JPH07153936A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JPH07153936A
JPH07153936A JP5300355A JP30035593A JPH07153936A JP H07153936 A JPH07153936 A JP H07153936A JP 5300355 A JP5300355 A JP 5300355A JP 30035593 A JP30035593 A JP 30035593A JP H07153936 A JPH07153936 A JP H07153936A
Authority
JP
Japan
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charge
region
electron
transfer
hole
Prior art date
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Pending
Application number
JP5300355A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Wakayama
利明 若山
Satoshi Kitayama
智 北山
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP5300355A priority Critical patent/JPH07153936A/en
Publication of JPH07153936A publication Critical patent/JPH07153936A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain charges corresponding to signal charges in a charge supplied region by supplying the charge supplied region with charges from a charge supply section through a charge transfer region modulated by the signal charges. CONSTITUTION:The potential of a Pch on the rear side stores holes generated by photoelectric conversion in a photo-detector section 2 in the hole storage region 2P of a photo-detector 2a. Electrons generated by photoelectric conversion are discharged in the photo-detector section 2 of an Nch on the surface side, and the potential of the electron transfer region 2N of the photo-detector 2a is deepened in response to the quantity of holes stored in the hole storage region 2P. The potential of the electron storage region 3N of a register 3 for transferring electrons and an electron supply source 1N is shallowed. Electrons in the electron supply source 1N flow into the electron storage region 3N by quantity corresponding to the quantity of holes through the electron transfer region 2N, and stored in the electron storage region 3N. The quantity of electrons stored in the electron storage region 3N at that time corresponds to the quantity of holes acquired by photoelectric conversion in the photo-detector 2a, and can be used as signal charges.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は例えば固体撮像装置に使
用して好適な半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device suitable for use in, for example, a solid-state image pickup device.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般に
固体撮像装置においては受光部から転送部への信号電荷
の読み出しは、転送部に高い電圧を供給して行なう信号
電荷転送方式が使用されていた。
2. Description of the Related Art Generally, in a solid-state image pickup device, a signal charge transfer method is used for reading signal charges from a light receiving part to a transfer part by supplying a high voltage to the transfer part. It was

【0003】本発明は、斯る点に鑑み、新規な信号電荷
の読み出しができるようにした半導体装置を提案せんと
するものである。
In view of the above point, the present invention proposes a novel semiconductor device capable of reading signal charges.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明半導体装置は例え
ば図1及び図2に示す如く、電荷を供給する電荷供給部
1Nと、この電荷供給部1Nより電荷移送領域2Nを介
して電荷の供給を受ける被電荷供給領域3Nと、この電
荷と反対極性の信号電荷を蓄積し、この信号電荷の量に
応じて、この電荷移送領域2Nのポテンシャルを変調す
る信号電荷蓄積領域2Pとを有し、この信号電荷蓄積領
域2Pに蓄積された信号電荷に応じた量の電荷をこの電
荷供給部1Nよりこの被電荷供給領域3Nに供給するよ
うにしたものである。
As shown in FIGS. 1 and 2, for example, the semiconductor device of the present invention includes a charge supply section 1N for supplying charges and a charge supply section 1N for supplying charges via a charge transfer region 2N. And a signal charge storage region 2P that stores a signal charge having a polarity opposite to that of the charge and that modulates the potential of the charge transfer region 2N according to the amount of the signal charge. The amount of charges corresponding to the signal charges accumulated in the signal charge accumulating region 2P is supplied from the charge supplying unit 1N to the charge receiving region 3N.

【0005】また、本発明半導体装置は例えば図1,図
2に示す如く上述において、この電荷供給部1Nはポテ
ンシャルが第1及び第2の少なくとも2つの状態をとり
得る電荷供給ソース1を有するものである。
Further, in the semiconductor device of the present invention, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, for example, the charge supply section 1N has a charge supply source 1 capable of assuming at least two states of a first potential and a second potential. Is.

【0006】また、本発明半導体装置は例えば図12,
図13に示す如く上述の半導体装置において、この電荷
供給部は所定のポテンシャルを与えられた電荷供給ソー
ス1Pと、この電荷供給ソース1Pとこの電荷移送領域
3N1 との間に設けられ、この電荷供給ソース1Pから
所定量の電荷を汲み取る電荷汲み取り部4N2 と、この
電荷汲み取り部4N2 とこの電荷供給ソース1Pとの間
に設けられたポテンシャルバリア4N1 とを有するもの
である。
The semiconductor device of the present invention is shown in FIG.
As shown in FIG. 13, in the above-described semiconductor device, the charge supply portion is provided between the charge supply source 1P to which a predetermined potential is applied and the charge supply source 1P and the charge transfer region 3N 1. It has a charge pumping unit 4N 2 for pumping a predetermined amount of charge from the supply source 1P, and a potential barrier 4N 1 provided between the charge pumping unit 4N 2 and the charge supply source 1P.

【0007】また、本発明半導体装置は例えば図1,図
2に示す如く、上述の半導体装置において、この被電荷
供給領域3Nに供給された電荷を第1の方向に転送する
第1の電荷転送素子を有し、この被電荷供給領域3Nは
この第1の電荷転送素子の単位ビットと共通とされたも
のである。
Further, the semiconductor device of the present invention is, for example, as shown in FIGS. 1 and 2, in the above-mentioned semiconductor device, the first charge transfer for transferring the charges supplied to the charge receiving region 3N in the first direction. The charge-supplied region 3N has an element and is commonly used as the unit bit of the first charge transfer element.

【0008】本発明半導体装置は例えば図12,図13
に示す如く、上述の半導体装置において、この第1の電
荷転送素子に併設され、この信号電荷蓄積領域4P2
蓄積された反対極性の電荷をこの第1の方向又は第1の
方向とは逆方向に転送する第2の電荷転送素子を有し、
この信号電荷蓄積領域4P2 はこの第2の電荷転送素子
の単位ビットと共通とされたものである。
The semiconductor device of the present invention is shown in FIGS.
As shown in FIG. 3, in the above-described semiconductor device, the charges of the opposite polarity accumulated in the signal charge accumulating region 4P 2 provided in parallel with the first charge transfer element are opposite to the first direction or the direction opposite to the first direction. A second charge transfer device for transferring in the direction,
The signal charge storage region 4P 2 is shared with the unit bit of the second charge transfer element.

【0009】本発明半導体装置は例えば図1,図2に示
す如く、上述の半導体装置において、この第1の電荷転
送素子の複数のビットに夫々信号電荷蓄積領域2P、電
荷移送領域2N及び電荷供給部1Nを設けたものであ
る。
The semiconductor device of the present invention is, for example, as shown in FIGS. 1 and 2, in the above-described semiconductor device, a plurality of bits of the first charge transfer element are respectively provided with a signal charge storage region 2P, a charge transfer region 2N and a charge supply region. The unit 1N is provided.

【0010】本発明半導体装置は例えば図1に示す如
く、上述の半導体装置において、複数の受光部2を設
け、この信号電荷蓄積部2Pはこの受光部2で光電変換
により発生した電荷を蓄積するようにしたものである。
As shown in FIG. 1, for example, the semiconductor device of the present invention is provided with a plurality of light receiving portions 2 in the above semiconductor device, and the signal charge storage portion 2P stores the charges generated by photoelectric conversion in the light receiving portion 2. It was done like this.

【0011】[0011]

【作用】本発明によれば電荷供給部からの電荷を信号電
荷により変調される電荷移送領域を介して被電荷供給領
域に供給するようにしているので、被電荷供給領域に信
号電荷に応じた電荷を得ることができる。
According to the present invention, the electric charge from the electric charge supplying portion is supplied to the electric charge supplied area via the electric charge transfer area modulated by the signal electric charge. You can get a charge.

【0012】また本発明によれば信号電荷に応じた電子
及び正孔を同時に転送できる。
Further, according to the present invention, electrons and holes corresponding to signal charges can be simultaneously transferred.

【0013】[0013]

【実施例】以下、図面を参照して本発明半導体装置の一
実施例につき説明しよう。図1は本例によるラインセン
サの一部で、この図1はキャリア流入方式の例を示し、
この図1において、1はN型シリコン基板5上の一方向
(図面で水平方向)に連続する如く設けた電子供給ソー
スを示し、この電子供給ソース1に沿って正孔蓄積部2
a及び画素分離部6が順次繰り返し配された受光素子部
2を形成すると共にこの受光素子部2の電子供給ソース
1側とは反対側にこの受光素子部2に沿って正孔蓄積部
2aに連続した電子蓄積部3a及び画素分離部6に連続
した転送部3bの繰り返しの電子転送用のレジスタ3を
形成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the semiconductor device of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a part of a line sensor according to this example, and FIG. 1 shows an example of a carrier inflow system,
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electron supply source provided so as to be continuous in one direction (horizontal direction in the drawing) on an N-type silicon substrate 5, and a hole accumulating portion 2 is provided along the electron supply source 1.
a and the pixel separation section 6 are sequentially and repeatedly arranged to form the light receiving element section 2, and the hole accumulating section 2a is formed along the light receiving element section 2 on the side opposite to the electron supply source 1 side of the light receiving element section 2. A register 3 for repeated electron transfer of the transfer section 3b connected to the continuous electron storage section 3a and the pixel separation section 6 is formed.

【0014】この図1のA−A線断面図を図2に示す。
この図2につき説明するに、電子供給ソース1はN型シ
リコン基板5上にN+ 領域1Nを形成し、その上面に多
結晶シリコン層、アルミ等より成る電極1Mを設け、こ
の電極1Mより端子1Gを導出したものである。
FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
Referring to FIG. 2, the electron supply source 1 has an N + region 1N formed on an N type silicon substrate 5, and an electrode 1M made of a polycrystalline silicon layer, aluminum or the like is provided on the upper surface of the N + region 1N, and the electrode 1M is connected to a terminal. 1G is derived.

