JPH01283870A - 電荷転送装置 - Google Patents
電荷転送装置Info
- Publication number
- JPH01283870A JPH01283870A JP11428488A JP11428488A JPH01283870A JP H01283870 A JPH01283870 A JP H01283870A JP 11428488 A JP11428488 A JP 11428488A JP 11428488 A JP11428488 A JP 11428488A JP H01283870 A JPH01283870 A JP H01283870A
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- JP
- Japan
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- charge transfer
- gate electrode
- output
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- 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.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 24
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電荷転送装置に関する。
電荷転送装置は、電気信号や入射光等の情報入力を電荷
の形で蓄積ししかもその電荷を多数の電荷転送用電極に
よって順次転送し、電気信号として増幅して取出すこと
ができることから、電荷転送装置を含む半導体装置は撮
像装置やメモリその他信号処理装置等に使用されている
。
の形で蓄積ししかもその電荷を多数の電荷転送用電極に
よって順次転送し、電気信号として増幅して取出すこと
ができることから、電荷転送装置を含む半導体装置は撮
像装置やメモリその他信号処理装置等に使用されている
。
第２図は従来の電荷転送装置の一例の断面模式この従来
例は、第２図に示すように例えばＰ型半導体基板１の上
に絶縁膜８を介して設けられ、かつ３相のクロック信号
φ１．φ２及びφ３によって駆動される多数の電荷転送
用電極２−１〜２−６と、電荷転送用電極の最終段（２
−６）に近接したＰ型半導体基板１の上に絶縁膜を介し
て設けられかつ電位Ｖ２に固定された出力用ゲート３と
、転送されてきた電荷を電圧に変換するためのＮ型浮遊
拡散層４をソースとし、電位Ｖ１に固定されたＮ型不純
物層をドレイン、リセットクロック信号φＲを印加され
るゲート電極を有するリセットトランジスタ５と、浮遊
拡散層４とゲート電極６を接続することによって内部電
荷を電圧信号として外部へ取り出すための出力トランジ
スタ７とで構成されている。
例は、第２図に示すように例えばＰ型半導体基板１の上
に絶縁膜８を介して設けられ、かつ３相のクロック信号
φ１．φ２及びφ３によって駆動される多数の電荷転送
用電極２−１〜２−６と、電荷転送用電極の最終段（２
−６）に近接したＰ型半導体基板１の上に絶縁膜を介し
て設けられかつ電位Ｖ２に固定された出力用ゲート３と
、転送されてきた電荷を電圧に変換するためのＮ型浮遊
拡散層４をソースとし、電位Ｖ１に固定されたＮ型不純
物層をドレイン、リセットクロック信号φＲを印加され
るゲート電極を有するリセットトランジスタ５と、浮遊
拡散層４とゲート電極６を接続することによって内部電
荷を電圧信号として外部へ取り出すための出力トランジ
スタ７とで構成されている。
この従来例の駆動方法はまずリセットトランジスタ５を
オフ状態にして浮遊拡散層４の電位を電源の電位ｖ１に
設定することによりリセットし、しかる後にリセットト
ランジスタ５をオフ状態にする。
オフ状態にして浮遊拡散層４の電位を電源の電位ｖ１に
設定することによりリセットし、しかる後にリセットト
ランジスタ５をオフ状態にする。
次に、３相のクロック信号φ１．φ２及びφ。
によって多数の電荷転送用電極２−１〜２−６を駆動し
て、各々の電荷転送電極下のＰ型半導体基板１の表面に
ポテンシャル井戸を生じさせ電荷信号を転送、最終段の
電荷転送用電極２−６直下のポテンシャル井戸に第３図
（ａ）に示すように溜める。
て、各々の電荷転送電極下のＰ型半導体基板１の表面に
ポテンシャル井戸を生じさせ電荷信号を転送、最終段の
電荷転送用電極２−６直下のポテンシャル井戸に第３図
（ａ）に示すように溜める。
続いて次のクロックタイミングの時にその電荷を電位Ｖ
２を印加した出力用ゲート３の下のＰ型半導体基板１の
表面を通って浮遊拡散層４へ第３図（ｂ）に示すように
流し込む。
２を印加した出力用ゲート３の下のＰ型半導体基板１の
表面を通って浮遊拡散層４へ第３図（ｂ）に示すように
流し込む。
この場合、転送されてきた電荷量をＱとし、浮遊拡散層
４の全容量をＣとすると、電荷が流入する前と後の浮遊
拡散層４の電位差△ＶはΔＶ＝− と表わすことができる。
４の全容量をＣとすると、電荷が流入する前と後の浮遊
拡散層４の電位差△ＶはΔＶ＝− と表わすことができる。
従って、この電位差へＶを出力トランジスタ７を介して
出力すれば、この従来例の半導体装置内に蓄積された情
報を読取ることができる。
出力すれば、この従来例の半導体装置内に蓄積された情
報を読取ることができる。
ここで浮遊拡散層部４の全容量Ｃとは、浮遊拡散層４と
Ｐ型半導体基板１との容量、浮遊拡散層４と出力用ゲー
ト３間の容量、浮遊拡散層４とゲート電極（φＲ）間の
容量、およびゲート電極６のゲート容量の和でほぼ決定
