JPH07162754A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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Publication number
JPH07162754A
JPH07162754A JP5309455A JP30945593A JPH07162754A JP H07162754 A JPH07162754 A JP H07162754A JP 5309455 A JP5309455 A JP 5309455A JP 30945593 A JP30945593 A JP 30945593A JP H07162754 A JPH07162754 A JP H07162754A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transfer register
horizontal transfer
substrate
solid
unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP5309455A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Iku Kusano
郁 草野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
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 JP5309455A priority Critical patent/JPH07162754A/en
Publication of JPH07162754A publication Critical patent/JPH07162754A/en
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simplify constitution, to, reduce the load of a driving circuit and to discharge unnecessary electric charges by discharging the unnecessary electric charges to a substrate immediately under a horizontal transfer register part. CONSTITUTION:This device is provided with light receiving parts 32 to be picture elements, vertical transfer register parts 33 corresponding to the columns of the light receiving parts and the horizontal transfer register part 35. Then, the unnecessary electric charges are discharged to the substrate immediately under the horizontal transfer register part 35. For instance, a separation area for electrically separating an area 34 including the light receiving parts 32 and the vertical transfer register parts 33 and the horizontal transfer register part 35 and an overflow barrier provided inside the substrate immediately under the horizontal transfer register part 35 are provided and a substrate voltage HVsub different from the substrate of the area 34 is applied to the substrate immediately under the horizontal transfer register part 35. That is, since the unnecessary electric charges are discharged to the substrate immediately under the horizontal transfer register part 35, high-speed horizontal driving is unnecessitated or shortened and the load of the driving circuit 39 is reduced.

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、固体撮像装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば図8に示すように、複数の
受光部が配列され、各受光部列の一側に垂直転送レジス
タ部が設けられた撮像領域1と、水平転送レジスタ部4
とを備えたIT(インターライントランスファ)型CC
Dイメージセンサのような固体撮像素子6を用いて撮像
を行う固体撮像装置では、実際に画像を表示する表示領
域11よりも面積の大きな撮像領域1を形成し、手振れ
検出手段により撮像時の手振れ量を検出し、検出した手
振れ量に応じて表示領域11を撮像領域1内において移
動させるようにした固体撮像装置が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 8, for example, a plurality of light receiving sections are arranged and an image pickup area 1 in which a vertical transfer register section is provided on one side of each light receiving section row, and a horizontal transfer register section 4.
IT (interline transfer) type CC equipped with
In a solid-state image pickup device for picking up an image using a solid-state image pickup device 6 such as a D image sensor, an image pickup area 1 having a larger area than a display area 11 for actually displaying an image is formed, and a shake of an image is picked up by a shake detecting unit. There has been proposed a solid-state imaging device that detects the amount and moves the display area 11 in the imaging area 1 according to the detected amount of camera shake.

【0003】即ち、図8Aは例えば手振れしない状態で
の表示領域11の位置を示し、図8BはY方向に手振れ
した状態の表示領域11の位置を示している。表示領域
11の上下の斜線で示す領域12及び13は画像として
出力されない不要電荷領域である。
That is, FIG. 8A shows the position of the display area 11 in a state where, for example, the image is not shaken, and FIG. 8B shows the position of the display area 11 in the state where the image is shaken in the Y direction. Areas 12 and 13 indicated by diagonal lines above and below the display area 11 are unnecessary charge areas that are not output as an image.

【0004】図9は、手振れ対策を施したIT型CCD
固体撮像素子6を示す。このCCD固体撮像素子6は、
光電変換により発生した信号電荷を蓄積する信号電荷蓄
積部、即ち画素となる複数の受光部2と、各受光部列の
一側に設けられ、受光部2から読み出された信号電荷を
垂直転送するCCD構造の垂直転送レジスタ部3と、各
信号電荷を水平転送する水平転送レジスタ部4と、水平
転送レジスタ部4の終段に設けられ、水平転送された信
号電荷の検出及び増幅等を行うデータ検出部、即ち出力
部5とを備えてなる。出力部5における電荷−電圧変換
部即ちフローティングディフージョン領域は、各画素毎
の信号電荷を出力した後にリセットするために、リセッ
トゲート部RGを介してリセットドレインRDに接続さ
れる。
FIG. 9 shows an IT type CCD with a camera shake countermeasure.
The solid-state image sensor 6 is shown. This CCD solid-state image sensor 6 is
A signal charge storage unit that stores signal charges generated by photoelectric conversion, that is, a plurality of light receiving units 2 that are pixels and a signal charge that is provided on one side of each light receiving unit row and that is read out from the light receiving units 2 is vertically transferred. A vertical transfer register unit 3 having a CCD structure, a horizontal transfer register unit 4 for horizontally transferring each signal charge, and a final stage of the horizontal transfer register unit 4 for detecting and amplifying the horizontally transferred signal charge. A data detection unit, that is, an output unit 5 is provided. The charge-voltage conversion unit, that is, the floating diffusion region in the output unit 5 is connected to the reset drain RD via the reset gate unit RG in order to reset after outputting the signal charge of each pixel.

【0005】このようなCCD固体撮像素子6を有する
固体撮像装置においては、撮像が開始されると、手振れ
検出手段(即ち手振れ検出回路)7が撮像中の手振れ量
を検出する。この手振れ検出データが固体撮像素子6の
駆動手段(即ちCCDドライバー)8に供給され、手振
れ検出データに応じて表示領域11が決定される。
In the solid-state image pickup device having the CCD solid-state image pickup device 6 as described above, when image pickup is started, the shake detection means (that is, the shake detection circuit) 7 detects the amount of shake during image pickup. This camera shake detection data is supplied to the drive means (that is, CCD driver) 8 of the solid-state image sensor 6, and the display area 11 is determined according to the camera shake detection data.

【0006】駆動手段8には、受光部2に蓄積された電
荷を垂直転送レジスタ部3へ読み出するための読み出し
パルス電圧VT、垂直転送レジスタ部3に読み出された
各電荷を通常の速度で水平転送レジスタ部4へ垂直転送
するための通常垂直転送パルス電圧(例えば4相クロッ
クパルス等)VLC、垂直転送レジスタ部3に読み出さ
れた各電荷を高速で水平転送レジスタ部4へ垂直転送す
るための高速垂直転送パルス電圧(例えば4相クロック
パルス)VHC、水平転送レジスタ部4に転送された各
電荷を通常の速度で水平転送する通常水平転送パルス電
圧(例えば2相クロックパルス)HLC、水平転送レジ
スタ部4に転送された各電荷を高速で水平転送する高速
水平転送パルス電圧(例えば2相クロックパルス)HH
C、リセットパルス電圧RP及びリセットゲート部RG
を制御するスイッチパルス電圧SPが供給されている。
The driving means 8 reads the charge accumulated in the light receiving section 2 to the vertical transfer register section 3 and a read pulse voltage VT, and each charge read to the vertical transfer register section 3 at a normal speed. A normal vertical transfer pulse voltage (for example, a 4-phase clock pulse) VLC for vertical transfer to the horizontal transfer register unit 4 and each charge read to the vertical transfer register unit 3 are vertically transferred to the horizontal transfer register unit 4 at high speed. High-speed vertical transfer pulse voltage (for example, four-phase clock pulse) VHC, normal horizontal transfer pulse voltage (for example, two-phase clock pulse) HLC for horizontally transferring each charge transferred to the horizontal transfer register unit 4 at a normal speed, horizontal High-speed horizontal transfer pulse voltage (for example, two-phase clock pulse) HH for horizontally transferring each charge transferred to the transfer register unit 4 at high speed
C, reset pulse voltage RP and reset gate unit RG
Is supplied with a switch pulse voltage SP.

