JPH04243138A - Ｃｃｄリニアイメージセンサ - Google Patents
ＣｃｄリニアイメージセンサInfo
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- JPH04243138A JPH04243138A JP3004190A JP419091A JPH04243138A JP H04243138 A JPH04243138 A JP H04243138A JP 3004190 A JP3004190 A JP 3004190A JP 419091 A JP419091 A JP 419091A JP H04243138 A JPH04243138 A JP H04243138A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01L27/14825—Linear CCD imagers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＣＣＤシフトレジスタを
用いたＣＣＤ撮像装置に係り、特に直線状に配列された
画素列の両側に沿って形成された２列のＣＣＤシフトレ
ジスタからの転送電荷の高速出力のための構造に関する
。
用いたＣＣＤ撮像装置に係り、特に直線状に配列された
画素列の両側に沿って形成された２列のＣＣＤシフトレ
ジスタからの転送電荷の高速出力のための構造に関する
。
【０００２】
【従来の技術】ＣＣＤシフトレジスタは撮像素子、ディ
レーライン等に広く利用されており、特に撮像素子にお
いては、一列に配列された光電変換素子列に沿って設け
られたＣＣＤシフトレジスタを、その高速性を向上させ
るために光電変換素子列の両側に平行にそれぞれ設ける
２ライン方式等の工夫を行なっている（例えば米国特許
４，７１２，１３７号）。かかる従来のリニアイメージ
センサを図６を用いて次に説明する。
レーライン等に広く利用されており、特に撮像素子にお
いては、一列に配列された光電変換素子列に沿って設け
られたＣＣＤシフトレジスタを、その高速性を向上させ
るために光電変換素子列の両側に平行にそれぞれ設ける
２ライン方式等の工夫を行なっている（例えば米国特許
４，７１２，１３７号）。かかる従来のリニアイメージ
センサを図６を用いて次に説明する。
【０００３】一導電形半導体基板１上には複数の光電変
換素子（以下、画素という）が直線上に２列配列されて
画素列５−ａ，５−ｂが形成されている。その画素列５
−ａ，５−ｂの外側に沿ってトランスファーゲート３−
ａ，３−ｂが設けられている。これらトランスファーゲ
ート３−ａ，３−ｂはそれぞれ画素列５−ａ，５−ｂに
畜積された信号電荷を後述するＣＣＤシフトレジスタ２
−ａ，２−ｂ，２−ｃ，２−ｄに転送する場合の制御を
行う。トランスファーゲート３−ａの外側にはＣＣＤシ
フトレジスタ２−ｂが存在し、ＣＣＤシフトレジスタ２
−ｂの外側には同様なＣＣＤシフトレジスタ２−ａも存
在している。ここで片側にＣＣＤシフトレジスタ２−ａ
，２−ｂと２列存在させ、しかも出力部は出力バッファ
ー７−ａ，７−ｂと２系列設け、２系統の出力を外部で
回路的に合成することにより、画素列５−ａに蓄積され
た信号電荷の出力スピードを上げている。なぜならば、
画素列５−ａの偶数番目の画素５−ａ−２，５−ａ−４
…の信号電荷はトランスファーゲート３−ａを通りＣＣ
Ｄシフトレジスタ２−ｂに転送され、奇数番目の画素５
−ａ−１，５−ａ−３…の信号電荷はトランスファーゲ
ート３−ａ及びＣＣＤシフトレジスタ２−ｂを通過し、
