JPH06151806A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPH06151806A JPH06151806A JP4296062A JP29606292A JPH06151806A JP H06151806 A JPH06151806 A JP H06151806A JP 4296062 A JP4296062 A JP 4296062A JP 29606292 A JP29606292 A JP 29606292A JP H06151806 A JPH06151806 A JP H06151806A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- section
- image pickup
- effective image
- optical black
- transfer register
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 暗信号成分の補正をする黒レベルの基準信号
を確実に得る。 【構成】 光学的黒部２の電荷転送レジスタＲ2 のピン
ニング電圧を有効撮像部１の電荷転送レジスタのピンニ
ング電圧より正側に移行させる。
を確実に得る。 【構成】 光学的黒部２の電荷転送レジスタＲ2 のピン
ニング電圧を有効撮像部１の電荷転送レジスタのピンニ
ング電圧より正側に移行させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置に係わ
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像装置においては、入力光が無い
状態において発生する暗電流による暗信号出力成分を較
正するための基準となる黒レベル設定用の信号を取り出
す光学的黒部が設けられる。
状態において発生する暗電流による暗信号出力成分を較
正するための基準となる黒レベル設定用の信号を取り出
す光学的黒部が設けられる。
【０００３】この種の固体撮像装置は、例えば図７にそ
の略線的正面図を示すように、撮像を行う有効撮像部１
はもとよりその外側に、この有効撮像部１を構成するた
めのフォトダイオード部と電荷転送レジスタ部の形成と
共に、同様のフォトダイオード部と電荷転送レジスタ部
とを有効撮像部１外にも同時に形成し、この有効撮像部
１外の表面に図７に斜線を付して示すように、遮光体を
被覆して黒レベル信号、すなわち黒レベル設定用の基準
信号を取り出す光学的黒部２が形成されて成る。
の略線的正面図を示すように、撮像を行う有効撮像部１
はもとよりその外側に、この有効撮像部１を構成するた
めのフォトダイオード部と電荷転送レジスタ部の形成と
共に、同様のフォトダイオード部と電荷転送レジスタ部
とを有効撮像部１外にも同時に形成し、この有効撮像部
１外の表面に図７に斜線を付して示すように、遮光体を
被覆して黒レベル信号、すなわち黒レベル設定用の基準
信号を取り出す光学的黒部２が形成されて成る。
【０００４】図８は、この従来の固体撮像装置の有効撮
像部１と光学的黒部２との各一部の断面図を示す。
像部１と光学的黒部２との各一部の断面図を示す。
【０００５】１０は、シリコン等の半導体基板で、この
例では、ｎ型の半導体サブストレイト１１上にｐ型の半
導体層１２が形成されてなる。この半導体層１２に、そ
の表面に臨んで水平及び垂直方向にそれぞれ所要の間隔
を保持して複数のフォトダイオード部ＰＤが配列形成さ
れ、各共通の列上に配列されたフォトダイオード部ＰＤ
に対して垂直レジスタを構成する電荷転送レジスタＲが
形成されて成る。
例では、ｎ型の半導体サブストレイト１１上にｐ型の半
導体層１２が形成されてなる。この半導体層１２に、そ
の表面に臨んで水平及び垂直方向にそれぞれ所要の間隔
を保持して複数のフォトダイオード部ＰＤが配列形成さ
れ、各共通の列上に配列されたフォトダイオード部ＰＤ
に対して垂直レジスタを構成する電荷転送レジスタＲが
形成されて成る。
【０００６】フォトダイオード部ＰＤは、ｎ型領域１３
上にｐ型領域１４が形成されて成り、電荷転送レジスタ
部Ｒは、ｐ型領域１５上にｎ型領域１６が形成されて成
る。
上にｐ型領域１４が形成されて成り、電荷転送レジスタ
部Ｒは、ｐ型領域１５上にｎ型領域１６が形成されて成
る。
【０００７】１７は高濃度のｐ型領域より成るチャンネ
ルトップ領域で、各フォトダイオード部ＰＤとこれらに
対応する電荷転送レジスタ部Ｒの外周を囲んで互いに電
気的に分離すべき部分間に形成される。
ルトップ領域で、各フォトダイオード部ＰＤとこれらに
対応する電荷転送レジスタ部Ｒの外周を囲んで互いに電
気的に分離すべき部分間に形成される。
【０００８】半導体基板１０の、フォトダイオード部Ｐ
Ｄや、電荷転送レジスタ部Ｒ等が配列形成された主面上
には、ＳｉＯ2 等の絶縁層１８が被着形成され、電荷転
送レジスタ部Ｒの転送電極１９が形成され、例えば２相
或いは３相等の電荷転送素子ＣＣＤ（チャージ・カプル
ド・デバイス）によるレジスタが形成される。
Ｄや、電荷転送レジスタ部Ｒ等が配列形成された主面上
には、ＳｉＯ2 等の絶縁層１８が被着形成され、電荷転
送レジスタ部Ｒの転送電極１９が形成され、例えば２相
或いは３相等の電荷転送素子ＣＣＤ（チャージ・カプル
ド・デバイス）によるレジスタが形成される。
【０００９】そして、電極１９の表面を覆って、ＳｉＯ
