JPH0430472A - Solid-state image sensor scanning circuit - Google Patents
Solid-state image sensor scanning circuitInfo
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- JPH0430472A JPH0430472A JP2136434A JP13643490A JPH0430472A JP H0430472 A JPH0430472 A JP H0430472A JP 2136434 A JP2136434 A JP 2136434A JP 13643490 A JP13643490 A JP 13643490A JP H0430472 A JPH0430472 A JP H0430472A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、固体撮像素子に用いられる走査回路に関し、
特に該走査回路に内蔵されるシフトレジスタの構造に関
する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a scanning circuit used in a solid-state image sensor,
In particular, the present invention relates to the structure of a shift register built into the scanning circuit.
本発明は、第1導電型の半導体層上に第1導電型チャネ
ル及び第2導電型チャネルのトランジスタを多段に配し
てなるシフトレジスタを有する固体撮像素子用走査回路
において、上記第1導電型チャネルのトランジスタを上
記第2導電型チャネルのトランジスタの外側に配すると
共に、上記第2導電型チャネルのトランジスタ下に第1
導電型又は第2導電型の半導体領域を埋込んで構成する
ことにより、光電変換されたキャリアによる影響を低減
化させて、走査回路の誤動作を防止できるようにしたも
のである。The present invention provides a scanning circuit for a solid-state imaging device having a shift register in which transistors of a first conductivity type channel and a second conductivity type channel are arranged in multiple stages on a semiconductor layer of a first conductivity type. A channel transistor is disposed outside the second conductivity type channel transistor, and a first conductivity type channel transistor is disposed below the second conductivity type channel transistor.
By embedding a semiconductor region of a conductivity type or a second conductivity type, the influence of photoelectrically converted carriers can be reduced and malfunction of the scanning circuit can be prevented.
従来の固体撮像素子用走査回路、特に該走査回路に内蔵
されるシフトレジスタとしては、消費電力の低減化から
、ブートストラップ効果を利用したシフトレジスタが用
いられている。このシフトレジスタは、走査信号の出力
を制御するN−MOSトランジスタのゲートにかかる電
位をブートストラップ容量で電源電圧より高く持ち上げ
ることによって、走査信号の出力を安定化させるように
している。このシフトレジスタによれば、消費電力の低
減化が図れると共に、特に垂直走査回路のシフトレジス
タとして用いた場合、光の影響を受けることなく、正常
な動作を行なわしめることができる。即ち、第12図に
示すように、シフトレジスタを構成するN−MOS)ラ
ンジスタTrはN型基板(31)上のP型のウェル領域
(32)内に形成されることから、光遮蔽層(33)以
外の部分で光電変換された光ホールhがN−MOS)ラ
ンジスタTr側に侵入したとしても、P型のウェル領域
(32)に吸い込まれるため、N−MOS I−ランジ
スタTrの光ホールhによる影響は皆無となる。ところ
が、上記シフトレジスタの場合、1ビツトにかかるピッ
チが長くなる(約27μm)ことと、インターレース回
路が別に必要であることから、小型化には限界がある。2. Description of the Related Art Conventional scanning circuits for solid-state image sensors, particularly shift registers built into the scanning circuits, use a shift register that utilizes a bootstrap effect in order to reduce power consumption. This shift register stabilizes the output of the scan signal by raising the potential applied to the gate of the N-MOS transistor that controls the output of the scan signal to a level higher than the power supply voltage using a bootstrap capacitor. According to this shift register, it is possible to reduce power consumption and, especially when used as a shift register in a vertical scanning circuit, it is possible to perform normal operation without being affected by light. That is, as shown in FIG. 12, since the N-MOS transistor Tr constituting the shift register is formed in the P-type well region (32) on the N-type substrate (31), the light shielding layer ( Even if the optical hole h photoelectrically converted in a part other than 33) enters the N-MOS transistor Tr side, it is absorbed into the P-type well region (32), so the optical hole h of the N-MOS I-transistor Tr is absorbed into the P-type well region (32). h has no effect at all. However, in the case of the above-mentioned shift register, there is a limit to miniaturization because the pitch required for one bit is long (approximately 27 μm) and an interlace circuit is required separately.
また、ゲートに電源電圧よりも高い電圧をかけることか
ら、特に微細化設計におけるゲート耐圧に信転性を欠(
という不都合がある。In addition, since a voltage higher than the power supply voltage is applied to the gate, the reliability of the gate withstand voltage is poor, especially in miniaturization designs.
There is this inconvenience.
