JP2007081114A - 固体撮像装置およびカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】スミア特性を改善したカラー固体撮像装置、および当該固体撮像装置を備えたカメラを提供する。
【解決手段】本実施形態は、透過光の波長帯域の異なる複数種のカラーフィルタ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが画素８毎に配置された固体撮像装置であって、各画素８は、基板１０に形成された受光部５と、受光部５に隣接する転送チャネル７と、転送チャネル上に形成された転送電極２０と、転送チャネル７を遮光し、受光部５に対応する領域に開口部２４ａを有する遮光膜２４と、遮光膜２４の上層であって、受光部５に対応する領域に配置されたカラーフィルタ３０とを有し、画素８の転送チャネル７と、当該画素８に隣接する画素８の開口部２４ａとの間の距離が、相対的に感度の低い画素８Ｂにおいて長く、相対的に感度の高い画素８Ｒ，８Ｇにおいて短く設定されている（ｄ１＞ｄ２）。
【選択図】図４

Description

本発明は、固体撮像装置およびカメラに関し、特に、カラーフィルタを有するＣＣＤ（Charge Coupled Device）型の固体撮像装置、並びに当該固体撮像装置を備えたカメラに関する。

ＣＣＤ固体撮像装置においては、カラー情報を得るために光学手段を利用してＲＧＢの３原色に対応した信号を得ている。カラー情報を得る手法として、１つのＣＣＤ固体撮像装置でカラー情報が得られる単板式と、３つのＣＣＤ固体撮像装置でカラー情報が得られる３板式に大別される。単板式には、主に、固体撮像装置の表面に、画素毎に原色のレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）のカラーフィルタを設け、あるいは補色のイエロー（Ｙｅ）、シアン（Ｃｅ）、マゼンタ（Ｍｇ）などの補色カラーフィルタを設けて、カラー情報を同時に得られるものがある（例えば、特許文献１参照）。

単板式の固体撮像装置では、カラーフィルタの光透過率等の違いにより、色毎に画素の感度が異なり、原色フィルタを例にとると、グリーンおよびレッドの画素の感度が高く、ブルーの画素の感度が最も低い。補色フィルタを例にとると、シアンの画素の感度が最も低くなる。このように、カラーフィルタの種類に応じて画素間で感度差が発生する。

ところで、固体撮像装置において、斜め光入射により発生するスミアは、固体撮像装置の特性を評価する現象の１つである。白黒の固体撮像装置の場合には、カラーフィルタは存在しないことから、隣接する画素への入射光量は一定となり、スミアの発生量は全ての画素で一定となる。
特開２００２−３６８２０６号公報

しかしながら、カラーフィルタを有する固体撮像装置では、両隣の画素への入射光量がカラーフィルタの透過率に応じて変わるため、画素によってスミアの発生量が異なる。すなわち、ある画素のスミア成分には、隣の画素のカラーフィルタを通過した斜め光に起因するスミアも含まれるため、特に感度の低い画素においてはスミア特性値（信号量に対するスミア信号の比で表される）が増大するという問題がある。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スミア特性を改善したカラー固体撮像装置、および当該固体撮像装置を備えたカメラを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の固体撮像装置は、透過光の波長帯域の異なる複数種のカラーフィルタが画素毎に配置された固体撮像装置であって、各画素は、基板に形成された受光部と、前記受光部に隣接して前記基板に形成され、前記受光部の信号電荷を転送する転送チャネルと、前記転送チャネル上に形成された転送電極と、前記転送チャネルおよび前記転送電極を遮光し、前記受光部に対応する領域に開口部を有する遮光膜と、前記遮光膜の上層であって、前記受光部に対応する領域に配置されたカラーフィルタとを有し、前記画素の前記転送チャネルと、当該画素に隣接する画素の前記開口部との間の距離が、相対的に感度の低い画素において長く、相対的に感度の高い画素において短く設定されている。

