JPS62160758A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPS62160758A JPS62160758A JP61002137A JP213786A JPS62160758A JP S62160758 A JPS62160758 A JP S62160758A JP 61002137 A JP61002137 A JP 61002137A JP 213786 A JP213786 A JP 213786A JP S62160758 A JPS62160758 A JP S62160758A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- horizontal
- charge
- solid
- sent
- gate electrode
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-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C27/00—Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
- G11C27/04—Shift registers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/713—Transfer or readout registers; Split readout registers or multiple readout registers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N3/00—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
- H04N3/10—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical
- H04N3/14—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices
- H04N3/15—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices for picture signal generation
- H04N3/1575—Picture signal readout register, e.g. shift registers, interline shift registers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (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）
本発明は固体撮像素子に関し、特に多線読み出しを容易
にした固体撮像素子に関する。
にした固体撮像素子に関する。
（従来技術）
固体撮像素子は、その技術発展の方向の一つとして高解
像力を得るための多画素化があり、最近では４０万画素
クラスのものも発売されている。
像力を得るための多画素化があり、最近では４０万画素
クラスのものも発売されている。
このような素子の多画素化に伴って微細加工性および高
速動作特性は一層要求されている。この−解決例として
、ゲート電極を介して互いに並置接続した複数本の水平
ＣＣＤを用いて特性を向上させた多線読み出し形固体撮
像素子が提案されている。
速動作特性は一層要求されている。この−解決例として
、ゲート電極を介して互いに並置接続した複数本の水平
ＣＣＤを用いて特性を向上させた多線読み出し形固体撮
像素子が提案されている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、このような素子は垂直転送部から前記複
数本の水平ＣＣＤへの信号電荷の割υ振りが複雑である
と云う欠点を有していた。更に、この欠点はパターン形
状および駆動波形の複雑化或いは製造プロセスにおける
マスク合わせ精度の高度化を伴った。
数本の水平ＣＣＤへの信号電荷の割υ振りが複雑である
と云う欠点を有していた。更に、この欠点はパターン形
状および駆動波形の複雑化或いは製造プロセスにおける
マスク合わせ精度の高度化を伴った。
本発明の目的は、上記欠点に鑑みてなされたもので、複
雑なパターン形状および駆動波形を用いることなく、シ
かもその製造プロセスを複雑にしないで多線読み出しが
容易になされた固体撮像素子を提供することにある。
雑なパターン形状および駆動波形を用いることなく、シ
かもその製造プロセスを複雑にしないで多線読み出しが
容易になされた固体撮像素子を提供することにある。
（問題点を解決するための手段および作用）すなわち、
本発明の上記目的は、マトリクス状に配置された光電変
換素子の信号を、ゲート電極を介して互いに並置接続し
た少なくとも２本以上の水平ＣＣＤからなる水平転送部
に順次転送して読み出す固体撮像素子において、前記水
平００Ｄの埋込みチャネルのポテンシャル井戸の深さが
互いに異っており、前記ゲート電極を制御して垂直転送
部からの信号が前記各水平ＣＣＤに割り振られることを
特徴とする固体撮像素子により達成される。
本発明の上記目的は、マトリクス状に配置された光電変
換素子の信号を、ゲート電極を介して互いに並置接続し
た少なくとも２本以上の水平ＣＣＤからなる水平転送部
に順次転送して読み出す固体撮像素子において、前記水
平００Ｄの埋込みチャネルのポテンシャル井戸の深さが
互いに異っており、前記ゲート電極を制御して垂直転送
