JPH08236743A - 電荷転送素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 緩衝用の電極層を形成しなくても、転送チャ
ネル領域でのポテンシャルシフトの発生を引き起こすこ
とがないようにする。 【構成】 信号電荷を一方向に転送する転送チャネル領
域２４と、この転送チャネル領域２４上に複数の転送電
極１１を有するイメージセンサにおいて、４本の転送電
極１１Ａ〜１１Ｄを１組とする転送電極群を垂直方向に
多数配列し、４本のシャント用配線層１４Ａ〜１４Ｄを
１組とするシャント用配線群を水平方向に多数配列し、
各転送電極１１Ａ〜１１Ｄを水平方向に延びる導線部１
１Ａａ〜１１Ｄａと垂直方向に突出する電極部１１Ａｂ
〜１１Ｄｂとを有して構成し、シャント用配線群におけ
るｊ本目（ｊ＝１，２，３，４）のシャント用配線層１
４を、転送電極群におけるｊ本目の転送電極に対し、導
線部を通じて電気的に接続して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電荷転送素子に関し、
特に、複数のＣＣＤ構造による電荷転送部を有する固体
撮像素子や信号処理用ＣＣＤ遅延線等に用いて好適な電
荷転送素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数のＣＣＤ構造による電荷転送部を有
するものとして、ＣＣＤイメージセンサ，ＣＣＤリニア
センサ及びＣＣＤ遅延線等が挙げられる。

【０００３】その中でもＣＣＤイメージセンサ、例えば
１インチ光学系の高品位テレビジョン（ＨＤＴＶ）用の
フレームインターライン転送型イメージセンサにおいて
は、信号電荷を撮像部から蓄積部に高速転送するフレー
ム転送の周波数が高いため、多結晶シリコン層による転
送電極だけでは抵抗が高く、伝播遅延によって、十分な
振幅の駆動信号（垂直転送パルス）を転送電極に与える
ことができず、満足できる特性（例えば取り扱い電荷
量，転送効率等）を得ることができない。

【０００４】そこで、アルミ（もしくはその他の金属）
をシャント（裏打ち）配線として用い、転送電極の電気
抵抗を下げ、上記伝播遅延を抑えることが一般に行なわ
れている。

【０００５】ここで、従来におけるシャント配線構造の
ＣＣＤ固体撮像素子について図１３及び図１４を参照し
ながら説明する。

【０００６】従来の固体撮像素子は、図１４に示すよう
に、例えばｎ形のシリコン基板１０１に形成されたｐ形
のウェル領域１０２の表面に受光部１０３を形成するた
めのｎ形の不純物拡散領域１０４と、垂直転送レジスタ
１０５を構成するｎ形の転送チャネル領域１０６並びに
ｐ形のチャネルストッパ領域１０７が形成され、更に上
記ｎ形の不純物拡散領域１０４の表面にｐ形の正電荷蓄
積領域１０８が、ｎ形の転送チャネル領域１０６の直下
にスミアの低減を目的とした第２のｐ形ウェル領域１０
９がそれぞれ形成されて構成されている。なお、ｎ形の
不純物拡散領域１０４と転送チャネル領域１０６間のｐ
形領域は、読出しゲート部ＲＧを構成する。

【０００７】ここで、ｎ形の不純物拡散領域１０４とｐ
形のウェル領域１０２とのｐｎ接合によるフォトダイオ
ードによって受光部１０３（光電変換部）が構成され、
この受光部１０３が多数個マトリクス状に配列されてイ
メージ部（撮像部）が形成されている。そして、カラー
撮像の場合、上記受光部１０３に対応して形成される色
フィルタ（三原色フィルタや補色フィルタ）の配色など
の関係によって、例えば互いに隣接する４つの受光部１
０３にて１つの画素を構成するようになっている。

【０００８】また、ｎ形の転送チャネル領域１０６，チ
ャネルストッパ領域１０７及び読出しゲート部ＲＧ上に
は、例えばＳｉＯ２膜を含むゲート絶縁膜１１０を介し
て１層目の多結晶シリコン層及び２層目の多結晶シリコ
ン層による４つの転送電極１１１（第１〜第４の転送電
極１１１ａ〜１１１ｄ：図１３参照）が形成され、これ
ら転送チャネル領域１０６，ゲート絶縁膜１１０及び転
送電極１１１によって垂直転送レジスタ１０５が構成さ
れる。

【０００９】各転送電極１１１は、図１３に示すよう
に、それぞれ水平方向（転送チャネル領域１０６の延在
方向に対して直角な方向）に延長して形成され、垂直方
向に隣り合う受光部１０３間の垂直分離領域（受光部１
０３を分離するための領域であり、また配線を形成する
ための領域でもある。）中、一つの領域では、１層目の
多結晶シリコン層による第１の転送電極１１１ａと２層
目の多結晶シリコン層による第４の転送電極１１１ｄと
が重なって形成され、また上記受光部１０３間の領域
中、他の領域では、１層目の多結晶シリコン層による第
３の転送電極１１１ｃと２層目の多結晶シリコン層によ
る第２の転送電極１１１ｂとが重なって形成される。

【００１０】各転送電極１１１上には、図１４に示すよ
うに、膜厚の厚い平坦化膜１１２を介して、Ａｌ層によ
るシャント用配線層１１３が垂直方向に延在するように
形成され、このシャント用配線層１１３上に層間絶縁膜
１１４を介してＡｌ層による遮光膜１１５が形成されて
いる。そして、Ａｌ遮光膜１１５を含む全面に例えばプ
ラズマＳｉＮ膜等からなる上層保護膜１１６が形成され
る。

【００１１】各シャント用配線層１１３は、図１３に示
すように、列単位にそれぞれ対応する第１〜第４の転送
電極１１１ａ〜１１１ｄに対して選択的にコンタクト部
１２０ａ〜１２０ｄを介して電気的に接続される。そし
て、各シャント用配線層１１３に、例えば４相の転送ク
ロックφＶ１〜φＶ４が選択的に印加され、これらシャ
ント用配線層１１３を通じて、第１〜第４の転送電極１
１１ａ〜１１１ｄに対してそれぞれ第１〜第４の転送ク
ロックφＶ１〜φＶ４が個別に印加される。この４相の
転送クロックφＶ１〜φＶ４の印加によって、読出し期
間中に受光部１０３から読み出された信号電荷が、垂直
転送レジスタ１０５に沿って図示しない水平転送レジス
タ側に転送される。

【００１２】なお、この図１４で示す従来の固体撮像素
子においては、簡単のため、上層保護層１１６上に形成
される平坦化膜，色フィルタ及びマイクロ集光レンズな
どは省略してある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のイメ
ージセンサにおいては、第１〜第４の転送電極１１１ａ
〜１１１ｄに対して直接Ａｌ層によるシャント用配線層
１１３がコンタクト部１１４ａ〜１１４ｄを通して接触
されることになる。この場合、その接触部位は、シリコ
ンとＡｌとで合金を形成して、他の電極部分と仕事関数
が変わってしまうため、該接触部位下の電位が変動して
しまい、電荷転送時において、信号電荷の転送残りなど
の転送劣化を引き起こすという問題があった。この上記
Ａｌと多結晶シリコンとの接触によるポテンシャル変動
を一般にポテンシャルシフトと称している。

【００１４】そこで、従来においては、上記ポテンシャ
ルシフトを防止する目的で、図１４に示すように、転送
電極１１１とシャント用配線層１１３との間に、３層目
の多結晶シリコン層による緩衝用の電極層１１７を形成
するようにしている。具体的には、転送電極１１１上に
熱酸化膜１１８を介して緩衝用電極層１１７を形成した
後、この緩衝用電極層１１７上に絶縁と平坦化を目的と
した例えばＰＳＧ等からなる平坦化膜１１２を形成し、
その後、この平坦化膜１１２上に１層目のＡｌ層による
シャント用配線層１１３を形成し、このシャント用配線
層１１３上に層間絶縁膜１１４を介して２層目のＡｌ層
による遮光膜１１５を形成して固体撮像素子を構成する
ようにしている。

