DE4203814A1

DE4203814A1 - Horizontales ccd-element

Info

Publication number: DE4203814A1
Application number: DE4203814A
Authority: DE
Inventors: Seo Kyu Lee
Original assignee: Goldstar Electron Co Ltd
Current assignee: Intellectual Ventures II LLC
Priority date: 1991-04-13
Filing date: 1992-02-10
Publication date: 1992-10-22
Anticipated expiration: 2012-02-11
Also published as: JP2524451B2; KR920020312U; KR940000953Y1; US5426318A; JPH06224229A; DE4203814C2; US5519749A

Description

Die Erfindung betrifft den Aufbau eines HCCD-Elements (eines horizontal ladungsgekoppelten Elements), insbesondere ein Rücksetz-Gatter zum Aufrechterhalten eines stabilen Pegels eines Ausgangssignals beim Auslesen.

Fig. 1a ist eine Draufsicht auf den Aufbau eines HCCD-Ele ments nach dem Stand der Technik, Fig. 1b zeigt den Signal verlauf in jedem Teil eines HCCD-Elements von Fig. 1a, und Fig. 1c zeigt das Potentialprofil entlang der Linie A-A′ von Fig. 1a.

Bei einem HCCD-Element nach dem Stand der Technik, wie es in Fig. 1a gezeigt ist, ist der n⁺-leitende Float-Diffusions bereich 1, der den Ausgangsanschluß Vout aufweist, angrenzend an das den Sperrbereich 4 aufweisende zweite Mehrfach-Gatter 2 gebildet, und das BCCD 3 (= ladungsgekoppeltes Schaltele ment mit vergrabenem Kanal), das ein Kanal des Rücksetz- Gatters RG ist, ist in Form eines Horns ausgebildet, um das Stromverteilungsrauschen zu verringern, und das erste Mehr fach-Gatter 5 sowie das zweite Mehrfach-Gatter 2 sind nach einander so gebildet, daß sie einander überlappen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1b und 1c wird der Betrieb dieses Aufbaus des HCCD-Schaltelements nach Fig. 1a im einzelnen beschrieben.

Wenn der Anschluß HΦ1 bzw. HΦ2 von Fig. 1a den H- bzw. den L- Pegel gemäß Fig. 1b haben, werden die in dem n⁺-leitenden Float-Diffusionsbereich 1 gespeicherten Signalladungen zum Rücksetz-Drain RD entladen, wenn das Signal ΦRG des Rücksetz- Gatters RG, das mit dem zweiten Mehrfach-Gatter 2 verbunden ist, den H-Pegel hat (so daß ein Einschalten erfolgt).

Daher wird der n⁺-leitende Float-Diffusionsbereich 1, mit dem der Ausgangsanschluß Vout verbunden ist, in den Ausgangszu stand vorgespannt, und die Bezugsspannung eines Ausgangssi gnals wird ausgebildet.

Bei dem Aufbau eines HCCD-Elements gemäß dem Stand der Tech nik wird das Rücksetzsignal ΦRG mit H-Pegel an das Rücksetz- Gatter RG geführt, um die Signalladungen zum Rücksetz-Drain RD zu entladen. Weil der Fluß der Signalladungen, die im n⁺-leitenden Float-Diffusionsbereich 1 gespeichert sind, in dem BCCD 3, das im zweiten Mehrfach-Gatter 2 gebildet ist, durch das Signal ΦRG des Rücksetz-Gatters RG geändert wird, werden zwischen einem Kondensator und einem Widerstand ein Brumm und Stromverteilungsrauschen erzeugt.

Daher ist die Bezugsspannung Vref instabil und schwingt gemäß Fig. 1b.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Aufbaus eines HCCD-Elements, bei dem das Rücksetz-Gatter als Doppel gatter ausgebildet ist, um beim Auslesen ein Ausgangssignal mit stabilem Pegel zu erhalten.

Zur Lösung der genannten Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein Aufbau eines HCCD-Schaltelements angegeben, bei dem ein Mehr fach-Gatter über einem Float-Diffusionsbereich gebildet ist unter Bildung eines BCCD an einem Überlappungsteil und ferner mit dem Mehrfach-Gatter ein Rücksetz-Gatter verbunden ist, um die Ladungen des Float-Diffusionsbereichs beim Einschalten in einen Rücksetz-Drain RD zu leiten. Dabei ist der Float-Diffu sionsbereich 1 so ausgebildet, daß er in Richtung des Rück setz-Drains RD in mehrere Teile aufgeteilt und das Mehrfach- Gatter über dem Float-Diffusionsbereich gebildet ist, um eine Vielzahl von CCD-Elementen zu bilden.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1a eine Draufsicht auf einen Aufbau eines HCCD- Elements nach dem Stand der Technik;

Fig. 1b Treibertaktsignalverläufe jedes Teils von Fig. 1a;

Fig. 1c ein Potentialverteilungsdiagramm in einem Quer schnitt entlang der Linie A-A′ von Fig. 1a;

Fig. 2a eine Draufsicht auf einen Aufbau eines HCCD- Elements gemäß der Erfindung; und

Fig. 2b Treibertaktsignalverläufe jedes Teils von Fig. 2a.

