(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像を行う撮像素子であって、入射光に基づいて撮像を行う撮像手段と、その入射光の強度に応じた信号電荷を電圧に変換する電荷電圧変換手段と、前記撮像手段と前記電荷電圧変換手段との間に信号電荷を増倍させる電荷増倍手段とを備え、前記撮像手段を搭載する撮像用基台と、前記電荷増倍手段を搭載する増倍用基台とを基盤上に設け、前記撮像手段は、入射光を電荷に変換することでその光の強度に応じた信号電荷を発生させる光電変換手段、およびその光電変換手段から発生した信号電荷を転送する電荷転送手段を含んで構成されており、前記素子は、前記光電変換手段から発生した前記信号電荷を検出して電圧として出力する電荷検出手段を備え、前記撮像手段と前記電荷増倍手段との間を前記電圧で転送し、撮像手段と電荷増倍手段との間にその転送された電圧を電荷に変換する電圧電荷変換手段を備えることを特徴とする撮像素子。
【請求項２】
撮像を行う撮像素子であって、入射光に基づいて撮像を行う撮像手段と、その入射光の強度に応じた信号電荷を電圧に変換する電荷電圧変換手段と、前記撮像手段と前記電荷電圧変換手段との間に信号電荷を増倍させる電荷増倍手段とを備え、前記撮像手段を搭載する撮像用基台と、前記電荷増倍手段を搭載する増倍用基台とを基盤上に設け、前記撮像手段は、入射光を電圧に変換することでその光の強度に応じた電圧を発生させるように構成されており、撮像手段と前記電荷増倍手段との間を前記電圧で転送し、前記素子は、撮像手段と電荷増倍手段との間にその転送された電圧を電荷に変換する電圧電荷変換手段を備えることを特徴とする撮像素子。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像素子において、前記素子は、入射光を電圧に変換することでその光の強度に応じた電圧を発生させるＣＭＯＳ型固体撮像素子であることを特徴とする撮像素子。
【請求項４】
撮像素子を用いた撮像装置であって、その撮像素子は、入射光に基づいて撮像を行う撮像手段と、その入射光の強度に応じた信号電荷を電圧に変換する電荷電圧変換手段と、前記撮像手段と前記電荷電圧変換手段との間に信号電荷を増倍させる電荷増倍手段とを備え、前記撮像手段を搭載する撮像用基台と、前記電荷増倍手段を搭載する増倍用基台とを基盤上に設け、前記撮像手段は、入射光を電荷に変換することでその光の強度に応じた信号電荷を発生させる光電変換手段、およびその光電変換手段から発生した信号電荷を転送する電荷転送手段を含んで構成されており、前記素子は、前記光電変換手段から発生した前記信号電荷を検出して電圧として出力する電荷検出手段を備え、前記撮像手段と前記電荷増倍手段との間を前記電圧で転送し、撮像手段と電荷増倍手段との間にその転送された電圧を電荷に変換する電圧電荷変換手段を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
撮像素子を用いた撮像装置であって、その撮像素子は、入射光に基づいて撮像を行う撮像手段と、その入射光の強度に応じた信号電荷を電圧に変換する電荷電圧変換手段と、前記撮像手段と前記電荷電圧変換手段との間に信号電荷を増倍させる電荷増倍手段とを備え、前記撮像手段を搭載する撮像用基台と、前記電荷増倍手段を搭載する増倍用基台とを基盤上に設け、前記撮像手段は、入射光を電圧に変換することでその光の強度に応じた電圧を発生させるように構成されており、撮像手段と前記電荷増倍手段との間を前記電圧で転送し、前記素子は、撮像手段と電荷増倍手段との間にその転送された電圧を電荷に変換する電圧電荷変換手段を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
入射光に基づいて撮像を行う撮像手段と、その入射光の強度に応じた信号電荷を電圧に変換する電荷電圧変換手段とを備えるとともに、前記撮像手段と前記電荷電圧変換手段との間に信号電荷を増倍させる電荷増倍手段を備えた撮像素子を製造する製造方法であって、第１板状部材に、撮像手段および電荷増倍手段を設けるための第２板状部材を積層して、その積層後に撮像手段と電荷増倍手段との間に相当する箇所に前記第２板状部材の形状加工を行って、撮像手段および前記電荷増倍手段について一部を互いに分離して、第２板状部材の形状加工後の第１および第２板状部材を、前記素子を設けるための基盤に積層することを特徴とする撮像素子を製造する製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の撮像素子を製造する製造方法において、前記第１板状部材は伝熱基板であって、分離すべき前記撮像手段および前記電荷増倍手段に相当するそれぞれの箇所に前記伝熱基板に放熱部材を設けることで、撮像手段と電荷増倍手段とを互いに熱的に分離する熱分離構造を構成することを特徴とする撮像素子を製造する製造方法。
【請求項８】
入射光に基づいて撮像を行う撮像手段と、その入射光の強度に応じた信号電荷を電圧に変換する電荷電圧変換手段とを備えるとともに、前記撮像手段と前記電荷電圧変換手段との間に信号電荷を増倍させる電荷増倍手段を備えた撮像素子を製造する製造方法であって、第１板状部材に、撮像手段および電荷増倍手段を設けるための第２板状部材を積層する前に、撮像手段と電荷増倍手段との間に相当する箇所に前記第２板状部材の形状加工を予め行って、撮像手段および前記電荷増倍手段について一部を互いに分離して、第２板状部材の形状加工後に前記第１板状部材に形状加工後の第２板状部材を積層し、その積層後の第１および第２板状部材を、前記素子を設けるための基盤に積層することを特徴とする撮像素子を製造する製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の撮像素子を製造する製造方法において、前記第１板状部材は伝熱基板であって、分離すべき前記撮像手段および前記電荷増倍手段に相当するそれぞれの箇所に前記伝熱基板に放熱部材を設けることで、撮像手段と電荷増倍手段とを互いに熱的に分離する熱分離構造を構成することを特徴とする撮像素子を製造する製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入射光に基づいて撮像を行う撮像手段と、その入射光の強度に応じた信号電荷を電圧に変換する電荷電圧変換手段とを備えた撮像素子およびそれを用いた撮像装置、並びに撮像素子を製造する製造方法に係り、特に、撮像手段と電荷電圧変換手段との間に備えられた電荷増倍手段によって信号電荷を増倍させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の撮像素子として、例えば入射光を電圧に変換することでその光の強度に応じた電圧を発生させるＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 型固体撮像素子や、入射光を電荷に変換することでその光の強度に応じた信号電荷を発生させて転送するＣＣＤ(Charge Coupled Device)型固体撮像素子がある。