【００１５】上記緩衝用電極層１１７を設けた場合にお
いては、図１３におけるコンタクト部分１２０ａ〜１２
０ｄは、緩衝用電極層１１７とその下層の転送電極１１
１ａ〜１１ｄとのコンタクト部分を示し、図で示す他の
コンタクト部分１２１は、シャント用配線層１１３とそ
の下層の緩衝用電極層１１７とのコンタクト部分を示
す。

【００１６】しかしながら、上記図１４で示す従来の固
体撮像素子においては、緩衝用電極層１１７を形成した
ことによって、転送チャネル領域１０６でのポテンシャ
ルシフトを防止することができるが、この緩衝用電極層
１１７の形成に伴って、該電極層１１７と下層の転送電
極間に平坦化膜１１８及び１１９が必要になり、しかも
緩衝用電極層１１７とシャント用配線層１１３相互間の
コンタクトをとるためのコンタクトホールが必要である
ことから、緩衝用電極１１７を薄くすることができな
い。従って、受光部１０３の開口幅と垂直転送レジスタ
１０５の高さの比、即ちアスペクト比が大きくなり、Ａ
ｌ遮光膜１１５における受光部開口の周端縁（肩の部
分）での入射光の外部への反射、いわゆる「けられ」の
頻度が大きくなり、受光感度の低下を引き起こすおそれ
があった。

【００１７】その他、上記アスペクト比の増大に伴っ
て、２層目のＡｌ層による遮光膜１１５の形成、特にそ
のパターニング加工が困難になること、そして、Ａｌ層
によるシャント用配線層１１３の線幅が、このシャント
用配線層１１３と下層の緩衝用電極層１１７間における
コンタクトホールの径の最小ルールで決ってしまい、そ
れ以上細くすることができず、そのため、シャント用配
線層１１３とその上層のＡｌ遮光膜１１５との間の層間
絶縁膜１１４の加工マージンが少なくなり、その加工が
困難になることから、工数の増大並びに製造コストの高
価格化を引き起こすというおそれがあった。

【００１８】そこで、上記緩衝用電極層１１７に替えて
バリアメタル層を用い、転送電極１１１上にこのバリア
メタル層を介してシャント用配線層１１３を形成するこ
とが考えられる。このようにすれば、上記のような高さ
の問題は解消されるが、他の諸特性、特に暗時特性（暗
電流、白点）に悪影響を与えるという新たな問題が生じ
るおそれがある。

【００１９】即ち、暗電流は、結晶欠陥等によりｎ形基
板や中性領域（図１４の例ではｐ形のウェル領域１０
２）から流れ込む拡散電流やＳｉ−ＳｉＯ２界面の準位
からの発生電流が主な要因であり、それが周辺の画素に
比べて局所的に多いと、その画素が白点となる。

【００２０】この暗電流を低減するために、一般に水素
化アニール処理を行なう。これは、上層膜に水素が含ま
れていると、アニール処理時に水素が拡散し、Ｓｉ−Ｓ
ｉＯ２界面の準位が下がり、より暗電流を低減させるこ
とができるからである。上記のような固体撮像素子にお
いては、上層膜のＡｌ遮光膜１１５やプラズマＳｉＮ膜
１１６に水素が含まれており、これら膜中の水素が暗電
流の低減に寄与している。

【００２１】しかし、バリアメタル層として例えばＷや
Ｔｉ等を用いた場合、水素吸蔵能力が高いため、Ａｌ遮
光膜１１５やプラズマＳｉＮ膜１１６中の水素がバリア
メタル層に取り込まれてしまい、その結果、水素アニー
ル効果が薄れ、暗電流を低減できないこととなり、従来
の構造に比べて暗電流が増加してしまうと考えられる。

【００２２】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、緩衝用の電極層を形成
しなくても、転送チャネル領域でのポテンシャルシフト
の発生を引き起こすことがない電荷転送素子を提供する
ことにある。

【００２３】また、本発明の他の目的は、固体撮像素子
に適用した場合において、緩衝用の電極層を形成するこ
となく、しかも暗電流の増加を引き起こすことがないＣ
ＣＤ電荷転送部を実現することができ、大画面、画素の
高密度化、高出力レートの固体撮像素子をより少ない製
造工程で安価に作製することができる電荷転送素子を提
供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、信号電荷を一
方向に転送する転送チャネル領域と、該転送チャネル領
域上に複数の転送電極を有する電荷転送素子において、
上記複数の転送電極上に上記転送チャネル領域に沿って
シャント用配線を形成し、少なくとも１種の転送電極を
上記転送チャネル領域以外の箇所で上記シャント用配線
と電気的に接続して構成する（請求項１記載の発明）。

【００２５】この場合、ｎ本の転送電極を１組とする転
送電極群を垂直方向に多数配列し、ｎ本のシャント用配
線を１組とするシャント用配線群を水平方向に多数配列
し、上記各転送電極を水平方向に延びる導線部と、垂直
方向に突出する電極部とを有して構成し、上記シャント
用配線群におけるｊ本目（ｊ＝１，２・・・ｎ）のシャ
ント用配線を、上記転送電極群におけるｊ本目の転送電
極に対し、上記導線部を通じて電気的に接続して構成す
るようにしてもよい（請求項２記載の発明）。

【００２６】また、上記転送電極群のうち、上層のｋ本
の転送電極を垂直に延長して形成し、上記シャント用配
線群におけるｋ本のシャント配線を、上記上層のｋ本の
転送電極に対し、上記電極部を通じて電気的に接続し、
残りのシャント配線を、残りの転送電極に対し、上記導
線部を通じて電気的に接続して構成するようにしてもよ
い（請求項３記載の発明）。

【００２７】また、上記転送チャネル領域にて転送され
る信号電荷を、上記各転送電極における導線部の側縁と
電極部の側縁にて区画された光電変換部からの信号電荷
としてもよい（請求項４記載の発明）。

【００２８】

【作用】請求項１記載の本発明に係る電荷転送素子にお
いては、転送電極への駆動信号（転送パルス）の印加に
よって、転送電極下における転送チャネル領域のポテン
シャル分布が順次変化して、信号電荷が転送チャネル領
域に沿って一方向に転送されることになる。

【００２９】駆動信号の転送電極への印加はシャント用
配線を通じて行なわれる。この場合、シャント用配線と
転送電極との電気的接続が転送チャネル領域以外の箇所
において行なわれているため、シャント用配線をアルミ
やその他の金属にて構成し、転送電極を例えば多結晶シ
リコン層にて構成した場合における転送チャネル領域で
のいわゆるポテンシャルシフトは発生しない。

【００３０】即ち、シャント用配線と転送電極との接続
部分の下には、信号電荷の電荷転送が行なわれる転送チ
ャネル領域がないため、上記シャント用配線と転送電極
との接続による転送チャネル領域への影響はない。

【００３１】このように、本発明に係る電荷転送素子に
おいては、緩衝用の電極層を形成しなくても、転送チャ
ネル領域においてポテンシャルシフトを引き起こすこと
がないため、シャント用配線と転送電極とを直接接触さ
せることが可能となり、従来必要であった緩衝用の電極
層の形成を省略することができる。これは、製造工程の
簡略化及び工数の低減化につながる。

【００３２】次に、請求項２記載の本発明に係る電荷転
送素子においては、例えば、シャント用配線群における
１本目のシャント用配線と転送電極群における１本目の
転送電極とが該転送電極の導線部を通じて電気的に接続
されることになり、２本目のシャント用配線と２本目の
転送電極とがその導線部を通じて電気的に接続されるこ
とになる。

【００３３】一般的には、シャント用配線群におけるｊ
本目（ｊ＝１，２・・・ｎ）のシャント用配線と転送電
極群におけるｊ本目の転送電極とが該転送電極の導線部
を通じて電気的に接続される。

