JPH1126744A - 固体撮像装置及びこれを用いた撮像システム - Google Patents
固体撮像装置及びこれを用いた撮像システムInfo
- Publication number
- JPH1126744A JPH1126744A JP9180023A JP18002397A JPH1126744A JP H1126744 A JPH1126744 A JP H1126744A JP 9180023 A JP9180023 A JP 9180023A JP 18002397 A JP18002397 A JP 18002397A JP H1126744 A JPH1126744 A JP H1126744A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高感度化、高解像度化に好適な構造を有する
固体撮像装置及びこれを用いた撮像システムを提供す
る。 【解決手段】 電荷転送ゲート４０、４１の下の狭い半
導体領域のみを隔てて、光電変換部５１、５２を並べて
形成し、さらに、光電変換部５２、５１、５０と電荷転
送部２０との間で電位の井戸の深さに段階的に格差を設
ける。先ず、電荷読み出しゲート１０を開いて光電変換
部５０の信号電荷を、次に、電荷読み出しゲート１０及
び４０を開いて画光電変換部５１の信号電荷を、最後
に、電荷読み出しゲート１０、４０及び４１を開いて光
電変換部５２の信号電荷を電荷転送部２０へ読み出す。
これにより、複数の光電変換部で単一の電荷転送部を共
有する。
固体撮像装置及びこれを用いた撮像システムを提供す
る。 【解決手段】 電荷転送ゲート４０、４１の下の狭い半
導体領域のみを隔てて、光電変換部５１、５２を並べて
形成し、さらに、光電変換部５２、５１、５０と電荷転
送部２０との間で電位の井戸の深さに段階的に格差を設
ける。先ず、電荷読み出しゲート１０を開いて光電変換
部５０の信号電荷を、次に、電荷読み出しゲート１０及
び４０を開いて画光電変換部５１の信号電荷を、最後
に、電荷読み出しゲート１０、４０及び４１を開いて光
電変換部５２の信号電荷を電荷転送部２０へ読み出す。
これにより、複数の光電変換部で単一の電荷転送部を共
有する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像装置及びこれを
用いた撮像システムに関するもので、特に、感度及び解
像度の高いエリアセンサの構造に関するものである。
用いた撮像システムに関するもので、特に、感度及び解
像度の高いエリアセンサの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像装置は、電子スチルカメラ、ビ
デオカメラ等の撮像装置に使用され、近年はディジタル
カメラ等の登場により、多画素化、高感度化及び高解像
度化がますます要求されてきている。
デオカメラ等の撮像装置に使用され、近年はディジタル
カメラ等の登場により、多画素化、高感度化及び高解像
度化がますます要求されてきている。
【０００３】従来の固体撮像装置の部分平面図を図８
に、図８のＡ1 −Ａ2 断面図を図９に示す。
に、図８のＡ1 −Ａ2 断面図を図９に示す。
【０００４】図８に示す固体撮像装置は、３種類の色フ
ィルタを用いて赤、緑及び青の３原色の光を受光し、信
号電荷に変換してカラー画像を出力するものである。
ィルタを用いて赤、緑及び青の３原色の光を受光し、信
号電荷に変換してカラー画像を出力するものである。
【０００５】図９において、９０、９１、９２はそれぞ
れ赤、緑、青の色フィルタである。光電変換により発生
した信号電荷を蓄積する画素をなすｎ+ 不純物拡散領域
である光電変換部５０、５１、５２に隣接して、電荷転
送部をなすｎ+ 不純物拡散領域７０、７１、７２が設け
られており、両者の間及びｎ+ 不純物拡散領域７０、７
１、７２の上方には、光電変換部５０、５１、５２に蓄
積された信号電荷を転送する電荷読み出しゲート電極
と、読み出した信号電荷を電荷取り出し部（図示せず）
