JPH0818869A

JPH0818869A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPH0818869A
Application number: JP6173687A
Authority: JP
Inventors: Naoki Nishi; 直樹西
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】消費電力の増大など他の特性を損なうことな
く、スミアの低減を可能とした固体撮像装置を提供す
る。【構成】４個の転送電極１１〜１４を有する４相駆動
の垂直電荷転送部２において、各センサ部１から読み出
された信号電荷を、水平走査線期間内のある特定の期
間、例えば水平帰線期間中に１段転送し、非転送期間で
は垂直方向にて隣り合う画素間の横に位置する転送電極
１２，１４の下の領域に蓄積するように垂直駆動パルス
φＶ１〜φＶ４のタイミングを設定した構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置に関し、
特にインターライン転送（ＩＴ）方式のＣＣＤ固体撮像
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像装置の一例として、インターラ
イン転送方式のＣＣＤエリアセンサの構成の概略を図１
５に示す。同図において、行（水平）及び列（垂直）方
向にて二次元配列されかつ入射光をその光量に応じた電
荷量の信号電荷に変換して蓄積する複数個のセンサ部１
０１と、各列のセンサ部１０１間に配されかつ垂直帰線
期間の一部で読出しゲート部１０２を介して各センサ部
１０１から読み出された信号電荷を垂直転送する垂直電
荷転送部１０３とによって撮像部１０４が構成されてい
る。この撮像部１０４において、センサ部１０１は例え
ばフォトダイオードからなり、垂直電荷転送部１０３は
ＣＣＤによって構成されている。

【０００３】センサ部１０１から垂直電荷転送部１０３
に読み出された信号電荷は、センサ部１０１のすぐ横に
一旦蓄積され、１水平走査線期間のある特定の期間、例
えば水平帰線期間中に１段転送されることで、１ライン
（１走査線）に相当する部分ずつ順に水平電荷転送部１
０５へ移される。この１ライン分の信号電荷は、ＣＣＤ
からなる水平電荷転送部１０５によって順次水平転送さ
れる。水平電荷転送部１０５の出力側には、転送されて
いた信号電荷を検出して信号電圧に変換する例えばＦＤ
Ａ(Floating Diffusion Amplifier)からなる電荷検出部
１０６が配されている。

【０００４】図１６に、センサ部１０１及び垂直電荷転
送部１０３の断面（図１５のＡ‐Ａ線断面）構造の要部
を示す。同図から明らかなように、上記構成のＣＣＤエ
リアセンサでは、垂直電荷転送部１０３の転送電極（読
出しゲート部１０２のゲート電極を兼ねる）１０７の外
側を、センサ部１０１上にセンサ開口部１０８ａを形成
した状態でアルミニウム等からなる遮光膜１０８で覆う
ことにより、垂直電荷転送部１０３の信号電荷転送領域
１０９への外部光の入射を阻止する構造を採っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の従来のＣＣＤエリアセンサでは、センサ部１０１か
ら読み出した信号電荷を、転送を行わない期間の間、垂
直電荷転送部１０３におけるセンサ部１０１上のセンサ
開口部１０８ａのすぐ横の部分に蓄積するようにしてい
たので、センサ部１０１に斜めに入射する光の一部が、
最終的に垂直電荷転送部１０３の信号電荷転送領域１０
９に飛び込んで電子を発生し、蓄積状態にある信号電荷
に混入してスミア成分を増加させるという問題があっ
た。

【０００６】すなわち、センサ部１０１に斜めに光が入
射した場合、図１６に示すように、遮光膜１０８の端部
から垂直電荷転送部１０３側に入り込んだ光が、遮光膜
１０８の下面と基板表面との間で多重反射を繰り返して
最終的に信号電荷転送領域１０９に飛び込んだり（入射
光）、センサ部１０１の信号電荷蓄積領域１１０を透
過してＰウェル１１１の深部に達し（入射光）、そこ
で発生した電子が信号電荷転送領域１０９に拡散してス
ミアとなるのである。