【００３４】上記転送電極の導線部は、垂直方向に延び
る多数の転送チャネル領域が存在しない部分に配される
形となるため、上記シャント用配線と転送電極との接続
部分の下には転送チャネル領域が存在しないこととな
る。

【００３５】つまり、シャント用配線と転送電極との電
気的接続が転送チャネル領域以外の箇所において行なわ
れることになり、シャント用配線をアルミやその他の金
属にて構成し、転送電極を例えば多結晶シリコン層にて
構成した場合における転送チャネル領域でのいわゆるポ
テンシャルシフトは発生しない。

【００３６】従って、この請求項２記載の本発明に係る
電荷転送素子においても、緩衝用の電極層を形成するこ
となく、シャント用配線と転送電極とを直接接触させる
ことが可能となり、従来必要であった緩衝用の電極層の
形成を省略することができる。

【００３７】次に、請求項３記載の本発明に係る電荷転
送素子においては、ｎ本の転送電極のうち、上層のｋ本
の転送電極が電極部を通じてｋ本のシャント配線と電気
的に接続され、残りの転送電極が導線部を通じて残りの
シャント配線と電気的に接続されることになる。

【００３８】この場合、ｋ本のシャント配線が電気的に
接続される上層のｋ本の転送電極における電極部下には
転送チャネル領域が存在することになるが、これら転送
電極の電極部と転送チャネル領域には、残りの転送電極
が介在していわゆる緩衝用の電極として機能することに
なるため、上記電極部下における転送チャネル領域にお
いてポテンシャルシフトは発生しない。

【００３９】残りの転送電極においては、下層に転送チ
ャネル領域がない導線部を通じてシャント配線と電気的
に接続されるため、この残りの転送電極とシャント配線
との接続によるポテンシャルシフトは発生しない。

【００４０】このように、この請求項３記載の本発明に
係る電荷転送素子においても、緩衝用の電極層を形成す
ることなく、シャント用配線と転送電極とを直接接触さ
せることが可能となり、従来必要であった緩衝用の電極
層の形成を省略することができる。

【００４１】次に、請求項４記載の本発明に係る電荷転
送素子においては、上記構成において、各転送電極にお
ける導線部の側縁と電極部の側縁にて区画された部分に
光電変換部を有することから、電荷転送素子を固体撮像
素子として適用させることができる。

【００４２】この場合、請求項１〜請求項３記載の発明
から明らかなように、緩衝用の電極層を形成しなくて
も、転送チャネル領域においてポテンシャルシフトを引
き起こすことがないため、シャント用配線と転送電極と
を直接接触させることが可能で、従来必要であった緩衝
用の電極層の形成を省略することができる。

【００４３】従って、上記緩衝用電極の省略により、転
送電極上に形成される積層膜の高さを抑えることがで
き、シャント用配線層の断切れ防止や転送電極上に形成
される積層膜の形成の容易化などを図ることができ、製
造上有利となる。

【００４４】また、転送電極上の積層膜の高さを抑える
ことができることから、電荷転送部と光電変換部とのア
スペクト比の増大化を防止することができ、例えば電荷
転送部上に形成される遮光膜による入射光の「けられ」
の頻度を低減することができ、受光感度の向上を図るこ
とができる。

【００４５】しかも、シャント用配線と転送電極との接
続部分にバリアメタル層を介在させる必要がなくなるた
め、アニール処理時における水素アニールの効果を十分
に発揮させることができ、暗電流の発生を抑えることが
可能となる。

【００４６】

【実施例】以下、本発明に係る電荷転送素子をフレーム
・インターライン転送（ＦＩＴ）方式のイメージセンサ
に適用したいくつかの実施例を図１〜図１２を参照しな
がら説明する。

【００４７】まず、第１実施例に係るイメージセンサ
は、図１に示すように、入射光量に応じた量の電荷に光
電変換する受光部１が多数マトリクス状に配され、更に
これら多数の受光部１のうち、列方向に配列された受光
部１に対して共通とされた垂直転送レジスタ２が多数
本、行方向に配列されたイメージ部（撮像部）３と、こ
のイメージ部３に隣接して配され、イメージ部３に形成
されているような受光部１はなく、イメージ部３におけ
る多数本の垂直転送レジスタ２に連続してそれぞれ多数
本の垂直転送レジスタ４のみが延長形成されたストレー
ジ部（蓄積部）５とを有する。

【００４８】また、ストレージ部５に隣接し、かつ多数
本の垂直転送レジスタ４に対して共通とされた水平転送
レジスタが２本、それぞれ並設されている。ここで、２
本の水平転送レジスタのうち、ストレージ部５側に位置
する水平転送レジスタを第１の水平転送レジスタＨ１、
他の水平転送レジスタを第２の水平転送レジスタＨ２と
記す。

【００４９】そして、ストレージ部５と第１の水平転送
レジスタＨ１間には、ストレージ部５における垂直転送
レジスタ４の最終段に転送された信号電荷を第１の水平
転送レジスタＨ１に転送するための２つの垂直−水平転
送レジスタＶＨ１及びＶＨ２が多数の垂直転送レジスタ
４に対して共通に、かつそれぞれ並列に形成されてい
る。これら２本の垂直−水平転送レジスタＶＨ１及びＶ
Ｈ２には、それぞれ垂直−水平転送パルスφＶＨ１及び
φＶＨ２が供給されるようになっており、これら転送パ
ルスφＶＨ１及びφＶＨ２の供給によって、垂直転送レ
ジスタ４からの信号電荷が第１の水平転送レジスタＨ１
に転送されることになる。

【００５０】また、第１及び第２の水平転送レジスタＨ
１及びＨ２間には、第１の水平転送レジスタＨ１に転送
された信号電荷を選択的に第２の水平転送レジスタＨ２
側に転送する水平−水平転送レジスタＨＨが、各水平転
送レジスタＨ１及びＨ２に沿って水平方向に延長されて
配されている。この水平−水平転送レジスタＨＨには、
水平−水平転送パルスφＨＨＧが供給されるようになっ
ており、この転送パルスφＨＨＧの供給によって、第１
の水平転送レジスタＨ１にある信号電荷が選択的に第２
の水平転送レジスタＨ２に転送されることになる。

【００５１】また、上記第１及び第２の水平転送レジス
タＨ１及びＨ２の各最終段には、それぞれ第１及び第２
の出力部６ａ及び６ｂが接続されている。これら第１及
び第２の出力部６ａ及び６ｂは、各水平転送レジスタＨ
１及びＨ２の最終段から転送されてきた信号電荷を電気
信号（例えば電圧信号）に変換する例えばフローティン
グ・ディフュージョンあるいはフローティング・ゲート
等で構成される電荷−電気信号変換部７と、この電荷−
電気信号変換部７にて電気信号の変換が行われた後の信
号電荷を、リセットパルスＰｒの入力に従ってドレイン
領域Ｄに掃き捨てるリセットゲートＲＧと、電荷−電気
信号変換部７からの電気信号を増幅するアンプ８を有し
て構成されている。なお、ドレイン領域Ｄには電源電圧
Ｖｄｄが印加されている。

【００５２】そして、これらイメージ部３における垂直
転送パルスφＩＭ１〜φＩＭ４及びストレージ部５にお
ける４つの垂直転送パルスφＳＴ１〜φＳＴ４の供給に
よって、イメージ部３及びストレージ部５における各垂
直転送電極下のポテンシャル分布が順次変化し、これに
よって、信号電荷がそれぞれイメージ部３における垂直
転送レジスタ２及びストレージ部５における垂直転送レ
ジスタ４に沿って縦方向（第１の水平レジスタＨ１側）
に転送されることになる。

【００５３】特に、イメージ部３においては、受光部１
に蓄積されている信号電荷を垂直帰線期間において、ま
ず、垂直転送レジスタ２に読出し、その後、この垂直帰
線期間内において、上記垂直転送レジスタ２に転送され
た信号電荷を高速にストレージ部５の垂直転送レジスタ
４に転送する。

