JP2009026849A - 電荷転送装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２系統に分岐された転送路を持つ電荷転送装置の電荷分岐路における電荷振り分け転送時の電荷転送距離を短縮しつつ、転送時間を長くする。
【解決手段】ＨＣＣＤ４は、Ｘ方向に電荷を転送するためのチャネル２１、Ｚ１方向に電荷を転送するためのチャネル２５、Ｚ２方向に電荷を転送するためのチャネル２３、チャネル２３及びチャネル２５とチャネル２１を接続するチャネル２２を備える。各チャネルの不純物濃度は、チャネル２１＜チャネル２２＜チャネル２３，２５の順になっており、チャネル２２上方の分岐電極１２ａ，ｂには固定の直流電圧が印加される。チャネル２２は、Ｔ１とＴ２を結ぶ外周及びＴ３とＴ４を結ぶ外周の各々から内側に迫り出した迫り出し部１９を有する。この迫り出し部１９により、転送電極１１ｂ下方の電荷は、その全てがチャネル２２のＹ方向の幅の中心付近を移動することになり、チャネル２２での電荷の移動距離が短縮される。
【選択図】図２

Description

本発明は、電荷を転送する電荷転送路と、前記電荷転送路に接続され、前記電荷転送路に沿って転送されてきた電荷を交互に２方向に振り分ける電荷分岐路と、前記電荷分岐路に接続され、前記２方向に対応して設けられた２つの分岐転送路とを備える電荷転送装置に関する。

ＣＣＤ型の固体撮像素子において、フレームレートを向上させるために、水平電荷転送路を最終端で２つに分岐して、その各々に出力部を接続することにより、多線出力する方法が提案されている。このような固体撮像素子においては、信号パケットの混信の発生を防止するために、電荷を分岐させる分岐部における電荷振り分け転送を確実に行わなければならないという課題がある。

この課題を解決するために、特許文献１、２では、分岐部を三角形状とし、ショートチャネル効果を利用したポテンシャル勾配により、分岐部における電荷の移動時間を短縮させ、電荷振り分け転送時の混信を抑制している。

図６は、特許文献１に開示されている水平電荷転送装置の概略構成を示す図である。
図６に示す水平電荷転送装置は、電荷転送チャネル５０と、この上方に設けられた電極１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂによって電荷転送路が形成され、電荷転送チャネル５０と、この上方に設けられた電極３Ａ，３ＢＰ，３ＢＲによって電荷分岐路が形成され、電荷転送チャネル５０と、この上方に設けられた電極４Ａ，４Ｂによって分岐転送路が形成された構成となっている。

図６に示す装置では、電圧φ２をハイレベル、電圧φ１，φ１Ｐ，φ１Ｒをローレベルとして電極２Ｂ下方の電荷転送チャネル５０に電荷を蓄積させた状態で、電圧φ２をローレベル、電圧φ１，φ１Ｐをハイレベルにして、電極２Ｂ下方の電荷を、電極３ＢＰ下方の電荷転送チャネル５０まで転送し、ここに蓄積させる。次に、電圧φ２をハイレベル、電圧φ１，φ１Ｐをローレベルにして、電極３ＢＰ下方の電荷を、電極４Ｂ下方の電荷転送チャネル５０まで転送することで、電荷転送路から分岐転送路への電荷転送を行っている。

特許第２５８５６０４号明細書 特許第２９４９８６１号明細書

図６に示した装置は、図中右から左に向かって直線状に流れてきた電荷を、電荷分岐路においてその流れる方向を斜め左上又は左下に変えて、分岐転送路まで転送している。図６に丸で囲った“−”は電子であり、図中の矢印は、電極２Ｂ下から電極３ＢＰ下方までの電子の移動経路の最長距離を示したものである。この矢印で示したように、電荷転送路の端部に存在している電子は、電極２Ｂや電極３Ａ，３ＢＰによって生じるフリンジ電界により、しばらくは直線状に進み、次第に方向が左上に変更されて、電極３ＢＰ下方まで進むことが分かる。このように、電荷転送路を電荷分岐路で２分岐した電荷転送装置では、その構造上、電荷分岐路における電荷の移動経路が長くなり、この結果、電荷分岐路における電荷転送時間が、電荷転送路や分岐転送路における電荷転送時間よりも長くなってしまうという課題がある。

