(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号電荷を一方向に転送する転送チャネル領域と、該転送チャネル領域上に該転送チャネル領域に対して電荷転送のための電位変化を生じさせる３層の転送電極群が電荷転送方向に多数配列された電荷転送素子において、
上記３層の転送電極のうち、２層目の転送電極の膜厚が１層目及び３層目の転送電極の膜厚よりも厚く形成されてなることを特徴とする電荷転送素子。
【請求項２】
信号電荷を一方向に転送する転送チャネル領域と、該転送チャネル領域上に該転送チャネル領域に対して電荷転送のための電位変化を生じさせる３層の転送電極群が電荷転送方向に多数配列された電荷転送素子において、
上記３層の転送電極のうち、２層目の転送電極が１層目及び３層目の転送電極の構成材料よりも低抵抗率の材料にて構成されていることを特徴とする電荷転送素子。
【請求項３】
上記３層の転送電極群のうち、２層目の転送電極への不純物の注入量が１層目及び３層目の転送電極への不純物の注入量よりも多いことを特徴とする請求項２記載の電荷転送素子。
【請求項４】
上記３層の転送電極群のうち、２層目の転送電極が高融点シリサイド層から形成され、１層目及び３層目の転送電極が多結晶シリコン層で形成されてなることを特徴とする請求項２記載の電荷転送素子。
【請求項５】
信号電荷を一方向に転送する転送チャネル領域上に３層の転送電極群が電荷転送方向に多数配列され、転送クロック生成系にて生成された転送クロックがそれぞれクロックドライブ回路を通じて上記各転送電極に供給されることによって、上記転送チャネル領域に対して電荷転送のための電位変化を生じさせる電荷転送素子において、
上記転送クロック生成系と上記２層目の転送電極との間に挿入接続されたクロックドライブ回路の駆動能力が他のクロックドライブ回路よりも高いことを特徴とする電荷転送素子。
【請求項６】
上記転送クロック生成系と上記２層目の転送電極との間に複数個のクロックドライブ回路が並列に挿入接続されていることを特徴とする請求項５に記載の電荷転送素子。
【請求項７】
信号電荷を一方向に転送する転送チャネル領域と、該転送チャネル領域上に該転送チャネル領域に対して電荷転送のための電位変化を生じさせる３層の転送電極群が電荷転送方向に多数配列された電荷転送素子において、
上記３層の転送電極群のうち、３層目の転送電極への不純物の注入量が１層目及び２層目の転送電極への不純物の注入量よりも少ないことを特徴とする電荷転送素子。
【請求項８】
信号電荷を一方向に転送する転送チャネル領域上に３層の転送電極群が電荷転送方向に多数配列され、転送クロック生成系にて生成された転送クロックがそれぞれクロックドライブ回路を通じて上記各転送電極に供給されることによって、上記転送チャネル領域に対して電荷転送のための電位変化を生じさせる電荷転送素子において、
上記３層の転送電極群のうち、２層目の転送電極の膜厚が１層目及び３層目の転送電極の膜厚よりも厚く形成されてなり、
上記転送クロック生成系と上記２層目の転送電極との間に挿入接続されたクロックドライブ回路の駆動能力が他のクロックドライブ回路よりも高いことを特徴とする電荷転送素子。
【請求項９】
信号電荷を一方向に転送する転送チャネル領域と、該転送チャネル領域上に該転送チャネル領域に対して電荷転送のための電位変化を生じさせる３層の転送電極群が電荷転送方向に多数配列された電荷転送素子において、
上記３層の転送電極群のうち、２層目の転送電極の膜厚が１層目及び３層目の転送電極の膜厚よりも厚く形成されてなり、
３層目の転送電極への不純物の注入量が１層目及び２層目の転送電極への不純物の注入量よりも少ないことを特徴とする電荷転送素子。
【請求項１０】
信号電荷を一方向に転送する転送チャネル領域上に３層の転送電極群が電荷転送方向に多数配列され、転送クロック生成系にて生成された転送クロックがそれぞれクロックドライブ回路を通じて上記各転送電極に供給されることによって、上記転送チャネル領域に対して電荷転送のための電位変化を生じさせる電荷転送素子において、
上記３層の転送電極群のうち、３層目の転送電極への不純物の注入量が１層目及び２層目の転送電極への不純物の注入量よりも少なく、
上記転送クロック生成系と上記２層目の転送電極との間に挿入接続されたクロックドライブ回路の駆動能力が他のクロックドライブ回路よりも高いことを特徴とする電荷転送素子。
【請求項１１】
信号電荷を一方向に転送する転送チャネル領域上に３層の転送電極群が電荷転送方向に多数配列された電荷転送素子の各転送電極に転送クロックを供給するクロック供給回路において、
電荷転送素子の２層目の転送電極に転送クロックを供給するクロックドライブ回路の駆動能力が他のクロックドライブ回路の駆動能力よりも高いことを特徴とするクロック供給回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電荷転送素子に関し、特に、複数のＣＣＤ構造による電荷転送部を有する固体撮像素子や信号処理用ＣＣＤ遅延線等に用いて好適な電荷転送素子、及び電荷転送素子に転送クロックを供給するクロック供給回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のＣＣＤ構造による電荷転送部を有するものとして、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＣＤリニアセンサ及びＣＣＤ遅延線等が挙げられる。
【０００３】
その中でもＣＣＤイメージセンサ、例えば３層の転送電極を有し、各転送電極にそれぞれ位相の異なる３相の転送クロックが供給される全画素読出し方式のＣＣＤイメージセンサについてみると、図１５〜図１７に示すように、１層目の多結晶シリコン層で形成された第１の垂直転送電極１０１Ａ（以後、基板１０２より上方に向かって第１〜第３の垂直転送電極１０１Ａ〜１０１Ｃと呼ぶこととする。）は、垂直方向の受光部１０３間において水平方向に延びる帯状の形状を有し、垂直転送レジスタを構成する転送チャネル領域１０４と対向する部分が電極部１０１Ａｂとされ、それ以外の部分が導線部１０１Ａａとされている（実線参照）。
【０００４】
２層目の多結晶シリコン層で形成された第２の垂直転送電極１０１Ｂは、上記導線部１０１Ａａ上において水平方向に延びる導線部１０１Ｂａと、上記転送チャネル領域１０４に沿って図面上、上側に突出する電極部１０１Ｂｂとから構成されている（一点鎖線参照）。この第２の垂直転送電極１０１Ｂは、パターニング時における下層の第１の垂直転送電極１０１Ａとの合わせずれを考慮して、その配線部１０１Ｂａを第１の垂直転送電極１０１Ａの幅よりも小となるように形成されている。
