JP3477727B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device

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JP3477727B2
JP3477727B2 JP02429893A JP2429893A JP3477727B2 JP 3477727 B2 JP3477727 B2 JP 3477727B2 JP 02429893 A JP02429893 A JP 02429893A JP 2429893 A JP2429893 A JP 2429893A JP 3477727 B2 JP3477727 B2 JP 3477727B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子、特にイ
ンターライン転送方式のCCDイメージセンサ及びフレ
ーム・インターライン転送方式のCCDイメージセンサ
に用いて好適な固体撮像素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image sensor, and more particularly to a solid-state image sensor suitable for use in an interline transfer type CCD image sensor and a frame / interline transfer type CCD image sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の例えばCCD固体撮像装置の垂直
レジスタにおける転送電極は、水平方向に延びる導線部
と垂直レジスタに沿って突出する電極部とが例えば多結
晶シリコン層により一体に形成されてその配線がなされ
ている。
2. Description of the Related Art A transfer electrode in a vertical register of a conventional CCD solid-state image pickup device, for example, has a conductive wire portion extending in the horizontal direction and an electrode portion protruding along the vertical register integrally formed of, for example, a polycrystalline silicon layer. Wiring is done.

【0003】具体的に、3層の転送電極を有し、各転送
電極に夫々位相の異なる3相の駆動パルスが供給される
全画素読出し方式のCCD固体撮像装置についてみる
と、図19及び図20に示すように、1層目の多結晶シ
リコン層で形成された転送電極21は、垂直方向の受光
部26(図20において幅Wsで示す領域)間において
水平方向に延びる第1の導線21aと、垂直レジスタ2
7(図20において幅Wrで示す領域)に沿って図面
上、下方に突出する第1の電極部21bとから構成され
(実線参照)、2層目の多結晶シリコン層で形成された
転送電極22は、上記第1の導線21a上において水平
方向に延びる第2の導線22aと、垂直レジスタ27に
沿って図面上、上方に突出する第2の電極部22bとか
ら構成され(破線参照)、3層目の多結晶シリコン層で
形成された転送電極23は、上記第2の導線22a上に
おいて水平方向に延びる第3の導線23aと、垂直レジ
スタ27に沿って図面上、上記第2の電極部22bの端
部よりも更に下方に突出する第3の電極部23bとから
構成されている(一点鎖線参照)。尚、図20におい
て、幅Wcで示す領域はチャネル・ストッパ領域28で
ある。
A CCD solid-state image pickup device of the all-pixel readout system which has three layers of transfer electrodes and is supplied with drive pulses of three phases having different phases, is shown in FIG. 19 and FIG. As shown in FIG. 20, the transfer electrode 21 formed of the first-layer polycrystalline silicon layer has a first conducting wire 21a extending horizontally between the light receiving portions 26 in the vertical direction (regions indicated by width Ws in FIG. 20). And the vertical register 2
7 (region indicated by width Wr in FIG. 20) and a first electrode portion 21b projecting downward in the drawing (see solid line), and a transfer electrode formed of a second polycrystalline silicon layer. 22 is composed of a second conductive wire 22a extending in the horizontal direction on the first conductive wire 21a, and a second electrode portion 22b protruding upward in the drawing along the vertical register 27 (see a broken line), The transfer electrode 23 formed of the third-layer polycrystalline silicon layer has a third conductive wire 23a extending in the horizontal direction on the second conductive wire 22a and a vertical register 27 along the vertical register 27. It is composed of a third electrode portion 23b protruding further downward than the end portion of the portion 22b (see the alternate long and short dash line). In FIG. 20, the region indicated by the width Wc is the channel stopper region 28.

【0004】しかしながら、上記従来のCCD固体撮像
装置においては、垂直方向の受光部26間のスペース上
において各転送電極21,22及び23における第1,
第2及び第3の導線部21a,22a及び23aが配線
された形となり、また、各転送電極21,22及び23
をパターニングして形成する際、その合わせずれを考慮
しなければならないことから、上記導線部21a,22
a及び23aの配線幅を上層に行くに従って、狭くする
必要がある。即ち、第1,第2及び第3の導線部21
a,22a及び23aにおける各配線幅をW1 ,W2
びW3 とすると、W1 >W2 >W3 の関係にする必要が
ある。
However, in the above-mentioned conventional CCD solid-state image pickup device, the first and the first transfer electrodes 21, 22 and 23 in the space between the light receiving portions 26 in the vertical direction.
The second and third conducting wire portions 21a, 22a and 23a are wired, and the transfer electrodes 21, 22 and 23 are also arranged.
Since the misalignment must be taken into consideration when forming by patterning, the conductive wire portions 21a, 22
It is necessary to reduce the wiring width of a and 23a toward the upper layer. That is, the first, second and third conductor portions 21
If the wiring widths of a, 22a, and 23a are W 1 , W 2, and W 3 , then it is necessary to satisfy the relationship of W 1 > W 2 > W 3 .

【0005】このように、第3の導線部23aにおける
配線幅W3 が最も狭くなることから、該第3の導線部2
3aにおける配線抵抗が高くなり、駆動パルスの伝播遅
延をもたらす。この駆動パルスの伝播遅延は、垂直レジ
スタ27の取扱い電荷不良や電荷転送不良等を引き起こ
し、画質を著しく劣化させるという不都合がある。特
に、各転送電極21,22,23の左右両端から駆動パ
ルスを供給する場合は、イメージ領域の中央部分におい
て、駆動パルスの伝播遅延が発生し、該中央部分での取
扱い電荷不良や電荷転送不良等を招くという不都合があ
った。
As described above, since the wiring width W 3 in the third conductor portion 23a is the narrowest, the third conductor portion 2
The wiring resistance in 3a becomes high, which causes a drive pulse propagation delay. This propagation delay of the drive pulse causes a handling charge failure, a charge transfer failure, etc. of the vertical register 27, which causes a problem that the image quality is significantly deteriorated. In particular, when driving pulses are supplied from the left and right ends of each transfer electrode 21, 22, 23, propagation delay of the driving pulse occurs in the central portion of the image area, and handling defects or charge transfer defects in the central portion occur. There was the inconvenience of inviting such things.

【0006】そこで、第3の導線部23aをその配線幅
3 を広くして形成するようにしても良いが、この場
合、第1の導線部21aの配線幅W1 が更に広くなり、
その分受光部26の開口幅が狭くなって、感度不良を引
き起こすという不都合がある。また、第2及び第3の導
線部22a及び23aを各配線幅W2 及びW3 を同じに
して形成する方法も考えられるが、パターニング時の合
わせずれ等からその形成は非常に困難である。
[0006] Therefore, the third conductor portion 23a may be formed by widely the wiring width W 3, but in this case, the wiring width W 1 of the first conductor portion 21a is wider,
The opening width of the light receiving portion 26 becomes narrower by that amount, which causes a problem that sensitivity is deteriorated. The second and third conductors portions 22a and 23a but the method is also conceivable to form in the same respective line widths W 2 and W 3, the form of misalignment or the like during the patterning is extremely difficult.

【0007】また、他の方法としては、各転送電極2
1,22,23を多結晶シリコン層と例えばタングステ
ンシリサイド層で構成する、即ちポリサイド構造にする
ことが考えられる。この場合、多結晶シリコン層のみで
転送電極を形成したものと比べて、配線抵抗を大幅に低
減できるという利点がある。
As another method, each transfer electrode 2
It is conceivable that 1, 22, 23 are composed of a polycrystalline silicon layer and, for example, a tungsten silicide layer, that is, have a polycide structure. In this case, there is an advantage that the wiring resistance can be significantly reduced as compared with the case where the transfer electrode is formed only by the polycrystalline silicon layer.

【0008】しかし、CCD固体撮像素子を例えばフレ
ーム・インターライン転送方式のイメージセンサに適用
した場合、その電荷転送速度として、インターライン転
送方式のイメージセンサと比べて40〜100倍の高速
転送が必要であることから、転送電極を単に低抵抗化さ
せるだけでは、対処できないという問題がある。しか
も、上記の方法の場合、現段階では、現状の特性を劣化
させないレベルまで完成されていないため、新しいプロ
セス開発が必要であるというプロセス上の問題がある。
However, when the CCD solid-state image pickup device is applied to, for example, a frame / interline transfer type image sensor, the charge transfer speed is required to be 40 to 100 times as high as that of the interline transfer type image sensor. Therefore, there is a problem that it cannot be dealt with by simply lowering the resistance of the transfer electrode. Moreover, in the case of the above-mentioned method, there is a process problem that new process development is necessary because it is not completed to the level where the current characteristics are deteriorated at this stage.

【0009】このような状況から、従来では、3層の転
送電極をAl等の金属膜でシャントするという技術が提
案されている。即ち、上記図20の転送電極のパターン
では、1層目の転送電極21おける第1の電極部21b
が、3層目の転送電極23における第3の電極部23b
によって覆われた形となっているため、各層の転送電極
21,22,23に金属膜を電気的に接続するというシ
ャント構造をとることができない。
Under these circumstances, conventionally, a technique has been proposed in which three layers of transfer electrodes are shunted with a metal film such as Al. That is, in the transfer electrode pattern of FIG. 20 described above, the first electrode portion 21b in the transfer electrode 21 of the first layer is
Is the third electrode portion 23b of the transfer electrode 23 of the third layer.
Therefore, the shunt structure in which the metal film is electrically connected to the transfer electrodes 21, 22, and 23 of each layer cannot be taken.

【0010】そこで、図21に示すように、3層目の転
送電極23を受光部26を跨いで水平方向に形成して、
各転送電極21,22,23の電極部21b,22b,
23bを露出させることが考えられている。この場合、
各転送電極21,22,23上において垂直レジスタに
沿って形成された金属膜31と各転送電極21,22,
23との電気的接続が容易になり、シャント構造を容易
に得ることができる。図示の例では、例えば3n+1列
目(n=0,1,2・・・)に関しては、3層目の転送
電極(第3の電極部23b)と金属膜31とを接続し、
3n+2列目に関しては、1層目の転送電極(第1の電
極部21b)と金属膜31とを接続し、3n+3列目に
関しては、2層目の転送電極(第2の電極部22b)と
金属膜31とを接続した例を示している。
Therefore, as shown in FIG. 21, the transfer electrode 23 of the third layer is formed in the horizontal direction across the light receiving portion 26,
The electrode portions 21b, 22b of the transfer electrodes 21, 22, 23,
It is considered to expose 23b. in this case,
The metal film 31 formed along the vertical register on each transfer electrode 21, 22, 23 and each transfer electrode 21, 22, 22.
The electrical connection with 23 becomes easy, and the shunt structure can be easily obtained. In the illustrated example, for the 3n + 1th column (n = 0, 1, 2, ...) For example, the transfer electrode (third electrode portion 23b) of the third layer is connected to the metal film 31,
For the 3n + 2th column, the first-layer transfer electrode (first electrode portion 21b) is connected to the metal film 31, and for the 3n + 3th column, the second-layer transfer electrode (second electrode portion 22b) is connected. An example in which the metal film 31 is connected is shown.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
21で示すCCD固体撮像素子においては、3層目の転
送電極23、特に第3の導線部23aが受光部26を横
切る形になっているため、受光部26の実効的な開口率
が減少し、低照度時における信号電荷の雑音(ショット
雑音)の影響が大きくなると共に、供給される駆動パル
スの電圧条件によって、受光部26表面が空乏化し、暗
電流が増加するという不都合がある。
However, in the CCD solid-state image pickup device shown in FIG. 21, the transfer electrode 23 of the third layer, particularly the third conductive wire portion 23a, crosses the light receiving portion 26. The effective aperture ratio of the light receiving unit 26 decreases, the influence of noise (shot noise) of the signal charge at low illuminance increases, and the surface of the light receiving unit 26 becomes depleted due to the voltage condition of the drive pulse supplied. However, there is a disadvantage that the dark current increases.

