(57)【要約】【課題】色に応じた感度設定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】緑色の光が入射されるフォトダイオード部を有する緑色画素１Ｇと、赤色の光が入射されるフォトダイオード部を有する赤色画素１Ｒと、青色の光が入射されるフォトダイオード部を有する青色画素１Ｂとを少なくとも備え、緑色画素１Ｇのセルサイズが赤色画素１Ｒのセルサイズ及び青色画素１Ｂのセルサイズと異なることを特徴とする固体撮像装置。【選択図】図１
2008078258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の色の光が入射される受光素子を有する第１の色画素と、第２の色の光が入射される受光素子を有する第２の色画素と、第３の色の光が入射される受光素子を有する第３の色画素とを少なくとも備え、
前記第１の色、前記第２の色、及び前記第３の色はそれぞれ異なる色であって、前記第１の色画素のセルサイズが前記第２の色画素のセルサイズ及び前記第３の色画素のセルサイズと異なることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記第１の色が緑色であり、前記第２の色が赤色であり、前記第３の色が青色であり、前記第１の色画素のセルサイズが前記第２の色画素のセルサイズ及び前記第３の色画素のセルサイズよりも大きい請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記第１の色が赤色であり、前記第２の色が緑色であり、前記第３の色が青色であり、前記第１の色画素のセルサイズが前記第２の色画素のセルサイズ及び前記第３の色画素のセルサイズよりも大きい請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第２の色画素のセルサイズが前記第３の色画素のセルサイズよりも大きい請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
第１の色の光が入射される受光素子を有する第１の色画素と、第２の色の光が入射される受光素子を有する第２の色画素と、第３の色の光が入射される受光素子を有する第３の色画素とを少なくとも備え、
前記第１の色、前記第２の色、及び前記第３の色はそれぞれ異なる色であって、前記第１の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズが前記第２の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズ及び前記第３の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズと異なることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項６】
前記第１の色が緑色であり、前記第２の色が赤色であり、前記第３の色が青色であり、前記第１の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズが前記第２の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズ及び前記第３の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズよりも大きい請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記第１の色が赤色であり、前記第２の色が緑色であり、前記第３の色が青色であり、前記第１の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズが前記第２の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズ及び前記第３の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズよりも大きい請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記第２の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズが前記第３の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズよりも大きい請求項７に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の固体撮像装置として、ここでは一般的なＣＣＤ型固体撮像装置を例に挙げて説明する。一般的なＣＣＤ型固体撮像装置の上面図を図９に示す。なお、図９においては、簡略化して、一般的なＣＣＤ型固体撮像装置が有する多数の画素のうち一部（水平垂直２×２）の画素のみを示している。また、図９のＡ−Ａ’切断面での断面図を図１０に示す。
