JP2001102560A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 個々の画素における受光部の面積低下を抑制
しつつ画素密度を向上させるとともに、相隣る２つの画
素行同士の間で画素の集光効率や感度に差が生じないよ
うにする。 【解決手段】 垂直転送ＣＣＤ３０用の電荷転送チャネ
ル３１ａ，３１ｂ，３１ｃの平面視上の形状を蛇行形状
とし、該垂直転送ＣＣＤ用の転送電極３２，３４として
第１の転送電極と第２の転送電極を用い、奇数番目の電
荷転送チャネルに隣接する読み出しゲート領域の各々
を、前記第１および第２の転送電極のうちの一方の転送
電極と前記電荷転送チャネルとの平面視上の交差部に隣
接させて形成し、偶数番目の電荷転送チャネルに隣接す
る前記読み出しゲート領域の各々を、前記第１および第
２の転送電極のうちの他方の転送電極と前記電荷転送チ
ャネルとの平面視上の交差部に隣接させて形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エリア・イメージ
センサとして利用される固体撮像装置およびその駆動方
法に係り、特に、複数の光電変換素子列と複数の垂直転
送ＣＣＤとを備えたインターライン転送型の固体撮像装
置およびその駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ（電荷結合素子）の量産技術が確
立されて以来、ＣＣＤ型の固体撮像装置をエリア・イメ
ージセンサとして利用したビデオカメラ、電子スチルカ
メラ等が急速に普及している。ＣＣＤ型の固体撮像装置
は、その構造により何種類かに分類されるが、その一つ
に、インターライン転送型の固体撮像装置（以下、この
固体撮像装置を「ＩＴ−ＣＣＤ」と略記する。）があ
る。

【０００３】ＩＴ−ＣＣＤは、半導体基板の表面に一定
のピッチで複数列、複数行に亘って配列された多数個の
光電変換素子を有する。各光電変換素子列は複数個の光
電変換素子によって構成され、各光電変換素子行も複数
個の光電変換素子によって構成される。各光電変換素子
は、通常、フォトダイオードによって構成される。

【０００４】ｐｎフォトダイオードからなる多数個の光
電変換素子は、例えば半導体基板の所望面側にｐ型ウェ
ルを形成し、所望形状のｎ型領域を目的とする光電変換
素子の数と同じ数だけ前記のｐ型ウェル中に形成するこ
とによって作製される。このとき、必要に応じて、各ｎ
型領域上にｐ⁺ 型領域が形成される。信号電荷は、前記
のｎ型領域のそれぞれに蓄積される。すなわち、前記の
ｎ型領域のそれぞれは、信号電荷蓄積領域として機能す
る。

【０００５】以下、本明細書において「光電変換素子」
の用語は、信号電荷蓄積領域のみを指す場合もある。ま
た、本明細書でいう「光電変換素子に近接する」あるい
は「光電変換素子に隣接する」とは、「光電変換素子を
構成している信号電荷蓄積領域に近接する」こと、ある
いは、「光電変換素子を構成している信号電荷蓄積領域
に隣接する」ことを意味するものとする。

【０００６】光電変換素子列の１列毎に、当該光電変換
素子列に近接して、１本の電荷転送チャネルが形成され
る。したがって、ＩＴ−ＣＣＤは複数本の電荷転送チャ
ネルを有する。１本の電荷転送チャネルは、当該電荷転
送チャネルに近接している光電変換素子列における全て
の光電変換素子に蓄積された信号電荷を転送するための
電荷転送チャネルとして利用される。

【０００７】電荷転送チャネルの各々を平面視上横断す
る複数本の転送電極が、前記の半導体基板表面上に電気
絶縁膜を介して形成される。各転送電極と各電荷転送チ
ャネルとの平面視上の交差部それぞれは、１つの電荷転
送段として機能する。すなわち、１本の電荷転送チャネ
ルと前記の複数本の転送電極とによって、１本の垂直転
送ＣＣＤが形成される。

【０００８】本明細書においては、垂直転送ＣＣＤを構
成する複数本の転送電極それぞれにおいて上記の電荷転
送段を構成する領域を、「転送路形成部」という。

【０００９】インターレース駆動型のＩＴ−ＣＣＤにお
ける個々の垂直転送ＣＣＤは、通常、１つの光電変換素
子に対して２つの電荷転送段を有する。全画素読み出し
型のＩＴ−ＣＣＤにおける個々の垂直転送ＣＣＤは、通
常、１つの光電変換素子に対して３つまたは４つの電荷
転送段を有する。

【００１０】前述した光電変換素子の各々が光電変換す
ることにより、当該光電変換素子に信号電荷が蓄積され
る。各光電変換素子に蓄積された信号電荷は、それぞ
れ、対応する電荷転送チャネルへ所定の時期に読み出さ
れる。

【００１１】光電変換素子から電荷転送チャネルへの信
号電荷の読み出しを制御するために、光電変換素子の１
個毎に当該光電変換素子に隣接して、読み出しゲート領
域が前記の半導体基板表面に形成される。この読み出し
ゲート領域は、通常、信号電荷に対してポテンシャルバ
リアを形成するように、光電変換素子および電荷転送チ
ャネルと逆導電型の領域で構成される。各読み出しゲー
ト領域は、所定の電荷転送チャネルにおける所定の区域
にも隣接する。

【００１２】また、読み出しゲート領域それぞれの上
に、読み出しゲート電極部が形成される。読み出しゲー
ト電極部の各々は、通常、垂直転送ＣＣＤを構成する所
定の転送電極における転送路形成部の一部の領域からな
る。読み出しゲート電極に読み出しゲート領域のポテン
シャルバリアを消滅させる高い電圧を印加することによ
り、光電変換素子に蓄積された信号電荷を電荷転送チャ
ネルに読み出すことができる。

【００１３】各電荷転送チャネルに読み出された信号電
荷は、当該電荷転送チャネルを含んで構成される各垂直
転送ＣＣＤによって、出力転送路へ転送される。この出
力転送路は、通常、ＣＣＤによって形成される（以下、
このＣＣＤを「水平転送ＣＣＤ」ということがあ
る。）。

【００１４】水平転送ＣＣＤからなる出力転送路は、１
つの垂直転送ＣＣＤに対してＮ個の電荷転送段を有す
る。１つの電荷転送段は、通常、１つのポテンシャルバ
リア部と、１つのポテンシャルウェル部とを有し、前記
の「Ｎ」は２である。１電荷転送段が均一なポテンシャ
ルを有する場合、前記の「Ｎ」は３以上である。

【００１５】出力転送路は、受け取った信号電荷を前記
光電変換素子行の長手方向（以下、この方向を単に「行
方向」という。）に順次転送して、出力部に送る。垂直
転送ＣＣＤと同様に、出力転送路も前記の半導体基板上
に形成される。

【００１６】垂直転送ＣＣＤや水平転送ＣＣＤは、フォ
トダイオードと同様に光電変換能を有している。このた
め、当該垂直転送ＣＣＤや水平転送ＣＣＤによって無用
の光電変換が行われないように、光遮蔽膜が形成され
る。光遮蔽膜は、光電変換素子（フォトダイオード）そ
れぞれの上に所定形状の開口部を有する。１個の光電変
換素子に対して１個の開口部が形成される。この開口部
は、通常、光電変換素子の信号電荷蓄積領域を平面視し
たときの縁より内側において開口する。

【００１７】１つの光電変換素子と、当該光電変換素子
に隣接して形成された１つの読み出しゲート領域と、当
該読み出しゲート領域を平面視上覆う読み出しゲート電
極部と、前記１つの光電変換素子に対応する２〜４つの
電荷転送段（垂直転送ＣＣＤにおける２〜４つの電荷転
送段）とによって、１つの画素が構成される。そして、
個々の光電変換素子の表面のうちで上記の開口部から平
面視上露出している部分が、１つの画素における受光部
として機能する。

【００１８】したがって、ＩＴ−ＣＣＤにおいては、光
遮蔽膜に形成されている開口部それぞれの平面視上の形
状および当該開口部の平面視上の面積によって、個々の
画素における受光部の形状および面積が実質的に決ま
る。

【００１９】ところで、ＩＴ−ＣＣＤの普及の拡大に伴
い、その性能、例えば解像度や感度の更なる向上が求め
られている。

【００２０】ＩＴ−ＣＣＤの解像度は、当該ＩＴ−ＣＣ
Ｄにおける画素密度（集積度）に大きく依存する。画素
密度（集積度）が高いほど、解像度を高めやすい。一
方、ＩＴ−ＣＣＤの感度は、個々の画素における受光部
の面積に大きく依存する。個々の画素における受光部の
面積が広いほど、感度を高めやすい。

【００２１】特許第２８２５７０２号公報に記載されて
いるＩＴ−ＣＣＤ（同公報では「固体撮像素子」と称さ
れているが、本明細書では「ＩＴ−ＣＣＤ」と表記す
る。）は、個々の画素における受光部の面積の低下を抑
制しつつ画素密度を向上させることを可能にしたＩＴ−
ＣＣＤとして知られている。

【００２２】このＩＴ−ＣＣＤでは、多数個の光電変換
素子が一定のピッチで複数列、複数行に亘って配列され
ており、１つの光電変換素子列および１つの光電変換素
子行は、それぞれ複数個の光電変換素子を含んでいる。
偶数列を構成している前記複数個の光電変換素子の各々
は、奇数列を構成している前記複数個の光電変換素子に
対し、各光電変換素子列内での光電変換素子同士のピッ
チの約１／２、列方向にずれている。同様に、偶数行を
構成する前記複数個の光電変換素子の各々は、奇数行を
構成する前記複数個の光電変換素子に対し、各光電変換
素子行内での光電変換素子同士のピッチの約１／２、行
方向にずれている。光電変換素子列の各々は、奇数行ま
たは偶数行の光電変換素子のみを含んでいる。

【００２３】各光電変換素子に蓄積された信号電荷を転
送するために、複数本の垂直転送ＣＣＤが形成されてお
り、各垂直転送ＣＣＤは、蛇行しつつ、所定方向に信号
電荷を転送する。

【００２４】各垂直転送ＣＣＤは複数本の転送電極を含
んで構成され、これら複数本の転送電極はハニカム状に
配設されている。そして、複数本の転送電極をハニカム
状に配設することによって生じる六角形の隙間それぞれ
に、上記の光電変換素子の各々が平面視上位置してい
る。

【００２５】奇数列の光電変換素子それぞれに蓄積され
た信号電荷は、平面視上、上記六角形の領域における左
下斜辺の内側に隣接して形成された読み出しゲート領域
を介して垂直転送ＣＣＤに読み出される。一方、偶数列
の光電変換素子それぞれに蓄積された信号電荷は、平面
視上、上記六角形の領域における左上斜辺の内側に隣接
して形成された読み出しゲート領域を介して垂直転送Ｃ
ＣＤに読み出される。

【００２６】上記公報に記載されているＩＴ−ＣＣＤで
は、多数個の光電変換素子および複数本の転送電極（垂
直転送ＣＣＤ用の複数本の転送電極）をこのように配設
することにより、個々の画素における受光部の面積低下
を抑制しつつ画素密度を向上させることを可能にしてい
る。

【００２７】なお、本明細書においては、上述した多数
個の光電変換素子の配置を、以下、「画素ずらし配置」
と称する。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】ＩＴ−ＣＣＤにおいて
は、一般に個々の光電変換素子毎に、当該光電変換素子
の上方に１個のマイクロレンズが形成されている。物体
からの光は撮像レンズ光学系によって集光された後にマ
イクロレンズによってさらに集光されて、光電変換素子
上に結像する。

【００２９】このとき、光電変換素子列の列方向上部に
おいてマイクロレンズに入射する光束の入射角と、列方
向下部においてマイクロレンズに入射する光束の入射角
とは、上記撮像レンズの光軸を挟んで上下逆になる。そ
のため、マイクロレンズによって光電変換素子上に形成
される像点の位置も、マイクロレンズの光軸を基準にし
て見ると、光電変換素子列の列方向上部と列方向下部と
で上下逆になる。

【００３０】図２０は、マイクロレンズによって光電変
換素子上に形成される像点の位置を説明するための断面
図である。同図に示した光電変換素子２０１は、半導体
基板２０２上に形成されており、マイクロレンズ２０３
は焦点調節層２０４を介して光電変換素子２０１上に形
成されている。この図２０においては、図中の左右方向
が光電変換素子列の上下方向に相当する。

【００３１】光電変換素子２０１が光電変換素子列の列
方向上部にあった場合、マイクロレンズ２０３の光軸２
０３ａを光電変換素子列の列中央部側から列方向上部へ
向かって斜めに横切る光束２０５が当該マイクロレンズ
２０３に入射する。この光束２０５は、マイクロレンズ
２０３の光軸２０３ａよりも上（光電変換素子列の列方
向上部側）にずれた点２０５ａにおいて結像する。

【００３２】一方、光電変換素子２０１が光電変換素子
列の列方向下部にあった場合、マイクロレンズ２０３の
光軸２０３ａを光電変換素子列の列中央部側から列方向
下部へ向かって斜めに横切る光束２０６が当該マイクロ
レンズ２０３に入射する。この光束２０６は、マイクロ
レンズ２０３の光軸２０３ａよりも下（光電変換素子列
の列方向下部側）にずれた点２０６ｂにおいて結像す
る。

【００３３】点２０５ａのマイクロレンズ２０３の光軸
２０３ａからの変位量は、マイクロレンズ２０３の位置
が光電変換素子列の列方向中央から離れるに従って大き
くなる。点２０６ｂのマイクロレンズ２０３の光軸２０
３ａからの変位量についても同様である。

【００３４】このため、画素が正方格子状に配置されて
いるＩＴ−ＣＣＤおよび画素ずらし配置が行われている
ＩＴ−ＣＣＤのいずれにおいても、下記(A) 〜(C) の場
合には、相隣る２つの画素行同士の間で、画素の集光効
率や感度に差が生じることがある。

【００３５】(A) 個々の画素における受光部の形状が異
なる場合。 (B) 個々の画素における受光部の形状は同じであるもの
の、その大きさが異なる場合。 (C) 個々の画素における受光部の形状および大きさは同
じであるものの、その向きが異なる場合。

【００３６】相隣る２つの画素行同士の間で、画素の集
光効率や感度に差が生じると、例えばカラー撮像用のＩ
Ｔ−ＣＣＤにおいては、当該ＩＴ−ＣＣＤからの出力信
号の色バランスが崩れて再生画像に色シェーディングが
生じる。また、白黒撮像用のＩＴ−ＣＣＤにおいては、
素地むらが生じて再生画像の画質が低下する。

【００３７】例えば前述した特許第２８２５７０２号公
報に記載されているＩＴ−ＣＣＤでは、複数本の転送電
極をハニカム状に配設することによって生じた六角形の
隙間の平面視上の向きが、奇数行の隙間と偶数行の隙間
とで互いに１８０°ずれている。このため、当該ＩＴ−
ＣＣＤにおいては、個々の画素における受光部の形状お
よび大きさを上記六角形の隙間をそのまま縮小した相似
形にすると、相隣る２つの画素行同士の間で、画素の集
光効率や感度に差が生じやすくなる。その結果として、
当該ＩＴ−ＣＣＤでは、色シェーディングあるいは素地
むらが生じやすくなる。