部からの信号が前記各水平ＣＣＤに割り振られることを
特徴とする固体撮像素子により達成される。
このように各水平ＣＣＤのポテンシャル井戸の深さに予
め差異を設けておくことにより、１つの水平ＣＣＤに供
給された信号は水平ＣＣＤ間に設けたゲート電極の制御
によシ別の水平ＣＣＤに転送可能に設けられて信号の割
り振りが容易に行われる。
め差異を設けておくことにより、１つの水平ＣＣＤに供
給された信号は水平ＣＣＤ間に設けたゲート電極の制御
によシ別の水平ＣＣＤに転送可能に設けられて信号の割
り振りが容易に行われる。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第１図は本発明による固体撮像素子の１実施例を示すブ
ロック図である。なお、本実施例では互いに並置接続し
た２つの水平Ｃ０Ｄ（Ｈ（ＩＣ！Ｄ）が２相駆動される
場合について述べる。
ロック図である。なお、本実施例では互いに並置接続し
た２つの水平Ｃ０Ｄ（Ｈ（ＩＣ！Ｄ）が２相駆動される
場合について述べる。
図において、受光部１および垂直転送部２は簡略化して
１つのブロックとして示されている。すなわち、マ）
ＩＪクス状に配置した複数の受光素子から成る受光部１
と、受光素子の垂直列に対応した垂直ｃａｎから成る垂
直転送部２が配置されており、この垂直転送部２の出力
側にはゲート電極５を通して後述の水平転送部が配置さ
れている。
１つのブロックとして示されている。すなわち、マ）
ＩＪクス状に配置した複数の受光素子から成る受光部１
と、受光素子の垂直列に対応した垂直ｃａｎから成る垂
直転送部２が配置されており、この垂直転送部２の出力
側にはゲート電極５を通して後述の水平転送部が配置さ
れている。
前記水平転送部はゲート電極５を介して互いに並置接続
された２つのＨ（ＩＣ！Ｄ６，７によシ構成され、それ
らの出力端には夫々バッファ・アンプ８．９が接続され
ている。また、前記’ＥＣＣＤ６゜７は２つ１組になっ
て多数配列された水平転送電極（第３図、符号１０．１
１）により、クロック信号φ６１ ＋φ６２．φ７に、
φ７２ によシ駆動される。
された２つのＨ（ＩＣ！Ｄ６，７によシ構成され、それ
らの出力端には夫々バッファ・アンプ８．９が接続され
ている。また、前記’ＥＣＣＤ６゜７は２つ１組になっ
て多数配列された水平転送電極（第３図、符号１０．１
１）により、クロック信号φ６１ ＋φ６２．φ７に、
φ７２ によシ駆動される。
第２図は、本発明の特長部分を説明する図で、前記２つ
の１（Ｃ（！Ｄのポテンシャル・プロファイルを示して
いる。
の１（Ｃ（！Ｄのポテンシャル・プロファイルを示して
いる。
本発明では、図から明らかなとおり、前記２つのＨＣＣ
Ｄ６．７の埋込みチャネル６ａ、７ａのポテンシャル井
戸の深さくポテンシャル・エネルギー）に差異が設けら
れている。この差異は、ＨＯＯＤ間に形成した転送部の
途中から下方側の埋込みチャネル７ａを含む領域（第３
図、符号１２）の不純物濃度を上方６ａの領域より高く
して、同一ゲート電圧下でもポテンシャル井戸の深さが
深くなるようにしである。
Ｄ６．７の埋込みチャネル６ａ、７ａのポテンシャル井
戸の深さくポテンシャル・エネルギー）に差異が設けら
れている。この差異は、ＨＯＯＤ間に形成した転送部の
途中から下方側の埋込みチャネル７ａを含む領域（第３
図、符号１２）の不純物濃度を上方６ａの領域より高く
して、同一ゲート電圧下でもポテンシャル井戸の深さが
深くなるようにしである。
すなわち、ＣＣＤではゲート電極に印加する電圧を、Ｈ
工ＧＥＥ／ＬＯＷに順次切替えることによ抄ポテンシャ
ル井戸の深さを変化させて、そこに蓄積された電荷を順
次転送していくのであるが、このポテンシャル井戸の深
さは不純物濃度に依存して形成されることは周知である
。そこで、本発明は定常状態で前記２つのＨＣＣＤ６．
７の不純物濃度に予め差異を設けてポテンシャル井戸の
深さに違いを形成することで、水平転送部に送シ込まれ
て来る電荷が簡単に振シ分けられるようにしたものであ
る。
工ＧＥＥ／ＬＯＷに順次切替えることによ抄ポテンシャ
ル井戸の深さを変化させて、そこに蓄積された電荷を順
次転送していくのであるが、このポテンシャル井戸の深
さは不純物濃度に依存して形成されることは周知である
。そこで、本発明は定常状態で前記２つのＨＣＣＤ６．
７の不純物濃度に予め差異を設けてポテンシャル井戸の
深さに違いを形成することで、水平転送部に送シ込まれ
て来る電荷が簡単に振シ分けられるようにしたものであ
る。
この井戸の深さの違いの形成方法としては、例えば埋込
みチャネルのｎ型拡散を２回行うことによシ達せられる
。すなわち、例えばｎ型不純物としてムＢをイオン注入
するのに、１回目は埋込みチャネル部の全域に亘って注
入し、次の２回目はチャネル濃度を高くしたい領域、本
例では、ＨＯＯＤ７を含む下方部分の領域１２にのみイ
オン注入を行う。
みチャネルのｎ型拡散を２回行うことによシ達せられる
。すなわち、例えばｎ型不純物としてムＢをイオン注入
するのに、１回目は埋込みチャネル部の全域に亘って注
入し、次の２回目はチャネル濃度を高くしたい領域、本
例では、ＨＯＯＤ７を含む下方部分の領域１２にのみイ
オン注入を行う。
なお、不純物濃度の絶対値に関しては既に周知の値であ
れば良いので、ここでの記載は省略する。
れば良いので、ここでの記載は省略する。
次に、このように構成された本発明による固体撮像素子
の動作について述べる。
の動作について述べる。
受光部１に被写体の像が結像され、被写体の輝度に対応
した電荷が得られると、この電荷は垂直転送部２により
転送され、ゲート電極３を介して水平転送部に送り込ま
