(57)【要約】【課題】混色等の発生を軽減する固体撮像装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、複数の画素領域が素子分離領域により分離された二次元アレイ状に形成された固体撮像装置１は、複数のマイクロレンズ１１と、複数のマイクロレンズの下に配設された複数のカラーフィルタ１２と、複数のカラーフィルタ１２の下に配設され、複数のフォトダイオード１４と、素子分離領域上であって、複数のマイクロレンズ１２と複数のフォトダイオード１４間に設けられた配線と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素領域が素子分離領域により分離された二次元アレイ状に形成された固体撮像装置であって、
複数のマイクロレンズと、
前記複数のマイクロレンズの下に各々配設された複数のカラーフィルタと、
前記複数のカラーフィルタの下に各々配設された複数の光電変換部と、
前記素子分離領域上であって、前記マイクロレンズと前記光電変換部間に設けられた磁界発生部と、
を有する固体撮像装置。
【請求項２】
複数の画素領域が素子分離領域により分離された二次元アレイ状に形成された固体撮像装置であって、
複数のマイクロレンズと、
前記複数のマイクロレンズの下に各々配設された複数のカラーフィルタと、
前記複数のカラーフィルタの下に各々配設された複数の光電変換部と、
前記複数の光電変換部が形成された層の下に設けられ、前記光電変換部において光電変換された電荷を前記層の下方に向けて引き込むように磁界を発生する磁界発生部を、
を有する固体撮像装置。
【請求項３】
前記磁界発生部は、各マイクロレンズから各光電変換部に向けて光電子を引き込むように磁界を発生する請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記磁界発生部は、隣接する２つの画素領域間に設けられた一対の配線である請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
各カラーフィルタと各画素領域間に設けられた、少なくとも２層から成る絶縁膜を更に備え、
前記一対の配線は、互いに異なる前記絶縁膜の層に形成されている請求項３に記載の固体撮像装置。  
【請求項６】
前記一対の配線が、前記複数の画素領域間に縦及び横方向に伸びるように、複数設けられ、
前記絶縁膜は、前記縦方向に伸びる一対の配線が設けられる第１の層と、前記横方向に伸びる一対の配線が設けられる前記第１の層と異なる第２の層とを有する請求項４に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記一対の配線が、前記複数の画素領域間に縦又は横方向の少なくとも一方向に伸びるように、複数設けられ、
各画素領域では、前記各画素領域を挟むように、前記一対の配線の一方の配線と他方の配線が設けられている請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記一対の配線には、互いに逆方向に電流が流れる請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記二次元アレイを平面視したときに、前記一対の配線の少なくとも一部が、隣り合うフォトダイオード間に設けられた素子分離領域に重なるように設けられている請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記磁界発生部は、前記隣接する２つの光電変換部間に設けられた一対の磁石である請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記一対の磁石は、一対の棒磁石である請求項１０に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、固体撮像装置が、イメージセンサとして広く利用されている。イメージセンサは、カメラ装置等の各種装置に搭載され、近年は、固体撮像装置の高画素化に伴う、画素サイズの縮小化が進んでいる。
【０００３】
固体撮像装置は、２次元アレイ状に配列された複数の画素領域を有し、画素領域毎に、光を集光するマイクロレンズ、色を分けるカラーフィルタ、光電変換を行うフォトダイオードが設けられている。
