JPH0774339A - 固体撮像素子及びその駆動方法 - Google Patents
固体撮像素子及びその駆動方法Info
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- JPH0774339A JPH0774339A JP5217128A JP21712893A JPH0774339A JP H0774339 A JPH0774339 A JP H0774339A JP 5217128 A JP5217128 A JP 5217128A JP 21712893 A JP21712893 A JP 21712893A JP H0774339 A JPH0774339 A JP H0774339A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ＦＩＴ方式ＣＣＤ型固体撮像素子のチップ面積
の縮小、または最大転送電荷量の増加に伴う赤外線感度
向上を目的とする。 【構成】撮像領域にて発生する信号としては不必要な電
荷（バイアス分）を撮像領域と蓄積領域間に設けられた
電荷吐き出し手段を有するダミー領域５、及び読みだし
制御ゲート６によって、少なくとも信号分のみを蓄積領
域に転送し、残留電荷はダミー領域にて掃出させる。蓄
積領域２、水平転送シフトレジスタの最大転送電荷量を
小さくできる。
の縮小、または最大転送電荷量の増加に伴う赤外線感度
向上を目的とする。 【構成】撮像領域にて発生する信号としては不必要な電
荷（バイアス分）を撮像領域と蓄積領域間に設けられた
電荷吐き出し手段を有するダミー領域５、及び読みだし
制御ゲート６によって、少なくとも信号分のみを蓄積領
域に転送し、残留電荷はダミー領域にて掃出させる。蓄
積領域２、水平転送シフトレジスタの最大転送電荷量を
小さくできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子及びその
駆動方法に関し、特にフレームインターライントランス
ファ（ＦＩＴ）方式ＣＣＤ型固体撮像素子及びその駆動
方法に関する。
駆動方法に関し、特にフレームインターライントランス
ファ（ＦＩＴ）方式ＣＣＤ型固体撮像素子及びその駆動
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＦＩＴ方式ＣＣＤ型の赤外線固体
撮像素子のブロック図を図６（ａ）に示す。
撮像素子のブロック図を図６（ａ）に示す。
【０００３】行列状に配置された赤外線検知部１１と、
複数段の第１の垂直転送シフトレジスタ１２とからなる
撮像領域１と、撮像領域１と同等の段数をもつ第２の垂
直転送シフトレジスタ２１からなる蓄積領域２と、第２
の垂直転送シフトレジスタ２１からの信号電荷を映像信
号増幅部４へ転送する水平転送シフトレジスタ３を有し
ている。まず、全体的な動作について説明すると、撮像
領域１の赤外線検知部１１により熱信号を信号電荷に変
換する熱電変換期間が終わると垂直ブランキング期間内
に高速垂直転送パルスによって撮像領域から蓄積領域２
へ信号電荷は第１，第２の垂直転送シフトレジスタによ
って転送される。その後、撮像領域１では再び信号電荷
の熱電変換期間が始まり、その間に蓄積領域２に転送さ
れた前フレームの信号電荷は、垂直転送パルスによって
１行ずつ水平転送シフトレジスタ３に転送され、順次水
平転送パルスによって映像信号増幅部４を経て電気信号
ＶOUT として出力される。
複数段の第１の垂直転送シフトレジスタ１２とからなる
撮像領域１と、撮像領域１と同等の段数をもつ第２の垂
直転送シフトレジスタ２１からなる蓄積領域２と、第２
の垂直転送シフトレジスタ２１からの信号電荷を映像信
号増幅部４へ転送する水平転送シフトレジスタ３を有し
ている。まず、全体的な動作について説明すると、撮像
領域１の赤外線検知部１１により熱信号を信号電荷に変
換する熱電変換期間が終わると垂直ブランキング期間内
