(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直方向および水平方向に沿って行列状に配置された複数の光電変換部および前記光電変換部の列に沿って伸長する複数の垂直電荷転送路を含み、垂直方向に沿って複数の光電変換ブロックに分割された光電変換領域と、前記複数の光電変換ブロックごとに前記複数の垂直電荷転送路から信号を受け取る複数の水平電荷転送路と、前記複数の光電変換ブロックと前記複数の水平電荷転送路との間にそれぞれ配置された複数の垂直／水平変換部と、前記複数の水平電荷転送路からそれぞれ信号を受け取る複数の読み出しアンプとを含む固体撮像素子であって、
前記複数の垂直電荷転送路を、水平方向について、前記光電変換ブロック内ではピッチＡで配列し、前記水平電荷転送路に信号を入力する部分では前記ピッチＡよりも狭いピッチＢで配列し、
前記複数の垂直／水平変換部を前記光電変換ブロックから前記水平電荷転送路に近づくにつれてそれぞれ絞り込んでいくことにより生じた空き領域において、前記複数の読み出しアンプを、それぞれ対応する水平電荷転送路の最終段に隣接して配置し、
前記複数の読み出しアンプを、それぞれ、その構成部材が同一の位置関係を保つように配置し、
前記複数の垂直電荷転送路の水平方向についてのそれぞれの幅を、前記光電変換領域の端部から前記水平電荷転送路の端部にかけて、一定、または前記光電変換領域から前記水平電荷転送路に近づくにつれて増加させた、
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
水平方向について、光電変換ブロックの幅以下の幅に、前記光電変換ブロック内の垂直電荷転送路から信号を受け取る水平電荷転送路および読み出しアンプを配置した請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
光電変換ブロック、この光電変換ブロックから信号を受け取る水平電荷転送路および読み出しアンプを１つの固体撮像ブロックとして、同一形状の複数の前記固体撮像ブロックを、水平方向に沿って配列した請求項１または２に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
複数の光電変換ブロックの境界においても、垂直電荷転送路を水平方向にピッチＡで配列した請求項１〜３のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項５】
少なくとも垂直電荷転送路の屈曲部分に前記垂直電荷転送路の他の部分とは独立して転送駆動パルスを印加できるように配線された複数の転送電極を、前記垂直電荷転送路上に配置した請求項１〜４のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項６】
垂直電荷転送路の屈曲部分が転送電極間の下方に位置するように複数の転送電極を配置した請求項１〜５のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項７】
垂直電荷転送路の屈曲部分が所定の転送電極の下方に位置し、前記所定の転送電極により転送駆動パルスが印加される転送路長さが、前記所定の転送電極に隣接する転送電極により転送駆動パルスが印加される転送路長さよりも短い請求項１〜６のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項８】
垂直電荷転送路に転送駆動パルスを印加する複数の転送電極に電気的に接続する配線を、前記垂直電荷転送路に沿って、少なくとも、光電変換領域から、前記垂直電荷転送路が水平方向についてピッチＡ未満の領域で配列している領域にかけて配置された請求項１〜７のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項９】
屈曲角が最大となる垂直電荷転送路において、前記屈曲角を４５度以下とする請求項１〜８のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項１０】