【０００７】このようなスミアの発生を、斜めに入射さ
れる光を抑制することで低減できることは明らかであ
る。そのためには、センサ開口部１０８ａをできるだけ
狭くすれば良い。しかし、センサ開口部１０８ａを狭く
することは、センサ部１０１に入射する光を減少させる
ことにもつながり、ＣＣＤエリアセンサの大切な特性で
ある感度の低下を招くため限界がある。

【０００８】一方、高いスミア抑圧比が要求される放送
局用機器などに用いられるＣＣＤエリアセンサとして
は、フレームインターライン転送（ＦＩＴ）方式のもの
が採用されている。このＦＩＴ方式のＣＣＤエリアセン
サでは、撮像部とは完全に分離して蓄積部を設け、撮像
部の各センサ部に蓄積された信号電荷を、垂直帰線期間
内に一斉に蓄積部に転送し、完全に遮光された状態にあ
る蓄積部に一時蓄積することにより、ＩＴ方式のＣＣＤ
エリアセンサよりも高いスミア抑圧比が得られるのであ
るが、その反面、信号電荷を撮像部から蓄積部に高速転
送する必要があるため、消費電力が増大するなどの問題
がある。

【０００９】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、消費電力の増大など
他の特性を損なうことなく、スミアの低減を可能とした
固体撮像装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像装
置は、行及び列方向にて二次元配列された複数個のセン
サ部の各列間に配されて各センサ部から読み出された信
号電荷を垂直転送する複数本の垂直電荷転送部におい
て、複数個のセンサ部から読み出された信号電荷を、水
平走査線期間内のある特定の期間に１段転送し、非転送
期間では垂直方向にて隣り合うセンサ部間の横に蓄積す
る構成となっている。

【００１１】

【作用】上記構成の固体撮像装置において、水平走査線
期間内のある特定の期間、例えば水平帰線期間中に信号
電荷を１段転送する垂直転送動作の際に、非転送期間で
は信号電荷を一箇所に長くとどめておくことになる。そ
の場所を垂直方向にて隣り合うセンサ部間の横に設定す
ると、センサ部上のセンサ開口部を除く撮像領域の全体
が遮光された状態にあり、当然垂直方向におけるセンサ
部間も完全に遮光された状態にあることから、センサ部
に斜めに光が入射したとしても、その光が信号電荷の蓄
積領域に入り込む量を少なく抑えることができる。した
がって、このセンサ部への斜め入射光に起因して発生す
るスミアを低減できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図３は、本発明が適用されるインターライ
ン転送方式ＣＣＤエリアセンサの駆動系を示すブロック
図である。本実施例では、垂直転送の駆動方式が４相駆
動方式の場合について説明する。図３において、行（水
平）及び列（垂直）方向にて二次元配列された複数個の
センサ部（画素）１に対し、その垂直列毎に配された複
数本の垂直電荷転送部２は、駆動回路３から出力される
垂直駆動パルスφＶ１〜φＶ４によって４相駆動され
る。

【００１３】垂直駆動パルスφＶ１〜φＶ４としては、
通常、π／２ずつ位相の異なる４相の方形波が用いられ
る。この４相の垂直駆動パルスφＶ１〜φＶ４のうち、
例えば１相目，３相目の垂直駆動パルスφＶ１，φＶ３
は、低レベル、中間レベル及び高レベルの３値をとり、
高レベルのときセンサ部１から垂直電荷転送部２へ信号
電荷を読み出すための読出しゲート部４を駆動する。一
方、水平電荷転送部４は、駆動回路３から出力される水
平駆動パルスφＨ１，φＨ２によって２相駆動される。

【００１４】図１は、４相駆動方式における本発明の第
１実施例に係るセンサ部１及び垂直電荷転送部２の要部
を示す平面構造図である。図１において、垂直電荷転送
部２には、４相の垂直駆動パルスφＶ１〜φＶ４が印加
される転送電極１１〜１４がその転送方向に順次配列さ
れている。これらの転送電極１１〜１４のうち、例えば
１相目，３相目の垂直駆動パルスφＶ１，φＶ３が印加
される転送電極１１，１３が１層目のポリシリコンで、
２相目，４相目の垂直駆動パルスφＶ２，φＶ４が印加
される転送電極１２，１４が２層目のポリシリコンで形
成されている。なお、転送電極１１〜１４の材質は、必
ずしもポリシリコンに限定されるものではない。

