JPH09107504A - Solid-state image pickup element and its drive method - Google Patents

Solid-state image pickup element and its drive method

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Publication number
JPH09107504A
JPH09107504A JP7260423A JP26042395A JPH09107504A JP H09107504 A JPH09107504 A JP H09107504A JP 7260423 A JP7260423 A JP 7260423A JP 26042395 A JP26042395 A JP 26042395A JP H09107504 A JPH09107504 A JP H09107504A
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JP
Japan
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reset
transfer
solid
clock pulse
state image
Prior art date
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Pending
Application number
JP7260423A
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Japanese (ja)
Inventor
Manabu Ishibashi
学 石橋
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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
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent reverse flow of signal charges when a CCD is reset by controlling a timing of a transfer clock pulse and a reset clock pulse. SOLUTION: A horizontal transfer register 1 is formed on an n-channel imbeded channel region 15 and a horizontal output gete section 6 is formed on the n-channel imbeded channel region 15. A reset gate section 11 is formed between an n-channel region between a floating diffusion region 7 and a reset drain region 10. Then the rising of a reset pulse given to the reset gate section 11 is set faster than the rising of a transfer clock pulse given to a transfer section 3 at a final stage.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子及び
その駆動方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a solid-state imaging device and a driving method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は、従来のCCD固体撮像素子の水
平転送レジスタの終段部分及び出力部の構成を示す。図
7において、1は水平転送レジスタを示す。水平転送レ
ジスタ1は、転送電極即ち、ストレージ電極2S及びト
ランスファ電極2Tを有してなる転送部3が複数配列さ
れ、2相の転送クロックパルスφH1 及びφH2 により
信号電荷を水平方向に転送するように形成される。な
お、最終段の転送部3に与える転送クロックパルスφL
H(φH1 )は、それ以前の転送部3に与える転送クロ
ックパルスφH1 ,φH2 と共通としてもよく、又は独
立に与えることもできる。水平転送レジスタ1の最終段
の転送部3は固定のゲート電圧VHOG が印加される水平
出力ゲート部6を介してフローティングディフージョン
領域7に接続され、水平転送レジスタ1よりの信号電荷
がフローティングディフージョン領域7に転送され、電
荷−電圧変換され出力アンプ8を通じて出力されるよう
になされる。この出力部9においては、フローティング
ディフージョン領域7に転送された信号電荷をリセット
ドレイン領域10に放出するために、両領域7及び10
間にリセットパルスφRGが印加されるリセットゲート
部11が形成される。
2. Description of the Related Art FIG. 7 shows a configuration of a final stage portion and an output portion of a horizontal transfer register of a conventional CCD solid-state image pickup device. In FIG. 7, reference numeral 1 indicates a horizontal transfer register. The horizontal transfer register 1 is provided with a plurality of transfer parts 3 each having a transfer electrode, that is, a storage electrode 2S and a transfer electrode 2T, and transfers signal charges in a horizontal direction by two-phase transfer clock pulses φH 1 and φH 2. Is formed as. The transfer clock pulse φL given to the transfer unit 3 at the final stage
H (φH 1 ) may be common to the transfer clock pulses φH 1 and φH 2 applied to the transfer unit 3 before that, or may be applied independently. The transfer section 3 at the final stage of the horizontal transfer register 1 is connected to the floating diffusion region 7 via the horizontal output gate section 6 to which a fixed gate voltage V HOG is applied, and the signal charge from the horizontal transfer register 1 is floated. It is transferred to the fusion area 7, converted into a charge-voltage, and output through the output amplifier 8. In the output section 9, in order to discharge the signal charge transferred to the floating diffusion region 7 to the reset drain region 10, both regions 7 and 10 are discharged.
The reset gate unit 11 to which the reset pulse φRG is applied is formed between them.

【0003】この水平転送レジスタ1及び出力部9で
は、例えばn型半導体基板13上に、p型ウエル領域1
4が形成され、このp型ウエル領域14に水平転送レジ
スタ1の転送路を構成するn型の埋込みチャネル領域1
5が形成される。このn型埋込みチャネル領域15上に
絶縁膜16を介してストレージ電極2S及びトランスフ
ァ電極2Tが交互に形成され、対のストレージ電極2S
及びトランスファ電極2Tが接続されて複数の転送部3
が形成される。トランスファ電極2T下にはポテンシャ
ル差を形成するためにp- 層17が形成される。
In the horizontal transfer register 1 and the output section 9, for example, the p-type well region 1 is formed on the n-type semiconductor substrate 13.
4 are formed in the n-type buried channel region 1 which forms the transfer path of the horizontal transfer register 1 in the p-type well region 14.
5 are formed. Storage electrodes 2S and transfer electrodes 2T are alternately formed on the n-type buried channel region 15 with an insulating film 16 interposed therebetween, and a pair of storage electrodes 2S is formed.
And transfer electrodes 2T are connected to form a plurality of transfer units 3.
Is formed. A p layer 17 is formed below the transfer electrode 2T to form a potential difference.

