JPH06101485B2 - Charge transfer device - Google Patents

Charge transfer device

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JPH06101485B2
JPH06101485B2 JP60127343A JP12734385A JPH06101485B2 JP H06101485 B2 JPH06101485 B2 JP H06101485B2 JP 60127343 A JP60127343 A JP 60127343A JP 12734385 A JP12734385 A JP 12734385A JP H06101485 B2 JPH06101485 B2 JP H06101485B2
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JP
Japan
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charge transfer
floating diffusion
diffusion layer
output
transfer channel
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JP60127343A
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Japanese (ja)
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博史 阿部
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NEC Corp
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NEC Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電荷転送素子に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a charge transfer device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、電荷転送素子の一般的な構造として、電荷検出手
段には浮遊拡散層法が用いられている。この浮遊拡散層
法は転送電荷を浮遊拡散層に流し込み、電荷量に従って
変化する電位変化を増幅し、出力するものである。
Conventionally, as a general structure of a charge transfer element, a floating diffusion layer method has been used as a charge detection means. In this floating diffusion layer method, transfer charges are flown into the floating diffusion layer, and a potential change that changes according to the amount of charges is amplified and output.

第2図(a)はこの種の電荷転送素子の従来例の出力部
分の図である。この素子は、電荷が転送される転送チャ
ネル1と第1層ゲート電極2-1,2-2,2-3および第2層ゲ
ート電極3-1,3-2,3-3(ゲート電極2-1と3-2および2-2と
3-3がそれぞれ接続されて転送ゲートを形成し、電極3-1
は最終段の出力ゲートである)、浮遊拡散層4と、浮遊
拡散層4を充電するためのリセット・トランジスタ7
と、出力トランジスタ5と、浮遊拡散層4の電位変化が
出力トランジスタ5を通って出力される出力端子6から
構成されている。この電荷転送素子は一般的な2相クロ
ック駆動電荷移送素子であり、第2層ゲート電極3-2,3-
3下のチャネル電位レベルが第1層ゲート電極2-1〜2-3
の下のチャネル電位レベルよりも浅くなるようにしてあ
る。
FIG. 2A is a diagram of an output portion of a conventional example of this type of charge transfer element. This device includes a transfer channel 1 for transferring charges, first-layer gate electrodes 2-1, 2-2, 2-3 and second-layer gate electrodes 3-1, 3-2, 3-3 (gate electrode 2 -1 and 3-2 and 2-2 and
3-3 are respectively connected to form a transfer gate, and electrodes 3-1
Is the output gate of the final stage), the floating diffusion layer 4, and the reset transistor 7 for charging the floating diffusion layer 4.
The output transistor 5 and the output terminal 6 for outputting the potential change of the floating diffusion layer 4 through the output transistor 5. This charge transfer device is a general two-phase clock driven charge transfer device, and the second layer gate electrodes 3-2, 3-
Channel potential level below 3 is the first layer gate electrodes 2-1 to 2-3
It is designed to be shallower than the lower channel potential level.

端子φには適当は直流バイアスを、端子φ,φ
は位相が180°異なるクロックを印加する。端子φ
φに印加されたクロックによって転送されてきた電荷
は第2層出力ゲート電極3-1下を通って、リセット・ト
ランジスタ7によって予め電位設定されている浮遊拡散
層4に流れ込む。浮遊拡散層4では流入電荷によって電
位が変動するため、その電位変動分を出力トランジスタ
5によって増幅し、出力端子6から出力する。
Appropriately a DC bias is applied to the terminal φ 0, and a clock having a phase difference of 180 ° is applied to the terminals φ 1 and φ 2 . Terminal φ 1 ,
The charges transferred by the clock applied to φ 2 flow under the second layer output gate electrode 3-1 and flow into the floating diffusion layer 4 whose potential is set in advance by the reset transistor 7. Since the potential of the floating diffusion layer 4 fluctuates due to the inflow charge, the potential fluctuation is amplified by the output transistor 5 and output from the output terminal 6.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上述した従来の電荷転送素子では、浮遊拡散層4を小さ
くして電荷の検出感度を上げるためにチャネル幅が出力
側に向って絞り込まれている。ところが、チャネル幅を
狭くすると狭チャネル効果により、出力側に向って電荷
を転送するのに対して電位の障壁ができる。
In the above-described conventional charge transfer device, the channel width is narrowed toward the output side in order to make the floating diffusion layer 4 small and increase the charge detection sensitivity. However, when the channel width is narrowed, due to the narrow channel effect, charges are transferred toward the output side, but a potential barrier is formed.

