JPH0552111B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0552111B2 JPH0552111B2 JP62063321A JP6332187A JPH0552111B2 JP H0552111 B2 JPH0552111 B2 JP H0552111B2 JP 62063321 A JP62063321 A JP 62063321A JP 6332187 A JP6332187 A JP 6332187A JP H0552111 B2 JPH0552111 B2 JP H0552111B2
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- JP
- Japan
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- period
- overflow drain
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- during
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- Prior art date
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Links
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 206010034960 Photophobia Diseases 0.000 description 1
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Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明は固体撮像素子の駆動方法、特にフレー
ムトランスフア方式による固体撮像素子の駆動方
法に関する。
ムトランスフア方式による固体撮像素子の駆動方
法に関する。
(ロ) 従来の技術
固体撮像デバイスには、インターライントラン
スフア（IT）方式CCD（Charge Coupled
Device）とフレームトランスフア（FT）方式
CCDとがある。IT方式CCDでは撮像領域と蓄積
領域が交互に配置され、FT方式CCDでは撮像部
と蓄積部が分離配置されている。
スフア（IT）方式CCD（Charge Coupled
Device）とフレームトランスフア（FT）方式
CCDとがある。IT方式CCDでは撮像領域と蓄積
領域が交互に配置され、FT方式CCDでは撮像部
と蓄積部が分離配置されている。
FT方式CCDの撮像部の構造を第４図および第
５図に示す。この撮像部はクロスゲート構造を採
用しており、１はＰ型のシリコン基板、２はゲー
ト酸化膜、３はLOCOS構造を有するフイールド
酸化膜より成るチヤンネル分離領域、４，５は水
平方向に延在されるポリシリコンより成る下層ゲ
ート電極、６，７は垂直方向に延在されるポリシ
リコンより成る上層ゲート電極、８はN+型のオ
ーバーフロードレイン領域、９はＮ型の蛇行した
チヤンネル領域、１０は開口窓、１１は開口窓１
０下に設けたP+型の開口領域である。
５図に示す。この撮像部はクロスゲート構造を採
用しており、１はＰ型のシリコン基板、２はゲー
ト酸化膜、３はLOCOS構造を有するフイールド
酸化膜より成るチヤンネル分離領域、４，５は水
平方向に延在されるポリシリコンより成る下層ゲ
ート電極、６，７は垂直方向に延在されるポリシ
リコンより成る上層ゲート電極、８はN+型のオ
ーバーフロードレイン領域、９はＮ型の蛇行した
チヤンネル領域、１０は開口窓、１１は開口窓１
０下に設けたP+型の開口領域である。
斯るFT方式CCDは第６図に示すクロツクパル
スで駆動される。クロツクパルスφ1，φ3は上層
ゲート電極６，７に１つおきに印加され、VL，
VM，VHの３つのレベルを持つ、クロツクパルス
φ2，φ4は下層ゲート電極４，５に１つおきに印
加され、VL，VHの２つのレベルを持つ。
スで駆動される。クロツクパルスφ1，φ3は上層
ゲート電極６，７に１つおきに印加され、VL，
VM，VHの３つのレベルを持つ、クロツクパルス
φ2，φ4は下層ゲート電極４，５に１つおきに印
加され、VL，VHの２つのレベルを持つ。
２：１インタレース駆動の奇数フイールドにお
いて、クロツクパルスφ2，φ3およびφ4がVLにセ
ツトされ、クロツクパルスφ1はVMにセツトされ
て光蓄積期間に入る。この光蓄電期間中に光電変
換された電荷は、開口窓１０周辺のクロツクφ1
を印加された上層ゲート電極６、クロツクφ2，
φ4を印加された下層ゲート電極４，５下に蓄積
され、クロツクφ3を印加された上層ゲート電極