【0004】水平出力ゲート部6は、埋込みチャネル領
域15上に絶縁膜16を介して固定のゲート電圧
HOG 、例えば接地電圧が印加される水平出力ゲート電
極18を形成して構成される。フローティングディフー
ジョン領域7及びリセットドレイン領域10は共にn+
層にて形成され、両領域7及び10間のn型領域上に絶
縁膜16を介してリセットゲート電極19を形成してリ
セットゲート部11が形成される。
The horizontal output gate section 6 is formed by forming a horizontal output gate electrode 18 on the buried channel region 15 to which a fixed gate voltage V HOG , for example, a ground voltage is applied via an insulating film 16. Both floating diffusion region 7 and reset drain region 10 are n +
The reset gate electrode 19 is formed on the n-type region between the regions 7 and 10 with the insulating film 16 interposed therebetween to form the reset gate portion 11.

【0005】水平転送レジスタ1に与えられる転送クロ
ックパルスφH1 ,φH2 とリセットパルスφRGは図
8に示すタイミングをもって与えられ、特に、最終段の
転送クロックパルスφLHとリセットパルスφRGは、
ほぼ同じタイミングで立ち上がるようにして与えられ
る。これによって、フローティングディフージョン領域
7に蓄積された信号電荷がリセットドレイン領域10に
放出された後、最終段の転送部3から次の信号電荷がフ
ローティングディフージョン領域7に転送される。
The transfer clock pulses φH 1 and φH 2 and the reset pulse φRG applied to the horizontal transfer register 1 are applied at the timings shown in FIG. 8, and in particular, the transfer clock pulse φLH and the reset pulse φRG at the final stage are
It is given by starting up at almost the same timing. As a result, after the signal charge accumulated in the floating diffusion region 7 is released to the reset drain region 10, the next signal charge is transferred to the floating diffusion region 7 from the final transfer unit 3.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、今までのCCD固体撮像素子では、水平転送レジ
スタ1の最終段の転送部3に与える転送クロックパルス
φLH(φH1 )とリセットパルスφRGがほぼ同じタ
イミングで立ち上がっていたが、リセットゲート部11
のポテンシャルと水平出力ゲート部6のポテンシャルの
マージンが十分にとれていたために、リセット時に、フ
ローティングディフージョン領域7に蓄積された信号電
荷が水平転送レジスタ1の転送部3側へ逆流する現象は
生じなかった。
By the way, as described above, in the conventional CCD solid-state image pickup device, the transfer clock pulse φLH (φH 1 ) and the reset pulse φRG given to the final transfer unit 3 of the horizontal transfer register 1 are applied. Were rising at almost the same timing, but the reset gate section 11
Since there is a sufficient margin between the potential of the horizontal output gate section 6 and the potential of the horizontal output gate section 6, a signal charge accumulated in the floating diffusion region 7 flows back to the transfer section 3 side of the horizontal transfer register 1 at the time of resetting. There wasn't.

【0007】しかるに、CCD固体撮像素子の小型化、
クロックパルスの低振幅化に伴い、リセットゲート部1
1のポテンシャルと水平出力ゲート部6のポテンシャル
のマージンが十分にとれないCCD固体撮像素子の場合
には、リセット時に信号電荷が水平転送レジスタ1側へ
逆流する可能性がでてきた。即ち、製造上のポテンシャ
ルのバラツキ、或は、最終段の転送部3からのカップリ
ングの影響を強く受けて水平出力ゲート部6のポテンシ
ャルレベルが変調され(図7のポテンシャル図の破線a
参照)、リセット時に信号電荷の水平転送レジスタ1側
への逆流が生じ易くなり、画質の劣化を招く恐れがあっ
た。
However, miniaturization of the CCD solid-state image sensor,
As the clock pulse becomes lower in amplitude, the reset gate unit 1
In the case of a CCD solid-state image pickup device in which the potential of 1 and the potential of the horizontal output gate section 6 are not sufficiently secured, there is a possibility that signal charges may flow back to the horizontal transfer register 1 side at the time of reset. That is, the potential level of the horizontal output gate unit 6 is modulated by the variation of the manufacturing potential or the influence of the coupling from the final stage transfer unit 3 (the broken line a in the potential diagram of FIG. 7).
However, backflow of signal charges to the horizontal transfer register 1 side is likely to occur at the time of resetting, which may lead to deterioration of image quality.

