(57)【要約】【課題】取り扱う波長帯に応じてフォトダイオードのサイズを変更し、色毎の感度バランスを整えること。【解決手段】本発明は、異なる波長に対応する複数の受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒが配置される画素部１０と、画素部１０における複数の受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒで取り扱う各波長での光照射のエネルギープロファイルに応じた大きさとなるよう複数の受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒを区分けする素子分離部２０とを有する固体撮像装置１である。特に、波長が長い光に対応した受光領域ほど大きくなるよう設定するものである。【選択図】図１
2010129548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる波長に対応する複数の受光領域が配置される画素部と、
前記画素部における複数の受光領域で取り扱う各波長での光照射のエネルギープロファイルに応じた大きさとなるよう前記複数の受光領域を区分けする素子分離部と
を有する固体撮像装置。
【請求項２】
前記素子分離部は、前記複数する受光領域のうち波長の短い方に対応する受光領域に比べ波長の長い方に対応する受光領域を大きくするよう区分けする
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記画素部の複数の受光領域は、縦横２×２のうち、赤色に対応する受光領域と青色に対応する受光領域とが一方の対角に配置され、第１の緑色に対応する受光領域と第２の緑色に対応する受光領域とが他方の対角に配置されており、
隣接する前記赤色に対応する受光領域と前記第１の緑色に対応する受光領域とで前記赤色に対応する受光領域の方が大きくなるよう前記素子分離部が設けられている
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項４】
隣接する前記第１の緑色に対応する受光領域と前記青色に対応する受光領域とで前記青色に対応する受光領域の方が小さくなるよう前記素子分離部が設けられている
請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記赤色に対応する受光領域と前記青色に対応する受光領域とが正方形となるよう前記素子分離部が設けられている
請求項３または４記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記第１の緑色に対応する受光領域と前記第２の緑色に対応する受光領域とが長方形となるよう前記素子分離部が設けられている
請求項３から５のうちいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記画素部が設けられる基板の一方面に前記異なる波長に対応するカラーフィルタを備え、他方面に前記受光領域で光電変換して得た信号の配線が設けられている
請求項１から６のうちいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記画素部が設けられる基板の一方面に前記受光領域で光電変換して得た信号の配線と、前記異なる波長に対応するカラーフィルタとを備えている
請求項１から６のうちいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
異なる波長に対応する複数の受光領域が配置される画素部と、前記画素部における複数の受光領域で取り扱う各波長での光照射のエネルギープロファイルに応じた大きさとなるよう前記複数の受光領域を区分けする素子分離部とを有する固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の各受光領域で受光した信号を画像として処理する画像処理部と
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、固体撮像装置および電子機器に関する。詳しくは、複数の受光領域で画素部が構成されるもので、各受光領域に応じた大きさを構成する固体撮像装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサに代表される半導体イメージセンサは、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、多画素化とともに信号量が小さくなり、同じＳ/Ｎ比を確保することが難しくなってきている（特許文献１参照）。