JPH0473834B2 - - Google Patents

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JPH0473834B2
JPH0473834B2 JP60297022A JP29702285A JPH0473834B2 JP H0473834 B2 JPH0473834 B2 JP H0473834B2 JP 60297022 A JP60297022 A JP 60297022A JP 29702285 A JP29702285 A JP 29702285A JP H0473834 B2 JPH0473834 B2 JP H0473834B2
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charge
photoelectric conversion
state imaging
solid
imaging device
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は固体撮像装置の駆動方法に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] The present invention relates to a method for driving a solid-state imaging device.

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

固体撮像装置は小型、軽量、長寿命等の優れた
特長を有しておりビデオカメラ等への利用が増加
している。
Solid-state imaging devices have excellent features such as small size, light weight, and long life, and are increasingly being used in video cameras and the like.

従来の固体撮像装置の構成を第8図の断面図に
より説明する。p型基板1の表面側にn型領域で
ある電荷転送チヤネル3、n型領域であるフオト
ダイオード2、n+領域であるオーバフロードレ
イン4がそれぞれ形成され、電荷転送チヤネル3
およびこれとフオトダイオード2間のシフトチヤ
ネル5上には転送電極6が、またフオトダイオー
ド2とオーバフロードレイン4間の上にはオーバ
フロー制御ゲート7がそれぞれ設けられている。
The configuration of a conventional solid-state imaging device will be explained with reference to the cross-sectional view of FIG. A charge transfer channel 3 which is an n-type region, a photodiode 2 which is an n-type region, and an overflow drain 4 which is an n + region are formed on the surface side of the p-type substrate 1, and the charge transfer channel 3
A transfer electrode 6 is provided on the shift channel 5 between the photodiode 2 and the photodiode 2, and an overflow control gate 7 is provided on the shift channel 5 between the photodiode 2 and the overflow drain 4.

このような固体撮像装置の動作を第9図ないし
第13図を参照して説明する。
The operation of such a solid-state imaging device will be explained with reference to FIGS. 9 to 13.

第9図はオーバフロー制御ゲート7に所定のパ
ルス電圧を印加し、転送電極6には何も印加され
ていない状態を示している。この場合シフトチヤ
ネル5の電位12はほぼ0でシフトチヤネルは閉
じられており、フオトダイオード2の電荷蓄積層
に蓄積された信号電荷13は転送されない。な
お、転送チヤネル電位は参照番号11で示されて
いる。また、オーバフロー制御ゲート7下の電位
はパルス電圧の印加によつて通常のレベル14a
からレベル14bに上昇する。したがつて光電変
換により蓄積された電荷がレベル14aよりも降
下したときは過剰電荷はオーバフロードレイン4
に流れ込み、ドレイン電位15を形成する。
FIG. 9 shows a state in which a predetermined pulse voltage is applied to the overflow control gate 7, and nothing is applied to the transfer electrode 6. In this case, the potential 12 of the shift channel 5 is approximately 0, the shift channel is closed, and the signal charges 13 accumulated in the charge storage layer of the photodiode 2 are not transferred. Note that the transfer channel potential is indicated by reference number 11. Further, the potential under the overflow control gate 7 is brought to the normal level 14a by applying a pulse voltage.
It rises to level 14b. Therefore, when the charge accumulated by photoelectric conversion falls below the level 14a, the excess charge goes to the overflow drain 4.
and forms a drain potential 15.

第10図はオーバフロー制御ゲート7には何も
印加されず、シフトチヤネル6にパルス状電圧が
印加された様子を示しており、転送チヤネル電位
11′およびシフトチヤネル電位12′は第9図に
比べて上昇しているため光電変換により蓄積され
た電荷13は転送電極間へ流れ込むことになる。
FIG. 10 shows a state in which nothing is applied to the overflow control gate 7 and a pulsed voltage is applied to the shift channel 6, and the transfer channel potential 11' and shift channel potential 12' are different from those in FIG. Since the current is rising, the charges 13 accumulated by photoelectric conversion flow into between the transfer electrodes.