【0015】この受光素子部2の正孔蓄積部である受光
素子2aはN型シリコン基板5上にP型シリコン層によ
る正孔蓄積領域2Pを形成すると共にこのP型シリコン
層による正孔蓄積領域2P上にN- のN型シリコン層に
よる電子転送領域2Nを形成する。この電子移送領域2
N上に絶縁膜例えばSiO2 層2Sを介して、アルミ、
多結晶シリコン層等の金属電極2Mを形成し、この電極
2M、絶縁膜2S、N型シリコン層の電子移送領域2
N、P型シリコン層の正孔蓄積領域2PによりMOS構
成の受光素子2aを構成する。2Gは電極2Mより導出
したゲート端子である。
The light receiving element 2a, which is the hole storage portion of the light receiving element portion 2, forms a hole storage region 2P of a P type silicon layer on the N type silicon substrate 5 and also forms a hole storage region of the P type silicon layer. forming an electron transfer area 2N by N-type silicon layer of - N on 2P. This electron transfer area 2
Aluminum on the insulating film such as SiO 2 layer 2S,
A metal electrode 2M such as a polycrystalline silicon layer is formed, and the electrode 2M, the insulating film 2S, and the electron transfer region 2 of the N-type silicon layer are formed.
The hole accumulating region 2P of the N, P type silicon layer constitutes the light receiving element 2a of MOS structure. 2G is a gate terminal derived from the electrode 2M.

【0016】この受光素子2aの深さ方向のポテンシャ
ルは図11の曲線に示す如くで電子移送領域2NのN型
シリコン層(Nch)で極小であり、正孔蓄積領域2P
のP型シリコン層(Pch)で極大であり、この図11
より明らかな如く表側のNchで電子を蓄積、転送で
き、この裏側のPchで正孔を蓄積、転送できる。
The potential in the depth direction of the light receiving element 2a is minimum in the N-type silicon layer (Nch) of the electron transfer region 2N as shown by the curve in FIG. 11, and the hole accumulation region 2P.
11 is the maximum in the P-type silicon layer (Pch) of FIG.
As is clearer, electrons can be stored and transferred by the front Nch, and holes can be stored and transferred by the rear Pch.

【0017】また電子転送用のレジスタ3の電子蓄積部
3aはN型シリコン基板5上に正孔蓄積領域2Pに隣接
して形成したP型シリコン層によるP型領域3Pを形成
すると共に、このP型領域3P上にN型シリコン層によ
る被電子供給領域である電子蓄積領域3Nを形成する。
Further, the electron storage portion 3a of the electron transfer register 3 forms a P-type region 3P of a P-type silicon layer formed adjacent to the hole storage region 2P on the N-type silicon substrate 5, and the P-type region 3P is formed. An electron storage region 3N, which is a region to be supplied with electrons by an N-type silicon layer, is formed on the mold region 3P.

【0018】このN型シリコン層の電子蓄積領域3N上
に絶縁膜例えばSiO2 層3Sを介して、アルミ、多結
晶シリコン層等の金属電極3Mを形成し、この電極3
M、絶縁膜3S、N型シリコン層の電子蓄積領域3N、
P型領域3Pにより、MOS構成の電子蓄積部3aを構
成する。3Gは電極3Mより導出したゲート端子であ
る。
A metal electrode 3M such as aluminum or a polycrystalline silicon layer is formed on the electron storage region 3N of the N-type silicon layer via an insulating film, for example, a SiO 2 layer 3S.
M, the insulating film 3S, the electron storage region 3N of the N-type silicon layer,
The P-type region 3P constitutes an electron storage unit 3a having a MOS structure. 3G is a gate terminal derived from the electrode 3M.

【0019】この電子蓄積部3aの深さ方向のポテンシ
ャルは図11の曲線に示す如くで、電子蓄積領域3Nの
N型シリコン層で極小であり、P型領域3Pで極大であ
り、この図11より明らかな如く表側のNchで電子を
蓄積、転送でき、この裏側のPchで正孔を蓄積、転送
できる。
The potential of the electron storage portion 3a in the depth direction is as shown by the curve in FIG. 11, and is minimum in the N-type silicon layer of the electron storage region 3N and maximum in the P-type region 3P. As is clearer, electrons can be stored and transferred by the front Nch, and holes can be stored and transferred by the rear Pch.

【0020】以下、この図1,図2のラインセンサの動
作につき説明するに、この図1,図2のラインセンサに
は図示しない構成により、受光素子部2では光電変換で
発生した電子は不用なので常時排出するようにすると共
に受光素子2aでは正孔から電子を検出発生後に、全正
孔を排出する如くする。
The operation of the line sensor shown in FIGS. 1 and 2 will be described below. Due to the configuration not shown in the line sensor shown in FIGS. 1 and 2, electrons generated by photoelectric conversion are unnecessary in the light receiving element section 2. Therefore, the holes are always discharged, and all the holes are discharged after the electrons are detected from the holes in the light receiving element 2a.

【0021】本例においては、電子転送用のレジスタ3
が転送動作中は受光素子部2では光電変換により発生し
た正孔を正孔蓄積領域2Pに蓄積し続ける。電子転送用
のレジスタ3の転送動作中のA−A線断面図のポテンシ
ャル関係は例えば図3に示す如くで、この裏側のPch
のポテンシャルは図3Bに示す如くで受光素子2aの正
孔蓄積領域2Pに受光素子部2で光電変換により発生し
た正孔を蓄積する。
In this example, the register 3 for electronic transfer is used.
During the transfer operation, the light receiving element section 2 continues to accumulate holes generated by photoelectric conversion in the hole accumulation region 2P. The potential relationship in the sectional view taken along the line AA during the transfer operation of the electronic transfer register 3 is as shown in, for example, FIG.
3B has a potential as shown in FIG. 3B, and holes generated by photoelectric conversion in the light receiving element portion 2 are stored in the hole storage region 2P of the light receiving element 2a.

【0022】このとき表側のNchの受光素子部2では
光電変換により発生した電子を排出し、このときの受光
素子2aの電子移送領域2Nのポテンシャルは図3Aに
示す如く、この正孔蓄積領域2Pに蓄積されている正孔
の量に応じて破線より実線へと深くなる。
At this time, in the Nch light-receiving element portion 2 on the front side, electrons generated by photoelectric conversion are discharged, and the potential of the electron transfer area 2N of the light-receiving element 2a at this time is as shown in FIG. 3A. The depth increases from the broken line to the solid line in accordance with the amount of holes accumulated in.

【0023】そして、この転送期間が終了して、検出発
生期間となったときには、このA−A線断面図のポテン
シャル関係は図4に示す如くで、その表側Nchのポテ
ンシャルは図4Aに示す如く、電子転送用のレジスタ3
の電子蓄積領域3N及び電子供給ソース1Nのポテンシ
ャルが浅くなり、この電子供給ソース1Nの電子が電子
移送領域2Nを通して正孔の量に応じた量だけ電子蓄積
領域3Nに流入し、この電子を電子転送用のレジスタ3
の単位ビットを構成するこの電子蓄積領域3Nに蓄積す
る。このときこの電子蓄積領域3Nに蓄積維持される電
子の量は受光素子2aで光電変換して得られた正孔の量
に対応したもので信号電荷となる。
When the transfer period ends and the detection generation period starts, the potential relationship of the sectional view along the line AA is as shown in FIG. 4, and the potential of the front Nch is as shown in FIG. 4A. , Electronic transfer register 3
The electron storage region 3N and the electron supply source 1N become shallow in potential, and the electrons of the electron supply source 1N flow into the electron storage region 3N through the electron transfer region 2N in an amount corresponding to the number of holes, and Transfer register 3
The data is stored in this electron storage region 3N which constitutes the unit bit of. At this time, the amount of electrons accumulated and maintained in the electron accumulation region 3N corresponds to the amount of holes obtained by photoelectric conversion in the light receiving element 2a and becomes a signal charge.

【0024】この裏側のPchのポテンシャル関係は図
4Bに示す如く、電子転送用のレジスタ3のP型領域3
Pは表側Nchの電子蓄積領域3Nに蓄積されている電
子の量に応じた分だけ、破線より実線へと浅くなる。ま
た受光素子2aの正孔蓄積領域2Pの正孔は、この検出
発生期間は蓄積維持され、その後この全正孔が排出され
る。この電子蓄積領域3Nに蓄積した電子を電子転送用
のレジスタ3で転送することにより、ライン信号を得る
ことができる。
As shown in FIG. 4B, the potential relationship of the Pch on the back side is the P-type region 3 of the register 3 for electron transfer.
P becomes shallower from the broken line to the solid line by an amount corresponding to the amount of electrons stored in the electron storage region 3N of the front Nch. The holes in the hole accumulation region 2P of the light receiving element 2a are accumulated and maintained during this detection generation period, and then all the holes are discharged. A line signal can be obtained by transferring the electrons accumulated in the electron accumulation region 3N by the electron transfer register 3.

【0025】本例によれば電子供給ソース1Nからの電
子を受光素子2aで光電変換により発生した正孔により
ポテンシャルが変調される電子移送領域2Nを介して電
子蓄積領域3Nに供給するようにしているので、この電
子蓄積領域3Nに受光素子2aで光電変換により発生し
た正孔(信号電荷)に応じた電子を得ることができる。
この場合この電子蓄積領域3Nに電子を得るのに比較的
低電圧で得ることができる。
According to this embodiment, the electrons from the electron supply source 1N are supplied to the electron storage region 3N through the electron transfer region 2N whose potential is modulated by the holes generated by photoelectric conversion in the light receiving element 2a. Therefore, electrons corresponding to holes (signal charges) generated by photoelectric conversion in the light receiving element 2a can be obtained in the electron storage region 3N.
In this case, it is possible to obtain electrons in the electron storage region 3N at a relatively low voltage.