そこで、従来では、CMOS構成によるダイナミック・
フリップフロップ回路を使用したシフトレジスタが提案
されている。このシフトレジスタの場合、1ビツトにか
かるピッチが短かく(5μm)、しかもインターレース
回路が不要であることから、走査回路の小型化が実現で
きると共に、ゲート耐圧上も問題はない。Therefore, in the past, dynamic
Shift registers using flip-flop circuits have been proposed. In the case of this shift register, since the pitch for one bit is short (5 μm) and an interlacing circuit is not required, the scanning circuit can be made smaller and there is no problem in terms of gate breakdown voltage.
しかしながら、CMOS構成によるシフトレジスタにお
いては、第12図に示すように、電源電圧制御が容易な
N型基板(31)を用いて、N−MOSトランジスタT
rnとP−MOSトランジスタTrpを形成するように
しているため、光遮蔽層(33)以外の部分で光電変換
された光ホールhが例えば2MO3)ランジスタTrp
に侵入して(一般に、強烈端光によるスミア電荷のまわ
り込みと称される)、データを破壊するという不都合が
生じる。However, in a shift register with a CMOS configuration, as shown in FIG.
Since the P-MOS transistor Trp is formed with the light shielding layer (33), the photohole h photoelectrically converted in a portion other than the light shielding layer (33) is, for example, a 2MO3) transistor Trp.
(generally referred to as smear charge wrap-around due to intense edge light), causing the inconvenience of destroying data.
尚、N−MOS トランジスタTrnは、P型のウェル
領域(32a)及び(32b)内に形成される。Note that the N-MOS transistor Trn is formed within the P-type well regions (32a) and (32b).
二のような不都合は、特に垂直走査回路にて生じる。即
ち、水平走査回路の場合は、2相の駆動パルスにおける
高・低レベルの切換えが非常に速いことから光ホールh
による影響は殆んど生じないが、垂直走査回路の場合、
データをホールドする時間が最低でも1水平走査に関す
る撮像期間分必要であることから、光ホールhの侵入量
が多くなり、P−MO3I−ランジスタTrpにホール
ドされているデータを破壊するという現象が生じ、シフ
トレジスタがアナログ動作であれば、クランプ動作ミス
を誘発し、シフトレジスタがデジタル動作であれば、ホ
ールドデータの反転を引起こすという不都合が生じる。The second problem occurs particularly in vertical scanning circuits. In other words, in the case of a horizontal scanning circuit, the optical hole h
However, in the case of vertical scanning circuits,
Since the time required to hold data is at least the imaging period for one horizontal scan, the amount of intrusion of optical holes h increases, causing a phenomenon in which the data held in the P-MO3I-transistor Trp is destroyed. If the shift register operates in an analog manner, this may cause a clamp operation error, and if the shift register operates in a digital manner, the held data may be inverted.
本発明は、このような点に鑑み成されたもので、その目
的とするところは、光電変換されたキャリア(光ホール
)による影響が低減化でき、走査回路の誤動作を防止す
ることができる固体撮像素子用走査回路を提供すること
にある。The present invention has been made in view of these points, and its purpose is to reduce the influence of photoelectrically converted carriers (optical holes) and to prevent malfunctions of scanning circuits. An object of the present invention is to provide a scanning circuit for an image sensor.
本発明は、第1導電型の半導体層(1)上に第1導電型
チャネル及び第2導電型チャネルのトランジスタ(Tn
、Qn )及び(Tp、Qp )を多段に配してなるシ
フトレジスタ(2)を有する固体撮像素子用走査回路に
おいて、第1導電型チャネルのトランジスタ(Tn、Q
n ’Jを第2導電型チャネルのトランジスタCTp、
Qp )の外側に配すると共に、第2導電型チャネルの
トランジスタ(Tp、Qp E下に第1導電型又は第2
導電型の半導体領域(5)又は(3)を埋込んで構成す
る。The present invention provides a transistor (Tn) having a first conductivity type channel and a second conductivity type channel on a first conductivity type semiconductor layer (1).
, Qn ) and (Tp, Qp ) arranged in multiple stages in a scanning circuit for a solid-state imaging device, the transistors (Tn, Q
n'J is a second conductivity type channel transistor CTp,
Qp), and a first conductivity type or second conductivity type channel transistor (Tp, Qp) is placed outside the second conductivity type channel transistor (Tp,
It is constructed by embedding a conductive type semiconductor region (5) or (3).
