(57)【要約】【課題】固体撮像素子において、カラーフィルタの色の違いに起因するスミア信号量の差異を低減し、スミア特性を改善する。【解決手段】画素領域にて行列状に配列される複数のセンサ部と、複数のセンサ部の配列における列毎に設けられる複数の垂直転送レジスタと、各画素に対応して設けられるカラーフィルタと、を備え、カラーフィルタの色は、複数の画素列で共通に存在する共通色、この共通色とともに第１の列に並ぶ第１の色、ならびに、共通色とともに第２の列に並ぶ第２の色のいずれかの色であり、第１の色および第２の色のカラーフィルタに対応するセンサ部の、水平方向の中心位置から水平方向に隣り合う垂直転送レジスタまでの距離が、少なくとも水平方向のいずれか一側で隣り合う垂直転送レジスタとの関係で、共通色のカラーフィルタに対応するセンサ部の前記距離よりも長い構成とした。【選択図】図３
2013162335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に設けられる画素領域にて行列状に配列され、光電変換により信号電荷を生成して蓄積する複数のセンサ部と、
前記半導体基板にて前記複数のセンサ部の配列における列毎に設けられ、前記センサ部により生成された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部を構成する複数の垂直転送レジスタと、
前記センサ部により構成される各画素に対応して設けられるカラーフィルタと、を備え、
前記カラーフィルタの色は、前記センサ部の配列に対応して行列状に配列される前記画素の配列における複数の画素列で共通に存在する共通色、該共通色とともに前記複数の画素列のうち第１の列に並び、前記共通色とは異なる第１の色、ならびに、前記共通色とともに前記複数の画素列のうち前記第１の列とは異なる第２の列に並び、前記共通色および前記第１の色とは異なる第２の色のいずれかの色であり、
前記第１の色および前記第２の色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の、水平方向の中心位置から水平方向に隣り合う前記垂直転送レジスタまでの距離が、少なくとも水平方向のいずれか一側で隣り合う前記垂直転送レジスタとの関係で、前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離よりも長い、
固体撮像素子。
【請求項２】
前記第１の色および前記第２の色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部は、水平方向のうち前記距離が前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離よりも長くなる側に延長されることで、前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部よりも、水平方向の寸法が長い、
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記複数のセンサ部のうち、前記画素領域の水平方向の一側に配置される前記センサ部については、前記第１の色および前記第２の色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離が、前記水平方向の一側に隣り合う前記垂直転送レジスタとの関係で、前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離よりも長く、
前記複数のセンサ部のうち、前記画素領域の水平方向の他側に配置される前記センサ部については、前記第１の色および前記第２の色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離が、前記水平方向の他側に隣り合う前記垂直転送レジスタとの関係で、前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離よりも長い、
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動部と、を有し、
前記固体撮像素子は、
半導体基板に設けられる画素領域にて行列状に配列され、光電変換により信号電荷を生成して蓄積する複数のセンサ部と、
前記半導体基板にて前記複数のセンサ部の配列における列毎に設けられ、前記センサ部により生成された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部を構成する複数の垂直転送レジスタと、
前記センサ部により構成される各画素に対応して設けられるカラーフィルタと、を備え、
前記カラーフィルタの色は、前記センサ部の配列に対応して行列状に配列される前記画素の配列における複数の画素列で共通に存在する共通色、該共通色とともに前記複数の画素列のうち第１の列に並び、前記共通色とは異なる第１の色、ならびに、前記共通色とともに前記複数の画素列のうち前記第１の列とは異なる第２の列に並び、前記共通色および前記第１の色とは異なる第２の色のいずれかの色であり、
前記第１の色および前記第２の色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の、該センサ部の水平方向の中心位置から該センサ部に対して水平方向に隣り合う前記垂直転送レジスタまでの距離が、少なくとも水平方向のいずれか一側で隣り合う前記垂直転送レジスタとの関係で、前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離よりも長い、
固体撮像装置。
【請求項５】
固体撮像素子と、
前記固体撮像素子のセンサ部に入射光を導く光学系と、
前記固体撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動回路と、
前記固体撮像素子の出力信号を処理する信号処理回路と、を有し、
前記固体撮像素子は、
半導体基板に設けられる画素領域にて行列状に配列され、光電変換により信号電荷を生成して蓄積する複数のセンサ部と、
前記半導体基板にて前記複数のセンサ部の配列における列毎に設けられ、前記センサ部により生成された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部を構成する複数の垂直転送レジスタと、
前記センサ部により構成される各画素に対応して設けられるカラーフィルタと、を備え、
前記カラーフィルタの色は、前記センサ部の配列に対応して行列状に配列される前記画素の配列における複数の画素列で共通に存在する共通色、該共通色とともに前記複数の画素列のうち第１の列に並び、前記共通色とは異なる第１の色、ならびに、前記共通色とともに前記複数の画素列のうち前記第１の列とは異なる第２の列に並び、前記共通色および前記第１の色とは異なる第２の色のいずれかの色であり、
前記第１の色および前記第２の色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の、該センサ部の水平方向の中心位置から該センサ部に対して水平方向に隣り合う前記垂直転送レジスタまでの距離が、少なくとも水平方向のいずれか一側で隣り合う前記垂直転送レジスタとの関係で、前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離よりも長い、
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、固体撮像素子、固体撮像装置、および電子機器に関する。詳しくは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型の固体撮像素子ならびにそれを備えた固体撮像装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ型の固体撮像素子は、半導体基板上の画素領域に行列状に配置されて画素を構成する複数のセンサ部と、各センサ部で光電変換により生成された信号電荷を転送する電荷転送部とを備える。電荷転送部としては、一般に、各センサ部で生成された信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送部と、垂直転送部から転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部とが備えられる。
【０００３】
また、ＣＣＤ型の固体撮像素子においては、各画素に対応して、センサ部の上方に、カラーフィルタおよびマイクロレンズが設けられる。カラーフィルタは、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）等のいずれかの色のフィルタであり、各色の成分の光を透過させる。マイクロレンズは、外部からの入射光を、対応するセンサ部に集光する。各画素において、入射光は、各画素の最上部に設けられるマイクロレンズを経て、カラーフィルタを透過した後、センサ部に入射する。
【０００４】
このような構成を備えるＣＣＤ型の固体撮像素子の重要な特性指標の一つに、スミア特性がある。スミアは、固体撮像素子において集光特性を低下させる原因となるノイズの一種である。スミアの発生原因の一つに、各画素においてセンサ部に対して形成される開口に入射した斜め光が、その開口を形成する遮光膜の周囲において反射、散乱等することによって遮光膜下に混入し、垂直転送部を構成する垂直転送レジスタに入射することがある。また、スミアの他の原因として、センサ部の周囲部分、つまりセンサ部からずれた位置での光電変換によって生じた電子が、センサ部と垂直転送レジスタとの間の電位分布に従って、垂直転送レジスタにスミア成分として入り込むことがある。
【０００５】
こうしたスミアについては、画素毎に色が異なるカラーフィルタの色によって光の透過率が異なるため、画素毎にスミア成分としての信号の量（スミア信号量）が異なることになる。また、カラーフィルタの色によって光の屈折率が異なることも、画素毎にスミア信号量を異ならせる。この点、例えば固体撮像素子を備えるカメラの撮影条件の一つである広角撮影の条件においては、画素に入射する斜め光の成分が多い場合、画角によって、カラーフィルタの色毎の屈折率の違いによるスミア信号量の変化量が多くなる。
【０００６】
このようなカラーフィルタの色による透過率・屈折率の違いに起因するスミア信号量の差異は、次のような不具合を生じさせる。画素領域で行列状に配置される画素の配列において、列毎に色配列が異なる場合、列毎にスミア信号量が異なることになる。こうした列毎のスミア信号量の差は、固体撮像素子の出力信号の差となり、列毎の出力信号の段差を発生させる原因となる。列毎の出力信号の段差は、例えばカメラに太陽光等の高輝度の光が入射した場合に特に問題となる。
【０００７】
さらに、列毎のスミア信号量の差が撮影画像に与える影響は、上記のような広角撮影の場合に顕著となる。固体撮像素子には、各画素のセンサ部と垂直転送レジスタとの間の距離や、ポテンシャル構造を決める不純物濃度等が、画素領域の右側と左側（画角の一側と他側）で異なる構造を有するものがある。このような構造の場合、広角撮影時においては、上述したような列毎のスミア信号量の差に加え、各画素のセンサ部と垂直転送レジスタとの間の距離や、ポテンシャル構造を決める不純物濃度等によって、画素領域の左右でのスミア信号量の差が大きくなる。結果として、画角内のスミア信号量が、互いに色配列が異なる列毎に異なるシェーディング特性を有することになり、撮像画像の左右において色味差が発生することがある。
【０００８】
以上のようなスミア信号量の差異による不具合は、近年の画素微細化にともなって特に問題となっている。なお、上述したようなスミア特性上の問題は、センサ部から垂直転送レジスタへの信号の読み出し動作が行われる前にスミア成分としての信号（スミア信号）の掃き捨て動作が行われる静止画撮影時には顕在化しない。問題が発生するのは、スミア信号の掃き捨て動作が行われない動画出力モードにおいてである。
【０００９】
特許文献１には、モニタリングモードでの間引き動作にともなうスミア特性を改善する技術が開示されている。具体的には、信号電荷の垂直転送に際して、信号成分＋スミア成分の電荷と、スミア成分のみの電荷とを独立に転送駆動する構成を採用し、信号処理として、信号成分＋スミア成分の電荷に基づく信号から、スミア成分のみに基づく信号を引き算する処理を行うことで、スミア成分をキャンセルする技術が開示されている。また、特許文献２には、固体撮像素子のセンサ部を構成する不純物拡散領域の幅を拡大することで、スミア特性を改善する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−２０１３５５号公報
【特許文献２】特開平１０−２０９４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本技術は、上記のような背景技術に鑑みてなされたものであり、本技術の目的は、カラーフィルタの色の違いに起因するスミア信号量の差異を低減することができ、スミア特性を改善することができる固体撮像素子、固体撮像装置、および電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本技術に係る固体撮像素子は、半導体基板に設けられる画素領域にて行列状に配列され、光電変換により信号電荷を生成して蓄積する複数のセンサ部と、前記半導体基板にて前記複数のセンサ部の配列における列毎に設けられ、前記センサ部により生成された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部を構成する複数の垂直転送レジスタと、前記センサ部により構成される各画素に対応して設けられるカラーフィルタと、を備え、前記カラーフィルタの色は、前記センサ部の配列に対応して行列状に配列される前記画素の配列における複数の画素列で共通に存在する共通色、該共通色とともに前記複数の画素列のうち第１の列に並び、前記共通色とは異なる第１の色、ならびに、前記共通色とともに前記複数の画素列のうち前記第１の列とは異なる第２の列に並び、前記共通色および前記第１の色とは異なる第２の色のいずれかの色であり、前記第１の色および前記第２の色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の、水平方向の中心位置から水平方向に隣り合う前記垂直転送レジスタまでの距離が、少なくとも水平方向のいずれか一側で隣り合う前記垂直転送レジスタとの関係で、前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離よりも長いものである。
【００１３】