又、特許文献１の装置は、上記課題が発生するにもかかわらず、電荷分岐路の電極を、電荷転送路及び分岐転送路の電極と同じ駆動周波数で駆動しているため、電荷分岐路における電荷転送時間は、電荷転送路や分岐転送路における電荷転送時間によって制限されてしまい、十分に長くとることが難しい。この結果、所定の転送時間内に電荷転送が完了しないことが起こり得て、電荷転送効率が低下する。

電荷分岐路における電荷転送時間を十分に長くできれば問題はなくなるが、電荷分岐路における電荷の移動距離が大きすぎる場合には、それだけ電荷転送時間を長くしなければならず、その実現が困難となってしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、２系統に分岐された転送路を持つ電荷転送装置の電荷分岐路における電荷振り分け転送時の電荷転送距離を短縮することが可能な電荷転送装置を提供することを目的とする。

本発明の電荷転送装置は、電荷を転送する電荷転送路と、前記電荷転送路に接続され、前記電荷転送路に沿って転送されてきた電荷を２方向に振り分ける電荷分岐路と、前記電荷分岐路に接続され、前記２方向に対応して設けられた２つの分岐転送路とを備える電荷転送装置であって、前記電荷転送路上方に前記電荷転送路による電荷の転送方向に配列して設けられた複数の転送電極と、前記電荷分岐路上方に設けられた分岐電極と、前記分岐転送路上方に前記分岐転送路による電荷の転送方向に配列して設けられた複数の分岐転送電極とを備え、前記転送電極、前記分岐電極、及び前記分岐転送電極に電圧を印加して前記電荷転送路、前記電荷分岐路、及び前記分岐転送路を駆動する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、前記電荷転送路から前記２つの分岐転送路のいずれかに電荷を転送する際に、前記電荷が蓄積されている前記電荷転送路から前記電荷の転送先である前記分岐転送路に至るまでの経路に、前記電荷の転送方向下流側に向けて連なる階段状の電位ポテンシャルが形成されるように、前記転送電極及び前記分岐転送電極に所定の電圧を印加すると共に、前記分岐電極には前記転送電極及び前記分岐転送電極に印加する電圧とは独立した固定の電圧を印加するものであり、前記電荷分岐路は、前記電荷転送路と接続される部分の前記電荷転送路による電荷の転送方向に直交する方向の端部の一方と、一方の前記分岐転送路と接続される部分の当該分岐転送路による電荷の転送方向に直交する方向の端部の一方とを結ぶ第１の外周、及び、前記電荷転送路と接続される部分の前記電荷転送路による電荷の転送方向に直交する方向の端部の他方と、他方の前記分岐転送路と接続される部分の当該分岐転送路による電荷の転送方向に直交する方向の端部の一方とを結ぶ第２の外周の少なくとも一方から内側に迫り出した迫り出し部を有する。

本発明の電荷転送装置は、前記迫り出し部が、前記電荷転送路、前記電荷分岐路、及び前記分岐転送路を他の素子から分離するための素子分離領域によって構成されている。

本発明の電荷転送装置は、前記電荷転送路と前記電荷分岐路と前記分岐転送路とが、それぞれ半導体基板に埋め込まれた不純物層からなり、前記電荷転送路を構成する不純物層の不純物濃度＜前記電荷分岐路を構成する不純物層の不純物濃度＜前記分岐転送路を構成する不純物層の不純物濃度、関係が成り立っている。

本発明の撮像装置は、光電変換素子と、前記光電変換素子に蓄積された電荷を読み出して垂直方向に転送する垂直電荷転送装置と、前記垂直電荷転送装置によって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装置とを備える撮像装置であって、前記水平電荷転送装置として前記電荷転送装置を用いたものである。

本発明によれば、２系統に分岐された転送路を持つ電荷転送装置の電荷分岐路における電荷振り分け転送時の電荷転送距離を短縮することが可能な電荷転送装置を提供することができる。

