(57)【要約】      （修正有）【課題】互いに異なる方向に分離された光電変換部を有する画素を有する撮像装置において、画素間でゲート電極の配置を異ならせる場合に、斜めの光が入射した際にゲート電極によって生じる反射光により各光電変換部への光の入射量のばらつきが生じる事を防ぐ。【解決手段】互いに異なる方向に分離された光電変換部を有する第１画素１００Ａ及び第２画素１００Ｂを有する撮像装置において、第１画素における転送トランジスタのゲート電極３０２Ａ、３１２Ａと、第２画素における転送トランジスタのゲート電極３０２Ｂ、３１２Ｂとを並進対称に配置する。【選択図】図３
2017084930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面に配された複数の画素を有する撮像装置であって、
前記複数の画素が、
同一画素において平面視で第１方向のみに分離された二つの光電変換部と、分離された各々の光電変換部で生じた電荷を電荷保持部に転送する転送トランジスタとを有する第１画素、および、同一画素において平面視で前記第１方向と異なる第２方向のみに分離された部分を少なくとも含む二つの光電変換部と、分離された各々の光電変換部で生じた電荷を電荷保持部に転送する転送トランジスタとを有する第２画素を含み、
前記第１画素における転送トランジスタのゲート電極と、前記第２画素における転送トランジスタのゲート電極とが、並進対称に配されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第２画素の二つの光電変換部は、前記第２方向のみに分離されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記複数の画素は行列状に配され、
前記第１方向および第２方向は画素の行における並び方向に対して斜め方向であることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１方向および第２方向は互い直交し、且つ、前記画素の行における並び方向に対してそれぞれ４５°の角度をなすことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記複数の画素は行列状に配され、
前記第１方向は画素の行における並び方向に対して平行であり、前記第２方向は画素の列における並び方向に対して平行であることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１画素および第２画素の各々において、
前記分離された二つの光電変換部のうち、一方の光電変換部で生じた電荷を電荷保持部に転送する際の転送方向と、他方の光電変換部で生じた電荷を電荷保持部に転送する際の転送方向とが、１８０°異なる方向であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１画素および第２画素の各々において、
前記分離された二つの光電変換部のうち、一方の光電変換部で生じた電荷を電荷保持部に転送する際の転送方向と、他方の光電変換部で生じた電荷を電荷保持部に転送する際の転送方向とが、前記画素の行における並び方向と平行であることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１画素および第２画素の各々において、
前記分離された二つの光電変換部のうち、一方の光電変換部で生じた電荷を電荷保持部に転送する際の転送方向と、他方の光電変換部で生じた電荷を電荷保持部に転送する際の転送方向とが、前記画素の列における並び方向と平行であることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第１画素および第２画素の各々において、
前記分離された二つの光電変換部のうち、一方の光電変換部で生じた電荷を電荷保持部に転送する際の転送方向と、他方の光電変換部で生じた電荷を電荷保持部に転送する際の転送方向とが、前記画素の行における並び方向に対して斜め方向であることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第１画素および第２画素の各々において、
