(57)【要約】【課題】  チップ面積の増大を避けながら、十分な大きさの取り扱い電荷量を確保できる固体撮像装置を提供すること。【解決手段】  半導体基板の表面にイメージエリア８を備え、イメージエリア８内に受光部１と、転送チャネル２を備える。イメージエリア８上を転送チャネル２と交差する方向に横切って、転送電極５−１，５−２，５−３，５−４の組５が延在する。半導体基板上でイメージエリア８の周辺に沿って、各相の転送信号φＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４毎に設けられた転送信号配線６−１，６−２，６−３，６−４の組６を備える。転送電極の組５中で転送チャネル２上の表面積が大きい転送電極につながる転送信号配線６−１は、転送電極の組５中で転送チャネル２上の表面積が小さい転送電極につながる転送信号配線６−２，６−３，６−４に比して、電気抵抗が小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の表面に設定されたイメージエリア内に設けられ、入射光を信号電荷に変換する受光部と、
上記イメージエリア内を一方向に延在する少なくとも一つの転送チャネルと、
上記イメージエリア上を上記転送チャネルと交差する方向に横切って延在し、上記転送チャネルを通して上記信号電荷を転送するために複数相の転送信号が印加される転送電極の組と、
上記半導体基板上で上記イメージエリアの周辺に沿って設けられ、上記各相の転送信号毎に、その転送信号が入力される入力端子とその転送信号が印加される転送電極の端部との間を接続する転送信号配線の組とを備え、
上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送電極の組中で上記転送チャネル上の表面積が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送電極の組中で上記転送チャネル上の表面積が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、電気抵抗が小さいことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
上記組をなす転送電極の数は３以上であり、上記組をなす転送信号配線の電気抵抗の大小順は、それらの転送信号配線がつながる転送電極の上記転送チャネル上の表面積の大小順とは反対になっていること特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送チャネル上の表面積が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送チャネル上の表面積が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、幅が広く設定されていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送チャネル上の表面積が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送チャネル上の表面積が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、シート抵抗が小さく設定されていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項５】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送チャネル上の表面積が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送チャネル上の表面積が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、厚みが厚く設定されていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項６】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送電極の組中で負荷容量が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送電極の組中で負荷容量が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、電気抵抗が小さいことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項７】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送電極の組中で時定数が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送電極の組中で時定数が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、電気抵抗が小さいことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項８】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
上記複数相の転送信号のうち特定の相の転送信号は、互いに独立に選択して入力される複数のサブ転送信号に分割されており、
上記特定の相の転送信号を伝える入力端子および転送信号配線は、それぞれ上記サブ転送信号の数と同数のサブ入力端子およびサブ転送信号配線に分割され、
上記特定の相の転送信号を伝える複数のサブ転送信号配線は、上記一方向に関して並ぶ転送電極の複数の組に分配されて、それぞれの組の対応する転送電極に接続され、
上記特定の相の転送信号を伝える上記サブ転送信号配線は、別の相の転送信号を伝える転送信号配線に比して、幅が狭く設定されていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項９】
半導体基板の表面に設定されたイメージエリア内に設けられ、入射光を信号電荷に変換する受光部と、
上記イメージエリア内を一方向に延在する少なくとも一つの転送チャネルと、
上記イメージエリア上を上記転送チャネルと交差する方向に横切って延在し、上記転送チャネルを通して上記信号電荷を転送するために複数相の転送信号が印加される転送電極の組と、
上記半導体基板上で上記イメージエリアの周辺に沿って設けられ、上記各相の転送信号毎に、その転送信号が入力される入力端子とその転送信号が印加される転送電極の端部との間を接続する転送信号配線の組とを備え、
上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送電極の組中で負荷容量が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送電極の組中で負荷容量が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、電気抵抗が小さいことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項１０】
半導体基板の表面に設定されたイメージエリア内に設けられ、入射光を信号電荷に変換する受光部と、
上記イメージエリア内を一方向に延在する少なくとも一つの転送チャネルと、
上記イメージエリア上を上記転送チャネルと交差する方向に横切って延在し、上記転送チャネルを通して上記信号電荷を転送するために複数相の転送信号が印加される転送電極の組と、
