(57)【要約】【課題】複数の水平シフトレジスタから同時に出力される電気信号の間で画像の水平座標を等しく維持したまま、複数の水平シフトレジスタ間で信号電荷を確実に移動させることのできる固体撮像装置を提供する。【解決手段】垂直シフトレジスタは、光電変換部の各列から出力される信号電荷を列方向に転送する。水平シフトレジスタは、垂直シフトレジスタから転送される信号電荷を行方向に転送する。転送制御ゲートは、第１水平シフトレジスタ内の３個の連続するゲートの下に位置するチャネルから、第２水平シフトレジスタ内の１個のゲートの下に位置するチャネルへ、信号電荷を転送する。転送制御ゲートの電位がハイレベルである期間に、第１水平シフトレジスタ内のゲートの電位を順番にハイレベルに切り換え、その切り換えの間に、それらのゲート全ての電位をローレベルにする。【選択図】図２
2013021608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行列状に配置され、光電変換によって入射光を信号電荷に変換する複数の光電変換部、
前記複数の光電変換部の各列に沿って設けられ、隣接する光電変換部から出力される信号電荷を、前記複数の光電変換部の列方向に転送する複数の垂直シフトレジスタ、
前記複数の光電変換部の行方向に並列に配置されたＮ本（文字Ｎは２以上の整数を表す。）のシフトレジスタであって、それぞれ、前記行方向に並ぶ複数のゲートを含み、前記複数の垂直シフトレジスタから転送される信号電荷を前記行方向に転送するＮ本の水平シフトレジスタ、及び、
前記Ｎ本の水平シフトレジスタのうち、前記複数の垂直シフトレジスタに近い方から数えてｍ番目（文字ｍは１以上Ｎ未満の整数を表す。）の水平シフトレジスタと（ｍ＋１）番目の水平シフトレジスタとの間に配置され、前記ｍ番目の水平シフトレジスタに含まれるｎ個（文字ｎは３以上の整数を表す。）の連続するゲートの下に位置するチャネルから、前記（ｍ＋１）番目の水平シフトレジスタに含まれる少なくとも１個のゲートの下に位置するチャネルへ、信号電荷を転送する転送制御ゲート、
を備え、
前記転送制御ゲートの電位をハイレベルに維持している期間に、前記ｍ番目の水平シフトレジスタに含まれるｎ個の連続するゲートの電位を順番に所定時間ずつハイレベルに切り換え、かつ、前記ｎ個の連続するゲートのうちの１つの電位をハイレベルに維持する期間と、次の１つの電位をハイレベルに維持する期間との間では、前記ｎ個の連続するゲート全ての電位をローレベルに維持することを特徴とする、
固体撮像装置。
【請求項２】
前記ｎ個の連続するゲートの下に位置するチャネルのそれぞれでは、不純物濃度が、前記複数の垂直シフトレジスタに近い側よりも前記（ｍ＋１）番目の水平シフトレジスタに近い側で高く、
前記ｎ個の連続するゲートの下に位置するチャネルでは、ゲートの電位がハイレベルに切り換えられる順に、不純物濃度の高い領域の面積が大きい、
請求項１に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体撮像装置に関し、特にその固体撮像装置に搭載される水平シフトレジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等に搭載され、カメラの光学系で捉えられた被写体からの入射光を、その被写体の画像を表す電気信号に変換する。具体的には、固体撮像装置は、その入射光が照射される平面の上に、行列状に配置された複数の光電変換部を含む。その平面が１つの画面に対応付けられるとき、各光電変換部は１つの画素に対応付けられる。各光電変換部では、入射光量に比例する電荷（以下、信号電荷という。）が生成される。固体撮像装置は更に、電荷結合素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）で構成されたシフトレジスタを含む。ＣＣＤは、絶縁膜で覆われた半導体基板の上に複数の電極要素（以下、ゲートという。）を一方向に並べたものである。ＣＣＤは、隣接する２つのゲートの電位を順番に変化させることにより、一方のゲートの下に位置する半導体基板の部分（以下、チャネルという。）に蓄積された電荷を、他方のゲートの下に位置するチャネルへ移動させる。シフトレジスタはＣＣＤを利用して、各光電変換部で生成された信号電荷を、各光電変換部から順番に出力部へ転送する。出力部はその信号電荷に基づいて電気信号を生成して出力する。その電気信号は、各光電変換部における入射光量を表す。その電気信号は固体撮像装置からデジタル信号処理プロセッサへ渡される。デジタル信号処理プロセッサはその電気信号に基づいて、ディスプレイの各画素の輝度を指定する画像データを生成する。
【０００３】
近年の固体撮像装置では、撮像可能な画素数の増大、すなわち搭載される光電変換部の数の増大に伴い、フレームレートの更なる向上、すなわち信号出力の高速化が求められている。そこで、近年の固体撮像装置には、複数の光電変換部の行方向、すなわち水平方向に信号電荷を転送するためのシフトレジスタ（以下、水平シフトレジスタという。）が複数本、設置されている。複数の水平シフトレジスタによって、複数行の光電変換部から信号電荷を並列に転送することにより、信号出力を高速化させている。
【０００４】
図１２は、水平シフトレジスタを２本含む従来の固体撮像装置300の構成を示すブロック図である。図１２を参照するに、光電変換部301は行列状に配置され、垂直シフトレジスタ302は光電変換部301の各列に沿って１本ずつ配置されている。各光電変換部301では、入射光量に比例する信号電荷が発生する。その信号電荷は、その光電変換部301から、隣接する垂直シフトレジスタ302へ移動し、その垂直シフトレジスタ302によって、複数の光電変換部301の列方向、すなわち垂直方向に転送される。その転送先には、第１水平シフトレジスタ303と第２水平シフトレジスタ305とが配置されている。第１水平シフトレジスタ303は第２水平シフトレジスタ305よりも垂直シフトレジスタ302に近い。走査方式がプログレッシブ方式である場合、第１水平シフトレジスタ303は、最も近い光電変換部301の行から数えて偶数番目の行の光電変換部301で発生した信号電荷を水平方向に転送する。第１出力部304はその信号電荷に基づいて電圧信号を生成して出力する。第２水平シフトレジスタ305は、最も近い光電変換部301の行から数えて奇数番目の行の光電変換部301で発生した信号電荷を水平方向に転送する。第２出力部306はその信号電荷に基づいて電圧信号を生成して出力する。
【０００５】
図１２に示されている固体撮像装置300では、各垂直シフトレジスタ302から第２水平シフトレジスタ305へ転送される信号電荷が第１水平シフトレジスタ303を通過しなければならない。そのとき、その信号電荷の一部が第１水平シフトレジスタ303内に残れば、その一部が、垂直シフトレジスタ302から第１水平シフトレジスタ303へ次に転送される信号電荷と混ざる。すなわち、本来、第２水平シフトレジスタ305を通って第２出力部306から出力されるはずであった信号の一部が、第１水平シフトレジスタ303を通って第１出力部304から出力される信号に混ざる。その結果、固体撮像装置300の出力信号の表す画像にラインクロールノイズが発生する危険性がある。
【０００６】
ラインクロールノイズを防ぐための工夫が施された固体撮像装置としては、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。その固体撮像装置では、第１水平シフトレジスタ303に含まれる各チャネルを、第２水平シフトレジスタ305に近い領域と遠い領域との２つに分割し、近い領域の不純物濃度を、遠い領域の不純物濃度よりも高くする。それにより、第１水平シフトレジスタ303内の各チャネルの電位には、第２水平シフトレジスタ305へ向かって降下する勾配が生じるので、信号電荷が第１水平シフトレジスタ303から第２水平シフトレジスタ305へ移動しやすい。その結果、各垂直シフトレジスタ302から第２水平シフトレジスタ305へ転送される信号電荷の一部が第１水平シフトレジスタ303内に残る危険性が抑えられる。こうして、ラインクロールノイズの発生が防止される。
【０００７】
その他の工夫としては、特許文献２に開示された固体撮像装置が知られている。その固体撮像装置では、第１水平シフトレジスタ303と第２水平シフトレジスタ305との間に接続部が複数、設置されている。各接続部は、信号電荷を第１水平シフトレジスタ303から第２水平シフトレジスタ305へと移動させる。１つの接続部によって信号電荷を第１水平シフトレジスタ303から第２水平シフトレジスタ305へ移動させた後、各水平シフトレジスタ303、305によって信号電荷を次の接続部まで移動させる。更に、その接続部によって信号電荷を第１水平シフトレジスタ303から第２水平シフトレジスタ305へと移動させる。この動作を繰り返すことにより、第１水平シフトレジスタ303から第２水平シフトレジスタ305への信号電荷の転送を、異なる接続部によって繰り返す。その結果、第２水平シフトレジスタ305へ移動させるべき信号電荷が第１水平シフトレジスタ303内に残らないので、ラインクロールノイズの発生が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２９９６０５０号明細書
【特許文献２】特許第２９８３４０１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示された固体撮像装置では、第１水平シフトレジスタ303内の各チャネルに生じる電位勾配が、実際には、不純物濃度が異なる２つの領域間の境界部付近に局所化されている。従って、電位勾配を更に拡大させることによって、第１水平シフトレジスタ303から第２水平シフトレジスタ305へ信号電荷を更に確実に移動させるには、各チャネル内で不純物濃度を３段階以上に変化させなければならない。そのためには、固体撮像装置の製造工程数を増加させねばならないので、製造コストの削減が困難である。
【００１０】
特許文献２に開示された固体撮像装置では、第１水平シフトレジスタ303から第２水平シフトレジスタ305への信号電荷の転送が繰り返される間に、その信号電荷が各水平シフトレジスタ303、305内を水平方向に移動する。その結果、偶数番目の行の光電変換部301で発生した信号電荷に基づく電気信号が第１出力部304から出力される時期と、奇数番目の行の光電変換部301で発生した信号電荷に基づく電気信号が第２出力部306から出力される時期との間にずれ（オフセット）が生じる。すなわち、第１出力部304と第２出力部306とから同時に出力される２つの電気信号の間では、それぞれが表す画像の水平座標が異なる。従って、デジタル信号処理プロセッサは、その固体撮像装置から受け取った電気信号から画像データを生成する際に、各電気信号と画像の水平座標との間の対応関係を再構築しなければならない。その結果、デジタル信号処理プロセッサにおける画像処理速度の向上、及び回路規模の削減が困難である。