【００１５】転送電極１１〜１４を形成する１層目，２
層目のポリシリコンには、センサ部１上において、ポリ
シリコン開口部１５が設けられている。また、転送電極
１１〜１４の上方は、アルミニウムからなる遮光膜１６
によって覆われている。この遮光膜１６には、センサ部
１上において、ポリシリコン開口部１５よりも内側にセ
ンサ開口部１６ａが形成されている。この遮光膜１６の
材質としては、アルミニウム以外の材質が用いられる場
合もある。

【００１６】図２に、図１のＸ‐Ｘ線断面（Ａ），Ｙ‐
Ｙ線断面（Ｂ）の断面構造を示す。図２において、Ｎ型
の半導体基板２１上にＰ型のウェル２２が設けられてい
る。そして、このウェル２２中のＰ⁺型の不純物層２３
とＮ型の不純物層２４とによってＨＡＤ（正孔蓄積ダイ
オード）構造のセンサ部１が構成されている。すなわ
ち、Ｐ⁺型の不純物層２３が正孔蓄積層となり、Ｎ型の
不純物層２４が信号電荷蓄積層となっている。

【００１７】転送電極１１（１３），１２（１４）の下
には、埋込みチャネルとしてのＮ型の不純物層２５とＰ
型の不純物層２６とが設けられており、これらの不純物
層２５，２６と転送電極１１〜１４とによって垂直電荷
転送部２が構成されている。また、センサ部１と不純物
層２５，２６との間の領域と、その上の１相目（３相
目）の転送電極１１（１３）とによって読出しゲート部
４が構成されている。さらに、センサ部１に接している
Ｐ型の不純物層２７とこの不純物層２７中のＰ⁺型の不
純物層２８とによってチャネルストップ部２９が構成さ
れている。

【００１８】そして、センサ部１と読出しゲート部４と
垂直電荷転送部２とで１つの画素が構成されており、垂
直方向におけるセンサ部１間の領域が垂直画素分離部３
０となっている。この垂直画素分離部３０は、図２には
示していないが、先述した遮光膜１６によって垂直電荷
転送部２とともに遮光されている。

【００１９】上述した構成において、各画素へ光が入射
すると、その入射光がセンサ部１で光電変換され、その
光量に応じた電荷量の信号電荷として不純物層２４に蓄
積される。このとき、不純物層２４に蓄積された信号電
荷が半導体基板２１へ流出するのを防止するためのエネ
ルギー障壁を、ウェル２２が形成している。不純物層２
４に蓄積された信号電荷は、総ての画素について同時
に、読出しゲート部４を介して垂直電荷転送部２に読み
出される。

【００２０】この信号電荷の読出し時の動作について、
図４のタイミングチャート及び図５の動作原理図に基づ
いて説明する。図４には、４相の垂直駆動パルスφＶ１
〜φＶ４のタイミングチャートが示されており、垂直駆
動パルスφＶ１，φＶ３の高レベルが読出しパルスとな
る。この読出しパルスが発生される直前の時点ｔ1 で
は、φＶ１，φＶ３が中間レベル、φＶ２，φＶ４が低
レベルにあり、よって転送電極１１，１３の下に深いポ
テンシャル井戸が形成される。

【００２１】そして、各センサ部１から信号電荷を読み
出す時点ｔ2 では、φＶ１，φＶ３が高レベルとなり、
これが読出しパルスとして転送電極１１，１３に印加さ
れるため、垂直方向において隣り合う２つのセンサ部１
に蓄積された信号電荷，が転送電極１１，１３の下
にそれぞれ読み出される。時点ｔ3 では、φＶ２が高レ
ベル（φＶ１，φＶ３の中間レベル）となり、転送電極
１２の下のポテンシャルも深くなるため、転送電極１１
〜１３に亘ってその下に深いポテンシャル井戸が形成さ
れる。これにより、転送電極１１，１３の下にそれぞれ
読み出された垂直方向において隣り合う２画素分の信号
電荷，が混合される。

