JPH06133227A - Charge transfer device - Google Patents

Charge transfer device

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JPH06133227A
JPH06133227A JP4307517A JP30751792A JPH06133227A JP H06133227 A JPH06133227 A JP H06133227A JP 4307517 A JP4307517 A JP 4307517A JP 30751792 A JP30751792 A JP 30751792A JP H06133227 A JPH06133227 A JP H06133227A
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JP
Japan
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reset
potential
transistor
gate
charge transfer
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JP4307517A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromi Suzuki
裕巳 鈴木
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To automatically make a depth of a static potential under a reset gate proper by providing a potential detection transistor(TR) generating a voltage with correlation to the static potential under the reset gate in the vicinity of a reset TR and connecting its output terminal to a reset drain of the reset TR. CONSTITUTION:A potential detection TR 9 is formed in the vicinity of a reset TR 7 by the same process as the TR 7 and with almost the same structure thereof. A source 10 of the TR 9 is connected to a reset drain 5 of the TR 7 via an impedance conversion buffer 13. Thus, when a static potential under the reset gate 6 of the TR 7 gets deep/shallow, the potential of the source 10 of the TR9 is high/low and then the potential of the drain 5 naturally gets high/low. Thus, when the depth of the static potential under the gate 6 is deep, the dynamic range of a floating diffusion 4 is automatically secured when the TR 7 is turned off.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電荷転送装置、特に電
荷転送部の最終段に隣接してフローティングディフュー
ジョンとリセットゲートとリセットドレインからなるリ
セットトランジスタを有する電荷転送装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charge transfer device, and more particularly to a charge transfer device having a reset transistor formed of a floating diffusion, a reset gate and a reset drain adjacent to the final stage of a charge transfer section.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体撮像素子や遅延素子には電荷結合型
の電荷転送装置が用いられることが多い。そして、電荷
転送装置の信号電荷検出には多くの場合フローティング
ディフュージョンアンプ(FDA)方式が採用されてい
る。図4は従来の電荷転送装置の信号電荷検出部を示す
断面図である。
2. Description of the Related Art Charge-coupled charge transfer devices are often used for solid-state image pickup devices and delay devices. In many cases, a floating diffusion amplifier (FDA) method is adopted for detecting the signal charge of the charge transfer device. FIG. 4 is a sectional view showing a signal charge detection unit of a conventional charge transfer device.

【0003】図面において、1は半導体基板、2はCC
D型電荷転送部、3は該CCD型電荷転送部2の最終段
に隣接して設けられた出力ゲートで所定の電位にバイア
スされている。4は該出力ゲート部分に隣接して形成さ
れたn+ 型フローティングディフュージョン、5は該フ
ローティングディフュージョン4から稍離間して設けら
れたリセットドレイン、6はフローティングディフュー
ジョン4とリセットドレイン5との間の部分上にゲート
絶縁膜を介して形成されたリセットゲートで、該リセッ
トゲート6とフローティングディフュージョン4とリセ
ットドレイン5によりリセットトランジスタ7が構成さ
れている。リセットドレイン5は電圧発生手段Eにより
所定の電位にバイアスされている。
In the drawings, 1 is a semiconductor substrate, 2 is a CC
The D-type charge transfer section 3 is biased to a predetermined potential by an output gate provided adjacent to the final stage of the CCD-type charge transfer section 2. Reference numeral 4 is an n + type floating diffusion formed adjacent to the output gate portion, 5 is a reset drain spaced apart from the floating diffusion 4, and 6 is a portion between the floating diffusion 4 and the reset drain 5. A reset gate formed above the gate insulating film, the reset gate 6, the floating diffusion 4, and the reset drain 5 constitute a reset transistor 7. The reset drain 5 is biased to a predetermined potential by the voltage generating means E.

【0004】8はフローティングディフュージョン4の
電位を検出する検出トランジスタからなるバッファであ
る。FDAタイプの電荷転送装置は、フローティングデ
ィフュージョン4の電位を検出トランジスタからなるバ
ッファを介して定期的に読み出すことにより信号の検出
を行うが、読み出しを終了する毎にフローティングディ
フュージョン4の信号電荷の掃き捨て(リセット)を行
う必要があり、それを行うのがリセットトランジスタで
ある。
Reference numeral 8 is a buffer composed of a detection transistor for detecting the potential of the floating diffusion 4. The FDA type charge transfer device detects a signal by periodically reading the potential of the floating diffusion 4 via a buffer composed of a detection transistor, but sweeps away the signal charge of the floating diffusion 4 each time the reading is completed. It is necessary to perform (reset), and the reset transistor does this.

