JPH11204768A - 固体撮像装置およびこれを備えた撮像システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高輝度の対象画像を撮像する場合にも、漏れ
入射光により黒基準信号が変動することなく、安定した
品質を有する固体撮像装置およびこれを用いた撮像シス
テムを提供する。 【解決手段】 固体撮像装置１０において転送電極５の
配線部２における形状を不規則な切欠きを有する形状と
し、かつ、遮光膜３の配線部２における形状をこの切欠
きに対応した凹部を備えた不規則な形状とする。

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、高輝度の被写体を撮像する撮像システムに用
いられる２次元エリアセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ（Ｃharge Ｃoupled Ｄevice ）
固体撮像装置は、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等の
撮像装置に広く使用され、近年はディジタルカメラ等の
登場により、様々な用途に用いられるようになってい
る。

【０００３】ここで、従来の技術による固体撮像装置の
構造について図面を参照しながら説明する。

【０００４】図５は、従来の技術による固体撮像装置の
一例を示す略示断面図である。

【０００５】同図に示すように、ｐ型の半導体基板９の
画素部１の領域の表面部に、入射光を受けてこれに応じ
た信号電荷を発生させるフォトダイオード等の光電変換
部３４が所定の間隔で配設されている。

【０００６】この光電変換部３４に隣接して、半導体基
板９の表面部に所定の間隔でｎ型の不純物がドープされ
た不純物拡散領域４ａ，４ｂ，４ｃが配設され、電荷転
送チャネル２７を形成している。

【０００７】同図においては、図示しないが、光電変換
部３４および電荷転送チャネル２７は、それぞれ紙面垂
直方向に列をなすように配設されている。

【０００８】半導体基板９上には酸化膜２２が形成さ
れ、この酸化膜２２上に上記不純物拡散領域４ａ〜４ｃ
に電圧を印加して電位の井戸を変化させる転送電極２５
が形成されている。

【０００９】この転送電極２５の形状は、画素部１にお
いては、電荷転送チャネル２７の各不純物拡散領域上を
覆い、かつ、光電変換部列方向の各光電変換部３４の相
互間の領域からこの電荷転送チャネル２７と略直角をな
すように水平に配線部２に延在した形状で形成され、そ
の端部は、コンタクト電極７を介してＣＣＤ駆動電極８
に接続されている。各電極は、アルミニウム等の金属材
料で形成されている。

【００１０】転送電極２５の上方の略全面には、アルミ
ニウム等の金属材料でなる遮光膜２３が形成されてい
る。この遮光膜２３は、図５に示すように、製造の工程
数を短縮させる等の理由から、半導体基板９の表面から
の高さがＣＣＤ駆動電極８とほぼ同一の高さで形成さ
れ、その端部は、ＣＣＤ駆動電極８の手前まで延在し、
開口２４の幅だけＣＣＤ電極と離隔している。この開口
の幅は、これを通過して入射する漏れ入射光の光量を減
少させるためと、レジストパターンの合わせ余裕等を考
慮する必要から可及的に微小な幅とされる。

【００１１】図５に示す固体撮像装置の略示平面図を図
６に示す。同図に示すように、光電変換部３４が垂直方
向に所定の間隔をもって列をなすように配設され、さら
に、この光電変換部３４が水平方向に複数列配設されて
いる。

【００１２】この光電変換部３４に隣接して電荷転送チ
ャネル２７が半導体基板９の表面部に形成されている。

【００１３】半導体基板９の上には、図示しない酸化膜
を介して転送電極２５，２６が光電変換部３４の列と略
直交をなすように、かつ、両者の短辺側の端部がわずか
に重なり合うように対向して配設され、各々の水平方向
端部は、コンタクト電極７を介して光電変換部３４の列
にほぼ平行に配設されたＣＣＤ駆動電極８に接続してい
る。

【００１４】転送電極２５の形状は、同図に示すとお
り、配線部２においては直線状をなしているが、画素部
においては光電変換部３４を避けるような規則的な切欠
きを有している。また、転送電極２６は、転送電極２５
と線対称の形状を有し、両者の互いに対向する切欠きに
より光電変換部３４に対応した開口部が形成される。