【００１１】
本発明の目的は、上記の課題を解決することであって、特に、複数の水平シフトレジスタから同時に出力される電気信号の間で画像の水平座標を等しく維持したまま、複数の水平シフトレジスタ間で信号電荷を更に確実に移動させることの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】
【００１２】
本発明による固体撮像装置は、複数の光電変換部、複数の垂直シフトレジスタ、Ｎ本（文字Ｎは２以上の整数を表す。）の水平シフトレジスタ、及び転送制御ゲートを備えている。複数の光電変換部は、行列状に配置され、光電変換によって入射光を信号電荷に変換する。複数の垂直シフトレジスタは、複数の光電変換部の各列に沿って設けられ、隣接する光電変換部から出力される信号電荷を、複数の光電変換部の列方向に転送する。Ｎ本の水平シフトレジスタは、複数の光電変換部の行方向に並列に配置されたＮ本のシフトレジスタであって、それぞれ、行方向に並ぶ複数のゲートを含み、複数の垂直シフトレジスタから転送される信号電荷を行方向に転送する。転送制御ゲートは、Ｎ本の水平シフトレジスタのうち、垂直シフトレジスタに近い方から数えてｍ番目（文字ｍは１以上Ｎ未満の整数を表す。）の水平シフトレジスタと（ｍ＋１）番目の水平シフトレジスタとの間に配置され、ｍ番目の水平シフトレジスタに含まれるｎ個（文字ｎは３以上の整数を表す。）の連続するゲートの下に位置するチャネルから、（ｍ＋１）番目の水平シフトレジスタに含まれる少なくとも１個のゲートの下に位置するチャネルへ、信号電荷を転送する。この固体撮像装置は、転送制御ゲートの電位をハイレベルに維持している期間に、ｍ番目の水平シフトレジスタに含まれるｎ個の連続するゲートの電位を順番に所定時間ずつハイレベルに切り換え、かつ、ｎ個の連続するゲートのうちの１つの電位をハイレベルに維持する期間と、次の１つの電位をハイレベルに維持する期間との間では、ｎ個の連続するゲート全ての電位をローレベルに維持する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による固体撮像装置は、ｍ番目の水平シフトレジスタに含まれるｎ個の連続するゲートの下に位置するチャネルから、（ｍ＋１）番目の水平シフトレジスタに含まれる少なくとも１個のゲートの下に位置するチャネルへ、信号電荷を転送する。それにより、複数の水平シフトレジスタから同時に出力される電気信号の間で画像の水平座標を等しく維持したまま、複数の水平シフトレジスタ間で信号電荷を更に確実に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態による固体撮像装置100の構造を示す模式図である。
【図２】第１水平シフトレジスタ103内の水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4、転送制御ゲートHT、及び第２水平シフトレジスタ106内の水平転送ゲートH1、H2、H3B、H4のそれぞれの下に位置するチャネルの構成を示す模式図である。
【図３】１フレーム期間FRPでの垂直転送パルスφV1、φV2、φV3、φV4、転送制御パルスφHT、水平転送パルスφH1、φH2、φH3A、φH4、出力パルスφHL、リセット信号φR、及び電圧信号Vout1、Vout2のタイミングチャートである。
【図４】第１垂直走査期間に含まれる水平ブランキング期間HBPと水平走査期間HAPとにおける、垂直転送パルスφV1、φV2、φV3、φV4、転送制御パルスφHT、水平転送パルスφH1、φH2、φH3A、φH4、出力パルスφHL、リセット信号φR、及び電圧信号Vout1、Vout2のタイミングチャートである。
【図５】（ａ）は、水平ブランキング期間HBPの開始時刻t0において、第１水平シフトレジスタ103内の水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4、転送制御ゲートHT、及び第２水平シフトレジスタ106内の水平転送ゲートH1、H2、H3B、H4のそれぞれの電位を示す模式図である。（ｂ）は、第１時刻t1から第２時刻t2までの期間において、各ゲートの電位を示す模式図である。（ｃ）は、第２時刻t2から第３時刻t3までの期間において、各ゲートの電位を示す模式図である。（ｄ）は、第３時刻t3から第４時刻t4までの期間において、各ゲートの電位を示す模式図である。
【図６】（ａ）は、第４時刻t4から第５時刻t5までの期間において、第１水平シフトレジスタ103内の水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4、転送制御ゲートHT、及び第２水平シフトレジスタ106内の水平転送ゲートH1、H2、H3B、H4のそれぞれの電位を示す模式図である。（ｂ）は、第５時刻t5から第６時刻t6までの期間において、各ゲートの電位を示す模式図である。（ｃ）は、第６時刻t6から第７時刻t7までの期間において、各ゲートの電位を示す模式図である。（ｄ）は、第７時刻t7において、各ゲートの電位を示す模式図である。
【図７】（ａ）は、図２に示されている折線VII−VIIに沿った断面を展開した図である。（ｂ）は、第１時刻t1から第２時刻t2までの期間において、（ａ）に示されている断面におけるチャネルの電位変化と、そのチャネルに蓄積される信号電荷の分布とを示す模式図である。（ｃ）は、図２に示されている折線VII−VIIに沿った断面を展開した図である。（ｄ）は、第２時刻t2から第３時刻t3までの期間において、（ｃ）に示されている断面におけるチャネルの電位変化と、そのチャネルに蓄積される信号電荷の分布とを示す模式図である。
【図８】（ａ）は、図２に示されている折線IIX−IIXに沿った断面を展開した図である。（ｂ）は、第３時刻t3から第４時刻t4までの期間において、（ａ）に示されている断面におけるチャネルの電位変化と、そのチャネルに蓄積される信号電荷の分布とを示す模式図である。（ｃ）は、図２に示されている折線IIX−IIXに沿った断面を展開した図である。（ｄ）は、第４時刻t4から第５時刻t5までの期間において、（ｃ）に示されている断面におけるチャネルの電位変化と、そのチャネルに蓄積される信号電荷の分布とを示す模式図である。
【図９】（ａ）は、図２に示されている折線IX−IXに沿った断面を展開した図である。（ｂ）は、第５時刻t5から第６時刻t6までの期間において、（ａ）に示されている断面におけるチャネルの電位変化と、そのチャネルに蓄積される信号電荷の分布とを示す模式図である。（ｃ）は、図２に示されている折線IX−IXに沿った断面を展開した図である。（ｄ）は、第６時刻t6から第７時刻t7までの期間において、（ｃ）に示されている断面におけるチャネルの電位変化と、そのチャネルに蓄積される信号電荷の分布とを示す模式図である。（ｅ）は、図２に示されている折線IX−IXに沿った断面を展開した図である。（ｆ）は、第７時刻t7において、（ｅ）に示されている断面におけるチャネルの電位変化と、そのチャネルに蓄積される信号電荷の分布とを示す模式図である。
【図１０】（ａ）は、第１水平シフトレジスタ103内の水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4、転送制御ゲートHT、及び第２水平シフトレジスタ106内の水平転送ゲートH1、H2、H3B、H4のそれぞれの下に位置するチャネルの別の構成を示す模式図である。（ｂ）は、第１水平シフトレジスタ103内の水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4、２本の転送制御ゲートHT1、HT2、及び第２水平シフトレジスタ106内の水平転送ゲートH1、H2、H3B、H4のそれぞれの下に位置するチャネルの構成を示す模式図である。
【図１１】（ａ）は、第１水平シフトレジスタ103内の水平転送ゲートH1、H2、H3、H4、３本の転送制御ゲートHT1、HT2、HT3、及び第２水平シフトレジスタ106内の水平転送ゲートH1、H2、H3、H4のそれぞれの下に位置するチャネルの構成を示す模式図である。（ｂ）は、各ゲートの下に位置するチャネルの別の構成を示す模式図である。
【図１２】水平シフトレジスタを２本含む従来の固体撮像装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、その実施形態は、好ましい一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を制限するものではない。
【００１６】
《実施形態》
【００１７】
以下に示す実施形態は、デジタルスチルカメラ又はデジタルビデオカメラ等に使用される固体撮像装置である。この固体撮像装置はインターライン転送方式のＣＣＤ型である。すなわち、光電変換部の列と垂直シフトレジスタとが、光電変換部の行方向に沿って交互に配置され、各垂直シフトレジスタの終端部が１本の水平シフトレジスタに接続されている。この固体撮像装置は更に、水平シフトレジスタを２本含む。２本の水平シフトレジスタは光電変換部の行方向に並列に配置されている。２本の水平シフトレジスタの間には転送制御ゲートが配置されている。
【００１８】
［固体撮像装置の構成］
【００１９】
図１は、本発明の実施形態による固体撮像装置100の構造を示す模式図である。図１を参照するに、この固体撮像装置100は、複数の光電変換部101、複数の垂直シフトレジスタ102、第１水平シフトレジスタ103、第１出力部104、転送制御ゲートHT、第２水平シフトレジスタ106、及び第２出力部107を備えている。
【００２０】
光電変換部101はそれぞれ、例えばフォトダイオードを含み、光電変換によって入射光を信号電荷に変換する。複数の光電変換部101は、半導体基板の表層部に行列状に配置されている。特にその行数は偶数である。各光電変換部101を１つの画素に対応付けたとき、光電変換部101の行方向が画面の水平方向に相当し、列方向が垂直方向に相当する。
【００２１】
