JPS60260154A - 電荷結合素子の駆動法 - Google Patents

電荷結合素子の駆動法

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JPS60260154A
JPS60260154A JP59116073A JP11607384A JPS60260154A JP S60260154 A JPS60260154 A JP S60260154A JP 59116073 A JP59116073 A JP 59116073A JP 11607384 A JP11607384 A JP 11607384A JP S60260154 A JPS60260154 A JP S60260154A
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織田 英嗣
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    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/762Charge transfer devices
    • H01L29/765Charge-coupled devices
    • H01L29/768Charge-coupled devices with field effect produced by an insulated gate
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    • H01L29/76858Four-Phase CCD

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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】 (産業上の利用分野) 本発明は電荷結合素子の駆動法に関し、特に、ブルーミ
ング抑制を可能ならしめる駆動法に関する。
(従来技術とその問題点) 電荷結合素子(以後00Dと記す)は、従来からの半導
体集積回路技術を基盤として、近年その進歩が著しい。
特に、CODのなかでも埋込みチャネル電荷結合素子(
以後BOODと記す)は、信号電荷が表面ではなく、基
板内部を転送されること、隣接電極からのフリンジ電界
が効果的に働くこと等の理由により、転送効率のよい高
性能の00Dとして、固体撮像素子、アナログ遅延線な
どに幅広く用いら、れている。しかしながら、BOOD
は、従来の表面チャネルCODに比べると取り扱い得る
最大信号電荷量が数分の−と少ない欠点がある。Cのた
め、例えば固体撮像素子のように、高輝度被写体を撮像
したときに発生する多量の電荷はBOOD内部の所定の
電位井戸には蓄積され得す、いわゆるブルーミング現峠
となって電荷の拡散現象を生起する。このような現峠を
抑制する手段として、従来、いわゆるオーバフロードレ
インと称される手段を光電変換領域に隣接して設け、高
輝度被写体を撮像したときに発生する過剰電荷をオーバ
フロードレインに吸収することによって前記ブルーミン
グ現象を抑制しようとする試みがなされている。第1図
は、従来のBOODをそのまま光電変換領域として利用
した固体撮像素子の主要部の断面図を示す。本図は、電
荷転送方向と垂直方向の断面図について示している。ま
た、以下の説明では便宜上Nチャネルの素子を例として
説明する。図において、1はP型基板、2.12゜13
はBOODを形成するN型半導体領域で、電荷転送チャ
ネルを形成する。3,5は絶縁膜、4は転送電極、6.
7はN型拡散層でオーパフロードし・インを構成する。
8〜11はP型半導体領域で転送電極とともにオーバフ
ローコントロールゲート領域を形成する。本素子におい
ては、通常N型拡散層で形成されるオーバフロードレイ
ン6.7にはP型基板に対し逆バイアス電圧V。Dが印
加されている。本素子の動作は、例えば、光電変換によ
って過剰に発生した信号電荷(を子)は、BOODのN
型領域2 、12 、13からP型領域8〜11を経由
してオーバフロードレイン6.7へと吸収される。
これによって、過剰な信号電荷が隣接チャネルに漏れ込
むことなく、また、隣接電極下へとオーバフローするこ
ともなく、したがってブルーミングが抑制される。しか
しながら、このような従来のオーバフロードレインを有
する素子は、平面的に過剰電荷を吸収する手段を設けな
ければならないため、高密度化には不適当である。
(発明の目的) 本発明の目的は、上記したような従来の電荷結合素子の
欠点を除去せしめ、高密度化した際にもブルーミング抑
制が可能な電荷結合素子の駆動法を提供することにある
(発明の構成) 本発明によれば、−導電型を有する半導体基板上に形成
され、該半導体基板と反対導電型を有する半導体領域内
に形成される埋込みチャネル型の電荷結合素子の駆動法
において、前記埋込みチャネル型の電荷結合素子を駆動
する転送電極にはvL。
V、、V□ の3値レベルを有するパルスが印加され、
電荷転送あるいは電荷蓄積の少なくとも一部期間におい
てはVl、V、の2値レベルを有するパルスが印加され
、埋込みチャネル内部の信号電荷の一部が前記半導体領
域を経由して前記半導体基板へと掃き出されるべく駆動
され、電荷転送期間においては■や、VHの2値レベル
を有するパルスが印加されることを特徴とする電荷結合
素子の駆動法が得られる。
し構成の詳細な説明) 本発明は、上述の構成をとることにより従来技術の問題
点を解決した。例えば、Nチャネル素子の場合、ます、
N型基板上にP型のウェルを形成する。さらにこのP型
つェル内部にBCODを形成する。さらに、このBOO
Dを駆動する転送電極に印加するパルス電圧としてVL
、V、、V□(■1〈vM〈■)l)を用いる。すなわ
ち光電変換の電荷蓄積期間は、VL、V、のパルスを用
いる。
このとき、電荷はVMの電圧が印加された電極下に蓄積
されるとともに、過剰電荷は前記P型のウェルを経由し
て基板へとオーバフローし、隣接電極あるいは隣接チャ
ネルへとはオーバフローさせないようにする。つぎに、
電荷転送期間lこV、 、 VHのパルスが前記転送電
