固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法、及び撮像装置

【課題】２つの光電変換素子で１つの電荷転送路を共有する構成の固体撮像素子であって、光電変換素子から電荷転送路へ電荷を読み出す際の読み出し電圧を均一化することのできる固体撮像素子を提供する。
【解決手段】２つの光電変換素子列で１つの垂直電荷転送路３を共有する固体撮像素子であって、垂直電荷転送路３とそれに隣り合う２つの光電変換素子列の各光電変換素子１との間に設けられた読み出しゲート２と、全ての底面がゲート絶縁膜１１に接する転送電極４と、それぞれ互いに重なることなくその一部が転送電極４と重なっている転送電極５，７と、その一部が転送電極５，７の各々と重なっている転送電極６とを備え、転送電極５，７のそれぞれの下に読み出しゲート２が存在する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法、及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、２つの光電変換素子列で１つの垂直電荷転送路を共用した固体撮像素子が開示されている。垂直電荷転送路とこれを挟んで隣り合う２つの光電変換素子列の各々の各光電変換素子との間には、各光電変換素子から電荷を読み出すための読み出しゲートが形成されている。垂直電荷転送路とこれを挟んで隣り合う２つの光電変換素子と該垂直電荷転送路との間にある２つの読み出しゲートは、垂直方向に互いにずれた位置に配置されている。固体撮像素子には、１つの光電変換素子行あたり２つの転送電極が設けられており、それぞれの転送電極の下に読み出しゲートが存在する。異なった転送電極の下に読み出しゲートが存在することで、該２つの光電変換素子の電荷を別々に読み出すことができる。また、垂直方向に隣り合う２つの転送電極は重なるように形成されている。
【０００３】
特許文献１に記載の固体撮像素子は、製造工程については記載がないものの、隣り合う転送電極が重なっていることから、光電変換素子行に対応する２つの転送電極が２回の工程に分けて形成されていることがわかる。このため、先に形成された転送電極と、それと重なるように後から形成された転送電極とでは、電極下の絶縁膜厚や電極の抵抗が異なってしまうため、読み出しゲートに印加する読み出し電圧に差が出てしまい、同じ光電変換素子行であっても、読み出される信号にばらつきが出てしまう。
【０００４】
特許文献１に記載の固体撮像素子において、全ての転送電極を同時に形成可能な単層電極構造にすれば、読み出し電圧の差をなくすことができる。しかし、単層電極では、転送電極間の隙間を狭くするのが難しい。転送電極間の隙間が広くなると電荷の転送効率が低下してしまう。
【０００５】
特許文献２にも、２つの光電変換素子列で１つの垂直電荷転送路を共用した固体撮像素子が開示されているが、転送電極の構成についての記述はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３４４４２５号公報
【特許文献２】特開昭５５−１６０４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、２つの光電変換素子列で１つの電荷転送路を共有する構成の固体撮像素子であって、光電変換素子から電荷転送路へ電荷を読み出す際の読み出し電圧を均一化することのできる固体撮像素子、その固体撮像素子を備える撮像装置、及びその固体撮像素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の固体撮像素子は、半導体基板内の列方向に配列された複数の光電変換素子からなる光電変換素子列が前記列方向に直交する行方向に複数配列された固体撮像素子であって、前記複数の光電変換素子列同士の間に前記行方向に１つおきに配置され、隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子に蓄積された電荷を前記列方向に転送する電荷転送部と、前記電荷転送部と、それに隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子との間に設けられ、前記電荷転送部に光電変換素子から電荷を読み出すための電荷読み出し部と、前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に前記電荷転送部と重なるように前記列方向に配列され、前記行方向に配列された複数の光電変換素子からなる１つの光電変換素子行あたり４つ設けられた転送電極とを備え、前記電荷転送部を挟んで隣り合う２つの前記光電変換素子の一方と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第一の電荷読み出し部とし、前記２つの前記光電変換素子の他方と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第二の電荷読み出し部としたとき、前記第一の電荷読み出し部と前記第二の電荷読み出し部は、それぞれ前記列方向にずれた位置に形成されており、前記４つの転送電極は、第一の転送電極と、前記第一の電荷読み出し部も覆って形成された第二の転送電極と、前記第二の電荷読み出し部も覆って形成された第三の転送電極と、第四の転送電極とであり、前記第二の転送電極と前記第三の転送電極との間には、前記第一の転送電極と前記第四の転送電極とが交互に配置され、前記第一の転送電極は、全ての底面が前記ゲート絶縁膜に接しており、前記第二の転送電極及び前記第三の転送電極は、それぞれ、互いに重なることなく、その一部が隣り合う前記第一の転送電極と重なっており、前記第四の転送電極は、その一部が隣り合う前記第二の転送電極及び前記第三の転送電極の各々と重なっている。
【０００９】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、半導体基板内の列方向に配列された複数の光電変換素子からなる光電変換素子列が前記列方向に直交する行方向に複数配列された固体撮像素子の製造方法であって、前記固体撮像素子は、前記複数の光電変換素子列同士の間に前記行方向に１つおきに配置され、隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子に蓄積された電荷を前記列方向に転送する電荷転送部と、前記電荷転送部と、それに隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子との間に設けられ、前記電荷転送部に光電変換素子から電荷を読み出すための電荷読み出し部とを備え、前記電荷転送部を挟んで隣り合う２つの前記光電変換素子の一方と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第一の電荷読み出し部とし、前記２つの前記光電変換素子の他方と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第二の電荷読み出し部としたとき、前記第一の電荷読み出し部と前記第二の電荷読み出し部は、それぞれ前記列方向にずれた位置に形成されており、前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に前記電荷転送部と重なるように前記列方向に配列される転送電極であって、前記行方向に配列された複数の光電変換素子からなる１つの光電変換素子行あたり４つの転送電極を形成する転送電極形成工程を含み、前記転送電極形成工程は、前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第一の工程と、前記第一の工程で成膜した電極材料をパターニングして、前記電荷転送部上方に所定間隔おきに第一の転送電極を形成する第二の工程と、前記第一の転送電極及び前記ゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第三の工程と、前記第三の工程で成膜した電極材料をパターニングして、その一部が前記第一の転送電極の列方向の一端と重なり且つ前記第一の電荷読み出し部を覆う第二の転送電極と、その一部が前記第一の転送電極の列方向の他端と重なり且つ前記第二の電荷読み出し部を覆う第三の転送電極とを形成する第四の工程と、前記第一の転送電極、前記第二の転送電極、前記第三の転送電極、及び前記ゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第五の工程と、前記第五の工程で成膜した電極材料をパターニングして、その一部が前記第二の転送電極及び前記第三の転送電極と重なる第四の転送電極を形成する第六の工程とを含む。
