Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPS5829633B2 - Charge detection device for charge transfer device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPS5829633B2 - Charge detection device for charge transfer device - Google Patents

Charge detection device for charge transfer device

Info

Publication number
JPS5829633B2
JPS5829633B2 JP53140744A JP14074478A JPS5829633B2 JP S5829633 B2 JPS5829633 B2 JP S5829633B2 JP 53140744 A JP53140744 A JP 53140744A JP 14074478 A JP14074478 A JP 14074478A JP S5829633 B2 JPS5829633 B2 JP S5829633B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
charge
mo8t
transfer device
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP53140744A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5567169A (en
Inventor
義博 宮本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP53140744A priority Critical patent/JPS5829633B2/en
Publication of JPS5567169A publication Critical patent/JPS5567169A/en
Publication of JPS5829633B2 publication Critical patent/JPS5829633B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D44/00Charge transfer devices
    • H10D44/40Charge-coupled devices [CCD]
    • H10D44/45Charge-coupled devices [CCD] having field effect produced by insulated gate electrodes 
    • H10D44/454Output structures

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は表面チャンネル型の電荷転送装置(以下CCD
と称す)に適し、特に高速化、小型化、簡略化の可能な
電荷検出装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a surface channel charge transfer device (hereinafter referred to as CCD).
The present invention relates to a charge detection device that is suitable for use in electronic devices (referred to as .

CCDの電荷転送路中を転送されて出力ダイオードに流
出して来た転送電荷の検出回路としては第1図中に示し
たような上記出力ダイオード31となる浮遊拡散領域を
MOS)ランジスタ(以下MO3Tと称す)Qt のゲ
ートに接続し、出力端子Oから信号を取り出すソースホ
ロワ方式がある。
As a detection circuit for the transferred charges transferred in the charge transfer path of the CCD and flowing out to the output diode, the floating diffusion region which becomes the output diode 31 as shown in FIG. There is a source follower method in which the signal is connected to the gate of Qt (referred to as ) and the signal is taken out from the output terminal O.

この方式は該MO8TのQl をCCDと同一基板上
にいわゆるオンチップ化することもできるので便利であ
るがこうした抵抗負荷方式では外部抵抗曳が必要である
ことに加えて、利得が1以下に制限されてしまう不都合
がある。
This method is convenient because it allows the Ql of the MO8T to be placed on-chip on the same substrate as the CCD, but in addition to requiring an external resistor in this resistive load method, the gain is limited to 1 or less. There is an inconvenience that this happens.

ただし、第1図中の1はたとえばシリコンなどの半導体
基板、2は該基板上の絶縁膜、3は転送電極4と5の間
を、また6は転送電極5と出力ゲート7の間を、それぞ
れ絶縁する絶縁膜、QRはリセットゲート端子φ8とド
レイン電源端子vRを有するリセット用MOS T、ま
たφ3はCCDの第3転送ゲート端子、OGは出力ゲー
ト端子である。
However, in FIG. 1, 1 is a semiconductor substrate such as silicon, 2 is an insulating film on the substrate, 3 is between transfer electrodes 4 and 5, and 6 is between transfer electrode 5 and output gate 7. QR is a reset MOS T having a reset gate terminal φ8 and a drain power supply terminal vR, φ3 is a third transfer gate terminal of the CCD, and OG is an output gate terminal.

このため従来から第2図に示すように負荷抵抗曳のかわ
りにQ2なる第2のMO8Tを導入し、その5極管状特
性領域内で示す微分抵抗が近似的に無限大となることを
利用してほぼ1なる利得を実現していた。
For this reason, as shown in Figure 2, a second MO8T called Q2 has been introduced in place of the load resistance, and the fact that the differential resistance within its pentode characteristic region is approximately infinite has been used. A gain of almost 1 was achieved.

