JPS60202961A - Charge transfer type solid state image sensor element - Google Patents

Charge transfer type solid state image sensor element

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Publication number
JPS60202961A
JPS60202961A JP59058264A JP5826484A JPS60202961A JP S60202961 A JPS60202961 A JP S60202961A JP 59058264 A JP59058264 A JP 59058264A JP 5826484 A JP5826484 A JP 5826484A JP S60202961 A JPS60202961 A JP S60202961A
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JP
Japan
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transfer gate
photodiode
vertical
image sensor
potential
Prior art date
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Pending
Application number
JP59058264A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norio Koike
小池 紀雄
Shinya Oba
大場 信弥
Kayao Takemoto
一八男 竹本
Masaaki Nakai
中井 正章
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP59058264A priority Critical patent/JPS60202961A/en
Publication of JPS60202961A publication Critical patent/JPS60202961A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Abstract

PURPOSE:To prevent the yield of an after image, by improving the plane structure of a transfer gate so as not to generate a threshold voltage due to a narrow channel effect under the transfer gate. CONSTITUTION:A photodiode 1 is formed by an N type impurity layer. Polycrystalline silicon 2-1 at the first layer forms a vertical charge transfer element (CCD) 2-3 and a transfer gate electrode 7. The channel width W of a transfer gate is the same in any place in the transfer gate region 7. A potential (y) at the time of reading under the transfer gate is constant phiT at any place. Therefore a potential barrier is not yielded under the transfer gate. All the signal charges QS, which are stored in the photodiode during one field period (one frame period), are normally read and written into the vertical CCD through the transfer gate. At the same time when the reading of the charges is finished, the potential of the photodiode is reset at phiT, and the signal charges to the next field are stored.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体基板上に光電変換素子、および各素子
の光学情報金取出す電荷移送素子(Charge Co
ul)led Deyice 、以下CCDと略称する
。)を用いた固体撮像素子に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Field of Application of the Invention] The present invention provides a photoelectric conversion element on a semiconductor substrate and a charge transfer element (Charge Co., Ltd.) for extracting optical information from each element.
ul) led device, hereinafter abbreviated as CCD. ) is related to a solid-state image sensor using

〔発明の背景〕[Background of the invention]

固体撮像素子は現行のテレビジョン放送で使用されてい
る撮像用電子管釜みの解像力を備えることを必要とし、
このため垂直方向に500個、水平方向に800〜10
00個を配列した絵素(光電変換素子)マトリックスと
それに相当する走査素子が必要となる。したがって、上
記固体撮像素子は高集積化が必要なMO8大規模回路技
術を用いて作られ、構成素子として一般にCODあるい
はMOS)ランジスタ等が使用されている。第1図に低
雑音tl−特徴とするCCD型固体撮像素子の基本構成
を示す。1は例えば光ダイオードから成る光を変換素子
、2および3は光電変換素子群に蓄積された光信号を出
力端4に取り出すだめの垂直CODシフトレジスタ、お
よび水平シフトレジスタである。5.6は各々垂直シフ
トレジスタ、水平シフトレジスタを駆動するクロックパ
ルスを製作するクロックパルス発生器である。ここでは
2相のクロックパルス発生器を図示したが、4相あるい
は3相いずれのクロック形態を採用してもよい。また、
7は光ダイオードに蓄積された電荷を垂直シフトレジス
タ2に送り込む転送ゲートを示している。本素子はこの
ままの形態では白黒撮像素子となり、上部にカラーフィ
ルタを積層すると各党ダイオードは色情報を備えること
になシカラー撮像素子となる。
Solid-state imaging devices must have the resolving power of the imaging electron tubes used in current television broadcasting.
Therefore, there are 500 pieces in the vertical direction and 800 to 10 pieces in the horizontal direction.
A matrix of 00 picture elements (photoelectric conversion elements) and a corresponding scanning element are required. Therefore, the solid-state image sensing device is manufactured using MO8 large-scale circuit technology that requires high integration, and generally uses COD (MOS) transistors or the like as a component. FIG. 1 shows the basic configuration of a CCD type solid-state image pickup device featuring low noise tl. Reference numeral 1 designates a light conversion element such as a photodiode, and 2 and 3 designate a vertical COD shift register and a horizontal shift register for outputting optical signals accumulated in the photoelectric conversion element group to an output terminal 4. Reference numerals 5 and 6 are clock pulse generators that generate clock pulses for driving the vertical shift register and horizontal shift register, respectively. Although a two-phase clock pulse generator is illustrated here, either a four-phase or three-phase clock format may be adopted. Also,
Reference numeral 7 indicates a transfer gate that sends the charge accumulated in the photodiode to the vertical shift register 2. In its current form, this device becomes a black and white image sensor, but if a color filter is laminated on top, each party diode becomes a sicolor image sensor with color information.

