JPH09238287A

JPH09238287A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPH09238287A
Application number: JP8042357A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Matsuda; 英明松田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 1997-09-09

Abstract

(57)【要約】【課題】製造工程を減少させるとともに、被写体を正
確に撮像できるようにする。【解決手段】画素領域１の中央部は受光部有効画素領
域３とされており、その外周部がＯＢ部領域４とされて
いる。有効画素２Ａは、入射光を画像信号に光電変換す
る。一方、ＯＢ部画素２Ｂから読み出される信号は、入
射光に対応しない信号とされている。画素領域１と別の
位置には、別遮光画素１０が形成されており、その表面
上には別遮光画素用金属遮光膜１１が形成されている。
読み出し回路６がＯＢ部画素２Ｂの信号を読み出すと
き、切り換えスイッチ１３がＳ／Ｈ回路１２側に切り換
えられ、基準信号が出力される。一方、読み出し回路６
が有効画素２Ａの画像信号を読み出すとき、切り換えス
イッチ１３が読み出し回路６側に切り換えられ、画像信
号が出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置に関
し、特に、オプティカル・ブラック部を画素領域の配置
位置と異なる位置に形成するようにした固体撮像装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像装置は、例えば、マトリクス状
に配置されている複数の画素に入射した光を画像信号に
光電変換することによって、被写体の画像を撮像する装
置である。

【０００３】図７は、従来の固体撮像装置の一構成例を
示す平面図である。本図に示す固体撮像装置の画素領域
１には、複数の画素２がマトリクス状に配置されてい
る。

【０００４】この画素領域１の中央部は受光部有効画素
領域３とされており、複数の有効画素２Ａによって形成
されている。一方、受光部有効画素領域３の外周部は、
オプティカル・ブラック部（以下、ＯＢ部という）領域
４とされている。このＯＢ部領域４に形成されているＯ
Ｂ部画素２Ｂは、有効画素２Ａと同一の構成を有してい
るが、その上部の全面に、ＯＢ部金属遮光膜５が形成さ
れている。

【０００５】受光部有効画素領域３の内部に形成されて
いる有効画素２Ａは、被写体からの光を受光し、その光
を画像信号（信号電荷）に光電変換して出力するように
なされている。

【０００６】図８は、図７に示す有効画素２Ａの一構成
例を示す断面図である。この有効画素２Ａ−ａは、被写
体からの光を受光して画像信号に光電変換する埋め込み
フォトダイオード（以下、ＢＰＤという）１１３、及び
画像信号を増幅して出力するＭＩＳ型静電誘導トランジ
スタ（以下、ＭＩＳＳＩＴという）１１４によって構成
されている。

【０００７】ＢＰＤ１１３においては、ｐ型基板１０１
の上部に形成されているｎ型ウェル１０２の上部にｐ^-
領域１０３が形成され、さらにｐ^-領域１０３の上部に
ｎ⁺領域１０４が形成されている。

【０００８】ここで、各ポリシリコン層（１０８，１０
９）を形成後に、ＢＰＤ１２３の表面ｎ⁺領域（１０４
の表面部分）が形成されている。よって、第２層ポリシ
リコンゲート１０８の下では、ｎ⁺領域１０４が形成さ
れていない。

【０００９】一方、ＭＩＳＳＩＴ１１４においては、ｎ
型ウェル１０２の上部にｎ⁺領域１０７が形成されてお
り、ｎ⁺領域１０７の上部を囲む形で第１層ポリシリコ
ンゲート１０９が形成されている。

【００１０】第２層ポリシリコンゲート１０８は、ＢＰ
Ｄ１１３のｐ^-領域１０３に蓄積されている、入射光に
対応する画像信号（信号電荷）をＭＩＳＳＩＴ１１４の
第１層ポリシリコンゲート１０９下に転送するようにな
されており、ｐ^-領域１０３の露出部分及び第１層ポリ
シリコンゲート１０９の両方に、その一部が重なる（上
下方向において）ように形成されている。

