KR101679457B1 - 거리 센서 및 거리 화상 센서 - Google Patents

거리 센서 및 거리 화상 센서 Download PDF

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하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
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Abstract

개구율의 향상을 도모할 수 있고, S／N비가 좋은 거리 화상을 얻을 수 있는 거리 화상 센서를 제공한다. 거리 화상 센서(RS)는 1차원 모양으로 배치된 복수의 유니트로 이루어진 촬상 영역을 반도체 기판(1) 위에 구비하고, 유니트로부터 출력되는 전하량에 기초하여 거리 화상을 얻는다. 1개의 유니트는 광감응 영역과 제1 및 제2 장변(L1, L2)의 대향 방향으로 포토 게이트 전극(PG)을 사이에 두고 대향하는 2쌍의 제3 반도체 영역(9a, 9b)와, 제3 반도체 영역(9a, 9b)과, 포토 게이트 전극(PG)의 사이에 마련되는 제1 및 제2 전송 전극(TX1, TX2)과, 제1 및 제2 장변(L1, L2)의 대향 방향으로 포토 게이트 전극(PG)을 사이에 두고 대향하고 또한 제3 반도체 영역(9a, 9b)의 사이에 배치되는 제4 반도체 영역(11a, 11b)과, 제4 반도체 영역(11a, 11b)과 포토 게이트 전극(PG)의 사이에 마련되는 제3 전송 전극(TX3)을 구비한다.

Description

거리 센서 및 거리 화상 센서{RANGE SENSOR AND RANGE IMAGE SENSOR}
본 발명은 거리 센서 및 거리 화상 센서에 관한 것이다.
종래의 액티브형의 광 측거(側距) 센서는 LED(Light Emitting Diode) 등의 투광용 광원으로부터 대상물에 광을 조사하여, 대상물에서의 반사광을 광 검출 소자로 검출함으로써, 대상물까지의 거리에 따른 신호를 출력하는 것으로서 알려져 있다. PSD(Position Sensitive Detector) 등은 대상물까지의 거리를 간이(簡易)하게 측정할 수 있는 광삼각 측량형인 광 측거 센서로서 알려져 있지만, 최근에 보다 정밀한 거리 측정을 행하기 위해, 광 TOF(Time-Of-Flight) 형인 광 측거 센서의 개발이 기대되고 있다.
거리 정보와 화상 정보를 동시에, 동일 칩으로 취득할 수 있는 이미지 센서가 차재용(車載用), 공장의 자동 제조 시스템용 등에 있어서 요구될 수 있다. 화상 정보와는 별도로, 단일의 거리 정보 또는 복수의 거리 정보로 이루어진 거리 화상을 취득하는 이미지 센서가 기대되고 있다. 이와 같은 측거 센서에는 TOF법을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 TOF법에 의한 거리 화상 센서로서, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재된 고체 촬상(撮像) 장치가 알려져 있다. 특허 문헌 1에 기재된 거리 화상 센서는 이차원으로 배열된 각 화소가 구형(矩形)의 전하 생성 영역과, 전하 생성 영역 1쌍의 대향하는 2변(邊)을 따라서 각각 마련된 전송 게이트 전극과, 전송 게이트 전극에 의해 전송된 신호 전하를 각각 축적하는 부유 드레인 영역과, 전하 생성 영역이 다른 1조(組)의 대향하는 2변을 따라서 각각 마련되어 전하 생성 영역으로부터 배경광 전하를 배출하는 배출 게이트 전극과, 배출 게이트 전극에 의해 배출된 배경광 전하를 각각 수신하는 배출 드레인 영역을 구비하여 구성되어 있다. 이 거리 화상 센서에서는 부유 드레인 영역 내에 배분된 전하량에 기초하여 대상물까지의 거리가 연산된다. 또, 전하 생성 영역에서 생성된 배경광 전하가 배출되기 때문에, 배경광의 영향이 저감되어 다이나믹 레인지가 향상된다.
상술과 같은 거리 화상 센서에 있어서는, 고감도화 즉 신호 잡음(S／N)비의 향상이 소망되고 있다. 이에, 고감도화를 실현하기 위한 대응의 하나로서, 전하 생성 영역의 면적 비율(이하, 개구율(開口率))을 높게 하는 것이 달성된다.
국제 공개 제2007／026779호 팜플렛
그렇지만, 상기 특허 문헌 1에 기재된 거리 화상 센서에 있어서는, 전하 생성 영역을 둘러싸도록 전송 게이트 전극 및 배출 게이트 전극이 배치되어 있기 때문에, 개구율의 향상을 도모할 수 있도록 수광 게이트 전극을 확대한 경우에는 전송 게이트 전극과 수광 게이트 전극의 중심, 또는 배출 게이트 전극과 수광 게이트 전극의 중심 간의 거리가 커져, 고속 전송이 곤란하게 된다고 하는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 개구율의 향상을 도모할 수 있어, S／N비가 좋은 거리 화상을 얻을 수 있는 거리 센서 및 거리 화상 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제 해결을 해결하기 위해서, 본 발명에 관한 거리 센서는 입사광에 따라 전하를 발생하고, 또한 그 평면 형상이 서로 대향하는 제1 및 제2 장변과, 서로 대향하는 제1 및 제2 단변을 가지는 광감응 영역과, 제1 및 제2 장변의 대향 방향으로 광감응 영역을 사이에 두고 대향해서 배치되어 광감응 영역으로부터의 신호 전하를 수집하는 적어도 2쌍의 신호 전하 수집 영역과, 다른 위상의 전하 전송 신호가 주어지고 신호 전하 수집 영역과 광감응 영역의 사이에 각각 마련된 복수의 전송 전극과, 제1 및 제2 장변의 대향 방향으로 광감응 영역을 사이에 두고 대향하고 또한 제1 및 제2 단변의 대향 방향에 있어서 신호 전하 수집 영역의 사이에 배치되어 광감응 영역으로부터의 불요(不要) 전하를 수집하는 복수의 불요 전하 수집 영역과, 복수의 불요 전하 수집 영역과 광감응 영역의 사이에 각각 마련되어 광감응 영역으로부터 복수의 불요 전하 수집 영역으로의 불요 전하 흐름의 차단 및 개방을 선택적으로 행하는 복수의 불요 전하 수집 게이트 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 거리 센서에서는, 제1 및 제2 장변의 대향 방향에 있어서 광감응 영역을 사이에 두고 대향하는 신호 전하 수집 영역이 적어도 2쌍 배치되고, 이 신호 전하 수집 영역과 광감응 영역의 사이에 전송 전극이 각각 마련되어 있다. 또, 제1 및 제2 장변의 대향 방향으로 광감응 영역을 사이에 두고 대향하고 또한 제1 및 제2 단변의 대향 방향에 있어서 신호 전하 수집 영역의 사이에 불요 전하 수집 영역이 배치되고, 이 불요 전하 수집 영역과 광감응 영역의 사이에 각각 불요 전하 수집 게이트 전극이 마련되어 있다. 이와 같은 배치에 의해, 광감응 영역에서 발생한 신호 전하 및 불요 전하는 전송 전극 및 불요 전하 수집 게이트 전극에 의해 제1 및 제2 장변의 대향 방향으로 전송된다. 이 때문에, 광감응 영역을 제1 및 제2 단변의 대향 방향으로 확대하여 형성한 경우에도, 제1 및 제2 장변의 대향 방향의 거리는 일정하게 유지되므로, 전송 전극 및 불요 전하 수집 게이트 전극에 있어서의 전하의 전송 속도를 충분히 확보할 수 있다. 따라서 전송 속도를 확보하면서, 개구율의 향상을 도모할 수 있다. 그 결과, S／N비가 좋은 거리 화상을 얻는 것이 가능해진다.
