(57)【要約】【課題】隣り合う垂直転送レジスタの信号電荷の転送方向が互いに逆向きの構成において、信号電荷の逆方向読み出しを防止し、センサ特性を維持したまま、多チャンネル出力化を実現する。【解決手段】撮像領域２に配列される複数の受光素子３と、複数の垂直転送レジスタ４と、少なくとも２本の水平転送レジスタ５とを備え、複数の垂直転送レジスタ４は、撮像領域２の一側に設けられる水平転送レジスタ５Ａに信号電荷を転送する第１の垂直転送レジスタ４Ａと、同じく他側に設けられる水平転送レジスタ５Ｂに信号電荷を転送する第２の垂直転送レジスタ４Ｂとを交互に配置させ、各垂直転送レジスタ４は、読み出し電極Ｖ１，Ｖ３と、非読み出し電極Ｖ２と、非読み出し電極Ｖ４とを有し、第１の垂直転送レジスタ４Ａおよび第２の垂直転送レジスタ４Ｂは、非読み出し電極Ｖ２と非読み出し電極Ｖ４とを、垂直転送レジスタ４の列毎に交互に配置させる。【選択図】図２
2012109731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上の撮像領域にてマトリクス状に配列され、光電変換により信号電荷を生成する複数の受光素子と、
前記複数の受光素子の配列における各列方向の並びに沿って設けられ、前記受光素子により生成された信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送レジスタと、
前記撮像領域に対して垂直方向の両側に設けられ、前記垂直転送レジスタにより転送された信号電荷を水平方向に転送する少なくとも２本の水平転送レジスタと、を備え、
前記複数の垂直転送レジスタは、
前記撮像領域に対して垂直方向の一側に設けられる前記水平転送レジスタに信号電荷を転送する第１の垂直転送レジスタと、前記撮像領域に対して垂直方向の他側に設けられる前記水平転送レジスタに信号電荷を転送する第２の垂直転送レジスタとを交互に配置させ、
前記各垂直転送レジスタは、
互いに異なるタイミングで前記受光素子により生成された信号電荷を読み出すための電圧の印加を受ける第１の読み出し電極および第２の読み出し電極と、
前記第１の読み出し電極に信号電荷が読み出される前記受光素子に対応して設けられる第１の非読み出し電極と、
前記第２の読み出し電極に信号電荷が読み出される前記受光素子に対応して設けられる第２の非読み出し電極と、を有し、
前記第１の垂直転送レジスタおよび前記第２の垂直転送レジスタは、前記第１の非読み出し電極と前記第２の非読み出し電極とを、前記垂直転送レジスタの列毎に交互に配置させる、
固体撮像素子。
【請求項２】
前記複数の垂直転送レジスタが有する前記第１の読み出し電極および前記第２の読み出し電極のうち、水平方向に同じ並びに位置する前記第１の読み出し電極同士および前記第２の読み出し電極同士は、それぞれ第１の配線により接続され、
前記複数の垂直転送レジスタが有する前記第１の非読み出し電極および前記第２の非読み出し電極のうち、共通の前記第１の配線により接続される前記第１の読み出し電極または前記第２の読み出し電極に隣接する前記第１の非読み出し電極同士および前記第２の非読み出し電極同士は、それぞれ第２の配線により接続され、
前記第１の配線は、垂直方向における前記第１の読み出し電極と前記第２の読み出し電極との間の位置にて水平方向に配される水平部と、該水平部から垂直方向に延び、前記各第１の読み出し電極または前記各第２の読み出し電極に電気的に接続されるコンタクト部を有する垂直部とを含み、
前記第２の配線は、前記水平部の上層として前記水平部に並んで配される上層水平部と、該上層水平部から垂直方向に延び、前記各第１の非読み出し電極または前記各第２の非読み出し電極に電気的に接続されるコンタクト部を有する上層垂直部とを含む、
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動手段と、を備える、
固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子および固体撮像装置に関する。詳しくは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型の固体撮像素子およびそれを備えた固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ型の固体撮像素子は、半導体基板上の撮像領域にて２次元マトリクス状に配置されて画素を構成する複数の受光素子と、各受光素子において光電変換により生成された信号電荷を転送する転送レジスタとを備える。転送レジスタとしては、一般に、マトリクス状に配置される受光素子の各垂直列に沿って設けられ、信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送レジスタと、水平方向に配された状態で垂直転送レジスタの端部に接続され、信号電荷を水平方向に転送する水平転送レジスタとが備えられる。垂直転送レジスタおよび水平転送レジスタにより転送された信号電荷は、水平転送レジスタの終端側に設けられる出力部から出力される。出力部は、転送された信号電荷を、ＦＤ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）アンプ等の出力アンプによって電気信号に変換して出力する。
【０００３】
このようなＣＣＤ固体撮像素子においては、多画素化を図りつつフレームレートを向上させるために、出力部を複数設ける多チャンネル出力化が有効である。多チャンネル出力化は、例えば、特許文献１に開示されているように、複数の水平転送レジスタを備える構成により実現される。
【０００４】
特許文献１には、複数の受光素子が配列される撮像領域を垂直方向に挟むように互いに対向した状態で配置される２本の水平転送レジスタを備える構成が開示されている。かかる構成においては、一方の水平転送レジスタに信号電荷を転送する垂直転送レジスタと、他方の水平転送レジスタに信号電荷を転送する垂直転送レジスタとが、交互に配置されている。つまり、撮像領域の垂直方向の両側に配置される２本の水平転送レジスタを備えるＣＣＤ固体撮像素子は、隣り合う垂直転送レジスタの信号電荷の転送方向を互いに逆向きにすることにより、２本の水平転送レジスタへの信号電荷の転送を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１２５１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
確かに、特許文献１のＣＣＤ固体撮像素子のように、２本の水平転送レジスタによって２つの出力部を有する構成によれば、フレームレートを向上させることができる。しかしながら、特許文献１のような構成においては、次のような問題がある。
【０００７】
特許文献１のＣＣＤ固体撮像素子では、垂直転送レジスタにおいて、４相駆動に対応する４種類の垂直転送電極が、２画素ごとに所定の順序で設けられている。４種類の垂直転送電極は、受光素子に蓄積された信号電荷を読み出すための読み出しクロックが印加される転送電極（読み出しクロック印加電極）を２種類含み、読み出しクロック印加電極とそれ以外の垂直転送電極とが垂直方向に交互に配置される。
【０００８】
ここでは、４種類の垂直転送電極を、垂直方向の順序にならってそれぞれ垂直転送電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４とし、読み出しクロック印加電極をＶ１，Ｖ３、それ以外の垂直転送電極をＶ２，Ｖ４とする。そして、各垂直転送電極に、読み出しクロックや垂直転送クロック等の所定の電圧が所定の順序で印加されることにより、各電極の電位が変化し、垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ４が順番に並ぶ方向に信号電荷が転送される。
【０００９】
特許文献１のＣＣＤ固体撮像素子は、上記のとおり、２本の水平転送レジスタへの信号電荷の転送を行うため、隣り合う垂直転送レジスタの信号電荷の転送方向を互いに逆向きにする。このため、特許文献１のＣＣＤ固体撮像素子では、２種類の読み出しクロック印加電極Ｖ１，Ｖ３が、垂直転送レジスタの列毎に交互に入れ替わった配置となっている。つまり、特許文献１のＣＣＤ固体撮像素子においては、垂直転送電極Ｖ２，Ｖ４の各電極は、それぞれ水平方向に同じ並びに存在し、読み出しクロック印加電極Ｖ１，Ｖ３は、垂直転送レジスタの列毎に互い違いに存在する。
【００１０】
このような構成においては、信号電荷が受光素子から垂直転送レジスタの読み出しクロック印加電極Ｖ１，Ｖ３に読み出される際、本来信号電荷が読み出されるべきではない受光素子からの信号電荷が読み出しクロック印加電極Ｖ１，Ｖ３へ読み出されるという逆方向読み出しという現象が発生する場合がある。
【００１１】
具体的には、例えば、読み出しクロック印加電極Ｖ１に対する信号電荷の読み出しが行われる際、信号電荷を読み出す受光素子に比較的高い電圧である読み出しクロックが印加されることで、本来信号電荷の読み出しが行われるべきではない非読み出しの受光素子にも高い電圧がかかる。これにより、非読み出しの受光素子と読み出しクロック印加電極Ｖ１との間の画素間に存在するチャネルストップの上にも高電圧が印加され、チャネルストップにより形成されるバリアがつぶれ、逆方向読み出しが発生してしまう。このような逆方向読み出しが生じることにより、読み出しクロック印加電極において、本来読み出すべきではない信号電荷が混合し、例えば解像度の低下等の不具合が生じる。
【００１２】
