(57)【要約】【課題】固体撮像装置で発生するシェーディングを低減するための技術を提供する。【解決手段】アレイ状に配された複数の画素はそれぞれ、電荷蓄積領域を含む光電変換素子と、フローティングディフュージョン領域と、電荷蓄積領域からフローティングディフュージョン領域へ電荷を転送するための転送トランジスタとを半導体基板に有する。半導体基板の表面に対する平面視において、複数の画素のそれぞれの電荷蓄積領域は、転送トランジスタのゲートに重なる部分を含む。転送トランジスタのゲートに信号を供給するように構成された駆動回路から遠くにある第１画素の当該部分の面積は、駆動回路から近くにある第２画素の当該部分の面積よりも大きい。【選択図】図３
2015230958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ状に配された複数の画素であって、各画素は、電荷蓄積領域を含む光電変換素子と、フローティングディフュージョン領域と、前記電荷蓄積領域から前記フローティングディフュージョン領域へ電荷を転送するための転送トランジスタとを半導体基板に有する、複数の画素と、
前記複数の画素の前記転送トランジスタのゲートに信号を供給するように構成された駆動回路と、
前記複数の画素の行ごとに配され、前記転送トランジスタのゲートと前記駆動回路とを接続する複数の駆動線とを備え、
前記半導体基板の表面に対する平面視において、前記複数の画素のそれぞれの前記電荷蓄積領域は、前記転送トランジスタのゲートに重なる部分を含み、
前記複数の画素は、同一の駆動線に接続された第１画素と第２画素とを含み、
前記駆動回路から前記第１画素までの距離は、前記駆動回路から前記第２画素までの距離よりも遠く、
前記第１画素の前記部分の面積は、前記第２画素の前記部分の面積よりも大きいことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
アレイ状に配された複数の画素であって、各画素は、電荷蓄積領域を含む光電変換素子と、フローティングディフュージョン領域と、前記電荷蓄積領域から前記フローティングディフュージョン領域へ電荷を転送するための転送トランジスタとを半導体基板に有する、複数の画素と、
前記複数の画素の前記転送トランジスタのゲートに信号を供給するように構成された駆動回路と、
前記複数の画素の行ごとに配され、前記転送トランジスタのゲートと前記駆動回路とを接続する複数の駆動線とを備え、
前記複数の画素のそれぞれは、前記電荷蓄積領域の一部を覆う表面不純物領域を前記半導体基板に更に有し、
前記半導体基板の表面に対する平面視において、前記複数の画素のそれぞれの前記電荷蓄積領域は、前記転送トランジスタのゲートと前記表面不純物領域との間にある部分を含み、
前記複数の画素は、同一の駆動線に接続された第１画素と第２画素とを含み、
前記駆動回路から前記第１画素までの距離は、前記駆動回路から前記第２画素までの距離よりも遠く、
前記第１画素の前記部分の面積は、前記第２画素の前記部分の面積よりも大きいことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
前記転送トランジスタのチャネル長方向において、前記第１画素の前記部分の長さは、前記第２画素の前記部分の長さよりも長いことを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記転送トランジスタのチャネル幅方向において、前記第１画素の前記部分の長さは、前記第２画素の前記部分の長さよりも長いことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記転送トランジスタのゲートのチャネル長方向の長さは、前記第１画素と前記第２画素とにおいて互いに等しいことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記複数の画素は、前記駆動回路から各画素までの距離に基づいて複数のグループに分割されており、
同一のグループに含まれる画素の前記部分の面積は互いに等しく、
異なるグループに含まれる画素の前記部分の面積は互いに異なり、
前記駆動回路から各画素までの距離が遠いグループに含まれる画素ほど前記部分の面積が大きいことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