【００３８】なお、上記の「奇数行の隙間」および「偶
数行の隙間」とは、光電変換素子列の長手方向を列方向
とし、光電変換素子行の長手方向を行方向として前記の
隙間の配置を行列に見なしたときの「奇数行の隙間」お
よび「偶数行の隙間」を意味する。

【００３９】また、上記のＩＴ−ＣＣＤでは、相隣る２
つの画素行同士の間で個々の画素における受光部の形
状、大きさおよび向きを同じにしようとすると、当該受
光部の面積が上記六角形の隙間より更に狭くなる。すな
わち、受光部として使用できない領域が増加する。その
結果として、個々の画素における受光部の面積の低下を
抑制しつつ画素密度を向上させることが困難になる。

【００４０】勿論、個々の画素における受光部の形状
は、前述したように、光遮蔽膜に形成される開口部の平
面視上の形状によって決まる。しかしながら、前記の開
口部は、通常、光電変換素子を平面視したときの縁より
内側に形成される。このため画素における受光部の面積
を、当該画素を構成している光電変換素子の面積より広
くすることはできない。

【００４１】したがって、光電変換素子の面積が低下す
れば、これに伴って画素の受光部の面積も通常は低下す
る。

【００４２】本発明の目的は、画素ずらし配置が行われ
ているにも拘わらず相隣る２つの画素行同士の間で画素
の集光効率や感度に差が生じることを容易に防止するこ
とができ、かつ、個々の画素における受光部の面積の低
下を抑制しつつ画素密度を向上させやすいＩＴ−ＣＣＤ
およびその駆動方法を提供することにある。

【００４３】

【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、半導体基板の表面に一定のピッチで複数列、複数行
に亘って配列された多数個の光電変換素子であって、１
つの光電変換素子列および１つの光電変換素子行がそれ
ぞれ複数個の光電変換素子によって構成され、奇数列を
構成する前記複数個の光電変換素子に対し、偶数列を構
成する前記複数個の光電変換素子の各々は各光電変換素
子列内での光電変換素子同士のピッチの約１／２、列方
向にずれており、奇数行を構成する前記複数個の光電変
換素子に対し、偶数行を構成する前記複数個の光電変換
素子の各々は各光電変換素子行内での光電変換素子同士
のピッチの約１／２、行方向にずれており、前記光電変
換素子列の各々が奇数行または偶数行の光電変換素子の
みを含む多数個の光電変換素子と、前記複数の光電変換
素子列の１列毎に該光電変換素子列に近接して前記半導
体基板表面に形成され、複数の区間が区間同士の境界部
で向きを変えながら全体として前記光電変換素子列の長
手方向に連なった蛇行形状を呈する複数本の電荷転送チ
ャネルと、前記複数本の電荷転送チャネルそれぞれを平
面視上横断するようにして前記半導体基板表面上に交互
に複数本ずつ形成された第１および第２の転送電極であ
って、各々が前記複数本の電荷転送チャネルの数と同じ
数の複数個の転送路形成部を有し、該複数個の転送路形
成部それぞれが前記複数本の電荷転送チャネルそれぞれ
の上において前記区間の１つを平面視上覆って該区間と
共に１つの電荷転送段を構成し、しかも、相隣る第１お
よび第２の転送電極が平面視上離合を繰り返しながら、
かつ、前記複数の光電変換素子列の１列おきに該光電変
換素子列を構成している前記奇数行または偶数行の光電
変換素子の１つを平面視上取り囲んで１つの光電変換素
子領域を画定しながら、全体として前記光電変換素子行
の長手方向に延びている複数本の第１および第２の転送
電極と、前記多数個の光電変換素子の１個毎に該光電変
換素子に隣接して、かつ、前記複数本の電荷転送チャネ
ルそれぞれが有している前記複数の区間の中の所定の区
間に隣接して、前記半導体基板表面に形成された複数個
の読み出しゲート領域であって、前記複数本の電荷転送
チャネルのうちの奇数番目の電荷転送チャネルに隣接す
る前記読み出しゲート領域の各々が、前記第１および第
２の転送電極のうちの一方の転送電極の前記転送路形成
部によって平面視上覆われる前記区間に隣接して形成さ
れ、偶数番目の電荷転送チャネルに隣接する前記読み出
しゲート領域の各々が、前記第１および第２の転送電極
のうちの他方の転送電極の前記転送路形成部によって平
面視上覆われる前記区間に隣接して形成された複数の読
み出しゲート領域とを具備した固体撮像装置が提供され
る。

【００４４】また、本発明の他の観点によれば、上記の
固体撮像装置の駆動方法であって、１つの垂直ブランキ
ング期間において、所定の光電変換素子行を構成する光
電変換素子の各々に蓄積された信号電荷を該光電変換素
子に隣接する前記読み出しゲート領域を介して該読み出
しゲート領域に隣接する前記電荷転送チャネルに読み出
す信号電荷読み出し工程と、前記１つの垂直ブランキン
グ期間から次の垂直ブランキング期間までの間に、前記
電荷転送チャネルに読み出された前記信号電荷の各々を
画像信号に変換して出力する画像信号出力工程とを含む
固体撮像装置の駆動方法が提供される。

【００４５】上記の固体撮像装置では、読み出しゲート
領域の各々を上述のように形成しているので、画素ずら
し配置が行われているものの、光電変換素子と当該光電
変換素子に隣接する読み出しゲート領域との相対的な位
置関係を、全ての画素において一定にすることが容易で
ある。光電変換素子と当該光電変換素子に隣接する読み
出しゲート領域との相対的な位置関係が全ての画素にお
いて同じであれば、個々の画素における受光部の形状、
大きさおよび向きを、容易に同じにすることができる。

【００４６】ただし、奇数行の光電変換素子と偶数行の
光電変換素子とに対する信号電荷の読み出しは、第１お
よび第２の転送電極の両方を用いて行われる。

【００４７】例えば、平面視上の形状が六角形である光
電変換素子の左下斜辺に読み出しゲート領域が隣接する
ようにして、所定個の光電変換素子と所定個の読み出し
ゲート領域を形成する。このとき、個々の光電変換素子
の平面視上の形状、大きさおよび向きは、揃えておく。
このようにして光電変換素子および読み出しゲート領域
を形成することにより、個々の画素における受光部の平
面視上の形状を同じ大きさの六角形とし、かつ、これら
の受光部の向きを容易に揃えることができる。

【００４８】その結果として、個々の画素における受光
部の面積の低下を抑制しつつ、相隣る２つの画素行同士
の間で画素の受光部の形状、大きさおよび向きを容易に
同じにすることができる。

【００４９】したがって、上記の固体撮像装置は、画素
ずらし配置が行われているにも拘わらず相隣る２つの画
素行同士の間で画素の集光効率や感度に差が生じること
を容易に防止することができ、かつ、個々の画素におけ
る受光部の面積の低下を抑制しつつ画素密度を向上させ
やすい固体撮像装置である。

【００５０】

【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施例に基づ
いて本発明を詳細に説明する。図１は、第１の実施例の
ＩＴ−ＣＣＤを概略的に示す平面図である。ただし、同
図は、多数個の画素が画素ずらし配置されているインタ
ーレース駆動型のＩＴ−ＣＣＤの略図である。

【００５１】図示の構成においては、簡略化された計３
２個の光電変換素子２２が８行×８列に亘って画素ずら
し配置されている。奇数番目の光電変換素子列２０は奇
数行の光電変換素子２２のみを含み、偶数番目の光電変
換素子列２０は偶数行の光電変換素子２２のみを含む。

【００５２】実際のＩＴ−ＣＣＤでは、画素数が数１０
万〜数１００万に達する。このような構成においても、
奇数番目の光電変換素子列２０が奇数行の光電変換素子
２２のみを含み、偶数番目の光電変換素子列２０が偶数
行の光電変換素子２２のみを含むようにして画素ずらし
配置される。また、図中の左端から数えて第１番目の光
電変換素子列２０を省略すると、奇数番目の光電変換素
子列２０が偶数行の光電変換素子２２のみを含み、偶数
番目の光電変換素子列２０が奇数行の光電変換素子２２
のみを含むようになる。

【００５３】図示のＩＴ−ＣＣＤ１００は、半導体基板
１の表面に設定された感光部１０と、当該感光部１０の
外側に形成された調整部６０と、当該調整部６０の外側
に形成された出力転送路７０と、当該出力転送路７０の
一端に連接された出力部８０とを具備している。

【００５４】８つの光電変換素子列２０と、８つの光電
変換素子行２１と、８本の垂直転送ＣＣＤ３０と、３２
個の読み出しゲート領域４０とが、感光部１０における
半導体基板１の表面に形成されている。

【００５５】個々の光電変換素子列２０は、ｐ型ウェル
内のｎ型領域で構成された４つの光電変換素子２２によ
って構成され、個々の光電変換素子行２１も、４つの光
電変換素子２２によって構成されている。

【００５６】個々の垂直転送ＣＣＤ３０は、半導体基板
１の表面に形成されたｐ型ウェル内のｎ型領域で構成さ
れた１本の電荷転送チャネル（図１においては図示せ
ず。）と、当該電荷転送チャネルを平面視上横断するよ
うにして半導体基板１上に電気絶縁膜（図１においては
図示せず。）を介して形成された５本の転送電極３２
と、前記の電荷転送チャネルを平面視上横断するように
して半導体基板１上に電気絶縁膜（図１においては図示
せず。）を介して形成された４本の転送電極３３とを含
んで構成されている。転送電極３２は、例えば第１ポリ
シリコン層によって構成される。転送電極３３は、例え
ば第２ポリシリコン層によって構成される。これらの転
送電極３２、３３は、交互に形成されている。

【００５７】読み出しゲート領域４０のそれぞれは、所
定の光電変換素子２２と、対応する垂直転送ＣＣＤ３０
を構成している上記の電荷転送チャネルにおける所定の
区間との両方に隣接している。

【００５８】調整部６０は、各垂直転送ＣＣＤ３０を構
成している上記の電荷転送チャネルそれぞれの一端に接
続して形成された計２４個の電荷転送段からなる。個々
の電荷転送段は、前記の電荷転送チャネルに続く調整部
用電荷転送チャネル（図示せず。）と、当該調整部用電
荷転送チャネルを平面視上横断するようにして半導体基
板１上に形成された３本の転送電極６１、６２、６３の
いずれかとを含んで構成されている。各調整部用電荷転
送チャネルと転送電極６１、６２、６３との平面視上の
交差部それぞれに、１つの電荷転送段が形成される。

【００５９】転送電極６１は、調整部用電荷転送チャネ
ルの各々と平面視上交差する箇所それぞれに転送路形成
部６１Ｔを有しており、これらの転送路形成部６１Ｔは
接続部６１Ｃを介して互いに繋がっている。転送電極６
２は、調整部用電荷転送チャネルの各々と平面視上交差
する箇所それぞれに転送路形成部６２Ｔを有しており、
これらの転送路形成部６２Ｔは接続部６２Ｃを介して互
いに繋がっている。転送電極６３は、調整部用電荷転送
チャネルの各々と平面視上交差する箇所それぞれに転送
路形成部６３Ｔを有しており、これらの転送路形成部６
３Ｔは接続部６３Ｃを介して互いに繋がっている。後述
するように、感光部１０に形成されている転送電極３
２、３３も同様である。

【００６０】調整部用電荷転送チャネルの各々は、当該
調整部用電荷転送チャネルと平面視上交差している転送
路形成部６１Ｔ、６２Ｔ、６３Ｔそれぞれを平面視上縦
断する方向に延びている。

【００６１】なお、図１においては、調整部６０に最も
近い転送電極３２、転送電極６１、転送電極６２および
転送電極６３を区別しやすくするために、これらを離隔
して描いてある。しかしながら、実際には、調整部６０
に最も近い転送電極３２と転送電極６１とは、少なくと
も転送路形成部３２Ｔにおける下流側（出力転送路７０
側）の縁部と転送路形成部６２Ｔにおける上流側（感光
部１０側）の縁部とが平面視上互いに重なる。転送電極
６１と転送電極６２、および、転送電極６２と転送電極
６３においても同様である。これらの転送電極は、電気
絶縁膜によって互いに絶縁されている。

【００６２】調整部６０は、各垂直転送ＣＣＤ３０によ
って転送されてきた信号電荷の転送方向を変化させると
共に、電荷転送路の横方向（行方向）ピッチを一定値に
調整する。

【００６３】出力転送路７０は、垂直転送ＣＣＤ３０の
各々から調整部６０を介して送られてきた信号電荷を受
け取り、当該信号電荷を行方向に順次転送して、出力部
８０に送る。

【００６４】出力部８０は、出力転送路７０から送られ
てきた信号電荷をフローティング容量（図示せず。）に
よって信号電圧に変換し、当該信号電圧をソースホロワ
回路（図示せず。）等を利用して増幅する。検出（変
換）された後の電荷は、図示を省略したリセットトラン
ジスタを介して電源（図示せず。）に吸収される。

【００６５】各転送電極３２、各転送電極３３および転
送電極６１、６２、６３に所定の駆動パルスを供給する
ために、４つのパルス供給用端子８５ａ、８５ｂ、８５
ｃ、８５ｄが感光部１０の外側に配設されている。

【００６６】個々のパルス供給用端子８５ａ、８５ｂ、
８５ｃ、８５ｄは、感光部１０の上端側（出力転送路７
０から最も遠い側を意味する。以下同じ。）から調整部
６０の下端側（出力転送路７０側）にかけて形成されて
いる転送電極３２、３３、６１、６２、６３に４つ毎に
電気的に接続され、４相駆動パルスを供給する。

【００６７】また、出力転送路７０に所定の駆動パルス
を供給するための２つのパルス供給用端子８８ａ、８８
ｂが、感光部１０の外側に配設されている。

【００６８】なお、図１中の符号５１は、後述する光遮
蔽膜５０に形成される開口部を示している。

【００６９】以下、ｐ型ウェルを備えたｎ型シリコン基
板からなる半導体基板１を用いた場合を例にとり、図
２、図３（ａ）、図３（ｂ）、図４、図５、図６（ａ）
および図６（ｂ）を用いて感光部１０の構造について説
明するが、本発明は下記の例に限定されるものではな
い。

【００７０】図２は、図１に示した感光部１０の一部を
拡大して示す平面図である。また、図３（ａ）は、図２
に示した電荷転送チャネル３１ａを概略的に示す平面図
であり、図３（ｂ）は、図２に示した電荷転送チャネル
３１ｂを概略的に示す平面図である。図４は転送電極３
２の１本を概略的に示す平面図であり、図５は転送電極
３３の１本を概略的に示す平面図である。そして、図６
（ａ）は図２に示したＡ−Ａ線断面の概略図であり、図
６（ｂ）は図２に示したＢ−Ｂ線断面の概略図である。

【００７１】図２に示したように、感光部１０に形成さ
れている光電変換素子列２０の各々においては、所定個
の光電変換素子２２（信号電荷蓄積領域）が所定方向Ｄ
_V （図２中に矢印で示す。）に一定のピッチＰ₁ で形成
されている。また、光電変換素子行２１の各々において
は、所定個の光電変換素子２２（信号電荷蓄積領域）が
所定方向Ｄ_H （図２中に矢印で示す。）に一定のピッチ
Ｐ₂ で形成されている。

