TWI226785B - CCD image sensor - Google Patents

Description

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【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種電 device )影像偵知器，特別 像偵知器，其中，由複數電 荷，輸入至電荷轉送元件所 【先前技術】 荷 _ 合元件（charge-coupled 是有關於一種電荷耦合元件影 荷轉送元件所接收之信號電 耦接之電荷偵測電容器。 具有複數電荷轉送元件之電荷耦合元件 (Charge-coupled device，CCD ’ 此後稱ccd)影像债知 器近來需要包括以較小尺寸所組裝之檢光二極體，以及且 有較高解析度。為了檢光二極體組裝在較小的尺寸中，電 荷轉送元件組裝在較小之尺寸中是必要的。然而。這需要 花上許多時間以及較高之成本’因此，根據將檢光二極體 以較小尺寸組裝之需求，來完成將電荷轉送元件以較小尺 寸組裝，是相當困難的。因此，一個檢光二極體習慣地以 小尺寸組I ’且彳;《光一極體之數量增加，而不需將電荷轉 送元件以較小尺寸組裝，如以下所述。 第1圖係表示傳統CCD影像偵知器之示意圖。 C C D影像偵知器2 0 0 A為單一 C C D型態。特別的是，◦ c d 影像偵知器20 0A包括電荷轉送元件201以及檢光二極體列 2 〇 2。檢光二極體列2 0 2包括排成一直線之複數檢光二極 體。電荷轉送元件2 0 1以面對檢光二極體列2 0 2之方向排列 成一直線。在檢光二極體列202中每一檢光二極體透過讀 取閘210以輸出信號電荷至電荷轉送元件201。 在檢光二極體列2 0 2中之檢光二極體排列在8微米間

五、發明說明（2) " ----- 距，例如，電荷轉送元件201依照檢光二極體列2〇2之間距 而組=。在每一電荷轉送元件2 〇 1中，一信號提供至電荷 ，移電極（未表示），因此，已由檢光二極體所輸出之電 荷透過電荷轉送元件201轉移至輸出閘2〇3。電荷通過輸出 ，2 0 3 '電荷偵測電容器20 6以及源極隨耦器電路2〇7，接 著由CCD影像偵知器2〇〇A輸出以作為輸出信號。 第2圖表示雙CCD型態之CCD影像偵知器，係依據曰本 公開專利第lU 64087號以及第卜2 486 65號。 ^ CCD影像偵知器20 0B包括在檢光二極體列2 〇2外側之電 =轉运tl件2〇la以及2〇lb。檢光二極體列202包括送出電 荷至電荷轉送元件2 0 1 a之第一群組檢光二極體，以及送出 電荷至電荷轉送元件20 lb之第二群組檢光二極體。第一群 ，之檢光二極體以及第二群組之檢光二極體以一特定間距 父錯排列’例如，以4微米間距。電荷轉送元件2 0 1 a或 20 1 b可以與第1圖中電荷轉送元件2 0 1之間距相等之間距排 列。 一 檢光二極體列2 0 2透過讀取閘2 1 0送出電荷至電荷轉送 凡件201 a及2〇lb。因此所送出之電荷透過電荷轉送元件 20 la及20 lb而被轉移，且交替地輸出至一共通輸出閘 203。 輸出問2 0 3、電荷偵測電容器2 0 6以及源極隨耦器電路（| 2 07可以對於每一電荷轉送元件20 la及20 lb而配置，以獨 力地輸出透過電荷轉送元件20 la及20 lb而轉移之電荷。然 而’ CCD影像偵知器必須包括一開關，以允許透過電荷轉

2134-6013-PF(Nl).ptd 第7頁 1226785 五、發明說明（3) 送元件201a及201b而轉移之電荷輸出。 C C D衫像偵知器2 〇 〇 B設計成具有輸出閘2 〇 3作為電荷轉 送元件2 0 1 a及2 0 1 b之共通輸出閘，以便忽略上述之開關。 雙CCD型態之CCD影像偵知器2〇〇B藉由包括電荷轉送元 件，而可具有檢光二極體，其數量大於單一 CCD型態之◦⑶ 影像偵知器20 0A之兩倍，其中，此電荷轉送元件係根據， 與在單一CCD型態之CCD影像偵知器200A中電荷轉送元件 20 1所組裝之流程相同之流程所組裝。即是，雙型態之 CC D衫像偵知器可以可以具有複數檢光二極體，其數量係 為單一CCD型態之CCD影像偵知器之兩倍，而不需將電荷轉 迗疋件組裝在小尺寸中。檢光二極體在小尺寸之組裝，不 會比電％轉送元件在小尺寸中組裝來的困難。 第3圖係表示包括排列在交錯陣列之兩檢光二極體之 另一CCD影像偵知器，係依據日本公開專利第2〇〇1 一2〇3342 號。 CCD影像偵知器2〇〇c包括第一及第二電荷轉送元件 201a及201b ’係對應於第一及第二檢光二極體列2〇2&及 2〇2b。在第一檢光二極體列2〇2a及第二檢光二極體列2〇2b 之檢光二極體彼此係以二分之一間隔錯開排列。

CCD影像偵知器2〇〇c係設計具有兩單一CCD型態之ccD 影像偵知器200A (第1圖），CCD影像偵知器20 0A之排列係 在兩檢光一極體列之檢光二極體係以二分之一間距排列， 更具有h號所通過之一共通輸出閘2〇3。此結構允許(：(：^影 像債知器200C之檢光二極體數量大於單一 [CD型態之CCD影

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五、發明說明（4) 像侦知器之檢光二極體數，而不需要將電荷轉送元件組裝 在小尺寸中，對於雙CCD型態之CCD影像偵知器2〇〇B也是^ it匕。 在包括交錯排列之檢光二極體之雙CCD型態之CCD影像 備知器20 0B及CCD影像偵知器200C中，於電荷在相同時間〜 週期及由相同數量之檢光二極體所送出之情況下，由將提 ,、至電何轉送元件中電荷轉送電極之信號頻率設定為，'提 供f單一CCD型態之CCD影像偵知器2 0 0A中電荷轉送元件之 電荷轉送電極之信號頻率的一半是可能的。以確保電磁 擾之預防。

^ 此外，相對於雙CCD型態之CCD影像偵知器200B，CCD 〜像偵知器2 0 0 C具有以下優點，係一檢光二極體可以組裝 在較大尺寸中，以確保較高訊雜比（ S/N )，以及一較寬 動態範圍（broader dynamic range)。 第4圖係表示包括四個交錯排列之檢光二極體之另一 ，、、’充C C D衫像偵知器，且第5圖仍表示四個交錯排列之檢光 二極體之另一傳統CCD影像偵知器。

第4圖之CCD影像偵知器200D以及第5圖之CCD影像偵知 為2〇〇E中之每一者，包括四個檢光二極體列20 2a至20 2d， 其中，在檢光二極體列20 2&至2〇2(1中之檢光二極體與其他 者具力四分之一間隔。且第4圖之CCD影像偵知器2〇⑽以及 第T之_影像偵知器2刚中之每一者提出之檢光二極體 數里係為第2及3圖之CCD影像偵知器之兩倍。 第4圖之CCD景> 像谓知器2〇〇D包括列電荷轉送元件2〇1&