Der Aufbau eines Rücksetz-Gatters eines CCD-Elements gemäß den Fig. 2a und 2b wird nachstehend im einzelnen erläutert.

Fig. 2a zeigt den Aufbau des HCCD-Elements, während Fig. 2b die Signalverläufe jedes Teils von Fig. 2a zeigt. Nach Fig. 2a ist der n⁺-leitende Float-Diffusionsbereich 1 so ausgebil det, daß er in Richtung der Rücksetz-Drains RD, die mit der gleichen Vorspannung beaufschlagt sind, in zwei Teile geteilt ist, und das zweite Mehrfach-Gatter 2 ist angrenzend an den n⁺-leitenden Float-Diffusionsbereich 1 ausgebildet zur Bil dung der BCCDs 3, von denen zwei den Kanal des Rücksetz- Gatters bilden, und das Rücksetz-Gatter RG ist mit dem zweiten Mehrfach-Gatter 2 verbunden zum Betrieb durch das daran angelegte Taktsignal ΦRG.

Dabei sollten die BCCDs 3 so ausgelegt sein, daß sie mög lichst weitgehend die gleiche Geometrie haben.

Der Betrieb eines HCCD-Elements mit dem beschriebenen Aufbau wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2b näher erläutert. Wenn die Signale HΦ1 bzw. HΦ2 in Fig. 2a H-Pegel bzw. L-Pegel haben, werden beim Anlegen des Taktsignals ΦRG mit H-Pegel an das Rücksetz-Gatter RG, das mit dem zweiten Mehrfach-Gatter 2 verbunden ist, in dem zwei BCCDs 3 gebildet sind, die in dem n⁺-leitenden Float-Diffusionsbereich gespeicherten Signal ladungen einzeln in die beiden Rücksetz-Drains RD geleitet, die auf gleicher Vorspannung liegen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Ladungsfluß in jedem BCCD 3, die der Kanal des Rücksetz- Gatters RG sind, durch das Taktsignal ΦRG geändert, das an das Rücksetz-Gatter RG angelegt wird (Fig. 2).

Bei einem HCCD-Element gemäß der Erfindung werden zwar eben falls ein Brumm und ein Stromverteilungsrauschen zwischen einem Widerstand und einem Kondensator (hier nicht gezeigt) erzeugt, und diese Störsignale bewirken eine Zufalls-Beein flussung der Bezugsspannung Vref des Signals, das am Ausgang Vout ausgegeben wird. Aber da die BCCDs bei der Erfindung zweigeteilt vorgesehen sind, wird die gemittelte Größe von zwei Zufallsfaktoren immer kleiner als die Größe des bekann ten einen Zufallsfaktors sein. Wie Fig. 2b zeigt, wird daher die Änderung der Bezugsspannung Vref des Ausgangssignals kleiner als beim Stand der Technik.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bilden zwar jeweils zwei BCCDs einen Kanal des Rücksetz-Gatters, aber sie können auch in mehrere Teile (Vielfachtyp) unterteilt sein, um den Zufallsfaktor immer weiter zu verringern.

Wie oben gesagt, ist der Kanal eines Rücksetz-Gatters bei der Erfindung vom Zweifachtyp, so daß die Bezugsspannung mit stabilem Pegel beim Auslesen erhalten werden kann.

Claims

1. HCCD-Element, bei dem ein Mehrfach-Gatter (2) über einem Float-Diffusionsbereich (1) gebildet ist, um ein BCCD (3) an einem Überlappungsteil zu bilden, und ein Rücksetz-Gatter mit dem Mehrfach-Gatter verbunden ist, um die Ladungen des Float- Diffusionsbereichs beim Einschalten in einen Rücksetz-Drain (RD) zu leiten, dadurch gekennzeichnet daß der Float-Diffusionsbereich (1) so ausgebildet ist, daß er in Richtung des Rücksetz-Drains (RD) in mehrere Teile auf geteilt ist, und daß das Mehrfach-Gatter (2) über dem Float- Diffusionsbereich (1) unter Bildung einer Mehrzahl von BCCDs gebildet ist.

2. HCCD-Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Mehrfach-Gatter so ausgebildet ist, daß die Mehrzahl von BCCDs die gleiche Geometrie hat.