JPS597226B2 - Charge injection method into charge-coupled devices - Google Patents
Charge injection method into charge-coupled devicesInfo
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- JPS597226B2 JPS597226B2 JP51061978A JP6197876A JPS597226B2 JP S597226 B2 JPS597226 B2 JP S597226B2 JP 51061978 A JP51061978 A JP 51061978A JP 6197876 A JP6197876 A JP 6197876A JP S597226 B2 JPS597226 B2 JP S597226B2
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10D44/00—Charge transfer devices
- H10D44/40—Charge-coupled devices [CCD]
- H10D44/45—Charge-coupled devices [CCD] having field effect produced by insulated gate electrodes
- H10D44/452—Input structures
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電荷結合素子(Charge−Coupled
Devices、CCD)への電荷注入法に関するもの
であり、さらに詳しくは、一相パルスによつて、駆動さ
れた複数のCCDチヤネルヘ均一な゛屯荷を注入するた
めの電荷注入法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a charge-coupled device (Charge-Coupled Device).
The present invention relates to a charge injection method for CCD devices (CCDs), and more particularly to a charge injection method for injecting a uniform charge into a plurality of CCD channels driven by a single-phase pulse.
近年、半導体集積回路技術の急速な発展を背景に、熱非
平衡状態のキャリアをシリコン基板内部で自由に動かす
ことを特徴とする電荷結合素子が開発されてきた。当該
素子(CCD)の応用分野は棟々提案されているが、そ
の一つにアナログ遅延線がある。CCDの性能指数とし
て、隣接する二電極間へのパルスを制御して、該電極下
に局在する電位の井戸間でキャリアを移動させたときに
取り残されるキャリアの割合、即ち非転送効率がある。
理想的には該効率が0になるが、実際には種々の要因に
より、10−4程度になることグ知られている。遅延線
として動作させたときに、該効率のため高周波でのレス
ポンスが低減することが実験的に確認されている。かか
るレスポンスの低減を最少に押えるために、複数のCC
Dチャネルを並列に配置してーチャネル当りの素子数を
低減させることが有効であることが知られている。当該
構成法においては単一のキャリア注入部とキャリア検出
部を設けることが、前記チャネル間での特性の差異を無
くすために有効であることが報告されている(昭和51
年度電子通信学会全国大会講演番号339)。一方CC
Dの電極構造は本質的にMOSキャパシタと等価である
ので、電極へ供給されるパルスの発生源は容量負荷とな
る。In recent years, with the rapid development of semiconductor integrated circuit technology, charge-coupled devices have been developed that are characterized by the ability of carriers in a thermal nonequilibrium state to freely move within a silicon substrate. A wide range of applications have been proposed for this device (CCD), one of which is analog delay lines. The figure of merit of a CCD is the non-transfer efficiency, which is the proportion of carriers that are left behind when carriers are moved between potential wells localized under the electrodes by controlling a pulse between two adjacent electrodes. .
Ideally, the efficiency would be 0, but it is known that it actually becomes about 10-4 due to various factors. It has been experimentally confirmed that when operated as a delay line, the response at high frequencies is reduced due to this efficiency. In order to minimize the reduction in response, multiple CCs
It is known that it is effective to arrange D channels in parallel to reduce the number of elements per channel. It has been reported that in this configuration method, providing a single carrier injection section and a single carrier detection section is effective in eliminating differences in characteristics between the channels (1971).
(Lecture number 339) at the annual National Conference of the Institute of Electronics and Communication Engineers. On the other hand, CC
Since the electrode structure of D is essentially equivalent to a MOS capacitor, the source of the pulses supplied to the electrode is a capacitive load.