【００２２】時点ｔ4 では、φＶ１が低レベルとなり、
転送電極１１の下のポテンシャルが浅くなるため、混合
された信号電荷（＋）が転送電極１２，１３の下の
ポテンシャル井戸に溜まる。次に、時点ｔ5 では、φＶ
４が高レベルとなり、転送電極１４の下のポテンシャル
も深くなるため、転送電極１２〜１４に亘ってその下に
深いポテンシャル井戸が形成される。その結果、２画素
分の信号電荷（＋）が、転送電極１４の下の領域ま
で流れ込む。

【００２３】そして、時点ｔ6 では、φＶ３が低レベル
となり、転送電極１３の下のポテンシャルが浅くなるた
め、転送電極１２〜１４の下に溜まっていた２画素分の
信号電荷（＋）が、転送電極１２，１４の下のポテ
ンシャル井戸にそれぞれ２分割される。この２分割され
た信号電荷（＋／２）は、垂直転送が開始されるま
で、転送電極１２，１４の下の図１に斜線で示す領域に
蓄積される。

【００２４】次に、センサ部１から読み出されかつ転送
電極１２，１４の下に蓄積され信号電荷を垂直転送する
際の動作について、図６のタイミングチャート及び図７
の動作原理図に基づいて説明する。この垂直転送では、
１水平走査線期間のある特定の期間、例えば水平帰線期
間中に１ライン分の信号電荷が１段転送される。先ず、
転送開始前の時点ｔ11では、図４の時点ｔ6 と同じ状
態、即ちφＶ１，φＶ３が低レベル、φＶ２，φＶ４が
高レベルの状態にあり、転送電極１２，１４の下に信号
電荷（＋／２）が蓄積されている。以下、転送電極
１４の下の信号電荷に注目して説明する。

【００２５】転送動作が開始された時点ｔ12では、φＶ
１が高レベル（図４における中間レベル）になり、転送
電極１１の下のポテンシャルが深くなるため、転送電極
１４の下の信号電荷（＋／２）が転送方向側の転送
電極１１の下まで流れ込み、転送方向側の転送電極１２
の下の信号電荷と混合されて２画素分の信号電荷とな
る。そして、時点ｔ13では、φＶ４が低レベルとなり、
転送電極１４の下のポテンシャルが浅くなるため、２画
素分の信号電荷が転送方向側の転送電極１１，１２の下
に纏められる。

【００２６】時点ｔ14では、φＶ３が高レベルとなり、
転送電極１３の下のポテンシャルが深くなるため、転送
電極１１，１２の下の２画素分の信号電荷は、転送電極
１３の下まで流れ込む。そして、時間ｔ15では、φＶ１
が低レベルとなり、転送電極１１の下のポテンシャルが
浅くなるため、２画素分の信号電荷が転送電極１２，１
３の下に纏められる。

【００２７】次に、時点ｔ16では、φＶ４が高レベルと
なり、転送電極１４の下のポテンシャルが深くなるた
め、転送電極１２，１３の下の２画素分の信号電荷は、
転送電極１４の下の領域まで流れ込む。そして、時間ｔ
17では、φＶ２が低レベルとなり、転送電極１２の下の
ポテンシャルが浅くなるため、２画素分の信号電荷が転
送電極１３，１４の下に纏められる。

【００２８】次に、時点ｔ18では、φＶ１が高レベルと
なり、転送電極１１の下のポテンシャルが深くなるた
め、転送電極１３，１４の下の２画素分の信号電荷は、
転送方向側の転送電極１１の下の領域まで流れ込む。そ
して、時間ｔ19では、φＶ３が低レベルとなり、転送電
極１３の下のポテンシャルが浅くなるため、２画素分の
信号電荷が転送電極１４，１１の下に纏められる。

