(57)【要約】【課題】画素を構成する光電変換部において、各色のピーク感度を落とさずに、半導体中での混色を低減できる固体撮像装置を提供する。【解決手段】所要の色光の光電変換部２３Ｇ上に絶縁膜２５を介して短波長側の光を吸収する吸収膜２８が形成された画素を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所要の色光の光電変換部上に絶縁膜を介して短波長側の光を吸収する吸収膜が形成された画素を有する
固体撮像装置。
【請求項２】
前記光電変換部が緑色光または赤色光の光電変換部である
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記光電変換部が、赤色光の光電変換と緑色光の光電変換部である
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記赤色光の光電変換部上の前記吸収膜の膜厚が、前記緑色光の光電変換部の前記吸収膜の膜厚より大である
請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項５】
赤、緑及び青の色光の光電変換部がそれぞれ色毎に異なる基礎吸収の深さに形成される
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項６】
赤、緑及び青の色光の光電変換部が、それぞれ色毎に異なる基礎吸収の深さに形成されている
請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記赤色光の光電変換部の一部が、前記緑色光の光電変換部の直下に延長されている
請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記赤色光の光電変換部の一部が、前記緑色光の光電変換部の直下に延長され、
前記緑色光の光電変換部の一部が、前記青色光の光電変換部の直下に延長されている
請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記赤色光の光電変換部の一部が、前記緑色光の光電変換部の直下に延長されている
請求項６記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記赤色光の光電変換部の一部が、前記緑色光の光電変換部の直下に延長され、
前記緑色光の光電変換部の一部が、前記青色光の光電変換部の直下に延長されている
請求項６記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
赤、緑及び青の色光の光電変換部が、それぞれ同じ青色の基礎吸収の深さに形成され、
赤色光の光電変換部上の前記吸収膜が、緑及び青の色光を吸収できる厚さに形成され、
緑色光の光電変換部上の前記吸収膜が、青色光を吸収できる厚さに形成されている
請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記赤色光の光電変換部上の前記吸収膜の周囲に該吸収膜より屈折率の小さい絶縁膜が形成されている
請求項１１記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
前記吸収膜は、非単結晶シリコン膜で形成されている
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項１４】
前記吸収膜は、一部または全部が金属シリサイド膜で形成されている
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項１５】
固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の光電変換部に入射光を導く光学系と、
前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路とを備え、
前記固体撮像装置は、
所要の色光の光電変換部上に絶縁膜を介して短波長側の光を吸収する吸収膜が形成された画素を有する
電子機器。
【請求項１６】
前記光電変換部が緑色光又は／及び赤色光の光電変換部である
請求項１５記載の電子機器。
【請求項１７】
前記赤色光の光電変換部上の前記吸収膜の膜厚が、前記緑色光の光電変換部の前記吸収膜の膜厚より大である
請求項１６記載の電子機器。
【請求項１８】
赤、緑及び青の色光の光電変換部がそれぞれ色毎に異なる基礎吸収の深さに形成される
請求項１６記載の電子機器。
【請求項１９】
前記赤色光の光電変換部の一部が、前記緑色光の光電変換部の直下に延長され、
又は／及び
前記緑色光の光電変換部の一部が、前記青色光の光電変換部の直下に延長されている
請求項１８記載の電子機器。
【請求項２０】
赤、緑及び青の色光の光電変換部が、同じ青色の基礎吸収の深さに形成され、
赤色光の光電変換部上の前記吸収膜が、緑及び青の色光を吸収できる厚さに形成され、緑色光の光電変換部上の前記吸収膜が、青色光を吸収できる厚さに形成されている
請求項１５記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＭＯＳイメージセンサあるいはＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像装置、及びこの固体撮像装置を備えたカメラ等の電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置は、ＣＭＯＳイメージセンサに代表される増幅型固体撮像装置と、ＣＣＤイメージセンサに代表される電荷転送型固体撮像装置とに大別される。ＣＭＯＳイメージセンサとＣＣＤイメージセンサとを比較した場合、ＣＣＤイメージセンサでは信号電荷の転送に高い駆動電圧を必要とするため、ＣＭＯＳイメージセンサに比べて電源電圧が高くなる。従って、カメラ付き携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などのモバイル機器に搭載される固体撮像装置としては、ＣＣＤイメージセンサに比べて電源電圧が低く、消費電力の観点などから、ＣＭＯＳイメージセンサが多く用いられている。
【０００３】
特許文献１には、色フィルタの色の違いに起因すえる各色間の感度差をなくしてより良好な色再現性を得るために、各色毎のオンチップレンズの高さを異ならした固体撮像素子が示されている。
特許文献２には、色毎にカラーフィルタの膜厚を設定して所望の分光特性を得て、色再現性を高めた固体撮像素子が示されている。
【０００４】
特許文献３には、画素の微細化の際のスミアを抑制し、感度低下を防止するために、色配列に応じて層内レンズの曲率を異ならした固体撮像装置が示されている。
特許文献４には、裏面照射型のＣＭＯＳ固体撮像素子において、シリコン層の厚さを１０μｍ以下にして、感度が高く画素の微細化を図れるようにした固体撮像素子が示されている。
特許文献５には、負の固定電荷を有するハフニウム膜を利用してフォトダイオードの表面をホールアキュミュレーション状態とした固体撮像装置が示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１４８５４９号公報