【０００５】
３層目の多結晶シリコン層で形成された第３の垂直転送電極１０１Ｃは、転送チャネル領域１０４に沿って垂直方向に延びる帯状の形成を有し、他の垂直転送電極１０１Ａ及び１０１Ｂと重なる部分が導線部１０１Ｃａとされ、それ以外の部分が電極部１０１Ｃｂとされている（二点鎖線参照）。
【０００６】
なお、上記転送チャネル領域１０４の左右両側のうち、例えば左側に当該転送チャネル領域１０４に沿ってｐ形のチャネルストッパ領域１０５が形成され、上記転送チャネル領域１０４の右側は読出しゲートとされている。上記チャネルストッパ領域１０５は、図１７に示すように、垂直方向に隣り合う受光部１０３間の垂直分離領域下にも形成されている。
【０００７】
また、各垂直転送電極１０１Ａ〜１０１Ｃに対して電荷転送のための垂直転送クロックφＶ１〜φＶ３を供給する系（転送クロック供給系）の構成は、図１８に示すように、基準クロックＰｃを発生する基準クロック発生器１１１と、該基準クロック発生器１１１からの基準クロックＰｃに基づいて垂直同期信号ＶＤ及び水平同期信号ＨＤを生成する同期信号生成回路１１２と、上記基準クロック発生器１１１からの基準クロックＰｃと同期信号生成回路１１２からの垂直同期信号ＶＤ及び水平同期信号ＨＤに基づいて３相の垂直転送クロックφＶ１〜φＶ３を生成する転送クロック生成回路１１３を有して構成された転送クロック生成系１１４と、この転送クロック生成系と各垂直転送電極間に挿入接続された３つのクロックドライブ回路１１５Ａ〜１１５Ｃを有して構成される。
【０００８】
各クロックドライブ回路１１５Ａ〜１１５Ｃはそれぞれ例えばＣＭＯＳインバータにて構成され、第１〜第３の垂直転送電極１０１Ａ〜１０１Ｃに対応してそれぞれ１個ずつ割り当てられて接続されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の３層３相ＣＣＤイメージセンサにおいては、各垂直転送電極１０１Ａ〜１０１Ｃを膜厚及び材質ともに同一条件として形成し、クロックドライブ回路１１５Ａ〜１１５Ｃの各垂直転送電極１０１Ａ〜１０１Ｃに対する駆動能力も同一とするようにしている。
【００１０】
しかしながら、図１６で示すような各垂直転送電極１０１Ａ〜１０１Ｃのパターン形成においては、第２の垂直転送電極１０１Ｂが第１の垂直転送電極１０１Ａ及び第３の垂直転送電極１０１Ｃに挟まれる形とされているため、電極間容量が大きくなり、これにより、第２の垂直転送クロックφＶ２は、他の垂直転送クロックφＶ１及びφＶ３からのカップリングの影響を受け易くなる。
【００１１】
また、垂直転送電極１０１Ａ〜１０１Ｃ間において絶縁をとるため、各垂直転送電極１０１Ａ〜１０１Ｃを形成するたびに熱酸化を施してそれぞれの垂直転送電極１０１Ａ〜１０１Ｃの表面に熱酸化膜を形成するようにしているが、この３層３相ＣＣＤイメージセンサにおいては、３層の多結晶シリコン層によって垂直転送電極１０１Ａ〜１０１Ｃを形成することから、少なくとも３回の熱酸化処理が必要となり、例えば２層４相ＣＣＤイメージセンサと比して酸化回数が多くなる。
【００１２】
そのため、第２の垂直転送電極１０１Ｂの体積、特に幅ｄ（図１７参照）が小さくなり、この体積減少に伴って第２の垂直転送電極１０１Ｂの抵抗値が高くなる。
【００１３】
即ち、第２の垂直転送電極１０１Ｂにおいては、電極間容量の増大と配線抵抗の増大から信号伝搬についての時定数が大きくなり、これによって、第２の垂直転送クロックφＶ２に伝搬遅延が生じ、しかも他の垂直転送クロックφＶ１及びφＶ３とのカップリングの影響により、第２の垂直転送クロックφＶ２に関して、電荷転送に必要な実効振幅を確保できないという問題がある。
【００１４】
上記第２の垂直転送クロックφＶ２について実効振幅が確保できないという問題は、当該第２の垂直転送クロックφＶ２と他の垂直転送クロックφＶ１及びφＶ３とで振幅差が生じることとなり、そのため、第２の垂直転送クロックφＶ２の振幅にて垂直転送レジスタの取扱い電荷量が律速することとなり、また、上記振幅差のために垂直転送レジスタの転送残りも発生するという問題がある。
【００１５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、転送チャネル領域での電荷転送において、その取扱い電荷量の増大を図ることができるとともに、信号電荷の転送についての改善を図ることができ、しかも各転送電極に供給される転送クロック間のカップリングの影響を少なくすることができ、固体撮像素子の電荷転送部に適用した場合に、その再生画像上でのブルーミングの抑圧を実現させることができる電荷転送素子及び電荷転送素子に転送クロックを供給するクロック供給回路を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明に係る電荷転送素子は、信号電荷を一方向に転送する転送チャネル領域と、転送チャネル領域上に転送チャネル領域に対して電荷転送のための電位変化を生じさせる３層の転送電極群が電荷転送方向に多数配列された電荷転送素子において、上記３層の転送電極群のうち、２層目の転送電極の膜厚が１層目及び３層目の転送電極の膜厚よりも厚く形成されるように構成する。
【００１７】
また、請求項２記載の本発明に係る電荷転送素子は、信号電荷を一方向に転送する転送チャネル領域と、転送チャネル領域上に転送チャネル領域に対して電荷転送のための電位変化を生じさせる３層の転送電極群が電荷転送方向に多数配列された電荷転送素子において、上記３層の転送電極群のうち、２層目の転送電極が１層目及び３層目の転送電極の構成材料よりも低抵抗率の材料にて構成されるようにする。
【００１８】
通常、転送電極の形成過程においては、各転送電極間での絶縁をとるために、熱酸化処理が施されるが、この場合、３層の転送電極にて構成されていることから、特に２層目の転送電極に対しての酸化が進み、該２層目の転送電極の体積が減少することとなって、第２の転送電極に関し、信号伝搬についての時定数が増加し、転送クロックの伝搬遅延をもたらす。
【００１９】
しかし、本発明に係る電荷転送素子においては、２層目の転送電極の膜厚が１層目及び３層目の転送電極の膜厚よりも厚く形成され、または、２層目の転送電極が１層目及び３層目の転送電極の構成材料よりも低抵抗率の材料にて構成されてなるので、２層目の転送電極が、他の転送電極よりもその抵抗値が低くなり、第２の転送電極の体積が減ったとしても、抵抗値に関して他の転送電極との相対的な差はほとんどなくなる。従って、第２の転送電極についてのみ転送クロックの伝搬遅延が生じる不都合がなくなる。つまり、各転送電極に関し、転送クロックの伝搬遅延は生じないことと等価となる。
【００２０】
