(57)【要約】      （修正有）【課題】固体撮像装置において、その昇圧回路の動作停止に影響されること無く、安定した出力信号を得ることができる固体撮像電荷転送デバイス及び駆動方法を提供する。【解決手段】電荷転送装置は、リセットゲート電極(以下RG)とリセットドレイン(以下RD)とを有し、RGに印加されるリセットパルスに応答してフローティング拡散層(以下FD）の電荷をRDに流入させるリセットトランジスタ(以下RTR)と、バリアゲート電極(以下BG)と吸引ドレインとを有し、BGに印加されるバイアス電圧に応答してRDの電位を特定するバリアトランジスタとを備え、吸収ドレインに接続され、転送クロック同期駆動昇圧回路と、FDに接続され、FDの電荷に応答して信号電圧を生成・出力するアンプと、アンプに接続され、印加クランプパルスに応答してアンプを基準電位にクランプする回路とを備える固体撮像装置を構成し、RTRとクランプ回路は、昇圧回路が停止中も動作させる。【選択図】図４
2006086757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板に形成され、照射された光子の量に応答して電荷を発生させる画素から読み出された電荷を、転送クロックに同期して転送する水平電荷転送領域と、
前記水平電荷転送領域の後段に形成され、前記電荷が供給されるフローティング拡散層と、
リセットゲート電極とリセットドレインとを有し、前記リセットゲート電極に印加されるリセットパルスに応答して前記フローティング拡散層の電荷を前記リセットドレインに流入させるリセットトランジスタと、
バリアゲート電極と吸引ドレインとを有し、前記バリアゲート電極に印加されるバイアス電圧に応答して前記リセットドレインの電位を特定するバリアトランジスタと、
前記吸収ドレインに接続され、前記転送クロックに同期してバリア電圧を生成する昇圧回路と、
前記フローティング拡散層に接続され、前記フローティング拡散層の電荷に応答して信号電圧を生成して出力する増幅回路と、
前記増幅回路に接続され、印加されるクランプパルスに応答して前記増幅回路の電位を基準電位にクランプするクランプ回路と
を備え、
前記リセットトランジスタと前記クランプ回路との各々は、前記昇圧回路が停止している間も動作する
固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
前記リセットトランジスタと前記クランプ回路の各々は、前記転送クロックの供給停止に応答して動作を停止し、
前記転送クロックの供給再開時刻より早い時刻に動作を再開する
固体撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の固体撮像装置において、
前記リセットトランジスタと前記クランプ回路の各々は、
前記転送クロックの供給再開時刻に前記増幅回路の電位を基準電位にクランプするように、前記転送クロックの供給再開時刻より早い時刻に動作を再開する
固体撮像装置。
【請求項４】
半導体基板と、
前記半導体基板に形成され、照射された光子の量に応答して電荷を発生させる画素から読み出された電荷を、転送クロックに同期して転送する水平電荷転送領域と、
前記水平電荷転送領域の後段に形成され、前記電荷が供給されるフローティング拡散層と、
リセットゲート電極とリセットドレインとを有し、前記リセットゲート電極に印加されるリセットパルスに応答して前記フローティング拡散層の電荷を前記リセットドレインに流入させるリセットトランジスタと、
バリアゲート電極と吸引ドレインとを有し、前記バリアゲート電極に印加されるバイアス電圧に応答して前記リセットドレインの電位を特定するバリアトランジスタと、
前記吸収ドレインに接続され、前記転送クロックに同期してバリア電圧を生成する昇圧回路と、
前記フローティング拡散層に接続され、前記フローティング拡散層の電荷に応答して信号電圧を生成して出力する増幅回路と、
前記増幅回路に接続され、印加されるクランプパルスに応答して前記増幅回路の電位を基準電位にクランプするクランプ回路と
