JPS61105866A - Charge transfer device - Google Patents

Charge transfer device

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JPS61105866A
JPS61105866A JP59228256A JP22825684A JPS61105866A JP S61105866 A JPS61105866 A JP S61105866A JP 59228256 A JP59228256 A JP 59228256A JP 22825684 A JP22825684 A JP 22825684A JP S61105866 A JPS61105866 A JP S61105866A
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register
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gate
parallel
registers
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Mitsuo Oshima
光雄 大島
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砂塚 慎
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Oki Electric Industry Co Ltd
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    • H01L27/1057Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration including field-effect components comprising charge coupled devices [CCD] or charge injection devices [CID]

Abstract

PURPOSE:To receive signal charge perfectly transmitting analog signals with high precision by a method wherein the width of storage gates in charge storage part of serial registers is patterned-coupled equally or wider up to coupling points of parallel registers. CONSTITUTION:The width of storage gates 13 formed of the first polysilicon in the direction toward parallel registers 3l is patterned equally up to a shift gate 40 formed of the third polysilicon. The channel width is narrowed at output ends of storage gates 1l3 as well as below the shift gate 40 to minimize the narrow channel effect if any since the potential on transfer gates 14 formed of the second polysilicon is specified not to exceed the potential on the storage gates 13. Therefore, a signal charge may be transferred easily to the parallel registers 3 by means of selecting shift gate voltage. Furthermore, the minimal narrow channel effect may be canceled by fringing fields P of shift gate 40 to receive signal charge perfectly transmitting analog signals with high precision.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明はアナログ信号の一時記憶が可能な電荷移送装
置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a charge transfer device capable of temporarily storing analog signals.

(従来の技術) 従来、このような分野の技術としては、電子通信学会論
文誌、J66−0 [:9] (1983−9) P、
 69Bに記載されるものがあった。
(Prior art) Conventionally, as a technology in this field, there are the following: Transactions of the Institute of Electronics and Communication Engineers, J66-0 [:9] (1983-9) P.
There was one described in 69B.

以下、その構成を図を用いて説明する。The configuration will be explained below using figures.

第2図は電荷移送装置(以下00Dという)を用いてメ
モリを構成した従来のデジタルCODフィールドメモリ
の上面構造図である。このメモリは、入力用シリアルレ
ジスタ(Input SerialRegister)
1と出力用シリアルレジスタ(0utput Seri
alRegister ) 2との間にパラレルレジス
タ3を接続したいわゆるSPS構造をしている。ここで
、入力用シリアルレジスタlは、入力ダイオード(より
)及び入力ゲート(工G)等からなる入力部11と、多
数段のレジスタ12−1〜1z−n (但し、12−1
を1段レジスタ、12−2を2段レジスタ、・・・12
−nをn段しジスタという)とを、−ラインに配列した
構造をしている。同様に、出力用≠ヲ→シリアルレジス
タ2は、多数段のレジスタ21−1〜21−nと、出力
グー)(OG’)及び出力ダイオード(OD)等からな
る出力部22とを、−ラインに配列した構造をしている
。また、パラレルレジスタ3は、−列に配列した多数の
レジスタ31−1〜31−nを多数段(m段)並列に配
列し、各列毎のレジスタ31−1〜31−n 、・・・
、3m−1〜3m −nをそれぞれチャネルストッパ3
2で分離した構造をしている。
FIG. 2 is a top view of a conventional digital COD field memory in which the memory is constructed using a charge transfer device (hereinafter referred to as 00D). This memory is an input serial register (Input Serial Register)
1 and output serial register (0output Seri
It has a so-called SPS structure in which a parallel register 3 is connected between it and alRegister) 2. Here, the input serial register 1 includes an input section 11 consisting of an input diode (2), an input gate (G), etc., and multiple stages of registers 12-1 to 1z-n (however, 12-1
is a 1-stage register, 12-2 is a 2-stage register, ...12
It has a structure in which n stages of -n (referred to as registers) are arranged in - lines. Similarly, the output≠wo→serial register 2 connects multiple stages of registers 21-1 to 21-n and an output section 22 consisting of an output OG'(OG'), an output diode (OD), etc. It has a structure arranged in. In addition, the parallel register 3 has a large number of registers 31-1 to 31-n arranged in - columns in parallel in many stages (m stages), and the registers 31-1 to 31-n for each column are arranged in parallel.
, 3m-1 to 3m-n are connected to channel stoppers 3, respectively.
It has a structure separated by 2.

