JPH089261A - Ccd型固体撮像素子 - Google Patents

Ccd型固体撮像素子

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JPH089261A
JPH089261A JP6159515A JP15951594A JPH089261A JP H089261 A JPH089261 A JP H089261A JP 6159515 A JP6159515 A JP 6159515A JP 15951594 A JP15951594 A JP 15951594A JP H089261 A JPH089261 A JP H089261A
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Motoyuki Chiyomori
基志 千代森
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 2個の水平レジスタ1、2を有するCCD固
体撮像素子において、第1の水平レジスタ1の水平転送
方向及び水平レジスタ間転送方向の転送効率を高め、転
送残しをなくす。 【構成】 第1の水平レジスタ1のトランスファー部1
tとその水平転送先側のストレージ部1sからなる各ビ
ットを、水平(H)転送先側へ行くに従って不純物濃度
が4段階に、水平レジスタ間(H・H)転送先側へ行く
に従って3段階に低くなるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CCD型固体撮像素
子、特に撮像領域と、第1の水平レジスタと、該第1の
水平レジスタの反撮像領域側に設けられたH・H間トラ
ンスファーゲートと、該H・H間トランスファーゲート
の反第1の水平レジスタ側に設けられた第2の水平レジ
スタを有するCCD固体撮像素子に関する。
【0002】
【従来の技術】CCD型固体撮像素子として水平レジス
タを2固有し、各水平レジスタから信号電荷を同時に出
力するタイプのものが知られている(特開平5−734
3号公報、特開昭63−274272号公報、特開昭5
7−181274号公報等)。水平レジスタを2個設け
るのは、例えばハイビジョン化対応等のために画素数が
増えたため水平レジスタが一個では水平方向のビット配
置ピッチが微小過ぎて、半導体領域、転送電極等の形成
が困難なことからそのピッチの微細さを緩和するためで
ある。
【0003】図3(A)、(B)はそのようなCCD型
固体撮像素子を示すもので、(A)はCCD型固体撮像
素子の概念図、(B)は水平転送部の一つの構造例を示
す平面図である。図面において、1は第1の水平レジス
タ、2は第2の水平レジスタ、3は撮像領域で、マトリ
ックス状に配設された受光素子群と、受光素子の各垂直
列に対応して設けられた垂直レジスタからなる。尚、本
発明の本質は受光素子、垂直レジスタに存在する訳では
ないのでその図示、説明は省略する。4はV・Hトラン
スファーゲートで、各垂直レジスタからの信号電荷を水
平転送部へ転送する役割を果たす。5は上記二つの水平
レジスタ1・2間に設けられたH・Hトランスファーゲ
ートで、第1の水平レジスタ1に転送されてきた信号電
荷を第2の水平レジスタ2に転送する役割を果たす。
6、6、・・・はチャンネルストッパ、7、7、・・・
は水平レジスタの転送電極である。
【0004】このようなタイプの固体撮像素子におい
て、水平転送部は本来の水平転送(H転送)とトランス
ファーゲート5による第1の水平レジスタ・第2の水平
レジスタ間の転送、即ち水平レジスタ間転送(H・H転
送)を行わなければならない。図中において、●はH・
H転送されるエレクトロンによる信号電荷を、○はH転
送される同じくエレクトロンによる信号電荷を示す。図
4(A)、(B)は水平転送部の一つの従来例を示すも
ので、(A)は水転送部を全体的に示し、(B)は第1
の水平レジスタの1ビット分を示す。1tはトランスフ
ァー部を、1sはストレージ部を示し、トランスファー
部1tはある不純物濃度のP型半導体領域Cからなる。
ストレージ部1sは領域Cよりも不純物濃度の低いP型
半導体領域Bと、それよりさらに不純物濃度の低いP型
半導体領域Aからなる。具体的には、同じゲート電圧に
対するポテンシャルが領域Aが0Vだと領域Bが例えば
−1V、領域Cが例えば−3Vになるように各領域A、
B、Cの不純物濃度が設定されている。
【0005】領域Aは領域BのH・H転送先側にあり、
その領域A・B間の境界は、水平方向よりも例えば約4
5度程度反時計回り方向に回転した斜めの向きに形成さ