【０００３】
図９において、１０１Ｇ、１０１Ｒ、１０１Ｂはそれぞれ緑色のカラーフィルタを有する緑色画素、赤色のカラーフィルタを有する赤色画素、青色のカラーフィルタを有する青色画素であり、１０２Ｇ、１０２Ｒ、１０２Ｂはそれぞれ緑色画素の遮光膜開口、赤色画素の遮光膜開口、青色画素の遮光膜開口であり、１０３Ｇ、１０３Ｒ、１０３Ｂはそれぞれ緑色画素のフォトダイオード部、赤色画素のフォトダイオード部、青色画素のフォトダイオード部である。
【０００４】
図１０を参照して、赤色画素の概略構造について説明する。Ｎ型半導体基板２１６にＰ型ウェル層２１５が形成され、Ｐ型ウェル層２１５内にフォトダイオード部表面Ｐ＋注入層２０８、フォトダイオード部Ｎ型注入層２０９、素子分離部Ｐ＋注入層２１０、読み出しゲート部Ｐ＋注入層２１１、読み出しゲート部Ｎ型注入層２１２、垂直転送部Ｎ型注入層２１３、及び垂直転送部Ｐ＋注入層２１４がそれぞれ形成されている。また、Ｎ型半導体基板２１６の表面側には、読み出しゲート部及び垂直転送部に対向して設けられるゲート電極２０５と、遮光膜開口以外の画素領域を覆う遮光金属膜２０４と、ゲート電極２０５−遮光金属膜２０４間及びゲート電極２０５−Ｎ型半導体基板２１６間に介在するゲート絶縁膜２０７と、マイクロレンズ２０１と、赤色のカラーフィルタ２０３と、マイクロレンズ２０１−カラーフィルタ２０３間に介在する平坦化膜２０２と、カラーフィルタ２０３−遮光金属膜２０４及びゲート絶縁膜２０７間に介在する平坦化膜２０２’とが設けられる。緑色画素及び青色画素はカラーフィルタの色が異なる点を除いては上述した赤色画素と同一の構造である。
【０００５】
続いて、上記構成の一般的なＣＣＤ型固体撮像装置の概略動作について説明する。まず、フォトダイオード部に光が入射すると光電変換により電荷が発生し、その発生した電荷がフォトダイオード部Ｎ型注入層２０９に蓄積される。その後、ゲート電極２０５にＨｉｇｈレベルの電圧が印加されて、読み出しゲート部の電位がフォトダイオード部の電位よりも高くなると、フォトダイオード部Ｎ型注入層２０９に蓄積されていた電荷が垂直転送部に読み出し転送される。垂直転送部に読み出された電荷は列方向に転送され、垂直転送部の一端部に配設された水平転送部に転送される。電荷は水平転送部により出力部に転送される。出力部では、電荷を電圧信号に変換し、その電圧信号をアンプにより増幅して出力する。
【特許文献１】特開２００５−１９９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した一般的なＣＣＤ型固体撮像装置では、図９から明らかなように、赤色画素１０１Ｒ、緑色画素１０１Ｇ、青色画素１０１Ｂのセルサイズ（画素の外形サイズ）が全て同じであり、赤色画素の遮光膜開口１０２Ｒ、緑色画素の遮光膜開口１０２Ｇ、青色画素の遮光膜開口１０２Ｂが全て同じサイズであり、赤色画素のフォトダイオード部の受光領域、緑色画素のフォトダイオード部の受光領域、青色画素のフォトダイオード部の受光領域が全て同じサイズであった。このため、上述した一般的なＣＣＤ型固体撮像装置では、色に応じた感度設定を行うことに大きな制約があった。
【０００７】
一般的なＣＣＤ型固体撮像装置が抱えている問題として以下のものがある。人間の目の感受特性を表す視感度は波長５５５ｎｍの光(緑色)で最大になり、それより短い波長の光（青色側）ほど、またはそれより長い波長の光（赤色側）ほど小さくなる。上述した一般的なＣＣＤ型固体撮像装置では、カラーフィルタを通過する特定色の光のカラーフィルタでの減衰率及びフォトダイオード部に入射する特定色の光のフォトダイオード部での光電効率が各色画素で一定である場合、各色画素の感度が一定になるため、人間の目の感受特性に比べて緑色画素の感度が低くなってしまっていた。このような問題に対して、従来は図１０に示すベイヤー配列のように緑色画素の数を赤色画素の数や青色画素の数より多くするしか対策がなかった。
【０００８】
また、一般的なＣＣＤ型固体撮像装置が抱えている他の問題として以下のものがある。可視光の波長は青色、緑色、赤色の順で長くなるのに対し、一般的なＣＣＤ型固体撮像装置では赤色画素の遮光膜開口１０２Ｒ、緑色画素の遮光膜開口１０２Ｇ、青色画素の遮光膜開口１０２Ｂが全て同じサイズであった。近年、ＣＣＤ型固体撮像装置の画素セルサイズの縮小が図られており、遮光膜開口が小さくなってきている。このため、波長が長い色の画素ほど、光の回折のため、フォトダイオード部に入射する光の量が少なくなり感度が低下していた。