その結果、第２の転送電極に印加される転送クロックの実効振幅を確保することができ、転送チャネル領域を通じて転送される信号電荷の取扱い電荷量の増加を図ることができる。また、上記実効振幅が確保されることから、他の転送電極に印加される転送クロックとの実効振幅差がなくなるため、信号電荷の転送残りは生じなくなり、転送効率の向上を図ることができる。
【００２１】
次に、請求項５記載の本発明に係る電荷転送素子は、信号電荷を一方向に転送する転送チャネル領域上に３層の転送電極群が電荷転送方向に多数配列され、転送クロック生成系にて生成された転送クロックがそれぞれクロックドライブ回路を通じて上記各転送電極に供給されることによって、上記転送チャネル領域に対して電荷転送のための電位変化を生じさせる電荷転送素子において、上記転送クロック生成系と上記２層目の転送電極との間に挿入接続されたクロックドライブ回路の駆動能力を他のクロックドライブ回路よりも高くして構成する。
【００２２】
具体的には、例えば上記転送クロック生成系と上記２層目の転送電極との間に複数個のクロックドライブ回路を並列に挿入接続して構成する（請求項６記載の発明）。
また、電荷転送素子の２層目の転送電極に転送クロックを供給するクロックドライブ回路の駆動能力が他のクロックドライブ回路の駆動能力よりも高くなるように、上記電荷転送素子の各転送電極に転送クロックを供給するクロック供給回路を構成する（請求項１１記載の発明）。
【００２３】
これにより、第２の転送電極には、他のクロックドライブ回路よりも駆動能力が向上されたクロックドライブ回路を通じて転送クロックが供給されることから、第２の転送電極の信号伝搬についての時定数が高く、転送クロックに伝搬遅延をもたらしたとしても、転送クロックに関し、電荷転送に必要な実効振幅を確保することができる。
【００２４】
次に、請求項７記載の本発明に係る電荷転送素子は、信号電荷を一方向に転送する転送チャネル領域と、該転送チャネル領域上に該転送チャネル領域に対して電荷転送のための電位変化を生じさせる３層の転送電極群が電荷転送方向に多数配列された電荷転送素子において、上記３層の転送電極群のうち、３層目の転送電極への不純物の注入量を１層目及び２層目の転送電極への不純物の注入量よりも少なくして構成する。
【００２６】
これにより、第３の転送電極の信号伝搬についての時定数が増加し、該第３の転送電極に供給される転送クロックに伝搬遅延が生ずることになる。その結果、第２の転送電極に対する第３の転送電極からのカップリングの影響が減少し、第２の転送クロックの実効振幅を確保することができる。
【００２７】
また、上記カップリングの影響が減少することで、転送クロックの特に高レベルの変動も少なくなるため、本発明に係る電荷転送素子を固体撮像素子の例えば垂直転送レジスタ等の電荷転送部に適用した場合に、再生画像上のブルーミング現象を抑圧することが可能となり、画質の向上を実現させることができる。
【００２８】
次に、請求項８記載の本発明に係る電荷転送素子は、上記構成において、上記３層の転送電極のうち、２層目の転送電極の膜厚を１層目及び３層目の転送電極の膜厚よりも厚く形成し、かつ上記転送クロック生成系と上記２層目の転送電極との間に挿入接続されたクロックドライブ回路の駆動能力を他のクロックドライブ回路よりも高くして構成する。
【００２９】
２層目の転送電極の膜厚が１層目及び３層目の転送電極の膜厚よりも厚く形成されることから抵抗値が低く、該第２の転送電極の体積が減ったとしても、抵抗値に関して他の転送電極との相対的な差はほとんどなくなり、第２の転送電極についてのみ転送クロックの伝搬遅延が生じるという不都合がなくなる。しかも、第２の転送電極には、他のクロックドライブ回路よりも駆動能力が向上されたクロックドライブ回路を通じて転送クロックが供給されることから、第２の転送電極の信号伝搬についての時定数が高く、転送クロックに伝搬遅延をもたらしたとしても、転送クロックに関し、電荷転送に必要な実効振幅を確保することができる。
【００３０】
次に、請求項９の本発明に係る電荷転送素子は、上記３層の転送電極のうち、２層目の転送電極の膜厚が１層目及び３層目の転送電極の膜厚よりも厚く形成されてなり、かつ、３層目の転送電極への不純物の注入量が１層目及び２層目の転送電極への不純物の注入量よりも少なくなるようにして構成する。
【００３１】
この場合、製造上、第２の転送電極の体積が減ったとしても、抵抗値に関して他の転送電極との相対的な差はほとんどなくなり、第２の転送電極についてのみ転送クロックの伝搬遅延が生じるという不都合がなくなる。しかも、第３の転送電極の信号伝搬についての時定数が増加することから、第２の転送電極に対する第３の転送電極からのカップリングの影響が減少し、第２の転送クロックの実効振幅を確保することができる。
【００３２】
次に、請求項１０記載の本発明に係る電荷転送素子は、上記３層目の転送電極への不純物の注入量が１層目及び２層目の転送電極への不純物の注入量よりも少なくなるようにして、かつ上記転送クロック生成系と上記２層目の転送電極との間に挿入接続されたクロックドライブ回路の駆動能力を他のクロックドライブ回路よりも高くして構成する。
【００３３】
この場合、第３の転送電極の信号伝搬についての時定数が増加することから、第２の転送電極に対する第３の転送電極からのカップリングの影響が減少する。しかも、第２の転送電極には、他のクロックドライブ回路よりも駆動能力が向上されたクロックドライブ回路を通じて転送クロックが供給されることから、第２の転送電極の信号伝搬についての時定数が高く、転送クロックに伝搬遅延をもたらしたとしても、転送クロックに関し、電荷転送に必要な実効振幅を確保することができる。
【００３６】
従って、本発明に係る電荷転送素子を固体撮像素子の例えば垂直転送レジスタ等の電荷転送部に適用した場合に、再生画像上のブルーミング現象を抑圧することが可能となり、画質の向上を実現させることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電荷転送素子を全画素読出し方式の３層３相ＣＣＤイメージセンサに適用した実施の形態例（以下、単に実施の形態に係るイメージセンサと記す）を図１〜図１４を参照しながら説明する。
【００３８】
この実施の形態に係るイメージセンサは、図１に示すように、入射光量に応じた量の電荷に光電変換する受光部１が多数マトリクス状に配され、更にこれら多数の受光部１のうち、列方向に配列された受光部１に対して共通とされた垂直転送レジスタ２が多数本、行方向に配列されたイメージ部（撮像部）３を有する。
【００３９】
また、上記イメージ部３に隣接し、かつ多数本の垂直転送レジスタ２に対して共通とされた水平転送レジスタ４が１本並設されている。
