JPH0669048B2 - 電荷転送装置 - Google Patents
電荷転送装置Info
- Publication number
- JPH0669048B2 JPH0669048B2 JP58246365A JP24636583A JPH0669048B2 JP H0669048 B2 JPH0669048 B2 JP H0669048B2 JP 58246365 A JP58246365 A JP 58246365A JP 24636583 A JP24636583 A JP 24636583A JP H0669048 B2 JPH0669048 B2 JP H0669048B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- clock signal
- charge
- transfer
- electrodes
- input terminals
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001444 catalytic combustion detection Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/762—Charge transfer devices
- H01L29/765—Charge-coupled devices
- H01L29/768—Charge-coupled devices with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/76833—Buried channel CCD
- H01L29/76841—Two-Phase CCD
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、転送方向を自由に選択できる電荷転送装置
に関する。
に関する。
従来、電荷転送装置の代表的なものとして、２相駆動の
電荷結合装置（以下CCDと称す）は、第１図（ａ）に示
すように構成されている。図において、11はｐ形の半導
体基板で、この半導体基板11の一表面には埋め込みチャ
ネルを形成するためのｎ形不純物層12が形成される。こ
の不純物層12には、埋め込みチャネルに内の電位分布に
方向性を持たせるためのp-形不純物領域13,13,…が所定
間隔に離間して形成される。上記p-形不純物領域13,13,
…上およびこれらp-形不純物領域13,13間上には絶縁膜1
4を介して転送電極15,15,…が形成される。上記転送装
置15,15,…は重ね合わせ電極構造をなしており、隣接す
る転送電極間がそれぞれ一対として共通接続される。そ
して、上記転送電極対はそれぞれ、クロック信号φ1,φ
２が供給される端子161,162に交互に接続される。
電荷結合装置（以下CCDと称す）は、第１図（ａ）に示
すように構成されている。図において、11はｐ形の半導
体基板で、この半導体基板11の一表面には埋め込みチャ
ネルを形成するためのｎ形不純物層12が形成される。こ
の不純物層12には、埋め込みチャネルに内の電位分布に
方向性を持たせるためのp-形不純物領域13,13,…が所定
間隔に離間して形成される。上記p-形不純物領域13,13,
…上およびこれらp-形不純物領域13,13間上には絶縁膜1
4を介して転送電極15,15,…が形成される。上記転送装
置15,15,…は重ね合わせ電極構造をなしており、隣接す
る転送電極間がそれぞれ一対として共通接続される。そ
して、上記転送電極対はそれぞれ、クロック信号φ1,φ
２が供給される端子161,162に交互に接続される。
第１図（ｂ）は、上記端子161,162に供給されるクロッ
ク信号φ1,φ２のタイミングチャートを示しており、第
１図（ｃ）は上記第１図（ｂ）に示したクロック信号φ
1,φ２の時刻t1,t2において埋め込みチャネル内に形成
される電位分布を液体モデルを用いて示している。第１
図（ｃ）において、17は信号電荷を表わしており、クロ
ック信号φ1,φ２の時間的な変化に対応して、上記信号
電荷17は埋め込みチャネル中を右から左に向かって順次
転送される。
ク信号φ1,φ２のタイミングチャートを示しており、第
１図（ｃ）は上記第１図（ｂ）に示したクロック信号φ
1,φ２の時刻t1,t2において埋め込みチャネル内に形成
される電位分布を液体モデルを用いて示している。第１
図（ｃ）において、17は信号電荷を表わしており、クロ
ック信号φ1,φ２の時間的な変化に対応して、上記信号
電荷17は埋め込みチャネル中を右から左に向かって順次
転送される。
ところで、上述した２相駆動のCCDにおいては、電荷の
転送方向は予め設定されており、逆方向に転送すること
はできない。このため、例えばCCDの出力をゲインを変
えて増幅する場合に、出力が一方からしか得られないた
め回路構成が複雑化する。また、上記CCDを縦続接続し
て密着センサに使用する場合、出力が一方からしか取り
出せないと、連続した出力が得られず、データの順序を
入れ換える信号処理回路が必要となる等の欠点がある。