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第9頁 1226785 五、發明說明（5) 及201b。第一及第二檢光二極體列2〇2&及2〇21)共同地連接 至電荷轉換元件201a，且第三及第四檢光二極體列2〇2(：及 2 0 2d共同地連接至電荷轉換元件2〇lb。 舉例來說，當均連接至電荷轉換元件2〇丨a之檢光二極 體列202a及202b之一者，送出電荷至電荷轉換元件2〇la 時’或句話說，當檢光二極體列2〇2a&2〇2b之一者使用電 荷轉換凡件2013時，由檢光二極體列2〇23及2〇213中之另一 者所送出之電荷透過電荷排道223a或2 231)而被排出。相同 之操作’同樣實施在第三及第四檢光二極體列2〇2c及 2 02d °因此’假使第一及第四檢光二極體列2〇2a &2〇2d使 用電荷轉換元件2 0 1 a及2 0 1 b，由第二及第三檢光二極體列 2 0 2b及20 2c所送出之電荷透過電荷排道22扑而被排出。 在CCD影像偵知器2〇〇d中，由檢光二極體列2〇2a至 202d所送出之電荷分別輸出兩次。 在第5圖之CCD影像偵知器2〇〇e中，由兩個雙CCD型態 之CCD影像偵知器所傳送之輸出信號藉由開關而調換。在 CCD衫像悄知器2〇〇e中，由第一及第二檢光二極體2〇2&及 20 2b之一者所送出之電荷，以及由第三及第四檢光二極體 2 0 2c f 20 2d之一者所送出之電荷在同一時間輸出至所結合 之電何偵測電容器2〇6a及2〇6b。因此，CCD影像偵知器 7〇E則需要包括開關，就像開關2 1 4。然而，由於不需要 分別輸出兩次由檢光二極體列2〇2a及2〇2(1所輸出之電荷， 與第4圖之CCD影像偵知器比較之下，減短輸出訊號所需時 間是可能的。

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五、發明說明（6) 如上所述，包括四個交錯排列之檢光二極體 像偵知器，1對於增加檢.一朽鲈夕叙曰H ®之CCD衫 体p/ 檢先一極體之數置是有意的，但其 + h者電何必須由檢光二極體輸出兩次或一半接著一半輸 出，以及信號必須由開關214來轉換等問題。這是因氧、类刖 過列之電荷轉送元件所轉送之電荷，不或輪出至空通’、、 偵測電容器。 工5Γ 日本公開專利第1 — 2 3 3 8 8 3號提出一種C C D影像偵知 ^，係設計來將已透過三或多電荷轉送元件而被轉送之電 荷透過共通電荷偵測電容器輸出。在此CCD影像债知器 中，由紅、綠及藍所組合之檢光二極體列所送出之電荷， 透過空通電荷偵測電容器輸出。每一顏色之信號在共通放 大器中被放大，因此減少了在彩色影像中之線性錯ς。 第6圖係表示上述專利所摄露丄彩iCCD 示意圖。 彩色CCD影像偵知器包括彩色之檢光二極體312R、 312G以及312B、RPG色彩之CCD移位暫存器310R、310G以及 310B、以及RPG色彩之輸出閘極313R、313G以及313B。 由檢光一極體312R、312G以及312B所送出之電荷透過 CCD移位暫存器310R、310G以及310B傳送至輸出閘極 313R、313G 以及313B。 雙相位驅動信號0 1及0 2共同提供至CCD移位暫存器 _ 3 1 0 R、3 1 0 G以及3 1 Ο B，以及閘極控制信號R 〇 g及β 0 g分別提 供至輸出閘極313R、313G以及313B。透過輸出閘極313R、 3 1 3 G以及3 1 3 B之任一者所轉送之電荷輸入至浮接源極

2134-6013-PF(Nl).ptd 第11頁 五、發明說明（7) _ 浮接源極314作為共通連接至紅、綠及藍之電#

*電路二jT V已輸入至洋接源極314之電荷透過源極隨耦了 :::318、而輸出至放大器（未表示）。因此每—顏J 確‘ S =由共通放大器來放大，而不需使用使用開關， 崔保減 > 在彩色影像中之線性錯誤。 Β§然而，上述專利所揭露之CCD影像真知器具有以下門 蟪，檢光二極體不能以高密度排列，因為檢光二極體 二巧圖之單一CCD型態之CCD影像偵知器相同。此外排 = 暫存器31°R、31°G及31〇B至浮接源極3“之 至輸出閘313R、313G及313B之下方區域。 、 ^ 送元^ J 為了防止透過複數電荷轉 方而形成。即& ’既使在輸出問之下方 $ 他分開。然…伴隨著-個問題，由於在ί 電何偵測電容器之位置，電荷與 =車=較Γ電荷所ϊ送通過之通道由於層: 窄 此，Ρ型此雜層接近相鄰Ρ—型混雜層，產生

此電S ΐ ϊ ί。假使窄通道效應發生了，電位變低，且因 此冤何之流動速率減少。 U 琴，Ιΐί3專利第u_205532號揭露—種固態影像偵知 ° / 第一、第二以及第三檢光二極體列。移位電極

及第三檢光二極體列配 以及CCD暫存器配置在第7 第二與第三檢光二極體列間。第一 z 置在移位電極以及CCD暫存器之外側。 勺ί公開專利第64—1 4966號揭露一種電荷轉送元件， 匕括電何轉运電極以及輸出閘電極，兩 -導電率之半導體基底中。， 有弟 形成在輸出問極正下方之半導電荷偵測區 下古夕千導脰基底。位在電荷轉送電極 :方之電何轉达通道朝向電荷偵測區 成在電荷轉送電極之下方， 乍&梯電位形 曰本公開專利第4-1 4842號揭露一種在電荷轉 荷偵測電路，其包括兩列電荷 電仃 _ ^ a 。乂替地將由電荷轉送暫存器之最後階m e 出i π Μ 成在輸出閘下方之單一轉送通道，而於 出至/于接化雜型電荷讀取者。 向輸 【發明内容】 有鑑於此，為了解決上述問題，本發明主I目^ + 提供一種CCD影像伯4 w I门趄不I明主要目的在於 電荷轉送元件組Λ Λ’Λ可以高密度排列，而不需將 道，而更可以改ϊΐ:γ中…為輸出間下方之長通 人吾電何轉送之退化。 本發明主要目μ > + 可以防止由輸出在於提供一種ccd影像偵知器，其 甲’下方之電荷轉送元件之分離所導致之窄

1226785 五、發明說明（9) 通道效應，更可以防止電荷流動速度之降低 在本發明之一觀點中，提出一種影伯° 至少四個電荷轉送元件，每一電荷轉送半知益，包括. 複數信號電荷；一電荷偵測電容器，用=以行方向轉送 下，透過電荷轉送元件所連接之一輸 不同之時序 荷轉送元件之信號電荷；以及一電荷哭以接收來自電 存在電荷偵測電容器中之信號電荷。、、的，用以偵測儲 在此CCD影像偵知器中，在 個電荷轉送元件所轉送之電荷，通過1序下’透過四或多 —電荷偵測電容器。輸入至電 ，出閘，且輸出至 影像请知器輸出以作為所心寻的，且接著由⑽ 極體與四或多叛電荷轉壤元。猎由排列小尺寸檢光二 裝在小尺寸而不需將：絲、、,。可以達成將檢光二極體組 在傳統具有四或多：件組裝在小尺寸中。 中，透過兩列之電荷轉、关-何轉送元件之CCD影像偵知器 兩或多個電荷偵測^容^疋件所轉送之電荷，分別輸入至 荷轉送元件所轉送之$ 且接著藉由轉換透過兩列之電 而，既使每一電荷偵测=二=輪出作為影像輸出信號。然 荷偵測電容器之敏感度^谷益接收相同之電荷量，由於電 壓可能會彼此不同。此^及重置雜訊之變化，影像輸出電 本發明其不再需要用 2化對影像重置實施有害的影響。 轉送元件所轉送之電荷^換電荷之開關，且允許透過電荷 保影像之重置。 可、入至共通電荷偵測電容器’以確 2134-6013-PF(Nl).ptd 第14頁 1226785 五、發明說明（10) 此CCD影像偵知器更包括一二極體列，在彼此相鄰之 電荷轉送=件間延伸，二極體列包括一第一檢光二極體群 組以及一第二檢光二極體群組，且第一檢光二極體群組之 檢光二極體與第二檢光二極體群組之檢光二極體交錯排 列，其中第一檢光二極體群組提供信號電荷至電荷轉送元 件之一者，第二檢光二極體群組提供信號電荷至另一電荷 轉送元件。 關係於一對之電荷轉送元件及二極體列，其以雙ccd 型態之CCD影像偵知器之相同方式排列，纟中，信號電荷 沿著檢光二極體之相對側轉送。藉由如此排列檢光二極

