(57)【要約】【課題】混色信号の抑制が可能であり、かつ、画素サイズの縮小化に有効な固体撮像装置と、その固体撮像装置の製造方法を提供するものである。また、その固体撮像装置を用いた電子機器を提供する。【解決手段】受光センサ部４からなる画素７が基板上に複数配列された画素領域３と、隣接する受光センサ部４間における基板の深さ方向に形成された複数段のセンサ分離層１１からなるセンサ分離部９を有する固体撮像装置１において、センサ分離部９を、画素領域３中心部と画素領域３周辺部とで、基板に入射する光Ｌの進行方向に応じて各センサ分離層１１の形成位置が異なるように形成する。【選択図】図２
2010118479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を受光して信号電荷を生成、蓄積する受光センサ部を有する画素が、基板内に複数配列された画素領域と、
隣接する前記受光センサ部間における前記基板の深さ方向に形成された複数段のセンサ分離層から構成され、前記画素領域中心部と前記画素領域周辺部では、前記基板に入射する光の進行方向に応じて各センサ分離層の形成位置が異なるように形成されているセンサ分離部と
を有する固体撮像装置。
【請求項２】
前記受光センサ部は、前記基板の深さ方向に形成された複数段の信号電荷蓄積部から構成され、前記画素領域周辺部と前記画素領域中心部とでは、前記基板に入射する光の進行方向に応じて各信号電荷蓄積部の形成位置が異なる請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記画素領域周辺部における前記センサ分離部を構成する前記複数段のセンサ分離層のうちの少なくとも１段のセンサ分離層が、前記基板に入射する光の進行方向に沿って所定のずれ量だけ前記画素領域の周辺側にずれるように形成され、
前記画素領域周辺部における前記受光センサ部を構成する前記複数段の信号電荷蓄積部のうちの少なくとも１段の信号電荷蓄積部が、前記基板に入射する光の進行方向に沿って所定のずれ量だけ前記画素領域の周辺側にずれるように形成されている請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記画素領域中心部から周辺部にいくにしたがって前記センサ分離層のずれ量が大きくされ、
前記画素領域中心部から周辺部にいくにしたがって前記信号電荷蓄積部のずれ量が大きくされている請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記複数段のセンサ分離層の段毎のずれ量の大きさは、前記基板の深さ方向で異なり、
前記信号電荷蓄積部の段毎のずれ量の大きさは、前記基板の深さ方向で異なる請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記画素領域周辺部における前記センサ分離部を構成する前記複数段のセンサ分離層のうちの少なくとも１段のセンサ分離層が、前記基板に入射する光の進行方向に沿って所定の量だけ画素領域周辺側にずらして形成されている請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記画素領域中心部から周辺部にいくにしたがって前記センサ分離層のずれ量が大きくされている請求項６記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記複数段のセンサ分離層の段毎のずれ量の大きさは、前記基板の深さ方向で異なる請求項７記載の固体撮像装置。
【請求項９】
基板を準備する工程、
前記基板の画素領域に、光を受光して信号電荷を生成、蓄積する受光センサ部を複数形成する工程、
隣接する受光センサ部間に、前記基板の深さ方向に注入深さを変えながら、かつ、前記画素領域中心部と前記画素領域周辺部とで、前記基板の面内方向に注入位置を変えながら、第１導電型の不純物を複数回イオン注入していくことにより、前記基板に入射する光の進行方向に沿うように複数段のセンサ分離層を形成する工程、
を含む固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
前記受光センサ部を形成する工程は、前記基板の深さ方向に注入深さを変えながら、かつ、前記画素領域中心部と前記画素領域周辺部とで、前記基板の面内方向に注入位置を変えながら、第２導電型の不純物を複数回イオン注入していくことにより複数段の信号電荷蓄積部を形成する工程を含む請求項９記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１１】
前記画素領域周辺部における前記複数段のセンサ分離層のうちの少なくとも１段を前記画素領域周辺側に所定の量だけずらして形成し、
前記画素領域周辺部における前記複数段の信号電荷蓄積部のうちの少なくとも１段を前記画素領域周辺側に所定の量だけずらして形成する請求項１０記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記受光センサ部を形成する工程は、前記基板の深さ方向に注入深さを変えながら、前記画素領域全面に第２導電型の不純物を複数回イオン注入していくことにより複数段の信号電荷蓄積部を形成する工程を含む請求項９記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
光学レンズと、
光を受光して信号電荷を生成、蓄積する受光センサ部を有する画素が、基板内に複数配列された画素領域と、隣接する前記受光センサ部間における前記基板の深さ方向に形成された複数段のセンサ分離層から構成され、前記画素領域中心部と前記画素領域周辺部では、前記基板に入射する光の進行方向に応じて各センサ分離層の形成位置が異なるように形成されているセンサ分離部と、を含む固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路と、
を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画素サイズの縮小化に有効な構成を有する固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、及び当該固体撮像装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体撮像装置として、ＣＣＤ型や、ＣＭＯＳ型の固体撮像装置が知られている。図２６に、従来例のＣＣＤ型の固体撮像装置１００の平面構成を示す。これらの固体撮像装置１００は、基板１０２上に、光電変換素子、すなわちフォトダイオード（ＰＤ；Photo Diode）からなる受光センサ部１０４と、垂直転送レジスタ１０５と、水平転送レジスタ１０６と、出力回路１０８を有する。この受光センサ部１０４及び受光センサ部１０４に隣接する垂直転送レジスタ１０５の一部により画素１０７が構成される。基板１０２上には、この画素１０７が複数個、２次元マトリクス状に配列された画素領域１０３が構成されている。
【０００３】
そして、これらの固体撮像装置１００では、複数の受光センサ部１０４を構成するフォトダーオードに入射する被写体の光信号に基づいて信号電荷が発生し、蓄積される。固体撮像装置１００がＣＣＤ型の場合は、蓄積された信号電荷は、受光センサ部１０４の列毎に配置した垂直転送レジスタ１０５により垂直方向に転送されると共に、ＣＣＤ構造の水平転送レジスタ１０６によって水平方向に転送される。そして水平方向に転送された信号電荷は、出力回路１０８を介して映像信号として出力される。
【０００４】
ここで、図２７，図２８に、従来の固体撮像装置の断面構成を示す。図２７Ａは、図２６のＡ−Ａ’線上に沿う断面構成であり、図２７Ｂは、図２６のＢ−Ｂ’線上に沿う断面構成である。また、図２８Ａは、図２６のＣ−Ｃ’線上に沿う断面構成であり、図２８Ｂは、図２６のＤ−Ｄ’線上に沿う断面構成である。すなわち、図２７Ａ及び図２８Ａは、図２６の画素領域１０３中心部における断面構成であり、図２７Ｂ及び図２８Ｂは、画素領域１０３周辺部における断面構成である。
【０００５】
図２７Ａ，Ｂに示すように、画素１０７は、受光センサ部１０４と、垂直転送レジスタ１０５とからなる画素１０７と、受光センサ部１０４を画素１０７毎に分離するセンサ分離部１０９とから構成されている。図２８Ａ，Ｂでは、画素１０７の垂直方向の断面構成を示しているので、垂直転送レジスタ１０５は図示されない。
【０００６】
受光センサ部１０４は、Ｎ型半導体からなる基板１０２の、Ｐ型半導体ウェル領域１１０上に形成された信号電荷蓄積部１１９と、正孔蓄積領域１１８によって構成されている。正孔蓄積領域１１８は、Ｐ型の高濃度不純物領域（Ｐ＋）により形成され、信号電荷蓄積部１１９の表面に形成されている。信号電荷蓄積部１１９は、正孔蓄積領域１１８直下から、Ｐ型半導体ウェル領域１１０に達する深さまで複数段に形成されたＮ型の不純物領域により構成されている。この複数段の信号電荷蓄積部１１９は、深さ方向に注入深さが異なる複数回のイオン注入によって形成されるものである。
【０００７】
垂直転送レジスタ１０５は、読み出し部１１３と、垂直転送チャネル部１２３と、転送電極１１６とを有して構成されている。
【０００８】
垂直転送チャネル部１２３は、受光センサ部１０４に対して、所定間隔を空けてＮ型の不純物領域により形成されている。このとき、垂直転送チャネル部１２３の下部には、Ｐ型の不純物領域からなるＰ型半導体ウェル領域１１２が形成されている。
【０００９】
読み出し部１１３は、垂直転送チャネル部１２３と、受光センサ部１０４の読み出し対象となる一方側（図２７Ａ，Ｂでは右側）との間に、Ｐ型の不純物領域（Ｐ）により形成されている。
【００１０】
また、垂直転送チャネル部１２３と、受光センサ部１０４の読み出し対象でない他方側（図２７Ａ，Ｂでは左側）との間には、Ｐ型の不純物領域（Ｐ）からなるチャネルストップ部１１５が形成されている。チャネルストップ部１１５は、隣接する受光センサ部１０４から垂直転送チャネル部１２３への信号電荷の読み出しを一方の側に制限することにより、隣接する受光センサ部１０４を電気的に分離するものである。そして、チャネルストップ部１１５、読み出し部１１３は、それぞれ垂直転送チャネル部１２３に接触して形成されるものである。
【００１１】