【0026】また、この場合電子蓄積領域3Nのサイズ
により蓄積する電子の量を変えることができ、増幅転送
をすることができる。
Further, in this case, the amount of electrons to be accumulated can be changed depending on the size of the electron accumulation region 3N, and amplification transfer can be performed.

【0027】次に図5〜図10を参照して本例によるラ
インセンサのキャリア排出方式の例につき説明する。本
例においてはN型シリコン基板5上に一方向(図5では
水平方向)に画素分離部6及び正孔蓄積部2aが順次繰
り返し配された受光素子部2を形成する。
Next, an example of the carrier discharge system of the line sensor according to this embodiment will be described with reference to FIGS. In this example, the light receiving element section 2 in which the pixel separating section 6 and the hole accumulating section 2a are sequentially and repeatedly arranged in one direction (horizontal direction in FIG. 5) is formed on the N-type silicon substrate 5.

【0028】この受光素子部2に沿って、画素分離部6
に連続した転送部3b及び正孔蓄積部2aに連続した電
子蓄積部3aの繰り返しの電子転送用のレジスタ3を形
成する。この場合本例においては初め(図5では右端)
の画素分離部6に連続して、電子供給ソース1を形成
し、この電子供給ソース1よりの電子をレジスタ3の初
め(図5では右端)の転送部3bに供給する如くする。
Along the light receiving element section 2, the pixel separating section 6
A register 3 for repeated electron transfer of the continuous transfer section 3b and the continuous electron storage section 3a to the hole storage section 2a is formed. In this case, at the beginning in this example (the right end in FIG. 5)
The electron supply source 1 is formed in succession to the pixel separation unit 6 and the electrons from the electron supply source 1 are supplied to the transfer unit 3b at the beginning (right end in FIG. 5) of the register 3.

【0029】この電子供給ソース1は例えば図2に示す
如くN型シリコン基板5上にN+ 領域を形成し、その上
面にアルミ、多結晶シリコン層等の金属電極を設けたも
のである。
The electron supply source 1 is, for example, one in which an N + region is formed on an N type silicon substrate 5 as shown in FIG. 2 and a metal electrode such as aluminum or a polycrystalline silicon layer is provided on the upper surface thereof.

【0030】この図5のA−A線断面図を図6に示す。
この図6につき説明するに、受光素子部2の受光素子2
aの正孔蓄積部である受光素子2aはN型シリコン基板
5上にP型シリコン層による正孔蓄積領域2Pを形成す
ると共にこのP型シリコン層による正孔蓄積領域2P上
にN- のN型シリコン層による電子移送領域2Nを形成
する。この電子移送領域2N上に絶縁膜例えばSiO2
層2Sを介して、アルミ、多結晶シリコン層等の金属電
極2Mを形成し、この電極2M、絶縁膜2S、N型シリ
コン層の正孔蓄積領域2N、P型シリコン層の正孔蓄積
領域2PによりMOS構成の受光素子2aを構成する。
2Gは電極2Mより導出したゲート端子である。
FIG. 6 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
Referring to FIG. 6, the light receiving element 2 of the light receiving element section 2 will be described.
The light receiving element 2a, which is the hole accumulating portion of a, forms the hole accumulating region 2P of the P-type silicon layer on the N-type silicon substrate 5, and N of N is formed on the hole accumulating region 2P of the P-type silicon layer. An electron transfer region 2N is formed by the silicon layer. An insulating film such as SiO 2 is formed on the electron transfer region 2N.
A metal electrode 2M such as aluminum or a polycrystalline silicon layer is formed through the layer 2S, and the electrode 2M, the insulating film 2S, the hole accumulation region 2N of the N-type silicon layer, and the hole accumulation region 2P of the P-type silicon layer are formed. A light-receiving element 2a having a MOS structure is constituted by.
2G is a gate terminal derived from the electrode 2M.

【0031】この受光素子2aの深さ方向のポテンシャ
ルは図11の曲線に示す如くで、電子移送領域2NのN
型シリコン層(Nch)で極小であり、正孔蓄積領域2
PのP型シリコン層(Pch)で極大であり、この図1
1より明らかな如く表側のNchで電子を蓄積、転送で
き、この裏側のPchで正孔を蓄積、転送できる。
The potential in the depth direction of the light receiving element 2a is as shown by the curve in FIG.
Type silicon layer (Nch), which is the minimum, and the hole accumulation region 2
This is the maximum in the P type silicon layer (Pch) of P.
As is clear from No. 1, electrons can be stored and transferred in the front Nch, and holes can be stored and transferred in the back Pch.

【0032】また、電子転送用のレジスタ3の電子蓄積
部3aはN型シリコン基板5上に正孔蓄積領域2Pに隣
接して形成したP型シリコン層によるP型領域3P上に
N型シリコン層による被電子供給領域である電子蓄積領
域3Nを形成する。
The electron storage portion 3a of the register 3 for electron transfer is an N-type silicon layer formed on the N-type silicon substrate 5 by a P-type silicon layer formed adjacent to the hole storage area 2P. To form an electron storage region 3N which is an electron supply region.

【0033】このN型シリコン層の電子蓄積領域3N上
に絶縁膜例えばSiO2 層3Sを介して、アルミ、多結
晶シリコン層等の金属電極3Mを形成し、この電極3
M、絶縁膜3S、N型シリコン層の電子蓄積領域3N、
P型領域3PによりMOS構成の電子蓄積部3aを構成
する。3Gは電極3Mより導出したゲート端子である。
A metal electrode 3M such as aluminum or a polycrystalline silicon layer is formed on the electron storage region 3N of the N-type silicon layer via an insulating film, for example, the SiO 2 layer 3S.
M, the insulating film 3S, the electron storage region 3N of the N-type silicon layer,
The P-type region 3P constitutes an electron storage unit 3a having a MOS structure. 3G is a gate terminal derived from the electrode 3M.

【0034】この電子蓄積部3aの深さ方向のポテンシ
ャルは図11の曲線に示す如くで、電子蓄積領域3Nの
N型シリコン層で極小であり、P型領域3Pで極大であ
り、この図11より明らかな如く、表側のNchで電子
を蓄積、転送でき、この裏側のPchで正孔を蓄積、転
送できる。
The potential of the electron storage portion 3a in the depth direction is as shown by the curve in FIG. 11, and is minimum in the N-type silicon layer of the electron storage region 3N and maximum in the P-type region 3P. As is clearer, electrons can be stored and transferred in the front Nch, and holes can be stored and transferred in the rear Pch.

【0035】以下、この図5,図6のラインセンサの動
作につき図7〜図10を参照して説明するに、この図
5,図6のラインセンサには図示しない構成により、受
光素子部2では光電変換で発生した電子は不用なので常
時排出するようにすると共に受光素子2aでは正孔から
電子を検出発生後に全正孔を排出する如くする。
The operation of the line sensor shown in FIGS. 5 and 6 will be described below with reference to FIGS. 7 to 10. The light receiving element section 2 has a configuration not shown in the line sensor shown in FIGS. Since electrons generated by photoelectric conversion are unnecessary, they are always discharged, and in the light receiving element 2a, all holes are discharged after detecting and generating electrons from holes.

【0036】本例においては電子転送用のレジスタ3が
転送動作中は受光素子部2では光電変換により発生した
正孔を正孔蓄積領域2Pに蓄積し続ける。この電子転送
用のレジスタ3の転送動作中のA−A線断面図のポテン
シャル関係は例えば図7に示す如くで、この裏側のPc
hのポテンシャルは図7Bに示す如く、受光素子2aの
正孔蓄積領域2Pに受光素子部2で光電変換により発生
した正孔を蓄積する。
In this example, during the transfer operation of the electronic transfer register 3, the light receiving element section 2 continues to accumulate holes generated by photoelectric conversion in the hole accumulation region 2P. The potential relationship of the sectional view taken along the line AA during the transfer operation of the electronic transfer register 3 is as shown in FIG. 7, for example.
As shown in FIG. 7B, the potential of h stores holes generated by photoelectric conversion in the light receiving element portion 2 in the hole storage region 2P of the light receiving element 2a.

【0037】このとき表側のNchの受光素子部2では
光電変換により発生した電子を排出し、このときの受光
素子2aの電子移送領域2Nのポテンシャルは図7Aに
示す如く、この正孔蓄積領域2Pに蓄積されている正孔
の量に応じて破線より実線へと深くなる。
At this time, in the Nch light-receiving element portion 2 on the front side, electrons generated by photoelectric conversion are discharged, and the potential of the electron transfer region 2N of the light-receiving element 2a at this time is the hole accumulation region 2P as shown in FIG. 7A. The depth increases from the broken line to the solid line in accordance with the amount of holes accumulated in.

【0038】この電子転送用のレジスタ3の信号電荷の
転送動作が終了したときのA−A線断面図のポテンシャ
ル関係は例えば図8に示す如くで、この表側のNchの
ポテンシャルは図8Aに示す如く電子転送用のレジスタ
3の単位ビットを構成する電子蓄積領域3Nに電子供給
ソース1よりの所定量の電子が蓄積維持される。またこ
のとき受光素子2aの電子移送領域2Nのポテンシャル
は図8Aに示す如く、この正孔蓄積領域2Pに蓄積され
ている正孔の量に応じて破線より実線へと深くなる。
The potential relationship of the sectional view taken along the line AA when the transfer operation of the signal charges of the electronic transfer register 3 is completed is as shown in FIG. 8, for example, and the potential of the Nch on the front side is shown in FIG. 8A. As described above, a predetermined amount of electrons from the electron supply source 1 is accumulated and maintained in the electron accumulation region 3N that constitutes the unit bit of the register 3 for electron transfer. At this time, the potential of the electron transfer region 2N of the light receiving element 2a becomes deeper from the broken line to the solid line according to the amount of holes accumulated in the hole accumulation region 2P, as shown in FIG. 8A.

