(57)【要約】【課題】特性の低下を伴うことなく、しかも比較的簡単に、遮光金属膜と基板表面との隙間での光の多重反射及び遮光膜の開口部からの回折光を原因とするスミアを低減させることのできる固体撮像素子を提供する。【解決手段】受光電荷蓄積部２中央部での読み出しゲート１５及びチャネル分離領域１６の電位障壁を受光電荷蓄積部２周辺部での読み出しゲート１５及びチャネル分離領域１６の電位障壁より高くすることにより、感度や出力レベルが低下することなく、スミアを低減させることができる。【選択図】図１
2009130305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を信号電荷に変換して取り出す固体撮像素子を画素ごとに２次元配置して構成される固体撮像装置であって、
前記固体撮像素子が、
基板表面に形成されて前記入射光を前記信号電荷に変換して蓄積する受光電荷蓄積部と、
前記受光電荷蓄積部の受光部上を開口して前記固体撮像素子上に形成される遮光金属膜と、
前記基板表面に前記受光電荷蓄積部に隣接して形成されて前記信号電荷の読み出しを制御する読み出しゲートと、
前記基板表面の前記読み出しゲートと前記受光電荷蓄積部を挟んで対向する位置に形成されて前記各画素を分離するチャネル分離領域と、
前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域に隣接して前記基板上に設けられて前記信号電荷の読み出しと転送を行う第１の転送電極と、
前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域に隣接し前記第１の転送電極と少なくとも一部を接して設けられて前記信号電荷の転送を制御する第２の転送電極と
を有し、前記受光電荷蓄積部中央部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の電位障壁を前記受光電荷蓄積部周辺部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の電位障壁より高くすることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記受光電荷蓄積部中央部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の不純物注入幅を前記受光電荷蓄積部周辺部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の不純物注入幅より広くすることにより、前記受光電荷蓄積部中央部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の電位障壁を前記受光電荷蓄積部周辺部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の電位障壁より高くすることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記受光電荷蓄積部中央部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の不純物注入量を前記受光電荷蓄積部周辺部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の不純物注入量より高くすることにより、前記受光電荷蓄積部中央部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の電位障壁を前記受光電荷蓄積部周辺部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の電位障壁より高くすることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第１の転送電極及び前記第２の転送電極の前記受光電荷蓄積部中央部での転送方向に垂直な方向の電極幅が、前記受光電荷蓄積部周辺部での電極幅より広いことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記受光電荷蓄積部中央部での転送方向に垂直な方向の電極幅が前記受光電荷蓄積部周辺部での電極幅より０．