【００１０】
本発明の固体撮像素子は、半導体基板内の列方向に配列された複数の光電変換素子からなる光電変換素子列が前記列方向に直交する行方向に複数配列された固体撮像素子であって、前記複数の光電変換素子列同士の間に前記行方向に１つおきに配置され、隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子に蓄積された電荷を前記列方向に転送する電荷転送部と、前記電荷転送部と、それに隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子との間に設けられ、前記電荷転送部に光電変換素子から電荷を読み出すための電荷読み出し部と、前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に前記電荷転送部と重なるように前記列方向に配列され、前記行方向に配列された複数の光電変換素子からなる１つの光電変換素子行あたり４つ設けられた転送電極とを備え、前記複数の光電変換素子列のうち、奇数番目の光電変換素子列と偶数番目の光電変換素子列とが、前記光電変換素子列の各光電変換素子の前記列方向の配列ピッチの１／２だけ前記列方向にずれて配置されており、前記電荷転送部を挟んで隣り合う２つの前記光電変換素子列の一方の各光電変換素子と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第一の電荷読み出し部とし、前記２つの前記光電変換素子列の他方の各光電変換素子と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第二の電荷読み出し部とし、前記４つの転送電極は、全ての底面が前記ゲート絶縁膜に接し且つ所定間隔おきに配置された第一層電極と、前記第一層電極同士の間に形成され且つ隣り合う２つの前記第一層電極と重なる部分を有する第二層電極とに分けられ、前記第一層電極又は前記第二層電極の下方に、前記第一の電荷読み出し部と前記第二の電荷読み出し部が存在する。
【００１１】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、半導体基板内の列方向に配列された複数の光電変換素子からなる光電変換素子列が前記列方向に直交する行方向に複数配列された固体撮像素子の製造方法であって、前記固体撮像素子は、前記複数の光電変換素子列同士の間に前記行方向に１つおきに配置され、隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子に蓄積された電荷を前記列方向に転送する電荷転送部と、前記電荷転送部と、それに隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子との間に設けられ、前記電荷転送部に光電変換素子から電荷を読み出すための電荷読み出し部とを備え、前記複数の光電変換素子列のうち、奇数番目の光電変換素子列と偶数番目の光電変換素子列とが、前記光電変換素子列の各光電変換素子の前記列方向の配列ピッチの１／２だけ前記列方向にずれて配置されており、前記電荷転送部を挟んで隣り合う２つの前記光電変換素子列の一方の各光電変換素子と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第一の電荷読み出し部とし、前記２つの前記光電変換素子列の他方の各光電変換素子と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第二の電荷読み出し部とし、前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に前記電荷転送部と重なるように前記列方向に配列される転送電極であって、前記行方向に配列された複数の光電変換素子からなる１つの光電変換素子行あたり４つの転送電極を形成する転送電極形成工程を含み、前記転送電極形成工程は、前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第一の工程と、前記第一の工程で成膜した電極材料をパターニングして、前記電荷転送部上方に所定間隔おきに前記第一の電荷読み出し部を覆う第一の転送電極と前記第二の電荷読み出し部を覆う第二の転送電極を形成する第二の工程と、前記第一の転送電極、前記第二の転送電極、及び前記ゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第三の工程と、前記第三の工程で成膜した電極材料をパターニングして、その端部が前記第一の転送電極の電荷転送方向下流側の端部及び前記第二の転送電極の電荷転送方向上流側の端部と重なる第三の転送電極と、その端部が前記第二の転送電極の電荷転送方向下流側の端部及び前記第一の転送電極の電荷転送方向上流側の端部と重なる第四の転送電極とを形成する第四の工程とを含む。
【００１２】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、半導体基板内の列方向に配列された複数の光電変換素子からなる光電変換素子列が前記列方向に直交する行方向に複数配列された固体撮像素子の製造方法であって、前記固体撮像素子は、前記複数の光電変換素子列同士の間に前記行方向に１つおきに配置され、隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子に蓄積された電荷を前記列方向に転送する電荷転送部と、前記電荷転送部と、それに隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子との間に設けられ、前記電荷転送部に光電変換素子から電荷を読み出すための電荷読み出し部とを備え、前記複数の光電変換素子列のうち、奇数番目の光電変換素子列と偶数番目の光電変換素子列とが、前記光電変換素子列の各光電変換素子の前記列方向の配列ピッチの１／２だけ前記列方向にずれて配置されており、前記電荷転送部を挟んで隣り合う２つの前記光電変換素子列の一方の各光電変換素子と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第一の電荷読み出し部とし、前記２つの前記光電変換素子行の他方の各光電変換素子と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第二の電荷読み出し部とし、前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に前記電荷転送部と重なるように前記列方向に配列される転送電極であって、前記行方向に配列された複数の光電変換素子からなる１つの光電変換素子行あたり４つの転送電極を形成する転送電極形成工程を含み、前記転送電極形成工程は、前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第一の工程と、前記第一の工程で成膜した電極材料をパターニングして、前記電荷転送部上方に所定間隔おきに第一の転送電極と第二の転送電極を形成する第二の工程と、前記第一の転送電極、前記第二の転送電極、及び前記ゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第三の工程と、前記第三の工程で成膜した電極材料をパターニングして、その端部が前記第一の転送電極の電荷転送方向下流側の端部及び前記第二の転送電極の電荷転送方向上流側の端部と重なり、且つ、前記第一の電荷読み出し部を覆う第三の転送電極と、その端部が前記第二の転送電極の電荷転送方向下流側の端部及び前記第一の転送電極の電荷転送方向上流側の端部と重なり、且つ、前記第二の電荷読み出し部を覆う第四の転送電極とを形成する第四の工程とを含む。
