JPS6034275B2 - 電荷転送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ‘ａ’発明の技術分野 本発明は、パラレルィン・シリアルアウト形（以下ＰＩ
ＳＯと略称する）の赤外検知型電荷転送装置に係り、特
にその電荷入力部の構造の改良に関するものである。

｛ｂ’技術の背景 近年、赤外線の応用が盛んに行なわれるようになるにつ
れ、例えば多素子赤外線検知素子（以下受光素子と呼ぶ
）のマルチプレクサとしてＣＣＤが用いられて来ている
が、最近ではＰＩＳＯ型赤外検知型電荷転送装置の入力
部、特に入力ゲート部分における流入電荷量の均一化を
はかることが要求されて来ている。

【ｃー 従来技術と問題点 現在のところでは、光電変換素子としての高感度受光素
子には、例えばインジウムアンチモン（ｌｎＳｂ）、毎
日スズテルル（Ｐ氏ｎＴｅ）水銀カドミウムテルル（Ｈ
ｇＣｄＴｅ）などの多元半導体を用い、マルチプレクサ
としてのＣＣＤを主とする信号処理部はシリコン（Ｓｉ
）を基板として構成する、いわゆるハイブリッド方式が
探られている。

第１図は従来の赤外検知型の電荷転送装置の構造を示す
要部平面図であって、鎖線オから左側が受光部であり右
側が信号処理部である。

この図において、Ｄは受光素子、ＩＤは入力ダイオード
を示し、ｉおよびｉ＋１はそれぞれｉ番目ならびにｉ＋
１番目を示す副号である。また、１は帯状の入力ゲート
、２は蓄積ゲート、３は帯状の移送ゲートであり、これ
らは入力ダィオード‘こ隣接して順次配設されていて電
荷入力部を構成している。この電荷入力部に隣接して転
送電極４を有するＣＣＤが配設されている。受光素子Ｄ
ｉ，Ｄｉ＋１で光電変換されて生じた電荷は矢印イの方
向に流れて入力ダイオードｍｆ，ＩＤｉ十１にそれぞれ
流入し、入力ゲート１の直下を通って蓄積ゲート２直下
にあらかじめ作られていた電位の井戸（以下単に井戸と
称する）中に蓄積される。

この蓄積された電荷のうち観測対象物に基づく上ずみ電
荷は移送ゲート３を介して矢印口方向に流れてＣＣＤの
転送電極４直下の井戸に流入し、残りの背景に基づく下
すみ電荷は排出ドレィン（図示を省略する）から排出さ
れるようになっている。

そして、各電荷入力部からＣＣＤの転送電極４直下に並
列に導入された電荷は、今度は例えば矢印二方向に転送
され、図示しない出力ダイオードから時系列信号として
読み出される。

そして、こうした電荷がすべて読み出されると引き続い
てまた同じシーケンスが繰返される。ところで、従来の
赤外検知型の電荷転送装置では入力ゲートーを充分低抵
抗のものにし、その一端から電圧を印加して、すべての
入力ダイオードから蓄積ゲート２直下の井戸中へ電荷を
流入させるのが通常の方法であった。しかし、この入力
ゲート１はその直下の絶縁物ならびに半導体基板でいわ
ゆるＭＩＳ構成体を作っているのであるが、このＭＩＳ
構成体が呈するいわゆる実効しきい値電圧ＶＴは場所に
よって必ずしも一定でなく、ある程度のバラッキを波を
打つようにして有しているのが現状である。加えるに受
光部における受光素子もその光電変換特性にバラッキを
有しているので、このアレイをなして配列されている受
光素子のバラッキと前記入力ゲート１が呈するしきし、
値電圧のバラッキとを合計して見れば、その結果は、入
力ゲート１の長手方向に沿って折れ線近似で表わされる
ような電荷流入量のバラッキとなって観測されることに
なる。

このために蓄積ゲート２直下したがってＣＣＤの転送電
極直下に流入する電荷量にはバラツキが生じてしまい、
こうした電荷転送装置で撮嫁されたビデオ信号を再生し
て見れば画質の劣ったものとなるという欠点を有する。
‘ｄ’発明の目的 本発明は、上記従来の欠点に鑑みてなされたもので、電
荷入力部の構成に改造を加えて入力ダイオードから流入
する電荷量が、入力ゲートのどの部分においても均一と
なる電荷転送装置の提供を目的とする。

