(57)【要約】【課題】電荷転送劣化の原因となる波形なまりを改善できて、より安定した良好な電荷転送効率により信号電荷を電荷転送し、デバイスの低背化を図り、製造工程を簡略化する。【解決手段】電荷転送電極２，３にそれぞれ駆動パルスφＨ１、φＨ２をそれぞれ印加するメタル配線４、５の途中（第１配線層４ａ、５ａ）から引き出して、一方の引出部としての第２配線層４ｂを、他方の引出部としての第２配線層５ｂとボンディングパッド８の外側を迂回して通し、単層の金属配線層で第１配線層４ａ、５ａおよび第２配線層４ｂ、５ｂをそれぞれ構成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各固体撮像素子からの信号電荷を電荷転送するための電荷転送部上に、互いに異なる駆動パルスが印加される複数種類の電荷転送電極が電荷転送方向に繰り返し配置され、該電荷転送部に隣接して電荷転送方向と平行に、各駆動パルスをそれぞれ供給するための複数の配線が設けられて、対応する各電荷転送電極にそれぞれ接続され、該複数の配線が電荷転送方向の途中の一または複数箇所で引き出されてそれぞれに外部接続端子がそれぞれ接続され、該電荷転送部から遠い側の配線の引き出し部が該電荷転送部から近い側の配線の引き出し部および該外部接続端子よりも外側を通るように迂回して配線されている固体撮像素子の電荷転送装置。
【請求項２】
前記複数種類の電荷転送電極として、互いに逆相の駆動パルスφＨ１およびφＨ２がそれぞれ印加される２種類の電荷転送電極がそれぞれ設けられ、該駆動パルスφＨ１およびφＨ２の一方を供給するための配線の引き出し部が他方を供給するための配線の引き出し部およびその外部接続端子よりも外側を通るように迂回して配線されている請求項１に記載の固体撮像素子の電荷転送装置。
【請求項３】
前記複数種類の電荷転送電極として、互いに異なる駆動パルスφＨ１、φＨ２およびφＨ３がそれぞれ印加される３種類の電荷転送電極がそれぞれ設けられ、該駆動パルスφＨ１およびφＨ２の一方を供給するための配線の引き出し部が他方を供給するための配線の引き出し部およびその外部接続端子よりも外側を通るように迂回して配線され、該駆動パルスφＨ３を供給するための配線の引き出し部が、駆動パルスφＨ１およびφＨ２を供給するための配線の引き出し部およびその外部接続端子よりもさらに外側を通るように迂回して配線されている請求項１に記載の固体撮像素子の電荷転送装置。
【請求項４】
前記複数種類の電荷転送電極として、互いに異なる駆動パルスφＨ１、φＨ２、φＨ３およびφＨ４がそれぞれ印加される４種類の電荷転送電極がそれぞれ設けられ、該駆動パルスφＨ１およびφＨ２の一方を供給するための配線の引き出し部が他方を供給するための配線の引き出し部およびその外部接続端子よりも外側を通るように迂回して配線され、駆動パルスφＨ３を供給するための配線の引き出し部が、該駆動パルスφＨ１およびφＨ２を供給するための各配線の引き出し部およびその外部接続端子よりもさらに外側を通るように迂回して配線され、該駆動パルスφＨ４を供給するための配線の引き出し部が、駆動パルスφＨ１、φＨ２およびφＨ３を供給するための各配線の引き出し部およびその外部接続端子よりもさらに外側を通るように迂回して配線されている請求項１に記載の固体撮像素子の電荷転送装置。
【請求項５】
前記複数の配線およびその引き出し部が該複数の配線と同一層の単層の金属層で構成されている請求項１〜４のいずれかに記載の固体撮像素子の電荷転送装置。
【請求項６】
前記電荷転送部は、マトリクス状に行列方向に配列された複数の固体撮像素子のうちの列方向の各固体撮像素子からの信号電荷を電荷転送する複数の垂直電荷転送部および／または、該複数の垂直電荷転送部により電荷転送された信号電荷を電荷転送する水平電荷転送部を有する請求項請求項１〜４のいずれかに記載の固体撮像素子の電荷転送装置。
【請求項７】
前記電荷転送部から遠い側の配線の迂回した引き出し部間を、バイパス線として、前記電荷転送部から近い側の配線の引き出し部を跨ぐように接続する導電性連結部材を有した請求項１〜４のいずれかに記載の固体撮像素子の電荷転送装置。
【請求項８】
前記導電性連結部材は、前記引き出し部とコンタクト部を介して接続されている請求項７に記載の固体撮像素子の電荷転送装置。
【請求項９】
前記導電性連結部材は、遮光金属材料で構成されている請求項７または８に記載の固体撮像素子の電荷転送装置。
【請求項１０】
前記配線は、銅層、タングステン層およびアルミニュウム層の少なくともいずれかの金属層または、該銅層、該タングステン層および該アルミニュウム層の少なくともいずれかを含む合金層で構成されている請求項１〜５のいずれかに記載の固体撮像素子の電荷転送装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の固体撮像素子の電荷転送装置を電荷結合素子（ＣＣＤ）に用いた固体撮像装置。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれかに記載の固体撮像素子の電荷転送装置を電荷結合素子（ＣＣＤ）に用いた固体撮像装置を有する電子情報機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光部（固体撮像素子）により光電変換された信号電荷を読み出して、電荷転送部（ＣＣＤ：電荷結合素子）により所定方向に電荷転送するための固体撮像素子の電荷転送装置、この固体撮像素子の電荷転送装置が用いられる固体撮像装置および、この固体撮像装置を、画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の固体撮像装置では、受光部としての固体撮像素子（フォトダイオード）により光電変換された信号電荷が読み出されて、電荷転送部（ＣＣＤ：電荷結合素子）により電荷転送される。この電荷転送された信号電荷が、その後、増幅されて撮像画素信号として出力される。この電荷転送部は、所定方向に並んだ複数の電荷転送電極（電荷転送ゲート）と、この電荷転送電極（電荷転送ゲート）下の電荷転送部とから構成されている。
