(57)【要約】【課題】ダイナミックレンジをより広げる。【解決手段】ベイヤー配列等が採用された各色の画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは、入射光に応じた信号電荷を生成し蓄積するフォトダイオードＰＤ、及び、フォトダイオードＰＤに対応して設けられたカラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを有する。いずれの色の画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂについても、カラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを有しない場合におけるフォトダイオードＰＤの飽和露光量に対するフォトダイオードＰＤの飽和蓄積電荷量の比率が、互いに実質的に同一である。Ｇ画素２０Ｇの飽和蓄積電荷量は、Ｒ画素２０Ｒ及びＢ画素２０Ｂの飽和蓄積電荷量よりも大きい。【選択図】図３
2010041261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の色配列を形成する複数のカラーフィルタと、
前記複数のカラーフィルタにそれぞれ対応させて配置され、前記カラーフィルタがない状態でのそれぞれの飽和露光量に対する飽和蓄積電荷量の比率が同じである複数の光電変換部と、
を有し、
前記複数のカラーフィルタのうちの少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の飽和蓄積電荷量は、他の少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の飽和蓄積電荷量よりも大きい、
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記複数のカラーフィルタの面積が互いに同一であることを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記複数の光電変換部にそれぞれ対応させて配置された複数のマイクロレンズを有し、
光軸方向から見た前記複数のマイクロレンズの面積が互いに同一である、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の固体撮像素子。
【請求項４】
所定の色配列を形成する複数のカラーフィルタと、
前記複数のカラーフィルタにそれぞれ対応させて配置された複数の光電変換部と、
を有し、
前記複数のカラーフィルタの面積が互いに同一であり、
前記複数のカラーフィルタのうちの少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の飽和蓄積電荷量は、他の少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の飽和蓄積電荷量よりも大きい、
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項５】
所定の色配列を形成する複数のカラーフィルタと、
前記複数のカラーフィルタにそれぞれ対応させて配置された複数の光電変換部と、
を有し、
光軸方向から見た前記複数のマイクロレンズの面積が互いに同一であり、
前記複数のカラーフィルタのうちの少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の飽和蓄積電荷量は、他の少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の飽和蓄積電荷量よりも大きい、
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項６】
前記少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の電荷蓄積層の面積が、前記他の少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の電荷蓄積層の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の電荷蓄積層の不純物濃度が、前記他の少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の電荷蓄積層の不純物濃度よりも高いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記少なくとも１つの色のカラーフィルタが緑色のカラーフィルタであり、
前記他の少なくとも１つの色のカラーフィルタが赤色のカラーフィルタ及び青色のカラーフィルタである、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像を撮像し得る従来の一般的な固体撮像素子は、全画素同じ構造のモノクロ撮像素子上にカラーフィルタとマイクロレンズを載せ、カラーフィルタの色を変えて、色情報を分離するだけの単純な構造を有している。
【０００３】
これに対し、視感度に合わせ、緑色カラーフィルタの面積を赤色カラーフィルタの面積及び青色カラーフィルタの面積より大きくし、緑色画素のフォトダイオードに対する光の入射量を増やした固体撮像素子も、提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００７−２８８２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述したような従来の固体撮像素子では、ダイナミックレンジは必ずしも十分に広くはなかった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ダイナミックレンジをより広げることができる固体撮像素子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】
【０００６】
前記課題を解決するための手段として、以下の各態様を提示する。第１の態様による固体撮像素子は、所定の色配列を形成する複数のカラーフィルタと、前記複数のカラーフィルタにそれぞれ対応させて配置され、前記カラーフィルタがない状態でのそれぞれの飽和露光量に対する飽和蓄積電荷量の比率が同じである複数の光電変換部と、を有し、前記複数のカラーフィルタのうちの少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の飽和蓄積電荷量は、他の少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の飽和蓄積電荷量よりも大きいものである。
【０００７】
第２の態様による固体撮像素子は、前記第１の態様において、前記複数のカラーフィルタの面積が互いに同一であるものである。
【０００８】
第３の態様による固体撮像素子は、前記第１又は第２の態様において、前記複数の光電変換部にそれぞれ対応させて配置された複数のマイクロレンズを有し、光軸方向から見た前記複数のマイクロレンズの面積が互いに同一であるものである。