【0039】またこの裏側のPchのポテンシャルは図
8Bに示す如く受光素子2aの正孔蓄積領域2Pには光
電変換により発生した正孔を蓄積維持すると共にP型領
域3Pは電子蓄積領域3Nに蓄積された電子の影響によ
り破線より実線へと浅くなる。
As shown in FIG. 8B, the potential of Pch on the back side accumulates and maintains holes generated by photoelectric conversion in the hole accumulation region 2P of the light receiving element 2a, and the P-type region 3P accumulates in the electron accumulation region 3N. Due to the effect of the generated electrons, it becomes shallower from the broken line to the solid line.

【0040】次に検出発生動作時はゲート端子3Gに所
定の第1の電圧を供給し、図9(A−A線断面図のポテ
ンシャル関係)に示す如く電子蓄積部3aのポテンシャ
ルを浅くする。このときは表側のNchのポテンシャル
関係は図9Aに示す如くなり、このとき電子蓄積領域3
Nに蓄積されている電子が、正孔蓄積領域2Pに蓄積さ
れている正孔の量に応じて変調された電子移送領域2N
を通して排出する。
Next, at the time of detection generation operation, a predetermined first voltage is supplied to the gate terminal 3G to make the potential of the electron storage portion 3a shallow as shown in FIG. 9 (potential relation of AA line sectional view). At this time, the potential relationship of the Nch on the front side is as shown in FIG. 9A, and at this time, the electron accumulation region 3
The electron transfer region 2N in which the electrons accumulated in N are modulated according to the amount of holes accumulated in the hole accumulation region 2P
Exhaust through.

【0041】この場合電子蓄積領域3Nに残る電子の量
は受光素子2aで光電変換して得られ、正孔蓄積領域2
Pに蓄積された正孔の量に応じた信号電荷となる。
In this case, the amount of electrons remaining in the electron storage region 3N is obtained by photoelectric conversion by the light receiving element 2a, and the hole storage region 2
The signal charge corresponds to the amount of holes accumulated in P.

【0042】このときの裏側のPchのポテンシャルは
図9Bに示す如くで、P型領域3Pは浅くなり、受光素
子2aの正孔蓄積領域2Pに光電変換して得られた正孔
を蓄積維持している。
At this time, the potential of Pch on the back side is as shown in FIG. 9B, the P-type region 3P becomes shallow, and holes obtained by photoelectric conversion are accumulated and maintained in the hole accumulation region 2P of the light receiving element 2a. ing.

【0043】この検出発生動作終了時はゲート端子3G
に所定の第2の電圧を供給し、図10(A−A線断面図
のポテンシャル関係)に示す如く、電子蓄積部3aのポ
テンシャルを深くする。このときは表側のNchのポテ
ンシャル関係は図10Aに示す如くなり、電子蓄積領域
3Nには信号電荷である電子が蓄積、維持される。また
このとき電子移送領域2Nは受光素子2aの正孔蓄積領
域2Pの正孔は全て排出されるのでポテンシャル変調が
なくなる。
At the end of this detection generation operation, the gate terminal 3G
Is supplied with a predetermined second voltage to deepen the potential of the electron accumulating portion 3a as shown in FIG. 10 (potential relation of the sectional view taken along the line AA). At this time, the potential relationship of the Nch on the front side is as shown in FIG. 10A, and the electrons, which are the signal charges, are accumulated and maintained in the electron accumulation region 3N. At this time, in the electron transfer region 2N, all the holes in the hole accumulation region 2P of the light receiving element 2a are discharged, so that potential modulation is eliminated.

【0044】またこのときの裏側のPchのポテンシャ
ル関係は図10Bに示す如くで、P型領域3Pは表側の
信号電荷である電子により、その分、破線より実線へと
浅くなり、また受光素子2aの正孔蓄積領域2Pに蓄積
されていた正孔を全て排出される。次にこの電子蓄積領
域3Nに蓄積されている信号電荷としての電子を電子転
送用のレジスタ3を転送動作として転送することによ
り、ライン信号を得ることができる。
Further, the potential relationship of the Pch on the back side at this time is as shown in FIG. 10B, and the P-type region 3P becomes shallower from the broken line to the solid line by the electron due to the signal charge on the front side, and the light receiving element 2a. All the holes accumulated in the hole accumulation region 2P are discharged. Next, the line signal can be obtained by transferring the electrons as the signal charges accumulated in the electron accumulation region 3N to the electron transfer register 3 as the transfer operation.

【0045】本例によれば電子供給ソース1からの電子
を電子蓄積領域3Nの夫々に所定量供給し、この所定量
の電子より受光素子2aで光電変換により発生した正孔
によりポテンシャルが変調される電子移送領域2Nを通
して排出するようにしているので、この電子蓄積領域3
Nに受光素子2aで光電変換により発生した正孔(信号
電荷)に応じた電子を残すことができる。
According to this example, a predetermined amount of electrons from the electron supply source 1 is supplied to each of the electron storage regions 3N, and the potential is modulated by the holes generated by photoelectric conversion in the light receiving element 2a by the predetermined amount of electrons. Since the electron is discharged through the electron transfer area 2N,
Electrons corresponding to holes (signal charges) generated by photoelectric conversion in the light receiving element 2a can be left in N.

【0046】本例によれば上述図1,図2例と同様な作
用効果を得ることができる。また、本例によれば電子蓄
積領域3Nに蓄積する電子の所定量により信号電荷即ち
読み出し信号のダイナミックレンジを制御することがで
きる。
According to this example, it is possible to obtain the same effects as those of the examples of FIGS. Further, according to this example, the signal charge, that is, the dynamic range of the read signal can be controlled by a predetermined amount of electrons accumulated in the electron accumulation region 3N.

【0047】また図12,図13を参照して本発明の他
の実施例につき説明する。この図12,図13は例えば
図14に示す如くCCD撮像装置の水平レジスタを2段
構成とし、正孔転送用の水平レジスタ及び電子転送用の
水平レジスタとするようにしたものである。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13, for example, as shown in FIG. 14, the horizontal register of the CCD image pickup device has a two-stage structure, which is a horizontal register for hole transfer and a horizontal register for electron transfer.

【0048】この図12,図13において、1PはN型
シリコン基板5上の一方向(図12では水平方向)に連
続する如く、設けた正孔供給ソースを示し、この正孔供
給ソース1Pに沿って正孔蓄積部4a及び素子分離部4
bが順次繰り返し配された正孔検出発生部4を設ける。
この場合この正孔供給ソース1Pと正孔蓄積部4aとの
間には正孔入力ゲート4cが形成される。
12 and 13, reference numeral 1P denotes a hole supply source provided so as to be continuous in one direction (horizontal direction in FIG. 12) on the N-type silicon substrate 5. Along hole accumulating portion 4a and element separating portion 4
A hole detection / generation unit 4 in which b is sequentially and repeatedly arranged is provided.
In this case, the hole input gate 4c is formed between the hole supply source 1P and the hole accumulating portion 4a.

【0049】この正孔検出発生部4に沿って正孔蓄積部
4aに連続した電子蓄積部3a、素子分離部4bに連続
した転送部3b2 、素子分離部4bに連続した電子蓄積
部3a2 及び素子分離部4bに連続した転送部3b1
順次繰り返しの電子転送用のレジスタ3Eを形成すると
共にこの電子転送用のレジスタ3Eに沿って電子蓄積部
3aに連続した正孔蓄積部7a1 、転送部3b2 に連続
した転送部7b2 、電子蓄積部3a2 に連続した正孔蓄
積部7a2 及び転送部3b1 に連続した転送部7b1
順次繰り返しの正孔転送用のレジスタ3Hを形成する。
Along the hole detection / generation section 4, the electron storage section 3a is connected to the hole storage section 4a, the transfer section 3b 2 is connected to the element separation section 4b, and the electron storage section 3a 2 is connected to the element separation section 4b. And a hole accumulation section 7a 1 continuous with the electron accumulation section 3a along with the electron transfer register 3E formed by sequentially repeating the transfer section 3b 1 with the element isolation section 4b. A transfer unit 7b 2 continuous to the transfer unit 3b 2 , a hole storage unit 7a 2 continuous to the electron storage unit 3a 2 , and a transfer unit 7b 1 continuous to the transfer unit 3b 1 are provided with a register 3H for sequentially repeating hole transfer. Form.

【0050】この場合電子転送用のレジスタ3Eと正孔
転送用のレジスタ3Hとはポテンシャルに段差を付け、
例えば図14に示す如きCCD撮像装置の受光領域11
の垂直転送レジスタにより転送された電子の信号電荷を
正孔蓄積部7a1 を通して電子蓄積部3aに蓄積する如
くすると共に正孔蓄積部4aからの正孔を電子蓄積部3
aを通して正孔蓄積部7a1 に蓄積する如く構成する。
In this case, the electron transfer register 3E and the hole transfer register 3H have different potentials.
For example, the light receiving area 11 of the CCD image pickup device as shown in FIG.
The signal charges of the electrons transferred by the vertical transfer register are accumulated in the electron accumulating portion 3a through the hole accumulating portion 7a 1 and the holes from the hole accumulating portion 4a are accumulated in the electron accumulating portion 3a.
It is configured so as to accumulate in the hole accumulating portion 7a 1 through a.

【0051】この図12のB−B線断面図を図13に示
す。この図13につき説明するに、正孔供給ソース1P
はN型シリコン基板5上にP型領域を形成すると共にこ
のP型領域上にP+ 領域を形成し、その上面にアルミ、
多結晶シリコン層等より成る電極1Mを設け、この電極
1Mより端子1Gを導出したものである。
FIG. 13 is a sectional view taken along line BB of FIG. The hole supply source 1P will be described with reference to FIG.
Forms a P-type region on the N-type silicon substrate 5, forms a P + region on the P-type region, and forms aluminum on the upper surface thereof.
An electrode 1M made of a polycrystalline silicon layer or the like is provided, and a terminal 1G is derived from this electrode 1M.