同一の駆動線に接続された画素は互いに異なるグループに含まれることを特徴とする請求項６に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記複数のグループの少なくとも１つは、同一の駆動線に接続された画素を２つ以上含むことを特徴とする請求項６に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記固体撮像装置は、前記駆動回路に電力を供給する電源を更に備え、
前記複数の画素は、互いに異なる駆動線に接続され、前記駆動回路から等距離にある第３画素と第４画素とを含み、
前記電源から前記第３画素が接続された駆動線までの距離は、前記電源から前記第４画素が接続された駆動線までの距離よりも遠く、
前記第３画素の前記部分の面積は、前記第４画素の前記部分の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記複数の画素は、前記駆動回路から各画素までの距離と、前記電源から当該画素が接続された駆動線までの距離とに基づいて複数のグループに分割されており、
同一のグループに含まれる画素の前記部分の面積は互いに等しく、
異なるグループに含まれる画素の前記部分の面積は互いに異なり、
前記駆動回路から各画素までの距離と、前記電源から当該画素が接続された駆動線までの距離とが遠いグループに含まれる画素ほど前記部分の面積が大きいことを特徴とする請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記複数の画素は、前記駆動回路から等距離にあり、前記部分の面積が互いに異なる２つ以上の画素を含むことを特徴とする請求項１０に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記複数のグループは、第１グループと、前記第１グループに隣接する第２グループとを含み、
前記第１グループと前記第２グループと間の境界は、凹凸を有することを特徴とする請求項６乃至１１の何れか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか１項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置によって得られた信号を処理する信号処理部とを備えることを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置の大型化にともなって固体撮像装置の配線が長くなった結果、配線を流れる信号の電圧降下や遅延により、シェーディングと呼ばれる画像の輝度ムラが発生しやすくなっている。特許文献１では、駆動バッファにより画素列毎に電位を供給し、垂直駆動回路で画素行毎に電位を供給することで、配線長の増加によるリセット電位の低下による誤差を低減し、シェーディングを低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５０５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示される固体撮像装置であっても、各画素の転送トランジスタを制御する制御信号は駆動回路から駆動線を通じて供給される。駆動回路からの距離が近い画素と遠い画素とでは、遅延等の影響によって制御信号の波形が異なってしまう。この波形の変化に起因して、固体撮像装置で得られる画像にシェーディングが発生することがあることを本発明者らは見出した。そこで、本発明は、固体撮像装置で発生するシェーディングを低減するための技術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】
【０００５】
上記課題に鑑みて、本発明の一部の側面では、アレイ状に配された複数の画素であって、各画素は、電荷蓄積領域を含む光電変換素子と、フローティングディフュージョン領域と、前記電荷蓄積領域から前記フローティングディフュージョン領域へ電荷を転送するための転送トランジスタとを半導体基板に有する、複数の画素と、前記複数の画素の前記転送トランジスタのゲートに信号を供給するように構成された駆動回路と、前記複数の画素の行ごとに配され、前記転送トランジスタのゲートと前記駆動回路とを接続する複数の駆動線とを備え、前記半導体基板の表面に対する平面視において、前記複数の画素のそれぞれの前記電荷蓄積領域は、前記転送トランジスタのゲートに重なる部分を含み、前記複数の画素は、同一の駆動線に接続された第１画素と第２画素とを含み、前記駆動回路から前記第１画素までの距離は、前記駆動回路から前記第２画素までの距離よりも遠く、前記第１画素の前記部分の面積は、前記第２画素の前記部分の面積よりも大きいことを特徴とする固体撮像装置が提供される。