(57)【要約】【課題】小型化を図ることができる固体撮像装置を提供する。【解決手段】固体撮像装置１は、撮像領域ＡＲ内に行列状に配置された複数の光電変換部１１と、隣り合う光電変換部１１列の間に配列され光電変換部１１に蓄積された電荷を垂直方向に転送する垂直電荷転送部１２と、撮像領域ＡＲの一側外方に設けられた電圧供給用配線１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂと、光電変換部１１の行毎に、対応するゲート電極１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂを接続する状態で形成され、電圧供給用配線１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂと接続されている金属配線１４ａ，１４ｂ，１５ａ、１５ｂとを備える。そして、金属配線１４ａ，１４ｂ，１５ａ、１５ｂが、撮像領域ＡＲ内にある。【選択図】図１
2013046186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像領域内に行列状に配置され、各々が受光した光を信号電荷に変換して蓄積する複数の光電変換素子と、
隣り合う光電変換素子列の間に配列され、前記光電変換素子に蓄積された電荷を、ゲート電極に印加される制御信号に応じて読み出し、垂直方向に転送する垂直電荷転送部と、
前記撮像領域の一側外方に垂直方向に延在する状態で設けられた電圧供給用配線と、
前記光電変換素子の行毎に、対応する前記ゲート電極を接続する状態で水平方向一方向に、撮像領域の外方に至るまで延長形成され、延長端において前記電圧供給用配線と接続されている金属配線とを備え、
前記金属配線の他端は、延長されることなく撮像領域内に残っている
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記電圧供給用配線は、前記撮像領域外の水平方向における両側のいずれか一方に配置されてなる
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記ゲート電極と前記金属配線とは、コンタクトホールを介して電気的に接続されてなる
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記金属配線と前記電圧供給用配線とは、コンタクトホールを介して電気的に接続されてなる
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記撮像領域内の両端部のうち、前記電圧供給用配線に近い側の端部とは反対側の端部にオプティカルブラック領域が設けられてなる
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記金属配線は、高融点金属により形成されてなる
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記電圧供給用配線は、アルミニウムにより形成されてなる
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記撮像領域外の垂直方向における下側に水平方向に延びる形で配置され、前記垂直電荷転送部により転送された信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部と、
前記水平電荷転送部の水平方向における片側に配置され、前記水平電荷転送部により転送された信号電荷を信号電圧に変換して出力する信号出力部とを備え、
前記電圧供給用配線は、水平方向における、前記信号出力部が配置される側に配置されてなる
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置に関し、特に、小型化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラやカメラ機能を搭載した携帯電話機には、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＣＤ）等の固体撮像装置が用いられている。
この種の固体撮像装置として、例えば、図９に示すように、行列状に配置され、受光した光を信号電荷に変換して蓄積する複数の光電変換部６１と、垂直方向に配置された複数の光電変換部６１からなる列の間に配置され、光電変換部６１に蓄積された信号電荷を読み出して垂直方向に転送する垂直電荷転送部６２と、垂直方向に転送されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部６３と、水平転送されてきた信号電荷を信号電圧に変換して外部に出力する信号出力部６０とを備える固体撮像装置１００がある（特許文献１参照）。また、複数の光電変換部６１が配置された撮像領域ＡＲは、光電変換部６１が光を受光できる受光可能領域ＡＲ１と、光電変換部６１が遮光されているオプティカルブラック領域ＡＲ２とから構成されている。
【０００３】
また、固体撮像装置１００は、各垂直電荷転送部６２に沿って設けられた複数のゲート電極６８ａ，６８ｂ，６９ａ，６９ｂと、撮像領域ＡＲの周囲に配置された４本の電圧供給用配線６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂと、撮像領域ＡＲ内において複数の光電変換部６１からなる行毎に水平方向に延びる形で配置され且つ行を構成する複数の光電変換部それぞれに対応するゲート電極６８ａ，６８ｂ（６９ａ，６９ｂ）が共通に接続されてなる配線６４ａ，６４ｂ（６５ａ，６５ｂ）とを備える。
【０００４】