【0007】ここで、例えば図8Bで示すように、撮像
領域1の中で表示領域11として決定されたとする。撮
像領域1には、図10に示す垂直ブランキング期間V−
BLK1の時刻t2 に、駆動手段8から同図の読み出し
パルス電圧VTが供給され、各受光部2に蓄積された電
荷が垂直転送レジスタ部3に読み出される。
Here, for example, as shown in FIG. 8B, it is assumed that the display area 11 is determined in the imaging area 1. The vertical blanking period V− shown in FIG.
At time t 2 of BLK1, the read pulse voltage VT shown in the figure is supplied from the driving means 8, and the charges accumulated in each light receiving portion 2 are read out to the vertical transfer register portion 3.

【0008】次に、駆動手段8は、読み出しパルス電圧
VTが供給される時刻t2 から垂直ブランキング期間V
−BLK1が終了する時刻t3 までの間の高速転送期間
THS1に、図10に示す高速垂直転送パルス電圧VH
C及び高速水平転送パルス電圧HHCを垂直転送レジス
タ部3及び水平転送レジスタ部4に供給する。垂直転送
レジスタ部3に読み出された電荷は高速垂直転送パルス
電圧VHCにより、水平転送レジスタ部4へ高速垂直転
送され、さらに、水平転送レジスタ部4で高速水平転送
パルス電圧HHCにより高速水平転送される。
Next, the driving means 8 starts the vertical blanking period V from the time t 2 when the read pulse voltage VT is supplied.
During the high-speed transfer period THS1 until the time t 3 when -BLK1 ends, the high-speed vertical transfer pulse voltage VH shown in FIG.
The C and the high-speed horizontal transfer pulse voltage HHC are supplied to the vertical transfer register unit 3 and the horizontal transfer register unit 4. The charges read to the vertical transfer register unit 3 are transferred at high speed vertically to the horizontal transfer register unit 4 by the high speed vertical transfer pulse voltage VHC, and further transferred at high speed horizontally at the horizontal transfer register unit 4 by the high speed horizontal transfer pulse voltage HHC. It

【0009】駆動手段8では、高速転送期間THS1内
に於いて、図8Bに示す表示領域11の下段の不要電荷
領域12の全ての電荷が高速転送されるように、各高速
垂直転送パルス電圧VHC及び高速水平転送パルス電圧
HHCを垂直転送レジスタ部3及び水平転送レジスタ部
4に供給する。
In the driving means 8, in the high speed transfer period THS1, each high speed vertical transfer pulse voltage VHC is set so that all the charges in the unnecessary charge area 12 in the lower stage of the display area 11 shown in FIG. 8B are transferred at high speed. And a high-speed horizontal transfer pulse voltage HHC to the vertical transfer register unit 3 and the horizontal transfer register unit 4.

【0010】リセットゲート部RGは、通常時にオフ状
態であるが、高速転送期間THS1に、之に同期して駆
動手段8から図10のスイッチパルス電圧SPが供給さ
れてオン状態となる。これによって、高速転送される不
要電荷領域12の不要電荷量は、リセットゲート部RG
を通してリセットドレインRDに掃き出され出力されな
い。
The reset gate portion RG is normally in the off state, but in the high speed transfer period THS1, the switch pulse voltage SP of FIG. 10 is supplied from the driving means 8 in synchronism with the reset gate portion RG to be in the on state. As a result, the amount of unnecessary charges in the unnecessary charge region 12 that is transferred at high speed is reduced by the reset gate portion RG.
Through the reset drain RD and is not output.

【0011】次に、時刻t3 から時刻t4 までの垂直映
像期間TVK1に、駆動手段8から図10に示す通常垂
直転送パルス電圧VLC及び通常水平転送パルス電圧H
LCが垂直転送レジスタ部3及び水平転送レジスタ部4
に供給され、表示領域11の信号電荷が通常転送され
る。このとき、リセットゲート部RGはオフ状態となっ
ているので(但し、各信号電荷の出力毎にリセットパル
スRPが印加される)、垂直映像期間TVK1内に通常
転送された表示領域11の信号電荷は出力部5により検
出され増幅されて出力端子10を介して外部に出力され
る。
Next, in the vertical video period TVK1 from time t 3 to time t 4 , the driving means 8 drives the normal vertical transfer pulse voltage VLC and the normal horizontal transfer pulse voltage H shown in FIG.
LC is a vertical transfer register unit 3 and a horizontal transfer register unit 4
And the signal charges in the display area 11 are normally transferred. At this time, since the reset gate unit RG is in the OFF state (however, the reset pulse RP is applied every time each signal charge is output), the signal charge of the display area 11 normally transferred within the vertical video period TVK1. Is detected by the output unit 5, amplified, and output to the outside through the output terminal 10.

【0012】次に、表示領域11の上段の不要電荷領域
13の不要電荷についても、次の垂直ブランキング期間
V−BLK2の前半の時刻t4 〜t5 の間で高速垂直転
送パルス電圧VHC及び高速水平転送パルス電圧HHC
により、高速転送され、オン状態とされたリセットゲー
ト部RGからリセットドレインRDに掃き出され、外部
に出力されない。
[0012] Next, for the unnecessary charges of the upper unnecessary charge region 13 of the display region 11, high-speed vertical transfer pulse voltage VHC and between the first half of the time t 4 ~t 5 of the next vertical blanking period V-BLK2 High-speed horizontal transfer pulse voltage HHC
As a result, the data is swept from the reset gate portion RG that has been transferred at high speed and turned on to the reset drain RD, and is not output to the outside.

【0013】固体撮像装置では、このようにして手振れ
量に応じて移動した表示領域11に蓄積された信号電荷
のみを外部に出力している。
In the solid-state image pickup device, only the signal charges accumulated in the display area 11 thus moved according to the amount of camera shake are output to the outside.

【0014】図11は手振れ対策を施したIT型CCD
固体撮像素子の他の従来例を示す。このCCD固体撮像
素子15は、水平転送レジスタ部4の下部に連続して不
要電荷排出ゲート部16及び不要電荷排出部17が設け
られて成る。他の構成は図9と同様であるので対応する
部分に同一符号を付して重複説明を省略する。
FIG. 11 is an IT type CCD with a camera shake countermeasure.
The other conventional example of a solid-state image sensor is shown. The CCD solid-state imaging device 15 is provided with an unnecessary charge discharging gate section 16 and an unnecessary charge discharging section 17 which are continuously provided below the horizontal transfer register section 4. Since other configurations are the same as those in FIG. 9, the corresponding portions are denoted by the same reference numerals and duplicate description will be omitted.

【0015】このCCD固体撮像素子15では、不要電
荷領域12及び13の不要電荷を垂直ブランキング期間
V−BLK1の後半の時刻t2 〜t3 及び次の垂直ブラ
ンキング期間V−BLK2の前半の時刻t4 〜t5 で高
速転送し、水平転送レジスタ部4を通過して不要電荷排
出ゲート部16を介して不要電荷排出部17に掃き出
す。なお、この不要電荷排出部17への掃き出しが不充
分で水平転送レジスタ部4に転送残りされた不要電荷
は、高速水平転送パルス電圧によりリセットゲート部R
Gを介してリセットドレインRDに掃き出される。
In this CCD solid-state image pickup device 15, the unnecessary charges in the unnecessary charge regions 12 and 13 are removed from the time t 2 to t 3 in the latter half of the vertical blanking period V-BLK1 and in the first half of the next vertical blanking period V-BLK2. High-speed transfer is performed from time t 4 to time t 5 , passes through the horizontal transfer register unit 4, and is swept out to the unnecessary charge discharging unit 17 via the unnecessary charge discharging gate unit 16. The unnecessary charges transferred to the horizontal transfer register unit 4 due to insufficient sweeping to the unnecessary charge discharging unit 17 are reset gate unit R by the high-speed horizontal transfer pulse voltage.
It is swept out to the reset drain RD via G.

