JP4305516B2

JP4305516B2 - 固体撮像素子及び固体撮像装置

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Publication number: JP4305516B2
Application number: JP2007019356A
Authority: JP
Inventors: 亮瀧口; 将吾沼口; 弘明田中; 功広田
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Current assignee: Sony Corp
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Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2009-07-29
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Description

本発明は固体撮像素子及び固体撮像装置に関する。詳しくは、高速フレームレート化を可能にした固体撮像素子及び固体撮像装置に係るものである。

従来、ビデオカメラやデジタルスチルカメラにおいて、電荷転送部にＣＣＤレジスタを用いたＣＣＤ型固体撮像素子が使用されている（例えば、特許文献１参照。）。
このＣＣＤ型固体撮像素子は、光電変換手段（フォトダイオード；ＰＤ）を設けた複数の画素を半導体基板上の撮像部（イメージエリア）内に２次元配列のマトリクス状に配置したものであり、各画素に入射した光をフォトダイオードによって光電変換して電荷を生成し、この電荷を垂直転送部及び水平転送部を介して出力部に設けたフローティングディフュージョン（ＦＤ）部に転送し、このＦＤ部の電位変動をＭＯＳトランジスタによって検出し、これを電気信号に変換、増幅することにより映像信号として出力するものである。

図５（ａ）は従来のＣＣＤ型固体撮像素子を説明するための模式的な平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）中符合Ａ−Ａ’の模式的な断面図を示しており、ここで示すＣＣＤ型固体撮像素子１０１は、イメージエリア１０２、水平転送部１０３及び出力部１０４から概略構成されている。ここで、イメージエリアはマトリクス状に配列された受光部（図示せず）と各受光部の垂直列毎に設けられ各受光部から電荷を転送する垂直転送部（図示せず）とにより構成されており、イメージエリア及び水平転送部には遮光膜１０５が形成されている。

また、ここで示すＣＣＤ型固体撮像素子は、Ｐ−ＷＥＬＬ領域を有するＮ型半導体基板（Ｎ−ｓｕｂ）に形成されており、単一の接地電位供給源（ＧＮＤ）から、イメージエリアが形成された領域に対応するＰ−ＷＥＬＬ領域（以下、イメージエリアが形成された領域に対応するＰ−ＷＥＬＬ領域を「イメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域」と称する。）、水平転送部が形成された領域に対応するＰ−ＷＥＬＬ領域（以下、水平転送部が形成された領域に対応するＰ−ＷＥＬＬ領域を「水平転送部のＰ−ＷＥＬＬ領域」と称する。）、出力部が形成された領域に対応するＰ−ＷＥＬＬ領域（以下、出力部が形成された領域に対応するＰ−ＷＥＬＬ領域を「出力部のＰ−ＷＥＬＬ領域」と称する。）及び遮光膜に接地電位を印加できる様に構成されている。また、水平転送クロックを印加するパッド１０７に対応する領域にはＮ−ＷＥＬＬ領域が形成されている。

上記の様に構成されたＣＣＤ型固体撮像素子では、タイミング信号発生回路（図示せず）から垂直転送クロックを垂直転送部に印加することによって、受光部から垂直転送部に読み出された電荷が垂直方向に転送され、タイミング信号発生回路から水平転送クロックを水平転送部に印加することによって、水平転送部に転送された電荷が水平方向に転送され、ＦＤ部によって電圧に変換されて受光信号として出力部から読み出されることとなる。

特開２００４−９６５４６号公報

ところで、近年、高画質化の市場ニーズによりＣＣＤ型固体撮像素子は高画素化が進んでいる。また、同時に短時間でより多くの画像を取得するニーズも高まっており、高画素のＣＣＤ型固体撮像素子で従来と同程度のフレームレートの実現が求められている。

ここで、高画素のＣＣＤ型固体撮像素子で従来と同程度のフレームレートを実現する方法としては、（１）ＣＣＤ型固体撮像素子を駆動する駆動周波数を上げる方法や、（２）有効画素期間内に垂直転送を行なう方法が考えられる。