また、本技術に係る固体撮像素子においては、好ましくは、前記第１の色および前記第２の色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部は、水平方向のうち前記距離が前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離よりも長くなる側に延長されることで、前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部よりも、水平方向の寸法が長い。
【００１４】
また、本技術に係る固体撮像素子においては、好ましくは、前記複数のセンサ部のうち、前記画素領域の水平方向の一側に配置される前記センサ部については、前記第１の色および前記第２の色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離が、前記水平方向の一側に隣り合う前記垂直転送レジスタとの関係で、前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離よりも長く、前記複数のセンサ部のうち、前記画素領域の水平方向の他側に配置される前記センサ部については、前記第１の色および前記第２の色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離が、前記水平方向の他側に隣り合う前記垂直転送レジスタとの関係で、前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離よりも長い。
【００１５】
本技術に係る固体撮像装置は、固体撮像素子と、前記固体撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動部と、を有し、前記固体撮像素子は、半導体基板に設けられる画素領域にて行列状に配列され、光電変換により信号電荷を生成して蓄積する複数のセンサ部と、前記半導体基板にて前記複数のセンサ部の配列における列毎に設けられ、前記センサ部により生成された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部を構成する複数の垂直転送レジスタと、前記センサ部により構成される各画素に対応して設けられるカラーフィルタと、を備え、前記カラーフィルタの色は、前記センサ部の配列に対応して行列状に配列される前記画素の配列における複数の画素列で共通に存在する共通色、該共通色とともに前記複数の画素列のうち第１の列に並び、前記共通色とは異なる第１の色、ならびに、前記共通色とともに前記複数の画素列のうち前記第１の列とは異なる第２の列に並び、前記共通色および前記第１の色とは異なる第２の色のいずれかの色であり、前記第１の色および前記第２の色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の、該センサ部の水平方向の中心位置から該センサ部に対して水平方向に隣り合う前記垂直転送レジスタまでの距離が、少なくとも水平方向のいずれか一側で隣り合う前記垂直転送レジスタとの関係で、前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離よりも長いものである。
【００１６】
本技術に係る電子機器は、固体撮像素子と、前記固体撮像素子のセンサ部に入射光を導く光学系と、前記固体撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動回路と、前記固体撮像素子の出力信号を処理する信号処理回路と、を有し、前記固体撮像素子は、半導体基板に設けられる画素領域にて行列状に配列され、光電変換により信号電荷を生成して蓄積する複数のセンサ部と、前記半導体基板にて前記複数のセンサ部の配列における列毎に設けられ、前記センサ部により生成された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部を構成する複数の垂直転送レジスタと、前記センサ部により構成される各画素に対応して設けられるカラーフィルタと、を備え、前記カラーフィルタの色は、前記センサ部の配列に対応して行列状に配列される前記画素の配列における複数の画素列で共通に存在する共通色、該共通色とともに前記複数の画素列のうち第１の列に並び、前記共通色とは異なる第１の色、ならびに、前記共通色とともに前記複数の画素列のうち前記第１の列とは異なる第２の列に並び、前記共通色および前記第１の色とは異なる第２の色のいずれかの色であり、前記第１の色および前記第２の色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の、該センサ部の水平方向の中心位置から該センサ部に対して水平方向に隣り合う前記垂直転送レジスタまでの距離が、少なくとも水平方向のいずれか一側で隣り合う前記垂直転送レジスタとの関係で、前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離よりも長いものである。
【発明の効果】
【００１７】
本技術によれば、カラーフィルタの色の違いに起因するスミア信号量の差異を低減することができ、スミア特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の全体的な構成を示す図。
【図２】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す断面図。
【図３】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す平面図。
【図４】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子におけるスミアの発生原理の説明図。
【図５】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子におけるスミアの発生原理の説明図。
【図６】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子におけるスミア信号量のシェーディングの一例を示す図。
【図７】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子による撮像画像の左右色差の一例を示す図。
【図８】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の変形例の構成を示す断面図。
【図９】本技術の一実施形態に係る固体撮像素子の変形例の構成を示す平面図。
【図１０】本技術の第２実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す断面図。
【図１１】本技術の第２実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す平面図。
【図１２】本技術の第２実施形態に係る固体撮像素子の変形例の構成を示す断面図。
【図１３】本技術の第２実施形態に係る固体撮像素子の変形例の構成を示す平面図。
【図１４】本技術の第３実施形態に係る固体撮像素子の構成を示す平面図。
【図１５】本技術の第３実施形態に係る固体撮像素子の変形例の構成を示す平面図。
【図１６】本技術の適用例の構成を示す平面図。
【図１７】本技術の他の適用例の構成を示す平面図。
【図１８】本技術の一実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す図。
【図１９】本技術の一実施形態に係る電子機器の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本技術は、ＣＣＤ型の固体撮像素子において、センサ部が形成されたセンサ領域と、垂直転送部を構成する垂直転送レジスタとの間の距離を、カラーフィルタの色の種類によって画素単位で変化させることで、スミア特性の向上を図ろうとするものである。以下、本技術の実施の形態について説明する。
【００２０】
［固体撮像素子の全体構成］
本技術の第１実施形態に係る固体撮像素子の構成について、図１を用いて説明する。図１に示すように、本実施形態に係る固体撮像素子１は、ＣＣＤ型の固体撮像素子（メージ・センサ）であり、半導体基板上に構成される矩形状の撮像領域である画素領域２を有する。固体撮像素子１は、画素領域２に、複数のセンサ部３を備える。
【００２１】
複数のセンサ部３は、半導体基板に設けられる画素領域２にて行列状に配列される。つまり、複数のセンサ部３は、矩形状の画素領域２に沿って、縦方向・横方向に２次元行列状に配置される。本実施形態の固体撮像素子１では、図１において、縦方向（上下方向）を垂直方向とし、横方向（左右方向）を水平方向とする。
【００２２】
センサ部３は、固体撮像素子１に対する入射光を受光する受光部であり、光電変換により信号電荷を生成して蓄積する。本実施形態では、センサ部３は、受光素子としてのフォトダイオードにより構成され、光電変換により信号電荷を生成し、蓄積する。つまり、センサ部３は、受光面を有し、その受光面に入射した光の光量（強度）に応じた信号電荷を生成し、生成した信号電荷を蓄積する。各センサ部３は、画素領域２における各画素７を構成する。つまり、固体撮像素子１が備える複数の画素７は、それぞれセンサ部３を有し、画素領域２に行列状に配列される。
【００２３】
固体撮像素子１は、センサ部３で生成された信号電荷を転送する電荷転送部として、複数の垂直転送部４と、水平転送部５とを備える。垂直転送部４は、複数のセンサ部３の行列状の２次元配列における各列方向（垂直方向）の並びに沿って設けられる。つまり、図１に示すように、複数の垂直転送部４は、行列状に配置される複数のセンサ部３の垂直方向に並ぶ列毎に、各列の一側（図１では左側）に、センサ部３の垂直方向の並びに沿って互いに平行に配された状態で設けられる。このように、複数の垂直転送部４は、複数のセンサ部３の配列における列毎に設けられ、センサ部３により生成された信号電荷を垂直方向に転送する。
【００２４】
センサ部３により生成された信号電荷は、垂直転送部４に読み出され、垂直転送部４によって垂直方向に転送される。センサ部３内の信号電荷は、読み出し部６を介して垂直転送部４に読み出される。垂直転送部４は、対応する列に配置された複数のセンサ部３、つまり水平方向の一側（図１において右側）に隣接配置された複数のセンサ部３の各センサ部３から読み出し部６を介して信号電荷を読み出し、読み出した信号電荷を垂直方向へ順次転送する。
【００２５】
読み出し部６は、半導体基板にてセンサ部３とこのセンサ部３により生成された信号電荷が読み出される垂直転送部４との間に設けられ、センサ部３により生成された信号電荷を垂直転送部４に読み出させる読み出しゲートとして機能する。読み出し部６は、垂直転送部４を構成する転送電極に含まれる読み出し電極が読み出し用の電圧（クロック・パルス）の印加を受けることで電位（ポテンシャル）を変動させ、センサ部３において生成され蓄積されている信号電荷を垂直転送部４に転送させる。
【００２６】
また、センサ部３の読み出し部６が設けられる側と反対側（非読み出し側）において、センサ部３と垂直転送部４との間に、チャネルストップが設けられる。チャネルストップは、センサ部３の非読み出し側（図１において右側）において、垂直転送部４との間に障壁となる電位を形成することで、センサ部３に蓄積された信号電荷の非読み出し側への移動を規制する。
【００２７】
水平転送部５は、複数の垂直転送部４により転送された信号電荷を水平方向に転送する。水平転送部５は、センサ部３の垂直方向の並びに沿って互いに平行に配される複数の垂直転送部４の一方の端部側（図１では下側）に設けられ、矩形状の画素領域２に対して垂直方向の一側（図１では下側）の水平方向の辺に沿って配置される。したがって、センサ部３から垂直転送部４に読み出された信号電荷は、垂直転送部４によって水平転送部５側（図１では下側）に向けて垂直方向に転送される。
【００２８】
垂直転送部４および水平転送部５により転送された信号電荷は、水平転送部５の終端側に設けられる出力部８から出力される。出力部８は、信号電荷を電圧に変える電荷電圧変換部として機能し、水平転送部５から転送された信号電荷を、ＦＤ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）アンプ等の出力アンプによって電気信号に変換して出力する。
【００２９】
本実施形態では、垂直転送部４は、４相駆動パルスにより駆動される。このため、垂直転送部４は、４相駆動に対応する４種類の転送電極を有する。垂直転送部４において、４種類の転送電極は、垂直方向に２つの画素７毎に所定の順序で繰り返し設けられる。
【００３０】
そして、垂直転送部４を構成する４種類の転送電極には、駆動電圧としての４相のクロック・パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３、Ｖφ４が、外部から入力され、各電極に独立して与えられる。この４相のクロック・パルスの大きさとタイミングが適切に制御されることにより、各センサ部３から垂直転送部４に読み出された信号電荷が、垂直転送部４の電極の並びに従って転送される。なお、垂直転送部４は、４相駆動に限定されず、例えば８相駆動等であってもよい。
【００３１】
本実施形態では、水平転送部５は、２相駆動パルスにより駆動される。このため、水平転送部５は、２相駆動に対応する２種類の転送電極を有する。そして、水平転送部５を構成する２種類の転送電極には、駆動電圧としての２相のクロック・パルスＨφ１、Ｈφ２が外部から入力される。この２相のクロック・パルスＨφ１、Ｈφ２の大きさとタイミングが適切に制御されることにより、水平転送部５は、垂直転送部４において垂直方向へ転送された信号電荷を、水平方向へ転送する。なお、水平転送部５は、２相駆動に限定されず、例えば３相駆動や４相駆動等であってもよい。
【００３２】
図１、図２、図３を用いて、本実施形態の固体撮像素子１についてより詳細に説明する。なお、以下の説明では、固体撮像素子１の画素領域２において、水平方向（図１における左右方向）のうち、センサ部３から垂直転送部４に信号電荷が読み出される方向（図１における左）を左とし、その反対方向（図１における右）を右とする。つまり、図１において、画素領域２の左側が画角の左側となり、画素領域２の右側が画角の右側となる。
【００３３】
図２は、垂直転送部４による信号電荷の転送方向に垂直な面を断面の方向とする断面図であり、例えば図３におけるＡ−Ａ位置の部分断面図に相当する。なお、図２に示す断面図おいては、便宜上一部の構成についてハッチングを省略している。
【００３４】
図２に示すように、固体撮像素子１は、半導体基板１１を備える。半導体基板１１の表層側には、半導体層１２が形成されている。この半導体層１２に、センサ部３が設けられる。センサ部３は、半導体基板１１に設けられる画素領域２にて行列状に配列される。半導体層１２は、例えば、半導体基板１１が第１導電型であるｎ型のシリコン半導体基板である場合、第２導電型であるｐ型の半導体ウェル領域として形成される。
【００３５】
