JP2003218340A - Ｃｃｄ撮像素子 - Google Patents
Ｃｃｄ撮像素子Info
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- 238000001444 catalytic combustion detection Methods 0.000 description 90
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
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- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シャント配線に伝播遅延を生じることなく有
効にクロックを供給し、ＣＣＤ撮像素子の大型化、多画
素化、高速化等に対応できるようにする。 【解決手段】 撮像領域１１０の垂直方向両側にバス配
線１４０、１５０を設け、撮像領域１１０上のシャント
配線１３０の各信号線１３１、１３２、１３３、１３４
の両端から垂直転送クロックパルスを供給する。水平Ｃ
ＣＤレジスタ１２１側のバス配線１５０は、撮像領域１
１０と水平ＣＣＤレジスタ１２１との境界領域に配置さ
れている。この境界領域では、上面にバス配線１５０が
通っているため、受光画素による撮像は行わないが、受
光画素と同一構造のダミー画素を配置し、垂直ＣＣＤレ
ジスタを設けることにより、撮像領域１１０と同様の特
性で垂直ＣＣＤレジスタによる信号電荷の転送だけを行
い、水平ＣＣＤレジスタ１２１への電荷受け渡しを行
う。
効にクロックを供給し、ＣＣＤ撮像素子の大型化、多画
素化、高速化等に対応できるようにする。 【解決手段】 撮像領域１１０の垂直方向両側にバス配
線１４０、１５０を設け、撮像領域１１０上のシャント
配線１３０の各信号線１３１、１３２、１３３、１３４
の両端から垂直転送クロックパルスを供給する。水平Ｃ
ＣＤレジスタ１２１側のバス配線１５０は、撮像領域１
１０と水平ＣＣＤレジスタ１２１との境界領域に配置さ
れている。この境界領域では、上面にバス配線１５０が
通っているため、受光画素による撮像は行わないが、受
光画素と同一構造のダミー画素を配置し、垂直ＣＣＤレ
ジスタを設けることにより、撮像領域１１０と同様の特
性で垂直ＣＣＤレジスタによる信号電荷の転送だけを行
い、水平ＣＣＤレジスタ１２１への電荷受け渡しを行
う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮像領域内に２次
元的に配列された複数の受光画素と各受光画素の信号電
荷を転送する垂直ＣＣＤレジスタ及び水平ＣＣＤレジス
タと、垂直ＣＣＤレジスタの転送電極にクロックパルス
を供給するシャント配線とを有するＣＣＤ撮像素子に関
し、特に撮像領域の大きいＣＣＤ撮像素子に適用して有
効なものに関する。
元的に配列された複数の受光画素と各受光画素の信号電
荷を転送する垂直ＣＣＤレジスタ及び水平ＣＣＤレジス
タと、垂直ＣＣＤレジスタの転送電極にクロックパルス
を供給するシャント配線とを有するＣＣＤ撮像素子に関
し、特に撮像領域の大きいＣＣＤ撮像素子に適用して有
効なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、各種のイメージセンサやデジ
タルカメラ等として、インタライン転送方式のＣＣＤ撮
像素子が提供されている。このＣＣＤ撮像素子は、２次
元的に配列された複数の受光画素と、この受光画素の各
列毎に設けられた複数の垂直ＣＣＤレジスタとによって
撮像領域を構成し、この撮像領域の外側に水平ＣＣＤレ
ジスタ及び出力部を設けたものである。このようなＣＣ
Ｄ撮像素子において、特に大型画面を有する映像機器に
用いられるＣＣＤ撮像素子、特に、ＨＤＴＶに用いられ
る撮像素子のように、高い出カレートを要求されるもの
は、垂直ＣＣＤレジスタを高速に駆動する必要があるた
め、垂直ＣＣＤレジスタのクロックを供給する手段とし
てシャント配線を行うことが一般的に行われている。
タルカメラ等として、インタライン転送方式のＣＣＤ撮
像素子が提供されている。このＣＣＤ撮像素子は、２次
元的に配列された複数の受光画素と、この受光画素の各
列毎に設けられた複数の垂直ＣＣＤレジスタとによって
撮像領域を構成し、この撮像領域の外側に水平ＣＣＤレ
ジスタ及び出力部を設けたものである。このようなＣＣ
Ｄ撮像素子において、特に大型画面を有する映像機器に
用いられるＣＣＤ撮像素子、特に、ＨＤＴＶに用いられ
る撮像素子のように、高い出カレートを要求されるもの
は、垂直ＣＣＤレジスタを高速に駆動する必要があるた
め、垂直ＣＣＤレジスタのクロックを供給する手段とし
てシャント配線を行うことが一般的に行われている。
【０００３】図５は、従来のシャント配線を設けたＣＣ
Ｄ撮像素子の概略構成を示す平面図であり、図６は、図
５に示すＣＣＤ撮像素子の撮像領域内の配線構造を示す
部分的な拡大平面図である。図５に示すように、このＣ
ＣＤ撮像素子は、撮像領域１０内に図示しない受光画素
及び垂直ＣＣＤレジスタが設けられ、撮像領域１０の外
側に水平ＣＣＤレジスタ２１及び出力部２２が設けられ
ている。そして、撮像領域１０の上層には、各垂直ＣＣ
Ｄレジスタに沿って垂直方向にシャント配線３０が設け
られている。シャント配線３０の各信号線３１、３２、
３３、３４は、撮像領域１０の水平ＣＣＤレジスタ２１
と反対側の外側領域に配置されたバス配線４０に接続さ
れている。バス配線４０の各信号線（バスライン）４
１、４２、４３、４４は互いに同心状の閉ループ状に形
成され、各閉ループの一部が外側に引き出されて、撮像