しかし、ＣＣＤ型固体撮像素子を駆動する駆動周波数を上げることによって従来と同程度のフレームレートを実現しようとすると、駆動周波数を上げることに起因する発熱量の増大、消費電力の増加、ＣＣＤ型固体撮像素子が形成された基板の高価格化や周辺部品の増加等につながってしまうために、ＣＣＤ型固体撮像素子を駆動する駆動周波数を上げることで従来と同程度のフレームレートを実現するという方法は妥当であるとは言い難い。更に、近年のフレームレートの向上の要求に対して、駆動周波数を上げるという対策のみでは限界に達しつつある。

一方、有効画素期間内に垂直転送を行なうことによって従来と同程度のフレームレートを実現しようとすると、以下の［１］〜［５］に示すクロストークノイズが発生することが考えられる。

［１］
有効画素期間内に垂直転送を行なうことに起因して、垂直転送クロックの立ち上がり及び立ち下がり時にイメージエリアで発生するクロストークノイズは、図６で示す様に、イメージエリアの遮光膜を経由してイメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域に伝播することとなる。そして、イメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域に伝播したクロストークノイズは出力部のＰ−ＷＥＬＬ領域へと伝播し、バックゲート効果によりＣＣＤ型固体撮像素子の出力信号にクロストークノイズが発生することとなるのである。

［２］
有効画素期間内に垂直転送を行なうことに起因して、垂直転送クロックの立ち上がり及び立ち下がり時にイメージエリアで発生するクロストークノイズは、図７で示す様に、受光部のチャネルストップ領域及びイメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域に伝播することとなる。そして、イメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域に伝播したクロストークノイズは出力部のＰ−ＷＥＬＬ領域へと伝播し、バックゲート効果によりＣＣＤ型固体撮像素子の出力信号にクロストークノイズが発生することとなるのである。

［３］
有効画素期間内に垂直転送を行なうことに起因して、垂直転送クロックの立ち上がり及び立ち下がり時にイメージエリアで発生するクロストークノイズは、図８で示す様に、受光部のチャネルストップ領域及びイメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域を介してＮ型半導体基板に伝播することとなり、バックゲート効果によりＣＣＤ型固体撮像素子の出力信号にクロストークノイズが発生することとなるのである。なお、ＦＤ部や出力回路初段ソースフォロワのドライブ側のＭＯＳ型トランジスタではＮチャンネル直下のＰ−ＷＥＬＬ（図中符合Ｘで示す領域）が空乏化しているために、Ｎ型半導体基板からのバックゲート効果が大きい。

［４］
有効画素期間内に垂直転送を行なうことに起因して、垂直転送クロックの立ち上がり及び立ち下がり時にイメージエリアで発生するクロストークノイズは、図９で示す様に、受光部のチャネルストップ領域及びイメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域を介してＮ型半導体基板に伝播することとなり、Ｎ型半導体基板から出力信号配線や出力信号用のパッド１０６へと伝播することでＣＣＤ型固体撮像素子の出力信号にクロストークノイズが発生することとなるのである。

［５］
有効画素期間内に垂直転送を行なうことに起因して、図１０（ａ）で示す様に、水平転送クロックの高周波成分（高周波ノイズ）が垂直転送クロックにカップリングノイズとして重畳することとなる。
ここで、垂直転送クロックに重畳したカップリングノイズがＰ−ＷＥＬＬへと伝播し、結果的にＣＣＤ型固体撮像素子の出力信号に高周波ノイズが重畳されるのであるが、高周波ノイズは、図１０（ｂ）で示す様に、垂直転送クロックの通常状態と遷移状態とでその形状が異なるために、撮像画面の任意の１ラインの出力信号レベルを観測した場合には、図１０（ｃ）で示す様に、出力信号の変動が発生することとなるのである。