上記の目的を達成するため、本発明のカメラは、透過光の波長帯域の異なる複数種のカラーフィルタが画素毎に配置された固体撮像装置と、前記固体撮像装置の撮像面に光を結像させる光学系と、前記固体撮像装置からの出力信号に対して所定の信号処理を行う信号処理回路とを有し、前記固体撮像装置の各画素は、基板に形成された受光部と、前記受光部に隣接して基板に形成され、前記受光部の信号電荷を転送する転送チャネルと、前記転送チャネル上に形成された転送電極と、前記転送チャネルおよび前記転送電極を遮光し、前記受光部に対応する領域に開口部を有する遮光膜と、前記遮光膜の上層であって、前記受光部に対応する領域に配置されたカラーフィルタとを有し、前記画素の前記転送チャネルと、当該画素に隣接する画素の前記開口部との間の距離が、相対的に感度の低い画素において長く、相対的に感度の高い画素において短く設定されている。

上記の本発明では、ある画素の転送チャネルと当該画素に隣接する画素の開口部との間の距離が、相対的に感度の高い画素に比べて、相対的に感度の低い画素において長く設定されている。このため、相対的に感度の低い画素において、隣接する感度の高い画素に入射した光に起因するスミア成分が低減される。

本発明によれば、スミア特性を改善した固体撮像装置およびカメラを実現することができる。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、本発明をインターライントランスファ方式のＣＣＤ（Charge Coupled Device）型の固体撮像装置に適用した例について説明する。ただし、転送方式に特に限定はない。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る固体撮像装置の概略構成図である。本実施形態に係る固体撮像装置１は、撮像部２と、水平転送部３と、出力部４とを有する。

撮像部２には、画素毎に行列状に配置された複数の受光部５と、受光部５の垂直列ごとに配置された複数本の垂直転送部（転送チャネル）７と、受光部５と転送チャネル７との間に配置された読み出しゲート部６とを有する。

受光部５は、例えばフォトダイオードからなり、被写体から入射する像光（入射光）をその光量に応じた電荷量の信号電荷に光電変換して蓄積する。受光部５に蓄積された信号電荷は、読み出しゲート部６を介して転送チャネル７に読み出される。

転送チャネル７は、４相のクロック信号φＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４によって駆動され、受光部５から読み出された信号電荷を垂直方向（図中、下方向）に転送する。なお、クロック信号としては、４相に限定されるものではない。クロック信号φＶ１〜ΦＶ４は、例えば０Ｖあるいは−８．５Ｖである。

水平転送部３は、２相のクロック信号φＨ１，φＨ２によって駆動され、転送チャネル７から垂直転送された信号電荷を、水平方向（図中、左方向）に転送する。

転送チャネル７および水平転送部３上には、絶縁膜を介在させた状態で、上記のクロック信号を供給する複数の転送電極が転送方向に並べられている。

出力部４は、例えば、フローティングディフュージョンにて構成された電荷−電圧変換部４ａを有し、水平転送部３により水平転送された信号電荷を電気信号に変換して、アナログ画像信号として出力する。

１つの受光部５と、当該受光部５の信号電荷の読み出しを行う読み出しゲート部６と、当該受光部５の信号電荷の転送を行う転送チャネル７により１つの画素８が構成される。本実施形態に係る固体撮像装置はカラー撮像方式の固体撮像装置であり、画素８毎にカラーフィルタが配置されている。

図２は、カラーフィルタの配置を示す図である。

本実施形態では、原色タイプのカラーフィルタ３０を採用する。すなわち、画素毎に、レッドカラーフィルタ３０Ｒと、グリーンカラーフィルタ３０Ｇと、ブルーカラーフィルタ３０Ｂが配置されている。なお、特に色を区別する必要がない場合には、単にカラーフィルタ３０と称する。

また、ＲＧＢ縦ストライプの配列を採用することが好ましい。ＲＧＢ縦ストライプの配列では、レッドカラーフィルタ３０Ｒの列と、グリーンカラーフィルタ３０Ｇの列と、ブルーカラーフィルタ３０Ｂの列が、水平方向にこの順で並んでいる。