【０００４】
画素サイズの縮小化は、各画素における入射距離と集光口幅との比率、すなわちアスペクト比を高くし、各画素領域におけるフォトダイオード層等のアスペクト比も高くなることになり、混色などの問題が生じ易くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４５９９４１７号公報
【特許文献２】特開２０１２−４４４３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１１８５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、実施形態は、混色等の発生を軽減す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】
【０００７】
実施形態の固体撮像装置は、複数の画素領域が素子分離領域により分離された二次元アレイ状に形成された固体撮像装置であって、複数のマイクロレンズと、前記複数のマイクロレンズの下に配設された複数のカラーフィルタと、前記複数のカラーフィルタの下に配設され、複数の光電変換部と、前記素子分離領域上であって、前記複数のマイクロレンズと前記複数の光電変換部間に設けられた磁界発生部と、を有する。
【０００８】
実施形態の固体撮像装置は、複数の画素領域が素子分離領域により分離された二次元アレイ状に形成された固体撮像装置であって、複数のマイクロレンズと、 前記複数のマイクロレンズの下に配設された複数のカラーフィルタと、前記複数のカラーフィルタの下に配設され、複数の光電変換部と、前記複数の光電変換部が形成された層の下に設けられ、前記光電変換部において光電変換された電荷を前記層の下方に向けて引き込むように磁界を発生する磁界発生部を、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態の固体撮像装置の構成を説明するための固体撮像装置の模式的な平面図である。
【図２】第１の実施形態に関わる、二次元アレイを平面視したときにおける、固体撮像装置の受光面における画素配列を説明するための図である。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った固体撮像装置１の模式的部分断面図である。
【図４】第１の実施形態に関わる、磁石を用いた場合における、固体撮像装置１の受光面における画素配列と磁石配列を説明するための図である。
【図５】図４におけるV−V線に沿った固体撮像装置１Aの模式的部分断面図である。
【図６】第１の実施形態に関わる、N極だけからなるモノポール磁石１８ｎと、S極だけからなるモノポール磁石１８ｓとからなる磁石１８Aの例を示す図である。
【図７】第１の実施形態に関わる、棒磁石を磁界発生部として用いた場合における、固体撮像装置１の受光面における画素配列と棒磁石配列を説明するための図である。
【図８】第１の実施形態に関わる、複数の棒磁石を磁界発生部として用いた場合、分割された複数の棒磁石１９Aが、縦方向及び横方向に並んで設けられた場合における、固体撮像装置１の受光面における画素配列と棒磁石配列を説明するための図である。
【図９】第２の実施形態の固体撮像装置１Aの受光面における画素配列と磁石配列を説明するための図である。
【図１０】図９におけるX−X線に沿った固体撮像装置１Aの模式的部分断面図である。
【図１１】第２の実施形態に関わる、棒磁石を磁界発生部として用いた場合における、固体撮像装置１Aの受光面における画素配列と棒磁石配列を説明するための図である。
【図１２】第２の実施形態に関わる、複数の棒磁石を磁界発生部として用いた場合、分割された複数の棒磁石１９Aが、縦方向及び横方向に並んで設けられた場合における、固体撮像装置１Aの受光面における画素配列と棒磁石配列を説明するための図である。
【図１３】第２の実施形態に関わる、配線を磁界発生部として用いた場合における、固体撮像装置１Aの受光面における画素配列と配線の配列を説明するための図である。
【図１４】図１３におけるXIV−XIV線に沿った固体撮像装置１Aの模式的部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。  
なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
（第１の実施形態）
（固体撮像装置の構成）
本実施形態の固体撮像装置によれば、混色を軽減することができる。特に、画素領域のアスペクト比が高くなると混色の影響が大きくなるため、以下に説明する固体撮像装置の配線、磁石などは、有効な混色抑制手段となる。
【００１１】
図１は、固体撮像装置の構成を説明するための固体撮像装置の模式的な平面図である。図２は、二次元アレイを平面視したときにおける、固体撮像装置の受光面における画素配列を説明するための図である。なお、ここでは、本実施形態の固体撮像装置を、裏面照射型固体撮像装置の例で説明する。
【００１２】
図１及び図２に示すように、固体撮像装置１は、図示しないシリコン基板上に複数の画素領域が素子分離領域により分離された二次元アレイ状に形成された撮像領域２を有するイメージセンサである。ここでは、撮像領域２における複数のRGBの画素配列は、例えばベイヤー配列である。
【００１３】
図２に示すように、RGBの各画素領域は、例えばほぼ正方形形状を有しており、複数の配線が、縦横方向に配設されている。図２において、縦方向（以下、Y方向ともいう）に延設された複数の導電性の配線LL,LRが、横方向（以下、X方向ともいう）に並んで配設されている。同様に、X方向に延設された複数の導電性の配線LU,LDが、Y方向に並んで配設されている。図２において、配線LL,LR,LU,LDは、点線で示している。
【００１４】
図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った固体撮像装置１の模式的部分断面図である。図３は、青（B)、緑（G)及び青（B)の３つの画素領域の断面を示す。裏面照射型の固体撮像装置１では、信号読出回路が形成された半導体基板の一面側とは反対側の面から、被写体からの光が入射する。図３では、被写体からの光Lは、図３の紙面に向かって上の方から固体撮像装置１のマイクロレンズに入射する。
【００１５】
固体撮像装置１は、被写体からの光Lが入射する面からシリコン基板に向かって、光が入射する複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズ層１１、RGBの３色のカラーフィルタ層１２、絶縁膜１３、フォトダイオード層１４、及び多層配線層１５を有している。
【００１６】
画素領域毎に、当該画素に対応する、マイクロレンズ、カラーフィルタ、及びフォトダイオードが設けられている。複数のカラーフィルタが、複数のマイクロレンズの下に配設され、複数のフォトダイオードが、複数のカラーフィルタの下に配設されている。すなわち、複数のフォトダイオードが、複数のマイクロレンズの下に配設され、光電変換部である各フォトダイオードには、対応するマイクロレンズを透過した光が入射する。図３には、青色の画素領域には、マイクロレンズ１１ｂ、カラーフィルタ１２ｂ、フォトダイオード領域１４ｂが設けられ、緑色の画素領域には、マイクロレンズ１１ｇ、カラーフィルタ１２ｇ、フォトダイオード領域１４ｇが設けられていることが示されている。図示しないが、赤色の画素領域には、マイクロレンズ１１ｒ、カラーフィルタ１２ｒ、フォトダイオード領域１４ｒが設けられている。
【００１７】
隣り合う２つのフォトダイオード領域間には、素子分離領域１６が設けられている。図３には、隣り合うフォトダイオード領域１４ｂ，１４ｇ間には、素子分離領域１６が設けられていることが示されている。
【００１８】
そして、各画素領域には、フォトダイオード領域に発生した電荷を読み出す、読出トランジスタがフォトダイオード領域の下部に設けられている。図３には、読出トランジスタ１７ｂと１７ｇが、それぞれ、フォトダイオード領域１４ｂと１４ｇの下の、多層配線層１５上に形成されていることが示されている。
【００１９】