また、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）画素の感度の差異も大きくなっており、カラーバランスが崩れる原因となっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７３６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１１（ａ）は、ＣＭＯＳイメージセンサの構造の一例を説明する模式断面図である。このようなＣＭＯＳイメージセンサにおいて、画素を微細化すると、波長ごとの結像能力差が問題となる。例えば、焦点がフォトダイオードに合っている場合においても、図１１（ｂ）に示すように、Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ、Ｒｅｄ画素のシリコン基板表面でのエネルギープロファイルが異なってくる。このようなプロファイル差によって感度劣化、色シェーディング等の問題が発生する。
【０００５】
本発明は、取り扱う波長帯に応じてフォトダイオードのサイズを変更し、色毎の感度バランスを整えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、異なる波長に対応する複数の受光領域が配置される画素部と、画素部における複数の受光領域で取り扱う各波長での光照射のエネルギープロファイルに応じた大きさとなるよう複数の受光領域を区分けする素子分離部とを有する固体撮像装置である。
【０００７】
また、本発明は、異なる波長に対応する複数の受光領域が配置される画素部と、画素部における複数の受光領域で取り扱う各波長での光照射のエネルギープロファイルに応じた大きさとなるよう複数の受光領域を区分けする素子分離部とを有する固体撮像装置と、固体撮像装置の各受光領域で受光した信号を画像として処理する画像処理部とを有する電子機器である。
【０００８】
このような本発明では、複数の受光領域が、各複数の受光領域で取り扱う波長での光照射のエネルギープロファイルに応じた大きさになっていることから、複数の受光領域での受光感度のバランスを整えることができるようになる。
【０００９】
ここで、素子分離部は、複数する受光領域のうち波長の短い方に対応する受光領域に比べ波長の長い方に対応する受光領域を大きくするよう区分けする。
【００１０】
また、画素部の複数の受光領域の一例としては、縦横２×２のうち、赤色に対応する受光領域と青色に対応する受光領域とが一方の対角に配置され、第１の緑色に対応する受光領域と第２の緑色に対応する受光領域とが他方の対角に配置されたものが挙げられる。
【００１１】
この構成において、隣接する前記赤色に対応する受光領域と第１の緑色に対応する受光領域とで赤色に対応する受光領域の方が大きくなるよう素子分離部が設けられている。また、この構成において、隣接する第１の緑色に対応する受光領域と青色に対応する受光領域とで青色に対応する受光領域の方が小さくなるよう素子分離部が設けられている。
【００１２】
また、赤色に対応する受光領域と青色に対応する受光領域とが正方形となるよう素子分離部が設けられているものでもある。また、第１の緑色に対応する受光領域と第２の緑色に対応する受光領域とが長方形となるよう素子分離部が設けられているものでもある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、画素の受光領域において取り扱う波長のエネルギープロファイルに応じて大きさを設定していることから、色毎の感度バランスを整えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１実施形態（固体撮像装置：裏面照射型の例）
２．第２実施形態（固体撮像装置：表面照射型の例）
第２の実施の形態（取込制御：パン方向の検出に方位センサを使用する例）
３．電子機器（撮像装置の例）
【００１５】
＜１．第１実施形態＞
［固体撮像装置の構造］
図１は、本実施形態に係る固体撮像装置を説明する模式平面図である。図１では、異なる波長に対応する複数の受光領域が配置された画素部１０が中心となっている。画素部１０は縦横マトリクス状に配置されているが、図１ではそのうちの１つの画素部１０を中心として、左右の一部を破断して示している。
【００１６】
１つの画素部１０には、縦横２×２の受光領域が配置されている。複数の受光領域は、光の入射側に形成されるカラーフィルタ（図示せず）によって対応する波長が異なるよう構成されている。本実施形態では、受光領域の大きさが１．１μｍ□である。
【００１７】
図１に示す例では、縦横２×２の受光領域として、青色に対応する受光領域Ｂ、赤色に対応する受光領域Ｒ、第１の緑色（青色側の列に配置された緑色）に対応する受光領域Ｇｂ、第２の緑色（赤色側の列に配置された緑色）に対応する受光領域Ｇｒの４つが設けられている。なお、ここで第１の緑色と第２の緑色とは取り扱う波長は同じである。
【００１８】