第3図は第1図中の入力用シリアルレジスタ1の構造図
である。この入力用シリアルレジスタ1は○CDを採用
し、第1図中の各段のレジスタ12−1〜12−0はそ
れぞれストレージゲート(蓄積ゲート)13及びトラン
スファゲート(転送ゲート)14で構成され、各ストレ
ージゲート13に第1図中ノ各パラレルレジスタ31−
1〜31−nがそれぞれ接続されると推定される。なお
、第3図中、各ストレージゲート13は斜線部で示すチ
ャネルストッパ15で分離されており、また電荷転送方
向は矢印で示されている。
FIG. 3 is a structural diagram of the input serial register 1 in FIG. 1. This input serial register 1 adopts a CD, and each stage of registers 12-1 to 12-0 in FIG. 1 is composed of a storage gate 13 and a transfer gate 14. In each storage gate 13, each parallel register 31- in FIG.
It is estimated that 1 to 31-n are connected to each other. In FIG. 3, each storage gate 13 is separated by a channel stopper 15 shown by diagonal lines, and the direction of charge transfer is shown by an arrow.

以上のように構成されるデジタルOODフィールドメモ
リの動作について説明する。まず第2図における入力用
シリアルレジスタ1の入力部11へ入力信号を与え、−
ライン分のレジスタエ2−1〜12−nへ入力後、各段
のレジスタ12〜1〜12−nの信号を同時にパラレル
レジスタ3中の1段目のレジスタ31−1〜31−nへ
電荷転送する。1段目のレジスタ31−1〜31−nに
送られた信号は2段目のレジスタ32−1〜32−nか
らm段目のレジスタ3m−1〜3m’−nへと順次並列
に出力用シリアルレジスタ2へ向って送られる。出力用
シリアルレジスタ2に送られたーライン分の信号は、該
出力用シリアルレジスタ2の出力部22から出力される
The operation of the digital OOD field memory configured as above will be explained. First, an input signal is given to the input section 11 of the input serial register 1 in FIG.
After inputting to the registers 2-1 to 12-n for the line, the signals of the registers 12 to 1 to 12-n of each stage are simultaneously transferred to the registers 31-1 to 31-n of the first stage in the parallel register 3. do. The signals sent to the first-stage registers 31-1 to 31-n are sequentially output in parallel from the second-stage registers 32-1 to 32-n to the m-th registers 3m-1 to 3m'-n. is sent to serial register 2. The -line signal sent to the output serial register 2 is output from the output section 22 of the output serial register 2.

ここで、入力用シリアルレジスタ1では−ライン分の信
号を高速に入力する。パラレルレジスタ3では入力用シ
リアルレジスタ1に信号を入力する間に1ビット分転送
され、信号を出力用シリアルレジスタ2へ送るように動
作する。出力用レジスタ2では、パラレルレジスタ3か
ら送られてきた信号を入力用シリアルレジスタ1と同様
に高速で読み出すように動作する。
Here, the input serial register 1 inputs signals for - lines at high speed. The parallel register 3 operates to transfer one bit while inputting the signal to the input serial register 1 and send the signal to the output serial register 2. The output register 2 operates to read the signal sent from the parallel register 3 at high speed in the same manner as the input serial register 1.

以上のようなデジタルCODフィールドメモリにおいて
、入力用シリアルレジスタ1とパラレルレジスタ3との
パターン結合部分(例えば、第2図中のA部分)につい
ての詳細は記載されていないが、一般に第4図(a)〜
(C)のような構造が採用されている。ここで、第4図
(a)は第2図中のA部分の上面構造図、第4図(1)
)は第4図(a)の概略B−B断面図、および第4図(
C)は第4図(b)の断面に対応したポテンシャル図で
ある。
In the above-mentioned digital COD field memory, details are not described regarding the pattern combination part (for example, part A in FIG. 2) between the input serial register 1 and the parallel register 3, but generally the part shown in FIG. a)~
A structure like (C) is adopted. Here, FIG. 4(a) is a top structural view of part A in FIG. 2, and FIG. 4(1)
) is a schematic BB-B sectional view of FIG. 4(a), and FIG. 4(
C) is a potential diagram corresponding to the cross section of FIG. 4(b).

第4図(a)に示すように、入力用シリアルレジスタl
における各段のレジスタ12−1〜12−5ハ、それぞ
れストレージゲート13上にトランスファゲート14を
重ねた構造(オーバラッピング構造)をしている。そし
てこの入力用シリアルレジスタ1の下端部上力には、入
力用シリアルレジスタlか合 らパラレルレジスタ3へ信号電荷を並列に移送するため
のシフトゲート40が重ねられている。さらにシフトゲ
ート40の下方にはパラレルレジスタ3中の1段目のレ
ジスタ31−1〜31−nが重ねられ、この1段目のレ
ジスタ31−1〜31−nに2段目のレジスタ32−1
〜32−n、および2段目のレジスタ32−1〜32−
nに3段目のレジスタ33−1〜33−D等が順次重ね
られて配列されている。
As shown in FIG. 4(a), the input serial register l
The registers 12-1 to 12-5 in each stage have a structure in which a transfer gate 14 is stacked on a storage gate 13 (overlapping structure). A shift gate 40 for transferring signal charges in parallel from the input serial register 1 to the parallel register 3 is stacked on the lower end of the input serial register 1. Further, below the shift gate 40, the first stage registers 31-1 to 31-n in the parallel register 3 are stacked, and the second stage registers 32-n are stacked on top of the first stage registers 31-1 to 31-n. 1
~32-n, and second stage registers 32-1 to 32-
Third-stage registers 33-1 to 33-D, etc., are arranged on top of each other in order.