【０００９】
第４の態様による固体撮像素子は、所定の色配列を形成する複数のカラーフィルタと、前記複数のカラーフィルタにそれぞれ対応させて配置された複数の光電変換部と、を有し、前記複数のカラーフィルタの面積が互いに同一であり、前記複数のカラーフィルタのうちの少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の飽和蓄積電荷量は、他の少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の飽和蓄積電荷量よりも大きいものである。
【００１０】
第５の態様による固体撮像素子は、所定の色配列を形成する複数のカラーフィルタと、前記複数のカラーフィルタにそれぞれ対応させて配置された複数の光電変換部と、を有し、光軸方向から見た前記複数のマイクロレンズの面積が互いに同一であり、前記複数のカラーフィルタのうちの少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の飽和蓄積電荷量は、他の少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の飽和蓄積電荷量よりも大きいものである。
【００１１】
第６の態様による固体撮像素子は、前記第１乃至第５のいずれかの態様において、前記少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の電荷蓄積層の面積が、前記他の少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の電荷蓄積層の面積よりも大きいものである。
【００１２】
第７の態様による固体撮像素子は、前記第１乃至第６のいずれかの態様において、前記少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の電荷蓄積層の不純物濃度が、前記他の少なくとも１つの色のカラーフィルタに対応した前記光電変換部の電荷蓄積層の不純物濃度よりも高いものである。
【００１３】
第８の態様による固体撮像素子は、前記第１乃至第７のいずれかの態様において、前記少なくとも１つの色のカラーフィルタが緑色のカラーフィルタであり、前記他の少なくとも１つの色のカラーフィルタが赤色のカラーフィルタ及び青色のカラーフィルタであるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ダイナミックレンジを広げることができる固体撮像素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明による固体撮像素子について、図面を参照して説明する。
【００１６】
［第１の実施の形態］
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施の形態による固体撮像素子１の概略構成を示す回路図である。図２は、図１に示す固体撮像素子１の画素２０を示す回路図である。本実施の形態による固体撮像素子１は、ＣＭＯＳ型固体撮像素子として形成されており、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの電子カメラに搭載される。もっとも、本発明はＣＣＤ型などの他の固体撮像素子にも適用可能である。
【００１８】
本実施の形態による固体撮像素子１は、図１に示すように、有効画素領域において２次元マトリクス状に配置された複数の画素２０と、画素２０から信号を出力するための周辺回路とを有している。図１において、横に４列縦に８行の３２個の画素を示しているが、画素数は特に限定されるものではない。前記複数の画素２０は複数のグループに分けられ、そのグループ毎に画素２０に設けられているカラーフィルタの色が異なっている。本実施の形態では、各画素２０は、青色カラーフィルタが設けられ青色光を撮像するＢ画素、緑色カラーフィルタが設けられ緑色光を撮像するＧ画素、赤色カラーフィルタが設けられ赤色光を撮像するＲ画素としてそれぞれ割り当てられている。すなわち、本実施の形態では、前記複数の画素２０は、Ｂ画素のグループ、Ｇ画素のグループ及びＲ画素のグループの、３つのグループに分けられている。各画素２０には、ベイヤー配列に従って、対応する色のカラーフィルタが設けられている。図１では、当該画素に設けられたカラーフィルタの色を、符号Ｒ，Ｇ，Ｂとして示している。Ｒは赤色、Ｇは緑色、Ｂは青色である。なお、ベイヤー配列に限定されるものではなく、例えば、ストライプ配列等を採用してもよい。また、ＲＧＢ系のカラーフィルタに代えて、補色系のカラーフィルタを採用してもよい。なお、各画素２０を色毎に区別する場合には、Ｂ画素に符号２０Ｂ、Ｇ画素に符号２０Ｇ、Ｒ画素に符号２０Ｒをそれぞれ付すものとする。
【００１９】
周辺回路は、垂直走査回路２１、水平走査回路２２、これらと接続されている駆動信号線２３〜２６、画素２０からの信号を受け取る垂直信号線２８、垂直信号線２８に接続される定電流源２９及びカラムアンプ３０、トランジスタからなるスイッチ３１、カラムアンプ３０から出力される信号をスイッチ３１を介して受け取る水平信号線３３、出力アンプ３４等からなる。
【００２０】
なお、本実施の形態では、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ回路）は、この固体撮像素子１の外部に設けられ、信号が出力アンプ３４を介して外部に出力された後に相関二重サンプリング処理が行われるようになっている。もっとも、ＣＤＳ回路を固体撮像素子に搭載してもよいことは、言うまでもない。この場合、当該ＣＤＳ回路をカラムアンプ３０を用いた構成とすることも可能である。
【００２１】
本実施の形態では、各画素２０は、一般的なＣＭＯＳ型固体撮像素子と同様に、入射光に応じた信号電荷を生成し蓄積する光電変換部としてのフォトダイオードＰＤと、前記信号電荷を受け取って前記信号電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部としてのフローティングディフュージョンＦＤと、フローティングディフュージョンＦＤの電位に応じた信号を出力する増幅部としての増幅トランジスタＡＭＰと、フォトダイオードＰＤからフローティングディフュージョンＦＤに電荷を転送する電荷転送部としての転送トランジスタＴＸと、フローティングディフュージョンＦＤの電位をリセットするリセット部としてのリセットトランジスタＲＥＳと、当該画素２０を選択するための選択部としての選択トランジスタＳＥＬとを有し、図２に示すように接続されている。なお、本実施の形態では、画素２０のトランジスタＡＭＰ，ＴＸ，ＲＥＳ，ＳＥＬは、全てｎＭＯＳトランジスタである。図２において、Ｖｄｄは電源電圧である。
【００２２】
転送トランジスタＴＸのゲートは、行毎に、垂直走査回路２１からの転送トランジスタＴＸを制御する制御信号φＴＸを転送トランジスタＴＸに供給する制御線２４に、接続されている。リセットトランジスタＲＥＳのゲートは、行毎に、垂直走査回路２１からのリセットトランジスタＲＥＳを制御する制御信号φＲＳＴをリセットトランジスタＲＥＳに供給する制御線２３に、接続されている。選択トランジスタＳＥＬのゲートは、行毎に、垂直走査回路２１からの選択トランジスタＳＥＬを制御する制御信号φＳＥＬを選択トランジスタＳＥＬに供給する制御線２５に、接続されている。