【００４０】
そして、イメージ部３と水平転送レジスタ４間には、イメージ部３における垂直転送レジスタ２の最終段に転送された信号電荷を水平転送レジスタ４に転送するための２つの垂直−水平転送レジスタＶＨ１及びＶＨ２が多数の垂直転送レジスタ２に対して共通に、かつそれぞれ並列に形成されている。これら２本の垂直−水平転送レジスタＶＨ１及びＶＨ２には、それぞれ垂直−水平転送パルスφＶＨ１及びφＶＨ２が供給されるようになっており、これら転送パルスφＶＨ１及びφＶＨ２の供給によって、垂直転送レジスタ２からの信号電荷が水平転送レジスタ４に転送されることになる。
【００４１】
また、上記水平転送レジスタ４の最終段には、出力部５が接続されている。この出力部５は、水平転送レジスタ４の最終段から転送されてきた信号電荷を電気信号（例えば電圧信号）に変換する例えばフローティング・ディフュージョンあるいはフローティング・ゲート等で構成される電荷−電気信号変換部６と、この電荷−電気信号変換部６にて電気信号の変換が行われた後の信号電荷を、リセットパルスφＲＧの入力に従ってドレイン領域Ｄに掃き捨てるリセットゲート７と、電荷−電気信号変換部６からの電気信号を増幅するアンプ８を有して構成されている。なお、ドレイン領域Ｄには電源電圧Ｖｄｄが印加されている。
【００４２】
そして、イメージ部３における３相の垂直転送パルスφＶ１〜φＶ３の供給によって、イメージ部３における各垂直転送電極下のポテンシャル分布が順次変化し、これによって、信号電荷がそれぞれイメージ部３における垂直転送レジスタ２に沿って縦方向（水平転送レジスタ４側）に転送されることになる。
【００４３】
また、イメージ部３においては、受光部１に蓄積されている信号電荷を垂直帰線期間において、まず、垂直転送レジスタ２に読出し、その後の水平帰線期間において１行単位に水平転送レジスタ４側に転送する。これによって、垂直転送レジスタ２の最終段にあった信号電荷は、２つの垂直−水平転送レジスタＶＨ１及びＶＨ２を経て水平転送レジスタ４に転送される。
【００４４】
次の水平走査期間において、水平転送レジスタ４上に形成された例えば２層の多結晶シリコン層による水平転送電極への互いに位相の異なる２相の水平転送パルスφＨ１及びφＨ２の印加によって、信号電荷が順次出力部５側の電荷−電気信号変換部６に転送され、この電荷−電気信号変換部６において電気信号に変換されて、アンプ７を介して対応する出力端子９より撮像信号Ｓとして取り出されることになる。
【００４５】
ここで、上記イメージ部の平面構成について図２を参照しながら説明すると、このイメージ部は、３層の電極層（例えば多結晶シリコン層）にて構成された第１，第２及び第３の垂直転送電極１１Ａ，１１Ｂ及び１１Ｃを有し、各垂直転送電極１１Ａ〜１１Ｃにそれぞれ位相の異なる３相の垂直転送クロックφＶ１，φＶ２及びφＶ３が供給されて全画素読出し方式のＣＣＤイメージセンサとして機能する。
【００４６】
具体的に説明すると、このイメージ部３の構成は、図３に示すように、例えばｎ形のシリコン基板１２上に形成されたｐ形のウェル領域１３の表面に、垂直方向に延長されて形成されたｎ形の不純物拡散領域による転送チャネル領域１４を有する。そして、この転送チャネル領域１４上にゲート絶縁膜１５を介して１層目の多結晶シリコン層による第１の垂直転送電極１１Ａが形成され、この第１の垂直転送電極１１Ａ上に２層目の多結晶シリコン層による第２の垂直転送電極１１Ｂが熱酸化膜１６を介して形成され、この第２の垂直転送電極１１Ｂ上に３層目の多結晶シリコン層による第３の垂直転送電極１１Ｃが熱酸化膜１６及び１７を介して形成されて構成されている。
【００４７】
また、図２に示すように、上記転送チャネル領域１４の左右両側のうち、例えば左側に当該転送チャネル領域１４に沿ってｐ形のチャネルストッパ領域１８が形成され、上記転送チャネル領域１４の右側は読出しゲートとされている。上記チャネルストッパ領域１８は、図４に示すように、垂直方向に隣り合う受光部１間の垂直分離領域下にも形成されている。
【００４８】
そして、上記第１〜第３の垂直転送電極１１Ａ〜１１Ｃのうち、１層目及び２層目の多結晶シリコン層にて構成された第１及び第２の垂直転送電極１１Ａ及び１１Ｂが、それぞれ水平方向に延長して形成され、これら２枚の垂直転送電極１１Ａ及び１１Ｂを１組にして多数組、垂直方向に順次配列されている。残りの３層目の多結晶シリコン層にて構成された第３の垂直転送電極１１Ｃは、上記２つの垂直転送電極１１Ａ及び１１Ｂと異なり、垂直方向に延長して形成され、かつ水平方向に順次配列されている。
【００４９】
また、上記垂直分離領域においては、図４に示すように、第１の垂直転送電極１１Ａの導線部１１Ａａ上に絶縁膜１６を介して第２の垂直転送電極１１Ｂの導線部１１Ｂａが形成されている。この場合、第１の垂直転送電極１１Ａにおける導線部１１Ａａの線幅ｄ１は、第２の垂直転送電極１１Ｂにおける導線部１１Ｂａの線幅ｄ２よりも大とされている。
【００５０】
第１の垂直転送電極１１Ａは、上記垂直分離領域上において水平方向に延びる帯状の形状を有し、垂直転送レジスタ２を構成する転送チャネル領域１４と対向する部分が電極部１１Ａｂとされ、それ以外の部分が導線部１１Ａａとされている（実線参照）。第２の垂直転送電極１１Ｂは、垂直方向に延びる転送チャネル領域１２上においてそれぞれ垂直方向でかつ水平転送レジスタ４（図１参照）側とは反対の方向（図２上、上方向）に一部突出した形に形成された電極部１１Ｂｂを有する。
【００５１】
これら第１の垂直転送電極１１Ａにおける電極部１１Ａｂと第２の垂直転送電極１１Ｂにおける電極部１１Ｂｂは、転送チャネル領域１４上での各端部が離間して形成されているため、第３の垂直転送電極１１Ｃ中、上記端部間に対応する部分がこの第３の垂直転送電極１１Ｃの電極部１１Ｃｂを構成することになる。
【００５２】
そして、この実施の形態に係るイメージセンサにおいては、垂直転送レジスタ２を構成する各垂直転送電極１１Ａ〜１１Ｃの駆動能力に差をつけることで、各垂直転送クロックφＶ１〜φＶ３間の実効的な振幅差をなくし、垂直転送レジスタ２の取扱い電荷量の拡大及び垂直転送レジスタ２の転送改善を行なうものである。
【００５３】
具体的には、上記第１〜第３の垂直転送電極１１Ａ〜１１Ｃのうち、第１及び第３の垂直転送電極１１Ａ及び１１Ｃによって上下に挟まれる第２の垂直転送電極１１Ｂに供給される第２の垂直転送クロックφＶ２の実効振幅がとれないため、該第２の垂直転送クロックφＶ２の伝搬遅延を減少させる、あるいは他の垂直転送電極１１Ａ及び１１Ｃからのカップリングの影響を低減することで上記改善を行なうものである。
【００５４】
【実施例】
