(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素が配列された画素部と、
前記画素の光電変換部の上方に形成されて入射光を分光するカラーフィルタ層と、
前記カラーフィルタ層上のオンチップレンズと、
複数画素の組内で該複数画素の組の光入射面より下方に形成されて電極及び配線を含むレイアウトが所要の隣接する画素の境界線を挟んで非対称であり、前記カラーフィルタ層より下方に形成された下地層と、
前記下地層に起因して生じる各画素間の光学的非対称性を光学的対称性にするための調整手段とを有し、
前記調整手段が、各画素に対応する導波路で構成され、
前記導波路の上方に前記カラーフィルタ層が形成され、
前記画素部が、複数の画素を１つの所要の画素トランジスタで共有する単位画素群が複数配列された画素部であり、
前記非対称の下地層が、前記導波路より下方の画素トランジスタのゲート電極及び配線を含む下地層であり、
前記調整手段の位置ずれの調整方向及び調整量が、前記画素部の全域で同じであり、
前記画素部全域で前記導波路が等間隔に配置された状態を基準にして、前記単位画素群内、もしくは隣接する複数の単位画素群内で少なくとも特定画素の前記導波路が前記基準の位置からずれて配置される
固体撮像装置。
【請求項２】
前記単位画素群内、もしくは隣接する複数の単位画素群内の同色画素の感度差が同等になるように、前記同色画素の導波路のうち、少なくとも第１の同色画素の導波路が、該導波路に近接する共有の画素トランジスタのゲート電極から離れる方向にずれて配置される
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記単位画素群内、もしくは隣接する複数の単位画素群内の同色画素の感度差が同等になるように、前記同色画素の導波路のうち、第２の同色画素の導波路が、共有の画素トランジスタのゲート電極に近づく方向にずれて配置される
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記単位画素群内、もしくは隣接する複数の単位画素群内の画素数が４画素ある
請求項２または３記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記導波路は、入射端から出射端に向かって断面積が一定の柱状体に形成され、
前記画素部内で同等の波長の入射光が入射される前記光電変換部では、
前記光電変換の中心に対する前記導波路の中心の軸のずれ量が、前記画素部の中心の光電変換より外側に向かって大きくなる導波路瞳補正がなされている
請求項１乃至４のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記画素部の中心から同等の距離にある光電変換部では、
カラーフィルタ層によって分光されて前記光電変換部に入射される波長の長さが長くなるにしたがって、前記光電変換部の中心に対する前記導波路の中心軸のずれ量が大きくなる導波路瞳補正がなされている
請求項１乃至５のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記単位画素群、もしくは隣接する複数の単位画素群における各光電変換部の中心に対する前記導波路の中心軸のずれ量は、カラーフィルタ層によって分光される波長が短くなるにしたがって、前記光電変換部の中心に対する前記導波路の中心軸のずれ量が小さくなる導波路瞳補正がなされている
請求項１乃至６のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項８】
固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の光電変換部に入射光を導く光学系と、
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備え、
前記固体撮像装置は、請求項１乃至７のいずれかに記載の固体撮像装置にて構成される
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、及びこの固体撮像装置を備えたカメラ等の電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置として、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のＭＯＳ型イメージセンサに代表される増幅型固体撮像装置が知られている。また、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサに代表される電荷転送型固体撮像装置が知られている。これら固体撮像装置は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどに広く用いられている。ＭＯＳ固体撮像装置は、電源電圧が低く、低消費電力のため、カメラ付き携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などのモバイル機器に多く使用されている。
【０００３】
一般的なＭＯＳ固体撮像装置は、１つの光電変換部であるフォトダイオードと複数の画素トランジスタとを組とした単位画素を複数配列して構成される。近年、画素サイズの微細化が進み、単位画素当りの画素トランジスタ数を減らしてフォトダイオード面積を広げるために、画素トランジスタを複数の画素で共有させた単位画素群を配列してなる画素共有のＭＯＳ固体撮像装置が開発されている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
また、固体撮像装置として、入射光を各対応するフォトダイオードに導くための導波路を配置して感度特性を向上するようにした固体撮像装置も知られている（特許文献３参照）。また、固体撮像装置として、シェーディングを補正するために、オンチップレンズに対する瞳補正を行った固体撮像装置も知られている（特許文献４参照）。
【０００５】
図３８に、従来の２画素共有のＭＯＳ固体撮像装置１の例を示す。固体撮像装置１は、２つのフォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２と、２つの転送トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１２と、１つのフローティングディフージョン部ＦＤ、リセットトランジスタＴｒ２、増幅トランジスタＴｒ３により、２画素共有の単位画素群２が構成される。この例では、ベイヤ配列のカラーフィルタが用いられているので、青画素Bの横に第１緑画素Ｇｂが配列され、赤画素Ｒの横に第２緑画素Grが配列されるように、２画素共有の単位画素群２が配列される。図３８では、赤画素Ｒと第１の緑画素Ｇｂによる２画素共有の単位画素群２、及び青画素Ｂと第２の緑画素Ｇｒによる２画素共有の単位画素群２が、繰り返し配列される。
【０００６】
転送トランジスタＴｒ１、Ｔｒ１２は、それぞれポリシリコンによる転送ゲート電極３と，フォトダイオードＰＤ［ＰＤ１、ＰＤ２］と，フローティングディフージョン部ＦＤとを有して構成される。リセットトランジスタＴｒ２は、ポリシリコンによるリセットゲート電極４と、フローティングディフージョン部ＦＤと、ソース領域５を有して構成される。増幅トランジスタＴｒ３は、ポリシリコンによる増幅ゲート電極６と、ソース領域７及びドレイン領域８を有して構成される。フローティングディフージョン部ＦＤと増幅ゲート電極６とは配線９により接続される。増幅トランジスタＴｒ３のソース領域は、垂直信号線（図示せず）が接続される。
【０００７】
この固体撮像装置１では、第１の緑画素Ｇｂの転送ゲート電極３と、第２の緑画素Ｇｒの転送ゲート電極３のレイアウトが非対称であるため、このレイアウトに影響されて、第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒの感度に差が生じていた。例えば、転送ゲート電極３による下地のレイアウトの違いで、斜め入射した光の一部が、一方の緑画素の転送ゲート電極に蹴られる等して、両緑画素Ｇｂ、Ｇｒの入射光量に差が生じていた。ＭＯＳ固体撮像装置では、画素サイズの微細化とともに、両者の感度差が顕著になるため、この感度差が微細化の障害となっていた。
【０００８】
一方、図３９に示すように、２画素共有の単位画素群２を千鳥配列した固体撮像装置１１が提案されている。この固体撮像装置１１では、２画素共有の単位画素群２が千鳥配列されることで、第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒの転送ゲート電極のレイアウトが対称になり、緑画素Ｇｂ及びＧｒ間の感度差の改善を図っている。
【０００９】
第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒの感度差は、格子ノイズなどのノイズの原因にもなる他、色シェーディングの原因にもなるので、感度差がないことが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−５４２７６号公報
【特許文献２】特開２００９−１３５３１９号公報
【特許文献３】特開２００８−１６６６７７号公報
【特許文献４】特許第２６００２５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、図３９に示す固体撮像装置１１では、第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒの転送ゲート電極のレイアウトを対称に保つため、画素トランジスタやフローティングディフージョン部ＦＤのレイアウトに制約がかかる。この制約は微細化の弊害となる。例えば、上記単位画素群２は２画素共有しかできず、４画素共有のレイアウトに比べて２倍の画素トランジスタやフローティングディフージョン部が必要となり、光電変換するフォトダイオードＰＤの面積が縮小する。フォトダイオードＰＤの面積縮小は感度損失の原因になる。また、固体撮像装置１１では、緑画素Ｇｂ、Ｇｒの転送ゲート電極３のレイアウトに対して、赤画素Ｒ、青画素Ｂの転送ゲート電極３のレイアウトが非対称になるため、色シェーディングを防ぐことができない。