【0016】また、IT型CCD固体撮像素子として
は、その他、図12に示すように、複数の水平転送レジ
スタ部4A及び4Bを有するCCD固体撮像素子19が
提案されている。各水平転送レジスタ部4A,4Bの終
段には夫々出力部5A,5Bが接続され、その電荷−電
圧変換部であるフローティングディフージョン領域がリ
セットゲート部RGを介してリセットドレインRD1
RD2 に接続される。
As the IT type CCD solid-state image pickup device, a CCD solid-state image pickup device 19 having a plurality of horizontal transfer register sections 4A and 4B has been proposed as shown in FIG. Output sections 5A and 5B are connected to the final stages of the horizontal transfer register sections 4A and 4B, respectively, and a floating diffusion region which is a charge-voltage conversion section of the output sections 5A and 5B is reset drain section RD 1 via a reset gate section RG.
Connected to RD 2 .

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図9に示し
たCCD固体撮像装置6では、表示領域11の電荷以外
の領域12及び13の不要電荷を各垂直ブランキング期
間V−BLK1,V−BLK2の概略半分の時間である
高速転送時間VHS1,VHS2内に高速転送しなけれ
ばならない。
By the way, in the CCD solid-state imaging device 6 shown in FIG. 9, unnecessary charges in the regions 12 and 13 other than the charges in the display region 11 are removed from the vertical blanking periods V-BLK1, V-BLK2. High-speed transfer must be performed within the high-speed transfer time VHS1, VHS2, which is approximately half the time.

【0018】このため、不要電荷を高速転送する高速垂
直転送パルス電圧VHC及び高速水平転送パルス電圧H
HCを供給する駆動手段8に大きな負担がかかる。その
結果、転送効率が劣化し、不要電荷領域12,13の不
要電荷の一部と表示領域11の信号電荷が水平転送レジ
スタ部4上で混ざり合い、その混ざり合った電荷がその
まま出力され、表示画像に色むら等を生じる原因ともな
る。
Therefore, a high-speed vertical transfer pulse voltage VHC and a high-speed horizontal transfer pulse voltage H for transferring unnecessary charges at high speed.
A large load is applied to the driving means 8 that supplies HC. As a result, the transfer efficiency is deteriorated, and some of the unnecessary charges in the unnecessary charge regions 12 and 13 and the signal charges in the display region 11 are mixed on the horizontal transfer register unit 4, and the mixed charges are output as they are, and displayed. This may cause color unevenness in the image.

【0019】また、図11に示すCCD固体撮像装置1
5においては、水平転送レジスタ部4に接続した不要電
荷を排出するための不要電荷排出ゲート部16及び不要
電荷排出部17を備えることで水平転送レジスタ部4側
の幅を広くとる必要があり、収率等の兼ね合いで固体撮
像装置が小さくなっている現在、その1枚のウェハから
の収率が悪くなる。
The CCD solid-state image pickup device 1 shown in FIG.
5, it is necessary to widen the horizontal transfer register section 4 side by providing the unnecessary charge discharging gate section 16 and the unnecessary charge discharging section 17 for discharging the unnecessary charges connected to the horizontal transfer register section 4, At present, the solid-state image pickup device is becoming smaller due to a trade-off of yield and the like, and the yield from one wafer is poor.

【0020】また、図12に示す複数の水平転送レジス
タ部4A,4Bを有するCCD固体撮像装置19におい
ては、複数の水平転送レジスタ部4A,4Bの下部方向
に連続して不要電荷排出ゲート部及び不要電荷排出部を
設けるには、不要電荷排出ゲート部及び不要電荷排出部
を作成するパターンが複雑となり、その結果、不要な電
荷を完全に排出することが難しい。
Further, in the CCD solid-state image pickup device 19 having a plurality of horizontal transfer register sections 4A, 4B shown in FIG. 12, unnecessary charge discharging gate sections and a plurality of unnecessary charge discharging gate sections are continuously provided in the lower direction of the plurality of horizontal transfer register sections 4A, 4B. To provide the unnecessary charge discharging section, the pattern for forming the unnecessary charge discharging gate section and the unnecessary charge discharging section becomes complicated, and as a result, it is difficult to completely discharge the unnecessary charge.

【0021】本発明は、上述の点に鑑み、構成を簡単に
し且つ駆動回路の負担を軽減して不要電荷の排出を可能
にした固体撮像装置を提供するものである。
In view of the above points, the present invention provides a solid-state image pickup device which has a simple structure and reduces the load on a drive circuit to enable discharge of unnecessary charges.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明は、画素となる受
光部32と、受光部列に対応した垂直転送レジスタ部3
3と、水平転送レジスタ部35を備えた固体撮像装置に
おいて、水平転送レジスタ部35の直下の基板に不要電
荷を排出するように構成する。
According to the present invention, a light receiving portion 32 which becomes a pixel and a vertical transfer register portion 3 corresponding to a light receiving portion array are provided.
3 and the solid-state imaging device including the horizontal transfer register unit 35 are configured to discharge unnecessary charges to the substrate immediately below the horizontal transfer register unit 35.

【0023】不要電荷の排出に際しては、水平転送レジ
スタ部35の駆動を停止して不要電荷の排出を行う。
When discharging the unnecessary charges, the driving of the horizontal transfer register section 35 is stopped and the unnecessary charges are discharged.

【0024】本発明に係る固体撮像装置は、受光部32
及び垂直転送レジスタ部33を含む領域34と水平転送
レジスタ部35とを電気的に分離する分離領域58と、
水平転送レジスタ部35直下の基板41内に設けられた
オーバーフローバリア59を有し、水平転送レジスタ部
35直下の基板に受光部32及び垂直転送レジスタ部3
3を含む領域34直下の基板51とは異なる基板電圧H
sub を印加するように構成する。
The solid-state image pickup device according to the present invention includes a light receiving section 32.
And a separation region 58 that electrically separates the region 34 including the vertical transfer register unit 33 and the horizontal transfer register unit 35,
An overflow barrier 59 is provided in the substrate 41 directly below the horizontal transfer register unit 35, and the light receiving unit 32 and the vertical transfer register unit 3 are provided on the substrate directly below the horizontal transfer register unit 35.
Substrate voltage H different from that of the substrate 51 immediately below the region 34 including 3
It is configured to apply V sub .

【0025】本発明は、第1導電型の半導体基体71上
に画素となる受光部32と、受光部列に対応した垂直転
送レジスタ部33と、水平転送レジスタ部35とを備え
た固体撮像装置において、垂直転送レジスタ部33と半
導体基体71との間に第1のポテンシャル障壁を形成す
る第2導電型の第1の半導体層74を設け、水平転送部
レジスタ35と前記半導体基体71との間に第2のポテ
ンシャル障壁を形成する第2導電型の第2の半導体層7
5を設け、第2のポテンシャル障壁を前記第1のポテン
シャル障壁よりも深くなるように構成する。
According to the present invention, a solid-state image pickup device is provided with a light receiving section 32 which becomes a pixel, a vertical transfer register section 33 corresponding to a light receiving section row, and a horizontal transfer register section 35 on a semiconductor substrate 71 of the first conductivity type. In the above, a second conductivity type first semiconductor layer 74 that forms a first potential barrier is provided between the vertical transfer register section 33 and the semiconductor substrate 71, and between the horizontal transfer section register 35 and the semiconductor substrate 71. A second semiconductor layer 7 of the second conductivity type that forms a second potential barrier in the
5 is provided, and the second potential barrier is configured to be deeper than the first potential barrier.

【0026】この第2の半導体層75の不純物濃度は第
1の半導体層74の不純物濃度よりも低くする。
The impurity concentration of the second semiconductor layer 75 is set lower than that of the first semiconductor layer 74.

【0027】さらに、第2のポテンシャル障壁は水平転
送レジスタ部35の各ビット間に形成されるポテンシャ
ル障壁よりも深くする。
Further, the second potential barrier is deeper than the potential barrier formed between each bit of the horizontal transfer register section 35.

