JP2597582B2 - Solid-state imaging device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、CCD撮像素子チップに光電変換部として光
導電膜を積層した構造の固体撮像装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a solid-state imaging device having a structure in which a photoconductive film is stacked as a photoelectric conversion unit on a CCD imaging device chip.
(従来の技術) 従来のCCD撮像素子を信号電荷読み出し部とし、この
上にアモルファス・シリコン(a−Si)膜等の光導電膜
を積層して光電変換部とした積層型固体撮像装置は、高
感度であるという特徴を有する。(Prior Art) A conventional solid-state imaging device in which a conventional CCD image sensor is used as a signal charge readout unit, and a photoconductive film such as an amorphous silicon (a-Si) film is stacked thereon to form a photoelectric conversion unit, It has the feature of high sensitivity.
第4図(a)(b)はそのような積層型CCD撮像装置
の要部断面構造とその一部を等価回路的に示した構造を
示す。21はp型Si基板であり、その表面部に蓄積ダイオ
ードを構成するn+型層22が複数個マトリクス状に形成さ
れている。蓄積ダイオード列に沿って、n+型埋込みチャ
ネル23を持ち、この上にゲート絶縁膜を介して転送ゲー
ト25を形成した垂直CCDレジスタが形成されている。26
はp+型チャネルストッパである。積層ダイオードのn+型
層22とn+型埋込みチャネル23の間の転送チャネル27上に
はゲート絶縁膜を介してフィールド転送ゲート26が形成
されている。このCCD撮像素子チップの表面はCVD絶縁膜
28で覆われ、これにコンタクト孔が開けられてn+型層22
に接触する各画素電極29が形成されている。このCCD撮
像素子チップ上に光導電膜としてa−Si膜30が形成さ
れ、更にこの上に透明電極31が形成されている。4 (a) and 4 (b) show a cross-sectional structure of a main part of such a stacked CCD image pickup device and a structure showing a part thereof in an equivalent circuit. Reference numeral 21 denotes a p-type Si substrate, and a plurality of n + -type layers 22 forming a storage diode are formed in a matrix on the surface thereof. A vertical CCD register having an n + -type buried channel 23 along which the transfer gate 25 is formed via a gate insulating film is formed along the storage diode array. 26
Is a p + type channel stopper. A field transfer gate 26 is formed on the transfer channel 27 between the n + -type layer 22 and the n + -type buried channel 23 of the stacked diode via a gate insulating film. The surface of this CCD image sensor chip is a CVD insulating film
28, and a contact hole is opened in the n + type layer 22.
Each pixel electrode 29 is formed so as to be in contact with. An a-Si film 30 is formed as a photoconductive film on the CCD image sensor chip, and a transparent electrode 31 is further formed thereon.
この様な積層型CCD撮像装置では、透明電極31に負の
バイアス電極VGを印加して撮像動作が行なわれる。これ
により、a−Si膜30内で光電変換により生成された信号
電荷(図の場合電子)は下方向にドリフトして画素電極
29に集められ、積層ダイオードに蓄積される。蓄積ダイ
オードの信号電荷は、1走査フィールドの無効期間にフ
ィールド転送ゲート26に負の転送パルスを印加すること
により、垂直CCDレジスタに読み出される。垂直CCDレジ
スタに読み出された信号電荷は、第4図には示さないが
垂直CCDレジスタの出力端に設けられた水平CCDレジスタ
により、有効期間に1水平列毎に読み出される。In such a stacked type CCD imaging device, the imaging operation is performed by applying a negative bias electrode V G to the transparent electrode 31. As a result, the signal charges (electrons in the figure) generated by the photoelectric conversion in the a-Si film 30 drift downward and move to the pixel electrode.
Collected in 29 and stored in stacked diodes. The signal charge of the storage diode is read out to the vertical CCD register by applying a negative transfer pulse to the field transfer gate 26 during the invalid period of one scan field. Although not shown in FIG. 4, the signal charges read out to the vertical CCD register are read out by a horizontal CCD register provided at the output end of the vertical CCD register for each horizontal column during a valid period.
