JPS6126375A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS6126375A JPS6126375A JP14808584A JP14808584A JPS6126375A JP S6126375 A JPS6126375 A JP S6126375A JP 14808584 A JP14808584 A JP 14808584A JP 14808584 A JP14808584 A JP 14808584A JP S6126375 A JPS6126375 A JP S6126375A
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- Japan
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- impressed
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- 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。
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
本発明は固体撮像装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
固体撮像素子は、撮像管と比較して多くの利点を有する
ため盛んに開発か進められている。
ため盛んに開発か進められている。
固体撮像素子の開発初期にはブルーミング現象（過大先
入＃ＩＫよって生じた過剰電荷が他の光電変換素子や転
送チャンネルに流入することによって、その部分の画像
情報が消失する現象）が問題となったが、いくつかの方
法によって通常の使用状態では大＠な問題とはならない
状態になってきた。しかし特に入射光量か多い状態にお
いては、未だ不充分な状態である。
入＃ＩＫよって生じた過剰電荷が他の光電変換素子や転
送チャンネルに流入することによって、その部分の画像
情報が消失する現象）が問題となったが、いくつかの方
法によって通常の使用状態では大＠な問題とはならない
状態になってきた。しかし特に入射光量か多い状態にお
いては、未だ不充分な状態である。
以下図面を参照しなから、従来のブルーミング抑制法に
ついて説明する。
ついて説明する。
第１図はインターライン転送方式ＣＯＤと呼ばれる方式
の固体撮像の全体構成図である。
の固体撮像の全体構成図である。
同図で１は光電変換素子として用いられるフォトダイオ
ード（以下ＰＤと略記する）、ＰＤｌに蓄積された信号
電荷は垂直転送Ｃ０Ｄ２へ移送された後、−行毎に水平
転送ＣＣＤ３へ転送され、順次電荷検知部４へ転送され
出力される。ブルーミング現象とは、過大入射光を受け
たＰＤｌに発生した過剰電荷が、そのＦＤから隣接した
垂直Ｃ０Ｄ２． もしくはその他のＦＤへ溢れ出す現
象である。そのようなブルーミング現象を抑制する一つ
の方法としていわゆるＰウェル構造がある。
ード（以下ＰＤと略記する）、ＰＤｌに蓄積された信号
電荷は垂直転送Ｃ０Ｄ２へ移送された後、−行毎に水平
転送ＣＣＤ３へ転送され、順次電荷検知部４へ転送され
出力される。ブルーミング現象とは、過大入射光を受け
たＰＤｌに発生した過剰電荷が、そのＦＤから隣接した
垂直Ｃ０Ｄ２． もしくはその他のＦＤへ溢れ出す現
象である。そのようなブルーミング現象を抑制する一つ
の方法としていわゆるＰウェル構造がある。
それを第１図のＡ−Ａ’線に沿った素子断面図を示す第
２図を用いて説明する。同図に示すように、本素子は、
ｎ基板５の上に形成されたＰウェル６を形成し、その中
にフォトダイオード部７゛、垂直ＣＯＤチャンネル８及
びその上に垂直ＣＯＤの転送電極とフォトダイオード部
からの信号電荷の移送を制御する電極を糠粉た電極９が
形成された構造となっている。この構造の素子では後述
するように３値のパルスによって駆動し、最も高い電圧
を印加した時に、フォトダイオード部７から信号電荷を
垂直ＣＯＤチャンネル８に移送する。このときの電位分
布を第２図のＢ−Ｂ’線に沿って表した第３図ａを示す
。同図で７−１はフォトダイオード部、８−１は垂直Ｃ
ＯＤ部領域の電位を示す。
２図を用いて説明する。同図に示すように、本素子は、
ｎ基板５の上に形成されたＰウェル６を形成し、その中
にフォトダイオード部７゛、垂直ＣＯＤチャンネル８及
びその上に垂直ＣＯＤの転送電極とフォトダイオード部
からの信号電荷の移送を制御する電極を糠粉た電極９が
形成された構造となっている。この構造の素子では後述
するように３値のパルスによって駆動し、最も高い電圧
を印加した時に、フォトダイオード部７から信号電荷を
垂直ＣＯＤチャンネル８に移送する。このときの電位分
布を第２図のＢ−Ｂ’線に沿って表した第３図ａを示す
。同図で７−１はフォトダイオード部、８−１は垂直Ｃ
ＯＤ部領域の電位を示す。
本素子では前述したようにブルーミング抑制のためにＰ
ウェル構造となっており、その動作を第２図のｃ−ｃ’
線に沿゛った電位分布を表わす第３図すを用いて説明す