【００２３】
フォトダイオードＰＤは、入射光の光量（被写体光）に応じて信号電荷を生成する。転送トランジスタＴＸは、転送パルス（制御信号）φＴＸのハイレベル期間にオンし、フォトダイオードＰＤに蓄積された信号電荷をフローティングディフュージョンＦＤに転送する。リセットトランジスタＲＥＳは、リセットパルス（制御信号）φＲＳＴのハイレベル期間にオンし、フローティングディフュージョンＦＤをリセットする。
【００２４】
増幅トランジスタＡＭＰは、そのドレインが電源電圧Ｖｄｄに接続され、そのゲートがフローティングディフュージョンＦＤに接続され、そのソースが選択トランジスタＳＥＬのドレインに接続され、定電流源２９を負荷とするソースフォロア回路を構成している。増幅トランジスタＡＭＰは、フローティングディフュージョンＦＤの電圧値に応じて、選択トランジスタＳＥＬを介して垂直信号線２８に読み出し電流を出力する。選択トランジスタＳＥＬは、選択パルス（制御信号）φＳＥＬのハイレベル期間にオンし、増幅トランジスタＡＭＰのソースを垂直信号線２８に接続する。
【００２５】
垂直走査回路２１は、画素２０の行毎に、選択パルスφＳＥＬ、リセットパルスφＲＳＴ及び転送パルスφＴＸをそれぞれ出力する。また、水平走査回路２２は、制御信号φＨ１〜φＨ４を出力する。
【００２６】
以上のような回路構成を有する固体撮像素子１の回路上の動作については、公知であるので、その説明は省略する。
【００２７】
図３は、図１に示す固体撮像素子１の２×２個の画素２０を模式的に示す概略平面図である。図３では、一部の配線等は省略して示している。図４は、図３中のＸ１−Ｘ２線に沿った断面とＸ３−Ｘ４線に沿った断面とを、Ｇ画素２０Ｇが１つに重なるように合成して模式的に示す図である。なお、図４では、大幅に簡略化して各画素２０の主要部のみを示している。
【００２８】
本実施の形態では、Ｎ型シリコン基板１１上にＰ型ウエル１２が設けられている。Ｐ型ウエル１２中に、フォトダイオードＰＤなどの画素部における各素子が配置されている。
【００２９】
図３において、符号５１〜５５は、前述した各トランジスタの一部となっているＮ型不純物拡散領域である。符号６１〜６４は、ポリシリコンによる各トランジスタのゲート電極である。なお、拡散領域５３は電源電圧Ｖｄｄが印加される電源拡散部である。符号５１，５２はフローティングディフュージョンＦＤを構成する拡散領域である。
【００３０】
図３には示していないが、ゲート電極６１，６２，６４は、制御線２４，２３，２５とそれぞれ接続されており、垂直走査回路２１から出力される制御信号φＴＸ、φＲＳＴ、φＳＥＬがそれぞれ印加される。拡散領域５１，５２及び増幅トランジスタＡＭＰのゲート電極６３間が、配線７０によって接続されている。拡散領域５５は、垂直信号線２８に接続されている。
【００３１】
フォトダイオードＰＤは、Ｐ型ウエル１２中に設けられたＮ型の電荷蓄積層１３とその表面側に配置されたＰ型の空乏化防止層１４からなる埋め込み型フォトダイオードである。しかし、フォトダイオードＰＤは、空乏化防止層１４の無いフォトダイオードにしても良い。フォトダイオードＰＤは、入射する光を光電変換し、生じた電荷を電荷蓄積層１３に蓄積する。フォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３に蓄積された電荷は、転送トランジスタＴＸがオン状態とされることによってフローティングディフュージョンＦＤに転送される。
【００３２】
転送トランジスタＴＸは、フォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３をソース、フローティングディフュージョンＦＤの一部を構成する拡散領域５１をドレインとしたＭＯＳトランジスタである。転送トランジスタＴＸは、そのゲート電極６１に印加される制御信号φＴＸにより駆動される。
【００３３】
フォトダイオードＰＤから転送トランジスタＴＸを介してフローティングディフュージョンＦＤに転送されてきた電荷は、フローティングディフュージョンＦＤで電圧に変換され、この電圧が増幅トランジスタＡＭＰのゲート電極６３に印加される。そして、増幅トランジスタＡＭＰは、そのゲート電極６３の電圧に応じた電気信号を出力する。したがって、増幅トランジスタＡＭＰは、フォトダイオードＰＤで生成・蓄積された電荷の量に応じた電気信号（画素信号）を出力する。
【００３４】
選択トランジスタＳＥＬは、拡散領域５４をドレイン、拡散領域５５をソースとするＭＯＳトランジスタである。選択トランジスタＳＥＬは、オン状態にされることで、増幅トランジスタＡＭＰの出力を垂直信号線２８に出力する。すなわち、増幅トランジスタＡＭＰと選択トランジスタＳＥＬによって、ソースフォロアによる読み出しが可能となっている。
【００３５】
リセットトランジスタＲＥＳは、電源拡散部５３をドレイン、フローティングディフュージョンＦＤの一部を構成する拡散領域５２をソースとするＭＯＳトランジスタである。リセットトランジスタＲＥＳは、オン状態にされることで、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積されている電荷をリセットする。
【００３６】
図４に示すように、Ｐ型ウエル１２上には層間絶縁膜１５が形成されている。層間絶縁膜１５中に、前述した回路の配線を実現するための複数層の金属配線層が配置されている。図４では、１つの層の金属配線層１６のみを示している。金属配線層１６は、各画素２０の有効受光領域以外を覆う遮光膜を兼用している。金属配線層１６には、各画素２０のフォトダイオードＰＤに対応して入射光を通過させる開口１６ａが設けられている。本実施の形態では、開口１６ａの大きさは、いずれの画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂについても互いに同一とされている。もっとも、必ずしもこれに限定されるものではなく、同一でなくてもよい。
【００３７】
Ｒ画素２０Ｒ、Ｇ画素２０Ｇ及びＢ画素２０Ｂは、フォトダイオードＰＤに対応して設けられた赤色カラーフィルタ１８Ｒ、緑色カラーフィルタ１８Ｇ及び青色カラーフィルタ１８Ｂをそれぞれ有している。これらのカラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂは、層間絶縁膜１５上に、平坦化層１７を介して形成されている。本実施の形態では、これらのカラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂの面積は互いに同一にされている。もっとも、必ずしもこれに限定されるものではなく、同一でなくてもよい
【００３８】