【0008】一方、図9に示すようにリセットゲート部
11のポテンシャルレベルを水平出力ゲート部6のポテ
ンシャルレベルより下げた構成のCCD固体撮像素子も
提案されている。しかし、この場合も、クロックパルス
の低振幅化に伴い、ダイナミックレンジDLを確保する
ために、リセットゲート部11と水平出力ゲート部6の
ポテンシャルレベルの差dを出来る限り小さくするよう
にしたとき、上例と同様に、逆流現象が生じ易くなる。
On the other hand, as shown in FIG. 9, a CCD solid-state image sensor having a structure in which the potential level of the reset gate section 11 is lower than the potential level of the horizontal output gate section 6 has been proposed. However, also in this case, when the amplitude of the clock pulse is reduced, in order to secure the dynamic range DL, when the difference d between the potential levels of the reset gate unit 11 and the horizontal output gate unit 6 is made as small as possible, As in the above example, the backflow phenomenon is likely to occur.

【0009】本発明は、上述の点に鑑み、リセット時に
信号電荷が電荷転送レジスタ側へ逆流するを阻止し、併
せてダイナミックレンジを大きくとれるようにした固体
撮像素子及びその駆動方法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 and a driving method thereof, which prevent the signal charges from flowing back to the charge transfer register side at the time of resetting, and also have a large dynamic range. Is.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像素
子の駆動方法は、電荷転送レジスタの出力側の最終段の
転送部に与える転送クロックパルスの立ち上りよりもリ
セットゲート部に与えるリセットパルスの立ち上りを早
くするようになす。この駆動方法においては、リセット
パルスの立ち上りを最終段の転送部に与えられる転送ク
ロックパルスの立ち上りより早くすることにより、リセ
ット時に信号電荷が転送部へ逆流するを防止できる。同
時に信号電荷のダイナミックレンジも大きくとれる。
According to a method of driving a solid-state image pickup device according to the present invention, a reset pulse applied to a reset gate section is applied more than a rising edge of a transfer clock pulse applied to a transfer section at a final stage on an output side of a charge transfer register. Try to get up faster. In this driving method, the rise of the reset pulse is made earlier than the rise of the transfer clock pulse given to the transfer unit at the final stage, whereby the signal charge can be prevented from flowing back to the transfer unit at the time of reset. At the same time, the dynamic range of the signal charge can be increased.

【0011】本発明に係る固体撮像素子は、電荷転送レ
ジスタに与える転送クロックパルスの立ち上りをリセッ
トゲート部に与えるリセットパルスの立ち上りに対して
遅延させる遅延手段を有した構成とする。遅延手段によ
って電荷転送レジスタ、特に最終段の転送部に与えられ
る転送クロックパルスの立ち上りがリセットパルスの立
ち上りより遅くなり、リセット時に信号電荷の逆流が生
ぜず、また信号電荷のダイナミックレンジを大きくした
固体撮像素子が得られる。
The solid-state image pickup device according to the present invention is configured to have a delay means for delaying the rising edge of the transfer clock pulse applied to the charge transfer register with respect to the rising edge of the reset pulse applied to the reset gate section. The delay means delays the rising edge of the transfer clock pulse given to the charge transfer register, especially the transfer section at the final stage, from the rising edge of the reset pulse, so that no backflow of the signal charge occurs at reset and the dynamic range of the signal charge is increased. An image sensor is obtained.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明に係る固体撮像素子の駆動
方法は、信号電荷が電荷転送レジスタを転送し、出力ゲ
ート部を介して電荷−電圧変換領域に転送され、リセッ
ト時にリセットゲート部を通じてリセットドレイン領域
に放出されるように構成された固体撮像素子において、
電荷転送レジスタの出力側の最終段の転送部に与える転
送クロックパルスの立ち上りよりも、リセットゲート部
に与えるリセットパルスの立ち上りを早くするようにな
す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the method for driving a solid-state image pickup device according to the present invention, signal charges are transferred to a charge transfer register and transferred to a charge-voltage conversion region via an output gate unit, and are transferred through a reset gate unit at reset. In the solid-state imaging device configured to emit to the reset drain region,
The rise of the reset pulse applied to the reset gate unit is made earlier than the rise of the transfer clock pulse applied to the final transfer unit on the output side of the charge transfer register.

【0013】本発明に係る固体撮像素子は、信号電荷を
転送する電荷転送レジスタと、その終段に接続された出
力ゲート部と、出力ゲート部に隣接して信号電荷が転送
される電荷−電圧変換領域と、リセットゲート部と、リ
セットドレイン領域を有し、電荷転送レジスタに与える
転送クロックパルスの立ち上りをリセットゲート部に与
えるリセットパルスの立ち上りに対して遅延させる遅延
手段を有した構成とする。
The solid-state image pickup device according to the present invention includes a charge transfer register for transferring signal charges, an output gate section connected to the final stage of the register, and a charge-voltage for transferring the signal charges adjacent to the output gate section. A conversion region, a reset gate portion, and a reset drain region are included, and a delay unit that delays the rising edge of the transfer clock pulse applied to the charge transfer register with respect to the rising edge of the reset pulse applied to the reset gate portion is provided.

