(57)【要約】【課題】水平シェーディングの発生を防止する。【解決手段】オーバーフローバリア領域１６は、第１電荷障壁部４０と、第１電荷障壁部４０より信号電荷に対するポテンシャルが高い第２電荷障壁部４１とからなる。第１電荷障壁部４０は、電気的に独立な第１及び第２水平転送電極２８，２９の境界部に配置されており、第１及び第２水平転送電極２８，２９に印加される水平転送パスルφＨ１，φＨ２の電圧差によりナローチャネル効果が生じ、信号電荷に対するポテンシャルが上昇する。水平転送パスルφＨ１，φＨ２を同電圧とした場合には、第１電荷障壁部４０にはナローチャネル効果が生じず、信号電荷に対するポテンシャルが低下する。したがって、信号電荷を水平転送する有効期間の前に、φＨ１＝φＨ２とすることで、第１電荷障壁部４０のポテンシャルが低下して不要電荷が十分に排出されるので、熱放出による水平シェーディングの発生を防止することができる。【選択図】図２
2010283744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元状に配列された複数の光電変換素子と、
前記光電変換素子に隣接して配置された複数列の垂直電荷転送部と、
前記垂直電荷転送部の一端に接続され、電気的に独立でかつ水平方向に隣接して配置された第１及び第２水平転送電極を有する水平電荷転送部と、
前記水平電荷転送部の一端に接続された出力部と、
前記水平電荷転送部に沿って、前記垂直電荷転送部とは反対側に配置されるとともに、前記第１及び第２水平転送電極の境界部に配置され、前記第１及び第２水平転送電極に印加される電圧の電圧差によりナローチャネル効果が生じる第１電荷障壁部と、前記第１電荷障壁部に隣接し、前記第１電荷障壁部より信号電荷に対するポテンシャルが高い第２電荷障壁部とを有するオーバーフローバリア領域と、
前記オーバーフローバリア領域に沿って、前記水平電荷転送部とは反対側に配置されたオーバーフロードレイン領域と、
を備えたことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記第１及び第２水平転送電極は、前記オーバーフローバリア領域上に延在しており、前記第１電荷障壁部は、端部が前記第１水平転送電極下と前記第２水平転送電極下との境界部にほぼ一致するように、前記第１水平転送電極下に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記第１及び第２水平転送電極は、前記オーバーフローバリア領域上に延在しており、前記第１電荷障壁部は、前記第１水平転送電極下と前記第２水平転送電極下とに跨って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記第１及び第２水平転送電極は、水平方向に交互に配置されており、前記第１及び第２電荷障壁部は、前記第１及び第２水平転送電極に対応して水平方向に交互に配置されていることを特徴とする請求項１から３いずれか１項に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記第１及び第２水平転送電極は、それぞれ水平方向に隣接して配置され電気的に共通に接続された第１及び第２層電極からなることを特徴とする請求項４に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記水平電荷転送部は、前記第１層電極下に配置され、信号電荷を蓄積する電荷蓄積領域と、前記第２層電極下に配置され、前記電荷蓄積部より信号電荷に対するポテンシャルが高い電荷障壁領域とを備えることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記第１水平転送電極の前記第１層電極下に配置された前記電荷蓄積領域が、前記垂直電荷転送部に接続されており、前記第１電荷障壁部は、前記垂直電荷転送部が接続された前記電荷蓄積領域に隣接していることを特徴とする請求項６に記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記電荷蓄積領域及び前記電荷障壁領域は、第１導電型ウェル層の表層に形成された第２導電型半導体領域からなり、前記電荷障壁領域は、前記電荷蓄積領域より不純物濃度が低いことを特徴とする請求項７に記載の固体撮像素子。
【請求項９】
前記第１及び第２電荷障壁部は、前記第１導電型ウェル層の表層に形成された第２導電型半導体領域からなり、前記第２電荷障壁部は、前記第１電荷障壁部より不純物濃度が低いことを特徴とする請求項８に記載の固体撮像素子。
【請求項１０】
前記第１電荷障壁部は、前記電荷障壁領域と同一の不純物濃度であることを特徴とする請求項９に記載の固体撮像素子。
【請求項１１】
請求項１から１０いずれか１項に記載の固体撮像素子の制御方法において、
前記垂直電荷転送部から前記水平電荷転送部に信号電荷を転送させる第１ステップと、
前記第１電荷障壁部のナローチャネル効果が緩和されるように前記第１及び第２水平転送電極に電圧を印加して、前記第１電荷障壁部の信号電荷に対するポテンシャルを低下させる第２ステップと、
前記第１及び第２水平転送電極に異なる電圧を印加することにより、信号電荷を水平転送させる第３ステップと、
を含むことを特徴とする固体撮像素子の制御方法。
【請求項１２】
前記第２ステップでは、前記第１及び第２水平転送電極に同電圧を印加することを特徴とする請求項１１に記載の固体撮像素子の制御方法。
【請求項１３】
前記第３ステップでは、前記第１及び第２水平転送電極に印加する電圧は、ハイレベルとロウレベルとの間で変化する互いに相補的な２相駆動パルスであり、前記第２ステップでは、前記第１及び第２水平転送電極に印加する電圧を、共にハイレベルまたはロウレベルとすることを特徴とする請求項１２に記載の固体撮像素子の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子及びその駆動方法に関し、特に水平電荷転送部に隣接して形成された不要電荷排出部を有する固体撮像素子及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
