(57)【要約】【課題】  短射出瞳レンズを使用するカメラセット等で問題化しているシェーディング特性の改善を図る。【解決手段】  使用するカメラセットの短射出瞳レンズに対応させて、オンチップレンズまたは／及び色フィルタの射出瞳補正量αを、有効撮像領域の中央から周辺に向ってノンリニア的に変化させる【選択図】      図１ 
2005311693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用するカメラセットの短射出瞳レンズに対応させて、オンチップレンズまたは／及び色フィルタの射出瞳補正量を、有効撮像領域の中央から周辺に向ってノンリニア的に変化させる
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記短射出瞳レンズが非球面レンズを有している
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記オンチップレンズまたは／及び色フィルタの射出瞳補正量を、有効撮像領域の水平方向、垂直方向または垂直及び水平両方向のいずれかの方向でノンリニア的に変化させる
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記オンチップレンズまたは／及び色フィルタの射出瞳補正量を、有効撮像領域に中央から同心円的にノンリニア的に変化させる
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項５】
複数の受光部が配列された有効撮像領域上に色フィルタ及びオンチップレンズを形成する際に、
使用するカメラセットの短射出瞳レンズに対応させて、オンチップレンズまたは／及び色フィルタの射出瞳補正量が有効撮像領域の中央から周辺に向ってノンリニア的に変化するように、前記色フィルタ及び前記オンチップレンズを形成する
ことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項６】
前記オンチップレンズまたは／及び色フィルタの射出瞳補正量が有効撮像領域の水平方向、垂直方向または垂直及び水平両方向のいずれかの方向でノンリニア的に変化するように、前記色フィルタ及び前記オンチップレンズを形成する
ことを特徴とする請求項５記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項７】
前記オンチップレンズまたは／及び色フィルタの射出瞳補正量が有効撮像領域に中央から同心円的にノンリニア的に変化するように、前記色フィルタ及び前記オンチップレンズを形成する
ことを特徴とする請求項５記載の固体撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子及びその製造方法、特に単板式のカラー固体撮像素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子としては、単板式のカラーＣＣＤ固体撮像素子やカラーＣＭＯＳ型固体撮像素子などが広く知られている。図１１に単板式のカラーＣＣＤ固体撮像素子の従来構造の概略断面の一例を示す。この単板式のカラーＣＣＤ固体撮像素子１は、例えばシリコン半導体基板２の撮像領域に画素となる受光部３がマトリックス状に配列される共に、各受光部列に対応して垂直転送レジスタ７が形成され、さらに撮像領域上に平坦化膜１１を介して色フィルタ１２及びオンチップレンズ１３を形成して構成される。垂直転送レジスタ７は、基板２表面に形成した転送チャネル領域４上にゲート絶縁膜４を介して例えば多結晶シリコンからなる転送電極６を形成して構成される。基板２の表面上には、層間絶縁膜８を介して受光部３以外の垂直転送レジスタ７を含む領域に例えばアルミニウム（Ａｌ）またはタングステン（Ｗ）等による遮光膜９が形成され、更にプラズマシリコン窒化膜によるパッシベーション膜１０、絶縁膜による平坦化膜１１が形成される。そして平坦化膜１１上に、各色フィルタ成分からなる色フィルタ１２が形成され、この色フィルタ１２上に各受光部３に対応したオンチップレンズ１３が形成される。