【００１１】さらに、ＭＩＳＳＩＴ１１４で増幅された
画像信号を垂直方向に伝達する垂直信号線１１０が、Ｍ
ＩＳＳＩＴ１１４の上部の全面に形成されている。な
お、この垂直信号線１１０はアルミニウムによって形成
されており、ＭＩＳＳＩＴ１１４への光の入射を規制す
るＭＩＳＳＩＴ遮光用アルミでもある。但し、この垂直
信号線１１０は、ＢＰＤ１１３の上部には形成されてお
らず、被写体からの光がＢＰＤ１１３に入射することが
できるようになされている。

【００１２】被写体からの光がＢＰＤ１１３に入射する
と、光電変換された画像信号（信号電荷）がｐ^-領域１
０３に蓄積される。またこのとき、第１層ポリシコンゲ
ート１０９（ＭＩＳＳＩＴ１１４のゲート）には負電位
が印加されており、ＭＩＳＳＩＴ１１４が遮断状態であ
ると同時に、第１層ポリシリコンゲート１０９の下部は
反転層が誘起され、ｐ型領域となっている（図示せ
ず）。

【００１３】次に、第２層ポリシリコンゲート１０８
（転送スイッチのゲート）に所定のレベルの負電位が印
加されると、ｐ^-領域１０３に蓄積されている画像信号
（信号電荷）が、第２層ポリシリコンゲート１０８の下
に誘起されるｐチャネル（図示せず）を介して、ＭＩＳ
ＳＩＴ１１４（第１層ポリシリコンゲート１０９の下部
に誘起されているｐ型反転層）に転送される。その後、
第２層ポリシリコンゲート１０８の電位をもとに戻し
て、転送スイッチを遮断状態にする。続けて第１層ポリ
シリコンゲート１０９（ＭＩＳＳＩＴ１１４のゲート）
の電位を蓄積時よりも高い所定の電位にしてＭＩＳＳＩ
Ｔ１１４をオン状態にする。するとＭＩＳＳＩＴ１１４
に転送された画像信号（信号電荷）は増幅され、垂直信
号線１１０を介して読み出し回路６に供給される。そし
て、ＭＩＳＳＩＴ１１４をリセットした後、再び蓄積状
態にする。

【００１４】一方、ＯＢ部領域４に形成されているＯＢ
部画素２Ｂは、上記有効画素２Ａとほぼ同一の構成を有
している。しかしながら、上述したように、ＯＢ部画素
２Ｂの上部には、ＯＢ部金属遮光膜５が形成されてい
る。

【００１５】図９は、ＯＢ部画素２Ｂの一構成例を示す
断面図である。このＯＢ部画素２Ｂ−ａの構成は、図８
に示す有効画素２Ａ−ａの構成と基本的に同様である
が、ＢＰＤ１１３への光の入射を規制するＯＢ部金属遮
光膜５が、垂直信号線１１０の上部に、画素部全体を覆
うように形成されている。

【００１６】従って、このＯＢ部画素２Ｂ−ａにおける
ＢＰＤ１１３は光感度を有さず、ｐ^-領域１０３には、
暗電流のみが蓄積される。垂直信号線１１０からは、Ｂ
ＰＤ１１３の暗電流成分に対応したＭＩＳＳＩＴ１１４
の出力信号が出力される。すなわち、この信号は、被写
体の光に対応しない信号であり、有効画素２Ａから読み
出された画像信号を処理する基準信号として用いられ
る。なお、ＢＰＤ１１３の暗電流成分は、ＢＰＤ１１３
の温度に対応して変化する。

【００１７】読み出し回路６は、画素領域１のすべての
画素２（有効画素２Ａ及びＯＢ部画素２Ｂ）の蓄積して
いる信号（画像信号及び画像処理基準信号）を読み出
し、出力端子８から外部に出力する。画素領域１及び読
み出し回路６の周囲に配置されている周辺回路領域７に
は、この固体撮像装置の動作を制御する所定の回路（例
えば、読み出し回路６の制御回路等）が形成されてい
る。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、固体
撮像装置が増幅型固体撮像装置である場合（各画素２が
信号を増幅する増幅部を有している場合）、ＯＢ部領域
４では、ＯＢ部金属遮光膜５を、垂直信号線１１０の上
側に、ＯＢ部画素２Ｂ−ａの全面にわたって覆う必要が
ある（ＢＰＤ１１３への光の入射を規制するため）。