なお第4図(a)において二点鎖線の斜線部分で囲まれ
る部分はチャネルストッパ15 、32によって区画さ
れたチャネル領域を示し、このチャネル領域のうちの横
方向のチャネル領域41−1は入力用シリアルレジスタ
1のN−領域に形成され入力信号を横方向に転送するも
のであり、またチャネル領域のうちの縦方向のチャネル
領域41〜2はパラレルレジスタ3ON−領域に形成さ
れ入力信号を縦方向に転送するものである。まだ入力用
シリアルレジスタ1とパラレルレジスタ3との結合部に
位置するくびれた縦方向のチャネル領域41−3はP−
領域に形成されチャネル領域41−1と41−2との橋
渡しを行うものである。また、Lはチャネル41−3の
チャネル幅、L2はチャネル41−3のチャネル長さ、
Cはチャネル41−3の上端部のくびれ部分、矢印は人
力信号の転送方向をそれぞれ示している。
In FIG. 4(a), the area surrounded by the diagonal line with two-dot chain lines indicates the channel area divided by the channel stoppers 15 and 32, and the horizontal channel area 41-1 of this channel area is for input. It is formed in the N- area of the serial register 1 and transfers the input signal in the horizontal direction, and the vertical channel areas 41 to 2 of the channel areas are formed in the ON- area of the parallel register 3 to transfer the input signal in the vertical direction. It is intended to be transferred to The constricted vertical channel region 41-3 located at the junction between the input serial register 1 and the parallel register 3 is still P-
It is formed in the channel region and bridges the channel regions 41-1 and 41-2. In addition, L is the channel width of the channel 41-3, L2 is the channel length of the channel 41-3,
C indicates the constriction at the upper end of the channel 41-3, and the arrow indicates the direction of transfer of the human input signal.

さらに第4図(b)に示すように、人力用シリアルレジ
スターとパラレルレジスタ3との結合部分は、P形Si
基板(P−81)50上に形成されたN−領域51と、
N−領域51にドープされチャネルを形成するP−ドー
ズ領域52と、N−領域及び基板p−stに形成された
P+領域からなるチャネルストンツク15と、P+領域
上に形成された5102からなるフィールド酸化膜53
と、N−領域及びP−ドーズ領域上に形成されたゲート
酸化膜54と、この酸化膜犯、54上にそれぞれ形成さ
れたポリStからなる2段目のレジスター2−2中のス
トレージゲート13、シフトゲート4o及び1段目のレ
ジスタ31−2とより構成される。なお、第4図(bJ
中、L3はN−領域である埋込層の深さ、L4はゲート
酸化膜厚である。
Furthermore, as shown in FIG. 4(b), the connecting part between the manual serial register and the parallel register 3 is made of P-type Si.
an N- region 51 formed on the substrate (P-81) 50;
It consists of a P-dose region 52 doped into the N- region 51 to form a channel, a channel strike 15 consisting of the N- region and a P+ region formed on the substrate p-st, and 5102 formed on the P+ region. Field oxide film 53
, a gate oxide film 54 formed on the N- region and the P-dose region, and a storage gate 13 in the second stage register 2-2, which is made of polySt formed on the oxide film layer 54, respectively. , a shift gate 4o, and a first stage register 31-2. In addition, Fig. 4 (bJ
In the figure, L3 is the depth of the buried layer which is the N- region, and L4 is the thickness of the gate oxide film.