該容量負荷はCCDの集積度が大きくなるにつ札数10
0OPFにも達する場合がある。一般に容量性負荷を矩
形波パルスで駆動する時には、当該負荷部での電力消費
は無く、該パルス発生源の内部インピーダンスでのみ電
力消費が発生する。この電力消費量は、駆動パルス繰り
返し周波数、゛負荷容量、パルス振幅の二乗に比例する
ことが知られており、前記数100OPFの場合にはI
Wにも達する場合がある。かかる高電力消費量は当該C
CDの、駆動の際に大きな問題となる。本発明者は既に
特開昭47−27630(特開昭46−−20885)
において、直流電源を用いてパルス発生器の台数を減少
させ、該CCD周辺回路の低消費電力化、低価格化が可
能な駆動法を発明し提案している。当該発明を従来の二
相駆動型CC1)に適要するならば、単一のパルス発生
器と単一の直流電源により、駆動が可能であり、さらに
前述した複数のCCDチヤ枦レを並列に配置する構成法
と組み合わせることにより、アナログ遅延線が非常に簡
単に構成できる可能性がある。しかしながら、かかる構
成法では従来知られていたキヤリア注入法が動作不可能
になるため、該遅延線の構成が実現されない欠点があつ
た。本発明の目的はかかる欠点を排除するもので、単一
のパルス発生器と単一の直流電源により駆動される、二
つの並列CCDチヤネルに安定に低雑音でキヤリアを注
入する電荷結合素子への電荷注入法を提供することにあ
る。The capacitive load increases to 10 as the degree of CCD integration increases.
It may even reach 0OPF. Generally, when a capacitive load is driven with a rectangular wave pulse, there is no power consumption in the load section, and power consumption occurs only in the internal impedance of the pulse generation source. It is known that this power consumption is proportional to the drive pulse repetition frequency, the load capacity, and the square of the pulse amplitude.
It may even reach W. Such high power consumption
This is a big problem when driving a CD. The inventor has already published JP-A-47-27630 (JP-A-46-20885).
, he invented and proposed a driving method that uses a DC power source to reduce the number of pulse generators, thereby reducing the power consumption and cost of the CCD peripheral circuit. If the invention is applied to a conventional two-phase drive type CC1), it can be driven by a single pulse generator and a single DC power supply, and the plurality of CCD channels described above can be arranged in parallel. In combination with this construction method, it is possible that an analog delay line can be constructed very easily. However, this method of construction has the disadvantage that the conventionally known carrier injection method cannot be used, so that the construction of the delay line cannot be realized. The object of the present invention is to eliminate such drawbacks and to provide a charge-coupled device for stably and low-noise carrier injection into two parallel CCD channels, driven by a single pulse generator and a single DC power supply. The object of the present invention is to provide a charge injection method.
次に図面を参照して本発明の詳細な説明を行なつO第1
図は二相,駆動型CCDを単一のパルス発生器と単一の
直流電源により5駆動されることを説明する図である。Next, a detailed explanation of the present invention will be given with reference to the drawings.
The figure is a diagram explaining that a two-phase drive type CCD is driven by a single pulse generator and a single DC power supply.
同図aにおいて、1はP型シリコン基板、2は熱酸化シ
リコン等の絶縁膜、3,3′,3″″は多結晶シリコン
、モリブデン等から成る第1層電極群で共通の配線5に
接続されている。4,4′は多結晶シリコン、アルミニ
ウム等から成る第2層電極群で共通の配線6に接続され
ている。In the same figure a, 1 is a P-type silicon substrate, 2 is an insulating film such as thermally oxidized silicon, and 3, 3', 3'''' are first layer electrodes made of polycrystalline silicon, molybdenum, etc., and are connected to a common wiring 5. It is connected. Reference numerals 4 and 4' denote a second layer electrode group made of polycrystalline silicon, aluminum, etc., and are connected to a common wiring 6.