に高速垂直転送パルスによって撮像領域から蓄積領域２
へ信号電荷は第１，第２の垂直転送シフトレジスタによ
って転送される。その後、撮像領域１では再び信号電荷
の熱電変換期間が始まり、その間に蓄積領域２に転送さ
れた前フレームの信号電荷は、垂直転送パルスによって
１行ずつ水平転送シフトレジスタ３に転送され、順次水
平転送パルスによって映像信号増幅部４を経て電気信号
ＶOUT として出力される。
【０００４】次に赤外線検知部の一例を図６（ｂ）に示
す。
す。
【０００５】この赤外線検知部は、起電力方式の赤外線
検出素子（セーベック効果を利用した熱電推）１１ａ
と、ゲート電極が赤外線検出素子１１ａの一方の電極に
接続され、ソースが第１の垂直転送シフトレジスタ１
２、ドレインが基板（接地電位）に接続されたトランジ
スファゲート１１ｂとで構成され、赤外線検出素子１１
ａのもう一方の電極に直流バイアス電圧（φＶB ）が印
加されている。
検出素子（セーベック効果を利用した熱電推）１１ａ
と、ゲート電極が赤外線検出素子１１ａの一方の電極に
接続され、ソースが第１の垂直転送シフトレジスタ１
２、ドレインが基板（接地電位）に接続されたトランジ
スファゲート１１ｂとで構成され、赤外線検出素子１１
ａのもう一方の電極に直流バイアス電圧（φＶB ）が印
加されている。
【０００６】次にその動作について説明すると、赤外線
検出素子１１ａで赤外線の熱によって発生した起電力△
ｖｓは直流バイアス電圧（φＶB ）で動作点に設定され
たトランスファゲート１１ｂによって信号電荷（バイア
ス分Ｎ0 ＋信号分△ｎｓ）に変換され、第１の垂直転送
シフトレジスタに蓄積される。したがって、出力信号は
本来の信号成分が足されたものが出力される。
検出素子１１ａで赤外線の熱によって発生した起電力△
ｖｓは直流バイアス電圧（φＶB ）で動作点に設定され
たトランスファゲート１１ｂによって信号電荷（バイア
ス分Ｎ0 ＋信号分△ｎｓ）に変換され、第１の垂直転送
シフトレジスタに蓄積される。したがって、出力信号は
本来の信号成分が足されたものが出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この従来のＦＩＴ方式
ＣＣＤ型の赤外線個体撮像素子では、信号起電力△ｖｓ
を信号分△ｎｓとして変換するためのトランスファーゲ
ートの動作点を定めるバイアス電圧φＶB によるバイア
ス分ＮO が、多い程信号分△ｎｓがより大きなものとし
て得られるため、このバイアス分ＮO をより多くする事
が赤外感度の向上につながる。しかしながら現状では、
チップサイズによってＣＣＤシフトレジスタの最大転送
電荷量Ｎmax が制限されてしまう。信号電荷は第１，第
２の垂直転送シフトレジスタおよび水平転送シフトレジ
スタを転送されるので、赤外感度を向上させるためバイ
アス電荷分ＮO を大きくするとこれら３つのＣＣＤシフ
トレジスタの寸法を全て大きくしなければならず、チッ
プサイズの増大が著しいという問題があった。
ＣＣＤ型の赤外線個体撮像素子では、信号起電力△ｖｓ
を信号分△ｎｓとして変換するためのトランスファーゲ
ートの動作点を定めるバイアス電圧φＶB によるバイア
ス分ＮO が、多い程信号分△ｎｓがより大きなものとし
て得られるため、このバイアス分ＮO をより多くする事
が赤外感度の向上につながる。しかしながら現状では、
チップサイズによってＣＣＤシフトレジスタの最大転送
電荷量Ｎmax が制限されてしまう。信号電荷は第１，第
２の垂直転送シフトレジスタおよび水平転送シフトレジ
スタを転送されるので、赤外感度を向上させるためバイ
アス電荷分ＮO を大きくするとこれら３つのＣＣＤシフ
トレジスタの寸法を全て大きくしなければならず、チッ
プサイズの増大が著しいという問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像素子
は、輻射線を受けて信号電荷を発生する複数の輻射線検