以下、その具体例（実施例）について図３〜図１４を参照しながら説明する。まず、第１実施例に係るイメージセンサは、図３及び図４に示すように、２層目の多結晶シリコン層にて構成される第２の垂直転送電極１１Ｂの膜厚ｙを１層目の多結晶シリコン層にて構成される第１の垂直転送電極１１Ａ及び３層目の多結晶シリコン層にて構成される第３の垂直転送電極１１Ｃの各膜厚ｘ及びｚよりも厚くして構成する（ｙ＞ｘ，ｙ＞ｚ）。
【００５５】
通常、垂直転送電極１１Ａ〜１１Ｃの形成過程においては、各垂直転送電極１１Ａ〜１１Ｃ間での絶縁をとるために、熱酸化処理が施されるが、この場合、第１〜第３の垂直転送電極１１Ａ〜１１Ｃが、それぞれ多結晶シリコン層にて構成されていることから、特に２層目の多結晶シリコン層にて構成される第２の垂直転送電極１１Ｂに対しての酸化が進み、該第２の垂直転送電極１１Ｂの体積が減少することとなって、当該第２の垂直転送電極１１Ｂに関し、信号伝搬についての時定数が増加し、第２の垂直転送クロックφＶ２の伝搬遅延をもたらす。
【００５６】
しかし、この第１実施例に係るイメージセンサにおいては、第２の垂直転送電極１１Ｂを形成する際に、該第２の垂直転送電極１１Ｂを構成する２層目の多結晶シリコン層の厚みｙを他の垂直転送電極１１Ａ及び１１Ｃを構成する１層目の多結晶シリコン層及び３層目の多結晶シリコン層の各厚みｘ及びｚよりも厚く形成して、第２の垂直転送電極１１Ｂの抵抗値を他の垂直転送電極１１Ａ及び１１Ｃの抵抗値よりも低くするようにしているため、その後の熱酸化処理で上記第２の垂直転送電極１１Ｂの体積が減ったとしても、抵抗値に関してみると他の垂直転送電極１１Ａ及び１１Ｃとの相対的な差はほとんどなくなることとなる。
【００５７】
従って、第２の垂直転送電極１１Ｂに供給される第２の垂直転送クロックφＶ２について伝搬遅延が生じるという不都合がなくなる。つまり、各垂直転送電極１１Ａ〜１１Ｃに関し、各垂直転送クロックφＶ１〜φＶ３の伝搬遅延は生じないことと等価となる。
【００５８】
その結果、第２の垂直転送電極１１Ｂに印加される第２の垂直転送クロックφＶ２の実効振幅を確保することができ、転送チャネル領域１４を通じて転送される信号電荷の取扱い電荷量の増加を図ることができる。また、上記実効振幅が確保されることから、他の垂直転送電極１１Ａ及び１１Ｃに印加される第１及び第３の垂直転送クロックφＶ１及びφＶ３との実効振幅差がなくなるため、信号電荷の転送残りが実質的に生じなくなり、信号電荷の転送効率の向上を図ることができる。
【００５９】
次に、第２実施例に係るイメージセンサについて説明すると、この第２実施例においても、上記第１実施例の場合と同様に第２の垂直転送電極１１Ｂの抵抗値を低くするわけだが、その手法として、第２の垂直転送電極１１Ｂを構成する材料を低抵抗率の材料にする点で上記第１実施例の場合と異なる。
【００６０】
第２の垂直転送電極を構成材料にて低抵抗化する方法は、本実施例では以下の２つの方法を採用している。
【００６１】
一般に、多結晶シリコン層にて配線や電極を形成する場合、該多結晶シリコン層にリンや砒素等のｎ形不純物あるいはボロン等のｐ形不純物を例えばイオン注入法で導入することにより行なうようにしている。
【００６２】
そこで、第１の方法は、第２の垂直転送電極１１Ｂを構成する２層目の多結晶シリコン層への不純物の注入量を、他の垂直転送電極１１Ａ及び１１Ｃを構成する１層目の多結晶シリコン層及び３層目の多結晶シリコン層への不純物の注入量よりも多くする。
【００６３】
第２の方法は、第２の垂直転送電極１１Ｂ自体を多結晶シリコン層よりも低抵抗率の材料、例えばタングステンシリサイド（ＷＳｉ２）やモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）等の高融点金属シリサイド層にて形成する。
【００６４】
この第２実施例に係るイメージセンサにおいても、上記第１実施例に係るイメージセンサと同様に第２の垂直転送電極１１Ｂの抵抗値を他の垂直転送電極１１Ａ及び１１Ｃよりも低くすることができるため、該第２の垂直転送電極１１Ｂに印加される第２の垂直転送クロックφＶ２の実効振幅を確保することができ、転送チャネル領域１４を通じて転送される信号電荷の取扱い電荷量の増加及び信号電荷の転送効率の向上を図ることができる。
【００６５】
次に、第３実施例に係るイメージセンサは、上記第２の垂直転送電極１１Ｂへの構造変更を行なわず、第２の垂直転送電極１１Ｂに第２の垂直転送クロックφＶ２を供給するためのクロックドライブ回路の駆動能力を上げるようにしている。
【００６６】
具体的に図５を参照しながら説明すると、各垂直転送電極１１Ａ〜１１Ｃに対して電荷転送のため垂直転送クロックφＶ１〜φＶ３を供給する系（転送クロック供給系）の構成は、図示するように、基準クロックＰｃを発生する基準クロック発生器２１と、該基準クロック発生器２１からの基準クロックＰｃに基づいて垂直同期信号ＶＤ及び水平同期信号ＨＤを生成する同期信号生成回路２２と、上記基準クロック発生器２１からの基準クロックＰｃと同期信号生成回路２２からの垂直同期信号ＶＤ及び水平同期信号ＨＤに基づいて３相の垂直転送クロックφＶ１〜φＶ３を生成する転送クロック生成回路２３を有して構成された転送クロック生成系２４と、この転送クロック生成系２４とイメージセンサの各垂直転送電極１１Ａ〜１１Ｃ間に挿入接続された３つのクロックドライブ回路２５Ａ〜２５Ｃを有して構成されている。
【００６７】
各クロックドライブ回路２５Ａ〜２５Ｃは、第１及び第３の垂直転送クロックφＶ１及びφＶ３を第１及び第３の垂直転送電極１１Ａ及び１１Ｃに出力する第１及び第３のクロックドライブ回路２５Ａ及び２５Ｃについては、それぞれ１つの例えばＣＭＯＳインバータＩＮＶ１にて構成され、第２の垂直転送クロックφＶ２を第２の垂直転送電極１１Ｂに出力する第２のクロックドライブ回路２５Ｂについては、２つのＣＭＯＳインバータＩＮＶ１及びＩＮＶ２がそれぞれ並列に接続されて構成されている。
【００６８】
従って、第２のクロックドライブ回路２５Ｂに関してみると、転送クロック生成回路２３から出力された第２の垂直転送クロックφＶ２は、前段の接点ａを通じてそれぞれＣＭＯＳインバータＩＮＶ１及びＩＮＶ２に供給されることによって、クロックφＶ２の減衰が改善されてこれらのインバータＩＮＶ１及びＩＮＶ２から出力されることになる。そして、第２の垂直転送クロックφＶ２はこれらインバータＩＮＶ１及びＩＮＶ２からの出力を後段の接点ｂにて合成されることから、当該第２のクロックドライブ回路２５Ｂの駆動能力は、他のクロックドライブ回路２５Ａ及び２５Ｃのほぼ２倍の能力を有することになる。つまり、第２の垂直転送電極１１Ｂに供給される時点の垂直転送クロックφＶ２の波形は、より矩形に近い波形となる。