複数の垂直／水平変換部を光電変換ブロックから水平電荷転送路に近づくにつれてそれぞれ絞り込んでいくことにより生じた空き領域を、複数の垂直／水平変換部において信号を転送するために配置される転送電極を垂直／水平変換部ごとに分割することにより広げた請求項１〜９のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項１１】
垂直方向および水平方向に沿って行列状に配置された複数の光電変換部および前記光電変換部の列に沿って伸長する複数の垂直電荷転送路を含み、垂直方向に沿って複数の光電変換ブロックに分割された光電変換領域と、前記複数の光電変換ブロックごとに前記複数の垂直電荷転送路から信号を受け取る複数の水平電荷転送路と、前記複数の光電変換ブロックと前記複数の水平電荷転送路との間にそれぞれ配置された複数の垂直／水平変換部と、前記複数の水平電荷転送路からそれぞれ信号を受け取る複数の読み出しアンプとを含む固体撮像素子であって、
前記複数の垂直電荷転送路を、水平方向について、前記光電変換領域内ではピッチＡで配列し、前記水平電荷転送路に信号を入力する部分では前記ピッチＡよりも狭いピッチＢで配列し、
前記複数の垂直／水平変換部を前記光電変換ブロックから前記水平電荷転送路に近づくにつれてそれぞれ絞り込んでいくことにより生じた空き領域において、前記複数の読み出しアンプを、それぞれ対応する水平電荷転送路の最終段に隣接して配置し、
前記複数の読み出しアンプを、それぞれ、その構成部材が同一の位置関係を保つように配置し、
少なくとも前記垂直電荷転送路の屈曲部分に前記垂直電荷転送路の他の部分とは独立して転送駆動パルスを印加できるように配線された複数の転送電極を、前記垂直電荷転送路上に配置したことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項１２】
垂直方向および水平方向に沿って行列状に配置された複数の光電変換部および前記光電変換部の列に沿って伸長する複数の垂直電荷転送路を含み、垂直方向に沿って複数の光電変換ブロックに分割された光電変換領域と、前記複数の光電変換ブロックごとに前記複数の垂直電荷転送路から信号を受け取る複数の水平電荷転送路と、前記複数の光電変換ブロックと前記複数の水平電荷転送路との間にそれぞれ配置された複数の垂直／水平変換部と、前記複数の水平電荷転送路からそれぞれ信号を受け取る複数の読み出しアンプとを含む固体撮像素子であって、
前記複数の垂直電荷転送路を、水平方向について、前記光電変換領域内ではピッチＡで配列し、前記水平電荷転送路に信号を入力する部分では前記ピッチＡよりも狭いピッチＢで配列し、
前記複数の垂直／水平変換部を前記光電変換ブロックから前記水平電荷転送路に近づくにつれてそれぞれ絞り込んでいくことにより生じた空き領域において、前記複数の読み出しアンプを、それぞれ対応する水平電荷転送路の最終段に隣接して配置し、
前記複数の読み出しアンプを、それぞれ、その構成部材が同一の位置関係を保つように配置し、
前記垂直電荷転送路の屈曲部分が転送電極間の下方に位置するように複数の転送電極を配置したことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項１３】
垂直方向および水平方向に沿って行列状に配置された複数の光電変換部および前記光電変換部の列に沿って伸長する複数の垂直電荷転送路を含み、垂直方向に沿って複数の光電変換ブロックに分割された光電変換領域と、前記複数の光電変換ブロックごとに前記複数の垂直電荷転送路から信号を受け取る複数の水平電荷転送路と、前記複数の光電変換ブロックと前記複数の水平電荷転送路との間にそれぞれ配置された複数の垂直／水平変換部と、前記複数の水平電荷転送路からそれぞれ信号を受け取る複数の読み出しアンプとを含む固体撮像素子であって、
前記複数の垂直電荷転送路を、水平方向について、前記光電変換領域内ではピッチＡで配列し、前記水平電荷転送路に信号を入力する部分では前記ピッチＡよりも狭いピッチＢで配列し、
前記複数の垂直／水平変換部を前記光電変換ブロックから前記水平電荷転送路に近づくにつれてそれぞれ絞り込んでいくことにより生じた空き領域において、前記複数の読み出しアンプを、それぞれ対応する水平電荷転送路の最終段に隣接して配置し、