【００１９】従って、従来の固体撮像装置においては、
ＯＢ部金属遮光膜５を形成する工程の分だけ煩雑さが増
加し、さらに製造工程の増加に伴って、歩留まりが悪化
するという課題がある。

【００２０】また、ＯＢ部領域４内では、ＯＢ部金属遮
光膜５がＯＢ部画素２Ｂの上部の全面に形成されてい
る。一方、受光部有効画素領域３内の有効画素２Ａの上
部には、金属遮光膜は形成されていない。このため、Ｏ
Ｂ部画素２Ｂの層の厚さが、有効画素２Ａの層の厚さよ
りも、ＯＢ部金属遮光膜５の分だけ厚くなり、画素領域
１の表面が平坦でなくなってしまう。

【００２１】この固体撮像装置を用いて、被写体をカラ
ーで撮像する場合、カラーフィルタ、黒フィルタ等を画
素領域１の表面の全面に形成する。しかしながら、上記
のように、画素領域１の表面が平坦でない場合、カラー
フィルタ等にも、受光部有効画素領域３とＯＢ部画素領
域４で段差が生じてしまう。すると、特に受光部有効画
素領域３とＯＢ部画素領域４の境界における光学的特性
が、中央部における光学的特性と異なるものとなり、均
一なカラー画像を得ることが困難になる。そこで、これ
を防止するため、画素領域１の表面の全面に平坦化膜を
形成して表面を平坦にし、その平坦化膜の上面にカラー
フィルタ等を形成するようにしている。

【００２２】しかしながら、画素領域１の表面を充分に
平坦にするには、ＯＢ部金属遮光膜５がある分、さらに
上記平坦化膜を厚く形成する必要がある。平坦化膜が厚
くなると、平坦化膜の上面に形成されるカラーフィルタ
等が各画素２から離れた位置（高い位置）に形成され
る。すると、１つの画素に、所望の光以外の光が斜め方
向から入射して混色が起きやすくなり、被写体を正確に
撮像することが困難になるという課題が生じる。

【００２３】同様に、複数のオンチップマイクロレンズ
を平坦化膜の上面の各画素２に対応する位置に設ける場
合においても、上記理由により混色が起きやすくなり、
さらに、斜め入射光の集光率も悪くなってしまう。

【００２４】さらに、ＯＢ部領域４に形成されている各
ＯＢ部画素２Ｂの、各々の特性のバラツキに対応して、
ＯＢ部画素２Ｂから出力される基準信号にもバラツキが
生じ、画像信号を正確に処理することが困難になるとい
う課題もある。

【００２５】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、製造工程を減少させるとともに、被写体を
正確に撮像することができるようにすることを目的とす
る。

【００２６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の固体撮
像装置は、入射光に対して光感度を有し、入射光を画像
信号に光電変換する、複数の画素を有する受光手段と、
画素の各々で得られた画像信号を、所定の読み出しタイ
ミングで読み出す信号読み出し手段と、受光手段とは別
の位置に配置され、画像信号を処理する場合に用いられ
る基準信号を生成する基準信号生成手段とを備えること
を特徴とする。

【００２７】請求項４に記載の固体撮像装置は、入射光
に対して光感度を有し、入射光を画像信号に光電変換す
る、複数の画素を有する受光手段と、受光手段の外周部
に配置され、入射光に対応しない、所定のレベルの信号
を出力する信号出力手段と、画像信号と、所定のレベル
の信号を、所定の読み出しタイミングで読み出す信号読
み出し手段と、受光手段及び信号出力手段とは別の位置
に配置され、画像信号を処理する場合に用いられる暗電
流成分を含む信号を生成する生成手段とを備えることを
特徴とする。