れている。H転送方向及びH・H転送方向の双方にバラ
ンスよく転送し易くするためである。このような第1の
水平レジスタ1は、結局H転送方向においても、ストレ
ージ部1sにおけるH・H間転送方向においても2段階
で不純物濃度が低くなっている。従って、第1の水平レ
ジスタ1におけるポテンシャルは、図5(A)、(B)
に示すように、2段階で変化する段差を持ったプロフィ
ールになる。図5(A)はH転送方向におけるポテンシ
ャルプロフィールを、(B)はH・H転送方向のポテン
シャルプロフィールを示す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
CCD型固体撮像素子によれば、図5に示すように、第
2の水平レジスタ2の各ビットのポテンシャルは、水平
転送方向においても、垂直転送方向においても2段階に
変化しているに過ぎず、ポテンシャルプロフイールに滑
らかさがない。従って、充分な転送電界を得ることが難
しい。そのため、転送残しが生じ易いという問題があっ
た。尤も、H・H間転送方向に限って言えば、第1の水
平レジスタ1のH・H間転送方向における寸法(設計
値)を小さくすることによって転送電界を高めることが
できるといえる。しかし、その場合、必然的に、第1の
水平レジスタ1の面積が狭まり、延いては水平レジスタ
の取扱い電荷量の減少、固体撮像素子自身のダイナミッ
クレンジの減少を招くので、それは許されない。
【0007】本発明はそのような問題点を解決すべく為
されたもので、二個の水平レジスタを有するCCD固体
撮像素子において、第1の水平レジスタの水平転送方向
及び水平レジスタ間転送方向の転送効率を高め、転送残
しが生じるおそれをなくすことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明CCD型固体撮像
素子は、第1の水平レジスタのトランスファー部とその
水平転送先側のストレージ部からなる各ビットを、H転
送先側へ行くに従って不純物濃度が3ないし4段階に、
H・H転送先側へ行くに従って3段階に低くなるように
したことを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明CCD型固体撮像素子によれば、第1の
水平レジスタの各ビットの不純物濃度が、H転送先側へ
行くに従って3又は4段階に、H・H間転送先側へ行く
に従って3段階に低くなっているので、ポテンシャルも
H転送先側へは3又は4段階に、H・H転送方向へは3
段階に変化しており、段差数が従来よりも増え、ポテン
ションプロフィールが滑らかになる。従って、その分同
じ駆動電圧を用いた場合における転送電界を従来よりも
高くすることができる。従って、従来よりも転送効率を
高め、転送残しを防止することができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明CCD型固体撮像素子を図示実
施例に従って詳細に説明する。図1(A)、(B)は本
発明CCD型固体撮像素子の一つの実施例を示すもの
で、(A)は水転送部を全体的に示し、(B)は第1の
水平レジスタの1ビット分を示す。本CCD型固体撮像
素子は、図4に示した従来のCCD型固体撮像素子と
は、第1の水平レジスタのトランスファー部とその水平
転送先側のストレージ部からなる各ビットの不純物濃度
が、H転送先側へ行くに従って4段階に、H・H転送先
側へ行くに従って3段階に高くなっているという点で大
きく相違するが、それ以外の点では共通し、その共通点
については既に説明済みであるので、その説明は省略し
相違する点についてのみ説明することとする。また、全
図を通して共通する部分には共通の符号を付した。
【0011】図1(B)に示すように、トランスファー
部1tはある不純物濃度の半導体領域Eと、この領域E
よりも不純物濃度のやや低いP型半導体領域Dからな
る。そして、ストレージ部1sは領域Dよりも不純物濃
度のやや低いP型半導体領域Cと、それより不純物濃度
のやや低いP型半導体領域Bと、それよりさらに不純物
濃度のやや低いP型半導体領域Aからなる。このよう
に、第1の水平レジスタ1の各ビットは、領域A、B、
C、D、Eの順で不純物濃度が高くなっており、各ビッ
トのH・H転送先側寄りの部分においてH転送方向に沿
っては4段階に不純物濃度が変化している。また、各ビ
ットのストレージ部1tは、H・H間転送方向において
3段階に不純物濃度が変化している。尚、領域E・D間
の境界、C・B間の境界、B・A間の境界は、H転送方
向とH・H転送方向の双方においてバランスよく転送し
