JPH07114276B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH07114276B2 JPH07114276B2 JP63164313A JP16431388A JPH07114276B2 JP H07114276 B2 JPH07114276 B2 JP H07114276B2 JP 63164313 A JP63164313 A JP 63164313A JP 16431388 A JP16431388 A JP 16431388A JP H07114276 B2 JPH07114276 B2 JP H07114276B2
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- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/62—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
- H04N25/621—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of blooming
- H04N25/623—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of blooming by evacuation via the output or reset lines
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C27/00—Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
- G11C27/04—Shift registers
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/67—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response
- H04N25/671—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction
- H04N25/672—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction between adjacent sensors or output registers for reading a single image
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/713—Transfer or readout registers; Split readout registers or multiple readout registers
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は固体撮像装置に関し、特にCCDイメージセンサ
に関する。
に関する。
電荷結合素子（CCD）を用いた固体撮像装置はビデオカ
メラの撮像装置として実用化されつつある。従来の固体
撮像装置の構成は、第４図に示すように、光電変換部，
光電変換部で蓄積された電荷を垂直方向に転送する垂直
転送レジスタ部（垂直転送電極３−1,…を有してい
る。）、この垂直転送レジスタ部の終端に水平方向に転
送する水平転送レジスタ部（水平転送電極２−1,2−2,
…を有している。）及びこの水平転送レジスタ部の終端
に電荷を検出する信号電荷検出部（出力ゲート電極５−
1,5−２、拡散層7,8、リセット電極６を有している。）
から構成され、垂直転送レジスタ部、水平転送レジスタ
部は各々転送電極が規則正しくくり返し並べられてい
る。
メラの撮像装置として実用化されつつある。従来の固体
撮像装置の構成は、第４図に示すように、光電変換部，
光電変換部で蓄積された電荷を垂直方向に転送する垂直
転送レジスタ部（垂直転送電極３−1,…を有してい
る。）、この垂直転送レジスタ部の終端に水平方向に転
送する水平転送レジスタ部（水平転送電極２−1,2−2,
…を有している。）及びこの水平転送レジスタ部の終端
に電荷を検出する信号電荷検出部（出力ゲート電極５−
1,5−２、拡散層7,8、リセット電極６を有している。）
から構成され、垂直転送レジスタ部、水平転送レジスタ
部は各々転送電極が規則正しくくり返し並べられてい
る。
固体撮像素子はビデオカメラの撮像素子として十分な特
性を得るには少なくとも30万個以上の光電変換部が必要
である。この30万個以上の光電変換部をすべて同じ様に
作る事は拡散プロセスのばらつきを考えると困難であ
る。光電変換部が多くなればなる程各々の光電変換部の
ばらつきも大きくなってくる。しかしながら使用する固
体撮像装置の光電変換部はビデオカメラで飽和域まで使
用される。このためビデオカメラに使用した場合画面の
どこかに飽和に達する光量があった場合には、光電変換
部の飽和値のばらつきがあるとその部分でムラになって
しまい画質を劣化させる事になりその状態によってはこ
の様な固体撮像装置は使用不可と言う事になってしま
う。しかし従来ビデオカメラに使われている固体撮像装
置は、光電変換部の飽和値のばらつきを押える構成には
なっていないため画質を劣化させたり歩留りを下げたり
する欠点を持っている。本発明はこの光電変換部の飽和
値のばらつきを押え画質の向上及び歩留りの向上を計る
事を目的としている。
性を得るには少なくとも30万個以上の光電変換部が必要
である。この30万個以上の光電変換部をすべて同じ様に
作る事は拡散プロセスのばらつきを考えると困難であ
る。光電変換部が多くなればなる程各々の光電変換部の
ばらつきも大きくなってくる。しかしながら使用する固
体撮像装置の光電変換部はビデオカメラで飽和域まで使
用される。このためビデオカメラに使用した場合画面の
どこかに飽和に達する光量があった場合には、光電変換
部の飽和値のばらつきがあるとその部分でムラになって
しまい画質を劣化させる事になりその状態によってはこ
の様な固体撮像装置は使用不可と言う事になってしま
う。しかし従来ビデオカメラに使われている固体撮像装
置は、光電変換部の飽和値のばらつきを押える構成には
なっていないため画質を劣化させたり歩留りを下げたり
する欠点を持っている。本発明はこの光電変換部の飽和
値のばらつきを押え画質の向上及び歩留りの向上を計る
事を目的としている。
本発明の固体撮像装置は、垂直シフトレジスタから信号
電荷を受取って信号電荷検出部へ転送する水平シフトレ
ジスタを半導体基板に設けてなる固体撮像装置におい
て、前記垂直シフトレジスタと前記信号電荷検出部間の
前記水平シフトレジスタの水平転送電極に隣接して設け