【0005】図5(A)、(B)は電荷転送装置の動作
を示す静電ポテンシャルプロフィール図であり、これに
従ってリセット動作を説明する。リセットドレイン5に
は所定の一定した電位が与えられており、そして、リセ
ットゲート6にはリセットパルスRPが印加され、それ
に従ってリセットゲート6下の静電ポテンシャルが図5
(A)に示すように深くなったり、図5(B)に示すよ
うに浅くなったりする。そして、フローティングディフ
ュージョン4の電荷はリセットゲート6下の静電ポテン
シャルが深くなったとき掃き出されている。そして、そ
の静電ポテンシャルが浅くなることによって電荷転送部
2からの信号電荷が出力ゲート3下を経てフローティン
グディフュージョン4に到達したときその信号電荷がフ
ローティングディフュージョン4からリセットゲート側
に流れないようにポテンシャル障壁をつくる。このと
き、バッファ8を介して信号が読み出されるのである。
即ち、フローティングディフュージョン4に存在する信
号電荷の量が多くなる程フローティングディフュージョ
ン4の電位が下がるので、そのフローティングディフュ
ージョン4の電位を検出することによって信号電荷量を
検出するのである。
FIGS. 5A and 5B are electrostatic potential profile diagrams showing the operation of the charge transfer device, and the reset operation will be described accordingly. A predetermined constant potential is applied to the reset drain 5, and a reset pulse RP is applied to the reset gate 6, so that the electrostatic potential under the reset gate 6 is changed.
It becomes deeper as shown in FIG. 5A or becomes shallower as shown in FIG. The charges of the floating diffusion 4 are swept out when the electrostatic potential under the reset gate 6 becomes deep. When the electrostatic charges become shallow, the signal charges from the charge transfer unit 2 reach the floating diffusion 4 through the output gate 3 and the potentials prevent the signal charges from flowing from the floating diffusion 4 to the reset gate side. Create a barrier. At this time, the signal is read out via the buffer 8.
That is, the larger the amount of signal charges existing in the floating diffusion 4, the lower the potential of the floating diffusion 4. Therefore, the amount of signal charges is detected by detecting the potential of the floating diffusion 4.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、リセットト
ランジスタ7のリセットゲート6下のリセットパルスR
Pが「ハイ」のとき及び「ロウ」のときの静電ポテンシ
ャルには、基板1の不純物濃度や酸化膜厚等によりバラ
ツキが生じる。また、縦型オーバーフロードレイン型の
CCD型固体撮像素子のように複雑なICに適用される
電荷転送装置の場合にはウエル濃度により静電ポテンシ
ャルが変化する。そして、半導体製造技術の著しい発展
により小さくなりつつあるとはいえ基板、ウエルの不純
物濃度や酸化膜厚にバラツキが生じることは避け得な
い。従って、同じリセットパルスRPに対するリセット
ゲート6下の静電ポテンシャルの深さにバラツキが生じ
るのである。特に、ゲートをMONOS構造にしたIC
の場合にはその傾向が強い。
By the way, a reset pulse R under the reset gate 6 of the reset transistor 7 is used.
The electrostatic potential when P is "high" and "low" varies depending on the impurity concentration of the substrate 1, the oxide film thickness, and the like. In the case of a charge transfer device applied to a complicated IC such as a vertical overflow drain type CCD solid-state imaging device, the electrostatic potential changes depending on the well concentration. Although it is becoming smaller due to the remarkable development of the semiconductor manufacturing technology, it is inevitable that the impurity concentration of the substrate and the well and the oxide film thickness vary. Therefore, variations occur in the depth of the electrostatic potential under the reset gate 6 for the same reset pulse RP. Especially, an IC with a MONOS gate structure
In that case, the tendency is strong.

【0007】そして、静電ポテンシャルがバラツキによ
り浅くなった場合には、図5(A)に示すようなリセッ
トパルスRPが「ハイ」になりリセットゲート4下の静
電ポテンシャルが深くなったとき、即ちリセットトラン
ジスタ7がオンになったときのオン抵抗が大きくなり、
フローティングディフュージョン(FD)4の信号電荷
のリセットドレイン5への排出(リセット)が不完全に
なる虞れが生じる。そして、若しこの排出(リセット)
が不完全だと、排出しきれなかった謂わば残った信号電
荷と次の信号電荷とが混ざり合い、正確な信号出力がで
きなくなることになる。
When the electrostatic potential becomes shallow due to variations, when the reset pulse RP as shown in FIG. 5A becomes "high" and the electrostatic potential under the reset gate 4 becomes deep, That is, the on resistance when the reset transistor 7 is turned on increases,
There is a risk that the signal charges of the floating diffusion (FD) 4 are not completely discharged (reset) to the reset drain 5. And if this is discharged (reset)
If it is incomplete, the so-called remaining signal charges that could not be completely discharged and the next signal charges are mixed, and accurate signal output cannot be performed.