このうち、青色に対応する受光領域Ｂと赤色に対応する受光領域Ｒとが一方の対角に配置され、第１の緑色に対応する受光領域Ｇｂと第２の緑色に対応する受光領域Ｇｒとが他方の対角に配置されている。すなわち、各色の受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒを構成するためのカラーフィルタの配列はベイヤー配列となっている。
【００１９】
また、画素部１０において、複数の受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒを区分けするため、素子分離部２０が設けられている。受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒは、シリコン基板等の半導体基板に形成されたＰ型ウェル領域に設けられるもので、Ｎ型およびＰ型不純物イオンを注入することで構成されるフォトダイオードである。これらの受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒの間を電気的に分離するため、素子分離部２０にはＰ型不純物イオンが注入される。これにより、各受光領域間でＰＮ接合が構成され、電気的な分離が行われる。
【００２０】
本実施形態では、このような素子分離部２０によって構成される各受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒの大きさとして、各受光領域で取り扱う波長での光照射のエネルギープロファイルに応じた大きさとなるよう構成されている。
【００２１】
図２は、Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒの各色（波長）に対応したシリコン基板表面のエネルギープロファイルを示す図である。この図では、Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒの各色（波長）のシリコン基板表面上での照射エネルギーの強さおよび拡がりを示している。この図より、Ｂ（青）色の光が最も照射エネルギーが強く、拡がりが狭くなっている。一方、Ｒ（赤）色の光が最も照射エネルギーが弱く、拡がりが広くなっている。
【００２２】
本実施形態では、上記のような各色によるエネルギープロファイルに応じて受光領域の大きさを設定している。特に、波長が長い光に対応した受光領域ほど大きくなるよう設定されている。
【００２３】
具体的には、上記のようなカラーフィルタの配置において、隣接する赤色に対応する受光領域Ｒと第１の緑色に対応する受光領域Ｇｂとで、赤色に対応する受光領域Ｒの方が大きくなるよう素子分離部２０が設けられている。
【００２４】
また、上記のようなカラーフィルタの配置において、隣接する赤色に対応する受光領域Ｒと第２の緑色に対応する受光領域Ｇｒとで、赤色に対応する受光領域Ｒの方が大きくなるよう素子分離部２０が設けられている。
【００２５】
つまり、従来の固体撮像装置では、各色に対応した受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒの大きさは画素部１０を縦横２×２で等分して、全て同じ大きさとなっている。一方、本実施形態では、赤色に対応する受光領域Ｒが第１の緑色に対応した受光領域Ｇｂおよび第２の緑色に対応した受光領域Ｇｒの両方に拡がるよう最も大きく設けられている。なお、赤色に対応する受光領域Ｒの拡がりは、必要に応じて第１の緑色に対応した受光領域Ｇｒもしくは第２の緑色に対応した受光領域Ｇｂのいずれか一方のみに拡がるようにしてもよい。
【００２６】
このような大きさの設定は、図２に示すようにＲ（赤）色の光が最も照射エネルギーが弱く、拡がりが広くなっているため、この拡がりに応じた大きさにしたためである。
【００２７】
また、本実施形態では、隣接する第１の緑色に対応する受光領域Ｇｂと青色に対応する受光領域Ｂとで、青色に対応する受光領域Ｂの方が小さくなるよう素子分離部２０が設けられている。
【００２８】
このような大きさの設定は、図２に示すようにＢ（青）色の光が最も照射エネルギーが強く、拡がりが狭くなっているため、この拡がりに応じた大きさにしたためである。
【００２９】
ここで、赤色に対応する受光領域Ｒおよび青色に対応する受光領域Ｂの開口形状は、照射エネルギープロファイルに応じて正方形となることが望ましい。
【００３０】
一方、第１の緑色に対応する受光領域Ｇｂよび第２の緑色に対応する受光領域Ｇｒの開口形状は、長方形となっている。これは、画素部１０を正方形として、上記のように赤色に対応する受光領域Ｒおよび青色に対応する受光領域Ｂの開口形状を正方形とした場合、残りの長方形領域を効率良く利用するためである。
【００３１】
さらに、第１の緑色に対応する受光領域Ｇｂよび第２の緑色に対応する受光領域Ｇｒの長方形の開口形状は、互いに長辺方向が直交する形状になっている。これにより、緑色の光について互いに直交する偏光方向の光を効率良く取り込むことができるようになる。
【００３２】