【0052】このB−B線断面図における正孔検出発生
部4の正孔入力ゲート4cはN型シリコン基板5上に第
2のP濃度のP型領域4P1 を形成し、このP型領域4
1上に第2のN濃度のN型領域4N1 を形成し、この
N型領域4N1 上に絶縁膜例えばSiO2 層4Sを介し
て、アルミ、多結晶シリコン層等の金属電極4Mを形成
し、この電極4M、絶縁膜4S、N型領域4N1 、P型
領域4P1 によりMOS構成の正孔入力ゲート4cを構
成する。4Gは電極4Mより導出したゲート端子であ
る。
The hole input gate 4c of the hole detecting / generating unit 4 in the sectional view taken along the line BB forms a P-type region 4P 1 having a second P concentration on the N-type silicon substrate 5, and this P-type region is formed. Four
A second N-concentration N-type region 4N 1 is formed on P 1 , and a metal electrode 4M such as aluminum or a polycrystalline silicon layer is formed on the N-type region 4N 1 via an insulating film such as a SiO 2 layer 4S. Then, the electrode 4M, the insulating film 4S, the N-type region 4N 1 and the P-type region 4P 1 form a hole input gate 4c having a MOS structure. 4G is a gate terminal derived from the electrode 4M.

【0053】この正孔入力ゲート4cの深さ方向のポテ
ンシャルは図11の曲線に示す如くで、N型領域4N1
(Nch)で極小であり、P型領域4P1 (Pch)で
極大であり、この図11より明らかな如く、表側のNc
hで電子を蓄積、転送でき、この裏側のPchで正孔を
蓄積、転送できる。
The potential in the depth direction of the hole input gate 4c is as shown by the curve in FIG. 11, and the N-type region 4N 1
(Nch) has a minimum value, and P-type region 4P 1 (Pch) has a maximum value. As is apparent from FIG.
Electrons can be stored and transferred by h, and holes can be stored and transferred by Pch on the back side.

【0054】また、この正孔検出発生部4の正孔蓄積部
4aはN型シリコン基板5上に第2のP濃度のP型シリ
コン層より成る正孔蓄積領域4P2 を形成し、このP型
シリコン層より成る正孔蓄積領域4P2 上に第2のN-
濃度のN型領域4N2 を形成し、このN型領域4N2
に絶縁膜例えばSiO2 層4Sを介して金属電極4Mを
形成し、この電極4M、絶縁膜4S、N型領域4N2
P型シリコン層の正孔蓄積領域4P2 よりMOS構成の
正孔蓄積部4aを構成する。
The hole accumulating portion 4a of the hole detecting and generating portion 4 forms a hole accumulating region 4P 2 of a P type silicon layer having a second P concentration on the N type silicon substrate 5, and the P A second N on the hole storage region 4P 2 made of a silicon type layer.
Forming a N-type region 4N 2 concentration, on the N-type region 4N 2 via an insulating film such as SiO 2 layer 4S forming a metal electrode 4M, the electrode 4M, insulating film 4S, N-type region 4N 2,
The hole storage region 4P 2 of the P-type silicon layer constitutes the hole storage unit 4a of MOS structure.

【0055】この正孔蓄積部4aの深さ方向のポテンシ
ャルは図11の曲線に示す如くで、N型領域4N2 (N
ch)で極小であり、P型シリコン層の正孔蓄積領域4
2(Pch)で極大であり、この図11より明らかな
如く、表側のNchで電子を蓄積、転送でき、この裏側
のPchで正孔を蓄積、転送できる。
The potential of the hole accumulating portion 4a in the depth direction is as shown by the curve in FIG. 11, and the N-type region 4N 2 (N
ch), which is the minimum, and is the hole accumulation region 4 of the P-type silicon layer.
It is maximum at P 2 (Pch), and as is clear from FIG. 11, electrons can be accumulated and transferred by the front Nch, and holes can be accumulated and transferred by this rear Pch.

【0056】また電子転送用のレジスタ3Eの電子蓄積
部3aはN型シリコン基板5上に正孔蓄積領域4P2
隣接して形成した第1のP濃度のP型シリコン層よりな
る正孔移送領域3P1 を形成すると共にこの正孔移送領
域3P1 上にN+ 濃度のN型シリコン層による被電子供
給領域である電子蓄積領域3N1 を形成する。
The electron storage portion 3a of the electron transfer register 3E is a hole transfer layer formed of a P-type silicon layer having a first P concentration and formed on the N-type silicon substrate 5 adjacent to the hole storage region 4P 2. A region 3P 1 is formed, and an electron storage region 3N 1 which is a region to be supplied with electrons by an N + type N-type silicon layer is formed on the hole transfer region 3P 1 .

【0057】このN型シリコン層の電子蓄積領域3N1
上に絶縁膜例えばSiO2 層3Sを介してアルミ、多結
晶シリコン層等の金属電極3Mを形成し、この電極3
M、絶縁膜3S、N型シリコン層の電子蓄積領域3
1 、P型領域3P1 により、MOS構成の電子蓄積部
3aを構成する。3Gは電極3Mより導出したゲート端
子である。
Electron storage region 3N 1 of this N-type silicon layer
A metal electrode 3M such as aluminum or a polycrystalline silicon layer is formed on the insulating film, for example, a SiO 2 layer 3S, and the electrode 3
Electron storage region 3 of M, insulating film 3S, and N-type silicon layer
The N 1 and P type regions 3P 1 form an electron storage unit 3a having a MOS structure. 3G is a gate terminal derived from the electrode 3M.

【0058】この電子蓄積部3aの深さ方向のポテンシ
ャルは図11の曲線に示す如くで、電子蓄積領域3N1
のN型シリコン層で極小であり、P型領域3P1 で極大
である。この図11より明らかな如く、表側のNchで
電子を蓄積、転送でき、この裏側のPchで正孔を蓄
積、転送できる。
The potential of the electron storage portion 3a in the depth direction is as shown by the curve in FIG. 11, and the electron storage region 3N 1
Of the N-type silicon layer is minimum and that of the P-type region 3P 1 is maximum. As is clear from FIG. 11, electrons can be stored and transferred in the front Nch, and holes can be stored and transferred in the rear Pch.

【0059】また正孔転送用のレジスタ3Hの正孔蓄積
部7a1 はN型シリコン基板5上にP型領域3P1 に隣
接して、第1のP濃度のP型シリコン層よりなる正孔蓄
積領域3P2 を形成すると共にこのP型シリコン層の正
孔蓄積領域3P2 上にN型シリコン層よりなるN型領域
3N2 を形成する。
The hole accumulating portion 7a 1 of the hole transfer register 3H is adjacent to the P-type region 3P 1 on the N-type silicon substrate 5 and is formed of a P-type silicon layer having a first P concentration. The storage region 3P 2 is formed, and the N-type region 3N 2 made of an N-type silicon layer is formed on the hole storage region 3P 2 of the P-type silicon layer.

【0060】このN型領域3N2 上に絶縁膜例えばSi
2 層3Sを介してアルミ、多結晶シリコン層等の金属
電極3Mを形成し、この電極3M、絶縁膜3S、N型領
域3N2 、P型シリコン層の正孔蓄積領域3P2 によ
り、MOS構成の正孔蓄積部7a1 を構成する。
An insulating film such as Si is formed on the N-type region 3N 2.
A metal electrode 3M such as an aluminum or polycrystalline silicon layer is formed through the O 2 layer 3S, and the electrode 3M, the insulating film 3S, the N-type region 3N 2 and the hole accumulation region 3P 2 of the P-type silicon layer form a MOS. The hole accumulating portion 7a 1 of the constitution is constituted.

【0061】この正孔蓄積部7a1 の深さ方向のポテン
シャルは図11の曲線に示す如くで、N型領域3N2
極小であり、正孔蓄積領域3P2 のP型シリコン層で極
大である。この図11より明らかな如く、表面のNch
で電子を蓄積、転送でき、この裏側のPchで正孔を蓄
積、転送できる。
The potential of the hole accumulating portion 7a 1 in the depth direction is as shown by the curve in FIG. 11, the minimum in the N-type region 3N 2 and the maximum in the P-type silicon layer in the hole accumulating region 3P 2. is there. As is clear from FIG. 11, the Nch on the surface
Can accumulate and transfer electrons, and holes can be accumulated and transferred by Pch on the back side.

【0062】この場合、この図12のB−B線断面図の
ポテンシャル関係は図15に示す如くで、図15Aは表
側のNchのポテンシャルを示し、図15Bはこの裏側
のポテンシャルを示す。この図15より明らかな如く正
孔転送用のレジスタ3Hと電子転送用のレジスタ3Eと
のポテンシャル関係に段差を持たせる如くする。
In this case, the potential relationship of the sectional view taken along the line BB in FIG. 12 is as shown in FIG. 15, FIG. 15A shows the potential of the Nch on the front side, and FIG. 15B shows the potential on the back side. As is apparent from FIG. 15, the potential relationship between the hole transfer register 3H and the electron transfer register 3E is made to have a step.

【0063】この図12のC−C線断面図を図16に示
す。この図16につき説明するに、この図16において
は電子転送用のレジスタ3Eの電子蓄積部3a2 及び正
孔転送用のレジスタ3Hの正孔蓄積部7a2 は夫々図1
3の電子転送用のレジスタ3Eの電子蓄積部3a及び正
孔転送用のレジスタ3Hの正孔蓄積部7a1 と同様の構
成であり、この図16において図13と異なるのは正孔
検出発生部4の素子分離部4bだけである。
FIG. 16 shows a sectional view taken along the line CC of FIG. Referring to FIG. 16, the electron storage section 3a 2 of the register 3E for electron transfer and the hole storage section 7a 2 of the register 3H for hole transfer are shown in FIG.
3 has the same configuration as the electron storage unit 3a of the electron transfer register 3E and the hole storage unit 7a 1 of the hole transfer register 3H. The difference from FIG. 13 in FIG. 16 is the hole detection generation unit. No. 4 element isolation part 4b.

