固体撮像装置、電子機器、および、その製造方法
【課題】撮像画像の画像品質を向上させる。
【解決手段】撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、第１のピッチＰ１が広がると共に、受光面ＪＳの面積が広がるように、フォトダイオード２１を形成する。撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、第２のピッチＰ２が広がる部分を含むように、電極遮光層４１を形成する。撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、第３のピッチＰ３が広がる部分を含むように、画素分断遮光層４２を形成する。
【解決手段】撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、第１のピッチＰ１が広がると共に、受光面ＪＳの面積が広がるように、フォトダイオード２１を形成する。撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、第２のピッチＰ２が広がる部分を含むように、電極遮光層４１を形成する。撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、第３のピッチＰ３が広がる部分を含むように、画素分断遮光層４２を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置、電子機器、および、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどの電子機器は、固体撮像装置を含む。たとえば、固体撮像装置として、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサを有する。
【０００３】
たとえば、ＣＣＤ型イメージセンサにおいては、複数の画素が水平方向と垂直方向とにおいてマトリクス状に配置されている撮像領域が、基板の面に設けられている。この撮像領域においては、被写体像による光を受光して信号電荷を生成する光電変換素子が、複数の画素に対応するように、複数形成されている。たとえば、フォトダイオードが、この光電変換素子として形成されている。
【０００４】
そして、撮像領域にて垂直方向に並ぶ複数の光電変換素子の列の間には、垂直転送レジスタ部が設けられている。垂直転送レジスタ部は、垂直転送チャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面するように複数の転送電極が設けられており、電荷読出し部によって光電変換素子から読み出された信号電荷を、垂直方向へ転送する。そして、その垂直転送レジスタ部によって１水平ライン（１行の画素）ごとに転送された信号電荷を、水平転送レジスタ部が、水平方向へ順次転送し、出力部が出力するように構成されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
上記の固体撮像装置においては、スミア等の不具合の発生を防止するために、撮像領域においては、垂直転送レジスタ部へ入射する光を遮光するように電極遮光膜が設けられている。
【０００６】
また、撮像画像においてシェーディングや混色等の不具合が生ずることを防止するために、さまざまな技術が、提案されている（たとえば、特許文献１，特許文献２，特許文献３，特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−５０４０１号公報
【特許文献２】特開平１０−１６３４６２号公報
【特許文献３】特開２００６−１９６５５３号公報
【特許文献４】特開２００１−１８９４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
固体撮像装置等の装置は、小型化が要求されている。このため、固体撮像装置において、複数の画素が配置されている撮像領域にて端部の側に位置する画素では、入射光が撮像領域に垂直な方向に対して傾斜して入射し、その傾斜角度が増大している。つまり、画角端の入射角度が、ますます大きくなってきている。
【０００９】
このため、シェーディングや混色などの不具合の発生を十分に抑制することが、困難な場合があり、撮像画像の画像品質が低下する場合がある。
【００１０】
したがって、本発明は、撮像画像の画像品質を向上可能な、固体撮像装置，電子機器、および、その製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の固体撮像装置は、基板の撮像面に配置されており、受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する複数の光電変換素子と、前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように設けられている複数の電極と、前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に設けられている複数の遮光部とを有し、前記遮光部は、前記電極を被覆するように形成された電極遮光部と、前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように形成された画素分断遮光部とを含み、前記複数の光電変換素子は、前記撮像面において第１のピッチを隔てて配列されており、前記複数の遮光部にて前記電極遮光部は、前記撮像面において第２のピッチを隔てて配列されており、前記複数の遮光部にて前記画素分断遮光部は、前記撮像面において第３のピッチを隔てて配列されており、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、少なくとも前記第３のピッチが広がるように形成されている。
【００１２】
本発明の固体撮像装置は、基板の撮像面に配置されており、受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する複数の光電変換素子と、前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように設けられている複数の電極と、前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に設けられている複数の遮光部とを有し、前記遮光部は、前記電極を被覆するように形成された電極遮光部と、前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように形成された画素分断遮光部とを含み、前記光電変換素子と前記電極遮光部と前記画素分断遮光部とのそれぞれは、前記撮像面において同じピッチを隔てて配置されており、前記画素分断遮光部は、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、前記複数の光電変換素子の間における幅が、狭くなるように形成されている。
【００１３】
本発明の固体撮像装置は、基板の撮像面に配置されており、受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する複数の光電変換素子と、前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように設けられている複数の電極と、前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に設けられている複数の遮光部とを有し、前記遮光部は、前記電極を被覆するように形成された電極遮光部と、前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように形成された画素分断遮光部とを含み、前記複数の画素分断遮光部は、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、当該複数の画素分断遮光部の間におけるスペースの幅が、広がるように形成されている。
【００１４】
本発明の電子機器は、基板の撮像面に配置されており、受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する複数の光電変換素子と、前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように設けられている複数の電極と、前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に設けられている複数の遮光部とを有し、前記遮光部は、前記電極を被覆するように形成された電極遮光部と、前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように形成された画素分断遮光部とを含み、前記複数の光電変換素子は、前記撮像面において第１のピッチを隔てて配列されており、前記複数の遮光部にて前記電極遮光部は、前記撮像面において第２のピッチを隔てて配列されており、前記複数の遮光部にて前記画素分断遮光部は、前記撮像面において第３のピッチを隔てて配列されており、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、少なくとも前記第３のピッチが広がるように形成されている。
【００１５】
本発明の固体撮像装置の製造方法においては、受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換素子を、基板の撮像面に複数形成する光電変換素子形成工程と、前記基板の撮像面に並んで配置される前記複数の光電変換素子の間に介在するように複数の電極を形成する電極形成工程と、前記基板の撮像面に並んで配置される前記複数の光電変換素子の間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に複数の遮光部を形成する遮光部形成工程とを有し、前記遮光部形成工程は、前記電極を被覆するように電極遮光部を形成する電極遮光部形成工程と、前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように画素分断遮光部を形成する画素分断遮光部形成工程とを含み、前記光電変換素子形成工程においては、前記複数の光電変換素子が前記撮像面において第１のピッチを隔てて配列されるように、前記光電変換素子を形成し、前記電極遮光部形成工程においては、前記電極遮光部が前記撮像面において第２のピッチを隔てて配列されるように、前記電極遮光部を形成し、画素分断遮光部形成工程においては、前記画素分断遮光部が前記撮像面において第３のピッチを隔てて配列されており、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、当該第３のピッチが広がるように、前記画素分断遮光部を形成する。
【００１６】
本発明では、電極を被覆する電極遮光部と、その電極遮光部の上面において凸状に突出するように形成された画素分断遮光部とを含むように、遮光部を形成する。ここでは、撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、画素分断遮光部の間におけるスペースの幅が、広がるように、画素分断遮光部を形成する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、撮像画像の画像品質を向上可能な、固体撮像装置，電子機器、および、その製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図1は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ２００の構成を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の全体構成の概略を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の要部を示す図である。
【図４】図４は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の要部を示す図である。
【図５】図５は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の要部を示す図である。
【図６】図６は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図７】図７は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図８】図８は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図９】図９は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの要部を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの要部を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの要部を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置１ｃの要部を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置１ｄの要部を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置１ｄの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置１ｄの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置１ｄの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置１ｅの要部を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置１ｅの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図２０】図２０は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置１ｅの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置１ｅの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図２２】図２２は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置１ｅの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図２３】図２３は、本発明にかかる実施形態４において、ポリシリコン膜ＰＬの上面にカラーフィルタ５１ｅが形成された部分を示す図である。
【図２４】図２４は、本発明にかかる実施形態６において、固体撮像装置１ｆの要部を示す図である。
【図２５】図２５は、本発明にかかる実施形態６において、固体撮像装置１ｆの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図２６】図２６は、本発明にかかる実施形態６において、固体撮像装置１ｆの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図２７】図２７は、本発明にかかる実施形態６において、固体撮像装置１ｆの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図２８】図２８は、本発明にかかる実施形態７において、固体撮像装置１ｇの要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
なお、説明は、下記の順序で行う。
１．実施形態１（周辺側にて全ピッチを広げると共に受光面積を広げる場合）
２．実施形態２（周辺側にて画素分断遮光部ピッチを広げる場合）
３．実施形態３（周辺側にて画素分断遮光部の幅を狭める場合）
４．実施形態４（カラーフィルタを下凸レンズ状に形成する場合）
５．実施形態５（カラーフィルタを光導波路として形成する場合（エアギャップ））
６．実施形態６（カラーフィルタを光導波路として形成する場合（酸化膜））
７．実施形態７（周辺側にてオンチップレンズの厚みを厚くする場合）
８．その他
【００２１】
＜１．実施形態１＞
［装置構成］
【００２２】
（１）カメラの全体構成
図1は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ２００の構成を示す構成図である。
【００２３】
図1に示すように、カメラ２００は、固体撮像装置１と、光学系２０２と、駆動回路２０３と、信号処理回路２０４とを有する。
【００２４】
固体撮像装置１は、光学系２０２を介して入射する光（被写体像）を撮像面ＰＳで撮像し生成された信号電荷を、ローデータとして出力するように構成されている。固体撮像装置１の詳細な構成については、後述する。
【００２５】
光学系２０２は、たとえば、光学レンズを含み、被写体像を固体撮像装置１の撮像面ＰＳへ結像させる。
【００２６】
具体的には、図1に示すように、光学系２０２では、固体撮像装置１の撮像面ＰＳの中心部分に対しては、撮像面ＰＳに垂直な角度で主光線Ｈ１が出射される。一方で、撮像面ＰＳの周辺部分に対しては、撮像面ＰＳに垂直な方向に対して傾斜した角度で主光線Ｈ２が出射される。このように、光学系２０２においては、射出瞳距離が有限であるので、中心から周囲へ遠ざかるに従って、主光線Ｈ２が傾斜して、固体撮像装置１の撮像面ＰＳへ出射される。
【００２７】
駆動回路２０３は、各種の駆動信号を固体撮像装置１と信号処理回路２０４とに出力し、固体撮像装置１と信号処理回路２０４とのそれぞれを駆動させる。
【００２８】
信号処理回路２０４は、固体撮像装置１から出力されたローデータについて信号処理を実施することによって、被写体像についてデジタル画像を生成する。
（２）固体撮像装置の全体構成
図２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の全体構成の概略を示す平面図である。
【００２９】
図２に示すように、固体撮像装置１は、たとえば、インターライン方式のＣＣＤ型イメージセンサであって、撮像領域ＰＡにおいて被写体像について撮像が行われる。
【００３０】
この撮像領域ＰＡにおいては、図２に示すように、光電変換部Ｐと、電荷読出し部ＲＯと、垂直転送レジスタ部ＶＴとが形成されている。
【００３１】
光電変換部Ｐは、図２に示すように、撮像領域ＰＡに複数が設けられており、それぞれが、水平方向ｘと垂直方向ｙとにおいて、マトリクス状に並ぶように配置されている。つまり、被写体像を撮像する複数の画素が、マトリクス状に並ぶように配置されている。そして、この複数の光電変換部Ｐの周囲においては、各光電変換部Ｐの間を分離するように、素子分離部ＳＳが設けられている。そして、光電変換部Ｐは、受光面ＪＳにおいて、被写体像による光を受光して光電変換を行うことによって、信号電荷を生成するように構成されている。
【００３２】
電荷読出し部ＲＯは、図２に示すように、撮像領域ＰＡにおいて、複数の光電変換部Ｐに対応するように複数が設けられており、その光電変換部Ｐが生成した信号電荷を、垂直転送レジスタ部ＶＴへ読み出すように構成されている。
【００３３】
