JPH0682693B2 - 電荷転送装置 - Google Patents
電荷転送装置Info
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- JPH0682693B2 JPH0682693B2 JP59171877A JP17187784A JPH0682693B2 JP H0682693 B2 JPH0682693 B2 JP H0682693B2 JP 59171877 A JP59171877 A JP 59171877A JP 17187784 A JP17187784 A JP 17187784A JP H0682693 B2 JPH0682693 B2 JP H0682693B2
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/762—Charge transfer devices
- H01L29/765—Charge-coupled devices
- H01L29/768—Charge-coupled devices with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/76808—Input structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
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- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/762—Charge transfer devices
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- H01L29/76833—Buried channel CCD
- H01L29/76841—Two-Phase CCD
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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ものであり、特に複数個
のチップを配列した長尺の密着型CCDイメージセンサに
係わるものである。
のチップを配列した長尺の密着型CCDイメージセンサに
係わるものである。
従来例の構成とその問題点 近年、一次元固体撮像素子を複数個配列して被写体の原
稿と同じサイズにした所謂密着型イメージセンサの開発
が活発に進められており、一部実用化のレベルに達して
きている。
稿と同じサイズにした所謂密着型イメージセンサの開発
が活発に進められており、一部実用化のレベルに達して
きている。
第１図は従来の密着型CCD一次元固体撮像装置の転送要
部の断面図を示したものであり、第２図、第３図は、そ
の各断面におけるポテンシャル図および２相駆動の印加
パルスのタイミングt1,t2を示す。第１図において、１
はＰ型基板、２はＮウエル領域、３はバリヤ領域でＮウ
エル領域２と同じ導電型であり、その濃度はＮウエル領
域２よりも低い領域である。４は蓄積ゲート、５はバリ
ヤゲートであり、６はゲート酸化膜である。P1,P2は駆
動用の各パルス信号φ1，φ2を印加する電極である。な
お第２図で転送電荷７は、電極P1,P2に、それぞれ、パ
ルス信号φ1，φ2を印加して左側から右側へ転送された
ことを表わしている。密着型センサは、集光レンズを介
さず、被写体と撮像素子とが１対１対応なので、画素の
ピッチが集光センサに比して大きくなり、それに従って
転送部のディメンジョンも大きくなる。例えば16画素/m
mの場合、第１図の蓄積ゲート４のゲート長は19μｍ
で、バリヤゲート５のゲート長は12.25μｍであり、し
たがって、２相駆動で各パルス信号φ1，φ2を与えるCC
Dの１ビットとしては、両ゲート長の２倍であり、した
がって、素子内では62.5μｍが１ピッチである。これ
は、従来の集光型のセンサで、例えば蓄積ゲートが９μ
ｍでバリヤゲートが５μｍのCCDであって、その１ビッ
トとしての長さが28μｍのものとくらべて、ピッチ、ゲ
ート長ともに２倍以上大である。
部の断面図を示したものであり、第２図、第３図は、そ
の各断面におけるポテンシャル図および２相駆動の印加
パルスのタイミングt1,t2を示す。第１図において、１
はＰ型基板、２はＮウエル領域、３はバリヤ領域でＮウ
エル領域２と同じ導電型であり、その濃度はＮウエル領
域２よりも低い領域である。４は蓄積ゲート、５はバリ
ヤゲートであり、６はゲート酸化膜である。P1,P2は駆
動用の各パルス信号φ1，φ2を印加する電極である。な