そして第4図(a)に示すように、縦方向にポテンシャ
ルX(但し、下方向はどポテンシャルが高くなる)をと
ってポテンシャル井戸を描くと、シフトゲート40がオ
フのときは実線で示すような空乏層が形成されて入力さ
れた信号電荷Qが斜線で示す部分に蓄積され、その後シ
フトゲ−)40がオンすると、チャネル41−3のポテ
ンシャルXが破線で示すように高くなって信号電荷Qが
左方向(矢印方向)に転送され、パラレルレジスタ3の
チャネル41−2を介して出力用シリアルレジスタ2へ
と転送され出力される。
Then, as shown in FIG. 4(a), if a potential well is drawn by taking the potential X in the vertical direction (however, the potential becomes higher in the downward direction), when the shift gate 40 is off, it will look like a solid line. A depletion layer is formed and the input signal charge Q is accumulated in the shaded area, and then when the shift gate 40 is turned on, the potential X of the channel 41-3 increases as shown by the broken line and the signal charge Q is transferred to the left (in the direction of the arrow), transferred to the output serial register 2 via the channel 41-2 of the parallel register 3, and output.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記構成の装置では、第4図(a)にお
けるチャネル41−3の上端部のくびれ部分Cにおいて
、第4図(0)に示すようにポテンシャルX、−aが低
くなるため、そのくびれ部分Cで狭チャネル効果(ナロ
ーチャネル効果)があられれて信号電荷Qが完全転送せ
ずに、その一部△Qが取り残される現象が現われる。ま
た信号電荷Qの取り残し分△Qは、ウェハプロセスの製
作精度にばらつきがあるので、各シリアルレジスタ段1
2−1〜12−nで一定でなく、各シリアルレジスタ段
12−1〜12−n毎に取り残し量△Qが異なり、これ
が固定ノイズとして出力にあられれて(る。従って従来
の装置では、転送ロス等が大きいためにアナログ信号を
精度よく転送することが困難で、デジタル信号の転送し
か行えない。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the device having the above configuration, the potential , -a becomes low, a narrow channel effect occurs at the constricted portion C, and a phenomenon occurs in which the signal charge Q is not completely transferred and a portion of it ΔQ is left behind. In addition, the remaining signal charge Q, △Q, is due to variations in the manufacturing accuracy of the wafer process, so the amount left behind at each serial register stage is
2-1 to 12-n, and the remaining amount ΔQ differs for each serial register stage 12-1 to 12-n, and this appears in the output as fixed noise. Therefore, in the conventional device, Due to large transfer losses, it is difficult to transfer analog signals with high precision, and only digital signals can be transferred.

第51EI(a) 、 (’b)は埋込チャネk CC
!D (BOOD)におけるポテンシャルのチャネル幅
及びチャネル長の依存性を示す図である。すなわち、第
5図(al 、 (1))は、第4図に示すように埋込
層の深さL3が約1μm。
51st EI (a), ('b) is embedded channel k CC
! FIG. 3 is a diagram showing the dependence of potential on channel width and channel length in D (BOOD). That is, in FIG. 5 (al, (1)), the depth L3 of the buried layer is about 1 μm as shown in FIG.

ゲート酸化膜厚L4が約5002のBOC!Dにおける
測定電流(チャネル電流)1μA時のポテンシャルXを
、チャネル幅Ll及びチャネル長L2に対してプロット
したものである。この第5図から明らかなように、チャ
ネル幅L□及びチャネル長L2が小さくなる程、すなわ
ちパターンが小さくなる程、狭チャネル効果が大きくな
り、微細化の際に特に問題となることがわかる。
BOC with gate oxide film thickness L4 of approximately 5002! The potential X when the measurement current (channel current) in D is 1 μA is plotted against the channel width Ll and the channel length L2. As is clear from FIG. 5, the smaller the channel width L□ and the channel length L2, that is, the smaller the pattern, the larger the narrow channel effect becomes, which becomes a particular problem during miniaturization.

以上述べたように、従来の装置では同一ゲート下でパタ
:ンのくびれ部分Cがあるため、狭チャネル効果があら
れれて信号電荷Qの取り残しがおこり、しかもその取り
残し量△Qも各シリアルレジスタ段12−1〜12−n
で均一でないという問題点があった。
As mentioned above, in the conventional device, since there is a constriction C in the pattern under the same gate, a narrow channel effect occurs and the signal charge Q is left behind, and the leftover amount △Q also increases in each serial register. Stages 12-1 to 12-n
There was a problem that it was not uniform.

この発明は、前記従来技術が持っていた問題点として、
狭チャネル効果による信号電荷の取シ残しと、取り残し
量のばらつきの点について解決し、信号電荷の取り残し
が無く、アナログ量が扱える電荷移送装置を提供するも
のである。
This invention solves the problems that the prior art had,
The object of the present invention is to provide a charge transfer device that solves the problems of signal charges left behind due to narrow channel effects and variations in the amount left behind, and can handle analog quantities without leaving any signal charges behind.

(問題点を解決するための手段) この発明は、前記問題点を解決するために電荷移送装置
において、入力用シリアルレジスタからパラレルレジス
タへのパターン結合箇所を、入力用シリアルレジスタの
各段における電荷蓄積部のストレージゲート幅をパラレ
ルレジスタの結合点まで少なくとも同一幅か、あるいは
パラレルレジスタへ向って広がるようにパターン結合し
たものである。ここで、パラレルレジスタの結合点とは
、入力用シリアルレジスタから並列にパラレルレジスタ
に電荷転送させるスイッチ用制御電極(シフトレジスタ
)をも含んでいる。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention provides a charge transfer device in which a pattern connection point from an input serial register to a parallel register is changed to The storage gate width of the storage section is at least the same width up to the connection point of the parallel register, or is pattern-coupled so that it widens toward the parallel register. Here, the connection point of the parallel register also includes a switch control electrode (shift register) that transfers charges from the input serial register to the parallel register in parallel.

(作 用) との発明によれば、以上のように電荷移送装置を構成し
たので、ストレージゲート下で狭チャネル効果が発生せ
ず、従って前記問題点を除去できるのである。
(Function) According to the invention, since the charge transfer device is configured as described above, the narrow channel effect does not occur under the storage gate, and therefore the above-mentioned problem can be eliminated.