體可以達成將檢光二極體組裝在小尺寸而不需將電荷奉 送元件組裝在小尺寸中。 更進:步地，第一二極體列在一對之電荷轉送元件間 延伸且第 極體列在另一對之電荷轉送元件間延伸。 由於此CCD衫像偵知器可以包括二或四個電荷轉送元 件’此影像债知器可以包括二或多雙⑽型態之⑽影 像偵A器在此情况，在二極體列之檢光二極體以檢光二 極體所排列之方向交錯㈣，確保檢光二極體排列之高密 此CCD影像偵知器更包括更包括第一及第二二極體 列，第一及第二二極體列皆在彼此相鄰之該等電荷轉送 件間延伸；其中第一二極體列提供信號電荷至電荷轉送元 件之Ϊ者，且第二二極體列提供信號電荷至另一電荷轉送 兀件，以及第一檢光二極體群組之檢光二極體與第二檢光

2134-6013-PF(N1).ptd 第15頁 T226785_______ 五、發明說明（11) 二極體群組之檢光二極體以一半之間隔交錯排列。 關係於一對之電荷轉送元件及兩二極體列，其排列方 式為兩檢光二極體之交錯排列。藉由如此排列檢光二極 體’可以達成將檢光二極體組裝在小尺寸而不需將電荷轉 送元件組裝在小尺寸中。 更進一步地，在一對之電荷轉送元件檢光二間延伸之 兩二極體列與在另一對之電荷轉送元件間延伸之兩二極體 列以彼此不同之間隔排列。 由於此CCD影像偵知器可以包括四或多個電荷轉送元 件’此CCD影像偵知器可以包括兩或多個兩檢光二極體之 父錯排列’其中，在二極體列之檢光二極體可以在檢光二 極體所排列之方向上彼此交錯，確保檢光二極體排列之高 密度性。 據本發明之另一 二及第三 複數信號 件間延伸 第二檢光 體與第二 _檢光二 第二檢光 第二二極 二極體列 組，且第 提供一種影像偵知器，包 送元件，每一電荷轉送元件 在第一及第 根 括：第 以行方 二電荷 極體群 組之檢 4非歹U ， 轉送元 荷轉送 間延伸 檢光二 一、第 向轉送 轉送元 組以及 光二極 其中第 件，且 元件； ’第二 極體群 觀點， 電荷轉 電荷； ，而第 二極體 檢光二 極體群 二極體 體列， 包括第 二檢光 第一二 一二極 群组， 極體群 組提供 群組提 二檢光 二極體 極體列， 體列包括第一檢光二 且第一檢光二極體群 二極體交錯 該第一電荷 組之檢光 信號電荷 供信號電 在第二及第三電 荷至第二電 荷轉送元件 二極體群組以及第四 群組之檢光二極體與

1226785 五、發明說明（12) ^四^光一極體群組之檢光二極體交錯排列，其中第三檢 :1體群組^供信號電荷至第二電荷轉送元件’且第四 ^光一極體群組提供信號電荷至第三電荷轉送元件；一電 偵測電容器，用以在不同之時序下，透過第一至第三電 ί轉1^元件所連接之一輸出閘，以接收來自第一至第三電 2轉C元件之號電荷；以及一電荷偵測器，用以偵測儲 存在電荷偵測電容器中之信號電荷。 、 、^進一步地，輸出閘包括三階層之閘電極，該等閘電 極以L號電荷所傳送之方向來排列。其中，中間階層之閘 電極具有一大起物’該突起物朝向起使階層之閘電極突 出0

•，據本發明之另一觀點，提供一種CCD影偵知器，包 =丄第一二極體列，包括排列在一列之複數檢光二極體； 一第二二極體列，與第一二極體列平行而延伸，且包括排 列在一列之複數檢光二極體，其中，第二二極體列之檢光 一極體對應於第一二極體列之檢光二極體而以二分之一之 間隔排^]，一第一電荷轉送元件，用以傳送來自第一二極 體列中第K檢光二極體而所接收之複數信號電荷，其中，κ 為積數；一第二電荷轉送元件，用以傳送來自第一二極體 列中第L檢β光二極體而所接收之信號電荷，其中，L為偶 數；一第三電荷轉送元件，用以傳送來自第二二極體列中 第K檢光二極體而所接收之信號電荷；一第四電荷轉送元 件，用以傳，來自第二二極體列中第L檢光二極體而所接 收之信號電荷；一電荷偵測電容器，用以在不同之時序

2134-6013-PF(Nl).ptd 第17頁 下，接收來自第一至苐四 一電荷偵測器，用以偵 =轉送兀件之信號電荷；以及 電荷。 、’、啫存在電荷偵測電容器中之信號 根據本發明之另— 括··一第一二極體列，勹二，提供一種CCD影偵知器，包 體；一第二二極體列，列在一列之複數檢光二極 :排列在一列之複數撿；二：ς極=平：而延伸，且包 檢光二極體對應於第__ ’、 弟一一極體列之 -之間隔排列；一第：：3列之檢光二極體而以二分之 檢光二極體，纟中，；：極f列，包括排列在-列之複數 -二極體列之檢光極體列之檢光二極體對應於第 ^ _ 先一極體對應於第二二極體列之 > 杏_ 件，用以八別值…12排列，一第一至第四電荷轉送元 :j2第一至第四二極體列之複數信號電 篦一资何、=電谷态，用以在不同之時序下，接收來自 时一第四電荷轉送元件之信號電荷；以及一電荷偵測 裔’用以债測儲存在電荷偵測電容器中之信號電荷。 檢光二極體對應於第 之間隔排列；一第三二極體列 根據本發明之另一觀點，提供一種CCD影偵知器，包 括· 第一一極體列，包括排列在一列之複數檢光二極 體， 第一二極體列，與第一二極體列平行而延伸，且包 括排列在一列之複數檢光二極體，其中，第二二極體列之 檢光二極體對應於第一二極體列之檢光二極體而以二分之 & _ β ’包括排列在一列之複數

2134-6013-PF(Nl).ptd 第18頁 m 五、發明說明（14) 檢光一極體’其中，第三二極體列之檢 間隔，係為兩倍之第一及第二二極體尤〜極體所排列之 列之間隔；第一至第三電荷^元件列=檢光二極體所排 第一至第三二極體列之複數信號電荷.—Μ分別傳送來自 器，用以在不同之時序下，接收來自第—電荷偵測電容 元件之信號電荷；以及一電荷伯測器，:至第四電荷轉送 荷偵測電容器中之信號電荷。 以偵測儲存在電 此CCD影像偵知器更包括一第一 一電荷排道將由第一及第二二極體列第一電荷排道，第 且第二電荷排道將由第三二極體列 ^出之電荷排出， 中，第-及第二電荷排道之 之電荷排出，其 根據本發明之另一觀點，提供操作。 數電荷轉送元件，每一電荷轉，像偵知器，包 稷數信號電荷；—電荷 =件以行方向轉送 I’透過電荷轉送元件所連；：：輪】;在不同之時序 何轉达兀件之信號電荷；以及一電苻1，以接收來自電 存在電荷谓剩電容器中之信 °，用以谓測儲 數階層之閘電極 二ς /、中，輪出閉包括複 列，第二或下-階層:傳送之方向來排 前電極u。 〃有—犬起物，突起物朝向 之閘電極具有位：：：包括三階層之閘電極 ( 且第三階層之心，之電荷轉送元件間之—ί:: 起物。 冤何偵測電容器中央之一突 麵 2134-6013-PF(NI).ptd 第19頁 T9967RS____ 五、發明說明（15) 【實施方式】 為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂， 下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如 下。 第一實施例： 第7圖係表示本發明中第.一實施例之CCD影像偵知器之 示意圖。 所表示之CCD影像偵知器100A包括第一至第四列電荷 轉送元件101a、101b、l〇lc及i〇id、第一及第二檢光二極 體列1 0 2 a及1 0 2 b、第一至第四列電荷轉送元件丨〇丨a、 101b、101c及1 Old所共同連接之輸出閘1〇3、重置閘極 1 0 4、源極1 〇 5、包含浮接源極之電荷偵測電容器丨〇 6、以 及作為電荷檢測器之源極隨耦器電路1 〇 7。 苐一至第四列電荷轉送元件l〇la、l〇lb、101c及1 Old 在結構上彼此相同’且第一及第二檢光二極體列1 〇 1 a及 1 0 2 b在結構上也彼此相同。配置在第一至第四列電荷轉送 元件101a、101b、101c及101d之一者與第一及第二檢光二 極體列101a及102b之一者間之電荷讀取閘11〇，包括根據 所接收之光線而送出電何或檢光二極體信號之複數檢光二 極體，且複數檢光二極體彼此間等距。 當雙相位驅動信號提供至電荷轉送電極（未顯示） 時，每一第一至第四列電荷轉送元件丨〇 i a、1 〇 i b、1 〇丨c及 l〇ld ’將來自第一及第二檢光二極體列1〇la&1〇2b之電荷 轉送至輸出閘130。輸出閘130將已透過第一至第四列電荷

