JPH04360477A - Ｃｃｄ固体撮像素子 - Google Patents
Ｃｃｄ固体撮像素子Info
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- JPH04360477A JPH04360477A JP3136598A JP13659891A JPH04360477A JP H04360477 A JPH04360477 A JP H04360477A JP 3136598 A JP3136598 A JP 3136598A JP 13659891 A JP13659891 A JP 13659891A JP H04360477 A JPH04360477 A JP H04360477A
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 16
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 abstract description 11
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
Landscapes
- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数本の水平レジスタ
を有するＣＣＤ固体撮像素子に関し、特に、水平レジス
タ間の電荷の転送効率の改善を図ったＣＣＤ固体撮像素
子に関する。
を有するＣＣＤ固体撮像素子に関し、特に、水平レジス
タ間の電荷の転送効率の改善を図ったＣＣＤ固体撮像素
子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、水平方向の画素数の増加に伴い、
信号出力の読出し周波数及び水平レジスタ（ＣＣＤ）の
駆動周波数が高くなるため、従来から用いられてきた１
本の水平レジスタの構造では、ＣＣＤを駆動するための
消費電力の増加や水平レジスタにおける電荷の転送効率
の低下等の問題が生じてきている。そこで、これらの問
題を解決するものとして、複数本の水平レジスタを有す
るＣＣＤ固体撮像素子の構造が提案されている（テレビ
ジョン学会誌Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．１１（１９８７）”
超高解像度ＣＣＤイメージセンサ”及び特開平１−３０
８０７２号公報参照）。
信号出力の読出し周波数及び水平レジスタ（ＣＣＤ）の
駆動周波数が高くなるため、従来から用いられてきた１
本の水平レジスタの構造では、ＣＣＤを駆動するための
消費電力の増加や水平レジスタにおける電荷の転送効率
の低下等の問題が生じてきている。そこで、これらの問
題を解決するものとして、複数本の水平レジスタを有す
るＣＣＤ固体撮像素子の構造が提案されている（テレビ
ジョン学会誌Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．１１（１９８７）”
超高解像度ＣＣＤイメージセンサ”及び特開平１−３０
８０７２号公報参照）。
【０００３】このＣＣＤ固体撮像素子は、図４に示すよ
うに、２本の水平レジスタＨ１及びＨ２を水平・水平転
送電極２１を挟んで並列に配置し、隣合う垂直レジスタ
Ｖ２ｍ−１及びＶ２ｍからの信号電荷を夫々水平レジス
タＨ１及びＨ２に振り分けて転送するように構成されて
いる。
うに、２本の水平レジスタＨ１及びＨ２を水平・水平転
送電極２１を挟んで並列に配置し、隣合う垂直レジスタ
Ｖ２ｍ−１及びＶ２ｍからの信号電荷を夫々水平レジス
タＨ１及びＨ２に振り分けて転送するように構成されて
いる。
【０００４】即ち、受光部Ｓに一定期間蓄積された信号
電荷は、夫々対応する垂直レジスタＶに読み出されたの
ち、垂直方向に転送され、上記信号電荷のうち、例えば
、一方の垂直レジスタＶ２ｍ−１に関する信号電荷は、
垂直・水平転送電極２２，２３を介して上段の水平レジ
スタＨ１に転送され、他方の垂直レジスタＶ２ｍに関す
る信号電荷は、更に、水平転送電極２１を介して下段の
水平レジスタＨ２に転送される。２本の水平レジスタＨ
１及びＨ２に振り分けられた互いに隣接する垂直レジス
タＶ２ｍ−１及びＶ２ｍからの信号電荷は、夫々の水平
レジスタＨ１及びＨ２において分離されたまま水平方向