(実施例) 第1図(a)、(b)、(C)はこの発明の実施例を示
すCODフィールドメモリの説明図で、第1図(a)は
入力用シリアルレジスタとパラレルレジスタとのパター
ン結合部分(第2図中のA部分)の上面構造図、第1図
(1))は第1図(a)の概略D−D断面図、および第
1図(C)は第1図(1))の断面に対応したポテンシ
ャル図である。なお、第2図〜第5図中の要素と同一の
要素には同一の符号が付されている。
(Embodiment) FIGS. 1(a), (b), and (C) are explanatory diagrams of a COD field memory showing an embodiment of the present invention, and FIG. 1(a) is an illustration of an input serial register and a parallel register. A top structural view of the pattern bonding part (part A in FIG. 2), FIG. 1 (1)) is a schematic cross-sectional view taken along line D-D in FIG. 1 (a), and FIG. It is a potential diagram corresponding to the cross section of (1)). Note that the same elements as those in FIGS. 2 to 5 are given the same reference numerals.

そしてこのCODフィールドメモリが第4図のものと異
なる点は、第1図(a)に示すように入力用シリアルレ
ジスタ1を構成する各段のレジスタ12−1〜12−n
における各ストレージゲート13の幅をパラレルレジス
タ3の結合点Eまで略同−幅にしたことである。ここで
パラレルレジスタ3の結合点Eとは、ストレージゲート
13の端部とシフトゲート40との接続部分をいい、入
力用シリアルレジスタ1から並列にパラレルレジスタ3
に電荷転送させるスイッチ用シフトゲート40をも含む
。このようにこの実施例ではストレージゲート13がシ
フトゲート40の接続点まで略同−の幅になっているの
で、第1図(C)に示すようにストレージゲート13下
のポテンシャルXが同一高さとなる。なお、第1図(C
)中、Fはシフトゲート40のフリンジングフィールド
である。
The difference between this COD field memory and the one in FIG. 4 is that each stage of registers 12-1 to 12-n constituting the input serial register 1 is shown in FIG. 1(a).
The width of each storage gate 13 is made approximately the same width up to the connection point E of the parallel register 3. Here, the connection point E of the parallel register 3 refers to the connection point between the end of the storage gate 13 and the shift gate 40, and the input serial register 1 connects the parallel register 3 in parallel.
It also includes a shift gate 40 for a switch to transfer charge. In this embodiment, since the storage gate 13 has approximately the same width up to the connection point of the shift gate 40, the potential X under the storage gate 13 has the same height as shown in FIG. 1(C). Become. In addition, Figure 1 (C
), F is the fringing field of the shift gate 40.

次に、この実施例に係るCODフィールドメモリの構造
を明らかにするため、その製造方法を第6Eli3N4
%びマスク用”102 篩育成する。次に、第6図(b
)に示すように、ホトエツチングによりアクティブ領域
以外のS”’2 mびS’3N4 J除去で酸化してフ
ィールド酸化膜といわれる厚い酸化”’3N4 %除去
し、薄い5in2心硝アクテイブ領域につけた後、CO
Dの埋込みチャネルを形成するためにリンPをイオン打
込みしてN−領戯形成すをOV’D (化学的気相析出
法)で育成した後、第1ポリシリコンを所定の形にホト
エツチングしてゲート電極を形成する。そして第6図(
f)に示すように、不要な薄い酸化膜を除去して第2の
ゲート酸化膜に 形成した後、CODの電荷転送方向を一方向に決めるバ
リアイオン打込みを行なってP−ドーズ領&形成する。
Next, in order to clarify the structure of the COD field memory according to this embodiment, the manufacturing method will be explained in the sixth Eli3N4.
% and 102 sieves for masks. Next, Fig. 6 (b)
), the thick oxide called field oxide film was oxidized by photoetching to remove S''2 m and S'3N4 J in areas other than the active area, and a thin 5 inch diagonal oxide layer was attached to the active area. , C.O.
After ion-implanting phosphorous P to form the buried channel D and growing the N-region by OV'D (chemical vapor deposition), the first polysilicon is photo-etched into a predetermined shape. to form a gate electrode. And Figure 6 (
As shown in f), after removing an unnecessary thin oxide film and forming a second gate oxide film, barrier ion implantation is performed to determine the charge transfer direction of COD in one direction, and a P-dose region is formed. .

この際、バリアイオンの打込ま定のパターンにホトエツ
チングする。
At this time, photoetching is performed to form a predetermined pattern for barrier ion implantation.

ボロンイオンを打込んだ後、第3のポリシリコ夢形成さ
れるストレージゲート13のパラレルレジスタ3へ向う
方向の幅が、第3のポリシリコンで形成されるシフトゲ
ート40マでの範囲で等しくバタしである。
After boron ions are implanted, the width of the storage gate 13 formed by the third polysilicon film in the direction toward the parallel register 3 is uniformly spread within the range of 40 mm of the shift gate formed by the third polysilicon film. It is.