入射光を電荷に変換する複数の光電変換素子と、各光電変換素子で発生した信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送部と、垂直電荷転送部により転送された信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部とを有するＣＣＤ（Charge Coupled Device）型の固体撮像素子が広く普及しており、デジタルカメラ等の撮像装置に組み込まれている。このような固体撮像素子には、水平電荷転送部内で過剰となった信号電荷（不要電荷）を排出するために、水平電荷転送部の転送方向（水平方向）に沿って不要電荷排出部が設けられたものが知られている（特許文献１、２等）。
【０００３】
以下に、従来の固体撮像素子の一例を示す。図１５において、従来の固体撮像素子の不要電荷排出部１００は、水平電荷転送部の水平転送チャネル１０１に隣接して、垂直電荷転送部の垂直転送チャネル１０２とは反対側に形成されたオーバーフローバリア領域１０３と、このオーバーフローバリア領域１０３に隣接して、水平転送チャネル１０１とは反対側に形成されたオーバーフロードレイン領域１０４とから構成されている。オーバーフローバリア領域１０３は、水平転送チャネル１０１に、必要分の信号電荷（電子）を蓄積するために必要な電荷障壁を形成している。オーバーフロードレイン領域１０４は、水平転送チャネル１０１からオーバーフローバリア領域１０３の電荷障壁を超えて流入した不要電荷を吸収する。
【０００４】
水平転送チャネル１０１上には、第１層電極１０５と第２層電極１０６とが、水平方向に交互に配置されている。互いに隣接する第１及び第２層電極１０５，１０６は、一組ずつ電気的に接続されており、電気的に接続された第１及び第２層電極１０５，１０６の各組には、一組ずつ交互に水平転送パルスφＨ１，φＨ２が印加される。水平転送パルスφＨ１，φＨ２は、互いに相補の関係にある２相の駆動パルスである。
【０００５】
図１５のＡ−Ａ線に沿う断面を示す図１６において、ｎ型シリコン基板１１０の表層には、ｐ型ウェル層１１１が形成されている。水平転送チャネル１０１は、ｐ型ウェル層１１１の表層に形成されており、電荷蓄積領域１１２と電荷障壁領域１１３とからなる。電荷蓄積領域１１２は、垂直転送チャネル１０２と同一のｎ型不純物濃度を有するｎ型半導体領域からなり、第１層電極１０５下に配置されている。電荷障壁領域１１３は、電荷蓄積領域１１２よりｎ型不純物濃度が低い（すなわち、電荷蓄積領域１１２より、電位が低く、信号電荷（電子）に対するポテンシャルが高い）ｎ−型半導体領域からなり、ほぼ第２層電極１０６下に配置されている。
【０００６】
水平電荷転送部に隣接する最終の垂直転送電極１０７に印加される垂直駆動パルスφＶ４に応じて垂直転送チャネル１０２から水平転送チャネル１０１の電荷蓄積領域１１２に信号電荷が転送される。電荷蓄積領域１１２に転送された信号電荷は、水平転送パルスφＨ１，φＨ２に応じて変化する水平転送チャネル１０１の電位変化により水平転送される。実線１１４は、φＨ１＝“Ｈｉｇｈ”（ハイレベル）、φＨ２＝“Ｌｏｗ”（ロウレベル）の場合の水平転送チャネル１０１の電位を示し、破線１１５は、φＨ１＝“Ｌｏｗ”、φＨ２＝“Ｈｉｇｈ”の場合の水平転送チャネル１０１の電位を示す。
【０００７】
図１５のＢ−Ｂ線に沿う断面を示す図１７において、オーバーフローバリア領域１０３は、水平転送チャネル１０１の電荷障壁領域１１３と同一のｎ型不純物濃度を有するｎ−型半導体領域からなる。水平転送電極を構成する第１及び第２層電極１０５，１０６は、水平転送チャネル１０１上からオーバーフローバリア領域１０３上を経てオーバーフロードレイン領域１０４上へと延在しており、オーバーフローバリア領域１０３の電位は、水平転送パルスφＨ１，φＨ２に応じて変化する。実線１１６は、φＨ１＝“Ｈｉｇｈ”、φＨ２＝“Ｌｏｗ”の場合のオーバーフローバリア領域１０３の電位を示し、破線１１７は、φＨ１＝“Ｌｏｗ”、φＨ２＝“Ｈｉｇｈ”の場合のオーバーフローバリア領域１０３の電位を示す。
【０００８】
これにより、オーバーフローバリア領域１０３の電位１２０は、図１８に示すように、水平転送チャネル１０１の電位１２１に追従して変化し、水平転送チャネル１０１の電荷蓄積領域１１２に対する電位差Δψは、常に一定の値に保たれる。同図（ａ）は、φＨ１＝“Ｈｉｇｈ”、φＨ２＝“Ｌｏｗ”の場合の電位１２０，１２１を示しており、同図（ｂ）は、φＨ１＝“Ｌｏｗ”、φＨ２＝“Ｈｉｇｈ”の場合の電位１２０，１２１を示している。
【０００９】
従来の固体撮像素子の撮像動作は、図１９に示すように、最終の垂直転送電極１０７に印加される垂直駆動パルスφＶ４に応じて、各垂直転送チャネル１０２から信号電荷を水平転送チャネル１０１に転送する「水平ブランキング期間」と、水平転送チャネル１０１に転送された信号電荷を、水平転送電極（第１及び第２層電極１０５，１０６）に印加される水平転送パルスφＨ１，φＨ２に応じて、水平転送チャネル１０１の端部に接続された出力アンプへ順次に転送するとともに、出力アンプにより信号電荷を順次に電圧信号（撮像信号）に変換して出力する「有効期間（水平転送期間）」とを交互に繰り返すことにより行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６３−２５４７６７号公報