ＣＣＤ型固体撮像素子（以下、『ＣＣＤ』と略記する）を例に採って説明すると、ＦＴ(Frame Transfer)方式では、図１５に示すように、各々が２次元状に配置されたフォトゲート１１１と、各々が２次元状に同じく配置された蓄積用ＣＣＤセル１１２とを備えている。各フォトゲート１１１は、入射光を電荷に変換することでその光の強度に応じた信号電荷を発生させる光電変換部として構成される。また、各蓄積用ＣＣＤセル１１２は、その信号電荷を図１５の図面からみて垂直方向に逐次に転送しながら隣接するセルに蓄積する電荷転送部として構成される。【０００３】
また、転送された信号電荷を図１５の図面からみて水平方向に転送する水平転送用ＣＣＤセル１１３を、蓄積用ＣＣＤセル１１２の下流側に接続して配設している。なお、これらフォトゲート１１１や蓄積用ＣＣＤセル１１２や水平転送用ＣＣＤセル１１３で撮像部１１４を構成している。さらに、水平転送用ＣＣＤセル１１３の下流側に複数の結合用ＣＣＤセル１１５を順に接続し、その結合用ＣＣＤセル１１５を介して水平転送用ＣＣＤセル１１３から転送された信号電荷を増倍させる電荷増倍部１１６を結合用ＣＣＤセル１１５の下流側に接続している。そして、増倍した信号電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部１１７を電荷増倍部１１６に接続している。電荷増倍部１１６は、例えば電荷増倍用の高電界領域を生成させて、信号電荷を転送する際に電荷増倍用の高電界領域を通過させて信号電荷を増倍させる（例えば、特許文献１、２参照）。これら撮像部１１４や電荷増倍部１１６や電荷電圧変換部１１７は同一の基盤１１０上に設けられている。
【特許文献１】特開平７−１７６７２１号公報（第３−７頁、図１−１１）
【特許文献２】特開平１０−３０４２５６号公報（第４−５頁、図１−４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような構成を有する撮像素子の場合には、上述したように撮像素子を構成する各部分を同一の基盤上に設けているので、例えば撮像部または電荷増倍部のいずれか一方を設計変更したいときなどにおいて汎用性が低い。特に、撮像素子を構成する部分のうち、撮像部または電荷増倍部のいずれか一方によって他方に影響が及びやすいので、設計変更しなくとも歩留まりが悪くなる恐れがある。【０００５】
さらに、撮像部から電荷増倍部への影響が特に大きい。具体的に説明すると、ＣＣＤの素子温度あるいは電荷増倍部の温度によって電荷増倍利得（ゲイン）が大きく変化する。ゲインが変化すると、撮影画像の再現性やプロファイルの再現性を悪くする。そこで、ＣＣＤの素子温度あるいは電荷増倍部の温度を一定に保つ温度制御を行って、ゲインを安定させることが必要である。【０００６】
しかし、例えば撮影速度が１．０×１０6フレーム／秒（１，０００，０００フレーム／秒）の高速撮影を行う場合には、ＣＣＤを高速で駆動するので、基盤の温度上昇が著しい。したがって、温度上昇を防止するために冷却機構（例えば冷媒）や冷却素子（例えばペルチェ素子）などの冷却方法を用いても温度を一定にすることは困難である。【０００７】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、歩留まりの向上および汎用性の高い撮像素子およびそれを用いた撮像装置、並びに撮像素子を製造する製造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】
【０００８】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、この発明の撮像素子（前者の発明）は、撮像を行う撮像素子であって、入射光に基づいて撮像を行う撮像手段と、その入射光の強度に応じた信号電荷を電圧に変換する電荷電圧変換手段と、前記撮像手段と前記電荷電圧変換手段との間に信号電荷を増倍させる電荷増倍手段とを備え、前記撮像手段を搭載する撮像用基台と、前記電荷増倍手段を搭載する増倍用基台とを基盤上に設け、前記撮像手段は、入射光を電荷に変換することでその光の強度に応じた信号電荷を発生させる光電変換手段、およびその光電変換手段から発生した信号電荷を転送する電荷転送手段を含んで構成されており、前記素子は、前記光電変換手段から発生した前記信号電荷を検出して電圧として出力する電荷検出手段を備え、前記撮像手段と前記電荷増倍手段との間を前記電圧で転送し、撮像手段と電荷増倍手段との間にその転送された電圧を電荷に変換する電圧電荷変換手段を備えることを特徴とするものである。
また、前者の発明とは別の撮像素子（後者の発明）は、撮像を行う撮像素子であって、入射光に基づいて撮像を行う撮像手段と、その入射光の強度に応じた信号電荷を電圧に変換する電荷電圧変換手段と、前記撮像手段と前記電荷電圧変換手段との間に信号電荷を増倍させる電荷増倍手段とを備え、前記撮像手段を搭載する撮像用基台と、前記電荷増倍手段を搭載する増倍用基台とを基盤上に設け、前記撮像手段は、入射光を電圧に変換することでその光の強度に応じた電圧を発生させるように構成されており、前記素子は、撮像手段と電荷増倍手段との間にその転送された電圧を電荷に変換する電圧電荷変換手段を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