る。同図で７−２はフォトダイオード部、６−１はＰウ
ェル、５−１はｎ基板５の各領域を示している。従来駆
動では、同図に示すようにｎ基板５に、直流電圧Ｖｓｕ
ｂを印加する。第３図ａに示すフォトダイオード部から
信号電荷を移送した直後のフォトダイオード部の電位７
−９と第３図すにおける７−９は同一時刻におけるフォ
トダイオード部の電位を示しており、同一である。信号
電荷のフォトダイオード部からの移送期間が終了し、信
号電荷蓄積期間が開始される。信号電荷が蓄積されると
ともにフォトダイオード部の電位は下がシ、例えば７−
８の電位まで下がると過剰電荷１５はＰウェル領域６−
１を通過してｎ基板領域５−１に排出される。
ウェル構造となっており、その動作を第２図のｃ−ｃ’
線に沿゛った電位分布を表わす第３図すを用いて説明す
る。同図で７−２はフォトダイオード部、６−１はＰウ
ェル、５−１はｎ基板５の各領域を示している。従来駆
動では、同図に示すようにｎ基板５に、直流電圧Ｖｓｕ
ｂを印加する。第３図ａに示すフォトダイオード部から
信号電荷を移送した直後のフォトダイオード部の電位７
−９と第３図すにおける７−９は同一時刻におけるフォ
トダイオード部の電位を示しており、同一である。信号
電荷のフォトダイオード部からの移送期間が終了し、信
号電荷蓄積期間が開始される。信号電荷が蓄積されると
ともにフォトダイオード部の電位は下がシ、例えば７−
８の電位まで下がると過剰電荷１５はＰウェル領域６−
１を通過してｎ基板領域５−１に排出される。
これが従来の駆動方法である。しかしこの駆動方法では
以下に述べるような欠点を有する。
以下に述べるような欠点を有する。
それを第３図ａのＢ’−Ｄ−Ｃ’線に沿った電位を示す
第４図を用いて説明する。同図は第３図ａと第３図すを
結合した図であり、フォトダイオード部から信号電荷を
移送期間中である。この期間中フォトダイオード部で発
生した電荷は、７−８の電荷になる捷で垂直ＣＯＤチャ
ンネル領域８−１、移送ゲート領域１１−１．フォトダ
イオード部領域７−２に蓄積される。（同図の斜線部）
実際には、電位７−８捷で下がる前に垂直ＣＯＤチャン
ネル内の隣接した領域に溢れ出す。即ち、フォトダイオ
ード部から信号電荷を移送期間中は、事実上ブルーミン
グ抑制能力が無効になるという大きな欠点を有していた
。
第４図を用いて説明する。同図は第３図ａと第３図すを
結合した図であり、フォトダイオード部から信号電荷を
移送期間中である。この期間中フォトダイオード部で発
生した電荷は、７−８の電荷になる捷で垂直ＣＯＤチャ
ンネル領域８−１、移送ゲート領域１１−１．フォトダ
イオード部領域７−２に蓄積される。（同図の斜線部）
実際には、電位７−８捷で下がる前に垂直ＣＯＤチャン
ネル内の隣接した領域に溢れ出す。即ち、フォトダイオ
ード部から信号電荷を移送期間中は、事実上ブルーミン
グ抑制能力が無効になるという大きな欠点を有していた
。
発明の目的
本発明は上記欠点に鑑み、フォトダイオード部からの信
号電荷移送期間中にもブルーミング抑制効果を発揮する
ことができる固体撮像装置を提供するものである。
号電荷移送期間中にもブルーミング抑制効果を発揮する
ことができる固体撮像装置を提供するものである。
発明の構成
この目的を達成するために本発明の固体撮像装置は、複
数個の光電変換素子とその光電変換素子に蓄積された信
号電荷を読み出す手段と、前記光電変換素子から過剰電
荷を排出する過剰電荷排出手段と、前記光電変換素子に
蓄積された信号電荷を前記読み出し手段に移送する期間
中に前記過剰電荷排出手段を制御する制御手段を有し、
排出をより容易ならしめる状態にすることによって、信
号電荷移送期間中もブルーεフグ抑制能力を有効な状態
とすることかできる。
数個の光電変換素子とその光電変換素子に蓄積された信
号電荷を読み出す手段と、前記光電変換素子から過剰電
荷を排出する過剰電荷排出手段と、前記光電変換素子に
蓄積された信号電荷を前記読み出し手段に移送する期間
中に前記過剰電荷排出手段を制御する制御手段を有し、
排出をより容易ならしめる状態にすることによって、信
号電荷移送期間中もブルーεフグ抑制能力を有効な状態
とすることかできる。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第５図は本発明の第１の実施例における駆動パルス例を
示すものである。２０は垂直ＣＯＤの転送電極とフォト
ダイオード部からの信号電荷の移送を制御する電極を兼
ねた電極９へ印加するクロックパルスであり、２Ｑ−１
の電圧が印加されている期間が移送期間であり、２０−
２ 、２０−３の電圧か交互に印加される期間に垂直Ｃ
ＣＤ内を転送する。これは従来と同じである。本発明は
、ｎ基板５に２１て示すようなりロックパルスを印加す
ることにある。同図の２０，２１のＥ期間を拡大したの
がそれぞれ第６図の２２．２３である。
示すものである。２０は垂直ＣＯＤの転送電極とフォト
ダイオード部からの信号電荷の移送を制御する電極を兼
ねた電極９へ印加するクロックパルスであり、２Ｑ−１
の電圧が印加されている期間が移送期間であり、２０−
