发明名称 固态影像感测装置及驱动该固态影像感测装置之方法
摘要 于固态影像感测装置中,光电转换元件是依二维阵列式配置于半导体基片上之矩阵内。传送闸极部分是配置成与每一个光电转换元件邻近以便读取储存于光电转换元件内之信号电荷。垂直CCD是配置于接近传送闸极部分以便将自光电转换元件读取到的信号电荷沿垂直方向传送。水平CCD会将从垂直CCD传送来的信号电荷沿水平方向传送。电荷侦测部分会侦测从水平CCD传送来之信号电荷并输出此信号电荷。四个垂直传送电极会沿信号电荷的垂直传送方向依互为邻近方式形成于垂直CCD上。这些垂直传送电极包含沿信号电荷的垂直传送方向互为邻近方式形成于垂直CCD上。这些垂直传送电极包含沿信号电荷的垂直传送方向互为邻近的第一和第二传送电极。第一垂直传送电极具有比第二垂直传送电极更大的长度且作为用于控制传送闸极部分之传送电极。同时也揭示了驱动该固态影像感测装置的方法。
申请公布号 TW406427 申请公布日期 2000.09.21
申请号 TW088102144 申请日期 1999.02.11
申请人 电气股份有限公司 发明人 留宫正之
分类号 H01L27/14 主分类号 H01L27/14
代理机构 代理人 何金涂 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种固态影像感测装置,包括:依二维阵列形式配置于半导体基片(112,212)上之矩阵内的光电转换元件(104,204);配置成与每一个光电转换元件接近以便读取储存于光电转换元件内之信号电荷的传送闸极部分(110,210);配置成与传送闸极部分邻近以便将自光电转换元件读取到的信号电荷沿垂直方向传送的垂直CCD(105,205);用于传送从垂直CCD沿水平方向传送来之信号电荷的水平CCD(102,202);用于侦测从水平CCD传送来之信号电荷并输出此信号电荷的电荷侦测部分(103,203);以及在垂直CCD电荷上沿信号电荷的垂直传送方向依互为接近方式所需形成的四个垂直传送电极(106-109,206-209),这些垂直传送电极包含沿信号电荷的垂直传送方向互为接近的第一和第二传送电极,且该第一垂直传送电极具有比第二垂直传送电极还大的长度且作为用于控制该传送闸极部分之传送电极。2.如申请专利范围第1项之装置,其中该第一和第二垂直传送电极的长度总和在有效影像感测区域内的任何部分都是相等的。3.如申请专利范围第2项之装置,其中该第二垂直传送电极是设定成一长度能使储存于沿垂直传送方向该三个相续垂直传送电极之较低部分上电位阱内最大传送电荷量变得不致小过储存于该两个垂直传送电极之较低部分上电位阱内最大传送电荷量。4.如申请专利范围第2项之装置,其中该第一垂直传送电极的长度是设定不会大于2微米。5.如申请专利范围第1项之装置,其中该垂直传送电极包含不与该第一垂直传送电极相邻的第三垂直传送电极,且这些垂直传送电极中,该第一垂直传送电极具有最大的长度,而该第三垂直传送电极具有第二天的长度。6.如申请专利范围第5项之装置,其中当该第一垂直传送电极是2.0微米长时,将读取电压设定为不会比14伏特更大。7.一种驱动固态影像感测装置的方法,此固态影像感测装置包括:依二维阵列形式配置于半导体基片(112,212)上的矩阵内的光电转换元件(104,204);配置成与每一个光电转换元件接近以便读取储存于光电转换元件内之信号电荷的传送闸极部分(110,210);配置成与传送闸极部分相邻以便将自光电转换元件读取到的信号电荷沿垂直方向传送的垂直CCD(105,205);用于传送从垂直CCD沿水平方向传送来之信号电荷的水平CCD(102,202);用于侦测从水平CCD传送来之信号电荷并输出此信号电荷的电荷侦测部分(103,203);以及在垂直CCD上沿信号电荷的垂直传送方向依互为相邻方式而形成的四个垂直传送电极(106-109,206 -209),这些垂直传送电极包含沿信号电荷的垂直传送方向不互为相邻的第一和第二传送电极,且第一垂直传送电极具有最大的长度且作为用于控制传送闸极部分之传送电极,而该第二垂直传送电极则具有第二天的长度,此方法的特征包括有下列步骤:将施加于除该第一垂直传送电极之外之该垂直传送电极上的中间位准电压设定成高过施加于该第一垂直传送电极上的中间位准电压,以便设定而使储存于沿信号电荷之垂直传送方向的该三个相续垂直传送电极之较低部分上电位阱内最大电荷量变得不致小过储存于沿信号电荷之垂直传送方向属相邻的该两个垂直传送电极之较低部分上电位阱内最大电荷量。8.如申请专利范围第7项之装置,其中当该第一垂直传送电极是2.0微米长时,将读取电压设定为不会大于14伏特。图式简单说明:第一图显示的是如第十九图所示光电二极体和垂直CCD之简略配置的正面图示。第二图显示的是如第一图所示光电二极体和垂直CCD的放大正面图示。第三图是沿第二图中A-A线段而取的截面图示。第四图是沿第二图中B-B线段而取的截面图示。第五图系用以显示电位势垒随垂直传送电极的电极长度而改变之模拟结果的曲线图。第六图A-第六图C系用以显示电位以便解释减低对如第一图所示CCD固态影像感测装置中较短垂直传送电极之限制的图示。第七图系用以显示根据本发明第2实施例CCD固态影像感测装置之简略配置的正面图示。第八图A-第八图D系用以显示于第七图中CCD固态影像感测装置内在读取时刻及紧接着读取之后的垂直传送时段期间施加到垂直传送电极上之驱动脉波波形的流程图。第九图A-第九图G显示的是在第八图A-第八图D中个别时刻点上代表信号电荷之储存和传送状态电位的图示。第十图显示的是一种习知的全-像素读出-型式隔行CCD固态影像感测装置。第十一图显示的是如第十图所示光电二极体和垂直CCD之简略配置的正面图示。第十二图显示的是如第十一图所示光电二极体和垂直CCD的放大正面图示。第十三图是沿第十二图中C-C线段而取的截面图示。第十四图A-第十四图D系用以显示于第一图和第十图中CCD固态影像感测装置内读取时刻及紧接着读取之后的垂直传送时刻期间施加到垂直传送电极上之驱动脉波波形的时程图。第十五图A-第十五图G显示的是在第十四图A-第十四图D中个别时刻点上代表信号电荷之储存和传送状态电位的图示。第十六图显示的是读取完成电压取决于试取通道宽度W的模拟结果。第十七图系用以显示具有被增加其传送闸极区域内读取通道宽度之固态影像感测装置的光电二极体和垂直CCD之简略配置的正面图示。第十八图A-第十八图G系用以显示于第十七图中之固态影像感测装置中代表信号电荷之储存和传送状态之电位的图示。第十九图系用以显示根据本发明第1实施例中CCD固态影像感测装置的正面图示。
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