【０００９】
一般的なＣＭＯＳ型固体撮像装置も一般的なＣＣＤ型固体撮像装置と同様の問題を有していた。
【００１０】
なお、特許文献１では、遮光膜開口をハイパスフィルタとして機能させて入射光の分光を行うために、青色画素、緑色画素、赤色画素の順で遮光膜開口のサイズを大きくしたＣＣＤ型固体撮像装置が開示されている。このようなＣＣＤ型固体撮像装置の上面図を図１１に示す。なお、図１１において、図９と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００１１】
図１１に示すＣＣＤ型固体撮像装置では、遮光膜開口によって入射光の分光を行うので、青色画素１０１Ｂ、緑色画素１０１Ｇ、赤色画素１０１Ｒの順で遮光膜開口のサイズを大きくする必要があり、遮光膜開口が各色に応じたハイパスフィルタとして機能するような値に各色毎の遮光膜開口の寸法を設定する必要があった。このため、色に応じた感度設定を行うことに大きな制約があった。
【００１２】
さらには、色画素１０１Ｂ、緑色画素１０１Ｇ、赤色画素１０１Ｒの順で遮光膜開口のサイズを大きくするのに対して、画素のセルサイズとフォトダイオード部の受光領域のサイズが全ての画素で同一であるため、レイアウト上の無駄が多い構造であった。また、赤色画素では遮光膜開口のサイズが大きくなっているため、フォトダイオード部と遮光金属膜との被り幅１０４Ｒが小さくなっており、スミア抑圧比が悪化するという問題もあった。
【００１３】
本発明は、上記の事情に鑑み、色に応じた感度設定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】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明に係る固体撮像装置は、第１の色の光が入射される受光素子を有する第１の色画素と、第２の色の光が入射される受光素子を有する第２の色画素と、第３の色の光が入射される受光素子を有する第３の色画素とを少なくとも備え、前記第１の色、前記第２の色、及び前記第３の色はそれぞれ異なる色であって、前記第１の色画素のセルサイズが前記第２の色画素のセルサイズ及び前記第３の色画素のセルサイズと異なるようにしている。
【００１５】
このような構成によると、色に応じた感度設定を行うために、前記第１の色画素の遮光膜開口サイズを前記第２の色画素の遮光膜開口サイズ及び前記第３の色画素の遮光膜開口サイズと異なるようにした場合、その遮光膜開口サイズに対応して前記第１の色画素のセルサイズを前記第２の色画素のセルサイズ及び前記第３の色画素のセルサイズと異なるようにすることができるので、遮光膜開口サイズがセルサイズによって大きな制約を受けることがなくなり、色に応じた感度設定を容易に行うことができる。
【００１６】
また、前記第１の色が緑色であり、前記第２の色が赤色であり、前記第３の色が青色であり、前記第１の色画素のセルサイズを前記第２の色画素のセルサイズ及び前記第３の色画素のセルサイズよりも大きくしてもよい。これにより、緑色画素の感度を赤色画素の感度及び青色画素の感度に比べて高くして人間の目の感受特性に合致するような感度設定を容易に行うことができる。
【００１７】
また、前記第１の色が赤色であり、前記第２の色が緑色であり、前記第３の色が青色であり、前記第１の色画素のセルサイズを前記第２の色画素のセルサイズ及び前記第３の色画素のセルサイズよりも大きくしてもよい。これにより、光の回折による感度低下が最も大きい赤色画素の感度低下を補償する感度設定を容易に行うことができる。さらに、前記第２の色画素のセルサイズを前記第３の色画素のセルサイズよりも大きくしてもよい。これにより、光の回折による感度低下を各色画素のフォトダイオード部に入射する光の波長に応じて補償し、各色画素の感度を同一に設定することが容易になる。
【００１８】
また、上記目的を達成するために本発明に係る固体撮像装置は、第１の色の光が入射される受光素子を有する第１の色画素と、第２の色の光が入射される受光素子を有する第２の色画素と、第３の色の光が入射される受光素子を有する第３の色画素とを少なくとも備え、前記第１の色、前記第２の色、及び前記第３の色はそれぞれ異なる色であって、前記第１の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズが前記第２の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズ及び前記第３の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズと異なるようにする。