なお、水平ブランキング期間を大幅に縮めることで、高フレームレート化を実現すべく、垂直転送を有効画素期間に行ない、垂直転送時の垂直転送部には駆動クロック波形の立ち上がり及び立ち下がりで発生するクロストークノイズを相関二重サンプリング回路で除去できるようなトランジェントスピードΔＶ／ΔＴ（ただしΔＶは電圧、ΔＴは時間）となる立ち上がり及び立ち下がりの傾きを有する駆動クロック波形をＣＣＤ型固体撮像素子に供給するといった技術が提案されている（特開２００５−２６９０６０号）。
しかしながら、かかる技術であっても、クロストークノイズを完全に除去することはできていない。

本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、有効画素期間内に垂直転送を行なったとしても、画質劣化を抑制することができる固体撮像素子及び固体撮像装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像素子では、マトリクス状に配列された受光部と、該受光部の垂直列毎に設けられると共に同受光部から電荷が転送され、転送された電荷を垂直方向に転送する垂直転送部とを有する撮像部と、前記垂直転送部から電荷が転送され、転送された電荷を水平方向に転送する水平転送部と、該水平転送部により転送された電荷を電気信号に変換して出力する出力部とを備え、前記撮像部、水平転送部及び出力部が第２導電型半導体領域を有する第１導電型半導体基板に形成されると共に、前記第２導電型半導体領域に所定の基準電位が印加されている固体撮像素子において、前記出力部が形成された領域に対応する前記第２導電型半導体領域に基準電位を印加する第１の基準電位印加手段と、前記撮像部が形成された領域に対応する前記第２導電型半導体領域に基準電位を印加する第２の基準電位印加手段とを備える。

ここで、出力部が形成された領域に対応する第２導電型半導体領域（以下、「出力部の第２導電型半導体領域」と称する。）に基準電位を印加する第１の基準電位印加手段と、撮像部が形成された領域に対応する第２導電型半導体領域（以下、「撮像部の第２導電型半導体領域」と称する。）に基準電位を印加する第２の基準電位印加手段とを備えることによって、即ち、出力部の第２導電型半導体領域と撮像部の第２導電型半導体領域を異なる基準電位印加手段により基準電位を印加することによって、出力部の第２導電型半導体領域と撮像部の第２導電型半導体領域の各領域に充分な基準電位を印加し、各領域を強固に分離することができるために、撮像部で発生するクロストークノイズが撮像部の第２導電型半導体領域から出力部の第２導電型半導体領域へと伝播する現象を抑制することができる。

また、水平転送部が形成された領域に対応する第２導電型半導体領域（以下、「水平転送部の第２導電型半導体領域」と称する。）に基準電位を印加する第３の基準電位印加手段を備えることによって、即ち、出力部の第２導電型半導体領域、撮像部の第２導電型半導体領域及び水平転送部の第２導電型半導体領域のそれぞれを異なる基準電位印加手段により基準電位を印加することによって、出力部の第２導電型半導体領域、撮像部の第２導電型半導体領域及び水平転送部の第２導電型半導体領域の各領域に充分な基準電位を印加し、各領域を強固に分離することができるために、撮像部で発生するクロストークノイズが撮像部の第２導電型半導体領域から水平転送部の第２導電型半導体領域へと伝播する現象、撮像部の第２導電型半導体領域から出力部の第２導電型半導体領域へと伝播する現象、及び水平転送部の第２導電型半導体領域から出力部の第２導電型半導体領域へと伝播する現象を抑制することができる。

また、撮像部を遮光する遮光膜に基準電位を印加する第４の基準電位印加手段を備えることによって、即ち、撮像部の第２導電型半導体領域と撮像部を遮光する遮光膜を異なる基準電位印加手段により基準電位を印加することによって、撮像部の第２導電型半導体領域と撮像部を遮光する遮光膜に充分な基準電位を印加し、それぞれを強固に分離することができるために、撮像部で発生するクロストークノイズが撮像部を遮光する遮光膜から撮像部の第２導電型半導体領域へと伝播する現象を抑制することができる。

また、出力部の第２導電型半導体領域と撮像部の第２導電型半導体領域とが、水平転送部の第２導電型半導体領域によって分離されることによって、撮像部で発生するクロストークノイズが撮像部の第２導電型半導体領域から直接出力部の第２導電型半導体領域へと伝播する現象を抑制することができる。

