JPH0316481A - 固体撮像装置の駆動方法 - Google Patents

固体撮像装置の駆動方法

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JPH0316481A
JPH0316481A JP1151919A JP15191989A JPH0316481A JP H0316481 A JPH0316481 A JP H0316481A JP 1151919 A JP1151919 A JP 1151919A JP 15191989 A JP15191989 A JP 15191989A JP H0316481 A JPH0316481 A JP H0316481A
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JP
Japan
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photoelectric conversion
charge
transfer
period
transfer electrode
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Pending
Application number
JP1151919A
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English (en)
Inventor
Takumi Yamaguchi
琢己 山口
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
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Publication of JPH0316481A publication Critical patent/JPH0316481A/ja
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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。

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。
そのなかでもインターライン転送方弐CCD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。
以下、図面を参照しながら、IT−CCDの従来の構成
について説明する。
第3図はIT−CCDの全体構成図である。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V C C D 2 1::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
CCD (以下HCCD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VCCD2の転送電極でφ
1のパルスの加わる転送電極、6はφ2のパルスの加わ
る転送電極、7はφ3のパルスの加わる転送電極、8は
φ4のパルスの加わる転送電極、9は光電変換素子1間
やVCCD2と光電変換素子に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、光電変換素子lから
電荷をVCCD2へ読み出す役割を持つ転送電極5と7
によりVCCD2へ読み出された後、転送電極5,6.
7.8に加わるパルスによる転送される。
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。第4図の転送電極5,6,7.8の
うちφlのパルスの加わる転送電極5とφ2のパルスの
加わる転送電極6を示した。φ5は垂直プランキングパ
ルス、10は垂直プランキング期間、l1は転送パルス
が加わらず電荷の転送されない期間、12は電荷転送期
間、l3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へ電荷を読み出した後、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期間13にφ1により光電
変換素子1からVCCD2へ読み出された後、電荷が混
合され、電荷転送期間12に転送される。光電変換素子
1からVCCD2へ電荷を読み出しは、φIパルスのH
ighレベルで行われる。
電荷の混合と転送は、φ 1のM i d d I e
とLowのレベル間のパルスとφ2のHighとLow
のレベル間のパルスで行われる。電荷の転送されない期
間11では、φlの電位はMiddleのレベルであり
、φ2のパルスがLowレベルであるので電荷は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。14は基板
のn形層、15は光電変換素子のn形層、16はVCC
Dのn形層、17は分離のp形層、18はVCCD(7
)空乏層、19は発生電荷、20は遮光膜、21は入射
光である。この図は電荷の転送されない期間11の状態
で、φ1のパルスが加わる転送電極がMiddleレベ
ルにある。光電変換素子n形層15とVCCDのn形層
にはさまれた分離のp形層は、低電位のφ1のHigh
レベルにより光電変換素子のn形層15からVCCDの
n形層16へ電荷を読み出せるようにしてあるため、低
濃度になっている。したがってφtにMi dd l 
eのレベルが加わると、φ1のパルスの加わる転送電極
下では空乏層が広がる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構戒では、VCCDの空乏
層18が光電変換素子のn形層15とvccoのn形層
のn形層16の間の分離のp形領域l7に広がるため、
その領域に入射する入射光21による発生電荷19がV
CCDの空乏層18によりVCCDのn形層16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、V
CCD2では電荷の転送されない期間11が長いため、
電荷の転送されない期間11に光電変換素子から電荷を
読み出す役割を持つ転送電極5,7がMiddleのレ
ベルであると、VCCDの空乏層18が、光電変換素子
のn形領域側へ広がる期間が長くなるため、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読み出し転送する転送
部を備えた固体撮像装置において、前記転送部のひとつ