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撮像装置の概略構成を示す図である。
図１に示す撮像装置は、固体撮像素子１０と、固体撮像素子１０を駆動する駆動部１１とを備える。

固体撮像素子１０は、半導体基板上の垂直方向（図中のＹ方向）とこれに直交する水平方向（図中のＸ方向）に正方格子状に配列された多数の光電変換素子１と、Ｙ方向に配列された光電変換素子１からなる光電変換素子列に対応してその側部に設けられ、該光電変換素子列の光電変換素子１で発生して蓄積された電荷を読み出してＹ方向に転送する垂直電荷転送装置（ＶＣＣＤ）２と、ＶＣＣＤ２を転送されてきた電荷をＸ方向に転送する水平電荷転送装置（ＨＣＣＤ）４とを備える。

ＨＣＣＤ４は、電荷をＸ方向に転送する電荷転送部４ａと、電荷転送部４ａに接続され、電荷転送部４ａによって転送されてきた電荷を交互に２方向（Ｘ方向に交差し且つ互いに異なる方向Ｚ１，Ｚ２）に振り分ける電荷分岐部７と、電荷分岐部７に接続され、該２方向に対応して設けられた２つの分岐転送部４ｂ，４ｃとを備える。分岐転送部４ｂは、電荷分岐部７から転送されてきた電荷をＺ１方向に転送するものであり、その端部には、ここを転送されてきた電荷を信号電圧に変換するＦＤアンプ５が接続されている。分岐転送部４ｃは、電荷分岐部７から転送されてきた電荷をＺ２方向に転送するものであり、その端部には、ここを転送されてきた電荷を信号電圧に変換するＦＤアンプ６が接続されている。

図２は、図１に示す固体撮像素子１０のＨＣＣＤ４の部分拡大図である。図３は、図２に示すＡ１−Ａ２−Ａ３−Ａ４線の断面模式図である。
ＨＣＣＤ４は、半導体基板であるｎ型のシリコン基板４０と、シリコン基板４０上に形成されたｐウェル層３０と、ｐウェル層３０の表面から内側に形成されたｎ型の不純物層からなる電荷転送チャネル２０とを備える。

電荷転送チャネル２０は、Ｘ方向に延びる直線状のチャネル２１と、Ｘ方向と交差するＺ１方向に延びる直線状のチャネル２５と、Ｘ方向と交差するＺ２方向に延びる直線状のチャネル２３と、チャネル２１とチャネル２３及びチャネル２５の各々とを接続するチャネル２２とから構成された略Ｙ字形状となっている。電荷転送チャネル２０の周囲には、電荷転送チャネル２０と半導体基板内の他の素子との分離を図るための素子分離領域２１が形成されている。

各チャネルの不純物濃度の関係は、チャネル２３とチャネル２５の不純物濃度が同一であり、チャネル２１の不純物濃度＜チャネル２２の不純物濃度＜チャネル２３，２５の不純物濃度となっている。

電荷転送部４ａは、チャネル２１と、この上方に図示しないゲート絶縁膜を介して形成された転送電極１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂとから構成されている。転送電極１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂの配列は、チャネル２１の電荷転送方向下流側の端部上方に転送電極１１ｂが配置され、その電荷転送方向上流側隣に転送電極１１ａが配置され、その電荷転送方向上流側隣に転送電極１０ｂが配置され、その電荷転送方向上流側隣に転送電極１０ａが配置されるといった具合に、転送電極１１ｂ、１１ａ、１０ｂ、１０ａをこの順番でＸ方向（電荷転送部４ａによる電荷の転送方向上流側に）配列したパターンをＸ方向に繰り返し配列したものとなっている。

転送電極１０ｂと転送電極１１ｂは、その下方のチャネル２１に電荷を蓄積するパケットを形成するための電荷蓄積用の電極であり、転送電極１０ａと転送電極１１ａは、該パケットの障壁を形成するための障壁用の電極である。