上記半導体基板上で上記イメージエリアの周辺に沿って設けられ、上記各相の転送信号毎に、その転送信号が入力される入力端子とその転送信号が印加される転送電極の端部との間を接続する転送信号配線の組とを備え、
上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送電極の組中で時定数が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送電極の組中で時定数が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、電気抵抗が小さいことを特徴とする固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は固体撮像装置に関し、特にＣＣＤ型固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ（電荷結合素子）型固体撮像装置としては、例えば図７に示すような２次元イメージセンサ１８０が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この２次元イメージセンサ１８０は、半導体基板上に設定された矩形のイメージエリア１０８内に、複数の垂直ＣＣＤ１０２と、各垂直ＣＣＤ１０２に沿って所定のピッチＰＶで配列された複数の受光部（フォトダイオード）１０１とを備えている。垂直ＣＣＤ１０２は、垂直方向（図７における上下方向）に延在し水平方向（図７における左右方向）に関して所定のピッチＰＨで並んでいる。各垂直ＣＣＤ１０２の一端（図７における下端）は、水平方向に延在する水平ＣＣＤ１０３に接続されている。１０４は増幅器である。イメージエリア１０８上を水平方向に横切って、不純物含有多結晶シリコンからなる４相の垂直転送電極１０５−１，１０５−２，１０５−３，１０５−４の組１０５が設けられている。なお、簡単のため、図中には１組だけ示しているが、実際には、この組１０５と同じものが受光部１０１と同ピッチＰＶで多数設けられている。
【０００３】
また、イメージエリア１０８の周囲の３辺に沿って、垂直転送信号配線１０６−１，１０６−２，１０６−３，１０６−４の組１０６が設けられている。各垂直転送信号配線１０６−１，１０６−２，１０６−３，１０６−４のイメージエリア上辺に沿った部分にはそれぞれ、４相のクロックパルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４が入力される垂直転送信号入力端子１０７−１，１０７−２，１０７−３，１０７−４が設けられている。垂直転送信号配線１０６−１，１０６−２，１０６−３，１０６−４は、各相のクロックパルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４毎に、そのクロックパルスが入力される垂直転送信号入力端子と、そのクロックパルスが印加される垂直転送電極の端部（イメージエリア１０８の左右に位置する）とを接続している。各垂直転送信号配線１０６−１，１０６−２，１０６−３，１０６−４は、互いに同じ金属材料からなり、互いに同じ幅（つまり、Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３＝Ｗ４）、同じ厚みに設定されている。ただし、他の配線をジャンプするための配線部分や保護抵抗等を形成するために多結晶シリコンからなる部分（図示せず）を持つ。
【０００４】
動作時には、受光部１０１が入射光を信号電荷に変換する。垂直転送信号入力端子１０７−１，１０７−２，１０７−３，１０７−４には、図示しない外部回路によって４相のクロックパルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４が印加される。各相のクロックパルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４はそれぞれ、対応する垂直転送信号入力端子１０７−１，１０７−２，１０７−３，１０７−４から、その入力端子につながる垂直転送信号配線１０６−１，１０６−２，１０６−３，１０６−４を通して、対応する垂直転送電極１０５−１，１０５−２，１０５−３，１０５−４の端部に伝達される。この結果、受光部１０１が発生した信号電荷が、その受光部１０１に隣り合う垂直ＣＣＤ１０２を通して垂直方向に水平ＣＣＤ１０３へ向かって転送される。転送された信号電荷は、さらに水平ＣＣＤ１０３を通して水平方向に増幅器１０４へ向かって転送され、増幅器１０４で増幅されて出力される。
【０００５】
また、近年、多画素のデジタルスチルカメラなどでは、全画素情報を読み出すスチルモードと、間引きや画素加算などにより情報量を減らして読み出すモニタリングモードとを有するものが一般的になってきている。図８はそのような間引き読み出し可能なＣＣＤ型２次元イメージセンサ１９０の構成を示している。なお、図８において、図７中の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付している。
【０００６】
この２次元イメージセンサ１９０では、イメージエリア１０８上を水平方向に横切って、不純物含有多結晶シリコンからなる４相の垂直転送電極１１５−１Ａ，１１５−２，１１５−３，１１５−４の組１１５Ａと、４相の垂直転送電極１１５−１Ｂ，１１５−２，１１５−３，１１５−４の組１１５Ｂと、４相の垂直転送電極１１５−１Ｃ，１１５−２，１１５−３，１１５−４の組１１５Ｃとが設けられている。なお、簡単のため、図中には３組だけ示しているが、実際には、この３組１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃと同じものが垂直方向に多数繰り返す態様で設けられている。
【０００７】
１相目のクロックパルスφＶ１は、互いに独立に選択して入力される３つのクロックパルスφＶ１Ａ，φＶ１Ｂ，φＶ１Ｃに分割されている。それに応じて、３つの垂直転送信号入力端子１１７Ａ−１，１１７Ｂ−１，１１７Ｃ−１および３つの垂直転送信号配線１１６Ａ−１，１１６Ｂ−１，１１６Ｃ−１が設けられている。３つの垂直転送信号配線１１６Ａ−１，１１６Ｂ−１，１１６Ｃ−１は、垂直方向に関して並ぶ転送電極の複数の組１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃに分配されて、それぞれ順に１相目のクロックパルスφＶ１Ａ，φＶ１Ｂ，φＶ１Ｃが印加される転送電極１１５−１Ａ，１１５−１Ｂ，１１５−１Ｃに接続されている。他の垂直転送信号入力端子１１７−２，１１７−３，１１７−４、垂直転送信号配線１１６−２，１１６−３，１１６−４は、それぞれ図７中の垂直転送信号入力端子１０７−２，１０７−３，１０７−４、垂直転送信号配線１０６−２，１０６−３，１０６−４と同じものである。各垂直転送信号配線１１６Ａ−１，１１６Ｂ−１，１１６Ｃ−１，１１６−２，１１６−３，１１６−４は、互いに同じ金属材料からなり、互いに同じ幅（つまり、Ｗ１Ａ＝Ｗ１Ｂ＝Ｗ１Ｃ＝Ｗ２＝Ｗ３＝Ｗ４）、同じ厚みに設定されている。ただし、他の配線をジャンプするための配線部分や保護抵抗等を形成するために多結晶シリコンからなる部分（図示せず）を持つ。
【０００８】
この２次元イメージセンサ１９０の基本的な動作は図７のものと同じであるが、受光部１０１が発生した信号電荷を垂直ＣＣＤ１０２に読み出す時は、間引き読み出しを行うために、入力される１相目のクロックパルスφＶ１Ａ，φＶ１Ｂ，φＶ１Ｃは、同時には高レベルにはならず、順に交互に高レベルになる、または、あるクロックパルスは高レベルにしない、などを選択することができる。垂直ＣＣＤ１０２を通して信号電荷を転送する時は、クロックパルスφＶ１Ａ，φＶ１Ｂ，φＶ１ＣはすべてφＶ１として同じタイミングで高低に遷移し、４相クロックパルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４として動作する。