【０００３】
単板式のカラー固体撮像素子の場合、色フィルタ１２はオンチップで形成しており、種類としては大きく分けて、原色系と補色系がある。原色系は色再現性が良く、補色系は色フィルタの透過率が高く感度に有利である。原色系フィルタ及び補色系フィルタは、それぞれ目的に応じて使い分けられている。図１１は原色系フィルタ１２の例を示しており、各赤（Ｒ）フィルタ成分１２Ｒ，緑（Ｇ）フィルタ成分１２Ｇ及び青（Ｂ）フィルタ成分１２Ｂを有している。更に、フィルタ１２の色配列にも様々なものがあり、代表的なものとしては、原色系フィルタ配列では、ＧストライプＲＢ線順次、Ｇ市松ＲＢ線順次、ＲＧＢ縦ストライプ等がある。一方、補色系フィルタ配列では、Ｙｅ・Ｃｙ・Ｍｇ・Ｇ色差線順次、Ｙｅ・Ｇ・Ｃｙ縦ストライプ、Ｗ・Ｙｅ・Ｃｙ縦ストライプ、等がある。いずれの色配列を採用しても、最終的にＲ／Ｇ／Ｂに色分離する為には、最低でも３色が必要で、一般的には１色１画素にて構成している。
【０００４】
特許文献１には、センサの両端に近づくほどセンサのフィルタ／画素に対して光が斜めから入射されて混色（いわゆる色シェーディング）が発生するのを改善したカラーリニアイメージセンサが開示されている。
【特許文献１】特開平１０−４２０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、固体撮像素子を用いたカメラセットの小型化に伴い、固体撮像素子の前面に配置される光学レンズとして、出射瞳距離（光学レンズ系を挟むで絞りと固体撮像素子間の距離に相当する）が短い短射出瞳レンズが多く用いられるようになって来ている。しかし、短射出瞳レンズを使用した場合、ＣＣＤ固体撮像素子のシェーディング特性、すなわち輝度シェーディング特性、色シェーディング特性、スミアシェーディング特性の悪化が懸念されている。特に、１画素のセルサイズが３μｍ角から、最近では２．３５μｍ角まで縮小されるのに伴い、シェーディング特性に悪化が顕著となっていて、この改善が急務となっている。１チップの中央部と周辺部、すなわち有効撮像領域の中央と周辺で、光学的な集光率が異なり、通常は周辺部で集光率が悪くなることである。
【０００６】
従来は、このシェーディング特性の改善に為に、図１２に示すように、ＣＣＤ固体撮像素子の周辺でオンチップレンズ１３または色フィルタ１２の光学中心を受光部３の中心よりチップ中心側にずらすという、射出瞳補正を行っている。射出瞳補正は、オンチップと色フィルタを同時に行う場合もあり、その補正値も任意にずらす場合もある。ただし、いずれの場合も出射瞳距離の変化量は、図１３の直線ＩＩに示す通りに中央から周辺（いわゆるチップ端）に向って直線的（リニア的）に変えている。しかしながら、最近はカメラセット、特に携帯用レンズモジュールや小型デジタルスチルカメラ等では、非球面レンズの採用が増え、受光部の瞳補正ではシェーディング特性の改善ができなくなっている。
【０００７】
一方、球面レンズを用いた場合、原理的には出射瞳距離に変化量は直線的（リニア的）であるが、実際には厳格にみるとリニア的に変化していない場合がある。
【０００８】
本発明は、上述に点に鑑み、特に短射出瞳レンズを使用するカメラセット等で問題化しているシェーディング特性の悪化を改善できるようにした固体撮像素子及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る固体撮像素子は、使用するカメラセットの短射出瞳レンズに対応させて、オンチップレンズまたは／及び色フィルタの射出瞳補正量を、有効撮像領域の中央から周辺に向ってノンリニア的に変化させることを特徴とする。
【００１０】
使用するカメラセットの短射出瞳レンズとしては、非球面レンズを有する短射出瞳レンズを適用することができる。
【００１１】
本発明は、上記固体撮像素子において、オンチップレンズまたは／及び色フィルタの射出瞳補正量を、有効撮像領域の水平方向、垂直方向または垂直及び水平両方向のいずれかの方向でノンリニア的に変化させた構成とすることができる。
本発明は、上記固体撮像素子において、オンチップレンズまたは／及び色フィルタの射出瞳補正量を、有効撮像領域に中央から同心円的にノンリニア的に変化させた構成とすることができる。
