KR19980018911A - 고정된 패턴 잡음 감소 및 스미어 방지 가능한 고체 이미지 픽업 장치 (Solid-State Image Pickup Device Capable of Reducing Fixed Pattern Noise and Preventing Smer) - Google Patents
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Abstract
광전 변환부, 수직 전하 전송부 및 수평 전하 전송부를 갖는 고체 이미지 픽업 장치에 있어서, 수직 전하 전송부는 제1, 제2 및 제3 수직 전하 전송 전극을 포함한다. 수평 전하 전송부에 인접한 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극은 라이닝 콘택트(lining contacts)을 통해 션트 배선(shunt wire) (제1 셰이딩막)에 전기 접속된다. 제2 셰이딩막은 수직 방향의 광전 변환부들 간의 영역을 차광시키기 위해 션트 배선으로부터 전기적으로 분리되어 형성된다.
Description
본 발명은 이미지를 픽업하는데 사용되는 고체 이미지 픽업 장치(solid-state image pickup device)에 관한 것으로, 특히 행간(interline) 전송(ILT) 형태의 CCD 고체 이미지 픽업 장치에 관한 것이다.
종래의 고체 이미지 픽업 장치는 m 행들과 n 열들의 매트릭스의 구성으로 배열된 복수개의 광전 변환부들을 포함하는데, 여기서 m과 n은 각기 2보다 큰 제1 및 제2 양의 정수를 나타내고, 또한 광전 변환부의 n 열들에 인접한 일측을 가지며, 수직 방향으로 각기 신장되는 n 수직 전하 전송부들과, n 수직 전하 전송부들의 한쪽 끝단에 접속되며 수평 방향을 따라 신장된 수평 전하 전송부와, 수평 방향으로 서로 인접하는 광전 변환부들 간의 제1 영역들 혹은 수직 방향으로 서로 인접하는 광전 변환부들 간의 제1 영역들을 셰이딩하기 위한 셰이딩막(shading film)을 포함한다.
광전 변환부들은 입사광에 반응하여, 신호 전하로서 전기 전하를 축적한다. n 수직 전하 변환부들은 광전 변환부들로 부터의 신호 전하들을 판독(read) 전하들로서 판독하기 위한 것으로, 수직 방향으로의 판독 전하들을 수직 전송 전하들로서 전송한다. n 수직 전하 전송부들 각각은 수직 방향을 따라 교대로 배열된 수직 전하 전송 전극들의 m 클러스터들(clusters)과 이 수직 전하 전송 전극들의 m 클러스터들의 하단에 형성된 수직 전하 전송 영역을 포함한다. 수평 전하 전송부는 n 수직 전하 전송부들로 부터의 수직 전송 전하를 수신된 전하로서 수평 라인으로 수신하여, 수평 방향을 따라 수신된 전하를 수평 전송 전하로서 전송하기 위한 것이다. 장치는 수평 전하 전송부의 일측 끝단에 접속된 출력 회로부를 더 포함한다. 출력 회로부는 수평 전송 전하들을 전압 신호로 변환하기 위하여 수평 전송 전하를 수신한다. 이들 소자들은 복수개의 소자 분리부에 의해 서로 절연된다.
종래의 고체 이미지 픽업 장치의 일 예에 있어서, n 수직 전하 전송부들은 복수개의 제1, 제2, 및 제3 수직 전하 전송 전극들과 전하 전송 채널들을 가진다. n 수직 전하 전송부들의 채널 상에, 복수개의 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들이 이미지 픽업 영역의 수평 방향으로 신장되도록 형성된다. 또한, 제3 수직 전하 전송 전극은 수평 전하 전송부에 인접한 이미지 픽업 영역의 수평 방향으로 신장되도록 형성된다. 따라서, 제3 수직 전하 전송 전극은 또한 최종 수직 전하 전송 전극 이라고 칭하여 질 수 있다. 광전 변환부들 각각의 상부의 각 개구 영역(opened area)을 제외하고, 셰이딩막은 이미지 픽업 영역과 수평 전하 전송부 상에 형성된다. n 수직 전하 전송부 각각의 채널의 끝은 수평 전하 전송부의 채널에 접속된다. 수평 전하 전송부의 채널 상에, 복수개의 1차 및 2차 수평 전하 전송 전극들이 형성된다. 각각의 1차 및 2차 수평 전하 전송 전극들은 두꺼운 SiO2막이 콘택트 홀을 통하여 수평 버스 라인에 접속되도록 형성되는 영역(이하 필드 영역이라 칭한다)상에 신장된다.
전술한 제1 종래의 고체 이미지 픽업 장치에 있어서, 수직 전하 전송 펄스들은 이미지 픽업 영역의 양 끝단으로 부터 제1, 제2, 및 제3(최종) 수직 전하 전송 전극들로 공급된다. 그 결과, 수직 전하 전송 펄스들의 무딘 파형이 제1, 제2, 제3(최종) 수직 전하 전송 전극들의 저항과 커패시턴스에 기인하여 이미지 픽업 영역의 중앙 부분에서 발생하게 된다. 이것은 그러한 수직 전하 전송 효율의 저하를 가져온다. 이러한 문제는 고체 이미지 픽업 장치가 사이즈면에서 예를 들면, 1 인치의 광학적 사이즈면에서 큰 실효 화소들을 가질 때 심각하다.
이러한 문제를 극복하기 위하여, 무심사된 일본 특허 공보 216672/1992에서 제안되었다. 이 명세서(paper)에서, 전술한 펄스의 무딘 파형을 방지하는 방법이 개시된다. 이러한 방법에 있어서, 전하 전송 펄스들은 각 수직 전하 전송부와 그 상부를 따라 형성된 금속 배선들에 의해 수직 전하 전송 전극들에 공급된다.
제2 종래의 고체 이미지 픽업 장치에 있어서, 제1, 제2, 제3(최종) 수직 전하 전송 전극들은 라이닝 콘택트들을 통하여, 각 수직 전하 전송부를 따라 수직 방향으로 신장된 각각의 전력 공급 배선들에 각기 접속된다. 전력 공급 배선들은 텅스텐, 알루미늄, 혹은 그와 유사물질로 이루어지고, n 수직 전하 전송부들에 대하여 제1 셰이딩막들로서 제공된다. 전력 공급 배선들은 수평 방향에 인접하는 화소들 사이에서 서로 절연된다. 그 결과, 전력 공급 배선들은 수직 방향에 서로 인접한 광전 변환부들 간의 셰이딩 영역들 [이하, 페리(ferry) 부분]이라 할 수 없다.
따라서, 스미어(smear)가 증가하는 것을 피할 수 없다. 페리 부분들을 차광시키기 위하여, 제2 셰이딩막들은 전술한 제1 셰이딩막들로서 제공되는 전력 공급 배선들에 부가하여 수평 방향으로 형성된다. 게다가, 알루미늄, 및 그와 유사물질로 이루어진 제3 셰이딩막은 수평 전하 전송부로 부터 광전 변환부들 까지의 영역상에 형성된다.
당분간, 저하가 수직 전하 전송부들로 부터 수평 전하 전송부로의 전하 전송 효율면에서 발생될 때, 고정된 패턴 잡음은 재생된 이미지에서 발생된다. 이 고정된 패턴 잡음은 이미지의 질을 상당히 저하시킬 수 있는 재생된 이미지에서 수직 방향으로 신장된 블랙 라인 같은 고정된 패턴으로서 관찰된다.
제2 종래의 고체 이미지 픽업 장치에 있어서, 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들에서 처럼, 제3(최종) 수직 전하 전송 전극은 라이닝 콘택트를 통하여 전력 공급 배선중 한 배선에 접속된다. 그 결과, 수직 전하 전송 펄스의 무딘 파형은 이미지 픽업 영역의 중앙 부분에서의 발생의 원인이 된다면, 사이즈면에서 작다. 따라서, 제1 종래의 고체 이미지 픽업 장치와 비교하여, 수직 전하 전송 효율은 고정된 패턴 잡음이 발생되는 것을 방지하도록 향상된다.
고체 이미지 픽업 장치가 상대적으로 작은 광학적 사이즈, 예를 들면, 1/3 인치 혹은 1/4 인치를 가지는 것이 최근 추세이다. 그러한 고체 상태 이미지 픽업 장치가 예를 들면, 400,000 실효 화소를 가지도록 설계된 경우에, 화소는 사이즈당 5×5 ㎛ 내지 8×8 ㎛를 가진다. 화소가 그러한 작은 사이즈를 가질 때, 스미어 특성은 고체 이미지 픽업 장치의 주요 특성들중 하나로서 심각하게 된다. 스미어 특성 저하는 수직 전하 전송부들을 흐르는 가상의 신호 전하들이 증가하게 된다. 이 스미어는 재생된 이미지에서 화이트 라인 같은 잡음으로서 관찰된다.
스미어의 이유중의 하나는 입사광이 셰이딩막과 기판의 표면 사이의 틈을 통하여 입사되는 것이다. 즉, 입사광은 수직 전하 전송부들의 채널들에 도달되고 그로 인해 광전 변환에 영향을 준다. 광전 변환은 기판의 표면과 셰이딩막 혹은 수직 전하 변환 전극 간의 다중 반사에 기인하여 발생되기 때문이다.
제2 종래의 고체 이미지 픽업 장치에 있어서, 제2 셰이딩막들은 스미어 특성을 향상시키기 위하여 전술한 페리 부분들 상에 형성된다. 입사광은 제1 종래의 고체 이미지 픽업 장치에서 보다 제2 종래의 고체 이미지 픽업 장치에서의 페리 부분들을 통하여 수직 전하 전송부들로 입사된다. 그것은 제2 종래의 고체 이미지 픽업 장치에서의 기판의 표면과 제2 셰이딩막들 간의 거리가 제1 종래의 고체 이미지 픽업 장치에서의 기판의 표면과 셰이딩막 간의 다른 거리 보다 크기 때문이다. 또한, 이것은 전력 공급 배선들과 제2 종래의 고체 이미지 픽업 장치에서의 제2 셰이딩막들 간에 존재하는 절연막 때문이다.