上述の本発明の構成によれば、第1導電型チャネルのト
ランジスタ(Tn、Qn)を第2導電型チャネルのトラ
ンジスタ(Tp、Qp )の外側に配するようにしたの
で、光電変換されたキャリア(光ホールh)のトランジ
スタ(Tp、Qp )への侵入確率が減少すると共に、
トランジスタ(Tp、Qp )下に形成した第1導電型
又は第2導電型の半導体領域(5)又は(3)よって上
記キャリアhが遮蔽又は吸収されるため、トランジスタ
(Tp、Qp )へのキャリアhの侵入によるデータ破
壊は生じなくなり、走査回路の誤動作は防止される。According to the configuration of the present invention described above, since the first conductivity type channel transistors (Tn, Qn) are arranged outside the second conductivity type channel transistors (Tp, Qp), photoelectrically converted carriers The probability of the (photohole h) entering the transistor (Tp, Qp) decreases, and
The carriers h are blocked or absorbed by the first conductivity type or second conductivity type semiconductor region (5) or (3) formed under the transistors (Tp, Qp), so that the carriers to the transistors (Tp, Qp) are Data destruction due to the intrusion of h does not occur, and malfunction of the scanning circuit is prevented.
以下、第1図〜第10図を参照しながら本発明の詳細な
説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to FIGS. 1 to 10.
第1図は、本実施例に係る固体撮像素子の垂直走査回路
に用いられるシフトレジスタ(八)の構成を示す回路図
であり、第2図は、第1図における初段及び2段目のト
ランジスタ回路の構成を示す断面図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a shift register (8) used in the vertical scanning circuit of the solid-state image sensor according to this embodiment, and FIG. 2 is a circuit diagram showing the structure of the first and second stage transistors in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a circuit.
このシフトレジスタ(A)は、CMOS構成のダイナミ
ック・フリップフロップ回路を使用して成り、第1図に
示すように、インバータ回路を構成するP−MOSトラ
ンジスタTp及びN−MOSトランジスタTn間に、2
相の駆動パルスφ及びTが夫々供給されるP−MOS
)ランジスタQp及びN−MO3I−ランジスタQnを
接続してなるトランジスタ回路Trを多段に配して構成
される。This shift register (A) uses a dynamic flip-flop circuit with a CMOS configuration, and as shown in FIG.
P-MOS to which phase drive pulses φ and T are supplied respectively
) A transistor circuit Tr formed by connecting a transistor Qp and an N-MO3I-transistor Qn is arranged in multiple stages.
尚、図示の例では、各段毎に添字1,2.3・・・・を
付記して示す。In the illustrated example, subscripts 1, 2, 3, . . . are added to each stage.
具体的には、まず初段において、同期パルスVinが第
1のノードN1を介して供給されるインバータ回路を有
し、このインバータ回路を構成するP−MOS )ラン
ジスタTP1とN−MOS)ランジスタTtt1間に、
2相の駆動パルスφ及びTが夫々供給されるP’−MO
S)ランジスタQPIとNMOSトランジスタQ、、I
を接続してなるトランジスタ回路T、□を設け、次の2
段において、初段のトランジスタ回路Trlからの出力
電圧が第2のノードN2を介して供給されるインバータ
回路を有し、このインバータ回路を構成するトランジス
タT、zと192間に、2相の駆動パルスT及びφが夫
々供給されるトランジスタQpzとQn2を接続してな
るトランジスタ回路Tr2を設け、以下同様に、3段、
4段、・・・・において、上記と同様の構成を有するト
ランジスタ回路T r 3 + T r 4 +
・・・・を夫々接続してなる。上記2相の駆動パルスφ
及びTのうち、φは、初段においてはトランジスタQP
+に、2段においてはトランジスタQ、lzに、3段に
おいてはトランジスタQp3にというように各段毎に、
交互に供給され、1は、初段においてはトランジスタQ
、、Iに、2段においてはトランジスタQ p zに、
3段においてはトランジスタQp3にというように各段
毎に交互に供給される。尚、各インバータ回路のP−M
OS)ランジスタTp、、 T、z・・・・の各ドレ
インには電源電圧Vaaが印加され、N−MOSトラン
ジスタ’rat、 Tng・・・・の各ソースには接
地電位VSSが印加される。そして、2つのトランジス
タ回路(T、、、 ’rrz) 、 (T、3.