を備える固体撮像装置の駆動方法であって、
（ａ）前記リセットトランジスタと前記クランプ回路の各々が、前記転送クロックの供給停止に応答して動作を停止するステップと、
（ｂ）前記リセットトランジスタと前記クランプ回路の各々が、前記転送クロックの供給再開時刻より早い時刻に動作を再開するステップ
を具備する固体撮像装置の駆動方法。
【請求項５】
請求項４に記載の固体撮像装置の駆動方法において、
前記リセットトランジスタと前記クランプ回路の各々は、
前記転送クロックの供給再開時刻に前記増幅回路の電位を基準電位にクランプするように、前記転送クロックの供給再開時刻より早い時刻に動作を再開する
固体撮像装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置の電荷転送デバイスおよびそれの電荷転送デバイスの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなど、固体撮像装置を搭載したデジタル画像撮影装置が普及してきている。固体撮像装置は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）センサと、そのＣＣＤセンサの出力を増幅して出力する増幅器と、その増幅器からの出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器などから構成されている。
【０００３】
ＣＣＤセンサは、フォトダイオードに代表される受光素子（照射された光子の量に応答して電荷を発生させる素子）と、その受光素子が発生させた電荷を転送する電荷転送デバイスとで構成されている。電荷転送デバイスが転送する電荷は、電荷検出装置に供給される。電荷検出装置は、供給される電荷に対応する電気信号に変換して増幅器に出力している。増幅器は、電荷検出装置から供給される電気信号を増幅して出力している。
【０００４】
電荷検出装置によって電荷を検出する方法としては、一般的に、ＦＤＡ（Floating  Diffusion  Amplifier：フローティングディフュージョン増幅）法と呼ばれる方法が採用されている。ＦＤＡ法では、電荷転送領域の後段にフローティング拡散層を備え、そのフローティング拡散層の電位変動を検出することで、転送された電荷の検出を行っている（例えば、特許文献１参照。）。ＦＤＡ法を採用している電荷転送デバイスでは、上記のフローティング拡散層の電荷のリセット（フローティング拡散層の電荷の排出）が必要である。したがって、ＦＤＡ法を採用している電荷転送デバイスには、リセットトランジスタが備えられている。
【０００５】
リセットトランジスタは、例えば、電荷転送デバイスがＰ型半導体基板に形成されている場合、前述のフローティング拡散層と、リセットドレインと、リセットゲート電極とで構成されている。リセットトランジスタは、そのリセットゲート電極にリセットパルスが印加されることで、Ｎチャネル領域を形成し、フローティング拡散層の電荷の排出を行っている。リセットゲートに印加されるリセットパルスの振幅を、電荷転送クロックより大きくしてリセット動作を確実に実行させる技術が知られている。
【０００６】
半導体回路において、その半導体回路を動作させるための電源電圧の低電圧化が要求されてきている。このような低電圧化の要求は、上述のＣＣＤセンサであっても例外ではない。ＣＣＤセンサにおける低電圧化や単一電源化の要求に対応するために、上記特許文献１に記載の技術では、電荷転送段（特許文献１の図１における、ｎ型拡散層１２、転送ゲート電極１４、１５、出力ゲート１６）の後段の半導体基板の表面領域内に、フローティング拡散層、リセットドレイン、吸収ドレインを設けている。そのフローティング拡散層とリセットドレインとの間の半導体基板上にリセットゲート電極を設け、リセットドレインと吸収ドレインとの間の半導体基板上にバリアゲート電極を設けている。そして、リセットドレインに電子引き抜き用の抵抗Ｒを接続している。リセットゲート電極には、Ｈレベルが５Ｖ、Ｌレベルが０ＶのリセットパルスφＲを印可し、バリアゲート電極には、電源電圧ＶB （５Ｖ）を、吸収ドレインには昇圧回路の出力電圧（１２Ｖ）を印加している。
