(57)【要約】【課題】製造工程が低減され、素子の微細化に適し、低電圧駆動を可能とする固体撮像装置、及びその製造方法を提供する。また、その固体撮像装置を用いた電子機器を提供する。【解決手段】複数本、例えば２本の水平転送レジスタ６ａ，６ｂを有する固体撮像装置１において、その水平転送レジスタ６ａ，６ｂを構成する複数の水平転送電極１１〜１４と、複数本の水平転送レジスタ６ａ，６ｂ間に形成される水平−水平転送部７の水平−水平転送電極１８とを、同層に形成する。【選択図】図２
2010073901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受光センサ部から構成される画素部と、
水平方向に隣接する受光センサ部間に形成された垂直転送チャネル領域と、垂直転送チャネル領域上部に形成された垂直転送電極とを有して、水平方向に複数本形成された垂直転送レジスタと、
水平転送チャネル領域と、水平転送チャネル領域上部の水平方向に複数形成され、前記垂直転送電極と同層に形成された水平転送電極であって、水平方向に隣接する水平転送電極には異なる位相の転送駆動パルスが印加されるように配置された水平転送電極とを有して、垂直方向に複数本形成された水平転送レジスタと、
隣接する前記水平転送レジスタ間において、異なる位相の転送駆動パルスが印加される水平転送電極下の水平転送チャネル領域をつなぐ水平−水平間転送チャネル領域と、前記水平−水平間チャネル領域上部であって、前記垂直転送電極及び前記水平転送電極と同層に形成された水平−水平間転送電極と、を有して形成される水平−水平間転送部と、
を有する固体撮像装置。
【請求項２】
隣接する前記水平転送レジスタ間の同じ位相の転送駆動パルスが印加される水平転送電極同士を接続する複数のシャント配線
を有する請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
複数の受光センサ部から構成される画素部と、
水平方向に隣接する受光センサ部間に形成された垂直転送チャネル領域と、垂直転送チャネル領域上部に形成された垂直転送電極とを有し、水平方向に複数本形成された垂直転送レジスタと、
第１の水平転送チャネル領域と、前記第１の水平転送チャネル領域上部の水平方向に交互に形成された、異なる位相の転送駆動パルスが印加される第１の水平転送電極及び第２の水平転送電極とを有して形成された第１の水平転送レジスタと、
第２の水平転送チャネル領域と、前記第２の水平転送チャネル領域上部の水平方向に交互に形成され、前記第１及び第２の水平転送電極と同層に形成された、異なる位相の転送駆動パルスが印加される第３の水平転送電極及び第４の水平転送電極とを有して形成された第２の水平転送レジスタと、
前記第１の水平転送レジスタと、第２の水平転送レジスタとの間に形成され、第２の水平転送電極下部の第２の水平転送チャネルと、第２の水平転送電極とは異なる転送駆動パルスが印加される第４の水平転送電極下部の第２の水平転送チャネルとをつなぐ水平−水平間チャネル領域と、前記水平−水平間チャネル領域上部に形成され、前記第１〜第４の水平転送電極と同層に形成された水平−水平間転送電極とを有して形成された水平−水平間転送部と、
を有する固体撮像装置。
【請求項４】
前記第１の水平転送電極と前記第４の水平転送電極に接続され、前記第１の水平転送電極と前記第４の水平転送電極に同じ位相の転送駆動パルスを印加する第１のシャント配線と、
前記第１のシャント配線と同層に形成され、前記第２の水平転送電極と前記第３の水平転送電極に接続され、前記第２の水平転送電極と前記第３の水平転送電極に同じ位相の転送駆動パルスを印加する第２のシャント配線と、
を有する請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記垂直転送電極、前記第１〜第４の水平転送電極、及び水平−水平間転送電極は、１層目のポリシリコン層で形成され、前記第１のシャント配線及び前記第２のシャント配線は、２層目のポリシリコン層で形成される
請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記第１の水平転送電極と第４の水平転送電極、及び第２の水平転送電極と第３の水平転送電極とは垂直方向に隣接して配置されており、前記水平−水平間チャネル領域は、第２の水平転送電極下の第１の水平転送チャネル領域と、前記第２の水平転送電極と斜めに隣接する第４の水平転送電極下の第２の水平転送チャネル領域との間に、斜めに形成されている
請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記第１のシャント配線、及び前記第２のシャント配線は、第１〜第４の水平転送電極のうち、異なる転送駆動パルスが供給される水平転送電極を股がない
請求項６記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の水平転送チャネル領域は、信号電荷の転送方向に、それぞれトランスファー領域、ストレージ領域を有して構成されている
請求項７記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記第１〜第４の水平転送電極は、１組のトランスファー領域及びストレージ領域に対応して１つずつ形成されている
請求項８記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記水平−水平間チャネル領域は、転送方向にトランスファー領域、ストレージ領域を有して構成されている
請求項９記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記第１の水平転送電極及び前記第３の水平転送電極は、第１のシャント配線と、コンタクト部により接続され、
前記第２の水平転送電極及び前記第４の水平転送電極は、第２のシャント配線と、コンタクト部により接続される
請求項１０記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
基板に、水平方向に隣接する複数の垂直転送チャネル領域を形成する工程、
基板に、垂直方向に隣接する複数の水平転送チャネル領域を形成する工程、
前記隣接する水平転送チャネル領域間に、水平−水平間チャネル領域を形成する工程、
前記基板上に、１層目の電極材料層を形成する工程、
前記１層目の電極材料層をパターニング加工することにより、前記垂直転送チャネル領域上部に垂直転送電極を形成し、前記水平転送チャネル領域上部の水平方向に、水平転送電極を複数形成し、前記水平−水平間チャネル領域上部に水平−水平間電極を形成する工程、
前記垂直転送電極、前記複数の水平転送電極、前記水平−水平間電極上に、２層目の電極材料層を形成する工程、
前記２層目の電極材料層をパターニング加工することにより、隣接する前記水平転送チャネル領域上部に形成される複数の水平転送電極のうち、同じ位相の転送駆動パルスが印加される水平転送電極同士を接続する複数のシャント配線を形成する工程、
を含む固体撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
