JPH04192561A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH04192561A JPH04192561A JP2324898A JP32489890A JPH04192561A JP H04192561 A JPH04192561 A JP H04192561A JP 2324898 A JP2324898 A JP 2324898A JP 32489890 A JP32489890 A JP 32489890A JP H04192561 A JPH04192561 A JP H04192561A
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- 230000005571 horizontal transmission Effects 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 abstract 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 4
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
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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
- H01L27/148—Charge coupled imagers
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-
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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、特に固体撮像装置におけ
る水平転送部の構造に関する。
る水平転送部の構造に関する。
〈発明の概要〉
本発明は、固体撮像装置の水平転送部において、水平方
向に所定ピンチで配列された複数の転送電極を水平方向
に対して傾斜させて配列することにより、その配列ピッ
チを変えることなく、水平転送部の１段当りの実効的な
転送チャネル長を短くして転送効率の向上を図ったもの
である。
向に所定ピンチで配列された複数の転送電極を水平方向
に対して傾斜させて配列することにより、その配列ピッ
チを変えることなく、水平転送部の１段当りの実効的な
転送チャネル長を短くして転送効率の向上を図ったもの
である。
〈従来の技術〉
固体撮像装置の一例として、例えばインターライン転送
方式のＣＣＤ固体撮像装置の構成を第４図に概略的に示
す。同図において、垂直及び水平方向に２次元配列され
て入射光量に応した信号電荷を蓄積する複数個の感光部
１と、これら感光部ｌから読み出される信号電荷を垂直
方向に転送する垂直シフトレジスタ（垂直転送部）２と
によって撮像部３が構成されている。感光部１で光電変
換された全画素の信号電荷は、垂直ブランキング期間の
一部で瞬時に垂直シフトレジスフ２に読み出される。垂
直シフトレジスタ２に移された信号電荷は、水平ブラン
キング期間の一部にて１走査線に相当する部分ずつ水平
シフトレジスタ（水平転送部）４へ移される。１走査線
分の信号電荷は、水平シフトレジスタ４によって順次水
平方向に転送される。水平シフトレジスタ４の最終端に
は、Ｆ Ｄ Ａ （Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｄｉｆｆｕｓｉ
ｏｎ Ａ＋ｎｐｌｉｆｉｅｒ）等からなる出力回路部５
が設けられている。この出力回路部５は、感光部１で光
電変換して得られた信号電荷を電圧に変換して出力する
。
方式のＣＣＤ固体撮像装置の構成を第４図に概略的に示
す。同図において、垂直及び水平方向に２次元配列され
て入射光量に応した信号電荷を蓄積する複数個の感光部
１と、これら感光部ｌから読み出される信号電荷を垂直
方向に転送する垂直シフトレジスタ（垂直転送部）２と
によって撮像部３が構成されている。感光部１で光電変
換された全画素の信号電荷は、垂直ブランキング期間の
一部で瞬時に垂直シフトレジスフ２に読み出される。垂
直シフトレジスタ２に移された信号電荷は、水平ブラン
キング期間の一部にて１走査線に相当する部分ずつ水平
シフトレジスタ（水平転送部）４へ移される。１走査線
分の信号電荷は、水平シフトレジスタ４によって順次水
平方向に転送される。水平シフトレジスタ４の最終端に
は、Ｆ Ｄ Ａ （Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｄｉｆｆｕｓｉ
ｏｎ Ａ＋ｎｐｌｉｆｉｅｒ）等からなる出力回路部５
が設けられている。この出力回路部５は、感光部１で光
電変換して得られた信号電荷を電圧に変換して出力する
。