【００７２】偶数番目の光電変換素子列２０を構成する
光電変換素子２２（信号電荷蓄積領域）の各々は、奇数
番目の光電変換素子列２０を構成する所定個の光電変換
素子２２（信号電荷蓄積領域）に対し、前記ピッチＰ₁
の約１／２、列方向（方向Ｄ _V ）にずれている（図２参
照）。同様に、偶数番目の光電変換素子行２１を構成す
る光電変換素子２２（信号電荷蓄積領域）の各々は、奇
数番目の光電変換素子行２１を構成する所定個の光電変
換素子２２（信号電荷蓄積領域）に対し、前記ピッチＰ
₂ の約１／２、行方向（方向Ｄ_H ）にずれている（図２
参照）。

【００７３】ここで、本明細書でいう「ピッチＰ₁ の約
１／２」とは、Ｐ₁／２を含む他に、製造誤差、設計上
もしくはマスク製作上起こる画素位置の丸め誤差等の要
因によってＰ₁ ／２からはずれてはいるものの、得られ
るＩＴ−ＣＣＤの性能およびその画像の画質からみて実
質的にＰ₁／２と同等とみなすことができる値をも含む
ものとする。本明細書でいう「ピッチＰ₂ の約１／２」
についても同様である。

【００７４】光電変換素子２２それぞれの平面視上の形
状は実質的に六角形であり、個々の光電変換素子２２の
平面視上の大きさおよび向きは、実質的に同一である。

【００７５】２種類の電荷転送チャネル３１ａ、３１ｂ
が、方向Ｄ_H に交互に４本ずつ形成されている（図２参
照）。２種類の電荷転送チャネル３１ａ、３１ｂは、平
面視上の形状が互いにほぼ線対称になっている。右端
（図１中での右端）の光電変換素子列２０を除き、１つ
の光電変換素子列２０が、相隣る２本の電荷転送チャネ
ル３１ａ、３１ｂの間に形成されている。

【００７６】図２、図３（ａ）および図３（ｂ）に示し
たように、電荷転送チャネル３１ａ、３１ｂの各々は、
複数の区間が区間同士の境界部で向きを変えながら全体
として方向Ｄ_V に連なった蛇行形状を呈する。図３
（ａ）、図３（ｂ）中の符号Ｒ₁、Ｒ₂ 、Ｒ₃ 、……Ｒ
₆ は、それぞれ、電荷転送チャネル３１ａ、３１ｂにお
ける１つの区間を指している。

【００７７】電荷転送チャネル３１ａの各々において
は、感光部１０の上端側から数えて偶数番目の区間それ
ぞれの右隣に、読み出しゲート領域４０が隣接配置され
ている。一方、電荷転送チャネル３１ｂの各々において
は、感光部１０の上端側から数えて奇数番目の区間（た
だし、１番目の区間を除く。）それぞれの右隣に、読み
出しゲート領域４０が隣接配置されている。読み出しゲ
ート領域４０の各々は、所定の光電変換素子２２とも隣
接している。

【００７８】２種類の転送電極３２、３３が、それぞ
れ、各電荷転送チャネル３１ａ、３１ｂを平面視上横断
するようにして、形成されている（図２参照）。

【００７９】図４に示したように、転送電極３２の各々
は、所定個の転送路形成部３２Ｔ₁、３２Ｔ₂ を有して
いる。また、転送電極３２の各々は、前記の方向Ｄ_H に
延びる２種類の接続部３２Ｃ₁ 、３２Ｃ₂ をそれぞれ所
定個ずつ有している。

【００８０】接続部３２Ｃ₁ の左端（図２および図４中
での左端）には転送路形成部３２Ｔ ₁ が続いており、接
続部３２Ｃ₁ の右端（図２および図４中での右端）には
転送路形成部３２Ｔ₂ が続いている。したがって、接続
部３２Ｃ₂ の左端（図２および図４中での左端）には転
送路形成部３２Ｔ₂ が続いており、接続部３２Ｃ₂ の右
端（図２および図４中での右端）には転送路形成部３２
Ｔ₁ が続いている。

【００８１】感光部１０の最も上端に形成されている転
送電極３２を除き、転送電極３２の各々における接続部
３２Ｃ₁ は接続部３２Ｃ₂ よりわずかに長い。感光部１
０の最も上端に形成されている転送電極３２では、接続
部３２Ｃ₁ の長さと接続部３２Ｃ₂ の長さとが実質的に
等しくなっている。各転送電極３２においては、接続部
３２Ｃ₁ 、３２Ｃ₂ のみに着目したときに、接続部３２
Ｃ₁ と３２Ｃ₂ とが交互に形成されている。

【００８２】１本の転送電極３２における転送路形成部
３２Ｔ₁ 、３２Ｔ₂ の総数は、感光部１０に形成されて
いる電荷転送チャネル３１ａ、３１ｂの総数と同じであ
る。個々の転送路形成部３２Ｔ₁ 、３２Ｔ₂ は、図２に
示したように、電荷転送チャネル３１ａまたは３１ｂに
おける１つの区間を平面視上覆って、当該区間とともに
１つの電荷転送段を構成する。また、転送路形成部３２
Ｔ₂ の各々は、感光部１０の最も上端に形成されている
転送電極３２における各転送路形成部３２Ｔ₂を除い
て、それぞれ別個に、１つの読み出しゲート領域４０を
も平面視上覆う。このため、当該転送路形成部３２Ｔ₂
の幅は転送路形成部３２Ｔ₁ の幅より広い。個々の転送
路形成部３２Ｔ₂ において読み出しゲート領域４０を平
面視上覆う部分は、光電変換素子２２から信号電荷を読
み出すための読み出しゲート電極部３２Ｇ（図４参照）
として機能する。

【００８３】図５に示したように、転送電極３３の各々
は、所定個の転送路形成部３３Ｔ₁、３３Ｔ₂ を有して
いる。また、転送電極３３の各々は、前記の方向Ｄ_H に
延びる２種類の接続部３３Ｃ₁ 、３３Ｃ₂ をそれぞれ所
定個ずつ有している。

【００８４】接続部３３Ｃ₁ の左端（図２および図５中
での左端）には転送路形成部３３Ｔ ₁ が続いており、接
続部３３Ｃ₁ の右端（図２および図５中での右端）には
転送路形成部３３Ｔ₂ が続いている。したがって、接続
部３３Ｃ₂ の左端（図２および図５中での左端）には転
送路形成部３３Ｔ₂ が続いており、接続部３３Ｃ₂ の右
端（図２および図５中での右端）には転送路形成部３３
Ｔ₁ が続いている。接続部３３Ｃ₂ は接続部３３Ｃ₁ よ
りわずかに長い。接続部３３Ｃ₁ と接続部３３Ｃ₂ と
は、当該接続部３３Ｃ₁ 、３３Ｃ₂ のみに着目したとき
に、交互に形成されている。

【００８５】１本の転送電極３３における転送路形成部
３３Ｔ₁ 、３３Ｔ₂ の総数は、感光部１０に形成されて
いる電荷転送チャネル３１ａ、３１ｂの総数と同じであ
る。個々の転送路形成部３３Ｔ₁ 、３３Ｔ₂ は、図２に
示したように、電荷転送チャネル３１ａ、３１ｂにおけ
る１つの区間を平面視上覆って、当該区間とともに１つ
の電荷転送段を構成する。また、転送路形成部３３Ｔ₁
の各々は、それぞれ別個に、１つの読み出しゲート領域
４０をも平面視上覆う。このため、当該転送路形成部３
３Ｔ₁ の幅は転送路形成部３３Ｔ₂ の幅より広い。個々
の転送路形成部３３Ｔ₁ において読み出しゲート領域４
０を平面視上覆う部分は、光電変換素子２２から信号電
荷を読み出すための読み出しゲート電極部３３Ｇ（図２
および図５参照）として機能する。

【００８６】転送路形成部３２Ｔ₁ を含んで構成される
電荷転送段と転送路形成部３３Ｔ₁を含んで構成される
電荷転送段とは交互に連なって、１本の垂直転送ＣＣＤ
３０を形成する（図２参照）。この垂直転送ＣＣＤ３０
における電荷転送段の各々は、電荷転送段同士の境界部
で向きを変えつつ連なって、全体としては前記の方向Ｄ
_V に延びている（図２参照）。当該垂直転送ＣＣＤ３０
は、その右（図１または図２での右）に近接して形成さ
れている光電変換素子列２０（奇数列の光電変換素子列
２０）を構成している光電変換素子２２の各々に蓄積さ
れた信号電荷を前記の方向Ｄ_V に転送する。

【００８７】また、転送路形成部３２Ｔ₂ を含んで構成
される電荷転送段と転送路形成部３３Ｔ₂ を含んで構成
される電荷転送段も交互に連なって、１本の垂直転送Ｃ
ＣＤ３０を形成する（図２参照）。この垂直転送ＣＣＤ
３０における電荷転送段の各々も、電荷転送段同士の境
界部で向きを変えつつ連なって、全体としては前記の方
向Ｄ_V に延びている（図２参照）。当該垂直転送ＣＣＤ
３０は、その右（図１または図２での右）に近接して形
成されている光電変換素子列２０（偶数列の光電変換素
子列２０）を構成している光電変換素子２２の各々に蓄
積された信号電荷を前記の方向Ｄ_V に転送する。

【００８８】相隣る２本の転送電極３２、３３は、ある
１つの光電変換素子列２０を横切るときには、接続部３
２Ｃ₁ 、３３Ｃ₁ または接続部３２Ｃ₂ 、３３Ｃ₂ にお
いて重なる。また、前記の光電変換素子列２０の隣の光
電変換素子列２０を横切るときには互いに離隔して、当
該光電変換素子列２０を構成している光電変換素子２２
の１つを平面視上取り囲む。相隣る２本の転送電極３
２、３３は、上記の離合を繰り返しながら、全体として
前記の方向Ｄ_H に延びている（図２参照）。

【００８９】図１の構成において、相隣る２本の転送電
極が、感光部１０の上端側からみて転送電極３２と転送
電極３３とであった場合、当該相隣る２本の転送電極３
２、３３は、奇数行の光電変換素子２２の各々を平面視
上取り囲む。一方、相隣る２本の転送電極が、感光部１
０の上端側からみて転送電極３３と転送電極３２とであ
った場合、当該相隣る２本の転送電極３３、３２は、偶
数行の光電変換素子２２の各々を平面視上取り囲む。

【００９０】これら相隣る２本の転送電極３２、３３
は、互いに離隔している箇所それぞれにおいて光電変換
素子２２の１つを平面視上取り囲んで、ここに六角形も
しくは実質的に六角形の光電変換素子領域を１つ画定し
ている。これらの光電変換素子領域の形状、大きさおよ
び向きは、実質的に同じである。すなわち、各転送電極
３２、３３は、ハニカム状に形成されている（図２参
照）。

【００９１】図１での左端から数えて奇数番目の光電変
換素子列２０における光電変換素子領域の各々は、１つ
の接続部３２Ｃ₁ と当該接続部３２Ｃ₁ を介して相隣る
２つの転送路形成部３２Ｔ₁ 、３２Ｔ₂ 、ならびに、１
つの接続部３３Ｃ₁ と当該接続部３３Ｃ₁ を介して相隣
る２つの転送路形成部３３Ｔ₁ 、３３Ｔ₂ によって、平
面視上、画定される。

【００９２】一方、図１での左端から数えて偶数番目の
光電変換素子列２０における光電変換素子領域の各々
は、１つの接続部３２Ｃ₂ と当該接続部３２Ｃ₂ を介し
て相隣る２つの転送路形成部３２Ｔ₂ 、３２Ｔ₁ 、なら
びに、１つの接続部３３Ｃ₂ と当該接続部３３Ｃ₂ を介
して相隣る２つの転送路形成部３３Ｔ₂ 、３３Ｔ₁ によ
って、平面視上、画定される。

【００９３】なお、図１においては、転送電極３２と転
送電極３３とを区別しやすくするために、当該転送電極
３２、３３を互いに離隔して描いている。しかしなが
ら、これらの転送電極３２、３３は、図２に示したよう
に、接続部３２Ｃ₁ 、３３Ｃ₁、接続部３２Ｃ₂ 、３３
Ｃ₂ 、転送路形成部３２Ｔ₁、３３Ｔ₁ 転送路形成部３
２Ｔ₂ 、３３Ｔ₂ において重なっている。

【００９４】また、感光部１０における左端（図１中で
の左端）の光電変換素子列２０の左側に垂直転送ＣＣＤ
３０を設けない場合、当該左端の光電変換素子列２０を
構成している各光電変換素子２２については、相隣る２
本の転送電極３２、３３によって平面視上取り囲まれて
いなくてもよい。すなわち、左端の光電変換素子列２０
を構成している各光電変換素子２２を平面視上取り囲む
うえで必要となる左端の転送路形成部３２Ｔ₁ および３
３Ｔ₁ をそれぞれ省略することができる。さらには、左
端の接続部３２Ｃ₁ および３３Ｃ₁ をも省略することが
できる。感光部１０における右端の光電変換素子列２０
の右側に垂直転送ＣＣＤ３０を設けない場合について
も、同様である（図１参照）。

【００９５】図６（ａ）および図６（ｂ）に示すよう
に、上述した光電変換素子２２は、例えば半導体基板１
の一表面側に形成されたｐ型ウェル２中の所定領域と、
当該所定領域の上に設けられたｎ型領域３と、ｎ型領域
３上に設けられた埋込み用ｐ⁺型層４とによって構成さ
れた埋込型のフォトダイオードからなる。ｎ型領域３
は、信号電荷蓄積領域として機能する。電気絶縁膜（シ
リコン酸化膜）５が、ｐ⁺型層４上に形成されている。
前記の方向Ｄ_V に沿って相隣る２つの光電変換素子２
２、２２は、例えばｐ⁺ 型層からなるチャネルストップ
領域２５（図６（ａ）参照）によって分離されている。

【００９６】電荷転送チャネル３１ａ、３１ｂは、例え
ば、半導体基板１の一表面側に形成されたｐ型ウェル２
の所定箇所にｎ型領域を形成することによって得られ
る。電荷転送チャネル３１ａ、３１ｂと光電変換素子２
２とは、読み出しゲート領域４０が形成される部分を除
いて、例えばｐ⁺ 型層からなるチャネルストップ領域３
５（図６（ｂ）参照）によって分離されている。

【００９７】転送電極３２は、例えば、電気絶縁膜（シ
リコン酸化膜）５を介して半導体基板１上に形成された
ポリシリコン層からなる。各転送電極３２は、シリコン
酸化膜等からなる電気絶縁層によって覆われている。

【００９８】転送電極３３も、例えばポリシリコン層か
らなる。各転送電極３３は、後述するように、電気絶縁
層によって覆われている。図６（ａ）および図６（ｂ）
においては、図面を見やすくするために、転送電極３
２、３３を覆っている電気絶縁層を１つの電気絶縁層３
４で表している。

【００９９】個々の読み出しゲート領域４０（図６
（ｂ）参照）は、例えば、半導体基板１の一表面側に形
成されているｐ型ウェル２の所定箇所からなる。読み出
しゲート電極部３２Ｇ、３３Ｇは、電気絶縁膜（シリコ
ン酸化膜）５を介して、読み出しゲート領域４０の上に
形成されている（図２参照）。

【０１００】なお、図６（ａ）および図６（ｂ）中の符
号５０は、後述する光遮蔽膜を示している。また、図
１、図２、図６（ａ）および図６（ｂ）中の符号５１
は、光遮蔽膜５０に形成される開口部を示している。