【特許文献２】特開２０００−１２８１４号公報
【特許文献３】特開２００２−１５１６７０号公報
【特許文献４】特開２００５−１４２２２１号公報
【特許文献５】特開２００７−２５８６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
固体撮像装置において、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各光電変換部、すなわちフォトダイオードは、通常、図１９に示す分光感度特性を有している。図１９は、半導体内、すなわちシリコン内での分光感度特性であり、波長依存性を有している。図１９では、横軸に光の波長、縦軸に分光感度の相対比をとる。曲線１Ｒが赤（Ｒ）の分光感度特性、曲線２Ｇ１が緑（Ｇ）の分光感度特性、曲線３Ｂが青（Ｂ）の分光感度特性を示している。フォトダイオード表面には、絶縁膜、例えばシリコン窒化膜が形成されており、このシリコン窒化膜は４００ｎｍ〜５００ｎｍの青の波長域を吸収するために、青感度が他の赤、緑感度に比べて小さい。
【０００７】
ところで、緑の分光感度曲線２Ｇ１に注目すると、曲線の裾野部分では短波長側では青の分光感度曲線３Ｂと交差し、長波長側では、赤の分光感度曲線１Ｒと交差している。この短波長側の交差点（いわゆるクロスポイント）ａ１、及び長波長側の交差点ｂ１が高い程、シリコン中での混色、いわゆる色ノイズが大きいことになる。緑の分光感度曲線２Ｇ１において、交差点ａ１より短波長側を「浮き（５）」と称し、交差点ｂ１より長波長側を「浮き（６）」と称している。
【０００８】
固体撮像装置においては、交差点ａ１，ｂ１を下げることができれば、半導体中での混色を低減することができる。今後ますます画素の微細化が進む中で、各色のピーク感度を落とすことなく、半導体中での混色を低減できることが望まれている。
【０００９】
本発明は、上述の点に鑑み、画素を構成する光電変換部において、各色のピーク感度を落とさずに、半導体中での混色を低減できる固体撮像装置を提供するものである。
また、本発明は、このような混色を低減した固体撮像装置を備えた電子機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る固体撮像装置は、所要の色光の光電変換部上に絶縁膜を介して短波長側の光を吸収する吸収膜が形成された画素を有する。
【００１１】
本発明の固体撮像装置では、画素の光電変換部上に絶縁膜を介して吸収膜が形成される。この吸収膜により、光電変換部に入射される所要の色光のうち、短波長側の光が吸収され、分光感度曲線における短波長側の浮きが低減する。
【００１２】
本発明に係る電子機器は、固体撮像装置と、固体撮像装置の光電変換部に入射光を導く光学系と、固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路とを備える。そして、固体撮像装置は、所要の色光の光電変換部上に絶縁膜を介して短波長側の光を吸収する吸収膜が形成された画素を有する。
【００１３】
本発明の電子機器では、その固体撮像装置において、画素の光電変換部上に絶縁膜を介して吸収膜が形成される。この吸収膜により、光電変換部に入射される所要の色光のうち、短波長側の光が吸収され、分光感度曲線における短波長側の浮きが低減する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る固体撮像装置によれば、所要の色光の光電変換部において、分光感度曲線における短波長側の浮きが低減するので、ピーク感度を落とさずに、光電変換部中での混色、すなわち色ノイズを低減することができる。
【００１５】
本発明に係る電子機器によれば、上記固体撮像装置を備えるので、光電変換部中での混色が低減され、高品質化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
本発明の実施の形態に係る固体撮像装置は、ＣＭＯＳ固体撮像装置、ＣＣＤ固体撮像装置のいずれにも適用することができる。
【００１８】
本実施の形態に適用されるＣＭＯＳ固体撮像装置の概略構成について説明する。このＣＭＯＳ固体撮像装置は、図示しないが、半導体基板、例えばシリコン基板に複数の画素が規則的に２次元的に配列された撮像領域と、周辺回路部とを有して構成される。画素は、光を受けて信号電荷を生成する光電変換部と、複数の画素トランジスタ（いわゆるＭＯＳトランジスタ）から構成される。複数の画素トランジスタは、例えば転送トランジスタ、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ及び選択トランジスタの４つのトランジスタで構成することができる。その他、複数の画素トランジスタは、選択トランジスタを省略して、転送トランジスタ、リセットトランジスタ及び増幅トランジスタの３つのトランジスタで構成することもできる。複数の画素トランジスタはその他の構成も採り得る。
【００１９】
周辺回路部は、例えば垂直駆動回路と、カラム信号処理回路と、水平駆動回路と、出力回路と、制御回路などを有して構成される。
【００２０】
制御回路は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基いて、垂直駆動回路、カラム信号処理回路及び水平駆動回路などの動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成し、これらの信号を垂直駆動回路、カラム信号処理回路及び水平駆動回路等に入力する。
【００２１】
垂直駆動回路は、例えばシフトレジスタによって構成される。この垂直駆動回路は、撮像領域の各画素を行単位で順次垂直方向に選択走査し、垂直信号線を通して各画素の光電変換部において受光量に応じて生成した信号電荷に基く画素信号をカラム信号処理回路に供給する。
【００２２】
カラム信号処理回路は、画素の例えば列毎に配置される。このカラム信号処理回路は、１行分の画素から出力される信号を画素列ごとに黒基準画素（有効画素領域の周囲に形成される画素）からの信号によって、ノイズ除去や信号増幅等の信号処理を行う。カラム信号処理回路の出力段には水平選択スイッチが水平信号線との間に接続されて設けられる。
【００２３】
水平駆動回路は、例えばシフトレジスタによって構成される。この水平駆動回路は、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路の各々から画素信号を水平信号線に出力させる。
出力回路は、カラム信号処理回路の各々から水平信号線を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。
【００２４】
表面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置では、画素が形成された基板の上方に、層間絶縁膜を介して多層配線が形成された多層配線層が形成され、その上に平坦化膜を介してオンチップカラーフィルタ、さらにその上にオンチップマイクロレンズが形成される。撮像領域の画素部以外の領域、より詳しくは、周辺回路部と、撮像領域の光電変換部を除く領域とに遮光膜が形成される。この遮光膜は、例えば多層配線層の最上層の配線で形成することができる。