こうした逆方向読み出しを防止するための方策としては、チャネルストップの機能を強化することが考えられる。すなわち、チャネルストップは、信号電荷の移動を規制する機能を有することから、チャネルストップの機能を強化することで、非読み出しの受光素子から読み出しクロック印加電極への信号電荷の移動が規制され、逆方向読み出しが抑制される。チャネルストップの機能は、チャネルストップのイオン注入幅を拡大したり、注入イオン濃度を高くしたりすることにより強化される。このようにチャネルストップの機能を強化することによって逆方向読み出しが抑制されることは、シミュレーションの結果としても得られている。
【００１３】
しかし、チャネルストップの機能を強化するためには、上記のとおりチャネルストップのイオン注入幅を拡大したり、注入イオン濃度を高くしたりする必要があるため、チャネルストップによって受光素子領域が圧迫され、受光素子の物理的なパターン面積、あるいは実効的なセンサ領域の面積を確保することが困難となる。したがって、逆方向読み出しの対策としてチャネルストップの機能を強化することは、画素の微細化の観点から適さない。
【００１４】
なお、隣り合う垂直転送レジスタの信号電荷の転送方向が互いに逆転しておらず、垂直転送レジスタの信号電荷の転送方向が単一方向である場合であっても、チャネルストップ上に高電圧が印加されることとなるが、次のような理由から、逆方向読み出しは発生しない。
【００１５】
垂直転送レジスタの信号電荷の転送方向が単一方向である構成においては、読み出しクロック印加電極Ｖ１，Ｖ３は、垂直転送レジスタの列毎に互い違いに配置されることなく、垂直転送電極Ｖ２，Ｖ４と同様に、それぞれ水平方向に同じ並びに存在する。したがって、例えば、読み出しクロック印加電極Ｖ１に対する信号電荷の読み出しが行われる場合、信号電荷が読み出される受光素子に対して読み出しクロック印加電極Ｖ１を介して水平方向の反対側に位置する受光素子についても、読み出しクロックが同時に印加されることとなる。
【００１６】
このため、読み出しクロック印加電極Ｖ１に対する読み出しクロックの印加にともない、チャネルストップ上に高電圧がかかるのと同時に、読み出しクロック印加電極Ｖ１との間にチャネルストップを介する受光素子の読み出しゲート側にも高電圧がかかる。したがって、受光素子において読み出しゲート側への電界を十分確保することができる設計を行うことにより、逆方向読み出しの発生を防止することができる。
【００１７】
以上のように、逆方向読み出しは、隣り合う垂直転送レジスタの信号電荷の転送方向が互いに逆向きの構成において、防止すべき現象である。
【００１８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、隣り合う垂直転送レジスタの信号電荷の転送方向が互いに逆向きの構成において、画素の微細化の妨げとなる、チャネルストップの過剰な機能強化を行うことなく、信号電荷が本来読み出されるべきではない受光素子から信号電荷が読み出される逆方向読み出しを防止することができ、センサ特性を維持したまま、多チャンネル出力化を実現することができる固体撮像素子および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】
【００１９】
本発明の固体撮像素子は、半導体基板上の撮像領域にてマトリクス状に配列され、光電変換により信号電荷を生成する複数の受光素子と、前記複数の受光素子の配列における各列方向の並びに沿って設けられ、前記受光素子により生成された信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送レジスタと、前記撮像領域に対して垂直方向の両側に設けられ、前記垂直転送レジスタにより転送された信号電荷を水平方向に転送する少なくとも２本の水平転送レジスタと、を備え、前記複数の垂直転送レジスタは、前記撮像領域に対して垂直方向の一側に設けられる前記水平転送レジスタに信号電荷を転送する第１の垂直転送レジスタと、前記撮像領域に対して垂直方向の他側に設けられる前記水平転送レジスタに信号電荷を転送する第２の垂直転送レジスタとを交互に配置させ、前記各垂直転送レジスタは、互いに異なるタイミングで前記受光素子により生成された信号電荷を読み出すための電圧の印加を受ける第１の読み出し電極および第２の読み出し電極と、前記第１の読み出し電極に信号電荷が読み出される前記受光素子に対応して設けられる第１の非読み出し電極と、前記第２の読み出し電極に信号電荷が読み出される前記受光素子に対応して設けられる第２の非読み出し電極と、を有し、前記第１の垂直転送レジスタおよび前記第２の垂直転送レジスタは、前記第１の非読み出し電極と前記第２の非読み出し電極とを、前記垂直転送レジスタの列毎に交互に配置させるものである。
【００２０】
また、本発明の固体撮像素子においては、好ましくは、前記複数の垂直転送レジスタが有する前記第１の読み出し電極および前記第２の読み出し電極のうち、水平方向に同じ並びに位置する前記第１の読み出し電極同士および前記第２の読み出し電極同士は、それぞれ第１の配線により接続され、前記複数の垂直転送レジスタが有する前記第１の非読み出し電極および前記第２の非読み出し電極のうち、共通の前記第１の配線により接続される前記第１の読み出し電極または前記第２の読み出し電極に隣接する前記第１の非読み出し電極同士および前記第２の非読み出し電極同士は、それぞれ第２の配線により接続され、前記第１の配線は、垂直方向における前記第１の読み出し電極と前記第２の読み出し電極との間の位置にて水平方向に配される水平部と、該水平部から垂直方向に延び、前記各第１の読み出し電極または前記各第２の読み出し電極に電気的に接続されるコンタクト部を有する垂直部とを含み、前記第２の配線は、前記水平部の上層として前記水平部に並んで配される上層水平部と、該上層水平部から垂直方向に延び、前記各第１の非読み出し電極または前記各第２の非読み出し電極に電気的に接続されるコンタクト部を有する上層垂直部とを含むものである。
【００２１】
本発明の固体撮像装置は、請求項１または請求項２に記載の固体撮像素子と、前記固体撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動手段と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、隣り合う垂直転送レジスタの信号電荷の転送方向が互いに逆向きの構成において、画素の微細化の妨げとなる、チャネルストップの過剰な機能強化を行うことなく、信号電荷が本来読み出されるべきではない受光素子から信号電荷が読み出される逆方向読み出しを防止することができ、センサ特性を維持したまま、多チャンネル出力化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る固体撮像素子の概略構成を示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係る固体撮像素子の詳細構成を示す図。
【図３】本発明の一実施形態に係る垂直転送レジスタに印加されるクロック・パルスのタイミングチャートの一例を示す図。
【図４】本発明の一実施形態に係る垂直転送レジスタによる信号電荷の転送状態の変化の一例を示す図。
【図５】本発明の一実施形態に係る垂直転送レジスタに印加されるクロック・パルスのタイミングチャートの一例を示す図。
【図６】本発明の一実施形態に係る垂直転送レジスタによる信号電荷の転送状態の変化の一例を示す図。
【図７】本発明の一実施形態に係る固体撮像素子の配線構成の一例を示す図。
【図８】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す図。
【図９】本発明の一実施形態に係る固体撮像素子の他の構成例を示す図。
【図１０】本発明の一実施形態に係る固体撮像素子の他の構成例を示す図。
【図１１】従来構成の固体撮像素子の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明は、多チャンネル出力化を実現するに際し、隣り合う垂直転送レジスタの信号電荷の転送方向が互いに逆向きの構成において、垂直転送レジスタが有する転送電極のうち、受光素子に蓄積された信号電荷を読み出すための読み出しクロックが印加される読み出し電極ではなく、読み出し電極以外の非読み出し電極の配置を、垂直転送レジスタの１列毎に交互に配置させるものである。以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２５】
（固体撮像素子の概略構成）
図１を用いて、本実施形態に係る固体撮像素子１の概略構成について説明する。本実施形態の固体撮像素子１は、奇数と偶数のラインを別々のフィールドで走査し、その２つのフィールドを合わせて１つのフレームとする走査方式を採用するいわゆるインターレース方式のＣＣＤ固体撮像素子である。
【００２６】
図１に示すように、固体撮像素子１は、半導体基板上に構成される矩形状の撮像領域２を有する。固体撮像素子１は、撮像領域２に、複数の受光素子３を備える。複数の受光素子３は、半導体基板上の撮像領域２にてマトリクス状に配列される。つまり、複数の受光素子３は、矩形状の撮像領域２に沿って、縦方向・横方向に２次元マトリクス状に配置される。本実施形態の固体撮像素子１では、図１において、縦方向を垂直方向とし、横方向を水平方向とする。
【００２７】
受光素子３は、フォト・ダイオードにより構成され、撮像領域２における画素を構成する。受光素子３は、光電変換により信号電荷を生成し、蓄積する。つまり、受光素子３は、受光面を有し、その受光面に入射した光の光量（強度）に応じた量の信号電荷を生成し、生成した信号電荷を蓄積する。