【特許文献２】特開平６−３３４１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の固体撮像素子では、オーバーフローバリア領域１０３の電荷障壁は、水平転送チャネル１０１の電荷蓄積領域１１２に対して常に一定の電位差Δψを有するため、過大光の照射により、電位差Δψを越える容量の信号電荷が垂直転送チャネル１０２から水平転送チャネル１０１に転送された場合には、オーバーフロードレイン領域１０４への不要電荷の排出が水平ブランキング期間から有効期間にかけて行われ、有効期間の開始直後に電荷蓄積領域１１２に蓄積される信号電荷は、電荷蓄積領域１１２の飽和容量に近い電荷量となる。
【００１２】
このため、電荷蓄積領域１１２に蓄積された信号電荷のうち、エネルギー準位の高い信号電荷は、オーバーフローバリア領域１０３の電荷障壁との電位差が小さいため、熱エネルギーによりオーバーフロードレイン領域１０４へ徐々に放出される（すなわち、オーバーフローが生じる）。水平転送チャネル１０１中の出力アンプに近い領域に転送された信号電荷は、出力アンプまでの転送段数が少ないため熱放出による信号損失が小さいが、一方、出力アンプから遠い領域に転送された信号電荷は、出力アンプまでの転送段数が多いため信号損失が増大する。
【００１３】
固体撮像素子に過大光を均一に照射した場合には、全画素に渡って輝度値が均一に飽和した飽和画像が得られることが好ましいが、従来の固体撮像素子では、上記のように、水平転送中の信号電荷に対するオーバーフローバリア領域１０３の電荷障壁が低く、熱エネルギーにより信号電荷のオーバーフローが生じるため、図１９に示すように、有効期間中の出力アンプの出力信号Ｖｏｕｔは、時間とともに信号損失が増加する。これは、水平シェーディングと呼ばれる現象であり改善が求められている。
【００１４】
従来の固体撮像素子では、水平シェーディングを改善するためには、電荷蓄積領域１１２の最大蓄積容量（取り扱い電荷量）を増大させるように、水平電荷転送部を大型化する必要がある。この場合には、水平転送電極の面積の拡大が伴うため、負荷容量の増大により、消費電力が増大するといった問題がある。
【００１５】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、水平シェーディングの発生を防止することができる固体撮像素子及びその駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の固体撮像素子は、二次元状に配列された複数の光電変換素子と、光電変換素子に隣接して配置された複数列の垂直電荷転送部と、垂直電荷転送部の一端に接続され、電気的に独立でかつ水平方向に隣接して配置された第１及び第２水平転送電極を有する水平電荷転送部と、水平電荷転送部の一端に接続された出力部と、水平電荷転送部に沿って、垂直電荷転送部とは反対側に配置されるとともに、第１及び第２水平転送電極の境界部に配置され、第１及び第２水平転送電極に印加される電圧の電圧差によりナローチャネル効果が生じる第１電荷障壁部と、第１電荷障壁部に隣接し、第１電荷障壁部より信号電荷に対するポテンシャルが高い第２電荷障壁部とを有するオーバーフローバリア領域と、オーバーフローバリア領域に沿って、水平電荷転送部とは反対側に配置されたオーバーフロードレイン領域と、を備えたことを特徴とする。この構成では、第１及び第２水平転送電極の電圧差を小さくすることで、第１電荷障壁部のナローチャネル効果が緩和され、信号電荷に対するポテンシャルが低下する。したがって、信号電荷を水平転送させる有効期間の前に、第１及び第２水平転送電極の電圧差を小さくする（例えば、同電圧とする）ことで、第１電荷障壁部のポテンシャルが水平転送時より低下し、不要電荷が前もって十分にオーバーフロードレイン領域に排出される。
【００１７】
なお、第１及び第２水平転送電極は、オーバーフローバリア領域上に延在しており、第１電荷障壁部は、端部が第１水平転送電極下と第２水平転送電極下との境界部にほぼ一致するように、第１水平転送電極下に配置されていることが好ましい。
【００１８】
また、第１及び第２水平転送電極は、オーバーフローバリア領域上に延在しており、第１電荷障壁部は、第１水平転送電極下と第２水平転送電極下とに跨って形成されていることも好ましい。この場合には、第１電荷障壁部の幅が広く、第１及び第２水平転送電極の電圧を同電圧とした場合の第１電荷障壁部のポテンシャルが安定する。
【００１９】
また、第１及び第２水平転送電極は、水平方向に交互に配置されており、第１及び第２電荷障壁部は、第１及び第２水平転送電極に対応して水平方向に交互に配置されていることが好ましい。
【００２０】
また、第１及び第２水平転送電極は、それぞれ水平方向に隣接して配置され電気的に共通に接続された第１及び第２層電極からなることが好ましい。この場合には、水平電荷転送部は、第１層電極下に配置され、信号電荷を蓄積する電荷蓄積領域と、第２層電極下に配置され、電荷蓄積部より信号電荷に対するポテンシャルが高い電荷障壁領域とを備えることが好ましい。さらに、第１水平転送電極の第１層電極下に配置された電荷蓄積領域が、垂直電荷転送部に接続されており、第１電荷障壁部は、垂直電荷転送部が接続された電荷蓄積領域に隣接していることが好ましい。
【００２１】
また、電荷蓄積領域及び電荷障壁領域は、第１導電型ウェル層の表層に形成された第２導電型半導体領域からなり、電荷障壁領域は、電荷蓄積領域より不純物濃度が低いことが好ましい。この場合には、第１及び第２電荷障壁部は、第１導電型ウェル層の表層に形成された第２導電型半導体領域からなり、第２電荷障壁部は、第１電荷障壁部より不純物濃度が低いことが好ましい。さらに、第１電荷障壁部は、電荷障壁領域と同一の不純物濃度であることが好ましい。
【００２２】
