(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部と、前記光電変換部で発生した電荷をゲートから入力して増幅し、増幅後の信号をソースから信号線に出力する増幅トランジスタとを、前記半導体基板の画素領域内の画素ごとに有し、
負荷トランジスタを前記信号線ごとに有し、
前記画素領域は、
有効信号を出力する有効画素が配置されている有効画素領域と、
前記有効画素領域の周辺に設けられており、前記半導体基板に入射される光から前記光電変換部を遮光する遮光部を備える遮光画素領域と
を有し、
前記遮光画素領域は、
前記有効信号の黒レベルの基準信号を各画素から出力するオプティカル・ブラック領域と、
前記画素領域内で前記有効画素領域と前記オプティカル・ブラック領域との間に設けられ、前記有効画素領域から漏れてくる光により発生した電荷を増幅トランジスタのゲートから強制的に排出する電荷排出画素を備える電荷排出領域と
を有し、
前記有効画素領域と前記オプティカル・ブラック領域の各画素は、増幅トランジスタのソースが、前記負荷トランジスタを電気的に接続した状態で信号を出力し、
前記電荷排出画素は、増幅トランジスタのソースが、前記負荷トランジスタと電気的に非接続である、
固体撮像装置。
【請求項２】
前記電荷排出画素と、前記オプティカル・ブラック領域の各画素と、前記有効画素は、前記半導体基板内の同じ導電型のウェルに設けられている、
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記電荷排出画素と、前記オプティカル・ブラック領域の各画素と、前記有効画素は、それぞれ、転送トランジスタと、前記増幅トランジスタと、選択トランジスタと、リセットトランジスタと
を有し、
前記電荷排出領域においては、
前記転送トランジスタのゲートは、転送信号がゲートに供給される転送線と電気的に接続されておらず、当該転送トランジスタがオン状態になる電位が供給されるように構成されており、
前記リセットトランジスタのゲートは、リセット信号がゲートに供給されるリセット線と電気的に接続されておらず、当該リセットトランジスタがオン状態になる電位が供給されるように構成されている、
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記転送トランジスタは、前記光電変換部のそれぞれに対して１つずつ設けられており、
前記増幅トランジスタと前記選択トランジスタと前記リセットトランジスタは、前記光電変換部を複数含む組に対して、１つずつ設けられている、
請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記電荷排出画素と、前記オプティカル・ブラック領域の各画素と、前記有効画素は、それぞれ、転送トランジスタと、前記増幅トランジスタと、選択トランジスタと、リセットトランジスタとを含み、
前記電荷排出領域においては、
前記転送トランジスタのゲートは、転送信号がゲートに供給される転送線と電気的に接続されておらず、当該転送トランジスタがオン状態になる電位が、前記転送トランジスタのゲート、および、ドレインに相当する、フローティングディフュージョンに印加されるように構成されている、
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記転送トランジスタは、前記光電変換部のそれぞれに対して１つずつ設けられており、
前記増幅トランジスタと前記選択トランジスタと前記リセットトランジスタは、前記光電変換部を複数含む組に対して、１つずつ設けられている、
請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記電荷排出画素と、前記オプティカル・ブラック領域の各画素と、前記有効画素は、それぞれ、転送トランジスタと、前記増幅トランジスタと、リセットトランジスタとを含み、
前記電荷排出領域においては、
前記転送トランジスタのゲートは、転送信号がゲートに供給される転送線と電気的に接続されておらず、当該転送トランジスタがオン状態になる電位が供給されるように構成されており、
前記リセットトランジスタのゲートは、リセット信号がゲートに供給されるリセット線と電気的に接続されておらず、当該リセットトランジスタがオン状態になる電位が供給されるように構成されている、
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記転送トランジスタは、前記光電変換部のそれぞれに対して１つずつ設けられており、
前記増幅トランジスタと前記リセットトランジスタは、前記光電変換部を複数含む組に対して、１つずつ設けられている、
請求項７に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記電荷排出画素と、前記オプティカル・ブラック領域の各画素と、前記有効画素は、それぞれ、転送トランジスタと、前記増幅トランジスタと、リセットトランジスタとを含み、
前記電荷排出領域においては、
前記転送トランジスタのゲートは、転送信号がゲートに供給される転送線と電気的に接続されておらず、当該転送トランジスタがオン状態になる電位が、前記転送トランジスタのゲート、および、ドレインに相当する、フローティングディフュージョンに印加されるように構成されている、
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記転送トランジスタは、前記光電変換部のそれぞれに対して１つずつ設けられており、
前記増幅トランジスタと前記リセットトランジスタは、前記光電変換部を複数含む組に対して、１つずつ設けられている、
請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記電荷排出画素と、前記オプティカル・ブラック領域の各画素と、前記有効画素は、それぞれ、転送トランジスタと、前記増幅トランジスタと、選択トランジスタと、リセットトランジスタとを含み、
前記電荷排出領域においては、
前記転送トランジスタのゲートは、転送信号がゲートに供給される転送線と電気的に接続されておらず、当該転送トランジスタがオン状態になる電位が供給されるように構成されており、
前記リセットトランジスタのゲートは、リセット信号がゲートに供給されるリセット線と電気的に接続されておらず、当該リセットトランジスタがオン状態になる電位が供給されるように構成されており、
前記選択トランジスタのゲートは、グランド、または、それ相当の低い電位が印加され、当該選択トランジスタがオン状態にならないように構成されている、
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記電荷排出画素と、前記オプティカル・ブラック領域の各画素と、前記有効画素は、それぞれ、転送トランジスタと、前記増幅トランジスタと、選択トランジスタと、リセットトランジスタとを含み、
前記電荷排出領域においては、
前記転送トランジスタのゲートは、転送信号がゲートに供給される転送線と電気的に接続されておらず、当該転送トランジスタがオン状態になる電位が、前記転送トランジスタのゲート、および、ドレインに相当するフローティングディフュージョンに印加されるように構成されており、
前記選択トランジスタのゲートは、グランド、または、それ相当の低い電位が印加され、当該選択トランジスタがオン状態にならないように構成されている、
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
前記電荷排出画素と、前記オプティカル・ブラック領域の各画素と、前記有効画素は、それぞれ、転送トランジスタと、前記増幅トランジスタと、リセットトランジスタとを含み、
前記電荷排出領域においては、
前記転送トランジスタのゲートは、転送信号がゲートに供給される転送線と電気的に接続されておらず、当該転送トランジスタがオン状態になる電位が供給されるように構成されており、
前記リセットトランジスタのゲートは、リセット信号がゲートに供給されるリセット線と電気的に接続されておらず、当該リセットトランジスタがオン状態になる電位が供給されるように構成されており、
前記転送トランジスタのドレインに相当する、フローティングディフュージョンと、前記増幅トランジスタのゲートとの両者が電気的に分離されていると共に、グランド、または、それ相当の低い電位が当該ゲートに印加され、当該増幅トランジスタがオン状態にならないように構成されている、
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項１４】
前記電荷排出画素と、前記オプティカル・ブラック領域の各画素と、前記有効画素は、それぞれ、転送トランジスタと、前記増幅トランジスタと、リセットトランジスタとを含み、
前記電荷排出領域においては、
前記転送トランジスタのゲートは、転送信号がゲートに供給される転送線と電気的に接続されておらず、当該転送トランジスタがオン状態になる電位が、前記転送トランジスタのゲート、および、ドレインに相当する、フローティングディフュージョンに印加されるように構成されており、
前記転送トランジスタのドレインに相当する、フローティングディフュージョンと、前記増幅トランジスタのゲートとの両者が電気的に分離されていると共に、グランド、または、それ相当の低い電位が当該ゲートに印加され、当該増幅トランジスタがオン状態にならないように構成されている、
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項１５】
前記画素は、転送トランジスタを少なくとも含み、当該転送トランジスタが、デプレッション型トランジスタとして設けられている、
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項１６】
前記半導体基板は、前記画素内のトランジスタが表面側に形成されており、裏面側において光が前記有効画素の受光面へ入射するように設けられている、
請求項１から１５のいずれか記載の固体撮像装置。
【請求項１７】
前記半導体基板は、前記画素内のトランジスタが表面側に形成されており、当該表面側において光が前記有効画素の受光面へ入射するように設けられており、
当該半導体基板において、前記光電変換部が設けられた位置よりも裏面側に、オーバーフロードレイン領域が設けられていない、
請求項１から１５のいずれか記載の固体撮像装置。
【請求項１８】
固体撮像装置を有し、
前記固体撮像装置は、光電変換部と、前記光電変換部で発生した電荷をゲートから入力して増幅し、増幅後の信号をソースから信号線に出力する増幅トランジスタとを、前記半導体基板の画素領域内の画素ごとに有し、
負荷トランジスタを前記信号線ごとに有し、
前記画素領域は、
有効信号を出力する有効画素が配置されている有効画素領域と、
前記有効画素領域の周辺に設けられており、前記半導体基板に入射される光から前記光電変換部を遮光する遮光部を備える遮光画素領域と
を有し、
前記遮光画素領域は、
前記有効信号の黒レベルの基準信号を各画素から出力するオプティカル・ブラック領域と、
前記画素領域内で前記有効画素領域と前記オプティカル・ブラック領域との間に設けられ、前記有効画素領域から漏れてくる光により発生した電荷を増幅トランジスタのゲートから強制的に排出する電荷排出画素を備える電荷排出領域と
を有し、
前記有効画素領域と前記オプティカル・ブラック領域の各画素は、増幅トランジスタのソースが、前記負荷トランジスタを電気的に接続した状態で信号を出力し、
前記電荷排出画素は、増幅トランジスタのソースが、前記負荷トランジスタと電気的に非接続である、
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置、電子機器に関する。特に、光電変換部と、その光電変換部において生成された信号電荷を電気信号として出力する画素トランジスタとが、画素領域に設けられている固体撮像装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどの電子機器は、固体撮像装置を含む。たとえば、固体撮像装置として、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｃｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサを含む。
【０００３】
固体撮像装置は、半導体基板の面に複数の画素が配列されている。各画素においては、光電変換部が設けられている。光電変換部は、たとえば、フォトダイオードであり、外付けの光学系を介して入射する光を受光面で受光し光電変換することによって、信号電荷を生成する。
【０００４】
固体撮像装置のうち、ＣＭＯＳ型イメージセンサは、光電変換部のほかに、画素トランジスタを含むように、画素が構成されている。画素トランジスタは、光電変換部で生成された信号電荷を読み出して、信号線へ電気信号として出力するように、複数のトランジスタが構成されている。
