JPH0316479A - 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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- JPH0316479A JPH0316479A JP1151917A JP15191789A JPH0316479A JP H0316479 A JPH0316479 A JP H0316479A JP 1151917 A JP1151917 A JP 1151917A JP 15191789 A JP15191789 A JP 15191789A JP H0316479 A JPH0316479 A JP H0316479A
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- Japan
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- readout
- transfer
- electrode
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 14
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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の駆動方法に関するものである。
従来の技術
近年、固体撮像装置の開発が進み、性能の点から見て撮
像管に匹敵ないし、上回るものがある。
像管に匹敵ないし、上回るものがある。
そのなかでもインターライン転送方式ＣＯＤ固体撮像装
置（以下ＩＴ−ＣＣＤと略記）は特に優れた特性を持っ
ており実用化されている。
置（以下ＩＴ−ＣＣＤと略記）は特に優れた特性を持っ
ており実用化されている。
以下、図面を参照しながら、ＩＴ−ＣＯＤの従来の構成
について説明する。
について説明する。
第３図はＩＴ−ＣＣＤの全体構戊図である。第３図にお
いて、１は光電変換素子、２は光電変換素子１に蓄積さ
れた信号電荷を垂直方向に転送する垂直ＣＣＤ （以下
ＶＣＣＤと略記）、３はＶＣＣＤ２により転送された信
号電荷を水平方向に転送する水平転送ＣＯＤ（以下ＨＣ
ＣＤと略記）、４はＨＣＣＤ３により転送された信号電
荷を検知する出力アンプ部である。
いて、１は光電変換素子、２は光電変換素子１に蓄積さ
れた信号電荷を垂直方向に転送する垂直ＣＣＤ （以下
ＶＣＣＤと略記）、３はＶＣＣＤ２により転送された信
号電荷を水平方向に転送する水平転送ＣＯＤ（以下ＨＣ
ＣＤと略記）、４はＨＣＣＤ３により転送された信号電
荷を検知する出力アンプ部である。
第４図は第３図の破線部Ａの拡大図である。この図では
遮光膜は省略してある。５は光電変換素子１からＶＣＣ
Ｄ２へ電荷を読み出す読み出し電極、６はＶＣＣＤ２の
転送電極でφ１のパルスの加わる絶縁膜をはさんで読み
出し部に接する電極、７はＶＣＣＤ２の転送電極でφ２
のパルスの加わる電極、８はＶＣＣＤ２の転送電極でφ
３のパルスの加わる読み出し部に接する電極、９はＶＣ
ＣＤ２の転送電極でφ４のパルスの加わる電極、１０は
光電変換素子１間やＶＣＣＤ２と光電変換素子間を分離
する分離領域である。光電変換素子１で発生した電荷は
、読み出し電極５に加わる読み出しパルスにより、読み
出し部に接する電極６，８の下に読み出された後、電極
６，７，８．９に加わるパルスにより転送される。
遮光膜は省略してある。５は光電変換素子１からＶＣＣ
Ｄ２へ電荷を読み出す読み出し電極、６はＶＣＣＤ２の
転送電極でφ１のパルスの加わる絶縁膜をはさんで読み
出し部に接する電極、７はＶＣＣＤ２の転送電極でφ２
のパルスの加わる電極、８はＶＣＣＤ２の転送電極でφ
３のパルスの加わる読み出し部に接する電極、９はＶＣ
ＣＤ２の転送電極でφ４のパルスの加わる電極、１０は
光電変換素子１間やＶＣＣＤ２と光電変換素子間を分離
する分離領域である。光電変換素子１で発生した電荷は
、読み出し電極５に加わる読み出しパルスにより、読み
出し部に接する電極６，８の下に読み出された後、電極
６，７，８．９に加わるパルスにより転送される。
第５図は従来のフィールドモード駆動のパルスタイミン
グ図の一部である。φｌは読み出し部に接する電極６に
加わるパルス、φ２は電極７に加わるパルス、φ５は読
み出し電極５に加わるパルス、φ６は垂直プランキング