垂直シフトレジスタ102はそれぞれ、光電変換部101の１つの列に沿って設けられ、その列の光電変換部101から出力される信号電荷を維持して、光電変換部101の列方向に転送する。より詳しくは、各垂直シフトレジスタ102は４種類の電極膜V1、V2、V3、V4を同数ずつ含む。その数は光電変換部101の行数の半分に等しい。各電極膜V1−V4は光電変換部101の行方向に延びている。光電変換部101の列方向では、第１電極膜V1、第２電極膜V2、第３電極膜V3、及び第４電極膜V4はその順序で繰り返し配置されている。電極膜V1−V4の下に位置する半導体基板の表層部には、Ｎウェルから成るチャネルが複数形成されている（図１には、黒塗りの領域として示されている）。Ｎウェルには、ヒ素（Ａｓ）又はリン（Ｐ）等のドナーが注入されている。チャネルはそれぞれ、光電変換部101の１つの列に沿って設けられている。１つのチャネルと、そのチャネルに交差する電極膜V1−V4の部分とから１つの垂直シフトレジスタ102が構成されている。ここで、水平シフトレジスタ103、106から最も遠い光電変換部101の行（図１に示されている最上段の行）を第１行とする。第１電極膜V1と第２電極膜V2とは、第１行から数えて奇数番目の１行の光電変換部101を間に挟み、第３電極膜V3と第４電極膜V4とは偶数番目の１行の光電変換部101を間に挟んでいる。電極膜V1−V4は、光電変換部101から信号電荷を抜き出して列方向に転送するためのゲートとして利用される。以下、これらの電極膜V1−V4を垂直転送ゲートと呼ぶ。垂直転送ゲートV1、V2、V3、V4に対しては４相の垂直転送パルスφV1、φV2、φV3、φV4が印加される。それにより、垂直転送ゲートV1−V4の下に位置するチャネルを通して信号電荷が列方向に移動する。
【００２２】
第１水平シフトレジスタ103は、各垂直シフトレジスタ102による信号電荷の転送先に配置されている。第１水平シフトレジスタ103は４種類の電極要素H1、H2、H3A、H4を、垂直シフトレジスタ102と同数ずつ含む。各電極要素H1−H4は光電変換部101の列方向に長い。光電変換部101の行方向では、第１電極要素H1、第２電極要素H2、第３電極要素H3A、及び第４電極要素H4はその順序で繰り返し配置されている。電極要素H1−H4の下に位置する半導体基板の表層部には、Ｎウェルから成る１つのチャネルが行方向に延びている（図１には、黒塗りの領域として示されている）。Ｎウェルには、Ａｓ又はＰ等のドナーが注入されている。第１電極要素H1の下に位置するチャネルは、１つの垂直シフトレジスタ102のチャネルに接続されている。電極要素H1−H4は、垂直シフトレジスタ102から信号電荷を抜き出して行方向に転送するためのゲートとして利用される。以下、これらの電極要素H1−H4を水平転送ゲートと呼ぶ。水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4に対しては４相の水平転送パルスφH1、φH2、φH3A、φH4が印加される。それにより、水平転送ゲートH1−H4の下に位置するチャネルを通して信号電荷が行方向に移動する。
【００２３】
第１水平シフトレジスタ103の終端には、第１ストレージゲートHL1と第１バリアゲートOG1とが設置されている。第１ストレージゲートHL1に対しては、水平転送パルスφH1−φH4よりも振幅の高いパルスφHL（以下、出力パルスという。）が印加される。一方、第１バリアゲートOG1の電位は一定に維持されている。各ゲートHL1、OG1の下に位置する半導体基板の表層部には、Ｎウェルから成るチャネルが形成されている（図１には、黒塗りの領域として示されている）。Ｎウェルには、Ａｓ又はＰ等のドナーが注入されている。第１ストレージゲートHL1と第１バリアゲートOG1との下に位置するチャネルは第１出力部104のチャネルに接続されている。出力パルスφHLの印加によって第１ストレージゲートHL1の電位がハイレベル（以下、Ｈレベルと略記する。）に維持されているとき、信号電荷は、第１ストレージゲートHL1の下に位置するチャネルに蓄積される。その後、第１ストレージゲートHL1の電位がローレベル（以下、Ｌレベルと略記する。）に変化したとき、信号電荷は、第１バリアゲートOG1の下に位置するチャネルを超えて、第１出力部104のチャネルに移動する。
【００２４】
第２水平シフトレジスタ106は第１水平シフトレジスタ103と並列に配置されている。第２水平シフトレジスタ106は４種類の電極要素H1、H2、H3B、H4を、垂直シフトレジスタ102と同数ずつ含む。各電極要素H1−H4は光電変換部101の列方向に長い。光電変換部101の行方向では、第１電極要素H1、第２電極要素H2、第５電極要素H3B、及び第４電極要素H4はその順序で繰り返し配置されている。第１電極要素H1、第２電極要素H2、及び第４電極要素H4はそれぞれ、第１水平シフトレジスタ103内の第１水平転送ゲートH1、第２水平転送ゲートH2、及び第４水平転送ゲートH4に電気的に接続されている。電極要素H1−H4の下に位置する半導体基板の表層部には、Ｎウェルから成る１つのチャネルが行方向に延びている（図１には、黒塗りの領域として示されている）。Ｎウェルには、Ａｓ又はＰ等のドナーが注入されている。第５電極要素H3Bの下に位置するチャネルは、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルを通して、第１水平シフトレジスタ103内の第１水平転送ゲートH1、第２水平転送ゲートH2、及び第３水平転送ゲートH3Aのそれぞれの下に位置するチャネルに接続されている。電極要素H1、H2、H3B、H4は、転送制御ゲートHTを通して第１水平シフトレジスタ103から信号電荷を抜き出して行方向に転送するためのゲートとして利用される。以下、これらの電極要素H1−H4も水平転送ゲートと呼ぶ。水平転送ゲートH1、H2、H3B、H4に対しては４相の水平転送パルスφH1、φH2、φH3B、φH4が印加される。それにより、水平転送ゲートH1−H4の下に位置するチャネルを通して信号電荷が行方向に移動する。
【００２５】
第２水平シフトレジスタ106の終端には、第２ストレージゲートHL2と第２バリアゲートOG2とが設置されている。第２ストレージゲートHL2に対しては、第１ストレージゲートHL1と同じく、出力パルスφHLが印加される。一方、第２バリアゲートOG2の電位は一定に維持されている。各ゲートHL2、OG2の下に位置する半導体基板の表層部には、Ｎウェルから成るチャネルが形成されている（図１には、黒塗りの領域として示されている）。Ｎウェルには、Ａｓ又はＰ等のドナーが注入されている。第２ストレージゲートHL2と第２バリアゲートOG2との下に位置するチャネルは第２出力部107のチャネルに接続されている。出力パルスφHLの印加によって第２ストレージゲートHL2の電位がＨレベルに維持されているとき、信号電荷は、第２ストレージゲートHL2の下に位置するチャネルに蓄積される。その後、第２ストレージゲートHL2の電位がＬレベルに変化したとき、信号電荷は、第２バリアゲートOG2の下に位置するチャネルを超えて、第２出力部107のチャネルに移動する。
【００２６】
転送制御ゲートHTは、第１水平シフトレジスタ103と第２水平シフトレジスタ106との間で、光電変換部101の行方向に延びている。転送制御ゲートHTの下に位置する半導体基板の表層部には、Ｎウェルから成るチャネルが複数形成されている（図１には、黒塗りの領域として示されている）。Ｎウェルには、Ａｓ又はＰ等のドナーが注入されている。転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルは、第１水平シフトレジスタ103内の第１水平転送ゲートH1、第２水平転送ゲートH2、及び第３水平転送ゲートH3Aのそれぞれの下に位置するチャネルを、第２水平シフトレジスタ106内の第５水平転送ゲートH3Bの下に位置するチャネルに接続している。転送制御ゲートHTに対しては転送制御パルスφHTが印加される。転送制御パルスφHTによって転送制御ゲートHTの電位がＨレベルに維持されている間、第１水平転送ゲートH1、第２水平転送ゲートH2、及び第３水平転送ゲートH3Aのそれぞれの下に位置するチャネルから、第５水平転送ゲートH3Bの下に位置するチャネルへ、信号電荷が移動する。
【００２７】
第１出力部104は、第１水平シフトレジスタ103から出力される信号電荷を電圧信号に変換する。第２出力部107は、第２水平シフトレジスタ106から出力される信号電荷を電圧信号に変換する。第１出力部104と第２出力部107とはいずれも、フローティング・ディフュージョンFD、リセットゲートR、リセットドレインRD、及び出力アンプOPを含む。フローティング・ディフュージョンFDは出力アンプOPにのみ接続されている。リセットゲートRに対してはリセット信号φRが印加される。一方、リセットドレインRDの電位は一定に維持されている。フローティング・ディフュージョンFD、リセットゲートR、及びリセットドレインRDのそれぞれの下に位置する半導体基板の表層部には、Ｎウェルから成る１つのチャネルが形成されている（図１には、黒塗りの領域として示されている）。Ｎウェルには、Ａｓ又はＰ等のドナーが注入されている。リセット信号φRによってリセットゲートRの電位がＨレベルに変化するとき、フローティング・ディフュージョンFDの下に位置するチャネルに蓄積された信号電荷が、リセットゲートRの下に位置するチャネルを通して、リセットドレインRDの下に位置するチャネルへ移動する。その結果、フローティング・ディフュージョンFDの電位はリセットドレインRDの電位と等しくなる。すなわち、フローティング・ディフュージョンFDの電位がリセットされる。その後、リセット信号φRによってリセットゲートRの電位がＬレベルに維持されるとき、フローティング・ディフュージョンFDの電位は基準電位（フィールドスルーレベルともいう。）に等しく維持される。その状態で、フローティング・ディフュージョンFDの下に位置するチャネルに信号電荷が蓄積されるとき、その蓄積量に応じてフローティング・ディフュージョンFDの電位が基準電位から降下する。出力アンプOPは、そのときの降下量を増幅して電圧信号Vout1又はVout2を生成する。こうして、信号電荷が電圧信号に変換される。
【００２８】
電圧信号Vout1、Vout2は、図１には示されていない外部回路によって積分型相関二重サンプリング処理を受けて、画像信号に変換される。ここで、積分型相関二重サンプリング処理とは、電圧信号Vout1、Vout2のレベルの積分量と上記の基準電位の積分量との間の差分を演算して、１つの画素に対する画像信号を生成する処理をいう。その処理によって得られた画像信号は、例えばディスプレイに送られて、画像表示に利用される。
【００２９】