垂直転送レジスタ部ＶＴは、図２に示すように、撮像領域ＰＡにおいて、垂直方向ｙに並ぶ複数の光電変換部Ｐに対応するように、垂直方向ｙに延在している。また、垂直転送レジスタ部ＶＴは、垂直方向ｙに複数が並ぶ光電変換部Ｐの列の間に配置されている。垂直転送レジスタ部ＶＴは、複数が撮像領域ＰＡに設けられており、複数の垂直転送レジスタ部ＶＴが、水平方向ｘに並ぶ複数の光電変換部Ｐのそれぞれに対応するように、水平方向ｘに並んでいる。この垂直転送レジスタ部ＶＴは、いわゆる垂直転送ＣＣＤであって、電荷読出し部ＲＯを介して、光電変換部Ｐから信号電荷が読み出され、その信号電荷を垂直方向ｙへ順次転送する。詳細については後述するが、垂直転送レジスタ部ＶＴは、複数の転送電極（図示無し）が垂直方向ｙに並んで配置されており、その垂直方向に並んだ転送電極に、たとえば、４相の駆動パルス信号を順に供給することによって、この信号電荷の転送を実施する。
【００３４】
そして、撮像領域ＰＡの下端部においては、図２に示すように、水平転送レジスタ部ＨＴが配置されている。この水平転送レジスタ部ＨＴは、水平方向ｘへ延在しており、複数の垂直転送レジスタ部ＶＴのそれぞれが、垂直方向ｙへ転送した信号電荷を、水平方向ｘへ、順次、転送する。つまり、水平転送レジスタ部ＨＴは、いわゆる水平転送ＣＣＤであって、たとえば、２相の駆動パルス信号によって駆動されて、１水平ライン（１行の画素）ごとに転送された信号電荷の転送を実施する。
【００３５】
そして、図２に示すように、水平転送レジスタ部ＨＴの左端部には、出力部ＯＵＴが形成されており、この出力部ＯＵＴは、水平転送レジスタ部ＨＴによって、水平転送された信号電荷を電圧に変換し、アナログ画像信号として出力する。
【００３６】
なお、上記の撮像領域ＰＡは、図１に示した撮像面ＰＳに相当する。
【００３７】
（３）固体撮像装置の詳細構成
上記の固体撮像装置１の詳細な構成について説明する。
【００３８】
図３，図４，図５は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の要部を示す図である。
【００３９】
ここでは、図３と図４は、撮像領域に並べられた画素の主要部においてＸ方向に沿った部分の断面を示している。このうち、図３は、撮像領域ＰＡの中心部分を示しており、図４は、撮像領域ＰＡの周辺部分を示している
【００４０】
また、図５は、固体撮像装置１の撮像領域ＰＡの要部を拡大して示す上面図である。図５では、撮像領域ＰＡにおいて、垂直方向ｙの中心Ｃｙおよび水平方向ｘの中心Ｃｘの部分であって、複数の光電変換部Ｐが水平方向ｘに並ぶ部分を示している。図示を省略しているが、複数の光電変換部Ｐが垂直方向ｙに並ぶ部分においても、これと同様に構成されている。
【００４１】
固体撮像装置１は、図３と図４とに示すように、基板１０１を含む。基板１０１は、たとえば、ｎ型のシリコン半導体基板であり、基板１０１の内部には、フォトダイオード２１と、電荷読出しチャネル領域２２と、電荷転送チャネル領域２３と、チャネルストッパー領域２４とが設けられている。
【００４２】
そして、基板１０１の表面においては、図３と図４とに示すように、転送電極３１と、遮光部４０と、カラーフィルタ５１と、オンチップレンズ６１とが設けられている。
【００４３】
固体撮像装置１を構成する各部について、順次説明する。
【００４４】
フォトダイオード２１は、図３と図４とに示すように、光電変換部Ｐに対応するように、基板１０１に設けられている。フォトダイオード２１は、光を受光面ＪＳで受光し、光電変換することによって信号電荷を生成するように構成されている。
【００４５】
具体的には、フォトダイオード２１は、基板１０１の内部において表面側に位置する部分に設けられている。図示を省略しているが、フォトダイオード２１は、たとえば、基板１０１内に形成したｐ型半導体ウェル領域（ｐ）（図示無し）上に、ｎ型半導体領域（ｎ）（図示無し）とｐ型半導体領域（ｐ＋）（図示無し）とが順次形成されることによって構成される。ｎ型半導体領域（ｎ）は、信号電荷蓄積領域として機能する。そして、ｐ型半導体領域（ｐ＋）は、正孔蓄積領域として機能し、信号電荷蓄積領域であるｎ型半導体領域（ｎ）において、暗電流が生ずることを抑制するように構成されている。
【００４６】
フォトダイオード２１上においては、図３と図４とに示すように、カラーフィルタ５１とオンチップレンズ６１とが配置されている。このため、フォトダイオード２１は、このオンチップレンズ６１とカラーフィルタ５１とを、順次、介して入射する光を、受光面ＪＳにて受光する。
【００４７】
ここでは、図３に示すように、撮像領域ＰＡの中心部分（画角の中心部）においては、受光面ＪＳに垂直な深さ方向ｚに沿って、主光線Ｈ１が入射する。そして、このように主光線Ｈ１が深さ方向ｚに沿って入射した光を、フォトダイオード２１が受光して、信号電荷を生成する。
【００４８】
一方で、図４に示すように、撮像領域ＰＡの周辺部分（画角の端部）においては、受光面ＪＳに垂直な深さ方向ｚに対して傾斜した方向に沿って、主光線Ｈ２が入射する。つまり、主光線Ｈ２は、受光面ＪＳに対して垂直に入射せずに、傾斜して入射する。そして、このように主光線Ｈ２が傾斜して入射した光を、フォトダイオード２１が受光して、信号電荷を生成する。
【００４９】
本実施形態においては、図５に示すように、複数の光電変換部Ｐが、撮像面（ｘｙ面）において、第１のピッチＰ１を隔てて配列されている。複数の光電変換部Ｐは、撮像面における水平方向ｘの中心Ｃｙから周囲へ離れるに伴って、第１のピッチＰ１が広がるように配置されている。
【００５０】
具体的には、図５に示すように、第１のピッチＰ１が、水平方向ｘの中心Ｃｘから周辺の側へ向かって、Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，・・・であるとき、下記の数式（１）の関係になるように、複数の光電変換部Ｐが設けられている。
【００５１】
Ｐ１１＜Ｐ１２＜Ｐ１３＜Ｐ１４＜・・・ ・・・（１）
【００５２】
つまり、撮像領域ＰＡの水平方向ｘにおける中心Ｃｘから周辺へ向かって１番目の画素と２番目の画素とにおける光電変換部ＰのピッチＰ１１よりも、２番目の画素と３番目の画素とにおける光電変換部ＰのピッチＰ１２が大きい。また、２番目の画素と３番目の画素とにおける光電変換部ＰのピッチＰ１２よりも、３番目の画素と４番目の画素とにおける光電変換部ＰのピッチＰ１３が大きい。
【００５３】
そして、これと共に、複数の光電変換部Ｐは、水平方向ｘの中心Ｃｘから周囲へ離れるに伴って、受光面ＪＳの面積が広がるように形成されている。
【００５４】
つまり、撮像領域ＰＡの水平方向ｘにおける中心Ｃｘから周辺へ向かって１番目に位置する画素における光電変換部Ｐの受光面ＪＳよりも、２番目の画素における光電変換部Ｐの受光面ＪＳの方が、面積が大きい。また、２番目の画素における光電変換部Ｐの受光面ＪＳよりも、３番目の画素における光電変換部Ｐの受光面ＪＳの方が、面積が大きい。
【００５５】
このため、複数の光電変換部Ｐに対応して形成されるフォトダイオード２１は、図３と図４とを比較して判るように、撮像領域ＰＡの中心よりも周辺部分の方が、幅が広がるように形成されている。
【００５６】
なお、上記において第１のピッチＰ１は、水平方向ｘにおいて並ぶ複数の光電変換部Ｐの中心の間の距離を示している。また、垂直方向ｙにおいて並ぶ複数の光電変換部Ｐについても、水平方向ｘにおいて並ぶ複数の光電変換部Ｐと同様に、上記のように形成されている。
【００５７】
電荷読出しチャネル領域２２は、図３と図４とに示すように、電荷読出し部ＲＯに対応するように設けられており、フォトダイオード２１にて生成された信号電荷を読み出すように構成されている。
【００５８】
具体的には、電荷読出しチャネル領域２２は、図３と図４とに示すように、基板１０１の内部の表面側に位置する部分において、フォトダイオード２１に隣接するように設けられている。
【００５９】
ここでは、電荷読出しチャネル領域２２は、水平方向ｘにおいてフォトダイオード２１の左側に配置されている。たとえば、電荷読出しチャネル領域２２は、ｐ型半導体領域として構成されている。
【００６０】
電荷転送チャネル領域２３は、図３と図４とに示すように、垂直転送レジスタ部ＶＴに対応するように設けられており、電荷読出し部ＲＯによってフォトダイオード２１から読み出された信号電荷を、電荷転送チャネル領域２３にて転送するように構成されている。
【００６１】
具体的には、電荷転送チャネル領域２３は、図３と図４に示すように、基板１０１の内部の表面側に位置する部分において、電荷読出しチャネル領域２２に隣接して設けられている。
【００６２】
ここでは、電荷転送チャネル領域２３は、水平方向ｘにおいて電荷読出しチャネル領域２２の左側に配置されている。たとえば、電荷転送チャネル領域２３は、基板１０１の内部のｐ型半導体ウェル領域（ｐ）（図示無し）上に、ｎ型半導体領域（ｎ）（図示無し）を設けることによって構成されている。
【００６３】
チャネルストッパー領域２４は、図３と図４とに示すように、素子分離部ＳＳに対応するように設けられている。
【００６４】
具体的には、チャネルストッパー領域２４は、図３と図４に示すように、基板１０１の内部の表面側に位置する部分において設けられている。
【００６５】
ここでは、チャネルストッパー領域２４は、水平方向ｘにおいては、図３と図４とに示すように、電荷読出しチャネル領域２２の左側であって、電荷読出しチャネル領域２２と、隣の列に配置されたフォトダイオード２１との間に介在するように設けられている。
【００６６】
また、垂直方向ｙにおいては、図２に示したように、複数の光電変換部Ｐの間を分離するように素子分離部ＳＳが設けられている。このため、この部分の断面については図示していないが、上述のチャネルストッパー領域２４が、垂直方向ｙに並ぶ２つのフォトダイオード２１の間に設けられている。
【００６７】
上記のチャネルストッパー領域２４は、たとえば、基板１０１の内部のｐ型半導体ウェル領域（ｐ）（図示無し）上に、ｐ型半導体領域（ｐ＋）（図示無し）を設けることによって構成されており、電位障壁を形成して信号電荷の流出入を防止している。
【００６８】
転送電極３１は、図３と図４とに示すように、垂直転送レジスタ部ＶＴに対応するように、基板１０１の上方に設けられており、読み出された信号電荷を垂直方向ｙへ転送する垂直転送電極として機能するように構成されている。この他に、転送電極３１は、電荷読出し部ＲＯに対応するように設けられており、フォトダイオード２１にて生成された信号電荷を読み出す、電荷読出し電極として機能するように構成されている。
【００６９】
具体的には、転送電極３１は、図３と図４とに示すように、基板１０１の上面において、ゲート絶縁膜Ｇｘを介して、電荷読出しチャネル領域２２と電荷転送チャネル領域２３とに対面するように設けられている。
【００７０】
たとえば、転送電極３１は、ポリシリコンなどの導電材料を用いて形成されており、たとえば、シリコン酸化膜によって形成されたゲート絶縁膜Ｇｘ上に設けられている。
【００７１】
この転送電極３１は、図３と図４とに示すように、複数の光電変換部Ｐの間に介在するように設けられている。図示をしていないが、この複数の転送電極３１は、基板１０１の上面においては、水平方向ｘに延在する部分を含んでおり、水平方向ｘにおいて複数が電気的に接続されている。
【００７２】
また、図３と図４とに示した転送電極３１の他に、垂直方向ｙに並ぶ複数の光電変換部Ｐの間に介在するように、別途、転送電極（図示無し）が設けられている。そして、この２種類の転送電極が、垂直方向において交互に並んで設けられている。
【００７３】
遮光部４０は、図３と図４とに示すように、基板１０１の上方に設けられている。
【００７４】
ここでは、遮光部４０は、図３と図４とに示すように、電極遮光層４１と、画素分断遮光層４２とを含む。
【００７５】
遮光部４０において、電極遮光層４１は、図３と図４とに示すように、基板１０１の表面上にて、電荷読出しチャネル領域２２と電荷転送チャネル領域２３の上方に形成されている。また、電極遮光層４１は、絶縁膜Ｓｚを介して、転送電極３１を被覆するように設けられている。絶縁膜Ｓｚは、たとえば、ＰＳＧ膜であり、電極遮光層４１は、光を遮光する遮光材料であって、タングステン，アルミニウムなどの金属材料を用いて形成されている。
【００７６】
遮光部４０において、画素分断遮光層４２は、図３と図４とに示すように、電極遮光層４１の上面において凸状に突出するように形成されている。たとえば、画素分断遮光層４２は、電極遮光層４１と同様に、タングステン，アルミニウムなどの金属材料を用いて形成されている。
【００７７】
本実施形態においては、図５に示すように、遮光部４０は、撮像領域ＰＡにて並ぶ複数の光電変換部Ｐのそれぞれの間に介在するように設けられている。ここでは、水平方向ｘにおいて並ぶ複数の光電変換部Ｐの間、および、垂直方向ｙにおいて並ぶ光電変換部Ｐの間のそれぞれに、遮光部４０が配置されている。つまり、遮光部４０は、複数が水平方向ｘにおいて、光電変換部Ｐを介在して並ぶように設けられている。そして、これと共に、複数が垂直方向ｙにおいて、光電変換部Ｐを介在して並ぶように設けられている。
【００７８】
この複数の遮光部４０において、電極遮光層４１は、図５に示すように、水平方向ｘに延在する部分４１ｘと、垂直方向ｙに延在する部分４１ｙ（いずれも電極遮光部）とを含み、これらが一体的になるように形成されている。
【００７９】
電極遮光層４１にて垂直方向ｙに延在する部分４１ｙは、図５に示すように、撮像領域ＰＡの水平方向ｘにおいて、複数が第２のピッチＰ２を隔てて配列されている。この部分４１ｙは、撮像領域ＰＡにおいて水平方向ｘの中心Ｃｘから周囲へ離れるに伴って、この第２のピッチＰ２が広がるように形成されている。
【００８０】
具体的には、図５に示すように、第２のピッチＰ２が、水平方向ｘの中心Ｃｘから周辺へ向かって、Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，・・・であるとき、下記の数式（２）の関係になるように設けられている。
【００８１】
Ｐ２１＜Ｐ２２＜Ｐ２３＜Ｐ２４＜・・・ ・・・（２）
【００８２】
ここでは、第２のピッチＰ２は、図５に示すように、複数の光電変換部Ｐが並ぶ第１のピッチＰ１と同じ割合で広がるように設けられている。
【００８３】
また、電極遮光層４１にて垂直方向ｙに延在する部分４１ｙは、図５に示すように、水平方向ｘにおいて規定される幅Ｈ２０，Ｈ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４，・・・が、同じ幅になるように形成されている。
【００８４】
なお、上記において第２のピッチＰ２は、電極遮光層４１にて垂直方向ｙに延在する部分４１ｙにおいて、水平方向ｘに規定される幅Ｈ２０，Ｈ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４，・・・の中心位置の間の距離を示している。そして、電極遮光層４１にて水平方向ｘに延在する部分４１ｘも、電極遮光層４１にて垂直方向ｙに延在する部分４１ｙと同様に、上記のように設けられている。
【００８５】
一方で、複数の遮光部４０において、画素分断遮光層４２は、図５に示すように、水平方向ｘに延在する部分４２ｘと、垂直方向ｙに延在する部分４２ｙ（いずれも画素分断遮光部）とを含み、これらが一体的になるように形成されている。
【００８６】
画素分断遮光層４２にて垂直方向ｙに延在する部分４２ｙは、図５に示すように、撮像領域ＰＡの水平方向ｘにおいて、複数が第３のピッチＰ３を隔てて配列されている。この部分４２ｙは、撮像領域ＰＡにおいて水平方向ｘの中心Ｃｘから周囲へ離れるに伴って、この第３のピッチＰ３が広がるように形成されている。
【００８７】
具体的には、図５に示すように、第３のピッチＰ３が、水平方向ｘの中心Ｃｘから周辺へ向かって、Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４，・・・であるとき、下記の数式（３）の関係になるように設けられている。
【００８８】
Ｐ３１＜Ｐ３２＜Ｐ３３＜Ｐ３４＜・・・ ・・・（３）
【００８９】
ここでは、第３のピッチＰ３は、図５に示すように、画素分断遮光層４２にて垂直方向ｙに延在する部分が並ぶ第２のピッチＰ２と同じ値で広がるように設けられている。すなわち、撮像領域の中心Ｃｘから周辺に渡って、上述した第１のピッチＰ１と第２のピッチＰ２と第３のピッチＰ３とのそれぞれが互いに同じ割合で広がるように形成されている。
【００９０】
また、画素分断遮光層４２にて垂直方向ｙに延在する部分４２ｙは、図５に示すように、水平方向ｘにおいて規定される幅Ｈ３０，Ｈ３１，Ｈ３２，Ｈ３３，Ｈ３４，・・・が、同じ幅になるように形成されている。
【００９１】
よって、本実施形態では、画素分断遮光層４２にて垂直方向ｙへ延在する部分４２ｙの間におけるスペースの幅Ｇ３１，Ｇ３２，Ｇ３３，Ｇ３４，・・・が、下記の数式（４）に示す関係になっている。つまり、この部分４２ｙは、撮像領域ＰＡにおける水平方向ｘの中心Ｃｘから周囲へ離れるに伴って広がっている。
【００９２】
Ｇ３１＜Ｇ３２＜Ｇ３３＜Ｇ３４＜・・・ ・・・（４）
【００９３】
なお、上記において第３のピッチＰ３は、画素分断遮光層４２にて垂直方向ｙに延在する部分４２ｙにおいて、水平方向ｘに規定される各幅Ｈ３０，Ｈ３１，Ｈ３２，Ｈ３３，Ｈ３４，・・・の中心位置の間の距離を示している。また、これと共に、画素分断遮光層４２にて水平方向ｘに延在する部分４２ｘについても、同様に設けられている。すなわち、画素分断遮光層４２は、ユニットセルごとに区画した格子状のマス型であって、区画する領域の面積が、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ向かって広がっている。
【００９４】
また、より具体的には、各部は、図５の下段に示す関係になるように、形成されている。そして、下記の数式（５）の関係を満たすように、因子ａの値が設定されて形成されている。ただし、ａ＞１の関係になるように、因子ａの値が設定される。
【００９５】
【数１】
【００９６】
上記の数式において、各変数は、下記を示している。
ｎ：水平方向（垂直方向）の有効画素数
ｘ：画角中央部分の画素サイズ（基準幅）（ｎｍ）
ａ：ズレ量（ｎｍ）（ただし、ａ＞１）
ｂ：有効画素領域の水平方向（垂直方向）の寸法（ｎｍ）
また、図中において「ｓｕｍ」は、下記を示している。
ｓｕｍ：画角中心から画角端部までの全体の距離（ｎｍ）
【００９７】
つまり、電極遮光層４１と画素分断遮光層４２にて、撮像領域ＰＡの水平方向ｘにおける中心Ｃｘの部分と、その中心の隣に位置する部分との間の距離（ｘ）に対して、画素位置が周辺へ向かうに伴って、ズレ量［ａ（ｎ／２−１）］が加算されるように形成されている。
【００９８】
カラーフィルタ５１は、図３と図４とに示すように、基板１０１の面の上方に設けられている。
【００９９】
具体的には、カラーフィルタ５１は、フォトダイオード２１と電極遮光層４１との上において、パッシベーション膜Ｅｓを介して形成されている。
【０１００】
本実施形態においては、カラーフィルタ５１は、図３と図４とに示すように、画素分断遮光層４２の間に介在するように形成されている。つまり、カラーフィルタ５１は、画素分断遮光層４２にて区画された内部に埋め込まれるように形成されている。
【０１０１】
このカラーフィルタ５１は、入射光が着色されて受光面ＪＳへ出射されるように構成されている。たとえば、カラーフィルタ５１は、感光性樹脂に着色剤を含有させることで形成される。また、図示を省略しているが、カラーフィルタ５１は、緑フィルタと赤フィルタと青フィルタとの３原色のフィルタを含む。そして、この３原色のフィルタが、図２に示した撮像領域ＰＡにおいて、たとえば、ベイヤー配列で並ぶように、各光電変換部Ｐのそれぞれに対応して配置されている。