2 等の絶縁層２０が形成され、例えば全面的にＡｌ層等
の遮光体２１が形成される。そして、この遮光体２１を
例えばフォトリソグラフィ等による選択的エッチングを
行って、その受光がなされるべき、すなわち有効撮像部
１となるフォトダイオード部ＰＤ上に窓２１Ｗを穿設
る。
2 等の絶縁層２０が形成され、例えば全面的にＡｌ層等
の遮光体２１が形成される。そして、この遮光体２１を
例えばフォトリソグラフィ等による選択的エッチングを
行って、その受光がなされるべき、すなわち有効撮像部
１となるフォトダイオード部ＰＤ上に窓２１Ｗを穿設
る。
【００１０】つまり、共通の半導体基板１０上に、同一
のフォトダイオード部ＰＤと、電荷転送レジスタ部Ｒと
が形成された有効撮像部１と、その外側において、光学
的黒部２とが同時に形成された構成が採られる。
のフォトダイオード部ＰＤと、電荷転送レジスタ部Ｒと
が形成された有効撮像部１と、その外側において、光学
的黒部２とが同時に形成された構成が採られる。
【００１１】そして、この構成において、有効撮像部１
において、目的とする光学像の撮像を行い、この撮像光
学像に応じて各フォトダイオード部ＰＤに発生した電荷
を電荷転送レジスタ部２によって転送して撮像信号出力
を取り出すものであるが、この場合、その光学像が黒、
つまり入力光がゼロの場合でも、フォトダイオード部Ｐ
Ｄ及び電荷転送レジスタ部Ｒで暗電流が発生することか
ら、この暗電流信号成分を検出して、この暗信号成分を
黒レベルとして補正（較正）する事が必要となり、この
暗信号成分、すなわち黒レベルを、上述の光学的黒部２
によって得るという方法がとられる。
において、目的とする光学像の撮像を行い、この撮像光
学像に応じて各フォトダイオード部ＰＤに発生した電荷
を電荷転送レジスタ部２によって転送して撮像信号出力
を取り出すものであるが、この場合、その光学像が黒、
つまり入力光がゼロの場合でも、フォトダイオード部Ｐ
Ｄ及び電荷転送レジスタ部Ｒで暗電流が発生することか
ら、この暗電流信号成分を検出して、この暗信号成分を
黒レベルとして補正（較正）する事が必要となり、この
暗信号成分、すなわち黒レベルを、上述の光学的黒部２
によって得るという方法がとられる。
【００１２】ところが、この構成による場合、実際上有
効撮像部１における暗電流出力と、光学的黒部２におけ
る暗電流出力とに差があって、正確な補正がなされない
という問題点が生じている。
効撮像部１における暗電流出力と、光学的黒部２におけ
る暗電流出力とに差があって、正確な補正がなされない
という問題点が生じている。
【００１３】これは、Ａｌ等の遮光体２１が被着れた光
学的黒部２におけるフォトダイオード部ＰＤの表面準位
は、Ａｌ等の遮光体２１が被着れていない有効撮像部１
におけるフォトダイオード部ＰＤのそれより多いことに
よると思われる。
学的黒部２におけるフォトダイオード部ＰＤの表面準位
は、Ａｌ等の遮光体２１が被着れていない有効撮像部１
におけるフォトダイオード部ＰＤのそれより多いことに
よると思われる。
【００１４】すなわち、今、各有効撮像部１及び光学的
黒部２の各電荷転送レジスタ部Ｒと、フォトダイオード
部ＰＤとに生じる各暗信号出力成分の大小関係を模式的
に示すと、図９のようになり、有効撮像部１と光学的黒
部２との暗信号出力には、ΔＩだけの差が生じる。
黒部２の各電荷転送レジスタ部Ｒと、フォトダイオード
部ＰＤとに生じる各暗信号出力成分の大小関係を模式的
に示すと、図９のようになり、有効撮像部１と光学的黒
部２との暗信号出力には、ΔＩだけの差が生じる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
固体撮像装置における暗信号出力すなわち黒レベル設定
を正確に行うことができるように、その光学的黒部から
得る暗信号出力と有効撮像部における暗信号出力の一致
をはかる。
固体撮像装置における暗信号出力すなわち黒レベル設定
を正確に行うことができるように、その光学的黒部から
得る暗信号出力と有効撮像部における暗信号出力の一致
をはかる。
【００１６】
【課題を解決するための手段】第１の本発明は、図１に
示すように、共通の基体１０に、それぞれフォトダイオ
ード部ＰＤ1 とＰＤ2 、及び電荷転送レジスタ部Ｒ1 と
Ｒと2 を有する有効撮像部１と黒レベル信号を取り出す
光学的黒部１とを有して成り、光学的黒部２の電荷転送
レジスタ部Ｒ2 のピンニング電圧Ｖｐ2 を、有効撮像部
１のピンニング電圧Ｖｐ1 に比して正側に移動させる。
示すように、共通の基体１０に、それぞれフォトダイオ
ード部ＰＤ1 とＰＤ2 、及び電荷転送レジスタ部Ｒ1 と
Ｒと2 を有する有効撮像部１と黒レベル信号を取り出す
光学的黒部１とを有して成り、光学的黒部２の電荷転送
レジスタ部Ｒ2 のピンニング電圧Ｖｐ2 を、有効撮像部
１のピンニング電圧Ｖｐ1 に比して正側に移動させる。
【００１７】第２の本発明は、図１に示すように、上述
の光学的黒部２の電荷転送レジスタ部Ｒ2 の表面のｎ型
不純物濃度を、有効撮像部１の電荷転送レジスタ部Ｒ1
の表面のｎ型不純物濃度に比して大に選定して光学的黒
部１の電荷転送レジスタ部のピンニング電圧Ｖｐ2 を、
有効撮像部１のピンニング電圧Ｐｐ1 に比して正側に移
動させる。
の光学的黒部２の電荷転送レジスタ部Ｒ2 の表面のｎ型
不純物濃度を、有効撮像部１の電荷転送レジスタ部Ｒ1
の表面のｎ型不純物濃度に比して大に選定して光学的黒
