JP2013055247A - 固体撮像素子および固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程を増加させることなく、スミアシェーディングを抑制し、画質を向上させる。
【解決手段】画素領域にて行列状に配列される複数の電荷蓄積部３と、半導体基板１１に設けられる電荷転送部１３、および半導体基板１１上に設けられる転送電極１４を有する複数の垂直転送部と、電荷蓄積部３とこの電荷蓄積部３により生成された信号電荷が読み出される垂直転送部との間に設けられる読み出し部６と、電荷蓄積部３の読み出し部６が設けられる側と反対側にて電荷蓄積部３と垂直転送部との間に設けられるチャネルストップ部７と、半導体基板１１の入射光が入射する側に設けられ、電荷蓄積部３に対応する位置に開口部を有する遮光膜１６と、を備え、電荷蓄積部３、電荷転送部１３、読み出し部６、およびチャネルストップ部７は、水平方向について、画素領域の中央部に対して画素領域の周辺部では、開口部に対して外側へずれた位置に設けられている。
【選択図】図３

Description

本開示は、固体撮像素子および固体撮像装置に関する。詳しくは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型の固体撮像素子およびそれを備えた固体撮像装置に関する。

ＣＣＤ型の固体撮像素子は、半導体基板上の画素領域にて２次元行列状に配置されて画素を構成する複数の電荷蓄積部と、各電荷蓄積部において光電変換により生成された信号電荷を転送する構成（転送レジスタ）とを備える。信号電荷を転送する構成としては、一般に、各電荷蓄積部において生成された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、垂直転送部から転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部とが備えられる。垂直転送部および水平転送部により転送された信号電荷は、水平転送部の終端側に設けられる出力部から出力される。出力部では、転送された信号電荷が、電気信号に変換されて出力される。

こうしたＣＣＤ型の固体撮像素子は、一般に、画素領域への入射光を導く光学系の光学中心が画素領域の中心位置に対応するように用いられる。このため、射出瞳距離が有限である場合、画角の中央部（画素領域の中央部）では光は入射面に対して垂直に入射するが、画角の外側、つまり画角の周辺部では光が斜め方向に入射する。このような画角と光の入射角との関係により、画角の外側ほどスミア特性が低下する。

具体的には次のとおりである。ＣＣＤ型の固体撮像素子におけるスミアの発生原因の一つに、電荷蓄積部の周囲部分、つまり電荷蓄積部からずれた位置での光電変換がある。電荷蓄積部の周囲部分での光電変換により生じた電子は、電荷蓄積部と垂直転送部との間の電位分布にしたがって垂直転送部に入り込むことで、スミアを発生させる原因となる。画角の周辺部の画素、つまり画角端画素では、上述したように光が斜め方向に入射するため、画角の中央部と比べて電荷蓄積部からずれた位置で光電変換が行われる確率が高い。このため、画角の外側ほどスミアが生じやすく、スミア特性が低下する。このように斜め光が入射することによって画素領域の周辺部でスミア特性が低下する現象は、スミアシェーディングと呼ばれる。

そこで、画角の周辺部における集光対策として、各画素に対応して設けられるオンチップレンズを、光が斜め方向に入射する画角の周辺部においてはオンチップレンズの光軸が光の入射側にシフトするように配置する、いわゆる瞳補正が行われている。ここで、オンチップレンズとは、各画素の光の入射側の表面部に設けられ、対応する画素の電荷蓄積部に入射光を集光するレンズである。オンチップレンズにより集光された光は、電荷蓄積部の上方に設けられた遮光膜に形成された開口から電荷蓄積部に入射する。瞳補正においては、画角端でも入射光が遮光膜の開口の中央部に集光されるように設計が行われる。

しかし、オンチップレンズの瞳補正によっても、上述したような画角の外側で光が斜め方向に入射することによる影響は完全に排除できず、画角の中央部の画素と画角の周辺部の画素とでスミア特性に差が生じる。原因としては、次のようなことが考えられる。まず一つは、オンチップレンズの瞳補正によれば、画角端画素において光が遮光膜の開口の中央へ集光するようにオンチップレンズの位置が補正される。しかし、光が斜め方向に入射することにより、半導体基板内で光電変換が行われる位置は、遮光膜の開口の中央より外側となる。このため、半導体基板内での光電変換により生じた電子は、電荷蓄積部ではなく、垂直転送部に直接混入しやすくなる。

もう一つは、遮光膜の開口から入射した斜め光が遮光膜の周囲において回折、反射、散乱等することによって遮光膜下から混入するスミア成分によるスミアが生じることである。この遮光膜下から混入するスミア成分は、光の入射角の関係上、遮光膜の開口の外側から混入しやすい。

スミアシェーディングの対策として、特許文献１の技術が提案されている。特許文献１には、斜め光が入射する画角の周辺部においてもスミアの発生を抑制するため、光の入射方向に応じて、電荷蓄積部の位置を半導体基板の深さ方向に段階的に補正する技術が記載されている。

特開２００３−７８１２５号公報

確かに、特許文献１の技術によれば、斜め光が入射する画角の周辺部において、電荷蓄積部の周囲部分での光電変換として、半導体基板の深い位置での光電変換により生じる電子を原因とするスミアは抑制できると考えられる。しかしながら、上記のとおり遮光膜下から混入するスミア成分は半導体基板の表面側で光電変換されるが、特許文献１の技術では、このような半導体基板の表面側で光電変換されるスミア成分を抑制することができない。

また、特許文献１の技術によれば、電荷蓄積部の形成に際し、半導体基板の深さ方向に段階的に不純物プロファイルを形成する必要がある。このため、特許文献１の技術を用いた場合、製造工程が増加するというデメリットがある。

本技術の目的は、製造工程を増加させることなく、スミアシェーディングを抑制することができ、画質を向上することができる固体撮像素子および固体撮像装置を提供することである。

本技術に係る固体撮像素子は、半導体基板に設けられる画素領域にて行列状に配列され、入射光を受光し光電変換により信号電荷を生成して蓄積する複数の電荷蓄積部と、前記複数の電荷蓄積部の配列における列毎に設けられ、前記半導体基板に設けられる電荷転送部、および前記半導体基板上に設けられる転送電極を有し、前記電荷蓄積部により生成された信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送部と、前記電荷蓄積部と該電荷蓄積部により生成された信号電荷が読み出される前記垂直転送部との間に設けられ、電位を変動させることで前記電荷蓄積部により生成された信号電荷を前記垂直転送部へ読み出させる読み出し部と、前記電荷蓄積部の前記読み出し部が設けられる側と反対側にて前記電荷蓄積部と前記垂直転送部との間に設けられるチャネルストップ部と、前記半導体基板の前記入射光が入射する側に設けられ、前記電荷蓄積部に対応する位置に開口部を有する遮光膜と、を備え、前記電荷蓄積部、前記電荷転送部、前記読み出し部、および前記チャネルストップ部は、水平方向について、前記画素領域の中央部に対して前記画素領域の周辺部では、前記開口部に対して外側へずれた位置に設けられているものである。