【０１０２】
オンチップレンズ６１は、図３と図４とに示すように、基板１０１の面の上方であって、カラーフィルタ５１の上に設けられている。
【０１０３】
ここでは、オンチップレンズ６１は、フォトダイオード２１の受光面ＪＳからカラーフィルタ５１へ向かう方向にて、中心が縁よりも厚く形成された凸型レンズであって、入射した光を受光面ＪＳへ集光するように構成されている。たとえば、平面形状が円形になるように形成されている。このため、オンチップレンズ６１によって集光された光は、カラーフィルタ５１を介在して、フォトダイオード２１の受光面ＪＳにおいて受光される。
【０１０４】
上述したように、本実施形態では、図３と図４とを比較して判るように、フォトダイオード２１は、撮像領域ＰＡの中心よりも周辺部分の方が、幅が広がるように形成されている。このため、これと同様に、オンチップレンズ６１は、撮像領域ＰＡ面の中心から周囲へ離れるに伴って、幅が広がっており、面積が広がるように形成されている。
【０１０５】
［製造方法］
以下より、上記の固体撮像装置１を製造する製造方法について説明する。
【０１０６】
図６，図７，図８，図９は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。図６，図７，図８，図９は、図３と同様な部分の断面を示している。
【０１０７】
ここでは、主に、画素分断遮光層４２の形成工程について示す。
【０１０８】
（１）平坦化膜ＦＴの形成
まず、図６に示すように、平坦化膜ＦＴを形成する。
【０１０９】
平坦化膜ＦＴの形成に先立って、図６に示すように、フォトダイオード２１と、電荷読出しチャネル領域２２と、電荷転送チャネル領域２３と、チャネルストッパー領域２４とを、基板１０１に設ける。たとえば、イオン注入法を用いて、不純物を基板１０１に導入することによって、各部を形成する。その後、たとえば、熱酸化法によって、シリコン酸化膜を基板１０１の全面に設けることによって、ゲート絶縁膜Ｇｘを形成する。
【０１１０】
そして、図６に示すように、転送電極３１などの各部を基板１０１の表面上に形成する。たとえば、ＣＶＤ法によってポリシリコン膜（図示無し）を成膜後、フォトリソグラフィ技術によって、そのポリシリコン膜をパターン加工することで、転送電極３１を形成する。そして、転送電極３１を被覆するように、絶縁膜Ｓｚを、たとえば、ＰＳＧ膜で形成する。そして、たとえば、スパッタリング法によって、タングステン膜を成膜した後、そのタングステン膜をフォトリソグラフィ技術によってパターン加工することで、電極遮光層４１を形成する。そして、フォトダイオード２１や転送電極３１を被覆するように、パッシベーション膜Ｅｓを形成する。このパッシベーション膜Ｅｓは、後工程において平坦化膜ＦＴの除去エッチャントを実施する際に、エッチングストッパーとして機能するように形成する。たとえば、Ｐ−ＳｉＮ膜によって、パッシベーション膜Ｅｓを形成する。
【０１１１】
その後、図６に示すように、パッシベーション膜Ｅｓを覆うように、平坦化膜ＦＴを形成する。
【０１１２】
ここでは、たとえば、ＳＯＧ等の樹脂膜を塗布後、ＣＭＰなどの平坦化処理を実施することで、この平坦化膜ＦＴを形成する。この他に、ＴＥＯＳ系ＳｉＯ２／ＢＰＳＧや、バイアス高密度プラズマ法によるＳｉＯ２系ＣＶＤ膜によって、この平坦化膜ＦＴを形成しても良い。
【０１１３】
（２）溝Ｋ１の形成
つぎに、図７に示すように、溝Ｋ１を形成する。
【０１１４】
ここでは、図７に示すように、平坦化膜ＦＴにおいて、前述した画素分断遮光層４２を形成する部分（図３等参照）に、この溝Ｋ１を形成する。
【０１１５】
具体的には、フォトリソグラフィとドライエッチングとを用いて、幅１μｍ以下になるように、溝Ｋ１を形成し、電極遮光層４１の上面の一部を露出させる。
【０１１６】
（３）画素分断遮光層４２の形成
つぎに、図８に示すように、画素分断遮光層４２を形成する。
【０１１７】
ここでは、図８に示すように、上記にて形成した溝Ｋ１に遮光材料を埋め込んだ後に、平坦化膜ＦＴを除去することで、この画素分断遮光層４２を形成する。
【０１１８】
たとえば、ＣＶＤ法やスパッタリング法によって金属材料を溝Ｋ１に埋め込むように成膜後に、エッチバックすることで、平坦化膜ＦＴ上の金属膜（図示なし）を除去する。その後、たとえば、ＨＦ系エッチングなどを実施することで、平坦化膜ＦＴを除去する。
【０１１９】
（４）カラーフィルタ５１の形成
つぎに、図９に示すように、カラーフィルタ５１を形成する。
【０１２０】
ここでは、図９に示すように、画素分断遮光層４２の内部を埋め込むように、カラーフィルタ５１を形成する。
【０１２１】
具体的には、着色剤を含む感光性樹脂膜を塗布することで、このカラーフィルタ５１を形成する。
【０１２２】
そして、その他の部分を設けることによって、固体撮像装置１を完成させる。
【０１２３】
[まとめ]
以上のように、本実施形態において、フォトダイオード２１は、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、第１のピッチＰ１が広がると共に、受光面ＪＳの面積が広がるように形成されている。また、電極遮光層４１は、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、第２のピッチＰ２が広がる部分を含むように形成されている。そして、さらに、画素分断遮光層４２は、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、第３のピッチＰ３が広がる部分を含むように形成されている。ここでは、撮像領域ＰＡの中心から周囲に渡って、第１のピッチＰ１と第２のピッチＰ２と第３のピッチＰ３とのそれぞれが互いに同じ割合で広がるように形成されている。すなわち、画素分断遮光層４２は、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、その間におけるスペースの幅Ｇ３１，Ｇ３２，Ｇ３３，Ｇ３４，・・・が、広がる部分を含むように形成されている。
【０１２４】
上述したように、画角の端部（撮像領域ＰＡの周辺部）においては、入射する主光線Ｈ２の傾斜角度が大きいため、フォトダイオード２１の受光面ＪＳに入射されにくく、撮像画像においてシェーディングが生ずる場合がある。また、傾斜した主光線Ｈ２が、隣接する画素のフォトダイオード２１へ混入して、撮像画像において混色が生ずる場合がある（図４参照）。
【０１２５】
しかし、本実施形態においては、画角の中心（撮像領域ＰＡの中心部）よりも、画角の端部（撮像領域ＰＡの周辺部）の方が、受光面ＪＳの面積が大きい。また、撮像領域ＰＡの中心部よりも撮像領域ＰＡの周辺部の方が、複数の遮光部４０の間の幅が広い。さらに、オンチップレンズ６１が、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、面積が広がるように形成されている。このため、画角の中心の感度を損なうことなく、画角の端部の感度を向上可能であり、撮像画像においてシェーディングが生ずることを、抑制可能である。また、隣接する画素のフォトダイオード２１へ向かう、傾斜した主光線を、画素分断遮光層４２が遮光するので、撮像画像において混色が生ずることを抑制可能である。
【０１２６】
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
なお、本実施形態においては、水平方向ｘと垂直方向ｙとの両方向において、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、第１から第３のピッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３が、広がると共に、受光面ＪＳの面積が広がる場合について示したが、これに限定されない。水平方向ｘと垂直方向ｙとのいずれか一方において、第１から第３のピッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３が広がると共に、受光面ＪＳの面積が広がるように構成しても良い。
【０１２７】
＜２．実施形態２＞
［装置構成など］
図１０，図１１，図１２は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの要部を示す図である。
【０１２８】
ここでは、図１０と図１１は、図２に示す撮像領域ＰＡに並べられた画素の主要部においてＸ方向に沿った部分の断面を示している。このうち、図１０は、撮像領域ＰＡの中心部分を示しており、図１１は、撮像領域ＰＡの周辺部分を示している
【０１２９】
また、図１２は、固体撮像装置１ｂの撮像領域ＰＡの要部を拡大して示す上面図である。図１２では、撮像領域ＰＡにおいて、垂直方向ｙの中心Ｃｙおよび水平方向ｘの中心Ｃｘの部分であって、複数の光電変換部Ｐが水平方向ｘに並ぶ部分を示している。図示を省略しているが、複数の光電変換部Ｐが垂直方向ｙに並ぶ部分においても、これと同様に構成されている。
【０１３０】
図１０，図１１，図１２に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｂは、光電変換部Ｐと電極遮光層４１と画素分断遮光層４２との各部の配置関係が、実施形態１と異なる。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１３１】
光電変換部Ｐは、図１２に示すように、複数の撮像面（ｘｙ面）において、第１のピッチＰ１を隔てて配列されている。複数の光電変換部Ｐは、撮像領域ＰＡの中心Ｃｘから周囲に渡って、第１のピッチＰ１が等しい値になるように配置されている。
【０１３２】
具体的には、図１２に示すように、第１のピッチＰ１が、水平方向ｘの中心Ｃｘから周辺の側へ向かって、Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，・・・であるとき、下記の数式（１ｂ）の関係になるように、複数の光電変換部Ｐが設けられている。
【０１３３】
Ｐ１１＝Ｐ１２＝Ｐ１３＝Ｐ１４＝・・・ ・・・（１ｂ）
【０１３４】
また、これと共に、複数の光電変換部Ｐは、水平方向ｘの中心Ｃｘから周囲へ渡って、受光面ＪＳの面積が同じになるように形成されている。
【０１３５】
このため、複数の光電変換部Ｐに対応して形成されるフォトダイオード２１は、図１０と図１１とに示すように、撮像領域ＰＡの中心と周辺部分との間で、幅が同じになるように形成されている。
【０１３６】
なお、垂直方向ｙにおいて並ぶ複数の光電変換部Ｐについても、上記と同様に設けられている。つまり、水平方向ｘにおいて並ぶ複数の光電変換部Ｐと同様に、垂直方向ｙにおいて並ぶ複数の光電変換部Ｐについても、中心Ｃｙから周囲に渡って、受光面ＪＳの面積が同じになるように形成されている。
【０１３７】
遮光部４０において、電極遮光層４１は、図１２に示すように、水平方向ｘに延在する部分４１ｘと、垂直方向ｙに延在する部分４１ｙとを含む。電極遮光層４１にて垂直方向ｙに延在する部分４１ｙは、図１２に示すように、撮像領域ＰＡの水平方向ｘにおいて、複数が第２のピッチＰ２を隔てて配列されている。
【０１３８】
この部分４１ｙは、撮像領域ＰＡの中心Ｃｘから周囲に渡って、第２のピッチＰ２が等しい値になるように配置されている。
【０１３９】
具体的には、図１２に示すように、第２のピッチＰ２が、水平方向ｘの中心Ｃｘから周辺の側へ向かって、Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，・・・であるとき、下記の数式（２ｂ）の関係になるように設けられている。
【０１４０】
Ｐ２１＝Ｐ２２＝Ｐ２３＝Ｐ２４＝・・・ ・・・（２ｂ）
【０１４１】
ここでは、第２のピッチＰ２は、図１２に示すように、複数の光電変換部Ｐが並ぶ第１のピッチＰ１と同じ値であって、等しい間隔になるように設けられている。
【０１４２】
このため、電極遮光層４１は、図１０と図１１との断面に示すように、撮像領域ＰＡの中心と周辺部分とにおいて、間隔の距離が同じになるように形成されている。
【０１４３】
なお、電極遮光層４１にて水平方向ｘに延在する部分４１ｘについても、電極遮光層４１にて垂直方向ｙに延在する部分４１ｙと同様に、上記のように設けられている。
【０１４４】
また、遮光部４０において、画素分断遮光層４２は、図１２に示すように、水平方向ｘに延在する部分４２ｘと、垂直方向ｙに延在する部分４２ｙとを含む。画素分断遮光層４２にて垂直方向ｙに延在する部分４２ｙは、図１２に示すように、撮像領域ＰＡの水平方向ｘにおいて、複数が第３のピッチＰ３を隔てて配列されている。
【０１４５】
この部分４２ｙは、図１２に示すように、実施形態１の場合と同様に、撮像領域ＰＡにおいて水平方向ｘの中心Ｃｘから周囲へ離れるに伴って、この第３のピッチＰ３が広がるように形成されている。
【０１４６】
具体的には、図１２に示すように、第３のピッチＰ３が、水平方向ｘの中心Ｃｘから周辺へ向かって、Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４，・・・であるとき、下記の数式（３ｂ）の関係になるように設けられている。
【０１４７】
Ｐ３１＜Ｐ３２＜Ｐ３３＜Ｐ３４＜・・・ ・・・（３ｂ）
【０１４８】
よって、本実施形態では、画素分断遮光層４２にて垂直方向ｙへ延在する部分４２ｙの間におけるスペースの幅Ｇ３１，Ｇ３２，Ｇ３３，Ｇ３４，・・・が、下記の数式（４ｂ）に示す関係になっている。つまり、この部分４２ｙは、撮像領域ＰＡにおける水平方向ｘの中心Ｃｘから周囲へ離れるに伴って広がっている。
【０１４９】
Ｇ３１＜Ｇ３２＜Ｇ３３＜Ｇ３４＜・・・ ・・・（４ｂ）
【０１５０】
このため、画素分断遮光層４２は、図１０と図１１との断面に示すように、撮像領域ＰＡの中心から周辺へ離れるに伴って、間隔の距離が広がって形成されている。
【０１５１】
より具体的には、第３のピッチＰ３のそれぞれ（Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４，・・・）は、図１２の右下段に示すように定められる。このため、因子ａが、下記の数式（５ｂ）の関係を満たすように、画素分断遮光層４２が形成される。ただし、ａ＞１の関係になるように、因子ａの値が設定される。
【０１５２】
【数２】
・・・（５ｂ）
【０１５３】
上記の数式において、各変数は、下記を示している。
ｎ：水平方向（垂直方向）の有効画素数
ｘ：画素サイズ（基準幅）（ｎｍ）
ｙ：電極遮光層の幅（ｎｍ）
ａ：ズレ量（ｎｍ）（ただし、ａ＞１）
ｚ：画素分断遮光層の幅（ｎｍ）
また、図中において「ｓｕｍ」は、下記を示している。
ｓｕｍ：画角中心から画角端部までの全体の距離（ｎｍ）
【０１５４】
なお、画素分断遮光層４２にて水平方向ｘに延在する部分４２ｘについても、同様に設けられている。
【０１５５】
[まとめ]
以上のように、本実施形態において、画素分断遮光層４２は、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、第３のピッチＰ３が広がる部分を含むように形成されている。すなわち、画素分断遮光層４２は、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、その間におけるスペースの幅Ｇ３１，Ｇ３２，Ｇ３３，Ｇ３４，・・・が、広がる部分を含むように形成されている。
【０１５６】
このため、本実施形態においては、画角の中心の感度を損なうことなく、画角の端部の感度を向上可能であり、撮像画像においてシェーディングが生ずることを、抑制可能である。また、隣接する画素のフォトダイオード２１へ向かう、傾斜した主光線を、画素分断遮光層４２が遮光するので、撮像画像において混色が生ずることを抑制可能である。
【０１５７】
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
なお、本実施形態においては、水平方向ｘと垂直方向ｙとの両方向において、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、第３のピッチＰ３が広がる場合について示したが、これに限定されない。水平方向ｘと垂直方向ｙとのいずれか一方において、第３のピッチＰ３が広がるように構成しても良い。
【０１５８】
＜３．実施形態３＞
［装置構成など］
図１３は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置１ｃの要部を示す図である。
【０１５９】
ここでは、図１３は、固体撮像装置１ｃの撮像領域ＰＡの要部を拡大して示す上面図である。図１３では、撮像領域ＰＡにおいて、垂直方向ｙの中心Ｃｙおよび水平方向ｘの中心Ｃｘの部分であって、複数の光電変換部Ｐが水平方向ｘに並ぶ部分を示している。
【０１６０】
図１３に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｃは、画素分断遮光層４２の配置関係が、実施形態２と異なる。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態２と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１６１】
画素分断遮光層４２は、図１３に示すように、水平方向ｘに延在する部分４２ｘと、垂直方向ｙに延在する部分４２ｙとを含む。画素分断遮光層４２にて垂直方向ｙに延在する部分４２ｙは、図１３に示すように、撮像領域ＰＡの水平方向ｘにおいて、複数が第３のピッチＰ３を隔てて配列されている。
【０１６２】
本実施形態においては、第３のピッチＰ３は、光電変換部Ｐの第１のピッチＰ１と、電極遮光層４１の第２のピッチＰ２と同じ値になるように設けられている。
【０１６３】
しかし、画素分断遮光層４２において、垂直方向ｙに延在する部分４２ｙは、撮像領域ＰＡの中心Ｃｙから周囲へ離れるに伴って、幅が、順次、狭まるように形成されている。
【０１６４】
具体的には、図１３に示すように、水平方向ｘの中心Ｃｘから周辺へ向かって、幅が、Ｈ３０，Ｈ３１，Ｈ３２，Ｈ３３，Ｈ３４，・・・であるとき、下記の数式（ｃ１）の関係になるように設けられている。
【０１６５】
Ｈ３０＞Ｈ３１＞Ｈ３２＞Ｈ３３＞Ｈ３４＞・・・ ・・・（ｃ１）
【０１６６】
よって、本実施形態では、画素分断遮光層４２にて垂直方向ｙへ延在する部分４２ｙの間におけるスペースの幅Ｇ３１，Ｇ３２，Ｇ３３，Ｇ３４，・・・が、下記の数式（ｃ２）に示す関係になっている。つまり、この部分４２ｙは、撮像領域ＰＡにおける水平方向ｘの中心Ｃｘから周囲へ離れるに伴って広がっている。
【０１６７】
Ｇ３１＜Ｇ３２＜Ｇ３３＜Ｇ３４＜・・・ ・・・（ｃ２）
【０１６８】
なお、画素分断遮光層４２にて水平方向ｘに延在する部分４２ｘについても、同様に設けられている。
【０１６９】
[まとめ]
以上のように、本実施形態において、画素分断遮光層４２は、撮像領域ＰＡの中心Ｃｙから周囲へ離れるに伴って幅が狭まる部分を含むように形成されている。すなわち、画素分断遮光層４２は、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、その間におけるスペースの幅Ｇ３１，Ｇ３２，Ｇ３３，Ｇ３４，・・・が、広がる部分を含むように形成されている。
【０１７０】
このため、本実施形態においては、画角の中心の感度を損なうことなく、画角の端部の感度を向上可能であり、撮像画像においてシェーディングが生ずることを、抑制可能である。また、隣接する画素のフォトダイオード２１へ向かう、傾斜した主光線を、画素分断遮光層４２が遮光するので、撮像画像において混色が生ずることを抑制可能である。