部１の電荷転送レジスタ部のピンニング電圧Ｖｐ2 を、
有効撮像部１のピンニング電圧Ｐｐ1 に比して正側に移
動させる。
【００１８】第３の本発明は、図２に示すように、上述
の光学的黒部２の電荷転送レジスタ部Ｒ2 の幅Ｗｒ2
を、有効撮像部１の電荷転送レジスタ部Ｒ1 の幅Ｗｒ1
より小に選定して光学的黒部１の電荷転送レジスタ部Ｒ
2 のピンニング電圧Ｖｐ2 を、有効撮像部１のピンニン
グ電圧Ｖｐ1 に比して正側に移動させる。
の光学的黒部２の電荷転送レジスタ部Ｒ2 の幅Ｗｒ2
を、有効撮像部１の電荷転送レジスタ部Ｒ1 の幅Ｗｒ1
より小に選定して光学的黒部１の電荷転送レジスタ部Ｒ
2 のピンニング電圧Ｖｐ2 を、有効撮像部１のピンニン
グ電圧Ｖｐ1 に比して正側に移動させる。
【００１９】第４の本発明は、図３に示すように、上述
の光学的黒部２のフォトダイオード部ＰＤ2 の面積を、
有効撮像部１のフォトダイオード部ＰＤ1 の面積より小
に選定する。
の光学的黒部２のフォトダイオード部ＰＤ2 の面積を、
有効撮像部１のフォトダイオード部ＰＤ1 の面積より小
に選定する。
【００２０】
【作用】第１〜第３の本発明においては、光学的黒部２
の電荷転送レジスタ部Ｒ2 のピンニング電圧Ｖｐ2 を、
有効撮像部１のピンニング電圧Ｖｐ1 に比して正側に移
動させるものであり、このようにすることによって、図
４で模式的に示すように、光学的黒部２における電荷転
送レジスタ部Ｒ2 における暗信号出力成分を、有効撮像
部１における電荷転送レジスタ部Ｒ1 における暗信号出
力成分より小とすることがき、これによって有効撮像部
１と光学的黒部２との各全体の暗信号出力を等しく或い
は殆ど等しくする。
の電荷転送レジスタ部Ｒ2 のピンニング電圧Ｖｐ2 を、
有効撮像部１のピンニング電圧Ｖｐ1 に比して正側に移
動させるものであり、このようにすることによって、図
４で模式的に示すように、光学的黒部２における電荷転
送レジスタ部Ｒ2 における暗信号出力成分を、有効撮像
部１における電荷転送レジスタ部Ｒ1 における暗信号出
力成分より小とすることがき、これによって有効撮像部
１と光学的黒部２との各全体の暗信号出力を等しく或い
は殆ど等しくする。
【００２１】図５はＣＣＤ型の電荷転送シフトレジスタ
の各領域（蓄積領域、転送領域）の印加電圧と暗信号出
力との関係を示すもので、ＶL ，ＶH は、例えばそのク
ロック電圧を示す。
の各領域（蓄積領域、転送領域）の印加電圧と暗信号出
力との関係を示すもので、ＶL ，ＶH は、例えばそのク
ロック電圧を示す。
【００２２】そして、ピンニング電圧とは、これより負
に深い電圧が与えられた状態では、表面状態が、ホール
の蓄積状態（アキュムレート状態）にあって、暗電流が
発生しにくい状態にあり、この電圧以上でこのアキュム
レート状態が減少して電子が流れ得る状態となる電圧で
ある。
に深い電圧が与えられた状態では、表面状態が、ホール
の蓄積状態（アキュムレート状態）にあって、暗電流が
発生しにくい状態にあり、この電圧以上でこのアキュム
レート状態が減少して電子が流れ得る状態となる電圧で
ある。
【００２３】本発明では、図５中実線図示の有効撮像部
１の電荷転送レジスタ部Ｒ1 のピンニング電圧Ｖｐ1 よ
り破線図示の光学的黒部２の電荷転送レジスタ部Ｒ2 の
ピンニング電圧Ｖｐ2 を正側に選定したことによって、
電圧ＶL ，ＶH において、共に暗信号出力は有効撮像部
１の電荷転送レジスタ部Ｒ1 に比し、光学的黒部２の電
荷転送レジスタ部Ｒ2 において小となる。
１の電荷転送レジスタ部Ｒ1 のピンニング電圧Ｖｐ1 よ
り破線図示の光学的黒部２の電荷転送レジスタ部Ｒ2 の
ピンニング電圧Ｖｐ2 を正側に選定したことによって、
電圧ＶL ，ＶH において、共に暗信号出力は有効撮像部
１の電荷転送レジスタ部Ｒ1 に比し、光学的黒部２の電
荷転送レジスタ部Ｒ2 において小となる。
【００２４】したがってこのピンニング電圧Ｖｐ2 を有
効撮像部１と光学的黒部２の各フォトダイオードＰＤ1
とＰＤ2 との遮光体の有無による暗電流の差ΔＩを予め
実験的に測定しておいた結果に基いて、この差ΔＩが生
じる｜Ｖｐ1 −Ｖｐ2 ｜を設定しておけば、有効撮像部
１と光学的黒部２における暗信号成分の関係を図４で模
式的に示すように、有効撮像部１のフォトダイオードＰ
Ｄ1 に比して、光学的黒部２のフォトダイオードＰＤ2
における暗信号成分が大であるにも係わらず有効撮像部
１の電荷転送レジスタ部Ｒ1 に比して、光学的黒部２の
電荷転送レジスタ部Ｒ2 の暗信号成分が小とされたこと
によって、有効撮像部１と光学的黒部２の各全暗信号量
を等しくもしくは殆ど等しくすることができる。
効撮像部１と光学的黒部２の各フォトダイオードＰＤ1
とＰＤ2 との遮光体の有無による暗電流の差ΔＩを予め
実験的に測定しておいた結果に基いて、この差ΔＩが生
じる｜Ｖｐ1 −Ｖｐ2 ｜を設定しておけば、有効撮像部
１と光学的黒部２における暗信号成分の関係を図４で模
式的に示すように、有効撮像部１のフォトダイオードＰ
Ｄ1 に比して、光学的黒部２のフォトダイオードＰＤ2
における暗信号成分が大であるにも係わらず有効撮像部
１の電荷転送レジスタ部Ｒ1 に比して、光学的黒部２の
電荷転送レジスタ部Ｒ2 の暗信号成分が小とされたこと
によって、有効撮像部１と光学的黒部２の各全暗信号量
を等しくもしくは殆ど等しくすることができる。