【００２５】
次に、本実施の形態に適用されるＣＣＤ固体撮像装置の概略構成を説明する。このＣＣＤ固体撮像装置は、図示しないが、半導体基板、例えばシリコン基板に形成された画素となる複数の光電変換部と、各光電変換部列に対応したＣＣＤ構造の垂直転送レジスタと、ＣＣＤ構造の水平転送レジスタと、出力部とを有する。ＣＣＤ固体撮像装置は、さらに信号処理回路を構成する周辺回路部を有する。画素は、光を受けて信号電荷を生成する光電変換部と、この光電変換部に対応する部分の垂直転送レジスタとで構成され、規則的に２次元的に配置される。
【００２６】
垂直転送レジスタは、拡散層による転送チャネル領域上にゲート絶縁膜を介して転送電極を形成して構成される。水平転送レジスタは、垂直転送レジスタの端部に配置され、同様に拡散層による転送チャネル領域上にゲート絶縁膜を介して転送電極を形成して構成される。出力部は、水平転送レジスタの最終段のフローティングディフージョン部に接続される。撮像領域の画素部以外の領域、より詳しくは、周辺回路部と、撮像領域の光電変換部を除く領域と、水平転送レジスタと出力部とに遮光膜が形成される。さらに、光電変換部の上方に平坦化膜を介してオンチップカラーフィルタ、その上にオンチップマイクロレンズが形成される。
【００２７】
ＣＣＤ固体撮像装置では、光電変換部で生成された信号電荷を垂直転送レジスタに読み出して、垂直方向に転送し、１ライン毎の信号電荷を水平転送レジスタに転送する。水平転送レジスタでは、信号電荷を水平方向に転送し、最終段のフローティングディフージョン部へ転送する。フローティングディフージョン部に転送された信号電荷は、出力部を介して画素信号に変換されて出力される。なお、上例のＣＣＤ固体撮像装置は、インターライン転送（ＩＴ）方式の固体撮像装置である。本実施の形態に適用されるＣＣＤ固体撮像装置は、その他、撮像領域と水平転送レジスタとの間に垂直転送レジスタのみで形成された蓄積領域を備えたフレームインターライン転送（ＦＩＴ）方式の固体撮像装置にも適用される。
【００２８】
そして、本実施の形態に係る固体撮像装置、特に、その光電変換部の構成は、上述のＣＭＯＳ固体撮像装置及びＣＣＤ固体撮像装置のいずれにも適用されるものである。また、本実施の形態の光電変換部の構成は、表面照射型の固体撮像装置、裏面照射型の固体撮像装置のいずれにも適用されるものである。
【００２９】
本発明の実施の形態に係る固体撮像装置は、特にその画素を構成する光電変換部となるフォトダイオードにおいて、所要の色光のフォトダイオード上に絶縁膜を介して短波長側に光を吸収する吸収膜を形成して構成される。所要の色光のフォトダイオードとしては、緑の波長光を受光する緑画素のフォトダイオード、または赤の波長光を受光する赤画素のフォトダイオード、または緑画素のフォトダイオード及び赤画素のフォトダイオードである。短波長側の光を吸収する吸収膜としては、シリコン膜、例えばポリシリコン膜やアモルファスシリコン膜などの非単結晶シリコン膜を用いることができる。また、吸収膜としては、ポリシリコン膜に高融点金属シリサイド膜を形成したポリサイド膜、あるいはポリシリコンの全てを高融点金属と反応させてなるシリサイド膜を用いることができる。吸収膜としては、例えばＴｉシリサイド、Ｃｏシリサイド、Ｎｉシリサイド、Ｐｔシリサイド、Ｍｏシリサイド等の、Ｓｉと反応した金属シリサイド膜が一部に形成されている構成とすることができる。吸収膜の膜厚は、欲しい分光感度特性に応じてコントロールし設定することができる。
【００３０】
図１に、本発明の第１実施の形態に係る固体撮像装置、特にその光電変換部となるフォトダイオードの領域部を示す。図１では、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の画素におけるフォトダイオードを模式的に示している。図１Ａは、図２に示すベイヤー配列のカラーフィルタを有する撮像領域１１のＡ−Ａ線上の断面構造、図１Ｂは、図２のＢ−Ｂ線上の断面構造である。
【００３１】
第１実施の形態に係る固体撮像装置２０は、第１導電型のシリコン半導体基板２１に、第２導電型の半導体ウェル領域２２が形成され、この半導体ウェル領域２２に各赤画素、緑画素及び青画素を構成するフォトダイオード２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂが形成される。各フォトダイオード２３Ｒ、２３Ｇ及び２３Ｂは素子分離領域２６で分離される。本例では信号電荷を電子とするので、シリコン半導体基板２２はｎ型半導体基板で形成され、半導体ウェル領域２２はｐ型半導体ウェル領域で形成される。また、赤画素のフォトダイオード２３Ｒ、緑画素のフォトダイオード２３Ｇ及び青画素のフォトダイオード２３Ｂは、それぞれｎ型半導体領域２４を有して構成される。各ｎ型半導体領域２４を含む基板表面には、例えばシリコン窒化膜、あるいはシリコン酸化膜などの絶縁膜２５が形成される。なお、フォトダイオード２３Ｒ〜２３Ｂのｎ型半導体領域２４の表面には、暗電流抑制にためのｐ型アキュミュレーション層２７を形成するようにしても良い。
【００３２】
そして、本実施の形態においては、特に緑画素のフォトダイオード２３Ｇ上に絶縁膜２５を介して、短波長側の光を吸収する吸収膜となる所要の厚さのポリシリコン膜２８を形成して構成される。このポリシリコン膜２８は、欲しい緑の分光感度特性が得られる厚さに設定される。このポリシリコン膜２８は、青の波長光を吸収する。本例では、各赤画素、緑画素及び青画素のフォトダイオード２３Ｒ、２３Ｇ及び２３Ｂのｎ型半導体領域２４の深さは同じにした場合である。なお、本例では各フォトダイオード２３Ｒ、２３Ｇ及び２３Ｂの上方に、カラーフィルタが形成されているものとする。
【００３３】
第１実施の形態に係る固体撮像装置２０によれば、その緑画素のフォトダイオード２３Ｇの上に、絶縁膜２５を介して所要の膜厚のポリシリコン膜２８を形成している。このポリシリコン膜２８により、フォトダイオード２３Ｇに入射する緑色光、すなわち波長５５０ｎｍ付近にピーク感度を有する波長領域の入射光において、その短波長側の波長光がポリシリコン膜２８に吸収される。このため、フォトダイオード２３Ｇのｎ型半導体領域２４には、短波長側の波長光が入射されず、緑の分光感度特性は図１９の曲線（太線）２Ｇ２となる。すなわち、短波長側の浮き５が低減し、青の分光感度曲線３Ｂとの交差点がａ２に下がり、ピーク感度を落とさずにフォトダイオード２３Ｇ中での混色、いわゆる色のイズを低減することができる。
【００３４】
因みに、図２０に、フォトダイオード上にポリシリコン膜が無い場合と、有る場合との青感度の違いを示す。図２０において、横軸は光の波長、縦軸は量子効率（Ｑｅ）である。曲線３１はポリシリコン膜が無い場合、曲線３２はポリシリコン膜が有る場合である。この量子効率（Ｑｅ）の指標から、青の波長域４００ｎｍ〜４８０ｎｍで量子効率（Ｑｅ）が低下し、青感度が落ちることが認められる。これはポリシリコン膜が青の波長域の光を吸収しているからである。
【００３５】
図３に、本発明の第２実施の形態に係る固体撮像装置、特にその光電変換部となるフォトダイオードの領域を示す。図３は、図１と同様の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の画素におけるフォトダイオードを模式的に示している。