に転送する電荷転送ゲートとを兼用した電極６０、６
１、６２が設けられている。８０、８１、８２は、電極
６０、６１、６２に対して光が入射するのを遮断する遮
光膜である。
れ赤、緑、青の色フィルタである。光電変換により発生
した信号電荷を蓄積する画素をなすｎ+ 不純物拡散領域
である光電変換部５０、５１、５２に隣接して、電荷転
送部をなすｎ+ 不純物拡散領域７０、７１、７２が設け
られており、両者の間及びｎ+ 不純物拡散領域７０、７
１、７２の上方には、光電変換部５０、５１、５２に蓄
積された信号電荷を転送する電荷読み出しゲート電極
と、読み出した信号電荷を電荷取り出し部（図示せず）
に転送する電荷転送ゲートとを兼用した電極６０、６
１、６２が設けられている。８０、８１、８２は、電極
６０、６１、６２に対して光が入射するのを遮断する遮
光膜である。
【０００６】次に、この固体撮像装置の動作について、
青色の光の信号電荷を例にして説明する。
青色の光の信号電荷を例にして説明する。
【０００７】光電変換部５２で発生した信号電荷は、図
１０に示す深さＶ1 の電位の井戸で蓄積されている。こ
のとき、電荷読み出しゲート電極６２に、所定の読み出
し電圧を印加すると、ゲート電極６２の下には、図１０
に示すように、Ｖ1 よりも深い電位Ｖ2 の井戸が生ず
る。この結果、信号電荷はＶ2 の井戸を経てさらに深い
電位Ｖ3 のゲート下領域７２へ移動する。その後は、電
荷転送ゲートとしての電極６２が各段数毎に電位の井戸
の深さを順次昇降することにより、図８の縦方向の下側
に信号電荷が転送され、電荷取り出し部１１０へ送られ
る。
１０に示す深さＶ1 の電位の井戸で蓄積されている。こ
のとき、電荷読み出しゲート電極６２に、所定の読み出
し電圧を印加すると、ゲート電極６２の下には、図１０
に示すように、Ｖ1 よりも深い電位Ｖ2 の井戸が生ず
る。この結果、信号電荷はＶ2 の井戸を経てさらに深い
電位Ｖ3 のゲート下領域７２へ移動する。その後は、電
荷転送ゲートとしての電極６２が各段数毎に電位の井戸
の深さを順次昇降することにより、図８の縦方向の下側
に信号電荷が転送され、電荷取り出し部１１０へ送られ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、図８の平面図からも分かるとおり、光電
変換素子列の１列毎に電荷読み出しゲート及び電荷転送
部を設ける構造を採用している。このため１つのチップ
内に取り込める光電変換素子の数には限界があり、装置
の感度を上げるために光電変換部を拡大したり、解像度
を高めるために微細化を進めることは困難であった。
従来技術では、図８の平面図からも分かるとおり、光電
変換素子列の１列毎に電荷読み出しゲート及び電荷転送
部を設ける構造を採用している。このため１つのチップ
内に取り込める光電変換素子の数には限界があり、装置
の感度を上げるために光電変換部を拡大したり、解像度
を高めるために微細化を進めることは困難であった。
【０００９】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、ぞの目的は、高感度化、高解像度化に好適な構
造を有する固体撮像装置及びこれを用いた撮像システム
を提供することにある。
であり、ぞの目的は、高感度化、高解像度化に好適な構
造を有する固体撮像装置及びこれを用いた撮像システム
を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明（請求項１）は、所定間隔分隔離して配設さ
れ、電位の井戸を順次深く形成された第１、第２、第３
の光電変換素子列と、前記第１、第２、第３の光電変換
素子列に対応して上部に設けられた第１、第２、第３の
色フィルタと、前記第３の光電変換素子列と所定間隔分
隔離して平行に配設された電荷転送部列と、前記第１の
光電変換素子列と前記第２の光電変換素子列の間の領域
の上方に設けられた第１の移送ゲートと、前記第２の光
電変換素子列と前記第３の光電変換素子列の間の領域の
