Processing

Please wait...

Settings

Settings

Goto Application

1. WO2021145127 - SOLID-STATE IMAGING DEVICE

Document

明 細 書

発明の名称 固体撮像装置

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005  

課題を解決するための手段

0006  

図面の簡単な説明

0007  

発明を実施するための形態

0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143   0144   0145   0146   0147   0148   0149   0150   0151   0152   0153   0154   0155   0156   0157   0158   0159   0160   0161   0162   0163  

符号の説明

0164  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20  

明 細 書

発明の名称 : 固体撮像装置

技術分野

[0001]
 本開示は、入射した光を電気信号に変換する光電変換部を有する固体撮像装置に関する。

背景技術

[0002]
 2行2列に配置された副画素で1画素が構成されるQuad Bayer Codingが知られている(例えば特許文献1)。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2011-239070号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 Quad Bayer Codingは、1つの光電変換素子で1画素を構成する通常の構造と比べて、斜入射特性が劣化するため、フレア・混色が悪く、画質が低下するという問題を有している。特に、大判タイプの固体撮像装置は、チップサイズが大きくなるため、斜入射特性が劣化に起因する画質の劣化が顕著になる。また、セルラータイプでは、瞳補正の掛かり方が高像高で強くなるため、斜入射特性が劣化に起因する画質の劣化が顕著になる。
[0005]
 本開示の目的は、画質劣化を抑制できる固体撮像装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0006]
 上記目的を達成するために、本開示の一態様による固体撮像装置は、第1のカラーフィルタを共有する複数の光電変換部と、複数のオンチップレンズとを有する第1の画素と、前記第1の画素と隣り合って配置され、第2のカラーフィルタを共有する複数の光電変換部と、複数のオンチップレンズとを有する第2の画素と、前記第1の画素と前記第2の画素との間に設けられた第1の遮光領域とを有する。

図面の簡単な説明

[0007]
[図1] 本開示の各実施形態による固体撮像装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
[図2] 本開示の第1実施形態による固体撮像装置に備えられた画素の概略構成の一例を示す平面図である。
[図3] 本開示の第1実施形態による固体撮像装置に備えられた画素の概略構成の一例を示す断面図である。
[図4] 本開示の第1実施形態による固体撮像装置の効果を説明するための図である。
[図5] 本開示の第2実施形態による固体撮像装置に備えられた画素の概略構成の一例を示す断面図である。
[図6] 本開示の第3実施形態による固体撮像装置に備えられた画素の概略構成の一例を示す断面図である。
[図7] 本開示の第4実施形態による固体撮像装置に備えられた画素の概略構成の一例を示す断面図である。
[図8] 本開示の第4実施形態による固体撮像装置に設けられた緑色画素及び青色画素の断面を模式的に示す図である。
[図9] 本開示の第4実施形態による固体撮像装置を説明する図であって、オプティカルブラックの線幅と画素の混色耐性との関係を示すグラフである。
[図10] 本開示の第4実施形態による固体撮像装置を説明する図であって、画素領域の中央部における斜入射特性を像高で表した実測結果のグラフ(その1)である。
[図11] 本開示の第4実施形態による固体撮像装置を説明する図であって、画素領域の中央部における斜入射特性を像高で表した実測結果のグラフ(その2)である。
[図12] 本開示の第4実施形態による固体撮像装置を説明する図であって、画素領域の長手方向の端部における斜入射特性を像高で表した実測結果のグラフ(その1)である。
[図13] 本開示の第4実施形態による固体撮像装置を説明する図であって、画素領域の長手方向の端部における斜入射特性を像高で表した実測結果のグラフ(その2)である。
[図14] 本開示の第4実施形態による固体撮像装置を説明する図であって、画素領域の中央部におけるLCRを像高で表した実測結果のグラフである。
[図15] 本開示の第4実施形態による固体撮像装置を説明する図であって、画素領域の長手方向の端部におけるLCRを像高で表した実測結果のグラフである。
[図16] 本開示の第5実施形態による固体撮像装置に備えられた画素の概略構成の一例を示す断面図である。
[図17] 本開示の第5実施形態による固体撮像装置の効果を説明するための図である。
[図18] 本開示の第6実施形態による固体撮像装置に備えられた画素の概略構成の断面の一例を模式的に示す図である。
[図19] 本開示の第7実施形態による固体撮像装置に備えられた画素の概略構成の一例を示す平面図である。
[図20] 本開示の第8実施形態による固体撮像装置に備えられた画素の概略構成の一例を示す平面図である。

