(57)【要約】【課題】製造の容易なラインメモリを有する固体撮像素子を提供する。【解決手段】光電変換素子１と、光電変換素子１で発生した電荷を垂直方向に転送するための複数本の垂直電荷転送路２と、複数本の垂直電荷転送路２の各々を転送されてきた電荷を水平方向に転送する水平電荷転送路３と、複数本の垂直電荷転送路２の各々と水平電荷転送路３との間に設けられた電荷蓄積部５とを半導体基板内に有する固体撮像素子であって、複数の電荷蓄積部５の各々に対応してその上方に設けられたＬＭ電極６を備え、複数のＬＭ電極６が複数種類の電極に分類されており、複数種類のＬＭ電極６の各々に対応して該ＬＭ電極６上方に水平方向に延びて設けられ、対応する種類のＬＭ電極６に電圧を印加するための配線７，８と、少なくとも配線７，８と重なる領域にあるＬＭ電極６によって生じる凹凸面と配線７，８との間に設けられた、該凹凸面を平坦化する平坦化層１１とを備える。【選択図】図３
2009076746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子と、前記光電変換素子で発生した電荷を垂直方向に転送するための複数本の垂直電荷転送路と、前記複数本の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を前記垂直方向に直交する水平方向に転送する水平電荷転送路と、前記複数本の垂直電荷転送路の各々と前記水平電荷転送路との間に設けられた電荷蓄積部とを半導体基板内に有する固体撮像素子であって、
複数の前記電荷蓄積部の各々に対応してその上方に設けられた電極を備え、
複数の前記電極が複数種類の電極に分類されており、
前記複数種類の電極の各々に対応して前記複数の電極上方に前記水平方向に延びて設けられ、対応する種類の前記電極に電圧を印加するための配線と、
前記配線と重なる領域にある前記複数の電極によって生じる凹凸面と前記配線との間に少なくとも設けられた、前記凹凸面を平坦化する平坦化層とを備える固体撮像素子。
【請求項２】
請求項１記載の固体撮像素子であって、
前記平坦化層が、前記電極同士の隙間に埋め込まれた導電性材料と、前記電極及び前記導電性材料の周囲に形成された絶縁材料とで構成されている固体撮像素子。
【請求項３】
請求項２記載の固体撮像素子であって、
前記導電性材料が、前記垂直電荷転送路上方に設けられた前記垂直電荷転送路にパルスを供給するための電極と同じ材料である固体撮像素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の固体撮像素子であって、
前記配線に対応する種類の電極のうち、前記配線と重なる部分の一部の上の前記平坦化層には開口が形成されており、
前記配線は、対応する種類の前記電極と前記開口において電気的に接続されている固体撮像素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の固体撮像素子を備える撮像装置。
【請求項６】
光電変換素子と、前記光電変換素子で発生した電荷を垂直方向に転送するための複数本の垂直電荷転送路と、前記複数本の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を前記垂直方向に直交する水平方向に転送する水平電荷転送路と、前記複数本の垂直電荷転送路の各々と前記水平電荷転送路との間に設けられた電荷蓄積部とを半導体基板内に有する固体撮像素子の製造方法であって、
複数の前記電荷蓄積部の各々に対応させてその上方に電極を形成する電極形成工程と、
複数の前記電極を複数種類に分類し、前記複数種類の電極の各々に対応した配線であって、前記複数の電極上方で且つ前記水平方向に延びる配線を形成する配線形成工程と、