知部を行列状に配置し、各列毎に前記輻射線検知部から
それぞれ信号電荷を受取って垂直方向に転送する複数列
の第１の垂直転送シフトレジスタを含む撮像領域と、前
記第１の垂直レジスタと同等の段数を有し前記撮像領域
からの信号電荷を各列毎に複数列の第２の垂直転送シフ
トレジスタからなる蓄積領域と、前記各列の第２の垂直
転送シフトレジスタから信号電荷を受取って水平方向に
転送する水平転送シフトレジスタとを含む固体撮像素子
において、前記撮像領域と蓄積領域との間に電荷吐き出
し手段を備えるダミー領域および前記蓄積領域へ転送す
る信号電荷量を制限するための読み出し制御ゲートを順
に設けたというものである。
は、輻射線を受けて信号電荷を発生する複数の輻射線検
知部を行列状に配置し、各列毎に前記輻射線検知部から
それぞれ信号電荷を受取って垂直方向に転送する複数列
の第１の垂直転送シフトレジスタを含む撮像領域と、前
記第１の垂直レジスタと同等の段数を有し前記撮像領域
からの信号電荷を各列毎に複数列の第２の垂直転送シフ
トレジスタからなる蓄積領域と、前記各列の第２の垂直
転送シフトレジスタから信号電荷を受取って水平方向に
転送する水平転送シフトレジスタとを含む固体撮像素子
において、前記撮像領域と蓄積領域との間に電荷吐き出
し手段を備えるダミー領域および前記蓄積領域へ転送す
る信号電荷量を制限するための読み出し制御ゲートを順
に設けたというものである。
【０００９】また、本発明の固体撮像素子の駆動方法
は、前述の本発明の固体撮像素子の前記読み出し制御ゲ
ートのしきい値を越える信号電荷分を前記蓄積領域へ転
送したのちに前記ダミー領域に残された信号電荷をバイ
アス電荷として前記電荷吐き出し手段により排出すると
いうものである。
は、前述の本発明の固体撮像素子の前記読み出し制御ゲ
ートのしきい値を越える信号電荷分を前記蓄積領域へ転
送したのちに前記ダミー領域に残された信号電荷をバイ
アス電荷として前記電荷吐き出し手段により排出すると
いうものである。
【００１０】
【実施例】次に図面を参照して本発明の実施例について
説明する。
説明する。
【００１１】図１は本発明の一実施例を示すブロック
図、図２は図１のＡ部を示す平面図、図３は図２のＸ−
Ｘ線断面図である。
図、図２は図１のＡ部を示す平面図、図３は図２のＸ−
Ｘ線断面図である。
【００１２】この実施例は、熱信号を受けて信号電荷を
発生する複数の赤外線検知部（赤外線検出素子１１ａと
トランスファゲート１１ｂとよりなる）を行列状に配置
し、各列毎に前述の赤外線部からそれぞれ信号電荷を受
取って垂直方向に転送する複数列の第１の垂直転送シフ
トレジスタ１２を含む撮像領域１と、第１の垂直転送シ
フトレジスタ１２と同等の段数を有し撮像領域１からの
信号電荷を各列毎に受取る複数列の第２の垂直転送シフ
トレジスタ２１からなる撮像領域２と、各列の第２の垂
直転送シフトレジスタ２１から信号電荷を受取って水平
方向に転送する水平転送シフトレジスタ３とを含む赤外
線固体撮像素子において、撮像領域１と蓄積領域２との
間に電荷吐き出し機構を備えるダミー領域５および蓄積
領域２へ転送する信号電荷量を制限するための読み出し
制御ゲート６を順に設けたというものである。
発生する複数の赤外線検知部（赤外線検出素子１１ａと
トランスファゲート１１ｂとよりなる）を行列状に配置
し、各列毎に前述の赤外線部からそれぞれ信号電荷を受
取って垂直方向に転送する複数列の第１の垂直転送シフ
トレジスタ１２を含む撮像領域１と、第１の垂直転送シ
フトレジスタ１２と同等の段数を有し撮像領域１からの
信号電荷を各列毎に受取る複数列の第２の垂直転送シフ
トレジスタ２１からなる撮像領域２と、各列の第２の垂
直転送シフトレジスタ２１から信号電荷を受取って水平
方向に転送する水平転送シフトレジスタ３とを含む赤外
線固体撮像素子において、撮像領域１と蓄積領域２との
間に電荷吐き出し機構を備えるダミー領域５および蓄積