お第２図で転送電荷７は、電極P1,P2に、それぞれ、パ
ルス信号φ1，φ2を印加して左側から右側へ転送された
ことを表わしている。密着型センサは、集光レンズを介
さず、被写体と撮像素子とが１対１対応なので、画素の
ピッチが集光センサに比して大きくなり、それに従って
転送部のディメンジョンも大きくなる。例えば16画素/m
mの場合、第１図の蓄積ゲート４のゲート長は19μｍ
で、バリヤゲート５のゲート長は12.25μｍであり、し
たがって、２相駆動で各パルス信号φ1，φ2を与えるCC
Dの１ビットとしては、両ゲート長の２倍であり、した
がって、素子内では62.5μｍが１ピッチである。これ
は、従来の集光型のセンサで、例えば蓄積ゲートが９μ
ｍでバリヤゲートが５μｍのCCDであって、その１ビッ
トとしての長さが28μｍのものとくらべて、ピッチ、ゲ
ート長ともに２倍以上大である。
以上のように密着型のCCDセンサは集光型のセンサと比
較して２倍以上のゲート長が必要となり、転送速度がゲ
ート長の２乗に反比例することを考慮すると、高速動作
特性が著しく劣ることになる。
較して２倍以上のゲート長が必要となり、転送速度がゲ
ート長の２乗に反比例することを考慮すると、高速動作
特性が著しく劣ることになる。
発明の目的 本発明は従来例の上記欠点に鑑み、より高速可能な電荷
転送装置を提供するものである。
転送装置を提供するものである。
発明の構成 この目的を達成するために、本発明の電荷転送装置は、
所定の電荷を、ビット単位で、転送用信号によって順次
転送する電荷転送部として、一導電型基板上に形成され
た少なくとも３つの反対導電型領域を、相隣り合う各領
域毎互いに濃度を異ならせて、周期的に有し、前記反対
導電型領域のうちの少なくとも１つの領域は、直上に電
極を持たず、前記転送用信号に依存しない固定電位を保
ち、残余の前記反対導電型領域は、直上の絶縁ゲート電
極に与えられる前記転送用信号で、変動電位を生じるよ
うに構成し、これにより、高速動作を可能にしたもので
ある。
所定の電荷を、ビット単位で、転送用信号によって順次
転送する電荷転送部として、一導電型基板上に形成され
た少なくとも３つの反対導電型領域を、相隣り合う各領
域毎互いに濃度を異ならせて、周期的に有し、前記反対
導電型領域のうちの少なくとも１つの領域は、直上に電
極を持たず、前記転送用信号に依存しない固定電位を保
ち、残余の前記反対導電型領域は、直上の絶縁ゲート電
極に与えられる前記転送用信号で、変動電位を生じるよ
うに構成し、これにより、高速動作を可能にしたもので
ある。
実施例の説明 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。第４図は本発明の一実施例における密着型CCD撮
像装置の転送部要部の断面図を示したものである。図中
の符号で、11はＰ型基板、12,13,14はＮウエル領域であ
り、濃度はＮウエル領域14が一番高く、Ｎウエル領域13
が一番低い。
する。第４図は本発明の一実施例における密着型CCD撮
像装置の転送部要部の断面図を示したものである。図中
の符号で、11はＰ型基板、12,13,14はＮウエル領域であ
り、濃度はＮウエル領域14が一番高く、Ｎウエル領域13
が一番低い。
また、20は蓄積ゲートで、21はバリヤゲートであり、こ
れら２つのゲートは共通接続されている。P1及びP2は各
々周期パルス信号φ1及びφ2を印加する電極である。第
５図のポテンシャル図は第６図のタイミングt1〜t2の各
々について示す。第４図〜第６図において電極P1及び電
極P2がともにローレベルの時、即ちタイミングt1のとき
は、Ｎウエル領域12,13及び14の各領域はＮウエルの濃
度差によりポテンシャルに差がつく。タイミングt2の時
にはパルスφ1がハイレベルとなり、転送電荷19はポテ
ンシャルの最も低い蓄積ゲート20の下の領域12内に蓄積
され、このとき、バリヤゲート21は電荷の逆流を防ぐバ
リヤとしての働きをする。次にタイミングt3の場合、パ
ルスφ1はローレベル、パルスφ2はハイレベルとなるの
で、転送電荷19は電極P1の下の蓄積ゲート部から電極P2
の蓄積ゲート20の下へ一挙に転送される。第５図を見る
とＮウエル領域14の上にはゲートがないので、ポテンシ
ャルはＮウエル領域14の不純物の濃度のみに依存し、ち
ょうどＮウエル領域14のポテンシャルを中心にして電極
P1,P2に印加される電荷転送用の周期パルス信号φ1，φ
2のローレベル、ハイレベルに応じて、ゲート12及び13
の下の各領域のポテンシャルが上下して、電荷を転送し
ていく様子が分る。第４図の実施例では蓄積ゲートを13