半導体基板１１の表層側の部分において、左右方向（水平方向）のセンサ部３間には、垂直転送部４（図１参照）が構成される。図２に示すように、垂直転送部４は、半導体基板１１の半導体層１２に設けられる電荷転送部としての垂直転送レジスタ１３と、半導体基板１１上、つまり半導体層１２上に設けられる転送電極１４とを有する。垂直転送レジスタ１３および転送電極１４は、垂直方向に沿って列状に設けられる。
【００３６】
垂直転送レジスタ１３は、半導体層１２において、左右方向に隣り合うセンサ部３の間に設けられる。つまり、垂直転送レジスタ１３は、半導体基板１１にて複数のセンサ部３の配列における列毎に設けられる。垂直転送レジスタ１３は、例えばｎ型の不純物領域である転送チャネル領域として形成される。垂直転送レジスタ１３は、上述したように垂直転送部４を構成する転送電極１４に駆動電圧が印加されることによって、電荷が蓄積される電位の井戸を転送電極１４の並びに沿って移動させることで、センサ部３から読み出された信号電荷を転送する。このように、本実施形態の固体撮像素子１は、センサ部３により生成された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部４を構成する複数の垂直転送レジスタ１３を備える。
【００３７】
転送電極１４は、上記のとおり駆動電圧の印加を受けることで、電位の井戸を形成する垂直転送レジスタ１３の部分の電位を変化させる。転送電極１４は、垂直転送レジスタ１３上に絶縁膜等を介して設けられる。転送電極１４は、例えば多結晶シリコンからなる。本実施形態の固体撮像素子１は、上述したように、垂直転送部４を構成する転送電極１４として、読み出し電極を含む４種類の転送電極を有する。このように、垂直転送レジスタ１３と転送電極１４とを含む構成により、ＣＣＤ構造の垂直転送部４が構成される。
【００３８】
半導体基板１１の表層側の部分において、センサ部３と、このセンサ部３の信号電荷が読み出される垂直転送レジスタ１３との間には、上述した読み出し部（図１、読み出し部６参照）が設けられる。また、半導体基板１１の表層側の部分において、センサ部３に対して読み出し部が設けられる側と反対側（非読み出し側）に、上述したチャネルストップが設けられる。
【００３９】
半導体基板１１上においては、転送電極１４上に、転送電極１４を被覆するように設けられる層間絶縁膜を介して遮光膜１６が設けられている。遮光膜１６は、半導体基板１１上に設けられる転送電極１４を、層間絶縁膜を介して覆うように設けられる。遮光膜１６は、例えばタングステン（Ｗ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属材料により構成される。
【００４０】
図２に示すように、遮光膜１６は、センサ部３に対応する位置に開口部１６ａを有する。遮光膜１６は、半導体基板１１上においてセンサ部３が設けられる領域に開口部１６ａを位置させ、主としてセンサ部３が設けられる領域を除く領域に設けられる。遮光膜１６は、図２に示す断面視で、左右方向に隣り合うセンサ部３間を跨ぐように略門状に形成される。したがって、遮光膜１６は、互いに隣り合うセンサ部３間の境界部分に沿って設けられ、平面視で格子状に形成される。
【００４１】
半導体基板１１上においては、遮光膜１６を被覆するように、全面的に平坦化膜１７が設けられている。平坦化膜１７は、例えば、アクリル樹脂などの有機塗布膜やシリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）等により形成される。
【００４２】
平坦化膜１７上には、パシベーション膜等を介してカラーフィルタ層１８が設けられる。カラーフィルタ層１８は、センサ部３により構成される各画素７に対応して設けられる複数のカラーフィルタ１９に区分される。本実施形態では、各カラーフィルタ１９は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）のいずれかの色のフィルタ部分であり、各色の成分の光を透過させる。
【００４３】
カラーフィルタ層１８上には、例えばアクリル熱硬化樹脂からなる平坦化膜２０が形成されている。平坦化膜２０上には、複数のマイクロレンズ２１が設けられる。マイクロレンズ２１は、いわゆるオンチップマイクロレンズであり、各画素７のセンサ部３に対応して画素７毎に形成される。したがって、複数のマイクロレンズ２１は、センサ部３と同様に平面的に行列状に配置される。
【００４４】
マイクロレンズ２１は、外部からの入射光を、対応する画素７のセンサ部３に集光する。マイクロレンズ２１により集光された光は、センサ部３の上方に設けられた遮光膜１６の開口部１６ａからセンサ部３に入射する。マイクロレンズ２１は、例えば、ＳｉＮ（窒化シリコン）等の無機材料により構成される。
【００４５】
図３に示すように、本実施形態の固体撮像素子１は、各センサ部３に対応して設けられるカラーフィルタ１９の色の配列として、原色カラーフィルタを用いたいわゆるベイヤー（Ｂａｙｅｒ）配列を採用する。ベイヤー配列では、緑色（Ｇ）のフィルタが市松状に配置され、２行２列の４つのカラーフィルタ１９を構成単位として、緑色（Ｇ）のフィルタが配置される対角とは異なる対角に、赤色（Ｒ）のフィルタと青色（Ｂ）のフィルタが配置される。なお、図２および図３においては、各センサ部３に対応して設けられるカラーフィルタ１９の色について、赤色を「Ｒ」、緑色を「Ｇ」、青色を「Ｂ」で示している。
【００４６】
このように、カラーフィルタ１９の配列としてベイヤー配列を採用する構成においては、赤色（Ｒ）のカラーフィルタ１９と緑色（Ｇ）のカラーフィルタ１９とが垂直方向に交互に配置される列と、青色（Ｂ）のカラーフィルタ１９と緑色（Ｇ）のカラーフィルタ１９とが垂直方向に交互に配置される列とが存在する。つまり、センサ部３の配列に対応して行列状に配列される画素７の配列として、赤色（Ｒ）のカラーフィルタ１９を有する画素７（以下「Ｒ画素」という。）と緑色（Ｇ）のカラーフィルタ１９を有する画素７（以下「Ｇ画素」という。）とが垂直方向に交互に配置される列（以下「Ｒ−Ｇｂ列」という。）３１と、青色（Ｂ）のカラーフィルタ１９を有する画素７（以下「Ｂ画素」という。）とＧ画素とが垂直方向に交互に配置される列（以下「Ｂ−Ｇｒ列」という。）３２とが存在する。そして、ベイヤー配列では、Ｒ−Ｇｂ列３１と、Ｂ−Ｇｒ列３２とが、水平方向に交互に配置される。
【００４７】
このような画素配列においては、カラーフィルタ１９の色のうち、緑色（Ｇ）が、画素７の配列における複数の画素列で共通に存在する共通色となる。つまり、緑色（Ｇ）のカラーフィルタ１９は、Ｒ−Ｇｂ列３１およびＢ−Ｇｒ列３２のいずれの列にも存在する。
【００４８】
そして、本実施形態の固体撮像素子１では、カラーフィルタ１９の色のうち、赤色（Ｒ）が、共通色である緑色（Ｇ）とともに複数の画素列のうち第１の列に並び、共通色とは異なる第１の色に相当する。つまり、本実施形態では、Ｒ−Ｇｂ列３１が、第１の列に相当する。また、カラーフィルタ１９の色のうち、青色（Ｂ）が、共通色である緑色（Ｇ）とともに複数の画素列のうち第１の列とは異なる第２の列に並び、共通色および第１の色とは異なる第２の色に相当する。つまり、本実施形態では、Ｂ−Ｇｒ列３２が、第２の列に相当する。
【００４９】
このように、本実施形態の固体撮像素子１においては、カラーフィルタ１９の色は、共通色としての緑色（Ｇ）、第１の色としての赤色（Ｒ）、および、第２の色としての青色（Ｂ）のいずれかの色である。なお、本実施形態の説明では、Ｒ−Ｇｂ列３１を第１の列とし、Ｂ−Ｇｒ列３２を第２の列として説明するが、Ｂ−Ｇｒ列３２が第１の列で、Ｒ−Ｇｂ列３１が第２の列であってもよい。この場合、青色（Ｂ）が第１の色に相当し、赤色（Ｒ）が第２の色に相当することになる。
【００５０】
以上のような構成を備える本実施形態の固体撮像素子１は、Ｒ画素およびＢ画素の各画素で発生するスミア信号量を、Ｇ画素で発生するスミア信号量に対して相対的に低減させるような構造を有する。具体的には、水平方向に隣り合うセンサ部３と垂直転送レジスタ１３との間の距離（以下「センサ−レジスタ間距離」という。）について、Ｒ画素およびＢ画素のセンサ−レジスタ間距離が、Ｇ画素のセンサ−レジスタ間距離と比較して相対的に長くなる構造を有する。
【００５１】
上述したようにセンサ部３が垂直方向および水平方向に沿って行列状に配列され、垂直転送部４がセンサ部３の垂直方向の列毎に設けられる構成においては、センサ−レジスタ間距離は、センサ部３が形成されたセンサ領域から、垂直転送レジスタ１３が形成されたレジスタ領域までの水平方向の距離に相当する。以下、本実施形態の固体撮像素子１が備える構造についてより詳細に説明する。
【００５２】
図３に示すように、各画素７を構成するセンサ部３は、平面視で矩形状を有し、各辺が垂直方向および水平方向に沿うように形成される。また、センサ部３の水平方向の寸法（以下「幅」とする。）および垂直方向の寸法は、他のセンサ部３との関係で同じである。そして、上記のとおり行列状に配列される複数のセンサ部３は、水平方向（幅方向）の位置が揃った状態で、垂直方向に並ぶ。
【００５３】
したがって、同じ列に配列される複数のセンサ部３については、各センサ部３の幅方向の中心位置が共通の中心線ｃ１上に位置する。こうした複数のセンサ部３の配列に対して、垂直転送レジスタ１３が、複数のセンサ部３の各列間において垂直方向に設けられる。
【００５４】
このようなセンサ部３および垂直転送レジスタ１３の配列構成において、Ｒ画素およびＢ画素のセンサ−レジスタ間距離が、Ｇ画素のセンサ−レジスタ間距離と比較して相対的に長くなっている。すなわち、図３に示すように、赤色（Ｒ）のカラーフィルタ１９に対応するセンサ部３（以下「Ｒセンサ部３ｒ」という。）のセンサ−レジスタ間距離ｄ１、および青色（Ｂ）のカラーフィルタ１９に対応するセンサ部３（以下「Ｂセンサ部３ｂ」という。）のセンサ−レジスタ間距離ｄ２が、緑色（Ｇ）のカラーフィルタ１９に対応するセンサ部３（以下「Ｇセンサ部３ｇ」という。）のセンサ−レジスタ間距離ｄ３よりも長くなっている（ｄ１＞ｄ３、ｄ２＞ｄ３）。
【００５５】
なお、以下の説明では、Ｒセンサ部３ｒのセンサ−レジスタ間距離ｄ１を「Ｒセンサ−レジスタ間距離ｄ１」とする。同様にして、Ｂセンサ部３ｂのセンサ−レジスタ間距離ｄ２を「Ｂセンサ−レジスタ間距離ｄ２」とし、Ｇセンサ部３ｇのセンサ−レジスタ間距離ｄ３を「Ｇセンサ−レジスタ間距離ｄ３」とする。
【００５６】
本実施形態では、各センサ部３において、センサ−レジスタ間距離は、各センサ部３の水平方向の両側、つまり信号電荷の読み出し側と非読み出し側とで互いに等しく、また、他のセンサ部３との関係においてもカラーフィルタ１９の色が共通する場合は互いに等しいとする。ただし、センサ−レジスタ間距離は、各センサ部３における水平方向の両側で互いに異なっていてもよく、カラーフィルタ１９の色が共通する他のセンサ部３との関係で互いに異なっていてもよい。また、Ｒセンサ−レジスタ間距離ｄ１、およびＢセンサ−レジスタ間距離ｄ２は、いずれもＧセンサ−レジスタ間距離ｄ３よりも大きい点で共通するが、互いの相対的な大きさについては同じであっても異なっていてもよい。
【００５７】
このようなセンサ−レジスタ間距離についての画素７の色による相対的な長さ関係を実現するため、垂直転送レジスタ１３は、図３に示すように、蛇行するような形状を有する。具体的には、垂直転送レジスタ１３は、次のような形状を有する。
【００５８】
図３に示すように、垂直転送レジスタ１３は、Ｒセンサ部３ｒとＧセンサ部３ｇとの間に位置する第１垂直部１３ａと、Ｂセンサ部３ｂとＧセンサ部３ｇとの間に位置する第２垂直部１３ｂと、これら第１垂直部１３ａと第２垂直部１３ｂとを繋ぐ斜め部１３ｃとを有する。これらの各部は、互いに略同じ幅で形成される。つまり、垂直転送レジスタ１３は、全体的に略同じ幅で形成される。
【００５９】
第１垂直部１３ａとＲセンサ部３ｒとの間の距離が、Ｒセンサ−レジスタ間距離ｄ１となり、第２垂直部１３ｂとＢセンサ部３ｂとの間の距離が、Ｂセンサ−レジスタ間距離ｄ２となる。また、第１垂直部１３ａとＧセンサ部３ｇとの間の距離、および第２垂直部１３ｂとＧセンサ部３ｇとの間の距離が、それぞれＧセンサ−レジスタ間距離ｄ３となる。
【００６０】
そして、Ｒセンサ部３ｒとＧセンサ部３ｇとの間に位置する第１垂直部１３ａは、垂直方向に沿う直線状の部分であり、Ｇセンサ部３ｇ側に片寄って位置することで、Ｒセンサ−レジスタ間距離ｄ１を、Ｇセンサ−レジスタ間距離ｄ３よりも長くする。また、Ｂセンサ部３ｂとＧセンサ部３ｇとの間に位置する第２垂直部１３ｂは、第１垂直部１３ａと同様に垂直方向に沿う直線状の部分であり、Ｇセンサ部３ｇ側に片寄って位置することで、Ｂセンサ−レジスタ間距離ｄ２を、Ｇセンサ−レジスタ間距離ｄ３よりも長くする。
【００６１】
このように、垂直転送レジスタ１３は、第１垂直部１３ａと第２垂直部１３ｂとを、画素７の色配列に従って、左右方向に交互にずらして位置させる。そして、垂直転送レジスタ１３は、互いに左右方向にずれた位置に設けられる第１垂直部１３ａと第２垂直部１３ｂとが、垂直方向に対して斜め方向に形成される斜め部１３ｃによって繋がれた態様となる。
【００６２】
これにより、垂直転送レジスタ１３は、第１垂直部１３ａ、第２垂直部１３ｂ、および斜め部１３ｃからなる蛇行形状を有する。すなわち、上記のとおり全体的に略同じ幅で形成される垂直転送レジスタ１３は、蛇行した形状を有することで、幅を保ちつつ各色のセンサ部３に対する距離をその色によって相対的に変化させる。
【００６３】
以上のように、本実施形態の固体撮像素子１は、Ｒセンサ−レジスタ間距離ｄ１およびＢセンサ−レジスタ間距離ｄ２が、Ｇセンサ−レジスタ間距離ｄ３よりも長くなる構造を有する。かかる構造は、上述したように幅が同じセンサ部３が水平方向の位置を揃えた状態で垂直方向に並ぶ構成においては、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂの、水平方向の中心位置から水平方向に隣り合う垂直転送レジスタ１３までの距離（以下「センサ中心−レジスタ間距離」という。）が、水平方向の両側で隣り合う垂直転送レジスタ１３との関係で、Ｇセンサ部３ｇのセンサ中心−レジスタ間距離よりも長いという構造の一態様に含まれる。
【００６４】
言い換えると、本実施形態の固体撮像素子１は、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂのセンサ中心−レジスタ間距離が、水平方向の両側で隣り合う垂直転送レジスタ１３との関係でＧセンサ部３ｇのセンサ中心−レジスタ間距離よりも長い構造を有する。かかる構造は、幅が同じセンサ部３が水平方向の位置を揃えた状態で垂直方向に並ぶ構成においては、Ｒセンサ−レジスタ間距離ｄ１およびＢセンサ−レジスタ間距離ｄ２が、Ｇセンサ−レジスタ間距離ｄ３よりも長くなる構造となる。
【００６５】