領域２へ転送する信号電荷量を制限するための読み出し
制御ゲート６を順に設けたというものである。
【００１３】第１の垂直転送シフトレジスタ１２は、ｐ
型シリコン基板１００の表面部に形成されたｎウェル１
０１である埋込転送チャネル１２１と、画素（２点鎖線
で囲った長方形部）あたり４つの転送ゲート電極１２２
ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄとを有している。転
送ゲート電極１２２ａ，１２２ｃはシリコン基板表面を
ゲート酸化膜１０４を介して選択的に被覆する第１層ポ
リシリコン膜、転送ゲート電極１２２ｂ，１２２ｄは第
２層ポリシリコン膜でできている。第２層ポリシリコン
膜は間に絶縁膜１０５を挟んで第１層ポリシリコン膜と
一部でオーバラップしている。埋込転送チャネル１２１
は画素毎にトランスファーゲート１１ｂ（ＭＯＳトラン
ジスタ）を介して接地（基板コンタクト領域ＳＣに接
続）されている。トランスファーゲート１１ｂのゲート
電極は第２層ポリシリコン膜で形成されている。赤外線
検出素子１１ａは第２層ポリシリコン膜を被覆する絶縁
膜上に設けられた熱電推であり、その一方の電極はトラ
ンジスファーゲートに、他方の電極は直流バイアス電極
φＶB を供給する配線（Ａｌ合金膜）にそれぞれ接続さ
れる。ダミー領域５には、第１の垂直転送シフトレジス
タの一画素分とほぼ同様の構成であり、埋込転送チャネ
ル１２１に連接する埋込転送チャネル５１と４つの転送
ゲート電極５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄとを有して
いる。３番目の転送ゲート５２ｃ直下の埋込転送チャネ
ル５１は電荷吐き出しゲート５３を介してドレイン配線
１０９（ＶSO）に接続されている。ＶSOはドレイン配線
１０９（ＶSO）に印加される。例えば、１５〜２０ボル
トのドレイン電圧である。
型シリコン基板１００の表面部に形成されたｎウェル１
０１である埋込転送チャネル１２１と、画素（２点鎖線
で囲った長方形部）あたり４つの転送ゲート電極１２２
ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄとを有している。転
送ゲート電極１２２ａ，１２２ｃはシリコン基板表面を
ゲート酸化膜１０４を介して選択的に被覆する第１層ポ
リシリコン膜、転送ゲート電極１２２ｂ，１２２ｄは第
２層ポリシリコン膜でできている。第２層ポリシリコン
膜は間に絶縁膜１０５を挟んで第１層ポリシリコン膜と
一部でオーバラップしている。埋込転送チャネル１２１
は画素毎にトランスファーゲート１１ｂ（ＭＯＳトラン
ジスタ）を介して接地（基板コンタクト領域ＳＣに接
続）されている。トランスファーゲート１１ｂのゲート
電極は第２層ポリシリコン膜で形成されている。赤外線
検出素子１１ａは第２層ポリシリコン膜を被覆する絶縁
膜上に設けられた熱電推であり、その一方の電極はトラ
ンジスファーゲートに、他方の電極は直流バイアス電極
φＶB を供給する配線（Ａｌ合金膜）にそれぞれ接続さ
れる。ダミー領域５には、第１の垂直転送シフトレジス
タの一画素分とほぼ同様の構成であり、埋込転送チャネ
ル１２１に連接する埋込転送チャネル５１と４つの転送
ゲート電極５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄとを有して
いる。３番目の転送ゲート５２ｃ直下の埋込転送チャネ
ル５１は電荷吐き出しゲート５３を介してドレイン配線
１０９（ＶSO）に接続されている。ＶSOはドレイン配線
１０９（ＶSO）に印加される。例えば、１５〜２０ボル
トのドレイン電圧である。
【００１４】電荷吐き出しゲート５３は、転送ゲート電
極５２ｃとオーバラップするゲート電極１０７（第２層
ポリシリコン膜）とドレイン領域１０１Ｄ（ｎウェル１
０１の一部）とを有し、ゲート電極１０７はゲート配線
１０９（ΦＶＲ）に接続され、ドレイン領域１０１Ｄは