パルス、１１は垂直プランキング期間、１２は転送パル
スが加わらず電荷の転送されない期間、１３は電荷転送
期間、１４はフィールドモード駆動時に、２個の光電変
換素子１からＶＣＣＤ２へ電荷読み出した後、電荷を混
合する期間である。
グ図の一部である。φｌは読み出し部に接する電極６に
加わるパルス、φ２は電極７に加わるパルス、φ５は読
み出し電極５に加わるパルス、φ６は垂直プランキング
パルス、１１は垂直プランキング期間、１２は転送パル
スが加わらず電荷の転送されない期間、１３は電荷転送
期間、１４はフィールドモード駆動時に、２個の光電変
換素子１からＶＣＣＤ２へ電荷読み出した後、電荷を混
合する期間である。
フィールドモード駆動の場合φ５により光電変換素子か
らＶＣＣＤ２へ読み出された電荷は電荷読み出した後電
荷を混合する期間１４に、他の光電変換素子からＶＣＣ
Ｄ２へ読み出された電荷と混合された後、電荷転送期間
１３に転送される。
らＶＣＣＤ２へ読み出された電荷は電荷読み出した後電
荷を混合する期間１４に、他の光電変換素子からＶＣＣ
Ｄ２へ読み出された電荷と混合された後、電荷転送期間
１３に転送される。
電荷の転送されない期間１２ではφ１のパルスがＨｉｇ
ｈであり、φ２のパルスがＬｏｗであるので電荷はφ１
のパルスが加わる電極下に蓄積されている。
ｈであり、φ２のパルスがＬｏｗであるので電荷はφ１
のパルスが加わる電極下に蓄積されている。
第６図は第４図のＢ−Ｃ間の断面図である。１５は基板
のｎ形層、１６は光電変換素子のｎ形層、１７はＶＣＣ
Ｄのｎ形層、１８は分離のＰ形層、１９１ｔＶＣＣＤ＋
７）空乏層、２０は発生電荷、２１は遮光膜、２２は入
射光、２３は絶縁膜である。
のｎ形層、１６は光電変換素子のｎ形層、１７はＶＣＣ
Ｄのｎ形層、１８は分離のＰ形層、１９１ｔＶＣＣＤ＋
７）空乏層、２０は発生電荷、２１は遮光膜、２２は入
射光、２３は絶縁膜である。
この図は読み出し電極５にはＬｏｗレベルの電位が加わ
りφ１の加わる電極にＨｉｇｈレベルが加わった状態で
あり、電荷の転送されない期間１２を示している。読み
出し電極５の下のＰ形層は、低電圧の読み出しバルスφ
５で光電変換素子のｎ形層１６から電荷をＶＣＣＤのｎ
形層１７へ読み出しができるように、低濃度になってい
るため、φ，にＨｉｇｈバルスが加わると、ＶＣＣＤ２
のｎ形層１７から、読み出し電極５の下へＶＣＣＤの空
乏層１９が広がる。
りφ１の加わる電極にＨｉｇｈレベルが加わった状態で
あり、電荷の転送されない期間１２を示している。読み
出し電極５の下のＰ形層は、低電圧の読み出しバルスφ
５で光電変換素子のｎ形層１６から電荷をＶＣＣＤのｎ
形層１７へ読み出しができるように、低濃度になってい
るため、φ，にＨｉｇｈバルスが加わると、ＶＣＣＤ２
のｎ形層１７から、読み出し電極５の下へＶＣＣＤの空
乏層１９が広がる。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記のような構成では、ＶＣＣＤの空乏
層１９が光電変換素子のｎ形層１６の近くまで広がるた
め、読み出し電極５の下へ入る入射光２２による発生電
荷２０がＶＣＣＤの空乏層１９により、ＶＣＣＤのｎ形
層１７へ入リスミアとなってしまう。特に固体撮像装置
の駆動上、ＶＣＣＤ２では電荷の転送されない期間１２
が長いため、電荷の転送されない期間１２に読み出し部
に接する電極に加わるパルスがＨｉｇｈレベルであると
、ＶＣＣＤの空乏層１９によりＶＣＣＤのｎ形層１７へ
入るスミアが増加してしまう。
層１９が光電変換素子のｎ形層１６の近くまで広がるた
め、読み出し電極５の下へ入る入射光２２による発生電
荷２０がＶＣＣＤの空乏層１９により、ＶＣＣＤのｎ形
層１７へ入リスミアとなってしまう。特に固体撮像装置
の駆動上、ＶＣＣＤ２では電荷の転送されない期間１２
が長いため、電荷の転送されない期間１２に読み出し部
に接する電極に加わるパルスがＨｉｇｈレベルであると
、ＶＣＣＤの空乏層１９によりＶＣＣＤのｎ形層１７へ
入るスミアが増加してしまう。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するために、本発明の固体撮像装置の駆
動方法は、行列状に配列された複数個の光電変換素子と
前記光電変換素子で発生した電荷を転送する転送部を備
えた固体撮像装置において、前記光電変換素子から前記
転送部へ電荷を読み出す読み出し部のトランジスターが