【００１２】
上述したように、所要の隣接する画素の境界を挟んで非対称な下地層に起因して、画素間で光学的非対称性が生じる。
【００１３】
本発明は、上述の点に鑑み、電極、配線などを含む下地層の非対称性に起因する、画素に対する光学的非対称性を改善するようにした固体撮像装置、及びこの固体撮像装置を備えたカメラ等の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】
【００１４】
本発明に係る固体撮像装置は、画素が配列された画素部と、複数画素の組内で該複数画素の組の光入射面より下方に形成されて電極及び配線を含むレイアウトが所要の隣接する画素の境界線を挟んで非対称の下地層を有する。さらに、本発明は、下地層に起因して生じる各画素間の光学的非対称性を光学的対称性にするための調整手段を有する。
【００１５】
また、本発明に係る固体撮像装置は、画素部が、複数の画素を１つの所要の画素トランジスタで共有する単位画素群が複数配列された画素部とし、非対称の下地層が、画素トランジスタのゲート電極及び配線を含む下地層とする。さらに、本発明は、画素の光電変換部の上方に形成されて入射光を分光するカラーフィルタ層と、カラーフィルタ層上のオンチップレンズとを有し、下地層がカラーフィルタ層より下方に形成され、調整手段が、各画素に対応する導波路で構成され、導波路の上方にカラーフィルタ層が形成され、非対称の下地層が、導波路より下方の画素トランジスタのゲート電極及び配線を含む下地層であり、調整手段の位置ずれの調整方向及び調整量が画素部の全域で同じであり。さらに、本発明は、画素部全域で導波路が等間隔に配置された状態を基準にして、単位画素群内、もしくは隣接する複数の単位画素群内で少なくとも特定画素の導波路が基準の位置からずれて配置される構成とする。
【００１６】
本発明の固体撮像装置では、調整手段の位置ずれの調整方向及び調整量により、入射光に対する下地層の影響が低減し、もしくは無くなり、各画素の光電変換部への入射光の入射効率が均一化される。
また、本発明の固体撮像装置では、画素部がいわゆる画素共有の単位画素群の配列で形成されるので、単位画素群内、もしくは隣接する複数の単位画素群内での、少なくとも同色画素の光電変換部に対する入射光の入射効率が均一化される。
【００１７】
本発明に係る電子機器は、固体撮像装置と、固体撮像装置の光電変換部に入射光を導く光学系と、固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路とを備える。固体撮像装置は、上記本発明による固体撮像装置で構成される。
【００１８】
本発明の電子機器では、本発明の固体撮像装置が用いられることにより、入射光に対する下地層の影響が低減し、もしくは無くなり、各画素の光電変換部への入射光の入射効率が均一化される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る固体撮像装置によれば、各光電変換部への入射光の入射効率が均一化するので、各画素の光電変換部において、光学的対称性を得ることができる。例えば画素共有の固体撮像装置であれば、非対称の下地層の影響が減り、あるいは無くなるため、同色画素の感度差が改善される。また、色シェーディングも改善することができる。
【００２０】
本発明に係る電子機器によれば、固体撮像装置における各画素の光電変換部において、光学的対称性が得られるので、電子機器の高画質化、高品質化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る固体撮像装置の画素部を示す概略構成部である。
【図２】本発明の第１実施の形態に係る固体撮像装置の要部の概略構成図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線上の概略断面図である。
【図４】図２の第１実施の形態の緑画素Ｇｂ、Ｇｒの波長対出力のグラフである。
【図５】本発明の第２実施の形態に係る固体撮像装置の要部の概略構成図である。
【図６】本発明の第３実施の形態に係る固体撮像装置の最終的な要部の概略構成図である。
【図７】第３実施の形態の導波路の移動の説明に供する固体撮像装置の要部の構成図である。
【図８】本発明の第４実施の形態に係る固体撮像装置の要部の概略構成図である。
【図９】第４実施の形態の説明に供する比較例の固体撮像装置の要部の概略構成図である。
【図１０】本発明の第５実施の形態に係る固体撮像装置の要部の概略構成図である。
【図１１】第５実施の形態の導波路瞳補正の説明に供する固体撮像装置の要部の断面図である。
【図１２】Ａ，Ｂ  第５実施の形態の導波路瞳補正の説明に供する固体撮像装置の要部の断面図である。
【図１３】Ａ，Ｂ  第５実施の形態の導波路瞳補正の説明に供する固体撮像装置の要部の平面図である。
【図１４】第５実施の形態の導波路瞳補正の説明に供する固体撮像装置の画素部の平面図である。
【図１５】本発明の第６実施の形態に係る固体撮像装置の要部の概略構成図である。
【図１６】第６実施の形態の説明に供する比較例の固体撮像装置の要部の概略構成図である。
【図１７】本発明の第７実施の形態に係る固体撮像装置の要部の概略構成図である。
【図１８】図１７のＡ−Ａ線上及びＢ−Ｂ線上の概略断面図である。
【図１９】第７実施の形態の説明に供する比較例の固体撮像装置の要部の概略構成図である。
【図２０】図１９のＡ−Ａ線上及びＢ−Ｂ線上の概略断面図である。
【図２１】本発明の第８実施の形態に係る固体撮像装置の要部の概略構成図である。
【図２２】図２１のＡ−Ａ線上及びＢ−Ｂ線上の概略断面図である。
【図２３】第８実施の形態の説明に供する比較例の固体撮像装置の要部の概略構成図である。
【図２４】図２３のＡ−Ａ線上及びＢ−Ｂ線上の概略断面図である。
【図２５】本発明の第９実施の形態に係る固体撮像装置の要部の概略構成図である。
【図２６】Ａ，Ｂ  図２５のＡ−Ａ線上の概略断面図、Ｂ−Ｂ線上の概略断面図である。
【図２７】第９実施の形態に対する比較例の固体撮像装置の要部の概略構成図である。
【図２８】Ａ，Ｂ  図２７のＡ−Ａ線上の概略断面図、Ｂ−Ｂ線上の概略断面図である。
【図２９】本発明の第１０実施の形態に係る固体撮像装置の要部の概略構成図である。
【図３０】Ａ，Ｂ  図２９のＡ−Ａ線上の概略断面図、Ｂ−Ｂ線上の概略断面図である。
【図３１】第１０実施の形態に対する比較例の固体撮像装置の要部の概略構成図である。
【図３２】Ａ，Ｂ  図３１のＡ−Ａ線上の概略断面図、Ｂ−Ｂ線上の概略断面図である。
【図３３】比較例に係る固体撮像装置の要部の概略構成図である。
【図３４】図３３のＡ−Ａ線上の断面図である。
【図３５】図３３の比較例の緑画素Ｇｂ、Ｇｒの波長対出力のグラフである。
【図３６】比較例に係る固体撮像装置の要部の概略構成図である。
【図３７】本発明の第１２実施の形態に係る電子機器の概略構成図である。
【図３８】従来の２画素共有の固体撮像装置の一例を示す要部の概略構成図である。
【図３９】従来の２画素共有の固体撮像装置の他の例を示す要部の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１実施の形態（固体撮像装置の構成例）
２．第２実施の形態（固体撮像装置の構成例）
３．第３実施の形態（固体撮像装置の構成例）
４．第４実施の形態（固体撮像装置の構成例）
５．第５実施の形態（固体撮像装置の構成例）
６．第６実施の形態（固体撮像装置の構成例）
７．第７実施の形態（固体撮像装置の構成例）
８．第８実施の形態（固体撮像装置の構成例）
９．第９実施の形態（固体撮像装置の構成例）
１０．第１０実施の形態（固体撮像装置の構成例）
１１．第１１実施の形態（固体撮像装置の構成例）
１２．第１２実施の形態（電子機器の構成例）
【００２３】
＜１．第１実施の形態＞
［固体撮像装置の構成例］
図１〜図３に、本発明に係る固体撮像装置の第１実施の形態を示す。本実施の形態の固体撮像装置は、４画素共有のＭＯＳ固体撮像装置に適用した場合である。図１は４画素共有の単位画素群が複数２次元に配列された画素部の平面図、図２Ａ及びＢは画素部の画角中心及び画角端の単位画素群の平面図、図３は図２ＡのＡ−Ａ線上の断面図である。
【００２４】
先ず、第１実施の形態の理解を容易にするために、図３３〜図３４を用いて改善前の比較例について説明する。この比較例は、４画素共有のＭＯＳ固体撮像装置である。比較例のＭＯＳ固体撮像装置１３は、複数の画素に１つ画素トランジスタ部を共有した単位画素群を複数配列して画素部が構成される。すなわち、ＭＯＳ固体撮像装置１３は、４つの光電変換部となるフォトダイオードＰＤを１つの画素トランジスタ部で共有する４画素共有の単位画素群１４を有して成る。単位画素群１４は、より詳しくは４つのフォトダイオードＰＤ［ＰＤ１〜ＰＤ４］と、４つの転送トランジスタＴｒ１［Ｔｒ１１〜Ｔｒ１４］と、１つのフローティングディフージョン部ＦＤを有する。さらに、１つのリセットトランジスタＴｒ２、増幅トランジスタＴｒ３、選択トランジスタＴｒ４を有して構成される。単位画素群１４の中央のフローティングディフージョン部ＦＤと各フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４との間にそれぞれポリシリコンによる転送ゲート電極１５が配置され、４つのフォトダイオードＰＤに対する４つの転送トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１４が形成される。