れる。この際、例えばインタレース走査により選択され
る奇数フィールドの電荷は、第２図および第３図に図示
したＴｉｃ Ｃ！Ｄ６の埋込みチャネル６ａにまず送シ
込まれる。次いで、この奇数フィールドの電荷は、電荷
が埋込みチャネルに送り込まれたと同時に■レベルとな
って導通するＨＣＣＤ間のゲート電極５により、Ｈ（！
ＯＤＡを経由してＨ（ＩＣＤ７の埋込みチャネル７ａに
転送される。この様子を第４図に示す。
した電荷が得られると、この電荷は垂直転送部２により
転送され、ゲート電極３を介して水平転送部に送り込ま
れる。この際、例えばインタレース走査により選択され
る奇数フィールドの電荷は、第２図および第３図に図示
したＴｉｃ Ｃ！Ｄ６の埋込みチャネル６ａにまず送シ
込まれる。次いで、この奇数フィールドの電荷は、電荷
が埋込みチャネルに送り込まれたと同時に■レベルとな
って導通するＨＣＣＤ間のゲート電極５により、Ｈ（！
ＯＤＡを経由してＨ（ＩＣＤ７の埋込みチャネル７ａに
転送される。この様子を第４図に示す。
第４図の下側の線は、ＨＣＣＤ間のゲート電極５がＨレ
ベルになって導通（図中、下降した位置）し、上方の埋
込みチャネル６ａに蓄積された電荷がポテンシャル井戸
の深い下方７ａに転送される様子を示している。
ベルになって導通（図中、下降した位置）し、上方の埋
込みチャネル６ａに蓄積された電荷がポテンシャル井戸
の深い下方７ａに転送される様子を示している。
一方、次に選択される偶数フィールドの電荷が水平転送
部に送シ込まれる時点になると、今度は前記ゲート電極
５がＬレベル（第４図、上昇した位置）になって電荷は
上方の埋込みチャネル６ａ（ａａｃｎ６）に送シ込まれ
、蓄積される。この際、前記ゲート電極５はチャネル障
壁として作用し、電荷を下方のチャネル７ａに流さない
。このようにして、垂直転送部２からの信号電荷が夫々
のＥＣ（３Ｄ６．７に振り分けられると、第３図に戻っ
て、夫々の水平転送電極１０１〜１０ｎ、１１１〜１１
ｎＩ／ｃよって水平方向に順次転送され、夫々のバッフ
ァ・アンプ８，９を介して記録装置または表示装置（共
に図示せず）に供給される。この際、本発明では、夫々
のＨＯＣ！Ｄ６，７に振シ分けられた電荷は互いに干渉
されず独立に転送可能に設けられているため、前記水平
転送電極１０゜１１のパルスタイミングおよび電圧値共
に同じにしてクロック信号φ６１＝φ丁！、φ６！＝φ
γ２により駆動できる。
部に送シ込まれる時点になると、今度は前記ゲート電極
５がＬレベル（第４図、上昇した位置）になって電荷は
上方の埋込みチャネル６ａ（ａａｃｎ６）に送シ込まれ
、蓄積される。この際、前記ゲート電極５はチャネル障
壁として作用し、電荷を下方のチャネル７ａに流さない
。このようにして、垂直転送部２からの信号電荷が夫々
のＥＣ（３Ｄ６．７に振り分けられると、第３図に戻っ
て、夫々の水平転送電極１０１〜１０ｎ、１１１〜１１
ｎＩ／ｃよって水平方向に順次転送され、夫々のバッフ
ァ・アンプ８，９を介して記録装置または表示装置（共
に図示せず）に供給される。この際、本発明では、夫々
のＨＯＣ！Ｄ６，７に振シ分けられた電荷は互いに干渉
されず独立に転送可能に設けられているため、前記水平
転送電極１０゜１１のパルスタイミングおよび電圧値共
に同じにしてクロック信号φ６１＝φ丁！、φ６！＝φ
γ２により駆動できる。
なお、第３図中において、符号１３はチャネル分離領域
を示す。
を示す。
上記実施例では、ポテンシャル井戸の深さが不純物濃度
の変化によって達せられたが、他に例えば各チャネル上
の酸化膜の厚さによっても行うことができる。
の変化によって達せられたが、他に例えば各チャネル上
の酸化膜の厚さによっても行うことができる。
また、上記実施例に於ては、２つのＨＣｊＣＤによる２
線読出しについて述べたが、本発明はこれに限定されず
３線読出しでも可能であり、ＨＣＣＤの駆動についても
２相、３相、４相何れの駆動方法でも良いことは当業者
にとって明らかである。
線読出しについて述べたが、本発明はこれに限定されず
３線読出しでも可能であり、ＨＣＣＤの駆動についても
２相、３相、４相何れの駆動方法でも良いことは当業者
にとって明らかである。
（発明の効果）
以上記載したとおり、本発明の固体撮像素子によれば、
多線読み出しを行うＨＯＯＤのポテンシャル・レベルに
差異を設けておくことにより、ＨＣＣＤ間のゲート電極
を制御するだけで垂直転送部を転送されて来た電荷をこ
れらＥＣＩＣ！Ｄに容易に振り分けることが出来る。ま
た各ＨＯＣＴ）の電荷は互いに干渉することなく独立に
転送できるので、夫々の転送ゲート電極を共通にしてＨ
ＣＣＤの駆動を容易に出来る。更に、各ＨＯＯＤはポテ
ンシャル・レベルに差異が形成されるだけであり、しか
も、この差異は、例えばイオン拡散を１回余計に行うだ
けで設けられるので、製造プロセスを複雑にしない。ま
た、ポテンシャル・レベルの境界はＨ（１ＩＣＤ間のゲ
ート電極下であれば良く、高いマスク合わせ精度も要求
しない。
多線読み出しを行うＨＯＯＤのポテンシャル・レベルに
差異を設けておくことにより、ＨＣＣＤ間のゲート電極
を制御するだけで垂直転送部を転送されて来た電荷をこ
れらＥＣＩＣ！Ｄに容易に振り分けることが出来る。ま
た各ＨＯＣＴ）の電荷は互いに干渉することなく独立に
転送できるので、夫々の転送ゲート電極を共通にしてＨ
ＣＣＤの駆動を容易に出来る。更に、各ＨＯＯＤはポテ
ンシャル・レベルに差異が形成されるだけであり、しか
も、この差異は、例えばイオン拡散を１回余計に行うだ
けで設けられるので、製造プロセスを複雑にしない。ま
た、ポテンシャル・レベルの境界はＨ（１ＩＣＤ間のゲ
ート電極下であれば良く、高いマスク合わせ精度も要求