に転送されて後段の出力アンプ２４，２５より出力され
る。
電荷は、夫々対応する垂直レジスタＶに読み出されたの
ち、垂直方向に転送され、上記信号電荷のうち、例えば
、一方の垂直レジスタＶ２ｍ−１に関する信号電荷は、
垂直・水平転送電極２２，２３を介して上段の水平レジ
スタＨ１に転送され、他方の垂直レジスタＶ２ｍに関す
る信号電荷は、更に、水平転送電極２１を介して下段の
水平レジスタＨ２に転送される。２本の水平レジスタＨ
１及びＨ２に振り分けられた互いに隣接する垂直レジス
タＶ２ｍ−１及びＶ２ｍからの信号電荷は、夫々の水平
レジスタＨ１及びＨ２において分離されたまま水平方向
に転送されて後段の出力アンプ２４，２５より出力され
る。
【０００５】図５は、上記従来のＣＣＤ固体撮像素子に
おける垂直レジスタＶの最終段の垂直転送電極２６及び
垂直・水平転送電極２２，２３、２本の水平レジスタＨ
１及びＨ２並びに水平・水平転送電極２１の具体的な構
造の一例を示す構成図である。ここで、破線は第１層目
の多結晶シリコン層による転送電極、一点鎖線は第２層
目の多結晶シリコン層による転送電極、実線は第３層目
の多結晶シリコン層による転送電極を示し、斜線領域Ｃ
Ｓはチャンネル・ストッパ領域を示す。
おける垂直レジスタＶの最終段の垂直転送電極２６及び
垂直・水平転送電極２２，２３、２本の水平レジスタＨ
１及びＨ２並びに水平・水平転送電極２１の具体的な構
造の一例を示す構成図である。ここで、破線は第１層目
の多結晶シリコン層による転送電極、一点鎖線は第２層
目の多結晶シリコン層による転送電極、実線は第３層目
の多結晶シリコン層による転送電極を示し、斜線領域Ｃ
Ｓはチャンネル・ストッパ領域を示す。
【０００６】この図６に基いて各垂直レジスタＶ２ｍ−
１，Ｖ２ｍ上の信号電荷ｅの転送動作を説明すると、各
信号電荷ｅは垂直転送電極２６から垂直・水平転送電極
２２，２３を介して上段の水平レジスタＨ１に転送され
る。そして、一方の垂直レジスタＶ２ｍ−１からの信号
電荷ｅはチャンネル・ストッパ領域ＣＳによってこの上
段の水平レジスタＨ１に留まるが、他方の垂直レジスタ
Ｖ２ｍからの信号電荷ｅは水平転送電極２１を介して更
に下段の水平レジスタＨ２に転送される。以上のように
して、隣接する垂直レジスタＶ２ｍ−１，Ｖ２ｍからの
各信号電荷ｅが２本の水平レジスタＨ１，Ｈ２に振り分
けられる。
１，Ｖ２ｍ上の信号電荷ｅの転送動作を説明すると、各
信号電荷ｅは垂直転送電極２６から垂直・水平転送電極
２２，２３を介して上段の水平レジスタＨ１に転送され
る。そして、一方の垂直レジスタＶ２ｍ−１からの信号
電荷ｅはチャンネル・ストッパ領域ＣＳによってこの上
段の水平レジスタＨ１に留まるが、他方の垂直レジスタ
Ｖ２ｍからの信号電荷ｅは水平転送電極２１を介して更
に下段の水平レジスタＨ２に転送される。以上のように
して、隣接する垂直レジスタＶ２ｍ−１，Ｖ２ｍからの
各信号電荷ｅが２本の水平レジスタＨ１，Ｈ２に振り分
けられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｃ
ＣＤ固体撮像素子においては、図６Ｂに示すように、水
平レジスタＨ１及びＨ２間の転送時における各水平レジ
スタＨ１及びＨ２のポテンシャルが、水平となるため、
垂直レジスタＶからの信号電荷ｅを効率よく転送するこ
とができないという不都合がある。
ＣＤ固体撮像素子においては、図６Ｂに示すように、水
平レジスタＨ１及びＨ２間の転送時における各水平レジ
スタＨ１及びＨ２のポテンシャルが、水平となるため、
垂直レジスタＶからの信号電荷ｅを効率よく転送するこ
とができないという不都合がある。
【０００８】この不都合を解決するために、従来では、
例えば特開平１−３０８０７２号に示すように、垂直レ
ジスタＶに最も近い水平レジスタＨ１の水平転送電極２
７を台形状に形成して信号電荷ｅの転送効率を向上させ
るようにしている。
例えば特開平１−３０８０７２号に示すように、垂直レ
ジスタＶに最も近い水平レジスタＨ１の水平転送電極２
７を台形状に形成して信号電荷ｅの転送効率を向上させ
るようにしている。
【０００９】この場合、更に電荷転送効率を上げるため
に、転送電界を強くするという工夫が行われるが、図６
Ｃに示すように、層間膜２８及び２９の存在に伴うフリ