７下でせき止められている。なお強い入射光によ
り過剰発生した電荷は、クロツクφ1を印加した
上層ゲート電極６下のチヤンネル分離領域３を通
して隣接したオーバーフロードレイン領域８にあ
ふれ出る。この蓄積された電荷は、次のフレーム
転送期間で４相駆動法により撮像部から蓄積部に
転送される。
いて、クロツクパルスφ2，φ3およびφ4がVLにセ
ツトされ、クロツクパルスφ1はVMにセツトされ
て光蓄積期間に入る。この光蓄電期間中に光電変
換された電荷は、開口窓１０周辺のクロツクφ1
を印加された上層ゲート電極６、クロツクφ2，
φ4を印加された下層ゲート電極４，５下に蓄積
され、クロツクφ3を印加された上層ゲート電極
７下でせき止められている。なお強い入射光によ
り過剰発生した電荷は、クロツクφ1を印加した
上層ゲート電極６下のチヤンネル分離領域３を通
して隣接したオーバーフロードレイン領域８にあ
ふれ出る。この蓄積された電荷は、次のフレーム
転送期間で４相駆動法により撮像部から蓄積部に
転送される。
次に偶数フイールドにおいて、光蓄積期間中ク
ロツクパルスφ1，φ2およびφ4がVLにセツトされ、
クロツクパルスφ3はVMにセツトされる。この期
間中に光電変換された電荷は、開口窓１０周辺の
クロツクφ3を印加された上層ゲート電極７、ク
ロツクφ2，φ4を印加された下層ゲート電極４，
５下に蓄積され、クロツクφ1を印加された上層
ゲート電極６下でせき止められている。この電荷
は同様にフレーム転送期間中に４相駆動法により
撮像部から蓄積部に転送される。
ロツクパルスφ1，φ2およびφ4がVLにセツトされ、
クロツクパルスφ3はVMにセツトされる。この期
間中に光電変換された電荷は、開口窓１０周辺の
クロツクφ3を印加された上層ゲート電極７、ク
ロツクφ2，φ4を印加された下層ゲート電極４，
５下に蓄積され、クロツクφ1を印加された上層
ゲート電極６下でせき止められている。この電荷
は同様にフレーム転送期間中に４相駆動法により
撮像部から蓄積部に転送される。
なお光蓄積期間およびフレーム転送期間を通し
てオーバーフロードレイン領域８のOFD電圧は
チヤンネル分離領域３のポテンシヤルよりも深い
ポテンシヤルを与える必要がある。この理由はオ
ーバーフロードレイン領域からチヤンネル領域９
への電荷の逆流を阻止するためである。従つてチ
ヤンネル分離領域３のポテンシヤルはフレーム転
送期間に上層ゲート電極６，７にVHを印加した
時に最も深くなり、OFD電圧は上層ゲート電極
６，７にVHを印加した時のチヤンネル分離領域
３のポテンシヤルよりも高いDC電圧に固定され
ていた。
てオーバーフロードレイン領域８のOFD電圧は
チヤンネル分離領域３のポテンシヤルよりも深い
ポテンシヤルを与える必要がある。この理由はオ
ーバーフロードレイン領域からチヤンネル領域９
への電荷の逆流を阻止するためである。従つてチ
ヤンネル分離領域３のポテンシヤルはフレーム転
送期間に上層ゲート電極６，７にVHを印加した
時に最も深くなり、OFD電圧は上層ゲート電極
６，７にVHを印加した時のチヤンネル分離領域
３のポテンシヤルよりも高いDC電圧に固定され
ていた。
以上に述べた従来技術は、例えば工業調査会発
行電子材料1986年３月号、P123〜P127に記載さ
れている。
行電子材料1986年３月号、P123〜P127に記載さ
れている。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点
しかしながら斯上した従来のFT方式CCDの駆
動方法では、1/2インチ形光学系の場合には、20
万画素のCCDを30万画素に高解像度化すると、
１画素当りの開口窓１０の面積が約７割減少する
ことになる。このために開口窓１０の面積減少に
より感度の低下が発生する問題点を有していた。
動方法では、1/2インチ形光学系の場合には、20
万画素のCCDを30万画素に高解像度化すると、
１画素当りの開口窓１０の面積が約７割減少する
ことになる。このために開口窓１０の面積減少に
より感度の低下が発生する問題点を有していた。
この感度の低下は、開口窓１０で光電変換され
た電荷がオーバーフロードレイン領域８に流出す
る割合が増加するものと考えられる。第７図は撮
像部のCCDの拡大図であり、偶数フイールドの
光蓄積期間を示している。このとき−線断面
のポテンシヤルは第８図に示されている。即ち、
オーバーフロードレイン領域８には最も深いポテ
ンシヤルが与えられているので、開口窓１０で発
生した点線で示す電荷はオーバーフロードレイン
領域８の電界により点線の矢印で示される様にオ
ーバーフロードレイン領域８に流出してしまうの
である。
た電荷がオーバーフロードレイン領域８に流出す
る割合が増加するものと考えられる。第７図は撮
像部のCCDの拡大図であり、偶数フイールドの