【００５４】ストレージ部５は、垂直帰線期間において
垂直転送レジスタ４に転送された信号電荷を、その後の
水平帰線期間において１行単位に第１の水平転送レジス
タＨ１側に転送する。これによって、垂直転送レジスタ
４の最終段にあった信号電荷は、２つの垂直−水平転送
レジスタＶＨ１及びＶＨ２を経て、まず、第１の水平転
送レジスタＨ１に転送され、そのうち、例えば偶数列に
関する信号電荷が、水平−水平転送レジスタＨＨを介し
て第２の水平転送レジスタＨ２に転送される。

【００５５】そして、次の水平走査期間において、第１
及び第２の水平転送レジスタＨ１及びＨ２上に形成され
た例えば２層の多結晶シリコン層による水平転送電極へ
の互いに位相の異なる２相の水平転送パルスφＨ１及び
φＨ２の印加によって、信号電荷が順次対応する出力部
６ａ及び６ｂ側の電荷−電気信号変換部７に転送され、
各電荷−電気信号変換部７において電気信号に変換され
て、それぞれアンプ８を介して対応する出力端子９より
撮像信号Ｓ１及びＳ２として取り出されることになる。

【００５６】次に、イメージ部３における構成を図２〜
図７に基づいて説明すると、上記イメージ部３における
垂直転送レジスタ２上には、図示しないが例えば２層の
電極層（例えば多結晶シリコン層）による４枚の垂直転
送電極がそれぞれ絶縁膜を介して形成されている。即
ち、４枚の垂直転送電極を１組として、その組が多数、
縦方向に順次配列されて形成されている。

【００５７】具体的に説明すると、イメージ部３におい
ては、図２に示すように、上記１組を構成する４枚の転
送電極１１Ａ〜１１Ｄが、それぞれ水平方向（電荷転送
方向に対して直角な方向）に延長して形成され、これら
４枚の転送電極１１Ａ〜１１Ｄを１組にして多数組、垂
直方向に順次配列されている。

【００５８】そして、垂直方向に隣り合う受光部１間の
垂直分離領域（受光部１を分離するための領域であり、
また配線を形成するための領域でもある。）中、一つの
領域では、１層目の電極層による第１の転送電極１１Ａ
と２層目の電極層による第４の転送電極１１Ｄの各導線
部１１Ａａ及び１１Ｄａとが一部重なって形成され、ま
た上記受光部１間の領域中、他の領域では、１層目の電
極層による第３の転送電極１１Ｃと２層目の電極層によ
る第２の転送電極１１Ｂの各導線部１１Ｃａ及び１１Ｂ
ａとが一部重なって形成されている。

【００５９】また、１層目の電極層からなる第１及び第
３の転送電極１１Ａ及び１１Ｃは、垂直方向に延びる転
送チャネル領域１２上においてそれぞれ垂直方向でかつ
水平転送レジスタ側の方向（即ち、図２上、下方向）に
一部突出した形に形成されてそれぞれ電極部１１Ａｂ及
び１１Ｃｂが構成され、２層目の電極層からなる第２及
び第４の転送電極１１Ｂ及び１１Ｄは、垂直方向に延び
る転送チャネル領域上においてそれぞれ垂直方向でかつ
水平転送レジスタ側とは反対の方向（図２上、上方向）
に一部突出した形に形成されてそれぞれ電極部１１Ｂｂ
及び１１Ｄｂが構成されている。

【００６０】そして、第１及び第３の転送電極１１Ａ及
び１１Ｃにおける各電極部１１Ａｂ及び１１Ｃｂと第２
及び第４の転送電極１１Ｂ及び１１Ｄにおける各電極部
１１Ｂｂ及び１１Ｄｂは、各端部において、それぞれオ
ーバーラップされた形となっている。即ち、第１及び第
３の転送電極１１Ａ及び１１Ｃにおける各電極部１１Ａ
ｂ及び１１Ｃｂの各端部上に、熱酸化膜１３（図３参
照）を介して第２及び第４の転送電極１１Ｂ及び１１Ｄ
の各電極部１１Ｂｂ及び１１Ｄｂの端部がそれぞれ位置
した形となっている。

【００６１】また、第１及び第３の転送電極１１Ａ及び
１１Ｃの各電極部１１Ａｂ及び１１Ｃｂの線幅ｔｂ１及
びｔｂ３が、第２及び第４の転送電極１１Ｂ及び１１Ｄ
の各電極部１１Ｂｂ及び１１Ｄｂの線幅ｔｂ２及びｔｂ
４よりも小に設定されている。

【００６２】各転送電極１１Ａ〜１１Ｄ上には、図３に
示すように、熱酸化膜（ＳｉＯ₂ 膜）２及び平坦化膜１
３を介して垂直方向（即ち、信号電荷の転送方向）に延
びるＡ ｌ層からなるシャント用配線層１４が形成され
ている。また、このシャント用配 線層１４上には、絶
縁及び平坦化を目的とした例えばＰＳＧ（リンシリケー
トガ ラス）等からなる層間絶縁膜１５を介して遮光用
のＡｌ膜１６（以下、Ａｌ遮光 膜と記す）が形成さ
れ、その上層全面に例えばプラズマＣＶＤ法によるＳｉ
Ｎ膜 （以下、Ｐ−ＳｉＮ膜と記す）１７が形成されて
いる。

【００６３】ここで、このイメージセンサの受光部１周
辺の断面をみると、図４に示すように、例えばｎ形のシ
リコン基板２１にｐ形不純物（例えばボロン（Ｂ））の
導入によるｐ形のウェル領域２２と、上記受光部１を形
成するためのｎ形の不純物拡散領域２３と、垂直転送レ
ジスタ２を構成するｎ形の転送チャネル領域２４並びに
ｐ形のチャネルストッパ領域２５が形成され、更に上記
ｎ形の不純物拡散領域２３の表面にｐ形の正電荷蓄積領
域２６が形成され、ｎ形の転送チャネル領域２４の直下
にスミアの低減を目的とした第２のｐ形ウェル領域２７
がそれぞれ形成されている。なお、ｎ形の不純物拡散領
域２３と転送チャネル領域２４間のｐ形領域は、読出し
ゲート部ＲＧを構成する。

【００６４】また、このイメージセンサは、図示するよ
うに、ｎ形シリコン基板２１の表面にｐ形のウェル領域
２２を形成して、このウェル領域２２よりも浅い位置に
上記受光部１を構成するｎ形の不純物拡散領域２３を形
成することで、いわゆる電子シャッタの機能を有するよ
うに構成されている。

【００６５】即ち、シリコン基板２１に供給される基板
電位をシャッタパルスに同期して高レベルにすることに
より、ｐ形のウェル領域２２におけるポテンシャル障壁
（オーバーフローバリア）が下がり、受光部１に蓄積さ
れた電荷（この場合、電子）が上記オーバーフローバリ
アを越えて縦方向、即ちシリコン基板２１側に掃き捨て
られることになる。これにより、シャッタパルスの最終
印加時点から電荷読出し時点までの期間が実質的な露光
期間となり、残像等の不都合を防止することができるよ
うになっている。

【００６６】また、このイメージセンサにおいては、上
記ｎ形の不純物拡散領域２３とｐ形のウェル領域２２と
のｐｎ接合によるフォトダイオード，ｎ形の不純物拡散
領域２３と読出しゲート部ＲＧとのｐｎ接合によるフォ
トダイオード，ｎ形の不純物拡散領域２３とチャネルス
トッパ領域２５とのｐｎ接合によるフォトダイオード、
並びにｎ形の不純物拡散領域２３とｐ形の正孔蓄積領域
２６とのｐｎ接合によるフォトダイオードによって受光
部１（光電変換部）が構成され、この受光部１が多数個
マトリクス状に配列されてイメージ部３が形成されてい
る。そして、カラー撮像方式の場合、上記受光部１に対
応して形成される色フィルタ（三原色フィルタや補色フ
ィルタ）の配色などの関係によって、例えば互いに隣接
する４つの受光部１にて１つの画素を構成するようにな
っている。