図２に示すように、固体撮像装置１の半導体基板を平面視したときに、各画素の画素中央部を挟むように複数の配線LL,LR,LU,LDが設けられる。複数の配線LL,LR,LU,LDは、マイクロレンズ層１１とフォトダイオード層１４の間のどこにも設けられていてもよい。本実施形態では、図３に示すように、複数の配線LL,LR,LU,LDは、マイクロレンズ層１１とフォトダイオード層１４の間に設けられた絶縁膜１３内に配設されている。すなわち、複数の一対の配線LL,LR,LU,LDは、複数のマイクロレンズが形成されるマイクロレンズ層１１と複数のフォトダイオードが形成されるフォトダイオード層１３との間であって、複数の画素領域の二次元アレイを平面視したときに、隣接する２つのフォトダイオード領域の間の絶縁膜１３内に設けられている。特に、一対の配線LL,LR,LU,LDは、素子分離領域１６上であって、マイクロレンズと、光電変換部であるフォトダイオード間に設けられている。
【００２０】
図３に示すように、絶縁膜１３の下側領域１３Lに、Y方向に伸びる複数の一対の配線LL,LRが設けられ、絶縁膜１３の上側領域１３Uに、X方向に伸びる複数の一対の配線LU,LDが設けられている。具体的には、複数の一対の配線LL,LRが、二次元アレイの縦方向に伸びるように、複数設けられ、複数の一対の配線LU,LD（点線で示す)が、二次元アレイの横方向に伸びるように、複数設けられている。絶縁膜１３は、縦方向に伸びる一対の配線LL,LRが設けられる層である下側領域１３Lと、横方向に伸びる一対の配線LU,LDが設けられる層である上側領域１３Uとを有する。そして、各配線LL,LR,LU,LDは、図３に示すように、素子分離領域１６の上に設けられている。
【００２１】
よって、各画素領域では、二次元アレイを平面視したときに、各画素領域の画素中央部を挟むように、一対の配線LL,LRの一方の配線LLと他方の配線LRが設けられている。同様に、各画素領域では、二次元アレイを平面視したときに、各画素領域の画素中央部を挟むように、一対の配線LU,LDの一方の配線LUと他方の配線LDが設けられている。すなわち、各画素領域では、各画素領域の画素中央部を挟むように、一対の配線LL,LRと、一対の配線LU,LDが設けられている。
【００２２】
絶縁膜１３の下側領域１３Lの配線LL,LRのそれぞれには、所定の方向に電流が流れる。各画素の画素中央部に上側（マイクロレンズ側）から下側（多層配線層側）の方へ向かう磁界が発生するように、一対の配線LL,LRには、互いに逆方向に電流が流れる。図３に示すように、配線LLには、点線で示す磁界ｍ１が発生するように電流が流れ、配線LRには、点線で示す磁界ｍ２が発生するように電流が流れる。  
絶縁膜１３の上側領域１３Uの配線LU,LDのそれぞれにも、所定の方向に電流が流れる。図３では図示しないが、マイクロレンズからフォトダイオードに向けて光電子を引き込むために、各画素の画素中央部に上側（マイクロレンズ側）から下側（多層配線層側）の方へ向かう磁界が発生するように、一対の配線LU,LDにも、互いに逆方向に電流が流れる。配線LL,LR,LU,LDが、磁界発生部を構成する。
【００２３】
なお、ここでは、配線LL,LR,LU,LDは、素子分離領域１６の上の絶縁膜１３に設けられているが、画素領域２を平面視したときに、各配線LL,LR,LU,LDの一部がフォトダイオード１４に重なっていてもよい。すなわち、二次元アレイを平面視したときに、一対の配線の少なくとも一部が、隣り合うフォトダイオード領域間に設けられた素子分離領域に重なるように設けてもよい。
（作用）
被写体からの光は、マイクロレンズ層１１に入射し、カラーフィルタ層１３と絶縁膜１３を通ってフォトダイオード層１４に到達する。
【００２４】
特にフォトダイオード領域のアスペクト比が高い場合、マイクロレンズ層１１に入射する光が半導体基板に対して斜め方向から入り込んだとき、発生した光電子である電荷は、隣接する画素領域に入ろうとする。また、アスペクト比が高くなると、カラーフィルタ層１２の各カラーフィルタも斜めに形成されてテーパー部を有する場合もある。しかし、上述した配線LL,LR,LU,LDにより生成された磁界によって、電荷は、画素中央部に向けられるので、斜めに入射した光など等による混色は、軽減される。
【００２５】
なお、上述した例では、X方向に並んだ複数の縦方向の一対の配線LL,LRとY方向に並んだ複数の横方向の一対の配線LU,LDが設けられているが、縦方向と横方向のいずれか一方向の複数の一対の配線のみを設けるようにしてもよい。
【００２６】