【0012】一方、他の提案例においては、図22〜図
25に示すように、1層目の転送電極21における第1
の電極部21bを垂直レジスタに沿って図面上、下方に
突出するように形成し(図23参照)、2層目の転送電
極22における第2の電極部22bを垂直レジスタに沿
って図面上、上方に突出するように形成する(図24参
照)。そして、3層目の転送電極23を図25に示すよ
うに、ある列において垂直転送方向に沿って延在する短
絡電極部23Sと、他の列において垂直レジスタに沿っ
て図面上、下方に突出すように形成された第1電極部2
3b1 と、また他の列において垂直レジスタに沿って図
面上、上方に突出すように形成された第2電極部23b
2 とで構成する。
On the other hand, in another proposed example, as shown in FIGS. 22 to 25, the first transfer electrode 21 of the first layer is used.
The electrode portion 21b of the second electrode portion 22b of the second transfer electrode 22 is formed along the vertical register in the drawing so as to project downward in the drawing (see FIG. 23). It is formed so as to project upward (see FIG. 24). Then, as shown in FIG. 25, the transfer electrodes 23 of the third layer are projected downward in the drawing along short-circuit electrode portions 23S extending in the vertical transfer direction in a certain column and along the vertical registers in the other columns. The first electrode portion 2 formed so that
3b 1 and the second electrode portion 23b formed so as to project upward in the drawing along the vertical register in another column.
Consists of 2 and.

【0013】そして、図22に示すように、各転送電極
21,22,23を順次積層することにより、受光部2
6上を3層目の転送電極23が横切ることなく、各転送
電極21,22,23の電極部21b,22b,23b
1 ,23b2 を露出させることができ、フレーム・イン
タライン転送方式の全画素読出しCCDイメージセンサ
を特性の劣化を引き起こすことなく実現させることがで
きる。
Then, as shown in FIG. 22, the transfer electrodes 21, 22, and 23 are sequentially stacked to form the light receiving portion 2.
The transfer electrodes 23 of the third layer are not crossed over the transfer electrode 21, and the electrode portions 21b, 22b, 23b of the transfer electrodes 21, 22, 23 are provided.
1 , 23b 2 can be exposed, and an all-pixel readout CCD image sensor of the frame / interline transfer system can be realized without causing deterioration of characteristics.

【0014】また、上記図22で示すCCD固体撮像素
子は、全画素読出しが一般的であり、ノンインターレー
ス方式の画像処理において、例えば後段の信号処理回路
等の簡略化の点で有利となる。
In the CCD solid-state image pickup device shown in FIG. 22, all pixels are generally read out, which is advantageous in non-interlaced image processing, for example, in terms of simplification of a signal processing circuit in the subsequent stage.

【0015】ところが、3層の転送電極21,22,2
3を有するCCD固体撮像素子で例えばNTSC方式の
ようなインターレース方式の画像処理に適用した場合、
信号電荷の読出し方式に、フィールド読出し方式やフレ
ーム読出し方式が必要になる。上記CCD固体撮像素子
においては、受光部26の信号電荷を1層目の転送電極
21下又は2層目の転送電極22下に読出す場合、上記
フィールド読出し方式やフレーム読出し方式に対応させ
ることはできるが、3層目の転送電極23下に受光部2
6からの信号電荷を読出す場合、上記フィールド読出し
方式やフレーム読出し方式は不可能となる。
However, the three-layer transfer electrodes 21, 22, 2
When the CCD solid-state image pickup device having 3 is applied to image processing of an interlace system such as the NTSC system,
A field reading method and a frame reading method are required for the signal charge reading method. In the CCD solid-state image pickup device, when the signal charges of the light receiving section 26 are read out below the transfer electrode 21 of the first layer or below the transfer electrode 22 of the second layer, it is not possible to correspond to the field reading method or the frame reading method. However, the light receiving part 2 is formed under the transfer electrode 23 of the third layer.
When the signal charges from 6 are read, the field reading method and the frame reading method cannot be performed.

【0016】実際問題として、3層目の電極で読み出す
のが望ましい。なぜなら3層目の電極は受光部の中央に
対向しており、受光部全体に読み出しのための電界をか
けやすく、かつ、この電極で読み出す場合が、受光部か
らチャネルへの間口が最も広いからである。以下、3層
目の電極で読み出すことを前提とする。また、読み出し
を行う際には、読み出し電極に一斉に読み出し電位が印
加されるわけであるが、この時に以下の問題が生じる。
即ち、電極に印加した電位により基板電位がふられ、例
えば、読み出しがしにくくなる、あるいは読み出しのた
めにより高い電位を要する。従って、読み出しは例えば
行毎にタイミングをずらすようにしたほうがよい。ま
た、電極面積はなるべく小さい方がよい。これは基板電
位に対する影響を低減する為である。
As a practical matter, it is desirable to read at the third layer of electrodes. This is because the electrode of the third layer faces the center of the light receiving part, and it is easy to apply an electric field for reading to the entire light receiving part, and when reading with this electrode, the frontage from the light receiving part to the channel is the widest. Is. Hereinafter, it is assumed that the reading is performed by the third layer electrode. Further, when reading is performed, the reading potential is applied to the reading electrodes all at once, but at this time, the following problems occur.
That is, the substrate potential is affected by the potential applied to the electrodes, which makes it difficult to read, or requires a higher potential for reading. Therefore, it is better to shift the timing of reading for each row, for example. Also, the electrode area should be as small as possible. This is to reduce the influence on the substrate potential.

【0017】しかし、図22で示すCCD固体撮像素子
においては、3層目の転送電極が図25に示すように、
短絡電極部23Sにて同一の駆動パルスしか供給されな
いようになっているため、上記のような駆動を実現させ
ることは不可能である。
However, in the CCD solid state image pickup device shown in FIG. 22, the transfer electrodes of the third layer are as shown in FIG.
Since only the same drive pulse is supplied to the short circuit electrode portion 23S, it is impossible to realize the above drive.

【0018】本発明は、このような課題に鑑み成された
もので、その目的とするところは、受光部からの信号電
荷を3層目の転送電荷下に読出すことができ、ノンイン
ターレース方式対応の全画素読出しのほか、インターレ
ース方式対応のフィールド読出しやフレーム読出しが容
易に行える固体撮像素子を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems. An object of the present invention is to read the signal charge from the light receiving portion under the transfer charge of the third layer, and to use the non-interlaced system. Another object of the present invention is to provide a solid-state image sensor capable of easily performing field reading and frame reading corresponding to an interlace system, in addition to corresponding reading of all pixels.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明は、受光部4から
の信号電荷を垂直方向に転送する電荷転送領域が多数列
形成され、各電荷転送領域上に転送方向に向って第1、
第2及び第3の層からなる複数の転送電極1,2,3が
形成され、第1の層の転送電極1が受光部4間を水平方
向に延びる第1の導線部1aと、各列の電荷転送領域上
で転送方向側に突出する第1の電極部1bとから形成さ
れ、第2の層の転送電極2が受光部4間を水平方向に延
びる第2の導線部2aと、各列の電荷転送領域上で転送
方向とは逆側に突出する第2の電極部2bとから形成さ
れ、第3の層の転送電極3が受光部間4を水平方向に延
びる第3の導線部3aと、電荷転送領域の隣り合う列で
突出方向が逆になるか、又は2つ置きの列と該2つ置き
の列間における各対の列とで突出方向が逆になる第3の
電極部3b,3bとから形成され、各列の電荷転送
領域上に沿って金属膜8が配置され、同列の金属膜8に
は同じ層の電極部が接続されるように、各列の金属膜8
が該金属膜8の配列方向に順番に前記第1、第2、第3
の電極部1b、2b、3b1,3b2と接続されて成
According to the present invention, a large number of rows of charge transfer regions for vertically transferring the signal charges from the light receiving portion 4 are formed, and first and second charge transfer regions are formed on each charge transfer region in the transfer direction.
A plurality of transfer electrodes 1, 2 and 3 composed of second and third layers are formed, and the transfer electrode 1 of the first layer has a first conducting wire portion 1a extending horizontally between the light receiving portions 4 and each row. A second conductive wire portion 2a, which is formed of a first electrode portion 1b protruding in the transfer direction side on the charge transfer region of the second transfer electrode 2 and extends in the horizontal direction between the light receiving portions 4; A third conductive wire portion formed of a second electrode portion 2b protruding in the opposite direction to the transfer direction on the charge transfer region of the column, and the transfer electrode 3 of the third layer extending horizontally between the light receiving portions 4 3a and the adjacent row of charge transfer regions
Or projecting direction is reversed, or is formed from the third electrode portion 3b 1, 3b 2 Metropolitan the projecting direction is reversed in a column of each pair between every third row and said every third column, The metal film 8 is arranged along the charge transfer region of each column, and the metal film 8 of each column is connected to the metal film 8 of the same column so as to be connected to the electrode portion of the same layer.
Are arranged in the order of arrangement of the metal films 8 in order of the first, second and third.
Connected to the electrode parts 1b, 2b, 3b 1, 3b2 of
It

【0020】 また、本発明は、受光部4からの信号電
荷を垂直方向に転送する電荷転送領域が多数列形成さ
れ、各電荷転送領域上に転送方向に向って第1、第2及
び第3の層からなる複数の転送電極1,2,3が形成さ
れ、第1の層の転送電極1が受光部4間を水平方向に延
びる第1の導線部1aと、各列の電荷転送領域上で転送
方向側に突出する第1の電極部1bとから形成され、第
2の層の転送電極2が受光部間4を水平方向に延びる第
2の導線部2aと、各列の電荷転送領域上で転送方向と
は逆側に突出する第2の電極部2bとから形成され、第
3の層の転送電極3が受光部4間を水平方向に延びる第
3の導線部3aと、電荷転送領域の隣り合う列で突出方
向が逆になるか、又は2つ置きの列と該2つ置きの列間
における各対の列とで突出方向が逆になる第3の電極部
3b,3bとから形成され、各列の電荷転送領域上
に沿って金属膜8が配置され、同列の金属膜には同じ
の電極部が接続されるように、各列の金属膜8が該金
属膜8の配列方向に順番に且つ垂直方向の電荷転送領域
と対応する受光部4の列で該受光部1つ置きに対応する
位置で、前記第1、第2、第3の電極部1b、2b、3
1、3b2と接続されて成る
Further, according to the present invention, a large number of columns of charge transfer regions for vertically transferring the signal charges from the light receiving section 4 are formed, and the first, second and third charge transfer regions are formed on the respective charge transfer regions in the transfer direction. A plurality of transfer electrodes 1, 2 and 3 are formed, and the transfer electrode 1 of the first layer has a first conductive wire portion 1a extending horizontally between the light receiving portions 4 and the charge transfer regions of each column. A second conductive wire portion 2a which is formed of a first electrode portion 1b projecting toward the transfer direction side and which extends in the horizontal direction between the light receiving portions 4 and a charge transfer region of each column. A third conductive wire portion 3a, which is formed of a second electrode portion 2b projecting to the opposite side to the transfer direction above, extends in the horizontal direction between the light receiving portions 4 and a transfer electrode 3 of the third layer, and charge transfer. The protruding directions are opposite in adjacent rows of regions, or every other row and every pair of rows between every other row. The third electrode portions 3b 1 and 3b 2 having opposite projecting directions are formed on the charge transfer regions of each column.
Metal film 8 are arranged along the, in the same column of the metal film 8 same
In order to connect the electrode portions of the layers , the metal films 8 in each column are arranged in order in the arrangement direction of the metal films 8 and one light receiving unit is arranged in the column of the light receiving units 4 corresponding to the vertical charge transfer region. At positions corresponding to the first, second and third electrode portions 1b, 2b, 3
It is connected to b 1 and 3 b 2 .