本発明の他の側面では、アレイ状に配された複数の画素であって、各画素は、電荷蓄積領域を含む光電変換素子と、フローティングディフュージョン領域と、前記電荷蓄積領域から前記フローティングディフュージョン領域へ電荷を転送するための転送トランジスタとを半導体基板に有する、複数の画素と、前記複数の画素の前記転送トランジスタのゲートに信号を供給するように構成された駆動回路と、前記複数の画素の行ごとに配され、前記転送トランジスタのゲートと前記駆動回路とを接続する複数の駆動線とを備え、前記複数の画素のそれぞれは、前記電荷蓄積領域の一部を覆う表面不純物領域を前記半導体基板に更に有し、前記半導体基板の表面に対する平面視において、前記複数の画素のそれぞれの前記電荷蓄積領域は、前記転送トランジスタのゲートと前記表面不純物領域との間にある部分を含み、前記複数の画素は、同一の駆動線に接続された第１画素と第２画素とを含み、前記駆動回路から前記第１画素までの距離は、前記駆動回路から前記第２画素までの距離よりも遠く、前記第１画素の前記部分の面積は、前記第２画素の前記部分の面積よりも大きいことを特徴とする固体撮像装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
上記手段により、固体撮像装置で発生するシェーディングを低減するための技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一部の実施形態の固体撮像装置の構成例を説明する図。
【図２】一部の実施形態の制御信号の波形の変化例を説明する図。
【図３】一部の実施形態の画素の構成例を説明する図。
【図４】一部の実施形態の画素のグループ分けを説明する図。
【図５】一部の実施形態の画素のグループ分けを説明する図。
【図６】一部の実施形態の固体撮像装置の製造方法例を説明する図。
【図７】一部の実施形態の画素の他の構成例を説明する図。
【図８】一部の実施形態の画素の他の構成例を説明する図。
【図９】一部の実施形態の画素の他の構成例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について以下に説明する。様々な実施形態を通じて同様の要素には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。以下の説明においては、電荷が電子である場合を説明するが、これに限られるものではなく、各実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。
【０００９】
図１を参照しつつ、一部の実施形態に係る固体撮像装置１００の構成例について説明する。図１（ａ）は、固体撮像装置１００全体の各構成要素のレイアウト図である。固体撮像装置１００は、画素アレイ１１０と、駆動回路１２０と、出力回路１３０と、電源１４０とを有しうる。画素アレイ１１０には複数の画素１１１がアレイ状に配されている。駆動回路１２０は画素１１１の動作を制御するための制御信号を、駆動線１１２を通じて画素１１１に供給する。出力回路１３０は画素１１１で生成された画素信号を、信号線１１３を通じて読み出して外部へ出力する。電源１４０は駆動回路１２０に電力を供給する。
【００１０】
固体撮像装置１００は複数の駆動線１１２を有しており、いずれの駆動線１１２も駆動回路１２０に接続されている。それぞれの駆動線１１２は行方向（図の横方向）に延びており、行方向に並んだ複数の画素１１１に共通に接続されている。また、固体撮像装置１００は複数の信号線１１３を有しており、いずれの信号線１１３も出力回路１３０に接続されている。それぞれの信号線１１３は列方向（図の縦方向）に延びており、列方向に並んだ複数の画素１１１に共通に接続されている。
【００１１】