例えば、Y方向に並んだ複数の横方向に延設された一対の配線LU,LDがなく、X方向に並んだ複数の縦方向に延設された配線LL,LRのみを設けるようにしてもよい。あるいは、X方向に並んだ複数の横方向に延設された配線LL,LRがなく、Y方向に並んだ複数の縦方向に延設された配線LU,LDのみを設けるようにしてもよい。画素中央部へ電荷を引き込む磁界は小さくなるが、混色の軽減効果は得ることができる。
（変形例）
なお、上述した複数の配線LL,LR,LU、LDに代えて、磁石を用いてもよい。  
図４は、図２に示す複数の配線に代えて磁石を用いた場合における、固体撮像装置１の受光面における画素配列と磁石配列を説明するための図である。図５は、図４におけるV−V線に沿った固体撮像装置１の模式的部分断面図である。
【００２７】
二次元アレイを平面視したときに、各画素領域の中央の画素中央部を挟むように、４つの磁石１８が縦及び横方向に配設されている。図４に示すように、複数の磁石１８が、二次元アレイ上で、縦方向及び横方向に並んで配設されている。
【００２８】
複数の磁石１８は、永久磁石であり、素子分離部１６の上の絶縁膜１３に設けられている。図５に示すように、各磁石１８は、N極側１８Nがカラーフィルタ層１２側である上を向き、S極側１８Ｓがフォトダイオード層１４側である下を向くように、設けられる。
【００２９】
このような向きに複数の磁石１８が配設されるので、図５において、点線で示す方向に、磁界が発生する。  
なお、磁石１８は、モノポール磁石を用いたものでよい。図６は、N極だけからなるモノポール磁石１８ｎと、S極だけからなるモノポール磁石１８ｓとからなる磁石１８Aの例を示す図である。図６に示す磁石１８Aを、磁石１８の代わりに、配設してもよい。
【００３０】
図６の場合も、各磁石１８Aは、N極側１８ｎがカラーフィルタ層１２側で、S極側１８ｓがフォトダイオード層１４側になるように設けられる。４つの磁石１８Aも、図４に示すように、二次元アレイを平面視したときに、画素中央部を挟むように、４つの磁石１８と同じ位置に設けられ、かつ、図５において点線で示す方向に磁界が発生するように、カラーフィルタ層１２の下に設けられる。すなわち、二次元アレイを平面視したときに、各画素領域において画素中央部を挟むように設けられた一対の磁石１８又は１８Aが、磁界発生部を構成する。
【００３１】
さらになお、上述した磁石に棒磁石を用いてもよい。  
図７は、棒磁石を磁界発生部として用いた場合における、固体撮像装置１の受光面における画素配列と棒磁石配列を説明するための図である。
【００３２】
複数の棒磁石を磁界発生部として用いた場合、複数の棒磁石１９が、縦方向及び横方向に並んで設けられる。各画素領域では、画素中央部が２本の棒磁石１９で挟まれるように、複数の棒磁石１９が設けられている。図７におけるV−V線に沿った固体撮像装置１の模式的部分断面図は、図５と同じである。  
なお、縦方向に延設された複数の棒磁石と、横方向に延設された複数の棒磁石は、絶縁膜１３の異なる層に配設される。
【００３３】
さらになお、棒磁石を分割して配列するようにしてもよい。図８は、複数の棒磁石を磁界発生部として用いた場合、分割された複数の棒磁石１９Aが、縦方向及び横方向に並んで設けられた場合における、固体撮像装置１の受光面における画素配列と棒磁石配列を説明するための図である。このような構成によれば、縦方向に延設された複数の棒磁石１９Aは、絶縁膜１３の同層に配設することができる。従って、絶縁膜１３は複数層設ける必要がなく、製造工程を簡易化できる。
【００３４】
また、上述した実施形態において、配線LL,LR,LU,LDは、絶縁膜１３内に設けられているが、図３において点線で示すように、カラーフィルタ層１２に設けるようにしてもよい。同様に、上述した変形例における各磁石１８、１８A、各棒磁石１９、１９Aも、カラーフィルタ層１２に設けるようにしてもよい。
（第２の実施形態）
本実施形態の固体撮像装置によれば、フォトダイオード領域のアスペクト比が高くなることによってフォトダイオードから読み出される電荷量が色に応じて異なることを軽減することができる。
【００３５】
以下、本実施形態の固体撮像装置を説明するが、第１の実施形態の固体撮像装置１と同じ構成要素については、同じ符号を付して説明は、省略する。本実施形態の固体撮像装置１Aの平面図は、第１の実施形態の図１と同じである。ここでも、本実施形態の固体撮像装置を、裏面照射型固体撮像装置の例で説明する。
