JP4551085B2 - 固体撮像装置、撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、受けた光を電気信号に変換し、映像信号として出力する固体撮像装置に関するものである。

従来、受けた光を電気信号に変換し、映像信号として出力する固体撮像装置が知られており、この固体撮像装置から得た映像信号を静止画像として表示するデジタルスチルカメラ等のカメラが知られている。近年では、このような固体撮像装置を用いたカメラは、画質および機能の更なる向上が要望され、画質の高密度化が進んでいる。
このような固体撮像装置において、映像信号の出力スピードを向上させるために、信号電荷を読み出す画素を間引くことにより出力映像信号中の画素数を減らす駆動方法が、従来から提案されている。例えば特許文献１には、水平方向３画素を１ブロックとして、各ブロックにおける中央画素を除く２画素（両端の２画素）の信号電荷を固体撮像装置内で混合すると共に、ブロック中央の１画素の信号電荷を、隣接するブロックの中央の１画素の信号電荷と混合することにより、固体撮像装置からの出力映像信号における水平方向の画素数を削減する駆動方法が開示されている。
特開平１１−２３４６８８号公報

しかしながら、間引き等により通常の１／３の周波数でサンプリングする場合、ナイキスト周波数１／３Ｆを境に高域成分が折り返されるため、（２／３）Ｆの成分がＤＣ成分に加わるが、上述した従来の駆動方法による固体撮像装置では、図１１の水平空間周波数応答を示すグラフのｇ１にあるように、サンプリング周波数の３分の２の成分が０ではない。これにより、モワレの発生や、偽信号の発生等により、出力映像信号の画質が劣化するという問題を有している。

そこで、本発明は、かかる問題点に鑑み、水平方向の画素数を削減でき、かつ、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号を高速に出力できる固体撮像装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記状況に鑑み、水平方向の画素数を削減できる固体撮像装置であって、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号を高速に出力できる固体撮像装置を実現する技術として、公開されていないが特願２００２−３２８８６８号に記載の技術を既に提案している。
図１（ａ）は上記特願２００２−３２８８６８号に示される固体撮像装置の概略構成図であり、図１（ｂ）は画素部３００から水平転送部１２０への信号電荷の読み出しを制御するための列方向に独立の駆動電極を有する振り分け転送部１３０の概略構成図である。

上記特願２００２−３２８８６８号に示される固体撮像装置は、図１（ａ）に示されるように、画素に対応して２次元状に配列され、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の３色のカラーフィルタがそれぞれ配置された複数の光電変換部１００と、駆動電極Ｖ１〜Ｖ６、Ｖ３Ｒ、Ｖ３Ｌ、Ｖ５ＲおよびＶ５Ｌを具備するＣＣＤ(Charge Coupled Device)により構成され、駆動パルスφＶ１〜φＶ６、φＶ３Ｒ、φＶ３Ｌ、φＶ５ＲおよびφＶ５Ｌの印加に応じて光電変換部１００で生成した信号電荷を列方向に転送する複数の垂直転送部１１０と、駆動電極Ｈ１およびＨ２を具備するＣＣＤにより構成され、駆動パルスφＨ１およびφＨ２の印加に応じて信号電荷を行方向に転送する水平転送部１２０と、複数の光電変換部１００および垂直転送部１１０が形成されてなる撮像部１４０と水平転送部１２０との間に配設され、画素部３００から水平転送部１２０への信号電荷の読み出しを制御する列方向に独立の駆動電極が形成された振り分け転送部１３０とからなる。

図１（ｂ）に示されるように、振り分け転送部１３０の垂直転送部１１０は、２ｎ＋１（ｎは１以上の整数）列毎に同じ電極構造を有し、駆動パルスφＶ１〜φＶ６、φＶ３Ｒ、φＶ３Ｌ、φＶ５ＲおよびφＶ５Ｌが印加される駆動電極Ｖ１〜Ｖ６、Ｖ３Ｒ、Ｖ３Ｌ、Ｖ５ＲおよびＶ５Ｌを具備するＣＣＤから構成される。ここで、駆動電極Ｖ１、Ｖ２、Ｖ４およびＶ６は全列にわたる共通電極であり、駆動電極Ｖ３、Ｖ３Ｒ、Ｖ３Ｌ、Ｖ５、Ｖ５ＲおよびＶ５Ｌは各列において島状に分離した独立電極であり、振り分け転送部１３０は、垂直転送部１１０から水平転送部１２０への信号電荷の読み出しを列毎に独立に制御する。