また、当該第1層、第2層電極は絶縁膜2の一部を介し
て端部が重複してはいるものの電気的に絶縁されている
。さらに、同図に示すように、当該電極下の絶縁膜厚は
一様ではなく、局所的に絶縁膜厚が大きい部分が存在す
る。かかる当該電極下の非対称構造は、単一の電極、例
えば、3に電圧が印加されているときに、基板1と絶縁
膜2との界面電位に差を生じせしめ、熱的非平衡キヤリ
アを当該電極下の絶縁膜厚の小さい領域部に局在せしめ
る作用がある。即ち、当該電極下の1,2間の界面電位
は、絶縁膜厚の異なる部分で、大略ステツプ状に変化し
、電位障壁を生じることになる。当該障壁の高さは、絶
縁膜2の膜厚差で決定される。一方、かかる障壁の高さ
は、7で示すように、基板1の表面に、該基板と不純物
濃度の異なる領域を設けることによつても制御できるこ
とは周知である。第1図dは同図a(7)CCDを1駆
動するためのパルスおよび直流電位を示したものである
。同図において、15は0Vと20Vの電圧レベルを交
互に発生するパルスで配線5に印加される。一方、16
は10Vの直流電位で配線6に印加される。なお、15
,16の電圧レベル値は例として示した値であつて、こ
れらの値に限定されることは無い。しかしながら、15
のパルス尖頭値(例えば20V)は直流電圧レベル(例
えば10V)の2倍であることが好ましい。第1図B,
cはそれぞれ同図dの時刻Tl,t2での前記1,2間
の界面電圧の大きさを、同図aの構造に対応させて示し
たものである。3と4,3″と4′とで構成されたCC
Dの単位の素子部に注目するならば、パルス15の一周
期内で電圧が最大(B,cでは図面下方向が正電圧とし
て示され、前述した電位の井戸なる概念が持ちやすいよ
うにされている。Furthermore, although the ends of the first and second layer electrodes overlap with each other through a portion of the insulating film 2, they are electrically insulated. Furthermore, as shown in the figure, the thickness of the insulating film under the electrode is not uniform, and there are parts where the insulating film thickness is locally large. Such an asymmetric structure under the electrode causes a difference in the interfacial potential between the substrate 1 and the insulating film 2 when a voltage is applied to a single electrode, e.g. It has the effect of localizing it in the region under the electrode where the insulating film thickness is small. That is, the interfacial potential between 1 and 2 under the electrode changes approximately in a step-like manner in portions where the thickness of the insulating film differs, creating a potential barrier. The height of the barrier is determined by the difference in thickness of the insulating film 2. On the other hand, it is well known that the height of such a barrier can also be controlled by providing a region on the surface of the substrate 1 with a different impurity concentration from that of the substrate, as shown at 7. FIG. 1d shows the pulse and DC potential for driving the CCD (a (7)) once. In the figure, reference numeral 15 is a pulse that alternately generates voltage levels of 0V and 20V, and is applied to the wiring 5. On the other hand, 16
is applied to the wiring 6 at a DC potential of 10V. In addition, 15
, 16 are shown as examples, and are not limited to these values. However, 15
Preferably, the pulse peak value of (eg 20V) is twice the DC voltage level (eg 10V). Figure 1B,
c shows the magnitude of the interfacial voltage between 1 and 2 at times Tl and t2 in d of the same figure, respectively, corresponding to the structure of a in the same figure. CC composed of 3 and 4, 3'' and 4'
If we pay attention to the element part in the unit D, the voltage is maximum within one period of the pulse 15 (in B and c, the downward direction in the drawing is shown as a positive voltage, so that it is easy to understand the concept of the potential well mentioned above). ing.
)となる空間位置が入れ換わることが明らかである。即
ち、時刻t1では電極4下に、時刻T2では電極3下に
それぞれ最も深い電位の井戸が形成され、当該領域にキ
ヤリアが局在することになる。この結果、第1図aの二
相駆動型CCDはdに示した,駆動波形のパルスと直流
電圧によつて,駆動できることが明らかである。第2図
は第1図aに示した二相駆動型CCDを二つ並列に配置
したときのキヤリア注入部の平面図を模型的に示したも
のである。) is clearly swapped. That is, a well with the deepest potential is formed under the electrode 4 at time t1 and under the electrode 3 at time T2, and carriers are localized in these regions. As a result, it is clear that the two-phase drive type CCD of FIG. 1a can be driven by the pulse of the drive waveform and the DC voltage shown in d. FIG. 2 schematically shows a plan view of a carrier injection section when two two-phase drive type CCDs shown in FIG. 1a are arranged in parallel.