【０００５】
固体撮像装置としては、半導体基板において回路素子や配線などが設けられた表面側から入射する光を、光電変換部が受光する「表面照射型」が知られている。「表面照射型」の場合には、回路素子や配線などが入射する光を遮光または反射するために、感度を向上させることが困難な場合がある。このため、半導体基板において回路素子や配線などが設けられた表面とは反対側の裏面側から入射する光を、光電変換部が受光する「裏面照射型」が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
上記のような固体撮像装置においては、半導体基板の面に、有効画素領域とオプティカル・ブラック領域とが設けられている。有効画素領域においては、入射する光を光電変換部が受光する有効画素が配列されている。オプティカル・ブラック領域は、有効画素領域の周辺の一部に設けられており、ここでは、光電変換部へ入射する光を遮光する遮光層が設けられているオプティカル・ブラック（ＯＢ）画素が配列されている。ＯＢ画素からは、黒レベルの基準信号が出力される。そして、固体撮像装置においては、暗電流などのノイズ成分を除去するように、ＯＢ画素から出力された信号を基準として、有効画素から出力された信号を補正する処理が実施される（たとえば、特許文献２，３，４，５参照）。
【０００７】
この他に、固体撮像装置においては、光クロストークの防止のために、有効画素領域とオプティカル・ブラック領域との間に、ダミー画素領域を設けることが提案されている。このダミー画素領域においては、読出しカラム回路に接続していないダミー画素を設けて、有効画素領域から漏れてくる信号電荷を吸収する。また、有効画素領域のウェルと異なる導電型のウェルを、ダミー画素領域として設けて、バルク中の過剰電荷を強制的に排出することが提案されている（たとえば、特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許３７５９４３５号
【特許文献２】特開２００６−１４７８１６号公報
【特許文献３】特開２００５−１０１９８５号公報
【特許文献４】特開２００９−１６４２４７号公報
【特許文献５】特開２００６−２５１４７号公報
【特許文献６】特開２０００−１９６０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ダミー画素領域のみでは、バルク中での過剰電荷が、オプティカル・ブラック領域に漏れ込んで、黒レベルの基準信号が変動し、撮像画像の画像品質が低下する場合がある。
【００１０】
特に、「裏面照射型」の場合には、「表面照射型」のように、半導体基板をオーバーフロードレインとして機能させることが困難であるので、この不具合の発生が顕在化する場合がある。
【００１１】
また、「表面照射型」においても、負の電荷（電子）を扱うときにｐ型基板を用いた場合や、正の電荷（正孔）を扱うときにｎ型基板を用いた場合には、基板がオーバーフロードレインとして機能しないため、この不具合の発生が顕在化する場合がある。
【００１２】
また、有効画素領域のウェル（たとえば、Ｐウェル）と異なる導電型のウェル（たとえば、Ｎウェル）をダミー画素領域として設ける場合には、周辺画素と、それ以外の画素との間で、プロセス的な連続性を確保することが容易ではない。このため、この部分において、画素からの信号に不連続性が生じるので、撮像画像において、ダミー画素領域の周辺部分に対応する部分にムラが生じる場合がある。
【００１３】
上記のように、固体撮像装置においては、撮像画像の画像品質が低下する場合がある。
【００１４】
したがって、本発明は、撮像画像の画像品質を向上可能な、固体撮像装置、および、電子機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る固体撮像装置は、光電変換部と、前記光電変換部で発生した電荷をゲートから入力して増幅し、増幅後の信号をソースから信号線に出力する増幅トランジスタとを、前記半導体基板の画素領域内の画素ごとに有し、負荷トランジスタを前記信号線ごとに有し、前記画素領域は、有効信号を出力する有効画素が配置されている有効画素領域と、前記有効画素領域の周辺に設けられており、前記半導体基板に入射される光から前記光電変換部を遮光する遮光部を備える遮光画素領域とを有し、前記遮光画素領域は、前記有効信号の黒レベルの基準信号を各画素から出力するオプティカル・ブラック領域と、前記画素領域内で前記有効画素領域と前記オプティカル・ブラック領域との間に設けられ、前記有効画素領域から漏れてくる光により発生した電荷を増幅トランジスタのゲートから強制的に排出する電荷排出画素を備える電荷排出領域とを有し、前記有効画素領域と前記オプティカル・ブラック領域の各画素は、増幅トランジスタのソースが、前記負荷トランジスタを電気的に接続した状態で信号を出力し、前記電荷排出画素は、増幅トランジスタのソースが、前記負荷トランジスタと電気的に非接続である。
【００１６】
好適には、前記電荷排出画素と、前記オプティカル・ブラック領域の各画素と、前記有効画素は、前記半導体基板内の同じ導電型のウェルに設けられている。
【００１７】
好適には、前記電荷排出画素と、前記オプティカル・ブラック領域の各画素と、前記有効画素は、それぞれ、転送トランジスタと、前記増幅トランジスタと、選択トランジスタと、リセットトランジスタとを有し、前記電荷排出領域においては、前記転送トランジスタのゲートは、転送信号がゲートに供給される転送線と電気的に接続されておらず、当該転送トランジスタがオン状態になる電位が供給されるように構成されており、前記リセットトランジスタのゲートは、リセット信号がゲートに供給されるリセット線と電気的に接続されておらず、当該リセットトランジスタがオン状態になる電位が供給されるように構成されている。
【００１８】
好適には、前記転送トランジスタは、前記光電変換部のそれぞれに対して１つずつ設けられており、前記増幅トランジスタと前記選択トランジスタと前記リセットトランジスタは、前記光電変換部を複数含む組に対して、１つずつ設けられている。
【００１９】
好適には、前記電荷排出画素と、前記オプティカル・ブラック領域の各画素と、前記有効画素は、それぞれ、転送トランジスタと、前記増幅トランジスタと、選択トランジスタと、リセットトランジスタとを含み、前記電荷排出領域においては、前記転送トランジスタのゲートは、転送信号がゲートに供給される転送線と電気的に接続されておらず、当該転送トランジスタがオン状態になる電位が、前記転送トランジスタのゲート、および、ドレインに相当する、フローティングディフュージョンに印加されるように構成されている。
【００２０】
好適には、前記転送トランジスタは、前記光電変換部のそれぞれに対して１つずつ設けられており、前記増幅トランジスタと前記選択トランジスタと前記リセットトランジスタは、前記光電変換部を複数含む組に対して、１つずつ設けられている。
【００２１】
好適には、前記電荷排出画素と、前記オプティカル・ブラック領域の各画素と、前記有効画素は、それぞれ、転送トランジスタと、前記増幅トランジスタと、リセットトランジスタとを含み、前記電荷排出領域においては、前記転送トランジスタのゲートは、転送信号がゲートに供給される転送線と電気的に接続されておらず、当該転送トランジスタがオン状態になる電位が供給されるように構成されており、前記リセットトランジスタのゲートは、リセット信号がゲートに供給されるリセット線と電気的に接続されておらず、当該リセットトランジスタがオン状態になる電位が供給されるように構成されている。
【００２２】
好適には、前記転送トランジスタは、前記光電変換部のそれぞれに対して１つずつ設けられており、前記増幅トランジスタと前記リセットトランジスタは、前記光電変換部を複数含む組に対して、１つずつ設けられている。
【００２３】
好適には、前記電荷排出画素と、前記オプティカル・ブラック領域の各画素と、前記有効画素は、それぞれ、転送トランジスタと、前記増幅トランジスタと、リセットトランジスタとを含み、前記電荷排出領域においては、前記転送トランジスタのゲートは、転送信号がゲートに供給される転送線と電気的に接続されておらず、当該転送トランジスタがオン状態になる電位が、前記転送トランジスタのゲート、および、ドレインに相当する、フローティングディフュージョンに印加されるように構成されている。
【００２４】
好適には、前記転送トランジスタは、前記光電変換部のそれぞれに対して１つずつ設けられており、前記増幅トランジスタと前記リセットトランジスタは、前記光電変換部を複数含む組に対して、１つずつ設けられている。
【００２５】
好適には、前記電荷排出画素と、前記オプティカル・ブラック領域の各画素と、前記有効画素は、それぞれ、転送トランジスタと、前記増幅トランジスタと、選択トランジスタと、リセットトランジスタとを含み、前記電荷排出領域においては、前記転送トランジスタのゲートは、転送信号がゲートに供給される転送線と電気的に接続されておらず、当該転送トランジスタがオン状態になる電位が供給されるように構成されており、前記リセットトランジスタのゲートは、リセット信号がゲートに供給されるリセット線と電気的に接続されておらず、当該リセットトランジスタがオン状態になる電位が供給されるように構成されており、前記選択トランジスタのゲートは、グランド、または、それ相当の低い電位が印加され、当該選択トランジスタがオン状態にならないように構成されている。
【００２６】
好適には、前記電荷排出画素と、前記オプティカル・ブラック領域の各画素と、前記有効画素は、それぞれ、転送トランジスタと、前記増幅トランジスタと、選択トランジスタと、リセットトランジスタとを含み、前記電荷排出領域においては、前記転送トランジスタのゲートは、転送信号がゲートに供給される転送線と電気的に接続されておらず、当該転送トランジスタがオン状態になる電位が、前記転送トランジスタのゲート、および、ドレインに相当するフローティングディフュージョンに印加されるように構成されており、前記選択トランジスタのゲートは、グランド、または、それ相当の低い電位が印加され、当該選択トランジスタがオン状態にならないように構成されている。
【００２７】
好適には、前記電荷排出画素と、前記オプティカル・ブラック領域の各画素と、前記有効画素は、それぞれ、転送トランジスタと、前記増幅トランジスタと、リセットトランジスタとを含み、前記電荷排出領域においては、前記転送トランジスタのゲートは、転送信号がゲートに供給される転送線と電気的に接続されておらず、当該転送トランジスタがオン状態になる電位が供給されるように構成されており、前記リセットトランジスタのゲートは、リセット信号がゲートに供給されるリセット線と電気的に接続されておらず、当該リセットトランジスタがオン状態になる電位が供給されるように構成されており、前記転送トランジスタのドレインに相当する、フローティングディフュージョンと、前記増幅トランジスタのゲートとの両者が電気的に分離されていると共に、グランド、または、それ相当の低い電位が当該ゲートに印加され、当該増幅トランジスタがオン状態にならないように構成されている。
【００２８】
好適には、前記電荷排出画素と、前記オプティカル・ブラック領域の各画素と、前記有効画素は、それぞれ、転送トランジスタと、前記増幅トランジスタと、リセットトランジスタとを含み、前記電荷排出領域においては、前記転送トランジスタのゲートは、転送信号がゲートに供給される転送線と電気的に接続されておらず、当該転送トランジスタがオン状態になる電位が、前記転送トランジスタのゲート、および、ドレインに相当する、フローティングディフュージョンに印加されるように構成されており、前記転送トランジスタのドレインに相当する、フローティングディフュージョンと、前記増幅トランジスタのゲートとの両者が電気的に分離されていると共に、グランド、または、それ相当の低い電位が当該ゲートに印加され、当該増幅トランジスタがオン状態にならないように構成されている。
【００２９】
好適には、前記画素は、転送トランジスタを少なくとも含み、当該転送トランジスタが、デプレッション型トランジスタとして設けられている。
【００３０】
好適に、前記半導体基板は、前記画素内のトランジスタが表面側に形成されており、裏面側において光が前記有効画素の受光面へ入射するように設けられている。
【００３１】
好適に、前記半導体基板は、前記画素内のトランジスタが表面側に形成されており、当該表面側において光が前記有効画素の受光面へ入射するように設けられており、当該半導体基板において、前記光電変換部が設けられた位置よりも裏面側に、オーバーフロードレイン領域が設けられていない。
【００３２】