図２は、第１水平シフトレジスタ103内の水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4、転送制御ゲートHT、及び第２水平シフトレジスタ106内の水平転送ゲートH1、H2、H3B、H4のそれぞれの下に位置するチャネルの構成を示す模式図である。図２を参照するに、光電変換部101の行列に近い第１水平シフトレジスタ103の端部にはバリア領域201が設けられている（図２には、斜線部で示されている）。バリア領域201は、信号電荷が侵入できないほど、不純物濃度が低い領域である。バリア領域201は、第１水平転送ゲートH1の端部からは除去されている。それにより、第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルは、１つの垂直シフトレジスタ102の下に位置するチャネルに接続されている。転送制御ゲートHTの下に位置する半導体基板の表層部にも、複数のバリア領域202が形成されている。それにより、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルは、第１水平シフトレジスタ103内の第１水平転送ゲートH1、第２水平転送ゲートH2、及び第３水平転送ゲートH3Aのそれぞれの下に位置するチャネルを、第２水平シフトレジスタ106内の第５水平転送ゲートH3Bの下に位置するチャネルに接続している。
【００３０】
図２を更に参照するに、第１水平シフトレジスタ103内の各水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4の下に位置するチャネルでは不純物濃度が２段階に変化し、垂直シフトレジスタ102に近い領域203よりも、第２水平シフトレジスタ106に近い領域204で高い。図２では、不純物濃度の高い領域204が黒塗りの領域として示されている。第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネル、第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネル、第３水平転送ゲートH3Aの下に位置するチャネル、第４水平転送ゲートH4の下に位置するチャネルの順に、不純物濃度の高い領域204の面積が大きい。第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルにおいて不純物濃度が変化する境界A、第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルにおいて不純物濃度が変化する境界B、及び、第３水平転送ゲートH3Aの下に位置するチャネルにおいて不純物濃度が変化する境界Cはいずれも、光電変換部101の行方向に平行である。従って、境界A、B、Cの順に、転送制御ゲートHTからの距離が大きい。不純物濃度の変化により、第１水平シフトレジスタ103内の各水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4の下に位置するチャネルでは、第２水平シフトレジスタ106に向かう方向に電位勾配が生じる。特にその電位勾配が生じる位置が、第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネル、第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネル、第３水平転送ゲートH3Aの下に位置するチャネルの順に、転送制御ゲートHTから離れている。
【００３１】
図２に示されているように、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルと、第２水平シフトレジスタ106のチャネルとは、第１水平シフトレジスタ103のチャネルのうち、不純物濃度の高い領域204と、不純物濃度が等しい。
【００３２】
［固体撮像装置の駆動制御］
【００３３】
図３は、１フレーム期間FRPでの垂直転送パルスφV1、φV2、φV3、φV4、転送制御パルスφHT、水平転送パルスφH1、φH2、φH3A、φH4、出力パルスφHL、リセット信号φR、及び電圧信号Vout1、Vout2のタイミングチャートである。固体撮像装置100は走査方式として垂直２：１インタレース方式を採用する。具体的には、図３に示されているように、１フレーム期間FRPが、第１垂直ブランキング期間VB1、第１垂直走査期間VA1、第２垂直ブランキング期間VB2、及び第２垂直走査期間VA2に分割されている。図３には示されていないが、各垂直走査期間VA1、VA2は水平ブランキング期間と水平走査期間とを、光電変換部101の行数の半分に等しい数ずつ含む。第１垂直ブランキング期間VB1では、第２垂直転送パルスφV2と第３垂直転送パルスφV3とが中間レベル（以下、Ｍレベルと略記する。）に維持され、第４垂直転送パルスφV4がＬレベルに維持される。一方、第１垂直転送パルスφV1がＭレベルから所定時間、Ｈレベルに変化する。それにより、奇数行の光電変換部101から、第１垂直転送ゲートV1の下に位置するチャネルへ、信号電荷が移動する。このとき、１つの光電変換部101から移動する信号電荷の集合をパケットという。第１垂直走査期間VA1では、水平ブランキング期間と水平走査期間との一組ごとに各パルスが後述の変化を繰り返す。その結果、奇数行の光電変換部101からの信号電荷が、１水平走査期間当たりに２行ずつ、水平シフトレジスタ103、106から出力される。第２垂直ブランキング期間VB2では、第１垂直転送パルスφV1と第２垂直転送パルスφV2とがＭレベルに維持され、第４垂直転送パルスφV4がＬレベルに維持される。一方、第３垂直転送パルスφV3がＭレベルから所定時間、Ｈレベルに変化する。それにより、偶数行の光電変換部101から、第３垂直転送ゲートV3の下に位置するチャネルへ、１パケットの信号電荷が移動する。第２垂直走査期間VA2では、水平ブランキング期間と水平走査期間との一組ごとに各パルスが後述の変化を繰り返す。その結果、偶数行の光電変換部101からの信号電荷が、１水平走査期間当たりに２行ずつ、水平シフトレジスタ103、106から出力される。
【００３４】
図４は、第１垂直走査期間に含まれる水平ブランキング期間HBPと水平走査期間HAPとにおける、垂直転送パルスφV1、φV2、φV3、φV4、転送制御パルスφHT、水平転送パルスφH1、φH2、φH3A、φH4、出力パルスφHL、リセット信号φR、及び電圧信号Vout1、Vout2のタイミングチャートである。水平ブランキング期間HBPのうち、開始時刻t0から第１時刻t1までの期間では、１行の光電変換部101からの信号電荷が、垂直シフトレジスタ102を通して光電変換部101の列方向に移動し、第１水平シフトレジスタ103へ転送される。第１時刻t1から第７時刻t7までの期間では、信号電荷が第１水平シフトレジスタ103から、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルを通して第２水平シフトレジスタ106へ転送される。第７時刻t7から水平ブランキング期間HBPの終了時刻までの期間では、次の１行の光電変換部101からの信号電荷が、垂直シフトレジスタ102を通して光電変換部101の列方向に移動し、第１水平シフトレジスタ103へ転送される。水平走査期間HAPでは、第１水平シフトレジスタ103が１行の光電変換部101からの信号電荷を第１出力部104へ出力し、第２水平シフトレジスタ106が次の行の光電変換部101からの信号電荷を第２出力部107へ出力する。
【００３５】
水平ブランキング期間HBPの開始時刻t0では、第１垂直転送パルスφV1と第２垂直転送パルスφV2とがＭレベルに維持され、第３垂直転送パルスφV3と第４垂直転送パルスφV4とがＬレベルに維持されている。従って、信号電荷は、第１垂直転送ゲートV1と第２垂直転送ゲートV2との下に位置するチャネルに蓄積されている。開始時刻t0の後、まず、時刻t0Aでは第３垂直転送パルスφV3がＭレベルに変化し、次に第１垂直転送パルスφV1がＬレベルに変化する。続いて、第４垂直転送パルスφV4がＭレベルに変化した後、第２垂直転送パルスφV2がＬレベルに変化する。こうして、信号電荷が、第１垂直転送ゲートV1と第２垂直転送ゲートV2との下に位置するチャネルから、第３垂直転送ゲートV3と第４垂直転送ゲートV4との下に位置するチャネルへ移動する。その後、更に、第１垂直転送パルスφV1がＭレベルに変化し、次に第３垂直転送パルスφV3がＬレベルに変化する。続いて、第２垂直転送パルスφV2がＭレベルに変化した後、第１時刻t1で第４垂直転送パルスφV4がＬレベルに変化する。こうして、信号電荷が、第３垂直転送ゲートV3と第４垂直転送ゲートV4との下に位置するチャネルから、第１垂直転送ゲートV1と第２垂直転送ゲートV2との下に位置するチャネルへ移動する。すなわち、開始時刻t0から第１時刻t1までの期間では、信号電荷が各垂直シフトレジスタ102の中を、光電変換部101の列方向に２行移動する。
【００３６】
図５の（ａ）は、水平ブランキング期間HBPの開始時刻t0において、第１水平シフトレジスタ103内の水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4、転送制御ゲートHT、及び第２水平シフトレジスタ106内の水平転送ゲートH1、H2、H3B、H4のそれぞれの電位を示す模式図である。図５の（ａ）では、Ｈレベルのゲートが白く表示され、Ｌレベルのゲートが黒く表示されている。図５の（ａ）を参照するに、第１水平転送ゲートH1と第５水平転送ゲートH3Bとの電位がＨレベルに維持され、他のゲートの電位はＬレベルに維持されている。特に第１水平転送ゲートH1の電位がＨレベルに維持されている。従って、第１時刻t1で第４垂直転送ゲートV4の電位がＬレベルに変化したとき、第４垂直転送ゲートV4と第１水平転送ゲートH1との間にフリンジ電界が生じる。それにより、１パケットの信号電荷が全て、垂直シフトレジスタ102から第１水平シフトレジスタ103へ移動する。
【００３７】
図４を再び参照するに、第１時刻t1から第７時刻t7までの期間では、第４垂直転送パルスφV4はＬレベルに維持され、転送パルスφHTはＨレベルに維持され、第４水平転送パルスφH4はＬレベルに維持され、第５水平転送パルスφH3BはＨレベルに維持される。第１時刻t1から第２時刻t2までは、第１水平転送パルスφH1がＨレベルに維持され、第２水平転送パルスφH2と第３水平転送パルスφH3AとがＬレベルに維持される。第２時刻t2から第３時刻t3までは、３種類の水平転送パルスφH1、φH2、φH3AがいずれもＬレベルに維持される。第３時刻t3から第４時刻t4までは、第２水平転送パルスφH2がＨレベルに維持され、第１水平転送パルスφH1と第３水平転送パルスφH3AとがＬレベルに維持される。第４時刻t4から第５時刻t5までは、３種類の水平転送パルスφH1、φH2、φH3AがいずれもＬレベルに維持される。第５時刻t5から第６時刻t6までは、第３水平転送パルスφH3AがＨレベルに維持され、第１水平転送パルスφH1と第２水平転送パルスφH2とがＬレベルに維持される。第６時刻t6から第７時刻t7までは、３種類の水平転送パルスφH1、φH2、φH3AがいずれもＬレベルに維持される。