【０１０１】上述した感光部１０を有するＩＴ−ＣＣＤ
１００においては、(a) １つの光電変換素子２２、(b)
この光電変換素子２２に近接して図２中での左側に形成
されている垂直転送ＣＣＤ３０における２つの電荷転送
段、すなわち、転送路形成部３２Ｔ₁ 、３３Ｔ₁ を含ん
で構成される２つの電荷転送段または転送路形成部３２
Ｔ₂ 、３３Ｔ₂ を含んで構成される２つの電荷転送段、
および、(c) 転送路形成部３２Ｔ₂ もしくは３３Ｔ₁ を
含んで構成される前記の電荷転送段と光電変換素子２２
との間に形成されている１つの読み出しゲート領域４
０、によって、１つの画素が構成される。

【０１０２】前述したように、ＩＴ−ＣＣＤにおいて
は、各垂直転送ＣＣＤ３０によって無用の光電変換が行
われるのを防止するために、感光部１０から出力転送路
７０に亘る領域を平面視上覆う光遮蔽膜が形成される。

【０１０３】図６（ａ）および図６（ｂ）に示すよう
に、光遮蔽膜５０は、感光部１０上においては、光電変
換素子２２それぞれの上に所定形状の開口部５１を有す
る。１個の光電変換素子２２に対して１個の開口部５１
が形成される。各開口部５１は、平面視上、光電変換素
子２２における信号電荷蓄積領域（ｎ型領域３）の平面
視上の縁より内側において開口している。１つの光電変
換素子２２のうちで上記の開口部５１から平面視上露出
している部分が、個々の画素における受光部（以下、こ
の受光部を「受光部５１」ということがある。）として
機能する。

【０１０４】上記の光遮蔽膜５０は、例えばアルミニウ
ム、クロム、タングステン、チタンまたはモリブデンか
らなる金属薄膜や、これらの金属の２種以上からなる合
金薄膜、あるいは、前記の金属同士または前記の金属と
前記の合金とを組み合わせた多層金属薄膜等によって形
成される。

【０１０５】開口部（受光部）５１のそれぞれは、平面
視上、六角形を呈する。これらの開口部（受光部）５１
の形状、大きさおよび向きは、実質的に同じである。

【０１０６】開口部（受光部）５１から光電変換素子２
２に入射した光は、当該光電変換素子２２によって光電
変換されて信号電荷となる。この信号電荷は、光電変換
素子２２の信号電荷蓄積領域であるｎ型領域３から当該
光電変換素子２２に隣接する読み出しゲート領域４０を
介して垂直転送ＣＣＤ３０に読み出される。このとき、
所定のフィールドシフトパルスが転送電極３２（読み出
しゲート電極部３２Ｇ）または転送電極３３（読み出し
ゲート電極部３３Ｇ）に印加される。

【０１０７】垂直転送ＣＣＤ３０に読み出された信号電
荷は、当該垂直転送ＣＣＤ３０内の電荷転送段を順々に
転送されて、やがて、調整部６０を介して出力転送路７
０に達する（図１参照）。

【０１０８】図７は、出力転送路７０の一例を概略的に
示す断面図である。同図に示した出力転送路７０は、２
層ポリシリコン構造の２相駆動型ＣＣＤからなる。図７
に示した構成部分のうち、図６に示した構成部分と同じ
ものについては、図６で用いた符号と同じ符号を付し、
その説明を省略する。

【０１０９】図７に示した出力転送路（水平転送ＣＣ
Ｄ）７０は、半導体基板１に形成された１本の電荷転送
チャネル７１と、電気絶縁膜（シリコン酸化膜）５を介
して半導体基板１上に形成された複数本の転送電極７
２、７３と、これらの転送電極７２、７３上に形成され
た電気絶縁膜７４と、この電気絶縁膜７４上に形成され
た光遮蔽膜５０とを有している。

【０１１０】電荷転送チャネル７１は、半導体基板１の
一表面側に形成されたｐ型ウェル２の所定箇所にｎ型不
純物を高濃度に含むｎ⁺ 型領域７１ａとｎ型不純物を低
濃度に含むｎ型領域７１ｂとを交互に所定数形成するこ
とによって作製されている。この電荷転送チャネル７１
は、前記の方向Ｄ_H に延びている。

【０１１１】転送電極７２の各々は、ポリシリコン層か
らなる。これらの転送電極７２の表面には、シリコン酸
化膜７５が設けられている。各転送電極７２は、ｎ⁺ 型
領域７１ａそれぞれの上に形成されている。また、転送
電極７３の各々も、ポリシリコン層からなる。これらの
転送電極７３は、ｎ型領域７１ｂそれぞれの上に形成さ
れている。

【０１１２】各転送電極７２、７３は、電荷転送チャネ
ル７１を横断するようにして形成されている。転送電極
７３それぞれにおける転送電極７２側の縁部は、転送電
極７２上に覆い被さっている。すなわち、転送電極７
２、７３は、いわゆる重ね合わせ転送電極構造となって
いる。

【０１１３】ｎ⁺ 型領域７１ａの１つと、当該ｎ⁺ 型領
域７１ａ上に電気絶縁膜（シリコン酸化膜）５を介して
形成されている１本の転送電極７２とによって、１つの
ポテンシャルウェル領域が構成される。同様に、ｎ型領
域７１ｂの１つと、当該ｎ型領域７１ｂ上に電気絶縁膜
（シリコン酸化膜）５を介して形成されている１本の転
送電極７３とによって、１つのポテンシャルバリア領域
が構成される。

【０１１４】１つのポテンシャルバリア領域を構成する
転送電極７３と、前記のポテンシャルバリアの直ぐ下流
側（出力部８０側を意味する。）に形成されている１つ
のポテンシャルウェル領域を構成する転送電極７２との
両方に所定レベルの電圧を同時に印加することによっ
て、１つの電荷転送段が形成される。

【０１１５】出力転送路７０においては、１本の垂直転
送ＣＣＤ３０に対して２つの電荷転送段が備えられてい
る。したがって、出力転送路７０では、当該出力転送路
７０における１つの電荷転送段おきに、１本の垂直転送
ＣＣＤ３０が調整部６０を介して接続されている。

【０１１６】垂直転送ＣＣＤ３０から調整部６０を介し
て転送されてきた信号電荷は、出力転送路７０における
上記のウェル領域において、当該出力転送路７０に受け
取られる。

【０１１７】電気絶縁膜７４は、転送電極７２、７３を
保護し、光遮蔽膜５０を電気的に絶縁する。当該電気絶
縁膜７４は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン酸化膜
とシリコン窒化膜との２層膜、シリコン酸化膜とシリコ
ン窒化膜とシリコン酸化膜との３層膜等によって形成さ
れる。

【０１１８】光遮蔽膜５０は、出力転送路７０等におい
て無用の光電変換が行われないよう、当該出力転送路７
０等への光の入射を防止する。

【０１１９】出力転送路７０内を順次転送されてきた信
号電荷は、やがて出力部８０（図１参照）に転送され、
当該出力部８０において信号電圧に変換されると共に増
幅される。増幅された信号電圧は、所定の回路に出力さ
れる。

【０１２０】以上説明したＩＴ−ＣＣＤ１００において
は、光電変換素子２２と当該光電変換素子２２に隣接す
る読み出しゲート領域４０との相対的な位置関係が、全
ての画素において一定である。すなわち、全ての画素に
おいて、読み出しゲート領域４０が、平面視上、光電変
換素子２２の左下斜辺に隣接している。

【０１２１】このため、個々の画素における受光部５１
の大きさを光電変換素子２２の大きさより大幅に小さく
しなくても、これらの受光部５１の形状、大きさおよび
向きを容易に同じにすることができる。その結果とし
て、個々の画素における受光部５１の面積の低下を抑制
しつつ、相隣る２つの画素行同士の間で受光部５１の形
状、大きさおよび向きを容易に同じにすることができ
る。

【０１２２】したがって、上記のＩＴ−ＣＣＤ１００
は、画素ずらし配置が行われているにも拘わらず、相隣
る２つの画素行同士の間で画素の集光効率や感度に差が
生じることを容易に防止することができる。また、個々
の開口部（受光部）５１の面積の低下を抑制しつつ画素
密度を容易に向上させることができる。

【０１２３】このＩＴ−ＣＣＤ１００を駆動させるため
には、各転送電極３２、各転送電極３３、および転送電
極６１、６２、６３、ならびに出力転送路７０に所定の
駆動パルスを供給するための駆動パルス供給手段が用い
られる。

【０１２４】以下、ＩＴ−ＣＣＤ１００をインターレー
ス駆動させる場合を例にとり、その駆動方法の一例を説
明する。以下の例は、１フレームを第１フィールドと第
２フィールドの計２つのフィールドに分けてインターレ
ース駆動する際の一例である。

【０１２５】図８に示すように、ＩＴ−ＣＣＤ１００を
インターレース駆動させる際の駆動パルス供給手段１０
５は、例えば、同期信号発生器１０１、タイミング発生
器１０２、垂直駆動回路１０３および水平駆動回路１０
４を含んで構成される。

【０１２６】同期信号発生器１０１は、垂直同期パル
ス、水平同期パルス等、信号処理に必要な各種のパルス
を作る。タイミング発生器１０２は、垂直転送ＣＣＤ３
０の駆動に必要な４相の垂直パルス信号、光電変換素子
２２からの信号電荷の読み出しに必要なフィールドシフ
トパルス、出力転送路７０の駆動に必要な２相の水平パ
ルス信号等のためのタイミング信号を作る。

【０１２７】垂直駆動回路１０３は、上記のタイミング
信号に基づいて垂直パルス信号を発生し、パルス供給用
端子８５ａ、８５ｂ、８５ｃ、８５ｄを介して、所定の
転送電極３２、３３、６１、６２または６３に印加す
る。水平駆動回路１０４は、上記のタイミング信号に基
づいて水平パルス信号を発生し、パルス供給用端子８８
ａ、８８ｂを介して出力転送路７０に印加する。

【０１２８】以下、パルス供給用端子８５ａに印加され
る垂直パルス信号をＶ_a 、パルス供給用端子８５ｂに印
加される垂直パルス信号をＶ_b 、パルス供給用端子８５
ｃに印加される垂直パルス信号をＶ_c 、パルス供給用端
子８５ｄに印加される垂直パルス信号をＶ_d と表記す
る。また、パルス供給用端子８８ａに加えられる水平パ
ルス信号をＨ_a と表記し、パルス供給用端子８８ｂに加
えられる水平パルス信号をＨ_b と表記する。Ｈ_a の位相
とＨ_b の位相とは、互いにπずれている。

【０１２９】ブランキングパルスによって規定される第
１の垂直ブランキング期間の適当な時期に、低レベルの
垂直パルスＶ_L がパルス供給用端子８５ａ、８５ｂに印
加されると共に、高レベルの垂直パルスＶ_H がパルス供
給用端子８５ｃ、８５ｄに印加される。そして、これら
の垂直パルスＶ_L 、Ｖ_H が印加されているときに、さら
に高レベルのフィールドシフトパルスＶ_R がパルス供給
用端子８５ｃ、８５ｄに印加される。フィールドシフト
パルスＶ_R は、パルス供給用端子８５ｃ、８５ｄに同時
に印加してもよいし、別々に印加してもよい。

【０１３０】図９（ａ）は、フィールドシフトパルスＶ
_R をパルス供給用端子８５ｃ、８５ｄに同時に印加する
場合の当該フィールドシフトパルスＶ_R の波形を示して
いる。また、図９（ｂ）は、フィールドシフトパルスＶ
_R をパルス供給用端子８５ｄに印加した後、所定の間隔
をあけて、フィールドシフトパルスＶ_R をパルス供給用
端子８５ｃに印加する場合におけるこれらのフィールド
シフトパルスＶ_R の波形を示している。

【０１３１】フィールドシフトパルスＶ_R をパルス供給
用端子８５ｃ、８５ｄに印加することにより、第１、
２、５、６画素行の各光電変換素子２２に蓄積されてい
た信号電荷がそれぞれ対応する垂直転送ＣＣＤ３０に読
み出される（信号電荷読み出し工程）。

【０１３２】ここで、「画素行」とは、前述した行方向
に沿って直列に並んでいる画素群を意味し、出力転送路
７０に近い順に、第１画素行、第２画素行、……第ｎ画
素行（ｎは正の整数）と呼ぶものとする（他の実施例に
おいても同じ。）。１つの画素行は、１つの光電変換素
子行２１（図１参照）を含んでいる。ＩＴ−ＣＣＤ１０
０には計８つの画素行、第１画素行〜第８画素行があ
る。

【０１３３】フィールドシフトパルスＶ_R が印加された
後には、所定波形の垂直パルス信号Ｖ_a 、Ｖ_b 、Ｖ_c 、
Ｖ_d がパルス供給用端子８５ａ、８５ｂ、８５ｃ、８５
ｄの各々に加えられる。これにより、垂直転送ＣＣＤ３
０に読み出された信号電荷は、出力転送路７０へ向けて
順次転送される。

【０１３４】第１、２画素行の各光電変換素子２２から
読み出された信号電荷は、上記の垂直ブランキング期間
に続く第１の水平ブランキング期間に、出力転送路７０
に転送される。これらの信号電荷は、第１の水平ブラン
キング期間に続く第１の有効信号期間に、出力部８０か
ら順次出力される。このとき、第２画素行の画像信号出
力と第１画素行の画像信号出力とは、画素単位で交互に
出力される（画像信号出力工程）。

【０１３５】第５、６画素行の各光電変換素子２２から
読み出された信号電荷は、第１の有効信号期間に続く第
２の水平ブランキング期間に、出力転送路７０に転送さ
れる。これらの信号電荷は、第２の水平ブランキング期
間に続く第２の有効信号期間に、出力部８０から順次出
力される。このとき、第６画素行の画像信号出力と第５
画素行の画像信号出力とは、画素単位で交互に出力され
る（画像信号出力工程）。

【０１３６】第２の有効信号期間が終了した後にブラン
キングパルスによって規定される第２の垂直ブランキン
グ期間の適当な時期に、高レベルの垂直パルスＶ_H がパ
ルス供給用端子８５ａ、８５ｂに印加されると共に、低
レベルの垂直パルスＶ_L がパルス供給用端子８５ｃ、８
５ｄに印加される。そして、これらの垂直パルスＶ_H、
Ｖ_L が印加されているときに、フィールドシフトパルス
Ｖ_R がパルス供給用端子８５ａ、８５ｂに印加される。
当該フィールドシフトパルスＶ_R の印加により、第３、
４、７、８画素行の各光電変換素子２２に蓄積されてい
た信号電荷がそれぞれ対応する垂直転送ＣＣＤ３０に読
み出される（信号電荷読み出し工程）。

【０１３７】第３、４画素行の各光電変換素子２２から
読み出された信号電荷は、第２の垂直ブランキング期間
に続く第３の水平ブランキング期間に、出力転送路７０
に転送される。これらの信号電荷は、第３の水平ブラン
キング期間に続く第３の有効信号期間に、出力部８０か
ら順次出力される。このとき、第４画素行の画像信号出
力と第３画素行の画像信号出力とは、画素単位で交互に
出力される（画像信号出力工程）。