固体撮像素子は衆知のように小型、軽量、メインテナン
スフリー、低消費電力など電子管に較べて固体化に伴う
多くつ利点を有しておυ次期撮像デバイスとして将来が
期待されているものである。
As is well known, solid-state imaging devices have many advantages over electron tubes, such as being small, lightweight, maintenance-free, and low power consumption, and are expected to have a promising future as the next generation imaging device.

しかし乍ら、現在のCCD型素子は素子構造に寄因する
残像が発生し、画質の劣化を招いている。
However, current CCD type elements produce afterimages due to the element structure, resulting in deterioration of image quality.

固体素子は電子管に較べて残像が発生しないというのが
固体素子開発当初のうたい文句であったにも拘わらず、
現実には残像が発生しており改善は現在の大きな課題と
なっている。この残像を防止する手段として最近2つの
方法が提案された。1つは光ダイオード用不純物層の不
純物濃度を下げ(例えば従来のnoからn−へ下げる)
、電荷読出し時に不純物層の完全空乏化をはかる(N。
Despite the fact that solid-state devices did not produce afterimages compared to electron tubes, which was the claim from the beginning of the development of solid-state devices,
In reality, afterimages occur, and improvement is currently a major issue. Two methods have recently been proposed as means for preventing this afterimage. One is to lower the impurity concentration of the impurity layer for the photodiode (for example, lower it from the conventional no to n-).
, the impurity layer is completely depleted when reading charges (N.

Teranistli ei al 、No Ima3
e Lag Pt1otodiodeS1ructur
e in Ihe Interline ccI) 工
mageSensor I ’″ 1982IED、M
 TeCh、Dig、 pp324〜327)。もう1
つは光ダイオード全前述のような接合型でなくMIS構
造(Metal InsulatorSemiCOnd
LICtOr )のダイオードにし完全空乏化tはかる
方法である。これらの方法によって残像(電荷の読み残
し)はある程度減らし得るようになったが、まだ残像が
発生しておシ、この量を問題ない程度まで低減する必賛
があることが判明した。この残像発生の原因を接合型光
ダイオードを採用したDDC素子を例にとシ第2図を用
いて説明する。第2図(a)は第1図に示した素子の最
も一般的に実施されている平面レイアウト構成を示した
図でおる。1は光ダイオード領域、2は転送ゲート領域
、2−1は垂直CCDを形成する電極(例えは1層目の
多結晶シリコン)、2−2はもう1つの電極(例えば2
層の多結晶シリコン)である。第2図(b)は(a)に
示したレイアウトの1画素分だけ取シ出したもので、そ
の新旧構造を第2図(C)に示す。1は光ダイオード用
の薄い不純物濃度(例えはn型)の層、8は基板(例え
ばp型)、2−4はCODを埋め込み型にする不純物層
(例えばn型、CODを表面型にする場合はこの層は不
要である)、9は画家間の絶縁分離を行う厚い酸化膜(
例えば8i0z)である。第2図(d)は(C)に示し
た構造の各領域において信号電荷読出し時に形成される
ポテンシャルを示している。1フィールド期間(1フレ
一ム期間でもよい)に光ダイオードの接合容量に蓄積さ
れた信号電荷(Qs+QR)は転送ゲートに印加された
高電圧パルスによって転送ゲート下のポテンシャルが下
が9垂直CCD側に流れ込む。転送ゲートの一部は光ダ
イオード側まで伸びているためチャンネル幅W、。
Teranistli ei al, No Ima3
e Lag Pt1todiodeS1ructur
e in Ihe Interline ccI) Engineering imageSensor I ''' 1982IED, M
Tech, Dig, pp324-327). One more
One is that the photodiode is not a junction type as mentioned above, but an MIS structure (Metal Insulator Semi-COnd).
In this method, the diode (LICtOr) is completely depleted. Although it has become possible to reduce afterimages (unread charges) to some extent by these methods, it has been found that afterimages still occur and that there is a need to reduce this amount to a non-problematic level. The cause of this afterimage will be explained using FIG. 2, taking as an example a DDC element employing a junction type photodiode. FIG. 2(a) is a diagram showing the most commonly implemented planar layout configuration of the element shown in FIG. 1. 1 is a photodiode region, 2 is a transfer gate region, 2-1 is an electrode forming a vertical CCD (for example, the first layer of polycrystalline silicon), 2-2 is another electrode (for example, 2
layer of polycrystalline silicon). FIG. 2(b) shows one pixel of the layout shown in FIG. 2(a), and its new and old structures are shown in FIG. 2(C). 1 is a layer with a thin impurity concentration (for example, n-type) for the photodiode, 8 is a substrate (for example, p-type), and 2-4 is an impurity layer for making the COD a buried type (for example, n-type, making the COD a surface type). 9 is a thick oxide film that provides insulation separation between the painters (
For example, 8i0z). FIG. 2(d) shows the potential formed in each region of the structure shown in FIG. 2(C) when signal charges are read out. The signal charge (Qs + QR) accumulated in the junction capacitance of the photodiode during one field period (one frame period may also be used) is caused by the high voltage pulse applied to the transfer gate, and the potential under the transfer gate is lowered to the vertical CCD side. flows into. A part of the transfer gate extends to the photodiode side, so the channel width is W.

