(57)【要約】【課題】本発明は、感度の劣化を抑えながらスミアノイズを低減してＣＣＤの微細化を可能にする。【解決手段】入射光を信号電荷に変換する光電変換部１１と、前記光電変換部１１で生成された信号電荷を読み出して垂直方向に転送する垂直電荷転送部１３と、前記垂直電荷転送部１３で転送された信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部と、前記水平電荷転送（図示せず）で転送された信号電荷を出力する出力部（図示せず）を有し、前記光電変換部１１の光入射側で、前記信号電荷が前記垂直電荷転送部１３に読み出される方向に沿って、かつ前記光電変換部１１の前記読み出し側とは反対側にグレーティング２１を有する。【選択図】図１
2010161256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を信号電荷に変換する光電変換部と、
前記光電変換部で生成された信号電荷を読み出して垂直方向に転送する垂直電荷転送部と、
前記垂直電荷転送部で転送された信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部と、
前記水平電荷転送で転送された信号電荷を出力する出力部を有し、
前記光電変換部の光入射側で、前記信号電荷が前記垂直電荷転送部に読み出される方向に沿って、かつ前記光電変換部の前記読み出し側とは反対側にグレーティングを有する
固体撮像装置。
【請求項２】
前記垂直電荷転送部上を被覆していて前記光電変換部上に開口部が形成された遮光膜を有し、
前記遮光膜の開口部の少なくとも１辺側に連続して前記グレーティングが形成されている
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記グレーティングは２本以上形成されている
請求項１または請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記グレーティングは前記光電変換部の前記読み出し側とは反対側の中央に形成されている
請求項１ないし請求項３のうちの１項に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記グレーティングは、アルミニウムからなる
請求項１ないし請求項４のうちの１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記グレーティングは、タングステンからなる
請求項１ないし請求項４のうちの１項に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
入射光を集光する集光光学部と、
前記集光光学部で集光した光を受光して光電変換する固体撮像装置を有する撮像部と、
光電変換された信号を処理する信号処理部を有し、
前記固体撮像装置は、
入射光を信号電荷に変換する光電変換部と、
前記光電変換部で生成された信号電荷を読み出して垂直方向に転送する垂直電荷転送部と、
前記垂直電荷転送部で転送された信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部と、
前記水平電荷転送で転送された信号電荷を出力する出力部を有し、
前記光電変換部の光入射側で、前記信号電荷が前記垂直電荷転送部に読み出される方向に沿って、かつ前記光電変換部の前記読み出し側とは反対側にグレーティングを有する
撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターライントランスファーＣＣＤからなる固体撮像装置およびその固体撮像装置を用いた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電荷結合デバイス（以下、ＣＣＤという）に代表される半導体イメージセンサーは、画素サイズを縮小し、同一イメージエリア内で画素数を多くする多画素化が常に要求されている。
しかし、多画素化とともにノイズ成分も大きくなり、同じＳ／Ｎ比を確保することが難しくなっている。特に微細画素ＣＣＤで大きな問題になるスミアノイズは、大きな問題となっている。
【０００３】