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轉送元件101a、101b、l〇lc及loid所轉送之電荷輸出至 荷偵測電容器1 0 6。 ％ 電荷偵測電容器1 06根據所接收之電荷而產生電壓， 且提供此電壓至源極隨耦器電路1〇7。源極隨耦器電路 包括兩M0S電晶體1 12a及1 12b。源極隨耦器電路1〇7將輪入 至電荷偵測電容器106之電荷，轉換為用來產生檢光二1 體輸出信號之電壓信號，並輸出此信號至放大器（未顯示 ^ ° 作為重置信號接收之重置閘極具有電性連接致電源 Vdd之源極1 0 5，且電荷偵測電容器丨〇 6具有共通電壓，以 重置已輸入至電荷偵測電容器丨〇 6之電荷。 第8圖係表示第7圖中沿著vm—VIIK線所取之剖面 圖。 第一電荷轉送元件l〇la形成在Ρ型基底116上，且包括 N型井區113以及N-型井區117，其中N—型井區117具有低於~ 型井區113之換雜濃度。 用來轉送電荷之電荷轉送電極1 2 〇形成在n型井區丨工3 以及N-型井區117上。每一電荷轉送電極12〇包括一對電極 120a及120b，且電極12〇a&12〇b電性連接至共通信號線。 第一電荷轉送元件101a以箭頭140所指示之方向轉送 電荷。P型基底116在其表面以電性隔絕膜覆蓋。一對信號 線（未顯示）電性連接至每一電荷轉送電極12〇， 入電荷轉送信號。 m 複數電荷轉送電極丨20以方向丨40在第一電荷轉送元件

Ι22ή285__ 五、發明說明（17) l〇la中排列。由輸出閘開始計算且Κ為積數之第κ電荷轉送 電極1 2 0，電性連接至第一信號線，且由輸出閘開始計管' 且L為偶數之第l電荷轉送電極120，電性連接至第二信& 線。例如，電荷轉送信號0 3係透過第一信號線而提供至 第K電荷轉送電極1 20，且電荷轉送信號0 4係透過第二信 號線而提供至第L電荷轉送電極1 2 0。 型井區117形成在每一電荷轉送電極丨2〇a之下方，因 此’將與提供至電荷轉送電極120之電壓相等之電壓提供 至電荷轉送電極1 2 0 b之情況下，根據媒介濃度的差異，電 荷轉送電極120a下之電位高於電荷轉送電極丨2〇b下之電 位。因此，在電荷轉送電極丨20下方之電位以方向14〇減 少’以保證電荷能平順地以方向1 4 0轉送。 參閱第7圖，在第一檢光二極體列1〇2&之檢光二極體 以及第二檢光二極體列1〇21)之檢光二極體彼此以一半間隔 排列。在第一檢光二極體列丨〇 2a以及第二檢光二極體列 10 2b之每一者中，透過電荷讀取閘11()而送出電荷至第一 及第三電荷轉送元件l〇la及l〇lc之檢光二極體，以及透過 電荷讀取閘11 〇而送出電荷至第二及第四電荷轉送元件 1 0 1 b及1 〇 1 d之檢光二極體係交替地排列。在第7圖中，第 及第一檢光二極體列1 〇 2 a以1 0 2 b係以箭頭所指示之方向 送出電荷。根據提供至第一至第四電荷轉送元件1〇la至 1 Old中電荷轉送電極丨2〇之電荷轉送信號，由第一檢光二 極體=102a所送出至第一及第二電荷轉送元件1〇la&1〇lb 之電荷，以及由第一檢光二極體列l〇2b所送出至第一及第

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二電荷轉送元件1 ο l C及l ο l d之電荷成功地轉送至輸出閘 103 。 第9圖係表示第7圖中沿著^-丨乂線所取之剖面圖。第 1 0圖係表示第7圖中沿著X - X線所取之剖面圖。 第一及第一電％轉送元件1〇1&及101b，以及第一檢光 二極體列1 0 2 a，如同其他電荷轉送元件以及其他檢光二極 體一樣，形成在P型基底116。第一檢光二極體列i〇2a包括 檢光二極體N型井區11 8，以及形成在檢光二極體n型井區 118上之P型混雜層119 ’且第一檢光二極體列i〇2a產生與 所接收之光能量成比例之電荷量。 如第9及第10圖所示，每一 P+型通道阻止者115包括p型 混雜層，且為了防止電荷移動，P+型通道阻止者丨丨5形成在· 第一檢光二極體列102a與第一及第二電荷轉送元件1〇1&及 1 0 1 b之一者間，更形成在相對於第一檢光二極體列1 〇2a之 第一及第二電荷轉送元件1 〇 1 a及1〇丨b之外側。 當電荷讀取閘信號傳送至電荷讀取閘11 〇時，電荷讀 取閘11 0提升位在其下方之P型基底11 6之表面電位，且將 第一檢光二極體列102a所產生之電荷，輸出至第一或第二 電荷轉送元件101a或101b。在第9圖中，在第一檢光二極 體列1 02a所產生之電荷，透過其下方沒有形成P型通道阻 止者11 5之電荷讀取閘11 〇輸出至第一電荷轉送元件1 0 1 a， · 以及在第10圖中，在第一檢光二極體列l〇2a所產生之電 荷’透過其下方沒有形成P型通道阻止者11 5之電荷讀取閘 110輸出至第一電荷轉送元件l〇lb。

2134-6013-PF(Nl).ptd 第23頁 T2267R5______ 五、發明說明（19) 電荷轉送信號0 3及（/) 4提供至，第一電荷轉送元件 101a及101b中之電荷轉送電極120，且第一電荷轉送元件 1 0 1 a及1 0 1 b以第一檢光二極體列1 0 2 a隔開且彼此面對。電 荷轉送信號0 3及0 4係彼此為反相之兩相位驅動信號，或 是彼此相差半個週期之兩相位驅動信號。 第1 1圖係表示第7圖中區域A之放大平面圖。第丨2圖係 表示在區域A中，第11圖所表示之圖示之較低層平面圖。 第13圖表示在第11圖中沿著XIII-XIII線所取之截面圖。 如第11圖所示，輸出閘103包括3個閘電極l〇3a、 以及103c，且閘電極i〇3a、103b以及103c具有多石夕晶之第 一及第二層。 電荷轉送元件1 0 1 a及1 0 1 b中

在第一及第 信號4 3及0 4提供至電荷轉送電極丨2〇以移動電荷。在第 三及第四電荷轉送元件丨〇丨c及丨〇丨d中，電荷轉送信號必3 及04提供至電荷轉送電極丨2〇以移動電荷。輸出閘1〇\將 已透過第一至第四電荷轉送元件101as101d所傳送之電 荷’輸出至電荷偵測電容器丨〇 6。