配線６４ａ，６４ｂは、撮像領域ＡＲの水平方向における両側で電圧供給用配線６６ａ，６６ｂに接続されている。また、ゲート電極６９ａ，６９ｂが共通に接続されてなる配線６５ａ，６５ｂも、同様に撮像領域ＡＲの水平方向における両側で電圧供給用配線６７ａ，６７ｂに接続されている。なお、ゲート電極６８ａ，６８ｂ，６９ａ，６９ｂおよび配線６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂは、ポリシリコンにより形成されている。
【０００５】
電圧供給用配線６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂは、電極パッド形成部９ｃに接続されている。なお、電圧供給用配線６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂは、アルミニウムにより形成されている。この電極パッド形成部９ｃには、４つの電極パッド（図示せず）が形成されており、各電極パッドには、４相のパルス電圧を発生するパルス電圧発生回路（図示せず）が接続されている。
【０００６】
図１０（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に、図９におけるＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線で破断した断面図を示す。図１０（ａ）に示すように、ゲート電極６８ａ，６８ｂ，６９ａ，６９ｂおよび配線６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂは、いずれも絶縁層２２に形成されている。また、図１０（ｂ）に示すように、電圧供給用配線６６ａは、絶縁層２２，２３に形成されたコンタクトホール２３ａを介して配線６４ａに接続されている。電圧供給用配線６６ｂ，６７ａ，６７ｂも、同様に、絶縁層２２，２３コンタクトホール２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを介して配線６４ｂ，６５ａ，６５ｂに接続されている。また、図１０（ａ）及び（ｃ）に示すように、絶縁層２３には金属からなる遮光膜７１が形成されているが、図１０（ｃ）の金属からなる遮光膜７１は光電変換部６１まで拡張されている（図示せず）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−５３４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、この固体撮像装置１００では、配線６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂ自体による電圧降下の影響による垂直電荷転送部１１２の転送性能の劣化を抑制するために、電圧供給用配線６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂを撮像領域ＡＲの両側に配置して、配線６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂと電圧供給用配線６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂとが撮像領域ＡＲの水平方向における両側で接続されてなる構成とする必要があるため、その分、固体撮像装置が大型化してしまう。
【０００９】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、小型化を図ることができる固体撮像装置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】
【００１０】
本発明に係る固体撮像装置は、撮像領域内に行列状に配置され、各々が受光した光を信号電荷に変換して蓄積する複数の光電変換素子と、隣り合う光電変換素子列の間に配列され、光電変換素子に蓄積された電荷を、ゲート電極に印加される制御信号に応じて読み出し、垂直方向に転送する垂直電荷転送部と、撮像領域の一側外方に垂直方向に延在する状態で設けられた電圧供給用配線と、光電変換素子の行毎に、対応するゲート電極を接続する状態で水平方向一方向に、撮像領域の外方に至るまで延長形成され、延長端において電圧供給用配線と接続されている金属配線とを備え、金属配線の他端が、延長されることなく撮像領域内に残っている。
【発明の効果】
【００１１】
本構成によれば、ゲート電極が接続された金属配線が、撮像領域内に水平方向に延びる形で配置され且つ水平方向一方向における外方のみで電圧供給用配線に接続されてなることにより、撮像領域の水平方向一方向側のみに電圧供給用配線を配置すればよい。従って、ゲート電極が共通に接続されてなる配線が、撮像領域の両側に配置された電圧供給用配線に接続されてなる固体撮像装置に比べて、水平方向の長さを短縮することができるから、固体撮像装置の小型化を図ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る固体撮像装置は、上記電圧供給用配線が、上記撮像領域外の水平方向における両側のいずれか一方に配置されてなるものであってもよい。
また、本発明に係る固体撮像装置は、上記ゲート電極と上記金属配線とが、コンタクトホールを介して電気的に接続されてなるものであってもよい。
また、本発明に係る固体撮像装置は、上記金属配線と上記電圧供給用配線とが、コンタクトホールを介して電気的に接続されてなるものであってもよい。
【００１３】
また、本発明に係る固体撮像装置は、上記撮像領域内の両端部のうち、上記電圧供給用配線に近い側の端部とは反対側の端部にオプティカルブラック領域が設けられてなるものであってもよい。