上記のような構成を有する固体撮像装置において、図２に示されるタイミングチャートに従って、垂直転送部１１０、水平転送部１２０および振り分け転送部１３０に各駆動パルスを印加し、駆動することにより、水平方向に３画素の信号電荷が混合される。なお、駆動パルスφＶ１〜φＶ６、φＶ３Ｒ、φＶ３Ｌ、φＶ５ＲおよびφＶ５Ｌが高レベルの場合、駆動パルスが印加された駆動電極はストレージ部となり、また、駆動パルスφＶ１〜φＶ６、φＶ３Ｒ、φＶ３Ｌ、φＶ５ＲおよびφＶ５Ｌが高レベルの場合、駆動パルスが印加された駆動電極はバリア部となる。

以上のような構成を有する固体撮像装置によれば、画素混合において信号電荷が捨てられないので、感度が高い映像信号を得ることができる。また、水平転送部において各混合画素群の重心は等間隔を有することとなるので、図１１の水平空間周波数応答を示すグラフのｇ２にあるように、２／３Ｆの成分が０となり、ＤＣへの折り返し成分はほとんど無くなり、モワレや偽信号が少ない画像信号を得ることができる。

なお、上記において２ｎ＋１列毎周期で同じ電極構造を有する電極構造で説明を行なったが、２ｎ（ｎは１以上の整数）列毎周期でも画素混合は実現可能である。ただし、モワレや偽信号は大きくなる。
ところが、上記固体撮像装置において、振り分け転送部１３０は複数の独立の駆動電極を具備するために、従来の図１２に示されるような配線レイアウト、つまり、遮光のために水平転送部１２０をアルミニウムで、振り分け転送部１３０および撮像部１４０からなる画素部１２００をタングステンで覆い、独立電極Ｖ３、Ｖ３Ｒ、Ｖ３Ｌ、Ｖ５、Ｖ５ＲおよびＶ５Ｌと接続される配線を画素部１２００の横から水平方向に形成するレイアウトでは、画素部１２００と水平転送部１２０との間の距離が短いために、上記固体撮像装置を実現することが困難であり、新たな配線レイアウトが必要となる。

以上の知見に基づき、本発明者らは固体撮像装置の振り分け転送部における配線レイアウトについて精査し、本発明に至った。上記目的を達成するために、本発明の固体撮像装置は、信号電荷を生成し、前記信号電荷を列方向に転送する画素部と、前記画素部から前記信号電荷を受け取り行方向に転送する水平転送部とを備える固体撮像装置であって、前記画素部は、前記画素部から水平転送部への信号電荷の読み出しを制御するための列方向に独立の駆動電極を複数具備し、前記駆動電極に接続される第１の配線は、前記水平転送部上に形成されることを特徴とする。ここで、前記水平転送部上には、第１の遮光層が形成されており、前記水平転送部は、前記第１の配線および前記第１の遮光層により遮光されてもよい。

これによって、画素部と水平転送部との間の距離に関係無く、独立電極の配線を形成することができるので、水平方向の画素数を削減し、かつ、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号を高速に出力できる固体撮像装置の実現を容易にする固体撮像装置の配線レイアウトを実現することができる。
また、前記駆動電極および前記第１の配線は、それぞれ異なる層に形成されており、前記画素部は、前記駆動電極の層と前記第１の配線の層とを垂直に接続する第１のプラグを有し、前記駆動電極の層および前記第１の配線の層の下層には、第１の平坦電極が形成され、前記第１の平坦電極は、前記第１のプラグ下において、前記第１のプラグの底面よりも大きな面積を有してもよい。ここで、前記駆動電極および前記第１の平坦電極は、それぞれ異なるポリシリコン層であってもよい。

また、前記画素部上には、第２の遮光層が形成されており、前記第２の遮光層は、第１のプラグの配置位置に開口部を有していてもよい。
これによって、画素部から水平転送部への信号の読み出しを制御するための駆動電極に接続されるプラグを除く領域を遮光するので、該駆動電極下に形成された垂直転送部に光が入射するのを防止することができる。

そして、独立電極と配線とのコンタクトを安定化することができ、製造ばらつきを防止できるので、歩留まり等の損害を大幅に軽減し、低コストの固体撮像装置を実現することができる。
また、前記水平転送部上には、第１の遮光層が形成されており、前記水平転送部は、前記第１の配線および前記第１の遮光層により遮光されてもよい。ここで、前記第１の配線は、アルミニウム層であり、前記第１の遮光層は、タングステン層であってもよいし、前記第１の配線および前記第１の遮光層は、それぞれ異なるアルミニウム層であってもよい。