【００１５】さらに、転送電極２５，２６の上方には、
光電変換部３４にのみ被写体からの光が入射するよう
に、光電変換部が配設された位置に窓３１を有する遮光
膜２３が形成されている。

【００１６】この遮光膜２３は、光電変換部３４以外の
領域への入射光を遮断するために、アルミニウム等の金
属材料で形成されている。また、前述したとおり、半導
体基板９からの高さがＣＣＤ駆動電極８とほぼ同一の高
さで形成されているため、図６に示すように、その周縁
部はＣＣＤ駆動電極８の手前で終端するよう形成されて
おり、ＣＣＤ駆動電極８との間で微小な幅の間隙２４が
形成されている。

【００１７】この間隙２４は、極めて狭いため、この固
体撮像装置１５０を搭載した撮像システムを通常の環境
において使用する場合は、特に問題となることはない。

【００１８】この固体撮像装置１５０の動作は以下の通
りである。

【００１９】即ち、遮光膜２３の窓３１から入射した被
写体からの光１１は、光電変換部３４に入射して光量に
応じた信号電荷が発生する。この信号電荷は、ＣＣＤ駆
動電極８から転送電極２５，２６に供給される駆動信号
に基づいて不純物拡散領域４に移送された後、垂直方向
に隣接する不純物拡散領域４に順次転送され、図示しな
い出力部から順次出力されて被写体の画像信号が取出さ
れる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
固体撮像装置には、以下のような問題点があった。

【００２１】即ち、転送電極２５，２６と遮光膜２３
は、配線部２において、ともにほぼ平坦な断面形状で、
かつ、半導体基板９の表面の略全面を覆うように金属材
料で形成されている。

【００２２】このため、図５に示すように、入射光３２
のように転送電極２５に対して所定の角度で入射する漏
れ入射光がある場合は、同図の反射光３２’のように遮
光膜２３の下面と転送電極２５の上面とで反射を繰返し
ながら進行し、半導体基板９に吸収されることなく配線
部２の領域を通過して、画素部１の内部に漏れ込む。こ
のとき、この反射光３２が画素部１の周辺部に配設され
た黒基準光電変換部３４ｂに入射すると、黒基準信号の
変動をもたらし、出力された画像信号の輝度が現実の被
写体の輝度よりも著しく劣るという事態が発生する。

【００２３】この問題は、前述のとおり、通常の使用環
境において顕在化することは少ない。

【００２４】しかし、特に撮像システムを屋外で太陽光
に向ける場合や、室内においてもハロゲンランプのフィ
ラメントを撮影する場合など、被写体の輝度が極めて高
いときは、遮光膜２３とＣＣＤ駆動電極８との間隙２４
から漏れ入った入射光により、黒基準信号が変動し、所
望の画像を得ることができなかった。

【００２５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、高輝度の被写体を撮像する場合に
も、黒基準信号が変動することなく、安定した画像信号
を出力する固体撮像装置およびこれを用いた撮像システ
ムを提供することにある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明は以下の手段によ
り上記課題の解決を図る。即ち、本発明（請求項１）に
よれば、入射光に応じた信号電荷を発生する光電変換部
と、前記光電変換部に隣接して形成された不純物拡散領
域と、その上方に形成された転送電極とを有し、前記信
号電荷を転送する転送部と、前記光電変換部に対応した
開口を有し、他の領域に対しては、入射光の入射を遮断
するとともに、前記転送電極との境界部の間隙から入射
する漏れ入射光の前記光電変換部への到達を阻む下面を
有する遮光膜とを備えた固体撮像装置が提供される。

【００２７】前記遮光膜は、前記漏れ入射光を下面で反
射させる凹凸形状を前記光電変換部および前記不純物拡
散領域が形成された領域外の配線領域において有すると
良い。

【００２８】また、前記転送電極は、前記光電変換部が
形成された領域においては前記光電変換部に対応した第
１の切欠きを、前記配線領域においては前記漏れ入射光
を半導体基板に導く第２の切欠きを有するとさらに良
い。

【００２９】また、前記第２の切欠きは、それぞれ不規
則な幅を有し、それぞれ不規則なピッチで設けられ、前
記遮光膜の凹凸形状は、それぞれ不規則な大きさを有
し、それぞれ不規則なピッチで形成されていることが好
ましい。