また、本発明に係る固体撮像装置は、上記金属配線が、高融点金属により形成されてなるものであってもよい。
【００１４】
また、本発明に係る固体撮像装置は、上記電圧供給用配線が、アルミニウムにより形成されてなる。
また、本発明に係る固体撮像装置は、上記撮像領域外の垂直方向における下側に水平方向に延びる形で配置され、上記垂直電荷転送部により転送された信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部と、水平電荷転送部の水平方向における片側に配置され、水平電荷転送部により転送された信号電荷を信号電圧に変換して出力する信号出力部とを備え、上記電圧供給用配線が、水平方向における、信号出力部が配置される側に配置されてなるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１に係る固体撮像装置の概略平面図である。
【図２】実施の形態１に係る固体撮像装置を示し、（ａ）は図１のＡ−Ａ’線で破断した概略断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ’線で破断した概略断面図、（ｃ）は図１のＣ−Ｃ’線で破断した概略断面図、（ｄ）は図１のＤ−Ｄ’線で破断した概略断面図である。
【図３】実施の形態１に係る固体撮像装置の転送特性を説明する図である。
【図４】実施の形態１に係る固体撮像装置の暗電流特性を説明する図である。
【図５】実施の形態２に係る固体撮像装置の概略平面図である。
【図６】実施の形態２に係る固体撮像装置の動作説明図である。
【図７】変形例に係る固体撮像装置の概略平面図である。
【図８】変形例に係る固体撮像装置の要部概略断面図である。
【図９】従来例に係る固体撮像装置を示す概略平面図である。
【図１０】従来例に係る固体撮像装置を示し、（ａ）は図９のＡ−Ａ’線で破断した概略断面図、（ｂ）は図９のＢ−Ｂ’線で破断した概略断面図、（ｃ）は図９のＣ−Ｃ’線で破断した概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜実施の形態１＞
＜１＞構成
本実施の形態に係る固体撮像装置１の概略構成を図１および図２に示す。
図１に示すように、固体撮像装置１は、受光した光を信号電荷に変換して蓄積する複数の光電変換部（光電変換素子）１１と、光電変換部１１に蓄積された信号電荷を読み出して垂直方向（矢印ａ’方向）に転送する垂直電荷転送部１２と、垂直方向に転送されてきた信号電荷を水平方向（矢印ｂ’方向）に転送する水平電荷転送部１３と、水平転送されてきた信号電荷を信号電圧に変換して外部に出力する信号出力部１０とを備える。
【００１７】
また、固体撮像装置１は、各垂直電荷転送部１２に沿って設けられた複数のゲート電極１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂと、撮像領域ＡＲの片側で垂直方向に延びる４本の電圧供給用配線１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂと、撮像領域ＡＲ内において複数の光電変換部１１からなる行毎に水平方向に延びる形で配置され且つ行を構成する複数の光電変換部１１それぞれに対応するゲート電極１８ａ，１８ｂ（１９ａ，１９ｂ）が共通に接続されてなる金属配線１４ａ，１４ｂ（１５ａ，１５ｂ）とを備える。
【００１８】
更に、固体撮像装置１は、撮像領域ＡＲの外周部に配置された内部電圧発生回路９ａ，９ｂと、電圧供給用配線１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂに接続された電極パッド（図示せず）が形成された電極パッド形成部９ｃと、外部出力回路９ｄとを備える。
光電変換部１１は、撮像領域ＡＲ内で行列状に配置されている。この撮像領域ＡＲは、光電変換部１１が光を受光できる受光可能領域ＡＲ１と、光電変換部１１が遮光されているオプティカルブラック領域ＡＲ２とから構成されている。そして、受光可能領域ＡＲ１に配置された光電変換部１１に蓄積された信号電荷に対応する信号電圧に対して、オプティカルブラック領域ＡＲ２に配置された光電変換部１１に蓄積された信号電荷に対応する信号電圧を基準レベルとして信号処理を行う。
【００１９】
垂直電荷転送部１２は、互いに隣接する、複数の光電変換部１１からなる列間に配置されている。この垂直電荷転送部１２は、ポリシリコンにより島状に形成された複数のゲート電極１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂを有している。図２（ａ）に図１におけるＡ−Ａ’線で破断した断面図を示す。図２（ａ）に示すように、ゲート電極１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂは、表面にゲート絶縁膜２１が形成されたシリコン基板２０上に形成され、ゲート絶縁膜２１上には、ゲート電極１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂの周囲を覆うように絶縁層２２が形成されている。なお、ゲート電極１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂは、膜厚が約１００ｎｍである。
【００２０】
そして、ゲート電極１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂにパルス電圧が印加されると、光電変換部１１に蓄積された信号電荷は、垂直電荷転送部１２に読み出された後、垂直電荷転送部１２内を順次水平方向に転送されていく。具体的には、ゲート電極１８ａにＨｉｇｈレベルの電圧が印加されると、光電変換部１１から垂直電荷転送部１２に信号電荷が転送される。その後、ＭｉｄｄｌｅレベルおよびＬｏｗレベルの電圧をゲート電極１８ａ，１９ａとゲート電極１８ｂ，１９ｂとに交互に印加することにより、垂直電荷転送部１２内におけるゲート電極１８ａ，１９ａの下側に対応する部位に蓄積された信号電荷が、水平電荷転送部１３に向けて順次転送される。