【0008】逆に、静電ポテンシャルがバラツキにより
深くなった場合には、図5(B)に示すようにリセット
トランジスタ7がオフした時のリセットゲート6下とフ
ローティングディフュージョン(FD)4との間の静電
ポテンシャル障壁の高さが低くなり、フローティングデ
ィフュージョン4内の信号電荷がリセットゲート6下を
経てリセットドレイン5へオーバーフローする虞れがあ
る。そこで、かかる問題が生じないようにするために考
えられるのがリセットゲート6に印加するリセットパル
スの振幅を大きくすることである。しかし、これは電荷
転送装置が適用されるCCD型固体撮像素子等に強く要
求される低消費電力化に逆行することになり、好ましく
ない。というのは、パルスの振幅を大きくすることは直
流バイアス電圧を高くすることよりも消費電力の増大を
招くからである。また、ICの電源電圧を5Vから3.
3Vに低下させる技術の流れがあるが、その流れに沿っ
て電源電圧を3.3Vに低くした場合にはリセットパル
スの振幅の拡大は許されない。
On the contrary, when the electrostatic potential becomes deep due to the variation, as shown in FIG. 5B, between the lower part of the reset gate 6 and the floating diffusion (FD) 4 when the reset transistor 7 is turned off. The height of the electrostatic potential barrier becomes low and the signal charges in the floating diffusion 4 may flow under the reset gate 6 and overflow into the reset drain 5. Therefore, in order to prevent such a problem from occurring, it is considered to increase the amplitude of the reset pulse applied to the reset gate 6. However, this goes against the low power consumption that is strongly required for CCD type solid-state image pickup devices to which the charge transfer device is applied, and is not preferable. The reason for this is that increasing the pulse amplitude causes more power consumption than increasing the DC bias voltage. Further, the power supply voltage of the IC is changed from 5V to 3.
There is a flow of technology for reducing the voltage to 3V, but if the power supply voltage is lowered to 3.3V along the flow, the amplitude of the reset pulse cannot be increased.

【0009】そのため、リセットパルスRPの振幅を変
えないで、「ハイ」レベルと「ロウ」レベルを一体でリ
セットゲート6下の静電ポテンシャルのバラツキに対応
するように調整して使用するようにすることが行われて
いる。具体的には、個々の電荷転送装置毎に適するリセ
ットパルスのレベルを測定し、使用時にその測定結果ど
おりにつくったリセットパルスがリセットゲート6に印
加されるようにリセットパルスの「ハイ」、「ロウ」レ
ベルを指定して出荷している。しかし、これは測定その
他でとても大きな労力を要し、コスト増を招いているの
で好ましくない。
Therefore, without changing the amplitude of the reset pulse RP, the "high" level and the "low" level are integrally adjusted and used so as to correspond to the variation in the electrostatic potential under the reset gate 6. Is being done. Specifically, the level of the reset pulse suitable for each individual charge transfer device is measured, and the “high” and “reset” of the reset pulse are applied so that the reset pulse generated according to the measurement result is applied to the reset gate 6 at the time of use. It is shipped by specifying the "low" level. However, this is not preferable because it requires a great deal of labor for measurement and the like and causes an increase in cost.

【0010】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、フローティングディフュージョンと
リセットゲートとリセットドレインからなるリセットト
ランジスタを有する電荷転送装置において、リセットゲ
ートに加えるリセットパルスの振幅を大きくすることな
く、そして個々の装置に適したリセットパルスのレベル
を測定により求めることなくリセットゲート下の静電ポ
テンシャルの深いとき及び浅いときの深さが自ずと適正
になるようにすることを目的とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and in a charge transfer device having a reset transistor composed of a floating diffusion, a reset gate and a reset drain, the amplitude of a reset pulse applied to the reset gate is changed. The purpose is to make the depth of the electrostatic potential under the reset gate deep and the depth when the electrostatic potential under the reset gate is proper without increasing the level and without obtaining the level of the reset pulse suitable for each device by measurement. To do.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1の電荷転送装置
は、リセットトランジスタ近傍にリセットゲート下の静
電ポテンシャルと相関性の有る電圧を発生するポテンシ
ャル検出トランジスタを設け、該ポテンシャル検出トラ
ンジスタの出力端子を上記リセットトランジスタのリセ
ットドレインに接続したことを特徴とする。請求項2の
電荷転送装置は、請求項1の電荷転送装置において、リ
セットトランジスタのリセットドレインをポテンシャル
検出トランジスタのソースとしたことを特徴とする。請
求項3の電荷転送装置は、請求項1又は2の電荷転送装
置において、ポテンシャル検出トランジスタのゲートを
接地したことを特徴とする。
According to another aspect of the charge transfer device of the present invention, a potential detection transistor for generating a voltage having a correlation with an electrostatic potential under a reset gate is provided in the vicinity of the reset transistor, and an output of the potential detection transistor. The terminal is connected to the reset drain of the reset transistor. A charge transfer device according to a second aspect is the charge transfer device according to the first aspect, wherein the reset drain of the reset transistor is a source of the potential detection transistor. A charge transfer device according to a third aspect is the charge transfer device according to the first or second aspect, wherein the gate of the potential detection transistor is grounded.