’r、、) 、 ・・・・を1組(1ビツト)とし
、各組からの出力電圧V、、V、、・・・・が垂直走査
信号として取出される。Specifically, the first stage has an inverter circuit to which the synchronizing pulse Vin is supplied via the first node N1, and the inverter circuit is connected between the P-MOS transistor TP1 and the N-MOS transistor Ttt1. To,
P'-MO to which two-phase drive pulses φ and T are supplied respectively
S) Transistor QPI and NMOS transistor Q,,I
A transistor circuit T, □ is provided by connecting the following two
The stage has an inverter circuit to which the output voltage from the first stage transistor circuit Trl is supplied via the second node N2, and two-phase drive pulses are applied between the transistors T and z constituting this inverter circuit and 192. A transistor circuit Tr2 is provided by connecting transistors Qpz and Qn2 to which T and φ are respectively supplied, and similarly, three stages,
In the 4th stage..., transistor circuits T r 3 + T r 4 + having the same configuration as above
... are connected to each other. The above two-phase drive pulse φ
and T, φ is the transistor QP in the first stage
+, transistors Q and lz in the second stage, transistor Qp3 in the third stage, and so on for each stage.
1 is supplied alternately to the transistor Q in the first stage.
,,I, and in the second stage, the transistor Q p z,
In the third stage, the signal is alternately supplied to each stage, such as to transistor Qp3. In addition, P-M of each inverter circuit
A power supply voltage Vaa is applied to each drain of the N-MOS transistors Tp, T, z, . . . , and a ground potential VSS is applied to each source of the N-MOS transistors 'rat, Tng, . Then, two transistor circuits (T, , 'rrz), (T,3.
'r, , ), . . . are set as one set (one bit), and the output voltages V, , V, .
上記構成を第2図の断面図についてみると、例えばN型
のシリコン基板(1)上にP型のウェル領域(2a)及
び(2b)を形成し、該P型のウェル領域(2a)及び
(2b)内に、N−MOS )ランジスタ(Tn。Looking at the above configuration in the cross-sectional view of FIG. 2, for example, P-type well regions (2a) and (2b) are formed on an N-type silicon substrate (1), and the P-type well regions (2a) and (2b) includes an N-MOS transistor (Tn).
Qn、 )及び(’rnz、 QnJを形成し、P型
のウェル領域(2a)及び(2b)以外のシリコン基板
(1)上に2MO3)ランジスタ(’rp、、 Qp
り及び(Tp□。Qn, ) and ('rnz, QnJ are formed, and 2MO3) transistors ('rp, , Qp) are formed on the silicon substrate (1) other than the P-type well regions (2a) and (2b).
ri and (Tp□.
Q、〕を形成する。特に本例においては、P−MOS)
ランジスタ〔T□、Q、、)及び(’r pt+Q、、
)の外側にP型のウェル領域(2a)及び(2b)を形
成し、該P型のウェル領域(2a)及び(2b)内にN
MOSトランジスタ(Tn、 Qn、〕及び〔T、、
2Q、2〕を形成する。そして更に、P型のウェル領域
(2a) 、 (2b)及びP−MOSトランジスタ(
Tp、。Q,] is formed. Especially in this example, P-MOS)
transistor [T□, Q, ,) and ('r pt+Q, ,
) P-type well regions (2a) and (2b) are formed outside the P-type well regions (2a) and (2b), and N
MOS transistors (Tn, Qn,) and [T, ,
2Q, 2] is formed. Furthermore, P-type well regions (2a), (2b) and P-MOS transistors (
Tp.
Q、、)、(T、□、Qp□〕を囲むようにP型埋込み
層(3)をほぼ皿状に形成して、一種のバリア層となす
。このP型の埋込み層(3)は、その端部においてウェ
ル領域(2a)及び(2b)と接続される。また、この
埋込み層(3)は、P型の不純物、例えばボロンをイオ
ン注入(注入量〜101101z”、打込みエネルギー
3MeV)して形成される。このイオン注入は、各種ト
ランジスタの形成前に行なうことが好ましい。また、P
型の埋込み層(3)におけるポテンシャルは、第3図に
示すように、シリコン基板(1)のポテンシャル、例え
ば3.3■に対しそのピーク値φpとの差Δφpが1■
以上あれば良い。Q, , ), (T, □, Qp□), a P-type buried layer (3) is formed in an almost dish shape to form a kind of barrier layer.This P-type buried layer (3) is , is connected to the well regions (2a) and (2b) at its ends. Also, this buried layer (3) is ion-implanted with a P-type impurity, such as boron (implantation amount ~101101z", implantation energy 3 MeV). This ion implantation is preferably performed before forming various transistors.
The potential in the buried layer (3) of the mold is, as shown in FIG.
More than that is fine.
上述の如く、本実施例によれば、N−MOS)ランジス
タTn及びQnが形成されるP型のウェル領域(2)を
P−MO3)ランジスタ’rp及びQ。As described above, according to this embodiment, the P-type well region (2) in which the N-MOS transistors Tn and Qn are formed is replaced with the P-MOS transistors rp and Q.