【００１９】
このような構成によると、色に応じた感度設定を行うために、前記第１の色画素の遮光膜開口サイズを前記第２の色画素の遮光膜開口サイズ及び前記第３の色画素の遮光膜開口サイズと異なるようにした場合、その遮光膜開口サイズに対応して前記第１の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズを前記第２の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズ及び前記第３の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズと異なるようにすることができるので、遮光膜開口サイズが受光素子の受光領域サイズによって大きな制約を受けることがなくなり、色に応じた感度設定を容易に行うことができる。
【００２０】
また、前記第１の色が緑色であり、前記第２の色が赤色であり、前記第３の色が青色であり、前記第１の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズを前記第２の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズ及び前記第３の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズよりも大きくしてもよい。これにより、緑色画素の感度を赤色画素の感度及び青色画素の感度に比べて高くして人間の目の感受特性に合致するような感度設定を容易に行うことができる。
【００２１】
また、前記第１の色が赤色であり、前記第２の色が緑色であり、前記第３の色が青色であり、前記第１の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズを前記第２の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズ及び前記第３の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズよりも大きくしてもよい。これにより、光の回折による感度低下が最も大きい赤色画素の感度低下を補償する感度設定を容易に行うことができる。さらに、前記第２の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズを前記第３の色画素に設けられている受光素子の受光領域サイズよりも大きくしてもよい。これにより、光の回折による感度低下を各色画素のフォトダイオード部に入射する光の波長に応じて補償し、各色画素の感度を同一に設定することが容易になる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る固体撮像装置によると、色に応じた感度設定を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本発明に係る固体撮像装置として、ここではＣＣＤ型固体撮像装置を例に挙げて説明する。
【００２４】
本発明の第一実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置の上面図を図１に示す。なお、図１においては、簡略化して、本発明の第一実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置が有する多数の画素のうち一部（水平垂直２×２）の画素のみを示している。また、図１のＡ−Ａ’切断面での断面図を図２に示す。
【００２５】
図１において１Ｇ、１Ｒ、１Ｂはそれぞれ緑色のカラーフィルタを有する緑色画素、赤色のカラーフィルタを有する赤色画素、青色のカラーフィルタを有する青色画素であり、２Ｇ、２Ｒ、２Ｂはそれぞれ緑色画素の遮光膜開口、赤色画素の遮光膜開口、青色画素の遮光膜開口であり、３Ｇ、３Ｒ、３Ｂはそれぞれ緑色画素のフォトダイオード部、赤色画素のフォトダイオード部、青色画素のフォトダイオード部である。
【００２６】