【0021】また、本発明は、受光部4からの信号電荷
垂直方向に転送する電荷転送領域が多数列形成され、
各電荷転送領域上に転送方向に向って第1、第2及び第
3のからなる複数の転送電極1,2,3が形成され、
第1の層の転送電極1が受光部間4を水平方向に延びる
第1の導線部1aと、各列の電荷転送領域上で転送方向
側に突出する第1の電極部1bとから形成され、第2の
層の転送電極2が受光部4間を水平方向に延びる第2の
導線部2aと、各列の電荷転送領域上で転送方向とは逆
側に突出する第2の電極部2bとから形成され、第3の
層の転送電極3が受光部4間を水平方向に延びる第3の
導線部3aと、電荷転送領域の隣り合う列で突出方向が
逆になるか、又は2つ置きの列と該2つ置きの列間にお
ける各対の列とで突出方向が逆になる第3の電極部3b
,3bとから形成され、各受光部4には第1、第2
及び第3の3つの電極部1b、2b、3b1,3b2
対応し、且つ転送方向において電荷転送領域上で第3の
電極部3b1,3b2が第1の電極部1bと第2の電極
部2bとの間に配置され、各列の電荷転送領域上に沿っ
て金属膜8が配置され、同列の金属膜8には同じ層の電
極部が接続されるように、各列の金属膜8が該金属膜8
の配列方向に順番に前記第1、第2、第3の電極部1
b、2b、3b1,3bと接続されて成る
Further, according to the present invention, a large number of columns of charge transfer regions for transferring the signal charges from the light receiving section 4 in the vertical direction are formed,
A plurality of transfer electrodes 1, 2, 3 composed of first, second and third layers are formed on each charge transfer region in the transfer direction,
The transfer electrode 1 of the first layer is formed of a first conductive wire portion 1a extending horizontally between the light receiving portions 4 and a first electrode portion 1b protruding in the transfer direction side on the charge transfer region of each column. , A second conductive wire portion 2a in which the transfer electrode 2 of the second layer extends horizontally between the light receiving portions 4, and a second electrode portion 2b protruding in the opposite side to the transfer direction on the charge transfer region of each column. And a third conductive wire portion 3a formed by a transfer electrode 3 of the third layer and extending horizontally between the light receiving portions 4 and the protruding direction in the adjacent row of the charge transfer region is opposite or two. Third electrode portion 3b in which the protruding direction is opposite between the alternate row and each pair of rows between the alternate rows.
1 and 3b 2 and each of the light receiving parts 4 has a first and second
And the third three electrode portions 1b, 2b, 3b1, 3b2 correspond to each other , and the third electrode portions 1b, 2b, 3b1, 3b2 are arranged on the charge transfer region in the transfer direction.
Electrode portion 3b1,3b2 is disposed between the first electrodes portion 1b and the second electrode portion 2b, the metal film 8 are arranged along the charge transfer region of each column, on the same level of the metal film 8 Are connected to the metal films 8 in each column so that the electrode parts of the same layer are connected.
The first, second, and third electrode portions 1 in order in the arrangement direction of
b, 2b, 3b 1 , 3b 2 are connected .

【0022】第3の層の電極部3b1,3b2に接続され
る金属膜8には受光部4の電荷を読み出す読み出し電位
を与える手段を備えて成る。
The metal film 8 connected to the electrode portions 3b 1 and 3b 2 of the third layer is provided with a means for giving a read potential for reading out the charges of the light receiving portion 4.

【0023】[0023]

【作用】上述の本発明の第1の構成によれば、第1、第
及び第3の層の各転送電極1、2及び3を上記のパタ
ーンに形成し、各列の電荷転送領域上に沿って金属膜8
を配置し、同列の金属膜8には同じ層の電極部が接続さ
れるように、各列の金属膜8を該金属膜8の配列方向に
順番に第1、第2、第3の電極部1b、2b、3b1,
3b2と接続することにより、隣接する行の転送電極
1,2,3に夫々位相の異なる駆動パルスを供給するこ
とが可能となる。その結果、擬似的な4相駆動を行うこ
とができ、3層目の転送電極3下に受光部4からの信号
電荷を読み出した場合での、フィールド読出しやフレー
ム読出しが可能である。
According to the first configuration of the present invention described above, the first and the second
The transfer electrodes 1, 2 and 3 of the second and third layers are formed in the above pattern, and the metal film 8 is formed along the charge transfer region of each column.
Are arranged, and the metal films 8 in each row are arranged in order in the arrangement direction of the metal films 8 so that the electrode portions in the same layer are connected to the metal films 8 in the same row. Parts 1b, 2b, 3b 1,
By connecting to 3b2, it becomes possible to supply drive pulses having different phases to the transfer electrodes 1, 2 and 3 of the adjacent rows. As a result, pseudo four-phase driving can be performed, and field reading and frame reading can be performed when the signal charge from the light receiving section 4 is read under the transfer electrode 3 of the third layer.

【0024】 また、本発明の第2の構成によれば、
1、第2及び第3の層の各転送電極1、2及び3を上記
のパターンに形成し、各列の電荷転送領域上に沿って金
属膜8を配置し、同列の金属膜8には同じ層の電極部が
接続されるように、各列の金属膜8を該金属膜8の配列
方向に順番に且つ垂直方向の電荷転送領域と対応する受
光部4の列で該受光部1つ置きに対応する位置で、第
1、第2、第3の電極部1b、2b、3b1,3b2と
接続するとこにより、第1、第2、第3の転送電極1,
2,3に夫々異なる駆動パルスを供給することが可能と
なる。即ち、同一の転送電極に対して位相の異なる駆動
パルスを供給することができ、フィールド読出しやフレ
ーム読出しが可能である。
Further, according to the second aspect of the present invention, the
The transfer electrodes 1, 2, and 3 of the first, second, and third layers are formed in the above pattern, and gold is formed along the charge transfer region of each column.
The Shokumaku 8 placed, as is on the same level of the metal film 8 is connected to the electrode portions of the same layer, and the vertical charge transfer sequentially a metal film 8 of each column in the array direction of the metal film 8 By connecting the first, second, and third electrode portions 1b, 2b, 3b1 , 3b2 at positions corresponding to every other light receiving portion in the row of the light receiving portions 4 corresponding to the region, , The first, second, and third transfer electrodes 1,
It is possible to supply different drive pulses to 2 and 3, respectively. That is, drive pulses having different phases can be supplied to the same transfer electrode, and field reading and frame reading can be performed.

【0025】 さらに、上述の本発明の第3の構成によ
れば、各受光部4に第1、第2及び第3の3つの電極部
1b、2b、3b1,3b2を対応させ、且つ転送方向
において電荷転送領域上で第3の電極部3b1,3b2
を第1の電極部1bと第2の電極部2bとの間に配置す
ることにより、受光部4全体に読出しのための電界がか
けやすく、電荷の読み出しを良好ならしめる。また、第
1、第2及び第3の層の各転送電極1、2及び3を上記
のパターンに形成し、各列の電荷転送領域上に沿って金
属膜を配置し、同列の金属膜は同じ層の電極部が接
続されるように、各列の金属膜8を該金属膜8の配列方
向に順番に第1、第2、第3の電極部1b、2b、3b
1,3b2と接続することにより、互いに異なる駆動パ
ルスが供給される第3の層の転送電極3に対する金属配
線によるシャントを均一に行うことができる。
Furthermore, according to the third configuration of the invention described above, first, second及 beauty third three electrode portions 1b, 2b, made to correspond to 3b 1,3B2 to the light receiving portions 4, and Transfer direction
The in the electrostatic charge transferring region 3 of the electrode portion 3b 1,3B2
Is arranged between the first electrode portion 1b and the second electrode portion 2b, an electric field for reading can be easily applied to the entire light receiving portion 4, and the reading of charges can be made satisfactory. Further, the transfer electrodes 1, 2 and 3 of the first, second and third layers are formed in the above pattern, and gold is formed along the charge transfer region of each column.
A metal film is arranged, and the metal films 8 in each row are sequentially arranged in the arrangement direction of the metal films 8 so that the electrode portions in the same layer are connected to the metal films 8 in the same row. Electrode parts 1b, 2b, 3b
By connecting to the transfer electrodes 3 and 3b2, it is possible to uniformly perform shunting by the metal wiring to the transfer electrodes 3 of the third layer to which different drive pulses are supplied.

【0026】[0026]

【実施例】以下、図1〜図18を参照しながら本発明の
実施例を説明する。図1は、第1実施例に係るCCD固
体撮像素子の要部、特に受光部(画素)がマトリクス状
に配列されて構成されるイメージ領域での転送電極の配
線形態を示す平面図であり、図2〜図5は、夫々1層目
〜3層目の転送電極の形成パターンを示す平面図であ
る。また、図6A及びBは、図1におけるA−A線上及
びB−B線上の断面図、図7A及びBは、図1における
C−C線上及びD−D線上の断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view showing a wiring form of transfer electrodes in an image region formed by arranging essential parts of a CCD solid-state image sensor according to the first embodiment, particularly light receiving parts (pixels) in a matrix, 2 to 5 are plan views showing formation patterns of the transfer electrodes of the first to third layers, respectively. 6A and 6B are cross-sectional views taken along the line AA and BB in FIG. 1, and FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views taken along the line CC and DD in FIG.

【0027】このCCD固体撮像素子は、図1に示すよ
うに、3層の転送電極1、2及び3を有し、通常は、各
転送電極1、2及び3に夫々位相の異なる3相の駆動パ
ルスが供給されて全画素読出し方式のCCDイメージセ
ンサとして機能する。尚、図において、各転送電極1、
2及び3を夫々一点鎖線、二点鎖線及び実線で示す。
As shown in FIG. 1, this CCD solid-state image pickup device has three layers of transfer electrodes 1, 2 and 3, and normally, each transfer electrode 1, 2 and 3 has three different phases. The drive pulse is supplied to function as a CCD image sensor of the all-pixel readout system. In the figure, each transfer electrode 1,
2 and 3 are indicated by a one-dot chain line, a two-dot chain line and a solid line, respectively.

【0028】断面構成をみると、例えば図5にも示すよ
うに、例えばN型シリコン基板上のP型のウェル領域
(図示せず)上において、画素に対応してフォトダイオ
ードからなる受光部4(図5では図示せず、図1参照)
が多数マトリクス状に配され、水平方向の受光部4間に
夫々垂直方向に延びる例えばN型の不純物拡散領域によ
る垂直レジスタ5が配され、各垂直レジスタ5上に3層
の多結晶シリコン層からなる転送電極1、2及び3が形
成されて構成されている。
Looking at the sectional structure, as shown in FIG. 5, for example, on the P-type well region (not shown) on the N-type silicon substrate, for example, the light receiving portion 4 formed of a photodiode corresponding to the pixel. (Not shown in FIG. 5, see FIG. 1)
Are arranged in a matrix, and vertical registers 5 extending in the vertical direction, for example, N-type impurity diffusion regions are arranged between the light receiving portions 4 in the horizontal direction, and three vertical polycrystalline silicon layers are formed on each vertical register 5. Transfer electrodes 1, 2 and 3 are formed.