前記配線形成工程に先立ち、前記半導体基板上の少なくとも前記配線を形成すべき領域にある前記複数の電極によって形成される凹凸面を平坦化するための平坦化層を形成する平坦化層形成工程とを含み、
前記配線形成工程は、前記配線に対応する種類の電極のうち前記配線を形成すべき領域と重なる部分の一部の上の前記平坦化層に開口を形成する工程と、前記開口の形成された平坦化層上に導電性材料を成膜し、成膜した導電性材料が前記配線を形成すべき領域に残るように前記導電性材料をパターニングする工程とを含む固体撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子と、前記光電変換素子で発生した電荷を垂直方向に転送するための複数本の垂直電荷転送路と、前記複数本の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を前記垂直方向に直交する水平方向に転送する水平電荷転送路と、前記複数本の垂直電荷転送路の各々と前記水平電荷転送路との間に設けられた電荷蓄積部とを半導体基板内に有する固体撮像素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電変換素子と、光電変換素子で発生した電荷を垂直方向に転送するための複数本の垂直電荷転送路と、複数本の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を垂直方向に直交する水平方向に転送する水平電荷転送路と、複数本の垂直電荷転送路の各々と水平電荷転送路との間に設けられた電荷蓄積部（ラインメモリ）とを半導体基板内に有する構成の固体撮像素子において、電荷蓄積部上方に２つの電極を設けた構成が提案されている（特許文献１，２参照）。この構成によれば、２つの電極を２相のパルスで駆動することで、水平方向に並ぶ２つの電荷蓄積部おきに水平電荷転送路へ電荷を転送することが可能となり、電荷の水平加算駆動を容易に行うことができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７９７７号公報
【特許文献２】特開平１１−２３４５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１，２に開示された固体撮像素子では、電荷蓄積部上方に形成された２つの電極が、垂直電荷転送路の一定の列毎に互い違いに配置されるように形状が決められているため、この２つの電極構造が複雑になっており、電極の形成が容易ではない。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、垂直電荷転送路と水平電荷転送路との間に電荷蓄積部を有し、この電荷蓄積部上方に複数種類の電極を備える固体撮像素子であって、複数種類の電極の形成を容易に行うことが可能な固体撮像素子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】
【０００６】
本発明の固体撮像素子は、光電変換素子と、前記光電変換素子で発生した電荷を垂直方向に転送するための複数本の垂直電荷転送路と、前記複数本の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を前記垂直方向に直交する水平方向に転送する水平電荷転送路と、前記複数本の垂直電荷転送路の各々と前記水平電荷転送路との間に設けられた電荷蓄積部とを半導体基板内に有する固体撮像素子であって、複数の前記電荷蓄積部の各々に対応してその上方に設けられた電極を備え、複数の前記電極が複数種類の電極に分類されており、前記複数種類の電極の各々に対応して前記複数の電極上方に前記水平方向に延びて設けられ、対応する種類の前記電極に電圧を印加するための配線と、前記配線と重なる領域にある前記複数の電極によって生じる凹凸面と前記配線との間に少なくとも設けられた、前記凹凸面を平坦化する平坦化層とを備える。