発明を実施するための形態

[0008]
 以下、本開示を実施するための形態(実施形態)について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。
[0009]
〔第1実施形態〕
 本開示の第1実施形態による固体撮像装置について図1から図5を用いて説明する。まず、本実施形態による固体撮像装置の全体の概略構成を説明した後に、固体撮像装置に備えられた画素の構成について説明する。
[0010]
<固体撮像装置の全体構成>
 図1に示すように、本実施形態の固体撮像装置1aは、シリコンで形成された支持基板11上に配列された複数の画素2を有する画素領域3と、垂直駆動回路4と、カラム信号処理回路5と、水平駆動回路6、出力回路7と、制御回路8等を備えている。
[0011]
 画素2は、例えばフォトダイオードで構成された光電変換部と、複数の画素トランジスタとを有している。支持基板11上には、複数の画素2が2次元アレイ状に規則的に配列されている。画素2を構成する画素トランジスタは、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、選択トランジスタ、アンプトランジスタ(いずれも不図示)で構成される4つのMOSトランジスタであってもよく、また、選択トランジスタを除いた3つのトランジスタであってもよい。
[0012]
 画素領域3は、2次元アレイ状に規則的に配列された複数の画素2を有している。画素領域3は、実際に光を受光し光電変換によって生成された信号電荷を増幅してカラム信号処理回路5に読み出す有効画素領域と、黒レベルの基準になる光学的黒を出力するための黒基準画素領域(図示せず)とを有している。黒基準画素領域は、例えば有効画素領域の外周部に形成されている。
[0013]
 制御回路8は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路4、カラム信号処理回路5、及び水平駆動回路6等の動作の基準となるクロック信号や制御信号などを生成する。制御回路8で生成されたクロック信号や制御信号などは、垂直駆動回路4、カラム信号処理回路5及び水平駆動回路6等に入力される。
[0014]
 垂直駆動回路4は、例えばシフトレジスタによって構成されている。垂直駆動回路4は、画素領域3に設けられた複数の画素2を行単位で選択信号線9bに選択信号を出力して順次垂直方向に選択走査する。図示は省略するが、垂直駆動回路4は、選択信号線9bに並列して配置されたリセット信号線にリセット信号を出力して複数の画素2を行単位で順次垂直方向にリセットする。複数の画素2に設けられたフォトダイオードにおいて受光量に応じて生成した信号電荷に基づく画素信号を、垂直信号線を通してカラム信号処理回路5に供給する。
[0015]
 カラム信号処理回路5は、例えば画素2の列毎に配置されており、1行分の画素2から垂直信号線9aを介して出力される信号を画素列毎に黒基準画素領域(図示しないが、有効画素領域の周囲に形成される)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5の出力段には、水平選択スイッチ(図示せず)が水平信号線10との間に設けられている。
[0016]
 水平駆動回路6は、例えばシフトレジスタによって構成され、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5の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路5の各々から画素信号を水平信号線10に出力させる。
[0017]
 出力回路7は、カラム信号処理回路5の各々水平信号線10を通して、順次に供給される信号に対し信号処理を行い出力する。
[0018]
<固体撮像装置に備えられた画素の構成>
 本実施形態による固体撮像装置1aについて、裏面照射型のCMOS型固体撮像装置を例にとって説明する。固体撮像装置1aは、4個の光電変換部に対して所要の画素トランジスタを共有させた、いわゆる4画素共有を1単位とする画素構造を有している。図2は、画素領域3(図1参照)に配列された複数の画素2のうちの隣り合う4個の画素2を抜き出した概略構成の一例を示す平面図である。図3は、隣り合う緑色の副画素及び2個の青色の副画素(副画素の詳細は後述)の概略構成の一例を示す断面図である。図4は、副画素の回路構成の一例を示す回路図である。
[0019]
 図2及び図3に示すように、固体撮像装置1aは、緑色フィルタ(第1のカラーフィルタの一例)22Gを共有する複数(本実施形態では4個)の光電変換部21G(第1の光電変換部の一例)と、複数(本実施形態では4個)のオンチップレンズ23Gとを有している。複数のオンチップレンズ23Gは緑色フィルタ22Gの一方の側に配置され、複数の光電変換部21Gは緑色フィルタ22Gの他方の側に配置されている。緑色フィルタ22Gの一方の側は、固体撮像装置1aの裏面側であり、外部から光が入射する光入射側でもある。緑色フィルタ22Gの他方の側は、固体撮像装置1aの表面側であり、当該光入射側とは反対側でもある。
[0020]
 固体撮像装置1aは、緑色フィルタ22Gと隣り合って配置され、青色フィルタ(第2のカラーフィルタの一例)22Bを共有する複数(本実施形態では4個)の光電変換部21B(第2の光電変換部の一例)と、複数(本実施形態では4個)のオンチップレンズ23Bとを有する青色副画素(第2の副画素の一例)20Bとを有している。複数のオンチップレンズ23Bは青色フィルタ22Bの一方の側に配置され、複数の光電変換部21Bは青色フィルタ22Bの他方の側に配置されたている。青色フィルタ22Bの一方の側は、固体撮像装置1aの裏面側であり、外部から光が入射する光入射側でもある。青色フィルタ22Bの他方の側は、固体撮像装置1aの表面側であり、当該光入射側とは反対側でもある。
[0021]
 図2に示すように、固体撮像装置1aは、緑色フィルタ22Gと隣り合って配置され、赤色フィルタ(第2のカラーフィルタの一例)22Rを共有する複数(本実施形態では4個)の光電変換部21R(第2の光電変換部の一例)と、複数(本実施形態では4個)のオンチップレンズ23Rとを有している。複数のオンチップレンズ23Rは赤色フィルタ22Rの一方の側に配置された、複数の光電変換部21Rは赤色フィルタ22Rの他方の側に配置されている。赤色フィルタ22Rの一方の側は、固体撮像装置1aの裏面側であり、外部から光が入射する光入射側でもある。赤色フィルタ22Rの他方の側は、固体撮像装置1aの表面側であり、当該光入射側とは反対側でもある。
[0022]
 以下、赤色画素2R、緑色画素2G及び青色画素2Bを区別して説明しない場合には、「画素2」と総称する。隣接する4個の画素2に注目した場合、緑色画素2Gが対角に2個配列され、赤色画素2R及び青色画素2Bが対角に配置されている。固体撮像装置1aの画素領域3には、1個の赤色画素2R、2個の緑色画素2G及び1個の青色画素2Bを1単位とする画素が縦方向及び横方向に並んで配置されている。つまり、赤色画素2R、緑色画素2G及び青色画素2Bは、画素領域3においてベイヤー配列で配置されている。
[0023]
 図2及び図3に示すように、固体撮像装置1aは、緑色画素2Gと青色画素2Bとの間に設けられた第1の遮光領域31を有している。また、固体撮像装置1aは、緑色画素2Gと赤色画素2Rとの間に設けられた第1の遮光領域31を有している。第1の遮光領域31は、緑色フィルタ22G及び光電変換部21Gの間並びに青色フィルタ22B及び光電変換部21Bの間で緑色画素2G及び青色画素2Bに跨って設けられて緑色画素2G及び青色画素2Bの境界に沿って設けられている。また、第1の遮光領域31は、緑色フィルタ22G及び光電変換部21Gの間並びに赤色フィルタ22R及び光電変換部21Rの間で緑色画素2G及び赤色画素2Rに跨って設けられて緑色画素2G及び赤色画素2Rの境界に沿って設けられている。
[0024]
 これにより、第1の遮光領域31は、1個の赤色画素2R、2個の緑色画素2G及び1個の青色画素2Bの1単位に着目した場合、当該1単位において十字状に配置されている。ところで、緑色画素2Gは、垂直信号線9aが並ぶ方向に青色画素2Bで挟まれている。また、緑色画素2Gは、選択信号線9bが並ぶ方向に赤色画素2Rで挟まれている。このため、第1の遮光領域31は、1個の赤色画素2R、2個の緑色画素2G及び1個の青色画素2Bの1単位に着目した場合、当該1単位を囲んで配置されている。このように、第1の遮光領域31は、1個の赤色画素2R、2個の緑色画素2G及び1個の青色画素2Bの1単位に着目した場合、格子状に配置されている。
[0025]
 図2及び図3に示すように、緑色画素2Gは、複数の光電変換部21Gのうちの光電変換部21Ga(第1の光電変換部の一例)を有する緑色副画素20Ga(第1の副画素の一例)及び光電変換部21Gd(第1の光電変換部の一例)を有する緑色副画素20Gd(第1の副画素の一例)と、複数の光電変換部21Gのうちの光電変換部21Gb(第2の光電変換部の一例)を有する緑色副画素20Gb(第2の副画素の一例)及び光電変換部21Gc(第2の光電変換部の一例)を有する緑色副画素20Gc(第2の副画素の一例)とを有している。以下、緑色副画素20Ga、緑色副画素20Gb、緑色副画素20Gc及び緑色副画素20Gdを区別して説明しない場合には、「緑色副画素20G」と総称する。また、光電変換部21Ga、光電変換部21Gb、光電変換部21Gc及び光電変換部21Gdを区別して説明しない場合には、「光電変換部21G」と総称する。
[0026]
 緑色画素2Gは、緑色副画素20Gaと光電変換部21Gbとの間に設けられる第2の遮光領域32を有している。緑色画素2Gは、緑色副画素20Gaと光電変換部21Gcとの間に設けられる第2の遮光領域32を有している。緑色画素2Gは、緑色副画素20Gdと光電変換部21Gbとの間に設けられる第2の遮光領域32を有している。緑色画素2Gは、緑色副画素20Gdと光電変換部21Gcとの間に設けられる第2の遮光領域32を有している。緑色画素2Gに設けられた第2の遮光領域32の幅は第1の遮光領域31の幅よりも狭くなっている。
[0027]
 緑色画素2Gに設けられた第2の遮光領域32は、緑色フィルタ22Gと、隣り合う光電変換部21Ga及び光電変換部21Gb、隣り合う光電変換部21Gb及び光電変換部21Gd、隣り合う光電変換部21Gd及び光電変換部21Gc並びに隣り合う光電変換部21Gc及び光電変換部21Gaとのそれぞれの間に設けられている。第2の遮光領域32は、隣り合う光電変換部21Ga及び光電変換部21Gbの境界、隣り合う光電変換部21Gb及び光電変換部21Gdの境界、隣り合う光電変換部21Gd及び光電変換部21Gcの境界並びに隣り合う光電変換部21Gc及び光電変換部21Gaの境界のそれぞれに沿って設けられている。第2の遮光領域32は、隣り合う光電変換部21Ga及び光電変換部21Gbに跨り、隣り合う光電変換部21Gb及び光電変換部21Gdに跨り、隣り合う光電変換部21Gd及び光電変換部21Gcに跨り、隣り合う光電変換部21Gc及び光電変換部21Gaに跨って設けられている。
[0028]
 青色画素2Bは、複数の光電変換部21Bのうちの光電変換部21Baを有する青色副画素20Ba及び光電変換部21Bdを有する青色副画素20Bdと、複数の光電変換部21Bのうちの光電変換部21Bbを有する青色副画素20Bb及び光電変換部21Bcを有する青色副画素20Bcとを有している。以下、青色副画素20Ba、青色副画素20Bb、青色副画素20Bc及び青色副画素20Bdを区別して説明しない場合には、「青色副画素20B」と総称する。また、光電変換部21Ba、光電変換部21Bb、光電変換部21Bc及び光電変換部21Bdを区別して説明しない場合には、「光電変換部21B」と総称する。
[0029]
 青色画素2Bは、青色副画素20Baと光電変換部21Bbとの間に設けられる第2の遮光領域32を有している。青色画素2Bは、青色副画素20Baと光電変換部21Bcとの間に設けられる第2の遮光領域32を有している。青色画素2Bは、青色副画素20Bdと光電変換部21Bbとの間に設けられる第2の遮光領域32を有している。青色画素2Bは、青色副画素20Bdと光電変換部21Bcとの間に設けられる第2の遮光領域32を有している。青色画素2Bに設けられた第2の遮光領域32の幅は第1の遮光領域31の幅よりも狭くなっている。
[0030]
 青色画素に設けられた第2の遮光領域32は、青色フィルタ22Bと、隣り合う光電変換部21Ba及び光電変換部21Bb、隣り合う光電変換部21Bb及び光電変換部21Bd、隣り合う光電変換部21Bd及び光電変換部21Bc並びに隣り合う光電変換部21Bc及び光電変換部21Baとのそれぞれの間に設けられている。第2の遮光領域32は、隣り合う光電変換部21Ba及び光電変換部21Bbの境界、隣り合う光電変換部21Bb及び光電変換部21Bdの境界、隣り合う光電変換部21Bd及び光電変換部21Bcの境界並びに隣り合う光電変換部21Bc及び光電変換部21Baの境界のそれぞれに沿って設けられている。第2の遮光領域32は、隣り合う光電変換部21Ba及び光電変換部21Bbに跨り、隣り合う光電変換部21Bb及び光電変換部21Bdに跨り、隣り合う光電変換部21Bd及び光電変換部21Bcに跨り、隣り合う光電変換部21Bc及び光電変換部21Baに跨って設けられている。
[0031]
 赤色画素2Rは、複数の光電変換部21Rのうちの光電変換部21Raを有する赤色副画素20Ra及び光電変換部21Rdを有する赤色副画素20Rdと、複数の光電変換部21Rのうちの光電変換部21Rbを有する赤色副画素20Rb及び光電変換部21Rcを有する赤色副画素20Rcとを有している。以下、赤色副画素20Ra、赤色副画素20Rb、赤色副画素20Rc及び赤色副画素20Rdを区別して説明しない場合には、「赤色副画素20R」と総称する。また、光電変換部21Ra、光電変換部21Rb、光電変換部21Rc及び光電変換部21Rdを区別して説明しない場合には、「光電変換部21R」と総称する。
[0032]
 赤色画素2Rは、赤色副画素20Raと光電変換部21Rbとの間に設けられる第2の遮光領域32を有している。赤色画素2Rは、赤色副画素20Raと光電変換部21Rcとの間に設けられる第2の遮光領域32を有している。赤色画素2Rは、赤色副画素20Rdと光電変換部21Rbとの間に設けられる第2の遮光領域32を有している。赤色画素2Rは、赤色副画素20Rdと光電変換部21Rcとの間に設けられる第2の遮光領域32を有している。赤色画素2Rに設けられた第2の遮光領域32の幅は第1の遮光領域31の幅よりも狭くなっている。
[0033]