１ｕｍ以上広いことを特徴とする請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記開口部中央部の転送方向に垂直な方向の開口幅が前記開口部周辺部の開口幅より狭いことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記開口部中央部での転送方向に垂直な方向の開口幅が前記開口部周辺部の開口幅より０．１ｕｍ以上狭いことを特徴とする請求項６記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記開口部中央部の転送方向に垂直な方向及び転送方向に平行な方向の開口幅が、それぞれ、開口部周辺部の転送方向に垂直な方向及び転送方向に平行な方向の開口幅より狭いことを特徴とする請求項６記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高画素化された固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、固体撮像装置としては信号電荷の読み出しにＣＣＤ（電荷結合素子）を使用したものが主流となっている。
以下、図５，図６，図７を用いて従来の固体撮像装置について説明する。
【０００３】
図５は従来のＣＣＤ個体撮像装置の構成を示す図、図６は従来のＣＣＤ個体撮像装置に係るＣＣＤ撮像素子の撮像面の構成を示す図、図７は従来のＣＣＤ撮像装置のスミア発生工程を示す図である。
【０００４】
この固体撮像装置は、図５に示すように、入力した光を信号電荷に変換して蓄積する受光電荷蓄積部を２次元配置し、蓄積された信号電荷を垂直ＣＣＤ及び水平ＣＣＤを通して取り出すものである。固体撮像装置の平面及び断面図を図６に示す。固体撮像装置は、光電変換によって信号電荷を得るための受光電荷蓄積部２を形成したシリコン基板１上に絶縁膜３を介して転送電極４が形成され、さらに、層間絶縁膜５、ならびにシリコン酸化膜６、受光電荷蓄積部２上方に開口を有する遮光金属膜８、表面保護膜９、平坦化膜１０、カラーフィルタ１１、およびマイクロレンズ１２が順に積層された構造を有している。受光電荷蓄積部２は転送電極から成るＣＣＤ部と交互に並ぶように２次元的に配置されており、一対の受光電荷蓄積部２とＣＣＤ部が一画素を構成している。マイクロレンズ１２で集光された入射可視光は、カラーフィルタ１１により、画素ごとに赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、および青色光（Ｂ）の３原色に分離される。分離された赤色光はＲ用受光電荷蓄積部に入射され、緑色光はＧ用受光電荷蓄積部に入射され、青色光はＢ用受光電荷蓄積部に入射される。このような固体撮像装置においては、シリコン酸化膜６、ならびに表面保護膜９や平坦化膜１０として用いられるシリコン酸化膜系材料とシリコン基板１の屈折率の差により、シリコン基板１表面において入射光が反射するために受光電荷蓄積部２まで到達する光が損失し、感度の低下を招くため、受光電荷蓄積部２の上方にシリコン窒化膜からなる反射防止膜７を設けることにより、多重干渉効果を利用して入射光の反射を低減し、感度の向上を図られている。一方、このようなＣＣＤ撮像素子を用いて撮影を行う際に画質の劣化を招く現象のひとつに、スミアと呼ばれるものがある。図７を例にとってスミアの発生原因を列挙すると、次の通りである。
（１）遮光金属膜８に入射した光が、遮光金属膜８を透過して電荷転送部１３に直接入り込んでしまうこと。
（２）受光電荷蓄積部２の深部（Ｐ―Ｗｅｌｌ近傍）で光電変換された信号電荷が、電荷転送部１３に拡散してしまうこと。
（３）受光電荷蓄積部２の遮光金属膜開口部分で受光した光Ｌの一部が、遮光金属膜８とシリコン基板１の表面との隙間で多重反射することにより、電荷転送部１３に直接入り込んでしまうこと。
（４）受光電荷蓄積部２付近に広がった回折光で光電変換された信号電荷が、電荷転送部１３に拡散してしまうこと。
【０００５】