【００１３】
本発明の撮像装置は、前記固体撮像素子を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、２つの光電変換素子列で１つの電荷転送路を共有する構成の固体撮像素子であって、光電変換素子から電荷転送路へ電荷を読み出す際の読み出し電圧を均一化することのできる固体撮像素子、その固体撮像素子を備える撮像装置、及びその固体撮像素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態を説明するための固体撮像素子の部分平面模式図
【図２】図１に示したＢ−Ｂ’線断面模式図
【図３】図１に示す固体撮像素子の転送電極の形成方法を説明するための図
【図４】図１に示す固体撮像素子の転送電極の形成方法を説明するための図
【図５】図１に示す固体撮像素子の変形例を示す部分平面模式図
【図６】図５に示したＣ−Ｃ’線断面模式図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を説明するための固体撮像素子について図面を参照して説明する。この固体撮像素子は、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置、電子内視鏡装置やカメラ付き携帯電話機等に搭載される撮像装置に利用されるものである。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態を説明するための固体撮像素子の概略構成を示す部分拡大平面模式図である。図２は、図１のＢ−Ｂ’線断面模式図である。図１に示す固体撮像素子は、半導体基板１０内の行方向とこれに直交する列方向に二次元状に配列された複数の光電変換素子１を備える。
【００１８】
複数の光電変換素子１は、列方向に一定のピッチで並ぶ複数の光電変換素子１からなる光電変換素子列を行方向に複数配列した配置となっている。また、複数の光電変換素子１は、行方向に並ぶ複数の光電変換素子１からなる光電変換素子行を列方向に複数配列した配置とも言うことができる。
【００１９】
図１の固体撮像素子は、更に、複数の光電変換素子列同士の間に行方向に１つおきに配置され、隣にある２つの光電変換素子列の各光電変換素子１に蓄積された電荷を列方向に転送する電荷転送部である垂直電荷転送路３と、垂直電荷転送路３と、それに隣り合う２つの光電変換素子列の各光電変換素子１との間に設けられ、垂直電荷転送路３に光電変換素子１から電荷を読み出すための電荷読み出し部である読み出しゲート２と、半導体基板１０上に形成されたゲート絶縁膜１１上に垂直電荷転送路３と重なるように列方向に配列され、１つの光電変換素子行あたり４つ設けられた転送電極（４，５，６，７）とを備える。転送電極４〜７は、垂直電荷転送路３での電荷転送を制御するための電極であり、ここに転送パルスが印加されることで、光電変換素子１から読み出された電荷を列方向に転送することができる。
【００２０】
垂直電荷転送路３を挟んで行方向に隣り合う２つの光電変換素子１の一方（図中の左側）と該垂直電荷転送路３との間にある読み出しゲート２を第一の読み出しゲート２とし、該２つの光電変換素子１の他方（図中の右側）と該垂直電荷転送路３との間にある読み出しゲート２を第二の読み出しゲート２としたとき、第一の読み出しゲート２と第二の読み出しゲート２は、それぞれ列方向にずれた位置に形成されている。これにより、垂直電荷転送路３を挟んで行方向に隣り合う２つの光電変換素子１の電荷を別々に読み出すことができる。
【００２１】
転送電極は、転送電極４、転送電極５、転送電極６、転送電極７を列方向にこの順で並べたパターンを、列方向に繰り返し並べた配置となっている。転送電極５は、垂直電荷転送路３だけでなく、第一の読み出しゲート２も覆って形成されており、光電変換素子１から垂直電荷転送路３に電荷を読み出すための読み出し電極としても機能する。転送電極７は、垂直電荷転送路３だけでなく、第二の読み出しゲート２も覆って形成されており、光電変換素子１から垂直電荷転送路３に電荷を読み出すための読み出し電極としても機能する。
【００２２】
図２の断面図に示したように、転送電極４は、全ての底面がゲート絶縁膜１１に接している。また、転送電極５及び転送電極７は、それぞれ、互いに重なることなく、その一部が転送電極４と重なっている。より具体的には、転送電極５は、列方向の端部のうち、垂直電荷転送路３の電荷転送方向上流側（図１中の上側）の端部が転送電極４と重なるように形成され、転送電極７は、列方向の端部のうち、垂直電荷転送路３の電荷転送方向下流側（図１中の下側）の端部が転送電極４と重なるように形成されている。転送電極６は、その一部が転送電極５及び転送電極７の各々と重なっている。より具体的には、転送電極６は、転送電極５の列方向の端部のうち垂直電荷転送路３の電荷転送方向下流側の端部と、転送電極７の列方向の端部のうち垂直電荷転送路３の電荷転送方向上流側の端部との間の隙間を埋めるように、これらの端部に重なって形成されている。
【００２３】
このように、転送電極５，７は、転送電極４の形成後にしか形成することができず、転送電極６は、転送電極５，７の形成後にしか形成できない構成となっている。また、転送電極５と転送電極７は互いに重なりを有していないため、同一工程で形成することが可能である。読み出し機能を有する転送電極を全て同一工程で形成することで、読み出し電圧の均一化を図ることができ、画質向上を実現することができる。
【００２４】
次に、図１に示す固体撮像素子の製造方法について説明する。この製造方法では、半導体基板１０内に光電変換素子１や垂直電荷転送路３等を形成後、転送電極を形成する工程に移る。以下では、転送電極の形成工程について説明する。
【００２５】
図３及び図４は、図１に示す固体撮像素子の転送電極の形成方法の各工程における断面模式図である。なお、図３及び図４の各断面は、図２に示したＢ−Ｂ’線断面に対応している。
【００２６】
半導体基板１０内に光電変換素子１や垂直電荷転送路３等の素子を形成した後、半導体基板１０上に形成されたゲート絶縁膜１１上に、例えば気相成長法によって電極材料１３（例えばポリシリコン）を成膜する（図３（ａ））。
【００２７】
次に、転送電極４を形成すべき位置に電極材料１３が残るように、フォトリソグラフィ工程とエッチング工程により電極材料１３をパターニングして、垂直電荷転送路３上方の列方向に所定間隔おきに転送電極４を形成する（図３（ｂ））。
【００２８】
次に、転送電極４の周囲に、熱酸化法又は気相成長法によって絶縁膜１４を形成する（図３（ｃ））。
【００２９】
次に、絶縁膜１４とゲート絶縁膜１１上に電極材料１５（例えばポリシリコン）を例えば気相成長法によって成膜する（図４（ｄ））。
【００３０】