の外側に配するようにしたので、光遮蔽層(4)以外の
部分で光電変換された光ホールhのP−MOSトランジ
スタTρ及びQpへの侵入確率が減少すると共に、P型
のウェル領域(2)の周辺からP−MOSトランジスタ
Tp及びQp下にかけて形成したP型の埋込み層(3)
によって、上記光ホールhが吸収されるため、P−MO
SトランジスタTp及びQpへの光ホールhの侵入に起
因するデータ破壊は生じなくなり、垂直走査回路におけ
る誤動作を事前に防止することができる。Since the light shielding layer (4) is arranged outside of the P-type well region ( P-type buried layer (3) formed from the periphery of 2) to below the P-MOS transistors Tp and Qp
Since the optical hole h is absorbed by P-MO
Data destruction due to the intrusion of optical holes h into the S transistors Tp and Qp does not occur, and malfunctions in the vertical scanning circuit can be prevented in advance.
次に、上記実施例の他の例について第4図を参照しなが
ら説明する。尚、第2図と対応するものについては、同
符号を記す。Next, another example of the above embodiment will be described with reference to FIG. Components corresponding to those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals.
このシフトレジスタは、上記実施例に係るシフトレジス
タ(^)と構成はほぼ同じであるが、図示するように、
埋込み層(5)として基板(1)よりも高濃度のN型の
拡散領域を用いることで異なる。この埋込み層(5)は
、N型の不純物、例えば砒素をイオン注入(注入量〜1
01ffC1l−”、打込みエネルギー3M e V
)することによって、P−MO3)ランジスタTp及び
Qp下に形成される。このN型の埋込み層(5)の場合
は、上記実施例のように、P型のウェル領域(2)を囲
むように形成する必要はない。This shift register has almost the same configuration as the shift register (^) according to the above embodiment, but as shown in the figure,
The difference is that an N-type diffusion region having a higher concentration than the substrate (1) is used as the buried layer (5). This buried layer (5) is ion-implanted with an N-type impurity, such as arsenic (implantation amount ~1
01ffC1l-”, implantation energy 3M e V
) is formed under the P-MO3) transistors Tp and Qp. In the case of this N type buried layer (5), it is not necessary to form it so as to surround the P type well region (2) as in the above embodiment.
ここで、埋込み層(5)とシリコン基板(1)のポテン
シャル差Δφ(第5図参照)は次式で表わされる。Here, the potential difference Δφ (see FIG. 5) between the buried layer (5) and the silicon substrate (1) is expressed by the following equation.
尚、k、TはeV単位であり、kT/qは熱に起因する
電圧を示す。また、Nb及びN5ubは、夫々埋込み層
(5)及びシリコン基板(1)におけるN型のイオン濃
度を示す。Note that k and T are in eV units, and kT/q indicates a voltage caused by heat. Further, Nb and N5ub represent N-type ion concentrations in the buried layer (5) and silicon substrate (1), respectively.
従って、光遮蔽層(4)以外の部分で光電変換された光
ホールhにおいて、埋込み層(5)の外側に存する光ホ
ール(pit)のうち、埋込み層(5)を越えてP−M
O3)ランジスタTp及びQp側に侵入してくる光ホー
ル(P、)の割合は、次式
によって定まり、Nb /N5ub >10とすれば、
光ホールhの侵入量は数値的にみて桁落ちするほど低減
化する。Therefore, in the optical hole h photoelectrically converted in a portion other than the light shielding layer (4), among the optical holes (pit) existing outside the buried layer (5), the P-M
O3) The ratio of optical holes (P, ) entering the transistors Tp and Qp side is determined by the following formula, and if Nb /N5ub >10,
The amount of penetration of the optical holes h is numerically reduced by an order of magnitude.
上記第4図に係る実施例によれば、上記第2図に係る実
施例と同様に、光ホールhのP−MOSトランジスタT
p及びQpへの侵入が低減化されるため、光ホールhの
侵入によるシフトレジスタの誤動作延いては垂直走査回
路の誤動作を防止することができる。According to the embodiment shown in FIG. 4 above, as in the embodiment shown in FIG. 2 above, the P-MOS transistor T of the optical hole h
Since the intrusion into p and Qp is reduced, malfunction of the shift register and malfunction of the vertical scanning circuit due to the intrusion of the optical hole h can be prevented.
上記実施例は、P−MO3I−ランジスタTp及びQp
下にP型又はN型の埋込み層(3)又は(5)を形成す
ることによって、光ホールhの侵入を低減化させるよう
にしたが、その他、図示しないが、シリコン基板(1)
上に基板(1)よりも低濃度のN型のエピタキシャル層
を形成し、このエピタキシャル層上にP型のウェル領域
(2)並びにP−MO3)ランジスタTp、Qp及びN
−MO3)ランジスタTn。The above embodiment is based on P-MO3I-transistors Tp and Qp.