【００２８】請求項１に記載の固体撮像装置において
は、受光手段が入射光を画像信号に光電変換し、信号読
み出し手段が受光手段の光電変換した画像信号を所定の
タイミングで読み出す。基準信号生成手段は、受光手段
とは別の位置に配置され、画像信号を処理する場合に用
いられる基準信号を生成する。従って、ＯＢ部領域にお
ける遮光膜が不要となり、それに起因する弊害が除去さ
れる。

【００２９】請求項４に記載の固体撮像装置において
は、受光手段が入射光を画像信号に光電変換し、信号出
力手段は、入射光に対応しない所定のレベルの信号を出
力する。信号読み出し手段が受光手段の光電変換した画
像信号と信号出力手段の出力する所定のレベルの信号を
所定のタイミングで読み出す。生成手段は、受光手段及
び信号生成手段とは別の位置に配置され、画像信号を処
理する場合に用いられる暗電流成分を含む信号を生成す
る。従って、ＯＢ部領域における遮光膜が不要となり、
それに起因する弊害が除去される。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。なお、従来の場合と対応する部分には
同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。

【００３１】図１は、本発明を適用した固体撮像装置の
一実施例の構成を示す平面図である。本実施例の固体撮
像装置の構成は、図７に示す従来の固体撮像装置の構成
と基本的に同様であり、以下に示す構成が異なってい
る。すなわち、本実施例の固体撮像装置においては、Ｏ
Ｂ部画素２Ｂへの光の入射を規制するＯＢ部金属遮光膜
が形成されていない。また、ＯＢ部画素２Ｂの構成が、
有効画素２Ａの構成と異なっている（この点について
は、図２乃至図４を参照して後述する）。

【００３２】さらに、本実施例においては、有効画素２
Ａと同一の構成を有する別遮光画素１０が、周辺回路領
域７の所定の位置（画素領域１とは別の位置）に形成さ
れており、その別遮光画素１０の上部には、アルミ等よ
りなる別遮光画素用金属遮光膜１１が形成されている。
サンプル／ホールド回路（以下、Ｓ／Ｈ回路という）１
２は、別遮光画素１０に蓄積される信号（基準信号）
を、所定のタイミングでサンプリングして保持するよう
になされている。

【００３３】読み出し回路６の後段には、切り換えスイ
ッチ１３が配置されており、読み出し回路６の出力する
信号とＳ／Ｈ回路１２の出力する信号を、所定のタイミ
ングで切り換えて出力端子８を介して外部に出力するよ
うになされている。

【００３４】ここで、本実施例における有効画素２Ａの
構成とＯＢ部画素２Ｂの構成の違いについて説明する。

【００３５】本実施例における有効画素２Ａは、図７に
示す場合と同様に、例えば、図８に示す有効画素２Ａ−
ａと同一の構成を有している。

【００３６】一方、本実施例のＯＢ部画素２Ｂは、例え
ば以下に示すような構成を有している。

【００３７】図２は、本実施例のＯＢ部画素２Ｂの第１
の構成例を示す断面図である。本図に示すＯＢ部画素２
Ｂ−Ｘの構成は、図８に示す有効画素２Ａ−ａの構成と
基本的に同様であるが、図８に示すＢＰＤ１１３（その
ｐ^-領域１０３）が形成されていない点が異なってい
る。すなわち、このＯＢ部画素２Ｂ−Ｘは、入射光を信
号電荷に光電変換することができない（光感度を有しな
い）。従って、ＯＢ部画素２Ｂ−Ｘが出力する信号は、
入射光に対応しない、所定のレベルの信号（ＢＰＤに蓄
積された信号電荷が０の場合のＭＩＳＳＩＴ１１４の出
力信号）である。つまり、このＯＢ部画素２Ｂ−Ｘの上
部に、光の入射を規制するＯＢ部金属遮光膜を形成する
必要がなくなる。