なお、補色タイプのカラーフィルタを採用してもよい。この場合であっても、縦ストライプの配列を採用することが好ましい。縦ストライプの配列を採用することが好ましい理由については、後述する。

図３は、撮像部２における要部平面図である。図３では、カラーフィルタの下層の転送電極の配置を図解している。

マトリックス状に配置された受光部５に隣接して、転送方向に伸びる転送チャネル７が形成されている。転送チャネル７上には、絶縁膜を介在させた状態で、第１転送電極２１と第２転送電極２２が転送方向に交互に繰り返し並んでいる。第１転送電極２１および第２転送電極２２を区別する必要がない場合には、単に転送電極２０と称する。転送方向に並んだ第１転送電極２１および第２転送電極２２は、端部が互いに重なるように配置されている。

水平方向における第１転送電極２１および第２転送電極２２は、互いに接続されている。第１転送電極２１は１層目のポリシリコン層により形成され、第２転送電極２２は２層目のポリシリコン層により形成される。本実施形態では、２層構造の転送電極の例について説明するが、単層構造であっても、３層以上の構造であってもよい。

第１転送電極２１および第２転送電極２２に電圧を印加すると、転送チャネル７に電位井戸が形成される。この電位井戸を形成するためのクロック信号φＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４が、転送方向に並べられた第１転送電極２１および第２転送電極２２に対して位相をずらして印加されることで、電位井戸の分布が順次変化し、電位井戸内の電荷が転送方向に沿って転送される。

図４は、本実施形態に係る固体撮像装置の要部断面図である。図４は、図３のＡ−Ａ’線における断面図に相当する。

例えば、ｎ型のシリコン基板（以下、基板１０という）に、ｐ型ウェル１１が形成されている。ｐ型ウェル１１は、オーバーフローバリアを形成する。

ｐ型ウェル１１内に画素毎に受光部５が形成されている。受光部５は、ｐ型ウェル１１とｐｎ接合を形成するｎ型領域により主として構成される。図示はしないが、受光部５の基板表層には薄いｐ^＋領域が形成されている。ｐ^＋領域は、受光部５の表面近くで発生し、雑音源となる暗電流を抑制するために設けられている。

受光部５のｎ型領域、ｐ型ウェル１１および基板１０により、ｎｐｎ構造が形成されている。このｎｐｎ構造は、受光部５に強い光が入射して過剰に発生した信号電荷がｐ型ウェル１１により形成されるオーバーフローバリアを超えると、当該信号電荷を基板１０側に排出する縦型オーバーフロードレイン構造を構成する。

また、上記の受光部５は電子シャッタの機能を備えている。すなわち、基板１０に供給される基板電位を高レベル（例えば＋１２Ｖ）にすることにより、ｐ型ウェル１１の電位障壁が下がり、受光部５のｎ型領域に蓄積された電荷が当該電位障壁を乗り越えて、縦方向すなわち基板１０に掃き捨てられる。これにより露光期間を調整することができる。

ｐ型ウェル１１には、受光部５の左側に、当該受光部５の信号電荷を転送するｎ型領域からなる転送チャネル７が配置されている。１つの受光部５と、当該受光部５の左側の転送チャネル７が同一の画素８に属する。詳細は後述するが、本実施形態では、画素毎に転送チャネル７の幅Ｗ１，Ｗ２が異なるように形成されている。図示はしないが、転送チャネル７の下には、ｐ型ウェル１１よりも高濃度のｐ型領域が形成されている。このｐ型領域は、転送チャネル７の下に電位障壁を形成する。このため、基板１０の深部で光電変換された信号電荷が転送チャネル７へ入ることが防止され、スミアの発生が抑制される。