【０００７】
本発明の固体撮像素子は、前記平坦化層が、前記電極同士の隙間に埋め込まれた導電性材料と、前記電極及び前記導電性材料の周囲に形成された絶縁材料とで構成されている。
【０００８】
本発明の固体撮像素子は、前記導電性材料が、前記垂直電荷転送路上方に設けられた前記垂直電荷転送路にパルスを供給するための電極と同じ材料である。
【０００９】
本発明の固体撮像素子は、前記配線に対応する種類の電極のうち、前記配線と重なる部分の一部の上の前記平坦化層には開口が形成されており、前記配線は、対応する種類の前記電極と前記開口において電気的に接続されている。
【００１０】
本発明の撮像装置は前記固体撮像素子を備える。
【００１１】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、光電変換素子と、前記光電変換素子で発生した電荷を垂直方向に転送するための複数本の垂直電荷転送路と、前記複数本の垂直電荷転送路の各々を転送されてきた電荷を前記垂直方向に直交する水平方向に転送する水平電荷転送路と、前記複数本の垂直電荷転送路の各々と前記水平電荷転送路との間に設けられた電荷蓄積部とを半導体基板内に有する固体撮像素子の製造方法であって、複数の前記電荷蓄積部の各々に対応させてその上方に電極を形成する電極形成工程と、複数の前記電極を複数種類に分類し、前記複数種類の電極の各々に対応した配線であって、前記複数の電極上方で且つ前記水平方向に延びる配線を形成する配線形成工程と、前記配線形成工程に先立ち、前記半導体基板上の少なくとも前記配線を形成すべき領域にある前記複数の電極によって形成される凹凸面を平坦化するための平坦化層を形成する平坦化層形成工程とを含み、前記配線形成工程は、前記配線に対応する種類の電極のうち前記配線を形成すべき領域と重なる部分の一部の上の前記平坦化層に開口を形成する工程と、前記開口の形成された平坦化層上に導電性材料を成膜し、成膜した導電性材料が前記配線を形成すべき領域に残るように前記導電性材料をパターニングする工程とを含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、垂直電荷転送路と水平電荷転送路との間に電荷蓄積部を有し、この電荷蓄積部上方に複数種類の電極を備える固体撮像素子であって、複数種類の電極の形成を容易に行うことが可能な固体撮像素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態である固体撮像素子の概略構成を示す平面模式図である。図２は、図１に示す固体撮像素子の垂直電荷転送路と水平電荷転送路との接続部分の拡大図である。図３は、図２のＸ−Ｘ’線断面模式図である。本実施形態の固体撮像素子は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置に搭載して用いられるものである。
図１に示す固体撮像素子は、半導体基板内の垂直方向とこれに直交する水平方向に二次元状に配列された多数の光電変換素子１と、多数の光電変換素子１の各々で発生した電荷を垂直方向に転送するための複数本の垂直電荷転送路２と、複数本の垂直電荷転送路２を転送されてきた電荷を水平方向に転送するための水平電荷転送路３と、水平電荷転送路３を転送されてきた電荷を電圧信号に変換して出力する出力部４と、複数本の垂直電荷転送路２の各々と水平電荷転送路３との間に設けられ、垂直電荷転送路２から転送されてきた電荷を一時的に蓄積する電荷蓄積部５を含むラインメモリＬＭと、垂直電荷転送路２を駆動する垂直転送路駆動回路９と、水平電荷転送路３を駆動する水平転送路駆動回路１０とを備える。複数本の垂直電荷転送路２、水平電荷転送路３、及び電荷蓄積部５は、半導体基板内に形成されている。