スミアノイズを低減する手法として、光電変換素子に入射される光を制限するためのスリット上の遮光膜の開口に、スリットの長さ方向の偏波面を有するＳ偏光を透過させる偏光板を設けた固体撮像装置が開示されている（例えば、特許文献１参照、）。この固体撮像装置では、Ｓ偏光が遮光膜の開口を通過するときに、その開口による回折効果を低減するため、すなわち、回折による入射光の広がりをなくすために、偏光板を設けて、スミアを低減している。しかしながら、遮光膜の開口の全面に偏光板が設けられるため、入射光が大幅に減光され、感度低下が大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９-０９７８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、入射光を電気信号に変換するＣＣＤの光電変換部を微細化していくと、スミアノイズが大きくなる点である。
【０００６】
本発明は、感度の劣化を抑えながらスミアノイズを低減してＣＣＤの微細化を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の固体撮像装置は、入射光を信号電荷に変換する光電変換部と、前記光電変換部で生成された信号電荷を読み出して垂直方向に転送する垂直電荷転送部と、前記垂直電荷転送部で転送された信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部と、前記水平電荷転送で転送された信号電荷を出力する出力部とを有し、前記光電変換部の光入射側で、前記信号電荷が前記垂直電荷転送部に読み出される方向に沿って、かつ前記光電変換部の前記読み出し側とは反対側にグレーティングを有する。
【０００８】
本発明の固体撮像装置では、光電変換部の光入射側で、信号電荷が垂直電荷転送部に読み出される方向に沿って、かつ光電変換部の読み出し側とは反対側にグレーティングを有する。このグレーティングによって、スミアの原因となる可視光領域のＴＭ波成分がほとんど遮断される。また、光電変換部の読み出し側とは反対側にグレーティングを有することから、グレーティングによる感度の劣化が抑えられる。
【０００９】
本発明の撮像装置は、入射光を集光する集光光学部と、前記集光光学部で集光した光を受光して光電変換する固体撮像装置を有する撮像部と、光電変換された信号を処理する信号処理部を有し、前記固体撮像装置は、入射光を信号電荷に変換する光電変換部と、前記光電変換部で生成された信号電荷を読み出して垂直方向に転送する垂直電荷転送部と、前記垂直電荷転送部で転送された信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部と、前記水平電荷転送で転送された信号電荷を出力する出力部を有し、前記光電変換部の光入射側で、前記信号電荷が前記垂直電荷転送部に読み出される方向に沿って、かつ前記光電変換部の前記読み出し側とは反対側にグレーティングを有する。
【００１０】
本発明の撮像装置では、撮像部に、光電変換部の光入射側で、前記信号電荷が前記垂直電荷転送部に読み出される方向に沿って、かつ前記光電変換部の前記読み出し側とは反対側にグレーティングを有する。このグレーティングによって、スミアの原因となる可視光領域のＴＭ波成分がほとんど遮断される。また、光電変換部の読み出し側とは反対側にグレーティングを有することから、グレーティングによる感度の劣化が抑えられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の固体撮像装置は、グレーティングによる感度の劣化を抑えつつ、スミアの原因となるＴＭ波をほとんど（例えば９９％以上）遮断することができるので、スミアノイズの発生をなくすことができる。よって、高感度で高画質な撮像ができるという利点がある。
【００１２】
本発明の撮像装置は、撮像部に用いる固体撮像装置が、グレーティングによる感度の劣化を抑えつつ、スミアの原因となるＴＭ波をほとんど（例えば９９％以上）遮断することができるので、スミアノイズの発生をなくすことができる。よって、高感度で高画質な撮像ができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施の形態の固体撮像装置の一例を示した平面レイアウト図である。
【図２】第１実施の形態の固体撮像装置の一例を示した概略構成断面図である。
【図３】ＴＭ波とＴＥ波の透過特性を示した透過率と入射光の波長の関係図である。
【図４】固体撮像装置の比較例を示した概略構成断面図である。
【図５】固体撮像装置の比較例のスミアノイズと画角との関係図である。
【図６】本発明と比較例とを比較したスミアノイズと画角との関係図である。
【図７】入射光の入射角を５度傾けた場合のスミアノイズと画角との関係図である。