【0014】以下、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1及び図2は、本発明に係るCCD固体
撮像素子の駆動方法の一例を示す。但し、同図におい
て、前述の図7及び図8と対応する部分には同一符号を
付して示す。本例においても、図7と同様に、ストレー
ジ電極2S及びトランスファ電極2Tを有する転送部3
が複数配列され、2相の転送クロックパルスφH1 及び
φH 2 にて信号電荷を水平方向に順次転送する水平転送
レジスタ1と、水平転送レジスタ1の最終段の転送部3
に接続された水平出力ゲート部6、及び電荷−電圧変換
領域即ちフローティングディフージョン領域7と、フロ
ーティングディフージョン領域7に接続された出力アン
プ8と、フローティングディフージョン領域7に転送さ
れた信号電荷をリセットドレイン領域10に放出するた
めのリセットゲート部11とを有して成る。
1 and 2 show a CCD solid according to the present invention.
An example of a method for driving the image sensor will be shown. However, in the figure
The same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIGS. 7 and 8 described above.
Attached and shown. In this example as well, as in the case of FIG.
Transfer unit 3 having di-electrode 2S and transfer electrode 2T
, Two-phase transfer clock pulse φH1as well as
φH TwoHorizontal transfer to sequentially transfer signal charges in the horizontal direction
Register 1 and transfer unit 3 at the final stage of horizontal transfer register 1
A horizontal output gate unit 6 connected to and a charge-voltage conversion
Area or floating diffusion area 7 and flow
The output amplifier connected to the heating diffusion region 7.
And transferred to floating diffusion area 7.
The generated signal charge is discharged to the reset drain region 10.
And a reset gate section 11 for resetting.

【0016】水平転送レジスタ1の最終段の転送部3に
与える転送クロックパルスφLH(φH1 )は、それ以
前の転送部3に与えられる転送クロックパルスφH1
φH 2 と共通としてもよく、又は独立に与えることもで
きる。水平出力ゲート部6には固定のゲート電圧
HOG 、例えば接地電圧が印加され、リセットゲート部
11にはリセットパルスφRGが印加される。
The transfer unit 3 at the final stage of the horizontal transfer register 1
Transfer clock pulse φLH (φH1) Is later
Transfer clock pulse φH applied to the previous transfer unit 31,
φH TwoIt may be common with or may be given independently
Wear. A fixed gate voltage is applied to the horizontal output gate unit 6.
VHOG, For example, ground voltage is applied, reset gate section
A reset pulse φRG is applied to 11.

【0017】水平転送レジスタ1は、n型半導体基板1
3にp型ウエル領域14を介して形成したn型埋込みチ
ャネル領域15に、絶縁膜16を介してストレージ電極
2S及びトランスファ電極2Tを交互に形成して構成さ
れ、各トランスファ電極2T下にp- 層17が形成され
る。また、水平出力ゲート部6は、n型埋込みチャネル
領域15上に絶縁膜16を介してゲート電極18を形成
して構成される。さらに、フローティングディフージョ
ン領域7及びリセットドレイン領域10は共にn+ 層で
形成され、両領域7及び10間のn型領域上に絶縁膜1
6を介してゲート電極19を形成してリセットゲート部
11が形成される。
The horizontal transfer register 1 is an n-type semiconductor substrate 1.
3 is formed by alternately forming the storage electrode 2S and the transfer electrode 2T via the insulating film 16 in the n-type buried channel region 15 formed via the p-type well region 14, and p under each transfer electrode 2T. Layer 17 is formed. The horizontal output gate section 6 is formed by forming a gate electrode 18 on the n-type buried channel region 15 with an insulating film 16 interposed therebetween. Further, the floating diffusion region 7 and the reset drain region 10 are both formed of an n + layer, and the insulating film 1 is formed on the n-type region between the regions 7 and 10.
The gate electrode 19 is formed via 6 to form the reset gate portion 11.

【0018】しかして、本例においては、リセットゲー
ト部11に与えるリセットパルスφRGの立ち上りを、
水平転送レジスタの最終段の転送部3に与える転送クロ
ックパルスφLH(φH1 )の立ち上りより早くするよ
うになす。図2はその一例を示す。水平転送レジスタ1
に与える転送クロックパルスφH 1 ,φH2 と、リセッ
トパルスφRGを同図に示すタイミングをもって与え、
特に最終段の転送部3に与える転送クロックパルスφL
Hの立ち上りに対してリセットパルスφRGの立ち上り
を進相させる。
Therefore, in this example, the reset game
The rising edge of the reset pulse φRG applied to the gate section 11,
The transfer clock supplied to the transfer unit 3 at the final stage of the horizontal transfer register
Clock pulse φLH (φH1) Will start earlier than
Sea urchin FIG. 2 shows an example thereof. Horizontal transfer register 1
Clock pulse φH 1, ΦHTwoAnd the reset
Pulse φRG with the timing shown in FIG.
In particular, a transfer clock pulse φL given to the transfer unit 3 at the final stage
R rising edge of reset pulse φRG with respect to H rising edge
To advance.