これらの原因のうち、（１）と（２）の原因によるスミアの発生は、遮光金属膜厚８及び受光電荷蓄積部２を取り囲むＰ−ＷＥＬＬ濃度を最適化することで回避可能である。そこで、現在スミアの最大の発生原因とされるのは、（３）に挙げた遮光金属膜８とシリコン基板１表面との隙間での光の多重反射と（４）の受光電荷蓄積部２付近に広がった回折光で光電変換された信号電荷が、受光電荷蓄積部２に拡散してしまうことである。図６に示すように、遮光金属膜８の開口形状が矩形な場合は、図６内の点線で示すように同心円状の回折光強度分布となり開口部中心付近の回折光強度が最も強くなる。
【０００６】
他方、高画素化に伴い遮光金属膜８の面積が縮小するに伴い、シリコン基板１の表面上で電荷転送部１３からの距離をできるだけ離れた位置までを遮光金属膜８で覆う（即ち受光電荷蓄積部２と開口部分との間の距離を大きくする）ことをおこなうと、電荷転送部１３に到達する光量が減少する。そこで、受光電荷蓄積部２と開口部分との間の距離を大きくすることなく（即ち開口部分の面積を小さくしたり受光電荷蓄積部２の幅を狭くしたりすることなく）、転送電極４と開口部分との間の距離（即ち、転送電極４と、開口部分を画する遮光金属膜８のような遮光材料の端との間の距離）のほうを従来の撮像素子よりも大きくする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２００３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、高画素化に伴い遮光金属膜８の開口部が狭くなっても転送電極４と、開口部分を画する遮光金属膜８のような遮光材料の端との間の距離は縮小することが出来ないため、開口幅が狭くなり、回折効果により受光電荷蓄積部２の中央付近の深部で光電変換された信号電荷が電荷転送部１３に拡散することが促進され、発生するスミア成分が大きくなる。また同時に、高画素化により遮光金属膜８と受光電荷蓄積部２との間の距離が縮小され、受光電荷蓄積部２の開口部分で受光した光Ｌの一部が、遮光金属膜８とシリコン基板１の表面との隙間で多重反射し、電荷転送部１３に直接入り込んでしまうスミア成分も増大する。また、高画素化に伴い、受光電荷蓄積部１の開口部分の面積が小さくなる（即ち開口率が低下する）ので、ＣＣＤ撮像素子の重要な特性である感度が低下してしまう。
【０００８】
このように、電荷転送部１３と開口部分との間の距離を大きくすることには、撮像素子の重要な特性である感度や出力レベルが低下するという不都合が伴っていた。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、感度や出力レベルが低下することなく、スミアを低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の固体撮像装置は、入射光を信号電荷に変換して取り出す固体撮像素子を画素ごとに２次元配置して構成される固体撮像装置であって、前記固体撮像素子が、基板表面に形成されて前記入射光を前記信号電荷に変換して蓄積する受光電荷蓄積部と、前記受光電荷蓄積部の受光部上を開口して前記固体撮像素子上に形成される遮光金属膜と、前記基板表面に前記受光電荷蓄積部に隣接して形成されて前記信号電荷の読み出しを制御する読み出しゲートと、前記基板表面の前記読み出しゲートと前記受光電荷蓄積部を挟んで対向する位置に形成されて前記各画素を分離するチャネル分離領域と、前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域に隣接して前記基板上に設けられて前記信号電荷の読み出しと転送を行う第１の転送電極と、前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域に隣接し前記第１の転送電極と少なくとも一部を接して設けられて前記信号電荷の転送を制御する第２の転送電極とを有し、前記受光電荷蓄積部中央部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の電位障壁を前記受光電荷蓄積部周辺部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の電位障壁より高くすることを特徴とする。
【００１０】