【0029】尚、図1においてはチャネル・ストッパ領
域及び垂直レジスタを省略して示す。また、図5及び図
6において、6はゲート絶縁膜(本例では、SiO2、
SiN及びSiO2の3層構造)、7は層間絶縁膜を示
す。
In FIG. 1, the channel stopper region and the vertical register are omitted. Further, in FIGS. 5 and 6, 6 is a gate insulating film (in this example, SiO 2,
Reference numeral 7 denotes an interlayer insulating film.

【0030】次に、各転送電極1、2及び3の形成パタ
ーンを図2〜図4に基いて説明する。これらの図におい
て、一点鎖線で示す領域は受光部4である。
Next, the formation pattern of each transfer electrode 1, 2 and 3 will be described with reference to FIGS. In these figures, the area indicated by the alternate long and short dash line is the light receiving portion 4.

【0031】まず、1層目の転送電極1は、図2に示す
ように、垂直方向の受光部4間において、水平方向に延
びる第1の導線部1aと、垂直レジスタに沿って図面
上、下方に突出する第1の電極部1bから構成されてい
る。
First, as shown in FIG. 2, the transfer electrode 1 of the first layer has a first conductive wire portion 1a extending in the horizontal direction between the light receiving portions 4 in the vertical direction and a vertical register in the drawing. It is composed of a first electrode portion 1b protruding downward.

【0032】2層目の転送電極2は、図3に示すよう
に、垂直方向の受光部4間において、水平方向に延びる
第2の導線部2aと、垂直レジスタに沿って図面上、上
方に突出する第2の電極部2bから構成されている。
As shown in FIG. 3, the transfer electrode 2 of the second layer has a second conductor portion 2a extending in the horizontal direction between the light receiving portions 4 in the vertical direction and an upward direction in the drawing along the vertical register. It is composed of a protruding second electrode portion 2b.

【0033】3層目の転送電極3は、図4に示すよう
に、垂直方向の受光部間において、水平方向に延びる第
3の導線部3aと、例えば奇数列目において、垂直レジ
スタに沿って図面上、下方に延びる第3の第1電極部3
1 と、偶数列目において、垂直レジスタに沿って図面
上、上方に延びる第3の第2電極部3b2 とから構成さ
れている。各転送電極1、2及び3の導線部1a、2a
及び3aは、パターニングの合わせずれを考慮して、各
導線部の幅をW1 >W2 >W3 に設定してある。
As shown in FIG. 4, the transfer electrodes 3 of the third layer are arranged along the vertical conductors in the third conducting wire portions 3a extending in the horizontal direction between the light receiving portions in the vertical direction and in the odd-numbered columns, for example. Third first electrode portion 3 extending downward in the drawing
b 1 and the third second electrode portion 3b 2 extending upward in the drawing along the vertical register in the even-numbered column. Conductor portions 1a, 2a of each transfer electrode 1, 2 and 3
In 3 and 3a, the width of each conductor portion is set to W 1 > W 2 > W 3 in consideration of misalignment of patterning.

【0034】そして、各転送電極1、2及び3を夫々層
間絶縁膜7を介して積層し、更に各転送電極1、2及び
3の電極部1b、2b、3b1 及び3b2 を覆うよう
に、シャント用Alパターン8(図1において、破線で
示す)を垂直レジスタに沿って垂直方向に形成すること
により、図1で示すパターンが完成する。
Then, the transfer electrodes 1, 2 and 3 are laminated via the interlayer insulating film 7, respectively, and further, the electrode portions 1b, 2b, 3b 1 and 3b 2 of the transfer electrodes 1, 2 and 3 are covered. By forming an Al pattern 8 for shunt (shown by a broken line in FIG. 1) in the vertical direction along the vertical register, the pattern shown in FIG. 1 is completed.

【0035】しかして、本例においては、各転送電極
1、2及び3とAlパターン8との電気的接続を以下の
ようにして行う。即ち、例えば6n+1列及び6n+5
列(n=0,1,2・・・)に関しては、図5Aの断面
図にも示すように、2層目の転送電極2における全ての
第2の電極部2bとAlパターン8とを層間絶縁膜7に
設けられた開口11を介して接続する。6n+2列及び
6n+4列に関しては、図5Bの断面図にも示すよう
に、1層目の転送電極1における全ての第1の電極部1
bとAlパターン8とを層間絶縁膜7に設けられた開口
12を介して接続する。
Therefore, in this example, the electrical connection between the transfer electrodes 1, 2 and 3 and the Al pattern 8 is made as follows. That is, for example, 6n + 1 columns and 6n + 5
As for the column (n = 0, 1, 2, ...) As shown in the cross-sectional view of FIG. 5A, all the second electrode portions 2b in the transfer electrode 2 of the second layer and the Al pattern 8 are inter-layered. Connection is made through an opening 11 provided in the insulating film 7. Regarding the 6n + 2 row and the 6n + 4 row, as shown in the cross-sectional view of FIG. 5B, all the first electrode portions 1 in the transfer electrode 1 of the first layer
b and the Al pattern 8 are connected through the opening 12 provided in the interlayer insulating film 7.

【0036】そして、6n+3列及び6n+6列に関し
ては、3層目の転送電極3における隔行毎の第3の電極
部3b1 及び3b2 とAlパターン8と接続する。即
ち、6n+3列については、図6Aの断面図にも示すよ
うに、2m+1行に関する第3の電極部(第3の第1電
極部3b1 )とAlパターン8とを層間絶縁膜7に設け
られた開口13を介して接続し、2m+2行に関する第
3の第1電極部3b1 とは接続しない。
Then, regarding the 6n + 3 column and the 6n + 6 column, the third electrode portions 3b 1 and 3b 2 of every third row in the transfer electrode 3 of the third layer are connected to the Al pattern 8. That is, for the 6n + 3 column, as shown in the sectional view of FIG. 6A, the third electrode portion (third first electrode portion 3b 1 ) and the Al pattern 8 for the 2m + 1 row are provided in the interlayer insulating film 7. And the third first electrode portion 3b 1 related to 2m + 2 rows is not connected.

【0037】また、6n+6列については、図6Bの断
面図にも示すように、2m+2行に関する第3の電極部
(第3の第2電極部3b2 )とAlパターン8とを層間
絶縁膜7に設けられた開口14を介して接続し、2m+
1行に関する第3の第2電極部3b2 とは接続しない。
即ち、2つ置きに配列された垂直レジスタ上における3
層目の転送電極3とAlパターン8との電気的接続を1
つ置きで、かつ各2つ置きの列間において互い違い(即
ち行に関して互い違い)にする。
As for the 6n + 6 column, as shown in the sectional view of FIG. 6B, the third electrode portion (third second electrode portion 3b 2 ) and the Al pattern 8 related to the 2m + 2th row are provided with the interlayer insulating film 7. Connected through the opening 14 provided in the
It is not connected to the third second electrode portion 3b 2 related to one row.
That is, 3 on the vertical register arranged every two
The electrical connection between the transfer electrode 3 of the layer and the Al pattern 8 is 1
Every other and every other column is staggered (ie staggered with respect to rows).

【0038】次に、上記第1実施例の変形例を図7及び
図8に基いて説明する。図7は、変形例に係るイメージ
領域での転送電極の配線形態を示す平面図であり、図8
は、3層目の転送電極3の形成パターンを示す平面図で
ある。
Next, a modified example of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a plan view showing the wiring form of the transfer electrodes in the image area according to the modification.
[FIG. 8] is a plan view showing a formation pattern of a third-layer transfer electrode 3.

【0039】この変形例に係るCCD固体撮像素子は、
上記第1実施例とほぼ同じ構成を有するが、3層目の転
送電極3の形成パターンが一部異なる。即ち、図8に示
すように、3層目の転送電極3は、垂直方向の受光部4
間において、水平方向に延びる第3の導線部3aと、例
えば3n+1列目において、垂直レジスタに沿って図面
上、下方に延びる第3の第1電極部3b1 と、3n+2
列目及び3n+3列目において、垂直レジスタに沿って
図面上、上方に延びる第3の第2電極部3b2とから構
成されている。
The CCD solid-state image sensor according to this modification is
The structure is almost the same as that of the first embodiment, but the formation pattern of the transfer electrode 3 of the third layer is partially different. That is, as shown in FIG. 8, the transfer electrode 3 of the third layer is provided in
Between the third conductor portion 3a extending in the horizontal direction and the third first electrode portion 3b 1 extending downward in the drawing along the vertical register in the 3n + 1th column, for example, in the 3n + 1th column.
The third row and the third row 3n + 3th row are composed of a third second electrode portion 3b 2 extending upward in the drawing along the vertical register.

【0040】そして、各転送電極1、2及び3を夫々層
間絶縁膜7を介して積層し、更に各転送電極1、2及び
3の電極部1b、2b、3b1 及び3b2 を覆うよう
に、シャント用Alパターン8を垂直レジスタに沿って
垂直方向に形成することにより、図7で示すパターンが
完成する。
Then, the transfer electrodes 1, 2 and 3 are laminated with the interlayer insulating film 7 interposed therebetween, and further, the electrode portions 1b, 2b, 3b 1 and 3b 2 of the transfer electrodes 1, 2 and 3 are covered. By forming the shunt Al pattern 8 in the vertical direction along the vertical register, the pattern shown in FIG. 7 is completed.

【0041】この変形例においても、Alパターン8と
各転送電極1、2及び3との電気的接続は、図1で示す
第1実施例とほぼ同じである。異なるのは、3層目の転
送電極3の形成パターンが、図8で示した通りとなって
いるため、6n+3列に関してみると、2m+1行に関
する3層目の転送電極(第2電極部3b2 )とAlパタ
ーン8とは接続されず、2m+2行に関する3層目の転
送電極(第2電極部)とAlパターン8とが接続され
る。また、6n+6列に関してみると、2m+1行に関
する3層目の転送電極(第2電極部3b2 )とAlパタ
ーン8とが接続され、2m+2行に関する3層目の転送
電極(第2電極部3b2 )とAlパターン8とは接続さ
れない。また、6n+1列及び6n+4列に関する2層
目の転送電極2とAlパターン8とが接続され、6n+
2列及び6n+5列に関する1層目の転送電極1とAl
パターン8とが接続される。
Also in this modification, the electrical connection between the Al pattern 8 and each transfer electrode 1, 2 and 3 is almost the same as that of the first embodiment shown in FIG. The difference is that the formation pattern of the transfer electrode 3 of the third layer is as shown in FIG. 8. Therefore, regarding 6n + 3 columns, the transfer electrode of the third layer (second electrode portion 3b 2 ) And the Al pattern 8 are not connected, but the transfer electrode (second electrode portion) of the third layer for 2m + 2 rows is connected to the Al pattern 8. In terms respect 6n + 6 rows, 2m + 1 line relates connected third layer transfer electrode (second electrode portion 3b 2) and the Al pattern 8, 2m + 2 3-layer transfer electrodes about the line (second electrode portion 3b 2 ) And the Al pattern 8 are not connected. Further, the transfer electrodes 2 of the second layer for the 6n + 1 column and the 6n + 4 column are connected to the Al pattern 8, and 6n +
Transfer electrodes 1 and Al of the first layer for the 2nd row and the 6n + 5th row
The pattern 8 is connected.