【0028】[0028]

【作用】本発明においては、不要電荷を水平転送レジス
タ部35の直下の基板41に排出するので、高速水平駆
動が不要となり、若しくは短期間となり、駆動回路39
の負担が軽減する。
In the present invention, since unnecessary charges are discharged to the substrate 41 directly below the horizontal transfer register section 35, high-speed horizontal driving becomes unnecessary or becomes a short period, and the driving circuit 39
Burden is reduced.

【0029】そして、不要電荷の排出時には水平転送レ
ジスタ部35の駆動を停止するので、より確実に駆動回
路39の負担軽減が図れる。
Since the driving of the horizontal transfer register section 35 is stopped when the unnecessary charges are discharged, the load on the drive circuit 39 can be reduced more reliably.

【0030】また、電荷の転送効率劣化に伴う表示画像
の色むら等を防止できる。
Further, it is possible to prevent color unevenness of a display image due to deterioration of charge transfer efficiency.

【0031】さらに、水平転送レジスタ部35の下部方
向に従来のような不要電荷排出ゲート部及び不要電荷排
出部を設ける必要がなく、固体撮像装置の小型化が図れ
る。
Further, it is not necessary to provide the unnecessary charge discharging gate section and the unnecessary charge discharging section in the lower direction of the horizontal transfer register section 35, which makes it possible to miniaturize the solid-state image pickup device.

【0032】本発明においては、受光部32及び垂直転
送レジスタ部33を含む領域34と水平転送レジスタ部
35とを分離領域58で電気的に分離すると共に、水平
転送レジスタ部35直下の基板41内にオーバーフロー
バリア59を設け、水平転送レジスタ部35直下の基板
41に受光部32及び垂直転送レジスタ部33を含む領
域34直下の基板51とは異なる基板電圧HVsub を印
加することにより、垂直転送レジスタ部33から水平転
送レジスタ部35に転送された不要電荷を水平転送レジ
スタ部35直下の基板41を通して排出させることがで
きる。
In the present invention, the area 34 including the light receiving section 32 and the vertical transfer register section 33 and the horizontal transfer register section 35 are electrically separated from each other by the separation area 58, and the inside of the substrate 41 directly below the horizontal transfer register section 35. An overflow barrier 59 is provided in the vertical transfer register by applying a different substrate voltage HV sub to the substrate 41 immediately below the horizontal transfer register unit 35 from the substrate 51 immediately below the region 34 including the light receiving unit 32 and the vertical transfer register unit 33. Unwanted charges transferred from the portion 33 to the horizontal transfer register portion 35 can be discharged through the substrate 41 directly below the horizontal transfer register portion 35.

【0033】また本発明においては、固体撮像装置にお
いて、垂直転送レジスタ部33と半導体基体71との間
に第1のポテンシャル障壁を形成する第2導電型の第1
の半導体層74を設け、水平転送レジスタ部35と半導
体基体71との間に第2のポテンシャル障壁を形成する
第2導電型の第2の半導体層75を設け、第2のポテン
シャル障壁を第1のポテンシャル障壁よりも深くして構
成することにより、不要電荷を垂直転送レジスタ部33
から水平転送レジスタ部35に転送し、第2のポテンシ
ャル障壁46を越えて水平転送レジスタ部35直下の基
板71を通して排出させることができる。この場合、垂
直転送レジスタ部33及び水平転送レジスタ部35では
共通の基板71を使用できる。
Further, according to the present invention, in the solid-state image pickup device, the first conductivity type barrier which forms the first potential barrier between the vertical transfer register section 33 and the semiconductor substrate 71 is used.
A second conductive type second semiconductor layer 75 that forms a second potential barrier between the horizontal transfer register section 35 and the semiconductor substrate 71. By constructing the electric charge deeper than the potential barrier of the vertical transfer register 33,
Can be transferred to the horizontal transfer register unit 35 from above, and can be discharged through the substrate 71 directly below the horizontal transfer register unit 35 over the second potential barrier 46. In this case, the vertical transfer register unit 33 and the horizontal transfer register unit 35 can use the common substrate 71.

【0034】また、第2の半導体層75の不純物濃度を
第1の半導体層74の不純物濃度よりも低くすることに
より、第1及び第2のポテンシャル障壁に差をもたせる
ことができる。同時に第2のポテンシャル障壁46の高
さを適切に設定できる。
Further, by making the impurity concentration of the second semiconductor layer 75 lower than that of the first semiconductor layer 74, it is possible to make a difference between the first and second potential barriers. At the same time, the height of the second potential barrier 46 can be set appropriately.

【0035】さらに、第2のポテンシャル障壁46を水
平転送レジスタ部35の各ビット間に形成されるポテン
シャル障壁よりも深くすることにより、水平転送レジス
タ部におけるブルーミングを防止することができる。
Further, by making the second potential barrier 46 deeper than the potential barrier formed between each bit of the horizontal transfer register section 35, blooming in the horizontal transfer register section can be prevented.

【0036】[0036]

【実施例】以下、図面を参照して本発明による実施例を
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0037】図1は、本発明に係るIT型CCD固体撮
像装置31の一例を示す。本例のCCD固体撮像装置3
1は、光電変換により発生した信号電荷を蓄積する信号
電荷蓄積部、即ち画素となる複数の受光部32がマトリ
ックス状に配列され、各受光部列の一側に受光部32か
ら読み出された信号電荷を垂直転送するCCD構造の垂
直転送レジスタ部33が設けられた撮像領域34と、垂
直転送レジスタ部33からの信号電荷を水平転送するC
CD構造の水平転送レジスタ部35と、水平転送レジス
タ部35の終段に設けられた信号電荷の検出及び増幅等
を行うデータ検出部、即ち出力部36を備えた固体撮像
素子(いわゆるCCDイメージセンサ部)37を有し、
さらに、撮像中に生じた手振れ量を検出する手振れ検出
手段である手振れ検出回路38及び駆動パルス電圧等に
応じて固体撮像素子37を駆動する駆動手段であるパル
スドライバー即ち駆動回路39を有して成る。
FIG. 1 shows an example of an IT type CCD solid-state image pickup device 31 according to the present invention. CCD solid-state imaging device 3 of this example
1 is a signal charge storage unit that stores signal charges generated by photoelectric conversion, that is, a plurality of light receiving units 32 that are pixels are arranged in a matrix, and read from the light receiving unit 32 on one side of each light receiving unit row. An imaging area 34 provided with a vertical transfer register section 33 having a CCD structure for vertically transferring signal charges, and C for horizontally transferring signal charges from the vertical transfer register section 33.
A solid-state image sensor (so-called CCD image sensor) including a horizontal transfer register section 35 having a CD structure and a data detection section provided at the final stage of the horizontal transfer register section 35 for detecting and amplifying signal charges, that is, an output section 36. Part) 37,
Further, it has a camera shake detection circuit 38 which is a camera shake detection means for detecting the amount of camera shake generated during imaging and a pulse driver or drive circuit 39 which is a drive means for driving the solid-state image sensor 37 according to a drive pulse voltage or the like. Become.

【0038】出力部36における電荷−電圧変換部を構
成する例えばフローティングディフージョン領域には、
各画素毎の信号電荷を出力した後に、電荷をリセットす
るためのリセットゲート部RG及びリセットドレインR
Dが接続される。
For example, in the floating diffusion region which constitutes the charge-voltage conversion unit in the output unit 36,
After outputting the signal charge for each pixel, a reset gate unit RG and a reset drain R for resetting the charge
D is connected.

