の画像の重要な特性の１つはスミアである。これは
、高輝度被写体を撮像した時画面の中でその高輝度被写
体の上下が帯状に白くなる現象であり、このスミアが大
きいと画質は劣化する。そして、スミアが一定レベルを
超える場合にはその製品は不良と判定されるので、スミ
アは歩留まりを下げる重大なファクターとなっている。

しかるに、従来の固体撮像装置の構成ではスミアを大き
く低減させたりあるいはこれを除去しなりする構成には
なっていないので、従来装置は画質に問題があり、また
高歩留まりで製造することのできないものであった。

よって、本発明の目的とするところは、画質に優れ、歩
留まり高く製造することのできる固体撮像装置を提供す
ることである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の固体撮像装置は、光電変換を行う列状に配列さ
れた感光部と、該感光部からの光電変換電荷を受けこれ
を転送する電荷転送レジスタと、前記光電変換電荷を受
けこれを電気的信号に変換する電荷検出部を具備するも
のであって、前記電荷転送レジスタの転送電極の数は、
光電変換電荷を混じり合わない状態で転送するに必要な
数の２倍となされ、かつ、前記電荷転送レジスタの後段
に光電変換電荷に基づく信号から、前記転送レジスタを
当該光電変換電荷に隣接して転送されてきた蓄積電荷に
基づく信号を差し引く機構が備えられたものである。

［実施例］ 次に、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。第１図は、本発明の一実施例を示す平面図であり、第
２図は、その部分拡大図、第３図は、その垂直転送レジ
スタ部分の断面図である。

第１図において、感光部ｌに蓄積されな光電変換電荷は
、垂直転送レジスタ２に読み出され、このレジスタを介
して第１水平転送レジスタ３へ向けて転送される。ここ
で、垂直転送レジスタ１を転送される光電変換電荷は、
後述するように、レジスタに形成される井戸の中の１つ
おきに蓄積されて転送され、そして、光電変換電荷が蓄
積されない井戸には、スミア分の電荷が蓄積されて転送
される。光電変換電荷は、第１水平転送レジスタ３へ転
送された後、このレジスタを転送され、電荷検出部６か
ら検出される。一方、スミア分の電荷は、第１水平転送
レジスタ３および制御型［５を介して、第２水平転送レ
ジスタ４へ転送され、このレジスタ内を転送された後に
電荷検出部７から検出される。

第２図に示すように、垂直転送レジスタ２の転送電極は
、各感光部Ｌ−ａ、　！−ｂ、・・・に対して４つずつ
の転送電極、即ち、第１転送電極（ｎ−１）、第２転送
電極（ｎ−２）、第３転送電極（ｎ−３）、第４転送電
極（ｎ−４）の４つの電極（但し、ｎ＝：１．２、・・
・）が対応するように構成され、そして、各感光部にお
いて、その光電変換電荷を読み出すことのできる垂直転
送電極は、第１、第３を極と垂直方向に交互になってい
る。

また、垂直転送レジスタの各転送電極は、第３図に示す
ようにＮ型半導体基板１０上に形成されたＰウェル層９
内のＮ−層８上に酸化膜を介して配置されている。

この固体撮像装置の通常使用されるフィールド駆動での
動作は次の通りである。

まず、第１フイールドについて説明すると、感光部１で
蓄積された電荷は、ある時刻に垂直転送レジスタ２へ転
送される。第２図においてこの時の動作は、１−１．２
−１．３−１．４−１、・・・の電極に読み出しパルス
が印加されると、感光部１−ａ、１−ｃ、・・・の電荷
が１−１．３−１、−・・の垂直転送電極へ移動するも
のである。この時感光部１−ｂ、１−ｄ、・・・の電荷
は転送されない。

次に、垂直転送電極に転送パルスを印加し電極１−１．
３−１、・・・下の電荷を２−３．４−３、・・・の転
送電極の位置まで転送する０次に、この状態で、今度は
転送電極２−３．４−３、・・・に読み出しパルスを印
加する。この時感光部１−ｂ、１−ｄ、・・・に蓄積さ
れていた電荷は転送電極２−３．４−３、・・・下へ移
動し、それぞれ感光部１−ａ、１−Ｃ１・・・の電荷と
合成され、テレビ画面の第１フイールドの信号が作られ
る。この時、最初電極２−１．４−１、・・・下に形成
されていた井戸は、転送電極３−３、・・・下に移動し
ているが、転送電極３−３、・・・に読み出しパルスが
印加されても今度も感光部からの電荷は転送されない、
従って。

垂直転送電極下に形成される井戸において、感光部から
の光電変換電荷は１つおきの井戸に存在する形になる。

そして、感光部からの電荷の転送を受けない井戸には、
垂直転送レジスタに直接蓄積される電荷のみが蓄積され
るのであるが、ここに蓄積された電荷はほとんどスミア
成分で占められている。