ンジング電界による垂直・水平転送電極２３−水平レジ
スタＨ１間のポテンシャル及び水平レジスタＨ１−水平
・水平転送電極２１間のポテンシャルの傾斜が大きくな
り、特にその麓部分において、電位の高い部分（所謂電
位のポケット）ｍが局部的に発生し、信号電荷ｅの転送
が完全に行われないという現象が生じる。この現象は、
水平レジスタＨ１及びＨ２において転送可能な最大電荷
量ＱＨ の低下を引き起こすと共に、再生画面に不規則
な縦線を発生させるなど、画質の著しい劣化を引き起こ
すという不都合がある。
に、転送電界を強くするという工夫が行われるが、図６
Ｃに示すように、層間膜２８及び２９の存在に伴うフリ
ンジング電界による垂直・水平転送電極２３−水平レジ
スタＨ１間のポテンシャル及び水平レジスタＨ１−水平
・水平転送電極２１間のポテンシャルの傾斜が大きくな
り、特にその麓部分において、電位の高い部分（所謂電
位のポケット）ｍが局部的に発生し、信号電荷ｅの転送
が完全に行われないという現象が生じる。この現象は、
水平レジスタＨ１及びＨ２において転送可能な最大電荷
量ＱＨ の低下を引き起こすと共に、再生画面に不規則
な縦線を発生させるなど、画質の著しい劣化を引き起こ
すという不都合がある。
【００１０】本発明は、このような課題に鑑み成された
もので、その目的とするところは、水平レジスタにおい
て転送可能な最大電荷量ＱＨ の低下を引き起こすこと
なく、水平レジスタ間の電荷転送効率を向上させること
ができ、再生画面の画質の向上を図ることができるＣＣ
Ｄ固体撮像素子を提供することにある。
もので、その目的とするところは、水平レジスタにおい
て転送可能な最大電荷量ＱＨ の低下を引き起こすこと
なく、水平レジスタ間の電荷転送効率を向上させること
ができ、再生画面の画質の向上を図ることができるＣＣ
Ｄ固体撮像素子を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の垂直レ
ジスタＶと、複数の水平レジスタＨ１及びＨ２とを有す
るＣＣＤ固体撮像素子において、上記複数の水平レジス
タＨ１及びＨ２間における電荷転送時に、該複数の水平
レジスタＨ１及びＨ２間に所定の電位勾配を形成する電
位供給手段７を設けて構成する。
ジスタＶと、複数の水平レジスタＨ１及びＨ２とを有す
るＣＣＤ固体撮像素子において、上記複数の水平レジス
タＨ１及びＨ２間における電荷転送時に、該複数の水平
レジスタＨ１及びＨ２間に所定の電位勾配を形成する電
位供給手段７を設けて構成する。
【００１２】
【作用】上述の本発明の構成によれば、複数の水平レジ
スタＨ１及びＨ２間における電荷転送時に、複数の水平
レジスタＨ１及びＨ２間に所定の電位勾配を形成する電
位供給手段７を設けるようにしたので、各水平レジスタ
Ｈ１及びＨ２のポテンシャルにその電荷転送方向に沿っ
た傾斜をもたせることができると共に、転送電極間に形
成された層間膜の存在に伴うフリンジング電界による垂
直レジスタＶ−水平レジスタＨ１間のポテンシャル及び
水平レジスタＨ１−転送電極間のポテンシャルの傾斜を
緩やかにすることができる。その結果、強い転送電界の
影響による局部的な電位のポケットの発生を抑えること
ができ、水平レジスタＨ１及びＨ２において転送可能な
最大電荷量ＱＨ の低下を引き起こすことなく、水平レ
ジスタＨ１及びＨ２間の電荷転送効率を向上させること
ができる。
スタＨ１及びＨ２間における電荷転送時に、複数の水平
レジスタＨ１及びＨ２間に所定の電位勾配を形成する電
位供給手段７を設けるようにしたので、各水平レジスタ
Ｈ１及びＨ２のポテンシャルにその電荷転送方向に沿っ
た傾斜をもたせることができると共に、転送電極間に形
成された層間膜の存在に伴うフリンジング電界による垂
直レジスタＶ−水平レジスタＨ１間のポテンシャル及び
水平レジスタＨ１−転送電極間のポテンシャルの傾斜を
緩やかにすることができる。その結果、強い転送電界の
影響による局部的な電位のポケットの発生を抑えること
ができ、水平レジスタＨ１及びＨ２において転送可能な
最大電荷量ＱＨ の低下を引き起こすことなく、水平レ
ジスタＨ１及びＨ２間の電荷転送効率を向上させること
ができる。
【００１３】
【実施例】以下、図１〜図３を参照しながら本発明の実
施例を説明する。図１は、本実施例に係るＣＣＤ固体撮