【００２１】
水平電荷転送部１３は、撮像領域ＡＲの垂直方向における片側（図１では矢印ａ’側）に水平方向に延びる形で配置され、垂直電荷転送部１２により転送された信号電荷を水平方向に転送する。
信号出力部１０は、水平電荷転送部１３の最終段に隣接して形成されたフローティングディフュージョンと、フローティングディフュージョンの電圧変化を読み取るためのソースフォロア回路とから構成される。このソースフォロア回路は、複数のＭＯＳトランジスタを用いて構成されている。
【００２２】
金属配線１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂは、高融点の金属により形成され、撮像領域ＡＲ内で水平方向に延びる形で配置されている。また、金属配線１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂは、水平方向における片側のみでパルス電圧発生部に電気的に接続されるとともに、水平方向における複数箇所でゲート電極１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂと電気的に接続されてなる。これにより、撮像領域ＡＲ内で水平方向に一列に配列する複数のゲート電極１８ａ（または、ゲート電極１８ｂ，１９ａ，１９ｂ）に同位相の電圧パルスが印加される。この高融点の金属により形成された金属配線１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂは、図９および１０に示す構成のポリシリコンにより形成された配線６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂに比べて、そのシート抵抗が１／１００以下と低抵抗であるため、金属配線１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ自体の抵抗成分に起因したパルス波形の劣化は抑制されている。
【００２３】
また、図２（ａ）に示すように、金属配線１４ａ，１５ａは、絶縁層２２上に形成され、絶縁層２２上には、金属配線１４ａ，１５ａの周囲を覆うように絶縁層２３が形成されている。この絶縁膜２２は、金属配線１４ａ，１５ａに電圧が印加されたときに金属配線１４ａ，１５ａの下側に対応する領域にフィールド反転層が形成されず、且つ、金属配線１４ａ，１５ａとシリコン基板２０との間で要求される耐圧（例えば、１２Ｖ）を確保できる膜厚を有する。そして、金属配線１４ａ，１５ａは、絶縁層２２に形成されたコンタクトホール２２ａを介してゲート電極１８ａ，１９ａに接続されている。
【００２４】
また、金属配線１４ｂ，１５ｂは、絶縁層２３上に形成され、絶縁層２３上には、金属配線１４ｂ，１５ｂの周囲を覆うように絶縁層２４が形成されている。また、絶縁層２４上には、保護層２５が形成されている。この絶縁膜２３は、金属配線１４ａ，１５ａと金属配線１４ｂ，１５ｂとの間で要求される耐圧（例えば、２０Ｖ）を確保できる膜厚を有する。そして、金属配線１４ａ，１５ａは、絶縁層２２に形成されたコンタクトホール２２ｂおよび絶縁層２３に形成されたコンタクトホール２３ｂを介してゲート電極１８ｂ，１９ｂに接続されている。金属配線１４ａ，１５ａは、膜厚が約８０ｎｍであり、金属配線１４ｂ，１５ｂは、膜厚が約１００ｎｍである。また、コンタクトホール２２ａ，２２ｂ，２３ｂは、いずれも内径が３５０ｎｍである。
【００２５】
また、金属配線１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂは、オプティカルブラック領域ＡＲ２に対応する部位が幅広に形成されている。図２（ｃ）に図１のＣ−Ｃ’線で破断した断面図を示す、図２（ｃ）に示すように、絶縁層２３に形成された金属配線１４ａ，１５ａと絶縁層２４に形成された金属配線１４ｂ，１５ｂとが、厚み方向で互いに重なっている。これにより、オプティカルブラック領域ＡＲ２では、ゲート電極１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂに光が入射するのを防止している。このように、ゲート電極１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂを遮光することにより、固体撮像装置１へ入射する光の一部が、ゲート電極１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂに入射する光に起因して発生するスミアを抑制している。
【００２６】
電圧供給用配線１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂは、アルミニウムにより形成され、撮像領域ＡＲの水平方向における片側（図１では、矢印ｂ側）で垂直方向に延出している。そして、この電圧供給用配線１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂは、撮像領域ＡＲの片側の領域まで電圧を供給する。ここで、垂直電荷転送部１２が、４相駆動であるため、各相に対応する４本の電圧供給配線１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂが設けられている。
【００２７】