第11図は実際の固体撮像装置の駆動における
オーバフロー制御ゲート7および転送電極6にそ
れぞれ印加されるパルスPOFおよびPTRを示してお
り、tINTごとに発生される短いパルスであるPTR
対し、POFはtINT内の時間tINT1だけレベルVBのハイ
信号で残りのtINT2の間はロー信号となつている。
FIG. 11 shows the pulses P OF and P TR applied to the overflow control gate 7 and the transfer electrode 6, respectively, in driving an actual solid - state imaging device. On the other hand, P OF is a high signal at level V B for time t INT1 within t INT and is a low signal for the remaining time t INT2 .

PTRが到来することによつて蓄積された信号電
荷は電荷転送チヤネル3に移送され信号読出しが
行なわれ、その後はシフトチヤネル5を閉じ、オ
ーバフロー制御ゲートを開けることにより過剰電
荷を排出しておき、tINT2の期間ではオーバフロー
電位を下降させておき、最大電荷蓄積量を増加さ
せるようにしている。
The signal charge accumulated by the arrival of P TR is transferred to the charge transfer channel 3 and signal readout is performed, after which the excess charge is discharged by closing the shift channel 5 and opening the overflow control gate. , tINT2 , the overflow potential is lowered to increase the maximum charge storage amount.

ここで蓄積時間tに対するフオトダイオードの
n層2に蓄積される電荷量QPの関係を第12図
のグラフに示す。このグラフは横軸を時間t、縦
軸をフオトダイオードn層における蓄積電荷量
QPとしており、傾きは光強度IPを表わす。
The graph of FIG. 12 shows the relationship between the amount of charge Q P accumulated in the n-layer 2 of the photodiode and the accumulation time t. In this graph, the horizontal axis is time t, and the vertical axis is the amount of charge accumulated in the photodiode n layer.
Q P , and the slope represents the light intensity I P.

時間tINT1の間はオーバフロー電位が高くなつて
いるため、このときの最大電荷量QPM1がよりtINT1
よりも短い時間で電荷蓄積が行なわれる場合、す
なわち光強度が座標(tINT1,QPM1)を通る場合の
傾きIPM1よりも急である場合にはオーバフローが
生ずる。第12図中の直線16はこのような場合
を示しており、直線17は飽和しない場合の例を
示している。
Since the overflow potential is high during time t INT1 , the maximum charge amount Q PM1 at this time is higher than t INT1.
An overflow occurs when the charge is accumulated in a time shorter than , that is, when the slope of the light intensity is steeper than the slope I PM1 when passing through the coordinates (t INT1 , Q PM1 ). A straight line 16 in FIG. 12 shows such a case, and a straight line 17 shows an example where saturation does not occur.

時間tINT1が経過するとオーバフロー制御ゲート
が閉じるため最大蓄積電荷量はQPM2まで増加す
る。
After the time t INT1 has elapsed, the overflow control gate closes, so the maximum accumulated charge amount increases to Q PM2 .

したがつて時間tINTによる蓄積動作によつて読
み出される電荷量QP′と光強度IPとの関係は第1
3図のグラフに示されるようにIPM1において折れ
点Cを有する2つの直線AおよびBを組合わせた
ものとする。このような光電変換特性はニー特性
と称され、強い光に対するダイナミツクレンジを
広げるのに有効である。
Therefore, the relationship between the amount of charge Q P ′ read out by the accumulation operation at time t INT and the light intensity I P is as follows.
As shown in the graph of FIG. 3, two straight lines A and B having a bending point C at I PM1 are combined. Such photoelectric conversion characteristics are called knee characteristics, and are effective in widening the dynamic range against strong light.

〔背景技術の問題点〕[Problems with background technology]

しかしながら、このようなニー特性を実現する
ためにはフオトダイオードから電荷転送チヤネル
へ電荷を移動させるシフトパルスに応じた制御パ
ルスをオーバフロー制御ゲートに印加しなければ
ならず、制御が複雑となる。
However, in order to achieve such a knee characteristic, a control pulse corresponding to a shift pulse that moves charges from the photodiode to the charge transfer channel must be applied to the overflow control gate, which makes control complicated.