 青色画素に設けられた第2の遮光領域32は、青色フィルタ22Bと、隣り合う光電変換部21Ba及び光電変換部21Bb、隣り合う光電変換部21Bb及び光電変換部21Bd、隣り合う光電変換部21Bd及び光電変換部21Bc並びに隣り合う光電変換部21Bc及び光電変換部21Baとのそれぞれの間に設けられている。第2の遮光領域32は、隣り合う光電変換部21Ba及び光電変換部21Bbの境界、隣り合う光電変換部21Bb及び光電変換部21Bdの境界、隣り合う光電変換部21Bd及び光電変換部21Bcの境界並びに隣り合う光電変換部21Bc及び光電変換部21Baの境界のそれぞれに沿って設けられている。第2の遮光領域32は、隣り合う光電変換部21Ba及び光電変換部21Bbに跨り、隣り合う光電変換部21Bb及び光電変換部21Bdに跨り、隣り合う光電変換部21Bd及び光電変換部21Bcに跨り、隣り合う光電変換部21Bc及び光電変換部21Baに跨って設けられている。
[0034]
 第2の遮光領域32は、赤色画素2R、緑色画素2G及び青色画素2Bのそれぞれにおいて十字状に配置されている。赤色画素2Rに直交する方向に見た場合、4個の赤色副画素20Rは、第2の遮光領域32によって互いに仕切られている。同様に、緑色画素2Gに直交する方向に見た場合、4個の緑色副画素20Gは、第2の遮光領域32によって互いに仕切られて配置されている。同様に、青色画素2Bに直交する方向に見た場合、4個の青色副画素20Bは、第2の遮光領域32によって互いに仕切られて配置されている。
[0035]
 第1の遮光領域31及び第2の遮光領域32は、例えば一体に形成されている。これにより、赤色画素2R、緑色画素2G及び青色画素2Bのそれぞれには、第1の遮光領域31及び第2の遮光領域32によって格子状の遮光領域が配置されている。第1の遮光領域31及び第2の遮光領域32は、4個の光電変換部21R、4個の光電変換部21G及び4個の光電変換部21Bのそれぞれを開口するように格子状に形成されている。第1の遮光領域31及び第2の遮光領域32は、光を遮光する材料で形成されていればよい。第1の遮光領域31及び第2の遮光領域32を形成する材料として、例えばタングステン(W)、アルミニウム(Al)又は銅(Cu)を用いることができる。
[0036]
 図3に示すように、固体撮像装置1aは、複数の画素2を有する基板12と、基板12の表面側に形成された配線層13と、支持基板11とを有している。また、固体撮像装置1aは、光電変換部21R,21G,21Bの周囲の一部を囲んで形成された画素分離部26を有している。また、固体撮像装置1aは、基板12の裏面側(すなわち光入射側)に画素分離部26及び光電変換部21R,21G,21Bを覆って形成された絶縁膜24と、絶縁膜24、第1の遮光領域31及び第2の遮光領域32を覆って形成された平坦化膜25とを有している。固体撮像装置1aに設けられた赤色フィルタ22R、緑色フィルタ22G及び青色フィルタ22Bは、平坦化膜25の裏面側(すなわち光入射側)に配置されている。固体撮像装置1aに設けられたオンチップレンズ23R,23G,23Bは、赤色フィルタ22R、緑色フィルタ22G及び青色フィルタ22Bの裏面側(すなわち光入射側)で赤色副画素20R、緑色副画素20G及び青色副画素20Bのそれぞれに対応させて配置されている。
[0037]
 基板12は、シリコンで形成された半導体基板で構成され、例えば1μmから6μmの厚みを有している。基板12に設けられた画素領域3(図1参照)には、光電変換部21R,21G,21Bと、画素回路部を構成する複数の画素トランジスタ(詳細は後述)とをそれぞれ有する複数の画素2が二次元マトリクス状に形成されている。隣接する光電変換部21R,21G,21Bの間は、絶縁膜24及び画素分離部26によって電気的に分離されている。また、図3では図示を省略するが、基板12に形成された画素領域の周辺領域には、周辺回路部が形成されている。
[0038]
 光電変換部21R,21G,21Bは、同様の構成を有している。このため、光電変換部21R,21G,21Bの構成について光電変換部21Gを例にとって説明する。また、図3では、光電変換部21Bを構成する構成要素には参照符号の図示が省略されている。
[0039]
 図3に示すように、光電変換部21Gは、基板12の表面側及び裏面側に形成されるp型半導体領域212,213と、p型半導体領域212及びp型半導体領域213の間に形成されたn型半導体領域211とを有している。光電変換部21Gでは、p型半導体領域212,213とn型半導体領域211との間のpn接合でフォトダイオードの主要部が構成されている。光電変換部21Gは、入射した光の光量に応じた信号電荷を生成し、生成した信号電荷をn型半導体領域211に蓄積する。また、基板12の界面で発生する暗電流の原因となる電子は、基板12の表面及び裏面に形成されたp型半導体領域212,213の多数キャリアである正孔に吸収される。これにより、光電変換部21Gに生じる暗電流が抑制される。また、光電変換部21R、光電変換部21G及び光電変換部21Bは、p型半導体領域で構成されてn型半導体領域211の周囲を覆う画素分離部26と、画素分離部26の間に配置された絶縁膜24とによって電気的に互いに分離されている。
[0040]
 図3に示すように、緑色画素2Gは、2行2列に配列された4個の光電変換部21Ga,21Gb,21Gc,21Gdの中心部に形成されたフローティングディフュージョン(以下、「FD」と略記する場合がある)部30G(図2参照)を有している。FD部30Gは、基板12の表面側に形成されたpウェル層29に、n型の不純物が高濃度にイオン注入されることで形成されたn型半導体領域で構成されている。FD部30Gは、緑色フィルタ22Gに直交する方向に見た場合、緑色画素2Gに設けられた第2の遮光領域32の交差部と重なって配置される。FD部30Gは、FD部30Gは、緑色フィルタ22Gに直交する方向に見た場合、第2の遮光領域32の交差部の内側に配置される。これにより、オンチップレンズ23G側から入射する光がFD部30Gに入射し難くなっている。
[0041]
 青色画素2Bは、2行2列に配列された4個の光電変換部21Ba,21Bb,21Bc,21Bdの中心部に形成されたFD部30B(図2参照)を有している。同様に、赤色画素2Rは、2行2列に配列された4個の光電変換部21Ra,21Rb,21Rc,21Rdの中心部に形成されたFD部30R(図2参照)を有している。FD部30R及びFD部30Bは、FD部30Gと同様の構成を有している。
[0042]
 図2に示すように、画素トランジスタは、4個の転送トランジスタ、1個のリセットトランジスタ、1個の増幅トランジスタ及び1個の選択トランジスタの4種類(合計7個)のトランジスタで構成されている。
[0043]
 緑色画素2Gに設けられた転送トランジスタGTr11,GTr12,GTr13,GTr14は、緑色フィルタ22Gに直交する方向に見た場合、緑色画素2Gの中心部に配置されている。すなわち、転送トランジスタGTr11,GTr12,GTr13,GTr14は、当該方向に見た場合、光電変換部21Ga,21Gb,21Gc,21Gdが互いに隣り合う角部に配置されている。転送トランジスタGTr11は緑色副画素20Gaに配置され、転送トランジスタGTr12は緑色副画素20Gbに配置され、転送トランジスタGTr13は緑色副画素20Gcに配置され、転送トランジスタGTr14は緑色副画素20Gdに配置されている。緑色画素2Gに設けられた転送トランジスタGTr11,GTr12,GTr13,GTr14は、光電変換部21Gの中心部に形成されたFD部30Gと、ゲート電極GEと、基板12の表面側に形成されたゲート絶縁膜17(図3参照、転送トランジスタGTr11,GTr12のゲート絶縁膜17は不図示)とを有している。
[0044]
 図2に示すように、緑色画素2Gの画素トランジスタのうち、リセットトランジスタGTr2、増幅トランジスタGTr3及び選択トランジスタGTr4は、FD部30Gを共有する4個の光電変換部21Gで共有して設けられている。選択信号線9bが並ぶ方向で赤色画素2Rに挟まれて配置された緑色画素2GのリセットトランジスタGTr2、増幅トランジスタGTr3及び選択トランジスタGTr4は、両側の赤色画素2Rのうちの一方との間に配置されている。また、選択信号線9bが並ぶ方向で青色画素2Bに挟まれて配置された緑色画素2GのリセットトランジスタGTr2、増幅トランジスタGTr3及び選択トランジスタGTr4は、両側の青色画素2Bのうちの一方との間に配置されている。これにより、緑色画素2GのリセットトランジスタGTr2、増幅トランジスタGTr3及び選択トランジスタGTr4は、緑色フィルタ22Gに直交する方向に見た場合、光入射側とは反対側で第1の遮光領域31と重なって配置される。
[0045]
 リセットトランジスタGTr2は、ソース領域S及びドレイン領域Dと、ソース領域S及びドレイン領域Dの間に形成されたゲート電極GEとを有している。増幅トランジスタGTr3は、ソース領域S及びドレイン領域Dと、ソース領域S及びドレイン領域Dの間に形成されたゲート電極GEとを有している。選択トランジスタGTr4は、ソース領域S及びドレイン領域Dと、ソース領域S及びドレイン領域Dの間に形成されたゲート電極GEとを有している。
[0046]
 リセットトランジスタGTr2、増幅トランジスタGTr3、選択トランジスタGTr4は、転送トランジスタGTr11,GTr12,GTr13,GTr14と同様の断面構成を有しているため、図示は省略する。リセットトランジスタGTr2、増幅トランジスタGTr3、選択トランジスタGTr4のそれぞれのソース領域S及びドレイン領域Dは、FD部30Gと同様に、基板12の表面のpウェル層29内に形成されたn型の高濃度不純物領域で構成されている。また、リセットトランジスタGTr2、増幅トランジスタGTr3、選択トランジスタGTr4のそれぞれのゲート電極GEは、基板12の表面側にゲート絶縁膜17を介して形成されている。
[0047]
 緑色画素2Gにおいて、FD部30Gは、転送トランジスタGTr11,GTr12,GTr13,GTr14のそれぞれのソース領域、リセットトランジスタGTr2のドレイン領域D及び増幅トランジスタGTr3のゲート電極GEに電気的に接続されている。また、増幅トランジスタGTr3のドレイン領域Dと選択トランジスタGTr4のソース領域Sは、共有されている。
[0048]
 図2に示すように、赤色画素2Rに設けられた画素トランジスタは、転送トランジスタRTr11,RTr12,RTr13,RTr14、リセットトランジスタRTr2、増幅トランジスタRTr3及び選択トランジスタRTr4の4種類(合計7個)のトランジスタで構成されている。同様に、青色画素2Bに設けられた画素トランジスタは、転送トランジスタBTr11,BTr12,BTr13,BTr14、リセットトランジスタBTr2、増幅トランジスタBTr3及び選択トランジスタBTr4の4種類(合計7個)のトランジスタで構成されている。
[0049]
 赤色画素2Rに設けられたリセットトランジスタRTr2、増幅トランジスタRTr3及び選択トランジスタRTr4は、FD部30Rを共有する4個の光電変換部21Rで共有して設けられている。リセットトランジスタRTr2、増幅トランジスタRTr3及び選択トランジスタRTr4は、選択信号線9bが並ぶ方向で緑色画素2Gに設けられたリセットトランジスタGTr2、増幅トランジスタGTr3及び選択トランジスタGTr4と交互に配置されている。リセットトランジスタRTr2、増幅トランジスタRTr3及び選択トランジスタRTr4は、赤色フィルタ22Rに直交する方向に見た場合、光入射側とは反対側で第1の遮光領域31と重なって配置される。
[0050]
 青色画素2Bに設けられたリセットトランジスタBTr2、増幅トランジスタBTr3及び選択トランジスタBTr4は、FD部30Bを共有する4個の光電変換部21Bで共有して設けられている。リセットトランジスタBTr2、増幅トランジスタBTr3及び選択トランジスタBTr4は、選択信号線9bが並ぶ方向で緑色画素2Gに設けられたリセットトランジスタGTr2、増幅トランジスタGTr3及び選択トランジスタGTr4と交互に配置されている。リセットトランジスタBTr2、増幅トランジスタBTr3及び選択トランジスタBTr4は、青色フィルタ22Bに直交する方向に見た場合、光入射側とは反対側で第1の遮光領域31と重なって配置される。
[0051]
 転送トランジスタRTr11,RTr12,RTr13,RTr14及び転送トランジスタBTr11,BTr12,BTr13,BTr14は、転送トランジスタGTr11,GTr12,GTr13,BTr14と同様の構成を有し、同様の機能を発揮するようになっている。リセットトランジスタRTr2及びリセットトランジスタBTr2は、リセットトランジスタGTr2と同様の構成を有し、同様の機能を発揮するようになっている。増幅トランジスタRTr3及び増幅トランジスタBTr3は、増幅トランジスタGTr3と同様の構成を有し、同様の機能を発揮するようになっている。選択トランジスタRTr4及び選択トランジスタBTr4は、選択トランジスタGTr4と同様の構成を有し、同様の機能を発揮するようになっている。このため、転送トランジスタRTr11,RTr12,RTr13,RTr14、リセットトランジスタRTr2、増幅トランジスタRTr3及び選択トランジスタRTr4並びに転送トランジスタBTr11,BTr12,BTr13,BTr14及びリセットトランジスタBTr2、増幅トランジスタBTr3及び選択トランジスタBTr4のそれぞれの構成の具体的な説明は省略する。
[0052]
 図3に戻って、絶縁膜24は、画素分離部26の間に埋め込まれると共に、基板12の裏面側全面に形成されている。絶縁膜24を形成するための材料として、例えば酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン及び樹脂などを用いることができる。また、絶縁膜24を形成する材料として、正の固定電荷を持たない、又は正の固定電荷が少ないという特徴を持つ材料を用いることができる。
[0053]
 絶縁膜24が画素分離部26の間に埋め込まれることにより、隣り合う画素2に設けられた光電変換部同士が絶縁膜24を介して分離される。これにより、隣接画素に信号電荷が漏れ込みにくくなるため、飽和電荷量(Qs)を超えた信号電荷が発生した場合において、溢れた信号電荷が隣接する光電変換部に漏れ込むことを低減することができる。このため、絶縁膜24は、電子混色を抑制することができる。
[0054]
 平坦化膜25は、第1の遮光領域31及び第2の遮光領域32を含む絶縁膜24上の全面に形成されている。これにより、平坦化膜25は、基板12の裏面側の面を平坦にすることができる。平坦化膜25を形成する材料として、例えば、樹脂などの有機材料を用いることができる。
[0055]