따라서, 제2 종래의 고체 이미지 픽업 장치는 스미어 특성이 충분하게 개선되지 않는다는 문제점을 가진다.
스미어 특성을 충분히 개선시키기 위하여, 인접한 전력 공급 배선들 간의 거리가 좁은 것 예를 들면 페리 부분들 상부에만 0.1 ㎛ 내지 0.2 ㎛로 지정되도록 고려되어질 수 있다. 그러한 전력 공급 배선들의 패터닝은 포토 레지스트의 직접 전자빔 리소그라피(direct electron beam lithography)와 같은 높은 기술력을 요구한다. 그러한 새로운 공정 기술의 소개는 제조 공정의 변화, 제조 비용의 증가, 및 그와 유사한 것들 같은 약간의 불이익을 가져왔다. 또한, 식각의 잔류물은 페리 부분들이 수직 전하 전송 전극들의 중첩에 의한 큰 단계들을 가지기 때문에, 페리 부분들에서 쉽게 생성된다. 따라서, 인접한 전력 공급 배선들은 좁은 거리, 예를 들면 페리 부분들 상부에만 0.1 내지 0.2 ㎛를 가지도록 형성하는 것이 어렵다.
한편, 제1 종래의 고체 이미지 픽업 장치에 있어서, 수직 전하 전송 펄스들은 독립된 단자를 통하여 제3(최종) 수직 전하 전송 전극들로 공급되도록 고려될 수 있다. 이에 의해, 수직 전하 전송 펄스들에 대응되는 부하(load)는 작아지고, 그 무딘 파형은 방지될 수 있다. 그러나, 이것은 독립된 단자가 하나 더 요구되는 다른 부적절한 문제점을 야기한다.
따라서, 본 발명의 목적은 고정된 패턴 잡음이 발생되는 것을 방지하고 스미어 특성을 개선할 수 있는 고체 이미지 픽업 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 단자를 증가하지 않고 종래 수준의 공정 기술로 제조될 수 있는 전술된 형태의 고체 이미지 픽업 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적들은 설명이 진행되는 것과 같이 분명하게 될 것이다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 고체 이미지 픽업 장치는 입사광에 반응하여 전기 전하들을 신호 전하들로서 축적하기 위하여, m 행들과 n 열들의 매트릭스의 구성으로 배열되며, 여기서 m과 n은 각기 2보다 큰 제1 및 제2 양의 정수를 나타내는 복수개의 광전 변환부들과; 광전 변환부들의 n 열들에 인접하는 일측을 가지고, 수직 방향을 따라 각기 신장되며, 광전 변환부들을 통한 신호 전하들을 판독 전하들로서 판독하여, 수직 방향을 따라 상기 판독 전하들을 수직 전송된 전하들로서 전송하고, 각각은 수직 방향을 따라 교대로 배열된 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들의 m-1 클러스터들과, 수직 전하 전송 방향으로 최종적으로 위치된 제3 수직 전하 전송 전극들과, 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들의 m-1 클러스터들과 제3 수직 전하 전송 전극의 하단에 형성된 수직 전하 전송 영역을 포함하는 n 수직 전하 전송부들과; n 수직 전하 전송부들의 일측 끝단에 접속되고, 수평 방향을 따라 신장되며, n 수직 전하 전송부들로 부터의 수직 전송된 전하들을 수신된 전하로서 수평라인으로 수신하여, 수평 방향을 따라 수신된 전하를 수평 전송된 전하로서 전송하는 수평 전하 전송부와; 수평 전하 전송부에 인접하는 적어도 제3 수직 전하 전송 전극에 전기적으로 접속되고 배치되며, 제3 수직 전하 전송 전극에 적어도 클럭 펄스를 공급하고, 입사광으로 부터 제3 수직 전하 전송 전극을 셰이딩하기 위한 제1 셰이딩막으로서 제공되는 적어도 하나의 전력 공급 배선과; 하나의 전력 공급 배선에 전기적으로 접속되지 않으며, 수직 방향으로 서로 인접한 광전 변환부들 간의 영역들을 차광하는 제2 셰이딩막과; 전력 공급 배선에 전기적으로 접속되지 않으며, 하나의 전력 공급 배선과 제2 셰이딩막 간의 영역 혹은 하나의 전력 공급 배선과 수평 전하 전송부 간의 영역과 수평 전하 전송부의 상부 영역을 차광하는 제3 셰이딩막을 포함한다.
상기 하나의 전력 공급 배선은 콘택트 홀을 통하여 제3 수직 전하 전송 전극에 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 하나의 전력 공급 배선과 제2 셰이딩막은 서로 동일 제조 과정에서 제조될 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 고체 이미지 픽업 장치는 입사광에 반응하여 전기 전하들을 신호 전하들로서 축적하기 위하여, m 행들과 n 열들의 매트릭스의 구성으로 배열되며, 여기서 m과 n은 각기 2보다 큰 제1 및 제2 양의 정수를 나타내는 복수개의 광전 변환부들과; 광전 변환부들의 n 열들에 인접하는 일측을 가지고, 수직 방향을 따라 각기 신장되며, 광전 변환부들을 통한 신호 전하들을 판독 전하들로서 판독하여, 수직 방향을 따라 상기 판독 전하들을 수직 전송된 전하들로서 전송하고, 각각은 수직 방향을 따라 교대로 배열된 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들의 m-1 클러스터들과, 수직 전하 전송 방향으로 최종적으로 위치된 제3 수직 전하 전송 전극들과, 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들의 m-1 클러스터들과 제3 수직 전하 전송 전극의 하단에 형성된 수직 전하 전송 영역을 포함하는 n 수직 전하 전송부들과; n 수직 전하 전송부들의 일측 끝단에 접속되고, 수평 방향을 따라 신장되며, n 수직 전하 전송부들로 부터의 수직 전송된 전하들을 수신된 전하로서 수평라인으로 수신하여, 수평 방향을 따라 수신된 전하를 수평 전송된 전하로서 전송하는 수평 전하 전송부와; 수평 전하 전송부에 인접하는 적어도 제3 수직 전하 전송 전극에 전기적으로 접속되고 배치되며, 제3 수직 전하 전송 전극에 적어도 클럭 펄스를 공급하고, 입사광으로 부터 제3 수직 전하 전송 전극을 셰이딩하기 위한 제1 셰이딩막으로서 제공되는 적어도 하나의 전력 공급 배선과; 하나의 전력 공급 배선에 전기적으로 접속되지 않으며, 수직 방향으로 서로 인접한 광전 변환부들 간의 영역들을 차광하는 제2 셰이딩막과; 전력 공급 배선에 전기적으로 접속되지 않으며, 하나의 전력 공급 배선과 제2 셰이딩막 간의 영역 혹은 하나의 전력 공급 배선과 수평 전하 전송부 간의 영역과 수평 전하 전송부의 상부를 차광하는 제3 셰이딩막과;
이미지 픽업 영역으로 부터 바깥측에 형성되고, 각각은 제1 콘택트 홀을 통하여 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극에 교대로 접속되는 반면에 제3 수직 전하 전송 전극에는 접속되지 않으며, 하나는 제2 콘택트 홀을 통하여 적어도 하나의 전력 공급 배선에 접속되고, 서로 위상이 다른 제1 내지 제4 클럭 펄스 신호들을 각기 공급하고, 수직 전송 클럭들을 제1, 제2, 및 제3 수직 전하 전송 전극들에 공급하여 수직 방향을 따라 판독 전하들을 수직 전송된 전하로서 전송하는 제1 내지 제4 수직 버스 라인들을 포함한다.
하나의 전력 공급 배선은 콘택트 홀을 통하여 제3 수직 전하 전송 전극에 전기적으로 접속될 수 있다.
하나의 전력 공급 배선과 제2 셰이딩막은 서로 동일 제조 과정에서 제조될 수 있다.
제1 콘택트 홀과 제2 콘택트 홀은 서로 동일 제조 과정에서 제조될 수 있다.
도 1은 일반적인 고체 이미지 픽업 장치의 개략적인 평면도.
도 2는 행간 전송 형태의 제1 종래의 고체 이미지 픽업 장치에서 수직 CCD 레지스터와 수평 CCD 레지스터 간의 접속 부분의 주변 구조의 평면도.
도 3a와 도 3b는 도 2에서의 라인 A-A' 와 라인 B-B'을 따라 각기 절단한 단면도.
도 4는 도 2에 도시된 제1 종래의 고체 이미지 픽업 장치에서 전송 펄스들을 수직 전송 전극들에 공급하는 방법을 설명하기 위해 나타낸 단면도.
도 5는 행간 전송 형태의 제2 종래의 고체 이미지 픽업 장치에서 수직 CCD 레지스터와 수평 CCD 레지스터 간의 접속 부분의 주변 구조의 평면도.
도 6a와 도 6b는 도 5에서의 라인 A-A' 와 라인 B-B'을 따라 각기 절단한 단면도.
도 7a는 수직 전송 전극들 각각에 공급된 전송 펄스들의 타이밍도.
도 7b는 도 7a에서 각 시간 t1 내지 t9에 대응되는 각각의 수직 전송 전극의 하부의 채널 전압 전위를 나타내는 도면.
도 8a는 수평 블랭킹 주기 동안 각각의 수직 전송 전극에 공급되는 전송 펄스들의 타이밍도.