【００１４】
多数の光電変換素子１は、赤色（Ｒ）光を検出するＲ光電変換素子（図１では“Ｒ”の文字を記してある）と、緑色（Ｇ）光を検出すＧ光電変換素子（図１では“Ｇ”の文字を記してある）と、青色（Ｂ）光を検出するＢ光電変換素子（図１では“Ｂ”の文字を記してある）との３種類の光電変換素子からなる。
【００１５】
多数の光電変換素子１の配列は、Ｒ光電変換素子１とＢ光電変換素子１を正方格子状に配列した光電変換素子群と、Ｇ光電変換素子１を正方格子状に配列した光電変換素子群とを、それぞれの光電変換素子配列ピッチの１／２だけ垂直方向及び水平方向にずらした、いわゆるハニカム配列となっている。尚、多数の光電変換素子１を正方格子状に配列した構成であっても良い。
【００１６】
垂直電荷転送路２は、垂直方向に並ぶ複数の光電変換素子１からなる光電変換素子列に対応してその右側部に設けられており、対応する光電変換素子列の各光電変換素子１で発生した電荷を垂直方向に転送する。
【００１７】
垂直電荷転送路２上方には、第一層ポリシリコンからなる転送電極Ｖａと、第二層ポリシリコンからなる転送電極Ｖｂとが垂直方向に交互に配列して設けられている。この転送電極Ｖａと転送電極Ｖｂとに例えば８相の転送パルスが垂直転送路駆動回路９から供給されることで、垂直電荷転送路２での電荷転送動作が制御される。
【００１８】
水平電荷転送路３上方には、第一層ポリシリコンからなる長方形の転送電極Ｈａと、第二層ポリシリコンからなる逆Ｌ字型の転送電極Ｈｂとをこの順番で水平方向に配列した電極組が水平方向に複数配列されている。この電極組は、転送パルスφＨ２が印加される電極組Ｄ１と、転送パルスφＨ１が印加される電極組Ｄ２とを含み、これらが水平方向に交互に配列されている。転送パルスφＨ２がハイレベル、転送パルスφＨ１がローレベルになると、電極組Ｄ１下方の水平電荷転送路３は電荷を蓄積可能な電荷蓄積領域として動作し、電極組Ｄ２下方の水平電荷転送路３は該電荷蓄積領域同士のバリア領域として動作する。一方、転送パルスφＨ２がローレベル、転送パルスφＨ１がハイレベルになると、電極組Ｄ２下方の水平電荷転送路３は電荷を蓄積可能な電荷蓄積領域として動作し、電極組Ｄ１下方の水平電荷転送路３は該電荷蓄積領域同士のバリア領域として動作する。このように、水平電荷転送路３には、電極組Ｄ１と電極組Ｄ２との重なる部分により、印加電圧のレベルに応じてバリア領域又は電荷蓄積領域として動作する複数の電荷転送段が形成される。
【００１９】
ラインメモリＬＭは、垂直電荷転送路２と同じ数（ｎ個とする）の電荷蓄積部５と、ｎ個の電荷蓄積部５の各々に対応してその上方に設けられたＬＭ電極６とにより構成されている。ＬＭ電極６は、駆動パルスφＬＭ１が印加される第一のＬＭ電極と、駆動パルスφＬＭ２が印加される第二のＬＭ電極との２種類に分類されている。第一のＬＭ電極と第二のＬＭ電極は、水平方向に交互に配置されている。ｎ個の電荷蓄積部５のうち、隣接する２つの電荷蓄積部５には、水平電荷転送路３の１つの電荷転送段が接続されている。
【００２０】
ｎ個のＬＭ電極６の上方には、水平方向に延びる配線７と配線８が垂直方向に並んで形成されている。配線７は、ｎ個のＬＭ電極６のうち、出力部４に近い側から数えて奇数番目にあるＬＭ電極６に対応して設けられており、突出部７ａが奇数番目のＬＭ電極６と接触することで、奇数番目のＬＭ電極６との電気的接続がなされている。配線８は、ｎ個のＬＭ電極６のうち、出力部４に近い側から数えて偶数番目にあるＬＭ電極６に対応して設けられており、突出部８ａが偶数番目のＬＭ電極６と接触することで、偶数番目のＬＭ電極６との電気的接続がなされている。