素子チップの外部配線と接続される電極パッド５１、５
２、５３、５４に独立して接続されている。
Ｄ撮像素子の概略構成を示す平面図であり、図６は、図
５に示すＣＣＤ撮像素子の撮像領域内の配線構造を示す
部分的な拡大平面図である。図５に示すように、このＣ
ＣＤ撮像素子は、撮像領域１０内に図示しない受光画素
及び垂直ＣＣＤレジスタが設けられ、撮像領域１０の外
側に水平ＣＣＤレジスタ２１及び出力部２２が設けられ
ている。そして、撮像領域１０の上層には、各垂直ＣＣ
Ｄレジスタに沿って垂直方向にシャント配線３０が設け
られている。シャント配線３０の各信号線３１、３２、
３３、３４は、撮像領域１０の水平ＣＣＤレジスタ２１
と反対側の外側領域に配置されたバス配線４０に接続さ
れている。バス配線４０の各信号線（バスライン）４
１、４２、４３、４４は互いに同心状の閉ループ状に形
成され、各閉ループの一部が外側に引き出されて、撮像
素子チップの外部配線と接続される電極パッド５１、５
２、５３、５４に独立して接続されている。
【０００４】また、図６に示すように、シャント配線３
０の各信号線３１、３２、３３、３４は、それぞれコン
タクト部３５を介して垂直ＣＣＤレジスタの各転送電極
（ｐｏｌｙ−Ｓｉ電極）６１、６２、６３、６４に接続
される。なお、本例は、４相クロック駆動の例を示して
おり、シャント配線３０の信号線３１、３２、３３、３
４、バス配線４０の信号線４１、４２、４３、４４、電
極パッド５１、５２、５３、５４、及び転送電極６１、
６２、６３、６４は、４つ１組みで構成されている。
０の各信号線３１、３２、３３、３４は、それぞれコン
タクト部３５を介して垂直ＣＣＤレジスタの各転送電極
（ｐｏｌｙ−Ｓｉ電極）６１、６２、６３、６４に接続
される。なお、本例は、４相クロック駆動の例を示して
おり、シャント配線３０の信号線３１、３２、３３、３
４、バス配線４０の信号線４１、４２、４３、４４、電
極パッド５１、５２、５３、５４、及び転送電極６１、
６２、６３、６４は、４つ１組みで構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の配線構造において、ＣＣＤ撮像素子のチッ
プサイズが大きかったり、クロックが速すぎる場合に
は、シャント配線３０の内部で伝播遅延が生じるため、
バス配線４０と反対側の端部で、クロックが十分な波形
とならず、その実効振幅が下がってしまい、垂直ＣＣＤ
レジスタの取り扱い電荷量が低下するという問題が起き
る。また、さらに大型のＣＣＤ撮像素子を考えた場合、
この問題はさらに顕著になるため、大きなＣＣＤ撮像素
子では、高速に駆動できないことになり、多画素化が困
難となり、または、単位時間あたりのフレーム数を増や
せないといった問題が生じ、また、大型化自体が困難と
なるという問題が生じる。
ような従来の配線構造において、ＣＣＤ撮像素子のチッ
プサイズが大きかったり、クロックが速すぎる場合に
は、シャント配線３０の内部で伝播遅延が生じるため、
バス配線４０と反対側の端部で、クロックが十分な波形
とならず、その実効振幅が下がってしまい、垂直ＣＣＤ
レジスタの取り扱い電荷量が低下するという問題が起き
る。また、さらに大型のＣＣＤ撮像素子を考えた場合、
この問題はさらに顕著になるため、大きなＣＣＤ撮像素
子では、高速に駆動できないことになり、多画素化が困
難となり、または、単位時間あたりのフレーム数を増や
せないといった問題が生じ、また、大型化自体が困難と
なるという問題が生じる。
【０００６】そこで本発明の目的は、シャント配線に伝
播遅延を生じることなく有効にクロックを供給でき、Ｃ
ＣＤ撮像素子の大型化、多画素化、高速化等に貢献でき
るＣＣＤ撮像素子の配線構造を提供することにある。
播遅延を生じることなく有効にクロックを供給でき、Ｃ
ＣＤ撮像素子の大型化、多画素化、高速化等に貢献でき
るＣＣＤ撮像素子の配線構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、撮像領域内に２次元的に配列された複数
の受光画素と、前記受光画素の各列毎に垂直方向に沿っ
て配置され、各受光画素からの信号電荷を垂直方向に転
送する複数の垂直ＣＣＤレジスタと、前記複数の垂直Ｃ
ＣＤレジスタの少なくとも一方の端部に接続されて水平
方向に沿って配置され、各垂直ＣＣＤレジスタによって
転送される信号電荷を水平方向に転送する水平ＣＣＤレ
ジスタとを具備したＣＣＤ撮像素子において、前記垂直
ＣＣＤレジスタの上層に垂直方向に沿って配置され、前
記垂直ＣＣＤレジスタを駆動する転送電極にクロックパ
ルスを供給するシャント配線と、前記シャント配線の垂
直方向の両側周辺部に配置され、前記シャント配線への
クロックパルスの供給を垂直方向の両側から行うバス配
線とを有することを特徴とする。
め、本発明は、撮像領域内に２次元的に配列された複数
の受光画素と、前記受光画素の各列毎に垂直方向に沿っ
て配置され、各受光画素からの信号電荷を垂直方向に転
送する複数の垂直ＣＣＤレジスタと、前記複数の垂直Ｃ
ＣＤレジスタの少なくとも一方の端部に接続されて水平
方向に沿って配置され、各垂直ＣＣＤレジスタによって
転送される信号電荷を水平方向に転送する水平ＣＣＤレ
ジスタとを具備したＣＣＤ撮像素子において、前記垂直
ＣＣＤレジスタの上層に垂直方向に沿って配置され、前
記垂直ＣＣＤレジスタを駆動する転送電極にクロックパ
ルスを供給するシャント配線と、前記シャント配線の垂
直方向の両側周辺部に配置され、前記シャント配線への
クロックパルスの供給を垂直方向の両側から行うバス配
線とを有することを特徴とする。
【０００８】本発明のＣＣＤ撮像素子では、垂直方向に
沿って配置されるシャント配線に対し、垂直方向の両側