ただしこの方式は負荷MO8TのQ2 に流れる直流電
流を適当な値、たとえば2mA程度になるようにそのド
レイン・ソース間直流コンダクタンスを増加せしめてお
かないと、外部回路容量Cユの放電時間が長くなり、高
速動作が損なわれる。
However, with this method, unless the drain-source DC conductance is increased so that the DC current flowing through Q2 of the load MO8T reaches an appropriate value, for example, about 2 mA, the discharge time of the external circuit capacitance C will become longer. , high-speed operation is impaired.

このためQ2なるMO8Tとしてはデプレッション型カ
望ましく、エンハンスメント型の場合はそのコンダクタ
ンス調整のためにゲートにバイアス電圧V。
For this reason, it is preferable for the MO8T Q2 to be a depletion type, and in the case of an enhancement type, a bias voltage V is applied to the gate to adjust the conductance.

を印加する必要がある。しかるに第2図に図示のQt
= Q2 − QRなるMO8Tをすべて表面チャン
ネル型CCDと共に同一基板上にオンチップ化する場合
、Q2のみを%にデプレッション型とする目的でそのわ
ずかなチャンネル部分だけのためにイオン注入のごとき
工程をわざわざ加えねばならない。
need to be applied. However, the Qt shown in FIG.
When MO8T = Q2 - QR is all mounted on the same substrate along with a surface channel type CCD, a process such as ion implantation must be carried out for only a small channel part in order to make only Q2 a depression type. Must be added.

また、エンハンスメント型とする場合該MO8T(Q2
)のゲートバイアス印加用端子の引き出しの必要は
チップ寸法の増大、ステムピン数の増加など工程の簡略
化、小型化への障害を生じる。
In addition, when using the enhancement type, the MO8T (Q2
) The need to draw out the terminal for applying gate bias causes an increase in chip size and an increase in the number of stem pins, which impede process simplification and miniaturization.

本発明は以上のような障害に鑑みなされたものでイオン
注入のごとき工程を増加させず端子数も増やさず、しか
もバイアス電圧V。
The present invention was developed in view of the above-mentioned problems, and does not require an increase in the number of steps such as ion implantation or the number of terminals.

をも省略でき。かつ高速性を損なわない新しい電荷検出
装置を提供するもので、第3図以下の図面を用いて詳記
する。
can also be omitted. The present invention provides a new charge detection device that does not impair high speed, and will be described in detail with reference to FIG. 3 and subsequent drawings.

第3図は本発明に係る新しい電荷検出装置の結線図であ
って、前記の第2図と同一部分には同じ記号を付しであ
る。
FIG. 3 is a wiring diagram of a new charge detection device according to the present invention, and the same parts as in FIG. 2 are given the same symbols.

まずQl とQRの各MO8Tのドレイン電源を別個に
用意する無駄を避けるため、両MO8Tのドレインを共
通の電圧印加端子VDDに接続しであるのでドレインバ
イアス印加端子は1個ですむことになる。
First, in order to avoid the waste of separately preparing drain power supplies for each MO8T of Ql and QR, the drains of both MO8Ts are connected to a common voltage application terminal VDD, so that only one drain bias application terminal is required.

次に、CCDの出力ゲート7の端子OGには、転送電荷
が直接出力ダイオード31へ流入しないように該出力ゲ
ート7直下に適当な電位の井戸を作るため転送パルス電
圧よりも低い例えば4V程度の直流電圧が常に印加され
ているのでこの電圧を利用すべく該MO8T(Q2)の
ゲートは端子OGに接続されている。
Next, the terminal OG of the output gate 7 of the CCD is connected to a voltage lower than the transfer pulse voltage, for example, about 4 V, in order to create a well with an appropriate potential just below the output gate 7 so that the transfer charge does not directly flow into the output diode 31. Since a DC voltage is always applied, the gate of MO8T (Q2) is connected to the terminal OG in order to utilize this voltage.