ドレイン配線１０９（ＶSO）に接続されている。なお１
０２はフィールド酸化膜，１０２はｐ＋ 型チャネルス
トッパ、Ｃ１はＡｌ系合金膜（１０９）とドレイン領域
１０１Ｄとをつなぐコンタクト孔、Ｃ２は１０９とゲー
ト電極１０７とをつなぐコンタクト孔である。
極５２ｃとオーバラップするゲート電極１０７（第２層
ポリシリコン膜）とドレイン領域１０１Ｄ（ｎウェル１
０１の一部）とを有し、ゲート電極１０７はゲート配線
１０９（ΦＶＲ）に接続され、ドレイン領域１０１Ｄは
ドレイン配線１０９（ＶSO）に接続されている。なお１
０２はフィールド酸化膜，１０２はｐ＋ 型チャネルス
トッパ、Ｃ１はＡｌ系合金膜（１０９）とドレイン領域
１０１Ｄとをつなぐコンタクト孔、Ｃ２は１０９とゲー
ト電極１０７とをつなぐコンタクト孔である。
【００１５】読み出し制御ゲート６は、埋込転送チャネ
ル６１（５１に連接）と制御ゲート電極６２（第２層ポ
リシリコン膜）とを有し、制御ゲート電極６２には一定
の直流電圧ＶROC が供給される。
ル６１（５１に連接）と制御ゲート電極６２（第２層ポ
リシリコン膜）とを有し、制御ゲート電極６２には一定
の直流電圧ＶROC が供給される。
【００１６】蓄積領域２（図１，図２には、図示の都合
上、実際よりかなり大きく描いてある。）には第２の垂
直転送シフトレジスタ２１が設けられている。埋込転送
チャネル２１１は、１２１より幅が広くなっている。転
送ゲート電極２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ，２１２ｄ
は転送ゲート電極１２２ａ〜１２２ｄより細いストライ
プ状になっている。撮像領域１のようにトランスファゲ
ート１１ｂを設ける必要がないので、スペースを有効に
利用するためである。
上、実際よりかなり大きく描いてある。）には第２の垂
直転送シフトレジスタ２１が設けられている。埋込転送
チャネル２１１は、１２１より幅が広くなっている。転
送ゲート電極２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ，２１２ｄ
は転送ゲート電極１２２ａ〜１２２ｄより細いストライ
プ状になっている。撮像領域１のようにトランスファゲ
ート１１ｂを設ける必要がないので、スペースを有効に
利用するためである。
【００１７】次に、この実施例の動作について説明す
る。
る。
【００１８】図４は一実施例の動作説明のタイミングチ
ャートで、転送パルスφＩＶ１〜φＩＶ４，φＳＶ１〜
φＳＶ４のパルス高は１０〜１５ボルト、図５は電荷の
転送を説明するためのポテンシャル図である。
ャートで、転送パルスφＩＶ１〜φＩＶ４，φＳＶ１〜
φＳＶ４のパルス高は１０〜１５ボルト、図５は電荷の
転送を説明するためのポテンシャル図である。
【００１９】熱電変換期間中のタイミングｔ０におい
て、撮像領域１の最下行画素から第１の垂直転送シフト
レジスタ１２に信号電荷Ｑ０（信号分＋バイアス分）が
蓄積されているとする。この信号電荷Ｑ０はタイミング
ｔ１〜ｔ５でそれぞれ転送ゲート電極１個分ずつ転送さ
れダミー領域５の転送ゲート電極５２ｂ，５２ｃ直下部
に移動する。タイミングｔ６で信号電荷Ｑ０は転送ゲー
ト電極５２ｃ，５２ｄ直下に移動してくるが、制御ゲー
ト電極６２直下部のポテンシャルＶＣは、第１の垂直転
送シフトレジスタにおける障壁部（ここでは５２ａ，５
２ｂ直下部）のポテンシャルより深く（電子に対するポ
テンシャルは低い）なっているので一部の電荷Ｑ２は蓄
積領域２の転送ゲート電極２１２ａ，２１２ｂ直下部へ
移動する。残留電荷Ｑ１は電荷吐き出しゲート５３に加
わる吐き出しパルスφＶＲが“Ｈ”となるタイミングで
ドレイン領域１０１Ｄに吐き出される。電荷Ｑ２は順次
蓄積領域２を転送され水平転送シフトレジスタ３へ流入
する。
て、撮像領域１の最下行画素から第１の垂直転送シフト
レジスタ１２に信号電荷Ｑ０（信号分＋バイアス分）が