本技術に係る固体撮像素子によれば、画角の外側において画角の中央側から周辺側に向かう斜め光に対して、その斜め光の入射する側に電荷蓄積部がずれた位置に存在するので、画角の外側において、スミアシェーディングの原因となる電荷蓄積部の周囲部分での光電変換が抑制される。

また、本技術に係る固体撮像素子においては、好ましくは、前記電荷蓄積部、前記電荷転送部、前記読み出し部、および前記チャネルストップ部は、水平方向について、前記開口部に対する外側へのずれ量が前記画素領域の中央部から前記画素領域の周辺部にかけて大きくなるように設けられている。

このような構成によれば、画角の外側ほど傾斜が大きくなる斜め光の入射角度に応じて、電荷蓄積部３等のずれ量が大きくなり、電荷蓄積部の周囲部分での光電変換が効果的に抑制される。

また、本技術に係る固体撮像素子においては、好ましくは、前記読み出し部は、水平方向の寸法が前記画素領域の前記電荷蓄積部から前記電荷転送部への信号電荷の読み出し方向側の端部から前記読み出し方向と反対方向側の端部にかけて小さくなるように設けられている。

このような構成によれば、画角に応じた読み出し部の水平方向の寸法による信号電荷の読み出しやすさの変化により、画角に応じた電荷蓄積部と転送電極との相対的な位置関係による信号電荷の読み出しやすさが相殺される。

本技術に係る固体撮像装置は、固体撮像素子と、前記固体撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動部と、を有し、前記固体撮像素子は、半導体基板に設けられる画素領域にて行列状に配列され、入射光を受光し光電変換により信号電荷を生成して蓄積する複数の電荷蓄積部と、前記複数の電荷蓄積部の配列における列毎に設けられ、前記半導体基板に設けられる電荷転送部、および前記半導体基板上に設けられる転送電極を有し、前記電荷蓄積部により生成された信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送部と、前記電荷蓄積部と該電荷蓄積部により生成された信号電荷が読み出される前記垂直転送部との間に設けられ、電位を変動させることで前記電荷蓄積部により生成された信号電荷を前記垂直転送部へ読み出させる読み出し部と、前記電荷蓄積部の前記読み出し部が設けられる側と反対側にて前記電荷蓄積部と前記垂直転送部との間に設けられるチャネルストップ部と、前記半導体基板の前記入射光が入射する側に設けられ、前記電荷蓄積部に対応する位置に開口部を有する遮光膜と、を備え、前記電荷蓄積部、前記電荷転送部、前記読み出し部、および前記チャネルストップ部は、水平方向について、前記画素領域の中央部に対して前記画素領域の周辺部では、前記開口部に対して外側へずれた位置に設けられているものである。

本技術によれば、製造工程を増加させることなく、スミアシェーディングを抑制することができ、画質を向上することができる。

本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す図。 本技術の第１実施形態に係る固体撮像素子の画角中央部を示す断面図。 本技術の第１実施形態に係る固体撮像素子の画角左端部を示す断面図。 本技術の第１実施形態に係る固体撮像素子の画角右端部を示す断面図。 本技術に対する比較例の固体撮像素子を示す断面図。 本技術の第２実施形態に係る固体撮像素子の画角左端部を示す断面図。 本技術の第２実施形態に係る固体撮像素子の画角中央部を示す断面図。 本技術の第２実施形態に係る固体撮像素子の画角右端部を示す断面図。 本技術の一実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す図。

本技術は、固体撮像素子が備える電荷蓄積部、垂直転送部、読み出し部、およびチャネルストップ部を、半導体基板上に設けられる遮光膜の開口部の中央位置に対して画角に応じて段階的に外側にずらして配置することで、スミアシェーディングを改善しようとするものである。以下、本技術の実施の形態を説明する。

［固体撮像素子の全体構成］
本技術の第１実施形態に係る固体撮像素子の全体構成について、図１を用いて説明する。図１に示すように、本実施形態に係る固体撮像素子１は、ＣＣＤ型の固体撮像素子であり、半導体基板上に構成される矩形状の撮像領域である画素領域２を有する。固体撮像素子１は、画素領域２に、複数の電荷蓄積部３を備える。

複数の電荷蓄積部３は、半導体基板に設けられる画素領域２にて行列状に配列される。つまり、複数の電荷蓄積部３は、矩形状の画素領域２に沿って、縦方向・横方向に２次元行列状に配置される。本実施形態の固体撮像素子１では、図１において、縦方向（上下方向）を垂直方向とし、横方向（左右方向）を水平方向とする。

電荷蓄積部３は、入射光を受光し光電変換により信号電荷を生成して蓄積する。本実施形態では、電荷蓄積部３は、受光素子としてのフォトダイオードにより構成され、光電変換により信号電荷を生成し、蓄積する。つまり、電荷蓄積部３は、受光面を有するセンサ部として構成され、その受光面に入射した光の光量（強度）に応じた信号電荷を生成し、生成した信号電荷を蓄積する。各電荷蓄積部３は、画素領域２における各画素を構成する。

固体撮像素子１は、電荷蓄積部３で生成された信号電荷を転送する構成（転送レジスタ）として、複数の垂直転送部４と、水平転送部５とを備える。垂直転送部４は、複数の電荷蓄積部３の行列状の２次元配列における各列方向（垂直方向）の並びに沿って設けられる。つまり、図１に示すように、複数の垂直転送部４は、行列状に配置される複数の電荷蓄積部３の垂直方向に並ぶ列毎に、各列の一側（図１では左側）に、電荷蓄積部３の垂直方向の並びに沿って互いに平行に配された状態で設けられる。このように、複数の垂直転送部４は、複数の電荷蓄積部３の配列における列毎に設けられ、電荷蓄積部３により生成された信号電荷を垂直方向に転送する。

電荷蓄積部３により生成された信号電荷は、垂直転送部４に読み出され、垂直転送部４によって垂直方向に転送される。電荷蓄積部３の信号電荷は、読み出し部６を介して垂直転送部４に読み出される。垂直転送部４は、対応する列に配置された複数の電荷蓄積部３、つまり水平方向の一側（図１において右側）に隣接配置された複数の電荷蓄積部３の各電荷蓄積部３から読み出し部６を介して信号電荷を読み出し、読み出した信号電荷を垂直方向へ順次転送する。

読み出し部６は、半導体基板にて電荷蓄積部３とこの電荷蓄積部３により生成された信号電荷が読み出される垂直転送部４との間に設けられ、電荷蓄積部３により生成された信号電荷を垂直転送部４に読み出させる読み出しゲートとして機能する。読み出し部６は、垂直転送部４を構成する所定の転送電極である読み出し電極が読み出し用の電圧（クロック・パルス）の印加を受けることで電位（ポテンシャル）を変動させ、電荷蓄積部３において生成され蓄積されている信号電荷を垂直転送部４に転送させる。このように、読み出し部６は、電荷蓄積部３とこの電荷蓄積部３により生成された信号電荷が読み出される垂直転送部４との間に設けられ、電位を変動させることで電荷蓄積部３により生成された信号電荷を垂直転送部４へ読み出させる。