【0064】この図12のC−C線断面図における素子
分離部4bはN型シリコン基板5上に第2のP濃度のP
型領域4Pを形成し、このP型領域4P上に第2のN濃
度のN型領域4Nを形成し、このN型領域4N上に絶縁
膜例えばSiO2 層4Sを介して、アルミ、多結晶シリ
コン層等の金属電極4Mを形成し、この電極4M、絶縁
膜4S、N型領域4N、P型領域4PによりMOS構成
の素子分離部4bを形成する。
In the sectional view taken along the line CC of FIG. 12, the element isolation portion 4b is formed on the N-type silicon substrate 5 with a second P concentration of P.
A type region 4P is formed, an N-type region 4N having a second N concentration is formed on the P-type region 4P, and aluminum, polycrystal or the like is formed on the N-type region 4N via an insulating film such as a SiO 2 layer 4S. A metal electrode 4M such as a silicon layer is formed, and the electrode 4M, the insulating film 4S, the N-type region 4N, and the P-type region 4P form an element isolation portion 4b having a MOS structure.

【0065】この素子分離部4bの深さ方向のポテンシ
ャル関係も、図11の曲線に示す如くである。またこの
C−C線断面図における表側のNchのポテンシャル関
係は図17Aに示す如くであり、この裏側のPchのポ
テンシャル関係は図17Bに示す如くである。
The potential relationship in the depth direction of the element isolation portion 4b is also as shown by the curve in FIG. The potential relationship of Nch on the front side in this CC cross-sectional view is as shown in FIG. 17A, and the potential relationship of Pch on the back side is as shown in FIG. 17B.

【0066】この図12のD−D線断面図を図18に示
す。この図18につき説明するに、この図18において
は、図16の電子転送用のレジスタ3Eの電子蓄積部3
2及び正孔転送用のレジスタ3Hの正孔蓄積部7a2
を夫々転送部3b2 及び7b 2 とした構成である。これ
につき次に説明する。
FIG. 18 shows a sectional view taken along the line DD of FIG.
You To explain FIG. 18, in FIG.
Is the electronic storage unit 3 of the electronic transfer register 3E of FIG.
a2And the hole accumulating portion 7a of the hole transfer register 3H.2
Transfer unit 3b2And 7b 2It is a structure that. this
This will be explained next.

【0067】この電子転送用のレジスタ3Eの転送部3
2 (転送部3b1 も同じ)はN型シリコン基板5上に
第1のP濃度のP型シリコン層よりなるP型領域3P3
を形成すると共にこのP型領域3P3 上にN型シリコン
層のN型領域3N3 を形成し、このN型領域3N3 上に
絶縁膜例えばSiO2 層3Sを介してアルミ、多結晶シ
リコン層等の金属電極3Mを形成し、この電極3M、絶
縁膜3S、N型領域3N3 、P型領域3P3 によりMO
S構成の転送部3b2 を構成する。
The transfer section 3 of the register 3E for electronic transfer
b 2 (same for the transfer portion 3b 1 ) is a P-type region 3P 3 made of a P-type silicon layer having a first P concentration on the N-type silicon substrate 5.
And an N-type region 3N 3 of an N-type silicon layer is formed on the P-type region 3P 3 , and an aluminum film or a polycrystalline silicon layer is formed on the N-type region 3N 3 via an insulating film, for example, a SiO 2 layer 3S. A metal electrode 3M, etc. is formed, and this electrode 3M, the insulating film 3S, the N-type region 3N 3 and the P-type region 3P 3 are used to form a MO.
The transfer unit 3b 2 having the S configuration is configured.

【0068】この転送部3b2 (転送部3b1 も同じ)
の深さ方向のポテンシャルは図11の曲線に示す如く
で、N型領域3N3 で極小であり、P型領域3P3 で極
大であり、この図11より明らかな如く表面のNchで
電子を蓄積、転送でき、この裏側のPchで正孔を蓄
積、転送できる。
This transfer unit 3b 2 (same for transfer unit 3b 1 )
The potential in the depth direction is as shown by the curve in FIG. 11, and is minimum in the N-type region 3N 3 and maximum in the P-type region 3P 3 , and electrons are accumulated in the Nch on the surface as is clear from FIG. , And the holes can be accumulated and transferred by Pch on the back side.

【0069】この正孔転送用のレジスタ3Hの転送部7
2 (転送部7b1 も同じ)はN型シリコン基板5上第
1のP濃度のP型シリコン層よりなるP型領域3P4
形成すると共にこのP型領域3P4 上にN- 濃度のN型
シリコン層よりなるN型領域3N4 を形成し、このN型
領域3N4 上に絶縁膜例えばSiO2 層3Sを介して、
アルミ、多結晶シリコン層等の金属電極3Mを形成し、
この電極3M、絶縁膜3S、N型領域3N4 、P型領域
3P4 によりMOS構成の転送部7b2 を構成する。
Transfer unit 7 of register 3H for hole transfer
b 2 (the same applies to the transfer portion 7 b 1 ) forms a P-type region 3P 4 made of a P-type silicon layer having a first P concentration on the N-type silicon substrate 5 and also has an N concentration of N concentration on the P-type region 3P 4 . An N-type region 3N 4 made of an N-type silicon layer is formed, and an insulating film such as a SiO 2 layer 3S is formed on the N-type region 3N 4 ,
Form a metal electrode 3M such as aluminum or polycrystalline silicon layer,
The electrode 3M, the insulating film 3S, the N-type region 3N 4 and the P-type region 3P 4 form a transfer portion 7b 2 having a MOS structure.

【0070】この転送部7b2 (転送部7b1 も同じ)
の深さ方向のポテンシャルは図11の曲線に示す如く
で、N型領域3N4 で極小であり、P型領域3P4 で極
大であり、この図11より明らかな如く、表側のNch
で電子を蓄積、転送でき、この裏側のPchで正孔を蓄
積、転送できる。
This transfer unit 7b 2 (same for transfer unit 7b 1 )
The potential in the depth direction is as shown by the curve in FIG. 11, and is minimum in the N-type region 3N 4 and maximum in the P-type region 3P 4 , and as is clear from FIG.
Can accumulate and transfer electrons, and holes can be accumulated and transferred by Pch on the back side.

【0071】このD−D線断面図における表側のNch
のポテンシャル関係は図19Aに示す如くであり、この
裏側のPchのポテンシャル関係は図19Bに示す如く
である。
Nch on the front side in the sectional view taken along the line D-D
19A is as shown in FIG. 19A, and the potential relation of Pch on the back side is as shown in FIG. 19B.

【0072】次にこの図12,図13,図16,図18
例の動作につき説明するに、電子転送用のレジスタ3E
及び正孔転送用レジスタ3Hの転送動作については後述
するも、この転送動作中は図12のB−B線断面図の表
側のNch及び裏側のPchのポテンシャル関係は図2
0A及びBに示す如くであり、このC−C線断面図の表
側のNch及び裏側のPchのポテンシャル関係は図2
1A及びBに示す如くであり、このD−D線断面図の表
側のNch及び裏側のPchのポテンシャルの関係は図
22A及びBに示す如くである。
Next, FIG. 12, FIG. 13, FIG. 16 and FIG.
To explain the operation of the example, the register 3E for electronic transfer will be described.
The transfer operation of the hole transfer register 3H and the hole transfer register 3H will be described later. During this transfer operation, the potential relationship between the Nch on the front side and the Pch on the back side of the cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
0A and B, and the potential relationship between the Nch on the front side and the Pch on the back side of this CC sectional view is shown in FIG.
1A and 1B, and the potential relationship between the Nch on the front side and the Pch on the back side of this DD sectional view is as shown in FIGS. 22A and 22B.

【0073】このときは正孔検出発生部4のゲート端子
4Gに供給されるゲート信号はローレベル信号“0”で
あるが、正孔検出部4は正孔供給ソース1Pからの正孔
が正孔入力ゲート4cを通して正孔蓄積領域4P2 に蓄
積され、このとき図20Aに示す如く、この正孔蓄積領
域4P2 の正孔により表側のNchのポテンシャルは破
線より実線へと深くなる。
At this time, the gate signal supplied to the gate terminal 4G of the hole detecting and generating unit 4 is the low level signal "0", but the hole detecting unit 4 detects that the holes from the hole supply source 1P are positive. The holes are accumulated in the hole accumulation region 4P 2 through the hole input gate 4c, and at this time, as shown in FIG. 20A, the holes in the hole accumulation region 4P 2 make the potential of the Nch on the front side deeper than the broken line to the solid line.

【0074】転送動作が終了し、この状態より検出発生
動作時となったときは、正孔検出発生部4のゲート端子
4Gに供給されるゲート信号はハイレベル信号“1”と
する。このときは図12のB−B線断面図の表側のNc
h及び裏側のPchのポテンシャル関係は図23A及び
Bに示す如くであり、このC−C線断面図の表側のNc
h及び裏側のPchのポテンシャル関係は図24A及び
Bに示す如くであり、このD−D線断面図の表側のNc
h及び裏側のPchのポテンシャル関係は図25A及び
Bに示す如くである。
When the transfer operation is completed and the detection generation operation is started from this state, the gate signal supplied to the gate terminal 4G of the hole detection generation unit 4 is the high level signal "1". At this time, Nc on the front side of the sectional view taken along the line BB of FIG.
The potential relationship between h and Pch on the back side is as shown in FIGS. 23A and 23B, and Nc on the front side of the cross-sectional view taken along the line C-C.
The potential relationship between h and the Pch on the back side is as shown in FIGS. 24A and 24B, and Nc on the front side of this DD line cross-sectional view is shown.
The potential relationship between h and the Pch on the back side is as shown in FIGS. 25A and 25B.