By forming a P-type or N-type buried layer (3) or (5) underneath, the penetration of optical holes h is reduced.In addition, although not shown, the silicon substrate (1)
An N-type epitaxial layer with a lower concentration than the substrate (1) is formed on the substrate (1), and on this epitaxial layer, a P-type well region (2) and P-MO3) transistors Tp, Qp, and N-type are formed.
-MO3) transistor Tn.
Qnを形成すれば、シリコン基板(1)中の光ホールh
のライフタイムが短くなり、光ホールhの2MO5)ラ
ンジスタTp及びQpへの侵入が低減化される。もちろ
ん、エピタキシャル層の形成と上記実施例の構成を組合
せて形成するようにしてもよい。If Qn is formed, the optical hole h in the silicon substrate (1)
The lifetime of the optical hole h is shortened, and the intrusion of the optical hole h into the 2MO5) transistors Tp and Qp is reduced. Of course, the formation of the epitaxial layer and the structure of the above embodiment may be combined.
ところで、上記実施例は、垂直走査回路について述べた
が、第6図の水平走査回路(11)については、2相の
駆動パルスφ及びTにおける高・低レベルの切換えが高
速に行なわれることから、光ホールhの影響は殆んど無
視できる。しかし、第7図に示すように、1画素が選択
されている期間を中においても2相の駆動パルスφ及び
Tは動いており、このφ及びTの動作によって、通常は
電源とGNDに電流が流れ、これがノイズとなって画像
に出るという不都合が生じる。そこで本例では、水平走
査回路(11)の電源電圧V、d、と接地電位■88.
の配線を、論理ゲート回路(12)の電源電圧■dd!
及び接地電位■8,2並びにドライバ回路(13)の電
源電圧vad3及び接地電位V ssJとは別記線にす
る。このように構成すれば、2相の駆動パルスφ及びT
の動作により電源とGNDに流れる電流は、論理ゲート
回路(12)やドライバ回路(13)には波及しないた
め、ノイズの発生は低減化される。尚、第6図において
、論理ゲート回路(12)は必ずしも設置する必要はな
い。また、水平走査回路(11)に延びる電源電圧■4
4.及び接地電位■□1にかかる配線が上述の如く他の
回路と別配線であれば、電源電圧が供給されるパッド並
びに接地電位が供給されるパッドは夫々同じでもよい。By the way, although the above embodiment has described the vertical scanning circuit, the horizontal scanning circuit (11) in FIG. , the influence of the optical hole h can be almost ignored. However, as shown in Fig. 7, the two-phase driving pulses φ and T are in motion even during the period when one pixel is selected, and the operation of these φ and T normally causes current to flow between the power supply and GND. This causes an inconvenience in that the noise flows and appears in the image as noise. Therefore, in this example, the power supply voltage V, d of the horizontal scanning circuit (11) and the ground potential ■88.
Connect the wiring to the power supply voltage ■dd! of the logic gate circuit (12).
and the ground potential (1) 8, 2, the power supply voltage vad3 of the driver circuit (13), and the ground potential VssJ are drawn on separate lines. With this configuration, the two-phase drive pulses φ and T
The current that flows to the power supply and GND due to the operation of 1 does not affect the logic gate circuit (12) or the driver circuit (13), so the generation of noise is reduced. In addition, in FIG. 6, the logic gate circuit (12) does not necessarily need to be installed. In addition, the power supply voltage ■4 extending to the horizontal scanning circuit (11)
4. If the wiring connected to the ground potential ■□1 is separate wiring from other circuits as described above, the pad to which the power supply voltage is supplied and the pad to which the ground potential is supplied may be the same.
一方、固体撮像素子においては、微細化設計が進行して
おり、微細化によるMOSプロセスでは、通常、配線と
して用いられていた多結晶シリコン層がポリサイド構成
の配線となり、シート抵抗の低減化が図れるようになっ
た。その反面、線巾が0.5μmと細くなり、また選択
酸化法等によるフィールド絶縁層も約2000人と薄く
なり、第8図に示すように、配線容量CL I +
CL 2・・・・CLr+と配線抵抗RLI+ RL
2・・・・Rいによる時定数が問題となってきている。On the other hand, in solid-state imaging devices, miniaturization of design is progressing, and in the MOS process due to miniaturization, the polycrystalline silicon layer normally used as wiring becomes wiring with a polycide structure, reducing sheet resistance. It became so. On the other hand, the line width has become thinner to 0.5 μm, and the field insulating layer formed by selective oxidation has also become thinner by about 2,000 people, and as shown in FIG. 8, the line capacitance CL I +
CL2...CLr+ and wiring resistance RLI+ RL
2...The time constant due to R is becoming a problem.