この積層型CCD撮像装置において、透明電極31に印加
する負電圧VGを高いものとすると、a−Si膜30内の膜内
電子走行性が高くなり、感度向上が図られる。また膜内
ホット・エレクトロン効果が生じる程度にこの負電圧VG
を十分に高くすると、更に感度増倍が行なわれる。また
この様な高電圧印加により、a−Si膜30の膜内トラップ
準位に信号電荷が捕獲される確率が下がり、これにより
光導電性残像が減少する、という効果も得られる。In this laminate-type CCD imaging device, when a high negative voltage V G applied to the transparent electrode 31, the higher the film electron mobility of the a-Si film 30, the sensitivity improvement is achieved. Also, this negative voltage V G is such that the hot electron effect occurs in the film.
Is sufficiently high, the sensitivity is further multiplied. Further, by applying such a high voltage, the probability that signal charges are captured by trap levels in the a-Si film 30 is reduced, and the effect of reducing photoconductive afterimage is also obtained.
しかしながら、この様に透明電極31に高電圧を印加し
て感度増倍を図る場合、a−Si膜30内で過剰信号電荷が
生成されるとこれが垂直CCDレジスタにまで漏れ込み、
再生画像に影響を与える。即ち撮像セル部は等価的に第
4図(b)のように表わすことができるから、透明電極
31に負の高い電圧VGを印加して撮像を行い、強い光スポ
ットなどでa−Si30内で多数の信号電荷が生成された場
合、蓄積ダイオードのn+型層22の電位を大きく引下げ
る。この結果、フィールド転送ゲート26が零バイアスで
あっても、n+型層22の電子が転送チャネル27の障壁を越
えて垂直CCDレジスタのn+型埋込みチャネル層23に漏れ
込む。有効期間にはこの垂直CCDレジスタには先のフィ
ールドの信号電荷が蓄積されているから、この様な過剰
信号電荷の漏れ込みにより信号電荷の混合が起る。過剰
信号電荷漏れ込みが大きい場合にはこれが垂直CCDレジ
スタ内で広がり、再生画像上で縦方向の輝線とになって
現れる。However, when the sensitivity is multiplied by applying a high voltage to the transparent electrode 31 in this way, when an excessive signal charge is generated in the a-Si film 30, this leaks to the vertical CCD register,
Affects playback images. That is, since the imaging cell portion can be equivalently represented as shown in FIG.
Applying a negative high voltage V G 31 perform imaging, strong light spot in a case where a large number of signal charges within a-SI30 is generated, increasing the potential of the n + -type layer 22 of the storage diode lower . As a result, even when the field transfer gate 26 has a zero bias, electrons in the n + -type layer 22 leak into the n + -type buried channel layer 23 of the vertical CCD register over the barrier of the transfer channel 27. Since the signal charges of the previous field are accumulated in the vertical CCD register during the valid period, the signal charges are mixed due to such leakage of the excessive signal charges. When excessive signal charge leakage is large, it spreads in the vertical CCD register and appears as a vertical bright line on the reproduced image.
(発明が解決しようとする問題点) 以上のように積層型CCD撮像装置において、透明電極
に高電圧を印加して撮像を行う場合、光導電膜内で過剰
信号電荷が生成されるとこれが再生画像上で輝線の発生
をもたらすという問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, when a high voltage is applied to the transparent electrode and imaging is performed in the stacked CCD imaging device, when an excessive signal charge is generated in the photoconductive film, this is reproduced. There is a problem that a bright line is generated on an image.
本発明はこの様な問題を解決した積層型のCCD撮像装
置を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a stacked type CCD imaging device which solves such a problem.
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明にかかる積層型の撮像装置では、従来よりある
垂直CCDレジスタ(第1の垂直CCDレジスタ)の水平CCD
レジスタ側にその信号電荷を一時記憶するための第2の
垂直CCDレジスタが設けられ、また過剰信号電荷を排出
するためのドレイン領域が設けられる。撮像動作の有効
期間に、光導電膜上の透明電極に生成された信号電荷の
蓄積ダイオードへの輸送を加速する第1極性の電圧が印
加され、無効期間には逆の第2極性の電圧が印加され
る。そして無効期間の初期に、第1の垂直CCDレジスタ
の過剰信号電荷をドレイン領域に掃出す動作が行われ、
次いで蓄積ダイオードの信号電荷が第1の垂直CCDレジ
スタに転送され、引続きその信号電荷は第2の垂直CCD
レジスタに転送される。従って有効期間には、第1の垂
直CCDレジスタに信号電荷がない状態で撮像動作が行な
われ、第2の垂直CCDレジスタの信号電荷が1水平列毎
に水平CCDレジスタで読み出されることになる。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In the stacked type imaging apparatus according to the present invention, the horizontal CCD of the conventional vertical CCD register (first vertical CCD register) is used.