極に印加され、所定の信号電荷のみが転送される。この
ような動作によってブルーミングが抑制された固体撮像
素子が得られる。
(実施例) 以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。第2図〜第5図は本発明による第一の実施例を説
明するための図で、第2図、第3図はN型基板上にPウ
ェルを形成し、Pウェル内部にBOODを形成した断面
図を示し、第2図は、電荷転送と直角方向、第3図は、
電荷転送方向の断面図をそれぞれ示す。本実施例では、
便宜上、4相駆動の素子について説明する。第4図は、
本素子を駆動する4相パルスの駆動波形の一実施例を示
す。第5図は、各タイミングでの素子内部のポテンシャ
ル分布を示す。図において、21はN型基板、側はPウ
ェル、22 、23 、24はBOODを形成するN型
半導体、25 、26はチャネルストッパ、27 、2
9 、36は絶縁膜、あ、31〜35は転送電極、φ1
〜φ4は駆動波形を示す。通常、PウェルとN型基板と
の間には逆バイアス電圧■813Bが印加される。第4
図において、T、は光電変換期間、T。
は電荷転送期間を示す。いま例えば、転送電極のうちの
一電極φ2に相当する電極下で光電変換された電荷が蓄
積されるとする。このとき第4図に示す光電変換期間T
t 中において、φ2は駆動パルス電圧の中間レベル■
、に保持され、他の電極に印加されるパルスφ1.φ3
.φ4は低レベル■1に保持される。いま電荷が蓄積さ
れてないとすると、電圧■、の蓄積電極(φt)下の電
位分布は第5図の43で示されるようになり、電圧■1
のバリヤ電極(φ1.φ8.φ4)下の電位分布は41
のようになっている。充電変換により発生した電荷が蓄
積されるとともに、蓄積電極(φ、)下の電位分布は4
2のように変化してゆく。同時に、一部の過剰電荷は基
板へと流出する。やがて光電変換により発生する電荷と
基板へ流れ出す電荷とがバランスするようになると電位
変化は停止する。このときのPウェルの最小電位ψ3が
隣接するバリヤ電極下のBCODの最大電位ψ。よりも
大きければ、過剰に発生する電荷は全て基板へと掃き出
され隣接する電極下へとは流れてゆかない。したがって
ブルーミングが抑制される。
つぎに、光電変換期間が終了し、電荷転送期間T、に入
る。この期間では全てのパルスφ、〜φ4は、第4図に
示すように高レベル■□と中間レベル■、との間を往復
する。すなわち、■□と■、の2値レベルを有するパル
スφ1〜φ4によって信号電荷の転送が行なわれる。こ
のとき素子内部の電位分布は第5図42〜44に示され
るように全体に深くなっており、BOODとPウェルと
の間の電位差も大きく、信号電荷が転送中に基板ヘオー
バフローすることはない。
(発明の効果) 以上述べたように、本発明による駆動法によりBOOD
をそのまま光電変換領域として利用した固体撮像素子に
おいて、従来のようなオーバフロードレインを設けるこ
となく、ブルーミング抑制が可能となる。
また以上述べた説明では、パルスφ!が印加される電極
のみに光電変換期間中、信号電荷が蓄積される場合につ
いて述べたが、パルスφ2に隣接する電極、例えばパル
スφ3の電極をも光電変換期間中に中間レベル■ッに保
持することにより、φ6.φ3の両電極に電荷を蓄積さ
せるような駆動法も可能である。
さらにまた、以上の説明では4相駆動の場合のみについ
て述べたが、2相あるいは3相駆動等他の駆動法を用い
た場合にも本発明の主旨は同様に適用し得る。また、以
上の説明ではBOODについて説明したが本発明の主旨
は表面チャネルCODにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はBOODを充電変換領域とした固体撮像素子の
主要部の断面図、第2図〜第5図は本発明による第一の
実施例を説明するための図で、第2図、第3図はN型基
板上に形成されたPウェル内部にBOODを構成した固
体撮像素子の電荷転送方向と直角方向および転送方向の
断面図をそれぞれ示し、第4図はこの素子を駆動するパ
ルス波形、第5図は各タイミングでの素子内部の電位分
布を示す。 図において、1はP型基板、2 、12 、13 、2
2〜24はBOODを形成するN型半導体、3.5,2
7゜29.36は絶縁膜、4.28.31〜35は転送
電極、21はN型半導体基板、30はPウェルをそれぞ
れ示す。 、i、゛ 一′ \ fue+!、A、 l!−”1’i )ss’、−・兜
1図 第2図 第3図 苧。 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一導電型を有する半導体基板上に形成され、該半導体基
    板と反対導電型を有する半導体領域内に形成される埋込
    みチャネル型の電荷結合素子の駆動法において、前記埋
    込みチャネル型の電荷結合素子を駆動する転送電極には
    Vl、Vや、■□の3値レベルを有するパルスが印加さ
    れ、電荷転送あるいは電荷蓄積の少なくとも一部期間に
    おいては■□、■や、の2値レベルを有するパルスが印
    加され、埋込みチャネル内部の信号電荷の一部が前゛ 
    記半導体領域を経由して前記半導体基板へと掃き出され
    るべく駆動され、電荷転送期間においてはV、、V□の
    2値レベルを有するパルスが印加されることを特徴とす
    る電荷結合素子の駆動法。
JP59116073A 1984-06-06 1984-06-06 電荷結合素子の駆動法 Expired - Lifetime JPH0681280B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03187233A (ja) * 1989-12-08 1991-08-15 Samsung Electron Devices Co Ltd 埋設形電荷結合素子
JPH03280792A (ja) * 1990-03-29 1991-12-11 Sanyo Electric Co Ltd 固体撮像素子の駆動方法
JPH08288491A (ja) * 1995-04-12 1996-11-01 Nec Corp 固体撮像素子