に配置したバス配線からクロックパルスを供給し、シャ
ント配線の両端からクロックパルスが入力されるように
したことから、シャント配線の端部で伝播遅延によるパ
ルス波形の劣化が生じることがなくなり、十分な実行振
幅を確保できる。したがって、ＣＣＤ撮像素子が大型
化、多画素化したりクロックパルスが高速化した場合に
も、シャント配線を介して適正なクロックパルスを垂直
ＣＣＤレジスタ全体に供給でき、適正なＣＣＤ撮像素子
の動作を得ることが可能となる。
沿って配置されるシャント配線に対し、垂直方向の両側
に配置したバス配線からクロックパルスを供給し、シャ
ント配線の両端からクロックパルスが入力されるように
したことから、シャント配線の端部で伝播遅延によるパ
ルス波形の劣化が生じることがなくなり、十分な実行振
幅を確保できる。したがって、ＣＣＤ撮像素子が大型
化、多画素化したりクロックパルスが高速化した場合に
も、シャント配線を介して適正なクロックパルスを垂直
ＣＣＤレジスタ全体に供給でき、適正なＣＣＤ撮像素子
の動作を得ることが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明す
る実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的
に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記
載がない限り、これらの態様に限定されないものとす
る。本実施の形態によるＣＣＤ撮像素子は、シャント配
線にクロックパルスを供給するバス配線をシャント配線
の垂直方向の両側周辺部に設けることにより、シャント
配線の両端からクロックパルスを供給するようにして、
伝播遅延によるシャント配線端部の実行振幅劣化をなく
すようにしたものである。なお、撮像領域の水平ＣＣＤ
レジスタを設けた側は、この水平ＣＣＤレジスタが邪魔
になって従来はバス配線を配置することが困難であった
が、以下のような実施例の構成により、撮像領域と水平
ＣＣＤレジスタの境界領域にバス配線を配置することを
可能とし、シャント配線の両側からのクロックパルスの
供給を可能としたものである。
て図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明す
る実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的
に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記
載がない限り、これらの態様に限定されないものとす
る。本実施の形態によるＣＣＤ撮像素子は、シャント配
線にクロックパルスを供給するバス配線をシャント配線
の垂直方向の両側周辺部に設けることにより、シャント
配線の両端からクロックパルスを供給するようにして、
伝播遅延によるシャント配線端部の実行振幅劣化をなく
すようにしたものである。なお、撮像領域の水平ＣＣＤ
レジスタを設けた側は、この水平ＣＣＤレジスタが邪魔
になって従来はバス配線を配置することが困難であった
が、以下のような実施例の構成により、撮像領域と水平
ＣＣＤレジスタの境界領域にバス配線を配置することを
可能とし、シャント配線の両側からのクロックパルスの
供給を可能としたものである。
【００１０】図１は、本発明の第１実施例によるＣＣＤ
撮像素子の概略構成を示す平面図である。なお、シャン
ト配線と垂直ＣＣＤレジスタとの接続構造は、例えば図
６に示した従来例と同様であるので説明は省略する。図
１に示すように、このＣＣＤ撮像素子は、撮像領域１１
０の垂直方向両側にバス配線１４０、１５０が設けら
れ、撮像領域１１０上のシャント配線１３０の各信号線
１３１、１３２、１３３、１３４の両端から垂直転送ク
ロックパルスを供給するようにしたものである。なお、
シャント配線１３０及びバス配線１４０、１５０は、金
属等の低抵抗の電極材料より形成されている。また、撮
像領域１１０内には、図示しない受光画素や垂直ＣＣＤ
レジスタが設けられており、シャント配線１３０の各信
号線は、各垂直ＣＣＤレジスタに沿って垂直方向に配置
されている。また、撮像領域１１０の垂直方向の一側部
には、水平ＣＣＤレジスタ１２１及び出力１２２が配置
され、各垂直ＣＣＤレジスタによって転送されてきた信
号電荷を水平ライン単位で水平方向に転送し、出力部１
２２から撮像信号に変換して出力する。
撮像素子の概略構成を示す平面図である。なお、シャン
ト配線と垂直ＣＣＤレジスタとの接続構造は、例えば図
６に示した従来例と同様であるので説明は省略する。図
１に示すように、このＣＣＤ撮像素子は、撮像領域１１
０の垂直方向両側にバス配線１４０、１５０が設けら
れ、撮像領域１１０上のシャント配線１３０の各信号線
１３１、１３２、１３３、１３４の両端から垂直転送ク
ロックパルスを供給するようにしたものである。なお、
シャント配線１３０及びバス配線１４０、１５０は、金
属等の低抵抗の電極材料より形成されている。また、撮
像領域１１０内には、図示しない受光画素や垂直ＣＣＤ
レジスタが設けられており、シャント配線１３０の各信
号線は、各垂直ＣＣＤレジスタに沿って垂直方向に配置
されている。また、撮像領域１１０の垂直方向の一側部
には、水平ＣＣＤレジスタ１２１及び出力１２２が配置
され、各垂直ＣＣＤレジスタによって転送されてきた信
号電荷を水平ライン単位で水平方向に転送し、出力部１
２２から撮像信号に変換して出力する。
【００１１】そして、バス配線１４０、１５０のうち、
水平ＣＣＤレジスタ１２１と反対側のバス配線１４０
は、撮像領域１１０の外側に配置されており、４本の信