【００３０】さらに、前記配線領域は、前記半導体基板
の表面に形成されたフィールド酸化膜の領域を含むこと
が望ましい。

【００３１】また、本発明（請求項６）によれば、半導
体基板の素子形成領域の周辺に形成されたフィールド酸
化膜と、前記素子形成領域の上に所定のピッチをもって
列をなすように配設された光電変換素子でなる複数の光
電変換素子列と、前記光電変換素子列に隣接して前記半
導体基板の表面部に形成された信号電荷転送チャネルと
なる不純物拡散領域と、前記半導体基板の表面に形成さ
れた酸化膜と、前記光電変換素子列と略直角をなすよう
に前記素子形成領域から前記フィールド酸化膜上に延在
して前記酸化膜の上に導電性材料で形成され、前記素子
形成領域においては、それぞれ前記光電変換素子に対応
した規則的な幅とピッチにより前記光電変換部を避ける
第１の切欠きを有し、前記不純物拡散領域を覆う残部か
らこの不純物拡散領域に電圧を印加してその電位の井戸
を変化させることにより前記信号電荷を転送し、前記フ
ィールド酸化膜上においては、不規則な幅とピッチによ
り前記酸化膜を露出させる第２の切欠きとを有する相互
に線対称の形状で対向する複数の転送電極と、前記素子
形成領域から前記フィールド酸化膜上の略全面に入射光
を遮断する導電性材料で形成され、前記光電変換素子の
位置に対応した開口と、前記転送電極の第２の切欠きに
対応した凹凸部とを備え、被写体からの入射光は、前記
開口により前記光電変換素子に導き、周辺部から入射す
る漏れ入射光は、フィールド酸化膜上の領域内で前記凹
凸部の下面にて反射させて、前記転送電極の前記第２の
切欠きに露出した酸化膜を介して前記半導体基板に導く
遮光膜とを備えた固体撮像装置が提供される。

【００３２】また、本発明（請求項７）によれば、被写
体からの入射光を受け取る光学系と、前記光学系を介し
て入射された光から信号電荷を得る請求項１ないし６の
いずれかに記載の固体撮像装置と、前記信号電荷から２
次元画像を得る信号処理系と、前記信号処理系の出力信
号に基づき前記光学系及び前記固体撮像装置を駆動する
駆動系と、前記信号処理系で得られた２次元画像信号を
格納する記憶手段と、前記信号処理系で得られた２次元
画像信号を表示する画像表示装置と、システム全体の制
御を行う制御手段とを備えた撮像システムが提供され
る。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態のいく
つかについて図面を参照しながら説明する。

【００３４】なお、以下の各図において、図５および図
６と同一の部分には同一の参照番号を付してその説明は
省略する。また、転送電極５ａ〜５ｆおよび１５ａ〜１
５ｆは、それぞれ一体の電極として形成されているが、
入射光に対する作用を説明するため、それぞれ異なる符
号を付す。

【００３５】図２は、本発明にかかる固体撮像装置の第
１の実施の形態を示す略示平面図であり、また、図１
は、図２に示す固体撮像装置１０のＢ−Ｂ切断面の略示
断面図である。

【００３６】本発明の特徴は、図１および図２に示す転
送電極５，６および遮光膜３の配線部における不均一な
形状にあり、これにより、遮光膜３の下面に多数の反射
面を設け、漏れ入射光を乱反射させて、配線部２内の半
導体基板９の表面部に吸収させる点にある。

【００３７】図２に示す固体撮像装置１０は、図５およ
び図６に示す従来の技術による固体撮像装置と略同一の
材質および形状をもって配設された光電変換部３４、電
荷転送チャネルおよびＣＣＤ駆動電極８を備えている。

【００３８】転送電極５，６および遮光膜３の画素部１
における形状は、図５および図６に示す従来技術と略同
一であり、これらの配線部２における形状が本実施形態
において特徴的な部分である。

【００３９】即ち、図２に示すように、まず、転送電極
５の形状について、配線部２の領域においても切欠きを
設け、かつ、この切欠きの幅およびピッチをそれぞれ無
作為に設定することにより、不規則な切欠きを備えた不
規則な形状としている点である。また、また、転送電極
６は、転送電極５と線対称形状を有し、両者の切欠きに
より半導体基板９の表面に形成された酸化膜２２が露出
している。