本発明に係る電子機器は、固体撮像装置を有し、前記固体撮像装置は、光電変換部と、前記光電変換部で発生した電荷をゲートから入力して増幅し、増幅後の信号をソースから信号線に出力する増幅トランジスタとを、前記半導体基板の画素領域内の画素ごとに有し、負荷トランジスタを前記信号線ごとに有し、前記画素領域は、有効信号を出力する有効画素が配置されている有効画素領域と、前記有効画素領域の周辺に設けられており、前記半導体基板に入射される光から前記光電変換部を遮光する遮光部を備える遮光画素領域とを有し、前記遮光画素領域は、前記有効信号の黒レベルの基準信号を各画素から出力するオプティカル・ブラック領域と、前記画素領域内で前記有効画素領域と前記オプティカル・ブラック領域との間に設けられ、前記有効画素領域から漏れてくる光により発生した電荷を増幅トランジスタのゲートから強制的に排出する電荷排出画素を備える電荷排出領域とを有し、前記有効画素領域と前記オプティカル・ブラック領域の各画素は、増幅トランジスタのソースが、前記負荷トランジスタを電気的に接続した状態で信号を出力し、前記電荷排出画素は、増幅トランジスタのソースが、前記負荷トランジスタと電気的に非接続である。
【００３３】
本発明においては、有効画素領域とオプティカル・ブラック領域との間に電荷排出領域が設けられている。電荷排出領域においては、電荷排出画素が設けられており、この電荷排出画素が、有効画素領域から漏れてくる信号電荷を強制的に排出する。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、撮像画像の画像品質を向上可能な、固体撮像装置、および、電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ４０の構成を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の全体構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図４】図４は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図５】図５は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図６】図６は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図７】図７は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図８】図８は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図９】図９は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図２０】図２０は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図２２】図２２は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図２３】図２３は、本発明にかかる実施形態６において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図２４】図２４は、本発明にかかる実施形態６において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図２５】図２５は、本発明にかかる実施形態７において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図２６】図２６は、本発明にかかる実施形態７において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図２７】図２７は、本発明にかかる実施形態７において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図２８】図２８は、本発明にかかる実施形態７において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図２９】図２９は、本発明にかかる実施形態７において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図３０】図３０は、本発明にかかる実施形態８において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図３１】図３１は、本発明にかかる実施形態８において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３７】
なお、説明は、下記の順序で行う。
１．実施形態１（４Ｔｒ型）
２．実施形態２（４Ｔｒ型）
３．実施形態３（４Ｔｒ型＋画素共有）
４．実施形態４（４Ｔｒ型＋画素共有）
５．実施形態５（３Ｔｒ型）
６．実施形態６（３Ｔｒ型）
７．実施形態７（３Ｔｒ型＋画素共有）
８．実施形態８（３Ｔｒ型＋画素共有）
９．変形例
【００３８】
＜１．実施形態１＞
（Ａ）装置構成
（Ａ−１）カメラの要部構成
図１は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ４０の構成を示す構成図である。
【００３９】
図１に示すように、カメラ４０は、固体撮像装置１と、光学系４２と、制御部４３と、信号処理回路４４とを有する。各部について、順次、説明する。
【００４０】
固体撮像装置１は、光学系４２を介して入射する光（被写体像）を撮像面ＰＳから受光して光電変換することによって、信号電荷を生成する。ここでは、固体撮像装置１は、制御部４３から出力される制御信号に基づいて駆動する。具体的には、信号電荷を読み出して、ローデータとして出力する。
【００４１】
光学系４２は、結像レンズや絞りなどの光学部材を含み、入射する被写体像による光Ｈを、固体撮像装置１の撮像面ＰＳへ集光するように配置されている。
【００４２】
制御部４３は、各種の制御信号を固体撮像装置１と信号処理回路４４とに出力し、固体撮像装置１と信号処理回路４４とを制御して駆動させる。
【００４３】
信号処理回路４４は、固体撮像装置１から出力されたローデータについて信号処理を実施することによって、被写体像についてデジタル画像を生成するように構成されている。
【００４４】
（Ａ−２）固体撮像装置の要部構成
固体撮像装置１の全体構成について説明する。
【００４５】
図２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の全体構成を示すブロック図である。
【００４６】
本実施形態の固体撮像装置１は、ＣＭＯＳ型イメージセンサであり、図２に示すように、基板１０１を含む。この基板１０１は、たとえば、シリコンからなる半導体基板であり、図２に示すように、基板１０１においては、画素領域ＰＡと、周辺領域ＳＡとが設けられている。
【００４７】
画素領域ＰＡは、図２に示すように、矩形形状であり、複数の画素Ｐが水平方向ｘと垂直方向ｙとのそれぞれに、配置されている。つまり、画素Ｐがマトリクス状に並んでいる。そして、画素領域ＰＡにおいては、その中心が、図１に示した光学系４２の光軸に対応するように配置されている。
【００４８】
画素領域ＰＡにおいて、画素Ｐは、入射光を受光して信号電荷を生成するように構成されている。そして、その生成した信号電荷が、画素トランジスタ（図示なし）によって読み出されて出力される。画素Ｐの詳細な構成については、後述する。
【００４９】
本実施形態においては、画素領域ＰＡは、有効画素領域ＩＭＧと、遮光領域ＢＬとが設けられている。
【００５０】
画素領域ＰＡにおいて、有効画素領域ＩＭＧは、画素Ｐが、いわゆる有効画素として配置されている。つまり、有効画素領域ＩＭＧでは、画素Ｐの上方が開口しており、被写体像として入射する入射光を受光して、撮像が行われる。
【００５１】
画素領域ＰＡにおいて、遮光領域ＢＬは、図２に示すように、有効画素領域ＩＭＧの周囲に設けられている。ここでは、遮光領域ＢＬは、たとえば、有効画素領域ＩＭＧの上部および下部と、左側部分に設けられている。この遮光領域ＢＬは、画素Ｐの上方に遮光膜（図示なし）が設けられており、画素Ｐに入射光が直接的に入射しないように構成されている。
【００５２】
そして、この遮光領域ＢＬには、図２に示すように、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢと、電荷排出領域ＯＦＤとが設けられている。
【００５３】
遮光領域ＢＬにおいて、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢは、画素Ｐが、いわゆるオプティカル・ブラック（ＯＢ）画素として配列されている。オプティカル・ブラック領域ＯＰＢは、有効画素領域ＩＭＧの周辺の一部に設けられており、その画素Ｐからは、黒レベルの基準信号が出力される。この画素Ｐから出力される黒レベルの基準信号は、暗電流などのノイズ成分を除去するように、有効画素から出力された信号について補正処理をする際に、用いられる。
【００５４】
遮光領域ＢＬにおいて、電荷排出領域ＯＦＤは、図２に示すように、有効画素領域ＩＭＧとオプティカル・ブラック領域ＯＰＢとの間に介在するように設けられている。そして、この電荷排出領域ＯＦＤにおいては、画素Ｐが、過剰電荷を強制的に排出する電荷排出画素として機能するように、配列されている。つまり、バルク中（基板１０１中）において過剰電荷がオプティカル・ブラック領域ＯＰＢへ漏れて、黒レベルの基準信号が変動することを防止している。
【００５５】
周辺領域ＳＡは、図２に示すように、画素領域ＰＡの周囲に位置している。そして、この周辺領域ＳＡにおいては、周辺回路が設けられている。
【００５６】
具体的には、図２に示すように、垂直駆動回路１３と、カラム回路１４と、水平駆動回路１５と、外部出力回路１７と、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１８と、シャッター駆動回路１９とが、周辺回路として設けられている。
【００５７】
垂直駆動回路１３は、図２に示すように、周辺領域ＳＡにおいて、画素領域ＰＡの側部に設けられており、画素領域ＰＡの画素Ｐを行単位で選択して駆動させるように構成されている。
【００５８】
カラム回路１４は、図２に示すように、周辺領域ＳＡにおいて、画素領域ＰＡの下端部に設けられており、列単位で画素Ｐから出力される信号について信号処理を実施する。ここでは、カラム回路１４は、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ；相関二重サンプリング）回路（図示なし）を含み、固定パターンノイズを除去する信号処理を実施する。
【００５９】
水平駆動回路１５は、図２に示すように、カラム回路１４に電気的に接続されている。水平駆動回路１５は、たとえば、シフトレジスタを含み、カラム回路１４にて画素Ｐの列ごとに保持されている信号を、順次、外部出力回路１７へ出力させる。
【００６０】
外部出力回路１７は、図２に示すように、カラム回路１４に電気的に接続されており、カラム回路１４から出力された信号について信号処理を実施後、外部へ出力する。外部出力回路１７は、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路１７ａとＡＤＣ回路１７ｂとを含む。外部出力回路１７においては、ＡＧＣ回路１７ａが信号にゲインをかけた後に、ＡＤＣ回路１７ｂがアナログ信号からデジタル信号へ変換して、外部へ出力する。
【００６１】
タイミングジェネレータ１８は、図２に示すように、垂直駆動回路１３、カラム回路１４、水平駆動回路１５，外部出力回路１７，シャッター駆動回路１９のそれぞれに電気的に接続されている。タイミングジェネレータ１８は、各種のタイミング信号を生成し、垂直駆動回路１３、カラム回路１４、水平駆動回路１５，外部出力回路１７，シャッター駆動回路１９に出力することで、各部について駆動制御を行う。
【００６２】
シャッター駆動回路１９は、画素Ｐを行単位で選択して、画素Ｐにおける露光時間を調整するように構成されている。
【００６３】
（Ａ−３）固体撮像装置の詳細構成
本実施形態にかかる固体撮像装置の詳細内容について説明する。
【００６４】
図３〜図８は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【００６５】
ここで、図３〜図５は、有効画素領域ＩＭＧにおける画素Ｐについて示している。図３と図４は、画素領域ＰＡの上面であって、図３は、画素Ｐ（配線を未表示）を示し、図４は、有効画素領域ＩＭＧにおける画素Ｐと配線（ハッチングした部分）との関係を示している。また、図５は、有効画素領域ＩＭＧに設けられた画素Ｐの回路構成を示している。
【００６６】
これに対して、図６と図７は、有効画素領域ＩＭＧの他に、遮光領域ＢＬに設けられた、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢと、電荷排出領域ＯＦＤとを示している。図６は、各領域の上面であって、画素Ｐと配線との関係を示している。そして、図７は、各領域の断面を示している。