このように、素子分離部２０によって構成される各色の受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒの大きさが、各受光領域で取り扱う波長での光照射のエネルギープロファイルに応じた大きさとなることで、各受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒでの受光量のバランスを整えることができ、色毎の感度バランスのずれを抑制することが可能となる。
【００３３】
［断面構造］
図３は、図１に示す受光領域ＧおよびＧｒの並びに沿った模式断面図、図４は、図１に示す受光領域Ｂ、Ｇｒの並びに沿った模式断面図である。
【００３４】
本実施形態の固体撮像装置１は、画素部の受光領域Ｒ、Ｇｒが設けられるシリコン基板２の一方面にカラーフィルタ６０が設けられ、シリコン基板２の他方面に受光領域Ｒ、Ｇｒで光電変換して得た信号の配線層４０が設けられているものである。いわゆる、裏面照射型のＣＭＯＳセンサ構成となっている。
【００３５】
すなわち、この固体撮像装置１は、シリコン基板２に形成された各色の受光領域Ｒ、Ｇｒが素子分離部２０で分離されており、その上方に反射防止膜２１および層間絶縁膜３０を介してカラーフィルタ６０が形成されている。カラーフィルタ６０は、各色に対応した受光領域の配置に合わせてベイヤー配列となっている。この各色のカラーフィルタ６０の上にマイクロレンズ７０が設けられている。
【００３６】
いわゆる裏面照射型のＣＭＯＳセンサを製造するには、シリコン基板２の表面（図３では下側）に、各色に対応した受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒを分離する素子分離部２０をＰ型イオン注入で形成する。そして、素子分離部２０の間に各色に対応した受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、ＧｒをＮ型およびＰ型不純物イオン注入で形成する。さらに、その上に画素駆動用等のトランジスタＴｒおよび配線層４０を形成する。
【００３７】
トランジスタＴｒには、受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒで取り込んだ電荷を読み出す読み出し用トランジスタ、フォトダイオードの出力を増幅する増幅用トランジスタ、フォトダイオードを選択する選択用トランジスタ、電荷を排出するリセット用トランジスタ等の各種トランジスタが挙げられる。
【００３８】
この状態で、シリコン基板２の配線層４０を形成した側に支持基板を貼り合わせ、支持基板で支持した状態でシリコン基板２の裏面（図３では上側）をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）によって研磨する。この研磨を受光領域が露出するまで行う。
【００３９】
そして、受光領域が露出したシリコン基板２の裏面側に反射防止膜２１（例えば、ＨｆＯ：６４ｎｍ厚）を形成し、層間絶縁膜３０（例えば、ＳｉＯ2:５００ｎｍ）を形成する。
【００４０】
さらに、その上に、受光領域に対応したカラーフィルタ６０（例えば、５００ｎｍ厚）を形成し、カラーフィルタ６０に対応してマイクロレンズ７０（例えば、レンズ厚さ部:３５０ｎｍ厚）を形成する。
【００４１】
これにより、シリコン基板２の裏面（図３では上側）から光を入射し、マイクロレンズ７０で集光して、カラーフィルタ６０を介して各色の光を受光領域で受光する固体撮像装置１が完成する。この構造では、受光領域に対して光の入射側に配線層４０が存在しないため、各受光領域の開口効率を高めることができる。
【００４２】
本実施形態では、このような固体撮像装置１の製造において、素子分離部２０の形成位置のみの変更によって受光領域の開口面積を設定できることになる。つまり、図３に示す受光領域Ｒと受光領域Ｇｒとの関係では、受光領域Ｒの方が広くなるよう素子分離部２０の位置（Ｐ型不純物イオンの打ち込み位置）を設定する。この位置の設定は、Ｐ型不純物イオンを打ち込む際に用いるマスクのみの変更で対応可能である。
【００４３】
同様に、図４に示す受光領域Ｂ、Ｇｒの並びに沿った断面では、受光領域Ｂと受光領域Ｇｒとの関係について、受光領域Ｂの方が狭くなるよう素子分離部２０の位置（Ｐ型不純物イオンの打ち込み位置）を設定する。この位置の設定は、Ｐ型不純物イオンを打ち込む際に用いるマスクのみの変更で対応可能である。
【００４４】
つまり、トランジスタＴｒや配線層４０、カラーフィルタ６０やマイクロレンズ７０は、各々同一ピッチの繰り返しで形成し、受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒの大きさを設定する素子分離部２０のＰ型不純物イオンの打ち込み位置だけ変更すればよいことになる。
【００４５】
［混色・感度比較］