また、各画素２０は、入射光をフォトダイオードＰＤに集光させるマイクロレンズ１０を有している。マイクロレンズ１０は、カラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ上に、平坦化層１９を介して形成されている。いずれの画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂについても、マイクロレンズ１０は互いに同一とされ、マイクロレンズ１０の光軸方向（図３中の紙面と垂直な方向、図４中の上下方向）から見たマイクロレンズ１０の面積は、互いに同一とされている。もっとも、必ずしもこれに限定されるものではなく、同一でなくてもよい
【００３９】
なお、マイクロレンズ１０の光入射側には、ＩＲカットフィルタ（赤外線カットフィルタ）が配置されるが、その図示は省略されている。
【００４０】
本実施の形態では、前述したように、いずれの画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂについても、開口１６ａの大きさが互いに同一であるとともにマイクロレンズ１０が互いに同一である。また、いずれの画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂについても、マイクロレンズ１０により集光され開口１６ａを通過した光はすべて、フォトダイオードＰＤに入射する。本実施の形態では、これによって、いずれの画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂについても、カラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂがない場合（すなわち、カラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂがいずれの波長に対しても透過率が１００％であるものと仮定した場合）における、フォトダイオードＰＤの飽和露光量に対するフォトダイオードＰＤの飽和蓄積電荷量の比率（すなわち、感度）が互いに同一になっている。
【００４１】
そして、本実施の形態では、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの飽和蓄積電荷量が、Ｒ画素２０Ｒ及びＢ画素２０Ｂの飽和蓄積電荷量よりも大きくされている。具体的には、本実施の形態では、図３及び図４に示すように、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積がＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積よりも大きくされることによって、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの飽和蓄積電荷量が、Ｒ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの飽和蓄積電荷量よりも大きくされている。
【００４２】
ここでは、いずれの画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂについても、開口１６ａの大きさが互いに同一であるとともにマイクロレンズ１０が互いに同一であるので、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積がＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積よりも大きくされているにも拘わらず、いずれの画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂについても、フォトダイオードＰＤの有効受光面積は互いに同一である。したがって、本実施の形態では、各画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤに対する光の入射量は、互いに同一である。なお、本実施の形態では、Ｒ画素２０ＲのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積と、Ｂ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積とは、同一にされている。また、本実施の形態では、いずれの画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂについても、フォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の不純物濃度は互いに同一にされている。
【００４３】
前記ＩＲカットフィルタを介して各画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにそれぞれ入射した光は、マイクロレンズ１０及びカラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂをそれぞれ透過して、フォトダイオードＰＤでそれぞれ光電変換され、光電荷がフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３にそれぞれ蓄積される。
【００４４】
図５は、各画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの分光感度曲線の例を示す図である。ただし、図５に示す分光感度には、前記ＩＲカットフィルタの分光特性も含めている。図５に示す分光感度曲線は、一般的な分光感度曲線と同様である。本実施の形態では、いずれの画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂについても、開口１６ａの大きさが互いに同一であるとともにマイクロレンズ１０が互いに同一であるので、フォトダイオードＰＤに対する光の入射量が互いに同一である。したがって、画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂが飽和していない場合、各波長ごとに画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３に蓄積される電荷量は、図５に示す各波長ごとの強度に比例した値となる。
【００４５】
画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂが飽和していない場合、Ｇ画素２０Ｇ（厳密には、当該画素のフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３）に蓄積される電荷量は、入射光が４５００ｋの白色光であるときにはＲ画素２０Ｒの蓄積電荷量及びＢ画素２０Ｂの蓄積電荷量のそれぞれ２倍程度、入射光が３０００ｋの白色光であるときにはＲ画素２０Ｒの蓄積電荷量の１．５倍程度、入射光が６０００ｋの白色光であるときにはＢ画素２０Ｂの蓄積電荷量の１．３倍程度である。
【００４６】