【００２８】
固体撮像素子１は、受光素子３で生成された信号電荷を転送する電荷転送部（転送レジスタ）として、信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送レジスタ４を備える。垂直転送レジスタ４は、複数の受光素子３のマトリクス状の２次元配列における各列方向（垂直方向）の並びに沿って設けられる。つまり、図１に示すように、複数の垂直転送レジスタ４は、マトリクス状に配置される複数の受光素子３の垂直方向に並ぶ列毎に、各列の一側（図１では左側）に隣接するように、受光素子３の垂直方向の並びに沿って互いに平行に配された状態で設けられる。受光素子３により生成された信号電荷は、垂直転送レジスタ４に読み出され、垂直転送レジスタ４によって垂直方向に転送される。
【００２９】
また、固体撮像素子１は、受光素子３で生成された信号電荷を転送する電荷転送部（転送レジスタ）として、垂直転送レジスタ４により転送された信号電荷を水平方向に転送する２本の水平転送レジスタ５を備える。２本の水平転送レジスタ５は、撮像領域２に対して垂直方向の両側に設けられる。
【００３０】
つまり、図１に示すように、２本の水平転送レジスタ５は、それぞれ矩形状の撮像領域２の水平方向の辺に沿って配され、撮像領域２を垂直方向に挟むように互いに対向した状態で配置される。２本の水平転送レジスタ５は、水平方向の同じ向き（図１において左向き）に、信号電荷を転送する。本実施形態では、図１において撮像領域２の上側に位置する一方の水平転送レジスタ５を第１の水平転送レジスタ５Ａとし、撮像領域２の下側に位置する他方の水平転送レジスタ５を第２の水平転送レジスタ５Ｂとする。
【００３１】
このように、撮像領域２の両側に配置される２本の水平転送レジスタ５を有する固体撮像素子１は、水平転送レジスタ５に信号電荷を転送する複数の垂直転送レジスタ４として、第１の水平転送レジスタ５Ａに信号電荷を転送する垂直転送レジスタ４と、第２の水平転送レジスタ５Ｂに信号電荷を転送する垂直転送レジスタ４とを有する。本実施形態では、第１の水平転送レジスタ５Ａに信号電荷を転送する垂直転送レジスタ４を第１の垂直転送レジスタ４Ａとし、第２の水平転送レジスタ５Ｂに信号電荷を転送する垂直転送レジスタ４を第２の垂直転送レジスタ４Ｂとする。第１の垂直転送レジスタ４Ａと第２の垂直転送レジスタ４Ｂとは、交互に配置されている。
【００３２】
したがって、固体撮像素子１においては、隣り合う垂直転送レジスタ４の信号電荷の転送方向が互いに逆向きとなっている。このように、撮像領域２の垂直方向の両側に配置される２本の水平転送レジスタ５を備える固体撮像素子１は、隣り合う垂直転送レジスタ４の信号電荷の転送方向を互いに逆向きにすることにより、２本の水平転送レジスタ５への信号電荷の転送を可能としている。
【００３３】
垂直転送レジスタ４および水平転送レジスタ５により転送された信号電荷は、各水平転送レジスタ５の終端側に設けられる出力部６から出力される。出力部６は、転送された信号電荷を、ＦＤ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）アンプ等の出力アンプによって電気信号に変換して出力する。
【００３４】
本実施形態の固体撮像素子１においては、垂直転送レジスタ４は、４相駆動パルスにより駆動される。このため、垂直転送レジスタ４は、４相駆動に対応する４種類の垂直転送電極を有する。垂直転送レジスタ４においては、４種類の垂直転送電極は、２画素ごとに垂直方向に所定の順序で繰り返し設けられる。そして、垂直転送レジスタ４を構成する４種類の垂直転送電極には、駆動電圧としての４相のクロック・パルスＶφ１，Ｖφ２，Ｖφ３，Ｖφ４が、各電極に独立して与えられる。この４相のクロック・パルスＶφ１，Ｖφ２，Ｖφ３，Ｖφ４の大きさとタイミングが適切に制御されることにより、各受光素子３から垂直転送レジスタ４に読み出された信号電荷が、垂直転送レジスタ４の電極の並びに従って転送される。
【００３５】
本実施形態の固体撮像素子１においては、水平転送レジスタ５は、２相駆動パルスにより駆動される。このため、水平転送レジスタ５を構成する転送電極には、駆動電圧としての２相のクロック・パルスＨφ１，Ｈφ２が与えられる。この２相のクロック・パルスＨφ１，Ｈφ２の大きさとタイミングが適切に制御されることにより、垂直転送レジスタ４から水平転送レジスタ５に転送された信号電荷が、水平方向に転送される。
【００３６】
以上のような構成を備える本実施形態の固体撮像素子１では、図１に示すように、第１の垂直転送レジスタ４Ａは、受光素子３から読み出した信号電荷を、第１の水平転送レジスタ５Ａに向けて垂直方向に転送し（矢印Ａ１参照）、第１の水平転送レジスタ５Ａは、第１の垂直転送レジスタ４Ａから転送された信号電荷を、出力部６に向けて水平方向に転送する（矢印Ａ２参照）。また、第２の垂直転送レジスタ４Ｂは、受光素子３から読み出した信号電荷を、第２の水平転送レジスタ５Ｂに向けて垂直方向に転送し（矢印Ａ３参照）、第２の水平転送レジスタ５Ｂは、第２の垂直転送レジスタ４Ｂから転送された信号電荷を、出力部６に向けて水平方向に転送する（矢印Ａ４参照）。
【００３７】
（固体撮像素子の詳細構成）
本実施形態の固体撮像素子１の詳細構成について、図１および図２を用いて説明する。固体撮像素子１においては、上述したように、複数の垂直転送レジスタ４は、撮像領域２に対して垂直方向の一側に設けられる第１の水平転送レジスタ５Ａに信号電荷を転送する第１の垂直転送レジスタ４Ａと、撮像領域２に対して垂直方向の他側に設けられる第２の水平転送レジスタ５Ｂに信号電荷を転送する第２の垂直転送レジスタ４Ｂとを交互に配置させる。そして、各垂直転送レジスタ４は、４相駆動に対応する４種類の垂直転動電極を有する。
【００３８】
図２に示すように、固体撮像素子１が備える各垂直転送レジスタ４は、４相駆動に対応する４種類の垂直転送電極として、２種類の読み出し電極Ｖ１，Ｖ３と、２種類の非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４を有する。これらの電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は、２画素ごとに垂直方向に所定の順番で設けられる。本実施形態では、４種類の垂直転送電極は、垂直転送レジスタ４による電荷の転送方向にならって、読み出し電極Ｖ１、非読み出し電極Ｖ２、読み出し電極Ｖ３、非読み出し電極Ｖ４の順番に配置されている。
【００３９】
つまり、ある受光素子３により構成される画素に対応して設けられる電極が読み出し電極Ｖ１および非読み出し電極Ｖ２である場合、その画素に対して信号電荷の転送方向の下流側（以下単に「下流側」という。）に隣接する画素に対応して設けられる電極は、読み出し電極Ｖ３および非読み出し電極Ｖ４となる。言い換えると、読み出し電極Ｖ１に対して下流側に隣接する電極が非読み出し電極Ｖ２であり、これらの電極Ｖ１，Ｖ２が共通の画素を構成する受光素子３に対応して設けられ、この受光素子３に対して下流側に隣り合う受光素子３により構成される画素に対応して、読み出し電極Ｖ３および読み出し電極Ｖ３に対して下流側に隣接する非読み出し電極Ｖ４が設けられる。なお、図２において、破線で囲む領域Ｂ１が、撮像領域２において構成される１画素を表す。
【００４０】
このように、４種類の垂直転送電極が、信号電荷の転送方向に沿って順番に並んだ状態で設けられることにより、各垂直転送レジスタ４において、読み出し電極Ｖ１，Ｖ３と非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４とが、垂直方向に交互に配置される。そして、本実施形態の固体撮像素子１は、２フィールド読み出し方式を採用しており、例えば第１のフィールドで、垂直方向に互いに隣接する２画素のうちの１画素である奇数行の画素（図２において上段の並びの画素）の読み出しが行われた場合、第２のフィールドで、２画素のうちの残りの１画素である偶数行の画素（同図において下段の並びの画素）の読み出しが行われる。
【００４１】
こうした２フィールド読み出し方式による駆動を実現するため、固体撮像素子１は、受光素子３に蓄積された信号電荷を読み出す読み出し電極として、第１のフィールドで読み出しが行われる画素用の読み出し電極と、第２のフィールドで読み出しが行われる画素用の読み出し電極との２種類の読み出し電極Ｖ１，Ｖ３を有する。また、固体撮像素子１は、２フィールド読み出し方式において混色を防止するため、読み出し電極Ｖ１，Ｖ３の間に配置される転送電極として、２種類の非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４を有する。したがって、２フィールド読み出し方式を採用する固体撮像素子１においては、各垂直転送レジスタ４が、４種類の垂直転送電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４を有する。
【００４２】
読み出し電極Ｖ１，Ｖ３は、それぞれクロック・パルスＶφ１，Ｖφ３として、互いに異なる所定のタイミングで、受光素子３に蓄積された信号電荷を読み出すための読み出しクロックの印加を受ける。このように、本実施形態の固体撮像素子１では、読み出し電極Ｖ１，Ｖ３が、互いに異なるタイミングで受光素子３により生成された信号電荷を読み出すための電圧である読み出しクロックの印加を受ける第１の読み出し電極および第２の読み出し電極として機能する。
【００４３】