転送電極１０ａと転送電極１０ｂには、駆動部１１から電圧φ１が印加され、転送電極１１ａと転送電極１１ｂには、駆動部１１から電圧φ２が印加される。電圧φ１とφ２は、それぞれ、ハイレベルとローレベルの状態のいずれかをとるものである。転送電極１０ａ下方と転送電極１１ａ下方のチャネル２１内には、ｐ型の不純物層（以下、ｐ層という）２４が形成されている。このように、電荷転送部４ａは、埋め込みチャネル型２相駆動のシフトレジスタ構造となっている。

電荷分岐部７は、チャネル２２と、この上方に図示しないゲート絶縁膜を介して形成された分岐電極１２ａ，１２ｂとから構成されている。チャネル２２は、チャネル２１の電荷転送方向下流側の端部に接続されている。分岐電極１２ａは、チャネル２１の電荷転送方向下流側の端部上方の転送電極１１ｂに隣接して配置されている。分岐電極１２ｂは、二等辺三角形の底辺の両端にある頂部を底辺に対して垂直に切り落とした野球のホームベースのような形状となっており、分岐電極１２ａの電荷転送部４ａによる電荷の転送方向下流側隣に配置されている。分岐電極１２ｂは、その頂点が電荷転送部４ａによる電荷の転送方向下流側に向くように配置されている。

分岐電極１２ａと分岐電極１２ｂには、駆動部１１から電圧φ３が印加される。電圧φ３は、電圧φ１，φ２と連動して変化しない、固定の直流電圧である。分岐電極１２ａ下方のチャネル２２内には、ｐ層２４が形成されている。

分岐転送部４ｂは、チャネル２５と、この上方に図示しないゲート絶縁膜を介して形成された分岐転送電極１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂとから構成されている。分岐転送電極１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの配列は、分岐電極１２ｂのＺ１方向（分岐転送部４ｂによる電荷の転送方向）に直交する辺に隣接する位置に分岐転送電極１４ａが配置され、そのＺ１方向隣に分岐転送電極１４ｂが配置され、そのＺ１方向隣に分岐転送電極１３ａが配置され、そのＺ１方向隣に分岐転送電極１３ｂが配置されるといった具合に、分岐転送電極１４ａ、１４ｂ、１３ａ、１３ｂをこの順番で配列したパターンをＺ１方向に繰り返し配列したものとなっている。分岐転送電極１３ｂと分岐転送電極１４ｂは、その下方のチャネル２５に電荷を蓄積するパケットを形成するための電荷蓄積用の電極であり、分岐転送電極１３ａと分岐転送電極１４ａは、該パケットの障壁を形成するための障壁用の電極である。

分岐転送電極１３ａと分岐転送電極１３ｂには、駆動部１１から電圧φ４が印加され、分岐転送電極１４ａと分岐転送電極１４ｂには、駆動部１１から電圧φ５が印加される。電圧φ４とφ５は、それぞれ、ハイレベルとローレベルの状態のいずれかをとるものである。分岐転送電極１３ａ下方と分岐転送電極１４ａ下方のチャネル２５内には、ｐ層２４が形成されている。このように、分岐転送部４ｂは、埋め込みチャネル型２相駆動のシフトレジスタ構造となっている。

分岐転送部４ｃは、チャネル２３と、この上方に図示しないゲート絶縁膜を介して形成された分岐転送電極１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂとから構成されている。分岐転送電極１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの配列は、分岐電極１２ｂのＺ２方向（分岐転送部４ｃによる電荷の転送方向）に直交する辺に隣接する位置に分岐転送電極１３ａが配置され、そのＺ２方向隣に分岐転送電極１３ｂが配置され、そのＺ２方向隣に分岐転送電極１４ａが配置され、そのＺ２方向隣に分岐転送電極１４ｂが配置されるといった具合に、分岐転送電極１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂをこの順番で配列したパターンをＺ２方向に繰り返し配列したものとなっている。分岐転送電極１３ｂと分岐転送電極１４ｂは、その下方のチャネル２３に電荷を蓄積するパケットを形成するための電荷蓄積用の電極であり、分岐転送電極１３ａと分岐転送電極１４ａは、該パケットの障壁を形成するための障壁用の電極である。