一方、感光部からの光電変換電荷も垂直転送電極下を転
送されて来るため転送中に直接入ってくる電荷スミアが
加算された形になっている。この垂直転送レジスタでの
電極下におけるポテンシャルプロファイルと信号電荷の
位置関係とを第４図に示す、即ち、転送電極１−１．１
−２　、３−１３−２；・・・下の井戸には、スミア分
を含む光電変換電荷Ａが蓄積され、また、＠極２−１．
２−２；・・・下の井戸にはスミア分の電荷Ｂが蓄積さ
れ、そして、両電荷はこの位置関係を保持したまま、即
ち、両電荷は一つおきに並んだ状態で水平転送レジスタ
へ向けて転送される。そして、先に述べたようにスミア
分を含む光電変＃Ａ電ＲＡは、第１水平転送レジスタ３
を介して電荷検出部６から、また、スミア分の電荷Ｂは
、第１水平転送レジスタ３、制御電極５および第２水平
転送レジスタ４を介して電荷検出部７から電気的信号と
して取り出される。その後、電荷Ａに基づく信号からそ
れに隣接していた電荷Ｂの信号を差し引くことにより光
電変換信号からスミア分を取り除くことができる。

次に、第２フイールドについて説明する。まず感光部ｉ
−ｂ、１−ｄ、・・・に蓄積された光電変換電荷を転送
電極２−３．４−３、・・・に読み出しパルスを印加す
ることにより読み出し、この電荷を転送を極３−１、・
・・まで転送してからこの電極に読み出しパルスを印加
して感光部１−ｃ、・・・の蓄積電荷を読み出し、２つ
の感光部（例えば、１−すと１−Ｃ）の光電変換電荷を
合成する。これ以降の動作は第１フレームの場合と同様
である。

なお、この実施例で、１つおきに感光部の読み出し電極
位置を異ならしめたのは少ない相数の転送パルスによっ
て電荷を転送するための工夫である。第２図に示す電極
構成の場合、例えば、Ａ相の転送パルスを用いるならば
、感光部の読み出し口は同一の場所であっても、この実
施例と同様の動作を行わせることが可能である。しかし
、Ａ相の転送パルスを用いるのは、基板上の配線が錯綜
し、かつ、転送パルス系が複雑化するので本実施例のよ
うに、感光部の電荷読み出し口を異ならしめた方が有利
である。

また、実施例では水平転送レジスタを第１と第２の２つ
に分けていたが、これに替えて全ての電荷を１本の水平
転送レジスタをによって転送するようにしてもよい、た
だし、この場合、水平転送レジスタの転送速度を２倍に
高めなければならない。

さらに、本発明は、二次元の固体撮像装置のみならず、
−次元のものに対しても適用できるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、光電変換電荷を転送す
る垂直転送レジスタの転送電極数を、光電変換電荷を通
常の状態で転送することができる電極数の２倍とし、転
送されてきた光電変換電荷に基づく信号から当該光電変
換電荷に隣接して転送されてきた蓄積電荷に基づく信号
を差し引く構成を備えたものであるので、本発明によれ
ば、スミアのない高画質の固体撮像装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す平面図、第２図は、
第１区の部分拡大図、第３図は、第２図の縦断面区、第
４図は、第３図のポテンシャルプロファイル、第５図は
、従来例の平面図、第６図は、第５図の部分拡大図であ
る。 １．１−ａ、１−ｂ、１−ｃ、１−　ｄ　・・・感光部
２・・・垂直転送レジスタ、　３・・・第１水平転送レ
ジスタ、　４・・・第２水平転送レジスタ、　５・・・
制御電極、　６．７・・・電荷検出部、　１−１〜４−
４・・・垂直転送電極、　８・・・Ｎ−層、　９・・・
Ｐウェル層、　１０・・・Ｎ型半導体基板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光電変換を行う列状に配列された感光部と、該感光部か
   らの光電変換電荷を受けこれを転送する電荷転送レジス
   タと、該電荷転送レジスタを転送されてきた電荷を検出
   する電荷検出部とを具備する固体撮像装置において、前
   記電荷転送レジスタの電荷転送電極は、転送される各光
   電変換電荷が蓄積される井戸の間にもう一つの井戸を形
   成しうる数だけ備えられており、かつ、前記電荷転送レ
   ジスタの後段に、レジスタを転送されてきた光電変換電
   荷に基づく信号から、当該光電変換電荷が蓄積されてい
   た井戸に隣接した井戸に蓄積されていた電荷に基づく信
   号を差し引く機構が備えられていることを特徴とする固
   体撮像装置。