具体的には、図３に示すように、Ｒセンサ部３ｒのセンサ中心−レジスタ間距離ｅ１、およびＢセンサ部３ｂのセンサ中心−レジスタ間距離ｅ２が、センサ部３の左右両側において、Ｇセンサ部３ｇのセンサ−レジスタ間距離ｅ３よりも長くなっている（ｅ１＞ｅ３、ｅ２＞ｅ３）。そして、図３に示すように、同じ幅を有するセンサ部３がその幅方向の中心位置を共通の中心線ｃ１上に位置させる構成においては、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂそれぞれのセンサ中心−レジスタ間距離ｅ１、ｅ２がＧセンサ部３ｇのセンサ中心−レジスタ間距離ｅ３よりも長い構造は、Ｒセンサ−レジスタ間距離ｄ１およびＢセンサ−レジスタ間距離ｄ２がＧセンサ−レジスタ間距離ｄ３よりも長い構造となる。
【００６６】
なお、各センサ部３における水平方向の両側でセンサ中心−レジスタ間距離が互いに異なっていてもよい。また、各センサ部３におけるセンサ中心−レジスタ間距離は、カラーフィルタ１９の色が共通する他のセンサ部３との関係で互いに異なっていてもよい。また、Ｒセンサ部３ｒのセンサ中心−レジスタ間距離ｅ１、およびＢセンサ部３ｂのセンサ中心−レジスタ間距離ｅ２は、いずれもＧセンサ部３ｇのセンサ中心−レジスタ間距離ｅ３よりも大きい点で共通するが、互いの相対的な大きさについては同じであっても異なっていてもよい。
【００６７】
以上のような構造を有する本実施形態の固体撮像素子１によれば、カラーフィルタ１９の色の違いに起因するスミア信号量の差異を低減することができ、スミア特性を改善することができる。このような効果が得られることについて、スミアの発生原理を踏まえて詳細に説明する。
【００６８】
まず、図４および図５を用いて、スミアの発生原理について説明する。なお、図５は半導体基板１１部分についてのポテンシャルプロファイルを示す。図４に示すように、例えば画角の周辺部の画素７においては、遮光膜１６においてセンサ部３の直上に存在する開口部１６ａへの入射光として、センサ部３の受光面に垂直な方向に対して斜め方向に入射する斜め光が存在する。こうした斜め光は、開口部１６ａの縁において半導体基板１１の表面における屈折率差等によって反射、散乱、回折等することによって遮光膜１６下に混入し、垂直転送レジスタ１３に入射する場合がある（矢印ａ１参照）。このように垂直転送レジスタ１３に入射する光が、ノイズ成分となり、スミアを発生させる。
【００６９】
また、スミアの発生原因としては、遮光膜１６の開口部１６ａから入射する斜め光（破線矢印ａ２参照）による、センサ部３の周囲部分、つまりセンサ部３からずれた垂直転送レジスタ１３付近の位置での光電変換がある。図５（ａ）に示すように、センサ部３の周囲部分での光電変換により生じた電子ｘ１は、センサ部３と垂直転送レジスタ１３との間の電位分布（ポテンシャルプロファイル）に従って垂直転送レジスタ１３に入り込むことで（矢印ｂ１参照）、スミアを発生させる原因となる。ここで、図５の各図に示すように、半導体基板１１内においては、垂直転送レジスタ１３の部分とセンサ部３の部分のポテンシャルは、それらの間の部分に比べて深くなるため、センサ部３の周囲部分で生じた電子は、垂直転送レジスタ１３およびセンサ部３のいずれかの部分に入り込むことになる。
【００７０】
センサ部３の周囲部分で生じた電子が垂直転送レジスタ１３側へ行くかセンサ部３側へ行くかは、電子が発生した位置の電界が垂直転送レジスタ１３側とセンサ部３側とでどちらが強いかで決まる。このため、垂直転送レジスタ１３側へのスミア信号量は、垂直転送レジスタ１３が電子の発生位置から遠い位置にあること、垂直転送レジスタ１３の領域が小さいこと、センサ部３の領域が広いこと等により、少なくなる。
【００７１】
具体的に説明する。図５（ｂ）に、垂直転送レジスタ１３の幅が、同図（ａ）に示す場合と比べて、図において右側から狭くされた場合を示す。かかる場合、図５（ｂ）に示すように、垂直転送レジスタ１３の部分のポテンシャルの井戸の幅が、同図（ａ）に示す場合（同図（ｂ）、破線ｂ２参照）と比べて、図において右側から狭くなる。これにより、垂直転送レジスタ１３とその右側に位置するセンサ部３との間で生じた電子ｘ２は、センサ部３側に入りやすくなり（矢印ｂ３参照）、これにより、スミア信号量は少なくなる。
【００７２】
また、図５（ｃ）に、同図（ｂ）と同様に垂直転送レジスタ１３の幅が狭くされ、さらに、センサ部３の幅が、同図（ａ）、（ｂ）に示す場合と比べて、図において左側へ広くされた場合を示す。かかる場合、図５（ｃ）に示すように、垂直転送レジスタ１３の部分のポテンシャルの井戸の幅が、同図（ａ）に示す場合（同図（ｃ）、破線ｂ４参照）と比べて、図において右側から狭くなるとともに、センサ部３の部分のポテンシャルの井戸の幅が、同図（ａ）、（ｂ）に示す場合（同図（ｃ）破線ｂ５参照）と比べて、図において左側へ広くなる。これにより、垂直転送レジスタ１３とその右側に位置するセンサ部３との間で生じた電子ｘ３は、よりセンサ部３側に入りやすくなり（矢印ｂ６参照）、これにより、スミア信号量は少なくなる。
【００７３】
このようにして発生するスミアについては、画素７毎に色が異なるカラーフィルタ１９の色、つまり赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）によって光の透過率が異なるため、画素７毎にスミア信号量が異なることになる。また、カラーフィルタ１９の色によって光の屈折率が異なることも、画素７毎にスミア信号量を異ならせる。この点、例えば固体撮像素子１を備えるカメラの撮影条件である広角撮影の条件においては、画素７に入射する斜め光の成分が多い場合、画角によって、カラーフィルタ１９の色毎の屈折率の違いによるスミア信号量の変化量が多くなる。
【００７４】
本実施形態の固体撮像素子１のように、カラーフィルタ１９の色配列としてベイヤー配列を採用する構成においては、Ｒ画素とＧ画素によって構成されるＲ−Ｇｂ列３１のスミア信号量は、露光期間中に発生した、Ｒ−Ｇｂ列３１を構成する全てのＲ画素とＧ画素のスミア信号量の和になる。同様に、Ｂ画素とＧ画素によって構成されるＢ−Ｇｒ列３２のスミア信号量は、露光期間中に発生した、Ｂ−Ｇｒ列３２を構成する全てのＢ画素とＧ画素のスミア信号量の和になる。
【００７５】
そして、Ｒ−Ｇｂ列３１を構成するＧ画素のスミア信号量と、Ｂ−Ｇｒ列３２を構成するＧ画素のスミア信号量とは、各画素７が同一色となる緑色（Ｇ）のカラーフィルタ１９を有し、透過率・屈折率が共に同一であることから、基本的に同等の量であるといえる。一方、Ｒ−Ｇｂ列３１を構成するＲ画素のスミア信号量と、Ｂ−Ｇｒ列３２を構成するＢ画素のスミア信号量とは、各画素７のカラーフィルタ１９の色が赤色（Ｒ）と青色（Ｂ）で異なり、透過率・屈折率が互いに異なることから、互いに異なる量となる。結果として、Ｒ−Ｇｂ列３１のスミア信号量と、Ｂ−Ｇｒ列３２のスミア信号量とは、互いに異なることになる。
【００７６】
スミア成分としての信号（スミア信号）は、センサ部３で生成された信号電荷が垂直転送レジスタ１３に読み出された際に、この読み出された信号電荷に加算されて出力される。このため、上述したようにＲ−Ｇｂ列３１とＢ−Ｇｒ列３２とのスミア信号量の差異は、固体撮像素子１の出力信号の差となり、列毎の出力信号の段差を発生させる原因となる。こうした列毎の出力信号の段差は、例えばカメラに太陽光等の高輝度の光が入射した場合に特に問題となる。
【００７７】
さらに、Ｒ−Ｇｂ列３１とＢ−Ｇｒ列３２とのスミア信号量の差が撮影画像に与える影響は、上記のような広角撮影の場合に顕著となる。固体撮像素子１には、各画素７のセンサ−レジスタ間距離や、ポテンシャル構造を決める不純物濃度等が、画素領域２の右側と左側（画角の一側と他側）で異なる構造を有するものがある。このような構造の場合、広角撮影時においては、上述したようなＲ−Ｇｂ列３１とＢ−Ｇｒ列３２とのスミア信号量の差に加え、各画素７のセンサ−レジスタ間距離や、ポテンシャル構造を決める不純物濃度等によって、画素領域２の左右でのスミア信号量の差が大きくなる。
【００７８】
この結果、例えば図６に示すように、画角内のスミア信号量が、Ｒ−Ｇｂ列３１とＢ−Ｇｒ列３２とで列毎に異なるシェーディング特性を有することになる。図６において、横軸に示す「水平画素」は、水平方向の位置（画角の位置）を表し、縦軸の「スミア信号量」は、列毎のスミア信号量を表す。
【００７９】
図６からわかるように、スミア信号量は画角の左右両側で多くなり、実線で示すＲ−Ｇｂ列３１のグラフおよび一点鎖線で示すＢ−Ｇｒ列３２のグラフのいずれについても、下に凸となるなだらかな曲線を描く。しかし、Ｒ−Ｇｂ列３１とＢ−Ｇｒ列３２とは、スミア信号量が最少となる画角の位置が大きく異なり、スミア信号量の変化の態様が異なる。こうしたシェーディング特性の違いは、上述したように、Ｒ−Ｇｂ列３１を構成するＲ画素のスミア信号量とＢ−Ｇｒ列３２を構成するＢ画素のスミア信号量とが、透過率・屈折率の違いから互いに異なることに起因する。
【００８０】
そして、図６に例示するようなＲ−Ｇｂ列３１とＢ−Ｇｒ列３２とのシェーディング特性の違いから、撮像画像の左右において例えば図７に示すような色味差が発生することがある。図７では、撮像画像における赤味と青味を濃淡で示している。つまり、図７に示す例では、撮像画像が、左側ほど赤味がかった色となり、右側ほど青味がかった色となる。
【００８１】
以上のように、Ｒ−Ｇｂ列３１のＧ画素とＢ−Ｇｒ列３２のＧ画素とで発生するスミア信号量が同一であると考えた場合、Ｒ画素において発生するスミア信号量と、Ｂ画素において発生するスミア信号量との差分が、そのままＲ−Ｇｂ列３１とＢ−Ｇｒ列３２とのスミア信号量の差として影響することになる。したがって、上述したようなスミア信号量の差異による不具合を改善するためには、Ｒ画素とＢ画素のスミア信号量は、できる限り少なくすることが望ましい。
【００８２】
そこで、本実施形態の固体撮像素子１によれば、上述したようにＲセンサ−レジスタ間距離ｄ１およびＢセンサ−レジスタ間距離ｄ２が、Ｇセンサ−レジスタ間距離ｄ３よりも長くなる構造を採用することで、スミア特性を改善することができる。すなわち、Ｒセンサ−レジスタ間距離ｄ１およびＢセンサ−レジスタ間距離ｄ２がＧセンサ−レジスタ間距離ｄ３よりも長くなることで、上述したようにＲ−Ｇｂ列３１とＢ−Ｇｒ列３２とのスミア信号量の差を生じさせる原因となるＲ画素およびＢ画素のスミア信号量を、Ｇ画素のスミア信号量に対して相対的に低減させることができる。これにより、上述したような撮像画像における色味差等といった不具合の原因となるＲ−Ｇｂ列３１とＢ−Ｇｒ列３２とのスミア信号量の差を低減することができ、スミア特性を改善することができる。
【００８３】
具体的には、センサ−レジスタ間距離が遠くなると、その分、図４に示すような遮光膜１６の開口部１６ａに対する斜め光が反射等することによる垂直転送レジスタ１３に対する光の入射成分（矢印ａ１参照）を避けることができる。これにより、ノイズ成分となる、垂直転送レジスタ１３に入射する光が低減され、スミアの発生を抑えることができる。
【００８４】
このように垂直転送レジスタ１３を開口部１６ａに入射する斜め光から遠ざける観点からは、垂直転送レジスタ１３は、開口部１６ａとの間の距離が長くなることで、スミアの発生を抑えることができる。すなわち、図２および図３に示すような本実施形態の構成においては、センサ−レジスタ間距離が遠くなることは、垂直転送レジスタ１３が開口部１６ａから遠くなることに相当する。
【００８５】
また、センサ−レジスタ間距離が遠くなると、その分、図４に示すような斜め光（破線矢印ａ２参照）によってセンサ部３の周囲部分での光電変換により生じた電子について、垂直転送レジスタ１３に入り込む量を低減することができる。これにより、スミアの発生を抑えることができる。
【００８６】
詳細には、本実施形態の固体撮像素子１は、Ｒ画素およびＢ画素においてその左右両側の垂直転送レジスタ１３がＧ画素に比べて水平方向に遠ざかることで、Ｒセンサ−レジスタ間距離ｄ１およびＢセンサ−レジスタ間距離ｄ２がＧセンサ−レジスタ間距離ｄ３よりも長い構造を有する。このため、Ｒ画素およびＢ画素については、Ｇ画素と比べて、垂直転送レジスタ１３の部分のポテンシャル井戸がセンサ部３の部分から遠ざかることになる。このため、Ｒ画素およびＢ画素では、Ｇ画素と比べて、センサ部３の付近で発生する電子が垂直転送レジスタ１３側へ行きにくくなる。このことは、図５（ｂ）に示す原理に基づく。
【００８７】
つまり、本実施形態の固体撮像素子１では、Ｒ画素およびＢ画素において、垂直転送レジスタ１３が電子の発生位置からＧ画素よりも遠い位置にあることにより、垂直転送レジスタ１３側へのスミア信号量が少なくなる。以上のような原理の下、上述したようなスミア特性の改善効果を得ることができる。
【００８８】
（変形例）
本実施形態の固体撮像素子１の変形例について、図８および図９を用いて説明する。なお、図８は、例えば図９におけるＢ−Ｂ位置の部分断面図に相当する。
【００８９】
図８および図９に示すように、この変形例では、Ｒ画素とＢ画素のセンサ領域が、水平方向に拡大されている。すなわち、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂの幅が、Ｇセンサ部３ｇの幅よりも長くなっている。このため、この変形例では、図９に示す平面視で、Ｇセンサ部３ｇがセンサ部３の配列に沿う略正方形状であるのに対し、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂは、水平方向を長手方向とする長方形状となる。
【００９０】
具体的には、上述したように幅が同じセンサ部３が水平方向の位置を揃えた状態で垂直方向に並ぶ構成（図３参照）から、図８に示すように、Ｇセンサ部３ｇの幅がそのままであるのに対して、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂの幅が、水平方向の両側に寸法ｆ１だけ広げられている。つまり、本実施形態では、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂは、左右方向の両側に延長されることで、Ｇセンサ部３ｇよりも広い幅を有する。
【００９１】
本実施形態の固体撮像素子１においては、Ｒセンサ−レジスタ間距離ｄ１およびＢセンサ−レジスタ間距離ｄ２がＧセンサ−レジスタ間距離ｄ３よりも長くなるように、垂直転送レジスタ１３のうちのＲセンサ部３ｒあるいはＢセンサ部３ｂの左右両側に隣り合う部分は、Ｇセンサ部３ｇの左右両側に隣り合う部分よりも、センサ部３に対して左右方向に離れている。そこで、この変形例では、Ｒ画素およびＢ画素と、Ｇ画素とで、センサ−レジスタ間距離が同程度となるように、Ｒセンサ部３ｒとＢセンサ部３ｂとの幅が左右両側に拡大されている。
【００９２】