られた制御電極及び前記制御電極に隣接して前記半導体
基板内に設けられたドレイン拡散層を有し、前記制御電
極に所定の電圧を印加して前記水平シフトレジスタを転
送されて来た信号電荷の一部を前記ドレイン拡散層に排
出する手段を備えている。
電荷を受取って信号電荷検出部へ転送する水平シフトレ
ジスタを半導体基板に設けてなる固体撮像装置におい
て、前記垂直シフトレジスタと前記信号電荷検出部間の
前記水平シフトレジスタの水平転送電極に隣接して設け
られた制御電極及び前記制御電極に隣接して前記半導体
基板内に設けられたドレイン拡散層を有し、前記制御電
極に所定の電圧を印加して前記水平シフトレジスタを転
送されて来た信号電荷の一部を前記ドレイン拡散層に排
出する手段を備えている。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図（ａ）は本発明の一実施例を示す平面図、第１図
（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ第１図（ａ）のＸ−Ｘ′線
及びＹ−Ｙ′線断面模式図である。
（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ第１図（ａ）のＸ−Ｘ′線
及びＹ−Ｙ′線断面模式図である。
出力ゲート電極５−１に隣接する水平転送電極２−１に
おいて転送する方向とは直交する方向に制御電極９を設
け制御電極９に隣接してN+型のドレイン拡散層10を設け
ている。この水平転送レジスタ部での動作は次の様にな
る。
おいて転送する方向とは直交する方向に制御電極９を設
け制御電極９に隣接してN+型のドレイン拡散層10を設け
ている。この水平転送レジスタ部での動作は次の様にな
る。
第２図は水平転送レジスタを駆動する２相クロックのタ
イミング図、第３図（ａ），（ｂ）は水平転送及び制御
電極直下のチャネル電位分布図である。今前段の水平転
送電極２−２から電荷が水平転送電極２−１の下に移動
して来たとすると、この時制御電極９には水平転送電極
２−１に印加される電圧より低い電圧を印加しておけば
水平転送電極２−１直下に移動して来た電荷は制御電極
９に印加される電圧で決まる電位までしか蓄積されずそ
れ以上の電荷は制御電極９を通ってドレイン拡散層10に
吸収される。この様に飽和値以上の電荷が来た時は飽和
近くのあるレベル（制御電極９に印加する電圧によって
決まるが例えば飽和値の90％）までは信号として検出す
るがそれ以上は検出しないと言うリミットがかかる。そ
して光電変換された電荷は垂直転送レジスタ部、水平転
送レジスタ部を通って検出されるため、必ずどの光電変
換部で蓄積された電荷もこの本発明による制御電極下を
通って出力されるため見かけ上の飽和値は均一になり、
映像信号のハイライト部におけるむらはなくなる。
イミング図、第３図（ａ），（ｂ）は水平転送及び制御
電極直下のチャネル電位分布図である。今前段の水平転
送電極２−２から電荷が水平転送電極２−１の下に移動
して来たとすると、この時制御電極９には水平転送電極
２−１に印加される電圧より低い電圧を印加しておけば
水平転送電極２−１直下に移動して来た電荷は制御電極
９に印加される電圧で決まる電位までしか蓄積されずそ
れ以上の電荷は制御電極９を通ってドレイン拡散層10に
吸収される。この様に飽和値以上の電荷が来た時は飽和
近くのあるレベル（制御電極９に印加する電圧によって
決まるが例えば飽和値の90％）までは信号として検出す
るがそれ以上は検出しないと言うリミットがかかる。そ
して光電変換された電荷は垂直転送レジスタ部、水平転
送レジスタ部を通って検出されるため、必ずどの光電変
換部で蓄積された電荷もこの本発明による制御電極下を
通って出力されるため見かけ上の飽和値は均一になり、
映像信号のハイライト部におけるむらはなくなる。
以上説明した様に本発明は、垂直転送レジスタから直接
信号電極を受取らない水平転送電極に水平転送方向とは
直交する方向に隣接して制御電極、制御電極に隣接して
電荷吸収用のドレイン拡散層を設け、この制御電極に隣
接する水平転送電極に印加する電圧と同期してこれより
低い電圧を印加する事によって飽和値付近でリミットを
かけられるので、光電変換部の飽和値のばらつきを押え
る事が出来き、固体撮像装置の画質の向上、歩留りの向
上がもたらされる効果がある。
信号電極を受取らない水平転送電極に水平転送方向とは
直交する方向に隣接して制御電極、制御電極に隣接して
電荷吸収用のドレイン拡散層を設け、この制御電極に隣
接する水平転送電極に印加する電圧と同期してこれより
低い電圧を印加する事によって飽和値付近でリミットを
かけられるので、光電変換部の飽和値のばらつきを押え
る事が出来き、固体撮像装置の画質の向上、歩留りの向
上がもたらされる効果がある。
第１図（ａ）は本発明の一実施例を示す信号電荷検出部
近くの水平転送電極部の平面図、第１図（ｂ）及び
（ｃ）はそれぞれ第１図（ａ）のＸ−Ｘ′線断面模式図
及びＹ−Ｙ′線断面模式図、第２図は水平転送電極に印
加する２相クロックのタイミング図（破線は制御電極に
印加するφ１′）、第３図（ａ），（ｂ）はそれぞれ水
平転送電極及び制御電極直下部のチャネル電位分布図、
第４図は従来例を示す平面図である。 １…半導体チップ、２−１〜２−８…水平転送電極、３
−１〜３−３…垂直転送電極、４…埋込チャネル、５−
1,5−２…出力ゲート電極、６…リセット電極、7,8…N+
型の拡散層、９…制御電極、10…ドレイン電極、11…Ｎ
型半導体基板、12…Ｐウェル。
近くの水平転送電極部の平面図、第１図（ｂ）及び
（ｃ）はそれぞれ第１図（ａ）のＸ−Ｘ′線断面模式図
及びＹ−Ｙ′線断面模式図、第２図は水平転送電極に印
加する２相クロックのタイミング図（破線は制御電極に
印加するφ１′）、第３図（ａ），（ｂ）はそれぞれ水
平転送電極及び制御電極直下部のチャネル電位分布図、
第４図は従来例を示す平面図である。 １…半導体チップ、２−１〜２−８…水平転送電極、３
−１〜３−３…垂直転送電極、４…埋込チャネル、５−
1,5−２…出力ゲート電極、６…リセット電極、7,8…N+
型の拡散層、９…制御電極、10…ドレイン電極、11…Ｎ
型半導体基板、12…Ｐウェル。
Claims (1)
- 【請求項１】垂直シフトレジスタから信号電荷を受取っ
て信号電荷検出部へ転送する水平シフトレジスタを半導
体基板に設けてなる固体撮像装置において、前記垂直シ
フトレジスタと前記信号電荷検出部間の前記水平シフト
レジスタの水平転送電極に隣接して設けられた制御電極
及び前記制御電極に隣接して前記半導体基板内に設けら
れたドレイン拡散層を有し、前記水平転送電極下に信号
電荷が転送されるタイミングに同期して前記制御電極に
所定の電圧を印加して前記信号電荷のうち所定量を超え
る分を前記ドレイン拡散層にオーバーフローさせる手段
