(57)【要約】【課題】  カラーフィルタの形成を省略することができるとともに、小型化及び高画素化を容易に行うことができる固体撮像装置を提供する。【解決手段】  半導体基板１０１のウエル領域１０２に形成された光電変換を行うのフォトダイオード部１０３ａと、フォトダイオード部１０３ｂとを、検出対象と波長帯域に応じて、異なる深さに形成する。フォトダイオード部１０３ａとフォトダイオード部１０３ｂは形成深さに応じた波長帯域の信号電荷を生成するため、任意の画素配列を行うことで、従来必要であったカラーフィルタを形成することなしに、カラーフィルタを形成したときと同様の構成を実現することができる。【選択図】  図１
2006073731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に形成され、光電変換により信号電荷を生成する複数のフォトダイオード部を有する固体撮像装置において、
前記各フォトダイオード部が、検出対象となる波長帯域ごとに前記半導体基板の表面から異なる深さで、かつ、深さ方向で互いに重なることなく形成されたことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記異なる深さに形成された各フォトダイオード部の不純物濃度が、各フォトダイオード部の形成深さごとに相対的に異なる請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記フォトダイオード部ごとに、当該フォトダイオード部と所定の間隔をおいて隣接する位置に、前記半導体基板の表面から所定の深さにわたって形成された、当該フォトダイオード部と同一導電型の電荷転送部と、
前記フォトダイオード部で生成された信号電荷を当該フォトダイオード部に対応する電荷転送部に読み出すための電圧が印加される電極と、
を備えた請求項１または２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記フォトダイオード部の前記電荷転送部側の端部から半導体基板の表面方向に、当該フォトダイオード部と同一導電型の電荷引出部を備えた請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記電極が、前記電荷転送部と当該電荷転送部に対応するフォトダイオード部の電荷転送部側の端部に渡って前記半導体基板の表面に形成された請求項３または４に記載の固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は小型化および高画素化に好適なカラー固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から半導体基板の上面にカラーフィルタを装着した固体撮像装置が製造されている。この従来の固体撮像装置２００は、例えば、図４の断面図に示すように、Ｎ型の半導体基板２０１の表面部に形成されたＰ型のウエル領域２０２と、Ｐ型ウェル領域２０２に形成され、半導体基板２０１の表面からの入射光の光電変換を行う複数のＮ型のフォトダイオード部２０３と、所定の間隔をおいて各フォトダイオード部２０３に隣接して形成され、各フォトダイオード部２０３において光電変換により生成された信号電荷をフォトダイオード部２０３ごとに読み出すとともに、固体撮像装置２００の外部へ転送するＮ型の電荷転送部２０４とを備えている。
【０００３】
上記フォトダイオード部２０３の基板表面側には、Ｐ型ウエル領域２０２より相対的にかなり高いＰ型不純物濃度を有する正孔蓄積層２０５が形成されており、フォトダイオード部２０３で光電変換により生成された正孔電子対のうち、本構成の固体撮像装置２００において信号電荷として寄与しない正孔が蓄積されるようになっている。
【０００４】