【００３８】
図５の（ｂ）は、第１時刻t1から第２時刻t2までの期間において、第１水平シフトレジスタ103内の水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4、転送制御ゲートHT、及び第２水平シフトレジスタ106内の水平転送ゲートH1、H2、H3B、H4のそれぞれの電位を示す模式図である。図５の（ｂ）では、Ｈレベルのゲートが白く表示され、Ｌレベルのゲートが黒く表示されている。図５の（ｂ）を参照するに、第１水平転送ゲートH1と第５水平転送ゲートH3Bとの電位に加え、転送制御ゲートHTの電位がＨレベルに維持され、他のゲートの電位はＬレベルに維持されている。特に、第３垂直転送パルスφV3がＭレベルに変化する時刻t0Aから既に、転送制御ゲートHTの電位はＨレベルに維持されている。従って、信号電荷CHGは、第１水平シフトレジスタ103内の第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルから、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルを通して、第２水平シフトレジスタ106内の第５水平転送ゲートH3Bの下に位置するチャネルまで拡がる。
【００３９】
図７の（ａ）は、図２に示されている折線VII−VIIに沿った断面を展開した図である。図７の（ｂ）は、第１時刻t1から第２時刻t2までの期間において、図７の（ａ）に示されている断面におけるチャネルの電位変化と、そのチャネルに蓄積される信号電荷の分布とを示す模式図である。第１時刻t1では、第４垂直転送ゲートV4の電位はＬレベルに変化するので、第４垂直転送ゲートV4の下に位置するチャネル203の電位はＬレベルLP0に維持される。一方、図７の（ａ）に示されているように、半導体基板701の表層部は、不純物濃度の比較的低い領域203と比較的高い領域204とに分割され、それらの領域間の境界Aが、第４垂直転送ゲートV4に近い第１水平転送ゲートH1の端部の下に位置している。第１時刻t1では、第１水平転送ゲートH1の電位がＨレベルに維持されている。従って、第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルの電位は、図７の（ｂ）に示されているように、第４垂直転送ゲートV4から転送制御ゲートHTへ向かう方向で、第１ＨレベルHP1から第２ＨレベルHP2まで上昇する。それにより、信号電荷CHGは、図７の（ｂ）に示されている矢印AR1のように、第４垂直転送ゲートV4の下に位置するチャネルから、第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルへ移動する。但し、電位勾配は境界Aの付近に局在しているので、信号電荷CHGの大部分は、第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルに滞留している。
【００４０】
図５の（ｃ）は、第２時刻t2から第３時刻t3までの期間において、第１水平シフトレジスタ103内の水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4、転送制御ゲートHT、及び第２水平シフトレジスタ106内の水平転送ゲートH1、H2、H3B、H4のそれぞれの電位を示す模式図である。図５の（ｃ）では、Ｈレベルのゲートが白く表示され、Ｌレベルのゲートが黒く表示されている。図５の（ｃ）を参照するに、第５水平転送ゲートH3Bと転送制御ゲートHTとの電位がＨレベルに維持され、他のゲートの電位、特に第１水平転送ゲートH1の電位はＬレベルに維持されている。従って、大多数の信号電荷CHGは、第１水平転送ゲートH1と転送制御ゲートHTとの間のフリンジ電界により、第１水平シフトレジスタ103内の第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルから、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルへ移動する。しかし、一部の信号電荷RCHは、第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルに取り残される。
【００４１】
図７の（ｃ）は、図２に示されている折線VII−VIIに沿った断面を展開した図である。図７の（ｄ）は、第２時刻t2から第３時刻t3までの期間において、図７の（ｃ）に示されている断面におけるチャネルの電位変化と、そのチャネルに蓄積される信号電荷の分布とを示す模式図である。第２時刻t2では、第１水平転送ゲートH1の電位がＬレベルに変化するので、第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルの電位は、図７の（ｄ）に示されているように、不純物濃度が変化する境界Aの付近では、第４垂直転送ゲートV4から転送制御ゲートHTへ向かう方向で、第１ＬレベルLP1から第２ＬレベルLP2まで上昇する。更に、第１水平転送ゲートH1と転送制御ゲートHTとの間の境界付近では、転送制御ゲートHTへ近づくにつれて、電位が第２ＬレベルLP2から第２ＨレベルHP2まで上昇する。それにより、信号電荷CHGは、図７の（ｄ）に示されている矢印AR2のように、第１水平転送ゲートH1と転送制御ゲートHTとの間の境界付近では、第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルから、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルへ移動する。但し、電位勾配は、第１水平転送ゲートH1と転送制御ゲートHTとの間の境界付近に局在している。従って、第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルのうち、電位が第２ＬレベルLP2に維持されている部分に一部の信号電荷RCHが取り残される。
【００４２】
図５の（ｄ）は、第３時刻t3から第４時刻t4までの期間において、第１水平シフトレジスタ103内の水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4、転送制御ゲートHT、及び第２水平シフトレジスタ106内の水平転送ゲートH1、H2、H3B、H4のそれぞれの電位を示す模式図である。図５の（ｄ）では、Ｈレベルのゲートが白く表示され、Ｌレベルのゲートが黒く表示されている。図５の（ｄ）を参照するに、第５水平転送ゲートH3Bと転送制御ゲートHTとの電位に加え、第２水平転送ゲートH2の電位がＨレベルに維持され、他のゲートの電位はＬレベルに維持されている。従って、第１水平シフトレジスタ103内の第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルに取り残されていた信号電荷RCHが、第１水平シフトレジスタ103内の第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルへ移動する。
【００４３】
図８の（ａ）は、図２に示されている折線IIX−IIXに沿った断面を展開した図である。図８の（ｂ）は、第３時刻t3から第４時刻t4までの期間において、図８の（ａ）に示されている断面におけるチャネルの電位変化と、そのチャネルに蓄積される信号電荷の分布とを示す模式図である。図８の（ａ）に示されているように、第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルでは、第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルよりも、不純物濃度の比較的低い領域203と比較的高い領域204との間の境界Bが転送制御ゲートHTに近い。第３時刻t3では、第２水平転送ゲートH2の電位がＨレベルに変化するので、第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルの電位は、図８の（ｂ）に示されているように、第４垂直転送ゲートV4から転送制御ゲートHTへ向かう方向で、第３ＨレベルHP3から第２ＨレベルHP2まで上昇する。この電位勾配により、信号電荷CHGは、図８の（ｂ）に示されている矢印AR3のように、第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルの中を、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルへ向かって移動する。
【００４４】
図６の（ａ）は、第４時刻t4から第５時刻t5までの期間において、第１水平シフトレジスタ103内の水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4、転送制御ゲートHT、及び第２水平シフトレジスタ106内の水平転送ゲートH1、H2、H3B、H4のそれぞれの電位を示す模式図である。図６の（ａ）では、Ｈレベルのゲートが白く表示され、Ｌレベルのゲートが黒く表示されている。図６の（ａ）を参照するに、第５水平転送ゲートH3Bと転送制御ゲートHTとの電位がＨレベルに維持され、他のゲートの電位、特に第２水平転送ゲートH2の電位はＬレベルに維持されている。従って、大多数の信号電荷CHGは、第２水平転送ゲートH2と転送制御ゲートHTとの間のフリンジ電界により、第１水平シフトレジスタ103内の第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルから、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルへ移動する。しかし、一部の信号電荷RCHは、第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルに取り残される。
【００４５】