【０１３８】第７、８画素行の各光電変換素子２２から
読み出された信号電荷は、第３の有効信号期間に続く第
４の水平ブランキング期間に、出力転送路７０に転送さ
れる。これらの信号電荷は、第４の水平ブランキング期
間に続く第４の有効信号期間に、出力部８０から順次出
力される。このとき、第８画素行の画像信号出力と第７
画素行の画像信号出力とは、画素単位で交互に出力され
る（画像信号出力工程）。

【０１３９】第１の垂直ブランキング期間から第４の有
効信号期間までの間に行われる上記の動作を繰り返すこ
とにより、インターレースされた画像出力信号、すなわ
ち、各フィールドの画像出力信号が出力部８０から次々
と出力される。

【０１４０】ＩＴ−ＣＣＤ１００に色フィルタアレイを
設けることにより、カラー撮像用のＩＴ−ＣＣＤを得る
ことができる。フィールド毎のカラー画像信号を必要と
するカメラでは、出力部８０から出力されたフィールド
画像出力信号毎に色信号処理を施して、各フィールドの
カラー画像信号を得る。

【０１４１】また、フレームのカラー画像信号を必要と
するカメラでは、連続する２つのフィールド画像出力信
号をフレームメモリに一旦蓄積した後、１フレーム分の
画像出力信号毎に色信号処理を施して、フレームのカラ
ー画像信号を得る。この場合、フィールド毎に感光時刻
がずれてしまうのを防止するために、メカニカルシャッ
タを使用することが好ましい。第１の垂直ブランキング
期間が終了した後、第２の垂直ブランキング期間が開始
するまでの間、各画素に光学像が入射しないようにメカ
ニカルシャッタを閉じておく。これにより、第１フィー
ルドおよび第２フィールドのそれぞれについて、同一時
刻のフィールド画像出力信号が得られる。フレームの白
黒画像信号を必要とするカメラにおいても同じである。
また、１枚のみのフレーム画像が必要なカメラでは、第
１の垂直ブランキング期間が終了した後にメカニカルシ
ャッタを閉じておく。これにより、第２フィールドの画
像にスミアが生じることを抑制できる。

【０１４２】以上説明した第１の実施例のＩＴ−ＣＣＤ
１００は、ＩＴ−ＣＣＤとしては簡単な構造のＩＴ−Ｃ
ＣＤである。実際のＩＴ−ＣＣＤでは、通常、光電変換
素子２２での光電変換効率を高めるために、マイクロレ
ンズアレイが配設される。また、カラー撮像用のＩＴ−
ＣＣＤでは色フィルタアレイが配設される。

【０１４３】上記のマイクロレンズを設けるにあたって
は、まず、感光部１０上に平坦化膜が形成される。この
平坦化膜は焦点調節層としても利用される。そして、白
黒撮像用のＩＴ−ＣＣＤにおいては、前記の平坦化膜の
表面に所定個のマイクロレンズからなるマイクロレンズ
アレイが配設される。一方、カラー撮像用のＩＴ−ＣＣ
Ｄにおいては、上記の平坦化膜の上に色フィルタアレイ
が形成される。このため、マイクロレンズアレイは、前
記の色フィルタアレイ上に更に第２の平坦化膜を設けた
後、当該第２の平坦化膜の表面に形成される。白黒撮像
用およびカラー撮像用のいずれのＩＴ−ＣＣＤにおいて
も、個々のマイクロレンズは、それぞれ別個に、画素の
受光部を平面視上覆うようにして形成される。

【０１４４】図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、第２
の実施例によるＩＴ−ＣＣＤ１１０の部分断面図であ
り、これらの図はＩＴ−ＣＣＤ１１０における感光部の
断面の一部を示している。ＩＴ−ＣＣＤ１１０は、第１
の実施例のＩＴ−ＣＣＤ１００に色フィルタアレイとマ
イクロレンズアレイとを増設したものである。すなわ
ち、ＩＴ−ＣＣＤ１１０は、カラー撮像用のＩＴ−ＣＣ
Ｄである。

【０１４５】なお、図１０（ａ）または図１０（ｂ）に
示した構成部分のうち、図６（ａ）または図６（ｂ）に
示した構成部分と共通するものについては、図６（ａ）
または図６（ｂ）で用いた符号と同じ符号を付し、その
説明を省略する。

【０１４６】上記のＩＴ−ＣＣＤ１１０においては、感
光部上に形成された光遮蔽膜５０および個々の画素の受
光部５１をそれぞれ覆うようにして、第１の平坦化膜９
０が形成されている。色フィルタアレイ９１が第１の平
坦化膜９０の表面に設けられている。また、第２の平坦
化膜９２が色フィルタアレイ９１上に形成されている。
そして、所定個のマイクロレンズ９３からなるマイクロ
レンズアレイが第２の平坦化膜９２の表面に形成されて
いる。

【０１４７】第１の平坦化膜９０は、例えばフォトレジ
スト等の透明樹脂を例えばスピンコート法によって所望
の厚さに塗布することによって形成される。

【０１４８】色フィルタアレイ９１は、例えば赤色フィ
ルタ９１Ｒ、緑色フィルタ９１Ｇおよび青色フィルタ９
１Ｂを所定のパターンで形成したものである。当該色フ
ィルタアレイ９１は、例えば、フォトリソグラフィ法等
の方法によって、所望色の顔料もしくは染料を分散させ
た樹脂（カラーレジン）の層を所定箇所に形成すること
によって作製することができる。

【０１４９】第１の実施例のＩＴ−ＣＣＤ１００につい
ての説明の中で述べたように、各転送電極３２、３３は
ハニカム状に形成されている。光電変換素子２２のそれ
ぞれは、相隣る２本の転送電極３２、３３によって光電
変換素子列の１列おきに画定される光電変換素子領域内
に平面視上位置している。このため、色フィルタアレイ
９１においては、赤色フィルタ９１Ｒ、緑色フィルタ９
１Ｇおよび青色フィルタ９１Ｂが亀甲形に配置されてい
る。

【０１５０】色フィルタアレイ９１における各色フィル
タの配置パターンは、次のようにして選定される。すな
わち、当該色フィルタアレイ９１が設けられたＩＴ−Ｃ
ＣＤにおける所定の２画素行、例えば相隣る２つの画素
行の各光電変換素子に蓄積された信号電荷を用いて、加
色法または減色法によりフルカラー情報が得られるよう
に選定される。

【０１５１】図１１は、上記の色フィルタアレイ９１の
一例を部分的に示す平面図である。同図に示した色フィ
ルタアレイ９１では、緑色フィルタ９１Ｇのみからなる
色フィルタ列と、青色フィルタ９１Ｂと赤色フィルタ９
１Ｒとが交互に配設されている色フィルタ列とが、交互
に形成されている。

【０１５２】各色フィルタ９１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂは、
個々の画素の受光部５１を平面視上覆うようにして形成
される。なお、図１１に示した各色フィルタ中のアルフ
ァベットＲ、Ｇ、Ｂは、それぞれ、その色フィルタの色
を表している。

【０１５３】図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示した
第２の平坦化膜９２は、例えばフォトレジスト等の透明
樹脂を例えばスピンコート法によって所望の厚さに塗布
することによって形成される。

【０１５４】図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示した
マイクロレンズ９３の各々は、１つの画素の受光部５１
を平面視上覆うようにして形成されている。これらのマ
イクロレンズ９３は、例えば、屈折率が概ね１．３〜
２．０の透明樹脂（フォトレジストを含む。）からなる
層をフォトリソグラフィ法等によって亀甲状に区画した
後、熱処理によって各区画の透明樹脂層を溶融させ、表
面張力によって角部を丸め込ませた後に冷却することに
よって得られる。

【０１５５】上述した色フィルタアレイ９１およびマイ
クロレンズアレイを有するＩＴ−ＣＣＤ１１０は、前述
した実施例１のＩＴ−ＣＣＤ１００と同様に、出力転送
路を有している。この出力転送路では、通常、図７に示
した出力転送路７０における光遮蔽膜５０上に第１の平
坦化膜９０が形成され、当該第１の平坦化膜９０上に第
２の平坦化膜９２が形成される。

【０１５６】図１２は、ＩＴ−ＣＣＤ１１０における出
力転送路７０ａを概略的に示す部分断面図である。図１
２に示した構成部分のうち、図７または図１０に示した
構成部分と共通するものについては、図７または図１０
で用いた符号と同じ符号を付し、その説明を省略する。

【０１５７】同図に示した第１の平坦化膜９０は、感光
部１０の上方に前述した第１の平坦化膜９０（図１０参
照）を形成する際に一緒に形成されたものである。ま
た、同図に示した第２の平坦化膜９２は、前述した色フ
ィルタアレイ９１上に第２の平坦化膜９２（図１０参
照）を形成する際に一緒に形成されたものである。

【０１５８】図１１に示した色フィルタアレイ９１を有
するＩＴ−ＣＣＤ１１０では、相隣る２つの画素行のう
ちの一方の光電変換素子２２それぞれの上方に緑色フィ
ルタ９１Ｇが設けられている。また、他方の画素行で
は、光電変換素子２２それぞれの上方に青色フィルタ９
１Ｂまたは赤色フィルタ９１Ｒが設けられている。当該
他の画素行においては、青色フィルタ９１Ｂと赤色フィ
ルタ９１Ｒとがこの順で、または、この順とは逆の順
で、交互に設けられている。

【０１５９】フルカラー情報は、緑色フィルタ９１Ｇの
みが設けられている画素行の各光電変換素子２２からの
信号電荷と、青色フィルタ９１Ｂと赤色フィルタ９１Ｒ
とが交互に設けられている画素行の各光電変換素子２２
からの信号電荷とに基づいて、生成される。

【０１６０】相隣る２つの画素行同士の間で画素の集光
効率や感度に差があると、緑色フィルタ９１Ｇのみが設
けられている画素行と、青色フィルタ９１Ｂと赤色フィ
ルタ９１Ｒとが交互に設けられている画素行との対比に
おいても、これらの画素行同士の間で画素の集光効率や
感度に差が生じる。その結果として、これらの画素行の
各光電変換素子２２に蓄積された信号電荷を基にして得
られる赤信号出力と緑信号出力との比、および、青信号
出力と緑信号出力との比に差が生じる。このことは、Ｉ
Ｔ−ＣＣＤ１１０からの出力信号の色バランスが崩れる
ことを意味する。出力信号の色バランスが崩れると、再
生画像に色シェーディングが生じる。

【０１６１】しかしながら、ＩＴ−ＣＣＤ１１０におけ
る感光部は、第１の実施例のＩＴ−ＣＣＤ１００におけ
る感光部１０と同じである。すなわち、全ての画素にお
いて、読み出しゲート領域４０が、平面視上、光電変換
素子２２の左下斜辺に隣接している。

【０１６２】このため、個々の画素における受光部５１
の大きさを光電変換素子２２の大きさより大幅に小さく
しなくても、これらの受光部５１の形状、大きさおよび
向きを容易に同じにすることができる。その結果とし
て、個々の画素における受光部５１の面積の低下を抑制
しつつ、相隣る２つの画素行同士の間で受光部５１の形
状、大きさおよび向きを容易に同じにすることができ
る。

【０１６３】したがって、ＩＴ−ＣＣＤ１１０では、画
素ずらし配置が行われているにも拘わらず、相隣る２つ
の画素行同士の間で画素の集光効率や感度に差が生じる
ことを容易に防止することができる。その結果として、
色シェーディングも生じにくい。また、個々の開口部
（受光部）５１の面積の低下を抑制しつつ画素密度を容
易に向上させることができる。

【０１６４】次に、本発明の第３の実施例によるＩＴ−
ＣＣＤについて、図１３を用いて説明する。図１３は、
第３の実施例によるＩＴ−ＣＣＤ１２０を概略的に示す
平面図である。

【０１６５】同図に示したＩＴ−ＣＣＤ１２０は、(i)
個々の画素における受光部の形状、(ii)各転送電極３
２、各転送電極３３および転送電極６１、６２、６３に
所定の駆動パルスを供給するためのパルス供給用端子の
数、ならびに、(iii) 前記のパルス供給用端子と転送電
極３２、３３、６１、６２または６３との結線の仕様、
を除いて、前述したＩＴ−ＣＣＤ１００と同じ構造を有
する。なお、図１３に示した構成部分のうち、図１に示
した構成部分と共通するものについては、図１で用いた
符号と同じ符号を付し、その説明を省略する。

【０１６６】図１３に示したように、ＩＴ−ＣＣＤ１２
０においては、画素の受光部５１ａの形状が、長い方の
対角線が前記の方向Ｄ_V と実質的に平行で、短い方の対
角線が前記の方向Ｄ_H と実質的に平行な菱形となってい
る。

【０１６７】また、各転送電極３２、各転送電極３３お
よび転送電極６１、６２、６３に所定の駆動パルスを供
給するために、６つのパルス供給用端子８５ａ、８５
ｂ、８５ｃ₁ 、８５ｃ₂ 、８５ｄ₁ 、８５ｄ₂ が設けら
れている。

【０１６８】パルス供給用端子８５ｃ₁ 、８５ｃ₂ は、
図１に示したパルス供給用端子８５ｃを２つに分けたも
のである。また、パルス供給用端子８５ｄ₁ 、８５ｄ₂
は、図１に示したパルス供給用端子８５ｄを２つに分け
たものである。

【０１６９】これらのパルス供給用端子８５ａ、８５
ｂ、８５ｃ₁ 、８５ｃ₂ 、８５ｄ₁ 、８５ｄ₂ は、それ
ぞれ所定の転送電極３２、３３、６１、６２または６３
に電気的に接続されている。

【０１７０】ＩＴ−ＣＣＤ１２０においても、読み出し
ゲート領域４０の各々は、いずれも、六角形を呈する光
電変換素子２２の左下斜辺に隣接して形成されている。
そして、個々の画素における受光部５１ａの形状、大き
さおよび向きは、実質的に同じである。このため、第１
の実施例のＩＴ−ＣＣＤ１００における理由と同じ理由
から、当該ＩＴ−ＣＣＤ１２０では、受光部５１ａの大
きさを光電変換素子２２の大きさより大幅に小さくしな
くても、相隣る２つの画素行同士の間で当該受光部５１
の形状、大きさおよび向きを容易に同じにすることがで
きる。

【０１７１】したがって、ＩＴ−ＣＣＤ１２０では、画
素ずらし配置が行われているにも拘わらず、相隣る２つ
の画素行同士の間で画素の集光効率や感度に差が生じる
ことを容易に防止することができる。また、個々の開口
部（受光部）５１ａの面積の低下を抑制しつつ画素密度
を容易に向上させることができる。

【０１７２】ＩＴ−ＣＣＤ１２０に色フィルタアレイを
設けることにより、カラー撮像用のＩＴ−ＣＣＤを得る
ことができる。色フィルタアレイは、例えば前述した第
２の実施例のＩＴ−ＣＣＤ１１０を得る際の色フィルタ
アレイの形成手順に準じて形成することができる。

【０１７３】ＩＴ−ＣＣＤ１２０をカラー撮像用のＩＴ
−ＣＣＤにした場合には、第２の実施例のＩＴ−ＣＣＤ
１１０における理由と同じ理由から、色シェージングが
生じにくい。