特に第14図に断面構造を示す縦型オーバフロ
ドレインにおいてはニー特性の実現が困難であ
る。
In particular, it is difficult to realize knee characteristics in a vertical overflow drain whose cross-sectional structure is shown in FIG.

すなわち、この構造ではn型基板21内に形成
されたpウエル22に形成されたフオトダイオー
ド1、ゲート26により電荷がシフトされる電荷
転送チヤネル25を有しており、フオトダイオー
ド1の直下のpウエルは不純物濃度が低い浅いウ
エル23となつている。この構造において、n型
基板21に逆バイアス電圧を印加しておき、フオ
トダイオードn層24の過剰電荷を浅いウエル2
3を介してn型基板21に排出することができる
が、この浅いウエル23の電位変化は電界の二次
元的拡がり等によりn型基板の逆バイアス電圧の
変化に比べて約1/5程度とかなり小さい。したが
つてオーバフロー制御のための電圧パルスの振幅
を数十Vの高電圧にしなければニー特性が得られ
ないこととなり、実現が困難である。
That is, this structure has a photodiode 1 formed in a p-well 22 formed in an n-type substrate 21, a charge transfer channel 25 in which charges are shifted by a gate 26, and a p-well 22 directly below the photodiode 1. The well is a shallow well 23 with a low impurity concentration. In this structure, a reverse bias voltage is applied to the n-type substrate 21, and excess charge in the photodiode n layer 24 is removed from the shallow well 2.
However, due to the two-dimensional spread of the electric field, the potential change in this shallow well 23 is about 1/5 of the change in the reverse bias voltage of the n-type substrate. Quite small. Therefore, the knee characteristic cannot be obtained unless the amplitude of the voltage pulse for overflow control is set to a high voltage of several tens of volts, which is difficult to achieve.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明はこのような問題を解決するためなされ
たもので、オーバフロー電位のパルス変調が不要
で容易にニー特性を実現できる固体撮像装置の駆
動方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a method for driving a solid-state imaging device that does not require pulse modulation of an overflow potential and can easily realize knee characteristics.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、入射光を光電変換して信号電荷を発
生すると共にこの信号電荷を蓄積する電荷蓄積層
を有する複数の光電変換部と、この光電変換部に
蓄積された信号電荷を読み出して蓄積する蓄積領
域およびこの蓄積領域に蓄積された信号電荷を転
送する転送手段を含む電荷読出手段と、前記光電
変換部で発生した過剰電荷を排出する過剰電荷排
出手段とを備えた固体撮像装置の駆動方法におい
て、前記電荷転送手段に印加される電荷読出期間
を規定するパルスの幅を光照射強度に応じて変動
させると共に、前記光電変換部と前記過剰電荷排
出手段との間のゲートにおける障壁電位を前記パ
ルス印加時の前記光電変換部と前記前記転送手段
間のチヤネルにおける障壁電位よりも低くしたこ
とを特徴とするものである。したがつてオーバフ
ロー制御電位を変化させることなくダイナミツク
レンジを拡げることができる。
The present invention includes a plurality of photoelectric conversion sections that photoelectrically convert incident light to generate signal charges and have a charge storage layer that accumulates the signal charges, and a method that reads out and accumulates the signal charges accumulated in the photoelectric conversion sections. A method for driving a solid-state imaging device comprising an accumulation region and a charge reading means including a transfer means for transferring signal charges accumulated in the accumulation region, and an excess charge discharge means for discharging excess charge generated in the photoelectric conversion section. In this step, the width of the pulse that defines the charge readout period applied to the charge transfer means is varied according to the light irradiation intensity, and the barrier potential at the gate between the photoelectric conversion section and the excess charge discharge means is varied as described above. The present invention is characterized in that the barrier potential is lower than the barrier potential in the channel between the photoelectric conversion section and the transfer means when pulses are applied. Therefore, the dynamic range can be expanded without changing the overflow control potential.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下図面を参照しながら本発明の実施例を詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第3図および第4図は本発明が適用される固体
撮像装置の構成を説明するもので第3図は固体撮
像装置の平面図、第4図はそのX1−X2断面図で
あり、第8図に示したものと同じ部分には同じ符
号を付けてその詳細な説明を省略する。これによ
れば第4図では電荷転送チヤネルの次の電極8,
9が描かれている点だけが異なり、その構成は全
く同じである。
3 and 4 illustrate the configuration of a solid-state imaging device to which the present invention is applied. FIG. 3 is a plan view of the solid-state imaging device, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along X 1 -X 2 thereof. The same parts as shown in FIG. 8 are given the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted. According to this, in FIG. 4, the next electrode 8 of the charge transfer channel,
The only difference is that 9 is drawn, and the structure is exactly the same.