前記光電変換素子から前記転送部へ電荷を読み出す期間
以外はオフでとなり、かつ前記転送部の前記転送電極の
うち前記光電変換素子の電荷が前記読み出し部のトラン
ジスターを通って最初に入る領域上の前記転送電極であ
り、絶縁膜をはさんで読み出し部に接する転送電極を用
いて他の前記転送電極へ電荷を転送する期間と、前記読
み出し部に接する転送電極を用いて他の前記光電変換素
子から転送部へ読み出された電荷を混合する期間と、前
記絶縁膜をはさんで読み出し部のトランジスターを動作
させ前記光電変換素子から電荷を前記絶縁膜をはさんで
読み出し部に接する転送電極の下へ読み出す期間、の３
種類の期間を除いた期間であり前記絶縁膜をはさんで読
み出し部に接する転送電極の下へ電荷の出入がない期間
に、前記絶縁膜をはさんで読み出し部に接する転送電極
の電位が、前記絶縁膜をはさんで読み出し部に接する転
送電極に加わる電位の中で最も低い電位になる固体撮像
装置の駆動方法となっている。
動方法は、行列状に配列された複数個の光電変換素子と
前記光電変換素子で発生した電荷を転送する転送部を備
えた固体撮像装置において、前記光電変換素子から前記
転送部へ電荷を読み出す読み出し部のトランジスターが
前記光電変換素子から前記転送部へ電荷を読み出す期間
以外はオフでとなり、かつ前記転送部の前記転送電極の
うち前記光電変換素子の電荷が前記読み出し部のトラン
ジスターを通って最初に入る領域上の前記転送電極であ
り、絶縁膜をはさんで読み出し部に接する転送電極を用
いて他の前記転送電極へ電荷を転送する期間と、前記読
み出し部に接する転送電極を用いて他の前記光電変換素
子から転送部へ読み出された電荷を混合する期間と、前
記絶縁膜をはさんで読み出し部のトランジスターを動作
させ前記光電変換素子から電荷を前記絶縁膜をはさんで
読み出し部に接する転送電極の下へ読み出す期間、の３
種類の期間を除いた期間であり前記絶縁膜をはさんで読
み出し部に接する転送電極の下へ電荷の出入がない期間
に、前記絶縁膜をはさんで読み出し部に接する転送電極
の電位が、前記絶縁膜をはさんで読み出し部に接する転
送電極に加わる電位の中で最も低い電位になる固体撮像
装置の駆動方法となっている。
作用
この構成によって、固体撮像装置の駆動上、たとえば第
６図に示す電荷の転送されない期間１２の長いＶＣＣＤ
２（第３図）におｌ．Ｎｒ、ＶＣＣＤの空乏層１９（第
６図）が読み出し電極５の下の分離のＰ形層１８へ広が
る領域がせまくな・る・た゛め、読み出し電極５の下へ
入る入射光２２による発生電荷２０がＶＣＣＤのｎ形層
１７へ入る確率が減り、スミアを大巾に改善することが
できる。
６図に示す電荷の転送されない期間１２の長いＶＣＣＤ
２（第３図）におｌ．Ｎｒ、ＶＣＣＤの空乏層１９（第
６図）が読み出し電極５の下の分離のＰ形層１８へ広が
る領域がせまくな・る・た゛め、読み出し電極５の下へ
入る入射光２２による発生電荷２０がＶＣＣＤのｎ形層
１７へ入る確率が減り、スミアを大巾に改善することが
できる。
実施例
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。第１図は本発明の実施例における駆動タイミン
グ図である。電荷の転送されない期間１２では読み出し
部に接する転送電極６に加わるバルスφｌはＬｏｗレベ
ルになっている。電荷はφ２のパルスの加わる電極７が
Ｈｉｇｈレベルになっているので、φ２のパルスが加わ
る電極７の下にある。この図には示さなかったが、φφ
２のパルスがそれぞれ加わる電極と同様に電荷の転送さ
れない期間１２では、第４図のφ３のパルスの加わる読
み出し部に接する転送電極８はＬｏｗレベルで、φ，の
パルスの加わる電極９はＨｉｇｈ−レベルとなっている
。また読′み出し電極５は光電変換素子のｎ形層１６か
らＶＣＣＤのｎ形層１７へ電荷を読み出す期間のみＨｉ
ｇｈレベルとなり、それ以外の期間は読み出し電極５の
下へ空乏層が広がらないようにＬｏｗレベルとなってい
る。
明する。第１図は本発明の実施例における駆動タイミン
グ図である。電荷の転送されない期間１２では読み出し
部に接する転送電極６に加わるバルスφｌはＬｏｗレベ
ルになっている。電荷はφ２のパルスの加わる電極７が
Ｈｉｇｈレベルになっているので、φ２のパルスが加わ
る電極７の下にある。この図には示さなかったが、φφ
２のパルスがそれぞれ加わる電極と同様に電荷の転送さ
れない期間１２では、第４図のφ３のパルスの加わる読