同図において、20はシリコン基板中に埋設された基板
とは導電型を異にする拡散層、21,22,23は電極
、24,25,24′,25′および26,27,26
′,27′はそれぞれCCDを構成する電極で、同図に
示されているように、4本の配線28,28′,29,
29′に接続されている。また、24,25,26,2
7等の電極部に施こされている斜線は、第1図aにて示
したような絶縁膜厚の大きい部分、あるいは、基板と不
純物濃度を異にする部分が当該領域下にあることを示し
ている。同図bはaの動作を説明するための各部へ印加
するパルスのタイミングチヤートを示している。同図に
おいて、38,39はそれぞれ、28,28′および2
9,29′の配線に位加されるパルス33,30はそれ
ぞれ23,20に印加されるパルス波形である。同図に
示された時刻T。では拡散層20が30により、小さく
逆バイアスされるので、当該領域から、適当にバイアス
された21,22の電極下へキヤリアが移動する。次に
、時刻t1では20が再び大きく逆バイアスされるので
、22下のキヤリアの一部は21下の界面電位を障壁と
して20へ戻る。この結果、21と22への印加電圧の
差に相当するキヤリア数が22下に蓄積される。次に時
刻T2では電極23にパルス33が印加される。当該時
刻では電極24に電圧が印加され、26は接地電位であ
るため、前記キヤリアは22から23を経て、24部へ
のみ移動する。また同様にして時刻T3で22下に移動
したキヤリアは、T4において23を経て、26部への
み移動する。かかる構造のキヤリア注入法の詳細につい
ては、テレビジヨン学会テレビジヨン電子装置研究会資
料電子装置研資265号において記載されている。第2
図に示した構成のCCD遅延線は、28,28′,29
,29′に位相が180遅異なつた二相パルス38,3
9を供給する場合には動作可能である。しかしながら2
8,28′あるいは29,29′のいずれか一方にパル
スを、そして他の一方には直流電圧を印加するような動
作モード、即ち、第1図に例示したような動作モードで
動作させようとするときには、24,26どちらか一方
の領域へのキヤリア注入が達成されないことが分る。こ
の結果、第2図の構成例ではパルス発生器等の周辺回路
での電力消費量を低減することが困難になる。第3図は
本発明の一実施例を説明するための図 5であり、第2
図と同一番号は同一構成要素を示している。同図aにお
いて、40は電極22と24,26との中間に位置して
配置され、23に相当する電極である。当該電極下には
斜線で示した領域に酸化膜の差異あるいは基板不純物濃
度の差異が 5発生している。同図bはaに示した構造
の一実施例の動作を説明する図であり、48は28と2
8′とに供給されるパルス波形、49は29と29′と
に供給される直流電圧レベルを示している。41は電極
40への印加パルス波形である。In the figure, 20 is a diffusion layer buried in a silicon substrate and has a different conductivity type from the substrate, 21, 22, 23 are electrodes, 24, 25, 24', 25' and 26, 27, 26.
', 27' are electrodes constituting the CCD, and as shown in the figure, four wirings 28, 28', 29,
29'. Also, 24, 25, 26, 2
The diagonal lines on the electrode parts such as No. 7 indicate that there is a part with a large insulating film thickness or a part with an impurity concentration different from that of the substrate as shown in Figure 1a below. It shows. Figure b shows a timing chart of pulses applied to each part to explain the operation of point a. In the same figure, 38, 39 are 28, 28' and 2, respectively.
Pulses 33 and 30 applied to the wirings 9 and 29' have pulse waveforms applied to the wirings 23 and 20, respectively. Time T shown in the figure. Since the diffusion layer 20 is slightly reverse biased by 30, carriers move from this region to under the appropriately biased electrodes 21 and 22. Next, at time t1, 20 is again strongly reverse biased, so a portion of the carrier below 22 returns to 20 using the interface potential below 21 as a barrier. As a result, the number of carriers corresponding to the difference between the voltages applied to 21 and 22 is accumulated under 22. Next, at time T2, a pulse 33 is applied to the electrode 23. At this time, a voltage is applied to the electrode 24 and 26 is at ground potential, so the carrier moves from 22 to 23 and only to part 24. Similarly, the carrier that has moved down 22 at time T3 moves only to section 26 through 23 at T4. Details of the carrier injection method for such a structure are described in the Television Society of Japan's Television Electronic Device Research Group Material Electronic Device Research No. 265. Second
The CCD delay lines of the configuration shown in the figure are 28, 28', 29
, 29', the two-phase pulse 38, 3 whose phase is delayed by 180
It is possible to operate if 9 is supplied. However, 2
8, 28' or 29, 29', and a DC voltage is applied to the other one, that is, the operation mode illustrated in FIG. When doing so, it can be seen that carrier injection into either region 24 or 26 is not achieved. As a result, in the configuration example shown in FIG. 2, it becomes difficult to reduce power consumption in peripheral circuits such as a pulse generator. Fig. 3 is Fig. 5 for explaining one embodiment of the present invention;
The same numbers as in the figures indicate the same components. In FIG. 1A, 40 is an electrode corresponding to 23, which is located between the electrodes 22, 24, and 26. Below the electrode, a difference in oxide film or a difference in substrate impurity concentration occurs in the shaded area. Figure b is a diagram for explaining the operation of an embodiment of the structure shown in figure a, and 48 is a diagram showing 28 and 2.