易くするために、少なくとも部分的に、水平方向よりも
例えば約45度程度反時計回り方向に回転した斜めの向
きに形成されている。
【0012】本実施例の第1の水平レジスタ1における
ポテンシャルは、図2(A)、(B)に示すような段差
を持ったプロフィールになる。図2(A)はH転送方向
におけるポテンシャルプロフィールを、(B)はH・H
転送方向のポテンシャルプロフィールを示す。図5に示
すように、第1の水平レジスタ1の各ビットのポテンシ
ャルは、水平転送方向においては4段階にも、水平レジ
スタ間転送方向においても3段階に変化しており、図4
に示す従来のCCD型固体撮像素子に比較してポテンシ
ャル段差に滑らかさがあり、同じ駆動電圧(ゲート電
圧)を用いた場合における転送電界を従来よりも高くす
ることができる。従って、従来よりも転送効率を高める
ことができる。尚、図1に示す実施例において、領域D
を設けず、従って、H転送方向において不純物濃度が3
段階で変化するようなプロフィールにした態様でも本発
明を実施することができる。この場合、H方向のポテン
シャルは3段階で変化するプロフィールになることはい
うまでもない。
【0013】
【発明の効果】本発明CCD型固体撮像素子は、第1の
水平レジスタのトランスファー部とその水平転送先側の
ストレージ部からなる各ビットの不純物濃度が、H転送
先側へ行くに従って3又は4段階に、H・H転送先側へ
行くに従って3段階に低くなるようにされたことを特徴
とするものである。従って、本発明CCD型固体撮像素
子によれば、第1の水平レジスタの各ビットの不純物濃
度が、H転送先側へ行くに従って3又は4段階に、H・
H転送先側へ行くに従って3段階に低くなっているの
で、ポテンシャルもH転送先側へは3又は4段階に、H
・H転送方向へは3段階に変化し、段差数が従来よりも
増え、ポテンシャルプロフィールが滑らかになる。従っ
て、同じ駆動電圧を用いた場合における転送電界を従来
よりも高くすることができ、従来よりも転送効率を高
め、転送残しをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)、(B)は本発明CCD型固体撮像素子
の一つの実施例を示す平面図で、(A)は水平転送部を
全体的に示し、(B)は第1の水平レジスタの1ビット
分を示す。
【図2】(A)、(B)は上記実施例の第1の水平レジ
スタのポテンシャルプロフィール図で、(A)は水平転
送(H転送)方向におけるポテンシャルプロフィール
を、(B)は水平レジスタ間転送(H・H転送)方向の
ポテンシャルプロフィールを示す。
【図3】図3(A)、(B)は水平レジスタを二つ備え
たCCD型固体撮像素子を示すもので、(A)はCCD
型固体撮像素子の概念図、(B)は水平転送部の一つの
構造例を示す平面図である。
【図4】図4(A)、(B)は水平転送部の一つの従来
例を示すもので、(A)は水転送部を全体的に示し、
(B)は第1の水平レジスタの1ビット分を示す。
【図5】(A)、(B)は上記従来例の第1の水平レジ
スタのポテンシャルプロフィール図で、(A)はH転送
方向におけるポテンシャルプロフィールを、(B)はH
・H転送方向のポテンシャルプロフィールを示す。
【符号の説明】
1 第1の水平レジスタ 2 第2の水平レジスタ 5 H・Hトランスファーゲート A〜E 第1の水平レジスタの不純物濃度の異なる各領

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マトリックス状に配置された受光素子群
    及び該受光素子群の各垂直列に対応して設けられ受光素
    子からの信号電荷を垂直方向に転送する垂直レジスタ群
    からなる撮像領域と、該撮像領域の垂直転送先側に設け
    られ該撮像領域からの信号電荷を水平方向に転送する第
    1の水平レジスタと、該第1の水平レジスタの反撮像領
    域側に設けられたH・H間トランスファーゲートと、該
    H・H間トランスファーゲートの反第1の水平レジスタ
    側に設けられた第2の水平レジスタを有するCCD固体
    撮像素子において、 上記第1の水平レジスタのトランスファー部とその水平
    転送先側のストレージ部からなる各ビットの不純物濃度
    が、水平転送先側へ行くに従って3又は4段階に、水平
    レジスタ間転送先側へ行くに従って3段階に低くなるよ
    うにされたことを特徴とするCCD型固体撮像素子
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