【0012】[0012]

【作用】請求項1の電荷転送装置によれば、リセットト
ランジスタ近傍にリセットゲート下の静電ポテンシャル
と相関性のある電圧を発生するポテンシャル検出トラン
ジスタの出力をリセットトランジスタのリセットドレイ
ンに与えるので、リセットトランジスタのリセットドレ
インのレベルが製造により生じた静電ポテンシャルのバ
ラツキに応じて自ずと変り、従って、リセットゲートに
印加する振幅を小さくしなくてもまたリセットパルスの
レベル調整をしなくても自動的にレベル調整されて適正
な動作が行われる。
According to the charge transfer device of the first aspect, the output of the potential detection transistor for generating a voltage having a correlation with the electrostatic potential under the reset gate in the vicinity of the reset transistor is given to the reset drain of the reset transistor. The level of the reset drain of the transistor changes automatically according to the variation of the electrostatic potential caused by the manufacturing, and therefore the level of the reset pulse is automatically adjusted without reducing the amplitude applied to the reset gate. The level is adjusted and proper operation is performed.

【0013】請求項2の電荷転送装置によれば、静電ポ
テンシャルのリセットドレインをポテンシャル検出トラ
ンジスタのソースとしたので、リセットトランジスタと
ポテンシャル検出トランジスタで占有する面積を小さく
することができ、延いては電荷転送装置の占有面積を徒
らに広くすることなく低消費電力化、リセットゲートレ
ベル調整の不要化に寄与することができる。請求項3の
電荷転送装置によれば、ポテンシャル検出トランジスタ
のゲートをアースしたので、リセットドレインの電位を
所定の値にするための電圧発生手段を設ける必要がなく
なり、電荷転送装置の回路構成が簡単になる。尚、その
ゲートをアースしてもリセットドレインからの信号電荷
をアース側に排出できるようにすることは、ゲート下に
不純物をドープしてデプレッション化することにより可
能になる。
According to the charge transfer device of the second aspect, since the reset drain of the electrostatic potential is used as the source of the potential detection transistor, the area occupied by the reset transistor and the potential detection transistor can be made small, and by extension. This can contribute to low power consumption and elimination of reset gate level adjustment without unnecessarily increasing the occupied area of the charge transfer device. According to the charge transfer device of claim 3, since the gate of the potential detection transistor is grounded, it is not necessary to provide a voltage generating means for setting the potential of the reset drain to a predetermined value, and the circuit configuration of the charge transfer device is simple. become. Even if the gate is grounded, the signal charge from the reset drain can be discharged to the ground side by doping impurities under the gate to form depletion.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明電荷転送装置を図示実施例に従
って詳細に説明する。図3(A)、(B)は本発明電荷
転送装置の一つの実施例を示すもので、(A)は断面
図、(B)は静電ポテンシャルプロフィール図である。
本電荷転送装置は、図4に示した電荷転送装置とはポテ
ンシャル検出トランジスタを有する点で大きく異なる
が、それ以外の点では略共通し、共通する点については
既に説明済みであるので説明を省略し、相違する点につ
いてのみ説明することとする。また、全図を通して共通
する部分には共通の符号を使用した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The charge transfer device of the present invention will be described in detail below with reference to the illustrated embodiments. FIGS. 3A and 3B show one embodiment of the charge transfer device of the present invention. FIG. 3A is a sectional view and FIG. 3B is an electrostatic potential profile diagram.
This charge transfer device is significantly different from the charge transfer device shown in FIG. 4 in that it has a potential detection transistor, but is substantially the same in other points, and the common points have already been described, so description thereof will be omitted. However, only the differences will be described. In addition, common symbols are used for common parts throughout the drawings.

【0015】図面において、9はポテンシャル検出トラ
ンジスタで、リセットトランジスタ7と同じ工程で略同
じ構造を有しそれに近接して形成されており、従って特
性はほとんど同じである。従って、同じゲート電圧によ
るゲート下の静電ポテンシャルはポテンシャル検出トラ
ンジスタ9とリセットトランジスタ7とで同じようにバ
ラつくことになる。従って、ポテンシャル検出トランジ
スタ9にリセットトランジスタ7のリセットゲート下の
ポテンシャルを検出する役割を担わせることができる。
In the drawing, reference numeral 9 denotes a potential detecting transistor, which has substantially the same structure as the reset transistor 7 in the same step and is formed close to it, and therefore has substantially the same characteristics. Therefore, the electrostatic potential under the gate due to the same gate voltage varies similarly between the potential detection transistor 9 and the reset transistor 7. Therefore, the potential detection transistor 9 can play a role of detecting the potential under the reset gate of the reset transistor 7.