次に、成膜された電極材料１５をフォトリソグラフィ工程とエッチング工程によりパターニングして、その一部（垂直電荷転送路３の電荷転送方向上流側の端部）が転送電極４の列方向の一端（垂直電荷転送路３の電荷転送方向下流側の端部）と重なり且つ第一の読み出しゲート２を覆う転送電極５と、その一部（垂直電荷転送路３の電荷転送方向下流側の端部）が転送電極４の列方向の他端（垂直電荷転送路３の電荷転送方向上流側の端部）と重なり且つ第二の読み出しゲート２を覆う転送電極７とを形成する。より具体的には、転送電極４同士の間に開口が形成され、且つ、転送電極４の上方にも開口が形成されるように電極材料１６をパターニングして、転送電極５と転送電極７を形成する。そして、転送電極５と転送電極７の周囲に、熱酸化法又は気相成長法によって絶縁膜１６を形成する（図４（ｅ））。
【００３１】
次に、絶縁膜１４、絶縁膜１６、及びゲート絶縁膜１１上に電極材料１７（例えばポリシリコン）を例えば気相成長法によって成膜する（図４（ｆ））。
【００３２】
次に、成膜した電極材料１７をフォトリソグラフィ工程とエッチング工程によりパターニングして、その一部が転送電極５及び転送電極７と重なる転送電極６を形成する。より具体的には、転送電極５の上方に開口を形成するように電極材料１７をパターニングして、転送電極６を形成する。そして、転送電極６の周囲に、熱酸化法又は気相成長法によって絶縁膜１８を形成する（図４（ｇ））。
【００３３】
以上のような工程により、図２の断面に示したような転送電極を形成することができる。
【００３４】
以上のような製造方法により、第一の読み出しゲート２を覆う転送電極５と、第二の読み出しゲート２を覆う転送電極７とを同一工程で形成することができ、これらの転送電極の下方の絶縁膜の厚みを同一にすることができる。また、これらの転送電極の電気抵抗も同じにすることができる。この結果、読み出し電圧を均一化して信号のばらつきを抑えることができ、画質向上を図ることができる。
【００３５】
また、各転送電極は、列方向に隣り合う転送電極と重なる部分を必ず有しているため、パターニング工程で位置ずれが生じた場合でも、転送電極間の隙間が広がることがない。
【００３６】
次に、図１に示す固体撮像素子の変形例を説明する。
【００３７】
図５は、図１に示す固体撮像素子の変形例を示した部分拡大平面模式図である。図６は、図５のＣ−Ｃ’線に沿った断面の模式図である。図５に示す固体撮像素子は、半導体基板２０内の行方向とこれに直交する列方向に二次元状に配列された複数の光電変換素子２１を備える。
【００３８】
複数の光電変換素子２１は、列方向に一定のピッチで並ぶ複数の光電変換素子２１からなる光電変換素子列を行方向に複数配列した配置となっている。複数の光電変換素子列のうち、奇数番目の光電変換素子列と偶数番目の光電変換素子列とは、光電変換素子列の各光電変換素子２１の列方向の配列ピッチの１／２だけ列方向にずれた配置となっている。また、複数の光電変換素子２１は、行方向に並ぶ複数の光電変換素子２１からなる光電変換素子行を列方向に複数配列した配置とも言うことができる。この場合は、複数の光電変換素子行のうち、奇数番目の光電変換素子行と偶数番目の光電変換素子行とが、光電変換素子の各光電変換素子２１の行方向の配列ピッチの１／２だけ行方向にずれた配置となっているとも言うことができる。
【００３９】
図５の固体撮像素子は、更に、複数の光電変換素子列同士の間に行方向に１つおきに配置され、隣りの２つの光電変換素子列の各光電変換素子１に蓄積された電荷を列方向に転送する電荷転送部である列方向に蛇行した形状の垂直電荷転送路２３を有する。また、垂直電荷転送路２３と、それに隣り合う２つの光電変換素子列の各光電変換素子２１との間に設けられ、垂直電荷転送路２３に光電変換素子２１から電荷を読み出すための電荷読み出し部である読み出しゲート２２と、半導体基板２０上に形成されたゲート絶縁膜２８上に垂直電荷転送路２３と重なるように列方向に配列され、１つの光電変換素子行あたり４つ設けられた転送電極（２４，２５，２６，２７）とを備える。転送電極２４〜２７は、垂直電荷転送路２３での電荷転送を制御するための電極であり、ここに転送パルスが印加されることで、光電変換素子２１から読み出された電荷を列方向に転送することができる。
【００４０】
垂直電荷転送路２３を挟んで行方向に隣り合う２つの光電変換素子列の一方（図中の左側）の各光電変換素子２１と該垂直電荷転送路２３との間にある読み出しゲート２２を第一の読み出しゲート２２とし、該２つの光電変換素子列の他方（図中の右側）の各光電変換素子２１と該垂直電荷転送路２３との間にある読み出しゲート２２を第二の読み出しゲート２２としたとき、第一の読み出しゲート２２と第二の読み出しゲート２２は、それぞれ垂直電荷転送路３を挟んで対向しない位置に形成されている。これにより、垂直電荷転送路２３を挟んで対向する２つの光電変換素子１から電荷を別々に読み出すことができる。
【００４１】
転送電極は、転送電極２４、転送電極２５、転送電極２６、転送電極２７を列方向にこの順で並べたパターンを、列方向に繰り返し並べた配置となっている。転送電極２４は、垂直電荷転送路２３だけでなく、第一の読み出しゲート２２も覆って形成されており、光電変換素子２１から垂直電荷転送路２３に電荷を読み出すための読み出し電極としても機能する。転送電極２６は、垂直電荷転送路２３だけでなく、第二の読み出しゲート２２も覆って形成されており、光電変換素子２１から垂直電荷転送路２３に電荷を読み出すための読み出し電極としても機能する。
【００４２】
図６の断面図に示したように、転送電極２４，２６は、全ての底面がゲート絶縁膜２８に接し且つ列方向に所定間隔おきに配置された第一層電極であり、転送電極２５，２７は、第一層電極同士の間に形成され且つ隣り合う２つの第一層電極と重なる部分を有する第二層電極となっている。
【００４３】
このように、転送電極２４，２６は、転送電極２５，２７の形成前にしか形成することができない構成となっている。また、転送電極２４と転送電極２６は互いに重なりを有していないため、同一工程で形成することが可能である。読み出し機能を有する転送電極を全て同一工程で形成することで、読み出し電圧の均一化を図ることができ、画質向上を実現することができる。
【００４４】
次に、図６に示す固体撮像素子の製造方法について説明する。この製造方法では、半導体基板２０内に光電変換素子２１や垂直電荷転送路２３等を形成後、転送電極を形成する工程に移る。以下では、転送電極の形成工程について説明する。
【００４５】
半導体基板２０内に光電変換素子２１や垂直電荷転送路２３等の素子を形成した後、半導体基板２０上に形成されたゲート絶縁膜２８上に、例えば気相成長法によって電極材料（例えばポリシリコン）を成膜する。
【００４６】
次に、転送電極２４，２６を形成すべき位置に電極材料が残るように、フォトリソグラフィ工程とエッチング工程により電極材料をパターニングして、垂直電荷転送路３上方の列方向に所定間隔おきに転送電極２４，２６を形成する。次に、転送電極２４，２６の周囲に、熱酸化法又は気相成長法によって絶縁膜２９を形成する。次に、絶縁膜２９とゲート絶縁膜２８上に電極材料（例えばポリシリコン）を例えば気相成長法によって成膜する。
【００４７】
次に、成膜された電極材料をフォトリソグラフィ工程とエッチング工程によりパターニングして、その端部が転送電極２４の電荷転送方向下流側の端部及び転送電極２６の電荷転送方向上流側の端部と重なる転送電極２５と、その端部が転送電極２６の電荷転送方向下流側の端部及び転送電極２４の電荷転送方向上流側の端部と重なる転送電極２７とを形成する。より具体的には、転送電極２４上方と転送電極２６上方に開口を形成して、転送電極２５と転送電極２７を形成する。そして、転送電極２６と転送電極２７の周囲に、熱酸化法又は気相成長法によって絶縁膜３０を形成して、図６に示したような転送電極構造を得る。