【００６７】また、転送チャネル領域２４，チャネルス
トッパ領域２５及び読出しゲート部ＲＧ上に、例えばＳ
ｉＯ２膜を介してＳｉ３Ｎ４膜及びＳｉＯ２膜が順次積
層され、このＳｉＯ２膜，Ｓｉ３Ｎ４膜及びＳｉＯ２膜
による３層構造のゲート絶縁膜２８上に１層目の電極層
及び２層目の電極層による４つの転送電極１１Ａ〜１１
Ｄ（図４の断面図においては、転送電極を示す参照符号
を代表的に１１として記す）が形成され、これら転送チ
ャネル領域２４，ゲート絶縁膜３１及び転送電極１１に
よって垂直転送レジスタ２が構成される。

【００６８】上記転送電極１１の表面には、熱酸化によ
るシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）１２が形成されてお
り、これら転送電極１１を含む全面にはＰＳＧからなる
層間絶縁膜１３が形成され、この層間絶縁膜１３のう
ち、転送電極１１に対応する箇所に垂直方向に延びるシ
ャント用配線層１４が形成されている。

【００６９】更に、上記シャント用配線層１４を覆うよ
うに例えばＰＳＧからなる層間絶縁膜１５が形成され、
この層間絶縁膜１５上に下層の転送電極１１を覆うよう
にＡｌ遮光膜１６が形成され、このＡｌ遮光膜１６を含
む全面にＰ−ＳｉＮ膜１７が形成されている。

【００７０】上記Ａｌ遮光膜１６は、受光部１上におい
て選択的にエッチング除去されており、光は、このエッ
チング除去によって形成された開口１６ａを通じて受光
部１内に入射されるようになっている。

【００７１】なお、上記図３及び図４の断面図において
は、簡単のため、Ｐ−ＳｉＮ膜１７上の平坦化膜，色フ
ィルタ及びマイクロ集光レンズなどは省略してある。

【００７２】そして、この第１実施例に係るイメージセ
ンサにおいては、図２に示すように、４本のシャント用
配線層１４を１組として、各組が垂直方向に延在するよ
うに形成され、かつ水平方向に配列された形となってい
る。

【００７３】各組のシャント用配線層１４中、１本目の
シャント用配線層１４Ａは、１層目の電極層にて構成さ
れた第１の転送電極１１Ａ上に対応する部分が２本目の
シャント用配線層１４Ｂに向かって水平方向に突出した
形状となっており、２本目のシャント用配線層１４Ｂ
は、２層目の電極層にて構成された第２の転送電極１１
Ｂ上に対応する部分が３本目のシャント用配線層１４Ｃ
に向かって水平方向に突出した形状となっており、３本
目のシャント用配線層１４Ｃは、１層目の電極層にて構
成された第３の転送電極１１Ｃ上に対応する部分が４本
目のシャント用配線層１４Ｄに向かって水平方向に突出
した形状となっており、４本目のシャント用配線層１４
Ｄは、２層目の電極層にて構成された第４の転送電極１
１Ｄ上に対応する部分が次の組の１本目のシャント用配
線層１４Ａに向かって水平方向に突出した形状となって
いる。

【００７４】各転送電極１１Ａ〜１１Ｄは、それぞれの
導線部１１Ａａ〜１１Ｄａのうち、シャント用配線層１
４Ａ〜１４Ｄの各突出部分１４Ａａ〜１４Ｄａに対応す
る導線部１１Ａａ〜１１Ｄａの線幅ｔａ１２〜ｔａ４２
が他の導線部の線幅ｔａ１１〜ｔａ４１よりも２〜３倍
の長さに設定されている。また、上層のシャント用配線
層１４Ａａ〜１４Ｄａにおける各突出部分１４Ａａ〜１
４Ｄａの線幅は、下層の転送電極１１Ａ〜１１Ｄにおけ
る各導線部１１Ａａ〜１１Ｄａの線幅ｔａ１２〜ｔａ４
２よりもわずかに大に設定されている。

【００７５】各シャント用配線層１４Ａ〜１４Ｄと各転
送電極１１Ａ〜１１Ｄは、例えば図５及び図６に示すよ
うに、突出部分１４Ａａ（〜１４Ｄａ）と該突出部分１
４Ａａ（〜１４Ｄａ）に対応する導線部１１Ａａ（〜１
１Ｄａ）とを層間絶縁膜１３に設けられたコンタクトホ
ール２９Ａ（〜２９Ｄ）を通じて直接接触することによ
り、電気的に接続されている。各コンタクトホール２９
Ａ〜２９Ｄ下のシリコン基板２１表面には、受光部１を
垂直方向に電位的に分離するためのチャネルストッパ領
域３０が形成されている。

【００７６】即ち、図２に示すように、４本のシャント
用配線層群１４Ａ〜１４Ｄのうち、１本目のシャント用
配線層１４Ａが、その突出部分１４Ａａと第１の転送電
極１１Ａの導線部１１Ａａ間に設けられたコンタクト部
２９Ａを通じて第１の転送電極１１Ａと電気的に接続さ
れ、２本目のシャント用配線層１４Ｂが、その突出部分
１４Ｂａと第２の転送電極１１Ｂの導線部１１Ｂａ間に
設けられたコンタクト部２９Ｂを通じて第２の転送電極
１１Ｂと電気的に接続され、３本目のシャント用配線層
１４Ｃが、その突出部分１４Ｃａと第３の転送電極１１
Ｃの導線部１１Ｃａ間に設けられたコンタクト部２９Ｃ
を通じて第３の転送電極１１Ｃと電気的に接続され、４
本目のシャント用配線層１４Ｄが、その突出部分１４Ｄ
ａと第４の転送電極１１Ｄの導線部１１Ｄａ間に設けら
れたコンタクト部２９Ｄを通じて第４の転送電極１１Ｄ
と電気的に接続されている。

【００７７】このような構成において、各シャント用配
線層１４Ａ〜１４Ｄには、互いに位相の異なる４相の垂
直転送クロックφＩＭ１〜φＩＭ４が選択的に印加さ
れ、これらシャント用配線層１４Ａ〜１４Ｄを通じて、
第１〜第４の転送電極１１Ａ〜１１Ｄに対してそれぞれ
第１〜第４の垂直転送クロックφＩＭ１〜φＩＭ４が個
別に印加される。この４相の垂直転送クロックφＩＭ１
〜φＩＭ４の印加によって、イメージ部３における各転
送電極１１Ａ〜１１Ｄ下のポテンシャル分布が順次変化
し、これによって、読出し期間中に受光部１から読み出
された信号電荷が、垂直帰線期間においてストレージ部
５に一度に転送されることになる。

【００７８】なお、図２の例では、各シャント用配線層
１４Ａ〜１４Ｄの突出部分１４Ａａ〜１４Ｄａは、対応
する受光部１を一部閉塞するように形成され、下層の転
送電極１１Ａ〜１１Ｄにおける各導線部１１Ａａ〜１１
Ｄａも上記突出部分１４Ａａ〜１４Ｄａに対応して当該
受光部１を一部閉塞するように形成されて、当該受光部
１の受光面積が他の受光部１のそれよりも狭くなってい
る。しかし、この場合、受光面積が狭くなされた受光部
１が、垂直方向に一つ置きに配置される形となり、イン
ターレース走査にて撮像する場合、その狭くなされた受
光部１にて光電変換された信号電荷とその他の受光部１
にて光電変換された信号電荷とが読出し時に混合される
ため、一部の受光部１の受光面積を狭くしたことによる
再生画像への影響はほとんどない。