このように、入射光が白色光である場合、Ｇ画素２０Ｇの蓄積電荷量がＢ画素の蓄積電荷量及びＲ画素の蓄積電荷量に比べて大きいことから、Ｇ画素２０Ｇの飽和蓄積電荷量がＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０Ｂの飽和蓄積電荷量と同一であれば、Ｇ画素２０Ｇが先に飽和してしまい、Ｇ画素２０Ｇがいわばボトルネックとなってダイナミックレンジが狭くなる。これに対し、本実施の形態では、Ｇ画素２０Ｇの飽和蓄積電荷量がＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０Ｂの飽和蓄積電荷量よりも大きくされているので、Ｇ画素２０Ｇが飽和し難くなるため、ダイナミックレンジが広くなるのである。この点については、後に、比較例と比較して詳述する。
【００４７】
先の説明からわかるように、Ｇ画素２０Ｇの飽和蓄積電荷量をＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０Ｂの飽和蓄積電荷量の約１．３倍にすれば、３０００ｋ〜６０００ｋでホワイトバランスを破綻させること無く、いずれの画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの飽和蓄積電荷量も同一である場合に比べて、Ｇ画素２０Ｇで扱える電荷量を１５％ほど（ＲＧＢ平均からの差分）増やし、ダイナミックレンジを拡大することができる。
【００４８】
このため、本実施の形態では、Ｇ画素２０Ｇの飽和蓄積電荷量をＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０Ｂの飽和蓄積電荷量の約１．３倍にすることが、好ましい。具体的には、本実施の形態では、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積を、Ｒ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積の約１．３倍にすることが好ましい。
【００４９】
なお、本実施の形態では、Ｇ画素２０Ｇの飽和蓄積電荷量がＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０Ｂの飽和蓄積電荷量よりも大きくされているのに合わせて、Ｇ画素２０ＧのフローティングディフュージョンＦＤの容量を大きくするべく、Ｇ画素２０Ｇの拡散領域５１の面積がＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０Ｂの拡散領域５１の面積よりも大きくされている。これに合わせて、Ｇ画素２０Ｇの転送トランジスタＴＸのゲート電極６１の図３中縦方向の寸法が、Ｒ画素２０Ｇ及びＢ画素２０Ｂの転送トランジスタＴＸのゲート電極６１の図３中縦方向の寸法よりも大きくされている。
【００５０】
図６は、本実施の形態による固体撮像素子１の各画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの、露光量に対するフォトダイオードＰＤの蓄積電荷量の一例を模式的に示す図である。なお、図６では、所定の白色光を入射させたものとしている。図６において、Ｍ１は、カラーフィルタ１８Ｇがないと仮定した場合のＧ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの蓄積電荷量を示すラインである。Ｍ２は、カラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｂがないと仮定した場合のＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの蓄積電荷量を示すラインである。図６において、Ｑ１はＧ画素２０Ｇの飽和蓄積電荷量であり、Ｑ２はＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０Ｂの飽和蓄積電荷量である。なお、当然ながら、各画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは、カラーフィルタの有無によって飽和蓄積電荷量が異なることはない。本実施の形態では、先の説明からわかるように、Ｑ１＞Ｑ２に設定されている。また、本実施の形態では、前述したように、いずれの画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂについても、カラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂがないと仮定した場合における、フォトダイオードＰＤの飽和露光量に対するフォトダイオードＰＤの飽和蓄積電荷量の比率（すなわち、感度）が互いに同一になっているので、それらの感度を示すＭ１の立ち上がり部分の傾斜及びＭ２の立ち上がり部分の傾斜が、互いに同一となっている。
【００５１】
図６において、Ｒ１はＲ画素２０ＲのフォトダイオードＰＤの蓄積電荷量を示すライン、Ｇ１はＧ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの蓄積電荷量を示すライン、Ｂ１はＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの蓄積電荷量を示すラインである。勿論、Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１は、カラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂが存することを前提としている。また、図６において、Ｅｒ１はＲ画素２０Ｒの飽和露光量、Ｅｇ１はＧ画素２０Ｇの飽和露光量、Ｅｂ１はＢ画素２０Ｂの飽和露光量である。
【００５２】
図７は、本実施の形態による固体撮像素子１と比較される第１の比較例による固体撮像素子の２×２個の画素２０を模式的に示す概略平面図であり、図３に対応している。図８は、図７中のＸ５−Ｘ６線に沿った断面とＸ７−Ｘ８線に沿った断面とを、Ｇ画素２０Ｇが１つに重なるように合成して模式的に示す図であり、図４に対応している。図７及び図８において、図３及び図４中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。この第１の比較例による固体撮像素子は、従来の一般的な固体撮像素子に相当している。
【００５３】
この第１の比較例が本実施の形態と異なる所は、以下に説明する点のみである。本実施の形態では、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積、拡散領域５１の面積及びゲート電極６１の縦方向寸法が、Ｒ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積、拡散領域５１の面積及びゲート電極６１の縦方向寸法よりもそれぞれ大きくされているのに対し、この第１の比較例では、フォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積、拡散領域５１の面積及びゲート電極６１の縦方向寸法が、各画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ間で互いに同一にされている。なお、この第１の比較例においても、本実施の形態と同じく、いずれの画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂについても、フォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の不純物濃度は互いに同一にされており、本実施の形態の場合と同じ不純物濃度とされている。
