JPH0423334A - 電荷転送装置 - Google Patents
電荷転送装置Info
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- JPH0423334A JPH0423334A JP2123693A JP12369390A JPH0423334A JP H0423334 A JPH0423334 A JP H0423334A JP 2123693 A JP2123693 A JP 2123693A JP 12369390 A JP12369390 A JP 12369390A JP H0423334 A JPH0423334 A JP H0423334A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 12
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 18
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D44/00—Charge transfer devices
- H10D44/40—Charge-coupled devices [CCD]
- H10D44/45—Charge-coupled devices [CCD] having field effect produced by insulated gate electrodes
- H10D44/454—Output structures
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
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、電荷転送装置に関し、特に、浮遊キャパシタ
を用いて信号電荷を電圧に変換する電荷転送装置に関す
る。
を用いて信号電荷を電圧に変換する電荷転送装置に関す
る。
［従来の技術］
第２図は、この種従来の電荷転送装置の縦断面図である
。第２図に示したものは、埋め込みチャネル型二相駆動
型の例である。同図において、１はｐ型シリコン基板、
２はその上に形成されたｎ型不純物層、４ａ〜４Ｃは多
結晶シリコンからなる第１層転送電極、５ａ、５ｂは多
結晶シリコンからなる第２層転送電極、３はシリコン基
板−転送電極間および第１層転送電極−第２層転送電極
間に形成された絶縁膜、６はｎ型不純物層４の表面領域
内に形成されたｎ−型不純物領域、７は出力ゲート、８
は転送されてきた信号電荷を電位変化に変換する浮遊キ
ャパシタ、９はリセットゲート、１０はｎ型不純物層２
の表面領域内に形成されたｎ＋型不純物領域、１１は浮
遊キャパシタ８の電位変化を検出する出力トランジスタ
である。
。第２図に示したものは、埋め込みチャネル型二相駆動
型の例である。同図において、１はｐ型シリコン基板、
２はその上に形成されたｎ型不純物層、４ａ〜４Ｃは多
結晶シリコンからなる第１層転送電極、５ａ、５ｂは多
結晶シリコンからなる第２層転送電極、３はシリコン基
板−転送電極間および第１層転送電極−第２層転送電極
間に形成された絶縁膜、６はｎ型不純物層４の表面領域
内に形成されたｎ−型不純物領域、７は出力ゲート、８
は転送されてきた信号電荷を電位変化に変換する浮遊キ
ャパシタ、９はリセットゲート、１０はｎ型不純物層２
の表面領域内に形成されたｎ＋型不純物領域、１１は浮
遊キャパシタ８の電位変化を検出する出力トランジスタ
である。
第１層転送電極４ａ、４ｂ、・・はそれぞれその左側の
第２層転送電極５ａ、５ｂ、・・と組み合わされて、交
互に互いに逆相の転送りロックφ１、φ２か印加される
。また、出力ゲート７には固定の出力ゲート電圧■１が
、リセットゲート９にはリセットパルスφＲか、ｎ＋型
不純物領域１０と出力トランジスタ１１のドレインには
電源電圧■２が印加される。
第２層転送電極５ａ、５ｂ、・・と組み合わされて、交
互に互いに逆相の転送りロックφ１、φ２か印加される
。また、出力ゲート７には固定の出力ゲート電圧■１が
、リセットゲート９にはリセットパルスφＲか、ｎ＋型
不純物領域１０と出力トランジスタ１１のドレインには
電源電圧■２が印加される。
次に、第３図に図示されたポテンシャル図を参照して、
第２図に示された従来例の動作について説明する。リセ
ットパルスφ代がハイレベルとなると、出力ゲート７と
リセットゲート９との間のｎ型不純物層２の部分の電位
は、電源電圧Ｖ２に設定される。次に、リセットパルス
導入がローレベルとなると、浮遊キャパシタ８の一方の
電極となるｎ型不純物層２の上記部分は、他の部分から
電気的に分離される。このとき、転送りロックφ１がハ
イレベル、φ２がローレベルとなされており、φ１が印
加されている第１層転送電極４ａ、４ｂ、・・・下に信
号電荷が蓄積されている〔第３図（ａ）〕。次いで、転
送りロックφｌがローレベル、φ２がハイレベルとなさ
れると、転送りロックφ１が印加されている転送電極下
に蓄積されていた信号電荷は、それぞれその右隣りのφ
２が印加されている転送電極下に転送されるが、このと
き最終の転送電極４ａ下に蓄積されていた信号電荷は出
力ゲート７下のチャネルを通って浮遊キャパシタ８へ流
入する〔第３図（ｂ））。
第２図に示された従来例の動作について説明する。リセ
ットパルスφ代がハイレベルとなると、出力ゲート７と
リセットゲート９との間のｎ型不純物層２の部分の電位