前記分離された二つの光電変換部のうち、一方の光電変換部で生じた電荷を電荷保持部に転送する際の転送方向と、他方の光電変換部で生じた電荷を電荷保持部に転送する際の転送方向とが、９０°異なる方向であることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記第１画素および前記第２画素の各々において、
前記分離された二つの光電変換部の各々が、平面視で同じ面積であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記第１画素における転送トランジスタのゲート電極と、前記第２画素における転送トランジスタのゲート電極とが、互いに同じゲート幅であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
更に、前記複数の画素のそれぞれに対応した複数のマイクロレンズを有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記第１画素および第２画素が位相差検出方式による焦点検出に用いられることを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
更に前記第１画素および第２画素が撮像に用いられることを特徴とする請求項１４に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、焦点検出用の信号と撮像用の信号とを１つの画素を用いて取得する技術が知られている。
【０００３】
特許文献１では、各画素に１つのマイクロレンズと、異なる方向に複数に分割された光電変換部とが形成されている撮像素子を有する撮像装置を開示している。具体的には、撮像素子は第１画素と第２画素を有し、第１画素にはｘ方向にＭ１分割、ｙ方向にＮ２分割された光電変換部ＰＤが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２３５４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１には転送トランジスタの構成については記載されていない。特許文献１のように異なる方向に複数に分割された光電変換部を有する場合には、分割方向に合わせて転送トランジスタを異なる位置に配することが考えられるが、その場合には各画素を画素部に配した際に画素ごとにゲート電極の配置が異なることになる。そのため斜めの光が入射した際にゲート電極によって生じる反射光に起因する各光電変換部への光の入射量にばらつきが生じる恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、受光面に配された複数の画素を有する撮像装置であって、複数の画素が、平面視で第１方向のみに分離された二つの光電変換部と、分離された各々の光電変換部で生じた電荷を電荷保持部に転送する転送トランジスタとを有する第１画素、および、平面視で第１方向と異なる第２方向のみに分離された二つの光電変換部と、分離された各々の光電変換部で生じた電荷を電荷保持部に転送する転送トランジスタとを有する第２画素を含み、第１画素における転送トランジスタのゲート電極と、第２画素における転送トランジスタのゲート電極とが、並進対称に配されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、瞳分離方向の異なる画素が配された撮像装置において、光電変換部間の光の入射量のばらつきを抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】撮像装置のブロック図
【図２】画素の回路図
【図３】画素の平面模式図
【図４】画素の断面模式図
【図５】画素の平面模式図
【図６】画素の平面模式図
【図７】画素の平面模式図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施例１）