【0019】本実施例の駆動方法によれば、リセットゲ
ート部11に与えるリセットパルスφRGの立ち上り
を、水平転送レジスタ1の最終段の転送部3に与える転
送クロックパルスφLH(φH1 )の立ち上りより早く
することにより、リセット時、先にリセットゲート部1
1が開き、フローティングディフージョン領域7の信号
電荷がリセットドレイン領域10に放出され始め、遅れ
て最終段の転送部3のポテンシャルが深くなる。従っ
て、フローティングディフージョン領域7の信号電荷が
転送部3側に逆流するを防止することができ、逆流に基
因する画質劣化を防ぐことができる。
According to the driving method of this embodiment, the rising edge of the reset pulse φRG applied to the reset gate unit 11 is determined from the rising edge of the transfer clock pulse φLH (φH 1 ) applied to the final transfer unit 3 of the horizontal transfer register 1. By speeding up, when resetting, reset gate unit 1
1, the signal charges of the floating diffusion region 7 start to be released to the reset drain region 10, and the potential of the transfer unit 3 at the final stage becomes deeper after a delay. Therefore, it is possible to prevent the signal charges of the floating diffusion region 7 from flowing back to the transfer unit 3 side, and it is possible to prevent the deterioration of image quality due to the backflow.

【0020】また、リセット時に信号電荷の逆流が生じ
ないことから、信号電荷のダイナミックレンジを大きく
することができる。特に本駆動方法では、小型化、駆動
パルスの低振幅化したCCD固体撮像素子に適用して好
適ならしめる。
Further, since the backflow of the signal charges does not occur at the time of reset, the dynamic range of the signal charges can be increased. In particular, the present driving method is suitable for application to a CCD solid-state image pickup device having a small size and a low drive pulse amplitude.

【0021】図3〜図6は、上述したリセットパルスφ
RGをその立ち上りが転送クロックパルスφLHの立ち
上りより早くして印加できるようにした本発明に係るC
CD固体撮像素子の各実施例を示す。
3 to 6 show the reset pulse φ described above.
C according to the present invention in which the rising edge of RG can be applied earlier than the rising edge of the transfer clock pulse φLH
Examples of the CD solid-state image pickup device will be shown.

【0022】同図において、20はCCD固体撮像素子
本体を示し、21は各駆動パルスを発生させるためのタ
イミングジェネレータを示す。原発振からのパルスを分
周しリセットパルスφRGと水平転送クロックパルスφ
1 (φLH),φH2 を作っており、タイミングジェ
ネレータ21から得られた水平転送クロックパルスφH
1 (φLH),φH2 がCCD固体撮像素子本体20の
水平転送レジスタ1に供給され、同様にタイミングジェ
ネレータ21から得られたリセットパルスφRGがCC
D固体撮像素子本体20の出力部9のリセットゲート部
11に供給されるように構成される。ここでは、タイミ
ングジェネレータからのパルスは、CCD駆動パルスと
同位相としている。
In the figure, 20 is a CCD solid-state image pickup device main body, and 21 is a timing generator for generating each drive pulse. Divide the pulse from the original oscillation and reset pulse φRG and horizontal transfer clock pulse φ
H 1 (φLH) and φH 2 are generated, and the horizontal transfer clock pulse φH obtained from the timing generator 21.
1 (φLH) and φH 2 are supplied to the horizontal transfer register 1 of the CCD solid-state imaging device body 20, and the reset pulse φRG similarly obtained from the timing generator 21 is CC.
It is configured to be supplied to the reset gate unit 11 of the output unit 9 of the D solid-state imaging device body 20. Here, the pulse from the timing generator has the same phase as the CCD drive pulse.