【０１７１】
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
なお、本実施形態においては、画素分断遮光層４２について、水平方向ｘと垂直方向ｙとの両者の幅が、撮像領域ＰＡの位置に応じて異なる場合について示したが、これに限定されない。実施形態２の場合のように、画素分断遮光層４２について水平方向ｘと垂直方向ｙとのいずれか一方の幅を同じになるように構成しても良い。
【０１７２】
＜４．実施形態４＞
［装置構成］
図１４は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置１ｄの要部を示す図である。
【０１７３】
ここでは、図１４は、図２に示す撮像領域ＰＡに並べられた画素の主要部においてＸ方向に沿った部分の断面を示している。このうち、図１４は、撮像領域ＰＡの中心部分を示している。
【０１７４】
図１４に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｄは、カラーフィルタ５１ｄの形状が、実施形態１と異なる。また、透明層５０がさらに設けられている。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１７５】
本実施形態においては、図１４に示すように、透明層５０が基板１０１の上方に設けられている。
【０１７６】
具体的には、透明層５０は、フォトダイオード２１と電極遮光層４１との上において、パッシベーション膜Ｅｓを介して形成されている。
【０１７７】
本実施形態においては、透明層５０は、図１４に示すように、画素分断遮光層４２の間に介在するように形成されている。つまり、透明層５０は、カラーフィルタ５１と同様に、画素分断遮光層４２にて区画された内部に埋め込まれるように形成されている。
【０１７８】
この透明層５０は、入射光が受光面ＪＳへ透過するように構成されている。たとえば、透明層５０は、ボロンとリンとがドープされたシリコン酸化膜（ＢＰＳＧ膜）として形成される。
【０１７９】
カラーフィルタ５１ｄは、図１４に示すように、透明層５０の上方に設けられている。
【０１８０】
本実施形態においては、カラーフィルタ５１ｄは、フォトダイオード２１の受光面ＪＳに対面する面が、受光面ＪＳの側へ凸状に湾曲しており、受光面ＪＳへ光を集光する下凸レンズとして機能するように構成されている。
【０１８１】
なお、図示を省略しているが、撮像領域ＰＡの中心部分と同様に、周辺部分においても、透明層５０とカラーフィルタ５１ｄとが構成されている。
【０１８２】
［製造方法］
以下より、上記の固体撮像装置１ｄを製造する製造方法について説明する。
【０１８３】
図１５，図１６，図１７は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置１ｄの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。図１５，図１６，図１７は、図１４と同様な部分の断面を示している。
【０１８４】
ここでは、主に、透明層５０とカラーフィルタ５１ｄの形成工程について示す。
【０１８５】
（１）透明層５０の形成
まず、図１５に示すように、透明層５０を形成する。
【０１８６】
ここでは、透明層５０の形成に先立って、図８にて示したように、画素分断遮光層４２の形成を実施する。
【０１８７】
その後、図１５に示すように、フォトダイオード２１と遮光部４０との上において、パッシベーション膜Ｅｓを介して透明層５０を形成する。
【０１８８】
たとえば、画素分断遮光層４２を覆うように、ＣＶＤ法によって、ＢＰＳＧ膜を透明層５０として成膜する。
【０１８９】
このとき、電極遮光層４１が基板１０１の面から凸状に突出して形成されているので、透明層５０において、受光面ＪＳに対応する部分には、凹部が形成される。そして、この後、加熱によるリフロー処理を実施することによって、透明層５０の表面を曲面状に加工する。
【０１９０】
なお、凹部の曲面の曲率は、ＢＰＳＧ膜のボロンやリンの濃度、リフロー処理温度や時間などの因子を適宜設定することで、所望に調整することができる。
【０１９１】
（２）透明層５０の厚み調整
つぎに、図１６に示すように、透明層５０の厚みを調整する。
【０１９２】
ここでは、上記のようにして形成された透明層５０についてエッチバックを実施することによって、その厚みを調整する。
【０１９３】
具体的には、画素分断遮光層４２の頂部が露出するように、透明層５０の厚みを調整する。
【０１９４】
（３）カラーフィルタ５１ｄの形成
つぎに、図１７に示すように、カラーフィルタ５１ｄを形成する。
【０１９５】
ここでは、透明層５０の上面において、画素分断遮光層４２の内部を埋め込むように、カラーフィルタ５１ｄを形成する。
【０１９６】
具体的には、着色剤を含む感光性樹脂膜を塗布することで、このカラーフィルタ５１ｄを形成する。
【０１９７】
そして、その他の部分を設けることによって、固体撮像装置１ｄを完成させる。
【０１９８】
[まとめ]
以上のように、本実施形態においては、カラーフィルタ５１ｄが下凸レンズとして機能するように構成されているので、カラーフィルタ５１ｄにおいては、受光面ＪＳへ光が集光される。
【０１９９】
カラーフィルタを下凸レンズ状に構成しないときは、主光線の入射角度が異なると、カラーフィルタを通過する光路長が異なることになるので、画角中央と画角端部との間で感度シェーディングが生ずる場合がある。
【０２００】
しかし、本実施形態のように構成することで、主光線の入射角度が異なっていても、カラーフィルタ５１ｄを通過する光路長を同様にすることができる。
【０２０１】
したがって、本実施形態においては、シェーディングの発生を抑制可能であるので、撮像画像の画像品質を、さらに好適に向上させることができる。
【０２０２】
＜５．実施形態５＞
［装置構成］
図１８は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置１ｅの要部を示す図である。
【０２０３】
ここでは、図１８は、図２に示す撮像領域ＰＡに並べられた画素の主要部においてＸ方向に沿った部分の断面を示している。このうち、図１８は、撮像領域ＰＡの中心部分を示している。
【０２０４】
図１８に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｅは、カラーフィルタ５１ｅの形状が、実施形態１と異なる。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０２０５】
カラーフィルタ５１ｅは、図１８に示すように、遮光部４０との間に、カラーフィルタ５１ｅよりも屈折率が低いエアギャップ層ＡＧが介在しており、受光面ＪＳへ光を導波する光導波路のコア部として機能するように構成されている。つまり、カラーフィルタ５１ｅをコアとし、エアギャップ層ＡＧをクラッドとするように構成することで、受光面ＪＳ上に光導波路を形成する。
【０２０６】
本実施形態においては、カラーフィルタ５１ｅは、深さ方向ｚにおいて幅が狭くなるテーパー状に形成されている。
【０２０７】
なお、図示を省略しているが、撮像領域ＰＡの中心部分と同様に、周辺部分についても、エアギャップ層ＡＧが設けられている。
【０２０８】
［製造方法］
以下より、上記の固体撮像装置１ｅを製造する製造方法について説明する。
【０２０９】
図１９，図２０，図２１，図２２は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置１ｅの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。図１９，図２０，図２１，図２２は、図１８と同様な部分の断面を示している。
【０２１０】
ここでは、主に、カラーフィルタ５１ｅの形成工程について示す。
【０２１１】
（１）ポリシリコン膜ＰＬの形成
まず、図１９に示すように、ポリシリコン膜ＰＬを形成する。
【０２１２】
ここでは、ポリシリコン膜ＰＬの形成に先立って、図８にて示したように、画素分断遮光層４２の形成を実施する。
【０２１３】
その後、図１９に示すように、フォトダイオード２１と遮光部４０との上において、パッシベーション膜Ｅｓを介するように、ポリシリコン膜ＰＬを形成する。
【０２１４】
たとえば、画素分断遮光層４２を覆うように、ＣＶＤ法によって、ポリシリコン膜ＰＬを成膜する。
【０２１５】
（２）透明層５０の厚み調整
つぎに、図２０に示すように、ポリシリコン膜ＰＬの厚みを調整する。
【０２１６】
ここでは、上記のようにして形成されたポリシリコン膜ＰＬについてエッチバックを実施することによって、その厚みを調整する。
【０２１７】
具体的には、上述したエアギャップ層ＡＧ（図１８参照）を形成する部分に対応してポリシリコン膜ＰＬが設けられるように、その厚みを調整する。
【０２１８】
（３）カラーフィルタ５１ｅの形成
つぎに、図２１に示すように、カラーフィルタ５１ｅを形成する。
【０２１９】
ここでは、ポリシリコン膜ＰＬの上面において、画素分断遮光層４２の内部を埋め込むように、カラーフィルタ５１ｅを形成する。
【０２２０】
具体的には、着色剤を含む感光性樹脂膜を塗布することで、このカラーフィルタ５１ｅを形成する。
【０２２１】
（４）エアギャップ層ＡＧの形成
つぎに、図２２に示すように、エアギャップ層ＡＧを形成する。
【０２２２】
ここでは、ポリシリコン膜ＰＬを除去することで、エアギャップ層ＡＧを形成する。
【０２２３】
図２３は、本発明にかかる実施形態５において、ポリシリコン膜ＰＬの上面にカラーフィルタ５１ｅが形成された部分を示す図である。
【０２２４】
図２３に示すように、画素分断遮光層４２において水平方向ｘと垂直方向ｙとに延在する部分が交差する部分においては、ポリシリコン膜ＰＬが厚く形成されるため、カラーフィルタ５１ｅによってポリシリコン膜ＰＬが被覆されず、その表面が露出している。
【０２２５】
このため、図２３に示すように、ポリシリコン膜ＰＬの表面が露出している部分から、ポリシリコン膜ＰＬをドライエッチング処理によって除去する。これにより、図２２に示すように、空気の層であるエアギャップ層ＡＧが形成される。
【０２２６】
そして、その他の部分を設けることによって、固体撮像装置１ｅを完成させる。
【０２２７】
[まとめ]
以上のように、本実施形態においては、カラーフィルタ５１ｄが光導波路として機能するように構成されているので、カラーフィルタ５１ｄにおいては、受光面ＪＳへ光が導かれる。
【０２２８】
画素分断遮光層４２の内部にカラーフィルタ５１ｄを形成する場合には、電極遮光層４１と画素分断遮光層４２との両者において光が消衰する場合があるので、感度の低下が生ずる場合がある。特に、主光線が傾斜して入射する画角の端部においては、光が遮光部４０に照射されるので、この不具合の発生が多く、感度シェーディングの発生が著しい。
【０２２９】
しかし、本実施形態のように構成することで、カラーフィルタ５１ｄの内部において光が受光面ＪＳへ導かれる。
【０２３０】
したがって、本実施形態においては、シェーディングの発生を抑制可能であるので、撮像画像の画像品質を、さらに好適に向上させることができる。
【０２３１】
＜６．実施形態６＞
［装置構成］
図２４は、本発明にかかる実施形態６において、固体撮像装置１ｆの要部を示す図である。
【０２３２】
ここでは、図２４は、図２に示す撮像領域ＰＡに並べられた画素の主要部においてＸ方向に沿った部分の断面を示している。このうち、図２４は、撮像領域ＰＡの中心部分を示している。
【０２３３】
図２４に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｆは、エアギャップ層ＡＧに代わって、低屈折率層ＺＧが設けられている。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態５と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０２３４】
カラーフィルタ５１ｆは、図２４に示すように、遮光部４０との間に、カラーフィルタ５１ｅよりも屈折率が低い低屈折率層ＺＧが介在しており、受光面ＪＳへ光を導波する光導波路のコア部として機能するように構成されている。つまり、カラーフィルタ５１ｆをコアとし、低屈折率層ＺＧをクラッドとするように構成することで、受光面ＪＳ上に光導波路を形成する。
【０２３５】
本実施形態においては、低屈折率層ＺＧは、たとえば、シリコン酸化膜を用いて形成されている。
【０２３６】
なお、図示を省略しているが、撮像領域ＰＡの中心部分と同様に、周辺部分についても、低屈折率層ＺＧがエアギャップ層ＡＧに代わって設けられている。
【０２３７】
［製造方法］
以下より、上記の固体撮像装置１ｆを製造する製造方法について説明する。
【０２３８】
図２５，図２６，図２７は、本発明にかかる実施形態６において、固体撮像装置１ｆの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。図２５，図２６，図２７は、図２４と同様な部分の断面を示している。
【０２３９】
ここでは、主に、カラーフィルタ５１ｆの形成工程について示す。
【０２４０】
（１）低屈折率層ＺＧの形成
まず、図２５に示すように、低屈折率層ＺＧを形成する。
【０２４１】
ここでは、低屈折率層ＺＧの形成に先立って、図８にて示したように、画素分断遮光層４２の形成を実施する。
【０２４２】
その後、図２５に示すように、フォトダイオード２１と遮光部４０との上において、パッシベーション膜Ｅｓを介するように、低屈折率層ＺＧを形成する。
【０２４３】
たとえば、画素分断遮光層４２を覆うように、ＣＶＤ法によって、シリコン酸化膜を成膜することで、低屈折率層ＺＧを設ける。
【０２４４】
（２）低屈折率層ＺＧの厚み調整
つぎに、図２６に示すように、低屈折率層ＺＧの厚みを調整する。
【０２４５】
ここでは、上記のようにして形成された低屈折率層ＺＧについてエッチバックを実施することによって、その厚みを調整する。
【０２４６】
具体的には、画素分断遮光層４２の頂部が露出するように、エッチバックを実施して厚みを調整する。
【０２４７】
（３）カラーフィルタ５１ｅの形成
つぎに、図２７に示すように、カラーフィルタ５１ｆを形成する。
【０２４８】
ここでは、低屈折率層ＺＧの上面において、画素分断遮光層４２の内部を埋め込むように、カラーフィルタ５１ｅを形成する。
【０２４９】
具体的には、着色剤を含む感光性樹脂膜を塗布することで、このカラーフィルタ５１ｅを形成する。
【０２５０】
そして、その他の部分を設けることによって、固体撮像装置１ｅを完成させる。
【０２５１】
［まとめ]
以上のように、本実施形態においては、カラーフィルタ５１ｆが光導波路として機能するように構成されているので、カラーフィルタ５１ｆにおいては、受光面ＪＳへ光が導かれる。
【０２５２】
したがって、本実施形態は、実施形態５と同様に、シェーディングの発生を抑制可能であるので、撮像画像の画像品質を、さらに好適に向上させることができる。
【０２５３】
＜７．実施形態７＞
［装置構成など］
図２８は、本発明にかかる実施形態７において、固体撮像装置１ｇの要部を示す図である。
【０２５４】
ここでは、図２８は、図２に示す撮像領域ＰＡに並べられた画素の主要部においてＸ方向に沿った部分の断面を示している。このうち、図２８は、撮像領域ＰＡの周辺部分を示している。一方で、撮像領域ＰＡの中心部分については、図１０と同様である。
【０２５５】
図２８に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｇは、撮像領域ＰＡの周辺部分において、オンチップレンズ６１ｇが、実施形態２と異なる。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態２と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０２５６】
図２８と、前述の図１０とを比較して判るように、オンチップレンズ６１ｇは、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、その厚みが厚くなるように形成されている。つまり、画角中心においては薄く形成し、画角端部においては厚く形成する。
【０２５７】
［まとめ]
以上のように、本実施形態において、画素分断遮光層４２は、実施形態２と同様に形成されている。すなわち、画素分断遮光層４２は、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、その間におけるスペースの幅Ｇ３１，Ｇ３２，Ｇ３３，Ｇ３４，・・・が、広がる部分を含むように形成されている。
【０２５８】
そして、これと共に、上述したように、オンチップレンズ６１ｇが撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、その厚みが厚くなるように形成されている。
【０２５９】
このため、本実施形態においては、画角の端部側において、光を効果的に集光可能であるので、さらに、撮像画像においてシェーディングが生ずることを、抑制可能である。
【０２６０】
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
【０２６１】
＜８．その他＞
本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例を採用することができる。
【０２６２】
たとえば、上記の実施形態においては、ＣＣＤ型イメージセンサに適用する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、ＣＭＯＳ型イメージセンサなど、種々のイメージセンサに適用可能である。
【０２６３】
また、さらに、３原色のカラーフィルタのそれぞれにおいて、オンチップレンズの厚みを適宜調整し、最適化してもよい。
【０２６４】
また、上記の実施形態においては、カメラに本発明を適用する場合について説明したが、これに限定されない。スキャナーやコピー機などのように、固体撮像装置を備える他の電子機器に、本発明を適用しても良い。
【０２６５】
その他、適宜、発明の要旨を組み合わせて実施してもよい。
【０２６６】
なお、上記の実施形態において、固体撮像装置１，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇは、本発明の固体撮像装置に相当する。また、上記の実施形態において、基板１０１は、本発明の基板に相当する。また、上記の実施形態において、撮像領域ＰＡ，撮像面ＰＳは、本発明の撮像面に相当する。また、上記の実施形態において、受光面ＪＳは、本発明の受光面に相当する。また、上記の実施形態において、フォトダイオード２１は、本発明の光電変換素子に相当する。また、上記の実施形態において、転送電極３１は、本発明の電極に相当する。また、上記の実施形態において、遮光部４０は、本発明の遮光部に相当する。また、上記の実施形態において、電極遮光層４１の延在部分４１ｘ，４１ｙは、本発明の電極遮光部に相当する。また、上記の実施形態において、画素分断遮光層４２の延在部分４２ｘ，４２ｙは、本発明の画素分断遮光部に相当する。また、上記の実施形態において、第１のピッチＰ１は、本発明の第１のピッチに相当する。また、上記の実施形態において、第２のピッチＰ２は、本発明の第２のピッチに相当する。また、上記の実施形態において、第３のピッチＰ３は、本発明の第３のピッチに相当する。また、上記の実施形態において、カラーフィルタ５１，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆは、本発明のカラーフィルタに相当する。また、上記の実施形態において、オンチップレンズ６１，６１ｇは、本発明のオンチップレンズに相当する。また、上記の実施形態において、カメラ２００は、本発明の電子機器に相当する。