【００６７】
そして、これと共に、図８においては、電荷排出領域ＯＦＤに設けられた画素Ｐの回路構成を示している。
【００６８】
各図に示すように、固体撮像装置１は、フォトダイオード２１と、画素トランジスタＴｒとを含む。ここで、画素トランジスタＴｒは、転送トランジスタ２２と、増幅トランジスタ２３と、選択トランジスタ２４と、リセットトランジスタ２５とを含み、フォトダイオード２１から信号電荷を読み出すように構成されている。
【００６９】
本実施形態において、固体撮像装置１は、図７に示すように、基板１０１の表面側に、転送トランジスタ２２などの画素トランジスタＴｒが設けられている。そして、基板１０１の表面側に、配線層ＨＴが設けられている。そして、表面側とは反対側の裏面側を、受光面ＪＳとするように構成されている。つまり、本実施形態の固体撮像装置１は、４Ｔｒ型の「裏面照射型ＣＭＯＳイメージセンサ」である。
【００７０】
各部について順次説明する。
【００７１】
（１）フォトダイオード２１について
固体撮像装置１において、フォトダイオード２１は、図３等に示すように、複数の画素Ｐのそれぞれに対応するように、複数が配置されている。複数のフォトダイオード２１は、撮像面（ｘｙ面）において、水平方向ｘと、この水平方向ｘに対して直交する垂直方向ｙとのそれぞれに並んで設けられている。
【００７２】
各フォトダイオード２１は、入射光（被写体像）を受光し光電変換することによって信号電荷を生成して蓄積するように構成されている。
【００７３】
図７に示すように、フォトダイオード２１は、たとえば、シリコン半導体である基板１０１内に設けられている。具体的には、基板１０１のｐ型半導体領域１０１ｐａ，１０１ｐｂ内に設けられたｎ型電荷蓄積領域１０１ｎａ，１０１ｎｂと、基板１０１の表面側に設けられた、高濃度なｐ型半導体領域１０１ｐｃとによって構成される。本実施形態においては、これらの各フォトダイオード２１は、有効画素領域ＩＭＧ、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢ、電荷排出領域ＯＦＤにおいて、同様に設けられている。そして、各フォトダイオード２１は、その蓄積した信号電荷が、転送トランジスタ２２によって読出しドレインＦＤへ転送されるように構成されている。
【００７４】
（２）画素トランジスタＴｒについて
固体撮像装置１において、画素トランジスタＴｒは、図３等に示すように、撮像面（ｘｙ面）において、複数のフォトダイオード２１の間に設けられている。画素トランジスタＴｒのそれぞれは、基板１０１において画素Ｐの間を分離する領域に、活性化領域（図示なし）が形成されており、各ゲート電極が、たとえば、ポリシリコンを用いて形成されている。
【００７５】
図７においては、画素トランジスタＴｒのうち、転送トランジスタ２２のみを示しているが、他のトランジスタ２３〜２５についても、転送トランジスタ２２と同様に、基板１０１の表面側に設けられている。
【００７６】
（２−１）転送トランジスタ２２
画素トランジスタＴｒにおいて、転送トランジスタ２２は、図３等に示すように、複数の画素Ｐのそれぞれに対応するように、複数が形成されている。
【００７７】
ここでは、転送トランジスタ２２は、ゲートが基板１０１の表面にゲート絶縁膜を介して設けられている。転送トランジスタ２２において、ゲートは、基板１０１の表面に設けられた、読出しドレインＦＤ（フローティングディフュージョン）に隣接するように設けられている（図３，図７参照）。
【００７８】
そして、図４，図５等に示すように、有効画素領域ＩＭＧにおいては、転送トランジスタ２２は、フォトダイオード２１にて生成された信号電荷を、増幅トランジスタ２３のゲートへ電気信号として出力するように構成されている。具体的には、転送トランジスタ２２は、転送線２６からゲートに転送信号が与えられることによって、フォトダイオード２１において蓄積された信号電荷を、読み出しドレインＦＤに転送する。読み出しドレインＦＤにおいて、電荷から電圧に変換され、増幅トランジスタ２３のゲートへ入力される。
【００７９】
また、図６にて下段部分に示すように、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢにおいても、転送トランジスタ２２は、有効画素領域ＩＭＧと同様に構成されている。つまり、図５に示す回路構成と同様、転送トランジスタ２２は、フォトダイオード２１で生成された信号電荷を、増幅トランジスタ２３のゲートへ電気信号として出力するように構成されている。ただし、上述したように、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢにおいては、上方に遮光膜（図示なし）が設けられており、フォトダイオード２１で生成された信号電荷は、黒レベルの基準信号として出力される。たとえば、黒レベルの基準信号は、黒レベルを調整するために、信号処理回路４４において、有効画素から出力された信号を補正する処理の際に使用される。
【００８０】
これに対して、電荷排出領域ＯＦＤにおいては、図６の中段部分および図８に示すように、各部の電気的な接続関係が、有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと異なっている。具体的には、転送トランジスタ２２においては、有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと異なり、転送トランジスタ２２のゲートが、電源電位供給線Ｖｄｄに電気的に接続されている。また、図８に示すように、転送トランジスタ２２のゲートと転送線２６との間は、切断されており、電気的に接続されていない。
【００８１】
（２−２）増幅トランジスタ２３
画素トランジスタＴｒにおいて、増幅トランジスタ２３は、図３等に示すように、複数の画素Ｐのそれぞれに対応するように、複数が形成されている。
【００８２】
ここでは、増幅トランジスタ２３は、ゲートが基板１０１の表面にゲート絶縁膜を介して設けられている。この増幅トランジスタ２３は、基板１０１の表面に設けられた、選択トランジスタ２４およびリセットトランジスタ２５の間に設けられている（図３参照）。
【００８３】
そして、図４，図５等に示すように、有効画素領域ＩＭＧにおいては、増幅トランジスタ２３は、読み出しドレインＦＤにおいて、電荷から電圧へ変換された電気信号を増幅して出力するように構成されている。具体的には、増幅トランジスタ２３は、ゲートが、読出しドレインＦＤに接続されている。また、増幅トランジスタ２３は、ドレインが電源電位供給線Ｖｄｄに接続され、ソースが選択トランジスタ２４に接続されている。増幅トランジスタ２３は、選択トランジスタ２４がオン状態になるように選択されたときには、定電流源（図示なし）から定電流が供給されて、ソースフォロアとして動作する。このため、増幅トランジスタ２３では、選択トランジスタ２４に選択信号が供給されることによって、読出しドレインＦＤにおいて、電荷から電圧へ変換された電気信号が増幅される。
【００８４】
また、図６にて下段部分に示すように、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢにおいても、増幅トランジスタ２３は、有効画素領域ＩＭＧと同様に構成されている。つまり、図５に示す回路構成と同様、増幅トランジスタ２３は、読み出しドレインＦＤにおいて、電荷から電圧へ変換された電気信号を増幅して出力するように構成されている。
【００８５】
これと同様に、電荷排出領域ＯＦＤにおいても、増幅トランジスタ２３は、図６の中段部分および図８に示すように、有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと同様に構成されている。
【００８６】
（２−３）選択トランジスタ２４
画素トランジスタＴｒにおいて、選択トランジスタ２４は、図３等に示すように、複数の画素Ｐのそれぞれに対応するように、複数が形成されている。
【００８７】
ここでは、選択トランジスタ２４は、ゲートが基板１０１の表面にゲート絶縁膜を介して設けられている。この選択トランジスタ２４は、基板１０１の表面に設けられた、増幅トランジスタ２３に隣接するように設けられている（図３参照）。
【００８８】
そして、図４，図５等に示すように、有効画素領域ＩＭＧにおいては、選択トランジスタ２４は、選択信号が入力された際に、増幅トランジスタ２３によって出力された電気信号を、垂直信号線２７へ出力するように構成されている。具体的には、図５に示すように、選択トランジスタ２４は、選択信号が供給されるアドレス線２８にゲートが接続されている。そして、選択トランジスタ２４は、選択信号が供給された際にはオン状態になり、上記のように増幅トランジスタ２３によって増幅された出力信号を、垂直信号線２７に出力する。
【００８９】
また、図６にて下段部分に示すように、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢにおいても、選択トランジスタ２４は、有効画素領域ＩＭＧと同様に構成されている。つまり、選択トランジスタ２４は、選択信号が入力された際に、増幅トランジスタ２３によって出力された電気信号を、垂直信号線２７へ出力するように構成されている。
【００９０】
これと同様に、電荷排出領域ＯＦＤにおいても、選択トランジスタ２４は、図６の中段部分および図８に示すように、有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと同様に構成されている。ただし、図８に示すように、選択トランジスタ２４に接続されている垂直信号線２７は、出力する負荷ＭＯＳトランジスタＭＴとの間で、電気的に接続されていない。なお、負荷ＭＯＳトランジスタＭＴは、図２に示すカラム回路１４を構成する素子として設けられている。
【００９１】
（２−４）リセットトランジスタ２５
画素トランジスタＴｒにおいて、リセットトランジスタ２５は、図３等に示すように、複数の画素Ｐのそれぞれに対応するように、複数が形成されている。
【００９２】
ここでは、リセットトランジスタ２５は、ゲートが基板１０１の表面にゲート絶縁膜を介して設けられている。このリセットトランジスタ２５は、基板１０１の表面に設けられた、転送トランジスタ２２に隣接するように設けられている（図３参照）。
【００９３】
そして、図４，図５等に示すように、有効画素領域ＩＭＧにおいては、リセットトランジスタ２５は、増幅トランジスタ２３のゲート電位をリセットするように構成されている。具体的には、リセットトランジスタ２５は、図５に示すように、リセット信号が供給されるリセット線２９にゲートが接続されている。また、リセットトランジスタ２５は、ドレインが電源電位供給線Ｖｄｄに接続され、ソースが読出しドレインＦＤに接続されている。そして、リセットトランジスタ２５は、リセット線２９からリセット信号がゲートに供給された際に、読出しドレインＦＤを介して、増幅トランジスタ２３のゲート電位を、電源電位にリセットする。
【００９４】
また、図６にて下段部分に示すように、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢにおいても、リセットトランジスタ２５は、有効画素領域ＩＭＧと同様に構成されている。つまり、リセットトランジスタ２５は、増幅トランジスタ２３のゲート電位をリセットするように構成されている。
【００９５】
これに対して、電荷排出領域ＯＦＤにおいては、図６の中段部分および図８に示すように、各部の電気的な接続関係が、有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと異なっている。具体的には、リセットトランジスタ２５においては、有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと異なり、リセットトランジスタ２５のゲートが、電源電位供給線Ｖｄｄに電気的に接続されている。また、図８に示すように、リセットトランジスタ２５のゲートとリセット線２９の間は、切断されており、電気的に接続されていない。
【００９６】
（３）その他
図７に示すように、基板１０１の表面には、配線層ＨＴが設けられている。この配線層ＨＴにおいては、各素子に電気的に接続された配線ＨＳが絶縁層Ｓｚ内に形成されている。各配線ＨＳは、図５，図８にて示した、転送線２６，アドレス線２８，垂直信号線２７，リセット線２９などの配線として機能するように積層して形成されている。
【００９７】
この他に、基板１０１の裏面側において、有効画素領域ＩＭＧに対応する部分には、カラーフィルタやマイクロレンズ等の光学部材が画素Ｐに対応して設けられている。図示を省略しているが、カラーフィルタは、たとえば、ベイヤー配列で各色のフィルタ層が配置されている。そして、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢと、電荷排出領域ＯＦＤとが設けられている遮光領域ＢＬにおいては、遮光膜（図示なし）が設けられている。