‘ｅ｝ 発明の構成 そして本発明によれば、その目的は、受光素子で光電変
換されて生じた電荷を導入する入力ダイオードと、それ
に隣接して順次配設された帯状の入力ゲートおよび蓄積
ゲートを主体とする電荷入力部と、それに隣接して該電
荷入力部から移送された電荷を時系列信号として出力す
る電荷転送部とを備えた構成において、前記帯状の入力
ゲートを高抵停材質で形成すると共に、当該入力ゲート
には前記電荷転送部の所定段数ごとの距離を隔てて入力
ゲート各部の電位調整用としての電圧印加電極を設ける
ことによって達成される。

‘ｆ｝ 発明の実施例 以下、本発明に係る電荷転送装置の実施例を図面によっ
て詳述する。

第２図は本発明による電荷転送装置の特に電荷入力部を
中心とした一実施例を示す構成図（平面図）であって、
前記第１図と同等部位には同一符号を付して示してある
。

本発明が前記第１図に示した従来のもののと異なるとこ
ろは、入力ゲート１を長手方向の電位に勾配が生じる如
く高低抵抗材質で形成し、ＣＣＤの段数にして例・えば
５段あるいは１０段ごとに、この入力ゲートーに電圧印
加電極Ｗを設けたことである。

ちなみに、この電圧印加電極Ｗのそれぞれには電圧印加
引出し端子１０が設けられており、それぞれ少しずつ異
なった補正電圧Ｖ。が印加されるようになっている。こ
うして策を講じる理由は、上記したように入力ゲートー
とその下の絶縁膜ならびびにその直下の半導体基板で形
成されるものは、その長手方向に帯状のＭＩＳ構成体を
構成するものであるが、その部分におけるいわゆるしき
し、値電圧ＶＴは一定でなく、長手方向にゆるやかな波
を打って変化しているためである。

そのために前記したように電荷流入量にばらつきを生じ
るのであるが、各引出し端子１０１こ印加する電圧をＶ
Ｇとして表わすならば、実質的にＩＶＧ−ＶＴＩの量を
入力ゲートの各部分でほとんど同じ‘こしてやれば受光
素子のばらつきをも含めて上記問題は解決することにな
る。

したがって今、上記ＩＶＧ−ＶＴＩの値を各部分で一定
にするように補正電圧Ｖｏの値を少しずつ変えて、各端
子１川こ印加してやる。こうすれま、上記のように波を
打つような形で変化している実効しきい値電圧は補正さ
れ、入力ゲートーの長手方向に沿って、いわば折れ線近
似で、入力特性が補正され、したがって、前記受光部か
ら信号処号部への電荷の供給量はほぼ均一化され、素子
特性は大いに向上することになり、よって再生画像の画
質は著しく改善される。（ｇ）発明の効果 以上、詳細に説明したように、本発明の電荷転送装置で
は、その電荷入力部の構造において、入力ゲートの各部
分直下の実質的なＩＶｃ／ＶＴＩの値は大体均一化され
るために素子特性に顕著な改善効果が認められ、実用上
多大の効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従釆の電荷転送装置の構造を示す要部平面図、
第２図は本発明に係る電荷転送装置の一実施例を示す要
部平面図である。 Ｄ……受光素子、ＩＤ・・…・入力ダイオード、１・・
・・・・入力ゲート、２・・・・・・蓄積ゲート、３・
・・・・・移送ゲート、４・・・・・・転送電極。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 受光素子で光電変換されて生じた電荷を導入する複
   数の入力ダイオードと、該入力ダイオードに隣接して順
   次配設された帯状の入力ゲートおよび蓄積ゲートを主体
   とする電荷入力部と、該電荷入力部に隣接して当該電荷
   入力部から移送された電荷を時系列信号として出力する
   電荷転送部とを備えた構成において、前記帯状の入力ゲ
   ートを高抵抗材質で形成すると共に、当該入力ゲートに
   は前記電荷転送部の所定段数ごとの距離を隔てて入力ゲ
   ート各部の電圧調整用としての電圧印加電極を設けてな
   ることを電荷転送装置。