【００６９】
このように、この第３実施例に係るイメージセンサにおいては、第２の垂直転送電極１１Ｂに他のクロックドライブ回路２５Ａ及び２５Ｃよりも駆動能力が向上された第２のクロックドライブ回路２５Ｂを通じて第２の垂直転送クロックφＶ２が供給されることから、たとえ第２の垂直転送電極１１Ｂの信号伝搬についての時定数が高く、第２の垂直転送クロックφＶ２に伝搬遅延をもたらしたとしても、当該第２の垂直転送クロックφＶ２に関し、電荷転送に必要な実効振幅を確保することができる。
【００７０】
上記例では、第２のクロックドライブ回路２５Ｂを２つのインバータＩＮＶ１及びＩＮＶ２をそれぞれ並列に接続することにより構成したが、その他３つ以上のインバータをそれぞれ並列に接続して構成するようにしてもよい。
【００７１】
次に、第４実施例に係るイメージセンサは、第１の方法として、第３の垂直転送電極１１Ｃへの不純物の注入量を第１の垂直転送電極１１Ａ及び第２の垂直転送電極１１Ｂへの不純物の注入量よりも少なくして構成する。
【００７２】
具体的には、第３の垂直転送電極１１Ｃを構成する３層目の多結晶シリコン層への不純物（リンや砒素等のｎ型不純物あるいはボロン等のｐ型不純物）の注入量を、他の垂直転送伝教１１Ａ及び１１Ｂを構成する１層目の多結晶シリコン層及び２層目の多結晶シリコン層への不純物の注入量よりも少なくする。
【００７３】
あるいは、第２の方法として、第３の垂直転送電極１１Ｃに通じる外部端子から当該第３の垂直転送電極１１Ｃ間の配線部分に直列抵抗を挿入接続することにより、他の垂直転送電極１１Ａ及び１１Ｂと比較して第３の垂直転送電極１１Ｃのみ高抵抗にする。
【００７４】
この第４実施例に係るイメージセンサにおいては、第３の垂直転送電極１１Ｃの抵抗値が他の垂直転送電極１１Ａ及び１１Ｂよりも高くなり、第３の垂直転送電極１１Ｃに供給される第３の垂直転送クロックφＶ３に伝搬遅延が生ずることになる。その結果、第２の垂直転送電極１１Ｂに対する第３の垂直転送電極１１Ｃからのカップリングの影響が減少し、第２の垂直転送クロックφＶ２の実効振幅を確保することができる。
【００７５】
また、上記カップリングの影響が減少することで、第２の垂直転送クロックφＶ２の特に高レベルの変動も少なくなるため、再生画像上のブルーミング現象を抑圧することが可能となり、画質の向上を実現させることができる。
【００７６】
次に、第５実施例に係るイメージセンサは、第２の垂直転送電極１１Ｂと第３の垂直転送電極１１Ｃとが重なり合う部分の面積（オーバーラップ面積）を縮小化することにより構成される。
【００７７】
上記オーバーラップ面積を縮小化する方法の一例としては、例えば、図６に示すように、第３の垂直転送電極１１Ｃのうち、転送チャネル領域１４と対向する部分、即ち、電極部１１Ｃｂの線幅を他の垂直転送電極（図示の例では第２の垂直転送電極１１Ｂにおける電極部１１Ｂｂ）の幅と同じかあるいは僅かに小とし、第２の垂直転送電極１１Ｂ上に形成される導線部１１Ｃａの線幅を上記電極部１１Ｃｂの線幅の例えば１／２程度とする。
【００７８】
また、オーバーラップ面積を縮小化する方法の他の例としては、第３の垂直転送電極を図７に示すように配線することにより達成される。
【００７９】
即ち、第３の垂直転送電極１１Ｃの導線部１１Ｃａを垂直方向ではなく、第２の垂直転送電極１１Ｂの導線部１１Ｂａ上において水平方向に配線し、電極部１１Ｃｂを転送チャネル領域１４に沿って水平転送レジスタ側（図面上、下側）に突出するようにして形成する。このとき、導線部１１Ｃａの線幅ｄ３を第２の垂直転送電極１１Ｂの導線部１１Ｂａの線幅ｄ２よりも小にして形成する。
【００８０】
この第５実施例に係るイメージセンサにおいては、第２の垂直転送電極１１Ｂと第３の垂直転送電極１１Ｃとのオーバーラップ面積を縮小化するようにしているため、第２の垂直転送電極１１Ｂと第３の垂直転送電極１１Ｃとの電極間容量が少なくなり、これにより、第３の垂直転送電極１１Ｃから第２の垂直転送電極１１Ｂへのカップリングの影響が軽減され、第２の垂直転送クロックφＶ２の実効振幅を確保することができる。
【００８１】
また、上記カップリングの影響が減少することで、第２の垂直転送クロックφＶ２の特に高レベルの変動も少なくなるため、再生画像上のブルーミング現象を抑圧することが可能となり、画質の向上を実現させることができる。
【００８２】
ここで、上記第１実施例〜第５実施例に係るイメージセンサの第１〜第３の垂直転送電極１１Ａ〜１１Ｃに供給される第１〜第３の垂直転送クロックφＶ１〜φＶ３の波形を図８に示し、これら第１〜第３の垂直転送クロックφＶ１〜φＶ３のうち、第２の垂直転送クロックφＶ２の高レベル期間ｔにおける波形の改善状態を図９に示す。
【００８３】
第２の垂直転送クロックφＶ２についての波形改善を図８及び図９に基づいて説明すると、第２の垂直転送クロックφＶ２の立ち上がり時点ｔ１においては、電極間のカップリングの影響によって、第１及び第３の垂直転送クロックφＶ１及びφＶ３が共に高レベル側に僅かに振れることになる。このとき、従来のイメージセンサにおいては、図９Ａに示すように、第２の垂直転送クロックφＶ２の伝搬遅延により、該第２の垂直転送クロックφＶ２の立ち上がりがなまることになる。このため、次の第３の垂直転送クロックφＶ３の立ち下がり時点ｔ２において、第２の垂直転送クロックφＶ２は、規定の高レベルに立ち上がる前に、第３の垂直転送クロックφＶ３の立ち下がりによって低レベル側に落ち込むことになる。
【００８４】
このことから、従来のイメージセンサにおいては、第２の垂直転送クロックφＶ２とその他の垂直転送クロックφＶ１及びφＶ３との間に振幅差が生じ、その結果、第２の垂直転送クロックφＶ２の振幅にて垂直転送レジスタ２の取扱い電荷量が律速してしまい、しかも上記振幅差によって信号電荷の転送残りも発生することになる。
【００８５】
一方、上記第１実施例〜第５実施例に係るイメージセンサにおいては、第２の垂直転送電極１１Ｂの低抵抗化や第２の垂直転送クロックφＶ２についてのクロックドライブ回路２５Ｂの駆動能力の向上、及び第３の垂直転送電極１１Ｃの高抵抗化によって、第２の垂直転送クロックφＶ２の伝搬遅延及び第３の垂直転送電極１１Ｃからのカップリングの影響が減少するため、図９Ｂのａで示すように、第２の垂直転送クロックφＶ２の立ち上がりが従来の場合よりも急峻となり、第３の垂直転送クロックφＶ３の立ち下がり時点ｔ２までにほぼ規定の高レベルまで達することになる。即ち、第２の垂直転送クロックφＶ２の実効振幅を確保することが可能となる。
【００８６】