【０００３】
この電荷転送部についてさらに詳細に説明すると、上記電荷転送ゲートに印加された駆動パルス（クロック信号）が”Ｈ”レベル（ハイレベル）のときに電荷転送ゲート下の電荷転送部にポテンシャル井戸（ポテンシャルのくぼみ）が形成され、また、この駆動パルス（クロック信号）が”Ｌ”レベル（ローレベル）のときに電荷転送ゲート下の電荷転送部にポテンシャル障壁が形成されて、この駆動パルスが順次切り替えられることによって、所定の電荷転送方向（例えば垂直電荷転送方向や水平電荷転送方向）にポテンシャル井戸が移動して信号電荷が電荷転送される。
【０００４】
この駆動パルスが配線の一方端から供給される場合など、配線長が長く配線の寄生容量や寄生抵抗によって駆動パルスが遅延した場合には、信号電荷が蓄積されているパケット（ポテンシャル井戸が形成されている電荷転送ゲート下の電荷転送部分）から次のパケットへの電荷転送電界が弱い期間が長くなって、信号電荷の取りこぼし（取り残し）が生じ、これが電荷転送劣化の原因になっていた。
【０００５】
これを解決する従来技術として、例えば特許文献１には、駆動パルスを印加するための配線を電荷転送部の途中から引き出して、駆動パルスの遅延を低減する方法が提案されている。これを図６に示している。
【０００６】
図６は、従来の固体撮像素子の電荷転送装置の要部構成例を模式的に示す平面図である。
【０００７】
図６において、この従来の固体撮像素子の電荷転送装置１００は、水平電荷転送部１０１上に、ポリシリコンなどからなる電荷転送電極（電荷転送ゲート）１０２および１０３が電荷転送方向（図６の左方向）に交互に繰り返し配置されている。この電荷転送転送ゲート１０２および１０３にはそれぞれ、互いに反転する駆動パルスφＨ１およびφＨ２がそれぞれ印加されて電荷転送するようになっている。
【０００８】
水平電荷転送部１０１の電荷転送方向（長手方向）に平行に隣接して、駆動パルスφＨ１およびφＨ２をそれぞれ供給するためのメタル配線１０４および１０５がそれぞれ設けられており、メタル配線１０４および１０５はそれぞれ、各コンタクト部１０６を介して対応する電荷転送ゲート１０２および１０３にそれぞれ接続されている。
【０００９】
これらのメタル配線１０４および１０５はそれぞれ、電荷転送方向の配線途中の複数箇所で、第１配線層部分１０４ａおよび１０５ａからそれぞれ、第２配線層部１０４ｂおよび１０５ｂがそれぞれ引き出されている。引き出された第２配線層部１０４ｂおよび１０５ｂにそれぞれ駆動パルスφＨ１およびφＨ２をそれぞれ供給するための外部接続端子（パッド）１０７および１０８がそれぞれ接続されている。
【００１０】
この固体撮像素子の電荷転送装置１００において、電荷転送ゲート１０２にはパッド１０７からメタル配線１０４を通って駆動パルスφＨ１が印加され、また、電荷転送ゲート１０３にはパッド１０８からメタル配線１０５を通って駆動パルスφＨ２が印加される。駆動パルスφＨ１およびφＨ２として互いに逆相の駆動パルスが印加されることにより、交互に配置された転送ゲート１０２および１０３下の電荷転送部のポテンシャルが変化して、電荷転送方向へ信号電荷が順次転送される。
【特許文献１】特開平１１−２０４７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来技術では、前述したように駆動パルスが配線の両端から供給される場合を模式的に図７に示している。図７において、２本以上形成されたメタル配線１１０、１１１において、メタル配線１１１の途中から別の配線１１１ａを引き出してパッド１１１ｂに接続しようとすると、この別の引き出し配線１１１ａが、メタル配線１１０を途中で分断するため、パッド１１０ｂからその配線長が最も遠い分断部分１１０ｃで波形がなまる。
【００１２】
これを解決するために、上記特許文献１の従来の固体撮像素子の電荷転送装置１００では、駆動パルスを印加するための配線を電荷転送部の途中から複数引き出して、駆動信号の遅延を低減している。即ち、図６に示すように、メタル配線１０４および１０５の第１配線層部分１０４ａおよび１０５ａと、第２配線層部１０４ｂおよび１０５ｂとの２層以上の金属配線層が用いられており、メタル配線１０５の第１配線層１０５ａから引き出された第２配線層１０５ｂが、第１配線層１０４ａと絶縁膜を介して立体的に交差されている。
【００１３】