また、上記いずれかの固体撮像素子の制御方法は、垂直電荷転送部から水平電荷転送部に信号電荷を転送させる第１ステップと、第１電荷障壁部のナローチャネル効果が緩和されるように第１及び第２水平転送電極に電圧を印加して、第１電荷障壁部の信号電荷に対するポテンシャルを低下させる第２ステップと、第１及び第２水平転送電極に異なる電圧を印加することにより、信号電荷を水平転送させる第３ステップとを含むことを特徴とする。この場合、第２ステップでは、前記第１及び第２水平転送電極に同電圧を印加することが好ましい。また、第３ステップでは、第１及び第２水平転送電極に印加する電圧は、ハイレベルとロウレベルとの間で変化する互いに相補的な２相駆動パルスであり、第２ステップでは、第１及び第２水平転送電極に印加する電圧を、共にハイレベルまたはロウレベルとすることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の固体撮像素子では、水平電荷転送部からオーバーフロードレイン領域への不要電荷の排出経路（チャネル）となるオーバーフロードレイン領域の第１電荷障壁部のポテンシャルを、第１及び第２水平転送電極の電圧に応じて変化させることができ、有効期間の前に、第１及び第２水平転送電極を同電圧とすることで、第１電荷障壁部の信号電荷に対するポテンシャルを低下させて、不要電荷を十分に排出することができる。有効期間時には、第１及び第２水平転送電極の電圧の電圧差によるナローチャネル効果により、第１電荷障壁部のポテンシャルが信号電荷の飽和容量より十分に高くなるため、熱放出による信号損失が生じず、水平シェーディングが防止される。
【００２４】
また、第１電荷障壁部を、第１水平転送電極下と第２水平転送電極下とに跨って形成することにより、第１電荷障壁部の幅が広くなり、第１及び第２水平転送電極の電圧を同電圧とした場合の第１電荷障壁部のポテンシャルが安定するため、過大光を均一に照射した場合に、画素間のバラツキが低減された均一な飽和画像を得ることができる。
【００２５】
さらに、本発明の固体撮像素子では、従来のように、水平シェーディングを考慮して、水平電荷転送部の電荷蓄積容量（取り扱い電荷量）を大きくする必要がないため、水平電荷転送部を小型化することができ、消費電力を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】固体撮像素子の概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る固体撮像素子の不要電荷排出部を示す平面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線に沿う断面と電位を示す図である。
【図４】図２のII−II線に沿う断面と電位を示す図である。
【図５】図２のIII−III線に沿う断面と電位を示す図である。
【図６】水平転送チャネル及びオーバーフローバリア領域の水平方向に沿う電位図である。
【図７】固体撮像素子の駆動パルス及び撮像信号を示すタイミング波形図である。
【図８】φＨ１＝φＨ２＝“Ｈｉｇｈ”の場合における水平転送チャネル及びオーバーフローバリア領域の電位図である。
【図９】駆動パルスの変形例を示すタイミング波形図
【図１０】オーバーフローバリア領域の変形例を示す断面図である。
【図１１】第２実施形態に係る固体撮像素子の不要電荷排出部を示す平面図である。
【図１２】図１１のIV−IV線に沿う断面と電位を示す図である。
【図１３】水平転送チャネル及びオーバーフローバリア領域の水平方向に沿う電位図である。
【図１４】φＨ１＝φＨ２＝“Ｈｉｇｈ”の場合における水平転送チャネル及びオーバーフローバリア領域の電位図である。
【図１５】従来の固体撮像素子の不要電荷排出部を示す平面図である。
【図１６】図１５のＡ−Ａ線に沿う断面と電位を示す図である。
【図１７】図１５のＢ−Ｂ線に沿う断面と電位を示す図である。
【図１８】従来の固体撮像素子における水平転送チャネル及びオーバーフローバリア領域の水平方向に沿う電位図である。
【図１９】従来の固体撮像素子の駆動パルス及び撮像信号を示すタイミング波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（第１実施形態）
図１において、固体撮像素子１０は、水平方向及び垂直方向に沿ってマトリクス状に配列され、入射光を信号電荷に変換する複数のフォトダイオード（光電変換素子）１１と、フォトダイオード１１の垂直列ごとに設けられ、隣接したフォトダイオード１１から読み出された信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直ＣＣＤ（垂直電荷転送部）１２と、各垂直ＣＣＤ１２の端部に共通に接続され、各垂直ＣＣＤ１２から転送された信号電荷を水平方向に転送する水平ＣＣＤ（水平電荷転送部）１３と、水平ＣＣＤ１３の端部に接続され、水平ＣＣＤ１３によって順次転送された信号電荷を電圧信号（撮像信号）Ｖｏｕｔに変換して出力する出力アンプ（出力部）１４とを備えている。
【００２８】
また、固体撮像素子１０には、水平ＣＣＤ１３内で過剰となった信号電荷（不要電荷）を排出するための不要電荷排出部１５が、水平ＣＣＤ１３の転送方向（水平方向）に沿って設けられている。不要電荷排出部１５は、水平ＣＣＤ１２に隣接して、垂直ＣＣＤ１２とは反対側に形成されたオーバーフローバリア領域１６と、このオーバーフローバリア領域１６に隣接して、水平ＣＣＤ１２とは反対側に形成されたオーバーフロードレイン領域１７とから構成されている。
【００２９】
固体撮像素子１０には、駆動回路（図示せず）から垂直ＣＣＤ１２及び水平ＣＣＤ１３に、それぞれ垂直転送パルスφＶ１〜φＶ４及び水平転送パルスφＨ１，φＨ２が印加される。垂直ＣＣＤ１２は、４相の垂直転送パルスφＶ１〜φＶ４により駆動される４相ＣＣＤである。水平ＣＣＤ１３は、２相の水平転送パルスφＨ１，φＨ２により駆動される２相ＣＣＤである。垂直転送パルスφＶ１〜φＶ４は、０Ｖ（Ｈｉｇｈ）と−７Ｖ（Ｌｏｗ）との間で変化する。水平転送パルスφＨ１，φＨ２は、５Ｖ（Ｈｉｇｈ）と０Ｖ（Ｌｏｗ）との間で変化する。
【００３０】