されるものである。
Ｐ型半導体基板１との容量、浮遊拡散層４と出力用ゲー
ト３間の容量、浮遊拡散層４とゲート電極（φＲ）間の
容量、およびゲート電極６のゲート容量の和でほぼ決定
されるものである。
上述のゲート容量について出力トランジスタ７の部分を
第４図の断面模式図を用いて具体的に説明する。
第４図の断面模式図を用いて具体的に説明する。
浮遊拡散層４と電気的に接続されたゲート電極６によっ
て作られる出力トランジスタ７は、ソースフォロワのト
ランジスタとして、ゲート電極電位の変化に応じて出力
信号電圧が変化するようにトランジスタの飽和領域が使
われているためゲート電極下のチャンネル部９は第４図
に示すようにゲート電極直下で切れている。このため、
ゲート容量は、Ｖ１電圧に固定されたドレインとゲート
電極間の容量および出力信号端子１２と結ばれたソース
とゲート電極間の容量およびゲート電極とＰ型半導体基
板との容量に分けられる。
て作られる出力トランジスタ７は、ソースフォロワのト
ランジスタとして、ゲート電極電位の変化に応じて出力
信号電圧が変化するようにトランジスタの飽和領域が使
われているためゲート電極下のチャンネル部９は第４図
に示すようにゲート電極直下で切れている。このため、
ゲート容量は、Ｖ１電圧に固定されたドレインとゲート
電極間の容量および出力信号端子１２と結ばれたソース
とゲート電極間の容量およびゲート電極とＰ型半導体基
板との容量に分けられる。
以上述べた浮遊拡散層の全容量Ｃによって、出力信号の
値が決定されることになる。すなわち高感度の信号出力
を得るには前述の浮遊拡散層の全容量Ｃを小さくする必
要がある。またこの浮遊拡散層容量は主に浮遊拡散層の
面積とゲート容量で大部分が決定されることから高感度
化には浮遊拡散層の面積の縮少およびゲート容量の低下
が必要となる。
値が決定されることになる。すなわち高感度の信号出力
を得るには前述の浮遊拡散層の全容量Ｃを小さくする必
要がある。またこの浮遊拡散層容量は主に浮遊拡散層の
面積とゲート容量で大部分が決定されることから高感度
化には浮遊拡散層の面積の縮少およびゲート容量の低下
が必要となる。
上述した従来の電荷転送装置では、信号電荷に対して高
感度な出力信号電圧を得るには浮遊拡散層の全容量Ｃを
小さくする必要があるが、浮遊拡散層の面積を縮少させ
るのも限界があり、ゲート容量も出力インピーダンスの
関係からトランジスタのサイズを小さくできないので、
高感度の信号出力ができないという欠点がある。
感度な出力信号電圧を得るには浮遊拡散層の全容量Ｃを
小さくする必要があるが、浮遊拡散層の面積を縮少させ
るのも限界があり、ゲート容量も出力インピーダンスの
関係からトランジスタのサイズを小さくできないので、
高感度の信号出力ができないという欠点がある。
本発明の電荷転送装置は、半導体基板上に絶縁膜を介し
て設けられた複数の電荷転送用電極を含む電荷転送部か
ら出力用ゲートを介して電荷を受取る浮遊拡散層に接続
されたゲート電極を有する出力トランジスタを含む電荷
転送装置において、前記出力トランジスタのドレイン領
域は前記ゲート電極寄りに配置された低濃度領域及びこ
れと隣接して設けられた高濃度領域からなるというもの
である。
て設けられた複数の電荷転送用電極を含む電荷転送部か
ら出力用ゲートを介して電荷を受取る浮遊拡散層に接続
されたゲート電極を有する出力トランジスタを含む電荷
転送装置において、前記出力トランジスタのドレイン領
域は前記ゲート電極寄りに配置された低濃度領域及びこ
れと隣接して設けられた高濃度領域からなるというもの
である。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明の一実施例の主要部を示す半導体チップ
の断面模式図であり、出力トランジスタ部を示したもの
であり、その他の部分は第２図と同じである。
の断面模式図であり、出力トランジスタ部を示したもの
であり、その他の部分は第２図と同じである。
この実施例はＰ型半導体基板１上に絶縁膜を介して設け
られた複数の電荷転送用電極２−１〜２−６・・・を含
む電荷転送部から出力用ゲート３を介して電荷を受取る
浮遊拡散層４に接続されたゲート電極６を有する出力ト
ランジスタ７を含む電荷転送装置において、出力トラン
ジスタ７のドレイン領域はゲート電極６寄りに配置され
た低濃度領域１０及びこれと隣接して設けられた高濃度
領域１１からなるというものである。なお、１３はソー
ス領域であり、高濃度領域１１と同時に形成される。
られた複数の電荷転送用電極２−１〜２−６・・・を含
む電荷転送部から出力用ゲート３を介して電荷を受取る
浮遊拡散層４に接続されたゲート電極６を有する出力ト
ランジスタ７を含む電荷転送装置において、出力トラン
ジスタ７のドレイン領域はゲート電極６寄りに配置され
た低濃度領域１０及びこれと隣接して設けられた高濃度
領域１１からなるというものである。なお、１３はソー
ス領域であり、高濃度領域１１と同時に形成される。
この出力トランジスタにおいて、第４図と同様のチャン
ネルがソースフォロワ動作時に形成され、また、ドレイ
ン領域では空乏層が広がる。この時、低度領域１０が設
けられているので、空乏層が低濃度領域１０の方向にも
伸びることからトレイン領域とゲート電極間の容量は従
来例に比較して小さくなる。
ネルがソースフォロワ動作時に形成され、また、ドレイ
ン領域では空乏層が広がる。この時、低度領域１０が設
けられているので、空乏層が低濃度領域１０の方向にも
伸びることからトレイン領域とゲート電極間の容量は従
来例に比較して小さくなる。
以上説明したように本発明は、浮遊拡散層部の全容量を