【００３６】
第２実施の形態に係る固体撮像装置３４は、緑画素のフォトダイオード２３Ｇ上に絶縁膜２５を介して所要の膜厚を有するポリシリコン膜２８が形成される。さらに、各赤画素、緑画素及び青画素の各フォトダイオード２３Ｒ、２３Ｇ及び２３Ｂのｎ型半導体領域２４を、それぞれ赤色光、緑色光及び青色光の基礎吸収係数の違いに応じた深さに形成する。すなわち、フォトダイオード２３Ｒのｎ型半導体領域２４は、赤色光の基礎吸収の深さｈｒで形成され、最も深い。フォトダイオード２３Ｂのｎ型半導体領域２４は、青色光の基礎吸収の深さｈｂで形成され、最も浅い。フォトダイオード２３Ｇのｎ型半導体領域２４は、緑色光の基礎吸収の深さｈｇで形成され、中間の深さとなる。各ｎ型半導体領域２４の破線で示す領域はイオン注入回数を模式的に示したものであり、青、緑及び赤のフォトダイオード２３Ｂ、２３Ｇ及び２３Ｒの順にイオン注入回数が増える。
【００３７】
その他の構成は、図１で説明したと同様であるので、図３において、図１と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３８】
第２実施の形態に係る固体撮像装置３４によれば、緑画素のフォトダイオード２３Ｇにおいては、その上にポリシリコン膜２８を有するので、短波長側に光がポリシリコン膜２８で吸収され、緑色と青色との混色が低減する。さらに、緑画素のフォトダイオード２３Ｇでは、緑の波長光の基礎吸収の深さに形成されるので、長波長側の光を光電変換することはない。このため、緑の波長光の分光感度特性の長波長側は、図１９の曲線（太線）２Ｇ２と赤の分光感度曲線１Ｒとの交差点がｂ２に下がり、フォトダイオード２３Ｇ中での赤色と緑色の混色を低減することができる。すなわち、第２実施の形態では、緑の分光感度特性を短波長側及び長波長側の浮き５及び６を低減することができ、ピーク感度を落とすことなく、さらに緑の分光感度特性を改善し、混色を低減することができる。
【００３９】
図４に、本発明の第３実施の形態に係る固体撮像装置、特にその光電変換部となるフォトダイオードの領域を示す。図４は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の画素におけるフォトダイオードを模式的に示している。
【００４０】
第３実施の形態に係る固体撮像装置３６は、緑画素のフォトダイオード２３Ｇ上に絶縁膜２５を介してポリシリコン膜２８を形成すると共に、赤画素のフォトダイオード２３Ｒ上に絶縁膜２５を介してポリシリコン膜２８より厚いポリシリコン膜３７を形成して構成される。フォトダイオード２３Ｇ上のポリシリコン膜２８は、前述と同様に、青の波長光を吸収できる厚さに形成される。フォトダイオード２３Ｇ上のポリシリコン膜３７は、緑の波長光を吸収できる厚さに形成される。本例では、各赤画素、緑画素及び青画素のフォトダイオード２３Ｒ、２３Ｇ及び２３Ｂのｎ型半導体領域２４の深さは同じにした場合である。
【００４１】
その他の構成は、図１で説明したと同様であるので、図１と対応する部分には同一符号を付して、重複説明を省略する。
【００４２】
第３実施の形態に係る固体撮像装置３６によれば、緑画素のフォトダイオード２３Ｇでは、ポリシリコン膜２８により青の波長光が吸収され、赤画素のフォトダイオード２３Ｒでは、ポリシリコン膜３７により緑の波長光が吸収される。従って、緑画素及び赤画素のそれぞれのフォトダイオード２３Ｇ及び２３Ｒにおいて、短波長側の分光感度特性の浮きが低減し、ピーク感度を落とさずに、混色を低減することができる。
【００４３】
図５に、本発明の第４実施の形態に係る固体撮像装置、特にその光電変換部となるフォトダイオードの領域を示す。図５は、図４と同様に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の画素におけるフォトダイオードを模式的に示している。
【００４４】
第４実施の形態に係る固体撮像装置３９は、緑画素のフォトダイオード２３Ｇ及び赤画素のフォトダイオード２３Ｒ上に、絶縁膜２５を介して同じ厚さのポリシリコン膜３８を形成して構成される。このポリシリコンの厚さは欲しい分光特性に応じて所要の厚さに選定することができる。ポリシリコン膜３８は、前述のポリシリコン膜２８と同じ厚さとすることもできる。
【００４５】
その他の構成は、前述の図１、図４で説明したと同様であるので、対応する部分に同一符号を付して重複説明を省略する。
【００４６】
第４実施の形態に係る固体撮像装置３９によれば、赤画素のフォトダイオード２３Ｒ及び緑画素のフォトダイオード２３Ｇ上に、それぞれ所要の同じ膜厚のポリシリコン膜３８を有することにより、ピーク感度を落とさずに、それぞれのフォトダイオード２３Ｒ及び２３Ｇでの混色を低減することができる。
【００４７】
図６に、本発明の第５実施の形態に係る固体撮像装置、特にその光電変換部となるフォトダイオードの領域を示す。図６は、図４と同様の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の画素におけるフォトダイオードを模式的に示している。
【００４８】
第５実施の形態に係る固体撮像装置４１は、図４で説明したと同様に、緑画素のフォトダイオード２３Ｇ上及び赤画素のフォトダイオード２３Ｒ上に、絶縁膜２５を介してそれぞれ厚さの異なるポリシリコン膜２８及び３７が形成される。さらに、図３で説明したと同様に、各赤画素、緑画素及び青画素の各フォトダイオード２３Ｒ、２３Ｇ及び２３Ｂのｎ型半導体領域２４を、それぞれ赤色光、緑色光及び青色光の基礎吸収係数の違いに応じた深さに形成する。すなわち、フォトダイオード２３Ｒのｎ型半導体領域２４の深さｈｒが最も深く、フォトダイオード２３Ｂのｎ型半導体領域２４の深さｈｂが最も浅く、フォトダイオード２３Ｇのｎ型半導体領域２４の深さｈｇがその中間の深さとなる。各ｎ型半導体領域２４の破線で示す領域はイオン注入回数を模式的に示したものであり、青、緑及び赤のフォトダイオード２３Ｂ、２３Ｇ及び２３Ｒの順にイオン注入回数が増える。
【００４９】
その他の構成は、図１、図３及び図４で説明したと同様であるので、対応する部分に同一符号を付して重複説明を省略する。
【００５０】
第５実施の形態に係る固体撮像装置４１によれば、前述の説明から明らかなように、緑画素のフォトダイオード２３Ｇでは、緑の分光感度特性の短波長側及び長波長側の浮き５，６が低減し、ピーク感度を落とさずに、フォトダイオード２３Ｇ中での混色を低減できる。また、赤画素のフォトダイオード２３Ｒでは、赤の分光感度特性の短波長側の浮きが低減し、ピーク感度を落とさずに、フォトダイオード２３Ｒ中での混色を低減できる。
【００５１】
図７に、本発明の第６実施の形態に係る固体撮像装置、特にその光電変換部となるフォトダイオードの領域を示す。図７は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の画素におけるフォトダイオードを模式的に示している。
【００５２】