【００２５】
リセットトランジスタＴｒ２、増幅トランジスタＴｒ３及び選択トランジスタＴｒ４は、フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４の群の下側に、水平方向に沿って連続して配置される。リセットトランジスタＴｒ２は、拡散領域１６及び１７と、リセットゲート電極２０を有して構成される。増幅トランジスタＴｒ３は、拡散領域１７及び１８と、増幅ゲート電極２１を有して構成される。選択トランジスタＴｒ４は、拡散領域１８及び１９と、選択ゲート電極２２を有して構成される。単位画素群１４内では、ポリシリコンのゲート電極による下地層が隣接する画素の境界線を挟んで非対称にレイアウトされている。すなわち、リセットトランジスタＴｒ２、増幅トランジスタＴｒ３及び選択トランジスタＴｒ４の画素トランジスタ部が、画素Ｇｂ及びＲと、画素Ｇｒ及びＢとの境界線を挟んで非対称に配置されている。また各画素Ｇｒ、Ｒ、Ｇｂ及びＢの転送ゲート電極１５が、隣接する相互の画素Ｇｒ、Ｒ、Ｇｂ及びＢの境界線を挟んで非対称に配置されている。
【００２６】
各フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４に対応して導波路２３が形成される。この例では、ベイヤ配列のカラーフィルタが用いられ、赤画素Ｒ、第１の緑画素Ｇｂ、青画素Ｂ及び第２の緑画素Ｇｒからなる４画素共有の単位画素群１４が、繰り返し配列される。
【００２７】
図３４は、図３３の第２の緑画素Ｇｒを通るＡ−Ａ線上の断面図である。図３４に示すように、半導体基板２４の表面側には光電変換部となるフォトダイオードＰＤ４が形成され、半導体基板２４の上方に、層間絶縁膜２５を介して複数層の配線２６が形成される。フォトダイオードＰＤ４の上方には、層間絶縁膜２５に埋め込まれるように、導波路２３が形成される。導波路２３の上方には、カラーフルタ層２８が形成され、その上にオンチップレンズ２９が形成される。一方、フォトダイオードＰＤ４に近接してゲート絶縁膜２７を介して形成された増幅ゲート電極２１が形成される。
【００２８】
比較例の固体撮像装置１３では、射光Ｌが、オンチップレンズ２９、導波路２３を透過して各画素のフォトダイオードＰＤに入射される。このとき、第２の緑画素Ｇｒでは、図３３及び図３４の丸枠ｃで示すように、導波路２３を透過した入射光Ｌの一部が近接配置されているゲート長の大きい増幅ゲート電極２１に蹴られる。第１の緑画素Ｇｂでは、導波路２３を透過した入射光Ｌがリセットゲート電極２０、増幅ゲート電極２１に影響されずにフォトダイオードＰＤ１に入射される。このため、図３５の波長対出力のグラフで示すように、第２の緑画素Ｇｒの感度（曲線ｒ１参照）が第１の緑画素Ｇｂの感度（曲線ｂ１参照）より下がり、両緑画素Ｇｒ及びＧｂ間で感度差が生じる。
【００２９】
これに対し、第１実施の形態に係る固体撮像装置は、４画素共有の単位画素群内での第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒの感度差が同等となるように、感度制御を可能にした場合である。
【００３０】
第１実施の形態に係る固体撮像装置４１は、図２に示すように、複数の画素に１つ画素トランジスタ部を共有した単位画素群４１を複数配列して画素部が構成される。すなわち、固体撮像装置４１は、４つの光電変換部となるフォトダイオードＰＤを１つの画素トランジスタ部で共有する４画素共有の単位画素群４２を有して成る。単位画素群４２は、より詳しくは４つのフォトダイオードＰＤ［ＰＤ１〜ＰＤ４］と、４つの転送トランジスタＴｒ１［Ｔｒ１１〜Ｔｒ１４］と、１つのフローティングディフージョン部ＦＤを有する。さらに、１つのリセットトランジスタＴｒ２、増幅トランジスタＴｒ３、選択トランジスタＴｒ４を有して構成される。フローティングディフージョン部ＦＤは、２×２配列の４つのフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４に囲まれた中央に配置される。このフローティングディフージョン部ＦＤと各フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４との間にそれぞれポリシリコンによる転送ゲート電極４３が配置される。これにより、各フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４に対する４つの転送トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１４が形成される。
【００３１】
リセットトランジスタＴｒ２、増幅トランジスタＴｒ３、選択トランジスタＴｒ４は、４つのフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４の群の下側に、水平方向に沿って連続して配置される。リセットトランジスタＴｒ２は、拡散領域４４及び４５と、リセットゲート電極４８を有して構成される。増幅トランジスタＴｒ３は、拡散領域４５及び４６と、増幅ゲート電極４９を有して構成される。選択トランジスタＴｒ４は、拡散領域４６及び４７と、選択ゲート電極５１を有して構成される。
【００３２】
各フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４に対応して導波路５２が形成される。カラーフィルタ層５７として、本例では図３１に示すベイヤ配列のカラーフィルタ１０１が用いられている。従って、本例では、図１に示すように、赤画素Ｒ、第１の緑画素Ｇｂ、青画素Ｂ及び第２の緑画素Ｇｒからなる４画素共有の単位画素群４２が、繰り返し配列されて、画素部４０が構成される。
【００３３】
各画素Ｒ、Ｇｂ、Ｂ及びＧｒの基本的な構成は、図３に示す構成と同じである。すなわち、各画素Ｒ、Ｇｂ、Ｂ及びＧｒは、半導体基板５３の表面側に光電変換部となるフォトダイオードＰＤが形成される。半導体基板５３の上方には、フォトダイオードＰＤ上を除いて、層間絶縁膜５４を介して複数層の配線５５が配置されてなる配線層５０が形成される。フォトダイオードＰＤの上方には、層間絶縁膜５４に埋め込まれるように、入射光をフォトダイオードＰＤに導く導波路５２が形成される。層間絶縁膜５４の表面は平坦化され、平坦化した表面上に、導波路５２に対応するように入射光を分光するカラーフィルタ層５７が形成され、その上にオンチップレンズ５８が形成される。一方、各画素トランジスタのポリシリコンによるゲート電極４３，４８，４９及び５１は、ゲート絶縁膜３１を介して形成される。図３の断面図では、フォトダイオードＰＤ４に近接してゲート絶縁膜３１を介して形成された増幅ゲート電極４９が形成される。
【００３４】
各フォトダイオードＰＤに対応して形成される導波路５２は、入射端から出射端に向かって断面積が一定の柱状体で形成される。例えば、円柱、角柱、長円形（楕円柱も含む）であってもよい。導波路５２は、その径（幅）がフォトダイオードＰＤの幅、フォトダイオードＰＤに対応する配線５５の開口幅よりも小さく設定され、後述の導波路５２のずらし調整が可能となるように形成される。なお、導波路５２は、入射端から出射端に向かって断面積が小さくなるようなテーパを有する柱状体とした構成も適用可能である。
【００３５】
単位画素群４２内では、光入射面の下方の下地層が非対称に配置される。本例では導波路５２の下方に形成された転送ゲート電極４３による下地層は、隣接する相互の画素Ｇｒ、Ｒ、Ｇｂ及びＢの境界線を挟んで非対称に配置される。つまり、各画素Ｇｒ、Ｒ、Ｇｂ及びＢの転送ゲート電極４３は、単位画素群４２内で非対称にレイアウトされている。また、単位画素群４２内では、リセットトランジスタＴｒ２、増幅トランジスタＴｒ３及び選択トランジスタＴｒ４の画素トランジスタ部が、画素Ｇｂ及びＢと、画素Ｒ及びＧｒとの境界線を挟んで非対称にレイアウトされている。
【００３６】
後述の特定画素の導波路５２をずらし調整する前の状態（図３３の比較例の状態と同じ）では、導波路５２が画素部４０の全域に等間隔で配置され、各フォトダイオードＰＤと導波路５２との位置関係が画素部４０の全域において同じである。例えば、フォトダイオードＰＤの中心と導波路５２の中心軸とが多少ずれて配置される場合、あるいはフォトダイオードＰＤの中心と導波路５２の中心軸とが一致するように配置する場合がある。いずれもフォトダイオードＰＤの中心と導波路５２の位置関係が画素部４０の全域で同じ位置関係を維持している。
【００３７】
各色のカラーフィルタ層５７及びオンチップレンズ５８は、瞳補正がなされた構成、もしくは瞳補正がなされない構成とすることができる。カラーフィルタ層５７及びオンチップレンズ５８に対して瞳補正がなされる場合は、画素部４０の中心から周辺に向かってフォトダイオードＰＤの中心に対するカラーフィルタ層５７及びオンチップレンズ５８の中心のずれ量が大きくなるようになされる。
【００３８】
そして、本実施の形態においては、導波路５２を、単位画素群４２内で各フォトダイオーＰＤに対して光学的対称性を得るための調整手段として用いる。本実施の形態では、画素部４０の全域で各画素の導波路５２が等間隔に配置された状態を基準にして、第２の緑画素Ｇｒの導波路５２を、増幅ゲート電極４９より離れるように位置ずらして配置する。この場合、位置ずれの調整方向及び調整量は、第１の緑画素Ｇｂと感度が同等になるように設定される。本例では、第２の緑画素Ｇｒの導波路５２を、基準状態である当初の状態での距離ｄ１（図３３の比較例参照）より大きい距離ｄ２となるように、矢印Ｂで示すように、図において、斜め右上方向にずらす（いわゆるシフトする）。この第２の緑画素Ｇｒの導波路５２の位置ずれの調整方向（ずれ方向）及び調整量（ずれ量）は、画角中心、画角端を含む画素部全域で同じとする。他の赤画素Ｒ、青画素Ｂ、第１の緑画素Ｇｂの導波路５２の位置は当初の状態から変更していない。