【００２１】
配線７には、駆動パルスφＬＭ１が印加され、配線８には、駆動パルスφＬＭ２が印加される。駆動パルスφＬＭ１，φＬＭ２は、それぞれハイレベルとローレベルの状態をとることができる。配線７及び配線８は、アルミニウム等の導電性材料で構成されている。
【００２２】
このように、ｎ個のＬＭ電極６には、配線７が接続される第一のＬＭ電極と、配線８が接続される第二のＬＭ電極との２種類のＬＭ電極が含まれている。
【００２３】
図３に示すように、ｎ型のシリコン基板１５の表面にはｐウェル層１４が形成され、ｐウェル層１４の表面から内側にｎ型不純物層からなるｎ個の電荷蓄積部５が形成されている。ｎ個の電荷蓄積部５同士の間には、これらを分離するためのｐ型不純物層からなる素子分離層１３が形成されている。
【００２４】
ｎ個の電荷蓄積部５の各々の上方には、ゲート絶縁膜１２を介してＬＭ電極６が形成されている。このｎ個のＬＭ電極６表面と、ＬＭ電極６同士の間のゲート絶縁膜１２表面とによって、凹凸面が形成されているが、この凹凸面の上には、この凹凸面を平坦化する平坦化層１６が形成されている。平坦化層１６上には配線８が形成されている。配線８に対応する種類の電極（偶数番目のＬＭ電極６）のうち、配線８と重なる部分の一部の上の平坦化層１６には開口が形成されている。この開口に配線８の材料が埋め込まれており、これにより配線８の突出部８ａが形成されている。
【００２５】
ＬＭ電極６同士の隙間には、垂直電荷転送路２上方に設けられた転送電極Ｖａ，Ｖｂのうちの、水平電荷転送路３側に最も近い位置にある転送電極Ｖｂの一部が埋め込まれている。平坦化層１６は、この転送電極Ｖｂの一部と、該転送電極Ｖｂの一部及びＬＭ電極６の周囲に形成された絶縁層１１とによって構成されている。
【００２６】
尚、配線７下方の断面図は、図３に示した断面模式図において、平坦化層１６に設けられる開口の位置が、配線７に対応する種類の電極（奇数番目のＬＭ電極６）のうち、配線７と重なる部分の一部の上になり、この開口に配線材料が埋め込まれて配線７の突出部７ａが形成されたものとなっている。
【００２７】
以上のように構成された固体撮像素子の動作について説明する。
ｎ個の電荷蓄積部５に光電変換素子１から読み出した電荷を転送するまでの動作は従来と同じである。ｎ個の電荷蓄積部５に、固体撮像素子の２ライン分の光電変換素子１から得られた電荷を蓄積した状態では、φＨ１，φＨ２はローレベル、φＬＭ１，φＬＭ２はハイレベルとなっており、電荷蓄積部５に電位井戸が形成され、水平電荷転送路３の各電荷転送段がこの電位井戸のバリアを形成している。
【００２８】
次に、φＬＭ２をローレベル、φＨ２をハイレベルにして、電極組Ｄ１下方の電荷転送段に、この電荷転送段に対応するＬＭ電極６のうちの配線８に接続されたＬＭ電極６下方の電荷蓄積部５にある電荷を移動させる。その後は、φＨ２をローレベル、φＨ１をハイレベルにして電荷を隣の電荷転送段に転送し、このような転送動作を繰り返すことで、該電荷に応じた信号が出力部４から出力される。
【００２９】
次に、φＨ１，φＨ２をローレベル、φＬＭ１，φＬＭ２をハイレベルにした後、φＬＭ１をローレベル、φＨ２をハイレベルにして、電極組Ｄ１下方の電荷転送段に、この電荷転送段に対応するＬＭ電極６のうちの配線７に接続されたＬＭ電極６下方の電荷蓄積部５にある電荷を移動させる。その後は、φＨ２をローレベル、φＨ１をハイレベルにして電荷を隣の電荷転送段に転送し、このような転送動作を繰り返すことで、該電荷に応じた信号が出力部５から出力される。
【００３０】