図２を参照して、赤色画素の概略構造について説明する。Ｎ型半導体基板２６にＰ型ウェル層２５が形成され、Ｐ型ウェル層２５内にフォトダイオード部表面Ｐ＋注入層１８、フォトダイオード部Ｎ型注入層１９、素子分離部Ｐ＋注入層２０、読み出しゲート部Ｐ＋注入層２１、読み出しゲート部Ｎ型注入層２２、垂直転送部Ｎ型注入層２３、及び垂直転送部Ｐ＋注入層２４がそれぞれ形成されている。また、Ｎ型半導体基板２６の表面側には、読み出しゲート部及び垂直転送部に対向して設けられるゲート電極１５と、遮光膜開口以外の画素領域を覆う遮光金属膜１４と、ゲート電極１５−遮光金属膜１４間及びゲート電極１５−Ｎ型半導体基板２６間に介在するゲート絶縁膜１７と、マイクロレンズ１１と、赤色のカラーフィルタ１３と、マイクロレンズ１１−カラーフィルタ１３間に介在する平坦化膜１２と、カラーフィルタ１３−遮光金属膜１４及びゲート絶縁膜１７間に介在する平坦化膜１２’とが設けられる。緑色画素はカラーフィルタの色が異なる点と、セル、遮光膜開口、及びフォトダイオード部の水平方向サイズが赤色画素に比べて大きく且つそれに伴って各部の寸法が異なる点とを除いては上述した赤色画素と同一の構造である。青色画素はカラーフィルタの色が異なる点を除いては上述した赤色画素と同一の構造である。
【００２７】
続いて、上記構成のＣＣＤ型固体撮像装置の概略動作について説明する。まず、フォトダイオード部に光が入射すると光電変換により電荷が発生し、その発生した電荷がフォトダイオード部Ｎ型注入層１９に蓄積される。その後、ゲート電極１５にＨｉｇｈレベルの電圧が印加されて、読み出しゲート部の電位がフォトダイオード部の電位よりも高くなると、フォトダイオード部Ｎ型注入層１９に蓄積されていた電荷が垂直転送部に読み出し転送される。垂直転送部に読み出された電荷は列方向に転送され、垂直転送部の一端部に配設された水平転送部に転送される。電荷は水平転送部により出力部に転送される。出力部では、電荷を電圧信号に変換し、その電圧信号をアンプにより増幅して出力する。
【００２８】
本発明の第一実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置では、緑色画素１Ｇのセルサイズが赤色画素１Ｒのセルサイズ及び青色画素１Ｂのセルサイズに比べて大きいため、緑色画素１Ｇの感度を赤色画素１Ｒの感度及び青色画素１Ｂの感度に比べて高く設定することが容易である。また、レイアウト上の無駄が少ない構造にすることも容易である。
【００２９】
本発明の第一実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置では、緑色画素１Ｇのフォトダイオード部の受光領域サイズが赤色画素１Ｒのフォトダイオード部の受光領域サイズ及び青色画素１Ｂのフォトダイオード部の受光領域サイズに比べて大きいため、緑色画素１Ｇの感度を赤色画素１Ｒの感度及び青色画素１Ｂの感度に比べて高く設定することが容易である。また、レイアウト上の無駄が少ない構造にすることも容易である。
【００３０】
本発明の第一実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置では、緑色画素１Ｇの遮光膜開口サイズを赤色画素１Ｒの遮光膜開口サイズ及び青色画素１Ｂの遮光膜開口サイズに比べて大きくしているので、緑色画素１Ｇの感度を赤色画素１Ｒの感度及び青色画素１Ｂの感度に比べて高くすることができる。緑色画素１Ｇの遮光膜開口サイズを赤色画素１Ｒの遮光膜開口サイズ及び青色画素１Ｂの遮光膜開口サイズに比べて大きくしても、フォトダイオード部と遮光金属膜の被り幅が全画素で一定になるように、緑色画素１Ｇのフォトダイオード部の受光領域サイズを赤色画素１Ｒのフォトダイオード部の受光領域サイズ及び青色画素１Ｇのフォトダイオード部の受光領域サイズに比べて大きくしているので、緑色画素１Ｇにおいてフォトダイオード部と遮光膜の被り幅が小さくなってスミア抑圧比が悪化することを防止することができる。
【００３１】
上述した本発明の第一実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置は、緑色画素１Ｇを垂直方向に並べた画素配置であったが、例えば図３に示すように緑色画素１Ｇを水平方向に並べた画素配置にしても、上述した本発明の第一実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置と同様の効果が得られる。また、例えば図４及び図５に示すようにベイヤー配列にしても、上述した本発明の第一実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置と同様の効果が得られる。図３又は図５に示す画素配置を採用した場合、緑色画素のセル、遮光膜開口、及びフォトダイオード部の垂直方向サイズが赤色画素及び青色画素に比べて大きくなる。一方、図４に示す画素配置を採用した場合、緑色画素のセル、遮光膜開口、及びフォトダイオード部の水平方向サイズが赤色画素及び青色画素に比べて大きくなる。なお、図３〜図５において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。