ただし、この変形例において、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂのＧセンサ部３ｇに対する幅の拡大量は特に限定されない。また、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂのＧセンサ部３ｇに対する幅の拡大量は、Ｒセンサ部３ｒとＢセンサ部３ｂとで互いに異なる量であってもよい。また、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂは、左右一側のみ延長されることでＧセンサ部３ｇよりも広い幅を有してもよい。
【００９３】
以上のように、この変形例では、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂは、水平方向のうちセンサ中心−レジスタ間距離がＧセンサ部３ｇの同距離よりも長くなる側、つまり左右両側に延長されることで、Ｇセンサ部３ｇよりも、水平方向の寸法（幅）が長い。このような構造によれば、図２、図３に示すような構成との比較において、次のような理由から、読み出し特性を向上させることができるとともに、スミア信号量をより低減することができる。
【００９４】
図２および図３に示すような構造においては、Ｒ画素およびＢ画素のセンサ−レジスタ間距離が、Ｇ画素のセンサ−レジスタ間距離に対して長くなることから、センサ部３から垂直転送レジスタ１３への信号電荷の読み出しについて、Ｒ画素およびＢ画素の方がＧ画素よりも読み出しづらくなる点が懸念される。これに対し、図８および図９に示すような変形例の構造によれば、Ｒ画素、Ｂ画素、Ｇ画素のいずれの画素についても、センサ−レジスタ間距離を同程度の長さにすることができるため、Ｒ画素およびＢ画素において信号電荷が読み出しづらくなることを回避することができる。
【００９５】
また、図８および図９に示すような変形例の構造によれば、Ｒ画素とＢ画素のセンサ領域が広くなるため、垂直転送レジスタ１３へ向かう発生電子、つまり垂直転送レジスタ１３へ混入するスミア成分が少なくなり、図２および図３に示すような構造以上に、Ｒ画素とＢ画素のスミア信号量を低減させることが可能となる。
【００９６】
詳細には、Ｒ画素およびＢ画素について、センサ部３の幅が拡大されてセンサ領域が垂直転送レジスタ１３に近付くことで、センサ部３の周囲部分での光電変換により生じてスミア成分として垂直転送レジスタ１３に混入していた信号電荷（電子）の一部が、センサ部３側に感度として捕捉されることになる。このようにセンサ部３の周囲部分で生じた信号電荷がセンサ部３側に感度として捕捉される分、垂直転送レジスタ１３へのスミア成分の混入量が減ることになる。
【００９７】
ここで、スミア成分として垂直転送レジスタ１３に混入する信号電荷は、センサ部３と垂直転送レジスタ１３との間の電位分布に従って垂直転送レジスタ１３に入り込むことで、スミアを発生させる原因となる。つまり、Ｒ画素およびＢ画素について、センサ部３の幅が拡大されてセンサ領域が垂直転送レジスタ１３に近付くことで、センサ部３と垂直転送レジスタ１３との間の電位分布が、垂直転送レジスタ１３へのスミア成分としての信号電荷の混入を低減させる分布となる。
【００９８】
［第２実施形態］
本技術の第２実施形態について、図１０および図１１を用いて説明する。なお、図１０は、例えば図１１におけるＣ−Ｃ位置の部分断面図に相当する。また、第１実施形態と共通する部分については同一の符号を付す等して適宜説明を省略する。
【００９９】
本実施形態の固体撮像素子１Ａは、Ｒ画素とＢ画素において、センサ部３の左右両側のうち、垂直転送レジスタ２３への光の混入量がより多い側のみ、センサ−レジスタ間距離を長くする構造を採用する。すなわち、第１実施形態の固体撮像素子１がＲ画素とＢ画素のセンサ−レジスタ間距離をＧ画素よりも長くするのがセンサ部３の左右両側であるのに対し、本実施形態の固体撮像素子１Ａは、センサ部３の左右一側のみでＲ画素とＢ画素のセンサ−レジスタ間距離をＧ画素の同距離よりも長くする。
【０１００】
したがって、本実施形態の固体撮像素子１Ａでは、図１１に示すように、Ｒセンサ部３ｒセンサ中心−レジスタ間距離ｅ１、およびＢセンサ部３ｂのセンサ中心−レジスタ間距離ｅ２が、センサ部３の左右一側のみで、Ｇセンサ部３ｇのセンサ−レジスタ間距離ｅ３よりも長くなっている（ｅ１＞ｅ３、ｅ２＞ｅ３）。そして、図１１に示すように幅が同じセンサ部３が水平方向の位置を揃えた状態で垂直方向に並ぶ構成においては、Ｒセンサ−レジスタ間距離ｄ１およびＢセンサ−レジスタ間距離ｄ２が、センサ部３の左右一側のみで、Ｇセンサ−レジスタ間距離ｄ３よりも長くなる。
【０１０１】
図１０および図１１には、センサ部３の左右両側のうち、右側のみ、Ｒ画素とＢ画素のセンサ−レジスタ間距離およびセンサ中心−レジスタ間距離がＧ画素に対して長い構造が例示されている。かかる構造は、画素７において、遮光膜１６の開口部１６ａの左側に対して右側からの光の混入量ないしはスミア信号量の発生が多い場合に採用される構造である。
【０１０２】
このような各色のセンサ部３におけるセンサ−レジスタ間距離およびセンサ中心−レジスタ間距離についての色による相対的な長さ関係を実現するため、本実施形態では、垂直転送レジスタ２３は、次のような形状を有する。
【０１０３】
図１１に示すように、垂直転送レジスタ２３は、平面視で、垂直方向に沿って帯状となる形状において、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂの右側に位置する部分、つまり赤色（Ｒ）および青色（Ｂ）の各センサ部３に対して右側に対向する部分に、他の部分よりも幅が狭い幅狭部２３ａを有する。言い換えると、垂直転送レジスタ２３のうち、Ｇセンサ部３ｇの右側に位置する部分は、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂの右側に位置する幅狭部２３ａよりも相対的に幅が広い幅広部２３ｂとなっている。
【０１０４】
詳細には、各垂直転送レジスタ２３において、左側に位置するＲセンサ部３ｒまたはＢセンサ部３ｂに対して各センサ部３が対向する側、つまり垂直転送レジスタ２３の左側が、平面視で右側に凹む凹状となることで、幅狭部２３ａが形成される。つまり、各垂直転送レジスタ２３において、右側の辺部は、垂直方向に沿う直線状であるのに対し、左側の辺部は、Ｒセンサ部３ｒまたはＢセンサ部３ｂに対向する部分で凹状部を有することで凹凸形状を有する。
【０１０５】
幅狭部２３ａとＲセンサ部３ｒとの間の距離が、Ｒセンサ−レジスタ間距離ｄ１に相当し、幅狭部２３ａとＢセンサ部３ｂとの間の距離が、Ｂセンサ−レジスタ間距離ｄ２に相当する。また、垂直転送レジスタ２３における相対的な幅広部２３ｂとＧセンサ部３ｇとの間の距離が、Ｇセンサ−レジスタ間距離ｄ３に相当する。そして、垂直転送レジスタ２３は、Ｒセンサ部３ｒまたはＢセンサ部３ｂの右側に位置する幅狭部２３ａにより、Ｒセンサ−レジスタ間距離ｄ１およびＢセンサ−レジスタ間距離ｄ２を、Ｇセンサ−レジスタ間距離ｄ３よりも長くする。
【０１０６】
このように、本実施形態の垂直転送レジスタ２３は、幅狭部２３ａと幅広部２３ｂとを画素７の色配列に従って、垂直方向に交互に位置させる。すなわち、本実施形態の垂直転送レジスタ２３は、他の部分に対して幅狭の部分を有することで、各色のセンサ部３に対する距離をその色によって相対的に変化させる。
【０１０７】
以上のように、本実施形態の固体撮像素子１Ａは、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂのセンサ−レジスタ間距離およびセンサ中心−レジスタ間距離が、水平方向の一側（図１０、図１１では右）で隣り合う垂直転送レジスタ２３との関係で、Ｇセンサ部３ｇのセンサ中心−レジスタ間距離およびセンサ中心−レジスタ間距離よりも長い構造を有する。すなわち、本技術としては、第１実施形態の構成を含め、センサ−レジスタ間距離およびセンサ中心−レジスタ間距離の画素７の色による相対的な長さ関係については、少なくとも水平方向（左右方向）のいずれか一側で隣り合う垂直転送レジスタ１３（２３）との関係で規定されればよい。
【０１０８】
本実施形態の構成は、画素７において、遮光膜１６の開口部１６ａから垂直転送レジスタ２３付近へ混入する光の量が、開口部１６ａの左側と右側とで異なる場合等に好適に採用される。具体的には、開口部１６ａの左側と右側とで開口部１６ａから垂直転送レジスタ２３付近への混入光量が異なる場合、混入光量が多い側で、発生電子が増え、スミア信号量が多くなる。また、混入光量が開口部１６ａに対して左右均一な場合でも、センサ部３の左右両側において、垂直転送レジスタ２３に向かう電界強度が異なるときには、電界の強い側のスミア信号量が多くなる。
【０１０９】
これらのような場合、Ｒ画素とＢ画素において、開口部１６ａの左右両側のうちスミア信号量がより多く発生する側のみ、センサ−レジスタ間距離およびセンサ中心−レジスタ間距離をＧ画素に比べて長くすることで、上述したようなスミア信号量の差異による不具合を改善することが可能となる。
【０１１０】
図１０および図１１に示す例は、各画素７の開口部１６ａの左側に対し、右側のスミア信号量の発生が多い場合に採用される構造である。したがって、各画素７の開口部１６ａの左側におけるスミア信号量が右側に対して多い場合は、図１０および図１１に示す例とは反対に、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂの各センサ部３の左側のみで、センサ−レジスタ間距離およびセンサ中心−レジスタ間距離がＧセンサ部３ｇに対して相対的に長くされる。
【０１１１】
（変形例）
本実施形態の固体撮像素子１Ａの変形例について、図１２および図１３を用いて説明する。なお、図１２は、例えば図１３におけるＤ−Ｄ位置の部分断面図に相当する。
【０１１２】
この変形例では、第１実施形態の変形例と同様に、Ｒ画素とＢ画素のセンサ領域が、水平方向に拡大されている。ただし、本実施形態では、図１２および図１３に示すように、Ｒ画素とＢ画素のセンサ領域が左右一側のみについて水平方向に拡大されている。
【０１１３】
図１２および図１３に示す例では、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂの幅が、右側のみに延長されることで、Ｇセンサ部３ｇの幅よりも長くなっている。すなわち、この変形例では、センサ部３の左右両側のうち、Ｒ画素とＢ画素においてセンサ中心−レジスタ間距離がＧ画素と比べて長くされる側について、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂの形成領域が延長され、両センサ部の幅がＧセンサ部３ｇよりも長くなっている。
【０１１４】
具体的には、上述したように幅が同じセンサ部３が水平方向の位置を揃えた状態で垂直方向に並ぶ構成（図１０、図１１参照）から、図１２および図１３に示すように、Ｇセンサ部３ｇの幅がそのままであるのに対して、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂの幅が、水平方向の右側に寸法ｆ１だけ広げられている。つまり、本実施形態では、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂは、左右両側のうち右側に延長されることで、Ｇセンサ部３ｇよりも広い幅を有する。
【０１１５】
本実施形態の固体撮像素子１Ａにおいては、上述したようにＲセンサ−レジスタ間距離ｄ１およびＢセンサ−レジスタ間距離ｄ２がＧセンサ−レジスタ間距離ｄ３よりも長くなるように、垂直転送レジスタ２３のうちのＲセンサ部３ｒあるいはＢセンサ部３ｂの右側に隣り合う部分は、Ｇセンサ部３ｇの右側に隣り合う部分よりも、センサ部３に対して右側に離れている。そこで、この変形例では、Ｒ画素およびＢ画素と、Ｇ画素とで、センサ−レジスタ間距離が同程度となるように、Ｒセンサ部３ｒとＢセンサ部３ｂとの幅が右側に拡大されている。
【０１１６】
以上のように、この変形例では、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂは、水平方向のうちセンサ中心−レジスタ間距離がＧセンサ部３ｇの同距離よりも長くなる側、つまり右側に延長されることで、Ｇセンサ部３ｇよりも、水平方向の寸法が長い。すなわち、本技術としては、第１実施形態の構成を含め、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂの幅については、水平方向のうちセンサ中心−レジスタ間距離が長くされる側に延長されることで、Ｇセンサ部３ｇの幅よりも長くされる。
【０１１７】
この変形例の構造によれば、第１実施形態の変形例の場合と同様に、図１０および図１１に示すような構成との比較において、読み出し特性を向上させることができるとともに、スミア信号量をより低減することができる。
【０１１８】
［第３実施形態］
本技術の第３実施形態について、図１４を用いて説明する。なお、上述した各実施形態と共通する部分については同一の符号を付す等して適宜説明を省略する。
【０１１９】
ＣＣＤ型の固体撮像素子は、一般的に、画素領域２への入射光を導くレンズ等の光学系の光学中心が画素領域２の中心位置に対応するように用いられる。このため、射出瞳距離が有限である場合、画角の中央部（画素領域２の中央部）では光は入射面に対して垂直に入射するが、画角の周辺部では光が斜め方向に入射する。
【０１２０】
具体的には、画素領域２の左側では、図２等に示すような断面視で左下向きの斜め光が入射する傾向にあり、画素領域２の右側では、同じく断面視で右下向きの斜め光が入射する傾向にある。したがって、光が垂直転送レジスタ付近へ混入する量は、レンズからの集光特性を考えた場合、一般的に、画素領域２の左側では、画素７の開口部１６ａの左側からの混入量が多く、画素領域２の右側では、画素７の開口部１６ａの右側からの混入量が多い。
【０１２１】
そこで、本実施形態の固体撮像素子は、図１４に示すように、画素領域２の左側（画角の左側）では、Ｒ画素とＢ画素において、センサ部３の左側のみ、センサ−レジスタ間距離を長くし、画素領域２の右側（画角の右側）では、Ｒ画素とＢ画素において、センサ部３の右側のみ、センサ−レジスタ間距離を長くする構造を採用する。すなわち、本実施形態の固体撮像素子は、第２実施形態のようにセンサ部３の左右一側のみでセンサ−レジスタ間距離あるいはセンサ中心−レジスタ間距離をＲ画素およびＢ画素についてＢ画素よりも長くする構造を、画素領域２に対する斜め光の方向に対応して、画素領域２の左側と右側とで左右を入れ替えて採用している。なお、図１４においては、中心線Ｏ１よりも左側が、画素領域２の左側における構造を示し、中心線Ｏ１よりも右側が、画素領域２の右側における構造を示している。
【０１２２】
具体的には、図１４に示すように、画素領域２の左側では、Ｒセンサ部３ｒのセンサ中心−レジスタ間距離ｇ１、およびＢセンサ部３ｂのセンサ中心−レジスタ間距離ｇ２が、センサ部３の左側のみで、Ｇセンサ部３ｇのセンサ−レジスタ間距離ｇ３よりも長くなっている（ｇ１＞ｇ３、ｇ２＞ｇ３）。そして、同じく画素領域２の左側では、図１４に示すように幅が同じセンサ部３が水平方向の位置を揃えた状態で垂直方向に並ぶ構成においては、Ｒセンサ−レジスタ間距離ｄ１およびＢセンサ−レジスタ間距離ｄ２が、センサ部３の左側のみで、Ｇセンサ−レジスタ間距離ｄ３よりも長くなる。