【００４０】次に、転送電極５，６の上に形成する遮光
膜３について、転送電極５，６の切欠きに対応した凹部
を有する形状とし、ＣＣＤ駆動電極８との間隙２４から
入射する漏れ入射光を乱反射させるための多数の反射面
を下面に備えている。

【００４１】次に、この固体撮像装置１０の構造を図１
の略示断面図を用いて説明する。

【００４２】同図に示すように、半導体基板９の画素部
１の領域に光電変換部３４が所定の間隔をもって配設さ
れ、この光電変換部３４に隣接して、半導体基板９の表
面部にｎ型の不純物拡散領域４からなる電荷転送チャネ
ルが形成されている。

【００４３】この電荷転送チャネルの上には、酸化膜２
２を介して転送電極５が形成され、同図においては、切
欠きの残部５ａ〜５ｆの断面が示されている。また、こ
の転送電極５の上方には、画素部１においては、光電変
換部３４に対応した窓３１を有し、また、配線部２にお
いては、転送電極５の切欠きに対応した凹部を有する遮
光膜３が形成されている。

【００４４】上述のとおり、転送電極５の切欠きは、画
素部１の領域においては、所定の間隔をもって規則的な
幅を有するように形成されているが、配線部２の領域に
おいては、不規則な幅を有し、かつ、不規則な間隔で形
成されている。

【００４５】さらに、遮光膜３についても、画素部１の
領域においては、光電変換部３４に対応して所定の大き
さの窓３１が所定の間隔をもって設けられているが、配
線部２においては、転送電極５および転送電極６（図２
参照）の切欠きに対応して不規則な大きさの凹部が不規
則な間隔をもって形成されている。

【００４６】このような形状を有する転送電極５および
遮光膜３の入射光に対する作用を図１の断面図を参照し
ながら説明する。

【００４７】遮光膜３とＣＣＤ駆動電極８との間隙２４
に入射する漏れ入射光のうち、転送電極の上面に対して
直角に近い角度で入射する漏れ入射光（図示せず）は、
同一の角度で反射し再び間隙２４から出射するため、図
５に示す従来技術による固体撮像装置１５０と同様に、
問題が生じることはない。

【００４８】次に、ＣＣＤ駆動電極８側から入射する漏
れ入射光１２について述べると、漏れ入射光１２は、間
隙２４を通過して遮光膜３のＣＣＤ駆動電極８側の周縁
部直下の転送電極５ｆの上面に入射し、これに反射した
反射光１２’は、遮光膜３の周縁部下面に照射して反射
した後、酸化膜２２を通過して半導体基板９に吸収され
る。

【００４９】次に、画素部１側から入射する漏れ入射光
１４について述べると、漏れ入射光１４は、間隙２４を
通過してＣＣＤ駆動電極８の遮光膜３側の周縁部直下の
転送電極５ｆの上面に入射し、これに反射した反射光１
４’は、コンタクト電極７の紙面左側側面で反射した
後、遮光膜３の周縁部下面、遮光膜３の凹部３ｅの紙面
右側側面、転送電極５ｆの周縁上面、遮光膜３の凹部３
ｅの下面と反射して進行し、さらに、転送電極５ｅの上
面と遮光膜３の下面との反射を繰返した後、酸化膜２２
を通過して半導体基板９の表面に入射して吸収される。

【００５０】このように、本実施形態の固体撮像装置１
０によれば、配線部２の領域において不規則な形状を有
する転送電極５，６および遮光膜３を備えているので、
遮光膜３は、その下面に多数の反射面を有し、また、半
導体基板９の表面には、転送電極５，６の切欠きにより
酸化膜２２が露出している。これにより、遮光膜３とＣ
ＣＤ駆動電極８との間隙２４から入射した漏れ入射光
は、転送電極５の上面と遮光膜３の下面との間で乱反射
を繰返し、画素部１の領域に達することなく、転送電極
５の切欠きに露出した酸化膜２２を通過して半導体基板
９の表面部に吸収される。これにより、高輝度の被写体
を撮像した場合においても、黒基準信号を変動させるこ
となく、安定した画像信号を出力することができる。