画素１１１は光電変換素子と転送トランジスタとを有していればどのような構成であっても本発明を適用可能である。図１（ｂ）の等価回路図を参照しつつ、そのような構成の一例を説明する。画素１１１は、光電変換素子の一例であるフォトダイオードＰＤと、転送トランジスタＴＴと、リセットトランジスタＲＴと、増幅トランジスタＡＴとを有しうる。これらのトランジスタは例えばＭＯＳトランジスタである。転送トランジスタＴＴの一方の主電極はフォトダイオードＰＤに接続されており、他方の主電極はフローティングディフュージョン領域ＦＤ（以下、ＦＤ領域ＦＤ）に接続されており、ゲートは駆動線１１２に接続されている。リセットトランジスタＲＴの一方の主電極にはリセット電圧が供給され、他方の主電極はＦＤ領域ＦＤに接続されており、ゲートにはリセット信号ＲＳＴが供給される。増幅トランジスタＡＴの一方の主電極には電源電圧が供給され、他方の主電極は信号線１１３に接続されており、ゲートはＦＤ領域ＦＤに接続されている。フォトダイオードＰＤに入射した光は電荷に変換され、転送トランジスタＴＴがオンになることによって、ＦＤ領域ＦＤに転送される。その後、ＦＤ領域ＦＤの電位が増幅トランジスタＡＴによって増幅されて画素信号として読み出される。ＦＤ領域ＦＤの電位はリセットトランジスタＲＴがオンになることによってリセットされる。なお、画素１１１は、別のフォトダイオードＰＤと別の転送トランジスタＴＴを更に有していてもよい。また、１つの画素のリセットトランジスタＲＴや増幅トランジスタＡＴ等は、別の画素と共有化される場合もありうる。
【００１２】
画素アレイ１１０は、画素加算トランジスタを含んでもよい。例えば、画素加算トランジスタは、隣接する２つの画素１１１のＦＤ領域ＦＤを接続するように配される。画素加算トランジスタを動作させるためには、リセットトランジスタＲＴの電位と、画素加算トランジスタの電位との電位差を大きくすることになる。そこで、ＦＤ領域ＦＤにかかる電位を小さくする場合がある。ＦＤ領域ＦＤの電位の低下により、シェーディングが発生しやすい状況が生じる。
【００１３】
続いて、図２を参照しつつ、駆動線１１２を流れる制御信号の波形について説明する。駆動線１１２のうち駆動回路１２０に近い位置２０１を流れる制御信号の波形では、電圧が垂直に立ち下がっている。駆動線１１２のうち中頃の位置２０２を流れる制御信号の波形では、ＩＲドロップの影響により、電圧の立下りがなだらかになる。駆動線１１２のうち駆動回路１２０に遠い位置２０３を流れる制御信号の波形では、電圧の立下りがさらになだらかになる。このように、駆動線１１２を流れる制御信号は、駆動回路１２０からの距離が遠くなるほど、電圧の立下りがなだらかになる。その結果として、フォトダイオードＰＤで発生した電子が同量であったとしても、転送トランジスタＴＴがオンからオフへ移行した後にＦＤ領域ＦＤに存在する電子の量が画素１１１ごとにばらついてしまう。この電子の量ばらつきに起因して、固体撮像装置１００で得られる画像にシェーディングが発生する。
【００１４】
発明者らは、このＦＤ領域ＦＤに存在する電子の量のばらつきは、チャネル領域に位置する電子のうち、転送トランジスタＴＴがオンからオフへ移行する際にＦＤ領域ＦＤに入る電子の量が、電圧の立下りに応じて変わることに起因することを見出した。また、発明者らは、ＦＤ領域ＦＤに入る電子の量は、転送トランジスタＴＴのゲートとフォトダイオードＰＤの電荷蓄積領域との平面視における重なり具合にも依存することを見出した。そこで、本実施形態では、画素１１１の転送トランジスタＴＴのゲートと、フォトダイオードＰＤの電荷蓄積領域との平面視における重なり具合を調整することによって、制御信号の波形の変化に起因するシェーディングを低減する。
【００１５】
図３を参照しつつ、駆動回路１２０から異なる距離にある２つの画素における上記の重なり具合について説明する。駆動回路１２０から画素１１１までの距離は、直線距離によって規定されてもよいし、駆動線１１２のうち駆動回路１２０と画素１１１とを接続する部分の長さによって規定されてもよい。
【００１６】
図３（ａ）は、駆動回路１２０からの距離が遠い画素１１１ａ（図２）の一部に着目した図である。この図では、半導体基板ＳＢのｐ型の不純物領域ＷＬａ（ウェル領域）と、転送トランジスタＴＴのゲートＧＴａと、ｎ型のＦＤ領域ＦＤａと、フォトダイオードＰＤのｎ型の電荷蓄積領域ＣＡａと、ｐ型の表面不純物領域ＳＰａとに着目する。図３（ａ）の上側の図は画素１１１ａの平面図を示し、下側の図は、平面図におけるＡＡ′線断面図を示す。説明のために、平面図ではゲートＧＴａを透過的に示している。
【００１７】