像素子の要部、特に、垂直レジスタの最終段から水平レ
ジスタにかけての電極配置を示す概略平面図であり、図
２は図１におけるＡ−Ａ線上の断面図である。
施例を説明する。図１は、本実施例に係るＣＣＤ固体撮
像素子の要部、特に、垂直レジスタの最終段から水平レ
ジスタにかけての電極配置を示す概略平面図であり、図
２は図１におけるＡ−Ａ線上の断面図である。
【００１４】このＣＣＤ固体撮像素子は、水平方向に延
びる水平・水平転送電極１を挟んで２本の水平レジスタ
Ｈ１及びＨ２を有し、これら２本の水平レジスタＨ１及
びＨ２を跨るように２枚の長方形状の水平転送電極２及
び３が夫々１組になって順次水平方向に配列、形成され
ている。また、垂直レジスタＶの最終段においては、水
平方向に延びる垂直転送電極４並びに垂直・水平転送電
極５及び６が形成されている。ここで、破線は第１層目
の多結晶シリコン層による転送電極、一点鎖線は第２層
目の多結晶シリコン層による転送電極、実線は第３層目
の多結晶シリコン層による転送電極を示し、斜線領域Ｃ
Ｓはチャンネル・ストッパ領域を示す。
びる水平・水平転送電極１を挟んで２本の水平レジスタ
Ｈ１及びＨ２を有し、これら２本の水平レジスタＨ１及
びＨ２を跨るように２枚の長方形状の水平転送電極２及
び３が夫々１組になって順次水平方向に配列、形成され
ている。また、垂直レジスタＶの最終段においては、水
平方向に延びる垂直転送電極４並びに垂直・水平転送電
極５及び６が形成されている。ここで、破線は第１層目
の多結晶シリコン層による転送電極、一点鎖線は第２層
目の多結晶シリコン層による転送電極、実線は第３層目
の多結晶シリコン層による転送電極を示し、斜線領域Ｃ
Ｓはチャンネル・ストッパ領域を示す。
【００１５】従って、垂直レジスタＶは垂直方向に延び
るチャンネル・ストッパ領域ＣＳ間に形成され、この垂
直レジスタＶを介して信号電荷ｅが上段の水平レジスタ
Ｈ１並びに下段の水平レジスタＨ２側に転送されるよう
に構成されている。特に、図示の例では、２相の駆動パ
ルスφ１及びφ２のうち、一方の駆動パルスφ１が供給
される水平転送電極２及び３中、２層目の多結晶シリコ
ン層にて形成された第１の水平転送電極２下のチャンネ
ル領域が、上段の水平レジスタＨ１から下段の水平レジ
スタＨ２への信号電荷ｅの通り道となっている。他の水
平転送電極下はチャンネル・ストッパ領域ＣＳにて信号
電荷ｅの下段の水平レジスタＨ２への転送が遮断されて
いる。
るチャンネル・ストッパ領域ＣＳ間に形成され、この垂
直レジスタＶを介して信号電荷ｅが上段の水平レジスタ
Ｈ１並びに下段の水平レジスタＨ２側に転送されるよう
に構成されている。特に、図示の例では、２相の駆動パ
ルスφ１及びφ２のうち、一方の駆動パルスφ１が供給
される水平転送電極２及び３中、２層目の多結晶シリコ
ン層にて形成された第１の水平転送電極２下のチャンネ
ル領域が、上段の水平レジスタＨ１から下段の水平レジ
スタＨ２への信号電荷ｅの通り道となっている。他の水
平転送電極下はチャンネル・ストッパ領域ＣＳにて信号
電荷ｅの下段の水平レジスタＨ２への転送が遮断されて
いる。
【００１６】しかして、本例においては、垂直レジスタ
Ｖからの信号電荷ｅを下段の水平レジスタＨ２まで転送
する水平転送電極（図示の例では駆動パルスφ１が供給
される水平転送電極２及び３）に電位供給手段７を接続
して構成されている。この電位供給手段７は、基本的に
は直流電源８とスイッチ９から構成されている。直流電
源８の電位（電界強度）Ｖａとしては、図２Ｂに示すよ
うに、転送電界を強めるための電界で、しかも水平転送
電極２（及び３）中の電位分布ａが、水平レジスタＨ１
及びＨ２間の転送方向に沿った傾斜を有する電位勾配と
なる程度の電界に設定される。本例では１００ｍＶ／μ
ｍ程度の電界に設定した。
Ｖからの信号電荷ｅを下段の水平レジスタＨ２まで転送
する水平転送電極（図示の例では駆動パルスφ１が供給
される水平転送電極２及び３）に電位供給手段７を接続
して構成されている。この電位供給手段７は、基本的に
は直流電源８とスイッチ９から構成されている。直流電
源８の電位（電界強度）Ｖａとしては、図２Ｂに示すよ
うに、転送電界を強めるための電界で、しかも水平転送
電極２（及び３）中の電位分布ａが、水平レジスタＨ１
及びＨ２間の転送方向に沿った傾斜を有する電位勾配と