み出し部に接する転送電極８はＬｏｗレベルで、φ，の
パルスの加わる電極９はＨｉｇｈ−レベルとなっている
。また読′み出し電極５は光電変換素子のｎ形層１６か
らＶＣＣＤのｎ形層１７へ電荷を読み出す期間のみＨｉ
ｇｈレベルとなり、それ以外の期間は読み出し電極５の
下へ空乏層が広がらないようにＬｏｗレベルとなってい
る。
第２図は本発明の駆動方法を用いた時の固体撮像装置の
第４図のＢ−Ｃ間の断面図である。φｌのパルスの加わ
る読み出し部に接する電極６と読み出し電極は共にＬｏ
ｗレベルの電位となった場合の断面図であり、ＶＣＣＤ
の空乏層１９は読み出し電極５の下の分離のＰ形層１８
へ広がりにくい。この時、読み出し電極５の下へ入った
入射光２２による発生電荷２０がＶＣＣＤのｎ形層１７
へ入る確率が減り、スミアを減らすことができる。第１
図からわかるように、固体撮像装置の駆動上、電荷の転
送されない期間１２の長いＶＣＣＤ２において、電荷の
転送されない期間１２に、読み出し部に接する電極６と
読み出し電極を共にＬｏｗレベルの電位にすることで、
スミアを大巾に改善することができる。
第４図のＢ−Ｃ間の断面図である。φｌのパルスの加わ
る読み出し部に接する電極６と読み出し電極は共にＬｏ
ｗレベルの電位となった場合の断面図であり、ＶＣＣＤ
の空乏層１９は読み出し電極５の下の分離のＰ形層１８
へ広がりにくい。この時、読み出し電極５の下へ入った
入射光２２による発生電荷２０がＶＣＣＤのｎ形層１７
へ入る確率が減り、スミアを減らすことができる。第１
図からわかるように、固体撮像装置の駆動上、電荷の転
送されない期間１２の長いＶＣＣＤ２において、電荷の
転送されない期間１２に、読み出し部に接する電極６と
読み出し電極を共にＬｏｗレベルの電位にすることで、
スミアを大巾に改善することができる。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、たとえば実施例の図面
で説明すると読み出し電極５に加わるバルスφ６を光電
変換素子から電荷を読み出す期間以外の期間はＬｏｗレ
ベルの電位にし、かつ読み出し部に接する電極６および
８を、電荷の転送されない期間Ｌｏｗレベルの電位を加
えることで、ＶＣＣＤの空乏層１９が読み出し電極の下
へ広がる期間を極端に短くし、スミアを大巾に改善する
ことができ、その実用的効果は大なるものがある。
で説明すると読み出し電極５に加わるバルスφ６を光電
変換素子から電荷を読み出す期間以外の期間はＬｏｗレ
ベルの電位にし、かつ読み出し部に接する電極６および
８を、電荷の転送されない期間Ｌｏｗレベルの電位を加
えることで、ＶＣＣＤの空乏層１９が読み出し電極の下
へ広がる期間を極端に短くし、スミアを大巾に改善する
ことができ、その実用的効果は大なるものがある。
本発明の実施例はフィールドモード駆動の実施例である
が、フレームモード駆動など他の駆動方法においても、
スミアの改善効果は大なるものがある。
が、フレームモード駆動など他の駆動方法においても、
スミアの改善効果は大なるものがある。
また本発明の実施例は４種類の転送パルスにょる４相駆
動の実施例であるが、２相駆動，６相駆動など、他の多
相駆動の場合においてもスミアの改善効果は大なるもの
がある。
動の実施例であるが、２相駆動，６相駆動など、他の多
相駆動の場合においてもスミアの改善効果は大なるもの
がある。
第１図は本発明の一実施例における駆動タイミング図、
第２図は本駆動方法を用いた時の固体撮像装置の断面図
、第３図はＩ Ｔ−ＣＣＤの全体構威図、第４図は第３
図の要部拡大図、第５図は従来のフィールドモード駆動
のパルスタイミング図、第６図は第４図のＢ−Ｃ断面図
である。 １・・・・・・光電変換素子、２・・・・・・垂直転送
ＣＣＤ（ＶＣＣＤ） 、３・・・・・・水平転送ＣＯＤ
（ＨＣＣＤ）、４・・・・・・出力アンプ部、５・・
・・・・読み出し電極、６・・・・・・φ１のパルスの
加わる読み出し部に接する電極、７・・・・・・φ２の
パルスの加わる電極、８・・・・・・φ３のパルスの加
わる読み出し部に接する電極、９・・・・・・φ４のパ
ルスの加わる電極、１０・・・・・・分離領域、１１・
・・・・・垂直プランキング期間、１２・・・・・・電
荷の転送されない期間、１３・・・・・・電荷転送期間
、１４・・・・・・電荷を読み出した後、電荷を混合す
る期間、１５・・・・・・基板のｎ形層、１６・・・・
・・光電変換素子のｎ形層、１７・・・・・・ＶＣＣＤ