μｍ、バリヤゲートを10μｍ、そして、ゲートのないＮ
ウエル領域14の長さを8.25μｍに設定して、素子内の１
ピッチを第１図の例と同じにしたものである。従って本
実施例では蓄積ゲート長（第１図の例では19μｍが最
大）が最大で13μｍとなり、第１図の例と比較して、ピ
ッチが同一でもゲート長が小さくなる。通常、転送速度
はゲート長の２乗に反比例するので、本実施例の電荷転
送装置は第１図の従来のものと比べて２倍以上転送速度
が大きくなる利点を有する。
れら２つのゲートは共通接続されている。P1及びP2は各
々周期パルス信号φ1及びφ2を印加する電極である。第
５図のポテンシャル図は第６図のタイミングt1〜t2の各
々について示す。第４図〜第６図において電極P1及び電
極P2がともにローレベルの時、即ちタイミングt1のとき
は、Ｎウエル領域12,13及び14の各領域はＮウエルの濃
度差によりポテンシャルに差がつく。タイミングt2の時
にはパルスφ1がハイレベルとなり、転送電荷19はポテ
ンシャルの最も低い蓄積ゲート20の下の領域12内に蓄積
され、このとき、バリヤゲート21は電荷の逆流を防ぐバ
リヤとしての働きをする。次にタイミングt3の場合、パ
ルスφ1はローレベル、パルスφ2はハイレベルとなるの
で、転送電荷19は電極P1の下の蓄積ゲート部から電極P2
の蓄積ゲート20の下へ一挙に転送される。第５図を見る
とＮウエル領域14の上にはゲートがないので、ポテンシ
ャルはＮウエル領域14の不純物の濃度のみに依存し、ち
ょうどＮウエル領域14のポテンシャルを中心にして電極
P1,P2に印加される電荷転送用の周期パルス信号φ1，φ
2のローレベル、ハイレベルに応じて、ゲート12及び13
の下の各領域のポテンシャルが上下して、電荷を転送し
ていく様子が分る。第４図の実施例では蓄積ゲートを13
μｍ、バリヤゲートを10μｍ、そして、ゲートのないＮ
ウエル領域14の長さを8.25μｍに設定して、素子内の１
ピッチを第１図の例と同じにしたものである。従って本
実施例では蓄積ゲート長（第１図の例では19μｍが最
大）が最大で13μｍとなり、第１図の例と比較して、ピ
ッチが同一でもゲート長が小さくなる。通常、転送速度
はゲート長の２乗に反比例するので、本実施例の電荷転
送装置は第１図の従来のものと比べて２倍以上転送速度
が大きくなる利点を有する。
発明の効果 以上のように本発明は、実施例で述べた２相駆動の転送
部について１ビットを、従来の４ゲート４領域構成にく
らべて、４（以上）ゲート６（以上）領域構成になし
て、ゲート電極のない２領域を設けたことによって、敷
衍すると、一導電型基板上に形成された反対導電型の少
なくとも３つの領域を、相隣り合う各領域毎互いに濃度
を異ならせて、周期的に設け、前記反対導電型領域のう
ちの少なくとも１つの領域は、直上に電極を持たず、残
余の前記反対導電型領域の直上に絶縁ゲート電極を設
け、このゲート電極に与えられる転送用信号で電荷転送
を行うことによって、より高速電荷転送の可能な電荷転
送装置を得ることができ、その実用的効果は大なるもの
がある。
部について１ビットを、従来の４ゲート４領域構成にく
らべて、４（以上）ゲート６（以上）領域構成になし
て、ゲート電極のない２領域を設けたことによって、敷
衍すると、一導電型基板上に形成された反対導電型の少
なくとも３つの領域を、相隣り合う各領域毎互いに濃度
を異ならせて、周期的に設け、前記反対導電型領域のう
ちの少なくとも１つの領域は、直上に電極を持たず、残
余の前記反対導電型領域の直上に絶縁ゲート電極を設
け、このゲート電極に与えられる転送用信号で電荷転送
を行うことによって、より高速電荷転送の可能な電荷転
送装置を得ることができ、その実用的効果は大なるもの
がある。
第１図は従来のCCD断面図、第２図は従来のCCDのポテン
シャル図、第３図はその駆動パルス図、第４図は本発明
の構造断面図、第５図はそのポテンシャル図、第６図は
第４図の駆動パルス図である。 11……Ｐ型基板、12,13,14……それぞれ濃度の異なるＮ
ウエル領域、20,21……ゲート。
シャル図、第３図はその駆動パルス図、第４図は本発明
の構造断面図、第５図はそのポテンシャル図、第６図は
第４図の駆動パルス図である。 11……Ｐ型基板、12,13,14……それぞれ濃度の異なるＮ
ウエル領域、20,21……ゲート。
Claims (1)
- 【請求項１】所定の電荷を、ビット単位で、転送用信号
によって順次転送する電荷転送部として、一導電型基板
上に形成された少なくとも３つの反対導電型領域を、相
隣り合う各領域毎互いに濃度を異ならせて、周期的に有
し、前記反対導電型領域のうちの少なくとも１つの領域
は、直上に電極を持たず、前記転送用信号に依存しない