【００４８】
以上のような製造方法により、第一の読み出しゲート２２を覆う転送電極２４と、第二の読み出しゲート２２を覆う転送電極２６とを同一工程で形成することができ、これらの転送電極の下方の絶縁膜の厚みを同一にすることができる。また、これらの転送電極の電気抵抗も同じにすることができる。この結果、読み出し電圧を均一化して信号のばらつきを抑えることができ、画質向上を図ることができる。
【００４９】
また、各転送電極は、列方向に隣り合う転送電極と重なる部分を必ず有しているため、パターニング工程で位置ずれが生じた場合でも転送電極間の隙間が広がることがない。
【００５０】
なお、図５では、奇数列の光電変換素子２１についてはその右下に読み出しゲート２２を設け、偶数列の光電変換素子２１についてはその左下に読み出しゲート２２を設けたが、奇数列の光電変換素子２１についてはその右上に読み出しゲート２２を設け、偶数列の光電変換素子２１についてはその左上に読み出しゲート２２を設けた構成としても良い。この場合、奇数列の光電変換素子２１に対応する読み出しゲート２２は転送電極２７によって覆い、偶数列の光電変換素子２１に対応する読み出しゲート２２は転送電極２５によって覆う構成、即ち、転送電極２５，２７を読み出し電極にした構成とすれば良い。
【００５１】
この場合には、垂直電荷転送路３上方に所定間隔おきに転送電極２４と転送電極２６を形成した後、その上に電極材料を成膜し、成膜した電極材料をパターニングして、
その端部が転送電極２４の電荷転送方向下流側の端部及び転送電極２６の電荷転送方向上流側の端部と重なり、且つ、第一の読み出しゲート２２を覆う転送電極２５と、その端部が転送電極２６の電荷転送方向下流側の端部及び転送電極２４の電荷転送方向上流側の端部と重なり、且つ、第二の読み出しゲート２２を覆う転送電極２７とを形成すれば良い。
【００５２】
以上説明したように、本明細書には次の事項が開示されている。
【００５３】
開示された固体撮像素子は、半導体基板内の列方向に配列された複数の光電変換素子からなる光電変換素子列が前記列方向に直交する行方向に複数配列された固体撮像素子であって、前記複数の光電変換素子列同士の間に前記行方向に１つおきに配置され、隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子に蓄積された電荷を前記列方向に転送する電荷転送部と、前記電荷転送部と、それに隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子との間に設けられ、前記電荷転送部に光電変換素子から電荷を読み出すための電荷読み出し部と、前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に前記電荷転送部と重なるように前記列方向に配列され、前記行方向に配列された複数の光電変換素子からなる１つの光電変換素子行あたり４つ設けられた転送電極とを備え、前記電荷転送部を挟んで隣り合う２つの前記光電変換素子の一方と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第一の電荷読み出し部とし、前記２つの前記光電変換素子の他方と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第二の電荷読み出し部としたとき、前記第一の電荷読み出し部と前記第二の電荷読み出し部は、それぞれ前記列方向にずれた位置に形成されており、前記４つの転送電極は、第一の転送電極と、前記第一の電荷読み出し部も覆って形成された第二の転送電極と、前記第二の電荷読み出し部も覆って形成された第三の転送電極と、第四の転送電極とであり、前記第二の転送電極と前記第三の転送電極との間には、前記第一の転送電極と前記第四の転送電極とが交互に配置され、前記第一の転送電極は、全ての底面が前記ゲート絶縁膜に接しており、前記第二の転送電極及び前記第三の転送電極は、それぞれ、互いに重なることなく、その一部が隣り合う前記第一の転送電極と重なっており、前記第四の転送電極は、その一部が隣り合う前記第二の転送電極及び前記第三の転送電極の各々と重なっている。
【００５４】
この構成により、第二の転送電極と第三の転送電極を同一工程で形成することが可能なため、電荷読み出し部に印加する読み出し電圧を全ての光電変換素子で均一にすることができ、画質向上を図ることができる。
【００５５】
開示された固体撮像素子の製造方法は、半導体基板内の列方向に配列された複数の光電変換素子からなる光電変換素子列が前記列方向に直交する行方向に複数配列された固体撮像素子の製造方法であって、前記固体撮像素子は、前記複数の光電変換素子列同士の間に前記行方向に１つおきに配置され、隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子に蓄積された電荷を前記列方向に転送する電荷転送部と、前記電荷転送部と、それに隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子との間に設けられ、前記電荷転送部に光電変換素子から電荷を読み出すための電荷読み出し部とを備え、前記電荷転送部を挟んで隣り合う２つの前記光電変換素子の一方と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第一の電荷読み出し部とし、前記２つの前記光電変換素子の他方と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第二の電荷読み出し部としたとき、前記第一の電荷読み出し部と前記第二の電荷読み出し部は、それぞれ前記列方向にずれた位置に形成されており、前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に前記電荷転送部と重なるように前記列方向に配列される転送電極であって、前記行方向に配列された複数の光電変換素子からなる１つの光電変換素子行あたり４つの転送電極を形成する転送電極形成工程を含み、前記転送電極形成工程は、前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第一の工程と、前記第一の工程で成膜した電極材料をパターニングして、前記電荷転送部上方に所定間隔おきに第一の転送電極を形成する第二の工程と、前記第一の転送電極及び前記ゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第三の工程と、前記第三の工程で成膜した電極材料をパターニングして、その一部が前記第一の転送電極の列方向の一端と重なり且つ前記第一の電荷読み出し部を覆う第二の転送電極と、その一部が前記第一の転送電極の列方向の他端と重なり且つ前記第二の電荷読み出し部を覆う第三の転送電極とを形成する第四の工程と、前記第一の転送電極、前記第二の転送電極、前記第三の転送電極、及び前記ゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第五の工程と、前記第五の工程で成膜した電極材料をパターニングして、その一部が前記第二の転送電極及び前記第三の転送電極と重なる第四の転送電極を形成する第六の工程とを含む。
【００５６】
この方法により、第二の転送電極と第三の転送電極が同一工程で形成されるため、電荷読み出し部に印加する読み出し電圧を全ての光電変換素子で均一にすることができ、画質向上を図ることができる。
【００５７】