A second vertical CCD register for temporarily storing the signal charges is provided on the register side, and a drain region for discharging excess signal charges is provided. During the effective period of the imaging operation, a voltage of the first polarity that accelerates the transport of the signal charge generated on the transparent electrode on the photoconductive film to the storage diode is applied, and during the invalid period, a voltage of the opposite second polarity is applied. Applied. Then, at the beginning of the invalid period, an operation of sweeping the excess signal charge of the first vertical CCD register to the drain region is performed,
The signal charge of the storage diode is then transferred to a first vertical CCD register, and the signal charge is subsequently transferred to a second vertical CCD register.
Transferred to register. Therefore, during the valid period, the imaging operation is performed in a state where there is no signal charge in the first vertical CCD register, and the signal charge in the second vertical CCD register is read out by the horizontal CCD register for each horizontal column.
(作用) 本発明によれば、無効期間の初期に第1の垂直CCDレ
ジスタの過剰信号の掃出しが行なわれ、その後蓄積ダイ
オードの信号電荷が第1の垂直CCDレジスタに転送され
る。しかもこの時、光導電膜上の透明電極には、光導電
膜で過剰信号電荷が生成されても蓄積ダイオードへこれ
が輸送されないようにバイアス電圧が印加される。更に
有効期間には、過剰信号電荷が生成されるとこれが第1
の垂直CCDレジスタに漏れ込むが、このとき前のフィー
ルドの信号電荷は既に第2の垂直CCDレジスタに転送さ
れている。従って本発明によれば、光導電膜に高電圧を
印加して感度増倍を図った場合にも、光導電膜で生成さ
れた過剰信号電荷による信号電荷の混合が確実に防止さ
れ、再生画像上での輝線発生が防止される。(Operation) According to the present invention, an excess signal of the first vertical CCD register is swept out at the beginning of the invalid period, and then the signal charge of the storage diode is transferred to the first vertical CCD register. In addition, at this time, a bias voltage is applied to the transparent electrode on the photoconductive film so that even if the excess signal charge is generated in the photoconductive film, it is not transported to the storage diode. Further, during the valid period, when the excess signal charge is generated, this is the first signal charge.
, The signal charges of the previous field have already been transferred to the second vertical CCD register. Therefore, according to the present invention, even when a high voltage is applied to the photoconductive film to increase the sensitivity, mixing of signal charges due to excessive signal charges generated in the photoconductive film is reliably prevented, and the reproduced image is reproduced. The generation of the bright line on the top is prevented.
(実施例) 以下、本発明の実施例を説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described.
第1図は一実施例のCCD撮像装置を示す概略平面図で
ある。第1図において、11は感光領域であり、積層ダイ
オード12のマトリクス配列とその各列に沿って配置され
た第1の垂直CCDレジスタ12を有する。蓄積ダイオード1
2と第1の垂直CCDレジスタ13の間にはフィールド転送ゲ
ート14がある。この感光領域11には、図には現れないが
光導電膜が積層形成されている。この積層型の感光領域
11の断面構造は先に説明した第4図(a)のものと基本
的に同じである。この感光領域11の一方の端部に接して
一時記憶領域15が設けられている。一時記憶領域15は、
第1の垂直CCDレジスタ13のチャネルにつながるチャネ
ルが形成された第2の垂直CCDレジスタ16により構成さ
れている。第2の垂直CCDレジスタ16のクロック端子φ
S1〜φS4には、第1の垂直CCDレジスタ13のクロック端
子φI1〜φI4とは別の駆動電圧が印加されるようになっ
ている。第1,第2の垂直CCDレジスタ13,16間には転送ゲ
ート17が設けられている。感光領域11の他方の端部に
は、第1の垂直CCDレジスタ13の過剰信号電荷を排出す
るための、pn接合を構成するドレイン領域18が設けられ
ている。ドレイン領域18には所定の逆バイアスが印加さ
れる。一時記憶領域15の下には、第2の垂直CCDレジス
タ16の信号電荷を1水平列毎に読み出すための水平CCD
レジスタ19が設けられ、この水平CCDレジスタ19によ
り、出力部20に順次画素信号が読み出されるようになっ
ている。FIG. 1 is a schematic plan view showing a CCD image pickup device according to one embodiment. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a photosensitive region, which has a matrix arrangement of stacked diodes 12 and first vertical CCD registers 12 arranged along each column thereof. Storage diode 1