号線（バスライン）１４１、１４２、１４３、１４４
が、互いに同心状の方形閉ループ状に形成され、シャン
ト配線１３０の信号線１３１、１３２、１３３、１３４
に選択的に接続されている。また、各信号線１４１、１
４２、１４３、１４４の閉ループの一部は外側に引き出
されて、撮像素子チップの外部配線と接続される電極パ
ッド１６１、１６２、１６３、１６４に独立して接続さ
れている。このようにバス配線１４０は、各信号線１４
１、１４２、１４３、１４４を閉ループに形成し、各閉
ループを電極パッド１６１、１６２、１６３、１６４に
接続する構成により、電極パッドの数を抑制しつつ、で
きるだけバスライン全体に効率よくクロックパルスを供
給する構成となっている。
水平ＣＣＤレジスタ１２１と反対側のバス配線１４０
は、撮像領域１１０の外側に配置されており、４本の信
号線（バスライン）１４１、１４２、１４３、１４４
が、互いに同心状の方形閉ループ状に形成され、シャン
ト配線１３０の信号線１３１、１３２、１３３、１３４
に選択的に接続されている。また、各信号線１４１、１
４２、１４３、１４４の閉ループの一部は外側に引き出
されて、撮像素子チップの外部配線と接続される電極パ
ッド１６１、１６２、１６３、１６４に独立して接続さ
れている。このようにバス配線１４０は、各信号線１４
１、１４２、１４３、１４４を閉ループに形成し、各閉
ループを電極パッド１６１、１６２、１６３、１６４に
接続する構成により、電極パッドの数を抑制しつつ、で
きるだけバスライン全体に効率よくクロックパルスを供
給する構成となっている。
【００１２】また、バス配線１４０、１５０のうち、水
平ＣＣＤレジスタ１２１側のバス配線１５０は、撮像領
域１１０と水平ＣＣＤレジスタ１２１との境界領域に配
置されており、４本の信号線（バスライン）１５１、１
５２、１５３、１５４が平行線状に水平方向に配置さ
れ、シャント配線１３０の信号線１３１、１３２、１３
３、１３４に選択的に接続されている。そして、各信号
線１５１、１５２、１５３、１５４の両端は撮像素子チ
ップの外部配線と接続される電極パッド１７１Ａ、１７
２Ａ、１７３Ａ、１７４Ａ、１７１Ｂ、１７２Ｂ、１７
３Ｂ、１７４Ｂに独立して接続されている。このように
バス配線１５０は、各信号線１５１、１５２、１５３、
１５４の両端に電極パッド１７１Ａ、１７２Ａ、１７３
Ａ、１７４Ａ、１７１Ｂ、１７２Ｂ、１７３Ｂ、１７４
Ｂを接続することにより、電極パッド数は多くなるもの
の、各バスラインの両端からクロックパルスを供給で
き、より高精度のクロックパルスを供給できる構成とな
っている。
平ＣＣＤレジスタ１２１側のバス配線１５０は、撮像領
域１１０と水平ＣＣＤレジスタ１２１との境界領域に配
置されており、４本の信号線（バスライン）１５１、１
５２、１５３、１５４が平行線状に水平方向に配置さ
れ、シャント配線１３０の信号線１３１、１３２、１３
３、１３４に選択的に接続されている。そして、各信号
線１５１、１５２、１５３、１５４の両端は撮像素子チ
ップの外部配線と接続される電極パッド１７１Ａ、１７
２Ａ、１７３Ａ、１７４Ａ、１７１Ｂ、１７２Ｂ、１７
３Ｂ、１７４Ｂに独立して接続されている。このように
バス配線１５０は、各信号線１５１、１５２、１５３、
１５４の両端に電極パッド１７１Ａ、１７２Ａ、１７３
Ａ、１７４Ａ、１７１Ｂ、１７２Ｂ、１７３Ｂ、１７４
Ｂを接続することにより、電極パッド数は多くなるもの
の、各バスラインの両端からクロックパルスを供給で
き、より高精度のクロックパルスを供給できる構成とな
っている。
【００１３】また、このようなバス配線１５０が設けら
れる撮像領域１１０と水平ＣＣＤレジスタ１２１との境
界領域は、撮像領域１１０の延長領域であり、撮像領域
１１０内で実際に撮像を行う受光画素と同一構造のダミ
ー画素が配置され、また、垂直ＣＣＤレジスタが配置さ
れている。つまり、この領域（本例では水平４ライン分
の領域）では、上面にバス配線１５０が通っているた
め、受光画素による撮像は行わないが、他の撮像領域１
１０と同様の特性で垂直ＣＣＤレジスタによる信号電荷
の転送だけを行い、水平ＣＣＤレジスタ１２１への電荷
受け渡しを行っている。なお、ダミー画素としては、通
常の受光画素と同様の工程で製造し、ただ上面の遮光膜
に受光用の開口部を設けないようにすることで容易に実
現できる。
れる撮像領域１１０と水平ＣＣＤレジスタ１２１との境
界領域は、撮像領域１１０の延長領域であり、撮像領域
１１０内で実際に撮像を行う受光画素と同一構造のダミ
ー画素が配置され、また、垂直ＣＣＤレジスタが配置さ
れている。つまり、この領域（本例では水平４ライン分
の領域）では、上面にバス配線１５０が通っているた
め、受光画素による撮像は行わないが、他の撮像領域１
１０と同様の特性で垂直ＣＣＤレジスタによる信号電荷
の転送だけを行い、水平ＣＣＤレジスタ１２１への電荷
受け渡しを行っている。なお、ダミー画素としては、通
常の受光画素と同様の工程で製造し、ただ上面の遮光膜
に受光用の開口部を設けないようにすることで容易に実
現できる。
【００１４】このような構成により、本例では、撮像領
域の両側にバス配線１４０、１５０を配置でき、シャン
ト配線１３０の両端からクロックパルスを印加すること
が可能となり、撮像領域全体で垂直ＣＣＤレジスタの転
送電極に適正な波形の十分な実行振幅を有するクロック
パルスを印加することが可能となる。なお、以上の説明
のように、本例では４相クロック駆動の例を示してお
り、シャント配線１３０の信号線１３１、１３２、１３
３、１３４、バス配線１４０、１５０の信号線１４１、
１４２、１４３、１４４、１５１、１５２、１５３、１
５４、及び電極パッド１６１、１６２、１６３、１６