【００５４】
図７及び図８中の画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積、拡散領域５１の面積及びゲート電極６１の縦方向寸法は、図面表記の便宜上、図３及び図４中の画素２０Ｒ，２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積、拡散領域５１の面積及びゲート電極６１の縦方向寸法とそれぞれ同一であるかのように、描いている。しかし、実際には、図７及び図８中の画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積、拡散領域５１の面積及びゲート電極６１の縦方向寸法は、図３及び図４中の画素２０Ｒ，２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積、拡散領域５１の面積及びゲート電極６１の縦方向寸法と、図３及び図４中の画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積、拡散領域５１の面積及びゲート電極６１の縦方向寸法との間の、それぞれ中間値とされている。換言すれば、実際には、図３及び図４中のＧ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積、拡散領域５１の面積及びゲート電極６１の縦方向寸法は、図７及び図８の画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積、拡散領域５１の面積及びゲート電極６１の縦方向寸法よりもそれぞれ大きくされ、図３及び図４中のＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積、拡散領域５１の面積及びゲート電極６１の縦方向寸法は、図７及び図８の画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積、拡散領域５１の面積及びゲート電極６１の縦方向寸法よりもそれぞれ小さくされている。これは、図７及び図８に示す第１の比較例において、通常は、開口率を極力高めるために、可能な限り各画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂのフォトダイオードの面積が大きくされるので、スペースの取り合いの観点から、図３及び図４に示す本実施の形態において、例えば、Ｒ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの面積を図７及び図８の場合と同じにしたままＧ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの面積だけを大きくすることは困難であるためである。
【００５５】
図９は、この第１の比較例による固体撮像素子の各画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの、露光量に対するフォトダイオードＰＤの蓄積電荷量を模式的に示す図であり、図６に対応している。図９において、Ｍ１１は、カラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂがないと仮定した場合のＲ画素２０Ｒ、Ｇ画素２０Ｇ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの蓄積電荷量を示すラインである。図９において、Ｑ１１はＲ画素２０Ｒ、Ｇ画素２０Ｇ及びＢ画素２０Ｂの飽和蓄積電荷量である。前述したように、図７及び図８に示す画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積が、図３及び図４に示すＧ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積よりも小さいとともに図３及び図４に示すＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積よりも大きいので、図９中のＱ１１と図６中のＱ１，Ｑ２との関係は、Ｑ１＞Ｑ１１＞Ｑ２となっている。図７及び図８に示す画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤに対する光の入射量は、図３及び図４に示す画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤに対する光の入射量と同一であるので、Ｍ１１の立ち上がり部分の傾斜は、図６中のＭ１の立ち上がり部分の傾斜及びＭ２の立ち上がり部分の傾斜と同一となっている。また、図９において、Ｅｒ２はＲ画素２０Ｒの飽和露光量、Ｅｇ２はＧ画素２０Ｇの飽和露光量、Ｅｂ２はＢ画素２０Ｂの飽和露光量である。これらと図６中の飽和露光量Ｅｒ１，Ｅｇ１，Ｅｂ１との関係は次の通りである。Ｑ１１＜Ｑ１であるので、Ｅｇ２＜Ｅｇ１となっている。また、Ｑ１１＞Ｑ２であるので、Ｅｒ２＞Ｅｒ１であるとともにＥｂ２＞Ｅｂ１となっている。
【００５６】
このように、本実施の形態を示す図６中のＧ画素２０Ｇの飽和露光量Ｅｇ１は、第１の比較例を示す図９中のＧ画素２０Ｇの飽和露光量Ｅｇ２よりも大きくなる。そして、図６中のＧ画素２０Ｇの飽和露光量Ｅｇ１は、Ｒ画素２０Ｒの飽和露光量Ｅｒ１及びＢ画素２０Ｂの飽和露光量Ｅｂ１よりも小さいため、本実施の形態による固体撮像素子１のダイナミックレンジを決定する。同様に、図９中のＧ画素２０Ｇの飽和露光量Ｅｇ２は、Ｒ画素２０Ｒの飽和露光量Ｅｒ２及びＢ画素２０Ｂの飽和露光量Ｅｂ２よりも小さいため、第１の比較例による固体撮像素子１のダイナミックレンジを決定する。
【００５７】
したがって、本実施の形態による固体撮像素子１は、前記第１の比較例による固体撮像素子に比べてダイナミックレンジが拡がるのである。
【００５８】
図１０は、本実施の形態による固体撮像素子１と比較される第２の比較例による固体撮像素子の各画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの、露光量に対するフォトダイオードＰＤの蓄積電荷量を模式的に示す図であり、図６及び図９に対応している。
【００５９】