このＣＣＤ固体撮像装置における水平シフトレジスタ４
の概略的な構造を第５図に示す。同図に示すように、水
平シフトレジスタ４には、水平方向に所定ピッチｐで配
列された複数の転送電極が水平方向に対して直角に設け
られており、これら転送電極は各々、２層目のポリシリ
コン’ｌＰｏ Ｉ ｙからなる蓄積ゲート電極６及び３
層目のポリシリコン３Ｐｏｌｙからなる転送ゲート電極
７の対によって２層構造にて構成されている。ここに、
転送電極の配列ピッチｐが水平シフトレジスフ４の１段
当りの転送チャネル長となる。なお、図中、破線で示す
部分は１層目のポリシリコン１Ｐｏｌｙであり、また信
号電荷を・印にて示している。
の概略的な構造を第５図に示す。同図に示すように、水
平シフトレジスタ４には、水平方向に所定ピッチｐで配
列された複数の転送電極が水平方向に対して直角に設け
られており、これら転送電極は各々、２層目のポリシリ
コン’ｌＰｏ Ｉ ｙからなる蓄積ゲート電極６及び３
層目のポリシリコン３Ｐｏｌｙからなる転送ゲート電極
７の対によって２層構造にて構成されている。ここに、
転送電極の配列ピッチｐが水平シフトレジスフ４の１段
当りの転送チャネル長となる。なお、図中、破線で示す
部分は１層目のポリシリコン１Ｐｏｌｙであり、また信
号電荷を・印にて示している。
〈発明が解決しようとする課題〉
ところで、ＨＤ（高品位）ＴＶ等のテレビジョン方式の
高画素化に対応可能な固体撮像装置の場合、水平シフト
レジスタ４の転送周波数が従来のＮＴＳＣ方式テレビジ
ョン用固体撮像装置に比較して２〜３倍になる。１イン
チ光学系の２００万画素のＣＣＤ固体撮像装置の場合、
水平シフトレジスタ４の転送周波数が３７（ＭＨｚ）で
あり、水平シフトレジスタ４の転送電極のチヤネル長が
７．３ 〔μｍ〕と長いものになる。この３７〔ＭＨｚ
〕の転送周波数は、転送時間に換算すると、原理上、１
３． ５ 〔ｎ５ｅｃ）となるが、さらに転送りロック
のいわゆる「なまり」を考慮すると、８〜１０ （ｎｓ
ｅｃ）となる。この８〜１０ ［ｎ５ｅｃ）の転送時間
で７．３［μｍ〕の転送チャネル長を転送するのは、原
理上、限界に近い。そのため、水平シフトレジスタ４の
転送効率が劣化してしまう結果となる。
高画素化に対応可能な固体撮像装置の場合、水平シフト
レジスタ４の転送周波数が従来のＮＴＳＣ方式テレビジ
ョン用固体撮像装置に比較して２〜３倍になる。１イン
チ光学系の２００万画素のＣＣＤ固体撮像装置の場合、
水平シフトレジスタ４の転送周波数が３７（ＭＨｚ）で
あり、水平シフトレジスタ４の転送電極のチヤネル長が
７．３ 〔μｍ〕と長いものになる。この３７〔ＭＨｚ
〕の転送周波数は、転送時間に換算すると、原理上、１
３． ５ 〔ｎ５ｅｃ）となるが、さらに転送りロック
のいわゆる「なまり」を考慮すると、８〜１０ （ｎｓ
ｅｃ）となる。この８〜１０ ［ｎ５ｅｃ）の転送時間
で７．３［μｍ〕の転送チャネル長を転送するのは、原
理上、限界に近い。そのため、水平シフトレジスタ４の
転送効率が劣化してしまう結果となる。
そこで、本発明は、水平シフトレジスタの転送電極の配
列ピンチを変えることなく、実効的な転送チャネル長を
短くすることにより、転送効率の向上を図った固体撮像
装置を提供することを目的とする。
列ピンチを変えることなく、実効的な転送チャネル長を
短くすることにより、転送効率の向上を図った固体撮像
装置を提供することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉
上記目的を達成するために、本発明による固体撮像装置
は、垂直及び水平方向に２次元配列された複数個の感光
部及びこれら感光部から読み出される信号電荷を垂直方
向に転送する垂直転送部を含む撮像部と、水平方向に所
定ピッチで配列された複数の転送電極を有し、垂直転送
部からの信号電荷を水平方向に転送する水平伝送部とを
具備し、複数の転送電極を水平方向に対して傾斜させて
配列した構成を採っている。
は、垂直及び水平方向に２次元配列された複数個の感光
部及びこれら感光部から読み出される信号電荷を垂直方
向に転送する垂直転送部を含む撮像部と、水平方向に所
定ピッチで配列された複数の転送電極を有し、垂直転送
部からの信号電荷を水平方向に転送する水平伝送部とを
具備し、複数の転送電極を水平方向に対して傾斜させて
配列した構成を採っている。
〈作用〉
本発明による固体撮像装置では、水平転送部における複
数の転送電極の傾斜配列により、その配列ピンチを変え
ることなく、１段当りの実効的な転送チャネル長を短く
できる。転送チャネル長の実効的な短縮化により、転送
チャネル長に依存する転送効率を実質的に向上できる。
数の転送電極の傾斜配列により、その配列ピンチを変え
ることなく、１段当りの実効的な転送チャネル長を短く
できる。転送チャネル長の実効的な短縮化により、転送
チャネル長に依存する転送効率を実質的に向上できる。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第１図は、本発明による固体撮像装置における水平シフ