しかしながら、上記特許文献１の従来の固体撮像素子の電荷転送装置１００では、セルの微細化に伴って、図２（ａ）に示すように、第１配線層部分１０４ａおよび１０５ａと、第２配線層部１０４ｂおよび１０５ｂとの２層の金属配線層が用いられ、メタル配線１０５の第１配線層１０５ａから引き出された第２配線層１０５ｂが、第１配線層１０４ａと絶縁膜を介して立体的に交差しているが、このような周囲の配線領域と、水平電荷転送部１０１を含む中央部分の撮像領域とは大きい段差Ａができており、このようなデバイス構成部の高さ構造の不均一さが、半導体製造工程において撮像領域の電荷転送部や受光部が厚さが厚い配線部側に引っ張られるなどして、撮像不良や光学特性の劣化を引き起こすという問題があった。したがって、工程の簡略化や加工の容易さからも、配線層を減らすことが望ましい。しかも、ここでは、シート抵抗値が高く、加工が困難なタングステン層などの遮光金属層が第２配線層に用いられており、製造が容易ではないと考えられる。
【００１４】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、電荷転送劣化の原因となる波形なまりを改善して、安定した良好な電荷転送効率により信号電荷を電荷転送でき、デバイスの低背化を図ってデバイス構成部の高さ構造の不均一さを是正して、撮像不良や光学特性の劣化を抑制できて、製造工程をも簡略化できる固体撮像素子の電荷転送装置、この固体撮像素子の電荷転送装置が用いられる固体撮像装置および、この固体撮像装置を画像入力デバイスとして撮像部に用いた電子情報機器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】
【００１５】
本発明の固体撮像素子の電荷転送装置は、各固体撮像素子からの信号電荷を電荷転送するための電荷転送部上に、互いに異なる駆動パルスが印加される複数種類の電荷転送電極が電荷転送方向に繰り返し配置され、該電荷転送部に隣接して電荷転送方向と平行に、各駆動パルスをそれぞれ供給するための複数の配線が設けられて、対応する各電荷転送電極にそれぞれ接続され、該複数の配線が電荷転送方向の途中の一または複数箇所で引き出されてそれぞれに外部接続端子がそれぞれ接続され、該電荷転送部から遠い側の配線の引き出し部が該電荷転送部から近い側の配線の引き出し部および該外部接続端子よりも外側を通るように迂回して配線されているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１６】
また、好ましくは、本発明の固体撮像素子の電荷転送装置における複数種類の電荷転送電極として、互いに逆相の駆動パルスφＨ１およびφＨ２がそれぞれ印加される２種類の電荷転送電極がそれぞれ設けられ、該駆動パルスφＨ１およびφＨ２の一方を供給するための配線の引き出し部が他方を供給するための配線の引き出し部およびその外部接続端子よりも外側を通るように迂回して配線されている。
【００１７】
もしくは、本発明の固体撮像素子の電荷転送装置における複数種類の電荷転送電極として、互いに異なる駆動パルスφＨ１、φＨ２およびφＨ３がそれぞれ印加される３種類の電荷転送電極がそれぞれ設けられ、該駆動パルスφＨ１およびφＨ２の一方を供給するための配線の引き出し部が他方を供給するための配線の引き出し部およびその外部接続端子よりも外側を通るように迂回して配線され、該駆動パルスφＨ３を供給するための配線の引き出し部が、駆動パルスφＨ１およびφＨ２を供給するための配線の引き出し部およびその外部接続端子よりもさらに外側を通るように迂回して配線されている。
【００１８】
もしくは、本発明の固体撮像素子の電荷転送装置における複数種類の電荷転送電極として、互いに異なる駆動パルスφＨ１、φＨ２、φＨ３およびφＨ４がそれぞれ印加される４種類の電荷転送電極がそれぞれ設けられ、該駆動パルスφＨ１およびφＨ２の一方を供給するための配線の引き出し部が他方を供給するための配線の引き出し部およびその外部接続端子よりも外側を通るように迂回して配線され、駆動パルスφＨ３を供給するための配線の引き出し部が、該駆動パルスφＨ１およびφＨ２を供給するための各配線の引き出し部およびその外部接続端子よりもさらに外側を通るように迂回して配線され、該駆動パルスφＨ４を供給するための配線の引き出し部が、駆動パルスφＨ１、φＨ２およびφＨ３を供給するための各配線の引き出し部およびその外部接続端子よりもさらに外側を通るように迂回して配線されている。
【００１９】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の電荷転送装置における複数の配線およびその引き出し部が該複数の配線と同一層の単層の金属層で構成されている。
【００２０】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の電荷転送装置における電荷転送部は、マトリクス状に行列方向に配列された複数の固体撮像素子のうちの列方向の各固体撮像素子からの信号電荷を電荷転送する複数の垂直電荷転送部および／または、該複数の垂直電荷転送部により電荷転送された信号電荷を電荷転送する水平電荷転送部を有する。
【００２１】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の電荷転送装置における電荷転送部から遠い側の配線の迂回した引き出し部間を、バイパス線として、前記電荷転送部から近い側の配線の引き出し部を跨ぐように接続する導電性連結部材を有している。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の電荷転送装置における導電性連結部材は、前記引き出し部とコンタクト部を介して接続されている。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の電荷転送装置における導電性連結部材は、遮光金属材料で構成されている。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像素子の電荷転送装置における配線は、銅層、タングステン層およびアルミニュウム層の少なくともいずれかの金属層または、該銅層、該タングステン層および該アルミニュウム層の少なくともいずれかを含む合金層で構成されている。