또, 복수의 전송 전극의 제1 및 제2 장변 방향의 길이 치수는 복수의 불요 전하 수집 게이트 전극의 제1 및 제2 장변 방향의 길이 치수보다도 크게 해도 좋다. 이와 같이, 전송 전극의 제1 및 제2 장변 방향의 길이 치수, 즉 전송 전극의 게이트폭을 불요 전하 수집 게이트 전극의 게이트폭보다도 길게 함으로써, 전송 전극에 있어서의 신호 전하의 전송 속도의 향상을 도모할 수 있다.
또, 복수의 전송 전극은 동일한 위상의 전하 전송 신호가 주어지는 복수의 제1 전송 전극 및 전하 전송 신호와는 다른 위상의 전하 전송 신호가 주어지는 복수의 제2 전송 전극을 가지고, 복수의 제1 전송 전극은 광감응 영역의 제1 장변측에 있어서 그 제1 장변을 따라서 복수의 신호 전하 수집 영역과 광감응 영역의 사이에 배치되고, 복수의 제2 전송 전극은 광감응 영역의 제1 장변에 대향하는 제2 장변측에 있어서 그 제2 장변을 따라서 복수의 신호 전하 수집 영역과 광감응 영역의 사이에 배치되어도 좋다.
또, 복수의 전송 전극은 동일한 위상의 전하 전송 신호가 주어지는 복수의 제1 전송 전극 및 전하 전송 신호와는 다른 위상의 전하 전송 신호가 주어지는 복수의 제2 전송 전극을 가지고, 복수의 제1 전송 전극은 제1 및 제2 장변의 대향 방향으로 광감응 영역을 사이에 두고 복수의 신호 전하 수집 영역과 광감응 영역의 사이에 배치되고, 복수의 제2 전송 전극은 제1 및 제2 장변의 대향 방향으로 광감응 영역을 사이에 두고 복수의 신호 전하 수집 영역과 광감응 영역의 사이에 배치되어도 좋다.
또, 복수의 전송 전극은 동일한 위상의 전하 전송 신호가 주어지는 복수의 제1 전송 전극 및 전하 전송 신호와는 다른 위상의 전하 전송 신호가 주어지는 복수의 제2 전송 전극을 가지고, 복수의 제1 전송 전극과 복수의 제2 전송 전극은 제1 및 제2 장변의 대향 방향에 있어서 광감응 영역을 사이에 두고 복수의 신호 전하 수집 영역과 광감응 영역의 사이에 배치되어도 좋다.
또, 본 발명에 관한 거리 화상 센서는 일차원 또는 이차원으로 배치된 복수의 유니트로 이루어진 촬상 영역을 반도체 기판 위에 구비하고, 유니트로부터 출력되는 전하량에 기초하여 거리 화상을 얻는 거리 화상 센서에 있어서, 1개의 유니트는 상기 거리 센서인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 관한 거리 화상 센서는 상기 거리 센서를 구비함으로써, 개구율의 향상을 도모할 수 있어 S／N비가 좋은 거리 화상을 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 개구율의 향상을 도모할 수 있어 S／N비가 좋은 거리 화상을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 거리 화상 센서의 촬상 영역의 개략 평면도이다.
도 2는 도 1의 II－II선을 따른 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 III－III선을 따른 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 반도체 기판의 제2 주면(主面) 근방에 있어서 포텐셜 분포를 나타내는 도면이다.
도 5는 반도체 기판의 제2 주면 근방에 있어서 포텐셜 분포를 나타내는 도면이다.
도 6은 각종 신호의 타이밍챠트이다.
도 7은 촬상 디바이스 전체의 단면도이다.
도 8은 각종 신호의 타이밍챠트이다.
도 9는 거리 화상 측정 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 변형예에 관한 거리 화상 센서의 촬상 영역을 구성하는 화소를 나타내는 개략 평면도이다.
도 11은 변형예에 관한 거리 화상 센서의 촬상 영역을 구성하는 화소를 나타내는 개략 평면도이다.
도 12는 도형예에 관한 거리 화상 센서의 촬상 영역을 구성하는 화소를 나타내는 개략 평면도이다.
도 13은 변형예에 관한 거리 화상 센서의 촬상 영역을 구성하는 화소를 나타내는 개략 평면도이다.
도 14는 변형예에 관한 각종 신호의 타이밍챠트이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 설명에 있어서, 동일 요소 또는 동일 기능을 가지는 요소에는, 동일 부호를 이용하는 것으로 하고, 중복하는 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 거리 화상 센서의 촬상 영역의 개략 평면도이다. 도 2는 촬상 영역의 II－II선을 따른 단면 구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 촬상 영역의 III－III선을 따른 단면 구성을 나타내는 도면이다.
거리 화상 센서(RS)는 서로 대향하는 제1 및 제2 주면(1a, 1b)을 가지는 반도체 기판(1)을 구비하고 있다. 반도체 기판(1)은 제1 주면(1a)측에 위치하는 p형의 제1 반도체 영역(3)과 제1 반도체 영역(3)보다도 불순물 농도가 낮고 또한 제2 주면(1b)측에 위치하는 p－형인 제2 반도체 영역(5)으로 이루어진다. 반도체 기판(1)은, 예를 들면 p형의 반도체 기판 위에 당해 반도체 기판보다도 불순물 농도가 낮은 p－형의 에피택셜(epitaxial)층을 성장시킴으로써 얻을 수 있다. 반도체 기판(1)의 제2 주면(1b: 제2 반도체 영역(5)) 위에는 절연층(7)이 형성되어 있다.
절연층(7) 위에는 복수의 포토 게이트 전극(PG)이 공간적으로 이간하여 일차원 모양으로 배치되어 있다. 포토 게이트 전극(PG)은 평면에서 보아 구(矩) 형상을 나타내고 있다. 본 실시 형태에서는, 포토 게이트 전극(PG)은 장방(長方) 형상을 나타내고 있다. 즉, 포토 게이트 전극(PG)은 포토 게이트 전극(PG)의 배치 방향과 평행으로, 또한 서로 대향하는 제1 및 제2 장변(L1, L2)과 제1 및 제2 장변(L1, L2)에 직교하고 또한 서로 대향하는 제1 및 제2 단변(S1, S2)을 가지는 평면(平面) 형상을 가지고 있다. 반도체 기판(1: 제2 반도체 영역(5))의 포토 게이트 전극(PG)에 대응하는 영역(도 2 및 도 3에 있어서, 포토 게이트 전극(PG)의 하방에 위치하는 영역)은 입사광에 따라 전하가 발생하는 전하 발생 영역(광감응 영역)으로서 기능한다.
제2 반도체 영역(5)에는 포토 게이트 전극(PG)의 배치 방향으로 직교하는 방향으로 포토 게이트 전극으로부터 떨어져 위치하는 영역 각각에, 불순물 농도가 높은 n형의 제3 반도체 영역(신호 전하 수집 영역: 9a, 9b)이 대향해서 형성되어 있다. 즉, 제3 반도체 영역(9a, 9b)은 제1 및 제2 장변(L1, L2)의 대향 방향으로 포토 게이트 전극(PG)을 사이에 두고 대향해서 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제3 반도체 영역(9a, 9b)은 2쌍 형성되어 있다. 제3 반도체 영역(9a)은 포토 게이트 전극(PG)의 사변(四邊) 중 당해 포토 게이트 전극(PG)의 배치 방향으로 평행한 제1 장변(L1)측으로 이 제1 장변(L1)을 따라서 배치되고, 제3 반도체 영역(9b)은 포토 게이트 전극(PG)의 사변 중 제3 반도체 영역(9a)가 배치된 제1 장변(L1)에 대향하는 제2 장변(L2)측에서 이 제2 장변(L2)을 따라서 배치되어 있다. 제3 반도체 영역(9a, 9b)은 평면에서 보아 구 형상을 나타내고 있다. 본 실시 형태에서는, 제3 반도체 영역(9a, 9b)은 정방 형상을 나타내고 있다.
제2 반도체 영역(5)에는 포토 게이트 전극(PG)의 배치 방향으로 직교하는 방향으로 포토 게이트 전극으로부터 떨어져 위치하는 영역 각각에, 불순물 농도가 높은 n형의 제4 반도체 영역(불요 전하 수집 영역: 11a, 11b)이 형성되어 있다. 제4 반도체 영역(11a)은 포토 게이트 전극(PG)의 사변 중 당해 포토 게이트 전극(PG)의 배치 방향으로 평행한 제1 장변(L1)측에 있어서 제3 반도체 영역(9a, 9a)의 사이에 배치되고, 제4 반도체 영역(11b)은 포토 게이트 전극(PG)의 사변 중 제4 반도체 영역(11a)이 배치된 측의 제1 장변(L1)에 대향하는 제2 장변(L2)측에 있어서 제3 반도체 영역(9b, 9b)의 사이에 배치되어 있다. 제4 반도체 영역(11a, 11b)은 평면에서 보아 구 형상을 나타내고 있다. 본 실시 형태에서는, 제4 반도체 영역(11a, 11b)은 정방 형상을 나타내고 있다.
본 실시 형태에서는, 「불순물 농도가 높다」란 예를 들면 불순물 농도가 1×1017cm－3 정도 이상인 것으로, 「＋」를 도전형에 붙여서 나타낸다. 한편, 「불순물 농도가 낮다」란 예를 들면 10×1015cm－3 정도 이하의 것으로, 「－」를 도전형에 붙여 나타낸다.
각 반도체 영역의 두께／불순물 농도는 다음와 같다.
제1 반도체 영역(3)：두께 10 ~ 1000㎛／불순물 농도 1×1012 ~ 109 cm－3
제2 반도체 영역(5)：두께 1 ~ 50㎛／불순물 농도 1×1012 ~ 1015 cm－3
제3 반도체 영역(9a, 9b) 및 제4 반도체 영역(11a, 11b)：두께 0.1 ~ 1㎛／불순물 농도 1×1018 ~ 1020 cm－3
반도체 기판(1: 제1 및 제2 반도체 영역(3, 5))에는 백 게이트 또는 관통 전극 등을 통해서 그랜드 전위 등의 기준 전위가 주어진다.
절연층(7) 위에는 각 포토 게이트 전극(PG)에 대응해서 제1 전송 전극(TX1) 및 제2 전송 전극(TX2)이 각각 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 전송 전극(TX1) 및 제2 전송 전극(TX2)은 각각 6개 배치되어 있다. 제1 전송 전극(TX1)은 포토 게이트 전극(PG)의 배치 방향으로 평행한 제1 장변(L1)측에 있어서 제1 장변(L1)을 따라서 포토 게이트 전극(PG)과 제3 반도체 영역(9a)의 사이에 위치하여, 포토 게이트 전극(PG)으로부터 떨어져 배치되어 있다. 제2 전송 전극(TX2)은 제1 장변(L1)에 대향하는 제2 장변(L2)측에 있어서 제2 장변(L2)을 따라서 포토 게이트 전극(PG)과 제3 반도체 영역(9b)의 사이에 위치하여, 포토 게이트 전극(PG)으로부터 떨어져 배치되어 있다. 제1 전송 전극(TX1)과 제2 전송 전극(TX2)은 평면에서 보아 구 형상을 나타내고 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 전송 전극(TX1)과 제2 전송 전극(TX2)은 포토 게이트 전극(PG)의 배치 방향을 장변 방향으로 하는 장방 형상을 나타내고 있다.
절연층(7) 위에는 제1 전송 전극(TX1)과 제2 전송 전극(TX2) 사이에, 불요 전하 수집 게이트 전극으로서 기능하는 제3 전송 전극(TX3)이 각각 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제3 전송 전극(TX3)은 6개 배치되어 있다. 제3 전송 전극(TX3)은 포토 게이트 전극(PG)과 제4 반도체 영역(11a, 11b)의 사이에 위치하여, 포토 게이트 전극(PG)으로부터 떨어져 배치되어 있다. 즉, 제3 전송 전극(TX3)은 제1 및 제2 단변(S1, S2)의 대향 방향에 있어서, 제1 전송 전극(TX1)과 제2 전송 전극(TX2)의 사이에 배치되어 있다. 제3 전송 전극(TX3)은 평면에서 보아 구 형상을 나타내고 있다. 본 실시 형태에서는, 제3 전송 전극(TX3)은 포토 게이트 전극(PG)의 배치 방향을 장변 방향으로 하는 장방 형상을 나타내고 있어, 제1 및 제2 전송 전극(TX1, TX2)과 같은 형상을 이루고 있다.
본 실시 형태에서는, 하나의 포토 게이트 전극(PG), 반도체 기판(1)의 포토 게이트 전극(PG)에 대응하는 영역(광감응 영역), 2쌍의 제1 전송 전극(TX1) 및 제2 전송 전극(TX2), 2쌍의 제3 반도체 영역(9a, 9b), 1쌍의 제3 전송 전극(TX3), 및 1쌍의 제4 반도체 영역(11a, 11b)이 거리 화상 센서(RS)에 있어서 하나의 화소(거리 센서)를 구성하고 있다.
절연층(7)에는 제1 반도체 영역(3)의 표면을 노출시키기 위한 컨택트홀이 마련되어 있다. 컨택트홀 내로 제3 반도체 영역(9a, 9b) 및 제4 반도체 영역(11a, 11b)을 외부에 접속하기 위한 도체(13)가 배치된다.
반도체 기판은 Si으로 이루어지고, 절연층(7)은 SiO2로 이루어지고, 포토 게이트 전극(PG) 및 제1 ~ 3 전송 전극(TX1 ~ TX3)은 폴리 실리콘으로 이루어지지만, 이것들은 다른 재료를 이용해도 좋다.
제3 반도체 영역(9a, 9b)은 광의 입사에 따라 반도체 기판(1)의 광감응 영역에서 발생한 신호 전하를 수집하는 것이다. 제1 전송 전극(TX1)에 인가되는 전하 전송 신호의 위상과 제2 전송 전극(TX2)에 인가되는 전하 전송 신호의 위상은 180도 틀어져 있다. 하나의 화소에 입사한 광은 반도체 기판(1: 제2 반도체 영역(5)) 내에서 전하로 변환되고, 이와 같이 하여 발생한 전하 중 일부의 전하가, 신호 전하로서 포토 게이트 전극(PG) 및 제1 및 제2 전송 전극(TX1, TX2)에 인가되는 전압에 의해 형성되는 포텐셜 구배(勾配)에 따라서 제1 전송 전극(TX1) 또는 제2 전송 전극(TX2)의 방향, 즉 포토 게이트 전극(PG)의 제1 및 제2 단변(S1, S2)에 평행한 방향으로 주행한다.
제1 또는 제2 전송 전극(TX1, TX2)에 정전위를 주면, 제1 또는 제2 전송 전극(TX1, TX2) 아래의 포텐셜이 포토 게이트 전극(PG)의 아래 부분의 반도체 기판(1: 제2 반도체 영역(5))의 포텐셜보다 전자에 대해서 낮아지고, 부(負)의 전하(전자)는 제1 또는 제2 전송 전극(TX1, TX2)의 방향으로 끌여 들여져서, 제3 반도체 영역(9a) 또는 제3 반도체 영역(9b)에 의해서 형성되는 포텐셜 우물 내에 축적된다. n형의 반도체는 정(正)으로 이온화된 도너를 포함하고 있으며, 정의 포텐셜을 가지고, 전자를 끌어당긴다. 제1 또는 제2 전송 전극(TX1, TX2)에 상기 정전위보다도 낮은 전위(그랜드 전위)를 주면, 제1 또는 제2 전송 전극(TX1, TX2)에 의한 포텐셜 장벽이 생겨서, 반도체 기판(1)에서 발생한 전하는 제3 반도체 영역(9a) 또는 제3 반도체 영역(9b)에는 끌어 들여지지 않다.
제4 반도체 영역(11a, 11b)은 광의 입사에 따라 반도체 기판(1)에 있어서 광감응 영역에서 발생한 불요 전하를 수집하는 것이다. 1개의 화소에 입사한 광은 반도체 기판(1: 제2 반도체 영역(5)) 내에서 발생한 전하 중 일부의 전하가, 불요 전하로서 포토 게이트 전극(PG) 및 제3 전송 전극(TX3)에 인가되는 전압에 의해 형성되는 포텐셜 구배에 따라서 제3 전송 전극(TX3)의 방향으로 주행한다.
제3 전송 전극(TX3)에 정전위를 주면, 제3 전송 전극(TX3)에 의한 게이트 아래의 포텐셜이 포토 게이트 전극(PG)의 아래 부분의 반도체 기판(1: 제2 반도체 영역(5))의 포텐셜보다 전자에 대해서 낮아지고, 부의 전하(전자)는 제3 전송 전극(TX3)의 방향으로 끌여 들여져서, 제4 반도체 영역(11a, 11b)에 의해서 형성되는 포텐셜 우물 내에 축적된다. 제3 전송 전극(TX3)에 상기 정전위보다 낮은 전위(그랜드 전위)를 주면, 제3 전송 전극(TX3)에 의한 포텐셜 장벽이 생겨서, 반도체 기판(1)에서 발생한 전하는 제4 반도체 영역(11a, 11b) 내에는 끌어 들여지지 않다.
도 4는 신호 전하의 축적 동작을 설명하기 위한, 반도체 기판(1)의 제2 주면(1b) 근방에 있어서 포텐셜 분포를 나타내는 도면이다. 도 5는 불요 전하의 배출 동작을 설명하기 위한, 반도체 기판(1)의 제2 주면(1b) 근방에 있어서 포텐셜 분포를 나타내는 도면이다. 도 4 및 도 5에서는 하향(下向)이 포텐셜의 정방향이다. 도 4에 있어서, (a) 및 (b)는 도 2의 횡방향의 단면의 횡방향을 따른 포텐셜 분포를 나타내고, (c)는 도 3의 횡방향의 단면의 횡방향을 따른 포텐셜 분포를 나타낸다. 도 5에 있어서, (a)는 도 2의 횡방향의 단면의 횡방향을 따른 포텐셜 분포를 나타내고, (b)는 도 3의 횡방향의 단면의 횡방향을 따른 포텐셜 분포를 나타낸다.
도 4 및 도 5에는 제1 전송 전극(TX1)의 바로 아래 영역의 포텐셜(φTX1), 제2 전송 전극(TX2)의 바로 아래 영역의 포텐셜(φTX2), 제3 전송 전극(TX3)의 바로 아래 영역의 포텐셜(φTX3), 포토 게이트 전극(PG)의 바로 아래 광감응 영역의 포텐셜(φPG), 제3 반도체 영역(9a)의 포텐셜(φFD1), 제3 반도체 영역(9b)의 포텐셜(φFD2), 제4 반도체 영역(11a)의 포텐셜(φOFD1), 제4 반도체 영역(11b)의 포텐셜(φOFD2)가 나타나 있다.
포토 게이트 전극(PG)의 바로 아래 영역(광감응 영역)의 포텐셜(φPG)은 무바이어스 시에 있어서 인접하는 제1 ~ 제3 전송 전극(TX1 ~ TX3)의 바로 아래 영역의 포텐셜(φTX1, φTX2, φTX3)을 기준 전위로 하면, 이 기준 전위보다 높게 설정되어 있다. 이 광감응 영역의 포텐셜(φPG)은 포텐셜(φTX1, φTX2, φTX3)보다도 높아지고, 이 영역의 포텐셜 분포는 도면의 하향으로 오목한 형상이 된다.
도 4를 참조하여 신호 전하의 축적 동작을 설명한다.
제1 전송 전극(TX1)에 인가되는 전하 전송 신호의 위상이 0도일 때, 제1 전송 전극(TX1)에는 정의 전위가 주어지고, 제2 전송 전극(TX2)에는 역상(逆相)의 전위, 즉 위상이 180도인 전위(그랜드 전위)가 주어진다. 이 경우, 도 4 (a)에 도시된 바와 같이, 광감응 영역에서 발생한 부의 전하(e)는 제1 전송 전극(TX1) 바로 아래 반도체의 포텐셜(φTX1)이 내려감으로써, 제3 반도체 영역(9a)의 포텐셜 우물 내로 유입된다.
한편, 제2 전송 전극(TX2) 바로 아래 반도체의 포텐셜(φTX2)은 내려가지 않아서, 제3 반도체 영역(9b)의 포텐셜 우물 내로 전하는 유입되지 않는다. 제3 반도체 영역(9a, 9b)에서는 n형의 불순물이 첨가되어 있기 때문에, 정방향으로 포텐셜이 오목해져 있다.
제2 전송 전극(TX2)에 인가되는 전하 전송 신호의 위상이 0도일 때, 제2 전송 전극(TX2)에는 정의 전위가 주어지고, 제1 전송 전극(TX1)에는 역상의 전위, 즉 위상이 180도인 전위(그랜드 전위)가 주어진다. 이 경우, 도 4 (b)에 도시된 바와 같이, 광감응 영역에서 발생한 부의 전하(e)는 제2 전송 전극(TX2) 바로 아래 반도체의 포텐셜(φTX2)이 내려감으로써, 제3 반도체 영역(9b)의 포텐셜 우물 내로 유입된다. 한편, 제1 전송 전극(TX1) 바로 아래 반도체의 포텐셜(φTX1)은 내려가지 않아서, 제3 반도체 영역(9a)의 포텐셜 우물 내로 전하는 유입되지 않는다. 이것에 의해, 신호 전하가 제3 반도체 영역(9b)의 포텐셜 우물에 수집되어서 축적된다.
제1 및 제2 전송 전극(TX1, TX2)에 위상이 180도 틀어진 전하 전송 신호가 인가되고 있는 동안, 제3 전송 전극(TX3)에는 그랜드 전위가 주어지고 있다. 이 때문에, 도 4 (c)에 도시된 바와 같이, 제3 전송 전극(TX3) 바로 아래 반도체의 포텐셜(φTX3)은 내려가지 않아서, 제4 반도체 영역(11)의 포텐셜 우물 내로 전하는 유입되지 않는다.
이상에 의해, 신호 전하가 제3 반도체 영역(9a, 9b)의 포텐셜 우물에 수집되어서 축적된다. 제3 반도체 영역(9a, 9b)의 포텐셜 우물에 축적된 신호 전하는 외부에 독출된다.
도 5를 참조하여 불요 전하의 배출 동작을 설명한다.
제1 및 제2 전송 전극(TX1, TX2)에는 그랜드 전위가 주어져 있다. 이 때문에, 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 전송 전극(TX1, TX2) 바로 아래 반도체의 포텐셜(φTX1, φTX2)은 내려가지 않아서, 제3 반도체 영역(9a, 9b)의 포텐셜 우물 내로 전하는 유입되지 않는다. 한편, 제3 전송 전극(TX3)에는 정의 전위가 주어진다. 이 경우, 도 5 (b)에 도시된 바와 같이, 광감응 영역에서 발생한 부의 전하(e)는 제3 전송 전극(TX3) 바로 아래 반도체의 포텐셜(φTX3)이 내려감으로써, 제4 반도체 영역(11a, 11b)의 포텐셜 우물 내로 유입된다. 이상에 의해, 불요 전하가 제4 반도체 영역(11a, 11b)의 포텐셜 우물에 수집된다. 제4 반도체 영역(11a, 11b)의 포텐셜 우물에 수집된 불요 전하는 외부에 배출된다.
도 6은 각종 신호의 타이밍챠트이다.
후술되는 광원의 구동 신호(SD), 광원이 대상물에 도달하여 촬상 영역까지 돌아왔을 때 반사광의 강도 신호(LP), 제1 전송 전극(TX1)에 인가되는 전하 전송 신호(S1), 및 제2 전송 전극(TX2)에 인가되는 전하 전송 신호(S2)가 나타나 있다. 전하 전송 신호(S1)는 구동 신호(SD)에 동기하고 있으므로, 반사광의 강도 신호(LP)의 전하 전송 신호(S1)에 대한 위상이 광의 비행 시간이며, 이것은 센서로부터 대상물까지의 거리를 나타내고 있다. 반사광의 강도 신호(LP)와 제1 전송 전극(TX1)에 인가되는 전하 전송 신호(S1)의 중첩된 부분이 제3 반도체 영역(9a)에서 수집되는 전하량(Q1)에 해당되고, 반사광의 강도 신호(LP)와 제2 전송 전극(TX2)에 인가되는 전하 전송 신호(S2)의 중첩된 부분이 제3 반도체 영역(9b)에서 수집되는 전하량(Q2)에 해당된다. 여기서는 각 전하 전송 신호(S1, S2)의 인가 시에, 제3 반도체 영역(9a, 9b)에서 수집된 전하량(Q1, Q2)의 비율을 이용하여 거리(d)를 연산한다. 즉, 구동 신호 중 하나의 펄스폭을 TP로 하면, 거리(d)=(c／2)×(TP×Q2／(Q1＋Q2))로 주어진다. 또한, c는 광속이다.
도 7은 촬상 디바이스 전체의 단면도이다.
촬상 디바이스(IM)는 거리 화상 센서(RS)와 배선 기판(WB)을 구비하고 있다. 거리 화상 센서(RS)는 이면 조사형인 거리 화상 센서이다. 거리 화상 센서(RS)는 그 중앙부가 주변부와 비교하여 박화(薄化)되어 있고, 박화된 영역이 촬상 영역으로 되어, 대상물로부터의 반사광이 입사된다. 거리 화상 센서(RS)에서는 전하 발생부의 광 입사측에 전극이 존재하지 않기 때문에, S／N비가 높은 거리 출력 및 거리 화상을 얻을 수 있다.
거리 화상 센서(RS)는 반도체 기판(1)의 제2 주면(1b)측을 배선 기판(WB)에 대향시킨 상태에서, 다층 배선 기판(M1)과 접착제(FL)를 통해서 배선 기판(WB)에 첩부(貼付)되어 있다. 다층 배선 기판(M1)의 내부에는 각 반도체 영역(9a, 9b, 11a, 11b), 각 전송 전극(TX1 ~ TX3), 및 포토 게이트 전극(PG) 등에 각각 전기적으로 접속된 관통 전극(도시하지 않음)이 마련되어 있다. 관통 전극은 배선 기판(WB)과 다층 배선 기판(M1)의 사이에 개재되는 범프 전극(도시하지 않음)을 통하여, 배선 기판(WB)의 관통 전극(도시하지 않음)에 접속되어 있고, 배선 기판(WB)의 관통 전극은 배선 기판(WB)의 이면(裏面)에 노출되어 있다. 배선 기판(WB)을 구성하는 절연 기판에 있어서 접착제(FL)와의 계면측의 표면에는 차광층(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 거리 화상 센서(RS)를 투과한 광의 배선 기판(WB)으로의 입사를 억제하고 있다.
도 8은 실제 각종 신호의 타이밍챠트이다.
1 프레임의 기간(TF)은 신호 전하를 축적하는 기간(축적 기간: Tacc)과 신호 전하를 독출하는 기간(독출 기간: Tro)으로 이루어진다. 1개의 화소에 주목하면, 축적 기간(Tacc)에 있어서, 복수의 펄스를 가지는 구동 신호(SD)가 광원에 인가되고, 이것에 동기하여, 전하 전송 신호(S1, S2)가 서로 역위상으로 제1 및 제2 전송 전극(TX1, TX2)에 인가된다. 또한, 거리 측정에 앞서, 리셋 신호(reset)가 제3 반도체 영역(9a, 9b)에 인가되고, 내부에 축적된 전하가 외부에 배출된다. 본 예에서는 리셋 신호(reset)가 일순간 ON되고, 계속해서 OFF된 후, 복수의 구동 진동 펄스가 순서대로 인가되고, 다시 이것에 동기하여 전하 전송이 순차적으로 행해지고, 제3 반도체 영역(9a, 9b) 내에 신호 전하가 적산(積算)되어 축적된다.
그 후, 독출 기간(Tro)에 있어서, 제3 반도체 영역(9a, 9b) 내에 축적된 신호 전하가 독출된다. 이때, 제3 전송 전극(TX3)에 인가되는 전하 전송 신호(S3)가 ON되어 제3 전송 전극(TX3)에 정의 전위가 주어지고, 불요 전하가 제4 반도체 영역(11a, 11b)의 포텐셜 우물에 수집된다.
도 9는 거리 화상 측정 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
대상물(OJ)까지의 거리(d)는 거리 화상 측정 장치에 의해서 측정된다. 상술한 바와 같이, LED 등의 광원(LS)에는 구동 신호(SD)가 인가되고, 대상물(OJ)에서 반사된 반사광 상의 강도 신호(LP)가 거리 화상 센서(RS)의 광감응 영역에 입사한다. 거리 화상 센서(RS)로부터는 화소마다, 전하 전송 신호(S1, S2)에 동기하여 수집된 전하량(Q1, Q2)이 출력되고, 이것은 구동 신호(SD)에 동기하여 연산 회로(ART)에 입력된다. 연산 회로(ART)에서는 상술한 바와 같이 화소마다 거리(d)를 연산하고, 연산 결과를 제어부(CONT)에 전송한다. 제어부(CONT)는 광원(LS)을 구동하는 구동 회로(DRV)를 제어함과 아울러, 전하 전송 신호(S1, S2, S3)를 출력하고, 연산 회로(ART)로부터 입력된 연산 결과를 표시기(DSP)에 표시한다.
이상 설명한 것처럼, 거리 화상 센서(RS)에서는 제1 및 제2 장변(L1, L2)의 대향 방향에 있어서 포토 게이트 전극(PG)을 사이에 두고 대향하는 제3 반도체 영역(9a, 9b)이 2쌍 배치되고, 이 제3 반도체 영역(9a, 9b)과 포토 게이트 전극(PG)의 사이에 제1 및 제2 전송 전극(TX1, TX2)이 각각 마련되어 있다. 또, 제1 및 제2 장변(L1, L2)의 대향 방향으로 포토 게이트 전극(PG)을 사이에 두고 대향하고 또한 제1 및 제2 단변(S1, S2)의 대향 방향에 있어서 제3 반도체 영역(9a, 9b)의 사이에 제4 반도체 영역(11a, 11b)이 배치되고, 이 제4 반도체 영역(11a, 11b)과 포토 게이트 전극(PG)의 사이에 각각 제3 전송 전극(TX3)이 마련되어 있다.
이와 같은 배치에 의해, 광감응 영역에서 발생한 신호 전하 및 불요 전하는 제1 ~ 제3 전송 전극(TX1 ~ TX3)에 의해 제1 및 제2 장변(L1, L2)의 대향 방향으로 전송된다. 이 때문에, 광감응 영역(포토 게이트 전극(PG))을 제1 및 제2 단변(S1, S2)의 대향 방향으로 확대하여 형성한 경우에도, 제1 및 제2 장변(L1, L2)의 대향 방향의 거리는 일정하게 유지되므로, 제1 ~ 제3 전송 전극(TX1 ~ TX3)에 있어서 전하의 전송 속도를 충분히 확보할 수 있다. 따라서 전송 속도를 확보하면서, 개구율의 향상을 도모할 수 있다. 그 결과, S／N비가 좋은 거리 화상을 얻을 수 있다.
본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 실시 형태에서는 제1 장변(L1)측에 있어서 제1 장변(L1)을 따라서 제1 전송 전극(TX1)이 배치되어 있고, 제1 장변(L1)에 대향하는 제2 장변(L2)측에 있어서 제2 장변(L2)을 따라서 제2 전송 전극(TX2)이 배치되어 있지만, 제1 및 제2 전송 전극(TX1, TX2)은 도 10에 도시된 바와 같이 배치되어도 좋다.
도 10은 변형예에 관한 거리 화상 센서의 촬상 영역을 구성하는 화소를 나타내는 개략 평면도이다. 동 도면에 도시된 바와 같이, 화소(거리 센서: G1)에서는 제3 반도체 영역(9a, 9b)과 포토 게이트 전극(PG)의 사이에, 제1 전송 전극(TX1)이 포토 게이트 전극(PG)을 사이에 두고 대향해서 배치되어 있음과 아울러, 제3 반도체 영역(9a, 9b)과 포토 게이트 전극(PG)의 사이에 제2 전송 전극(TX2)이 포토 게이트 전극(PG)을 사이에 두고 대향해서 배치되어 있다. 이와 같은 구성의 화소(G1)를 구비하는 거리 화상 센서라도, 상기의 거리 화상 센서(RS)와 같은 작용·효과를 얻을 수 있다.
또, 상기 실시 형태에서는, 하나의 포토 게이트 전극(PG), 반도체 기판(1)에 있어서 포토 게이트 전극(PG)에 대응하는 광감응 영역, 2쌍의 제1 전송 전극(TX1) 및 제2 전송 전극(TX2), 2쌍의 제3 반도체 영역(9a, 9b), 1쌍의 제3 전송 전극(TX3), 및 1쌍의 제4 반도체 영역(11a, 11b)이 거리 화상 센서(RS)에 있어서 하나의 화소를 구성하고 있지만, 화소는 도 11에 도시된 것과 같은 구성이어도 좋다.
도 11은 변형예에 관한 거리 화상 센서의 촬상 영역을 구성하는 화소를 나타내는 개략 평면도이다. 동 도면에 도시된 바와 같이, 화소(G2)는 하나의 포토 게이트 전극(PG), 포토 게이트 전극(PG)에 대응하는 광감응 영역, 3쌍의 제1 전송 전극(TX1) 및 제2 전송 전극(TX2), 3쌍의 제3 반도체 영역(9a, 9b), 2쌍의 제3 전송 전극(TX3), 및 2쌍의 제4 반도체 영역(11a, 11b)에 의해서 구성되어 있다. 제1 전송 전극(TX1)은 제1 장변(L1)측에 있어서 제1 장변(L1)을 따라서 제3 반도체 영역(9a)과 포토 게이트 전극(PG)의 사이에 배치되고, 제2 전송 전극(TX2)은 제1 장변(L1)에 대향하는 제2 장변(L2)측에 있어서 제2 장변(L2)을 따라서 제3 반도체 영역(9a)과 포토 게이트 전극(PG)의 사이에 배치되어 있다. 그리고 제1 전송 전극(TX1)의 사이에 제3 전송 전극(TX3)이 배치되고, 제2 전송 전극(TX2)의 사이에 제3 전송 전극(TX3)이 배치되어 있다. 이와 같은 구성의 화소(G2)를 구비하는 거리 화상 센서더라도, 상기의 거리 화상 센서(RS)와 같은 작용·효과를 얻을 수 있다.
또, 도 11의 구성에 있어서, 제1 및 제2 전송 전극(TX1, TX2)은 도 12에 도시된 것과 같은 배치여도 좋다. 즉, 도 12에 도시된 바와 같이, 화소(G3)에서는 제1 장변(L1)측에 있어서 제1 장변(L1)을 따라서 제1 전송 전극(TX1), 제2 전송 전극(TX2), 제1 전송 전극(TX1)이 이 순서로 배치되어 있다. 그리고 제1 전송 전극(TX1)과 제2 전송 전극(TX2)의 사이에 제3 전송 전극(TX3)이 배치되어 있다. 또, 화소(G3)에서는, 제2 장변(L2)측에 있어서 제2 장변(L2)을 따라서 제2 전송 전극(TX2), 제1 전송 전극(TX1), 제2 전송 전극(TX2)이 이 순서로 배치되어 있다. 그리고 제1 전송 전극(TX1)과 제2 전송 전극(TX2)의 사이에 제3 전송 전극(TX3)이 배치되어 있다. 이와 같은 구성의 화소(G3)를 구비하는 거리 화상 센서더라도, 상기의 거리 화상 센서(RS)와 같은 작용·효과를 얻을 수 있다.
또, 상기 실시 형태에서는 제1 ~ 제3 전송 전극(TX1 ~ TX3)의 제1 및 제2 장변(L1, L2) 방향의 길이 치수가 모두 동등(제1 ~ 제3 전송 전극(TX1 ~ TX3)이 같은 형상)하게 되어 있지만, 예를 들면 도 13에 도시된 것과 같은 구성이어도 좋다.
도 13은 변형예에 관한 거리 화상 센서의 촬상 영역을 구성하는 화소를 나타내는 개략 평면도이다. 동 도면에 도시된 바와 같이, 화소(G4)에서는 제1 및 제2 전송 전극(TX1, TX2)의 제1 및 제2 장변(L1, L2) 방향의 길이 치수, 즉 게이트폭(D1)이 제3 전송 전극(TX3)의 제1 및 제2 장변(L1, L2) 방향의 게이트폭(D2)보다도 커져 있다. 이 경우에는, 제1 및 제2 전송 전극(TX1, TX2)에 있어서 신호 전하의 전송 속도의 향상을 도모할 수 있다.
도 14는 변형예에 관한 각종 신호의 타이밍챠트이다.
본 변형예에서는 구동 신호(SD)에 관하여, 상기 실시 형태에 비해 듀티비(단위 시간에 대한 ON시간)가 커져 있다. 이것에 의해, 광원(LS: 도 9 참조)의 구동 파워가 증가하여 S／N비가 보다 한층 향상된다. 본 변형예에서는, 구동 신호(SD)의 하나의 펄스마다, 제1 ~ 제3 전송 전극(TX1 ~ TX3) 중 하나의 펄스를 각각 발생시키고 있어, 광원(LS)의 구동 파워를 증가시킨 경우에도, 불요 전하를 배출하여 거리 검출 정밀도를 향상할 수 있다. 물론, 개구율도 개선된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 복수의 포토 게이트 전극(PG)이 공간적으로 이간되어 일차원 모양으로 배치, 즉 화소가 일차원 모양으로 배치되어 있는 양태를 나타냈지만, 물론 이차원 모양으로 배치되어도 좋다.
9a, 9b: 제3 반도체 영역(신호 전하 수집 영역)
11a, 11b: 제4 반도체 영역(불요 전하 수집 영역)
G1, G2, G3, G4: 화소(거리 센서)
L1: 제1 장변
L2: 제2 장변
RS: 거리 화상 센서
S1: 제1 단변
S2: 제2 단변
S1, S2: 전하 전송 신호
TX1: 제1 전송 전극
TX2: 제2 전송 전극
TX3: 제3 전송 전극(불요 전하 수집 게이트 전극)

Claims (6)

  1. 입사광에 따라 전하를 발생하고, 또한 그 평면 형상이 서로 대향하는 제1 및 제2 장변과, 서로 대향하는 제1 및 제2 단변을 가지는 광감응 영역과,
    상기 제1 및 제2 장변의 대향 방향으로 상기 광감응 영역을 사이에 두고 대향해서 배치되고, 상기 광감응 영역으로부터의 신호 전하를 수집하는 적어도 2쌍의 신호 전하 수집 영역과,
    각각에 서로 다른 위상의 전하 전송 신호가 주어지고, 상기 신호 전하 수집 영역과 상기 광감응 영역의 사이에 각각 마련된 복수의 전송 전극과,
    상기 제1 및 제2 장변의 대향 방향으로 상기 광감응 영역을 사이에 두고 대향하고 또한 상기 제1 및 제2 단변의 대향 방향에 있어서 상기 신호 전하 수집 영역의 사이에 배치되고, 상기 광감응 영역으로부터의 불요 전하를 수집하는 복수의 불요 전하 수집 영역과,
    상기 복수의 불요 전하 수집 영역과 상기 광감응 영역의 사이에 각각 마련되고, 상기 광감응 영역으로부터 상기 복수의 불요 전하 수집 영역으로의 불요 전하 흐름의 차단 및 개방을 선택적으로 행하는 복수의 불요 전하 수집 게이트 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 거리 센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 전송 전극의 상기 제1 및 제2 장변 방향의 길이 치수는 상기 복수의 불요 전하 수집 게이트 전극의 상기 제1 및 제2 장변 방향의 길이 치수보다도 큰 것을 특징으로 하는 거리 센서.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 전송 전극은 동일한 위상의 전하 전송 신호가 주어지는 복수의 제1 전송 전극 및 상기 전하 전송 신호와는 다른 위상의 전하 전송 신호가 주어지는 복수의 제2 전송 전극을 가지고,
    상기 복수의 제1 전송 전극은 상기 광감응 영역의 상기 제1 장변측에 있어서 그 제1 장변을 따라서 상기 복수의 신호 전하 수집 영역과 상기 광감응 영역의 사이에 배치되고,
    상기 복수의 제2 전송 전극은 상기 광감응 영역의 상기 제1 장변에 대향하는 상기 제2 장변측에 있어서 그 제2 장변을 따라서 상기 복수의 신호 전하 수집 영역과 상기 광감응 영역의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 거리 센서.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 전송 전극은 동일한 위상의 전하 전송 신호가 주어지는 복수의 제1 전송 전극 및 상기 전하 전송 신호와는 다른 위상의 전하 전송 신호가 주어지는 복수의 제2 전송 전극을 가지고,
    상기 복수의 제1 전송 전극은 상기 제1 및 제2 장변의 대향 방향으로 상기 광감응 영역을 사이에 두고 상기 복수의 신호 전하 수집 영역과 상기 광감응 영역의 사이에 배치되고,
    상기 복수의 제2 전송 전극은 상기 제1 및 제2 장변의 대향 방향으로 상기 광감응 영역을 사이에 두고 상기 복수의 신호 전하 수집 영역과 상기 광감응 영역의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 거리 센서.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 전송 전극은 동일한 위상의 전하 전송 신호가 주어지는 복수의 제1 전송 전극 및 상기 전하 전송 신호와는 다른 위상의 전하 전송 신호가 주어지는 복수의 제2 전송 전극을 가지고,
    상기 복수의 제1 전송 전극과 상기 복수의 제2 전송 전극은 상기 제1 및 제2 장변의 대향 방향에 있어서 상기 광감응 영역을 사이에 두고 상기 복수의 신호 전하 수집 영역과 상기 광감응 영역의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 거리 센서.
  6. 일차원 또는 이차원으로 배치된 복수의 유니트로 이루어진 촬상 영역을 반도체 기판 위에 구비하고, 상기 유니트로부터 출력되는 전하량에 기초하여 거리 화상을 얻는 거리 화상 센서에 있어서,
    1개의 상기 유니트는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 거리 센서인 것을 특징으로 하는 거리 화상 센서.
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