転送電極１１６は、読み出し部１１３、及び垂直転送チャネル部１２３及びチャネルストップ部１１５上には、絶縁膜１１７を介して形成されている。
【００１２】
センサ分離部１０９は、垂直転送チャネル部１２３直下のＰ型半導体ウェル領域１１２から、Ｐ型半導体ウェル領域１１０に達する深さまで、複数段に形成されたＰ型の不純物領域により構成されている。この複数段のセンサ分離部１０９は、深さ方向に注入深さが異なる複数回のイオン注入によって形成された複数段のセンサ分離層１１１から構成されるものである。
【００１３】
そして、従来、以上の構成を有する固体撮像装置では、画素領域１０３中心部においても、画素領域１０３周辺部においても、受光センサ部１０４を構成する信号電荷蓄積部１１９は、画素セルの中心ｃ１とパターン中心を合わせるように配置されている。さらに、受光センサ部１０４間を分離するセンサ分離部１０９も、受光センサ部１０４を構成する信号電荷蓄積部１１９間の中央に配置されている。
【００１４】
ところで、固体撮像装置に入射される光Ｌの入射角は、図２７Ａ及び図２８Ａに示すように、画素領域１０３中心部では固体撮像装置平面に対して垂直であるものの、図２７Ｂ及び図２８Ｂに示すように画素領域１０３周辺部（端部）では、入射角は大きくなる。そうすると、図２７Ｂ及び図２８Ｂに示すように、画素領域１０３周辺部では、入射角が大きい光Ｌが、センサ分離部１０９を透過して隣接する画素１０７へ直接入射し、その隣接する画素１０７において光電変換するため、混色信号が発生してしまう。このように、従来のように、画素領域１０３中心部と周辺部において、画素１０７の構成が同一に為されている固体撮像装置１００では、画素領域１０３周辺部において、斜めに入射した光による混色が発生する。
【００１５】
特に、近年、画素セルの微細化に伴い、センサ分離部１０９の領域は狭くなるため、このような現象は顕著に発生する。すなわち、センサ分離部１０９の微細化によって、斜めの光はより隣接画素に入射しやすくなり、混色が起きやすくなる。また、受光センサ部１０４の領域を拡大しようとした場合においては、フォトダイオードを構成する信号電荷蓄積部１１９を広く、センサ分離部１０９を狭く構成する必要があるため、この場合においても、混色が発生しやすい。
【００１６】
特許文献１には、斜めに入射してくる光に対して、受光センサ部を光の進行方向にずらす方法が示されている。しかしながら、特許文献１のように、受光センサ部のみをずらす構造においては、隣接する画素へ入射する斜めの光の混色抑制効果としては不十分といえる。また、画素サイズの縮小化に伴い、受光センサ部の領域拡大を両立しようとすると、センサ分離部の形成が困難になる。さらに、受光センサ部を形成する際に用いられるレジストマスクのレジストパターンは、開口領域が広くなるため、レジスト形状が崩れやすく、画素サイズの縮小化には不利となる。
【００１７】
一方、特許文献２及び３には、配線層や遮光用金属膜をずらす構造が提案されている。しかしながら、遮光用金属膜をずらしただけでは、赤色のように、波長の長い光はＳｉ基板内で隣接画素に直接入射する可能性が高く、この場合混色が発生してしまう。
【特許文献１】特開２００３−７８１２５号公報
【特許文献２】特開２００１−２３７４０４号公報
【特許文献３】特開２０００−１５０８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上述の点に鑑み、本発明は、混色信号の抑制が可能であり、かつ、画素サイズの縮小化に有効な固体撮像装置と、その固体撮像装置の製造方法を提供するものである。また、その固体撮像装置を用いた電子機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の固体撮像装置は、受光センサ部からなる画素が基板上に複数配列された画素領域と、隣接する受光センサ部間における基板の深さ方向に形成された複数段のセンサ分離層からなるセンサ分離部を有する。受光センサ部は、受光した光を光電変換し、信号電荷を生成、蓄積するものである。また、センサ分離層は、隣接する受光センサ部間を電気的に分離するために形成されているものである。そして、このセンサ分離部は、画素領域中心部と画素領域周辺部とで、基板に入射する光の進行方向に応じて各センサ分離層の形成位置が異なるように形成されている。
【００２０】
本発明の固体撮像装置では、画素領域中心部と、画素領域周辺部において、基板に入射する光の進行方向に応じてセンサ分離層の形成位置が異なるように形成されている。このため、画素領域周辺部において、光が斜めに入射してきた場合でも、斜めに入射してきた光がセンサ分離部を透過して隣接する画素に入射するのを防ぐことができる。
【００２１】
また、本発明の固体撮像装置の製造方法は、基板を準備する工程、基板の画素領域に、光を受光して信号電荷を生成、蓄積する受光センサ部を複数形成する工程、センサ分離層を形成する工程を有する。このセンサ分離層を形成する工程では、隣接する受光センサ部間に、前記基板の深さ方向に注入深さを変えながら、かつ、画素領域中心部と画素領域周辺部とで基板の面内方向に注入位置を変えながら、第１導電型の不純物を複数回イオン注入する。そして、このイオン注入は、基板に入射する光の進行方向に沿ってセンサ分離層が形成されるようになされるものである。
【００２２】
本発明の固体撮像装置の製造方法では、画素領域中心部と、画素領域周辺部とでは、面内方向に不純物の注入位置が変えられるので、画素領域中心部と画素領域周辺部とで、形成位置が異なるセンサ分離層が形成される。また、これらのセンサ分離層の形成位置は、基板に入射する光の進行方向に沿って形成されるものである。このため、本発明の固体撮像装置の製造方法によって形成された固体撮像装置では、画素領域周辺部において、光が斜めに入射してきた場合でも、斜めに入射してきた光がセンサ分離部を透過して隣接する画素に入射するのを防ぐことができる。
【００２３】
また、本発明の電子機器は、光学レンズと、固体撮像装置と、信号処理回路とから構成される。
固体撮像装置は受光センサ部からなる画素が基板上に複数配列された画素領域と、隣接する受光センサ部間における基板の深さ方向に形成された複数段のセンサ分離層からなるセンサ分離部を有する。受光センサ部は、受光した光を光電変換し、信号電荷を生成、蓄積するものである。また、センサ分離層は、隣接する受光センサ部間を電気的に分離するために形成されているものである。そして、このセンサ分離部は、画素領域中心部と画素領域周辺部とで、基板に入射する光の進行方向に応じて各センサ分離層の形成位置が異なるように形成されている。
【００２４】
本発明の電子機器では、固体撮像装置において画素領域中心部と、画素領域周辺部において、基板に入射する光の進行方向に応じてセンサ分離層の形成位置が異なるように形成されている。このため、画素領域周辺部において、光が斜めに入射してきた場合でも、その光がセンサ分離部を透過して隣接する画素に入射するのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の固体撮像装置及び固体撮像装置の製造方法によれば、混色信号の抑制が可能であり、かつ、画素サイズの縮小化に有効な固体撮像装置、及びこの固体撮像装置を用いた電子機器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明の実施形態に係る固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器の一例を、図１〜図２５を参照しながら説明する。本発明の実施形態は以下の順で説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではない。
１．第１の実施形態〜第５の実施形態における固体撮像装置の全体構成例
２．第１の実施形態：センサ分離層及び信号電荷蓄積部をずらす例
３．第２の実施形態：センサ分離層及び信号電荷蓄積部をずらす例
４．第３の実施形態：センサ分離層及び信号電荷蓄積部をずらし、かつ、センサ分離層の幅を変える例
５．第４の実施形態：センサ分離層をずらす例
６．第５の実施形態：センサ分離層をずらす例
７．第６の実施形態：電子機器の構成例
【００２７】
〈１．固体撮像装置の全体構成例〉
まず、図１に、以下の第１〜第５の実施形態で共通の構成とされる、ＣＣＤ型の固体撮像装置の全体構成を示す。
【００２８】
図１に示すように、ＣＣＤ型の固体撮像装置１は、基板２の水平方向及び垂直方向に形成された複数の受光センサ部４と、ＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ５と、ＣＣＤ構造の水平転送レジスタ６と、出力回路８とを有して構成される。
【００２９】
受光センサ部４は、光電変換素子、すなわちフォトダイオードにより構成されるものであり、受光した光の光量に応じて信号電荷の生成、蓄積をするものである。
垂直転送レジスタ５は、垂直方向に配列される受光センサ部４に共通して、列ごとに複数本形成されるものであり、受光センサ部４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ものである。
【００３０】
各受光センサ部４と、受光センサ部４に隣接する垂直転送レジスタ５の一部を有して、各画素７が構成されている。そして、この画素７が水平方向及び垂直方向にマトリクス状に形成されている領域が画素領域３とされている。画素領域３は、光を受光して信号を出力するための有効画素領域と、黒レベルの基準になる光学的黒（ＯＰＢ）の為の無効画素領域とから構成されている。図示しないが、無効画素領域は、有効画素領域の周辺に形成されるものである。
以下の説明において、画素領域３という場合は、有効画素領域を指すものとする。
【００３１】
水平転送レジスタ６は、例えば、垂直転送レジスタ５の一端に形成されるものであり、垂直転送レジスタ５により垂直転送された信号電荷を、一水平ライン毎に転送するものである。
【００３２】
出力回路８は、水平転送レジスタ６により水平転送された信号電荷を電荷電圧変換することにより、画素信号として出力するものである。
【００３３】
〈２．第１の実施形態〉
［断面構成例］