図５は、混色・感度の比較結果を説明する図であり、（ａ）は混色、（ｂ）は感度である。各図では、Ｒが赤色、Ｇが緑色、Ｂが青色についての混色・感度を示しており、それぞれ従来のレイアウトと本実施形態のレイアウトとの比較を示している。ここで、従来のレイアウトは、縦横２×２の配列から成る各色の受光領域が等分（等しい開口面積）となっているものである。また、各図とも、従来のレイアウトでのＲＧＢ各色に対応する値を１とした相対表示となっている。
【００４６】
図５（ａ）に示す混色では、赤色（Ｒ）での混色はほとんど変わらないものの、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）での混色が非常に抑制されていることが分かる。本実施形態では、照射光のエネルギープロファイルに応じた受光領域の大きさを設定している。したがって、従来のレイアウトに比べ、赤色の受光領域が広く、緑色および青色の受光領域が狭くなっている。
【００４７】
このため、緑色や特に青色では、受光領域が狭くなっている分、周辺からの他の色の取り込みが少なくなり、混色を抑制できるようになっている。
【００４８】
図５（ｂ）に示す感度では、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の感度はほとんど変わらないものの、赤色（Ｒ）の感度が非常に高くなっている。これは、緑色や青色では、従来のレイアウトに比べて受光領域が狭くなっているものの、エネルギープロファイルに対応した大きさとなっていることから、感度の変化は表れない。一方、赤色では、従来のレイアウトに比べて受光領域が広くなっているため、従来のレイアウトでは取り込みきれない領域の光も取り込むことができ、感度の向上を図ることができるためである。
【００４９】
このように、従来のレイアウトでは、赤色の感度が低く、緑色および青色の混色も生じていたのに対し、本実施形態では、赤色の感度を高めつつ、緑色および青色の混色も抑制した感度バランスを実現できるようになる。
【００５０】
＜２．第２実施形態＞
［固体撮像装置の構造］
図６は、本実施形態に係る固体撮像装置の構造の一例を説明する模式断面図である。シリコン基板２にはフォトダイオードである受光領域が形成され、この受光領域に対応してトランジスタＴｒが形成されている。
【００５１】
トランジスタＴｒには、受光領域で取り込んだ電荷を読み出す読み出し用トランジスタ、フォトダイオードの出力を増幅する増幅用トランジスタ、フォトダイオードを選択する選択用トランジスタ、電荷を排出するリセット用トランジスタ等の各種トランジスタが挙げられる。
【００５２】
トランジスタＴｒ上には反射防止膜２１が形成され、さらに、層間絶縁膜を介して複数の配線層４０が形成されている。配線層４０には必要に応じて有機膜による光導波路が埋め込まれていてもよい。
【００５３】
配線層４０の上方には、所定の領域ごとＲＧＢのカラーフィルタ６０が所定の配列順に形成されている。さらに、各色カラーフィルタ６０に対応してマイクロンレンズ７０が形成されている。本実施形態では、１つの受光領域の開口は、２．５μｍ□となっている。
【００５４】
このような固体撮像装置１では、画素部の受光領域が設けられるシリコン基板２の一方面に配線層４０とカラーフィルタ６０とを備える構造となっている。すなわち、受光領域に対して光の入射側にマイクロレンズ７０、カラーフィルタ６０および配線層４０が設けられている、いわゆる表面照射型のＣＭＯＳセンサ構造である。
【００５５】
この固体撮像装置１では、外光をマクロレンズ７０で集光し、ＲＧＢ各カラーフィルタ６０を介して所定の色に対応した波長の光に分離する。ＲＧＢ各色の光は配線層４０を介してシリコン基板２に設けられた受光領域まで到達する。そして、受光領域で光電変換され、トランジスタＴｒの駆動によってＲＧＢ各色の光量に応じた電気信号を取得することになる。
【００５６】
ここで、マイクロレンズ７０は、本実施形態の固体撮像装置１を適用する撮像装置のレンズとのマッチングを良くするために、像高１０割で０．５μｍの補正がかけられており、その補正量は像高に比例し、補正方向は画角中央に向いている。
【００５７】
［受光領域のレイアウト］
図７は、受光領域のレイアウトを説明する模式平面図で、（ａ）は従来のレイアウト、（ｂ）は本実施形態のレイアウトを示している。なお、図７では、１つの画素部１０のみを示しているが、画素部１０は縦横複数マトリクス状に配置されている。
【００５８】
図７（ａ）に示すように、従来の受光領域のレイアウトでは、１つの画素領域１０に縦横２×２の受光領域が設けられ、それぞれに青色に対応する受光領域Ｂ、赤色に対応する受光領域Ｒ、第１の緑色に対応する受光領域Ｇｂ、第２の緑色に対応する受光領域Ｇｒが配置されている。各受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒは、等しい大きさになるよう素子分離部２０によって区分けされている。