【００１２】
本発明に係る固体撮像素子の製造方法は、複数の受光部が配列された有効撮像領域上に色フィルタ及びオンチップレンズを形成する際に、使用するカメラセットの短射出瞳レンズに対応させて、オンチップレンズまたは／及び色フィルタの射出瞳補正量が有効撮像領域の中央から周辺に向ってノンリニア的に変化するように、前記色フィルタ及び前記オンチップレンズを形成することを特徴とする。
【００１３】
本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、オンチップレンズまたは／及び色フィルタの射出瞳補正量が有効撮像領域の水平方向、垂直方向または垂直及び水平両方向のいずれかの方向でノンリニア的に変化するように、色フィルタ及びオンチップレンズを形成することができる。
本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、オンチップレンズまたは／及び色フィルタの射出瞳補正量が有効撮像領域に中央から同心円的にノンリニア的に変化するように、色フィルタ及び前記オンチップレンズを形成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る固体撮像素子によれば、使用するカメラセットの短射出瞳レンズに対応させて、オンチップレンズまたは／及び色フィルタの射出瞳補正量を、有効撮像領域の中央から周辺に向ってノンリニア的に変化させることにより、有効撮像領域の全面で良好な集光が得られ、短射出瞳レンズを備えたカメラセットにおける感度シェーディング、色シェーディング、スミアシェーディング等のシェーディング特性をより改善することができる。
本発明では、特に、短射出瞳レンズとして非球面レンズを採用したときのシェーディング特性の悪化を改善することができる。
【００１５】
オンチップレンズまたは／及び色フィルタの射出瞳補正量を、有効撮像領域の水平方向、垂直方向または垂直及び水平両方向のいずれかの方向でノンリニア的に変化させた構成とすることにより、シェーディング特性の改善を図ることができる。水平方向でノンリニア的に変化さたときが最も効率良くシェーディング特性の改善が図れる。
オンチップレンズまたは／及び色フィルタの射出瞳補正量を、有効撮像領域に中央から同心円的にノンリニア的に変化させた構成とするときも、シェーディング特性の改善を図ることができる。
【００１６】
本発明に係る固体撮像素子の製造方法によれば、使用するカメラセットの短射出瞳レンズに対応させて、オンチップレンズまたは／及び色フィルタの射出瞳補正量が有効撮像領域の中央から周辺に向ってノンリニア的に変化するように、色フィルタ及びオンチップレンズを形成することにより、有効撮像領域の全域で良好な集光が得られる。従って、感度シェーディング、色シェーディング、スミアシェーディング等のシェーディン特性がより改善され信頼性に優れた固体撮像素子を製造することができる。
【００１７】
オンチップレンズまたは／及び色フィルタの射出瞳補正量が有効撮像領域の水平方向、垂直方向または垂直及び水平両方向のいずれかの方向でノンリニア的に変化するように、色フィルタ及びオンチップレンズを形成することにより、シェーディング特性が改善された固体撮像素子を製造することができる。
オンチップレンズまたは／及び色フィルタの射出瞳補正量が有効撮像領域に中央から同心円的にノンリニア的に変化するように、色フィルタ及びオンチップレンズを形成することにより、シェーディング特性が改善された固体撮像素子を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図２は、本発明に係る固体撮像素子を単板式のカラーＣＣＤ固体撮像素子に適用した場合の一実施の形態を示す。同図は有効撮像領域の中央と左右両端の画素部のみを示す要部の断面構造である。
本実施の形態に係るＣＣＤ固体撮像素子２１は、半導体基板、例えばシリコン半導体基板（半導体基板上にエピタキシャル層を成長させた所謂エピタキシャル基板）２２の撮像領域にマトリックス状に配列されるように画素となる複数の受光部２３が形成されると共に、各受光部２３列に対応して垂直転送レジスタ２７が形成され、さらに撮像領域上に平坦化膜３１を介して色フィルタ３２及びその上にオンチップレンズ３３を形成して構成される。