【００７９】このように、上記第１実施例に係るイメー
ジセンサにおいては、垂直方向に延びるシャント配線層
１４Ａ〜１４Ｄの一部を水平方向に突出させ、この突出
部分１４Ａａ〜１４Ｄａを通じて下層の転送電極１１Ａ
〜１１Ｄにおける各導線部１１Ａａ〜１１Ｄａと電気的
に接続するようにしている。

【００８０】この場合、シャント用配線層１４Ａ〜１４
Ｄとその下層の転送電極１１Ａ〜１１Ｄとの電気的接続
が転送チャネル領域２４以外の箇所において行なわれる
こととなり、シャント用配線層１４Ａ〜１４Ｄをアルミ
やその他の金属にて構成し、転送電極１１Ａ〜１１Ｄを
例えば多結晶シリコン層にて構成した場合における転送
チャネル領域２４でのいわゆるポテンシャルシフトは発
生しない。

【００８１】つまり、シャント用配線層１４Ａ〜１４Ｄ
と転送電極１１Ａ〜１１Ｄとのコンタクト部分２９Ａ〜
２９Ｄの下には、信号電荷の電荷転送が行なわれる転送
チャネル領域２４がないため、上記シャント用配線層１
４Ａ〜１４Ｄと転送電極１１Ａ〜１１Ｄとの接続による
転送チャネル領域２４への影響はない。

【００８２】従って、この第１実施例に係るイメージセ
ンサにおいては、シャント用配線層１４Ａ〜１４Ｄと下
層の転送電極１１Ａ〜１１Ｄとの間に緩衝用の電極層を
介在させなくても、転送チャネル領域２４においてポテ
ンシャルシフトを引き起こすことがないため、シャント
用配線層１４Ａ〜１４Ｄと転送電極１１Ａ〜１１Ｄとを
直接接触させることが可能となり、従来必要であった緩
衝用の電極層の形成を省略することができる。

【００８３】その結果、上記緩衝用電極の省略により、
転送電極１１Ａ〜１１Ｄ上に形成される積層膜の高さを
抑えることができ、シャント用配線層１４Ａ〜１４Ｄの
断切れ防止や転送電極１１Ａ〜１１Ｄ上に形成される積
層膜の形成の容易化などを図ることができる。これは、
製造工程の簡略化及び工数の低減化をつながり、イメー
ジセンサを製造する上で有利となる。

【００８４】また、転送電極１１Ａ〜１１Ｄ上の積層膜
の高さを抑えることができることから、垂直転送レジス
タ２と受光部１とのアスペクト比の増大化を防止するこ
とができ、例えば転送電極１１Ａ〜１１Ｄ上に形成され
るＡｌ遮光膜１６による入射光の「けられ」の頻度を低
減することができ、受光感度の向上を図ることができ
る。

【００８５】しかも、シャント用配線層１４Ａ〜１４Ｄ
と転送電極１１Ａ〜１１Ｄとのコンタクト部分２９Ａ〜
２９Ｄにバリアメタル層を介在させる必要がなくなるた
め、アニール処理時における水素アニールの効果を十分
に発揮させることができ、暗電流の発生を抑えることが
可能となる。

【００８６】また、この第１実施例に係るイメージセン
サにおいては、第１及び第３の転送電極１１Ａ及び１１
Ｃの各電極部１１Ａｂ及び１１Ｃｂの線幅ｔｂ１及びｔ
ｂ３を、第２及び第４の転送電極１１Ｂ及び１１Ｄの各
電極部１１Ｂｂ及び１１Ｄｂの線幅ｔｂ２及びｔｂ４よ
りも小に設定しているため、第１の転送電極１１Ａの電
極部１１Ａｂと第２の転送電極１１Ｂの電極部１１Ｂｂ
とのオーバーラップ部分が、幅の狭い第１の転送電極１
１Ａに支配され、第３の転送電極１１Ｃの電極部１１Ｃ
ｂと第４の転送電極１１Ｄの電極部１１Ｄｂとのオーバ
ーラップ部分も、幅の狭い第３の転送電極１１Ｃに支配
されることになる。

【００８７】即ち、各オーバーラップ部分の線幅は、幅
の狭い第１及び第３の転送電極１１Ａ及び１１Ｃの線幅
ｔｂ１及びｔｂ３とほぼ同じになり、オーバーラップ部
分の幅が縮小化されることになる。

【００８８】このため、各オーバーラップ部分は、受光
部１から遠ざかる位置に形成されることになり、上記オ
ーバーラップ部分上に形成される積層膜の受光部１側へ
の張り出しが少なくなる。その結果、受光部１上に形成
されるＡｌ遮光膜１６に対する開口１６ａの形成におい
て、上記オーバーラップ部分に起因する開口１６ａの形
状歪みは抑制される。

【００８９】従って、上記第１実施例においては、受光
部１上の開口１６ａの幅を広げたり、各転送電極１１Ａ
〜１１Ｄ上の積層膜を薄膜化することなく、受光部１側
に入射した光が開口周縁（Ａｌ遮光膜１６の肩の部分）
において反射するという、いわゆる「けられ」の発生を
抑えることが可能となり、受光感度の低下及び再生画像
上での点欠陥の発生を十分に抑制することができる。

【００９０】次に、第２実施例に係るイメージセンサに
ついて図７〜図１２を参照しながら説明する。なお、第
１実施例と対応するものについては同符号を記す。

【００９１】この第２実施例に係るイメーシセンサ、特
にイメージ部は、図７に示すように、３層の電極層（例
えば多結晶シリコン層）にて構成された第１，第２及び
第３の転送電極１１Ａ，１１Ｂ及び１１Ｃを有し、各転
送電極１１Ａ〜１１Ｃにそれぞれ位相の異なる３相の垂
直転送パルスφＩＭ１，φＩＭ２及びφＩＭ３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。

【００９２】具体的に説明すると、第１〜第３の転送電
極１１Ａ〜１１Ｃのうち、１層目及び２層目の電極層に
て構成された第１及び第２の転送電極１１Ａ及び１１Ｂ
が、それぞれ水平方向に延長して形成され、これら２枚
の転送電極１１Ａ及び１１Ｂを１組にして多数組、垂直
方向に順次配列されている。残りの３層目の電極層にて
構成された第３の転送電極１１Ｃは、上記２つの転送電
極１１Ａ及び１１Ｂと異なり、垂直方向に延長して形成
され、かつ水平方向に順次配列されている。

【００９３】そして、垂直方向に隣り合う受光部１間の
垂直分離領域において、１層目の電極層による第１の転
送電極１１Ａと２層目の電極層による第２の転送電極１
１Ｂの各導線部１１Ａａ及び１１Ｂａとが一部重なって
形成されている。

【００９４】また、第１の転送電極１１Ａは、垂直方向
に延びる転送チャネル領域２４上においてそれぞれ垂直
方向でかつ水平転送レジスタ側の方向（即ち、図７上、
下方向）に一部突出した形に形成されて電極部１１Ａｂ
が構成され、第２の転送電極１１Ｂは、垂直方向に延び
る転送チャネル領域２４上においてそれぞれ垂直方向で
かつ水平転送レジスタ側とは反対の方向（図７上、上方
向）に一部突出した形に形成されて電極部１１Ｂｂが構
成されている。

【００９５】また、これら第１の転送電極１１Ａにおけ
る電極部１１Ａｂと第２の転送電極１１Ｂにおける電極
部１１Ｂｂは、各端部が離間して形成されているため、
第３の転送電極１１Ｃ中、上記端部間に対応する部分が
この第３の転送電極１１Ｃの電極部を構成することにな
る。

【００９６】各転送電極１１Ａ〜１１Ｃ上には、図８に
示すように、熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）１２及び平坦化膜
１３を介して垂直方向（即ち、信号電荷の転送方向）に
延びるＡｌ層からなるシャント用配線層１４が形成され
ている。また、このシャント用配線層１４上には、絶縁
及び平坦化を目的とした例えばＰＳＧ等からなる層間絶
縁膜１５を介してＡｌ遮光膜１６が形成され、その上層
全面にＰ−ＳｉＮ膜１７が形成されている。

【００９７】平面的にみると、図７に示すように、３本
のシャント用配線層群１４Ａ〜１４Ｃを１組として、各
組が垂直方向に延在するように形成され、かつ水平方向
に配列された形となっている。

【００９８】そして、各シャント用配線層１４Ａ〜１４
Ｃは、垂直方向に隣り合う受光部１間の垂直分離領域
上、即ち第１及び第２の転送電極１１Ａ及び１１Ｂの導
線部１１Ａａ及び１１Ｂａに対応した部分上において、
水平方向に突出した形状となっている。

【００９９】第１の転送電極１１Ａの導線部１１Ａａ
は、３種類の線幅に形成され、各組のシャント用配線層
１４Ａ〜１４Ｃのうち、２本目のシャント用配線層１４
Ｂの突出部分１４Ｂａに対応する導線部の線幅ｔａ２が
最も狭く（以下、便宜的に最小線幅と記す）、１本目の
シャント用配線層１４Ａの突出部分１４Ａａに対応する
導線部の線幅ｔａ１が、上記最小線幅ｔａ２の約２倍の
幅（以下、便宜的に最大線幅と記す）に設定され、３本
目のシャント用配線層１４Ｃの突出部分１４Ｃａに対応
する導線部の線幅ｔａ３が、上記最小線幅ｔａ２の約
１．５倍の幅に設定されている。

【０１００】また、第２の転送電極１１Ｂの導線部１１
Ｂａも３種類の線幅に形成され、上記第１の転送電極１
１Ａの場合と同様に、各組のシャント用配線層群１４Ａ
〜１４Ｃのうち、２本目のシャント用配線層１４Ｂの突
出部分１４Ｂａに対応する導線部の線幅ｔｂ２が最も狭
く（以下、便宜的に最小線幅と記す）、１本目のシャン
ト用配線層１４Ａの突出部分１４Ａａに対応する導線部
の線幅ｔｂ１が、上記最小線幅ｔｂ２の約１．２５倍の
幅に設定され、３本目のシャント用配線層１４Ｃの突出
部分１４Ｃａに対応する導線部の線幅ｔｂ３が、上記最
小線幅ｔｂ２の約１．７５倍の幅（以下、便宜的に最大
線幅と記す）に設定されている。なお、第２の転送電極
１１Ｂの導線部１１Ｂａにおける最小線幅ｔｂ２は、第
１の転送電極１１Ａの導線部１１Ａａにおける最小線幅
ｔａ２の約１．２５倍の幅に設定されている。

【０１０１】また、第１の転送電極１１Ａにおける導線
部１１Ａａの最大線幅ｔａ１と第２の転送電極１１Ｂに
おける導線部１１Ｂａの最大線幅ｔｂ３はほぼ同じに設
定され、上層のシャント用配線層１４Ａ〜１４Ｃにおけ
る各突出部分１４Ａａ〜１４Ｃａの線幅は、第１及び第
２の転送電極１１Ａ及び１１Ｂの各最大線幅ｔａ１及び
ｔｂ３よりもわずかに大に設定されている。

【０１０２】また、上記第２の転送電極１１Ｂにおいて
は、各組のシャント用配線層群１４Ａ〜１４Ｃのうち、
１本目のシャント用配線層１４Ａの突出部分１４Ａａに
対応する導線部１１Ｂａが、下層の第１の転送電極１１
Ａの導線部１１Ａａを避けるように受光部１側に張り出
す形に形成され、３本目のシャント用配線層１４Ｃの突
出部分１４Ｃａに対応する導線部１１Ｂａが、下層の第
１の転送電極１１Ａの導線部１１Ａａ上にちょうど重な
るように形成されている。従って、各組のシャント用配
線層群１４Ａ〜１４Ｃのうち、１本目のシャント用配線
層１４Ａの突出部分１４Ａａ下には、層間絶縁膜１３を
介して第１の転送電極１１Ａの導線部１１Ａａが位置す
る形となり、３本目のシャント用配線層１４Ｃの突出部
分１４Ｃａ下には、層間絶縁膜１３を介して第２の転送
電極１１Ｂの導線部１１Ｂａが位置する形となってい
る。

【０１０３】そして、図９に示すように、各組のシャン
ト用配線層群１４Ａ〜１４Ｃのうち、１本目のシャント
配線層１４Ａの突出部分１４Ａａとその下層の第１の転
送電極における導線部１１Ａａとが、層間絶縁膜１３に
設けたコンタクトホール（コンタクト部）２９Ａを通じ
て直接接触することによって、互いに電気的に接続さ
れ、また、図１０に示すように、３本目のシャント配線
層１４Ｃの突出部分１４Ｃａとその下層の第２の転送電
極１１Ｂにおける導線部１１Ｂａとが、層間絶縁膜１３
に設けたコンタクトホール（コンタクト部）２９Ｂを通
じて直接接触することによって、互いに電気的に接続さ
れている。

【０１０４】一方、第３の転送電極１１Ｃとシャント用
配線層の電気的接続は、図１１に示すように、各組のシ
ャント用配線層群１４Ａ〜１４Ｃ中、２本目のシャント
用配線層１４Ｂの本線部分（転送チャネル領域２４上の
部分）と、下層の第３の転送電極１１Ｃ中、第２の転送
電極１１Ｂの電極部１１Ｂｂに対応する部分とが、層間
絶縁膜１３に設けられたコンタクトホール（コンタクト
部）２９Ｃを通じて直接接触することによって、互いに
電気的に接続されている。

【０１０５】このような構成において、各シャント用配
線層１４Ａ〜１４Ｃには、互いに位相の異なる３相の垂
直転送クロックφＩＭ１〜φＩＭ３が選択的に印加さ
れ、これらシャント用配線層１４Ａ〜１４Ｃを通じて、
第１〜第３の転送電極１１Ａ〜１１Ｃに対してそれぞれ
第１〜第３の垂直転送クロックφＩＭ１〜φＩＭ３が個
別に印加される。この３相の垂直転送クロックφＩＭ１
〜φＩＭ３の印加によって、イメージ部３における各転
送電極１１Ａ〜１１Ｃ下のポテンシャル分布が順次変化
し、これによって、読出し期間中に受光部１から読み出
された信号電荷が、垂直帰線期間においてストレージ部
５に一度に転送されることになる。

【０１０６】このように、上記第２実施例に係るイメー
ジセンサにおいては、まず、第１及び第２の転送電極１
１Ａ及び１１Ｂについては、垂直方向に延びるシャント
配線層１４Ａ及び１４Ｃの一部を水平方向に突出させ、
この突出部分１４Ａａ及び１４Ｃａを通じて下層の第１
及び第２の転送電極１１Ａ及び１１Ｂにおける導線部１
１Ａａ及び１１Ｂａと電気的に接続するようにしている
ため、上記第１実施例の場合と同様に、シャント用配線
層１４Ａ及び１４Ｃとその下層の第１及び第２の転送電
極１１Ａ及び１４Ｂとの電気的接続が転送チャネル領域
２４以外の箇所において行なわれることとなり、転送チ
ャネル領域でのいわゆるポテンシャルシフトは発生しな
い。

【０１０７】また、第３の転送電極１１Ｃについては、
シャント用配線層１４Ｂとのコンタクト部分２９Ｃ下に
転送チャネル領域２４が存在することになるが、この第
３の転送電極１１Ｃと転送チャネル領域２４との間に
は、第２の転送電極１１Ｂにおける電極部１１Ｂｂが介
在していわゆる緩衝用の電極として機能することになる
ため、上記コンタクト部２９Ｃ下における転送チャネル
領域２４においてポテンシャルシフトは発生しない。

【０１０８】従って、この第２実施例に係るイメージセ
ンサにおいても、緩衝用の電極層を形成することなく、
シャント用配線層１４Ａ〜１４Ｃと転送電極１１Ａ〜１
１Ｃとを直接接触させることが可能となり、従来必要で
あった緩衝用の電極層の形成を省略することができる。