【０１２３】
このため、本実施形態において、画素領域２の左側に配置される垂直転送レジスタ３３は、図１４に示すように、平面視で、垂直方向に沿って帯状となる形状において、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂの左側に位置する部分、つまり赤色（Ｒ）および青色（Ｂ）の各センサ部３に対して左側に対向する部分に、他の部分よりも幅が狭い幅狭部３３ａを有する。言い換えると、垂直転送レジスタ３３のうち、Ｇセンサ部３ｇの左側に位置する部分は、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂの左側に位置する幅狭部２３ａよりも相対的に幅が広い幅広部３３ｂとなっている。
【０１２４】
なお、垂直転送レジスタ３３の詳細な形状については、第２実施形態の場合と同様に、垂直転送レジスタ３３において、右側に位置するＲセンサ部３ｒまたはＢセンサ部３ｂに対して各センサ部３が対向する側、つまり垂直転送レジスタ３３の右側が、平面視で左側に凹状となることで、幅狭部３３ａが形成される。
【０１２５】
一方、図１４に示すように、画素領域２の右側では、Ｒセンサ部３ｒのセンサ中心−レジスタ間距離ｇ１、およびＢセンサ部３ｂのセンサ中心−レジスタ間距離ｇ２が、センサ部３の右側のみで、Ｇセンサ部３ｇのセンサ−レジスタ間距離ｇ３よりも長くなっている（ｇ１＞ｇ３、ｇ２＞ｇ３）。そして、同じく画素領域２の右側では、図１４に示すように幅が同じセンサ部３が水平方向の位置を揃えた状態で垂直方向に並ぶ構成においては、Ｒセンサ−レジスタ間距離ｄ１およびＢセンサ−レジスタ間距離ｄ２が、センサ部３の右側のみで、Ｇセンサ−レジスタ間距離ｄ３よりも長くなる。
【０１２６】
このため、本実施形態において、画素領域２の右側に配置される垂直転送レジスタ３３は、図１４に示すように、平面視で、垂直方向に沿って帯状となる形状において、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂの右側に位置する部分、つまり赤色（Ｒ）および青色（Ｂ）の各センサ部３に対して右側に対向する部分に、他の部分よりも幅が狭い幅狭部３３ａを有する。言い換えると、垂直転送レジスタ３３のうち、Ｇセンサ部３ｇの右側に位置する部分は、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂの右側に位置する幅狭部３３ａよりも相対的に幅が広い幅広部３３ｂとなっている。そして、垂直転送レジスタ３３において、左側に位置するＲセンサ部３ｒまたはＢセンサ部３ｂに対して各センサ部３が対向する側、つまり垂直転送レジスタ３３の左側が、平面視で右側に凹状となることで、幅狭部３３ａが形成される。
【０１２７】
画素領域２の左側および右側のそれぞれにおいて、幅狭部３３ａとＲセンサ部３ｒとの間の距離が、Ｒセンサ−レジスタ間距離ｄ１に相当し、幅狭部３３ａとＢセンサ部３ｂとの間の距離が、Ｂセンサ−レジスタ間距離ｄ２に相当する。また、垂直転送レジスタ３３における相対的な幅広部３３ｂとＧセンサ部３ｇとの間の距離が、Ｇセンサ−レジスタ間距離ｄ３に相当する。そして、垂直転送レジスタ３３は、画素領域２の左側ではＲセンサ部３ｒまたはＢセンサ部３ｂの左側、画素領域２の右側ではＲセンサ部３ｒまたはＢセンサ部３ｂの右側にそれぞれ位置する幅狭部３３ａにより、Ｒセンサ−レジスタ間距離ｄ１およびＢセンサ−レジスタ間距離ｄ２を、Ｇセンサ−レジスタ間距離ｄ３よりも長くする。
【０１２８】
このような構造を有する本実施形態の固体撮像素子においては、垂直転送レジスタ３３の形状が、上下方向に１画素分ずれた状態で、画素領域２の左右方向について対称となっている。ただし、各色の画素７のセンサ中心−レジスタ間距離ｇ１、ｇ２、ｇ３の長さやセンサ−レジスタ間距離（ｄ１、ｄ２、ｄ３）の長さについては、画素領域２の右側と左側とで同じであっても異なっていてもよい。
【０１２９】
以上のように、本実施形態の固体撮像素子においては、複数のセンサ部３のうち、画素領域２の水平方向の一側（左側）に配置されるセンサ部３については、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂのセンサ−レジスタ間距離およびセンサ中心−レジスタ間距離が、水平方向の一側（左側）に隣り合う垂直転送レジスタ３３との関係で、Ｇセンサ部３ｇの同距離よりも長い。また、複数のセンサ部３のうち、画素領域２の水平方向の他側（右側）に配置されるセンサ部３については、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂのセンサ−レジスタ間距離およびセンサ中心−レジスタ間距離が、水平方向の他側（右側）に隣り合う垂直転送レジスタ３３との関係で、Ｇセンサ部３ｇの同距離よりも長い。
【０１３０】
このように、画素領域２の右側と左側で、Ｒ画素およびＢ画素においてセンサ−レジスタ間距離を長くする側を、画素領域２に対する斜め光の方向に対応して入れ替える構造によれば、画素領域２の右側と左側のそれぞれで、Ｒ画素およびＢ画素におけるスミア信号量を効果的に低減することが可能となる。これにより、例えば図７に示すような撮影画面の左右において色味差が発生する不具合を、効果的に改善することができる。
【０１３１】
なお、本実施形態において、Ｒ画素およびＢ画素においてＧ画素と比べてセンサ−レジスタ間距離を長くする列は、画素領域２において左右方向の中心位置を境として左側・右側に位置する全ての列であっても、左側・右側のそれぞれの端部に位置する列等の一部の列であってもよい。また、Ｒ画素およびＢ画素においてＧ画素と比べてセンサ−レジスタ間距離を長くする量を、例えば画素領域２の左右方向の中央部から左右両側にかけて徐々に増やす等のように、画素領域２における位置によって変化させてもよい。
【０１３２】
（変形例）
本実施形態の固体撮像素子１Ａの変形例について、図１５を用いて説明する。この変形例では、第１実施形態および第２実施形態の変形例と同様に、Ｒ画素とＢ画素のセンサ領域が、水平方向に拡大されている。ただし、本実施形態では、図１５に示すように、画素領域２の左側においては、Ｒ画素とＢ画素のセンサ領域が左側について水平方向に拡大されており、画素領域２の右側においては、Ｒ画素とＢ画素のセンサ領域が右側について水平方向に拡大されている。
【０１３３】
図１５に示すように、Ｒ画素およびＢ画素のセンサ中心−レジスタ間距離が各センサ部３の左側のみＧ画素よりも長くなっている画素領域２の左側においては、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂの幅が、左側に延長されることで、Ｇセンサ部３ｇの幅よりも長くなっている。また、Ｒ画素およびＢ画素のセンサ中心−レジスタ間距離が各センサ部３の右側のみＧ画素よりも長くなっている画素領域２の右側においては、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂの幅が、右側に延長されることで、Ｇセンサ部３ｇの幅よりも長くなっている。
【０１３４】
すなわち、この変形例では、画素領域２の左側および右側のそれぞれで、センサ部３の左右両側のうち、Ｒ画素とＢ画素においてセンサ中心−レジスタ間距離がＧ画素と比べて長くされる側について、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂの形成領域が延長され、両センサ部３の幅がＧセンサ部３ｇよりも長くなっている。
【０１３５】
具体的には、画素領域２の左側および右側のそれぞれで、上述したように幅が同じセンサ部３が水平方向の位置を揃えた状態で垂直方向に並ぶ構成（図１４参照）から、図１５に示すように、Ｇセンサ部３ｇの幅がそのままであるのに対して、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂの幅が、水平方向の左側または右側に寸法ｈ１だけ広げられている。つまり、本実施形態では、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂは、画素領域２の左側においては左側に延長され、画素領域２の右側においては右側に延長されることで、Ｇセンサ部３ｇよりも広い幅を有する。
【０１３６】
本実施形態の固体撮像素子においては、画素領域２の左側の領域では、上述したようにＲセンサ−レジスタ間距離ｄ１およびＢセンサ−レジスタ間距離ｄ２がＧセンサ−レジスタ間距離ｄ３よりも長くなるように、垂直転送レジスタ３３のうちのＲセンサ部３ｒあるいはＢセンサ部３ｂの左側に隣り合う部分は、Ｇセンサ部３ｇの左側に隣り合う部分よりも、センサ部３に対して左側に離れて位置する。そこで、この変形例では、Ｒ画素およびＢ画素と、Ｇ画素とで、センサ−レジスタ間距離が同程度となるように、Ｒセンサ部３ｒとＢセンサ部３ｂとの幅が左側に拡大されている。
【０１３７】
画素領域２の右側の領域についても同様に、Ｒセンサ−レジスタ間距離ｄ１およびＢセンサ−レジスタ間距離ｄ２がＧセンサ−レジスタ間距離ｄ３よりも長くなるように、垂直転送レジスタ３３のうちのＲセンサ部３ｒあるいはＢセンサ部３ｂの右側に隣り合う部分は、Ｇセンサ部３ｇの右側に隣り合う部分よりも、センサ部３に対して右側に離れている。そこで、この変形例では、Ｒ画素およびＢ画素と、Ｇ画素とで、センサ−レジスタ間距離が同程度となるように、Ｒセンサ部３ｒとＢセンサ部３ｂとの幅が右側に拡大されている。
【０１３８】
以上のように、この変形例では、Ｒセンサ部３ｒおよびＢセンサ部３ｂは、水平方向のうちセンサ中心−レジスタ間距離がＧセンサ部３ｇの同距離よりも長くなる側、つまり画素領域２の左側では左側、画素領域２の右側では右側に延長されることで、Ｇセンサ部３ｇよりも、水平方向の寸法が長い。
【０１３９】
この変形例の構造によれば、第１実施形態や第２実施形態の変形例の場合と同様に、図１４に示すような構成との比較において、読み出し特性を向上させることができるとともに、スミア信号量をより低減することができる。
【０１４０】
［本技術の適用例］
以上説明した実施の形態においては、固体撮像素子は、画素７の色配列としてベイヤー配列を有するが、本技術の適用範囲は、ベイヤー配列に限られない。画素７の色配列としては、イエロー（Ｙｅ）、シアン（Ｃｙ）、マゼンタ（Ｍｇ）などの補色を有するものであったり、ホワイト（Ｗ）画素を有するものであったりしてもよい。
【０１４１】
（適用例１）
図１６は、図１４に示す第３実施形態の構造と同様の構造を採用しながら、原色カラーフィルタの代わりに、補色カラーフィルタを使用した場合の構造の一例を示す。図１４に示す構造と共通する部分については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
【０１４２】
図１６に示す構造例では、緑色（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）、マゼンタ（Ｍｇ）、イエロー（Ｙｅ）の一般的な４色の補色カラーフィルタが配列されている。具体的には、図１６に示す構造例では、緑色（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）、およびマゼンタ（Ｍｇ）の３色のカラーフィルタ１９が所定の順序で配置されるｎ列（ｎ：整数）４１と、マゼンタ（Ｍｇ）、イエロー（Ｙｅ）、緑色（Ｇ）の３色のカラーフィルタ１９が所定の順序で配置される（ｎ＋１）列４２とが存在する。そして、ｎ列４１と、（ｎ＋１）列４２とが、水平方向に交互に配置される。
【０１４３】
このような画素配列においては、カラーフィルタ１９の色のうち、緑色（Ｇ）およびマゼンタ（Ｍｇ）が、画素７の配列における複数の画素列で共通に存在する共通色となる。つまり、緑色（Ｇ）およびマゼンタ（Ｍｇ）のカラーフィルタ１９は、ｎ列４１および（ｎ＋１）列４２のいずれの列にも存在する。
【０１４４】
そして、図１６に示す構造例では、カラーフィルタ１９の色のうち、シアン（Ｃｙ）が、共通色である緑色（Ｇ）およびマゼンタ（Ｍｇ）とともに複数の画素列のうち第１の列に並び、共通色とは異なる第１の色に相当する。つまり、本構造例では、ｎ列４１が、第１の列に相当する。また、カラーフィルタ１９の色のうち、イエロー（Ｙｅ）が、共通色である緑色（Ｇ）およびマゼンタ（Ｍｇ）とともに複数の画素列のうち第１の列とは異なる第２の列に並び、共通色および第１の色とは異なる第２の色に相当する。つまり、本構造例では、（ｎ＋１）列４２が、第２の列に相当する。
【０１４５】
このように、本構造例においては、カラーフィルタ１９の色は、共通色としての緑色（Ｇ）およびマゼンタ（Ｍｇ）、第１の色としてのシアン（Ｃｙ）、ならびに、第２の色としてのイエロー（Ｙｅ）のいずれかの色である。なお、本構造の説明では、ｎ列４１を第１の列とし、（ｎ＋１）列４２を第２の列として説明したが、（ｎ＋１）列４２が第１の列で、ｎ列４１が第２の列であってもよい。この場合、イエロー（Ｙｅ）が第１の色に相当し、シアン（Ｃｙ）が第２の色に相当することになる。
【０１４６】
本構造例においては、ｎ列４１のＧ画素およびＭｇ画素と、（ｎ＋１）列４２のＧ画素およびＭｇ画素とで発生するスミア信号量が同一であると考えた場合、Ｃｙ画素において発生するスミア信号量と、Ｙｅ画素において発生するスミア信号量との差分が、そのままｎ列４１と（ｎ＋１）列４２とのスミア信号量の差として影響することになる。したがって、上述したようなスミア信号量の差異による不具合を改善するためには、Ｃｙ画素とＹｅ画素のスミア信号量は、できる限り少なくすることが望ましい。なお、「Ｃｙ画素」、「Ｙｅ画素」、「Ｍｇ画素」は、それぞれ各色のカラーフィルタ１９を有する画素７を指し、例えば「Ｃｙ画素」は、シアン（Ｃｙ）のカラーフィルタ１９を有する画素７である。
【０１４７】
上記のとおり図１４に示す構造と同様の構造を採用する本構造例は、図１６に示すように、画素領域２の左側（画角の左側）では、Ｃｙ画素とＹｅ画素において、センサ部３の左側のみ、センサ−レジスタ間距離をＧ画素およびＭｇ画素よりも長くし、画素領域２の右側（画角の右側）では、Ｃｙ画素とＹｅ画素において、センサ部３の右側のみ、センサ−レジスタ間距離をＧ画素およびＭｇ画素よりも長くする構造を採用する。
【０１４８】