図８の（ｃ）は、図２に示されている折線IIX−IIXに沿った断面を展開した図である。図８の（ｄ）は、第４時刻t4から第５時刻t5までの期間において、図８の（ｃ）に示されている断面におけるチャネルの電位変化と、そのチャネルに蓄積される信号電荷の分布とを示す模式図である。第４時刻t4では、第２水平転送ゲートH2の電位がＬレベルに変化するので、第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルの電位は、図８の（ｄ）に示されているように、不純物濃度が変化する境界Bの付近では、第４垂直転送ゲートV4から転送制御ゲートHTへ向かう方向で、第１ＬレベルLP1から第２ＬレベルLP2まで上昇する。更に、第２水平転送ゲートH2と転送制御ゲートHTとの間の境界付近では、転送制御ゲートHTへ近づくにつれて、電位が第２ＬレベルLP2から第２ＨレベルHP2まで上昇する。それにより、信号電荷CHGは、図８の（ｄ）に示されている矢印AR4のように、第２水平転送ゲートH2と転送制御ゲートHTとの間の境界付近では、第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルから、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルへ移動する。ここで、電位勾配は、第２水平転送ゲートH2と転送制御ゲートHTとの間の境界付近に局在している。従って、第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルのうち、電位が第４ＬレベルLP4に維持されている部分に一部の信号電荷RCHが取り残される。但し、第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルでは、第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルとは異なり、不純物濃度の高い領域204が転送制御ゲートHTの側に偏っている。従って、第５時刻t5に、第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネル内に取り残される信号電荷は、第３時刻t3に、第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネル内に取り残される信号電荷よりも少ない。
【００４６】
図６の（ｂ）は、第５時刻t5から第６時刻t6までの期間において、第１水平シフトレジスタ103内の水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4、転送制御ゲートHT、及び第２水平シフトレジスタ106内の水平転送ゲートH1、H2、H3B、H4のそれぞれの電位を示す模式図である。図６の（ｂ）では、Ｈレベルのゲートが白く表示され、Ｌレベルのゲートが黒く表示されている。図６の（ｂ）を参照するに、第５水平転送ゲートH3Bと転送制御ゲートHTとの電位に加え、第３水平転送ゲートH3Aの電位がＨレベルに維持され、他のゲートの電位はＬレベルに維持されている。従って、第１水平シフトレジスタ103内の第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルに取り残されていた信号電荷RCHが、第３水平転送ゲートH3Aの下に位置するチャネルへ移動する。
【００４７】
図９の（ａ）は、図２に示されている折線IX−IXに沿った断面を展開した図である。図９の（ｂ）は、第５時刻t5から第６時刻t6までの期間において、図９の（ａ）に示されている断面におけるチャネルの電位変化と、そのチャネルに蓄積される信号電荷の分布とを示す模式図である。図９の（ａ）に示されているように、第３水平転送ゲートH3Aの下に位置するチャネルでは、第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルよりも、不純物濃度の比較的低い領域203と比較的高い領域204との間の境界Cが転送制御ゲートHTに近い。第５時刻t5では、第３水平転送ゲートH3Aの電位がＨレベルに変化するので、第３水平転送ゲートH3Aの下に位置するチャネルの電位は、図９の（ｂ）に示されているように、第４垂直転送ゲートV4から転送制御ゲートHTへ向かう方向で、第３ＨレベルHP3から第２ＨレベルHP2まで上昇する。この電位勾配により、信号電荷CHGは、図８の（ｂ）に示されている矢印AR5のように、第３水平転送ゲートH3Aの下に位置するチャネルの中を、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルへ向かって移動する。
【００４８】
図６の（ｃ）は、第６時刻t6から第７時刻t7までの期間において、第１水平シフトレジスタ103内の水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4、転送制御ゲートHT、及び第２水平シフトレジスタ106内の水平転送ゲートH1、H2、H3B、H4のそれぞれの電位を示す模式図である。図６の（ｃ）では、Ｈレベルのゲートが白く表示され、Ｌレベルのゲートが黒く表示されている。図６の（ｃ）を参照するに、第５水平転送ゲートH3Bと転送制御ゲートHTとの電位がＨレベルに維持され、他のゲートの電位、特に第３水平転送ゲートH3Aの電位はＬレベルに維持されている。従って、信号電荷CHGは全て、第３水平転送ゲートH3Aと転送制御ゲートHTとの間のフリンジ電界により、第３水平転送ゲートH3Aの下に位置するチャネルから、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルへ移動する。
【００４９】
図９の（ｃ）は、図２に示されている折線IX−IXに沿った断面を展開した図である。図９の（ｄ）は、第６時刻t6から第７時刻t7までの期間において、図９の（ｃ）に示されている断面におけるチャネルの電位変化と、そのチャネルに蓄積される信号電荷の分布とを示す模式図である。第６時刻t6では第３水平転送ゲートH3Aの電位がＬレベルに変化する。更に、不純物濃度が変化する境界Cは、第３水平転送ゲートH3Aと転送制御ゲートHTとの間の境界に近い。従って、第３水平転送ゲートH3Aの下に位置するチャネルの電位は、図９の（ｄ）に示されているように、第３水平転送ゲートH3Aと転送制御ゲートHTとの間の境界の付近において、転送制御ゲートHTへ近づくにつれて、第１ＬレベルLP1から第２ＨレベルHP2まで上昇する。それにより、信号電荷CHGは全て、図９の（ｄ）に示されている矢印AR6のように、第３水平転送ゲートH3Aの下に位置するチャネルから、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルへ移動する。ここで、第３水平転送ゲートH3Aの下に位置するチャネルでは、第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルよりも更に、不純物濃度の高い領域204が転送制御ゲートHTの側に偏っている。従って、第７時刻t7において、第３水平転送ゲートH3Aの下に位置するチャネル内に信号電荷は取り残されない。
【００５０】
図６の（ｄ）は、第７時刻t7において、第１水平シフトレジスタ103内の水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4、転送制御ゲートHT、及び第２水平シフトレジスタ106内の水平転送ゲートH1、H2、H3B、H4のそれぞれの電位を示す模式図である。図６の（ｄ）では、Ｈレベルのゲートが白く表示され、Ｌレベルのゲートが黒く表示されている。図６の（ｄ）を参照するに、第５水平転送ゲートH3Bの電位のみがＨレベルに維持され、他のゲートの電位、特に転送制御ゲートHTの電位はＬレベルに維持されている。従って、信号電荷CHGは全て、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルから、第５水平転送ゲートH3Bの下に位置するチャネルへ移動する。
【００５１】
図９の（ｅ）は、図２に示されている折線IX−IXに沿った断面を展開した図である。図９の（ｆ）は、第７時刻t7において、図９の（ｅ）に示されている断面におけるチャネルの電位変化と、そのチャネルに蓄積される信号電荷の分布とを示す模式図である。第７時刻t7では転送制御ゲートHTの電位がＬレベルに変化する。従って、第５水平転送ゲートH3Bの下に位置するチャネルの電位は、図９の（ｆ）に示されているように、転送制御ゲートHTと第５水平転送ゲートH3Bとの間の境界から離れるにつれて、Ｌレベルから第２ＨレベルHP2まで上昇する。それにより、信号電荷CHGは全て、図９の（ｆ）に示されている矢印AR7のように、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルから、第５水平転送ゲートH3Bの下に位置するチャネルへ移動する。
【００５２】
以上のとおり、第１時刻t1から第７時刻t7までの期間では、転送制御ゲートHTの電位がＨレベルに維持された状態で、第１水平シフトレジスタ103に含まれる３個の連続する水平転送ゲートH1、H2、H3Aの電位が順番にＨレベルに切り換えられる。更に、３個の連続する水平転送ゲートH1、H2、H3Aのうちの１つの電位がＨレベルに維持される期間と、次の１つの電位がＨレベルに維持される期間との間では、３個の連続するゲート全ての電位がＬレベルに維持される。それにより、まず、第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルから、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルへ、信号電荷が移動する。そのとき、第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルに取り残された信号電荷は、次に、第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルへ移動して、そこから、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルへ移動する。第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルに取り残された信号電荷は、更に第３水平転送ゲートH3Aの下に位置するチャネルへ移動して、そこから、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルへ移動する。ここで、図２に示されているように、第１水平転送ゲートH1、第２水平転送ゲートH2、第３水平転送ゲートH3Aの順に、不純物濃度の高い領域204の面積が大きい。従って、第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルに取り残された信号電荷は、第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルに移動したときに、転送制御ゲートHTに近づく。第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルに取り残された信号電荷は、第３水平転送ゲートH3Aの下に位置するチャネルに移動したときに、転送制御ゲートHTに更に近づく。こうして、最終的には、第１水平シフトレジスタ103内の信号電荷を全て、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルへ移動させることができる。その結果、第１水平シフトレジスタ103内に取り残された信号電荷に起因するラインクロールノイズを除去することができる。