ＣＣＤシフトレジスタ２−ａに転送される。この結果、
感光画素列５−ａの信号電荷は２列のＣＣＤシフトレジ
スタにより転送されて出力されるため、通常の１本のＣ
ＣＤシフトレジスタに比べ画素列の出力スピードは２倍
向上する。
換素子（以下、画素という）が直線上に２列配列されて
画素列５−ａ，５−ｂが形成されている。その画素列５
−ａ，５−ｂの外側に沿ってトランスファーゲート３−
ａ，３−ｂが設けられている。これらトランスファーゲ
ート３−ａ，３−ｂはそれぞれ画素列５−ａ，５−ｂに
畜積された信号電荷を後述するＣＣＤシフトレジスタ２
−ａ，２−ｂ，２−ｃ，２−ｄに転送する場合の制御を
行う。トランスファーゲート３−ａの外側にはＣＣＤシ
フトレジスタ２−ｂが存在し、ＣＣＤシフトレジスタ２
−ｂの外側には同様なＣＣＤシフトレジスタ２−ａも存
在している。ここで片側にＣＣＤシフトレジスタ２−ａ
，２−ｂと２列存在させ、しかも出力部は出力バッファ
ー７−ａ，７−ｂと２系列設け、２系統の出力を外部で
回路的に合成することにより、画素列５−ａに蓄積され
た信号電荷の出力スピードを上げている。なぜならば、
画素列５−ａの偶数番目の画素５−ａ−２，５−ａ−４
…の信号電荷はトランスファーゲート３−ａを通りＣＣ
Ｄシフトレジスタ２−ｂに転送され、奇数番目の画素５
−ａ−１，５−ａ−３…の信号電荷はトランスファーゲ
ート３−ａ及びＣＣＤシフトレジスタ２−ｂを通過し、
ＣＣＤシフトレジスタ２−ａに転送される。この結果、
感光画素列５−ａの信号電荷は２列のＣＣＤシフトレジ
スタにより転送されて出力されるため、通常の１本のＣ
ＣＤシフトレジスタに比べ画素列の出力スピードは２倍
向上する。
【０００４】尚、この図６の従来列では感光画素列６−
ｂの信号電荷も同様に偶数番目と奇数番目とによりＣＣ
Ｄシフトレジスタ２−ｃ，２−ｄに振り分けを行なって
いる。しかも画素列５−ａと６−ｂとでは半ビットずれ
て設けられているため、見かけ上画素５−ａ−１，６−
ｂ−１，５−ａ−２，６−ｂ−２…の順に出力を外部の
回路でサンプリングして１つの出力にすればかなりの高
密度の解像度でしかも高速読み出しが可能となっている
。
ｂの信号電荷も同様に偶数番目と奇数番目とによりＣＣ
Ｄシフトレジスタ２−ｃ，２−ｄに振り分けを行なって
いる。しかも画素列５−ａと６−ｂとでは半ビットずれ
て設けられているため、見かけ上画素５−ａ−１，６−
ｂ−１，５−ａ−２，６−ｂ−２…の順に出力を外部の
回路でサンプリングして１つの出力にすればかなりの高
密度の解像度でしかも高速読み出しが可能となっている
。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この従来の高速，高解
像度の撮像素子においては、外側のＣＣＤシフトレジス
タ２−ａ，２−ｂに信号電荷を転送するためにかならず
内側のＣＣＤシフトレジスタ２−ｂ，２−ｃを通過しな
くてはならず、この内側のＣＣＤシフトレジスタを電荷
が通過する時点において信号の取り残こしが発生し、転
送効率が下がったり、内側のＣＣＤシフトレジスタへの
信号電荷の混入といった欠点が存在していた。
像度の撮像素子においては、外側のＣＣＤシフトレジス
タ２−ａ，２−ｂに信号電荷を転送するためにかならず
内側のＣＣＤシフトレジスタ２−ｂ，２−ｃを通過しな
くてはならず、この内側のＣＣＤシフトレジスタを電荷
が通過する時点において信号の取り残こしが発生し、転
送効率が下がったり、内側のＣＣＤシフトレジスタへの
信号電荷の混入といった欠点が存在していた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のＣＣＤリニアセ