8', and 49 indicates the DC voltage level supplied to 29 and 29'. 41 is a pulse waveform applied to the electrode 40.
第4図A,5bはそれぞれ第3図aのA−A′,B−B
′で示した部位での断面構造図ならびに第3図bに示し
た各時刻での基板一絶縁膜界面電位を当該断面構造図に
対応させて例示した図である。なお当該構造図は模型的
に描かれており、また、第3図の電極 540,24,
25,26,27の斜線部は絶縁膜厚に差があることに
より示されている。以下、第3,4図を用いてキヤリア
注入法を説明する。時刻T5ではパルス30により拡散
層20がわずかに逆バイアスされるので、適当な逆バイ
アス手段 4により直流電圧の印加された電極21,2
2下にキヤリアが流れ込む。次に時刻T6では30が2
0を再び大きく逆バイアスするため、21,22への印
加電圧の差に相当するキヤリア50が電極22下の電位
の井戸に蓄積される。なお当該時刻において40は41
により接地電位に保持されているので、40下の絶縁膜
厚の大きい部分に対応して形成された電位障壁51がキ
ヤリア50のCCDチヤネル領域への流入を阻止してい
る。次に時刻T7では、41により40に正電圧が印加
されるので、当該障壁51は52に示す位置まで移動し
、50に対して障壁が消滅する。この結果時刻T6にお
いて22下に局在したキヤリア50は40下の領域へ流
れ込み、キヤリア50′となる。さらに、当該時刻T7
においては、24には26よりも大きな正電圧が印加さ
れているので50′は24下の絶縁膜厚の小さい領域に
まで移動する。しかるに、第4図bに示すが如く時刻T
7では26下の絶縁膜厚の大きい領域には障壁53が存
在するため、50′は53を乗り越えることはできない
ので、26,27,26′,27′から構成されるCC
Dチヤネルにはキヤリア注入が起こらない。勿論、かか
る動作を正常に行なわしめるために、52の電圧レベル
は53の゛屯圧レベルに対してより正電位であることが
好ましい、即ち53がキヤリアに対して障壁と1,て動
作し得るように、22,40,26への電圧の関係は保
たれていなければならない。当該関係は、素子構造、素
子寸法、あるいは製造プロセスにより変化するので電位
関係を一義的に設定することは困難であるが、当該関係
を設定することは本明細書の記載を参照すれば当該分野
の技術者にとつて容易なことである。次に、時刻T7後
に40への印加電圧が接地電位になり、20,21,2
2で構成されるキヤリア注人部は前記チヤネル領域と電
位障壁54により電気的に分離される。該時刻で20が
再びわずかに逆バイアスされキヤリアが21,22領域
へ流れ込む。時刻T8では、20が大きく逆バイアスさ
れるので、21,22への印加電圧の差に対応するキヤ
リア55が22下に蓄積され、障壁54を乗り越えるこ
とはない。時刻T,では、41により40に正電圧が印
加されるため、時刻T7の場合と同様に障壁54が消滅
して、キヤリア55は、40下の絶縁膜厚の小さい領域
へ流入し、キヤリア55′となる。し7かるに、当該時
刻T9においては、時刻T7の場合と比較して、24,
26への印加電圧の大小関係が逆転している。このため
、キヤリア55rは、24,26下に存在するそれぞれ
の電位障壁56,57を乗り越えられず、40下に局在
したままになる。時刻T9後の、パルス41が接地篭位
に復帰する過程において、55′の局在する領域の界面
電位は接地電位に近づく。当該過程において、55′は
破線58に示したように26下の絶縁膜厚の小さい領域
へ移動する。しかるに、当該過程において、56は必ら
ず電位障壁として作用するため55゛は24下領領へ移
動することはない。かかる動作に従がい、キヤリア55
は26,27,26′,27′で構成されるCCDチヤ
ネルにのみ注入される。以上詳述した如く本発明に従え
ば、単一のパルス発生器と単一の直流電源とにより駆動
された二つの並列配置されたCCDチヤネルに交互にキ
ヤリアを注入することができるため、周辺回路の簡略化
、低消費電力化が可能になるという大きな利点が発生す
る。第5図は本発明の他の実施例を示す図であり、第3
図における電極40が分割されていることを特徴とする
。Figures 4A and 5b are A-A' and B-B of Figure 3a, respectively.