【００５１】次に、本発明にかかる固体撮像装置の第２
の実施の形態について図３を参照しながら説明する。

【００５２】図３は、本発明にかかる固体撮像装置の第
２の実施の形態を示す略示断面図である。

【００５３】本実施形態の特徴は、フィールド酸化膜２
１上に形成した配線部２の領域に本発明を適用した点に
ある。

【００５４】同図に示すように、半導体基板９上にフィ
ールド酸化膜２１が形成され、素子形成領域を画定して
いる。本実施形態においては、この素子形成領域に画素
部１が形成され、また、フィールド酸化膜２１上に配線
部２が形成されている。

【００５５】同図に示すように、画素部１の構成は、図
１に示した第１の実施形態である固体撮像装置１０と略
同一であり、半導体基板９の表面部に光電変換部３４が
所定の間隔をもって配設され、この光電変換部３４に隣
接して、半導体基板９の表面部に、ｎ型の不純物拡散領
域４からなる電荷転送チャネルが所定の間隔で形成され
ている。また、画素部１の周縁部であって、配線部２と
の境界付近には、黒基準信号を発生する黒基準光電変換
部３４ｂが形成されている。なお、同図においては、図
示しないが、光電変換部３４の上には、色フィルタが配
設されており、各光電変換部３４において、入射光の光
量に応じて赤、緑、青の３原色に分離した信号電荷が発
生する。

【００５６】転送電極１５は、素子形成領域およびフィ
ールド酸化膜２１の領域の双方にわたって切欠きを有す
るように形成されている。即ち、図３においては、転送
電極１５の形状のうち、切欠きの残部の断面が示されて
おり、第１の実施形態と同様に、切欠きは、画素部１の
領域においては、電荷転送チャネルに対応して所定の幅
およびピッチで規則的に形成され、この一方、フィール
ド酸化膜２１上の配線部２の領域においては、不規則な
幅をもって、かつ、それぞれ不規則なピッチで形成さ
れ、それぞれの切欠きは、隣接して線対称の形状で形成
される図示しない転送電極１６とともに、画素部１にお
いては光電変換部を避け、配線部２においては、酸化膜
２２を露出させている。また、転送電極１５の端部は、
コンタクト電極７を介してＣＣＤ駆動電極８と接続され
ており、ＣＣＤ駆動電極８からの駆動信号の供給を受け
る。

【００５７】また、遮光膜１３についても、第１の実施
の形態と同様に、上述の転送電極１５の形状に対応した
形状を有している。即ち、画素部１の領域においては、
光電変換部３４に対応した窓３１が所定の幅とピッチで
反復して形成されているが、配線部２の領域において
は、転送電極１５の各切欠きに対応して不規則な大きさ
の凹部が不規則なピッチで形成されている。

【００５８】さらに、同図に示すように、転送電極１５
および遮光膜１３は、緩やかな傾斜を有するフィールド
酸化膜２１の領域に延在して形成されているため、配線
部２の領域においてフィールド酸化膜２１の傾斜に対応
した傾斜をもって形成されている。これにより、配線部
２の領域において、転送電極１５の上面は、緩やかな湾
曲面を有し、さらに、遮光膜１３の下面は、複雑な反射
面を多数備えている。

【００５９】このような形状を有する遮光膜１３および
転送電極１５の入射光に対する作用を以下に説明する。

【００６０】まず、画素部１においては、被写体からの
光１１が光電変換部３４に入射し、これに応じた信号電
荷が発生する。

【００６１】配線部２において、転送電極１３とＣＣＤ
駆動電極８との間隙２４に入射する漏れ入射光のうち、
転送電極１５の上面に対して直角に近い角度で入射する
漏れ入射光（図示せず）は、同一の角度で反射し再び間
隙２４から出射するため、従来技術と同様に、問題にな
ることはない。

【００６２】次に、ＣＣＤ駆動電極８側から入射する漏
れ入射光１７について述べると、漏れ入射光１７は、間
隙２４を通過して遮光膜１３のＣＣＤ駆動電極８側の周
縁部下付近の転送電極１５ｆの上面に入射し、これに反
射した反射光１７’は、遮光膜１３の凹部１３ｅの下面
のコンタクト電極７側の側面に反射した後、コンタクト
電極７の側面、転送電極１５ｆのコンタクト電極７付
近、遮光膜１３の凹部１３ｄの側面、転送電極１５ｅの
上面および遮光膜１３の傾斜部分の下面と、反射を順次
繰返した後、酸化膜２２を通過して半導体基板９に吸収
される。