なる程度の電界に設定される。本例では１００ｍＶ／μ
ｍ程度の電界に設定した。
【００１７】このとき、通常は、垂直・水平転送電極５
，６−水平転送電極２，３間の層間膜１０及び水平転送
電極２，３−水平・水平転送電極１間の層間膜１１の存
在に伴って、各層間膜１０及び１１下にフリンジング電
界が発生し、このフリンジング電界によって各層間膜１
０及び１１下のポテンシャルが勾配の大きい傾斜となる
が、上記電位供給手段７によって、上記のように、水平
転送電極２，３の電位分布を水平レジスタＨ１及びＨ２
間の転送方向に沿った傾斜を有する電位勾配となるよう
にすることにより、各層間膜１０及び１１下のポテンシ
ャルの傾斜が緩やかになる。従って、フリンジング電界
による局部的な電位のポケットは発生しなくなる。
，６−水平転送電極２，３間の層間膜１０及び水平転送
電極２，３−水平・水平転送電極１間の層間膜１１の存
在に伴って、各層間膜１０及び１１下にフリンジング電
界が発生し、このフリンジング電界によって各層間膜１
０及び１１下のポテンシャルが勾配の大きい傾斜となる
が、上記電位供給手段７によって、上記のように、水平
転送電極２，３の電位分布を水平レジスタＨ１及びＨ２
間の転送方向に沿った傾斜を有する電位勾配となるよう
にすることにより、各層間膜１０及び１１下のポテンシ
ャルの傾斜が緩やかになる。従って、フリンジング電界
による局部的な電位のポケットは発生しなくなる。
【００１８】次に、本例に係るＣＣＤ固体撮像素子の動
作を図３の波形図も参照しながら説明する。まず、区間
ｔ１ において、駆動パルスφｖが高レベルから低レベ
ルに変化し、駆動パルスφｖｈが低レベルから高レベル
に変化することから、垂直転送電極４下のポテンシャル
が高くなり、垂直・水平転送電極５及び６下のポテンシ
ャルが低くなる。従って、垂直転送電極４下にあった信
号電荷ｅは、垂直・水平転送電極５及び６下に転送され
る。
作を図３の波形図も参照しながら説明する。まず、区間
ｔ１ において、駆動パルスφｖが高レベルから低レベ
ルに変化し、駆動パルスφｖｈが低レベルから高レベル
に変化することから、垂直転送電極４下のポテンシャル
が高くなり、垂直・水平転送電極５及び６下のポテンシ
ャルが低くなる。従って、垂直転送電極４下にあった信
号電荷ｅは、垂直・水平転送電極５及び６下に転送され
る。
【００１９】次に、区間ｔ２ において、駆動パルスφ
ｖｈ及びφｔが高レベルから低レベルに変化し、駆動パ
ルスφ２が低レベルから高レベルに変化することから、
垂直・水平転送電極５，６下及び水平・水平転送電極１
下のポテンシャルが高くなり、第１の水平転送電極２下
のポテンシャルが低くなる。従って、垂直・水平転送電
極５，６下にあった信号電荷ｅは、第１の水平転送電極
２下に転送される。このとき、水平・水平転送電極１下
のポテンシャルが所謂バリアとなるため、上記信号電荷
ｅは、上段の水平レジスタＨ１上における第１の水平転
送電極２下に転送・蓄積される。
ｖｈ及びφｔが高レベルから低レベルに変化し、駆動パ
ルスφ２が低レベルから高レベルに変化することから、
垂直・水平転送電極５，６下及び水平・水平転送電極１
下のポテンシャルが高くなり、第１の水平転送電極２下
のポテンシャルが低くなる。従って、垂直・水平転送電
極５，６下にあった信号電荷ｅは、第１の水平転送電極
２下に転送される。このとき、水平・水平転送電極１下
のポテンシャルが所謂バリアとなるため、上記信号電荷
ｅは、上段の水平レジスタＨ１上における第１の水平転
送電極２下に転送・蓄積される。
【００２０】次に、区間ｔ３ において、駆動パルスφ
１及びφ２が高レベルから低レベルに変化し、駆動パル
スφｔが低レベルから高レベルに変化することから、第
１及び第２の水平転送電極２及び３下のポテンシャルが
高くなり、水平・水平転送電極１下のポテンシャルが低
くなる。このとき、例えば奇数列の垂直レジスタＶ２ｍ
−１から転送されてきた信号電荷ｅは、２本の水平レジ
スタＨ１及びＨ２間に形成されたチャンネル・ストッパ
領域ＣＳによりその転送が阻止され、上段の水平レジス
タＨ１上における第１の水平転送電極２下に留まる。
１及びφ２が高レベルから低レベルに変化し、駆動パル
スφｔが低レベルから高レベルに変化することから、第
１及び第２の水平転送電極２及び３下のポテンシャルが