【００２０】
垂直転送レジスタ２７は、基板表面に形成したチャネル領域２４上にゲート絶縁膜２５を介して例えば多結晶シリコンによる転送電極２６を形成して構成される。基板表面上には、層間絶縁膜２８、受光部２３に開口２９Ａを有した遮光膜２９が形成され、さらに例えばプラズマシリコン窒化膜によるパッシベーション膜３０、平坦化膜３１等が形成される。色フィルタ３２としては、本例では赤色フィルタ成分３２Ｒ、緑色フィルタ成分３２Ｇ及び青色フィルタ成分３２Ｂからなる原色系色フィルタが形成される。このような固体撮像素子２１においては、有効撮像領域３５の周辺における斜め光によるシェーディング特性を改善するために、有効撮像領域３５の中心から周辺へ行くに従って、オンチップレンズ、色フィルタの中心を受光部中心より有効撮像領域中心側にずらす、いわゆる出射瞳補正がなされる。
【００２１】
そして、本実施の形態においては、特に、カメラセットに配置される短出射瞳レンズ、本例では非球面の短出射瞳レンズに対応すべく、その非球面のレンズ形状を反映して、有効撮像領域３５の全面で良好な集光が得られるように、オンチップレンズ３３、または色フィルタ３２、またはオンチップレンズ３３と色フィルタ３２の両者の出射瞳補正量αを、図１の例えば下に凸の曲線Ｉで示すように、有効撮像領域３５の中央から周辺に向って非直線的（ノンリニア的）に変化させるように成す。すなわち、従来のリニア的な出射瞳補正に代えて、ノンリニア的な出射瞳補正をする。
【００２２】
当然、このノンリニア的な出射瞳補正は、オンチップレンズ３３単独でも良いし、または色フィルタ３２単独でも良いし、更にオンチップレンズ３３と色フィルタ３２の両方でも良い。オンチップレンズと色フィルタの両方の場合は、出射瞳補正量の変化が両者で同じであっても、違っていても良い。
【００２３】
また、有効撮像領域の中央から周辺への出射瞳補正量αの変化の仕方としては、図３に示すように、有効撮像領域３５の中央から画面垂直方向Ａ、画面水平方向Ｂ、画面対角方向Ｃへ、単独で変化させても良いし、方向Ａ，Ｂ及びＣの任意の組み合わせで変化させても良い。これら単独あるいは組み合わせは、使用するカメラセットの短出射瞳レンズ（光学レンズ）、すなわちセットレンズによって選択する。射出瞳補正量αは、特に、画面水平方向Ｂへ変化させることが好ましい。更に、上記出射瞳補正量αの変化は、有効撮像領域３５中央から周辺に向けて、同心円状に変化させても良い。
【００２４】
図４は、ノンリニア的な出射瞳補正をオンチップレンズ３３単独で行った例を示す。受光部中心１０１に対するオンチップレンズ３３の出射瞳補正量αはノンリニア的に変化させている。このとき、色フィルタ３２は、図４に示すように、有効撮像領域の全域において色フィルタ中心と受光部中心１０１を一致させても良く（特に受光部２３と色フィルタ３２間の距離が短いとき）、あるいは図示せざるも、有効撮像領域の中央から周辺に向って受光部中心１０１に対する色フィルタ３２の出射瞳補正量をリニア的に変化させても良い。
【００２５】
図５は、ノンリニア的な出射瞳補正を色フィルタ３２単独で行った例を示す。受光部中心１０１に対する色フィルタ３２の出射瞳補正量αはノンリニア的に変化させている。このとき、オンチップレンズ３３は、図５に示すように、有効撮像領域の中央から周辺に向って受光部中心１０１に対するオンチップレンズ３３の出射瞳補正量γをリニア的に変化させてもよい。
【００２６】
図６はノンリニア的な出射瞳補正をオンチップレンズ３３及び色フィルタ３２の両者で行い、かつ出射瞳補正量αの変化をオンチップレンズ３３と色フィルタ３２を同じに（すなわち有効撮像領域の全域でオンチップレンズ中心と色フィルタ成分中心が一致）している。すなわち、受光部中心１０１に対するオンチップレンズ３３及び色フィルタ３２の出射瞳補正量αはノンリニア的に変化させている。
【００２７】