これらの発明の撮像素子によれば、撮像手段を搭載する撮像用基台と、電荷増倍手段を搭載する増倍用基台とを基盤上に設けることで、撮像手段または電荷増倍手段のいずれか一方による他方への影響を低減させることができる。したがって、歩留まりの向上を実現することができる。また、撮像手段を搭載する撮像用基台と、電荷増倍手段を搭載する増倍用基台とを基盤上に設けることで、撮像手段または電荷増倍手段のいずれか一方を設計変更する場合においても汎用性の高い撮像素子を実現することができる。
【００１４】
さらに、前者の発明の場合では、撮像手段は、入射光を電荷に変換することでその光の強度に応じた信号電荷を発生させる光電変換手段、およびその光電変換手段から発生した信号電荷を転送する電荷転送手段を含んで構成されている。さらに、光電変換手段から発生した信号電荷を検出して電圧として出力する電荷検出手段を備え、撮像手段と電荷増倍手段との間を上述した電圧で転送する。そして、撮像手段と電荷増倍手段との間に電圧電荷変換手段を備えて、転送された電圧を電圧電荷変換手段が電荷に変換する。電荷に変換後は、電荷増倍手段で信号電荷を増倍させ、撮像素子に係る発明で上述した電荷電圧変換手段で信号電荷を電圧に変換する。
【００１５】
さらに、後者の発明の場合では、入射光を電圧に変換することでその光の強度に応じた電圧を発生させるように構成されている。電圧を発生させるように構成された撮像手段の場合には、撮像手段と電荷増倍手段との間を上述した電圧で転送する。そして、撮像手段と電荷増倍手段との間に電圧電荷変換手段を備えて、転送された電圧を電圧電荷変換手段が電荷に変換する。電荷に変換後は、電荷増倍手段で信号電荷を増倍させ、撮像素子に係る発明で上述した電荷電圧変換手段で信号電荷を電圧に変換する。
【００１６】
また、この発明の撮像装置（前者の発明）は、撮像素子を用いた撮像装置であって、その撮像素子は、入射光に基づいて撮像を行う撮像手段と、その入射光の強度に応じた信号電荷を電圧に変換する電荷電圧変換手段と、前記撮像手段と前記電荷電圧変換手段との間に信号電荷を増倍させる電荷増倍手段とを備え、前記撮像手段を搭載する撮像用基台と、前記電荷増倍手段を搭載する増倍用基台とを基盤上に設け、前記撮像手段は、入射光を電荷に変換することでその光の強度に応じた信号電荷を発生させる光電変換手段、およびその光電変換手段から発生した信号電荷を転送する電荷転送手段を含んで構成されており、前記素子は、前記光電変換手段から発生した前記信号電荷を検出して電圧として出力する電荷検出手段を備え、前記撮像手段と前記電荷増倍手段との間を前記電圧で転送し、撮像手段と電荷増倍手段との間にその転送された電圧を電荷に変換する電圧電荷変換手段を備えることを特徴とするものである。
また、前者の発明とは別の撮像装置（後者の発明）は、撮像素子を用いた撮像装置であって、その撮像素子は、入射光に基づいて撮像を行う撮像手段と、その入射光の強度に応じた信号電荷を電圧に変換する電荷電圧変換手段と、前記撮像手段と前記電荷電圧変換手段との間に信号電荷を増倍させる電荷増倍手段とを備え、前記撮像手段を搭載する撮像用基台と、前記電荷増倍手段を搭載する増倍用基台とを基盤上に設け、前記撮像手段は、入射光を電圧に変換することでその光の強度に応じた電圧を発生させるように構成されており、撮像手段と前記電荷増倍手段との間を前記電圧で転送し、前記素子は、撮像手段と電荷増倍手段との間にその転送された電圧を電荷に変換する電圧電荷変換手段を備えることを特徴とするものである。
【００１７】
これらの発明の撮像装置によれば、撮像手段を搭載する撮像用基台と、電荷増倍手段を搭載する増倍用基台とを基盤上に設けることで、歩留まりの向上および汎用性の高い撮像装置を実現することができる。
【００１８】
また、この発明の撮像素子を製造する製造方法は、入射光に基づいて撮像を行う撮像手段と、その入射光の強度に応じた信号電荷を電圧に変換する電荷電圧変換手段とを備えるとともに、前記撮像手段と前記電荷電圧変換手段との間に信号電荷を増倍させる電荷増倍手段を備えた撮像素子を製造する製造方法であって、第１板状部材に、撮像手段および電荷増倍手段を設けるための第２板状部材を積層して、その積層後に撮像手段と電荷増倍手段との間に相当する箇所に前記第２板状部材の形状加工を行って、撮像手段および前記電荷増倍手段について一部を互いに分離して、第２板状部材の形状加工後の第１および第２板状部材を、前記素子を設けるための基盤に積層することを特徴とするものである。【００１９】
この発明の撮像素子を製造する製造方法によれば、第１板状部材に、撮像手段および電荷増倍手段を設けるための第２板状部材を積層して、その積層後に撮像手段と電荷増倍手段との間に相当する箇所に第２板状部材の形状加工を行って、撮像手段および電荷増倍手段について一部を互いに分離して、第２板状部材の形状加工後の第１および第２板状部材を、素子を設けるための基盤に積層する。このような製造方法によってこの発明の撮像素子を実現することができる。また、第１板状部材の上に第２板状部材を積層した状態で第２板状部材の形状加工を行うので、第２板状部材の形状加工を先に行ってから第１板状部材を積層した場合（後述する別の製造方法に係る発明）と比較すると、第１板状部材の上に第２板状部材を積層した際に生じる第２板状部材の破損を防止することができる。【００２０】
また、上述した製造方法とは別の発明の撮像素子を製造する製造方法は、入射光に基づいて撮像を行う撮像手段と、その入射光の強度に応じた信号電荷を電圧に変換する電荷電圧変換手段とを備えるとともに、前記撮像手段と前記電荷電圧変換手段との間に信号電荷を増倍させる電荷増倍手段を備えた撮像素子を製造する製造方法であって、第１板状部材に、撮像手段および電荷増倍手段を設けるための第２板状部材を積層する前に、撮像手段と電荷増倍手段との間に相当する箇所に前記第２板状部材の形状加工を予め行って、撮像手段および前記電荷増倍手段について一部を互いに分離して、第２板状部材の形状加工後に前記第１板状部材に形状加工後の第２板状部材を積層し、その積層後の第１および第２板状部材を、前記素子を設けるための基盤に積層することを特徴とするものである。【００２１】