図２において、垂直ＣＣＤ１２は、垂直方向に延在した垂直転送チャネル２０を備え、垂直転送チャネル２０上には、垂直転送チャネル２０と水平方向に交差するように第１〜第４の垂直転送電極２１〜２４が配置されている。垂直転送チャネル２０は、ｎ型半導体領域からなり、信号電荷として電子を転送する。第１及び第３の垂直転送電極２１，２３は、垂直転送チャネル２０上の第１導電層により形成されており、第２及び第４の垂直転送電極２２，２４は、第１導電層より上層の第２導電層により形成されている。第１〜第４の垂直転送電極２１〜２４は、垂直方向に順に配置されており、垂直方向に隣接する２つの垂直転送電極は、端部が互いに上下に重なっている。
【００３１】
第１〜第４の垂直転送電極２１〜２４には、それぞれ垂直転送パルスφＶ１〜φＶ４が印加され、フォトダイオード１１から垂直転送チャネル２０に読み出された信号電荷（電子）は、垂直駆動パルスφＶ１〜φＶ４による垂直転送チャネル２０内の電位変化により、水平ＣＣＤ１３に向けて垂直方向に転送される。
【００３２】
第１〜第４の垂直転送電極２１〜２４のうち、第４の垂直転送電極２４が水平ＣＣＤ１３に隣接して配置されており、第４の垂直転送電極２４に印加される垂直駆動パルスφＶ４に応じて信号電荷が水平ＣＣＤ１３に転送される。以下、水平ＣＣＤ１３に隣接した第４の垂直転送電極２４を、最終の垂直転送電極２４と称する。
【００３３】
水平ＣＣＤ１３は、水平方向に延在した水平転送チャネル２５を備え、水平転送チャネル２５上には、水平転送チャネル２５と垂直方向に交差するように第１及び第２層電極２６，２７が配置されている。図２のＩ−Ｉ線に沿う断面図である図３に示すように、第１層電極２６は、水平転送チャネル２５上に第１絶縁層３６を介して形成された第１導電層からなり、第２層電極２７は、第１導電層の形成後に第２絶縁層３７を介して形成された第２導電層からなる。第１及び第２層電極２６，２７は、水平方向に交互に配置されており、隣接する端部は、第２絶縁層３７を介して互いに上下に重なっている。
【００３４】
互いに隣接する第１及び第２層電極２６，２７は、一組ずつ電気的に接続されており、電気的に接続された第１及び第２層電極２６，２７の各組には、一組ずつ交互に水平転送パルスφＨ１，φＨ２が印加される。水平転送パルスφＨ１，φＨ２は、互いに相補の関係にある２相の駆動パルスである。以下、水平転送パルスφＨ１が印加される第１及び第２層電極２６，２７の組を、第１水平転送電極２８と称し、水平転送パルスφＨ２が印加される第１及び第２層電極２６，２７の組を、第２水平転送電極２９と称する。
【００３５】
図３において、ｎ型シリコン基板３０の表層には、ｐ型ウェル層３１が形成されている。水平転送チャネル２５は、ｐ型ウェル層３１の表層に形成されており、電荷蓄積領域３２と電荷障壁領域３３とからなる。電荷蓄積領域３２は、垂直転送チャネル２０と同一のｎ型不純物濃度を有するｎ型半導体領域からなり、第２層電極２７下に配置されている。電荷障壁領域３３は、電荷蓄積領域３２よりｎ型不純物濃度が低い（すなわち、電荷蓄積領域３２より電位が低く、信号電荷（電子）に対するポテンシャルが高い）ｎ−型半導体領域からなり、ほぼ第２層電極２７下に配置されている。
【００３６】
電荷蓄積領域３２と電荷障壁領域３３とは、水平方向に交互に配置されおり、第１水平転送電極２８の第１層電極２６下に配置された電荷蓄積領域３２は、水平転送チャネル２５に接続されている。この第１水平転送電極２８の第１層電極２６は、図２に示すように、垂直方向の一端が、垂直ＣＣＤ１２の最終の垂直転送電極２４の端部と隣接して互いに上下に重なっている。
【００３７】
最終の垂直転送電極２４に印加される垂直駆動パルスφＶ４に応じて垂直転送チャネル２０から、垂直転送チャネル２０に接続された水平転送チャネル２５内の電荷蓄積領域３２に転送される。電荷蓄積領域３２に転送された信号電荷は、図３の電位図に示すように、水平転送パルスφＨ１，φＨ２に応じて変化する水平転送チャネル２５の電位変化により水平転送される。実線３４は、φＨ１＝“Ｈｉｇｈ”、φＨ２＝“Ｌｏｗ”の場合の水平転送チャネル２５の電位を示し、破線３５は、φＨ１＝“Ｌｏｗ”、φＨ２＝“Ｈｉｇｈ”の場合の水平転送チャネル２５の電位を示す。
【００３８】
図２のII−II線に沿う断面を示す図４において、オーバーフローバリア領域１６は、ｐ型ウェル層３１の表層に形成された第１及び第２電荷障壁部４０，４１からなる。第１電荷障壁部４０は、水平転送チャネル２５の電荷障壁領域３３と同一のｎ型不純物濃度を有するｎ−型半導体領域からなる。第２電荷障壁部４１は、第１電荷障壁部４０よりｎ型不純物濃度が低い（すなわち、第１電荷障壁部４０より電位が低く、信号電荷（電子）に対するポテンシャルが高い）ｎ−−型半導体領域からなる。
【００３９】
第１電荷障壁部４０は、第１水平転送電極２８と第２水平転送電極２９の境界部付近で、かつ第１水平転送電極２８の第１層電極２６下に位置するように配置されており、第１水平転送電極２８下における水平転送の下流側の端部に隣接して設けられている。一方、第２水平転送電極２９は、オーバーフローバリア領域１６内の第１電荷障壁部４０が形成された領域以外の領域に形成されている。このように、本実施形態では、第１電荷障壁部４０の水平転送方向下流側の端部は、第１及び第２水平転送電極２８，２９の境界部とほぼ一致している。
【００４０】
第１電荷障壁部４０は、第２電荷障壁部４１より電位が高いため、水平転送チャネル２５から信号電荷がオーバーフローした場合に、信号電荷（電子）が水平転送チャネル２５からオーバーフロードレイン領域１７へ流出する経路（チャネル）として機能する。この第１電荷障壁部４０の幅Ｗ（水平方向の長さ）は、第１及び第２水平転送電極２８，２９に印加される水平転送パルスφＨ１，φＨ２の電圧差により、ナローチャネル（狭チャネル）効果が生じる範囲（約３μｍ以下）に設定されている。ナローチャネル効果とは、幅Ｗを短くしたとき、信号電荷が流れる実効的な幅が狭くなり、チャネルを流れる信号電荷に対するポテンシャルが上昇する（信号電荷が電子の場合には電位が低下する）現象である。
