JPH084133B2 - Solid-state imaging device - Google Patents
Solid-state imaging deviceInfo
- Publication number
- JPH084133B2 JPH084133B2 JP61291076A JP29107686A JPH084133B2 JP H084133 B2 JPH084133 B2 JP H084133B2 JP 61291076 A JP61291076 A JP 61291076A JP 29107686 A JP29107686 A JP 29107686A JP H084133 B2 JPH084133 B2 JP H084133B2
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- JP
- Japan
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- electrode
- ccd
- region
- shift register
- horizontal
- 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 - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
- H10F39/153—Two-dimensional or three-dimensional array CCD image sensors
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、固体撮像装置特に2次元撮像装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device, particularly a two-dimensional image pickup device.
従来の技術 従来、水平走査用CCDシフトレジスタを用いる撮像装
置において、上記水平CCDを2相駆動で動かすために必
要なバリア電極形成は、信号電荷に対するポテンシャル
を下げるために、例えばn形埋め込みチャンネルCCDに
おいては、バリア電極下のみに、p形不純物であるボロ
ンをイオン注入することにより形成していた。2. Description of the Related Art Conventionally, in an image pickup device using a horizontal scanning CCD shift register, formation of a barrier electrode required to move the horizontal CCD by two-phase driving is performed by, for example, n-type buried channel CCD in order to lower the potential for signal charges. In the above-mentioned method, boron was formed by ion implantation of p-type impurities only under the barrier electrode.
以下、第2図に示すインターライン形CCD撮像装置
(以下、IL−CCDと呼ぶ)により、簡単に動作について
述べる。1は水平CCDのチャンネル部であり、11は垂直C
CDのチャネル部で水平CCDのチャンネル部1に連結して
いる。第2図a中、破線で示してあるのは、第1層目ポ
リシリコンで形成した電極である。ただし、第1層目電
極形成前に、水平,垂直CCDチャンネル部1,11にはn形
埋込みチャンネルが形成されている。そして第1層目電
極形成後、選択的に図中に示した斜視図にのみp形不純
物が導入される。その後、図中実線で示した第2層目ポ
リシリコン電極が形成される。次に信号電荷の流れを追
ってみる。信号電荷は、図の上方から垂直CCDのチャン
ネル部11を通って、垂直CCDの最終段電極2から水平CCD
の転送電極を兼ねた電極4を通り経路6にそって電極32
の下に運ばれる。なお、水平CCDのチャンネル部1の電
極は2相駆動とするため、電極4と電極32,電極52と電
極31,および電極51と電極31が結合され、電極4と電極3
2にはφH1というパルスが、電極52と電極31および電極5
1と電極31にはφH2というパルスが印加される。その時
の水平CCDのポンテンシャルを模式的に示したのが第2
図cである。実線は、φH1がLOWでφH2がHIGHの時のポ
テンシャルで、破線とは逆でφH1がHIGHでφH2がLOWの
時のポテンシャルを示したものである。The operation will be briefly described below with the interline CCD image pickup device (hereinafter referred to as IL-CCD) shown in FIG. 1 is the channel part of the horizontal CCD, 11 is the vertical C
The channel part of the CD is connected to the channel part 1 of the horizontal CCD. In FIG. 2a, the electrode indicated by the broken line is the electrode formed of the first-layer polysilicon. However, an n-type buried channel is formed in the horizontal and vertical CCD channel parts 1 and 11 before forming the first layer electrode. After forming the first layer electrode, p-type impurities are selectively introduced only in the perspective view shown in the drawing. After that, the second-layer polysilicon electrode shown by the solid line in the drawing is formed. Next, let's follow the flow of signal charges. The signal charge passes from the upper part of the figure through the channel portion 11 of the vertical CCD, and from the final stage electrode 2 of the vertical CCD to the horizontal CCD.
The electrode 32 along the path 6 through the electrode 4 which also serves as the transfer electrode of
Carried under. In addition, since the electrodes of the channel portion 1 of the horizontal CCD are driven in two phases, the electrodes 4 and 32, the electrodes 52 and 31, and the electrodes 51 and 31 are connected, and the electrodes 4 and 3 are connected.