【００３６】
図９は、本実施形態の固体撮像装置１Aの受光面における画素配列と磁石配列を説明するための図である。図１０は、図９におけるX−X線に沿った固体撮像装置１Aの模式的部分断面図である。固体撮像装置１Aの撮像領域２における複数のRGBの画素配列も、例えばベイヤー配列である。
【００３７】
各画素領域は、例えばほぼ正方形形状を有しており、二次元アレイを平面視したときに、各画素領域を挟むように、４つの磁石２１が縦及び横方向に配設されている。図９に示すように、複数の磁石２１が、二次元アレイ上で、縦方向及び横方向に並んで配設されている。
【００３８】
複数の磁石２１は、永久磁石であり、素子分離領域１６の下の多層配線層１５に設けられている。図１０に示すように、各磁石２１は、N極側２１Nがフォトダイオード層１４側である上を向き、S極側２１Sがシリコン基板（図示せず）側である下を向くように、設けられる。
【００３９】
このような向きに複数の磁石２１が配設されるので、図１０において、点線で示す方向に、磁界が発生する。  
各フォトダイオード領域の電荷を読み出すための読出トランジスタは、二次元アレイを平面視したときに、各フォトダイオードの下で、かつ各画素領域において画素中央部に、設けられている。
【００４０】
なお、磁石２１は、図６に示すモノポール磁石を用いたものでよい。
（作用）
各画素のアスペクト比が高くなり、フォトダイオード領域のアスペクト比も高くなると、フォトダイオード領域の電荷を読み出す読出トランジスタから読み出される電荷量は、色によって異なってしまうという問題が生じる。
【００４１】
物体内への光の深達度は、光の波長によって異なる。例えば、図１０の場合、マイクロレンズ層１１側から入射した光のうち、青色の光は、赤色や緑色の光に比べて、フォトダイオード領域１４ｂの深部まで到達し難くなる。図１０に示すように、フォトダイオード領域１４ｂに溜まる電荷の位置は、フォトダイオード領域１４ｇに溜まる電荷よりも、フォトダイオード領域の上部の方に溜まる。
【００４２】
すなわち、青色の光による電荷は、フォトダイオード領域１４ｂの下に設けられた読出トランジスタ１７ｂから離れた位置に溜まるのに対して、緑色や赤色の光による電荷は、フォトダイオード領域１４ｇなどの深部まで到達して、読出トランジスタ１７ｇ等の近くに溜まる。よって、読出トランジスタ１７ｂにより読み出される電荷量は、読出トランジスタ１７ｇ等により読み出される電荷量よりも少なくなる。
【００４３】
本実施形態の固体撮像装置１Aでは、このような色の違いによる読み出される電荷量の差が生じるのを抑制するために、上述したように、固体撮像装置１Aを平面視したときに、画素中央部を囲むように４つの磁石２１を配置し、４つの磁石２１は、各画素において電荷をフォトダイオード領域の下方へ引き込むように設けられている。すなわち、複数の磁石２１は、複数のフォトダイオード領域が形成されたフォトダイオード層１４の下に設けられ、各画素領域の画素中央部において、フォトダイオード層１４の下方に向けて、フォトダイオード領域で光電変換されて発生した電荷を引き込むように磁界を発生する磁界発生部を構成する。
【００４４】
よって、青色の光によって生じた、フォトダイオード領域１４ｂの上部（すなわち読出トランジスタ１７ｂから離れたところ）に溜まっている電荷が磁石２１の磁界によってフォトダイオード領域１４ｂの下方へ引き寄せられるので、緑色や赤色の光によって生じた電荷に比べて、青色の光によって生じた電荷の読出トランジスタによる読み出し電荷量が少なくなることが軽減される。
【００４５】
なお、上述した複数の磁石２１に代えて、棒磁石又は配線を用いてもよい。  
図１１は、棒磁石を磁界発生部として用いた場合における、固体撮像装置１Aの受光面における画素配列と棒磁石配列を説明するための図である。
【００４６】
複数の棒磁石を磁界発生部として用いた場合、複数の棒磁石２２が、縦方向及び横方向に並んで設けられる。各画素領域では、画素中央部が２本の棒磁石２２で挟まれるように、複数の棒磁石２２が設けられている。図１１におけるX−X線に沿った固体撮像装置１Aの模式的部分断面図は、図１０と同じである。
【００４７】