図１〜図４を用いて、本発明に適用可能な撮像装置の一実施例を説明する。各図面において同じ符号が付されている部分は、同じ素子もしくは同じ領域を指す。
【００１０】
図１に本発明の一実施例である撮像装置１０１のブロック図を示す。撮像装置１０１は、画素部１０２、駆動パルス生成部１０３、垂直走査回路１０４、信号処理部１０５、出力部１０６、垂直信号線１０７を有している。
【００１１】
画素部１０２は、光を電気信号へ変換し、変換した電気信号を出力する画素１００を受光面に複数有している。複数の画素１００は行列状に配されている。ここでは、Ｘ方向を画素１００の行における並び方向として述べ、Ｙ方向を画素１００の列における並び方向として述べる。
【００１２】
駆動パルス生成部１０３は駆動パルスを生成する。垂直走査回路１０４は駆動パルス生成部１０３からの駆動パルスを受け、各画素に制御パルスを供給する。ここで供給される駆動パルスは、転送トランジスタを駆動するパルス、リセットトランジスタを駆動するパルスである。
【００１３】
垂直信号線１０７は複数配されており、各々の垂直信号線１０７は画素部１０２の画素列毎に配されている。信号処理部１０５には、垂直信号線１０７を介して並列に出力された信号が入力される。そして、複数の画素列から並列に出力された信号をシリアライズして出力部１０６に伝達する。更に信号処理部１０５は、信号の増幅、ＡＤ変換等を行なう列回路を有していてもよい。
【００１４】
図２に画素１００の等価回路の一例を示し、図３に画素１００の平面模式図を示す。本実施形態では、光電変換部２０１、光電変換部２１１で生じる電荷対のうち信号電荷として用いられる電荷の極性を第１導電型と呼ぶ。各部材を識別するために添え字Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを用いるが、同様の機能を有する部分においては添え字を付さずに説明する。両者を区別しての説明が必要な場合には添え字を付して説明する。
【００１５】
本実施形態は、例として、第１導電型の電荷を電子とし、第１導電型と反対導電型の第２導電型の電荷を正孔として説明するがこれに限らず電子と正孔とが入れ替わってもよい。
【００１６】
光電変換部２０１および光電変換部２１１では光電変換により入射光に応じた電荷対を生成する。光電変換部２０１および光電変換部２１１には、例えばフォトダイオードが用いられる。
【００１７】
転送トランジスタ２０２は光電変換部２０１で生じた電子をフローティングディフュージョン（以下、ＦＤ）２０３へ転送する。転送トランジスタ２１２は光電変換部２１１で生じた電子をＦＤ２０３へ転送する。
【００１８】
ＦＤ２０３は、光電変換部２０１、光電変換部２１１により共有される。そしてＦＤ２０３は、転送トランジスタ２０２、転送トランジスタ２１２により転送された電子を保持する。
【００１９】
増幅トランジスタ２０５は、そのゲート電極がＦＤ２０３に接続されており、転送トランジスタ２０２、転送トランジスタ２１２によってＦＤ２０３に転送された電子に基づく信号を増幅して出力する。より具体的には、ＦＤ２０３に転送された電子は、その量に応じた電圧に変換され、その電圧に応じた電気信号が増幅トランジスタ２０５を介して垂直信号線１０７へ出力される。増幅トランジスタ２０５は、不図示の電流源とともにソースフォロア回路を構成している。そして、増幅トランジスタ２０５の垂直線側に、更に選択トランジスタを配してもよい。
【００２０】
リセットトランジスタ２０４は、増幅トランジスタ２０５の入力ノードの電圧をリセットする。なお、図２において増幅トランジスタ２０５もリセットトランジスタ２０４も光電変換部２０１、光電変換部２１１により共有される。
【００２１】
このような構成の画素１００は撮像画素もしくは撮像以外の機能を有する画素１００（例えば位相差検出方式による焦点検出）として用いることが可能である。
【００２２】
画素１００から撮像用の出力を得る際には光電変換部２０１および光電変換部２１１で生じた信号電荷をＦＤ２０３に転送することで撮像用の信号を得る。当該信号を画素１００の信号として垂直信号線１０７を介して信号処理部１０５に出力する。