この発明の撮像素子を製造する製造方法によれば、第１板状部材に、撮像手段および電荷増倍手段を設けるための第２板状部材を積層する前に、撮像手段と電荷増倍手段との間に相当する箇所に第２板状部材の形状加工を予め行って、撮像手段および前記電荷増倍手段について一部を互いに分離して、第２板状部材の形状加工後に第１板状部材に形状加工後の第２板状部材を積層し、その積層後の第１および第２板状部材を、前記素子を設けるための基盤に積層する。このような製造方法によってこの発明の撮像素子を実現することができる。【００２２】
また、上述したこれらの製造方法において、第１板状部材は伝熱基板であって、分離すべき撮像手段および電荷増倍手段に相当するそれぞれの箇所に伝熱基板に放熱部材を設けることで、撮像手段と電荷増倍手段とを互いに熱的に分離する熱分離構造を構成するのがより好ましい。第２板状部材において、撮像手段と電荷増倍手段とに相当する箇所で発熱しても、その熱は第１板状部材である伝熱基板をそれぞれ介して放熱部材によって放出される。したがって、かかる製造方法によって撮像手段と電荷増倍手段とを互いに熱的に分離する熱分離構造を有することになり、上述した熱分離構造を有した撮像素子を実現することができる。
【発明の効果】
【００２３】
これらの発明に係る撮像素子およびそれを用いた撮像装置によれば、撮像手段を搭載する撮像用基台と、電荷増倍手段を搭載する増倍用基台とを基盤上に設けることで、歩留まりの向上および汎用性の高い撮像素子およびそれを用いた撮像装置を実現することができる。また、撮像素子を製造する製造方法によって、歩留まりの向上および汎用性の高い撮像素子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１，２に係るＣＣＤ型固体撮像素子（ＣＣＤ）を用いた撮像装置の概略を示すブロック図である。
【図２】実施例１に係るＣＣＤの構成を示すブロック図である。
【図３】実施例１に係るＣＣＤの構成を示す概略斜視図である。
【図４】実施例１に係るＣＣＤの構成を示す断面図である。
【図５】実施例１に係るＣＣＤの撮像部側の出力部の構成を示す概略図である。
【図６】実施例１に係るＣＣＤの電荷増倍部側の入力部の構成を示す概略図および入力部の各箇所のポテンシャルを示す図である。
【図７】入力部の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】実施例２に係るＣＣＤの構成を示すブロック図である。
【図９】実施例２に係るＣＣＤの構成を示す概略斜視図である。
【図１０】実施例２に係るＣＣＤの構成を示す断面図である。
【図１１】一部分離の形態を示す平面図である。
【図１２】一部分離の形態を示す平面図である。
【図１３】一部分離の形態を示す平面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、実施例２に係るＣＣＤを製造する工程をそれぞれ示した斜視図である。
【図１５】従来のＣＣＤの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  …  固体撮像素子（ＣＣＤ）
１１  …  フォトゲート
１２  …  蓄積用ＣＣＤセル
１４  …  撮像部
１５  …  出力部
２１  …  入力部
２２  …  電荷増倍部
２３  …  電荷電圧変換部
４０  …  パッケージ用基盤
４１  …  伝熱基板
４２  …  センサチップ
４５  …  放熱端子
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
撮像部および電荷増倍部を互いに分離してパッケージ用基盤上に設けることで、撮像部または電荷増倍部のいずれか一方による他方への影響を低減させることができる。したがって、歩留まりの向上を実現するという目的を実現した。また、撮像部および電荷増倍部を互いに分離してパッケージ用基盤上に設けることで、撮像部または電荷増倍部のいずれか一方を設計変更する場合においても汎用性の高いＣＣＤ型固体撮像素子（ＣＣＤ）および撮影装置を実現するという目的を実現した。
【実施例１】
【００２７】
以下、図面を参照してこの発明の実施例1を説明する。図１は、実施例１に係るＣＣＤ型固体撮像素子（ＣＣＤ）を用いた撮像装置の概略を示すブロック図であり、図２は、ＣＣＤの構成を示すブロック図であり、図３は、ＣＣＤの構成を示す概略斜視図であり、図４は、ＣＣＤの構成を示す断面図である。なお、後述する実施例２を含め実施例１では、ＦＴ(Frame Transfer)方式のＣＣＤを例に採って説明する。また、ＦＴ方式の場合には、この発明における光電変換手段としては、フォトゲートが用いられる。【００２８】
後述する実施例２も含めて本実施例１に係る撮像装置は、被写体の光学像を取り込み、取り込まれた光学像を信号電荷に変換するとともに電気信号に変換して被写体を撮像するように構成されている。すなわち、撮像装置は、図１に示すように、固体撮像素子（ＣＣＤ）１を備えるとともに、レンズ２と相関二重サンプリング部３とＡＤコンバータ４と画像処理演算部５とモニタ６と操作部７と制御部８とを備えている。さらに、撮像装置は、電源部９ａとタイミングジェネレータ９ｂとを備えている。固体撮像素子（ＣＣＤ）１は、この発明における撮像素子に相当する。【００２９】
レンズ２は、被写体の光学像を取り込む。相関二重サンプリング部３は、ＣＣＤ１からの出力電圧を低雑音に増幅して電気信号として取り出す。ＡＤコンバータ４は、その電気信号をディジタル信号に変換する。画像処理演算部５は、ＡＤコンバータ４でディジタル化された電気信号に基づいて被写体の２次元画像を作成するために各種の演算処理を行う。モニタ６は、その２次元画像を画面に出力する。操作部７は、撮像の実行に必要な種々の操作を行う。制御部８は、操作部７により設定された撮影条件などの操作にしたがって装置全体を統括制御する。【００３０】
電源部９ａは、ＣＣＤ１内の信号電荷を転送する転送電極などに電圧を印加する。タイミングジェネレータ９ｂは、電圧の印加のタイミングや撮像のタイミングやクロックなどを生成する。【００３１】