도 8b는 도 8a에서 각 시간 t1 내지 t5에 대응되는 각각의 수직 전송 전극의 하부의 채널 전압을 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따라 행간 전송 형태의 고체 이미지 픽업 장치에서 수직 CCD 레지스터와 수평 CCD 레지스터 간의 접속 부분의 주변 구조를 나타낸 평면도.
도 10a와 도 10b는 도 9에서의 라인 A-A' 와 라인 B-B'을 따라 각기 절단한 단면도.
도 11a와 도 11b는 도 9에서의 라인 C-C' 와 라인 D-D'을 따라 각기 절단한 단면도.
도 12는 도 9에 도시된 고체 이미지 픽업 장치에서 전송 펄스들을 수직 전송 전극에 공급하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 평면도.
도 13a는 수직 전송 펄스들의 무딘 파형이 발생할 때, 도 7a에 도시된 전송 주기 PA의 변화를 설명하기 위한 도면.
도 13b는 수직 전송 펄스들의 무딘 파형이 발생할 때, 도 8a에 도시된 전송 주기 PB의 변화를 설명하기 위한 도면.
도 14는 도 9에 도시된 고체 이미지 픽업 장치에서 전송 펄스들을 수직 전송 전극들에 공급하는 다른 방법을 설명하기 위한 개략적인 평면도.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 행간 전송 형태의 고체 이미지 픽업 장치에서 수직 CCD 레지스터와 수평 CCD 레지스터 간의 접속 부분의 주변 구조를 나타낸 평면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1, 10 : 수직 전하 전송 채널
2, 3 : 수직 전하 전송 전극
4 : 수평 전하 전송 전극
5 : 션트 배선
6 : 라이닝 콘택트 홀
7 : 제2 셰이딩 막
8 : 소자 분리부
9 : 제3 셰이딩 막
11, 12 : 1차 및 2차 수평 전하 전송 전극
13a, 13b : 1차 및 2차 콘택트 홀
14 : 수평 버스 라인
101 : 광전 변환부
102 : 수직 전하 전송부
103 : 수평 전하 전송부
도 1을 참조하면, 일반적인 고체 이미지 픽업 장치는 본 발명의 이해를 도모하기 위하여 우선적으로 기술될 것이다. 이 장치는 행간 전송(ILT) 형태의 CCD 고체 이미지 픽업 장치라고 칭하여 진다.
도 1에서, 고체 이미지 픽업 장치는 m 행들과 n 열들의 매트릭스의 구성으로 배열되며, 여기서 m과 n은 각기 2보다 큰 제1 및 제2 양의 정수를 나타내는 광다이오우드 같은 복수개의 광전 변환부들(101)을 포함한다. 간략화된 설명을 위하여, 제1 양의 정수 m은 짝수이고 제2 양의 정수 n은 4의 배수라고 가정한다. 광전 변환부들(101)의 m 행은 수직 방향으로 인접한 광전 변환부들(101) 간의 좌측 수평 공간에 배치된다. 이와 같이, 광전 변환부들(101)의 n 열들은 수평 방향에서 인접한 광전 변환부들(101) 간의 좌측 수직 공간에 배치된다. 광전 변환부들(101)은 입사광에 반응하여 전기 전하들을 신호 전하로서 축적한다. 광전 변환부들(101)은 화소들 혹은 화소들(pixel; 106)에 각기 대응된다. 이 장치는 그 일측에서 광전 변환부들(101)의 n 열들에 인접한 수직 CCD 레지스터들 같은 n 수직 전하 전송부들(102)를 더 포함한다. n 수직 전하 전송부들(102) 각각은 수직 방향을 따라 신장하고 광전 변환부들(101) 간의 수직 공간에 배열된다. 후에 분명하게 될 방법에 있어서, 각각의 n 수직 전하 변환부들(102)는 수직 전하 변환 영역과 복수개의 수직 전하 변환 전극들을 포함한다. n 수직 전하 변환부들(102)는 각각의 n 열들에서 광전 변환부들(101)로 부터의 신호 전하들을 판독 전하들로서 판독하여 수직 방향을 따라 이 판독 전하들을 수직 전송된 전하들로서 전송한다. 수평 CCD 레지스터 같은 수평 전하 전송부(103)는 n 수직 전하 전송부들(102)의 일측 끝단에 접속된다. 수평 전하 전송부(103)은 수평 방향을 따라 신장된다. 수평 전하 전송부(103)는 n 수직 전하 전송부들(102)로 부터의 수직 전송된 전하들을 수평 라인으로 수신된 전하로서 수신하여, 수평 방향을 따라 이 수신된 전하들을 수평 전송된 전하로서 전송한다. 출력 회로부(104)는 수평 전하 전송부(103)의 일측 끝단에 접속된다. 출력 회로부(104)는 수평 전송된 전하들을 전압 신호로 변환하기 위하여 수평 전송된 전하들을 수신한다. 출력 회로부(104)는 전하 검출기(104a)와 출력 증폭기(104b)를 포함한다. 전하 검출기(104a)는 전하 검출된 신호들을 생성하기 위하여 수평 전하 전송부(103)으로 부터 전송된 수평 전송된 전하들을 검출한다. 출력 증폭기(104b)는 출력 단자(108)에 공급되도록 전하 검출된 신호들을 증폭한다. 이들 구성 요소들은 복수개의 소자 분리부들(116)에 의해 서로 절연된다.
도 2와 도 3a 및 도 3b를 참조하여, 제1 종래의 고체 이미지 픽업 장치를 설명할 것이다.
도 2는 n 수직 전하 전송부들(102)와 수평 전하 전송부(103) 간의 접속 부분의 주변 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도시되어진 일 예에 있어서, n 수직 전하 전송부(102)는 제1 내지 제4 클럭 펄스 신호들 ψ1, ψ2, ψ3, ψ4의 수직 전송 펄스들에 의해 구동되는 반면에, 수평 전하 전송부(103)은 1차 및 2차 클럭 펄스 신호들 ψH1 및 ψH2의 수평 전송 펄스들을 인가함에 의해 구동된다.
도 2에 도시된 바와 같이, n 수직 전하 전송부들(102)는 복수개의 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들(112, 113), 제3 수직 전하 전송 전극(114), 및 전하 전송 채널들(111)을 가진다. n 수직 전하 전송부들(102)의 채널들(111) 상부에, 복수개의 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들(112, 113)이 이미지 픽업 영역(107; 도 1에 도시됨)의 수평 방향으로 신장되어 형성된다. 또한, 제3 수직 전하 전송 전극(114)은 수평 전하 전송부(103)에 인접한 이미지 픽업 영역(107)의 수평 방향으로 신장되어 형성된다. 따라서, 제3 수직 전하 전송 전극(114)은 또한 최종 수직의 전하 전송 전극 이라고 칭하여 질 수 있다.
각각의 광전 변환부들(101)의 상부에서의 각각의 개구 영역을 제외하면, 텅스텐, 알루미늄, 혹은 그와 유사물질로 이루어진 셰이딩막(115)는 이미지 픽업 영역(107)과 수평 전하 전송부(103) 상에 형성된다. 한편, 셰이딩막(115)는 광학적 블랙 영역 내에 위치된 광전 변환부들(101)의 상부에 형성된다(도 2에서 단 하나의 화소는 설명을 간략화를 위하여 수직 방향으로 도시되었다).
소자 분리층들과 같은 소자 분리부들(116)은 어떠한 광전 변환부(101)도 그 안에 형성되지 않는 영역내에서 n 수직 전하 전송부들(102)의 채널들(111) 간에 형성된다(도 2에서, 5개의 수직 변환 전극들은 그 영역들내에 형성된다).
각각의 n 수직 전하 변환부들(102)의 채널의 일측 끝단은 수평 전하 전송부(103)의 채널(117)에 접속된다.
수평 전하 전송부(103)의 채널(117) 상부에, 복수개의 1차 및 2차 수평 전하 전송 전극들(118, 119)이 형성된다. 각각의 1차 및 2차 수평 전하 전송 전극들(118, 119)은 두꺼운 SiO2막이 콘택트(120)을 통하여 수평 버스 라인(121)에 접속되도록 형성되는 영역(이하 필드 영역이라 칭함) 상에 신장된다.
도 1 및 도 2에 연속하여 참조되는 도 3a와 도 3b를 참조하면, 도 1에 도시된 화소(106)의 구조에 관련하여 기술될 것이다.
도 3a와 도 3b는 도 2에서 라인들 A-A'와 B-B' 를 따라 각기 절단된 단면도들이다.
도 3a와 도 3b에 나타난 바와 같이, 제1 종래의 고체 이미지 픽업 장치는 N-형 반도체 기판(131)을 포함한다. 이 N-형 반도체 기판(131)은 잘 알려진 방법으로 미리 준비되고 도 3a와 도 3b에서와 같이 주표면을 가진다. N-형 반도체 기판(131)의 주 표면상에, 표면 영역을 가지는 P-형 웰층(132)이 형성된다. 이 P-형 웰층(132)의 표면 영역에 있어서, m × n N-형 반도체 영역들(133), m × n P＋-형 반도체 영역들(134), n N-형 반도체 영역들(135), n P-형 반도체 영역들(136), 및 복수개의 소자 절연 영역들(138)이 형성된다. m × n N-형 반도체 영역들(133), m × n P＋-형 반도체 영역들(134)은 m × n 광전 변환부들(101; 도 1에 도시됨)처럼 집단적으로 작용한다. 부가적으로, m × n P＋-형 반도체 영역들(134)는 암전류(dark current)가 발생되는 것을 방지한다. n N-형 반도체 영역들(135)는 n 수직 전하 전송부들(102; 도 1에 도시됨)의 n 수직 전하 전송 영역들로서 제공된다. n P-형 반도체 영역들(136)은 n N-형 반도체 영역들(135)의 하부에 형성된다. 소자 절연 영역들(138)은 소자 분리부(116)으로 구성된다. 소자 절연 영역들(138)은 m × n 판독 게이트 영역들(137)을 제외하고 m × n N-형 반도체 영역들(133)과 n N-형 반도체 영역들(135) 사이에 형성된다. SiO2, Si3N4, 및 그와 유사한 물질로 이루어진 제1 절연막(139)은 P-형 웰층(132) 상에, m × n P＋-형 반도체 영역들(134) 상에, n N-형 반도체 영역들(135) 상에, 소자 절연 영역들(138) 상에 형성된다. 부가적으로, 도 3a과 도 3b에 도시된 바와 같이, SiO2와 그와 유사한 물질로 각기 이루어진 제2 절연막(140), 제3 절연막(141), 및 제4 절연막(142)은 그 위에 형성된다. 제1, 제2, 제3, 및 제4 절연막들(139, 140, 141, 142)을 통하여, 다결정 실리콘으로 이루어진 (m-1) 일단의 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들(112, 113)이 형성된다. 셰이딩막(115)는 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들(112, 113)의 상부에 형성된다.