【００２９】次に、時点ｔ20では、φＶ２が高レベルと
なり、転送電極１２の下のポテンシャルが深くなるた
め、転送電極１４，１１の下の２画素分の信号電荷は、
転送方向側の転送電極１２の下の領域まで流れ込む。そ
して、時点ｔ21で時点ｔ11と同じ蓄積状態となる。すな
わち、φＶ１，φＶ３が低レベル、φＶ２，φＶ４が高
レベルの状態となり、２画素分の信号電荷が時点ｔ11の
ときよりも１段先の転送電極１２，１４の下に２分割さ
れて蓄積される。

【００３０】以上の転送動作により、転送電極１２，１
４の下の領域に蓄積されていた信号電荷が１段分だけ転
送され、転送方向側へ２画素先の転送電極１２，１４の
下の領域に蓄積されることになる。上述したように、４
相駆動の垂直電荷転送部２において、１水平走査線期間
のある特定の期間、例えば水平帰線期間中に１ライン分
の信号電荷を１段ずつ順に垂直転送する一方、電荷転送
を行わない期間（非転送期間）では転送電極１２，１４
の下の領域（図１の斜線領域）、即ち信号電荷を垂直方
向における画素間の横に蓄積することにより、スミアを
低減できる。

【００３１】すなわち、多数のセンサ部１が二次元配列
されてなる撮像領域においては、図１から明らかなよう
に、センサ部１上のセンサ開口部１６ａを除く全面が遮
光膜１６によって覆われていることから、垂直方向にお
ける画素間は完全に遮光された領域となっている。した
がって、センサ部１に斜めに光が入射したとしても、垂
直方向における画素間横の領域には入射光が入り込むこ
とはない。

【００３２】ところで、図１に示した電極配列構造は従
来例の電極配列構造と同じであり、電荷転送を行わない
期間では、従来例の場合には転送電極１１，１３の下に
信号電荷を蓄積するようにしていたのに対し、上記第１
実施例の場合には転送電極１２，１４の下に蓄積するよ
うにしている。信号電荷を転送電極１１，１３の下に蓄
積するか、転送電極１２，１４の下に蓄積するかは、図
３の駆動回路３から出力される垂直駆動パルスφＶ１〜
φＶ４のタイミングを変えることで容易に実現できる。

【００３３】ここで、信号電荷を転送電極１１，１３の
下に蓄積するようにした従来例の場合と、転送電極１
２，１４の下に蓄積するようにした本実施例の場合とを
対比すると、従来例の場合は、図１から明らかなよう
に、転送電極１１，１３の下の領域の大部分がセンサ部
１の横に位置しているのに対し、本実施例の場合は、転
送電極１２，１４の下の領域のほぼ半分が垂直方向にお
ける画素間の真横に位置している。

【００３４】これにより、上記第１実施例においては、
センサ部１に斜めに光が入射した場合に、その斜め入射
光が信号電荷の蓄積領域に入り込む量を、電極配列構造
が同じ従来例に比してほぼ半減できる。したがって、上
記第１実施例の構成によれば、電極配列構造など構造的
に何ら変更を加えなくても、単に垂直駆動パルスφＶ１
〜φＶ４のタイミングを変更するのみで、センサ部１へ
の斜め入射光に起因するスミアを、従来例に比してほぼ
半減できる。

【００３５】図８は、４相駆動における第２実施例を示
す要部の平面構造図である。この第２実施例では、電荷
転送を行わない期間に信号電荷を長く溜めておく領域
が、垂直方向における画素間のほぼ真横に位置するよう
に、電極配列構造を変更した構成となっている。すなわ
ち、図８に示すように、垂直駆動パルスφＶ１，φＶ３
が印加される１相目，３相目の転送電極１１，１３が、
センサ部１上のセンサ開口部１６ａのほぼ真横に位置
し、垂直駆動パルスφＶ２，φＶ４が印加される２相
目，４相目の転送電極１２，１４が、垂直方向における
画素間のほぼ真横に位置する電極配列構造を採ってい
る。