不純物領域ＷＬａの内部にＦＤ領域ａと、電荷蓄積領域ＣＡａとが形成されている。不純物領域ＷＬａのうち、ＦＤ領域ＦＤａと電荷蓄積領域ＣＡａの間にある部分がチャネル領域となる。ゲートＧＴａはチャネル領域を覆う位置にある。ゲートＧＴａは、半導体基板ＳＢの表面（例えば、光電変換素子や転送トランジスタが形成された面）に対する平面視（以下、単に平面視と呼ぶ）において、電荷蓄積領域ＣＡａの一部に重なる。また、ゲートＧＴａは、ＦＤ領域ＦＤａの一部に重なってもよい。電荷蓄積領域ＣＡａのうち、ゲートＧＴａから遠い方の表面は表面不純物領域ＳＰａによって覆われている。平面図において、ＦＤ領域ＦＤａ、電荷蓄積領域ＣＡａ及びチャネル領域の周囲には素子分離領域が配されていてもよいし、不純物領域ＷＬａよりも不純物濃度が高いｐ＋型の不純物領域が配されていてもよい。
【００１８】
図３（ｂ）は、駆動回路１２０からの距離が中程度である画素１１１ｂ（図２）の一部に着目した図である。図３（ｂ）の上側の図は画素１１１ｂの平面図を示し、下側の図は、平面図におけるＢＢ′線断面図を示す。図３（ｂ）の説明は図３（ａ）の説明と同様であり、図３（ｂ）では各構成要素の参照符号の末尾を「ａ」の代わりに「ｂ」で表す。
【００１９】
図３（ａ）に示すように、電荷蓄積領域ＣＡａのうち、平面視においてゲートＧＴａと重なる部分を重なり部分３０１ａと呼ぶ。同様に、図３（ｂ）に示すように、電荷蓄積領域ＣＡｂのうち、平面視においてゲートＧＴｂと重なる部分を重なり部分３０１ｂと呼ぶ。以下、重なり部分３０１ａ、３０１ｂを総称して重なり部分３０１と呼ぶ。
【００２０】
本実施形態では、重なり部分３０１ａの面積が、重なり部分３０１ｂの面積よりも大きい。具体的に、重なり部分３０１ａのチャネル長方向の長さ３０２ａが重なり部分３０１ｂのチャネル長方向の長さ３０２ｂよりも長く、重なり部分３０１ａ、３０１ｂのチャネル幅方向の長さが互いに等しい。以下、長さ３０２ａ、３０２ｂを総称して長さ３０２と呼ぶ。このように構成することによって、制御信号の電圧の立下りのばらつきに起因するシェーディングの発生を抑制できる。
【００２１】
重なり部分３０１以外の構成要素の形状は、画素１１１ａと画素１１１ｂとで同一であってもよい。例えば、ゲートＧＴａのチャネル長方向の長さとゲートＧＴｂのチャネル長方向の長さとは互いに等しくてもよい。ゲートＧＴａのチャネル幅方向の長さとゲートＧＴｂのチャネル幅方向の長さとは互いに等しくてもよい。また、重なり部分３０１ａ、３０１ｂが上述の関係にあれば、他の構成要素の形状は図３の例とは異なる形状であってもよい。
【００２２】
画素アレイ１１０に含まれる複数の画素１１１は、駆動回路１２０から各画素までの距離に基づいて、それぞれが個別の重なり部分３０１の面積を有していてもよい。これに代えて、画素アレイ１１０に含まれる複数の画素１１１は、駆動回路１２０から各画素までの距離に基づいて複数のグループに分割されていてもよく、グループごとに異なる重なり部分３０１の面積を有していてもよい。図４（ａ）の例では、駆動回路１２０からの距離に応じて、画素アレイ１１０が４つの矩形の領域４０１〜４０４に分割されており、各領域４０１〜４０４に含まれる画素がグループを構成する。領域４０１が駆動回路１２０の最も近くに位置し、領域４０２、４０３、４０４の順に駆動回路１２０から遠くなる。そのため、領域４０１に含まれる画素１１１の重なり部分３０１の面積が最も小さく、領域４０２、４０３、４０４の順に画素１１１の重なり部分３０１の面積が大きくなる。同一の領域に含まれる複数の画素１１１の重なり部分３０１は、何れも同じ面積を有してもよい。隣接する領域の重なり部分３０１の長さ３０２の差は０．０１μｍ刻みであってもよい。例えば、領域４０１に含まれる画素の重なり部分３０１の長さ３０２と領域４０２に含まれる画素の重なり部分３０１の長さ３０２との差は０．０１μｍであってもよい。
【００２３】
一部の実施形態では、画素のグループの個数が同一の駆動線に接続された画素の個数（すなわち、画素列の本数）よりも少ない。この場合には、少なくとも１つのグループは、同一の駆動線に接続された画素１１１を２つ以上含むことになり、同じ重なり部分３０１の面積を有することになる。他の実施形態では、画素列ごとに画素のグループを構成してもよい。この場合には、同一の駆動線１１２に接続される画素は互いに異なるグループに含まれることになり、互いに異なる重なり部分３０１の面積を有することになる。