3 is a diagram illustrating a cross-sectional structural diagram at a portion indicated by ' and a substrate-insulating film interface potential at each time shown in FIG. 3b in correspondence with the cross-sectional structural diagram; FIG. Note that the structural diagram is drawn as a model, and the electrodes 540, 24,
Shaded areas 25, 26, and 27 are indicated by differences in insulating film thickness. The carrier injection method will be explained below using FIGS. 3 and 4. At time T5, the diffusion layer 20 is slightly reverse biased by the pulse 30, so that the electrodes 21, 2 to which a DC voltage is applied by an appropriate reverse bias means 4
Carrier flows under 2. Next, at time T6, 30 becomes 2.
0 is again strongly reverse biased, carriers 50 corresponding to the difference in the voltages applied to 21 and 22 are accumulated in the potential well below electrode 22. Note that 40 is 41 at that time.
Since the potential barrier 51 is formed corresponding to the thicker insulating film portion below the insulating film 40, the carrier 50 is prevented from flowing into the CCD channel region. Next, at time T7, since a positive voltage is applied to 40 by 41, the barrier 51 moves to the position shown at 52, and the barrier 50 disappears. As a result, at time T6, the carrier 50 localized below 22 flows into the area below 40 and becomes carrier 50'. Furthermore, the time T7
, since a larger positive voltage is applied to 24 than to 26, 50' moves to a region below 24 where the insulating film thickness is small. However, as shown in Figure 4b, at time T
In 7, since there is a barrier 53 in the region with a large insulating film thickness below 26, 50' cannot overcome 53, so the CC composed of 26, 27, 26', and 27'
No carrier injection occurs in the D channel. Of course, in order for such operation to occur properly, the voltage level of 52 is preferably at a more positive potential with respect to the pressure level of 53, i.e., 53 can act as a barrier to the carrier. As such, the voltage relationships to 22, 40, and 26 must be maintained. Since the relationship changes depending on the element structure, element dimensions, or manufacturing process, it is difficult to unambiguously set the potential relationship, but it is possible to set the relationship by referring to the description in this specification. This is easy for many engineers. Next, after time T7, the voltage applied to 40 becomes the ground potential, and 20, 21, 2
The carrier injection portion consisting of 2 is electrically isolated from the channel region by a potential barrier 54. At this time, 20 is again slightly reverse biased and the carrier flows into the 21 and 22 regions. At time T8, since 20 is strongly reverse biased, carrier 55 corresponding to the difference in voltage applied to 21 and 22 is accumulated under 22 and does not cross over barrier 54. At time T, a positive voltage is applied to 40 by 41, so the barrier 54 disappears as in the case of time T7, and the carrier 55 flows into the region below 40 where the insulating film thickness is small, and the carrier 55 '. However, at time T9, compared to time T7, 24,
The magnitude relationship of the voltages applied to 26 is reversed. For this reason, the carrier 55r cannot overcome the respective potential barriers 56 and 57 existing below 24 and 26, and remains localized below 40. After time T9, in the process of the pulse 41 returning to the grounding position, the interfacial potential of the region where 55' is localized approaches the grounding potential. In this process, 55' moves to a region below 26 where the insulating film thickness is small, as indicated by a broken line 58. However, in this process, since 56 necessarily acts as a potential barrier, 55' does not move to the lower region of 24. Following this action, the carrier 55
is injected only into the CCD channel consisting of 26, 27, 26', and 27'. As described in detail above, according to the present invention, carriers can be alternately injected into two parallelly arranged CCD channels driven by a single pulse generator and a single DC power supply, so that the peripheral circuit This has the great advantage of simplifying the process and reducing power consumption. FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG.
A feature is that the electrode 40 in the figure is divided.