【００３８】図３は、本実施例のＯＢ部画素２Ｂの第２
の構成例を示す断面図である。本図に示すＯＢ部画素２
Ｂ−Ｙの構成は、図８に示す有効画素２Ａ−ａの構成と
基本的に同様であるが、第２層ポリシリコンゲート１０
８が、上面から見て、ＢＰＤ１１３に重ならないように
形成されている。また、ＢＰＤ１１３の表面のｎ⁺型不
純物領域１０４が、ｐ^-型不純物領域１０３の上部の全
面に形成されている。

【００３９】従って、ＢＰＤ１１３のｐ^-領域１０３に
蓄積されている、入射光に対応する信号電荷が、出力段
であるＭＩＳＳＩＴ１１４に転送されない（第２層ポリ
シリコンゲート１０８の下に誘起されるＰチャンネルと
ＢＰＤ１１３のｐ^-領域１０３が接しないので、ｐ^-領域
１０３に蓄積されている電荷が転送スイッチを介して転
送されないため）。従って、ＯＢ部画素２Ｂ−Ｙが出力
する信号は、入射光に対応しない、所定のレベルの信号
（信号電荷０の場合のＭＩＳＳＩＴ１１４の出力信号）
である。つまり、このＯＢ部画素２Ｂ−Ｙの上部に、Ｏ
Ｂ部金属遮光膜を形成する必要がなくなる。

【００４０】図４は、本実施例のＯＢ部画素２Ｂの第３
の構成例を示す断面図である。本図に示すＯＢ部画素２
Ｂ−Ｚの構成は、図８に示す有効画素２Ａ−ａの構成と
基本的に同様であるが、第２層ポリシリコン配線１０８
ａを、ＢＰＤ１１３の上部に配置している（すなわち、
第２層ポリシリコン配線１０８ａは、転送スイッチのゲ
ートとして使用されない）。つまり、ＢＰＤ１１３とＭ
ＩＳＳＩＴ１１４の間に、転送スイッチそのものが形成
されていない。

【００４１】従って、本実施例においては、ＢＰＤ１１
３のｐ^-領域１０３に蓄積されている信号電荷がＭＩＳ
ＳＩＴ１１４に転送されない。従って、ＯＢ部画素２Ｂ
−Ｚが出力する信号は、入射光に対応しない、所定のレ
ベルの信号（信号電荷が０の場合のＭＩＳＳＩＴ１１４
の出力信号）である。つまり、このＯＢ部画素２Ｂ−Ｚ
の上部に、ＯＢ部金属遮光膜２を形成する必要がなくな
る。

【００４２】また、別遮光画素１０の上部に形成されて
いる別遮光画素用金属遮光膜１１は、画素領域１内の各
画素２の垂直信号線１１０をＢＰＤ１１３の上部に延長
することによって形成されている。すなわち、本実施例
においては、別遮光画素用金属遮光膜１１を形成するた
めの層を新たに増やす必要はない。

【００４３】次に、本実施例の固体撮像装置の動作につ
いて説明する。

【００４４】被写体からの光が画素領域１に入射する
と、受光部有効画素領域３内の有効画素２Ａは、その入
射光を信号電荷に光電変換して蓄積する。ＯＢ部画素２
Ｂが、図３及び図４にそれぞれ示すＯＢ部画素２Ｂ−
Ｙ，２Ｂ−Ｚである場合においては、ＯＢ部画素２Ｂ
も、被写体からの光を信号電荷に光電変換して蓄積す
る。一方、ＯＢ部画素２Ｂが図２に示すＯＢ部画素２Ｂ
−Ｘとされている場合においては、光電変換が行われな
い。

【００４５】なお、このとき、別遮光画素１０には、光
は入射していない。

【００４６】読み出し回路６は画素領域１内の各画素２
に蓄積されている信号を左下から右上に、順に読み出
す。読み出し回路６がＯＢ部画素２Ｂの信号を読み出し
ているとき、切り換えスイッチ１３はＳ／Ｈ回路１２側
に切り換えられ、Ｓ／Ｈ回路１２に保持されている別遮
光画素１０の基準信号が出力端子８を介して外部に出力
される。