【0042】上述のように、この第1実施例及び変形例
によれば、隣接する行の3層目の転送電極3に夫々位相
の異なる駆動パルスを供給することが可能となる。その
結果、疑似的な4相駆動を行うことができ、3層目の転
送電極3下に受光部4からの信号電荷を読出した場合で
の、フィールド読出しやフレーム読出しを行うことがで
きる。
As described above, according to the first embodiment and the modification, it is possible to supply drive pulses having different phases to the transfer electrodes 3 of the third layer in the adjacent row. As a result, pseudo four-phase driving can be performed, and field reading and frame reading can be performed when the signal charge from the light receiving section 4 is read under the transfer electrode 3 of the third layer.

【0043】ここで、図9〜図12に基いて、疑似的な
4相駆動によって信号電荷を例えばフィールド読出しで
転送する例を説明する。これらの図において、Vφ1及
びVφ2は行に関係なく、夫々1層目及び2層目の転送
電極1、2に供給される駆動パルスを示し、Vφ3A及
びVφ3Bは、夫々2m+1行及び2m+2行に関する
3層目の転送電極3に供給される駆動パルスを示す。
An example in which signal charges are transferred by, for example, field reading by pseudo four-phase driving will be described with reference to FIGS. 9 to 12. In these figures, Vφ1 and Vφ2 represent drive pulses supplied to the transfer electrodes 1 and 2 of the first and second layers, respectively, regardless of the row, and Vφ3A and Vφ3B are 3 related to 2m + 1 row and 2m + 2 row, respectively. The drive pulse supplied to the transfer electrode 3 of the layer is shown.

【0044】また、第1実施例及びその変形例において
は、例えば6n+1列及び6n+2列に関する第3の転
送電極3の形成パターンが異なるが、各列における信号
電荷の転送状態は同じであるため、図10及び図12で
は、代表的に第1実施例の6n+1列に関する信号電荷
の転送状態を示す。
Further, in the first embodiment and its modification, the formation patterns of the third transfer electrodes 3 for the 6n + 1 column and the 6n + 2 column are different, but the signal charge transfer state in each column is the same. 10 and 12 representatively show the transfer state of the signal charges for the 6n + 1 column of the first embodiment.

【0045】最初に、第1フィールドについて図9及び
図10に基いて説明する。まず、t1時において、Vφ
1、Vφ2、Vφ3A及びVφ3Bが夫々高レベル、低
レベル、高レベル及び高レベルであることから、1層目
及び3層目の転送電極1及び3下にポテンシャル井戸が
連続形成される。
First, the first field will be described with reference to FIGS. 9 and 10. First, at t1, Vφ
Since 1, Vφ2, Vφ3A, and Vφ3B are high level, low level, high level, and high level, respectively, potential wells are continuously formed under the transfer electrodes 1 and 3 of the first and third layers.

【0046】次に、t2時において、Vφ3Bが読出し
レベル(上記高レベルよりも高いレベル)となり、受光
部4、特に2m+2行に関する受光部4からの信号電荷
2が2m+2行に関する3層目の転送電極3下に転送
・蓄積される。
Next, at time t2, Vφ3B becomes the read level (higher than the above high level), and the signal charge e 2 from the light receiving section 4, particularly the light receiving section 4 for the 2m + 2 row, is in the third layer for the 2m + 2 row. Transferred and stored under the transfer electrode 3.

【0047】次に、t3時において、Vφ3Bが通常の
高レベルに変化することから、信号電荷e2 は、1層目
及び3層目の転送電極1及び3下に連続形成されたポテ
ンシャル井戸に転送・蓄積される。
Next, at time t3, since Vφ3B changes to a normal high level, the signal charge e 2 is generated in the potential wells continuously formed under the transfer electrodes 1 and 3 of the first and third layers. Transferred / stored.

【0048】次に、区間Tにおいて、互いに位相の異な
る3相の駆動パルスVφ1〜Vφ3(Vφ3A,Vφ3
B)が夫々1層目〜3層目の転送電極1〜3に供給され
ることから、次のt4時において、信号電荷e2 は、図
中、矢印で示すように、夫々次行における1層目及び3
層目の転送電極1及び3下に連続形成されたポテンシャ
ル井戸に転送・蓄積される。
Next, in a section T, three-phase drive pulses Vφ1 to Vφ3 (Vφ3A, Vφ3) having mutually different phases.
B) is supplied to the transfer electrodes 1 to 3 of the first to third layers, respectively, so that at the next time t4, the signal charge e 2 is 1 in the next row, as indicated by the arrow in the figure. Layers and 3
It is transferred and accumulated in the potential well formed continuously under the transfer electrodes 1 and 3 of the layer.

【0049】次に、t5時において、今度は、Vφ3A
が読出しレベルとなり、受光部4、特に2m+1行に関
する受光部4からの信号電荷e1 が2m+1行に関する
3層目の転送電極3下に転送・蓄積され、2m+2行に
関する信号電荷e2 と混合される。正確には、3m+2
行に関する信号電荷と3m+3行に関する信号電荷が混
合される。
Next, at time t5, this time Vφ3A
Becomes the read level, and the signal charge e 1 from the light receiving portion 4, particularly the light receiving portion 4 regarding the 2m + 1 row is transferred and accumulated under the transfer electrode 3 of the third layer regarding the 2m + 1 row and mixed with the signal charge e 2 regarding the 2m + 2 row. It To be precise, 3m + 2
The signal charges for the rows and the signal charges for the 3m + 3 rows are mixed.

【0050】次に、t6時において、Vφ3Aが通常の
高レベルに変化することから、混合された信号電荷(e
1 +e2 )は、1層目及び3層目の転送電極1及び3下
に連続形成されたポテンシャル井戸に転送・蓄積され
る。
Next, at time t6, since Vφ3A changes to the normal high level, the mixed signal charge (e
1 + e 2 ) is transferred and accumulated in potential wells formed continuously under the transfer electrodes 1 and 3 of the first and third layers.

【0051】その後は、各転送電極1、2及び3に、夫
々位相の異なる3相の駆動パルスVφ1〜Vφ3(Vφ
3A,Vφ3B)が供給されて、信号電荷(e1
2 )を水平レジスタ側へ順次転送する。
After that, three-phase drive pulses Vφ1 to Vφ3 (Vφ) having different phases are applied to the transfer electrodes 1, 2 and 3, respectively.
3A, Vφ3B) to supply the signal charge (e 1 +
e 2 ) are sequentially transferred to the horizontal register side.

【0052】次に、第2フィールドについて図11及び
図12に基いて説明する。まず、t1時において、Vφ
1、Vφ2、Vφ3A及びVφ3Bが夫々高レベル、低
レベル、高レベル及び高レベルであることから、1層目
及び3層目の転送電極1及び3下にポテンシャル井戸が
連続形成される。
Next, the second field will be described with reference to FIGS. 11 and 12. First, at t1, Vφ
Since 1, Vφ2, Vφ3A, and Vφ3B are high level, low level, high level, and high level, respectively, potential wells are continuously formed under the transfer electrodes 1 and 3 of the first and third layers.

【0053】次に、t2時において、Vφ3Aが読出し
レベルとなり、受光部4、特に2m+1行に関する受光
部4からの信号電荷e1 が2m+1行に関する3層目の
転送電極3下に転送・蓄積される。
Next, at time t2, Vφ3A becomes the reading level, and the signal charge e 1 from the light receiving portion 4, particularly the light receiving portion 4 for the 2m + 1 row is transferred / stored under the third transfer electrode 3 for the 2m + 1 row. It

【0054】次に、t3時において、Vφ3Aが通常の
高レベルに変化することから、信号電荷e1 は、1層目
及び3層目の転送電極1及び3下に連続形成されたポテ
ンシャル井戸に転送・蓄積される。
Next, at time t3, since Vφ3A changes to a normal high level, the signal charge e 1 is generated in the potential wells continuously formed under the transfer electrodes 1 and 3 of the first and third layers. Transferred / stored.

【0055】次に、区間Tにおいて、互いに位相の異な
る3相の駆動パルスVφ1〜Vφ3(Vφ3A,Vφ3
B)が夫々1層目〜3層目の転送電極1〜3に供給され
ることから、次のt4時において、信号電荷e1 は、図
中、矢印で示すように、夫々次行における1層目及び3
層目の転送電極1及び3下に連続形成されたポテンシャ
ル井戸に転送・蓄積される。
Next, in section T, three-phase drive pulses Vφ1 to Vφ3 (Vφ3A, Vφ3) having mutually different phases.
B) is supplied to the transfer electrodes 1 to 3 of the first to third layers, respectively, so that at the next time t4, the signal charge e 1 is 1 in the next row, as indicated by the arrow in the figure. Layers and 3
It is transferred and accumulated in the potential well formed continuously under the transfer electrodes 1 and 3 of the layer.

【0056】次に、t5時において、今度は、Vφ3B
が読出しレベルとなり、受光部4、特に2m+2行に関
する受光部4からの信号電荷e2 が2m+2行に関する
3層目の転送電極3下に転送・蓄積され、2m+1行に
関する信号電荷e1 と混合される。正確には、3m+1
行に関する信号電荷と3m+2行に関する信号電荷が混
合される。
Next, at time t5, this time Vφ3B
Becomes the read level, and the signal charge e 2 from the light receiving portion 4, particularly the light receiving portion 4 regarding the 2m + 2 row is transferred and accumulated under the transfer electrode 3 of the third layer regarding the 2m + 2 row and mixed with the signal charge e 1 regarding the 2m + 1 row. It To be precise, 3m + 1
The signal charge for the row and the signal charge for the 3m + 2 row are mixed.

【0057】次に、t6時において、Vφ3Aが通常の
高レベルに変化することから、混合された信号電荷(e
1 +e2 )は、1層目及び3層目の転送電極1及び3下
に連続形成されたポテンシャル井戸に転送・蓄積され
る。
Next, at time t6, since Vφ3A changes to the normal high level, the mixed signal charge (e
1 + e 2 ) is transferred and accumulated in potential wells formed continuously under the transfer electrodes 1 and 3 of the first and third layers.

【0058】その後は、各転送電極1、2及び3に、夫
々位相の異なる3相の駆動パルスVφ1〜Vφ3(Vφ
3A,Vφ3B)が供給されて、信号電荷(e1
2 )を水平レジスタ側へ順次転送する。
Thereafter, three-phase drive pulses Vφ1 to Vφ3 (Vφ) having different phases are applied to the transfer electrodes 1, 2 and 3, respectively.
3A, Vφ3B) to supply the signal charge (e 1 +
e 2 ) are sequentially transferred to the horizontal register side.

【0059】尚、フレーム読出しは、図9及び図11で
示す第1フィールド及び第2フィールド中、夫々のt5
時において、Vφ3A及びVφ3Bを読出しレベルとし
ないで、通常の高レベルにすることにより実現できる。
It should be noted that the frame reading is performed at t5 in each of the first and second fields shown in FIGS. 9 and 11.
At this time, Vφ3A and Vφ3B may be set to a normal high level instead of the read level.