基板に垂直転送チャネル領域、第１の水平転送チャネル領域、第２の水平転送チャネル領域、水平−水平間チャネル領域を形成する工程、
前記基板上に、１層目の電極材料層を形成する工程、
前記１層目の電極材料層をパターニング加工することにより、垂直転送チャネル領域上部に垂直転送電極を形成し、第１の水平転送チャネル領域上部に第１の水平転送電極及び第２の水平転送電極を水平方向に交互に形成し、第２の水平転送チャネル領域上部に第３の水平転送電極及び第４の水平転送電極を水平方向に交互に形成し、水平−水平間チャネル領域上部に水平−水平間電極を形成する工程、
を含む固体撮像装置の製造方法。
【請求項１４】
前記絶縁膜上に２層目の電極材料層を形成する工程、
前記２層目の電極材料層をパターニング加工することにより、前記第１の水平転送電極及び前記第３の水平転送電極を接続する第１のシャント配線を形成し、前記第２の水平転送電極及び前記第４の水平転送電極を接続する第２のシャント配線を形成する工程、
を含む請求項１３記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第４の水平転送電極は、前記第１の水平転送電極に対して垂直方向に隣接するように形成し、
前記第３の水平転送電極は、前記第２の水平転送電極に対して垂直方向に隣接するように形成し、
前記水平−水平間チャネル領域は、前記第２の水平転送電極下の第１の水平転送チャネル領域と、前記第４の水平転送電極下の第２の水平転送チャネル領域とをつなぐ領域に形成する
請求項１４記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１６】
前記第１のシャント配線及び前記第２のシャント配線には、それぞれ異なる位相の転送駆動パルスを供給する
請求項１５記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１７】
光学レンズと、
複数の受光センサ部から構成される画素部と、水平方向に隣接する受光センサ部間に形成された垂直転送チャネル領域と、垂直転送チャネル領域上部に形成された垂直転送電極とを有し、水平方向に複数本形成された垂直転送レジスタと、水平転送チャネル領域と、水平転送チャネル領域上部の水平方向に複数形成された水平転送電極であって、前記垂直転送電極と同層に形成された水平転送電極とを有し、垂直方向に複数本形成された水平転送レジスタと、隣り合う前記水平転送レジスタ間において、異なる位相の転送駆動パルスが印加される水平転送電極下の水平転送チャネル領域をつなぐ水平−水平間転送チャネル領域と、前記水平−水平間チャネル領域上部であって、前記垂直転送電極及び前記水平転送電極と同層に形成された水平−水平間転送電極と、を有して形成される水平−水平間転送部と、隣接する前記水平転送レジスタ間の同じ位相の転送駆動パルスが印加される水平転送電極同士を接続する複数のシャント配線とを含む固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路と、
を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型の固体撮像装置、及び当該固体撮像装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置として、電荷結合素子（ＣＣＤ）による固体撮像装置が知られている。このＣＣＤ型の固体撮像装置は、受光量に応じた信号電荷を生成、蓄積する光電変換素子、すなわちフォトダイオード（ＰＤ；Photo Diode）により受光センサ部が構成され、複数個の受光センサ部が２次元マトリクス状に配列される。この複数の受光センサ部のフォトダーオードに入射する被写体の光信号に基づいて信号電荷が発生し、蓄積される。この信号電荷は、受光センサ部の列毎に配置した垂直転送レジスタにより垂直方向に転送されると共に、ＣＣＤ構造の水平転送レジスタによって水平方向に転送される。そして、水平方向に転送された信号電荷は、電荷−電圧変換部を有する出力部から被写体の画像情報として出力される。
【０００３】
このような固体撮像装置において、近年、デジタルハイビジョンなどの高解像度化された電子機器に適用するために、複数本の水平転送レジスタを有する固体撮像装置の開発がなされている。
【０００４】
図９に、下記特許文献１に記載されている２本の水平転送レジスタを有する固体撮像装置の要部の概略構成図を示す。図９は、固体撮像装置の画素部１０１における最終段の垂直転送レジスタと、第１の水平転送レジスタ１０２及び第２の水平転送レジスタ１０４が構成されている部分を示したものである。
【０００５】
垂直転送レジスタは、基板１００に形成されたチャネルストップ領域１０６により列毎に分離された垂直転送チャネル領域１０５Ａ，１０５Ｂと、垂直転送チャネル領域１０５Ａ，１０５Ｂ上に、水平方向に形成された垂直転送電極１１２より構成されている。図９に示すように、垂直転送チャネル領域１０５Ａ，１０５Ｂは、水平方向に交互に形成されているものとする。
【０００６】
第１の水平転送レジスタ１０２は、最終段の垂直転送レジスタの、転送終端位置に形成されている。また、第２の水平転送レジスタ１０４は、第１の水平転送レジスタ１０２に対して平行となるように設けられている。そして、第１の水平転送レジスタ１０２及び第２の水平転送レジスタ１０４との間には、水平−水平間転送部１０３が形成されている。
【０００７】
第１の水平転送レジスタ１０２及び第２の水平転送レジスタ１０４は、それぞれ、基板１００の水平方向に形成され水平転送チャネル領域１１４，１１５と、水平転送チャネル領域１１４，１１５上に垂直方向に交互に形成されたトランスファー電極１０７Ａ，１０７Ｂ、ストレージ電極１０８Ａ，１０８Ｂとから構成されている。ストレージ電極１０６Ａ，１０６Ｂ下の水平転送チャネル領域１１４，１１５には、ストレージ領域が構成され、また、トランスファー電極１０７Ａ，１０７Ｂ下の水平転送チャネル領域１１４，１１５には、トランスファー領域が構成されている。垂直転送チャネル１０５Ａに対しては、トランスファー電極１０７Ａが接続されるように構成され、垂直転送チャネル１０５Ｂに対しては、トランスファー電極１０７Ｂが接続されるように構成される。そして、トランスファー電極１０７Ａ，１０７Ｂ間には、ストレージ電極１０６８，１０８Ｂがそれぞれ交互に形成されている。トランスファー電極１０７Ａ，ストレージ電極１０８Ａには、クロック信号φ１が印加され、トランスファー電極１０７Ｂ及びストレージ電極１０８Ｂには、クロック信号φ２が印加される。
【０００８】
また、第１の水平転送レジスタ１０２と第２の水平転送レジスタ１０４のトランスファー電極１０７Ａ，１０７Ｂ及びストレージ電極１０８Ａ，１０８Ｂは共通とされ、水平−水平間転送部１０３上で斜めになるように形成されている。
【０００９】
水平−水平間転送部１０３は、水平−水平間チャネル領域１１０と、チャネルストップ領域１０９と、その上部に形成された水平−水平間転送電極１１１とから構成されている。水平−水平間チャネル領域１１０は、第１の水平転送レジスタ１０２のトランスファー電極１０７Ａ下のトランスファー領域と、第２の水平転送レジスタ１０４のトランスファー電極１０７Ｂ下のトランスファー領域との間の領域に形成されている。そして、それ以外の部分は、チャネルストップ領域１０９とされている。水平−水平間転送電極１１１には、クロック信号φＨＨＧが印加される。