A pulse of φ H 1 is applied to electrode 2, electrode 31 and electrode 5
A pulse of φH 2 is applied to 1 and the electrode 31. The second is to schematically show the horizontal CCD pontent at that time.
Figure c. The solid line is the potential when φH 1 is LOW and φH 2 is HIGH, and is the opposite of the broken line, showing the potential when φH 1 is HIGH and φH 2 is LOW.
前述の経路6を通って来た電荷は、電極32の下に運ば
れてくる。その時、φH1はHIGHでφH2はLOWでなければ
ならない。そして次の駆動タイミング、すなわちφH1が
LOWでφH2がHIGHになると、経路7(電極32から電極52
を通って電極31への流れ)を通過して、半ピッチ分電荷
が運ばれる。後は、φH1とφH2が交互にHIGH,LOWを繰返
すことにより、電荷は左方向に順次移動していく。The electric charge that has passed through the above-mentioned path 6 is carried under the electrode 32. At that time, φH 1 must be HIGH and φH 2 must be LOW. And the next drive timing, that is, φH 1
When φH 2 becomes HIGH at LOW, path 7 (electrode 32 to electrode 52
Flow to the electrode 31), and the electric charge is carried by a half pitch. After that, φH 1 and φH 2 alternately repeat HIGH and LOW, so that the charges sequentially move to the left.
発明が解決しようとする問題点 しかしながらこのような構成では、例えば第2図aの
経路8から経路9への電荷移動の過程において、電極32
に蓄積されている電荷は、電極32全体に広がっており、
一部の電荷は、経路8′から経路9′を通ることとな
り、この部分で転送のロスが発生するという問題点があ
った。本発明はこのような問題点を解決するもので、水
平転送効率の劣化を招かない、2相駆動用の構造を提供
することを目的とするものである。Problems to be Solved by the Invention However, in such a configuration, for example, in the process of charge transfer from the path 8 to the path 9 in FIG.
The electric charge stored in is spread over the entire electrode 32,
There is a problem that a part of the electric charge passes from the route 8'to the route 9 ', and transfer loss occurs at this portion. The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to provide a structure for two-phase driving which does not cause deterioration of horizontal transfer efficiency.
問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明は、半導体基板上
に光電変換素子群、前記光電変換素子群から信号電荷を
読出し転送する垂直走査用CCDシフトレジスタ群あるい
は垂直信号線群、および水平走査用CCDシフトレジスタ
が設けられ、前記水平走査用CCDシフトレジスタを構成
する隣り合う第1の電極下の第1の領域と第2の電極実
線下の第2の領域において前記第2の領域に信号電荷に
対するポテンシャルを前記第1の領域より上昇させる前
記第1の領域と同一導電型の不純物を追加導入して前記
第2の領域を主たる蓄積部とする2相駆動CCDが構成さ
れているとともに、前記第2の電極の1つ飛びごとの第
2の電極が前記垂直走査用CCDシフトレジスタ群あるい
は前記垂直信号線群の最終電極と接続されているもので
ある。Means for Solving the Problems In order to solve this problem, the present invention provides a photoelectric conversion element group on a semiconductor substrate, a vertical scanning CCD shift register group for reading and transferring signal charges from the photoelectric conversion element group, or a vertical scanning element. A signal line group and a horizontal scanning CCD shift register are provided, and in a first region under a first electrode and a second region under a second solid line adjacent to each other, which constitute the horizontal scanning CCD shift register. A two-phase drive CCD having the second region as a main storage part by additionally introducing an impurity of the same conductivity type as that of the first region, which raises the potential for signal charges to the second region more than the first region. And the second electrode for each jump of the second electrode is connected to the last electrode of the vertical scanning CCD shift register group or the vertical signal line group. It
作用 この構成により、水平方向の電荷移動は、実質的な水
平CCD部に限定されることにより、水平転送効率の劣化
を抑制することとなる。Operation With this configuration, the charge transfer in the horizontal direction is limited to the substantially horizontal CCD portion, and thus the deterioration of the horizontal transfer efficiency is suppressed.