【００２５】
本発明の固体撮像装置は、本発明の上記固体撮像素子の電荷転送装置を電荷結合素子（ＣＣＤ）に用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２６】
本発明の電子情報機器は、本発明の上記固体撮像素子の電荷転送装置を電荷結合素子（ＣＣＤ）に用いた固体撮像装置を有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２７】
上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。
【００２８】
本発明にあっては、各固体撮像素子（受光部）から読み出された信号電荷を複数の電荷転送ゲートを用いて電荷転送する固体撮像素子の電荷転送装置において、電荷転送ゲートを駆動する駆動パルスを供給するための配線が、一または複数箇所で配線途中から引き出されて外部接続端子とそれぞれ接続されている。これによって、従来のように駆動パルスが電荷転送部への配線端からだけではなく、配線途中からも印加されるため、駆動パルスの遅延や波形なまりを低減することが可能となる。
【００２９】
また、本発明にあっては、電荷転送部から遠い側の配線の引き出し部が、近い側の配線の引き出し部および外部接続端子よりも外側を通るように回り込んで迂回されている。これによって、単層の金属層で両配線および引き出し配線を構成することが可能となり、デバイスの低背化を図ってデバイス構成部の高さ構造の不均一さを是正することが可能となって、撮像不良や光学特性の劣化を抑制可能となり、製造工程をも簡略化することも可能となる。
【００３０】
さらに、特許文献１に開示されている従来技術のように、シート抵抗値が高く、加工が困難なタングステン層などの遮光金属層を用いる必要がないため、製造が容易である。
【００３１】
さらに、電荷転送部から離れた位置で、二層以上の金属配線層を組み合わせた場合についても、外部接続端子から電荷転送ゲートまでの合計抵抗値を低く設定することができるため、波形なまりの改善に有効となる。
【発明の効果】
【００３２】
以上により、本発明によれば、電荷転送電極を駆動する駆動パルスを供給するための配線が途中で一または複数箇所から引き出されて外部接続端子に接続されているため、駆動パルスの遅延や電荷転送部での波形なまりを低減できて、安定した良好な電荷転送効率により信号電荷を電荷転送することができる。また、電荷転送部から遠い側の配線の引き出し部が、近い側の配線の引き出し部および外部接続端子よりも外側を通るように回り込んで迂回されており、配線を単層の金属層で構成することができるため、デバイス構成部の高さ構造の不均一さを是正できて撮像不良や光学特性の劣化を抑制でき、しかも、製造工程の簡略化をも図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に、本発明の固体撮像素子の電荷転送装置の実施形態１〜３をＣＣＤ型の固体撮像装置に適応した場合について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る固体撮像素子の電荷転送装置の要部構成例を示す平面図である。
【００３４】
図１において、本実施形態１の電荷転送装置１０は、光電変換部である各固体撮像素子としての受光部からの各列方向の信号電荷を垂直電荷転送部にて垂直方向に電荷転送し、その後、各垂直電荷転送部からの信号電荷を水平方向に電荷転送するための水平電荷転送部１上に、互いに異なる駆動パルスφＨ１およびφＨ２が印加される２種類の電荷転送電極（電荷転送ゲート）２および３が電荷転送方向に繰り返し配置され、水平電荷転送部１の長手方向に隣接して電荷転送方向と平行に、各駆動パルスφＨ１およびφＨ２をそれぞれ供給するための二つのメタル配線４および５が設けられて、それぞれ対応する電荷転送ゲート２および３にそれぞれ接続され、メタル配線４および５が電荷転送方向の配線途中の一または複数箇所で引き出されてそれぞれに外部接続端子としてのパッド７、８がそれぞれ接続され、水平電荷転送部１から遠い側のメタル配線４の引き出し部４ｂが水平電荷転送部１から近い側のメタル配線５の引き出し部５ｂおよび外部接続端子としてのパッド８よりも外側を通るように迂回して配線されている。
【００３５】
この電荷転送装置１０についてさらに説明する。電荷転送装置１０は、水平電荷転送部１上に、ポリシリコンなどからなる電荷転送電極（電荷転送ゲート）２および３が電荷転送方向（図１の左方向）に交互に繰り返し配置されている。この電荷転送電極２および３にはそれぞれ、互いに反転して異なる駆動パルスφＨ１およびφＨ２がそれぞれ印加されている。
【００３６】
水平電荷転送部１の縦方向下側に隣接してその長手方向と平行に、駆動パルスφＨ１およびφＨ２をそれぞれ供給するためのメタル配線４および５がそれぞれ設けられている。これらのメタル配線４および５はそれぞれ各コンタクト部６を介して電荷転送ゲート２および３にそれぞれ接続されている。