転送チャネル７と、読み出し対象となる右側の受光部５との間には、ｐ型領域からなる読み出しゲート部６が形成されている。読み出しゲート部６は、受光部５と転送チャネル７との間に電位障壁を形成する。読み出し時には、転送電極に正の読み出し電圧（例えば１５Ｖ）が印加されて、読み出しゲート部６の電位障壁が引き下げられて、信号電荷は受光部５から転送チャネル７へと移される。

転送チャネル７と、その左側の受光部５との間には、ｐ^＋領域からなるチャネルストップ領域９が形成されている。チャネルストップ領域９は、信号電荷に対して電位障壁を形成し、信号電荷の流出入を防止する。

読み出しゲート部６、転送チャネル７およびチャネルストップ領域９上には、図示しないゲート絶縁膜を介して、転送電極２０が形成されている。例えば、ゲート絶縁膜は酸化シリコンからなり、転送電極２０はポリシリコンからなる。

転送電極２０上には、図示しない酸化シリコン等からなる絶縁膜を介して、遮光膜２４が形成されている。遮光膜２４は、転送チャネル７を遮光するため、転送電極２０を被覆するように形成されている。遮光膜２４は、例えばタングステンなどの高融点金属からなる。遮光膜２４には、受光部５に光を入射させるための開口部２４ａが形成されている。

遮光膜２４上には、例えばＢＰＳＧ（Boron Phosphorous Silicate glass）や、窒化シリコン膜からなる層間絶縁膜２５が形成されている。層間絶縁膜２５は、単一の層であっても、複数の層により形成されていてもよい。層間絶縁膜２５の表面は、平坦化されている。

層間絶縁膜２５上には、カラーフィルタ３０が形成されている。本実施形態では、各受光部５に対応して、レッドカラーフィルタ３０Ｒ、グリーンカラーフィルタ３０Ｇおよびブルーカラーフィルタ３０Ｂが配置されている。

カラーフィルタ３０上には、例えばアクリル熱硬化樹脂からなる平坦化膜４０が形成されている。平坦化膜４０上には、各受光部５に対応してマイクロレンズ５０が形成されている。

上記の本実施形態では、全ての画素８において転送チャネル７の幅が同じではなく、最も感度の低いブルー画素８Ｂの転送チャネル７の幅Ｗ１が、レッド画素８Ｒおよびグリーン画素８Ｇの転送チャネル７の幅Ｗ２よりも狭く形成されている。この結果、ある画素の転送チャネル７と、その隣の画素８の受光部５の開口部２４ａとの距離が、レッド画素８Ｒおよびグリーン画素８Ｇに比べてブルー画素８Ｂの方が長くなる（ｄ１＞ｄ２）。

また、本実施形態では、ある画素８の転送チャネル７と、その隣の受光部５とを分離するチャネルストップ領域９の幅が、レッド画素８Ｒおよびグリーン画素８Ｇに比べて、ブルー画素８Ｂの方が広く形成されている。

上記構成の本実施形態に係る固体撮像装置の効果について説明する。図５は、本実施形態に係る固体撮像装置の各色のスミア特性値の計算結果を示す図である。図６は、比較例の固体撮像装置の断面図である。図７は比較例の固体撮像装置の各色のスミア特性値の計算結果を示す図である。まず、比較例について説明する。

比較例の固体撮像装置では、全ての転送チャネル７の幅Ｗが同じに形成されており、転送チャネル７と隣の画素の開口部２４ａとの距離ｄも全て同じに形成されている例である。マイクロレンズ５０で集束された光は、レッドカラーフィルタ３０Ｒ、グリーンカラーフィルタ３０Ｇ、ブルーカラーフィルタ３０Ｂで分光されて、基板１０に形成された受光部５に入射する。

この時、フィルタの透過率に応じた感度（Ｓｅｎｓ）が得られ、同じくフィルタの透過率に応じたスミア（Ｓｍｅａｒ）が発生する。いわゆるスミア特性値（スミア抑圧比ともいう）は、この感度とスミアの比で計算され、抑圧比を表現するためにｄＢ表示される。
すなわち、スミア特性値＝２０×ｌｏｇ１０（Ｓｍｅａｒ／Ｓｅｎｓ）で計算される。