前記複数の読み出しアンプを、それぞれ、その構成部材が同一の位置関係を保つように配置し、
前記垂直電荷転送路の屈曲部分が所定の転送電極の下方に位置し、前記所定の転送電極により転送駆動パルスが印加される転送路長さが、前記所定の転送電極に隣接する転送電極により転送駆動パルスが印加される転送路長さよりも短いことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項１４】
請求項１，１１，１２または１３に記載の固体撮像素子と、この固体撮像素子の各読み出しアンプから得た出力を合成し、光電変換ブロックの境界部分に相当する継ぎ目部分の画像を補正して一枚の画像を表示する信号処理部とを含むことを特徴とする撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子およびそれを用いた撮像システムに関する。本発明は、特に、高速読み出しが可能な固体撮像素子に適した素子構造を提供する。
【０００２】
【従来の技術】
撮像素子において画像データを高速に読み出す１つの手段として、光電変換領域を複数の区域に分割し、各区域から並列に電荷を読み出す方法がある。例えば、特開平３−２２４３７１号公報では、読み出しアンプを互いにミラー対称（線対称）に配置した構造（図１０）が提案されている。この固体撮像素子では、画素部３１，３２において行列状に配置された各画素から、水平電荷転送路３３と、水平電荷転送路の両端に配置された読み出しアンプ３４，３５とをこの順に介して、信号が出力される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、読み出しアンプ３４，３５を互いにミラー対称に配置すると、トランジスタレベルでは、ソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）とを、ゲート（Ｇ）を中心として、ミラー対称に配置しなければならない（図１１（ｂ））。このため、半導体製造のマスク合わせ工程において生じたアライメントずれが、不純物イオン注入工程における注入角依存性の影響と相俟って、均一な入出力特性を有する読み出しアンプの作製を困難とする。
【０００４】
読み出しアンプの特性の相違は、画像を再現した場合、画像がブロック化して観察されるという不具合を生じさせる。さらに、読み出したデータを組み合わせて１枚の画像として表示するときに、メモリ等を用いた画像データの並べ替えが必要となるため、信号処理が複雑化する。図１１（ａ）の配置では、リソグラフ工程のマスクずれ等は、異なるアンプに対して同等に影響するため、アンプ間の特性差を生じさせる原因とはならない。しかし、図１１（ｂ）の配置では、製造工程におけるイオン注入やマスク合わせのずれが、異なるアンプ間で異なる効果を生じさせ、アンプ間の特性差を生じさせる。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題を解決するため、半導体製造のマスクの合わせずれやイオン注入角度に影響されにくい構造を有し、かつ複数のアンプで信号を読み出して１枚の画像として表示する場合にも、信号処理が簡単である固体撮像素子の構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の固体撮像素子は、垂直方向および水平方向に沿って行列状に配置された複数の光電変換部および前記光電変換部の列に沿って伸長する複数の垂直電荷転送路を含み、垂直方向に沿って複数の光電変換ブロックに分割された光電変換領域と、前記複数の光電変換ブロックごとに前記複数の垂直電荷転送路から信号を受け取る複数の水平電荷転送路と、前記複数の光電変換ブロックと前記複数の水平電荷転送路との間にそれぞれ配置された複数の垂直／水平変換部と、前記複数の水平電荷転送路からそれぞれ信号を受け取る複数の読み出しアンプとを含む固体撮像素子であって、前記複数の垂直電荷転送路を、水平方向について、前記光電変換領域内ではピッチＡで配列し、前記水平電荷転送路に信号を入力する部分では前記ピッチＡよりも狭いピッチＢで配列し、前記複数の垂直／水平変換部を前記光電変換ブロックから前記水平電荷転送路に近づくにつれてそれぞれ絞り