【００３９】
これにより、４画素共有の単位画素群４２内で第２の緑画素Ｇｒの導波路５２は、他の第１の緑画素Ｇｂ、赤画素Ｒ及び青画素Ｂの導波路５２に対して、第１の緑画素Ｇｒと他の隣接する画素Ｇｂ、Ｒ及びＢとの境界線を挟んで非対称の位置に配置される。
【００４０】
単位画素群４２内の導波路５２の全体のレイアウトは、上記第２の緑画素の導波路５２のシフト位置を見込んで、導波路５２を形成する際の露光マスクに予め形成される。従って、この露光マスクを用いることにより、単位画素群４２内で意図的に第２の緑画素Ｇｒの導波路５２だけ他の画素Ｇｂ、Ｒ及びＢの導波路５２に比べて所要の距離及び方向にシフトした導波路レイアウトが形成される。
【００４１】
第１実施の形態に係る固体撮像装置４１によれば、第２の緑画素Ｇｒの導波路５２のみを意図的に、下地のポリシリコンによる増幅ゲート電極４９から離れるようシフトすることにより、入射光Ｌの増幅ゲート電極４９での蹴られるのを防ぐことができる。これにより、第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒ間の感度差を低減し、あるいは無くすことができ、結果として、両緑画素Ｇｂ及びＧｒに対し光学的対称性が得られる。図４の波長対出力のグラフにおける曲線ｒ２、ｂ２で示すように、第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒの感度を同等とすることができる。従って、第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒの感度差の改善により、格子ノイズなどのノイズを低減することができ、高画質の固体撮像装置を得ることができる。
【００４２】
＜２．第２実施の形態＞
［固体撮像装置の構成例］
図５に、本発明に係る固体撮像装置の第２実施の形態を示す。本実施の形態の固体撮像装置は、４画素共有のＭＯＳ固体撮像装置に適用した場合である。図５Ａ及びＢは画素部の画角中心及び画角端の単位画素群の平面図である。
【００４３】
導波路５２の調整量となるずれ量、いわゆるシフト量は、フォトダイオードＰＤに対応する配線５５の開口幅とのマージンから決まり、いくらでもシフトできるわけではない。この制限の中で、第２の緑画素Ｇｒの導波路５２のみをずらしても、第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒの感度差を緩和できない場合もある。この点を改善したのが、第２実施の形態である。
【００４４】
第２実施の形態に係る固体撮像装置６１は、第１実施の形態と同様に、第２の緑画素Ｇｒの導波路５２を増幅ゲート電極４９から所要の距離ｄ２だけ離れるように、矢印Ｂで示す斜め右上方向にシフトする。同時に、第１の緑画素Ｇｂの導波路５２をリセットゲート電極４８に所要の距離ｄ３だけ近づくように、矢印Ｃで示す斜め右上方向にシフトして構成される。単位画素群４２内の導波路５２の全体のレイアウトは、画素部４０の全域で同じである。本例では、第１の緑画素Ｇｂの導波路５２を矢印Ｃで示すように、第２の緑画素Ｇｒの導波路５２のシフト方向と同方向にシフトしている。なお、第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒのシフト方向は、これに限らず、それぞれ画素トランジスタＴｒ１２〜Ｔｒ４のレイアウトに応じて、最適な方向を選択することができる。
【００４５】
その他の構成は、第１実施の形態で説明したと同様であるので、図２に対応する部分に同一符号を付して重複説明を省略する。
【００４６】
第２実施の形態に係る固体撮像装置６１によれば、第２の緑画素Ｇｒでは、その導波路５２を下地の増幅ゲート電極４９から離して感度の向上を図り、第１の緑画素Ｇｂでは、その導波路５２を下地のリセットゲート電極４８に近づけて意図的に感度を落としている。この結果、第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒに対し光学的対称性が得られ易くなる。すなわち、第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒの感度差をより低減し、あるいは無くすことができ、両緑画素Ｇｂ及びＧｒの感度の均一化を図ることができる。この第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒの感度差の改善により、格子ノイズなどのノイズを低減することができ、高画質の固体撮像装置を得ることができる。
【００４７】
＜３．第３実施の形態＞
［固体撮像装置の構成例］
図６〜図７に、本発明に係る固体撮像装置の第３実施の形態を示す。本実施の形態の固体撮像装置は、４画素共有のＭＯＳ固体撮像装置に適用した場合である。図６は最終的な第３実施の形態の単位画素群の概略構成図である。図７Ａ及びＢは斜め入射光に対する改善策を示す画素部の画角中心及び画角端の単位画素群の概略平面図である。
【００４８】
第３実施の形態に係る固体撮像装置は、両緑画素Ｇｂ、Ｇｒの感度差の制御と共に、色シェーディングの制御を可能にしたものである。
【００４９】
先ず、第３実施の形態の理解を容易にするために、図３６の改善前の比較例について説明する。図３６の比較例は、前述の図３３の比較例と同じ構成であるので、対応する部分に同一符号を付して詳細説明を省略する。図３６Ａに示すように、画角中心では、入射光Ｌは紙面に垂直な方向から入射される（図では便宜的に入射光Ｌを上から下に向かって示す）。画素Ｒ、Ｇｒ、Ｇｂ、Ｂの各導波路２３は転送ゲート電極１５に近接して配置されているため、丸枠ｆで示すように、導波路２３を透過した入射光Ｌの一部が転送ゲート電極１５に蹴られ易くなる。一方、図３６Ｂに示すように、画角端（図は画素部の左端を例にしている）では、入射光Ｌは右から左に向かって斜めに入射される。第１の緑画素Ｇｂと赤画素Ｒへの入射光Ｌは、フォトダイオードＰＤ１及びＰＤ２が転送ゲート電極１５の陰になるので、丸枠ｇで示すように、一部が転送ゲート電極１５に蹴られる。第２の緑画素Ｇｒ及び青画素Ｂへの入射光Ｌも丸枠ｆで示すように、一部が転送ゲート電極１５で蹴られ易くなる。また、画角中心及び画角端では、第２の緑画素Ｇｒ及び青画素Ｂの導波路２３が共に増幅ゲート電極に近接しているので、丸枠ｅで示すように、入射光Ｌの一部が増幅ゲート電極２１に蹴られる。これが為に、第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒの感度差が生じると共に、色シェーディングも生じる。
【００５０】
第３実施の形態に係る固体撮像装置６３では、先ず、図７Ａの画角中心及び図７Ｂの画角端で示すように、単位画素群４２内の各画素Ｒ，Ｇｒ、Ｇｂ、Ｂの導波路５２を、矢印Ｘで示すように、それぞれ転送ゲート電極４３から離れるように水平方向にシフトする。これにより、各画素Ｒ，Ｇｒ、Ｇｂ、Ｂにおいて、斜めに入射した光Ｌ、画角中心では垂直入射光Ｌの一部が、転送ゲート電極４３に蹴られ難くなる。従って、転送ゲート電極４３における入射光Ｌの蹴られが、低減しもしくは無くなる。
【００５１】
一方、前述の第１実施の形態で説明したと同様に、第２の緑画素Ｇｒの導波路５２を増幅ゲート電極４９から離す方向にシフトすると共に、青画素Ｂの導波路５２も増幅ゲート電極５９から離す方向にシフトする。
【００５２】
従って、第３実施の形態に係る固体撮像装置６３は、総合的に図６に示すように、矢印に示す方向に所要のシフト量をもってシフトして配置される。すなわち、第２の緑画素Ｇｒの導波路５２は、転送ゲート電極４３と増幅ゲート電極４９から離れる斜め右上方向にシフト（矢印Ｙ参照）した位置に配置される。この第２の緑画素Ｇｒの導波路５２と線対称となるように、青画素Ｂの導波路５２は、斜め右下方向にシフト（矢印Ｚ参照）した位置に配置される。第１の緑画素Ｇｂ及び赤画素Ｒの導波路５２は、転送ゲート電極４３から離れる水平左方向にシフト（矢印Ｘ参照）した位置に配置される。単位画素群４２内の全体の導波路５２のレイアウトは、画素部４０の全域で同じである。
【００５３】
その他の構成は、第１実施の形態で説明したと同様であるので、図６及び図７において、図２と対応する部分に同一符号を付して重複説明を省略する。
【００５４】
第３実施の形態に係る固体撮像装置６３によれば、第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒ間の感度差を、低減しもしくは無くす等して改善することができ、格子ノイズなどのノイズを低減することができる。同時に、赤画素Ｒ及び青画素Ｂの感度も制御することができ、画素部４０内の感度のばらつきを低減し、また、色シェーディングを改善することができる。画素部４０内の感度のばらつきが低減するので、補正回路を削減でき、回路サイズの縮小が図れる。
【００５５】
＜４．第４実施の形態＞
［固体撮像装置の構成例］
図８に、本発明に係る固体撮像装置の第４実施の形態を示す。本実施の形態の固体撮像装置は、４画素共有のＭＯＳ固体撮像装置に適用した場合である。図８は、単位画素群内の第２の緑画素Ｇｒの断面図である。
【００５６】
下地層の非対称性は、ポリシリコンによるゲート電極だけでなく、配線のパターンにも起こり得る。第４実施の形態の固体撮像装置は、配線５５による下地層の非対称性に対しても光学的対象性が得られるようにしたものである。
【００５７】