ここで、ある画素のスミアの成分は、その色画素に入射した光Ｌ１に起因するスミア成分と、隣の色画素に入射した光Ｌ２に起因するスミア成分に大別される。縦ストライプ配列のカラーフィルタを有する固体撮像装置においては、上記の２つのスミア成分のうち隣の色画素に入射した光Ｌ２に起因するスミア成分が重要となってくる。

このことを、図７を用いて説明する。まず、簡単のために、カラーフィルタ３０の透過率がＲｅｄ：Ｇｒｅｅｎ：Ｂｌｕｅ＝３：３：１であると仮定する。この時、その透過率に応じて感度とスミアが図７に示すように計算される。図７からわかるように、ブルー画素８Ｂのスミアが、隣のグリーン画素８Ｇに入射した光の影響を大きく受け、最もスミア特性の良いレッド画素８Ｒのスミアに対して約１０ｄＢも悪化するという問題が生じる。上記の計算結果は、モデルを単純化した上での結果であるが、実際も同様なスミアの悪化が起こる。

一方で、本実施形態では、ブルー画素８Ｂの転送チャネル７の幅Ｗ１を他の画素の転送チャネル７の幅Ｗ２よりも狭くして、最も感度の低いブルー画素８Ｂの転送チャネル７と、その隣のグリーン画素８Ｇの開口部２４ａとの距離を、他の画素に比べて大きくしている（ｄ１＞ｄ２）。

受光部５の開口部２４ａと転送チャネル７との距離が大きくなるにつれて、一般にスミアは減少する。図５は、本実施形態におけるスミアの改善量を先ほどと同様の方法で算出した結果を示している。図５の計算結果では、比較例の構造に対して約１．５倍の距離ｄ１（ｄ１＝１．５ｄ、すなわちｄ１＝１．５ｄ２）を確保し、グリーン画素８Ｇからのスミア成分が１／１．５になった場合を想定している。この場合、約２．５ｄＢのスミア改善が見込める。

以上説明したように、本実施形態に係る固体撮像装置によれば、画素８の転送チャネル７と、当該画素８に隣接する画素８の受光部５の開口部２４ａとの間の距離を、相対的に感度の高い感度のグリーン画素８Ｇおよびレッド画素８Ｒに比べて、感度の低いブルー画素８Ｂにおいて長くすることにより、スミア特性を改善したカラー固体撮像装置を実現することができる。

また、縦ストライプ配列のカラーフィルタに本発明を適用することによる利点について説明する。本実施形態では、転送チャネル７の幅を狭めることから、この転送チャネル７の取り扱い電荷量は減少する。しかしながら、縦ストライプ配列の場合には、幅を狭めた転送チャネル７は全てブルー画素８Ｂに共有されているものである。ブルー画素８Ｂの感度はグリーン画素８Ｇおよびレッド画素８Ｒに比べて低い（例えば１／３）ため、ブルー画素８Ｂの転送チャネル７の取り扱い電荷量は、レッド画素８Ｒおよびグリーン画素８Ｇの１／３あれば十分であるといえる。このため、特定の転送チャネル７の取り扱い電荷量の減少に起因する撮像特性の低下もない。

上記の本実施形態に係る固体撮像装置は、以下のようにして製造される。図８〜図９は、本実施形態に係る固体撮像装置の製造における工程断面図である。

図８（ａ）に示すように、ｎ型のシリコンからなる基板１０に、イオン注入法により、ｐ型ウェル１１、ｎ型の受光部５、ｎ型の転送チャネル７、ｐ型の読み出しゲート部６、ｐ型のチャネルストップ領域９を形成する。その後、基板１０上に、熱酸化法により図示しない酸化シリコンからなるゲート絶縁膜を形成する。