図２（ｂ）に図１におけるＢ−Ｂ’線で破断した断面図を示す。図２（ｂ）に示すように、電圧供給用配線１６ａは、絶縁層２３に形成されたコンタクトホール２３ａおよび絶縁層２４に形成されたコンタクトホール２４ａを介して金属配線１４ａに接続されている。また、電圧供給用配線１７ａも、絶縁層２３に形成されたコンタクトホール２３ａおよび絶縁層２４に形成されたコンタクトホール２４ａを介して金属配線１５ａに接続されている。電圧供給用配線１６ｂ，１７ｂは、絶縁層２４に形成されたコンタクトホール２４ｂを介して金属配線１４ｂ，１５ｂそれぞれに接続されている。これにより、電圧供給用配線１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂから、金属配線１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂを介してゲート電極１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂにパルス電圧を印加することができる。また、電圧供給用配線１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂが形成された領域では、シリコン基板２０上に、電圧供給用配線１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂに電圧を印加したときに電圧供給用配線１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂの下側にフィールド反転層が形成されない程度の膜厚の酸化膜層２６（例えば、膜厚約３００ｎｍの酸化膜層２６）が形成されている。この酸化膜層２６は、例えば、熱酸化処理により形成される。
【００２８】
内部電圧発生回路９ａ，９ｂは、ブルーミングの発生を抑制するためにシリコン基板２０に印加する電圧を発生する。図２（ｄ）に図１のＤ−Ｄ’線で破断した断面図を示す。図２（ｄ）に示すように、この内部電圧発生回路９ａ，９ｂは、ポリシリコンにより形成された抵抗体１９ｃを介してシリコン基板２０に電圧を印加する。ここで、特に、内部電圧発生回路９ａは、撮像領域ＡＲに近接して配置されていることから、内部電圧発生回路９ａと撮像領域ＡＲとの間での電圧降下の影響を抑制することができるので、撮像領域ＡＲ内における基板バイアスをより精度よく制御することが可能となる。
【００２９】
電極パッド形成部９ｃには、外部のパルス電圧発生回路（図示せず）に接続された４つの電極パッド（図示せず）が形成されており、パルス電圧発生回路から供給される４相のパルス電圧それぞれを４本の電圧供給用配線１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂに出力する。
外部出力回路９ｄは、信号出力部１０に含まれるソースフォロア回路の電流源となる電流源回路（図示せず）と、信号出力部１０から出力される信号を増幅する増幅回路（図示せず）とを備える。
＜２＞特性試験結果
本実施の形態に係る固体撮像装置１の転送特性と暗電流特性とについて試験を行った結果を比較例とともに示す。
＜２−１＞転送特性
図１に示す本実施の形態に係る固体撮像装置１と、図９に示す従来例に係る固体撮像装置１００とで、転送特性の比較を行った結果を図３に示す。
【００３０】
垂直転送効率とは、垂直電荷転送部１２内の最終転送段における取り残し電荷量を垂直転送効率として算出している。この垂直転送効率が低下すると、スミアが発生しやすくなり、撮像画像の劣化に繋がる。従って、この垂直転送効率の低下のない固体撮像装置ほど、優れた特性を有していると言える。図３では、複数の垂直電荷転送部１２の中で最終転送段の垂直転送効率が最小の垂直電荷転送部１２の垂直転送効率を示している。
【００３１】
図９に示す固体撮像装置１００では、撮像領域ＡＲの水平方向における両端の領域に比べて中央の領域に近づくほど垂直転送効率が低くなっている。図３に示すように、この固体撮像装置１００では、転送周波数２５０ｋＨｚ以上で撮像領域ＡＲの中央の領域に配置された垂直電荷転送部１２（最終転送段の垂直転送効率が最小の垂直電荷転送部１２）の最終転送段で垂直転送効率の低下が確認された。特に、転送周波数２５０ｋＨｚ近傍は、一般に固体撮像装置の転送周波数として採用されている。
【００３２】
一方、図１に示す固体撮像装置１では、撮像領域ＡＲの一端（図１では、矢印ｂ側の端）側の領域（即ち、信号出力部１０が配置される側とは反対側の領域、電圧供給用配線が配置される側の領域）から水平方向における他端（図１では、矢印ｂ’側の端）側の領域（即ち、信号出力部１０が配置される側の領域）に近づくほど垂直転送効率が低くなっている。図３に示すように、この固体撮像装置１では、転送周波数３５０ｋＨｚ以上で撮像領域ＡＲの上記他端（図１では、矢印ｂ’側の端）側の領域に配置された垂直電荷転送部１２（最終転送段の垂直転送効率が最小の垂直電荷転送部１２）の最終転送段で垂直転送効率の低下が確認された。ところが、この固体撮像装置１では、一般に固体撮像装置で採用されている転送周波数である２５０ｋＨｚ近傍では、垂直転送効率の低下は確認されなかった。
【００３３】
以上のように、本実施の形態に係る固体撮像装置１は、従来例に係る固体撮像装置１００に比べて、転送周波数の大きい領域（例えば、転送周波数２５０ｋＨｚ以上の領域）でも垂直転送効率の低下が生じにくい。従って、垂直電荷転送部１２の転送特性の観点からすれば、本実施の形態に係る固体撮像装置１は、従来例に係る固体撮像装置１００に比べて優れていると言える。
＜２−２＞暗電流特性
図１に示す本実施の形態に係る固体撮像装置１と、図９に示す従来例に係る固体撮像装置１００とで、オプティカルブラック領域ＡＲ２における暗電流値を測定した結果を図４に示す。ここで、各構成の固体撮像装置のサンプルを４つずつ準備し、それらについてオプティカルブラック領域ＡＲ２における暗電流値を測定した。