【００２４】
図４（ａ）の例では、画素アレイ１１０を矩形の領域に分割したが、それ以外の形状で分割してもよい。駆動線１１２を流れる制御信号の波形の変化は、駆動回路１２０と画素１１１との距離だけではなく、電源１４０と駆動線１１２との距離にも依存する場合がある。例えば、電源１４０からの距離が遠い駆動線１１２に流れる制御信号ほど、波形の変化（波形の鈍り）が大きくなる。そこで、図４（ｂ）の例では、駆動回路１２０から等距離にある２つ以上の画素１１１（すなわち、同じ画素列に含まれる画素１１１）であっても、電源１４０から遠くに位置する駆動線１１２に接続された画素１１１ほど重なり部分３０１の面積が大きい。すなわち、領域４１１に含まれる画素１１１の重なり部分３０１の面積が最も小さく、領域４１２、４１３、４１４の順に画素１１１の重なり部分３０１の面積が大きくなる。それぞれの領域の重なり部分３０１の長さ３０２の差は図４（ａ）の例と同様に０．０１μｍ刻みであってもよい。図４（ａ）、（ｂ）の例では画素アレイ１１０を４つの領域に分けたが、２つ以上の領域であればいくつに分割してもかまわない。
【００２５】
図５を参照しつつ、一部の実施形態における画素のグループの構成について説明する。図５は、互いに隣接する２つの領域５０１、５０２の境界付近における拡大図である。図４（ａ）のように、隣接する領域同士の境界が直線である場合に、固体撮像装置１００から得られた画像において、この境界部分が目立つ場合がある。そこで、図５の例では、領域５０１と領域５０２との境界において画素１１１が櫛状に配され、領域５０１と領域５０２とが相互に入り込んでいる。言い換えると、この境界は凹凸を有する。その結果、駆動回路１２０から等距離にある複数の画素（図５の直線５０３上にある画素）は、１以上の画素ごとに、領域５０１に含まれる画素と領域５０２に含まれる画素とが交互に現れる。これにより、固体撮像装置１００で得られた画像において、領域の境界を目立たなくすることができる。領域５０１と領域５０２との間の境界の形状は図５に示すような直交するものだけでなく、波状となっていてもよいし、他の形状を有していてもよい。また、画素アレイ１１０が領域の境界を複数有する場合に、図５に示す形状を一部の境界のみが有していてもよいし、すべての境界が有していてもよい。
【００２６】
続いて、図６を参照しつつ、固体撮像装置１００の製造方法について説明する。Ｓ６０１で、テスト用の固体撮像装置における電荷蓄積領域を作製するためのテスト用のマスクを作製する。例えば、このマスクでは、すべての画素の重なり部分３０１の面積を等しくする。その後、Ｓ６０２で、テスト用の固体撮像装置を製造する。テスト用の固体撮像装置の電荷蓄積領域は、Ｓ６０１で作製したテスト用のマスクを用いて製造される。テスト用の固体撮像装置は、光電変換素子と転送トランジスタとを有する画素を形成できればどのような方法で製造してもよく、例えば既存の方法で製造してもよいので、その説明を省略する。
【００２７】
その後、Ｓ６０３で、テスト用の固体撮像装置の各画素において発生するシェーディング量を測定する。シェーディング量とは、画素において発生するシェーディングの度合いを表す量であり、例えば均一な光をテスト用の固体撮像装置に照射した場合に得られる各画素の画素信号に基づいて決定される。
【００２８】
その後、Ｓ６０４で、シェーディング量に基づいて製品用の固体撮像措置の各画素の重なり部分３０１の面積を決定する。重なり部分３０１の面積は、個別の画素について決定されてもよいし、画素のグループごとに決定されてもよい。例えば、シェーディング量と重なり部分３０１の面積とを１対１に対応させてもよい。これに代えて、シェーディング量を複数の範囲に分割して、各範囲に含まれる画素に同一の重なり部分３０１の面積を設定する。例えば、シェーディング量が１５以上である画素を第１グループとし、第１グループに含まれる画素に同じ重なり部分３０１の面積を設定する。第１グループの画素は例えば図４（ａ）の領域４０１に位置する画素でありうる。次に、シェーディング量が１０以上１５未満である画素を第２グループとする。第２グループの画素は例えば図４（ａ）の領域４０２に位置する画素でありうる。次に、シェーディング量が５以上１０未満である画素を第３グループとする。第３グループの画素は例えば図４（ａ）の領域４０３に位置する画素でありうる。最後に、シェーディング量が０以上５未満である画素を第４グループとする。第４グループの画素は例えば図４（ａ）の領域４０４に位置する画素でありうる。
