JPS5888976A - 電荷転送撮像装置 - Google Patents

電荷転送撮像装置

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JPS5888976A
JPS5888976A JP56186354A JP18635481A JPS5888976A JP S5888976 A JPS5888976 A JP S5888976A JP 56186354 A JP56186354 A JP 56186354A JP 18635481 A JP18635481 A JP 18635481A JP S5888976 A JPS5888976 A JP S5888976A
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JP56186354A
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Eiichi Takeuchi
竹内 映一
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NEC Corp
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/148Charge coupled imagers
    • H01L27/14831Area CCD imagers

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  • Electromagnetism (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明状電荷転送装置を用いた撮は装置に関するもので
ある。
電荷転送装置は固体機1装置の特徴である小型軽量、低
消電力、高信頼性という観点から急速に開発が進められ
ている。
しかし撮摩装置として電荷転送装置の利害得失を考える
と、先に述べ九固体撮1の利点の外に、雑音、残嫁焼き
付は等では現在使用されている撮慮管より優れているが
、高集積化が困難であるため分解能に大きな問題を残し
ている。
電荷転送i&直を用すた撮絨装置は、フレーム転送方式
、インタ−2イン転送方式と呼ばれる方式が開発されて
いるが1本発明はインターライン転送方式の電荷転送装
置装置に関するものである。
従来のインターライン転送方式による電荷転送撮鐵装置
は第り図に示すように同一電荷転送X極群で駆動する彼
数列の垂直シフトレジスタ1と、各垂直シフトレジスタ
のm−に隣接し、且つ互いに電気的に分離され、マトリ
ックス状に配列された光電変換部2と、垂直シフトレジ
スタと光電変換部間の信号電荷を制御する転送型[!3
と、各垂直シフトレジスタの一端に電気的に結合した電
荷転送水平シフトレジスタ4と、水平シフトレジスタの
一端に信号電荷を検出する装置(出力部)5から構成さ
れている。
2相駆−インターライン転送方式の単位セルの構成図を
#12図(a) K示す、単位セルは光電変換部lと、
転送電極3と、バリヤ領域6とストレージ領域7とから
なる垂直シフトレジスタlと、隣接するセルを分離する
ため設けられたチャネルストップ領域8とから構成され
ている。即ち水平方向の1ピツチtの間に光電変換部2
と、転送電極3と、−直シフトレジスタ1と、チャネル
ストップ領域8との4つ領域で構成されている。インタ
−2イン転送方式で水平方向の解は度を上げるため絵素
数を増すために紘、1ピツチLのまま絵素数を単純に増
すか、lピッチLを小さくして増す方法が考えられる。
ピッチを変えずに絵素数を増すとチップ面積が増大し歩
留や低下する。またピッチLを小さくして絵素数を増加
させるためには光電変換部2と、転送型413と%垂直
シフトレジスタ1と、チャネルストップ領域804つ各
領域のパターン寸法を小さくしなければならない、パタ
ーン寸法の黴−化はプルセスと係〕あっていてパターン
寸法の微細化には限界がある。
そこで単位セルを角IItIだけ回転した場合を第2図
(b)に示す、水平方向のピッチはA’=jsin#と
なCs1n#命lであることよシビッチ11はLより小
さくなる。すなわち単位セルを角度−だけ回転してマト
リックス状に配列すると同一チップ内で水平方向の寸法
は縮まる。ところが垂直方向のピッチ紘m/sin#(
m:回転する麹の垂直方向のピッチ)と、11)増加し
、垂直方向のチップ寸法が増加し問題となる。
本発明の目的は上記の欠点をなくした新し一構造の固体
撮威装構を提供することKToる。
本発明によれば、半導体基板上に形成され、同−電荷転
送電極群で駆動でき、且つ互いに電気的に分離された複
数列の電荷転送装置から成る垂直シフトレジスタ詳と、
該各垂直シフトレジスタ間にチャネルストップ手段によ
って互いに電気的に分離され、マトリックス状に配置さ
れ、電荷の蓄積が可能な光電変換部と、前記各垂直シフ
トレジスタの一端に電気的に結合された電荷転送水平シ
フトレジスタと、前記水平シフトレジスタの一端に電荷
転送装置を有する電荷転送撮鐵装置において、前記光電
変換部と前記fi垂直シフトレジスタ電荷通過領域と電
荷蓄積領域とから成る単位セルが水平シフトレジスタに
対し角度−をIo〈θ〈9o0をもってマトリックス状
に配列されると共に、上記垂直シフトレジスタの電荷通
過領域の下縁か同一単位セルの垂直シフトレジスタの電
荷蓄積領域の上縁と一致し、かつ−転送前の単位セルの
垂直シフトレジスタの電荷蓄積領域の下縁と一致し、さ
らKfi直シフトレジスタが前記水平シフトレジスタK
fi直となることを特徴とする電荷転送装置装置が得ら
れる。
次に本発明についてその実ル例を示す図面を用いて説明
する。
第3図は本発明の固体撮慮装置を説明するための構造模
式図で、第4図は第3図の2つのセルを示す本発明の拡
大図S第5図砿本発明の他実施岡である。
インターライン転送方式の電荷転送機1装置で水平方向
は光電変換部と、転送電極と、垂直シフトレジスタと、
チャネルストップ領域との4つ領域で構成され、ている
ため、水平方向の縮小は困難である。しかし単位セルを
角度−だけ回転させると水平方向にs−#倍だけ縮小で
きるが、fl直方向はオ’/’sin#倍に拡大される
ことは既に述べた。
インターライン転送方式の垂直方向は光電変換部とチャ
ネルストップ領域、または垂直シフトレジスタはバリヤ
領域と、ストレージ領域とそれぞれ2つの領域よ)構成
されているので、水平方向と比較して縮小が可能である
。このことよりインターライン転送方式では単位セルを
水平シフトレジスタに対して角にθだけ回転させ、垂直
方向のパターン寸法を縮小することにより、同一〇チッ
プ面積で水平方向の絵素数を増加させることが可能であ
る。第3図は従来のインターライン転送装置を説明し九
fa1図に対応するもので本発明の基本的な構成を示す
模式図である0本発明の電荷転送撮絨装置は半導体基板
上に形成され同−電荷転送極詳で駆動でき、且つ互いに
電気的に分離され九3タuom直シフトレジスタ鴇〜−
1と該垂直シフトレジスタ間にチャネルストップIIK
よって互いに電気的に分離され、3×3のマトリックス
状に配置され、電荷の蓄積が可−な光電変換部811〜
8□と、fI直シフトレジスタと光電変換部の信号電荷
転送を制御する転送制御領域’I’ts〜T、と、各垂
直シフトレジスタ鳩〜九の一端に電気的に結合し九電荷
転送水平シフトレジスタと、水平シフトレジスタの一端
に信号電荷を検出する装置10から構成されている。な
お、第3図には回向が複雑となるため垂直シフトレジス
タ鳩〜九を駆動する電荷転送電極は省略されている0本
発明の電荷転送機織装置における単位セルは同えば光電
変換部pHと、転送制御領域T0と、電荷通過領域B1
mと、電荷蓄積領域811で構成されてお夛、水平シフ
トレジスタに対して角変01だけ回転して配置されてい
ることが特徴である0本発明の電荷輌送撮藏装置から遠
慮出力を得るKは、第3図において光電変換部811〜
8.て入射光量に応じて蓄積した信号電荷を転送制御領
域Tll〜T−を介してそれぞれ対応する垂直シフトレ
ジスタの電荷通過領域鳩1〜8.8に転送し、次いて垂
直シフトレジスタは順次転送すると共に、水平シフトレ
ジスタ9を通じて信号電荷を1水平走査毎に読み出す、
このようにすれば、水平シフトレジスタ9の出力部よp
目的の撮1出力が得られる。
本!li明O構成模式図j13図を拡大したものを第4
図に示す、単位セルは光電変換部P纜と、転送領域T鱈
と*ii直シフトレジスタの電荷蓄積領域S纜と、垂直
シフトレジスタの電荷通過領域Bsmと、チャネルスト
ップ領域12とで構成されている。単位セルは水平シフ
トレジスタと角度−8だけ回転させておC,*直方向に
関して垂直シフトレジスタの電荷通過領域に3.の寸法
を小さくしている。垂直シフトレジスタの電荷通過領域
〜は垂直シフトレジスタの電荷蓄積領域S、と電荷蓄積
領域8.との信号電荷の通過領域としているため、チャ
ネル−、チャネル長とも小さくできる。
このため同一のチップサイズにおいて、木樽at用いる
ことにより水平方向の絵素数を増加する仁とができる。
また電荷通過領域B纜の上級は、単位セルを回転しても
一転送前の垂直シフトレジスタの電荷蓄積領域の下縁に
一致させる必要があp垂直シフトレジスタが水平シフト
レジスタに対し垂直に配置されていることも必要である
。信号電荷が喬直に転送されない場合、遠慮出力に異常
をきたすことになる。#I4図に示す垂直シフトレジ〜
のチャネル幅が狭められていると狭チャネル効果により
常に電荷通過領域B、のチャネル電位社電荷蓄積領域の
チャネル電位より浅くなるためバリヤ領域の働きをして
信号電荷転送の方向性が出てくる。即ち2相駆動で動作
させることができる。また2相駆動の電荷転送の方向性
をつけるため電荷通過領域を基板半導体と異った導電灘
で形成しても喪い、駆動は2相だけでなくl〜n相でも
駆動てきる。
籐5図は本発明の他のセル形状の実施列を示す構成模式
図である。単位セルは光電変換部P11と転送領域T1
8.垂直シフトレジスタの電荷蓄積領域’11と、−直
シフトレジスタの電荷通過領域B11と、チャネルスト
ップ領域11とで構成されている。第3図と異る点は光
電変換部のセル形状を楕円形にすることにより、嶌密度
した時感度が低下することをできるだけ少くできる形状
にしたというむとである。この様に単位セルが、第3図
に示す矩形のセル形状だけでなく、他の単位セル形状に
ついても本発明の実施が可能である。
陶本発明において、単位セルの水平シフトレジスタに対
する角!#は45″のとき最%理想的になるが%O@<
θ<90°において好ましい結呆が得られる。また、半
導体基板はN塁、Pijlでもよく。
光電変換部はMCJS型キャパシタ、P−N接合でモ嵐
く、垂直シフトレジスタは表面チャネル型。
埋込みチャネル型でも全く変プない動作が実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電荷転送撮1装置の桝成図、第2図は本
発明の詳細な説明するための図、第3図は本発明による
電荷転送撮藏装置の構造模式図。 #I4図は第3図の部分的拡大図、第5図は他の応用的
を示す。 図において、1−・垂直シフトレジスタ、2−・光電変
換部、3・・・転送′kt極、4−水平シフトレジスタ
、5−・出力部、6−・バリヤ領域、7・−ストレージ
領域、8−チャネルストップ狽域、9−・水平シフトレ
ジスタ、10・・・出力部、11−チャネルストップ領
域% 12・−チャネルストップ領域、13゜14−・
垂直シフトレジスタの転送電極、15・−チャネルスト
ップ領域、16−水平シフトレジスタ、17−出力部、
P1□〜P、−光電変換部、8,1〜8am−画直シフ
トレジスタの電荷蓄積領域、B11〜B。 −・膳直シフトレジスタの電荷通過1f櫨s ”11〜
’In−・光電変換部から垂直シフトレジスタの電荷蓄
積領域へO転送制御領域である。 夢 2 図 (cL) (b)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板上に形成され、同−電荷転送装置で駆動でき
    、且つ互いに電気的に分離された複数列の電荷転送装置
    から成る垂直シフトレジスタ群と該各垂直シフトレジス
    タ間にチャネルストップ手RKよって互いに電気的に分
    離され、マトリックス状に配置され、電荷の蓄積が可能
    な光電変換部と、前記各垂直シフトレジスタの一端に電
    気的に結合され九電荷転送水平シフトレジスタと、前記
    水平シフトレジスタの一端に電荷検出製置を有する電荷
    転送装置装置において、前記光電変換部と前記垂直シフ
    トレジスタの電荷通過領域と電荷蓄積領域とから成る単
    位セルが水平シフトレジスタに対し角[#を0°< 1
    9 < 90°をもってマトリックス状に配列されると
    共に1上記垂直シフトレジスタの電荷通過領域の下縁が
    同一単位セルのfiiiiシフトレジスタの電荷蓄積領
    域の上縁と一致し、かつ転送前の単位セルの垂直シフト
    レジスタの電荷蓄積領域の下縁とも一致し、さらに垂直
    シフトレジスタが前記水平シフトレジスタに垂直となる
    ことを特徴とする電荷転送撮像装置。
JP56186354A 1981-11-20 1981-11-20 電荷転送撮像装置 Granted JPS5888976A (ja)