この電荷転送装置においては、バリアトランジスタＴＢＲは常時オン状態にあるので、リセットドレインの電位はバリアトランジスタＴＢＲのチャネルポテンシャルに保持される。昇圧回路は、ダイオードによる整流回路を多段に接続したものであり、図示されていないが転送クロックが印加されている。
【０００７】
この固体撮像装置では、固体撮像装置に備えられた受光素子（フォトダイオード）から、電荷の読み出しが実行されている場合、電荷転送デバイスは、その動作を実行する必要がない。したがって、受光素子から電荷の読み出しが実行されている場合、転送クロックを停止している。また、電荷転送が行われていないので、リセットトランジスタを動作させる必要も無い。さらに、転送クロックが停止するので昇圧回路も、その動作を停止することとなる。
【０００８】
上記特許文献１に記載された固体撮像素子において、フローティング拡散層からＣＣＤ出力端子からＣＣＤ出力端子へ出力される信号電圧は、増幅回路に供給されて信号出力Ｖｏｕｔを得る。増幅回路は、信号出力Ｖｏｕｔのオフセット電圧を規定するクランプ回路が設けられている。リセットトランジスタおよび昇圧回路と同様、電荷の読み出しが実行されている間は、クランプ回路も動作させる必要がないため、その動作を停止している。
このような電荷読み出しが実行されている期間、すなわち、転送クロック停止時の動作について、図１を参照して説明を行う。図１は、従来の電荷転送デバイスにおける転送クロック停止時の動作を示すタイミングチャートである。図１に示されているように、時刻ｔ１で転送クロックφ１およびφ２、リセットパルスφＲＳおよびクランプ回路に供給されるクランプパルスφＣＬＰが停止する。転送クロックφ１およびφ２が停止することで、昇圧回路の動作が停止し、吸収ドレインに印加されていた昇圧回路の出力電圧ＶＲＤ０は、徐々に下がり始める。
【０００９】
本来、バリアトランジスタのゲートに一定電圧がかけられているためリセットドレイン電圧ＶＲＤ１は変動しない。しかし、フローティング拡散層に蓄積された電荷をすばやくリセットドレインに引き抜くために、バリアトランジスタのゲート長Ｌを短くした場合、昇圧回路の出力電圧が下がるとその影響をうけてリセットドレイン電圧ＶＲＤ１も下がってしまう。
【００１０】
リセットドレイン電圧ＶＲＤ１が本来の電圧より下がっているため、信号出力Ｖｏｕｔのオフセット電圧も規定の電圧より下がってしまう。時刻ｔ２において、この状態で転送クロックの供給が開始された場合、最初の何ビットかは正常な電圧にクランプされず、有効画素から正常な出力波形を得ることが困難になってしまう。
【００１１】
上述のような有効画素から正常な出力波形を得るために、固体撮像装置に無効画素を備えておく技術が知られている。この技術により、有効画素にくるまでにオフセット電圧を安定させることが可能になる。しかしながら、無効画素を備えることで、固体撮像装置の回路面積が大きくなってしまう。
【００１２】
【特許文献１】特開平６−３３８５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明が解決しようとする課題は、昇圧回路を備える固体撮像装置において、その昇圧回路の動作停止に影響されること無く、安定した出力信号を得ることができる固体撮像装置の電荷転送デバイスおよびそれの電荷転送デバイスの駆動方法を提供することにある。
【００１４】
本発明が解決しようとする他の課題は、昇圧回路を備える固体撮像装置において、無効画素を備えることなく、その昇圧回路の動作停止に影響されること無く、安定した出力信号を得ることができる固体撮像装置の電荷転送デバイスおよびそれの電荷転送デバイスの駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１６】