There is a field transfer gate 14 between 2 and the first vertical CCD register 13. Although not shown in the drawing, a photoconductive film is formed on the photosensitive region 11 by lamination. This laminated photosensitive area
The sectional structure of 11 is basically the same as that of FIG. 4 (a) described above. A temporary storage area 15 is provided in contact with one end of the photosensitive area 11. The temporary storage area 15
It is constituted by a second vertical CCD register 16 in which a channel connected to the channel of the first vertical CCD register 13 is formed. Clock terminal φ of the second vertical CCD register 16
S1 is to [phi] S4, the further drive voltage is adapted to be applied to the clock terminal phi I1 to [phi] I4 of the first vertical CCD registers 13. A transfer gate 17 is provided between the first and second vertical CCD registers 13 and 16. At the other end of the photosensitive region 11, a drain region 18 forming a pn junction for discharging excess signal charges of the first vertical CCD register 13 is provided. A predetermined reverse bias is applied to the drain region 18. A horizontal CCD for reading the signal charges of the second vertical CCD register 16 for each horizontal column is provided below the temporary storage area 15.
A register 19 is provided, and pixel signals are sequentially read out to the output unit 20 by the horizontal CCD register 19.
このように構成されたCCD撮像装置の動作を次に説明
する。The operation of the CCD imaging device having the above configuration will be described below.
第2図は、光導電膜の透明電極に与える電圧VG、感光
領域11のクロック端子φI1に印加する駆動電圧、および
フィールド転送ゲート14に印加するクロック電圧φFSの
時間変化を示している。なおこの実施例は、nチャネル
である。信号電荷の読み出し動作は垂直無効期間と垂直
有効期間の繰返しにより構成される。光導電膜上の透明
電極に印加する電圧VGは、無効期間には正電圧VGHであ
り、有効期間には負電圧VGHとしている。これに対し、
クロックφI1は、有効期間において“H"レベル電圧(零
に近い負)VIHに保たれる。このような有効期間に、例
えば強い光スポットが当たり光導電膜で過剰信号電荷が
生成されると、その過剰信号電荷は従来例で説明したと
同様にフィールド転送ゲート下を通って感光領域11の第
1の垂直CCDレジスタ13に流れ込む。このとき図では省
略したが、第1の垂直CCDレジスタ13と第2の垂直CCDレ
ジスタ16間の転送ゲート17に“L"レベル電圧を印加して
おくことにより、第1の垂直CCDレジスタ13から第2の
垂直CCDレジスタ16への過剰信号電荷の流入は防止され
る。無効期間に入ると、その初期の第1の期間T1に、第
1の垂直CCDレジスタ13のクロック端子φI1〜φI4に転
送パルスが印加され、第1の垂直CCDレジスタ13の過剰
信号電荷のドレイン領域18への掃出し動作が行なわれ
る。次に第2の期間T2に、クロックφFSによって各蓄積
ダイオード12の信号電荷を第1の垂直CCDレジスタ13に
転送する。続いて第3の期間T3に、この第1の垂直CCD
レジスタ13に転送された信号電荷を、クロック端子φI1
〜φI4とφS1〜φS4に転送クロックを印加して、一時記
憶領域の第2の垂直CCDレジスタ16に転送する。この無
効期間の間、透明電極には正電圧VGHが印加されるか
ら、過剰信号電荷の第1の垂直CCDレジスタ13への流入
はない。こうして一時記憶領域15に転送された信号電荷
は次の有効期間に一水平列毎に水平CCDレジスタ19によ
り出力部20を介して読み出される。そして有効期間に前
述のように過剰信号電荷が生成されてこれが第1の垂直
CCDレジスタ13に流入したとしても、このとき先のフィ
ールドの有効期間に撮像された信号電荷は第2の垂直CC
Dレジスタ16に転送されいるので、信号電荷の混合が生
じることはない。Figure 2 shows the voltage V G to be applied to the transparent electrodes of the photoconductive film, the drive voltage applied to clock terminal phi I1 of the photosensitive region 11, and the time variation of the clock voltages phi FS applied to the field transfer gate 14 . This embodiment uses n channels. The operation of reading the signal charge is constituted by repetition of a vertical invalid period and a vertical valid period. Voltage V G applied to the transparent electrodes on the photoconductive film, the disable period is a positive voltage V GH, the effective period is set to a negative voltage V GH. In contrast,