ＣＣＤ１は、図２に示すように、入射光（被写体の光学像）を電荷に変換することでその光の強度に応じた信号電荷を発生させるフォトゲート１１と、そのフォトゲート１１から発生した信号電荷を図２の図面からみて垂直方向に逐次に転送しながら隣接するセルに蓄積する蓄積用ＣＣＤセル１２とを備えている。各々が２次元状に配置されるようにフォトゲート１１を構成するとともに、各々が２次元状に同じく配置されるように蓄積用ＣＣＤセル１２を構成している。後述する実施例２も含めて本実施例１では図２の図面からみて水平方向、垂直方向に８×８に２次元状に配置されるようにフォトゲート１１、蓄積用ＣＣＤセル１２をそれぞれ構成している。なお、２次元状に配置されるフォトゲート１１、蓄積用ＣＣＤセル１２の数については８×８に限定されず、設計に応じて適宜変更することができる。フォトゲート１１は、この発明における光電変換手段に相当し、蓄積用ＣＣＤセル１２は、この発明における電荷転送手段に相当する。【００３２】
フォトゲート１１および蓄積用ＣＣＤセル１２については、同じ光電変換部で構成しており、蓄積用ＣＣＤセル１２のみ、光が入射して電荷に変換することでノイズが重畳されるのを防止するために、それそれを遮光している。【００３３】
後述する実施例２も含めて本実施例１では、フォトゲート１１には、８つの転送電極を配設するとともに、蓄積用ＣＣＤセル１２にも、８つの転送電極を配設している。４相パルス駆動で各フォトゲート１１および各蓄積用ＣＣＤセル１２を制御し、４つの転送電極で１画素分の各フォトゲート１１および各蓄積用ＣＣＤセル１２を制御している。具体的なパルス駆動についてはその説明を省略する。なお、上述した４相パルス駆動に限定されず、例えば２相や３相や５相パルス駆動などでもよい。【００３４】
上述した蓄積用ＣＣＤセル１２の下流側には水平転送用ＣＣＤセル１３を接続して配設しており、水平転送用ＣＣＤセル１３は、蓄積用ＣＣＤセル１２から転送された信号電荷を図２の図面からみて水平方向に転送する。水平転送用ＣＣＤセル１３には、転送電極を配設している。これらフォトゲート１１や蓄積用ＣＣＤセル１２や水平転送用ＣＣＤセル１３で撮像部１４を構成している。撮像部１４は、この発明における撮像手段に相当する。【００３５】
水平転送用ＣＣＤセル１３の下流側には出力部１５を配設しており、出力部１５は、フォトゲート１１から発生して蓄積用／水平転送用ＣＣＤセル１２，１３を介して転送された信号電荷を検出して出力電圧Ｖoutとして出力する。出力部１５は、この発明における電荷検出手段に相当する。【００３６】
出力電圧Ｖoutをボンディングワイヤ３０で入力部２１に転送して出力電圧Ｖoutと同じ値で入力電圧Ｖinとして入力する。入力部２１は、転送された出力電圧Ｖout（すなわち入力された入力電圧Ｖin）を信号電荷に戻して変換する。入力部２１は、この発明における電圧電荷変換手段に相当する。【００３７】
入力部２１には電荷増倍部２２を接続して配設しており、電荷増倍部２２は、変換された信号電荷を増倍させる。電荷増倍部２２は、例えば電荷増倍用の高電界領域を生成させて、信号電荷を転送する際に電荷増倍用の高電界領域を通過させて信号電荷を増倍させる。電荷増倍部２２は、この発明における電荷増倍手段に相当する。【００３８】
電荷増倍部２２の下流側には電荷電圧変換部２３を配設しており、電荷電圧変換部２３は、電荷増倍部２２で増倍した電荷を電圧に変換する。変換された電圧を図１に示す相関二重サンプリング部３に送り込む。電荷電圧変換部２３は、この発明における電荷電圧変換手段に相当する。【００３９】
出力部１５も含めて撮像部１４、および入力部２１や電荷電圧変換部２３も含めて電荷増倍部２２については、図２〜図４に示すように互いに分離して、パッケージ用基盤４０（図３、図４参照）上に設けている。そして、図３、図４に示すようにパッケージ用基盤４０には撮像用基台１０および増倍用基台２０をそれぞれ搭載しており、図２に示すように撮像用基台１０には出力部１５も含めて撮像部１４を、増倍用基台２０には入力部２１や電荷電圧変換部２３も含めて電荷増倍部２２をそれぞれ搭載している。撮像用基台１０および増倍用基台２０間には、上述したボンディングワイヤ３０が両基台１０，２０にまたがるように配設しており、ボンディングワイヤ３０によって撮像用基台１０上にある撮像部側１４の出力部１５と増倍用基台２０上にある電荷増倍部２２側の入力部２１とを互いに接続している。パッケージ用基盤４０は、この発明における基盤に相当する。【００４０】
両基台１０，２０については、図３、図４に示すように、伝熱基板４１およびそれに積層されたセンサチップ４２でそれぞれを構成している。すなわち、伝熱基板４１ａおよびセンサチップ４２ａで撮像用基台１０を構成するとともに、伝熱基板４１ｂおよびセンサチップ４２ｂで増倍用基台２０を構成している。各伝熱基板４１ａ，４１ｂについても互いに分離するとともに、各センサチップ４２ａ，４２ｂについても互いに分離している。そして、出力部１５も含めて撮像部１４をセンサチップ４２ａに直接的に搭載するとともに、入力部２１や電荷電圧変換部２３も含めて電荷増倍部２２をセンサチップ４２ｂに直接的に搭載している。【００４１】
ボンディングワイヤ３０の接続部分とは逆側には別のボンディングワイヤ４３を両基台１０，２０にそれぞれ配設している。そして、ＣＣＤ１外の各部分（例えば図１に示す相関二重サンプリング部３や制御部８や電源部９ａやタイミングジェネレータ９ｂなど）とＣＣＤ１との間で信号を送受信するための信号端子４４を、上述したボンディングワイヤ４３に電気的に接続している。【００４２】
出力部１５も含めて撮像部１４、および入力部２１や電荷電圧変換部２３も含めて電荷増倍部２２に相当するそれぞれの箇所には、伝熱基板４１ａ，４１ｂに放熱端子４５を設けている。かかる放熱端子４５を設けることで、センサチップ４２ａ，４２ｂにおいて、撮像部１４と電荷電圧変換部２３とに相当する箇所で発熱しても、その熱は伝熱基板４１ａ，４１ｂをそれぞれ介して放熱端子４５によって放出される。したがって、かかる伝熱基板４１ａ，４１ｂおよび放熱端子４５によって、撮像部１４と電荷増倍部２２とを互いに熱的に分離する熱分離構造を有することになる。【００４３】
次に、出力部１５および入力部２１の具体的な構成について、図５〜図７を参照して説明する。図５は、ＣＣＤの撮像部側の出力部の構成を示す概略図であり、図６は、ＣＣＤの電荷増倍部側の入力部の構成を示す概略図および入力部の各箇所のポテンシャルを示す図であり、図７は、入力部の動作を示すタイミングチャートである。本実施例１での入力部および出力部では４相パルス駆動を例に採って説明する。【００４４】