【0075】このときは先ず、例えばCCD撮像装置の
受光領域11の垂直レジスタにより転送された電子の信
号電荷を正孔転送用のレジスタ3Hの正孔蓄積部7a1
を通して、図23Aに示す如く電子転送用のレジスタ3
Eの電子蓄積部3aの電子蓄積領域3N1 に蓄積維持す
る。
In this case, first, for example, the signal charge of electrons transferred by the vertical register of the light receiving area 11 of the CCD image pickup device is transferred to the hole accumulating portion 7a 1 of the hole transfer register 3H.
Through the register 3 for electronic transfer as shown in FIG. 23A.
The electron storage region 3N 1 of the E electron storage unit 3a stores and maintains the electron.

【0076】このとき裏側のPchの正孔の移送部を構
成するP型領域3P1 のポテンシャルは図23Bに示す
如く、この信号電荷に応じた分だけ、破線より実線へと
浅くなり、正孔検出発生部4の正孔蓄積部4aの正孔蓄
積領域4P2 に蓄積されていた正孔が、この信号電荷に
より浅くなった分だけ流れ出し、この流れ出た正孔が正
孔蓄積部7a1 を通って図25Bに示す如くよりポテン
シャルの高い隣の転送部7b2 のP型領域3P4 に蓄積
される。この場合、P型領域3P4 に蓄積される正孔の
量は信号電荷に対応したものとなる。
At this time, as shown in FIG. 23B, the potential of the P-type region 3P 1 which constitutes the hole transfer portion of the Pch on the back side becomes shallower from the broken line to the solid line by the amount corresponding to this signal charge, and The holes accumulated in the hole accumulation region 4P 2 of the hole accumulation unit 4a of the detection generation unit 4 flow out by an amount corresponding to the shallowing due to the signal charge, and the flowed holes flow through the hole accumulation unit 7a 1 . As shown in FIG. 25B, the charges are accumulated in the P-type region 3P 4 of the adjacent transfer portion 7b 2 having a higher potential. In this case, the amount of holes accumulated in the P-type region 3P 4 corresponds to the signal charge.

【0077】ここで検出発生動作を終了し、この状態よ
り、電子転送用のレジスタ3E及び正孔転送用のレジス
タ3Hを転送状態とすれば、信号電荷としての、電子及
び正孔を同時に転送できる。この転送につき説明するに
図12,図13,図16,図18例においては電子転送
用のレジスタ3Eの電子蓄積部3aの電極3Mと、正孔
転送用のレジスタ3Hの正孔蓄積部7a1 の電極3Mと
を共通とすると共に電子転送用のレジスタ3Eの転送部
3b1 の電極と正孔転送用のレジスタ3Hの転送部7b
1 の電極とを共通とし、之等電極を互いに接続してゲー
ト端子3G1 を導出する。
When the detection / generation operation is terminated and the register 3E for electron transfer and the register 3H for hole transfer are set to the transfer state from this state, electrons and holes as signal charges can be transferred at the same time. . To explain this transfer, in the examples of FIGS. 12, 13, 16 and 18, the electrode 3M of the electron storage section 3a of the electron transfer register 3E and the hole storage section 7a 1 of the hole transfer register 3H are described. And the electrode 3M of the transfer section 3b 1 of the register 3E for electron transfer and the transfer section 7b of the register 3H for hole transfer.
A first electrode and a common, by connecting this like electrodes together to derive the gate terminal 3G 1.

【0078】また電子転送用のレジスタ3Eの電子蓄積
部3a2 の電極と正孔転送用のレジスタ3Hの正孔蓄積
部7a2 の電極とを共通とすると共に電子転送用のレジ
スタ3Eの転送部3b2 の電極と正孔転送用のレジスタ
3Hの転送部7b2 の電極とを共通とし之等電極を互い
に接続してゲート端子3G2 を導出する。
Further, the electrode of the electron storage unit 3a 2 of the electron transfer register 3E and the electrode of the hole storage unit 7a 2 of the hole transfer register 3H are made common and the transfer unit of the electron transfer register 3E is used. The electrode 3b 2 and the electrode of the transfer portion 7b 2 of the hole transfer register 3H are commonly used to connect the equal electrodes to each other to derive the gate terminal 3G 2 .

【0079】本例においては、このゲート端子3G1
び3G2 を使用し2相駆動する如くする。この場合は図
14に示す如く電子転送用のレジスタ3E及び正孔転送
用のレジスタ3Hは互に逆方向に電子及び正孔を転送す
る。従って電子転送用のレジスタ3Eの出力側に設けた
出力回路12の出力端子12aに正相信号が得られると
きは、この正孔転送用のレジスタ3Hの出力側に設けた
出力回路13の出力端子13aに例えば自動車のバック
ミラー信号として使用できる1水平期間が反転した反転
信号が得られる。
In this example, the gate terminals 3G 1 and 3G 2 are used to perform two-phase driving. In this case, as shown in FIG. 14, the electron transfer register 3E and the hole transfer register 3H transfer electrons and holes in opposite directions. Therefore, when a positive phase signal is obtained at the output terminal 12a of the output circuit 12 provided on the output side of the electronic transfer register 3E, the output terminal of the output circuit 13 provided on the output side of the hole transfer register 3H. An inverted signal obtained by inverting one horizontal period, which can be used as a rear-view mirror signal of an automobile, is obtained at 13a.

【0080】また図12,図13,図16,図18の電
子転送用のレジスタ3Eの電極と正孔転送用のレジスタ
3Hの電極とを互い分離し、夫々の電極より配線を交差
してゲート端子を取り出すようにすれば図26に示す如
く、この電子転送用のレジスタ3E及び正孔転送用のレ
ジスタ3Hにより、この電子及び正孔を同時に同一方向
に転送でき、このレジスタ3E及び3Hの出力信号を出
力加算回路14で加算するようにすれば、この出力端子
14aに出力レベルが増大された加算出力信号を得るこ
とができる。
Further, the electrode of the electron transfer register 3E and the electrode of the hole transfer register 3H shown in FIGS. 12, 13, 16 and 18 are separated from each other, and the wiring is crossed from each electrode to cross the gate. If the terminal is taken out, as shown in FIG. 26, the electron and the hole can be simultaneously transferred in the same direction by the electron transfer register 3E and the hole transfer register 3H, and the outputs of the registers 3E and 3H. If the signals are added by the output adder circuit 14, an added output signal having an increased output level can be obtained at the output terminal 14a.

【0081】またこの場合、例えば電子転送用のレジス
タ3Eの長さを2水平期間分とすれば、正孔転送用のレ
ジスタ3Eの出力側に設けた出力回路13の出力端子1
3aには通常の映像信号が得られると共に電子転送用の
レジスタ3Eの出力側に設けた出力回路12の出力端子
12aには1水平期間遅延した映像信号が同時に得られ
る。
In this case, for example, if the length of the electronic transfer register 3E is two horizontal periods, the output terminal 1 of the output circuit 13 provided on the output side of the hole transfer register 3E.
A normal video signal is obtained at 3a, and a video signal delayed by one horizontal period is simultaneously obtained at the output terminal 12a of the output circuit 12 provided on the output side of the register 3E for electronic transfer.

【0082】またCCD撮像装置の受光領域11におい
て、センサで光電変換によって電子と正孔とが発生し、
例えば4相駆動垂直転送レジスタを用いるフレーム転送
型イメージセンサ等ではセンサに蓄積された電子と正孔
とは同一方向に転送できるが、垂直転送部から水平転送
部に転送する段階で、この正孔をポテンシャル関係で転
送できなかった。そのため従来は電子のみが信号成分と
して用いられていた。
In the light receiving area 11 of the CCD image pickup device, electrons and holes are generated by photoelectric conversion in the sensor,
For example, in a frame transfer type image sensor using a 4-phase drive vertical transfer register, the electrons and holes accumulated in the sensor can be transferred in the same direction, but at the stage of transferring from the vertical transfer unit to the horizontal transfer unit, the holes are transferred. Could not be transferred due to the potential relationship. Therefore, only electrons have been conventionally used as signal components.

【0083】そこで本例においては水平転送レジスタと
して、図14に示す如く、図12,図13,図16,図
18に示す如き、電子転送用のレジスタ3E及び正孔転
送用のレジスタ3Hを設け、この正孔転送用のレジスタ
3Hの深さ方向のPchのポテンシャルを図28の破線
bで示す如く、実線aで示す垂直転送部の深さ方向のP
chのポテンシャルに比較し、浅くするようにすると共
に正孔供給ソース1pを不用とする。その他は上述と同
様とする。
Therefore, in this example, as horizontal transfer registers, as shown in FIG. 14, a register 3E for electronic transfer and a register 3H for hole transfer are provided as shown in FIGS. 12, 13, 16 and 18. As shown by a broken line b in FIG. 28, the potential of Pch in the depth direction of the hole transfer register 3H is shown by a solid line a in the depth direction P of the vertical transfer portion.
As compared with the potential of ch, the potential is made shallow and the hole supply source 1p is unnecessary. Others are the same as above.

【0084】斯る本例においては検出発生動作時に垂直
転送部よりの電子は電子転送用のレジスタ3Eの電子蓄
積部3aに転送蓄積されると共に垂直転送部よりの正孔
が正孔転送用のレジスタ3Hに転送蓄積される。その後
の転送動作時には上述同様に、電子及び正孔が同時に転
送され、上述同様の作用効果が得られる。
In this example, during the detection generation operation, the electrons from the vertical transfer unit are transferred and stored in the electron storage unit 3a of the register 3E for electron transfer, and the holes from the vertical transfer unit are used for hole transfer. It is transferred and accumulated in the register 3H. In the subsequent transfer operation, electrons and holes are simultaneously transferred as described above, and the same effect as described above is obtained.