これによって、水平転送部は遮光層および配線により遮光されるので、水平転送部に光が進入することにより起こる画質の低下を防止する固体撮像装置を実現することができる。

また、前記画素部上には、第３の遮光層が形成されており、前記第１の配線と接続された駆動電極以外の駆動電極と接続された第２の配線は、前記第３の遮光層の一部を用いて形成された第３の配線を含んでもよい。

これによって、遮光層の一部を独立電極の配線として利用し、独立電極のために新たな層を設けて配線を形成する必要が無いので、新たな製造工程を加えること無くコストアップを抑制することができる。

また、第３の配線の端部と重なり合う駆動電極の端部とは交差しないように配置してもよい。
これによって、端部が交差し、交差部において凹凸を有する段差部が形成され、この交差部において意図したパターニング通りに配線できず、不要なパターンが形成され、配線と駆動電極が接触あるいは絶縁距離が確保されなくなり発生する絶縁不良を回避することができる。

また、前記第２の配線は、さらに第４の配線を含み、前記第４の配線の少なくとも一部は、前記画素部の信号電荷の転送路上に沿って形成されてもよい。ここで、前記第３の遮光層は、タングステン層であり、前記第４の配線は、アルミニウム層であってもよいし、前記第３の配線および前記第４の配線は、それぞれ異なる２層のタングステン層であってもよい。
これによって、垂直転送部は独立電極の配線により遮光されるので、垂直転送部に光が進入することにより起こる画質の低下を防止する固体撮像装置を実現することができる。

また、前記第３の配線および前記第４の配線は、それぞれ異なる層に形成されており、前記画素部は、前記第３の配線および前記第４の配線を垂直に接続する第２のプラグを有し、前記前記第３の配線および前記第４の配線の下層には、第２の平坦電極が形成され、前記第２の平坦電極は、前記第２のプラグ下において、前記第２のプラグの底面よりも大きな面積を有してもよい。ここで、前記第２の平坦電極は、異なる２層のポリシリコン層からなり、１層目のポリシリコン層は、前記第２のプラグ下において、前記第２のプラグの底面よりも大きな面積で平坦な面を有してもよい。

これによって、配線と配線とのコンタクトを安定化することができ、製造ばらつきを防止できるので、歩留まり等の損害を大幅に軽減し、低コストの固体撮像装置を実現することができる。

また、前記水平転送部上には、着色したオンチップレンズ層が形成されてもよいし、前記列方向に独立の駆動電極上には、黒色のオンチップレンズ層が形成されてもよいし、複数の例えば、Ｒ、Ｂの色を積層し黒色に近いオンチップレンズ層が形成されてもよい。
これによって、新たな製造工程を加えること無く転送部への光の進入を防止することができるので、画質の低下を簡易に防止する固体撮像装置を実現することができる。

また、前記第１の配線は、複数の配線パターンからなり、前記複数の配線パターンに隣接して前記配線パターンの少なくとも１つと略同一形状のダミーの配線が形成されてもよい。
これによって、高い寸法精度での独立電極の配線の形成を可能にする固体撮像装置を実現することができる。

また、前記列方向に独立の駆動電極は、ｎ（ｎは２以上の整数）列毎に同じ電極構造を有してもよい。
これによって、画素混合において信号電荷が捨てること無く、水平方向の画素数を１／ｎに低減することができ、また各混合画素群の重心は等間隔を有するので、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号を高速に出力できる固体撮像装置を実現することができる。

また、本発明は、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の固体撮像装置を備えることを特徴とするカメラであってもよい。
これによって、固体撮像装置から高速にデータが出力されるので、高速動作が可能であり、かつ、画質に優れたカメラを実現することができる。

本発明に係る固体撮像装置によれば、画素混合において信号電荷が捨てられず、また、水平転送部において各混合画素群の重心は等間隔を有するので、水平方向の画素数を削減し、かつ、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号を高速に出力できる固体撮像装置を実現できるという効果が奏される。また、本発明に係る固体撮像装置によれば、画素部と水平転送部との間の距離に関係無く、独立電極の配線を形成することができるので、水平方向の画素数を削減し、かつ、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号を高速に出力できる固体撮像装置の実現を容易にする固体撮像装置の配線レイアウトを実現することができるという効果が奏される。
また、本発明に係る固体撮像装置によれば、タングステンからなる遮光層の一部およびアルミニウムからなる遮光層を、独立電極と接続される配線として利用し、独立電極のために、新たな層を設けて配線を形成する必要が無いので、新たな製造工程を加えること無くコストアップを抑制することができる。