具体的には、図１６に示すように、画素領域２の左側では、Ｃｙセンサ部３ｃｙのセンサ中心−レジスタ間距離ｊ１、およびＹｅセンサ部３ｙｅのセンサ中心−レジスタ間距離ｊ２が、センサ部３の左側のみで、Ｇセンサ部３ｇおよびＭｇセンサ部３ｍｇのセンサ−レジスタ間距離ｊ３よりも長くなっている（ｊ１＞ｊ３、ｊ２＞ｊ３）。そして、同じく画素領域２の左側では、図１６に示すように幅が同じセンサ部３が水平方向の位置を揃えた状態で垂直方向に並ぶ構成においては、Ｃｙセンサ部３ｃｙのセンサ−レジスタ間距離ｋ１およびＹｅセンサ部３ｙｅのセンサ−レジスタ間距離ｋ２が、センサ部３の左側のみで、Ｇセンサ部３ｇおよびＭｇセンサ部３ｍｇのセンサ−レジスタ間距離ｋ３よりも長くなる。なお、「Ｃｙセンサ部３ｃｙ」、「Ｙｅセンサ部３ｙｅ」、「Ｍｇセンサ部３ｍｇ」は、それぞれ各色のカラーフィルタ１９に対応するセンサ部３を指し、例えば「Ｃｙセンサ部３ｃｙ」は、シアン（Ｃｙ）のカラーフィルタ１９に対応するセンサ部３である。
【０１４９】
このため、本構造例において、画素領域２の左側に配置される垂直転送レジスタ３３は、図１６に示すように、平面視で、垂直方向に沿って帯状となる形状において、Ｃｙセンサ部３ｃｙおよびＹｅセンサ部３ｙｅの左側に位置する幅狭部３３ａと、Ｇセンサ部３ｇおよびＭｇセンサ部３ｍｇの左側に位置する幅広部３３ｂとを有する。
【０１５０】
一方、図１６に示すように、画素領域２の右側では、Ｃｙセンサ部３ｃｙのセンサ中心−レジスタ間距離ｊ１、およびＹｅセンサ部３ｙｅのセンサ中心−レジスタ間距離ｊ２が、センサ部３の右側のみで、Ｇセンサ部３ｇおよびＭｇセンサ部３ｍｇのセンサ−レジスタ間距離ｊ３よりも長くなっている（ｊ１＞ｊ３、ｊ２＞ｊ３）。そして、同じく画素領域２の右側では、図１６に示すように幅が同じセンサ部３が水平方向の位置を揃えた状態で垂直方向に並ぶ構成においては、Ｃｙセンサ部３ｃｙのセンサ−レジスタ間距離ｋ１およびＹｅセンサ部３ｙｅのセンサ−レジスタ間距離ｋ２が、センサ部３の右側のみで、Ｇセンサ部３ｇおよびＭｇセンサ部３ｍｇのセンサ−レジスタ間距離ｋ３よりも長くなる。
【０１５１】
このため、本実施形態において、画素領域２の右側に配置される垂直転送レジスタ３３は、図１６に示すように、平面視で、垂直方向に沿って帯状となる形状において、Ｃｙセンサ部３ｃｙおよびＹｅセンサ部３ｙｅの右側に位置する幅狭部３３ａと、Ｇセンサ部３ｇおよびＭｇセンサ部３ｍｇの右側に位置する幅広部３３ｂとを有する。
【０１５２】
本構造例では、画素領域２の左側および右側のそれぞれにおいて、垂直転送レジスタ３３は、画素領域２の左側ではＣｙセンサ部３ｃｙまたはＹｅセンサ部３ｙｅの左側、画素領域２の右側ではＣｙセンサ部３ｃｙまたはＹｅセンサ部３ｙｅの右側にそれぞれ位置する幅狭部３３ａにより、Ｃｙセンサ部３ｃｙおよびＹｅセンサ部３ｙｅそれぞれのセンサ−レジスタ間距離ｋ１、ｋ２を、Ｇセンサ部３ｇおよびＭｇセンサ部３ｍｇそれぞれのセンサ−レジスタ間距離ｋ３よりも長くする。
【０１５３】
このような本構造例においては、垂直転送レジスタ３３の形状が、画素領域２の左右方向について対称となっている。ただし、各色の画素７のセンサ中心−レジスタ間距離ｊ１、ｊ２、ｊ３の長さやセンサ−レジスタ間距離ｋ１、ｋ２、ｋ３の長さについては、画素領域２の右側と左側とで同じであっても異なっていてもよい。
【０１５４】
以上のように、本構造例においては、複数のセンサ部３のうち、画素領域２の水平方向の一側（左側）に配置されるセンサ部３については、Ｃｙセンサ部３ｃｙおよびＹｅセンサ部３ｙｅのセンサ−レジスタ間距離およびセンサ中心−レジスタ間距離が、水平方向の一側（左側）に隣り合う垂直転送レジスタ３３との関係で、Ｇセンサ部３ｇおよびＭｇセンサ部３ｍｇの同距離よりも長い。また、複数のセンサ部３のうち、画素領域２の水平方向の他側（右側）に配置されるセンサ部３については、Ｃｙセンサ部３ｃｙおよびＹｅセンサ部３ｙｅのセンサ−レジスタ間距離およびセンサ中心−レジスタ間距離が、水平方向の他側（右側）に隣り合う垂直転送レジスタ３３との関係で、Ｇセンサ部３ｇおよびＭｇセンサ部３ｍｇの同距離よりも長い。
【０１５５】
本構造例のように、補色カラーフィルタを用いた構造においても、第３実施形態の場合と同様に、画素領域２の右側と左側のそれぞれで、Ｃｙ画素およびＹｅ画素におけるスミア信号量を効果的に低減することが可能となる。これにより、例えば図７に示すような撮影画面の左右において色味差が発生する不具合を、効果的に改善することができる。なお、本構造例のように補色カラーフィルタを用いた構造は、上述した第１実施形態および第２実施形態で示した構造についても同様に適用可能である。
【０１５６】
（適用例２）
図１７は、図１４に示す第３実施形態の構造と同様の構造を採用しながら、原色カラーフィルタに加えてホワイトカラーフィルタを使用した場合の構造の一例を示す。図１４に示す構造と共通する部分については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
【０１５７】
図１７に示す構造例では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、およびホワイト（Ｗ）のカラーフィルタが配列されている。具体的には、図１７に示す構造例では、緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）のカラーフィルタ１９がホワイト（Ｗ）のカラーフィルタ１９を挟んで交互に配置されるｍ列（ｍ：整数）６１と、緑色（Ｇ）と赤色（Ｒ）のカラーフィルタ１９がホワイト（Ｗ）のカラーフィルタ１９を挟んで交互に配置される（ｍ＋１）列６２とが存在する。そして、ｍ列６１と（ｍ＋１）列６２とが、水平方向に交互に配置される。
【０１５８】
このような画素配列においては、カラーフィルタ１９の色のうち、緑色（Ｇ）およびホワイト（Ｗ）が、画素７の配列における複数の画素列で共通に存在する共通色となる。つまり、緑色（Ｇ）およびホワイト（Ｗ）のカラーフィルタ１９は、ｍ列６１および（ｍ＋１）列６２のいずれの列にも存在する。
【０１５９】
そして、図１７に示す構造例では、カラーフィルタ１９の色のうち、青色（Ｂ）が、共通色である緑色（Ｇ）およびホワイト（Ｗ）とともに複数の画素列のうち第１の列に並び、共通色とは異なる第１の色に相当する。つまり、本構造例では、ｍ列６１が、第１の列に相当する。また、カラーフィルタ１９の色のうち、赤色（Ｒ）が、共通色である緑色（Ｇ）およびホワイト（Ｗ）とともに複数の画素列のうち第１の列とは異なる第２の列に並び、共通色および第１の色とは異なる第２の色に相当する。つまり、本構造例では、（ｍ＋１）列６２が、第２の列に相当する。
【０１６０】
このように、本構造例においては、カラーフィルタ１９の色は、共通色としての緑色（Ｇ）およびホワイト（Ｗ）、第１の色としての青色（Ｂ）、ならびに、第２の色としての赤色（Ｒ）のいずれかの色である。なお、本構造の説明では、ｍ列６１を第１の列とし、（ｍ＋１）列６２を第２の列として説明したが、（ｍ＋１）列６２が第１の列で、ｍ列６１が第２の列であってもよい。この場合、赤色（Ｒ）が第１の色に相当し、青色（Ｂ）が第２の色に相当することになる。
【０１６１】
本構造例においては、ｍ列６１のＧ画素およびＷ画素と、（ｍ＋１）列６２のＧ画素およびＷ画素とで発生するスミア信号量が同一であると考えた場合、Ｂ画素において発生するスミア信号量と、Ｒ画素において発生するスミア信号量との差分が、そのままｍ列６１と（ｍ＋１）列６２とのスミア信号量の差として影響することになる。したがって、上述したようなスミア信号量の差異による不具合を改善するためには、Ｂ画素とＲ画素のスミア信号量は、できる限り少なくすることが望ましい。なお、「Ｗ画素」は、白色のカラーフィルタ１９を有する画素７を指す。
【０１６２】
上記のとおり図１４に示す構造と同様の構造を採用する本構造例は、図１７に示すように、画素領域２の左側（画角の左側）では、Ｂ画素とＲ画素において、センサ部３の左側のみ、センサ−レジスタ間距離をＧ画素およびＷ画素よりも長くし、画素領域２の右側（画角の右側）では、Ｂ画素とＲ画素において、センサ部３の右側のみ、センサ−レジスタ間距離をＧ画素およびＷ画素よりも長くする構造を採用する。
【０１６３】
具体的には、図１７に示すように、画素領域２の左側では、Ｂセンサ部３ｂのセンサ中心−レジスタ間距離ｐ１、およびＲセンサ部３ｒのセンサ中心−レジスタ間距離ｐ２が、センサ部３の左側のみで、Ｇセンサ部３ｇおよびＷセンサ部３ｗのセンサ−レジスタ間距離ｐ３よりも長くなっている（ｐ１＞ｐ３、ｐ２＞ｐ３）。そして、同じく画素領域２の左側では、図１７に示すように幅が同じセンサ部３が水平方向の位置を揃えた状態で垂直方向に並ぶ構成においては、Ｂセンサ部３ｂのセンサ−レジスタ間距離ｑ１およびＲセンサ部３ｒのセンサ−レジスタ間距離ｑ２が、センサ部３の左側のみで、Ｇセンサ部３ｇおよびＷセンサ部３ｗのセンサ−レジスタ間距離ｑ３よりも長くなる。なお、「Ｗセンサ部３ｗ」は、白色のカラーフィルタ１９に対応するセンサ部３を指す。
【０１６４】
このため、本構造例において、画素領域２の左側に配置される垂直転送レジスタ３３は、図１７に示すように、平面視で、垂直方向に沿って帯状となる形状において、Ｂセンサ部３ｂおよびＲセンサ部３ｒの左側に位置する幅狭部３３ａと、Ｇセンサ部３ｇおよびＷセンサ部３ｗの左側に位置する幅広部３３ｂとを有する。
【０１６５】
一方、図１７に示すように、画素領域２の右側では、Ｂセンサ部３ｂのセンサ中心−レジスタ間距離ｐ１、およびＲセンサ部３ｒのセンサ中心−レジスタ間距離ｐ２が、センサ部３の右側のみで、Ｇセンサ部３ｇおよびＷセンサ部３ｗのセンサ−レジスタ間距離ｐ３よりも長くなっている（ｐ１＞ｐ３、ｐ２＞ｐ３）。そして、同じく画素領域２の右側では、図１７に示すように幅が同じセンサ部３が水平方向の位置を揃えた状態で垂直方向に並ぶ構成においては、Ｂセンサ部３ｂのセンサ−レジスタ間距離ｑ１およびＲセンサ部３ｒのセンサ−レジスタ間距離ｑ２が、センサ部３の右側のみで、Ｇセンサ部３ｇおよびＷセンサ部３ｗのセンサ−レジスタ間距離ｑ３よりも長くなる。
【０１６６】
このため、本実施形態において、画素領域２の右側に配置される垂直転送レジスタ３３は、図１７に示すように、平面視で、垂直方向に沿って帯状となる形状において、Ｂセンサ部３ｂおよびＲセンサ部３ｒの右側に位置する幅狭部３３ａと、Ｇセンサ部３ｇおよびＷセンサ部３ｗの右側に位置する幅広部３３ｂとを有する。
【０１６７】
本構造例では、画素領域２の左側および右側のそれぞれにおいて、垂直転送レジスタ３３は、画素領域２の左側ではＢセンサ部３ｂまたはＲセンサ部３ｒの左側、画素領域２の右側ではＢセンサ部３ｂまたはＲセンサ部３ｒの右側にそれぞれ位置する幅狭部３３ａにより、Ｂセンサ部３ｂおよびＲセンサ部３ｒそれぞれのセンサ−レジスタ間距離ｑ１、ｑ２を、Ｇセンサ部３ｇおよびＷセンサ部３ｗそれぞれのセンサ−レジスタ間距離ｑ３よりも長くする。
【０１６８】
このような本構造例においては、垂直転送レジスタ３３の形状が、画素領域２の左右方向について対称となっている。ただし、各色の画素７のセンサ中心−レジスタ間距離ｐ１、ｐ２、ｐ３の長さやセンサ−レジスタ間距離ｑ１、ｑ２、ｑ３の長さについては、画素領域２の右側と左側とで同じであっても異なっていてもよい。
【０１６９】
以上のように、本構造例においては、複数のセンサ部３のうち、画素領域２の水平方向の一側（左側）に配置されるセンサ部３については、Ｂセンサ部３ｂおよびＲセンサ部３ｒのセンサ−レジスタ間距離およびセンサ中心−レジスタ間距離が、水平方向の一側（左側）に隣り合う垂直転送レジスタ３３との関係で、Ｇセンサ部３ｇおよびＷセンサ部３ｗの同距離よりも長い。また、複数のセンサ部３のうち、画素領域２の水平方向の他側（右側）に配置されるセンサ部３については、Ｂセンサ部３ｂおよびＲセンサ部３ｒのセンサ−レジスタ間距離およびセンサ中心−レジスタ間距離が、水平方向の他側（右側）に隣り合う垂直転送レジスタ３３との関係で、Ｇセンサ部３ｇおよびＷセンサ部３ｗの同距離よりも長い。
【０１７０】
本構造例のように、ホワイトカラーフィルタを用いた構造においても、第３実施形態の場合と同様に、画素領域２の右側と左側のそれぞれで、Ｂ画素およびＲ画素におけるスミア信号量を効果的に低減することが可能となる。これにより、例えば図７に示すような撮影画面の左右において色味差が発生する不具合を、効果的に改善することができる。なお、本構造例のようにホワイトカラーフィルタを用いた構造は、上述した第１実施形態および第２実施形態で示した構造についても同様に適用可能である。
【０１７１】
以上の適用例のように、本技術は、補色カラーフィルタ配列や、ホワイト画素を含む配列の場合でも適用可能である。すなわち、本技術は、カラーフィルタの色として、ベイヤー配列における緑色（Ｇ）や、補色カラーフィルタを用いた構造における緑色（Ｇ）およびマゼンタ（Ｍｇ）や、ホワイトカラーフィルタを用いた構造における緑色（Ｇ）およびホワイト（Ｗ）等のように複数の画素列で共通に存在する共通色と、この共通色とともに互いに異なる列に並ぶ複数の色とを有する色配列であれば適用可能である。
【０１７２】
［固体撮像装置の構成］
上述した実施形態の固体撮像素子５１を備える固体撮像装置５０について、図１８を用いて説明する。本実施形態に係る固体撮像装置５０は、例えば、いわゆるデジタルカメラと称されるデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話器等に内蔵されるカメラユニット等において、撮像装置モジュールを構成する。
【０１７３】
固体撮像装置５０は、上述した実施形態に係る固体撮像素子５１と、固体撮像素子５１を所定のタイミングで駆動するための駆動信号を生成するタイミングジェネレータ５２とを備える。タイミングジェネレータ５２は、固体撮像素子５１を駆動するための各種のパルス信号を生成する機能と、生成したパルス信号を、固体撮像素子５１を駆動するためのドライブパルスに変換するドライバとしての機能とを有する。また、固体撮像装置５０は、タイミングジェネレータ５２等に電源を供給するバッテリ等の電源部、撮像により生成した画像データ等を記憶する記憶部、装置全体を制御する制御部等を有する。
【０１７４】
本実施形態では、固体撮像素子５１が有する電源部、記憶部、および制御部を構成する回路は、固体撮像素子５１とは別回路（別チップ）として設けられる。ただし、これらの各部を構成する回路は、固体撮像素子５１と同一のチップに設けたり、複数のチップに機能を分割して設けたりしてもよい。
【０１７５】
タイミングジェネレータ５２は、固体撮像素子５１が備える垂直転送部４を駆動する４相駆動パルスを固体撮像素子５１に入力する。つまり、タイミングジェネレータ５２は、垂直転送部４を構成する４種類の転送電極１４に、駆動電圧としての４相のクロック・パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３、Ｖφ４を、各転送電極１４に独立して供給・印加する。
【０１７６】