【０１７４】当該ＩＴ−ＣＣＤ１２０は、前述したＩＴ
−ＣＣＤ１００と同様にして、インターレース駆動させ
ることができる。このとき、垂直パルス信号Ｖ_a がパル
ス供給用端子８５ａに印加され、垂直パルス信号Ｖ_b が
パルス供給用端子８５ｂに印加される。また、垂直パル
ス信号Ｖ_c がパルス供給用端子８５ｃ₁ とパルス供給用
端子８５ｃ₂ とに印加され、垂直パルス信号Ｖ_d がパル
ス供給用端子８５ｄ₁とパルス供給用端子８５ｄ₂ とに
印加される。そして、水平パルス信号Ｈ_a がパルス供給
用端子８８ａに印加され、水平パルス信号Ｈ_b がパルス
供給用端子８８ｂに印加される。

【０１７５】これにより、前述した第１の実施例のＩＴ
−ＣＣＤ１００と同様に、１フレームが第１フィールド
および第２フィールドの計２つのフィールドに分割され
る。個々のフィールドの画像信号出力は、第１の実施例
と同様の動作により、得ることができる。そして、当該
動作を第１フィールドから第２フィードまで行うことに
より、１フレームの画像出力信号を得ることができる。

【０１７６】また、ＩＴ−ＣＣＤ１２０は、信号電荷が
読み出される画素行の数を全画素行数の１／４に間引き
ながら駆動させることができる。この間引き駆動の際に
は、ブランキングパルスによって規定される第１の垂直
ブランキング期間の適当な時期に、例えば、低レベルの
垂直パルスＶ_L がパルス供給用端子８５ａ、８５ｂに印
加されると共に、高レベルの垂直パルスＶ_H がパルス供
給用端子８５ｃ₁ 、８５ｃ₂ 、８５ｄ₁ 、８５ｄ₂ に印
加される。そして、これらの垂直パルスＶ_L 、Ｖ_H が印
加されているときに、フィールドシフトパルスＶ_R がパ
ルス供給用端子８５ｃ₂ 、８５ｄ₂に印加される。当該
フィールドシフトパルスＶ_R の印加により、第１、２画
素行の各光電変換素子２２に蓄積されていた信号電荷が
それぞれ対応する垂直転送ＣＣＤ３０に読み出される
（信号電荷読み出し工程）。

【０１７７】以下、上記読み出された信号電荷を通常の
インターレース駆動における信号電荷の処理と同様に処
理することにより、１／４に間引きされたフィールド画
像信号、あるいは、１／４に間引きされたフレーム画像
信号を得ることができる。

【０１７８】勿論、上記の間引き動作に準じて、任意の
２画素行を対象にして１／４間引き動作を行うことがで
きる。どの画素行を対象にして１／４間引き動作を行う
かは、適宜選択可能である。１／４間引き動作の対象を
どの画素行にするかに応じて、パルス供給用端子８５
ａ、８５ｂ、８５ｃ₁ 、８５ｃ₂ 、８５ｄ₁ 、８５ｄ₂
と各転送電極３２、各転送電極３３および転送電極６
１、６２、６３との結線の仕様が選定される。ＩＴ−Ｃ
ＣＤ１２０がカラー撮像用のＩＴ−ＣＣＤである場合に
は、配設されている色フィルタアレイにおける色フィル
タの配列パターンも勘案して、どの画素行を対象にして
間引き動作を行うかが選定される。

【０１７９】上述した間引きは、全画素の信号電荷を読
み出すことが目的ではなく、常に１／４の行数（画素行
の数）に間引かれた画像信号を得ることを目的とするも
のである。図示したＩＴ−ＣＣＤ１２０には８つの画素
行しかないため、１／４に間引く動作は１回の水平読み
出しで終了となる。しかしながら、実際の画素行数は、
例えば６００行以上である。

【０１８０】図１３に示した感光部１０が前記の方向Ｄ
_V にｎ段連接された構造のＩＴ−ＣＣＤについて上記の
間引き動作を行って、１／４に間引きされたフレーム画
像信号を得る場合には、上述した間引き動作を第１段か
ら第ｎ段まで行う。このとき、所望の画素行の各光電変
換素子２２から垂直転送ＣＣＤ３０への信号電荷の読み
出しは、各段とも同時に行われる。各段から読み出され
た信号電荷の各々は、垂直転送ＣＣＤ３０の各々によっ
て出力転送路７０へ順次転送され、当該出力転送路７０
内を転送されて、出力部８０から順次出力される。

【０１８１】例えばデジタルスチルカメラにおいて露光
条件（シャッタ時間や絞り）の最適設定、焦点調整、モ
ニタ画像の表示等を行うためには、３０フレーム／秒程
度の高フレーム周波数で画像出力信号を得ることが必要
である。

【０１８２】その一方で、高解像度のデジタルスチルカ
メラを得ようとする場合には、当該デジタルスチルカメ
ラ用のＩＴ−ＣＣＤとして画素数が１００万を超えるＩ
Ｔ−ＣＣＤを用いることが望まれる。

【０１８３】しかしながら、ＩＴ−ＣＣＤの画素数が１
００万を超えると、１フレームの画像信号出力を得る際
に例えば数フレーム／秒という非常に長い時間を要する
ようになる。その結果として、露光条件の最適設定、焦
点調整、モニタ画像の表示等を行うことができなくな
る。

【０１８４】したがって、高解像度のデジタルスチルカ
メラを得るうえからは、シャッタが押されたときに記録
される静止画像の読み出し以外の動作を高フレーム周波
数の下に行うことができるＩＴ−ＣＣＤを用いることが
望ましい。

【０１８５】上述したＩＴ−ＣＣＤ１２０は、通常のイ
ンターレース駆動と、画素行を１／４に間引きながらの
駆動とを行うことができ、間引き駆動の際のフレーム周
波数は通常のインターレース駆動の際のフレーム周波数
の４倍となる。したがって、当該ＩＴ−ＣＣＤ１２０
は、高フレーム周波数の画像信号を得るうえで好適な構
造を有するＩＴ−ＣＣＤである。

【０１８６】次に、本発明の第４の実施例によるＩＴ−
ＣＣＤについて、図１４を用いて説明する。図１４は、
第４の実施例によるＩＴ−ＣＣＤ１３０を概略的に示す
平面図である。

【０１８７】同図に示したＩＴ−ＣＣＤ１３０は、(i)
各転送電極３２、各転送電極３３および転送電極６１、
６２、６３に所定の駆動パルスを供給するためのパルス
供給用端子の数、および、(ii)前記のパルス供給用端子
と転送電極３２、３３、６１、６２または６３との結線
の仕様、を除いて、前述したＩＴ−ＣＣＤ１２０と同じ
構造を有する。なお、図１４に示した構成部分のうち、
図１３に示した構成部分と共通するものについては、図
１３で用いた符号と同じ符号を付し、その説明を省略す
る。

【０１８８】図１４に示したように、ＩＴ−ＣＣＤ１３
０は、各転送電極３２、各転送電極３３および転送電極
６１、６２、６３に所定の駆動パルスを供給するため
に、８つのパルス供給用端子８６ａ、８６ｂ、８６ｃ、
８６ｄ、８６ｅ、８６ｆ、８６ｇ、８６ｈを有してい
る。

【０１８９】これらのパルス供給用端子８６ａ、８６
ｂ、８６ｃ、８６ｄ、８６ｅ、８６ｆ、８６ｇ、８６ｈ
は、それぞれ所定の転送電極３２、３３、６１、６２ま
たは６３に電気的に接続されている。

【０１９０】図１４に示したＩＴ−ＣＣＤ１３０では、
第３の実施例のＩＴ−ＣＣＤ１２０における理由と同じ
理由から、受光部５１ａの大きさを光電変換素子２２の
大きさより大幅に小さくしなくても、相隣る２つの画素
行同士の間で受光部５１の形状、大きさおよび向きを容
易に同じにすることができる。

【０１９１】したがって、ＩＴ−ＣＣＤ１３０では、画
素ずらし配置が行われているにも拘わらず、相隣る２つ
の画素行同士の間で画素の集光効率や感度に差が生じる
ことを容易に防止することができる。また、個々の開口
部（受光部）５１ａの面積の低下を抑制しつつ画素密度
を容易に向上させることができる。

【０１９２】さらに、ＩＴ−ＣＣＤ１３０をカラー撮像
用のＩＴ−ＣＣＤにした場合には、第３の実施例のＩＴ
−ＣＣＤ１２０における理由と同じ理由から、色シェー
ジングが生じにくい。

【０１９３】ＩＴ−ＣＣＤ１３０をインターレース駆動
させる場合には、パルス供給用端子８６ａ、８６ｂ、８
６ｃ、８６ｄ、８６ｅ、８６ｆ、８６ｇ、８６ｈのそれ
ぞれに所定の垂直パルス信号が印加される。水平パルス
信号Ｈ_a がパルス供給用端子８８ａに印加され、水平パ
ルス信号Ｈ_b がパルス供給用端子８８ｂに印加される。

【０１９４】これにより、１フレームを４つのフィール
ド、すなわち、第１画素行と第２画素行とからなる第１
フィールド、第３画素行と第４画素行とからなる第２フ
ィールド、第５画素行と第６画素行とからなる第３フィ
ールド、および、第７画素行と第８画素行とからなる第
４フィールド、に分割することが可能になる。

【０１９５】個々のフィールドの画像信号出力は、１フ
レームを２つのフィールドに分割してインターレース駆
動させる場合に１フィールドの画像信号出力を得るとき
の動作（第１の実施例参照）と同様の動作により、得る
ことができる。そして、当該動作を第１フィールドから
第４フィードまで行うことにより、１フレームの画像出
力信号を得ることができる。

【０１９６】また、常に同一フィールドについてのみ画
像信号出力を得るようにすれば、１／４の間引き動作も
可能である。図１４に示した感光部１０が前記の方向Ｄ
_V にｎ段連接された構造のＩＴ−ＣＣＤについて上記の
間引き動作を行って、１／４に間引きされたフレーム画
像信号を得る場合には、上述した間引き動作を第１段か
ら第ｎ段まで順次行う。このとき、所望の画素行の各光
電変換素子２２から垂直転送ＣＣＤ３０への信号電荷の
読み出しは、各段とも同時に行われる。各段から読み出
された信号電荷の各々は、垂直転送ＣＣＤ３０の各々に
よって出力転送路７０へ順次転送され、当該出力転送路
７０内を転送されて、出力部８０から順次出力される。

【０１９７】ＩＴ−ＣＣＤ１３０においては、各垂直転
送ＣＣＤ３０を８相駆動させることができる。８相駆動
型のＣＣＤにおいては、連続する６〜７つの電荷転送段
に亘って１つのポテンシャルウェルを形成し、ここに蓄
積された信号電荷を転送することが可能である。一方、
４相駆動型のＣＣＤでは、連続する２〜３つの電荷転送
段に亘って１つのポテンシャルウェルを形成し、ここに
蓄積された信号電荷を転送することが可能である。

【０１９８】したがって、各転送電極３２、３３の設計
パターンが同じであった場合、８相駆動型の垂直転送Ｃ
ＣＤは、４相駆動型の垂直転送ＣＣＤのおよそ２〜３倍
の信号電荷を転送することが可能である。

【０１９９】その結果として、ＩＴ−ＣＣＤ１３０にお
いては、個々の垂直転送ＣＣＤ３０について電荷転送チ
ャネルのチャネル幅を狭めて、その分、光電変換素子２
２および画素の受光部５１ａそれぞれの面積を増やすこ
とが可能になる。これに伴って、感度および飽和出力の
増大ならびにダイナミックレンジの拡大がそれぞれ可能
になる。

【０２００】ＩＴ−ＣＣＤ１３０に色フィルタアレイを
設けることにより、カラー撮像用のＩＴ−ＣＣＤを得る
ことができる。色フィルタアレイは、例えば前述した第
２の実施例のＩＴ−ＣＣＤ１１０を得る際の色フィルタ
アレイの形成手順に準じて形成することができる。

【０２０１】フィールド毎のカラー画像信号を必要とす
るカメラでは、出力部８０から出力されたフィールド画
像出力信号毎に色信号処理を施して、各フィールドのカ
ラー画像信号を得る。

【０２０２】また、フレームのカラー画像信号を必要と
するカメラでは、連続する４つのフィールド画像出力信
号をフレームメモリに一旦蓄積した後、１フレーム分の
画像出力信号毎に色信号処理を施して、各フレームのカ
ラー画像信号を得る。この場合、フィールド毎に感光時
刻がずれてしまうのを防止するために、メカニカルシャ
ッタを使用することが好ましい。第１フィールド用の垂
直ブランキング期間が終了した後、第４フィールド用の
垂直ブランキング期間が開始するまでの間、各画素に光
学像が入射しないようにメカニカルシャッタを閉じてお
く。これにより、第１フィールド〜第４フィールドのそ
れぞれについて、同一時刻のフィールド画像出力信号が
得られる。フレームの白黒画像信号を必要とするカメラ
においても同じである。また、１枚のみのフレーム画像
が必要なカメラでは、第１フィールド用の垂直ブランキ
ング期間が終了した後にメカニカルシャッタを閉じてお
く。これにより、第２フィールド〜第４フィールドそれ
ぞれの画像にスミアが生じることを抑制できる。

【０２０３】次に、本発明の第５の実施例によるＩＴ−
ＣＣＤについて、図１５および図１６を用いて説明す
る。図１５は、第５の実施例によるＩＴ−ＣＣＤ１４０
における感光部１０ａを拡大して示す平面図である。ま
た、図１６は、図１５に示した電荷転送チャネル３１ｃ
を概略的に示す平面図である。

【０２０４】なお、ＩＴ−ＣＣＤ１４０は、前述した実
施例１のＩＴ−ＣＣＤ１００における感光部１０を図示
の感光部１０ａに変更した以外は、ＩＴ−ＣＣＤ１００
と同じ構造を有する。図１５および図１６に示した構成
部分のうち、図２に示した構成部分と同じものについて
は図２で用いた符号と同じ符号を付し、その説明を一部
省略する。

【０２０５】ＩＴ−ＣＣＤ１４０においては、特異の形
状を有する所定本数の電荷転送チャネル３１ｃが感光部
１０ａに形成されている。これらの電荷転送チャネル３
１ａでは、読み出しゲート領域４０に隣接する箇所のチ
ャンネル幅が他の箇所のチャネル幅よりも狭くなってい
る（図６参照）。相隣る２本の電荷転送チャネル３１ｃ
は、前記の方向Ｄ_V に１電荷転送段分ずれた形状を有す
る。

【０２０６】電荷転送チャネル３１ｃにおけるチャネル
幅を上述のように選定することにより、次の利点が得ら
れる。すなわち、転送電極３２の転送路形成部のうちで
読み出しゲート電極部を含んでいる転送路形成部を形成
するにあたって、当該転送路形成部の幅を他の転送路形
成部の幅より別段広くしなくても、所望の読み出しゲー
ト領域４０を半導体基板１に形成することができる。転
送電極３３について同様の利点が得られる。

【０２０７】その結果として、光電変換素子２２の表面
のうちで画素の受光部５１として使用できない領域が前
記読み出しゲート領域４０の形成に伴って増加すること
を容易に抑制できる。同時に、相隣る２つの画素行同士
の間で受光部の形状、大きさおよび向きを同じにするこ
とも更に容易になる。

【０２０８】したがって、図示のＩＴ−ＣＣＤ１４０に
おいては、相隣る２つの画素行同士の間で画素の集光効
率や感度に差が生じることを防止することが他の実施例
のＩＴ−ＣＣＤに比べて更に容易になる。また、個々の
画素における受光部５１（または５１ａ）の面積の低下
を抑制しつつ画素密度を向上させることも、他の実施例
のＩＴ−ＣＣＤに比べて更に容易になる。