光蓄積期間を示している。このとき−線断面
のポテンシヤルは第８図に示されている。即ち、
オーバーフロードレイン領域８には最も深いポテ
ンシヤルが与えられているので、開口窓１０で発
生した点線で示す電荷はオーバーフロードレイン
領域８の電界により点線の矢印で示される様にオ
ーバーフロードレイン領域８に流出してしまうの
である。
(ニ) 問題点を解決するための手段
本発明は斯上した問題点に鑑みてなされ、光蓄
積期間におけるオーバーフロードレイン領域の
OFD電圧を下げることにより、従来の問題点を
改善した固体撮像素子の駆動方法を提供するもの
である。
積期間におけるオーバーフロードレイン領域の
OFD電圧を下げることにより、従来の問題点を
改善した固体撮像素子の駆動方法を提供するもの
である。
(ホ) 作用
本発明に依れば、光蓄積期間におけるオーバー
フロードレイン領域８のOFD電圧を下げること
により、オーバーフロードレイン領域８の電界を
チヤンネル領域９よりも弱めて開口窓１０に発生
する電荷をチヤンネル領域９に流入させる割合を
大幅に高めて感度の低下を防止している。
フロードレイン領域８のOFD電圧を下げること
により、オーバーフロードレイン領域８の電界を
チヤンネル領域９よりも弱めて開口窓１０に発生
する電荷をチヤンネル領域９に流入させる割合を
大幅に高めて感度の低下を防止している。
(ヘ) 実施例
本発明の一実施例を第１図乃至第３図を参照し
て詳述する。
て詳述する。
第１図は撮像部のCCDの拡大図であり、偶数
フイールドの光蓄積期間を示している。第２図は
第１図の−線断面のポテンシヤルを示してい
る。第１図および第２図は第７図および第８図と
対応しており、同一構成要素には同一符号を付し
てある。
フイールドの光蓄積期間を示している。第２図は
第１図の−線断面のポテンシヤルを示してい
る。第１図および第２図は第７図および第８図と
対応しており、同一構成要素には同一符号を付し
てある。
本発明の特徴はオーバーフロードレイン領域８
のOFD電圧を従来のVHからVMに低下させたこと
にある。この結果、第２図のポテンシヤル図から
明白な様に、オーバーフロードレイン領域８のポ
テンシヤルは第８図に比較して大幅に浅くなり、
オーバーフロードレイン領域８のOFD電圧によ
る電界は弱められる。従つて開口窓１０で発生し
た点線で示す電荷はオーバーフロードレイン領域
８のポテンシヤルより深く設定されたチヤンネル
領域９に流入する割合が大幅に向上し、大部分は
実線の矢印に示す様にチヤンネル領域９に流入す
る。
のOFD電圧を従来のVHからVMに低下させたこと
にある。この結果、第２図のポテンシヤル図から
明白な様に、オーバーフロードレイン領域８のポ
テンシヤルは第８図に比較して大幅に浅くなり、
オーバーフロードレイン領域８のOFD電圧によ
る電界は弱められる。従つて開口窓１０で発生し
た点線で示す電荷はオーバーフロードレイン領域
８のポテンシヤルより深く設定されたチヤンネル
領域９に流入する割合が大幅に向上し、大部分は
実線の矢印に示す様にチヤンネル領域９に流入す
る。
一方、オーバーフロードレイン領域８のポテン
シヤルはチヤンネル分離領域３のポテンシヤルよ
り深く設定されている。この理由はオーバーフロ
ードレイン領域８の本来の役割である強い入射光
による過剰発生電荷を吸収するためである。
シヤルはチヤンネル分離領域３のポテンシヤルよ
り深く設定されている。この理由はオーバーフロ
ードレイン領域８の本来の役割である強い入射光
による過剰発生電荷を吸収するためである。
第３図に本発明の固体撮像素子の駆動方法に用
いるクロツクパルスを示す。第３図は第６図と対
応しており、クロツクパルスφ1，φ2，φ3，φ4は
従来のものと同一であり、駆動方法も同一である
ので動作説明を省略する。本発明の特徴はオーバ
ーフロードレイン領域８に印加されるOFD電圧
を光蓄積期間はVMにフレーム転送期間はVHに設
定したパルス状にした点にある。従つてフレーム
転送期間中はオーバーフロードレイン領域８の
OFD電圧は最も深いポテンシヤルが与えられ、
フレーム転送期間中は従来と同様にオーバーフロ
ードレイン領域８からチヤンネル領域９への電荷
の逆流は阻止されている。
いるクロツクパルスを示す。第３図は第６図と対
応しており、クロツクパルスφ1，φ2，φ3，φ4は
従来のものと同一であり、駆動方法も同一である
ので動作説明を省略する。本発明の特徴はオーバ
ーフロードレイン領域８に印加されるOFD電圧
を光蓄積期間はVMにフレーム転送期間はVHに設
定したパルス状にした点にある。従つてフレーム
転送期間中はオーバーフロードレイン領域８の
OFD電圧は最も深いポテンシヤルが与えられ、
フレーム転送期間中は従来と同様にオーバーフロ
ードレイン領域８からチヤンネル領域９への電荷
の逆流は阻止されている。