また、水平転送部を遮光する遮光膜に基準電位を印加する第５の基準電位印加手段を備えることによって、即ち、撮像部の第２導電型半導体領域、撮像部を遮光する遮光膜及び水平転送部を遮光する遮光膜のそれぞれを異なる基準電位印加手段により基準電位を印加することによって、撮像部の第２導電型半導体領域、撮像部を遮光する遮光膜及び水平転送部を遮光する遮光膜に充分な基準電位を印加し、それぞれを強固に分離することができるために、撮像部で発生するクロストークノイズが撮像部を遮光する遮光膜から撮像部の第２導電型半導体領域へと伝播する現象及び撮像部を遮光する遮光膜から水平転送部を遮光する遮光膜へと伝播する現象を抑制することができる。

また、出力部の第２導電型半導体領域におけるドーズ量が、撮像部の第２導電型半導体領域におけるドーズ量よりも多いことによって、第１導電型半導体基板から出力部の第２導電型半導体領域へのクロストークノイズの伝播を抑制することができる。同様に、出力部の第２導電型半導体領域におけるドーズ位置が、撮像部の第２導電型半導体領域におけるドーズ位置よりも深いことによって、第１導電型半導体基板から出力部の第２導電型半導体領域へとクロストークノイズが伝播する現象を抑制することができる。

また、出力部で変換した信号を出力する外部端子が形成された領域及び出力部と外部端子とを接続する配線が形成された領域に対応する領域に第２導電型半導体領域が形成されると共に、外部端子及び配線が形成された領域に対応する第２導電型半導体領域に基準電位が印加されることによって、第１導電型半導体基板から外部端子や配線へとクロストークノイズが伝播する現象を抑制することができる。

また、上記の目的を達成するために本発明に係る固体撮像装置は、マトリクス状に配列された受光部と、該受光部の垂直列毎に設けられると共に同受光部から電荷が転送され、転送された電荷を垂直方向に転送する垂直転送部とを有する撮像部と、前記垂直転送部から電荷が転送され、転送された電荷を水平方向に転送する水平転送部と、該水平転送部より転送された電荷を電気信号に変換して出力する出力部とを有し、前記撮像部、水平転送部及び出力部が第２導電型半導体領域を有する第１導電型半導体基板に形成されると共に、前記第２導電型半導体領域に所定の基準電位が印加されている固体撮像素子と、前記垂直転送部を駆動するための垂直転送クロック及び前記水平転送部を駆動するための水平転送クロックを前記固体撮像素子に印加するタイミング信号発生回路とを備える固体撮像装置において、前記出力部が形成された領域に対応する前記第２導電型半導体領域に基準電位を印加する第１の基準電位印加手段と、前記撮像部が形成された領域に対応する前記第２導電型半導体領域に基準電位を印加する第２の基準電位印加手段とを備える。

ここで、出力部の第２導電型半導体領域に基準電位を印加する第１の基準電位印加手段と、撮像部の第２導電型半導体領域に基準電位を印加する第２の基準電位印加手段とを備えることによって、出力部の第２導電型半導体領域と撮像部の第２導電型半導体領域の各領域に充分な基準電位を印加し、各領域を強固に分離することができるために、撮像部で発生するクロストークノイズが撮像部の第２導電型半導体領域から出力部の第２導電型半導体領域へと伝播する現象を抑制することができる。

また、固体撮像素子に垂直転送クロックを印加する配線が、所定の容量を介して接地されていることによって、第２導電型半導体領域の揺れを抑制することができる。また、固体撮像素子に水平転送クロックを印加する配線がフェライトビーズを備えることによって、カップリングノイズを抑制することができる。