また、半導体基板２０１の表面にはゲート酸化膜２０６が設けられ、ゲート酸化膜２０６の上面には、電荷転送部２０４の上方、及び、電荷転送部２０４とフォトダイオード部２０３との間のＰ型ウェル領域２０２の上方を覆う位置に、フォトダイオード部２０３から電荷転送部２０４への信号電荷の読み出し、並びに、信号電荷の外部への転送を制御するゲート電極２０７が設けられる。そして、ゲート電極２０７の上面には、ゲート電極２０７を被覆する絶縁膜２０８、及び、電荷転送部２０４に光が入射することを防止する遮光膜２０９が順に設けられている。
【０００５】
さらに、上述の半導体基板２０１の上面には、ゲート電極２０７及び遮光膜２０９の形成に伴って生じた段差を埋めて表面を平坦化する平坦化膜２１０が設けられ、この平坦化膜２１０の上面に各フォトダイオード部２０３への入射光を所定の波長帯域に分光するカラーフィルタ２１１が設けられる。さらに、カラーフィルタ２１１の上面には、入射光を各フォトダイオード部２０３に集光するマイクロレンズ２１２が、各フォトダイオード部２０３に対応する位置に設けられている。
【０００６】
上記構成において、マイクロレンズ２１２で集光され、カラーフィルタ２１１を透過して所定の波長帯域に分光された光は、平坦化膜２１０及びゲート酸化膜２０６を透過して半導体基板２０１に入射する。そして、半導体基板２０１に入射した光はフォトダイオード部２０３において光電変換され、その光量に応じた信号電荷が生成される。
【０００７】
上記のようにして生成された信号電荷は、ゲート電極２０７の電位を変化させて電荷転送部２０４のポテンシャルをフォトダイオード部２０３に対して深くすることによって、フォトダイオード部２０３から電荷転送部２０４に読み出される。そして、各フォトダイオード部から信号電荷を読み出した各電荷転送部２０４のゲート電極２０７に対して順にクロック信号を印加することで、図４において、紙面に垂直方向に信号電荷が転送され、信号出力として外部回路に取り出される。
【０００８】
以上のようにして外部回路に取り出された各分光波長帯域に対応する信号出力を合成することで、カラー画像を得ることができる。なお、上記カラーフィルタ２１１には、レッド・グリーン・ブルーの３色をそれぞれ透過させる原色フィルタや、シアン・マゼンタ・イエロー・グリーンの４色をそれぞれ透過させる補色フィルタ等が用いられ、各色に対応するフィルタを搭載した各フォトダイオード部２０３の配列方式を最適化することで、色再現性や解像度の向上が図られている。
【０００９】
なお、上述の先行技術は文献公知発明に係るものではないため、記載すべき先行技術文献情報はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上のような固体撮像装置２００は、現在のところ、電荷転送部２０４とフォトダイオード部２０３とで構成される１画素分の領域が、半導体基板２０１の上面からみて２μｍ×２μｍ程度のサイズで構成されているが、固体撮像装置２００には更なる小型化や高画素化が求められており、各画素のサイズを小さくすることが必要とされている。
【００１１】
しかしながら、画素サイズを小さくすると、フォトダイオード部２０３の入射口面積の減少に伴って入射光が減少するため、出力信号の信号レベルが低下するという問題が生じる。
【００１２】
この対策として、マイクロレンズ２１２に入射してから、フォトダイオード部２０３に到達するまでの間の光の損失を低減することが考えられる。例えば、カラーフィルタ２１１を薄膜化してマイクロレンズ２１２と半導体基板２０１の表面との距離を短くすることで、入射光の損失を低減することができるが、このように薄膜化したカラーフィルタ２１１の分光特性は薄膜化前の分光特性と異なってしてしまうため、所望の波長帯域に対応する出力信号が得られなくなるという問題がある。
【００１３】
また、カラーフィルタ２１１を薄膜化することなく、カラーフィルタ２１１で分光する特定波長帯域の光の透過率を向上させる方法も考えられるが、カラーフィルタ２１１の構成材料の選定が困難である。
【００１４】
一方、各画素のサイズが小さくなると、各フォトダイオード部２０３の上方に、検出対象の波長帯域に応じた色のカラーフィルタ２１１を正確に形成するための高い加工精度が必要となる。しかしながら、カラーフィルタ２１１は、例えば、所望の波長帯域外の光を吸収する材料を含有する透過膜を各フォトダイオード部に対応する位置に成膜することで形成されるが、上述のように、カラーフィルタ２１１は、μｍオーダの膜厚を有する平坦化膜２１０上に形成されるため、この平坦化膜２１０を介して半導体基板２０１と高精度のアライメントを行うことが困難であり、加工精度の向上に限界があった。
【００１５】
以上のように、従来の技術において、入射光に対応する出力信号を低下させることなく、固体撮像装置の小型化および高画素化を行おうとしても、所望の色再現性や解像度を得ることは困難であった。
【００１６】
本発明は、上記従来の事情に基づいて提案されたものであって、カラーフィルタの形成を省略することができるとともに、小型化及び高画素化を容易に行うことができる固体撮像装置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】
【００１７】
本発明は、上記目的を達成するために以下の手段を採用している。すなわち、本発明は、半導体基板に形成された光電変換により信号電荷を生成する複数のフォトダイオード部を有する固体撮像装置を前提とし、前記各フォトダイオード部が、検出対象となる波長帯域ごとに半導体基板の表面から異なる深さで、かつ、深さ方向で互いに重なることなく形成された構成を採用する。
【００１８】
本発明に係る固体撮像装置によれば、各フォトダイオード部は、半導体基板に入射した光の中から、その形成深さに対応する波長領域の光量に応じた信号電荷を生成することが可能となる。このため、従来必要であったカラーフィルタを形成することなしに、入射光の分光を行うことができ、色再現性や解像度を低下させることなく、固体撮像装置の小型化や高画素化を容易に行うことができる。
【００１９】
なお、前記異なる深さに形成された各フォトダイオード部の不純物濃度は、各フォトダイオード部の形成深さごとに相対的に異なることが好ましい。例えば、半導体基板の浅い位置に形成されたフォトダイオード部の不純物濃度を、深い位置に形成されたフォトダイオード部の不純物濃度に比べて相対的に高くすることで、深さ方向に同一の厚さを有する各フォトダイオード部を安定して形成することができる。
【００２０】
また、上記固体撮像装置は電荷転送部と当該電荷転送部への信号電荷の読み出しを制御する電極を備える。上記電荷転送部は、各フォトダイオード部と所定の間隔をおいて隣接する位置に、それぞれ半導体基板の表面から所定の深さにわたって形成されている。そして、上記電極に電圧が印加されたとき、フォトダイオード部で生成された信号電荷は、電荷転送部に読み出される。
【００２１】
このとき、上記電荷転送部の下端より深い位置にあるフォトダイオード部から半導体基板の表面方向に、当該フォトダイオード部と同一導電型の電荷引出部を備えることが好ましい。これにより、電荷転送部の下端より深い位置に形成されたフォトダイオード部からの信号電荷の取り出す際に、上記電極に印加する電圧を小さくすることができる
なお、上記電極は、電荷転送部と当該電荷転送部に対応するフォトダイオード部の電荷転送部側の端部に渡って半導体基板の表面に形成すればよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る固体撮像装置によれば、各フォトダイオード部は、半導体基板に入射した光の中からその形成深さに対応する波長帯域の光量に応じた信号電荷を生成できるため、例えば、赤、緑、青のそれぞれに対応する波長帯域に分光された信号電荷を生成することができる。
【００２３】
このため、従来、各フォトダイオード部に設けていたカラーフィルタの省略して、カラーフィルタによる入射光の損失をなくすことができるとともに、マイクロレンズとフォトダイオード部の距離を短くすることができる。すなわち、各フォトダイオード部への入射光の集光率を向上させることができる。
【００２４】
また、加工精度の向上を阻害する原因の１つであった各フォトダイオード部の上方にカラーフィルタを形成する工程は、ウエハプロセスに置換されることになる。このため、結果として、固定撮像装置の加工精度が向上し、加工工数も減少させることができる。
【００２５】
さらにいえば、上述の効果により、色再現性や解像度を低下させることなく、固定撮像装置の小型化および高画素化を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態に係る固体撮像装置について図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る固体撮像装置の２個の画素に対応する領域を示す断面図である。
【００２７】
図１に示すように、本発明に係る固定撮像装置１００は、従来の固体撮像装置２００と同様、Ｎ型半導体基板１０１の表面部に、１０15〜１０16／ｃｍ3オーダの不純物濃度を有するＰ型のウエル領域１０２がイオン注入や熱拡散によって形成され、当該Ｐ型ウエル領域１０２の内部に、Ｎ型の複数のフォトダイオード部１０３（１０３ａ、１０３ｂ）が形成される。また、各フォトダイオード部１０３に隣接する位置には、当該フォトダイオード部と所定の間隔をおいて、各フォトダイオード部１０３に対応するＮ型の電荷転送部１０４が半導体基板１０１の表面から所定の深さにわたって形成されている。ここで、所定の深さとは、Ｐ型ウエル領域１０２の内部に位置する深さであればよい。
【００２８】
各フォトダイオード部１０３の上方には、半導体基板１０１の表面からフォトダイオード部の上端にわたってＰ型ウエル領域１０２に比べて高い不純物濃度を有するＰ型の正孔蓄積層１０５（１０５ａ、１０５ｂ）がイオン注入により形成される。すなわち、当該正孔蓄積層１０５とＮ型のフォトダイオード部１０３との界面が、各フォトダイオード部１０３の上端を構成している。
【００２９】
さて、図１に示すように、本発明において、上記各フォトダイオード部１０３ａ、１０３ｂは、半導体基板１０１の表面から異なる深さに形成されている。
【００３０】
例えば、フォトダイオード部１０３ａに対応する位置のみに開口を有するレジストが、半導体基板１０１の表面に公知の微細加工技術を用いて設けられ、Ｎ型の不純物がフォトダイオード部１０３ａの形成深さに応じた注入エネルギー、及び、フォトダイオード部１０３ａの不純物濃度に応じたドーズ量でイオン注入される。続いて、Ｐ型の不純物が、同一のレジスト開口を介して、正孔蓄積層１０５ａの形成深さに応じた注入エネルギー、及び、正孔蓄積層１０５ａの不純物濃度に応じたドーズ量でイオン注入される。これにより、フォトダイオード部１０３ａが形成される。
【００３１】
次に、フォトダイオード部１０３ｂに対応する位置のみに開口を有するレジストが、半導体基板１０１の表面に改めて設けられ、上記フォトダイオード部１０３ａと同様に、Ｎ型の不純物がフォトダイオード部１０３ｂに応じた注入エネルギー、及びドーズ量でイオン注入される。続いて、同一のレジスト開口を介して、Ｐ型の不純物が正孔蓄積層１０５ｂに応じた注入エネルギー、及び、ドーズ量でイオン注入される。
【００３２】
以上のように、イオン注入工程が同一の深さに形成されるフォトダイオード部ごとに行われることで、各フォトダイオード部１０３ａ、１０３ｂは半導体基板１０１の表面から異なる深さで、かつ、深さ方向で互いに重なることなく形成される。
【００３３】
ここで、フォトダイオード部１０３の形成深さについて説明する。
【００３４】
半導体基板に入射した光は、半導体基板に吸収されながら半導体基板中を進行する。このとき、半導体基板中の光強度Ｉは、半導体基板表面からの深さをｘ、基板表面における光強度をＩ0、吸収係数をαとすると、以下の数１に示す関係式を満たす。
【００３５】
【数１】
2006073731.tif 000003
【００３６】
また、上記吸収係数αは、全ての光に対して一定ではなく、入射光の光エネルギーによって異なる値となる。図２に、常温での、シリコンの吸収係数αの光エネルギー依存性曲線Ａを示す(参考文献 G.E.Jellison, Jr. and F.A.Modine, " Optical Absorption of Silicon between 1.6 and 4.7eV at elevated temperatures", Appl.Phys.Lett.,41(2),15,pp.180〜182,1982.)。
【００３７】
ここで、波長λは光エネルギーＥ、光速度ｃ、周波数ν、プランク定数ｈとすると、数２に示すように、光エネルギーの逆数で表わされる。
【００３８】
【数２】
2006073731.tif 000004
【００３９】
すなわち、図２における光エネルギーＥは、波長に対応していると考えてよい。なお、光エネルギーＥに対応する波長を、図２の上軸に示す。
【００４０】
図２より、波長の短い青色の光（４６０ｎｍ）は、吸収係数αが大きいため半導体基板の表面近傍で吸収されることが理解できる。一方、波長の長い赤色の光（７００ｎｍ）は、吸収係数αが小さいため半導体基板の深くまで吸収されずに到達することが理解できる。
【００４１】
例えば、青色光が吸収されるシリコン基板（半導体基板）の表面に近い領域のみにフォトダイオード部１０３ａを形成した場合、当該フォトダイオード部１０３ａには、吸収された青色光の光量に応じた信号電荷が生成される。しかし、青色光の波長帯域に比べて波長が長い他の可視光は、当該フォトダイオード部１０３ａが形成されている領域ではあまり吸収されずに透過してしまうため、他の可視光による信号電荷は生成されない。したがって、フォトダイオード部１０３ａには、青色光に基づく信号電荷のみを生成させることができる。
【００４２】
一方、赤色光の吸収されるシリコン基板の深い領域のみにフォトダイオード部１０３ｂを形成した場合、当該フォトダイオード部１０３ｂには、吸収された赤色光の光量に応じた信号電荷が生成される。しかし、赤色光の波長帯域に比べて波長が短い他の可視光は、当該フォトダイオード部１０３ｂに到達するまでに吸収されてしまうため、当該フォトダイオード部１０３ｂの領域に到達できない。このため、フォトダイオード部１０３ｂでは、他の可視光による信号電荷はほとんど生成されず、赤色光に基づく信号電荷のみを生成させることができる。
【００４３】
したがって、フォトダイオード部１０３を検出対象となる光の波長帯域ごとに、異なる深さに形成することにより、検出対象の波長帯域の光強度に応じた信号電荷を発生することが可能となる。
【００４４】
より具体的に説明すれば、本発明に係る固体撮像装置１００で検知する可視光領域の波長λは４６０〜７７０ｎｍであり、赤色光は７００ｎｍ、緑色光は５３０ｎｍ、青色光は４６０ｎｍを中心に分布している。上記数１、数２、及び図２より、シリコン半導体基板１０１において、上記各波長の光の吸収深さ（光強度の半分が吸収される深さ）は、赤色光が３．０μｍ、緑色光が０．７９μｍ、青色光が０．３２μｍである。
【００４５】
すなわち、半導体基板１０１において、上記各波長の光の吸収深さと一致する深さにのみフォトダイオード部１０３を形成すればよい。
【００４６】
例えば、図１において、Ｎ型不純物濃度が３×１０16／ｃｍ3のフォトダイオード部１０３ａの形成深さｄaを０．３μｍとし、当該フォトダイオード部１０３ａの厚さＤaが０．５μｍとなるように、Ｐ型不純物濃度が３×１０18／ｃｍ3の正孔蓄積層１０５ａを形成すると青色光の光強度に応じた信号電荷を生成するフォトダイオード部１０３ａが形成できる。ここで、上記形成深さｄaは、半導体基板表面からフォトダイオード部の中間までの深さであり、上記厚さＤaは、Ｎ型の不純物濃度が所定の濃度以上となる領域の深さ方向の厚さである。
【００４７】
一方、図１において、Ｎ型不純物濃度が３×１０16／ｃｍ3のフォトダイオード部１０３ｂの形成深さｄbを３．０μｍとし、当該フォトダイオード部１０３ａの厚さＤbが０．５μｍとなるように、Ｐ型不純物濃度が３×１０18／ｃｍ3の正孔蓄積層１０５ｂを形成すると赤色光の光強度に応じた信号電荷を生成するフォトダイオード部１０３ｂが形成できる。
【００４８】
同様に、フォトダイオード部の形成深さを０．８μｍとし、当該フォトダイオード部の厚さが０．５μｍとなるように、正孔蓄積層を形成すると緑色光の光強度に応じた信号電荷を生成するフォトダイオード部が形成できる。
【００４９】
なお、上記では検出対象となる波長帯域を、青色光、緑色光、赤色光とする構成について説明したが、他の色を分光する場合であっても同様の方法によって、それぞれの中心波長の光に応じた光電変換を選択的に行わせるフォトダイオード部の形成深さを決定することが可能である。
【００５０】
ところで、上記では、各深さに形成されるフォトダイオード部１０３の不純物濃度を同一として説明したが、半導体基板１０１の浅い位置に形成されたフォトダイオード部１０３ａの不純物濃度を、深い位置に形成されたフォトダイオード部１０３ｂの不純物濃度に比べて相対的に高くすることが好ましい。
【００５１】
一般に、イオン注入により同一の不純物濃度を有する半導体層を異なる深さに形成する場合、半導体基板中の注入位置が深くなる程（注入エネルギーが大きくなる程）、半導体層の深さ方向の厚みが大きくなる。したがって、半導体基板１０１の浅い位置に形成されるフォトダイオード部１０３ａの不純物濃度を、深い位置に形成されるフォトダイオード部１０３ｂの不純物濃度に比べて相対的に高くすることで、Ｐ型ウエル領域１０２に各フォトダイオード部１０３が同程度の厚さで形成されるようにすれば、最終的なフォトダイオード部１０３の厚さは、正孔蓄積層１０５のイオン注入のみでコントロールすることができる。すなわち、フォトダイオード部１０３の厚さの制御が容易となり、フォトダイオード部１０３を安定して形成することが可能となる。
【００５２】
なお、各深さに形成されたフォトダイオード部の不純物濃度は、上述の関係に限定されるものではない。例えば、各フォトダイオード部に要求されるフォトダイオード部の飽和信号電荷量や各フォトダイオード部に要求される信号電荷の読み出し電圧に基づいて、相対的に異なる不純物濃度とすることができる。
【００５３】
ところで、上記半導体基板１０１の表面には、従来の固体撮像装置２００と同様のゲート酸化膜１０６、ゲート電極１０７、絶縁膜１０９、遮光膜１０８、及び、平坦化膜１１０が形成される。そして、平坦化膜１１０の上面には、カラーフィルタが形成されることなく、マイクロレンズ１１１が各フォトダイオード部１０３と対向する位置に形成される。
【００５４】
以上の構成において、マイクロレンズ１１１で集光され、平坦化膜１１０及びゲート酸化膜１０６を透過して半導体基板１０１に入射する。そして、半導体基板１０１に入射した光は各フォトダイオード部１０３において形成深さに応じた波長領域の光が主として光電変換され、その光量に応じた信号電荷が生成される。
【００５５】
上記のようにして生成された信号電荷は、ゲート電極１０７に正電位を印加することによって電荷転送部１０４のポテンシャルをフォトダイオード部１０３対して深くするで、フォトダイオード部１０３から電荷転送部１０４に読み出される。そして、従来の固体撮像装置２００と同様に、各電荷転送部１０４に対応するゲート電極１０７にクロック信号を順次印加することで、図１において、紙面に垂直方向に信号電荷が転送され、信号出力として外部回路に取り出される。
【００５６】
図１に示す構成において、例えば、赤色光の波長領域等に対応する半導体基板表面から比較的深い位置に形成されたフォトダイオード部１０３ｂで生成された信号電荷を電荷転送部１０４に読み出すには、ゲート電極１０７に大きな電圧を印加する必要がある。このため、図３の断面図に示すように、フォトダイオード部１０３ｂから半導体基板の表面方向に、フォトダイオード部１０３ｂと同一導電型の電荷引出部１１２が形成されることが好ましい。
【００５７】
本構成によれば、フォトダイオード部１０３ｂで生成された信号電荷は、フォトダイオード層に比べて浅い位置に形成された電荷引出部１１２を介して電荷転送部１０４ｂに読み出すことが可能となるため、電荷引出部１１２の上端を、半導体基板１０１表面近傍に設けることで、信号電荷の読み出し時にゲート電極１０７に印加する電圧を小さくすることができる。なお、電荷引出部１１２は、信号電荷の光電変換に寄与することがないように、遮光膜１０８により生じる遮光領域に形成されることが好ましい。また、正孔蓄積層１０５の不純物濃度は、電荷引出部１１２と正孔蓄積層１０５との界面に形成される空乏層が、正孔蓄積層１０５側に伸長することのない濃度であることが好ましい。さらに、図３に示すように、フォトダイオード部１０３ｂで生成された信号電荷が、電荷引出部１１２と半導体基板１０１の表面を経由して電荷転送部１０４ｂにリークすることを防止するために、電荷引出部１１２の基板表面側に、Ｐ型半導体層１１３を設けることがより好ましい。
【００５８】
以上のように本発明による固体撮像装置は、検出対象となる波長帯域の光だけが、信号電荷を主として生成する深さに各フォトダイオード部１０３が形成されるので、上述のように、赤、緑、青の各色に対応する深さに、各フォトダイオード部１０３を形成することで、各波長帯域に分光された出力信号を得ることができる。このため、半導体基板の上方にカラーフィルタを形成することを省略できる。
【００５９】
また、カラーフィルタを省略することで、従来の固体撮像装置と比較して半導体表面に入射する光強度を増大させることができ、画素面積を縮小し、高画素化しても従来同様の画像信号出力を維持することができる。
【００６０】
さらに、従来から、固体撮像装置の加工精度の向上を阻害する原因の１つであったカラーフィルタを形成工程が、ウエハプロセスに置換されることになるため、結果として、固定撮像装置の加工精度が向上し、加工工数も減少させることができる。
【００６１】
なお、それぞれの波長帯域の光を感知する画素は、カラーフィルタを形成したときと同じように、固体撮像装置の性能、目的に応じて所望の配列を行うことができる。
【００６２】
また、上記説明では、フォトダイオード部１０３の上方に、電荷蓄積層１０５を設けた構成について説明したが、電荷蓄積層１０５を備えることは、本発明において必須ではない。例えば、電荷蓄積層１０５を設けることなくＰ型ウエル領域に置換された構成であっても同様の効果を奏することは可能である。加えて、半導体基板、及び、半導体基板中の各部の導電型の全てが、反対の導電型で形成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、カラーフィルタを設けることなしに、所望の波長帯域の光強度に応じた信号電荷を生成することができるという効果を有し、固体撮像装置の小型化や高画素化に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の固体撮像装置の断面図。
【図２】シリコンの吸収係数αの光エネルギー依存性を示す図。
【図３】本発明の固体撮像装置の変形例の断面図。
【図４】従来の固体撮像装置の断面図。
【符号の説明】
【００６５】
１０１、２０１  Ｎ型半導体基板
１０２、２０２  Ｐ型のウエル領域
１０３ａ、１０３ｂ、２０３  フォトダイオード部
１０４、２０４  電荷転送部
１０５ａ、１０５ｂ、２０５  正孔蓄積層
１０６、２０６  ゲート絶縁膜
１０７、２０７  ゲート電極
１０８、２０８  絶縁膜
１０９、２０９  遮光膜
１１０、２１０  平坦化膜
２１１  カラーフィルタ
１１１、２１２  マイクロレンズ
１１２  電荷引出部
１１３  Ｐ型半導体層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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