【００６３】次に、画素部１側から入射する漏れ入射光
１８について述べると、漏れ入射光１８は、間隙２４を
通過してＣＣＤ駆動電極８の遮光膜１３側の端部下付近
の転送電極１５ｆの上面に入射し、この反射光１８’
は、ＣＣＤ駆動電極８の下面、コンタクト電極７の側面
で反射した後、再び転送電極１５ｆの上面で反射して間
隙２４を通過して遮光膜１３の外側へ出射する。

【００６４】このように、本実施形態の固体撮像装置２
０によれば、転送電極１５を切欠きを有する形状とし、
この切欠きに半導体基板９の上の酸化膜２２を露出させ
ることにより、漏れ入射光を画素部１に達する前にこの
酸化膜２２を通過して半導体基板９内に吸収させるとと
もに、配線部２をフィールド酸化膜２１の上に形成する
ことにより、遮光膜１３および転送電極１５をフィール
ド酸化膜２１の形状に対応した緩やかな傾斜を有する形
状で形成しているので、転送電極１５の上面に緩やかな
湾曲面を設けるとともに、遮光膜１３の下面に複雑な反
射面を設けることができる。

【００６５】これにより、遮光膜１３とＣＣＤ駆動電極
８との間隙２４から入射する漏れ入射光が画素部１の黒
基準光電変換部３４ｂに到達することを防止できるの
で、高輝度の被写体についても正確な画像信号を取出す
ことができる。

【００６６】なお、上述の実施形態においては、いずれ
の場合も、配線部の領域において不規則な形状を有する
転送電極および遮光膜を備えた実施形態について説明し
たが、配線部と同様に規則的な形状であっても、半導体
基板が露出するための切欠きを有する転送電極およびこ
の切欠きに対応した凹部を有する遮光膜とを備えていれ
ば、漏れ入射光を画素部に到達させることなく、半導体
基板に吸収させることは十分に可能である。また、転送
電極に切欠きが設けられず、配線部において半導体基板
の露出面がなくても、遮光膜が凹凸の形状を有していれ
ば、その凹部の下面により、漏れ入射光が乱反射をする
ので、遮光膜と転送電極との間に堆積された絶縁膜等に
より光量が減衰するため、画素部への到達を阻むことが
できる。

【００６７】次に、本発明にかかる撮像システムの実施
の形態について図面を参照しながら説明する。

【００６８】図４は、本発明にかかる撮像システムの実
施の形態の基本的な構成を示すブロック図である。

【００６９】図４に示す撮像システム１２０は、システ
ム全体を制御するＣＰＵ１２１、撮像レンズ等でなる光
学部１２６およびこの光学部１２６を駆動する光学駆動
系１２３でなる光学系、本発明にかかるＣＣＤ固体撮像
装置２０、ＣＣＤ固体撮像装置２０の垂直転送部や水平
転送部などの制御を行うＣＣＤ駆動系１２２、ＣＣＤ固
体撮像装置２０により光電変換され発生した信号電荷を
処理する信号処理系１２７、信号処理系１２７により得
られた画像を格納する記憶手段１３０並びに画像を表示
する表示部１３１とを備えている。

【００７０】本実施形態における撮像システム１２０の
動作は以下の通りである。

【００７１】即ち、光学駆動系１２３からの制御信号に
より撮像レンズ等が調整された光学部１２６に入射した
光は、光学系ＬＰＦ（Ｌow Ｐass Ｆilter ）により、
高周波数成分を除去された後、ＣＣＤ固体撮像装置２０
に入射し、赤、緑、青の３原色に分離して光量に応じた
信号電荷が発生する。

【００７２】発生した各信号電荷は、ＣＣＤ駆動系１２
２から供給される駆動信号に基づいて、信号電荷毎に垂
直転送部および水平転送部により移送され、信号処理系
１２７へ転送される。