【００１０】
このような構成を有する固体撮像装置にいては、まず、垂直転送レジスタの最終段のうち、垂直転送チャネル１０５Ａに保持されている信号電荷が、転送駆動パルスφ１の印加により、第１の水平転送レジスタ１０２のトランスファー領域へ転送される。
【００１１】
次に、垂直転送チャネル１０５Ａから転送された信号電荷は、転送駆動パルスφＨＨＧの印加により水平−水平間転送部１０２の水平−水平間チャネル領域１１０に転送される。
【００１２】
次に、転送駆動パルスφ２の印加により、水平−水平間チャネル領域１１０に保持された信号電荷は、第２の水平転送レジスタ１０４のトランスファー電極１０７Ｂ下のトランスファー領域に転送される。それと共に、垂直転送チャネル１０５Ｂに保持された信号電荷が、第１の水平転送レジスタ１０２のトランスファー電極１０７Ｂ下のトランスファー領域に転送される。
【００１３】
すなわち、垂直チャネル領域１０５Ａを転送された信号電荷のみが、第２の水平転送レジスタ１０４に転送され、垂直チャネル領域１０５Ｂを転送された信号電荷は、第１の水平転送レジスタ１０２内にとどまる。
【００１４】
これにより、各列の垂直転送レジスタ内の信号電荷は、交互に、第１の水平転送レジスタ１０２及び第２の水平転送レジスタ１０４に振り分けられる。そして、第１の水平転送レジスタ１０２、第２の水平転送レジスタ１０４に転送された信号電荷は、水平方向に転送され、映像信号として出力される。
【特許文献１】特開２００６−３１９１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、このように２本の水平転送レジスタを有する固体撮像装置では、複数の水平転送レジスタ間の信号電荷の転送が必要となり、上述した水平転送レジスタ間転送部が必要となる。そうすると、固体撮像装置を構成する転送電極の層数が増えてしまう。
【００１６】
図１０に、図９に示した従来の固体撮像装置における電極部分のＸ−Ｘ線上に沿う断面構成を示す。図１０に示すように、トランスファー電極１０７Ａやストレージ電極１０８Ｂ、水平−水平間転送電極１１１をオーバーラップさせた構造では、最低でも３層構造を採る。このため、３層分の電極を形成するには、３回の電極製造工程が必要となり、製造工程が長いというデメリットがある。
【００１７】
また、これらの電極は、ポリシリコンより形成され、このポリシリコン電極間は、酸化膜１１３からなる層間絶縁膜によって絶縁される。この場合、酸化膜１１３を形成する工程において、ポリシリコン電極自体のシリコンの消費がなされ、このため、ポリシリコン電極の線幅に細りが生じる。３層のポリシリコン電極を形成する工程では、３層の酸化膜１１３を形成するために３回の酸化が行われるため、ポリシリコン電極の細り現象が顕著に生じることとなる。素子を微細化する場合にはポリシリコン電極の微細化がなされるが、微細化されたポリシリコン電極が製造工程中においてさらに細線化が進むと、配線抵抗の増大や断線など間題が生じ、固体撮像装置としての信頼性が保てない。このため、このような３層のポリシリコン電極を有する固体撮像装置は、素子の微細化にもデメリットを有する。
【００１８】
さらには、３層のポリシリコン電極を形成する場合には、１層目と３層目のポリシリコン電極間の酸化膜１１３の厚さは、１層目と２層目のポリシリコン電極間や、２層目と３層目のポリシリコン電極間に比べ、必然的に酸化量が多くなる。このため、１層目と３層目のポリシリコンン電極間は、酸化膜１１３厚が厚くなる。ＣＣＤ型の固体撮像装置における低電圧駆動のためには、酸化膜１１３からなる層間絶縁膜の厚さを薄くすることが効果的であり、層間絶縁膜が厚い場合は、信号電荷の転送の障害になる。
【００１９】
上述の点に鑑み、本発明は、製造工程が低減され、素子の微細化に適し、低電圧駆動を可能とする固体撮像装置、及びその製造方法を提供するものである。また、その固体撮像装置を用いた電子機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の固体撮像装置は画素部、垂直転送レジスタ、水平転送レジスタ、水平−水平間転送部、シャント配線から構成され、それらは、以下の構成を有する。
画素部は、複数の受光センサ部から構成される。
垂直転送レジスタは、水平方向に隣接する受光センサ部間に形成された垂直転送チャネル領域と、垂直転送チャネル領域上部に形成された垂直転送電極とを有する。そして、水平方向に複数本形成された垂直転送レジスタを有する。
水平転送レジスタは、水平転送チャネル領域と、水平転送チャネル領域上部の水平方向に複数形成され、隣接する水平転送電極には、異なる位相の転送駆動パルスが印加される水平転送電極を有する。そしてこの水平転送電極は、垂直転送電極と同層に形成されている。この水平転送レジスタは、垂直方向に複数本形成されている。
水平−水平間転送部は、隣り合う前記水平転送レジスタ間において、異なる位相の転送駆動パルスが印加される水平転送電極下の水平転送チャネル領域をつなぐ水平−水平間転送チャネル領域を有する。また、水平−水平間チャネル領域上部であって、垂直転送電極及び水平転送電極と同層に形成された水平−水平間転送電極とを有する。
シャント配線は、隣接する水平転送レジスタ間の同じ位相の転送駆動パルスが印加される水平転送電極同士を接続するものであり、複数形成されている。
【００２１】
本発明の固体撮像装置では、垂直転送電極と、水平転送電極と、水平−水平間転送電極とが同一層に形成されている。これにより、垂直転送電極、水平転送電極、水平−水平転送電極間に、層間絶縁膜を有さない。そして、垂直方向に隣接する水平転送レジスタ間の水平転送電極は分離して形成されており、この水平転送レジスタ間の、同じ位相の転送駆動パルスが印加される水平転送電極同士は、シャント配線により接続される。
【００２２】
また、本発明の固体撮像装置の製造方法は、まず、基板に、水平方向に隣接する複数の垂直転送チャネル領域を形成する。次に、基板に、垂直方向に隣接する複数の水平転送チャネル領域を形成する。次に、隣接する水平転送チャネル領域間の領域に、水平−水平間チャネル領域を形成する。次に、基板上に、１層目の電極材料層を形成する。次に、１層目の電極材料層をパターニング加工することにより、垂直転送チャネル領域上部に垂直転送電極を形成し、水平転送チャネル領域上部の水平方向に、水平転送電極を複数形成し、水平−水平間チャネル領域上部に水平−水平間電極を形成する。次に、垂直転送電極、複数の水平転送電極、水平−水平間電極上に、２層目の電極材料層を形成する。次に、２層目の電極材料層をパターニング加工することにより、隣接する前記水平転送チャネル領域上部に形成される複数の水平転送電極のうち、同じ位相の転送駆動パルスが印加される水平転送電極同士を接続する複数のシャント配線を形成する。
【００２３】
本発明の固体撮像装置では、垂直転送電極、水平転送電極、水平−水平間転送電極が同一工程で形成され、１層目の電極材料層によって形成される。また、複数のシャント配線は、２層目の電極材料層によって形成される。
【００２４】