また、固体撮像素子１においては、電荷蓄積部３の読み出し部６が設けられる側と反対側（非読み出し側）において、電荷蓄積部３と垂直転送部４との間に、チャネルストップ部７が設けられている。つまり、チャネルストップ部７は、垂直転送部４と、この垂直転送部４に信号電荷が読み出される電荷蓄積部３とは反対側（図１において左側）に位置する電荷蓄積部３との間に設けられる。

チャネルストップ部７は、電荷蓄積部３の非読み出し側（図１において右側）において、垂直転送部４との間に障壁となる電位を形成することで、電荷蓄積部３に蓄積された信号電荷の移動を規制する。チャネルストップ部７は、上記のような垂直転送部４の読み出し電極に対する読み出し用の電圧の印加にともない、電荷蓄積部３と垂直転送部４との間に障壁となる電位を形成する。

このように、チャネルストップ部７は、電荷蓄積部３の非読み出し側にて電荷蓄積部３と垂直転送部４との間に設けられる。チャネルストップ部７により、電荷蓄積部３の非読み出し側と垂直転送部４との間において信号電荷の移動が規制される。なお、図１では、チャネルストップ部７は、垂直方向について電荷蓄積部３ごとに非連続的に形成される態様で示されているが、電荷蓄積部３の列ごとに垂直方向に連続して形成されてもよい。

水平転送部５は、複数の垂直転送部４により転送された信号電荷を水平方向に転送する。水平転送部５は、電荷蓄積部３の垂直方向の並びに沿って互いに平行に配される複数の垂直転送部４の一方の端部側（図１では下側）に設けられ、矩形状の画素領域２に対して垂直方向の一側（図１では下側）の水平方向の辺に沿って配置される。したがって、垂直転送部４は、電荷蓄積部３から読み出された信号電荷を、水平転送部５側（図１では下側）に向けて垂直方向に転送する。

垂直転送部４および水平転送部５により転送された信号電荷は、水平転送部５の終端側に設けられる出力部８から出力される。出力部８は、信号電荷を電圧に変える電荷電圧変換部として機能し、水平転送部５から転送された信号電荷を、ＦＤ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）アンプ等の出力アンプによって電気信号に変換して出力する。

本実施形態では、垂直転送部４は、４相駆動パルスにより駆動される。このため、垂直転送部４は、４相駆動に対応する４種類の転送電極を有する。垂直転送部４において、４種類の転送電極は、垂直方向に２画素ごとに所定の順序で繰り返し設けられる。そして、垂直転送部４を構成する４種類の転送電極には、駆動電圧としての４相のクロック・パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３、Ｖφ４が、外部から入力され、各電極に独立して与えられる。この４相のクロック・パルスの大きさとタイミングが適切に制御されることにより、各電荷蓄積部３から垂直転送部４に読み出された信号電荷が、垂直転送部４の電極の並びに従って転送される。なお、垂直転送部４は、４相駆動に限定されず、例えば８相駆動等であってもよい。

本実施形態では、水平転送部５は、２相駆動パルスにより駆動される。このため、水平転送部５は、２相駆動に対応する２種類の転送電極を有する。そして、水平転送部５を構成する２種類の転送電極には、駆動電圧としての２相のクロック・パルスＨφ１、Ｈφ２が外部から入力される。この２相のクロック・パルスＨφ１、Ｈφ２の大きさとタイミングが適切に制御されることにより、水平転送部５は、垂直転送部４において垂直方向へ転送された信号電荷を、水平方向へ転送する。なお、水平転送部５は、２相駆動に限定されず、例えば３相駆動や４相駆動等であってもよい。

［固体撮像素子の詳細構成］
本実施形態の固体撮像素子１の詳細な構成について、図１から図４を用いて説明する。なお、以下の説明では、固体撮像素子１の画素領域２において、水平方向（図１における左右方向）のうち、電荷蓄積部３から垂直転送部４に信号電荷が読み出される方向（図１における左）を左とし、その反対方向（図１における右）を右とする。つまり、図１において、画素領域２の左側が画角の左側となり、画素領域２の右側が画角の右側となる。

図２から図４は、転送方向に垂直な面を断面の方向とする断面図であり、例えば図１におけるＡ−Ａ’位置の部分断面図に相当する。そして、図２は画角中央部における断面図を、図３は画角左端部における断面図を、図４は画角右端部における断面図をそれぞれ示す。

図２に示すように、固体撮像素子１は、半導体基板１１を備える。本実施形態では、半導体基板１１は、第１導電型であるｎ型のシリコン基板である。半導体基板１１上には、半導体層１２が設けられる。半導体層１２は、ｎ型のシリコン半導体基板である半導体基板１１に対して、第２導電型であるｐ型の半導体ウェル領域として形成される。なお、半導体基板１１における半導体層１２よりも上側には、例えばｐ−領域やノンドープ領域やｎ−領域等の高抵抗領域が形成される。

半導体基板１１の表層側の部分には、電荷蓄積部３が設けられる。電荷蓄積部３は、上述したように半導体基板１１に設けられる画素領域２にて行列状に配列される。電荷蓄積部３は、具体的には、ｎ＋不純物領域と、このｎ＋不純物領域上に形成されるｐ＋不純物領域とを有する。電荷蓄積部３が有するｎ＋不純物領域は、高濃度にｎ型不純物を含有し、光電変換によって生成された電荷の蓄積を行う領域である。電荷蓄積部３が有するｐ＋不純物領域は、高濃度にｐ型不純物を含有し、界面準位による暗電流の発生を抑制する領域である。電荷蓄積部３は、例えば、半導体基板１１の表面から０．５μｍ程度の深さまで形成される。

半導体基板１１の表層側の部分において、左右方向（水平方向）の電荷蓄積部３間には、垂直転送部４が構成される。図２に示すように、垂直転送部４は、半導体基板１１に設けられる電荷転送部１３と、半導体基板１１上に設けられる転送電極１４とを有する。

電荷転送部１３は、左右方向に隣り合う電荷蓄積部３の間において、半導体基板１１の表層部分に設けられる。電荷転送部１３は、ｎ型の不純物領域である転送チャネル領域として形成される。電荷転送部１３は、上述したように垂直転送部４を構成する転送電極１４に駆動電圧が印加されることによって、電荷が蓄積される電位の井戸を転送電極１４の並びに沿って移動させることで、電荷蓄積部３から読み出された信号電荷を転送する。電荷転送部１３は、例えば、半導体基板１１の表面から０．２μｍ程度の深さまで形成される。