次に、φＨ１，φＨ２をローレベル、φＬＭ１，φＬＭ２をハイレベルにした後、φＬＭ２をローレベル、φＨ１をハイレベルにして、電極組Ｄ２下方の電荷転送段に、この電荷転送段に対応するＬＭ電極６のうちの配線８に接続されたＬＭ電極６下方の電荷蓄積部５にある電荷を移動させる。その後は、φＨ１をローレベル、φＨ２をハイレベルにして電荷を隣の電荷転送段に転送し、このような転送動作を繰り返すことで、該電荷に応じた信号が出力部５から出力される。
【００３１】
次に、φＨ１，φＨ２をローレベル、φＬＭ１，φＬＭ２をハイレベルにした後、φＬＭ１をローレベル、φＨ１をハイレベルにして、電極組Ｄ２下方の電荷転送段に、この電荷転送段に対応するＬＭ電極６のうちの配線７に接続されたＬＭ電極６下方の電荷蓄積部５にある電荷を移動させる。その後は、φＨ１をローレベル、φＨ２をハイレベルにして電荷を隣の電荷転送段に転送し、このような転送動作を繰り返すことで、該電荷に応じた信号が出力部５から出力される。
【００３２】
このような動作により、２ライン分の電荷の転送が完了する。
【００３３】
次に、以上のように構成された固体撮像素子の製造方法について説明する。
図４及び図５は、図１に示す固体撮像素子の製造方法を説明するための図であり、各製造工程における図２のＸ−Ｘ’線の断面模式図である。
まず、公知のプロセスにより、半導体基板上にゲート絶縁膜１２を形成し、半導体基板内の構成要素（光電変換素子１、垂直電荷転送路２、水平電荷転送路３、ｐウェル層１４、電荷蓄積部５、及び素子分離層１３等）を形成する（図４（ａ））。次に、ゲート絶縁膜１２上に導電性材料（例えばポリシリコン）を成膜し、これをパターニングして、転送電極Ｖａ、ＬＭ電極６、及び転送電極Ｈａを形成する（図４（ｂ））。図４（ｂ）に示す状態で、ＬＭ電極６により、半導体基板表面には凹凸面が形成される。
【００３４】
次に、転送電極Ｖａ、ＬＭ電極６、及び転送電極Ｈａの周囲に熱酸化やＣＶＤ等によって絶縁膜１１ａを形成する（図４（ｃ））。次に、絶縁膜１１ａ上に導電性材料２１（例えばポリシリコン）を成膜し（図４（ｄ））、転送電極Ｖｂ，Ｈｂの形成位置（垂直電荷転送路２上方とＬＭ電極６同士の間と水平電荷転送路３上方）に導電性材料２１が残るようにこれをパターニングし、パターニングされた導電性材料２１を平坦化して絶縁膜１１ａを露出させる。この平坦化工程によって残った導電性材料２１が転送電極Ｖｂ，Ｈｂとなる（図５（ｅ））。
【００３５】
次に、ＬＭ電極６同士の間の転送電極Ｖｂを絶縁するために、絶縁膜１１ａ及び転送電極Ｖｂの上に熱酸化やＣＶＤ等によって絶縁膜１１ｂを形成する（図５（ｆ））。絶縁膜１１ｂは、平坦面上に形成されるため、それ自体も平坦なものとなっている。このため、絶縁膜１１ｂと絶縁膜１１ａとＬＭ電極６同士の間の転送電極Ｖｂとは、図４（ｂ）に示した凹凸面を平坦化する平坦化層１６を構成する。
【００３６】
次に、配線７に対応する種類の電極（奇数番目のＬＭ電極６）のうちの配線７を形成すべき領域と重なる部分の一部の上の平坦化層１６と、配線８に対応する種類の電極（偶数番目のＬＭ電極６）のうちの配線８を形成すべき領域と重なる部分の一部の上の平坦化層１６とに開口Ｋをエッチングによって形成する（図５（ｇ））。次に、平坦化層１１上に導電性材料（例えばアルミニウム）を成膜し、成膜した導電性材料が配線７，８を形成すべき領域に残るように、該導電性材料をパターニングして配線７，８を形成する（図５（ｈ））。
【００３７】
以上のように、本実施形態の固体撮像素子は、平坦化層１１上に配線７，８が形成されているため、配線７，８の配線長が長くなるのを防ぐことができる。この配線長短縮という効果について詳細に説明する。
【００３８】
図６は、本実施形態の固体撮像素子を上記製造方法とは別の方法で作る場合の工程図である。