また、前記受光電荷蓄積部中央部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の不純物注入幅を前記受光電荷蓄積部周辺部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の不純物注入幅より広くすることにより、前記受光電荷蓄積部中央部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の電位障壁を前記受光電荷蓄積部周辺部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の電位障壁より高くすることを特徴とする。
【００１１】
また、前記受光電荷蓄積部中央部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の不純物注入量を前記受光電荷蓄積部周辺部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の不純物注入量より高くすることにより、前記受光電荷蓄積部中央部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の電位障壁を前記受光電荷蓄積部周辺部の前記読み出しゲート及び前記チャネル分離領域の電位障壁より高くすることを特徴とする。
【００１２】
また、前記第１の転送電極及び前記第２の転送電極の前記受光電荷蓄積部中央部での転送方向に垂直な方向の電極幅が、前記受光電荷蓄積部周辺部での電極幅より広いことを特徴とする。
【００１３】
また、前記受光電荷蓄積部中央部での転送方向に垂直な方向の電極幅が前記受光電荷蓄積部周辺部での電極幅より０．１ｕｍ以上広いことを特徴とする。
また、前記開口部中央部の転送方向に垂直な方向の開口幅が前記開口部周辺部の開口幅より狭いことを特徴とする。
【００１４】
また、前記開口部中央部での転送方向に垂直な方向の開口幅が前記開口部周辺部の開口幅より０．１ｕｍ以上狭いことを特徴とする。
また、前記開口部中央部の転送方向に垂直な方向及び転送方向に平行な方向の開口幅が、それぞれ、開口部周辺部の転送方向に垂直な方向及び転送方向に平行な方向の開口幅より狭いことを特徴とする。
【００１５】
以上により、感度や出力レベルが低下することなく、スミアを低減させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、受光電荷蓄積部中央部での読み出しゲート及びチャネル分離領域の電位障壁を受光電荷蓄積部周辺部での読み出しゲート及びチャネル分離領域の電位障壁より高くすることにより、高画素化に伴い開口部が狭くなった際に開口部中心付近の回折効果により電荷転送部近傍で光電変換された信号電荷が拡散転送部に拡散することを防止できる。また同時に、受光電荷蓄積部の開口部分で受光した光の一部が、遮光金属膜とシリコン基板の表面との隙間で多重反射することにより、電荷転送部に直接入り込んでしまうことを防止するとともに、回折光の広がりの影響が少ない開口部周辺の入射光を光電荷蓄積部で光電変換することで、感度を低下させることなくスミア成分を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の固体撮像装置は、２次元配置された各個体撮像素子において、入射光強度が強くなる受光電荷蓄積部と転送電極との隣接領域の中央部（以下、受光電荷蓄積部中央部と称す）での読み出しゲート及びチャネル分離領域の電位障壁を高くし、入射光強度が弱くなる受光電荷蓄積部と転送電極との隣接領域の周辺部（以下、受光電荷蓄積部周辺部と称す）での読み出しゲート及びチャネル分離領域の電位障壁を低くすることで、受光電荷蓄積部中央部の電位障壁が高くすることにより感度を確保しながら、受光電荷蓄積部周辺部の電位障壁を低くすることによりスミアを低減することができる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態における電位障壁を調整する固体撮像装置について、図面を参照して具体的に説明する。
（実施の形態１）
電荷転送部を４相駆動方式で駆動すると共に画素から出力部にまでインターライントランスファ（ＩＴ）方式で信号電荷を転送するＣＣＤ撮像素子に本発明を適用した例について説明する。
【００１９】
