JPH08213586A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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Abstract
極7A―1、7A―2下の電荷蓄積部に蓄積する。この
電荷蓄積部に負電圧発生回路52から暗電流防止用電圧
を印加する。この暗電流防止用電圧の値を電圧制御回路
55で所定範囲に制限する。
Description
に暗電流防止用電圧を印加するバックバイアス生成回路
を含む固体撮像装置に関する。
により残像の低減を行う技術が特開平6―216363
号公報に開示されている。この従来技術について図4及
び図5を参照して説明する。
面図である。図において、従来の固体撮像装置は、P型
シリコン基板1の表面部に選択的に形成されたN型領域
3と、P+型領域4を有し、入射光に応じて信号電荷を
発生する光電変換部12を含んで構成されている。
に隣接するN型領域3上にゲート絶縁膜6―1を介して
設けられ負電圧Vstが印加される蓄積ゲート電極7を有
し、光電変換部12からの信号電荷を受取って蓄積する
電荷蓄積部13を含んで構成されている。
積部13に隣接してN型領域3の表面部に選択的に形成
されたP−型領域5と、このP−型領域5上にゲート絶
縁膜6―2を介して設けられ所定のクロックパルスφTG
が印加されるトランスファゲート電極8とを有し、所定
のタイミングで電荷蓄積部13から信号電荷を受取るト
ランスファゲート部14を含んで構成されている。
スファゲート部14のP−型領域5に隣接するN型領域
3上にゲート絶縁膜6―3を介して設けられ所定のクロ
ックパルスφ1が印加されるゲート電極9―1aを有
し、トランスファゲート電極8に高電圧を印加すること
でトランスファゲート部14からの信号電荷を受取る電
荷転送部54を含んで構成されている。
P+型不純物層、10は層間絶縁膜、11は光電変換部
12上に開口を有する光シールドのためのアルミニウム
層である。
が照射されると、その入射光に応じて信号電荷が発生
し、電荷蓄積部13に蓄積される。この電荷が蓄積され
ているときクロックパルスφTGが印加されると、トラン
スファゲート部14がオン状態になり、電荷蓄積部13
に蓄積されている電荷が電荷転送部54に転送される。
この電荷転送部54は、CCD(Charge Cou
pled Device)レジスタの構成になってお
り、図示せぬ出力回路の方向に電荷が順次転送される。
のラインセンサの構成が図5(a)のブロック図に示さ
れている。
光電変換アレイ110は、図4に示されている光電変換
部12に対応し、蓄積ゲート電極7A―1は図4に示さ
れている蓄積ゲート電極7に対応する。また、同図
(a)において、トランスファ電極8A―1は図4に示
されている蓄積ゲート電極8に対応し、CCDレジスタ
54―1は図4に示されている電荷転送部54に対応す
る。つまり、これら光電変換アレイ110、蓄積ゲート
電極7A―1、トランスファ電極8A―1及びCCDレ
ジスタ54―1は、図4の構成を列状に配置した構成に
なっている。
110を中心として反対側には蓄積ゲート電極7A―
2、トランスファ電極8A―2及びCCDレジスタ54
―2が設けられており、これら光電変換アレイ110、
蓄積ゲート電極7A―2、トランスファ電極8A―2及
びCCDレジスタ54―2も、図4の構成を列状に配置
した構成になっている。
デュアルチャネル型のラインセンサと同等の構成とな
る。なお、図中の53は読出しゲート、51は出力回路
である。
―2に印加される電圧VSTは負電圧発生回路52より供
給される。この負電圧発生回路52の構成例が同図
(b)に示されている。
パシタCと、縦続接続されたMOS(Metal Ox
ide Semiconductor)トランジスタM
1とを含んで構成されている。そして、各トランジスタ
に接続されたキャパシタCに対して、1つおきにクロッ
クパルスφ1、φ2が交互に印加されている。これらク
ロックパルスφ1及びφ2は、図6に示されているよう
に互いに逆相であるため、この負電圧発生回路52は回
路構成上バケツリレー素子(BBD;Bucket B
rigade Device)と同一のチャージポンプ
回路として動作する。
され、5個のトランジスタM1によるチャージポンプ動
作によってその電荷量が大きくなっていく。そして、こ
の負電圧発生回路52の出力である電圧VSTは、蓄積ゲ
ート電極7A―1及び7A―2に印加されるのである。
なお、MOSトランジスタM2は逆流防止用であり、必