その後、信号入力用のドレイン部及び信号出力用のソー
ス部等に、例えば砒素Asをイオン打込みするなどして
P形81基板と反対導電層(すなわち拡散層)を作り電
子回路を形成する。そして第6図(h)に示すように、
PSGといわれる中間絶JをOVDで育成後、第3のポ
リシリコン及び拡散層外部ハラケージとの電気的導通を
図るためにボンディングパット部分に穴を明けた後、回
路動作安定化のためのシンクといわれる熱処理を行なっ
て素子の製造工程が終了する。
Thereafter, a conductive layer (that is, a diffusion layer) opposite to that of the P-type 81 substrate is created by ion-implanting arsenic, for example, into the drain part for signal input and the source part for signal output, etc., and an electronic circuit is formed. And as shown in Figure 6(h),
After growing an intermediate J called PSG by OVD, a hole is made in the bonding pad part to establish electrical continuity with the third polysilicon and the outer cage of the diffusion layer, and then a sink hole is made to stabilize the circuit operation. The device manufacturing process is completed by performing heat treatment.

次に、第1図の製筒についての動作を、入力用シリアル
レジスタ1が2相駆動方式の場合について説明する。
Next, the operation of the cylinder making shown in FIG. 1 will be described in the case where the input serial register 1 is of a two-phase drive type.

13に、第2ポリシリコン電!”−)ランス7アゲー)
14に選択される。その際、ストレージゲート13下の
ポテンシャルの方がトランス7アゲート14下のポテン
シャルよりも高く選ばれるので、第1図(a)の横方向
の矢印で示す信号転送方向に対して1段目のレジスタ1
2−1におけるトランスファゲート14が前側に、スト
レージゲー)13が後側に配置されて、同一のパルス電
圧が印加されるようになっている。2段目のレジスタ1
2−2では同様にトランスファゲート14及びストレー
ジゲート13の順に配置され、1段目とは逆相のパルス
が印加される。2相駆動方式であるので1段目のパルス
を印加する電極とその逆相のパルスを印加する2段目の
電極とが交互に3段目、4段目等と配列されて入力用シ
リアルレジスタ1を構成している。入力用シリアルレジ
スタl内の信号電荷の転送は、図示しないが2相のクロ
ックパルスにより最も電位が高くなっている(すなわち
ポテンシャル井戸の最も深い)電極の下に信号電荷が転
がってい(ことで行なわれる。また転送を行なうチャネ
ル41−1は、第1図(a)の横方向の二点鎖線の斜線
部で示されるように、片側は上方のチャネルストッパ1
5により決められ、下方の片側はシフトゲート40のポ
テンシャルが入力用シリアルレジスタ1のポテンシャル
よりも低いために、信号電荷はそこで阻止され、そこが
チャネルのもう一方の端になる。
13, the second polysilicon electrode! ”-) Lance 7 Age)
14 is selected. At this time, the potential under the storage gate 13 is selected to be higher than the potential under the transformer 7 agate 14, so the first stage register 1
The transfer gate 14 in 2-1 is placed on the front side, and the storage gate 13 is placed on the rear side, so that the same pulse voltage is applied. 2nd stage register 1
In 2-2, the transfer gate 14 and the storage gate 13 are similarly arranged in this order, and a pulse with a phase opposite to that of the first stage is applied. Since it is a two-phase drive system, the first stage electrode that applies the pulse and the second stage electrode that applies the opposite phase pulse are arranged alternately in the third stage, fourth stage, etc. to form an input serial register. 1. Although not shown, the transfer of signal charges in the input serial register l is carried out by rolling the signal charges under the electrode with the highest potential (i.e., the deepest of the potential well) due to two-phase clock pulses. In addition, the channel 41-1 that performs the transfer has one side connected to the upper channel stopper 1, as shown by the diagonal line of the horizontal two-dot chain line in FIG. 1(a).
5, and since the potential of the shift gate 40 on the lower side is lower than the potential of the input serial register 1, signal charges are blocked there, and this becomes the other end of the channel.

上記クロックパルスの停止時、すなわちjHlまたはI
Lルベルの電位一定箇所時には、信号電荷がストレージ
ゲート13下にたまっている。そしてその状態でシフト
ゲート40をオンすると、第1図(C)に示すように、
ストレージゲート13下にたまっていた信号電荷はパラ
レルレジスタ3の1段目のレジスタ31−1〜31−n
へ転送される。その際、本実施例によれば、ストレージ
ゲート13がシフトゲート40の接続点(第1図(a)
 、 (1))のE)まで同一の幅になっているので、
狭チャネル効果が生じなXJ)。
When the above clock pulse stops, i.e. jHl or I
When the potential of L level is constant, signal charges are accumulated under the storage gate 13. When the shift gate 40 is turned on in this state, as shown in FIG. 1(C),
The signal charge accumulated under the storage gate 13 is transferred to the first stage registers 31-1 to 31-n of the parallel register 3.
will be forwarded to. At this time, according to this embodiment, the storage gate 13 is connected to the connection point of the shift gate 40 (see FIG. 1(a)).
, Since the width is the same up to E) in (1)),
(XJ) where no narrow channel effect occurs.