高くなり、水平・水平転送電極１下のポテンシャルが低
くなる。このとき、例えば奇数列の垂直レジスタＶ２ｍ
−１から転送されてきた信号電荷ｅは、２本の水平レジ
スタＨ１及びＨ２間に形成されたチャンネル・ストッパ
領域ＣＳによりその転送が阻止され、上段の水平レジス
タＨ１上における第１の水平転送電極２下に留まる。
【００２１】一方、偶数列の垂直レジスタＶ２ｍから転
送されてきた信号電荷ｅは、チャンネル・ストッパ領域
ＣＳ等の障壁がないため、下段の転送電極１下に転送さ
れる。この電荷転送時、電位供給手段７のスイッチ９が
スイッチングパルスｐによってオンになっていることか
ら、一方の駆動パルスが印加される水平転送電極２，３
に図２Ｂで示す電位分布の電界が印加され、各水平レジ
スタＨ１及びＨ２下のポテンシャルは信号電荷ｅの転送
方向に沿った傾斜状のポテンシャルとなり、しかも各層
間膜１０及び１１下のポテンシャル傾斜も緩やかになっ
ていることから、信号電荷ｅは高速に水平・水平転送電
極１下に転送される。
送されてきた信号電荷ｅは、チャンネル・ストッパ領域
ＣＳ等の障壁がないため、下段の転送電極１下に転送さ
れる。この電荷転送時、電位供給手段７のスイッチ９が
スイッチングパルスｐによってオンになっていることか
ら、一方の駆動パルスが印加される水平転送電極２，３
に図２Ｂで示す電位分布の電界が印加され、各水平レジ
スタＨ１及びＨ２下のポテンシャルは信号電荷ｅの転送
方向に沿った傾斜状のポテンシャルとなり、しかも各層
間膜１０及び１１下のポテンシャル傾斜も緩やかになっ
ていることから、信号電荷ｅは高速に水平・水平転送電
極１下に転送される。
【００２２】次に、区間ｔ４ において、駆動パルスφ
ｔが高レベルから低レベルに変化し、駆動パルスφ１が
低レベルから高レベルに変化し、更に、駆動パルスφ２
が低レベルのままであることから、水平・水平転送電極
１下及び第２の水平転送電極３下のポテンシャルが高く
なり、第１の水平転送電極２下のポテンシャルが低くな
る。このとき、上記奇数列の垂直レジスタＶ２ｍ−１か
ら転送されてきた信号電荷ｅは、依然２本の水平レジス
タＨ１及びＨ２間に形成されたチャンネル・ストッパ領
域ＣＳによりその転送が阻止され、上段の水平レジスタ
Ｈ１上における第１の水平転送電極２下に留まる。
ｔが高レベルから低レベルに変化し、駆動パルスφ１が
低レベルから高レベルに変化し、更に、駆動パルスφ２
が低レベルのままであることから、水平・水平転送電極
１下及び第２の水平転送電極３下のポテンシャルが高く
なり、第１の水平転送電極２下のポテンシャルが低くな
る。このとき、上記奇数列の垂直レジスタＶ２ｍ−１か
ら転送されてきた信号電荷ｅは、依然２本の水平レジス
タＨ１及びＨ２間に形成されたチャンネル・ストッパ領
域ＣＳによりその転送が阻止され、上段の水平レジスタ
Ｈ１上における第１の水平転送電極２下に留まる。
【００２３】一方、上記偶数列の垂直レジスタＶ２ｍか
ら転送されてきた信号電荷ｅは、水平転送電極に水平・
水平転送電極１下から次の隣接する第１の水平転送電極
２下に転送される。このとき、一方の駆動パルスφ１が
印加される水平転送電極２，３に電位供給手段７からの
電界がかかって、水平・水平転送電極１下のポテンシャ
ルが信号電荷ｅの転送方向に沿って傾斜していることか
ら、信号電荷ｅは高速に上記第１の水平転送電極２下に
転送される。
ら転送されてきた信号電荷ｅは、水平転送電極に水平・
水平転送電極１下から次の隣接する第１の水平転送電極
２下に転送される。このとき、一方の駆動パルスφ１が
印加される水平転送電極２，３に電位供給手段７からの
電界がかかって、水平・水平転送電極１下のポテンシャ
ルが信号電荷ｅの転送方向に沿って傾斜していることか
ら、信号電荷ｅは高速に上記第１の水平転送電極２下に
転送される。
【００２４】このようにして、垂直レジスタＶの最終段
から転送されてきた信号電荷ｅのうち、奇数列に関する
垂直レジスタＶ２ｍ−１からの信号電荷ｅが上段の水平
レジスタＨ１上における第１の水平転送電極２下に夫々
蓄積され、偶数列に関する垂直レジスタＶ２ｍからの信
号電荷ｅが下段の水平レジスタＨ２上における第１の水
平転送電極２（上記奇数列に関する垂直レジスタＶ２ｍ
−１からの信号電荷が蓄積される電極と同じ電極）下に