上記課題を解決するために、半導体基板（１）と、前記半導体基板（１）に形成され、照射された光子の量に応答して電荷を発生させる画素から読み出された電荷を、転送クロックに同期して転送する水平電荷転送領域と、前記水平電荷転送領域の後段に形成され、前記電荷が供給されるフローティング拡散層（２１）と、リセットゲート電極（２４）とリセットドレイン（２２）とを有し、前記リセットゲート電極（２４）に印加されるリセットパルス（φＲＳ）に応答して前記フローティング拡散層（２１）の電荷を前記リセットドレイン（２２）に流入させるリセットトランジスタ（２６）、バリアゲート電極（２５）と吸引ドレイン（２３）とを有し、前記バリアゲート電極（２５）に印加されるバイアス電圧に応答して前記リセットドレイン（２２）の電位を特定するバリアトランジスタ（２７）と、前記吸収ドレインに接続され、前記転送クロックに同期してバリア電圧を生成する昇圧回路と、前記フローティング拡散層（２１）に接続され、前記フローティング拡散層（２１）の電荷に応答して信号電圧を生成して出力する増幅回路（３０）と、前記増幅回路（３０）に接続され、印加されるクランプパルスに応答して前記増幅回路（３０）の電位を基準電位にクランプするクランプ回路（８）とを備える固体撮像装置を構成する。そして、前記リセットトランジスタ（２６）と前記クランプ回路（８）との各々は、前記昇圧回路が停止している間も動作させておく。
【００１７】
その固体撮像装置において、前記リセットトランジスタ（２６）前記クランプ回路（８）の各々は、前記転送クロックの供給停止に応答して動作を停止し、前記転送クロックの供給再開時刻より早い時刻に動作を再開する固体撮像装置を構成する。
【００１８】
その固体撮像装置において、前記リセットトランジスタ（２６）前記クランプ回路（８）の各々は、前記転送クロックの供給再開時刻に前記増幅回路（３０）の電位を基準電位にクランプするように、前記転送クロックの供給再開時刻より早い時刻に動作を再開するように固体撮像装置を構成する。
【００１９】
また、上記課題を解決するために、以下の駆動方法で電荷転送装置を駆動させる。その駆動方法は、半導体基板（１）と、前記半導体基板（１）に形成され、照射された光子の量に応答して電荷を発生させる画素から読み出された電荷を、転送クロックに同期して転送する水平電荷転送領域と、前記水平電荷転送領域の後段に形成され、前記電荷が供給されるフローティング拡散層（２１）と、リセットゲート電極（２４）とリセットドレイン（２２）とを有し、前記リセットゲート電極（２４）に印加されるリセットパルス（φＲＳ）に応答して前記フローティング拡散層（２１）の電荷を前記リセットドレイン（２２）に流入させるリセットトランジスタ（２６）、バリアゲート電極（２５）と吸引ドレイン（２３）とを有し、前記バリアゲート電極（２５）に印加されるバイアス電圧に応答して前記リセットドレイン（２２）の電位を特定するバリアトランジスタ（２７）と、前記吸収ドレインに接続され、前記転送クロックに同期してバリア電圧を生成する昇圧回路と、前記フローティング拡散層（２１）に接続され、前記フローティング拡散層（２１）の電荷に応答して信号電圧を生成して出力する増幅回路（３０）と、前記増幅回路（３０）に接続され、印加されるクランプパルスに応答して前記増幅回路（３０）の電位を基準電位にクランプするクランプ回路（８）と備える固体撮像装置の駆動方法であって、
（ａ）前記リセットトランジスタ（２６）前記クランプ回路（８）の各々が、前記転送クロックの供給停止に応答して動作を停止するステップと、
（ｂ）前記リセットトランジスタ（２６）前記クランプ回路（８）の各々が、前記転送クロックの供給再開時刻より早い時刻に動作を再開するステップ
を具備する固体撮像装置の駆動方法で駆動させる。
【００２０】
その固体撮像装置の駆動方法において、前記リセットトランジスタ（２６）前記クランプ回路（８）の各々は、前記転送クロックの供給再開時刻に前記増幅回路（３０）の電位を基準電位にクランプするように、前記転送クロックの供給再開時刻より早い時刻に動作を再開する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、昇圧回路を備える固体撮像装置において、その昇圧回路の動作停止に影響されること無く、安定した出力信号を得ることができる。