【００３７】
メタル配線４および５は、電荷転送方向の配線途中の一または複数箇所で、水平電荷転送部１と平行な第１配線部４ａおよび５ａから引き出された第２配線部としての引き出し部４ｂおよび５ｂがそれぞれ設けられている。この引き出し部４ｂおよび５ｂにはそれぞれ、駆動パルスφＨ１およびφＨ２がそれぞれ供給される外部接続端子（パッド）７および８がそれぞれ接続されている。さらに、水平電荷転送部１から遠い側のメタル配線４からの引き出し部４ｂは、水平電荷転送部１から近い側のメタル配線５の引き出し部５ｂおよびパッド８よりも外側（図１では下側）を通るように迂回して（回り込んで）平面的に配線されている。
【００３８】
この電荷転送装置１０において、電荷転送ゲート２にはパッド７からメタル配線４を通って駆動パルスφＨ１が印加され、また、転送ゲート３にはパッド８からメタル配線５を通って駆動パルスφＨ２が印加されている。この駆動パルスφＨ１およびφＨ２として互いに逆相の駆動パルスが印加されることにより、電荷転送ゲート２および３下の電荷転送部のポテンシャルが変化して、電荷転送方向へ信号電荷が電荷転送される。
【００３９】
上記電荷転送ゲート２および３にはそれぞれ、互いに逆相の異なる駆動パルスφＨ１およびφＨ２がそれぞれ印加されるため、水平電荷転送部１の電荷転送方向と平行に、駆動パルスφＨ１を供給するためのメタル配線４と、駆動パルスφＨ２を供給するためのメタル配線５とが２本形成されている。
【００４０】
一方、特許文献１に開示されている従来の電荷転送装置１００では、図２（ａ）に示すように、第１配線層部分１０４ａおよび１０５ａと、第２配線層部１０４ｂおよび１０５ｂとの２層の金属配線層が用いられ、メタル配線１０５の第１配線層１０５ａから引き出された第２配線層１０５ｂが、第１配線層１０４ａと絶縁膜を介して立体的に交差しており、このような周辺部分の配線領域と、水平電荷転送部１０１を含む中央部分の撮像領域とは大きい段差Ａができている。このようなデバイス構成部の高さ構造の不均一さが、半導体製造工程において撮像領域の電荷転送部や受光部が厚さが厚い配線部側に引っ張られて変形するなど、撮像不良や光学特性の劣化を引き起こすという問題があった。
【００４１】
これに対して、本実施形態１の電荷転送装置１０では、駆動パルスφＨ１を供給するためのメタル配線４の第１配線層部４ａからの引き出し部４ｂとしての第２配線層部が、駆動パルスφＨ２を供給するためのメタル配線５の引き出し部５ｂとしての第２配線層部およびパッド８の外側を通って、図２（ａ）のようにメタル配線と上下で立体的に交差することなく、駆動パルスφＨ１を供給するためのパッド７と接続されている。このため、図２（ｂ）に示すように、第１配線層部４ａおよび第２配線層部４ｂと第１配線層部５ａおよび第２配線層部５ｂとは、同じ単層の配線層によって形成されているので、周辺部分の配線領域と中央部分の撮像領域との図２（ａ）に示す従来の段差Ａに比べて、小さい段差Ｂとなる。
【００４２】
これによって、本実施形態１では、水平電荷転送部１から遠い側のメタル配線４の引き出し部４ｂとしての第２配線層部が、近い側のメタル配線５の引き出し部５ｂとしての第２配線層部およびパッド８よりも平面視で同一平面上で外側を通るように回り込んで迂回されており、パッド７および８からメタル配線４および５までの配線を単層の金属配線層により構成することができる。このため、この金属配線層において、従来のように２層以上の金属配線層を設ける必要がなく、先述したように低い段差Ｂとして、デバイスの高さを低く構成することができる。このように、パッド７および８からメタル配線４および５までの配線を単層の金属層で構成することができるため、デバイス構成部の高さ構造の不均一さを是正できて撮像不良や光学特性の劣化を抑制でき、しかも、製造工程の簡略化をも図ることができる。
【００４３】
また、電荷転送電極である電荷転送ゲート２および３を駆動する駆動パルスを供給するための、メタル配線４および５の配線が途中で一または複数箇所から引き出されて外部接続端子としてのパッド７および８に接続されているため、駆動パルスの遅延や電荷転送部での波形なまりを低減できて、より安定した良好な電荷転送効率により信号電荷を電荷転送することができる。
【００４４】
なお、本実施形態１では、特に説明しなかったが、パッド７および８から、水平電荷転送部１上の電荷転送ゲート２および３に接続されるメタル配線４および５まで単層の配線層で形成する一例について説明したが、これに限らず、２層以上の金属配線層を組み合わせたバイパス線を形成する場合についても、パッドから電荷転送ゲートまでの合成抵抗値を低く設計することができるため、波形なまりの改善に有効である。
【００４５】
即ち、図１のＸＸ’断面構造を示す図３のように、シート抵抗値が高く、加工が困難であるが高さを低くできるタンスグテン層などの遮光金属層９を用いて、間に第２配線層部５ｂを跨いで、迂回した第２配線層部である引き出し部４ｂ、４ｂ間をバイパス線として短絡させれば、第２配線層部である引き出し部５ｂおよびパッド８の外側を回り込ませた第２配線層部である引き出し部４ｂの抵抗値および容量値が小さくすることができて、迂回することのデメリットを改善することができる。即ち、迂回した第２配線層部である引き出し部４ｂと第２配線層部である引き出し部４ｂ間の抵抗値および容量値と、バイパス用の遮光金属層９との並列回路が構成される。