【０００９】
なお、クロックパルスφＶ１Ａ，φＶ１Ｂ，φＶ１Ｃは、間引き読み出しを行うために、元のクロックパルスφＶ１を分割したものであるので、クロックパルスφＶ１Ａ，φＶ１Ｂ，φＶ１Ｃが印加される垂直転送電極の数の合計と、例えば他のクロックパルスφＶ２が印加される垂直転送電極の数とは同じである。また、クロックパルスφＶ２が印加される垂直転送電極の数と、クロックパルスφＶ３が印加される電極の数と、クロックパルスφＶ４が印加される電極の数とは、それぞれ同じである。
【特許文献１】特開２００２−７６３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、転送電極（ゲート）の負荷容量は、（１）ゲート間相互の寄生容量、（２）それぞれのゲートとその上部に存在する遮光膜との寄生容量、（３）それぞれのゲートとその下部に存在する基板との寄生容量等からなる。転送電極ごとに表面積及び他の電極とのオーバーラップ面積が異なるため、各転送電極が持つ負荷容量もそれぞれ異なっている。
【００１１】
例えば図５は、図７に示した２次元イメージセンサ１８０における１組の垂直転送電極１０５−１，１０５−２，１０５−３，１０５−４の平面レイアウトを示している。また、図６は図５におけるＡ−Ａ′線矢視断面を示している。１００は半導体基板表面、１０９は遮光膜をそれぞれ示している。これらの図５、図６から分かるように、１相目のクロックパルスφＶ１が印加される垂直転送電極１０５−１の表面積及び他の電極とのオーバーラップ面積は、他相の垂直転送電極１０５−２，１０５−３，１０５−４のものに比して大きくなっている。それに応じて、垂直転送電極１０５−１の負荷容量は、他の垂直転送電極１０５−２，１０５−３，１０５−４の負荷容量に比して大きくなっている。この結果、１相目のクロックパルスφＶ１についての信号伝達系（垂直転送信号入力端子から垂直転送電極までを含む。）の時定数が、他相のクロックパルスφＶ２，φＶ３，φＶ４についての信号伝達系の時定数に比して、大きくなっている。
【００１２】
このため、図９（ａ）に示すように垂直転送信号入力端子１０７−１，１０７−２，１０７−３，１０７−４に対してクロックパルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４がそれぞれ略矩形の波形で入力されたとしても、イメージエリア１０８の中央部では、図９（ｂ）に示すように１相目のクロックパルスφＶ１の波形鈍りが他相のクロックパルスφＶ２，φＶ３，φＶ４の波形鈍りに比して大きくなる。具体的には、図９（ｂ）におけるタイミングτ１では、クロックパルスφＶ１が十分に立ち下がる前に、クロックパルスφＶ４が立ち上がり始めている。そうすると、図１０（ａ）に示すように、垂直転送電極１０５−１，１０５−４が垂直ＣＣＤ１０２内に作るポテンシャルバリアψ１，ψ４は、図１０（ｂ）に示す残りの垂直転送電極１０５−２，１０５−３が作るポテンシャルバリアψ２，ψ３に比して、低くなる。この結果、この低いポテンシャルバリアψ１，ψ４のせいで、垂直ＣＣＤ１０２の取り扱い電荷量が減少するという問題がある。
【００１３】
一方、図８に示した間引き読み出し可能タイプの２次元イメージセンサ１９０では、１相目の個々のクロックパルス（例えばφＶ１Ａ）が印加される垂直転送電極の数は、例えば他相のクロックパルスφＶ２，φＶ３，φＶ４が印加される垂直転送電極の数に比して、極めて少ない。この結果、１相目の個々のクロックパルス（例えばφＶ１Ａ）についての信号伝達系の時定数が、他相のクロックパルスφＶ２，φＶ３，φＶ４についての信号伝達系の時定数に比して、小さくなっている。したがって、１相目のクロックパルスφＶ１Ａ，φＶ１Ｂ，φＶ１Ｃの信号伝達系に起因した取り扱い電荷量減少の問題は、生じない。しかしながら、この２次元イメージセンサ１９０では、１相目のクロックパルスが複数に分割されているため、それに応じて垂直転送信号配線１１６Ａ−１，１１６Ｂ−１，１１６Ｃ−１の数が多くなっている。このため、イメージエリア１１８の面積に比べて、垂直転送信号配線が占める面積の割合が大きくなり、チップ面積が増大するという問題がある。チップ面積の増大は、チップコストの増大に直結するため、重大な問題である。
【００１４】
そこで、この発明の課題は、チップ面積の増大を避けながら、十分な大きさの取り扱い電荷量を確保できる固体撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、この発明の固体撮像装置は、
半導体基板の表面に設定されたイメージエリア内に設けられ、入射光を信号電荷に変換する受光部と、
上記イメージエリア内を一方向に延在する少なくとも一つの転送チャネルと、
上記イメージエリア上を上記転送チャネルと交差する方向に横切って延在し、上記転送チャネルを通して上記信号電荷を転送するために複数相の転送信号が印加される転送電極の組と、
上記半導体基板上で上記イメージエリアの周辺に沿って設けられ、上記各相の転送信号毎に、その転送信号が入力される入力端子とその転送信号が印加される転送電極の端部との間を接続する転送信号配線の組とを備え、
上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送電極の組中で上記転送チャネル上の表面積が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送電極の組中で上記転送チャネル上の表面積が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、電気抵抗が小さいことを特徴とする。
【００１６】
ここで、転送電極の転送チャネル上の「表面積」とは、半導体基板に対して垂直な方向から見たときの面積を意味する。転送チャネル上の「表面積」が大きい転送電極ほど、負荷容量が大きくなり、時定数が大きくなる傾向がある。
【００１７】
この発明の固体撮像装置は、従来の固体撮像装置と同様に、上記各相の転送信号毎に、その転送信号が入力される入力端子とその転送信号が印加される転送電極の端部との間を接続する転送信号配線の組を備える。上記各相の転送信号は、その転送信号が入力される入力端子から、その入力端子につながる転送信号配線を通して、対応する転送電極の端部に伝達される。上記組をなす転送電極にそれぞれ異相の転送信号が印加される結果、受光部が発生した信号電荷が上記転送チャネルを通して転送される。
【００１８】
ここで、この発明の固体撮像装置では、上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送電極の組中で上記転送チャネル上の表面積が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送電極の組中で上記転送チャネル上の表面積が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、電気抵抗が小さい。したがって、上記転送チャネル上の表面積が大きい転送電極に関する転送信号の波形鈍りが小さくなる。この結果、転送電極に印加される転送信号の波形鈍りに起因した取り扱い電荷量の減少が抑制されて、十分な大きさの取り扱い電荷量が確保される。
【００１９】