【００２２】
さらに、本発明によると、昇圧回路を備える固体撮像装置において、安定した出力信号を得るために無効画素を備える必要が無く、回路面積が小さい固体撮像装置を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
［実施の形態の構成］
以下に、図面を使用して本発明の実施の形態の構成について述べる。図２は、本発明の実施の形態における、電荷転送装置の出力段付近の構成を示す断面図である。以下に述べる電荷転送装置は埋め込みチャネル型電荷転送装置であることが好ましい。図２に示されているように、本実施の形態の電荷転送装置１０は、画素（図示されず）から読み出された電荷を転送する電荷転送領域と、その電荷転送領域で転送された電荷に対応して信号電圧を出力するフローティング拡散層２１と、そのフローティング拡散層２１から電荷を排出するリセット領域とを含んで構成されている。電荷転送領域は、第１クロックφ１と第２クロックφ２とに同期して画素（図示されず）から読み出された電荷を転送する領域である。また、上述の固体撮像装置は、タイミング制御回路２８と、昇圧回路２０とを有している。タイミング制御回路２８は、第１クロックφ１と第２クロックφ２とを生成して、電荷転送デバイスに供給している。
【００２４】
ここで、昇圧回路２０とタイミング制御回路２８とは互いに電気的に接続され、昇圧回路２０にはタイミング制御回路２８から出力される第１クロックφ１と第２クロックφ２とが供給されている。昇圧回路２０は、そのタイミング制御回路２８から供給される第１クロックφ１、第２クロックφ２に基づいて昇圧回路２０に備えられたチャージポンプ（図示されず）を駆動し、所定の電圧を生成している。
【００２５】
また、このタイミング制御回路２８は、電荷転送装置１０に信号電荷を読み出すためのシフトゲートに印加する読出しゲートパルスＶＯＧや、電荷転送装置１０を２相駆動するための第１クロックφ１および第２クロックφ２、電荷検出部１４のＦＤをリセットするリセットパルスφＲＳ、読み出しゲートパルスＶＯＧに基づくクランプパルスφＣＬＰを、外部から入力されるマスタークロックφｃｌｋに基づいて生成するとともに、読出しゲートパルスＶＯＧ及び第１転送クロックφ１に基づいて最終的なクランプパルスφＣＬＰを生成している。
【００２６】
また、フローティング拡散層２１は、読み出しゲート電極６とリセットゲート電極２４との間のｎ型拡散層２内に形成されている。フローティング拡散層２１は、後述する増幅回路３０に接続され、フローティング拡散層２１から読み出された電荷は、ＣＣＤ出力端子ＣＣＤoutを介してその増幅回路３０出力されている。
【００２７】
図２に示されているように、電荷転送領域は、ｐ型半導体基板１と、ｎ型拡散層２と、ゲート酸化膜３と、転送ゲート電極（４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ）と、読み出しゲート電極６と、バリア層７で構成されている。その転送ゲートは、第1転送クロックφ１に同期して動作する第１転送ゲート電極対（５ａ、５ｂ）と、第２転送クロックφ２に同期して動作する第２転送ゲート電極対（４ａ、４ｂ）とで構成されている。さらに、その第１転送ゲート電極対は、第１ストレージ電極５ｂおよび第１バリア電極５ａとを含み、その第２転送ゲート電極対は、第２ストレージ電極４ｂおよび第２バリア電極４ａとを含んで構成されている。
【００２８】
ｎ型拡散層２は、ｐ型半導体基板１の境界面に形成されたｎ型拡散層２である。転送ゲート電極（４ａ、５ａ）に対応するｎ型拡散層２の領域には、バリア層７が形成されている。図２に示されているように、転送電極は、その下の電位が深いストレージ電極と、電位の浅いバリア電極とで構成されている。バリア層７が設けられている転送ゲート（４ａ、５ａ）は、バリア電極であり、転送ゲート（４ｂ、５ｂ）はストレージ電極である。そのストレージ電極とバリア電極とは、各々一対一に対応するように構成され、同一の駆動パルス（φ１、φ２）が印加されている。