図２Ａ，Ｂ及び図３Ａ，Ｂに、第１の実施形態に係る固体撮像装置の概略断面構成を示す。図２Ａは、図１のＡ−Ａ’線上に沿う断面構成であり、図２Ｂは、図１のＢ−Ｂ’線上に沿う断面構成である。また、図３Ａは、図１のＣ−Ｃ’線上に沿う断面構成であり、図３Ｂは、図１のＤ−Ｄ’線上に沿う断面構成である。すなわち、図２Ａは、画素領域３中心部における受光センサ部４及び垂直転送レジスタ５の水平方向の断面構成を図示したものであり、図２Ｂは、画素領域３周辺部における受光センサ部４及び垂直転送レジスタ５の水平方向の断面構成を図示したものである。また、図３Ａは、画素領域３中心部の受光センサ部４の垂直方向の断面構成を図示したものであり、図３Ｂは、画素領域３周辺部の受光センサ部４の垂直方向の断面構成を図示したものである。図２及び図３において、図１に対応する部分には、同一符号を付し重複説明を省略する。また、以下の説明においては、本発明の第１導電型をＰ型とし、第２導電型をＮ型として説明する。
【００３４】
まず、図２Ａ，Ｂを参照しながら画素領域３の水平方向の構成を説明する。
図２Ａ，Ｂに示すように、本実施形態例における固体撮像装置は、受光センサ部４と、垂直転送レジスタ５とからなる画素７と、受光センサ部４を画素７毎に分離するセンサ分離部９とから構成されている。
【００３５】
図２Ａ，Ｂに示すように、受光センサ部４は、Ｎ型半導体からなる基板２の所定の深さ領域に形成されたＰ型半導体ウェル領域１０上に、複数段の信号電荷蓄積部１９と、正孔蓄積領域１８とを有して構成されている。
【００３６】
正孔蓄積領域１８は、Ｐ型の高濃度不純物領域（Ｐ＋）により、基板２の表面に形成されている。この正孔蓄積領域１８は、基板２表面から発生する暗電流を抑制するために設けられているものである。
【００３７】
信号電荷蓄積部１９はＮ型不純物領域により構成され、正孔蓄積領域１８直下からＰ型半導体ウェル領域１０に達する深さまで、複数段に形成されている。本実施形態例では、５段の信号電荷蓄積部１９が形成されている例としている。
【００３８】
本実施形態例の受光センサ部４では、主に、Ｎ型不純物領域で構成される信号電荷蓄積部１９と、Ｐ型半導体ウェル領域１０との界面に形成されるＰＮ接合によってフォとダイオードが構成されている。そして、受光センサ部４に入射した光の光電変換によって生成された信号電荷は、複数段の信号電荷蓄積部１９に蓄積される。
【００３９】
垂直転送レジスタ５は、読み出し部１３と、垂直転送チャネル部２３と、転送電極１６とを有して構成されている。
【００４０】
読み出し部１３は、垂直転送チャネル部２３と、読み出し対象となる一方側（図中右側）の受光センサ部４との間に、Ｐ型の不純物領域（Ｐ）により形成されている。
【００４１】
垂直転送チャネル部２３は、各受光センサ部４の一方の側に形成される読み出し部１３に隣接する領域に、Ｎ型の不純物領域により形成されており、受光センサ部４の列ごとに、共通に形成されている。このとき、垂直転送チャネル部２３の下部には、Ｐ型の不純物領域からなるＰ型半導体ウェル領域１２が形成されている。
【００４２】
また、垂直転送チャネル部２３と、読み出し対象でない他方側（図中左側）の受光センサ部４との間には、Ｐ型の不純物領域（Ｐ）からなるチャネルストップ部１５が形成されている。チャネルストップ部１５は、隣接する受光センサ部４から垂直転送チャネル部２３への信号電荷の読み出しを一方の側に制限することにより、隣接する受光センサ部４を電気的に分離するものである。そして、チャネルストップ部１５、読み出し部１３は、それぞれ垂直転送チャネル部２３に接するように形成されるものである。
【００４３】
転送電極１６は、読み出し部１３、垂直転送チャネル部２３、及びチャネルストップ部１５上に、絶縁膜１７を介して形成されている。
【００４４】
センサ分離部９は、垂直転送チャネル部２３直下のＰ型半導体ウェル領域１２から、Ｐ型半導体ウェル領域１０に達する深さまで、複数段、本実施形態例では４段に形成されたＰ型の不純物領域からなるセンサ分離層１１により構成されている。
【００４５】
以下の説明において、受光センサ部４表面の光が入射される領域を「開口部」、垂直方向または水平方向に隣接する受光センサ部４の開口部間の、光が入射されない領域を、「非開口部」とし、信号電荷蓄積部１９及びセンサ分離層１１の構成をさらに詳述する。
【００４６】
図２Ａに示すように、画素領域３中心部における複数段（図２では５段）の信号電荷蓄積部１９は、受光センサ部４の開口部中心ｃ１と、各段の信号電荷蓄積部１９の中心が全て一致するように形成されている。
一方、図２Ｂに示すように、画素領域３周辺部における複数段の信号電荷蓄積部１９は、各信号電荷蓄積部１９の中心が、受光センサ部４の開口部中心ｃ１から必要に応じて画素領域３周辺側に所定の量ずつずれるように形成されている。図２Ｂに示す例では、基板２表面側に形成されている５段目の信号電荷蓄積部１９の中心は、開口部中心ｃ１と一致しており、１段目〜４段目の信号電荷蓄積部１９の中心は、開口部中心ｃ１から画素領域３周辺側にずれ量ｓ１〜ｓ４でずれている。そして、１段目〜４段目の信号電荷蓄積部１９のずれ量ｓ１〜ｓ４は、上層の信号電荷蓄積部１９から下層の信号電荷蓄積部１９にかけて除々に大きくされている。この信号電荷蓄積部１９の各段のずれ量ｓ１〜ｓ４は、固体撮像装置の使用時の、基板２に入射する光の進行方向に沿って決定されるものであり、この進行方向は、基板２に入射する光の入射角に依存するものである。
【００４７】
また、本実施形態例では、垂直方向の断面構成において、各段の信号電荷蓄積部１９の幅は、ほぼ同一とされている。
【００４８】
また、図２Ａに示すように、画素領域３中心部における複数段（図２では４段）のセンサ分離層１１は、水平方向に隣接する受光センサ部４の開口部間の中心（以下、非開口部中心ｄ１）と、各センサ分離層１１の中心が全て一致するように形成されている。
一方、図２Ｂに示すように、画素領域３周辺部における複数段のセンサ分離層１１は、各センサ分離層１１の中心が、非開口部中心ｄ１から、画素領域３周辺側に所定の量ずつずれるように形成されている。図２Ｂに示す例では、１段目〜４段目のそれぞれのセンサ分離層１１の中心は、非開口部中心ｄ１から画素領域３周辺側にずれ量ｓ１〜ｓ４でずれている。そして、１段目〜４段目のセンサ分離層１１のずれ量ｓ１〜ｓ４は、上層のセンサ分離層１１から下層のセンサ分離層１１にかけて除々に大きくされている。このセンサ分離層１１の各段のずれ量ｓ１〜ｓ４は、固体撮像装置の使用時の、基板２に入射する光の進行方向に沿って決定されるものであり、この進行方向は基板２に入射する光の入射角に依存するものである。
【００４９】
また、本実施形態例では、水平方向の断面構成において、各段のセンサ分離層１１の幅は、ほぼ同一とされている。
【００５０】
次に、図３Ａ，Ｂを参照しながら画素領域３の垂直方向の構成を説明する。
図３Ａに示すように、画素領域３中心部における複数段（図では５段）の信号電荷蓄積部１９は、受光センサ部４の開口部中心ｃ１と、各信号電荷蓄積部１９の中心が全て一致するように形成されている。
一方、図３Ｂに示すように、画素領域３周辺部における複数段の信号電荷蓄積部１９は、各信号電荷蓄積部１９の中心が、受光センサ部４の開口部中心ｃ１から、画素領域３周辺側に所定の量ずつずれるように形成されている。図３Ｂに示す例では、基板２表面側に形成されている５段目の信号電荷蓄積部１９の中心は開口部中心ｃ１と一致しており、１段目〜４段目の信号電荷蓄積部１９の中心は、開口部中心ｃ１から画素領域３周辺側にずれ量ｓ１〜ｓ４でずれている。そして、１段目〜４段目の信号電荷蓄積部１９のずれ量ｓ１〜ｓ４は、上層の信号電荷蓄積部１９から下層の信号電荷蓄積部１９にかけて除々に大きくされている。この信号電荷蓄積部１９の各段のずれ量ｓ１〜ｓ４は、固体撮像装置の使用時の、基板２に入射する光の進行方向に沿って決定されるものであり、この進行方向は、基板２に入射する光の入射角に依存するものである。
【００５１】
また、本実施形態例では、垂直方向の断面構成において、各段の信号電荷蓄積部１９の幅は、ほぼ同一とされている。
【００５２】
また、図３Ａに示すように、画素領域３中心部における複数段（図では５段）のセンサ分離層１１は、垂直方向に隣接する受光センサ部４間の非開口部中心ｄ１と、各センサ分離層１１の中心が全て一致するように形成されている。受光センサ部４の垂直方向の断面構成では、読み出し部１３や垂直転送チャネル部２３等が形成されないので、センサ分離層１１は、基板２表面から、Ｐ型半導体ウェル領域１０に達する深さまで形成されている。
一方、図３Ｂに示すように、画素領域３周辺部における複数段（図では５段）のセンサ分離層１１は、各センサ分離層１１の中心が、非開口部中心ｄ１から画素領域３周辺側に所定の量ずつずれるように形成されている。図３Ｂに示す例では、基板２表面側に形成されている５段目のセンサ分離層１１の中心は、非開口部中心ｄ１と一致しており、１段目〜４段目のセンサ分離層１１の中心は、非開口部中心ｄ１から画素領域３周辺側にずれ量ｓ１〜ｓ４でずれている。そして、１段目〜４段目のセンサ分離層１１のずれ量ｓ１〜ｓ４は、上層のセンサ分離層１１から下層のセンサ分離層１１にかけて除々に大きくされている。このセンサ分離層１１の各段のずれ量ｓ１〜ｓ４は、固体撮像装置の使用時の、基板２に入射する光の進行方向に沿って決定されるものであり、この進行方向は基板２に入射する光の入射角に依存するものである。
【００５３】
上述の説明では、画素領域３の断面構成を、画素領域３中心部と画素領域３周辺部に分けて説明したが、その断面構成は、画素領域３の中心部から周辺部にかけて徐々に変化させていくことが好ましい。通常、固体撮像装置の使用時においては、画素領域３の中心部では、光は基板２にほぼ垂直に入射する。一方で、画素領域３の周辺部にいくにしたがって、基板２に入射する光の入射角は大きくなり、基板２内の光の進行方向は画素領域３の周辺側に向って斜めになっていく。このため、画素領域３中心部から周辺部にかけて変化する基板２内の光の進行方向の変化に対応するように、画素領域３中心部から周辺部にいくにしたがって各受光センサ部４の信号電荷蓄積部１９、及びセンサ分離層１１のずれ量を大きく形成することが好ましい。
【００５４】
本実施形態例の固体撮像装置では、図示しないが、転送電極１６が形成された基板２上には、所望の遮光膜及び平坦化膜等を介して、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）のカラーフィルタが画素毎に形成されている。そして、カラーフィルタ上部には、オンチップマイクロレンズが形成されている。