【0039】而して、本例においては、特に、図3Aに
示すように、水平転送レジスタ部35の直下のシリコン
基板41内に不要電荷を基板方向即ち縦方向に排出する
ための不要電荷排出ゲートであるいわゆるオーバーフロ
ーバリア42が設けられる。
Thus, in the present example, as shown in FIG. 3A, in particular, unnecessary charges are discharged into the silicon substrate 41 immediately below the horizontal transfer register section 35 for discharging the unnecessary charges in the substrate direction, that is, in the vertical direction. A so-called overflow barrier 42, which is a gate, is provided.

【0040】駆動回路39からは、撮像領域34の受光
部32に蓄積された電荷を垂直転送レジスタ部33に読
み出すための読み出しパルス電圧VT、垂直転送レジス
タ部33に読み出された電荷を垂直転送するための例え
ば4相垂直転送クロックパルスφIM1 〜φIM4 、よ
り詳しくは高速垂直転送する高速垂直転送パルス電圧V
HC及び通常速度で垂直転送する通常垂直転送パルス電
圧VLC、水平転送レジスタ部34に転送された電荷を
通常速度で水平転送するための例えば2相水平転送クロ
ックパルスφH1 ,φH2 、即ち、通常水平転送パルス
電圧HLC、水平転送レジスタ部34直下の基板41に
限定した基板電圧HVsub 及び撮像領域34の直下の基
板に限定した基板電圧IVsub が供給される。
From the drive circuit 39, a read pulse voltage VT for reading the electric charges accumulated in the light receiving portion 32 of the image pickup area 34 to the vertical transfer register portion 33, and the electric charges read to the vertical transfer register portion 33 are vertically transferred. For example, four-phase vertical transfer clock pulses φIM 1 to φIM 4 , more specifically, high-speed vertical transfer pulse voltage V for high-speed vertical transfer
HC and normal vertical transfer pulse voltage VLC for vertical transfer at normal speed, for example two-phase horizontal transfer clock pulses φH 1 and φH 2 for horizontal transfer of charges transferred to the horizontal transfer register unit 34, that is, normal The horizontal transfer pulse voltage HLC, the substrate voltage HV sub limited to the substrate 41 directly below the horizontal transfer register unit 34, and the substrate voltage IV sub limited to the substrate immediately below the imaging region 34 are supplied.

【0041】次に、かかるCCD固体撮像装置31の動
作を説明する。まず、撮像が開始されると、手振れ検出
回路38が撮像中の手振れ量を検出し、撮像領域34の
中で前述の図8Bに示す表示領域11を決定し、この手
振れ検出データを駆動回路39に供給する。
Next, the operation of the CCD solid-state image pickup device 31 will be described. First, when image pickup is started, the camera shake detection circuit 38 detects the amount of camera shake during image pickup, determines the display area 11 shown in FIG. 8B in the image pickup area 34, and outputs the camera shake detection data to the drive circuit 39. Supply to.

【0042】固体撮像素子37では、図2に示す垂直ブ
ランキング期間V−BLK1の概略中間時刻t12で読み
出しパルス電圧VTが供給され、各受光部32に蓄積さ
れた電荷が読み出しゲート部を介して夫々垂直転送レジ
スタ部33に転送される。
In the solid-state image pickup device 37, the read pulse voltage VT is supplied at the approximate intermediate time t 12 of the vertical blanking period V-BLK1 shown in FIG. 2, and the charge accumulated in each light receiving section 32 is passed through the read gate section. Respectively to the vertical transfer register section 33.

【0043】次に、読み出しパルス電圧VTが供給され
た時刻t12から垂直ブランキング期間V−BLK1が終
了する時刻t13までの不要電荷排出期間THS1に、撮
像領域35の垂直転送レジスタ部33に垂直転送クロッ
クパルスφIM1 〜φIM4における高速垂直転送パル
ス電圧VHCが供給され、図8Bの不要電荷領域12の
不要電荷が水平転送レジスタ部34に高速垂直転送され
る。
Next, the unnecessary charge discharging period THS1 from time t 12 to the read pulse voltage VT is supplied to the time t 13 to the vertical blanking period V-BLK1 ends, to the vertical transfer register portion 33 in the imaging region 35 The high-speed vertical transfer pulse voltage VHC in the vertical transfer clock pulses φIM 1 to φIM 4 is supplied, and the unnecessary charges in the unnecessary charge region 12 of FIG. 8B are transferred to the horizontal transfer register section 34 at high speed in the vertical direction.

【0044】同時に、不要電荷排出期間THS1に、水
平転送レジスタ部34への水平転送クロックパルスφH
1 ,φH2 が停止されると共に、水平転送レジスタ部3
4の直下の基板41に高速垂直転送パルス電圧VHCに
同期した基板パルス電圧HV sub が供給され、図3Bに
示すように、水平転送レジスタ部35直下において、そ
の最小ポテンシャル(φmin )43と最大ポテンシャル
φmax 即ちオーバーフローバリア42とのポテンシャル
差(φB )44が無くなる。
At the same time, during the unnecessary charge discharging period THS1, water is discharged.
Horizontal transfer clock pulse φH to the flat transfer register unit 34
1, ΦH2Is stopped and the horizontal transfer register unit 3
The high-speed vertical transfer pulse voltage VHC is applied to the substrate 41 immediately below 4.
Synchronized substrate pulse voltage HV subIs supplied to FIG. 3B
As shown in FIG.
Minimum potential of (φmin) 43 and maximum potential
φmaxThat is, the potential with the overflow barrier 42
Difference (φB) 44 disappears.

【0045】従って、垂直転送レジスタ部33から水平
転送レジスタ部35へ高速転送された不要電荷領域12
の不要電荷e1 は、水平転送レジスタ部34において、
その直下のシリコン基板41へ全て排出される。
Therefore, the unnecessary charge regions 12 transferred at high speed from the vertical transfer register section 33 to the horizontal transfer register section 35.
The unnecessary charge e 1 of
All are discharged to the silicon substrate 41 immediately below.

【0046】次に、図2に示す時刻t13〜t14までの垂
直映像期間TVK1に、同図に示すように、垂直転送ク
ロックパルスφIM1 〜φIM4 における通常垂直転送
パルス電圧VLC及び水平転送クロックパルスφH1
φH2 における通常水平転送パルス電圧HLCが供給さ
れ、図8Bの表示領域11の信号電荷が通常転送され、
出力部5の出力端子40から出力信号(出力画像デー
タ)として出力される。
Next, in the vertical video period TVK1 from time t 13 to time t 14 shown in FIG. 2, as shown in the figure, the normal vertical transfer pulse voltage VLC and the horizontal transfer pulse voltage VLC in the vertical transfer clock pulses φIM 1 to φIM 4 are transferred. Clock pulse φH 1 ,
The normal horizontal transfer pulse voltage HLC at φH 2 is supplied, the signal charges in the display area 11 of FIG. 8B are normally transferred,
An output signal (output image data) is output from the output terminal 40 of the output unit 5.

【0047】図3Aは、表示領域11の信号電荷を通常
転送する場合の水平転送レジスタ部35直下のポテンシ
ャル図である。
FIG. 3A is a potential diagram immediately below the horizontal transfer register section 35 when the signal charges in the display area 11 are normally transferred.

【0048】次に、同様にして次の垂直ブランキング期
間V−BLK2の前半の時刻t14〜t15の不要電荷排出
期間THS2に、垂直転送クロックパルスφIM1 〜φ
IM 4 における高速垂直転送パルス電圧VHCが供給さ
れ、同時に水平転送レジスタ部35において水平転送ク
ロックパルスφH1 ,φH2 が停止し、水平転送レジス
タ部35直下の基板41に基板パルス電圧HVsub が印
加され、表示領域11の上段の不要電荷領域13の不要
電荷が高速転送され、水平転送レジスタ部において基板
41側に排出される。
Then, similarly, the next vertical blanking period is performed.
Time t in the first half of V-BLK214~ T15Unnecessary charge discharge
Vertical transfer clock pulse φIM during period THS21~ Φ
IM FourThe high-speed vertical transfer pulse voltage VHC at
At the same time, the horizontal transfer register unit 35
Lock pulse φH1, ΦH2Stops and horizontal transfer register
The substrate pulse voltage HV on the substrate 41 immediately below the switch unit 35.subMark
In addition, the unnecessary charge region 13 in the upper stage of the display region 11 is unnecessary
The charge is transferred at high speed, and the substrate is transferred in the horizontal transfer register section.
It is discharged to the 41 side.