上方に設けられた第２の移送ゲートと、前記第３の光電
変換素子列と前記電荷転送素子列の間の領域及び前記電
荷転送部の上方に設けられた第３の移送ゲートを兼ねた
転送ゲート電極と、前記第３の光電変換素子列に蓄積さ
れた信号電荷を第３の移送ゲートにより前記電荷転送部
に移送して転送し、前記第２の光電変換素子列に蓄積さ
れた信号電荷を第２の移送ゲート及び第３の移送ゲート
により前記電荷転送部に移送して転送し、前記第１の光
電変換素子列に蓄積された信号電荷を第１ないし第３の
移送ゲートにより前記電荷転送部に移送して転送させる
転送制御手段とを備えた２次元の固体撮像装置を提供す
る。
め、本発明（請求項１）は、所定間隔分隔離して配設さ
れ、電位の井戸を順次深く形成された第１、第２、第３
の光電変換素子列と、前記第１、第２、第３の光電変換
素子列に対応して上部に設けられた第１、第２、第３の
色フィルタと、前記第３の光電変換素子列と所定間隔分
隔離して平行に配設された電荷転送部列と、前記第１の
光電変換素子列と前記第２の光電変換素子列の間の領域
の上方に設けられた第１の移送ゲートと、前記第２の光
電変換素子列と前記第３の光電変換素子列の間の領域の
上方に設けられた第２の移送ゲートと、前記第３の光電
変換素子列と前記電荷転送素子列の間の領域及び前記電
荷転送部の上方に設けられた第３の移送ゲートを兼ねた
転送ゲート電極と、前記第３の光電変換素子列に蓄積さ
れた信号電荷を第３の移送ゲートにより前記電荷転送部
に移送して転送し、前記第２の光電変換素子列に蓄積さ
れた信号電荷を第２の移送ゲート及び第３の移送ゲート
により前記電荷転送部に移送して転送し、前記第１の光
電変換素子列に蓄積された信号電荷を第１ないし第３の
移送ゲートにより前記電荷転送部に移送して転送させる
転送制御手段とを備えた２次元の固体撮像装置を提供す
る。
【００１１】前記第１、第２、第３の光電変換素子列を
なす不純物拡散領域の濃度は、順次高くなるように形成
されていることが望ましい。
なす不純物拡散領域の濃度は、順次高くなるように形成
されていることが望ましい。
【００１２】また、前記第３の移送ゲートを兼ねた転送
ゲート電極は、遮光膜で覆われていることことが望まし
い。
ゲート電極は、遮光膜で覆われていることことが望まし
い。
【００１３】さらに、前記第１の移送ゲート下の電位ポ
テンシャルの井戸の深さは、前記第１の光電変換素子列
の電位ポテンシャルの井戸の深さと前記第２の光電変換
素子列の電位ポテンシャルの井戸の深さの間に形成さ
れ、前記第２の移送ゲート下の電位ポテンシャルの井戸
の深さは、前記第２の光電変換素子列と前記第３の光電
変換素子列の間に形成され、前記第３の移送ゲート下の
電位ポテンシャルの井戸の深さは、前記第３の光電変換
素子列と前記電荷転送部の間に形成されていることが望
ましい。
テンシャルの井戸の深さは、前記第１の光電変換素子列
の電位ポテンシャルの井戸の深さと前記第２の光電変換
素子列の電位ポテンシャルの井戸の深さの間に形成さ
れ、前記第２の移送ゲート下の電位ポテンシャルの井戸
の深さは、前記第２の光電変換素子列と前記第３の光電
変換素子列の間に形成され、前記第３の移送ゲート下の
電位ポテンシャルの井戸の深さは、前記第３の光電変換
素子列と前記電荷転送部の間に形成されていることが望
ましい。
【００１４】また、本発明（請求項５）は、被写体から
の入射光を受け取る光学系と、前記光学系を介して入射
された光から信号電荷を得る請求項１ないし４のいずれ
かに記載の２次元の固体撮像装置と、前記信号電荷から
２次元画像を得る信号処理系と、前記信号処理系の出力
信号に基づき前記光学系及び前記２次元の固体撮像装置
を駆動する駆動系と、前記信号処理系で得られた２次元
画像信号を表示する画像表示装置とを備えた撮像システ
ム。
の入射光を受け取る光学系と、前記光学系を介して入射
された光から信号電荷を得る請求項１ないし４のいずれ
かに記載の２次元の固体撮像装置と、前記信号電荷から
２次元画像を得る信号処理系と、前記信号処理系の出力