도 4는 전하 전송 펄스들을 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들(112, 113)의 m 일단에 공급하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에서, 도면은 이미지 픽업부(107; 도 1에 도시남)의 대략 좌측 부분에 대해서만 도시되었다. 이미지 픽업부(107; 도 1에 도시됨)의 우측 부분은 이 좌측 부분의 것과 유사한 구조를 가진다.
도 4를 참조하면, 제1, 제2, 및 제3(최종) 수직 전하 전송 전극들(112, 113, 114)의 m 일단은 이미지 픽업부(107)의 바깥측에 위치된 필드 영역에서의 콘택트들(152)을 통하여 수직 버스 라인들(151)에 접속되도록 수평 방향으로 신장된다.
전술한 제1 종래의 고체 이미지 픽업 장치에 있어서, 수직 전하 전송 펄스들은 이미지 픽업부(107)의 양 끝단들로 부터 제1, 제2, 제3(최종) 수직 전하 전송 전극들(112, 113, 114)로 공급된다. 그 결과, 수직 전하 전송 펄스들의 무딘 파형은 제1, 제2, 제3(최종) 수직 전하 전송 전극들(112, 113, 114)의 저항과 커패시턴스에 의해 이미지 픽업부(107)의 중앙 부분에서 발생되게 된다. 이것은 그러한 수직 전하 전송 효율의 저하를 초래한다. 이러한 문제는 고체 이미지 픽업 장치가 사이즈면에서, 예를 들면, 1 인치의 광학적 사이즈면에서 큰 실효 화소 영역을 가질 때 심각하다.
이러한 문제를 극복하기 위하여, 그러한 제안은 무심사된 일본 특허 공보 216672/1996에 제시되었다. 이 명세서에 있어서, 전술한 펄스들의 무딘 파형을 방지하는 방법이 개시되었다. 이 방법에서, 전하 전송 펄스들은 각 수직 전하 전송부와 그 상부를 따르는 금속 배선들에 의해 수직 전하 전송 전극들에 공급된다.
도 5와 도 6을 참조하여, 제2 종래의 고체 이미지 픽업 장치에 관하여 기술될 것이다. 도 5는 행간 전송 형태의 제2 종래의 고체 이미지 픽업 장치에 있어서 n 수직 전하 전송부와 수직 전하 전송부 간의 접속 부분의 주변 구조를 설명하기 위한 도면이다. 이 제2 종래의 고체 이미지 픽업 장치는 후속되는 점들을 제외하고는 도 2에 도시된 전술한 제1 종래의 고체 이미지 픽업 장치의 것과 유사한 구조를 가진다. 유사한 부분들은 참조 번호들이 동일하다.
제2 종래의 고체 이미지 픽업 장치에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1, 제2, 제3(최종) 수직 전하 전송 전극들(112, 113, 114)은 각 수직 전하 전송부(102)를 따라 수직 방향으로 각기 신장된 배선들(161)을 션트하도록 라이닝 콘택트들(162)를 통하여 각기 접속된다. 이 션트 배선들(161)은 텅스텐, 알루미늄, 혹은 그와 유사한 물질로 이루어지고 n 수직 전하 전송부들(102)에 대하여 제1 셰이딩막들로서 제공된다.
션트 배선들(161)은 수평 방향으로 인접하는 화소들 사이에서 서로 절연된다. 그 결과, 션트 배선들(161)은 서로 수직 방향으로 인접한 광전 변환부들(101) 간의 셰이딩 영역들(이하, 페리 부분들이라 칭함)이라 할 수 없다. 따라서, 스미어가 증가하는 것을 피할 수 없다. 그러한 페리 부분들을 차광시키기 위하여, 제2 셰이딩막들(163)은 전술한 제1 셰이딩막들로서 제공되는 션트 배선들(161)에 부가하여 수평 방향으로 형성된다. 게다가, 알루미늄 및 그와 유사한 물질로 이루어진 제3 셰이딩막(164)은 광학적 블랙 영역내에서 수평 전하 전송부(103)로 부터 광전 변환부(101)에 까지의 영역 상에 형성된다(도 5에서, 하나의 화소만이 설명의 간략화를 위하여 수직 방향에 도시되었다).
도 5에 연속하여 참조되는 도 6a와 도 6b를 참조하면, 도 5에 도시된 제2 종래의 고체 이미지 픽업 장치의 화소의 구조에 관련하여 설명될 것이다.
도 6a와 도 6b는 도 5에서의 라인들 A-A'와 B-B'을 따라 각기 절단된 단면도들이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 텅스텐, 알루미늄, 그와 유사한 물질로 이루어진 션트 배선들(161)은 제2 수직 전하 전송 전극들(113) 상부에 형성되며, SiO2및 그와 유사한 물질로 이루어 절연막(141)은 그들 사이에 배치된다. 제2 수직 전하 전송 전극들(113)은 라이닝 콘택트들을 통하여 션트 배선들(161)에 접속된다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들(112, 113)은 전술한 페리 부분들 내에 형성된다. 제2 셰이딩막들(163)은 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들(112, 113) 상부에 형성되고, SiO2 및 그와 유사한 물질로 이루어진 절연막(171)은 그들 사이에 배치된다.
도 7a와 도 7b를 참조하여, n 수직 전하 전송부(102)에서의 전하 전송 동작을 설명할 것이다.
도 7a와 도 7b는 n 수직 전하 전송부에서의 전하 전송 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 7a는 각 수직 전하 전송 전극에 공급되는 전하 전송 펄스들의 타이밍도이다. 도 7b는 도 7a에서의 각 시간 t1 내지 t9 과 대응되는 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들(112, 113) 각각의 하부의 채널 전압 전위를 나타내며, 여기서 채널 전압은 도면의 하부측에서 포지티브(positive)를 나타내는 도면이다. 그 밖에, 설명의 간략화를 위하여 한 패킷의 신호의 전하 전송 동작만을 고려하여 설명될 것이다.
시간 t1에서, 하이 레벨 전송 펄스들 ψV4와 ψV1은 그 안에 저장된 신호 전하들을 가지는 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들(112, 113) 각각의 하부들의 채널에 공급되었다.
시간 t2에서, 전송 펄스 ψV2는 또한 그 안에 저장된 제1, 제2, 및 제1(3개) 수직 전하의 하부들의 채널에 공급되도록 하이 레벨이 된다.
시간 t3에서, 전송 펄스 ψV4는 그 안에 저장된 신호 전하들을 가지는 제2 및 제1(2개) 수직 전하 전송 전극들(113, 112)의 하부들의 채널에 공급되도록 로우 레벨이 된다.
따라서, 저장된 신호 전하들의 위치는 변화 t1 내지 t3 동안 하나의 수직 전하 전송 전극에 대응되는 거리가 이동한다. 이후, 유사한 전하 전송 동작들은 t4 내지 t9 동안 수행된다. 따라서, 저장된 신호 전하들의 위치는 변화 t1 내지 t9 동안 4개의 수직 전하 전송 전극들에 대응되는 거리를 전체적으로 이동한다. 그러한 전하 전송 동작들은 수직 전하 전송부들(102)에서 신호 전하가 전송되도록 반복적으로 수행된다.
도 8을 참조하면, 수직 전하 전송부들(102)로 부터 수평 전하 전송부(103)로의 전하 전송 동작에 관하여 설명될 것이다.
도 8a는 수평 블랭킹 주기 동안 제1, 제2, 및 제3(최종) 수직 전하 전송 전극들(112, 113, 114) 각각에 공급되는 전하 전송 펄스들의 타이밍도이다.
도 8b는 도 8a에서의 각 시간 t1 내지 t5에 대응되는 제1, 제2, 및 제3(최종) 수직 전하 전송 전극들(112, 113, 114) 각각의 하부의 채널 전압 전위를 나타내기 위한 것으로, 여기서 채널 전압은 도면의 하부측에서 포지티브이다. 게다가, 도 8b에 도시된 바와 같이, 제1, 제2, 및 제3(최종) 수직 전하 전송 전극들(112, 113, 114), 및 1차, 2차 수평 전하 전송 전극들(118, 119)은 도 2에 도시된 C-C' 라인 절단면을 따라 배열된다. 그 밖에, 설명의 간략화를 위하여 한 패킷의 신호들의 전하 전송 동작만을 고려하여 설명할 것이다.
시간 t1에서, 하이 레벨 전하 전송 펄스들 ψV4와 ψV1은 그 안에 저장된 신호 전하를 가지는 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들(112, 113) 각각의 하부의 채널에 인가되었다.