転送電極１４は、上記のとおり駆動電圧の印加を受けることで、電位の井戸を形成する電荷転送部１３の部分の電位を変化させる。転送電極１４は、電荷転送部１３上に絶縁膜等を介して設けられる。転送電極１４は、例えば多結晶シリコンからなる。本実施形態の固体撮像素子１は、上述したように、垂直転送部４を構成する転送電極１４として、読み出し電極を含む４種類の転送電極を有する。このように、電荷転送部１３と転送電極１４とを含む構成により、ＣＣＤ構造の垂直転送部４が構成される。

半導体基板１１の表層側の部分において、電荷蓄積部３と、この電荷蓄積部３の信号電荷が読み出される電荷転送部１３との間には、読み出し部６が設けられる。読み出し部６は、ｐ型不純物領域からなる可変ポテンシャル領域として形成される。読み出し部６は、垂直転送部４を構成する転送電極１４のうちの読み出し電極が読み出し用の電圧（クロック・パルス）の印加を受けることで電位（ポテンシャル）を変動させ、電荷蓄積部３において生成され蓄積されている信号電荷を垂直転送部４の電荷転送部１３に転送させる。

半導体基板１１の表層側の部分において、電荷蓄積部３に対して読み出し部６が設けられる側と反対側（非読み出し側）に、チャネルストップ部７が設けられる。チャネルストップ部７は、高濃度のｐ型不純物領域として形成される。チャネルストップ部７は、電荷蓄積部３の非読み出し側（図２において右側）において、電荷蓄積部３と電荷転送部１３との間に障壁となる電位を形成することで、電荷蓄積部３に蓄積された信号電荷の移動を規制する。

半導体基板１１上においては、垂直転送部４を構成する転送電極１４上に、層間絶縁膜１５を介して遮光膜１６が設けられている。層間絶縁膜１５は、転送電極１４を被覆するように設けられる。

遮光膜１６は、図２に示すように、半導体基板１１の入射光が入射する側（図２において上側）に設けられる。具体的には、遮光膜１６は、半導体基板１１上に設けられる転送電極１４を、層間絶縁膜１５を介して覆うように設けられる。遮光膜１６は、例えばタングステン（Ｗ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属材料により構成される。

図２に示すように、遮光膜１６は、電荷蓄積部３に対応する位置に開口部（以下「遮光開口部」という。）１６ａを有する。言い換えると、遮光膜１６は、半導体基板１１上において電荷蓄積部３が設けられる領域に遮光開口部１６ａを位置させ、主として電荷蓄積部３が設けられる領域を除く領域に設けられる。遮光膜１６は、図２に示す断面視で、左右方向に隣り合う電荷蓄積部３間を跨ぐように略門状に形成される。したがって、遮光膜１６は、互いに隣り合う電荷蓄積部３間の境界部分に沿って設けられ、平面視で格子状に形成される。また、遮光膜１６は、電荷蓄積部３に対して一部オーバーラップするように、つまり電荷蓄積部３側に張り出すように形成されている。これにより、遮光膜１６は、スミアを生じさせる一因となる電荷転送部１３に対する入射光の一部に対する遮光機能を発揮する。

半導体基板１１上においては、遮光膜１６を被覆するように、全面的に平坦化膜１７が設けられている。平坦化膜１７は、例えば、アクリル樹脂などの有機塗布膜やシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）等により形成される。平坦化膜１７上には、パシベーション膜等を介してカラーフィルタ層が設けられる（図示略）。カラーフィルタ層は、各画素に対応して設けられる複数のカラーフィルタに区分される。各カラーフィルタは、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）のいずれかの色のフィルタ部分であり、各色の成分の光を透過させる。

平坦化膜１７上には、上述したようなカラーフィルタ層等を介して、複数のオンチップレンズ１８が設けられる。オンチップレンズ１８は、いわゆるマイクロレンズであり、各画素の電荷蓄積部３に対応して画素ごとに形成される。したがって、複数のオンチップレンズ１８は、電荷蓄積部３と同様に平面的に行列状に配置される。

オンチップレンズ１８は、外部からの入射光を、対応する画素の電荷蓄積部３に集光する。オンチップレンズ１８により集光された光は、電荷蓄積部３の上方に設けられた遮光膜１６の遮光開口部１６ａから電荷蓄積部３に入射する。オンチップレンズ１８は、例えば、ＳｉＮ（窒化シリコン）等の無機材料により構成される。

本実施形態の固体撮像素子１においては、上述したように平坦化膜１７上に設けられる複数のオンチップレンズ１８の配置について、いわゆる瞳補正が施されている。本実施形態の固体撮像素子１においては、画素領域２への入射光を導く光学系の光学中心が画素領域２の中心位置に対応するように用いられる。このため、射出瞳距離が有限である場合、画角中央部（画素領域２の中央部）では光は入射面に対して垂直に入射するが、画角の外側、つまり画角の周辺部では光が斜め方向に入射する。斜め方向に入射する光は、スミアの原因となる。

そこで、画角の周辺部における集光対策として、各画素に対応して設けられるオンチップレンズ１８が、光が斜め方向に入射する画角の周辺部においてはオンチップレンズ１８の光軸が光の入射側にシフトするように配置されている。瞳補正によれば、画角端でも入射光が遮光開口部１６ａの中央部に集光されるようにオンチップレンズ１８の位置が補正される。

具体的には、図２に示すように、画角中央部においては、画素領域２への入射光は、半導体基板１１の表面に対して略垂直方向に入射し、遮光開口部１６ａを介して電荷蓄積部３に対して真っすぐに入射する（矢印Ｂ１参照）。このため、画角中央部では、左右方向について、オンチップレンズ１８は、その光軸Ｃ１が遮光開口部１６ａの中央位置Ｄ１に一致するように設けられる。

これに対し、図３に示すように、画角左端部においては、画素領域２への入射光は、半導体基板１１の表面に対して画素領域２の中央側から周辺側に向かうように斜め方向に入射し、遮光開口部１６ａを介して電荷蓄積部３に対して斜め光として入射する。つまり、画角左端部では、画素領域２への入射光は、図３において右側から左斜め下向きに入射する斜め光となる（矢印Ｂ２参照）。

このため、画角左端部では、左右方向について、オンチップレンズ１８は、その光軸Ｃ１が遮光開口部１６ａの中央位置Ｄ１に対して光の入射側、つまり右側にシフトするように配置されている（矢印Ｅ１参照）。言い換えると、オンチップレンズ１８は、水平方向について、画角中央部に対して画角左端部では、遮光開口部１６ａの中央位置に対して内側（右側）にずれた位置に設けられている。

図４に示すように、画角右端部においては、画角左端部の場合と同様に、画素領域２への入射光は、半導体基板１１の表面に対して画素領域２の中央側から周辺側に向かうように斜め方向に入射し、遮光開口部１６ａを介して電荷蓄積部３に対して斜め光として入射する。つまり、画角右端部では、画素領域２への入射光は、図４において左側から右斜め下向きに入射する斜め光となる（矢印Ｂ３参照）。