また、本発明に係る固体撮像装置によれば、垂直転送部を独立電極と接続される配線で遮光することができるので、垂直転送部に光が進入することにより起こる画質の低下を防止する固体撮像装置を実現することができるという効果が奏される。
また、本発明に係る固体撮像装置によれば、独立電極と接続される配線を構成する配線同士がコンタクトする領域、および独立電極と配線とがコンタクトする領域において、コンタクトを安定化することができ、製造ばらつきを防止でき、また、重なり合う配線と駆動電極の端面が交わらないように配置するため、十分電気的に絶縁できるので、歩留まり等の損害を大幅に軽減し、低コストの固体撮像装置を実現することができるという効果が奏される。

よって、本発明により、水平方向の画素数を削減し、かつ、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号を高速に出力できる固体撮像装置を提供することが可能となり、実用的価値は極めて高い。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における固体撮像装置について、図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は第１の実施の形態の固体撮像装置の概略構成図であり、図１（ｂ）は画素部３００から水平転送部１２０への信号電荷の読み出しを制御するための列方向に独立の駆動電極を有する振り分け転送部１３０の概略構成図であり、図１（ｃ）は振り分け転送部１３０の概略断面図である。

本実施の形態の固体撮像装置は、水平方向の画素数を削減し、かつ、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号を高速に出力できる固体撮像装置を実現することを目的とするものであって、図１（ａ）に示されるように、画素に対応して２次元状に配列され、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の３色のカラーフィルタがそれぞれ配置された複数の光電変換部１００と、駆動電極Ｖ１〜Ｖ６、Ｖ３Ｒ、Ｖ３Ｌ、Ｖ５ＲおよびＶ５Ｌを具備するＣＣＤにより構成され、駆動パルスφＶ１〜φＶ６、φＶ３Ｒ、φＶ３Ｌ、φＶ５ＲおよびφＶ５Ｌの印加に応じて光電変換部１００で生成した信号電荷を列方向に転送する複数の垂直転送部１１０と、駆動電極Ｈ１およびＨ２を具備するＣＣＤにより構成され、駆動パルスφＨ１およびφＨ２の印加に応じて信号電荷を行方向に転送する水平転送部１２０と、複数の光電変換部１００および垂直転送部１１０が形成されてなる撮像部１４０と水平転送部１２０との間に配設され、水平転送部１２０への信号電荷の読み出しを制御する列方向に独立の駆動電極が形成された振り分け転送部１３０とからなる。

図１（ｂ）に示されるように、振り分け転送部１３０の垂直転送部１１０は、２ｎ＋１（ｎは１以上の整数）列毎に同じ電極構造を有し、駆動パルスφＶ１〜φＶ６、φＶ３Ｒ、φＶ３Ｌ、φＶ５ＲおよびφＶ５Ｌが印加される駆動電極Ｖ１〜Ｖ６、Ｖ３Ｒ、Ｖ３Ｌ、Ｖ５ＲおよびＶ５Ｌを具備するＣＣＤから構成される。ここで、駆動電極Ｖ１、Ｖ２、Ｖ４およびＶ６は全列にわたる共通電極であり、駆動電極Ｖ３、Ｖ３Ｒ、Ｖ３Ｌ、Ｖ５、Ｖ５ＲおよびＶ５Ｌは各列において島状に分離した独立電極であり、振り分け転送部１３０は、垂直転送部１１０から水平転送部１２０への信号電荷の読み出しを列毎に独立に制御する。

また、図１（ｃ）に示されるように、振り分け転送部１３０は、第１層目のポリシリコン１５０および第２層目のポリシリコン１６０が積層されてなる２層構造を有する駆動電極と、垂直転送部１１０の遮光の役割も兼ねるアルミニウム層である第１の配線１７０と、タングステン層である第２の配線１８０と、タングステンからなり、第１の配線１７０と第２層目のポリシリコン１６０あるいは第２の配線１８０とを電気的に接続するプラグ１９０とが形成されてなる。

以上のような構成を有する固体撮像装置において、図２に示されるタイミングチャートに従って、垂直転送部１１０、水平転送部１２０および振り分け転送部１３０に各駆動パルスを印加し、駆動することにより、水平方向に３画素の信号電荷が混合される。なお、駆動パルスφＶ１〜φＶ６、φＶ３Ｒ、φＶ３Ｌ、φＶ５ＲおよびφＶ５Ｌが高レベルの場合、駆動パルスが印加された駆動電極はストレージ部となり、また、駆動パルスφＶ１〜φＶ６、φＶ３Ｒ、φＶ３Ｌ、φＶ５ＲおよびφＶ５Ｌが高レベルの場合、駆動パルスが印加された駆動電極はバリア部となる。