転送方向は予め設定されており、逆方向に転送すること
はできない。このため、例えばCCDの出力をゲインを変
えて増幅する場合に、出力が一方からしか得られないた
め回路構成が複雑化する。また、上記CCDを縦続接続し
て密着センサに使用する場合、出力が一方からしか取り
出せないと、連続した出力が得られず、データの順序を
入れ換える信号処理回路が必要となる等の欠点がある。
この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、電荷転送動作モードおよび電
荷の転送方向に対する選択の自由度を向上できるすぐれ
た電荷転送装置を提供することである。
その目的とするところは、電荷転送動作モードおよび電
荷の転送方向に対する選択の自由度を向上できるすぐれ
た電荷転送装置を提供することである。
すなわち、この発明においては、上記の目的を達成する
ために、隣り合う転送電極下のチャネル内に形成される
チャネル電位が同一印加電圧に対して異なるように形成
するとともに、隣り合う転送電極を独立に外部に導出
し、上記転送電極に選択的にクロック信号を供給するこ
とにより、上記クロック信号に応じて電荷転送モードお
よび転送方向を自由に選択できるようにしたものであ
る。
ために、隣り合う転送電極下のチャネル内に形成される
チャネル電位が同一印加電圧に対して異なるように形成
するとともに、隣り合う転送電極を独立に外部に導出
し、上記転送電極に選択的にクロック信号を供給するこ
とにより、上記クロック信号に応じて電荷転送モードお
よび転送方向を自由に選択できるようにしたものであ
る。
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。第２図は電荷転送装置全体の概略構成図である。
18は複数の転送電極群、191〜194はクロック信号入力端
子で、このクロック信号入力端子191〜194に選択的にク
ロック信号が供給される。201,211および202,212はそれ
ぞれ入出力回路で各々図面の右から左あるいは左から右
へ転送された電荷をこの電荷量に対応した電圧に変換し
て出力する。なお、201,202は独立に配線された入出力
ゲートであり、信号が右から左へ転送される場合は、20
2が入力ゲート、201が出力ゲートとして働き、左から右
へ転送される場合は、201が入力ゲート、202が出力ゲー
トとして働くようになっている。
する。第２図は電荷転送装置全体の概略構成図である。
18は複数の転送電極群、191〜194はクロック信号入力端
子で、このクロック信号入力端子191〜194に選択的にク
ロック信号が供給される。201,211および202,212はそれ
ぞれ入出力回路で各々図面の右から左あるいは左から右
へ転送された電荷をこの電荷量に対応した電圧に変換し
て出力する。なお、201,202は独立に配線された入出力
ゲートであり、信号が右から左へ転送される場合は、20
2が入力ゲート、201が出力ゲートとして働き、左から右
へ転送される場合は、201が入力ゲート、202が出力ゲー
トとして働くようになっている。
第３図（ａ），（ｂ）は、上記第２図における転送電極
群18の構成を示している。第３図（ａ），（ｂ）におい
て、前記第１図（ｂ）と同一構成部には同じ符号を付し
てその説明は省略する。なお、第３図（ａ）は電荷を図
面の右から左へ転送する場合、第３図（ｂ）は電荷を図
面の左から右へ転送する場合について示している。上記
転送電極群18を構成する転送電極15,15,…は、クロック
信号φ1,φ２が供給されるクロック信号入力端子191〜1
94に独立に選択的に接続されて成る。そして、電荷を図
面の右から左へ転送する場合（第３図（ａ））は、上記
クロック信号入力端子192,193を共通接続して端子161に
接続してクロック信号φ１を供給するとともに、上記ク
ロック信号入力端子191,194を共通接続して端子162に接
続してクロック信号φ２を供給する。上記クロック信号
φ1,φ２が前記第１図（ｂ）に示した波形であったとす
ると、時刻t1,t2における埋め込みチャネル内の電位は
第３図（ｃ）に示すようになる。
群18の構成を示している。第３図（ａ），（ｂ）におい
て、前記第１図（ｂ）と同一構成部には同じ符号を付し
てその説明は省略する。なお、第３図（ａ）は電荷を図
面の右から左へ転送する場合、第３図（ｂ）は電荷を図
面の左から右へ転送する場合について示している。上記
転送電極群18を構成する転送電極15,15,…は、クロック
信号φ1,φ２が供給されるクロック信号入力端子191〜1
94に独立に選択的に接続されて成る。そして、電荷を図
面の右から左へ転送する場合（第３図（ａ））は、上記
クロック信号入力端子192,193を共通接続して端子161に
接続してクロック信号φ１を供給するとともに、上記ク
ロック信号入力端子191,194を共通接続して端子162に接
続してクロック信号φ２を供給する。上記クロック信号
φ1,φ２が前記第１図（ｂ）に示した波形であったとす
ると、時刻t1,t2における埋め込みチャネル内の電位は