【0016】10はポテンシャル検出トランジスタ9の
ソース、11はドレイン、12はゲートであり、ポテン
シャル検出トランジスタ9のソース10はインピーダン
ス変換用バッファ(ソースホロアトランジスタからな
る)13を介してリセットトランジスタ5のリセットド
レイン5に接続されている。そして、ポテンシャル検出
トランジスタ9のゲート及びドレインには所定の正の電
位が与えられており、リセットトランジスタ7のリセッ
トドレイン5に掃き出された信号電荷はリセットドレイ
ン5から更にバッファ13、ポテンシャル検出トランジ
スタ9を介して捨てられるようになっている。
Reference numeral 10 is a source of the potential detection transistor 9, 11 is a drain, and 12 is a gate. The source 10 of the potential detection transistor 9 is connected to the reset transistor 5 via an impedance conversion buffer (comprising a source follower transistor) 13. It is connected to the reset drain 5. A predetermined positive potential is applied to the gate and drain of the potential detection transistor 9, and the signal charge swept out to the reset drain 5 of the reset transistor 7 is further transferred from the reset drain 5 to the buffer 13 and the potential detection transistor 9 It is designed to be discarded via.

【0017】本電荷転送装置によれば、基板の不純物濃
度、酸化膜厚によりリセットトランジスタ7のリセット
ゲート6下の静電ポテンシャルの深さにバラツキが生じ
てもリセットトランジスタ7に近接して設けたポテンシ
ャル検出トランジスタ9のゲート12下の静電ポテンシ
ャルの深さにほとんど同じようにバラツキが生じ、リセ
ットトランジスタ7のリセットゲート下の静電ポテンシ
ャルが深くなればポテンシャル検出トランジスタ9のゲ
ート12下の静電ポテンシャルも同じように深くなる。
そして、ポテンシャル検出トランジスタ9のゲート12
下の静電ポテンシャルの深さはソース10の電位となっ
て現われ、これがバッファ13を介してリセットトラン
ジスタ7のリセットドレイン5に与えられる。
According to this charge transfer device, even if the depth of the electrostatic potential below the reset gate 6 of the reset transistor 7 varies due to the impurity concentration of the substrate and the oxide film thickness, the charge transfer device is provided close to the reset transistor 7. The depth of the electrostatic potential under the gate 12 of the potential detection transistor 9 varies almost in the same manner, and if the electrostatic potential under the reset gate of the reset transistor 7 becomes deeper, the electrostatic potential under the gate 12 of the potential detection transistor 9 will increase. The potential also becomes deep as well.
Then, the gate 12 of the potential detection transistor 9
The depth of the lower electrostatic potential appears as the potential of the source 10, and this is given to the reset drain 5 of the reset transistor 7 via the buffer 13.

【0018】具体的には、ゲート12、6下の静電ポテ
ンシャルが深くなるとポテンシャル検出トランジスタ9
のソース10電位が高くなり、従って自ずとリセットト
ランジスタ7のリセットドレイン5の電位も高くなる。
逆に、ゲート12、6下の静電ポテンシャルが浅くなっ
た場合にはポテンシャル検出トランジスタ9のソース1
0及びリセットドレイン5の電位が低くなる。即ち、ポ
テンシャル検出トランジスタ9はリセットトランジスタ
7のリセットゲート6下の静電ポテンシャルに対して正
の相関性を持つことになる。従って、その静電ポテンシ
ャルのバラツキに応じてポテンシャル検出トランジスタ
9によりリセットドレイン5に与える電位を調整するこ
とができ、フローティングディフュージョンのダイナミ
ックレンジ不足、リセット不完全をなくすことができ
る。
Specifically, when the electrostatic potential under the gates 12 and 6 becomes deep, the potential detection transistor 9
Source 10 has a higher potential, and therefore the reset drain 5 of the reset transistor 7 also naturally has a higher potential.
On the contrary, when the electrostatic potential under the gates 12 and 6 becomes shallow, the source 1 of the potential detection transistor 9
The potential of 0 and the reset drain 5 becomes low. That is, the potential detection transistor 9 has a positive correlation with the electrostatic potential under the reset gate 6 of the reset transistor 7. Therefore, the potential applied to the reset drain 5 can be adjusted by the potential detection transistor 9 according to the variation in the electrostatic potential, and the dynamic range of the floating diffusion and the incomplete reset can be eliminated.

【0019】より具体的に述べると、ゲート12、6下
の静電ポテンシャルがバラツキにより深くなった場合に
は、前述のようにリセットドレイン5の電位が高くなる
ので、リセットトランジスタ7がオフの時のフローティ
ングディフュージョン4のダイナミックレンジが自動的
に確保できる。逆に、ゲート12、6下の静電ポテンシ
ャルが浅くなった場合には、リセットドレイン5の電位
が低くなるのでリセットトランジスタ7がオン時のとき
のリセット不完全を防止することができる。
More specifically, when the electrostatic potential under the gates 12 and 6 becomes deep due to variations, the potential of the reset drain 5 becomes high as described above, so that when the reset transistor 7 is off. The dynamic range of the floating diffusion 4 can be automatically secured. On the contrary, when the electrostatic potential under the gates 12 and 6 becomes shallow, the potential of the reset drain 5 becomes low, so that incomplete resetting when the reset transistor 7 is on can be prevented.