ンサは感光画素列の偶数番目と奇数番目の信号電荷を別
々に同一方向に転送する２列のＣＣＤシフトレジスタを
有し、各ＣＣＤシフトレジスタはその出力部近辺におい
て各ＣＣＤシフトレジスタの信号をＣＣＤシフトレジス
タの偶数番目と奇数番目とに分けるＣＣＤシフトレジス
タ２本に分岐させ、その分岐されたＣＣＤシフトレジス
タの各々に出力バッファを設けた転送構造を有している
。
ンサは感光画素列の偶数番目と奇数番目の信号電荷を別
々に同一方向に転送する２列のＣＣＤシフトレジスタを
有し、各ＣＣＤシフトレジスタはその出力部近辺におい
て各ＣＣＤシフトレジスタの信号をＣＣＤシフトレジス
タの偶数番目と奇数番目とに分けるＣＣＤシフトレジス
タ２本に分岐させ、その分岐されたＣＣＤシフトレジス
タの各々に出力バッファを設けた転送構造を有している
。
【０００７】又、上記１本のＣＣＤシフトレジスタを２
本のＣＣＤシフトレジスタに分岐させる所において、１
本のＣＣＤシフトレジスタより２本に分岐されたＣＣＤ
シフトレジスタへ分岐転送するための分岐前のＣＣＤシ
フトレジスタの最終段の転送電極の形状をチャネル端部
より次段の２本に分かれる転送方向に向けて、しだいに
チャネル幅を広げており、これによってナローチャネル
効果による電界を電荷転送方向へ向けて発生せしめてい
る。
本のＣＣＤシフトレジスタに分岐させる所において、１
本のＣＣＤシフトレジスタより２本に分岐されたＣＣＤ
シフトレジスタへ分岐転送するための分岐前のＣＣＤシ
フトレジスタの最終段の転送電極の形状をチャネル端部
より次段の２本に分かれる転送方向に向けて、しだいに
チャネル幅を広げており、これによってナローチャネル
効果による電界を電荷転送方向へ向けて発生せしめてい
る。
【０００８】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明する
。
。
【０００９】図１は本発明の一実施例の平面図である。
感光画素列１５の両側に沿ってトランスファーゲート１
３が設けられている。このトランスファーゲート１３は
画素列１５に蓄積された信号電荷をＣＣＤシフトレジス
タ１２，１４に転送する場合の制御を行う。トランスフ
ァーゲート１３の外側に並列にＣＣＤシフトレジスタ１
２，１４がそれぞれ設けられている。
３が設けられている。このトランスファーゲート１３は
画素列１５に蓄積された信号電荷をＣＣＤシフトレジス
タ１２，１４に転送する場合の制御を行う。トランスフ
ァーゲート１３の外側に並列にＣＣＤシフトレジスタ１
２，１４がそれぞれ設けられている。
【００１０】ここでＣＣＤシフトレジスタ１２は感光画
素列１５の奇数番目の信号電荷を転送し、ＣＣＤシフト
レジスタ１４は感光画素列１５の偶数番目の信号電荷を
転送する。これらＣＣＤシフトレジスタ１２，１４の信
号電荷の転送はクロックφ１ ，φ２ により行なわれ
る。
素列１５の奇数番目の信号電荷を転送し、ＣＣＤシフト
レジスタ１４は感光画素列１５の偶数番目の信号電荷を
転送する。これらＣＣＤシフトレジスタ１２，１４の信
号電荷の転送はクロックφ１ ，φ２ により行なわれ
る。
【００１１】ＣＣＤシフトレジスタ１２は出力近辺にて
２本のＣＣＤシフトレジスタ１２−ａ，１２−ｂに分か
れている。同様にＣＣＤシフトレジスタ１４も出力近辺
にて２本のＣＣＤシフトレジスタ１４−ａ，１４−ｂに
分かれている。これら分かれた後のＣＣＤシフトレジス
タ１２−ａ，１２−ｂ，１４−ａ，１４−ｂによる信号
電荷の転送はクロックφ３ ，φ４ により行なわれて