トレジスタの一実施例の構造を概略的に示す平面図であ
る。図において、水平シフトレジスタ４の複数の転送電
極の各には、従来と同様の配列ピッチｐで水平方向に配
列され、また水平方向に対して所定の傾斜角θで傾斜し
て設けられた２層目のポリシリコン２Ｐｏｌｙからなる
蓄積ゲート電極１０及び３層目のポリシリコン３Ｐｏｌ
ｙからなる転送ゲート電極１１の対によって２層構造に
て構成されている。水平シフトレジスタ４の転送電極パ
ターンが水平方向に対して傾斜して設けられた以外の構
造は、第５図に示す従来のものと同５である。なお、図
中、破線で示す部分は１層目のポリンリコンｌＰｏ１ｙ
であり、また信号電荷を・印にて示している。
トレジスタの一実施例の構造を概略的に示す平面図であ
る。図において、水平シフトレジスタ４の複数の転送電
極の各には、従来と同様の配列ピッチｐで水平方向に配
列され、また水平方向に対して所定の傾斜角θで傾斜し
て設けられた２層目のポリシリコン２Ｐｏｌｙからなる
蓄積ゲート電極１０及び３層目のポリシリコン３Ｐｏｌ
ｙからなる転送ゲート電極１１の対によって２層構造に
て構成されている。水平シフトレジスタ４の転送電極パ
ターンが水平方向に対して傾斜して設けられた以外の構
造は、第５図に示す従来のものと同５である。なお、図
中、破線で示す部分は１層目のポリンリコンｌＰｏ１ｙ
であり、また信号電荷を・印にて示している。
このように、水平シフトレジスタ４の転送電極各電極パ
ターンを水平方向に対して傾斜して設けることにより、
その配列ピンチｐが従来と同しであっても、第１図から
明らかなように、１段当りの実効的な転送チャネル長を
、水平方向に対して電極パターンを直角に配列した場合
に比して短くできることになる。この転送チャネル長は
、電極パターンの水平方向に対する傾斜角θに応して決
まることになる。
ターンを水平方向に対して傾斜して設けることにより、
その配列ピンチｐが従来と同しであっても、第１図から
明らかなように、１段当りの実効的な転送チャネル長を
、水平方向に対して電極パターンを直角に配列した場合
に比して短くできることになる。この転送チャネル長は
、電極パターンの水平方向に対する傾斜角θに応して決
まることになる。
このように構成されたＣＣＤ固体撮像装置において、水
平シフトレジスタ４の各蓄積ゲート電極１０には、撮像
部３の各列の垂直シフトレジスタ２（第４図参照）から
信号電荷が転送される。各蓄積ゲート電極１０の信号電
荷は、２相の転送りロックφＨ＋＋ φ、Ｉ２による
駆動により、電極パターンの伸長方向に対して直角なチ
ャネルにて転送ゲート電極１１を介して隣の蓄積ゲート
電極ｌＯに転送される。２相の転送りロックφ０．φ、
の各波形を第２図に示す。同図において、時間ｔｔｒは
転送−間を、時間Ｌｒｆは転送に寄与しない時間を示し
ている。
平シフトレジスタ４の各蓄積ゲート電極１０には、撮像
部３の各列の垂直シフトレジスタ２（第４図参照）から
信号電荷が転送される。各蓄積ゲート電極１０の信号電
荷は、２相の転送りロックφＨ＋＋ φ、Ｉ２による
駆動により、電極パターンの伸長方向に対して直角なチ
ャネルにて転送ゲート電極１１を介して隣の蓄積ゲート
電極ｌＯに転送される。２相の転送りロックφ０．φ、
の各波形を第２図に示す。同図において、時間ｔｔｒは
転送−間を、時間Ｌｒｆは転送に寄与しない時間を示し
ている。
ところで、高画素化に伴い水平シフトレジスタ４の転送
周波数が高くなると、上記時間ｔ□がクロックトライバ
の性能で決まってしまうことから、転送周期に対し転送
時間ｔｔｒの割合が減少して極端に小さくなる。ところ
が、本発明においては、水平シフトレジスタ４の転送電
極パターンを水平方向に対して傾斜して設けることによ
って１段当りの実効的な転送チャネル長を短くしたので
、水平シフトレジスタ４の転送周波数が高くなった場合
であっても、電極パターンの配列ピッチＰを変えること
なく転送効率を実質的に向上できることになる。
周波数が高くなると、上記時間ｔ□がクロックトライバ
の性能で決まってしまうことから、転送周期に対し転送
時間ｔｔｒの割合が減少して極端に小さくなる。ところ
が、本発明においては、水平シフトレジスタ４の転送電
極パターンを水平方向に対して傾斜して設けることによ
って１段当りの実効的な転送チャネル長を短くしたので
、水平シフトレジスタ４の転送周波数が高くなった場合
であっても、電極パターンの配列ピッチＰを変えること
なく転送効率を実質的に向上できることになる。
また、転送電極間での信号電荷の転送の際に、蓄積ゲー
ト電極１０に転送された信号電荷が第１図に示す如く電
極の下側に偏ることになるが、その偏りが転送に寄与し
ない時間ｔｒｙの期間に平均化されるため、何ら支障を
来すことなく信号電荷の水平転送を行うことができるこ
とになる。
ト電極１０に転送された信号電荷が第１図に示す如く電
極の下側に偏ることになるが、その偏りが転送に寄与し