信号に基づき前記光学系及び前記２次元の固体撮像装置
を駆動する駆動系と、前記信号処理系で得られた２次元
画像信号を表示する画像表示装置とを備えた撮像システ
ム。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態のいくつかについて説明する。
明の実施の形態のいくつかについて説明する。
【００１６】なお、以下の各図において、図８、図９に
対応する部分には同一の符号を使用する。
対応する部分には同一の符号を使用する。
【００１７】図１に、本発明の実施の１形態にかかる固
体撮像装置の部分平面図を、図２に図１のＣ1 −Ｃ2 断
面図を示す。
体撮像装置の部分平面図を、図２に図１のＣ1 −Ｃ2 断
面図を示す。
【００１８】この実施形態においては、電荷読み出しゲ
ート４０、４１を新たに設け、この電荷読み出しゲート
４０、４１の下の狭い半導体領域のみを隔てて、光電変
換部５０、５１、５２を並べて形成し、さらに、電荷転
送シフトレジスタ２０及び各光電変換部をなす不純物拡
散領域の不純物濃度を１．０×１０11ａｔｍ／cm2 毎の
ドーズ量で１．５×１０12ａｔｍ／cm2 に至るまで順次
高めることにより、各光電変換部と電荷転送シフトレジ
スタ２０との間で、図３に相対的に示すように、電位の
井戸の深さに段階的に格差を設けている点に特徴があ
る。なお、ゲート電極１０は、従来技術と同様に、電荷
読み出しゲート及び電荷転送ゲート電極を兼用してい
る。
ート４０、４１を新たに設け、この電荷読み出しゲート
４０、４１の下の狭い半導体領域のみを隔てて、光電変
換部５０、５１、５２を並べて形成し、さらに、電荷転
送シフトレジスタ２０及び各光電変換部をなす不純物拡
散領域の不純物濃度を１．０×１０11ａｔｍ／cm2 毎の
ドーズ量で１．５×１０12ａｔｍ／cm2 に至るまで順次
高めることにより、各光電変換部と電荷転送シフトレジ
スタ２０との間で、図３に相対的に示すように、電位の
井戸の深さに段階的に格差を設けている点に特徴があ
る。なお、ゲート電極１０は、従来技術と同様に、電荷
読み出しゲート及び電荷転送ゲート電極を兼用してい
る。
【００１９】次に、この実施の形態にかかる固体撮像装
置の動作について説明する。
置の動作について説明する。
【００２０】まず、従来の技術と同様に、色フィルタ９
０、９１、９２を介して入射した光は光電変換部５０、
５１、５２により光電変換され、赤、緑、青の光の信号
電荷がそれぞれ光電変換部５０、５１、５２に蓄積され
る。
０、９１、９２を介して入射した光は光電変換部５０、
５１、５２により光電変換され、赤、緑、青の光の信号
電荷がそれぞれ光電変換部５０、５１、５２に蓄積され
る。
【００２１】次に、電荷読み出しゲート１０を開いて、
該ゲート１０下のポテンシャル井戸の深さを光電変換部
５０と電荷転送シフトレジスタ２０の電位の深さの間に
なるように深くする（図４参照）。この結果、光電変換
部５０に蓄積された赤色の光の信号電荷が図１の紙面左
から右へ移送され、転送部１０により図１の紙面垂直下
方向に電荷取り出し部まで転送されて、赤色の画像信号
が得られる。
該ゲート１０下のポテンシャル井戸の深さを光電変換部
５０と電荷転送シフトレジスタ２０の電位の深さの間に
なるように深くする（図４参照）。この結果、光電変換
部５０に蓄積された赤色の光の信号電荷が図１の紙面左
から右へ移送され、転送部１０により図１の紙面垂直下
方向に電荷取り出し部まで転送されて、赤色の画像信号
が得られる。
【００２２】次に、光電変換部５０の蓄積電荷がなくな
った後、電荷読み出しゲート１０及び４０を開いて、電
荷読み出しゲート１０下のポテンシャル井戸の深さを光
電変換部５０と電荷転送シフトレジスタ２０の電位の深
さの間に、電荷読み出しゲート４０下のポテンシャル井
戸の深さを光電変換部５０と５１の電位の深さの間にそ
れぞれなるように深くする（図５参照）。この結果、光
電変換部５１に蓄積された緑色の光の信号電荷は、図１