特に、HD、TV(ハイビジョンテレビ)方式では、水
平ブランキング期間が短かく、垂直走査回路からの出力
がゲート線(選択線)の端まで届かないうちに水平走査
を開始して信号の読出しを行なわなければならない。こ
こで、第9図に、垂直走査回路より出力信号が出力され
てからtl、tl、t3.t4と時間が経過したときに
おける電位(出力信号)の伝帳の様子を示す。In particular, in HD and TV (high-definition television) systems, the horizontal blanking period is short, and horizontal scanning is started before the output from the vertical scanning circuit reaches the end of the gate line (selection line) to read out the signal. must be done. Here, in FIG. 9, after the output signal is output from the vertical scanning circuit, tl, tl, t3 . It shows how the potential (output signal) changes after time t4 has elapsed.
今、第10図に示すように、フォトダイオードD、増幅
用トランジスタTA、垂直スイッチングトランジスタT
y及びリセット用トランジスタT+tを有する画素(2
1)が多数マトリクス状に配されてなるイメージ部(2
2)の周辺に、行選択走査を行なう第1の垂直走査回路
(23)と、リセット走査を行なう第2の垂直走査回路
(24)と、信号の読出し走査を行なう水平走査回路(
25)を配してなる固体撮像素子(26)があった場合
、本例では、第1及び第2の垂直走査回路(23)及び
(24)から夫々行単位に延びる配線のうち、第1の垂
直走査回路(23)から延びる配線(行選択線)fyを
例えばタングステン四)シリサイド層で形成し、第2の
垂直走査回路(24)から延びる配線(リセット線)2
.を例えば42層で形成する。タングステン(−)シリ
サイド層は、A1層と比較して形成が容易ではあるが、
シート抵抗が高いという特性を有する。そして、このシ
ート抵抗の高いタングステン(賀)シリサイド層による
配線pyが形成される第1の垂直走査回路(23)を水
平走査が開始される側に配置する。Now, as shown in FIG. 10, a photodiode D, an amplification transistor TA, a vertical switching transistor T
y and a pixel (2
1) are arranged in a matrix shape.
2), a first vertical scanning circuit (23) that performs row selection scanning, a second vertical scanning circuit (24) that performs reset scanning, and a horizontal scanning circuit (24) that performs signal readout scanning.
25), in this example, among the wirings extending in rows from the first and second vertical scanning circuits (23) and (24), the first The wiring (row selection line) fy extending from the second vertical scanning circuit (23) is formed of, for example, a tungsten silicide layer, and the wiring (reset line) 2 extending from the second vertical scanning circuit (24) is formed of a tungsten silicide layer.
.. For example, 42 layers are formed. Although the tungsten (-) silicide layer is easier to form than the A1 layer,
It has the characteristic of high sheet resistance. Then, the first vertical scanning circuit (23) in which the wiring py made of the tungsten silicide layer with high sheet resistance is formed is arranged on the side where horizontal scanning is started.
図中、→は水平走査の方向を示す。In the figure, → indicates the direction of horizontal scanning.
このように構成すれば、最初の水平走査が開始された後
、第9図におけるt2〜t、のあたりから次の水平走査
を開始させることができ、配線の時定数に比較的余裕を
もたせることができる。従って、垂直走査回路から延び
る配線として少し高めのシート抵抗を有する材料を使用
することができる。一般にシート抵抗の高い材料は、そ
の形成が容易であることから、本例において、製造工程
の簡略化、コストの低廉化を図ることが可能となる。ま
た、最初の水平走査が開始された後、t2〜t3という
比較的短い期間の経過後に次の水平走査を開始できるた
め、水平ブランキング期間が短かいHDTVや高速度カ
メラ等に用いて有効となる。With this configuration, after the first horizontal scan is started, the next horizontal scan can be started from around t2 to t in FIG. 9, and the time constant of the wiring can have a relatively large margin. I can do it. Therefore, a material having a slightly higher sheet resistance can be used for the wiring extending from the vertical scanning circuit. In general, materials with high sheet resistance are easy to form, so in this example, it is possible to simplify the manufacturing process and reduce costs. In addition, since the next horizontal scan can be started after a relatively short period of t2 to t3 has elapsed after the first horizontal scan has started, it is effective for use with HDTVs, high-speed cameras, etc. that have short horizontal blanking periods. Become.