【図８】第２実施の形態の固体撮像装置の一例を示した平面レイアウト図である。
【図９】第２実施の形態の固体撮像装置の一例を示した概略構成断面図である。
【図１０】（発明の名称）に係る第２実施例を示した説明図である。
【図１１】ＴＭ波とＴＥ波の透過特性を示した透過率とグレーティングのピッチとの関係図である。
【図１２】感度、スミアノイズとグレーティング２１の本数との関係図である。
【図１３】撮像装置の一例を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態とする）について説明する。
【００１５】
＜１．第１の実施の形態＞
［固体撮像装置の構成の一例］
本発明の第１実施の形態に係る固体撮像装置の構成の一例を、図１の平面レイアウト図および図２の概略構成断面図によって説明する。なお、図２（１）は、図１中のＡ−Ａ’線断面の概略を示した図面であり、図２（２）は、図１中のＢ−Ｂ’線断面の概略を示した図面である。
【００１６】
図１および図２に示すように、半導体基板１０には、入射光を信号電荷に変換する光電変換部１１が形成されている。上記半導体基板１０は、例えばシリコン基板で形成されている。上記光電変換部１１は、上層部にｐ型半導体領域を有し、その下部にｎ型半導体領域を有する。この光電変換部１１は、上記半導体基板１０に形成されたチャネルストップ領域１２によって隣接画素と分離されている。このチャネルストップ領域１２は、例えばｐ型領域で形成されている。
上記半導体基板１０上には、上記光電変換部１１の一方側に、上記光電変換部１１で生成された信号電荷を読み出して垂直方向に転送する垂直電荷転送部１３が形成されている。
また、上記半導体基板１０には、上記垂直電荷転送部１３の端部側に、上記垂直電荷転送部１３から転送された信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部（図示せず）が形成されている。さらに、上記水平電荷転送部で転送された信号電荷を出力する出力部（図示せず）が形成されている。
【００１７】
上記垂直電荷転送部１３は、例えば上記半導体基板１０上にゲート絶縁膜３１を介して形成された転送電極３２（３２−１、３２−２）からなる。この転送電極３２は、図示例では２層に形成されているが、３層構造であっても、１層構造であっても、本願発明に含まれる。そして、上記ゲート絶縁膜３１上の転送電極３２−１、３２−２間には絶縁膜３３が形成されている。
また上記垂直電荷転送部１３上には、絶縁膜３４を介して上記垂直電荷転送部１３を被覆する遮光膜３５が形成されている。
【００１８】
さらに、上記光電変換部１１、遮光膜３５、上記垂直電荷転送部１３等を被覆する絶縁膜３６が形成され、この絶縁膜３６上には、入射光を上記光電変換部１１に導く層内集光レンズ３７が形成されている。また、上記層内集光レンズ３７上には絶縁膜３８が形成され、その表面が平坦化されている。
【００１９】
上記絶縁膜３８上には、上記信号電荷が上記垂直電荷転送部１３に読み出される方向、すなわち、水平転送方向と平行な方向（垂直転送方向とは直角な方向）に沿って、かつ上記光電変換部１１の読み出し側とは反対側にグレーティング２１が形成されている。したがって、上記光電変換部１１の上記読み出し側とは反対側上方に、上記グレーティング２１が形成されている。
【００２０】
上記グレーティング２１は、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）等で形成することができる。そのなかでも、アルミニウム、タングステン等を用いることが好ましい。
例えば、アルミニウムのグレーティングは、通常の半導体製造プロセスで扱いやすいアルミニウム材料で形成できるという利点がある。さらに、表面プラズモン共鳴を可視光領域で起こせるので、透過率を稼ぐことができるという利点がある。
また、タングステンのグレーティングは、通常、ＣＣＤの遮光膜として利用されているタングステン膜を用いて同時形成できるという利点がある。また、アルミニウムと同様に通常の半導体製造プロセスで扱いやすいタングステン材料で形成できるという利点がある。
【００２１】
さらにグレーティング２１を被覆する絶縁膜３９が形成され、その絶縁膜３９上に入射光を分光するカラーフィルター層４０が形成されている。さらに上記カラーフィルター層４０上に集光レンズ４１が形成されている。
【００２２】