第６実施の形態に係る固体撮像装置４３は、赤画素のフォトダイオード２３Ｒ、緑画素のフォトダイオード２３Ｇ及び青画素のフォトダイオード２３Ｂの各ｎ型半導体領域２４が、青画素のフォトダイオード２３Ｂに合わせて、同じ深さｄ１に形成される。さらに、赤画素のフォトダイオード２３Ｒ上に絶縁膜２５を介してポリシリコン膜４４が形成される。また、緑画素のフォトダイオード２３Ｇ上に絶縁膜２５を介してポリシリコン膜４５が形成される。フォトダイオード２３Ｒ上のポリシリコン膜４４は、ｎ型半導体領域２４を含めた高さＨｒが図３で説明した赤波長光の基礎吸収係数に応じた深さｈｒと同じになる厚さｔｒに設定される。フォトダイオード２３Ｇ上のポリシリコン膜４５は、ｎ型半導体領域２４を含めた高さＨｇが図３で説明した赤波長光の基礎吸収係数に応じた深さｈｇと同じになる厚さｔｇに設定される。
【００５３】
その他の構成は、前述の図１で説明したと同様であるので、対応する部分に同一符号を付して重複説明を省略する。
【００５４】
第６実施の形態に係る固体撮像装置４３によれば、各色画素のフォトダイオード２３Ｒ、２３Ｇ及び２３Ｂの各ｎ型半導体領域２４の深さｄ１は、青画素のｎ型半導体領域２４に合わせて同じにされる。その上で、それぞれのトータルの高さＨｒ，Ｈｇ及びＨｂが、基礎吸収の深さｈｒ，ｈｇ及びｈｂと同じになるように、厚さｔｒのポリシリコン膜４４、及び厚さｔｇのポリシリコン膜４５が形成される。この構成により、赤画素のフォトダイオード２３Ｒでは、ポリシリコン膜４４により青及び緑の波長光が吸収され、赤の波長光のみがｎ型半導体領域２４に入射され、光電変換される。緑画素のフォトダイオード２３Ｇでは、ポリシリコン膜４５により青の波長光が吸収され、緑の波長光のみがｎ型半導体領域２４に入射され、光電変換される。青画素のフォトダイオード２３Ｂでは、ｎ型半導体領域２４に青の波長光のみが入射され、光電変換される。
【００５５】
従って、特に、赤画素、緑画素の各フォトダイオード２３Ｒ、２３Ｇでは混色が抑制され、赤、緑及び青の分光感度特性を良好する。また、この構成では、カラーフィルタを省略することが可能である。
【００５６】
また、各フォトダイオード２３Ｒ、２３Ｇ及び２３Ｂのｎ型半導体領域２４が、青の基礎吸収係数に対応した浅い深さで形成されるので、画素が微細化されてもｎ型半導体領域２４を精度よく形成することができる。因みに、画素が微細化されてくると、深いイオン注入は困難になる。例えば、深部で横拡散が起こり、隣接画素と接触する恐れがあり、またイオン注入用のレジストマスクが倒れるなど、深いイオン注入が困難となる。これに対して、本実施の形態では赤画素、緑画素及び青画素共に、浅いイオン注入ですむので、画素の微細化に適する。
【００５７】
図８に、本発明の第７実施の形態に係る固体撮像装置、特にその光電変換部となるフォトダイオードの領域を示す。図８は、図７と同様に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の画素におけるフォトダイオードを模式的に示している。
【００５８】
第７実施の形態に係る固体撮像装置４７は、図７と同様に、赤画素のフォトダイオード２３Ｒ、緑画素のフォトダイオード２３Ｇ及び青画素のフォトダイオード２３Ｂの各ｎ型半導体領域２４が、青画素のフォトダイオード２３Ｂに合わせて、同じ深さｄ１に形成される。また、赤画素のフォトダイオード２３Ｒ上に絶縁膜２５を介してポリシリコン膜４４が形成され、緑画素のフォトダイオード２３Ｇ上に絶縁膜２５を介してポリシリコン膜４５が形成される。フォトダイオード２３Ｒ上のポリシリコン膜４４は、ｎ型半導体領域２４を含めた高さＨｒが図３で説明した赤波長光の基礎吸収の深さｈｒと同じになる厚さｔｒに設定される。フォトダイオード２３Ｇ上のポリシリコン膜４５は、ｎ型半導体領域２４を含めた高さＨｇが図３で説明した緑波長光の基礎吸収の深さｈｇと同じになる厚さｔｇに設定される。
【００５９】
そして、本実施の形態では、さらに赤画素のフォトダイオード２３Ｒ上に形成したポリシリコン膜４４の少なくとも上面が露出するように、基板上に所要の膜厚の絶縁膜４８が形成される。絶縁膜４８は、吸収膜であるポリシリコン膜４４の屈折率よりも小さい屈折率の膜であり、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜などで形成することができる。ポリシリコン膜４４の屈折率は４．２程度である。シリコン酸化膜の屈折率は１．４６程度、シリコン窒化膜の屈折率は２．０前後である。絶縁膜４８は、ポリシリコン膜４４の上部が突出する厚さに形成することができる。また、絶縁膜４８は、ポリシリコン膜４４の上面と面一となる厚さに形成してもよい。
【００６０】
その他の構成は、前述の図７で説明したと同様であるので、対応する部分に同一符号を付して重複説明を省略する。
【００６１】
第７実施の形態に係る固体撮像装置４７によれば、赤画素、緑画素及び青画素の各フォトダイオード２３Ｒ、２３Ｇ及び２３Ｂのｎ型半導体領域２４が浅く形成され、その分、ポリシリコン膜４４及び４５を所要の厚さｔｒ，ｔｇに形成している。ポリシリコン膜４４，４５では、それぞれ青及び緑の波長光の基礎吸収、青の波長光の基礎吸収がなされる。従って、第６実施の形態で説明したと同様に、特に赤画素、緑画素の各フォトダイオード２３Ｒ、２３Ｇでは混色が抑制され、赤、緑及び青の分光感度特性を良好にする。カラーフィルタの省略も可能になる。また、画素が微細化されてもフォトダイオード２３Ｒ、２３Ｇ及び２３Ｂを精度よく形成できる。
【００６２】
さらに、第７実施の形態では、赤画素のポリシリコン膜４４を取り囲んで、ポリシリコン膜４４の屈折率よりも小さい屈折率の絶縁膜４８が形成されている。この構成により、ポリシリコン膜４４に入射した光は、ポリシリコン膜４４と絶縁膜４８との界面で全反射し、フォトダイオード２３Ｒに照射される。
【００６３】
なお、絶縁膜２５としては、シリコン酸化膜２５１、シリコン窒化膜２５２の２層膜構造からなる反射防止膜を用いてもよい。この反射防止膜構造は、他の実施の形態にも適用できる。
【００６４】
図９に、本発明の第８実施の形態に係る固体撮像装置、特にその光電変換部となるフォトダイオードの領域を示す。図９は、図７と同様に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の画素におけるフォトダイオードを模式的に示している。
【００６５】
第８実施の形態に係る固体撮像装置５１は、図８で説明したと同様に、赤画素、緑画素及び青画素の各フォトダイオード２３Ｒ、２３Ｇ及び２３Ｂのｎ型半導体領域２４が、青画素のフォトダイオード２３Ｂに合わせて、同じ深さｄ１に形成される。また、赤画素のフォトダイオード２３Ｒ上に絶縁膜２５を介して膜厚ｔｒのポリシリコン膜４４が形成され、緑画素のフォトダイオード２３Ｇ上に絶縁膜２５を介して膜厚ｔｇのポリシリコン膜４５が形成される。
【００６６】
さらに、本実施の形態では、赤画素のポリシリコン膜４４の上部を除いて基板全面に絶縁膜４８が形成され、緑画素のポリシリコン膜４５に対応する絶縁膜４８上に緑色フィルタ５２Ｇが形成される。
【００６７】