一実施形態の固体撮像装置では、上記組をなす転送電極の数は３以上であり、上記組をなす転送信号配線の電気抵抗の大小順は、それらの転送信号配線がつながる転送電極の上記転送チャネル上の表面積の大小順とは反対になっていること特徴とする。
【００２０】
上記組をなす転送電極の数は３以上であり、上記転送チャネル上の表面積の大小がいずれも異なる場合がある。そのような場合、この一実施形態の固体撮像装置のように、上記組をなす転送信号配線の電気抵抗の大小順は、それらの転送信号配線がつながる転送電極の上記転送チャネル上の表面積の大小順とは反対になっているのが望ましい。この結果、転送電極に印加される転送信号の波形鈍りに起因した取り扱い電荷量の減少がさらに効果的に抑制されて、十分な大きさの取り扱い電荷量が確保される。
【００２１】
一実施形態の固体撮像装置では、上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送チャネル上の表面積が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送チャネル上の表面積が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、幅が広く設定されていることを特徴とする。
【００２２】
この一実施形態の固体撮像装置では、上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送チャネル上の表面積が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送チャネル上の表面積が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、幅が広く設定されている。したがって、上記転送チャネル上の表面積が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送チャネル上の表面積が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、電気抵抗が小さくなる。しかも、上記転送信号配線の幅を変更することは、この固体撮像装置の製造段階で、例えば上記転送信号配線を形成するためのマスクパターンを変更することによって容易に実現される。
【００２３】
なお、転送信号配線の幅を広くするのは、上記転送チャネル上の表面積が大きい転送電極につながる転送信号配線のみであるから、チップ面積の増大は殆ど生じない。また、十分な大きさの取り扱い電荷量が確保される限り、上記転送チャネル上の表面積が小さい転送電極につながる転送信号配線の幅を、従来に比して狭く設定してもよい。そのようにした場合、上記半導体基板上での上記転送信号配線の占有面積を減少させることができ、チップ面積を縮小できる。
【００２４】
一実施形態の固体撮像装置では、上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送チャネル上の表面積が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送チャネル上の表面積が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、シート抵抗が小さく設定されていることを特徴とする。
【００２５】
この一実施形態の固体撮像装置では、上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送チャネル上の表面積が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送チャネル上の表面積が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、シート抵抗が小さく設定されている。したがって、上記転送チャネル上の表面積が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送チャネル上の表面積が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、電気抵抗が小さくなる。しかも、上記転送信号配線のシート抵抗を変更することは、この固体撮像装置の製造段階で、例えば上記転送信号配線を形成するための材料を変更することによって容易に実現される。また、チップ面積の増大は生じない。
【００２６】
一実施形態の固体撮像装置では、上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送チャネル上の表面積が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送チャネル上の表面積が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、厚みが厚く設定されていることを特徴とする。
【００２７】
この一実施形態の固体撮像装置では、上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送チャネル上の表面積が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送チャネル上の表面積が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、厚みが厚く設定されている。したがって、上記転送チャネル上の表面積が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送チャネル上の表面積が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、電気抵抗が小さくなる。しかも、上記転送信号配線の厚みを変更することは、この固体撮像装置の製造段階で、例えば上記転送信号配線を形成するための蒸着時間を変更することによって容易に実現される。また、チップ面積の増大は生じない。
【００２８】
一実施形態の固体撮像装置では、上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送電極の組中で負荷容量が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送電極の組中で負荷容量が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、電気抵抗が小さいことを特徴とする。
【００２９】
ここで、転送電極の「負荷容量」とは、その転送電極と半導体基板との間、その転送電極と他の転送電極との間、およびその転送電極とその転送電極上に設けられる遮光膜との間に生じる静電容量を指す。
【００３０】
この一実施形態の固体撮像装置では、上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送電極の組中で負荷容量が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送電極の組中で負荷容量が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、電気抵抗が小さい。したがって、上記負荷容量が大きい転送電極に関する転送信号の波形鈍りが小さくなる。この結果、転送電極に印加される転送信号の波形鈍りに起因した取り扱い電荷量の減少が抑制されて、十分な大きさの取り扱い電荷量が確保される。
【００３１】
なお、このような上記転送電極の負荷容量の大小に応じてそれらの転送電極につながる転送信号配線の電気抵抗の大小を設定する仕方は、上記転送電極の上記転送チャネル上の表面積の大小に応じてそれらの転送電極につながる転送信号配線の電気抵抗の大小を設定する仕方に代えることができる。