【００３４】
図９に示す固体撮像装置１００は、オプティカルブラック領域ＡＲ２が信号出力部６０とは反対側に配置されている。そして、オプティカルブラック領域ＡＲ２では、当該オプティカルブラック領域ＡＲ２全体を覆うように遮光膜７１が形成されている。図４に示すように、この固体撮像装置１００では、オプティカルブラック領域ＡＲ２における暗電流値が約０．４８ｍＶ乃至０．５８ｍＶ程度であった。
【００３５】
一方、図１に示す固体撮像装置１は、オプティカルブラック領域ＡＲ２が信号出力部１０側に配置されている。そして、オプティカルブラック領域ＡＲ２では、図２（ｃ）に示すように、金属配線１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの一部を光電変換部１１を覆うように配置し、当該金属配線１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの一部を遮光膜として機能させている。図４に示すように、この固体撮像装置１では、オプティカルブラック領域ＡＲ２における暗電流値が約０．４２ｍＶ乃至０．５２ｍＶ程度であった。
【００３６】
以上のように、本実施の形態に係る、オプティカルブラック領域ＡＲ２が信号出力部１０側に配置され且つ金属配線１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの一部を遮光膜として機能させてなる固体撮像装置１と、従来例に係る、オプティカルブラック領域ＡＲ２が信号出力部６０とは反対側に配置され且つオプティカルブラック領域ＡＲ２全体を覆うように遮光膜７１が形成されてなる固体撮像装置１００とで、オプティカルブラック領域ＡＲ２における暗電流値の大きさおよびサンプル間のばらつきにほとんど差異は認められなかった。このことから、撮像領域ＡＲ内におけるオプティカルブラック領域ＡＲ２の配置を変更してもオプティカルブラック領域ＡＲ２における暗電流値はほとんど変化しないと言える。また、金属配線１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの一部を遮光膜として機能させた場合でも、遮光膜７１を形成した場合と比べて暗電流特性にほとんど差異は生じないことも言える。
【００３７】
結局、本実施の形態に係る固体撮像装置１は、従来例に係る固体撮像装置１００と比べて、オプティカルブラック領域ＡＲ２における暗電流特性を維持しながらも、転送特性を向上させることができるという利点がある。
＜３＞固体撮像装置の大きさについて
固体撮像装置は、シリコンにより形成された矩形板状の半導体基板上に保護ガラスが取着されてなるチップである。ここでは、本実施の形態の固体撮像装置１の大きさについて、従来例に係る固体撮像装置１００と比較しながら説明する。
＜３−１＞従来例に係る固体撮像装置の各構成のレイアウトと当該固体撮像装置の大きさとの関係について
図９に示すように、従来例に係る固体撮像装置１００の各構成のレイアウトは、平面視矩形状の撮像領域ＡＲの外周部に、撮像領域ＡＲの一辺（図９では、矢印ａ’側の一辺）を除く３辺に沿って、４本の電圧供給用配線６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂが略コ字状に配置されており、電圧供給用配線６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂの両側に内部電圧発生回路９ａ，９ｂが配置されている。そして、撮像領域ＡＲの片側（図９では、矢印ａ’側）には、撮像領域ＡＲの一辺（図９では、矢印ａ’側の一辺）に沿って水平方向に延びる細長の水平電荷転送部１３が配置され、当該水平電荷転送部６３の一端（図９では、矢印ｂ’側の端）側には、信号出力部６０が配置されている。そして、水平電荷転送部６３および信号出力部６０の撮像領域ＡＲ側とは反対側には、水平方向で隣接するドライバ回路９ｃおよび外部出力回路９ｄが配置されている。そして、固体撮像装置１００を構成するチップのチップ端マージンが、これら全ての構成を含む矩形状の領域に基づいて設定される。具体的には、撮像領域ＡＲ内における受光可能領域ＡＲ１の水平方向の長さが８００μｍ、オプティカルブラック領域ＡＲ２の水平方向の長さが６０μｍ、撮像領域ＡＲの両側の電圧供給用配線６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂが設けられた領域の水平方向の長さが５０μｍ、内部電圧発生回路９ａ，９ｂが形成された領域の水平方向の長さがそれぞれ３０μｍ、４０μｍ、チップ端マージンが２０μｍである。
【００３８】
また、固体撮像装置１００は、撮像領域ＡＲが配置される面側を覆うように平面視で固体撮像装置１００と同じ大きさの保護ガラス（図示せず）が設けられている。すると、保護ガラスの端部と、受光可能領域ＡＲ１の端部との間は、保護ガラスの端部で発生するフレア等の影響を考慮して、１１０μｍよりも大きくする必要がある。
ここで、固体撮像装置１００の各構成の大きさから固体撮像装置１００の水平方向の長さを算出する。
【００３９】
受光可能領域ＡＲ１の一端（図９の矢印ｂ’側の端）側は、チップ端マージン、並びに、内部電圧発生回路９ｂが形成された領域および電圧供給用配線６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂが設けられた領域の水平方向の長さから１１０μｍ必要となる。ここで、保護ガラスの上記一端部（図９の矢印ｂ’側の端部）で発生するフレア等の影響を考慮すれば、受光可能領域ＡＲ１の上記一端側の水平方向の長さは、更に１０μｍ程度長くして１２０μｍ程度にする必要がある。