本実施例１では出力部１５を、フローティングディフュージョン検出器(Floating Diffusion Amplifier: FDA) と呼ばれる検出器で構成している。図５に示すように、Ｐ型シリコン基盤１５ａ、それにＮ―が拡散された埋め込みチャネル１５ｂ、それにＮ+がさらに拡散された電荷注入拡散層（フローティングディフュージョン）１５ｃを備えて出力部１５を構成している。さらに転送電極Φ1，Φ2，Φ3，Φ4を印加するための転送ゲート１５ｄや、電圧Ｖogを印加するための出力ゲート１５ｅを積層している。これらのゲート１５ｄ，１５ｅについてはポリシリコンで形成している。電荷注入拡散層１５ｃには、リセット電圧ΦRを有したソースホロワ増幅器１５ｆを接続している。ソースホロワ増幅器１５ｆ内の各トランジスタには電源電圧Ｖddを接続している。【００４５】
フォトゲート１１から発生して蓄積用／水平転送用ＣＣＤセル１２，１３を介して転送された信号電荷を、転送電極Φ4，Φ1，Φ2，Φ3用の各ゲート１５ｄの順に転送して電荷注入拡散層１５ｃに送り込む。送り込む前にはリセット電圧ΦRによって電荷注入拡散層１５ｃの電位を予めリセットする。この信号電荷によって電荷注入拡散層１５ｃの電位が変化する。信号電荷による電荷注入拡散層１５ｃの電位の変化は、送り込まれた信号電荷に比例する。この電位変化をソースホロワ増幅器１５ｆによって電圧に変換して出力電圧Ｖoutとして出力する。【００４６】
本実施例１では入力部２１を、もっともノイズが少ないとされている電位平衡法を用いて構成している。図６に示すように、Ｐ型シリコン基盤２１ａ、それにＮ+が拡散された電荷注入拡散層（フローティングディフュージョン）２１ｂ、Ｐ型シリコン基盤２１ａにＮ―が拡散された埋め込みチャネル２１ｃを備えて入力部２１を構成している。電荷注入拡散層２１ｂには電圧Ｖdを接続している。さらに一定の電位に保たれたＤＣバイアス電圧Ｖdcを印加するためのＤＣバイアスゲート２１ｄや、出力電圧Ｖoutと同じ値で入力された入力電圧Ｖinを印加するための入力ゲート２１ｅや、転送電極Φ1，Φ2，Φ3，Φ4を印加するための転送ゲート２１ｆを積層している。これらのゲート２１ｄ，２１ｅ，２１ｆについてはポリシリコンで形成している。ポテンシャルの余裕度を十分大きく確保するためにＤＣバイアスゲート２１ｄ、入力ゲート２１ｅ下は表面チャネルになっており、転送電極Φ1を印加する転送ゲート２１ｆ下の途中から埋め込みチャネル２１ｃになっている。【００４７】
図７に示すタイミングにおいて時刻ｔ1〜ｔ8で各電圧／電極Ｖd，Φ1，Φ2，Φ3，Φ4を操作すると、図６に示すようにＣＣＤウェルにおいてポテンシャルが変化する。【００４８】
電荷注入拡散層２１ｂでは電圧Ｖdの大きさに応じて電荷の注入が変化する。時刻ｔ1で高い電圧Ｖd（図６、図７では『Ｈｉｇｈ』で示す）が印加されていた電荷注入拡散層２１ｂに、時刻ｔ2で低い電圧Ｖd（図６、図７では『Ｌｏｗ』で示す）が印加されて、印加される電圧Ｖdが切り換わる。この低い電圧Ｖdの印加によりＤＣバイアスゲート２１ｄ、入力ゲート２１ｅの下に電荷が注入される。このとき、転送電極Φ1の転送ゲート２１ｆには低い電圧が印加されてＯＦＦ状態になっており、注入された電荷が転送電極Φ1，Φ2，Φ3，Φ4の転送部に漏れないようにブロックしている。【００４９】
時刻ｔ2で低い電圧Ｖdが印加されていた電荷注入拡散層２１ｂに、時刻ｔ3で高い電圧Ｖdが印加されて、印加される電圧Ｖdが高電位に戻る。高電位に戻ることによりＤＣバイアスゲート２１ｄ、入力ゲート２１ｅの下の余剰電荷は電荷注入拡散層２１ｂに戻り、ＤＣバイアスゲート２１ｄと入力ゲート２１ｅとの電位差にほぼ比例した電荷量Ｑ（図６を参照）、すなわち信号電荷だけが入力ゲート２１ｅの下に残る。【００５０】
時刻ｔ4に転送電極Φ1の転送ゲート２１ｆに高い電圧が印加されてＯＮ状態に切り換わり、入力ゲート２１ｅの下にあった信号電荷Ｑが転送ゲート２１ｆの下に転送される。時刻ｔ5以降に、通常の４相パルス駆動によって各転送電極Φ2，Φ3，Φ4の転送ゲート２１ｆに順次に転送される。このようにして、入力部２１は入力電圧Ｖinを信号電荷に戻して変換する。【００５１】
かかる電位平衡法を用いた入力部２１では、電荷注入動作および転送動作は入力電圧Ｖinの周波数のナイキスト周波数以上の速度で行われるので、入力電圧Ｖinを正確に転送することができる。【００５２】
出力部１５、入力部２１については、上述した４相パルス駆動に限定されない。フォトゲート１１および蓄積用ＣＣＤセル１２に同期して出力部１５および入力部２１が動作することから、フォトゲート１１および蓄積用ＣＣＤセル１２と同じ駆動方法であれば、例えばフォトゲート１１および蓄積用ＣＣＤセル１２が２相パルス駆動の場合にはそれと同じ２相パルス駆動であってもよい。３相や５相パルス駆動の場合も同じである。【００５３】
上述したＣＣＤ１およびそれを用いた撮像装置によれば、撮像部１４および電荷増倍部２２を互いに分離してパッケージ用基盤４０上に設けることで、撮像部１４または電荷増倍部２２のいずれか一方による他方への影響を低減させることができる。したがって、歩留まりの向上を実現することができる。また、撮像部１４および電荷増倍部２２を互いに分離してパッケージ用基盤４０上に設けることで、撮像部１４または電荷増倍部２２のいずれか一方を設計変更する場合においても汎用性の高いＣＣＤ１および撮影装置を実現することができる。【００５４】
また、本実施例１では、伝熱基板４１ａ，４１ｂおよび放熱端子４５によって、撮像部１４と電荷増倍部２２とを互いに熱的に分離する熱分離構造を有している。かかる熱分離構造を有することで、撮像部１４に温度変化が生じたとしても、熱分離構造によって撮像部１４から電荷増倍部２２への影響を低減させることができる。したがって、温度変化に敏感な電荷増倍利得（ゲイン）を安定させて、撮影画像の再現性やプロファイルの再現性を向上させることができる。例えば撮影速度が１．０×１０6フレーム／秒（１，０００，０００フレーム／秒）の高速撮影を行う場合において、ＣＣＤを高速で駆動することにより基盤の温度上昇が著しくても、かかる熱分離構造を有することで撮像部１４から電荷増倍部２２への影響を低減させることができる。したがって、本実施例１では高速撮影を行う場合において特に有用である。【００５５】