【0060】このように、第1実施例及び変形例に係る
構成をとることにより、即ち、2つ置きに配列された垂
直レジスタ上における3層目の転送電極3とAlパター
ン8との電気的接続を同一列内において1つ置きとした
ので、ノンインターレース方式対応の全画素読出しのほ
か、インターレース方式対応のフィールド読出し又はフ
レーム読出しが容易に達成できる。
As described above, by adopting the configuration according to the first embodiment and the modified example, that is, the electrical connection between the transfer electrode 3 of the third layer and the Al pattern 8 on the vertical registers arranged every two rows. Since only one connection is provided in the same column, not only all-pixel reading corresponding to the non-interlace method but also field reading or frame reading corresponding to the interlace method can be easily achieved.

【0061】また、3層目の転送電極3とAlパターン
8との電気的接続を各2つ置きの列間において互い違い
にするようにしたので、Vφ3Aが供給される3層目の
転送電極3とVφ3Bが供給される3層目の転送電極3
に対するAlパターン8によるシャントを均一に行うこ
とができる。
Further, since the electrical connection between the transfer electrode 3 of the third layer and the Al pattern 8 is alternated between every two columns, the transfer electrode 3 of the third layer to which Vφ3A is supplied is supplied. And Vφ3B are supplied to the third-layer transfer electrode 3
The shunt with the Al pattern 8 can be uniformly performed.

【0062】本例においては、3層目の転送電極3を受
光部4の中央に対向するように配置し、受光部4から垂
直レジスタ5へ電荷を読み出す際、3層目の転送電極3
下に読み出すようにしているので、受光部全体に読み出
しのための電界がかけやすく、且つ受光部からチャネル
への間口が最も広くとれ、良好な電荷読み出しが行え
る。
In this example, the transfer electrode 3 of the third layer is arranged so as to face the center of the light receiving portion 4, and when the charges are read from the light receiving portion 4 to the vertical register 5, the transfer electrode 3 of the third layer is arranged.
Since the reading is performed downward, an electric field for reading is easily applied to the entire light receiving portion, and the frontage from the light receiving portion to the channel is widest, so that good charge reading can be performed.

【0063】しかし、本実施例によって読み出された映
像信号は、読み出し電極である3層目の転送電極が互い
違いになっていることに起因して、水平方向に微妙なず
れを生じてしまう。これを解決した実施例を以下に第2
実施例として示す。
However, the video signal read by this embodiment causes a slight shift in the horizontal direction due to the fact that the transfer electrodes of the third layer which are the read electrodes are staggered. The second embodiment which solves this problem will be described below.
This will be shown as an example.

【0064】第2実施例に係るCCD固体撮像素子を図
13〜図18に基いて説明する。尚、上記第1実施例と
対応するものについては同符号を記す。
A CCD solid-state image pickup device according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. The same reference numerals are given to those corresponding to the first embodiment.

【0065】この第2実施例に係るCCD固体撮像素子
は、上記第1実施例とほぼ同じ構成を有するが、各転送
電極1、2及び3とAlパターン8との接続状態に違い
がある。
The CCD solid-state image pickup device according to the second embodiment has substantially the same structure as that of the first embodiment, but there is a difference in the connection state between the transfer electrodes 1, 2 and 3 and the Al pattern 8.

【0066】即ち、図13に示すように、例えば6n+
1列及び6n+5列に関してみると、2層目の転送電極
2における隔行毎の第2の電極部2bとAlパターン8
とを層間絶縁膜に設けられた開口を介して接続する。即
ち、6n+1列に関しては、2m+1行に関する第2の
電極部2bとAlパターン8とは接続せず、2m+2行
に関する第2の電極部2bと接続する。
That is, as shown in FIG. 13, for example, 6n +
Regarding the 1st column and the 6n + 5th column, the second electrode portion 2b and the Al pattern 8 in every other row in the transfer electrode 2 of the second layer are separated.
And are connected through an opening provided in the interlayer insulating film. That is, regarding the 6n + 1 column, the second electrode portion 2b for the 2m + 1 row is not connected to the Al pattern 8, but is connected to the second electrode portion 2b for the 2m + 2 row.

【0067】また、6n+5列に関しては、2m+1行
に関する第2の電極部2bとAlパターン8とを接続
し、2m+2行に関する第2の電極部2bとは接続しな
い。即ち、3つ置きに配列された垂直レジスタ上におけ
る2層目の転送電極2bとAlパターン8との電気的接
続を1つ置きで、かつ各3つ置きの列間において互い違
い(即ち行に関して互い違い)にする。
Further, regarding the 6n + 5th column, the second electrode portion 2b for the 2m + 1th row is connected to the Al pattern 8 and is not connected to the second electrode portion 2b for the 2m + 2th row. That is, every other electrical connection between the transfer electrodes 2b of the second layer and the Al pattern 8 on the vertical register arranged every three rows is alternated, and every three columns are alternated (that is, alternated with respect to rows). ).

【0068】次に、6n+2列及び6n+4列に関して
みると、1層目の転送電極1における隔行毎の第1の電
極部1bとAlパターン9とを層間絶縁膜に設けられた
開口を介して接続する。即ち、6n+2列に関しては、
2m+1行に関する第1の電極部1bとAlパターン8
とを接続し、2m+2行に関する第1の電極部1bとは
接続しない。
Next, regarding the 6n + 2 column and the 6n + 4 column, the first electrode portion 1b and the Al pattern 9 in every other row in the transfer electrode 1 of the first layer are connected through the opening provided in the interlayer insulating film. To do. That is, for the 6n + 2 column,
First electrode portion 1b and Al pattern 8 for 2m + 1 rows
Are connected, but not to the first electrode portion 1b related to 2m + 2 rows.

【0069】また、6n+4列に関しては、2m+1行
に関する第1の電極部1bとAlパターン8とは接続せ
ず、2m+2行に関する第1の電極部1bと接続する。
即ち、この場合も、1つ置きに配列された垂直レジスタ
上における1層目の転送電極1とAlパターン8との電
気的接続を1つ置きで、かつ各1つ置きの列間において
互い違い(即ち行に関して互い違い)にする。
Regarding the 6n + 4th column, the first electrode portion 1b for the 2m + 1th row is not connected to the Al pattern 8, but is connected to the first electrode portion 1b for the 2m + 2th row.
That is, also in this case, the electrical connection between the transfer electrodes 1 of the first layer and the Al pattern 8 on the vertical registers arranged every other row is alternated, and the electrical connection is alternated between every other columns ( That is, staggered with respect to the line).

【0070】次に、6n+3列及び6n+6列に関して
みると、3層目の転送電極3における隔行毎の第3の電
極部3b1 及び3b2 とAlパターン8とを層間絶縁膜
に設けられた開口を介して接続する。即ち、6n+3列
に関しては、2m+1行に関する第3の第1電極部3b
1 とAlパターン8とを接続し、2m+2行に関する第
3の第1電極部3b1 とは接続しない。
Next, regarding the 6n + 3 column and the 6n + 6 column, the openings provided in the interlayer insulating film with the third electrode portions 3b 1 and 3b 2 and the Al pattern 8 in every other row in the transfer electrode 3 of the third layer. Connect through. That is, for 6n + 3 columns, the third first electrode portion 3b for 2m + 1 rows is used.
1 and the Al pattern 8 are connected, but not connected to the third first electrode portion 3b 1 related to 2m + 2 rows.

【0071】また、6n+6列に関しては、2m+2行
に関する第3の第2電極部3b2 とAlパターン8と接
続し、2m+1行に関する第3の第2電極部3b2 とは
接続しない。即ち、この場合も、2つ置きに配列された
垂直レジスタ上における3層目の転送電極3とAlパタ
ーン8との電気的接続を1つ置きで、かつ各2つ置きの
列間において互い違い(即ち行に関して互い違い)にす
る。
[0071] With respect to the 6n + 6 rows, 2m + 2 line and for the connection with the third second electrode portion 3b 2 and the Al pattern 8, 2m + 1 and the third second the electrode portion 3b 2 of about line not connected. That is, in this case as well, the electrical connection between the transfer electrodes 3 of the third layer and the Al pattern 8 on the vertical registers arranged every two rows is alternated, and the electrical connection is alternated between every two columns. That is, staggered with respect to the line).

【0072】次に、上記第2実施例の変形例を図14に
基いて説明する。この変形例に係るCCD固体撮像素子
は、上記第1実施例の変形例とほぼ同じ構成を有する
が、各転送電極1、2及び3とAlパターン8との接続
状態に違いがある。この接続状態は、上記第2実施例と
ほぼ同じであるため、その詳細な説明は省略する。異な
るのは、3層目の転送電極3の形成パターンが、図8で
示した通りとなっているため、6n+3列に関してみる
と、2m+1行に関する3層目の転送電極(第2電極部
3b2 )とAlパターン8とは接続されず、2m+2行
に関する3層目の転送電極(第2電極部3b2 )とAl
パターン8とが接続される。また、6n+6列に関して
みると、2m+2行に関する3層目の転送電極(第2電
極部3b2)とAlパターン8とが接続され、2m+2
行に関する3層目の転送電極(第2電極部3b2 )とA
lパターン8とは接続されない。また、6n+1列及び
6n+4列に関する2層目の転送電極2とAlパターン
8とが接続され、6n+2列及び6n+5列に関する1
層目の転送電極1とAlパターン8とが接続される。
Next, a modification of the second embodiment will be described with reference to FIG. The CCD solid-state image sensor according to this modification has almost the same configuration as that of the modification of the first embodiment, but there is a difference in the connection state between the transfer electrodes 1, 2 and 3 and the Al pattern 8. Since this connection state is almost the same as that of the second embodiment, detailed description thereof will be omitted. The difference is that the formation pattern of the transfer electrode 3 of the third layer is as shown in FIG. 8. Therefore, regarding 6n + 3 columns, the transfer electrode of the third layer (second electrode portion 3b 2 ) And the Al pattern 8 are not connected to each other, and the transfer electrode (second electrode portion 3b 2 ) of the third layer for 2m + 2 rows and Al
The pattern 8 is connected. In addition, regarding the 6n + 6 column, the transfer electrode (second electrode portion 3b 2 ) of the third layer regarding the 2m + 2 row and the Al pattern 8 are connected to each other, and 2m + 2
A transfer electrode (second electrode portion 3b 2 ) of the third layer related to the row and A
l pattern 8 is not connected. The transfer electrodes 2 of the second layer for the 6n + 1 column and the 6n + 4 column are connected to the Al pattern 8, and 1 for the 6n + 2 column and the 6n + 5 column.
The transfer electrode 1 of the layer and the Al pattern 8 are connected.

【0073】この第2実施例及びその変形例によれば、
隣接する行間における1層目〜3層目の転送電極1〜3
に夫々位相の異なる駆動パルスを供給することが可能と
なる。即ち、同一の転送電極に対して位相の異なる駆動
パルスを供給することができ、垂直レジスタの取扱い電
荷量を減少させないでフィールド読出しやフレーム読出
しが可能である。
According to this second embodiment and its modification,
Transfer electrodes 1 to 3 on the first to third layers between adjacent rows
It is possible to supply drive pulses having different phases to each other. That is, drive pulses having different phases can be supplied to the same transfer electrode, and field reading and frame reading can be performed without reducing the amount of charges handled by the vertical register.