【００４１】
第１及び第２水平転送電極２８，２９は、水平転送チャネル２５上からオーバーフローバリア領域１６上を経てオーバーフロードレイン領域１７上へと延在しており、オーバーフロードレイン領域１７の電位は、水平転送パルスφＨ１，φＨ２に応じて変化する。実線４２は、φＨ１＝“Ｈｉｇｈ”、φＨ２＝“Ｌｏｗ”の場合のオーバーフローバリア領域１６の電位を示し、破線４３は、φＨ１＝“Ｌｏｗ”、φＨ２＝“Ｈｉｇｈ”の場合のオーバーフローバリア領域１６の電位を示す。
【００４２】
第１電荷障壁部４０は、φＨ１＝“Ｈｉｇｈ”、φＨ２＝“Ｌｏｗ”の場合に、第２電荷障壁部４１より電位が高くなり、水平転送チャネル２５とオーバーフロードレイン領域１７との間のチャネルとなる。この場合、第１電荷障壁部４０と第２電荷障壁部４１との電位差ΔψＮは、ナローチャネル効果によるチャネルの電位低下により、両者の不純物濃度差に基づく電位差ΔψＤより小さくなる。
【００４３】
図２のIII−III線に沿う断面を示す図５において、オーバーフロードレイン領域１７は、ｐ型ウェル層３１の表層に形成されており、垂直転送チャネル２０及び水平転送チャネル２５の電荷蓄積領域３２を構成するｎ型半導体領域より高濃度にｎ型不純物が注入されたｎ＋型半導体領域からなる。オーバーフロードレイン領域１７には、所定のドレイン電圧が印加されている。オーバーフロードレイン領域１７は、電位が十分に高く、電荷蓄積領域３２からオーバーフローバリア領域１６の第１電荷障壁部４０を介してオーバーフローした信号電荷を吸収する。
【００４４】
実線４４は、φＨ１＝“Ｈｉｇｈ”、φＨ２＝“Ｌｏｗ”の場合の垂直転送チャネル２０、電荷蓄積領域３２、及び第１電荷障壁部４０の電位を示し、破線４５は、φＨ１＝“Ｌｏｗ”、φＨ２＝“Ｈｉｇｈ”の場合の垂直転送チャネル２０、電荷蓄積領域３２、及び第１電荷障壁部４０の電位を示す。φＨ１＝“Ｈｉｇｈ”、φＨ２＝“Ｌｏｗ”の場合には、第１電荷障壁部４０と電荷蓄積領域３２との間に電位差Δψ１が生じる。
【００４５】
図６（ａ）及び（ｂ）は、水平方向に沿った水平転送チャネル２５の電位５０と、オーバーフローバリア領域１６の電位５１とを示す。同図（ａ）は、φＨ１＝“Ｈｉｇｈ”、φＨ２＝“Ｌｏｗ”の場合の電位５０，５１を示し、同図（ｂ）は、φＨ１＝“Ｌｏｗ”、φＨ２＝“Ｈｉｇｈ”の場合の電位５０，５１を示す。前述のように、水平転送チャネル２５内の信号電荷は、同図（ａ）の電位状態と、同図（ｂ）の電位状態とを交互に繰り返すことにより、水平転送が行われる。水平転送時には、水平転送チャネル２５の電荷蓄積領域３２に蓄積される信号電荷に対して、同図（ａ）の場合における第１電荷障壁部４０の電位差Δψ１が最も低くなる。したがって、水平転送時における電荷蓄積領域３２への信号電荷の最大蓄積容量（取り扱い電荷量）は、電位差Δψ１で規定される。
【００４６】
次に、固体撮像素子１０の制御方法について説明する。図７は、水平ブランキング期間と有効期間とにおける駆動パルス（φＨ１，φＨ２およびφＶ４）と撮像信号Ｖｏｕｔとの波形を示している。水平ブランキング期間は、各垂直転送チャネル２０から１行分の信号電荷を水平転送チャネル２５に転送する期間である。有効期間は、水平転送チャネル２５に転送された信号電荷を出力アンプ１４に向けて水平転送し、出力アンプ１４から順次に撮像信号Ｖｏｕｔを出力する期間である。
【００４７】
水平ブランキング期間において、垂直転送チャネル２０から水平転送チャネル２５に電荷転送を行うための垂直駆動パルスφＶ４を、最終の垂直転送電極２４に印加した後、同水平ブランキング期間において、所定期間の間だけ水平転送パルスφＨ１，φＨ２を共に“Ｈｉｇｈ”とする点が、従来の固体撮像素子の駆動方法と異なる。
【００４８】
水平転送パルスφＨ１，φＨ２を共に“Ｈｉｇｈ”とした場合には、第１及び第２水平転送電極２８，２９には電位差が生じないため、オーバーフローバリア領域１６の第１電荷障壁部４０には、前述のナローチャネル効果は生じない。したがって、第１電荷障壁部４０と第２電荷障壁部４１との電位差は、両者の不純物濃度差に基づく電位差ΔψＤとなり、ナローチャネル効果が生じた場合の電位差ΔψＮより大きくなる。
【００４９】
図８は、φＨ１＝φＨ２＝“Ｈｉｇｈ”とした場合における、水平方向に沿った水平転送チャネル２５の電位５０と、オーバーフローバリア領域１６の電位５１とを示す。φＨ１＝φＨ２＝“Ｈｉｇｈ”の場合には、電荷蓄積領域３２と第１電荷障壁部４０との電位差Δψ２は、ナローチャネル効果が生じない分だけ前述の電位差Δψ１より小さくなる。詳細には、電位差Δψ１，Δψ２は、Δψ２＝Δψ１−（ΔψＤ−ΔψＮ）の関係を満たす。したがって、φＨ１＝φＨ２＝“Ｈｉｇｈ”の場合における電荷蓄積領域３２への信号電荷の最大蓄積容量（取り扱い電荷量）は、電位差Δψ２（＜Δψ１）で規定される。
【００５０】
次に、上記実施形態の作用について説明する。まず、露光期間において所定の期間の間露光が行われると、フォトダイオード１１に入射光量に応じた信号電荷が蓄積される。フォトダイオード１１に蓄積された信号電荷は、フォトダイオード１１に隣接する読み出しチャネル（図示せず）上に配置された、所定の垂直転送電極（例えば、第１及び第３垂直転送電極２１，２３）に印加される読み出しパルスに応じて垂直ＣＣＤ１２の垂直転送チャネル２０に転送される。
【００５１】
各垂直転送チャネル２０に転送された信号電荷は、水平ブランキング期間において、最終の垂直転送電極２４に垂直駆動パルスφＶ４が印加されるたびに、水平ＣＣＤ１３の水平転送チャネル２５に転送される。水平転送チャネル２５に転送された信号電荷は、水平転送チャネル２５の複数の電荷蓄積領域３２のうち、垂直転送チャネル２０に接続された電荷蓄積領域３２に蓄積される。
【００５２】