分岐転送電極１３ａと分岐転送電極１３ｂには、駆動部１１から電圧φ４が印加され、分岐転送電極１４ａと分岐転送電極１４ｂには、駆動部１１から電圧φ５が印加される。分岐転送電極１３ａ下方と分岐転送電極１４ａ下方のチャネル２３内には、ｐ層２４が形成されている。このように、分岐転送部４ｃは、埋め込みチャネル型２相駆動のシフトレジスタ構造となっている。

以下では、分岐電極１２ａに隣接する転送電極１１ｂを最終段の転送電極１１ｂといい、分岐電極１２ｂに隣接する分岐転送電極１４ａを最終段の分岐転送電極１４ａといい、分岐電極１２ｂに隣接する分岐転送電極１３ａを最終段の分岐転送電極１３ａという。

電荷分岐部７のチャネル２２は、チャネル２１と接続される部分のＹ方向の端部の一方（図中のＴ１）と、チャネル２５と接続される部分のＺ１方向に直交する方向の端部の一方（図中のＴ２）とを結ぶ第１の外周、及び、チャネル２１と接続される部分のＹ方向の端部の他方（図中のＴ３）と、チャネル２３と接続される部分のＺ２方向に直交する方向の端部の一方（図中のＴ４）とを結ぶ第２の外周からそれぞれ内側に迫り出した迫り出し部１９を有する。

この迫り出し部１９は、最終段の転送電極１１ｂ下方のチャネル２１に蓄積された電荷の、該チャネル２１から最終段の分岐転送電極１４ａ又は最終段の分岐転送電極１３ａ下方のチャネルまでの移動経路をなるべく直線に近づけるために設けられたものである。迫り出し部１９は、最終段の転送電極１１ｂ下方のチャネル２１に蓄積された全ての電荷が、チャネル２２のＹ方向の幅の中心付近を移動して転送先のパケットに移動するように、該電荷の移動経路を調整する機能を有している。尚、迫り出し部１９は、このような機能を有していれば良く、その形状は図２に示したものに限らない。迫り出し部１９は、素子分離領域２１の一部をチャネル２２に食い込ませることで形成されている。

最終段の転送電極１１ｂ下方のチャネル２１に蓄積された電荷を、該チャネル２１から最終段の分岐転送電極１４ａ下方のチャネルまで移動させることを考える。この場合、迫り出し部１９がないと、最終段の転送電極１１ｂ下方のチャネル２１に蓄積された電荷のうち、該チャネル２１のＹ方向端部に蓄積された電荷は、図２中の破線矢印で示したように、最終段の転送電極１１ａと分岐電極１２ａ，１２ｂとによって生じるフリンジ電界によってしばらくは直線的に進み、その後、進路がチャネル２５側に徐々に変わって、チャネル２５へと移動することになり、その移動経路は曲線的なものとなる。

これに対し、迫り出し部１９を設けた構成によれば、迫り出し部１９によってチャネル２２のＹ方向の幅が狭められるため、最終段の転送電極１１ｂ下方のチャネル２１に蓄積された電荷のうち、チャネル２１のＹ方向端部にある電荷は、迫り出し部１９がないときよりも、チャネル２２のＹ方向の幅の中心付近を通過して移動するようになる。このため、電荷の移動経路は、図中の実線矢印で示したように、迫り出し部１９がない場合よりも直線的となり、短縮される。

駆動部１１は、電圧φ１、φ２、φ３、φ４、φ５をＨＣＣＤ４に供給することでＨＣＣＤ４を駆動する。図４は、駆動部１１が供給する電圧φ１、φ２、φ４、φ５のタイミングチャートの一例を示した図である。図４に示したように、転送電極１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂを、転送電極１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂの駆動周波数の半分の周波数で駆動することにより、電荷転送部４ａから転送されてきた電荷を、分岐転送部４ｂと分岐転送部４ｃとに交互に振り分けて転送することが可能となっている。尚、電圧φ１，φ２，φ４，φ５は、それぞれハイレベル時の電圧振幅と、ローレベル時の電圧振幅が同じとしている。又、電圧φ３は、その振幅が、例えば、電圧φ１のハイレベル時の振幅の値に設定されている。