実施例 第1図は、本発明の一実施例によるインターライン形
CCD撮像装置の垂直から水平CCDシフトレジスタ部の平面
図,断面図およびポテンシャル図である。Embodiment FIG. 1 shows an interline type according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view, a cross-sectional view, and a potential diagram of a vertical to horizontal CCD shift register section of the CCD image pickup device.
1は、水平CCDのチャンネル部であり、11は垂直CCDの
チャンネル部で水平CCDのチャネル部1と継がってい
る。第1図a中、破線で示してあるのは、第1層目ポリ
シリコンで形成した電極である。ただしこの場合、水
平,垂直CCDチャンネル部1,11には、第1層目ポリシリ
コン電極形成前に、n形埋め込みチャンネルが形成され
ている。そして第1層目ポリシリコン電極形成後、選択
的に図中に示した斜線部分にのみ、さらにn形不純物が
導入される。その後、図中実線で示した第2層目ポリシ
リコン電極が形成される。本発明では、信号電荷の流れ
を図の上方から水平CCDに入り、左方向に向かうとして
いる。そのため、水平CCDチャンネル部1の電極は、2
相駆動とするため、電極4と電極31,電極51と電極32お
よび電極52と電極32が、結合され、電極4と電極31の組
には、φH1というパルスが、電極51と電極32および電極
52と電極32の組には、φH2というパルスが印加されてい
る。その時の水平CCDのポテンシャルを模式的に示した
のが第1図cである。実線は、φH1がHIGHでφH2がLOW
の時のポテンシャルで、破線は、φH1がLOWでφH2がHIG
Hの時のポテンシャル図を示したものである。Reference numeral 1 is a horizontal CCD channel portion, and 11 is a vertical CCD channel portion, which is connected to the horizontal CCD channel portion 1. In FIG. 1A, the broken line indicates an electrode made of the first layer polysilicon. However, in this case, in the horizontal and vertical CCD channel portions 1 and 11, an n-type buried channel is formed before the formation of the first-layer polysilicon electrode. Then, after forming the first-layer polysilicon electrode, n-type impurities are selectively introduced only into the hatched portions shown in the drawing. After that, the second-layer polysilicon electrode shown by the solid line in the drawing is formed. In the present invention, the flow of the signal charge enters the horizontal CCD from the upper side of the figure and is directed to the left. Therefore, the electrode of the horizontal CCD channel part 1 is 2
In order to perform the phase drive, the electrode 4 and the electrode 31, the electrode 51 and the electrode 32, and the electrode 52 and the electrode 32 are coupled, and a pulse of φH 1 is applied to the set of the electrode 4 and the electrode 31 and the electrode 51 and the electrode 32. electrode
A pulse of φH 2 is applied to the set of 52 and the electrode 32. FIG. 1c schematically shows the potential of the horizontal CCD at that time. The solid line shows that φH 1 is HIGH and φH 2 is LOW.
The potential at the time of φH 1 is LOW and φH 2 is HIG.
The potential diagram for H is shown.
信号電荷の流れは、垂直CCDのチャンネル部11の最終
電極2を通って、φH1がHIGHの時、電極4の下を経路6
に沿って、電極4の斜線部に入る。次にφH1がLOW、φH
2がHIGHになると、信号電荷は経路6を逆流することな
く、経路7を通って電極52の下に運ばれる。後は、φH1
とφH2が交互にHIGH,LOWを繰返すことにより電荷は、左
の方へ順次移動する。その場合、電荷に対するポテンシ
ャルが高い所すなわち水平CCDの蓄積部は、本来の水平C
CD部のみに設けてあるので、従来例で問題となった、信
号電荷が、垂直CCD側へ入りこむために起こる転送効率
劣化はなくなる。The flow of the signal charge passes through the final electrode 2 of the channel portion 11 of the vertical CCD, and when φH 1 is HIGH, the path 6 is formed under the electrode 4.
Enter the shaded portion of the electrode 4 along. Then φH 1 is LOW, φH
When 2 goes high, the signal charge is carried through path 7 and under electrode 52 without backflowing path 6. After that, φH 1
The charges sequentially move to the left by alternately repeating HIGH and LOW with and φ H 2 . In that case, the place where the potential for electric charge is high, that is, the accumulation part of the horizontal CCD, is the original horizontal C
Since it is provided only in the CD section, the deterioration of transfer efficiency caused by the signal charge entering the vertical CCD side, which has been a problem in the conventional example, is eliminated.