【００９８】
（Ｂ）製造方法
上記の固体撮像装置１を製造する製造方法の要部について説明する。ここでは、図７等を参照して、固体撮像装置１の製造方法について説明する。
【００９９】
まず、基板１０１にｐ型の不純物（たとえば、ホウ素）をイオン注入することで、ｐ型半導体領域１０１ｐａ，１０１ｐｂを、基板１０１内に設ける。ここでは、有効画素領域ＩＭＧ、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢ、電荷排出領域ＯＦＤについて、同様に、ｐ型半導体領域１０１ｐａ，１０１ｐｂを設ける。
【０１００】
つぎに、基板１０１にｎ型の不純物（たとえば、リン）をイオン注入することで、ｎ型電荷蓄積領域１０１ｎａ，１０１ｎｂを、基板１０１内に設ける。そして、さらに、高濃度なｐ型半導体領域１０１ｐｃを、基板１０１の表面の浅い部分に設ける。このようにすることで、フォトダイオード２１を形成する。
【０１０１】
そして、基板１０１にｎ型の不純物（たとえば、リン）をイオン注入することで、読み出しドレイン（フローディングディフュージョン）ＦＤや、各トランジスタ２２〜２５のソース・ドレイン領域を形成する。その後、各トランジスタ２２〜２５のゲートを、たとえば、ポリシリコンを用いて形成する。
【０１０２】
フォトダイオード２１および各トランジスタ２２〜２５については、有効画素領域ＩＭＧ、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢ、電荷排出領域ＯＦＤの間において、同様になるように形成する。
【０１０３】
つぎに、配線層ＨＴを設ける。ここでは、図６，図８などに示したように、各部に接続する配線ＨＳが、有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと、電荷排出領域ＯＦＤとの間において、互いに異なるように形成する。なお、配線層ＨＴを構成する配線ＨＳについては、たとえば、アルミニウムなどの金属材料を用いて形成する。また、配線層ＨＴを構成する絶縁層Ｓｚについては、たとえば、シリコン酸化膜を用いて形成する。
【０１０４】
この後、配線層ＨＴの上面に、支持基板（図示なし）を貼り合わせる。そして、基板１０１を反転後、基板１０１について薄膜化処理を実施する。たとえば、ＣＭＰ処理を薄膜化処理として実施することで、基板１０１の一部を裏面側から除去する。そして、基板１０１の裏面側に、カラーフィルタ（図示なし）、オンチップレンズ（図示なし）等を設ける。このようにすることで、裏面照射型のＣＭＯＳ型イメージセンサを完成させる。
【０１０５】
（Ｃ）動作
上記の固体撮像装置１の動作について説明する。
【０１０６】
ここでは、電荷排出領域ＯＦＤにおける動作について説明する。
【０１０７】
電荷排出領域ＯＦＤにおいては、転送トランジスタ２２のゲートと、リセットトランジスタ２５のゲートに、たとえば、電源電圧Ｖｄｄが印加される。これにより、転送トランジスタ２２と、リセットトランジスタ２５とが、オン状態になり、チャネルが形成される。このとき、選択トランジスタ２４については、たとえば、他の領域の画素Ｐと同様に、駆動を行う。このため、電荷排出領域ＯＦＤでは、バルクにおいて漏れこんだ過剰電荷を、各画素Ｐにおいて、外部へ強制的に排出することができる。
具体的には、上記のようにすることで、フォトダイオード２１から、読み出しドレインＦＤを経て、電源ラインＶｄｄへ過剰電荷を排出することができる。
【０１０８】
上記の他に、過剰電荷を排出可能な程度の高い固定の電圧を、転送トランジスタ２２、リセットトランジスタ２５の各ゲートに与えても、同様に動作させることができる。
【０１０９】
また、同様に、選択トランジスタ２４のゲートに、固定の電圧を与えても、同様に動作させることができる。
【０１１０】
（Ｄ）まとめ
以上のように、本実施形態では、受光面にて光を受光して信号電荷を生成するフォトダイオード２１と、その生成された信号電荷を電気信号として出力する画素トランジスタＴｒとが、基板１０１の画素領域ＰＡに設けられている。画素領域ＰＡは、有効画素領域ＩＭＧを含み、この有効画素領域ＩＭＧでは、フォトダイオード２１の受光面の上方が開口しており、入射光が入射する有効画素が、画素Ｐとして配置されている。そして、この有効画素領域の周辺には、遮光領域ＢＬが設けられており、ここでは、フォトダイオード２１の受光面の上方に、入射光を遮光する遮光部が設けられた遮光画素が、画素Ｐとして配置されている。この遮光領域ＢＬは、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢを含み、フォトダイオード２１で生成された信号電荷を、黒レベルの基準信号として画素トランジスタＴｒが出力するオプティカル・ブラック画素が、その遮光画素として配置されている。
【０１１１】
この他に、本実施形態においては、電荷排出領域ＯＦＤが、さらに設けられている。この電荷排出領域ＯＦＤは、有効画素領域ＩＭＧとオプティカル・ブラック領域ＯＰＢとの間に設けられている。そして、電荷排出領域ＯＦＤには、有効画素領域ＩＭＧから漏れてくる信号電荷を排出する電荷排出画素が、遮光画素として配置されている。
【０１１２】
具体的には、電荷排出領域ＯＦＤにおいて、転送トランジスタ２２のゲートは、転送信号がゲートに供給される転送線と電気的に接続されていない。そして、転送トランジスタ２２がオン状態になる電位が、ゲートに供給されるように構成されている。これと共に、リセットトランジスタ２５のゲートは、リセット信号がゲートに供給されるリセット線２９と電気的に接続されていない。そして、リセットトランジスタ２５がオン状態になる電位が供給されるように構成されている。そして、さらに、画素トランジスタＴｒから電気信号が出力される垂直信号線２７と、その垂直信号線２７が電気信号を出力する負荷ＭＯＳトランジスタＭＴとの間が電気的に接続されていない。
【０１１３】
このため、本実施形態は、バルク中の過剰電荷が、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢに漏れ込んで、黒レベルの基準信号が変動することを防止することができる。
【０１１４】
この他に、本実施形態では、電荷排出画素とオプティカル・ブラック画素と有効画素とのそれぞれが、半導体基板において設けられた同じ導電型の領域（ウェル）内に設けられている（図７参照）。
【０１１５】
上記したように、有効画素領域ＩＭＧのウェルと異なる導電型のウェルで電荷排出領域ＯＦＤを設ける場合には、その間でプロセス的な連続性を確保することが容易ではない。このため、この部分において、画素からの信号に不連続性が生じるので、撮像画像において、ダミー画素領域の周辺部分に対応する部分にムラが生じる場合がある。
【０１１６】
しかし、本実施形態では、電荷排出領域ＯＦＤが、有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと同じ導電型のウェルに形成されている。
【０１１７】
このため、本実施形態は、上記の不具合が発生することを防止することができる。
【０１１８】
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を向上させることができる。具体的には、黒レベルの基準信号が変動して、撮像画像が全体的に暗くなる不具合を防止することができる。
【０１１９】
＜２．実施形態２＞
（Ａ）装置構成など
図９と図１０は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【０１２０】
ここで、図９は、図６と同様に、有効画素領域ＩＭＧの他に、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢおよび電荷排出領域ＯＦＤを示している。そして、図１０は、図８と同様に、電荷排出領域ＯＦＤに設けられた画素Ｐの回路構成を示している。
【０１２１】
図９，図１０に示すように、本実施形態においては、電荷排出領域ＯＦＤに設けられた画素Ｐの構成が、実施形態１の場合と異なる。具体的には、画素トランジスタＴｒを構成する各部に接続される配線の接続関係が、実施形態１と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１２２】
転送トランジスタ２２は、電荷排出領域ＯＦＤにおいては、図９，図１０に示すように、実施形態１の場合と同様に、各部が電気的に接続されている。つまり、図１０に示すように、転送トランジスタ２２のゲートが、電源電位供給線Ｖｄｄに電気的に接続されている。また、図１０に示すように、転送トランジスタ２２のゲートと転送線２６との間は、切断されており、電気的に接続されていない。
【０１２３】
増幅トランジスタ２３は、電荷排出領域ＯＦＤにおいては、図９，図１０に示すように、各部との電気的な接続関係が、実施形態１の場合と異なっている。具体的には、図１０に示すように、増幅トランジスタ２３のゲートが、電源電位供給線Ｖｄｄに電気的に接続されている。
【０１２４】
選択トランジスタ２４は、電荷排出領域ＯＦＤにおいても、図９，図１０に示すように、実施形態１の場合と同様に、各部が電気的に接続されている。ただし、図１０に示すように、選択トランジスタ２４に接続されている垂直信号線２７は、出力する負荷ＭＯＳトランジスタＭＴとの間で、電気的に接続されていない。
【０１２５】
リセットトランジスタ２５は、図９，図１０に示すように、各部との電気的な接続関係が、実施形態１の場合と異なっている。具体的には、他の有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと同様な接続関係になるように設けられている。
【０１２６】
（Ｂ）動作
上記の固体撮像装置の電荷排出領域ＯＦＤにおける動作について説明する。
【０１２７】
電荷排出領域ＯＦＤにおいては、転送トランジスタ２２のゲートと、他の領域の画素Ｐにおいて読出しドレインＦＤとして使用する拡散層との両者に、たとえば、電源電圧Ｖｄｄを印加する。このとき、選択トランジスタ２４およびリセットトランジスタ２５については、たとえば、他の領域の画素Ｐと同様に、駆動を行う。これにより、電荷排出領域ＯＦＤでは、バルクにおいて漏れこんだ過剰電荷を、各画素Ｐにおいて、外部へ強制的に排出することができる。
【０１２８】
上記の他に、過剰電荷を排出可能な程度の高い固定の電圧を、転送トランジスタ２２のゲートと、他の領域の画素Ｐにおいて読出しドレインＦＤとして使用する拡散層との両者に印加しても同様に動作させることができる。
【０１２９】
また、同様に、選択トランジスタ２４のゲートに、固定の電圧を与えても、同様に動作させることができる。
【０１３０】
本実施形態においては、実施形態１の場合よりも、より効率的に、過剰電荷の排出を実施することができる。
その理由は、リセットトランジスタ２５の閾値によらず読み出しドレインＦＤを電源電圧Ｖｄｄもしくは過剰電荷を排出可能な程度の高い固定の電圧を与えることができるからである。
【０１３１】
（Ｃ）まとめ
以上のように、本実施形態では、実施形態１と同様に、電荷排出領域ＯＦＤが、有効画素領域ＩＭＧとオプティカル・ブラック領域ＯＰＢとの間に設けられている。そして、電荷排出領域ＯＦＤには、有効画素領域ＩＭＧから漏れてくる信号電荷を排出する電荷排出画素が、遮光画素として配置されている。
【０１３２】
具体的には、電荷排出領域ＯＦＤにおいて、転送トランジスタ２２のゲートは、転送信号がゲートに供給される転送線と電気的に接続されていない。そして、転送トランジスタ２２がオン状態になる電位が、転送トランジスタ２２のゲートおよび読出しドレインＦＤに供給されるように構成されている。そして、さらに、画素トランジスタＴｒから電気信号が出力される垂直信号線２７と、その垂直信号線２７が電気信号を出力する負荷ＭＯＳトランジスタＭＴとの間が電気的に接続されていない。
【０１３３】
このため、本実施形態は、バルク中の過剰電荷が、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢに漏れ込んで、黒レベルの基準信号が変動することを防止することができる。
【０１３４】
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
【０１３５】
＜３．実施形態３＞
（Ａ）装置構成など
図１１〜図１５は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【０１３６】
ここで、図１１〜図１３は、有効画素領域ＩＭＧにおける画素Ｐについて示している。図１１と図１２は、画素領域ＰＡの上面であって、図１１は、画素Ｐ（配線を未表示）を示し、図１２は、有効画素領域ＩＭＧにおける画素Ｐと配線（ハッチングした部分）との関係を示している。また、図１３は、有効画素領域ＩＭＧに設けられた画素Ｐの回路構成を示している。