第８実施の形態に係る固体撮像装置５１によれば、斜め光Ｌａが隣接する緑画素の緑色フィルタ５２Ｇを透過して、ポリシリコン膜４４に入り赤画素のフォトダイオード２３Ｒに入射した場合でも、この斜め光Ｌａの影響を受けることがない。すなわち、斜め光Ｌａは、緑色フィルタ５２Ｇを透過することで、緑の波長光となり、この緑の波長光がポリシリコン膜４４で吸収される。従って、隣接画素を通る斜め光Ｌａにより赤画素のフォトダイオード２３Ｒにおいて混色を起こすことはない。その他、第７実施の形態で説明したと同様の効果を奏する。
【００６８】
第８実施の形態では、緑画素のみ緑色フィルタを形成し、他の赤画素、青画素は色フィルタを有しない構成とすることができる。オンチップマイクロレンズも省略可能である。
【００６９】
第７実施の形態、第８実施の形態の固体撮像装置は、裏面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置に適用できる。混色のない裏面照射型の固体撮像装置が得られる。
【００７０】
次に、図１０〜図１１に、赤画素、緑画素のフォトダイオード上の吸収膜の変形例、及び実施の形態の変形例を示す。これら変形例は、上述の実施の形態及び後述する実施の形態に適用することができる。
【００７１】
図１０Ａの例は、赤画素及び緑画素のフォトダイオード２３Ｒ及び２３Ｇ上に、それぞれ膜厚を異にしたポリシリコン膜４４及び４５からなる吸収膜を形成して構成した場合である。
図１０Ｂの例は、赤画素及び緑画素のフォトダイオード２３Ｒ及び２３Ｇ上に、それぞれ膜厚を異にしたポリシリコン膜４４及び４５と、その上の高融点金属シリサイド膜５３からなるポリサイド膜５４，５５で吸収膜を形成して構成した場合である。
図１０Ｃの例は、赤画素及び緑画素のフォトダイオード２３Ｒ及び２３Ｇ上に、それぞれ膜厚を異にしたポリシリコン膜を形成し、このポリシリコン膜の全体を高融点金属と反応させて得たシリサイド膜５６，５７で吸収膜を形成して構成した場合である。
【００７２】
高融点金属シリサイド膜は、ポリシリコン膜に比べてより光の吸収性がよい。
【００７３】
図１１Ａの例は、緑画素のフォトダイオード２３Ｇ上のみに、所要の膜厚のポリシリコン膜４５からなる吸収膜を形成して構成した場合である。
図１１Ｂの例は、緑画素のフォトダイオード２３Ｇ上のみに、所要の膜厚のポリシリコン膜４５と、その上の高融点金属シリサイド膜５３からなるポリサイド膜５５で吸収膜を形成して構成した場合である。
図１１Ｃの例は、緑画素のフォトダイオード２３Ｇ上のみに、所要の膜厚のポリシリコン膜を形成し、このポリシリコン膜の全体を高融点金属と反応させて得たシリサイド膜５７で吸収膜を形成して構成した場合である。
【００７４】
図１２Ａの例は、赤画素のフォトダイオード２３Ｒ上のみに、所要の膜厚のポリシリコン膜４４からなる吸収膜を形成して構成した場合である。
図１２Ｂの例は、赤画素のフォトダイオード２３Ｒ上のみに、所要の膜厚のポリシリコン膜４４と、その上の高融点金属シリサイド膜５３からなるポリサイド膜５４で吸収膜を形成して構成した場合である。
図１２Ｃの例は、赤画素のフォトダイオード２３Ｒ上のみに、所要の膜厚のポリシリコン膜を形成し、このポリシリコン膜の全体を高融点金属と反応させて得たシリサイド膜５６で吸収膜を形成して構成した場合である。
【００７５】
吸収膜としては、上述のポリシリコン膜に変えて、アモルファスシリコン膜を用いることもできる。ＣＭＯＳ固体撮像装置に適用した場合、多層配線としてＣｕ配線を用いる構成がある。裏面照射型の場合、多層配線を形成した後に吸収膜を形成することになるので、このときは、アモルファスシリコン膜を用いるのが良い。
【００７６】
ポリシリコン膜を用いるときは、ｐ型ポリシリコン膜が好ましい。ｐ型ポリシリコン膜を用いるときは、フォトダイオードのｎ型半導体領域２４の表面にｐ型アキュミュレーション層２７を形成しなくても、ｐ型ポリシリコン膜によりｎ型半導体表面にホールピニング状態とすることができ、白点発生を抑制することができる。
【００７７】
図２１に、ＣＭＯＳ固体撮像装置の一例を示す。このＣＭＯＳ固体撮像素子は、ｐ型半導体領域８１に、ｎ型半導体領域８２及びｐ型アキュミュレーション層８３からなるフォトダイオード８４が形成され、またｎ型半導体領域によるフローティングディフージョン部８５が形成される。このフォトダイオード８４とフローティングディフージョン部８５との間に、ゲート絶縁膜８６を介して転送ゲート電極８７が形成され、画素トランジスタの１つである転送トランジスタＴｒ１が構成される。このとき、転送ゲート電極８７がポリシリコン膜、例えばｐ型ポリシリコンで形成され、フォトダイオード８４側に絶縁膜、例えばシリコン酸化膜８８を介してｐ型ポリシリコンからなるサイドウォール（以下、ｐ＋ポリサイドウォールという）９０が形成される。また、フローティングディフージョン部８５側にはシリコン酸化膜８８とシリコン窒化膜８９の２層膜構造の絶縁サイドウォール９１が形成される。ｐ＋ポリサイドウォール９０直下のｎ型半導体領域８２の表面にはｐ型アキュミュレーション層８３は形成されない。
【００７８】
この固体撮像装置では、電荷蓄積期間に転送ゲート電極８７に０Ｖが印加される。この０Ｖはカップリング容量を介してｐ＋ポリサイドウォール９０に印加され、転送ゲート電極８７及びｐ＋ポリサイドウォール９０直下にホールｈが誘起され、ホールピニング状態になる。これにより、白点の発生を抑制することができる。
【００７９】
上述のポリシリコン膜２８，３７，３８，４４，４５は、このｐ＋ポリサイドウォール９０のｐ型ポリシリコンを利用して形成することが可能になる。また、転送ゲート電極８７のｐ型ポリシリコンを利用してポリシリコン膜２８，３７，３８，４４，４５を形成することも可能である。
【００８０】
図１３に、本発明の第９実施の形態に係る固体撮像装置、特にその光電変換となるフォトダイオードの領域を示す。図１３は、赤画素及び緑画素のフォトダイオードの部分のみを模式的に示している。
【００８１】
第９実施の形態に係る固体撮像装置５４は、赤画素、緑画素及び青画素の各フォトダイオード２３Ｒ、２３Ｇ及び２３Ｂ（図示せず）のｎ型半導体領域２４が、それぞれの色光の基礎吸収が起こる深さに形成される。すなわち、ｎ型半導体領域２４の深さは、赤画素、緑画素及び青画素に応じて異なる。本例では、緑画素のフォトダイオード２３Ｇ上にのみ絶縁膜２５を介して、短波長側の光（つまり青の波長光）を吸収するポリシリコン膜２８が形成される。
【００８２】
そして、本実施の形態では、緑画素のフォトダイオード２３Ｇのｎ型半導体領域２４が、赤画素のフォトダイオード２３Ｒのｎ型半導体領域２４より浅く形成されているので、赤画素のｎ型半導体領域２４の一部を緑画素のｎ型半導体領域２４の直下に延長して形成する。その他の構成は、図１と同様であるので、対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００８３】
第９実施の形態に係る固体撮像装置５４によれば、ポリシリコン膜２８により、前述したように、緑の分光感度特性を改善することができる。同時に、赤画素のｎ型半導体領域２４が緑画素のｎ型半導体領域２４直下まで延長しているので、赤画素のフォトダイオード２３Ｒの面積が拡大し、赤画素の感度を向上することができる。
【００８４】