【００２３】
また、焦点検出用の信号を得る際は光電変換部２０１もしくは光電変換部２１１で生じた信号電荷のみをＦＤ２０３に転送する。画素部１０２に行列状に配置された複数の画素１００において、二つの光電変換部のうち片方の光電変換部の信号のみを出力することで焦点検出用の信号を出力する。
【００２４】
焦点検出用の信号として光電変換部２０１および光電変換部２１１の両方の信号が必要な場合には、撮像用の信号からあらかじめ出力した一方の光電変換部の信号を減算することで他方の光電変換部の信号を得ることが可能である。
【００２５】
なお、焦点検出用信号と撮像用信号の出力方法は上記の方法に限定されるものではなく、光電変換部２０１および光電変換部２１１の信号をそれぞれ外部に出力してから合成するなどの手段も可能である。
【００２６】
また、複数の画素１００において１つの画素が一つの増幅トランジスタ２０５を有する構成を示したが、複数の画素が一つの増幅トランジスタ２０５を共有するなど任意の構成が適用可能である。
【００２７】
なお、本実施例では光電変換部２０１で生じた電子が転送される電荷保持部としてＦＤを用いて説明するが、電荷を保持可能な構成であればよい。例えば、光電変換部で生じた電子をＦＤとは異なる電荷保持部に転送し、当該電荷保持部で保持された電荷をＦＤに転送するという構成でもよい。
【００２８】
図３には画素１００の平面模式図を示す。図３では模式的に各画素１００に、光電変換部、転送トランジスタ、ＦＤのみを示しているが、さらに各画素のトランジスタを設けても良い。例えば画素の信号を増幅する増幅トランジスタ、増幅トランジスタの信号をリセットするリセットトランジスタを同一の活性領域もしくは別の活性領域に配する。
【００２９】
また図３には示していないが、複数の画素の各々に対応してマイクロレンズが配されている。そしてマイクロレンズは、各画素に配された二つの光電変換部に光を入射する。
【００３０】
光電変換部、ＦＤ、各トランジスタのソース領域、ドレイン領域は活性領域３００に配されている。なお、第１方向と第２方向とは異なる方向であり、本実施例において、第１方向は図のＸ方向に対して平行であり、第２方向は図のＹ方向に対して平行である。
【００３１】
画素１００は、図３（ａ）に示す画素１００Ａ（第１画素）と図３（ｂ）に示す画素１００Ｂ（第２画素）を含む。図３（ａ）、（ｂ）の画素１００Ａと画素１００Ｂは各々が素子分離部によって分離される。画素１００Ａにおいては光電変換部が第１方向のみに二つに分離されている。画素１００Ｂにおいては光電変換部が第２方向のみに二つに分離された部分を少なくとも含んでいる。
【００３２】
図３（ａ）の画素１００Ａにおいて、活性領域３００ＡにはＮ型半導体領域３０３Ａ、３０１Ａ、３１１Ａ、３０３Ｂが配されている。Ｎ型半導体領域３０１ＡとＮ型半導体領域３１１Ａとの間には分離部３０４Ａが配されている。分離部３０４ＡにはＰ型半導体領域が配され、ＰＮ接合分離を構成する。分離部３０４にはＬＯＣＯＳやＳＴＩなどを配してもよい。
【００３３】
そして活性領域３００Ａの上にはゲート電極３０２Ａとゲート電極３１２Ａが配される。ゲート電極３０２ＡはＮ型半導体領域３０１ＡとＮ型半導体領域３０３Ａとの間に配され、ゲート電極３１２ＡはＮ型半導体領域３１１ＡとＮ型半導体領域３０３Ｂとの間に配される。
【００３４】
Ｎ型半導体領域３０１Ａは図２の光電変換部２０１（２０１Ａ）の一部を構成し、Ｎ型半導体領域３１１Ａは図２の光電変換部２１１（２１１Ａ）の一部を構成する。そして、Ｎ型半導体領域３０３Ａは図２のＦＤ２０３（２０３Ａ）を構成し、Ｎ型半導体領域３０３Ｂは図２のＦＤ２０３（２０３Ｂ）を構成する。ＦＤ２０３Ａは光電変換部２０１Ａで生じた電子を保持する。ＦＤ２０３Ｂは光電変換部２０１Ｂで生じた電子を保持する。そしてＦＤ２０３ＡとＦＤ２０３Ｂは電気的に接続されている。
【００３５】