【符号の説明】
【０２６７】
１，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ：固体撮像装置、２１：フォトダイオード、２２：電荷読出しチャネル領域、２３：電荷転送チャネル領域、２４：チャネルストッパー領域、３１：転送電極、４０：遮光部、４１：電極遮光層、４１ｘ，４１ｙ：電極遮光層の延在部分、４２：画素分断遮光層、４２ｘ，４２ｙ：画素分断遮光層の延在部分、５０：透明層、５１，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ：カラーフィルタ、６１，６１ｇ：オンチップレンズ、１０１：基板、２００：カメラ、２０２：光学系、２０３：駆動回路、２０４：信号処理回路、ＡＧ：エアギャップ層、Ｅｓ：パッシベーション膜、ＦＴ：平坦化膜、Ｇｘ：ゲート絶縁膜、ＨＴ：水平転送レジスタ部、ＪＳ：受光面、Ｋ１：溝、ＯＵＴ：出力部、Ｐ：光電変換部、Ｐ１：第１のピッチ、Ｐ２：第２のピッチ、Ｐ３：第３のピッチ、ＰＡ：撮像領域、ＰＬ：ポリシリコン膜、ＰＳ：撮像面、ＲＯ：電荷読出し部、ＳＳ：素子分離部、Ｓｚ：絶縁膜、ＶＴ：垂直転送レジスタ部、ＺＧ：低屈折率層、ｘ：水平方向、ｙ：垂直方向、ｚ：深さ方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置、電子機器、および、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどの電子機器は、固体撮像装置を含む。たとえば、固体撮像装置として、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサを有する。
【０００３】
たとえば、ＣＣＤ型イメージセンサにおいては、複数の画素が水平方向と垂直方向とにおいてマトリクス状に配置されている撮像領域が、基板の面に設けられている。この撮像領域においては、被写体像による光を受光して信号電荷を生成する光電変換素子が、複数の画素に対応するように、複数形成されている。たとえば、フォトダイオードが、この光電変換素子として形成されている。
【０００４】
そして、撮像領域にて垂直方向に並ぶ複数の光電変換素子の列の間には、垂直転送レジスタ部が設けられている。垂直転送レジスタ部は、垂直転送チャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面するように複数の転送電極が設けられており、電荷読出し部によって光電変換素子から読み出された信号電荷を、垂直方向へ転送する。そして、その垂直転送レジスタ部によって１水平ライン（１行の画素）ごとに転送された信号電荷を、水平転送レジスタ部が、水平方向へ順次転送し、出力部が出力するように構成されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
上記の固体撮像装置においては、スミア等の不具合の発生を防止するために、撮像領域においては、垂直転送レジスタ部へ入射する光を遮光するように電極遮光膜が設けられている。
【０００６】
また、撮像画像においてシェーディングや混色等の不具合が生ずることを防止するために、さまざまな技術が、提案されている（たとえば、特許文献１，特許文献２，特許文献３，特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−５０４０１号公報
【特許文献２】特開平１０−１６３４６２号公報
【特許文献３】特開２００６−１９６５５３号公報
【特許文献４】特開２００１−１８９４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
固体撮像装置等の装置は、小型化が要求されている。このため、固体撮像装置において、複数の画素が配置されている撮像領域にて端部の側に位置する画素では、入射光が撮像領域に垂直な方向に対して傾斜して入射し、その傾斜角度が増大している。つまり、画角端の入射角度が、ますます大きくなってきている。
【０００９】
このため、シェーディングや混色などの不具合の発生を十分に抑制することが、困難な場合があり、撮像画像の画像品質が低下する場合がある。
【００１０】
したがって、本発明は、撮像画像の画像品質を向上可能な、固体撮像装置，電子機器、および、その製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の固体撮像装置は、基板の撮像面に配置されており、受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する複数の光電変換素子と、前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように設けられている複数の電極と、前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に設けられている複数の遮光部とを有し、前記遮光部は、前記電極を被覆するように形成された電極遮光部と、前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように形成された画素分断遮光部とを含み、前記複数の光電変換素子は、前記撮像面において第１のピッチを隔てて配列されており、前記複数の遮光部にて前記電極遮光部は、前記撮像面において第２のピッチを隔てて配列されており、前記複数の遮光部にて前記画素分断遮光部は、前記撮像面において第３のピッチを隔てて配列されており、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、少なくとも前記第３のピッチが広がるように形成されている。
【００１２】
本発明の固体撮像装置は、基板の撮像面に配置されており、受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する複数の光電変換素子と、前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように設けられている複数の電極と、前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に設けられている複数の遮光部とを有し、前記遮光部は、前記電極を被覆するように形成された電極遮光部と、前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように形成された画素分断遮光部とを含み、前記光電変換素子と前記電極遮光部と前記画素分断遮光部とのそれぞれは、前記撮像面において同じピッチを隔てて配置されており、前記画素分断遮光部は、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、前記複数の光電変換素子の間における幅が、狭くなるように形成されている。
【００１３】
本発明の固体撮像装置は、基板の撮像面に配置されており、受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する複数の光電変換素子と、前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように設けられている複数の電極と、前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に設けられている複数の遮光部とを有し、前記遮光部は、前記電極を被覆するように形成された電極遮光部と、前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように形成された画素分断遮光部とを含み、前記複数の画素分断遮光部は、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、当該複数の画素分断遮光部の間におけるスペースの幅が、広がるように形成されている。
【００１４】
本発明の電子機器は、基板の撮像面に配置されており、受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する複数の光電変換素子と、前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように設けられている複数の電極と、前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に設けられている複数の遮光部とを有し、前記遮光部は、前記電極を被覆するように形成された電極遮光部と、前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように形成された画素分断遮光部とを含み、前記複数の光電変換素子は、前記撮像面において第１のピッチを隔てて配列されており、前記複数の遮光部にて前記電極遮光部は、前記撮像面において第２のピッチを隔てて配列されており、前記複数の遮光部にて前記画素分断遮光部は、前記撮像面において第３のピッチを隔てて配列されており、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、少なくとも前記第３のピッチが広がるように形成されている。
【００１５】
本発明の固体撮像装置の製造方法においては、受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換素子を、基板の撮像面に複数形成する光電変換素子形成工程と、前記基板の撮像面に並んで配置される前記複数の光電変換素子の間に介在するように複数の電極を形成する電極形成工程と、前記基板の撮像面に並んで配置される前記複数の光電変換素子の間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に複数の遮光部を形成する遮光部形成工程とを有し、前記遮光部形成工程は、前記電極を被覆するように電極遮光部を形成する電極遮光部形成工程と、前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように画素分断遮光部を形成する画素分断遮光部形成工程とを含み、前記光電変換素子形成工程においては、前記複数の光電変換素子が前記撮像面において第１のピッチを隔てて配列されるように、前記光電変換素子を形成し、前記電極遮光部形成工程においては、前記電極遮光部が前記撮像面において第２のピッチを隔てて配列されるように、前記電極遮光部を形成し、画素分断遮光部形成工程においては、前記画素分断遮光部が前記撮像面において第３のピッチを隔てて配列されており、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、当該第３のピッチが広がるように、前記画素分断遮光部を形成する。
【００１６】
本発明では、電極を被覆する電極遮光部と、その電極遮光部の上面において凸状に突出するように形成された画素分断遮光部とを含むように、遮光部を形成する。ここでは、撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、画素分断遮光部の間におけるスペースの幅が、広がるように、画素分断遮光部を形成する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、撮像画像の画像品質を向上可能な、固体撮像装置，電子機器、および、その製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図1は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ２００の構成を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の全体構成の概略を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の要部を示す図である。
【図４】図４は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の要部を示す図である。
【図５】図５は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の要部を示す図である。
【図６】図６は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図７】図７は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図８】図８は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図９】図９は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの要部を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの要部を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの要部を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置１ｃの要部を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置１ｄの要部を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置１ｄの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置１ｄの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置１ｄの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置１ｅの要部を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置１ｅの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図２０】図２０は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置１ｅの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置１ｅの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図２２】図２２は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置１ｅの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図２３】図２３は、本発明にかかる実施形態４において、ポリシリコン膜ＰＬの上面にカラーフィルタ５１ｅが形成された部分を示す図である。
【図２４】図２４は、本発明にかかる実施形態６において、固体撮像装置１ｆの要部を示す図である。
【図２５】図２５は、本発明にかかる実施形態６において、固体撮像装置１ｆの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図２６】図２６は、本発明にかかる実施形態６において、固体撮像装置１ｆの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図２７】図２７は、本発明にかかる実施形態６において、固体撮像装置１ｆの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図２８】図２８は、本発明にかかる実施形態７において、固体撮像装置１ｇの要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
なお、説明は、下記の順序で行う。
１．実施形態１（周辺側にて全ピッチを広げると共に受光面積を広げる場合）
２．実施形態２（周辺側にて画素分断遮光部ピッチを広げる場合）
３．実施形態３（周辺側にて画素分断遮光部の幅を狭める場合）
４．実施形態４（カラーフィルタを下凸レンズ状に形成する場合）
５．実施形態５（カラーフィルタを光導波路として形成する場合（エアギャップ））
６．実施形態６（カラーフィルタを光導波路として形成する場合（酸化膜））
７．実施形態７（周辺側にてオンチップレンズの厚みを厚くする場合）
８．その他
【００２１】
＜１．実施形態１＞
［装置構成］
【００２２】
（１）カメラの全体構成
図1は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ２００の構成を示す構成図である。
【００２３】
図1に示すように、カメラ２００は、固体撮像装置１と、光学系２０２と、駆動回路２０３と、信号処理回路２０４とを有する。
【００２４】
固体撮像装置１は、光学系２０２を介して入射する光（被写体像）を撮像面ＰＳで撮像し生成された信号電荷を、ローデータとして出力するように構成されている。固体撮像装置１の詳細な構成については、後述する。
【００２５】
光学系２０２は、たとえば、光学レンズを含み、被写体像を固体撮像装置１の撮像面ＰＳへ結像させる。
【００２６】
具体的には、図1に示すように、光学系２０２では、固体撮像装置１の撮像面ＰＳの中心部分に対しては、撮像面ＰＳに垂直な角度で主光線Ｈ１が出射される。一方で、撮像面ＰＳの周辺部分に対しては、撮像面ＰＳに垂直な方向に対して傾斜した角度で主光線Ｈ２が出射される。このように、光学系２０２においては、射出瞳距離が有限であるので、中心から周囲へ遠ざかるに従って、主光線Ｈ２が傾斜して、固体撮像装置１の撮像面ＰＳへ出射される。
【００２７】
駆動回路２０３は、各種の駆動信号を固体撮像装置１と信号処理回路２０４とに出力し、固体撮像装置１と信号処理回路２０４とのそれぞれを駆動させる。
【００２８】
信号処理回路２０４は、固体撮像装置１から出力されたローデータについて信号処理を実施することによって、被写体像についてデジタル画像を生成する。
（２）固体撮像装置の全体構成
図２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の全体構成の概略を示す平面図である。
【００２９】
図２に示すように、固体撮像装置１は、たとえば、インターライン方式のＣＣＤ型イメージセンサであって、撮像領域ＰＡにおいて被写体像について撮像が行われる。
【００３０】
この撮像領域ＰＡにおいては、図２に示すように、光電変換部Ｐと、電荷読出し部ＲＯと、垂直転送レジスタ部ＶＴとが形成されている。
【００３１】
光電変換部Ｐは、図２に示すように、撮像領域ＰＡに複数が設けられており、それぞれが、水平方向ｘと垂直方向ｙとにおいて、マトリクス状に並ぶように配置されている。つまり、被写体像を撮像する複数の画素が、マトリクス状に並ぶように配置されている。そして、この複数の光電変換部Ｐの周囲においては、各光電変換部Ｐの間を分離するように、素子分離部ＳＳが設けられている。そして、光電変換部Ｐは、受光面ＪＳにおいて、被写体像による光を受光して光電変換を行うことによって、信号電荷を生成するように構成されている。
【００３２】