４、１７１、１７２、１７３、１７４は、４つ１組みで
構成されている。
域の両側にバス配線１４０、１５０を配置でき、シャン
ト配線１３０の両端からクロックパルスを印加すること
が可能となり、撮像領域全体で垂直ＣＣＤレジスタの転
送電極に適正な波形の十分な実行振幅を有するクロック
パルスを印加することが可能となる。なお、以上の説明
のように、本例では４相クロック駆動の例を示してお
り、シャント配線１３０の信号線１３１、１３２、１３
３、１３４、バス配線１４０、１５０の信号線１４１、
１４２、１４３、１４４、１５１、１５２、１５３、１
５４、及び電極パッド１６１、１６２、１６３、１６
４、１７１、１７２、１７３、１７４は、４つ１組みで
構成されている。
【００１５】図２は、本発明の第２実施例によるＣＣＤ
撮像素子の概略構成を示す平面図である。なお、図１と
共通の構成については同一符号を用いて説明する。この
ＣＣＤ撮像素子は、水平ＣＣＤレジスタ１２１と反対側
のバス配線に、図１に示す閉ループ状のバス配線１４０
の代わりに、バス配線１５０と同様の平行線状の信号線
（バスライン）１８１、１８２、１８３、１８４を有す
るバス配線１８０としたものである。すなわち、このバ
ス配線１８０は、撮像領域１１０の外側に水平方向に直
線状の各信号線１８１、１８２、１８３、１８４を設け
たものであり、各信号線１８１、１８２、１８３、１８
４はシャント配線１３０の信号線１３１、１３２、１３
３、１３４に選択的に接続され、各信号線１８１、１８
２、１８３、１８４の両端部には電極パッド１９１Ａ、
１９２Ａ、１９３Ａ、１９４Ａ、１９１Ｂ、１９２Ｂ、
１９３Ｂ、１９４Ｂが接続されている。なお、その他
は、図１に示す実施例と同様であるので説明は省略す
る。
撮像素子の概略構成を示す平面図である。なお、図１と
共通の構成については同一符号を用いて説明する。この
ＣＣＤ撮像素子は、水平ＣＣＤレジスタ１２１と反対側
のバス配線に、図１に示す閉ループ状のバス配線１４０
の代わりに、バス配線１５０と同様の平行線状の信号線
（バスライン）１８１、１８２、１８３、１８４を有す
るバス配線１８０としたものである。すなわち、このバ
ス配線１８０は、撮像領域１１０の外側に水平方向に直
線状の各信号線１８１、１８２、１８３、１８４を設け
たものであり、各信号線１８１、１８２、１８３、１８
４はシャント配線１３０の信号線１３１、１３２、１３
３、１３４に選択的に接続され、各信号線１８１、１８
２、１８３、１８４の両端部には電極パッド１９１Ａ、
１９２Ａ、１９３Ａ、１９４Ａ、１９１Ｂ、１９２Ｂ、
１９３Ｂ、１９４Ｂが接続されている。なお、その他
は、図１に示す実施例と同様であるので説明は省略す
る。
【００１６】図３は、本発明の第３実施例によるＣＣＤ
撮像素子の概略構成を示す平面図である。なお、図１と
共通の構成については同一符号を用いて説明する。この
ＣＣＤ撮像素子は、撮像領域１１０の両側に水平ＣＣＤ
レジスタ１２１Ａ、１２１Ｂを設けたものであり、例え
ば受光画素の奇数列は水平ＣＣＤレジスタ１２１Ａに転
送し、受光画素の偶数列は水平ＣＣＤレジスタ１２１Ｂ
に転送するような構成となっている。そして本実施例で
は、このような撮像領域１１０の両側に水平ＣＣＤレジ
スタ１２１Ａ、１２１Ｂを設けた構成において、撮像領
域１１０の両側に配置するバス配線２００、２１０に上
述した図１のバス配線１５０と同様の構成を用いたもの
である。
撮像素子の概略構成を示す平面図である。なお、図１と
共通の構成については同一符号を用いて説明する。この
ＣＣＤ撮像素子は、撮像領域１１０の両側に水平ＣＣＤ
レジスタ１２１Ａ、１２１Ｂを設けたものであり、例え
ば受光画素の奇数列は水平ＣＣＤレジスタ１２１Ａに転
送し、受光画素の偶数列は水平ＣＣＤレジスタ１２１Ｂ
に転送するような構成となっている。そして本実施例で
は、このような撮像領域１１０の両側に水平ＣＣＤレジ
スタ１２１Ａ、１２１Ｂを設けた構成において、撮像領
域１１０の両側に配置するバス配線２００、２１０に上
述した図１のバス配線１５０と同様の構成を用いたもの
である。
【００１７】すなわち、一方のバス配線２００は、撮像
領域１１０と水平ＣＣＤレジスタ１２１Ａとの境界領域
に配置されており、４本の信号線（バスライン）２０
１、２０２、２０３、２０４が平行線状に水平方向に配
置され、シャント配線１３０の信号線１３１、１３２、
１３３、１３４に選択的に接続されている。また、各信
号線２０１、２０２、２０３、２０４の両端は、撮像素
子チップの外部配線と接続される電極パッド２２１Ａ、
２２２Ａ、２２３Ａ、２２４Ａ、２２１Ｂ、２２２Ｂ、
２２３Ｂ、２２４Ｂに独立して接続されている。
領域１１０と水平ＣＣＤレジスタ１２１Ａとの境界領域
に配置されており、４本の信号線（バスライン）２０
１、２０２、２０３、２０４が平行線状に水平方向に配
置され、シャント配線１３０の信号線１３１、１３２、
１３３、１３４に選択的に接続されている。また、各信
号線２０１、２０２、２０３、２０４の両端は、撮像素
子チップの外部配線と接続される電極パッド２２１Ａ、
２２２Ａ、２２３Ａ、２２４Ａ、２２１Ｂ、２２２Ｂ、
２２３Ｂ、２２４Ｂに独立して接続されている。
【００１８】また、他方のバス配線２１０は、撮像領域
１１０と水平ＣＣＤレジスタ１２１Ｂとの境界領域に配
置されており、４本の信号線（バスライン）２１１、２
１２、２１３、２１４が平行線状に水平方向に配置さ
れ、シャント配線１３０の信号線１３１、１３２、１３
３、１３４に選択的に接続されている。また、各信号線
２１１、２１２、２１３、２１４の両端は、撮像素子チ
ップの外部配線と接続される電極パッド２３１Ａ、２３