第1図は本発明における駆動方法を示す電位分
布図であつて第4図に対応させて描いてある。
FIG. 1 is a potential distribution diagram showing the driving method according to the present invention, and is drawn in correspondence with FIG. 4.

本発明においては転送電極6に加えるパルスの
幅を光強度に応じて長くし、オーバフロー制御ゲ
ートには一定の低い電圧を印加するようにする。
第2図は転送電極に印加されるパルスを示す波形
図であつて、第2図aは従来の制御パルスPTR
ほぼ同じ長さtFS1のパルス、第2図b第2図cは
これよりも長いパルスを示している。これらのパ
ルス幅としては例えば1μs〜1msの広い範囲で選
択することができる。
In the present invention, the width of the pulse applied to the transfer electrode 6 is increased in accordance with the light intensity, and a constant low voltage is applied to the overflow control gate.
Figure 2 is a waveform diagram showing pulses applied to the transfer electrodes, where Figure 2a shows a pulse with a length t FS1 that is approximately the same as the conventional control pulse PTR , Figure 2b shows this pulse, and Figure 2c shows this pulse. shows a longer pulse. These pulse widths can be selected from a wide range of, for example, 1 μs to 1 ms.

第2の転送電極8をローレベルに保つておけば
その下のチヤネル電位は31で示されるレベルで
あり、またオーバフロー制御ゲート7には31よ
りもわずかに高いレベル32を与える定電圧を加
えているものとする。また、転送電極6に加えら
れる電圧によつてシフトチヤネル5下の電位は3
3に、転送チヤネル3の電位は34になる。
If the second transfer electrode 8 is kept at a low level, the channel potential below it will be at the level indicated by 31, and a constant voltage that gives a level 32 slightly higher than 31 is applied to the overflow control gate 7. It is assumed that there is Also, the potential under the shift channel 5 is 3 due to the voltage applied to the transfer electrode 6.
3, the potential of transfer channel 3 becomes 34.

このようにシフトチヤネルが開いているときに
フオトダイオード2から転送チヤネル3へ向つて
流れ込む電荷量は光の強さに比例する。したがつ
て光が強いときは転送電極6に加えるパルスの幅
を長くとることによりフオトダイオードのn層2
と転送チヤネル3の全体に電荷を蓄積することが
でき、転送電極6の電位が低下したときは転送電
極の障壁電位よりもオーバフロー制御ゲートの障
壁電位が低くなるため、過剰電荷をオーバフロー
ドレイン側へ捨てることができる。
In this way, when the shift channel is open, the amount of charge flowing from the photodiode 2 toward the transfer channel 3 is proportional to the intensity of light. Therefore, when the light is strong, by increasing the width of the pulse applied to the transfer electrode 6, the n-layer 2 of the photodiode
When the potential of the transfer electrode 6 decreases, the barrier potential of the overflow control gate becomes lower than the barrier potential of the transfer electrode, so the excess charge is transferred to the overflow drain side. You can throw it away.

第1図中36で示したのはフオトダイオードに
蓄積され時間tFS内に読み出された電荷、37は
tFSの期間内に光電変換され、信号成分として使
われる電荷、38は過大光照射時にtFS期間で発
生した過剰電荷でtFS期間経過後にオーバフロー
ドレイン4に捨てられるものをそれぞれ示してい
る。
In Figure 1, 36 indicates the charge stored in the photodiode and read out within time t FS , and 37 indicates
Charges photoelectrically converted within the period t FS and used as signal components, and 38 indicate excess charges generated during the t FS period during excessive light irradiation and are discarded to the overflow drain 4 after the t FS period has elapsed.