込んでいくことにより生じた空き領域を利用して、前記複数の読み出しアンプを、それぞれ対応する水平電荷転送路の最終段に隣接して配置し、前記複数の読み出しアンプを、それぞれ、その構成部材が同一の位置関係を保つように配置し、前記複数の垂直電荷転送路の水平方向についてのそれぞれの幅を、前記光電変換領域の端部から前記水平電荷転送路の端部にかけて、一定、または前記光電変換領域から前記水平電荷転送路に近づくにつれて増加させた、ことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の固体撮像素子では、光電変換領域における垂直電荷転送路のピッチＡに対し、水平電荷転送路に信号を入力する部分における垂直電荷転送路のピッチＢが狭くなっている（Ａ＞Ｂ）。したがって、垂直電荷転送路のライン数がＮであるときに、（Ｎ−１）×（Ａ−Ｂ）で示される幅を有するスペースＳが生じる。このスペースＳは、読み出しアンプを配置する領域として利用できる。そして、光電変換領域を複数の区域に分割して区域ごとに読み出しアンプを配置する場合にも、上記スペースＳを利用すれば、複数の読み出しアンプを、一方から他方に互いに平行移動により移動できる関係が保たれるように、配置できる。互いに平行移動により移動できる位置関係は、例えば図１１（ａ）に例示されている。
【０００８】
このように配置すれば、製造工程におけるアライメントずれや不純物の注入角度の影響を抑制できる。また、周辺回路や、この回路に至る配線も、同一パターンとできるため、これら回路や配線による特性差も解消しやすくなる。さらに、信号処理に関しても、１つの読み出しアンプに対応する光電変換領域の各区域（光電変換ブロック）を、互いに同一形状であって、対応する画素の水平読み出し方向も同一となるように配置できる。したがって、画素をミラー対称に配置した場合に必要となるデータ並び替えの煩雑さが解消された固体撮像素子を得ることができる。
【０００９】
本発明の好ましい形態では、固体撮像素子は、光電変換領域を垂直方向に沿って分割した区域ごとに（換言すれば光電変換ブロックごとに）、この区域内の垂直電荷転送路から信号を受け取る水平電荷転送路および読み出しアンプが配置される。この場合は、上記スペースＳを利用することにより、水平方向について、光電変換領域を分割した区域の幅以下の幅に、当該区域内の垂直電荷転送路から信号を受け取る水平電荷転送路および読み出しアンプを配置することが好ましい。この好ましい形態は、光電変換ブロックの水平方向への配置数を制限しない構造を実現する。さらに具体的には、光電変換領域を分割した区域（光電変換ブロック）、この区域から信号を受け取る水平電荷転送路および読み出しアンプを１つの固体撮像ブロックとして、実質的に同一形状の複数の固体撮像ブロックを、水平方向に沿って配列するとよい。均一な画像を得やすくなるからである。
【００１０】
さらに、光電変換ブロックの境界においても、垂直電荷転送路を水平方向にピッチＡで配列すると、画像の歪み等の解消に有利である。
【００１１】
垂直電荷転送路の水平方向についての幅は、光電変換領域の端部から水平電荷転送路の端部にかけて実質的に一定とすることが好ましいが、光電変換領域の端部から水平電荷転送路の端部にかけて徐々にまたは段階的に増加させてもよい。
【００１２】
上記垂直電荷転送路の典型的な形態では、平面視で観察したときに折り曲げ部分（屈曲部分）が観察される。この場合は、屈曲部分において転送劣化が発生することがあるが、この転送劣化は、いくつかの方法により抑制できる。
【００１３】
例えば、少なくとも垂直電荷転送路の屈曲部分に、垂直電荷転送路の他の部分とは独立して転送駆動パルスを印加できるように配線された複数の転送電極を、上記垂直電荷転送路上に配置するとよい。この配置を採用すれば、屈曲部分に独立して適切な転送パルスを与えることができるようになる。
【００１４】
また、通常は、垂直電荷転送路の屈曲部分が、転送電極の下方に存在するより転送電極間の下方に位置するように複数の転送電極を配置することが好ましい。しかし、屈曲部分が所定の転送電極の下方に位置する場合であっても、この所定の転送電極により転送駆動パルスが印加される転送路長さが、上記所定の転送電極に隣接する転送電極により転送駆動パルスが印加される転送路長さよりも短くするとよい。