【0020】従って、リセットゲート6に印加するリセ
ットパルスの振幅は従来よりも小さくても支障なくリセ
ットすることができ、延いては低消費電力化ができる。
そして、リセットパルスのレベルをリセットゲート6下
の静電ポテンシャルに応じて調整する必要がなくなり、
デバイスの使用方法が簡単になる。
Therefore, even if the amplitude of the reset pulse applied to the reset gate 6 is smaller than that of the conventional one, the reset pulse can be reset without any trouble, and the power consumption can be reduced.
Then, there is no need to adjust the level of the reset pulse according to the electrostatic potential under the reset gate 6,
The device is easy to use.

【0021】図2は本発明電荷転送装置の他の実施例を
示す断面図である。本実施例は、リセットトランジスタ
7のドレイン5をポテンシャル検出トランジスタ12が
ソース5(10)として共有するようにしたものであ
り、これによりリセットトランジスタ7とポテンシャル
検出トランジスタ12の面積を小さくすることができ
る。
FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the charge transfer device of the present invention. In this embodiment, the drain 5 of the reset transistor 7 is shared by the potential detection transistor 12 as the source 5 (10), and thus the area of the reset transistor 7 and the potential detection transistor 12 can be reduced. .

【0022】尚、14はリセットドレイン5(10)に
一端が接続されたコンデンサで、他端が接地されてい
る。このコンデンサ14によりリセットドレイン5のイ
ンピーダンスを下げてリセット時のリセットドレイン5
の電圧変動を小さくすることができる。このコンデンサ
14は外付けでも良いし、内部に形成した容量素子を用
いても良い。また、リセットドレイン5の基板1との接
合容量を適宜大きくしてコンデンサ14に代えても良
い。接合容量を大きくすることはドレイン5の拡散層の
面積を大きくすることにより実現できる。
Reference numeral 14 is a capacitor having one end connected to the reset drain 5 (10) and the other end grounded. This capacitor 14 lowers the impedance of the reset drain 5 to reset the reset drain 5 at the time of reset.
The voltage fluctuation can be reduced. The capacitor 14 may be externally attached, or a capacitive element formed inside may be used. Further, the junction capacitance of the reset drain 5 with the substrate 1 may be appropriately increased and replaced with the capacitor 14. Increasing the junction capacitance can be realized by increasing the area of the diffusion layer of the drain 5.

【0023】図3は本発明電荷転送装置の更に他の実施
例を示す断面図である。本実施例は図2に示した電荷転
送装置のポテンシャル検出トランジスタ9の例えばチャ
ンネル部にn型不純物をドープする等してポテンシャル
検出トランジスタ9のデプレッション化を図り、ポテン
シャル検出トランジスタ9のゲート12をアースするよ
うにしたものである。このようにすれば、ゲートに印加
する直流電圧をつくる回路を特別につくることが必要で
なくなる。尚、かかるデプレッション化のための不純物
ドープはドープ量さえ正確に制御すれば、ポテンシャル
検出トランジスタ9の静電ポテンシャル検出機能に支障
を来さない。
FIG. 3 is a sectional view showing still another embodiment of the charge transfer device according to the present invention. In this embodiment, the potential detection transistor 9 of the charge transfer device shown in FIG. 2 is depleted by, for example, doping the channel portion with an n-type impurity, and the gate 12 of the potential detection transistor 9 is grounded. It is something that is done. In this way, it is not necessary to create a special circuit for generating a DC voltage applied to the gate. Incidentally, the impurity doping for such depletion does not hinder the electrostatic potential detecting function of the potential detecting transistor 9 if only the doping amount is accurately controlled.

【0024】[0024]

【発明の効果】請求項1の電荷転送装置は、リセットト
ランジスタ近傍に上記リセットゲート下の静電ポテンシ
ャルと相関性の有る電圧を発生するポテンシャル検出ト
ランジスタを設け、該ポテンシャル検出トランジスタの
出力端子を上記リセットトランジスタのリセットドレイ
ンに接続したことを特徴とするものである。従って、請
求項1の電荷転送装置によれば、リセットトランジスタ
近傍にリセットゲート下の静電ポテンシャルと相関性の
ある電圧を発生するポテンシャル検出トランジスタの出
力をリセットトランジスタのリセットドレインに与える
ので、リセットトランジスタのリセットドレインのレベ
ルが製造により生じた静電ポテンシャルのバラツキに応
じて自ずと変るので、リセットゲートに印加する振幅を
小さくしなくても、またリセットゲートのレベル調整を
しなくても適正な動作が行われる。
According to the charge transfer device of the present invention, a potential detecting transistor for generating a voltage having a correlation with the electrostatic potential under the reset gate is provided in the vicinity of the reset transistor, and the output terminal of the potential detecting transistor is the above-mentioned. It is characterized by being connected to the reset drain of the reset transistor. Therefore, according to the charge transfer device of the first aspect, the output of the potential detection transistor that generates a voltage having a correlation with the electrostatic potential under the reset gate near the reset transistor is given to the reset drain of the reset transistor. Since the level of the reset drain of the device naturally changes according to the variation of the electrostatic potential caused by manufacturing, proper operation can be performed without reducing the amplitude applied to the reset gate and without adjusting the level of the reset gate. Done.