次に、電荷転送部４ａから分岐転送部４ｃに電荷を転送する際の動作を説明する。
図５は、図４に示した時刻（１）、（２）における図３に示した断面模式図に対応するポテンシャルを示した図である。
時刻（１）では、φ１がローレベル、φ２がハイレベルとなり、転送電極１０ｂ下方に形成されたパケットに蓄積されていた電荷が、転送電極１１ｂ下方に形成されたパケットへと移動して、ここに蓄積される。

又、時刻（１）では、φ４がハイレベル、φ５がローレベルとなり、最終段の分岐転送電極１３ａ下方のポテンシャルは、分岐電極１２ｂ下方のポテンシャルよりも高くなり、最終段の分岐転送電極１４ａ下方のポテンシャルは、分岐電極１２ｂ下方のポテンシャルよりも低くなる。

次に、時刻（２）では、φ１がハイレベル、φ２がローレベルとなり、最終段の転送電極１１ｂ下方のポテンシャルは、分岐電極１２ａ下方のポテンシャルよりも低くなって、最終段の転送電極１１ｂ下方にあった電荷が、最終段の分岐転送電極１３ａに隣接する分岐転送電極１３ｂ下方のパケットまで移動する。

ＨＣＣＤ４は、チャネル２１の不純物濃度＜チャネル２２の不純物濃度＜チャネル２３の不純物濃度という関係が成り立っており、φ３は固定電圧となっている。このため、時刻（２）では、図５に示したように、電荷が蓄積されているチャネル２１内のパケットから該電荷の転送先であるチャネル２３内のパケットに至るまでの経路に、該電荷の転送方向下流側に向けて連なる階段状の電位ポテンシャルが形成される。

このような電位ポテンシャルが形成されることにより、分岐電極１２ａに隣接する上流側の転送電極１１ｂ下方のチャネル２１から転送された電荷が、蓄積されることなく分岐電極１２ａ，１２ｂ下方のチャネル２２をそのまま通過し、そして、下流側の分岐転送電極１３ｂ下方のチャネル２３まで移動するようになる。分岐電極１２ａ，１２ｂの電位は所定の直流電位に固定されているため、電荷転送部４ａでの高周波数の２相クロックによる電荷転送時間の規制はここで断ち切られる。したがって、電荷分岐部７における電荷の転送時間を、電荷転送部４ａによる電荷の転送時間の２倍である電荷転送部４ｂ,４ｃによる電荷の転送時間の値にすることができる。

このように本実施形態の撮像装置によれば、電荷転送部４ａから分岐転送部４ｂ又は４ｃに電荷を転送する際、その電荷の移動経路を従来よりも短縮することができる。この結果、電荷転送時間をそれほど長くしなくてもよくなり、電荷転送効率の低下といった問題を容易に解決することができる。

尚、以上の説明では、端部Ｔ１と端部Ｔ２とを結ぶ第１の外周と端部Ｔ３と端部Ｔ４とを結ぶ第２の外周とのそれぞれから内側に迫り出す迫り出し部１９を設けるものとしたが、迫り出し部１９は、第１の外周と第２の外周のうちのいずれかのみに設けた構成であっても良い。この場合は、最終段の転送電極１１ｂ下方のパケット内の電荷のうち、該パケットのＹ方向の端部のうちの一方にある電荷については、移動経路が従来と同様になってしまうが、他方の端部にある電荷については移動経路を短縮することができるため、電荷移動距離の短縮という効果を得ることは可能である。

又、以上の説明では、チャネル２１とチャネル２２とチャネル２３，２５との不純物濃度に濃度差を付けることで、図５に示したように、電荷が蓄積されているチャネル２１内のパケットから該電荷の転送先であるチャネル２３内のパケットに至るまでの経路に、該電荷の転送方向下流側に向けて連なる階段状の電位ポテンシャルを形成することを実現しているが、チャネル２１とチャネル２２とチャネル２３，２５との不純物濃度に濃度差をつけずに、電圧φ１〜φ５の振幅を調整することで階段状の電位ポテンシャルを形成するようにしても構わない。