【００３６】この第２実施例の構成によれば、電極配列
構造を変更するという構造的な変更を必要とするもの
の、垂直駆動パルスφＶ１〜φＶ４に関して第１実施例
の場合と同じタイミングをとることにより、電荷転送を
行わない期間で信号電荷を蓄積するための領域（図８の
斜線領域）の大部分が、完全に遮光された状態にある垂
直方向における画素間領域の真横に位置することになる
ので、センサ部１への斜め入射光に起因するスミアを、
第１実施例の場合よりも大幅に低減できる。

【００３７】次に、垂直転送の駆動方式が３相駆動方式
の場合について説明する。図９は、３相駆動方式におけ
る本発明の第１実施例に係るセンサ部１及び垂直電荷転
送部２の要部を示す平面構造図である。図９において、
垂直電荷転送部２には、３相の垂直駆動パルスφＶ１〜
φＶ３が印加される転送電極３１〜３３がその転送方向
に順次配列されている。転送電極３１〜３３のうち、例
えば１相目の垂直駆動パルスφＶ１が印加される転送電
極３１が１層目の電極材料からなり、３相目の垂直駆動
パルスφＶ３が印加される転送電極３３が２層目の電極
材料からなり、２相目の垂直駆動パルスφＶ２が印加さ
れる転送電極３２が３層目の電極材料からなる。これら
の電極材料としては、例えばポリシリコンが用いられ
る。

【００３８】転送電極３１〜３３の上方は、アルミニウ
ムからなる遮光膜３６によって覆われている。この遮光
膜３６には、センサ部１上において、センサ開口部３６
ａが形成されている。この遮光膜３６により、センサ開
口部３６ａを除く撮像領域の全面が遮光されている。な
お、遮光膜３６の材質としては、アルミニウム以外の材
質が用いられる場合もある。

【００３９】上記構成の３相駆動方式のＣＣＤエリアセ
ンサでは、各センサ部１から読み出した信号電荷を画素
単位で垂直転送して読み出すいわゆる全画素読出しとな
っている。また、上述した電極配列構造は、従来例の電
極配列構造と同じである。そして、従来例の場合には、
電荷転送を行わない期間では、信号電荷を転送電極３２
の下の領域に蓄積するようにしていた。この場合には、
信号電荷を蓄積する領域がセンサ部１上のセンサ開口部
３６ａの真横に位置するので、先述したように、センサ
部１への斜め入射光に起因するスミアが問題となる。

【００４０】これに対し、本実施例では、垂直駆動パル
スφＶ１〜φＶ３のタイミングを変更することにより、
電荷転送を行わない期間で信号電荷を蓄積する領域を、
転送電極３３の下の領域としている。以下、信号電荷の
読出し動作及び垂直転送動作について説明する。先ず、
信号電荷の読出し時の動作について、図１０のタイミン
グチャート及び図１１の動作原理図に基づいて説明す
る。

【００４１】図４において、３相の垂直駆動パルスφＶ
１〜φＶ３のうち、垂直駆動パルスφＶ２の高レベルが
読出しパルスとなる。この読出しパルスの発生される直
前の時点ｔ1 では、φＶ１，φＶ３が低レベル、φＶ２
が中間レベルにあり、よって転送電極３２の下に深いポ
テンシャル井戸が形成される。そして、各センサ部１か
ら信号電荷を読み出す時点ｔ2 では、φＶ２が高レベル
となり、これが読出しパルスとして転送電極３２に印加
されるため、センサ部に蓄積された信号電荷が転送電極
３２の下に読み出される。

【００４２】時点ｔ3 では、φＶ１が高レベル（φＶ１
の中間レベル）となり、転送電極３１の下のポテンシャ
ルも深くなるため、転送電極３２の下の信号電荷が転送
電極３１の下に流れ込む。そして、時点ｔ4 では、φＶ
２が低レベルとなり、転送電極３２の下のポテンシャル
が浅くなるため、信号電荷は転送電極３２の下に溜ま
る。すなわち、センサ部１から読み出された信号電荷
は、転送電極３２の下の領域を経て最終的に転送電極３
１の下の領域（図９の斜線領域）へ転送され、垂直転送
が開始されるまでこの領域に蓄積される。