本発明にかかる固体撮像素子用走査回路によれば、光電
交換されたキャリアによる影響を低減化させることがで
き、上記キャリアに起因する誤動作を防止することがで
きる。According to the scanning circuit for a solid-state image sensor according to the present invention, the influence of photoelectrically exchanged carriers can be reduced, and malfunctions caused by the carriers can be prevented.
第1図は本実施例に係る固体撮像素子用走査回路に内蔵
されるシフトレジスタの構成を示す回路図、第2図はそ
の断面図、第3図は第2図のA−A線上におけるポテン
シャルを示す特性図、第4図は本実施例の他の例を示す
断面図、第5図は第4図のB−B線上におけるポテンシ
ャルを示す特性図、第6図は水平走査回路を示すブロッ
ク線図、第7図はその動作を示す波形図、第8図はゲー
ト線(行選択線)の−本分を示す等価回路図、第9図は
出力信号の伝播状態を示す特性図、第10図は本例に係
る固体撮像素子を示す回路図、第11図は従来例を示す
断面図、第12図は他の従来例を示す断面図である。
(A)はシフトレジスタ、TPI〜Tra及びQFl〜
QPaはP−MOS)ランジスタ、T II I〜T
1% 4及びQyl + ”” Q n 4はN−MO
S トランジスタ、Tr1〜T、、4はトランジスタ回
路、(1)はシリコン基板、(2a)及び(2b)はP
型のウェル領域、(3)及び(5)は埋込み層、(4)
は光遮蔽層である。
代
理
人
松
隈
秀
盛
A シフトレジスタ
第
図
第10図FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a shift register built into a scanning circuit for a solid-state image sensor according to this embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view thereof, and FIG. 3 is a potential on line A-A in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of this embodiment. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the potential on line B-B in FIG. 4. FIG. 6 is a block diagram showing the horizontal scanning circuit. Figure 7 is a waveform diagram showing its operation, Figure 8 is an equivalent circuit diagram showing the main function of the gate line (row selection line), Figure 9 is a characteristic diagram showing the propagation state of the output signal, and Figure 7 is a waveform diagram showing the operation. FIG. 10 is a circuit diagram showing a solid-state imaging device according to this example, FIG. 11 is a sectional view showing a conventional example, and FIG. 12 is a sectional view showing another conventional example. (A) is a shift register, TPI~Tra and QFl~
QPa is P-MOS) transistor, T II IT
1% 4 and Qyl + “” Q n 4 is N-MO
S transistor, Tr1 to T, 4 is a transistor circuit, (1) is a silicon substrate, (2a) and (2b) are P
mold well region, (3) and (5) are buried layers, (4)
is a light shielding layer. Agent Hidemori Matsukuma A Shift register Figure 10
Claims (1)
2導電型チャネルのトランジスタを多段に配してなるシ
フトレジスタを有する固体撮像素子用走査回路において
、 上記第1導電型チャネルのトランジスタを上記第2導電
型チャネルのトランジスタの外側に配すると共に、上記
第2導電型チャネルのトランジスタ下に第1導電型又は
第2導電型の半導体領域を埋込んでなる固体撮像素子用
走査回路。[Scope of Claims] A scanning circuit for a solid-state imaging device having a shift register in which transistors of a first conductivity type channel and a second conductivity type channel are arranged in multiple stages on a semiconductor layer of a first conductivity type, A solid-state imaging device in which a conductivity type channel transistor is arranged outside the second conductivity type channel transistor, and a first conductivity type or second conductivity type semiconductor region is buried below the second conductivity type channel transistor. Scanning circuit for elements.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02136434A JP3114186B2 (en) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Solid-state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02136434A JP3114186B2 (en) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Solid-state imaging device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0430472A true JPH0430472A (en) | 1992-02-03 |
JP3114186B2 JP3114186B2 (en) | 2000-12-04 |
Family
ID=15175047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP02136434A Expired - Lifetime JP3114186B2 (en) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Solid-state imaging device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3114186B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6403998B1 (en) | 1998-11-09 | 2002-06-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state image sensor of a MOS structure |
JP2010011246A (en) * | 2008-06-28 | 2010-01-14 | Nikon Corp | Solid-state imaging element |
-
1990
- 1990-05-25 JP JP02136434A patent/JP3114186B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6403998B1 (en) | 1998-11-09 | 2002-06-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state image sensor of a MOS structure |
US6649948B2 (en) | 1998-11-09 | 2003-11-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state image sensor of a MOS structure |
JP2010011246A (en) * | 2008-06-28 | 2010-01-14 | Nikon Corp | Solid-state imaging element |
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JP3114186B2 (en) | 2000-12-04 |
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