【００２５】また、第４の本発明では、光学的黒部２の
フォトダイオード部ＰＤ2 の面積を、有効撮像部１のフ
ォトダイオード部ＰＤ1 の面積より小に選定することに
よって、有効撮像部１と光学的黒部２における暗信号成
分の関係を図６で模式的に示すように、遮光体の有無に
よる表面準位の差に基く有効撮像部１のフォトダイオー
ドＰＤ1 に比して、光学的黒部２のフォトダイオードＰ
Ｄ2 における暗信号成分を小とすることによって、有効
撮像部１と光学的黒部２の各全暗信号量を等しくもしく
は殆ど等しくすることができる。
フォトダイオード部ＰＤ2 の面積を、有効撮像部１のフ
ォトダイオード部ＰＤ1 の面積より小に選定することに
よって、有効撮像部１と光学的黒部２における暗信号成
分の関係を図６で模式的に示すように、遮光体の有無に
よる表面準位の差に基く有効撮像部１のフォトダイオー
ドＰＤ1 に比して、光学的黒部２のフォトダイオードＰ
Ｄ2 における暗信号成分を小とすることによって、有効
撮像部１と光学的黒部２の各全暗信号量を等しくもしく
は殆ど等しくすることができる。
【００２６】上述したように、本発明においては、有効
撮像部１と光学的黒部２との暗信号量を同等にすること
ができるので、有効撮像部１の入力光がゼロの状態での
暗信号出力すなわち黒レベルの信号を、確実に光学的黒
部２から取り出すことができ、正確な撮像信号を得るこ
とができる。
撮像部１と光学的黒部２との暗信号量を同等にすること
ができるので、有効撮像部１の入力光がゼロの状態での
暗信号出力すなわち黒レベルの信号を、確実に光学的黒
部２から取り出すことができ、正確な撮像信号を得るこ
とができる。
【００２７】
【実施例】図１を参照して、第１の本発明の一実施例を
説明する。この場合においても、図８で説明した構成に
対応する構成を採った場合で、図１において、図８に対
応する部分には同一符号を付して示す。
説明する。この場合においても、図８で説明した構成に
対応する構成を採った場合で、図１において、図８に対
応する部分には同一符号を付して示す。
【００２８】すなわち、この場合においても、ｎ型の半
導体サブストレイト１１上にｐ型の半導体層１２が形成
されたシリコン等の半導体基板１０によって形成され
る。
導体サブストレイト１１上にｐ型の半導体層１２が形成
されたシリコン等の半導体基板１０によって形成され
る。
【００２９】そして、半導体層１２にその表面に臨ん
で、有効撮像部１の形成部と光学的黒部２の形成部と
に、それぞれ水平及び垂直方向にそれぞれ所要の間隔を
保持して複数のフォトダイオード部ＰＤ1 とＰＤ2 とを
配列形成し、各共通の列上に配列されたフォトダイオー
ド部ＰＤ1 とＰＤ2 にそれぞれ対応して垂直レジスタを
構成する電荷転送レジスタＲ1 とＲ2 を形成する。
で、有効撮像部１の形成部と光学的黒部２の形成部と
に、それぞれ水平及び垂直方向にそれぞれ所要の間隔を
保持して複数のフォトダイオード部ＰＤ1 とＰＤ2 とを
配列形成し、各共通の列上に配列されたフォトダイオー
ド部ＰＤ1 とＰＤ2 にそれぞれ対応して垂直レジスタを
構成する電荷転送レジスタＲ1 とＲ2 を形成する。
【００３０】半導体基板１０の、フォトダイオード部Ｐ
Ｄ1 及びＰＤ2 や、電荷転送レジスタ部Ｒ1 及びＲ2 等
が配列形成された主面上には、ＳｉＯ2 等の絶縁層１８
が被着形成され、電荷転送レジスタ部Ｒ1 及びＲ2 の転
送電極１９が形成され、例えば２相或いは３相等の電荷
転送素子ＣＣＤ（チャージ・カプルド・デバイス）によ
るレジスタが形成される。
Ｄ1 及びＰＤ2 や、電荷転送レジスタ部Ｒ1 及びＲ2 等
が配列形成された主面上には、ＳｉＯ2 等の絶縁層１８
が被着形成され、電荷転送レジスタ部Ｒ1 及びＲ2 の転
送電極１９が形成され、例えば２相或いは３相等の電荷
転送素子ＣＣＤ（チャージ・カプルド・デバイス）によ
るレジスタが形成される。
【００３１】フォトダイオード部ＰＤ1 及びＰＤ2 は、
それぞれｎ型領域１３1 及び１３2上にｐ型領域１４1
及び１４2 が形成されて成る。
それぞれｎ型領域１３1 及び１３2上にｐ型領域１４1
及び１４2 が形成されて成る。
【００３２】電荷転送レジスタ部Ｒ1 及びＲ2 は、ｐ型
領域１５上にｎ型領域１６が形成され各フォトダイオー
ド部ＰＤ1 及びＰＤ2 で生じた電荷を図１において紙面
と直交する方向を電荷転送として図示しないが複数組の
蓄積領域と転送領域とが絶縁層１８の厚さ、不純物濃度
等の相違によって転送方向にポテンシャルの段階が生じ
るようになされる。
領域１５上にｎ型領域１６が形成され各フォトダイオー
ド部ＰＤ1 及びＰＤ2 で生じた電荷を図１において紙面
と直交する方向を電荷転送として図示しないが複数組の
蓄積領域と転送領域とが絶縁層１８の厚さ、不純物濃度
等の相違によって転送方向にポテンシャルの段階が生じ
るようになされる。
【００３３】１７は高濃度のｐ型領域より成るチャンネ
ルトップ領域で、各フォトダイオード部ＰＤとこれらに
対応する電荷転送レジスタ部Ｒの外周を囲んで互いに電
気的に分離すべき部分間に形成される。
ルトップ領域で、各フォトダイオード部ＰＤとこれらに
対応する電荷転送レジスタ部Ｒの外周を囲んで互いに電
気的に分離すべき部分間に形成される。
【００３４】そして、電極１９の表面を覆って、ＳｉＯ
2 等の絶縁層２０が形成され、例えば全面的にＡｌ層等
の遮光体２１が形成される。そして、この遮光体２１を