ずしも設けなくても良い。
路用の2相クロックであり、このようにもともと入力さ
れている信号を利用すれば、固体撮像装置全体としては
特別な外部入力負電圧が必要ないので、好都合である。
電変換アレイ110に光が照射されると、その入射光に
応じて信号電荷が発生する。光電変換アレイ110で発
生した電荷は、夫々蓄積ゲート電極7A―1、7A―2
の下の電荷蓄積部に蓄積される。この電荷が蓄積されて
いるとき図6に示されているようなクロックパルスφTG
が印加されると、トランスファゲート電極8A―1、8
A―2の下のトランスファゲート部がオン状態になり、
電荷蓄積部に蓄積されている電荷がCCDレジスタ54
―1、54―2に夫々転送される。CCDレジスタ54
―1、54―2に夫々転送された信号電荷は、クロック
パルスφ1及びφ2により出力回路51の方向に電荷が
順次転送され、読出しゲート53を通って出力回路51
により外部へ取出される。
像装置の負電圧発生回路では、発生した負電圧は電荷蓄
積電極に供給されるのみであるため、外部から印加され
るクロックパルスφ1、φ2にノイズ等が乗ることで一
時的に負の過電圧が発生すると、電流パスがないので電
荷蓄積部13の蓄積ゲート電極7は過電圧に保持された
ままになる。よって、蓄積ゲート電極7には負の過電圧
が印加されたままの状態になる。すると、蓄積ゲート電
極7下のゲート絶縁膜6―1にリーク電流が発生し、固
体撮像装置としては暗時出力不良となる。
0Åとし、Nウェル濃度を1×1016/cm3 、深さを
1μmとした場合、暗時出力不良は、蓄積ゲート電極に
−12Vより低い電圧が印加されたときに発生する。
STは、暗電流を低減するために動作上蓄積ゲート電極直
下の半導体表面にホールを蓄積した状態にする値にする
必要があり、このためには蓄積ゲート電極に−6V以下
の電圧を印加しなければならない。
−12Vまでの範囲の電圧を出力するように動作しなけ
ればならない。このように従来例の固体撮像装置では、
入力クロックノイズに対して弱く、暗時出力電圧が大き
くなるという欠点がある。
るためになされたものであり、その目的は暗時出力電圧
を有効に防ぐことのできる固体撮像装置を提供すること
である。
置は、入力光に応じて発生した電荷を蓄積する電荷蓄積
手段と、この電荷蓄積手段に暗電流防止用電圧を印加す
る電圧印加手段とを含む固体撮像装置であって、前記暗
電流防止用電圧の値を所定範囲に制限する電圧制限手段
を含むことを特徴とする。
積する。この電荷蓄積部に暗電流防止用電圧を印加す
る。この暗電流防止用電圧の値を所定範囲に制限する。
る。
例の構成を示すブロック図であり、図5(a)と同等部
分は同一符号により示されている。
5(a)のものと異なる点は、負電圧発生回路52の出
力端に電圧制御回路55が設けられている点である。
より供給される電圧VSTは、電圧制御回路55を介して
蓄積ゲート電極7A―1、7A―2に印加される。
示されている。この図2において、図5(b)と同等部
分は同一符号により示されており、その部分の説明は省
略する。
回路55とが示されており、負電圧発生回路52の出力
端に、トランジスタM3を含む電圧制御回路55が接続
されている構成である。本例では、閾値電圧が7Vのト
ランジスタM3を使って、負電圧が−7V以下の場合こ
のトランジスタが働いて蓄積ゲート電極に印加される電
圧を−7Vに固定するように制御する。
例えばボロンを2×1013/cm3イオン注入したゲー
ト酸化膜800ÅのMOSトランジスタによって実現す
ることができる。また、このイオン注入は固体撮像装置
セル内部の素子分離領域に使われるボロンと同一工程に
て行える。
おけば、入力信号のノイズによって負電圧発生回路52
で生成された負の大きな電圧は、トランジスタM3によ
る電圧制御回路55を介して印加されることになり、そ
の値が制御されるのである。したがって、蓄積ゲート電
極には異常な電圧が印加されることがなく、よって暗時
出力の増大による不良は発生しないのである。
3に示されている。この図3において、図2及び図5
(b)と同等部分は同一符号により示されており、その
部分の説明は省略する。
構成と異なり、閾値電圧1VのトランジスタM4を複数
直列に縦続接続された構成である。これにより、蓄積ゲ
ート電極に印加される電圧を最適に制御することができ
る。縦続接続するトランジスタM4の個数は、図に示さ
れている3個に限らず、制御すべき電圧範囲に応じてそ
の個数を増減すれば良い。
ロックパルスφ1、φ2の最大電圧(図6中のV1)
は、5Vである。このとき、蓄積ゲート電極7A―1、