図３は、同実施の形態の固体撮像装置の配線レイアウトの概略を示す図である。なお、図１と同一の要素には同一の符号が付されており、それらに関する詳しい説明はここでは省略する。
図３に示されるように、同実施の形態の固体撮像装置では、撮像部１４０の光電変換部１００を除く部分を遮光のためにタングステンで覆い、水平転送部１２０および振り分け転送部１３０を遮光のためにタングステンおよびアルミで覆い、撮像部１４０および振り分け転送部１３０からなる画素部３００の下から垂直方向に水平転送部１２０をわたして独立電極Ｖ５、Ｖ５ＲおよびＶ５Ｌと接続される配線を形成し、画素部３００の横から水平方向に独立電極Ｖ３、Ｖ３Ｒ、Ｖ３Ｌと接続される配線を形成する配線レイアウトが用いられる。

図４、５は、振り分け転送部１３０の配線レイアウトの詳細を示す図であり、図４はポリシリコンからなる層の配線レイアウトを示し、図５はタングステンおよびアルミニウムからなる層の配線レイアウトを示している。なお、図１、３と同一の要素には同一の符号が付されており、それらに関する詳しい説明はここでは省略する。
図４に示されるように、振り分け転送部１３０では、垂直転送部１１０を第１の配線１７０およびタングステン層である遮光層４００で覆い、画素部３００の横（図においては下側あるいは上側）から第２の配線１８０を配線し、その第２の配線１８０と第１の配線１７０とを適当な位置４１０でプラグ１９０によりコンタクトさせ、更にその第１の配線１７０と第２層目のポリシリコン１６０とを所定の位置４２０で遮光層４００を開口させ、プラグ１９０によりコンタクトさせることにより独立電極Ｖ３、Ｖ３Ｒ、Ｖ３Ｌと接続される配線を形成し、画素部３００の下（図においては右側）から第１の配線１７０を配線し、その第１の配線１７０と第２層目のポリシリコン１６０とを位置４２０で遮光層４００を開口させ、プラグ１９０によりコンタクトさせることにより独立電極Ｖ５、Ｖ５ＲおよびＶ５Ｌと接続される配線を形成する配線レイアウトが用いられる。

また、第２の配線１８０は、図５で示される第２の配線１８０と重なる駆動電極（図においては下側あるいは上側）とそれぞれ端部が交わらない配置をしている。
また、図５に示されるように、振り分け転送部１３０では、第２層目のポリシリコン１６０を垂直転送部１１０上に形成することにより独立電極Ｖ３、Ｖ３Ｒ、Ｖ３Ｌ、Ｖ５、Ｖ５ＲおよびＶ５Ｌを形成し、第１層目のポリシリコン１５０を垂直転送部１１０全てにわたるように形成することにより共通電極を形成する配線レイアウトが用いられる。

図６は、水平転送部１２０の配線レイアウトの詳細を示す図である。
図６に示されるように、水平転送部１２０では、遮光のために第１の配線１７０およびタングステン層である遮光層６００で水平転送部１２０を覆い、水平転送部１２０の下（図においては左側）から配線してきた第１の配線１７０を位置４２０で第２層目のポリシリコン１６０とコンタクトさせるように、水平転送部１２０上に第１の配線１７０を形成する配線レイアウトが用いられる。

図７（ａ）は配線レイアウトの詳細を示す図（図５のＡ部の拡大図）であり、図７（ｂ）は詳細な断面図（図７（ａ）のｃ−ｃ’線における断面図）であり、図８（ａ）は配線レイアウトの詳細を示す図（図５のＢ部の拡大図）であり、図８（ｂ）は詳細な断面図（図８（ａ）のｄ−ｄ’線における断面図）である。
図７（ｂ）に示されるように、振り分け転送部１３０は、位置４１０において、第１層目のポリシリコン１５０と、第２層目のポリシリコン１６０と、第２の配線１８０と、第２の配線１８０および第１の配線１７０をコンタクトするプラグ１９０と、第１の配線１７０とが順に積層されてなる構造を有する。

また、図８（ｂ）に示されるように、振り分け転送部１３０は、位置４２０において、第１層目のポリシリコン１５０と、第２層目のポリシリコン１６０と、第２層目のポリシリコン１６０および第１の配線１７０をコンタクトするプラグ１９０と、第１の配線１７０とが順に積層されてなる構造を有する。
ここで、位置４１０および位置４２０のそれぞれにおいて第１層目のポリシリコン１５０は、プラグ１９０下に位置し、プラグ１９０の底面積よりも大きく平坦な面を有する。