【００４３】次に、垂直転送の動作について、図１２の
タイミングチャート及び図１３の動作原理図に基づいて
説明する。この垂直転送では、４相駆動の場合と同様
に、１水平走査線期間のある特定の期間、例えば水平帰
線期間中に１ライン分の信号が１段転送される。先ず、
転送開始前の時点ｔ11では、図１０の時点ｔ４と同じ状
態、即ちφＶ１が高レベル、φＶ２，φＶ３が低レベル
の状態にあり、センサ部１から読み出された信号電荷は
転送電極３１の下の領域に蓄積されている。

【００４４】転送動作が開始された時点ｔ12では、φＶ
２が高レベルになり、転送電極３２の下のポテンシャル
が深くなるため、転送電極３１の下の信号電荷が転送電
極３２の下の領域へ流れ込む。そして、時点ｔ13では、
φＶ１が低レベルとなり、転送電極３１の下のポテンシ
ャルが浅くなるため、信号電荷は全て転送電極３２の下
の領域へ移される。

【００４５】次に、時点ｔ14では、φＶ３が高レベルと
なり、転送電極３３の下のポテンシャルが深くなるた
め、転送電極３２の下の信号電荷が転送電極３３の下の
領域へ流れ込む。そして、時点ｔ15では、φＶ２が低レ
ベルとなり、転送電極３２の下のポテンシャルが浅くな
るため、信号電荷は全て転送電極３３の下の領域へ移さ
れる。

【００４６】次に、時点ｔ16では、φＶ１が高レベルと
なり、転送電極３１の下のポテンシャルが深くなるた
め、転送電極３３の下の信号電荷が転送方向側の転送電
極３１の下の領域へ流れ込む。そして、時点ｔ17では、
φＶ３が低レベルとなり、転送電極３３の下のポテンシ
ャルが浅くなるため、信号電荷は全て転送方向側の転送
電極３１の下の領域へ移される。

【００４７】以上の転送動作により、センサ部１から読
み出されて転送電極３１の下の領域に蓄積されていた信
号電荷が１段分だけ転送され、転送方向側へ１画素先の
転送電極３１の下の領域に蓄積されることになる。上述
したように、３相駆動の垂直電荷転送部において、１水
平走査線期間のうち電荷転送を行わない期間（非転送期
間）では、転送電極３１の下の領域（図９の斜線領
域）、即ち信号電荷を垂直方向における画素間の横に蓄
積することにより、センサ部１のセンサ開口部３６ａの
横の領域（転送電極３２の下の領域）に蓄積するように
していた従来例の場合よりもスミアを低減できる。

【００４８】すなわち、転送電極３１の下の領域は、転
送電極３２の下の領域よりも、センサ開口部３６ａの横
に位置する部分が少ないので、電極配列構造など構造的
に何ら変更を加えなくても、単に垂直駆動パルスφＶ１
〜φＶ３のタイミングを変更するのみで、センサ部１へ
の斜め入射光に起因するスミアを、センサ開口部３６ａ
の横に位置する部分が少ない分だけ低減できる。なお、
本実施例では、転送電極３１の下の領域に信号電荷を蓄
積する場合について説明したが、転送電極３３の下の領
域もその一部が垂直方向における画素間に位置すること
から、転送電極３３の下の領域に信号電荷を蓄積するよ
うにしても、スミア低減の効果を得ることができる。

【００４９】図１４は、３相駆動における第２実施例を
示す要部の平面構造図である。この第２実施例では、電
荷転送を行わない期間に信号電荷を蓄積しておく領域
が、垂直方向における画素間のほぼ真横に位置するよう
に、電極配列構造を変更した構成となっている。すなわ
ち、図１４に示すように、垂直駆動パルスφＶ１が印加
される１相目の転送電極３１が、垂直方向における画素
間のほぼ真横に位置し、垂直駆動パルスφＶ２，φＶ３
が印加される転送電極３２，３３が、センサ部１上のセ
ンサ開口部３６ａのほぼ真横に位置する電極配列構造を
採っている。