このため、画角右端部では、左右方向について、オンチップレンズ１８は、その光軸Ｃ１が遮光開口部１６ａの中央位置Ｄ１に対して光の入射側、つまり左側にシフトするように配置されている（矢印Ｅ２参照）。言い換えると、オンチップレンズ１８は、水平方向について、画角中央部に対して画角右端部では、遮光開口部１６ａの中央位置に対して内側（左側）にずれた位置に設けられている。

このような瞳補正によるオンチップレンズ１８の遮光開口部１６ａの中央位置に対するずれ量は、画角に応じて調整される。つまり、オンチップレンズ１８の配置は、遮光開口部１６ａの中央位置に対するずれ量が画素領域２の中央部から画素領域２の周辺部にかけて大きくなるように設計される。

以上のような構成を備える本実施形態の固体撮像素子１においては、半導体基板１１において形成される電荷蓄積部３、電荷転送部１３、読み出し部６、およびチャネルストップ部７が、水平方向について、画素領域２の中央部に対して画素領域２の周辺部では、遮光開口部１６ａに対して外側へずれた位置に設けられている。言い換えると、電荷蓄積部３、電荷転送部１３、読み出し部６、およびチャネルストップ部７の配置が、画角中央部に対して画角外側では画角外側方向へシフトされている。

図２に示すように、画角中央部に配置される画素は、左右方向について、遮光開口部１６ａの中央に電荷蓄積部３を配置させる。つまり、画角中央部においては、電荷蓄積部３は、その左右方向の中央位置Ｆ１が遮光開口部１６ａの左右方向の中央位置Ｄ１に一致するように設けられる。そして、画角中央部においては、このような遮光開口部１６ａの中央に合わせた電荷蓄積部３の配置に対応して、左右方向に隣り合う電荷蓄積部３間に、左右方向の右側から順に、読み出し部６、電荷転送部１３、およびチャネルストップ部７が、それぞれ所定の幅で設けられる。

このような画角中央部における画素構造に対し、左右方向において画角の外側に配置される画素は、電荷蓄積部３を遮光開口部１６ａの中央に対して画角の外側方向へずらして配置させる。

具体的には、図３に示すように、画角左端部においては、電荷蓄積部３は、その左右方向の中央位置Ｆ１が遮光開口部１６ａの中央位置Ｄ１から左側にずれるように設けられる（矢印Ｇ１参照）。つまり、画角左端部においては、左右方向について、遮光開口部１６ａの位置として遮光開口部１６ａの中央位置Ｄ１を基準とした場合、電荷蓄積部３の中央位置Ｆ１は、遮光開口部１６ａの中央位置Ｄ１に対してずれ量ΔＨ１の分だけ左側にずれている。

そして、画角左端部においては、このような遮光開口部１６ａの中央に対して左側にずれた電荷蓄積部３の配置に対応して、左右方向に隣り合う電荷蓄積部３間に設けられる読み出し部６、電荷転送部１３、およびチャネルストップ部７についても、左側にずれた状態で配置される（矢印Ｊ１参照）。つまり、画角中央部に対して左側にずれた状態で設けられる電荷蓄積部３の配置に対応して、左右方向に隣り合う電荷蓄積部３間において右側から順にそれぞれ所定の幅で設けられる読み出し部６、電荷転送部１３、およびチャネルストップ部７が形成される領域部分も、左側にずらして配置される。

図４に示すように、画角右端部においては、画角左端部の場合と同様に、電荷蓄積部３は、その左右方向の中央位置Ｆ１が遮光開口部１６ａの中央位置Ｄ１から右側にずれるように設けられる（矢印Ｇ２参照）。つまり、画角右端部においては、左右方向について、遮光開口部１６ａの位置として遮光開口部１６ａの中央位置Ｄ１を基準とした場合、電荷蓄積部３の中央位置Ｆ１は、遮光開口部１６ａの中央位置Ｄ１に対してずれ量ΔＨ２の分だけ右側にずれている。

そして、画角右端部においては、このような遮光開口部１６ａの中央に対して右側にずれた電荷蓄積部３の配置に対応して、左右方向に隣り合う電荷蓄積部３間に設けられる読み出し部６、電荷転送部１３、およびチャネルストップ部７についても、右側にずれた状態で配置される（矢印Ｊ２参照）。つまり、画角中央部に対して右側にずれた状態で設けられる電荷蓄積部３の配置に対応して、左右方向に隣り合う電荷蓄積部３間において右側から順にそれぞれ所定の幅で設けられる読み出し部６、電荷転送部１３、およびチャネルストップ部７が形成される領域部分も、右側にずらして配置される。

このように画角の外側に配置される画素では電荷蓄積部３、電荷転送部１３、読み出し部６、およびチャネルストップ部７が画角の外側にずらして配置される構成においては、その外側へのずれ量が画角中央部側から画角の外側ほど大きいことが好ましい。つまり、本実施形態の固体撮像素子１においては、電荷蓄積部３、電荷転送部１３、読み出し部６、およびチャネルストップ部７は、水平方向について、遮光開口部１６ａに対する外側へのずれ量が画素領域２の中央部から画素領域２の周辺部にかけて大きくなるように設けられていることが好ましい。

具体的には、画角の中央から左側に位置する画素は、遮光開口部１６ａの中央位置Ｄ１に対する電荷蓄積部３の中央位置Ｆ１のずれ量ΔＨ１（図３参照）が画角中央部側から画角左端部側にかけて徐々に大きくなるように構成される。つまり、電荷蓄積部３は、画角の中央から画角の左端にかけて左側に段階的にずらして配置される。このように画角の中央から左側の端部にかけて段階的に左側にずらされる電荷蓄積部３の配置に対応して、電荷転送部１３、読み出し部６、およびチャネルストップ部７も、画角の中央から左端部にかけて遮光開口部１６ａの中央位置Ｄ１に対して徐々に左側へのずれ量が大きくなるように外側にずらして配置される。

同様にして、画角の中央から右側に位置する画素は、遮光開口部１６ａの中央位置Ｄ１に対する電荷蓄積部３の中央位置Ｆ１のずれ量ΔＨ２（図４参照）が画角中央部側から画角右端部側にかけて徐々に大きくなるように構成される。つまり、電荷蓄積部３は、画角の中央から画角の右端にかけて右側に段階的にずらして配置される。このように画角の中央から右側の端部にかけて段階的に右側にずらされる電荷蓄積部３の配置に対応して、電荷転送部１３、読み出し部６、およびチャネルストップ部７も、画角の中央から右端部にかけて遮光開口部１６ａの中央位置Ｄ１に対して徐々に右側へのずれ量が大きくなるように外側にずらして配置される。

以上のような本実施形態の固体撮像素子１によれば、製造工程を増加させることなく、スミアシェーディングを抑制することができ、画質を向上することができる。このような効果が得られることについて、固体撮像素子において従来採用されていた構成の一例（以下「比較例」という。）を示して説明する。図５に、比較例の構成を示す。なお、図５に示す比較例の構成において、本実施形態の固体撮像素子１と共通する構成については同一の符号を付している。