第３図（ｃ）に示すようになる。
一方、電荷を図面の左から右へ転送する場合（第３図
（ｂ））は、上記クロック信号入力端子191,193を共通
接続して端子161に接続してクロック信号φ１を供給す
るとともに、上記クロック信号入力端子192,194を共通
接続して端子162に接続してクロック信号φ２を供給す
る。上記クロック信号φ1,φ２が前記第１図（ｂ）に示
した波形であったとすると時刻t1,t2における埋め込み
チャネル内の電位は第３図（ｄ）に示すようになる。
（ｂ））は、上記クロック信号入力端子191,193を共通
接続して端子161に接続してクロック信号φ１を供給す
るとともに、上記クロック信号入力端子192,194を共通
接続して端子162に接続してクロック信号φ２を供給す
る。上記クロック信号φ1,φ２が前記第１図（ｂ）に示
した波形であったとすると時刻t1,t2における埋め込み
チャネル内の電位は第３図（ｄ）に示すようになる。
このような構成によれば、転送電極15,15,…をそれぞれ
独立に形成し、これら転送電極15,15,…を選択的にクロ
ック信号入力端子191〜194に接続し、この端子191〜194
に二相のクロック信号φ1,φ２を選択的に供給するよう
にしたので、クロック信号入力端子191〜194に供給する
クロック信号に応じて埋め込みチャネル内の電位ポテン
シャル分布を変えることができ、電荷の転送方向を制御
できる。
独立に形成し、これら転送電極15,15,…を選択的にクロ
ック信号入力端子191〜194に接続し、この端子191〜194
に二相のクロック信号φ1,φ２を選択的に供給するよう
にしたので、クロック信号入力端子191〜194に供給する
クロック信号に応じて埋め込みチャネル内の電位ポテン
シャル分布を変えることができ、電荷の転送方向を制御
できる。
第４図（ａ）は、この発明の応用例を示すもので、前記
第３図においては２相のクロック信号φ1,φ２駆動した
のに対し、４相のクロック信号φ１〜φ４で駆動するよ
うにしたものである。図において、前記第３図（ａ），
（ｂ）と同一構成部には同じ符号を付してその説明は省
略する。なお、図では電荷を図面の右から左へ転送する
場合について示しており、左から右へ転送する場合は、
クロック信号入力端子191にクロック信号φ１を、192に
φ３を、193にφ４を、194にφ２をそれぞれ供給すれば
良い。
第３図においては２相のクロック信号φ1,φ２駆動した
のに対し、４相のクロック信号φ１〜φ４で駆動するよ
うにしたものである。図において、前記第３図（ａ），
（ｂ）と同一構成部には同じ符号を付してその説明は省
略する。なお、図では電荷を図面の右から左へ転送する
場合について示しており、左から右へ転送する場合は、
クロック信号入力端子191にクロック信号φ１を、192に
φ３を、193にφ４を、194にφ２をそれぞれ供給すれば
良い。
第４図（ｂ）は、上記第４図（ａ）におけるクロック信
号φ１〜φ４のタイミングチャートを示しており、第４
図（ｃ）は埋め込みチャネル内の電位ポテンシャル分布
を示している。ここでクロック信号φ1,φ３のハイレベ
ルに比較してクロック信号φ2,φ４のハイレベルの方が
高く設定されているが、これは電源電圧に対するチャネ
ル電位を全電極共に均一にするためのものである。但
し、４相駆動であればチャネル内の電位が均一でなくて
も転送動作は充分に行ない得る。
号φ１〜φ４のタイミングチャートを示しており、第４
図（ｃ）は埋め込みチャネル内の電位ポテンシャル分布
を示している。ここでクロック信号φ1,φ３のハイレベ
ルに比較してクロック信号φ2,φ４のハイレベルの方が
高く設定されているが、これは電源電圧に対するチャネ
ル電位を全電極共に均一にするためのものである。但
し、４相駆動であればチャネル内の電位が均一でなくて
も転送動作は充分に行ない得る。
このような構成においてもクロック信号φ１〜φ４の与
え方を変えることにより、電荷の転送方向および動作モ
ードを自由に制御できる。また、３相駆動でも同様にし
て実施可能である。
え方を変えることにより、電荷の転送方向および動作モ
ードを自由に制御できる。また、３相駆動でも同様にし
て実施可能である。
第５図（ａ）は、この発明の他の実施例を示すもので、
上記実施例においては埋め込みチャネルとしてのｎ形不
純物層12内に、この埋め込みチャネル内の電位分布に方
向性を持たせるためのp-形不純物領域13,13,…を設けて
いたのに対し、転送電極15,15,…下の絶縁膜14の膜厚を
変える（Δd1,Δd2として示す）ことにより上記電位分
布に方向性を与えるようにしたものである。図におい
て、前記第３図（ａ）と同一構成部には同じ符号を付し
てその説明は省略する。なお、ここでは電荷を図面の右
から左へ転送する場合についてのみ示しており、その電
位分布を第５図（ｂ）に示す。このような構成において
も上記実施例と同様な効果が得られるのはもちろんであ
る。
上記実施例においては埋め込みチャネルとしてのｎ形不
純物層12内に、この埋め込みチャネル内の電位分布に方
向性を持たせるためのp-形不純物領域13,13,…を設けて