【０２０９】なお、図１５に示した感光部１０ａを有す
るＩＴ−ＣＣＤ１４０においては、個々の電荷転送チャ
ネル３１ｃが有している複数の区間の１つおきに、当該
区間に隣接して読み出しゲート領域４０が形成されてい
る。すなわち、個々の電荷転送チャネル３１ｃにおいて
チャネル幅が狭くなっている領域は、１電荷転送段おき
に形成されている。このため、電荷転送チャネル３１ｃ
のチャネル幅が狭くなっている電荷転送段は、１電荷転
送段分の信号電荷を短時間蓄積し、かつ、当該信号電荷
を次の電荷転送段に転送できればよい。

【０２１０】電荷転送チャネル３１ｃと読み出しゲート
領域４０とが上記のように形成されていれば、読み出し
ゲート領域４０が隣接していない部分でのチャネル幅を
従来と同じに保ったままでも、従来と同程度の転送効率
を得ることが可能である。

【０２１１】ただし、読み出しゲート領域４０が隣接し
ている部分でのチャネル幅をあまりに狭くすると、当該
電荷転送段に１電荷転送段分の信号電荷を蓄積させるこ
とが困難になる。読み出しゲート領域４０が隣接してい
る部分でのチャネル幅は、読み出しゲート領域４０が隣
接していない部分でのチャネル幅の概ね５０〜９５％と
することが好ましく、概ね６０〜８０％とすることが特
に好ましい。

【０２１２】次に、本発明の第６の実施例によるＩＴ−
ＣＣＤについて、図１７を用いて説明する。図１７は、
本発明の第６の実施例によるＩＴ−ＣＣＤ１５０におけ
る出力転送路７０ｂの一例を概略的に示す部分断面図で
ある。同図に示した出力転送路７０ｂは、３層ポリシリ
コン電極構造の２相駆動型ＣＣＤからなる。

【０２１３】なお、ＩＴ−ＣＣＤ１５０は、前述した実
施例１のＩＴ−ＣＣＤ１００における出力転送路７０を
図示の出力転送路７０ｂに変更した以外は、ＩＴ−ＣＣ
Ｄ１００と同じ構造を有する。図１７に示した構成部分
のうち、図１２に示した出力転送路７０ａの構成部分と
機能的に同じものについては、図１２で用いた符号と同
じ符号を付し、その説明を省略する。

【０２１４】出力転送路７０ｂは、図１２に示したＩＴ
−ＣＣＤ１１０の出力転送路７０ａと同様に、電荷転送
チャネル７１を有している。この電荷転送チャネル７１
は、半導体基板１の一表面側に形成されたｐ型ウェル２
の所定箇所に、ｎ型不純物を高濃度に含むｎ⁺ 型領域７
１ａとｎ型不純物を低濃度に含むｎ型領域７１ｂとを前
記の方向Ｄ_H に沿って交互に所定数形成することによっ
て作製される。ｎ⁺ 型領域７１ａの幅はｎ型領域７１ｂ
の幅より広い。電荷転送チャネル７１は、前記の方向Ｄ
_H に延びている。

【０２１５】また、出力転送路７０ｂは、ポリシリコン
層からなる３種類の転送電極７２、７３、７７をそれぞ
れ所定個有している。転送電極７２の各々は、ｎ⁺ 型領
域７１ａそれぞれの上に形成されている。転送電極７３
の各々と転送電極７７の各々とは、ｎ型領域７１ｂそれ
ぞれの上に交互に形成されている。

【０２１６】これらの転送電極７２、７３、７７は、電
荷転送チャネル７１を横断するようにして形成されてい
る。転送電極７３における転送電極７２側の縁部は、転
送電極７２上に覆い被さっている。転送電極７７におけ
る転送電極７３側の縁部は、転送電極７３上に覆い被さ
っている。すなわち、転送電極７２、７３、７７は、い
わゆる重ね合わせ転送電極構造となっている。

【０２１７】ｎ⁺ 型領域７１ａの１つと、当該ｎ⁺ 型領
域７１ａ上に形成されている１本の転送電極７２とによ
って、１つのポテンシャルウェル領域が構成される。同
様に、ｎ型領域７１ｂの１つと、当該ｎ型領域７１ｂ上
に形成されている１本の転送電極７３もしくは１本の転
送電極７７とによって、１つのポテンシャルバリア領域
が構成される。

【０２１８】１つのポテンシャルバリア領域を構成する
転送電極７３もしくは７７と、前記のポテンシャルバリ
アの直ぐ下流側（出力部８０側を意味する。以下同
じ。）に形成されている１つのポテンシャルウェル領域
を構成する転送電極７２との両方に所定レベルの電圧を
同時に印加することによって、１つの電荷転送段が形成
される。

【０２１９】なお、各転送電極７２、７３、７７上に
は、それぞれ電気絶縁膜が形成されている。図１７にお
いては、図面を判りやすくするために、前記の電気絶縁
膜を１つの電気絶縁膜７４ａとして示してある。

【０２２０】出力転送路７０ｂに所定の駆動パルスを供
給するために使用されるパルス供給用端子の数は、図１
に示した出力転送路７０と同様に２である。転送電極７
２と当該転送電極７２の直ぐ下流に形成されている転送
電極７３もしくは７７とは、同じパルス供給用端子に電
気的に接続される。また、転送電極７３もしくは転送電
極７７を介して相隣る２本の転送電極７２は、それぞれ
異なるパルス供給用端子に電気的に接続される。

【０２２１】３層ポリシリコン電極構造の２相駆動型Ｃ
ＣＤからなる出力転送路は、２層ポリシリコン電極構造
の２相駆動型ＣＣＤからなる出力転送路に比べて、デザ
インルールが比較的緩やかであるという利点を有する。
例えば、２層ポリシリコン電極構造の２相駆動型ＣＣＤ
を図７あるいは図１２に示したいわゆる重ね合わせ転送
電極構造とする場合、転送電極７３同士のギャップは転
送電極７２同士のギャップと同程度以下にする必要があ
る。このような転送電極７３の形成は、デザインルール
的に厳しい。

【０２２２】一方、図１７に示した３層ポリシリコン電
極構造の２相駆動型ＣＣＤ７０ｂでは、転送電極７３を
形成するにあたって上記のような厳しい制限はない。

【０２２３】したがって、光電変換素子行方向（前記の
方向Ｄ_H ）における画素ピッチ（光電変換素子のピッチ
Ｐ₂ ）を微細にしてＩＴ−ＣＣＤを得る場合に３層ポリ
シリコン電極構造の２相駆動型ＣＣＤからなる出力転送
路を用いると、目的とするＩＴ−ＣＣＤを得やすい。ポ
リシリコン以外の材料を用いて電極を形成する場合も、
同様である。

【０２２４】以上、実施例を挙げて本発明のＩＴ−ＣＣ
Ｄを説明したが、本発明は上述した実施例に限定される
ものではない。種々の変更、改良、組み合わせ等が可能
なことは当業者に自明であろう。

【０２２５】例えば、各実施例のＩＴ−ＣＣＤは、ｐ型
ウェルを備えたｎ型半導体基板に光電変換素子（フォト
ダイオード）、垂直転送ＣＣＤ、出力転送路等を形成し
たものであるが、ｐ型半導体基板に光電変換素子（フォ
トダイオード）、垂直転送ＣＣＤ、出力転送等を形成し
ても、ＩＴ−ＣＣＤを得ることができる。また、サファ
イア基板等の表面に所望の半導体層を形成し、当該半導
体層に光電変換素子（フォトダイオード）、垂直転送Ｃ
ＣＤ、出力転送路等を形成してＩＴ−ＣＣＤを得ること
もできる。本明細書においては、半導体以外の材料から
なる基板の一面に光電変換素子（フォトダイオード）、
垂直転送ＣＣＤ、出力転送路等を形成するための半導体
層を設けたものも、「半導体基板」に含まれるものとす
る。

【０２２６】光電変換素子の平面視上の形状は、矩形
（菱形を含む。）、全ての内角が鈍角となっている五角
形以上の多角形、内角に鋭角と鈍角とが含まれる五角形
以上の多角形、これらの角部に丸みを付けた形状等、適
宜選択可能である。

【０２２７】垂直転送ＣＣＤの電荷転送チャネルにおけ
る個々の区間の平面視上の形状は、直線状の他に、曲線
状であってもよいし、曲線と直線とが繋がった形状であ
ってもよい。

【０２２８】垂直転送ＣＣＤを構成する各転送電極の形
状は、実施例で例示したように、前記の方向Ｄ_H に対し
て斜行する２つの転送路形成部が前記の方向Ｄ_H に延び
る接続部を介して繋がった形状（以下、この形状を「形
状Ａ」という。）にすることができる。また、各転送電
極の形状は、前記の方向Ｄ_H に対して斜行する２つの転
送路形成部が前記の接続部を介さずに直接繋がった形状
（以下、この形状を「形状Ｂ」という。）にすることも
できる。各転送電極の形状を前記の形状Ａにする場合、
接続部と転送路形成部とが互いに鈍角をなして連なるよ
うに、あるいは、接続部と転送路形成部とが滑らかに連
なるように、当該転送電極の形状を選定することが好ま
しい。

【０２２９】垂直転送ＣＣＤにおいて相隣る２本の転送
電極の材質は異なっていてもよい。個々の転送電極は、
ポリシリコン以外に、アルミニウム、タングステンまた
はモリブデン等の金属、これらの金属の２種以上からな
る合金等によって形成することができる。

【０２３０】相隣る２本の転送電極は、当該２本の転送
電極が隣接する領域において、その接続部同士を図６
（ａ）に示したように完全に重ねていてもよいし、一方
の転送電極の接続部における幅方向の縁部のみを他方の
転送電極の接続部上に重ねていてもよい。さらには、接
続部同士を重ねることなく単に隣接させていてもよい。

【０２３１】相隣る２本の転送電極が光電変換素子列の
１列おきに画定する光電変換素子領域の平面視上の形状
（相隣る２本の転送電極が１つの光電変換素子を平面視
上取り囲んでいる部分の内縁の輪郭）は、矩形（菱形を
含む。）、全ての内角が鈍角となっている五角形以上の
多角形、内角に鋭角と鈍角とが含まれる五角形以上の多
角形、これらの角部に丸みを付けた形状等、適宜選択可
能である。

【０２３２】同様に、個々の画素における受光部の形状
も、矩形（菱形を含む。）、全ての内角が鈍角となって
いる五角形以上の多角形、内角に鋭角と鈍角とが含まれ
る五角形以上の多角形、さらには、これらの角部に丸み
を付けた形状等、適宜選択可能である。相隣る２つの画
素行同士の間で画素の集光効率や感度に差が生じること
を防止するうえからは、個々の画素における受光部の形
状を、前記の方向Ｄ_Vおよび前記の方向Ｄ_H のいずれに
ついても線対称な形状とすることが好ましい。

【０２３３】読み出しゲート電極部は、読み出しゲート
領域の全体を平面視上必ず覆わなければならないという
ものではない。読み出しゲート領域は、平面視上、読み
出しゲート電極部から例えば光電変換素子側へはみ出し
ていてもよい。

【０２３４】垂直転送ＣＣＤの駆動方法は、実施例とし
て挙げた駆動方法に限定されるものではなく、目的とす
るＩＴ−ＣＣＤの用途等に応じて適宜変更可能である。
これに伴って、各転送電極に所定の駆動パルスを供給す
るためのパルス供給用端子の数、および、当該パルス供
給用端子と各転送電極との結線の仕様も、目的とするＩ
Ｔ−ＣＣＤにおける垂直転送ＣＣＤの駆動方法に応じて
適宜変更可能である。出力転送路についても同様であ
る。

【０２３５】出力転送路として２相駆動型ＣＣＤを用い
る場合、当該２相駆動型ＣＣＤにおいて相隣る２本の転
送電極の材質は異なっていてもよい。転送電極は、ポリ
シリコン以外に、アルミニウム、タングステンまたはモ
リブデン等の金属、これらの金属の２種以上からなる合
金等によって形成することができる。

【０２３６】調整部は、必須の構成要件ではない。垂直
転送ＣＣＤは、感光部を出た後直ちに水平転送ＣＣＤに
接続されていてもよい。また、調整部に代えて１フレー
ム分のＣＣＤ蓄積部を設けてもよい。

【０２３７】各画素の受光部を平面視上覆うようにして
これらの受光部の上方にマイクロレンズを１個ずつ設け
る場合、個々のマイクロレンズの平面視上の形状は、矩
形、当該矩形の角部に丸みを付けた形状、全ての内角が
鈍角となっている五角形以上の多角形、当該多角形の角
部に丸みを付けた形状、円形、楕円形等、適宜選択可能
である。マイクロレンズの平面視上の形状は、個々の画
素における受光部の形状に応じて、適宜選定できる。さ
らに、少なくとも１個のインナーレンズを含む複数個の
集光レンズを画素の受光部上に積み重ねることによっ
て、当該受光部上にマイクロレンズ構造を形成してもよ
い。

【０２３８】これらのマイクロレンズにおける前記の方
向Ｄ_V のピッチは、当該方向Ｄ_V における光電変換素子
のピッチＰ₁ と同じであってもよいし、わずかに異なっ
ていてもよい。前記の方向Ｄ_V についてのマイクロレン
ズのピッチを前記のピッチＰ ₁ と異ならせる場合、個々
のマイクロレンズは、例えば次の観点の下に移動され
る。

【０２３９】すなわち、受光部内の位置の変化に応じた
入射光線の入射方向の変化に対応させて、マイクロレン
ズによる結像位置が画素の受光部における所望箇所、例
えば所望の感度あるいは解像度を得るうえでより有利と
なる箇所に変位するように、移動される。画素の感度あ
るいは解像度を高めるうえからは、マイクロレンズによ
る結像位置周辺のできるだけ広範囲に亘って光電変換領
域が存在していることが好ましい。

【０２４０】同様の理由から、上記のマイクロレンズそ
れぞれにおける前記の方向Ｄ_H のピッチは、当該方向Ｄ
_H における光電変換素子のピッチＰ₂ と同じであっても
よいし、わずかに異なっていてもよい。

【０２４１】光電変換素子とマイクロレンズとの相対的
な位置関係が全ての画素において実質的に同じであった
場合には、マイクロレンズによって光電変換素子上に形
成される像点の位置が、図２０に示したように、光電変
換素子列の中央部と列方向上部または下部とで異なる。
マイクロレンズによって光電変換素子上に形成される像
点の位置が所望の位置からずれるのを抑制するうえから
は、例えば下記(1) 〜(3) のように、マイクロレンズを
ずらすことが好ましい。

【０２４２】(1) 図１８（ａ）に模式的に示すように、
個々の光電変換素子列２０における列方向上部および列
方向下部それぞれでのマイクロレンズ９３の位置を、光
電変換素子列２０の列中央部から離れるに従って、列中
央部側にずらす。図中の矢印は、マイクロレンズ９３を
ずらす方向を示している。

【０２４３】(2) 図１８（ｂ）に模式的に示すように、
個々の光電変換素子行２１における行方向端部でのマイ
クロレンズ９３の位置を、感光部１０の中央から離れる
に従って、前記の方向Ｄ_H に沿って、感光部１０の中央
側にずらす。図中の矢印は、マイクロレンズ９３をずら
す方向を示している。