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07114276B2 (ja) * 1988-06-30 1995-12-06 日本電気株式会社 固体撮像装置
US5343059A (en) * 1993-03-30 1994-08-30 Leaf Systems, Inc. Method and apparatus for reducing blooming in output of a CCD image sensor
JPH08264747A (ja) * 1995-03-16 1996-10-11 Eastman Kodak Co コンテナ側方オーバーフロードレインインプラントを有する固体画像化器及びその製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3896485A (en) * 1973-12-03 1975-07-22 Fairchild Camera Instr Co Charge-coupled device with overflow protection
DE2527657C3 (de) * 1975-06-20 1979-08-23 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Optoelektronischer Sensor und Verfahren zu seinem Betrieb
US3996600A (en) * 1975-07-10 1976-12-07 International Business Machines Corporation Charge coupled optical scanner with blooming control
JPS5917581B2 (ja) * 1978-01-13 1984-04-21 株式会社東芝 固体撮像装置
GB2054961B (en) * 1979-07-26 1983-07-20 Gen Electric Co Ltd Excess charge removal oin charge transfer devices
US4527182A (en) * 1980-09-19 1985-07-02 Nippon Electric Co., Ltd. Semiconductor photoelectric converter making excessive charges flow vertically
JPS58138187A (ja) * 1982-02-12 1983-08-16 Toshiba Corp 固体イメ−ジセンサ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03187233A (ja) * 1989-12-08 1991-08-15 Samsung Electron Devices Co Ltd 埋設形電荷結合素子
JPH03280792A (ja) * 1990-03-29 1991-12-11 Sanyo Electric Co Ltd 固体撮像素子の駆動方法
JPH08288491A (ja) * 1995-04-12 1996-11-01 Nec Corp 固体撮像素子

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Publication number Publication date
US4694476A (en) 1987-09-15
JPH0681280B2 (ja) 1994-10-12

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