の紙面左から右へ光電変換部５０の電位ポテンシャルを
経由して移送され、転送部２０により図１の紙面垂直方
向に電荷取り出し部まで転送されて、緑色の画像信号が
得られる。
った後、電荷読み出しゲート１０及び４０を開いて、電
荷読み出しゲート１０下のポテンシャル井戸の深さを光
電変換部５０と電荷転送シフトレジスタ２０の電位の深
さの間に、電荷読み出しゲート４０下のポテンシャル井
戸の深さを光電変換部５０と５１の電位の深さの間にそ
れぞれなるように深くする（図５参照）。この結果、光
電変換部５１に蓄積された緑色の光の信号電荷は、図１
の紙面左から右へ光電変換部５０の電位ポテンシャルを
経由して移送され、転送部２０により図１の紙面垂直方
向に電荷取り出し部まで転送されて、緑色の画像信号が
得られる。
【００２３】さらに、光電変換部５０及び５１の蓄積電
荷がなくなった後、電荷読み出しゲート１０、４０及び
４１を開いて、電荷読み出しゲート１０下のポテンシャ
ル井戸の深さが光電変換部５０と電荷転送部２０の電位
の深さの間に、電荷読み出しゲート４０下のポテンシャ
ル井戸の深さが光電変換部５０と５１の電位の深さの間
に、また電荷読み出しゲート４１下のポテンシャル井戸
の深さが光電変換部５１と５２の電位の深さの間に、そ
れぞれなるようにする（図６参照）。この結果、光電変
換部５２に蓄積された青色の光の信号電荷は、図１の紙
面左から右へ光電変換部５１及び５０の電位ポテンシャ
ルを経由して移送され、電荷転送シフトレジスタ２０に
より図１の紙面垂直下方向に電荷取り出し部まで転送さ
れ、青色の画像信号が得られる。
荷がなくなった後、電荷読み出しゲート１０、４０及び
４１を開いて、電荷読み出しゲート１０下のポテンシャ
ル井戸の深さが光電変換部５０と電荷転送部２０の電位
の深さの間に、電荷読み出しゲート４０下のポテンシャ
ル井戸の深さが光電変換部５０と５１の電位の深さの間
に、また電荷読み出しゲート４１下のポテンシャル井戸
の深さが光電変換部５１と５２の電位の深さの間に、そ
れぞれなるようにする（図６参照）。この結果、光電変
換部５２に蓄積された青色の光の信号電荷は、図１の紙
面左から右へ光電変換部５１及び５０の電位ポテンシャ
ルを経由して移送され、電荷転送シフトレジスタ２０に
より図１の紙面垂直下方向に電荷取り出し部まで転送さ
れ、青色の画像信号が得られる。
【００２４】このようにして、本発明においては、各光
電変換部と電荷転送部との間の電位の井戸の深さについ
て予め段階的な格差を設けているので、転送ゲートの操
作により、各転送ゲート下の電位の井戸の深さを隣接す
る二つの電位の井戸の深さの間に調整するだけで、赤、
緑、青の各色の画像信号をそれぞれ独立に取り出すこと
が容易にできる。このため、複数の光電変換部で単一の
電荷転送部を共有することができるので、図１に示すよ
うに、縦方向の電荷転送部の本数を低減させることがで
きる。このような構造を採用することにより、半導体装
置の集積度が向上するので、光電変換部の面積比を拡大
してセンサの感度を高めることができる。また、同一の
チップサイズで光電変換部の数を増やして解像度を高め
ることができる。
電変換部と電荷転送部との間の電位の井戸の深さについ
て予め段階的な格差を設けているので、転送ゲートの操
作により、各転送ゲート下の電位の井戸の深さを隣接す
る二つの電位の井戸の深さの間に調整するだけで、赤、
緑、青の各色の画像信号をそれぞれ独立に取り出すこと
が容易にできる。このため、複数の光電変換部で単一の
電荷転送部を共有することができるので、図１に示すよ
うに、縦方向の電荷転送部の本数を低減させることがで
きる。このような構造を採用することにより、半導体装
置の集積度が向上するので、光電変換部の面積比を拡大
してセンサの感度を高めることができる。また、同一の
チップサイズで光電変換部の数を増やして解像度を高め
ることができる。
【００２５】次に、本発明にかかる撮像システムの１実
施形態を図７のブロック図を参照しながら説明する。
施形態を図７のブロック図を参照しながら説明する。