【０１３７】
これに対して、図１４と図１５は、電荷排出領域ＯＦＤを示している。図１４は、上面であって、画素Ｐと配線との関係を示している。そして、図１５においては、電荷排出領域ＯＦＤに設けられた画素Ｐの回路構成を示している。
【０１３８】
図１１〜図１５に示すように、本実施形態においては、画素Ｐの構成が、実施形態１の場合と異なる。具体的には、フォトダイオード２１と転送トランジスタ２２が画素Ｐに対応して複数設けられているが、画素トランジスタＴｒを構成する他のトランジスタ２３〜２５が、その複数のフォトダイオード２１等に対して、１つずつ設けられている。つまり、複数の画素Ｐの間で、画素トランジスタＴｒを構成する他のトランジスタ２３〜２５を共有するように構成されている。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１３９】
フォトダイオード２１は、図１１等に示すように、実施形態１と同様に、複数の画素Ｐのそれぞれに対応するように、複数が配置されている。
【０１４０】
転送トランジスタ２２は、図１１等に示すように、各フォトダイオード２１のそれぞれに対応して設けられている。しかし、本実施形態においては、実施形態１の場合と異なり、図１１等に示すように、複数の転送トランジスタ２２が、１つの読出しドレインＦＤへ、フォトダイオード２１から信号電荷を読み出すように構成されている。具体的には、４つの転送トランジスタ２２が、１つの読出しドレインＦＤの周りを囲うように配置されている。
【０１４１】
そして、増幅トランジスタ２３と選択トランジスタ２４とリセットトランジスタ２５とが、図１１等に示すように、その複数のフォトダイオード２１等に対して、１つずつ設けられている。たとえば、４つのフォトダイオード２１からなる１組に対して、増幅トランジスタ２３と選択トランジスタ２４とリセットトランジスタ２５とのそれぞれが１つずつ設けられている。増幅トランジスタ２３と選択トランジスタ２４とリセットトランジスタ２５とのそれぞれは、図１１等に示すように、基板１０１の面（ｘｙ面）において、４つのフォトダイオード２１からなる組の下方に設けられている。また、これと共に、４つのフォトダイオード２１からなる組の下方には、ウェルタップＷＴが設けられている。
【０１４２】
有効画素領域ＩＭＧにおいては、図１２，図１３に示すように、複数の転送トランジスタ２２が、１つの読出しドレインＦＤへ、フォトダイオード２１から信号電荷を読み出すように構成されている点を除き、実施形態１の場合と同様に構成されている。オプティカル・ブラック領域ＯＰＢについては、図示を省略しているが、有効画素領域ＩＭＧと同様に構成されている。
【０１４３】
これに対して、電荷排出領域ＯＦＤにおいても、図１４，図１５に示すように、複数の転送トランジスタ２２が、１つの読出しドレインＦＤに電気的に接続されている点を除き、実施形態１の場合と同様に構成されている。つまり、電荷排出領域ＯＦＤにおいては、各部の電気的な接続関係が、有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと異なっている。
【０１４４】
具体的には、転送トランジスタ２２に関しては、有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと異なり、転送トランジスタ２２のゲートが、電源電位供給線Ｖｄｄに電気的に接続されている。また、転送トランジスタ２２のゲートと転送線２６との間は、切断されており、電気的に接続されていない。
【０１４５】
また、選択トランジスタ２４に接続されている垂直信号線２７が、出力先の負荷ＭＯＳトランジスタＭＴとの間で、電気的に接続されていない。
【０１４６】
さらに、リセットトランジスタ２５に関しては、有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと異なり、リセットトランジスタ２５のゲートが、電源電位供給線Ｖｄｄに電気的に接続されている。また、リセットトランジスタ２５のゲートとリセット線２９の間は、切断されており、電気的に接続されていない。
【０１４７】
上記の電荷排出領域ＯＦＤにおいては、実施形態１と同様に動作させることで、バルクにおいて漏れこんだ過剰電荷を、各画素Ｐにおいて、外部へ強制的に排出することができる。
【０１４８】
（Ｂ）まとめ
以上のように、本実施形態では、他の実施形態と同様に、電荷排出領域ＯＦＤが、有効画素領域ＩＭＧとオプティカル・ブラック領域ＯＰＢとの間に設けられている。そして、電荷排出領域ＯＦＤには、有効画素領域ＩＭＧから漏れてくる信号電荷を排出する電荷排出画素が、遮光画素として配置されている。
【０１４９】
この他に、本実施形態では、転送トランジスタ２２は、フォトダイオード２１のそれぞれに対して１つずつ設けられているが、他のトランジスタ２３，２４，２５は、フォトダイオード２１が４つからなる組に対して、１つずつ設けられている。
【０１５０】
このため、複数の画素共有をした微細な画素においても、バルク中の過剰電荷が、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢに漏れ込んで、黒レベルの基準信号が変動することを防止することができる。
【０１５１】
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
【０１５２】
＜４．実施形態４＞
（Ａ）装置構成など
図１６と図１７は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【０１５３】
ここで、図１６は、図１４と同様に、電荷排出領域ＯＦＤを示している。そして、図１７は、図１５と同様に、電荷排出領域ＯＦＤに設けられた画素Ｐの回路構成を示している。
【０１５４】
図１６，図１７に示すように、本実施形態においては、電荷排出領域ＯＦＤに設けられた画素Ｐの構成が、実施形態３の場合と異なる。具体的には、画素トランジスタＴｒを構成する各部に接続される配線の接続関係が、実施形態３と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態３と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１５５】
転送トランジスタ２２は、電荷排出領域ＯＦＤにおいては、図１６，図１７に示すように、実施形態３の場合と同様に、各部が電気的に接続されている。つまり、図１７に示すように、転送トランジスタ２２のゲートが、電源電位供給線Ｖｄｄに電気的に接続されている。また、図１７に示すように、転送トランジスタ２２のゲートと転送線２６との間は、切断されており、電気的に接続されていない。
【０１５６】
増幅トランジスタ２３は、電荷排出領域ＯＦＤにおいては、図１６，図１７に示すように、各部との電気的な接続関係が、実施形態３の場合と異なっている。具体的には、図１７に示すように、増幅トランジスタ２３のゲートが、電源電位供給線Ｖｄｄに電気的に接続されている。
【０１５７】
選択トランジスタ２４は、図１６，図１７に示すように、電荷排出領域ＯＦＤにおいても、実施形態３の場合と同様に、各部が電気的に接続されている。ただし、図１７に示すように、選択トランジスタ２４に接続されている垂直信号線２７は、出力する負荷ＭＯＳトランジスタＭＴとの間で、電気的に接続されていない。
【０１５８】
リセットトランジスタ２５は、図１６，図１７に示すように、各部との電気的な接続関係が、実施形態３の場合と異なっている。具体的には、他の有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと同様な接続関係になるように設けられている。
【０１５９】
上記の電荷排出領域ＯＦＤにおいては、実施形態２と同様に動作させることで、バルクにおいて漏れこんだ過剰電荷を、各画素Ｐにおいて、外部へ強制的に排出することができる。
【０１６０】
（Ｂ）まとめ
以上のように、本実施形態では、他の実施形態と同様に、電荷排出領域ＯＦＤが、有効画素領域ＩＭＧとオプティカル・ブラック領域ＯＰＢとの間に設けられている。そして、電荷排出領域ＯＦＤには、有効画素領域ＩＭＧから漏れてくる信号電荷を排出する電荷排出画素が、遮光画素として配置されている。
【０１６１】
この他に、本実施形態では、転送トランジスタ２２は、フォトダイオード２１のそれぞれに対して１つずつ設けられているが、他のトランジスタ２３，２４，２５は、フォトダイオード２１が４つからなる組に対して、１つずつ設けられている。
【０１６２】
このため、複数の画素共有をした微細な画素においても、バルク中の過剰電荷が、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢに漏れ込んで、黒レベルの基準信号が変動することを防止することができる。
【０１６３】
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
【０１６４】
＜５．実施形態５＞
（Ａ）装置構成など
図１８〜図２２は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【０１６５】
ここで、図１８〜図２０は、有効画素領域ＩＭＧにおける画素Ｐについて示している。図１８と図１９は、画素領域ＰＡの上面であって、図１８は、画素Ｐ（配線を未表示）を示し、図１９は、有効画素領域ＩＭＧにおける画素Ｐと配線（ハッチングした部分）との関係を示している。また、図２０は、有効画素領域ＩＭＧに設けられた画素Ｐの回路構成を示している。
【０１６６】
これに対して、図２１は、有効画素領域ＩＭＧの他に、遮光領域ＢＬに設けられた、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢと、電荷排出領域ＯＦＤとを示している。図２１は、各領域の上面であって、画素Ｐと配線との関係を示している。
【０１６７】
そして、これと共に、図２２においては、電荷排出領域ＯＦＤに設けられた画素Ｐの回路構成を示している。
【０１６８】
各図に示すように、本実施形態においては、画素トランジスタＴｒの構成が、実施形態１と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１６９】
各図に示すように、固体撮像装置１は、実施形態１と同様に、フォトダイオード２１と、画素トランジスタＴｒとを含む。画素トランジスタＴｒは、転送トランジスタ２２と、増幅トランジスタ２３と、リセットトランジスタ２５とを含み、フォトダイオード２１から信号電荷を読み出すように構成されている。
【０１７０】
しかしながら、本実施形態においては、画素トランジスタＴｒとして、選択トランジスタ２４を含まない。つまり、本実施形態の固体撮像装置１は、４Ｔｒ型ではなく、３Ｔｒ型の「裏面照射型ＣＭＯＳイメージセンサ」として構成されている。
【０１７１】
画素トランジスタＴｒにおいて、転送トランジスタ２２は、図１８等に示すように、実施形態１と同様に、複数の画素Ｐのそれぞれに対応するように、複数が形成されている。
【０１７２】
ここでは、転送トランジスタ２２において、ゲートは、読出しドレインＦＤ（フローティングディフュージョン）に隣接するように設けられている（図１８参照）。
【０１７３】
そして、図１９，図２０に示すように、有効画素領域ＩＭＧにおいては、転送トランジスタ２２は、フォトダイオード２１にて生成された信号電荷を、増幅トランジスタ２３のゲートへ電気信号として出力するように構成されている。
【０１７４】
また、図２１にて下段部分に示すように、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢにおいても、転送トランジスタ２２は、有効画素領域ＩＭＧと同様に構成されている。
【０１７５】
これに対して、電荷排出領域ＯＦＤにおいては、図２１の中段部分および図２２に示すように、各部の電気的な接続関係が、有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと異なっている。具体的には、転送トランジスタ２２においては、有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと異なり、転送トランジスタ２２のゲートが、電源電位供給線Ｖｄｄに電気的に接続されている。また、図２１に示すように、転送トランジスタ２２のゲートと転送線２６との間は、切断されており、電気的に接続されていない。
【０１７６】
画素トランジスタＴｒにおいて、増幅トランジスタ２３は、図１８等に示すように、実施形態１と同様に、複数の画素Ｐのそれぞれに対応するように、複数が形成されている。
【０１７７】
ここでは、増幅トランジスタ２３は、リセットトランジスタ２５に隣接するように設けられている（図１８参照）。