【0074】ここで、図15〜図18に基いて、擬似6
相駆動によって信号電荷を例えばフィールド読出しで転
送する例を説明する。これらの図において、Vφ1A、
Vφ2A及びVφ3Aは、例えば2m+1行に関する1
層目、2層目及び3層目の転送電極1、2及び3に供給
される駆動パルスを示し、Vφ1B、Vφ2B及びVφ
3Bは、例えば2m+2行に関する1層目、2層目及び
3層目の転送電極1、2及び3に供給される駆動パルス
を示す。
Here, based on FIGS. 15 to 18, the pseudo 6
An example in which signal charges are transferred by, for example, field reading by phase driving will be described. In these figures, Vφ1A,
Vφ2A and Vφ3A are, for example, 1 for 2m + 1 rows.
Drive pulses supplied to the transfer electrodes 1, 2, and 3 of the second, third, and third layers are shown as Vφ1B, Vφ2B, and Vφ.
3B shows a drive pulse supplied to the transfer electrodes 1, 2 and 3 of the first layer, the second layer and the third layer for, for example, 2m + 2 rows.

【0075】尚、この場合においても、6n+1列及び
6n+2列に関する第3の転送電極3の形成パターンが
異なるが、各列における信号電荷の転送状態は同じであ
るため、これら図16及び図18においても、代表的に
第2実施例の6n+2列に関する信号電荷の転送状態を
示す。
Also in this case, although the formation pattern of the third transfer electrodes 3 for the 6n + 1 column and the 6n + 2 column is different, the transfer state of the signal charges in each column is the same, and therefore, in FIGS. 16 and 18. Also, the transfer state of the signal charges for the 6n + 2 column of the second embodiment is representatively shown.

【0076】最初に、第1フィールドについて図15及
び図16に基いて説明する。まず、t1時において、V
φ1A及びVφ2Aのみが低レベルで後の駆動パルスが
高レベルであることから、2m+1行に関する3層目の
転送電極3下から2m+2行に関する3層目の転送電極
3下にわたってポテンシャル井戸が連続形成される。
First, the first field will be described with reference to FIGS. 15 and 16. First, at time t1, V
Since only φ1A and Vφ2A are at a low level and the subsequent drive pulse is at a high level, a potential well is continuously formed from below the third transfer electrode 3 of the 2m + 1 row to below the third transfer electrode 3 of the 2m + 2 row. It

【0077】次に、t2時において、Vφ3Aが読出し
レベルとなり、受光部4からの信号電荷e1 が対応する
3層目の転送電極3下に転送・蓄積される。
Next, at time t2, Vφ3A becomes the read level, and the signal charge e 1 from the light receiving portion 4 is transferred and accumulated under the corresponding transfer electrode 3 of the third layer.

【0078】次に、t3時において、Vφ3Bが読み出
しレベルとなり、受光部4からの信号電荷e2 が対応す
る3層目の転送電極3下に転送・蓄積される。
Next, at time t3, Vφ3B becomes the reading level, and the signal charge e 2 from the light receiving portion 4 is transferred and accumulated under the corresponding transfer electrode 3 of the third layer.

【0079】次に、t4時において、Vφ3A及びVφ
3Bが低レベルに変化することから、信号電荷e1 及び
2 は、2m+2行に関する1層目の転送電極1下及び
2層目の転送電極3下にわたって連続形成されたポテン
シャル井戸に蓄積され、2m+1行及び2m+2行に関
する信号電荷e1 及びe2 が混合される。
Next, at t4, Vφ3A and Vφ
Since 3B changes to the low level, the signal charges e 1 and e 2 are accumulated in the potential well formed continuously below the transfer electrode 1 of the first layer and the transfer electrode 3 of the second layer for the 2m + 2 row, The signal charges e 1 and e 2 for the 2m + 1 and 2m + 2 rows are mixed.

【0080】その後は、各転送電極1、2及び3に、夫
々位相の異なる3相の駆動パルス(Vφ1A、Vφ2
A、Vφ3A、Vφ1B、Vφ2B、Vφ3B)が供給
されて、信号電荷(e1 +e2 )を水平レジスタ側へ順
次転送する。
After that, three-phase drive pulses (Vφ1A, Vφ2) having different phases are applied to the transfer electrodes 1, 2 and 3, respectively.
A, Vφ3A, Vφ1B, Vφ2B, Vφ3B) are supplied to sequentially transfer the signal charges (e 1 + e 2 ) to the horizontal register side.

【0081】次に、第2フィールドについて図17及び
図18に基いて説明する。まず、t1時において、Vφ
1B及びVφ2Bが低レベルで後の駆動パルスが高レベ
ルであることから、2m+1行に関する3層目の転送電
極3下から2m+2行に関する3層目の転送電極3下に
わたってポテンシャル井戸が連続形成される。
Next, the second field will be described with reference to FIGS. 17 and 18. First, at t1, Vφ
Since 1B and Vφ2B are at a low level and the subsequent drive pulse is at a high level, a potential well is continuously formed from below the third transfer electrode 3 of the 2m + 1 row to below the third transfer electrode 3 of the 2m + 2 row. .

【0082】次に、t2時において、Vφ3Aが読出し
レベルとなり、受光部4からの信号電荷e1 が対応する
3層目の転送電極3下に転送・蓄積される。
Next, at time t2, Vφ3A becomes the read level, and the signal charge e 1 from the light receiving portion 4 is transferred / stored under the corresponding transfer electrode 3 of the third layer.

【0083】次に、t3時において、Vφ3Bが読み出
しレベルとなり、受光部4からの信号電荷e2 が対応す
る3層目の転送電極3下に転送・蓄積される。
Next, at time t3, Vφ3B becomes the read level, and the signal charge e 2 from the light receiving portion 4 is transferred and accumulated under the corresponding transfer electrode 3 of the third layer.

【0084】次に、t4時において、Vφ3A及びVφ
3Bが低レベルに変化することから、信号電荷e1 及び
2 は、2m+1行に関する1層目の転送電極1下及び
2層目の転送電極2下にわたって連続形成されたポテン
シャル井戸に蓄積され、2m+1行及び2m+2行に関
する信号電荷e1 及びe2 が混合される。
Next, at time t4, Vφ3A and Vφ
Since 3B changes to the low level, the signal charges e 1 and e 2 are accumulated in the potential well formed continuously under the transfer electrode 1 of the first layer and the transfer electrode 2 of the second layer for the 2m + 1th row, The signal charges e 1 and e 2 for the 2m + 1 and 2m + 2 rows are mixed.

【0085】その後は、各転送電極1、2及び3に、夫
々位相の異なる3相の駆動パルス(Vφ1A、Vφ2
A、Vφ3A、Vφ1B、Vφ2B、Vφ3B)が供給
されて、信号電荷(e1 +e2 )を水平レジスタ側へ順
次転送する。
After that, three-phase drive pulses (Vφ1A, Vφ2) having different phases are applied to the transfer electrodes 1, 2 and 3, respectively.
A, Vφ3A, Vφ1B, Vφ2B, Vφ3B) are supplied to sequentially transfer the signal charges (e 1 + e 2 ) to the horizontal register side.

【0086】このように、第2実施例及び変形例に係る
構成をとることにより、即ち、互いに隣接する各列毎に
夫々異なる転送電極1、2及び3を、各列内において夫
々1つ置きにAlパターン8と電気的に接続するように
したので、隣接する行間において同一の転送電極に夫々
位相の異なる駆動パルスを供給することができ、上記の
ように擬似6相駆動を実現させることができると共に、
ノンインターレース方式対応の全画素読出しのほか、イ
ンターレース方式対応のフィールド読出し又はフレーム
読出しを容易に達成することができる。
As described above, by adopting the configurations according to the second embodiment and the modified example, that is, the transfer electrodes 1, 2 and 3 which are different from each other in each adjacent column are arranged in each column. Since it is electrically connected to the Al pattern 8 in the above, it is possible to supply drive pulses having different phases to the same transfer electrode between adjacent rows, and to realize the pseudo 6-phase drive as described above. While you can
It is possible to easily achieve all-pixel reading compatible with the non-interlaced method and field reading or frame reading compatible with the interlaced method.

【0087】また、1つの列と、該列に対し所定数置き
の列間において各転送電極1、2及び3とAlパターン
8との電気的接続を互い違いにするようにしたので、各
転送電極1、2及び3に対するAlパターン8によるシ
ャントを均一に行うことができる。
Further, the electrical connection between the transfer electrodes 1, 2 and 3 and the Al pattern 8 is alternated between one row and a predetermined number of rows with respect to the row. The shunt by the Al pattern 8 for 1, 2 and 3 can be performed uniformly.

【0088】尚、フレーム読出しは、図15で示す第1
フィールドにおけるt2時において、Vφ3Aを読出し
レベルとしないで、通常の高レベルにすると共に、図1
7で示す第2フィールドにおけるt3時において、Vφ
3Bを読出しレベルとしないで、通常の高レベルにする
ことにより実現できる。
It should be noted that the frame reading is performed by the first frame shown in FIG.
At time t2 in the field, Vφ3A is not set to the read level, and is set to the normal high level.
At time t3 in the second field shown by 7, Vφ
It can be realized by setting 3B to a normal high level instead of the read level.

【0089】[0089]

【発明の効果】本発明に係る固体撮像素子によれば、受
光部からの信号電荷を第3の層の転送電極下に読出すこ
とができ、ノンインターレース方式対応の全画素読出し
のほか、インターレース方式対応のフィールド読出しや
フレーム読出しを容易に行うことができる。
According to the solid-state image pickup device of the present invention, the signal charge from the light receiving portion can be read out under the transfer electrode of the third layer , and in addition to the non-interlaced type all pixel read-out, the interlaced read-out can be performed. It is possible to easily perform field reading and frame reading corresponding to the method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例に係るCCD固体撮像素子の要部、
特に受光部(画素)がマトリクス状に配列されて構成さ
れるイメージ領域での転送電極の配線形態を示す平面
図。
FIG. 1 is a main part of a CCD solid-state imaging device according to a first embodiment,
In particular, a plan view showing the wiring form of the transfer electrodes in an image region configured by arranging light receiving portions (pixels) in a matrix.

【図2】第1実施例に係る1層目の転送電極の形成パタ
ーンを示す平面図。
FIG. 2 is a plan view showing a formation pattern of a first-layer transfer electrode according to the first embodiment.

【図3】第1実施例に係る2層目の転送電極の形成パタ
ーンを示す平面図。
FIG. 3 is a plan view showing a formation pattern of a second-layer transfer electrode according to the first embodiment.

【図4】第1実施例に係る3層目の転送電極の形成パタ
ーンを示す平面図。
FIG. 4 is a plan view showing a formation pattern of a third-layer transfer electrode according to the first embodiment.

【図5】Aは、図1におけるA−A線上の断面図。B
は、図1におけるB−B線上の断面図。
5A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. B
Is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1.

【図6】Aは、図1におけるC−C線上の断面図。B
は、図1におけるD−D線上の断面図。
6A is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. B
[FIG. 2] is a sectional view taken along the line D-D in FIG. 1.

【図7】第1実施例の変形例に係る転送電極の配線形態
を示す平面図。
FIG. 7 is a plan view showing a wiring form of transfer electrodes according to a modification of the first embodiment.

【図8】第1実施例の変形例に係る3層目の転送電極の
形成パターンを示す平面図。
FIG. 8 is a plan view showing a formation pattern of a third-layer transfer electrode according to a modification of the first embodiment.

【図9】第1実施例における第1フィールドでの駆動パ
ルスの出力タイミングを示すタイムチャート。
FIG. 9 is a time chart showing the output timing of the drive pulse in the first field in the first embodiment.

【図10】第1実施例における第1フィールドでの電荷
転送状態を示す動作概念図。
FIG. 10 is an operation conceptual diagram showing a charge transfer state in the first field in the first embodiment.