図１４及び図１５に、本発明の第１０実施の形態に係る固体撮像装置、特にその光電変換部となるフォトダイオードの領域を示す。図１４は図２のＡ−Ａ線上の断面に相当し、図１５は図２のＢ−Ｂ線上の断面に相当する。図１４及び図１５は、赤画素、緑画素及び青画素のフォトダイオードの部分のみを模式的に示している。
【００８５】
第１０実施の形態に係る固体撮像装置５６は、赤画素、緑画素及び青画素の各フォトダイオード２３Ｒ、２３Ｇ及び２３Ｂのｎ型半導体領域２４が、それぞれの色光の基礎吸収が起こる深さに形成される。すなわち、ｎ型半導体領域２４の深さは、赤画素、緑画素及び青画素に応じて異なる。本例では、緑画素のフォトダイオード２３Ｇ上にのみ絶縁膜２５を介して、短波長側の光（つまり青の波長光）を吸収するポリシリコン膜２８が形成される。
【００８６】
そして、本実施の形態では、緑画素のフォトダイオード２３Ｇのｎ型半導体領域２４が、赤画素のフォトダイオード２３Ｒのｎ型半導体領域２４より浅く形成されているので、赤画素のｎ型半導体領域２４の一部を緑画素のｎ型半導体領域２４の直下に延長して形成する。また、青画素のフォトダイオード２３Ｂのｎ型半導体領域２４が、緑画素のフォトダイオード２３Ｇのｎ型半導体領域２４より浅く形成されているので、緑画素のｎ型半導体領域２４の一部を青画素のｎ型半導体領域２４の直下に延長して形成する。その他の構成は、図１と同様であるので、対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００８７】
第１０実施の形態に係る固体撮像装置５６によれば、ポリシリコン膜２８により、前述したように、緑の分光感度特性を改善することができる。同時に、赤画素のｎ型半導体領域２４が緑画素のｎ型半導体領域２４直下まで延長しているので、赤画素のフォトダイオード２３Ｒの面積が拡大し、赤画素の感度を向上することができる。同様に、緑画素のｎ型半導体領域２４が青画素のｎ型半導体領域２４直下まで延長しているので、緑画素のフォトダイオード２３Ｇの面積が拡大し、緑画素の感度を向上することができる。
【００８８】
本発明では、上述した赤、緑及び青の各色のフォトダイオードの深さを、それぞれの色の基礎吸収の深さに形成した実施の形態において、フォトダイオードの隣接画素のフォトダイオード直下への延長、吸収膜となるポリシリコン膜の形成の各種変形例が考えられる。
本発明の実施の形態の一例としては、緑または赤の色光のフォトダイオード上に絶縁膜を介して短波長側の光を吸収するポリシリコン膜が形成され、赤、緑及び青の各色のフォトダイオードがそれぞれ対応する光の基礎吸収の深さに形成される。そして、赤色のフォトダイオードの一部が緑色のフォトダイオードの直下に延長された構成、あるいは、さらに加えて、緑色のフォトダイオードの一部が青色のフォトダイオードの直下に延長された構成とすることができる。
本発明の実施の形態の他の例としては、緑及び赤の色光のフォトダイオード上に絶縁膜を介して短波長側の光を吸収するポリシリコン膜が形成され、赤、緑及び青の各色のフォトダイオードがそれぞれ対応する光の基礎吸収の深さに形成される。そして、赤色のフォトダイオードの一部が緑色のフォトダイオードの直下に延長された構成、あるいは、さらに加えて、緑色のフォトダイオードの一部が青色のフォトダイオードの直下に延長された構成とすることができる。
【００８９】
図１６に、本発明の第１１実施の形態に係る固体撮像装置、特にその光電変換部となるフォトダイオードの領域を示す。図１６は、赤画素及び緑画素のフォトダイオードの部分のみを模式的に示している。
【００９０】
第１１実施の形態に係る固体撮像装置５８は、赤画素、緑画素及び青画素の各フォトダイオード２３Ｒ、２３Ｇ及び２３Ｂ（図示せず）のｎ型半導体領域２４が、それぞれの色光の基礎吸収が起こる深さに形成される。すなわち、ｎ型半導体領域２４の深さは、赤画素、緑画素及び青画素に応じて異なる。本例では、緑画素のフォトダイオード２３Ｇ上にのみ絶縁膜２５を介して、短波長側の光（つまり青の波長光）を吸収するポリシリコン膜２８が形成される。
【００９１】
そして、本実施の形態では、緑画素のフォトダイオード２３Ｇのｎ型半導体領域２４と、赤画素のフォトダイオード２３Ｒのｎ型半導体領域２４とが、互いの表面積Ｓｇ及びＳｒを同じにしつつ、互いに入り込むように形成される。すなわち、緑画素のｎ型半導体領域２４の一部が赤画素のｎ型半導体領域２４の表面部の直下に延長するように入り込み、赤画素のｎ型半導体領域２４の一部が緑画素のｎ型半導体領域２４の直下に延長される。その他の構成は、図１と同様であるので、対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００９２】
第１１実施の形態に係る固体撮像装置５８によれば、ポリシリコン膜２８を有すると共に、緑画素のｎ型半導体領域２４が基礎吸収が起こる深さしか形成しないことにより、前述したように、緑の分光感度特性を改善することができる。同時に、赤画素のｎ型半導体領域２４と緑画素のｎ型半導体領域２４とが、その一部を互いに入り込むように相互のｎ型半導体領域下に延長される。これにより、赤画素及び緑画素のフォトダイオード２３Ｒ及び２３Ｇの面積が拡大し、赤画素及び緑画素の感度を向上することができる。赤画素及び緑画素のｎ型半導体領域２４のそれぞれの表面積Ｓｒ及びＳｇが同じであるので、飽和信号電荷量（Ｑｓ）は同じになる。なお、この構成において、赤画素のフォトダイオード２３Ｒ上に短波長側の光を吸収する吸収膜となるポリシリコン膜を形成した構成とすることもできる。
【００９３】
図１７に、本発明の第１２実施の形態に係る固体撮像装置、特にその光電変換部となるフォトダイオード及び画素トランジスタの領域を示す。図１７Ａは緑画素の領域、図１７Ｂは赤画素の領域を模式的に示している。
【００９４】
第１２実施の形態に係る固体撮像装置６１は、例えば緑画素においては、図１７Ａに示すように、フォトダイオード２３Ｇのｎ型半導体領域２４の深さが、緑色の基礎吸収が起こる深さに形成される。また、赤画素においては、図１７Ｂに示すように、フォトダイオード２３Ｒのｎ型半導体領域２４の深さが、赤色の基礎吸収が起こる深さに形成される。さらに、図示しないが、青画素においては、フォトダイオード２３Ｂのｎ型半導体領域２４の深さが、青色の基礎吸収が起こる深さに形成される。これら緑画素、赤画素及び青画素の各ｎ型半導体領域２４は、前述したように、赤画素が最も深く、緑画素が次に深く、青画素が最も浅く形成される。
【００９５】
各色画素においては、フォトダイオード２３Ｒ、２３Ｇ及び２３Ｂのそれぞれに接続するように、転送トランジスタＴｒ１が形成される。すなわち、各フォトダイオード２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂのそれぞれと第１導電型であるｎ型半導体領域によるフローティングディフージョン部（ＦＤ）６２との間に、ゲート絶縁膜６３を介して転送ゲート電極６４を配置して成る転送トランジスタＴｒ１が形成される。転送ゲート電極６４は、例えばｐ型あるいはｎ型のポリシリコンで形成される。転送ゲート電極６４の側壁にはサイドウォール６５が形成される。サイドウォール６５は、絶縁層、あるいは絶縁膜を介してｐ型、ｎ型あるいはノンドープのポリシリコンで形成することができる。図示しないが、転送トランジスタ以外の画素トランジスタも各画素内に形成される。