【０１７８】
そして、図１９，図２０に示すように、有効画素領域ＩＭＧにおいては、増幅トランジスタ２３は、読み出しドレインＦＤにおいて、電荷から電圧へ変換された電気信号を増幅して出力するように構成されている。
【０１７９】
また、図２１にて下段部分に示すように、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢにおいても、増幅トランジスタ２３は、有効画素領域ＩＭＧと同様に構成されている。
【０１８０】
これと同様に、電荷排出領域ＯＦＤにおいても、増幅トランジスタ２３は、図２１の中段部分および図２２に示すように、有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと同様に構成されている。ただし、図２２に示すように、増幅トランジスタ２３に接続されている垂直信号線２７は、出力する負荷ＭＯＳトランジスタＭＴとの間で、電気的に接続されていない。
【０１８１】
画素トランジスタＴｒにおいて、リセットトランジスタ２５は、図１８等に示すように、実施形態１と同様に、複数の画素Ｐのそれぞれに対応するように、複数が形成されている。
【０１８２】
ここでは、リセットトランジスタ２５は、転送トランジスタ２２に隣接するように設けられている（図１８参照）。
【０１８３】
そして、図１９，図２０に示すように、有効画素領域ＩＭＧにおいては、リセットトランジスタ２５は、増幅トランジスタ２３のゲート電位をリセットするように構成されている。
【０１８４】
また、図２１にて下段部分に示すように、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢにおいても、リセットトランジスタ２５は、有効画素領域ＩＭＧと同様に構成されている。
【０１８５】
これに対して、電荷排出領域ＯＦＤにおいては、図２１の中段部分および図２２に示すように、各部の電気的な接続関係が、有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと異なっている。具体的には、リセットトランジスタ２５においては、有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと異なり、リセットトランジスタ２５のゲートが、電源電位供給線Ｖｄｄに電気的に接続されている。また、図２２に示すように、リセットトランジスタ２５のゲートとリセット線２９の間は、切断されており、電気的に接続されていない。
【０１８６】
（Ｂ）動作
上記の固体撮像装置の電荷排出領域ＯＦＤにおける動作について説明する。
【０１８７】
電荷排出領域ＯＦＤにおいては、転送トランジスタ２２のゲートと、リセットトランジスタ２５のゲートに、たとえば、電源電圧Ｖｄｄを印加する。これにより、電荷排出領域ＯＦＤでは、バルクにおいて漏れこんだ過剰電荷を、各画素Ｐにおいて、外部へ強制的に排出することができる。
【０１８８】
上記の他に、過剰電荷を排出可能な程度の高い固定の電圧を、転送トランジスタ２２、リセットトランジスタ２５の各ゲートに与えても、同様に動作させることができる。
【０１８９】
本実施形態では、３Ｔｒ型であるので、実施形態１の場合よりも画素Ｐを微細に形成することができると共に、実施形態１と同様に、過剰電荷を効果的に排出できる。
【０１９０】
（Ｃ）まとめ
以上のように、本実施形態では、他の実施形態と同様に、電荷排出領域ＯＦＤが、有効画素領域ＩＭＧとオプティカル・ブラック領域ＯＰＢとの間に設けられている。そして、電荷排出領域ＯＦＤには、有効画素領域ＩＭＧから漏れてくる信号電荷を排出する電荷排出画素が、遮光画素として配置されている。
【０１９１】
具体的には、電荷排出領域ＯＦＤにおいて、転送トランジスタ２２のゲートは、転送線２６と電気的に接続されておらず、当該転送トランジスタ２２がオン状態になる電位が供給されるように構成されている。そして、リセットトランジスタ２５のゲートは、リセット線２９と電気的に接続されておらず、リセットトランジスタ２５がオン状態になる電位が供給されるように構成されている。そして、さらに、画素トランジスタＴｒから電気信号が出力される垂直信号線２７と、その垂直信号線２７が電気信号を出力する負荷ＭＯＳトランジスタＭＴとの間が電気的に接続されていない。
【０１９２】
このため、本実施形態は、バルク中の過剰電荷が、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢに漏れ込んで、黒レベルの基準信号が変動することを防止することができる。
【０１９３】
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
【０１９４】
＜６．実施形態６＞
（Ａ）装置構成など
図２３と図２４は、本発明にかかる実施形態６において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【０１９５】
ここで、図２３は、図２１と同様に、有効画素領域ＩＭＧの他に、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢおよび電荷排出領域ＯＦＤを示している。そして、図２４は、図２２と同様に、電荷排出領域ＯＦＤに設けられた画素Ｐの回路構成を示している。
【０１９６】
図２３，図２４に示すように、本実施形態においては、電荷排出領域ＯＦＤに設けられた画素Ｐの構成が、実施形態５の場合と異なる。具体的には、画素トランジスタＴｒを構成する各部に接続される配線の接続関係が、実施形態５と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態５と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１９７】
転送トランジスタ２２は、電荷排出領域ＯＦＤにおいては、図２３，図２４に示すように、実施形態５の場合と同様に、各部が電気的に接続されている。つまり、図２４に示すように、転送トランジスタ２２のゲートが、電源電位供給線Ｖｄｄに電気的に接続されている。また、図２４に示すように、転送トランジスタ２２のゲートと転送線２６との間は、切断されており、電気的に接続されていない。
【０１９８】
増幅トランジスタ２３は、電荷排出領域ＯＦＤにおいては、図２３，図２４に示すように、各部との電気的な接続関係が、実施形態５の場合と異なっている。具体的には、図２４に示すように、増幅トランジスタ２３のゲートが、電源電位供給線Ｖｄｄに電気的に接続されている。ただし、図２４に示すように、増幅トランジスタ２３に接続されている垂直信号線２７は、出力する負荷ＭＯＳトランジスタＭＴとの間で、電気的に接続されていない。
【０１９９】
リセットトランジスタ２５は、図２３，図２４に示すように、各部との電気的な接続関係が、実施形態５の場合と異なっている。具体的には、他の有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと同様な接続関係になるように設けられている。
【０２００】
つまり、本実施形態の固体撮像装置は、４Ｔｒ型でなく、３Ｔｒ型であることを除いて、実施形態２と同様である。
【０２０１】
（Ｂ）動作
上記の固体撮像装置の電荷排出領域ＯＦＤにおける動作について説明する。
【０２０２】
電荷排出領域ＯＦＤにおいては、転送トランジスタ２２のゲートと、他の領域の画素Ｐにおいて読出しドレインＦＤとして使用する拡散層との両者に、たとえば、電源電圧Ｖｄｄを印加する。これにより、電荷排出領域ＯＦＤでは、バルクにおいて漏れこんだ過剰電荷を、各画素Ｐにおいて、外部へ強制的に排出することができる。
【０２０３】
上記の他に、過剰電荷を排出可能な程度の高い固定の電圧を、転送トランジスタ２２のゲートと、他の領域の画素Ｐにおいて読出しドレインＦＤとして使用する拡散層との両者に印加しても同様に動作させることができる。
【０２０４】
本実施形態においては、実施形態５の場合よりも、より効率的に、過剰電荷の排出を実施することができる。
【０２０５】
（Ｃ）まとめ
以上のように、本実施形態では、実施形態１と同様に、電荷排出領域ＯＦＤが、有効画素領域ＩＭＧとオプティカル・ブラック領域ＯＰＢとの間に設けられている。そして、電荷排出領域ＯＦＤには、有効画素領域ＩＭＧから漏れてくる信号電荷を排出する電荷排出画素が、遮光画素として配置されている。
【０２０６】
具体的には、電荷排出領域ＯＦＤにおいて、転送トランジスタ２２のゲートは、転送線２６と電気的に接続されていない。そして、転送トランジスタ２２がオン状態になる電位が、転送トランジスタのゲート、および、出力先の読出しドレインＦＤに印加されるように構成されている。そして、さらに、画素トランジスタＴｒから電気信号が出力される垂直信号線２７と、その垂直信号線２７が電気信号を出力する負荷ＭＯＳトランジスタＭＴとの間が電気的に接続されていない。
【０２０７】
このため、本実施形態は、バルク中の過剰電荷が、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢに漏れ込んで、黒レベルの基準信号が変動することを防止することができる。
【０２０８】
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
【０２０９】
＜７．実施形態７＞
（Ａ）装置構成など
図２５〜図２９は、本発明にかかる実施形態７において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【０２１０】
ここで、図２５〜図２７は、有効画素領域ＩＭＧにおける画素Ｐについて示している。図２５と図２６は、画素領域ＰＡの上面であって、図２５は、画素Ｐ（配線を未表示）を示し、図２６は、有効画素領域ＩＭＧにおける画素Ｐと配線（ハッチングした部分）との関係を示している。また、図２７は、有効画素領域ＩＭＧに設けられた画素Ｐの回路構成を示している。
【０２１１】
これに対して、図２８と図２９は、電荷排出領域ＯＦＤを示している。図２８は、上面であって、画素Ｐと配線との関係を示している。そして、図２９においては、電荷排出領域ＯＦＤに設けられた画素Ｐの回路構成を示している。
【０２１２】
図２５〜図２９に示すように、本実施形態においては、画素Ｐの構成が、実施形態５の場合と異なる。具体的には、フォトダイオード２１と転送トランジスタ２２が画素Ｐに対応して複数設けられているが、画素トランジスタＴｒを構成する他のトランジスタ２３，２５が、その複数のフォトダイオード２１等に対して、１つずつ設けられている。つまり、複数の画素Ｐの間で、画素トランジスタＴｒを構成する他のトランジスタ２３，２５を共有するように構成されている。この点を除き、本実施形態は、実施形態５と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０２１３】
フォトダイオード２１は、図２５等に示すように、実施形態５と同様に、複数の画素Ｐのそれぞれに対応するように、複数が配置されている。
【０２１４】
転送トランジスタ２２は、図２５等に示すように、各フォトダイオード２１のそれぞれに対応して設けられている。しかし、本実施形態においては、実施形態１の場合と異なり、図２５等に示すように、複数の転送トランジスタ２２が、１つの読出しドレインＦＤへ、フォトダイオード２１から信号電荷を読み出すように構成されている。具体的には、４つの転送トランジスタ２２が、１つの読出しドレインＦＤの周りを囲うように配置されている。
【０２１５】
そして、増幅トランジスタ２３とリセットトランジスタ２５とが、図２５等に示すように、その複数のフォトダイオード２１等に対して、１つずつ設けられている。たとえば、４つのフォトダイオード２１からなる１組に対して、増幅トランジスタ２３とリセットトランジスタ２５とのそれぞれが１つずつ設けられている。増幅トランジスタ２３とリセットトランジスタ２５とのそれぞれは、図２５等に示すように、基板１０１の面（ｘｙ面）において、４つのフォトダイオード２１からなる組の下方に設けられている。また、これと共に、４つのフォトダイオード２１からなる組の下方には、ウェルタップＷＴが設けられている。
【０２１６】
有効画素領域ＩＭＧにおいては、図２６，図２７に示すように、複数の転送トランジスタ２２が、１つの読出しドレインＦＤへ、フォトダイオード２１から信号電荷を読み出すように構成されている点を除き、実施形態１の場合と同様に構成されている。オプティカル・ブラック領域ＯＰＢについては、図示を省略しているが、有効画素領域ＩＭＧと同様に構成されている。
【０２１７】
これに対して、電荷排出領域ＯＦＤにおいても、図２８，図２９に示すように、複数の転送トランジスタ２２が、１つの読出しドレインＦＤに電気的に接続されている点を除き、実施形態５の場合と同様に構成されている。つまり、電荷排出領域ＯＦＤにおいては、各部の電気的な接続関係が、有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと異なっている。