The clock φ I1 is maintained at the “H” level voltage (negative near zero) V IH during the valid period. During such an effective period, for example, when an intense light spot hits and excess signal charges are generated in the photoconductive film, the excess signal charges pass under the field transfer gate and pass through the photosensitive region 11 in the same manner as described in the conventional example. It flows into the first vertical CCD register 13. At this time, although omitted in the figure, an “L” level voltage is applied to the transfer gate 17 between the first vertical CCD register 13 and the second vertical CCD register 16 so that the first vertical CCD register 13 Excess signal charge is prevented from flowing into the second vertical CCD register 16. In the invalid period, a transfer pulse is applied to the clock terminals φ I1 to φ I4 of the first vertical CCD register 13 during the initial first period T 1 , and the excess signal charge of the first vertical CCD register 13 is Is performed to drain region 18. Then the second period T 2, and transfers the signal charge of each storage diode 12 to the first vertical CCD register 13 by the clock phi FS. Followed by third period T 3, the first vertical CCD
The signal charge transferred to the register 13 is transferred to the clock terminal φ I1
By applying a transfer clock to to [phi] I4 and φ S1 ~φ S4, it is transferred to the second vertical CCD registers 16 in the temporary storage area. During this invalid period, the positive voltage VGH is applied to the transparent electrode, so that no excess signal charge flows into the first vertical CCD register 13. The signal charges thus transferred to the temporary storage area 15 are read out by the horizontal CCD register 19 via the output unit 20 for each horizontal column in the next valid period. Then, during the valid period, the excess signal charge is generated as described above, and this is the first vertical charge.
Even if the signal charge flows into the CCD register 13, the signal charge imaged during the valid period of the previous field at this time is the second vertical CC
Since the signal charges are transferred to the D register 16, mixing of signal charges does not occur.
第3図(a)〜(d)は、第2図のタイミング図にお
ける主要な時刻t1〜t3でのセルの信号電荷の移動の様子
をポテンシャル分布により示す。第3図(a)のセル構
造図では、第4図と同じ符号を付してある。有効期間の
内の時刻t1では、既に説明したように過剰信号電荷が発
生して蓄積ダイオードのn+型層22の電位が大きく下降す
ると、第3図(b)に示すようにフィールド転送ゲート
26下のチャネルを通って第1の垂直CCDレジスタのn+型
埋め込みチャネル23に流入する。第3図(c)に示す時
刻t2は、第1の垂直CCDレジスタ13の過剰信号電荷をド
レイン領域18に除去した状態である。このとき光導電膜
内で過剰信号電荷が生成されても、透明電極に正電圧V
GHが印加されて過剰信号電荷はこの透明電極側に除去さ
れるため、第1の垂直CCDレジスタ13に流入することは
ない。第3図(d)の時刻t3は、蓄積ダイオードのn+型
層22の信号電荷を、フィールド転送ゲート26に負パルス
電圧を印加することにより、第1の垂直CCDレジスタ13
のn+型層23に読み出している状態である。Figure 3 (a) ~ (d) show the state of the potential distribution of the movement of the cells of the signal charges of the major time t 1 ~t 3 in the timing diagram of Figure 2. In the cell structure diagram of FIG. 3A, the same reference numerals as those in FIG. 4 are used. At time t 1 of the validity period, already when the potential of the n + -type layer 22 of the excessive signal charge as described occurs to the storage diode is greatly lowered, the third field transfer gate as shown in Figure (b)
26 through the channel below 26 into the n + buried channel 23 of the first vertical CCD register. At time t 2 shown in FIG. 3C, the excess signal charges of the first vertical CCD register 13 are removed to the drain region 18. At this time, even if excessive signal charges are generated in the photoconductive film, a positive voltage V is applied to the transparent electrode.
Since GH is applied and the excess signal charge is removed to the transparent electrode side, it does not flow into the first vertical CCD register 13. Time t 3 of FIG. 3 (d) is a signal charge of the n + -type layer 22 of the storage diode, by applying a negative pulse voltage to the field transfer gate 26, the first vertical CCD registers 13
In the n + -type layer 23 of FIG.