その与えられたゲートバイアス電圧に対するドレイン電
流を所定の値に設定するにはオンチップ化される該MO
8T(Q2 )のゲート寸法を適宜調整しておけばよい
To set the drain current for a given gate bias voltage to a predetermined value, the MO
The gate dimension of 8T (Q2) may be adjusted as appropriate.

かくすればQ2なるMO8Tの直流コンダクタンスを適
当な値に増加せしめうるから、外部回路容量C0工の放
電時間を短縮できて高速性を保ちうる。
In this way, the DC conductance of MO8T, Q2, can be increased to an appropriate value, so the discharge time of the external circuit capacitance C0 can be shortened, and high speed can be maintained.

第4図はこの第3図に示したCCDとMO8T群をオン
チップ化したものの平面図である。
FIG. 4 is a plan view of the CCD and MO8T group shown in FIG. 3 on-chip.

まず−重斜線の部分10はCCD内電荷の転送路であり
、3,5は転送ゲート、そして縦に細長い電極7の上記
転送路を覆う部分は該CCDの出力ゲートとして働く。
First, a double hatched portion 10 is a charge transfer path within the CCD, 3 and 5 are transfer gates, and a portion of the vertically elongated electrode 7 that covers the transfer path serves as an output gate of the CCD.

該CCDの出力ダイオー、・ドとなる第1の浮遊拡散領
域31は、ゲート12を具え、かつ点線101で囲まれ
た部分で構成されたリセットMO8T(QR)のソース
ともなっている。
The first floating diffusion region 31, which serves as the output diode of the CCD, also serves as the source of a reset MO8T (QR) comprising a gate 12 and surrounded by a dotted line 101.

また31と同じ〈二重斜線の施された第2の拡散領域3
2は上記のリセットMO8T(QR)のドレインである
と同時に、ゲート13を有しかつ点線102で囲まれた
部分で構成される第1M08T(Ql )のドレインで
もある。
Also, the same as 31〈Second diffusion region 3 with double diagonal lines
2 is the drain of the above-mentioned reset MO8T (QR), and at the same time is also the drain of the first M08T (Ql) having the gate 13 and consisting of the part surrounded by the dotted line 102.

さらに同じく二重斜線の施された第3および第4の拡散
領域33と34のそれぞれは、点線103で囲まれた負
荷用の第2M08T(Q2 )のドレインおよびソース
であり、第3の拡散領域33は前記の第1M08T(Q
l)のソースともなっている。
Further, the third and fourth diffusion regions 33 and 34, which are also double-hatched, are the drain and source of the second M08T (Q2) for loading, which is surrounded by the dotted line 103, and the third diffusion region 33 is the first M08T (Q
It is also the source of l).

この負荷MO8T(Q2 )のゲートは先述したCCD
の出力ゲート7と端子OGとの間を連結する帯状電極部
分であり、このMO8Tのコンダクタンスはこの電極帯
の幅すなわちQ2なるこの負荷MO8Tのチャンネル長
l及びチャンネル巾Wで調整決定される。
The gate of this load MO8T (Q2) is the CCD mentioned above.
The conductance of this MO8T is adjusted and determined by the width of this electrode band, that is, Q2, which is the channel length l and channel width W of this load MO8T.

なおこのMO8Tのソース拡散領域34は点Pで金属配
線によって接地される。
Note that the source diffusion region 34 of this MO8T is grounded at a point P by a metal wiring.

また11は第1の拡散領域31とゲート13とを接続す
る配線であり、これはMO8T(Q、)のゲートとCC
Dの出力ダイオード間の接続を第3図どおりに行うため
のものである。
Further, 11 is a wiring that connects the first diffusion region 31 and the gate 13, and this is the wiring that connects the gate of MO8T (Q,) and the CC
This is for connecting the output diodes of D as shown in FIG.

なお信号出力の取り出しは拡散領域33と端子0間の金
属配線によって行われる。
Note that the signal output is taken out by metal wiring between the diffusion region 33 and the terminal 0.