【0023】しかして、図3の実施例に係るCCD固体
撮像素子31は、タイミングジェネレータ21からの転
送クロックパルスφH1 (φLH)及びφH2 の供給ラ
インに遅延手段24を介挿し、転送クロックパルスφH
1 (φLH)及びφH2 を遅延手段24を通じてCCD
固体撮像素子本体20の水平転送レジスタ1に供給し、
一方、リセットパルスφRGは、そのまま供給ラインを
通じてリセットゲート部11に供給するように成す。こ
の遅延手段24によって、転送クロックパルスφH
1 (φLH),φH2 はリセットパルスφRGより遅
れ、リセットパルスφRGの立ち上りを最終段の転送部
3に与えられる転送クロックパルスφLHの立ち上りよ
り進相することができる。
Therefore, in the CCD solid-state image pickup device 31 according to the embodiment of FIG. 3, the delay means 24 is inserted in the supply line of the transfer clock pulses φH 1 (φLH) and φH 2 from the timing generator 21, and the transfer clock pulse is transmitted. φH
1 (φLH) and φH 2 through the delay means 24 to the CCD
Supply to the horizontal transfer register 1 of the solid-state image sensor body 20,
On the other hand, the reset pulse φRG is directly supplied to the reset gate unit 11 through the supply line. By the delay means 24, the transfer clock pulse φH
1 (φLH) and φH 2 are delayed from the reset pulse φRG, and the rising edge of the reset pulse φRG can be advanced from the rising edge of the transfer clock pulse φLH supplied to the transfer unit 3 at the final stage.

【0024】図4の実施例に係るCCD固体撮像素子3
2は、タイミングジェネレータ21からの転送クロック
パルスφH1 (φLH)及びφH2 の供給ラインに夫々
容量素子25を介挿し、転送クロックパルスφH1 (φ
LH)及びφH2 を容量素子25を通じてCCD固体撮
像素子本体20の水平転送レジスタ1に供給し、一方、
リセットパルスφRGは、そのまま供給ラインを通じて
リセットゲート部11に供給するように成す。この容量
素子25によって、転送クロックパルスφH1 (φL
H),φH2 はリセットパルスφRGより遅れ、リセッ
トパルスφRGの立ち上がりを最終段の転送部3に与え
られる転送クロックパルスφLHの立ち上りより進相す
ることができる。
CCD solid-state image sensor 3 according to the embodiment of FIG.
2, interposed transfer clock pulses φH 1 (φLH) and each capacitor element 25 in the supply line of .phi.H 2 from the timing generator 21, the transfer clock pulses .phi.H 1 (phi
LH) and φH 2 are supplied to the horizontal transfer register 1 of the CCD solid-state imaging device body 20 through the capacitive element 25, while
The reset pulse φRG is supplied to the reset gate unit 11 through the supply line as it is. This capacitive element 25 allows the transfer clock pulse φH 1 (φL
H) and φH 2 are delayed from the reset pulse φRG, and the rising edge of the reset pulse φRG can be advanced from the rising edge of the transfer clock pulse φLH supplied to the transfer unit 3 at the final stage.

【0025】図5の実施例に係るCCD固体撮像素子3
3は、タイミングジェネレータ21からの転送クロック
パルスφH1 (φLH)及びφH2 の供給ラインにイン
バータによる遅延回路26を介挿し、転送クロックパル
スφH1 (φLH),φH2をこの遅延回路26を通し
てCCD固体撮像素子本体20の水平転送レジスタ1に
供給し、一方、リセットパルスφRGは、そのまま供給
ラインを通じてリセットゲート部11に供給するように
成す。
CCD solid-state image pickup device 3 according to the embodiment of FIG.
3, interposed the delay circuit 26 by the inverter to the supply line of the transfer clock pulses φH 1 (φLH) and .phi.H 2 from the timing generator 21, the transfer clock pulses φH 1 (φLH), CCD and .phi.H 2 through the delay circuit 26 The reset pulse φRG is supplied to the horizontal transfer register 1 of the solid-state imaging device body 20, while being supplied to the reset gate unit 11 through the supply line as it is.

【0026】この遅延回路26によって、転送クロック
パルスφH1 (φLH),φH2 はリセットパルスφR
Gより遅れ、リセットパルスφRGの立ち上がりを最終
段の転送部3に与えられる転送クロックパルスφRGの
立ち上りより進相することができる。
By the delay circuit 26, the transfer clock pulses φH 1 (φLH) and φH 2 are reset pulse φR.
Delayed from G, the rising edge of the reset pulse φRG can be advanced from the rising edge of the transfer clock pulse φRG provided to the final stage transfer unit 3.

【0027】図6の実施例に係るCCD固体撮像素子3
4は、タイミングジェネレータ21からの転送クロック
パルスφH1 (φLH)及びφH2 の供給ラインに出力
バッファ回路27を介挿し、転送クロックパルスφH1
(φLH),φH2 をこの出力バッファ回路27を通し
てCCD固体撮像素子本体20の水平転送レジスタ1に
供給し、一方、リセットパルスφRGは、そのまま供給
ラインを通じてリセットゲート部11に供給するように
成す。
CCD solid-state image sensor 3 according to the embodiment of FIG.
4 is a transfer clock pulse φH 1 (φLH) from the timing generator 21 and an output buffer circuit 27 is inserted in the supply line of φH 2 to transfer clock pulse φH 1
(ΦLH) and φH 2 are supplied to the horizontal transfer register 1 of the CCD solid-state imaging device body 20 through the output buffer circuit 27, while the reset pulse φRG is supplied to the reset gate unit 11 through the supply line as it is.