の転送電極が、光電変換素子から電荷を読み出すことと
。転送する2つの機能を持つ転送電極である場合、前記
2つの機能を持つ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2つの機能を持つ転送電極
を用いて前記光電変換素子から電荷を読み出して、別の
前記光電変換素子から別の転送電極下へ読み出された電
荷を混合する期間の2種類の期間を除いた期間であり前
記2つの機能を持つ転送電極の下への電荷の出入りがな
い期間に、前記2つの機能を持つ転送電極に加わる電位
が、ひとつの前記2つの機能を持つ転送電極に加わる電
位の中で最も低い電位と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、例えば従来例を示す第3図〜第6図
を用いて説明すると、固体撮像装置の駆動上、電荷の転
送されない期間11の長いVCCD2におイテ、VCC
D(7)空乏層18が、VCCD(7)n形層16と光
電変換素子のn形層l5にはさまれた電荷の読み出しが
行われる領域の分離のp形層17へ広がりにくくなるた
め、この分離のp形層17へ入る入射光21による発生
電荷19がVCCDのn形層へ入る確率が減り、スミア
を大幅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11では、光電変
換素子1から電荷をVCCD2へ読み出す役割を持つφ
1パルスの加わる転送電極5の電位はLowレベルにな
っている。この時φ2のパルスの加わる転送電極6がH
ighレベルになっているので、電荷はφ2のパルスの
加わる転送電極6の下にある。この図には示さなかった
が、φ,,φ2のパルスがそれぞれ加わる転送電極と同
様に、電荷の転送されない期間11では、光電変換素子
1から電荷をVCCD2へ読み出す役割を持つφ3のパ
ルスの加わる転送電極7の電位はLowレベルで、φ4
のパルスの加わる電極8はHigh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、B−C間の断面図である。この図は、電荷の転
送されない期間11の様子を示しており、φ1のパルス
の加わる転送電極5の電位はLowレベルとなり、VC
CDの空乏層18は、VCCDのn形層16と光電変換
素子のn形層15にはさまれ、電荷の読み出しが行われ
る領域の分離のp形層17へ広がりにくくなっている。
この時、分離のp形層17へ入った入射光21による発
生電荷19がVCCDのn形層16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11の
長いVCCD2において電荷の転送されない期間l1に
、光電変換素子1から電荷をVCCD2へ読み出す役割
を持つ、φ1とφ3のパルスがそれぞれ加わる転送電極
5,6の電位をLowレベルにすることでスミアを大幅
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
を用いて説明すると電荷の転送されない期間11に、光
電変換素子1から電荷を読み出す役割を持つ、φ1とφ
3のパルスが、それぞれ加わる転送電極5,6の電位を
Lowレベルにすることで、転送電極5.6の下のVC
CDの空乏層18が光電変換素子のn形層15とVCC
Dのn形層ではさまれた領域へ広がる期間を極端に短く
し、スミアを大幅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
がフィールド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よる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。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の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IT−CCDの全体構成図、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CCD(
HCCD)4・・・・・・出力アンプ部、5・・・・・
・φ!のパルスの加わる転送電極、6・・・・・・φ2
のパルスの加わる転送電極、7・・・・・・φ3のパル
スの加わる転送電極、8・・・・・・φ4のパルスの加
わる転送電極、9・・・・・・分i111領域、10・
・・・・・垂直プランキング期間、11・・・・・・電
荷の転送されない期間、12・・・・・・電荷転送期間
、l3・・・・・・電荷読み出した後、電荷を混合する
期間、14・・・・・・基板のn形層、15・・・・・
・光電変換素子のn形層、16・・・・・・VCCDの
n形層、17・・・・・・分離のp形層、18・・・・
・・VCCDの空乏層、19・・・・・・発生電荷、2
0・・・・・・遮光膜、21・・・・・・入射光。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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読み出し転送する転送部を備
    えた固体撮像装置において、前記転送部のひとつの転送
    電極が、光電変換素子から電荷を読み出すことと、転送
    することの2つの機能を持つ転送電極である場合、前記
    2つの機能を持つ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2つの機能を持つ転送電極
    を用いて前記光電変換素子から電荷を読み出して、別の
    前記光電変換素子から別の転送電極下へ読み出された電
    荷を混合する期間の2種類の期間を除いた期間であり前
    記2つの機能を持つ転送電極の下への電荷の出入りがな
    い期間に、前記2つの機能を持つ転送電極に加わる電位
    が、ひとつの前記2つの機能を持つ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。
JP1151919A 1989-06-14 1989-06-14 固体撮像装置の駆動方法 Pending JPH0316481A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100515019B1 (ko) * 1997-08-28 2005-11-29 삼성전자주식회사 전하결합소자형이미지센서

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