【００２９】
その後、Ｓ６０５で、製品用の固体撮像装置における電荷蓄積領域を作製するための製品用のマスクを作製する。製品用のマスクは、Ｓ６０４で決定された重なり部分３０１の面積に従って製造される。その後、Ｓ６０６で、製品用の固体撮像装置を製造する。製品用の固体撮像装置の電荷蓄積領域は、Ｓ６０５で作製した製品用のマスクを用いて作製される。製品用の固体撮像装置は、光電変換素子と転送トランジスタとを有する画素を形成できればどのような方法で製造してもよく、例えば既存の方法で製造してもよいので、その説明を省略する。以上の方法によって、上述の固体撮像装置１００のような、シェーディングの発生を抑制可能な固体撮像装置が製造される。
【００３０】
続いて、図７を参照しつつ、本発明の別の実施形態について説明する。図７（ａ）は駆動回路１２０からの距離が遠い画素１１１ａ（図２）の一部に着目した図であり、図３（ａ）の平面図に対応する。図７（ｂ）は駆動回路１２０からの距離が中程度である画素１１１ｂ（図２）の一部に着目した図であり、図３（ｂ）の平面図に対応する。図７の各図の断面図は、図３に示したものと同様であるので省略する。図７（ａ）に示すように、電荷蓄積領域ＣＡａのうち、平面視においてゲートＧＴａと重なる部分を重なり部分７０１ａと呼ぶ。同様に、図７（ｂ）に示すように、電荷蓄積領域ＣＡｂのうち、平面視においてゲートＧＴｂと重なる部分を重なり部分７０１ｂと呼ぶ。以下、重なり部分７０１ａ、７０１ｂを総称して重なり部分７０１と呼ぶ。
【００３１】
図３の実施形態では、重なり部分３０１のチャネル長方向の長さ３０２を調整することによって、重なり部分３０１の面積を調整した。図７の実施形態では、重なり部分のチャネル幅方向の長さを調整することによって、重なり部分７０１の面積を調整する。具体的に、重なり部分７０１ａのチャネル幅方向の長さ７０２ａが重なり部分７０１ｂのチャネル幅方向の長さ７０２ｂよりも長く、重なり部分７０１ａ、７０１ｂのチャネル長方向の長さが互いに等しい。画素１１１ｂの電荷蓄積領域ＣＡｂは、画素１１１ａの電荷蓄積領域ＣＡａの一部を除去した形状であるとみなしてもよい。図７（ｂ）の例では、電荷蓄積領域ＣＡｂのチャネル幅方向の両端が凹んでいるが、一方のみが凹んでいてもよい。
【００３２】
図７の実施形態についても、図３の実施形態に対して説明した変形例を同様に適用できる。また、両実施形態を組み合わせて、重なり部分のチャネル長方向の長さとチャネル幅方向との両方を調整することによって、重なり部分の面積を調整してもよい。また、上述の例では重なり部分が矩形であったが、この形状に限られず、重なり部分は例えば曲線部分を有してもよい。
【００３３】
続いて、図８を参照しつつ、本発明の別の実施形態について説明する。図８（ａ）は駆動回路１２０からの距離が遠い画素１１１ａ（図２）の一部に着目した図であり、図３（ａ）に対応する。図８（ｂ）は駆動回路１２０からの距離が中程度である画素１１１ｂ（図２）の一部に着目した図であり、図３（ｂ）に対応する。図８（ａ）に示すように、電荷蓄積領域ＣＡａのうち、平面視においてゲートＧＴａと表面不純物領域ＳＰａとの何れにも覆われていない部分を非被覆部分８０１ａと呼ぶ。同様に、図８（ｂ）に示すように、電荷蓄積領域ＣＡｂのうち、平面視においてゲートＧＴｂと表面不純物領域ＳＰｂとの何れにも覆われていない部分を非被覆部分８０１ｂと呼ぶ。以下、非被覆部分８０１ａ、８０１ｂを総称して非被覆部分８０１と呼ぶ。非被覆部分８０１は、平面視において、ゲート電極と表面不純物領域との間に位置し、これらによって挟まれた位置にある。
【００３４】
発明者らは、ＦＤ領域ＦＤに入る電子の量は、非被覆部分８０１の平面視における面積にも依存することを見出した。これは、重なり部分と逆導電型の表面不純物領域が重なり部分へ影響を与えるためと考えられる。そこで、本実施形態では、非被覆部分８０１ａの面積が、非被覆部分８０１ｂの面積よりも大きい。具体的に、非被覆部分８０１ａのチャネル長方向の長さ８０２ａが非被覆部分８０１ｂのチャネル長方向の長さ８０２ｂよりも長く、非被覆部分８０１ａ、８０１ｂのチャネル幅方向の長さが互いに等しい。以下、長さ８０２ａ、８０２ｂを総称して長さ８０２と呼ぶ。図８のように構成することによって、制御信号の電圧の立下りのばらつきに起因するシェーディングの発生を抑制できる。