は、電源電圧Ｖ２に設定される。次に、リセットパルス
導入がローレベルとなると、浮遊キャパシタ８の一方の
電極となるｎ型不純物層２の上記部分は、他の部分から
電気的に分離される。このとき、転送りロックφ１がハ
イレベル、φ２がローレベルとなされており、φ１が印
加されている第１層転送電極４ａ、４ｂ、・・・下に信
号電荷が蓄積されている〔第３図（ａ）〕。次いで、転
送りロックφｌがローレベル、φ２がハイレベルとなさ
れると、転送りロックφ１が印加されている転送電極下
に蓄積されていた信号電荷は、それぞれその右隣りのφ
２が印加されている転送電極下に転送されるが、このと
き最終の転送電極４ａ下に蓄積されていた信号電荷は出
力ゲート７下のチャネルを通って浮遊キャパシタ８へ流
入する〔第３図（ｂ））。
ここで、転送されてきた信号電荷量をＱ、浮遊キャパシ
タ８の容量をＣとすると、浮遊キャパシタ８の電位変化
分Δ■は、 ΔＶ＝Ｑ／Ｃ と表される。この電位変化分ΔＶを出力トランジスタ１
１を介して取り出す。
タ８の容量をＣとすると、浮遊キャパシタ８の電位変化
分Δ■は、 ΔＶ＝Ｑ／Ｃ と表される。この電位変化分ΔＶを出力トランジスタ１
１を介して取り出す。
［発明が解決しようとする課題］
この従来の電荷転送装置では、信号電荷量に対応する出
力電圧値は浮遊キャパシタの容量によって決定される。
力電圧値は浮遊キャパシタの容量によって決定される。
したがって、一定の信号電荷量に対応する出力電圧の大
きさは、浮遊拡散層の容量が小さい程大きくなる。そこ
で、従来は、電荷転送装置の感度を高くするために、浮
遊キャパシタの面積を縮小することが、すなわち、出力
ゲート７−リセットゲート９間の間隔を狭め、ｎ型不純
物層２の両側に存在するチャネルストッパ間の間隔を狭
めることがなされてきた。しかしながら、最近ては二の
手段により容量を削減することは限界に近づいてきてお
り、これに替わる新たな容量削減手段か求められている
。
きさは、浮遊拡散層の容量が小さい程大きくなる。そこ
で、従来は、電荷転送装置の感度を高くするために、浮
遊キャパシタの面積を縮小することが、すなわち、出力
ゲート７−リセットゲート９間の間隔を狭め、ｎ型不純
物層２の両側に存在するチャネルストッパ間の間隔を狭
めることがなされてきた。しかしながら、最近ては二の
手段により容量を削減することは限界に近づいてきてお
り、これに替わる新たな容量削減手段か求められている
。
［課題を解決するための手段］
本発明の電荷転送装置は、−導電型の半導体領域と、前
記半導体領域上に絶縁膜を介して形成された複数の電荷
転送電極と、最終の電荷転送電極に隣接して、前記半導
体領域上に絶縁膜を介して形成された出力ゲートと、前
記出力ゲートから所定の距離を隔て、前記半導体領域上
に絶縁膜を介して形成されたリセットゲートと、前記出
力ゲートと前記リセットゲートとの間の前記半導体領域
内に形成された一導電型の低不純物濃度領域と、前記リ
セットゲートの後段の前記半導体領域の表面領域内に形
成された一導電型の高不純物濃度領域とを具備するもの
である。
記半導体領域上に絶縁膜を介して形成された複数の電荷
転送電極と、最終の電荷転送電極に隣接して、前記半導
体領域上に絶縁膜を介して形成された出力ゲートと、前
記出力ゲートから所定の距離を隔て、前記半導体領域上
に絶縁膜を介して形成されたリセットゲートと、前記出
力ゲートと前記リセットゲートとの間の前記半導体領域
内に形成された一導電型の低不純物濃度領域と、前記リ
セットゲートの後段の前記半導体領域の表面領域内に形
成された一導電型の高不純物濃度領域とを具備するもの
である。
［実施例］
次に、本発明の実施例について、図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は、本発明の一実施例を示す断面図である。同図
において、第２図に示す従来例の部分と共通する部分に
は同一の参照番号が付されているので、重複する説明は
省略する。本実施例の第２図に示す従来例と相違する点
は、出力ゲート７リセツトゲート９間のｎ型不純物層２
の表面領域内に、ｎ−型不純物領域６ａが形成されてい
る点である。この領域は、シリコン基板上に第１層転送
電極４ａ、４ｂ、・・・およびリセットゲート９を形成
した後に、第１層転送電極間のｎ型不純物層２の表面領
域内にｐ型不純物を導入してｎ−型不純物領域６を形成
する際に同時に形成される。
において、第２図に示す従来例の部分と共通する部分に
は同一の参照番号が付されているので、重複する説明は
省略する。本実施例の第２図に示す従来例と相違する点
は、出力ゲート７リセツトゲート９間のｎ型不純物層２
の表面領域内に、ｎ−型不純物領域６ａが形成されてい
る点である。この領域は、シリコン基板上に第１層転送
電極４ａ、４ｂ、・・・およびリセットゲート９を形成
した後に、第１層転送電極間のｎ型不純物層２の表面領
域内にｐ型不純物を導入してｎ−型不純物領域６を形成
する際に同時に形成される。
本実施例の電荷転送装置は、第２図の従来例と同様に動
作する。そして、浮遊キャパシタ８に転送されてきた信
号電荷量をＱ、浮遊キャパシタ８の容量をＣとすると、
浮遊キャパシタの電位変化分ΔＶは、従来例と同様に、 △Ｖ＝Ｑ／Ｃ と表わされる。而して、本実施例においては、浮遊キャ
パシタの一方の電極となる部分にｎ−型不純物領域６ａ
が形成されているため、浮遊キャパシタ８の容量は従来
例のそれより小さくなっている。例えば、ｎ型不純物層