【0049】上述の実施例によれば、手振れ量に基づく
不要電荷領域12及び13の不要電荷は高速転送された
後、水平転送レジスタ部34直下のシリコン基板41に
排出されるので、従来のように、水平転送レジスタ部3
5に高速垂直転送された不要電荷を更に高速水平転送す
る必要がなくなり、駆動回路39の負担を軽減すること
ができる。
According to the above-described embodiment, the unnecessary charges in the unnecessary charge regions 12 and 13 based on the amount of camera shake are transferred at high speed and then discharged to the silicon substrate 41 directly below the horizontal transfer register section 34, which is the same as in the conventional case. The horizontal transfer register unit 3
It is not necessary to transfer the unwanted charges transferred at high speed vertically to the transfer circuit 5 at a higher speed, and the load on the drive circuit 39 can be reduced.

【0050】また、高速水平転送を省略することができ
時間的余裕が生じるので、電荷の転送効率を向上させる
と共に、画像の色むら等を防止することができる。
Further, since the high-speed horizontal transfer can be omitted and a time margin is produced, the charge transfer efficiency can be improved and the color unevenness of the image can be prevented.

【0051】一方、水平転送レジスタ部35に高速転送
された不要電荷はシリコン基板41に排出されるため、
前述の図11で示す横型の不要電荷排出ゲート部16、
不要電荷排出部17を省略することができる。従って、
図11の従来の手振れ対策用の固体撮像装置15に比べ
て、全体のチップサイズを小さくすることができ、1枚
の半導体ウェハからの固体撮像チップの収率が向上す
る。
On the other hand, since unnecessary charges transferred at high speed to the horizontal transfer register section 35 are discharged to the silicon substrate 41,
The horizontal unnecessary charge discharging gate portion 16 shown in FIG.
The unnecessary charge discharging unit 17 can be omitted. Therefore,
Compared with the conventional solid-state imaging device 15 for preventing camera shake in FIG. 11, the entire chip size can be reduced, and the yield of solid-state imaging chips from one semiconductor wafer is improved.

【0052】さらに、図12に示した複数の水平転送レ
ジスタ部を有するCCD固体撮像装置19に対しても容
易に適用することが可能となり、手振れに基づく不要電
荷を完全に排出することができる。
Furthermore, the present invention can be easily applied to the CCD solid-state image pickup device 19 having a plurality of horizontal transfer register portions shown in FIG. 12, and unnecessary charges due to camera shake can be completely discharged.

【0053】図4及び図5(図4のY−Y線上の断面)
は、上記実施例に係るIT型CCD固体撮像装置の一具
体例を示す。この具体例では、第1導電形例えばN形の
シリコン基板51の撮像領域37側の垂直転送レジスタ
部33に対応する部分に第2導電形即ちP+ ウェハ領域
52を介してN+ 転送チャネル領域53が形成される。
この転送チャネル領域53上に例えばSiO2 等による
ゲート絶縁膜54を介して例えば多結晶シリコンからな
る転送電極55が垂直転送方向に配列形成され、垂直転
送レジスタ部33が構成される。転送電極55には4相
の垂直転送クロックパルスφIM1 ,φIM2,φIM
3 ,φIM4 が印加される。
4 and 5 (cross section taken along line YY in FIG. 4)
Shows a specific example of the IT type CCD solid-state image pickup device according to the above-mentioned embodiment. In this specific example, a portion of the silicon substrate 51 of the first conductivity type, such as the N type, corresponding to the vertical transfer register portion 33 on the imaging region 37 side is provided with a second conductivity type, that is, an N + transfer channel region via a P + wafer region 52. 53 is formed.
On the transfer channel region 53, transfer electrodes 55 made of, for example, polycrystalline silicon are arrayed in the vertical transfer direction via a gate insulating film 54 made of, for example, SiO 2 to form a vertical transfer register section 33. Four-phase vertical transfer clock pulses φIM 1 , φIM 2 , and φIM are applied to the transfer electrode 55.
3 , φIM 4 is applied.

【0054】また、水平転送レジスタ部34に対応する
部分には、垂直転送レジスタ部33の転送チャネル領域
53と連続するN+ 転送チャネル領域56が形成され
る。この転送チャネル領域56上に例えばSiO2 等に
よるゲート絶縁膜54を介して例えば多結晶シリコンか
らなる転送電極57が水平転送方向に配列形成され、水
平転送レジスタ部34が構成される。転送電極57には
2相の水平転送クロックパルスφH1 ,φH2 が印加さ
れる。
An N + transfer channel region 56 continuous with the transfer channel region 53 of the vertical transfer register unit 33 is formed in a portion corresponding to the horizontal transfer register unit 34. On the transfer channel region 56, transfer electrodes 57 made of, for example, polycrystalline silicon are arrayed in the horizontal transfer direction via a gate insulating film 54 made of, for example, SiO 2 to form a horizontal transfer register section 34. Two-phase horizontal transfer clock pulses φH 1 and φH 2 are applied to the transfer electrode 57.

【0055】一方、N形シリコン基板51では、水平転
送レジスタ部34直下のN形基板41と、受光部32及
び垂直転送レジスタ部33を含む撮像領域34直下の基
板51とが電気的に分離されるように、P+ 分離領域5
8が形成される。このP+ 分離領域58にて電気的に分
離された水平転送レジスタ部35直下のN形基板41内
にP形のオーバーフローバリア領域59が形成される。
そして、このオーバーフローバリア領域59の下部のN
形基板41に独立に基板電圧HVsub が印加され、ま
た、撮像領域37直下の基板51に独立に基板電圧IV
sub が印加される。なお、撮像領域35側の基板51に
おいてもPウエル領域60が形成され、このPウエル領
域60は受光部32での電子シャッタ機能として電荷を
基板51側に排出するためのオーバーフローバリア領域
となる。
On the other hand, in the N-type silicon substrate 51, the N-type substrate 41 directly below the horizontal transfer register section 34 and the substrate 51 immediately below the imaging region 34 including the light receiving section 32 and the vertical transfer register section 33 are electrically separated. So that the P + isolation region 5
8 is formed. A P-type overflow barrier region 59 is formed in the N-type substrate 41 immediately below the horizontal transfer register portion 35 electrically separated by the P + isolation region 58.
Then, the N under the overflow barrier region 59 is
The substrate voltage HV sub is independently applied to the shaped substrate 41, and the substrate voltage IV is independently applied to the substrate 51 immediately below the imaging region 37.
sub is applied. A P well region 60 is also formed on the substrate 51 on the imaging region 35 side, and this P well region 60 serves as an overflow barrier region for discharging charges to the substrate 51 side as an electronic shutter function in the light receiving section 32.

【0056】かかる構成においては、P+ 分離領域58
によって、垂直転送レジスタ部33及び水平転送レジス
タ部35間で基板が分離されていても、図5のポテンシ
ャル分布61で示すように、両レジスタ部33及び35
間のポテンシャル差Δφが大きいため、垂直転送レジス
タ部33から水平転送レジスタ部35への電荷の転送に
悪影響は生じない。
In such a configuration, the P + isolation region 58
Therefore, even if the substrate is separated between the vertical transfer register unit 33 and the horizontal transfer register unit 35, as shown by the potential distribution 61 in FIG.
Since the potential difference Δφ between them is large, there is no adverse effect on the transfer of charges from the vertical transfer register section 33 to the horizontal transfer register section 35.