【０２４４】(3) 図１８（ｃ）に模式的に示すように、
マイクロレンズ９３を、感光部１０の中央から離れるに
従って、前記の方向Ｄ_H および前記の方向Ｄ_V に沿っ
て、感光部１０の中央側にずらす。図中の矢印は、マイ
クロレンズ９３をずらす方向を示している。

【０２４５】上記(1) 〜(3) のようにマイクロレンズを
ずらすことにより、輝度シェーディングを改善すること
も可能である。

【０２４６】ＩＴ−ＣＣＤに色フィルタアレイを設ける
場合、当該色フィルタアレイは、カラー撮像を可能にす
る色フィルタによって構成されていればよい。このよう
な色フィルタアレイとしては、実施例で挙げた３原色
（赤、緑、青）系の色フィルタアレイの他に、いわゆる
補色タイプの色フィルタアレイがある。

【０２４７】補色タイプの色フィルタアレイは、例えば
(i) 緑（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）および黄（Ｙｅ）の各色
フィルタ、(ii)シアン（Ｃｙ）、黄（Ｙｅ）および白も
しくは無色（Ｗ）の各色フィルタ、(iii) シアン（Ｃ
ｙ）、マゼンダ（Ｍｇ）、黄（Ｙｅ）および緑（Ｇ）の
各色フィルタ、または、(iv)シアン（Ｃｙ）、黄（Ｙ
ｅ）、緑（Ｇ）および白もしくは無色（Ｗ）の各色フィ
ルタ、等によって構成することができる。

【０２４８】図１９（ａ）は上記(i) の補色タイプの色
フィルタアレイ９１ａの一例を示す平面図であり、図１
９（ｂ）は上記(ii)の補色タイプの色フィルタアレイ９
１ｂの一例を示す平面図である。図１９（ｃ）は上記(i
ii) の補色タイプの色フィルタアレイ９１ｃの一例を示
す平面図であり、図１９（ｄ）は上記(iii) の補色タイ
プの色フィルタアレイ９１ｃの他の一例を示す平面図で
あり、図１９（ｅ）は上記(iv)の補色タイプの色フィル
タアレイ９１ｄの一例を示す平面図である。

【０２４９】図１９（ａ）〜図１９（ｅ）のそれぞれに
おいては、図中のアルファベットＧ、Ｃｙ、Ｙｅ、Ｗ、
Ｍｇを囲んでいる各六角形が１つの色フィルタを示して
いる。図中のアルファベットＧ、Ｃｙ、Ｙｅ、Ｗ、Ｍｇ
は、個々の色フィルタの色を表している。

【０２５０】３原色系の色フィルタアレイにおける色フ
ィルタの配置パターンは、図１０に示したパターンに限
定されるものではない。同様に、補色系の色フィルタア
レイにおける色フィルタの配置パターンは、図１９
（ａ）〜図１９（ｅ）に示したパターンに限定されるも
のではない。

【０２５１】各実施例のＩＴ−ＣＣＤにおいては、ｎ型
半導体基板１に形成されたｐ型ウェル２上に光電変換素
子（フォトダイオード）２２が形成されている。したが
って、これらのＩＴ−ＣＣＤでは縦型オーバーフロード
レイン構造を付設することができる。これに伴って、電
子シャッタを付設することができる。各実施例のＩＴ−
ＣＣＤに縦型オーバーフロードレイン構造を付設するた
めには、ｐ型ウェル２とｎ型半導体基板１の下部（ｐ型
ウェル２より下の領域）とに逆バイアスを印加できる構
造を付加する。また、縦型オーバーフロードレイン構造
に代えて横型オーバーフロードレイン構造を付設しても
よい。縦型または横型のオーバーフロードレイン構造を
付設することにより、ブルーミングを抑制することが容
易になる。

【０２５２】ＩＴ−ＣＣＤの駆動方法は、適宜選択可能
である。これに伴って、垂直転送ＣＣＤ（垂直転送ＣＣ
Ｄを構成している転送電極）および出力転送部（出力転
送部を構成している転送電極）のそれぞれに所定の駆動
パルスを供給する駆動パルス供給手段の構成も、適宜選
択可能である。

【０２５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＩＴ−Ｃ
ＣＤにおいては、相隣る２つの画素行同士の間で画素の
集光効率や感度に差が生じることを防止しやすく、か
つ、個々の画素における受光部の面積の低下を抑制しつ
つ画素密度を向上させやすい。

【０２５４】したがって、本発明によれば、再生画像の
画質が高いＩＴ−ＣＣＤを得ることが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例によるＩＴ−ＣＣＤを概
略的に示す平面図である。

【図２】図１に示したＩＴ−ＣＣＤにおける感光部の一
部を拡大して示す平面図である。

【図３】図３（ａ）は、図２に示した電荷転送チャネル
３１ａの１本を概略的に示す平面図であり、図３（ｂ）
は、図２に示した電荷転送チャネル３１ｂの１本を概略
的に示す平面図である。

【図４】図２に示した転送電極３２の１本を概略的に示
す平面図である。

【図５】図２に示した転送電極３３の１本を概略的に示
す平面図である。

【図６】図３（ａ）は図２に示したＡ−Ａ線断面の概略
図であり、図３（ｂ）は図２に示したＢ−Ｂ線断面の概
略図である。

【図７】第１の実施例のＩＴ−ＣＣＤにおける出力転送
路の一例を概略的に示す断面図である。

【図８】図１に示したＩＴ−ＣＣＤをインターレース駆
動させる場合に使用される駆動パルス供給手段と前記の
ＩＴ−ＣＣＤとの関係を示す図である。

【図９】図１に示したＩＴ−ＣＣＤをインターレース駆
動させる場合にパルス供給用端子８５ｃ、８５ｄに印加
されるフィールドシフトパルスの波形を示す図である。

【図１０】図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、本発明
の第２の実施例によるＩＴ−ＣＣＤを概略的に示す部分
断面図である。

【図１１】色フィルタアレイの一例を示す平面図であ
る。

【図１２】第２の実施例のＩＴ−ＣＣＤにおける出力転
送路を概略的に示す部分断面図である。

【図１３】本発明の第３の実施例によるＩＴ−ＣＣＤを
概略的に示す平面図である。

【図１４】本発明の第４の実施例によるＩＴ−ＣＣＤを
概略的に示す平面図である。

【図１５】本発明の第５の実施例によるＩＴ−ＣＣＤに
おける感光部を概略的に示す平面図である。

【図１６】図１５に示した電荷転送チャネル３１ｃの１
本を概略的に示す平面図である。

【図１７】本発明の第６の実施例によるＩＴ−ＣＣＤに
おける３層ポリシリコン電極構造のＣＣＤからなる出力
転送路の一例を概略的に示す断面図である。

【図１８】図１８（ａ）、図１８（ｂ）および図１８
（ｃ）は、それぞれ、マイクロレンズをずらして形成す
るにあたって当該マイクロレンズをずらす方向を説明す
るための図である。

【図１９】図１９（ａ）、図１９（ｂ）、図１９
（ｃ）、図１９（ｄ）および図１９（ｅ）は、それぞ
れ、補色タイプの色フィルタアレイの一例を示す平面図
である。

【図２０】マイクロレンズによって光電変換素子上に形
成される像点の位置を説明するための図である。

【符号の説明の】

１…半導体基板、 ２…ｐ型ウェル、 １０、１０ａ…
感光部、 ２０…光電変換素子列、 ２１…光電変換素
子行、 ２２…光電変換素子（フォトダイオード）、
３０…垂直転送ＣＣＤ、 ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ…電
荷転送チャネル、 ３２、３３…転送電極、 ３２
Ｔ₁ 、３２Ｔ₂ 、３３Ｔ₁ 、３３Ｔ₂ …転送路形成部、
３２Ｃ₁ 、３２Ｃ₂ 、３３Ｃ₁ 、３３Ｃ₂ …接続部、
３２Ｇ、３３Ｇ…読み出しゲート電極部、 ４０…読
み出しゲート領域、 ５０…光遮蔽膜、 ５１…開口部
（受光部）、 ６０…調整部、 ７０、７０ａ、７０ｂ
…出力転送路（水平転送ＣＣＤ）、 ７１…電荷転送チ
ャネル、 ７２、７３、７７…転送電極、 ９１、９１
ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄ…色フィルタアレイ、 ９
１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂ…色フィルタ、 ９３…マイクロ
レンズ、 １００、１１０、１２０、１３０、１４０、
１５０…ＩＴ−ＣＣＤ、 １０５…駆動パルス供給手段

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１２月１５日（１９９９．１２．
１５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１３】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１４】

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M118 AA06 AB01 BA13 CA04 CA20 CA26 CB14 DA12 DA18 DB01 DB03 DB06 DB08 FA02 FA06 FA26 GB11 GC08 GC09 GC14 GD04 5C024 AA01 CA11 CA12 DA01 EA04 EA08 FA01 FA12 GA01 GA16 GA22 GA44 GA51 JA21 JA23

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板の表面に一定のピッチで複数
   列、複数行に亘って配列された多数個の光電変換素子で
   あって、１つの光電変換素子列および１つの光電変換素
   子行がそれぞれ複数個の光電変換素子によって構成さ
   れ、奇数列を構成する前記複数個の光電変換素子に対
   し、偶数列を構成する前記複数個の光電変換素子の各々
   は各光電変換素子列内での光電変換素子同士のピッチの
   約１／２、列方向にずれており、奇数行を構成する前記
   複数個の光電変換素子に対し、偶数行を構成する前記複
   数個の光電変換素子の各々は各光電変換素子行内での光
   電変換素子同士のピッチの約１／２、行方向にずれてお
   り、前記光電変換素子列の各々が奇数行または偶数行の
   光電変換素子のみを含む多数個の光電変換素子と、 前記複数の光電変換素子列の１列毎に該光電変換素子列
   に近接して前記半導体基板表面に形成され、複数の区間
   が区間同士の境界部で向きを変えながら全体として前記
   光電変換素子列の長手方向に連なった蛇行形状を呈する
   複数本の電荷転送チャネルと、 前記複数本の電荷転送チャネルそれぞれを平面視上横断
   するようにして前記半導体基板表面上に交互に複数本ず
   つ形成された第１および第２の転送電極であって、各々
   が前記複数本の電荷転送チャネルの数と同じ数の複数個
   の転送路形成部を有し、該複数個の転送路形成部それぞ
   れが前記複数本の電荷転送チャネルそれぞれの上におい
   て前記区間の１つを平面視上覆って該区間と共に１つの
   電荷転送段を構成し、しかも、相隣る第１および第２の
   転送電極が平面視上離合を繰り返しながら、かつ、前記
   複数の光電変換素子列の１列おきに該光電変換素子列を
   構成している前記奇数行または偶数行の光電変換素子の
   １つを平面視上取り囲んで１つの光電変換素子領域を画
   定しながら、全体として前記光電変換素子行の長手方向
   に延びている複数本の第１および第２の転送電極と、 前記多数個の光電変換素子の１個毎に該光電変換素子に
   隣接して、かつ、前記複数本の電荷転送チャネルそれぞ
   れが有している前記複数の区間の中の所定の区間に隣接
   して、前記半導体基板表面に形成された複数個の読み出
   しゲート領域であって、前記複数本の電荷転送チャネル
   のうちの奇数番目の電荷転送チャネルに隣接する前記読
   み出しゲート領域の各々が、前記第１および第２の転送
   電極のうちの一方の転送電極の前記転送路形成部によっ
   て平面視上覆われる前記区間に隣接して形成され、偶数
   番目の電荷転送チャネルに隣接する前記読み出しゲート
   領域の各々が、前記第１および第２の転送電極のうちの
   他方の転送電極の前記転送路形成部によって平面視上覆
   われる前記区間に隣接して形成された複数の読み出しゲ
   ート領域とを具備した固体撮像装置。
2. 【請求項２】 さらに、前記複数個の読み出しゲート領
   域それぞれの上に形成され、該読み出しゲート領域を平
   面視上覆う複数の読み出しゲート電極部を具備し、 前記複数の読み出しゲート電極部のそれぞれが、対応す
   る前記読み出しゲート領域に隣接した前記区間を平面視
   上覆う前記転送路形成部の一部からなる請求項１に記載
   の固体撮像装置。
3. 【請求項３】 前記多数個の光電変換素子それぞれの平
   面視上の形状、大きさおよび向きが実質的に同じである
   請求項１または請求項２に記載の固体撮像装置。
4. 【請求項４】 前記相隣る第１および第２の転送電極に
   よって画定される前記光電変換素子領域の平面視上の形
   状が、六角形もしくは実質的に六角形である請求項１〜
   請求項３のいずれかに記載の固体撮像装置。
5. 【請求項５】 さらに、前記半導体基板の上方に配置さ
   れ、前記多数個の光電変換素子の１個当たり１個の開口
   部を有する光遮蔽膜を具備した請求項１〜請求項４のい
   ずれかに記載の固体撮像装置。
6. 【請求項６】 前記開口部それぞれの平面視上の形状、
   大きさおよび向きが実質的に同じである請求項５に記載
   の固体撮像装置。
7. 【請求項７】 前記開口部それぞれの平面視上の形状
   が、四角形、五角形または六角形である請求項５または
   請求項６に記載の固体撮像装置。
8. 【請求項８】 さらに、前記開口部それぞれの上方に、
   該開口部を平面視上覆うマイクロレンズが設けられてい
   る請求項５〜請求項７のいずれかに記載の固体撮像装
   置。
9. 【請求項９】 さらに、前記開口部の各々と対応する前
   記マイクロレンズとの間に配置され、前記開口部を平面
   視上覆う色フィルタを有する請求項８に記載の固体撮像
   装置。
10. 【請求項１０】 さらに、前記第１および第２の転送電
    極それぞれにフィールドシフトパルスを印加することの
    できる駆動回路を有する請求項１〜請求項９のいずれか
    に記載の固体撮像装置。
11. 【請求項１１】 さらに、２層電極構造の２相駆動型Ｃ
    ＣＤまたは３層電極構造の２相駆動型ＣＣＤからなり、
    前記光電変換素子の各々が光電変換することによって該
    光電変換素子に蓄積された信号電荷を前記電荷転送チャ
    ネルを介して受け取り、該信号電荷を所定の方向に転送
    する出力転送路を有する請求項１〜請求項１０のいずれ
    かに記載の固体撮像装置。
12. 【請求項１２】 さらに、前記複数の電荷転送チャネル
    それぞれの一端に接続され、前記出力転送路に前記信号
    電荷が転送される前に該信号電荷の転送方向を変化させ
    ると共に横方向ピッチを一定値に調整する調整部を有す
    る請求項１１に記載の固体撮像装置。
13. 【請求項１３】 請求項１〜請求項１２のいずれかに記
    載の固体撮像装置の駆動方法であって、 １つの垂直ブランキング期間において、少なくとも一部
    の光電変換素子行を構成する光電変換素子の各々に蓄積
    された信号電荷を該光電変換素子に隣接する前記読み出
    しゲート領域を介して該読み出しゲート領域に隣接する
    前記電荷転送チャネルに読み出す信号電荷読み出し工程
    と、 前記１つの垂直ブランキング期間から次の垂直ブランキ
    ング期間までの間に、前記電荷転送チャネルに読み出さ
    れた前記信号電荷の各々を画像信号に変換して出力する
    画像信号出力工程とを含む固体撮像装置の駆動方法。