Ｎ型半導体領域３０１Ａとゲート電極３０２ＡとＮ型半導体領域３０３Ａとは、図２の転送トランジスタ２０２（２０２Ａ）を構成する。Ｎ型半導体領域３１１Ａとゲート電極３１２ＡとＮ型半導体領域３０３Ｂとは、図２の転送トランジスタ２１２（２１２Ａ）を構成する。そして転送トランジスタ２０２Ａは光電変換部２０１Ａで生じた電子をＦＤ２０３Ａに転送する。転送トランジスタ２０２Ｂは光電変換部２０１Ｂで生じた電子をＦＤ２０３Ｂに転送する。本実施例において光電変換部２０１Ａと光電変換部２１１Ａで生じた電子の転送方向は１８０°異なる方向である。なお、図３ではＹ方向に１８０°異なる図を示したが、Ｘ方向に１８０°異なっても良い。
【００３６】
図３（ｂ）の画素１００Ｂにおいて、活性領域３００ＢにはＮ型半導体領域３０３Ｃ、３０１Ｂ、３１１Ｂ、３０３Ｄが配されている。Ｎ型半導体領域３０１ＢとＮ型半導体領域３１１Ｂとの間には分離部３０４Ｂが配されている。分離部３０４ＢにはＰ型半導体領域が配され、ＰＮ接合分離を構成する。分離部３０４ＢにはＬＯＣＯＳやＳＴＩなどを配してもよい。
【００３７】
そして活性領域３００Ｂの上にはゲート電極３０２Ｂとゲート電極３１２Ｂが配される。ゲート電極３０２ＢはＮ型半導体領域３０３ＣとＮ型半導体領域３０１Ｂとの間に配され、ゲート電極３１２ＢはＮ型半導体領域３１１ＢとＮ型半導体領域３０３Ｄとの間に配される。
【００３８】
Ｎ型半導体領域３０１Ｂは図２の光電変換部２０１（２０１Ｂ）の一部を構成し、Ｎ型半導体領域３１１Ｂは図２の光電変換部２１１（２１１Ｂ）の一部を構成する。そして、Ｎ型半導体領域３０３Ｃは図２のＦＤ２０３（２０３Ｃ）を構成し、Ｎ型半導体領域３０３ＤはＦＤ２０３（２０３Ｄ）を構成する。ＦＤ２０３Ｃは光電変換部２０１Ｂで生じた電子を保持する。ＦＤ２０３Ｄは光電変換部２１１Ｂで生じた電子を保持する。そしてＦＤ２０３ＣとＦＤ２０３Ｄは電気的に接続されている。
【００３９】
そしてＮ型半導体領域３０１Ｂとゲート電極３０２ＢとＮ型半導体領域３０３Ｃとは、図２の転送トランジスタ２０２（２０２Ｂ）を構成する。Ｎ型半導体領域３１１Ｂとゲート電極３１２ＢとＮ型半導体領域３０３Ｄとは、図２の転送トランジスタ２１２（２１２Ｂ）を構成する。転送トランジスタ２０２Ｂは、光電変換部２０１Ｂで生じた電子をＦＤ２０３Ｃに転送する。転送トランジスタ２１２Ｂは、光電変換部２１１Ｂで生じた電子をＦＤ２０３Ｄに転送する。本実施例において光電変換部２０１Ｂと光電変換部２１１Ｂの電荷の転送方向は１８０°異なる方向である。なお、図３ではＹ方向に１８０°異なる図を示したが、Ｘ方向に１８０°異なっても良い。
【００４０】
なお、Ｎ型半導体領域３０１ＢとＮ型半導体領域３１１Ｂの少なくとも一部の領域が第２方向のみに分離され、他の領域は第１方向のみもしくは第１方向および第２方向の成分を含む方向に分離されてもよい。このような構成においても、画素１００Ａおよび画素１００Ｂにおいて異なる方向の位相シフト量を求めることができる。
【００４１】
また、好ましくは画素１００Ｂの他の領域が、第２方向のみに分離された領域と各々のＮ型半導体領域を有する光電変換部の電荷の転送を制御するゲート電極との間の領域となる構成とである。このような構成にすることで、画素１００Ａと画素１００Ｂとでゲート電極を並進対象にした場合においても、ゲート幅を揃えやすくなる。もしくは、画素１００ＢのＮ型半導体領域３０１ＢとＮ型半導体領域３１１Ｂが第２方向のみに分離される構成である。
【００４２】
このように画素１００Ａと画素１００Ｂは、異なる方向に二つに分離された光電変換部を有している。このような構成によれば、これらの画素を焦点検出用に用いる場合に、異なる方向の位相シフト量を求めることができ、精度よく焦点検出を行うことができる。具体的には、例えば第１方向に二つに分離された光電変換部を有する画素からは第２方向のエッジを主とする絵柄の被写体について正確な焦点検出が可能となる。一方、第２方向に二つに分離された光電変換部を有する画素からは第１方向のエッジを主とする絵柄の被写体について正確な焦点検出が可能となる。
【００４３】
本実施例では例として第１方向と第２方向が互いに直交する構成を示した。これにより、縦方向と横方向の位相シフト量を求めることが可能である。
【００４４】