【００４７】なお、上述したように、別遮光画素１０
は、有効画素２Ａと同一の構成を有しているので、暗電
流成分に対応する信号を生成するには、電荷の蓄積時間
を有効画素２Ａと同一にする必要がある。従って、Ｓ／
Ｈ回路１２は、別遮光画素１０に有効画素２Ａと同一の
時間だけ電荷が蓄積されたとき、これを基準信号（ＢＰ
Ｄ１１３の暗電流成分に対応したＭＩＳＳＩＴ１１４の
出力信号）としてサンプリングし、１フレームまたは１
フィールド（１画面）の期間、保持している。

【００４８】従って、出力端子８を介して外部に出力さ
れる基準信号は、１つの別遮光画素１０からサンプリン
グされたものであり、そのレベルは、同一画面内におい
ては、常に一定とされるので、基準信号のレベルのバラ
ツキが抑制されている。

【００４９】一方、読み出し回路６が有効画素２Ａの蓄
積している信号（画像信号）を読み出すとき、切り換え
スイッチ１３は、読み出し回路６側に切り換えられる。
これにより、読み出し回路６に読み出された各有効画素
２Ａの画像信号が、出力端子８を介して外部に出力され
る。

【００５０】なお、読み出し回路６、Ｓ／Ｈ回路１２、
切り換えスイッチ１３等は、周辺回路領域７に配置され
ている、図示せぬ制御回路によって制御されている。

【００５１】出力端子８を介して外部に出力された画像
信号は、別遮光画素１０の生成した基準信号を用いて処
理される。上述したように、この基準信号は、ＢＰＤ１
１３の暗電流成分を含んでおり、さらに、１つの画素
（別遮光画素１０）から抽出した信号である。従って、
受光部有効画素領域３から読み出された１画面分の画像
信号が、バラツキのない有効な基準信号によって処理さ
れるので、より正確な画像を得ることができる。

【００５２】以上のように、本実施例においては、ＯＢ
部画素２Ｂの上部にＯＢ部金属遮光膜を形成しないよう
にしたので、ＯＢ部金属遮光膜の形成工程が削除されて
煩雑さが減少する。また、製造工程の減少に伴い、歩留
まりの悪化を抑制することができる。さらに、ＯＢ部領
域４の厚さと受光部有効画素領域３の厚さが等しくなる
ので、平坦化膜を厚することなく、カラーフィルタ等を
画素領域１の全面に形成することができ、被写体を正確
に撮像することができる。

【００５３】図５は、本発明を適用した固体撮像装置の
他の実施例の構成を示す平面図である。本実施例の固体
撮像装置の構成は、図１に示す固体撮像装置の構成と基
本的に同様であり、以下に示す構成が異なっている。

【００５４】すなわち、本実施例の固体撮像装置におい
ては、画素領域１の内部のすべての画素が有効画素２Ａ
とされている。つまり、ＯＢ部画素２Ｂ（ＯＢ部領域
４）が形成されておらず、画素領域１が全て受光部有効
画素領域３とされており、図１の実施例に較べて、受光
部がより大きくされている。なお、その他の構成は、図
１に示す場合と同様である。

【００５５】本実施例においては、読み出し回路６の読
み出し動作を図１に示す場合から変更する必要がある。
つまり、本実施例の場合、読み出し回路６から出力され
る信号は、すべて被写体の画像信号であり、この画像信
号を処理するために用いられる基準信号が含まれていな
い。そこで、本実施例においては、読み出し回路６及び
切り換えスイッチ１３は、以下のように動作する。

【００５６】すなわち、読み出し回路６は、受光部有効
画素領域３（画素領域１）の水平方向の１ライン分の有
効画素２Ａを読み終わった後、また、１画面分の有効画
素２Ａを読み終わった後、受光部有効画素領域３の外周
部のＯＢ部領域の読み出し期間に対応する期間、画像信
号の読み出し動作を中断する。

【００５７】Ｓ／Ｈ回路１２は、図１に示す場合と同様
に、別遮光画素１０で生成された基準信号を１画面毎に
サンプリングして保持している。そして、読み出し回路
６が画像信号の読み出し動作を行わないとき、切り換え
スイッチ１３がＳ／Ｈ回路１２側に切り換えられ、Ｓ／
Ｈ回路１２に保持されている基準信号が出力端子８を介
して外部に出力される。