本実施形態では、読み出し電極Ｖ１を第１の読み出し電極に対応させ、読み出し電極Ｖ３を第２の読み出し電極に対応させる。したがって、本実施形態では、各垂直転送レジスタ４は、読み出し電極Ｖ１に信号電荷が読み出される受光素子３に対応して設けられる第１の非読み出し電極として非読み出し電極Ｖ２を有し、読み出し電極Ｖ３に信号電荷が読み出される受光素子３に対応して設けられる第２の非読み出し電極として非読み出し電極Ｖ４を有する。つまり、第１の読み出し電極としての読み出し電極Ｖ１と、第１の非読み出し電極としての非読み出し電極Ｖ２とが、垂直方向に隣り合う２画素のうちの１つの画素を構成する受光素子３に対応して設けられる。また、第２の読み出し電極としての読み出し電極Ｖ３と、第２の非読み出し電極としての非読み出し電極Ｖ４とが、同じく垂直方向に隣り合う２画素のうちの残りの１つの画素を構成する受光素子３に対応して設けられる。
【００４４】
各垂直転送レジスタ４が有する複数の同種類の垂直転送電極同士、および異なる垂直転送レジスタ４が有する同種類の垂直転送電極同士は、各種類毎に、図２では図示せぬ配線によって互いに電気的に接続される。したがって、例えば、図２に示すように、３本の垂直転送レジスタ４がそれぞれ有する読み出し電極Ｖ１は、同じ垂直転送レジスタ４が有する読み出し電極Ｖ１、および固体撮像素子１が備える他の垂直転送レジスタ４が有する読み出し電極Ｖ１とともに、互いに電気的に接続される。これと同様に、他の種類の電極Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４についても、各種類毎に互いに電気的に接続される。これにより、固体撮像素子１が有する４種類の垂直転送電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は、種類毎に同じタイミングで４相のクロック・パルスＶφ１，Ｖφ２，Ｖφ３，Ｖφ４が印加される。
【００４５】
また、本実施形態の固体撮像素子１においては、各受光素子３と各垂直転送レジスタ４との間に、チャネルストップ７が設けられている。具体的には、図２に示すように、チャネルストップ７は、各読み出し電極Ｖ１，Ｖ３と、各読み出し電極Ｖ１，Ｖ３が信号電荷を読み出す受光素子３とは反対側に位置する受光素子３との間に設けられている。つまり、図２においては、チャネルストップ７は、各読み出し電極Ｖ１，Ｖ３の左側の辺部に沿って設けられている。チャネルストップ７は、信号電荷の移動を規制する機能を有し、隣り合う画素間で、受光素子３から読み出し電極Ｖ１，Ｖ３への信号電荷の移動、つまり信号電荷の読み出しを規制する。
【００４６】
そして、本実施形態の固体撮像素子１においては、互いに信号電荷の転送方向が逆向きの第１の垂直転送レジスタ４Ａおよび第２の垂直転送レジスタ４Ｂは、非読み出し電極Ｖ２と非読み出し電極Ｖ４とを、垂直転送レジスタ４の列毎に交互に配置させる。すなわち、固体撮像素子１においては、読み出し電極Ｖ１，Ｖ３は、それぞれ水平方向に同じ並びに存在し、非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４は、垂直転送レジスタ４の列毎に互い違いに存在する。
【００４７】
言い換えると、本実施形態の固体撮像素子１では、複数の垂直転送レジスタの信号電荷の転送方向が単一方向であって４種類の垂直転送電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４がそれぞれ水平方向に同じ並びに存在する構成に対して、読み出し電極Ｖ１，Ｖ３の配置はそのままで、非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４の配置が、垂直転送レジスタ４の列毎に交互に入れ替わっている。このような垂直転送電極の配置により、隣り合う垂直転送レジスタ４の信号電荷の転送方向が互いに逆向きとなっている。
【００４８】
（固体撮像素子の駆動動作）
本実施形態の固体撮像素子１の駆動動作の一例について、図３から図６を用いて説明する。図３は、第１のフィールドにおける垂直転送レジスタ４に印加される４相のクロック・パルスＶφ１，Ｖφ２，Ｖφ３，Ｖφ４のタイミングチャートを示す。図４は、第１のフィールドにおける信号電荷の転送状態の変化を示す図であり、同図（ａ）は、第１の垂直転送レジスタ４Ａの転送状態の変化を示し、同図（ｂ）は第２の垂直転送レジスタ４Ｂの転送状態の変化を示す。
【００４９】
また、図５は、第２のフィールドにおける垂直転送レジスタ４に印加される４相のクロック・パルスＶφ１，Ｖφ２，Ｖφ３，Ｖφ４のタイミングチャートを示す。図６は、第２のフィールドにおける信号電荷の転送状態の変化を示す図であり、同図（ａ）は、第１の垂直転送レジスタ４Ａの転送状態の変化を示し、同図（ｂ）は第２の垂直転送レジスタ４Ｂの転送状態の変化を示す。なお、本例では、第１のフィールドで、垂直方向に互いに隣接する２画素のうちの１画素である奇数行の画素（図２において上段の並びの画素）の読み出しが行われ、第２のフィールドで、２画素のうちの残りの１画素である偶数行の画素（同図において下段の並びの画素）の読み出しが行われる場合について説明する。
【００５０】
まず、図３および図４を用いて、第１のフィールドにおける駆動動作について説明する。時刻ｔ０では、読み出し電極Ｖ１，Ｖ３にそれぞれ印加されるクロック・パルスＶφ１，Ｖφ３の値は高レベル（例えば０ボルト）、非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４にそれぞれ印加されるクロック・パルスＶφ２，Ｖφ４の値は低レベル（例えば−６．５ボルト）の状態となっている。
【００５１】
時刻ｔ０の状態から、時刻ｔ１において、読み出し電極Ｖ１に印加されるクロック・パルスＶφ１として、読み出しクロックが印加される。つまり、クロック・パルスＶφ１の値が読み出しレベル（例えば１３ボルト）になる。これにより、受光素子３に蓄積されている信号電荷が、読み出しゲートを介して、第１の垂直転送レジスタ４Ａおよび第２の垂直転送レジスタ４Ｂそれぞれの読み出し電極Ｖ１下において半導体基板内で生じた電位の井戸へ一斉に読み出される（図４、符号ＶＴ１参照、図２、矢印Ｃ１参照）。
【００５２】
時刻ｔ１における読み出し電極Ｖ１への信号電荷の読み出し後の時刻ｔ２において、クロック・パルスＶφ１の値が読み出しレベルから高レベルになり、その後の時刻ｔ３において、クロック・パルスＶφ３の値が高レベルになる。これにより、電位の井戸が下流側に広がり、信号電荷が読み出し電極Ｖ１、非読み出し電極Ｖ２および読み出し電極Ｖ３下に均一に広がる。
【００５３】
その後、信号電荷の転送方向の後側の電極の電位が低レベルになることと、信号電荷の転送方向の前側の電極の電位が高レベルになることとを順に繰り返しながら、信号電荷が蓄積される電位の井戸が転送方向に移動し、信号電荷が垂直方向に転送される。すなわち、時刻ｔ４では、読み出し電極Ｖ１に印加されるクロック・パルスＶφ１が低レベルとなり、時刻ｔ５では、非読み出し電極Ｖ４に印加されるクロック・パルスＶφ４が高レベルとなり、時刻ｔ６では、非読み出し電極Ｖ２に印加されるクロック・パルスＶφ２が低レベルとなる。
【００５４】
このように、第１のフィールドにおいては、各電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４に独立して与えられる４相のクロック・パルスＶφ１，Ｖφ２，Ｖφ３，Ｖφ４の制御により、各受光素子３から読み出し電極Ｖ１に読み出された信号電荷が、垂直転送レジスタ４の電極の並びに従って転送される。垂直転送レジスタ４において転送される信号電荷は、垂直転送レジスタ４の終端から、水平転送レジスタ５に転送される。
【００５５】
次に、図５および図６を用いて、第２のフィールドにおける駆動動作について説明する。時刻ｔ１０では、読み出し電極Ｖ１，Ｖ３にそれぞれ印加されるクロック・パルスＶφ１，Ｖφ３の値は低レベル、非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４にそれぞれ印加されるクロック・パルスＶφ２，Ｖφ４の値は高レベルの状態となっている。
【００５６】
時刻ｔ１０の状態から、時刻ｔ１１において、読み出し電極Ｖ３に印加されるクロック・パルスＶφ３として、読み出しクロックが印加される。つまり、クロック・パルスＶφ３の値が読み出しレベルになる。これにより、受光素子３に蓄積されている信号電荷が、読み出しゲートを介して、第１の垂直転送レジスタ４Ａおよび第２の垂直転送レジスタ４Ｂそれぞれの読み出し電極Ｖ３下において半導体基板内で生じた電位の井戸へ一斉に読み出される（符号ＶＴ２参照）。
【００５７】
時刻ｔ１１における読み出し電極Ｖ３への信号電荷の読み出し後の時刻ｔ１２において、クロック・パルスＶφ３の値が読み出しレベルから高レベルになり、その後の時刻ｔ１３において、クロック・パルスＶφ１の値が高レベルになる。これにより、電位の井戸が下流側に広がり、信号電荷が読み出し電極Ｖ３、非読み出し電極Ｖ４および読み出し電極Ｖ１下に均一に広がる。
【００５８】
その後、信号電荷の転送方向の後側の電極の電位が低レベルになることと、信号電荷の転送方向の前側の電極の電位が高レベルになることとを順に繰り返しながら、信号電荷が蓄積される電位の井戸が転送方向に移動し、信号電荷が垂直方向に転送される。すなわち、時刻ｔ１４では、読み出し電極Ｖ３に印加されるクロック・パルスＶφ３が低レベルとなり、時刻ｔ１５では、非読み出し電極Ｖ２に印加されるクロック・パルスＶφ２が高レベルとなり、時刻ｔ１６では、非読み出し電極Ｖ４に印加されるクロック・パルスＶφ４が低レベルとなる。