次に、図８（ｂ）に示すように、読み出しゲート部６、転送チャネル７、チャネルストップ領域９上に、ゲート絶縁膜を介して転送電極２０を形成する。転送電極２０は、ポリシリコンを堆積した後に、レジストを用いてポリシリコンをエッチングすることにより形成する。転送電極２０を形成した後に、例えばＣＶＤ法により、転送電極を被覆する図示しない酸化シリコンからなる絶縁膜を形成する。

次に、図８（ｃ）に示すように、受光部５の位置に開口部２４ａをもち、転送電極２０を被覆する遮光膜２４を形成する。遮光膜２４は、例えば基板１０上にタングステンなどの高融点金属膜を堆積し、レジストマスクを用いたドライエッチングにより高融点金属膜を加工して形成される。

次に、図９（ａ）に示すように、基板１０上に、例えばＢＰＳＧを堆積させて、リフロー処理を行うことにより層間絶縁膜２５を形成する。なお、ＢＰＳＧ膜の上に、さらにプラズマＣＶＤ法により窒化シリコン膜を堆積し、窒化シリコン膜の表面を平坦化加工することにより２層構造の層間絶縁膜２５を形成してもよい。

次に、図９（ｂ）に示すように、層間絶縁膜２５上にカラーフィルタ３０を形成する。カラーフィルタ３０は、例えばカラーレジスト法を用いて形成する。例えば層間絶縁膜２５上にグリーンカラーレジストを形成した後に、グリーンカラーレジストを露光および現像することにより、グリーンカラーフィルタ３０Ｇのパターンを形成する。同様に、カラーレジストの形成、露光および現像を行うことにより、レッドカラーフィルタ３０Ｒおよびブルーカラーフィルタ３０Ｂを形成する。なお、カラーフィルタ３０の形成順序に限定はない。

次に、カラーフィルタ３０の表面凹凸を平坦化する目的で、カラーフィルタ３０上に透明な平坦化膜４０を形成する（図４参照）。平坦化膜４０としては、例えばアクリル熱硬化樹脂を用いる。

さらに、平坦化膜４０上に、画素８毎にマイクロレンズ５０を形成する（図４参照）。マイクロレンズ５０は、例えばレンズ材を形成した後に、レンズ形状のレジストマスクを形成し、当該レジストマスクとレンズ材のエッチング選択比が１となるような条件で全面エッチングを施すことにより形成される。

以上のように、本実施形態に係る固体撮像装置が製造される。

上記の本実施形態に係る固体撮像装置は、図８（ａ）に示すイオン注入時のマスクのパターンを変更することにより、製造することができる。このため、比較例の固体撮像装置と比べて、製造工程を増加させることなく、スミア特性の改善したカラー固体撮像装置を製造することができる。

上記の固体撮像装置は、例えば、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、あるいは電子内視鏡用カメラなどのカメラに用いられる。

図１０は、上記の固体撮像装置が用いられるカメラの概略構成図である。

カメラ１００は、上記した固体撮像装置１と、光学系１０２と、駆動回路１０３と、信号処理回路１０４とを有する。

光学系１０２は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置１の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像装置１の各受光部５において、入射光は入射光量に応じた信号電荷に変換され、受光部５のｎ型領域において、一定期間当該信号電荷が蓄積される。

駆動回路１０３は、上述した４相のクロック信号φＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４および２相のクロック信号φＨ１，φＨ２などの各種のタイミング信号を固体撮像装置１に与える。これにより、固体撮像装置１の信号電荷の読み出し、垂直転送、水平転送などの各種の駆動が行われる。また、この駆動により、固体撮像装置１の出力部４からアナログ画像信号が出力される。

信号処理回路１０４は、固体撮像装置１から出力されたアナログ画像信号に対して、ノイズ除去やディジタル信号への変換といった各種の信号処理を行う。信号処理回路１０４による信号処理が行われた後に、メモリなどの記憶媒体に記憶される。

上記の本実施形態に係る固体撮像装置を備えたカメラによれば、スミア特性の改善した単板式カラーカメラを実現することができる。

（第２実施形態）
図１１は、第２実施形態に係る固体撮像装置の断面図である。なお、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明は省略する。