例えばフォトリソグラフィ等による選択的エッチングを
行って、その受光がなされるべき、すなわち有効撮像部
１となるフォトダイオード部ＰＤ1 上に窓２１Ｗを穿設
する。
2 等の絶縁層２０が形成され、例えば全面的にＡｌ層等
の遮光体２１が形成される。そして、この遮光体２１を
例えばフォトリソグラフィ等による選択的エッチングを
行って、その受光がなされるべき、すなわち有効撮像部
１となるフォトダイオード部ＰＤ1 上に窓２１Ｗを穿設
する。
【００３５】つまり、共通の半導体基板１０上に、フォ
トダイオード部ＰＤ1 と、電荷転送レジスタ部Ｒとが形
成された有効撮像部１と、その外側において、遮光体２
１によって遮光されたフォトダイオード部ＰＤ2 と電荷
転送レジスタＲ2 とが形成された光学的黒部２とが構成
される。
トダイオード部ＰＤ1 と、電荷転送レジスタ部Ｒとが形
成された有効撮像部１と、その外側において、遮光体２
１によって遮光されたフォトダイオード部ＰＤ2 と電荷
転送レジスタＲ2 とが形成された光学的黒部２とが構成
される。
【００３６】そして、この構成において、光学的黒部２
の垂直レジスタＲ2 のピニング電圧Ｖｐ2 を有効撮像部
１の垂直レジスタＲ1 のピニング電圧Ｖｐ1 より正側に
変化させる。
の垂直レジスタＲ2 のピニング電圧Ｖｐ2 を有効撮像部
１の垂直レジスタＲ1 のピニング電圧Ｖｐ1 より正側に
変化させる。
【００３７】このピニング電圧Ｖｐ2 をＶｐ1 より大に
するために、レジスタ部Ｒ1 とＲ2の領域１４1 及び１
４2 の不純物濃度を変える。
するために、レジスタ部Ｒ1 とＲ2の領域１４1 及び１
４2 の不純物濃度を変える。
【００３８】具体的な方法として、図１に示すように、
領域１４2 表面のｎ型不純物濃度を領域１４1 のそれよ
り大にする。
領域１４2 表面のｎ型不純物濃度を領域１４1 のそれよ
り大にする。
【００３９】すなわち、光学的黒部２における垂直レジ
スタＲ2 の表面のホールのアキュレーション状態が消失
される電圧が有効撮像部１におけるそれより正側に移行
するよう領域１４2 のポテンシャルを浅くする。
スタＲ2 の表面のホールのアキュレーション状態が消失
される電圧が有効撮像部１におけるそれより正側に移行
するよう領域１４2 のポテンシャルを浅くする。
【００４０】このようにすることによって前述した図２
での説明のように、光学的黒部２のレジスタＲ2 の暗信
号出力を有効撮像部１におけるそれより小にできること
から、このピニング電圧の差を、フォトダイオードＰＤ
2 とＰＤ4 の遮光体２１の有無による暗電流の差を実験
的に求めておいて、これにもとづいて設定することによ
って、すなわち図４で示すように、光学的黒部２におけ
るフォトダイオードＰＤ2 と有効撮像部１のフォトダイ
オードＰＤ1 の暗信号成分の差を相殺するように、光学
的黒部２におけるレジスタＲ2 の暗信号成分を、有効撮
像部１のレジスタ部Ｒ1 の暗信号成分より小とすること
ができ、結局、光学的黒部２の出力が、有効撮像部１の
実際の暗信号出力と一致させることができる。
での説明のように、光学的黒部２のレジスタＲ2 の暗信
号出力を有効撮像部１におけるそれより小にできること
から、このピニング電圧の差を、フォトダイオードＰＤ
2 とＰＤ4 の遮光体２１の有無による暗電流の差を実験
的に求めておいて、これにもとづいて設定することによ
って、すなわち図４で示すように、光学的黒部２におけ
るフォトダイオードＰＤ2 と有効撮像部１のフォトダイ
オードＰＤ1 の暗信号成分の差を相殺するように、光学
的黒部２におけるレジスタＲ2 の暗信号成分を、有効撮
像部１のレジスタ部Ｒ1 の暗信号成分より小とすること
ができ、結局、光学的黒部２の出力が、有効撮像部１の
実際の暗信号出力と一致させることができる。
【００４１】したがって、この光学的黒部２からの出力
を有効撮像部１の黒レベルの基準信号として用いて暗信
号成分の補正を正確に行うことができることになる。
を有効撮像部１の黒レベルの基準信号として用いて暗信
号成分の補正を正確に行うことができることになる。
【００４２】また、上述した不純物濃度の選定に代えて
或いはこれと同時に光学的黒部２のレジスタ部Ｒ2 の幅
Ｗｒ2 を、有効撮像部１のレジスタ部Ｒ1 の幅Ｗｒ1 よ
り小にする。
或いはこれと同時に光学的黒部２のレジスタ部Ｒ2 の幅
Ｗｒ2 を、有効撮像部１のレジスタ部Ｒ1 の幅Ｗｒ1 よ
り小にする。
【００４３】このように、レジスタＲ2 を幅狭とするこ
とによってその蓄積領域ないしは転送領域がその周囲の
ｐ型領域によって影響されるポテンシャルが領域中央に
まで、すなわち表面のホールのアキュムレーション状態
を強く保持することになり、このレジスタＲ2 のピンニ
ング電圧Ｖｐ2 を、有効撮像部１のレジスタＲ1 のピン
ニング電圧Ｖｐ1 より正側に移行させることができ、図
４で説明したと同様の効果を得ることができる。
とによってその蓄積領域ないしは転送領域がその周囲の
ｐ型領域によって影響されるポテンシャルが領域中央に
まで、すなわち表面のホールのアキュムレーション状態
を強く保持することになり、このレジスタＲ2 のピンニ
ング電圧Ｖｐ2 を、有効撮像部１のレジスタＲ1 のピン
ニング電圧Ｖｐ1 より正側に移行させることができ、図
４で説明したと同様の効果を得ることができる。
【００４４】また、上述した例は、レジスタ部Ｒ1 ，Ｒ
2 のピンニング電圧を変えた場合であるが、これと同時