このため、上記第１実施例〜第５実施例に係るイメージセンサにおいては、第２の垂直転送クロックφＶ２と他の垂直転送クロックφＶ１及びφＶ３との実効振幅差がなくなり、垂直転送レジスタ２の取扱い電荷量の拡大及び信号電荷の転送効率の改善が実現されることとなる。しかも、カップリングの影響が減少することで各垂直転送クロックφＶ１〜φＶ３の高レベルの変動も少なくなるため、再生画像上でのブルーミング現象の発生を抑圧させることができる。
【００８７】
また、上記第１実施例〜第５実施例に係るイメージセンサにおいて、垂直転送レジスタ２の取扱い電荷量の拡大、垂直転送レジスタ２を通じて転送される信号電荷の転送効率の改善は実測にて確認している。
【００８８】
ここで、２つの実験結果を図１０及び図１１に基づいて説明すると、まず、一つの実験例は、第３実施例に係るイメージセンサにおいて、第２のクロックドライブ回路２５Ｂを構成するインバータの個数を１個から４個に増加させた場合の垂直転送レジスタ２の取扱い電荷量の変化及び垂直転送レジスタ２での非転送効率（１−転送効率）の変化をみたものである。なお、第１のクロックドライブ回路２５Ａ及び第３のクロックドライブ回路２５Ｃについてはそれぞれ１個のインバータＩＮＶ１にて構成している。そして、上記実験例の結果は、図１０に示すような結果となり、インバータの個数を増加させることにより、垂直転送レジスタ２の取扱い電荷量及び垂直転送レジスタ２の転送効率が共に向上していることがわかる。
【００８９】
他の実験例は、第４実施例に係るイメージセンサにおいて、第３の垂直転送電極１１Ｃに通じる外部端子から当該第３の垂直転送電極１１Ｃの間の配線部分に挿入接続される直列抵抗の抵抗値を上げていった場合の垂直転送レジスタ２の取扱い電荷量の変化及び垂直転送レジスタ２での非転送効率の変化をみたものである。この実験例の結果は、図１１に示すような結果となり、直列抵抗の抵抗値を増加させることにより、垂直転送レジスタ２の取扱い電荷量及び垂直転送レジスタ２の転送効率が共に向上していることがわかる。
【００９０】
上記の説明では、第１実施例〜第５実施例に係るイメージセンサをそれぞれ単独とした場合の各効果をみた場合を示したが、その他、それぞれの組み合せをもって１つのイメージセンサを構成するようにしてもよい。
【００９１】
例えば、図１２〜図１４に示すように、第１実施例の構成と第５実施例の第２の方法による構成との組み合せなどが考えられる。
【００９２】
即ち、図１３及び図１４に示すように、第２の垂直転送電極１１Ｂの膜厚ｙを他の垂直転送電極１１Ａ及び１１Ｃの膜厚ｘ及びｚよりも厚くし、更に図１２に示すように、第３の垂直転送電極１１Ｃの導線部１１Ｃａを第２の垂直転送電極１１Ｂの導線部１１Ｂａ上において水平方向に配線し、かつ第３の垂直転送電極１１Ｃの電極部１１Ｃｂを転送チャネル領域１４に沿って水平転送レジスタ４（図１参照）側に突出させて構成する。
【００９３】
この組み合せによる構成においては、第１実施例による効果、即ち第２の垂直転送クロックφＶ２についての伝搬遅延がなくなり、第２の垂直転送クロックφＶ２の立ち上がり特性が急峻になるという効果と、第５実施例による効果、即ち第２の垂直転送電極１１Ｂと第３の垂直転送電極１１Ｃとの電極間容量が低減され、第３の垂直転送電極１１Ｃからのカップリングの影響が減少するという効果を併せ持つこととなり、その相乗効果によって、垂直転送レジスタ２の取扱い電荷量の増加及び垂直転送レジスタ２の転送効率の向上を効率よく実現させることができる。
【００９４】
上記組み合せは、第１実施例に係るイメージセンサの構成と第５実施例の第２の方法に係るイメージセンサの構成との組み合せを示したが、組み合せ例は種々のものが考えられ、それぞれについての効果は、組み合わせる各イメージセンサの構成による効果の相乗効果をもつことになり、垂直転送レジスタ２の取扱い電荷量の増加及び垂直転送レジスタ２の転送効率の向上をより効率よく実現させることができ、しかも、カップリングの影響が減少することで各垂直転送クロックφＶ１〜φＶ３の高レベルの変動も少なくなるため、再生画像上でのブルーミング現象の発生を抑圧させることができる。
【００９５】
上述のように、請求項１及び請求項２記載の本発明に係る電荷転送素子によれば、信号電荷を一方向に転送する転送チャネル領域と、該転送チャネル領域上に該転送チャネル領域に対して電荷転送のための電位変化を生じさせる３層の転送電極群が電荷転送方向に多数配列された電荷転送素子において、上記３層の転送電極群のうち、２層目の転送電極の膜厚を１層目及び３層目の転送電極の膜厚よりも厚く形成したので、または、２層目の転送電極を１層目及び３層目の転送電極の構成材料よりも低抵抗率の材料により構成したので、２層目の転送電極の抵抗値が１層目及び３層目の転送電極の抵抗値よりも低い値となり、第２の転送電極に印加される転送クロックの実効振幅を確保することができ、転送チャネル領域を通じて転送される信号電荷の取扱い電荷量の増加を図ることができる。また、上記実効振幅が確保されることから、他の転送電極に印加される転送クロックの実効振幅差がなくなるため、信号電荷の転送残りは生じなくなり、転送効率の向上を図ることができる。
【００９６】
次に、請求項５記載の本発明に係る電荷転送素子によれば、信号電荷を一方向に転送する転送チャネル領域上に３層の転送電極群が電荷転送方向に多数配列され、転送クロック生成系にて生成された転送クロックがそれぞれクロックドライブ回路を通じて上記各転送電極に供給されることによって、上記転送チャネル領域に対して電荷転送のための電位変化を生じさせる電荷転送素子において、上記転送クロック生成系と上記２層目の転送電極との間に挿入接続されたクロックドライブ回路の駆動能力を他のクロックドライブ回路よりも高くするようにしたので、第２の転送電極には、他のクロックドライブ回路よりも駆動能力が向上されたクロックドライブ回路を通じて転送クロックが供給されることとなり、これによって、第２の転送電極の信号伝搬についての時定数が高く、転送クロックに伝搬遅延をもたらしたとしても、転送クロックに関し、電荷伝送に必要な実効振幅を確保することができる。
【００９７】
次に、請求項７記載の本発明に係る電荷転送素子によれば、上記３層の転送電極群のうち、３層目の転送電極への不純物の注入量が１層目及び２層目の転送電極への不純物の注入量よりも少なくなるようにしたので、第３の転送電極の信号伝搬についての時定数が増加し、該第３の転送電極に供給される転送クロックに伝搬遅延が生ずることになる。その結果、第２の転送電極に対する第３の転送電極からのカップリングの影響が減少し、第２の転送クロックの実効振幅を確保することができる。
【００９８】