上記グレーティング２１は、上記層内集光レンズ３７と上記カラーフィルター層４０との間に形成された上記絶縁膜３８と上記絶縁膜３９の間に形成されているが、上記光電変換部１１の光入射側であれば、設置位置は問わない。より好ましくは、上記光電変換部１１上に近い位置に設置される。
【００２３】
上記構成の固体撮像装置１は、インターライントランスファーＣＣＤに適用される。例えば、２．２μｍ×２．２μｍの正方形の画素を５００万個配列したインターライントランスファーＣＣＤに適用した一例について説明する。
例えば、上記グレーティング２１はアルミニウムで形成されている。グレーティングサイズは、厚さが１００ｎｍ、幅が１００ｎｍ、グレーティングの配置ピッチが１００ｎｍである。そしてグレーティング２１は、上記光電変換部１１上方を、上記信号電荷が上記垂直電荷転送部１３に読み出される方向、すなわち、水平転送方向と平行な方向（垂直転送方向とは直角な方向）に沿って形成されている。
【００２４】
次に、上記固体撮像装置１における入射光のＴＭ波とＴＥ波の透過特性を、図３によって説明する。ＴＭ波は、電界成分が入射面に平行な電磁波であり、ＴＭ波（Transverse Magnetic Wave）は、磁界成分が入射面に対し横向きの電磁波である。この図３は、縦軸に透過率を示し、横軸に入射光の波長を示した。
図３に示すように、上記固体撮像装置１は光電変換部１１のスミアノイズに弱い側、すなわち読み出し側とは反対側の上方にグレーティング２１を設置したことにより、グレーティング２１を通過した可視光領域のＴＭ波成分が９９％以上遮断されることがわかる。すなわち、光電変換部１１のスミアノイズに弱い側では、スミアの原因となるＴＭ波をほとんどカットすることができるので、上記固体撮像装置１では、スミアの発生をなくすことができる。
【００２５】
ここで、上記固体撮像装置１の比較例として、グレーティングを設けない固体撮像装置１０１を図４によって説明する。
【００２６】
図４に示すように、半導体基板１０には、入射光を信号電荷に変換する光電変換部１１が形成されている。上記半導体基板１０は、例えばシリコン基板で形成されている。上記光電変換部１１は、上層部にｐ型半導体領域を有し、その下部にｎ型半導体領域を有する。この光電変換部１１は、上記半導体基板１０に形成されたチャネルストップ領域１２によって分離されている。このチャネルストップ領域１２は、例えばｐ型領域で形成されている。
上記半導体基板１０上には、上記光電変換部１１の一方側に、上記光電変換部１１で生成された信号電荷を読み出して垂直方向に転送する垂直電荷転送部１３が形成されている。
また、上記半導体基板１０には、上記垂直電荷転送部１３の端部側に、上記垂直電荷転送部１３から転送された信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部（図示せず）が形成されている。さらに、上記水平電荷転送部で転送された信号電荷を出力する出力部（図示せず）が形成されている。
【００２７】
上記垂直電荷転送部１３は、例えば上記半導体基板１０上にゲート絶縁膜３１を介して形成された転送電極３２からなる。この転送電極３２は、図示例では２層に形成されているが、３層構造であっても、１層構造であってもよい。
また上記垂直電荷転送部１３には、絶縁膜３４を介して上記垂直電荷転送部１３を被覆する遮光膜３５が形成されている。
【００２８】
さらに、上記光電変換部１１、遮光膜３５、上記垂直電荷転送部１３等を被覆する絶縁膜３６が形成され、この絶縁膜３６上には、入射光を上記光電変換部１１に導く層内集光レンズ３７が形成されている。また、上記層内集光レンズ３７上には絶縁膜３８が形成され、その表面が平坦化されている。
【００２９】
上記絶縁膜３８上には、入射光を分光するカラーフィルター層４０が形成されている。さらに上記カラーフィルター層４０上に集光レンズ４１が形成されている。
このように比較例の固体撮像装置１０１は構成されている。
【００３０】
上記比較例の固体撮像装置１０１のスミアノイズの一例を、図５に示す。
例えば、上記固体撮像装置１０１が２．２μｍ×２．２μｍの正方形画素を５００万個配列したインターライントランスファーＣＣＤとする。光電変換部１１に対して垂直な平行光で照明した場合の全ての画角についてスミアノイズを調べた。その結果が図５であり、縦軸にスミアノイズの信号量を示し、横軸に水平方向画角を示す。
図５に示すように、スミアノイズは画角により大きく依存していることがわかる。特に、画角が大きくなると、スミアノイズの信号量が大幅に増加していることがわかる。