ここで期間tFSのシフトパルス電圧の印加によ
つて転送電極6下の埋め込みチヤネル3に読み出
される電荷量QSは次の式で表わされる。
Here, the amount of charge Q S read out to the buried channel 3 under the transfer electrode 6 by applying the shift pulse voltage during the period t FS is expressed by the following equation.

QS=ηIP(tINT+tFS)…… (IP≦IPM) =ηIPtFS+QPM…… (IPM<IP<ISM) =QIM…… (ISM<IP) ここにη:光電変換係数、 IP:照射光強度、 ISM:QS=QIMとなる照射光強度、 tIMT:シフトパルスが印加されないフオト
ダイオードの蓄積期間、 QIM:最終飽和電荷量である。
Here _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ η: Photoelectric conversion coefficient, I P : Irradiation light intensity, I SM : Irradiation light intensity where Q S = Q IM , t IMT : Photodiode accumulation period when no shift pulse is applied, Q IM : Final saturated charge amount .

したがつてIPがIPM<IP<ISMの期間ではQSはIP
tFSの積に比例し、tFSの時間を適宜選択すること
によつて光電変換曲線の傾きQS/ηtFSを設定する
ことができる。
Therefore, in the period when I P is I PM < I P < I SM , Q S is equal to I P
The slope Q S /ηt FS of the photoelectric conversion curve can be set by appropriately selecting the time of t FS , which is proportional to the product of t FS .

第5図はその様子を示したもので、第2図a,
b,cに対応して読出し電荷量直線41,42,
43が定められることがわかる。また、この光電
変換曲線はIPMにおいて折れ曲り点を有するニー
特性を持つていることがわかる。
Figure 5 shows this situation, and Figure 2a,
Corresponding to b, c, read charge amount straight lines 41, 42,
It can be seen that 43 is determined. Furthermore, it can be seen that this photoelectric conversion curve has a knee characteristic with a bending point at I PM .

また、QPMの電荷量はオーバフロー制御ゲート
の高さによつて異なるから、オーバフロー制御ゲ
ート7の電位を変えることによりニー曲線の折れ
曲り点(ニーポイント)を変えることができる。
第6図はその様子を示すグラフであつて、オーバ
フロー電位V1,V2,V3(V1>V2>V3)に対応し
てニーポイントが51,52,53と変わつてい
ることがわかる。
Furthermore, since the amount of charge of Q PM varies depending on the height of the overflow control gate, the bending point (knee point) of the knee curve can be changed by changing the potential of the overflow control gate 7.
FIG. 6 is a graph showing this situation, and shows that the knee points change to 51, 52, and 53 in response to overflow potentials V 1 , V 2 , and V 3 (V 1 >V 2 >V 3 ). I understand.

なお、ニーポイントの変動はシフトパルス電圧
を低くしても実現できる。
Note that the knee point can be varied by lowering the shift pulse voltage.

第6図は本発明の駆動方法を可能ならしめる固
体撮像システムを示すもので、固体撮像装置61
にこれを駆動するための駆動パルス発生回路62
と読出した信号を処理する信号処理回路63とが
接続された通常の構成に加えて光量を検出する光
量検出器65とその出力を入力して読出しパルス
幅を設定する読出しパルス幅設定回路64が設け
られ駆動パルス発生回路62との間で信号を交換
している。ここで光量検出器は例えばフオトトラ
ンジスタであつて被写体の平均光量を検出し、読
出しパルス幅設定回路は例えばカウンタを備えて
得られた光量によつて適当なカウント値を駆動パ
ルス発生回路に送り適当な時間幅を有する読出し
パルスを発生させるものである。
FIG. 6 shows a solid-state imaging system that enables the driving method of the present invention.
A drive pulse generation circuit 62 for driving this
In addition to the normal configuration in which a signal processing circuit 63 for processing read signals is connected, a light amount detector 65 for detecting the amount of light and a read pulse width setting circuit 64 for inputting the output and setting the read pulse width are provided. Signals are exchanged with the drive pulse generation circuit 62 provided therein. Here, the light amount detector is, for example, a phototransistor, which detects the average light amount of the subject, and the readout pulse width setting circuit is equipped with, for example, a counter, and sends an appropriate count value to the drive pulse generation circuit according to the obtained light amount. This generates a read pulse having a certain time width.