図５に示すように、比較例の構成においては、画角にかかわらず、電荷蓄積部３が、図２に示すような本実施形態の固体撮像素子１の画角中央部と同様に、左右方向の中央位置Ｆ１が遮光開口部１６ａの左右方向の中央位置Ｄ１に一致するように設けられている。したがって、比較例の構成では、画角の外側においてはオンチップレンズ１８が上述したような瞳補正によって内側にずらされているのに対し、電荷蓄積部３、並びに左右方向に隣り合う電荷蓄積部３間に設けられる電荷転送部１３、読み出し部６、およびチャネルストップ部７は、電荷蓄積部３が遮光開口部１６ａの中央に位置するように配置される。なお、図５は、比較例の構成における画角の外側の部分として、画角左端部を示している。また、図５に示す断面図では、便宜上、ハッチングを一部省略している。

図５に示すように、画角の外側では、固体撮像素子に対する入射光は、斜め方向に入射する。こうした斜め方向に入射する光は、その入射角度が大きい場合、電荷蓄積部３の外側に集光されることがある。このため、遮光開口部１６ａを介して電荷蓄積部３に入射する斜め光（矢印Ｋ１参照）により、電荷蓄積部３の周囲部分、つまり電荷蓄積部３からずれた位置で光電変換が生じる。

このように電荷蓄積部３の周囲部分での光電変換により生じた電子は、電荷蓄積部３と垂直転送部４の電荷転送部１３との間の電位分布にしたがって電荷転送部１３に入り込むことで、スミアを発生させる原因となる。つまり、画角の外側では、斜め光によって、電荷蓄積部３の信号電荷の読み出し側でのスミア成分が増える。図５に示す画角左端部の場合、電荷蓄積部３の左方における半導体基板１１の深い位置での光電変換が生じる。

また、画角の外側においては、遮光開口部１６ａから入射した斜め光が遮光膜１６の周囲において回折、反射、散乱等することによって遮光膜１６下から混入する現象が生じる。このように遮光膜１６下から混入する光は、電荷蓄積部３の周囲部分において半導体基板１１の表面側で光電変換され、電荷転送部１３に入り込むことで、スミアを発生させる原因となる。

図５に示すような比較例の構成によれば、画角外側において、斜め光により、半導体基板１１の深い部分および表面側の部分で電荷蓄積部３の周囲部分での光電変換が生じ、スミアシェーディングが生じやすい。

この点、本実施形態の固体撮像素子１においては、上述したように、電荷蓄積部３、並びに左右方向に隣り合う電荷蓄積部３間に設けられる電荷転送部１３、読み出し部６、およびチャネルストップ部７が、画角に応じて画角の外側方向へ段階的にずらして配置されている。このため、画角の外側において画角の中央側から周辺側に向かう斜め光に対して、その斜め光の入射する側に電荷蓄積部３がずれた位置に存在するので、電荷蓄積部３の周囲部分での光電変換を抑制することができる。

また、電荷蓄積部３が画角の外側方向にずらして配置されていることから、画角の外側において、斜め光の入射により、電荷蓄積部３の周囲部分における半導体基板１１の深い部分で光電変換が生じた場合であっても、その光電変換により生じた電子を、電荷転送部１３よりも電荷蓄積部３の方に入りやすくすることができる。同様に、遮光膜１６の周囲において斜め光が回折等することによって遮光膜１６下から混入する光による半導体基板１１の表面側での光電変換についても、その光電変換により生じた電子を、電荷転送部１３よりも電荷蓄積部３の方に入りやすくすることができる。

このように、本実施形態の固体撮像素子１によれば、電荷蓄積部３の周囲部分、特に半導体基板１１の深い部分と表面側の部分との両方において、光電変換により生じた電子を電荷転送部１３よりも電荷蓄積部３の方に入りやすくすることができ、画角外側におけるスミアを低減することができる。つまり、本実施形態の固体撮像素子１によれば、画角の外側における半導体基板１１の深い部分および表面側の部分の両方についてスミア成分を抑制することができる。結果として、スミアシェーディングを抑制することができ、画質を向上することができる。

また、本実施形態の固体撮像素子１において、上述したようなスミア低減の効果は、固体撮像素子１を構成する電荷蓄積部３等の各部の配置を画角の外側方向にずらすことで得られる。したがって、本実施形態の固体撮像素子１において、画角の外側方向にずらされて配置される電荷蓄積部３、電荷転送部１３、読み出し部６、およびチャネルストップ部７の各部分そのものは、従来と同様の製造工程によって形成することができる。このため、本実施形態の固体撮像素子１によれば、製造工程を増加させることがない。

そして、本実施形態の固体撮像素子１においては、画角の中央から外側に位置する画素は、遮光開口部１６ａに対する電荷蓄積部３等のずれ量が画角中央部側から画角端側にかけて徐々に大きくなるように構成されている。このため、画角の外側ほど傾斜が大きくなる斜め光の入射角度に応じて、電荷蓄積部３等のずれ量が大きくなるので、効果的にスミア成分を抑制することができる。

ただし、遮光開口部１６ａに対する電荷蓄積部３等の左右方向のずれ量については、画角中央部側から画角端側にかけて徐々に大きくなる場合に限定されず、ずれ量が一定であってもよい。電荷蓄積部３等のずれ量が一定の場合、例えば、固体撮像素子１の画素領域２が左右方向について中央部、左側部、および右側部の３つの領域に区画され、左側部および右側部の各領域において、電荷蓄積部３等が画角の外側方向に一律に所定量ずれて配置されるというような態様が考えられる。

また、本実施形態の固体撮像素子１のように、オンチップレンズ１８について瞳補正が行われることにより、上述したようなスミアシェーディングの抑制に加え、画角の中央部分よりも周辺部分が暗くなるという、いわゆる輝度シェーディングについても改善効果が得られる。つまり、本実施形態の固体撮像素子１によれば、スミアシェーディングを抑制することができるとともに、輝度シェーディングも抑制することができ、画質について高い改善効果が得られる。

［第２実施形態］
本技術の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態の固体撮像素子は、電荷蓄積部３と垂直転送部４の電荷転送部１３との間に設けられる読み出し部２６の構成が画角に応じて変化している点で、第１実施形態の固体撮像素子１と異なる。

第１実施形態の固体撮像素子１のように、電荷蓄積部３、電荷転送部１３、読み出し部６、およびチャネルストップ部７が画角に応じて画角の外側方向へ段階的にずらして配置されると、その位置のずれ量に応じて、電荷蓄積部３から電荷転送部１３への信号電荷の読み出し特性が変化する。すなわち、半導体基板１１上に設けられる遮光膜１６や転送電極１４に対して、電荷蓄積部３等が画角に応じてずらして配置されると、画角に応じて、転送電極１４としての読み出し電極と電荷蓄積部３との位置関係、具体的には左右方向の距離の大きさが変化し、読み出し特性が変化する。