なお、この固体撮像装置１０１は、マイクロレンズ（集光レンズ４１および層内集光レンズ３７）の位置を画角水平端で０．２μｍだけ中央画角に寄せるようなレンズ位置補正をかけている。また、この補正量は、画角に対して線形である。マイクロレンズの位置補正により、テレセントリックな光を入射しているにも関わらず、フォトダイオードに入射する光量、電荷転送路に入射する光量が、画角によって差が出るため、スミアノイズ量の違いを生じている。
【００３１】
一般的にインターラインＣＣＤでは、フォトダイオードから左もしくは右側の電極方向に電荷（例えば、電子）を読み出し、転送する（前記図４参照）。そのため、光電変換部１１の左右（図面上）で、シリコン基板中の電位に差を持たせ、必ずどちらかの電極に読まれるように設計する。
しかし、そのような電位設計のため、シリコン基板内電位の左右非対称性を生み、フォトダイオード形状も非対称になる。つまり、左側、もしくは右側方向に入射される光のどちらかがスミアノイズを生みやすいため、前記図５記載のスミアノイズは、画角に対して非対称になっている。
【００３２】
次に、上記グレーティング２１を設けた上記固体撮像装置１および上記比較例の固体撮像装置１０１のスミアノイズの画角依存性のシミュレーション結果を、図６によって説明する。なお、集光レンズ４１の位置は、画角水平端で、画角中央方向に０．２μｍ動かす補正を施しており、その補正量は画角に対して線形にしてある。また、図６の縦軸はスミアノイズ（ａ．ｕ．）であり、横軸は画角（μｍ）である。
波長が５５０ｎｍの平行光を照射した場合、図６に示すように、グレーティング２１を設けた固体撮像装置１は、グレーティングを設けない固体撮像装置１０１よりも、スミアノイズの絶対量が大幅に減少したことがわかる。
【００３３】
次に、入射光の入射角を５度傾けた場合の結果を図７によって説明する。図７の縦軸はスミアノイズ（ａ．ｕ．）であり、横軸は画角（μｍ）である。
波長が５５０ｎｍの平行光を５度傾けて照射した場合、図７に示すように、スミアノイズは低いままであり、グレーティング２１を設けた効果を確認することができる。
このように、照明条件を変えた場合でも、グレーティング２１を設けたことによって、スミアノイズを低減することができる。すなわち、レンズ位置のような構造条件、入射光の入射角のような照明条件に対する余裕度を向上させることができる。
【００３４】
＜２．第２の実施の形態＞
［固体撮像装置の構成の一例］
本発明の第２実施の形態に係る固体撮像装置の構成の一例を、図８の平面レイアウト図および部分拡大図および図９の概略構成断面図によって説明する。なお、図９は、図８中のＡ−Ａ’線断面の概略を示した図面である。
【００３５】
図８および図９に示すように、半導体基板１０には、入射光を信号電荷に変換する光電変換部１１が形成されている。上記半導体基板１０は、例えばシリコン基板で形成されている。上記光電変換部１１は、上層部にｐ型半導体領域を有し、その下部にｎ型半導体領域を有する。この光電変換部１１は、上記半導体基板１０に形成されたチャネルストップ領域１２によって分離されている。このチャネルストップ領域１２は、例えばｐ型領域で形成されている。
上記半導体基板１０上には、上記光電変換部１１の一方側に、上記光電変換部１１で生成された信号電荷を読み出して垂直方向に転送する垂直電荷転送部１３が形成されている。
また、上記半導体基板１０には、上記垂直電荷転送部１３の端部側に、上記垂直電荷転送部１３から転送された信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部（図示せず）が形成されている。さらに、上記水平電荷転送部で転送された信号電荷を出力する出力部（図示せず）が形成されている。
【００３６】
上記垂直電荷転送部１３は、例えば上記半導体基板１０上にゲート絶縁膜３１を介して形成された転送電極３２（３２−１、３２−２）からなる。この転送電極３２は、図示例では２層に形成されているが、３層構造であっても、１層構造であっても、本願発明に含まれる。そして、上記ゲート絶縁膜３１上の転送電極３２−１、３２−２間には絶縁膜３３が形成されている。
また上記垂直電荷転送部１３には、絶縁膜３４を介して上記垂直電荷転送部１３上を被覆する遮光膜３５が形成されている。上記遮光膜３５は、例えば、タングステンで形成されている。さらに、上記光電変換部１１の上記読み出し側とは反対側の上記遮光膜３５に、上記信号電荷が上記垂直電荷転送部１３に読み出される方向、すなわち、水平転送方向と平行な方向（垂直転送方向とは直角な方向）に沿って、グレーティング２１が形成されている。このグレーティング２１は、上記遮光膜３５に連続して形成されていてもよく、この場合、グレーティング２１もタングステンで形成されている。また、上記グレーティング２１は、上記遮光膜３５と別体に形成されたものであってもよい。
【００３７】
上記グレーティング２１は、タングステン（Ｗ）以外に、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）等でも形成することができる。そのなかでも、アルミニウム、タングステン等を用いることが好ましい。
例えば、アルミニウムのグレーティングは、通常の半導体製造プロセスで扱いやすいアルミニウム材料で形成できるという利点がある。さらに、表面プラズモン共鳴を可視光領域でおこせるので、透過率を稼ぐことができるという利点がある。
また、タングステンのグレーティングは、通常、ＣＣＤの遮光膜として利用されているタングステン膜を用いて同時形成できるという利点がある。また、アルミニウムと同様に通常の半導体製造プロセスで扱いやすいタングステン材料で形成できるという利点がある。
【００３８】
さらに、上記光電変換部１１、上記垂直電荷転送部１３等を被覆する絶縁膜３６が形成され、この絶縁膜３６上には、入射光を上記光電変換部１１に導く内部集光レンズ３７が形成されている。また、上記内部集光レンズ３７上には絶縁膜３８が形成され、その表面が平坦化されている。
【００３９】
上記絶縁膜３８上には、入射光を分光するカラーフィルター層４０が形成されている。さらに上記カラーフィルター層４０上に集光レンズ４１が形成されている。
【００４０】
上記構成の固体撮像装置２は、インターライントランスファーＣＣＤに適用される。例えば、１．８６μｍ×１．８６μｍの正方形の画素を７００万個配列したインターライントランスファーＣＣＤに適用される。
例えば、上記グレーティング２１はタングステンで形成されている。グレーティングサイズは、厚さが１００ｎｍ、長さが１００ｎｍ、幅が１００ｎｍ、グレーティングの配置間隔が１００ｎｍである。そしてグレーティング２１は、上記光電変換部１１上方を、上記信号電荷が上記垂直電荷転送部１３に読み出される方向、すなわち、水平転送方向と平行な方向（垂直転送方向とは直角な方向）に沿って形成されている。
【００４１】
次に、上記固体撮像装置２における入射光のＴＭ波とＴＥ波の透過特性を、図１０によって説明する。ここでは、ＴＭ波はグレーティングの形成方向と光の電場の向きが垂直であり、ＴＥ波はグレーティングの形成方向と光の電場の向きが平行である。この図１０は、縦軸に透過率を示し、横軸にグレーティングの配置ピッチを示した。なお、グレーティングサイズは、厚さが１００ｎｍ、Ｄｕｔｙ比は５０％、グレーティング材料はアルミニウムである。
【００４２】
図１０に示すように、上記固体撮像装置２では、グレーティング２１をピッチ２００ｎｍ以下に設置することにより、可視光領域のＴＭ波成分が９９％以上遮断できることがわかった。すなわち、スミアの原因となるＴＭ波をほとんどカットすることができるので、上記固体撮像装置２では、スミアの発生をなくすことができる。また、そのとき、可視光領域のＴＥ波成分は、７９％〜８１％程度、透過できることがわかった。
また、グレーティング２１のピッチが２００ｎｍを超えると、可視光領域のＴＥ波成分の透過率が低下し、可視光領域のＴＭ波成分の透過率が高められる。すなわち、スミアノイズに影響を及ぼすＴＭ波成分が高まることから、スミアノイズが発生するようになる。
【００４３】
また、図１１に示すように、上記固体撮像装置２では、光電変換部１１の電位分布は、電荷の読み出し側に片寄った状態のプロファイルとなっている。この状態で、読み出し領域のゲートをオン状態とすると、読み出し側の電位が低くなり、電荷（例えば電子）が読み出される。一方、チャネルストップ領域１２側は、電位の変化がほとんどない。したがって、光電変換部１１のチャネルストップ領域１２側では、電荷が読み出し側、チャネルストップ領域１２側のどちらにも移動することができる。そこで、上記構成のグレーティング２１を設けたことにより、チャネルストップ領域１２側にはスミアノイズの原因となるＴＭ波がほとんど入射してこないので、スミアの原因となる電荷の発生が抑えられる。
【００４４】
次に、上記固体撮像装置２の感度、スミアノイズとグレーティング２１の本数との関係を、図１２によって説明する。図１２では、縦軸にグレーティングを設けない場合を１として感度（ａ．ｕ．）およびスミアノイズ（ａ．ｕ．）をノーマライズして示し、縦軸にグレーティング２１の本数を示した。