【００３５】
非被覆部分８０１以外の構成要素の形状は、画素１１１ａと画素１１１ｂとで同一であってもよい。例えば、ゲートＧＴａのチャネル長方向の長さとゲートＧＴｂのチャネル長方向の長さとは互いに等しくてもよい。また、電荷蓄積領域のうち平面視においてゲートと重なる部分の面積は互いに等しくてもよい。さらに、非被覆部分８０１ａ、８０１ｂが上述の関係にあれば、他の構成要素の形状は図８の例とは異なる形状であってもよい。
【００３６】
図８の実施形態についても、図３の実施形態に対して説明した変形例を同様に適用できる。また、両実施形態を組み合わせて、重なり部分の面積と非被覆部分の面積との両方を調整してもよい。
【００３７】
続いて、図９を参照しつつ、本発明の別の実施形態について説明する。図９（ａ）は駆動回路１２０からの距離が遠い画素１１１ａ（図２）の一部に着目した図であり、図８（ａ）の平面図に対応する。図９（ｂ）は駆動回路１２０からの距離が中程度である画素１１１ｂ（図２）の一部に着目した図であり、図８（ｂ）の平面図に対応する。図９の各図の断面図は、図８に示したものと同様であるので省略する。図９（ａ）に示すように、電荷蓄積領域ＣＡａのうち、平面視においてゲートＧＴａと表面不純物領域ＳＰａとの何れにも覆われていない部分を非被覆部分９０１ａと呼ぶ。同様に、図９（ｂ）に示すように、電荷蓄積領域ＣＡｂのうち、平面視においてゲートＧＴｂと表面不純物領域ＳＰｂとの何れにも覆われていない部分を非被覆部分９０１ｂと呼ぶ。以下、非被覆部分９０１ａ、９０１ｂを総称して非被覆部分９０１と呼ぶ。図９では、電荷蓄積領域ＣＡａ、ＣＡｂの周囲に位置する高濃度のｐ＋型の不純物領域ＨＣａ、ＨＣｂを明示している。
【００３８】
図８の実施形態では、非被覆部分８０１のチャネル長方向の長さ８０２を調整することによって、非被覆部分８０１の面積を調整した。図９の実施形態では、非被覆部分のチャネル幅方向の長さを調整することによって、非被覆部分９０１の面積を調整する。具体的に、非被覆部分９０１ａのチャネル幅方向の長さ９０２ａが非被覆部分９０１ｂのチャネル幅方向の長さ９０２ｂよりも長く、非被覆部分９０１ａ、９０１ｂのチャネル長方向の長さが互いに等しい。画素１１１ｂの電荷蓄積領域ＣＡｂは、画素１１１ａの電荷蓄積領域ＣＡａの一部を除去した形状であるとみなしてもよい。図９（ｂ）の例では、電荷蓄積領域ＣＡｂのチャネル幅方向の両端が凹んでいるが、一方のみが凹んでいてもよい。
【００３９】
図９の実施形態についても、図３の実施形態に対して説明した変形例を同様に適用できる。また、図９の実施形態と図８の実施形態とを組み合わせて、非被覆部分のチャネル長方向の長さとチャネル幅方向との両方を調整することによって、非被覆部分の面積を調整してもよい。また、上述の例では非被覆部分が矩形であったが、この形状に限られず、非被覆部分は例えば曲線部分を有してもよい。
【００４０】
以下、上記の各実施形態に係る固体撮像装置の応用例として、この固体撮像装置が組み込まれたカメラについて例示的に説明する。カメラの概念には、撮影を主目的とする装置のみならず、撮影機能を補助的に有する装置（例えば、パーソナルコンピュータ、携帯端末等）も含まれる。カメラは、上記の実施形態として例示された本発明に係る固体撮像装置と、この固体撮像装置から出力される信号を処理する信号処理部とを含む。この信号処理部は、例えば、Ａ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器から出力されるデジタルデータを処理するプロセッサとを含みうる。
【符号の説明】
【００４１】
１１１ａ、１１１ｂ：画素、ＳＰａ、ＳＰｂ：表面不純物領域、ＣＡａ、ＣＡｂ：電荷蓄積領域、ＩＳａ、ＩＳｂ：不純物領域、ＦＤａ、ＦＤｂ：ＦＤ領域、ＧＴａ、ＧＴｂ：ゲート、３０１ａ、３０１ｂ：重なり部分
【図１】
2015230958.tif 000003
【図２】
2015230958.tif 000004
【図３】
2015230958.tif 000005
【図４】
2015230958.tif 000006
【図５】
2015230958.tif 000007
【図６】
2015230958.tif 000008
【図７】
2015230958.tif 000009
【図８】
2015230958.tif 000010
【図９】
2015230958.tif 000011