【００５３】
図４を再び参照するに、第７時刻t7では、第１垂直転送パルスφV1と第２垂直転送パルスφV2とがＭレベルに維持され、第３垂直転送パルスφV3と第４垂直転送パルスφV4とがＬレベルに維持されている。従って、信号電荷は、第１垂直転送ゲートV1と第２垂直転送ゲートV2との下に位置するチャネルに蓄積されている。第７時刻t7の後、まず、時刻t7Aでは第３垂直転送パルスφV3がＭレベルに変化し、次に第１垂直転送パルスφV1がＬレベルに変化する。続いて、第４垂直転送パルスφV4がＭレベルに変化した後、第２垂直転送パルスφV2がＬレベルに変化する。こうして、信号電荷が、第１垂直転送ゲートV1と第２垂直転送ゲートV2との下に位置するチャネルから、第３垂直転送ゲートV3と第４垂直転送ゲートV4との下に位置するチャネルへ移動する。その後、更に、第１垂直転送パルスφV1がＭレベルに変化し、次に第３垂直転送パルスφV3がＬレベルに変化する。続いて、第２垂直転送パルスφV2がＭレベルに変化した後、第１時刻t1で第４垂直転送パルスφV4がＬレベルに変化する。こうして、信号電荷が、第３垂直転送ゲートV3と第４垂直転送ゲートV4との下に位置するチャネルから、第１垂直転送ゲートV1と第２垂直転送ゲートV2との下に位置するチャネルへ移動する。すなわち、第７時刻t7から水平ブランキング期間HBPの終了時刻までの期間では、信号電荷が各垂直シフトレジスタ102の中を、光電変換部101の列方向に２行移動する。
【００５４】
図４を更に参照するに、時刻t7Aから水平ブランキング期間HBPの終了時刻までの期間では、第１水平転送ゲートH1と第２水平転送ゲートH2との電位はＨレベルに維持され、第３水平転送ゲートH3Aの電位はＬレベルに維持されている。従って、第４垂直転送ゲートV4の電位がＬレベルに変化したとき、第４垂直転送ゲートV4と第１水平転送ゲートH1との間にフリンジ電界が生じる。それにより、１パケットの信号電荷が全て、垂直シフトレジスタ102から、第１水平シフトレジスタ103内の第１水平転送ゲートH1と第２水平転送ゲートH2との下に位置するチャネルへ移動する。
【００５５】
水平走査期間HAP中、第１水平シフトレジスタ103では、第３水平転送ゲートH3A、第４水平転送ゲートH4、第１水平転送ゲートH1、第２水平転送ゲートH2の順に、電位が所定時間ずつＨレベルに維持される動作が繰り返される。それにより、信号電荷が第１水平シフトレジスタ103のチャネル内を移動する。一方、第２水平シフトレジスタ106では、第５水平転送ゲートH3B、第４水平転送ゲートH4、第１水平転送ゲートH1、第２水平転送ゲートH2の順に、電位が所定時間ずつＨレベルに維持される動作が繰り返される。それにより、信号電荷が第２水平シフトレジスタ106のチャネル内を移動する。ここで、第３水平転送パルスφH3Aと第５水平転送パルスφH3Bとを同期させることにより、同じ列の光電変換部101から抽出された１パケットの信号電荷が、第１ストレージゲートHL1と第２ストレージゲートHL2との下に位置するチャネルへ同時に蓄積される。更に、出力パルスφHLを第１水平転送パルスφH1に同期させることにより、各ストレージゲートHL1、HL2に蓄積された１パケットの信号電荷が同時に各出力部104、107へ出力される。その結果、同じ列の光電変換部101から抽出された１パケットの信号電荷が同時に電圧信号Vout1、Vout2へ変換される。こうして、第１出力部104と第２出力部107とから同時に出力される電圧信号Vout1、Vout2の間では、それぞれが表す画像の水平座標が一致する。
【００５６】
上記のとおり、固体撮像装置100は、第１水平シフトレジスタ103と第２水平シフトレジスタ106とから同時に出力される電圧信号Vout1、Vout2の間で画像の水平座標を等しく維持したまま、第１水平シフトレジスタ103から第２水平シフトレジスタ106へ信号電荷を確実に移動させることができる。それにより、２本の水平シフトレジスタ103、106による高速出力と、ラインクロールノイズの除去による高画質の維持とを両立させることができる。その結果、固体撮像装置が光電変換部101を例えば一千万個以上搭載していても、高画質な画像データを高速に出力することができる。
【００５７】
《変形例》
【００５８】
（A）図２では、第１水平シフトレジスタ103内の各水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4の下に位置するチャネルにおいて不純物濃度が変化する境界A、B、Cはいずれも、光電変換部101の行方向に平行である。境界はその他の形状であってもよい。図１０の（ａ）は、第１水平シフトレジスタ103内の水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4、転送制御ゲートHT、及び第２水平シフトレジスタ106内の水平転送ゲートH1、H2、H3B、H4のそれぞれの下に位置するチャネルの別の構成を示す模式図である。図１０の（ａ）を参照するに、第１水平シフトレジスタ103内の各水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4の下に位置するチャネルでは不純物濃度が２段階に変化し、垂直シフトレジスタ102に近い領域203よりも、第２水平シフトレジスタ106に近い領域204で高い。図１０の（ａ）では、不純物濃度の高い領域204が黒塗りの領域として示されている。第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネル、第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネル、第３水平転送ゲートH3Aの下に位置するチャネル、第４水平転送ゲートH4の下に位置するチャネルの順に、不純物濃度の高い領域204の面積が大きい。第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルから、第４水平転送ゲートH4の下に位置するチャネルにかけて、不純物濃度が変化する境界BNDは、光電変換部101の行方向に対して斜めに延びている。従って、第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルから、第４水平転送ゲートH4の下に位置するチャネルに向かって、境界BNDは転送制御ゲートHTへ近づいている。このような不純物濃度の変化でも、第１水平シフトレジスタ103内の各水平転送ゲートH1、H2、H3Aの下に位置するチャネルでは、電位勾配が生じる位置が、第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネル、第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネル、第３水平転送ゲートH3Aの下に位置するチャネルの順に、転送制御ゲートHTから離れている。従って、第１水平シフトレジスタ103から第２水平シフトレジスタ106へ信号電荷を移動させる際、第１水平転送ゲートH1の下に位置するチャネルに取り残された信号電荷は、第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルに移動したときに転送制御ゲートHTに近づく。第２水平転送ゲートH2の下に位置するチャネルに取り残された信号電荷は、第３水平転送ゲートH3Aの下に位置するチャネルに移動したときに、転送制御ゲートHTに更に近づく。こうして、最終的には、第１水平シフトレジスタ103内の信号電荷を全て、転送制御ゲートHTの下に位置するチャネルへ移動させることができる。
【００５９】
（B）図１０の（ｂ）は、第１水平シフトレジスタ103内の水平転送ゲートH1、H2、H3A、H4、２本の転送制御ゲートHT1、HT2、及び第２水平シフトレジスタ106内の水平転送ゲートH1、H2、H3B、H4のそれぞれの下に位置するチャネルの構成を示す模式図である。図１０の（ｂ）を参照するに、図２とは異なり、２本の転送制御ゲートHT1、HT2が、第１水平シフトレジスタ103と第２水平シフトレジスタ106との間を平行に延びている。その場合、図４に示されている第１時刻t1から第７時刻t7までの期間では、両方の転送制御ゲートHT1、HT2の電位がＨレベルに維持される。第７時刻t7では、第１水平シフトレジスタ103側に位置する第１転送制御ゲートHT1の電位はＬレベルに変化する一方、第２水平シフトレジスタ106側に位置する第２転送制御ゲートHT2の電位はＨレベルに維持される。それにより、第１転送制御ゲートHT1と第２転送制御ゲートHT2との間に生じるフリンジ電界によって、信号電荷は、第１転送制御ゲートHT1の下に位置するチャネルから、第２転送制御ゲートHT2の下に位置するチャネルへ移動する。その後、第２転送制御ゲートHT2の電位がＬレベルに変化する。それにより、第２転送制御ゲートHT2と第５水平転送ゲートH3Bとの間に生じるフリンジ電界によって、信号電荷は、第２転送制御ゲートHT2の下に位置するチャネルから、第５水平転送ゲートH3Bの下に位置するチャネルへ移動する。このように、転送制御ゲートの下に位置するチャネルから第２水平シフトレジスタ106への信号電荷の転送を２段階に分けて行うことにより、転送制御ゲートの下に位置するチャネルに信号電荷が取り残されることを防ぐことができる。
【００６０】
（C）図２では、転送制御ゲートが１本である。その他に、転送制御ゲートが３本であってもよい。その場合、図１とは異なり、第３水平転送ゲートH3Aと第５水平転送ゲートH3Bとに対して同じ水平転送パルスを印加することができる。
【００６１】
図１１の（ａ）は、第１水平シフトレジスタ103内の水平転送ゲートH1、H2、H3、H4、３本の転送制御ゲートHT1、HT2、HT3、及び第２水平シフトレジスタ106内の水平転送ゲートH1、H2、H3、H4のそれぞれの下に位置するチャネルの構成を示す模式図である。図１１の（ａ）を参照するに、図２とは異なり、３本の転送制御ゲートHT1、HT2、HT3が、第１水平シフトレジスタ103と第２水平シフトレジスタ106との間を平行に延びている。更に、第１水平シフトレジスタ103内の４個の連続する水平転送ゲートH1、H2、H3、H4の下に位置するチャネルは、転送制御ゲートHT1、HT2、HT3の下に位置するチャネルを通して、第２水平シフトレジスタ106内の第１水平転送ゲートH1と第２水平転送ゲートH2との下に位置するチャネルに接続されている。