【0057】そして、不要電荷の排出時には、水平転送
レジスタ部35直下の基板41に、他の撮像領域35直
下の基板51とは異なる基板電圧HVsub を独立に印加
できるので、水平転送レジスタ部35に転送された不要
電荷のみを確実に基板41に排出することができる。
At the time of discharging the unnecessary charges, the substrate voltage HV sub different from that of the substrate 51 immediately below the other imaging region 35 can be independently applied to the substrate 41 immediately below the horizontal transfer register unit 35. Only the unnecessary charges transferred to the substrate 41 can be reliably discharged to the substrate 41.

【0058】図6は本発明に係るIT型CCD固体撮像
装置の他の具体例を示す断面図である。この具体例で
は、第1導電形例えばN形のシリコン基板71にP-
エル領域72、N+ 転送チャネル領域73を形成すると
共に、垂直転送レジスタ部33に対応する領域のN+
ャネル領域73直下にP+ 領域74を形成する。一方、
水平転送レジスタ部35に対応する領域のN+ チャネル
領域74の直下に垂直転送レジスタ部33のP+ 領域7
4より濃度が少ないP領域75を形成する。
FIG. 6 is a sectional view showing another specific example of the IT type CCD solid-state image pickup device according to the present invention. In this specific example, the P well region 72 and the N + transfer channel region 73 are formed on the silicon substrate 71 of the first conductivity type, for example, the N type, and the N + channel region 73 is directly below the region corresponding to the vertical transfer register section 33. Then, a P + region 74 is formed. on the other hand,
Immediately below the N + channel region 74 in the region corresponding to the horizontal transfer register unit 35, the P + region 7 of the vertical transfer register unit 33 is provided.
A P region 75 having a concentration lower than 4 is formed.

【0059】そして、垂直転送レジスタ部33に対応す
る領域のN+ 転送チャネル領域73上に例えばSiO2
等によるゲート絶縁膜76を介して例えば多結晶シリコ
ンからなる転送電極77を垂直転送方向に配列して垂直
転送レジスタ部33が構成される。転送電極77には4
相の垂直転送クロックパルスφIM1 ,φIM2 ,φI
3 ,φIM4 が印加される。
Then, for example, SiO 2 is formed on the N + transfer channel region 73 in the region corresponding to the vertical transfer register section 33.
The vertical transfer register section 33 is configured by arranging the transfer electrodes 77 made of, for example, polycrystalline silicon in the vertical transfer direction via the gate insulating film 76 made of the like. 4 for the transfer electrode 77
Phase vertical transfer clock pulse φIM 1 , φIM 2 , φI
M 3 and φIM 4 are applied.

【0060】また、水平転送レジスタ部35に対応する
領域のN+ 転送チャネル領域73上にゲート絶縁膜76
を介して同様に多結晶シリコンからなる転送電極78を
水平転送方向に配列して水平転送レジスタ部35が構成
される。転送電極78には2相の水平転送クロックパル
スφH1 ,φH2 が印加される。
Further, the gate insulating film 76 is formed on the N + transfer channel region 73 in the region corresponding to the horizontal transfer register section 35.
Similarly, the transfer electrodes 78 made of polycrystalline silicon are arrayed in the horizontal transfer direction via the vias to form the horizontal transfer register section 35. Two-phase horizontal transfer clock pulses φH 1 and φH 2 are applied to the transfer electrode 78.

【0061】この構成においては、水平転送レジスタ部
35のN+ 転送チャネル領域73の直下にP領域75を
形成することで、図7のポテンシャル分布図で示すよう
に、ポテンシャル(φmin ) からオーバーフローバリア
46(φOFB )間を適切なポテンシャルに設定できる。
In this structure, the P region 75 is formed immediately below the N + transfer channel region 73 of the horizontal transfer register unit 35, so that the potential (φ min ) overflows as shown in the potential distribution chart of FIG. An appropriate potential can be set between the barriers 46 (φ OFB ).

【0062】そして、かかる構成においては、不要電荷
領域12,13における不要電荷の排出時には、水平転
送レジスタ部35の駆動を停止して垂直転送レジスタ部
からの高速転送された不要電荷をオーバーフローバリア
46(φOFB )を越えて基板71へ排出する。次いで、
基板71へ排出しきれない不要電荷即ちポテンシャル
(φmin )43に残った不要電荷を高速水平転送してリ
セットドレインに全て排出する。
In this structure, when the unnecessary charges in the unnecessary charge regions 12 and 13 are discharged, the driving of the horizontal transfer register unit 35 is stopped and the unnecessary charges transferred at high speed from the vertical transfer register unit are overflow barrier 46. (Φ OFB ), and is discharged to the substrate 71. Then
Unwanted charges that cannot be completely discharged to the substrate 71, that is, unnecessary charges remaining in the potential (φ min ) 43 are horizontally transferred at high speed and are all discharged to the reset drain.

【0063】この構造では、水平転送レジスタ部35に
おいて、別基板を使用する必要はなく、また、供給電源
も従来の電源を使用することができる。また、基板へ排
出しきれない不要電荷を高速水平転送する場合も、その
転送期間は極めて短いので、駆動回路に大きな負担をか
けることがない。
In this structure, it is not necessary to use a separate substrate in the horizontal transfer register section 35, and the power supply can be a conventional power supply. Further, even in the case of high-speed horizontal transfer of unnecessary charges that cannot be completely discharged to the substrate, the transfer period is extremely short, so that the driving circuit is not overloaded.

【0064】尚、上例においては、手振れ量に応じた表
示領域11の上下段の不要電荷領域12及び13の不要
電荷の排出に適用したが、その他、水平転送レジスタ部
直下の基板41をスミア成分となる不要電荷を排出する
ためのいわゆるスミアドレインに適用することもでき
る。
In the above example, the unnecessary charge regions 12 and 13 in the upper and lower stages of the display region 11 are discharged according to the amount of camera shake, but in addition, the substrate 41 directly below the horizontal transfer register section is smeared. It can also be applied to a so-called smear drain for discharging unnecessary charges as a component.

【0065】また、水平転送レジスタ部35下のオーバ
ーフローバリア46のポテンシャルを水平転送レジスタ
部35のビット間分離領域(トランスファ領域)のポテ
ンシャルより深くすることにより、水平転送レジスタに
おけるブルーミングを防止することができる。
Further, by making the potential of the overflow barrier 46 under the horizontal transfer register section 35 deeper than the potential of the bit separation area (transfer area) of the horizontal transfer register section 35, blooming in the horizontal transfer register can be prevented. it can.

【0066】また、上例では、IT型CCD固体撮像装
置に適用したが、その他、画素となる受光部がマトリッ
クス状に配列され、各受光部列の一側に垂直転送レジス
タ部が設けられた撮像部と、撮像部の垂直転送レジスタ
部に対応した複数の垂直転送レジスタ部からなる蓄積部
と、水平転送レジスタ部とを備えたFIT(フレームイ
ンターライントランスファ)型CCD固体撮像装置にも
適用できる。
In addition, although the above example is applied to the IT type CCD solid-state image pickup device, in addition to this, the light receiving portions to be pixels are arranged in a matrix, and the vertical transfer register portion is provided on one side of each light receiving portion row. It is also applicable to an FIT (frame interline transfer) CCD solid-state imaging device including an image pickup unit, a storage unit including a plurality of vertical transfer register units corresponding to the vertical transfer register unit of the image pickup unit, and a horizontal transfer register unit. .

【0067】[0067]

【発明の効果】本発明に係る固体撮像装置によれば、不
要電荷を水平転送レジスタ部直下の基板へ排出すること
により、水平転送レジスタ部に対する高速水平転送が省
略され、又は極めて短期間となり、駆動回路の負担を軽
減することができる。
According to the solid-state image pickup device of the present invention, unnecessary charges are discharged to the substrate immediately below the horizontal transfer register section, whereby high-speed horizontal transfer to the horizontal transfer register section is omitted or becomes extremely short. The load on the drive circuit can be reduced.