【００２９】
ゲート酸化膜３は、そのｎ型拡散層２と、各ゲート電極との間に形成される絶縁膜である。
【００３０】
ゲート酸化膜３のｎ型拡散層２に対向する面には、第１ストレージ電極５ｂ、第１バリア電極５ａ、第２ストレージ電極４ｂ、第２バリア電極４ａ、読み出しゲート電極６が設けられている。第１ストレージ電極５ｂおよび第２ストレージ電極４ｂは、バリア層７に対向するように設けられている。第１転送ゲート電極対には第１転送クロックφ１が印加され、第２転送ゲート電極対には第２転送クロックφ２が印加されている。第１転送クロックφ１、第２転送クロックφ２の各々は、例えば、ハイレベルが５Ｖでローレベルが０Ｖのクロックであり、第１転送クロックφ１と第２転送クロックφ２とは位相が互いに１８０度異なるクロックである。また読み出しゲート電極６には、一定電圧（例えば１Ｖ）のゲート電圧ＶＯＧが印加されている。
【００３１】
リセット領域は、リセットトランジスタ２６とバリアトランジスタ２７とで構成されている。リセットトランジスタは、フローティング拡散層２１とリセットドレイン２２とリセットゲート電極２４とチャネル領域２６ａとを含んで構成されている。図２に示されているように、リセットゲート電極２４はゲート酸化膜３を介してチャネル領域２６ａに対向して形成されている。リセットゲート電極２４は、リセット端子ＲＳに接続され、リセットパルスφＲＳが印加される。ここで、リセットパルスφＲＳは、第１クロックφ1 と同相で、ハイレベル期間が第１転送クロックφ１より短く、ハイレベルが５Ｖでローレベルが０Ｖのクロックである。また、リセットドレイン２２は、抵抗成分Ｒを介して基板電位端に接続されている。
【００３２】
バリアトランジスタ２７は、リセットドレイン２２と吸収ドレイン２３とバリアゲート電極２５と、チャネル領域２７ａとで構成されている。図２に示されているようにバリアゲート電極２５は、直流電流源に接続されバイアスＶＢが印加されている。吸収ドレイン２３は昇圧回路２０に接続され、昇圧回路２０から出力される電圧ＶＲＤ０（１２Ｖ）が供給されている。昇圧回路は例えばダイオードによる整流回路を多段に接続した回路を用いることでも実現可能である。
【００３３】
図３は、本実施の形態の固体撮像装置に備えられた増幅器３０の構成を示す回路図である。図３を参照すると、増幅回路３０には電荷転送装置１０からの出力が、ノードＮ１を介して供給されている。図３に示されているように、この増幅回路３０は、増幅器３１と、クランプ回路８と、キャパシタ９と、バッファ３２とを備えている。増幅回路３０は、フローティング拡散層２１からＣＣＤ出力端子ＣＣＤoutを介して信号電圧が供給され、その信号電圧は、増幅器３１を介してキャパシタ９に供給されている。クランプ回路８は、キャパシタ９から出力される信号電圧をクランプし、そのクランプレベルをバッファ３２を介して出力端子Ｖoutから出力している。クランプ回路８は、クランプノイズを抑制するために、駆動能力の低いトランジスタで構成されていることが好ましい。この増幅回路３０は、電荷転送装置１０を備えているチップ（ＣＣＤチップ）と同一基板上に設けられていることが好ましい。ここで、クランプ回路８のクランプレベルは、基準レベルＶｃに設定されている。なお、本例では、クランプ回路８を増幅器３１の後段に配置してクランプする回路構成を採用しているが、クランプ回路８を増幅器３１の前段に配置してフローティング拡散層２１の検出出力を直接クランプする回路構成とすることも可能である。
【００３４】
［実施の形態の動作］