Wbは7−a領域では狭く、7−b領域では広くなって
いる。したがって、チャンネル幅の小さい7−a領域で
は狭チャンネル効果によるしきい値電圧の上昇が発生し
、7−b領域よシしきい値電圧が高くなる(このしきい
値電圧の上昇分tΔV?とする)。この結果、読出し時
においては全電荷(Ql +QB )がCCD側に転送
されなければならないのに、前述のポテンシャル壁ΔV
Tによって転送できない電荷(Q、)が光ダイオード側
に残ることになり、これが残@!ヲ発生する。この読み
残し量QRはチャンネル幅W、に依存し、将来画素数が
大きくなると(すなわち解像度を高くしようとすると)
W、は必然的に現在より狭くせざるを得なくなりQ、は
増々大きくなる。したがって、この問題は将来において
は現在よりさらに厳しくなシ、本問題の解決が固体素子
実用化の大きな課題となる。
Wb is narrow in the 7-a region and wide in the 7-b region. Therefore, in the region 7-a where the channel width is small, an increase in the threshold voltage occurs due to the narrow channel effect, and the threshold voltage becomes higher than in the region 7-b (the increase in threshold voltage tΔV? do). As a result, even though the entire charge (Ql + QB) must be transferred to the CCD side during readout, the aforementioned potential wall ΔV
The charge (Q,) that cannot be transferred due to T remains on the photodiode side, and this remains @! wo occurs. This unread amount QR depends on the channel width W, and if the number of pixels increases in the future (that is, if you try to increase the resolution)
W will inevitably have to be made narrower than it is now, and Q will become larger and larger. Therefore, this problem will become even more severe in the future than it is now, and solving this problem will be a major challenge for the practical application of solid-state devices.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は残像の発生を防止すること、すなわち第
2図に示した素子構造の改良上図ることである。
An object of the present invention is to prevent the occurrence of afterimages, that is, to improve the device structure shown in FIG.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は上記目的を達成するため、転送ゲートの平面構
成の改良により転送ゲート下に狭チャンネル効果による
しきい値電圧の変化が生じないようにし、電荷の読み残
しの原因となるポテンシャル壁が生じないようにするも
のである。
In order to achieve the above object, the present invention improves the planar configuration of the transfer gate so that changes in the threshold voltage due to the narrow channel effect do not occur under the transfer gate, and potential walls that cause unread charges are generated. This is to ensure that this does not occur.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以1、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail using examples.