のｎ形層、１８・・・・・・分離のＰ形層、１９・・・
・・・ＶＣＣＤの空乏層、２０・・・・・・発生電荷、
２１・・・・・・遮光膜、２２・・・・・・入射光、２
３・・・・・・絶縁膜。
第２図は本駆動方法を用いた時の固体撮像装置の断面図
、第３図はＩ Ｔ−ＣＣＤの全体構威図、第４図は第３
図の要部拡大図、第５図は従来のフィールドモード駆動
のパルスタイミング図、第６図は第４図のＢ−Ｃ断面図
である。 １・・・・・・光電変換素子、２・・・・・・垂直転送
ＣＣＤ（ＶＣＣＤ） 、３・・・・・・水平転送ＣＯＤ
（ＨＣＣＤ）、４・・・・・・出力アンプ部、５・・
・・・・読み出し電極、６・・・・・・φ１のパルスの
加わる読み出し部に接する電極、７・・・・・・φ２の
パルスの加わる電極、８・・・・・・φ３のパルスの加
わる読み出し部に接する電極、９・・・・・・φ４のパ
ルスの加わる電極、１０・・・・・・分離領域、１１・
・・・・・垂直プランキング期間、１２・・・・・・電
荷の転送されない期間、１３・・・・・・電荷転送期間
、１４・・・・・・電荷を読み出した後、電荷を混合す
る期間、１５・・・・・・基板のｎ形層、１６・・・・
・・光電変換素子のｎ形層、１７・・・・・・ＶＣＣＤ
のｎ形層、１８・・・・・・分離のＰ形層、１９・・・
・・・ＶＣＣＤの空乏層、２０・・・・・・発生電荷、
２１・・・・・・遮光膜、２２・・・・・・入射光、２
３・・・・・・絶縁膜。
Claims (1)
- 行列状に配列された複数個の光電変換素子と前記光電
変換素子で発生した電荷を転送する転送部を備えた固体
撮像装置において、前記光電変換素子から前記転送部へ
電荷を読み出す読み出し部のトランジスターが前記光電
変換素子から前記転送部へ電荷を読み出す期間以外はオ
フとなることを特徴とし、かつ前記転送部の転送電極の
うち前記光電変換素子の電荷が前記読み出し部のトラン
ジスターを通って最初に入る領域上の前記転送電極であ
り、絶縁膜をはさんで読み出し部に接する転送電極を用
いて他の前記転送電極へ電荷を転送する期間と、前記絶
縁膜をはさんで読み出し部に接する転送電極を用いて他
の前記光電変換素子から前記転送部へ読み出された電荷
を混合する期間と、前記読み出し部のトランジスタを動
作させ前記光電変換素子から電荷を前記絶縁膜をはさん
で読み出し部に接する転送電極の下へ読み出す期間、の
３種類の期間を除いた期間であり絶縁膜をはさんで読み
出し部に接する転送電極の下への電荷の出入りがない期
間に、前記絶縁膜をはさんで読み出し部に接する転送電
極に加わる電位が、ひとつの前記絶縁膜をはさんで読み
出し部に接する転送電極に加わる電位の中で最も低い電
位にな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 |
|---|---|---|---|
| JP1151917A JPH0316479A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1151917A JPH0316479A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0316479A true JPH0316479A (ja) | 1991-01-24 |
Family
ID=15529023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1151917A Pending JPH0316479A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0316479A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100514721B1 (ko) * | 2002-12-11 | 2005-09-15 | 이호진 | 피부 맛사지용 패드 |
-
1989
- 1989-06-14 JP JP1151917A patent/JPH0316479A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100514721B1 (ko) * | 2002-12-11 | 2005-09-15 | 이호진 | 피부 맛사지용 패드 |
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