【００５９】
各受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒの間には、それぞれ複数のトランジスタＴｒが設けられている。トランジスタＴｒとしては、読み出し用トランジスタ（ＲＯ）、リセット用トランジスタ（ＲＳＴ）、増幅用トランジスタ（ＡＭＰ）が挙げられる。
【００６０】
これに対し、図７（ｂ）に示す本実施形態の受光領域のレイアウトでは、各受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、ＧｒおよびトランジスタＴｒの配置は従来のレイアウトと同じものの、赤色に対応する受光領域Ｒが大きく設けられている。つまり、赤色に対応する受光領域Ｒが、隣接する第２の緑色に対応する受光領域Ｇｒより大きくなるよう設けられている。
【００６１】
また、本実施形態では、青色に対応する受光領域Ｂが従来に比べて小さく設けられている。つまり、青色に対応する受光領域Ｂが、隣接する第１の緑色に対応する受光領域Ｇｂより小さくなるよう設けられている。
【００６２】
すなわち、本実施形態の受光領域のレイアウトでは、各受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒで取り扱う波長での光照射のエネルギープロファイル（図２参照）に応じた大きさとなるよう構成されている。特に、波長が長い光に対応した受光領域ほど大きくなるよう設定されている。
【００６３】
このような本実施形態の固体撮像装置１のように、各受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒの大きさを取り扱う波長での光照射のエネルギープロファイルに応じた大きさに設定するには、素子分離部２０の形成位置によって行うことができる。
【００６４】
具体的には、図６に示すように、シリコン基板２に受光領域を区分けするための素子分離部２０を形成する際、素子分離部２０の位置に対応したＰ型不純物イオンの打ち込み位置を、各受光領域Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒの大きさに合わせて設定する。この位置の設定は、Ｐ型不純物イオンを打ち込む際に用いるマスクのみの変更で対応可能である。
【００６５】
［混色・感度比較］
図８は、混色・感度の比較結果を説明する図であり、（ａ）は混色、（ｂ）は感度である。各図では、Ｒが赤色、Ｇが緑色、Ｂが青色についての混色・感度を示しており、それぞれ従来のレイアウトと本実施形態のレイアウトとの比較を示している。ここで、従来のレイアウトは、縦横２×２の配列から成る各色の受光領域が等分（等しい開口面積）となっているものである。また、各図とも、従来のレイアウトでのＲＧＢ各色に対応する値を１とした相対表示となっている。
【００６６】
図８（ａ）に示す混色では、赤色（Ｒ）での混色はほとんど変わらないものの、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）での混色が非常に抑制されていることが分かる。本実施形態では、照射光のエネルギープロファイルに応じた受光領域の大きさを設定している。したがって、従来のレイアウトに比べ、赤色の受光領域が広く、緑色および青色の受光領域が狭くなっている。
【００６７】
このため、緑色や特に青色では、受光領域が狭くなっている分、周辺からの他の色の取り込みが少なくなり、混色を抑制できるようになっている。
【００６８】
図８（ｂ）に示す感度では、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の感度はほとんど変わらないものの、赤色（Ｒ）の感度が非常に高くなっている。これは、緑色や青色では、従来のレイアウトに比べて受光領域が狭くなっているものの、エネルギープロファイルに対応した大きさとなっていることから、感度の変化は表れない。一方、赤色では、従来のレイアウトに比べて受光領域が広くなっているため、従来のレイアウトでは取り込みきれない領域の光も取り込むことができ、感度の向上を図ることができるためである。
【００６９】
このように、従来のレイアウトでは、赤色の感度が低く、緑色および青色の混色も生じていたのに対し、本実施形態では、赤色の感度を高めつつ、緑色および青色の混色も抑制した感度バランスを実現できるようになる。
【００７０】
図９は、色シェーディングの抑制の効果を説明する図で、（ａ）は従来のレイアウト、（ｂ）は本実施形態のレイアウトの場合を示している。各図では、ＲＧＢ各色について、マイクロレンズの像高（横軸）に対する感度（縦軸）を示している。
【００７１】
図９（ａ）に示す従来のレイアウトでは、マイクロレンズの中央（像高０％）付近ではＲＧＢ各色の感度は揃っているものの、像高±２０％以上では感度のばらつきが生じている。特に、周辺になるに従い、赤色の感度低下が顕著となっている。