如第12圖所示，P型通道阻止者115形成在第7圖之區 域A中第一至第四電荷轉送元件1〇la至1〇1(1間之較低層。 在第1 2圖中虛線所表示之輸出閘1 0 3之下方，p型通道曰阻 者115形成在第一階閘電極103a之上方，以及部分之第一 階問電極嶋之上方。藉由形成在部分之第二階閑電第極-103b之上方，可以防止透過電荷轉送元 入至其他電荷轉送元件。 将、之電何力

2134-6013-PF(Nl).ptd 第24頁 1226785__ 五、發明說明（20) 如第13圖所示，輸出閘103包括三個閘電極103a、 103b及103c，以及形成在P型基底116表面之N型井區113。 複數預設電壓分別提供至閘電極10 3a至103c，以使閘電極 10 3a至103c具有彼此不同之電位。例如，提供至閘電極 10 3a至103c之電壓，係由電荷轉送元件101a至1 Old朝向電 荷偵測電容器1 0 6變為更高。因此，電荷可以快速地透過 電荷轉送元件1 0 1 a至1 0 1 d轉送至電荷偵測電容器1 0 6。 第14圖係表示提供至第一至第四電荷轉送元件i〇ia至 1 0 1 d之信號時序圖。 在兩相位驅動信號01及02或03及04之接收，第一

至第四電荷轉送元件1 〇 1 a至丨〇丨d將電荷朝向輸出閘丨〇 3轉 送。信號0 1、0 2、0 3及0 4具有此波形，為在彼此不同 之時序上，透過第一至第四電荷轉送元件1〇1&至1〇1(1所轉 送之電荷，通過輸出閘1 〇 3，且進入電荷偵測電容器丨〇 6。 在第一至第四電荷轉送元件l〇la至101(1之每一者 τ

在每一 ^號01、02、03及04之下降緣，電荷朝向輸; 閘而轉送。如第1 4圖所示，信號0 1及0 2具有共通週期 且其相位彼此相反；信號0 3及0 4具有與每一信號0 1及 0 2相同之週期，且其相位彼此相反。信號0 1及0 3之相 位彼此以四分之一週期交錯開，同樣地，信號0 2及必4 _ 相位彼此以四分之一週期交錯開。因此，在信號0丨、必 2、03及04之一週期中，第一至第四電荷轉送元件1〇la 至1 0 1 d之每一者朝向電荷偵測電容器丨〇 6輸出一次電荷。 重置信號0R在信號01、02、03及04之一週期中

1226785 五、發明說明（21) 具有四個相位。 例如’在時間T1，因為重置信號0 R之重置脈衝，汲 極1 0 5及電荷偵測電容器丨〇 6具有相通電位；在時間τ丨前， 已由電街轉送元件1 〇 1 b轉送以及已進入電荷偵測電容器 1 0 6之電荷立刻被重置。 在時間T2，重置信號0 r之脈衝降低，因此，輸出信 號維持在初始電位。當信號0 1在時間T3下降時，已透過 電荷轉送元件1 0 1 d所轉送之電荷’進入至電荷偵測電容器 1 06。CCD影像偵知器1 ooa輸出 …” ⑽， 入至電荷偵測電容器1 0 6之電荷量而決定之電壓 在第一實施例中，在第一及第二檢光二極體列丨〇2a及 102b之檢光二極體以一半之間隔彼此交錯，且在第一及第 二檢光二極體列l〇2a及i〇2b之檢光二極體所產生之電荷， 刀別送至第一及第二電荷轉送元件1〇1&及，以及第三 及第四電荷轉送元件l〇lc&l〇ld。透過第一至第四電荷轉 送元件10 la至1〇 Id所轉送之電荷在彼此不同之時間通過輸 出閘103 ’且接著透過電荷偵測電容器1〇6以及源極隨麵器 電路107輪出以作為影像輸出信號。 " <1 根據第一實施例之CCD影像偵知器ιοοΑ，透過第一至 第四電荷轉送元件l〇la至lOld所轉送之電荷，進入第一至 ，四電荷轉送元件l〇la至10 Id所共通連接之電荷偵測電容 器106 ;且在第一及第二檢光二極體列1〇2a及1〇讣之檢光 二極體以一半之間隔彼此交錯。因此，與包括以交錯排列 之四個檢光二極體之傳統CCD影像偵知器2〇〇E (參閱第5圖

T2267RS 五、發明說明（22) ) 異在不给使用用來轉換信號之開關之情況下，ccd 影像偵知|§ 100A之解析度為二倍之雙CCD型態之CCD影 知器（參閱第2圖）之解析度，此外，更為四倍之單cc ; 悲之CCD影像偵知器（參閱第1圖）之解析度。換言之， CCD影像偵知器丨00A可以具有提高之解析度，而不需將第 一至第四電荷轉送元件l〇la至l〇ld組裝在小尺寸中。 一在傳統CCI)影像偵知器200E中，透過兩列之電荷轉送 :件而轉送之電荷’以及透過其他兩列之電荷轉送元件而 轉1之電何，分別輸入至電荷偵測電容器；且當影像 輸出時’影像輸出信號被開關214 偵測電容器時，既使每—電荷錢電容器接吏收用等 里之=何，由於電荷偵測電容器感測度之以 訊之變A，影像輸出信號之電壓彼此相異。 直置雜 比較之下’帛一實施例中，彳以將： 二極體列102a&102b之檢光二極 測電合杰1 0 6輸出，確保影像之再生性。 、 此外，在傳統CCD影偵知器2〇〇E中，輸入 電容器之電荷，被源極隨耦器電路轉換 °了 、u 被選擇之影像輸出信號透過開所值電^號’且一 出。 闻關、唬所傳迗至之開關而輸 在根據第一實施例之「「Π旦/ /Jr t + “ 、丨； J LLD影像偵知器100Α中，ρ推入 ί: ϊ: ΐ" ^ ^ ^ ^ ^ 1 〇〇Α tb # ^CCD ^ ^ ί ΐ 第27頁 2134-6013-PF(Nl).ptd T2267R5 五、發明說明（23) 操作。 在第一實施例中，輸出閘103包括三個閘電極1〇仏至 l〇3c。較低之電壓提供至接近電荷轉送元件^“至““之 區域中之閘電極l〇3a至103(：，且較高之電壓供至接近電荷 偵測電容器106之區域中之閘電極1〇化至1〇3(：。在傳統CC]) 影像偵知器中，輸出閘包括兩閘電極。當由三個或更多電 荷轉送元件列所送出之電荷輸入至單一共通電荷偵測電容 器時，在輸出閘之下方，接近電荷偵測電容器之區域窄於 接近電荷轉送元件之區域，且因此，通道長度為較長，且 通道寬度因為電荷轉送之停滯而為較窄。比較之下，在第 一實施例中，輸出閘包括三個閘電極，以增家輸出閘下方 之電位階數，以確保電荷之平滑轉換。 第二實施例： 第1 5圖係表示第二實施例中對應第7圖中區域a之區域 放大圖’弟16圖係表不第15圖之區域中較低層之平面 圖0 第一貫施例之C C D影像偵知器1 0 0 B在結構上不同於c c D 影像偵知器100A，如輸出閘103之形狀，以及在輸出閘1〇3 下方之N型井區1 1 3之形狀。 在第一實施例中，P+型通道阻止者1 1 5延伸至在輸出閘 130下方層之閘電極1301)下方之區域，如第12圖所示，且 在指向電荷偵測電容器1 〇 6之區域中，電荷轉送元件丨〇 i b 及101c之N型井區113寬度變為較窄。因此，p+摻雜層在此 區域中彼此接近，產生因為窄通道影響而電位降低，且因

η?βι^_____ 五、發明說明（24) 此電荷轉換之速度降低。第二實施例解決此問題，且實現 CCD影像偵知器之高操作速度。 如第一實施例，在第二實施例之輸出閘之輸出閘1 〇 3 包括三個閘電極l〇3d、103e及l〇3f。提供至閘電極l〇3d、 1 0 3 e及1 0 3 f之電壓由電荷轉送元件1 〇 1 a至1 0 1 d朝向電荷偵 測電容器1 0 6增加。