【００３２】
一実施形態の固体撮像装置では、上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送電極の組中で時定数が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送電極の組中で時定数が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、電気抵抗が小さいことを特徴とする。
【００３３】
ここで、転送電極の「時定数」とは、その転送電極が持つ電気抵抗とその転送電極の負荷容量との積で定まる。
【００３４】
この一実施形態の固体撮像装置では、上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送電極の組中で時定数が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送電極の組中で時定数が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、電気抵抗が小さい。したがって、上記時定数が大きい転送電極に関する転送信号の波形鈍りが小さくなる。この結果、転送電極に印加される転送信号の波形鈍りに起因した取り扱い電荷量の減少が抑制されて、十分な大きさの取り扱い電荷量が確保される。
【００３５】
なお、このような上記転送電極の時定数の大小に応じてその転送電極につながる転送信号配線の電気抵抗の大小を設定する仕方は、上記転送電極の上記転送チャネル上の表面積の大小に応じてそれらの転送電極につながる転送信号配線の電気抵抗の大小を設定する仕方に代えることができる。
【００３６】
一実施形態の固体撮像装置では、
上記複数相の転送信号のうち特定の相の転送信号は、互いに独立に選択して入力される複数のサブ転送信号に分割されており、
上記特定の相の転送信号を伝える入力端子および転送信号配線は、それぞれ上記サブ転送信号の数と同数のサブ入力端子およびサブ転送信号配線に分割され、
上記特定の相の転送信号を伝える複数のサブ転送信号配線は、上記一方向に関して並ぶ転送電極の複数の組に分配されて、それぞれの組の対応する転送電極に接続され、
上記特定の相の転送信号を伝える上記サブ転送信号配線は、別の相の転送信号を伝える転送信号配線に比して、幅が狭く設定されていることを特徴とする。
【００３７】
この一実施形態の固体撮像装置では、上記特定の相の転送信号を伝える上記サブ転送信号配線は、別の相の転送信号を伝える転送信号配線に比して、接続される転送電極の数が少なくなっている。それに見合う分だけ上記特定の相の転送信号を伝える上記サブ転送信号配線の幅を狭く設定しても、十分な大きさの取り扱い電荷量が確保され得る。そこで、この一実施形態の固体撮像装置では、上記特定の相の転送信号を伝える上記サブ転送信号配線は、別の相の転送信号を伝える転送信号配線に比して、幅が狭く設定されている。したがって、この発明にしたがって十分な大きさの取り扱い電荷量を確保しながら、上記半導体基板上での転送信号配線（上記サブ転送信号配線を含む。）の占有面積を減少させることができる。これにより、チップ面積を縮小できる。
【００３８】
別の局面では、この発明の固体撮像装置は、
半導体基板の表面に設定されたイメージエリア内に設けられ、入射光を信号電荷に変換する受光部と、
上記イメージエリア内を一方向に延在する少なくとも一つの転送チャネルと、
上記イメージエリア上を上記転送チャネルと交差する方向に横切って延在し、上記転送チャネルを通して上記信号電荷を転送するために複数相の転送信号が印加される転送電極の組と、
上記半導体基板上で上記イメージエリアの周辺に沿って設けられ、上記各相の転送信号毎に、その転送信号が入力される入力端子とその転送信号が印加される転送電極の端部との間を接続する転送信号配線の組とを備え、
上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送電極の組中で負荷容量が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送電極の組中で負荷容量が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、電気抵抗が小さく設定されていることを特徴とする。
【００３９】
この発明の固体撮像装置では、上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送電極の組中で負荷容量が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送電極の組中で負荷容量が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、電気抵抗が小さい。したがって、上記負荷容量が大きい転送電極に関する転送信号の波形鈍りが小さくなる。この結果、転送電極に印加される転送信号の波形鈍りに起因した取り扱い電荷量の減少が抑制されて、十分な大きさの取り扱い電荷量が確保される。
【００４０】
さらに別の局面では、この発明の固体撮像装置は、
半導体基板の表面に設定されたイメージエリア内に設けられ、入射光を信号電荷に変換する受光部と、
上記イメージエリア内を一方向に延在する少なくとも一つの転送チャネルと、
上記イメージエリア上を上記転送チャネルと交差する方向に横切って延在し、上記転送チャネルを通して上記信号電荷を転送するために複数相の転送信号が印加される転送電極の組と、
上記半導体基板上で上記イメージエリアの周辺に沿って設けられ、上記各相の転送信号毎に、その転送信号が入力される入力端子とその転送信号が印加される転送電極の端部との間を接続する転送信号配線の組とを備え、
上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送電極の組中で時定数が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送電極の組中で時定数が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、電気抵抗が小さいことを特徴とする。
【００４１】
この発明の固体撮像装置では、上記組をなす転送信号配線のうち、上記転送電極の組中で時定数が大きい転送電極につながる転送信号配線は、上記転送電極の組中で時定数が小さい転送電極につながる転送信号配線に比して、電気抵抗が小さい。したがって、上記時定数が大きい転送電極に関する転送信号の波形鈍りが小さくなる。この結果、転送電極に印加される転送信号の波形鈍りに起因した取り扱い電荷量の減少が抑制されて、十分な大きさの取り扱い電荷量が確保される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、この発明の固体撮像装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４３】
（第１実施形態）
図１は、ＣＣＤ（電荷結合素子）型固体撮像装置の一実施形態としての２次元イメージセンサ８０の平面レイアウトを示している。
【００４４】