以下に、図面を使用して本発明の実施の形態の動作について述べる。図４は、本実施の形態の電荷転送装置の動作を示すタイミングチャートである。本実施の形態の電荷転送装置１０を備えている固体撮像装置は、アレイ状に配置された複数の画素（フォトダイオード）を備えている。固体撮像装置は、その複数の画素から電荷を読み出す場合、電荷転送装置１０に供給される第１転送クロックφ１および第２転送クロックφ２を停止させることで、消費電力を低減させている。したがって複数の画素から電荷が読み出されてる期間は、第１転送クロックφ１および第２転送クロックφ２の昇圧回路２０への供給も停止している。また、タイミング制御回路２８は、電荷転送が行われていないため、クランプパルスφＣＬＰの供給も停止している。図４に示されているように、時刻ｔ１で昇圧回路２０が停止することで、吸収ドレインに印加されていた昇圧回路の出力電圧ＶＲＤ０は、徐々に下がり始めてしまう。
【００３５】
本来、バリアトランジスタのゲートに一定電圧がかけられているためリセットドレイン電圧ＶＲＤ１は変動しない。しかし、フローティング拡散層に蓄積された電荷をすばやくリセットドレインに引き抜くために、バリアトランジスタのゲート長Ｌを短くした場合、昇圧回路の出力電圧ＶＲＤ０が下がるとその影響をうけてリセットドレイン電圧ＶＲＤ１も下がってしまう。
【００３６】
ここで、時刻ｔ３において、タイミング制御回路２８は、時刻ｔ２に先だってリセットパルスφＲＳをリセット端子ＲＳに供給する。また、そのリセットパルスφＲＳに同期してクランプパルスφＣＬＰをクランプ回路８に供給する。
【００３７】
図４に示されているように、昇圧回路２０の出力電圧ＶＲＤ０が下がるとリセットドレイン電圧ＶＲＤ１は、吸収ドレイン電圧と同様に下がる。しかし、リセットパルスφＲＳ、クランプパルスφＣＬＰを前もって供給しておくとＶＲＤ１と基準オフセット電圧との差が急激に変動することがなくなるので、弱いクランプスイッチでも時刻ｔ２には、出力端子Ｖｏｕｔの電位が基準オフセットになるようにすることができる。したがって、無効画素を備えることなく、転送クロックの供給が開始されたあとの有効画素から正常な出力波形を得ることができる。なお、タイミング制御回路２８が、リセットパルスφＲＳ、クランプパルスφＣＬＰの供給を開始するタイミング（時刻ｔ３）は、一時的に供給が停止された第１転送クロックφ１および第２転送クロックφ２が、再度供給されるタイミング（ｔ２）において、出力端子Ｖoutの電位が所定の電位であるように設定されている。また、この設定は、任意に変更することが可能であり、消費される電力を抑制する要求がない場合、リセットパルスφＲＳ、クランプパルスφＣＬＰを停止させないようにすることも可能である。また、本発明の実施の形態において、転送電極と昇圧回路とで用いるパルスを同一のものとしたが、同一である必要がないことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、従来の電荷転送装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図２】図２は、本実施の形態の固体撮像装置に備えられた電荷転送装置の構成を示す断面図である。
【図３】図３は、本実施の形態の電荷転送装置の出力を増幅する増幅器の構成を示す回路図である。
【図４】図４は、本実施の形態の電荷転送装置の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１０…電荷転送装置
１…Ｐ型半導体基板
２…ｎ型拡散層２
３…ゲート酸化膜
４ａ、４ｂ…転送ゲート電極
５ａ、５ｂ…転送ゲート電極
６…読み出しゲート電極
７…バリア層
２１…フローティング拡散層
２２…リセットドレイン
２３…吸収ドレイン
２４…リセットゲート電極
２５…バリアゲート電極
２６…リセットトランジスタ
２７…バリアトランジスタ
１０…電荷転送デバイス
２０…昇圧回路
２８…タイミング制御回路
Ｒ…抵抗
φ１、φ２…転送クロック
φＲＳ…リセットパルス
８…クランプ回路
９…キャパシタ
３０…増幅回路
３１…増幅器
３２…バッファ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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