第二階閘電極10 3e以第一至第三突出物122a、122b及 122c形成，其中第一至第三突出物122a、122b及122c在電 荷轉送元件1 0 1 a至1 0 1 d之兩相鄰電荷轉送元件中向形成在 第一階閘電極103d之裂縫突出。第二階閘電極1〇3e由在電 荷偵測電容器1 0 6中央之鄰近區之裂缝所形成。 第三階閘電極l〇3f由第四突出物122d所形成，其中第 四突出物122d向每一電荷轉送元件1〇la及1〇1(1之中央鄰近 區之第一階閘電極l〇3e之裂縫突出。

如第1 6圖所示，p+型通道阻止者丨丨5向第一階閘電極 103d下方之區域延伸。第二階之第一至第三突出物 122a至122c增加在兩相鄰電荷轉送元件間之n型井區丨13之 電位，以因此防止透過任一電荷轉送元件所轉送之電荷， 與透過其他電荷轉送元件所轉送之電荷混和。第三階閘電 極103f之第四突出物i22d增加輪出閘1〇3之中央鄰近區之 電位，以因此防止通道長度增加所造成之電荷轉送速率之 降低，確保電荷平滑地轉送至電荷偵測電容器1〇6。 在第二實施例中，第二階閘電極1〇仏之第一至第三突 出物122a至122c增加其下方之電位，以防止透過任何電荷

T2267^5 五、發明說明（25) ' " ---— 轉送元件所傳送之電荷與透過其他電荷轉送元件所傳送之 電荷混和。第三階閘電極1〇3{之第四突出物122d增加輪出 閘103之中央鄰近區之電位，以因此防止由於第一至第二 突出物122a至122c而增加通道長度所造成之電荷轉送速率 之降低’確保電荷平滑地轉送至電荷偵測電容器1 〇 6。由… 於每一第一至第三突出物122a至122c形成在第一及第二階 閘電極103d及103e之裂縫，N型井區113不出現在基底之^ 面，不需防止電荷轉送。 义 在第一實施例中，如前所述，藉由在輸出閘下方之兩 相鄰電荷轉送元件間形成P+型通道阻止者丨丨5，以防止電荷 彼此混和。然而，第一實施例會伴隨著問題，即是複數p+ 型通道阻止者1 1 5以相當接近之距離彼此相鄰，以造成窄 通道效應，且因此電荷轉送之速度降低。 比較之下，在第二實施例中，為了防止電荷混和，在 輸出閘1 0 3之下方，在兩相鄰電荷轉送元件間之電位增 加，以使電荷快速朝向電荷偵測斷容器1 〇 6快速地轉送。 如第16圖所示，電荷轉送元件101b及l〇lc之N-型井區在輸 出閘103之鄰近區具有較寬之寬度，防止因為窄通道效應 所造成之電荷轉送速度之降低。因此，第二實施例2CCD 影像偵知器可以操作在比第一實施例較高之速度下。 第三實施例： 第1 7圖係表示第三實施例之CCD影像偵知器之示意 圖。 第三實施例之CCD影像偵知器1 〇〇c在結構上不同於第

2134-6013-PF(Nl).ptd 第 30 頁 1226785____ 五、發明說明（26) 一及第二實施例，在於，CCD影像偵知器100C以單一電荷 轉送元件列1 0 1 f代替兩電荷轉送元件1 〇 1 b及1 〇 1 c，且透過 任一電荷轉送元件l〇la、l〇ld及101f所轉送之電荷輸入至 電荷偵測電容器1 0 6。 在第一及第二檢光二極體列l〇2a及102b之檢光二極體 以箭頭之方向送出電荷。在CCD影像偵知器1〇〇A及100B之 四列電荷轉送元件，被第三實施例之三列電荷轉送元件所 取代。 第四實施例： 第1 8圖係表示第四實施例之CCD影像偵知器之示意 圖。 第四實施例之CCD影像偵知器1 〇〇D在結構上不同於第 一及第二實施例之CCD影像偵知器100A及100B，在於在第 一及第二檢光二極體列l〇2c及l〇2d之檢光二極體係以交錯 排列，同樣地，第三及第四檢光二極體列l〇2e及102f之檢 光二極體係以交錯排列。第一檢光二極體列1 〇2c之檢光二 極體與第二檢光二極體列1 〇 2d之檢光二極體彼此以一半之 間隔彼此交錯；第三檢光二極體列l〇2e之檢光二極體與第 四檢光二極體列1 〇 2 f之檢光二極體彼此以一半之間隔彼此 交錯。 假使第7圖之檢光二極體列1 〇 2 a之檢光二極體係以， 用來取代第2圖之雙CCD型態排列之第3圖之兩檢光二極體 交錯排列方式來排列，獲得第一及第二檢光二極體列1 〇2c 及102d。假使第7圖之檢光二極體列102b之檢光二極體，

2134-6013-PF(Nl).ptd 第31頁 Ώ26Ί^___ 五、發明說明（27) 以用來取代雙CCD型態排列之兩檢光二幾體之交錯方式來 排列，可獲得第三及第四檢光二極體102e及i〇2f。第一檢 光二極體列102c之檢光二極體與第三檢光二極體列1〇之 檢光二極體彼此以四分之一之間隔彼此交錯。即是，在 CCD影像偵知器1 〇〇D中，第一至第四檢光二極體列1 02c至 1 0 2 f之檢光二極體，與另一列之檢光二極體彼此以四分之 一間隔交錯。 因此’不必如包括其檢光二極體彼此交錯之四個檢光 二極體列之傳統CCD影像偵知器20 0 E —般，需要開關，具 有彼此交錯排列之第一至第四檢光二極體列1 0 2c至1 0 2 f之

CjD影像價知器l〇〇D之解析度就等於，單一CCD型態之CCD 〜像偵知器之解析度之四倍，而此單一CCD型態之CCD影像 债知器包括具有對應於檢光二極體間隔之共通長度之電荷 轉运元件。因此，CCD影像偵知器丨〇〇D可具有增加之解析 度’而不需將電荷轉送元件組裝在小尺寸中。 第五實施例： 第1 9圖係表示第五實施例之CCD影像偵知器之示意 圖。 五實施例之CCD影像偵知器100 E在結構上不同於上述 第一至第四實施例，其包括第一及第二電荷排道123A及 3 B 以及具有其檢光二極體尺寸彼此相異之複數檢光二& 極體列。 第一 及1 0 2 d間 電荷排道123A夾在第一及第二檢光二極體列i〇2c ，且第二電荷排道123B相鄰於第三檢光二極體列

五、發明說明（28) 1 02g，且在電荷讀取閘11 〇之相對側。第一及第二電荷排 道123A及123B將第一至第三102d至102g所產生之電荷排 假使第18圖之檢光二極體列102e及102f之檢光二極體 以第一圖之單一 CCD型態之排列方式排列，取代第3圖之兩 檢光二極體列之交錯排列，可得到第三檢光二極體丨〇2g。 例如，第一及第二檢光二極體列l〇2c及102d之檢光二 極體之尺寸為第三檢光二極體列l〇2g之檢光二極體尺寸之 一半。 CCD影像偵知器1 〇〇e係設計來具有影像所圖取時之指 定解析度，且CCD影像偵知器100E將根據第一及第二檢光 二極體列102c及l〇2d所送出之電荷而所產生之影像輸出信〇 號選擇性地輸出，且輸出第三檢光二極體列i 〇 2g所送出之 電荷。 假使CCD影像偵知器丨00E選擇較低解析度，在接收控 制電路（為顯示）所傳送之指令信號之接收端之第一電荷 排道lj3A，將第一及第二檢光二極體列1〇2c及1〇2(1所產生 之電荷排出。因此，既使電荷讀取脈衝提供至電荷讀取閘 110，由檢光二極體所送出之電荷不會輸出至第一及第二 =荷轉送元=l〇la&101b。具有較大尺寸之第三檢光二極 -列1 02^所送出之檢光二極體，透過電荷讀取閘丨丨〇以及❶ 第=電何轉迗兀件丨〇丨d而輸入至電荷偵測電容器1 〇 6，且 接著輸出作為具有較低解析度之影像信號。 假使CCD影像偵知器1〇〇E選擇較高解析度，在接收控