具体的には、画角左端部では、電荷蓄積部３が左側にずらして配置されることから、電荷蓄積部３と、この電荷蓄積部３の信号電荷の読み出し側（左側）に位置する読み出し電極（転送電極１４）との距離が近づき、電荷蓄積部３から電荷転送部１３への信号電荷の読み出しが行われやすくなる（図３参照）。一方、画角右端部では、電荷蓄積部３が右側にずらして配置されることから、電荷蓄積部３と、この電荷蓄積部３の左側に位置する読み出し電極（転送電極１４）との距離が離れ、電荷蓄積部３から電荷転送部１３への信号電荷の読み出しが行われにくくなる（図４参照）。このように、電荷蓄積部３等を画角に応じて画角の外側方向へ段階的にずらして配置する構造を採用した場合、信号電荷の読み出し特性の画角依存性が生じ、読み出し特性のチップ内バラツキが大きくなる。

そこで、本実施形態では、画角に応じて、読み出し部２６のポテンシャルが調整される。つまり、電荷蓄積部３等の画角に応じた段階的なずれ量の変化に応じて、読み出し部２６のポテンシャルが調整される。読み出し部２６のポテンシャルは、上記のとおりｐ型不純物領域からなる可変ポテンシャル領域として形成される読み出し部２６において、ｐ＋不純物の注入パターン（不純物プロファイルパターン）により調整される。具体的には、不純物注入によって形成される読み出し部２６の水平方向の寸法（左右幅）を調整することで、読み出し部２６のポテンシャル調整が行われる。

読み出し部２６は、読み出し電極が読み出し用の電圧（クロック・パルス）の印加を受けることでポテンシャルを変動させ、信号電荷の読み出しを行う。このようにポテンシャルの変動によって信号電荷を電荷蓄積部３から電荷転送部１３へと転送する読み出し部２６は、左右幅が太くなるほど、バリアとしての機能が大きくなり、信号電荷が読み出しにくくなる。

そこで、本実施形態の固体撮像素子においては、電荷蓄積部３等の画角に応じた段階的なずれ量の変化に応じて、読み出し部２６の左右幅が調整される。具体的には、電荷蓄積部３と読み出し電極（転送電極１４）との左右方向の相対的な位置関係により信号電荷が読み出しやすくなる画角左端部から、同相対的な位置関係により信号電荷が読み出しにくくなる画角右端部にかけて、読み出し部２６の左右幅が徐々に細くなるように、読み出し部２６が形成される。

したがって、図６に示すように、画角左端部においては、読み出し部２６の左右幅が比較的太くなるように、読み出し部２６が形成される（左右幅Ｌ１参照）。これに対し、図７に示すように、画角中央部においては、読み出し部２６の左右幅が、画角左端部における読み出し部２６の左右幅Ｌ１よりも細くなるように、読み出し部２６が形成される（左右幅Ｌ２参照）。また、図８に示すように、画角右端部においては、読み出し部２６の左右幅が、画角中央部における読み出し部２６の左右幅Ｌ２よりもさらに細くなるように、読み出し部２６が形成される（左右幅Ｌ３参照）。

このように、図６に示す画角左端部における読み出し部２６の左右幅をＬ１とし、図７に示す画角中央部における読み出し部２６の左右幅をＬ２とし、図８に示す画角右端部における読み出し部２６の左右幅をＬ３とした場合、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３の関係が成り立つように、読み出し部２６の左右幅が調整される。すなわち、本実施形態の固体撮像素子１においては、画角左端部から、画角中央部、画角右端部と画角の左側から右側にかけて、読み出し部２６の左右幅が小さくなるように読み出し部２６が形成される。

以上のように、本実施形態に係る固体撮像素子においては、読み出し部２６は、水平方向の寸法（左右幅）が画素領域２の電荷蓄積部３から電荷転送部１３への信号電荷の読み出し方向側（左側）の端部から読み出し方向と反対方向側（右側）の端部にかけて小さくなるように設けられている。

本実施形態の固体撮像素子１では、画角左端部においては、電荷蓄積部３と読み出し電極（転送電極１４）との距離が近付くことによる信号電荷の読み出しやすさと、読み出し部２６の左右幅が相対的に太く形成されることによる信号電荷の読み出しにくさとが相殺される。一方、画角右端部においては、電荷蓄積部３と読み出し電極（転送電極１４）との距離が離れることによる信号電荷の読み出しにくさと、読み出し部２６の左右幅が相対的に細く形成されることによる信号電荷の読み出しやすさとが相殺される。

このように、本実施形態の固体撮像素子１によれば、電荷蓄積部３等を画角に応じて画角の外側方向へ段階的にずらして配置する構造に起因するチップ内における読み出し特性のバラツキを低減することができ、画角にかかわらず読み出し特性を均一にすることができる。つまり、電荷蓄積部３等を画角に応じて画角の外側方向へ段階的にずらすことにより生じる信号電荷の読み出し特性の画角依存性が軽減され、チップ内の読み出し特性を均一にすることができる。

なお、以上説明した本技術の実施の形態では、画角の外側で斜め方向に入射する斜め光を、半導体基板１１の表面に対して画素領域２の中央側から周辺側に向かう斜め光として説明したが、例えば瞳射出距離がプラスの場合のように画素領域２の周辺側から中央側に向かう斜め光に対しても、本技術を適用することができる。この場合、電荷蓄積部３、電荷転送部１３、読み出し部６（２６）、およびチャネルストップ部７が、水平方向について、画素領域２の中央部（画角中央部）に対して画素領域２の周辺部（画角左端部、画角右端部）では、遮光開口部１６ａに対して内側へずれた位置に設けられる。

［固体撮像装置の構成］
以下では、上述した実施形態の固体撮像素子１を備える固体撮像装置５０について、図９を用いて説明する。本実施形態に係る固体撮像装置５０は、例えば、いわゆるデジタルカメラと称されるデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話器等に内蔵されるカメラユニット等において、撮像装置モジュールを構成する。

固体撮像装置５０は、上述した実施形態に係る固体撮像素子１と、固体撮像素子１を所定のタイミングで駆動するための駆動信号を生成するタイミングジェネレータ５１とを備える。タイミングジェネレータ５１は、固体撮像素子１を駆動するための各種のパルス信号を生成する機能と、生成したパルス信号を、固体撮像素子１を駆動するためのドライブパルスに変換するドライバとしての機能とを有する。また、固体撮像装置５０は、タイミングジェネレータ５１等に電源を供給するバッテリ等の電源部、撮像により生成した画像データ等を記憶する記憶部、装置全体を制御する制御部等を有する。

本実施形態では、固体撮像素子１が有する電源部、記憶部、および制御部を構成する回路は、固体撮像素子１とは別回路（別チップ）として設けられる。ただし、これらの各部を構成する回路は、固体撮像素子１と同一のチップに設けたり、複数のチップに機能を分割して設けたりしてもよい。