いたのに対し、転送電極15,15,…下の絶縁膜14の膜厚を
変える（Δd1,Δd2として示す）ことにより上記電位分
布に方向性を与えるようにしたものである。図におい
て、前記第３図（ａ）と同一構成部には同じ符号を付し
てその説明は省略する。なお、ここでは電荷を図面の右
から左へ転送する場合についてのみ示しており、その電
位分布を第５図（ｂ）に示す。このような構成において
も上記実施例と同様な効果が得られるのはもちろんであ
る。
以上説明したようにこの発明によれば、電荷転送動作モ
ードおよび電荷の転送方向に対する選択の自由度を向上
できるすぐれた電荷転送装置が得られる。
ードおよび電荷の転送方向に対する選択の自由度を向上
できるすぐれた電荷転送装置が得られる。
第１図は従来の電荷転送装置を説明するための図、第２
図はこの発明の一実施例に係る電荷転送装置の全体の概
略構成を示す図、第３図は上記第２図における転送動作
を説明するための図、第４図はこの発明の応用例を説明
するための図、第５図はこの発明の他の実施例を説明す
るための図である。 11……半導体基板、12……不純物層、13,13,……p-形不
純物領域、14……絶縁膜、15,15,……転送電極、191〜1
94……クロック信号入力端子、φ1,φ２……クロック信
号。
図はこの発明の一実施例に係る電荷転送装置の全体の概
略構成を示す図、第３図は上記第２図における転送動作
を説明するための図、第４図はこの発明の応用例を説明
するための図、第５図はこの発明の他の実施例を説明す
るための図である。 11……半導体基板、12……不純物層、13,13,……p-形不
純物領域、14……絶縁膜、15,15,……転送電極、191〜1
94……クロック信号入力端子、φ1,φ２……クロック信
号。
Claims (3)
- 【請求項１】半導体基板に形成された不純物層上に絶縁
膜を介して互いに電気的に分離された複数の転送電極が
配設され、上記転送電極に同一電位が印加された時、上
記不純物層に形成されるチャネル電位が隣り合う転送電
極間で異なる如く構成され、２相のクロック信号に同期
して電荷を転送する２相駆動の電荷転送装置において、
第１乃至第４のクロック信号入力端子及び第1,第２の出
力手段を設け、上記第１乃至第４のクロック信号入力端
子それぞれに、上記転送電極を３つの電極おきに共通接
続して成り、電荷を転送チャネルの第１の方向に転送す
る時は、上記第2,第３のクロック信号入力端子に第１の
クロック信号を供給すると共に上記第1,第４のクロック
信号入力端子に実質的に上記第１のクロック信号と逆相
の第２のクロック信号を供給し、転送された電荷を上記
第１の出力手段によって電荷量に対応する電圧に変換し
て出力し、電荷を上記転送チャネルの上記第１の方向と
逆の第２の方向に転送する時には、上記第1,第３のクロ
ック信号入力端子に第１のクロック信号を供給すると共
に上記第2,第４のクロック信号入力端子に上記第２のク
ロック信号を供給し、転送された電荷を上記第２の出力
手段によって電荷量に対応する電圧に変換して出力する
ことを特徴とする電荷転送装置。 - 【請求項２】前記複数の転送電極下に形成されるチャネ
ル電位は、一つの転送電極おきに同一となることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の電荷転送装置。 - 【請求項３】前記複数の転送電極は、列状に形成され、
上記転送電極列の両端の電極はそれぞれ独立に制御さ
れ、前記第1,第２の出力手段はそれぞれ出力回路からな
り、上記転送電極列の両端の電極に上記出力回路がそれ
ぞれ接続されて成ることを特徴とする特許請求の範囲第
１項または第２項記載の電荷転送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58246365A JPH0669048B2 (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 電荷転送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58246365A JPH0669048B2 (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 電荷転送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60138970A JPS60138970A (ja) | 1985-07-23 |
| JPH0669048B2 true JPH0669048B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=17147465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58246365A Expired - Lifetime JPH0669048B2 (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 電荷転送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0669048B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2890483B2 (ja) * | 1989-06-14 | 1999-05-17 | 日本電気株式会社 | 電荷結合素子およびその駆動方法 |