【００２６】この撮像システムは、撮像レンズなどでな
る光学部、本発明（請求項１ないし４）にかかる固体撮
像装置（ＣＣＤ：Ｃharge Ｃoupled Ｄevice ）、ＣＣ
Ｄにより光電変換された信号電荷を処理する信号処理
系、ＣＣＤの転送ゲートや電荷転送シフトレジスタなど
の制御を行う駆動系及び得られた映像を表示する表示器
で構成される。
る光学部、本発明（請求項１ないし４）にかかる固体撮
像装置（ＣＣＤ：Ｃharge Ｃoupled Ｄevice ）、ＣＣ
Ｄにより光電変換された信号電荷を処理する信号処理
系、ＣＣＤの転送ゲートや電荷転送シフトレジスタなど
の制御を行う駆動系及び得られた映像を表示する表示器
で構成される。
【００２７】駆動系からの制御信号により撮像レンズ等
が調整された光学系に入射した光は、光学系ＬＰＦ（Ｌ
ow Ｐass Ｆilter ）により、高周波数成分を除去され
た後、ＣＣＤに入射し、色フィルタを経由して赤、緑、
青の３原色に分離して光電変換される。光電変換された
各信号電荷は、駆動系から送られる各種パルス信号で駆
動する転送ゲート及び電荷転送シフトレジスタにより移
送され、信号処理系へ転送される。信号処理系では、信
号電荷に対し、各種の変調・補正・信号増幅等の処理が
なされ、高帯域輝度信号が形成される。また、信号電荷
から照度や被写体との距離等が算出され、光学系を駆動
するための制御信号が駆動系へ送られる。信号処理系で
暗電流・スミア成分等が検出された場合は、駆動系を制
御して高速掃き出し駆動などの制御信号をＣＣＤに排出
させ、電荷転送シフトレジスタ等により除去される。こ
うして得られた高帯域輝度信号は、ＮＴＳＣ（Ｎationa
lＴelevision Ｓystem Ｃommittee）等の方式に基づく
表示器により、映像として提供される。
が調整された光学系に入射した光は、光学系ＬＰＦ（Ｌ
ow Ｐass Ｆilter ）により、高周波数成分を除去され
た後、ＣＣＤに入射し、色フィルタを経由して赤、緑、
青の３原色に分離して光電変換される。光電変換された
各信号電荷は、駆動系から送られる各種パルス信号で駆
動する転送ゲート及び電荷転送シフトレジスタにより移
送され、信号処理系へ転送される。信号処理系では、信
号電荷に対し、各種の変調・補正・信号増幅等の処理が
なされ、高帯域輝度信号が形成される。また、信号電荷
から照度や被写体との距離等が算出され、光学系を駆動
するための制御信号が駆動系へ送られる。信号処理系で
暗電流・スミア成分等が検出された場合は、駆動系を制
御して高速掃き出し駆動などの制御信号をＣＣＤに排出
させ、電荷転送シフトレジスタ等により除去される。こ
うして得られた高帯域輝度信号は、ＮＴＳＣ（Ｎationa
lＴelevision Ｓystem Ｃommittee）等の方式に基づく
表示器により、映像として提供される。
【００２８】図７に示す撮像システムでは、本発明（請
求項１ないし４）にかかる固体撮像装置が使用されてい
るため、小型化・軽量化が実現できる上、解像度の高い
映像を提供することができる。
求項１ないし４）にかかる固体撮像装置が使用されてい
るため、小型化・軽量化が実現できる上、解像度の高い
映像を提供することができる。
【００２９】
【発明の効果】本発明にかかる固体撮像装置では、各光
電変換部と電荷転送部との間の電位の井戸の深さに予め
段階的な格差を設け、転送ゲートの操作だけで各光電変
換部の画像信号を独立に取り出すことができるため、複
数の光電変換部で単一の電荷転送部を共有することがで
きるので、電荷転送部の本数を大幅に低減させることが
できる。従って、半導体装置の集積度が向上するので、
光電変換部の面積比の拡大による高感度化、同一チップ
サイズでの光電変換部の数の増大による高解像度化が可
能になるという効果がある。
電変換部と電荷転送部との間の電位の井戸の深さに予め
段階的な格差を設け、転送ゲートの操作だけで各光電変
換部の画像信号を独立に取り出すことができるため、複
数の光電変換部で単一の電荷転送部を共有することがで