固定電位を保ち、残余の前記反対導電型領域は、直上の
絶縁ゲート電極に与えられる前記転送用信号で、変動電
位を生じる構成をそなえたことを特徴とする電荷転送装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59171877A JPH0682693B2 (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | 電荷転送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59171877A JPH0682693B2 (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | 電荷転送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6149472A JPS6149472A (ja) | 1986-03-11 |
| JPH0682693B2 true JPH0682693B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=15931448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59171877A Expired - Lifetime JPH0682693B2 (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | 電荷転送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682693B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0404306A3 (en) * | 1989-06-19 | 1991-07-17 | Tektronix Inc. | Trench structured charge-coupled device |
| JPH04337670A (ja) * | 1991-05-14 | 1992-11-25 | Sony Corp | Ｃｃｄシフトレジスタ |
| KR20010003830A (ko) * | 1999-06-25 | 2001-01-15 | 김영환 | 고체 촬상 소자 및 그 제조방법 |
| JP5428491B2 (ja) * | 2009-04-23 | 2014-02-26 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置の製造方法 |
| JP6211898B2 (ja) * | 2013-11-05 | 2017-10-11 | 浜松ホトニクス株式会社 | リニアイメージセンサ |
| JP6348272B2 (ja) * | 2013-11-05 | 2018-06-27 | 浜松ホトニクス株式会社 | 電荷結合素子及びその製造方法、並びに固体撮像装置 |
| CN113447616B (zh) * | 2021-06-22 | 2022-09-02 | 成都归谷环境科技有限责任公司 | 一种co2传感器pwm输出数值计算方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS575361A (en) * | 1980-06-11 | 1982-01-12 | Toshiba Corp | Charge transfer device |
| JPS59115556A (ja) * | 1982-12-22 | 1984-07-04 | Toshiba Corp | 電荷転送形シフトレジスタ |
-
1984
- 1984-08-17 JP JP59171877A patent/JPH0682693B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS575361A (en) * | 1980-06-11 | 1982-01-12 | Toshiba Corp | Charge transfer device |
| JPS59115556A (ja) * | 1982-12-22 | 1984-07-04 | Toshiba Corp | 電荷転送形シフトレジスタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6149472A (ja) | 1986-03-11 |
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