また、本発明の電子機器は、光学レンズと、固体撮像装置と、信号処理回路とを有する。そして、固体撮像装置は、画素部、垂直転送レジスタ、水平転送レジスタ、水平−水平間転送部、シャント配線から構成される。
画素部は、複数の受光センサ部から構成される。
垂直転送レジスタは、水平方向に隣接する受光センサ部間に形成された垂直転送チャネル領域と、垂直転送チャネル領域上部に形成された垂直転送電極とを有する。そして、水平方向に複数本形成された垂直転送レジスタを有する。
水平転送レジスタは、水平転送チャネル領域と、水平転送チャネル領域上部の水平方向に複数形成され、隣接する水平転送電極には、異なる位相の転送駆動パルスが印加される水平転送電極を有する。そしてこの水平転送電極は、垂直転送電極と同層に形成されている。この水平転送レジスタは、垂直方向に複数本形成されている。
水平−水平間転送部は、隣り合う前記水平転送レジスタ間において、異なる位相の転送駆動パルスが印加される水平転送電極下の水平転送チャネル領域をつなぐ水平−水平間転送チャネル領域を有する。また、水平−水平間チャネル領域上部であって、垂直転送電極及び水平転送電極と同層に形成された水平−水平間転送電極とを有する。
シャント配線は、隣接する水平転送レジスタ間の同じ位相の転送駆動パルスが印加される水平転送電極同士を接続するものであり、複数形成されている。
【００２５】
本発明の電子機器では、電子機器に用いられる固体撮像装置において、垂直転送電極、水平転送電極、水平−水平転送電極間の層間絶縁膜を有さない。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の固体撮像装置よれば、画素サイズの微細化や、低電圧駆動が可能となる。また本発明の固体撮像装置の製造方法によれば、製造工程を低減することができる。さらに、本発明の電子機器によれば、低電圧駆動が可能な固体撮像装置が用いられるので、低電圧駆動の電子機器とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図１〜図８を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２８】
〈本発明の固体撮像装置の一実施の形態〉
［固体撮像装置の全体構成］
まず、図１に、本発明の一実施の形態に係るＣＣＤ型の固体撮像装置の全体概略構成を示す。
【００２９】
図１に示すように、本実施形態例のＣＣＤ型の固体撮像装置１は、基板２に形成された複数の受光センサ部４と、ＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ５と、ＣＣＤ構造の第１の水平転送レジスタ６ａ及び第２の水平転送レジスタ６ｂとを有して構成される。受光センサ部４と垂直転送レジスタ５とにより画素部３が形成されている。さらに、第１及び第２の水平転送レジスタ６ａ，６ｂ間に形成される水平−水平間転送部（以下、Ｈ−Ｈ転送部）７と、第１及び第２の水平転送レジスタ６ａ，６ｂに接続された出力回路８ａ，８ｂとを有して構成される。すなわち、本実施形態例の固体撮像装置１は、２本の水平転送レジスタを有する例である。
【００３０】
受光センサ部４は、光電変換素子、すなわちフォトダイオードにより構成されるものであり、信号電荷の生成、蓄積をするものである。本実施形態例では、受光センサ部４は、基板２の水平方向及び垂直方向に、複数個、マトリクス状に形成されている。
【００３１】
垂直転送レジスタ５は、垂直方向に配列される受光センサ部４に対応して、水平方向に隣接する受光センサ部４間に、垂直方向に複数形成される。この垂直転送レジスタ５は、受光センサ部４に蓄積された信号電荷を読み出して、垂直方向に転送するものである。本実施形態例の垂直転送レジスタ５が形成されている転送ステージでは、図示しない転送駆動パルス回路から印加される転送駆動パルスＶφ１〜Ｖφ４により、４相駆動される構成とされている。また、垂直転送レジスタ５の最終段では、転送駆動パルスＶＯＧが印加されることにより、最終段に保持されていた信号電荷は、第１の水平転送レジスタ６ａに転送される構成とされている。
【００３２】
第１の水平転送レジスタ６ａは、垂直転送レジスタ５の最終段の一端に形成されるものである。この第１の水平転送レジスタ６ａが形成されている転送ステージは、垂直転送レジスタ５により垂直転送されてきた信号電荷の一部を、一水平ライン毎に水平方向に転送するものである。
【００３３】
第２の水平転送レジスタ６ｂは、第１の水平転送レジスタ６ａの、垂直転送レジスタ５側とは反対側の位置に、第１の水平転送レジスト６ａと平行となるように形成されている。この第２の水平転送レジスタ６ｂが形成されている転送ステージは、第１の水平転送レジスタ６ａで水平転送されずに、Ｈ−Ｈ転送部７を介して転送されてきた一部の信号電荷を、一水平ライン毎に水平方向に転送するものである。
【００３４】
そして、本実施形態例の第１の水平転送レジスタ６ａ、及び第２の水平転送レジスタ６ｂは、図示しない転送駆動パルス回路から印加される転送駆動パルスＨφ１，Ｈφ２により、２相駆動される構成とされている。
【００３５】
Ｈ−Ｈ転送部７は、第１の水平転送レジスタ６ａと、第２の水平転送レジスタ６ｂとの間に形成されるものである。このＨ−Ｈ転送部７が形成されている転送ステージは、垂直転送レジスタ５から第１の水平転送レジスタ６ａに転送さてきた信号電荷の一部を、第２の転送レジスタ６ｂに転送するものである。このＨ−Ｈ転送部７は、転送駆動パルスＨＨＧにより駆動される構成とされている。
【００３６】
出力回路８ａは、第１の水平転送レジスタ６ａにより水平転送された信号電荷を電荷電圧変換することにより、映像信号として出力するものである。
また、出力回路８ｂは、第２の水平転送レジスタ６ｂにより水平転送された信号電荷を電荷電圧変換することにより、映像信号として出力するものである。
【００３７】
以上の構成を有する固体撮像装置１においては、受光センサ部４に蓄積された信号電荷は、垂直転送レジスタ５により、垂直方向に転送されて、第１の水平転送レジスタ６ａ内に転送される。そして、第１の水平転送レジスタ６ａ内に転送されてきた信号電荷の一部は、Ｈ−Ｈ転送部７を介して、第２の水平転送レジスタ６ｂ内に転送される。そして、第１の水平転送レジスタ６ａ内及び、第２の水平転送レジスタ６ｂ内の信号電荷は、それぞれ水平方向に転送され、出力回路８ａ，８ｂを介して映像信号として出力される。
【００３８】
［固体撮像装置の要部の構成］
図２は、本実施形態例の固体撮像装置１の、垂直転送レジスタ５の最終段を含む画素部３、第１の水平転送レジスタ６ａ、第２の水平転送レジスタ６ｂ、Ｈ−Ｈ転送部７における構成である。また、図３Ａは、図２のＡ−Ａ線上に沿う断面構成であり、図３Ｂは、図２のＢ−Ｂ線上に沿う断面構成であり、図３Ｃは、図２のＣ−Ｃ線上に沿う断面構成である。図２、図３を用いて、以下に、本実施形態例の固体撮像装置１の要部について詳述する。
【００３９】