いる。このように分岐された信号はＣＣＤシフトレジス
タ１２−ａ，１２−ｂ，１４−ａ，１４−ｂによりそれ
ぞれの出力部に設けられた出力バッファー１７を通して
出力端子Ｖ０１，Ｖ０２，Ｖ０３，Ｖ０４より出力され
る。
２本のＣＣＤシフトレジスタ１２−ａ，１２−ｂに分か
れている。同様にＣＣＤシフトレジスタ１４も出力近辺
にて２本のＣＣＤシフトレジスタ１４−ａ，１４−ｂに
分かれている。これら分かれた後のＣＣＤシフトレジス
タ１２−ａ，１２−ｂ，１４−ａ，１４−ｂによる信号
電荷の転送はクロックφ３ ，φ４ により行なわれて
いる。このように分岐された信号はＣＣＤシフトレジス
タ１２−ａ，１２−ｂ，１４−ａ，１４−ｂによりそれ
ぞれの出力部に設けられた出力バッファー１７を通して
出力端子Ｖ０１，Ｖ０２，Ｖ０３，Ｖ０４より出力され
る。
【００１２】この様な構成にすることにより、各感光画
素からのＣＣＤシフトレジスタへの転送は一段のみです
むため従来の様な信号の取り残こしの発生は起きず、且
つまた出力端子は４本も存在するため、高速読み出しも
実現できる。
素からのＣＣＤシフトレジスタへの転送は一段のみです
むため従来の様な信号の取り残こしの発生は起きず、且
つまた出力端子は４本も存在するため、高速読み出しも
実現できる。
【００１３】次に１本のＣＣＤシフトレジスタより２本
のＣＣＤシフトレジスタへの信号の振り分け方法を図１
の電荷振り分け部１６の部分図である図３と、この図３
のＡ１−Ｂ１−Ｃ１，Ａ１−Ｂ１−Ｄ１の各断面部分に
対応したポテンシャル図である図４の（Ａ），（Ｂ）と
、クロックφ１ ，φ２ ，φ３ ，φ４ のタイミン
グを示すタイミング図である図２を用いて説明する。
のＣＣＤシフトレジスタへの信号の振り分け方法を図１
の電荷振り分け部１６の部分図である図３と、この図３
のＡ１−Ｂ１−Ｃ１，Ａ１−Ｂ１−Ｄ１の各断面部分に
対応したポテンシャル図である図４の（Ａ），（Ｂ）と
、クロックφ１ ，φ２ ，φ３ ，φ４ のタイミン
グを示すタイミング図である図２を用いて説明する。
【００１４】図３，図４において、クロックφ１ ，φ
２ ，φ３ ，φ４ が印加される転送ゲート下の半導
体基板表面は半導体基板１と反対導電型の不純物領域２
３と、半導体基板と同一導電型の不純物領域２４が形成
されており、各転送ゲートは蓄積用電極と障壁用電極と
により成っており、いわゆる埋込みチャネル形２相駆動
のＣＣＤシフトレジスタ構造となっている。
２ ，φ３ ，φ４ が印加される転送ゲート下の半導
体基板表面は半導体基板１と反対導電型の不純物領域２
３と、半導体基板と同一導電型の不純物領域２４が形成
されており、各転送ゲートは蓄積用電極と障壁用電極と
により成っており、いわゆる埋込みチャネル形２相駆動
のＣＣＤシフトレジスタ構造となっている。
【００１５】ここで今後の説明では説明を簡単にするた
めに、半導体基板１と不純物領域２４とをＰ型とし、不
純物領域２３をＮ型とする。
めに、半導体基板１と不純物領域２４とをＰ型とし、不
純物領域２３をＮ型とする。
【００１６】図２において、いま時刻ｔ１ においては
、クロックφ２ のみがハイであるため、図４に示す様
に、信号電荷Ｑ１ はクロックφ２ が印加される蓄積
用電極２０−ａ下に存在している。時刻ｔ２ において
はクロックφ１ のみがハイとなるため、信号電荷Ｑ１
はクロックφ１ が印加されている蓄積電極２１−ａ
の下に移動する。 時刻ｔ３ においては蓄積電極２１−ａの下で信号電荷
Ｑ１ は保持されたままである。時刻ｔ４ ではクロッ
クφ１ がローとなり、クロックφ３ がハイとなるた