電荷読出し部ＲＯは、図２に示すように、撮像領域ＰＡにおいて、複数の光電変換部Ｐに対応するように複数が設けられており、その光電変換部Ｐが生成した信号電荷を、垂直転送レジスタ部ＶＴへ読み出すように構成されている。
【００３３】
垂直転送レジスタ部ＶＴは、図２に示すように、撮像領域ＰＡにおいて、垂直方向ｙに並ぶ複数の光電変換部Ｐに対応するように、垂直方向ｙに延在している。また、垂直転送レジスタ部ＶＴは、垂直方向ｙに複数が並ぶ光電変換部Ｐの列の間に配置されている。垂直転送レジスタ部ＶＴは、複数が撮像領域ＰＡに設けられており、複数の垂直転送レジスタ部ＶＴが、水平方向ｘに並ぶ複数の光電変換部Ｐのそれぞれに対応するように、水平方向ｘに並んでいる。この垂直転送レジスタ部ＶＴは、いわゆる垂直転送ＣＣＤであって、電荷読出し部ＲＯを介して、光電変換部Ｐから信号電荷が読み出され、その信号電荷を垂直方向ｙへ順次転送する。詳細については後述するが、垂直転送レジスタ部ＶＴは、複数の転送電極（図示無し）が垂直方向ｙに並んで配置されており、その垂直方向に並んだ転送電極に、たとえば、４相の駆動パルス信号を順に供給することによって、この信号電荷の転送を実施する。
【００３４】
そして、撮像領域ＰＡの下端部においては、図２に示すように、水平転送レジスタ部ＨＴが配置されている。この水平転送レジスタ部ＨＴは、水平方向ｘへ延在しており、複数の垂直転送レジスタ部ＶＴのそれぞれが、垂直方向ｙへ転送した信号電荷を、水平方向ｘへ、順次、転送する。つまり、水平転送レジスタ部ＨＴは、いわゆる水平転送ＣＣＤであって、たとえば、２相の駆動パルス信号によって駆動されて、１水平ライン（１行の画素）ごとに転送された信号電荷の転送を実施する。
【００３５】
そして、図２に示すように、水平転送レジスタ部ＨＴの左端部には、出力部ＯＵＴが形成されており、この出力部ＯＵＴは、水平転送レジスタ部ＨＴによって、水平転送された信号電荷を電圧に変換し、アナログ画像信号として出力する。
【００３６】
なお、上記の撮像領域ＰＡは、図１に示した撮像面ＰＳに相当する。
【００３７】
（３）固体撮像装置の詳細構成
上記の固体撮像装置１の詳細な構成について説明する。
【００３８】
図３，図４，図５は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の要部を示す図である。
【００３９】
ここでは、図３と図４は、撮像領域に並べられた画素の主要部においてＸ方向に沿った部分の断面を示している。このうち、図３は、撮像領域ＰＡの中心部分を示しており、図４は、撮像領域ＰＡの周辺部分を示している
【００４０】
また、図５は、固体撮像装置１の撮像領域ＰＡの要部を拡大して示す上面図である。図５では、撮像領域ＰＡにおいて、垂直方向ｙの中心Ｃｙおよび水平方向ｘの中心Ｃｘの部分であって、複数の光電変換部Ｐが水平方向ｘに並ぶ部分を示している。図示を省略しているが、複数の光電変換部Ｐが垂直方向ｙに並ぶ部分においても、これと同様に構成されている。
【００４１】
固体撮像装置１は、図３と図４とに示すように、基板１０１を含む。基板１０１は、たとえば、ｎ型のシリコン半導体基板であり、基板１０１の内部には、フォトダイオード２１と、電荷読出しチャネル領域２２と、電荷転送チャネル領域２３と、チャネルストッパー領域２４とが設けられている。
【００４２】
そして、基板１０１の表面においては、図３と図４とに示すように、転送電極３１と、遮光部４０と、カラーフィルタ５１と、オンチップレンズ６１とが設けられている。
【００４３】
固体撮像装置１を構成する各部について、順次説明する。
【００４４】
フォトダイオード２１は、図３と図４とに示すように、光電変換部Ｐに対応するように、基板１０１に設けられている。フォトダイオード２１は、光を受光面ＪＳで受光し、光電変換することによって信号電荷を生成するように構成されている。
【００４５】
具体的には、フォトダイオード２１は、基板１０１の内部において表面側に位置する部分に設けられている。図示を省略しているが、フォトダイオード２１は、たとえば、基板１０１内に形成したｐ型半導体ウェル領域（ｐ）（図示無し）上に、ｎ型半導体領域（ｎ）（図示無し）とｐ型半導体領域（ｐ＋）（図示無し）とが順次形成されることによって構成される。ｎ型半導体領域（ｎ）は、信号電荷蓄積領域として機能する。そして、ｐ型半導体領域（ｐ＋）は、正孔蓄積領域として機能し、信号電荷蓄積領域であるｎ型半導体領域（ｎ）において、暗電流が生ずることを抑制するように構成されている。
【００４６】
フォトダイオード２１上においては、図３と図４とに示すように、カラーフィルタ５１とオンチップレンズ６１とが配置されている。このため、フォトダイオード２１は、このオンチップレンズ６１とカラーフィルタ５１とを、順次、介して入射する光を、受光面ＪＳにて受光する。
【００４７】
ここでは、図３に示すように、撮像領域ＰＡの中心部分（画角の中心部）においては、受光面ＪＳに垂直な深さ方向ｚに沿って、主光線Ｈ１が入射する。そして、このように主光線Ｈ１が深さ方向ｚに沿って入射した光を、フォトダイオード２１が受光して、信号電荷を生成する。
【００４８】
一方で、図４に示すように、撮像領域ＰＡの周辺部分（画角の端部）においては、受光面ＪＳに垂直な深さ方向ｚに対して傾斜した方向に沿って、主光線Ｈ２が入射する。つまり、主光線Ｈ２は、受光面ＪＳに対して垂直に入射せずに、傾斜して入射する。そして、このように主光線Ｈ２が傾斜して入射した光を、フォトダイオード２１が受光して、信号電荷を生成する。
【００４９】
本実施形態においては、図５に示すように、複数の光電変換部Ｐが、撮像面（ｘｙ面）において、第１のピッチＰ１を隔てて配列されている。複数の光電変換部Ｐは、撮像面における水平方向ｘの中心Ｃｙから周囲へ離れるに伴って、第１のピッチＰ１が広がるように配置されている。
【００５０】
具体的には、図５に示すように、第１のピッチＰ１が、水平方向ｘの中心Ｃｘから周辺の側へ向かって、Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，・・・であるとき、下記の数式（１）の関係になるように、複数の光電変換部Ｐが設けられている。
【００５１】
Ｐ１１＜Ｐ１２＜Ｐ１３＜Ｐ１４＜・・・ ・・・（１）
【００５２】
つまり、撮像領域ＰＡの水平方向ｘにおける中心Ｃｘから周辺へ向かって１番目の画素と２番目の画素とにおける光電変換部ＰのピッチＰ１１よりも、２番目の画素と３番目の画素とにおける光電変換部ＰのピッチＰ１２が大きい。また、２番目の画素と３番目の画素とにおける光電変換部ＰのピッチＰ１２よりも、３番目の画素と４番目の画素とにおける光電変換部ＰのピッチＰ１３が大きい。
【００５３】
そして、これと共に、複数の光電変換部Ｐは、水平方向ｘの中心Ｃｘから周囲へ離れるに伴って、受光面ＪＳの面積が広がるように形成されている。
【００５４】
つまり、撮像領域ＰＡの水平方向ｘにおける中心Ｃｘから周辺へ向かって１番目に位置する画素における光電変換部Ｐの受光面ＪＳよりも、２番目の画素における光電変換部Ｐの受光面ＪＳの方が、面積が大きい。また、２番目の画素における光電変換部Ｐの受光面ＪＳよりも、３番目の画素における光電変換部Ｐの受光面ＪＳの方が、面積が大きい。
【００５５】
このため、複数の光電変換部Ｐに対応して形成されるフォトダイオード２１は、図３と図４とを比較して判るように、撮像領域ＰＡの中心よりも周辺部分の方が、幅が広がるように形成されている。
【００５６】
なお、上記において第１のピッチＰ１は、水平方向ｘにおいて並ぶ複数の光電変換部Ｐの中心の間の距離を示している。また、垂直方向ｙにおいて並ぶ複数の光電変換部Ｐについても、水平方向ｘにおいて並ぶ複数の光電変換部Ｐと同様に、上記のように形成されている。
【００５７】
電荷読出しチャネル領域２２は、図３と図４とに示すように、電荷読出し部ＲＯに対応するように設けられており、フォトダイオード２１にて生成された信号電荷を読み出すように構成されている。
【００５８】
具体的には、電荷読出しチャネル領域２２は、図３と図４とに示すように、基板１０１の内部の表面側に位置する部分において、フォトダイオード２１に隣接するように設けられている。
【００５９】
ここでは、電荷読出しチャネル領域２２は、水平方向ｘにおいてフォトダイオード２１の左側に配置されている。たとえば、電荷読出しチャネル領域２２は、ｐ型半導体領域として構成されている。
【００６０】
電荷転送チャネル領域２３は、図３と図４とに示すように、垂直転送レジスタ部ＶＴに対応するように設けられており、電荷読出し部ＲＯによってフォトダイオード２１から読み出された信号電荷を、電荷転送チャネル領域２３にて転送するように構成されている。
【００６１】
具体的には、電荷転送チャネル領域２３は、図３と図４に示すように、基板１０１の内部の表面側に位置する部分において、電荷読出しチャネル領域２２に隣接して設けられている。
【００６２】
ここでは、電荷転送チャネル領域２３は、水平方向ｘにおいて電荷読出しチャネル領域２２の左側に配置されている。たとえば、電荷転送チャネル領域２３は、基板１０１の内部のｐ型半導体ウェル領域（ｐ）（図示無し）上に、ｎ型半導体領域（ｎ）（図示無し）を設けることによって構成されている。
【００６３】
チャネルストッパー領域２４は、図３と図４とに示すように、素子分離部ＳＳに対応するように設けられている。
【００６４】
具体的には、チャネルストッパー領域２４は、図３と図４に示すように、基板１０１の内部の表面側に位置する部分において設けられている。
【００６５】
ここでは、チャネルストッパー領域２４は、水平方向ｘにおいては、図３と図４とに示すように、電荷読出しチャネル領域２２の左側であって、電荷読出しチャネル領域２２と、隣の列に配置されたフォトダイオード２１との間に介在するように設けられている。
【００６６】
また、垂直方向ｙにおいては、図２に示したように、複数の光電変換部Ｐの間を分離するように素子分離部ＳＳが設けられている。このため、この部分の断面については図示していないが、上述のチャネルストッパー領域２４が、垂直方向ｙに並ぶ２つのフォトダイオード２１の間に設けられている。
【００６７】
上記のチャネルストッパー領域２４は、たとえば、基板１０１の内部のｐ型半導体ウェル領域（ｐ）（図示無し）上に、ｐ型半導体領域（ｐ＋）（図示無し）を設けることによって構成されており、電位障壁を形成して信号電荷の流出入を防止している。
【００６８】
転送電極３１は、図３と図４とに示すように、垂直転送レジスタ部ＶＴに対応するように、基板１０１の上方に設けられており、読み出された信号電荷を垂直方向ｙへ転送する垂直転送電極として機能するように構成されている。この他に、転送電極３１は、電荷読出し部ＲＯに対応するように設けられており、フォトダイオード２１にて生成された信号電荷を読み出す、電荷読出し電極として機能するように構成されている。
【００６９】
具体的には、転送電極３１は、図３と図４とに示すように、基板１０１の上面において、ゲート絶縁膜Ｇｘを介して、電荷読出しチャネル領域２２と電荷転送チャネル領域２３とに対面するように設けられている。
【００７０】
たとえば、転送電極３１は、ポリシリコンなどの導電材料を用いて形成されており、たとえば、シリコン酸化膜によって形成されたゲート絶縁膜Ｇｘ上に設けられている。
【００７１】
この転送電極３１は、図３と図４とに示すように、複数の光電変換部Ｐの間に介在するように設けられている。図示をしていないが、この複数の転送電極３１は、基板１０１の上面においては、水平方向ｘに延在する部分を含んでおり、水平方向ｘにおいて複数が電気的に接続されている。
【００７２】
また、図３と図４とに示した転送電極３１の他に、垂直方向ｙに並ぶ複数の光電変換部Ｐの間に介在するように、別途、転送電極（図示無し）が設けられている。そして、この２種類の転送電極が、垂直方向において交互に並んで設けられている。
【００７３】
遮光部４０は、図３と図４とに示すように、基板１０１の上方に設けられている。
【００７４】
ここでは、遮光部４０は、図３と図４とに示すように、電極遮光層４１と、画素分断遮光層４２とを含む。
【００７５】
遮光部４０において、電極遮光層４１は、図３と図４とに示すように、基板１０１の表面上にて、電荷読出しチャネル領域２２と電荷転送チャネル領域２３の上方に形成されている。また、電極遮光層４１は、絶縁膜Ｓｚを介して、転送電極３１を被覆するように設けられている。絶縁膜Ｓｚは、たとえば、ＰＳＧ膜であり、電極遮光層４１は、光を遮光する遮光材料であって、タングステン，アルミニウムなどの金属材料を用いて形成されている。
【００７６】
遮光部４０において、画素分断遮光層４２は、図３と図４とに示すように、電極遮光層４１の上面において凸状に突出するように形成されている。たとえば、画素分断遮光層４２は、電極遮光層４１と同様に、タングステン，アルミニウムなどの金属材料を用いて形成されている。
【００７７】
本実施形態においては、図５に示すように、遮光部４０は、撮像領域ＰＡにて並ぶ複数の光電変換部Ｐのそれぞれの間に介在するように設けられている。ここでは、水平方向ｘにおいて並ぶ複数の光電変換部Ｐの間、および、垂直方向ｙにおいて並ぶ光電変換部Ｐの間のそれぞれに、遮光部４０が配置されている。つまり、遮光部４０は、複数が水平方向ｘにおいて、光電変換部Ｐを介在して並ぶように設けられている。そして、これと共に、複数が垂直方向ｙにおいて、光電変換部Ｐを介在して並ぶように設けられている。
【００７８】
この複数の遮光部４０において、電極遮光層４１は、図５に示すように、水平方向ｘに延在する部分４１ｘと、垂直方向ｙに延在する部分４１ｙ（いずれも電極遮光部）とを含み、これらが一体的になるように形成されている。
【００７９】
電極遮光層４１にて垂直方向ｙに延在する部分４１ｙは、図５に示すように、撮像領域ＰＡの水平方向ｘにおいて、複数が第２のピッチＰ２を隔てて配列されている。この部分４１ｙは、撮像領域ＰＡにおいて水平方向ｘの中心Ｃｘから周囲へ離れるに伴って、この第２のピッチＰ２が広がるように形成されている。
【００８０】
具体的には、図５に示すように、第２のピッチＰ２が、水平方向ｘの中心Ｃｘから周辺へ向かって、Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，・・・であるとき、下記の数式（２）の関係になるように設けられている。
【００８１】
Ｐ２１＜Ｐ２２＜Ｐ２３＜Ｐ２４＜・・・ ・・・（２）
【００８２】
ここでは、第２のピッチＰ２は、図５に示すように、複数の光電変換部Ｐが並ぶ第１のピッチＰ１と同じ割合で広がるように設けられている。
【００８３】
また、電極遮光層４１にて垂直方向ｙに延在する部分４１ｙは、図５に示すように、水平方向ｘにおいて規定される幅Ｈ２０，Ｈ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４，・・・が、同じ幅になるように形成されている。
【００８４】
なお、上記において第２のピッチＰ２は、電極遮光層４１にて垂直方向ｙに延在する部分４１ｙにおいて、水平方向ｘに規定される幅Ｈ２０，Ｈ２１，Ｈ２２，Ｈ２３，Ｈ２４，・・・の中心位置の間の距離を示している。そして、電極遮光層４１にて水平方向ｘに延在する部分４１ｘも、電極遮光層４１にて垂直方向ｙに延在する部分４１ｙと同様に、上記のように設けられている。
【００８５】
一方で、複数の遮光部４０において、画素分断遮光層４２は、図５に示すように、水平方向ｘに延在する部分４２ｘと、垂直方向ｙに延在する部分４２ｙ（いずれも画素分断遮光部）とを含み、これらが一体的になるように形成されている。
【００８６】
画素分断遮光層４２にて垂直方向ｙに延在する部分４２ｙは、図５に示すように、撮像領域ＰＡの水平方向ｘにおいて、複数が第３のピッチＰ３を隔てて配列されている。この部分４２ｙは、撮像領域ＰＡにおいて水平方向ｘの中心Ｃｘから周囲へ離れるに伴って、この第３のピッチＰ３が広がるように形成されている。
【００８７】
具体的には、図５に示すように、第３のピッチＰ３が、水平方向ｘの中心Ｃｘから周辺へ向かって、Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４，・・・であるとき、下記の数式（３）の関係になるように設けられている。
【００８８】
Ｐ３１＜Ｐ３２＜Ｐ３３＜Ｐ３４＜・・・ ・・・（３）
【００８９】
ここでは、第３のピッチＰ３は、図５に示すように、画素分断遮光層４２にて垂直方向ｙに延在する部分が並ぶ第２のピッチＰ２と同じ値で広がるように設けられている。すなわち、撮像領域の中心Ｃｘから周辺に渡って、上述した第１のピッチＰ１と第２のピッチＰ２と第３のピッチＰ３とのそれぞれが互いに同じ割合で広がるように形成されている。
【００９０】
また、画素分断遮光層４２にて垂直方向ｙに延在する部分４２ｙは、図５に示すように、水平方向ｘにおいて規定される幅Ｈ３０，Ｈ３１，Ｈ３２，Ｈ３３，Ｈ３４，・・・が、同じ幅になるように形成されている。
【００９１】
よって、本実施形態では、画素分断遮光層４２にて垂直方向ｙへ延在する部分４２ｙの間におけるスペースの幅Ｇ３１，Ｇ３２，Ｇ３３，Ｇ３４，・・・が、下記の数式（４）に示す関係になっている。つまり、この部分４２ｙは、撮像領域ＰＡにおける水平方向ｘの中心Ｃｘから周囲へ離れるに伴って広がっている。
【００９２】
Ｇ３１＜Ｇ３２＜Ｇ３３＜Ｇ３４＜・・・ ・・・（４）
【００９３】
なお、上記において第３のピッチＰ３は、画素分断遮光層４２にて垂直方向ｙに延在する部分４２ｙにおいて、水平方向ｘに規定される各幅Ｈ３０，Ｈ３１，Ｈ３２，Ｈ３３，Ｈ３４，・・・の中心位置の間の距離を示している。また、これと共に、画素分断遮光層４２にて水平方向ｘに延在する部分４２ｘについても、同様に設けられている。すなわち、画素分断遮光層４２は、ユニットセルごとに区画した格子状のマス型であって、区画する領域の面積が、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ向かって広がっている。
【００９４】
また、より具体的には、各部は、図５の下段に示す関係になるように、形成されている。そして、下記の数式（５）の関係を満たすように、因子ａの値が設定されて形成されている。ただし、ａ＞１の関係になるように、因子ａの値が設定される。
【００９５】
【数１】
【００９６】
上記の数式において、各変数は、下記を示している。
ｎ：水平方向（垂直方向）の有効画素数
ｘ：画角中央部分の画素サイズ（基準幅）（ｎｍ）
ａ：ズレ量（ｎｍ）（ただし、ａ＞１）
ｂ：有効画素領域の水平方向（垂直方向）の寸法（ｎｍ）
また、図中において「ｓｕｍ」は、下記を示している。
ｓｕｍ：画角中心から画角端部までの全体の距離（ｎｍ）
【００９７】
つまり、電極遮光層４１と画素分断遮光層４２にて、撮像領域ＰＡの水平方向ｘにおける中心Ｃｘの部分と、その中心の隣に位置する部分との間の距離（ｘ）に対して、画素位置が周辺へ向かうに伴って、ズレ量［ａ（ｎ／２−１）］が加算されるように形成されている。
【００９８】
カラーフィルタ５１は、図３と図４とに示すように、基板１０１の面の上方に設けられている。
【００９９】
具体的には、カラーフィルタ５１は、フォトダイオード２１と電極遮光層４１との上において、パッシベーション膜Ｅｓを介して形成されている。
【０１００】
本実施形態においては、カラーフィルタ５１は、図３と図４とに示すように、画素分断遮光層４２の間に介在するように形成されている。つまり、カラーフィルタ５１は、画素分断遮光層４２にて区画された内部に埋め込まれるように形成されている。
【０１０１】