図６（ａ）と図６（ｂ）は、図４（ｂ）と図４（ｃ）と同じ図面である。上述した方法で図６（ｂ）に示す状態の素子を形成した後、導電性材料を成膜してこれをパターニングして転送電極Ｖｂ及び転送電極Ｈｂを形成し、転送電極Ｖｂ及び転送電極Ｈｂの周囲に熱酸化やＣＶＤによって絶縁膜を形成する。次に、図６（ｃ）に示すように、配線７を形成すべき領域にあるＬＭ電極６のうち、配線７に対応する種類のＬＭ電極６（奇数番目のＬＭ電極６）の一部と、配線８を形成すべき領域にあるＬＭ電極６のうち、配線８に対応する種類のＬＭ電極６（偶数番目のＬＭ電極６）の一部とを、これらの一部の上の絶縁膜１１ａにエッチングによって開口を形成することで露出させる。次に、導電性材料を成膜し、これをパターニングして配線７，８を形成する（図６（ｄ））。
【００３９】
このような製造方法を採用した場合、配線７，８は、図６（ｄ）に示したように、ＬＭ電極６によって形成される凹凸面を反映した形状となってしまう。この結果、図３に示した構成と比べて、配線７，８の配線長は、ＬＭ電極６同士の間に入り込んだ分長くなってしまう。長い配線長では、信号伝播遅延が大きくなるため、図６に示すように、ＬＭ駆動パルスφＬＭ１，φＬＭ２が画素エリア中心部で鈍り、ＬＭ駆動パルスφＬＭ１，φＬＭ２の実効的なロー期間が短くなってしまう。上述したように、ラインメモリＬＭから水平電荷転送路３への電荷転送は、ＬＭ駆動パルスφＬＭ１，φＬＭ２をローレベルにすることで行うため、ＬＭ駆動パルスφＬＭ１，φＬＭ２がローレベルになる期間が短くなってしまうと、ラインメモリＬＭから水平電荷転送路３への電荷転送不良を招く可能性がある。
【００４０】
これに対し、本実施形態の固体撮像素子によれば、ＬＭ電極６によって形成される凹凸面を平坦化する平坦化層１６を形成後、この平坦化層１６の上に配線７，８を形成しているため、配線７，８がＬＭ電極６同士の隙間に入り込むことがなく、配線７，８の配線長を図５に示した方法で製造した素子よりも短くすることができる。したがって、ＬＭ駆動パルスφＬＭ１，φＬＭ２の信号伝播遅延を減らすことができ、電荷転送不良の発生可能性を低くすることができる。
【００４１】
又、本実施形態の固体撮像素子では、平坦化層１６が、ＬＭ電極６、転送電極Ｖａ、及び転送電極Ｈａを絶縁するための絶縁膜１１ａと、転送電極Ｖｂ及び転送電極Ｈｂを絶縁するための絶縁膜１１ｂと、転送電極Ｖｂとで構成されている。これらは従来から存在するものであり、転送電極として単層電極構造を採用した場合には、転送電極Ｖｂ及び転送電極Ｈｂを平坦化する工程も行われる。このため、本実施形態の固体撮像素子は、従来の製造方法に対して特に新しい工程を追加することなく、転送電極Ｖｂのパターニングのためのマスクパターンを変更するのみで製造することができる。したがって、信頼性の高い固体撮像素子を低コストで製造することができる。
【００４２】
又、本実施形態の固体撮像素子によれば、１つの電荷転送段に２つの垂直電荷転送路２が接続されているため、１つの電荷転送段に１つの垂直電荷転送路２が接続されている従来構成に比べて、電荷転送段の水平方向幅を拡大することができる。この結果、消費電力を増加させることなく、水平電荷転送路３の電荷転送容量を増加することができる。又、電荷転送段数を減少させることができるため、転送効率の劣化を防ぐこともできる。
【００４３】
又、本実施形態の固体撮像素子によれば、ｎ個のＬＭ電極６が、それぞれ独立に電圧を印加可能な第一のＬＭ電極と第二のＬＭ電極との２種類からなるため、駆動パルスφＬＭ１，φＬＭ２を制御することで、ラインメモリＬＭから水平電荷転送路３への電荷の振り分けを行うことができる。ｎ個のＬＭ電極６に全て同じ電圧しか印加できない構成では、多フィールド読みを行う場合、垂直電荷転送路２の駆動が複雑になってしまう。しかし、図１に示した構成によれば、垂直電荷転送路２の駆動を複雑にすることなく、駆動パルスφＬＭ１，φＬＭ２の制御のみで多フィールド読みを実現することができる。又、駆動パルスφＬＭ１，φＬＭ２を制御することで、間引き駆動等を容易に実現することもできる。このように、ＬＭ電極６を複数種類設けることで、様々な駆動方法を容易に実現することができる。