すなわち、第6図の第2ポリシリコンで形成されるトラ
ンスファゲート14の方がストレージゲ−)13に比べ
てポテンシャルが低、く作られているため、ストレージ
ゲート13の出力端(すなわち下端)ではチャネル幅が
狭くなっている。しかし第4図(a)のような従来装置
の同一ゲート内でチャネル幅が狭くなっているのとは異
なり、シフトゲート40下で狭くなっているので、狭チ
ャネル効果が生じても微少であり、従ってシフトゲート
電圧を選択することで信号電荷を十分パラレルレジスタ
3へ転送することが可能となる。しかもシフトゲート4
0の7リンジングフイールド(M 1 図(Q)のF部
分〕も働き、上記微少な狭チャネル効果が相殺されてし
まうので、信号電荷の取り残しが起きず、従ってアナロ
グ信号の転送を高精度に行える。
In other words, since the transfer gate 14 formed of the second polysilicon shown in FIG. Channel width is narrow. However, unlike the conventional device shown in FIG. 4(a), where the channel width is narrow within the same gate, the channel width is narrowed below the shift gate 40, so even if a narrow channel effect occurs, it is very small. Therefore, by selecting the shift gate voltage, it becomes possible to sufficiently transfer the signal charge to the parallel register 3. Moreover, shift gate 4
The ringing field (F part in Figure (Q)) also works and cancels out the slight narrow channel effect mentioned above, so no signal charge is left behind, and therefore analog signal transfer can be performed with high precision. I can do it.

第7図(a)〜(C)はこの発明の他の実施例を示す0
0Dフイールドメモリの説明図で、第7図(a)は入力
用シリアルレジスタ1とパラレルレジスタ3とのパター
ン結合部分の上面構造図、第7図(’b)は第7図(a
”lの概略G−G断面図、および第7図(C)は第7図
(b)の断面に対応したポテンシャル図である。なお第
1図中の要素と同一の要素には同−の符号が付されてい
る。
FIGS. 7(a) to (C) show other embodiments of the present invention.
These are explanatory diagrams of the 0D field memory, in which FIG. 7(a) is a top view structural diagram of the pattern connection portion of the input serial register 1 and parallel register 3, and FIG. 7('b) is a
7(C) is a potential diagram corresponding to the cross section of FIG. 7(b).The same elements as those in FIG. A symbol is attached.

そしてこの実施例が前記実施例と異なる点は、入力用シ
リアルレジスタ1の各段のストレージゲート13の幅を
シフトゲート14へ向って広がるようにパターン結合し
たことである。そのため第7図(C)に示すようにスト
レージゲー)13下のポテンシャル井戸がシフトゲ−)
40に向って階段状に深くなっていき(すなわち、シフ
トゲート40に向ってポテンシャルXが階段状に高くな
っていき)、これによって上記実施例の利点を有するば
かりか、信号電荷Qをより早くパラレルレジスタ3へ送
り込むことができる。すなわち、特に信号型、荷−IJ
Qが少ない場合には、上記実施例よりも本実施例の方が
最高ポテンシャル電位の領域が狭(なり、従って第7図
(a)の縦方向の矢印で示される転送方向に対してのス
トレージゲー)13の電極長が短くなり、パラレルレジ
スタ3への電荷転送を早めることができ、より高速化に
適するという利点を有する。
This embodiment differs from the previous embodiment in that the storage gates 13 of each stage of the input serial register 1 are pattern-coupled so that the width thereof increases toward the shift gate 14. Therefore, as shown in Figure 7(C), the potential well below the storage gate 13 is shifted
40 (that is, the potential It can be sent to parallel register 3. That is, especially signal type, load-IJ
When Q is small, the region of the highest potential is narrower in this embodiment than in the above embodiment, and therefore the storage capacity in the transfer direction indicated by the vertical arrow in FIG. 7(a) is Since the electrode length of the gate electrode 13 is shortened, charge transfer to the parallel register 3 can be accelerated, which has the advantage of being suitable for higher speeds.

なお、上記実施例では、入力用シリアルレジスタ1が2
相駆動力式の場合について説明したが、3相、4相等の
他の駆動方式についても同様に適用できることはいうま
でもない。
Note that in the above embodiment, the input serial register 1 is
Although the case of the phase drive force type has been described, it goes without saying that other drive systems such as three-phase, four-phase, etc. can be similarly applied.