まず、垂直転送レジスタ５について説明する。垂直転送レジスタ５は、図３Ａ，３Ｂに示すように、ｐ型半導体からなる基板２表面に形成されたｎ型不純物領域からなる垂直転送チャネル領域１６ａ，１６ｂと、垂直転送電極９（１０）とから構成される。垂直転送チャネル領域１６ａ，１６ｂは、水平方向に隣接して形成される受光センサ部４の間に、垂直方向に複数列形成されている。この垂直転送チャネル領域１６ａ，１６ｂは、基板２を構成するｐ型半導体からなるチャネルストップ領域１７により、列ごとに分離されて、それぞれ交互に形成されている。垂直転送電極９（１０）は、受光センサ部４、垂直転送チャネル領域１６ａ，１６ｂ、チャネルストップ領域１７が形成された基板２上に、水平方向に延在して形成されている。図２では、最終段の垂直転送電極１０と、その１つ前の垂直転送電極９からなる垂直転送レジスタ５を図示している。また図２では、受光センサ部４は図示されていない。
【００４０】
次に、第１の水平転送レジスタ６ａについて説明する。
第１の水平転送レジスタ６ａは、基板２に形成された第１の水平転送チャネル領域２５と、第１の水平転送電極１１と、第２の水平転電極１２と、第１のシャント配線１５ａと、第２のシャント配線１５ｂとを有して構成されている。
【００４１】
図３Ｃに示すように、第１の水平転送チャネル領域２５はｐ型半導体からなる基板２表面の水平方向に交互に形成された、ｎ−型不純物領域と、ｎ型不純物領域とから構成されている。このｎ−型不純物領域は、第１の水平転送チャネル領域２５においてトランスファー領域２５ａを構成し、ｎ型不純物領域は、第１の水平転送チャネル領域２５において、ストレージ領域２５ｂを構成するものである。トランスファー領域２５ａは、静電ポテンシャルが浅く、ストレージ領域２５ｂは静電ポテンシャルが深い。このため、第１の水平転送チャネル領域２５に転送された信号電荷は、ストレージ領域２５ｂに保持されることとなる。
この１組のトランスファー領域２５ａ、及びストレージ領域２５ｂは、隣接する１つの垂直転送チャネル領域１６ａ（１６ｂ）に接続されるように形成されている。
【００４２】
第１の水平転送電極１１、及び第２の水平転送電極１２は、第１の水平転送チャネル領域２５の、転送方向に隣接する１組のトランスファー領域２５ａとストレージ領域２５ｂに対して１つずつ、基板２表面のゲート絶縁膜２７を介して水平方向に、交互に形成されている。そして、第１の水平転送電極１１下部のトランスファー領域２５ａ、ストレージ領域２５ｂは、垂直転送チャネル領域１６ｂに接続さおり、第２の水平転送電極１２下部のトランスファー領域２５ａ、ストレージ領域２５ｂは、垂直転送チャネル領域１６ａに接続される。
また、第１の水平転送電極１１及び第２の水平転送電極１２は、ポリシリコン層で形成されている。
【００４３】
図３Ａに示すように、第１のシャント配線１５ａは、第１の水平転送電極１１上に形成される絶縁膜２８上に形成されており、絶縁膜２８に形成されたコンタクト部２４を介して第１の水平転送電極１１と電気的に接続されるように形成されている。この第１のシャント配線１５ａは、第１のメタル配線２２に、コンタクト部３０を介して接続されている。このメタル配線２２は、転送駆動パルスＨφ１を供給する配線である。これにより、第１のシャント配線１５ａを介して、第１の水平転送電極１１に転送駆動パルスＨφ１が供給される構成とされている。
【００４４】
図３Ｂに示すように、第２のシャント配線１５ｂは、第２の水平転送電極１２上に形成される絶縁膜２８上に形成されており、絶縁膜２８に形成されたコンタクト部２９を介して第２の水平転送電極１２と電気的に接続されるように形成されている。この第２のシャント配線１５ｂは、第２のメタル配線２３に、コンタクト部３０を介して接続されている。このメタル配線２３は、転送駆動パルスＨφ２を供給する配線である。これにより、第２のシャント配線１５ｂを介して、第２の水平転送電極１２に転送駆動パルスＨφ２が供給される構成とされている。
【００４５】
図３Ｂに示すように、第１のシャント配線１５ａ、第２のシャント配線１５ｂは、同一のポリシリコン層で形成されている。
【００４６】
次に、第２の水平転送レジスタ６ｂについて説明する。
第２の水平転送レジスタ６ｂは、第１の水平転送レジスタ６ａと平行するよう、第１の水平転送レジスタ６ａに対して、Ｈ−Ｈ転送部７を介して形成されている。第２の水平転送レジスタ６ｂは、基板２に形成された第２の水平転送チャネル領域２６と、第３の水平転送電極１３と、第４の水平転送電極１４と、第１のシャント配線１５ａと、第２のシャント配線１５ｂとを有して構成されている。
【００４７】
第２の水平転送チャネル領域２６は、第１の水平転送チャネル領域２５と同様に、ｐ型半導体からなる基板２表面の水平方向に交互に形成された、ｎ−型不純物領域と、ｎ型不純物領域とから構成されている。このｎ−型不純物領域は、第２の水平転送チャネル領域２６においてトランスファー領域２６ａを構成し、ｎ型不純物領域は、第２の水平転送チャネル領域２６において、ストレージ領域２６ｂを構成するものである。このトランスファー領域２６ａ及びストレージ領域２６ｂは、それぞれ、隣接する第１の水平転送チャネル領域２５の、トランスファー領域２５ａ及びストレージ領域２５ｂと、垂直方向に隣接するように形成されている。
【００４８】
第３の水平転送電極１３、及び第４の水平転送電極１４は、転送方向に隣接する１組のトランスファー領域２６ａとストレージ領域２６ｂに対して１つずつ、基板２表面のゲート絶縁膜２７を介して水平方向に、交互に形成されている。また、第３の水平転送電極１３は、第２の水平転送電極１２に対して垂直方向に位置するように形成されている。また、第４の水平転送電極１４は、第１の水平転送電極１１に対して垂直方向に位置するように形成されている。
【００４９】
また、図３Ａ，３Ｂに示すように、第３の水平転送電極１３及び第４の水平転送電極１４は、第１の水平転送電極１１と、第２の水平転送電極１２と同一のポリシリコン層で形成されている。
【００５０】
図３Ａに示すように、第１のシャント配線１５ａは、第１の水平転送電極１１と垂直方向に隣接する第４の水平転送電極１４上に形成される絶縁膜２８上に形成されており、絶縁膜２８に形成されたコンタクト部２４を介して第４の水平転送電極１４と電気的に接続されている。この第１のシャント配線１５ａは、第１の水平転送電極１１と、第１の水平転送電極１１に対して垂直方向に隣接する第４の水平転送電極１４上に架けて、垂直方向に一体に形成されるものである。
すなわち、この第１のシャント配線１５ａは、第１の水平転送電極１１に転送駆動パルスＨφ１を印加すると共に、第４の水平転送電極１４にも、転送駆動パルスＨφ１を印加するものである。
【００５１】
図３Ｂに示すように、第２のシャント配線１５ｂは、第２の水平転送電極１２と垂直方向に隣接する第３の水平転送電極１３上に形成される絶縁膜２８上に形成されている。そして、絶縁膜２８に形成されたコンタクト部２９を介して第３の水平転送電極１３と電気的に接続されている。この第１のシャント配線１５ｂは、第２の水平転送電極１２と、第２の水平転送電極１２に対して垂直方向に隣接する第３の水平転送電極１３上に架けて、垂直方向に一体に形成されるものである。
すなわち、この第２のシャント配線１５ｂは、第２の水平転送電極１２に転送駆動パルスＨφ２を印加すると共に、第３の水平転送電極１３にも、転送駆動パルスＨφ２を印加するものである。
【００５２】