第2図(b)は第2図(a)において、端子φにはあ
る一定の電圧、端子φには端子φに印加されるより
も低い電圧、端子φには端子φに印加されるよりも
高い電圧、また、浮遊拡散層4にはトランジスタ7によ
り設定された電圧が印加されている状態のときの各ゲー
ト電極3-1,2-1,2-2,3-2の下の電位レベルを示してい
る。数字9,10,11はそれぞれゲート電極2-1,3-2,2-2の下
の電位を示しており、出力方向に沿って狭チャネル効果
により浅くなっていることがわかる。このように浅くな
っている分だけ、図中白丸で表わしたように転送電荷の
取り残しが発生する。これは転送効率の劣化として現わ
れる。この転送効率の劣化は転送電荷量の減少を招くだ
けでなく、後になって掃き出されて偽信号となる。
Figure 2 (b) in FIG. 2 (a), a constant voltage which is the terminal phi 0, a voltage lower than the terminal phi 1 is applied to the terminal phi 0, the terminal phi 2 terminal phi 0 Voltage higher than that applied to the gate electrodes 3-1, 2-1, 2-2, 3- of the floating diffusion layer 4 when the voltage set by the transistor 7 is applied. The potential level below 2 is shown. Numbers 9, 10 and 11 respectively indicate the potentials under the gate electrodes 2-1, 3-2 and 2-2, and it can be seen that the potential becomes shallower along the output direction due to the narrow channel effect. Due to the shallowness, the transfer charge is left behind as indicated by the white circles in the figure. This appears as a deterioration in transfer efficiency. This deterioration of the transfer efficiency not only causes a decrease in the transfer charge amount, but is also swept out later to become a false signal.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の電荷転送素子は、電荷転送チャネルと、その最
終ゲートと隣り合せに設けられた出力浮遊拡散層とを有
する電荷転送素子において、出力浮遊拡散層はその幅が
電荷転送チャネルよりも狭く、かつ一部が電荷転送チャ
ネルの終端よりも内側において最終ゲートにより画定さ
れていることを特徴とする。
The charge transfer element of the present invention is a charge transfer element having a charge transfer channel and an output floating diffusion layer provided adjacent to a final gate thereof, wherein the output floating diffusion layer has a width narrower than that of the charge transfer channel. And a part of the charge transfer channel is defined by the final gate inside the end of the charge transfer channel.

このように、本発明の電荷転送素子では、転送チャネル
を絞ることなく小さな浮遊拡散層を形成でき、その結
果、電荷の検出感度を損うことなく転送効率が改善され
る。
As described above, in the charge transfer device of the present invention, a small floating diffusion layer can be formed without narrowing the transfer channel, and as a result, the transfer efficiency is improved without impairing the charge detection sensitivity.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の電荷転送素子の一実施例の平面図であ
る。ここで、第2図(a)と同一の構成要素には同一の
符号を付してある。
FIG. 1 is a plan view of an embodiment of the charge transfer device of the present invention. Here, the same components as those in FIG. 2A are designated by the same reference numerals.

本実施例においては、転送チャネル1は出力端8まで同
一幅で形成されている。また、浮遊拡散層4(第1図斜
線部分)は、その幅が転送チャネル1よりは狭く、か
つ、転送チャネル1の終端8より転送チャネル1側に入
り込んで形成されている。
In this embodiment, the transfer channel 1 is formed with the same width up to the output end 8. Further, the floating diffusion layer 4 (the hatched portion in FIG. 1) has a width narrower than that of the transfer channel 1 and is formed so as to enter the transfer channel 1 side from the terminal end 8 of the transfer channel 1.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明は、転送チャネルを絞ること
なく小さな浮遊拡散層を形成することにより、電荷の検
出感度を損うことなく転送効率を改善できる効果があ
る。
As described above, the present invention has an effect that the transfer efficiency can be improved without deteriorating the charge detection sensitivity by forming the small floating diffusion layer without narrowing the transfer channel.

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

第1図は本発明の電荷転送素子の一実施例の構造図、第
2図(a)は従来例の構造図、第2図(b)は従来例の
各ゲート電極の下の電位レベルの図である。 1……転送チャネル、 2-1,2-2,2-3……第1層ゲート電極、 3-1,3-2,3-3……第2層ゲート電極、 4……浮遊拡散層、5……出力トランジスタ、 6……出力端子、7……リセット・トランジスタ、 8……転送チャネル1の終端、 9,10,11……ゲート下の電位。
FIG. 1 is a structural diagram of an embodiment of a charge transfer device of the present invention, FIG. 2 (a) is a structural diagram of a conventional example, and FIG. 2 (b) is a potential level under each gate electrode of the conventional example. It is a figure. 1 ... Transfer channel, 2-1,2-2,2-3 ... first layer gate electrode, 3-1,3-2,3-3 ... second layer gate electrode, 4 ... floating diffusion layer 5 ... Output transistor, 6 ... Output terminal, 7 ... Reset transistor, 8 ... Termination of transfer channel 1, 9, 10, 11 ... Potential under gate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定幅を有する電荷転送チャネルと、前記
電荷転送チャネルの終端部分と隣接して設けられた出力
浮遊拡散層とを有する電荷転送素子において、前記電荷
転送チャネルは前記終端部分まで一定の幅で形成され、
前記出力浮遊拡散層はその幅が前記電荷転送チャネルの
幅より狭く、かつ一部が前記電荷転送チャネルの終端部
分よりも内側にまで延在し前記電荷転送チャネルの終端
部分に画定されていることを特徴とする電荷転送素子。
1. A charge transfer device having a charge transfer channel having a predetermined width and an output floating diffusion layer provided adjacent to a terminal end portion of the charge transfer channel, wherein the charge transfer channel is constant up to the terminal end portion. Formed with a width of
The width of the output floating diffusion layer is narrower than the width of the charge transfer channel, and a part of the output floating diffusion layer extends inside the end portion of the charge transfer channel and is defined at the end portion of the charge transfer channel. A charge transfer device characterized by:
JP60127343A 1985-06-12 1985-06-12 Charge transfer device Expired - Lifetime JPH06101485B2 (en)

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JPS58212176A (en) * 1982-06-02 1983-12-09 Nec Corp Charge transfer device

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