7A―2には約−7Vの電圧が印加される。
電圧として8V程度の電圧が印加されると、蓄積ゲート
電極には、−12V以下の電圧が印加されようとする。
この電圧が直接蓄積ゲート電極に印加され、暗時出力不
良となる。しかし、本実施例の構成によれば、トランジ
スタM3又はM4が働き、蓄積ゲート電極に印加される
電圧は約−7Vまでに制限され、それ以下の電圧になる
ことはないのである。
が変化することで、一定であるはずの負の電圧が大きな
負の電圧になろうとするのを、トランジスタM3又はM
4による電圧制御回路55で防いでいるのである。
生回路の出力端に電圧を制限する回路を設けることによ
り、暗時出力電圧の増加を防ぐことができ、高SN比の
固体撮像装置を実現できるという効果がある。
すブロック図である。
構成例を示す回路図である。
の構成例を示す回路図である。
図である。
ック図、(b)は負電圧発生回路の構成を示す回路図で
ある。
を示す波形図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 入力光に応じて発生した電荷を蓄積する
電荷蓄積手段と、この電荷蓄積手段に暗電流防止用電圧
を印加する電圧印加手段とを含む固体撮像装置であっ
て、前記暗電流防止用電圧の値を所定範囲に制限する電
圧制限手段を含むことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項2】 前記電圧制限手段は、前記所定範囲に対
応する閾値電圧値を有するMOSトランジスタであるこ
とを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 - 【請求項3】 前記電圧制限手段は、N段(Nは2以上
の整数)縦属接続され各閾値電圧値の合計値が前記所定
範囲に応じて定められているN個のMOSトランジスタ
であることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7014844A JP2679659B2 (ja) | 1995-02-01 | 1995-02-01 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7014844A JP2679659B2 (ja) | 1995-02-01 | 1995-02-01 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08213586A true JPH08213586A (ja) | 1996-08-20 |
JP2679659B2 JP2679659B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=11872355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7014844A Expired - Fee Related JP2679659B2 (ja) | 1995-02-01 | 1995-02-01 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2679659B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006090492A1 (ja) * | 2005-02-25 | 2006-08-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
-
1995
- 1995-02-01 JP JP7014844A patent/JP2679659B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006090492A1 (ja) * | 2005-02-25 | 2006-08-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
US7859032B2 (en) | 2005-02-25 | 2010-12-28 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device and method for driving the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2679659B2 (ja) | 1997-11-19 |
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