このように、垂直方向に隣接する第１の水平転送電極１１、第４の水平転送電極１４に架けて第１のシャント配線１５ａが形成されており、垂直方向に隣接する第２の水平転送電極１２、第３の水平転送電極１３に架けて第２のシャント配線１５ｂが形成されている。これにより、第１のシャント配線１５ａ及び第２のシャント配線１５ｂが共に、異なる位相の転送駆動パルスが印加される水平転送電極上を股がない構成とされている。
【００５３】
次に、Ｈ−Ｈ転送部７について説明する。
Ｈ−Ｈ転送部７は、第１の水平転送レジスタ６ａと第２の水平転送レジスタ６ｂとの間に形成されている。Ｈ−Ｈ転送部７は、図３Ａ，３Ｂに示すように基板２に形成された水平−水平間チャネル領域（以下、Ｈ−Ｈチャネル領域）２０と、チャネルストップ領域１９と、基板２表面に形成された水平−水平間転送電極（以下、Ｈ−Ｈ転送電極）１８とから構成されている。
【００５４】
Ｈ−Ｈチャネル領域２０は、第１の水平転送レジスタ６ａと第２の水平転送レジスタ６ｂ間で、第２の水平転送電極１２下部の第１の水平転送チャネル領域２５と第４の水平転送電極１４下部の第２の水平転送チャネル領域２６とをつなぐように形成されている。この場合、第２の水平転送電極１２と第４の水平転送電極１４とは、斜めに隣接しているので、このＨ−Ｈチャネル領域２０は、斜めに形成されている。
【００５５】
本実施形態例では、第２の水平転送電極１２と第４の水平転送電極１４は、互いに異なる転送駆動パルスが印加される。このため、Ｈ−Ｈチャネル領域２０は、互いに異なる位相の転送駆動パルスが印加される第２の水平転送電極１２下部の第１の水平転送チャネル２５と、第４の水平転送電極１４下部の第２の水平転送チャネル領域２６をつなぐように形成されている。
【００５６】
また、このＨ−Ｈチャネル領域２０は、図３Ｂに示すように第１の水平転送レジスタ６ａから第２の水平転送レジスタ６ｂに向けて、ｎ−型不純物領域からなるトランスファー領域２０ａと、ｎ型不純物領域からなるストレージ領域２０ｂが形成されている。これにより、Ｈ−Ｈチャネル領域２０の静電ポテンシャルは、第１の水平転送レジスタ６ａ側から、第２の水平転送レジスタ６ｂ側へ向けて、深くなるように形成されている。Ｈ−Ｈ転送電極１８下部のＨ−Ｈチャネル領域２０以外の領域は、ｐ型半導体によりチャネルストップ領域１９とされている。
【００５７】
Ｈ−Ｈ転送電極１８は、基板２表面に形成されたゲート絶縁膜２７を介して、基板２に形成されたＨ−Ｈチャネル領域２０上に形成されており、水平方向に複数形成されるＨ−Ｈチャネル領域２０上に単一に形成されている。そして、このＨ−Ｈ転送電極は、図３Ａ，３Ｂに示すように、第１〜第４の水平転送電極１１〜１４と同一のポリシリコン層で形成されている。そして、このＨ−Ｈ転送電極１８は、コンタクト部３１を介して、メタル配線２１に接続される。このメタル配線２１は、Ｈ−Ｈ転送電極１８に、転送駆動パルスφＨＨＧを供給するためのものである。
【００５８】
このように、本実施形態例では、垂直転送電極９（１０）、第１〜第４の水平転送電極１１〜１４、及びＨ−Ｈ転送電極１８とは、同一のポリシリコン層に形成されている。また、その上部には、第１のシャント配線１５ａと、第２のシャント配線１５ｂが同一のポリシリコン層に形成されている。すなわち、本実施形態例の固体撮像装置１では、第１の水平転送レジスタ６ａと第２の水平転送レジスタ６ｂは、２層のポリシリコン層で形成された電極層を有して構成されている。
【００５９】
［固体撮像装置の製造方法］
以下に、図４を用いて、本実施形態例の固体撮像装置１の製造方法を説明する。図４は、図２のＡ−Ａ線上に沿う断面部分における製造工程図である。
【００６０】
まず、図４Ａに示すように、シリコンから成るｐ型半導体の基板２に、垂直転送チャネル領域１６ｂ（１６ａ）、第１の水平転送チャネル領域２５、第２の水平転送チャネル領域２６、Ｈ−Ｈチャネル領域２０や、図示しない、チャネルストップ領域を形成する。直転送チャネル領域１６ｂ（１６ａ）、第１の水平転送チャネル領域２５、第２の水平転送チャネル領域２６、Ｈ−Ｈチャネル領域２０は、所定の位置に、ｎ型不純物をイオン注入することにより形成することができる。そしてその基板２表面に、シリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜２７を形成する。
【００６１】
次に、図４Ｂに示すように、ゲート絶縁膜２７上に、電極材料層となる１層目のポリシリコン層３２を形成する。
【００６２】
次に、図４Ｃに示すように、ポリシリコン層３２をパターニング加工することにより、垂直転送電極１０（９）、第１〜第４の水平転送電極１１〜１４、Ｈ−Ｈ転送電極１８を、それぞれ形成する。すなわち、垂直転送電極１０（９）、第１〜第４の水平転送電極１１〜１３、Ｈ−Ｈ転送電極１８は、１層目のポリシリコン層３２に形成される。
【００６３】
次に、図５Ｄに示すように、垂直転送電極１０（９）、第１〜第４の水平転送電極１１〜１４、Ｈ−Ｈ転送電極１８上部、及び、それらの電極間ギャップ領域に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、絶縁膜２８を形成する。絶縁膜２８としては、酸化シリコン（ＳｉＯ２）系、シリコンナイトライド（ＳｉＮ）系、シリコンオキシナイトライド系（ＳｉＯＮ）系の単層膜や、それらを組み合わせた多層膜を用いることができる。
【００６４】
そして、図５Ｅに示すように、第１〜第４の水平転送電極１１〜１４上に形成された絶縁膜２８の所望の位置に、コンタクトホール３３を形成する。このコンタクトホール３３は、図３Ａ，３Ｂにおいて、コンタクト部２４，２９を構成するものである。
【００６５】
次に、図５Ｆに示すように、コンタクトホール３３及び、絶縁膜２８上に、電極材料層となる２層目のポリシリコン層３４を形成する。
【００６６】
次に、図３Ａに示すように、ポリシリコン層３４をパターニングすることにより、第１のシャント配線１５ａ、及び第２のシャント配線１５ｂを形成する。すなわち、２層目のポリシリコン層３５により、第１のシャント配線１５ａ及び、第２のシャント配線１５ｂが形成される。
【００６７】
その後の製造工程は、通常のＣＣＤ型の固体撮像装置と同様であり、層間絶縁膜形成工程、遮光電極製造工程がある。また、ソース・ドレイン部の製造工程、メタル配線の製造工程がある。メタル配線の製造工程時には、それぞれのメタル配線と、第１のシャント配線、第２のシャント配線、Ｈ−Ｈ転送電極に接続される配線とのコンタクト部が形成され、それぞれの配線とメタル配線とで電気的コンタクトがなされる。その後、必要に応じてカラーフィルタ層や、オンチップレンズが形成されることにより、固体撮像装置１は完成される。
【００６８】
本実施形態例の固体撮像装置１の製造方法では、１層目のポリシリコン層３２で、垂直転送電極１０（９）、第１〜第４の水平転送電極１１〜１４、及び、Ｈ−Ｈ転送電極１８を形成するため、多層ポリシリコン電極構造、及び工程を用いる必要がない。これにより、工程数を少なくすることができる。
【００６９】
［固体撮像装置の駆動方法］
