JPH05266688A - 電荷転送装置 - Google Patents
電荷転送装置Info
- Publication number
- JPH05266688A JPH05266688A JP4062910A JP6291092A JPH05266688A JP H05266688 A JPH05266688 A JP H05266688A JP 4062910 A JP4062910 A JP 4062910A JP 6291092 A JP6291092 A JP 6291092A JP H05266688 A JPH05266688 A JP H05266688A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transfer
- charge
- electrodes
- charge transfer
- driving
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- Pending
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】電荷転送装置において、転送電極に速いクロッ
ク・パルスを与えた場合に転送効率が劣化することを防
ぐ。 【構成】半導体基板1上にゲート絶縁膜4を介して形成
された転送電極5i,7iおよび、半導体基板の表面領
域内に設けられた電荷転送領域を有する電荷転送置にお
いて、電荷転送電極直下の電荷転送領域が電荷の転送方
向に沿って、転送電極毎、連続的に、徐々に広がる構造
を有している。
ク・パルスを与えた場合に転送効率が劣化することを防
ぐ。 【構成】半導体基板1上にゲート絶縁膜4を介して形成
された転送電極5i,7iおよび、半導体基板の表面領
域内に設けられた電荷転送領域を有する電荷転送置にお
いて、電荷転送電極直下の電荷転送領域が電荷の転送方
向に沿って、転送電極毎、連続的に、徐々に広がる構造
を有している。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電荷転送装置の構造に
関する。
関する。
【0002】
【従来の技術】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、その電荷を多数の転送電
極によって順次転送し、これを電気信号として取り出す
ことができることから、撮像装置やメモリ、その他の信
号処理装置等に広く使用されている。
情報入力を電荷の形で蓄積し、その電荷を多数の転送電
極によって順次転送し、これを電気信号として取り出す
ことができることから、撮像装置やメモリ、その他の信
号処理装置等に広く使用されている。
【0003】図4(a)は従来の2相電荷結合装置(C
CD)の平面図、図4(b)は図4(a)のX−X線断
面図である。
CD)の平面図、図4(b)は図4(a)のX−X線断
面図である。
【0004】例えば、P型シリコン基板1の一主面に薄
いゲート酸化膜4を介して転送電極(バリア電極7i,
…およびストレージ電極5i,…)が配置され、バリア
電極7iとストレージ電極5iの組に交互にクロックパ
ルスφ1,φ2が与えられるようになっている。転送領
域はP型シリコン基板1の表面部に選択的に形成された
第1のN型拡散層2(不純物濃度5×1015/cm2 )
およびバリア電極下の第2のN型拡散層3(不純物濃度
3×1015〜4×1015/cm2 )からなっている。そ
うして、転送領域の幅は一定になっている。
いゲート酸化膜4を介して転送電極(バリア電極7i,
…およびストレージ電極5i,…)が配置され、バリア
電極7iとストレージ電極5iの組に交互にクロックパ
ルスφ1,φ2が与えられるようになっている。転送領
域はP型シリコン基板1の表面部に選択的に形成された
第1のN型拡散層2(不純物濃度5×1015/cm2 )
およびバリア電極下の第2のN型拡散層3(不純物濃度
3×1015〜4×1015/cm2 )からなっている。そ
うして、転送領域の幅は一定になっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電荷転
送装置に図5に示すようなクロックパルスφ1,φ2を
印加すると転送領域の表面ポテンシャルψは、図6に示
すようになり、時刻t=t1において、ストレージ電極
5j下の電荷81は、t=t2において、ストレージ電
極5k下に転送されることになる。
送装置に図5に示すようなクロックパルスφ1,φ2を
印加すると転送領域の表面ポテンシャルψは、図6に示
すようになり、時刻t=t1において、ストレージ電極
5j下の電荷81は、t=t2において、ストレージ電
極5k下に転送されることになる。
【0006】ところで、従来の電荷転送装置では、転送
領域が電荷の転送方向に沿って幅が一定の構造を有して
いるため各転送電極直下のポテンシャル4は、図6に示