【００１５】
また、屈曲部分の屈曲角は、最大でも４５度以下とすることが好ましい。複数の垂直電荷転送路のピッチを徐々に減少させながら、この一群の垂直電荷転送路を両端から中央へと絞り込んでいく場合、両端の垂直電荷転送路において屈曲角が最大となる。この典型的な一形態を適用する光電変換ブロックでは、ブロック端部の垂直電荷転送路の屈曲角を４５度以下とすればよい。
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図１から図８を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係るＣＣＤ型固体撮像素子の構成を示したものである。この固体撮像素子では、各光電変換ブロック１１，１２・・・１３に、行列状（マトリックス状、２次元アレイ状）にフォトダイオード（光電変換部）１が形成されており、フォトダイオードの列の間において垂直電荷転送路（ＶＣＣＤ）２が列方向に伸長している。
【００１７】
この固体撮像素子では、各光電変換ブロック１１，１２・・・１３と水平電荷転送路（ＨＣＣＤ）１７，１８・・・１９との間に、垂直／水平変換部（Ｖ−Ｈ変換部）１４，１５・・・１６が形成されている。各水平電荷転送路は、読み出しアンプ３１ａ，３１ｂ・・・３１ｃに接続している。読み出しアンプは、垂直電荷転送路の絞り込みによって生じたスペースを利用して、水平電荷転送路の最終段に最隣接して配置されている。このため、ＦＤＡ（フローティングディフュージョンアンプ）の寄生容量を大きく低減して、アンプの高感度化を実現できる。各光電変換ブロック領域で生成した信号電荷は、垂直電荷転送路から、水平電荷転送路を経て読み出しアンプへと転送されていく。
【００１８】
この固体撮像素子の垂直電荷転送路２は、各光電変換ブロック内では、水平方向について同一間隔を保つように配置されている。また、各ブロックの境界（継ぎ目）部分３においても、垂直電荷転送路の水平方向の間隔は一定に保たれている。したがって、この固体撮像素子では、光電変換領域全域において、垂直電荷転送路の水平方向の間隔は同一である。一方、Ｖ−Ｈ変換部１４，１５・・・１６内では、水平電荷転送路の間隔は一定ではない。
【００１９】
図２は、図１の領域Ｐ近傍の拡大図である。光電変換領域では垂直電荷転送路２は、ピッチＡを保つように配列している。水平電荷転送路に接する端部では、垂直電荷転送路２は、ピッチＢ（Ａ＞Ｂ）を保つように配列している。ここで、ピッチＢは、ピッチＡよりも例えば４０〜８０％の範囲だけ狭くするとよい。なお、信号電荷は、転送電極４１〜５４への駆動パルスの印加により、垂直電荷転送路内を順次図示下方へと転送されていく。転送電極は、例えばシリコン多結晶膜により形成される。
【００２０】
垂直電荷転送路を急激に折り曲げると、転送劣化が生じるおそれがある。好ましい折曲げ角度θは４５度以下である。また、転送路に歪みが生じた部分で転送劣化が生じないように、この部分には独立パルスを印加できるように配線するとよい。図２の形態では、少なくとも電極４３，４４に、他の電極とは独立にパルスを印加できるような配線を備えた電極構造とすることが好ましい。
【００２１】
以上のように、図示下方の水平電荷転送路に近づくにつれて垂直電荷転送路が絞り込まれていく台形状のＶ−Ｈ変換部を利用することにより、空き領域３１ｄが生じ、この空き領域にアンプを配置できるようになる。この固体撮像素子では、水平電荷転送路における電荷転送方向が同一方向である。そして、この転送路の後段に、同一形状のアンプが、構成部材が同一の位置関係を保つように配置される（図１１（ａ）参照）。
【００２２】
この固体撮像素子において、信号が伝送されていく一組の領域、例えば、光電変換領域１１、Ｖ−Ｈ変換部１４、水平電荷転送路１７および読み出しアンプ３１ａからなる素子内領域を一つの固体撮像ブロックと見れば、素子全体としては、固体撮像ブロックが水平方向につらなった構成となっている。これらの固体撮像ブロックは、同一形状で、互いに順次平行移動した位置関係を保っている。これらの固体撮像ブロックは、さらにチップ上において外部と接続するパッドに至る配線パターンを除いては、基本的に、全く同一の形状とすることができる。したがって、画像の均一性を保持する上で格段に有利である。