水平転送パルスφＨ１，φＨ２は、基本的に相補の関係（一方が“Ｈｉｇｈ”で他方が“Ｌｏｗ”）にあるが、図７に示すように、垂直駆動パルスφＶ４が印加された直後に、所定の期間の間だけ、共に“Ｈｉｇｈ”とされる。このとき、電荷蓄積領域３２と、オーバーフローバリア領域１６の第１電荷障壁部４０との電位差はΔψ２となり、電荷蓄積領域３２の信号電荷の最大蓄積容量は、電位差Δψ２で規定される。したがって、電荷蓄積領域３２の最大蓄積容量を上回る余分な信号電荷（不要電荷）は、第１電荷障壁部４０を介してオーバーフロードレイン領域１７に排出される。
【００５３】
次いで、水平転送パルスφＨ１，φＨ２は、相補の関係に戻され、φＨ１＝“Ｈｉｇｈ”、φＨ２＝“Ｌｏｗ”とされる。これにより、第１及び第２水平転送電極２８，２９には電位差が生じるため、第１電荷障壁部４０にナローチャネル効果が生じる。このナローチャネル効果により、第１電荷障壁部４０の信号電荷に対する電位が低下し、電荷蓄積領域３２の信号電荷の最大蓄積容量は、電位差Δψ１（＞Δψ２）で規定される値に増加する。
【００５４】
続く有効期間では、水平転送パルスφＨ１，φＨ２は、相補の関係を保ちながら、所定の周期で交互に“Ｈｉｇｈ”／“Ｌｏｗ”となる。これにより、水平転送チャネル２５内の信号電荷は、隣接する電荷蓄積領域３２間を移動し、出力アンプ１４に向けて水平転送される。この有効期間では、水平転送パルスφＨ１，φＨ２は相補の関係にあるため、第１電荷障壁部４０にナローチャネル効果が生じる。このナローチャネル効果により、電荷蓄積領域３２の信号電荷の最大蓄積容量は、電位差Δψ１（＞Δψ２）で規定される値となる。
【００５５】
垂直駆動パルスφＶ４は、水平ブランキング期間において水平転送チャネル２５から垂直転送チャネル２０に信号電荷を転送するために“Ｈｉｇｈ”とされた後、“Ｌｏｗ”に固定される。φＶ４＝“Ｌｏｗ”の場合には、垂直転送チャネル２０の電位は、常にオーバーフローバリア領域１６の電位より低い。これにより、水平転送チャネル２５から垂直転送チャネル２０への信号電荷の逆流が防止されている。
【００５６】
以上説明したように、水平転送チャネル２５からオーバーフロードレイン領域１７への信号電荷のオーバーフローは、水平ブランキング期間におけるφＨ１＝φＨ２＝“Ｈｉｇｈ”の期間に生じ、信号電荷の最大電荷量（飽和量）は電位差Δψ２で規定される。有効期間では、ナローチャネル効果により、電荷蓄積領域３２の最大蓄積容量が電位差Δψ１（＞Δψ２）で規定される値に増加する。これにより、電荷蓄積領域３２の最大蓄積容量は、少なくともナローチャネル効果による増加分だけ信号電荷の最大電荷量を上回るため、有効期間には信号電荷のオーバーフローは発生しない。
【００５７】
したがって、有効期間では、従来のような熱エネルギーによる信号電荷のオーバーフローが抑制され、信号電荷の転送段数に依存した信号損失（水平シェーディング）の発生が防止される。この水平シェーディングは、一般に、過大光を均一に照射した場合に顕著に現れるものであるが、本発明の固体撮像素子１０では、図７に示すように、出力アンプ１４から出力される撮像信号Ｖｏｕｔには、水平シェーディングが生じず、全画素に渡って輝度値がほぼ均一に飽和した飽和画像が得られる。
【００５８】
なお、上記実施形態では、水平ブランキング期間において、垂直駆動パルスφＶ４が印加された直後に、φＨ１＝φＨ２＝“Ｈｉｇｈ”とし、第１電荷障壁部４０と電荷蓄積領域３２との電位差をΔψ２（＜Δψ１）とすることにより、信号電荷をオーバーフローさせているが、該電位差をΔψ２とするためには、少なくとも水平転送パルスφＨ１，φＨ２を同電圧とすればよく、例えば、図９に示すように、φＨ１＝φＨ２＝“Ｌｏｗ”としてもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、第１電荷障壁部４０は、水平転送チャネル２５に接続された電荷蓄積領域３２に隣接するように、第１水平転送電極２８の第１層電極２６下にのみ形成しているが、図１０に示すように、第１電荷障壁部４０を、第１水平転送電極２８の第１層電極２６下に加えて、第２水平転送電極２９の第１層電極２６下にも同様に形成してもよい。
【００６０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態の固体撮像素子は、オーバーフローバリア領域の構成が異なる点以外は、上記第１実施形態と同一である。なお、第２実施形態において、第１実施形態で説明した部材と同じものについては、同じ符号を付してその説明は省略する。
【００６１】
図１１及び図１２において、オーバーフローバリア領域６０は、第１及び第２電荷障壁部６１，６２からなる。第１及び第２電荷障壁部６１，６２は、第１実施形態と同様に、それぞれｎ−型半導体領域及びｎ−−型半導体領域からなる。第１電荷障壁部６１は、第１水平転送電極２８と第２水平転送電極２９の境界部付近で、かつ、第１水平転送電極２８の第１層電極２６下と第２水平転送電極２９の第２層電極２７下とに跨るように配置されている。
【００６２】
第１電荷障壁部６１の幅（水平方向の長さ）のうち、第１層電極２６下の幅Ｗ１は、第１及び第２水平転送電極２８，２９に印加される水平転送パルスφＨ１，φＨ２の電圧差により、ナローチャネル効果が生じる範囲（約３μｍ以下）に設定されており、残りの第２層電極２７下の幅Ｗ２は、幅Ｗ１の半分程度とされている。第１電荷障壁部６１のうち、水平転送パルスφＨ１，φＨ２の電圧差により、ナローチャネル効果が生じる部分は、第１層電極２６下の幅Ｗ１に対応する領域のみである。
【００６３】
図１２において、実線６３は、φＨ１＝“Ｈｉｇｈ”、φＨ２＝“Ｌｏｗ”の場合のオーバーフローバリア領域６０の電位を示し、破線６４は、φＨ１＝“Ｌｏｗ”、φＨ２＝“Ｈｉｇｈ”の場合のオーバーフローバリア領域６０の電位を示す。第１電荷障壁部６１は、φＨ１＝“Ｈｉｇｈ”、φＨ２＝“Ｌｏｗ”の場合に、幅Ｗ１に対応する領域の電位が、第２電荷障壁部６２より高くなり、水平転送チャネル２５とオーバーフロードレイン領域１７との間のチャネルとなる。この場合、第１電荷障壁部６１の幅Ｗ１に対応する領域と第２電荷障壁部６２との電位差ΔψＮは、ナローチャネル効果によるチャネルの電位低下により、両者の不純物濃度差に基づく電位差ΔψＤより小さくなる。