以上のようにこの実施例によれば、積層型CCD撮像装
置の透明電極に高感度且つ低残像のために高電圧が印加
されるが、この結果第1の垂直CCDレジスタに流入する
過剰信号電荷は無効期間の初期にドレイン領域に掃出さ
れる。従って従来問題となっていた、再生画像上での輝
線の発生は確実に防止される。As described above, according to this embodiment, a high voltage is applied to the transparent electrode of the stacked CCD image pickup device for high sensitivity and low image lag. As a result, excess signal charge flowing into the first vertical CCD register is obtained. Are drained to the drain region at the beginning of the invalid period. Therefore, the occurrence of a bright line on a reproduced image, which has conventionally been a problem, is reliably prevented.
本発明は上記実施例に限られるものではない。例えば
実施例では光導電膜を単層としたが、複数層の積層光導
電膜であってもよい。また光導電膜とその上の透明電極
または下の画素電極の間に他の物質膜を介在させた構造
であってもよく、要は光導電膜で生成された信号電荷を
下の読み出し部で読み出す形式のものであればよい。第
1の垂直CCDレジスタと第2の垂直CCDレジスタの間に設
ける転送ゲートは、一つのゲート電極の場合に限らず、
複数電極構成であってもよい。また実施例では第1の垂
直CCDレジスタのチャネルと第2の垂直CCDレジスタのチ
ャネメルを1:1に対応させたが、第1の垂直CCDレジスタ
の1チャネルに対して例えば第2の垂直CCDレジスタの
2チャネルが対応するような構成でもよい。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the embodiment, the photoconductive film is a single layer, but may be a multi-layer photoconductive film. In addition, a structure in which another material film is interposed between the photoconductive film and the transparent electrode or the pixel electrode below the photoconductive film may be used. In short, the signal charges generated in the photoconductive film are read by the lower readout unit. Any format may be used as long as it can be read. The transfer gate provided between the first vertical CCD register and the second vertical CCD register is not limited to one gate electrode.
A multi-electrode configuration may be used. In the embodiment, the channel of the first vertical CCD register and the channel of the second vertical CCD register correspond to 1: 1. However, for example, the second vertical CCD register corresponds to one channel of the first vertical CCD register. A configuration in which these two channels correspond to each other.
その他本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施することができる。In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the spirit thereof.
第1図は本発明の一実施例のCCD撮像装置を示す概略平
面図、第2図はその動作を説明するためのタイミング
図、第3図(a)〜(d)はその各タイミングでの信号
電荷の流れの様子を示す図、第4図(a)(b)は積層
型CCD撮像装置の要部断面構造を示す図である。 11……感光領域、12……蓄積ダイオード、13……第1の
垂直CCDレジスタ、14……転送ゲート、15……一時記憶
領域、16……第2の垂直CCDレジスタ、17……転送ゲー
ト、18……ドレイン領域、19……水平CCDレジスタ、20
……出力部、21……p型Si基板、22……n+型層(蓄積ダ
イオード)、23……n+型層(埋込みチャネル)、24……
p+型チヤネルストッパ、25……転送ゲート、26……転送
ゲート、27……転送チャネル、28……絶縁膜、29……画
素電極、30……a−Si膜(光導電膜)、31……透明電
極。FIG. 1 is a schematic plan view showing a CCD image pickup apparatus according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation thereof, and FIGS. FIGS. 4 (a) and 4 (b) are views showing the flow of signal charges, and FIGS. 4 (a) and 4 (b) are views showing the cross-sectional structure of the main part of the stacked CCD image pickup device. 11: photosensitive area, 12: storage diode, 13: first vertical CCD register, 14: transfer gate, 15: temporary storage area, 16: second vertical CCD register, 17: transfer gate , 18 …… Drain area, 19 …… Horizontal CCD register, 20
…… Output part, 21 …… p-type Si substrate, 22 …… n + -type layer (storage diode), 23 …… n + -type layer (buried channel), 24 ……
p + channel stopper, 25 transfer gate, 26 transfer gate, 27 transfer channel, 28 insulating film, 29 pixel electrode, 30 a-Si film (photoconductive film), 31 …… Transparent electrode.