第２実施形態では、最も感度の低いブルー画素８Ｂの転送チャネル７の幅が、レッド画素８Ｒおよびグリーン画素８Ｇの転送チャネル７の幅よりも狭く形成されている点については第１実施形態と同様である。この結果、ある画素の転送チャネル７と、その隣の画素８の受光部５の開口部２４ａとの距離が、レッド画素８Ｒおよびグリーン画素８Ｇに比べてブルー画素８Ｂの方が長くなる（ｄ１＞ｄ２）。

さらに、第２実施形態では、ブルー画素８Ｂの転送チャネル７を制御する転送電極２０の幅Ｔ１を、レッド画素８Ｒおよびグリーン画素８Ｇの転送チャネル７を制御する転送電極２０の幅Ｔ２に比べて狭くしている（Ｔ１＜Ｔ２）。そして、ブルー画素８Ｂの転送電極２０を遮光する遮光膜２４のグリーン画素８Ｇ側への張り出し量を、他の画素のものに比べて大きくしている（Ｈ１＞Ｈ２）。

スミアの原因の１つとして、基板１０と遮光膜２４との間を多重反射して転送チャネル７に入射する光がある。このため、ブルー画素８Ｂの転送チャネル７を遮光する遮光膜２４のグリーン画素８Ｇ側への張り出し量を大きくすることにより、グリーン画素８Ｇに入射した光Ｌ２の多重反射に起因するスミア成分を低減できる。

図１２に、第２実施形態に係る固体撮像装置によるスミアの改善量を上述した方法と同様の方法で算出した結果を示す。本例では、従来の構造に対して約２倍の張り出し量が確保できたと仮定し（すなわち、Ｈ１＝２Ｈ２）、グリーン画素８Ｇからの光に起因するスミア成分が１／２になった場合を考えている。この場合、第１実施形態と比較してさらに３．５ｄＢのスミア改善が見込め、グリーン画素８Ｇと同等のスミア特性を確保することができる。

本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
本実施形態では、グリーン画素８Ｇおよびレッド画素８Ｒについては、転送チャネル７の幅を同じとしたが、グリーン画素８Ｇおよびレッド画素８Ｒの間においても転送チャネル７の幅を変えて、転送チャネル７と開口部２４ａとの間の距離を変えてもよい。また、本実施形態では、原色の縦ストライプカラーフィルタ構成の固体撮像装置について説明したが、補色の縦ストライプカラーフィルタを採用してもよい。本発明は、インターライントランスファ方式以外にも、フレームトランスファ方式、フレームインターライントランスファ方式の固体撮像装置に適用することもできる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

第１〜第２実施形態に係る固体撮像装置の一例を示す概略構成図である。 カラーフィルタの配置を示す図である。 撮像部の要部平面図である。 第１実施形態に係る固体撮像装置の断面図である。 第１実施形態に係る固体撮像装置における各画素の感度とスミアの関係を示す図である。 比較例の固体撮像装置の断面図である。 比較例の固体撮像装置における各画素の感度とスミアの関係を示す図である。 第１実施形態に係る固体撮像装置の製造における工程断面図である。 第１実施形態に係る固体撮像装置の製造における工程断面図である。 第１〜第２実施形態に係る固体撮像装置が適用されるカメラの概略構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る固体撮像装置の断面図である。 第２実施形態に係る固体撮像装置における各画素の感度とスミアの関係を示す図である。

符号の説明

１…固体撮像装置、２…撮像部、３…水平転送部、４…出力部、４ａ…電荷―電圧変換部、５…受光部、６…読み出しゲート部、７…転送チャネル、８…画素、８Ｒ…レッド画素、８Ｇ…グリーン画素、８Ｂ…ブルー画素、９…チャネルストップ領域、１０…基板、１１…ｐ型ウェル、２０…転送電極、２１…第１転送電極、２２…第２転送電極、２４…遮光膜、２４ａ…開口部、２５…層間絶縁膜、３０…カラーフィルタ、３０Ｒ…レッドカラーフィルタ、３０Ｇ…グリーンカラーフィルタ、３０Ｂ…ブルーカラーフィルタ、４０…平坦化膜、５０…マイクロレンズ、１００…カメラ、１０２…光学系、１０３…駆動回路、１０４…信号処理回路