 赤色フィルタ22R(図3では不図示)、緑色フィルタ22G及び青色フィルタ22Bは、光入射面側となる平坦化膜25の裏面側に接触して形成されている。赤色フィルタ22R(図3では不図示)、緑色フィルタ22G及び青色フィルタ22Bの光入射面側、すなわち平坦化膜25に接していない側の表面は、平坦化膜25に倣って平坦形状を有している。赤色フィルタ22Rは、赤色に相当する波長の光を透過し、残余の波長の光を吸収する構成要素である。緑色フィルタ22Gは、緑色に相当する波長の光を透過し、残余の波長の光を吸収する構成要素である。青色フィルタ22Bは、青色に相当する波長の光を透過し、残余の波長の光を吸収する構成要素である。
[0056]
 赤色フィルタ22Rは、4個の赤色副画素20Ra,20Rb,20Rc,20Rdのそれぞれで区切られておらず一続きに形成されている。これにより、赤色フィルタ22Rは、4個の光電変換部21Ra,21Rb,21Rc,21Rdで共有される。赤色フィルタ22Rを透過した光は、赤色副画素20Ra,20Rb,20Rc,20Rdに設けられた光電変換部21Ra,21Rb,21Rc,21Rdのいずれかに入射する。緑色フィルタ22Gは、4個の緑色副画素20Ga,20Gb,20Gc,20Gdのそれぞれで区切られておらず一続きに形成されている。これにより、緑色フィルタ22Gは、4個の光電変換部21Ga,21Gb,21Gc,21Gdで共有される。緑色フィルタ22Gを透過した光は、緑色副画素20Ga,20Gb,20Gc,20Gdのそれぞれに設けられた光電変換部21Gのいずれかに入射する。青色フィルタ22Bは、4個の青色副画素20Ba,20Bb,20Bc,20Bdのそれぞれで区切られておらず一続きに形成されている。これにより、青色フィルタ22Bは、4個の光電変換部21Ba,21Bb,21Bc,21Bdで共有される。青色フィルタ22Bを透過した光は、青色副画素20Ba,20Bb,20Bc,20Bdのそれぞれに設けられた光電変換部21Ba,21Bb,21Bc,21Bdのいずれかに入射する。
[0057]
 オンチップレンズ23Rは赤色フィルタ22Rの光入射面側に形成され、オンチップレンズ23Gは緑色フィルタ22Gの光入射面側に形成され、オンチップレンズ23Bは青色フィルタ22Bの光入射面側に形成されている。オンチップレンズ23Rは赤色副画素20Ra,20Rb,20Rc,20Rdごとに形成され、オンチップレンズ23Gは緑色副画素20Ga,20Gb,20Gc,20Gdごと形成され、オンチップレンズ23Bは青色副画素20Ba,20Bb,20Bc,20Bdごとに形成されている。このため、1個の赤色画素2Rは4個のオンチップレンズ23Rを有し、1個の緑色画素2Gは4個のオンチップレンズ23Gを有し、1個の青色画素2Bは4個のオンチップレンズ23Bを有する。オンチップレンズ23R,23G,23Bは、外部から入射される光をそれぞれ集光し、集光した光を赤色フィルタ22R、緑色フィルタ22G及び青色フィルタ22Bを介して光電変換部21R,21G,21Bに効率よく入射することができる。
[0058]
 配線層13は、基板12の表面側に形成されており、層間絶縁膜14を介して複数層(本実施形態では3層)に積層された配線15を有している。垂直駆動回路4から出力されるリセット信号及び選択信号は、配線層13に形成される配線15を介して、画素2に設けられた画素トランジスタのうちのリセットトランジスタ及び選択トランジスタに入力される。また、画素トランジスタを駆動するための電源も配線層13に形成される配線15を介して入力される。これにより、画素トランジスタが駆動される。
[0059]
 支持基板11は、配線層13の基板12に面する側とは反対側の面に形成されている。支持基板11は、製造段階で基板12の強度を確保するために用いられる。支持基板11は、例えばシリコン基板により構成されている。
[0060]
 以上の構成を有する固体撮像装置1aでは、基板12の裏面側から光が照射され、オンチップレンズ23R,23G,23B並びに赤色フィルタ22R、緑色フィルタ22G及び青色フィルタ22Bを透過した光が光電変換部21R,21G,21Bにて光電変換されることにより、信号電荷が生成される。そして光電変換部21R,21G,21Bにて生成された信号電荷は、基板12の表面側に形成された画素トランジスタを介して、配線層13の所望の配線15で形成された垂直信号線9aにより画素信号として出力される。
[0061]
 次に、本実施形態による固体撮像装置1aの効果について図4を用いて説明する。図4では、理解を容易にするため、第1の遮光領域31は、第1の遮光領域31に第2の遮光領域32を重ねた場合に、第1の遮光領域31と第2の遮光領域32とが重複する領域には網掛けを付し、第1の遮光領域31と第2の遮光領域32とが重複しない領域には網掛けを付さずに図示されている。また、固体撮像装置1aに入射する光は、異なる構成要素が接する界面で屈折するが、図4では、理解を容易にするため、光の屈折の図示は省略されている。
[0062]
 例えば、第1の遮光領域31が第2の遮光領域32と同じ幅を有している場合、図4中に破線矢印で示すように、緑色フィルタ22Gを透過して第1の遮光領域31に向かう光L1の一部は、第1の遮光領域31で反射され、光L1の残余は、当該緑色フィルタ22Gを有する緑色副画素20Gの隣に配置された青色副画素20Bに進入する。当該青色副画素20Bに設けられた光電変換部21Bは、青色の波長に相当する光を光電変換するための素子であるが、緑色フィルタ22Gを透過した緑色の波長に相当する光も入射する。このため、当該青色副画素20Bにおいて混色が生じ、固体撮像装置1aの画質が劣化してしまう。
[0063]
 これに対し、本実施形態による固体撮像装置1aでは、図4に示すように、外部から固体撮像装置1aに照射された光L1は、オンチップレンズ23G及び緑色フィルタ22Gを透過して第1の遮光領域31に入射する。第1の遮光領域31に入射する光L1は、第1の遮光領域31で反射されて緑色フィルタ22Gと隣り合う青色フィルタ22Bで吸収される。このように、第1の遮光領域31は、緑色フィルタ22Gを透過して入射する光L1を反射することにより、緑色の波長に相当する光が当該緑色フィルタ22Gを有する緑色副画素20Gの隣に配置された青色副画素20Bに進入することを防止できる。これにより、固体撮像装置1aは、混色を防止して、画質の劣化を抑制できる。
[0064]
 第2の遮光領域32は、第1の遮光領域31よりも狭い幅を有している。このため、図4に示すように、例えば青色フィルタ22Bを透過して第2の遮光領域32に向かう光L1の一部は、第1の遮光領域31に向かう光L1と比較して、隣の副画素(本例では青色副画素20B)に進入し易い。しかしながら、第2の遮光領域32の光入射面側とは反対側には、同色の副画素(本例では青色副画素20B)が配置されているので、混色は生じない。
[0065]
 固体撮像装置1aは、第2の遮光領域32の幅を第1の遮光領域31の幅よりも狭くすることにより、混色を防止しつつ、感度の向上を図ることができる。また、第2の遮光領域32は、FD部30R,30G,30Bと重なって配置されている。
[0066]
 ところで、リセットトランジスタがオン状態からオフ状態に切り替わり、その後転送トランジスタがオン状態になるまでの期間に、FD部30R,30G,30Bの近傍で光電変換されてFD部30R,30G,30Bに進入する電子は偽信号となって検出される。特に、赤外光などの長波長の光を検出することを目的とする裏面照射型の装置は、当該偽信号を抑制するために、同色の副画素間での遮光領域を有しているとよい。本実施形態による固体撮像装置1aは、第2の遮光領域32の幅を第1の遮光領域31の幅よりも狭くすることにより、当該期間にFD部30R,30G,30Bの近傍で発生する光電変換の抑制とともに感度の向上を図ることができる。
[0067]
 以上説明したように、本実施形態による固体撮像装置1aは、緑色フィルタ22Gを共有する複数の光電変換部21Ga,21Gb,21Gc,21Gdと、複数のオンチップレンズ23Gとを有する緑色画素2Gを有している。また、固体撮像装置1aは、緑色画素2Gと隣り合って配置され、青色フィルタ22Bを共有する複数の光電変換部21Ba,21Bb,21Bc,21Bdと、複数のオンチップレンズ23Bとを有する青色画素2Bを有している。また、固体撮像装置1aは、緑色画素2Gと隣り合って配置され、赤色フィルタ22Rを共有する複数の光電変換部21Ra,21Rb,21Rc,21Rdと、複数のオンチップレンズ23Rとを有する赤色画素2Rを有している。さらに、固体撮像装置1aは、緑色画素2Gと青色画素2B及び赤色画素2Rとのそれぞれの間に設けられた第1の遮光領域31とを有している。
[0068]
 当該構成を備えた固体撮像装置1aは、第1の遮光領域31によって異なる色の画素2間での混色を防止できるので、画質劣化を抑制できる。
[0069]
 また、緑色画素2Gは、緑色副画素20Gaと光電変換部21Gbとの間、緑色副画素20Gaと光電変換部21Gcとの間、緑色副画素20Gdと光電変換部21Gbとの間及び緑色副画素20Gdと光電変換部21Gcとの間のそれぞれに設けられる第2の遮光領域32を有している。青色画素2Bは、青色副画素20Baと光電変換部21Bbとの間、青色副画素20Baと光電変換部21Bcとの間、青色副画素20Bdと光電変換部21Bbとの間及び青色副画素20Bdと光電変換部21Bcとの間のそれぞれに設けられる第2の遮光領域32を有している。赤色画素2Rは、赤色副画素20Raと光電変換部21Rbとの間、赤色副画素20Raと光電変換部21Rcとの間、赤色副画素20Rdと光電変換部21Rbとの間及び赤色副画素20Rdと光電変換部21Rcとの間のそれぞれに設けられる第2の遮光領域32を有している。第2の遮光領域32の幅は第1の遮光領域31の幅よりも狭くなっている。
[0070]
 当該構成を備えた固体撮像装置1aは、リセットトランジスタがオン状態からオフ状態に切り替わり、その後に転送トランジスタがオン状態になるまでの期間に、FD部30R,30G,30Bの近傍で光電変換されて発生した電子がFD部30R,30G,30Bで偽信号として検出されることを防止するとともに、感度の向上を図ることができる。
[0071]
〔第2実施形態〕
 本開示の第2実施形態による固体撮像装置について、図5を用いて説明する。本実施形態による固体撮像装置1bは、緑色画素2Gに第2の遮光領域を備えていない点に特徴を有している。本実施形態の説明に当たり、上記第1実施形態による固体撮像装置1aと同様の作用・機能を奏する構成要素には、同一の符号を付してその説明は省略する。
[0072]
 本実施形態による固体撮像装置は、上記第1実施形態による固体撮像装置1aと同様の全体構成を有しているため、説明は省略する。
[0073]
 図5に示すように、固体撮像装置1bに設けられた青色画素(第1の画素の一例)2Bは、複数の光電変換部21Ba,21Bb,21Bc,21Bdのうちの光電変換部21Ba(第1の光電変換部の一例)を有する青色副画素20Ba(第1の副画素の一例)及び光電変換部21Bd(第1の光電変換部の一例)を有する青色副画素20Bd(第1の副画素の一例)と、複数の光電変換部21Ba,21Bb,21Bc,21Bdのうちの光電変換部21Bb(第2の光電変換部の一例)を有する青色副画素20Bb(第2の副画素の一例)及び光電変換部21Bc(第2の光電変換部の一例)を有する青色副画素20Bc(第2の副画素の一例)とを有している。青色画素2Bは、青色副画素20Ba及び青色副画素20Bdと、青色副画素20Bb及び青色副画素20Bcとの間に第2の遮光領域32を有している。
[0074]
 同様に、固体撮像装置1bに設けられた赤色画素(第1の画素の一例)2Rは、複数の光電変換部21Ra,21Rb,21Rc,21Rdのうちの光電変換部21Ra(第1の光電変換部の一例)を有する赤色副画素20Ra(第1の副画素の一例)及び光電変換部21Rd(第1の光電変換部の一例)を有する赤色副画素20Rd(第1の副画素の一例)と、複数の光電変換部21Ra,21Rb,21Rc,21Rdのうちの光電変換部21Rb(第2の光電変換部の一例)を有する赤色副画素20Rb(第2の副画素の一例)及び光電変換部21Rc(第2の光電変換部の一例)を有する赤色副画素20Rc(第2の副画素の一例)とを有している。赤色画素2Rは、赤色副画素20Ra及び赤色副画素20Rdと、赤色副画素20Rb及び赤色副画素20Rcとの間に第2の遮光領域32を有している。
[0075]
 一方、固体撮像装置1bに設けられた緑色画素(第2の画素の一例)2Gは、複数の光電変換部21Ga,21Gb,21Gc,21Gdのうちの光電変換部21Ga(第1の光電変換部の一例)を有する緑色副画素20Ga(第1の副画素の一例)及び光電変換部21Gd(第1の光電変換部の一例)を有する緑色副画素20Gd(第1の副画素の一例)と、複数の光電変換部21Ga,21Gb,21Gc,21Gdのうちの光電変換部21Gb(第2の光電変換部の一例)を有する緑色副画素20Gb(第2の副画素の一例)及び光電変換部21Gc(第2の光電変換部の一例)を有する緑色副画素20Gc(第2の副画素の一例)とを有している。緑色画素2Gは、緑色副画素20Ga及び緑色副画素20Gdと、緑色副画素20Gb及び緑色副画素20Gcとの間に遮光領域を有していない。
[0076]
 赤色画素2Rの赤色フィルタ(第1のカラーフィルタの一例)22R及び青色画素2Bの青色フィルタ(第1のカラーフィルタの一例)22Bは、緑色画素2Gの緑色フィルタ(第2のカラーフィルタの一例)22Gよりも視感度が低い。このため、第2の遮光領域32は、第1のカラーフィルタ(本実施形態では赤色フィルタ22R及び青色フィルタ22Bに相当)が第2のカラーフィルタ(本実施形態では緑色フィルタ22Gに相当)よりも視感度が低い色の場合に第1の画素(本実施形態では赤色画素2R及び青色画素2Bに相当)に備えられている。
[0077]
 このように、赤色フィルタ22R、緑色フィルタ22G及び青色フィルタ22Bのうち、視感度が最も高い緑色フィルタ22Gを有する緑色画素2Gに遮光領域を備えないことにより、緑色画素2Gで反射される光の光量が減少する。これにより、固体撮像装置1bは、感度の向上を図ることができる。一方、固体撮像装置1bは、緑色画素2Gに第2の遮光領域32を備えないことにより、上記第1実施形態による固体撮像装置1aと比較して、緑色画素2GにおいてFD部30Gの近傍での光電変換に基づく偽信号が検出される可能性が高くなる。しかしながら、固体撮像装置1bに入射される光は、波長が短くなるほど、FD部の近傍に到達し難くなるので、緑色画素2Gにおいて当該偽信号は検出され難く、ほとんど問題にならない。
[0078]
 以上説明したように、本実施形態による固体撮像装置1bは、赤色フィルタ22R及び光電変換部21Rを有する赤色画素2Rと、緑色フィルタ22G及び光電変換部21Gを有する緑色画素2Gと、青色フィルタ22B及び光電変換部21Bを有する青色画素2Bと、緑色画素2Gと青色画素2B及び緑色画素2Gとの間に設けられた第1の遮光領域31とを有している。