次に、本実施形態例の固体撮像装置１の駆動方法を説明する。図６に、最終段の垂直転送電極１０、第１〜第４の水平転送電極１１〜１４、Ｈ−Ｈ転送電極１８に印加される転送駆動パルスのタイミングチャートを示す。また、図７には、印加される転送駆動パルスに対応した、Ｂ−Ｂ線上に沿う領域でのポテンシャル図を示す。また、図７では、Ａ−Ａ線上に沿う領域に加えて、最終段の１つ前の垂直転送電極９下部の垂直転送チャネル領域１６ａのポテンシャルも示している。
【００７０】
図７に示すポテンシャル図では、転送駆動パルス印加時におけるハイレベル（Ｈｉｇｈ）のポテンシャルを実線で示し、転送駆動パルスが印加されていないローレベル（Ｌｏｗ）のポテンシャルを破線で示す。また、第１の水平転送チャネル領域２５、第２の水平転送チャネル領域２６は、それぞれ水平方向にトランスファー領域２５ａ，２６ａとストレージ領域２５ｂ，２６ｂが形成されているが、そのときのポテンシャル（Ｈｉｇｈ（Ｔｒ，Ｓｔ），Ｌｏｗ（Ｔｒ，Ｓｔ））も同時に示している。
【００７１】
まず、図６に示すように、最終段の垂直転送レジスタ５の垂直転送電極１０に転送駆動パルスＶＯＧを印加した状態で、転送駆動パルスＨφ２を印加する。これにより、最終段の垂直転送電極１０下部の垂直転送チャネル領域１６ａのポテンシャルがハイレベルに保持された状態で、第２の水平転送電極１２下部の第１の水平転送チャネル領域２５のポテンシャルがハイレベルになる。これにより、図７に示すように、第２の水平転送電極１２下部の第１の水平転送チャネル領域２５のポテンシャルが、垂直転送チャネル領域１６ａのポテンシャルよりも深くなる。そうすると、最終段の垂直転送チャネル領域１６ａに保持されていた信号電荷ｅが、第２の水平転送電極１２下部の第１の水平転送チャネル領域２５に転送される。すなわち、このタイミングにおいて信号電荷ｅは、図２に示すようにｔ１からｔ２に転送される。
【００７２】
次に、Ｈ−Ｈ転送電極１８に転送駆動パルスφＨＨＧを印加しながら、転送駆動パルスＨφ２の印加をやめる。これにより、第１の水平転送電極１２下部の第１の水平転送チャネル領域２５のポテンシャルがローレベルになりつつ、Ｈ−Ｈチャネル領域２０のポテンシャルがローレベルからハイレベルになる。これにより、図７に示すように、Ｈ−Ｈチャネル領域２０のポテンシャルが、第２の水平転送電極１２下部の第１の水平転送チャネル領域２５のポテンシャルよりも深くなる。そうすると、第２の水平転送電極１２下部の第１の水平転送チャネル領域２５に保持されていた信号電荷ｅは、Ｈ−Ｈチャネル領域２０に転送される。すなわち、このタイミングにおいて信号電荷ｅは、図２に示すようにｔ２からｔ３に転送される。
そして、このとき、Ｈ−Ｈチャネル領域２０は、転送方向に対してトランスファー領域とストレージ領域とを有しているので、図７に示すように、転送方向に階段状のポテンシャルが形成され、信号電荷の逆流が発生しないようにされている。
【００７３】
次に、Ｈ−Ｈ転送電極１８への転送駆動パルスφＨＨＧの印加を辞めて、転送駆動パルスＨφ１を印加する。これにより、Ｈ−Ｈチャネル領域２０のポテンシャルがローレベルになり、第４の水平転送電極１４下部の第２の水平転送チャネル領域２６のポテンシャルがハイレベルになる。これにより、図７に示すように、第４の水平転送電極１４下部の第２の水平転送チャネル領域２６のポテンシャルが、Ｈ−Ｈチャネル領域２０のポテンシャルよりも深くなる。そうすると、Ｈ−Ｈチャネル領域２０に保持されていた信号電荷ｅが、第４の水平転送電極１４下部の第２の水平転送チャネル領域２６に転送される。すなわちこのタイミングにおいて信号電荷ｅは、図２に示すようにｔ３からｔ４に転送される。
【００７４】
また、このとき、最終段の垂直転送電極１０下部の垂直転送チャネル領域１６ｂのポテンシャルがハイレベルに保持された状態で、第１の水平転送電極１１下部の第１の水平転送チャネル領域２５のポテンシャルがハイレベルになる。これにより、図７に示すように、第１の水平転送電極１１下部の第１の水平転送チャネル領域２５のポテンシャルが、垂直転送チャネル領域１６ｂのポテンシャルよりも低くなる。そうすると、最終段の垂直転送チャネル領域１６ｂに保持されていた信号電荷ｅが、第１の水平転送電極１１下部の第１の水平転送チャネル領域２５に転送される。信号電荷ｅが、ｔ３からｔ４に転送されるタイミングにおいて、垂直転送チャネル１６ｂに保持されていた信号電荷ｅは、ｔ１からｔ４に転送される。
【００７５】
その後、最終段の垂直転送電極１０への転送駆動パルスＶＯＧの印加をやめて、転送駆動パルスＨφ１及びＨφ２を交互に印加する。これにより、第２の水平転送レジスタ６ｂでは、第４の水平転送電極１４下部の第２の水平転送チャネル領域２６に保持された信号電荷ｅが、水平方向に転送されていく。
【００７６】
このとき、第２の水平転送電極１２下部の第１の水平転送チャネル領域２５には、Ｈ−Ｈ転送部７を介して、第４の水平転送電極１４下部の第２の水平転送チャネル領域２６に転送されたので、第２の水平転送電極１２下部には信号電荷は無くなる。しかしながら、水平方向に隣接する第１の水平転送電極１１下部の第１の水平転送チャネル領域２５には、垂直転送チャネル１６ｂから転送されてきた信号電荷が保持された状態である。これにより、第１の水平転送レジスタ６ａでは、第１の水平転送電極１１下部の第２の水平転送チャネル領域２６に保持された信号電荷ｅが転送されてくる。
【００７７】
以上のようにして、垂直転送レジスタ１６ａ，１６ｂにより転送された信号電荷は、それぞれ第１の水平転送レジスタ６ａ及び第２の水平転送レジスタ６ｂによって水平方向に転送され、それぞれの出力回路８ａ，８ｂを介して、映像信号として出力される。
【００７８】
本実施形態例の固体撮像装置１では、第１〜第４の水平転送電極１１〜１４下部の第１及び第２の水平転送チャネル領域２５，２６を、トランスファー領域２５ａ，２６ａと、ストレージ領域２６ｂ、２６ｂにより構成している。これにより、第１の水平転送レジスタ６ａ及び第２の水平転送レジスタ６ｂでは、転送駆動パルスＨφ１，Ｈφ２の、２相駆動を可能とされている。そして、同一位相の転送駆動パルスが印加される１つの水平転送電極下に、１組のトランスファー領域と、ストレージ領域とを形成することにより、同一位相内の水平方向の転送電界が強化される。
【００７９】
また、従来の多層ポリシリコン電極構造では、１層目のポリシリコン層で形成されるＨ−Ｈ転送電極と、３層目のポリシリコン層で形成される水平転送電極との間の層間絶縁膜が厚く成らざるを得ない。このため、従来の固体撮像装置では、１層目のポリシリコンを用いた転送ステージと、３層目のポリシリコン層を用いた転送ステージ間の転送が低電圧駆動に対し、障害になりやすかった。
これに対し、本実施形態例の固体撮像装置１では、２層のポリシリコン層３２，３５により垂直転送電極９（１０）、水平転送電極、Ｈ−Ｈ転送電極１８が形成されるので、厚い層間絶縁膜を有せず、低電圧駆動に適している。
【００８０】
また、従来の、例えば３層からなる多層ポリシリコン電極構造では、ゲート絶縁膜を転送ステージ毎に同一膜厚に保つために、ＭＯＮＯＳ構造を採る必要があり、ゲート構造が複雑になる。
これに対し、本実施形態例の固体撮像装置１では、同一のポリシリコン層に、垂直転送電極１０（９）、第１〜第４の水平転送電極１１〜１４、Ｈ−Ｈ転送電極１８を形成することができるので、単一のゲート絶縁膜２７を用いることができる。