また、上記カップリングの影響が減少することで、転送クロックの特に高レベルの変動も少なくなるため、本発明に係る電荷転送素子を固体撮像素子の例えば垂直転送レジスタ等の電荷転送部に適用した場合に、再生画像上のブルーミング現象を抑圧することが可能となり、画質の向上を実現させることができる。
【００９９】
次に、請求項８記載の本発明に係る電荷転送素子によれば、上記３層の転送電極のうち、２層目の転送電極の膜厚が１層目及び３層目の転送電極の膜厚よりも厚く形成されてなり、かつ上記転送クロック生成系と上記２層目の転送電極との間に挿入接続されたクロックドライブ回路の駆動能力を他のクロックドライブ回路よりも高くするようにしたので、第２の転送電極についてのみ転送クロックの伝搬遅延が生じるという不都合がなくなり、しかも、たとえ第２の転送クロックに伝搬遅延をもたらしたとしても、当該転送クロックに関し、電荷転送に必要な実効振幅を確保することができる。
【０１００】
次に、請求項９記載の本発明に係る電荷転送素子によれば、上記３層の転送電極のうち、２層目の転送電極の膜厚が１層目及び３層目の転送電極の膜厚よりも厚く形成されてなり、かつ上記３層目の転送電極への不純物の注入量が１層目及び２層目の転送電極への不純物の注入量よりも少なくなるようにしたので、第２の転送電極についてのみ転送クロックの伝搬遅延が生じるという不都合がなくなり、しかも、第３の転送電極の信号伝搬についての時定数が増加することから、第２の転送電極に対する第３の転送電極からのカップリングの影響が減少し、第２の転送クロックの実効振幅を確保することができる。
【０１０１】
次に、請求項１０記載の本発明の電荷転送素子によれば、上記３層の転送電極のうち、３層目の転送電極への不純物の注入量が１層目及び２層目の転送電極への不純物の注入量より少なくなるようにし、かつ上記転送クロック生成系と上記２層目の転送電極との間に挿入接続されたクロックドライブ回路の駆動能力を他のクロックドライブ回路よりも高くするようにしたので、第２の転送電極に対する第３の転送電極からのカップリングの影響が減少し、しかも、第２の転送クロックに伝搬遅延をもたらしたとしても、当該転送クロックに関し、電荷転送に必要な実効振幅を確保することができる。
【０１０３】
そして、これらの発明において共通して言えることは、本発明に係る電荷転送素子を固体撮像素子の例えば垂直転送レジスタ等の電荷転送部に適用した場合に、再生画像上のブルーミング現象を抑圧することが可能となり、画質の向上を実現させることができることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電荷転送素子を全画素読出し方式の３層３相ＣＣＤイメージセンサに適用した実施の形態例（以下、単に実施の形態に係るイメージセンサと記す）を示す構成図である。
【図２】本実施の形態に係るイメージセンサにおけるイメージ部（第１実施例〜第４実施例に係るイメージセンサのイメージ部）の構成を示す拡大平面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ’線上の断面図（第１実施例）である。
【図４】図２におけるＢ−Ｂ’線上の断面図（第１実施例）である。
【図５】本実施の形態に係る転送クロック供給系（第３実施例）の構成を示すブロック図である。
【図６】第５実施例に係るイメージセンサにおけるイメージ部において、第２の垂直転送電極と第３の垂直転送電極とのオーバーラップ面積を縮小化する第１の方法による構成例を示す拡大平面図である。
【図７】第５実施例に係るイメージセンサにおけるイメージ部において、第２の垂直転送電極と第３の垂直転送電極とのオーバーラップ面積を縮小化する第２の方法による構成例を示す拡大平面図である。
【図８】第１実施例〜第５実施例に係るイメージセンサの第１〜第３の垂直転送電極に供給される第１〜第３の垂直転送クロックの波形図である。
【図９】第１〜第３の垂直転送クロックのうち、第２の垂直転送クロックの高レベル期間における波形の改善状態を従来例との比較をもって拡大して示す波形図である。
【図１０】第３実施例に係るイメージセンサにおいて、第２のクロックドライブ回路を構成するインバータの個数を１個から４個に増加させた場合の垂直転送レジスタの取扱い電荷量の変化及び垂直転送レジスタでの非転送効率（１−転送効率）の変化を示す特性図である。
【図１１】第４実施例に係るイメージセンサにおいて、第３の垂直転送電極に通じる外部端子から当該第３の垂直転送電極の間の配線部分に挿入接続される直列抵抗の抵抗値を上げていった場合の垂直転送レジスタの取扱い電荷量の変化及び垂直転送レジスタでの非転送効率の変化を示す特性図である。
【図１２】第１実施例に係るイメージセンサと第５実施例に係るイメージセンサの第２の方法による構成とを組み合せた場合のイメージ部の構成を示す拡大平面図である。
【図１３】図１２におけるＣ−Ｃ’線上の断面図である。
【図１４】図１２におけるＤ−Ｄ’線上の断面図である。
【図１５】従来例に係るイメージセンサにおけるイメージ部の構成を示す拡大平面図である。
【図１６】図１５におけるＥ−Ｅ’線上の断面図である。
【図１７】図１５におけるＦ−Ｆ’線上の断面図である。
【図１８】従来例に係る転送クロック供給系を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  受光部
２  垂直転送レジスタ
３  イメージ部
４  水平転送レジスタ
５  出力部
１１Ａ〜１１Ｃ  第１〜第３の垂直転送電極
φＶ１〜φＶ３  第１〜第３の垂直転送クロック
２４  転送クロック供給系
２５Ａ〜２５Ｃ  第１〜第３のクロックドライブ回路
【図１】
0003586952.tif 000002
【図２】
0003586952.tif 000003
【図３】
0003586952.tif 000004
【図４】
0003586952.tif 000005
【図５】
0003586952.tif 000006
【図６】
0003586952.tif 000007
【図７】
0003586952.tif 000008
【図８】
0003586952.tif 000009
【図９】
0003586952.tif 000010
【図１０】
0003586952.tif 000011
【図１１】
0003586952.tif 000012
【図１２】
0003586952.tif 000013
【図１３】
0003586952.tif 000014
【図１４】
0003586952.tif 000015
【図１５】
0003586952.tif 000016
【図１６】
0003586952.tif 000017
【図１７】
0003586952.tif 000018
【図１８】
0003586952.tif 000019