【００２３】
こうして得た固体撮像素子は、半導体製造のマスクの合わせずれやイオン注入角度に影響されにくく、複数のアンプで信号を読み出して１枚の画像として表示する場合にも信号処理が簡単である。
【００２４】
上記形態では、各要素が十分合理的に配置されているが、敢えて言うならば、転送電極４１〜５４を形成するために用いられている領域３１ｅにまでアンプを配置できれば、さらにアンプ配置可能領域を広げることができる。しかし、このスペース３１ｅは、次に示す実施形態により利用可能となる。
【００２５】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２に係るＣＣＤ型固体撮像素子の構成を示したものである。この固体撮像素子でも、実施の形態１と同様、フォトダイオード１、垂直電荷転送路２を配置した光電変換ブロック２１，２２・・・２３ごとに、水平電荷転送路２７，２８・・・２９および読み出しアンプ３２ａ，３２ｂ・・・３２ｃが配置されている。また、各光電変換ブロックと水平転送電極との間に、Ｖ−Ｈ変換部２４，２５・・・２６が形成されている。
【００２６】
この固体撮像素子では、垂直電荷転送路２に沿って配線２０が形成されている。この配線は、適宜形成されたコンタクトホールを介して、下方の転送電極（図示せず）に駆動パルスを供給する。コンタクトホールは、採用される駆動パターンに応じて所定の間隔で形成される。
【００２７】
図３の領域Ｑ近傍の拡大図である図４に示すように、配線２０は、Ｖ−Ｈ変換部においても、垂直電荷転送路２に沿って配置されている。このため、各転送電極４１〜５４を水平方向に連結する必要がなくなり、固体撮像ブロック間のＶ−Ｈ変換部において、分割した転送電極４５〜５４を形成できる。したがって、この形態を利用すれば、実施の形態１ではデッドスペースであった領域３２ｅを、領域３２ｄとともに読み出しアンプの配置に利用できる。
【００２８】
以上では、２つの実施形態を例示して本発明の固体撮像素子について説明したが、この素子のさらに好ましい形態や応用例について、以下、さらに説明を続ける。
【００２９】
Ｖ−Ｈ変換部では、垂直電荷転送路の幅を、いわゆるナローチャンネル効果を防ぐために、同一幅とするとよい。図５（ａ）を参照すると、この転送路では、光電変換領域における幅Ｕ１と水平電荷転送路に接続する部分における幅Ｖ１とが等しい（Ｕ１＝Ｖ１）。さらに、Ｖ−Ｈ変換部内に任意の場所における幅Ｗ１も等しい（Ｕ１＝Ｗ１＝Ｖ１）。
【００３０】
ナローチャンネル効果を防ぐためには、図５（ｂ）に示すように、転送路の幅を、光電変換領域から水平電荷転送路へと近づくにつれて広くしてもよい（Ｕ２＜Ｗ２＜Ｖ２）。ここでは、転送路の幅を徐々に広げた例を示したが、幅は、段階的に広げていっても構わない。
【００３１】
このように、Ｕ≦Ｖの関係が成立するように、転送路の幅を設計することが好ましいが、さらに具体的には、Ｖは、Ｕを基準として、１．０〜１．５倍が好適である。
【００３２】
さらに図６に、上記固体撮像素子を用いた、撮像システムの一例を示す。複数の読み出しアンプから伝送路６１，６２・・・６３を通じて並列的に読み出された信号は、ＣＤＳ（相関２重サンプリング）、ゲイン調整、ＡＤＣ（アナログ・デジタル変換）を行った後に、さらに異なる読み出しアンプによる継ぎ目部分補正と、並列読み出しによるパラレルデータのシリアル変換、色処理等を行い、メモリコントローラを介してモニタへの表示やメモリへの蓄積が行われる。これにより、境界のない均一な画像が得られる。
【００３３】
図７は、上記固体撮像素子の垂直電荷転送路７０とその上方に配置した垂直転送電極７１，７２，７３の断面斜視図である。この垂直転送電荷路７０は、上方から観察すると、幅Ｗを有する転送路７０における折れ曲がり角θの屈曲点Ｆが転送電極７２，７３間に存在する（図８（ａ））。このように電極間に相当する位置で転送路を屈曲させると転送劣化が生じにくい。一方、転送路７０の屈曲点Ｆを転送電極７２の下方に配置すると、この転送電極７２の下方において転送劣化が生じやすくなる（図８（ｂ））。なお、図７では、転送電極７１〜７３を２層のポリシリコン膜で構成した例を示したが、電極は３以上の層構成としてもよい。また、転送電極の積層順序も図７に示した形態に限らない。転送電極７２を両隣の転送電極７１，７３の上方から形成しても構わない。