【図11】第1実施例における第2フィールドでの駆動
パルスの出力タイミングを示すタイムチャート。
FIG. 11 is a time chart showing the output timing of the drive pulse in the second field in the first embodiment.

【図12】第1実施例における第2フィールドでの電荷
転送状態を示す動作概念図。
FIG. 12 is an operation conceptual diagram showing a charge transfer state in the second field in the first embodiment.

【図13】第2実施例に係る転送電極の配線形態を示す
平面図。
FIG. 13 is a plan view showing a wiring form of transfer electrodes according to the second embodiment.

【図14】第2実施例の変形例に係る転送電極の配線形
態を示す平面図。
FIG. 14 is a plan view showing a wiring form of transfer electrodes according to a modification of the second embodiment.

【図15】第2実施例における第1フィールドでの駆動
パルスの出力タイミングを示すタイムチャート。
FIG. 15 is a time chart showing the output timing of the drive pulse in the first field in the second embodiment.

【図16】第2実施例における第1フィールドでの電荷
転送状態を示す動作概念図。
FIG. 16 is an operation conceptual diagram showing a charge transfer state in the first field in the second embodiment.

【図17】第2実施例における第2フィールドでの駆動
パルスの出力タイミングを示すタイムチャート。
FIG. 17 is a time chart showing the output timing of drive pulses in the second field in the second embodiment.

【図18】第2実施例における第2フィールドでの電荷
転送状態を示す動作概念図。
FIG. 18 is an operation conceptual diagram showing a charge transfer state in the second field in the second embodiment.

【図19】従来例に係る転送電極の配線形態を示す拡大
斜視図。
FIG. 19 is an enlarged perspective view showing a wiring form of transfer electrodes according to a conventional example.

【図20】従来例に係る転送電極の配線形態を示す平面
図。
FIG. 20 is a plan view showing a wiring form of transfer electrodes according to a conventional example.

【図21】提案例に係る転送電極の配線形態を示す平面
図。
FIG. 21 is a plan view showing a wiring form of transfer electrodes according to a proposed example.

【図22】他の提案例に係る転送電極の配線形態を示す
平面図。
FIG. 22 is a plan view showing a wiring form of transfer electrodes according to another proposed example.

【図23】他の提案例に係る1層目の転送電極の形成パ
ターンを示す平面図。
FIG. 23 is a plan view showing a formation pattern of a first-layer transfer electrode according to another proposed example.

【図24】他の提案例に係る2層目の転送電極の形成パ
ターンを示す平面図。
FIG. 24 is a plan view showing a formation pattern of a second-layer transfer electrode according to another proposed example.

【図25】他の提案例に係る3層目の転送電極の形成パ
ターンを示す平面図。
FIG. 25 is a plan view showing a formation pattern of a third-layer transfer electrode according to another proposed example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 1層目の転送電極 1a 第1の導線部 1b 第1の電極部 2 2層目の転送電極 2a 第2の導線部 2b 第2の電極部 3 3層目の転送電極 3a 第3の導線部 3b1 第3の第1電極部 3b2 第3の第2電極部 4 受光部 5 垂直レジスタ 6 ゲート絶縁膜 7 層間絶縁膜 8 Alパターン1 1st layer transfer electrode 1a 1st conductor part 1b 1st electrode part 2 2nd layer transfer electrode 2a 2nd conductor part 2b 2nd electrode part 3 3rd layer transfer electrode 3a 3rd conductor wire Part 3b 1 third first electrode part 3b 2 third second electrode part 4 light receiving part 5 vertical register 6 gate insulating film 7 interlayer insulating film 8 Al pattern

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−20866(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/148 H04N 5/335 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-63-20866 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 27/148 H04N 5/335

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 受光部からの信号電荷を垂直方向に転送
する電荷転送領域が多数列形成され、各電荷転送領域上
に転送方向に向って第1、第2及び第3の層からなる複
数の転送電極が形成され、 第1の層の転送電極が、前記受光部間を水平方向に延び
る第1の導線部と、前記各列の電荷転送領域上で転送方
向側に突出する第1の電極部とから形成され、 第2の層の転送電極が、前記受光部間を水平方向に延び
る第2の導線部と、前記各列の電荷転送領域上で転送方
向とは逆側に突出する第2の電極部とから形成され、 第3の層の転送電極が、前記受光部間を水平方向に延び
る第3の導線部と、前記電荷転送領域の隣り合う列で突
出方向が逆になるか、又は2つ置きの列と該2つ置きの
列間における各対の列とで突出方向が逆になる第3の電
極部とから形成され、前記各列の電荷転送領域上に沿って金属膜が配置され、 同列の金属膜には同じ層の電極部が接続されるように、
前記各列の金属膜が該金属膜の 配列方向に順番に前記第
1、第2、第3の電極部と接続されて成ることを特徴と
する固体撮像素子。
1. A plurality of rows of charge transfer regions for vertically transferring signal charges from a light receiving portion are formed, and a plurality of charge transfer regions each including a first layer, a second layer, and a third layer are formed on the respective charge transfer regions in the transfer direction. Transfer electrodes of the first layer are formed, and the transfer electrodes of the first layer extend in the horizontal direction between the light receiving portions and the first conductive wire portions that protrude toward the transfer direction side on the charge transfer regions of each column. A transfer electrode of a second layer, which is formed of an electrode portion, and a second conductive wire portion that extends between the light receiving portions in the horizontal direction and the charge transfer region of each column, protrudes in the opposite direction to the transfer direction. The transfer electrode of the third layer, which is formed of the second electrode portion, has the third conductive wire portion extending horizontally between the light receiving portions and the projecting direction of the adjacent column of the charge transfer region opposite to each other. Or a third electrode in which the protruding direction is opposite between every other row and each pair of rows between the two rows. And a metal film is arranged along the charge transfer region of each column, and the electrode parts of the same layer are connected to the metal film of the same column,
The solid-state imaging device, wherein the metal film of each column is sequentially connected to the first, second, and third electrode portions in the arrangement direction of the metal film .
【請求項2】 受光部からの信号電荷を垂直方向に転送
する電荷転送領域が多数列形成され、各電荷転送領域上
に転送方向に向って第1、第2及び第3の層からなる複
数の転送電極が形成され、 第1の層の転送電極が、前記受光部間を水平方向に延び
る第1の導線部と、前記各列の電荷転送領域上で転送方
向側に突出する第1の電極部とから形成され、 第2の層の転送電極が、前記受光部間を水平方向に延び
る第2の導線部と、前記各列の電荷転送領域上で転送方
向とは逆側に突出する第2の電極部とから形成され、 第3の層の転送電極が、前記受光部間を水平方向に延び
る第3の導線部と、前記電荷転送領域の隣り合う列で突
出方向が逆になるか、又は2つ置きの列と該2つ置きの
列間における各対の列とで突出方向が逆になる第3の電
極部とから形成され、前記各列の電荷転送領域上に沿って金属膜が配置され、 同列の金属膜には同じ層の電極部が接続されるように、
前記各列の金属膜が該金属膜の 配列方向に順番に且つ垂
直方向の前記電荷転送領域と対応する受光部の列で該受
光部1つ置きに対応する位置で、前記第1、第2、第3
の電極部と接続されて成ることを特徴とする固体撮像素
子。
2. A plurality of charge transfer regions for vertically transferring a signal charge from a light receiving portion are formed in a plurality of columns, and a plurality of charge transfer regions formed on the respective charge transfer regions are formed of first, second and third layers in the transfer direction. Transfer electrodes of the first layer are formed, and the transfer electrodes of the first layer extend in the horizontal direction between the light receiving portions and the first conductive wire portions that protrude toward the transfer direction side on the charge transfer regions of each column. A transfer electrode of a second layer, which is formed of an electrode portion, and a second conductive wire portion that extends between the light receiving portions in the horizontal direction and the charge transfer region of each column, protrudes in the opposite direction to the transfer direction. The transfer electrode of the third layer, which is formed of the second electrode portion, has the third conductive wire portion extending horizontally between the light receiving portions and the projecting direction of the adjacent column of the charge transfer region opposite to each other. Or a third electrode in which the protruding direction is opposite between every other row and each pair of rows between the two rows. And a metal film is arranged along the charge transfer region of each column, and the electrode parts of the same layer are connected to the metal film of the same column,
The first and second metal films are arranged at the positions corresponding to every other light receiving unit in the column of the light receiving units corresponding to the charge transfer regions in the vertical direction in which the metal films of each column are arranged in order. , Third
A solid-state image pickup device characterized by being connected to the electrode part of.
【請求項3】 受光部からの信号電荷を垂直方向に転送
する電荷転送領域が多数列形成され、各電荷転送領域上
に転送方向に向って第1、第2及び第3のからなる複
数の転送電極が形成され、 前記第1の層の転送電極が、前記受光部間を水平方向に
延びる第1の導線部と、前記各列の電荷転送領域上で転
送方向側に突出する第1の電極部とから形成され、 前記第2の層の転送電極が、前記受光部間を水平方向に
延びる第2の導線部と、前記各列の電荷転送領域上で転
送方向とは逆側に突出する第2の電極部とから形成さ
れ、 前記第3の層の転送電極が、前記受光部間を水平方向に
延びる第3の導線部と、前記電荷転送領域の隣り合う列
で突出方向が逆になるか、又は2つ置きの列と該2つ置
きの列間における各対の列とで突出方向が逆になる第3
の電極部とから形成され、 前記各受光部には前記第1、第2及び第3の3つの電極
が対応し、且つ転送方向において前記電荷転送領域上
で前記第3の電極部が前記第1の電極部と前記第2の電
極部との間に配置され、前記各列の電荷転送領域上に沿って金属膜が配置され、 同列の金属膜には同じ層の電極部が接続されるように、
前記各列の金属膜が該金属膜の 配列方向に順番に前記第
1、第2、第3の電極部と接続されて成ることを特徴と
する固体撮像素子。
3. A plurality of charge transfer regions for vertically transferring signal charges from a light receiving portion are formed in a column, and a plurality of charge transfer regions formed on the respective charge transfer regions are formed of first, second and third layers in the transfer direction. Transfer electrodes of the first layer are formed, and the first transfer electrode of the first layer protrudes toward the transfer direction side on the charge transfer region of each column and the first conductive wire part that extends horizontally between the light receiving parts. The transfer electrode of the second layer, the transfer electrode of the second layer extending in the horizontal direction between the light receiving parts and the charge transfer region of each column on the opposite side to the transfer direction. A transfer electrode of the third layer, which is formed of a protruding second electrode portion, and a third conductive wire portion that extends horizontally between the light receiving portions, and a protruding direction in a column adjacent to the charge transfer region. Reversed, or with every other row and each pair of rows between every other row, protruding directions reversed. 3rd
And each of the light receiving portions includes the first, second, and third electrodes.
Parts correspond, and are disposed between the third electrode portion in the charge transfer region and have contact to the transfer direction and the first electrode portion and the second electrode portion, a charge transfer of each column A metal film is arranged along the area, and the electrode parts of the same layer are connected to the metal films in the same row.
The solid-state imaging device, wherein the metal film of each column is connected to the first, second, and third electrode portions in order in the arrangement direction of the metal film .
【請求項4】 前記第3の電極部に接続される前記金属
膜に前記受光部の電荷を読み出す読み出し電位を与える
手段を備えて成ることを特徴とする請求項3記載の固体
撮像素子。
4. The solid-state imaging device according to claim 3, further comprising means for applying a read potential for reading out charges of the light receiving section to the metal film connected to the third electrode section.
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