このカラーフィルタ５１は、入射光が着色されて受光面ＪＳへ出射されるように構成されている。たとえば、カラーフィルタ５１は、感光性樹脂に着色剤を含有させることで形成される。また、図示を省略しているが、カラーフィルタ５１は、緑フィルタと赤フィルタと青フィルタとの３原色のフィルタを含む。そして、この３原色のフィルタが、図２に示した撮像領域ＰＡにおいて、たとえば、ベイヤー配列で並ぶように、各光電変換部Ｐのそれぞれに対応して配置されている。
【０１０２】
オンチップレンズ６１は、図３と図４とに示すように、基板１０１の面の上方であって、カラーフィルタ５１の上に設けられている。
【０１０３】
ここでは、オンチップレンズ６１は、フォトダイオード２１の受光面ＪＳからカラーフィルタ５１へ向かう方向にて、中心が縁よりも厚く形成された凸型レンズであって、入射した光を受光面ＪＳへ集光するように構成されている。たとえば、平面形状が円形になるように形成されている。このため、オンチップレンズ６１によって集光された光は、カラーフィルタ５１を介在して、フォトダイオード２１の受光面ＪＳにおいて受光される。
【０１０４】
上述したように、本実施形態では、図３と図４とを比較して判るように、フォトダイオード２１は、撮像領域ＰＡの中心よりも周辺部分の方が、幅が広がるように形成されている。このため、これと同様に、オンチップレンズ６１は、撮像領域ＰＡ面の中心から周囲へ離れるに伴って、幅が広がっており、面積が広がるように形成されている。
【０１０５】
［製造方法］
以下より、上記の固体撮像装置１を製造する製造方法について説明する。
【０１０６】
図６，図７，図８，図９は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。図６，図７，図８，図９は、図３と同様な部分の断面を示している。
【０１０７】
ここでは、主に、画素分断遮光層４２の形成工程について示す。
【０１０８】
（１）平坦化膜ＦＴの形成
まず、図６に示すように、平坦化膜ＦＴを形成する。
【０１０９】
平坦化膜ＦＴの形成に先立って、図６に示すように、フォトダイオード２１と、電荷読出しチャネル領域２２と、電荷転送チャネル領域２３と、チャネルストッパー領域２４とを、基板１０１に設ける。たとえば、イオン注入法を用いて、不純物を基板１０１に導入することによって、各部を形成する。その後、たとえば、熱酸化法によって、シリコン酸化膜を基板１０１の全面に設けることによって、ゲート絶縁膜Ｇｘを形成する。
【０１１０】
そして、図６に示すように、転送電極３１などの各部を基板１０１の表面上に形成する。たとえば、ＣＶＤ法によってポリシリコン膜（図示無し）を成膜後、フォトリソグラフィ技術によって、そのポリシリコン膜をパターン加工することで、転送電極３１を形成する。そして、転送電極３１を被覆するように、絶縁膜Ｓｚを、たとえば、ＰＳＧ膜で形成する。そして、たとえば、スパッタリング法によって、タングステン膜を成膜した後、そのタングステン膜をフォトリソグラフィ技術によってパターン加工することで、電極遮光層４１を形成する。そして、フォトダイオード２１や転送電極３１を被覆するように、パッシベーション膜Ｅｓを形成する。このパッシベーション膜Ｅｓは、後工程において平坦化膜ＦＴの除去エッチャントを実施する際に、エッチングストッパーとして機能するように形成する。たとえば、Ｐ−ＳｉＮ膜によって、パッシベーション膜Ｅｓを形成する。
【０１１１】
その後、図６に示すように、パッシベーション膜Ｅｓを覆うように、平坦化膜ＦＴを形成する。
【０１１２】
ここでは、たとえば、ＳＯＧ等の樹脂膜を塗布後、ＣＭＰなどの平坦化処理を実施することで、この平坦化膜ＦＴを形成する。この他に、ＴＥＯＳ系ＳｉＯ２／ＢＰＳＧや、バイアス高密度プラズマ法によるＳｉＯ２系ＣＶＤ膜によって、この平坦化膜ＦＴを形成しても良い。
【０１１３】
（２）溝Ｋ１の形成
つぎに、図７に示すように、溝Ｋ１を形成する。
【０１１４】
ここでは、図７に示すように、平坦化膜ＦＴにおいて、前述した画素分断遮光層４２を形成する部分（図３等参照）に、この溝Ｋ１を形成する。
【０１１５】
具体的には、フォトリソグラフィとドライエッチングとを用いて、幅１μｍ以下になるように、溝Ｋ１を形成し、電極遮光層４１の上面の一部を露出させる。
【０１１６】
（３）画素分断遮光層４２の形成
つぎに、図８に示すように、画素分断遮光層４２を形成する。
【０１１７】
ここでは、図８に示すように、上記にて形成した溝Ｋ１に遮光材料を埋め込んだ後に、平坦化膜ＦＴを除去することで、この画素分断遮光層４２を形成する。
【０１１８】
たとえば、ＣＶＤ法やスパッタリング法によって金属材料を溝Ｋ１に埋め込むように成膜後に、エッチバックすることで、平坦化膜ＦＴ上の金属膜（図示なし）を除去する。その後、たとえば、ＨＦ系エッチングなどを実施することで、平坦化膜ＦＴを除去する。
【０１１９】
（４）カラーフィルタ５１の形成
つぎに、図９に示すように、カラーフィルタ５１を形成する。
【０１２０】
ここでは、図９に示すように、画素分断遮光層４２の内部を埋め込むように、カラーフィルタ５１を形成する。
【０１２１】
具体的には、着色剤を含む感光性樹脂膜を塗布することで、このカラーフィルタ５１を形成する。
【０１２２】
そして、その他の部分を設けることによって、固体撮像装置１を完成させる。
【０１２３】
[まとめ]
以上のように、本実施形態において、フォトダイオード２１は、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、第１のピッチＰ１が広がると共に、受光面ＪＳの面積が広がるように形成されている。また、電極遮光層４１は、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、第２のピッチＰ２が広がる部分を含むように形成されている。そして、さらに、画素分断遮光層４２は、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、第３のピッチＰ３が広がる部分を含むように形成されている。ここでは、撮像領域ＰＡの中心から周囲に渡って、第１のピッチＰ１と第２のピッチＰ２と第３のピッチＰ３とのそれぞれが互いに同じ割合で広がるように形成されている。すなわち、画素分断遮光層４２は、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、その間におけるスペースの幅Ｇ３１，Ｇ３２，Ｇ３３，Ｇ３４，・・・が、広がる部分を含むように形成されている。
【０１２４】
上述したように、画角の端部（撮像領域ＰＡの周辺部）においては、入射する主光線Ｈ２の傾斜角度が大きいため、フォトダイオード２１の受光面ＪＳに入射されにくく、撮像画像においてシェーディングが生ずる場合がある。また、傾斜した主光線Ｈ２が、隣接する画素のフォトダイオード２１へ混入して、撮像画像において混色が生ずる場合がある（図４参照）。
【０１２５】
しかし、本実施形態においては、画角の中心（撮像領域ＰＡの中心部）よりも、画角の端部（撮像領域ＰＡの周辺部）の方が、受光面ＪＳの面積が大きい。また、撮像領域ＰＡの中心部よりも撮像領域ＰＡの周辺部の方が、複数の遮光部４０の間の幅が広い。さらに、オンチップレンズ６１が、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、面積が広がるように形成されている。このため、画角の中心の感度を損なうことなく、画角の端部の感度を向上可能であり、撮像画像においてシェーディングが生ずることを、抑制可能である。また、隣接する画素のフォトダイオード２１へ向かう、傾斜した主光線を、画素分断遮光層４２が遮光するので、撮像画像において混色が生ずることを抑制可能である。
【０１２６】
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
なお、本実施形態においては、水平方向ｘと垂直方向ｙとの両方向において、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、第１から第３のピッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３が、広がると共に、受光面ＪＳの面積が広がる場合について示したが、これに限定されない。水平方向ｘと垂直方向ｙとのいずれか一方において、第１から第３のピッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３が広がると共に、受光面ＪＳの面積が広がるように構成しても良い。
【０１２７】
＜２．実施形態２＞
［装置構成など］
図１０，図１１，図１２は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの要部を示す図である。
【０１２８】
ここでは、図１０と図１１は、図２に示す撮像領域ＰＡに並べられた画素の主要部においてＸ方向に沿った部分の断面を示している。このうち、図１０は、撮像領域ＰＡの中心部分を示しており、図１１は、撮像領域ＰＡの周辺部分を示している
【０１２９】
また、図１２は、固体撮像装置１ｂの撮像領域ＰＡの要部を拡大して示す上面図である。図１２では、撮像領域ＰＡにおいて、垂直方向ｙの中心Ｃｙおよび水平方向ｘの中心Ｃｘの部分であって、複数の光電変換部Ｐが水平方向ｘに並ぶ部分を示している。図示を省略しているが、複数の光電変換部Ｐが垂直方向ｙに並ぶ部分においても、これと同様に構成されている。
【０１３０】
図１０，図１１，図１２に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｂは、光電変換部Ｐと電極遮光層４１と画素分断遮光層４２との各部の配置関係が、実施形態１と異なる。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１３１】
光電変換部Ｐは、図１２に示すように、複数の撮像面（ｘｙ面）において、第１のピッチＰ１を隔てて配列されている。複数の光電変換部Ｐは、撮像領域ＰＡの中心Ｃｘから周囲に渡って、第１のピッチＰ１が等しい値になるように配置されている。
【０１３２】
具体的には、図１２に示すように、第１のピッチＰ１が、水平方向ｘの中心Ｃｘから周辺の側へ向かって、Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，・・・であるとき、下記の数式（１ｂ）の関係になるように、複数の光電変換部Ｐが設けられている。
【０１３３】
Ｐ１１＝Ｐ１２＝Ｐ１３＝Ｐ１４＝・・・ ・・・（１ｂ）
【０１３４】
また、これと共に、複数の光電変換部Ｐは、水平方向ｘの中心Ｃｘから周囲へ渡って、受光面ＪＳの面積が同じになるように形成されている。
【０１３５】
このため、複数の光電変換部Ｐに対応して形成されるフォトダイオード２１は、図１０と図１１とに示すように、撮像領域ＰＡの中心と周辺部分との間で、幅が同じになるように形成されている。
【０１３６】
なお、垂直方向ｙにおいて並ぶ複数の光電変換部Ｐについても、上記と同様に設けられている。つまり、水平方向ｘにおいて並ぶ複数の光電変換部Ｐと同様に、垂直方向ｙにおいて並ぶ複数の光電変換部Ｐについても、中心Ｃｙから周囲に渡って、受光面ＪＳの面積が同じになるように形成されている。
【０１３７】
遮光部４０において、電極遮光層４１は、図１２に示すように、水平方向ｘに延在する部分４１ｘと、垂直方向ｙに延在する部分４１ｙとを含む。電極遮光層４１にて垂直方向ｙに延在する部分４１ｙは、図１２に示すように、撮像領域ＰＡの水平方向ｘにおいて、複数が第２のピッチＰ２を隔てて配列されている。
【０１３８】
この部分４１ｙは、撮像領域ＰＡの中心Ｃｘから周囲に渡って、第２のピッチＰ２が等しい値になるように配置されている。
【０１３９】
具体的には、図１２に示すように、第２のピッチＰ２が、水平方向ｘの中心Ｃｘから周辺の側へ向かって、Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，・・・であるとき、下記の数式（２ｂ）の関係になるように設けられている。
【０１４０】
Ｐ２１＝Ｐ２２＝Ｐ２３＝Ｐ２４＝・・・ ・・・（２ｂ）
【０１４１】
ここでは、第２のピッチＰ２は、図１２に示すように、複数の光電変換部Ｐが並ぶ第１のピッチＰ１と同じ値であって、等しい間隔になるように設けられている。
【０１４２】
このため、電極遮光層４１は、図１０と図１１との断面に示すように、撮像領域ＰＡの中心と周辺部分とにおいて、間隔の距離が同じになるように形成されている。
【０１４３】
なお、電極遮光層４１にて水平方向ｘに延在する部分４１ｘについても、電極遮光層４１にて垂直方向ｙに延在する部分４１ｙと同様に、上記のように設けられている。
【０１４４】
また、遮光部４０において、画素分断遮光層４２は、図１２に示すように、水平方向ｘに延在する部分４２ｘと、垂直方向ｙに延在する部分４２ｙとを含む。画素分断遮光層４２にて垂直方向ｙに延在する部分４２ｙは、図１２に示すように、撮像領域ＰＡの水平方向ｘにおいて、複数が第３のピッチＰ３を隔てて配列されている。
【０１４５】
この部分４２ｙは、図１２に示すように、実施形態１の場合と同様に、撮像領域ＰＡにおいて水平方向ｘの中心Ｃｘから周囲へ離れるに伴って、この第３のピッチＰ３が広がるように形成されている。
【０１４６】
具体的には、図１２に示すように、第３のピッチＰ３が、水平方向ｘの中心Ｃｘから周辺へ向かって、Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４，・・・であるとき、下記の数式（３ｂ）の関係になるように設けられている。
【０１４７】
Ｐ３１＜Ｐ３２＜Ｐ３３＜Ｐ３４＜・・・ ・・・（３ｂ）
【０１４８】
よって、本実施形態では、画素分断遮光層４２にて垂直方向ｙへ延在する部分４２ｙの間におけるスペースの幅Ｇ３１，Ｇ３２，Ｇ３３，Ｇ３４，・・・が、下記の数式（４ｂ）に示す関係になっている。つまり、この部分４２ｙは、撮像領域ＰＡにおける水平方向ｘの中心Ｃｘから周囲へ離れるに伴って広がっている。
【０１４９】
Ｇ３１＜Ｇ３２＜Ｇ３３＜Ｇ３４＜・・・ ・・・（４ｂ）
【０１５０】
このため、画素分断遮光層４２は、図１０と図１１との断面に示すように、撮像領域ＰＡの中心から周辺へ離れるに伴って、間隔の距離が広がって形成されている。
【０１５１】
より具体的には、第３のピッチＰ３のそれぞれ（Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４，・・・）は、図１２の右下段に示すように定められる。このため、因子ａが、下記の数式（５ｂ）の関係を満たすように、画素分断遮光層４２が形成される。ただし、ａ＞１の関係になるように、因子ａの値が設定される。
【０１５２】
【数２】
・・・（５ｂ）
【０１５３】
上記の数式において、各変数は、下記を示している。
ｎ：水平方向（垂直方向）の有効画素数
ｘ：画素サイズ（基準幅）（ｎｍ）
ｙ：電極遮光層の幅（ｎｍ）
ａ：ズレ量（ｎｍ）（ただし、ａ＞１）
ｚ：画素分断遮光層の幅（ｎｍ）
また、図中において「ｓｕｍ」は、下記を示している。
ｓｕｍ：画角中心から画角端部までの全体の距離（ｎｍ）
【０１５４】
なお、画素分断遮光層４２にて水平方向ｘに延在する部分４２ｘについても、同様に設けられている。
【０１５５】
[まとめ]
以上のように、本実施形態において、画素分断遮光層４２は、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、第３のピッチＰ３が広がる部分を含むように形成されている。すなわち、画素分断遮光層４２は、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、その間におけるスペースの幅Ｇ３１，Ｇ３２，Ｇ３３，Ｇ３４，・・・が、広がる部分を含むように形成されている。
【０１５６】
このため、本実施形態においては、画角の中心の感度を損なうことなく、画角の端部の感度を向上可能であり、撮像画像においてシェーディングが生ずることを、抑制可能である。また、隣接する画素のフォトダイオード２１へ向かう、傾斜した主光線を、画素分断遮光層４２が遮光するので、撮像画像において混色が生ずることを抑制可能である。
【０１５７】
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
なお、本実施形態においては、水平方向ｘと垂直方向ｙとの両方向において、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、第３のピッチＰ３が広がる場合について示したが、これに限定されない。水平方向ｘと垂直方向ｙとのいずれか一方において、第３のピッチＰ３が広がるように構成しても良い。
【０１５８】
＜３．実施形態３＞
［装置構成など］
図１３は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置１ｃの要部を示す図である。
【０１５９】
ここでは、図１３は、固体撮像装置１ｃの撮像領域ＰＡの要部を拡大して示す上面図である。図１３では、撮像領域ＰＡにおいて、垂直方向ｙの中心Ｃｙおよび水平方向ｘの中心Ｃｘの部分であって、複数の光電変換部Ｐが水平方向ｘに並ぶ部分を示している。
【０１６０】
図１３に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｃは、画素分断遮光層４２の配置関係が、実施形態２と異なる。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態２と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１６１】
画素分断遮光層４２は、図１３に示すように、水平方向ｘに延在する部分４２ｘと、垂直方向ｙに延在する部分４２ｙとを含む。画素分断遮光層４２にて垂直方向ｙに延在する部分４２ｙは、図１３に示すように、撮像領域ＰＡの水平方向ｘにおいて、複数が第３のピッチＰ３を隔てて配列されている。
【０１６２】
本実施形態においては、第３のピッチＰ３は、光電変換部Ｐの第１のピッチＰ１と、電極遮光層４１の第２のピッチＰ２と同じ値になるように設けられている。
【０１６３】
しかし、画素分断遮光層４２において、垂直方向ｙに延在する部分４２ｙは、撮像領域ＰＡの中心Ｃｙから周囲へ離れるに伴って、幅が、順次、狭まるように形成されている。
【０１６４】
具体的には、図１３に示すように、水平方向ｘの中心Ｃｘから周辺へ向かって、幅が、Ｈ３０，Ｈ３１，Ｈ３２，Ｈ３３，Ｈ３４，・・・であるとき、下記の数式（ｃ１）の関係になるように設けられている。
【０１６５】
Ｈ３０＞Ｈ３１＞Ｈ３２＞Ｈ３３＞Ｈ３４＞・・・ ・・・（ｃ１）
【０１６６】
よって、本実施形態では、画素分断遮光層４２にて垂直方向ｙへ延在する部分４２ｙの間におけるスペースの幅Ｇ３１，Ｇ３２，Ｇ３３，Ｇ３４，・・・が、下記の数式（ｃ２）に示す関係になっている。つまり、この部分４２ｙは、撮像領域ＰＡにおける水平方向ｘの中心Ｃｘから周囲へ離れるに伴って広がっている。
【０１６７】
Ｇ３１＜Ｇ３２＜Ｇ３３＜Ｇ３４＜・・・ ・・・（ｃ２）
【０１６８】
なお、画素分断遮光層４２にて水平方向ｘに延在する部分４２ｘについても、同様に設けられている。
【０１６９】
[まとめ]
以上のように、本実施形態において、画素分断遮光層４２は、撮像領域ＰＡの中心Ｃｙから周囲へ離れるに伴って幅が狭まる部分を含むように形成されている。すなわち、画素分断遮光層４２は、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、その間におけるスペースの幅Ｇ３１，Ｇ３２，Ｇ３３，Ｇ３４，・・・が、広がる部分を含むように形成されている。
【０１７０】