そして、平面視でＮ型半導体領域３０１Ａ、３１１Ａの面積は同等となるように形成したほうがよい。これにより、各光電変換部の受光面積が異なることによる入射光量のばらつきを抑制することが可能となる。これは画素１００Ｂにおいても同様である。
【００４５】
さらに本実施例では、画素１００Ａの各転送トランジスタのゲート電極と画素１００Ｂの各転送トランジスタのゲート電極の配置とが並進対称となるように配されている。
【００４６】
ここで並進対称とは、画素１００Ａの転送トランジスタのゲート電極が同一方向に一定間隔（例えば画素ピッチ：光電変換部のピッチ）で平行移動したときに画素の転送トランジスタのゲート電極と重なることを示す。
【００４７】
このような構成にすることで、斜めの光が入射した際にゲート電極によって生じる反射光に起因する各光電変換部への光の入射量のばらつきを抑制することが可能となる。そのため、画素１００Ａおよび画素１００Ｂを撮像用として用いる場合に各画素の色比のばらつきを抑制することが可能となる。
【００４８】
さらに、画素の製造工程において、転送トランジスタを構成するＮ型半導体領域を形成する際に、ゲート電極を形成した後に斜めイオン注入を行う場合に各画素の不純物のプロファイルの均一性を高めることが可能である。これにより転送特性の画素間の非対称性を抑制することが可能である。
【００４９】
また、ゲート電極３０２Ａとゲート電極３０２Ｂ、ゲート電極３１２Ａとゲート電極３１２Ｂの光電変換部側のゲート幅（Ｗ）は同等になるように形成したほうがよい。これにより、各画素間における転送特性のばらつきを抑制することが可能となる。
【００５０】
なお、画素１００ＡにおいてＮ型半導体領域３０１Ａとゲート電極３０２ＡとＮ型半導体領域３０３Ａと、Ｎ型半導体領域３１１Ａとゲート電極３１２ＡとＮ型半導体領域３０３Ｂとを別の活性領域に配してもよい。同様に、画素１００ＢにおいてＮ型半導体領域３０１Ｂとゲート電極３０２ＢとＮ型半導体領域３０３Ｃと、Ｎ型半導体領域３１１Ｂとゲート電極３１２ＢとＮ型半導体領域３０３Ｄとを別の活性領域に配してもよい。
【００５１】
図４（ａ）は図３（ａ）の線分Ａ−Ｂに沿った断面模式図であり、図４（ｂ）は図３（ｂ）の線分Ｃ−Ｄに沿った断面模式図である。各半導体領域は半導体基板３１３に配される。以下の説明で各半導体領域の位置関係を説明する場合には、半導体基板３１３の多層配線構造が配された１主面と層間絶縁膜との境界を基準に、半導体基板３１３の深部へ向かう方向を下方向とし、反対方向を上方向とする。
【００５２】
図４（ａ）および図４（ｂ）において、画素１００のＮ型半導体領域３０６の上にはＰ型半導体領域３１４が配されている。そして、素子分離部３１０の下部には不純物濃度の高いＰ型半導体領域３０５がチャネルストップ領域として配されている。
【００５３】
図４（ａ）において、Ｎ型半導体領域３０１ＡとＰ型半導体領域３１４はＰＮ接合を構成している。さらに、Ｎ型半導体領域３０１Ａの主面側にＰ型半導体領域３０７が配されている。図２の光電変換部２０１Ａはこれらの半導体領域により埋め込み型のフォトダイオードを構成している。同様にＮ型半導体領域３１１ＡとＰ型半導体領域３１４はＰＮ接合を構成している。さらに、Ｎ型半導体領域３１１Ａの主面側にもＰ型半導体領域３０７が配されている。図２の光電変換部２１１Ａはこれらの半導体領域により埋め込み型のフォトダイオードを構成している。
【００５４】
Ｎ型半導体領域３０１ＡとＮ型半導体領域３１１Ａとの間には分離部３０４Ａが配されている。ここで分離部３０４ＡはＰ型半導体領域３１４である。平面視においてＰＮ接合分離によってＮ型半導体領域３０１ＡとＮ型半導体領域３１１Ａが分離される。なお、半導体基板の深部においてＮ型半導体領域３０１ＡとＮ型半導体領域３１１ＡがＰ型半導体領域３１４によって分離されているが、半導体基板の深部においてＮ型半導体領域３０１ＡとＮ型半導体領域３１１Ａとが繋がるようにＮ型半導体領域を配しても良い。
【００５５】
Ｎ型半導体領域３０３Ａは図２のＦＤ２０３Ａを構成する。Ｎ型半導体領域３０３Ｂは図２のＦＤ２０３Ｂを構成する。Ｎ型半導体領域３０３ＡおよびＮ型半導体領域３０３ＢはそれぞれＰ型半導体領域３１４とＰＮ接合を構成し、このＰＮ接合により構成される容量によって各光電変換部から転送された電子を保持する。