２Ａ、２３３Ａ、２３４Ａ、２３１Ｂ、２３２Ｂ、２３
３Ｂ、２３４Ｂに独立して接続されている。そして、こ
れらのバス配線２００、２１０が設けられる撮像領域１
１０と水平ＣＣＤレジスタ１２１Ａ、１２１Ｂとの境界
領域は、図１の実施例で説明したものと同様にダミー画
素が形成され、垂直ＣＣＤレジスタが配置されている。
１１０と水平ＣＣＤレジスタ１２１Ｂとの境界領域に配
置されており、４本の信号線（バスライン）２１１、２
１２、２１３、２１４が平行線状に水平方向に配置さ
れ、シャント配線１３０の信号線１３１、１３２、１３
３、１３４に選択的に接続されている。また、各信号線
２１１、２１２、２１３、２１４の両端は、撮像素子チ
ップの外部配線と接続される電極パッド２３１Ａ、２３
２Ａ、２３３Ａ、２３４Ａ、２３１Ｂ、２３２Ｂ、２３
３Ｂ、２３４Ｂに独立して接続されている。そして、こ
れらのバス配線２００、２１０が設けられる撮像領域１
１０と水平ＣＣＤレジスタ１２１Ａ、１２１Ｂとの境界
領域は、図１の実施例で説明したものと同様にダミー画
素が形成され、垂直ＣＣＤレジスタが配置されている。
【００１９】図４は、本発明の第４実施例によるＣＣＤ
撮像素子の概略構成を示す平面図である。なお、図１と
共通の構成については同一符号を用いて説明する。この
ＣＣＤ撮像素子は、水平ＣＣＤレジスタ１２１側のバス
配線に、閉ループ状のバス配線２４０を用いたものであ
る。すなわち、このバス配線２４０の信号線（バスライ
ン）２４１、２４２、２４３、２４４は、水平ＣＣＤレ
ジスタ１２１の外周を囲む大きさの方形同心状の閉ルー
プ状に形成されており、内側の部分が撮像領域１１０と
水平ＣＣＤレジスタ１２１との境界領域に配置され、外
側の部分が水平ＣＣＤレジスタ１２１の外側領域に配置
されている。そして、各ループの一部が外側に引き出さ
れ、撮像素子チップの外部配線と接続される電極パッド
２５１、２５２、２５３、２５４に独立して接続されて
いる。
撮像素子の概略構成を示す平面図である。なお、図１と
共通の構成については同一符号を用いて説明する。この
ＣＣＤ撮像素子は、水平ＣＣＤレジスタ１２１側のバス
配線に、閉ループ状のバス配線２４０を用いたものであ
る。すなわち、このバス配線２４０の信号線（バスライ
ン）２４１、２４２、２４３、２４４は、水平ＣＣＤレ
ジスタ１２１の外周を囲む大きさの方形同心状の閉ルー
プ状に形成されており、内側の部分が撮像領域１１０と
水平ＣＣＤレジスタ１２１との境界領域に配置され、外
側の部分が水平ＣＣＤレジスタ１２１の外側領域に配置
されている。そして、各ループの一部が外側に引き出さ
れ、撮像素子チップの外部配線と接続される電極パッド
２５１、２５２、２５３、２５４に独立して接続されて
いる。
【００２０】また、撮像領域１１０と水平ＣＣＤレジス
タ１２１との境界領域は、図１の実施例で説明したもの
と同様にダミー画素が形成され、垂直ＣＣＤレジスタが
配置されている。このような構成では、水平ＣＣＤレジ
スタ１２１側に配置されるバス配線２４０に接続される
電極パッド数を減らすことができる利点がある。なお、
水平ＣＣＤレジスタ１２１の反対側に配置されるバス配
線１４０は、図１に示す実施例と同様であるので説明は
省略する。
タ１２１との境界領域は、図１の実施例で説明したもの
と同様にダミー画素が形成され、垂直ＣＣＤレジスタが
配置されている。このような構成では、水平ＣＣＤレジ
スタ１２１側に配置されるバス配線２４０に接続される
電極パッド数を減らすことができる利点がある。なお、
水平ＣＣＤレジスタ１２１の反対側に配置されるバス配
線１４０は、図１に示す実施例と同様であるので説明は
省略する。
【００２１】以上のような本実施の形態によるＣＣＤ撮
像素子では、シャント配線の両側からクロックパルスを
送ることができるため、高速クロックを適正に転送電極
に印加でき、高フレームレートのＣＣＤ撮像素子を実現
することができる。また、例えば、３５ｍｍフィルムサ
イズのような大きなＣＣＤ撮像素子でもフレームレート
を落とすことなく実現できる。このような高フレームレ
ート化は、例えばＢＳディジタル放送の普及により、Ｈ
ＤＴＶの１０８０／６０Ｐの規格などで強く要望されて
いたものであり、高速度撮影などで非常にニーズの大き
いものである。また、大面積のＣＣＤ撮像素子は、フィ
ルムカメラの光学系がそのまま使えるものとして非常に
ニーズが大きいものである。本実施の形態によるＣＣＤ
撮像素子は、このような要請に有効に対応することがで
き、極めて大きな効果を奏することが予想される。な
お、本発明にかかるＣＣＤ撮像素子は、上記図１〜図４
に示す構成のものに限定されず、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々の変形が可能である。
像素子では、シャント配線の両側からクロックパルスを
送ることができるため、高速クロックを適正に転送電極
に印加でき、高フレームレートのＣＣＤ撮像素子を実現
することができる。また、例えば、３５ｍｍフィルムサ
イズのような大きなＣＣＤ撮像素子でもフレームレート
を落とすことなく実現できる。このような高フレームレ
ート化は、例えばＢＳディジタル放送の普及により、Ｈ
ＤＴＶの１０８０／６０Ｐの規格などで強く要望されて
いたものであり、高速度撮影などで非常にニーズの大き
いものである。また、大面積のＣＣＤ撮像素子は、フィ
ルムカメラの光学系がそのまま使えるものとして非常に
ニーズが大きいものである。本実施の形態によるＣＣＤ
撮像素子は、このような要請に有効に対応することがで
き、極めて大きな効果を奏することが予想される。な
お、本発明にかかるＣＣＤ撮像素子は、上記図１〜図４