２ 、２０−３の電圧か交互に印加される期間に垂直Ｃ
ＣＤ内を転送する。これは従来と同じである。本発明は
、ｎ基板５に２１て示すようなりロックパルスを印加す
ることにある。同図の２０，２１のＥ期間を拡大したの
がそれぞれ第６図の２２．２３である。
同図に示すようにクロックパルス２２の２０−１の期間
と重なりをもつパルス（２１−１）ｎ基板９に印加する
ことにある。即ち信号電荷蓄積期間の殆んどは従来と同
じ低レベルの電圧２１−２を印加し、移送期間中に、高
レベルの電圧２１−２を印加することによって、１ルー
ミング抑制能力を有効にする。このときのブルーミング
抑制効果を説明する電位分布を第４図に示している。こ
のとき移送期間中には、２６で示した破線以上の電荷は
ｎ基板領域５−１に排出されるためプルーミングか抑制
される。このとき、垂直ＣＯＤの隣接領域とのバリヤー
は電位２６よシ低いことが必要であるが、実際には容易
に実現できる。
と重なりをもつパルス（２１−１）ｎ基板９に印加する
ことにある。即ち信号電荷蓄積期間の殆んどは従来と同
じ低レベルの電圧２１−２を印加し、移送期間中に、高
レベルの電圧２１−２を印加することによって、１ルー
ミング抑制能力を有効にする。このときのブルーミング
抑制効果を説明する電位分布を第４図に示している。こ
のとき移送期間中には、２６で示した破線以上の電荷は
ｎ基板領域５−１に排出されるためプルーミングか抑制
される。このとき、垂直ＣＯＤの隣接領域とのバリヤー
は電位２６よシ低いことが必要であるが、実際には容易
に実現できる。
ｎ基板に印加する電圧パルスの立上りの位相は２２と２
３に示すように、移送期間の開始と同位相が望ましい。
３に示すように、移送期間の開始と同位相が望ましい。
しかし、プルーミングが発生しない入射光強度が若干低
くなるが２６に示すように少し遅れても構わない。
くなるが２６に示すように少し遅れても構わない。
ただし２４に示すように移送期間になる前にｎ基板に高
レベル２４−１が印加されるとフォトダイオード部に蓄
積された信号電荷が第４図の電位２６捷で排出されるた
めフォトダイオードのダイナミックレンジが低下する。
レベル２４−１が印加されるとフォトダイオード部に蓄
積された信号電荷が第４図の電位２６捷で排出されるた
めフォトダイオードのダイナミックレンジが低下する。
ｎ基板へ印加するパルスの立ち下がりの位相は移送期間
の終了と同時でもよいが、同期性の容易さからは２３Ｖ
ｒｃ示すように若干遅れた方がよい。
の終了と同時でもよいが、同期性の容易さからは２３Ｖ
ｒｃ示すように若干遅れた方がよい。
なお、本実施例では、ブルーミング抑制手段としてＰウ
ェル構造のものについて説明したが、これに限定される
ものではなく、フォトダイオード部から過剰電荷を排出
する機能を有するものであれば何でもよい。例えば、フ
ォトダイオード部に隣接シてオーバーフローコントロー
ルゲート及びオーバーフロードレインを有したいわゆる
「オーバーフロードレイン構造」のものでもオーバーフ
ローコントロールケ−）Ｋ：クロックパルスヲ印、ｌＪ
［］することによって同様の効果を得ることができる。
ェル構造のものについて説明したが、これに限定される
ものではなく、フォトダイオード部から過剰電荷を排出
する機能を有するものであれば何でもよい。例えば、フ
ォトダイオード部に隣接シてオーバーフローコントロー
ルゲート及びオーバーフロードレインを有したいわゆる
「オーバーフロードレイン構造」のものでもオーバーフ
ローコントロールケ−）Ｋ：クロックパルスヲ印、ｌＪ
［］することによって同様の効果を得ることができる。
またインターライン移送方式ｃａｎｅ例に用いて説明し
たが、他の方式の素子でも、また−次元のた信号電荷を
読み出し手段に移送する期間中に、過剰電荷排出制御を
より排出を容易にする状態とすることによって、移送期
間中にブルーミング抑制能力が無効になる期間をなくシ
、よりブルーごング抑制能力を高めることができ、その
実用的効果は大なるものがある。
たが、他の方式の素子でも、また−次元のた信号電荷を
読み出し手段に移送する期間中に、過剰電荷排出制御を
より排出を容易にする状態とすることによって、移送期
間中にブルーミング抑制能力が無効になる期間をなくシ
、よりブルーごング抑制能力を高めることができ、その
実用的効果は大なるものがある。
第１図はインターライン転送方式ＣＯＤの全体構成図、
第２図は要部の断面構造図、第３図ａ。 ｂは従来駆動における電位分布を示す図、第４図は従来
駆動及び本発明駆動の比較図、第５図は本発明駆動の一
実施例を示す図、第６図は本発明、駆動の一実施例及び
他の実施例のクロックパルスを示す図である。 １ フォトダイオード、２ 垂直ＣＯＤ。 ３ 水平ＣＯＤ、４ ・・電荷検知部、５ ・・・ｎ
基板、６ ・Ｐウェル、了・−・フォトダイオード、
８ 垂直ＣＯＤチャネル、９ ・・電極、１０酸化膜
、７−８．７−９ ・ 電位、２０，２１゜２２．２
３，２４．２５ 駆動クロックパルス。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 第４図 第５図 室 圧