本発明のCCD型素子は光ダイオードが接合型か、MI
S型かによってその平面構成が若干異なってくる。また
、転送ゲートを構成する電極を垂直CODと共有させる
か、独立で形成するかによって若干異なってくる。した
がって、以下の実施例なこれら4つの場合に分類して説
明する。
In the CCD type element of the present invention, whether the photodiode is a junction type or an MI
The planar configuration differs slightly depending on whether it is S type or not. Further, the structure differs slightly depending on whether the electrodes constituting the transfer gate are shared with the vertical COD or formed independently. Therefore, these four cases will be classified and explained in the following embodiments.

1、接合型光ダイオードの場合。1. In case of junction type photodiode.

1)転送ゲート電極を垂直CCD電極と共有させる場合
1) When the transfer gate electrode is shared with the vertical CCD electrode.

第3図に本発明のCCD型素子の平面構成の1例および
読み出し時の転送ゲート下ポテンシャルを示す。1は例
えばn型不純物層によって作られた光ダイオード、2−
1は例えば第1層目(または例えば第2層目)の多結晶
シリコンであシ垂直CCD2−3および転送ゲート電極
7を形成している。転送ゲートのチャンネル幅Wは転送
ゲート領域7のどの場所においても同じであり、転送ゲ
ート下の読み出し時におけるポテンシャルはどの場所で
も一定のφ丁である。したがって、本発明の平面構成を
備えた素子においては転送ゲート下にポテンシャル障壁
が生ずることはなく、1フィールド期間(−!たけ1フ
レ一ム期間)の藺に光ダイオードに蓄積された信号電荷
Q8はとどこおシなく転送ゲートを介してすべて垂直C
CD内に読み出される。電荷の読出しが完了すると同時
に光ダイオードのポテンシャルはφ丁にリセットされ次
のフィールド(またはフレーム)に対する信号電荷の蓄
積が行われる。
FIG. 3 shows an example of the planar configuration of the CCD type element of the present invention and the potential under the transfer gate during readout. 1 is a photodiode made of, for example, an n-type impurity layer; 2-
Reference numeral 1 is, for example, a first layer (or, for example, a second layer) of polycrystalline silicon, which forms the vertical CCD 2-3 and the transfer gate electrode 7. The channel width W of the transfer gate is the same at any location in the transfer gate region 7, and the potential under the transfer gate at the time of reading is constant φd at any location. Therefore, in the device having the planar configuration of the present invention, no potential barrier is generated under the transfer gate, and the signal charge Q8 accumulated in the photodiode during one field period (-!1 frame period) is not generated. All vertical C through the transfer gate
Read out into CD. At the same time as the readout of charges is completed, the potential of the photodiode is reset to φd, and signal charges for the next field (or frame) are accumulated.

第4図に本発明のCCD型素子の平面構成の別の1例を
示す。転送ゲート電極は垂直CODの電極と共有した第
1および第2層目の電極2−1゜2−2によって形成さ
れており、チャンネル幅はどの場所においても同じWで
ある。したがって、信号電荷Q8は2−1および2−2
によって形成された転送ゲート7を介して低いポテンシ
ャルφVに在る垂直CCD内にすべて読み出される。読
み出しが完了した後光ダイオードのホテンシャルは読ま
出し時の転送ゲート下のポテンシャルφテにリセットさ
れ、次のフィールド(またはフレーム)に対する信号4
(,4荷の蓄積が始まる。
FIG. 4 shows another example of the planar configuration of the CCD type element of the present invention. The transfer gate electrode is formed by the first and second layer electrodes 2-1 and 2-2, which are shared with the vertical COD electrode, and the channel width is the same W everywhere. Therefore, the signal charge Q8 is 2-1 and 2-2
All the signals are read out into the vertical CCD at a low potential φV through the transfer gate 7 formed by φV. After the readout is completed, the photodiode potential is reset to the potential φte under the transfer gate at the time of readout, and the signal 4 for the next field (or frame) is reset.
(, 4 loads start to accumulate.