【0085】尚本発明は上述実施例に限らず本発明の要
旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得るこ
とは勿論である。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

【0086】[0086]

【発明の効果】本発明によれば電荷供給部からの電荷を
信号電荷により変調される電荷移送領域を介して被電荷
供給領域に供給するようにしているので被電荷供給領域
に信号電荷に応じた電荷を得ることができる。この場合
この被電荷供給領域に電荷を得るのに比較的低電圧で得
ることができる。
According to the present invention, the electric charge from the electric charge supplying portion is supplied to the electric charge receiving area through the electric charge transfer area modulated by the signal electric charge, so that the electric charge supplying area is supplied with the signal electric charge. You can get an electric charge. In this case, it is possible to obtain electric charges in this charge-supplied supply region at a relatively low voltage.

【0087】本発明によればこの被電荷供給領域のサイ
ズにより蓄積する電荷の量を変えることができ増幅転送
をすることができる。
According to the present invention, the amount of charges accumulated can be changed depending on the size of the charge-supplied supply region, and amplification transfer can be performed.

【0088】また、本発明によれば被電荷供給領域に蓄
積できる電荷の量により信号電荷即ち読み出し信号のダ
イナミックレンジを制御することができる利益がある。
Further, according to the present invention, there is an advantage that the dynamic range of the signal charge, that is, the read signal can be controlled by the amount of charge that can be accumulated in the charge receiving region.

【0089】また、本発明によれば信号電荷に応じた電
子及び正孔の両方を同時に転送できる利益がある。
Further, according to the present invention, there is an advantage that both electrons and holes corresponding to signal charges can be transferred at the same time.

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

【図1】本発明半導体装置の一実施例を示す平面図であ
る。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a semiconductor device of the present invention.

【図2】図1のA−A線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.

【図3】図1の説明に供する線図である。FIG. 3 is a diagram used for explaining FIG.

【図4】図1の説明に供する線図である。FIG. 4 is a diagram for explaining FIG.

【図5】本発明半導体装置の他の実施例を示す平面図で
ある。
FIG. 5 is a plan view showing another embodiment of the semiconductor device of the present invention.

【図6】図5のA−A線断面図である。6 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図7】図5の説明に供する線図である。FIG. 7 is a diagram used to explain FIG.

【図8】図5の説明に供する線図である。FIG. 8 is a diagram used for explaining FIG.

【図9】図5の説明に供する線図である。9 is a diagram used to explain FIG. 5. FIG.

【図10】図5の説明に供する線図である。10 is a diagram for explaining FIG. 5; FIG.

【図11】本発明の説明に供する線図である。FIG. 11 is a diagram used for explaining the present invention.

【図12】本発明半導体装置の他の実施例を示す平面図
である。
FIG. 12 is a plan view showing another embodiment of the semiconductor device of the present invention.

【図13】図12のB−B線断面図である。13 is a sectional view taken along line BB of FIG.

【図14】CCD撮像装置の例を示す構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram showing an example of a CCD image pickup device.

【図15】図12の説明に供する線図である。FIG. 15 is a diagram for explaining FIG. 12;

【図16】図12のC−C線断面図である。16 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.

【図17】図12の説明に供する線図である。FIG. 17 is a diagram for explaining FIG. 12;

【図18】図12のD−D線断面図である。18 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.

【図19】図12の説明に供する線図である。FIG. 19 is a diagram for explaining FIG. 12;

【図20】図12の説明に供する線図である。FIG. 20 is a diagram for explaining FIG. 12;

【図21】図12の説明に供する線図である。21 is a diagram for explaining FIG. 12; FIG.

【図22】図12の説明に供する線図である。22 is a diagram for explaining FIG. 12; FIG.

【図23】図12の説明に供する線図である。23 is a diagram for explaining FIG. 12; FIG.

【図24】図12の説明に供する線図である。FIG. 24 is a diagram for explaining FIG. 12;

【図25】図12の説明に供する線図である。FIG. 25 is a diagram for explaining FIG. 12;

【図26】CCD撮像装置の例を示す構成図である。FIG. 26 is a configuration diagram showing an example of a CCD image pickup device.

【図27】CCD撮像装置の例を示す構成図である。FIG. 27 is a configuration diagram showing an example of a CCD image pickup device.

【図28】本発明の他の実施例の説明に供する線図であ
る。
FIG. 28 is a diagram which is used for describing another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子供給ソース 1P 正孔供給ソース 2 受光素子部 2a 受光素子 2P 正孔蓄積領域 2N 電子移送領域 2S,3S,4S 絶縁膜 2M,3M,4M 金属電極 3,3E 電子転送用のレジスタ 3a,3a2 電子蓄積部 3b,3b1 ,3b2 転送部 3H 正孔転送用のレジスタ 3N 電子蓄積領域 4 正孔検出発生部 4a 正孔蓄積部 4b 素子分離部 4c 正孔入力ゲート 5 N型シリコン基板 6 画素分離部 7a1 ,7a2 正孔蓄積部 7b1 ,7b2 転送部1 electron supply source 1P hole supply source 2 light receiving element section 2a light receiving element 2P hole accumulation area 2N electron transfer area 2S, 3S, 4S insulating film 2M, 3M, 4M metal electrode 3, 3E electron transfer register 3a, 3a 2 Electron Storage Sections 3b, 3b 1 , 3b 2 Transfer Section 3H Hole Transfer Register 3N Electron Storage Area 4 Hole Detection Generation Section 4a Hole Storage Section 4b Element Separation Section 4c Hole Input Gate 5 N-Type Silicon Substrate 6 Pixel separation unit 7a 1 and 7a 2 Hole storage unit 7b 1 and 7b 2 Transfer unit

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電荷を供給する電荷供給部と、該電荷供
給部より電荷移送領域を介して電荷の供給を受ける被電
荷供給領域と、上記電荷と反対極性の信号電荷を蓄積
し、該信号電荷の量に応じて上記電荷移送領域のポテン
シャルを変調する信号電荷蓄積領域とを有し、該信号電
荷蓄積領域に蓄積された信号電荷に応じた量の電荷を上
記電荷供給部より上記被電荷供給領域に供給するように
したことを特徴とする半導体装置。
1. A charge supply unit for supplying a charge, a charge-supplied region to which the charge is supplied from the charge supply unit via a charge transfer region, a signal charge having a polarity opposite to that of the charge, and the signal. A signal charge storage region that modulates the potential of the charge transfer region in accordance with the amount of charge, and the charge supply unit supplies the amount of charge corresponding to the signal charge stored in the signal charge storage region to the charge A semiconductor device characterized by supplying to a supply region.
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、上
記電荷供給部はポテンシャルが第1及び第2の少なくと
も2つの状態をとり得る電荷供給ソースを有することを
特徴とする半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the charge supply unit has a charge supply source capable of assuming at least two states of a first potential and a second potential.
【請求項3】 請求項1記載の半導体装置において、上
記電荷供給部は所定のポテンシャルを与えられた電荷供
給ソースと、該電荷供給ソースと上記電荷移送領域との
間に設けられ、上記電荷供給ソースから所定量の電荷を
汲み取る電荷汲み取り部と、該電荷汲み取り部と上記電
荷供給ソースとの間に設けられたポテンシャルバリアと
を有することを特徴とする半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the charge supply unit is provided between a charge supply source given a predetermined potential and the charge supply source and the charge transfer region, and the charge supply unit is provided. A semiconductor device comprising: a charge pumping unit that pumps a predetermined amount of charge from a source; and a potential barrier provided between the charge pumping unit and the charge supply source.
【請求項4】 請求項1,2又は3記載の半導体装置に
おいて、上記被電荷供給領域に供給された電荷を第1の
方向に転送する第1の電荷転送素子を有し、上記被電荷
供給領域は上記第1の電荷転送素子の単位ビットと共通
とされたことを特徴とする半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a first charge transfer element that transfers charges supplied to the charge receiving region in a first direction. The semiconductor device is characterized in that the region is shared with the unit bit of the first charge transfer element.
【請求項5】 請求項4記載の半導体装置において、上
記第1の電荷転送素子に併設され、上記信号電荷蓄積領
域に蓄積された反対極性の電荷を上記第1の方向又は第
1の方向とは逆方向に転送する第2の電荷転送素子を有
し、上記信号電荷蓄積領域は上記第2の電荷転送素子の
単位ビットと共通とされたことを特徴とする半導体装
置。
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein charges having opposite polarities, which are provided in the first charge transfer element and are accumulated in the signal charge accumulation region, are used as the first direction or the first direction. Has a second charge transfer element for transferring in the opposite direction, and the signal charge storage region is common to the unit bit of the second charge transfer element.
【請求項6】 請求項4又は5記載の半導体装置におい
て、上記第1の電荷転送素子の複数のビットに、夫々上
記信号電荷蓄積領域、上記電荷移送領域及び上記電荷供
給部を設けたことを特徴とする半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 4, wherein a plurality of bits of the first charge transfer element are provided with the signal charge storage region, the charge transfer region, and the charge supply unit, respectively. Characteristic semiconductor device.
【請求項7】 請求項6記載の半導体装置において、複
数の受光部を設け、上記電荷蓄積部は上記受光部で光電
変換により発生した電荷を蓄積するようにしたことを特
徴とする半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 6, wherein a plurality of light receiving parts are provided, and the charge storage part stores charges generated by photoelectric conversion in the light receiving part.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0974181A (en) * 1995-09-05 1997-03-18 Lg Semicon Co Ltd Ccd solid-state image pickup device and signal processing method therefor

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