【００５９】
このように、第２のフィールドにおいては、各電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４に独立して与えられる４相のクロック・パルスＶφ１，Ｖφ２，Ｖφ３，Ｖφ４の制御により、各受光素子３から読み出し電極Ｖ３に読み出された信号電荷が、垂直転送レジスタ４の電極の並びに従って転送される。垂直転送レジスタ４において転送される信号電荷は、垂直転送レジスタ４の終端から、水平転送レジスタ５に転送される。
【００６０】
以上のように、本実施形態の固体撮像素子１では、第１のフィールドのような奇数フィールドと、第２のフィールドのような偶数フィールドとが繰り返される。これにより、複数の垂直転送レジスタ４による信号電荷の転送が行われる。本実施形態の固体撮像素子１では、第１の垂直転送レジスタ４Ａと第２の垂直転送レジスタ４Ｂとは、信号電荷の転送方向が互いに逆向きであるが、共通のクロック・パルスにより駆動される。言い換えると、第１の垂直転送レジスタ４Ａと第２の垂直転送レジスタ４Ｂとは、転送方向に沿ってみると同様の転送状態の変化を示す。
【００６１】
すなわち、第１のフィールドにおいて、図４（ａ）に示す第１の垂直転送レジスタ４Ａの転送状態の変化と、同図（ｂ）に示す第２の垂直転送レジスタ４Ｂの転送状態の変化とは、図３に示すタイミングチャートにより表わされるような共通のクロック・パルスにより得られる。また、第２のフィールドにおいて、図６（ａ）に示す第１の垂直転送レジスタ４Ａの転送状態の変化と、同図（ｂ）に示す第２の垂直転送レジスタ４Ｂの転送状態の変化とは、図５に示すタイミングチャートにより表わされるような共通のクロック・パルスにより得られる。
【００６２】
そして、複数の垂直転送レジスタ４による信号電荷の転送動作において、第１の垂直転送レジスタ４Ａと第２の垂直転送レジスタ４Ｂとの互いに逆向きの信号電荷の転送方向は、上述したように、非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４が垂直転送レジスタ４の列毎に交互に配置される構成により実現される。また、各フィールドにおいて、第１の垂直転送レジスタ４Ａと第２の垂直転送レジスタ４Ｂとは、共通のクロック・パルスにより駆動される。このように、本実施形態の固体撮像素子１では、非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４の順番を列毎に入れ替えることにより、互いに逆向きに信号電荷を転送する第１の垂直転送レジスタ４Ａと第２の垂直転送レジスタ４Ｂとを単一のタイミングで同時に駆動することができる。
【００６３】
以上のような本実施形態の固体撮像素子１によれば、隣り合う垂直転送レジスタ４の信号電荷の転送方向が互いに逆向きの構成において、画素の微細化の妨げとなる、チャネルストップの過剰な機能強化を行うことなく、信号電荷が本来読み出されるべきではない受光素子３から信号電荷が読み出される逆方向読み出しを防止することができ、センサ特性を維持したまま、多チャンネル出力化を実現することができる。したがって、本実施形態の固体撮像素子１によれば、画素の微細化と高フレームレートを両立させることができる。以下では、本実施形態の固体撮像素子１により得られる効果について、従来構成の一例を用いて具体的に説明する。
【００６４】
図１１に、本実施形態の固体撮像素子１の比較対象としての従来構成を示す。なお、従来構成の説明において、本実施形態の固体撮像素子１に対応する構成については、適宜共通の符号を用いる。
【００６５】
図１１に示すように、従来構成の固体撮像素子は、本実施形態の固体撮像素子１と同様に、半導体基板上の撮像領域１０２にて２次元マトリクス状に配置されて画素を構成する複数の受光素子１０３と、マトリクス状に配置される受光素子１０３の各垂直列に沿って設けられる垂直転送レジスタ１０４と、水平転送レジスタ（図示略）とを備える。
【００６６】
従来構成の固体撮像素子は、図示では省略するが、本実施形態の固体撮像素子１と同様に、複数の受光素子１０３が配列される撮像領域１０２を垂直方向に挟むように互いに対向した状態で配置される２本の水平転送レジスタを備える。
【００６７】
このため、従来構成の固体撮像素子においては、図１１において上側に配置される一方の水平転送レジスタに信号電荷を転送する垂直転送レジスタ１０４Ａと、同図において下側に配置される他方の水平転送レジスタに信号電荷を転送する垂直転送レジスタ１０４Ｂとが、交互に配置されている。つまり、撮像領域１０２の垂直方向の両側に配置される２本の水平転送レジスタを備える従来構成の固体撮像素子は、隣り合う垂直転送レジスタ１０４の信号電荷の転送方向を互いに逆向きにすることにより、２本の水平転送レジスタへの信号電荷の転送を可能としている。
【００６８】
従来構成の固体撮像素子は、垂直転送レジスタ１０４において、４相駆動に対応する垂直転送電極として、読み出し電極Ｖ１，Ｖ３と非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４との４種類の電極が、２画素ごとに所定の順序で設けられている。従来構成の固体撮像素子では、上記のとおり隣り合う垂直転送レジスタ１０４の信号電荷の転送方向を互いに逆向きにするため、２種類の読み出し電極Ｖ１，Ｖ３が、垂直転送レジスタ１０４の列毎に交互に入れ替わった配置となっている。そして、各垂直転送電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４に、読み出しクロックや垂直転送クロック等の所定の電圧Ｖφ１，Ｖφ２，Ｖφ３，Ｖφ４が所定の順序で印加されることにより、各電極の電位が変化し、垂直転送電極Ｖ１〜Ｖ４が順番に並ぶ方向に信号電荷が転送される。
【００６９】
通常、ＣＣＤ固体撮像素子が備える複数の垂直転送レジスタの信号電荷の転送方向が単一方向である場合は、垂直転送レジスタが有する４種類の垂直転送電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は、同じ種類の垂直転送電極を水平方向に略同じ位置に配置させることとなる。この点、従来構成の固体撮像素子では、隣り合う垂直転送レジスタ１０４の信号電荷の転送方向を互いに逆向きにするため、読み出し電極Ｖ１，Ｖ３の配置が、隣り合う垂直転送レジスタ１０４で交互に入れ替わっている。したがって、従来構成の固体撮像素子においては、非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４の各電極は、それぞれ水平方向に同じ並びに存在し、読み出し電極Ｖ１，Ｖ３は、垂直転送レジスタ１０４の列毎に互い違いに存在する。
【００７０】
このような構成においては、信号電荷が受光素子１０３から垂直転送レジスタ１０４の読み出し電極Ｖ１，Ｖ３に読み出される際、本来信号電荷が読み出されるべきではない受光素子１０３からの信号電荷が読み出し電極Ｖ１，Ｖ３へ読み出されるという逆方向読み出しという現象が発生する場合がある。具体的には次のとおりである。
【００７１】
受光素子１０３からの信号電荷の読み出しは、信号電荷の読み出しが行われる受光素子１０３に対応して水平方向の一側（図１１では左側）に隣接して配置される読み出し電極Ｖ１，Ｖ３に向けて行われる。また、従来構成の固体撮像素子では、上記のとおり、読み出し電極Ｖ１，Ｖ３が、垂直転送レジスタ１０４の列毎に互い違いに存在する。
【００７２】
したがって、図１１に示すように、例えば、読み出し電極Ｖ１に対する信号電荷の読み出しが行われる際、信号電荷が読み出される受光素子１０３ａに対してその読み出し電極Ｖ１を介して水平方向の反対側に位置する受光素子１０３ｂから、本来の読み出し方向とは逆向きの方向に、読み出し電極Ｖ１に対して信号電荷の読み出しが行われる。なお、図１１において、本来の読み出し方向である順方向読み出しの方向を白抜きの矢印Ｄ１で示し、本来の読み出し方向とは逆方向である逆方向読み出しの方向を黒矢印Ｄ２で示している。
【００７３】
すなわち、図１１に示す例では、信号電荷が読み出される受光素子１０３ａに対して読み出し電極Ｖ１を介して水平方向の反対側に位置する受光素子１０３ｂは、その信号電荷の読み出しが行われるフィールドにおいては、信号電荷の読み出しが行われない非読み出しの受光素子１０３となる。この非読み出しの受光素子１０３は、読み出し電極Ｖ１，Ｖ３が垂直転送レジスタの列毎に互い違いに存在する構成においては、各フィールドで信号電荷の読み出しが行われる読み出し電極Ｖ１，Ｖ３の左側に隣接する。
【００７４】
このため、例えば読み出し電極Ｖ１に対する信号電荷の読み出しが行われる際、信号電荷を読み出す受光素子１０３ａに比較的高い電圧である読み出しクロックが印加されることで、本来信号電荷の読み出しが行われるべきではない非読み出しの受光素子１０３ｂにも高い電圧がかかる。これにより、非読み出しの受光素子１０３ｂと読み出し電極Ｖ１との間の画素間に存在するチャネルストップ１０７の上にも高電圧が印加され、チャネルストップ１０７により形成されるバリアがつぶれ、逆方向読み出しが発生してしまう。
【００７５】
したがって、逆方向読み出しとしては、例えば、読み出し電極Ｖ１に対する信号電荷の読み出しが行われる場合には、本来なら異なるフィールドで読み出し電極Ｖ３に対して信号電荷が読み出される非読み出しの受光素子１０３ｂから、読み出し電極Ｖ１に対して、本来の読み出し方向（矢印Ｄ１参照）とは逆方向（矢印Ｄ２参照）の信号電荷の読み出しが行われる。このような逆方向読み出しが生じることにより、読み出し電極にＶ１，Ｖ３おいて、本来読み出すべきではない信号電荷が混合し、例えば解像度の低下等の不具合が生じる。