小さくするため、浮遊拡散層部と接続したゲート電極を
有する出カドランジスのドレイン領域に低濃度領域を設
けることにより、浮遊拡散層部の全容量を小さくして、
信号検出感度を改善できる効果がある。
小さくするため、浮遊拡散層部と接続したゲート電極を
有する出カドランジスのドレイン領域に低濃度領域を設
けることにより、浮遊拡散層部の全容量を小さくして、
信号検出感度を改善できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例の主要部を示す半導体チップ
の断面模式図、第２図は電荷転送装置の断面模式図、第
３図（ａ）、（ｂ）は電荷転送装置の動作を説明するた
めのポテンシャル推移図、第４図は従来例の主要部を示
す断面模式図である。 １・・・Ｐ型半導体基板、２−１〜２−６・・・電荷転
送用電極、３・・・出力用ゲート、４・・・浮遊拡散層
、５・・・リセットトランジスタ、６・・・ゲート電極
、７・・・出力トランジスタ、８・・・絶縁膜、９・・
・チャンネル部、１０・・・低濃度領域、１１・・・高
濃度領域、１２・・・出力信号端子、１３・・・ソース
領域。
の断面模式図、第２図は電荷転送装置の断面模式図、第
３図（ａ）、（ｂ）は電荷転送装置の動作を説明するた
めのポテンシャル推移図、第４図は従来例の主要部を示
す断面模式図である。 １・・・Ｐ型半導体基板、２−１〜２−６・・・電荷転
送用電極、３・・・出力用ゲート、４・・・浮遊拡散層
、５・・・リセットトランジスタ、６・・・ゲート電極
、７・・・出力トランジスタ、８・・・絶縁膜、９・・
・チャンネル部、１０・・・低濃度領域、１１・・・高
濃度領域、１２・・・出力信号端子、１３・・・ソース
領域。
Claims (1)
- 半導体基板上に絶縁膜を介して設けられた複数の電荷
転送用電極を含む電荷転送部から出力用ゲートを介して
電荷を受取る浮遊拡散層に接続されたゲート電極を有す
る出力トランジスタを含む電荷転送装置において、前記
出力トランジスタのドレイン領域は前記ゲート電極寄り
に配置された低濃度領域及びこれと隣接して設けられた
高濃度領域からなることを特徴とする電荷転送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11428488A JPH01283870A (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | 電荷転送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11428488A JPH01283870A (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | 電荷転送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01283870A true JPH01283870A (ja) | 1989-11-15 |
Family
ID=14633987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11428488A Pending JPH01283870A (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | 電荷転送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01283870A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5357129A (en) * | 1992-12-28 | 1994-10-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solid state imaging device having high-sensitivity and low-noise characteristics by reducing electrostatic capacity of interconnection |
| FR2704095A1 (fr) * | 1993-04-13 | 1994-10-21 | Samsung Electronics Co Ltd | Capteur d'images du type dispositif à couplage de charge. |
-
1988
- 1988-05-10 JP JP11428488A patent/JPH01283870A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5357129A (en) * | 1992-12-28 | 1994-10-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solid state imaging device having high-sensitivity and low-noise characteristics by reducing electrostatic capacity of interconnection |
| FR2704095A1 (fr) * | 1993-04-13 | 1994-10-21 | Samsung Electronics Co Ltd | Capteur d'images du type dispositif à couplage de charge. |
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