【００４５】
図１２に示すように、グレーティング２１の本数が１本の場合はグレーティング２１を設けない場合とほぼ同等の感度およびスミアノイズであった。
また、グレーティング２１の本数が２本、４本、６本と増加するに従い、２％〜１０％程度の感度低下がある。これは、上記光電変換部１１上の上記読み出し側とは反対側の一部分ではあるが、光電変換部１１上にグレーティング２１が形成されているためである。しかし、光電変換部１１の全面にグレーティング２１が形成されていないので、感度の大幅な低下はない。一方、光電変換部１１の全面にグレーティング２１が形成されている場合には、およそ５０％の感度低下がある。すなわち、感度が半分になる。
また、グレーティング２１の本数が２本、４本、６本とすると、上記のように多少の感度低下はあるが、グレーティング２１を設けない場合と比較して、スミアノイズは６２％〜６０％と、大幅に改善される。
【００４６】
また、前記図８の拡大図において、グレーティング２１の本数を２本だけとし、その２本のグレーティング２１を、上記光電変換部１１上の上記読み出し側とは反対側で、上記光電変換部１１における画素垂直方向の中央部に配置する。この場合、感度劣化を２％程度に抑えながら、グレーティング２１を設けない場合と比較して、スミアノイズを少なくとも６２％程度にすることができる。
【００４７】
上記固体撮像装置２では、光電変換部１１の光入射側で、信号電荷が垂直電荷転送部１３に読み出される方向に沿って、かつ光電変換部１１の読み出し側とは反対側にグレーティング２１を有する。このグレーティング２１によって、スミアの原因となる可視光領域のＴＭ波成分がほとんど遮断される。また、光電変換部１１の読み出し側とは反対側にグレーティング２１を有することから、グレーティング２１による感度の劣化が抑えられる。なお、上記グレーティング２１を読み出し側に設けても、スミアノイズの発生にはほとんど変化がない。
よって、上記固体撮像装置２は、グレーティング２１による感度の劣化を抑えつつ、スミアの原因となるＴＭ波をほとんど（例えば９９％以上）遮断することができるので、スミアノイズの発生をなくすことができる。よって、高感度で高画質な撮像ができるという利点がある。
【００４８】
＜３．第３の実施の形態＞
［撮像装置の構成の一例］
次に、本発明の撮像装置に係る一実施の形態を、図１３のブロック図によって説明する。この撮像装置は、本発明の固体撮像装置を用いたものである。
【００４９】
図１３に示すように、撮像装置２００は、撮像部２０１に固体撮像装置（図示せず）を備えている。この撮像部２０１の集光側には像を結像させる結像光学部２０２が備えられ、また、撮像部２０１には、それを駆動する駆動回路、固体撮像装置で光電変換された信号を画像に処理する信号処理回路等を有する信号処理部２０３が接続されている。また上記信号処理部２０３によって処理された画像信号は画像記憶部（図示せず）によって記憶させることができる。このような撮像装置２００において、上記撮像部２０１の固体撮像装置には、前記各実施の形態で説明した固体撮像装置１、２を用いることができる。
【００５０】
本発明の撮像装置２００では、本願発明の固体撮像装置１、２を用いることから、スミアノイズが低減される。よって、素子の微細化を行っても、画質の劣化が抑制され、高画質な撮影が可能になるという利点がある。
【００５１】
なお、本発明の撮像装置２００は、上記構成に限定されることはなく、固体撮像装置を用いる撮像装置であれば如何なる構成のものにも適用することができる。
【００５２】
上記固体撮像装置１、２は、ワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像部と、信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。ここで、撮像装置は、例えば、カメラや撮像機能を有する携帯機器のことを示す。また「撮像」は、通常のカメラ撮影時における像の撮りこみだけではなく、広義の意味として、指紋検出なども含むものである。
【符号の説明】
【００５３】
１…固体撮像装置、１１…光電変換部、１３…垂直電荷転送部、２１…グレーティング
【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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