【００６４】
図１３（ａ）及び（ｂ）は、水平方向に沿った水平転送チャネル２５の電位６５と、オーバーフローバリア領域６０の電位６６とを示す。同図（ａ）は、φＨ１＝“Ｈｉｇｈ”、φＨ２＝“Ｌｏｗ”の場合の電位６５，６６を示し、同図（ｂ）は、φＨ１＝“Ｌｏｗ”、φＨ２＝“Ｈｉｇｈ”の場合の電位６５，６６を示す。第１実施形態と同様に、水平転送チャネル２５内の信号電荷は、同図（ａ）の電位状態と、同図（ｂ）の電位状態とを交互に繰り返すことにより、水平転送が行われる。水平転送時には、水平転送チャネル２５の電荷蓄積領域３２に蓄積される信号電荷に対して、同図（ａ）の場合における第１電荷障壁部６１の電位差Δψ１が最も低くなる。したがって、水平転送時における電荷蓄積領域３２への信号電荷の最大蓄積容量（取り扱い電荷量）は、第１実施形態と同様に、電位差Δψ１で規定される。
【００６５】
第２実施形態の固体撮像素子は、第１実施形態と同一の制御方法で駆動される。水平ブランキング期間において、垂直駆動パルスφＶ４が印加された直後に、水平転送パルスφＨ１，φＨ２は、所定の期間の間だけ、共に“Ｈｉｇｈ”とされる。図１４は、φＨ１＝φＨ２＝“Ｈｉｇｈ”とした場合における、水平方向に沿った水平転送チャネル２５の電位６７と、オーバーフローバリア領域１６の電位６８とを示す。φＨ１＝φＨ２＝“Ｈｉｇｈ”の場合には、電荷蓄積領域３２と第１電荷障壁部６１との電位差Δψ２は、ナローチャネル効果が生じない分だけ前述の電位差Δψ１より小さい（Δψ２＜Δψ１）。
【００６６】
以上説明したように、水平転送チャネル２５からオーバーフロードレイン領域１７への信号電荷のオーバーフローは、水平ブランキング期間におけるφＨ１＝φＨ２＝“Ｈｉｇｈ”の期間に生じ、信号電荷の最大電荷量（飽和量）は電位差Δψ２で規制される。有効期間では、ナローチャネル効果により、電荷蓄積領域３２の最大蓄積容量が電位差Δψ１（＞Δψ２）で規定される値に増加する。これにより、電荷蓄積領域３２の最大蓄積容量は、少なくともナローチャネル効果による増加分だけ信号電荷の最大電荷量を上回るため、有効期間には信号電荷のオーバーフローは発生しない。
【００６７】
第２実施形態では、第１電荷障壁部６１の幅（＝Ｗ１＋Ｗ２）が長いため、第１電荷障壁部６１のポテンシャルの底の幅が平らとなり、電荷蓄積領域３２に対して安定した電位差Δψ２が得られる。この電位差Δψ２は、信号電荷の最大電荷量（飽和量）を規定する電荷障壁であるため、電位差Δψ２が安定することにより、各画素の飽和輝度値が一定となる。これにより、固体撮像素子に過大光を均一に照射した場合に、より均一な飽和画像が得られる。
【００６８】
なお、第２実施形態においても、第１電荷障壁部６１と電荷蓄積領域３２との電位差をΔψ２とするためには、少なくとも水平転送パルスφＨ１，φＨ２を同電圧とすればよく、例えば、φＨ１＝φＨ２＝“Ｌｏｗ”としてもよい。
【００６９】
また、第２実施形態においても、第１電荷障壁部６１を、第１水平転送電極２８の第１層電極２６下に加えて、第２水平転送電極２９の第１層電極２６下にも同様に形成してもよい。
【００７０】
また、第１及び第２実施形態では、水平ブランキング期間において、第１電荷障壁部４０，６０にナローチャネル効果が生じないように水平転送パルスφＨ１，φＨ２を同電圧とすることで信号電荷のオーバーフローを生じさせているが、このオーバーフローを生じさせるためには、必ずしも水平転送パルスφＨ１，φＨ２を同電圧とする必要はない。水平ブランキング期間において、水平転送パルスφＨ１，φＨ２の電圧差を有効期間時より下げ、ナローチャネル効果を緩和させることにより、信号電荷のオーバーフローを生じさせることが可能である。
【００７１】
また、第１及び第２実施形態では、第１電荷障壁部４０，６０を、水平転送チャネル２５の電荷障壁領域３３と同一の不純物濃度としているが、両者の不純物濃度は異なっていてもよい。
【００７２】
また、第１及び第２実施形態では、第１及び第２水平転送電極２８，２９を、それぞれ第１及び第２層電極２６，２７の組として構成しているが、第１及び第２水平転送電極を、それぞれ一体形成された１層電極としてもよい。
【００７３】
さらに、第１及び第２実施形態では、２相駆動の水平ＣＣＤ１３を例に挙げて本発明を説明しているが、本発明は、３相駆動や４相駆動の水平ＣＣＤを有する固体撮像素子においても同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１０  固体撮像素子
１１  フォトダイオード（光電変換素子）
１２  垂直ＣＣＤ（垂直電荷転送部）
１３  水平ＣＣＤ（水平電荷転送部）
１４  出力アンプ（出力部）
１５  不要電荷排出部
１６  オーバーフローバリア領域
１７  オーバーフロードレイン領域
２０  垂直転送チャネル
２５  水平転送チャネル
２６  第１層電極
２７  第２層電極
２８  第１水平転送電極
２９  第２水平転送電極
３１  ｐ型ウェル層
３２  電荷蓄積領域
３３  電荷障壁領域
４０  第１電荷障壁部
４１  第２電荷障壁部
６０  オーバーフローバリア領域
６１  第１電荷障壁部
６２  第２電荷障壁部
【図１】
2010283744.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2010283744.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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