きるので、電荷転送部の本数を大幅に低減させることが
できる。従って、半導体装置の集積度が向上するので、
光電変換部の面積比の拡大による高感度化、同一チップ
サイズでの光電変換部の数の増大による高解像度化が可
能になるという効果がある。
【００３０】また、本発明にかかる撮像システムでは、
本発明（請求項１ないし４）にかかる固体撮像装置が使
用されているため、小型化・軽量化が実現できる上、解
像度の高い映像を提供することができる。
本発明（請求項１ないし４）にかかる固体撮像装置が使
用されているため、小型化・軽量化が実現できる上、解
像度の高い映像を提供することができる。
【図１】本発明の実施の１形態にかかる固体撮像装置の
部分平面図である。
部分平面図である。
【図２】図１のＣ1 −Ｃ2 断面図である。
【図３】図１に示す固体撮像装置のＤ1 −Ｄ2 間の電位
の井戸の分布を示す説明図である。
の井戸の分布を示す説明図である。
【図４】図１に示す固体撮像装置のＤ1 −Ｄ2 間の電位
の井戸の分布を示す説明図である。
の井戸の分布を示す説明図である。
【図５】図１に示す固体撮像装置のＤ1 −Ｄ2 間の電位
の井戸の分布を示す説明図である。
の井戸の分布を示す説明図である。
【図６】図１に示す固体撮像装置のＤ1 −Ｄ2 間の電位
の井戸の分布を示す説明図である。
の井戸の分布を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の１形態にかかる撮像システムの
ブロック図である。
ブロック図である。
【図８】従来の技術にかかる固体撮像装置の１例の部分
平面図である。
平面図である。
【図９】図８に示す固体撮像装置のＡ1 −Ａ2 断面図で
ある。
ある。
【図１０】図９に示す固体撮像装置のＢ1 −Ｂ2 間の電
位ポテンシャル図である。
位ポテンシャル図である。
【図１１】図９に示す固体撮像装置のＢ1 −Ｂ2 間の電
位の井戸の分布を示す説明図である。
位の井戸の分布を示す説明図である。
１、１００ 半導体基板 １０、７０、７１、７２ 電荷転送シフトレジスタ ２０、６０、６１、６２ 電荷読み出しゲートを兼ねる
電荷転送ゲート電極 ３０、８０、８１、８２ 電荷転送部遮光膜 ４０、４１ 電荷読み出しゲート電極 ５０、５１、５２ 光電変換部 ９０ 赤色フィルタ ９１ 緑色フィルタ ９２ 青色フィルタ １００ 電荷読み出し部
電荷転送ゲート電極 ３０、８０、８１、８２ 電荷転送部遮光膜 ４０、４１ 電荷読み出しゲート電極 ５０、５１、５２ 光電変換部 ９０ 赤色フィルタ ９１ 緑色フィルタ ９２ 青色フィルタ １００ 電荷読み出し部
Claims (5)
- 【請求項１】所定間隔分隔離して配設され、電位の井戸
を順次深く形成された第１、第２、第３の光電変換素子
列と、 前記第１、第２、第３の光電変換素子列に対応して上部
に設けられた第１、第２、第３の色フィルタと、 前記第３の光電変換素子列と所定間隔分隔離して平行に
配設された電荷転送部列と、 前記第１の光電変換素子列と前記第２の光電変換素子列
の間の領域の上方に設けられた第１の移送ゲートと、 前記第２の光電変換素子列と前記第３の光電変換素子列
の間の領域の上方に設けられた第２の移送ゲートと、 前記第３の光電変換素子列と前記電荷転送素子列の間の
領域及び前記電荷転送部の上方に設けられた第３の移送
ゲートを兼ねた転送ゲート電極と、 前記第３の光電変換素子列に蓄積された信号電荷を第３
の移送ゲートにより前記電荷転送部に移送して転送し、
前記第２の光電変換素子列に蓄積された信号電荷を第２
の移送ゲート及び第３の移送ゲートにより前記電荷転送
部に移送して転送し、前記第１の光電変換素子列に蓄積
された信号電荷を第１ないし第３の移送ゲートにより前
記電荷転送部に移送して転送させる転送制御手段とを備
えた２次元の固体撮像装置。 - 【請求項２】前記第１、第２、第３の光電変換素子列を
なす不純物拡散領域の濃度が順次高くなるように形成さ