【００５５】
［動作説明］
本実施形態例の固体撮像装置では、オンチップマイクロレンズ及びカラーフィルタを透過した光Ｌが、基板２に入射され、受光センサ部４において光電変換される。そして、受光センサ部４において光電変換により生成された信号電荷は、複数段の信号電荷蓄積部１９に蓄積される。ここで、複数段の信号電荷蓄積部１９の飽和電荷量を超えてあふれた信号電荷は、Ｐ型半導体ウェル領域１０によるオーバーフローバリアを超えて、基板２側に捨てられる。
【００５６】
そして、一定期間、信号電荷の蓄積が為された後、転送電極１６に所定の電圧を印加する。これにより、読み出し部１３及び垂直転送チャネル部２３の電位が変化し、信号電荷蓄積部１９に蓄積された信号電荷が、読み出し部１３を介して垂直転送チャネル部２３に読み出される。
垂直転送チャネル部２３に読み出された信号電荷は、垂直方向に伸びる垂直転送レジスタ５により、垂直方向に転送される。垂直転送レジスタ５により転送された信号電荷は、垂直転送レジスタ５の一端に形成されている水平転送レジスタ６によって水平方向に転送され、出力回路８を介して画素信号として出力される。
【００５７】
本実施形態例の固体撮像装置では、画素領域３周辺部における複数段のセンサ分離層１１は、その中心が、非開口部中心ｄ１から、基板２に入射される光Ｌの進行方向に沿って画素領域３周辺側に所定の量だけずれるように形成されている。このため、図２Ｂ、図３Ｂに示すように、画素領域３周辺部において、基板２に斜めに入射された光Ｌが隣接する画素７に入射するのを防ぐことができる。これにより、例えば、赤色のカラーフィルタを透過して、その直下の受光センサ部４に入射してきた光Ｌが、センサ分離部９を透過して、隣接する緑色のカラーフィルタが形成されている受光センサ部４に入射してしまう現象を防ぐことができる。このように、本実施形態例の固体撮像装置によれば、斜めに入射する光による混色信号を抑制することができる。
【００５８】
また、画素領域３周辺部における複数段の信号電荷蓄積部１９は、その中心が、基板２に入射される光Ｌの進行方向に沿って受光センサ部４の開口部中心ｃ１から画素領域３周辺側に所定の量ずつずれるように形成されている。このため、図２Ｂ，図３Ｂに示すように、画素領域３周辺部の受光センサ部４においては、斜めに入射してくる光Ｌに対する信号電荷の取り込み領域が広がるため、スミアの低減が可能となる。特に、赤色のように波長の長い光に対しても入射光の光路に沿って受光センサ部４が広がるため、混色抑制効果が高い。
【００５９】
［製造方法例（その１）］
以下に、図４〜図９を参照して、本実施形態例の固体撮像装置の製造方法を説明する。ここでは、Ａ−Ａ’線上に沿う断面（画素領域３中心部）で見た製造工程と、Ｂ−Ｂ’線上に沿う断面（画素領域３周辺部）で見た製造工程とを並行して説明する。
【００６０】
図４Ａに示すように、Ｎ型半導体からなる基板２を準備する。そして、基板２表面からＰ型不純物としてボロン（Ｂ）をイオン注入し、基板２の所定の深さ領域にＰ型半導体ウェル領域１０を形成する。
【００６１】
次に、図４Ｂに示すように、基板２上に、所望の開口部２２ａを有するレジストマスク２１ａを形成する。Ａ−Ａ’断面のように、画素領域３中心部では、レジストマスク２１ａの開口部２２ａを、その開口部２２ａの中心が受光センサ部４の開口部中心ｃ１となる位置と一致するように形成する。
一方、Ｂ−Ｂ’断面のように、画素領域３周辺部では、レジストマスク２１ａの開口部２２ａを、その開口部２２ａの中心が受光センサ部４の開口部中心ｃ１となる位置から、ずれ量ｓ１だけ画素領域３周辺側にずれるように形成する。そして、このレジストマスク２１ａを介して、Ｐ型半導体ウェル領域１０上にＮ型不純物であるリン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）をイオン注入し、１段目の信号電荷蓄積部１９を形成する。
【００６２】
これにより、画素領域３中心部（Ａ−Ａ’）では、受光センサ部４の開口部中心ｃ１と、信号電荷蓄積部１９の中心ｃ２が一致するように、１段目の信号電荷蓄積部１９が形成される。そして、画素領域３周辺部（Ｂ−Ｂ’）では、信号電荷蓄積部１９の中心ｃ２が、受光センサ部４の開口部中心ｃ１からずれ量ｓ１だけ画素領域３周辺側にずれるように、１段目の信号電荷蓄積部１９が形成される。
【００６３】
次に、図５Ｃに示すように、基板２上に、所望の開口部２２ｂを有するレジストマスク２１ｂを形成する。Ａ−Ａ’断面のように、画素領域３中心部では、レジストマスク２１ｂの開口部２２ｂを、その開口部２２ｂの中心が受光センサ部４の開口部中心ｃ１となる位置と一致するように形成する。
一方、Ｂ−Ｂ’断面のように、画素領域３周辺部では、レジストマスク２１ｂの開口部２２ｂを、その開口部２２ｂの中心が受光センサ部４の開口部中心ｃ１から、ずれ量ｓ２だけ画素領域３周辺側にずれるように形成する。そして、このレジストマスク２１ｂを介して、１段目の信号電荷蓄積部１９上にＮ型不純物であるリン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）をイオン注入し、２段目の信号電荷蓄積部１９を形成する。
【００６４】
これにより、画素領域３中心部（Ａ−Ａ’）では、受光センサ部４の開口部中心ｃ１と、信号電荷蓄積部１９の中心ｃ３が一致するように２段目の信号電荷蓄積部１９が形成される。そして、画素領域３周辺部（Ｂ−Ｂ’）では、信号電荷蓄積部１９の中心ｃ３が、受光センサ部４の開口部中心ｃ１から、ずれ量ｓ２だけ画素領域３周辺側にずれるように、２段目の信号電荷蓄積部１９が形成される。
【００６５】
次に、図５Ｄに示すように、基板２上に、所望の開口部２２ｃを有するレジストマスク２１ｃを形成する。Ａ−Ａ’断面のように、画素領域３中心部では、レジストマスク２１ｃの開口部２２ｃを、その開口部２２ｃの中心が受光センサ部４の開口部中心ｃ１となる位置と一致するように形成する。
一方、Ｂ−Ｂ’断面のように、画素領域３周辺部では、レジストマスク２１ｃの開口部２２ｃを、その開口部２２ｃの中心が受光センサ部４の開口部中心ｃ１から、ずれ量ｓ３だけ画素領域３周辺側にずれるように形成する。そして、このレジストマスク２１ｃを介して、２段目の信号電荷蓄積部１９上にＮ型不純物であるリン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）をイオン注入し、３段目の信号電荷蓄積部１９を形成する。
【００６６】
これにより、画素領域３中心部（Ａ−Ａ’）では、受光センサ部４の開口部中心ｃ１と、信号電荷蓄積部１９の中心ｃ４が一致するように、３段目の信号電荷蓄積部１９が形成される。そして、画素領域３周辺部（Ｂ−Ｂ’）では、信号電荷蓄積部１９の中心ｃ４が、受光センサ部４の開口部中心ｃ１から、ずれ量ｓ３だけ画素領域３周辺側にずれるように、３段目の信号電荷蓄積部１９が形成される。
【００６７】
次に、図６Ｅに示すように、基板２上に、所望の開口部２２ｄを有するレジストマスク２１ｄを形成する。Ａ−Ａ’断面のように、画素領域３中心部では、レジストマスク２１ｄの開口部２２ｄを、その開口部２２ｄの中心が受光センサ部４の開口部中心ｃ１となる位置と一致するように形成する。
一方、Ｂ−Ｂ’断面のように、画素領域３周辺部では、レジストマスク２１ｄの開口部２２ｄを、その開口部２２ｄの中心が受光センサ部４の開口部中心ｃ１となる位置から、ずれ量ｓ４だけ画素領域３周辺側に開ずれるように形成する。そして、このレジストマスク２１ｄを介して、３段目の信号電荷蓄積部１９上にＮ型不純物であるリン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）をイオン注入し、４段目の信号電荷蓄積部１９を形成する。
【００６８】
これにより、画素領域３中心部（Ａ−Ａ’）では、受光センサ部４の開口部中心ｃ１と、信号電荷蓄積部１９の中心ｃ５が一致するように４段目の信号電荷蓄積部１９が形成される。そして、画素領域３周辺部（Ｂ−Ｂ’）では、信号電荷蓄積部１９の中心ｃ５が、受光センサ部４の開口部中心ｃ１から、ずれ量ｓ４だけ画素領域３周辺側にずれるように、４段目の信号電荷蓄積部１９が形成される。
【００６９】
次に、図６Ｆに示すように、基板２上に所望の開口部２２ｅを有するレジストマスク２１ｅを形成する。Ａ−Ａ’断面のように、画素領域３中心部では、レジストマスク２１ｅの開口部２２ｅを、その開口部２２ｅの中心が、隣接する受光センサ部４間の非開口部中心ｄ１となる位置と一致するように形成する。
一方、Ｂ−Ｂ’断面のように、画素領域３周辺部では、レジストマスク２１ｅの開口部２２ｅを、その開口部２２ｅの中心が非開口部中心ｄ１となる位置から、ずれ量ｓ１だけ画素領域３周辺側にずれるように形成する。そして、このレジストマスク２１ｅを介して、信号電荷蓄積部１９間のＰ型半導体ウェル領域１０上にＰ型不純物であるボロン（Ｂ）をイオン注入し、１段目のセンサ分離層１１を形成する。
【００７０】
これにより、画素領域３中心部（Ａ−Ａ’）では、非開口部中心ｄ１とセンサ分離層１１の中心ｄ２が一致するようにセンサ分離層１１が形成される。そして、画素領域３周辺部（Ｂ−Ｂ’）では、センサ分離層１１の中心ｄ２が、非開口部中心ｄ１からずれ量ｓ１だけ画素領域３周辺側にずれて形成される。
【００７１】
次に、図７Ｇに示すように、基板２上に所望の開口部２２ｆを有するレジストマスク２１ｆを形成する。Ａ−Ａ’断面のように、画素領域３中心部では、レジストマスク２１ｆの開口部２２ｆを、その開口部２２ｆの中心が、隣接する受光センサ部４間の非開口部中心ｄ１となる位置と一致するように形成する。
一方、Ｂ−Ｂ’断面のように、画素領域３周辺部では、レジストマスク２１ｆの開口部２２ｆを、その開口部２２ｆの中心が非開口部中心ｄ１となる位置から、ずれ量ｓ２だけ画素領域３周辺側にずれるように形成する。そして、このレジストマスク２１ｆを介して、１段目のセンサ分離層１１上にＰ型不純物であるボロン（Ｂ）をイオン注入し、２段目のセンサ分離層１１を形成する。
【００７２】
これにより、画素領域３中心部（Ａ−Ａ’）では、非開口部中心ｄ１とセンサ分離層１１の中心ｄ３が一致するようにセンサ分離層１１が形成される。そして、画素領域周辺部（Ｂ−Ｂ’）では、センサ分離層１１の中心ｄ３が、非開口部中心ｄ１からずれ量ｓ２だけ画素領域３周辺側にずれて形成される。