夫々蓄積される。
から転送されてきた信号電荷ｅのうち、奇数列に関する
垂直レジスタＶ２ｍ−１からの信号電荷ｅが上段の水平
レジスタＨ１上における第１の水平転送電極２下に夫々
蓄積され、偶数列に関する垂直レジスタＶ２ｍからの信
号電荷ｅが下段の水平レジスタＨ２上における第１の水
平転送電極２（上記奇数列に関する垂直レジスタＶ２ｍ
−１からの信号電荷が蓄積される電極と同じ電極）下に
夫々蓄積される。
【００２５】その後、電位供給手段７のスイッチ９をオ
フにして、各水平レジスタＨ１及びＨ２をフローティン
グ状態にする。このとき、各水平レジスタＨ１及びＨ２
のポテンシャルは図２Ｃに示すように、水平となる（こ
の場合、一方の駆動パルスφ１が印加される水平転送電
極２，３中の電位分布ａが水平になることに起因する）
。その後、各水平転送電極２及び３を組として各組に対
し、互いに逆相の駆動パルスφ１及びφ２を供給するこ
とにより、各水平レジスタＨ１及びＨ２上の信号電荷ｅ
を水平方向に、かつ互いに並行に転送し、図示しない出
力アンプを介して出力信号（撮像信号）に変換させる。
フにして、各水平レジスタＨ１及びＨ２をフローティン
グ状態にする。このとき、各水平レジスタＨ１及びＨ２
のポテンシャルは図２Ｃに示すように、水平となる（こ
の場合、一方の駆動パルスφ１が印加される水平転送電
極２，３中の電位分布ａが水平になることに起因する）
。その後、各水平転送電極２及び３を組として各組に対
し、互いに逆相の駆動パルスφ１及びφ２を供給するこ
とにより、各水平レジスタＨ１及びＨ２上の信号電荷ｅ
を水平方向に、かつ互いに並行に転送し、図示しない出
力アンプを介して出力信号（撮像信号）に変換させる。
【００２６】上述のように、本例によれば、２本の水平
レジスタＨ１及びＨ２間における電荷転送時に、２本の
水平レジスタＨ１及びＨ２間に所定の電位勾配を形成す
る電位供給手段７を設けるようにしたので、各水平レジ
スタＨ１及びＨ２のポテンシャルにその電荷転送方向に
沿った傾斜をもたせることができると共に、各層間膜１
０及び１１の存在に伴うフリンジング電界による各層間
膜１０及び１１下のポテンシャルの傾斜を緩やかにする
ことができる。
レジスタＨ１及びＨ２間における電荷転送時に、２本の
水平レジスタＨ１及びＨ２間に所定の電位勾配を形成す
る電位供給手段７を設けるようにしたので、各水平レジ
スタＨ１及びＨ２のポテンシャルにその電荷転送方向に
沿った傾斜をもたせることができると共に、各層間膜１
０及び１１の存在に伴うフリンジング電界による各層間
膜１０及び１１下のポテンシャルの傾斜を緩やかにする
ことができる。
【００２７】その結果、強い転送電界の影響による局部
的な電位のポケットの発生を抑えることができ、水平レ
ジスタＨ１及びＨ２において転送可能な最大電荷量ＱＨ
の低下を引き起こすことなく、水平レジスタＨ１及び
Ｈ２間の電荷転送効率を向上させることができる。これ
は、再生画面の画質の向上につながる。
的な電位のポケットの発生を抑えることができ、水平レ
ジスタＨ１及びＨ２において転送可能な最大電荷量ＱＨ
の低下を引き起こすことなく、水平レジスタＨ１及び
Ｈ２間の電荷転送効率を向上させることができる。これ
は、再生画面の画質の向上につながる。
【００２８】尚、上記実施例は、２本の水平レジスタＨ
１及びＨ２を有するＣＣＤ固体撮像素子に適用した例を
示したが、もちろん３本以上の水平レジスタを有するＣ
ＣＤ固体撮像素子にも適用することができる。
１及びＨ２を有するＣＣＤ固体撮像素子に適用した例を
示したが、もちろん３本以上の水平レジスタを有するＣ
ＣＤ固体撮像素子にも適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】本発明に係るＣＣＤ固体撮像素子によれ
ば、水平レジスタにおいて転送可能な最大電荷量ＱＨ
の低下を引き起こすことなく、水平レジスタ間の電荷転
送効率を向上させることができ、再生画面の画質の向上
を実現させることができる。
ば、水平レジスタにおいて転送可能な最大電荷量ＱＨ
の低下を引き起こすことなく、水平レジスタ間の電荷転
送効率を向上させることができ、再生画面の画質の向上
を実現させることができる。
【図１】本実施例に係るＣＣＤ固体撮像素子の要部（垂
直レジスタの最終段から水平レジスタにかけての電極配