なお、縦方向に延設された複数の棒磁石と、横方向に延設された複数の棒磁石は、シリコン基板の深さ方向において、異なる位置に配設される。
【００４８】
さらになお、棒磁石を分割して配列するようにしてもよい。図１２は、複数の棒磁石を磁界発生部として用いた場合、分割された複数の棒磁石１９Aが、縦方向及び横方向に並んで設けられた場合における、固体撮像装置１Aの受光面における画素配列と棒磁石配列を説明するための図である。このような構成によれば、縦方向に延設された複数の棒磁石１９Aは、シリコン基板の深さ方向において、異なる位置に配設する必要が無い。
【００４９】
図１３は、配線を磁界発生部として用いた場合における、固体撮像装置１Aの受光面における画素配列と配線の配列を説明するための図である。図１４は、図１３におけるXIV−XIV線に沿った固体撮像装置１Aの模式的部分断面図である。
【００５０】
複数の配線を磁界発生部として用いた場合、複数の一対の配線２３が、縦方向及び横方向に並んで設けられる。各画素領域では、画素中央部が４本の配線２３で挟まれるように、複数の配線２３が設けられている。一対の配線２３には、互いに逆方向に電流が流れる。電流は、電荷を読み出すときにのみ、一対の配線２３に流れる。
【００５１】
なお、縦方向に延設された複数の一対の配線２３と、横方向に延設された一対の配線２３は、絶縁膜１３の異なる層に配設される。  
よって、二次元アレイを平面視したときに、各画素領域において画素中央部を挟むように設けられた複数の一対の配線２３が、磁界発生部を構成する。
【００５２】
以上のように、棒磁石又は配線を用いても、各画素領域において電荷をフォトダイオード領域の下方へ引き込むような磁界を発生させることができる。  
なお、上述した例では、二次元アレイを平面視したときに、画素中央部を挟むように、縦と横方向に複数の磁界発生部を設けているが、縦方向あるいは横方向のいずれか一方だけに複数の磁界発生部を設けるようにしてもよい。
【００５３】
例えば、図９の場合であれば、二次元アレイを平面視したときに、画素中央部を挟むように、各画素領域において縦方向あるいは横方向のいずれか一方のみに複数の磁石２１を設けるようにしてもよい。すなわち、一対の磁石２１を、各画素領域において画素中央部を挟むように、縦又は横方向の少なくとも一方に、設けるようにしてもよい。
【００５４】
図１１の場合であれば、画素中央部を挟むように、縦方向あるいは横方向のいずれか一方のみ延設された複数の棒磁石２２を設けるようにしてもよい。すなわち、一対の棒磁石２２を、各画素領域において画素中央部を挟むように、縦又は横方向の少なくとも一方に、設けるようにしてもよい。
【００５５】
また、磁界を発生される磁石は棒磁石に限らない。隣り合う画素間に複数の磁石を設けてもよい。  
図１３の場合であれば、画素中央部を挟むように、縦方向あるいは横方向のいずれか一方のみ延設された複数の配線２３を設けるようにしてもよい。すなわち、一対の配線２３が、二次元アレイの縦又は横方向の少なくとも一方向に伸びるように、複数設けられ、各画素領域において画素中央部を挟むように、一対の配線２３の一方の配線と他方の配線が設けられている。
【００５６】
さらになお、上述した磁界発生部は、マイクロレンズ層１１の下に設けられたカラーフィルタ層１２のうち、青色のフィルタの画素領域の画素中央部にのみ、フォトダイオード層１４の下方に向けて光電子を引き込むように、青色の画素領域のみに設けてもよい。
【００５７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として例示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５８】
１  固体撮像装置、２  撮像領域、１１  マイクロレンズ層、１２  カラーフィルタ層、１３  フォトダイオード層、１４  フォトダイオード層、１５  多層配線層、１６  素子分離領域、１８  磁石、１９  棒磁石、２１  磁石、２２  棒磁石、２３  配線。
【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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