【００７３】
次に、図７Ｈに示すように、基板２上に所望の開口部２２ｇを有するレジストマスク２１ｇを形成する。Ａ−Ａ’断面のように、画素領域３中心部では、レジストマスク２１ｇの開口部２２ｇを、その開口部２２ｇの中心が、隣接する受光センサ部４間の非開口部中心ｄ１となる位置と一致するように形成する。
一方、Ｂ−Ｂ’断面のように、画素領域３周辺部では、レジストマスク２１ｇの開口部２２ｇを、その開口部２２ｇの中心が非開口部中心ｄ１となる位置から、ずれ量ｓ３だけ画素領域３周辺側にずれるように形成する。そして、このレジストマスク２１ｇを介して、２段目のセンサ分離層１１上にＰ型不純物であるボロン（Ｂ）をイオン注入し、３段目のセンサ分離層１１を形成する。
【００７４】
これにより、画素領域３中心部（Ａ−Ａ’）では、非開口部中心ｄ１とセンサ分離層１１の中心ｄ４が一致するようにセンサ分離層１１が形成される。そして、画素領域３周辺部（Ｂ−Ｂ’）では、センサ分離層１１の中心ｄ４が、非開口部中心ｄ１からずれ量ｓ３だけ画素領域３周辺側にずれて形成される。
【００７５】
次に、図８Ｉに示すように、基板２上に所望の開口部２２ｈを有するレジストマスク２１ｈを形成する。Ａ−Ａ’断面のように、画素領域３中心部では、レジストマスク２１ｈの開口部２２ｈを、その開口部２２ｈの中心が、隣接する受光センサ部４間の非開口部中心ｄ１となる位置と一致するように形成する。
一方、Ｂ−Ｂ’断面のように、画素領域３周辺部では、レジストマスク２１ｈの開口部２２ｈを、その開口部２２ｈの中心が非開口部中心ｄ１となる位置から、ずれ量ｓ４だけ画素領域３周辺側に開ずれるように形成する。そして、このレジストマスク２１ｈを介して、３段目のセンサ分離層１１上にＰ型不純物であるボロン（Ｂ）をイオン注入し、４段目のセンサ分離層１１を形成する。
【００７６】
これにより、画素領域３中心部（Ａ−Ａ’）では、非開口部中心ｄ１とセンサ分離層の中心ｄ５が一致するようにセンサ分離層１１が形成される。そして、画素領域３周辺部（Ｂ−Ｂ’）では、センサ分離層１１の中心ｄ５が、非開口部中心ｄ１からずれ量ｓ４だけ画素領域３周辺側にずれて形成される。
【００７７】
次に、図８Ｊに示すように、基板２表面の全面に、Ｐ型不純物であるボロン（Ｂ）を所定条件でイオン注入し、後の工程で読み出し部１３となる読み出し部用領域１３ａを形成する。
【００７８】
次に、図９Ｋに示すように、センサ分離部９上の垂直転送チャネル部形成領域に、所定の条件でＰ型不純物をイオン注入して垂直転送チャネル領域用のＰ型半導体ウェル領域１２を形成する。その後、Ｐ型半導体ウェル領域１２上部にＮ型不純物をイオン注入して垂直転送チャネル部２３を形成する。続いて、垂直転送チャネル部２３の一方の側（図９Ｋでは左側）と、これに隣接する受光センサ部４領域との間に、Ｐ型不純物を高濃度にイオン注入して、チャネルストップ部１５を形成する。
また、図示は省略するが、垂直方向に隣接する受光センサ部４間の４段目のセンサ分離層１１上には、Ｐ型不純物領域により、５段目のセンサ分離層１１が形成される。
【００７９】
次に、図９Ｌに示すように、基板２上に、例えば熱酸化法により酸化シリコン膜等を堆積させて絶縁膜１７を形成し、垂直転送チャネル部２３、読み出し部１３、及びチャネルストップ部１５上に絶縁膜１７を介して転送電極１６をパターン形成する。そして、パターン形成された転送電極１６をマスクとして、イオン注入法によりＮ型不純物をイオン注入し、４段目の信号電荷蓄積部１９上部に５段目の信号電荷蓄積部１９を形成する。続いて、Ｐ型不純物をイオン注入することにより、５段目の信号電荷蓄積部１９上部の基板２表面に、正孔蓄積領域１８を形成する。
そして、図８Ｊに示す工程で形成した読み出し部用領域１３ａのうち、その後の各種不純物領域形成後に残った領域が読み出し部１３となる。
【００８０】
図示しないが、その後、遮光膜や平坦化膜が形成され、受光センサ部４毎にカラーフィルタが形成されたのち、オンチップマイクロレンズが形成されることによって固体撮像装置が完成される。
【００８１】
上述の固体撮像装置の製造方法によれば、画素領域３周辺部における複数段の信号電荷蓄積部１９やセンサ分離層１１を、段毎に画素領域３周辺側に所定のずれ量ずつずらしながら形成することができる。
【００８２】
［製造方法例（その２）］
以下に、図１０〜図１３を参照して、本実施形態例の固体撮像装置の他の製造方法を説明する。本実施形態例の固体撮像装置の製造方法では、図１０に示すように、画素領域３を領域ａ１〜領域ａ９に分割し、分割した領域ａ１〜ａ９毎に信号電荷蓄積部１９や、センサ分離層１１を形成していく。ここでは、画素領域３中心部である領域ａ１のＡ−Ａ’線上に沿う断面で見た製造工程と、画素領域３周辺部である領域ａ２のＢ−Ｂ’線上に沿う断面で見た製造工程とを並行して説明する。
【００８３】
まず、図１１Ａに示すように、Ｎ型半導体からなる基板２を準備する。そして、基板２表面からＰ型不純物としてボロン（Ｂ）をイオン注入し、基板２の所定の深さ領域にＰ型半導体ウェル領域１０を形成する。
【００８４】
次に、図１１Ｂに示すように、基板２上に、領域ａ１の部分においてのみ開口部２５が形成されたレジストマスク２４を形成する。このレジストマスク２４の開口部２５は、その開口部２５の中心が受光センサ部４の開口部中心ｃ１となる位置と一致するように設けられている。このレジストマスク２４を介して複数回、注入深さを変えながらＮ型不純物をイオン注入していくことにより画素領域３中心部（領域ａ１）において、複数段（図では４段）の信号電荷蓄積部１９を形成する。
【００８５】
次に、図１２Ｃに示すように、基板２上に、領域ａ１の部分においてのみ開口部２７が形成されたレジストマスク２６を形成する。このレジストマスク２６の開口部２７は、その開口部２７の中心が、隣接する受光センサ部４間の非開口部中心ｄ１となる位置と一致するように設けられている。このレジストマスク２６を介して複数回、注入深さを変えながらＰ型不純物をイオン注入していくことにより、画素領域３中心部（領域ａ１）において、複数段（図では４段）のセンサ分離層１１を形成する。
【００８６】
次に、図１２Ｄに示すように、基板２上に、領域ａ２の部分においてのみ開口部２９が形成されたレジストマスク２８を形成する。このレジストマスク２８の開口部２９は、その開口部２９の中心が受光センサ部４の開口部中心ｃ１となる位置と一致するように設けられている。このレジストマスク２８を介して、注入深さを変えながら、かつ、イオン注入角を変えながら複数回、Ｎ型不純物をイオン注入していくことにより複数段（図１２Ｄでは４段）の信号電荷蓄積部を形成する。イオン注入角を変えて斜めにイオン注入をすることにより、画素領域３周辺部（領域ａ２）において、基板２深さ方向に対してずれ量ｓ１〜ｓ４の異なる信号電荷蓄積部１９を形成することができる。
【００８７】
次に、図１３Ｅに示すように、基板２上に、領域ａ２の部分においてのみ開口部３１が形成されたレジストマスク３０を形成する。このレジストマスク３０の開口部３１は、その開口部３１の中心が、隣接する受光センサ部４間の非開口部中心ｄ１となる位置と一致するように設けられている。このレジストマスク３０を介して、注入深さを変えながら、かつ、イオン注入角を変えながら複数回、Ｐ型不純物をイオン注入していくことにより複数段（図１３Ｅでは４段）の信号電荷蓄積部１９を形成する。イオン注入角を変えて斜めにイオン注入することにより、画素領域３周辺部（領域ａ２）では、基板２深さ方向に対して、ずれ量ｓ１〜ｓ４の異なるセンサ分離層１１を形成することができる。
【００８８】
領域ａ３〜ａ９においても、図１２Ｄ及び図１３Ｅと同様の工程を用い、領域毎に、信号電荷蓄積部１９及びセンサ分離層１１を形成する。これにより、信号電荷蓄積部１９及びセンサ分離層１１の中心が、基板２に入射される光の進行方向に応じて画素領域３周辺側にずれるように複数段の信号電荷蓄積部１９及びセンサ分離層１１を形成することができる。
【００８９】
その後の工程は、前述した、図８Ｊ〜図９Ｌの工程と同じであるので、重複説明を省略する。
【００９０】
上述の固体撮像装置の製造方法によれば、画素領域３を複数の分割し、その分割した領域ａ１〜ａ９毎にイオン注入深さや、イオン注入角を変えながらイオン注入することにより複数段の信号電荷蓄積部１９及びセンサ分離層１１を形成することができる。これにより、複数段の信号電荷蓄積部１９やセンサ分離層１１を形成する工程において、段毎にレジストマスクを変える必要が無く、段毎に発生してしまうパターンずれを抑制できる。
【００９１】
〈２．第２の実施形態〉
［固体撮像装置の断面構成例］
図１４Ａ，Ｂ及び図１５Ａ，Ｂに、第２の実施形態に係る固体撮像装置の概略断面構成を示す。図１４Ａは、図１のＡ−Ａ’線上に沿う断面構成であり、図１４Ｂは、図１のＢ−Ｂ’線上に沿う断面構成である。また、図１５Ａは、図１のＣ−Ｃ’線上に沿う断面構成であり、図１５Ｂは、図１のＤ−Ｄ’線上に沿う断面構成である。本実施形態例は、第１の実施形態例とは、画素領域３周辺部における信号電荷蓄積部及びセンサ分離層の構成が異なる例である。図１４，１５において、図２，３に対応する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
【００９２】
まず、図１４Ａ，Ｂを参照しながら画素領域３の水平方向の構成を説明する。
図１４Ａに示すように、画素領域３中心部における複数段（図１４Ａでは５段）の信号電荷蓄積部３３は、受光センサ部４の開口部中心ｃ１と、各信号電荷蓄積部３３の中心が全て一致するように形成されている。
【００９３】
一方、図１４Ｂに示すように、画素領域３周辺部における複数段（図１４Ｂは５段）の信号電荷蓄積部３３は、各信号電荷蓄積部３３の中心が、受光センサ部４の開口部中心ｃ１から、画素領域３周辺側に所定の量ずつずれるように形成されている。図１４Ｂに示す例では、基板２表面側に形成されている５段目の信号電荷蓄積部３３の中心は開口部中心ｃ１と一致しており、１段目〜４段目の信号電荷蓄積部３３の中心ｃ２は、受光センサ部４の開口部中心ｃ１から一定のずれ量ｓ１だけずれている。この信号電荷蓄積部３３の１段目〜４段目のずれ量ｓ１は、固体撮像装置の使用時の、基板２に入射する光Ｌの進行方向に沿って決定されるものであり、この進行方向は、基板２に入射する光Ｌの入射角に依存するものである。