同図aにおいて第3図と同一番号は同一物を示している
。口図aにおいて、電極60,61は第一層配線レベル
、第二層配線レベルのどちらでも良いが、互いに端部が
絶縁膜を介して重複していることが望ましい。さらに、
60,61に同一電圧値が印加されたときの:前記界面
電位に差が無いような素子構造であつても構わない。か
かる構造の場合には、60,61にそれぞれ70,71
に示す様な直流レベルが互いに異なるパルスを印加する
必要がある。即ち、71のパルスは70のパルスと同一
波形であるが、直流正電圧が重畳されていることを特徴
とする。当該直流正篭圧が前記40下の構造非対称性と
同様に、60,61下の界面電位に差を生じさせること
は明らかである。なお、70,71が如きパルス群は第
5図cに示す回路構成により簡単に発生し得る。同図に
おいて、75はパルヌ発生器であり、端子72を介して
パルス70を発生させる。76は直流阻止用キヤパシタ
、77はクランプ用ダイオード、74は直流IE電圧印
加端子である。In FIG. 3A, the same numbers as in FIG. 3 indicate the same parts. In diagram a, the electrodes 60 and 61 may be at either the first-layer wiring level or the second-layer wiring level, but it is preferable that their ends overlap each other with an insulating film interposed therebetween. moreover,
The element structure may be such that there is no difference in the interface potential when the same voltage value is applied to 60 and 61. In the case of such a structure, 70 and 71 are added to 60 and 61, respectively.
It is necessary to apply pulses with different DC levels as shown in FIG. That is, the pulse 71 has the same waveform as the pulse 70, but is characterized in that a direct current positive voltage is superimposed thereon. It is clear that the direct current positive cage pressure causes a difference in the interfacial potentials under 60 and 61, similar to the structural asymmetry under 40. Incidentally, pulse groups such as 70 and 71 can be easily generated by the circuit configuration shown in FIG. 5c. In the figure, 75 is a Parnu generator, which generates a pulse 70 via a terminal 72. 76 is a DC blocking capacitor, 77 is a clamping diode, and 74 is a DC IE voltage application terminal.
当該回路構成によれば、端子73を介してパルス71が
得られることは明らかである。かかる第5図の構成に従
えば周辺回路を複雑にすることなく本発明が実施される
。以上、本発明について実施例を挙げて詳細に説明した
。It is clear that according to the circuit configuration, the pulse 71 can be obtained via the terminal 73. According to the configuration shown in FIG. 5, the present invention can be implemented without complicating the peripheral circuits. The present invention has been described above in detail by giving examples.
説明に際しては、nチヤネル表面チヤネル型CCDを例
にしたが、電圧関係を修正することにより、pチヤネル
CCDlバルタチヤネル型CCDl多相駆動型CCD等
にも広く本発明が適用されることは明らかである。また
、二相1駆動型CCDの累子構造については本発明の本
質とは無関係であるので、種々の構造の素子に本発明は
適用される。さらに、説明に際して用いた電圧関係、タ
イミング関係は単に一例を示したにすぎず、本明細書に
記載した動作が正常に達成されるならば、広く変更され
て構わない。なお、第3図20,21,22から構成さ
れる部分はキヤリア注入部であつて、キヤリア量を外部
信号(被遅延信号)で変調したいときには、22に該信
号を重畳すれば良(,)。一方、22下に拡散層を埋設
した構造、あるいは当該構造において22が無いもの等
、多くの牛ヤリア注入部の構造が知られているが、当該
注入部の構造そのものは本発明と無関係であることは、
本明細書の記載により明らかである。In the explanation, an n-channel surface channel type CCD is used as an example, but it is clear that the present invention can be widely applied to a p-channel CCD, a balta channel type CCD, a multiphase drive type CCD, etc. by modifying the voltage relationship. . Furthermore, since the lattice structure of a two-phase, one-drive type CCD is irrelevant to the essence of the present invention, the present invention is applicable to elements of various structures. Furthermore, the voltage relationships and timing relationships used in the description are merely examples, and may be widely modified as long as the operations described in this specification are normally achieved. Note that the part consisting of 20, 21, and 22 in FIG. 3 is a carrier injection section, and when it is desired to modulate the carrier amount with an external signal (delayed signal), the signal can be superimposed on 22 (,). . On the other hand, there are many known structures for the implantation part, such as a structure in which a diffusion layer is buried under the 22, or a structure in which the 22 is not present, but the structure of the injection part itself is unrelated to the present invention. The thing is,
This is clear from the description in this specification.