【００３４】
しかし、図９に示すように、屈曲点を電極直下に形成しても、転送パケットを例えばいわゆる２・３転送等で行い、かつ転送電極７２のゲート長を両端の電極７１，７３よりも短くすれば、転送劣化を抑制できる（Ｌ１＞Ｌ２，Ｌ３＞Ｌ２）。具体的には、ゲート幅Ｗが１〜３μｍであれば、Ｌ２は、他の転送電極の長さＬよりも１μｍ程度短いとよい。また、電荷容量を確保するためには、同じくゲート幅Ｗが１〜３μｍのとき、Ｌ１およびＬ３は、他の転送電極の長さＬよりも３μｍ程度長いことが好ましい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、並列読み出しにより信号電荷を高速に読み出し、かつ半導体製造のマスク合わせ工程におけるアライメントずれや不純物ドープの注入角度依存性によるアンプ入出力特性のバラツキの抑制が容易である固体撮像素子を提供できる。また、読み出しアンプを含めた固体撮像ブロックを、同一形状でかつ平行に配列することができるため、１画面に表示する場合に、ミラー対称等で読み出した場合に必要となる煩雑なデータの並び替えを省略できるため、信号処理が容易となる。しかも、この固体撮像素子は、垂直電荷転送路の絞り込みによって生じたスペースを利用して各水平電荷転送路の最終段に読み出しアンプを隣接して配置できるため、アンプ高感度化の観点からも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の固体撮像素子の構成例を示す図である。
【図２】図１の領域Ｐの拡大図である。
【図３】本発明の固体撮像素子の別の構成例を示す図である。
【図４】図２の領域Ｑの拡大図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）とも、垂直電荷転送路の線路幅を説明するための平面図である。
【図６】本発明の撮像システムの構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の固体撮像素子の垂直電荷転送路とその上方の構造を示す部分切り取り斜視図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）とも、本発明の固体撮像素子の垂直電荷転送路の屈曲部近傍の例を示す平面図である。
【図９】本発明の固体撮像素子の垂直電荷転送路の屈曲部近傍の別の例を示す平面図である。
【図１０】従来の固体撮像素子の構成例を示す図である。
【図１１】アライメントやイオン注入角のずれによるアンプ形状の相違を示す図である（（ａ）では、互いに平行移動による位置関係を有する一対のトランジスタを、（ｂ）では、互いにミラー対称（線対称）である位置関係を有する一対のトランジスタをそれぞれ例示）。
【符号の説明】
１    フォトダイオード（光電変換部）
２    垂直電荷転送路（ＶＣＣＤ）
３    ブロック境界部分
１１，１２，１３，２１，２２，２３  光電変換ブロック
１４，１５，１６，２４，２５，２６  垂直／水平変換部（Ｖ−Ｈ変換部）
１７，１８，１９，２７，２８，２９  水平電荷転送路（ＨＣＣＤ）
２０  配線
３１ａ〜ｃ，３２ａ〜ｃ              読み出しアンプ
４１〜５４                          転送電極
７０  垂直電荷転送路（ＶＣＣＤ）
７１，７２，７３  垂直転送電極
【図１】
0003547393.tif 000002
【図２】
0003547393.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003547393.tif 000005
【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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