第33頁 I2262S5_ 五、發明說明（29) 制電路（為顯示）所傳送之指令信號之接收端之第二電荷 排道123B，將第三檢光二極體列i〇2g所產生之電荷排出。 因此，既使電荷讀取脈衝提供至電荷讀取問丨〗〇，由檢光 二極體所送出之電荷不會輸出至第三電荷轉送元件〗〇 j d。 由其檢光二極體交錯排列之第一及第二檢光二極體列丨〇 2c 及1 0 2 d所送出之電荷，透過電荷讀取閘1 1 〇以及第一及第 二電荷轉送元件1 〇 1 a及1 〇 1 b，輸出至電荷偵測電容器 1 〇 6 ’且接著輸出作為具有較高解析度之影像信號。 透過三個或更多電荷轉送元件所轉送之電荷，可輸入 ^單一電荷偵測電容器1 〇6 ;且送出電荷至第一及第二電 荷轉送元件1 〇 1 a之丨〇丨b之檢光二極體，以及送出電荷至第 三電荷轉送元件l〇ld之檢光二極體具有彼此相異之不同尺 寸’如第五實施例之CCD影像偵知器1 ooe。根據讀取影像 所需之解析度，可以選擇高或低之解析度。 在第一至第五實施例中，輸出閘丨〇 3包括三個閘電 極。或者，輸出閘103可具有四或更多之閘電極。 在第至第五貫施例中，兩相位驅動信號係作為雷荇 信號。或者’假使在與另一者不同之時序了，信^ ^透過電荷轉送元件所轉送之電荷，輸入至電荷偵 裔，則可以使用其他信號。 电谷 钍播Ξ —貫施例之CCD影像偵知器1 00B具有一種結構，此 、:、*#為了防止透過任一電荷轉送元件所傳送之電荷， /雷搞=二t電荷轉送元件所傳送之電荷混和，起使階之閘 '夕 兩相鄰電荷轉送元件間區域中之裂縫，且下一

五、發明說明（30) 閉電^形成在此列放之突起處。此結構可提供至CCD :偵知态，在其中，透過兩電荷轉送元件所轉送之電荷 ^ 一電荷偵測電容器輸出；在此情況下，起使階閘電極 二有裂縫，且第二階閘電極具有突起處，以使p混雜層彼 4接進，且呈現降低電荷轉送速度之結果。 朴第五實施例之CCD影像偵知器丨〇〇E包括第一及第二電 =排道123A及123B，係用來在電荷送出至電荷轉送元件前 4排出電荷。假使在電荷通過輪出閘前，電荷排道排出來 自不被選擇之檢光二極體列之電荷，電荷排道則不必要 =在檢光二極體之鄰近處。例如，電荷排道可以排列在 荷轉送元件或是在電荷轉送元件之末端。 本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定 2明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發 内’當可做些許的更動與满倚，因此本發明之 保5蔓祀圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

2134-6013-PF(Nl).ptd 第35頁 圖式簡單說明 圖。第1圖表示傳統單一CCD型態之CCD影像偵知器示咅 第2圖表示傳統雙CCD型態之CCD影像偵知土 第3圖表不包括排列在交錯陣列之 :圖。 統CCD影像债知器示意圖。 〜極體之傳

第4圖表示包括四個交錯排列之 影像偵知器示意圖。 體之傳統CCE 第5圖表示包括四個交錯排列之檢光二極 統CCD影像價知器示意圖。 粒之另一傳 第6圖表示一傳統CCI)影像偵知器示意圖。 第7圖表示本發明中第一實施例之CCD影像

HI 。 >丨只知态不意 圖表示第7圖中沿著^丨丨―νιη線所取之剖面圖。 弟9圖表示第7圖中沿著I X - I X線所取之剖面圖。。 第1〇圖表示第7圖中沿著Χ-Χ線所取之剖面圖。 第11圖表示第7圖中區域Α之放大平面圖。 第1 2圖表示在區域a中，第11圖所表示之圖 層平面圖。 < 苹乂低 第13圖表示在第丨丨圖中沿著乂丨丨丨―χι丨I線所取之截面 圖0 第14圖表示第一實施例中，提供至⑶^影像偵知器之 元件之信號時序圖。 w 第1 5圖表示第二實施例中對應第7圖中區域a之區域放 大圖

T?9^7RS_ 圊式簡單說明 第16圖表示第15 圖之區域中較低層之平面圖。 第1 7圖表示第三實施例之CCD影像偵知器示意圖。 第1 8圖表示第四實施例之CCD影像偵知器示意圖。 第1 9圖表示第五實施例之CCD影像偵知器示意圖。 符號說明： 2 0 0A〜CCD影像偵知器； 2 0 1〜電荷轉送元件； 2 0 2〜檢光二極體列； 2 0 3〜輸出閘； 2 0 6〜電荷偵測電容器； 2 0 7〜源極隨耦器電路； 2 1 0〜讀取閘； 20 0B〜CCD影像偵知器： 2 0 1 a、2 0 1 b〜電荷轉送元件； 2 0 0C〜CCD影像偵知器： 2 0 2a、2 0 2b〜檢光二極體列； 20 0D〜CCD影像偵知器； 2 02c、2 0 2d〜檢光二極體列； 223a、223b、223b〜電荷排道； 20 0E〜CCD影像偵知器； 2 0 6a、20 6b〜電荷偵測電容器； 2 1 4〜開關； 30 0〜CCD影像偵知器； 310R、310G、310B〜CCD移位暫存器；

2134-6013-PF(Nl).ptd 第37頁 T226785 圖式簡單說明 312R、312G、312B 〜檢光二極體； 313R、313G、313B〜輸出閘極； 3 1 4〜源極； 3 1 8〜源極隨耦器電路； 100A〜CCD影像偵知器； 1 0 1 a、1 0 1 b、1 0 1 c、1 0 1 d〜電荷轉送元件； 102a、102b〜檢光二極體列； 1 0 3〜輸出閘； 1 〇 4〜重置閘極； 1 0 5〜源極； 106〜電荷偵測電容器； φ I 0 7〜源極隨搞器電路； II 0〜電荷讀取閘； 112a、112b 〜MOS 電晶體； 113〜N型井區； 116〜P型基底； 11 7〜N-型井區； 1 2 0〜電荷轉送電極； 120a、120b 〜電極； I 4 0〜箭頭； II 5〜P+型通道阻止者； Φ 118〜檢光二極體N型井區； 11 9〜P型混雜層； 103a、103b、103c 〜閘電極；

2134-6013-PF(Nl).ptd 第38頁

1226785 圖式簡單說明 100B 103d 122a 100C lOlf 100D 102c 100E CCD影像偵知器； 103e、103f〜閘電極； 122b、122c〜突出物； CCD影像偵知器； 電荷轉送元件； CCD影像偵知器； 10 2d、102e、102f〜檢光二極體列 CCD影像偵知器； 1 0 2 g〜檢光二極體列 123A、123B電荷排道 <1 <1

2134-6013-PF(Nl).ptd 第39頁

Claims (1)

1. m67RS_^ 六、申請專利範圍 1 · 一種影像偵知器，包括： 至少四個電荷轉送元件，每一該電荷轉送元件以行方 向轉送複數信號電荷； 一電荷偵測電容器，用以在不同之時序下，透過該等 電荷轉送元件所連接之一輸出閘，接收來自該等電荷轉送 元件之該等信號電荷；以及 一電荷偵測器，用以偵測儲存在該電荷偵測電容器中 之該等信號電荷。 2. 如申請專利範圍第1項所述之影像偵知器，其中， 該輸出閘包括三階層之閘電極，該等閘電極以該等信號電 荷所傳送之方向來排列。 φ 3. 如申請專利範圍第2項所述之影像偵知器，其中， 中間階層之該閘電極具有一突起物，該突起物朝向起使階 層之該閘電極突出。 4. 如申請專利範圍第1、2或3項所述之影像偵知器， 更包括一二極體列，在彼此相鄰之該等電荷轉送元件間延 伸，該二極體列包括一第一檢光二極體群組以及一第二檢 光二極體群組，且該第一檢光二極體群組之檢光二極體與 該第二檢光二極體群組之檢光二極體交錯排列，其中該第 一檢光二極體群組提供該等信號電荷至該等電荷轉送元件 之一者，該第二檢光二極體群組提供該等信號電荷至另一丨_ 該電荷轉送元件。 5. 如申請專利範圍第4項所述之影像偵知器，其中， 一第一二極體列在一對之該等電荷轉送元件間延伸，且一