この２次元イメージセンサ８０は、半導体基板上に設定された矩形のイメージエリア８内に、転送チャネルとしての複数の垂直ＣＣＤ２と、各垂直ＣＣＤ２に沿って所定のピッチＰＶで配列された複数の受光部（フォトダイオード）１とを備えている。垂直ＣＣＤ２は、垂直方向（図１における上下方向）に延在し水平方向（図１における左右方向）に関して所定のピッチＰＨで並んでいる。各垂直ＣＣＤ２の一端（図１における下端）は、水平方向に延在する水平ＣＣＤ３に接続されている。４は増幅器である。イメージエリア８上を水平方向に横切って、Ｎ型不純物がドープされた多結晶シリコンからなる４相の垂直転送電極５−１，５−２，５−３，５−４の組５が設けられている。なお、簡単のため、図中には１組だけ示しているが、実際には、この組５と同じものが受光部１と同ピッチＰＶで多数設けられている。
【００４５】
垂直転送電極５−１，５−２，５−３，５−４の平面レイアウトと断面構造は、それぞれ図５、図６に示したものと同じになっている。つまり、１相目のクロックパルスφＶ１が印加される垂直転送電極５−１の表面積及び他の電極とのオーバーラップ面積は、他相の垂直転送電極５−２，５−３，５−４のものに比して大きくなっている。それに応じて、垂直転送電極５−１の負荷容量は、他の垂直転送電極５−２，５−３，５−４の負荷容量に比して大きくなっている。
【００４６】
この例では、垂直転送電極５−１，５−２，５−３，５−４のクリップ幅は０．５μｍ〜１μｍ、シート抵抗は１０Ω／□〜１００Ω／□、厚さは０．３μｍ程度に設定されている。
【００４７】
また、図１に示すように、イメージエリア８の周囲の３辺に沿って、垂直転送信号配線６−１，６−２，６−３，６−４の組６が設けられている。各垂直転送信号配線６−１，６−２，６−３，６−４のイメージエリア上辺に沿った部分にはそれぞれ、４相のクロックパルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４が入力される垂直転送信号入力端子７−１，７−２，７−３，７−４が設けられている。垂直転送信号配線６−１，６−２，６−３，６−４は、各相のクロックパルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４毎に、そのクロックパルスが入力される垂直転送信号入力端子と、そのクロックパルスが印加される垂直転送電極の端部（イメージエリア８の左右に位置する）とを接続している。
【００４８】
垂直転送信号配線６−１，６−２，６−３，６−４のうち、垂直ＣＣＤ２上の表面積が大きい垂直転送電極５−１につながる垂直転送信号配線６−１の幅Ｗ１は、他の垂直転送電極５−２，５−３，５−４につながる垂直転送信号配線６−２，６−３，６−４の幅Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４に比して、広く設定されている。垂直転送電極５−２，５−３，５−４につながる垂直転送信号配線６−２，６−３，６−４の幅Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４は、互いに同じに設定されている。つまり、Ｗ１＞Ｗ２＝Ｗ３＝Ｗ４である。
【００４９】
垂直転送信号配線のパターン設計時には、設計基準値（Ｒｅｆ．）を１０μｍ程度に設定した上、Ｗ１が設計基準値（Ｒｅｆ．）に対して数倍の値に設定される一方、Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４が設計基準値（Ｒｅｆ．）に対して例えば半分程度の値に設定される。垂直転送信号配線の幅を変更することは、この２次元イメージセンサ８０の製造段階で、垂直転送信号配線を形成するためのマスクパターンを変更することによって容易に実現される。
【００５０】
各垂直転送信号配線６−１，６−２，６−３，６−４は、互いに同じ金属材料（この例ではＡｌ）からなり、同じ厚み（この例では５０ｎｍ程度）に設定され、同じシート抵抗（この例では１０ｍΩ／□〜１００ｍΩ／□）を有している。ただし、垂直転送信号配線は、他の配線をジャンプするための配線部分や保護抵抗等を形成するために多結晶シリコンからなる部分（図示せず）を持つ。
【００５１】
動作時には、受光部１が入射光を信号電荷に変換する。垂直転送信号入力端子７−１，７−２，７−３，７−４には、図示しない外部回路によって４相のクロックパルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４が印加される。各相のクロックパルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４はそれぞれ、対応する垂直転送信号入力端子７−１，７−２，７−３，７−４から、その入力端子につながる垂直転送信号配線６−１，６−２，６−３，６−４を通して、対応する垂直転送電極５−１，５−２，５−３，５−４の端部に伝達される。この結果、受光部１が発生した信号電荷が、その受光部１に隣り合う垂直ＣＣＤ２を通して垂直方向に水平ＣＣＤ３へ向かって転送される。転送された信号電荷は、さらに水平ＣＣＤ３を通して水平方向に増幅器４へ向かって転送され、増幅器４で増幅されて出力される。
【００５２】
既述のように、１相目のクロックパルスφＶ１が印加される垂直転送電極５−１の表面積及び他の電極とのオーバーラップ面積は、他相の垂直転送電極５−２，５−３，５−４のものに比して大きくなっている。それに応じて、垂直転送電極５−１の負荷容量は、他の垂直転送電極５−２，５−３，５−４の負荷容量に比して大きくなっている。しかしながら、垂直転送信号配線６−１，６−２，６−３，６−４のうち、垂直ＣＣＤ２上の表面積が大きい垂直転送電極５−１につながる垂直転送信号配線６−１の幅Ｗ１は、他の垂直転送電極５−２，５−３，５−４につながる垂直転送信号配線６−２，６−３，６−４の幅Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４に比して、広く設定されている。したがって、垂直転送信号配線６−１の電気抵抗は、垂直転送信号配線６−２，６−３，６−４の電気抵抗に比して、小さくなっている。この結果、１相目のクロックパルスφＶ１についての信号伝達系（垂直転送信号入力端子から垂直転送電極までを含む。）の時定数が、他相のクロックパルスφＶ２，φＶ３，φＶ４についての信号伝達系の時定数と、略同等になっている。このため、垂直転送信号配線６−１に関する転送信号の波形鈍りが小さくなる。
【００５３】
例えば図２（ａ）に示すように垂直転送信号入力端子７−１，７−２，７−３，７−４に対してクロックパルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４がそれぞれ略矩形の波形で入力されるものとする。このとき、イメージエリア８の中央部では、図２（ｂ）に示すように１相目のクロックパルスφＶ１の波形鈍りが他相のクロックパルスφＶ２，φＶ３，φＶ４の波形鈍りと同等になる。具体的には、図２（ｂ）におけるタイミングτ１でクロックパルスφＶ１が十分に立ち下がってから、クロックパルスφＶ４が立ち上がり始めている。そうすると、図３（ａ）に示すように、垂直転送電極５−１，５−４が垂直ＣＣＤ２内に作るポテンシャルバリアψ１，ψ４は、図３（ｂ）に示す残りの垂直転送電極５−２，５−３が作るポテンシャルバリアψ２，ψ３と同等になる。この結果、１相目のクロックパルスφＶ１についての信号伝達系のせいで垂直ＣＣＤ２の取り扱い電荷量が減少することがなく、垂直ＣＣＤ２の取り扱い電荷量が十分に確保される。
【００５４】
ここで、配線の幅を広くするのは、垂直転送電極５−１につながる垂直転送信号配線６−１のみであるから、チップ面積の増大を最小限に抑えることができる。つまり、チップ面積の増大を抑えながら、垂直ＣＣＤ２の取り扱い電荷量を確保できる。また、十分な大きさの取り扱い電荷量が確保される限り、他の垂直転送電極５−２，５−３，５−４につながる垂直転送信号配線６−２，６−３，６−４の幅を、従来に比して狭く設定してもよい。そのようにした場合、半導体基板上での垂直転送信号配線６−２，６−３，６−４の占有面積を減少させることができ、チップ面積を縮小できる。