【００９４】
また、本実施形態例では、画素領域３の水平方向における各段の信号電荷蓄積部３３の幅は、ほぼ同一とされている。
【００９５】
また、図１４Ａに示すように、画素領域３中心部における複数段（図１４Ａでは４段）のセンサ分離層３２は、水平方向に隣接する受光センサ部４の開口部間の中心（以下、非開口部中心ｄ１）と、各センサ分離層３２の中心が全て一致するように形成されている。
【００９６】
一方、図１４Ｂに示すように、画素領域３周辺部における複数段（図１４Ｂでは４段）のセンサ分離層３２は、各センサ分離層３２の中心が、非開口部中心ｄ１から画素領域３周辺側に所定の量ずつずれるように形成されている。図１４Ｂに示す例では、各センサ分離層３２の中心ｄ２は、非開口部中心ｄ１から画素領域３周辺側に一定のずれ量ｓ１だけずれている。このセンサ分離層３２の１段目〜４段目のずれ量ｓ１は、固体撮像装置の使用時の、基板２に入射する光Ｌの進行方向に沿って決定されるものであり、この進行方向は基板２に入射する光Ｌの入射角に依存するものである。
【００９７】
また、本実施形態例では、画素領域３の水平方向における各段のセンサ分離層３２の幅は、ほぼ同一とされている。
【００９８】
次に、図１５Ａ，Ｂを参照しながら画素領域３の垂直方向の構成を説明する。
図１５Ａに示すように、画素領域３中心部における信号電荷蓄積部３３は、受光センサ部４の開口部中心ｃ１と、複数段（図１５Ａでは５段）の信号電荷蓄積部３３の中心が全て一致するように形成されている。
【００９９】
一方、図１５Ｂに示すように、画素領域３周辺部における信号電荷蓄積部３３は、各信号電荷蓄積部３３の中心が、受光センサ部４の開口部中心ｃ１から、画素領域３周辺側に所定の量ずつずれるように形成されている。図１５Ｂに示す例では、基板２表面側に形成されている５段目の信号電荷蓄積部３３の中心と開口部中心ｃ１は一致しており、１段目〜４段目の信号電荷蓄積部３３の中心ｃ２は、開口部中心ｃ１から画素領域３周辺側に一定のずれ量ｓ１だけずれている。この信号電荷蓄積部１９の各段のずれ量ｓ１は、固体撮像装置の使用時の、基板２に入射する光の進行方向に沿って決定されるものであり、この進行方向は、基板２に入射する光の入射角に依存するものである。
【０１００】
また、本実施形態例では、画素領域３の垂直方向における各段の信号電荷蓄積部３３の幅は、ほぼ同一となるように信号電荷蓄積部３３が形成されている。
【０１０１】
また、図１５Ａに示すように、画素領域３中心部における複数段（図１５Ａでは５段）のセンサ分離層３２は、垂直方向に隣接する受光センサ部４間の非開口部中心ｄ１と、各センサ分離層３２の中心が全て一致するように形成されている。受光センサ部４の垂直方向の断面構成では、読み出し部１３や垂直転送チャネル部２３等が形成されないので、センサ分離層３２は、基板２表面から、Ｐ型半導体ウェル領域１０に達する深さまで形成されている。
【０１０２】
一方、図１５Ｂに示すように、画素領域３周辺部における複数段（図１５Ｂでは５段）のセンサ分離層３２は、各センサ分離層３２の中心が、非開口部中心ｄ１から画素領域３周辺側に所定の量ずつずれるように形成されている。図１５Ｂに示す例では、基板２表面側に形成されている５段目のセンサ分離層３２の中心は、非開口部中心ｄ１と一致しており、１段目〜４段目のセンサ分離層１１の中心ｄ２は、非開口部中心ｄ１から画素領域３周辺側に一定のずれ量ｓ１だけずれている。このセンサ分離層３２の各段のずれ量ｓ１は、固体撮像装置の使用時の、基板２に入射する光の進行方向に沿って決定されるものであり、この進行方向は基板２に入射する光の入射角に依存するものである。
【０１０３】
また、本実施形態例では、画素領域３の垂直方向における各段のセンサ分離層３２の幅は、ほぼ同一となるよう形成されている。
【０１０４】
このように、本実施形態例の固体撮像装置では、画素領域３周辺部における複数段の信号電荷蓄積部３３及びセンサ分離層３２が、一定のずれ量ｓ１だけ、画素領域３周辺側にずれるように形成されている。このため、本実施形態例の固体撮像装置においても、図１４Ｂ，図１５Ｂに示すように、画素領域３周辺部においてセンサ分離層３２の位置をずらすことで、入射角が大きい光Ｌが隣接画素に入射しにくくなり、混色を抑制することが可能となる。また、赤色のように波長の長い光に対しても入射光の光路に沿って受光センサ部４が広がっているため、混色抑制効果が高い等、第１の実施形態における固体撮像装置と同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
また、本実施形態例の固体撮像装置では、画素領域３周辺部における複数段の信号電荷蓄積部３３は、受光センサ部４の開口部中心ｃ１と一定のずれ量ｓ１だけずれる構成を有している。また、画素領域３周辺部における複数段のセンサ分離層３２も、隣接する受光センサ部の開口部間の非開口部中心ｄ１と一定のずれ量ｓ１だけずれる構成を有している。このため、１段目〜４段目までの信号電荷蓄積部３３は、同一のレジストマスクを用いたイオン注入により形成することができるので、段毎にずれ量を変える第１の実施形態の構成よりも、工程数を減らすことができる。同じく、１段目から４段目までのセンサ分離層３２は、同一のレジストマスクを用いたイオン注入により形成することができるので、段毎にずれ量を変える第１の実施形態の構成よりも、工程数を減らすことができる。
【０１０６】
〈４．第３の実施形態〉
［断面構成例］
図１６Ａ，Ｂ及び図１７Ａ，Ｂに、第３の実施形態に係る固体撮像装置の概略断面構成を示す。図１６Ａは、図１のＡ−Ａ’線上に沿う断面構成であり、図１６Ｂは、図１のＢ−Ｂ’線上に沿う断面構成である。また、図１７Ａは、図１のＣ−Ｃ’線上に沿う断面構成であり、図１７Ｂは、図１のＤ−Ｄ’線上に沿う断面構成である。本実施形態例は、第１の実施形態例とは、画素領域３周辺部におけるセンサ分離層の構成が異なる例である。図１６，１７において、図２，３に対応する部分には、同一符号を付し重複説明を省略する。
【０１０７】
まず、図１６Ａ，Ｂを参照しながら画素領域３の水平方向の構成を説明する。
図１６Ａに示すように、画素領域３中心部における複数段（図１６Ａでは４段）のセンサ分離層３５は、水平方向に隣接する受光センサ部４の開口部間の中心（以下、非開口部中心ｄ１）と、各センサ分離層３５の中心が全て一致するように形成されている。
一方、図１６Ｂに示すように、画素領域３周辺部における複数段のセンサ分離層３５は、各センサ分離層３５の中心が、非開口部中心ｄ１から画素領域３周辺側に所定の量ずつずれるように形成されている。図１６Ｂに示す例では、１段目〜４段目のそれぞれのセンサ分離層３５の中心は、非開口部中心ｄ１から画素領域３周辺側にずれ量ｓ１〜ｓ４でずれている。そして、１段目〜４段目のセンサ分離層３５の中心と非開口部中心ｄ１とのずれ量ｓ１〜ｓ４は、上層のセンサ分離層３５から下層のセンサ分離層３５に向けて除々に大きくなるように形成されている。このセンサ分離層３５の１段目〜４段目のずれ量ｓ１〜ｓ４は、固体撮像装置の使用時の、基板２に入射する光の進行方向に沿って決定されるものであり、この進行方向は基板２に入射する光の入射角に依存するものである。
【０１０８】
また、本実施形態例では、画素領域３の水平方向における各段のセンサ分離層３５の幅は、上層のセンサ分離層３５から下層のセンサ分離層３５にかけて除々に細くなるように形成されている。
【０１０９】
次に、図１７Ａ，Ｂを参照しながら画素領域３の垂直方向の構成を説明する。
図１７Ａに示すように、画素領域３中心部における複数段（図１７Ａでは５段）のセンサ分離層３５は、垂直方向に隣接する受光センサ部４間の非開口部中心ｄ１と、各センサ分離層３５の中心が全て一致するように形成されている。受光センサ部４の垂直方向の断面構成では、読み出し部１３や垂直転送チャネル部２３等が形成されないので、センサ分離層３５は、基板２表面から、Ｐ型半導体ウェル領域１０に達する深さまで形成されている。
【０１１０】
一方、図１７Ｂに示すように、画素領域３周辺部における複数段（図１７Ｂでは５段）のセンサ分離層３５は、各センサ分離層３５の中心が、非開口部中心ｄ１から、画素領域３周辺側に所定の量ずつずれるように形成されている。図１７Ｂに示す例では、基板２表面側に形成されている５段目のセンサ分離層３５の中心は、非開口部中心ｄ１と一致しており、１段目〜４段目のセンサ分離層３５の中心は、非開口部中心ｄ１から画素領域３周辺側にずれ量ｓ１〜ｓ４でずれている。１段目〜４段目のセンサ分離層３５の非開口部中心ｄ１からのずれ量ｓ１〜ｓ４は、上層のセンサ分離層３５から下層のセンサ分離層３５にかけて除々に大きくなるように形成されている。このセンサ分離層３５の各段のずれ量ｓ１〜ｓ４は、固体撮像装置の使用時の、基板２に入射する光の進行方向に沿って決定されるものであり、この進行方向は基板２に入射する光の入射角に依存するものである。
【０１１１】
また、本実施形態例では、画素領域３の垂直方向における各段のセンサ分離層３５の幅は、上層のセンサ分離層３５から下層のセンサ分離層３５にかけて除々に細くなるように形成されている。
【０１１２】
このような固体撮像装置は、各段のセンサ分離層３５の製造時に、レジストマスクの開口部の幅を変えていくこと以外は、第１の実施形態における製造方法例（その１）と同様の方法を用いて製造することができる。
【０１１３】
本実施形態例においても、第１の実施形態における固体撮像装置と同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
ところで、受光センサ部４の飽和電荷量（Ｑｓ）は、Ｎ型不純物領域とＰ型不純物領域との接合部の面積によって変化する。本実施形態例のように、センサ分離層３５の幅を、上層から下層にかけて細くなるように形成することにより、信号電荷蓄積部１９を構成するＮ型不純物領域と、センサ分離層３５を形成するＰ型不純物領域との境界面積が増大する。このため、受光センサ部４において、飽和電荷量（Ｑｓ）が増加し、感度の向上が図られる。
【０１１５】
〈５．第４の実施形態〉
［断面構成例］