第1図は単一のパルヌ発生器と単一の直流電源とにより
行なわれるCCDl駆動法を説明するための図である。
第2図は、二相駆動型CCDチヤネルが二つ並列配置さ
れたときの従来のキヤリア注入法を説明する図である。
第3図は本発明の一実施例を説明する図で、aは構造を
示す模型的図面、bは駆動のタイミングチヤートである
。第4図は第3図の実施例においてキヤリアの注入を詳
細に説明するための図面である。第5図は本発明の他の
実施例を示す図である。なお、以上の図面で同番号は同
一物を示している。図において、1:p型シリコン基板
、2:熱酸化シリコン、3,3′,3′:第1層電極群
、4,4′:第2層電極群、5,゛6,28,28′,
29,29′;配線、7:基板と反対の導電層、20:
拡散層、21,22,23,24,24′,25,25
′,26,26゛,27,27′,40,60,61:
電極、72,73,74:端子、75:パルス発生器、
76:直流阻止キヤパシタ、7Jャ潟Nランプ用ダイオー
ドを示す。FIG. 1 is a diagram for explaining a CCD1 driving method performed by a single PURNU generator and a single DC power supply. FIG. 2 is a diagram illustrating a conventional carrier injection method when two two-phase drive type CCD channels are arranged in parallel.
FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention, in which a is a schematic drawing showing the structure and b is a drive timing chart. FIG. 4 is a drawing for explaining in detail carrier injection in the embodiment of FIG. 3. FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the present invention. In addition, the same numbers indicate the same parts in the above drawings. In the figure, 1: p-type silicon substrate, 2: thermally oxidized silicon, 3, 3', 3': first layer electrode group, 4, 4': second layer electrode group, 5, 6, 28, 28' ,
29, 29'; Wiring, 7: Conductive layer opposite to the substrate, 20:
Diffusion layer, 21, 22, 23, 24, 24', 25, 25
′, 26, 26゛, 27, 27′, 40, 60, 61:
Electrode, 72, 73, 74: terminal, 75: pulse generator,
76: Shows DC blocking capacitor, diode for 7J lagoon lamp.
Claims (1)
配置され、当該電極の各々は該電極下の領域は互いに構
造の異なる二つの領域を含み、当該電極が第1、第2の
二つの信号チャネルを形成するよう配置された電荷結合
素子において、当該チャネルが単一のパルス発生器と単
一の直流電圧とにより駆動され、前記第1のチャネルと
第2のチャネルの一端に設けられた単一のキャリア注入
源から外部信号によりキャリア注入量を制御し、該電荷
の注入毎に前記二つのチャネル領域へ交互に該キャリア
を移動せしめることを特徴とする電荷結合素子への電荷
注入法。1 A plurality of electrodes are arranged on a semiconductor substrate having an insulating film on the surface, and each of the electrodes includes two regions with different structures under the electrode, and the electrode has two regions, a first and a second. a charge-coupled device arranged to form a signal channel, the channel driven by a single pulse generator and a single DC voltage, provided at one end of the first channel and the second channel; A charge injection method into a charge coupled device, characterized in that the amount of carrier injection from a single carrier injection source is controlled by an external signal, and the carriers are alternately moved to the two channel regions each time the charge is injected.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51061978A JPS597226B2 (en) | 1976-05-27 | 1976-05-27 | Charge injection method into charge-coupled devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51061978A JPS597226B2 (en) | 1976-05-27 | 1976-05-27 | Charge injection method into charge-coupled devices |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52144285A JPS52144285A (en) | 1977-12-01 |
| JPS597226B2 true JPS597226B2 (en) | 1984-02-17 |
Family
ID=13186765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51061978A Expired JPS597226B2 (en) | 1976-05-27 | 1976-05-27 | Charge injection method into charge-coupled devices |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS597226B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5712492A (en) * | 1980-06-24 | 1982-01-22 | Nec Corp | Signal input system of charge coupled element |
| KR920001398B1 (en) * | 1988-12-31 | 1992-02-13 | 삼성전자 주식회사 | CCD image sensor |
-
1976
- 1976-05-27 JP JP51061978A patent/JPS597226B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52144285A (en) | 1977-12-01 |
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