置）を示す概略平面図。
直レジスタの最終段から水平レジスタにかけての電極配
置）を示す概略平面図。
【図２】Ａは、図１におけるＡ−Ａ線上の断面図。
Ｂは、水平レジスタ間の電荷転送時におけるポテンシャ
ル図及び水平転送電極中の電位分布を示す特性図。 Ｃは、水平転送時におけるポテンシャル図及び水平転送
電極中の電位分布を示す特性図。
ル図及び水平転送電極中の電位分布を示す特性図。 Ｃは、水平転送時におけるポテンシャル図及び水平転送
電極中の電位分布を示す特性図。
【図３】本実施例に係るＣＣＤ固体撮像素子の垂直−水
平転送の信号処理を示す波形図。
平転送の信号処理を示す波形図。
【図４】２本の水平レジスタを有するＣＣＤ固体撮像素
子の一般的構成を示す平面図。
子の一般的構成を示す平面図。
【図５】従来例に係るＣＣＤ固体撮像素子の要部（垂直
レジスタの最終段から水平レジスタにかけての電極配置
）を示す概略平面図。
レジスタの最終段から水平レジスタにかけての電極配置
）を示す概略平面図。
【図６】Ａは、図５におけるＢ−Ｂ線上の断面図。
Ｂは、水平レジスタ間の電荷転送時におけるポテンシャ
ル図。 Ｃは、他の従来例での水平レジスタ間の電荷転送時にお
けるポテンシャル図。
ル図。 Ｃは、他の従来例での水平レジスタ間の電荷転送時にお
けるポテンシャル図。
１ 水平・水平転送電極
２及び３ 水平転送電極
４ 垂直転送電極
５及び６ 垂直・水平転送電極
７ 電位供給手段
８ 直流電源
９ スイッチ
Ｈ１及びＨ２ 水平レジスタ
ＣＳ チャンネル・ストッパ領域
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の垂直レジスタと、複数の水平レ
ジスタとを有するＣＣＤ固体撮像素子において、上記複
数の水平レジスタ間における電荷転送時に、該複数の水
平レジスタ間に所定の電位勾配を形成する電位供給手段
を有することを特徴とするＣＣＤ固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3136598A JPH04360477A (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Ｃｃｄ固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3136598A JPH04360477A (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Ｃｃｄ固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04360477A true JPH04360477A (ja) | 1992-12-14 |
Family
ID=15179046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3136598A Pending JPH04360477A (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Ｃｃｄ固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04360477A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010073901A (ja) * | 2008-09-18 | 2010-04-02 | Sony Corp | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、及び電子機器 |
-
1991
- 1991-06-07 JP JP3136598A patent/JPH04360477A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010073901A (ja) * | 2008-09-18 | 2010-04-02 | Sony Corp | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、及び電子機器 |
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