| JP2006279289A (ja) | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像装置及び固体撮像装置の駆動方法。 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5136171A (ja) * | 1974-09-24 | 1976-03-26 | Hitachi Ltd | Inkyokusenkannoakarusahyojisochi |
-
1983
- 1983-12-27 JP JP58246365A patent/JPH0669048B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60138970A (ja) | 1985-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0468034B1 (en) | Selective operation in interlaced and non-interlaced modes of interline transfer ccd image sensing device | |
| US4750042A (en) | Solid state image pickup element with dual horizontal transfer sections | |
| US3983573A (en) | Charge-coupled linear image sensing device | |
| US4236830A (en) | CCD Parallel-serial and serial-parallel charge transfer method and apparatus | |
| US6111279A (en) | CCD type solid state image pick-up device | |
| JPS61184062A (ja) | 電荷結合イメージセンサ装置 | |
| US4562452A (en) | Charge coupled device having meandering channels | |
| JPH0669048B2 (ja) | 電荷転送装置 | |
| US4649407A (en) | Charge coupled device for transferring electric charge | |
| JPH0695536B2 (ja) | 電荷転送装置 | |
| EP0420764B1 (en) | Charge transfer device with meander channel | |
| US4574295A (en) | Charge coupled device having meandering channels | |
| JP2716011B2 (ja) | 電荷転送装置及びその製造方法 | |
| US5900769A (en) | Two-dimensional CCD having storage cells for withdrawing charge packets from transfer channels during horizontal scan periods | |
| JPH0661469A (ja) | Ｃｃｄ映像素子 | |
| US5943095A (en) | Method for operating charge-coupled device at high speed | |
| JP3060649B2 (ja) | 半導体装置及びその駆動方法 | |
| JP2864626B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH0653479A (ja) | イメージセンサアレイ | |
| JPH08330573A (ja) | 電荷転送装置 | |
| US4216386A (en) | Charge coupled device with reduced power consumption upon charge transfer | |
| US5777672A (en) | Photosensitive device with juxtaposed reading registers | |
| JPH11168206A (ja) | 固体撮像装置及びその製造方法 | |
| JPH04291887A (ja) | 電荷転送装置 | |
| JPH0318060A (ja) | 電荷結合素子およびその駆動方法 |