【００４６】
要するに、電荷転送部から遠い側の配線の迂回した引き出し部間を、バイパス線として、電荷転送部から近い側の配線の引き出し部を跨ぐように接続する導電性連結部材を有している。この導電性連結部材は、引き出し部とコンタクト部を介して接続されている。さらに、導電性連結部材は遮光金属材料によって構成されている。
（実施形態２）
上記実施形態１では、種類が異なる電極数が２層の場合であって、２種類の電荷転送電極（電荷転送ゲート）２および３として互いに逆相の駆動パルスφＨ１およびφＨ２を印加する場合について説明したが、本実施形態２では、種類が異なる電極数が３層の場合であって、３種類の電荷転送電極（電荷転送ゲート）として互いに異なる各駆動パルスをそれぞれ印加することにより電荷転送を行う場合について説明する。
【００４７】
図４は、本発明の実施形態２に係る固体撮像素子の電荷転送装置の要部構成例を模式的に示す平面図である。なお、図４では、上記図１で説明した構成部材と同一の作用効果を奏する部材には同一の部材符号を付す。
【００４８】
図４において、本実施形態２の固体撮像素子の電荷転送装置２０は、光電変換部である各固体撮像素子としての受光部からの各列方向の信号電荷を垂直電荷転送部にて垂直方向に電荷転送し、その後、各垂直電荷転送部からの信号電荷を水平方向に電荷転送するための水平電荷転送部１上に、互いに異なる駆動パルスφＨ１、φＨ２およびφＨ３が印加される３種類の電荷転送電極（電荷転送ゲート）２、３および２１が電荷転送方向に繰り返し配置され、水平電荷転送部１の長手方向に隣接して電荷転送方向と平行に、各駆動パルスφＨ１、φＨ２およびφＨ３をそれぞれ供給するための三つのメタル配線４、５および２２が設けられて、それぞれ対応する電荷転送ゲート２、３および２１にそれぞれ接続され、メタル配線４、５および２２が電荷転送方向の途中の一または複数箇所で引き出されてそれぞれに外部接続端子としてのパッド７、８および２３がそれぞれ接続され、水平電荷転送部１から最も遠い側のメタル配線２２の引き出し部２２ｂが水平電荷転送部１から近い側のメタル配線４、５の引き出し部４ｂ、５ｂおよび外部接続端子としてのパッド７、８よりも外側を通るように迂回して配線されている。
【００４９】
即ち、本実施形態２では、３種類の電荷転送電極（電荷転送ゲート）２、３および２１として互いに異なる各駆動パルスφＨ１、φＨ２およびφＨ３がそれぞれ印加され、駆動パルスφＨ１、φＨ２およびφＨ３のうちの駆動パルスφＨ３を供給するためのメタル配線２２の引き出し部２２ｂが他の残るメタル配線４、５の引き出し部４ｂ、５ｂおよびその外部接続端子としてのパッド７、８よりも外側を通って迂回して配線される。
【００５０】
要するに、複数種類の電荷転送電極（電荷転送ゲート）として、互いに異なる駆動パルスφＨ１、φＨ２およびφＨ３がそれぞれ印加される３種類の電荷転送電極（電荷転送ゲート）２、３および２１がそれぞれ設けられ、駆動パルスφＨ１を供給するための配線の引き出し部４ｂが駆動パルスφＨ２を供給するための配線の引き出し部５ｂおよびその外部接続端子としてのパッド８よりも外側を通るように迂回して配線され、駆動パルスφＨ３を供給するための配線の引き出し部２２ｂが、駆動パルスφＨ１およびφＨ２を供給するための配線の引き出し部４ｂ、５ｂおよびその外部接続端子としてのパッド７，８よりもさらに外側を通るように迂回して配線されている。
【００５１】
これによって、本実施形態２では、水平電荷転送部１から最も遠い側のメタル配線２２の引き出し部２２ｂとしての第２配線層部が、近い側のメタル配線４、５の引き出し部４ｂ、５ｂとしての各第２配線層部およびパッド７、８よりも平面視で同一平面上で外側を通るように回り込んで迂回されており、パッド７、８および２３からメタル配線４、５および２２までの配線を単層の金属配線層により構成することができる。このため、この金属配線層において、図２（ｂ）のように、デバイスの高さをより低く構成することができて、パッド７、８および２３からそれぞれ各メタル配線４、５および２２までの配線を単層の金属層で構成することができるため、デバイス構成部の高さ構造の不均一さを是正できて、撮像不良や光学特性の劣化をよりいっそう抑制でき、しかも、製造工程の簡略化をも図ることができる。
（実施形態３）
本実施形態３では、種類が異なる電極数が４層の場合であって、４種類の電荷転送電極（電荷転送ゲート）として互いに異なる各駆動パルスをそれぞれ印加することにより電荷転送を行う場合について説明する。
【００５２】
図５は、本発明の実施形態３に係る固体撮像素子の電荷転送装置の要部構成例を模式的に示す平面図である。なお、図５では、上記図１で説明した構成部材と同一の作用効果を奏する部材には同一の部材符号を付す。
【００５３】