[0079]
 当該構成を備えた固体撮像装置1bは、第1の遮光領域31によって異なる色の画素2間での混色を防止できるので、画質劣化を抑制できる。
[0080]
 また、固体撮像装置1bでは、第2の遮光領域32は、赤色画素2R、緑色画素2G及び青色画素2Bのうち、視感度が低い色の色フィルタを有する赤色画素2R及び青色画素2Bに設けられている。換言すると、視感度の高い緑色フィルタ22Gを有する緑色画素2Gには、第2の遮光領域が設けられていない。これにより、固体撮像装置1bは、赤色フィルタ22R、緑色フィルタ22G及び青色フィルタ22Bのうち、視感度が最も高い緑色フィルタ22Gを有する緑色画素2Gで反射される光の光量を減少させることができるので、感度の向上を図ることができる。
[0081]
〔第3実施形態〕
 本開示の第3実施形態による固体撮像装置について、図6を用いて説明する。本実施形態による固体撮像装置1cは、緑色画素2G及び青色画素2Bに第2の遮光領域を備えていない点に特徴を有している。本実施形態の説明に当たり、上記第1実施形態による固体撮像装置1aと同様の作用・機能を奏する構成要素には、同一の符号を付してその説明は省略する。
[0082]
 本実施形態による固体撮像装置は、上記第1実施形態による固体撮像装置1aと同様の全体構成を有しているため、説明は省略する。
[0083]
 図6に示すように、固体撮像装置1cは、固体撮像装置1bに設けられた赤色画素(第1の画素の一例)2Rは、複数の光電変換部21Ra,21Rb,21Rc,21Rdのうちの光電変換部21Ra(第1の光電変換部の一例)を有する赤色副画素20Ra(第1の副画素の一例)及び光電変換部21Rd(第1の光電変換部の一例)を有する赤色副画素20Rd(第1の副画素の一例)と、複数の光電変換部21Ra,21Rb,21Rc,21Rdのうちの光電変換部21Rb(第2の光電変換部の一例)を有する赤色副画素20Rb(第2の副画素の一例)及び光電変換部21Rc(第2の光電変換部の一例)を有する赤色副画素20Rc(第2の副画素の一例)とを有している。赤色画素2Rは、赤色副画素20Ra及び赤色副画素20Rdと、赤色副画素20Rb及び赤色副画素20Rcとの間に第2の遮光領域32を有している。
[0084]
 一方、固体撮像装置1bに設けられた緑色画素(第2の画素の一例)2Gは、複数の光電変換部21Ga,21Gb,21Gc,21Gdのうちの光電変換部21Ga(第1の光電変換部の一例)を有する緑色副画素20Ga(第1の副画素の一例)及び光電変換部21Gd(第1の光電変換部の一例)を有する緑色副画素20Gd(第1の副画素の一例)と、複数の光電変換部21Ga,21Gb,21Gc,21Gdのうちの光電変換部21Gb(第2の光電変換部の一例)を有する緑色副画素20Gb(第2の副画素の一例)及び光電変換部21Gc(第2の光電変換部の一例)を有する緑色副画素20Gc(第2の副画素の一例)とを有している。緑色画素2Gは、緑色副画素20Ga及び緑色副画素20Gdと、緑色副画素20Gb及び緑色副画素20Gcとの間に遮光領域を有していない。
[0085]
 同様に、固体撮像装置1bに設けられた青色画素(第2の画素の一例)2Bは、複数の光電変換部21Ba,21Bb,21Bc,21Bdのうちの光電変換部21Ba(第1の光電変換部の一例)を有する青色副画素20Ba(第1の副画素の一例)及び光電変換部21Bd(第1の光電変換部の一例)を有する青色副画素20Bd(第1の副画素の一例)と、複数の光電変換部21Ba,21Bb,21Bc,21Bdのうちの光電変換部21Bb(第2の光電変換部の一例)を有する青色副画素20Bb(第2の副画素の一例)及び光電変換部21Bc(第2の光電変換部の一例)を有する青色副画素20Bc(第2の副画素の一例)とを有している。青色画素2Bは、青色副画素20Ba及び青色副画素20Bdと、青色副画素20Bb及び青色副画素20Bcとの間に遮光領域を有していない。
[0086]
 したがって、赤色画素2Rの赤色フィルタ(第1のカラーフィルタの一例)22Rは、緑色画素2Gの緑色フィルタ(第2のカラーフィルタの一例)22G及び青色画素2Bの青色フィルタ(第1のカラーフィルタの一例)22Bよりも波長が長い色のカラーフィルタである。このため、第2の遮光領域32は、第1のカラーフィルタ(本実施形態では赤色フィルタ22Rに相当)が第2のカラーフィルタ(本実施形態では緑色フィルタ22G及び青色フィルタ22Bに相当)よりも波長が長い色のカラーフィルタである場合に第1の画素(本実施形態では赤色画素2Rに相当)に備えられている。
[0087]
 このように、赤色フィルタ22R、緑色フィルタ22G及び青色フィルタ22Bのうち、波長が長い色の赤色フィルタ22Rを有する赤色画素2R以外の緑色画素2G及び青色画素2Bに遮光領域を備えないことにより、緑色画素2G及び青色画素2Bで反射される光の光量が減少する。これにより、固体撮像装置1cは、感度の向上を図ることができる。さらに、固体撮像装置1cは、上記第1実施形態による固体撮像装置1a及び上記第2実施形態による固体撮像装置1bよりも感度の向上を図ることができる。
[0088]
 一方、固体撮像装置1cは、緑色画素2G及び青色画素2Bに遮光領域を備えないことにより、上記第1実施形態による固体撮像装置1a及び上記第2実施形態による固体撮像装置1bと比較して、緑色画素2G及び青色画素2BにおいてFD部30G,30Bの近傍での光電変換に基づく偽信号が検出される可能性が高くなる。しかしながら、固体撮像装置1cに入射される光は、波長が短くなるほど、FD部の近傍に到達し難くなる。固体撮像装置1cは、波長が最も長い色の赤色フィルタ22Rを有する赤色画素2R内に第2の遮光領域32を有しているので、赤色画素2Rにおいて当該偽信号が検出されることを防止できる。また、緑色画素2G及び青色画素2Bには、遮光領域が設けられていないが、赤色画素2Rと比較すると固体撮像装置1cに入射される光がFD部30G,30Bの近傍まで到達せずに当該偽信号は検出され難いため、ほとんど問題にならない。
[0089]
 以上説明したように、本実施形態による固体撮像装置1cは、赤色フィルタ22R及び光電変換部21Rを有する赤色画素2Rと、緑色フィルタ22G及び光電変換部21Gを有する緑色画素2Gと、青色フィルタ22B及び光電変換部21Bを有する青色画素2Bと、緑色画素2Gと青色画素2B及び緑色画素2Gとの間に設けられた第1の遮光領域31とを有している。
[0090]
 当該構成を備えた固体撮像装置1cは、第1の遮光領域31によって異なる色の画素2間での混色を防止できるので、画質劣化を抑制できる。
[0091]
 また、固体撮像装置1cでは、第2の遮光領域32は、第1の画素(本実施形態では赤色副画素20R)及び第2の画素(本実施形態では緑色副画素20G及び青色副画素20B)のうち、波長が最も長い色のカラーフィルタである赤色フィルタ22Rを有する赤色画素2Rに備えられ、残余の緑色画素2G及び青色画素2Bには備えられていない。これにより、固体撮像装置1cは、赤色画素2RにおいてFD部30Rの近傍での光電変換に基づく偽信号が検出されることを抑制するとともに、緑色画素2G及び青色画素2Bで反射される光の光量を減少させることができるので、感度の向上を図ることができる。
[0092]
〔第4実施形態〕
 本開示の第4実施形態による固体撮像装置について、図7から図15を用いて説明する。本実施形態による固体撮像装置1dは、赤色画素2R、緑色画素2G及び青色画素2Bのいずれにも遮光領域を備えていない点に特徴を有している。本実施形態の説明に当たり、上記第1実施形態による固体撮像装置1aと同様の作用・機能を奏する構成要素には、同一の符号を付してその説明は省略する。
[0093]
 本実施形態による固体撮像装置1dは、上記第1実施形態による固体撮像装置1aと同様の全体構成を有しているため、説明は省略する。
[0094]
 図7に示すように、本実施形態による固体撮像装置1dでは、赤色画素2R、緑色画素2G及び青色画素2Bのいずれにも遮光領域を有していない。
[0095]
 これにより、固体撮像装置1dは、赤色画素2R、緑色画素2G及び青色画素2Bのそれぞれの内側領域(すなわち第1の遮光領域31で囲まれた領域)で光が反射されないので、上記第1実施形態から上記第3実施形態による固体撮像装置1a,1b,1cと比較して、光電変換部21R,21G,21Bに入射する光の光量が増加する。その結果、固体撮像装置1dは、上記第1実施形態から上記第3実施形態による固体撮像装置1a,1b,1cよりも感度の向上を図ることができる。
[0096]
 一方、固体撮像装置1dは、遮光領域でFD部30R,30G,30Bが遮光されないため、上記第1実施形態から上記第3実施形態による固体撮像装置1a,1b,1cと比較して、FD部30R,30G,30Bの近傍での光電変換に基づく偽信号が検出され易くなる。しかしながら、固体撮像装置1dが、赤外線を検出するセンサであったり、高速アナログデジタル変換の仕様であったりする場合には、当該偽信号の検出は、ほとんど問題にならない。
[0097]
 次に、本実施形態による固体撮像装置1dに備えられた第1の遮光領域の幅について図8を用いて説明する。なお、本実施形態における第1の遮光領域の幅は、上記第1実施形態から上記第3実施形態及び後述する第5実施形態から第8実施形態による固体撮像装置に備えられる第1の遮光領域についても適用することができる。
[0098]
 図8は、緑色画素2G及び青色画素2Bの断面を模式的に示している。
 図8に示すように、第1の遮光領域31の幅をwとする。また、緑色画素(第1の画素の一例)2Gにおける複数のオンチップレンズ23Gのピッチをp1とする。また、第1の遮光領域31の底面311を含む仮想平面VPから当該第1の遮光領域31に最も近いオンチップレンズ23Gの頂部までの高さをh1とする。また、光電変換部21Gへの光の進入長をd1とすると、第1の遮光領域31は、以下の式(1)を満たす。ここで、光の進入長d1は、第1の遮光領域31に最も近いオンチップレンズ23Gの頂部を含み当該第1の遮光領域31の延伸方向に直交して切断した断面において、当該頂部と緑色画素2Gの側の底面311の頂点とを通る仮想線VL1が緑色画素2G及び青色画素(第2の画素の一例)2Bの境界DLとの交点と、底面311の中点との距離である。進入長d1は、第1の遮光領域31がない場合には混色が生じるが、第1の遮光領域31がある場合には混色が生じない長さであり、例えば0.6μmである。
 w>2×((p1/2)×d1/(h1+d1)) ・・・(1)
[0099]
 また、赤色画素2R及び青色画素2B(いずれも第2の画素の一例)の形状に基づく第1の遮光領域31の幅も緑色画素2Gの形状に基づく第1の遮光領域31の幅と同様に定義できる。ここで、赤色画素2R及び青色画素2Bの形状に基づく第1の遮光領域31の幅について、青色画素2Bを例にとって説明する。
[0100]
 図8に示すように、第1の遮光領域31の幅をwとする。また、青色画素2Bにおける複数のオンチップレンズ23Bのピッチをp2とする。また、第1の遮光領域31の底面311を含む仮想平面VPから当該第1の遮光領域31に最も近いオンチップレンズ23Bの頂部までの高さをh2とする。光電変換部21Bへの光の進入長をd2とすると、第1の遮光領域31は、以下の式(2)を満たす。光の進入長d2は、第1の遮光領域31に最も近いオンチップレンズ23Bの頂部を含み当該第1の遮光領域31の延伸方向に直交して切断した断面において、当該頂部と青色画素2Bの側の底面311の頂点とを通る仮想線VL2が緑色画素2G及び青色画素(第2の画素の一例)2Bの境界DLとの交点と、底面311の中点との距離である。進入長d2は、第1の遮光領域31がない場合には混色が生じるが、第1の遮光領域31がある場合には混色が生じない長さであり、例えば0.6μmである。
 w>2×((p2/2)×d2/(h2+d2)) ・・・(2)
[0101]
 固体撮像装置1dに設けられた赤色画素2R、緑色画素2G及び青色画素2Bは、互いに同じ形状に形成されている。このため、式(1)を用いて得られる第1の遮光領域31の幅と、式(2)を用いて得られる第1の遮光領域31の幅とは、同一となる。したがって、固体撮像装置1dに備えられた第1の遮光領域31は、画素領域3においてほぼ同じ幅を有している。
[0102]
 図9は、黒レベルを規定するためのオプティカルブラック(Optical Black:OPB)の線幅、すなわち第1の遮光領域の幅と画素の混色耐性との関係を示すグラフである。図9中のグラフの横軸は、オンチップレンズに入射する光の入射角[°]を表している。入射角が正の値は、瞳補正の角度からの入射を示し、入射角が負の値は、瞳補正の逆角度からの入射を示している。図9中のグラフの縦軸の「B/G@G光[%]」は、緑色画素に入射した緑色光が青色画素に漏れる割合を表している。図9中に示す四角印を結ぶ曲線C1は、固体撮像装置の画素の混色耐性であって、オプティカルブラックの線幅が360nmの場合の波動シミュレーション結果を示している。図9中に示す菱形印を結ぶ曲線C2は、固体撮像装置の画素の混色耐性であって、オプティカルブラックの線幅が560nmの場合の波動シミュレーション結果を示している。図9中に示す三角印を結ぶ曲線C3は、固体撮像装置の画素の混色耐性であって、オプティカルブラックの線幅が720nmの場合の波動シミュレーション結果を示している。
[0103]
 図9に示すように、オプティカルブラックの線幅を増加させることによって、画素の混色耐性が改善される。したがって、固体撮像装置1dの画素の混色耐性は、第1の遮光領域31の幅を増加させることによって向上する。しかしながら、第1の遮光領域31の幅を増加させると、固体撮像装置1dに入射する光が第1の遮光領域31で反射される量が増加するので、固体撮像装置1dの感度が低下するという問題が生じる。
[0104]
 表1は、オプティカルブラックの線幅及び構造に対する感度及び混色耐性を示している。表1中の「OPB線幅」は、光入射側のオプティカルブラックの線幅を示している。「OPB構造」は、1つの画素を色フィルタに直交する方向に見た場合のオプティカルブラック(すなわち遮光領域)の形状を示している。表1中の「感度@中央0°」は、固体撮像装置の画素領域の中央の画素に入射角0°で光を入射した場合の感度を示している。表1中の「混色@H端-30°」は、瞳補正の逆角度30°からの入射光に対する、画素領域の長手方向の最端部に配置された画素の混色耐性を示している。「OPB構造」欄の「格子状」は、画素を囲む枠状と、当該遮光領域の対向する辺の間に張り渡された十字状とで構成される形状を示している。つまり、当該「格子状」は、図2に示す第1の遮光領域及び第2の遮光領域(但し、両遮光領域の幅は同一)によって構成される形状を示している。「OPB格子状」欄の「枠状」は、画素を囲む枠状の形状を示している。
[0105]
[表1]