蓄積されているとする。この信号電荷Ｑ０はタイミング
ｔ１〜ｔ５でそれぞれ転送ゲート電極１個分ずつ転送さ
れダミー領域５の転送ゲート電極５２ｂ，５２ｃ直下部
に移動する。タイミングｔ６で信号電荷Ｑ０は転送ゲー
ト電極５２ｃ，５２ｄ直下に移動してくるが、制御ゲー
ト電極６２直下部のポテンシャルＶＣは、第１の垂直転
送シフトレジスタにおける障壁部（ここでは５２ａ，５
２ｂ直下部）のポテンシャルより深く（電子に対するポ
テンシャルは低い）なっているので一部の電荷Ｑ２は蓄
積領域２の転送ゲート電極２１２ａ，２１２ｂ直下部へ
移動する。残留電荷Ｑ１は電荷吐き出しゲート５３に加
わる吐き出しパルスφＶＲが“Ｈ”となるタイミングで
ドレイン領域１０１Ｄに吐き出される。電荷Ｑ２は順次
蓄積領域２を転送され水平転送シフトレジスタ３へ流入
する。
【００２０】制御ゲート電極６２に印加する直流電圧Ｖ
ROC を調整することにより残留電荷Ｑ１を制御すること
ができる。Ｑ１の上限はバイアス分ＮO 、Ｑ２の下限は
信号分△ｎｓである。第２の垂直転送シフトレジスタ２
１および水平転送レジスタ３の最大転送電荷量は第１の
垂直転送シフトレジスタ１より小さくすることができ
る。ＣＣＤシフトレジスタの最大転送電荷量は埋込転送
チャネルの幅と転送ゲート電極の幅（チャネル長）とで
定まる。従って第２の垂直転送レジスタ２１，水平転送
レジスタ３の占有面積は従来例より小さくできる。
ROC を調整することにより残留電荷Ｑ１を制御すること
ができる。Ｑ１の上限はバイアス分ＮO 、Ｑ２の下限は
信号分△ｎｓである。第２の垂直転送シフトレジスタ２
１および水平転送レジスタ３の最大転送電荷量は第１の
垂直転送シフトレジスタ１より小さくすることができ
る。ＣＣＤシフトレジスタの最大転送電荷量は埋込転送
チャネルの幅と転送ゲート電極の幅（チャネル長）とで
定まる。従って第２の垂直転送レジスタ２１，水平転送
レジスタ３の占有面積は従来例より小さくできる。
【００２１】赤外線検出素子とに熱電推を用いた場合、
一画素の寸法１００μｍ×１００μｍ、画素数１２８×
１２８の固体撮像素子だと、ＮO は１０7 （個）、△ｎ
ｓの最大は１０5 （個）程度あればよいので、ＮO ＋△
ｎｓを全てのＣＣＤシフトレジスタで転送する従来例に
比較して、第１の垂直転送シフトレジスタを除くＣＣＤ
シフトレジスタの占有面積を小さくすることができ、こ
れにより従来まで、チップサイズによって制限されてい
た第１の垂直転送シフトレジスタの占有面積を４倍程度
（従来は一画素の面積のごく一部を占有して狭い埋込転
送チャンネルを設けていた）にでき、したがって２倍程
度の感度向上が可能となる。さらに、第１の垂直転送シ
フトレジスタを除くＣＣＤシフトレジスタの占有面積は
９６％程度小さくすることができ、全体のチップサイズ
も４０％程度小さくできる。
一画素の寸法１００μｍ×１００μｍ、画素数１２８×
１２８の固体撮像素子だと、ＮO は１０7 （個）、△ｎ
ｓの最大は１０5 （個）程度あればよいので、ＮO ＋△
ｎｓを全てのＣＣＤシフトレジスタで転送する従来例に
比較して、第１の垂直転送シフトレジスタを除くＣＣＤ
シフトレジスタの占有面積を小さくすることができ、こ
れにより従来まで、チップサイズによって制限されてい
た第１の垂直転送シフトレジスタの占有面積を４倍程度
（従来は一画素の面積のごく一部を占有して狭い埋込転
送チャンネルを設けていた）にでき、したがって２倍程
度の感度向上が可能となる。さらに、第１の垂直転送シ
フトレジスタを除くＣＣＤシフトレジスタの占有面積は
９６％程度小さくすることができ、全体のチップサイズ
も４０％程度小さくできる。
【００２２】以上に一実施例について説明したが、赤外
線検出素子は起電力タイプに限定されるものではなく、
バイアス電荷のような信号として不必要な成分を持つも
のであれば適用が可能である。
線検出素子は起電力タイプに限定されるものではなく、