図７は、ノンリニア的な出射瞳補正をオンチップレンズ３３及び色フィルタ３２の両者で行い、かつ出射瞳補正量の変化をオンチップレンズと色フィルタとの間で違えた例である。すなわち、受光部中心１０１に対する色フィルタ３２の出射瞳補正量αはノンリニア的に変化させ、色フィルタ中心１０２に対してもオンチップレンズ中心１０３の出射瞳補正量βをリニア的、あるいはノンリニア的に変化させている。なお、入射する光の波長によりオンチップレンズ３３以下の各層での屈折率が異なる。このため、上記のオンチップレンズ３３と色フィルタ３２間で出射瞳補正を行う構成は、この屈折率の違いを微調整してシェーディング特性のさらなる改善を可能にする。こ場合、色フィルタ成分毎に出射瞳補正量を調節する。
【００２８】
次に、図８〜図１０を用いて上述した本発明に係るＣＣＤ固体撮像素子の製造方法の一実施例を説明する。
【００２９】
図８Ａ〜図９Ｇまでは１画素に対応した受光部及び垂直転送レジスタの製造工程である。この固体撮像素子は製造工程で混入する金属不純物を除去するゲッター作用を有するものである。
先ず、図８Ａに示すようにＣＺ（チョクラルスキー）法で形成したシリコン単結晶からから切り出した第１導電型のＣＺ基板４１を用意し、この基板４１の一表面に絶縁膜４２を介して炭素をイオン注入して表面から所要の深さ位置にゲッターシンクとして働く炭素注入領域４３を形成する。
本例では、リン（Ｐ）ドープにｎ型基板で比抵抗が８〜１２Ωｃｍ、直径２００ｍｍのＣＺ基板４１を用意し、その一表面にＲＣＡ洗浄後１０００℃のドライ酸化による膜厚２０ｎｍの熱酸化膜（シリコン酸化膜）４２を形成する。続いて、熱酸化膜４２を介してミラー表面から、１６０ｋｅＶの加速エネルギー及び１×１０１５ｃｍ−２のドーズ量で炭素を導入して炭素注入領域４３を形成する。このときの炭素の投影射程距離は約０．３６μｍ程度であり、ピーク濃度は約５×１０１８ｃｍ-3程度である。この炭素がゲッターシンクとして働き、製造工程で混入する金属不純物を除去する。次に、１０００℃、１０分のアニールを施す。この結果、図８Ａに示すように、ＣＺ基板４１のミラー表面よりも深い位置にピーク濃度を有する炭素注入領域４３が形成される。
【００３０】
その後、図８Ｂに示すように、表面の絶縁膜４２を除去して基板４１上にエピタキシャル層４４を成長させてエピタキシャル基板２１を形成する。
本例では、熱酸化膜４２をＨＦ溶液を含む溶液で除去し、ＳｉＨＣｌガスを用いて１１００℃程度の温度で、比抵抗が４０〜５０Ωｃｍのリン（Ｐ）ドープのｎ型シリコンエピタキシャル層４４をミラー面上に８μｍの厚さに成長させてエピタキシャル基板２１を完成させる。
【００３１】
次に、図８Ｃに示すように、第１導電型のエピタキシャル層４４に第２導電型の第１の半導体ウェル領域４５を形成する。
本例では、ｎ型シリコンエピタキシャル層４４に第１のｐ型半導体ウェル領域４５を形成する。
【００３２】
次に、図８Ｄに示すように、第１の第２導電型半導体ウェル領域４５に、第２の第２導電型半導体ウェル領域４６及びその上の第１導電型の転送チャネル領域２４、また第２導電型のチャネルストップ領域４７を形成し、基板表面にゲート絶縁膜２５を形成する。
本例では、第１のｐ型半導体ウェル領域４５の表面上にシリコン酸化膜（Ｓｉ０２ ）とシリコン窒化膜（ＳｉＮ）とシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）の３層構造のゲート絶縁膜２５を形成し、第１のｐ半導体ウェル領域４５内にｎ型及びｐ型不純物を選択的にイオン注入して、垂直転送レジスタを構成するｎ型転送チャネル領域２４と、ｐ型チャネルストップ領域４７と、第２のｐ型半導体ウェル領域４６をそれぞれ形成する。
【００３３】
次に、図９Ｅに示すように、転送電極となる導電層を形成した後、フォトレジストを用いて選択的にエッチング除去し、転送電極２６を形成する。本例では多結晶シリコンにより転送電極２６を形成する。
【００３４】
次に、図９Ｆに示すように、第１の第２導電型半導体ウェル領域４５内に第１導電型の半導体領域４９を形成し、第２導電型半導体ウェル領域４５と第１導電型半導体領域４９とのｐｎ接合によるフォトダイオードで受光部（光電変換変化部）２３を形成する。さらに第１導電型半導体領域４９とゲート絶縁膜２５の界面に第２導電型アキミュレーション領域５０を形成する。