시간 t2에서, 전하 전송 펄스 ψV2는 또한 하이레벨이 된다. 이 신호 전하는 ψH1이 공급되는 2차 수평 전하 전송 전극(119)를 통하여 ψH1이 공급되는 1차 수평 전하 전송 전극(118)의 하부에 전송된다. 2차 수평 전하 전송 전극(119)의 하부의 채널 전압은 부가적인 이온 주입에 의해 제1 수평 전하 전송 전극(118)의 것보다 낮아지게 된다. 1차 수평 전하 전송 전극(118)의 하부의 채널 전압에 있어서, 수직 전하 전송부의 채널에 접속된 부분의 채널 전압은 수평 전하 전송부의 채널(117)에 접속된 것 보다 낮다. 이것은 소위 좁은 채널 효과(narrow channel effect)라고 칭하여 것에 의한 것이다.
시간 t3에서, 전하 전송 펄스 ψV4는 로우 레벨이 된다. (전하 전송 펄스 ψV4가 공급되는) 수직 전하 전송 전극들의 하부에 잔류하는 신호 전하는 수평 전하 전송부의 채널(117)에 전송된다.
시간 t4에서, 전하 전송 펄스 ψV1은 로우 레벨이 된다. (전하 전송 펄스 ψV1이 공급되는) 제2 수직 전하 전송 전극(113)의 하부에 잔류하는 신호 전하는 수평 전하 전송부의 채널(117)에 전송된다.
시간 t5에서, 전하 전송 펄스 ψV2는 로우 레벨이 된다. (전하 전송 펄스 ψV2가 공급되는) 제3(최종) 수직 전하 전송 전극(114)의 하부에 잔류하는 신호 전하는 수평 전하 전송부의 채널(117)에 전송된다.
따라서, 시간 t6에서, 즉, 수평 전하 전송이 시작할 때의 바로 전에, 모든 신호 전하들은 수평 전하 전송부의 채널(117)로 전송되었다. 부가적으로, 신호 전하들은 다음 수평 실효 주기 동안 수평 전하 전송 펄스에 의해 수평 전하 전송부(103)으로 전송된다. 이후, 신호 전하들은 전하 검출 신호를 생성하기 위한 (도 1에 도시된) 전하 검출기(104a)에 의해 검출된다. 이 전하 검출 신호는 출력 신호를 생성하기 위한 출력 증폭기(104b)에 의해 증폭된다.
수직 전하 전송부들로 부터 수평 전하 전송부로의 전하 전송 효율이 저하될 때, 고정된 패턴 잡음은 재생된 이미지로 생성된다. 고정된 패턴 잡음은 이미지의 질을 상당히 저하시키는 재생된 이미지에서의 수직 방향으로 신장되는 블랙 라인처럼 고정된 패턴으로서 관찰된다.
도 5에 도시된 제2 종래의 고체 이미지 픽업 장치에 있어서, 제3(최종) 수직의 전하 전송 전극(114)는 라이닝 콘택트들(162)을 통하여 션트 배선들(161)에 접속된다. 그 결과, 수직 전하 전송 펄스들의 무딘 파형이 이미지 픽업부(107)의 중앙 부분에서 발생된다면, 그 무딘 파형은 사이즈면에서 작다. 따라서, 도 2에 도시된 제1 종래의 고체 이미지 픽업 장치와 비교하면, 수직 전하 전송 효율은 고정된 패턴 잡음이 발생되는 것을 방지되도록 향상된다.
고체 이미지 픽업 장치들은 상대적으로 작은 광학적 사이즈, 예를 들면, 1/3 인치 혹은 1/4 인치를 가지는 것이 최근 경향이다. 그러한 고체 이미지 픽업 장치가 예를 들면, 400,000 실효 화소들을 가지도록 지정되는 경우에, 화소(106)은 사이즈면에서 5×5 내지 8×8 ㎛를 가지게 된다. 이 화소가 그러한 작은 사이즈를 가질 때, 스미어 특성은 고체 이미지 픽업 장치의 주요 특성중의 하나로서 심각하게 된다. 이 스미어 특성은 수직 전하 전송부들(102)을 흐르는 가상 신호 전하들이 증가하기 때문에 감쇠한다. 이 스미어는 재생된 이미지에서 화이트 라인 같은 잡음으로서 관찰된다.
그러한 스미어의 이유중의 하나는 입사광이 셰이딩막과 기판의 표면 사이의 틈을 통하여 입사되기 때문이다. 즉, 입사광은 수직 전하 전송부들의 채널들에 도달하며 그 내부에서 광전 변환되기 쉽기 때문이다. 광전 변환은 기판의 표면과 셰이딩막 혹은 수직 전하 전송 전극 간의 다중 반사에 기인하여 발생된다.
도 5에 도시된 제2 종래의 고체 이미지 픽업 장치에 있어서, 제2 셰이딩막들(163)은 스미어 특성을 개선하기 위하여 전술한 페리 부분들 상에 형성된다. 입사광이 도 2에 도시된 제1 종래의 고체 이미지 픽업 장치에서 보다 도 5에 도시된 제2 종래의 고체 이미지 픽업 장치에서의 페리 부분들을 통하여 수직 전하 전송부들로 입사된다. 그 이유는 제2 셰이딩막들(163)과 기판의 표면 간의 도 6b에 도시된 거리 G2가 셰이딩막(115)과 기판의 표면 간의 도 3b에 도시된 다른 거리 G1 보다 크기 때문이다. 또한, 이것은 절연막(171)이 도 6b에 도시된 바와 같이, 션트 배선들(161)과 제2 셰이딩막들(163) 사이에 존재하기 때문이다.
따라서, 도 5에 도시된 제2 종래의 고체 이미지 픽업 장치는 스미어 특성이 충분하게 개선되지 않는다는 문제점을 가진다.
스미어 특성을 충분히 개선하기 위해서는, 인접한 션트 배선(161)들 간의 거리가 오직 페리 부분 위에서만 0.1 내지 0.2 마이크론 미터와 같이 좁게 설계되는 것이 고려될 수 있다. 그러한 션트 배선(161)의 패터닝은 포토 레지스트의 다이렉트 전자 빔 리소그래피와 같은 고도의 기술을 요한다. 그러한 새로운 공정 기술의 도입은 제조 공정의 변경, 제조가의 상승 등과 같은 몇몇 단점들을 수반한다. 더욱이, 에칭의 잔물은 페리 부분에서 쉽게 생성되는데, 그 이유는 페리 부분이 수직 전하 전송 전극의 겹침으로 인해 큰 스텝들을 갖기 때문이다. 따라서, 인접한 션트 배선(161)들이 오직 페리 부분 위에서만 0.1 내지 0.2 마이크론 미터와 같이 좁은 간격으로 형성된다는 어려움이 있다.
반면에, 도2에 도시된 제1의 종래 고체 이미지 픽업 장치에서, 수직 전하 전송 펄스가 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극(114)에만 독립된 단자를 통해 공급되는 것이 고려될 수 있다. 이에 의해, 수직 전하 전송 펄스에 대한 로드는 작아지고, 무딘 파형이 방지될 수 있다. 그러나, 이는 독립된 단자에 한 단자가 더 필요하다는 다른 바람직하지 않은 문제점을 야기한다.
도1과 관련하여 도9 내지 13을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 이미지 픽업 장치에 대해서 설명되어진다. 이 장치는 소위, 행간 전송 (ILT) 형태의 CCD 고체 이미지 픽업 장치라 불린다.
도1 및 도9에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 고체 이미지 픽업 장치는 m 행들과 n 열들의 매트릭스의 구성으로 배열된 포토 다이오드와 같은 복수개의 광전 변환부(101)와, 여기서 m과 n은 각기 2보다 큰 제1 및 제2 양의 정수를 나타내고, 한 측에서 광전 변환부(101)의 n 열들에 인접한 n 수직 전하 전송부와, 이들 n 수직 전하 전송부들 각각은 수직 방향으로 신장되고, n 수직 전하 전송부(102)들 각각은 수직 방향을 따라 교대로 배열된 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극(2 및 3)의 m-1 클러스터들을 가지며, 수직 전하 전송 방향으로 마지막 배치된 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극(4)과, 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극(2 및 3)의 m-1 클러스터들과 제3 수직 전하 전송 전극 아래에 형성된 수직 전하 전송 영역 또는 채널(1)과, n 수직 전하 전송부(102)들의 한쪽 끝단에 접속되고 수평 방향을 따라 신장되며 수평 방향을 따라 교대로 배열된 복수개의 1차 및 2차 수평 전하 전송 전극(11 및 12)들을 갖는 수평 전하 전송부(103)와, 1차 및 2차 수평 전하 전송 전극(11 및 12)들 아래에 형성된 수평 전하 전송 영역 또는 채널(10)과, 수평 전하 전송 전극(103)에 인접한 제3 수직 전하 전송 전극(4) 상에 배치되고 제1 콘택트 홀(6)을 통해 제3 수직 전하 전송 전극(4)에 전기 접속되며 클럭 펄스를 제3 수직 전하 전송 전극(4)에 공급하고 입사광으로부터 제3 수직 전하 전송 전극(4)을 셰이딩하기 위한 제1 셰이딩 막으로서의 역할을 하는, 션트 배선과 같은 한 전력 공급 배선(5)와, 한 전력 공급 배선(5)에는 전기 접속되지 않으며 서로 수직 방향으로 인접한 광전 변환부(101)들 간의 영역을 셰이딩하는 제2 셰이딩 막(7)과, 한 전력 공급 배선(5)과 제2 셰이딩 막(7) 사이, 한 전력 공급 배선(5)과 수평 전하 전송부(103) 사이 및 수평 전하 전송부(103) 위에 있는 영역들을 셰이딩시키는 제3 셰이딩 막(9)와, 수평 전하 전송부(103)의 한 끝에 접속되어 전하 검출기(104a) 및 출력 증폭기(104b)를 갖는 출력 회로부(104)를 포함한다. 이들 부품들은 복수개의 소자 분리부(8)에 의해 서로 분리된다 (도1에서 소자 분리부의 참조 번호는 116이다).