【0028】この出力バッファ回路27によって、転送
クロックパルスφH1 (φLH),φH2 はリセットパ
ルスφRGより遅れ、リセットパルスφRGの立ち上り
を最終段の転送部3に与えられる転送クロックパルスφ
LHの立ち上りより進相することができる。
By the output buffer circuit 27, the transfer clock pulses φH 1 (φLH) and φH 2 are delayed from the reset pulse φRG, and the rising edge of the reset pulse φRG is given to the transfer unit 3 at the final stage.
The phase can be advanced from the rise of LH.

【0029】上述の実施例に係る固体撮像素子31,3
2,33及び34によれば、リセット時にリセットパル
スφRGの立ち上りが最終段の転送部3に与えられる転
送クロックパルスφLHの立ち上りより早めることがで
き、信号電荷の逆流を押さえることができる。またフロ
ーティングディフージョン領域における信号電荷のダイ
ナミックレンジを大きくすることもできる。従って、信
頼性の高い、CCD固体撮像素子を得ることができる。
The solid-state image pickup devices 31, 3 according to the above-mentioned embodiment
According to Nos. 2, 33 and 34, the rise of the reset pulse φRG at the time of reset can be made earlier than the rise of the transfer clock pulse φLH provided to the transfer unit 3 in the final stage, and the backflow of the signal charge can be suppressed. Also, the dynamic range of signal charges in the floating diffusion region can be increased. Therefore, it is possible to obtain a highly reliable CCD solid-state imaging device.

【0030】尚、本発明は、図9に示すようなリセット
ゲート部11のポテンシャルレベルが水平出力ゲート部
6のポテンシャルレベルより低く構成したCCD固体撮
像素子にも適用できる。
The present invention can also be applied to a CCD solid-state image sensor in which the potential level of the reset gate section 11 is lower than the potential level of the horizontal output gate section 6 as shown in FIG.

【0031】また、水平出力ゲート部のゲート電圧V
HOG を固定とせず、転送クロックパルスの低振幅化のた
めに転送クロックパルスφLHと逆相で振って印加する
ようにしたCCD固体撮像素子にも適用できる。
Further, the gate voltage V of the horizontal output gate section
The present invention can also be applied to a CCD solid-state image sensor in which the HOG is not fixed and is applied by oscillating in a phase opposite to the transfer clock pulse φLH in order to reduce the amplitude of the transfer clock pulse.

【0032】更に、上例では出力部としてフローティン
グディフージョンアンプ方式を用いてた場合に適用した
が、その他フローティングゲートアンプ方式を用いた場
合にも適用できるものである。このフローティングゲー
トアンプ方式では、水平転送レジスタの終段の隣りに固
定電圧が印加される第1の出力ゲート部を間に挟んで第
1導電型のフローティングゲート領域(即ち電荷−電圧
変換領域)が形成され、フローティングゲート領域は、
フローティングゲート電極下に形成されており、このフ
ローティングゲート領域がリセットゲート部及び固定電
圧が印加される第2の出力ゲートを介してリセットドレ
イン領域に接続されている。このリセットゲート部に与
えられるリセットパルスの立ち上がりを水平転送レジス
タの最終段の転送部に与えられる転送クロックパルスの
立ち上がりより早くするように成す。
Further, in the above example, the present invention is applied to the case where the floating diffusion amplifier system is used as the output section, but it is also applicable to the case where the floating gate amplifier system is used. In this floating gate amplifier system, a floating gate region of the first conductivity type (that is, a charge-voltage conversion region) is formed adjacent to the final stage of the horizontal transfer register with a first output gate unit to which a fixed voltage is applied interposed. And the floating gate region is formed
The floating gate region is formed under the floating gate electrode, and the floating gate region is connected to the reset drain region via the reset gate portion and the second output gate to which a fixed voltage is applied. The rising edge of the reset pulse applied to the reset gate section is made earlier than the rising edge of the transfer clock pulse applied to the final transfer section of the horizontal transfer register.

【0033】上例では2次元の固体撮像素子に適用した
が、ラインセンサー等の一次元の固体撮像素子及びその
駆動方法にも適用できる。
In the above example, the present invention is applied to a two-dimensional solid-state image pickup device, but it can also be applied to a one-dimensional solid-state image pickup device such as a line sensor and its driving method.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明に係る固体撮像素子の駆動方法に
よれば、リセット時の信号電荷の電荷転送レジスタ側へ
の逆流を確実に防止することができ、逆流による画質劣
化を回避することができる。また、逆流を防止できるこ
とから、信号電荷のダイナミックレンジを大きくするこ
とが可能となる。
According to the method of driving the solid-state image pickup device of the present invention, it is possible to reliably prevent the backflow of the signal charges to the charge transfer register side at the time of resetting, and avoid the deterioration of the image quality due to the backflow. it can. Moreover, since the backflow can be prevented, the dynamic range of the signal charge can be increased.