【００４０】
受光可能領域ＡＲ１の他端（図９の矢印ｂ側の端）側は、オプティカルブラック領域ＡＲ２、電圧供給用配線６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂが設けられた領域および内部電圧発生回路９ａが形成された領域の水平方向の長さ、並びに、チップ端マージンから１６０μｍ必要となる。
従って、固体撮像装置１００の水平方向の長さは、受光可能領域ＡＲ１の上記一端側の領域の水平方向の長さ１２０μｍと、受光可能領域ＡＲ１の水平方向の長さ８００μｍと、受光可能領域ＡＲ１の上記他端側の領域の水平方向の長さ１６０μｍとの和、即ち、１０８０μｍとなる。
＜３−２＞本実施の形態に係る固体撮像装置の各構成のレイアウトと当該固体撮像装置の大きさとの関係について
一方、図１に示すように、本実施の形態に係る固体撮像装置１の各構成のレイアウトは、平面視矩形状の撮像領域ＡＲの外周部に、撮像領域ＡＲの一辺（図１の矢印ｂ側の一辺）に沿って、４本の電圧供給用配線１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂが直線状に配置されており、撮像領域ＡＲの一端（図１の矢印ｂ’側の端）側と電圧供給用配線１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂの撮像領域ＡＲ側とは反対側とに内部電圧発生回路９ａ，９ｂが配置されている。そして、撮像領域ＡＲの片側（図１の矢印ａ’側）には、撮像領域ＡＲの一辺（図１の矢印ａ’側の一辺）に沿って水平方向に延びる細長の水平電荷転送部１３が配置され、当該水平電荷転送部１３の上記一端（図１の矢印ｂ’側の端）側には、信号出力部１０が配置されている。そして、水平電荷転送部１３および信号出力部１０の撮像領域ＡＲ側とは反対側には、水平方向で隣接する電極パッド形成部９ｃおよび外部出力回路９ｄが配置されている。なお、各構成の水平方向の長さは、従来例に係る固体撮像装置１００と同じであるので説明を省略する。
【００４１】
ここで、固体撮像装置１の各構成の大きさから固体撮像装置１の水平方向の長さを算出する。
受光可能領域ＡＲ１の一端（図１の矢印ｂ’側の端）側は、チップ端マージン、並びに、内部電圧発生回路９ｂが形成された領域およびオプティカルブラック領域ＡＲの水平方向の長さから１２０μｍ必要となる。
【００４２】
受光可能領域ＡＲ１の他端（図１の矢印ｂ側の端）側は、電圧供給用配線６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂが設けられた領域および内部電圧発生回路９ａが形成された領域の水平方向の長さ、並びに、チップ端マージンから１００μｍ必要となる。そして、固体撮像装置１も、固体撮像装置１００と同様に撮像領域ＡＲが配置される面側を覆うように保護ガラス（図示せず）が設けられている。すると、保護ガラスの上記他端部で発生するフレア等の影響を考慮すれば、受光可能領域ＡＲ１の上記他端側の領域の水平方向の長さは、１２０μｍ程度にする必要がある。
【００４３】
従って、固体撮像装置１の水平方向の長さは、受光可能領域ＡＲ１の上記一端側の領域の水平方向の長さ１２０μｍと、受光可能領域ＡＲ１の水平方向の長さ８００μｍと、受光可能領域ＡＲ１の上記他端側の領域の水平方向の長さ１２０μｍとの和、即ち、１０４０μｍとなる。
つまり、固体撮像装置１は、従来例に係る固体撮像装置１００に比べて、水平方向の長さが４０μｍ縮小できている。
【００４４】
ここで、固体撮像装置１の単位画素サイズが、例えば、２．０μｍ×２．０μｍとすると、水平方向の長さが２０画素分縮小できていることになる。これは、受光可能領域ＡＲ１内の画素数（有効画素数）の５％分に相当する。従って、チップの外形サイズに制限がある場合、水平方向の長さを縮小できれば、固体撮像装置１の高解像度化に大きな影響を与えることになる。
【００４５】
また、従来例に係る固体撮像装置１００の場合、受光可能領域ＡＲ１の中心から一端（図９の矢印ｂ’側の端）部までの水平方向の長さが５２０μｍ、受光可能領域ＡＲ１の中心から他端（図９の矢印ｂ側の端）部まで水平方向の長さが５６０μｍであり、受光可能領域ＡＲ１の中心に対して上記一端側と上記他端側とで水平方向の長さが相違する。一方、本実施の形態に係る固体撮像装置１の場合、受光可能領域ＡＲ１の中心から両端部までの水平方向の長さが５２０μｍであり、受光可能領域ＡＲ１の中心に対して水平方向で対称となっている。従って、本実施の形態に係る固体撮像装置１では、水平方向における中心位置と受光可能領域ＡＲ１の水平方向における中心位置とが一致しているので、固体撮像装置１を撮像システムに組み込む際の受光可能領域ＡＲ１の中心位置合わせ作業が容易になるという利点がある。
【００４６】
ところで、水平電荷転送部１３は、撮像領域ＡＲの片側（図１では、矢印ａ’側）に隣接して配置する必要があり、信号出力部１０は、水平電荷転送部１３の両側のいずれかに隣接して配置するのが最適である。一方、電圧供給用配線１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂは、水平電荷転送部１３および信号出力部１０が形成された領域の撮像領域ＡＲ側とは反対側に配置された電極パッド形成部９ｃに延出させる必要がある。そこで、本実施の形態に係る固体撮像装置１では、電圧供給用配線１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂを信号出力部１０とは反対側に配置することにより、信号出力部１０の撮像領域ＡＲ側（図１の矢印ａ側）にデッドスペースが生じることを防止している。
＜実施の形態２＞
＜１＞構成