開示された固体撮像素子は、半導体基板内の列方向に配列された複数の光電変換素子からなる光電変換素子列が前記列方向に直交する行方向に複数配列された固体撮像素子であって、前記複数の光電変換素子列同士の間に前記行方向に１つおきに配置され、隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子に蓄積された電荷を前記列方向に転送する電荷転送部と、前記電荷転送部と、それに隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子との間に設けられ、前記電荷転送部に光電変換素子から電荷を読み出すための電荷読み出し部と、前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に前記電荷転送部と重なるように前記列方向に配列され、前記行方向に配列された複数の光電変換素子からなる１つの光電変換素子行あたり４つ設けられた転送電極とを備え、前記複数の光電変換素子列のうち、奇数番目の光電変換素子列と偶数番目の光電変換素子列とが、前記光電変換素子列の各光電変換素子の前記列方向の配列ピッチの１／２だけ前記列方向にずれて配置されており、前記電荷転送部を挟んで隣り合う２つの前記光電変換素子列の一方の各光電変換素子と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第一の電荷読み出し部とし、前記２つの前記光電変換素子列の他方の各光電変換素子と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第二の電荷読み出し部とし、前記４つの転送電極は、全ての底面が前記ゲート絶縁膜に接し且つ所定間隔おきに配置された第一層電極と、前記第一層電極同士の間に形成され且つ隣り合う２つの前記第一層電極と重なる部分を有する第二層電極とに分けられ、前記第一層電極又は前記第二層電極の下方に、前記第一の電荷読み出し部と前記第二の電荷読み出し部が存在する。
【００５８】
この構成により、前記第一の電荷読み出し部と前記第二の電荷読み出し部上方の転送電極が同一工程で形成可能なため、電荷読み出し部に印加する読み出し電圧を全ての光電変換素子で均一にすることができ、画質向上を図ることができる。
【００５９】
開示された固体撮像素子は、前記４つの転送電極は、前記第一の電荷読み出し部も覆って形成された第一の転送電極と、前記第二の電荷読み出し部も覆って形成された第二の転送電極と、第三の転送電極と、第四の転送電極とであり、前記第一の転送電極及び前記第二の転送電極が、それぞれ、前記第一層電極であり、前記第三の転送電極及び前記第四の転送電極が、それぞれ、前記第二層電極である。
【００６０】
開示された固体撮像素子は、前記４つの転送電極は、前記第一の電荷読み出し部も覆って形成された第一の転送電極と、前記第二の電荷読み出し部も覆って形成された第二の転送電極と、第三の転送電極と、第四の転送電極とであり、前記第一の転送電極及び前記第二の転送電極が、それぞれ、前記第二層電極であり、前記第三の転送電極及び前記第四の転送電極が、それぞれ、前記第一層電極である。
【００６１】
開示された固体撮像素子の製造方法は、半導体基板内の列方向に配列された複数の光電変換素子からなる光電変換素子列が前記列方向に直交する行方向に複数配列された固体撮像素子の製造方法であって、前記固体撮像素子は、前記複数の光電変換素子列同士の間に前記行方向に１つおきに配置され、隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子に蓄積された電荷を前記列方向に転送する電荷転送部と、前記電荷転送部と、それに隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子との間に設けられ、前記電荷転送部に光電変換素子から電荷を読み出すための電荷読み出し部とを備え、前記複数の光電変換素子列のうち、奇数番目の光電変換素子列と偶数番目の光電変換素子列とが、前記光電変換素子列の各光電変換素子の前記列方向の配列ピッチの１／２だけ前記列方向にずれて配置されており、前記電荷転送部を挟んで隣り合う２つの前記光電変換素子列の一方の各光電変換素子と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第一の電荷読み出し部とし、前記２つの前記光電変換素子列の他方の各光電変換素子と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第二の電荷読み出し部とし、前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に前記電荷転送部と重なるように前記列方向に配列される転送電極であって、前記行方向に配列された複数の光電変換素子からなる１つの光電変換素子行あたり４つの転送電極を形成する転送電極形成工程を含み、前記転送電極形成工程は、前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第一の工程と、前記第一の工程で成膜した電極材料をパターニングして、前記電荷転送部上方に所定間隔おきに前記第一の電荷読み出し部を覆う第一の転送電極と前記第二の電荷読み出し部を覆う第二の転送電極を形成する第二の工程と、前記第一の転送電極、前記第二の転送電極、及び前記ゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第三の工程と、前記第三の工程で成膜した電極材料をパターニングして、その端部が前記第一の転送電極の電荷転送方向下流側の端部及び前記第二の転送電極の電荷転送方向上流側の端部と重なる第三の転送電極と、その端部が前記第二の転送電極の電荷転送方向下流側の端部及び前記第一の転送電極の電荷転送方向上流側の端部と重なる第四の転送電極とを形成する第四の工程とを含む。
【００６２】
この方法により、第一の転送電極と第二の転送電極が同一工程で形成されるため、電荷読み出し部に印加する読み出し電圧を全ての光電変換素子で均一にすることができ、画質向上を図ることができる。
【００６３】
開示された固体撮像素子の製造方法は、半導体基板内の列方向に配列された複数の光電変換素子からなる光電変換素子列が前記列方向に直交する行方向に複数配列された固体撮像素子の製造方法であって、前記固体撮像素子は、前記複数の光電変換素子列同士の間に前記行方向に１つおきに配置され、隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子に蓄積された電荷を前記列方向に転送する電荷転送部と、前記電荷転送部と、それに隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子との間に設けられ、前記電荷転送部に光電変換素子から電荷を読み出すための電荷読み出し部とを備え、前記複数の光電変換素子列のうち、奇数番目の光電変換素子列と偶数番目の光電変換素子列とが、前記光電変換素子列の各光電変換素子の前記列方向の配列ピッチの１／２だけ前記列方向にずれて配置されており、前記電荷転送部を挟んで隣り合う２つの前記光電変換素子列の一方の各光電変換素子と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第一の電荷読み出し部とし、前記２つの前記光電変換素子行の他方の各光電変換素子と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第二の電荷読み出し部とし、前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に前記電荷転送部と重なるように前記列方向に配列される転送電極であって、前記行方向に配列された複数の光電変換素子からなる１つの光電変換素子行あたり４つの転送電極を形成する転送電極形成工程を含み、前記転送電極形成工程は、前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第一の工程と、前記第一の工程で成膜した電極材料をパターニングして、前記電荷転送部上方に所定間隔おきに第一の転送電極と第二の転送電極を形成する第二の工程と、前記第一の転送電極、前記第二の転送電極、及び前記ゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第三の工程と、前記第三の工程で成膜した電極材料をパターニングして、その端部が前記第一の転送電極の電荷転送方向下流側の端部及び前記第二の転送電極の電荷転送方向上流側の端部と重なり、且つ、前記第一の電荷読み出し部を覆う第三の転送電極と、その端部が前記第二の転送電極の電荷転送方向下流側の端部及び前記第一の転送電極の電荷転送方向上流側の端部と重なり、且つ、前記第二の電荷読み出し部を覆う第四の転送電極とを形成する第四の工程とを含む。