第２図は要部の断面構造図、第３図ａ。 ｂは従来駆動における電位分布を示す図、第４図は従来
駆動及び本発明駆動の比較図、第５図は本発明駆動の一
実施例を示す図、第６図は本発明、駆動の一実施例及び
他の実施例のクロックパルスを示す図である。 １ フォトダイオード、２ 垂直ＣＯＤ。 ３ 水平ＣＯＤ、４ ・・電荷検知部、５ ・・・ｎ
基板、６ ・Ｐウェル、了・−・フォトダイオード、
８ 垂直ＣＯＤチャネル、９ ・・電極、１０酸化膜
、７−８．７−９ ・ 電位、２０，２１゜２２．２
３，２４．２５ 駆動クロックパルス。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 第４図 第５図 室 圧
Claims (1)
- 複数個の光電変換素子と、前記光電変換素子に蓄積され
た信号電荷を読み出す読み出し手段と、前記光電変換素
子から過剰電荷を排出する過剰電荷排出手段と、前記光
電変換素子に蓄積された信号電荷を前記読み出し手段に
移送する期間中に、前記過剰電荷排出手段を制御する制
御手段を有することを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59148085A JPH0683399B2 (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59148085A JPH0683399B2 (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6126375A true JPS6126375A (ja) | 1986-02-05 |
| JPH0683399B2 JPH0683399B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=15444896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59148085A Expired - Lifetime JPH0683399B2 (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0683399B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02229469A (ja) * | 1989-03-01 | 1990-09-12 | Matsushita Electron Corp | 光電変換素子の駆動方法 |
| JP2007142696A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Sony Corp | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および撮像装置 |
| CN100346639C (zh) * | 2003-10-03 | 2007-10-31 | 松下电器产业株式会社 | 驱动摄像元件的驱动装置 |
| US7884872B2 (en) | 2005-07-26 | 2011-02-08 | Panasonic Corporation | Method for driving solid-state imaging apparatus and solid-state imaging apparatus |
-
1984
- 1984-07-16 JP JP59148085A patent/JPH0683399B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02229469A (ja) * | 1989-03-01 | 1990-09-12 | Matsushita Electron Corp | 光電変換素子の駆動方法 |
| CN100346639C (zh) * | 2003-10-03 | 2007-10-31 | 松下电器产业株式会社 | 驱动摄像元件的驱动装置 |
| US7898589B2 (en) | 2003-10-03 | 2011-03-01 | Panasonic Corporation | Driving apparatus for driving an imaging device |
| US7884872B2 (en) | 2005-07-26 | 2011-02-08 | Panasonic Corporation | Method for driving solid-state imaging apparatus and solid-state imaging apparatus |
| JP2007142696A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Sony Corp | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0683399B2 (ja) | 1994-10-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |