KR0172854B1 - 씨씨디 고체촬상소자 및 그의 신호처리방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자와 홀의 쌍전하를 이용하여 신호를 검출함으로써 감도를 향상시키고 조도에 대한 동적영역을 증가시킨 CCD 고체촬상소자 및 그의 신호처리방법에 관한 것으로서, 입사광에 대하여 신호전하들을 발생하는 감지영역과; 감지영역으로부터의 신호전하들을 일정시간동안 축적하는 축적영역과; 축적영역에 축적된 신호전하들을 1라인씩 추출하는 HCCD와; HCCD으로부터 출력되는 신호전하들중 전자에 대한 신호전하들을 검출하고 증폭하는 고감도용 신호전하검출 및 증폭회로와; HCCD으로부터 출력되는 신호전하들중 홀에 대한 신호전하들을 검출하고 증폭하는 저감도용 신호전하 검출 및 증폭회로를 포함된다. 또한, 본 발명의 CCD 고체촬상소자의 신호처리방법은 입사광에 대하여 전자와 홀의 신호전하들을 발생하는 단계와, 상기 발생된 신호전하들을 일정시간동안 축적하는 단계와, 상기 축적된 신호전하들을 1 라인씩 추출하는 단계와, 1라인씩 추출되는 신호전하들중 전자에 대한 신호전하들을 검출하는 단계와, 1라인씩 추출되는 신호전하들중 홀에 대한 신호전하들을 검출하는 단계와, 전자에 대한 검출신호와 홀에 대한 검출신호를 합성처리하는 단계를 포함한다.

Description

씨씨디(CCD) 고체촬상소자 및 그의 신호처리방법
제1도는 종래의 프레임 전송(frame transfer)방식의 CCD 고체촬상소자의 구성도.
제2도는 제1도의 프레임 전송방식의 CCD 고체촬상소자의 축적영역의 단면 구조도.
제3도는 (a)-(c)는 제2도의 2A-2A'선 및 2B-2B' 선에 따른 각 단면 구조 및 그에 대한 전위분포도.
제4도는 제1도의 CCD 고체촬상소자의 광전변환 특성도.
제5도는 본 발명의 실시예에 따른 프레임 전송상식의 CCD 고체촬상소자의 구성도.
제6도 (a)와 (b)는 발명의 실시예에 따른 프레임 전송 방식의 CCD 고체촬상소자의 단면 구성도.
제7도 (a)-(b)는 제6도의 2A-2A'선에 따른 단면 구조 및 그에 대한 밴드 다이어그램.
제8도 (a)-(c)는 제6도의 2A-2A'선 및 2B-2B' 선에 따른 단면 구조 및 그에 대한 전도대의 프로파일.
제9도는 (a)-(c)는 제6도의 2A-2A'선 및 2B-2B' 선에 따른 단면 구조 및 그에 대한 가전자대의 프로파일.
제10도 (a)-(b)는 제6도(a)의 C-C'선에 따른 단면 구조 및 그에 대한 가전자대의 프로파일.
제11도 (a)-(d)는 본 발명의 CCD 고체촬상소자에 채택된 4상 구동클럭신호의 파형도.
제12도 (a)-(h)는 본 발명의 CCD 고체촬상소자에의 각 주기마다 전워분포도.
제13도 (a)-(b)는 본 발명의 CCD 고체촬상소자에 채택된 2상 구동클럭신호의 파형도.
제14도 (a)-(d)는 본 발명의 CCD 고체촬상소자에의 각 주기마다 전워분포도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
51 : 감지영역 52 : 축적영역
53 : HCCD 54, 55 : 전하검출 및 증폭회로
본 발명은 CCD 고체촬상소자에 관한 것으로서, 특히 전자와 홀의 쌍전하(bi-charge)를 이용하여 신호를 검출함으로써 감도를 향상시키고 그리고 조도에 대한 동적영역(dynamic range) 을 증가시킨 CCD 고체촬상소자(Charge Coupled Device image sensor) 및 그의 신호처리방법에 관한 것이다.
일반적으로 CCD 고체촬상소자는 입사광에 의해 발생된 전자-홀쌍(electron-holepair)중 하나만을 신호전하로 선택하여 축적 및 전송하는 신호처리하고, 선택되지 않은 신호전하는 불필요한 전하로 간주되어 빠른 시간내에 제거시켜 주었다. 통상적으로, 전자의 이동도가 홀의 이동도보다 크기 때문에 신호전하로서 전자가 사용되었다.
제1도는 종래의 프레임 전송 방식의 CCD 고체촬상소자의 블록도를 도시한 것이다.
제1도는 프레임 전송 CCD 고체촬상소자는 입사광에 대하여 신호전하들을 발생하는 감지영역(sensing area) (11)과, 감지영역(11)으로부터의 신호전하들을 일정시간동안 축적하는 축적영역 (storage area) (12)과, 축적영역(12)애 축적된 신호전하들을 1라인씩 추출하는 HCCD(Horizontal Charge Coupled Device) (13)와, HCCD(13)으로부터 출력되는 신호전하들을 검출하여 증폭하는 전하검출 및 증폭회로(14)를 포함한다.
프레임 전송상식의 CCD 고체촬상소자는 입사되는 광에 대하여 감지영역(11)은 신호전하들을 발생하고 발생된 신호전하들을 일정시간동안 누적시킨다. 감지영역(11)에 누적된 신호전하들은 한꺼번에 수직소거기간동안 축적영역(12)으로 전송되어 축적되고, 축적영역(12)에 축적된 신호전하들은 그다음 수직소거기간까지 1라인씩 추출되어 HCCD(13)로 전송된다. 축적영역(12)에 축적되어 있던 신호전하들이 모두 추출되면 그 동안에 감지영역에서 발생되어 누적된 신호전하들은 다시 축적영역으로 이동되어 상기의 동작을 반복하게 된다.
여기서, 신호전하로서 전자가 이용되기 때문에 검출 및 증폭회로(14)로 전자용 신호검출 및 증폭회로가 사용된다.
제2도는 제1도의 종래의 프레임 전송방식의 CCD 고체촬상소자의 축적영역(12)에 대한 단면 구조를 도시한 것이다.
제2도에는 종래의 프레임 전송방식의 CCD 고체촬상소자의 축적영역(12)에 대한 단면 구조를 도시하였으나, 감지영역(11)과 축적영역(12)은 거의 동일한 단면 구조를 갖는다. 다만 축적영역상에는 입사광을 차단하기 위한 알류미늄으로 된 차광막(light-shielding layer)이 형성됨에 반하여 입사광에 대하여 신호전하를 발생하는 감지영역상에는 차광막이 형성되지 않는다.
제2도를 참조하며, 종래의 프레임 전송방식의 CCD의 축적영역(12)에 대한 단면 구조를 살펴보면, n-형 기판(121)과, n-형 기판(121)에 형성된 p-형 웰(122)과, p-형 웰(122)에 형성된 n 형 매립(buried) 채널영역(123)과, n 형 매립채널영역(123)과 접하여 p-형 웰(122)에 형성된 채널스톱영역(124)과, 기판상에 형성된 Sio2로 된 절연막(125)과 절연막(125)상에 형성된 전송전극(transfer electrode) (126)으로 이루어졌다.
제3도 (a)와(b)는 제2도의 2A-2A'선 및 2B-2B' 선에 따른 단면 구조 를 도시한 것이고,
제3도 (c)는 제2도의 2A-2A'선 및 2B-2B' 선에 따른 전위분포(potential profile)를 도시한 것이다.
입사광에 의하여 감지영역(11)에서 발생된 신호전하중 전자는 제3도 (c)의 선(132)으로 표시된 바와같이 축적영역(12)의 n 형 매립채널영역(123)에 축적되고, 홀은 제3도 (c)의 선(132)으로 표시된 바와같이 기판 (121)과 절연막(125) 즉, si/sio2의 계면 근처와 p-형 웰(122)을 각각 경유하여 p+형 채널스톱영역(124)에 모여 주변부를 통해 제거된다.
이와 같이 종래의 CCD 고체촬상소자에 있어서 신호전하중 홀은 불필요한 신호전하로서 처리되어 전자의 전송에 영향을 미치지 않도록 빠른 시간내에 제거시켜야 하는 것이외에는 전혀 고려되지 않았다.
제4도는 종래의 CCD 고체촬상소자의 광전변환(光電變煥)특성 그래프를 도시한 것으로, X-축은 입사광에 따른 CCD 표면의 조도이고, Y-축은 CCD 의 출력전압이다.
통상 CCD 의 동적영역(dynamic range)은 조도와 출력전압이 비례하는 선형영역으로써 정의되고, 또한 고체촬상소자의 감도는 선형영역에서의 기울시(mV/LUX)로서 나타낸다.
따라서, 제4도에 도시된 바와같아, A 로 표시된 감도특성을 갖는 고체촬상소자와 B로 표시된 감도특성을 갖는 고체촬상소자에 있어서, A 의 감도를 갖는 고체촬상소자가 B의 감도를 갖는 고체촬상소자보다 2배로 높은 감도를 갖는다.
그러나, 조도에 관한 동적영역의 경우에는, A 의 감도를 갖는 고체촬상소자보다 B의 감도를 갖는 고체촬상소자가 더 넓은 동적영역을 갖는다.
A 의 감도를 갖는 고체촬상소자로서 B의 감도를 갖는 고체촬상소자의 동적영역과 동일한 동적영역을 유지하고자 하는 경우에는, A 의 감도를 갖는 고체촬상소자의 최대 출력전압을 2배로 증가시켜 주어야 한다. 그러나, CCD 의 구동전압과 비데오 신호처리회로의 입력전압 등이 제한되기 때문에, 이것은 실제로 용이하지 않다.
종래보다 10배 이상의 고감도전하검출기술이 있다고 하더라도 이 기술을 이용하는데에는 상기한 조도에 대한 동적영역의 문제가 존재한다.
즉, 굉장히 낮은 조도에 대해서는 상기의 고감도 전하검출기술이 유용하지만, 밝은 피사체와 어두운 피사체가 혼재하는 경우 또는 대낮의 굉장히 밝은 옥외등의 풍경을 촬영하는 경우에는, 일정이상의 밝기를 갖는 부분은 완전히 하얗게 되어 농담을 식별할 수 없게 된다.
또한, 최대출력전압을 10배로 설정하고, 구동전압과 신호처리회로 모두를 설정된 최대출력전압에 일치시키는 것은 이론적으로 그리고 현실적으로 불가능하다.
이로 인하여, 동일 화면내에서도 저조도영역에서는 고감도로, 고조도 영역에서는 저조도로 전하를 검출하고 증폭할 수 있는 고체촬상소자가 요구되고 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 홀과 전자의 쌍전하를 모두 신호전하로서 이용하여 저조도영역에서는 고감도로, 고조도 영역에서는 저조도로 신호를 검출할 수 있는 CCD 고체촬상소자 및 그의 신호처리방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 고감도와 조도에 대한 넓은 동적영역을 양립시킬 수 있는 CCD 고체촬상소자 및 그의 신호처리방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입사광에 대하여 신호전하들을 발생하는 감지영역과, 감지영역으로부터의 신호전하들을 일정시간동안 축적하는 축적영역과, 축적영역에 축적된 신호전하들을 1라인씩 추출하는 HCCD와, HCCD으로부터 출력되는 신호전하들중 전자에 대한 신호전하들을 검출하고 중폭하는 고감도용 신호전하검출 및 증폭회로와, HCCD으로부터 출력되는 신호전하들중 홀에 대한 신호전하들을 검출하고증폭하는 저감도용 신호전하검출 및 증폭회로를 포함하는 CCD 고체촬상소자를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 고체촬상소자의 감지영역과 축적영역은 제1도전형의 저농도 기판과, 기판상에 형성된 제2도전형의 웰과, 상기 웰에 형성된 제1도전형을 갖는 제1불순물 영역과, 상기 제1불순물 영역의 표면에 형성된 제2도전형을 갖는 제2불순물 영역과, 제1 및 제2불순물 영역과 접하여 상기 웰에 형성된 제1도전형을 갖는 제3불순물 영역과, 상기 제3불순물 영역과 접하여 상기 웰에 형성된 고농도의 제2도전형의 제4불순물영역을 포함한다.
또한, 본 발명은 입사광에 대하여 전자와 홀의 신호전하들을 발생하는 단계와, 상기 발생된 신호전하들을 일정시간동안 축적하는 단계와, 상기 축적된 신호전하들을 1라인씩 추출하는 단계와, 1라인씩 추출되는 신호전하들중 전자에 대한 신호전하들을 검출하는 단계와, 1라인씩 추출되는 신호전하들중 홀에 대한 신호전하들을 검출하는 단계와, 전자에 대한 검출신호와 홀에 대한 검출신호를 합성처리하는 단계를 포함하는 CCD 고체촬상소자의 신호처리방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
제5도는 본 발명의 실시예에 따른 CCD 고체촬상소자의 구성을 도시한 것이다.
제5도를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프레임 전송 CCD 고체촬상소자는 입사광에 대하여 신호전하들을 발생하는 감지영역(51)과, 감지영역(51)으로부터의 신호전하들을 일정시간동안 축적하는 축적영역(52)와, 축적영역(52)에 축적된 신호전하들을 1라인씩 추출하는 HCCD(53)와, HCCD(53)으로부터 출력되는 신호전하들중 전자에 대한 신호전하들을 검출하고 증폭하는 고감도용 신호전하검출 및 증폭회로(54)와 HCCD(53)으로부터 출력되는 신호전하들중 홀에 대한 신호전하들을 검출하고 증폭하는 저감도용 신호전하검출 및 증폭회로(55)를 포함한다.
제5도와 같은 구조를 갖는 본 발명의 프레임 전송방식의 CCD 고체촬상소자에 있어서 감지영역(51)은 입사광에 대하여 신호전하들 즉, 전자와 홀을 발생하고, 발생된 신호전하들을 일정시간동안 누적시킨다. 감지영역(51)에 누적된 신호전하들은 한꺼번에 수직소거기간동안 축적영역(52)으로 전송되어 축적되고, 축적영역(52)에 축적된 신호전하들은 그다음 수직소거기간까지 1라인씩 추출되어 HCCD(53)로 전송된다.
축적영역(12)에 축적되어 있던 신호전하들이 모두 추출되면 그 동안에 감지영역에서 발생되어 누적된 신호전하들이 다시 축적영역으로 이동되어 상기의 동작을 반복하게 한다.
한편, HCCD(53)로 전송된 신호전하들중 전자들은 고감도(high sensitive)용 신호전하 검출 및 증폭회로(54)를 통해 검출되어 신호처리되고, 신호전하들중 홀들은 저감도(low sensitive)용 신호전하 검출 및 증폭회로(55)를 통해 검출되어 신호처리된다.
제6도는 제5도의 프레임 전송방식의 CCD 고체촬상소자의 축적영역(52)에 대한 단면 구조도로서, 제6도 (a)는 신호전하의 전송방향에 수직한 방향에서의 단면구조도이고, 제6도 (b)는 신호전하의 전송방향에 평행한 방향에서의 단면구조도이다.
제6도에는 본 발명의 실시예에 따른 프레임 전송방식의 CCD 고체촬상소자의 축적영역(52)에 대한 단면 구조만을 도시하였으나, 감지영역(51)과 축적영역(52)은 거의 동일한 단면 구조를 갖는다. 다만 축적영역상에 입사광을 차단하기 위한 알루미늄으로 된 차광막이 형성됨에 반하여 입사광에 대하여 신호전하를 발생하는 감지영역상에는 차광막이 형성되지 않는다.
제6도를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 전송방식의 CCD 고체촬상소자의 축적영역(52)에 대한 구조를 살펴보면, n-형 기판(521)과 n-형 기판(521)에 형성된 p-형 웰(522)과, p-형 웰(522)에 형성된 전자매립채널영역으로 작용하는 제1의 n 형 영역(523)과, 제1의 n 형 영역(523)의 표면에 형성된 홀매립채널영역으로 작용하는 p 형 영역(524)과, 제1의 n 형 영역(523) 및 p 형 영역(524)과 접하여 p-형 헬(522)에 형성된 홀채널스콥영역 및 전자매몰채널영역으로 작용하는 제2의 n 형 영역(525)과, 제2의 n 형 영역(525)과 접하여 p-형 헬(522)에 형성된 전자채널스톱영역 및 홀드레인(drain)영역으로 작용하는 p+형 영역(526)과, 기판상에 형성된 sio2 로 된 절연막(527)과 절연막(527)상에 형성된 전송전극(528)으로 이루어졌다. 제6도에는 도시되지 않았으나 전송전극(528)상에는 차광막이 형성되어 있다.
제7도 (a)와(b)는 제6도 (a)의 5A-5A' 선에 따른 단면 구조 및 밴드 다이어그램(band diagram)을 각각 도시한 것인데, 전도대(condution band)에서는 전자의 미랩채널이 형성되고, 가전자대(valance band)에서는 홀의 매립채널이 형성됨을 알 수 있다.
제8도 (a)와(b)는 제6도 (a)의 5A-5A' 및 5B-5B' 선에 따른 단면 구조를 도시한 것이고, 제8도 (c)는 제6도(a) 5A-5A' 및 5B-5B' 선에 따른 전도대의 프로파일(profile)을 도시한 것이다.
입사광에 의하여 발생된 신호전하중 전자들은 제8도 (c)의 선(531)과 (532)으로 표시된 바와같이 축적영역(52)중 전자매립채널영역으로 작용하는 제1의 n 형 영역(523)에 축적되고, 제1의 n 형 영역(523)의 용량이상으로 과잉의 전자들이 발생되면 과잉의 전자들은 p-형 웰(522)의 전위장벽(potential barrier)을 오버플로우(overflow)하여 n-형 기판(521)을 통해 빠져 나간다. 따라서, 본 발명의 고체촬상소자는 전자에 대해서 수직의 오버플로우 드레인 구조가 형성된다.
제9도 (a)와 (b)는 제6도 (a)의 5A-5A' 및 5B-5B' 선에 따른 단면 구조를 도시한 것이고, 제9도 (c)는 제6도 (a)의 5A-5A' 및 5B-5B' 선에 따른 가전자대의 프로파일(profile)을 도시한 것이다.
제9도를 참조하면, 제2의 n 형 영역(525)은 홀에 대한 채널스톱영역으로 작용하고, p 형 영역(524)은 홀의 매립채널영역으로 작용함을 알 수 있다.
제10도(a)는 제6도 (a)의 5C-5C' 선에 따른 단면 구조를 도시한 것이고, 제10도 (b)는 (a)의 5C-5C' 선에 따른 가전자대의 프로파일을 도시한 것이다.
전송적극(528)과 기판(521) 등에 인가되는 전압을 적당하게 조절하면, 제10도 (b)와 같이, 제6도 (a)의 5C-5C' 선에 따른 가전자대의 프로파일이 얻어진다.
입사광에 의하여 발생된 신호전하들중 홀들은 제10도 (b)에 도시된 바와같이 축적영역(52)중 홀매립채널영역으로 작용하는 p 형 영역(524)에 축적되고, p+형 영역(526)은 홀에 대한 수평 오버플로우 드레인으로 작용한다.
따라서, 전자에 대한 무감도기간에는 n-형 기판(521)에 충분히 큰 양전압을 인가한다. 이기간에는 n-형 기판(521)에 인가된 양전압에 의해 제1의 n 형 영역(523)에는 전자가 축적되지 않아 제1의 n 형 영역(523)은 이기간에는 전자의 매립채널영역으로서 작용하지 않게 된다. 따라서, 전자에 대한 무감도기간에는 입사광에 의해 생성된 전자들은 제1의 n 형 영역(523)에 축적되지 않고 모두 n-형 기판(521)을 통해 빠져나간다.
한편, 홀에 대한 무감도기간은 전송전극(528)에 부전압을 인가한다. 이 기간에는 전송전극에 인가된 부전압에 의해 p 형 영역(524)에 홀이 축적되지 않아 p 형 영역(524)은 홀의 매립채널영역으로 작용하지 않는다. 따라서, 홀에 대한 무감도기간에는 입사광에 의해 생성된 홀은 p 형 영역(524)에 축적되지 않고 모두 p+형 영역(526)을 통해 빠져 나간다.
다음에는 전하의 전송에 대하여 설명한다.
본 발명의 CCD 고체촬상소자는 4상(phase) 구동 방식 및 2상 구동방식 모두 적용가능하다.
제11도 (a)-(d)는 4상 구동 클럭펄스의 파형도를 도시한 것이고, 제12도 (a)-(h)는 각 주기마다 채널영역의 전위분표를 도시한 것이다. 제12도에서 보는 바와같이, 4상구동방식을 채택한 본 발명의 CCD 고체촬상소자의 경우에는 전자(551)와 홀(552)이 동일한 방향으로 전송된다.
제13도 (a)-(b)는 2상 구동 클럭펄스의 파형도이고, 제14도 (a)-(d)는 각 주기마다 채널영역의 전위분표를 도시한 것이다. 제14도에 바와같이, 2상구동방식을 채택한 본 발명의 CCD 고체촬상소자의 경유에는 전자(551)와 홀(552)가 서로 반대방향으로 전송되고, 이와 같이 2상구동방식에 있어서 전자와 홀이 역방향으로 전송되는 특성을 이용하여 전자와 홀의 분리가 가능케 된다.
상기에서 설명한 바와같이 CCD 영상소자는 전자 뿐만 아니라 홀도 신호전하로써 이용하여 신호전하가 종래의 2배 가까이 증가하므로 감도도 대폭 향상된다.
즉, 신호전화 검출 및 중폭회로의 감도를 전자용은 고감도로, 홀용은 저감도로 설정하여 2종류의 신호전하를 수위칭함으로써 고조도찰영과 저조로 촬영의 양쪽에 대응하는 CCD 카메라를 실현할 수 있다.
또한, 상기 신호전하 검출 및 중폭회로의 감도를 전자용은 고감도로, 홀용은 저감도로 설정하고 아나로그/디지탈 변환기와 디지탈 신호 프로세서 등을 이용하여 동일화면에 대해 2가지의 신호를 합성처리한다면 종래보다 조도에 대한 다이나믹 영역이 넓고 고감도인 영상을 얻을 수 있다.
제4도에 도시한 CCD 고체촬상소자의 광전변환특성을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
예를 들어, A와 B를 각각 전자의 신호에 대한 출력감도와 홀에 대한 출력감도 특성이라고 가정하고, C = A + B 로서 합성감도 특성을 정의한다.
이경우, 저조도 영역에서는 고감도용 전자신호에 대한 출력감도에 저감도용 홀신호에 대한 출력감도를 더한 값이 본 발명의 고체촬상소자의 새로운 감도가 된다. 따라서, 본 발명의 고체촬상소자에서는 종래에서와 같이 전자신호에 대한 출력감도만을 이용하는 경우보다도 약간 높은 감도를 얻을 수 있다.
한편, 고조도영역에서는 본 발명의 고체촬상소자는 전자신호에 대한 출력감도는 포화상태에 있기 때문에 저감도용 홀신호에 대한 출력감도가 얻어진다. 그러므로, 본 발명의 고체촬상소자에서는 종래의 고체촬상소자에서 처럼 전자신호에 대한 출력감도만을 이용하는 경우보다 조도에 대한 2배이상으로 넓은 다이나믹 영역을 실현할 수 있다.
상기한 바와같은 본 발명에 따르면, 전자와 홀을 신호전하로서 동시에 출력함므로써 동일화면에 대하여 저조도영역은 고감도로, 고조도 영역은 저감도로 촬상이 가능한 CCD 고체촬상소자를 실현할 수 있다.
전자와 홀을 모두 신호전하로써 이용하는 본 발명의 고체촬상소자는 전자신호에 홀 신호가 추가되므로 신호량이 증가하여 소자의 감도가 향상된다.
또한, 전자와 홀에 각각 다른 감도를 갖는 신호전하 검출 및 증폭회로를 연결하여 전자와 홀신호를 동시에 검출함으로써 입사광에 대한 동적영역이 확대되어 소자의 감도를 향상시킬 수 있다.

Claims (11)

  1. 입사광에 대하여 신호전하들을 발생하는 감지영역과, 감지영역으로부터의 신호전하들을 일정시간동안 축적하는 축적영역과, 축적영역에 축적된 신호전하들을 1라인씩 추출하는 HCCD와, HCCD으로부터 출력되는 신호전하들중 전자에 대한 신호전하들을 검출하고 증폭하는 고감도용 신호전하검출 및 증폭회로와, HCCD으로부터 출력되는 신호전하들중 홀에 대한 신호전하들을 검출하고 증폭하는 저감도용 신호전하검출 및 증폭회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 CCD 고체촬상소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 감지영역은 제1도전형의 저농도 기판과, 기판상에 형성된 제2도전형의 웰과, 상기 웰에 형성된 제1도전형을 갖는 제1불순물 영역과, 상기 제1불순물 영역의 표면에 형성된 제2도전형을 갖는 제2불순물 영역과, 제1 및 제2불순물 영역과 접하여 상기 웰에 형성된 제1도전형을 갖는 제3불순물 영역과, 상기 제3불순물 영역과 접하여 상기 웰에 형성된 고농도의 제2도전형의 제4불순물영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 CCD 고체촬상소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 감지영역은 기판전면에 형성된 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CCD 고체촬상소자.
  4. 제1항에 있어서, 상기 축적영역은 제1도전형의 저농도 기판과, 기판상에 형성된 제2도전형의 웰과. 상기 웰에 형성된 제1도전형을 갖는 제1불순물 영역과, 상기 제1불순물 영역의 표면에 형성된 제2도전형을 갖는 제2불순물 영역과, 제1 및 제2불순물 영역과 접하여 상기 웰에 형성된 제1도전형을 갖는 제3불순물 영역과, 상기 제3불순물 영역과 접하여 상기 웰에 형성된 고농도의 제2도전형의 제4불순물영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 CCD 고체촬상소자.
  5. 제4항에 있어서, 상기 감지영역은 기판전면에 형성된 절연막과, 절연막상에 형성된 전송전극과, 전송적극상에 형성된 차광막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CCD 고체촬상소자.
  6. 제4항에 있어서, 제1불순물 영역은 전자매립채널영역으로 작용하는 것을 특징으로 하는 CCD 고체촬상소자.
  7. 제4항에 있어서, 제2불순물 영역은 홀매립채널영역으로 작용하는 것을 특징으로 하는 CCD 고체촬상소자.
  8. 제4항에 있어서, 제3불순물 영역은 홀채널스톱영역과 전자매립채널영역으로 작용하는 것을 특징으로 하는 CCD 고체촬상소자.
  9. 제4항에 있어서, 제4불순물 영역은 전자채널스톱영역과 홀드레인영역으로 작용하는 것을 특징으로 하는 CCD 고체촬상소자.
  10. 입사광에 대하여 전자와 홀의 신호전하들이 발생하는 단계와, 상기 발생된 신호전하들을 일정시간동안 축적하는 단계와, 상기 축적된 신호전하들을 1라인씩 추출하는 단계와, 1라인씩 추출되는 신호전하들중 전자에 대한 신호전하들을 검출하는 단계와, 1라인씩 추출되는 신호전하들중 홀에 대한 신호전하들을 검출하는 단계와, 전자에 대한 검출신호와 홀에 대한 검출신호를 합성처리하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CCD 고체촬상소자의 신호처리방법.
  11. 제10항에 있어서, 전자에 대한 검출신호와 홀에대한 검출신호를 합성처리시 고감도영역에서는 저조도영역에서는 전자에 대한 검출신호와 홀에 대한 검출신호를 더한 값을 출력하고, 고조도 영역에서는 홀에 대한 검출신호를 출력하는 것을 특징을 하는 CCD 고체촬상소자의 신호처리방법.
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