【００６４】
この方法により、第三の転送電極と第四の転送電極が同一工程で形成されるため、電荷読み出し部に印加する読み出し電圧を全ての光電変換素子で均一にすることができ、画質向上を図ることができる。
【００６５】
開示された撮像装置は前記固体撮像素子を備える。
【００６６】
この構成により、高画質撮像が可能な撮像装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１光電変換素子
２読み出しゲート
３垂直電荷転送路
４，６転送電極
５，７読み出し兼転送電極

【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板内の列方向に配列された複数の光電変換素子からなる光電変換素子列が前記列方向に直交する行方向に複数配列された固体撮像素子であって、
前記複数の光電変換素子列同士の間に前記行方向に１つおきに配置され、隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子に蓄積された電荷を前記列方向に転送する電荷転送部と、
前記電荷転送部と、それに隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子との間に設けられ、前記電荷転送部に光電変換素子から電荷を読み出すための電荷読み出し部と、
前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に前記電荷転送部と重なるように前記列方向に配列され、前記行方向に配列された複数の光電変換素子からなる１つの光電変換素子行あたり４つ設けられた転送電極とを備え、
前記電荷転送部を挟んで隣り合う２つの前記光電変換素子の一方と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第一の電荷読み出し部とし、前記２つの前記光電変換素子の他方と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第二の電荷読み出し部としたとき、前記第一の電荷読み出し部と前記第二の電荷読み出し部は、それぞれ前記列方向にずれた位置に形成されており、
前記４つの転送電極は、第一の転送電極と、前記第一の電荷読み出し部も覆って形成された第二の転送電極と、前記第二の電荷読み出し部も覆って形成された第三の転送電極と、第四の転送電極とであり、
前記第二の転送電極と前記第三の転送電極との間には、前記第一の転送電極と前記第四の転送電極とが交互に配置され、
前記第一の転送電極は、全ての底面が前記ゲート絶縁膜に接しており、
前記第二の転送電極及び前記第三の転送電極は、それぞれ、互いに重なることなく、その一部が隣り合う前記第一の転送電極と重なっており、
前記第四の転送電極は、その一部が隣り合う前記第二の転送電極及び前記第三の転送電極の各々と重なっている固体撮像素子。
【請求項２】
半導体基板内の列方向に配列された複数の光電変換素子からなる光電変換素子列が前記列方向に直交する行方向に複数配列された固体撮像素子の製造方法であって、
前記固体撮像素子は、前記複数の光電変換素子列同士の間に前記行方向に１つおきに配置され、隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子に蓄積された電荷を前記列方向に転送する電荷転送部と、前記電荷転送部と、それに隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子との間に設けられ、前記電荷転送部に光電変換素子から電荷を読み出すための電荷読み出し部とを備え、前記電荷転送部を挟んで隣り合う２つの前記光電変換素子の一方と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第一の電荷読み出し部とし、前記２つの前記光電変換素子の他方と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第二の電荷読み出し部としたとき、前記第一の電荷読み出し部と前記第二の電荷読み出し部は、それぞれ前記列方向にずれた位置に形成されており、
前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に前記電荷転送部と重なるように前記列方向に配列される転送電極であって、前記行方向に配列された複数の光電変換素子からなる１つの光電変換素子行あたり４つの転送電極を形成する転送電極形成工程を含み、
前記転送電極形成工程は、
前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第一の工程と、
前記第一の工程で成膜した電極材料をパターニングして、前記電荷転送部上方に所定間隔おきに第一の転送電極を形成する第二の工程と、
前記第一の転送電極及び前記ゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第三の工程と、
前記第三の工程で成膜した電極材料をパターニングして、その一部が前記第一の転送電極の列方向の一端と重なり且つ前記第一の電荷読み出し部を覆う第二の転送電極と、その一部が前記第一の転送電極の列方向の他端と重なり且つ前記第二の電荷読み出し部を覆う第三の転送電極とを形成する第四の工程と、
前記第一の転送電極、前記第二の転送電極、前記第三の転送電極、及び前記ゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第五の工程と、
前記第五の工程で成膜した電極材料をパターニングして、その一部が前記第二の転送電極及び前記第三の転送電極と重なる第四の転送電極を形成する第六の工程とを含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項３】
半導体基板内の列方向に配列された複数の光電変換素子からなる光電変換素子列が前記列方向に直交する行方向に複数配列された固体撮像素子であって、
前記複数の光電変換素子列同士の間に前記行方向に１つおきに配置され、隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子に蓄積された電荷を前記列方向に転送する電荷転送部と、
前記電荷転送部と、それに隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子との間に設けられ、前記電荷転送部に光電変換素子から電荷を読み出すための電荷読み出し部と、