固体撮像素子５１は、タイミングジェネレータ５２からのクロック・パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３、Ｖφ４の入力を独立して受けるための入力部を有する。すなわち、固体撮像素子５１は、クロック・パルスＶφ１が入力される信号入力端子である第１駆動信号入力部５３ａと、クロック・パルスＶφ２が入力される信号入力端子である第２駆動信号入力部５３ｂと、クロック・パルスＶφ３が入力される信号入力端子である第３駆動信号入力部５３ｃと、クロック・パルスＶφ４が入力される信号入力端子である第４駆動信号入力部５３ｄとを有する。
【０１７７】
各駆動信号入力部５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄに入力されるクロック・パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３、Ｖφ４は、バスラインや所定の配線等を介して、各垂直転送部４を構成する各転送電極１４に印加される。この４相のクロック・パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３、Ｖφ４の大きさとタイミングが、固体撮像素子５１が有する制御部によって適切に制御されることにより、各センサ部３から垂直転送部４に読み出された信号電荷が、垂直転送部４の転送電極１４の並びに従って転送される。
【０１７８】
タイミングジェネレータ５２は、固体撮像素子５１が備える水平転送部５を駆動する２相駆動パルスを固体撮像素子５１に入力する。つまり、タイミングジェネレータ５２は、水平転送部５を構成する２種類の転送電極に、駆動電圧としての２相のクロック・パルスＨφ１、Ｈφ２を供給・印加する。
【０１７９】
固体撮像素子５１は、タイミングジェネレータ５２からのクロック・パルスＨφ１、Ｈφ２の入力を独立して受けるための入力部を有する。すなわち、固体撮像素子５１は、クロック・パルスＨφ１が入力される信号入力端子である第１駆動信号入力部５４ａと、クロック・パルスＨφ２が入力される信号入力端子である第２駆動信号入力部５４ｂとを有する。
【０１８０】
各駆動信号入力部５４ａ、５４ｂに入力されるクロック・パルスＨφ１、Ｈφ２は、バスラインや所定の配線等を介して、水平転送部５を構成する各転送電極に印加される。この２相のクロック・パルスＨφ１、Ｈφ２の大きさとタイミングが、固体撮像素子５１が有する制御部によって適切に制御されることにより、垂直転送部４から水平転送部５に転送された信号電荷が、水平方向に転送される。
【０１８１】
以上のような構成を備える本実施形態の固体撮像装置５０においては、タイミングジェネレータ５２が、固体撮像素子５１を駆動するための駆動信号を生成する駆動部として機能する。そして、本実施形態の固体撮像素子５１を備える固体撮像装置５０によれば、上述したように固体撮像素子５１におけるカラーフィルタ１９の色の違いに起因するスミア信号量の差異を低減することができ、スミア特性を改善することができる。
【０１８２】
［電子機器の構成例］
上述した実施形態に係る固体撮像素子は、例えば、いわゆるデジタルカメラと称されるデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、撮像機能を有する携帯電話器その他の機器等、各種の電子機器に適用される。以下では、上述した実施形態に係る固体撮像素子を備える電子機器の一例であるビデオカメラ１００について、図１９を用いて説明する。
【０１８３】
ビデオカメラ１００は、静止画像または動画の撮影を行うものである。ビデオカメラ１００は、上述した実施形態に係る固体撮像素子１０１と、光学系１０２と、シャッタ装置１０３と、駆動回路１０４と、信号処理回路１０５とを有する。
【０１８４】
光学系１０２は、例えば一または複数の光学レンズを有する光学レンズ系として構成されるものであり、固体撮像素子１０１のセンサ部３に入射光を導く。光学系１０２は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像素子１０１の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像素子１０１内に、一定期間信号電荷が蓄積される。シャッタ装置１０３は、固体撮像素子１０１への光照射期間および遮光期間を制御するための構成である。
【０１８５】
駆動回路１０４は、固体撮像素子１０１を駆動させる。駆動回路１０４は、固体撮像素子１０１を所定のタイミングで駆動するための駆動信号（タイミング信号）を生成し、固体撮像素子１０１に供給する。駆動回路１０４から固体撮像素子１０１に供給される駆動信号により、固体撮像素子１０１の信号電荷の転送動作等が制御される。つまり、固体撮像素子１０１は、駆動回路１０４から供給される駆動信号により、信号電荷の転送動作等を行う。
【０１８６】
駆動回路１０４は、固体撮像素子１０１を駆動するための駆動信号として各種のパルス信号を生成する機能と、生成したパルス信号を、固体撮像素子１０１を駆動するためのドライブパルスに変換するドライバとしての機能とを有する。駆動回路１０４は、シャッタ装置１０３の動作を制御するための駆動信号の生成・供給も行う。
【０１８７】
信号処理回路１０５は、各種の信号処理を行う機能を有し、固体撮像素子１０１の出力信号を処理する。信号処理回路１０５は、入力された信号を処理することで、映像信号を出力する。信号処理回路１０５から出力された映像信号は、メモリ等の記憶媒体に記憶されたり、モニタに出力されたりする。なお、ビデオカメラ１００は、駆動回路１０４等に電源を供給するバッテリ等の電源部、撮像により生成した映像信号等を記憶する記憶部、装置全体を制御する制御部等を有する。
【０１８８】
なお、本実施形態のビデオカメラ１００は、固体撮像素子１０１と、光学系１０２と、シャッタ装置１０３と、駆動回路１０４と、信号処理回路１０５とがモジュール化されたカメラモジュールあるいは撮像機能モジュールの形態も含む。
【０１８９】
以上のような構成を備える本実施形態の固体撮像素子１０１を有するビデオカメラ１００によれば、固体撮像素子１０１におけるカラーフィルタ１９の色の違いに起因するスミア信号量の差異を低減することができ、スミア特性を改善することができる。
【０１９０】
以上説明した実施の形態において、固体撮像素子１が備える信号電荷の転送方向等に関して用いる「垂直」、「水平」の語は、慣用的に用いられる語であり、固体撮像素子１が備える垂直転送部４および水平転送部５による信号電荷の転送方向の方向性を限定するものではない。すなわち、例えば垂直転送部４による信号電荷の転送方向を「第１の方向」とした場合、水平転送部５による信号電荷の転送方向は、第１の方向に直交する「第２の方向」ということができる。
【０１９１】
なお、本技術は、以下のような構成を取ることができる。
（１）半導体基板に設けられる画素領域にて行列状に配列され、光電変換により信号電荷を生成して蓄積する複数のセンサ部と、前記複数のセンサ部の配列における列毎に設けられ、前記半導体基板に設けられる垂直転送レジスタ、および前記半導体基板上に設けられる転送電極を有し、前記センサ部により生成された信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送部と、前記センサ部により構成される各画素に対応して設けられるカラーフィルタと、を備え、前記カラーフィルタの色は、前記センサ部の配列に対応して行列状に配列される前記画素の配列における複数の画素列で共通に存在する共通色、該共通色とともに前記複数の画素列のうち第１の列に並び、前記共通色とは異なる第１の色、ならびに、前記共通色とともに前記複数の画素列のうち前記第１の列とは異なる第２の列に並び、前記共通色および前記第１の色とは異なる第２の色のいずれかの色であり、前記第１の色および前記第２の色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の、水平方向の中心位置から水平方向に隣り合う前記垂直転送レジスタまでの距離が、少なくとも水平方向のいずれか一側で隣り合う前記垂直転送レジスタとの関係で、前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離よりも長い、固体撮像素子。
【０１９２】
（２）前記第１の色および前記第２の色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部は、水平方向のうち前記距離が前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離よりも長くなる側に延長されることで、前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部よりも、水平方向の寸法が長い、前記（１）に記載の固体撮像素子。
【０１９３】
（３）前記複数のセンサ部のうち、前記画素領域の水平方向の一側に配置される前記センサ部については、前記第１の色および前記第２の色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離が、前記水平方向の一側に隣り合う前記垂直転送レジスタとの関係で、前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離よりも長く、前記複数のセンサ部のうち、前記画素領域の水平方向の他側に配置される前記センサ部については、前記第１の色および前記第２の色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離が、前記水平方向の他側に隣り合う前記垂直転送レジスタとの関係で、前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離よりも長い、前記（１）または前記（２）に記載の固体撮像素子。
【０１９４】
（４）固体撮像素子と、前記固体撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動部と、を有し、前記固体撮像素子は、半導体基板に設けられる画素領域にて行列状に配列され、光電変換により信号電荷を生成して蓄積する複数のセンサ部と、前記複数のセンサ部の配列における列毎に設けられ、前記半導体基板に設けられる垂直転送レジスタ、および前記半導体基板上に設けられる転送電極を有し、前記センサ部により生成された信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送部と、前記センサ部により構成される各画素に対応して設けられるカラーフィルタと、を備え、前記カラーフィルタの色は、前記センサ部の配列に対応して行列状に配列される前記画素の配列における複数の画素列で共通に存在する共通色、該共通色とともに前記複数の画素列のうち第１の列に並び、前記共通色とは異なる第１の色、ならびに、前記共通色とともに前記複数の画素列のうち前記第１の列とは異なる第２の列に並び、前記共通色および前記第１の色とは異なる第２の色のいずれかの色であり、前記第１の色および前記第２の色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の、該センサ部の水平方向の中心位置から該センサ部に対して水平方向に隣り合う前記垂直転送レジスタまでの距離が、少なくとも水平方向のいずれか一側で隣り合う前記垂直転送レジスタとの関係で、前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離よりも長い、固体撮像装置。
【０１９５】
（５）固体撮像素子と、前記固体撮像素子のセンサ部に入射光を導く光学系と、前記固体撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動回路と、前記固体撮像素子の出力信号を処理する信号処理回路と、を有し、前記固体撮像素子は、半導体基板に設けられる画素領域にて行列状に配列され、光電変換により信号電荷を生成して蓄積する複数のセンサ部と、前記複数のセンサ部の配列における列毎に設けられ、前記半導体基板に設けられる垂直転送レジスタ、および前記半導体基板上に設けられる転送電極を有し、前記センサ部により生成された信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送部と、前記センサ部により構成される各画素に対応して設けられるカラーフィルタと、を備え、前記カラーフィルタの色は、前記センサ部の配列に対応して行列状に配列される前記画素の配列における複数の画素列で共通に存在する共通色、該共通色とともに前記複数の画素列のうち第１の列に並び、前記共通色とは異なる第１の色、ならびに、前記共通色とともに前記複数の画素列のうち前記第１の列とは異なる第２の列に並び、前記共通色および前記第１の色とは異なる第２の色のいずれかの色であり、前記第１の色および前記第２の色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の、該センサ部の水平方向の中心位置から該センサ部に対して水平方向に隣り合う前記垂直転送レジスタまでの距離が、少なくとも水平方向のいずれか一側で隣り合う前記垂直転送レジスタとの関係で、前記共通色の前記カラーフィルタに対応する前記センサ部の前記距離よりも長い、電子機器。
【符号の説明】
【０１９６】
１      固体撮像素子
２      画素領域
３      センサ部
４      垂直転送部
７      画素
１１    半導体基板
１３    垂直転送レジスタ
１９    カラーフィルタ
２３    垂直転送レジスタ
３１    Ｒ−Ｇｂ列
３２    Ｂ−Ｇｒ列
３３    垂直転送レジスタ
５０    固体撮像装置
５１    固体撮像素子
５２    タイミングジェネレータ（駆動部）
１００  ビデオカメラ（電子機器）
１０１  固体撮像素子
１０２  光学系
１０４  駆動回路
１０５  信号処理回路
【図１】
2013162335.tif 000003
【図２】
2013162335.tif 000004
【図３】
2013162335.tif 000005
【図４】
2013162335.tif 000006
【図５】
2013162335.tif 000007
【図６】
2013162335.tif 000008
【図７】
2013162335.tif 000009
【図８】
2013162335.tif 000010
【図９】
2013162335.tif 000011
【図１０】
2013162335.tif 000012
【図１１】
2013162335.tif 000013
【図１２】
2013162335.tif 000014
【図１３】
2013162335.tif 000015
【図１４】
2013162335.tif 000016
【図１５】
2013162335.tif 000017
【図１６】
2013162335.tif 000018
【図１７】
2013162335.tif 000019
【図１８】
2013162335.tif 000020
【図１９】
2013162335.tif 000021