先ず、第４実施の形態の理解を容易にするために、図９の改善前の比較例について説明する。図９は、４画素共有の単位画素群内の第２の緑画素Ｇｒの断面図である。比較例の固体撮像装置３３では、図９に示すように、半導体基板２４の表面側には光電変換部となるフォトダイオードＰＤ４が形成され、半導体基板２４の上方に、層間絶縁膜２５を介して複数層の配線２６が形成される。フォトダイオードＰＤ４の上方には、層間絶縁膜２５に埋め込まれるように、導波路２３が形成される。導波路２３の上方には、カラーフルタ層２８が形成され、その上にオンチップレンズ２９が形成される。本例では、導波路２３が最下層の配線２６の上方に設けられ、最下層の一部の配線２６が一部フォトダイオードＰＤ４上に張出し、単位画素群内で配線２６による下地層が非対称に形成されている。図示しないが、他の第１の緑画素Ｇｂ、赤画素Ｒ及び青画素Ｂでは、導波路２３下の最下層の配線２６がフォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２及びＰＤ３上に張出していない。
【００５８】
比較例の固体撮像装置３３では、図９の丸枠ｈで示すように、第２の緑画素Ｇｒへの入射光Ｌの一部が最下層の配線２６に蹴られて感度を落とす。これによって、第１及び第２の緑画素Ｇｂ、Ｇｒの感度差が生じる。他の色画素のフォトダイオードＰＤ上に最下層の配線２６の一部が延長し、配線２６による下地層のレイアウトが非対称の場合には、色シェーディングが生じ得る。
【００５９】
第４実施の形態に係る固体撮像装置６５は、図８に示すように、半導体基板５３の表面側には光電変換部となるフォトダイオードＰＤ４が形成され、半導体基板５３の上方に、層間絶縁膜５４を介して複数層の配線５５が形成される。配線５５は、基本的にフォトダイオードＰＤ４に対応する部分が開口されている。フォトダイオードＰＤ４の上方には、層間絶縁膜５４に埋め込まれるように、入射光をフォトダイオードＰＤに導く導波路５２が形成される。層間絶縁膜５４の表面は平坦化され、この層間絶縁膜の表面上に、カラーフルタ層５７が形成され、その上にオンチップレンズ５８が形成される。本例では、導波路５２が最下層の配線５５の上方に設けられ、最下層の一部の配線５５が一部フォトダイオードＰＤ４上に張出している。また、図示しないが、他の第１の緑画素Ｇｂ、赤画素Ｒ及び青画素Ｂでは、導波路５２下の最下層の配線５５がフォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２及びＰＤ３上に張出していない。従って、単位画素群４２内で配線５５による下地層のレイアウトは非対称に形成されている。
【００６０】
そして、本実施の形態においては、第２の緑画素Ｇｒの導波路５２が、フォトダイオードＰＤ４上に張出した配線５５から離れるようにシフトして形成される。他の画素Ｒ、Ｇｂ、Ｂの導波路５２は、フォトダイオードＰＤに対して同じ位置に配置される。第２の緑画素Ｇｒの導波路５２のみが当初の状態からシフトされるので、単位画素群４２内で第２の緑画素Ｇｒの導波路５２は、他の画素Ｇｂ、Ｒ、Ｂの導波路５２に対して、第２の緑画素Ｇｒと他の隣接する画素Ｇｂ、Ｒ、Ｂとの境界線を挟んで非対称に配置される。単位画素群４２内の全体の導波路５２のレイアウトは、画素部４０の全域で同じにする。
【００６１】
その他の４画素共有の構成は、第１実施の形態で説明したと同様であるので、重複説明を省略する。
【００６２】
第４実施の形態に係る固体撮像装置６５によれば、第２の緑画素Ｇｒの導波路５２を、フォトダイオードＰＤ４上に張出す配線５５から離れるようにシフトするので、入射光Ｌは配線５５に蹴られることなくフォトダイオードＰＤ４に入射され、感度が上がる。従って、第１及び第２の緑画素Ｇｂ、Ｇｒの感度差を低減し、もしくは無くすことができ、両緑画素Ｇｂ及びＧｒの感度の均一化を図ることができる。この第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒの感度差の改善により、格子ノイズなどのノイズを低減することができ、高画質の固体撮像装置を得ることができる。
【００６３】
なお、他の色画素のフォトダイオードＰＤ上に最下層の配線５５の一部が張出している場合には、その画素の導波路をシフトさせる。この構成により、入射光が配線５５により蹴られることがなく、色シェーディングを抑制することができる。
【００６４】
＜５．第５実施の形態＞
［固体撮像装置の構成例］
図１０に、本発明に係る固体撮像装置の第５実施の形態を示す。本実施の形態の固体撮像装置は、４画素共有のＭＯＳ固体撮像装置に適用した場合である。図１０Ａ、Ｂは最終的な第５実施の形態の画角中心の単位画素群、画角端の単位画素群の概略構成図である。
【００６５】
本実施の形態の固体撮像装置は、第１〜第４実施の形態で説明した導波路のシフトと、導波路瞳補正とを組み合わせて、緑画素Ｇｒ及びＧｂ間の感度差の改善と共に、色シェーディングの改善を図るものである。
【００６６】
先ず、図１１〜図１４を用いて、導波路瞳補正について説明する。図１１、図１４の断面図では、説明を容易にするために、画素トランジスタは省略してある。図１１Ａは画角中心の画素、図１１Ｂは画角端の画素を示す。固体撮像装置の画素は、図１１に示すように、半導体基板５３の表面側に光電変換部となるフォトダイオードＰＤが形成され、半導体基板５３の上方にフォトダイオードＰＤ上を除いて、層間絶縁膜５４を介して複数層の配線５５が形成される。フォトダイオードＰＤの上方には、層間絶縁膜５４に埋め込まれるように、入射光をフォトダイオードＰＤに導く導波路５２が形成される。層間絶縁膜５４の表面は平坦化され、平坦化した表面上に、導波路５２に対応するようにカラーフルタ層５７が形成され、その上にオンチップレンズ５８が形成される。
【００６７】
導波路５２は、フォトダイオードＰＤ上の層間絶縁膜５４に導波路孔を形成し、その導波路孔に層間絶縁膜５４よりも屈折率の高い透光性を有する材料、例えば窒化シリコン膜、ダイヤモンド膜もしくは樹脂材料を埋め込んで形成される。マイクロレンズ５８及びカラーフィルタ層５７には、斜め光に対しても効率良く集光できるように、瞳補正が加えられる。その瞳補正量は、画角中心（例えば画素部中心）より画角端に向かうに従って大きくなる。
【００６８】
画素部４０内の各フォトダイオードＰＤに対応して形成される導波路５２は、前述したと同様に、入射端から射出端に向かって断面積が一定の柱状体に形成される。例えば、円柱、角柱、長円柱（楕円柱も含む）等である。そして導波路５２は、その入射端面に入射される入射光の光束の中心ＬＣと、導波路５２の中心軸Ｃとが一致して配置される。
【００６９】
この場合、図１１Ａの画角中心の画素では、マイクロレンズ５８の中心軸方向から入射光が入射されるので、マイクロレンズ５８によって集光された入射光はカラーフィルタ層５７を透過して分光されて、導波路５２の入射端面より入射される。そして、導波路５２の中心軸Ｃに沿って導かれて射出端面より射出され、フォトダイオードＰＤの中心に照射される。すなわち、マイクロレンズ５８の中心を透過した入射光は、カラーフィルタ層５７の中心、導波路５２の中心軸Ｃに沿って透過され、フォトダイオードＰＤの中心に照射される。したがって、導波路５２の瞳補正は行っていない。
【００７０】
図１１Ｂの画角中心から外れる画素、図では画角端の画素では、上記したように、マイクロレンズ５８やカラーフィルタ層５７には、斜め光に対しても効率良く集光できるように、瞳補正が加えられる。それと共に、導波路５２は、その入射端面に入射される入射光の光束の中心ＬＣと、その中心軸Ｃとが一致するように配置される。すなわち、導波路５２に対して瞳補正がかけられる。
【００７１】
また、画素部４０内で同等の波長の入射光が入射されるフォトダイオードＰＤでは、フォトダイオードＰＤの中心に対する導波路５２の中心軸Ｃのずれ量は、画素部４０の中心のフォトダイオードＰＤより外側方向に向かって大きくなっている。すなわち、画素部４０の中心から外側方向に離れるに従い、マイクロレンズ５８して瞳補正を行っているが、それでは不十分である。そこで、入射光の同一波長の光に対して、フォトダイオードＰＤの中心に対する導波路５２の中心軸のずれ量が大きくしていくことで、マイクロレンズ５８から入射される光束の中心が導波路５２の中心軸Ｃに一致するようになる。
【００７２】
導波路５２は、その径が、導波路５２の射出端から射出される入射光がフォトダイオードＰＤの表面内に照射される大きさに形成されている。したがって、従来技術の導波路のように、フォトダイオードＰＤの表面の大きさと同等な大きさには形成されていない。また、導波路５２の径は、カラーフィルタ層５７を透過してきた入射光の導波路５２の入射端面におけるスポット径よりも大きく形成されていることが好ましい。なお、スポット径は、入射光の波長によって異なり、例えばカラーフィルタ層５７によって分光される色が赤色光、緑色光、青色光の場合、赤色光のスポット径が最も大きく、次に緑色光、青色光の順になる。よって、導波路５２の径は、各色で変えて形成するのでは、レイアウトが複雑になるので、例えば、入射光の中間の波長域である緑色光を基準に決定される。または、配線層５０の配線５５とのマージンがある場合には、赤色光を基準に決定されてもよい。
【００７３】
導波路５２の径を従来の導波路よりも小さくすることで瞳補正のマージンを拡大することができる。それとともに、導波路５２の周囲に配置されている配線５５の幅を縮小することによって、さらに導波路５２の瞳補正量のマージンを拡大することができる。
【００７４】
一方、図１２に示すように、画素部４０内で同等の波長の入射光が入射されるフォトダイオードＰＤでは、フォトダイオードＰＤの中心軸ＦＣに対する導波路５２の中心軸Ｃのずれ量が、画素部４０の中心から外側方向に向かって大きくなっているものである。言い換えれば、画素部４０の中心から同等の距離にあるフォトダイオードＰＤでは、フォトダイオードＰＤに入射される光の波長さが長くなるにしたがって、フォトダイオードＰＤの中心軸ＦＣに対する導波路５２の中心軸Ｃのずれ量が大きくなる。導波路５２の瞳補正量は「青色光（Ｂ）＜緑色光（Ｇ）＜赤色光（Ｒ）」の関係にする。勿論、平面レイアウト上、フォトダイオードＰＤより導波路５２は小さいものとする。この結果、各々の導波路５２でシェーディングを最適化することができる。