に或いは、これに代えて図３で示すように光学的黒部２
のフォトダイオードＰＤ2 の例えば幅Ｗ2pを、有効撮像
部１のフォトダイオードＰＤ 1 の幅Ｗ1pより小としてフ
ォトダイオードＰＤ2 の面積をフォトダイオードＰＤ 1
の面積より小さくすることによって図６に示すように両
者の暗信号成分のを一致させて光学的黒部２における暗
信号出力を有効撮像部１における暗信号出力に一致させ
る。
2 のピンニング電圧を変えた場合であるが、これと同時
に或いは、これに代えて図３で示すように光学的黒部２
のフォトダイオードＰＤ2 の例えば幅Ｗ2pを、有効撮像
部１のフォトダイオードＰＤ 1 の幅Ｗ1pより小としてフ
ォトダイオードＰＤ2 の面積をフォトダイオードＰＤ 1
の面積より小さくすることによって図６に示すように両
者の暗信号成分のを一致させて光学的黒部２における暗
信号出力を有効撮像部１における暗信号出力に一致させ
る。
【００４５】尚、上述した光学的黒部２のレジスタ部Ｒ
2 の幅を小さくする場合も、また、フォトダイオードＰ
Ｄ2 の面積を小とする場合の、いずれもその寸法の選定
を正確かつ簡単に行う上で、フォトダイオードＰＤ2 と
レジスタＲ2 の間隔が、有効撮像部１におけるフォトダ
イオードＰＤ1 とレジスタＲ1 の間隔と一致させるよう
に、つまり、いずれの場合も、レジスタＲ2 をフォトダ
イオードＰＤ2 とは反対側から狭めた構成、或いはフォ
トダイオードＰＤ2 をレジスタＲ2 とは反対側から狭め
た構成とすることが有利である。
2 の幅を小さくする場合も、また、フォトダイオードＰ
Ｄ2 の面積を小とする場合の、いずれもその寸法の選定
を正確かつ簡単に行う上で、フォトダイオードＰＤ2 と
レジスタＲ2 の間隔が、有効撮像部１におけるフォトダ
イオードＰＤ1 とレジスタＲ1 の間隔と一致させるよう
に、つまり、いずれの場合も、レジスタＲ2 をフォトダ
イオードＰＤ2 とは反対側から狭めた構成、或いはフォ
トダイオードＰＤ2 をレジスタＲ2 とは反対側から狭め
た構成とすることが有利である。
【００４６】尚、上述したところでは、フォトダイオー
ドが水平・垂直方向に配列されたいわば２次元ＣＣＤに
よる撮像装置について主として説明したものであるが、
フォトダイオードが一列配列されたいわゆるリニアセン
サに本発明を適用することもできる。
ドが水平・垂直方向に配列されたいわば２次元ＣＣＤに
よる撮像装置について主として説明したものであるが、
フォトダイオードが一列配列されたいわゆるリニアセン
サに本発明を適用することもできる。
【００４７】また、図示の例では埋込ＣＣＤ型構成とさ
れているが表面ＣＣＤ型構成に適用することもできる。
れているが表面ＣＣＤ型構成に適用することもできる。
【００４８】
【発明の効果】第１〜第３の本発明においては、上述し
たように、図５中破線で示すように、光学的黒部２の電
荷転送レジスタ部Ｒ2 のピンニング電圧Ｖｐ2 を、図５
中実線で示す有効撮像部１のピンニング電圧Ｖｐ1 に比
して正側に移動させることによって、図４で模式的に示
すように、光学的黒部２における電荷転送レジスタ部Ｒ
2 における暗信号出力成分を、有効撮像部１における電
荷転送レジスタ部Ｒ1 における暗信号出力成分より小と
することがき、これによって有効撮像部１と光学的黒部
２との各全体の暗信号出力を等しく或いは殆ど等しくす
ることができるので正確な黒レベル信号を光学的黒部２
からとり出すことができる。
たように、図５中破線で示すように、光学的黒部２の電
荷転送レジスタ部Ｒ2 のピンニング電圧Ｖｐ2 を、図５
中実線で示す有効撮像部１のピンニング電圧Ｖｐ1 に比
して正側に移動させることによって、図４で模式的に示
すように、光学的黒部２における電荷転送レジスタ部Ｒ
2 における暗信号出力成分を、有効撮像部１における電
荷転送レジスタ部Ｒ1 における暗信号出力成分より小と
することがき、これによって有効撮像部１と光学的黒部
２との各全体の暗信号出力を等しく或いは殆ど等しくす
ることができるので正確な黒レベル信号を光学的黒部２
からとり出すことができる。
【００４９】また、第４の本発明では、光学的黒部２の
フォトダイオード部ＰＤ2 の面積を、有効撮像部１のフ
ォトダイオード部ＰＤ1 の面積より小に選定することに
よって、有効撮像部１と光学的黒部２における暗信号成
分の関係を図６で模式的に示すように、遮光体の有無に
よる表面準位の差に基く有効撮像部１のフォトダイオー
ドＰＤ1 に比して、光学的黒部２のフォトダイオードＰ
Ｄ2 における暗信号成分を小とすることによって、有効
撮像部１と光学的黒部２の各全暗信号量を等しくもしく
は殆ど等しくすることができる。
フォトダイオード部ＰＤ2 の面積を、有効撮像部１のフ
ォトダイオード部ＰＤ1 の面積より小に選定することに
よって、有効撮像部１と光学的黒部２における暗信号成
分の関係を図６で模式的に示すように、遮光体の有無に
よる表面準位の差に基く有効撮像部１のフォトダイオー
ドＰＤ1 に比して、光学的黒部２のフォトダイオードＰ
Ｄ2 における暗信号成分を小とすることによって、有効
撮像部１と光学的黒部２の各全暗信号量を等しくもしく
は殆ど等しくすることができる。
【００５０】また、本発明では光学的黒部２で、そのシ
フトレジスタの幅等の縮小化をはかるものであるが、こ
の光学的黒部２で扱う電荷量は、暗信号成分に過ぎない
小さいものであるので、転送効率の影響を受けるおそれ