すように、ほぼ一定であるが、転送電極に例えば、15
MHz程度の速いクロックパルスを与えた場合、転送効
率が90%程度まで劣化するという欠点があった。
領域が電荷の転送方向に沿って幅が一定の構造を有して
いるため各転送電極直下のポテンシャル4は、図6に示
すように、ほぼ一定であるが、転送電極に例えば、15
MHz程度の速いクロックパルスを与えた場合、転送効
率が90%程度まで劣化するという欠点があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、一導電型半導
体基板の表面部に区画された転送領域と、前記転送領域
をゲート絶縁膜を介して選択的に被覆する転送電極群と
を有する電荷転送装置において、前記転送領域の幅が前
記各転送電極毎に電荷転送方向に沿って未広がりになっ
ているというものである。
体基板の表面部に区画された転送領域と、前記転送領域
をゲート絶縁膜を介して選択的に被覆する転送電極群と
を有する電荷転送装置において、前記転送領域の幅が前
記各転送電極毎に電荷転送方向に沿って未広がりになっ
ているというものである。
【0008】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【0009】図1(a)は、本発明の一実施例である2
相駆動の電荷結合装置(CCD)を示す平面図、図1
(b)は図1(a)のXa−Xb線断面図、図1(c)
は図1(a)のY−Y線断面図である。
相駆動の電荷結合装置(CCD)を示す平面図、図1
(b)は図1(a)のXa−Xb線断面図、図1(c)
は図1(a)のY−Y線断面図である。
【0010】P型シリコン基板1の表面部に、不純物濃
度5.0×1015/cm2 の第1のN型拡散層2aを設
け、その表面にゲート酸化膜4を介して転送電極が配置
されている。すなわち、バリア電極7iとストレージ電
極5iの組が交互に配置されこれらの組には交互にクロ
ックパルスφ1,φ2が印加される。バリア電極7i,
7j,…の下部には不純物濃度が3.0×1015〜4.
0×1015/cm2 の第2のN型拡散層3aが設けられ
ている。
度5.0×1015/cm2 の第1のN型拡散層2aを設
け、その表面にゲート酸化膜4を介して転送電極が配置
されている。すなわち、バリア電極7iとストレージ電
極5iの組が交互に配置されこれらの組には交互にクロ
ックパルスφ1,φ2が印加される。バリア電極7i,
7j,…の下部には不純物濃度が3.0×1015〜4.
0×1015/cm2 の第2のN型拡散層3aが設けられ
ている。
【0011】転送領域は、フィールド酸化膜10とその
下のP+ 型チャネルストッパ9で区画された第1,第2
のN型拡散層であるが、その平面形状は電荷の転送方向
に沿って転送電極毎、連続的に徐々に広がる構造を有し
ている。第1,第2のN型拡散層は底辺の長さW1=
7.5μm,上辺の長さW2=5μm,高さL=4μm
の台形状になっている。
下のP+ 型チャネルストッパ9で区画された第1,第2
のN型拡散層であるが、その平面形状は電荷の転送方向
に沿って転送電極毎、連続的に徐々に広がる構造を有し
ている。第1,第2のN型拡散層は底辺の長さW1=
7.5μm,上辺の長さW2=5μm,高さL=4μm
の台形状になっている。
【0012】図2に、転送電極に一定の電圧を印加した
ときの転送領域における表面ポテンシャルψの分布を示
す。横軸は転送領域の幅方向(Y−Y線と平行な方向)
にとってある。
ときの転送領域における表面ポテンシャルψの分布を示
す。横軸は転送領域の幅方向(Y−Y線と平行な方向)
にとってある。
【0013】転送方向(Xa−Xb線方向。)に垂直な
方向に沿った表面ポテンシャルψは、転送領域の中心部
では深いが、ナローチャンネル効果の影響により、中心
部から離れるに従い浅くなる。
方向に沿った表面ポテンシャルψは、転送領域の中心部
では深いが、ナローチャンネル効果の影響により、中心
部から離れるに従い浅くなる。
【0014】又、転送領域が広くなるほど、ナローチャ
ンネル効果の影響を受けにくくなるため、全体的に深く
なる。
ンネル効果の影響を受けにくくなるため、全体的に深く
なる。
【0015】この結果、幅広部の表面ポテンシャルψ1
と幅狭部の表面ポテンシャルψ2の間にはポテンシャル
差Δψが生じる。従って、電荷の転送方向に加速電界が
生じる。
と幅狭部の表面ポテンシャルψ2の間にはポテンシャル
差Δψが生じる。従って、電荷の転送方向に加速電界が
生じる。
【0016】図3に、各転送電極にクロックパルスφ
1,φ2(図5に示す)を印加したときの電荷転送方向
の表面ポテンシャルを示す。クロック・パルスφ1,φ
2のパルス高を5Vとすると、0.25V/μm程度の
加速電界ができる。従来例と同様に時刻t1においてス
トレージ電極5j下にあった電荷81は時刻t2ではス
トレージ電極5k下に転送される。
1,φ2(図5に示す)を印加したときの電荷転送方向