図１は実施の形態１のＣＣＤ個体撮像装置に係るＣＣＤ撮像素子の撮像面の構成を示す平面図であり、こうしたＣＣＤ撮像素子の撮像面の表面構造の一例を示す断面部分の平面図である。各画素毎に、フォトダイオードから成るセンサ部（受光電荷蓄積部２）から垂直ＣＣＤ（電荷転送部１３）への信号電荷の読み出しと電荷転送部１３内での信号電荷の転送との両方に使用されるポリシリコン等から成り、基板上に形成される転送電極４と、この読み出しには使用されずに信号電荷の転送制御にのみ使用されるポリシリコン等から成り、基板上に形成される転送電極１８とが設けられている。ＣＣＤ撮像素子のシリコン基板表面付近において転送電極４の下側の基板表面部分には、信号電荷の転送を制御する読み出しゲート（ＲＯＧ）１５が形成されている。電荷転送部１３及び転送電極４，１８は遮光金属膜（図示せず）で覆われており、この遮光金属膜により、受光電荷蓄積部２の開口部分２０が画されている。垂直転送方向（図の縦方向）上の各画素列の間である読み出しゲート１５を介した受光電荷蓄積部２の反対側には、各画素を分離するチャネル分離領域１６が設けられている。このＣＣＤ撮像素子の各画素の転送電極４部分での水平転送方向（図の横方向）に沿った断面構造は、図６に示したのと同様である。受光電荷蓄積部２には、暗電流ショットノイズを抑制するための濃いＰ形の不純物領域１７（図６参照）が基板表面付近に存在すると共に、その下側に信号電荷の蓄積のためのＮ形の不純物領域が存在している。このように不純物が分布された受光電荷蓄積部２は、転送電極４，１８の形成前に、イオンインプランテーションによりＮ形の不純物を導入する工程と、ＢのイオンインプランテーションによりＰ形の不純物を導入する工程との２つの工程を経て形成されたものである。そして読み出しゲート（ＲＯＧ）１５及びチャネル分離領域１６もＢのイオンインプランテーションによりＰ形の不純物を導入することで形成される。
【００２０】
図３及び図４は、こうしたＣＣＤ撮像素子におけるフィールド読み出し方式（２画素混合読み出し方式）での信号電荷の読み出し動作の一例を示しており、このうち図４は隣り合う２つの画素に対応する部分のポテンシャル図であり、電荷転送部１３のうち垂直転送方向上で隣り合う２つの画素の転送電極４，１８の下側の部分のポテンシャル図を示す。図３は隣り合う２つの画素の転送電極への印加電圧のレベルの変化を示すタイミングチャートであり、これらの画素の転送電極４，１８への印加電圧のレベルの変化を示すタイミングチャートである。尚、これらの図では、隣り合う２つの画素の転送電極４及び１８のうち、一方の画素（画素（Ａ）とする）の転送電極４，１８をそれぞれ電極（１），（２）とし、残りの一方の画素（画素（Ｂ）とする）の転送電極４，１８をそれぞれ電極（３），（４）としている。
【００２１】
図３に示すように、まず、時刻Ｔ０に、電極（１），（２），（３），（４）への印加電圧のレベルをそれぞれ所定の中間レベルＭ，低レベルＬ，Ｍ，Ｌとした後、時刻Ｔ１に、電極（１）への印加電圧のレベルを所定の高レベルＨにすることにより、画素（Ａ）において、電荷転送部１３（図６参照）のうち電極（１）の下側の部分のポテンシャルと読み出しゲート１５（図１参照）のポテンシャルとを深くする。これにより、図４に示すように、画素（Ａ）において、受光電荷蓄積部２から信号電荷が読み出されて電荷転送部１３のうち電極（１）の下側の部分に蓄積される。続いて時刻Ｔ２に電極（１）への印加電圧レベルをＭに戻した後、時刻Ｔ３に、電極（３）への印加電圧レベルをＨにすることにより、画素（Ｂ）において、電荷転送部１３のうち電極（３）の下側の部分のポテンシャルとＲＯＧのポテンシャルとを深くする。これにより、図４に示すように、画素（Ｂ）において、受光電荷蓄積部２から信号電荷が読み出されて電荷転送部１３のうち電極（３）の下側の部分に蓄積される。
【００２２】