なお、実施例では、出発をn形埋め込みチャンネルと
したが表面チャンネルでもよく、また、pチャンネルCC
Dでは、ポテンシャルを上昇させるためにp形不純物を
入れることにより同様な効果が得られることは明白であ
る。In the embodiment, the starting channel is an n-type buried channel, but it may be a surface channel or a p-channel CC.
In D, it is obvious that a similar effect can be obtained by adding a p-type impurity to increase the potential.
発明の効果 以上のように本発明によれば、プロセス上の工程を増
加させることなく、水平転送効率の劣化を抑制できるた
め、高性能の撮像装置が実現できるなどきわめて有効な
効果が得られる。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, it is possible to suppress deterioration of the horizontal transfer efficiency without increasing the number of process steps, and thus it is possible to obtain a very effective effect such as realizing a high-performance imaging device.
第1図a,b,cはそれぞれ本発明の一実施例によるインタ
ーライン形CCD撮像装置の平面図,断面図およびポテン
シャル図、第2図a,b,cはそれぞれ従来のインターライ
ン形CCD撮像装置の平面図,断面図およびポテンシャル
図である。 1……水平CCDチャンネル部、2,31,32……第1層目ポリ
シリコン電極、4,51,52……第2層目ポリシリコン電
極、11……垂直CCDチャンネル部。1A, 1B, 1C are plan views, sectional views and potential diagrams of an interline CCD image pickup device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2A, 2B and 2C are conventional interline CCD image pickup devices. It is a top view, a sectional view, and a potential figure of a device. 1 …… Horizontal CCD channel part, 2,31,32 …… First layer polysilicon electrode, 4,51,52 …… Second layer polysilicon electrode, 11 …… Vertical CCD channel part.
Claims (1)
変換素子群から信号電荷を読出し転送する垂直走査用CC
Dシフトレジスタ群あるいは垂直信号線群、および水平
走査用CCDシフトレジスタが設けられ、前記水平走査用C
CDシフトレジスタを構成する隣り合う第1の電極下の第
1の領域と第2の電極下の第2の領域において前記第2
の領域に信号電荷に対するポテンシャルを前記第1の領
域より上昇させる前記第1の領域と同一導電型の不純物
を追加導入して前記第2の領域を主たる蓄積部とする2
相駆動CCDが構成されているとともに、前記第2の電極
の1つ飛びごとの第2の電極が前記垂直走査用CCDシフ
トレジスタ群あるいは前記垂直信号線群の最終電極と接
続されていることを特徴とする固体撮像装置。1. A vertical scanning CC for reading and transferring a signal charge from a photoelectric conversion element group on a semiconductor substrate.
A D shift register group or a vertical signal line group and a horizontal scan CCD shift register are provided.
In the first region under the first electrode and the second region under the second electrode, which are adjacent to each other and constitute the CD shift register, the second region is formed.
An impurity of the same conductivity type as that of the first region, which raises the potential for the signal charge higher than that of the first region, is additionally introduced into the second region, and the second region is used as a main storage portion 2
The phase drive CCD is configured, and the second electrode for each step of the second electrode is connected to the vertical scanning CCD shift register group or the final electrode of the vertical signal line group. A characteristic solid-state imaging device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61291076A JPH084133B2 (en) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | Solid-state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61291076A JPH084133B2 (en) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | Solid-state imaging device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63278270A JPS63278270A (en) | 1988-11-15 |
| JPH084133B2 true JPH084133B2 (en) | 1996-01-17 |
Family
ID=17764119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61291076A Expired - Lifetime JPH084133B2 (en) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | Solid-state imaging device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH084133B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5933865A (en) * | 1982-08-20 | 1984-02-23 | Hitachi Ltd | Solid stage image pickup element |
-
1986
- 1986-12-05 JP JP61291076A patent/JPH084133B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63278270A (en) | 1988-11-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |