特許 7003018 撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-05

(45)【発行日】2022-01-20

(54)【発明の名称】撮像装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/369 20110101AFI20220113BHJP

   H04N 5/3745 20110101ALI20220113BHJP

   H04N 5/372 20110101ALI20220113BHJP

   H01L 27/148 20060101ALI20220113BHJP

【ＦＩ】

H04N5/369

H04N5/3745 200

H04N5/372 130

H01L27/148 B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018170730

(22)【出願日】2018-09-12

(65)【公開番号】P2020043512

(43)【公開日】2020-03-19

【審査請求日】2020-09-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317011920

【氏名又は名称】東芝デバイス＆ストレージ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111121

【弁理士】

【氏名又は名称】原 拓実

(74)【代理人】

【識別番号】100200104

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 実

(72)【発明者】

【氏名】伊野部 竜太

【審査官】鈴木 明

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／１７６９１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０４－０１４８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２１７２４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ ５／３０－５／３７８

Ｈ０１Ｌ ２７／１４－２７／１４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体基板と、
前記半導体基板に設けられ、前記半導体基板の表面に沿った第１方向に並んだ複数の画素と、
前記半導体基板に設けられた電荷検出部であって、前記複数の画素の列から前記第１方向と直交する第２方向に離れた位置に設けられた電荷検出部と、
前記複数の画素の列の前記電荷検出部側に設けられ、前記複数の画素にそれぞれ電荷転送部を介してつながった複数の電荷保持部と、
前記電荷検出部と前記複数の電荷保持部との間に位置し、前記電荷検出部から前記複数の画素の列に向かう方向に放射状に延びた複数の電荷転送チャネルを含む出力ゲート部と、
前記複数の電荷転送チャネルのうちの前記第１方向および前記第２方向と交差する第３方向に延びる電荷転送チャネルと前記複数の電荷保持部の１つとの間に位置するシフトゲート部と、
を備え、
前記シフトゲート部の平面形状は、前記第３方向に延びる電荷転送チャネルに最近接した辺であって、前記第３方向と直交する辺を含む撮像装置。

【請求項2】

半導体基板と、 前記半導体基板に設けられ、前記半導体基板の表面に沿った第１方向に並んだ複数の画素と、 前記半導体基板に設けられた電荷検出部であって、前記複数の画素の列から前記第１方向と直交する第２方向に離れた位置に設けられた電荷検出部と、 前記複数の画素の列の前記電荷検出部側に設けられ、前記複数の画素にそれぞれ電荷転送部を介してつながった複数の電荷保持部と、 前記電荷検出部と前記複数の電荷保持部との間に位置し、前記電荷検出部から前記複数の画素の列に向かう方向に放射状に延びた複数の電荷転送チャネルを含む出力ゲート部と、 前記複数の電荷転送チャネルのうちの１つの電荷転送チャネルと前記複数の電荷保持部の１つとの間に位置するシフトゲート部と、 を備え、 前記シフトゲート部の平面形状は、前記１つの電荷転送チャネルの端に最近接した角を含み、
前記１つの電荷転送チャネルは、前記角の近傍において前記シフトゲート部に接続される撮像装置。

【請求項3】

前記シフトゲート部は、複数設けられ、
前記複数の電荷転送チャネルは、前記複数のシフトゲート部のそれぞれから前記電荷検出部に至る距離が略同一となるように設けられる請求項１または２に記載の撮像装置。

【請求項4】

前記シフトゲート部は、複数設けられ、
前記複数の電荷転送チャネルのそれぞれは、前記複数のシフトゲート部のうちの１つと前記電荷検出部との間をつなぐように設けられる請求項１または２に記載の撮像装置。

【請求項5】

前記シフトゲート部とは別のシフトゲート部をさらに備え、
前記複数の画素の列から前記別のシフトゲート部に至る前記第２方向に沿った第１距離は、前記複数の画素の列から前記電荷検出部に至る前記第２方向に沿った第１距離よりも長い請求項１または２に記載の撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

実施形態は、撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

撮像装置は、例えば、複数の画素を有し、それぞれの画素において光電変換された信号を遅延なく所定のタイミングで出力することが望ましい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－７４４２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

実施形態は、光電変換により生じた電荷の転送時間を短縮した撮像装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係る撮像装置は、半導体基板と、前記半導体基板に設けられ、前記半導体基板の表面に沿った第１方向に並んだ複数の画素と、前記半導体基板に設けられた電荷検出部と、複数の電荷保持部と、出力ゲート部と、シフトゲート部と、を備える。前記電荷検出部は、前記複数の画素の列から前記第１方向と直交する第２方向に離れた位置に設けられる。前記複数の電荷保持部は、前記複数の画素の列の前記電荷検出部側に設けられ、前記複数の画素のそれぞれに電荷転送部を介してつながる。前記出力ゲート部は、前記電荷検出部と前記複数の電荷保持部との間に位置し、前記電荷検出部から前記複数の画素の列に向かう方向に放射状に延びた複数の電荷転送チャネルを含む。前記シフトゲート部は、前記複数の電荷転送チャネルのうちの前記第１方向および前記第２方向と交差する第３方向に延びる電荷転送チャネルと前記複数の電荷保持部の１つとの間に位置する。前記シフトゲート部の平面形状は、前記第３方向に延びる電荷転送チャネルに最近接した辺であって、前記第３方向と直交する辺を含む。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態に係る撮像装置を示す模式図である。

【図2】第１実施形態に係る撮像装置の構造を示す模式図である。

【図3】比較例に係る撮像装置を示す模式図である。

【図4】第１実施形態に係る撮像装置の動作を示すタイミングチャートである。

【図5】第１実施形態の変形例に係る撮像装置を示す模式図である。

【図6】第２実施形態に係る撮像装置を示す模式図である。

【図7】第２実施形態の変形例に係る撮像装置を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。図面中の同一部分には、同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。

【0008】

さらに、各図中に示すＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を用いて各部分の配置および構成を説明する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、相互に直交し、それぞれＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を表す。また、Ｚ方向を上方、その反対方向を下方として説明する場合がある。

【0009】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る撮像装置１を示す模式図である。撮像装置１は、例えば、複数の画素ＰＤがＸ方向に並んだ、所謂リニアイメージセンサである。

【0010】

撮像装置１は、６つの画素ＰＤ１～ＰＤ６と、電荷検出部ＦＤと、を備える。画素ＰＤ１～ＰＤ６は、例えば、Ｘ方向に並べて配置される。電荷検出部ＦＤは、画素ＰＤ１～ＰＤ６の列（以下、画素列）に対して－Ｙ方向（Ｙ方向の反対方向）に離れた位置に設けられる。

【0011】

撮像装置１の構成要素は、例えば、電荷検出部ＦＤを通りＹ方向に延びる線に対して線対称に配置される。他の例についても同様である。また、以下の説明では、画素ＰＤ１～ＰＤ６を区別して説明する場合と、包括的に画素ＰＤとして説明する場合がある。他の構成要素についても同様である。

【0012】

撮像装置１は、電荷転送部ＰＤ１ａ～ＰＤ６ａと、６つの電荷保持部ＳＴＰと、６つのシフトゲート部ＳＨＰと、出力ゲート部ＯＧＰと、をさらに備える。電荷保持部ＳＴＰは、それぞれストレージゲートＳＴを含む。シフトゲート部ＳＨＰは、シフトゲートＳＨ１～ＳＨ６を含む。

【0013】

出力ゲート部ＯＧＰは、電荷検出部ＦＤの近傍に設けられる。出力ゲート部ＯＧＰは、画素列と電荷検出部ＦＤとの間に位置する。出力ゲート部ＯＧＰは、出力ゲートＯＧを含む。

【0014】

６つの画素ＰＤ１～ＰＤ６は、それぞれ電荷転送部ＰＤ１ａ～ＰＤ６ａを介して電荷保持部ＳＴＰに接続される。画素ＰＤにおける光電変換により生成された電荷は、電荷転送部ＰＤａを介して電荷保持部ＳＴＰへ転送され、一時的に保持される。さらに、電荷保持部ＳＴＰの電荷は、シフトゲート部ＳＨＰおよび出力ゲート部ＯＧＰを介して電荷検出部ＦＤへ転送される。これにより、電荷検出部ＦＤの電位が変化し、電荷検出部ＦＤは、その電位の変動に対応した信号を出力する。

【0015】

撮像装置１は、リセットゲートＲＳおよびリセットドレインＲＤをさらに備える。リセットゲートＲＳおよびリセットドレインＲＤは、電荷検出部ＦＤに近接して配置される。リセットゲートＲＳは、電荷検出部ＦＤに転送された電荷をリセットドレインＲＤへ排出するように動作する。これにより、電荷検出部ＦＤは、初期状態に戻る。

【0016】

図１には、６つのストレージゲートＳＴと、シフトゲートＳＨ１～ＳＨ６と、出力ゲートＯＧと、が示されている。各ストレージゲートＳＴの位置に電荷保持部ＳＴＰが設けられる。シフトゲートＳＨ１～ＳＨ６のそれぞれの位置にシフトゲート部ＳＨＰが設けられる。出力ゲートＯＧの位置に出力ゲート部ＯＧＰが設けられる。

【0017】

図１に示すように、シフトゲートＳＨ１～ＳＨ６は、出力ゲートＯＧの画素列側の外縁に沿って並べて配置される。シフトゲートＳＨ１～ＳＨ６は、それぞれ出力ゲートＯＧとストレージゲートＳＴの間に配置される。

【0018】

出力ゲート部ＯＧＰは、シフトゲート部ＳＨＰを電荷検出部ＦＤにつなぐ電荷転送チャネルＣＬ１～ＣＬ６を有する。シフトゲート部ＳＨＰは、例えば、各電荷転送チャネルを経由して電荷検出部ＦＤに至る距離が実質的に等しくなるように配置される。

【0019】

図２（ａ）および（ｂ）は、第１実施形態に係る撮像装置１の構造を示す模式図である。図２（ａ）は、撮像装置１のＸ－Ｚ断面を示す模式図である。図２（ｂ）は、出力ゲート部ＯＧＰおよびシフトゲート部ＳＨＰの構成を表した平面図である。

【0020】

図２（ａ）に示すように、撮像装置１は、画素ＰＤと、電荷転送部ＰＤａと、チャネルＣＨ１と、チャネルＣＨ２と、電荷検出部ＦＤと、リセットゲートＲＳと、リセットドレインＲＤと、を備える。画素ＰＤ、電荷転送部ＰＤａ、チャネルＣＨ１、ＣＨ２、電荷検出部ＦＤおよびリセットドレインＲＤは、半導体基板ＳＳの表層に設けられる。半導体基板ＳＳは、例えば、シリコン基板である。また、画素ＰＤ、チャネルＣＨ１およびＣＨ２は、半導体基板ＳＳ上にエピタキシャル成長されたシリコン層に設けられても良い。半導体基板ＳＳは、シリコン基板に限定される訳ではなく、例えば、化合物半導体基板であっても良い。

【0021】

半導体基板ＳＳの上には、例えば、図示しない絶縁膜が設けられ、ストレージゲートＳＴ、シフトゲートＳＨ、出力ゲートＯＧおよびリセットゲートＲＳは、絶縁膜上に設けられる。例えば、電荷保持部ＳＴＰは、ストレージゲートＳＴおよびその直下に位置する部分を含む。シフトゲート部ＳＨＰは、シフトゲートＳＨおよびその直下に位置する部分を含む。出力ゲート部ＯＧＰは、出力ゲートＯＧおよびその直下に位置する部分を含む。

【0022】

図２（ｂ）に示すように、出力ゲートＯＧの直下に位置するチャネルＣＨ２は、電荷検出部ＦＤを中心として放射状に延びるように設けられる。チャネルＣＨ２の放射状に延びる部分は、それぞれ電荷転送チャネルＣＬ１～ＣＬ６に対応する。

【0023】

電荷転送チャネルＣＬ１～ＣＬ６は、シフトゲートＳＨ１～ＳＨ６に向かって延びる。シフトゲートＳＨ１～ＳＨ６は、それぞれの平面形状における電荷転送チャネルＣＬの先端に近接した辺が、例えば、電荷転送チャネルＣＬの先端の延在方向に直交もしくは実質的に直交するように設けられる。これにより、各シフトゲート部ＳＨＰから電荷転送チャネルＣＬを介して電荷検出部ＦＤへ転送される電荷の転送速度を均等にすることができる。例えば、各電荷転送チャネルＣＬの先端における延在方向がシフトゲートＳＨの辺と交差する角度が区々であると、電荷転送速度にバラツキが生じる。このため、電荷検出部ＦＤにおける信号検出のタイミングを設定することが困難になる場合がある。

【0024】

図３は、比較例に係る撮像装置２を示す模式図である。撮像装置２は、Ｘ方向に並んだ６つの画素ＰＤ１～ＰＤ６と、電荷検出部ＦＤと、を備える。電荷検出部ＦＤは、画素画列に対して－Ｙ方向に離れた位置に設けられる。

【0025】

図３に示すように、撮像装置２におけるシフトゲートＳＨの形状は、Ｘ方向およびＹ方向に延びる辺を有する四角形である。シフトゲートＳＨは、電荷保持部ＳＴＰに保持された電荷を減らすことなく、電荷転送チャネルＣＬを介して均等に転送する。このために、一定の面積と辺の長さを有するように設けられる。さらに、シフトゲートＳＨから電荷検出部ＦＤへ至る距離が短くなるように、シフトゲートＳＨは、電荷検出部ＦＤに近づけて配置される。

【0026】

一方、出力ゲート部ＯＧＰに設けられる電荷転送チャネルＣＬ１～ＣＬ６は、シフトゲートＳＨから電荷検出部ＦＤに至る距離が均等になるように設けられる。さらに、電荷転送チャネルＣＬの先端は、シフトゲートＳＨの辺に直交する方向に延びるように設けられる。結果として、図３に示すように、シフトゲートＳＨ２を含むシフトゲート部ＳＨＰと電荷検出部ＦＤとを結ぶ電荷転送チャネルＣＬ２は、シフトゲートＳＨ３を含むシフトゲート部ＳＨＰと電荷検出部ＦＤとを結ぶ電荷転送チャネルＣＬ３から分岐するように設けられる。また、シフトゲートＳＨ５を含むシフトゲート部ＳＨＰと電荷検出部ＦＤとを結ぶ電荷転送チャネルＣＬ５は、シフトゲートＳＨ４を含むシフトゲート部ＳＨＰと電荷検出部ＦＤとを結ぶ電荷転送チャネルＣＬ４から分岐するように設けられる。

【0027】

シフトゲート部ＳＨＰおよび電荷転送チャネルＣＬのこのような配置により、撮像装置２におけるシフトゲート部ＳＨＰから電荷検出部ＦＤに至る距離は、撮像装置１におけるシフトゲート部ＳＨＰから電荷検出部ＦＤに至る距離よりも長くなる。

【0028】

図４（ａ）および（ｂ）は、第１実施形態に係る撮像装置１の動作を示すタイミングチャートである。図４（ａ）は、シフトゲートＳＨに電圧を印加するタイミングを順に遅らせる動作を表している。図４（ｂ）は、６つのシフトゲートＳＨに同時に電圧を印加する動作を表している。

【0029】

図４（ａ）に示すように、ストレージゲートＳＴにゲート電圧を印加する。これにより、画素ＰＤ１～ＰＤ６における光電変換により生じた電荷は、電荷転送部ＰＤ１ａ～ＰＤ６ａを介して電荷保持部ＳＴＰへ転送される。

【0030】

続いて、シフトゲートＳＨ１およびＳＨ２にゲート電圧を印加し、電荷保持部ＳＴＰから電荷転送チャネルＣＬ１およびＣＬ２を介して電荷検出部ＦＤへ電荷を転送させる。これにより、画素ＰＤ１およびＰＤ２にて光電変換された電荷に対応する信号が、電荷検出部ＦＤから出力される。

【0031】

次に、所定の時間間隔を置いて、シフトゲートＳＨ３およびＳＨ４に電圧を印加する。このタイミングにおいて、シフトゲートＳＨ１およびＳＨ２はオフされている。これにより、電荷保持部ＳＴＰから電荷転送チャネルＣＬ３およびＣＬ４を介して電荷検出部ＦＤへ電荷が転送される。電荷検出部ＦＤは、画素ＰＤ３およびＰＤ４にて光電変換された電荷に対応する信号を出力する。

【0032】

続いて、シフトゲートＳＨ５およびＳＨ６に電圧を印加する。このタイミングにおいて、シフトゲートＳＨ３およびＳＨ４はオフされている。これにより、電荷保持部ＳＴＰから電荷転送チャネルＣＬ５およびＣＬ６を介して電荷検出部ＦＤへ電荷が転送される。電荷検出部ＦＤは、画素ＰＤ５およびＰＤ６にて光電変換された電荷に対応する信号を出力する。

【0033】

図４（ａ）中に示すＯＳ１は、撮像装置１の電荷検出部ＦＤから出力される信号波形を表している。ＯＳ２は、撮像装置２の電荷検出部ＦＤから出力される信号波形を表している。また、ＲＳは、リセットゲートＲＳに印加されるゲート電圧を表している。

【0034】

例えば、各シフトゲートＳＨに印加される電圧の立ち上がりに同期して、リセットゲートＲＳにパルス電圧が印加される。これにより、電荷検出部ＦＤ中の電荷は、リセットドレインＲＤへ排出され、電荷検出部ＦＤは初期電位に戻る。続いて、電荷保持部ＳＴＰから転送された電荷（例えば、電子）が到達するにつれて、電荷検出部ＦＤの電位は徐々に低下し、飽和電位に至る。さらに、次のパルス電圧がリセットゲートＲＳに印加されると、電荷検出部ＦＤの電荷はリセットドレインＲＤへ排出され、電荷検出部ＦＤは初期電位に戻る。

【0035】

撮像装置１および撮像装置２の出力信号波形を比べると、電荷検出部ＦＤの電位が飽和電位に保持される期間（信号平坦期間）は、撮像装置２よりも撮像装置１の方が長い。すなわち、シフトゲートＳＨから電荷検出部ＦＤに至る距離が短いため、撮像装置１における電荷の転送が早く完了し、長い信号平坦期間を確保することができる。

【0036】

図４（ｂ）に示す例では、シフトゲートＳＨ１～ＳＨ６に同時にゲート電圧を印加する。これにより、画素ＰＤ１～ＰＤ６において光電変換された電荷が、電荷保持部ＳＴＰから同時に電荷検出部ＦＤに転送される。電荷検出部ＦＤからの出力信号ＯＳ１およびＯＳ２を比べると、このような動作においても、撮像装置１では、撮像装置２の信号平坦期間よりも長い信号平坦期間を確保できることがわかる。

【0037】

本実施形態に係る撮像装置１におけるシフトゲートＳＨ２は、電荷転送チャネルＣＬ２のＸ方向およびＹ方向と交差する方向に延在する端部に近接して配置される。シフトゲートＳＨ２の平面形状は、電荷転送チャネルＣＬ２の端部の延在方向と直交もしくは実質的に直交する辺を有する。また、撮像装置１のシフトゲートＳＨ５も同様の平面形状を有する。このような、シフトゲートＳＨ２およびＳＨ５を配置することにより、シフトゲート部ＳＨＰから電荷検出部ＦＤへ至る距離を短くすることができる。これにより、電荷の転送時間を短縮し、長い信号平坦期間を確保できる。

【0038】

図５は、第１実施形態の変形例に係る撮像装置３を示す模式図である。撮像装置３は、Ｘ方向に並んだ８つの画素ＰＤ１～ＰＤ８と、電荷検出部ＦＤと、を備える。電荷検出部ＦＤは、画素列から－Ｙ方向に離れた位置に配置される。

【0039】

画素ＰＤ１～ＰＤ８は、電荷転送部ＰＤ１ａ～ＰＤ８ａを介して８つの電荷保持部ＳＴＰに接続される。電荷保持部ＳＴＰに保持された電荷は、シフトゲート部ＳＨＰおよび出力ゲート部ＯＧＰを介して電荷検出部ＦＤへ転送される。これにより、電荷検出部ＦＤの電位が変化し、電荷検出部ＦＤは、その電位の変動に対応した信号を出力する。

【0040】

出力ゲート部ＯＧＰは、電荷検出部ＦＤの近傍に配置される。シフトゲート部ＳＨＰは、出力ゲート部ＯＧＰの外縁に沿って設けられる。この例では、８つのシフトゲート部ＳＨＰが設けられる。各シフトゲート部ＳＨＰは、出力ゲート部ＯＧＰと電荷保持部ＳＴＰとの間に配置される。

【0041】

図５には、８つのストレージゲートＳＴと、シフトゲートＳＨ１～ＳＨ８と、出力ゲートＯＧの配置が表されている。電荷保持部ＳＴＰは、ストレージゲートＳＴと、その直下に位置する部分を含む。シフトゲート部ＳＨＰは、シフトゲートＳＨと、その直下に位置する部分を含む。出力ゲート部ＯＧＰは、出力ゲートＯＧと、その直下に位置する部分とを含む。

【0042】

図５に示すように、シフトゲートＳＨ１およびＳＨ８は、電荷検出部ＦＤよりも画素列から離れた位置に配置される。すなわち、画素列から－Ｙ方向に沿ってシフトゲートＳＨ１もしくはＳＨ８に至る距離は、画素列から－Ｙ方向に沿って電荷検出部ＦＤに至る距離よりも長い。また、シフトゲートＳＨ２～ＳＨ７は、例えば、図１に示すシフトゲートＳＨ１～ＳＨ６と同じように配置される。

【0043】

シフトゲートＳＨ１の平面形状は、電荷転送チャネルＣＬ１の先端部に最近接した辺であって、電荷転送チャネルＣＬ１の先端部の延在方向と直交もしくは実質的に直交する辺を含む。電荷転送チャネルＣＬ１の先端部は、Ｘ方向およびＹ方向と交差する方向に延在する。電荷転送チャネルＣＬ１は、シフトゲートＳＨ２を含むシフトゲート部ＳＨＰと電荷検出部ＦＤとを結ぶ電荷転送チャネルＣＬ２から分岐するように設けられる。

【0044】

シフトゲートＳＨ８の平面形状は、電荷転送チャネルＣＬ８の先端部に最近接した辺であって、電荷転送チャネルＣＬ８の先端部の延在方向と直交もしくは実質的に直交する辺を含む。電荷転送チャネルＣＬ８の先端部は、Ｘ方向およびＹ方向と交差する方向に延在する。電荷転送チャネルＣＬ８は、シフトゲートＳＨ７を含むシフトゲート部ＳＨＰと電荷検出部ＦＤとを結ぶ電荷転送チャネルＣＬ７から分岐するように設けられる。

【0045】

さらに、シフトゲートＳＨ３の平面形状は、電荷転送チャネルＣＬ３の先端部に最近接する辺であって、電荷転送チャネルＣＬ３の先端部の延在方向と直交もしくは実質的に直交する辺を含む。電荷転送チャネルＣＬ３の先端部は、Ｘ方向およびＹ方向と交差する方向に延在する。

【0046】

また、シフトゲートＳＨ６の平面形状は、電荷転送チャネルＣＬ６の先端部に最近接する辺であって、電荷転送チャネルＣＬ６の先端部の延在方向と直交もしくは実質的に直交する辺を含む。電荷転送チャネルＣＬ６の先端部は、Ｘ方向およびＹ方向と交差する方向に延在する。

【0047】

シフトゲートＳＨ１～ＳＨ８および電荷転送チャネルＣＬ１～ＣＬ８のこのような配置により、各シフトゲートＳＨから電荷検出部ＦＤに至る距離を均等に形成し、その距離を短縮することができる。また、電荷の転送距離を短くすることは、撮像装置全体のサイズを縮小することにつながり、製造コストを低減することもできる。

【0048】

（第２実施形態）
図６は、第２実施形態に係る撮像装置４を示す模式図である。撮像装置４は、Ｘ方向に並んだ６つの画素ＰＤ１～ＰＤ６と、電荷検出部ＦＤと、を備える。電荷検出部ＦＤは、画素列から－Ｙ方向に離れた位置に配置される。

【0049】

図６には、６つのストレージゲートＳＴと、シフトゲートＳＨ１～ＳＨ６と、出力ゲートＯＧの配置が表されている。電荷保持部ＳＴＰは、ストレージゲートＳＴと、その直下に位置する部分を含む。シフトゲート部ＳＨＰは、シフトゲートＳＨと、その直下に位置する部分を含む。出力ゲート部ＯＧＰは、出力ゲートＯＧと、その直下に位置する部分とを含む。