以上のように本実施の形態の固体撮像装置によれば、画素混合において信号電荷が捨てること無く、水平方向の画素数を１／（２ｎ＋１）に低減することができ、また、水平転送部１２０において各混合画素群の重心は等間隔を有する。よって、本実施の形態の固体撮像装置は、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号を高速に出力できる固体撮像装置を実現することができる。

また、本実施の形態の固体撮像装置によれば、独立電極Ｖ５、Ｖ５ＲおよびＶ５Ｌと接続される配線は、画素部３００の下から垂直方向に水平転送部１２０をわたして形成される。よって、画素部と水平転送部との間の距離に関係無く、Ｖ５、Ｖ５ＲおよびＶ５Ｌと接続される配線を形成することができるので、本実施の形態の固体撮像装置は、水平方向の画素数を削減し、かつ、モワレや偽信号を生じることなく良質な映像信号を高速に出力できる固体撮像装置の実現を容易にする固体撮像装置の配線レイアウトを実現することができる。

また、本実施の形態の固体撮像装置によれば、従来は画素部３００の遮光のためだけに利用されていたタングステンからなる遮光層の一部を、独立電極Ｖ３、Ｖ３ＲおよびＶ３Ｌと接続される配線として利用する。よって、独立電極Ｖ３、Ｖ３ＲおよびＶ３Ｌのために、新たな層を設けて配線を形成する必要が無いので、本実施の形態の固体撮像装置は、新たな製造工程を加えること無くコストアップを抑制することができる。

また、本実施の形態の固体撮像装置によれば、第１の配線１７０は振り分け転送部１３０の配線の役割だけでなく、遮光の役割も兼ねる。よって、振り分け転送部の垂直転送部を、第１の配線で遮光することができるので、本実施の形態の固体撮像装置は、垂直転送部１１０に光が進入することにより起こる画質の低下を防止する固体撮像装置を実現することができる。

また、本実施の形態の固体撮像装置によれば、従来は水平転送部１２０の遮光のためだけに利用されていたアルミニウムからなる遮光層を、水平転送部１２０の遮光層を兼ねた独立電極Ｖ５、Ｖ５ＲおよびＶ５Ｌと接続される配線として利用する。よって、独立電極Ｖ５、Ｖ５ＲおよびＶ５Ｌのために、新たな層を設けて配線を形成する必要が無いので、本実施の形態の固体撮像装置は、新たな製造工程を加えること無くコストアップを抑制することができる。

また、本実施の形態の固体撮像装置によれば、第１の配線１７０と第２の配線１８０とがコンタクトする位置４１０において、第１層目のポリシリコン１５０はプラグ１９０の底面よりも大きな面積で平坦な面を有し、また、第１の配線１７０と第２層目のポリシリコン１６０とがコンタクトする位置４２０において、第１層目のポリシリコン１５０はプラグ１９０の底面よりも大きな面積で平坦な面を有する。よって、第２の配線および第２層目のポリシリコンはプラグの底面よりも大きな面積で平坦な面を有することとなり、コンタクトを安定化することができ、製造ばらつきを防止でき、また、重なり合う配線と駆動電極の端面が交わらないように配置するため、十分電気的に絶縁できるので、本実施の形態の固体撮像装置は、歩留まり等の損害を大幅に軽減し、低コストの固体撮像装置を実現することができるという効果が奏される。

なお、本実施の形態の固体撮像装置において、タングステン層である遮光層６００と、アルミニウム層である第１の配線１７０とにより水平転送部１２０の遮光をおこなった。しかし、水平転送部に２層構造のアルミニウムを形成し、アルミニウム層である遮光層と、アルミニウム層である第１の配線とにより水平転送部の遮光をおこなってもよい。
また、本実施の形態の固体撮像装置において、アルミニウム層である第１の配線１７０と、タングステン層である第２の配線１８０とにより独立電極Ｖ３、Ｖ３Ｒ、Ｖ３Ｌと接続される配線を形成した。しかし、振り分け転送部上に２層構造のタングステンを形成し、タングステン層である第１の配線と、タングステン層である第２の配線とにより独立電極Ｖ３、Ｖ３Ｒ、Ｖ３Ｌと接続される配線を形成してもよい。