【００７５】
通常、画素の中心から外側方向に離れるに従い、マイクロレンズ５８により集光された入射光の入射角は大きくなる。そのとき、マイクロレンズ５８に対して瞳補正を行っているが、それでは不十分である。そこで、上記説明したように、入射光の同一波長の光に対して、フォトダイオードの中心に対する導波路の中心軸のずれ量を大きくしていくことで、マイクロレンズ５８から入射される光束の中心を導波路の中心に入るようになる。
【００７６】
通常、マイクロレンズ５８およびカラーフィルタ層５７は、入射光がフォトダイオードＰＤの中心軸方向に入射されるように瞳補正がかけられている。例えば、入射光の基準の波長の光（例えば、緑色光）に対して、マイクロレンズ５８およびカラーフィルタ層５７の瞳補正がなされている。この場合、図１２Ａに示すように、青色光はマイクロレンズ５８によって大きく曲げられるので、導波路５２の入射端面に入射する入射角が大きくなる。従って、マイクロレンズ５８及びカラーフィルタ層５７は瞳補正によってフォトダイオードＰＤの中心軸ＦＣより画素中心方向に大きくずらされる。しかし、この大きくずらされていても、カラーフィルタ層５７を射出した光は、導波路５２の入射端面におけるフォトダイオードＰＤの中心軸ＦＣ方向に近い位置に入射される。従って、導波路５２の入射端面に入射される入射光はほとんど導波路５２内に導かれる。この場合も、導波路５２の入射端面に入射される入射光の光束の中心軸ＬＣと導波路５２の中心軸Ｃとが一致するように、導波路５２の位置が補正される。
【００７７】
図１２Ｃに示すように、赤色光は、青色光よりマイクロレンズによって曲げられにくいので、導波路５２の入射端面に入射する入射角が青色光よりも小さくなる。また、マイクロレンズ５８及びカラーフィルタ層５７は瞳補正によってフォトダイオードＰＤの中心軸より画角中心方向に大きくずらされている。このため、カラーフィルタ層５７を射出した光は、導波路５２の入射端面におけるフォトダイオードＰＤの中心軸ＦＣから放れた位置に入射される。場合によっては導波路５２の入射端面から大部分がはみ出した状態で入射される。しかしながら、本例では、導波路５２の入射端面に入射される入射光の光束の中心軸ＬＣと導波路５２の中心軸Ｃとが一致するように、導波路５２の位置が補正される。このため、カラーフィルタ層５７を射出した入射光はほとんど導波路５２の入射端面に入射されて導波路５２内に導かれる。
【００７８】
また、図１２Ｂに示すように、緑色光は、青色光よりマイクロレンズ５８によって曲げられにくく、赤色光より曲げられやすいので、導波路５２の入射端面に入射する入射角が青色光よりも小さく、赤色光よりも大きくなる。マイクロレンズ５８及びカラーフィルタ層５８は瞳補正によってフォトダイオードＰＤの中心軸より画角中心方向にずらされるので、カラーフィルタ層５７を射出した光は、導波路５２の入射端面でフォトダイオードＰＤの中心軸ＦＣから離れた位置に入射される。しかしながら、本例では、導波路５２の入射端面に入射される入射光の光束の中心軸ＬＣと導波路５２の中心軸Ｃとが一致するように、導波路５２の位置が補正されている。このため、カラーフィルタ層５７を射出した入射光のほとんどが導波路５２の入射端面に入射されて導波路５２内に導かれる。
【００７９】
このように、各導波路５２は、各フォトダイオードＰＤの中心に対する導波路５２の中心軸Ｃのずれ量が、カラーフィルタ層５７によって分光される波長が短くなるに従って、フォトダイオードＰＤの中心に対する導波路５２の中心軸Ｃのずれ量が小さくなる。従って、各導波路５２の入射端面への入射光の波長が異なっても、その波長に対応して導波路５２が配置されているので、画素ごとに感度が異なることはなく、また色シェーディングを発生することもない。
【００８０】
図１３及び図１４に、上述の導波路に瞳補正を行った４画素共有に適用した固体撮像装置を示す。図１３Ａは、図１４に示す画素部４０の画角中心の４画素共有の単位画素群４２の導波路５２のレイアウトを示す。図１３Ｂは、図１４に示す画素部４０の右上の画角端の４画素共有の単位画素群４２の導波路５２のレイアウトを示す。画素部４０の右下、左上、左下の画角端の４画素共有の単位画素群４２の導波路５２のレイアウトは、画角中心を中心にそれぞれ図１３Ｂの導波路５２のレイアウトと対称のレイアウトになる。
【００８１】
第５実施の形態に係る固体撮像装置６７は、図１１〜図１４に示した瞳補正された導波路５２のレイアウトに、さらに第１実施の形態で示す第２の緑画素Ｇｒの導波路５２のみをシフトさせたレイアウトを加えて構成される。
【００８２】
第５実施の形態に係る固体撮像装置６７によれば、導波路５２に瞳補正を行った構成を有するので、色シェーディングが改善される。同時に第１及び第２の緑画素Ｇｂ、Ｇｒ間の感度差を改善することができ、高画質の固体撮像装置を得ることができる。
【００８３】
第５実施の形態では、上例の他、第２実施の形態〜第４実施の形態のいずれかと、図１１乃至図１４で説明した導波路瞳補正とを組み合わせた構成とすることもでき、同様の効果を奏する。
【００８４】
＜６．第６実施の形態＞
［固体撮像装置の構成例］
図１５に、本発明に係る固体撮像装置の第５実施の形態を示す。本実施の形態の固体撮像装置は、２画素共有のＭＯＳ固体撮像装置に適用した場合である。
【００８５】
先ず、第６実施の形態の理解を容易にするために、図１６を用いて改善前の２画素共有の固体撮像装置３４の比較例について説明する。固体撮像装置３４は、導波路１１を有する構成例である。固体撮像装置３４は、前述の図３８の固体撮像装置１の各画素に導波路１１を追加して構成される。他の構成は図３８で説明したと同様であるので、図１６において図３８と対応する部分に同一符号を付して重複説明を省略する。この固体撮像装置３４では、２画素共有の単位画素群１４内で転送ゲート電極３が隣接する画素の境界線に対して非対称にレイアウトされている。すなわち、画素Ｂ及びＧｒの転送ゲート電極３が両画素Ｂ及びＧｒの境界線に対して非対称に配置され、画素Ｇｂ及びＲの転送ゲート電極３が両画素Ｇｂ及びＲの境界線に対して非対称に配置される。ベイヤ配列の赤画素Ｒ、第１及び第２の緑画素Ｇｂ、Ｇｒ及び青画素Ｇｂの４つの画素の組を見ると、転送ゲート電極３による下地レイアウトが非対称であるため、緑画素Ｇｂ、Ｇｒの感度差や、色シェーディングが発生する。
【００８６】
第６実施の形態に係る固体撮像装置６９は、図１５に示すように、２画素共有の単位画素群７１を繰り返し２次元配列して画素部が構成される。２画素共有の単位画素群７１は、２つのフォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２と、２つの転送トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１２と、１つのフローティングディフージョン部ＦＤ、リセットトランジスタＴｒ２、増幅トランジスタＴｒ３により構成される。各フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２に対応して導波路７８は配置される。本例では、ベイヤ配列のカラーフィルタが用いられているので、赤画素Ｒと第１の緑画素Ｇｂによる２画素共有の単位画素群７１、及び青画素Ｂと第２の緑画素Ｇｒによる２画素共有の単位画素群７１が、繰り返し配列される。隣接する２組の２画素共有の単位画素群７１で、１組の４画素Ｇｒ，Ｒ，Ｇｂ、Ｂが構成される。
【００８７】
転送トランジスタＴｒ１、Ｔｒ１２は、それぞれポリシリコンによる転送ゲート電極７０と，フォトダイオードＰＤ［ＰＤ１、ＰＤ２］と，フローティングディフージョン部ＦＤとを有して構成される。リセットトランジスタＴｒ２は、ポリシリコンによるリセットゲート電極７２と、フローティングディフージョン部ＦＤと、ソース領域７３を有して構成される。増幅トランジスタＴｒ３は、ポリシリコンによる増幅ゲート電極７４と、ソース領域７５及びドレイン領域７６を有して構成される。フローティングディフージョン部ＦＤと増幅ゲート電極７４とは配線７７により接続される。増幅トランジスタＴｒ３のソース領域は、垂直信号線（図示せず）が接続される。
【００８８】
本実施の形態においては、レイアウトが非対称の下地層、この例ではポリシリコンの転送ゲート電極７０による下地層の影響を受け難い方向に、各画素Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒ及びＢの導波路７８をシフトさせて構成される。本例では、第１の緑画素Ｇｂ及び青画素Ｂの導波路７８が図において水平右方向にシフトし、第２の緑画素Ｇｒ及び赤画素Ｒの導波路７８が図において垂直下方向にシフトされる。本例のシフト方向は一例に過ぎず、下地層の非対称性に応じて種々のシフト方向が選択される。第１〜第５実施の形態の構成も選択できる。４つの画素Ｒ、Ｇｂ、Ｇｒ及びＢを組として見たとき、各組内の全体の導波路７８のレイアウトは、画素部の全域で同じである。
【００８９】
第６実施の形態に係る固体撮像装置６９によれば、２画素共有において、各画素の導波路７８を入射光が影響を受ける転送ゲート電極７０から離して配置されるので、両緑画素Ｇｂ，Ｇｒ間の感度差や色シェーディングを改善することができる。各画素に対して光学的対称性が得られ、高画質化された固体撮像装置を提供することができる。
【００９０】
＜７．第７実施の形態＞
［固体撮像装置の構成例］
図１７〜図１８に、本発明に係る固体撮像装置の第７実施の形態を示す。本実施の形態の固体撮像装置は、４画素共有のＭＯＳ固体撮像装置に適用した場合である。図１８Ａは図１７のＡ−Ａ線上の概略断面図、図１８Ｂは図１７のＢ−Ｂ線上の概略断面図である。本実施の形態は、調整手段として導波路を用いずに、配線を用いて光学的対称性を得るための光量調整を行う構成とした場合である。
【００９１】