れた請求項１に記載の２次元の固体撮像装置。 - 【請求項３】前記第３の移送ゲートを兼ねた転送ゲート
電極は、遮光膜で覆われていることを特徴とする請求項
１または２に記載の２次元の固体撮像装置。 - 【請求項４】前記第１の移送ゲート下の電位ポテンシャ
ルの井戸の深さは、前記第１の光電変換素子列の電位ポ
テンシャルの井戸の深さと前記第２の光電変換素子列の
電位ポテンシャルの井戸の深さの間に形成され、前記第
２の移送ゲート下の電位ポテンシャルの井戸の深さは、
前記第２の光電変換素子列と前記第３の光電変換素子列
の間に形成され、前記第３の移送ゲート下の電位ポテン
シャルの井戸の深さは、前記第３の光電変換素子列と前
記電荷転送部の間に形成されていることを特徴とする請
求項１ないし３のいずれかに記載の２次元の固体撮像装
置。 - 【請求項５】被写体からの入射光を受け取る光学系と、 前記光学系を介して入射された光から信号電荷を得る請
求項１ないし４のいずれかに記載の２次元の固体撮像装
置と、 前記信号電荷から２次元画像を得る信号処理系と、 前記信号処理系の出力信号に基づき前記光学系及び前記
２次元の固体撮像装置を駆動する駆動系と、 前記信号処理系で得られた２次元画像信号を表示する画
像表示装置とを備えた撮像システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9180023A JPH1126744A (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 固体撮像装置及びこれを用いた撮像システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9180023A JPH1126744A (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 固体撮像装置及びこれを用いた撮像システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1126744A true JPH1126744A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=16076122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9180023A Pending JPH1126744A (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 固体撮像装置及びこれを用いた撮像システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1126744A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003032437A (ja) * | 2001-07-12 | 2003-01-31 | Canon Inc | イメージセンサ及び画像読取装置 |
-
1997
- 1997-07-04 JP JP9180023A patent/JPH1126744A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003032437A (ja) * | 2001-07-12 | 2003-01-31 | Canon Inc | イメージセンサ及び画像読取装置 |
| JP4672918B2 (ja) * | 2001-07-12 | 2011-04-20 | キヤノン株式会社 | イメージセンサ及び画像読取装置 |
| US8129760B2 (en) | 2001-07-12 | 2012-03-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensor and image reading apparatus |
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