め、蓄積電極２３−ａの下に移動する。ここで注意すべ
き点は蓄積電極２１−ａに隣接して存在する図１のＣＣ
Ｄシフトレジスタ１２−ｂの入口でもある。障壁電極２
２−ｂに印加されているクロックφ４ はローであり、
障壁電極２２−ｂが障壁として作用するため、信号電荷
Ｑ１ は蓄積電極２２−ａの側には流入せず、蓄積電極
２３−ａの側に流入する点である。
、クロックφ２ のみがハイであるため、図４に示す様
に、信号電荷Ｑ１ はクロックφ２ が印加される蓄積
用電極２０−ａ下に存在している。時刻ｔ２ において
はクロックφ１ のみがハイとなるため、信号電荷Ｑ１
はクロックφ１ が印加されている蓄積電極２１−ａ
の下に移動する。 時刻ｔ３ においては蓄積電極２１−ａの下で信号電荷
Ｑ１ は保持されたままである。時刻ｔ４ ではクロッ
クφ１ がローとなり、クロックφ３ がハイとなるた
め、蓄積電極２３−ａの下に移動する。ここで注意すべ
き点は蓄積電極２１−ａに隣接して存在する図１のＣＣ
Ｄシフトレジスタ１２−ｂの入口でもある。障壁電極２
２−ｂに印加されているクロックφ４ はローであり、
障壁電極２２−ｂが障壁として作用するため、信号電荷
Ｑ１ は蓄積電極２２−ａの側には流入せず、蓄積電極
２３−ａの側に流入する点である。
【００１７】ＣＣＤシフトレジスタ１２内で信号電荷Ｑ
１ の次に転送されてきた信号電荷Ｑ２ は時刻ｔ７
に蓄積電極２１−ａの下まで移動している。時刻ｔ８
においては時刻ｔ４ の場合とは逆にクロックφ３ が
ローであるため、障壁電極２１−ｂは障壁として作用し
、クロックφ４ はハイであるため障壁電極２２−ｂは
転送電極として作用するため信号電荷Ｑ２ は蓄積電極
２２−ａの下へ移動する。
１ の次に転送されてきた信号電荷Ｑ２ は時刻ｔ７
に蓄積電極２１−ａの下まで移動している。時刻ｔ８
においては時刻ｔ４ の場合とは逆にクロックφ３ が
ローであるため、障壁電極２１−ｂは障壁として作用し
、クロックφ４ はハイであるため障壁電極２２−ｂは
転送電極として作用するため信号電荷Ｑ２ は蓄積電極
２２−ａの下へ移動する。
【００１８】この様にＣＣＤシフトレジスタ１２により
転送されてきた信号電荷は、図２に示すクロックを加え
ることによりＣＣＤシフトレジスタ１２−ａと１２−ｂ
に交互に転送される。
転送されてきた信号電荷は、図２に示すクロックを加え
ることによりＣＣＤシフトレジスタ１２−ａと１２−ｂ
に交互に転送される。
【００１９】上記動作と同様にしてＣＣＤシフトレジス
タ１４により転送された信号電荷はＣＣＤシフトレジス
タ１４−ａ，１４−ｂに交互に転送される。
タ１４により転送された信号電荷はＣＣＤシフトレジス
タ１４−ａ，１４−ｂに交互に転送される。
【００２０】この様にして１本のＣＣＤシフトレジスタ
から２本のＣＣＤシフトレジスタへの信号の振り分けは
可能となるが、振り分けを行なう転送電極となる図３の
蓄積電極２１−ａの電極形状も重要な要素である。次に
、この電極形状について説明する。
から２本のＣＣＤシフトレジスタへの信号の振り分けは
可能となるが、振り分けを行なう転送電極となる図３の
蓄積電極２１−ａの電極形状も重要な要素である。次に
、この電極形状について説明する。
【００２１】ポテンシャル図である図４の時刻ｔ４ に
おいて蓄積電極２１−ａの下より蓄積電極２３−ａの下
へ信号が流入する時、図３のの「Ｅ」の場所に存在して
いた信号電荷は矢印「Ｆ」の示すようにかなり長い距離
を移動せねばならない。このため、この移動のために必
要な時間が長くかかる。具体的数値を述べるならばＣＣ
Ｄレジスタのチャネル幅を３０μとすれば、矢印下で示