上記した本発明の固体撮像素子及び固体撮像装置では、クロストークノイズが画像に影響を及ぼすことなく、高フレームレート化を実現することができる。また、フレームレートを低下させることなく多画素化を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１（ａ）は本発明を適用した固体撮像素子の一例であるＣＣＤ型固体撮像素子を説明するための模式的な平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中符合Ａ−Ａ’の模式的な断面図を示しており、ここで示すＣＣＤ型固体撮像素子１は、イメージエリア２、水平転送部３及び出力部４から概略構成されている。ここで、イメージエリアはマトリクス状に配列された受光部（図示せず）と各受光部の垂直列毎に設けられ各受光部から電荷を転送する垂直転送部（図示せず）とにより構成されており、イメージエリアには第１の遮光膜５ａが形成され、水平転送部には第２の遮光膜５ｂが形成されている。また、出力部からの電気信号を外部に出力するパッド６が設けられ、パッドと出力部とは電気配線によって接続されている。

また、ここで示すＣＣＤ型固体撮像素子では、Ｐ−ＷＥＬＬ領域を有するＮ型半導体基板（Ｎ−ｓｕｂ）に形成されると共に、Ｐ−ＷＥＬＬ領域に基準電位として接地電位（グランド電位）が印加される様に構成されており、イメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域にはイメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域用グランド（ＶＧＮＤ）から接地電位が印加でき、イメージエリアの遮光膜にはイメージエリア遮光膜用グランド（ＷＧＮＤ）から接地電位が印加でき、水平転送部のＰ−ＷＥＬＬ領域及び水平転送部の遮光膜には水平転送部領域用グランド（ＨＧＮＤ）から接地電位が印加でき、出力部のＰ−ＷＥＬＬ領域及びパッド及び電気配線の形成領域に対応するＰ−ＷＥＬＬ領域には出力部用グランド（ＡＧＮＤ）から接地電位が印加できる様に構成されている。

更に、出力部のＰ−ＷＥＬＬ領域（図中符号Ｙで示す領域）のドーズ位置は、イメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域のドーズ位置や水平転送部のＰ−ＷＥＬＬ領域のドーズ位置と比較して深くなる様に構成されている。

ここで、出力部のＰ−ＷＥＬＬ領域のドーズ位置を、イメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域のドーズ位置や水平転送部のＰ−ＷＥＬＬ領域のドーズ位置と比較して深くなる様に構成しているのは、Ｎ型半導体基板のポテンシャル変動によるバックゲート効果を抑制するためであり、Ｎ型半導体基板のポテンシャル変動によるバックゲート効果を抑制することができるのであれば、必ずしも出力部のＰ−ＷＥＬＬ領域のドーズ位置を、イメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域のドーズ位置や水平転送部のＰ−ＷＥＬＬ領域のドーズ位置と比較して深くなる様に構成する必要は無く、例えば、出力部のＰ−ＷＥＬＬ領域のドーズ量を、イメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域のドーズ量や水平転送部のＰ−ＷＥＬＬ領域のドーズ量と比較して多くなる様に構成することでＮ型半導体基板のポテンシャル変動によるバックゲート効果を抑制しても良い。

上記した本発明を適用したＣＣＤ型固体撮像素子では、ＶＧＮＤによりイメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域に接地電位を印加し、ＷＧＮＤによりイメージエリアの遮光膜に接地電位を印加しているために、上記した［１］に示すクロストークノイズを抑制することができる。
即ち、従来のＣＣＤ型固体撮像素子では、単一の接地電位（ＧＮＤ）によってイメージエリアの遮光膜とイメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域に接地電位を印加していたのに対して、本発明を適用したＣＣＤ型固体撮像素子では、イメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域用のパッドとは別にイメージエリアの遮光膜用のパッドを設けて、イメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域にはＶＧＮＤで接地電位を印加し、イメージエリアの遮光膜にはＷＧＮＤで接地電位を印加することで、イメージエリアの遮光膜からイメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域へクロストークノイズが伝播する現象を抑制することができ、結果として上記した［１］のクロストークノイズを抑制することができるのである。