【0025】請求項2の電荷転送装置は、リセットトラ
ンジスタのリセットドレインをポテンシャル検出トラン
ジスタのソースとしたことを特徴とするものである。従
って、請求項2の電荷転送装置によれば、静電ポテンシ
ャルのリセットドレインをポテンシャル検出トランジス
タのソースとしたので、リセットトランジスタとポテン
シャル検出トランジスタで占有する面積を小さくするこ
とができ、延いては電荷転送装置の占有面積を徒らに広
くすることなく低消費電力化、リセットゲートレベル調
整の不要化に寄与することができる。
According to a second aspect of the charge transfer device of the present invention, the reset drain of the reset transistor is used as the source of the potential detection transistor. Therefore, according to the charge transfer device of the second aspect, since the reset drain of the electrostatic potential is used as the source of the potential detection transistor, the area occupied by the reset transistor and the potential detection transistor can be reduced, and the charge can be extended. This can contribute to low power consumption and unnecessary reset gate level adjustment without unnecessarily increasing the occupied area of the transfer device.

【0026】請求項3の電荷転送装置は、ポテンシャル
検出トランジスタのゲートを接地したことを特徴とする
ものである。従って、請求項3の電荷転送装置によれ
ば、ポテンシャル検出トランジスタのゲートを接地した
ので、リセットドレインの電位を所定の値にするための
電圧発生手段を設ける必要がなくなり、電荷転送装置の
回路構成が簡単になる。
A charge transfer device according to a third aspect is characterized in that the gate of the potential detecting transistor is grounded. Therefore, according to the charge transfer device of the third aspect, since the gate of the potential detection transistor is grounded, it is not necessary to provide the voltage generating means for setting the potential of the reset drain to a predetermined value, and the circuit configuration of the charge transfer device. Will be easier.

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

【図1】(A)、(B)は本発明電荷転送装置の一つの
実施例を示すもので、(A)は断面図、(B)はポテン
シャルプロフィール図である。
1A and 1B show one embodiment of a charge transfer device of the present invention, FIG. 1A is a sectional view, and FIG. 1B is a potential profile view.

【図2】本発明電荷転送装置の他の実施例を示す断面図
である。
FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the charge transfer device of the present invention.

【図3】本発明電荷転送装置の更に他の実施例を示す断
面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing still another embodiment of the charge transfer device of the present invention.

【図4】電荷転送装置の従来例の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a conventional example of a charge transfer device.

【図5】(A)、(B)は電荷転送装置の動作を説明す
る静電ポテンシャルプロフィール図の変化図である。
5A and 5B are change diagrams of electrostatic potential profile diagrams for explaining the operation of the charge transfer device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 電荷転送部 4 フローティングディフュージョン 5 リセットドレイン 6 リセットゲート 7 リセットトランジスタ 9 ポテンシャル検出トランジスタ 10 ソース 11 ドレイン 12 ゲート 2 charge transfer unit 4 floating diffusion 5 reset drain 6 reset gate 7 reset transistor 9 potential detection transistor 10 source 11 drain 12 gate

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年5月27日[Submission date] May 27, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0007[Correction target item name] 0007

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0007】そして、静電ポテンシャルがバラツキによ
り浅くなった場合には、図5(A)に示すようなリセッ
トパルスRPが「ハイ」になりリセットゲート下の静
電ポテンシャルが深くなったとき、即ちリセットトラン
ジスタ7がオンになったときのオン抵抗が大きくなり、
フローティングディフュージョン(FD)4の信号電荷
のリセットドレイン5への排出(リセット)が不完全に
なる虞れが生じる。そして、若しこの排出(リセット)
が不完全だと、排出しきれなかった謂わば残った信号電
荷と次の信号電荷とが混ざり合い、正確な信号出力がで
きなくなることになる。
When the electrostatic potential becomes shallow due to variations, when the reset pulse RP as shown in FIG. 5A becomes "high" and the electrostatic potential under the reset gate 6 becomes deep, That is, the on resistance when the reset transistor 7 is turned on increases,
There is a risk that the signal charges of the floating diffusion (FD) 4 are not completely discharged (reset) to the reset drain 5. And if this is discharged (reset)
If it is incomplete, the so-called remaining signal charges that could not be completely discharged and the next signal charges are mixed, and accurate signal output cannot be performed.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0012】[0012]