図面には示していないが、この第２の比較例による固体撮像素子は、前記第１の比較例による固体撮像素子を次のように変形したものである。この第２の比較例では、前記第１の比較例において、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの面積をｎ倍（ｎ＞１）に増やすとともに、Ｇ画素２０Ｇのカラーフィルタ１８Ｇの面積やマイクロレンズ１０の面積等をｎ倍に増やしてＧ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤに対する光の入射量もｎ倍に増やしたものである。また、この第２の比較例では、前記第１の比較例において、Ｒ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの面積をｍ倍（ｍ＜１）に減らすとともに、Ｒ画素２０Ｒ及びＢ画素２０Ｂのカラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｂの面積やマイクロレンズ１０の面積等をｍ倍に減らしてＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢののフォトダイオードＰＤに対する光の入射量もｍ倍に減らしたものである。この第２の比較例による固体撮像素子は、前述した特許文献１に開示された固体撮像素子に準じたものである。
【００６０】
図１０において、Ｍ２１は、カラーフィルタ１８Ｇがないと仮定した場合のＧ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの蓄積電荷量を示すラインである。Ｍ２２は、カラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｂがないと仮定した場合のＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの蓄積電荷量を示すラインである。図１０において、Ｑ２１はＧ画素２０Ｇの飽和蓄積電荷量である。Ｑ２２はＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０Ｂの飽和蓄積電荷量である。前述したように、この第２の比較例では、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの面積は図７及び図８に示す画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤの面積のフォトダイオードＰＤの面積をｎ倍に増やしたものであり、Ｒ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの面積は図７及び図８に示す画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤの面積のフォトダイオードＰＤの面積をｍ倍に減らしたものであるため、図１０中のＱ２１，Ｑ２２と図９中のＱ１１との関係は、Ｑ２１＞Ｑ１１＞Ｑ２２となっている。
【００６１】
図１０において、Ｅｒ３はＲ画素２０Ｒの飽和露光量、Ｅｇ３はＧ画素２０Ｇの飽和露光量、Ｅｂ３はＢ画素２０Ｂの飽和露光量である。この第２の比較例では、前述したように、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの面積は図７及び図８に示す画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤの面積をｎ倍に増やしたものであるが、それに応じて、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤに対する光の入射量もｎ倍に増やされているので、図１０中のＥｇ３は図９中のＥｇ２と同一（Ｅｇ３＝Ｅｇ２）となる。また、この第２の比較例では、前述したように、Ｒ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの面積は図７及び図８に示す画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤの面積をｍ倍に減らされたものであるが、それに応じて、Ｒ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤに対する光の入射量もｍ倍に減らされているので、図１０中のＥｒ３，Ｅｂ３は図９中のＥｒ２，Ｅｂ２とそれぞれ同一（Ｅｒ３＝Ｅｒ２、Ｅｂ３＝Ｅｂ２）となる。
【００６２】
なお、この第２の比較例では、前述したように、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤに対する光の入射量が、図７及び図８に示す画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤに対する光の入射量のｎ倍に増やされいるので、図１０中のＭ２１の立ち上がり部分の傾斜は、図９中のＭ１１の立ち上がり部分の傾斜よりも急になっている。一方、この第２の比較例では、前述したように、Ｒ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤに対する光の入射量が、図７及び図８に示す画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤに対する光の入射量のｍ倍に減らされているので、図１０中のＭ２２の立ち上がり部分の傾斜は、図９中のＭ１１の立ち上がり部分の傾斜よりも緩やかになっている。
【００６３】
このように、この第２の比較例では、Ｅｇ３＝Ｅｇ２である。したがって、この第２の比較例による固体撮像素子のダイナミックレンジは、前記第１の比較例による固体撮像素子と同一である。よって、本実施の形態による固体撮像素子１は、この第２の比較例による固体撮像素子に比べても、ダイナミックレンジが拡がるのである。
【００６４】
［第２の実施の形態］
【００６５】
図１１は、本発明の第２の実施の形態による固体撮像素子の２×２個の画素２０を模式的に示す概略平面図であり、図３及び図７に対応している。図１１において、図３及び図７中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【００６６】
前記第１の実施の形態では、前述したように、各画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の不純物濃度は互いに同一であるが、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積がＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積よりも大きくされることによって、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの飽和蓄積電荷量が、Ｒ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの飽和蓄積電荷量よりも大きくされている。これに対し、本実施の形態では、各画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積は互いに同一であるが、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の不純物濃度がＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の不純物濃度よりも高くされることによって、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの飽和蓄積電荷量が、Ｒ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの飽和蓄積電荷量よりも大きくされている。