(発明の効果) 以上詳細に説明したようにこの発明によれば、入力用シ
リアルレジスタの各段における電荷蓄積部のゲート電極
幅を、パラレルレジスタの結合点に向って同一幅か、あ
るいは広がるようにパターン結合したので、狭チャネル
効果による信号電荷の取り残しと取り残し量のばらつき
という問題がなくなり、従って高い精度でアナログ信号
の転送を行なうことができる。
(Effects of the Invention) As described above in detail, according to the present invention, the width of the gate electrode of the charge storage section in each stage of the input serial register is set to be the same width or to increase toward the connection point of the parallel register. Since the patterns are coupled to each other, the problems of signal charge left behind and variations in the amount left behind due to the narrow channel effect are eliminated, and therefore analog signals can be transferred with high precision.

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

第1図(a)〜(C)はこの発明の実施例を示すCOD
フィールドメモリの構造説明図、第2図は従来のデジタ
ルCODフィールドメモリの上面構造図、第3図は第2
図中の入力用シリアルレジスタの構造図、第4図(a)
〜(C)は従来装置における入力用シリアルレジスタと
パラレルレジスタのパターン結合を示す構造説明図、第
5図(a)、 (b)は第4図の動作説明図、第6図(
a)〜但)は第1図の装置の製造工程図、第7図(a)
〜(1)>はこの発明の他の実施例を示すCODフィー
ルドメモリの構造説明図である。 l・・・入力用シリアルレジスタ、2・・・出力用シリ
アルレジスタ、3・・・パラレルレジスタ、12−1〜
12−n・・・入力用シリアルレジスタの各段のレジス
タ、13・・・ストレージゲート、14・・・トランス
フアゲ−)、21−1〜21−n・・・出力用シリアル
レジスタの各段のレジスタ、31−1〜31−n 、〜
3n−1〜出願人代理人   柿  本  恭  成(
A)χ生々4乙孟ン! (A)χ41恢V孟非 勾 b つ \  鴫 \ 吟 1 n’2 手続補正書(方式) 昭和60年3月6日
FIGS. 1(a) to (C) are CODs showing embodiments of this invention.
An explanatory diagram of the structure of a field memory. Figure 2 is a top view of a conventional digital COD field memory.
Structure diagram of the input serial register in the figure, Figure 4 (a)
~(C) are structural explanatory diagrams showing pattern combinations of input serial registers and parallel registers in conventional devices, FIGS. 5(a) and (b) are operational explanatory diagrams of FIG. 4, and FIG. 6(
a) to (a) are manufacturing process diagrams of the device shown in Fig. 1, and Fig. 7 (a)
-(1)> are structural explanatory diagrams of a COD field memory showing other embodiments of the present invention. 1... Serial register for input, 2... Serial register for output, 3... Parallel register, 12-1~
12-n...Register of each stage of the input serial register, 13...Storage gate, 14...Transfer gate), 21-1 to 21-n...Register of each stage of the output serial register Registers, 31-1 to 31-n, ~
3n-1 ~ Applicant's agent Yasushi Kakimoto (
A) χ fresh 4 otsu meng! (A) χ41 恢V Mengbeng b tsu\鴫\gin 1 n'2 Procedural amendment (method) March 6, 1985

Claims (1)

【特許請求の範囲】  入力信号用入出力端を持ったゲート電極を具えた電荷
蓄積部が複数個直列に配列されこれらの電荷蓄積部で形
成される信号転送チャネルに沿って入力信号の転送を行
なう入力用シリアルレジスタと、前記複数個のゲート電
極の出力端側に配列され前記複数個の電荷蓄積部から与
えられる信号電荷を並列に転送するパラレルレジスタと
、前記複数個のゲート電極の出力端と前記パラレルレジ
スタとの接続部分に設けられ前記複数個の電荷蓄積部か
ら与えられる信号電荷を同時に前記パラレルレジスタへ
転送する制御電極とを備えた電荷移送装置において、 前記制御電極に接するまでの前記複数個のゲート電極の
実効幅が、前記入力用シリアルレジスタの信号転送チャ
ネル幅に亘って該ゲート電極の入力端幅以上になるよう
に前記ゲート電極を形成したことを特徴とする電荷移送
装置。
[Claims] A plurality of charge storage sections each having a gate electrode having an input/output terminal for an input signal are arranged in series, and an input signal is transferred along a signal transfer channel formed by these charge storage sections. a serial register for input, a parallel register arranged on the output end side of the plurality of gate electrodes and configured to transfer signal charges applied from the plurality of charge storage sections in parallel, and an output terminal of the plurality of gate electrodes. and a control electrode that is provided at a connecting portion with the parallel register and simultaneously transfers signal charges applied from the plurality of charge storage sections to the parallel register, the charge transfer device comprising: A charge transfer device characterized in that the plurality of gate electrodes are formed so that an effective width of the plurality of gate electrodes is equal to or larger than an input end width of the gate electrodes over a signal transfer channel width of the input serial register.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6314467A (en) * 1986-07-04 1988-01-21 Sony Corp Solid-state imaging device
JPH0258341A (en) * 1988-07-07 1990-02-27 Tektronix Inc Charge coupling device

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