【００７３】信号処理系１２７では、信号電荷に対し、
各種の変調・補正・信号増幅等の処理がなされ、高帯域
輝度信号が形成される。また、信号電荷から照度や被写
体との距離等がＣＰＵ１２１によって算出され、光学系
を駆動するための制御信号が光学駆動系１２３へ送られ
る。信号処理系で暗電流・スミア成分等が検出された場
合は、ＣＰＵ１２１がＣＣＤ駆動系１２２を制御して高
速掃き出し駆動などの制御信号をＣＣＤ固体撮像装置２
０に出力させ、垂直転送部等により除去される。こうし
て得られた高帯域輝度信号は、信号処理系１２７により
処理が容易なディジタル信号に変換され、画像データ圧
縮等の処理を行った後、メモリカードなどの記憶手段１
３０に２次元カラー画像として格納される。また、記憶
手段に格納する前に液晶画面等の表示部１３１により表
示され、静止画像を確認することができる。

【００７４】図４に示す撮像システム１２０では、本発
明にかかるＣＣＤ固体撮像装置２０が使用されているの
で、太陽光やハロゲンランプのフィラメント等の高輝度
の被写体を撮像する場合にも、黒基準信号が変動するこ
となく、安定した品質の画像を提供することができる。

【００７５】

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明は以下の効
果を奏する。即ち、本発明によれば、転送手段の配置に
対応した切欠き形状を全面に有する転送電極と、この転
送電極の切欠きに対応した凹凸形状を有する遮光膜とを
備えているので、遮光膜の周辺部から入射した漏れ入射
光を遮光膜の凹部下面で乱反射させ、画素部の領域に達
することなく、転送電極の切欠きに露出した半導体基板
の内部に吸収させることができる。これにより、高輝度
の画像を撮像した場合においても、黒基準信号を変動さ
せることなく、安定した画像信号を出力する固体撮像装
置が提供される。

【００７６】また、本発明によれば、不規則なピッチで
形成された切欠き形状を配線領域において有する転送電
極と、この切欠きに対応して不規則な大きさを有する凹
部が不規則なピッチで配設された遮光膜とを備えている
ので、遮光膜の下面が備える複雑な反射面により、漏れ
入射光をさらに乱反射させて、転送電極の切欠きに露出
した半導体基板の内部に吸収させることができる。これ
により、高輝度の画像を撮像した場合においても、黒基
準信号を変動させることなく、さらに安定した画像信号
を出力する固体撮像装置が提供される。

【００７７】また、配線領域がフィールド酸化膜上の領
域である場合は、上記遮光膜および転送電極が半導体基
板に対し緩やかな傾斜を有することになるため、転送電
極の上面が緩やかな湾曲面を有し、かつ、遮光膜が下面
に備える反射面がさらに複雑な形状となるので、漏れ入
射光をさらに複雑に乱反射させることができる。これに
より、高輝度の画像を撮像した場合においても、黒基準
信号を変動させるおそれがより一層少なくなるので、さ
らに安定した画像信号を出力する固体撮像装置が提供さ
れる。

【００７８】また、本発明によれば、上記効果を奏する
固体撮像装置を備えているので、高輝度の被写体を撮像
する場合にも、黒基準信号が変動することなく、安定し
た品質の画像が得られる撮像システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる固体撮像装置の第１の実施の形
態を示す略示断面図である。

【図２】図１に示す固体撮像装置の略示平面図である。

【図３】本発明にかかる固体撮像装置の第２の実施の形
態を示す略示断面図である。

【図４】本発明にかかる撮像システムの実施の形態の基
本的な構成を示すブロック図である。

【図５】従来の技術による固体撮像装置の一例を示す略
示断面図である。

【図６】図５に示す固体撮像装置の略示平面図である。

【符号の説明】

１ 画素部 ２ 配線部 ３，１３，２３ 遮光膜 ４ａ，４ｂ，４ｃ 不純物拡散領域 ５，６，１５，１６，２５，２６ 転送電極 ７ コンタクト電極 ８ ＣＣＤ駆動電極 ９ 半導体基板 １０，２０ 本発明の実施の形態である固体撮像装置 １１ 画素部への入射光 １２，１４，１７，１８，３２ 転送電極への漏れ入射
光 １２’，１４’，１７’，１８’，３２’ 漏れ入射光
の転送電極からの反射光 ２１ フィールド酸化膜 ２７ 電荷転送チャネル ３１ 遮光膜の窓 ３４ 光電変換部 ３４ｂ 黒基準光電変換部 １２０ 本発明の実施の形態である撮像システム １２１ ＣＰＵ １２２ ＣＣＤ駆動系 １２３ 光学駆動系 １２７ 信号処理系 １２６ 光学部 １３０ 記憶手段 １３１ 表示部 １５０ 従来の技術による固体撮像装置の一例