バイアス電荷のような信号として不必要な成分を持つも
のであれば適用が可能である。
【００２３】また、本発明はセル当り４個の転送ゲート
電極を持つ４電極セルＣＣＤに限定されるものではな
く、２電極セル、３電極セル等での採用も可能である。
電極を持つ４電極セルＣＣＤに限定されるものではな
く、２電極セル、３電極セル等での採用も可能である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ＦＩＴ方
式ＣＣＤ型の固体撮像素子において、撮像領域と蓄積領
域との間に電荷吐き出し手段を備えるダミー領域および
読み出し制御ゲートを設けることにより、撮像領域内の
各輻射線検知部に設けられたトランスファーゲートを適
切な動作点に設定するために発生する、本来信号として
は不必要な電荷バイアスの少なくとも一部を蓄積領域へ
転送するのを制限する読みだし制御ゲートによって選別
し、電荷吐き出し手段を備えたダミー領域内にて残留電
荷として吐き出させることができる。したがって、蓄積
領域の第２の垂直転送シフトレジスタ及び水平転送シフ
トレジスタは少なくとも信号として有効な電荷（信号
分）の転送を行うのに必要な面積があれば良く、これに
より大幅にその面積を削減する事が可能となる。その結
果、チップ面積を削減し、さらに撮像領域の垂直転送シ
フトレジスタ最大転送電荷量を向上させる事が可能な固
体撮像素子が実現できる。
式ＣＣＤ型の固体撮像素子において、撮像領域と蓄積領
域との間に電荷吐き出し手段を備えるダミー領域および
読み出し制御ゲートを設けることにより、撮像領域内の
各輻射線検知部に設けられたトランスファーゲートを適
切な動作点に設定するために発生する、本来信号として
は不必要な電荷バイアスの少なくとも一部を蓄積領域へ
転送するのを制限する読みだし制御ゲートによって選別
し、電荷吐き出し手段を備えたダミー領域内にて残留電
荷として吐き出させることができる。したがって、蓄積
領域の第２の垂直転送シフトレジスタ及び水平転送シフ
トレジスタは少なくとも信号として有効な電荷（信号
分）の転送を行うのに必要な面積があれば良く、これに
より大幅にその面積を削減する事が可能となる。その結
果、チップ面積を削減し、さらに撮像領域の垂直転送シ
フトレジスタ最大転送電荷量を向上させる事が可能な固
体撮像素子が実現できる。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１のＡ部を示す平面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】一実施例の動作説明のためのタイミングチャー
トである。
トである。
【図５】一実施例の電荷の転送の説明のためのポテンシ
ャル図である。
ャル図である。
【図６】ＦＩＴ方式ＣＣＤ型固体撮像素子のブロック図
（図６（ａ））および赤外線検知部の一例を示す回路図
（図６（ｂ））である。
（図６（ａ））および赤外線検知部の一例を示す回路図
（図６（ｂ））である。
１ 撮像領域 １１ 赤外線検知部 １１ａ 赤外線検出素子 １１ｂ トランスファーゲート １２ 第１の垂直転送シフトレジスタ １２１ 埋込転送チャネル １２２ａ〜１２２ｄ 転送ゲート電極 ２ 蓄積領域 ２１ 第２の垂直転送シフトレジスタ ２１２ａ〜２１２ｄ 転送ゲート電極 ３ 水平転送レジスタ ４ ビデオ増幅器 ５ ダミー領域 ５１ 埋込転送レジスタ ５２ａ〜５２ｄ 転送ゲート電極 １００ ｐ型シリコン基板 １０１ ｎウェル １０２ ｐ＋ 型チャネルストッパ １０３ フィールド酸化膜 １０４ ゲート酸化膜 １０５ 第１層ポリシリコン膜 １０６ 絶縁膜 １０７ 第２層ポリシリコン膜 １０８ 絶縁膜 １０９ Ａｌ系合金膜
Claims (2)
- 【請求項１】 輻射線を受けて信号電荷を発生する複数
の輻射線検知部を行列状に配置し、各列毎に前記輻射線
検知部からそれぞれ信号電荷を受取って垂直方向に転送