【作用】請求項1の電荷転送装置によれば、リセットト
ランジスタ近傍にリセットゲート下の静電ポテンシャル
と相関性のある電圧を発生するポテンシャル検出トラン
ジスタの出力をリセットトランジスタのリセットドレイ
ンに与えるので、リセットトランジスタのリセットドレ
インのレベルが製造により生じた静電ポテンシャルのバ
ラツキに応じて自ずと変り、従って、リセットゲートに
印加する振幅を大きくしなくてもまたリセットパルスの
レベル調整をしなくても自動的にレベル調整されて適正
な動作が行われる。
According to the charge transfer device of the first aspect, the output of the potential detection transistor for generating a voltage having a correlation with the electrostatic potential under the reset gate in the vicinity of the reset transistor is given to the reset drain of the reset transistor. naturally vary according to the variation of the electrostatic potential level of the reset drain of the transistor caused by manufacturing, therefore, even without large comb amplitudes applied to the reset gate also automatically without level adjustment of the reset pulse The level is adjusted and proper operation is performed.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0024[Name of item to be corrected] 0024

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0024】[0024]

【発明の効果】請求項1の電荷転送装置は、リセットト
ランジスタ近傍に上記リセットゲート下の静電ポテンシ
ャルと相関性の有る電圧を発生するポテンシャル検出ト
ランジスタを設け、該ポテンシャル検出トランジスタの
出力端子を上記リセットトランジスタのリセットドレイ
ンに接続したことを特徴とするものである。従って、請
求項1の電荷転送装置によれば、リセットトランジスタ
近傍にリセットゲート下の静電ポテンシャルと相関性の
ある電圧を発生するポテンシャル検出トランジスタの出
力をリセットトランジスタのリセットドレインに与える
ので、リセットトランジスタのリセットドレインのレベ
ルが製造により生じた静電ポテンシャルのバラツキに応
じて自ずと変るので、リセットゲートに印加する振幅を
大きくしなくても、またリセットゲートのレベル調整を
しなくても適正な動作が行われる。
According to the charge transfer device of the present invention, a potential detecting transistor for generating a voltage having a correlation with the electrostatic potential under the reset gate is provided in the vicinity of the reset transistor, and the output terminal of the potential detecting transistor is the above-mentioned. It is characterized by being connected to the reset drain of the reset transistor. Therefore, according to the charge transfer device of the first aspect, the output of the potential detection transistor that generates a voltage having a correlation with the electrostatic potential under the reset gate near the reset transistor is given to the reset drain of the reset transistor. Since the level of the reset drain of changes automatically depending on the variation of the electrostatic potential caused by manufacturing, the amplitude applied to the reset gate
Even without large comb and proper operation is performed without the level adjustment of the reset gate.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図5[Name of item to be corrected] Figure 5

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図5】 [Figure 5]

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電荷転送部からの信号電荷を一時的に蓄
えるフローティングディフュージョンとリセットゲート
とリセットドレインからなるリセットトランジスタを有
する電荷転送装置において、 リセットトランジスタ近傍に上記リセットゲート下の静
電ポテンシャルと相関性の有る電圧を発生するポテンシ
ャル検出トランジスタを設け、 上記ポテンシャル検出トランジスタの出力端子を上記リ
セットトランジスタのリセットドレインに接続したこと
を特徴とする電荷転送装置
1. A charge transfer device having a floating diffusion for temporarily storing signal charges from a charge transfer section, and a reset transistor consisting of a reset gate and a reset drain, in the vicinity of the reset transistor and correlation with an electrostatic potential under the reset gate. Charge transfer device characterized in that a potential detection transistor for generating a voltage having a characteristic is provided, and an output terminal of the potential detection transistor is connected to a reset drain of the reset transistor.
【請求項2】 リセットトランジスタのリセットドレイ
ンをポテンシャル検出トランジスタのソースとしたこと
を特徴とする請求項1記載の電荷転送装置
2. The charge transfer device according to claim 1, wherein the reset drain of the reset transistor is used as the source of the potential detection transistor.
【請求項3】 ポテンシャル検出トランジスタのゲート
を接地したことを特徴とする請求項1又は2記載の電荷
転送装置
3. A charge transfer device according to claim 1, wherein the gate of the potential detection transistor is grounded.
JP4307517A 1992-10-20 1992-10-20 Charge transfer device Pending JPH06133227A (en)

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JP (1) JPH06133227A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6600513B1 (en) 1998-01-30 2003-07-29 Sharp Kabushiki Kaisha Charge transfer device
JP2009182834A (en) * 2008-01-31 2009-08-13 Nec Electronics Corp Ccd device and driving method
JP2010050493A (en) * 2009-12-02 2010-03-04 Sony Corp Solid-state image sensor

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JP2009182834A (en) * 2008-01-31 2009-08-13 Nec Electronics Corp Ccd device and driving method
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