２の不純物濃度を１゜４×１０１６／ｃｒＡとし、ｎ−
型不純物領域６ａの不純物濃度を１．０Ｘ１０１６／ｃ
ｔｄとするならば、浮遊キャパシタ８の容量を約２０％
削減することができる。
作する。そして、浮遊キャパシタ８に転送されてきた信
号電荷量をＱ、浮遊キャパシタ８の容量をＣとすると、
浮遊キャパシタの電位変化分ΔＶは、従来例と同様に、 △Ｖ＝Ｑ／Ｃ と表わされる。而して、本実施例においては、浮遊キャ
パシタの一方の電極となる部分にｎ−型不純物領域６ａ
が形成されているため、浮遊キャパシタ８の容量は従来
例のそれより小さくなっている。例えば、ｎ型不純物層
２の不純物濃度を１゜４×１０１６／ｃｒＡとし、ｎ−
型不純物領域６ａの不純物濃度を１．０Ｘ１０１６／ｃ
ｔｄとするならば、浮遊キャパシタ８の容量を約２０％
削減することができる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明は、浮遊キャパシタを構成
する部分のｎ型不純物層内に低不純物濃度の領域を形成
したものであるので、本発明によれば、浮遊キャパシタ
の容量を減少させることができ、信号電荷に対する出力
電圧を大きく確保することができる。
する部分のｎ型不純物層内に低不純物濃度の領域を形成
したものであるので、本発明によれば、浮遊キャパシタ
の容量を減少させることができ、信号電荷に対する出力
電圧を大きく確保することができる。
第１図は、本発明の一実施例を示す断面図、第２区は、
従来例の断面図、第３図は、その動作説明図である。 １・・ｐ型シリコン基板、 ２・・・ｎ型不純物層、３
・・・絶縁膜、 ４ａ〜４ｃ・・第１層転送電極、５ａ
、５ ｂ−・・第２層転送電極、 ６．６ ａ −＝
ｎ型不純物領域、 ７・・・出力ゲート、 ８・・浮遊
キャパシタ、 ９・・・リセットゲート、 １０・
・・ｎ“型不純物領域、 １１・・・出力トランジス
タ。
従来例の断面図、第３図は、その動作説明図である。 １・・ｐ型シリコン基板、 ２・・・ｎ型不純物層、３
・・・絶縁膜、 ４ａ〜４ｃ・・第１層転送電極、５ａ
、５ ｂ−・・第２層転送電極、 ６．６ ａ −＝
ｎ型不純物領域、 ７・・・出力ゲート、 ８・・浮遊
キャパシタ、 ９・・・リセットゲート、 １０・
・・ｎ“型不純物領域、 １１・・・出力トランジス
タ。
Claims (1)
- 一導電型の半導体領域と、該半導体領域上に絶縁膜を
介して形成された複数の電荷転送電極と、最終の電荷転
送電極に隣接して、前記半導体領域上に絶縁膜を介して
形成された出力ゲートと、該出力ゲートから所定の距離
を隔て、前記半導体領域上に絶縁膜を介して形成された
リセットゲートと、前記出力ゲートと前記リセットゲー
トとの間の前記半導体領域内に形成された一導電型の低
不純物濃度領域と、前記リセットゲートの後段の前記半
導体領域の表面領域内に形成された一導電型の高不純物
濃度領域とを具備する電荷転送装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2123693A JPH0423334A (ja) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | 電荷転送装置 |
| US07/698,555 US5204989A (en) | 1990-05-14 | 1991-05-10 | Charge sensing device |
| EP91107784A EP0457271B1 (en) | 1990-05-14 | 1991-05-14 | A charge transfer device |
| DE69106212T DE69106212T2 (de) | 1990-05-14 | 1991-05-14 | Ladungsträgeranordnung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2123693A JPH0423334A (ja) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | 電荷転送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0423334A true JPH0423334A (ja) | 1992-01-27 |
Family
ID=14866991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2123693A Pending JPH0423334A (ja) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | 電荷転送装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5204989A (ja) |
| EP (1) | EP0457271B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0423334A (ja) |