【００５８】一方、読み出し回路６が受光部有効画素領
域３から画像信号を読み出しているとき、切り換えスイ
ッチ１３は読み出し回路６側に切り換えられ、読み出し
回路６の読み出した画像信号が出力端子８を介して外部
に出力される。

【００５９】本実施例においては、画素領域１のすべて
を受光部有効画素領域３としたので、有効画素数を増加
させることができる。

【００６０】図６は、本発明を適用した固体撮像装置の
さらに他の実施例の構成を示す平面図である。本実施例
の固体撮像装置の構成は、図１に示す固体撮像装置の構
成と基本的に同様であるが、以下に示す構成が異なって
いる。

【００６１】すなわち、本実施例の固体撮像装置におい
ては、Ｓ／Ｈ回路１２の後段に補正回路２０が設けられ
ており、読み出し回路６の読み出した信号のうち、ＯＢ
部画素２Ｂから読み出した信号が補正回路２０に入力さ
れるようになされている。また、この補正回路２０に
は、Ｓ／Ｈ回路１２の保持している信号も入力される。

【００６２】スイッチ１３は、読み出し回路６が有効画
素２Ａの画像信号を読み出しているとき、読み出し回路
６側に切り換えられ、読み出し回路６顔Ｂ部画素２Ｂの
信号を読み出しているとき、補正回路２０側に切り換え
られる。

【００６３】すなわち、読み出し回路６の読み出した信
号のうち、有効画素２Ａから読み出した画像信号は、補
正回路２０に入力されず、出力端子８を介して外部に出
力される。

【００６４】補正回路２０は、読み出し回路６から入力
された信号（ＯＢ部画素２Ｂから読み出された信号）
を、Ｓ／Ｈ回路１２から入力された信号（別遮光画素１
０から読み出された信号）を用いて補正し、補正した信
号を基準信号として、出力端子８を介して外部に出力す
るようになされている。

【００６５】すなわち、ＯＢ部画素２Ｂの出力する信号
は、ＯＢ部画素２Ｂに入射した光に対応しない、所定の
レベル（信号電荷が０の場合のＭＩＳＳＩＴ１１４の出
力レベル）の信号であり、ＢＰＤ１１３の暗電流成分を
含んでいない。一方、別遮光画素１０から読み出される
信号は、ＭＩＳＳＩＴ１１４のリセット信号とＢＰＤ１
１３の暗電流を加算した信号である。

【００６６】本実施例における補正回路２０は、別遮光
画素１０から読み出された信号に含まれている案電流成
分を利用してＯＢ部画素２Ｂから読み出された信号を補
正して基準信号を生成する。この基準信号は、図１及び
図５に示す場合と同様に、別遮光場祖１０のＢＰＤ１１
３の暗電流成分を含む、バラツキのない基準信号である
ので、画像信号をより正確に処理することができる。

【００６７】以上の実施例においては、画素領域１と異
なる位置に、１つの別遮光画素１０を配置し、その別遮
光画素１０の上部に別遮光画素用金属遮光膜１１を形成
するようにしているが、例えば、３×３の複数の画素を
マトリクス状に配置し、その少なくとも中央部の画素の
上部に遮光膜を形成し、その周囲の画素をダミー画素と
し、その中央の画素を別遮光画素として用いるようにし
てもよい。このように、基準信号を出力する画素（別遮
光画素）の周囲に他の画素（ダミー画素）を配置するこ
とによって、有効画素と別遮光画素の形成条件を同一に
することができ、より正確に、暗電流成分を含む基準信
号を検出することができる。

【００６８】また、以上の実施例においては、ＢＰＤの
出力段にＭＩＳＳＩＴを設け、増幅型固体撮像装置とし
ているが、これに限らず、例えば、ＢＰＤの出力段にＣ
ＣＤを設けるようにしてもよい。また、切り換えスイッ
チ、Ｓ／Ｈ回路、補正回路等が素子の内部（画素領域の
周辺部）に形成されているが、これらの回路を素子の外
部に形成するようにしてもよい。