した移動距離は約３０μほど存在しているため、熱拡張
による信号電荷の移動の時定数τは
おいて蓄積電極２１−ａの下より蓄積電極２３−ａの下
へ信号が流入する時、図３のの「Ｅ」の場所に存在して
いた信号電荷は矢印「Ｆ」の示すようにかなり長い距離
を移動せねばならない。このため、この移動のために必
要な時間が長くかかる。具体的数値を述べるならばＣＣ
Ｄレジスタのチャネル幅を３０μとすれば、矢印下で示
した移動距離は約３０μほど存在しているため、熱拡張
による信号電荷の移動の時定数τは
【００２２】
【００２３】（ここでＬは移動距離、Ｄは電荷の拡散係
数、であり電子の場合Ｄ＝６．７５ｃｍ２ ／ｃｍであ
る）と大きなものとなってしまう。なお、この式につい
ては近代科学社刊行の“電荷転送デバィスＣＣＤ，ＢＢ
Ｄの基礎と応用”の７３頁に述べられている。このまま
では電荷転送装置の最高駆動周波数はこの振り分け部で
制限されてしまう。
数、であり電子の場合Ｄ＝６．７５ｃｍ２ ／ｃｍであ
る）と大きなものとなってしまう。なお、この式につい
ては近代科学社刊行の“電荷転送デバィスＣＣＤ，ＢＢ
Ｄの基礎と応用”の７３頁に述べられている。このまま
では電荷転送装置の最高駆動周波数はこの振り分け部で
制限されてしまう。
【００２４】このような問題点に対し、本実施例では図
３の蓄積電極２１−ａの電極形状を三角形に近い形にし
ている。これは場所「Ｅ」のチャネル長ＬＥを障壁電極
２３−ｂの電極近辺のチャネル長ＬＢ に比べ狭いもの
とするためである。この様なチャネル長に差をもたせる
ことによりいわゆるナローチャネル効果によるポテンシ
ャル差をつけることが可能となる。
３の蓄積電極２１−ａの電極形状を三角形に近い形にし
ている。これは場所「Ｅ」のチャネル長ＬＥを障壁電極
２３−ｂの電極近辺のチャネル長ＬＢ に比べ狭いもの
とするためである。この様なチャネル長に差をもたせる
ことによりいわゆるナローチャネル効果によるポテンシ
ャル差をつけることが可能となる。
【００２５】具体的数値を述べるならばＬＥ ＝３μ，
ＬＢ ＝６μとすれば、場所「Ｅ」とＬＢ のチャネル
幅の近辺の場所とでは１Ｖほどのポテンシャル差がつけ
ることが可能となるため、このポテンシャル差による電
界が場所「Ｅ」より障壁電極２３−ｂに向かって発生し
、この電界による電荷の移動の時間τＥ は電子の移動
度μ＝１０００ｃｍ２ ／Ｖ−ｓｅｃ、移動距離Ｌ＝３
０μ，ポテンシャル差：ΔφＶ ＝１Ｖとすれば
ＬＢ ＝６μとすれば、場所「Ｅ」とＬＢ のチャネル
幅の近辺の場所とでは１Ｖほどのポテンシャル差がつけ
ることが可能となるため、このポテンシャル差による電
界が場所「Ｅ」より障壁電極２３−ｂに向かって発生し
、この電界による電荷の移動の時間τＥ は電子の移動
度μ＝１０００ｃｍ２ ／Ｖ−ｓｅｃ、移動距離Ｌ＝３
０μ，ポテンシャル差：ΔφＶ ＝１Ｖとすれば
【００２６】
【００２７】となり、前述の熱拡散のみの場合に比べて
非常に小さくなっている。この様に、電荷の振り分けを
行なう蓄積電極２１−ａの電極形状をチャネル端部より
中央に向けてしだいにそのチャネル長を長くする様な形
状を持たせることにより、この部分での転送速度の低下
を防止している。
非常に小さくなっている。この様に、電荷の振り分けを
行なう蓄積電極２１−ａの電極形状をチャネル端部より
中央に向けてしだいにそのチャネル長を長くする様な形
状を持たせることにより、この部分での転送速度の低下
を防止している。
【００２８】次に、図５に本発明の他の実施例の電荷振
り分け部の形状を示す。図３の実施例と異なる点は、電