【００３２】
次に、本発明の第二実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置の上面図を図６に示す。なお、図６においては、簡略化して、本発明の第二実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置が有する多数の画素のうち一部（水平垂直２×２）の画素のみを示している。また、図６において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。
【００３３】
各色画素の構造については、セル、遮光膜開口、及びフォトダイオード部のサイズ及びそれに伴う各部の寸法が異なる点を除いて上述した本発明の第一実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置の各色画素の構造と同一であるため、説明を省略する。また、概略動作についても、上述した本発明の第一実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置の概略動作と同一であるため、説明を省略する。
【００３４】
赤色画素１Ｒと青色画素１Ｂはともに正方画素であり、赤色画素１Ｒの方が青色画素１Ｂよりもセルサイズが大きくなっている。このため、青色画素１Ｂの横に位置する緑色画素１Ｇは横長の長方画素になり、赤色画素１Ｒの横に位置する緑色画素１Ｇは縦長の長方画素になる。そして、二つの緑色画素１Ｇのセル面積が同一になるようにしている。
【００３５】
本発明の第二実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置では、赤色画素１Ｒのセルサイズが緑色画素１Ｇのセルサイズ及び青色画素１Ｂのセルサイズに比べて大きいため、光の回折による感度低下が最も大きい赤色画素の感度低下を補償することが容易である。さらに、青色画素、緑色画素、赤色画素の順でフォトダイオード部の受光領域サイズを大きくしている、すなわち青色画素のフォトダイオード部の受光領域サイズを最も小さくし赤色画素のフォトダイオード部の受光領域サイズを最も大きくしているため、光の回折による感度低下を各色画素のフォトダイオード部に入射する光の波長に応じて補償し、各色画素の感度を同一に設定することが容易である。また、レイアウト上の無駄が少ない構造にすることも容易である。
【００３６】
本発明の第二実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置では、赤色画素１Ｒのフォトダイオード部の受光領域サイズが緑色画素１Ｇのフォトダイオード部の受光領域サイズ及び青色画素１Ｂのフォトダイオード部の受光領域サイズに比べて大きいため、光の回折による感度低下が最も大きい赤色画素の感度低下を補償することが容易である。さらに、青色画素、緑色画素、赤色画素の順でフォトダイオード部の受光領域サイズを大きくしている、すなわち青色画素のフォトダイオード部の受光領域サイズを最も小さくし赤色画素のフォトダイオード部の受光領域サイズを最も大きくしているため、光の回折による感度低下を各色画素のフォトダイオード部に入射する光の波長に応じて補償し、各色画素の感度を同一に設定することが容易である。また、レイアウト上の無駄が少ない構造にすることも容易である。
【００３７】
本発明の第二実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置では、赤色画素１Ｒの遮光膜開口サイズが緑色画素１Ｇの遮光膜開口サイズ及び青色画素１Ｂの遮光膜開口サイズに比べて大きいため、光の回折による感度低下が最も大きい赤色画素の感度低下を補償することが容易である。さらに、青色画素、緑色画素、赤色画素の順で遮光膜開口サイズを大きくしている、すなわち可視光の中で最も波長の短い青色の光がフォトダイオード部に入射する青色画素の遮光膜開口サイズを最も小さくし可視光の中で最も波長の長い赤色の光がフォトダイオード部に入射する赤色画素の遮光膜開口サイズを最も大きくしているので、光の回折による感度低下を各色画素のフォトダイオード部に入射する光の波長に応じて補償し、各色画素の感度を同一に設定することができる。青色画素、緑色画素、赤色画素の順で遮光膜開口サイズを大きくしてもフォトダイオード部と遮光金属膜の被り幅が全画素で一定になるように、青色画素、緑色画素、赤色画素の順でフォトダイオード部の受光領域サイズを大きくしているので、赤色画素１Ｇにおいてフォトダイオード部と遮光膜の被り幅が小さくなってスミア抑圧比が悪化することを防止することができる。
【００３８】