[0106]
 表1に示すように、「OPB線幅」が360nmの場合の「感度@中央0°」における感度を100%として基準値とする。また、この場合、画素の混色耐性は40%である。「OPB線幅」が560nmの場合、「感度@中央0°」における感度は、「OPB構造」が格子状では90%となり、「OPB構造」が枠状では95%となる。また、この場合、画素の混色耐性は、OPB構造によらず33%となる。「OPB線幅」が720nmの場合、「感度@中央0°」における感度は、「OPB構造」が格子状では80%となり、「OPB構造」が枠状では90%となる。また、この場合、画素の混色耐性は、OPB構造によらず29%となる。
[0107]
 このように、OPBの線幅が増加すると、感度が低下するとともに、混色耐性が向上する。また、混色耐性は、OPB構造が格子状及び枠状で同一の値となる。このため、固体撮像装置は、混色抑制という観点では、第2の遮光領域を有していなくても、問題は生じない。例えば、オンチップレンズのピッチp1(ピッチp2)を2.2μmとし、第1の遮光領域31の底面311を含む仮想平面VPからオンチップレンズ23G(オンチップレンズ23B)の頂部までの高さh1(高さh2)を2.2μmとし、進入長d1(進入長d2)を0.6μmとすると、式(1)及び式(2)の右辺は、0.47μmとなる。表1に示す「OPB線幅」が560nmの場合の第1の遮光領域の幅及び「OPB線幅」が720nmの場合の第1の遮光領域の幅はいずれも、0.47μmよりも長くなり、式(1)及び式(2)を満たす。したがって、固体撮像装置1dでは、感度及び混色耐性のいずれを優先するのかによって第1の遮光領域31の幅を変更してもよい。
[0108]
 図10及び図11は、固体撮像装置の画素領域の中央部における斜入射特性を像高で表した実測結果のグラフである。図12及び図13は、固体撮像装置の画素領域の長手方向の端部における斜入射特性を像高で表した実測結果のグラフである。図10から図13中のグラフの横軸は、オンチップレンズに入射する光の入射方向[°]を表している。入射方向が正の値は、画素領域の長手方向において画素領域の中心に対して一方の側(例えば右手側)からの入射を示し、入射方向が負の値は、他方の側(例えば左手側)からの入射を示している。図10及び図11中のグラフの縦軸に示す「G出力[mV]」は、白色光を画素に入射した場合に得られる緑色光の出力電圧を表している。図12及び図13中のグラフの縦軸に示す「G出力(正規化)」は、白色光を画素に入射した場合に得られる、入射方向0°の値で正規化された緑色光の出力を表している。図10から図13中に示す曲線Coc1は、オプティカルブラックの構造が枠状であって線幅が600nmの場合の斜入射特性を示している。図10から図13中に示す曲線Coc2は、オプティカルブラックの構造が格子状であって線幅が400nmの場合の斜入射特性を示している。当該枠状は、表1中の「OPB構造」欄に示す「枠状」と同様の構造であり、当該格子状は、表1中の「OPB構造」欄に示す「格子状」と同様の構造である。
[0109]
 図10及び図11に示すように、固体撮像装置の斜入射特性は、画素領域の中央部及び端部のいずれもオプティカルブラックの構造が格子状よりも枠状の方が緑色光の出力が高くなる。図12に示すように、入射方向0°の値で緑色光の出力を正規化した場合、固体撮像装置の画素領域の中央部での斜入射特性は、入射方向が±30°の範囲でオプティカルブラックの構造が格子状及び枠状でほぼ一致し、入射角が-60°から-30°及び+30°から+60°の範囲でオプティカルブラックの構造が格子状よりも枠状の方が緑色光の出力が高くなる。図13に示すように、入射方向0°の値で緑色光の出力を正規化した場合、固体撮像装置の画素領域の長手方向の端部での斜入射特性は、入射方向が-10°から+60°の範囲でオプティカルブラックの構造が格子状及び枠状でほぼ一致し、入射角が-60°から-10°の範囲でオプティカルブラックの構造が格子状よりも枠状の方が緑色光の出力が高くなる。
[0110]
 図14は、固体撮像装置の画素領域の中央部におけるラインクロールR(LCR)を像高で表した実測結果のグラフである。LCRは、赤色光の照射時の混色に伴う緑色画素及び青色画素の段差を示す。図15は、固体撮像装置の画素領域の長手方向の端部におけるLCRを像高で表した実測結果のグラフである。図14及び図15中のグラフの横軸は、オンチップレンズに入射する光の入射方向[°]を表している。入射方向が正の値は、画素領域の長手方向において画素領域の中心に対して一方の側(例えば右手側)からの入射を示し、入射方向が負の値は、他方の側(例えば左手側)からの入射を示している。図14及び図15中のグラフの縦軸に示す「(Gr-Gb)/Ave(Gr,Gb)[%]」は、赤色光の照射時の混色に伴う緑色画素及び青色画素の段差(すなわち「LCR」)を表している。図14中に示す曲線Coc3は、オプティカルブラックの構造が枠状であって線幅が600nmの場合のLCR特性を示している。図14中に示す曲線Coc4は、オプティカルブラックの構造が格子状であって線幅が400nmの場合のLCR特性を示している。図15中に示す曲線Coe3は、オプティカルブラックの構造が枠状であって線幅が600nmの場合のLCR特性を示している。図15中に示す曲線Coe4は、オプティカルブラックの構造が格子状であって線幅が400nmの場合のLCR特性を示している。当該枠状は、表1中の「OPB構造」欄に示す「枠状」と同様の構造であり、当該格子状は、表1中の「OPB構造」欄に示す「格子状」と同様の構造である。
[0111]
 図14に示すように、固体撮像装置の画素領域の中央部におけるLCR特性は、入射方向が-15°から+35°の範囲でオプティカルブラックの構造が格子状及び枠状でほぼ一致し、入射角が-60°から-15°及び+35°から+60°の範囲でオプティカルブラックの構造が格子状よりも枠状の方が高くなる。図15に示すように、固体撮像装置の画素領域の長手方向の端部におけるLCR特性は、入射方向が0°から+50°の範囲でオプティカルブラックの構造が格子状及び枠状でほぼ一致し、入射角が-60°から0°及び+50°から+60°の範囲でオプティカルブラックの構造が格子状よりも枠状の方が高くなる。
[0112]
 このように、固体撮像装置1dは、第2の遮光領域を有していなくても、式(1)及び式(2)に示す関係式(すなわち画素2の深さ方向におけるアスペクト比)に基づいて、第1の遮光領域31の幅を決定することにより、入射光の入射方向が所定範囲内であれば。混色を防止しつつ感度の向上を図ることができる。
[0113]
 以上説明したように、本実施形態による固体撮像装置1dは、赤色フィルタ22R及び光電変換部21Rを有する赤色画素2Rと、緑色フィルタ22G及び光電変換部21Gを有する緑色画素2Gと、青色フィルタ22B及び光電変換部21Bを有する青色画素2Bと、緑色画素2Gと青色画素2B及び緑色画素2Gとの間に設けられた第1の遮光領域31とを有している。
[0114]
 当該構成を備えた固体撮像装置1dは、第1の遮光領域31によって異なる色の画素2間での混色を防止できるので、画質劣化を抑制できる。
[0115]
 また、固体撮像装置1dは、赤色画素2R、緑色画素2G及び青色画素2Bの内側領域に遮光領域を備えていない一方、第1の遮光領域31の幅が上述の式(1)及び式(2)を満たすように構成されている。これにより、固体撮像装置1dは、混色を防止しつつ感度の向上を図ることができる。
[0116]
〔第5実施形態〕
 本開示の第5実施形態による固体撮像装置について、図16及び図17を用いて説明する。本実施形態による固体撮像装置1eは、赤色画素2R及び緑色画素2Gの間並びに緑色画素2G及び青色画素2Bの間のそれぞれに形成された絶縁膜を備えている点に特徴を有している。本実施形態の説明に当たり、上記第1実施形態による固体撮像装置1aと同様の作用・機能を奏する構成要素には、同一の符号を付してその説明は省略する。
[0117]
 本実施形態による固体撮像装置1eは、上記第1実施形態による固体撮像装置1aと同様の全体構成を有しているため、説明は省略する。また、固体撮像装置1eは、上記第1実施形態から上記第4実施形態による固体撮像装置1a,1b,1c,1dに設けられた第1の遮光領域31及び第2の遮光領域32(固体撮像装置1dを除く)のいずれかを備えることができる。図16及び図17では、固体撮像装置1aと同様の第1の遮光領域31及び第2の遮光領域32を備える固体撮像装置1eが図示されている。
[0118]
 図16に示すように、固体撮像装置1eは、緑色画素(第1の画素の一例)2G及び青色画素(第2の画素の一例)2Bの間で第1の遮光領域31と重なって形成された絶縁膜41を備えている。また、図示は省略するが、絶縁膜41は、緑色画素2G及び赤色画素(第2の画素の一例)2Rの間でも第1の遮光領域31と重なって形成されている。さらに、固体撮像装置1eは、緑色画素2G及び青色画素2Bの間及び緑色画素2G及び赤色画素2Rの間のそれぞれに形成された絶縁膜41を含む素子分離部40を有している。以下、複数の画素2の間に形成されて絶縁膜41を含む素子分離部40の構成について、緑色画素2G及び青色画素2Bの間に形成された素子分離部40を例にとって説明する。
[0119]
 図16に示すように、素子分離部40は、基板12の裏面側から深さ方向に形成された溝部43内に順に埋め込んで形成された固定電荷膜42と、絶縁膜41とを有している。素子分離部40は、基板12に形成された画素分離部26内に彫り込まれて形成されている。素子分離部40は、複数の画素2を取り囲むように格子状に形成されている。素子分離部40は、赤色フィルタ22R、緑色フィルタ22G及び青色フィルタ22Bが形成されている層を直交する方向に見た場合、第1の遮光領域31及び第2の遮光領域32の下方に配置されている。また、素子分離部40は、第2の遮光領域32の下方に配置されている部分では、FD部30R,30G,30Bに重なるように配置されている。
[0120]
 素子分離部40は、画素トランジスタが形成されるpウェル層29には達するものの、FD部30R,30G,30Bには達しない深さに形成されている。FD部30R,30G,30Bの深さが1μm未満とすると、素子分離部40は、基板12表面から0.25μmから5.0μm程度の深さまで形成することができる。本実施形態では、素子分離部40は、画素トランジスタのpウェル層29に達する深さに形成されているが、素子分離部40の基板12裏面側の端部がp型の半導体層に接するように形成されていればよく、必ずしもpウェル層29に達する深さでなくともよい。本実施形態のように、素子分離部40は、p型半導体層で構成された画素分離部26内に形成されている場合には、pウェル層29に達しない構成でも絶縁分離の効果を得ることができる。
[0121]
 また、溝部43に形成される固定電荷膜42は、溝部43の内周面及び底面に成膜されるとともに、基板12の裏面全面に形成されている。以下、溝部43の内周面及び底面を合わせて「内壁面」として説明する。固定電荷膜42は、シリコン等の基板上に堆積することにより固定電荷を発生させてピニングを強化させることが可能な材料で形成されていてもよく、負の電荷を有する高屈折率材料膜又は高誘電体膜を用いてもよい。固定電荷膜42を形成するための具体的な材料としては、例えば、ハフニウム(Hf)、アルミニウム(Al)、ジルコニウム(Zr)、タンタル(Ta)及びチタン(Ti)のうちの少なくとも1つの元素を含む酸化物または窒化物を適用することができる。固定電荷膜42を成膜方法としては、例えば、化学気相成長法(以下、CVD(ChemicalVaporDeposition)法)、スパッタリング法、原子層蒸着法(以下、ALD(AtomicLayerDeposition)法と略記する)等が挙げられる。固定電荷膜42を成膜するためにALD法を用いると、成膜中に界面準位を低減するSiO2膜を同時に1nm程度の膜厚に形成することができる。また、固定電荷膜42を形成するための形成材料以外の材料としては、ランタン(La)、プラセオジム(Pr)、セリウム(Ce)、ネオジム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ルテチウム(Lu)及びイットリウム(Y)のうち少なくとも1つの元素を含む酸化物または窒化物等が挙げられる。さらに、固定電荷膜42は、酸窒化ハフニウム膜又は酸窒化アルミニウム膜で形成することも可能である。
[0122]
 固定電荷膜42の形成材料には、絶縁性を損なわない範囲で、膜中にシリコン(Si)や窒素(N)が添加されていてもよい。固定電荷膜42に添加される添加物の濃度は、膜の絶縁性が損なわれない範囲で適宜決定される。固定電荷膜42にシリコン(Si)や窒素(N)が添加されることによって、固定電荷膜42の耐熱性やプロセスの中でイオン注入の阻止能力を上げることが可能になる。
[0123]
 本実施形態では、溝部43の内壁面及び基板12の裏面に負の電荷を有する固定電荷膜42が形成されているため、固定電荷膜42に接する面に反転層が形成される。これにより、シリコン界面が反転層によりピンニングされるため、暗電流の発生が抑制される。また、基板12に溝部43が形成される場合、溝部43の側壁及び底面に物理的ダメージが発生し、溝部43の周辺部でピニング外れが発生する可能性があるという問題がある。この問題に対し、固体撮像装置1eは、溝部43の側壁及び底面に形成されて固定電荷を多く持つ固定電荷膜42を有することによってピニング外れを防止することができる。
[0124]
 絶縁膜41は、固定電荷膜42が形成された溝部43内に埋め込まれるとともに、基板12の裏面側全面に形成されている。絶縁膜41は、固定電荷膜42とは異なる屈折率を有する材料で形成されているとよい。絶縁膜41を形成するための材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、樹脂などを挙げることができる。また、絶縁膜41は、正の固定電荷を持たない、又は正の固定電荷が少ないという特徴を有する材料で形成されていてもよい。
[0125]
 溝部43が絶縁膜41に埋め込まれることにより、赤色副画素20Rに設けられた光電変換部21R、緑色副画素20Gに設けられた光電変換部21G及び青色副画素20Bに設けられた光電変換部21Bが絶縁膜41を介して分離される。これにより、隣り合う副画素に信号電荷が漏れ込み難くなる。このため、絶縁膜41は、飽和電荷量(Qs)を超えた信号電荷が発生した場合に、溢れた信号電荷が隣接する光電変換部21R,21G,21Bに漏れ込むことを低減することができる。このように、絶縁膜41は、電子混色を抑制することができる。
[0126]
 また、基板12の入射面側となる裏面側に形成された固定電荷膜42と絶縁膜41の2層構造は、固定電荷膜42及び絶縁膜41のそれぞれの屈折率の違いにより、反射防止膜の役割を有する。これにより、基板12の裏面側から入射した光の基板12の裏面側における反射が防止される。
[0127]
 このように、固体撮像装置1eは、基板12の裏面側から画素2の間にトレンチ(すなわち溝部43)を掘る構造(Reverse Deep Trench Isolation:RDTI)を有している。ここで、固体撮像装置1eの効果について図17を用いて説明する。固体撮像装置1eに入射する光は、オンチップレンズの表面や異なる構成要素が接する界面で屈折するが、図17では、理解を容易にするため、光の屈折の図示は省略されている。さらに、図17では、理解を容易にするため、固体撮像装置1eには本来設けられていない、従来の固体撮像装置に設けられた遮光領域33が第1の遮光領域31の一部に代えて図示されている。
[0128]
 図17に示すように、低い入射角の光L1が、例えばオンチップレンズ23B及び青色フィルタ22Bを介して光電変換部21Bに入射した場合、光L1は、絶縁膜41で反射される。このため、光電変換部21Bに入射された光L1は、当該光電変換部21Bを有する青色副画素20Bの隣に配置された緑色副画素20Gの光電変換部21G(不図示)に入射しない。これにより、固体撮像装置1eは、混色を防止できる。
[0129]
 ところで、従来の遮光領域33は、第1の遮光領域31及び第2の遮光領域32よりも狭い幅を有している。このため、例えばオンチップレンズ23G及び緑色フィルタ22Gを介して、高い入射角で遮光領域33に入射した光L2、遮光領域33を突き抜けて、当該緑色フィルタ22Gを有する緑色副画素20Gの隣に配置された青色副画素20Bの光電変換部21Bに入射する。これにより、従来の固体撮像装置では混色が生じる。
[0130]
 これに対し、第1の遮光領域31は、従来の遮光領域33よりも広い幅を有している。このため、例えばオンチップレンズ23B及び青色フィルタ22Bを介して、高い入射角で第1の遮光領域31に入射した光L2、第1の遮光領域31を突き抜けずに反射される。これにより、光L2は、当該青色フィルタ22Bを有する青色副画素20Bの隣に配置された緑色副画素20G(不図示)ではなく、当該青色フィルタ22Bを有する青色副画素20Bの光電変換部21Bに入射する。これにより、固体撮像装置1eは、混色を防止できる。さらに、第1の遮光領域31は、従来の遮光領域33よりも広い幅を有することにより、絶縁膜41を含む素子分離部40との位置合わせマージンが大きくなる。その結果、固体撮像装置1eの製造歩留まりが向上し、固体撮像装置1eの低コスト化を図ることができる。
[0131]
 以上説明したように、本実施形態による固体撮像装置1eは、緑色画素2G及び青色画素2Bの間で第1の遮光領域31と重なって形成された絶縁膜41を備えている。絶縁膜41は、緑色画素2G及び赤色画素2Rの間でも第1の遮光領域31と重なって形成されている。
[0132]
 当該構成を備えた固体撮像装置1eは、絶縁膜41によって異なる色の副画素に跨って光が入射することを防止して画素2間での混色を防止できるので、画質劣化を抑制できる。
[0133]
〔第6実施形態〕
 本開示の第6実施形態による固体撮像装置について、図18を用いて説明する。本実施形態による固体撮像装置1fは、大判壁構造を備えている点に特徴を有している。本実施形態の説明に当たり、上記第1実施形態による固体撮像装置1aと同様の作用・機能を奏する構成要素には、同一の符号を付してその説明は省略する。
[0134]
 本実施形態による固体撮像装置1eは、上記第1実施形態による固体撮像装置1aと同様の全体構成を有しているため、説明は省略する。また、固体撮像装置1fは、上記第4実施形態による固体撮像装置1dと同様に、第1の遮光領域31を備えているが、第2の遮光領域32を備えていない。
[0135]
 図18は、緑色画素2Gの断面を模式的に示す図である。図18中に示す太矢印の始点側(上側)には、比較例としての従来の大判壁構造を有する固体撮像装置に設けられた緑色画素200G及び青色画素200Bが図示され、当該太矢印の終点側(下側)には、本実施形態による固体撮像装置1fに設けられた緑色画素2G及び青色画素2Bが図示されている。固体撮像装置1fに入射する光は、オンチップレンズの表面や異なる構成要素が接する界面で屈折するが、図18では、理解を容易にするため、光の屈折の図示は省略されている。