【0068】また、電荷の転送効率劣化がなくなり、転
送効率劣化に伴う表示画像の色むら等を防止することが
できる。
Further, the charge transfer efficiency is not deteriorated, and it is possible to prevent color unevenness of the display image due to the transfer efficiency deterioration.

【0069】また、従来の水平転送レジスタ部の下側に
配した不要電荷排出ゲート部及び不要電荷排出部を省略
することができ、固体撮像装置全体のチップサイズを小
型化することができ、半導体ウェハでの固体撮像チップ
の収率を向上することができる。
Further, the unnecessary charge discharging gate section and the unnecessary charge discharging section disposed below the conventional horizontal transfer register section can be omitted, and the chip size of the solid-state image pickup device as a whole can be reduced. The yield of solid-state imaging chips on a wafer can be improved.

【0070】さらに、複数の水平転送レジスタ部を有す
る固体撮像装置に対しても、容易に前記不要電荷を完全
に排出することができる。
Further, even in the solid-state image pickup device having a plurality of horizontal transfer register sections, the unnecessary charges can be easily and completely discharged.

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

【図1】本発明に係る固体撮像装置の一例を示す構成図
である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a solid-state imaging device according to the present invention.

【図2】本発明の動作説明に供するタイミングチャート
である。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the present invention.

【図3】A 本発明の動作説明に供する表示領域の信号
電荷転送時の水平転送レジスタ部のポテンシャル分布図
である。 B 本発明の動作説明に供する不要電荷領域の不要電荷
転送時の水平転送レジスタ部のポテンシャル分布図であ
る。
FIG. 3A is a potential distribution diagram of the horizontal transfer register section during signal charge transfer in the display area, which is used for explaining the operation of the present invention. B is a potential distribution diagram of the horizontal transfer register unit during unnecessary charge transfer in the unnecessary charge region, which is used for explaining the operation of the present invention. FIG.

【図4】本発明に係る固体撮像装置の具体例を示す要部
の平面図である。
FIG. 4 is a plan view of a main part showing a specific example of the solid-state imaging device according to the present invention.

【図5】図4のY−Y線上の断面図である。5 is a cross-sectional view taken along the line YY of FIG.

【図6】本発明に係る固体撮像装置の他の具体例を示す
要部の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part showing another specific example of the solid-state imaging device according to the present invention.

【図7】図6における水平転送レジスタ部のポテンシャ
ル分布図である。
FIG. 7 is a potential distribution diagram of the horizontal transfer register unit in FIG.

【図8】A 手振れのないときの撮像領域における表示
領域と不要電荷領域の状態の説明図である。 B 手振したときの撮像領域における表示領域と不要電
荷領域の状態の説明図である。
FIG. 8A is an explanatory diagram of a state of a display region and an unnecessary charge region in an imaging region when there is no camera shake. B is an explanatory diagram of states of a display region and an unnecessary charge region in an image pickup region when shaken by hand.

【図9】従来の手振れ対策用の固体撮像装置の一例を示
す構成図である。
FIG. 9 is a block diagram showing an example of a conventional solid-state imaging device for camera shake prevention.

【図10】従来の動作説明に供するタイミングチャート
である。
FIG. 10 is a timing chart for explaining the conventional operation.

【図11】従来の手振れ対策用の固体撮像装置の他の例
を示す構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram showing another example of a conventional solid-state imaging device for camera shake prevention.

【図12】CCD固体撮像装置の他の例を示す構成図で
ある。
FIG. 12 is a configuration diagram showing another example of a CCD solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31 固体撮像装置 32 受光部 33 垂直転送レジスタ部 34 撮像領域 35 水平転送レジスタ部 36 出力部 37 固体撮像素子 38 手振れ検出回路 39 駆動回路 RG リセットゲート RD リセットドレイン 31 solid-state image pickup device 32 light receiving part 33 vertical transfer register part 34 imaging area 35 horizontal transfer register part 36 output part 37 solid-state image sensor 38 camera shake detection circuit 39 drive circuit RG reset gate RD reset drain

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画素となる受光部と、受光部列に対応し
た垂直転送レジスタ部と、水平転送レジスタ部を備えた
固体撮像装置において、 前記水平転送レジスタ部の直下の基板に不要電荷を排出
することを特徴とする固体撮像装置。
1. A solid-state imaging device comprising a light-receiving portion which becomes a pixel, a vertical transfer register portion corresponding to a light-receiving portion array, and a horizontal transfer register portion, wherein unnecessary charges are discharged to a substrate immediately below the horizontal transfer register portion. A solid-state imaging device comprising:
【請求項2】 前記水平転送レジスタ部の駆動を停止し
て前記不要電荷を排出することを特徴とする請求項1記
載の固体撮像装置。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the driving of the horizontal transfer register unit is stopped to discharge the unnecessary charges.
【請求項3】 受光部及び垂直転送レジスタ部を含む領
域と水平転送レジスタ部とを電気的に分離する分離領域
と、 前記水平転送レジスタ部直下の基板内に設けられたオー
バーフローバリアを有し、 前記水平転送レジスタ部直下の基板には、前記受光部及
び垂直転送レジスタ部を含む領域直下の基板とは異なる
基板電圧が印加されることを特徴とする固体撮像装置。
3. A separation region electrically separating a region including a light receiving unit and a vertical transfer register unit from a horizontal transfer register unit, and an overflow barrier provided in a substrate directly below the horizontal transfer register unit, A solid-state imaging device, wherein a substrate voltage different from that of a substrate immediately below a region including the light receiving unit and the vertical transfer register unit is applied to the substrate immediately below the horizontal transfer register unit.
【請求項4】 第1導電型の半導体基体上に画素となる
受光部と、受光部列に対応した垂直転送レジスタ部と、
水平転送レジスタ部とを備えた固体撮像装置において、 前記垂直転送レジスタ部と前記半導体基体との間に第1
のポテンシャル障壁を形成する第2導電型の第1の半導
体層が設けられ、前記水平転送レジスタ部と前記半導体
基体との間に第2のポテンシャル障壁を形成する第2導
電型の第2の半導体層が設けられ、前記第2のポテンシ
ャル障壁が前記第1のポテンシャル障壁よりも深くされ
てなる固体撮像装置。
4. A light receiving portion which becomes a pixel on a semiconductor substrate of the first conductivity type, and a vertical transfer register portion corresponding to the light receiving portion row,
In a solid-state imaging device including a horizontal transfer register unit, the first transfer unit is provided between the vertical transfer register unit and the semiconductor substrate.
Second conductive type first semiconductor layer forming a potential barrier is provided, and a second conductive type second semiconductor forming a second potential barrier between the horizontal transfer register section and the semiconductor substrate. A solid-state imaging device including a layer, wherein the second potential barrier is deeper than the first potential barrier.
【請求項5】 前記第2の半導体層の不純物濃度は前記
第1の半導体層の不純物濃度よりも低いことを特徴とす
る請求項4に記載の固体撮像装置。
5. The solid-state imaging device according to claim 4, wherein the impurity concentration of the second semiconductor layer is lower than the impurity concentration of the first semiconductor layer.
【請求項6】 前記第2のポテンシャル障壁は前記水平
転送レジスタ部の各ビット間に形成されるポテンシャル
障壁よりも深いことを特徴とする請求項4または5に記
載の固体撮像装置。
6. The solid-state imaging device according to claim 4, wherein the second potential barrier is deeper than a potential barrier formed between each bit of the horizontal transfer register section.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100868191B1 (en) * 2002-04-26 2008-11-10 매그나칩 반도체 유한회사 Charge Coupled Device with no Horizontal Charge Coupled Device
JP2010016113A (en) * 2008-07-02 2010-01-21 Sony Corp Solid-state imaging apparatus, and electronic apparatus

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