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JP56186354A JPS5888976A (ja) 1981-11-20 1981-11-20 電荷転送撮像装置

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Publication Number Publication Date
JPS5888976A true JPS5888976A (ja) 1983-05-27
JPH0318389B2 JPH0318389B2 (ja) 1991-03-12

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ID=16186890

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JP (1) JPS5888976A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS613575A (ja) * 1984-06-18 1986-01-09 Victor Co Of Japan Ltd 固体撮像装置
US5488239A (en) * 1994-07-14 1996-01-30 Goldstar Electron Co., Ltd. Solid state image sensor with shaped photodiodes
US5793071A (en) * 1996-09-27 1998-08-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Solid-State imaging device
US6037643A (en) * 1998-02-17 2000-03-14 Hewlett-Packard Company Photocell layout for high-speed optical navigation microchips
JP2007244774A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Brother Ind Ltd パターン縫いミシンの送り装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS613575A (ja) * 1984-06-18 1986-01-09 Victor Co Of Japan Ltd 固体撮像装置
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US5793071A (en) * 1996-09-27 1998-08-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Solid-State imaging device
US6037643A (en) * 1998-02-17 2000-03-14 Hewlett-Packard Company Photocell layout for high-speed optical navigation microchips
JP2007244774A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Brother Ind Ltd パターン縫いミシンの送り装置

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JPH0318389B2 (ja) 1991-03-12

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