第5図に本発明のCCD型素子の平叩構成の別の1例を
示す。転送ゲートは第3図の場合と同様に垂+a、 C
ODと共有した第1rv!目(または第2層目)の電極
で形成されているが、転送ゲートを形成する電極が光ダ
イオード領域(幅の広い部分)まで伸びず幅の細い部分
で止まっている。したがって、幅の細い領域まで含めた
1′が光ダイオード用のn−不純物層であシ、チャンネ
ル幅は転送ゲート領域のどの場θ丁においても同じ値W
を備えることになる。この結果、信号電荷Qsは転送ゲ
ート上置してすべて垂直、 CCD内に読み出すことが
できる。
FIG. 5 shows another example of the flat-strike configuration of the CCD type element of the present invention. The transfer gates are vertical + a, C as in the case of Fig. 3.
1st rv shared with OD! However, the electrode that forms the transfer gate does not extend to the photodiode region (the wide part) and stops at the narrow part. Therefore, 1' including the narrow width region is the n-impurity layer for the photodiode, and the channel width is the same value W at any point θ in the transfer gate region.
will be prepared. As a result, the signal charge Qs can be placed above the transfer gate and read out vertically into the CCD.

11)転送ゲートを極を垂直CCDとは別に構成する場
合。
11) When the transfer gate is configured with poles separate from the vertical CCD.

第6図は転送ゲートを形成する電極を垂直COD’に極
とは独立に形成した場合であり転送ゲート電極は例えば
第3層目の多結晶シリコンで形成する。この場合垂直C
0Dt極は第1J−および第2層目の多結晶シリコンに
より形成されることになる。ここで、同図(a)は第3
図の場合に、同図(b)は第4図は場合に、同図(C)
は第5図の場合に相当している。本構成における素子構
造を同図(a)の場合ケ例にとり同図(d)に示した。
FIG. 6 shows a case where the electrode forming the transfer gate is formed vertically COD' independently of the pole, and the transfer gate electrode is formed of, for example, the third layer of polycrystalline silicon. In this case vertical C
The 0Dt pole will be formed by the first J- and second layer polycrystalline silicon. Here, the figure (a) is the third
In the case of Figure 4, the same figure (b) is the case of Figure 4, the same figure (C)
corresponds to the case in FIG. The element structure in this configuration is shown in FIG. 10(d), taking the case of FIG. 10(a) as an example.

(al、 (bL (clいずれの構成の場合において
も転送ゲートを形成するチャンネル幅は一定のWでおる
。したがって、第3図〜第5図に示した読み出し動作と
同様に、信号電荷QIIは転送ゲート7′金介して垂直
CCD内にすべて読み出すことができる(読み出し時の
ポテンシャルは第3図、第4図および第5図における(
b)と同じなので省略する)。
(al, (bL (cl) In either configuration, the channel width forming the transfer gate is constant W. Therefore, as in the read operation shown in FIGS. 3 to 5, the signal charge QII is Everything can be read out into the vertical CCD through the transfer gate 7' (the potential at the time of readout is shown in FIGS. 3, 4, and 5).
It is the same as b), so it is omitted).

2、MIS型光ダイオードの場合。2. In case of MIS type photodiode.

転送ゲート電極は垂直CODと共有させても、独立にし
てもいずれでも構わない。ここでは、同種の図面の重複
をさけるため、転送ゲート電極を垂直COD%極と共有
させた場合について示す。
The transfer gate electrode may be shared with the vertical COD or may be independent. Here, in order to avoid duplication of drawings of the same type, a case will be shown in which the transfer gate electrode is shared with the vertical COD% pole.

第7図は前述の第3図に相、当する場合の平面構成の1
例である(第4図、第6図に相当する場合の平面構成に
ついては割愛する)。同図(a)は平面構成であり、転
送ゲートはどの場9■においても一定の値Wt備えてい
る。1“−1は光ダイオードが形成される領域を示して
おり、同図(b)の構造に示したように、薄い酸化膜1
0を介して全面に透明を極1”−2が形成されている。
Fig. 7 corresponds to the above-mentioned Fig. 3;
This is an example (planar configurations corresponding to FIGS. 4 and 6 are omitted). The figure (a) shows a planar configuration, and the transfer gate has a constant value Wt in any field 9. 1"-1 indicates a region where a photodiode is formed, and as shown in the structure of the same figure (b), a thin oxide film 1
Transparent poles 1''-2 are formed on the entire surface through 0.

透明電極1“−2に所定のt圧vLを印加すると半導体
基板8の表面には空乏層1“−3が広がり、この部分に
信号電荷Q8が蓄積されることになる。信号蓄積時には
電圧Vs、の印加によ多光ダイオード下のポテンシャル
はφbに設定されており、信号読み出し時には転送ゲー
ト下のポテンシャルがφ丁に下がる、と同時に透明電極
へのvHの印加により光ダイオード下のポテンシャルが
φEに上昇する。この結果、信号電荷Qsは転送ゲート
を介してすべて垂直CCD内に読み出すことができる。
When a predetermined t-pressure vL is applied to the transparent electrode 1''-2, a depletion layer 1''-3 spreads on the surface of the semiconductor substrate 8, and signal charges Q8 are accumulated in this portion. When accumulating a signal, the potential under the multi-photodiode is set to φb by applying the voltage Vs, and when reading out the signal, the potential under the transfer gate is lowered to φb, and at the same time, by applying vH to the transparent electrode, the potential under the multi-photodiode is set to φb. The lower potential rises to φE. As a result, all signal charges Qs can be read out into the vertical CCD via the transfer gate.

MIS型光ダイオードの場合も第4図に相当する平面構
成はとり得ることが出来るが、第5図に相当する平面構
成はとシ得ることができない。これは第2図で説明した
ようなポテンシャル壁が発生し電荷の読み残しを発生す
るためであシ、第5図相当に代わる平面構成として第8
17の構成を取ることができる。同図の構成においては
転送ケート電極の光ダイオード側の端が光ダイオードの
垂直CCD側の端と一致する(同一線上に存在する)よ
うなレイアウトになっておシチャンネル幅は転送ゲート
のどの領域でも同一のWである、したがってポテンシャ
ル壁の発生はなく、光ダイオードの蓄積電荷Qsは転送
ゲート7を介して垂直CCD内にすべて取り込むことが
できる。
In the case of an MIS type photodiode, a planar configuration corresponding to FIG. 4 can be obtained, but a planar configuration corresponding to FIG. 5 cannot be obtained. This is because a potential wall as explained in Fig. 2 occurs and unread charges occur.As an alternative to the planar configuration equivalent to Fig. 5,
17 configurations are possible. In the configuration shown in the figure, the layout is such that the end of the transfer gate electrode on the photodiode side matches (exists on the same line) the end of the photodiode on the vertical CCD side. However, W is the same, so no potential wall is generated, and the accumulated charge Qs of the photodiode can be completely taken into the vertical CCD via the transfer gate 7.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によシ信号電荷の読み残しは完全になくすことが
でき、本発明は残像発生防止に対して極めて大きな価値
がある。また、前述のように本発明は素子の平面構成(
レイアウト)の改良によって実現できるため、従来と同
一のプロセスで製作することができ、歩留D’に低下さ
せる心配もない。
According to the present invention, unread signal charges can be completely eliminated, and the present invention is extremely valuable in preventing the occurrence of afterimages. Furthermore, as mentioned above, the present invention also has a planar configuration of the element (
Since this can be realized by improving the layout (layout), it can be manufactured using the same process as the conventional method, and there is no concern that the yield D' will decrease.

さらに、本発明により以下に述べるような副次的な効果
ヲ得ることができ、CCD型撮像素子の性能を大きく向
上させることができる。
Further, according to the present invention, the following secondary effects can be obtained, and the performance of the CCD type image sensor can be greatly improved.

(11素子を製作する除用いるホトマスクの合せ精度が
従来よシ格段にゆるくてすむので、製作時間の短縮、製
作歩留りの向上を図ることができる。
(Since the alignment accuracy of the photomasks used to manufacture the 11 elements is much looser than in the past, it is possible to shorten the manufacturing time and improve the manufacturing yield.

また、合せの出来、不出来によらず均一な特性を得るこ
とができる。
In addition, uniform characteristics can be obtained regardless of whether the bonding is successful or not.

(2) 光ダイオードの面積會増やすことができるため
(す〃わち光ダイオードの信号霜、荷蓄積容量な増やす
ことができるため)、素子の入射光に対するダイナミッ
クレンジを拡大することができる、あるいは画素寸法の
縮少(解像度の向上)を図ることができ石。但し、第5
図および第7図の実施例については本効果はあまシな〈
従来素子の場合と同程度である。
(2) Since the area of the photodiode can be increased (that is, the signal frost and load storage capacity of the photodiode can be increased), the dynamic range of the element for incident light can be expanded, or A stone that can reduce pixel size (improve resolution). However, the fifth
As for the embodiments shown in Fig. 7 and Fig. 7, this effect is not so strong.
This is about the same as in the case of conventional elements.