荷の振り分けを行なう蓄積電極３１−ａの電極形状を図
３の場合よりさらに発展させ、より、振り分け先の蓄積
電極３３−ａ，３２−ａの下への電荷転送速度を上げる
ため、蓄積電極３１−ａのチャネル長ＬＣ を図３のも
のと比べより短かくしている。これに加え蓄積電極３１
−ａの障壁電極３３−ｂ，３２ｂと隣接する部分のチャ
ネル幅を広げてよりスムーズな電荷移動を可能としてい
る。
り分け部の形状を示す。図３の実施例と異なる点は、電
荷の振り分けを行なう蓄積電極３１−ａの電極形状を図
３の場合よりさらに発展させ、より、振り分け先の蓄積
電極３３−ａ，３２−ａの下への電荷転送速度を上げる
ため、蓄積電極３１−ａのチャネル長ＬＣ を図３のも
のと比べより短かくしている。これに加え蓄積電極３１
−ａの障壁電極３３−ｂ，３２ｂと隣接する部分のチャ
ネル幅を広げてよりスムーズな電荷移動を可能としてい
る。
【００２９】又、図５の「Ｇ」の部分に存在する電荷が
もっとも障壁電極３３−ｂより離れているがここでも「
Ｇ」近辺のチャネル長「ＬＧ 」を他の部分より狭める
ことによる「Ｇ」の部分より蓄積電極３１−ａの中心部
へ向けての電界を形成することにより転送速度を向上さ
せている。
もっとも障壁電極３３−ｂより離れているがここでも「
Ｇ」近辺のチャネル長「ＬＧ 」を他の部分より狭める
ことによる「Ｇ」の部分より蓄積電極３１−ａの中心部
へ向けての電界を形成することにより転送速度を向上さ
せている。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は各感光画
素からＣＣＤシフトレジスタへの信号電荷の転送は一段
のみですむため、従来の様な内側のＣＣＤシフトレジス
タへの信号の取り残こしの発生は起きないため各画素か
らの信号電荷は正確にＣＣＤ転送されるという効果があ
る。
素からＣＣＤシフトレジスタへの信号電荷の転送は一段
のみですむため、従来の様な内側のＣＣＤシフトレジス
タへの信号の取り残こしの発生は起きないため各画素か
らの信号電荷は正確にＣＣＤ転送されるという効果があ
る。
【００３１】これに加え１本のＣＣＤシフトレジスタを
２本に分岐させることにより各分岐したＣＣＤシフトレ
ジスタそれぞれに出力端を設けることにより高速読み出
しも実現している。
２本に分岐させることにより各分岐したＣＣＤシフトレ
ジスタそれぞれに出力端を設けることにより高速読み出
しも実現している。
【００３２】この１本のＣＣＤシフトレジスタを２本の
ＣＣＤシフトレジスタに分離させる所に電極構造の改良
を加えることにより、この部分での転送速度の低下も防
止している。
ＣＣＤシフトレジスタに分離させる所に電極構造の改良
を加えることにより、この部分での転送速度の低下も防
止している。
【図１】本発明の一実施例を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施例の動作を説明するためのクロ
ックのタイミング図である。
ックのタイミング図である。
【図３】図１のＣＣＤシフトレジスタの転送路分岐部を
より詳細に示す平面図である。
より詳細に示す平面図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）共に図３の各断面での動作を示
すポテンシャル部である。
すポテンシャル部である。
【図５】本発明の他の実施例による転送路分岐部を示す
平面図である。
平面図である。
【図６】従来例を示す平面図である。
１ 半導体基板
２−ａ，２−ｂ，２−ｃ，２−ｄ，１２，１２−ａ，１
２−ｂ，１４，１４−ａ，１４−ｂ ＣＣＤシフ