광전 변환부(101)은 입사광에 반응하여, 전기 전하를 신호 전하로서 축적한다. n 수직 전하 전송부(102)는 광전 변환부(101)로부터 신호 전하를 판독 전하로서 판독하여 수직 방향을 따라 있는 판독 전하를 수직 전송된 전하로서 전송한다. 수평 전하 전송부(103)은 n 수직 전하 전송부(102)로부터 수직 전송된 전하를 수평 라인마다 수신하여 수평 방향을 따라 있는 수신된 전하를 수평 전송된 전하로서 전송한다. 출력 회로부(104)는 수평 전송된 전하를 수신하여 이 수평 전송된 전하를 전압 신호로 변환한다. 즉, 전하 검출기(104a)는 수평 전하 전송부(103)으로부터 수평 전송된 전하를 검출하여 전하 검출된 신호를 생성한다. 그 다음, 출력 증폭기(104b)는 출력 단자(108)에 공급될 전하 검출된 신호를 증폭시킨다. 그밖에, 한 전력 공급 배선(5) 및 제2 셰이딩 막(7)은 서로 동일한 제조 공정에서 제조된다. 또한, 제2 셰이딩 막(7)은 예를 들어, 접지 전위로 유지된다.
도9에서, n 수직 전하 전송부(102)는 제1 내지 제4 클럭 펄스 신호 ø1, ø2, ø3 및 ø4의 수직 전송 펄스를 인가하므로써 구동되며, 수평 전하 전송부(103)은 1차 및 2차 클럭 펄스 신호 øH1 및 øH2의 수평 전송 펄스를 인가하므로써 구동된다.
각각의 n 수직 전하 전송부(102)의 전하 전송 채널(1)의 한 끝은 수평 전하 전송부(103)의 전하 전송 채널(10)에 접속된다. 수평 전하 전송부(103)의 전하 전송 채널(10) 위에서, 1차 및 2차 수평 전하 전송 전극(11 및 12)가 형성된다. 1차 및 2차 수평 전하 전송 전극(11 및 12) 각각은 1차 및 2차 콘택트 홀(13a 및 13b)를 통해 수평 버스 라인(14)에 접속되게 두꺼운 SiO2 막이 형성되는 영역 (이후, 필드 영역) 위에서 신장된다.
이제, 도1 및 도9와 관련하여 도10a 및 도10b를 참조하면, 도9에 도시된 화소(106)의 구조에 대해서 설명되어진다.
도10a 및 도10b는 도9의 라인 A-A' 및 B-B'을 따라 절취한 단면도이다.
도10a 및 도10b에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 고체 이미지 픽업 장치는 N-형 반도체 기판(21)을 포함한다. N-형 반도체 기판(21)은 공지된 방식으로 준비되고 도10a 및 도10b의 위쪽으로 향하는 주 표면을 갖는다. N-형 반도체 기판(21)의 주 표면 상에서, 표면 영역을 갖는 P-형 웰층(22)가 형성된다. P-형 웰층(22)의 표면 영역에는, m×n N-형 반도체 영역(23), m×n P+-형 반도체 영역(24), n N-형 반도체 영역(25), n P-형 반도체 영역(26) 및 복수개의 소자 분리 영역(8)이 형성된다. m×n N-형 반도체 영역(23)과 m×n P+-형 반도체 영역(24)는 집합적으로 (도1에 도시된) m×n 광전 변환부(101)로서의 역할을 한다. 또한, m×n P+-형 반도체 영역(24)는 암 전류가 생성되는 것을 방지한다. n N-형 반도체 영역(25)는 (도1에 도시된) n 수직 전하 전송부(102)의 n 수직 전하 전송 영역으로서의 역할을 한다. n P-형 반도체 영역(26)은 n N-형 반도체 영역(25) 아래에 형성된다. 소자 분리 영역(8)은 m×n 판독-게이트 영역(27)을 제외하고는 m×n N-형 반도체 영역(23)과 n N-형 반도체 영역(25) 사이에 형성된다. SiO2, Si3N4등으로 만들어진 제1 절연막(29)는 P-형 웰층(22) 위에, m×n P+-형 반도체 영역(24) 위에, n N-형 반도체 영역(25) 위에, 및 소자 분리 영역(8) 위에 형성된다. 또한, 도10a 및 도10b에 도시된 바와 같이, 제2 절연막(30), 제3 절연막(31) 및 제4 절연막(32)는 각각 SiO2등으로 만들어지고, 그 위에 형성된다. 제1, 제2, 제3 및 제4 절연막(29, 30, 31 및 32)을 통해, 각각 다결정 실리콘으로 만들어진 (m-1) 세트의 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극(2 및 3)이 형성된다. 또한, 제2 셰이딩 막(7)은 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극(2 및 3) 상에서 형성된다.
도11a 및 도11b를 참조하여, 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극(4)와 한 전력 공급 배선(5) 사이의 접속 구조 뿐만 아니라 한 전력 공급 배선(5) 및 제2 셰이딩 막(7)의 각자 위치에 대해서 설명되어진다. 도11a 및 도11b는 도9의 라인 C-C' 및 D-D'을 따라 절취한 단면도이다. 도10a 및 도10b에서와 유사한 부분은 동일한 참조 번호가 붙여진다. 도11a에서, P-형 웰층(22)의 표면 영역에는, n N-형 반도체 영역(25) 및 n P-형 반도체 영역(26)이 형성된다. 이외에도, 2차 수평 전하 전송 전극(12) 아래에는, N--형 반도체 영역이 추가 이온 주입에 의해 형성된다. 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극(4) 위에는, 한 전력 공급 배선(5)이 제3 절연막(31)을 사이에 두고 형성된다. 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극(4)와는 다른 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극(2 및 3) 위에는, 제2 셰이딩 막(7)이 제3 절연막(31)을 사이에 두고 형성된다. 1차 및 2차 수평 전하 전송 전극(11 및 12) 위에, 한 전력 공급 배선(5) 위에, 제2 셰이딩 막(7) 등 위에는, 제4 절연막(32)가 형성된다. 더욱이, 제4 절연막(32) 위에는, 제3 셰이딩 막(9)가 넓게 형성되어 한 전력 공급 배선(5)과 제2 셰이딩 막(7) 사이의 갭을 피복하고 수평 전하 전송부(103)(도1) 위에 전체적으로 신장된다.
도11b에서, P-형 웰층(22)의 표면 영역에는, n N-형 반도체 영역(25) 및 n P-형 반도체 영역(26)으로 구성된 수평 전하 전송부(103)의 전하 전송 채널 영역(10)을 제외하고 소자 분리 영역(8)이 형성된다. 한 전력 공급 배선(5), 제2 셰이딩 막(7) 및 제3 셰이딩 막(9)는 도11a에서와 유사하게 배치된다. 특히 주지해야 할 점은 한 전력 공급 배선(5)이 라이닝 콘택트(6)을 통해 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극(4)에 접속된다는 것이다. 대안적으로, 라이닝 콘택트(6)은 수직 전하 전송부(102)의 전하 전송 채널(1) 상에 제공될 수 있다.
도12는 m 세트의 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극(2 및 3)에 전하 전송 펄스를 공급하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도12에서, 이미지 픽업 영역(107) (도1)의 좌측 부분에 대해서만 설명되어진다. 이미지 픽업 영역(107)의 우측 부분은 좌측 부분과 구조가 유사하다.
도12를 참조하면, m 세트의 제1, 제2 및 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극(2, 3 및 4)은 수평 방향으로 신장되어 제1 내지 제4 수직 버스 라인(41)에 접속된다. 제1 내지 제4 수직 버스 라인(41)은 이미지 픽업 영역(107)으로부터 외측에 형성된다. 제1 내지 제4 수직 버스 라인(41) 각각은 제1 콘택트 홀(42)를 통해 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극(2 및 3)에 교대로 접속되며, 제1 내지 제4 수직 버스 라인(41)은 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극(4)에 접속되지 않는다. 제1 내지 제4 수직 버스 라인(41) 중 하나는 제2 콘택트 홀(43)을 통해 한 전력 공급 배선(5)에 접속된다. 상술한 바와 같이, 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극(4)는 제3 콘택트 홀(6)을 통해 한 전력 공급 배선(5)에 전기 접속된다. 따라서, 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극(4)는 제1 내지 제4 수직 버스 라인(41) 중 하나에도 전기 접속된다. 제1 내지 제4 수직 버스 라인(41)에는 제1 내지 제4 클럭 펄스 신호 øv1 내지 øv4가 각각 제공되는데, 이들은 서로 위상이 다르다. 제1 내지 제4 수직 버스 라인(41)은 제1, 제2 및 제3 수직 전하 전송 전극(2, 3 및 4)에 수직 전송 클럭을 공급하여, n 수직 전하 전송부(102)으로 하여금 수직 방향을 따라 있는 판독 전하를 수직 전송된 전하로서 전송하게 한다. 이외에도, 제1 콘택트 홀(42) 및 제2 콘택트 홀(43)은 서로 동일한 제조 공정으로 제조된다.
여기에서, 수직 전송 펄스의 무딘 파형이 도9 내지 도12에서 도시된 고체 이미지 픽업 장치에서 상당히 개선되는 이유에 대해서 설명된다.
예를 들면, 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극(4)가 일정 두께를 갖는 다결정 실리콘막으로 만들어지고 한 전력 공급 배선(5)이 다결정 실리콘막과 동일한 두께를 갖는 텅스텐 막으로 만들어진다고 하자. 텅스텐 막의 시트 저항은 약 1/50 내지 1/100 정도로 작아진다. 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극(4)에 전기 접속된 한 전력 공급 배선(5)을 채택하므로써, 전체 배선 저항은 충분히 작아져 수직 전송 펄스의 무딘 파형을 상당히 개선시킨다.