| DE (1) | DE69106212T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6310933B1 (en) | 1997-10-31 | 2001-10-30 | Nec Corporation | Charge transferring device and charge transferring method which can reduce floating diffusion capacitance |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3259573B2 (ja) * | 1995-03-17 | 2002-02-25 | ソニー株式会社 | 電荷転送装置及びその駆動方法 |
| JP4785191B2 (ja) * | 2006-03-28 | 2011-10-05 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 固体撮像装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6249991A (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-04 | Kemikooto:Kk | 薬液中の金属塩除去方法 |
| JPS62113473A (ja) * | 1985-11-13 | 1987-05-25 | Matsushita Electronics Corp | 電荷転送装置およびその駆動方法 |
| JPS62265763A (ja) * | 1986-05-13 | 1987-11-18 | Nec Corp | 半導体集積回路装置 |
| JPS6342170A (ja) * | 1986-08-07 | 1988-02-23 | Nec Corp | 電荷転送装置の信号電荷検出回路 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5911680A (ja) * | 1982-07-12 | 1984-01-21 | Hitachi Ltd | 電荷転送装置 |
| JPS61187368A (ja) * | 1985-02-15 | 1986-08-21 | Toshiba Corp | 電荷転送装置 |
| US4603426A (en) * | 1985-04-04 | 1986-07-29 | Rca Corporation | Floating-diffusion charge sensing for buried-channel CCD using a doubled clocking voltage |
| JP2508668B2 (ja) * | 1986-11-10 | 1996-06-19 | ソニー株式会社 | 電荷転送装置 |
| NL8701528A (nl) * | 1987-06-30 | 1989-01-16 | Philips Nv | Halfgeleiderinrichting voozien van een ladingsoverdrachtinrichting. |
| FR2626102B1 (fr) * | 1988-01-19 | 1990-05-04 | Thomson Csf | Memoire a transfert de charges et procede de fabrication de cette memoire |
-
1990
- 1990-05-14 JP JP2123693A patent/JPH0423334A/ja active Pending
-
1991
- 1991-05-10 US US07/698,555 patent/US5204989A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-14 EP EP91107784A patent/EP0457271B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-14 DE DE69106212T patent/DE69106212T2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6249991A (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-04 | Kemikooto:Kk | 薬液中の金属塩除去方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US6310933B1 (en) | 1997-10-31 | 2001-10-30 | Nec Corporation | Charge transferring device and charge transferring method which can reduce floating diffusion capacitance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69106212T2 (de) | 1995-08-03 |
| US5204989A (en) | 1993-04-20 |
| DE69106212D1 (de) | 1995-02-09 |
| EP0457271A3 (en) | 1992-04-15 |
| EP0457271A2 (en) | 1991-11-21 |
| EP0457271B1 (en) | 1994-12-28 |
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