図５において、本実施形態３の固体撮像素子の電荷転送装置３０は、光電変換部である各固体撮像素子としての受光部からの各列方向の信号電荷を垂直電荷転送部にて垂直方向に電荷転送し、その後、各垂直電荷転送部からの信号電荷を水平方向に電荷転送するための水平電荷転送部１上に、互いに異なる駆動パルスφＨ１、φＨ２、φＨ３およびφＨ４が印加される４種類の電荷転送電極（電荷転送ゲート）２、３、２１および３１が電荷転送方向に繰り返し配置され、水平電荷転送部１の長手方向に隣接して電荷転送方向と平行に、各駆動パルスφＨ１、φＨ２、φＨ３およびφＨ４をそれぞれ供給するための四つのメタル配線４、５、２２および３２が設けられて、それぞれ対応する電荷転送ゲート２、３、２１および３２にそれぞれ接続され、メタル配線４、５、２２および３２が電荷転送方向の途中の一または複数箇所で引き出されてそれぞれに外部接続端子としてのパッド７、８、２３および３３がそれぞれ接続され、水平電荷転送部１から最も遠い側のメタル配線３２の引き出し部３２ｂが水平電荷転送部１から近い側のメタル配線４、５および２２の引き出し部４ｂ、５ｂおよび２２ｂの外部接続端子としてのパッド７、８および２３よりも外側を通るように迂回して配線されている。
【００５４】
即ち、本実施形態２では、４種類の電荷転送電極（電荷転送ゲート）２、３、２１および３１として互いに異なる各駆動パルスφＨ１、φＨ２、φＨ３およびφＨ４がそれぞれ印加され、駆動パルスφＨ１、φＨ２、φＨ３およびφＨ４のうちの駆動パルスφＨ４を供給するためのメタル配線３２の引き出し部３２ｂが他の残るメタル配線４、５および２２の引き出し部４ｂ、５ｂおよび２２ｂ、およびその外部接続端子としてのパッド７、８および２３よりも外側を通って迂回して配線される。
【００５５】
要するに、複数種類の電荷転送電極（電荷転送ゲート）として、互いに異なる駆動パルスφＨ１、φＨ２、φＨ３およびφＨ４がそれぞれ印加される４種類の電荷転送電極（電荷転送ゲート）２、３、２１および３１がそれぞれ設けられ、駆動パルスφＨ１を供給するための配線の引き出し部４ｂが駆動パルスφＨ２を供給するための配線の引き出し部５ｂおよびその外部接続端子としてのパッド８よりも外側を通るように迂回して配線され、駆動パルスφＨ３を供給するための配線の引き出し部２２ｂが、駆動パルスφＨ１およびφＨ２を供給するための各配線の引き出し部４ｂ、５ｂおよびその外部接続端子とｓてのとしてのパッド７，８よりもさらに外側を通るように迂回して配線され、駆動パルスφＨ４を供給するための配線の引き出し部３２ｂが、駆動パルスφＨ１、φＨ２およびφＨ３を供給するための各配線の引き出し部４ｂ、５ｂ、２２ｂおよびその外部接続端子としてのパッド７，８，２３よりもさらに外側を通るように迂回して配線されている。
【００５６】
これによって、本実施形態３では、水平電荷転送部１から最も遠い側のメタル配線３２の引き出し部３２ｂとしての第２配線層部が、近い側のメタル配線４、５および２２の引き出し部４ｂ、５ｂおよび２２ｂとしての各第２配線層部およびパッド７、８および２３よりも平面視で同一平面上で外側を通るように回り込んで迂回されており、パッド７、８、２３および３３からそれぞれ各メタル配線４、５、２２および３２までの配線を単層の金属配線層により構成することができる。このため、この金属配線層において、図２（ｂ）のようにパッド７、８、２３および３３からそれぞれ各メタル配線４、５、２２および３２までの配線を単層の金属層で構成することができるため、デバイス構成部の高さ構造の不均一さを是正できて撮像不良や光学特性の劣化をよりいっそう抑制でき、しかも、製造工程の簡略化をも図ることができる。
【００５７】
以上により、上記実施形態１〜３によれば、複数の電荷転送電極にそれぞれ複数の駆動パルスをそれぞれ印加する各メタル配線の途中（第１配線層）から配線を引き出して、引出部としての第２配線層を、この第２配線層よりも水平電荷転送部１に近い側のメタル配線の引出部としての第２配線層とボンディングパッドの外側を迂回して通し、単層の金属配線層で各第１配線層および第２配線層をそれぞれ構成することができる。これによって、電荷転送劣化の原因となる波形なまりを改善できて、より安定した良好な電荷転送効率により信号電荷を電荷転送できて、デバイスの低背化を図ることができ、製造工程をも簡略化することができる。
【００５８】
なお、上記実施形態１〜３では、異なる種類の電荷転送電極数が２層〜４層の場合について具体的に説明したが、これを一般化して、異なる種類の電荷転送電極数が複数層の場合にも、本発明の目的を達成することができれる。
【００５９】
即ち、固体撮像素子からの信号電荷を電荷転送するための電荷転送部上に、互いに異なる駆動パルスが印加される複数種類の電荷転送電極が電荷転送方向に繰り返し配置され、この電荷転送部に隣接して電荷転送方向と平行に、各駆動パルスをそれぞれ供給するための複数の配線が設けられて、対応する各電荷転送電極にそれぞれ接続され、複数の配線が電荷転送方向の途中の一または複数箇所で引き出されてそれぞれに外部接続端子がそれぞれ接続され、電荷転送部から遠い側の配線の引き出し部が電荷転送部から近い側の配線の引き出し部および外部接続端子よりも外側を通るように迂回して配線されていれば、電荷転送劣化の原因となる波形なまりを改善して、安定した良好な電荷転送効率により信号電荷を電荷転送でき、デバイスの低背化を図ってデバイス構成部の高さ構造の不均一さを是正して、撮像不良や光学特性の劣化を抑制できて、製造工程をも簡略化できる本発明の目的を達成することができる。
【００６０】
また、上記実施形態１〜３では、配線は単層の金属層で構成したが、これをさらに具体的に説明すると、配線は、その材質として、銅層、タングステン層およびアルミニュウム層の少なくともいずれかの金属層または、銅層、タングステン層およびアルミニュウム層の少なくともいずれかを含む合金層で構成されていてもよい。
【００６１】