に示す構成のものに限定されず、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々の変形が可能である。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、本発明のＣＣＤ撮像素子
によれば、垂直方向に沿って配置されるシャント配線に
対し、垂直方向の両側に配置したバス配線からクロック
パルスを供給し、シャント配線の両端からクロックパル
スが入力されるようにしたことから、シャント配線の端
部で伝播遅延によるパルス波形の劣化が生じることがな
くなり、十分な実行振幅を確保できる。したがって、Ｃ
ＣＤ撮像素子が大型化、多画素化したりクロックパルス
が高速化した場合にも、シャント配線を介して適正なク
ロックパルスを垂直ＣＣＤレジスタ全体に供給でき、適
正なＣＣＤ撮像素子の動作を得ることが可能となる効果
がある。
によれば、垂直方向に沿って配置されるシャント配線に
対し、垂直方向の両側に配置したバス配線からクロック
パルスを供給し、シャント配線の両端からクロックパル
スが入力されるようにしたことから、シャント配線の端
部で伝播遅延によるパルス波形の劣化が生じることがな
くなり、十分な実行振幅を確保できる。したがって、Ｃ
ＣＤ撮像素子が大型化、多画素化したりクロックパルス
が高速化した場合にも、シャント配線を介して適正なク
ロックパルスを垂直ＣＣＤレジスタ全体に供給でき、適
正なＣＣＤ撮像素子の動作を得ることが可能となる効果
がある。
【図１】本発明の第１実施例によるＣＣＤ撮像素子の概
略構成を示す平面図である。
略構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第２実施例によるＣＣＤ撮像素子の概
略構成を示す平面図である。
略構成を示す平面図である。
【図３】本発明の第３実施例によるＣＣＤ撮像素子の概
略構成を示す平面図である。
略構成を示す平面図である。
【図４】本発明の第４実施例によるＣＣＤ撮像素子の概
略構成を示す平面図である。
略構成を示す平面図である。
【図５】従来例によるＣＣＤ撮像素子の概略構成を示す
平面図である。
平面図である。
【図６】図５に示すＣＣＤ撮像素子の撮像領域内の配線
構造を示す部分的な拡大平面図である。
構造を示す部分的な拡大平面図である。
１１０……撮像領域、１２１……水平ＣＣＤレジスタ、
１２２……出力部、１３０……シャント配線、１４０、
１５０……バス配線、１６１、１６２、１６３、１６
４、１７１、１７２、１７３、１７４……電極パッド。
１２２……出力部、１３０……シャント配線、１４０、
１５０……バス配線、１６１、１６２、１６３、１６
４、１７１、１７２、１７３、１７４……電極パッド。
Claims (9)
- 【請求項１】 撮像領域内に２次元的に配列された複数
の受光画素と、前記受光画素の各列毎に垂直方向に沿っ
て配置され、各受光画素からの信号電荷を垂直方向に転
送する複数の垂直ＣＣＤレジスタと、前記複数の垂直Ｃ
ＣＤレジスタの少なくとも一方の端部に接続されて水平
方向に沿って配置され、各垂直ＣＣＤレジスタによって
転送される信号電荷を水平方向に転送する水平ＣＣＤレ
ジスタとを具備したＣＣＤ撮像素子において、 前記垂直ＣＣＤレジスタの上層に垂直方向に沿って配置
され、前記垂直ＣＣＤレジスタを駆動する転送電極にク
ロックパルスを供給するシャント配線と、 前記シャント配線の垂直方向の両側周辺部に配置され、
前記シャント配線へのクロックパルスの供給を垂直方向
の両側から行うバス配線と、 を有することを特徴とするＣＣＤ撮像素子。 - 【請求項２】 前記バス配線は、水平方向に沿って配置
される複数の信号線よりなり、各信号線が前記シャント
配線の信号線に選択的に接続されていることを特徴とす
る請求項１記載のＣＣＤ撮像素子。 - 【請求項３】 前記バス配線の信号線は、それぞれ両端
部が撮像素子チップの外部配線と接続される電極パッド
に独立して接続されていることを特徴とする請求項１記
載のＣＣＤ撮像素子。 - 【請求項４】 前記バス配線の信号線の少なくとも一部
が閉ループ状に形成されていることを特徴とする請求項
１記載のＣＣＤ撮像素子。 - 【請求項５】 前記閉ループ状に形成されたバス配線
は、水平ＣＣＤレジスタを囲む状態の閉ループ状に形成
されていることを特徴とする請求項４記載のＣＣＤ撮像
素子。 - 【請求項６】 前記水平ＣＣＤレジスタ側に配置される
バス配線が、前記撮像領域と前記水平ＣＣＤレジスタと
の境界領域に配置されることを特徴とする請求項１記載
のＣＣＤ撮像素子。 - 【請求項７】 前記バス配線が配置される境界領域は、
前記撮像領域内で実際に撮像を行う受光画素と同一構造
のダミー画素が配置され、前記垂直ＣＣＤレジスタが配
置される領域であることを特徴とする請求項６記載のＣ
ＣＤ撮像素子。 - 【請求項８】 前記撮像領域の垂直方向の両側に水平Ｃ
ＣＤレジスタが配置されていることを特徴とする請求項
６記載のＣＣＤ撮像素子。 - 【請求項９】 前記水平ＣＣＤレジスタのない側に配置
されるバス配線は、前記撮像領域の外側に配置されるこ
とを特徴とする請求項１記載のＣＣＤ撮像素子。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP2002009574A JP3560240B2 (ja) | 2002-01-18 | 2002-01-18 | Ｃｃｄ撮像素子 |
| US10/342,982 US7408579B2 (en) | 2002-01-18 | 2003-01-15 | Solid-state imaging device |