先ず、第７実施の形態を理解するために、図１９〜図２０を用いて改善前の４画素共有の固体撮像装置３５の比較例について説明する。比較例の固体撮像装置３５は、単位画素群１４において、フォトダイオードＰＤ［ＰＤ１〜ＰＤ４］の上方に導波路を有しておらず、導波路を除いた以外は、前述の図３３の構成と同じである。図１９の平面図では、配線２６を付加しており、この配線２６はフォトダイオードＰＤ上に重なることなく配置される。図１９及び図２０において、図３３及び図３４と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００９２】
比較例の固体撮像装置３５の単位画素群１４では、図２０Ａの断面図に示すように、第２の緑画素Ｇｒに入射した入射光の一部がフォトダイオードＰＤ４に近接配置された下地層となる増幅ゲート電極２１に蹴られる。一方、図２０Ｂの断面図に示すように、第１の緑画素Ｇｂに入射した入射光は、下地層となるゲート電極に蹴られることなく、フォトダイオードＰＤ１へ入射される。青画素Ｂに入射される入射光も同様に増幅ゲート電極２１に蹴られ、第１の緑画素Ｇｂに入射される入射光はゲート電極に蹴られない。従って、両緑画素ＧｒとＧｂでは入射光量に差が生じ、感度差が生じる。また、各画素Ｇｒ、Ｂと、画素Ｇｂ、Ｒとの入射光量に差が生じ、光学的非対称性が生じる。
【００９３】
第７実施の形態に係る固体撮像装置８１は、図１７及び図１８に示すように、４画素共有の単位画素群４２において、導波路及び配線を除いた他の構成が前述の第１実施の形態の図２及び図３と同様に構成される。すなわち、  第７実施の形態に係る固体撮像装置８１は、図１７に示すように、画素として、４つの光電変換部となるフォトダイオードＰＤを１つの画素トランジスタ部で共有する４画素共有の単位画素群４２を有して成る。単位画素群４２は、より詳しくは４つのフォトダイオードＰＤ［ＰＤ１〜ＰＤ４］と、４つの転送トランジスタＴｒ１［Ｔｒ１１〜Ｔｒ１４］と、１つのフローティングディフージョン部ＦＤを有する。さらに、１つのリセットトランジスタＴｒ２、増幅トランジスタＴｒ３、選択トランジスタＴｒ４を有して構成される。各画素のフォトダイオードＰＤの上方には、導波路を形成しない。
【００９４】
フローティングディフージョン部ＦＤは、２×２配列の４つのフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４に囲まれた中央に配置される。このフローティングディフージョン部ＦＤと各フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４との間にそれぞれポリシリコンによる転送ゲート電極４３が配置される。これにより、各フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４に対する４つの転送トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１４が形成される。リセットトランジスタＴｒ２、増幅トランジスタＴｒ３、選択トランジスタＴｒ４は、４つのフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４の群の下側に、水平方向に沿って連続して配置される。
【００９５】
各画素Ｒ、Ｇｒ、Ｇｂ及びＢは、図１８に示すと同様に半導体基板５３の表面に光電変換部となるフォトダイオードＰＤが形成され、半導体基板５３上に層間絶縁膜５４を介して複数層の配線５５を形成した配線層５０が形成される。さらに配線層５０上にカラーフィルタ層５７及びオンチップレンズ５８が積層形成される。
【００９６】
本実施の形態は、光学的対称性を得るための調整手段に配線５５を用いている。本実施の形態では、下地層である増幅ゲート電極の影響を受けない第１の緑画素Ｇｂ及び赤画素ＲのフォトダイオードＰＤ１及びＰＤ２の一部を上層の配線５５から一部張出した張出し部５５ａにて遮光する。張出し部５５ａによる入射光量の調整量、すなわちフォトダイオードＰＤ１及びＰＤ２の夫々に重なる張出し量は、フォトダイオードＰＤ１及びＰＤ２への入射光量が、他のフォトダイオードＰＤ３及びＰＤ４への入射光量と同等になるように設定される。この配線５５の張出し部５５ａのレイアウトは、画素部４０の全域の単位画素群４２において同じである。
【００９７】
その他の構成については、図２及び図３で説明したと同様である。図１７及び図１８において、図２及び図３と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００９８】
第７実施の形態に係る固体撮像装置８１によれば、増幅ゲート電極４９の影響を受けない画素、この例では第１の緑画素Ｇｂ及び赤画素Ｒに対し、配線５５の張出し部５５ａの張出し量を調整することにより、入射光量を調整することができる。これにより、第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒ間の感度差を低減し、あるいは無くすことができる。また、各画素Ｒ、Ｇｒ、Ｇｂ及びＢに対する入射光量を同等にすることができる。色シェーディングの改善も図れる。従って、光学的対称性を得ることができ、高画質化された固体撮像装置を提供できる。
【００９９】
＜８．第８実施の形態＞
［固体撮像装置の構成例］
図２１〜図２２に、本発明に係る固体撮像装置の第８実施の形態を示す。本実施の形態の固体撮像装置は、４画素共有のＭＯＳ固体撮像装置に適用した場合である。本実施の形態は、導波路のない構成であり、調整手段としてポリシリコンによるダミー電極を用いて光量調整を行い、光学的対称性を得るようにした場合である。
【０１００】
先ず、第８実施の形態を理解するために、図２３〜図２４を用いて改善前の４画素共有であって、導波路を有しない固体撮像装置３６の比較例について説明する。比較例に係る固体撮像装置３６は、単位画素群１４において、フォトダイオードＰＤ［ＰＤ１〜ＰＤ４］の上方に導波路を有しておらず、導波路及び配線のレイアウトを除いた以外は、前述の図１９及び図２０の構成と同じである。この固体撮像装置３６では、配線２６のレイアウトが非対称である。本例では、単位画素群１４において、配線２６が青画素Ｂ及び第２の緑画素Ｇｒの一部に重なるように形成される。図２３及び図２４において、図１９及び図２０と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【０１０１】
比較例の固体撮像装置３６で示すように、配線２６の非対称性が避けられない場合、青画素Ｂ及び第２の緑画素Ｇｒに入射される入射光の一部が配線２６に蹴られることになり、画素間において入射光量に差が生じ、光学的対称性が得られない。
【０１０２】
第８実施の形態に係る固体撮像装置８３は、前述の第７実施の形態で説明したと同様に、フォトダイオードＰＤの上方に導波路を有しない４画素共有の単位画素群４２を配列して画素部４２が構成される。配線５５は、図２３及び図２４の比較例と同様に、レイアウトが非対称と成るように形成される。すなわち、配線５５が青画素Ｂ及び第２の緑画素Ｇｒの一部に重なるように形成される。
【０１０３】
本実施の形態は、光学的対称性を得るための調整手段として画素トランジスタのゲート電極と同時に形成されるポリシリコンによるダミー電極８４を用いている。すなわち、本実施の形態では、配線５５の影響を受けない第１の緑画素Ｇｂ及び赤画素ＲのフォトダイオードＰＤ１及びＰＤ２に近接してダミー電極８４が形成される。ダミー電極８４は、入射光の一部がダミー電極８４によって蹴られる位置に形成されるように配置される。ダミー電極８４による入射光量の調整量、即ちフォトダイオードＰＤ１及びＰＤ２に沿う長さは、フォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２への入射光量が、他の配線５５によって蹴られた後のフォトダイオードＰＤ３、ＰＤ４への入射光量と同等になるように設定される。このダミー電極８４のレイアウトは、画素部４０の全域の単位画素群４２において同じである。
【０１０４】
その他の構成については、図１７及び図１８で説明したと同様である。図２１及び図２２において、図１７及び図１８と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【０１０５】
第８実施の形態の固体撮像装置８３では、図２２Ａに示すように、第２の緑画素Ｇｒに入射される入射光Ｌの一部が張出された配線５５によって蹴られ、第２の緑画素Ｇｒへの入射光量が減る。青画素Ｂにおいても同様に、入射される入射光Ｌの一部が張出された配線５５によって蹴られ、青画素Ｂへの入射光量が減る。一方、配線５５の影響を受けない第１の緑画素Ｇｂでは、図２２Ｂに示すように、入射した入射光Ｌの一部がダミー電極８４に蹴られ、第１の緑画素Ｇｂへの入射光量が減る。これの入射光量の減る量は、ダミー電極８４の大きさを制御することにより、各画素共に同等にすることができる。
【０１０６】
第８実施の形態に係る固体撮像装置８３によれば、単位画素群４２内において、配線５５のレイアウトの非対称性が避けられない場合に、配線５５の影響を受けない画素に近接して、下地層にダミー電極８４を配置することにより、光学的対称性が得られる。すなわち、第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒ間の感度差を低減し、あるいは無くすことができる。また、各画素Ｒ、Ｇｒ、Ｇｂ及びＢに対して同等の入射光量を得ることができる。色シェーディングの改善も図れる。
【０１０７】
＜９．第９実施の形態＞
［固体撮像装置の構成例］
図２５〜図２６に、本発明に係る固体撮像装置の第９実施の形態を示す。本実施の形態の固体撮像装置は、４画素共有のＭＯＳ固体撮像装置に適用した場合である。本実施の形態は、導波路のない構成であり、調整手段としてオンチップレンズを用いて光量調整を行い、光学的対称性を得るようにしたものである。
【０１０８】
先ず、第９実施の形態を理解するために、図２７〜図２８を用いて改善前の４画素共有であって、導波路を有しない固体撮像装置３７の比較例について説明する。比較例の固体撮像装置３７は、単位画素群１４において、フォトダイオードＰＤ［ＰＤ１〜ＰＤ４］の上方に導波路を有しておらず、導波路を除いた以外は、前述の図１９の構成と同じである。図２７及び図２８において、図１９及び図２０と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【０１０９】
比較例の固体撮像装置３７の単位画素群１４では、図２８Ａの断面図に示すように、第２の緑画素Ｇｒに入射した入射光の一部がフォトダイオードＰＤ４に近接配置された下地層となる増幅ゲート電極２１に蹴られる。一方、図２８Ｂの断面図に示すように、第１の緑画素Ｇｂに入射した入射光は、下地層となるゲート電極に蹴られることなく、フォトダイオードＰＤ１へ入射される。青画素Ｂに入射される入射光も同様に増幅ゲート電極２１に蹴られ、第１の緑画素Ｇｂに入射される入射光はゲート電極に蹴られない。従って、両緑画素ＧｒとＧｂでは入射光量に差が生じ、感度差が生じる。また、各画素Ｇｒ及びＢと、画素Ｇｂ及びＲとの入射光量に差が生じ、光学的非対称性が生じる。
【０１１０】
第９実施の形態に係る固体撮像装置８５は、図２５及び図２６に示すように、フォトダイオードＰＤの上方に導波路を有しない４画素共有の単位画素群４２が構成される。この４画素共有の単位画素群４２を複数配列して画素部４０が構成される。単位画素群４２は、前述したと同様に、４つのフォトダイオードＰＤ［ＰＤ１〜ＰＤ４］と、４つの転送トランジスタＴｒ１［Ｔｒ１１〜Ｔｒ１４］と、１つのフローティングディフージョン部ＦＤを有する。さらに、１つのリセットトランジスタＴｒ２、増幅トランジスタＴｒ３、選択トランジスタＴｒ４を有して構成される。
【０１１１】
各画素Ｒ、Ｇｒ、Ｇｂ及びＢは、図２６に示すと同様に半導体基板５３の表面に光電変換部となるフォトダイオードＰＤが形成され、半導体基板５３上に層間絶縁膜５４を介して複数層の配線５５を形成した配線層５０が形成される。さらに配線層５０上にカラーフィルタ層５７及びオンチップレンズ５８が積層形成される。
【０１１２】
本実施の形態の固体撮像装置８５は、光学的対称性を得るための調整手段としてオンチップレンズ５８を用いる。本実施の形態では、下地層となる増幅ゲート電極４９の影響を受ける第２の緑画素Ｇｒ及び青画素Ｂのオンチップレンズ５８のみが、オンチップレンズ５８を透過する入射光Ｌが増幅ゲート電極に蹴られない位置にシフトされる。すなわち、第２の緑画素Ｇｒ及び青画素Ｂのオンチップレンズ５８は、集光ポイントが増幅ゲート電極４９から離れる方向にシフトされる。単位画素群４２におけるオンチップレンズ５８のレイアウトは、画素部４０の全域の単位画素群４２において同じにする。
【０１１３】
第９実施の形態では、図２６Ａに示すように、第２の緑画素Ｇｒにおいてオンチップレンズ５８が増幅ゲート電極から離れる方向にシフトされるので、入射される入射光Ｌが増幅ゲート電極４９に蹴られずにフォトダイオードＰＤ４に入射される。青画素Ｂにおいてもオンチップレンズ５８がシフトされるので、第２の緑画素Ｇｒと同様である。第１の緑画素Ｇｂでは、オンチップレンズ５８がシフトされず、入射光が下地層であるゲート電極に影響されずにフォトダイオードＰＤ１に入射される。赤画素Ｒにおいても入射光が下地層であるゲート電極に影響されずに入射されるので、第１の緑画素Ｇｂと同様である。
【０１１４】
第９実施の形態に係る固体撮像装置８５によれば、画素Ｇｒ、Ｂのオンチップレンズ５８をシフトさせることにより光量調整がなされるので、前述と同様に第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒの感度差を同等にすることができる。また、各画素Ｒ、Ｇｒ、Ｇｂ及びＢに対して同等の入射光量を得ることができる。色シェーディングの改善も図れる。従って、光学的対称性を得ることができる。
【０１１５】
＜１０．第１０実施の形態＞
［固体撮像装置の構成例］
図２９〜図３０に、本発明に係る固体撮像装置の第１０実施の形態を示す。本実施の形態の固体撮像装置は、４画素共有のＭＯＳ固体撮像装置に適用した場合である。本実施の形態は、第９実施の形態に示す光量調整でも感度差が十分出ない場合の更なる改善策である。
【０１１６】
第１０実施の形態に係る固体撮像装置８７は、４画素共有の単位画素群４２において、第２の緑画素Ｇｒ及び青画素Ｂのオンチップレンズ５８を下地層の増幅ゲート電極４９から離れる方向にシフトさせる。同時に、第１の緑画素Ｇｂ及び赤画素Ｒのオンチップレンズ５８を下地層の配線５５に近づける方向にシフトさせる。
【０１１７】
第１０実施の形態に係る固体撮像素子８７によれば、第２の緑画素Ｇｒ及び青画素Ｂでは、オンチップレンズ５８を増幅ゲート電極４９から離し、集光ポイントを移動するので、入射光量の損失が回避され感度が向上する。一方、第１の緑画素Ｇｂ及び赤画素Ｒでは、オンチップレンズ５８を配線５５に近づけ、配線５５により入射光量を減らすように調整するので、感度が低減する。結果として総合的に第１及び第２の緑画素Ｇｂ及びＧｒの感度差を同等にすることができる。また、各画素Ｒ、Ｇｒ、Ｇｂ及びＢに対して同等の入射光量を得ることができる。色シェーディングの改善も図れる。従って、光学的対称性を得ることができる。
【０１１８】
＜１１．第１１実施の形態＞
［固体撮像装置の構成例］
本発明に係る固体撮像装置は、図示しないが、前述の第１〜第１０実施の形態で説明した光学的対称性を得るための構成を、ＣＣＤ固体撮像装置に適用することもできる。ＣＣＤ固体撮像装置に適用した場合にも、前述と同様の光量調整ができ、各画素に対し光学的対称性が得られるものである。
【０１１９】
上例では、本発明を２画素共有、４画素共有の固体撮像装置に適用したが、その他の複数画素共有の固体撮像装置にも適用することができる。
【０１２０】
上例では、図３１のベイヤ配列のカラーフィルタ１０１を備えた固体撮像装置に適用したが、その他、図３２の斜め配列としたハニカム配列のカラーフィルタ１０２を備えた固体撮像装置に適用することもできる。
【０１２１】
上例では、本発明をカラー固体撮像装置に適用した場合であるが、その他、監視カメラ等に使用されるモノクロ等の単色固体撮像装置に適用することも可能である。この場合も導波路、配線、ダミー電極、オンチップレンズ等を補正手段として用いることができる。
【０１２２】
＜１２．第１２実施の形態＞
［電子機器の構成例］
上述の本発明に係る固体撮像装置は、例えばデジタルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話、あるいは撮像機能を備えた他の機器、などの電子機器に適用することができる。
【０１２３】
図３７に、本発明に係る電子機器の一例としてカメラに適用した第１２実施の形態を示す。本実施の形態に係るカメラは、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。本実施も形態のカメラ９１は、固体撮像装置９２と、固体撮像装置９２の受光センサ部に入射光を導く光学系９３と、シャッタ装置９４を有する。さらに、カメラ９１は、固体撮像装置９２を駆動する駆動回路９５と、固体撮像装置９２の出力信号を処理する信号処理回路９６とを有する。
【０１２４】
固体撮像装置９２は、上述した各実施の形態の固体撮像装置のいずれかが適用される。光学系（光学レンズ）９３は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置９２の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像装置９２内に、一定期間信号電荷が蓄積される。光学系９３は、複数の光学レンズから構成された光学レンズ系としてもよい。シャッタ装置９４は、固体撮像装置９２への光照射期間及び遮光期間を制御する。駆動回路９５は、固体撮像装置９２の転送動作及びシャッタ装置９４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９５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９２の信号転送を行う。信号処理回路９６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。
【０１２５】
第１２実施の形態に係るカメラなどの電子機器によれば、固体撮像装置９２において緑画素Ｇｂ、Ｇｒの感度を同等にする等、光学的対称性を得ることができ、高画質化が図られ、信頼性の高い電子機器を提供することができる。
【符号の説明】
【０１２６】
４０・・画素部、４１・・固体撮像装置、４２・・単位画素群、ＰＤ［ＰＤ１〜ＰＤ４］・・光電変換部、Ｔｒ１１〜Ｔｒ１４、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４・・画素トランジスタ、４３・・転送ゲート電極、４８・・リセットゲート電極、４９・・増幅ゲート電極、５１・・選択ゲート電極、５２・・導波路、５４・・層間絶縁膜、５５・・配線、５５ａ・・張出し部、５０・・配線層、５７・・カラーフィルタ層、５８・・オンチップレンズ、Ｌ・・入射光
【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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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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