しない。
第１図は本発明による固体撮像素子の１実施例を示すブ
ロック図、第２図は第１図の実施例における２つのＨＣ
ＣＤのポテンシャル・プロファイルを説明する図、第５
図は同じく本発明の要部および動作を説明する図、第４
図は２つのＨ（ＩＣＤ間の電荷転送の様相を示す図であ
る。
ロック図、第２図は第１図の実施例における２つのＨＣ
ＣＤのポテンシャル・プロファイルを説明する図、第５
図は同じく本発明の要部および動作を説明する図、第４
図は２つのＨ（ＩＣＤ間の電荷転送の様相を示す図であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）マトリクス状に配置された光電変換素子の信号を、
ゲート電極を介して互いに並置接続した少なくとも２本
以上の水平ＣＣＤからなる水平転送部に順次転送して読
み出す固体撮像素子において、前記水平ＣＣＤの埋込み
チャネルのポテンシャル井戸の深さが互いに異つており
、前記ゲート電極を制御して垂直転送部からの信号が前
記各水平ＣＣＤに割り振られることを特徴とする固体撮
像素子。 ２）埋込みチャネルの不純物濃度の差異によりポテンシ
ヤル井戸の深さを変えたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の固体撮像素子。 ３）各水平ＣＣＤを駆動するクロック信号を共通に設け
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の固体
撮像素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61002137A JPH07120772B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | 固体撮像素子 |
| US07/002,330 US4750042A (en) | 1986-01-10 | 1987-01-12 | Solid state image pickup element with dual horizontal transfer sections |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61002137A JPH07120772B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | 固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62160758A true JPS62160758A (ja) | 1987-07-16 |
| JPH07120772B2 JPH07120772B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=11520947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61002137A Expired - Lifetime JPH07120772B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | 固体撮像素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4750042A (ja) |
| JP (1) | JPH07120772B2 (ja) |
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| JP2969702B2 (ja) * | 1989-02-14 | 1999-11-02 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子 |
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| SG81892A1 (en) * | 1990-08-09 | 2001-07-24 | Sony Corp | Ccd having a pair of horizontal resisters |
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| DE69230010T2 (de) * | 1991-07-10 | 2000-02-24 | Sony Corp | Festkörper-Farbbildaufnahmevorrichtung |
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-
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- 1986-01-10 JP JP61002137A patent/JPH07120772B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-01-12 US US07/002,330 patent/US4750042A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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|---|---|
| US4750042A (en) | 1988-06-07 |
| JPH07120772B2 (ja) | 1995-12-20 |
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