   2134-6013-PF(Nl).ptd 第40頁 六、申請專利範圍 第二二極體列在另一 6 ·如申請專利範 更包括一第一及第二 在彼此相鄰之該等電 其中該第一二極 者，且該 送元件； 檢光二極 -檢光二極 7 ·如申請專利範 在一對之該等電荷轉 對之該等電荷轉送元 之間隔排列。 送元件之一 一該電荷轉 該第一 極體群組之 8. 種 影像偵知 、苐二及 元件以行方向轉送複 二極體列 二極體列 體群組， 第一 一第一 伸，該第一 二檢光二極 體與該第二檢光二極 該第一檢光 送元件，且 第二電荷轉 —極體群 該第二檢 送元件； 二極體列 對之該等電荷轉送元件間延伸。 圍第1、2或3項所述之影像偵知器， 一極體列，該第一及第二二極體列皆 荷轉送元件間延伸； 體列提供該等信號電荷至該等電荷轉 第二二極體列提供該等信號電荷至另 以及 體群組之檢光二極體與該第二檢光二 體以一半之間隔交錯排列。 圍第6項所述之影像偵知器，其中， 送元件間延伸之兩二極體列與在另一 件間延伸之兩二極體列，以彼此不同 器’包括： 第三電荷轉送元件，每一該電荷轉送 數信號電荷； ’在該第一及第二電荷轉送元件間延 包括一第一檢光二極體群組以及一第 且该第一檢光二極體群組之檢光二極 體群組之檢光二極體交錯排列，其中 組提供該等信號電荷至該第一電荷轉 光一極體群組提供該等信號電荷至該 ’在該第二及第三電荷轉送元件間延

   T7^67R5__ 六、申請專利範圍 伸，該第二二極體列包括一第三檢光二極體群組以及一第 四檢光二極體群組，且該第三檢光二極體群組之檢光二極 體與該第四檢光二極體群組之檢光二極體交錯排列，其中 該第三檢光二極體群組提供該等信號電荷至該第二電荷轉 送元件，且該第四檢光二極體群組提供該等信號電荷至該 第三電荷轉送元件； 一電荷偵測電容器，用以在不同之時序下，透過該第 一至第三電荷轉送元件所連接之一輸出閘，接收來自該第 一至第三電荷轉送元件之該等信號電荷；以及 一電荷偵測器，用以偵測儲存在該電荷偵測電容器中 之該等信號電荷。 __ 9.如申請專利範圍第8項所述之影像偵知器，其中， 該輸出閘包括三階層之閘電極，該等閘電極以該等信號電 荷所傳送之方向來排列。 1 0.如申請專利範圍第9項所述之影像偵知器，其中， 中間階層之該閘電極具有一突起物，該突起物朝向起使階 層之該閘電極突出。 11. 一種CCD影偵知器，包括： 一第一二極體列，包括配置在一列之複數檢光二極 體； 一第二二極體列，與該第一二極體列平行而延伸，且 包括配置在一列之複數檢光二極體，其中，該第二二極體 列之檢光二極體對應於該第一二極體列之檢光二極體而以 二分之一之間隔排列；

   2134-6013-PF(Nl).ptd 第42頁 T99^7RS_ 六、申請專利範圍 一第一電荷轉送元件，用以傳送來自該第一二極體列 中第K檢光二極體而所接收之複數信號電荷，其中，K為積 數； 一第二電荷轉送元件，用以傳送來自該第一二極體列 中第L檢光二極體而所接收之該等信號電荷，其中，L為偶 數； 一第三電荷轉送元件，用以傳送來自該第二二極體列 中第K檢光二極體而所接收之該等信號電荷； 一第四電荷轉送元件，用以傳送來自該第二二極體列 中第L檢光二極體而所接收之該等信號電荷； 一電荷偵測電容器，用以在不同之時序下，接收來自 0 該第一至第四電荷轉送元件之該等信號電荷；以及 一電荷偵測器，用以偵測儲存在該電荷偵測電容器中 之該等信號電荷。 12. —種CCD影偵知器，包括： 一第一二極體列，包括配置在一列之複數檢光二極 體； 一第二二極體列，與該第一二極體列平行而延伸，且 包括配置在一列之複數檢光二極體，其中，該第二二極體 列之檢光二極體對應於該第一二極體列之檢光二極體而以 二分之一之間隔排列； II 一第三二極體列，包括配置在一列之複數檢光二極 體，其中，該第三二極體列之檢光二極體對應於該第一二 極體列之檢光二極體而以四分之一之間隔排列；

   2134-6013-PF(Nl).ptd 第43頁 T226785 ____ 六、申請專利範圍 一第四二極體列，包括配置在一列之複數檢光二極 體，其中，該第四二極體列之檢光二極體對應於該第二二 極體列之檢光二極體而以四分之一之間隔排列； 一第一至第四電荷轉送元件，用以分別傳送來自該第 一至第四二極體列之複數信號電荷； 一電荷偵測電容器，用以在不同之時序下，接收來自 該第一至第四電荷轉送元件之該等信號電荷；以及 一電荷偵測器’用以偵測儲存在該電荷偵測電容器中 之該等信號電荷。 13· —種CCD影偵知器，包括： 一第一二極體列，包括配置在一列之複數檢光二極 體； 一第二二極體列，與該第一二極體列平行而延伸，且 包括配置在一列之複數檢光二極體，其中，該第二二極體 列之檢光二極體對應於該第一二極體列之檢光二極體而以 二分之一之間隔排列； 一第二一極體列，包括配置在一列之複數檢光二極 體，其中，該第三二極體列之檢光二極體所排列之間隔， 係為兩倍之該第一及第二二極體列之檢光二極體所排列之 間隔；

   一第一至第三電荷轉送元件，用以分別傳送來自該第 一至第三二極體列之複數信號電荷； 〃電荷偵測電各器’用以在不同之時序下，才妾收來自 該第一至第四電荷轉送元件之該等信號電荷；以及

   、申請專利範圍 電荷偵剩器，用以偵剛餘 之該等信號電荷。 〜電荷偵測電容器中 1 4.如申請專利範圍第1 3項所述之旦 括一第一及第二電荷排道，^像偵知器，更包 第二二極體列所送出之電荷排出，=道；由該第-及 該第三二極體列所送出之電荷排出，排道將由 電荷排道之-者被致能而操作。’、该弟-及第二 15 · —種影像偵知器，包括： 複數電荷轉送元件，每一 、，— 送複數信號電荷； ^電何轉运兀件以行方向轉 一電荷偵測電容器，用以在不同之時序 電衍轉送元件所連接—鈐屮 透匕。亥專 达兀件之j等信號電荷；以及 哥电仃轉 之兮笨：::2 f态，用以偵測儲存在該電荷偵測電容器中 之戎4指號電荷， 以兮m ξ ΐ出閘包括複數階層之閘電極’該等閘電極 以4^號電何所傳送之方向來排列， 第一或下一階層之該閘電極具有一突起物，該突起物 朝向别一階層之該閘電極突出。

   1 6 ·如申請專利範圍第1 5項所述之影像偵知器，其 中，泫輸出閘包括三階層之閘電極。 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項所述之影像偵知器，其 中，第二階層之該閘電極具有位在兩相鄰之該等電荷轉送 元件間之一突起物，且第三階層之該閘電極具有位在該電

   T226785 六、申請專利範圍 荷偵測電容器中央之一突起物。 ΙϋΒ 2134-6013-PF(Nl).ptd 第46頁