なお、特別の光量検出器を用いず、第6図の点
線で示すように固体撮像装置中の特定画素出力に
より読出しパルス幅を設定することも可能であ
る。
Note that it is also possible to set the readout pulse width by the output of a specific pixel in the solid-state imaging device, as shown by the dotted line in FIG. 6, without using a special light amount detector.

以上のように、任意のニー特性は読出しパルス
tFSの時間、オーバフロー電位、読出し電位を適
宜選択することにより得ることができ、所望のダ
イナミツクレンジを有する固体撮像装置の読出し
駆動が可能になる。
As mentioned above, any knee characteristic is determined by the readout pulse
This can be obtained by appropriately selecting the t FS time, overflow potential, and readout potential, and enables readout driving of a solid-state imaging device having a desired dynamic range.

また、電荷転送装置の最大転送電荷量QTMを読
出し最大電荷量QIMよりも大きく設計しておき、
オーバフロードレインが有効に作用するようにし
ておくことにより過剰電荷のあふれ出し(ブルー
ミング)を確実に防止することができ、ブルーミ
ング防止ドレインを有するフオトダイオードを備
えた固体撮像装置にも本発明を適用することがで
きる。
Also, read out the maximum transfer charge amount Q TM of the charge transfer device and design it to be larger than the maximum charge amount Q IM .
By allowing the overflow drain to function effectively, overflow of excess charge (blooming) can be reliably prevented, and the present invention is also applied to a solid-state imaging device equipped with a photodiode having a blooming prevention drain. be able to.

さらに縦型オーバフロードレイン構造の固体撮
像装置等のオーバフロー電位制御効率の劣るもの
に対してはオーバフロー電位を固定化できる本発
明は最適である。
Further, the present invention, which can fix the overflow potential, is most suitable for solid-state imaging devices having a vertical overflow drain structure, which have poor overflow potential control efficiency.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、本発明にかかる固体撮像装置駆
動方法によれば、光電変換部と前記過剰電荷排出
手段との間のゲートにおける障壁電位を前記パル
ス印加時の前記光電変換部と前記前記転送手段間
のチヤネルにおける障壁電位よりも低くするよう
にしているので、過剰電荷排出手段の複雑な制御
を行うことなく広いダイナミツクレンジを確保し
た固体撮像装置の読出しが可能となる。
As described above, according to the solid-state imaging device driving method according to the present invention, the barrier potential at the gate between the photoelectric conversion section and the excess charge discharging means is changed between the photoelectric conversion section and the transfer means when the pulse is applied. Since the barrier potential is set to be lower than the barrier potential in the channel between the two, it is possible to read out the solid-state imaging device with a wide dynamic range without performing complicated control of the excess charge discharging means.