本例では、ｎ型不純物拡散領域４９が形成され、このｎ型不純物拡散領域４９とｐ型半導体ウェル領域４５とのｐｎ接合ｊによるフォトダイオードＰＤによって受光部２３が構成される。また、ｎ型不純物拡散領域４９とゲート絶縁膜２５との界面にｐ型の正電荷蓄積領域５０が形成される。
【００３５】
次に、図９Ｇに示すように、転送電極２６を被覆するように層間絶縁膜５１を介して遮光膜２９を形成する。この遮光膜２９は受光部２３を除く他部全域に形成する。遮光部２９は、例えばアルミニウム（Ａｌ）膜またはタングステン（Ｗ）膜で形成することができる。受光部２３と垂直転送レジスタ２７との間に読出しゲート部が形成される。
【００３６】
図９Ｅにおいて、転送電極２６下の絶縁膜２５は、ＳｉＯ２ ／ＳｉＮ／ＳｉＯ２膜（ＯＮＯ膜）構造となっているが、受光部２３表面のみは付け直してシリコン酸化（ＳｉＯ２ ）膜としている。但し、本発明はこの構造に限定されるものでなく、例えば、受光部２３のシリコン酸化（ＳｉＯ２）膜上の一部あるいは全面に反射防止膜として、シリコン窒化（ＳｉＮ）膜を有する場合にも有効である。またこの固体撮像素子はｎ型シリコンエピタキシャル基板２１に形成されたｐ型半導体ウェル領域４５の表面にｎ型不純物領域４９を形成して、ｐ型半導体ウェル領域４５とｎ型不純物拡散領域４９とのｐｎ接合によってフォトダイオードを形成するタイプである。
【００３７】
次に、図１０Ｈ〜図１０Ｋの工程に続く。図１０Ｈ〜図１０Ｋでは、撮像領域の中央画素と右端部の画素の両方の断面構造を示している。
すなわち、図１０Ｈに示すように、遮光膜２９上にパッシベーション膜、例えばプラズマシリコン窒化膜（ＰーＳｉＮ膜）を形成し後、平坦化膜３１を形成する。次いで色フィルタを形成する。本例では原色系色フィルタ３２を形成する。即ち、図  Ｈで緑色フィルタ成分３２Ｇを形成する。この緑色フィルタ成分３２Ｇは、全面にレジスト系のカラーレジスト膜を塗布した後、露光、現像によりパターニングして形成する。緑色フィルタ成分３２Ｇの形成に際して、有効撮像領域の中央から周辺に向って受光部２３の光学中心１０１と緑色フィルタ成分３２Ｇの中心１０２とをずらし、出射瞳補正量６１を確保する。この出射瞳補正量６１は図１の曲線Ｉで示すように、有効撮像領域の中央から周辺に向ってノンリニア的に変化するようになす。この例では、有効撮像領域周辺側から中央側に緑色フィルタ３２Ｇの中心１０２をずらしている。このずらしは、露光する際のレチクル（光学マスク）上に所望のずらしパターンを形成することで実現する。
【００３８】
次に、図１０Ｉに示すように、青色フィルタ成分３２Ｂを同様にして形成する。
次に、図１０Ｊに示すように、赤色フィルタ成分３２Ｒを同様にして形成する。このようにして、赤色、緑色及び青色の各フィルタ成分３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂからなる色フィルタ３２を形成する。
【００３９】
次に、図１０Ｋに示すように、色フィルタ３２上にオンチップレンズ３３を形成する。このレンズ形状は、レジストのリフローによるエッチバック法でもよいし、その他の方法でも構わない。また、本例ではオンチップレンズ３３の中心１０３を色フィルタ３２の中心１０２に対して有効撮像領域の中央側にずらして、オンチップレンズ３３と色フィルタ３２との間で出射瞳補正量６２を形成する。この出射瞳補正量６２は図１の曲線Ｉに沿ってノンリニア的に変化させても良く、あるいは図  の直線ＩＩＩに沿ってリニア的に変化させても良い。このようにして、使用するカメラセットの非球面の短出射瞳レンズに対応してノンリニア的な出射瞳補正を可能にしたＣＣＤ固体撮像素子２１を得る。
【００４０】
なお、上例では、ｎ型シリコンエピタキシャル基板上に形成されたｐ型半導体ウェル領域４５の表面にｎ型不純物拡散領域４９を形成してｐ型半導体ウェル領域４５とｎ型不純物拡散領域４９とのｐｎ接合によってフォトダイオード（ＰＤ）を形成したが、その他、ｐ型のシリコンエピタキシャル基板にｎ型不純物拡散領域を形成してフォトダイオード（ＰＤ）を形成する場合にも、本発明は適用できる。