の表面ポテンシャルを示す。クロック・パルスφ1,φ
2のパルス高を5Vとすると、0.25V/μm程度の
加速電界ができる。従来例と同様に時刻t1においてス
トレージ電極5j下にあった電荷81は時刻t2ではス
トレージ電極5k下に転送される。
【0017】本実施例では従来の1.5倍の同波数15
MHzのクロックパルスで駆動しても転送効率の劣化は
認められなかった。
MHzのクロックパルスで駆動しても転送効率の劣化は
認められなかった。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、転送電
極直下の電荷転送領域が電荷の転送方向に沿って、転送
電極毎に連続的に徐々に広くなる構造を有しているの
で、高い周波数のクロックパルスで駆動しても転送効率
の劣化を抑えることができるという効果を有する。
極直下の電荷転送領域が電荷の転送方向に沿って、転送
電極毎に連続的に徐々に広くなる構造を有しているの
で、高い周波数のクロックパルスで駆動しても転送効率
の劣化を抑えることができるという効果を有する。
【図1】本発明の一実施例を示す平面図(図1
(a))、図1(a)のXa−Xb線断面図(図1
(b))および図1(a)のY−Y線断面図(図1
(c))である。
(a))、図1(a)のXa−Xb線断面図(図1
(b))および図1(a)のY−Y線断面図(図1
(c))である。
【図2】本発明の一実施例の転送領域の幅方向の表面ポ
テンシャル分布を示す図である。
テンシャル分布を示す図である。
【図3】本発明の一実施例の動作説明に使用するポテン
シャル図である。
シャル図である。
【図4】従来の2相駆動CCDを示す平面図(図4
(a))および断面図(図4(b))である。
(a))および断面図(図4(b))である。
【図5】2相駆動のCCDのクロック・パルスを示すタ
イミング図である。
イミング図である。
【図6】従来の2相駆動CCDの動作説明に使用するポ
テンシャル図である。
テンシャル図である。
1 P型シリコン基板 2,2a 第1のN型拡散層 3,3a 第2のN型拡散層 4 ゲート絶縁膜 5i,5j,5k ストレージ電極 6 層間絶縁膜 7i,7j,7k バリア電極 81,82 電荷 9 P+ 型チャネルストッパ 10 フィールド酸化膜 φ1,φ2 クロック・パルス ψ 表面ポテンシャル
Claims (2)
- 【請求項1】 一導電型半導体基板の表面部に区画され
た転送領域と、前記転送領域をゲート絶縁膜を介して選
択的に被覆する転送電極群とを有する電荷転送装置にお
いて、前記転送領域の幅が前記各転送電極毎に電荷転送
方向に沿って未広がりになっていることを特徴とする電
荷転送装置。 - 【請求項2】 転送領域が一導電型半導体基板の表面部
が選択的に形成された他導電型不純物拡散層である請求
項1記載の電荷転送装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4062910A JPH05266688A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 電荷転送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4062910A JPH05266688A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 電荷転送装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05266688A true JPH05266688A (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=13213888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4062910A Pending JPH05266688A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 電荷転送装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05266688A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016115855A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置 |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP4062910A patent/JPH05266688A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016115855A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990323 |