【００４４】
又、本実施形態の固体撮像素子によれば、ｎ個の電荷蓄積部５の各々の上方に形成されるＬＭ電極６が、ラインメモリを有する一般的な素子のラインメモリ電極を単にｎ個に分割した形状となっているため、ＬＭ電極６の形成工程が複雑になることはない。したがって、様々な駆動方法を容易に実現することができる固体撮像素子を、製造コストを抑えながら提供することができる。
【００４５】
尚、以上の説明では、ｎ個のＬＭ電極６に含まれるＬＭ電極の種類は２種類としたが、これは３種類以上であっても良い。この場合は、各種類のＬＭ電極に対応する配線をＬＭ電極６上方に設けておき、この配線と、それに対応する種類のＬＭ電極６とを電気的に接続しておけば良い。
【００４６】
又、図１の例では、第一のＬＭ電極と第二のＬＭ電極とが水平方向に交互に配置されるように、配線７，８をＬＭ電極６に接続しているが、接続形態はこれに限らない。例えば、第一のＬＭ電極と第二のＬＭ電極が水平方向に２つおきに交互に配置されるように配線７，８をＬＭ電極６に接続しても良い。
【００４７】
又、図１の例では、水平電荷転送路３の１電荷転送段に２つの垂直電荷転送路２を接続する構成としたが、水平電荷転送路３の１電荷転送段に１つの垂直電荷転送路２を接続する従来構成としても良い。
【００４８】
又、上述した製造方法では、ＬＭ電極６上方とＬＭ電極６同士の隙間の上方を併せた領域に平坦化層１６が形成されてしまうが、配線７，８の配線長を短縮するという効果を得るためには、平坦化層１６が、上記領域のうちの配線７，８を形成すべき領域に少なくとも存在していれば良い。つまり、転送電極Ｖｂのパターニングを行う際に、ＬＭ電極６同士の隙間全てに導電性材料を残すのではなく、ＬＭ電極６同士の隙間のうち配線７，８を形成すべき領域のみに導電性材料を残すようにしても良い。
【００４９】
又、上述した製造方法では、ＬＭ電極６同士の隙間を埋める部材として、転送電極Ｖｂを利用しているが、この部材は、ＬＭ電極６同士の隙間を埋めることができれば何でも良い。例えば、この部材は絶縁材料であっても良い。絶縁材料にした場合には、ＬＭ電極６及び転送電極Ｈａ，Ｈｂ，Ｖａ，Ｖｂを形成した後に、ＬＭ電極６同士の間の領域のうち、少なくとも配線７，８を形成すべき領域に絶縁材料を埋め込み、この上に絶縁膜１１ｂを形成して平坦化層１６を形成すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態である固体撮像素子の概略構成を示す平面模式図
【図２】図１に示す固体撮像素子の垂直電荷転送路と水平電荷転送路との接続部分の拡大図
【図３】図２のＸ−Ｘ’線断面模式図
【図４】図１に示す固体撮像素子の製造方法を説明するための図
【図５】図１に示す固体撮像素子の製造方法を説明するための図
【図６】本実施形態の固体撮像素子を上記製造方法とは別の方法で作る場合の工程図
【図７】駆動パルスφＬＭ１，φＬＭ２の変化を示す図
【符号の説明】
【００５１】
１  光電変換素子
２  垂直電荷転送路
３  水平電荷転送路
５  電荷蓄積部
６  ＬＭ電極
７，８  配線
１１  平坦化層
Ｖａ，Ｖｂ，Ｈａ，Ｈｂ  転送電極
【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】
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