【００５６】
ゲート電極３０２Ａは絶縁膜３０８を介して半導体基板３１３の上に配される。Ｎ型半導体領域３０１Ａは図２の転送トランジスタ２０２Ａのドレイン領域を構成し、Ｎ型半導体領域３０３Ａは図２の転送トランジスタ２０２Ａのソース領域を構成する。
【００５７】
ゲート電極３１２Ａは絶縁膜３０８を介して半導体基板３１３の上に配される。Ｎ型半導体領域３１１Ａは図２の転送トランジスタ２１２Ａのドレイン領域を構成し、Ｎ型半導体領域３０３Ｂは図２の転送トランジスタ２１２Ａのソース領域を構成する。
【００５８】
図４（ｂ）において、Ｎ型半導体領域３０１ＢとＰ型半導体領域３１４はＰＮ接合を構成する。さらに、Ｎ型半導体領域３０１Ｂの主面側にＰ型半導体領域３０７が配されている。図２の光電変換部２０１Ｂはこれらの半導体領域により埋め込み型のフォトダイオードを構成している。同様にＮ型半導体領域３１１ＢとＰ型半導体領域３１４はＰＮ接合を構成する。さらに、Ｎ型半導体領域３１１Ｂの主面側にもＰ型半導体領域３０７が配されている。図２の光電変換部２１１Ｂはこれらの半導体領域により埋め込み型のフォトダイオードを構成している。
【００５９】
Ｎ型半導体領域３０１ＢとＮ型半導体領域３１１Ｂとの間には分離部３０４Ｂが配されている。ここで分離部３０４ＢはＰ型半導体領域３１４であり、ＰＮ接合分離によってＮ型半導体領域３０１ＢとＮ型半導体領域３１１Ｂが分離される。
【００６０】
Ｎ型半導体領域３０３Ｃは図２のＦＤ２０３Ｃを構成する。Ｎ型半導体領域３０３Ｄは図２のＦＤ２０３Ｄを構成する。Ｎ型半導体領域３０３ＣおよびＮ型半導体領域３０３ＤはそれぞれＰ型半導体領域３１４とＰＮ接合を構成し、このＰＮ接合により構成される容量によって各光電変換部から転送された電子を保持する。
【００６１】
ゲート電極３０２Ｂは絶縁膜３０８を介して半導体基板３１３の上に配される。Ｎ型半導体領域３０１Ｂは、図２の転送トランジスタ２０２Ｂのドレイン領域を構成し、Ｎ型半導体領域３０３Ｃは、図２の転送トランジスタ２０２Ｂのソース領域を構成する。
【００６２】
ゲート電極３１２Ｂは絶縁膜３０８を介して半導体基板３１３の上に配される。Ｎ型半導体領域３１１Ｂは図２の転送トランジスタ２１２Ｂのドレイン領域を構成し、Ｎ型半導体領域３０３Ｄは図２の転送トランジスタ２１２Ｂのソース領域を構成する。
【００６３】
なお、Ｐ型半導体領域３１４はＰ型半導体領域３０５よりも不純物濃度が低いＰ型半導体領域とするほうがよい。Ｐ型半導体領域３１４とＮ型半導体領域とをＰＮ接合することでＦＤ２０３Ａ、ＦＤ２０３Ｂの容量を小さくすることができる。
【００６４】
これにより、不図示の増幅トランジスタ２０５の入力ノードの容量値が小さくなり、増幅トランジスタ２０５のゲインを向上させることが可能となる。
【００６５】
以上の構成によれば、転送ゲートを並進対称に配することで、斜めの入射光が転送ゲート電極に照射されることによって光電変換部への光の入射量が、画素ごとに変化することを抑制することが可能となる。
【００６６】
（実施例２）
実施例２において図１および図２の構成は実施例１と同様である。また、図３と図５において対応する部材には同様の番号を付した。次に実施例１と実施例２の違いについて説明する。実施例１では、光電変換部２０１Ａと光電変換部２１１Ａで生じた電子の転送方向は１８０°異なる。同様に光電変換部２０１Ｂと光電変換部２１１Ｂで生じた電子の転送方向は１８０°異なる。
【００６７】
しかし本実施例においては、図５（ａ）に示すように光電変換部２０１Ａと光電変換部２１１Ａで生じた電子の転送方向は９０°異なる。同様に図５（ｂ）に示すように光電変換部２０１Ｂと光電変換部２１１Ｂで生じた電子の転送方向は９０°異なる。
【００６８】
以上の構成によっても、転送ゲートを並進対称に配することで、斜めの入射光が転送ゲート電極に照射されることによって光電変換部への光の入射量が、画素ごとに変化することを抑制することが可能となる。
【００６９】