第5図は電荷検出装置として2段ソースホロワ型増幅器
を用いた場合の実施例である。
FIG. 5 shows an embodiment in which a two-stage source follower type amplifier is used as the charge detection device.

この増幅器における2段目の負荷MO8T(Q4 )も
デプレッション型でかつドレイン・ソース間コンタクタ
ンスが適当に犬である必要がある。
The second stage load MO8T (Q4) in this amplifier must also be of the depletion type and have a suitably large drain-source contactance.

このためこのQ4 なるMO8Tのゲートも第1段目の
MO8T(Q2)と同様に、出力ゲート端子OGに接続
されている。
Therefore, the gate of this MO8T Q4 is also connected to the output gate terminal OG like the first stage MO8T (Q2).

該MO8TQ4のコンダクタンスの設定もまたMO8T
(Q2 )と同様にそのゲート長の調整によって容易に
威されうる。
The conductance setting of MO8TQ4 is also MO8T
Similar to (Q2), it can be easily influenced by adjusting the gate length.

以上に説明した電荷検出装置では、これを作製する上で
、特にイオン注入などの工程が不要となるため工数の増
加が生じない。
The charge detection device described above does not require any particular steps such as ion implantation when manufacturing it, and therefore does not require an increase in the number of man-hours.

その上負荷MO8T用のバイアス電源を必要とせず、し
たがってその電源用引き出し端子を設げなくでもよい。
Moreover, there is no need for a bias power supply for the load MO8T, so there is no need to provide a lead-out terminal for the power supply.

こうしたことから、チップ寸法の増大、ステムピン数の
増加などの不都合を避けることができ、ゆえに工程の簡
略化、小型化が可能となり、しかも高速動作を損なうこ
とがなく実用上多大の効果が期待できる。
Because of this, it is possible to avoid inconveniences such as an increase in chip size and the number of stem pins, which makes it possible to simplify the process and make it more compact.Moreover, it is possible to expect great practical effects without impairing high-speed operation. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は通常の抵抗を負荷とするソースホロワ型の電荷
検出装置の結線図、第2図は抵抗負荷をMOSトランジ
スタ負荷に置きかえた同上の回路、第3図は本発明に係
るMOS)ランジスタ負荷の電荷検出装置の第1の実施
例の回路図、第4図はその平面図、第5図は2段ソース
ホロワとした第2の実症例の回路図である。 1・・・半導体基板、2・・・ゲート絶縁膜、3,6・
・・ゲート間絶縁膜、4.5・・・転送ゲート、7・・
・CCDの出力ゲート兼負荷MOSトランジスタのゲー
ト、11・・・金属配線、12・・・リセットMOSト
ランジスタのゲート、13・・・第1M08)ランジス
タのゲート、31.32,33,34・・・第1、第2
、第3および第4の拡散領域、101,102および1
03・・・リセットMO8)ランジスタQ8、第1M0
8)ランジスタQ1、および負荷MOSトランジスタQ
2 の各平面構成部、Q3.Q4 ・・・2段ソースホ
ロワのMOS)ランジスタ、O・・・出力端子、■ ・
・・ドレインバイアス端子、φ8・・・すD セット端子、OG・・・出力ゲート端子、φ3・・・第
3転送電極端子。
Fig. 1 is a wiring diagram of a source follower type charge detection device with a normal resistor as a load, Fig. 2 is the same circuit as above in which the resistance load is replaced with a MOS transistor load, and Fig. 3 is a MOS transistor load according to the present invention. FIG. 4 is a plan view thereof, and FIG. 5 is a circuit diagram of a second actual case in which a two-stage source follower is used. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Semiconductor substrate, 2... Gate insulating film, 3, 6...
...Inter-gate insulating film, 4.5...Transfer gate, 7...
- CCD output gate/load MOS transistor gate, 11... Metal wiring, 12... Reset MOS transistor gate, 13... 1st M08) transistor gate, 31.32, 33, 34... 1st, 2nd
, third and fourth diffusion regions, 101, 102 and 1
03...Reset MO8) Transistor Q8, 1st M0
8) Transistor Q1 and load MOS transistor Q
2, each plane component of Q3. Q4...Two-stage source follower MOS) transistor, O...Output terminal,■ ・
...Drain bias terminal, φ8...D set terminal, OG...output gate terminal, φ3...third transfer electrode terminal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 電荷転送装置に隣接して配置され、該電荷転送装置
の浮遊拡散領域にゲートを接続した第】のMOSトラン
ジスタと負荷となる第2のMOS)ランジスタで構成さ
れたソースホロワ増幅器と、上記浮遊領域内電荷のリセ
ット用としての第3のMOS)ランジスタとからなる系
において、該負荷用筆2M08)ランジスタのゲートを
上記電荷転送装置の出力ゲートに結線し、かつリセット
用筆3M08)ランジスタとソースホロワ増幅用の第1
のMOSトランジスタの各ドレイン拡散層を共有する構
造としたことを特徴とする電荷転送装置の電荷検出装置
1. A source follower amplifier arranged adjacent to a charge transfer device and configured with a first MOS transistor whose gate is connected to a floating diffusion region of the charge transfer device and a second MOS transistor serving as a load; In a system consisting of a third MOS transistor for resetting the internal charge, the gate of the load transistor 2M08) is connected to the output gate of the charge transfer device, and the reset transistor 3M08) transistor and source follower amplification are connected. 1st for
A charge detection device for a charge transfer device, characterized in that the drain diffusion layers of the MOS transistors are shared.
JP53140744A 1978-11-14 1978-11-14 Charge detection device for charge transfer device Expired JPS5829633B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP53140744A JPS5829633B2 (en) 1978-11-14 1978-11-14 Charge detection device for charge transfer device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP53140744A JPS5829633B2 (en) 1978-11-14 1978-11-14 Charge detection device for charge transfer device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5567169A JPS5567169A (en) 1980-05-21
JPS5829633B2 true JPS5829633B2 (en) 1983-06-23