그 사이에, n 수직 전하 전송부(102)에서의 전하 전송 동작과 수직 전하 전송부(102)로부터 수평 전하 전송부(103)까지의 전하 전송 동작은 도7a, 7b 및 도8a, 8b에 도시된 제1 및 제2 종래 기술의 것과 유사하다.
도7a, 7b 및 도8a, 8b를 관련하여 도13a 및 도13b를 참조하면, 한 전력 공급 배선(5)이 라이닝 콘택트(6)을 통해 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극(4)에만 접속되게 되어 있는지가 설명되어 있다.
먼저, n 수직 전하 전송부(102)에서의 전하 전송 동작(도7a, 7b)의 전송 효율을 수직 전하 전송부(102)로부터 수평 전하 전송부(103)까지의 전하 전송 동작(도8a, 8b)의 것과 정성적으로 비교해 보자. 이후, 제2 및 제3 수직 전하 전송 전극(113 (3) 및 114 (4)) 하부의 전하 전송 채널(111 (1)) 내에서는, 전송 목적지로부터 가장 멀리 떨어진 위치에 존재하는 신호 전하에 대해서 고려되어진다.
n 수직 전하 전송부(102)의 일반적 전하 전송 동작에서, 신호 전하는 수직 전송 펄스 øv1이 낮은 레벨로 될 때 주기 PA (도7a) 동안에 거리 LA (도7b) 만큼 전송될 필요가 있다.
반면에, 수직 전하 전송부(102)로부터 수평 전하 전송부(103)까지의 전하 전송 동작에서, 신호 전하는 주기 PB (도8a), 즉 제3 전하 전송 전극(114 (4))에 공급된 수직 전송 펄스 øv2가 낮은 레벨이 된 이후에 수평 전송 동작이 개시될 때까지의 기간 동안에 거리 LB (도8b) 만큼 전송될 필요가 있다.
도8a 및 도8b에 도시된 바와 같이, 제3 전하 전송 전극(114 (4))에 고레벨의 수직 전송 펄스가 공급되었을 때의 채널 전압 V1이 이차 수평 전하 전송 전극(119 (12))에 고레벨의 수평 전송 펄스가 공급되었을 때의 채널 전압 V2보다 낮다고 하면, 제3 전하 전송 전극(114 (4)) 하부에서의 신호 전하 전송은 수직 전송 펄스 øv2가 고레벨이 될 때까지 개시되지 않는다. 그러나, 몇몇 신호 전하는 수직 전송 펄스 øv2가 고레벨로 유지되나 여전히 제3 전하 전송 전극(114 (4)) 하부에 남아 있는 동안에는 전송되지 않는다. 그러한 잔류 전하는 V1과 V2 간의 전압차가 약 0V 내지 1V 정도로 작을 때 발생한다. 이들 잔류 전하는 도8a 및 도8b에 도시된 시각 t5에서와 같이, 저레벨의 수직 전하 전송 펄스가 제3 전하 전송 전극(114 (4))에 공급된 이후에 전하 전송 채널(117 (10)) 쪽으로 전송된다.
도13a 및 도13b는 도7a 및 도8a에 도시된 전송 주기 PA 및 PB의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도7a 및 도8a에서, 수직 전하 전송 펄스가 직사각형이면, 전송 주기는 펄스가 완전히 저레벨로 유지될 때 주기 PA 또는 PB로서 정의된다. 이에 반해, 도13a 및 도13b에서는, 유효 전송 주기는 펄스가 잔류 전하의 상기 전송에서의 펄스 진폭의 1/2 레벨보다 저레벨로 유지될 때의 주기로서 정의된다. 이 경우, 도13a에 도시된 바와 같이, n 수직 전하 전송부(102) 내의 일반적 전하 전송 동작에서의 전송 효율이 크게 열화되지는 않는데, 그 이유는 전송 주기 PA'가 사실상 전송 주기 PA 정도로 길기 때문이다. 반면에, 도13b에 도시된 바와 같이, 수직 전하 전송부(102)으로부터 수평 전하 전송부(103)까지의 전하 전송 동작에서의 전송 효율이 크게 열화되는데, 그 이유는 전송 주기 PB'가 수직 전하 전송 펄스의 무딘 파형으로 인해 전송 주기 PB보다 짧기 때문이다. 즉, 수직 전하 전송 펄스의 무딘 파형이 발생되면, 수직 전하 전송부(102)으로부터 수평 전하 전송부(103)까지의 전하 전송 동작은 n 수직 전하 전송부(102) 내의 일반적 전하 전송 동작에 비해 상당히 영향을 받는다.
상기로부터, 고정 패턴 잡음 뿐만 아니라 수직 전하 전송부(102) 내의 전송 효율 열화는 수직 전하 전송 펄스의 극도로 무딘 파형이 발생되는 것 이외에는, 라이닝 콘택트(6)을 통해 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극(4)에만 접속된 한 전력 공급 배선(5)을 채택하므로써 방지될 수 있다. 본 발명의 이 실시예에서, 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극(2 및 3)이 소정의 전력 공급 배선으로 피복되지 않기 때문에, 상기 페리 부분은 소정의 전력 공급 배선보다 기판 표면에 더 가깝게 형성되어 있는 제2 셰이딩 막(7)으로 피복될 수 있다. 이런 구조 때문에, 스미어 특성이 상당히 개선된다. 특히, 이런 구조는 예를 들어, 1/3 인치 또는 1/4 인치의 비교적 작은 광학 사이즈, 및 예를 들어 5×5 내지 8×8 마이크론 미터의 화소 사이즈를 갖는 고체 이미지 픽업 장치에 인가될 때 매우 유리한 효과를 가져온다.
도14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고체 이미지 픽업 장치 내의 제1, 제2 및 제3 수직 전하 전송 전극(2, 3 및 4)의 세트에 전하 전송 펄스를 공급하는 또 다른 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도14에서, 예시된 예는 다음과 같은 점을 제외하고는 도12에서와 유사한 구조를 갖는다.
도14에 도시된 바와 같이, 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극(4)은 제1 콘택트 홀(42)를 통해 수직 버스 라인(41)에 접속된다. 반면에, 션트 배선(5)는 수직 버스 라인(41)에 직접 접속되지 않는다.
또한, 이 실시예에서, 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극(4)은 일정 두께를 갖는 다결정 실리콘막으로 만들어지고 션트 배선(5)은 다결정 실리콘막과 동일한 두께를 갖는 텅스텐 막으로 만들어진다. 텅스텐 막의 시트 저항은 약 1/50 내지 1/100 정도로 작아진다. 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극(4)에 전기 접속된 션트 배선(5)을 채택하므로써, 전체 배선 저항이 충분히 작아져서, 도12와 관련하여 언급된 제1 실시예와 유사하게 수직 전송 펄스의 무딘 파형을 상당히 개선시킨다.
도15를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 고체 이미지 픽업 장치에 대해서 설명되어진다.
도15는 수직 전하 전송부(102)와 수평 전하 전송부(103) 간의 접속부 주위 구조를 설명하기 위한 도면이다. 이 실시예에 따른 고체 이미지 픽업 장치는 다음과 같은 점을 제외하고는 기본적으로 제1 실시예와 유사하다. 유사한 부분은 동일한 참조 번호를 갖는다.
도15에 도시된 바와 같이, 5개의 션트 배선(5)는 광전 변환부(101)와 수평 전하 전송부(103) 간의 영역 내에 배치된 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극(2 및 3)의 일부분 위에 수평 방향으로 형성된다. 5개의 션트 배선(5)는 라이닝 콘택트(6)을 통해 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극(4)에 뿐만 아니라 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극(2 및 3)의 일부분에 각각 전기 접속된다. 광전 변환부(101) 위의 개방된 영역을 제외하고는, 5개의 션트 배선(5)에 전기 접속되지 않은 제2 셰이딩 막(7)은 이미지 픽업 영역(107) 위에 형성된다. 더욱이, 알루미늄 등으로 만들어진 제3 셰이딩 막(9)는 션트 배선(5)와 제2 셰이딩 막(7) 사이의 갭, 5개의 션트 배선(5) 서로들 간의 갭, 및 수평 전하 전송부(103) 자체를 피복하도록 형성된다.
또한, 이 실시예에서, 5개의 션트 배선(5)들 중 하나는 라이닝 콘택트(6)을 통해 제3 (최종) 수직 전하 전송 전극(4)에 전기 접속된다. 제2 셰이딩 막(7)은 이미지 픽업 영역(107) 내의 상기 페리 부분을 피복한다. 따라서, 제1 실시예와 유사한 유리한 효과들이 본 발명의 제3 실시예에 따른 고체 이미지 픽업 장치의 구조로 얻어질 수 있다.
본 발명이 몇가지 실시예와 관련하여 기술되었더라도, 당업자라면 다양한 변형이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들면, 본 발명은 표면 채널형을 제외한 다른 구동 형태의 고체 이미지 픽업 장치에도 적용될 수 있다. 더욱이, 전하 전송 전극은 단층의 폴리실리콘 또는 3층 이상의 폴리실콘으로 만들어질 수 있다.