を備えていることを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63164313A JPH07114276B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 固体撮像装置 |
| US07/373,397 US5091922A (en) | 1988-06-30 | 1989-06-30 | Charge transfer device type solid state image sensor having constant saturation level |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63164313A JPH07114276B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0212967A JPH0212967A (ja) | 1990-01-17 |
| JPH07114276B2 true JPH07114276B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=15790771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63164313A Expired - Lifetime JPH07114276B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 固体撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5091922A (ja) |
| JP (1) | JPH07114276B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6366322B1 (en) | 1991-04-15 | 2002-04-02 | Lg Semicon Co., Ltd. | Horizontal charge coupled device of CCD image sensor |
| JP2842724B2 (ja) * | 1992-02-06 | 1999-01-06 | シャープ株式会社 | 電荷転送素子 |
| US7003068B2 (en) * | 2004-06-21 | 2006-02-21 | Kenet, Inc. | Device for subtracting or adding a constant amount of charge in a charge-coupled device at high operating frequencies |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3919564A (en) * | 1974-05-16 | 1975-11-11 | Bell Telephone Labor Inc | Charge transfer logic gate |
| US4191895A (en) * | 1976-07-26 | 1980-03-04 | Rca Corporation | Low noise CCD input circuit |
| US4040076A (en) * | 1976-07-28 | 1977-08-02 | Rca Corporation | Charge transfer skimming and reset circuit |
| JPS5525801A (en) * | 1978-08-08 | 1980-02-23 | Toshiba Corp | Charge transfer type delay circuit |
| JPS5567165A (en) * | 1978-11-15 | 1980-05-21 | Matsushita Electronics Corp | Semiconductor device |
| JPS5847378A (ja) * | 1981-09-17 | 1983-03-19 | Canon Inc | 撮像素子 |
| JPS60150671A (ja) * | 1984-01-19 | 1985-08-08 | Toshiba Corp | 電荷転送装置の出力回路 |
| JPH0681280B2 (ja) * | 1984-06-06 | 1994-10-12 | 日本電気株式会社 | 電荷結合素子の駆動法 |
| JPH079981B2 (ja) * | 1985-02-05 | 1995-02-01 | ソニー株式会社 | 電荷転送装置 |
| JPH07118788B2 (ja) * | 1986-10-28 | 1995-12-18 | 株式会社東芝 | 電子スチルカメラ |
| FR2608315B1 (fr) * | 1986-12-16 | 1989-02-17 | Thomson Csf | Dispositif anti-eblouissement pour capteur d'images a transfert de charges et capteur d'images comportant un tel dispositif |
| FR2627314B1 (fr) * | 1988-02-12 | 1990-06-08 | Thomson Csf | Dispositif de lecture de charges pour photosenseur lineaire, avec dispositif d'antieblouissement a structure en ligne |
| US4975777A (en) * | 1989-06-15 | 1990-12-04 | Eastman Kodak Company | Charge-coupled imager with dual gate anti-blooming structure |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP63164313A patent/JPH07114276B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-06-30 US US07/373,397 patent/US5091922A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5091922A (en) | 1992-02-25 |
| JPH0212967A (ja) | 1990-01-17 |
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