【0035】本発明に係る固体撮像素子によれば、転送
クロックパルスを遅延手段を介して電荷転送レジスタに
印加するように構成することにより、転送クロックパル
スの立ち上がりを、リセットパルスより遅らせることが
できる。従って、リセット時に信号電荷が逆流せず、画
質劣化の生じない信頼性の高い固体撮像素子を提供する
ことができる。また、信号電荷のダイナミックレンジが
大きい固体撮像素子を提供することができる。
According to the solid-state imaging device of the present invention, the transfer clock pulse is applied to the charge transfer register via the delay means, whereby the rising edge of the transfer clock pulse can be delayed from the reset pulse. . Therefore, it is possible to provide a highly reliable solid-state imaging device in which signal charges do not flow back at the time of resetting and image quality deterioration does not occur. Further, it is possible to provide a solid-state image sensor having a large dynamic range of signal charges.

【0036】従って、本発明は、駆動パルスの低振幅
化、小型化を図った固体撮像素子に適用して好適ならし
めるものである。
Therefore, the present invention is preferably applied to a solid-state image pickup device in which the amplitude of a drive pulse is reduced and the size thereof is reduced.

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

【図1】本発明に係る固体撮像素子の例を示す構成図及
びポテンシャル図である。
FIG. 1 is a configuration diagram and a potential diagram showing an example of a solid-state imaging device according to the present invention.

【図2】本発明に係る駆動方法の一例を示す駆動パルス
のタイミング図である。
FIG. 2 is a timing diagram of drive pulses showing an example of a drive method according to the present invention.

【図3】本発明の固体撮像素子の一実施例を示す構成図
である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing an embodiment of a solid-state imaging device of the present invention.

【図4】本発明の固体撮像素子の他の実施例を示す構成
図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing another embodiment of the solid-state imaging device of the present invention.

【図5】本発明の固体撮像素子の他の実施例を示す構成
図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing another embodiment of the solid-state imaging device of the present invention.

【図6】本発明の固体撮像素子の他の実施例を示す構成
図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing another embodiment of the solid-state imaging device of the present invention.

【図7】従来例に係る固体撮像素子の構成図及びポテン
シャル図である。
FIG. 7 is a configuration diagram and a potential diagram of a solid-state image sensor according to a conventional example.

【図8】従来例の駆動パルスのタイミング図である。FIG. 8 is a timing diagram of drive pulses in a conventional example.

【図9】他の従来例に係る固体撮像素子のポテンシャル
図である。
FIG. 9 is a potential diagram of a solid-state imaging device according to another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 水平転送レジスタ 3 転送部 2S ストレージ電極 2T トランスファ電極 6 水平出力ゲート部 7 フローティングディフージョン領域 8 出力アンプ 9 出力部 10 リセットドレイン領域 11 リセットゲート部 20 CCD固体撮像素子本体 21 タイミングジェネレータ 24 遅延手段 25 容量素子 26 インバータによる遅延回路 27 出力バッファ回路 31,32,33,34 固体撮像素子 1 Horizontal Transfer Register 3 Transfer Section 2S Storage Electrode 2T Transfer Electrode 6 Horizontal Output Gate Section 7 Floating Diffusion Area 8 Output Amplifier 9 Output Section 10 Reset Drain Area 11 Reset Gate Section 20 CCD Solid State Imaging Device Main Body 21 Timing Generator 24 Delay Means 25 Capacitance element 26 Delay circuit by inverter 27 Output buffer circuit 31, 32, 33, 34 Solid-state imaging device

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電荷転送レジスタの出力側の最終段の転
送部に与える転送クロックパルスの立ち上りよりも、リ
セットゲート部に与えるリセットパルスの立ち上りを早
くすることを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
1. A method for driving a solid-state image pickup device, characterized in that the rising edge of a reset pulse applied to a reset gate section is set earlier than the rising edge of a transfer clock pulse applied to a final stage transfer section on the output side of a charge transfer register. .
【請求項2】 電荷転送レジスタに与える転送クロック
パルスの立ち上りをリセットゲート部に与えるリセット
パルスの立ち上りに対して遅延させる遅延手段を有して
なることを特徴とする固体撮像素子。
2. A solid-state image pickup device comprising delay means for delaying a rising edge of a transfer clock pulse applied to a charge transfer register with respect to a rising edge of a reset pulse applied to a reset gate section.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002094047A (en) * 2000-09-18 2002-03-29 New Japan Radio Co Ltd Charge-coupled device
US11362129B2 (en) 2019-02-27 2022-06-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Solid-state imaging device

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