【０１０９】その結果、上記緩衝用電極の省略により、
上記第１実施例に係るイメージセンサと同様に、転送電
極１１Ａ〜１１Ｃ上に形成される積層膜の高さを抑える
ことができ、シャント用配線層１４Ａ〜１４Ｃの断切れ
防止や転送電極１１Ａ〜１１Ｃ上に形成される積層膜の
形成の容易化などを図ることができる。これは、製造工
程の簡略化及び工数の低減化をつながり、イメージセン
サを製造する上で有利となる。

【０１１０】また、転送電極１１Ａ〜１１Ｃ上の積層膜
の高さを抑えることができることから、垂直転送レジス
タ２と受光部１とのアスペクト比の増大化を防止するこ
とができ、例えば転送電極１１Ａ〜１１Ｃ上に形成され
るＡｌ遮光膜１６による入射光の「けられ」の頻度を低
減することができ、受光感度の向上を図ることができ
る。

【０１１１】しかも、シャント用配線層１４Ａ〜１４Ｃ
と転送電極１１Ａ〜１１Ｃとの接続部分にバリアメタル
層を介在させる必要がなくなるため、アニール処理時に
おける水素アニールの効果を十分に発揮させることがで
き、暗電流の発生を抑えることが可能となる。

【０１１２】なお、上記第２実施例に係るイメージセン
サにおいては、垂直方向に隣り合う受光部１間の垂直分
離領域上において、コンタクト部２９Ａ〜２９Ｃがある
ところと無いところがある。この場合、原理的には、コ
ンタクト部２９Ａ〜２９Ｃの無いところに対しては、シ
ャント用配線層（この場合、１４Ｂ）の突出部分１４Ｂ
ａを形成する必要はないが、各画素ごとの感度のばらつ
きを抑えるため、受光部開口の形を揃える目的で、上記
突出部分１４Ｂａを設けるようにしている。

【０１１３】また、上記第２実施例に係るイメージセン
サ（３相駆動の全画素読出し方式のイメージセンサ）に
おいては、上記第１実施例に係るイメージセンサと同じ
ような構成を採用することも可能である。

【０１１４】この場合、図１２に示すように、各組のシ
ャント用配線層群１４Ａ〜１４Ｃのうち、２本目のシャ
ント用配線層１４Ｂに対応する第３の転送電極１１Ｃ
に、シャント用配線層１４Ｂと同じような突出部分１１
Ｃａを形成し、突出部分１１Ｃａ及び１４Ｂａ同士をコ
ンタクト部２９Ｃを通じて電気的に接続することが考え
られる。この構成の場合、全ての転送電極１１Ａ〜１１
Ｃに関して、シャント用配線層１４Ａ〜１４Ｃとのコン
タクト部２９Ａ〜２９Ｃ下に、転送チャネル領域２４が
存在しないことになり、第１実施例に係るイメージセン
サと同様の構成を有することになる。

【０１１５】その他の構成としては、上記第１実施例及
び第２実施例の構成を併用してもかまわない。

【０１１６】上記第１実施例及び第２実施例に係るイメ
ージセンサにおいては、フレーム・インターライン転送
（ＦＩＴ）方式のイメージセンサに適用した例を示した
が、その他、インターライン転送（ＩＴ）方式のイメー
ジセンサにも適用させることができる。この場合、図１
で示すストレージ部５を省略して構成すればよい。

【０１１７】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る電荷転送素
子によれば、緩衝用の電極層を形成しなくても、転送チ
ャネル領域においてポテンシャルシフトを引き起こすこ
とがないため、シャント用配線と転送電極とを直接接触
させることが可能となり、従来必要であった緩衝用の電
極層の形成を省略することができ、製造工程の簡略化及
び工数の低減化を図ることができる。

【０１１８】また、本発明に係る電荷転送素子によれ
ば、固体撮像素子に適用した場合において、緩衝用の電
極層を形成することなく、しかも暗電流の増加を引き起
こすことがないＣＣＤ電荷転送部を実現することがで
き、大画面、画素の高密度化、高出力レートの固体撮像
素子をより少ない製造工程で安価に作製することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電荷転送素子をフレーム・インタ
ーライン転送（ＦＩＴ）方式のイメージセンサに適用し
た第１実施例（以下、単に第１実施例に係るイメージセ
ンサと記す）を示す構成図である。

【図２】第１実施例に係るイメージセンサのイメージ部
を一部拡大して示す平面図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ線上の断面図である。

【図４】図２におけるＢ−Ｂ線上の断面図である。

【図５】図２におけるＣ−Ｃ線上の断面図である。

【図６】図２におけるＤ−Ｄ線上の断面図である。

【図７】本発明に係る電荷転送素子をフレーム・インタ
ーライン転送（ＦＩＴ）方式のイメージセンサに適用し
た第２実施例（以下、単に第２実施例に係るイメージセ
ンサと記す）のイメージ部を一部拡大して示す平面図で
ある。

【図８】図７におけるＥ−Ｅ線上の断面図である。

【図９】図７におけるＦ−Ｆ線上の断面図である。

【図１０】図７におけるＧ−Ｇ線上の断面図である。

【図１１】図７におけるＨ−Ｈ線上の断面図である。

【図１２】第２実施例に係るイメージセンサの変形例、
特にそのイメージ部の構成を一部拡大して示す平面図で
ある。

【図１３】従来例に係るイメージセンサを一部拡大して
示す平面図である。

【図１４】図１３におけるＬ−Ｌ線上の断面図である。

【符号の説明】

１ 受光部 ２ 垂直転送レジスタ（イメージ部） ３ イメージ部 ４ 垂直転送レジスタ（ストレージ部） ５ ストレージ部 １１ 転送電極 １１Ａ〜１１Ｄ 第１〜第４の転送電極 １１Ａａ〜１１Ｄａ 導線部 １１Ａｂ〜１１Ｄｂ 電極部 １４ シャント用配線層 １４Ａａ〜１４Ｄａ 突出部分 １６ Ａｌ遮光膜 ２１ シリコン基板 ２４ 転送チャネル領域 ２９Ａ〜２９Ｄ コンタクト部分

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 信号電荷を一方向に転送する転送チャネ
   ル領域と、該転送チャネル領域上に複数の転送電極を有
   する電荷転送素子において、 上記複数の転送電極上に上記転送チャネル領域に沿って
   シャント用配線が形成され、 少なくとも１種の転送電極が上記転送チャネル領域以外
   の箇所で上記シャント用配線と電気的に接続されている
   ことを特徴とする電荷転送素子。
2. 【請求項２】 ｎ本の転送電極を１組とする転送電極群
   が垂直方向に多数配列され、 ｎ本のシャント用配線を１組とするシャント用配線群が
   水平方向に多数配列され、 上記各転送電極は、水平方向に延びる導線部と、垂直方
   向に突出する電極部とを有し、 上記シャント用配線群におけるｊ本目（ｊ＝１，２・・
   ・ｎ）のシャント用配線は、上記転送電極群におけるｊ
   本目の転送電極に対し、上記導線部を通じて電気的に接
   続されていることを特徴とする請求項１記載の電荷転送
   素子。
3. 【請求項３】 上記転送電極群のうち、上層のｋ本の転
   送電極が垂直に延長して形成され、 上記シャント用配線群におけるｋ本のシャント配線は、
   上記上層のｋ本の転送電極に対し、上記電極部を通じて
   電気的に接続され、 残りのシャント配線は、残りの転送電極に対し、上記導
   線部を通じて電気的に接続されていることを特徴とする
   請求項２記載の電荷転送素子。
4. 【請求項４】 上記転送チャネル領域にて転送される信
   号電荷は、上記各転送電極における導線部の側縁と電極
   部の側縁にて区画された光電変換部からの信号電荷であ
   ることを特徴とする請求項２又は３記載の電荷転送素
   子。