上述した本発明の第二実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置は、ベイヤー配列の画素配置であったが、緑色画素１Ｇを垂直方向に並べた画素配置であったが、例えば図７に示すように緑色画素１Ｇを水平方向に並べた画素配置にしても、上述した本発明の第二実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置と同様の効果が得られる。また、例えば図８に示すように緑色画素１Ｇを垂直方向に並べた画素配置にしても、上述した本発明の第二実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置と同様の効果が得られる。図７示す画素配置を採用した場合、緑色画素が正方画素になり、赤色画素が横長の長方画素になり、青色画素が縦長の長方画素になる。一方、図８に示す画素配置を採用した場合、緑色画素が正方画素になり、赤色画素が縦長の長方画素になり、青色画素が横長の長方画素になる。なお、図７〜図８において図６と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。
【００３９】
上述した第一実施形態及び第二実施形態ではＣＣＤ型固体撮像装置を例に挙げて説明したが、本発明はＣＭＯＳ型固体撮像装置にも適用が可能である。スミアはＣＣＤ型固体撮像装置に特有のものであるから、スミア抑圧比の悪化防止を除いた本発明に係るＣＣＤ型固体撮像装置が奏する効果は、本発明をＣＭＯＳ型固体撮像装置に適用した場合でも得られる。また、上述した第一実施形態及び第二実施形態では各色画素が原色系で構成されていたが、各色画素を補色系で構成しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】は、本発明の第一実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置の上面図である。
【図２】は、図１に示すＣＣＤ型固体撮像装置が有する赤色画素の断面図である。
【図３】は、本発明の第一実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置の画素配置変更例を示す図である。
【図４】は、本発明の第一実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置の他の画素配置変更例を示す図である。
【図５】は、本発明の第一実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置の更に他の画素配置変更例を示す図である。
【図６】は、本発明の第二実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置の上面図である。
【図７】は、本発明の第二実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置の画素配置変更例を示す図である。
【図８】は、本発明の第二実施形態に係るＣＣＤ型固体撮像装置の他の画素配置変更例を示す図である。
【図９】は、従来の一般的なＣＣＤ型固体撮像装置の上面図である。
【図１０】は、図９に示すＣＣＤ型固体撮像装置が有する赤色画素の断面図である。
【図１１】は、遮光膜開口がハイパスフィルタとして機能する従来のＣＣＤ型固体撮像装置の上面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１Ｇ    緑色画素
１Ｒ    赤色画素
１Ｂ    青色画素
２Ｇ    緑色画素の遮光膜開口
２Ｒ    赤色画素の遮光膜開口
２Ｂ    青色画素の遮光膜開口
３Ｇ    緑色画素のフォトダイオード部
３Ｒ    赤色画素のフォトダイオード部
３Ｂ    青色画素のフォトダイオード部
１１    マイクロレンズ
１２、１２’    平坦化膜
１３    カラーフィルタ
１４    遮光金属膜
１５    ゲート電極
１７    ゲート絶縁膜
１８    フォトダイオード部表面Ｐ＋注入層
１９    フォトダイオード部Ｎ型注入層
２０    素子分離部Ｐ＋注入層
２１    読み出しゲート部Ｐ＋注入層
２２    読み出しゲート部Ｎ型注入層
２３    垂直転送部Ｎ型注入層
２４    垂直転送部Ｐ＋注入層
２５    Ｐ型ウェル層
２６    Ｎ型半導体基板
【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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