また、本発明を適用したＣＣＤ型固体撮像素子では、イメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域はＶＧＮＤで接地電位を印加し、水平転送部のＰ−ＷＥＬＬ領域はＨＧＮＤで接地電位を印加し、出力部のＰ−ＷＥＬＬ領域はＡＧＮＤで接地電位を印加することで、各領域の分離を強化し、イメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域及び水平転送部のＰ−ＷＥＬＬ領域から出力部のＰ−ＷＥＬＬ領域へとクロストークノイズが伝播する現象を抑制することができるために、上記した［２］に示すクロストークノイズを抑制することができる。
なお、図１中符合Ｂで示す領域では、出力部のＰ−ＷＥＬＬ領域とイメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域とが近接しているために、図２で示す様に、出力部のＰ−ＷＥＬＬ領域とイメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域との間を水平転送部のＰ−ＷＥＬＬ領域で分離することで、イメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域から出力部のＰ−ＷＥＬＬ領域へクロストークノイズが直接伝播する現象を抑制することができる。更に、出力部のＰ−ＷＥＬＬ領域とイメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域との間に接地電位が印加されたＮ型半導体基板とのコンタクトを設けることで、イメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域から出力部のＰ−ＷＥＬＬ領域へクロストークノイズが直接伝播する現象をより一層抑制することができる。

また、本発明を適用したＣＣＤ型固体撮像素子では、出力部のＰ−ＷＥＬＬ領域のドーズ位置を、イメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域のドーズ位置や水平転送部のＰ−ＷＥＬＬ領域のドーズ位置と比較して深くなる様に構成しているために、Ｎ型半導体基板からのバックゲート効果を抑制することができ、上記した［３］に示すクロストークノイズを抑制することができる。
即ち、従来のＣＣＤ型固体撮像素子におけるＦＤ部、出力回路初段ソースフォロワのドライブ側のＭＯＳトランジスタではＮチャネル直下のＰ−ＷＥＬＬが空乏化しているために、Ｎ型半導体基板からのバックゲート効果を受け易かったが（図３（ａ）参照。）、出力部のＰ−ＷＥＬＬ領域のドーズ位置を、イメージエリアのＰ−ＷＥＬＬ領域のドーズ位置や水平転送部のＰ−ＷＥＬＬ領域のドーズ位置と比較して深くなる様に構成することで、Ｎ型半導体基板からのバックゲート効果を抑制することができ（図３（ｂ）参照。）、結果として上記した［３］に示すクロストークノイズを抑制することができるのである。
なお、図４で示す様に、基板バイアス回路に基板クロック（φＳＵＢ）を印加する配線上に接地容量７を追加することで垂直転送クロックから基板クロックへのカップリングを抑制することができ、Ｎ型半導体基板の伝播に起因するクロストークノイズを抑制することができる。

また、本発明を適用したＣＣＤ型固体撮像素子では、パッド及び電気配線の形成領域に対応するＰ−ＷＥＬＬ領域にＡＧＮＤから接地電位を印加しているために、上記した［４］に示すクロストークノイズを抑制することができる。
即ち、従来のＣＣＤ型固体撮像素子におけるパッド及び電気配線の形成領域に対応する領域にはＰ−ＷＥＬＬ領域が形成されていなかったが、本発明を適用したＣＣＤ型固体撮像素子におけるパッド及び電気配線の形成領域に対応する領域にはＰ−ＷＥＬＬ領域を形成し、これらＰ−ＷＥＬＬ領域にＡＧＮＤから接地電位を印加することで、Ｎ型半導体基板からパッドや電気配線へのクロストークノイズ伝播経路を遮断できるために、上記した［４］に示すクロストークノイズを抑制することができるのである。
なお、従来のＣＣＤ型固体撮像素子では、水平転送クロックを印加するパッドに対応する領域にＮ−ＷＥＬＬ領域を形成していたが（図５参照。）、かかるＮ−ＷＥＬＬ領域を削除することで、Ｎ型半導体基板から水平転送クロックへとクロストークノイズが伝播し、クロストークノイズが伝播した水平転送クロックから出力信号へクロストークノイズが伝播するという経路を遮断することができる。