する複数列の第１の垂直転送シフトレジスタを含む撮像
領域と、前記第１の垂直レジスタと同等の段数を有し前
記撮像領域からの信号電荷を各列毎に受取る複数列の第
２の垂直転送シフトレジスタからなる蓄積領域と、前記
各列の第２の垂直転送シフトレジスタから信号電荷を受
取って水平方向に転送する水平転送シフトレジスタとを
含む固体撮像素子において、前記撮像領域と蓄積領域と
の間に電荷吐き出し手段を備えるダミー領域および前記
蓄積領域へ転送する信号電荷量を制限するための読み出
し制御ゲートを順に設けたことを特徴とする固体撮像素
子。 - 【請求項２】 請求項１記載の固体撮像素子の前記読み
出し制御ゲートのしきい値を越える信号電荷分を前記蓄
積領域へ転送したのちに前記ダミー領域に残された信号
電荷をバイアス電荷分として前記電荷吐き出し手段によ
り排出することを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5217128A JP2624141B2 (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5217128A JP2624141B2 (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0774339A true JPH0774339A (ja) | 1995-03-17 |
| JP2624141B2 JP2624141B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=16699297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5217128A Expired - Fee Related JP2624141B2 (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2624141B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009021610A (ja) * | 2008-07-31 | 2009-01-29 | Fujifilm Corp | 固体撮像装置 |
| JP2009081834A (ja) * | 2007-09-06 | 2009-04-16 | Nec Electronics Corp | 固体撮像素子、及び固体撮像装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60203076A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-14 | Hitachi Ltd | 固体撮像素子の駆動方法 |
| JPS60206168A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-17 | Fujitsu Ltd | 赤外線電荷結合装置 |
| JPH0358479A (ja) * | 1989-07-26 | 1991-03-13 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置 |
-
1993
- 1993-09-01 JP JP5217128A patent/JP2624141B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2009021610A (ja) * | 2008-07-31 | 2009-01-29 | Fujifilm Corp | 固体撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2624141B2 (ja) | 1997-06-25 |
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