【００４１】
上述した本実施の形態に係るＣＣＤ固体撮像素子２１によれば、使用するカメラセットの非球面の短出射瞳レンズに対応して、オンチップレンズ３３単独、または色フィルタ３２単独、またはオンチップレンズ３３及び色フィルタ３２の両方の出射瞳補正量を、図
の曲線で示すような、有効撮像領域の中央から周辺に向ってノンリニア的に変化させることにより、感度シェーディング、色シェーディング、スミアシェーディングなどのシェーディング特性を改善することができる。
【００４２】
入射する光の波長により屈折率が異なるために、図７に示すように、オンチップレンズ３３と色フィルタ３２との間でも、出射瞳補正を行うことにより、微調整を行ってさらにシェーディング特性の改善が図れることができる。
従って、本実施の形態のＣＣＤ固体撮像素子は、短出射瞳レンズを備えたカメラセットの撮像素子に適用して好適ならしめる。
【００４３】
なお、上例では、非球面の短出射瞳レンズに対応して、オンチップレンズまたは／及び色フィルタの出射瞳補正量を、図１の下に凸の曲線Ｉに沿うようにノンリニア的に変化させた構成としたが、その他、かかる出射瞳補正量を、例えば短出射瞳レンズの構成、その他の構成要素に応じて上に凸の曲線に沿うようにノンリニア的に変化させた構成とすることも可能である。
【００４４】
本発明は、１画素に対応して層内レンズを単数、あるいは複数有するＣＣＤ固体撮像素子、縦型オーバーフローバリアを形成した後にエピタキシャル層を形成し、近赤外線にも感度を持つＣＣＤ固体撮像素子、さらには紫外線に透過性を有する膜のみにて受光部を形成したＣＣＤ固体撮像素子にも、適用することができる。
上例では、ＣＣＣＤ固体撮像素子に適用したが、その他の固体撮像素子、例えばＣＭＯＳ型固体撮像素子、増幅型固体撮像素子（例えば画素ＭＯＳトランジスタを有する増幅型固体撮像素子など）にも本発明は適用することができ、十分な効果が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る固体撮像素子におけるオンチップ、色フィルタの射出瞳補正量のノンリニア的な変化を示すグラフである。
【図２】本発明に係るＣＣＤ固体撮像素子の一実施の形態の要部を示す構成図である。
【図３】本発明に係る射出瞳補正量の変化を適用できる有効撮像領域上に方向を示す説明図である。
【図４】本発明のＣＣＤ固体撮像素子の出射瞳補正の第１例を示す概略構成図である。
【図５】本発明のＣＣＤ固体撮像素子の出射瞳補正の第２例を示す概略構成図である。
【図６】本発明のＣＣＤ固体撮像素子の出射瞳補正の第３例を示す概略構成図である。
【図７】本発明のＣＣＤ固体撮像素子の出射瞳補正の第４例を示す概略構成図である。
【図８】Ａ〜Ｄは、本発明に係る固体撮像素子の製造方法の一実施の形態を示す製造工程図（その１）である。
【図９】Ｅ〜Ｇは、本発明に係る固体撮像素子の製造方法の一実施の形態を示す製造工程図（その２）である。
【図１０】Ｈ〜Ｋは、本発明に係る固体撮像素子の製造方法の一実施の形態を示す製造工程図（その３）である。
【図１１】従来のＣＣＤ固体撮像素子の要部の構成を示す断面図である。
【図１２】射出瞳補正の説明に供する説明図である。
【図１３】従来の固体撮像素子におけるオンチップ、色フィルタの射出瞳補正量のリニア的な変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
２１・・固体撮像素子、２２・・半導体基板、２３・・受光部、２４・・チャネル領域、２５・・ゲート絶縁膜、２６・・転送電極、２７・・垂直転送レジスタ、２８・・層間絶縁膜、２９・・遮光膜、３０・・パッシベーション膜、３１・・平坦化膜、３２・・色フィルタ、３３・・オンチップレンズ、３５・・有効撮像領域、α、β、γ・・射出瞳補正量
【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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