【０２１８】
具体的には、転送トランジスタ２２に関しては、有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと異なり、転送トランジスタ２２のゲートが、電源電位供給線Ｖｄｄに電気的に接続されている。また、転送トランジスタ２２のゲートと転送線２６との間は、切断されており、電気的に接続されていない。
【０２１９】
また、増幅トランジスタ２３に接続されている垂直信号線２７が、出力先の負荷ＭＯＳトランジスタＭＴとの間で、電気的に接続されていない。
【０２２０】
さらに、リセットトランジスタ２５に関しては、有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと異なり、リセットトランジスタ２５のゲートが、電源電位供給線Ｖｄｄに電気的に接続されている。また、リセットトランジスタ２５のゲートとリセット線２９の間は、切断されており、電気的に接続されていない。
【０２２１】
つまり、本実施形態の固体撮像装置は、４Ｔｒ型でなく、３Ｔｒ型であることを除いて、実施形態３と同様である。
【０２２２】
上記の電荷排出領域ＯＦＤにおいては、実施形態５と同様に動作させることで、バルクにおいて漏れこんだ過剰電荷を、各画素Ｐにおいて、外部へ強制的に排出することができる。
【０２２３】
（Ｂ）まとめ
以上のように、本実施形態では、他の実施形態と同様に、電荷排出領域ＯＦＤが、有効画素領域ＩＭＧとオプティカル・ブラック領域ＯＰＢとの間に設けられている。そして、電荷排出領域ＯＦＤには、有効画素領域ＩＭＧから漏れてくる信号電荷を排出する電荷排出画素が、遮光画素として配置されている。
【０２２４】
この他に、本実施形態では、転送トランジスタ２２は、フォトダイオード２１のそれぞれに対して１つずつ設けられているが、他のトランジスタ２３，２５は、フォトダイオード２１が４つからなる組に対して、１つずつ設けられている。
【０２２５】
このため、複数の画素共有をした微細な画素においても、バルク中の過剰電荷が、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢに漏れ込んで、黒レベルの基準信号が変動することを防止することができる。
【０２２６】
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
【０２２７】
＜８．実施形態８＞
（Ａ）装置構成など
図３０と図３１は、本発明にかかる実施形態８において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【０２２８】
ここで、図３０は、図２８と同様に、電荷排出領域ＯＦＤを示している。そして、図３１は、図２９と同様に、電荷排出領域ＯＦＤに設けられた画素Ｐの回路構成を示している。
【０２２９】
図３０，図３１に示すように、本実施形態においては、電荷排出領域ＯＦＤに設けられた画素Ｐの構成が、実施形態７の場合と異なる。具体的には、画素トランジスタＴｒを構成する各部に接続される配線の接続関係が、実施形態７と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態７と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０２３０】
転送トランジスタ２２は、電荷排出領域ＯＦＤにおいては、図３０，図３１に示すように、実施形態７の場合と同様に、各部が電気的に接続されている。つまり、図３１に示すように、転送トランジスタ２２のゲートが、電源電位供給線Ｖｄｄに電気的に接続されている。また、転送トランジスタ２２のゲートと転送線２６との間は、切断されており、電気的に接続されていない。
【０２３１】
増幅トランジスタ２３は、電荷排出領域ＯＦＤにおいては、図３０，図３１に示すように、各部との電気的な接続関係が、実施形態７の場合と異なっている。具体的には、図３１に示すように、増幅トランジスタ２３のゲートが、電源電位供給線Ｖｄｄに電気的に接続されている。そして、さらに、図３１に示すように、増幅トランジスタ２３に接続されている垂直信号線２７は、出力する負荷ＭＯＳトランジスタＭＴとの間で、電気的に接続されていない。
【０２３２】
リセットトランジスタ２５は、図３０，図３１に示すように、各部との電気的な接続関係が、実施形態７の場合と異なっている。具体的には、他の有効画素領域ＩＭＧおよびオプティカル・ブラック領域ＯＰＢと同様な接続関係になるように設けられている。
【０２３３】
上記の電荷排出領域ＯＦＤにおいては、実施形態６と同様に動作させることで、バルクにおいて漏れこんだ過剰電荷を、各画素Ｐにおいて、外部へ強制的に排出することができる。
【０２３４】
（Ｃ）まとめ
以上のように、本実施形態では、他の実施形態と同様に、電荷排出領域ＯＦＤが、有効画素領域ＩＭＧとオプティカル・ブラック領域ＯＰＢとの間に設けられている。そして、電荷排出領域ＯＦＤには、有効画素領域ＩＭＧから漏れてくる信号電荷を排出する電荷排出画素が、遮光画素として配置されている。
【０２３５】
この他に、本実施形態では、転送トランジスタ２２は、フォトダイオード２１のそれぞれに対して１つずつ設けられているが、他のトランジスタ２３，２５は、フォトダイオード２１が４つからなる組に対して、１つずつ設けられている。
【０２３６】
このため、複数の画素共有をした微細な画素においても、バルク中の過剰電荷が、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢに漏れ込んで、黒レベルの基準信号が変動することを防止することができる。
【０２３７】
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
【０２３８】
＜９．変形例＞
本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例を採用することができる。
【０２３９】
（９−１．変形例１）
上記の実施形態１〜４では、電荷排出領域ＯＦＤにおける選択トランジスタ２４について、他の領域の画素Ｐと同様に駆動を行う等の動作をしてオン状態にし、過剰電荷の強制的な排出を行う場合について説明した。しかしながら、これに限定されない。
【０２４０】
この領域の選択トランジスタ２４については、たとえば、グランド（ＧＮＤ）、または、それ相当の低い電位を、ゲートに与えるように構成しても良い。この場合には、選択トランジスタ２４が、オン状態でなく、チャネルが形成されないため、選択トランジスタ２４と垂直信号線２７とを電気的に接続させてもよい。つまり、選択トランジスタ２４と垂直信号線２７とを、切り離さなくても良い。よって、電荷排出領域ＯＦＤの有無によらず垂直信号線２７の負荷が変わらない。
【０２４１】
したがって、電荷排出領域ＯＦＤの有無によらず垂直信号線２７の負荷を同じくすることが可能であるので、下記の利点を、さらに得ることができる。
電荷排出領域ＯＦＤ周辺での画素からの信号の不連続性を更に抑制することが出来る。
【０２４２】
（９−２．変形例２）
上記の実施形態５〜８では、電荷排出領域ＯＦＤにおいては、読出しドレインＦＤと、増幅トランジスタ２３のゲートとが電気的接続されていた。しかしながら、これに限定されない。
【０２４３】
ここでは、読出しドレインＦＤと、増幅トランジスタ２３のゲートとの両者を分離すると共に、たとえば、グランド（ＧＮＤ）、または、それ相当の低い電位を、そのゲートに与えるように構成しても良い。この場合には、増幅トランジスタ２３がオン状態でなく、チャネルが形成されてないため、増幅トランジスタ２３と垂直信号線２７とを電気的に接続させることができる。つまり、増幅トランジスタ２３と垂直信号線２７とを、切り離さなくても良い。よって、有効画素領域ＩＭＧとの間で、レイアウトの差分をより少なくすることが可能になる。
【０２４４】
したがって、上記の変形例１と同様な、利点を得ることができる。
【０２４５】
（９−３．変形例３）
上記の実施形態１〜８では、電荷排出領域ＯＦＤにおいては、転送トランジスタ２２のゲートに、電源電圧Ｖｄｄ等の印加をして、オン状態にすることで、過剰電荷の強制的な排出を行う場合について説明した。しかしながら、これに限定されない。
【０２４６】
たとえば、上記の転送トランジスタ２２を、デプレッション（ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ）型トランジスタとして機能するように、構成しても良い。これにより、ゲート電圧を印加しないときに、チャネルが存在しドレイン電流が流れる。よって、有効画素領域ＩＭＧとの間で、レイアウトの差分をより少なくすることが可能になる。
【０２４７】
したがって、上記の変形例１と同様な、利点を得ることができる。
さらに、たとえば、フォトダイオードに直接、電源電圧Ｖｄｄ等の印加をして、過剰電荷の強制的な排出を行うように、構成しても良い。
【０２４８】
（９−４．その他）
上記の実施形態においては、いわゆる「裏面照射型」の場合について説明したが、これに限定されない。「表面照射型」の場合においても、適用可能である。つまり、半導体基板の表面側に画素トランジスタが形成されており、当該表面側において入射光が有効画素の受光面へ入射するように構成されていても良い。特に、「表面照射型」において、負の電荷（電子）を扱うときにｐ型基板を用いた場合や、正の電荷（正孔）を扱うときにｎ型基板を用いた場合には、基板がオーバーフロードレインとして機能しない。
すなわち、この場合には、半導体基板において、フォトダイオードが設けられた位置よりも裏面側に、オーバーフロードレインとして機能する不純物領域が設けられていない。このような場合であっても、本発明を適用することで、これに起因する不具合の発生を効果的に防止することができる。
【０２４９】
なお、上記の実施形態において、固体撮像装置１は、本発明の固体撮像装置に相当する。また、上記の実施形態において、フォトダイオード２１は、本発明の光電変換部に相当する。また、上記の実施形態において、転送トランジスタ２２は、本発明の転送トランジスタに相当する。また、上記の実施形態において、増幅トランジスタ２３は、本発明の増幅トランジスタに相当する。また、上記の実施形態において、選択トランジスタ２４は、本発明の選択トランジスタに相当する。また、上記の実施形態において、リセットトランジスタ２５は、本発明のリセットトランジスタに相当する。また、上記の実施形態において、垂直信号線２７は、本発明の信号線に相当する。また、上記の実施形態において、カメラ４０は、本発明の電子機器に相当する。また、上記の実施形態において、基板１０１は、本発明の半導体基板に相当する。また、上記の実施形態において、遮光領域ＢＬは、本発明の遮光領域に相当する。また、上記の実施形態において、読出しドレインＦＤは、本発明のフローティングディフュージョンに相当する。また、上記の実施形態において、有効画素領域ＩＭＧは、本発明の有効画素領域に相当する。また、上記の実施形態において、受光面ＪＳは、本発明の受光面に相当する。また、上記の実施形態において、電荷排出領域ＯＦＤは、本発明の電荷排出領域に相当する。また、上記の実施形態において、オプティカル・ブラック領域ＯＰＢは、本発明のオプティカル・ブラック領域に相当する。また、上記の実施形態において、画素Ｐは、本発明の画素に相当する。また、上記の実施形態において、画素領域ＰＡは、本発明の画素領域に相当する。また、上記の実施形態において、画素トランジスタＴｒは、本発明の画素トランジスタに相当する。
【符号の説明】
【０２５０】
１：固体撮像装置、１３：垂直駆動回路、１４：カラム回路、１５：水平駆動回路、１７：外部出力回路、１７ａ：ＡＧＣ回路、１７ｂ：ＡＤＣ回路、１８：タイミングジェネレータ、１９：シャッター駆動回路、２１：フォトダイオード、２２：転送トランジスタ、２３：増幅トランジスタ、２４：選択トランジスタ、２５：リセットトランジスタ、２６：転送線、２７：垂直信号線、２８：アドレス線、２９：リセット線、４０：カメラ、４２：光学系、４３：制御部、４４：信号処理回路、１０１：基板、１０１ｎａ：ｎ型電荷蓄積領域、１０１ｐａ：ｐ型半導体領域、１０１ｐｃ：ｐ型半導体領域、ＢＬ：遮光領域、ＦＤ：読出しドレイン、Ｈ：光、ＨＳ：配線、ＨＴ：配線層、ＩＭＧ：有効画素領域、ＪＳ：受光面、ＭＴ：負荷ＭＯＳトランジスタ、ＯＦＤ：電荷排出領域、ＯＰＢ：オプティカル・ブラック領域、Ｐ：画素、ＰＡ：画素領域、ＰＳ：撮像面、ＳＡ：周辺領域、Ｓｚ：絶縁層、Ｔｒ：画素トランジスタ、Ｖｄｄ：電源電位供給線、ＷＴ：ウェルタップ、ｘ：水平方向、ｙ：垂直方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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