Family

ID=15275703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP53140744A Expired JPS5829633B2 (en) 1978-11-14 1978-11-14 Charge detection device for charge transfer device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5829633B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2701546B2 (en) * 1991-01-18 1998-01-21 日本電気株式会社 Charge transfer device having signal charge detection circuit
CN103811510B (en) * 2014-03-07 2016-04-06 上海华虹宏力半导体制造有限公司 Pixel cell of imageing sensor and forming method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5567169A (en) 1980-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0102218B1 (en) Sense amplifier circuit for semiconductor memory
EP0024903B1 (en) A mis device including a substrate bias generating circuit
US4435652A (en) Threshold voltage control network for integrated circuit field-effect trransistors
JPH09508245A (en) High voltage electronic amplifier
US4084108A (en) Integrated circuit device
JPH06334445A (en) Semiconductor integrated circuit
EP0361546B1 (en) Semiconductor memory device
KR100278486B1 (en) Capacitive structure in an integrated circuit
US4097844A (en) Output circuit for a digital correlator
EP0248608A1 (en) Output buffer circuits
JPS5829633B2 (en) Charge detection device for charge transfer device
JPS60223161A (en) Charge transfer device output circuit
JPH07106553A (en) Solid state image pickup element
US6215170B1 (en) Structure for single conductor acting as ground and capacitor plate electrode using reduced area
US4492882A (en) Integrated circuit for chip op/amp interface
JPS6233752B2 (en)
US7468500B2 (en) High performance charge detection amplifier for CCD image sensors
JP3010911B2 (en) Semiconductor device
US20030081482A1 (en) Semiconductor storage
Berglund et al. Performance limits of bucket-brigade shift registers
JP2571102Y2 (en) Semiconductor integrated circuit
JPH04326849A (en) Image sensor
JPS6221072Y2 (en)
JPH02226760A (en) Semiconductor logic circuit
JPS6012787B2 (en) integrated circuit device