もない。
フトレジスタの幅等の縮小化をはかるものであるが、こ
の光学的黒部２で扱う電荷量は、暗信号成分に過ぎない
小さいものであるので、転送効率の影響を受けるおそれ
もない。
【００５１】上述したように、本発明においては、有効
撮像部１と光学的黒部２との暗信号量を同等にすること
ができるので、有効撮像部１の入力光がゼロの状態での
暗信号出力すなわち黒レベルの信号を、確実に光学的黒
部２から取り出すことができ、これを基準として、正確
な撮像出力を得ることができることになる。
撮像部１と光学的黒部２との暗信号量を同等にすること
ができるので、有効撮像部１の入力光がゼロの状態での
暗信号出力すなわち黒レベルの信号を、確実に光学的黒
部２から取り出すことができ、これを基準として、正確
な撮像出力を得ることができることになる。
【図１】本発明装置の一例の要部の断面図である。
【図２】本発明装置の他の例の要部の断面図である。
【図３】本発明装置の他の例の要部の断面図である。
【図４】本発明装置の暗信号成分の説明図である。
【図５】本発明装置の一例の暗信号出力特性曲線図であ
る。
る。
【図６】本発明装置の暗信号成分の説明図である。
【図７】固体撮像装置の正面図である。
【図８】従来装置の要部の断面図である。
【図９】従来装置の暗信号成分の説明図である。
１ 有効撮像部 ２ 光学的黒部 Ｒ1 電荷転送シフトレジスタ部 Ｒ2 電荷転送シフトレジスタ部 ＰＤ1 フォトダイオード ＰＤ2 フォトダイオード
Claims (4)
- 【請求項１】 共通の基板に、それぞれフォトダイオー
ド部と電荷転送レジスタ部とを有する有効撮像部と黒レ
ベル信号を取り出す光学的黒部とを有して成り、 上記光学的黒部の上記電荷転送レジスタ部のピンニング
電圧を、上記有効撮像部のピンニング電圧に比して正側
に移動させたことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 光学的黒部の電荷転送レジスタ部の表面
のｎ型不純物濃度を、上記有効撮像部の電荷転送レジス
タ部の表面のｎ型不純物濃度に比して大に選定したこと
を特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。 - 【請求項３】 光学的黒部の電荷転送レジスタ部の幅
を、上記有効撮像部の電荷転送レジスタ部の幅より小に
選定したことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装
置。 - 【請求項４】 共通の基板に、それぞれフォトダイオー
ド部と電荷転送レジスタ部とを有する有効撮像部と黒レ
ベル信号を取り出す光学的黒部とを有して成り、上記光
学的黒部のフォトダイオード部の面積を、上記有効撮像
部のフォトダイオード部の面積より小に選定したことを
特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4296062A JPH06151806A (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4296062A JPH06151806A (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06151806A true JPH06151806A (ja) | 1994-05-31 |
Family
ID=17828614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4296062A Pending JPH06151806A (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06151806A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5668390A (en) * | 1995-04-20 | 1997-09-16 | Nec Corporation | Solid-state image sensor with element isolation region of high impurity concentration and method of manufacturing the same |
| JP2002246575A (ja) * | 2001-02-15 | 2002-08-30 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
| US6721005B1 (en) * | 1998-12-03 | 2004-04-13 | Sony Corporation | Solid state image sensor having different structures for effective pixel area and optical black area |
| US8901541B2 (en) | 2009-04-07 | 2014-12-02 | Rohm Co., Ltd. | Photoelectric conversion device and image pick-up device |
-
1992