前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に前記電荷転送部と重なるように前記列方向に配列され、前記行方向に配列された複数の光電変換素子からなる１つの光電変換素子行あたり４つ設けられた転送電極とを備え、
前記複数の光電変換素子列のうち、奇数番目の光電変換素子列と偶数番目の光電変換素子列とが、前記光電変換素子列の各光電変換素子の前記列方向の配列ピッチの１／２だけ前記列方向にずれて配置されており、
前記電荷転送部を挟んで隣り合う２つの前記光電変換素子列の一方の各光電変換素子と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第一の電荷読み出し部とし、前記２つの前記光電変換素子列の他方の各光電変換素子と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第二の電荷読み出し部とし、
前記４つの転送電極は、全ての底面が前記ゲート絶縁膜に接し且つ所定間隔おきに配置された第一層電極と、前記第一層電極同士の間に形成され且つ隣り合う２つの前記第一層電極と重なる部分を有する第二層電極とに分けられ、
前記第一層電極又は前記第二層電極の下方に、前記第一の電荷読み出し部と前記第二の電荷読み出し部が存在する固体撮像素子。
【請求項４】
請求項３記載の固体撮像素子であって、
前記４つの転送電極は、前記第一の電荷読み出し部も覆って形成された第一の転送電極と、前記第二の電荷読み出し部も覆って形成された第二の転送電極と、第三の転送電極と、第四の転送電極とであり、
前記第一の転送電極及び前記第二の転送電極が、それぞれ、前記第一層電極であり、
前記第三の転送電極及び前記第四の転送電極が、それぞれ、前記第二層電極である固体撮像素子。
【請求項５】
請求項３記載の固体撮像素子であって、
前記４つの転送電極は、前記第一の電荷読み出し部も覆って形成された第一の転送電極と、前記第二の電荷読み出し部も覆って形成された第二の転送電極と、第三の転送電極と、第四の転送電極とであり、
前記第一の転送電極及び前記第二の転送電極が、それぞれ、前記第二層電極であり、
前記第三の転送電極及び前記第四の転送電極が、それぞれ、前記第一層電極である固体撮像素子。
【請求項６】
半導体基板内の列方向に配列された複数の光電変換素子からなる光電変換素子列が前記列方向に直交する行方向に複数配列された固体撮像素子の製造方法であって、
前記固体撮像素子は、前記複数の光電変換素子列同士の間に前記行方向に１つおきに配置され、隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子に蓄積された電荷を前記列方向に転送する電荷転送部と、前記電荷転送部と、それに隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子との間に設けられ、前記電荷転送部に光電変換素子から電荷を読み出すための電荷読み出し部とを備え、
前記複数の光電変換素子列のうち、奇数番目の光電変換素子列と偶数番目の光電変換素子列とが、前記光電変換素子列の各光電変換素子の前記列方向の配列ピッチの１／２だけ前記列方向にずれて配置されており、
前記電荷転送部を挟んで隣り合う２つの前記光電変換素子列の一方の各光電変換素子と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第一の電荷読み出し部とし、前記２つの前記光電変換素子列の他方の各光電変換素子と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第二の電荷読み出し部とし、
前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に前記電荷転送部と重なるように前記列方向に配列される転送電極であって、前記行方向に配列された複数の光電変換素子からなる１つの光電変換素子行あたり４つの転送電極を形成する転送電極形成工程を含み、
前記転送電極形成工程は、
前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第一の工程と、
前記第一の工程で成膜した電極材料をパターニングして、前記電荷転送部上方に所定間隔おきに前記第一の電荷読み出し部を覆う第一の転送電極と前記第二の電荷読み出し部を覆う第二の転送電極を形成する第二の工程と、
前記第一の転送電極、前記第二の転送電極、及び前記ゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第三の工程と、
前記第三の工程で成膜した電極材料をパターニングして、その端部が前記第一の転送電極の電荷転送方向下流側の端部及び前記第二の転送電極の電荷転送方向上流側の端部と重なる第三の転送電極と、その端部が前記第二の転送電極の電荷転送方向下流側の端部及び前記第一の転送電極の電荷転送方向上流側の端部と重なる第四の転送電極とを形成する第四の工程とを含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項７】
半導体基板内の列方向に配列された複数の光電変換素子からなる光電変換素子列が前記列方向に直交する行方向に複数配列された固体撮像素子の製造方法であって、
前記固体撮像素子は、前記複数の光電変換素子列同士の間に前記行方向に１つおきに配置され、隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子に蓄積された電荷を前記列方向に転送する電荷転送部と、前記電荷転送部と、それに隣り合う２つの前記光電変換素子列の各光電変換素子との間に設けられ、前記電荷転送部に光電変換素子から電荷を読み出すための電荷読み出し部とを備え、
前記複数の光電変換素子列のうち、奇数番目の光電変換素子列と偶数番目の光電変換素子列とが、前記光電変換素子列の各光電変換素子の前記列方向の配列ピッチの１／２だけ前記列方向にずれて配置されており、
前記電荷転送部を挟んで隣り合う２つの前記光電変換素子列の一方の各光電変換素子と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第一の電荷読み出し部とし、前記２つの前記光電変換素子行の他方の各光電変換素子と前記電荷転送部との間にある前記電荷読み出し部を第二の電荷読み出し部とし、
前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に前記電荷転送部と重なるように前記列方向に配列される転送電極であって、前記行方向に配列された複数の光電変換素子からなる１つの光電変換素子行あたり４つの転送電極を形成する転送電極形成工程を含み、
前記転送電極形成工程は、
前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第一の工程と、
前記第一の工程で成膜した電極材料をパターニングして、前記電荷転送部上方に所定間隔おきに第一の転送電極と第二の転送電極を形成する第二の工程と、
前記第一の転送電極、前記第二の転送電極、及び前記ゲート絶縁膜上に電極材料を成膜する第三の工程と、
前記第三の工程で成膜した電極材料をパターニングして、その端部が前記第一の転送電極の電荷転送方向下流側の端部及び前記第二の転送電極の電荷転送方向上流側の端部と重なり、且つ、前記第一の電荷読み出し部を覆う第三の転送電極と、その端部が前記第二の転送電極の電荷転送方向下流側の端部及び前記第一の転送電極の電荷転送方向上流側の端部と重なり、且つ、前記第二の電荷読み出し部を覆う第四の転送電極とを形成する第四の工程とを含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項８】
請求項１、３、４、又は５記載の固体撮像素子を備える撮像装置。

【図１】