ない時間ｔｒｙの期間に平均化されるため、何ら支障を
来すことなく信号電荷の水平転送を行うことができるこ
とになる。
なお、上記実施例においては、水平シフトレジスタ４の
各転送電極の電極パターンを水平方向に対して単に傾斜
して設けるとしたが、他の実施例の概略的な構造を示す
第３図のように、水平シフトレジスタ４の各転送電極を
構成する蓄積ゲート電極１２及び転送ゲート電極１３の
各電極パターンを逆くの字形状に形成して配列しても良
く、上記実施例の場合と同様の効果を得ることができる
。
各転送電極の電極パターンを水平方向に対して単に傾斜
して設けるとしたが、他の実施例の概略的な構造を示す
第３図のように、水平シフトレジスタ４の各転送電極を
構成する蓄積ゲート電極１２及び転送ゲート電極１３の
各電極パターンを逆くの字形状に形成して配列しても良
く、上記実施例の場合と同様の効果を得ることができる
。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明による固体撮像装置におい
ては、水平転送部における複数の転送電極が水平方向に
対して傾斜して配列された構成となっていることにより
、電極パターンの配列ピンチを変えることなく、１段当
りの実効的な転送チャネル長を短くできるので、水平転
送部の転送周波数が高い場合であっても、チヤネル長に
依存する転送効率を実質的に向上できる効果がある。
ては、水平転送部における複数の転送電極が水平方向に
対して傾斜して配列された構成となっていることにより
、電極パターンの配列ピンチを変えることなく、１段当
りの実効的な転送チャネル長を短くできるので、水平転
送部の転送周波数が高い場合であっても、チヤネル長に
依存する転送効率を実質的に向上できる効果がある。
第１図は、本発明による固体撮像装置の水平シフトレジ
スタの構造の一実施例を概略的に示す平面図、 第２図は、水平転送部の転送電極に印加される２相の転
送りロックφ□、φ１２の波形図、第３図は、水平シフ
トレジスタの構造の他の実施例を概略的に示す平面図、 第４図は、インターライン転送方式のＣＣＤ固体撮像装
置を概略的に示す構成図、 第５図は、水平シフトレジスタの構造の従来例を概略的
に示す平面図である。 １・・・怒光部、 ２・・・垂直シフトレジスタ
。 ３・・・撮像部、 ４・・・水平シフトレジスタ
。 ６．１０．１２・・・蓄積ゲート電極。 ７．１１．１３・・・転送ゲート電極。 と １．？ 、１３ 第３図 Ｎ） ＄工 ）、 ）Ｎ
〒 〒ＣＬ
”
スタの構造の一実施例を概略的に示す平面図、 第２図は、水平転送部の転送電極に印加される２相の転
送りロックφ□、φ１２の波形図、第３図は、水平シフ
トレジスタの構造の他の実施例を概略的に示す平面図、 第４図は、インターライン転送方式のＣＣＤ固体撮像装
置を概略的に示す構成図、 第５図は、水平シフトレジスタの構造の従来例を概略的
に示す平面図である。 １・・・怒光部、 ２・・・垂直シフトレジスタ
。 ３・・・撮像部、 ４・・・水平シフトレジスタ
。 ６．１０．１２・・・蓄積ゲート電極。 ７．１１．１３・・・転送ゲート電極。 と １．？ 、１３ 第３図 Ｎ） ＄工 ）、 ）Ｎ
〒 〒ＣＬ
”
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 垂直及び水平方向に２次元配列された複数個の感光部及
びこれら感光部から読み出される信号電荷を垂直方向に
転送する垂直転送部を含む撮像部と、 水平方向に所定ピッチで配列された複数の転送電極を有
し、前記垂直転送部からの信号電荷を水平方向に転送す
る水平伝送部とを具備し、 前記複数の転送電極を水平方向に対して傾斜させて配列
したことを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2324898A JPH04192561A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 固体撮像装置 |
| KR1019910018019A KR920011232A (ko) | 1990-11-27 | 1991-10-14 | 고체 촬상장치 |
| US07/787,643 US5237191A (en) | 1990-11-27 | 1991-11-04 | Solid-state charge-coupled-device imager |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2324898A JPH04192561A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04192561A true JPH04192561A (ja) | 1992-07-10 |
Family