【００５０】この第２実施例の構成によれば、電極配列
構造を変更するという構造的な変更を必要とするもの
の、垂直駆動パルスφＶ１〜φＶ３に関して第１実施例
の場合と同じタイミングをとることにより、電荷転送を
行わない期間で信号電荷を蓄積するための領域（図８の
斜線領域）のほとんどが、完全に遮光された状態にある
垂直方向における画素間領域の真横に位置することにな
るので、センサ部１への斜め入射光に起因するスミア
を、第１実施例の場合よりも大幅に低減できる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
二次元配列された複数個のセンサ部から読み出された信
号電荷を垂直転送する垂直電荷転送部において、各セン
サ部から読み出された信号電荷を、水平走査線期間内の
ある特定の期間に１段転送し、非転送期間では垂直方向
にて隣り合う画素間の横に蓄積する構成としたことによ
り、垂直方向における画素間が完全に遮光された状態に
あることから、センサ部に斜めに光が入射したとして
も、その光が信号電荷の蓄積領域に入り込む量を少なく
抑えることができるので、他の特性を損なうことなく、
センサ部への斜め入射光に起因して発生するスミアを低
減できることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】４相駆動における本発明の第１実施例を示す平
面構造図である。

【図２】センサ部周辺の断面構造図であり、（Ａ）は図
１のＸ‐Ｘ線断面、（Ｂ）は図１のＹ‐Ｙ線断面をそれ
ぞれ示している。

【図３】ＣＣＤエリアセンサの駆動系を示すブロック図
である。

【図４】４相駆動の読出し時のタイミングチャートであ
る。

【図５】４相駆動の読出し時の動作原理図である。

【図６】４相駆動の転送時のタイミングチャートであ
る。

【図７】４相駆動の転送時の動作原理図である。

【図８】４相駆動における本発明の第２実施例を示す平
面構造図である。

【図９】３相駆動における本発明の第１実施例を示す平
面構造図である。

【図１０】３相駆動の読出し時のタイミングチャートで
ある。

【図１１】３相駆動の読出し時の動作原理図である。

【図１２】３相駆動の転送時のタイミングチャートであ
る。

【図１３】３相駆動の転送時の動作原理図である。

【図１４】３相駆動における本発明の第２実施例を示す
平面構造図である。

【図１５】インターライン転送方式のＣＣＤエリアセン
サの概略構成図である。

【図１６】従来例の問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

１センサ部（画素）２垂直電荷転送部３駆動回路４読出しゲート部５水平電荷転送部１１〜１４，３１〜３３転送電極１６，３６遮光膜１６ａ，３６ａセンサ開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】行及び列方向にて二次元配列されかつ入
射光をその光量に応じた電荷量の信号電荷に変換して蓄
積する複数個のセンサ部と、前記複数個のセンサ部の各
列間に配されて各センサ部から読み出された信号電荷を
垂直転送する複数本の垂直電荷転送部と、前記複数本の
垂直電荷転送部から供給される信号電荷を水平転送する
水平電荷転送部とを具備した固体撮像装置であって、前記垂直電荷転送部において、前記複数個のセンサ部か
ら読み出された信号電荷を、水平走査線期間内のある特
定の期間に１段転送し、非転送期間では垂直方向にて隣
り合うセンサ部間の横に蓄積することを特徴とする固体
撮像装置。
【請求項２】前記垂直電荷転送部は、前記複数個のセ
ンサ部の各々に対して複数の転送電極を有し、この複数
の転送電極に印加される駆動パルスのタイミングによっ
て前記非転送期間では垂直方向にて隣り合うセンサ部間
の横に信号電荷を蓄積することを特徴とする請求項１記
載の固体撮像装置。
【請求項３】前記複数の転送電極のうちの１つの転送
電極が、垂直方向にて隣り合うセンサ部間のほぼ真横に
配されていることを特徴とする請求項２記載の固体撮像
装置。