図１８Ａ，Ｂ及び図１９Ａ，Ｂに、第４の実施形態に係る固体撮像装置の概略断面構成を示す。図１８Ａは、図１のＡ−Ａ’線上に沿う断面構成であり、図１８Ｂは、図１のＢ−Ｂ’線上に沿う断面構成である。また、図１９Ａは、図１のＣ−Ｃ’線上に沿う断面構成であり、図１９Ｂは、図１のＤ−Ｄ’線上に沿う断面構成である。本実施形態例は、第１の実施形態例とは、画素領域３周辺部における信号電荷蓄積部の構成が異なる例である。図１８，１９において、図２，３に対応する部分には、同一符号を付し重複説明を省略する。
【０１１６】
図１８，図１９に示すように、本実施形態例の受光センサ部４は、複数段に形成された信号電荷蓄積部３６を有する。この信号電荷蓄積部３６の形成方法は、第１の実施形態と異なり、基板２全面にイオン注入することによって形成されるものである。以下に、図２０〜図２２を参照しながら、本実施形態例の固体撮像装置の製造方法を説明する。
【０１１７】
［製造方法例］
図２０〜図２２では、Ａ−Ａ’線上に沿う断面（画素領域３中心部）で見た製造工程と、Ｂ−Ｂ’線上に沿う断面（画素領域３周辺部）で見た製造工程とを並行して説明する。
【０１１８】
まず、図２０Ａに示すように、Ｎ型半導体からなる基板２を準備する。そして、基板２表面からＰ型不純物としてボロン（Ｂ）をイオン注入し、基板２の所定の深さ領域にＰ型半導体ウェル領域１０を形成する。
【０１１９】
次に、図２０Ｂに示すように、Ｐ型半導体ウェル領域１０上の画素領域３となる領域全面に、Ｎ型不純物であるリン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）を、注入深さを変えながら、複数回イオン注入し、複数段（図２０Ｂでは４段）の信号電荷蓄積部３６を形成する。
これにより、画素領域３中心部（Ａ−Ａ’）及び画素領域３周辺部（Ｂ−Ｂ’）では、複数段の信号電荷蓄積部３６が形成される。
【０１２０】
次に、図２１Ｃに示すように、基板２上に所望の開口部２２ｅを有するレジストマスク２１ｅを形成する。Ａ−Ａ’断面のように、画素領域３中心部では、レジストマスク２１ｅの開口部２２ｅを、その開口部２２ｅの中心が、隣接する受光センサ部４間の非開口部中心ｄ１となる位置と一致するように形成する。
一方、Ｂ−Ｂ’断面のように、画素領域３周辺部では、レジストマスク２１ｅの開口部２２ｅを、その開口部２２ｅの中心が非開口部中心ｄ１となる位置から、ずれ量ｓ１だけ画素領域３周辺側にずれるように形成する。そして、このレジストマスク２１ｅを介して、Ｐ型半導体ウェル領域１０上の１段目の信号電荷蓄積部３６が形成された領域にＰ型不純物であるボロン（Ｂ）をイオン注入し、１段目のセンサ分離層１１を形成する。
【０１２１】
これにより、画素領域中心部（Ａ−Ａ’）では、非開口部中心ｄ１とセンサ分離層１１の中心が一致するようにセンサ分離層１１が形成される。そして、画素領域３周辺部（Ｂ−Ｂ’）では、センサ分離層１１の中心が、非開口部中心ｄ１からずれ量ｓ１だけ画素領域周辺側にずれて形成される。
【０１２２】
次に、図２１Ｄに示すように、基板２上に所望の開口部２２ｆを有するレジストマスク２１ｆを形成する。Ａ−Ａ’断面のように、画素領域３中心部では、レジストマスク２１ｆの開口部２２ｆを、その開口部２２ｆの中心が、隣接する受光センサ部４間の非開口部中心ｄ１となる位置と一致するように形成する。
一方、Ｂ−Ｂ’断面のように、画素領域３周辺部では、レジストマスク２１ｆの開口部２２ｇを、その開口部２２ｆの中心が非開口部中心ｄ１となる位置から、ずれ量ｓ２だけ画素領域３周辺側にずれるように形成する。そして、このレジストマスク２１ｆを介して、１段目のセンサ分離層１１上部にＰ型不純物であるボロン（Ｂ）をイオン注入し、２段目のセンサ分離層１１を形成する。
【０１２３】
これにより、画素領域３中心部（Ａ−Ａ’）では、非開口部中心ｄ１とセンサ分離層１１の中心が一致するようにセンサ分離層１１が形成される。そして、画素領域３周辺部（Ｂ−Ｂ’）では、センサ分離層１１の中心が、非開口部中心ｄ１からずれ量ｓ２だけ画素領域３周辺側にずれて形成される。
【０１２４】
次に、図２２Ｅに示すように、基板２上に所望の開口部２２ｇを有するレジストマスク２１ｇを形成する。Ａ−Ａ’断面のように、画素領域３中心部では、レジストマスク２１ｇの開口部２２ｇを、その開口部２２ｇの中心が、隣接する受光センサ部４間の非開口部中心ｄ１となる位置と一致するように形成する。
一方、Ｂ−Ｂ’断面のように、画素領域３周辺部では、レジストマスク２１ｇの開口部２２ｇを、その開口部２２ｇの中心が非開口部中心ｄ１となる位置から、ずれ量ｓ３だけ画素領域３周辺側にずれるように形成する。そして、このレジストマスク２１ｇを介して、２段目のセンサ分離層１１上にＰ型不純物であるボロン（Ｂ）をイオン注入し、３段目のセンサ分離層１１を形成する。
【０１２５】
これにより、画素領域３中心部（Ａ−Ａ’）では、非開口部中心ｄ１とセンサ分離層１１の中心が一致するようにセンサ分離層１１が形成される。そして、画素領域３周辺部（Ｂ−Ｂ’）では、センサ分離層１１の中心が、非開口部中心ｄ１からずれ量ｓ３だけ画素領域３周辺側にずれて形成される。
【０１２６】
次に、図２２Ｆに示すように、基板２上に所望の開口部２２ｈを有するレジストマスク２１ｈを形成する。Ａ−Ａ’断面のように、画素領域３中心部では、レジストマスク２１ｈの開口部２２ｈを、その開口部２２ｈの中心が、隣接する受光センサ部４間の非開口部中心ｄ１となる位置と一致するように形成する。
一方、Ｂ−Ｂ’断面のように、画素領域３周辺部では、レジストマスク２１ｈの開口部２２ｈを、その開口部２２ｈの中心が非開口部中心ｄ１となる位置から、ずれ量ｓ４だけ画素領域３周辺側にずれるように形成する。そして、このレジストマスク２１ｈを介して、３段目のセンサ分離層１１上にＰ型不純物であるボロン（Ｂ）をイオン注入し、４段目のセンサ分離層１１を形成する。
【０１２７】
これにより、画素領域３中心部（Ａ−Ａ’）では、非開口部中心ｄ１とセンサ分離層１１の中心が一致するようにセンサ分離層１１が形成される。そして、画素領域３周辺部（Ｂ−Ｂ’）では、センサ分離層１１の中心が、非開口部中心ｄ１からずれ量ｓ４だけ画素領域３周辺側にずれて形成される。
【０１２８】
以後の製造工程は、第１の実施形態で説明した図８Ｊから図９Ｌに対応する製造工程と同様であるので、重複説明を省略する。このようにして本実施形態例の固体撮像装置は完成される。
【０１２９】
本実施形態例の固体撮像装置では、受光センサ部４を構成する信号電荷蓄積部３６は、段毎に画素領域３全面にイオン注入されることにより形成されている。通常、受光可能な光量を増加させるため、受光センサ部４の開口面積はできるだけ広くすることが好ましい。一方、画素サイズの縮小化が図られるため、センサ分離層１１の面積は狭くなる。このため、第１の実施形態における固体撮像装置の製造方法のように、レジストマスクを用いて信号電荷蓄積部１９を形成していく場合、レジストマスクの開口部に対して、マスクとして残る部分の面積が微細となりレジスト形状が崩れやすい。しかしながら、本実施形態例の固体撮像装置の製造方法によれば、信号電荷蓄積部３６は、段毎に画素領域３全面に形成できるので、信号電荷蓄積部３６の製造工程において、レジストマスクのレジスト形状が崩れることがない。また、レジストマスクを用いてセンサ分離層１１を形成する際には、センサ分離層１１は、微細な面積に形成されるのが好ましいため、レジストマスクの開口部は小さく、レジスト形状が崩れることがない。このため、本実施形態例の製造方法は安定性に優れ、画素サイズの微細化に有利である。
【０１３０】
〈６．第５の実施形態〉
［断面構成例］
図２３Ａ，Ｂ及び図２４Ａ，Ｂに、第５の実施形態に係る固体撮像装置の概略断面構成を示す。図２３Ａは、図１のＡ−Ａ’線上に沿う断面構成であり、図２３Ｂは、図１のＢ−Ｂ’線上に沿う断面構成である。また、図２４Ａは、図１のＣ−Ｃ’線上に沿う断面構成であり、図２４Ｂは、図１のＤ−Ｄ’線上に沿う断面構成である。本実施形態例は、第１の実施形態例とは、画素領域３周辺部における信号電荷蓄積部の構成が異なる例である。図２３，２４において、図２，３に対応する部分には、同一符号を付し重複説明を省略する。
【０１３１】
まず、図２３Ａ，Ｂを参照しながら画素領域３の水平方向の構成を説明する。
図２３Ａ，Ｂに示すように、画素領域３中心部及び周辺部において、複数段の信号電荷蓄積部３４は、受光センサ部の開口部中心ｃ１と、複数段（図２３Ａ，Ｂでは５段）の信号電荷蓄積部３４の中心が全て一致するように形成されている。すなわち、画素領域３全面において信号電荷蓄積部３４の中心は、受光センサ部４の開口部中心ｃ１と一致するように形成されている。
【０１３２】
そして、図２３Ａに示すように、画素領域３中心部では、複数段（図２３Ａでは４段）のセンサ分離層１１は、水平方向に隣接する受光センサ部４間の非開口部中心ｄ１と、各センサ分離層１１の中心が全て一致するように形成されている。
一方、図２３Ｂに示すように、画素領域３周辺部における複数段（図２３Ｂでは４段）のセンサ分離層１１は、各センサ分離層１１の中心が非開口部中心ｄ１から画素領域３周辺側に所定の量ずつずれるように形成されている。図２３Ｂに示す例では、１段目〜４段目のセンサ分離層１１の中心と非開口部中心ｄ１とのずれ量ｓ１〜ｓ４は、上層のセンサ分離層１１から下層のセンサ分離層１１にかけて除々に大きくされている。このセンサ分離層の１段目〜４段目のずれ量は、固体撮像装置の使用時の、基板２に入射する光の進行方向に沿って決定されるものであり、この進行方向は基板２に入射する光の入射角に依存するものである。
【０１３３】
また、本実施形態例では、各段のセンサ分離層１１の幅は、ほぼ同一となるよう形成されている。
【０１３４】
次に、図２４Ａ，Ｂを参照しながら画素領域３の垂直方向の構成を説明する。
図２４Ａ，Ｂに示すように、画素領域３の中心部及び周辺部における信号電荷蓄積部３４は、受光センサ部４の開口部中心ｃ１と、複数段（図２４Ａ，Ｂでは５段）の信号電荷蓄積部３４の中心が全て一致するように形成されている。すなわち、画素領域３全面において信号電荷蓄積部３４の中心は、受光センサ部４の開口部中心ｃ１と一致するように形成されている。
【０１３５】