(31チャンネル幅が実行的に大きくなるので電荷の読
み出し時間の短縮を図ることができる。また、読み出し
時電圧の低電圧化を図ることができる(従来の素子では
読み出し時に転送ゲートに高い電圧會必畳とし低電圧化
を阻んでいる)。
(Since the channel width becomes practically larger, the charge readout time can be shortened. Also, the voltage at the time of readout can be lowered. (In conventional elements, a high voltage is applied to the transfer gate at the time of readout.) (This obstructs lower voltage.)

(4)光ダイオードの形状が簡素にカシ周辺長が短かく
なるので、光ダイオード部で発生する暗電流を低減する
ことができる、但し、第5図および第7図の実施例につ
いては本効果はあ1りな〈従来素子の場合と同程度であ
る。
(4) Since the shape of the photodiode is simple and the perimeter length of the edge is shortened, the dark current generated in the photodiode section can be reduced. Wow, that's about the same as in the case of the conventional element.

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

第1図は従来のCCD型撮像素子の基本構成を示す図、
第2図は従来のCCD型撮像素子の画素構成およびその
間阻点を示す図、第3図、第4図。 第5図、第6図、第7図および第8図は本発明のCCD
型撮像素子の画素構成および電荷の完全読み出し動作を
示す図である。 1・・・光ダイオード、2−1・・・多結晶シリコン、
2−3・・・垂直CCD電極、7・・・転送ゲート電極
、W(C) (d) vi Z 図 第3図 s ′fJ4 図 2−/ ′fJ 5 図 2−+ 第 t 回 第7図 Z−/
FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of a conventional CCD type image sensor.
FIG. 2 is a diagram showing the pixel configuration of a conventional CCD type image sensor and blocking points therebetween, FIG. 3, and FIG. 5, 6, 7 and 8 are CCDs of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a pixel configuration of a type image sensor and a complete readout operation of charges. 1... Photodiode, 2-1... Polycrystalline silicon,
2-3... Vertical CCD electrode, 7... Transfer gate electrode, W(C) (d) vi Z Figure 3 s'fJ4 Figure 2-/'fJ 5 Figure 2-+ tth 7th Figure Z-/

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、同一半導体基板上に、光ダイオード群と、垂直CO
Dシフトレジスタ群と、光ダイオードの蓄積した信号電
荷を垂直CODに読み出す転送ケートと、垂直CCD群
の送ってきた信号電荷を出力に向けて過多出す水平CC
Dシフトレジスタとを集積化した電荷移送型固体撮像素
子において、該転送ゲート金形成するチャンネル領域の
チャンネル幅が転送ゲート領域のどの場所においても等
しくなるように構成したことを特徴とする電荷移送型固
体撮像素子。 2、特許請求の範囲第1項記載の電荷移送型固体撮像素
子において、転送ゲートヲ該垂直CODシフトレジスタ
を形成する複数の層の電極と共用した複数の層の電極で
構成することを特徴とした電荷移送型固体撮像素子。
[Claims] 1. On the same semiconductor substrate, a group of photodiodes and a vertical CO
A group of D shift registers, a transfer gate that reads out the signal charges accumulated in the photodiodes to the vertical COD, and a horizontal CC that outputs an excessive amount of the signal charges sent by the vertical CCD group to the output.
A charge transfer type solid-state image sensor integrated with a D shift register, characterized in that the channel width of the channel region in which the transfer gate is formed is the same at any location in the transfer gate region. Solid-state image sensor. 2. The charge transport type solid-state imaging device according to claim 1, characterized in that the transfer gate is composed of electrodes of a plurality of layers that are shared with electrodes of a plurality of layers forming the vertical COD shift register. Charge transfer solid-state image sensor.
JP59058264A 1984-03-28 1984-03-28 Charge transfer type solid state image sensor element Pending JPS60202961A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02219270A (en) * 1989-02-20 1990-08-31 Nec Corp Solid-state image pickup device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02219270A (en) * 1989-02-20 1990-08-31 Nec Corp Solid-state image pickup device

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