また、水平転送部１２０上にオンチップレンズ層を形成してもよいし、振り分け転送部１３０上に黒色のオンチップレンズ層を形成してもよい。また、黒色のオンチップレンズ層は、複数の色を積層した例えば、ＲとＢを積層した黒色に近いレンズ層にしてもよい。このとき、オンチップレンズ層の形成は、例えば光電変換部のカラーフィルムの形成工程でおこなわれる。これによって、新たな製造工程を加えること無く転送部への光の進入を防止することができるので、画質の低下を簡易に防止することができる。

また、図９の水平転送部１２０の上面図に示されるように、水平転送部１２０上の第１の配線１７０と、第１の配線１７０よりも大きな幅を有する他の配線との間に第１の配線１７０の少なくとも１つと略同一形状のダミーの配線９００を形成してもよい。これによって、高い寸法精度で第１の配線を形成することができる。
なお、上記実施例において２ｎ＋１列毎周期で同じ電極構造を有する電極構造で説明を行なったが、２ｎ（ｎは１以上の整数）列毎周期でも画素混合は実現可能である。
また、カラーフィルタはＲＧＢの３色フィルタで説明したが、シアン、マゼンタ、黄、緑などの４色フィルタであっても構わない。

（第２の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における固体撮像装置を搭載したカメラについて、図面を参照しながら説明する。

図１０は、第２の実施の形態のカメラのブロック図である。
図１０に示されるように、カメラは、レンズ１０００と、固体撮像装置１０１０と、駆動回路１０２０と、信号処理部１０３０と、外部インターフェイス部１０４０とからなる。
上記構成を有するカメラにおいて、外部に信号が出力されるまでの処理は以下のような順序に沿っておこなわれる。
（１）レンズ１０００を光が通過し、固体撮像装置１０１０に入る。
（２）信号処理部１０３０は、駆動回路１０２０を通して固体撮像装置１０１０を駆動し、固体撮像装置１０１０からの出力信号を取り込む。
（３）信号処理部１０３０で処理した信号を、外部インターフェイス部１０４０を通して外部に出力する。

以上のように本実施の形態のカメラによれば、固体撮像装置から高速にデータが出力される。よって、本実施の形態のカメラは、高速動作が可能であり、かつ、画質に優れたカメラを実現することができる。

本発明は、固体撮像装置に利用でき、特にデジタルスチルカメラ等に利用することができる。

（ａ）本発明の第１の実施の形態の固体撮像装置の概略構成図である。（ｂ）同実施の形態の固体撮像装置の振り分け転送部１３０の概略構成図である。（ｃ）同実施の形態の固体撮像装置の振り分け転送部１３０の概略断面図である。 同実施の形態の固体撮像装置の画素混合を行う場合の動作タイミングチャートである。 同実施の形態の固体撮像装置の配線レイアウトの概略を示す図である。 同実施の形態の固体撮像装置のポリシリコンからなる層の配線レイアウトの詳細を示す図である。 同実施の形態の固体撮像装置のタングステンおよびアルミニウムからなる層の配線レイアウトの詳細を示す図である。 同実施の形態の固体撮像装置の水平転送部１２０の配線レイアウトの詳細を示す図である。 （ａ）同実施の形態の固体撮像装置の振り分け転送部１３０の配線レイアウトの詳細を示す図（図５のＡ部の拡大図）である。（ｂ）同実施の形態の固体撮像装置の振り分け転送部１３０の詳細な断面図（図７（ａ）のｃ−ｃ’線における断面図）である。 （ａ）同実施の形態の固体撮像装置の振り分け転送部１３０の配線レイアウトの詳細を示す図（図５のＢ部の拡大図）である。（ｂ）同実施の形態の固体撮像装置の振り分け転送部１３０の詳細な断面図（図７（ａ）のｄ−ｄ’線における断面図）である。 同実施の形態の固体撮像装置の水平転送部１２０の上面図である。 第２の実施の形態のカメラのブロック図である。 第１の実施の形態の固体撮像装置の水平空間周波数応答を示すグラフである。 従来の固体撮像装置の配線レイアウトの概略を示す図である。

符号の説明

１００ 光電変換部
１１０ 垂直転送部
１２０ 水平転送部
１３０ 振り分け転送部
１４０ 撮像部
１５０ 第１層目のポリシリコン
１６０ 第２層目のポリシリコン
１７０ 第１の配線
１８０ 第２の配線
１９０ プラグ
３００、１２００ 画素部
４００、６００ 遮光層
４１０、４２０ 位置
９００ ダミーの配線
１０００ レンズ
１０１０ 固体撮像装置
１０２０ 駆動回路
１０３０ 信号処理部
１０４０ 外部インターフェイス

Claims (19)