（実施例３）
実施例３において図１および図２の構成は実施例１と同様である。また、図３と図６において対応する部材には同様の番号を付した。次に実施例１と実施例３との違いについて説明する。実施例１では、光電変換部２０１Ａと光電変換部２１１Ａで生じた電子の転送方向はＹ方向に１８０°もしくはＸ方向に１８０°異なる。しかし、実施例３においては、図６（ａ）に示すように光電変換部２０１Ａと光電変換部２１１Ａで生じた電子の転送方向はＸ方向に対して斜めの方向に１８０°異なる。同様に図６（ｂ）に示すように光電変換部２０１Ｂと光電変換部２１１Ｂで生じた電子の転送方向はＸ方向に対して斜めの方向に１８０°異なる。
【００７０】
以上の構成によっても、転送ゲートを並進対称に配することで、斜めの入射光が転送ゲート電極に照射されることによって光電変換部への光の入射量が、画素ごとに変化することを抑制することが可能となる。
【００７１】
（実施例４）
実施例４において図１および図２の構成は実施例１と同様である。また、図３と図７において対応する部材には同様の番号を付した。次に実施例１と実施例４の違いについて説明する。実施例１では、第１方向がＸ方向に対して平行であり、第２方向がＹ方向に対して平行であった。それに対して実施例４は、第１方向および第２方向はＸ方向およびＹ方向に対して斜めの方向となる。好ましくは第１方向と第２方向は直交する方向となる。
【００７２】
図７（ａ）に画素１００Ａの平面模式図、図７（ｂ）に画素１００Ｂの平面模式図を示す。図７（ａ）の画素１００Ａにおいて、Ｎ型半導体領域３０１ＡとＮ型半導体領域３１１Ａとは、平面視で第１方向に分離される。本実施例において第１方向とは、Ｘ方向に進むにしたがって−Ｙ方向に進む方向である。
【００７３】
図７（ｂ）の画素１００Ｂにおいて、Ｎ型半導体領域３０１ＢとＮ型半導体領域３１１Ｂとは、平面視で第２方向に分離される。本実施例において第２方向とは、Ｘ方向に進むにしたがってＹ方向に進む方向である。
【００７４】
本実施例において第１方向における斜め方向として、好ましくは、Ｎ型半導体領域３０１ＡとＮ型半導体領域３１１Ａとを点対称とする方向である。
【００７５】
このような分離方法によれば、前述したようにＮ型半導体領域３０１ＡとＮ型半導体領域３１１Ａとが同じ面積となる。
【００７６】
そして、本実施例では例として第１方向および第２方向が互いに直交し、且つ、Ｘ方向に対して４５°の角度をなす構成を示した。このような構成によれば、転送トランジスタのゲート電極を配した際にゲート幅が変わりにくい光電変換部の形状となる。さらに、ここでは例として光電変換部が二等辺三角形となる例を挙げた。このような場合には光電変換部２０１はＸ方向の外縁とＹ方向の外縁とが同じ長さとなる。そのため、分離方向が異なる場合でも転送トランジスタのゲート電極のゲート幅が変わりにくい。
【００７７】
以上の構成によっても、転送ゲートを並進対称に配することで、斜めの入射光が転送ゲート電極に照射されることによって光電変換部への光の入射量が、画素ごとに変化することを抑制することが可能となる。
【００７８】
また、このような構成によれば、各光電変換部の信号の各々を焦点検出用に用いる場合に、斜め方向に異なる方向の位相シフト量を求めることができ、精度よく焦点検出を行うことができる。具体的には、例えば本実施例の第１方向に二つに分離された光電変換部を有する画素からは本実施例の第２方向のエッジを主とする絵柄の被写体について正確な焦点検出が可能となる。一方、本実施例の第２方向に二つに分離された光電変換部を有する画素からは本実施例の第１方向のエッジを主とする絵柄の被写体について正確な焦点検出が可能となる。
【符号の説明】
【００７９】
１００  画素
１０１  撮像装置
２０１  光電変換部
２１１  光電変換部
２０２  転送トランジスタ
２１２  転送トランジスタ
２０３  ＦＤ
【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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