トレジスタ ３−ａ，３−ｂ，３−ｃ トランスファーゲート
４−ａ，４−ｂ ストレージゲート５−ａ，６−
ｂ，１５ 感光画素列１３ トランスファ
ーゲート １６ 電荷ふりわけ部 １７ 出力バッファー
２−ｂ，１４，１４−ａ，１４−ｂ ＣＣＤシフ
トレジスタ ３−ａ，３−ｂ，３−ｃ トランスファーゲート
４−ａ，４−ｂ ストレージゲート５−ａ，６−
ｂ，１５ 感光画素列１３ トランスファ
ーゲート １６ 電荷ふりわけ部 １７ 出力バッファー
Claims (3)
- 【請求項１】 直線状に配列された光電変換素子列と
、該光電変換素子列の両側に沿って設けられ、それぞれ
前記光電変換素子列の所定のものの信号電荷を並列に読
み出して直列に転送するＣＣＤシフトレジスタであって
、該ＣＣＤシフトレジスタのそれぞれの電荷転送方向先
端部に、１本の転送路を２本の転送路に分岐する分岐手
段を有する２列のＣＣＤシフトレジスタと、前記２列の
ＣＣＤシフトレジスタの分岐された各転送路の先端部に
それぞれに設けられた出力回路とを有することを特徴と
するＣＣＤリニアイメージセンサ。 - 【請求項２】 前記分岐手段は、前記分岐される前の
転送路の転送段の偶数番目と奇数番目とで分岐された後
の別々の転送路に接続されていることを特徴とする請求
項１記載のＣＣＤリニアイメージセンサ。 - 【請求項３】 前記分岐手段は、前記分岐する直前の
最終転送電極がその転送路の端部よりほぼ中央に向けて
しだいにそのチャネル長が長くなる様な形状を持つこと
を特徴とする請求項１記載のＣＣＤリニアイメージセン
サ。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP3004190A JP2949861B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | Ｃｃｄリニアイメージセンサ |
| DE69233055T DE69233055T2 (de) | 1991-01-18 | 1992-01-20 | Linearer CCD-Bildsensor |
| EP92100843A EP0495523B1 (en) | 1991-01-18 | 1992-01-20 | CCD linear image sensor |
| US07/822,759 US5309240A (en) | 1991-01-18 | 1992-01-21 | CCD linear image sensor including a CCD shift register on both sides of linearly arranged photosensor cells |
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|---|---|---|---|
| JP3004190A JP2949861B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | Ｃｃｄリニアイメージセンサ |
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| JPH04243138A true JPH04243138A (ja) | 1992-08-31 |
| JP2949861B2 JP2949861B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
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