| US12/217,046 US7936389B2 (en) | 2002-01-18 | 2008-06-30 | Solid-state imaging device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| WO2008152770A1 (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-18 | Panasonic Corporation | 固体撮像装置の駆動方法、固体撮像装置 |
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| NL8501210A (nl) * | 1985-04-29 | 1986-11-17 | Philips Nv | Ladingsgekoppelde inrichting. |
| US5194751A (en) * | 1989-07-17 | 1993-03-16 | Sony Corporation | Structure of solid-state image sensing devices |
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| US5530475A (en) * | 1994-11-30 | 1996-06-25 | Eastman Kodak Company | Image sensor with oversized vertical shift registers for marker pixel generation |
| JPH10505724A (ja) * | 1995-06-23 | 1998-06-02 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | Ｃｃｄイメージャの動作方法及び当該方法の実施に適するｃｃｄイメージャ |
| JP3213529B2 (ja) * | 1995-11-30 | 2001-10-02 | 三洋電機株式会社 | 撮像装置 |
| JPH09331055A (ja) * | 1996-06-10 | 1997-12-22 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
| JP4329128B2 (ja) * | 1996-07-12 | 2009-09-09 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法およびカメラ |
| US5937025A (en) * | 1997-03-21 | 1999-08-10 | Dalsa, Inc. | High speed CCD bus structure |
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| US6970193B1 (en) * | 1999-07-14 | 2005-11-29 | Olympus Optical Co., Ltd. | Electronic imaging apparatus operable in two modes with a different optical black correction procedure being effected in each mode |
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| JP2002076319A (ja) * | 2000-08-28 | 2002-03-15 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
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-
2002
- 2002-01-18 JP JP2002009574A patent/JP3560240B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-01-15 US US10/342,982 patent/US7408579B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-06-30 US US12/217,046 patent/US7936389B2/en not_active Expired - Fee Related
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| WO2008152770A1 (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-18 | Panasonic Corporation | 固体撮像装置の駆動方法、固体撮像装置 |
| JP2008311970A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Panasonic Corp | 固体撮像装置の駆動方法、固体撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030169351A1 (en) | 2003-09-11 |
| US7408579B2 (en) | 2008-08-05 |
| US20080266433A1 (en) | 2008-10-30 |
| US7936389B2 (en) | 2011-05-03 |
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