Claims (10)

1. 透過光の波長帯域の異なる複数種のカラーフィルタが画素毎に配置された固体撮像装置であって、
   各画素は、
   基板に形成された受光部と、
   前記受光部に隣接して前記基板に形成され、前記受光部の信号電荷を転送する転送チャネルと、
   前記転送チャネル上に形成された転送電極と、
   前記転送チャネルおよび前記転送電極を遮光し、前記受光部に対応する領域に開口部を有する遮光膜と、
   前記遮光膜の上層であって、前記受光部に対応する領域に配置されたカラーフィルタと
   を有し、
   前記画素の前記転送チャネルと、当該画素に隣接する画素の前記開口部との間の距離が、相対的に感度の低い画素において長く、相対的に感度の高い画素において短く設定されている
   固体撮像装置。
2. 前記受光部は、マトリックス状に配置され、
   前記転送チャネルは、前記受光部の各列に隣接して配置され、
   前記カラーフィルタは、前記受光部の各列に対応してストライプ状に配置された
   請求項１記載の固体撮像装置。
3. 前記画素の前記転送チャネルの幅が、相対的に感度の低い画素において狭く、相対的に感度の高い画素において広く設定されている
   請求項１記載の固体撮像装置。
4. 前記転送電極の幅が、相対的に感度の低い画素において狭く、相対的に感度の高い画素において広く設定されている
   請求項１記載の固体撮像装置。
5. 前記画素の前記転送チャネルと、当該画素に隣接する画素の受光部との間にチャネルストップ領域が形成されており、当該チャネルストップ領域の幅が、相対的に感度の低い画素において広く、相対的に感度の高い画素において狭く設定されている
   請求項１記載の固体撮像装置。
6. 透過光の波長帯域の異なる複数種のカラーフィルタが画素毎に配置された固体撮像装置と、
   前記固体撮像装置の撮像面に光を結像させる光学系と、
   前記固体撮像装置からの出力信号に対して所定の信号処理を行う信号処理回路と
   を有し、
   前記固体撮像装置の各画素は、
   基板に形成された受光部と、
   前記受光部に隣接して前記基板に形成され、前記受光部の信号電荷を転送する転送チャネルと、
   前記転送チャネル上に形成された転送電極と、
   前記転送チャネルおよび前記転送電極を遮光し、前記受光部に対応する領域に開口部を有する遮光膜と、
   前記遮光膜の上層であって、前記受光部に対応する領域に配置されたカラーフィルタと
   を有し、
   前記画素の前記転送チャネルと、当該画素に隣接する画素の前記開口部との間の距離が、相対的に感度の低い画素において長く、相対的に感度の高い画素において短く設定されている
   カメラ。
7. 前記受光部は、マトリックス状に配置され、
   前記転送チャネルは、前記受光部の各列に隣接して配置され、
   前記カラーフィルタは、前記受光部の各列に対応してストライプ状に配置されている
   請求項６記載のカメラ。
8. 前記画素の前記転送チャネルの幅が、相対的に感度の低い画素において狭く、相対的に感度の高い画素において広く設定されている
   請求項６記載のカメラ。
9. 前記転送電極の幅が、相対的に感度の低い画素において狭く、相対的に感度の高い画素において広く設定されている
   請求項６記載のカメラ。
10. 前記画素の前記転送チャネルと、当該画素に隣接する画素の受光部との間にチャネルストップ領域が形成されており、当該チャネルストップ領域の幅が、相対的に感度の低い画素において広く、相対的に感度の高い画素において狭く設定されている
    請求項６記載のカメラ。

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