【００６９】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の固体撮
像装置によれば、画像信号を処理する場合に用いられる
基準信号を生成する基準信号生成手段を、受光手段とは
別の位置に配置するようにしたので、製造工程を減少さ
せることができるとともに、被写体をより正確に撮像す
ることができる。

【００７０】請求項４に記載の固体撮像装置によれば、
受光手段及び信号出力手段とは別の位置に配置される生
成手段の生成する信号を利用して、画像信号を処理する
場合に用いられる基準信号を生成するようにしたので、
製造工程を減少させることができるとともに、被写体を
より正確に撮像することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した固体撮像装置の実施例の構成
を示す平面図である。

【図２】図１に示すＯＢ部画素２Ｂの構成例を示す断面
図である。

【図３】図１に示すＯＢ部画素２Ｂの他の構成例を示す
断面図である。

【図４】図１に示すＯＢ部画素２Ｂのさらに他の構成例
を示す断面図である。

【図５】本発明を適用した固体撮像装置の他の実施例の
構成を示す平面図である。

【図６】本発明を適用した固体撮像装置のさらに他の実
施例の構成を示す平面図である。

【図７】従来の固体撮像装置の一構成例を示す平面図で
ある。

【図８】図７に示す有効画素２Ａの構成例を示す断面図
である。

【図９】図７に示すＯＢ部画素２Ｂの構成例を示す断面
図である。

【符号の説明】

１画素領域２画素２Ａ有効画素２ＢＯＢ部画素３受光部有効画素領域４ＯＢ部領域５ＯＢ部金属遮光膜６読み出し回路７周辺回路領域８出力端子１０別遮光画素１１別遮光画素用金属遮光膜１２Ｓ／Ｈ回路１３切り換えスイッチ２０補正回路１０１ｐ型基板１０２ｎ型ウェル１０３ｐ^-領域１０４ｎ⁺領域１０８第２層ポリシリコンゲート１０８ａ第２層ポリシリコン配線１０９第１層ポリシリコンゲート１１０垂直信号線１１３ＢＰＤ１１４ＭＩＳＳＩＴ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射光に対して光感度を有し、前記入射
光を画像信号に光電変換する、複数の画素を有する受光
手段と、前記画素の各々で得られた前記画像信号を、所定の読み
出しタイミングで読み出す信号読み出し手段と、前記受光手段とは別の位置に配置され、前記画像信号を
処理する場合に用いられる基準信号を生成する基準信号
生成手段とを備えることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】前記基準信号生成手段は、前記受光手段の前記画素と同一の構成の他の画素と、前記他の画素への光の入射を規制する遮光膜とを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】前記基準信号生成手段の生成する前記基
準信号を保持する信号保持手段をさらに備えることを特
徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】入射光に対して光感度を有し、前記入射
光を画像信号に光電変換する、複数の画素を有する受光
手段と、前記受光手段の外周部に配置され、前記入射光に対応し
ない、所定のレベルの信号を出力する信号出力手段と、前記画像信号と、前記所定のレベルの信号を、所定の読
み出しタイミングで読み出す信号読み出し手段と、前記受光手段及び信号出力手段とは別の位置に配置さ
れ、前記画像信号を処理する場合に用いられる暗電流成
分を含む信号を生成する生成手段とを備えることを特徴
とする固体撮像装置。
【請求項５】前記信号出力手段の出力する前記所定の
レベルの信号と、前記生成手段の生成する信号に含まれ
る前記暗電流成分を用いて、前記画像信号を処理する場
合に用いられる基準信号を生成する信号補正手段をさら
に備えることを特徴とする請求項４に記載の固体撮像装
置。
【請求項６】前記信号出力手段は、光を遮光する遮光
膜を有さず、かつ光感度を有しない複数の画素を備える
ことを特徴とする請求項４または５に記載の固体撮像装
置。