【００５５】
なお、上のように垂直転送信号配線６−１をなす金属の配線幅を拡大するだけでなく、配線ジャンプ用の図示しない多結晶シリコンの配線幅を拡大したり、図示しない保護抵抗の配線幅を拡大したりして、実質的に配線幅を拡大しても良い。
【００５６】
また、垂直転送電極５−１につながる垂直転送信号配線６−１の電気抵抗を小さくするために、配線幅を拡大するのではなく、シート抵抗を小さく設定しても良い。すなわち、垂直転送電極５−１につながる垂直転送信号配線６−１のシート抵抗を、他の垂直転送電極５−２，５−３，５−４につながる垂直転送信号配線６−２，６−３，６−４のシート抵抗に比して、小さく設定する。この場合も、１相目のクロックパルスφＶ１についての信号伝達系のせいで垂直ＣＣＤ２の取り扱い電荷量が減少することがなく、垂直ＣＣＤ２の取り扱い電荷量が十分に確保される。しかも、垂直転送電極配線のシート抵抗を変更することは、この２次元イメージセンサ８０の製造段階で、例えば垂直転送信号配線を形成するための材料を変更することによって容易に実現される。また、チップ面積の増大は生じない。
【００５７】
また、垂直転送電極５−１につながる垂直転送信号配線６−１の電気抵抗を小さくするために、配線幅を拡大するのではなく、厚みを厚く設定しても良い。すなわち、垂直転送電極５−１につながる垂直転送信号配線６−１の厚みを、他の垂直転送電極５−２，５−３，５−４につながる垂直転送信号配線６−２，６−３，６−４の厚みに比して、厚く設定する。この場合も、１相目のクロックパルスφＶ１についての信号伝達系のせいで垂直ＣＣＤ２の取り扱い電荷量が減少することがなく、垂直ＣＣＤ２の取り扱い電荷量が十分に確保される。しかも、垂直転送信号配線の厚みを変更することは、この２次元イメージセンサ８０の製造段階で、例えば垂直転送信号配線を形成するための蒸着時間を変更することによって容易に実現される。また、チップ面積の増大は生じない。
【００５８】
この実施形態では、組をなす垂直転送電極５−１，５−２，５−３，５−４のうち、１相目のクロックパルスφＶ１が印加される垂直転送電極５−１の負荷容量が大きい場合について説明したが、当然ながら、これに限られるものではない。この発明は、他相のクロックパルスφＶ２、φＶ３、φＶ４が印加される垂直転送電極５−２，５−３，５−４のいずれかの負荷容量が大きい場合にも、それに対応する垂直転送信号配線の電気抵抗を小さくすることによって、適用され得る。また、例えばクロックパルスφＶ１とφＶ３が印加される垂直転送電極５−１と５−３のように、複数の垂直転送電極の負荷容量が大きい場合についても、それらに対応する垂直転送信号配線の電気抵抗を小さくすることによって、適用され得る。
【００５９】
また、組をなす垂直転送電極５−１，５−２，５−３，５−４の垂直ＣＣＤ２上の表面積の大小がいずれも異なる場合など、垂直転送電極中に負荷容量の異なるものが３以上あるときは、垂直転送電極の垂直ＣＣＤ２上の表面積の大小順とは反対に、垂直転送信号配線の電気抵抗の大小順を設定するのが望ましい。それにより、垂直転送電極に印加されるクロックパルスの波形鈍りに起因した取り扱い電荷量の減少をさらに効果的に抑制でき、十分な大きさの取り扱い電荷量を確保できる。
【００６０】
この実施形態では、４相駆動のものについて説明をしたが、もちろん、この発明は、４相駆動以外の３相駆動、６相駆動などのものにも、適応可能である。
【００６１】
（第２実施形態）
図４は、別の実施形態の、間引き読み出し可能なＣＣＤ型２次元イメージセンサ９０の構成を示している。なお、図４において、図１中の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付して、個々の説明を省略する。
【００６２】
この２次元イメージセンサ９０では、イメージエリア８上を水平方向に横切って、不純物含有多結晶シリコンからなる４相の垂直転送電極１５−１Ａ，１５−２，１５−３，１５−４の組１５Ａと、４相の垂直転送電極１５−１Ｂ，１５−２，１５−３，１５−４の組１５Ｂと、４相の垂直転送電極１５−１Ｃ，１５−２，１５−３，１５−４の組１５Ｃとが設けられている。なお、簡単のため、図中には３組だけ示しているが、実際には、この３組１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃと同じものが垂直方向に多数繰り返す態様で設けられている。
【００６３】
１相目のクロックパルスφＶ１は、互いに独立に選択して入力される３つのクロックパルスφＶ１Ａ，φＶ１Ｂ，φＶ１Ｃに分割されている。それに応じて、３つの垂直転送信号入力端子１７Ａ−１，１７Ｂ−１，１７Ｃ−１およびサブ転送信号配線としての３つの垂直転送信号配線１６Ａ−１，１６Ｂ−１，１６Ｃ−１が設けられている。３つの垂直転送信号配線１６Ａ−１，１６Ｂ−１，１６Ｃ−１は、垂直方向に関して並ぶ転送電極の複数の組１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに分配されて、それぞれ順に１相目のクロックパルスφＶ１Ａ，φＶ１Ｂ，φＶ１Ｃが印加される転送電極１５−１Ａ，１５−１Ｂ，１５−１Ｃに接続されている。他の垂直転送信号入力端子１７−２，１７−３，１７−４、垂直転送信号配線１６−２，１６−３，１６−４は、それぞれ図１中の垂直転送信号入力端子７−２，７−３，７−４、垂直転送信号配線６−２，６−３，６−４と同じものである。
【００６４】
クロックパルスφＶ１Ａ，φＶ１Ｂ，φＶ１Ｃは、間引き読み出しを行うために、元のクロックパルスφＶ１を分割したものであるので、クロックパルスφＶ１Ａ，φＶ１Ｂ，φＶ１Ｃが印加される垂直転送電極の数の合計と、例えば他のクロックパルスφＶ２が印加される垂直転送電極の数とは同じである。また、クロックパルスφＶ２が印加される垂直転送電極の数と、クロックパルスφＶ３が印加される電極の数と、クロックパルスφＶ４が印加される電極の数とは、それぞれ同じである。つまり、１相目の個々のクロックパルス（例えばφＶ１Ａ）が印加される垂直転送電極の数は、他相のクロックパルスφＶ２，φＶ３，φＶ４が印加される垂直転送電極の数に比して、極めて少ない。
【００６５】
垂直転送信号配線１６Ａ−１，１６Ｂ−１，１６Ｃ−１，１６−２，１６−３，１６−４のうち、１相目の垂直転送信号配線１６Ａ−１，１６Ｂ−１，１６Ｃ−１の幅Ｗ１Ａ，Ｗ１Ｂ，Ｗ１Ｃは互いに同じで、他相の垂直転送信号配線１６−２，１６−３，１６−４の幅Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４に比して、狭く設定されている。垂直転送信号配線１６−２，１６−３，１６−４の幅Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４は、互いに同じに設定されている。つまり、Ｗ１Ａ＝Ｗ１Ｂ＝Ｗ１Ｃ＞Ｗ２＝Ｗ３＝Ｗ４である。
【００６６】
垂直転送信号配線の幅を変更することは、この２次元イメージセンサ９０の製造段階で、垂直転送信号配線を形成するためのマスクパターンを変更することによって容易に実現される。
【００６７】
各垂直転送信号配線１６Ａ−１，１６Ｂ−１，１６Ｃ−１，１６−２，１６−３，１６−４は、互いに同じ金属材料（この例ではＡｌ）からなり、同じ厚み（この例では５０ｎｍ程度）に設定され、同じシート抵抗（この例では１０ｍΩ／□〜１００ｍΩ／□）を有している。ただし、垂直転送信号配線は、他の配線をジャンプするための配線部分や保護抵抗等を形成するために多結晶シリコンからなる部分（図示せず）を持つ。