【００６７】
具体的には、本実施の形態による固体撮像素子は、図７及び図８に示す第１の比較例による固体撮像素子を次のように変形したものである。前記第１の比較例では、各画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の不純物濃度は互いに同一であるのに対し、本実施の形態では、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の不純物濃度を、前記第１の比較例における各画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の不純物濃度よりも高くし、Ｒ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の不純物濃度を、前記第１の比較例における各画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の不純物濃度よりも低くしている。これに合わせて、本実施の形態では、Ｇ画素２０ＧのフローティングディフュージョンＦＤの容量を図７及び図８に示す固体撮像素子の場合よりも大きくするべく、Ｇ画素２０Ｇの拡散領域５１の面積が図７及び図８に示す固体撮像素子の場合よりも大きくされている。また、本実施の形態では、これに合わせて、転送トランジスタＴＸのゲート電極６１の面積も図７及び図８に示す固体撮像素子の場合よりも大きくされている。さらに、本実施の形態では、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の不純物濃度が高い分、空乏化電圧も高くなるため、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの周辺に位置するトランジスタが、図７及び図８に示す固体撮像素子の場合よりもＧ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤから遠ざけられ、Ｒ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤに近づけられている。
【００６８】
例えば、図７及び図８に示す第１の比較例による各画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の不純物濃度が５×１０１７個／ｃｍ３程度である場合、本実施の形態では、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の不純物濃度を５×１０１７個／ｃｍ３よりも約１５％高い濃度とし、Ｒ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の不純物濃度を５×１０１７個／ｃｍ３よりも約１５％低い濃度とすることで、Ｇ画素２０Ｇの飽和蓄積電荷量をＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０Ｂの飽和蓄積電荷量の約１．３倍にすることが好ましい。Ｇ画素２０Ｇの飽和蓄積電荷量をＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０Ｂの飽和蓄積電荷量の約１．３倍にすれば、前述したように、３０００ｋ〜６０００ｋでホワイトバランスを破綻させること無く、いずれの画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの飽和蓄積電荷量も同一である場合に比べて、Ｇ画素２０Ｇで扱える電荷量を１５％ほど（ＲＧＢ平均からの差分）増やし、ダイナミックレンジを拡大することができる。
【００６９】
本実施の形態によっても、前記第２の実施の形態と同様の利点が得られる。
【００７０】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００７１】
例えば、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの面積をＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の面積よりも大きくするとともに、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の不純物濃度をＲ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの電荷蓄積層１３の不純物濃度よりも高くすることによって、Ｇ画素２０ＧのフォトダイオードＰＤの飽和蓄積電荷量を、Ｒ画素２０Ｒ及びＢ画素２０ＢのフォトダイオードＰＤの飽和蓄積電荷量よりも大きくしてよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施の形態による固体撮像素子の概略構成を示す回路図である。
【図２】図１に示す固体撮像素子の画素を示す回路図である。
【図３】図１に示す固体撮像素子の２×２個の画素を模式的に示す概略平面図である。
【図４】図３中のＸ１−Ｘ２線に沿った断面とＸ３−Ｘ４線に沿った断面とを合成して模式的に示す図である。
【図５】図１に示す固体撮像素子の各画素の分光感度曲線の例を示す図である。
【図６】図１に示す固体撮像素子の各画素の、露光量に対するフォトダイオードの蓄積電荷量の一例を模式的に示す図である。
【図７】第１の比較例による固体撮像素子の２×２個の画素を模式的に示す概略平面図である。
【図８】図７中のＸ５−Ｘ６線に沿った断面とＸ７−Ｘ８線に沿った断面とを合成して模式的に示す図である。
【図９】第１の比較例による固体撮像素子の各画素の、露光量に対するフォトダイオードの蓄積電荷量を模式的に示す図である。
【図１０】第２の比較例による固体撮像素子の各画素の、露光量に対するフォトダイオードの蓄積電荷量を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態による固体撮像素子の２×２個の画素２０を模式的に示す概略平面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１３  電荷蓄積層
１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ  カラーフィルタ
２０（２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ）  画素
ＰＤ  フォトダイオード
ＡＭＰ  増幅トランジスタ
ＲＥＳ  リセットトランジスタ
ＴＸ  転送トランジスタ
ＳＥＬ  選択トランジスタ
ＦＤ  フローティングディフュージョン
【図１】
2010041261.tif 000003
【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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