1. 信号電荷を生成し、前記信号電荷を列方向に転送する画素部と、前記画素部から前記信号電荷を受け取り行方向に転送する水平転送部とを備える固体撮像装置であって、
   前記画素部は、前記画素部から水平転送部への信号電荷の読み出しを制御するための列方向に独立の駆動電極を複数具備し、
   前記駆動電極に接続される第１の配線は、前記水平転送部上に形成される
   ことを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記水平転送部上には、第１の遮光層が形成されており、
   前記水平転送部は、前記第１の配線および前記第１の遮光層により遮光される
   ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記第１の配線は、複数の配線パターンからなり、
   前記複数の配線パターンに隣接して前記配線パターンの少なくとも１つと略同一形状のダミーの配線が形成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
4. 前記第１の配線は、アルミニウム層であり、
   前記第１の遮光層は、タングステン層である
   ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
5. 前記第１の配線および前記第１の遮光層は、それぞれ異なるアルミニウム層である
   ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
6. 前記駆動電極および前記第１の配線は、それぞれ異なる層に形成されており、
   前記画素部は、前記駆動電極の層と前記第１の配線の層とを垂直に接続する第１のプラグを有し、
   前記駆動電極の層および前記第１の配線の層の下層には、第１の平坦電極が形成され、
   前記第１の平坦電極は、前記第１のプラグ下において、前記第１のプラグの底面よりも大きな面積を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
7. 前記画素部上には、第２の遮光層が形成されており、
   前記第２の遮光層は、第１のプラグの配置位置に開口部を有する
   ことを特徴とする請求項６に記載の固体撮像装置。
8. 前記駆動電極および前記第１の平坦電極は、それぞれ異なるポリシリコン層である
   ことを特徴とする請求項６に記載の固体撮像装置。
9. 前記画素部上には、第３の遮光層が形成されており、
   前記第１の配線と接続された駆動電極以外の駆動電極と接続された第２の配線は、前記第３の遮光層の一部を用いて形成された第３の配線を含む
   ことを特徴とする請求項１又は８に記載の固体撮像装置。
10. 前記第３の配線の端部は、前記複数ある駆動電極のうち重なり合う駆動電極の端部と交差しない
    ことを特徴とする請求項９に記載の固体撮像装置。
11. 前記第２の配線は、さらに第４の配線を含み、
    前記第４の配線の少なくとも一部は、前記画素部の信号電荷の転送路上に沿って形成される
    ことを特徴とする請求項９に記載の固体撮像装置。
12. 前記第３の配線および前記第４の配線は、それぞれ異なる層に形成されており、
    前記画素部は、前記第３の配線および前記第４の配線を垂直に接続する第２のプラグを有し、
    前記第３の配線および前記第４の配線の下層には、第２の平坦電極が形成され、
    前記第２の平坦電極は、前記第２のプラグ下において、前記第２のプラグの底面よりも大きな面積を有する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の固体撮像装置。
13. 前記第２の平坦電極は、異なる２層のポリシリコン層からなり、
    １層目のポリシリコン層は、前記第２のプラグ下において、前記第２のプラグの底面よりも大きな面積で平坦な面を有する
    ことを特徴とする請求項１２に記載の固体撮像装置。
14. 前記第３の遮光層は、タングステン層であり、
    前記第４の配線は、アルミニウム層である
    ことを特徴とする請求項１１に記載の固体撮像装置。
15. 前記第３の配線および前記第４の配線は、それぞれ異なる２層のタングステン層である
    ことを特徴とする請求項１１に記載の固体撮像装置。
16. 前記列方向に独立の駆動電極は、ｎ（ｎは２以上の整数）列毎に同じ電極構造を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
17. 前記列方向に独立の駆動電極上には、黒色のオンチップレンズ層が形成される
    ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
18. 前記水平転送部上には、着色したオンチップレンズ層が形成される
    ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
19. 固体撮像装置と、駆動回路と、信号処理部と、外部インターフェイス部とを備えた撮像装置であって、
    前記固体撮像装置は、信号電荷を生成し前記信号電荷を列方向に転送する画素部と、前記画素部から前記信号電荷を受け取り行方向に転送する水平転送部とを備え、
    前記画素部は、前記画素部から前記水平転送部への信号電荷の読み出しを制御するための列方向に独立の駆動電極を複数具備し、
    前記駆動電極に接続される第１の配線は、前記水平転送部上に形成されており、
    前記信号処理部は、前記駆動回路を通して前記固体撮像装置を駆動して前記固体撮像装置からの出力信号を取り込み、前記信号処理部で処理した信号を前記外部インターフェイス部を通して外部に出力する
    ことを特徴とする撮像装置。

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