[0136]
 図18中の下側に示すように、固体撮像装置1fは、緑色フィルタ(第1のカラーフィルタの一例)22G及び青色フィルタ(第2のカラーフィルタの一例)22Bと第1の遮光領域31との間で第1の遮光領域31と重なって形成された金属膜34を備えている。緑色画素(第1の画素の一例)2Gは、緑色フィルタ22Gと複数の光電変換部21Ga,12Gb,21Gc,21Gdとの間で複数のオンチップレンズ23Gのそれぞれと重なって配置された内部レンズ50G(内部レンズの一例)を有している。また、青色画素(第2の画素の一例)2Bは、青色フィルタ22Bと複数の光電変換部21Ba,12Bb,21Bc,21Bdとの間で複数のオンチップレンズ23Bのそれぞれと重なって配置された内部レンズ50B(内部レンズの一例)を有している。
[0137]
 図示は省略するが、固体撮像装置1fは、緑色フィルタ22G及び赤色フィルタ(第2のカラーフィルタの一例)22Rと第1の遮光領域31との間で第1の遮光領域31と重なって形成された金属膜を備えている。赤色画素(第2の画素の一例)2Rは、赤色フィルタ22Rと複数の光電変換部21Ra,12Rb,21Rc,21Rdとの間で複数のオンチップレンズ23Rのそれぞれと重なって配置された内部レンズ(内部レンズの一例)を有している。
[0138]
 第1の遮光領域31及び金属膜34は、緑色フィルタ22Gに直交する方向に見た場合に重なって配置されている。金属膜34は、第1の遮光領域31と接触して形成されている。金属膜34を形成する材料として例えば、第1の遮光領域31と同様にタングステン(W)、アルミニウム(Al)又は銅(Cu)を用いることができる。
[0139]
 図18中の上側に示すように、従来の固体撮像装置は、固体撮像装置1fと比較して、緑色副画素201Gの間にも金属膜35を有している。また、従来の固体撮像装置は、第1の遮光領域31よりも幅の狭い遮光領域33を有している。遮光領域33は、金属膜35の下方にも形成されている。
[0140]
 従来の固体撮像装置に設けられた遮光領域33は、第1の遮光領域31と比較して幅が狭い。このため、図18中の上側に示すように、緑色画素200Gに入射する光L1の一部が当該緑色画素200Gの隣に配置された青色画素200Bの光電変換部21Bに入射してしまう。これにより、従来の固体撮像装置では混色が生じる。
[0141]
 これに対し、固体撮像装置1fは、遮光領域33より幅が広い第1の遮光領域31を有している。このため、図18中の下側に示すように、緑色画素2Gに入射する光L1の一部は、第1の遮光領域31で反射されるので、当該緑色画素2Gの隣に配置された青色画素2Bの光電変換部21Bに入射しない。これにより、固体撮像装置1fは、混色を防止できる。
[0142]
 以上説明したように、本実施形態による固体撮像装置1fは、大判壁構造を有していても、第1の遮光領域31によって異なる色の画素2間での混色を防止できるので、画質劣化を抑制できる。
[0143]
〔第7実施形態〕
 本開示の第7実施形態による固体撮像装置について、図19を用いて説明する。本実施形態による固体撮像装置1gは、画素領域の位置に応じて第1の遮光領域の幅が異なる点に特徴を有している。本実施形態の説明に当たり、上記第1実施形態による固体撮像装置1aと同様の作用・機能を奏する構成要素には、同一の符号を付してその説明は省略する。
[0144]
 本実施形態による固体撮像装置1gは、上記第1実施形態による固体撮像装置1aと同様の全体構成を有しているため、説明は省略する。また、固体撮像装置1gは、第1の遮光領域の幅を除いて、上記第1実施形態による固体撮像装置1aに設けられた画素2と同様の構成を有する画素2を備えている。
[0145]
 図19に示すように、本実施形態による固体撮像装置1gは、縦よりも横の方が長い長方形状を有し、縦方向及び横方向に所定パターン(例えばベイヤー配列)に配置された緑色画素(第1の画素の一例)2G、赤色画素2R及び青色画素2B(いずれも第2の画素の一例)を有する画素領域3を備えている。画素領域3の縦方向は、例えば垂直信号線9a(図1参照)とほぼ平行な方向である。画素領域3の横方向は、選択信号線9b(図1参照)とほぼ平行な方向である。
[0146]
 画素領域3の短辺側端部に配置された第1の遮光領域31の幅は、画素領域3の縦方向に平行な部分の方が画素領域3の横方向に平行な部分よりも広い。具体的には、図19中の領域3Aで示すように、画素領域3の短辺側端部に配置された第1の遮光領域31の画素領域3の縦方向に平行な部分は、第2の遮光領域32よりも広い幅を有している。一方、画素領域3の短辺側端部に配置された第1の遮光領域31の画素領域3の横方向に平行な部分は、第2の遮光領域32と同じ長さの幅を有している。
[0147]
 画素領域3の中央部に配置された第1の遮光領域31の幅は、画素領域3の短辺側端部に配置された第1の遮光領域31の画素領域3の縦方向に平行な部分の幅よりも狭い。具体的には、図19中の領域3Bで示すように、画素領域3の中央部に配置された第1の遮光領域31の幅は、領域Aで示す第1の遮光領域31の画素領域3の縦方向に平行な部分の幅よりも狭くなっている。画素領域3の中央部に配置された第1の遮光領域31は、例えば第2の遮光領域32と同じ長さの幅を有している。
[0148]
 固体撮像装置1gは、例えば画素領域3の中点を対称軸として点対称に形成された第1の遮光領域31を有していてもよい。画素領域3が横長の形状を有する場合、中央部よりも短辺側端部の方が斜入射に対して混色が生じやすくなる。このため、固体撮像装置1gは、中央部よりも短辺側端部における第1の遮光領域31の線幅を広くすることによって、斜入射に対する混色耐性の向上を図ることができる。また、固体撮像装置1gは、斜入射に対して混色が生じやすい領域のみ第1の遮光領域31の幅が広いため、画素領域3全体における入射光の反射量を減らすことができるので、感度の向上を図ることができる。
[0149]
 また、第1の遮光領域31の幅は、画素領域3の中央部から短辺側端部に向かって徐々に広くなるように形成されていてもよい。この場合、画素領域3に設けられた全ての第1の遮光領域31の幅が第2の遮光領域32の幅より広く形成されている場合と比較して、画素領域3全体における入射光の反射量が減るので、固体撮像装置1gは感度の向上を図ることができる。
[0150]
 以上説明したように、本実施形態による固体撮像装置1gは、斜入射に対する混色耐性の向上を図ることができるので、画質劣化を抑制することができる。また、固体撮像装置1gは、感度の向上を図ることができる。
[0151]
〔第8実施形態〕
 本開示の第8実施形態による固体撮像装置について、図20を用いて説明する。本実施形態による固体撮像装置1hは、画素領域の位置に応じて第1の遮光領域の幅が異なる点に特徴を有している。本実施形態の説明に当たり、上記第1実施形態による固体撮像装置1aと同様の作用・機能を奏する構成要素には、同一の符号を付してその説明は省略する。
[0152]
 本実施形態による固体撮像装置1hは、上記第1実施形態による固体撮像装置1aと同様の全体構成を有しているため、説明は省略する。また、固体撮像装置1hは、第1の遮光領域の幅を除いて、上記第1実施形態による固体撮像装置1aに設けられた画素2と同様の構成を有する画素2を備えている。
[0153]
 図20に示すように、本実施形態による固体撮像装置1hは、縦よりも横の方が長い長方形状を有し、縦方向及び横方向に所定パターン(例えばベイヤー配列)に配置された緑色画素(第1の画素の一例)2G、赤色画素2R及び青色画素2B(いずれも第2の画素の一例)を有する画素領域3を備えている。画素領域3の縦方向は、例えば垂直信号線9a(図1参照)とほぼ平行な方向である。画素領域3の横方向は、選択信号線9b(図1参照)とほぼ平行な方向である。
[0154]
 固体撮像装置1hにおいて、画素領域3の角部に配置された第1の遮光領域31の幅は、画素領域3の中央部に配置された第1の遮光領域31の幅より広い。具体的には、図20中の領域3C及び領域3Dで示すように、画素領域3の角部(領域3C参照)に配置された第1の遮光領域31の幅は、画素領域3の中央部(領域3D参照)に配置された第1の遮光領域31の幅よりも広くなっている。画素領域3の角部に配置された第1の遮光領域31は、例えば第2の遮光領域32よりも広い幅を有している。一方、画素領域3の中央部に配置された第1の遮光領域31は、例えば第2の遮光領域32と同じ広さの幅を有している。
[0155]
 また、固体撮像装置1hにおいて、画素領域3の角部を除く短辺側端部に配置された第1の遮光領域31の幅は、画素領域3の縦方向に平行な部分の方が画素領域3の横方向に平行な部分よりも広い。具体的には、図20中の領域3Aで示すように、画素領域3の角部を除く短辺側端部に配置された第1の遮光領域31の幅は、画素領域3の縦方向に平行な部分の方が画素領域3の横方向に平行な部分よりも広くなっている。画素領域3の角部を除く短辺側端部に配置された第1の遮光領域31の画素領域3の縦方向に平行な部分は、例えば第2の遮光領域32よりも広い幅を有している。一方、画素領域3の角部を除く短辺側端部に配置された第1の遮光領域31の画素領域3の横方向に平行な部分は、例えば第2の遮光領域32と同じ広さの幅を有している。
[0156]
 また、固体撮像装置1hにおいて、画素領域3の角部を除く長辺側端部に配置された第1の遮光領域31は、画素領域3の縦方向に平行な部分の方が画素領域3の横方向に平行な部分よりも狭い。具体的には、図20中の領域3Dで示すように、画素領域3の角部を除く長辺側端部に配置された第1の遮光領域31の幅は、画素領域3の縦方向に平行な部分の方が画素領域3の横方向に平行な部分よりも狭くなっている。画素領域3の角部を除く長辺側端部に配置された第1の遮光領域31の画素領域3の横方向に平行な部分は、例えば第2の遮光領域32よりも広い幅を有している。一方、画素領域3の角部を除く長辺側端部に配置された第1の遮光領域31の画素領域3の縦方向に平行な部分は、例えば第2の遮光領域32と同じ広さの幅を有している。
[0157]
 また、固体撮像装置1hにおいて、画素領域3の中央部に配置された第1の遮光領域31の幅は、画素領域3の角部を除く長辺側端部に配置された第1の遮光領域31の画素領域3の横方向に平行な部分よりも狭い。具体的には、図20中の領域3B、領域3C及び領域3Dで示すように、画素領域3の中央部(領域3B参照)に配置された第1の遮光領域31は、例えば第2の遮光領域32とほぼ同じ広さの幅を有している。画素領域3の角部(領域3C参照)を除く長辺側端部(領域D参照)に配置された第1の遮光領域31の画素領域3の横方向に平行な部分は、例えば第2の遮光領域32よりも広い幅を有している。このため、画素領域3の中央部に配置された第1の遮光領域31は、画素領域3の角部を除く長辺側端部に配置された第1の遮光領域31の画素領域3の横方向に平行な部分よりも狭い幅を有している。したがって、画素領域3の中央部に配置された第1の遮光領域31の幅は、画素領域3の角部を除く長辺側端部に配置された第1の遮光領域31の画素領域3の縦方向に平行な部分よりも狭くなっている。
[0158]
 また、固体撮像装置1hにおいて、画素領域3の中央部に配置された第1の遮光領域31の幅は、画素領域3の角部を除く短辺端部に配置された第1の遮光領域31の画素領域3の縦方向に平行な部分よりも狭い。具体的には、図20中の領域3A、領域B及び領域3Cで示すように、画素領域3の角部(領域3C参照)を除く短辺側端部(領域A参照)に配置された第1の遮光領域31の画素領域3の縦方向に平行な部分は、例えば第2の遮光領域32よりも広い幅を有している。このため、画素領域3の中央部(領域3B参照)に配置された第1の遮光領域31は、画素領域3の角部を除く短辺側端部に配置された第1の遮光領域31の画素領域3の縦方向に平行な部分よりも狭い幅を有している。したがって、画素領域3の中央部に配置された第1の遮光領域31の幅は、画素領域3の角部を除く短辺側端部に配置された第1の遮光領域31の画素領域3の縦方向に平行な部分よりも狭くなっている。
[0159]
 固体撮像装置1hは、例えば画素領域3の中点を対称軸として点対称に形成された第1の遮光領域31を有していてもよい。固体撮像装置では、瞳補正がかかるものの、オンチップレンズ23R,23G,23Bからの主光線が傾いているため、高像高では混色が増える。そこで、本実施形態による固体撮像装置1hでは、高像高に行くほど(すなわち画素領域3の中央部、長辺側端部及び短辺側端部)、第1の遮光領域31の幅が広く形成されている。また、固体撮像装置1hは、斜入射に対して混色が生じやすい領域のみ第1の遮光領域31の幅が広いため、画素領域3全体における入射光の反射量を減らすことができるので、感度の向上を図ることができる。
[0160]
 以上説明したように、本実施形態による固体撮像装置1hは、高像高に対する混色耐性の向上を図ることができるので、画質劣化を抑制することができる。また、固体撮像装置1hは、感度の向上を図ることができる。
[0161]
 以上、実施形態を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本開示が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。
[0162]
 また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
(1)
 第1のカラーフィルタを共有する複数の光電変換部と、複数のオンチップレンズとを有する第1の画素と、
 前記第1の画素と隣り合って配置され、
 第2のカラーフィルタを共有する複数の光電変換部と、複数のオンチップレンズとを有する第2の画素と、
 前記第1の画素と前記第2の画素との間に設けられた第1の遮光領域と
 を有する固体撮像装置。
(2)
 前記第1の画素は、前記複数の光電変換部のうちの第1の光電変換部を有する第1の副画素と、前記複数の光電変換部のうちの第2の光電変換部を有する第2の副画素と、前記第1の副画素と前記第2の副画素との間に設けられる第2の遮光領域を有し、
 前記第2の遮光領域の幅は前記第1の遮光領域の幅よりも狭い
 上記(1)に記載の固体撮像装置。
(3)
 前記第2の遮光領域は、前記第1のカラーフィルタが前記第2のカラーフィルタよりも視感度が低い色の場合に前記第1の画素に備えられている
 上記(2)に記載の固体撮像装置。
(4)
 前記第2の遮光領域は、前記第1のカラーフィルタが前記第2のカラーフィルタよりも波長が長い色のカラーフィルタである場合に前記第1の画素に備えられている
 上記(2)又は(3)に記載の固体撮像装置。
(5)
 前記第2の画素は、前記複数の光電変換部のうちの第1の光電変換部を有する第1の副画素と、前記複数の光電変換部のうちの第2の光電変換部を有する第2の副画素とを有し、前記第1の副画素と前記第2の副画素との間に遮光領域を有していない
 上記(1)に記載の固体撮像装置。
(6)
 前記第1の遮光領域の幅をwとし、
 前記第1の画素における複数の前記オンチップレンズのピッチをp1とし、
 前記第1の遮光領域の底面を含む仮想平面から該第1の遮光領域に最も近い前記オンチップレンズの頂部までの高さをh1とし、
 前記第1の画素に設けられた前記光電変換部への光の進入長をd1とすると、
 w>2×((p1/2)×d1/(h1+d1))
 の関係式を満たす
 上記(1)から(5)までのいずれか一項に記載の固体撮像装置。
(7)
 前記第1の遮光領域の幅をwとし、
 前記第2の画素における複数の前記オンチップレンズのピッチをp2とし、
 前記第1の遮光領域の底面を含む仮想平面から該第1の遮光領域に最も近い前記オンチップレンズの頂部までの高さをh2とし、
 前記第2の画素に設けられた前記光電変換部への光の進入長をd2とすると、
 w>2×((p2/2)×d2/(h2+d2))
 の関係式を満たす
 上記(1)から(6)までのいずれか一項に記載の固体撮像装置。
(8)
 前記第1の画素及び前記第2の画素の間で前記第1の遮光領域と重なって形成された絶縁膜を備える
 上記(1)から(7)までのいずれか一項に記載の固体撮像装置。
(9)
 前記第1のカラーフィルタ及び前記第2のカラーフィルタと前記第1の遮光領域との間で前記第1の遮光領域と重なって形成された金属膜を備え、
 前記第1の副画素は、前記第1のカラーフィルタと前記複数の光電変換部との間で前記複数のオンチップレンズのそれぞれと重なって配置された複数の内部レンズを有し、
 前記第2の副画素は、前記第2のカラーフィルタと前記複数の光電変換部との間で前記複数のオンチップレンズのそれぞれと重なって配置された複数の内部レンズを有する
 上記(1)から(8)までのいずれか一項に記載の固体撮像装置。
(10)
 縦よりも横の方が長い長方形状を有し、縦方向及び横方向に所定パターンに配置された前記第1の画素及び前記第2の画素を有する画素領域を備え、
 前記画素領域の短辺側端部に配置された前記第1の遮光領域の幅は、前記縦方向に平行な部分の方が前記横方向に平行な部分よりも広い
 上記(1)から(9)までのいずれか一項に記載の固体撮像装置。
(11)
 前記画素領域の中央部に配置された前記第1の遮光領域の幅は、前記画素領域の短辺側端部に配置された第1の遮光領域の前記縦方向に平行な部分の幅よりも狭い
 上記(10)に記載の固体撮像装置。
(12)
 縦よりも横の方が長い長方形状を有し、縦方向及び横方向に所定パターンに配置された前記第1の画素及び前記第2の画素を有する画素領域を備え、
 前記画素領域の角部に配置された前記第1の遮光領域の幅は、前記画素領域の中央部に配置された前記第1の遮光領域の幅より広い
 上記(1)から(9)までのいずれか一項に記載の固体撮像装置。
(13)
 前記画素領域の前記角部を除く短辺側端部に配置された前記第1の遮光領域の幅は、前記縦方向に平行な部分の方が前記横方向に平行な部分よりも広い
 上記(12)に記載の固体撮像装置。
(14)
 前記画素領域の前記角部を除く長辺側端部に配置された前記第1の遮光領域は、前記縦方向に平行な部分の方が前記横方向に平行な部分よりも狭い
 上記(12)又は(13)に記載の固体撮像装置。
(15)
 前記画素領域の中央部に配置された前記第1の遮光領域の幅は、前記画素領域の前記角部を除く長辺側端部に配置された前記第1の遮光領域の前記横方向に平行な部分よりも狭い
 上記(13)に記載の固体撮像装置。
(16)
 前記画素領域の中央部に配置された前記第1の遮光領域の幅は、前記画素領域の前記角部を除く短辺端部に配置された前記第1の遮光領域の前記縦方向に平行な部分よりも狭い
 上記(13)に記載の固体撮像装置。
[0163]
 当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、及び変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