また、過剰電荷排出手段の複雑な制御が不要で
あるため縦型オーバフロードレインを有する固体
撮像装置への適用が容易となる。
Further, since complicated control of the excess charge discharging means is not necessary, the present invention can be easily applied to a solid-state imaging device having a vertical overflow drain.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の方法を説明する電位分布図、
第2図は転送電極6に印加されるパルスを示す波
形図、第3図は固体撮像装置の平面図、第4図は
その断面図、第5図は本発明における光強度と読
出し電荷量との関係を示すグラフ、第6図はニー
ポイントを変更する様子を示すグラフ、第7図は
本発明を実現する装置の構成を示すブロツク図、
第8図は固体撮像装置の断面図、第9図および第
10図は従来の固体撮像装置の動作を示す電位分
布図、第11図は従来用いられている制御パルス
を示す波形図、第12図は時間と蓄積電荷量との
関係を示すグラフ、第13図はニー特性を説明す
るグラフ、第14図は縦型オーバフロードレイン
を有する固体撮像装置の一例を示す断面図であ
る。 1…基板、2…フオトダイオード、3…転送チ
ヤネル、4…オーバフロードレイン、5…シフト
チヤネル、6…転送ゲート、7…オーバフロー制
御ゲート、51,52,53…ニーポイント。
FIG. 1 is a potential distribution diagram illustrating the method of the present invention;
FIG. 2 is a waveform diagram showing pulses applied to the transfer electrode 6, FIG. 3 is a plan view of the solid-state imaging device, FIG. 4 is a cross-sectional view thereof, and FIG. 5 is a diagram showing the light intensity and readout charge amount in the present invention. FIG. 6 is a graph showing how the knee point is changed; FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of an apparatus for realizing the present invention;
FIG. 8 is a sectional view of a solid-state imaging device, FIGS. 9 and 10 are potential distribution diagrams showing the operation of a conventional solid-state imaging device, FIG. 11 is a waveform diagram showing conventionally used control pulses, and FIG. FIG. 13 is a graph showing the relationship between time and accumulated charge amount, FIG. 13 is a graph explaining knee characteristics, and FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of a solid-state imaging device having a vertical overflow drain. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Substrate, 2...Photodiode, 3...Transfer channel, 4...Overflow drain, 5...Shift channel, 6...Transfer gate, 7...Overflow control gate, 51, 52, 53...Knee point.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 入射光を光電変換して信号電荷を発生すると
共にこの信号電荷を蓄積する電荷蓄積層を有する
複数の光電変換部と、この光電変換部に蓄積され
た信号電荷を読み出して蓄積する蓄積領域および
この蓄積領域に蓄積された信号電荷を転送する転
送手段を含む電荷読出手段と、前記光電変換部で
発生した過剰電荷を排出する過剰電荷排出手段と
を備えた固体撮像装置の駆動方法において、前記
電荷転送手段に印加される電荷読出期間を規定す
るパルスの幅を光照射強度に応じて変動させると
共に、前記光電変換部と前記過剰電荷排出手段と
の間のゲートにおける障壁電位を前記パルス印加
時の前記光電変換部と前記前記転送手段間のチヤ
ネルにおける障壁電位よりも低くしたことを特徴
とする固体撮像装置の駆動方法。 2 前記光電変換部と前記過剰電荷排出手段との
間のゲートにおける障壁電位が定電位で与えられ
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
固体撮像装置の駆動方法。 3 前記蓄積領域における最大蓄積電荷量が前記
転送手段の最大転送電荷量よりも小であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記
載の固体撮像装置の駆動方法。 4 前記過剰電荷排出手段がその排出ドレインを
光電変換部の深部に設けた縦型オーバフロードレ
イン構造を有していることを特徴とする特許請求
の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載の固
体撮像装置の駆動方法。
[Claims] 1. A plurality of photoelectric conversion sections that photoelectrically convert incident light to generate signal charges and have charge storage layers that accumulate the signal charges, and read out the signal charges accumulated in the photoelectric conversion sections. A solid-state imaging device comprising: a charge reading means including an accumulation region for accumulating signal charges; and a transfer means for transferring signal charges accumulated in the accumulation region; and an excess charge discharging means for discharging excess charges generated in the photoelectric conversion section. In the driving method, the width of the pulse that defines the charge readout period applied to the charge transfer means is varied according to the light irradiation intensity, and a barrier is provided at the gate between the photoelectric conversion section and the excess charge discharge means. A method for driving a solid-state imaging device, characterized in that the potential is lower than a barrier potential in a channel between the photoelectric conversion section and the transfer means when the pulse is applied. 2. The method for driving a solid-state imaging device according to claim 1, wherein a barrier potential at a gate between the photoelectric conversion section and the excess charge discharging means is given as a constant potential. 3. The method of driving a solid-state imaging device according to claim 1 or 2, wherein the maximum amount of charge accumulated in the accumulation region is smaller than the maximum amount of charge transferred by the transfer means. 4. According to any one of claims 1 to 3, the excess charge discharge means has a vertical overflow drain structure in which the discharge drain is provided deep in the photoelectric conversion section. A method for driving a solid-state imaging device.
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