本実施例１では撮像部１４および電荷増倍部２２を完全に分離してパッケージ用基盤４０上に設けているので、後述する実施例２において撮像部１４および電荷増倍部２２について一部を分離してパッケージ用基盤４０上に設けている場合と比較すると、熱分離構造による熱的な分離をより一層発揮することができる。【００５６】
本実施例１では、撮像部１４として、入射光を電荷に変換することでその光の強度に応じた信号電荷を発生させるフォトゲート１１、およびそのフォトゲート１１から発生した信号電荷を転送する蓄積用ＣＣＤセル１２を含んで構成されたＣＣＤ型固体撮像素子を例に採って説明している。【００５７】
このような信号電荷を出力形式としている場合において、本実施例１のように撮像部１４および電荷増倍部２２を完全に分離しているときには、信号電荷の出力形式で転送するのが難しい。そこで、本実施例１では、フォトゲート１１から発生した信号電荷を検出して出力電圧Ｖoutとして出力する出力部１５を備え、撮像部１４と電荷増倍部２２との間をボンディングワイヤ３０によって上述した電圧で転送する。そして、撮像部１４と電荷増倍部２２との間に入力部２１を備えて、転送された出力電圧Ｖout（すなわち入力された入力電圧Ｖin）を入力部２１が電荷に変換するように構成している。そして電荷に変換後は、電荷増倍部２２で信号電荷を増倍させ、電荷電圧変換部２３で電圧に変換する。このように、完全に分離している場合でも電荷から変換された電圧の出力形式で簡易に転送することができる。【００５８】
上述したように本実施例１では撮像部１４および電荷増倍部２２を完全に分離してパッケージ用基盤４０上に設けたが、下記に示す実施例２では撮像部１４および電荷増倍部２２について一部を分離してパッケージ用基盤４０上に設けている。
【実施例２】
【００５９】
次に、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。図８は、実施例２に係るＣＣＤの構成を示すブロック図であり、図９は、ＣＣＤの構成を示す概略斜視図であり、図１０は、ＣＣＤの構成を示す断面図である。なお、上述した実施例１と共通する箇所については同じ符号を付して、その説明を省略する。【００６０】
本実施例２に係るＣＣＤ１は、図８に示すように、実施例１と同様に、フォトゲート１１、蓄積用ＣＣＤセル１２、水平転送用ＣＣＤセル１３からなる撮像部１４を備えるとともに、電荷増倍部２２、電荷電圧変換部２３を備えている。実施例１との相違点は、実施例１の出力部１５、ボンディングワイヤ３０、入力部３０の換わりに、本実施例２では、水平転送用ＣＣＤセル１３と電荷増倍部２２との間に複数個の結合用ＣＣＤセル１６を順に接続して配設している点にある。この結合用ＣＣＤセル１６は、従来の図１５における結合用ＣＣＤセル１１５に相当するものである。また、実施例１との相違点は、実施例１では撮像部１４および電荷増倍部２２を完全に分離してパッケージ用基盤４０上に設けていたのに対して、撮像部１４および電荷増倍部２２について一部を分離してパッケージ用基盤４０上に設けている点にある。【００６１】
結合用ＣＣＤセル１６については、各々が水平転送用ＣＣＤセル１３と電荷増倍部２２との間にまたがるように構成しており、撮像部１４および電荷増倍部２２の一部を分離することで残った撮像部１４と電荷増倍部２２との接続箇所に配設している。結合用ＣＣＤセル１６は、フォトゲート１１から発生して蓄積用／水平転送用ＣＣＤセル１２，１３を介して転送された信号電荷を、図８の矢印の方向に逐次に転送する。そして、電荷増倍部２２に送り込む。つまり、本実施例２では、実施例１と相違して、撮像部１４と電荷増倍部２２との間を結合用ＣＣＤセル１６によって信号電荷のままで転送している。そして、転送された信号電荷を電荷電圧変換部２３で電圧に変換する。このように、電荷電圧変換部２３に転送されるまで変換することなく同一形式（信号電荷）で転送することができる。【００６２】
また、同一形式で転送することで、実施例１のように電荷から電圧に変換する際のリセットノイズが混入するということが本実施例２ではない。したがって、実施例１と比較してノイズを低減させることができる。【００６３】
本実施例２では、出力部１５も含めて撮像部１４、および入力部２１や電荷電圧変換部２３も含めて電荷増倍部２２については、図８〜図１０に示すように一部を互いに分離して、パッケージ用基盤４０（図９、図１０参照）上に設けている。実施例１と同様にパッケージ用基盤４０には撮像用基台１０および増倍用基台２０をそれぞれ搭載している。実施例１と相違して、撮像用基台１０および増倍用基台２０についても一部を互いに分離している。つまり、撮像用基台１０を構成する伝熱基板４１ａ、増倍用基台２０を構成する伝熱基板４１ｂについても一部を互いに分離するとともに、撮像用基台１０を構成するセンサチップ４２ａ、増倍用基台２０を構成するセンサチップ４２ｂについても一部を互いに分離している。【００６４】
実施例１と同様に、ボンディングワイヤ４３に信号端子４４を電気的に接続し、出力部１５も含めて撮像部１４、および入力部２１や電荷電圧変換部２３も含めて電荷増倍部２２に相当するそれぞれの箇所には、伝熱基板４１ａ，４１ｂに放熱端子４５を設けている。【００６５】
なお、分離の形態は、図８〜図１０のように端部以外の一部の領域のみを撮像部１４と電荷増倍部２２との接続箇所として、残りを分離するようにしてもよいし、図１１のように伝熱基板４１がセンサチップ４２にそれぞれはみ出るように分離してもよい。また、図１２のように分離すべき箇所に多数の孔を設けることで分離してもよい。また、図１３のように、各伝熱基板４１ａ、４１ｂを分離せずに伝熱基板４１によってセンサチップ４２を補強するように構成して分離してもよい。【００６６】
本実施例２のように撮像部１４および電荷増倍部２２について一部を分離して構成したＣＣＤ１を製造する際には、下記の図１４に示す方法で製造するのが好ましい。図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、本実施例２に係るＣＣＤを製造する工程をそれぞれ示した斜視図である。【００６７】