- 1992-11-05 JP JP4296062A patent/JPH06151806A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5668390A (en) * | 1995-04-20 | 1997-09-16 | Nec Corporation | Solid-state image sensor with element isolation region of high impurity concentration and method of manufacturing the same |
| US6721005B1 (en) * | 1998-12-03 | 2004-04-13 | Sony Corporation | Solid state image sensor having different structures for effective pixel area and optical black area |
| JP2002246575A (ja) * | 2001-02-15 | 2002-08-30 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
| US8901541B2 (en) | 2009-04-07 | 2014-12-02 | Rohm Co., Ltd. | Photoelectric conversion device and image pick-up device |
| US9350957B2 (en) | 2009-04-07 | 2016-05-24 | Rohm Co., Ltd. | Photoelectric conversion device and image pick-up device |
| US9628739B2 (en) | 2009-04-07 | 2017-04-18 | Rohm Co., Ltd. | Photoelectric conversion device and image pick-up device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200075645A1 (en) | Solid-state image sensor and camera | |
| EP2980852B1 (en) | Solid-state image sensing element and imaging system | |
| JP3647390B2 (ja) | 電荷転送装置、固体撮像装置及び撮像システム | |
| US7738021B2 (en) | Imaging device | |
| US8816406B2 (en) | Matrix charge-transfer image sensor with asymmetric gate | |
| JP2007299840A (ja) | Ｃｃｄ型固体撮像素子及びその製造方法 | |
| WO2010087372A1 (ja) | 電子増倍機能内蔵型の固体撮像素子 | |
| US20110031573A1 (en) | Solid-state imaging device, imaging apparatus, and manufacturing method of solid-state imaging device | |
| JPH09266296A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP5216259B2 (ja) | 固体撮像素子および撮像装置 | |
| JP2000340784A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPH07226495A (ja) | 減少されたフォトダイオード間のクロストークを有するｃｃｄ画像センサー | |
| JPH06151806A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP3042042B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| WO1996026546A2 (en) | Charge-coupled imaging device having anti-blooming protection and two sets of readout registers | |
| CN106973247B (zh) | 对图像传感器进行时钟控制的方法 | |
| US20190230305A1 (en) | Image sensor | |
| JP3028823B2 (ja) | 電荷結合素子およびこれを用いた固体撮像装置 | |
| JPH08279608A (ja) | 電荷転送素子及び電荷転送素子の駆動方法 | |
| JP2000350100A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH0437166A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JP3092156B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| CN116491127A (zh) | 摄像装置 | |
| JP2007299806A (ja) | 固体撮像装置及びその製造方法 | |
| JP2000277720A (ja) | 固体撮像素子 |