【００６２】
図１１の（ａ）に示されている構造の場合、第１水平シフトレジスタ103から第２水平シフトレジスタ106への信号電荷の転送は次のように行われる。図４に示されている第１時刻t1から第７時刻t7までの期間では、第２水平シフトレジスタ106に最も近い第３転送制御ゲートHT3の電位はＬレベルに維持され、その他の転送制御ゲートHT1、HT2の電位はＨレベルに維持されている。その状態で、図５の（ｂ）−（ｄ）、図６の（ａ）−（ｃ）に示されている動作と同様な動作により、第１水平シフトレジスタ103内の４個の連続する水平転送ゲートH1−H4の下に位置するチャネルから、第１転送制御ゲートHT1と第２転送制御ゲートHT2との下に位置するチャネルへ、信号電荷が転送される。第７時刻t7の後、まず、第１転送制御ゲートHT1の電位をＬレベルに変化させる。その状態で、第１水平転送ゲートH1と第２水平転送ゲートH2との電位をＨレベルに変化させる。更に、第３転送制御ゲートHT3の電位をＨレベルに変化させる。それにより、信号電荷が、第１転送制御ゲートHT1の下に位置するチャネルから、他の転送制御ゲートHT2、HT3の下に位置するチャネルを通して、第２水平シフトレジスタ106内の第１水平転送ゲートH1と第２水平転送ゲートH2との下に位置するチャネルへ移動する。続いて、第２転送制御ゲートHT2の電位をＬレベルに変化させ、更に第３転送制御ゲートHT3の電位をＬレベルに変化させる。それにより、転送制御ゲートHT2、HT3の下に位置するチャネルに取り残された信号電荷が全て、第２水平シフトレジスタ106内のチャネルへ移動する。
【００６３】
第７時刻t7の後、水平ブランキング期間が終了するまでは、第１水平転送ゲートH1と第２水平転送ゲートH2との電位はＨレベルに維持され、第３水平転送ゲートH3の電位はＬレベルに維持される。従って、次のパケットの信号電荷は、垂直シフトレジスタ102から、第１水平シフトレジスタ103内の第１水平転送ゲートH1と第２水平転送ゲートH2との下に位置するチャネルへ移動する。水平走査期間中、第３水平転送ゲートH3、第４水平転送ゲートH4、第１水平転送ゲートH1、第２水平転送ゲートH2の順に、電位が所定時間ずつＨレベルに維持される動作が繰り返される。それにより、同じ列の光電変換部101から抽出された１パケットの信号電荷が各水平シフトレジスタ103、106のチャネル内を移動して、同時に各出力部104、107へ出力され、同時に電圧信号Vout1、Vout2へ変換される。こうして、第１出力部104と第２出力部107とから同時に出力される電圧信号Vout1、Vout2の間では、それぞれが表す画像の水平座標が一致する。
【００６４】
図１１の（ｂ）は、第１水平シフトレジスタ103内の水平転送ゲートH1、H2、H3、H4、３本の転送制御ゲートHT1、HT2、HT3、及び第２水平シフトレジスタ106内の水平転送ゲートH1、H2、H3、H4のそれぞれの下に位置するチャネルの別の構成を示す模式図である。図１１の（ｂ）を参照するに、図１１の（ａ）とは異なり、第１水平シフトレジスタ103内の４個の連続する水平転送ゲートH1、H2、H3、H4の下に位置するチャネルは、転送制御ゲートHT1、HT2、HT3の下に位置するチャネルを通して、第２水平シフトレジスタ106内の第１水平転送ゲートH1、第２水平転送ゲートH2、及び第３水平転送ゲートH3の下に位置するチャネルに接続されている。
【００６５】
図１１の（ｂ）に示されている構造の場合、第１水平シフトレジスタ103から第２水平シフトレジスタ106への信号電荷の転送は次のように行われる。図４に示されている第１時刻t1から第７時刻t7までの期間では、第２水平シフトレジスタ106に最も近い第３転送制御ゲートHT3の電位はＬレベルに維持され、その他の転送制御ゲートHT1、HT2の電位はＨレベルに維持されている。その状態で、図５の（ｂ）−（ｄ）、図６の（ａ）−（ｃ）に示されている動作と同様な動作により、第１水平シフトレジスタ103内の４個の連続する水平転送ゲートH1−H4の下に位置するチャネルから、第１転送制御ゲートHT1と第２転送制御ゲートHT2との下に位置するチャネルへ、信号電荷が転送される。第７時刻t7の後、まず、第１転送制御ゲートHT1の電位をＬレベルに変化させる。その状態で、第１水平転送ゲートH1、第２水平転送ゲートH2、及び第３水平転送ゲートH3の電位をＨレベルに変化させる。更に、第３転送制御ゲートHT3の電位をＨレベルに変化させる。それにより、信号電荷が、第１転送制御ゲートHT1の下に位置するチャネルから、他の転送制御ゲートHT2、HT3の下に位置するチャネルを通して、第２水平シフトレジスタ106内の３個の連続する水平転送ゲートH1、H2、H3の下に位置するチャネルへ移動する。続いて、第２転送制御ゲートHT2の電位をＬレベルに変化させ、更に第３転送制御ゲートHT3の電位をＬレベルに変化させる。それにより、転送制御ゲートHT2、HT3の下に位置するチャネルに取り残された信号電荷が全て、第２水平シフトレジスタ106内のチャネルへ移動する。
【００６６】
第７時刻t7の後、水平ブランキング期間が終了するまでは、第１水平転送ゲートH1、第２水平転送ゲートH2、及び第３水平転送ゲートH3の電位はＨレベルに維持され、第４水平転送ゲートH4の電位はＬレベルに維持される。従って、次のパケットの信号電荷は、垂直シフトレジスタ102から、第１水平シフトレジスタ103内の３個の連続する水平転送ゲートH1、H2、H3の下に位置するチャネルへ移動する。水平走査期間中、第４水平転送ゲートH4、第１水平転送ゲートH1、第２水平転送ゲートH2、第３水平転送ゲートH3の順に、電位が所定時間ずつＨレベルに維持される動作が繰り返される。それにより、同じ列の光電変換部101から抽出された１パケットの信号電荷が各水平シフトレジスタ103、106のチャネル内を移動して、同時に各出力部104、107へ出力され、同時に電圧信号Vout1、Vout2へ変換される。こうして、第１出力部104と第２出力部107とから同時に出力される電圧信号Vout1、Vout2の間では、それぞれが表す画像の水平座標が一致する。
【００６７】
（D）上記の実施形態では、水平走査期間中、各水平シフトレジスタ103、106が４相の水平転送パルスφH1、φH2、φH3A／φH3B、φH4で駆動される。その他に、各水平シフトレジスタ103、106が３相、又は５相以上の水平転送パルスで駆動されてもよい。
【００６８】
（E）上記の実施形態では、第１水平シフトレジスタ103に含まれる３個の連続する水平転送ゲートH1、H2、H3Aの下に位置するチャネルから、第２水平シフトレジスタ106内の１つのゲート、すなわち第５水平転送ゲートH3Bの下に位置するチャネルへ、信号電荷が転送される。その他に、第１水平シフトレジスタに含まれるｎ個（ｎ＝２、又はｎ≧４）の連続するゲートの下に位置するチャネルから、第２水平シフトレジスタに含まれる１個のゲートの下に位置するチャネルへ、信号電荷が転送されてもよい。その場合、固体撮像装置は、水平ブランキング期間のうち、転送制御ゲートの電位をＨレベルに維持している間に、第１水平シフトレジスタに含まれるｎ個の連続するゲートの電位を順番にＨレベルに切り換える。更に、ｎ個の連続するゲートのうちの１つの電位をＨレベルに維持する期間と、次の１つの電位をＨレベルに維持する期間との間では、ｎ個の連続するゲート全ての電位をＬレベルに維持する。それにより、その固体撮像装置は、上記の実施形態によるもの100と同様に、第１水平シフトレジスタから第２水平シフトレジスタへ信号電荷を確実に転送することができる。
【００６９】
（F）上記の実施形態では、水平シフトレジスタが２本である。その他に、水平シフトレジスタがＮ本（Ｎ≧３）設置されていてもよい。その場合、Ｎ本の水平シフトレジスタのうち、垂直シフトレジスタに近い方から数えてｍ番目（１≦ｍ＜Ｎ）の水平シフトレジスタと（ｍ＋１）番目の水平シフトレジスタとの間に配置された転送制御ゲートは、ｍ番目の水平シフトレジスタに含まれるｎ個（ｎ≧３）の連続するゲートの下に位置するチャネルから、（ｍ＋１）番目の水平シフトレジスタに含まれる少なくとも１個のゲートの下に位置するチャネルへ、信号電荷を転送するのに利用される。ｍ番目の水平シフトレジスタから（ｍ＋１）番目の水平シフトレジスタへ信号電荷を転送する方法は、上記の実施形態と同様である。すなわち、固体撮像装置は、水平ブランキング期間のうち、転送制御ゲートの電位をＨレベルに維持している間に、ｍ番目の水平シフトレジスタに含まれるｎ個の連続するゲートの電位を順番にＨレベルに切り換える。更に、ｎ個の連続するゲートのうちの１つの電位をＨレベルに維持する期間と、次の１つの電位をＨレベルに維持する期間との間では、ｎ個の連続するゲート全ての電位をＬレベルに維持する。それにより、その固体撮像装置は、ｍ番目の水平シフトレジスタから（ｍ＋１）番目の水平シフトレジスタへ信号電荷を確実に転送することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は固体撮像装置に関し、上記のとおり、２本の水平シフトレジスタの一方から他方へ信号電荷を移動させる。このように、本発明は明らかに産業上利用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
100  固体撮像装置
101  光電変換部
102  垂直シフトレジスタ
103  第１水平シフトレジスタ
104  第１出力部
106  第２水平シフトレジスタ
107  第２出力部
201、202  バリア領域
203  不純物濃度の低い領域
204  不純物濃度の高い領域
H1    第１水平転送ゲート
H2    第２水平転送ゲート
H3A    第３水平転送ゲート
H4    第４水平転送ゲート
H3B    第５水平転送ゲート
HT    転送制御ゲート
【図１】
2013021608.tif 000003
【図２】
2013021608.tif 000004
【図３】
2013021608.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】
2013021608.tif 000010
【図９】
2013021608.tif 000011
【図１０】
2013021608.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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