【００８１】
また、従来の例えば３層からなる多層ポリシリコン電極構造では、ゲート絶縁膜を、転送ステージ毎に同一膜厚に保つために、ポリシリコンを酸化することによる層間絶縁膜の形成方法を使用する必要性が高かった。このため、ポリシリコン電極自体の酸化による細りが発生せざるを得ない。酸化によるポリシリコン電極の細り現象は、画素サイズの微細化において好ましくなく、特に、１層目のポリシリコン層で形成されたポリシリコン電極の細りは加工精度を落とすこととなり、好ましくない。
これに対し、本実施形態例の固体撮像装置の製造方法では、垂直転送電極１０（９）、第１〜第４の水平転送電極１１〜１４、Ｈ−Ｈ転送電極１８を同一のポリシリコン層３２，３５に形成することにより、それぞれの電極が受ける酸化を実質的にゼロにすることができる。このように、本実施形態例の固体撮像装置１の構造、及び固体撮像装置１の製造方法は、素子の微細化に適しているといえる。
【００８２】
また、従来の例えば３層からなる多層ポリシリコン電極構造では、水平転送電極同士が、オーバーラップして形成されており、水平転送電極間での寄生容量が発生する。また、水平転送電極と、Ｈ−Ｈ転送電極同もオーバーラップして形成されるので、水平転送電極と、Ｈ−Ｈ転送電極との間にも寄生容量が発生する。
これに対し、本実施形態例の固体撮像装置１では、第１〜第４の水平転送電極１１〜１４や、Ｈ−Ｈ転送電極１８の全てが、互いに分離された状態で同一層に形成されているので、互いにオーバーラップすることがない。これにより、第１〜第４水平転送電極１１〜１４や、Ｈ−Ｈ転送電極１８間での寄生容量を低減することができ、また、第１及び第２の水平転送レジスタ６ａ，６ｂを駆動するドライバービリティを向上させることができる。
【００８３】
また、本実施形態例の固体撮像装置１によれば、第１及び第２のシャント配線１５ａ，１５ｂは、第１〜第４の水平転送電極１１〜１４上のうち、異なる位相の転送駆動パルスが印加される水平転送電極上にはレイアウトされないような構成とされている。これにより、異なる位相の転送駆動パルスが印加される水平転送電極間での結合容量を低減し、低消費電力駆動を可能にする。
【００８４】
本実施形態例の固体撮像装置では、第１の水平転送レジスタと、第２の水平転送レジスタを２相駆動する例としたが、３相駆動や４相駆動とすることもできる。また、本実施形態例の固体撮像装置では、第１の水平転送レジスタと、第２の水平転送レジスタの２本の水平転送レジスタを有する例としたが、２本以上の複数本の水平転送レジスタを用いることもできる。しかしながら、本実施形態例のように、第１の水平転送レジスタ及び第２の水平転送レジスタを２相駆動することにより、入力される転送駆動パルス、電極配線、チャネル領域等の構成を複雑にする必要がなく、扱いが容易である。したがって、構成や、扱いやすさの面からみても、第１の水平転送レジスタと第２の水平転送レジスタの２本の水平転送レジスタを、２相駆動する例が好ましい。
【００８５】
本実施形態例は、ＩＴ型（インターライン型）、ＦＴ型（フレームトランスファー型）、ＦＩＴ型（フレームインターライントランスファー型）のＣＣＤ固体撮像装置に適用することができるものである。
【００８６】
［電子機器］
以下に、上述した本実施形態に係る固体撮像装置を電子機器に用いた場合の実施形態を示す。以下の説明では、一例として、カメラに、本実施形態例で構成された固体撮像装置１を用いる例を説明する。
【００８７】
図８に、本発明の一実施形態に係るカメラの概略断面構成を示す。本実施形態例に係るカメラは、静止画像又は動画撮影可能なビデオカメラを例としたものである。
【００８８】
本実施形態例のカメラは、固体撮像装置１と、光学系２１０と、シャッタ装置２１１と、駆動回路２１２と、信号処理回路２１３とを有する。
【００８９】
光学系２１０は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置１の撮像面上面に結像させる。これにより、固体撮像装置１内に、一定期間信号電荷が蓄積される。
シャッタ装置２１１は、固体撮像装置１への光照射期間及び遮光期間を制御する。
駆動回路２１２は、固体撮像装置１の転送動作及びシャッタ装置２１１のシャッタ動作を制御する駆動信号を供給する。駆動回路２１２から供給される駆動信号（タイミング信号）により、固体撮像装置１の信号転送を行う。信号処理回路２１３は、各種の信号処理を行う。信号処理が行われた映像信号は、メモリなどの記憶媒体に記憶され、或いは、モニタに出力される。
【００９０】
本実施形態例の電子機器では、固体撮像装置１において、電極間の層間の絶縁膜が薄く形成されるので、低消消費電力駆動の電子機器とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の一実施形態における固体撮像装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態における固体撮像装置の要部の概略構成図である。
【図３】Ａ，Ｂ，Ｃ  図２のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ線上に沿う概略断面図である。
【図４】Ａ，Ｂ，Ｃ  本発明の一実施形態における固体撮像装置の製造工程図（その１）である。
【図５】Ｄ，Ｅ，Ｆ  本発明の一実施形態における固体撮像装置の製造工程図（その２）である。
【図６】最終段の垂直転送レジスタ及び、水平転送レジスタにおけるタイミングチャートである。
【図７】本発明の一実施形態における固体撮像装置の要部におけるポテンシャル図である。
【図８】本発明の一実施形態における電子機器である。
【図９】従来例の固体撮像装置の要部の概略構成図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線上に沿う断面構成図である。
【符号の説明】
【００９２】
１・・固体撮像装置、２・・基板、３・・画素部、４・・受光センサ部、５・・垂直転送レジスタ、６ａ・・第１の水平転送レジスタ、６ｂ・・第２の水平転送レジスタ、７・・Ｈ−Ｈ転送部、８ａ，８ｂ・・出力回路、９，１０・・垂直転送電極、１１・・第１の水平転送電極、１２・・第２の水平転送電極、１３・・第３の水平転送電極、１４・・第４の水平転送電極、１５ａ・・第１のシャント配線、１５ｂ・・第２のシャント配線、１６ａ，１６ｂ・・垂直転送チャネル領域、１７・・チャネルストップ領域、１８・・Ｈ−Ｈ転送電極、１９・・チャネルストップ領域、２０・・Ｈ−Ｈチャネル領域、２１，２２，２２，２３・・メタル配線、２４・・コンタクト部、２５・・第１の水平転送チャネル領域、２６・・第２の水平転送チャネル領域、２７・・ゲート絶縁膜、２８・・絶縁膜、２９，３０，３１・・コンタクト部、３２・・ポリシリコン層、３３・・コンタクトホール、３４・・ポリシリコン層
【図１】
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【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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