【００７２】
一方、本実施形態のレイアウトでは、マイクロレンズの中央（像高０％）から像高±５０％程度までＲＧＢ各色の感度が揃っている。特に、赤色に対応した受光領域を広くしているため、従来に比べて赤色の感度低下の抑制効果が現れている。これにより、マイクロレンズの広い範囲で色シェーディングを抑制でき、正しい画作りが作成可能となる。
【００７３】
なお、上記説明した各実施形態では、画素部の受光領域として縦横２×２によって構成される例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば縦横２×４といった他の配列構成のものであっても適用可能である。
【００７４】
また、いずれの実施形態でも、受光領域の開口形状を四角形にしているが、エネルギープロファイルに対応させて他の多角形形状にしたり、円形や楕円形にしたりすることも、素子分離部の形成の際のマスクを変更するだけで対応可能である。
【００７５】
＜３．電子機器＞
図１０は、本実施形態に係る電子機器の一例である撮像装置の構成例を示すブロック図である。図１０に示すように、撮像装置９０は、レンズ群９１を含む光学系、固体撮像装置９２、カメラ信号処理回路であるＤＳＰ回路９３、フレームメモリ９４、表示装置９５、記録装置９６、操作系９７および電源系９８等を有している。これらのうち、ＤＳＰ回路９３、フレームメモリ９４、表示装置９５、記録装置９６、操作系９７および電源系９８がバスライン９９を介して相互に接続された構成となっている。
【００７６】
レンズ群９１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで固体撮像装置９２の撮像面上に結像する。固体撮像装置９２は、レンズ群９１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。この固体撮像装置９２として、先述した本実施形態の固体撮像装置が用いられる。
【００７７】
表示装置９５は、液晶表示装置や有機ＥＬ(electro luminescence)表示装置等のパネル型表示装置からなり、固体撮像装置９２で撮像された動画または静止画を表示する。記録装置９６は、固体撮像装置９２で撮像された動画または静止画を、不揮発性メモリやビデオテープ、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)等の記録媒体に記録する。
【００７８】
操作系９７は、ユーザによる操作の下に、本撮像装置が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源系９８は、ＤＳＰ回路９３、フレームメモリ９４、表示装置９５、記録装置９６および操作系９７の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
【００７９】
このような撮像装置９０は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、さらには携帯電話機等のモバイル機器向けカメラモジュールに適用される。この固体撮像装置９２として先述した本実施形態に係る固体撮像装置を用いることで、色バランスの優れた撮像装置を提供できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】第１実施形態に係る固体撮像装置を説明する模式平面図である。
【図２】Ｂ、Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒの各色（波長）に対応したシリコン基板表面のエネルギープロファイルを示す図である。
【図３】受光領域ＧおよびＧｒの並びに沿った模式断面図である。
【図４】受光領域Ｂ、Ｇｒの並びに沿った模式断面図である。
【図５】混色・感度の比較結果を説明する図である。
【図６】第２実施形態に係る固体撮像装置の構造の一例を説明する模式断面図である。
【図７】受光領域のレイアウトを説明する模式平面図である。
【図８】混色・感度の比較結果を説明する図である。
【図９】色シェーディングの抑制の効果を説明する図である。
【図１０】本実施形態に係る電子機器の一例である撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図１１】従来のＣＭＯＳイメージセンサを説明する図である。
【符号の説明】
【００８１】
１…固体撮像装置、１０…画素部、２０…素子分離部、Ｂ…青色に対応した受光領域、Ｇｂ…第１の緑色に対応した受光領域、Ｇｒ…第２の緑色に対応した受光領域、Ｒ…赤色に対応した受光領域
【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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