さらに、上記実施形態１〜３では、上記実施形態１〜３の固体撮像素子の電荷転送装置１０〜３０を、電荷結合素子（ＣＣＤ）に用いた固体撮像装置に適用する場合について説明したが、上記実施形態１〜３の固体撮像素子の電荷転送装置１０，２０および３０の少なくともいずれかを、完成品として、電荷結合素子（ＣＣＤ）に用いた固体撮像装置を有する電子情報機器を得ることができる。
【００６２】
この場合に、上記実施形態１〜３の固体撮像装置１０，２０および３０の少なくともいずれかを撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラ、ドアホンカメラ、車載カメラ、テレビジョン電話用カメラおよび携帯電話用カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの画像入力デバイスを有した電子情報機器についてその一例を説明する。
【００６３】
本発明の電子情報機器としては、本発明の上記実施形態１〜３の固体撮像装置１０，２０および３０の少なくともいずれかを撮像部に用いて得た高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示手段と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信手段と、この画像データを印刷（印字）して出力（プリントアウト）する画像出力手段とのうちの少なくともいずれかを有している。
【００６４】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜３を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜３に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜３の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、受光部（固体撮像素子）により光電変換された信号電荷を読み出して、電荷転送部（ＣＣＤ：電荷結合素子）により電荷転送するための固体撮像素子の電荷転送装置、この固体撮像素子の電荷転送装置が用いられる固体撮像装置および、この固体撮像装置を、画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の分野において、電荷転送電極を駆動する駆動パルスを供給するための配線が途中で一または複数箇所から引き出されて外部接続端子に接続されているため、駆動パルスの遅延や電荷転送部での波形なまりを低減できて、安定した良好な電荷転送効率により信号電荷を電荷転送することができる。また、電荷転送部から遠い側の配線の引き出し部が、近い側の配線の引き出し部および外部接続端子よりも外側を通るように回り込んで迂回されており、配線を単層の金属層で構成することができるため、デバイス構成部の高さ構造の不均一さを是正できて撮像不良や光学特性の劣化を抑制でき、しかも、製造工程の簡略化をも図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態１に係る固体撮像素子の電荷転送装置の要部構成例を模式的に示す平面図である。
【図２】図１の要部断面構造を変則的に示す模式図である。
【図３】図１のＸＸ線部分の要部縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る固体撮像素子の電荷転送装置の要部構成例を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態３に係る固体撮像素子の電荷転送装置の要部構成例を模式的に示す平面図である。
【図６】従来の固体撮像素子の電荷転送装置の要部構成例を模式的に示す平面図である。
【図７】従来の固体撮像素子の電荷転送装置における給電方式を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  水平電荷転送部
２  駆動パルスφＨ１が印加される電荷転送ゲート  
３  駆動パルスφＨ２が印加される電荷転送ゲート  
２１  駆動パルスφＨ３が印加される電荷転送ゲート  
３１  駆動パルスφＨ４が印加される電荷転送ゲート  
４  駆動パルスφＨ１を供給するためのメタル配線
４ａ  電荷転送部に平行な第１配線部
４ｂ  引き出し部分としての第２配線部（引き出し部）
５  駆動パルスφＨ２を供給するためのメタル配線
５ａ  電荷転送部に平行な第１配線部
５ｂ  引き出し部分としての第２配線部（引き出し部）
２２  駆動パルスφＨ３を供給するためのメタル配線
２２ａ  電荷転送部に平行な第１配線部
２２ｂ  引き出し部分としての第２配線部（引き出し部）
３２  駆動パルスφＨ４を供給するためのメタル配線
３２ａ  電荷転送部に平行な第１配線部
３２ｂ  引き出し部分としての第２配線部（引き出し部）
６  コンタクト部
７  駆動パルスφＨ１を供給するためのパッド
８  駆動パルスφＨ２を供給するためのパッド
２３  駆動パルスφＨ３を供給するためのパッド
３３  駆動パルスφＨ４を供給するためのパッド
１０、２０、３０  固体撮像素子の電荷転送装置
【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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