ＣＣＤ１を製造する際には、伝熱基板４１にセンサチップ４２を積層して、積層された状態の伝熱基板４１およびセンサチップ４２をパッケージ用基盤４０に積層することで行われる。したがって、センサチップ４２が図８〜図１０に示す形状になるように、異方性エッチングやレーザによる切削、ダイシングによってセンサチップ４２を形状加工してから伝熱基板４１に積層する手法も考えられる。この手法によれば、センサチップ４２の形状加工を先に行ってから伝熱基板４１に積層するので、形状加工が行われたセンサチップ４２を伝熱基板４１の上に積層した際に、そのセンサチップ４２が破損する恐れがある。【００６８】
そこで、図１４（ａ）〜図１４（ｃ）に示す手順でＣＣＤ１を製造する。図１４の各図では、パッケージ用基盤４０の図示を省略する。先ず、図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、伝熱基板４１にセンサチップ４２を積層する。その積層後に撮像部１４と電荷増倍部２２との間に相当する箇所に上述した伝熱基板４１の形状加工を行う（図１４（ｃ）を参照）。形状加工としては、加工の対象物の性質や形状に応じて、上述した異方性エッチングやレーザによる切削、ダイシングなどを適宜組み合わせて行えばよい。伝熱基板４１は、この発明における第１板状部材に相当し、センサチップ４２は、この発明における第２板状部材に相当する。【００６９】
そして、分離すべき撮像部１４および電荷増倍部２２の相当するそれぞれの箇所に伝熱基板４１ａ，４１ｂに、図９、図１０に示す放熱端子４５を設ける。センサチップ４２ａ，４２ｂにおいて、撮像部１４と電荷電圧変換部２３とに相当する箇所で発熱しても、その熱は伝熱基板４１ａ，４１ｂをそれぞれ介して放熱端子４５によって放出される。したがって、かかる伝熱基板４１ａ，４１ｂおよび放熱端子４５によって、撮像部１４と電荷増倍部２２とを互いに熱的に分離する熱分離構造を有することになる。放熱端子４５は、この発明における放熱部材に相当する。【００７０】
放熱端子を設ける一方で、センサチップ４２に撮像部１４および電荷増倍部２２に関するフォトリソグラフィ処理を行ったり、撮像部１４および電荷増倍部２２の回路パターンを形成したり、ボンディングを行って各回路を電気的に接続する。そして、形状加工後の伝熱基板４１およびセンサチップ４２を、パッケージ用基盤４０に積層して完成する。放熱端子と回路パターン形成との順番については特に限定されない。【００７１】
図１４（ａ）〜図１４（ｃ）に示す製造方法によって本実施例２に係るＣＣＤ１を実現することができる。また、伝熱基板４１の上にセンサチップ４２を積層した状態でセンサチップ４２の形状加工を行うので、センサチップ４２の形状加工を先に行ってから伝熱基板４１を積層した場合と比較すると、伝熱基板４１の上にセンサチップ４２を積層した際に生じるセンサチップ４２の破損を防止することができる。【００７２】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。【００７３】
（１）上述した実施例１，２では、光電変換手段としてフォトゲートを例に採って説明したが、これに限定されない。例えば、フォトダイオードを光電変換手段として用いてもよい。【００７４】
（２）上述した実施例１，２では、伝熱基板や放熱端子などで熱分離構造を有したが、熱分離構造を有さずに、撮像部などに代表される撮像手段、および電荷増倍部などに代表される電荷増倍手段を単に互いに分離して設けてもよい。【００７５】
（３）上述した実施例１のように、撮像部などに代表される撮像手段、および電荷増倍部などに代表される電荷増倍手段を完全に分離してパッケージ用基盤などに代表される基盤に設けてもよいし、実施例２のように、撮像手段および電荷増倍手段について一部を分離して基盤に設けてもよい。すなわち、撮像手段および電荷増倍手段について少なくとも一部を互いに分離して基盤上に設ければよい。【００７６】
（４）上述した実施例１，２では、撮像部などに代表される撮像手段は、フォトゲートなどに代表される光電変換手段、および蓄積用ＣＣＤセルなどに代表される電荷転送手段を含んで構成されたＣＣＤ型固体撮像素子であって、光の強度に応じた信号電荷を出力したが、ＣＭＯＳ型固体撮像素子のように、入射光を電圧に変換することでその光の強度に応じた電圧を出力するものであってもよい。【００７７】
ＣＭＯＳの場合には、実施例１のように撮像手段および電荷増倍手段を完全に分離して基盤上に配設して、実施例１と同じようなボンディングワイヤなどで電圧を転送して、実施例１と同じような入力部（電圧電荷変換手段）で電荷に変換すればよい。また、ＣＭＯＳの場合には出力形式が電圧なので、実施例１で述べた信号電荷を検出して電圧として出力する出力部（電荷検出手段）が不要で、ＣＭＯＳの出力部分を直接的にボンディングワイヤなどに電気的に接続すればよい。【００７８】
（５）上述した実施例２では、伝熱基板４１の上にセンサチップ４２を積層した際に生じるセンサチップ４２の破損を防止するために、伝熱基板４１の上にセンサチップ４２を積層した状態でセンサチップ４２の形状加工を行ったが、破損の恐れがない場合には、伝熱基板４１の上にセンサチップ４２を積層する前に、センサチップ４２の形状加工を予め行って、撮像部などに代表される撮像手段、および電荷増倍部などに代表される電荷増倍手段について一部を互いに分離してもよい。【００７９】
（６）この発明では、いずれの撮像方式においても適用することができる。撮像方式としては、主にＩＬ(Interline)方式、ＦＴ(Frame Transfer)方式、ＦＦＴ(Full Frame Transfer)方式、ＦＩＴ(Frame Interline Transfer)方式などがある。これらの方式に合わせて撮像素子の構造も変化する。その変化に合わせてそれぞれ撮像手段および電荷増倍手段を構成すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上のように、この発明は、ＣＣＤ型固体撮像素子やＣＭＯＳ型固体撮像素子に適している。
【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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【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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