(ト) 発明の効果
本発明に依れば、光蓄積期間のオーバーフロー
ドレイン領域８のOFD電圧をVMに低下させるこ
とにより、開口窓１０での発生電荷がオーバーフ
ロードレイン領域８の電界によりオーバーフロー
ドレイン領域８に流出する割合を従来に比較して
低減でき、短波長光感度は従来より約20％向上で
きる利点を有する。
ドレイン領域８のOFD電圧をVMに低下させるこ
とにより、開口窓１０での発生電荷がオーバーフ
ロードレイン領域８の電界によりオーバーフロー
ドレイン領域８に流出する割合を従来に比較して
低減でき、短波長光感度は従来より約20％向上で
きる利点を有する。
第１図は本発明による固体撮像素子の撮像部の
CCDを説明する上面図、第２図は第１図の−
線断面のポテンシヤル図、第３図は本発明の駆
動方法に用いるクロツクパルスのタイミングチヤ
ート図、第４図はFT方式CCDを説明する上面
図、第５図は第４図の−線断面図、第６図は
従来の駆動方法に用いるクロツクパルスのタイミ
ングチヤート図、第７図は従来のFT方式CCDの
撮像部のCCDを説明する上面図、第８図は第７
図の−線断面のポテンシヤル図である。 １は半導体基板、２はゲート酸化膜、３はチヤ
ンネル分離領域、４，５は下層ゲート電極、６，
７は上層ゲート電極、８はオーバーフロードレイ
ン領域、９はチヤンネル領域、１０は開口窓、１
１は開口領域である。
CCDを説明する上面図、第２図は第１図の−
線断面のポテンシヤル図、第３図は本発明の駆
動方法に用いるクロツクパルスのタイミングチヤ
ート図、第４図はFT方式CCDを説明する上面
図、第５図は第４図の−線断面図、第６図は
従来の駆動方法に用いるクロツクパルスのタイミ
ングチヤート図、第７図は従来のFT方式CCDの
撮像部のCCDを説明する上面図、第８図は第７
図の−線断面のポテンシヤル図である。 １は半導体基板、２はゲート酸化膜、３はチヤ
ンネル分離領域、４，５は下層ゲート電極、６，
７は上層ゲート電極、８はオーバーフロードレイ
ン領域、９はチヤンネル領域、１０は開口窓、１
１は開口領域である。
Claims (1)
- １ 撮像部と蓄積部とを分離して有し、光蓄積期
間中に前記撮像部で光電変換により電荷の蓄積を
行い、フレーム転送期間中に前記電荷を前記蓄積
部に転送するフレームトランスフア方式の固体撮
像素子において、光蓄積期間中、前記撮像部のチ
ヤンネル分離領域内に設けたオーバーフロードレ
イン領域に、フレーム転送期間の印加電圧より低
い電圧を前記撮像部の転送電極と独立して印加す
ることを特徴とした固体撮像素子の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62063321A JPS63228886A (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62063321A JPS63228886A (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63228886A JPS63228886A (ja) | 1988-09-22 |
| JPH0552111B2 true JPH0552111B2 (ja) | 1993-08-04 |
Family
ID=13225885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62063321A Granted JPS63228886A (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63228886A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57109475A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-07 | Sony Corp | Solid image pickup element |
-
1987
- 1987-03-18 JP JP62063321A patent/JPS63228886A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57109475A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-07 | Sony Corp | Solid image pickup element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63228886A (ja) | 1988-09-22 |
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