図１（ａ）は、本発明を適用した場合における１画素分の表面構造の一例を示すものであり、この例では、受光電荷蓄積部２中心付近の信号電荷の読み出しに使用される転送電極４及び１８と遮光金属膜８（図６参照）によって画された受光電荷蓄積部２の開口部２０との間の距離ｄ１は従来とほぼ同じであるが、転送電極４および転送電極１８の受光電荷蓄積部２の中央付近での電極幅が受光電荷蓄積部２の周辺部の電極幅幅よりも広くする。この例では、転送電極４および転送電極１８の受光電荷蓄積部２の中央付近での電極幅が受光電荷蓄積部２の周辺部での電極幅よりも広くすることに加えて、転送電極４および転送電極１８の受光領域中央部での不純物濃度が、転送電極４および転送電極１８の受光領域周辺部での不純物濃度よりも高くする。ここで、読み出しゲートのための電位障壁形成に要する注入量、注入エネルギーおよびチャネル分離領域を形成するために注入量、注入エネルギーは各々独立にマスク合わせし、Ｂのイオンプランテーションにより行う。
【００２３】
この図１（ａ）の例によれば、受光電荷蓄積部２の入射光強度が最も強い領域で電位障壁（ポテンシャル）としての役割のみを有する転送電極４および転送電極１８の受光領域中央部で分の不純物濃度が高くなる。さらに、転送電極位置で決まる遮光膜の開口と電荷転送部間距離が拡大することで、この部分が電位障壁としての役割を十分に果たすようになり、スミアが一層低減するようになる。その一方、受光電荷蓄積部２の入射光強度が最も弱い領域である受光電荷蓄積部周辺では読み出しゲート及びチャネル分離領域の電位障壁（ポテンシャル）を低く設計することで受光電荷蓄積部２の入射光を最大に捕獲することにより感度低下を最小化することができる。図１（ａ）の例では、転送電極４および転送電極１８の受光電荷蓄積部２の中央付近での電極幅が受光電荷蓄積部２の周辺部の電極幅よりも広くなっていることに加えて、転送電極４および転送電極１８の受光領域中央部での不純物濃度が、転送電極４および転送電極１８の受光領域周辺部での不純物濃度よりも高くしているが、図１（ｂ）に示すように、読み出し部ゲート及びチャネル分離領域の不純物濃度を同じにして、転送電極４および転送電極１８の受光領域中央部の注入領域幅が、転送電極４および転送電極１８の受光領域周辺部の注入領域幅よりも広げても、受光電荷蓄積部中央部の入射光強度が強い領域で発生するスミアを抑制しながら、入射光強度の弱い受光電荷蓄積部周辺での入射光を集光することで感度低下を最小化することができる。
【００２４】
この図１（ａ）及び図１（ｂ）の例によれば、回折現象により入射光強度の強い受光電荷蓄積部２中心付近の転送電極４，１８と開口部２０間の距離（開口幅）を十分確保し、受光電荷蓄積部２への入射光強度分布に応じて電位障壁（ポテンシャル）を形成することで、効果的に回折現象による電荷転部での光電変換発生確率が低減する。同時に遮光金属膜とシリコン基板表面との隙間での光の多重反射を原因とするスミアが低減する。その一方で、入射光強度が弱い受光電荷蓄積部２周辺付近の２次的に開口幅を広くすることで、開口幅が狭くして回折効果によるスミア量を抑制しながら、撮像素子の重要な特性である感度や出力レベルの低下を補うことができる。本発明の実施の形態では、読み出しに使用している転送電極４及び１８各々の受光電荷蓄積部中央付近の電極幅を受光部周辺の電極幅に対して広く形成しているが、読み出し電極単独または、転送のみに用いている電極単独の受光部中央と受光部周辺の画素寸法を変えるだけでもスミア特性改善効果がある。
（実施の形態２）
図２は実施の形態２のＣＣＤ個体撮像装置に係るＣＣＤ撮像素子の撮像面の構成を示す平面図である。
【００２５】
まず、図２（ａ）では、受光電荷蓄積部２中央部の信号電荷の読み出しに使用される転送電極４及び１８と遮光金属膜８（図６参照）によって画された受光電荷蓄積部２の開口部２０における開口幅ｃ１は従来とほぼ同じであるが、受光電荷蓄積部２周辺部の信号電荷の読み出しに使用される転送電極４及び１８と遮光金属膜８によって画された受光電荷蓄積部２の開口幅ｃ２のほうは、開口幅ｃ１よりも大きくなっている。
【００２６】
この図２（ａ）の例によれば、図６の点線で示した回折現象により入射光強度の強い受光電荷蓄積部２中央部の電荷転送部と開口部分間の距離を十分確保することで、効果的に回折効果による入射光広がりによる電荷転送部での光電変換発生が低減される。あわせて、遮光金属膜とシリコン基板表面との隙間での光の多重反射を原因とするスミアが低減する。その一方で、入射光強度が弱い受光電荷蓄積部２周辺部の開口幅ｃ２を広くすることで、撮像素子の重要な特性である感度や出力レベルの低下を補うことができる。受光電荷蓄積部２に入射する波長が最も長い光は赤色であるが、高画素化により開口幅が赤色波長（６６０ｎｍ）と同じ程度以下に狭くなると、開口幅ｃ１と開口幅ｃ２との差が０．１ｕｍ以上でも、感度低下を抑制しながらスミアを低減することができる。