Claims (2)
ドとその信号電荷を読み出す信号電荷読み出し部が配列
形成され、表面に前記各ダイオードに接続される画素電
極が形成された固体撮像素子チップと、このチップ上に
積層された光電変換部としての光導電膜と、この光導電
膜上に形成された透明電極とを有する固体撮像装置にお
いて、前記信号電荷読み出し部は、前記蓄積ダイオード
の各列に沿って形成された複数本の第1の垂直CCDレジ
スタと、この第1の垂直CCDレジスタの一方の端部に隣
接して設けられ、第1の垂直CCDレジスタの信号電荷を
一時記憶する第2の垂直CCDレジスタと、この第2の垂
直CCDレジスタの信号電荷を1水平列毎に読み出す水平C
CDレジスタと、前記第1の垂直CCDレジスタの過剰信号
電荷を排出するための前記第1の垂直CCDレジスタの転
送端部に隣接して設けられたドレイン領域とを有し、1
走査フィールドの有効期間に前記透明電極に前記光導電
膜で生成された信号電荷の前記蓄積ダイオードへの移送
を加速する第1極性の電圧を印加し、無効期間には前記
透明電極に前記蓄積ダイオードが逆バイアスとなる第2
極性の電圧を印加すると共に、その初期に前のフィール
ドの有効期間に前記蓄積ダイオードから第1の垂直CCD
レジスタに漏れ込んだ過剰信号電荷を前記ドレイン領域
に掃出す動作を行い、次いで前記蓄積ダイオードの信号
電荷を前記第1の垂直CCDレジスタに読み出し、この読
み出された第1の垂直CCDレジスタの信号電荷を前記第
2の垂直CCDレジスタに移送した後、前記有効期間に前
記第2の垂直CCDレジスタの信号電荷を1水平列毎に前
記水平CCDレジスタにより読み出すようにしたことを特
徴とする固体撮像装置。A solid-state imaging device chip in which a plurality of signal charge storage diodes and a signal charge readout unit for reading out the signal charges are arranged and formed on a semiconductor substrate, and a pixel electrode connected to each of the diodes is formed on the surface; In a solid-state imaging device having a photoconductive film serving as a photoelectric conversion unit stacked on the chip and a transparent electrode formed on the photoconductive film, the signal charge readout unit is provided in each column of the storage diodes. A plurality of first vertical CCD registers formed along the second vertical CCD register; and a second vertical CCD register provided adjacent to one end of the first vertical CCD register for temporarily storing signal charges of the first vertical CCD register. And a horizontal CCD for reading out signal charges of the second vertical CCD register for each horizontal column.
A CD register; and a drain region provided adjacent to a transfer end of the first vertical CCD register for discharging excess signal charges of the first vertical CCD register.
A voltage of a first polarity is applied to the transparent electrode to accelerate transfer of signal charges generated by the photoconductive film to the storage diode during an effective period of a scan field, and the storage diode is applied to the transparent electrode during an invalid period. Is the reverse bias
Polarity voltage and initially a first vertical CCD from the storage diode during the validity period of the previous field.
An operation of sweeping the excess signal charge leaked into the register into the drain region is performed, and then the signal charge of the storage diode is read into the first vertical CCD register, and the read signal of the first vertical CCD register is read out. The solid-state imaging device is characterized in that, after transferring the electric charge to the second vertical CCD register, the signal electric charge of the second vertical CCD register is read out for each horizontal column by the horizontal CCD register during the valid period. apparatus.
第2の垂直CCDレジスタのチャネルは、両チャネル間で
信号電荷の移送を行う時のみ開けられる転送ゲートを介
して接続されている特許請求の範囲第1項記載の固体撮
像装置。2. A channel of the first vertical CCD register and a channel of the second vertical CCD register are connected via a transfer gate which is opened only when signal charges are transferred between the two channels. 2. The solid-state imaging device according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62133783A JP2597582B2 (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Solid-state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62133783A JP2597582B2 (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Solid-state imaging device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63299580A JPS63299580A (en) | 1988-12-07 |
| JP2597582B2 true JP2597582B2 (en) | 1997-04-09 |
Family
ID=15112892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62133783A Expired - Fee Related JP2597582B2 (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Solid-state imaging device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2597582B2 (en) |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP62133783A patent/JP2597582B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63299580A (en) | 1988-12-07 |
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