符号の説明

[0164]
1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g,1h 固体撮像装置
2 画素
2B,200B 青色画素
2G,200G 緑色画素
2R 赤色画素
3 画素領域
3A,3B,3C,3D 領域
4 垂直駆動回路
5 カラム信号処理回路
6 水平駆動回路
7 出力回路
8 制御回路
9a 垂直信号線
9b 選択信号線
10 水平信号線
11 支持基板
12 基板
13 配線層
14 層間絶縁膜
15 配線
17 ゲート絶縁膜
20B 青色副画素
20G,201G 緑色副画素
20R 赤色副画素
21B,21G,21R 光電変換部
22B 青色フィルタ
22G 緑色フィルタ
22R 赤色フィルタ
23B,23G,23R オンチップレンズ
24 絶縁膜
25 平坦化膜
26 画素分離部
29 pウェル層
30 逆角度
30B,30G,30R フローティングディフュージョン(FD)部
31 第1の遮光領域
32 第2の遮光領域
33 遮光領域
34,35 金属膜
40 素子分離部
41 絶縁膜
42 固定電荷膜
43 溝部
50B,50G 内部レンズ
211 n型半導体領域
212,213 p型半導体領域
311 底面
GE ゲート電極
GTr2,RTr2 リセットトランジスタ
GTr3,RTr3 増幅トランジスタ
GTr4,RTr4 選択トランジスタ
GTr11,GTr12,GTr13,GTr14,RTr11,RTr12,RTr13,RTr14 転送トランジスタ

請求の範囲

[請求項1]
 第1のカラーフィルタを共有する複数の光電変換部と、複数のオンチップレンズとを有する第1の画素と、
 前記第1の画素と隣り合って配置され、第2のカラーフィルタを共有する複数の光電変換部と、複数のオンチップレンズとを有する第2の画素と、
 前記第1の画素と前記第2の画素との間に設けられた第1の遮光領域と
 を有する固体撮像装置。
[請求項2]
 前記第1の画素は、前記複数の光電変換部のうちの第1の光電変換部を有する第1の副画素と、前記複数の光電変換部のうちの第2の光電変換部を有する第2の副画素と、前記第1の副画素と前記第2の副画素との間に設けられる第2の遮光領域とを有し、
 前記第2の遮光領域の幅は前記第1の遮光領域の幅よりも狭い
 請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項3]
 前記第2の遮光領域は、前記第1のカラーフィルタが前記第2のカラーフィルタよりも視感度が低い色の場合に前記第1の画素に備えられている
 請求項2に記載の固体撮像装置。
[請求項4]
 前記第2の遮光領域は、前記第1のカラーフィルタが前記第2のカラーフィルタよりも波長が長い色のカラーフィルタである場合に前記第1の画素に備えられている
 請求項2に記載の固体撮像装置。
[請求項5]
 前記第2の画素は、前記複数の光電変換部のうちの第1の光電変換部を有する第1の副画素と、前記複数の光電変換部のうちの第2の光電変換部を有する第2の副画素とを有し、前記第1の副画素と前記第2の副画素との間に遮光領域を有していない
 請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項6]
 前記第1の遮光領域の幅をwとし、
 前記第1の画素における複数の前記オンチップレンズのピッチをp1とし、
 前記第1の遮光領域の底面を含む仮想平面から該第1の遮光領域に最も近い前記オンチップレンズの頂部までの高さをh1とし、
 前記第1の画素に設けられた前記光電変換部への光の進入長をd1とすると、
 w>2×((p1/2)×d1/(h1+d1))
 の関係式を満たす
 請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項7]
 前記第1の遮光領域の幅をwとし、
 前記第2の画素における複数の前記オンチップレンズのピッチをp2とし、
 前記第1の遮光領域の底面を含む仮想平面から該第1の遮光領域に最も近い前記オンチップレンズの頂部までの高さをh2とし、
 前記第2の画素に設けられた前記光電変換部への光の進入長をd2とすると、
 w>2×((p2/2)×d2/(h2+d2))
 の関係式を満たす
 請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項8]
 前記第1の画素及び前記第2の画素の間で前記第1の遮光領域と重なって形成された絶縁膜を備える
 請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項9]
 前記第1のカラーフィルタ及び前記第2のカラーフィルタと前記第1の遮光領域との間で前記第1の遮光領域と重なって形成された金属膜を備え、
 前記第1の画素は、前記第1のカラーフィルタと前記複数の光電変換部との間で前記複数のオンチップレンズのそれぞれと重なって配置された複数の内部レンズを有し、
 前記第2の画素は、前記第2のカラーフィルタと前記複数の光電変換部との間で前記複数のオンチップレンズのそれぞれと重なって配置された複数の内部レンズを有する
 請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項10]
 縦よりも横の方が長い長方形状を有し、縦方向及び横方向に所定パターンに配置された前記第1の画素及び前記第2の画素を有する画素領域を備え、
 前記画素領域の短辺側端部に配置された前記第1の遮光領域の幅は、前記縦方向に平行な部分の方が前記横方向に平行な部分よりも広い
 請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項11]
 前記画素領域の中央部に配置された前記第1の遮光領域の幅は、前記画素領域の短辺側端部に配置された第1の遮光領域の前記縦方向に平行な部分の幅よりも狭い
 請求項10に記載の固体撮像装置。
[請求項12]
 縦よりも横の方が長い長方形状を有し、縦方向及び横方向に所定パターンに配置された前記第1の画素及び前記第2の画素を有する画素領域を備え、
 前記画素領域の角部に配置された前記第1の遮光領域の幅は、前記画素領域の中央部に配置された前記第1の遮光領域の幅より広い
 請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項13]
 前記画素領域の前記角部を除く短辺側端部に配置された前記第1の遮光領域の幅は、前記縦方向に平行な部分の方が前記横方向に平行な部分よりも広い
 請求項12に記載の固体撮像装置。
[請求項14]
 前記画素領域の前記角部を除く長辺側端部に配置された前記第1の遮光領域は、前記縦方向に平行な部分の方が前記横方向に平行な部分よりも狭い
 請求項12に記載の固体撮像装置。
[請求項15]
 前記画素領域の中央部に配置された前記第1の遮光領域の幅は、前記画素領域の前記角部を除く長辺側端部に配置された前記第1の遮光領域の前記横方向に平行な部分よりも狭い
 請求項13に記載の固体撮像装置。
[請求項16]
 前記画素領域の中央部に配置された前記第1の遮光領域の幅は、前記画素領域の前記角部を除く短辺端部に配置された前記第1の遮光領域の前記縦方向に平行な部分よりも狭い
 請求項13に記載の固体撮像装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]

[ 図 19]

[ 図 20]