Claims (13)
- 고체 이미지 픽업 장치에 있어서,입사광에 반응하여 전기 전하들을 신호 전하들로서 축적하기 위한, m과 n이 각기 2보다 큰 제1 및 제2 양의 정수를 나타내는 m 행들과 n 열들의 매트릭스의 구성으로 배열된 복수개의 광전 변환부들과;한측에서 상기 광전 변환부들의 n 열들에 인접하여 있고, 수직 방향을 따라 각기 신장되며, 상기 광전 변환부로부터 신호 전하들을 판독 전하들로서 판독하여, 수직 방향을 따라 있는 상기 판독 전하들을 수직 전송된 전하들로서 전송하고, 각각이 수직 방향을 따라 교대로 배열된 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들의 m-1 클러스터들과, 수직 전하 전송 방향으로 끝에 위치된 제3 수직 전하 전송 전극들과, 상기 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들의 m-1 클러스터들과 상기 제3 수직 전하 전송 전극의 하단에 형성된 수직 전하 전송 영역을 갖는 n 수직 전하 전송부들과;상기 n 수직 전하 전송부들의 일측 끝단에 접속되고, 수평 방향을 따라 신장되며, 상기 n 수직 전하 전송부들로부터 상기 수직 전송된 전하들을 수신된 전하로서 수평라인마다 수신하여, 수평 방향을 따라 수신된 전하를 수평 전송된 전하로서 전송하는 수평 전하 전송부와;상기 수평 전하 전송부에 인접하는 적어도 상기 제3 수직 전하 전송 전극 상에 배치되어 전기적으로 접속되고, 적어도 상기 제3 수직 전하 전송 전극에 클럭 펄스를 공급하며, 입사광으로 부터 상기 제3 수직 전하 전송 전극을 셰이딩하기 위한 제1 셰이딩막으로서의 역할을 하는 적어도 하나의 전력 공급 배선과;상기 하나의 전력 공급 배선에 전기적으로 접속되지 않으며, 수직 방향으로 서로 인접한 상기 광전 변환부들 간의 영역들을 셰이딩하는 제2 셰이딩막과;상기 하나의 전력 공급 배선에 전기적으로 접속되지 않으며, 상기 하나의 전력 공급 배선과 상기 제2 셰이딩막 사이, 상기 하나의 전력 공급 배선과 상기 수평 전하 전송부 사이, 및 상기 수평 전하 전송부 위의 영역들을 셰이딩하는 제3 셰이딩막을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 이미지 픽업 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 하나의 전력 공급 배선은 콘택트 홀을 통해 상기 제3 수직 전하 전송 전극에 전기 접속되는 것을 특징으로 하는 고체 이미지 픽업 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 하나의 전력 공급 배선은 텅스텐으로 만들어지고 상기 제3 수직 전하 전송 전극은 다결정 실리콘으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 고체 이미지 픽업 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 하나의 전력 공급 배선과 상기 제3 수직 전하 전송 전극은 서로 동일한 제조 공정으로 제조되는 것을 특징으로 하는 고체 이미지 픽업 장치.
- 고체 이미지 픽업 장치에 있어서,입사광에 반응하여 전기 전하들을 신호 전하들로서 축적하기 위한, m과 n이 각기 2보다 큰 제1 및 제2 양의 정수를 나타내는 m 행들과 n 열들의 매트릭스의 구성으로 배열된 복수개의 광전 변환부들과;한측에서 상기 광전 변환부들의 n 열들에 인접하여 있고, 수직 방향을 따라 각기 신장되며, 상기 광전 변환부로부터 신호 전하들을 판독 전하들로서 판독하여, 수직 방향을 따라 있는 상기 판독 전하들을 수직 전송된 전하들로서 전송하고, 각각이 수직 방향을 따라 교대로 배열된 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들의 m-1 클러스터들과, 수직 전하 전송 방향으로 끝에 위치된 제3 수직 전하 전송 전극들과, 상기 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들의 m-1 클러스터들과 상기 제3 수직 전하 전송 전극의 하단에 형성된 수직 전하 전송 영역을 갖는 n 수직 전하 전송부들과;상기 n 수직 전하 전송부들의 일측 끝단에 접속되고, 수평 방향을 따라 신장되며, 상기 n 수직 전하 전송부들로부터 상기 수직 전송된 전하들을 수신된 전하로서 수평라인마다 수신하여, 수평 방향을 따라 수신된 전하를 수평 전송된 전하로서 전송하는 수평 전하 전송부와;상기 수평 전하 전송부에 인접하는 적어도 상기 제3 수직 전하 전송 전극 상에 배치되어 전기적으로 접속되고, 적어도 상기 제3 수직 전하 전송 전극에 클럭 펄스를 공급하며, 입사광으로 부터 상기 제3 수직 전하 전송 전극을 셰이딩하기 위한 제1 셰이딩막으로서의 역할을 하는 적어도 하나의 전력 공급 배선과;상기 하나의 전력 공급 배선에 전기적으로 접속되지 않으며, 수직 방향으로 서로 인접한 상기 광전 변환부들 간의 영역들을 셰이딩하는 제2 셰이딩막과;상기 하나의 전력 공급 배선에 전기적으로 접속되지 않으며, 상기 하나의 전력 공급 배선과 상기 제2 셰이딩막 사이, 상기 하나의 전력 공급 배선과 상기 수평 전하 전송부 사이, 및 상기 수평 전하 전송부 위의 영역들을 셰이딩하는 제3 셰이딩막과;상기 이미지 픽업 영역으로 부터 바깥측에 형성되고, 각각은 제1 콘택트 홀을 통하여 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극에 교대로 접속되는 반면 제3 수직 전하 전송 전극에는 접속되지 않으며, 그 중 하나는 제2 콘택트 홀을 통하여 상기 적어도 하나의 전력 공급 배선에 접속되고, 서로 위상이 다른 제1 내지 제4 클럭 펄스 신호들이 각각 공급되며, 수직 전송 클럭들을 제1, 제2, 및 제3 수직 전하 전송 전극들에 공급하여 상기 n 수직 전하 전송부가 수직 방향을 따라 있는 판독 전하들을 수직 전송된 전하로서 전송하게 하는 제1 내지 제4 수직 버스 라인들을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 이미지 픽업 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 하나의 전력 공급 배선은 제3 콘택트 홀을 통해 상기 제3 수직 전하 전송 전극에 전기 접속되는 것을 특징으로 하는 고체 이미지 픽업 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 하나의 전력 공급 배선과 상기 제2 셰이딩 막은 서로 동일한 제조 공정으로 제조되는 것을 특징으로 하는 고체 이미지 픽업 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 제1 콘택트 홀과 상기 제2 콘택트 홀은 서로 동일한 제조 공정으로 제조되는 것을 특징으로 하는 고체 이미지 픽업 장치.
- 고체 이미지 픽업 장치에 있어서,입사광에 반응하여 전기 전하들을 신호 전하들로서 축적하기 위한, m과 n이 각기 2보다 큰 제1 및 제2 양의 정수를 나타내는 m 행들과 n 열들의 매트릭스의 구성으로 배열된 복수개의 광전 변환부들과;한측에서 상기 광전 변환부들의 n 열들에 인접하여 있고, 수직 방향을 따라 각기 신장되며, 상기 광전 변환부로부터 신호 전하들을 판독 전하들로서 판독하여, 수직 방향을 따라 있는 상기 판독 전하들을 수직 전송된 전하들로서 전송하고, 각각이 수직 방향을 따라 교대로 배열된 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들의 m-1 클러스터들과, 수직 전하 전송 방향으로 끝에 위치된 제3 수직 전하 전송 전극들과, 상기 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극들의 m-1 클러스터들과 상기 제3 수직 전하 전송 전극의 하단에 형성된 수직 전하 전송 영역을 갖는 n 수직 전하 전송부들과;상기 n 수직 전하 전송부들의 일측 끝단에 접속되고, 수평 방향을 따라 신장되며, 상기 n 수직 전하 전송부들로부터 상기 수직 전송된 전하들을 수신된 전하로서 수평라인마다 수신하여, 수평 방향을 따라 수신된 전하를 수평 전송된 전하로서 전송하는 수평 전하 전송부와;상기 수평 전하 전송부에 인접하는 적어도 상기 제3 수직 전하 전송 전극 상에서 평행하게 배치되어 전기적으로 접속되고, 입사광으로 부터 상기 제3 수직 전하 전송 전극을 셰이딩하기 위한 제1 셰이딩막으로서의 역할을 하는 전력 공급 배선을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 이미지 픽업 장치.
- 제9항에 있어서,상기 전력 공급 배선에 전기 접속되지는 않으나 구조적으로는 이와 동일층 내에 형성되고, 이미지 픽업 영역 내에서 서로 수직 방향으로 인접한 상기 광전 변환부들 간의 영역 뿐만 아니라 상기 제1 및 제2 수직 전하 전송 전극 위의 다른 영역을 셰이딩하기 위한 제2 셰이딩 막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 이미지 픽업 장치.
- 제10항에 있어서, 구조적으로는 상기 전력 공급 배선과는 다른 층에 형성되고 상기 전력 공급 배선에 전기적으로 접속되지 않으며, 상기 전력 공급 배선과 상기 제2 셰이딩막 사이, 상기 전력 공급 배선과 상기 수평 전하 전송부 사이, 및 상기 수평 전하 전송부 위의 영역들을 셰이딩하는 제3 셰이딩막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 이미지 픽업 장치.
- 고체 이미지 픽업 장치에 있어서,입사광에 반응하여 전하를 생성하는 복수개의 광전 변환부들과;수평 방향을 따라 신장되는 수평 레지스터와;수직 방향을 따라 신장되고, 상기 수평 레지스터에 접속된 한 끝을 가지며, 상기 광전 변환부로부터 상기 전하를 수신하는 적어도 하나의 수직 레지스터와;상기 수직 레지스터 상에서 상기 수평 방향을 따라 신장되는 복수개의 수평 전하 전송 전극들과;상기 수평 전하 전송 전극들 중 한 전극에 전기 접속되고 이와 평행하게 되어 이를 상기 입사광으로부터 셰이딩하는 전력 공급 배선을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 이미지 픽업 장치.
- 제12항에 있어서, 상기 수평 전하 전송 전극들 중 상기 한 전극은 상기 수평 레지스터에 가장 가까이 있는 전극인 것을 특징으로 하는 고체 이미지 픽업 장치.
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