【００６８】
この２次元イメージセンサ９０の基本的な動作は図１のものと同じであるが、受光部１が発生した信号電荷を垂直ＣＣＤ２に読み出す時は、間引き読み出しを行うために、入力される１相目のクロックパルスφＶ１Ａ，φＶ１Ｂ，φＶ１Ｃは、同時には高レベルにはならず、順に交互に高レベルになる、または、あるクロックパルスは高レベルにしない、などを選択することができる。垂直ＣＣＤ２を通して信号電荷を転送する時は、クロックパルスφＶ１Ａ，φＶ１Ｂ，φＶ１ＣはすべてφＶ１として同じタイミングで高低に遷移し、４相クロックパルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４として動作する。
【００６９】
この２次元イメージセンサ９０では、１相目の垂直転送信号配線１６Ａ−１，１６Ｂ−１，１６Ｃ−１につながる垂直転送電極の数は、他相の垂直転送信号配線１６−２，１６−３，１６−４につながる垂直転送電極の数に比して、少なくなっている。この結果、１相目の垂直転送信号配線１６Ａ−１，１６Ｂ−１，１６Ｃ−１につながる負荷容量は、他相の垂直転送信号配線１６−２，１６−３，１６−４につながる負荷容量に比して、小さくなっている。したがって、各相の信号伝達系の時定数を揃える観点から、１相目の垂直転送信号配線１６Ａ−１，１６Ｂ−１，１６Ｃ−１の電気抵抗を、他相の垂直転送信号配線１６−２，１６−３，１６−４の電気抵抗に比して、大きくする余地がある。この例のように、１相目の垂直転送信号配線１６Ａ−１，１６Ｂ−１，１６Ｃ−１の幅Ｗ１Ａ，Ｗ１Ｂ，Ｗ１Ｃが他相の垂直転送信号配線１６−２，１６−３，１６−４の幅Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４より狭く設定しても、１相目のクロックパルスφＶ１Ａ，φＶ１Ｂ，φＶ１Ｃについての信号伝達系に起因した取り扱い電荷量減少の問題は、生じない。
【００７０】
しかも、この２次元イメージセンサ９０では、１相目の垂直転送信号配線１６Ａ−１，１６Ｂ−１，１６Ｃ−１の幅Ｗ１Ａ，Ｗ１Ｂ，Ｗ１Ｃを狭く設定しているので、半導体基板上での垂直転送信号配線の占有面積を減少させることができる。これにより、チップ面積を縮小でき、チップコストを低減できる。
【００７１】
なお、１相目のクロックパルスφＶ１Ａ、φＶ１Ｂ、φＶ１Ｃが入力される垂直転送信号配線１６Ａ−１，１６Ｂ−１，１６Ｃ−１の幅Ｗ１Ａ，Ｗ１Ｂ，Ｗ１Ｃは、必ずしも、垂直転送信号配線１６Ａ−１，１６Ｂ−１，１６Ｃ−１に接続されている垂直転送電極の数（もしくは負荷容量）に比例している必要はない。ただし、負荷容量の大小順に応じて垂直転送信号配線の幅の大小順を設定することにより、イメージエリア８に対する垂直転送信号配線の占有面積の割合を適切に減少させることができる。これにより、十分な大きさの取り扱い電荷量を確保しながら、チップ面積を縮小できる。
【００７２】
近年、ＣＣＤ型固体撮像装置の高性能化に伴い、クロックパルスの入力数が増加する傾向にある。イメージエリア８の面積及び垂直転送電極の持つ全容量は変わらないので、クロックパルスの入力数を増やした場合、それに応じて各垂直転送信号配線につながる平均の負荷容量は減少することとなる。このとき、それぞれの垂直転送信号配線につながる負荷容量の間には大きな差が生まれる場合がある。負荷容量の少ない垂直転送信号配線については、配線幅を積極的に小さくすることにより、配線の占める面積を縮小し、チップ面積を縮小することができる。
【００７３】
なお、上のように垂直転送信号配線１６Ａ−１，１６Ｂ−１，１６Ｃ−１をなす金属の配線幅を縮小するだけでなく、配線ジャンプ用の図示しない多結晶シリコンの配線幅を縮小したり、図示しない保護抵抗の配線幅を縮小したりして、実質的に配線幅を縮小しても良い。
【００７４】
この実施形態では、１相目のクロックパルスφＶ１のみが３つのクロックパルスφＶ１Ａ，φＶ１Ｂ，φＶ１Ｃに分割されているものとしたが、当然ながら、これに限られるものではない。この発明は、例えば１相目のクロックパルスφＶ１が互いに独立に選択して入力される２つのクロックパルスφＶ１Ａ，φＶ１Ｂに分割されるとともに、３相目のクロックパルスφＶ３が、互いに独立に選択して入力される２つのクロックパルスφＶ３Ａ，φＶ３Ｂに分割されているような場合、つまり２相以上のクロックパルスが分割されている場合にも適応できる。
【００７５】
また、固体撮像装置の高機能化のためにイメージエリア８内の垂直ＣＣＤ２の駆動用以外に、例えば、ＦＩＴ（フレーム・インターライン転送）構造、水平方向の画素加算や画素間引きなどの構造を付加した場合に、新たに他のクロックパルスの入力、配線、電極が必要となる場合がある。必要となる他のクロックパルスの入力を付加した場合に、付加したクロックパルスの印加される配線の負荷容量が小さい場合は、付加した配線の配線幅を小さくすることにより、この発明は同様に適応可能である。
【００７６】
この実施形態では、４相駆動のものについて説明をしたが、もちろん、この発明は、４相駆動以外の３相駆動、６相駆動などのものにも、適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１実施形態としての２次元イメージセンサの概略構成を示す平面図である。
【図２】図２（ａ）は図１の２次元イメージセンサの垂直転送信号入力端子でのクロックパルス波形を示す図であり、図２（ｂ）は図１の２次元イメージセンサのイメージエリア中央部の垂直転送電極でのクロックパルス波形を示す図である。
【図３】図３（ａ）、図３（ｂ）はそれぞれ図２（ｂ）中のタイミングτ１、τ２における垂直転送電極直下のポテンシャルを示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態としての２次元イメージセンサの概略構成を示す平面図である。
【図５】図１および従来の２次元イメージセンサにおける垂直転送電極の構成を示す平面図である。
【図６】図５におけるＡ−Ａ′線矢視断面図である。
【図７】従来の２次元イメージセンサの概略構成を示す平面図である。
【図８】従来の別の２次元イメージセンサの概略構成を示す平面図である。
【図９】図９（ａ）は図７の２次元イメージセンサの垂直転送信号入力端子でのクロックパルス波形を示す図であり、図９（ｂ）は図７の２次元イメージセンサのイメージエリア中央部の垂直転送電極でのクロックパルス波形を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）、図１０（ｂ）はそれぞれ図９（ｂ）中のタイミングτ１、τ２における垂直転送電極直下のポテンシャルを示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  受光部
２  垂直ＣＣＤ
５−１，５−２，５−３，５−４，１５−１Ａ，１５−１Ｂ，１５−１Ｃ，１５−２，１５−３，１５−４  垂直転送電極
６−１，６−２，６−３，６−４，１６Ａ−１，１６Ｂ−１，１６Ｃ−１，１６−２，１６−３，１６−４  垂直転送信号配線
８０，９０  ２次元イメージセンサ
【図１】
2005243779.tif 000003
【図２】
2005243779.tif 000004
【図３】
2005243779.tif 000005
【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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