ID=18170861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2324898A Pending JPH04192561A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 固体撮像装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5237191A (ja) |
| JP (1) | JPH04192561A (ja) |
| KR (1) | KR920011232A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008288373A (ja) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Iwate Toshiba Electronics Co Ltd | 固体撮像装置 |
| WO2010035367A1 (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-01 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
| JP2010232219A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-14 | Fuji Xerox Co Ltd | 電荷転送装置、及び固体撮像装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06252373A (ja) * | 1993-02-23 | 1994-09-09 | Sony Corp | Ｃｃｄ型固体撮像素子 |
| JP4471677B2 (ja) * | 2004-02-09 | 2010-06-02 | Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 | 固体撮像装置及び電荷転送部 |
| GB2551108A (en) * | 2016-05-06 | 2017-12-13 | Teledyne E2V (Uk) Ltd | Image sensor |
| EP4131383A1 (de) * | 2021-08-02 | 2023-02-08 | Espros Photonics AG | Ladungsübertragungsvorrichtung mit einem ausbuchtungsbereich für taktfrequenzen ab 100 mhz |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4364164A (en) * | 1978-12-04 | 1982-12-21 | Westinghouse Electric Corp. | Method of making a sloped insulator charge-coupled device |
| JPS58212176A (ja) * | 1982-06-02 | 1983-12-09 | Nec Corp | 電荷転送装置 |
| US5040071A (en) * | 1990-03-21 | 1991-08-13 | Eastman Kodak Company | Image sensor having multiple horizontal shift registers |
-
1990
- 1990-11-27 JP JP2324898A patent/JPH04192561A/ja active Pending
-
1991
- 1991-10-14 KR KR1019910018019A patent/KR920011232A/ko not_active Application Discontinuation
- 1991-11-04 US US07/787,643 patent/US5237191A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008288373A (ja) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Iwate Toshiba Electronics Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JP4724151B2 (ja) * | 2007-05-17 | 2011-07-13 | 岩手東芝エレクトロニクス株式会社 | 固体撮像装置 |
| WO2010035367A1 (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-01 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
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