本実施の形態に係る固体撮像装置２の概略構成を図５に示す。
【００４７】
図５に示すように、本実施の形態に係る固体撮像装置２は、実施の形態１（図１参照）と略同様であり、撮像領域ＡＲ内にオプティカルブラック領域が存在しない点が相違する。なお、実施の形態１と同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
＜２＞動作
本実施の形態に係る固体撮像装置２の動作について図６に基づいて説明する。なお、図６では、水平方向の画素数がＮ画素の固体撮像装置２の例について説明する。
【００４８】
まず、図６（ａ）に示すように、Ｎ個の垂直電荷転送部１２それぞれから水平電荷転送部１３に信号電荷１，２，・・・，Ｎが読み出される。
次に、図６（ｂ）および（ｃ）に示すように、水平電荷転送部１３に読み出された信号電荷が、信号出力部１０のフローティングディフュージョンＦＤに順次転送され、ソースフォロア回路からなる増幅器１０ａにより信号電圧Ｖ１，・・・，ＶＮに変換されて外部に出力される。
【００４９】
その後、図６（ｄ）に示すように、水平電荷転送部１３が信号電荷ＮをフローティングディフュージョンＦＤに転送した後、更に、水平電荷転送部１３に転送動作をさせることにより、フローティングティフュージョンＦＤに信号電荷が存在しない状態（いわゆる信号電荷が空の状態）とし、このときに増幅器１０ａから出力される信号電圧ＶＲＥＦを基準電圧として取得する。
【００５０】
そして、受光可能領域ＡＲ１に対応する信号電圧Ｖ１，Ｖ２，・・・，ＶＮに対して、この基準電圧ＶＲＥＦを基準レベルとして信号処理を行う。
＜３＞固体撮像装置の大きさについて
本実施の形態の固体撮像装置２の大きさについて説明する。
図５に示すように、本実施の形態に係る固体撮像装置２の各構成のレイアウトは、実施の形態１に係る固体撮像装置１（図１参照）の各構成のレイアウトと略同様であり、撮像領域ＡＲ内にオプティカルブラック領域が存在しない。
【００５１】
このように、オプティカルブラック領域が存在しない分、撮像領域ＡＲの水平方向の長さを短縮することができるので、水平方向の長さを縮小することができる。
＜変形例＞
（１）実施の形態１では、電圧供給用配線１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂが撮像領域ＡＲの水平方向における片側（図１では、矢印ｂ側）に配置されている固体撮像装置１の例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、電圧供給用配線１６ａ，１６ｂが、撮像領域ＡＲの一端側（図１の矢印ｂ側）に配置され、電圧供給用配線１７ａ，１７ｂが、撮像領域ＡＲの他端側（図１の矢印ｂ’側）に配置されている固体撮像装置３であってもよい。
【００５２】
或いは、４本の電圧供給用配線１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂのうち、１本を撮像領域ＡＲの両側の一方に配置し、残り３本を撮像領域ＡＲの他方に配置してなるものであってもよい。
（２）実施の形態１では、金属配線１４ａ，１５ａと金属配線１４ｂ，１５ｂとが平面視において互いに重ならないように配置されてなる固体撮像装置１の例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図８に示すように、金属配線１４ａ，１５ａと金属配線１４ｂ，１５ｂとが平面視において互いに重なるように配置されてなる固体撮像装置４であってもよい。
【００５３】
本変形例によれば、金属配線１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの幅を広げることができるので、金属配線１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの抵抗を下げることができる。従って、特に、転送周波数が高い場合における転送特性の向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、医療用内視鏡や工業用スコープに使用されている小型化固体撮像装置に用いられる。
【符号の説明】
【００５５】
９ａ，９ｂ  内部電圧発生回路
９ｃ  電極パッド形成部
９ｄ  外部出力回路
１０    信号出力部
１１    光電変換部（光電変換素子）
１２    垂直電荷転送部
１３    水平電荷転送部
１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ  金属配線
１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ  電圧供給用配線
１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂ  ゲート電極
２０    シリコン基板
２１    ゲート絶縁膜
２２，２３，２４  絶縁層
２５    保護層
２３ａ，２４ａ、２４ｂ  コンタクトホール
ＡＲ    撮像領域
ＡＲ１  受光可能領域
ＡＲ２  オプティカルブラック領域
【図１】
2013046186.tif 000003
【図２】
2013046186.tif 000004
【図３】
2013046186.tif 000005
【図４】
2013046186.tif 000006
【図５】
2013046186.tif 000007
【図６】
2013046186.tif 000008
【図７】
2013046186.tif 000009
【図８】
2013046186.tif 000010
【図９】
2013046186.tif 000011
【図１０】
2013046186.tif 000012