タイミングジェネレータ５１は、固体撮像素子１が備える垂直転送部４を駆動する４相駆動パルスを固体撮像素子１に入力する。つまり、タイミングジェネレータ５１は、垂直転送部４を構成する４種類の転送電極１４に、駆動電圧としての４相のクロック・パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３、Ｖφ４を、各転送電極１４に独立して供給・印加する。

固体撮像素子１は、タイミングジェネレータ５１からのクロック・パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３、Ｖφ４の入力を独立して受けるための入力部を有する。すなわち、固体撮像素子１は、クロック・パルスＶφ１が入力される信号入力端子である第１駆動信号入力部５２ａと、クロック・パルスＶφ２が入力される信号入力端子である第２駆動信号入力部５２ｂと、クロック・パルスＶφ３が入力される信号入力端子である第３駆動信号入力部５２ｃと、クロック・パルスＶφ４が入力される信号入力端子である第４駆動信号入力部５２ｄとを有する。

各駆動信号入力部５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄに入力されるクロック・パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３、Ｖφ４は、バスラインや所定の配線等を介して、各垂直転送部４を構成する各転送電極１４に印加される。この４相のクロック・パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３、Ｖφ４の大きさとタイミングが、固体撮像素子１が有する制御部によって適切に制御されることにより、各電荷蓄積部３から垂直転送部４に読み出された信号電荷が、垂直転送部４の転送電極１４の並びに従って転送される。

タイミングジェネレータ５１は、固体撮像素子１が備える水平転送部５を駆動する２相駆動パルスを固体撮像素子１に入力する。つまり、タイミングジェネレータ５１は、水平転送部５を構成する２種類の転送電極に、駆動電圧としての２相のクロック・パルスＨφ１、Ｈφ２を供給・印加する。

固体撮像素子１は、タイミングジェネレータ５１からのクロック・パルスＨφ１、Ｈφ２の入力を独立して受けるための入力部を有する。すなわち、固体撮像素子１は、クロック・パルスＨφ１が入力される信号入力端子である第１駆動信号入力部５３ａと、クロック・パルスＨφ２が入力される信号入力端子である第２駆動信号入力部５３ｂとを有する。

各駆動信号入力部５３ａ、５３ｂに入力されるクロック・パルスＨφ１、Ｈφ２は、バスラインや所定の配線等を介して、水平転送部５を構成する各転送電極に印加される。この２相のクロック・パルスＨφ１、Ｈφ２の大きさとタイミングが、固体撮像素子１が有する制御部によって適切に制御されることにより、垂直転送部４から水平転送部５に転送された信号電荷が、水平方向に転送される。

以上のような構成を備える本実施形態の固体撮像装置５０においては、タイミングジェネレータ５１が、固体撮像素子１を駆動するための駆動信号を生成する駆動部として機能する。そして、本実施形態の固体撮像素子１を備える固体撮像装置５０によれば、上述したように製造工程を増加させることなく、スミアシェーディングを抑制することができ、画質を向上することができる。

以上説明した実施の形態において、固体撮像素子１が備える信号電荷の転送方向等に関して用いる「垂直」、「水平」の語は、慣用的に用いられる語であり、固体撮像素子１が備える垂直転送部４および水平転送部５による信号電荷の転送方向の方向性を限定するものではない。すなわち、例えば垂直転送部４による信号電荷の転送方向を「第１の方向」とした場合、水平転送部５による信号電荷の転送方向は、第１の方向に直交する「第２の方向」ということができる。

１ 固体撮像素子
２ 画素領域
３ 電荷蓄積部
４ 垂直転送部
６ 読み出し部
７ チャネルストップ部
１１ 半導体基板
１３ 電荷転送部
１４ 転送電極
１６ 遮光膜
１６ａ 遮光開口部
２６ 読み出し部
５０ 固体撮像装置
５１ タイミングジェネレータ（駆動部）

Claims (4)

1. 半導体基板に設けられる画素領域にて行列状に配列され、入射光を受光し光電変換により信号電荷を生成して蓄積する複数の電荷蓄積部と、
   前記複数の電荷蓄積部の配列における列毎に設けられ、前記半導体基板に設けられる電荷転送部、および前記半導体基板上に設けられる転送電極を有し、前記電荷蓄積部により生成された信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送部と、
   前記電荷蓄積部と該電荷蓄積部により生成された信号電荷が読み出される前記垂直転送部との間に設けられ、電位を変動させることで前記電荷蓄積部により生成された信号電荷を前記垂直転送部へ読み出させる読み出し部と、
   前記電荷蓄積部の前記読み出し部が設けられる側と反対側にて前記電荷蓄積部と前記垂直転送部との間に設けられるチャネルストップ部と、
   前記半導体基板の前記入射光が入射する側に設けられ、前記電荷蓄積部に対応する位置に開口部を有する遮光膜と、を備え、
   前記電荷蓄積部、前記電荷転送部、前記読み出し部、および前記チャネルストップ部は、水平方向について、前記画素領域の中央部に対して前記画素領域の周辺部では、前記開口部に対して外側へずれた位置に設けられている、
   固体撮像素子。
2. 前記電荷蓄積部、前記電荷転送部、前記読み出し部、および前記チャネルストップ部は、水平方向について、前記開口部に対する外側へのずれ量が前記画素領域の中央部から前記画素領域の周辺部にかけて大きくなるように設けられている、
   請求項１に記載の固体撮像素子。
3. 前記読み出し部は、水平方向の寸法が前記画素領域の前記電荷蓄積部から前記電荷転送部への信号電荷の読み出し方向側の端部から前記読み出し方向と反対方向側の端部にかけて小さくなるように設けられている、
   請求項２に記載の固体撮像素子。
4. 固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動部と、を有し、
   前記固体撮像素子は、
   半導体基板に設けられる画素領域にて行列状に配列され、入射光を受光し光電変換により信号電荷を生成して蓄積する複数の電荷蓄積部と、
   前記複数の電荷蓄積部の配列における列毎に設けられ、前記半導体基板に設けられる電荷転送部、および前記半導体基板上に設けられる転送電極を有し、前記電荷蓄積部により生成された信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送部と、
   前記電荷蓄積部と該電荷蓄積部により生成された信号電荷が読み出される前記垂直転送部との間に設けられ、電位を変動させることで前記電荷蓄積部により生成された信号電荷を前記垂直転送部へ読み出させる読み出し部と、
   前記電荷蓄積部の前記読み出し部が設けられる側と反対側にて前記電荷蓄積部と前記垂直転送部との間に設けられるチャネルストップ部と、
   前記半導体基板の前記入射光が入射する側に設けられ、前記電荷蓄積部に対応する位置に開口部を有する遮光膜と、を備え、
   前記電荷蓄積部、前記電荷転送部、前記読み出し部、および前記チャネルストップ部は、水平方向について、前記画素領域の中央部に対して前記画素領域の周辺部では、前記開口部に対して外側へずれた位置に設けられている、
   固体撮像装置。

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