【００２７】
図２（ｂ）は、本発明を適用した場合における１画素分の表面構造の一例を示すものであり、この例では、受光電荷蓄積部２中央部の信号電荷の読み出しに使用される転送電極４及び１８と遮光金属膜８（図６参照）によって画された受光電荷蓄積部２の電荷読み出し方向（電荷転送方向に垂直な方向）及び電荷転送方向の開口幅ｃ１、ｃ３は従来とほぼ同じであるが、受光電荷蓄積部１周辺付近の信号電荷の読み出しに使用される転送電極４及び１８と遮光金属膜８（図６参照）によって画された受光電荷蓄積部２の開口幅ｄ２および転送方向の開口幅ｄ４のほうは、距離ｃ１、ｃ３よりも大きくなっている。図２（ｂ）の例によれば、回折現象により入射光強度の強い受光電荷蓄積部２中央部の電荷転送部と開口部分間の距離（開口幅）を十分確保することで、効果的に回折現象による電荷転部での光電変換発生確率が低減する。あわせて、遮光金属膜とシリコン基板表面との隙間での光の多重反射を原因とするスミアが低減する。その一方で、入射光強度が弱い受光電荷蓄積部２周辺部の開口幅を広くすることで、開口幅が狭くなって回折現象によるスミアを効果的に低減しながら撮像素子の重要な特性である感度や出力レベルの低下を補うことができる。
【００２８】
尚、以上の各実施の形態では電荷転送部を４相駆動方式で駆動するＣＣＤ撮像素子に本発明を適用しているが、これに限らず、例えば、電荷転送部を２相駆動方式や３相駆動方式で駆動するＣＣＤ撮像素子に本発明を適用してもよい。また、以上の各実施の形態ではインターライントランスファ方式で信号電荷を転送するＣＣＤ撮像素子に本発明を適用しているが、これに限らず、例えば、フレームインターライントランスファ（ＦＩＴ）方式で信号電荷を転送するＣＣＤ撮像素子に本発明を適用してもよい。
【００２９】
また、以上の各実施の形態ではＣＣＤ撮像素子に本発明を適用しているが、その他の固体撮像素子に本発明を適用してもよい。また、本発明は、以上の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、その他様々の構成をとりうることはもちろんである。
【００３０】
具体的には、図示はしないが受光電荷蓄積部周辺幅が受光電荷蓄積部中央部幅より狭く設計されており、受光電荷蓄積部周辺での電荷発生位置が受光電荷蓄積部中央部の電荷発生位置からはなれている場合も本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、感度や出力レベルが低下することなく、スミアを低減させることができ、高画素化された固体撮像装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施の形態１のＣＣＤ個体撮像装置に係るＣＣＤ撮像素子の撮像面の構成を示す平面図
【図２】実施の形態２のＣＣＤ個体撮像装置に係るＣＣＤ撮像素子の撮像面の構成を示す平面図
【図３】隣り合う２つの画素の転送電極への印加電圧のレベルの変化を示すタイミングチャート
【図４】隣り合う２つの画素に対応する部分のポテンシャル図
【図５】従来のＣＣＤ個体撮像装置の構成を示す図
【図６】従来のＣＣＤ個体撮像装置に係るＣＣＤ撮像素子の撮像面の構成を示す図
【図７】従来のＣＣＤ撮像装置のスミア発生工程を示す図
【符号の説明】
【００３３】
１    シリコン基板
２    受光電荷蓄積部
３    絶縁膜
４    転送電極
５    層間絶縁膜
６    シリコン酸化膜
７    反射防止膜
８    遮光金属膜
９    表面保護膜
１０    平坦化膜
１１    カラーフィルタ
１２    マイクロレンズ
１３    電荷転送部
１５    読み出しゲート
１６    チャネル分離領域
１７    不純物領域
１８    転送電極
２０    開口部
【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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