【００９６】
緑画素のフォトダイオード２３Ｇ上には、図１７Ａに示すように、絶縁膜２５を介して短波長側の光、（つまり青の波長光）を吸収する吸収膜、ここではポリシリコン膜２８が形成される。また、赤画素のフォトダイオード２３Ｒ上には、吸収膜であるポリシリコン膜が形成されない。もしくは、赤画素のフォトダイオード２３Ｒ上には、鎖線図示するように、緑鳥画素のポリシリコン膜２８と同じ膜厚あるいはこれより厚い膜厚の、ポリシリコン膜６６が形成される。
【００９７】
そして、本実施の形態では、緑画素のフォトダイオード２３Ｇの一部が画素トランジスタ、図示の例では転送トランジスタＴｒ１が形成されている領域の直下に延長して形成される（図１７Ａ参照）。もしくは、フォトダイオード２３Ｇの一部が、転送トランジスタを含む画素トランジスタが形成されている領域の直下に延長して形成される。また、赤画素のフォトダイオード２３Ｒの一部が画素トランジスタ、図示の例では転送トランジスタＴｒ１が形成されている領域の直下に延長して形成される図１７Ｂ参照）。もしくは、フォトダイオード２３Ｒｇａ，転送トランジスタを含む画素トランジスタが形成されている領域の直下に延長して形成される。その他の構成は、図１と同様であるので、対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００９８】
第１２実施の形態に係る固体撮像装置６１によれば、ポリシリコン膜２８により、前述したように、緑の分光感度特性を改善することができる。また、ポリシリコン膜６６を形成するときは、赤の分光感度特性を改善することができる。同時に、緑画素のフォトダイオード２３Ｇ及び赤画素のフォトダイオード２３Ｒのそれぞれのｎ型半導体領域２４が画素トランジスタが形成されている領域の「直下まで延長している。これにより、緑画素、赤画素の感度を向上することができる。
【００９９】
前述の隣接する画素、すなわちフォトダイオードまたは／及び画素トランジスタの直下に延長するように構成したフォトダイオードの、シリコン基板表面からの深さは、得たい分光比を実現する領域をカバーする深さであれば良い。
【０１００】
上述した各実施の形態に係る固体撮像装置は、表面照射型の固体撮像装置、裏面照射型の固体撮像装置に適用することができる。ＣＭＯＳ固体撮像装置の裏面照射型は、多層配線層が基板表面側に形成され、フォトダイオードの受光面が基板裏面側に形成される。
本発明は、上述した各実施の形態を適宜組み合わせた構成とすることができる。
【０１０１】
本発明の固体撮像装置は、画素が行列上に２次元配列されたエリアイメージセンサへの適用に限られるものではなく、画素が直線上に１次元配列されたリニアイメージセンサにも同様に適用可能である。
【０１０２】
なお、上述した実施の形態では、信号電荷を電子として構成したが、信号電荷を正孔（ホール）として構成することができる。この場合、各半導体領域は上例とは逆の導電型で構成される。
【０１０３】
本発明に係る固体撮像装置は、固体撮像装置を備えたカメラ、カメラ付き携帯機器、固体撮像装置を備えたその他の機器、等の電子機器に適用することができる。
図１８に、本発明の電子機器の一例としてカメラに適用した実施の形態を示す。本実施の形態に係るカメラ１１０は、光学系（光学レンズ）１１１と、固体撮像装置１１２と、信号処理回路１１３とを備えてなる。固体撮像装置１１２は、上述した各実施の形態のいずれか１つの固体撮像装置が適用される。光学系１１１は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置１１２の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像装置１１２の光電変換素子において一定期間信号電荷が蓄積される。信号処理回路１１３は、固体撮像装置１１２の出力信号に対して種々の信号処理を施して出力する。本実施の形態のカメラ１１０は、光学系１１１、固体撮像装置１１２、信号処理回路１１３がモジュール化したカメラモジュールの形態を含む。
【０１０４】
本発明は、図１８のカメラ、あるいはカメラモジュールを備えた例えば携帯電話に代表されるカメラ付き携帯機器などを構成することができる。
さらに、図１８の構成は、光学系１１１、固体撮像装置１１２、信号処理回路１１３がモジュール化した撮像機能を有するモジュール、いわゆる撮像機能モジュ−ルとして構成することができる。本発明は、このような撮像機能モジュールを備えた電子機器を構成することができる。
【０１０５】
本実施の形態に係る電子機器によれば、上記固体撮像装置を備えるので、光電変換部中での混色が低減され、高品質化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】Ａ，Ｂ  本発明の第１実施の形態に係る固体撮像装置の要部の構成図である。
【図２】本発明に適用されるベイヤー配列のカラーフィルタを有する撮像領域の平面図である。
【図３】Ａ，Ｂ  本発明の第２実施の形態に係る固体撮像装置の要部の構成図である。
【図４】本発明の第３実施の形態に係る固体撮像装置の要部の構成図である。
【図５】本発明の第４実施の形態に係る固体撮像装置の要部の構成図である。
【図６】本発明の第５実施の形態に係る固体撮像装置の要部の構成図である。
【図７】本発明の第６実施の形態に係る固体撮像装置の要部の構成図である。
【図８】本発明の第７実施の形態に係る固体撮像装置の要部の構成図である。
【図９】本発明の第８実施の形態に係る固体撮像装置の要部の構成図である。
【図１０】Ａ〜Ｃ  本発明に実施の形態の変形例を示す要部の構成図である。
【図１１】Ａ〜Ｃ  本発明に実施の形態の変形例を示す要部の構成図である。
【図１２】Ａ〜Ｃ  本発明に実施の形態の変形例を示す要部の構成図である。
【図１３】本発明の第９実施の形態に係る固体撮像装置の要部の構成図である。
【図１４】本発明の第１０実施の形態に係る固体撮像装置の要部の構成図である。
【図１５】本発明の第１０実施の形態に係る固体撮像装置の要部の構成図である。
【図１６】本発明の第１１実施の形態に係る固体撮像装置の要部の構成図である。
【図１７】Ａ〜Ｂ  本発明の第１２実施の形態に係る固体撮像装置の要部の構成図である。
【図１８】本発明に係る電子機器をカメラに適用した場合の実施の形態を示す概略構成図である。
【図１９】本発明の説明に供する分光感度特性図である。
【図２０】本発明の説明に供するポリシリコン膜の有無による青感度特性図である。
【図２１】本発明の説明に供する固体撮像装置の一例を示す要部の断面図である。
【符号の説明】
【０１０７】
２０，３４，３６，３９，４１，４３，４７，５１，５４，５６，５８・・固体撮像装置、２１・・半導体基板、２２・・ｐ型半導体ウェル領域、２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂ・・フォトダイオード、２４・・ｎ型半導体領域、２５・・絶縁膜、２８，３７，３８，４４，４５・・ポリシリコン膜
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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