また、図２４Ａに示すように、画素領域３中心部における複数段（図２４Ａでは５段）のセンサ分離層１１は、垂直方向に隣接する受光センサ部４間の非開口部中心ｄ１と、各センサ分離層１１の中心が全て一致するように形成されている。受光センサ部４の垂直方向の断面構成では、読み出し部１３や垂直転送チャネル部２３等が形成されないので、センサ分離層１１は、基板２表面から、Ｐ型半導体ウェル領域１０に達する深さまで形成されている。
一方、図２４Ｂに示すように、画素領域３の周辺部における複数段（図２４Ｂでは５段）のセンサ分離層１１は、各センサ分離層１１の中心が、非開口部中心ｄ１から、画素領域３周辺側に所定の量ずつずれるように形成されている。図２４Ｂに示す例では、基板２表面側に形成されている５段目のセンサ分離層１１の中心と非開口部中心ｄ１は一致しており、１段目〜４段目のセンサ分離層１１の中心と非開口部中心ｄ１がずれ量ｓ１〜ｓ４でずれている。１段目〜４段目のセンサ分離層１１の、非開口部中心ｄ１からのずれ量ｓ１〜ｓ４は、上層のセンサ分離層１１から下層のセンサ分離層１１にかけて、除々に大きくなっている。このセンサ分離層１１の各段のずれ量ｓ１〜ｓ４は、固体撮像装置の使用時の、基板２に入射する光の進行方向に沿って決定されるものであり、この進行方向は基板２に入射する光の入射角に依存するものである。
【０１３６】
また、本実施形態例では、画素領域３の垂直方向における各段のセンサ分離層１１の幅は、ほぼ同一となるよう形成されている。
【０１３７】
本実施形態例の固体撮像装置においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３８】
本実施形態例の固体撮像装置では、複数段の信号電荷蓄積部３４は、画素領域３全面で同じ構成であるから、１枚のレジストマスクを用い、注入深さを変えながら行う複数回のイオン注入により形成することができる。一方、複数段のセンサ分離層１１を形成する場合には、第１の実施形態例における製造方法（その１）と同様に、段毎にレジストマスクを変えながらイオン注入することにより形成することができる。
【０１３９】
本実施形態例の固体撮像装置では、画素領域３周辺部におけるセンサ分離層１１が、基板２に入射する光の進行方向に沿って、画素領域３周辺側にずれて形成されている。このため、画素領域３周辺部において斜めに入射してきた光が、隣接画素に入射することを防ぐことができるので、斜めの入射光に起因する混色を抑制することができる。また、本実施形態例では、画素領域３中心部と画素領域３周辺部では、センサ分離層１１の構成が異なるのみであるから、製造が容易である。
【０１４０】
前述の第１〜第５の実施形態における固体撮像装置では、画素領域３周辺部において、複数段に形成されるセンサ分離層のうち、何段かのセンサ分離層を、基板２に入射される光の進行方向に沿って画素領域３周辺側にずらす構成とした。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、複数段に形成されるセンサ分離層のうち、少なくとも１段のセンサ分離層をずらす構成であれば本発明の効果が得られる。すなわち、複数段に形成されるセンサ分離層の少なくとも一段を、画素領域３周辺側にずらすことにより、画素領域３周辺部において斜めに入射する光が隣接する画素７に入射するのを防ぐことができればよい。
【０１４１】
また、第１〜第５の実施形態における固体撮像装置は、ＣＣＤ型の固体撮像装置を例としたものであるが、このような構成の受光センサ部や、センサ分離部を有する画素は、ＣＭＯＳ型の固体撮像装置にも適用することができる。さらに、第１〜第５の実施形態例で用いた信号電荷蓄積部及びセンサ分離層の段数は、一例であり、２段以上の信号電荷蓄積部及びセンサ分離層を有する固体撮像装置であれば、本発明を適用できる。
【０１４２】
〈７．第６の実施形態〉
［電子機器の構成例］
以下に、上述した本発明の第１〜第５の実施形態に係る固体撮像装置を電子機器に用いた場合の実施形態を示す。以下の説明では、一例として、カメラに、第１〜第５の実施形態で構成された固体撮像装置１を用いる例を説明する。
【０１４３】
図２５に、本発明の一実施形態に係るカメラの概略構成を示す。本実施形態例に係るカメラは、静止画像又は動画撮影可能なビデオカメラを例としたものである。
【０１４４】
本実施形態例のカメラは、固体撮像装置１と、光学レンズ２１０と、シャッタ装置２１１と、駆動回路２１２と、信号処理回路２１３とを有する。
【０１４５】
光学レンズ２１０は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置１の撮像面上面に結像させる。これにより、固体撮像装置１内に、一定期間信号電荷が蓄積される。
シャッタ装置２１１は、固体撮像装置１への光照射期間及び遮光期間を制御する。
駆動回路２１２は、固体撮像装置１の転送動作及びシャッタ装置２１１のシャッタ動作を制御する駆動信号を供給する。駆動回路２１２から供給される駆動信号（タイミング信号）により、固体撮像装置１の信号転送を行う。信号処理回路２１３は、各種の信号処理を行う。信号処理が行われた映像信号は、メモリなどの記憶媒体に記憶され、或いは、モニタに出力される。
【０１４６】
カメラの光学レンズのＦ値を開放にしていくと、斜めに入射する光の成分が多くなる。本実施形態例の固体撮像装置では、画素領域の周辺部において、信号電荷蓄積部やセンサ分離層が、斜めに入射される光の進行方向に沿って形成されているので、カメラ等の電子機器に用いた場合は、感度のＦ値依存の改善が見込まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の第１〜第５の実施形態に係る固体撮像装置の概略構成図である。
【図２】Ａ，Ｂ  本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置のＡ−Ａ’断面構成図及びＢ−Ｂ’断面構成図である。
【図３】Ａ，Ｂ  本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置のＣ−Ｃ’断面構成図及びＤ−Ｄ’断面構成図である。
【図４】Ａ，Ｂ  第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程図である。
【図５】Ｃ，Ｄ  第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程図である。
【図６】Ｅ，Ｆ  第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程図である。
【図７】Ｇ，Ｈ  第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程図である。
【図８】Ｉ，Ｊ  第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程図である。
【図９】Ｋ，Ｌ  第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程図である。
【図１０】第１の実施形態の固体撮像装置の他の製造方法に係る画素領域の分割例である。
【図１１】Ａ，Ｂ  第１の実施形態に係る固体撮像装置の他の製造方法の製造工程図である。
【図１２】Ｃ，Ｄ  第１の実施形態に係る固体撮像装置の他の製造方法の製造工程図である。
【図１３】Ｅ  第１の実施形態に係る固体撮像装置の他の製造方法の製造工程図である。
【図１４】Ａ，Ｂ  本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置のＡ−Ａ’断面構成図及びＢ−Ｂ’断面構成図である。
【図１５】Ａ，Ｂ  本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置のＣ−Ｃ’断面構成図及びＤ−Ｄ’断面構成図である。
【図１６】Ａ，Ｂ  本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置のＡ−Ａ’断面構成図及びＢ−Ｂ’断面構成図である。
【図１７】Ａ，Ｂ  本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置のＣ−Ｃ’断面構成図及びＤ−Ｄ’断面構成図である。
【図１８】Ａ，Ｂ  本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置のＡ−Ａ’断面構成図及びＢ−Ｂ’断面構成図である。
【図１９】Ａ，Ｂ  本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置のＣ−Ｃ’断面構成図及びＤ−Ｄ’断面構成図である。
【図２０】Ａ，Ｂ  第４の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程図である。
【図２１】Ｃ，Ｄ  第４の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程図である。
【図２２】Ｅ，Ｆ  第４の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程図である。
【図２３】Ａ，Ｂ  本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置のＡ−Ａ’断面構成図及びＢ−Ｂ’断面構成図である。
【図２４】Ａ，Ｂ  本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置のＣ−Ｃ’断面構成図及びＤ−Ｄ’断面構成図である。
【図２５】本発明の第６の実施形態に係る電子機器（カメラ）の概略構成図である。
【図２６】従来例における固体撮像装置の概略構成図である。
【図２７】Ａ，Ｂ  図２６のＡ−Ａ’断面構成図及びＢ−Ｂ’断面構成図である。
【図２８】Ａ，Ｂ  図２６のＣ−Ｃ’断面構成図及びＤ−Ｄ’断面構成図である。
【符号の説明】
【０１４８】
１・・固体撮像装置、２・・基板、３・・画素領域、４・・受光センサ部、５・・垂直転送レジスタ、６・・水平転送レジスタ、７・・画素、８・・出力回路、９・・センサ分離部、１１・・センサ分離層、１９・・信号電荷蓄積部
【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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