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入射光に応じた信号電荷を発生する光電変
   換部と、 前記光電変換部に隣接して形成された不純物拡散領域
   と、その上方に形成された転送電極とを有し、前記信号
   電荷を転送する転送部と、 前記光電変換部に対応した開口を有し、他の領域に対し
   ては、入射光の入射を遮断するとともに、前記転送電極
   との境界部の間隙から入射する漏れ入射光の前記光電変
   換部への到達を阻む下面を有する遮光膜とを備えた固体
   撮像装置。
2. 【請求項２】前記遮光膜は、前記漏れ入射光を下面で反
   射させる凹凸形状を前記光電変換部および前記不純物拡
   散領域が形成された領域外の配線領域において有するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 【請求項３】前記転送電極は、前記光電変換部が形成さ
   れた領域においては前記光電変換部に対応した第１の切
   欠きを、前記配線領域においては前記漏れ入射光を半導
   体基板に導く第２の切欠きを有す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。
4. 【請求項４】前記第２の切欠きは、それぞれ不規則な幅
   を有し、それぞれ不規則なピッチで設けられ、 前記遮光膜の凹凸形状は、それぞれ不規則な大きさを有
   し、それぞれ不規則なピッチで形成されていることを特
   徴とする請求項３に記載の固体撮像装置。
5. 【請求項５】前記配線領域は、前記半導体基板の表面に
   形成されたフィールド酸化膜の領域を含むことを特徴と
   する請求項１ないし４のいずれかに記載の固体撮像装
   置。
6. 【請求項６】半導体基板の素子形成領域の周辺に形成さ
   れたフィールド酸化膜と、 前記素子形成領域の上に所定のピッチをもって列をなす
   ように配設された光電変換素子でなる複数の光電変換素
   子列と、 前記光電変換素子列に隣接して前記半導体基板の表面部
   に形成された信号電荷転送チャネルとなる不純物拡散領
   域と、 前記半導体基板の表面に形成された酸化膜と、 前記光電変換素子列と略直角をなすように前記素子形成
   領域から前記フィールド酸化膜上に延在して前記酸化膜
   の上に導電性材料で形成され、前記素子形成領域におい
   ては、それぞれ前記光電変換素子に対応した規則的な幅
   とピッチにより前記光電変換部を避ける第１の切欠きを
   有し、前記不純物拡散領域を覆う残部からこの不純物拡
   散領域に電圧を印加してその電位の井戸を変化させるこ
   とにより前記信号電荷を転送し、前記フィールド酸化膜
   上においては、不規則な幅とピッチにより前記酸化膜を
   露出させる第２の切欠きとを有する相互に線対称の形状
   で対向する複数の転送電極と、 前記素子形成領域から前記フィールド酸化膜上の略全面
   に入射光を遮断する導電性材料で形成され、前記光電変
   換素子の位置に対応した開口と、前記転送電極の第２の
   切欠きに対応した凹凸部とを備え、被写体からの入射光
   は、前記開口により前記光電変換素子に導き、周辺部か
   ら入射する漏れ入射光は、フィールド酸化膜上の領域内
   で前記凹凸部の下面にて反射させて、前記転送電極の前
   記第２の切欠きに露出した酸化膜を介して前記半導体基
   板に導く遮光膜とを備えた固体撮像装置。
7. 【請求項７】被写体からの入射光を受け取る光学系と、 前記光学系を介して入射された光から信号電荷を得る請
   求項１ないし６のいずれかに記載の固体撮像装置と、 前記信号電荷から２次元画像を得る信号処理系と、 前記信号処理系の出力信号に基づき前記光学系及び前記
   固体撮像装置を駆動する駆動系と、 前記信号処理系で得られた２次元画像信号を格納する記
   憶手段と、 前記信号処理系で得られた２次元画像信号を表示する画
   像表示装置と、 システム全体の制御を行う制御手段とを備えた撮像シス
   テム。