また、本発明を適用したＣＣＤ型固体撮像素子では、垂直転送部に垂直転送クロックを印加する配線上に接地容量８を追加することでＰ−ＷＥＬＬ領域の揺れを抑制することができ、水平転送クロックからの高周波ノイズを低減することができる。また、水平転送部に水平転送クロックを印加する配線上に高周波ノイズを吸収して熱として放出する機能を有するフェライトビーズ９を取り付けることでカップリングノイズを低減することができる。これらの高周波ノイズの低減及びカップリングノイズの低減によって、上記した［５］に示すクロストークノイズを抑制することができる。

本発明を適用したＣＣＤ型固体撮像素子を説明するための模式図である。図１中符号Ｂで示す領域の拡大図である。バックゲート効果を説明するためのグラフである。本発明を適用したＣＣＤ型固体撮像装置を説明するための模式図である。従来のＣＣＤ型固体撮像素子を説明するための模式図である。クロストークノイズの発生を説明するための図（１）である。クロストークノイズの発生を説明するための図（２）である。クロストークノイズの発生を説明するための図（３）である。クロストークノイズの発生を説明するための図（４）である。クロストークノイズの発生を説明するための図（５）である。

符号の説明

１ＣＣＤ型固体撮像素子
２イメージエリア
３水平転送部
４出力部
５ａ第１の遮光膜
５ｂ第２の遮光膜
６パッド
７接地容量
８接地容量
９フェライトビーズ

Claims

マトリクス状に配列された受光部と、該受光部の垂直列毎に設けられると共に同受光部から電荷が転送され、転送された電荷を垂直方向に転送する垂直転送部とを有する撮像部と、前記垂直転送部から電荷が転送され、転送された電荷を水平方向に転送する水平転送部と、該水平転送部より転送された電荷を電気信号に変換して出力する出力部とを有し、前記撮像部、水平転送部及び出力部が第２導電型半導体領域を有する第１導電型半導体基板に形成されると共に、前記第２導電型半導体領域に接地電位が印加されている固体撮像素子と、
前記垂直転送部を駆動するための垂直転送クロック及び前記水平転送部を駆動するための水平転送クロックを前記固体撮像素子に印加するタイミング信号発生回路とを備える固体撮像装置において、
前記出力部が形成された領域に対応する前記第２導電型半導体領域に接地電位を印加する第１の基準電位印加手段と、
前記撮像部が形成された領域に対応する前記第２導電型半導体領域に接地電位を印加する第２の基準電位印加手段と、
前記水平転送部が形成された領域に対応する前記第２導電型半導体領域に接地電位を印加する第３の基準電位印加手段と、
前記撮像部を遮光する遮光膜に接地電位を印加する第４の基準電位印加手段と、
前記水平転送部を遮光する遮光膜に接地電位を印加する第５の基準電位印加手段と、
前記固体撮像素子に垂直転送クロックを印加する配線と接地電位との間に設けられた所定の容量と、
前記固体撮像素子に水平転送クロックを印加する配線に設けられたフェライトビーズとを備え、
前記出力部が形成された領域に対応する前記第２導電型半導体領域と前記撮像部が形成された領域に対応する前記第２導電型半導体領域とが、前記水平転送部が形成された領域に対応する前記第２導電型半導体領域によって分離されており、
前記出力部が形成された領域に対応する前記第２導電型半導体領域におけるドーズ量は、前記撮像部が形成された領域に対応する前記第２導電型半導体領域におけるドーズ量よりも多くし、若しくは、前記出力部が形成された領域に対応する前記第２導電型半導体領域におけるドーズ位置は、前記撮像部が形成された領域に対応する前記第２導電型半導体領域におけるドーズ位置よりも深くし、
前記出力部で変換した信号を出力する外部端子が形成された領域及び前記出力部と前記外部端子とを接続する配線が形成された領域に対応する領域に前記第２導電型半導体領域が形成されると共に、前記外部端子及び前記配線が形成された領域に対応する第２導電型半導体領域に接地電位が印加され、
更に、前記出力部が形成された領域に対応する前記第２導電型半導体領域と前記撮像部が形成された領域に対応する前記第２導電型半導体領域との間が接地されている
固体撮像装置。