本発明の実施形態である撮像装置の概略構成を示す図 図１に示す固体撮像素子のＨＣＣＤの部分拡大図 図２に示すＡ１−Ａ２−Ａ３−Ａ４線の断面模式図 図１に示す固体撮像素子のＨＣＣＤの駆動タイミングチャートの一例を示した図 図４に示した時刻（１）、（２）における図３に示した断面模式図に対応するポテンシャルを示した図 特許文献２に開示されている水平電荷転送装置の概略構成を示す図

符号の説明

４ ＨＣＣＤ
４ａ 電荷転送部
４ｂ，４ｃ 分岐転送部
７ 電荷分岐部
２１，２２，２３，２５ チャネル
１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ 転送電極
１２ａ，１２ｂ 分岐電極
１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ 分岐転送電極
１９ 迫り出し部

Claims (4)

1. 電荷を転送する電荷転送路と、前記電荷転送路に接続され、前記電荷転送路に沿って転送されてきた電荷を２方向に振り分ける電荷分岐路と、前記電荷分岐路に接続され、前記２方向に対応して設けられた２つの分岐転送路とを備える電荷転送装置であって、
   前記電荷転送路上方に前記電荷転送路による電荷の転送方向に配列して設けられた複数の転送電極と、
   前記電荷分岐路上方に設けられた分岐電極と、
   前記分岐転送路上方に前記分岐転送路による電荷の転送方向に配列して設けられた複数の分岐転送電極とを備え、
   前記転送電極、前記分岐電極、及び前記分岐転送電極に電圧を印加して前記電荷転送路、前記電荷分岐路、及び前記分岐転送路を駆動する駆動手段とを備え、
   前記駆動手段は、前記電荷転送路から前記２つの分岐転送路のいずれかに電荷を転送する際に、前記電荷が蓄積されている前記電荷転送路から前記電荷の転送先である前記分岐転送路に至るまでの経路に、前記電荷の転送方向下流側に向けて連なる階段状の電位ポテンシャルが形成されるように、前記転送電極及び前記分岐転送電極に所定の電圧を印加すると共に、前記分岐電極には前記転送電極及び前記分岐転送電極に印加する電圧とは独立した固定の電圧を印加するものであり、
   前記電荷分岐路は、前記電荷転送路と接続される部分の前記電荷転送路による電荷の転送方向に直交する方向の端部の一方と、一方の前記分岐転送路と接続される部分の当該分岐転送路による電荷の転送方向に直交する方向の端部の一方とを結ぶ第１の外周、及び、前記電荷転送路と接続される部分の前記電荷転送路による電荷の転送方向に直交する方向の端部の他方と、他方の前記分岐転送路と接続される部分の当該分岐転送路による電荷の転送方向に直交する方向の端部の一方とを結ぶ第２の外周の少なくとも一方から内側に迫り出した迫り出し部を有する電荷転送装置。
2. 請求項１記載の電荷転送装置であって、
   前記迫り出し部が、前記電荷転送路、前記電荷分岐路、及び前記分岐転送路を他の素子から分離するための素子分離領域によって構成されている電荷転送装置。
3. 請求項１又は２記載の電荷転送装置であって、
   前記電荷転送路と前記電荷分岐路と前記分岐転送路とが、それぞれ半導体基板に埋め込まれた不純物層からなり、
   前記電荷転送路を構成する不純物層の不純物濃度＜前記電荷分岐路を構成する不純物層の不純物濃度＜前記分岐転送路を構成する不純物層の不純物濃度、
   の関係が成り立っている電荷転送装置。
4. 光電変換素子と、
   前記光電変換素子に蓄積された電荷を読み出して垂直方向に転送する垂直電荷転送装置と、
   前記垂直電荷転送装置によって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装置とを備える撮像装置であって、
   前記水平電荷転送装置として請求項１〜３のいずれか１項記載の電荷転送装置を用いた撮像装置。

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