【００７６】
こうした逆方向読み出しを防止するための方策としては、チャネルストップ１０７の機能を強化することが考えられる。すなわち、チャネルストップ１０７は、信号電荷の移動を規制する機能を有することから、チャネルストップ１０７の機能を強化することで、非読み出しの受光素子１０３から読み出し電極Ｖ１，Ｖ３への信号電荷の移動が規制され、逆方向読み出しが抑制される。チャネルストップ１０７の機能は、チャネルストップ１０７のイオン注入幅を拡大したり、注入イオン濃度を高くしたりすることにより強化される。
【００７７】
しかし、チャネルストップの機能を強化するためには、上記のとおりチャネルストップのイオン注入幅を拡大したり、注入イオン濃度を高くしたりする必要があるため、チャネルストップによって受光素子領域が圧迫され、受光素子の物理的なパターン面積、あるいは実効的なセンサ領域の面積を確保することが困難となる。したがって、逆方向読み出しの対策としてチャネルストップの機能を強化することは、画素の微細化の観点から適さない。
【００７８】
そこで、本実施形態の固体撮像素子１によれば、上述のような逆方向読み出しを防止することができる。具体的には次のとおりである。本実施形態の固体撮像素子１においては、読み出し電極Ｖ１，Ｖ３は、垂直転送レジスタ４の列毎に互い違いに配置されることなく、それぞれ水平方向に同じ並びに存在する（図２参照）。
【００７９】
したがって、例えば、読み出し電極Ｖ１に対する信号電荷の読み出しが行われる場合、信号電荷が読み出される受光素子３に対して読み出し電極Ｖ１を介して水平方向の反対側に位置する受光素子３についても、読み出しクロックが同時に印加されることとなる。
【００８０】
このため、読み出し電極Ｖ１に対する読み出しクロックの印加にともない、チャネルストップ７上に高電圧がかかるのと同時に、読み出し電極Ｖ１との間にチャネルストップ７を介する受光素子３の読み出しゲート側（図２の場合左側）にも高電圧がかかる。したがって、受光素子３において読み出しゲート側への電界を十分確保することができ、逆方向読み出しの発生が防止される。
【００８１】
以上のように、本実施形態の固体撮像素子１によれば、多チャンネル出力化を図るために、撮像領域２の両側に水平転送レジスタ５を備え、信号電荷の転送方向が互いに逆向きの垂直転送レジスタ４が交互に配置される構成において、逆方向読み出しを防止することができる。これにより、上記のとおり、センサ特性を維持したまま、多チャンネル出力化を実現することができる。
【００８２】
（電極間の配線の構成）
続いて、本実施形態の固体撮像素子１のより詳細な構成について、図７を用いて説明する。ここでは、固体撮像素子１が備える読み出し電極Ｖ１，Ｖ３および非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４を種類毎に電気的に接続する配線について、上述したような非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４が垂直転送レジスタ４の列毎に交互に入れ替わっている配置を実現するための具体的な構成について説明する。
【００８３】
図７に示すように、本実施形態の固体撮像素子１においては、水平方向に同じ並びに配置される読み出し電極Ｖ１，Ｖ３は、それぞれ、第１メタル配線１１，１３により互いに接続される。同じく固体撮像素子１においては、垂直転送レジスタ４の列毎に交互に配置される非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４は、それぞれ、第２メタル配線１２，１４により互いに接続される。つまり、各電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は、各メタル配線１１，１２，１３，１４により、クロック・パルスＶφ１，Ｖφ１，Ｖφ１，Ｖφ１の印加を受ける。各メタル配線１１，１２，１３，１４は、例えばアルミニウム等の金属により形成され、垂直転送レジスタ４を構成する電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の上側（半導体基板側と反対側）に配される。
【００８４】
固体撮像素子１においては、読み出し電極Ｖ１，Ｖ３に接続される第１メタル配線１１，１３が、１層目の配線として設けられ、非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４に接続される第２メタル配線１２，１４が、２層目の配線として設けられる。つまり、第１メタル配線１１，１３の上側に第２メタル配線１２，１４が配され、第１メタル配線１１，１３と第２メタル配線１２，１４との間には、層間（隙間）が存在する。
【００８５】
このように、固体撮像素子１においては、複数の垂直転送レジスタ４が有する読み出し電極Ｖ１および読み出し電極Ｖ３のうち、水平方向に同じ並びに位置する読み出し電極Ｖ１同士および読み出し電極Ｖ３同士は、それぞれ第１メタル配線１１，１３により接続される。
【００８６】
また、複数の垂直転送レジスタ４が有する非読み出し電極Ｖ２および非読み出し電極Ｖ４のうち、共通の第１メタル配線１１により接続される読み出し電極Ｖ１に隣接する非読み出し電極Ｖ２同士および非読み出し電極Ｖ４同士は、それぞれ第２メタル配線１２，１４により接続される。つまり、第１メタル配線１１により接続される読み出し電極Ｖ１は、水平方向に同じ並びに配置され、これらの読み出し電極Ｖ１に対して垂直方向の一側に隣接する非読み出し電極Ｖ２同士が、共通の第２メタル配線１２により接続される。ここで、読み出し電極Ｖ１に対して垂直方向の一側に隣接する非読み出し電極Ｖ２は、図７において、第１の垂直転送レジスタ４Ａの場合は、読み出し電極Ｖ１の上側に位置する非読み出し電極Ｖ２であり、第２の垂直転送レジスタ４Ｂの場合は、読み出し電極Ｖ１の上側に位置する非読み出し電極Ｖ２である。
【００８７】
また、非読み出し電極Ｖ４についても同様に、共通の第１メタル配線１１により接続される読み出し電極Ｖ１に対して垂直方向の一側（図７において、第１の垂直転送レジスタ４Ａの場合は下側、第２の垂直転送レジスタ４Ｂの場合は上側）に隣接する非読み出し電極Ｖ４は、共通の第２メタル配線１４により接続される。
【００８８】
こうした非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４についてのメタル配線１２，１４による接続構成は、第１メタル配線１３により接続される読み出し電極Ｖ３によっても特定することができる。すなわち、複数の垂直転送レジスタ４が有する非読み出し電極Ｖ２および非読み出し電極Ｖ４のうち、共通の第１メタル配線１３により接続される読み出し電極Ｖ３に隣接する非読み出し電極Ｖ２同士および非読み出し電極Ｖ４同士は、それぞれ第２メタル配線１２，１４により接続される。
【００８９】
したがって、共通の第１メタル配線１３により接続される読み出し電極Ｖ３に対して垂直方向の一側（図７において、第１の垂直転送レジスタ４Ａの場合は下側、第２の垂直転送レジスタ４Ｂの場合は上側）に隣接する非読み出し電極Ｖ２は、共通の第２メタル配線１２により接続される。また、共通の第１メタル配線１３により接続される読み出し電極Ｖ３に対して垂直方向の一側（図７において、第１の垂直転送レジスタ４Ａの場合は上側、第２の垂直転送レジスタ４Ｂの場合は下側）に隣接する非読み出し電極Ｖ４は、共通の第２メタル配線１４により接続される。
【００９０】
このように、本実施形態の固体撮像素子１では、第１の読み出し電極としての読み出し電極Ｖ１同士を接続する第１メタル配線１１、および第２の読み出し電極としての読み出し電極Ｖ３同士を接続する１３が、それぞれ第１の配線として機能する。また、第１の非読み出し電極としての非読み出し電極Ｖ２同士を接続する第２メタル配線１２、および第２の非読み出し電極としての非読み出し電極Ｖ４同士を接続する第２メタル配線１４が、第２の配線として機能する。
【００９１】
メタル配線１１，１２，１３，１４は、それぞれ、複数の受光素子３の水平方向の並びに沿って配される水平部２１，２２，２３，２４と、この水平部から垂直方向に延出される垂直部３１，３２，３３，３４とを含む。各メタル配線を構成する水平部は、例えば、幅が０．数μｍ程度の線状の部分として形成される。また、各メタル配線を構成する垂直部は、例えば、水平部から垂直方向に突出する矩形状の部分として形成される。本実施形態の固体撮像素子１では、メタル配線１１，１２，１３，１４は、各配線が有する水平部を、隣り合う垂直転送レジスタ４間で交互となる非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４上に位置させる。
【００９２】
具体的には、図７に示すように、第１メタル配線１１および第２メタル配線１４は、それぞれが有する水平部２１，２４を、列毎に交互に配置される非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４の共通の水平方向の並びに位置させ、複数の垂直転送レジスタ４をまたいで水平方向に配される。同じく図７に示すように、第１メタル配線１３および第２メタル配線１２は、それぞれが有する水平部２３，２２を、第１メタル配線１１および第２メタル配線１４の水平部２１，２４が配置される非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４の並びとは異なる、非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４の共通の水平方向の並びに位置させる。
【００９３】
したがって、第１メタル配線１１と第２メタル配線１４とは、図７に示す平面視で、それぞれが有する水平部２１，２４を、読み出し電極Ｖ１に対して垂直方向の一側（図７において下側、読み出し電極Ｖ３の上側）にて互いに近接させた状態で配される。また、第１メタル配線１３と第２メタル配線１２とは、図７に示す平面視で、それぞれが有する水平部２３，２２を、読み出し電極Ｖ１に対して垂直方向の他側（図７において上側、読み出し電極Ｖ３の下側）にて互いに近接させた状態で配される。
【００９４】
第１メタル配線１１が有する垂直部３１は、水平方向について、各垂直転送レジスタ４が存在する位置に対応する位置に設けられる。垂直部３１は、第１メタル配線１１の水平部２１から、読み出し電極Ｖ１が位置する側（図７において上側）に延出し、読み出し電極Ｖ１上に位置するように設けられる。したがって、第１メタル配線１１は、電気的に接続する複数の読み出し電極Ｖ１の数と同数の垂直部３１を有する。
【００９５】
第１メタル配線１１が有する垂直部３１は、読み出し電極Ｖ１に接続されるためのコンタクト部３１Ｃを有する。つまり、第１メタル配線１１は、垂直部３１に設けられるコンタクト部３１Ｃにより、各読み出し電極Ｖ１に対して電気的に接続される。コンタクト部３１Ｃは、例えばタングステン等により構成される。
【００９６】
このように、第１メタル配線１１は、垂直方向における読み出し電極Ｖ１と読み出し電極Ｖ３との間の位置にて水平方向に配される水平部２１と、この水平部２１から垂直方向に延び、各読み出し電極Ｖ１に電気的に接続されるコンタクト部３１Ｃを有する垂直部３１とを含む。
【００９７】
第２メタル配線１４が有する垂直部３４は、水平方向について、各垂直転送レジスタ４が存在する位置に対応する位置に設けられる。第２メタル配線１４は、電気的に接続する複数の非読み出し電極Ｖ４の数と同数の垂直部３４を有する。第２メタル配線１４は、垂直部３４として、第２メタル配線１４の水平部２４から垂直方向に互いに反対側に延出される第１垂直部３４ａと第２垂直部３４ｂとを有する。
【００９８】
第１垂直部３４ａは、水平方向について、第２の垂直転送レジスタ４Ｂが存在する位置に対応する位置に設けられ、第２メタル配線１４の水平部２４から、読み出し電極Ｖ１が位置する側（図７において上側）に延出し、非読み出し電極Ｖ４上に位置するように設けられる。したがって、図７に示すように、平面視で、水平部２４を第１メタル配線１１の水平部２１よりも下側に位置させる第２メタル配線１４においては、第１垂直部３４ａは、水平部２４から、第１メタル配線１１の水平部２１を横切って、読み出し電極Ｖ１上を通過して、先端部が非読み出し電極Ｖ４上に位置するように設けられる。
【００９９】
第２垂直部３４ｂは、水平方向について、第１の垂直転送レジスタ４Ａが存在する位置に対応する位置に設けられ、第２メタル配線１４の水平部２４から、読み出し電極Ｖ１が位置する側と反対側（図７において下側）に延び、水平部２４が位置する非読み出し電極Ｖ４上に位置するように設けられる。つまり、第１の垂直転送レジスタ４Ａ上においては、非読み出し電極Ｖ４に接続される第２メタル配線１４の水平部２４が非読み出し電極Ｖ４上に位置するため、第２垂直部３４ｂは、非読み出し電極Ｖ４上において水平部２４から垂直方向の一側（図７において下側）に向けて突出形成される。
【０１００】
第１垂直部３４ａおよび第２垂直部３４ｂは、いずれも、第１メタル配線１１が有する垂直部３１と同様に、非読み出し電極Ｖ４に接続されるためのコンタクト部３４Ｃを有する。つまり、第２メタル配線１４は、第１垂直部３４ａおよび第２垂直部３４ｂそれぞれに設けられるコンタクト部３４Ｃにより、各非読み出し電極Ｖ４に対して電気的に接続される。
【０１０１】
このように、第２メタル配線１４は、第１メタル配線１１の水平部２１の上層として水平部２１に並んで配される上層水平部としての水平部２４と、この水平部２４から垂直方向に延び、各非読み出し電極Ｖ４に電気的に接続されるコンタクト部３４Ｃを有する上層垂直部としての垂直部３４（第１垂直部３４ａおよび第２垂直部３４ｂ）とを含む。
【０１０２】
第１メタル配線１３は、電気的に接続する複数の読み出し電極Ｖ３との関係において、第１メタル配線１１が読み出し電極Ｖ１との関係において有する配置構成と同様の配置構成を有する。すなわち、図７に示すように、第１メタル配線１３は、垂直方向における読み出し電極Ｖ１と読み出し電極Ｖ３との間の位置にて水平方向に配される水平部２３と、この水平部２３から垂直方向に延び、各読み出し電極Ｖ３に電気的に接続されるコンタクト部３３Ｃを有する垂直部３３とを含む。
【０１０３】
また、第２メタル配線１２は、非読み出し電極Ｖ２および第１メタル配線１３それぞれとの関係において、第２メタル配線１４が読み出し電極Ｖ４および第１メタル配線１１それぞれとの関係において有する配置構成と同様の配置構成を有する。すなわち、図７に示すように、第２メタル配線１２は、第１メタル配線１３の水平部２３の上層として水平部２３に並んで配される上層水平部としての水平部２２と、この水平部２２から垂直方向に延び、各非読み出し電極Ｖ２に電気的に接続されるコンタクト部３２Ｃを有する上層垂直部としての垂直部３２とを含む。そして、第２メタル配線１２は、垂直部３２として、水平部２２から、第１メタル配線１３の水平部２３を横切って、読み出し電極Ｖ３上を通過して、先端部が非読み出し電極Ｖ２上に位置するように設けられる第１垂直部３２ａと、非読み出し電極Ｖ２上において水平部２２から垂直方向の一側（図７において下側）に向けて突出形成される第２メタル配線３２ｂとを有する。
【０１０４】
なお、固体撮像素子１が備える各垂直転送レジスタ４においては、各種類の電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４がそれぞれ複数個存在することから、水平方向に同じ並びの電極を接続する各メタル配線１１，１２，１３，１４は、各種類の電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の数に応じて複数存在する。これら複数のメタル配線１１，１２，１３，１４は、電極の種類毎に、図示せぬ所定の配線によって電気的に接続される。これにより、固体撮像素子１が備える複数の各種類の電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４同士が電気的に接続され、各電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４に独立したクロック・パルスＶφ１，Ｖφ２，Ｖφ３，Ｖφ４が印加される。
【０１０５】
また、本実施形態の固体撮像素子１では、図７に示すように、メタル配線１１，１２，１３，１４は、水平方向にペアで同じ並びに配される第１メタル配線１１および第２メタル配線１４の水平部２１，２４同士、並びに第１メタル配線１３および第２メタル配線１２の水平部２３，２２同士が平面視で重ならないように設けられている。つまり、第１メタル配線１１の水平部２１と第２メタル配線１４の水平部２４との間、および第１メタル配線１３の水平部２３と第２メタル配線１２の水平部２２との間には、それぞれ平面視で隙間が存在する。この点、メタル配線１１，１２，１３，１４は、同じ並びに配される水平部同士の少なくとも一部が重なるように設けられてもよい。この場合、平面視で水平部同士が重なる部分においては、第２メタル配線１４の水平部２４の下側に第１メタル配線１１の水平部２１が隠れ、第２メタル配線１２の水平部２２の下側に第１メタル配線Ｖ３の水平部２３が隠れる。
【０１０６】
上記のとおりメタル配線の水平部同士が平面視で重なる構成が採用されることにより、メタル配線の水平部の幅寸法の確保が容易となり、配線の段切れ防止や歩留まりの向上等の効果が得られる。その一方で、メタル配線の水平部同士が平面視で隙間を有する構成によれば、例えばメタル配線の形成パターニング後の配線膜の加工残りを低減させることができる。
【０１０７】
以上のように、読み出し電極Ｖ１，Ｖ３および非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４を種類毎に電気的に接続するメタル配線１１，１２，１３，１４は、平面視で受光素子３を覆うことがないように、水平方向に配される水平部と垂直方向に配される垂直部とによって主に構成される。このようなメタル配線１１，１２，１３，１４により、上述したように本実施形態の固体撮像素子１が有する非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４が垂直転送レジスタ４の列毎に交互に入れ替わる配置が実現される。すなわち、本実施形態の固体撮像素子１において電極間を接続する配線構成によれば、互いに逆向きに信号電荷を転送する第１の垂直転送レジスタ４Ａと第２の垂直転送レジスタ４Ｂとを単一のタイミングで同時に駆動する構成を容易に実現することができる。
【０１０８】
本実施形態の固体撮像素子１が備える配線構成は、近年用いられている、メタルポリシリコン電極と、メタルを用いた低抵抗配線を並列させる手法により、例えばポリシリコン電極のみを用いる方式との比較において、容易に実現することができる。
【０１０９】
具体的には、非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４は、通常、垂直方向に連続する２つの受光素子３の間に配置される。このため、従来のように、２層または３層のポリシリコン電極のみを用いる方式の場合、並列する垂直転送レジスタ間で、非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４を入れ替えることは、電極の細線化をともなう。したがって、本実施形態の固体撮像素子１が備える電極の配置構成を実現するに際しては、メタルポリシリコン電極と、メタルを用いた低抵抗配線を並列させる手法が、ポリシリコン電極のみを用いる方式との比較において、配線の加工面や配線抵抗上昇の面等から好ましく用いられる。
【０１１０】
ただし、本実施形態の固体撮像素子１が備える配線構成は、好ましい形態の一例であり、これに限定されるものではない。つまり、固体撮像素子１が備える配線構成としては、各受光素子３の受光面に干渉して受光を妨げることなく、読み出し電極Ｖ１，Ｖ３および非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４を種類毎に電気的に接続することができるものであれば、特に限定されない。
【０１１１】
（固体撮像装置の構成）
以下では、本実施形態の固体撮像素子１を備える固体撮像装置５０について、図８を用いて説明する。本実施形態に係る固体撮像装置５０は、例えば、いわゆるデジタルカメラと称されるデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話器等に内蔵されるカメラユニット等において、撮像装置モジュールを構成する。
【０１１２】
固体撮像装置５０は、本実施形態に係る固体撮像素子１と、固体撮像素子１を所定のタイミングで駆動するための駆動信号を生成するタイミングジェネレータ５１とを備える。タイミングジェネレータ５１は、固体撮像素子１を駆動するための各種のパルス信号を生成する機能と、生成したパルス信号を、固体撮像素子１を駆動するためのドライブパルスに変換するドライバとしての機能とを有する。また、固体撮像装置５０は、タイミングジェネレータ５１等に電源を供給するバッテリ等の電源部、撮像により生成した画像データ等を記憶する記憶部、装置全体を制御する制御部等を有する。
【０１１３】
本実施形態では、固体撮像素子１が有する電源部、記憶部、および制御部を構成する回路は、固体撮像素子１とは別回路（別チップ）として設けられる。ただし、これらの各部を構成する回路は、固体撮像素子１と同一のチップに設けたり、複数のチップに機能を分割して設けたりしてもよい。
【０１１４】
タイミングジェネレータ５１は、固体撮像素子１が備える垂直転送レジスタ４を駆動する４相駆動パルスを固体撮像素子１に入力する。つまり、タイミングジェネレータ５１は、垂直転送レジスタ４を構成する４種類の垂直転送電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４に、駆動電圧としての４相のクロック・パルスＶφ１，Ｖφ２，Ｖφ３，Ｖφ４を、各電極に独立して供給・印加する。
【０１１５】
固体撮像素子１は、タイミングジェネレータ５１からのクロック・パルスＶφ１，Ｖφ２，Ｖφ３，Ｖφ４の入力を独立して受けるための入力部を有する。すなわち、固体撮像素子１は、クロック・パルスＶφ１が入力される信号入力端子である第１駆動信号入力部５２ａと、クロック・パルスＶφ２が入力される信号入力端子である第２駆動信号入力部５２ｂと、クロック・パルスＶφ３が入力される信号入力端子である第３駆動信号入力部５２ｃと、クロック・パルスＶφ４が入力される信号入力端子である第４駆動信号入力部５２ｄとを有する。
【０１１６】
各駆動信号入力部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄに入力されるクロック・パルスＶφ１，Ｖφ２，Ｖφ３，Ｖφ４は、バスライン等を介して、上述したようなメタル配線１１，１２，１３，１４（図７参照）により、各垂直転送レジスタ４を構成する各電極（読み出し電極Ｖ１，Ｖ３、非読み出し電極Ｖ２，Ｖ４）に印加される。この４相のクロック・パルスＶφ１，Ｖφ２，Ｖφ３，Ｖφ４の大きさとタイミングが、固体撮像素子１が有する制御部によって適切に制御されることにより、各受光素子３から垂直転送レジスタ４に読み出された信号電荷が、垂直転送レジスタ４の電極の並びに従って転送される。
【０１１７】
タイミングジェネレータ５１は、固体撮像素子１が備える水平転送レジスタ５を駆動する２相駆動パルスを固体撮像素子１に入力する。つまり、タイミングジェネレータ５１は、水平転送レジスタ５を構成する転送電極に、駆動電圧としての２相のクロック・パルスＨφ１，Ｈφ２を供給・印加する。固体撮像素子１は、タイミングジェネレータ５１からのクロック・パルスＨφ１，Ｈφ２の入力を独立して受けるための入力部を有する。この２相のクロック・パルスＨφ１，Ｈφ２の大きさとタイミングが、固体撮像素子１が有する制御部によって適切に制御されることにより、垂直転送レジスタ４から水平転送レジスタ５に転送された信号電荷が、水平方向に転送される。
【０１１８】
以上のような構成を備える本実施形態の固体撮像装置５０においては、タイミングジェネレータ５１が、固体撮像素子１を駆動するための駆動信号を生成する駆動手段として機能する。そして、本実施形態の固体撮像素子１を備える固体撮像装置５０によれば、上述したように固体撮像素子１において生じる逆方向読み出しを防止することができ、センサ特性を維持したまま、多チャンネル出力化を実現することができる。
【０１１９】
以上説明した本実施形態に係る固体撮像素子１は、垂直転送レジスタ４により転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送レジスタ５として、同一方向に信号電荷を転送する２本の水平転送レジスタ（５Ａ，５Ｂ）を備えるが、例えば図９に示すように、２本の水平転送レジスタ５は、互いに反対方向に信号電荷を転送する構成であってもよい。つまり、撮像領域２の両側に配置される水平転送レジスタ５の信号電荷の転送方向は、互いに同一方向であっても反対方向であってもよい。
【０１２０】
また、本実施形態に係る固体撮像素子１は、水平転送レジスタ５として、撮像領域２の両側にそれぞれ１本ずつ配置される計２本の水平転送レジスタ５を備えるが、撮像領域２の一側に２本以上の水平転送レジスタを備える構成であってもよい。具体的には、例えば図１０に示すように、撮像領域２の一側（図１０において上側）に２本の水平転送レジスタ５ａ，５ｂを備え、撮像領域２の他側（同図において下側）に２本の水平転送レジスタ５ｃ，５ｄを備える構成であってもよい。かかる構成は、４チャンネル出力の構成である。
【０１２１】
なお、撮像領域２に対して同じ側に配置される２本の水平転送レジスタ５ａ，５ｂ間、および２本の水平転送レジスタ５ｃ，５ｄ間には、それぞれ隣り合う水平転送レジスタ５間での信号電荷の転送を行うための転送ゲートが設けられる。また、撮像領域２の一側に配置される水平転送レジスタ５は、３本以上であってもよい。つまり、固体撮像素子１においては、撮像領域の両側に配置される少なくとも２本の水平転送レジスタ５が備えられればよい。
【０１２２】
さらに、本実施形態の固体撮像素子１において、固体撮像素子１が備える転送レジスタの信号電荷の転送方向等に関して用いる「垂直」、「水平」の語は、慣用的に用いられる語であり、固体撮像素子１が備える転送レジスタによる信号電荷の転送方向の方向性を限定するものではない。すなわち、例えば垂直転送レジスタ４による信号電荷の転送方向を「第１の方向」とした場合、水平転送レジスタ５による信号電荷の転送方向は、第１の方向に直交する「第２の方向」ということができる。
【０１２３】
したがって、例えば、図１に示す固体撮像素子１において、垂直転送レジスタ４が図１における左右方向に信号電荷を転送するように設けられ、水平転送レジスタ５が、図１において撮像領域２の左右両側に配置され、図１における上下方向に信号電荷を転送するように設けられる構成であってもよい。
【符号の説明】
【０１２４】
１    固体撮像素子
２    撮像領域
３    受光素子
４    垂直転送レジスタ
４Ａ  第１の垂直転送レジスタ
４Ｂ  第２の垂直転送レジスタ
５    水平転送レジスタ
５Ａ  第１の水平転送レジスタ
５Ｂ  第２の水平転送レジスタ
１１  メタル配線（第１の配線）
１２  メタル配線（第２の配線）
１３  メタル配線（第１の配線）
１４  メタル配線（第２の配線）
２１，２３  水平部
２２，２４  水平部（上層水平部）
３１，３３  垂直部
３２，３４  垂直部（上層垂直部）
３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，３４Ｃ  コンタクト部
５０  固体撮像装置
５１  タイミングジェネレータ（駆動手段）
Ｖ１  読み出し電極（第１の読み出し電極）
Ｖ２  非読み出し電極（第１の非読み出し電極）
Ｖ３  読み出し電極（第２の読み出し電極）
Ｖ４  非読み出し電極（第２の非読み出し電極）
【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】
2012109731.tif 000009
【図８】
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【図９】
2012109731.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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