【0050】

図６に示すように、シフトゲートＳＨ１～ＳＨ６は、出力ゲートＯＧの画素列側の外縁に沿って配置される。出力ゲート部ＯＧＰは、電荷検出部ＦＤから各シフトゲート部ＳＨＰに向かって放射状に延在する電荷転送チャネルＣＬ１～ＣＬ６を含む。

【0051】

シフトゲートＳＨ１～ＳＨ６は、その平面形状が電荷転送チャネルＣＬの先端部に最近接した角を有し、且つ、その角部が出力ゲートＯＧの内側に向かって突出するように設けられる。出力ゲートＯＧは、その外縁がシフトゲートＳＨ１～ＳＨ６の角部に対応して内側に後退した形状を有するように設けられる。

【0052】

シフトゲートＳＨ１～ＳＨ６および電荷転送チャネルＣＬ１～ＣＬ６のこのような配置により、各シフトゲートＳＨから電荷検出部ＦＤに至る距離を均等に形成し、その距離を短縮することができる。

【0053】

図７は、第２実施形態の変形例に係る撮像装置５を示す模式図である。撮像装置５は、Ｘ方向に並んだ８つの画素ＰＤ１～ＰＤ８と、電荷検出部ＦＤと、を備える。電荷検出部ＦＤは、画素列から－Ｙ方向に離れた位置に配置される。

【0054】

図７には、８つのストレージゲートＳＴと、シフトゲートＳＨ１～ＳＨ８と、出力ゲートＯＧの配置が表されている。シフトゲートＳＨ１およびＳＨ８は、電荷検出部ＦＤよりも画素列から離れた位置に配置される。すなわち、画素列から－Ｙ方向に沿ってシフトゲートＳＨ１もしくはＳＨ８に至る距離は、画素列から－Ｙ方向に沿って電荷検出部ＦＤに至る距離よりも長い。また、シフトゲートＳＨ２～ＳＨ７は、例えば、図６に示すシフトゲートＳＨ１～ＳＨ６と同じように配置される。

【0055】

出力ゲート部ＯＧＰは、電荷検出部ＦＤからシフトゲート部ＳＨＰに向かって放射状に延在する電荷転送チャネルＣＬ２～ＣＬ７を含む。電荷転送チャネルＣＬ１は、シフトゲートＳＨ２を含むシフトゲート部ＳＨＰと電荷検出部ＦＤとを結ぶ電荷転送チャネルＣＬ２から分岐するように設けられる。電荷転送チャネルＣＬ８は、シフトゲートＳＨ７を含むシフトゲート部ＳＨＰと電荷検出部ＦＤとを結ぶ電荷転送チャネルＣＬ７から分岐するように設けられる。

【0056】

シフトゲートＳＨ１～ＳＨ８は、その平面形状が電荷転送チャネルＣＬの先端部に最近接した角を有し、且つ、その角部が出力ゲートＯＧの内側に向かって突出するように設けられる。出力ゲートＯＧは、その外縁がシフトゲートＳＨ１～ＳＨ８の角部に対応して内側に後退した形状を有するように設けられる。

【0057】

シフトゲートＳＨ１～ＳＨ８および電荷転送チャネルＣＬ１～ＣＬ８のこのような配置により、各シフトゲートＳＨから電荷検出部ＦＤに至る距離を均等に形成し、その距離を短縮することができる。また、電荷の転送距離を短くすることは、撮像装置全体のサイズを縮小することにつながり、製造コストを低減することもできる。

【0058】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0059】

１、２、３、４、５・・・撮像装置、 ＣＨ１、ＣＨ２・・・チャネル、 ＣＬ、ＣＬ１～ＣＬ８・・・電荷転送チャネル、 ＦＤ・・・電荷検出部、 ＯＧ・・・出力ゲート、 ＯＧＰ・・・出力ゲート部、 ＰＤ、ＰＤ１～ＰＤ８・・・画素、 ＰＤ１ａ～ＰＤ８ａ・・・電荷転送部、 ＲＤ・・・リセットドレイン、 ＲＳ・・・リセットゲート、 ＳＨ、ＳＨ１～ＳＨ８・・・シフトゲート、 ＳＨＰ・・・シフトゲート部、 ＳＳ・・・半導体基板、 ＳＴ・・・ストレージゲート、 ＳＴＰ・・・電荷保持部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】