このため、本実施形態においては、画角の中心の感度を損なうことなく、画角の端部の感度を向上可能であり、撮像画像においてシェーディングが生ずることを、抑制可能である。また、隣接する画素のフォトダイオード２１へ向かう、傾斜した主光線を、画素分断遮光層４２が遮光するので、撮像画像において混色が生ずることを抑制可能である。
【０１７１】
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
なお、本実施形態においては、画素分断遮光層４２について、水平方向ｘと垂直方向ｙとの両者の幅が、撮像領域ＰＡの位置に応じて異なる場合について示したが、これに限定されない。実施形態２の場合のように、画素分断遮光層４２について水平方向ｘと垂直方向ｙとのいずれか一方の幅を同じになるように構成しても良い。
【０１７２】
＜４．実施形態４＞
［装置構成］
図１４は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置１ｄの要部を示す図である。
【０１７３】
ここでは、図１４は、図２に示す撮像領域ＰＡに並べられた画素の主要部においてＸ方向に沿った部分の断面を示している。このうち、図１４は、撮像領域ＰＡの中心部分を示している。
【０１７４】
図１４に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｄは、カラーフィルタ５１ｄの形状が、実施形態１と異なる。また、透明層５０がさらに設けられている。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１７５】
本実施形態においては、図１４に示すように、透明層５０が基板１０１の上方に設けられている。
【０１７６】
具体的には、透明層５０は、フォトダイオード２１と電極遮光層４１との上において、パッシベーション膜Ｅｓを介して形成されている。
【０１７７】
本実施形態においては、透明層５０は、図１４に示すように、画素分断遮光層４２の間に介在するように形成されている。つまり、透明層５０は、カラーフィルタ５１と同様に、画素分断遮光層４２にて区画された内部に埋め込まれるように形成されている。
【０１７８】
この透明層５０は、入射光が受光面ＪＳへ透過するように構成されている。たとえば、透明層５０は、ボロンとリンとがドープされたシリコン酸化膜（ＢＰＳＧ膜）として形成される。
【０１７９】
カラーフィルタ５１ｄは、図１４に示すように、透明層５０の上方に設けられている。
【０１８０】
本実施形態においては、カラーフィルタ５１ｄは、フォトダイオード２１の受光面ＪＳに対面する面が、受光面ＪＳの側へ凸状に湾曲しており、受光面ＪＳへ光を集光する下凸レンズとして機能するように構成されている。
【０１８１】
なお、図示を省略しているが、撮像領域ＰＡの中心部分と同様に、周辺部分においても、透明層５０とカラーフィルタ５１ｄとが構成されている。
【０１８２】
［製造方法］
以下より、上記の固体撮像装置１ｄを製造する製造方法について説明する。
【０１８３】
図１５，図１６，図１７は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置１ｄの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。図１５，図１６，図１７は、図１４と同様な部分の断面を示している。
【０１８４】
ここでは、主に、透明層５０とカラーフィルタ５１ｄの形成工程について示す。
【０１８５】
（１）透明層５０の形成
まず、図１５に示すように、透明層５０を形成する。
【０１８６】
ここでは、透明層５０の形成に先立って、図８にて示したように、画素分断遮光層４２の形成を実施する。
【０１８７】
その後、図１５に示すように、フォトダイオード２１と遮光部４０との上において、パッシベーション膜Ｅｓを介して透明層５０を形成する。
【０１８８】
たとえば、画素分断遮光層４２を覆うように、ＣＶＤ法によって、ＢＰＳＧ膜を透明層５０として成膜する。
【０１８９】
このとき、電極遮光層４１が基板１０１の面から凸状に突出して形成されているので、透明層５０において、受光面ＪＳに対応する部分には、凹部が形成される。そして、この後、加熱によるリフロー処理を実施することによって、透明層５０の表面を曲面状に加工する。
【０１９０】
なお、凹部の曲面の曲率は、ＢＰＳＧ膜のボロンやリンの濃度、リフロー処理温度や時間などの因子を適宜設定することで、所望に調整することができる。
【０１９１】
（２）透明層５０の厚み調整
つぎに、図１６に示すように、透明層５０の厚みを調整する。
【０１９２】
ここでは、上記のようにして形成された透明層５０についてエッチバックを実施することによって、その厚みを調整する。
【０１９３】
具体的には、画素分断遮光層４２の頂部が露出するように、透明層５０の厚みを調整する。
【０１９４】
（３）カラーフィルタ５１ｄの形成
つぎに、図１７に示すように、カラーフィルタ５１ｄを形成する。
【０１９５】
ここでは、透明層５０の上面において、画素分断遮光層４２の内部を埋め込むように、カラーフィルタ５１ｄを形成する。
【０１９６】
具体的には、着色剤を含む感光性樹脂膜を塗布することで、このカラーフィルタ５１ｄを形成する。
【０１９７】
そして、その他の部分を設けることによって、固体撮像装置１ｄを完成させる。
【０１９８】
[まとめ]
以上のように、本実施形態においては、カラーフィルタ５１ｄが下凸レンズとして機能するように構成されているので、カラーフィルタ５１ｄにおいては、受光面ＪＳへ光が集光される。
【０１９９】
カラーフィルタを下凸レンズ状に構成しないときは、主光線の入射角度が異なると、カラーフィルタを通過する光路長が異なることになるので、画角中央と画角端部との間で感度シェーディングが生ずる場合がある。
【０２００】
しかし、本実施形態のように構成することで、主光線の入射角度が異なっていても、カラーフィルタ５１ｄを通過する光路長を同様にすることができる。
【０２０１】
したがって、本実施形態においては、シェーディングの発生を抑制可能であるので、撮像画像の画像品質を、さらに好適に向上させることができる。
【０２０２】
＜５．実施形態５＞
［装置構成］
図１８は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置１ｅの要部を示す図である。
【０２０３】
ここでは、図１８は、図２に示す撮像領域ＰＡに並べられた画素の主要部においてＸ方向に沿った部分の断面を示している。このうち、図１８は、撮像領域ＰＡの中心部分を示している。
【０２０４】
図１８に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｅは、カラーフィルタ５１ｅの形状が、実施形態１と異なる。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０２０５】
カラーフィルタ５１ｅは、図１８に示すように、遮光部４０との間に、カラーフィルタ５１ｅよりも屈折率が低いエアギャップ層ＡＧが介在しており、受光面ＪＳへ光を導波する光導波路のコア部として機能するように構成されている。つまり、カラーフィルタ５１ｅをコアとし、エアギャップ層ＡＧをクラッドとするように構成することで、受光面ＪＳ上に光導波路を形成する。
【０２０６】
本実施形態においては、カラーフィルタ５１ｅは、深さ方向ｚにおいて幅が狭くなるテーパー状に形成されている。
【０２０７】
なお、図示を省略しているが、撮像領域ＰＡの中心部分と同様に、周辺部分についても、エアギャップ層ＡＧが設けられている。
【０２０８】
［製造方法］
以下より、上記の固体撮像装置１ｅを製造する製造方法について説明する。
【０２０９】
図１９，図２０，図２１，図２２は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置１ｅの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。図１９，図２０，図２１，図２２は、図１８と同様な部分の断面を示している。
【０２１０】
ここでは、主に、カラーフィルタ５１ｅの形成工程について示す。
【０２１１】
（１）ポリシリコン膜ＰＬの形成
まず、図１９に示すように、ポリシリコン膜ＰＬを形成する。
【０２１２】
ここでは、ポリシリコン膜ＰＬの形成に先立って、図８にて示したように、画素分断遮光層４２の形成を実施する。
【０２１３】
その後、図１９に示すように、フォトダイオード２１と遮光部４０との上において、パッシベーション膜Ｅｓを介するように、ポリシリコン膜ＰＬを形成する。
【０２１４】
たとえば、画素分断遮光層４２を覆うように、ＣＶＤ法によって、ポリシリコン膜ＰＬを成膜する。
【０２１５】
（２）透明層５０の厚み調整
つぎに、図２０に示すように、ポリシリコン膜ＰＬの厚みを調整する。
【０２１６】
ここでは、上記のようにして形成されたポリシリコン膜ＰＬについてエッチバックを実施することによって、その厚みを調整する。
【０２１７】
具体的には、上述したエアギャップ層ＡＧ（図１８参照）を形成する部分に対応してポリシリコン膜ＰＬが設けられるように、その厚みを調整する。
【０２１８】
（３）カラーフィルタ５１ｅの形成
つぎに、図２１に示すように、カラーフィルタ５１ｅを形成する。
【０２１９】
ここでは、ポリシリコン膜ＰＬの上面において、画素分断遮光層４２の内部を埋め込むように、カラーフィルタ５１ｅを形成する。
【０２２０】
具体的には、着色剤を含む感光性樹脂膜を塗布することで、このカラーフィルタ５１ｅを形成する。
【０２２１】
（４）エアギャップ層ＡＧの形成
つぎに、図２２に示すように、エアギャップ層ＡＧを形成する。
【０２２２】
ここでは、ポリシリコン膜ＰＬを除去することで、エアギャップ層ＡＧを形成する。
【０２２３】
図２３は、本発明にかかる実施形態５において、ポリシリコン膜ＰＬの上面にカラーフィルタ５１ｅが形成された部分を示す図である。
【０２２４】
図２３に示すように、画素分断遮光層４２において水平方向ｘと垂直方向ｙとに延在する部分が交差する部分においては、ポリシリコン膜ＰＬが厚く形成されるため、カラーフィルタ５１ｅによってポリシリコン膜ＰＬが被覆されず、その表面が露出している。
【０２２５】
このため、図２３に示すように、ポリシリコン膜ＰＬの表面が露出している部分から、ポリシリコン膜ＰＬをドライエッチング処理によって除去する。これにより、図２２に示すように、空気の層であるエアギャップ層ＡＧが形成される。
【０２２６】
そして、その他の部分を設けることによって、固体撮像装置１ｅを完成させる。
【０２２７】
[まとめ]
以上のように、本実施形態においては、カラーフィルタ５１ｄが光導波路として機能するように構成されているので、カラーフィルタ５１ｄにおいては、受光面ＪＳへ光が導かれる。
【０２２８】
画素分断遮光層４２の内部にカラーフィルタ５１ｄを形成する場合には、電極遮光層４１と画素分断遮光層４２との両者において光が消衰する場合があるので、感度の低下が生ずる場合がある。特に、主光線が傾斜して入射する画角の端部においては、光が遮光部４０に照射されるので、この不具合の発生が多く、感度シェーディングの発生が著しい。
【０２２９】
しかし、本実施形態のように構成することで、カラーフィルタ５１ｄの内部において光が受光面ＪＳへ導かれる。
【０２３０】
したがって、本実施形態においては、シェーディングの発生を抑制可能であるので、撮像画像の画像品質を、さらに好適に向上させることができる。
【０２３１】
＜６．実施形態６＞
［装置構成］
図２４は、本発明にかかる実施形態６において、固体撮像装置１ｆの要部を示す図である。
【０２３２】
ここでは、図２４は、図２に示す撮像領域ＰＡに並べられた画素の主要部においてＸ方向に沿った部分の断面を示している。このうち、図２４は、撮像領域ＰＡの中心部分を示している。
【０２３３】
図２４に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｆは、エアギャップ層ＡＧに代わって、低屈折率層ＺＧが設けられている。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態５と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０２３４】
カラーフィルタ５１ｆは、図２４に示すように、遮光部４０との間に、カラーフィルタ５１ｅよりも屈折率が低い低屈折率層ＺＧが介在しており、受光面ＪＳへ光を導波する光導波路のコア部として機能するように構成されている。つまり、カラーフィルタ５１ｆをコアとし、低屈折率層ＺＧをクラッドとするように構成することで、受光面ＪＳ上に光導波路を形成する。
【０２３５】
本実施形態においては、低屈折率層ＺＧは、たとえば、シリコン酸化膜を用いて形成されている。
【０２３６】
なお、図示を省略しているが、撮像領域ＰＡの中心部分と同様に、周辺部分についても、低屈折率層ＺＧがエアギャップ層ＡＧに代わって設けられている。
【０２３７】
［製造方法］
以下より、上記の固体撮像装置１ｆを製造する製造方法について説明する。
【０２３８】
図２５，図２６，図２７は、本発明にかかる実施形態６において、固体撮像装置１ｆの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。図２５，図２６，図２７は、図２４と同様な部分の断面を示している。
【０２３９】
ここでは、主に、カラーフィルタ５１ｆの形成工程について示す。
【０２４０】
（１）低屈折率層ＺＧの形成
まず、図２５に示すように、低屈折率層ＺＧを形成する。
【０２４１】
ここでは、低屈折率層ＺＧの形成に先立って、図８にて示したように、画素分断遮光層４２の形成を実施する。
【０２４２】
その後、図２５に示すように、フォトダイオード２１と遮光部４０との上において、パッシベーション膜Ｅｓを介するように、低屈折率層ＺＧを形成する。
【０２４３】
たとえば、画素分断遮光層４２を覆うように、ＣＶＤ法によって、シリコン酸化膜を成膜することで、低屈折率層ＺＧを設ける。
【０２４４】
（２）低屈折率層ＺＧの厚み調整
つぎに、図２６に示すように、低屈折率層ＺＧの厚みを調整する。
【０２４５】
ここでは、上記のようにして形成された低屈折率層ＺＧについてエッチバックを実施することによって、その厚みを調整する。
【０２４６】
具体的には、画素分断遮光層４２の頂部が露出するように、エッチバックを実施して厚みを調整する。
【０２４７】
（３）カラーフィルタ５１ｅの形成
つぎに、図２７に示すように、カラーフィルタ５１ｆを形成する。
【０２４８】
ここでは、低屈折率層ＺＧの上面において、画素分断遮光層４２の内部を埋め込むように、カラーフィルタ５１ｅを形成する。
【０２４９】
具体的には、着色剤を含む感光性樹脂膜を塗布することで、このカラーフィルタ５１ｅを形成する。
【０２５０】
そして、その他の部分を設けることによって、固体撮像装置１ｅを完成させる。
【０２５１】
［まとめ]
以上のように、本実施形態においては、カラーフィルタ５１ｆが光導波路として機能するように構成されているので、カラーフィルタ５１ｆにおいては、受光面ＪＳへ光が導かれる。
【０２５２】
したがって、本実施形態は、実施形態５と同様に、シェーディングの発生を抑制可能であるので、撮像画像の画像品質を、さらに好適に向上させることができる。
【０２５３】
＜７．実施形態７＞
［装置構成など］
図２８は、本発明にかかる実施形態７において、固体撮像装置１ｇの要部を示す図である。
【０２５４】
ここでは、図２８は、図２に示す撮像領域ＰＡに並べられた画素の主要部においてＸ方向に沿った部分の断面を示している。このうち、図２８は、撮像領域ＰＡの周辺部分を示している。一方で、撮像領域ＰＡの中心部分については、図１０と同様である。
【０２５５】
図２８に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｇは、撮像領域ＰＡの周辺部分において、オンチップレンズ６１ｇが、実施形態２と異なる。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態２と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０２５６】
図２８と、前述の図１０とを比較して判るように、オンチップレンズ６１ｇは、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、その厚みが厚くなるように形成されている。つまり、画角中心においては薄く形成し、画角端部においては厚く形成する。
【０２５７】
［まとめ]
以上のように、本実施形態において、画素分断遮光層４２は、実施形態２と同様に形成されている。すなわち、画素分断遮光層４２は、撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、その間におけるスペースの幅Ｇ３１，Ｇ３２，Ｇ３３，Ｇ３４，・・・が、広がる部分を含むように形成されている。
【０２５８】
そして、これと共に、上述したように、オンチップレンズ６１ｇが撮像領域ＰＡの中心から周囲へ離れるに伴って、その厚みが厚くなるように形成されている。
【０２５９】
このため、本実施形態においては、画角の端部側において、光を効果的に集光可能であるので、さらに、撮像画像においてシェーディングが生ずることを、抑制可能である。
【０２６０】
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
【０２６１】
＜８．その他＞
本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例を採用することができる。
【０２６２】
たとえば、上記の実施形態においては、ＣＣＤ型イメージセンサに適用する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、ＣＭＯＳ型イメージセンサなど、種々のイメージセンサに適用可能である。
【０２６３】
また、さらに、３原色のカラーフィルタのそれぞれにおいて、オンチップレンズの厚みを適宜調整し、最適化してもよい。
【０２６４】
また、上記の実施形態においては、カメラに本発明を適用する場合について説明したが、これに限定されない。スキャナーやコピー機などのように、固体撮像装置を備える他の電子機器に、本発明を適用しても良い。
【０２６５】
その他、適宜、発明の要旨を組み合わせて実施してもよい。
【０２６６】
なお、上記の実施形態において、固体撮像装置１，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇは、本発明の固体撮像装置に相当する。また、上記の実施形態において、基板１０１は、本発明の基板に相当する。また、上記の実施形態において、撮像領域ＰＡ，撮像面ＰＳは、本発明の撮像面に相当する。また、上記の実施形態において、受光面ＪＳは、本発明の受光面に相当する。また、上記の実施形態において、フォトダイオード２１は、本発明の光電変換素子に相当する。また、上記の実施形態において、転送電極３１は、本発明の電極に相当する。また、上記の実施形態において、遮光部４０は、本発明の遮光部に相当する。また、上記の実施形態において、電極遮光層４１の延在部分４１ｘ，４１ｙは、本発明の電極遮光部に相当する。また、上記の実施形態において、画素分断遮光層４２の延在部分４２ｘ，４２ｙは、本発明の画素分断遮光部に相当する。また、上記の実施形態において、第１のピッチＰ１は、本発明の第１のピッチに相当する。また、上記の実施形態において、第２のピッチＰ２は、本発明の第２のピッチに相当する。また、上記の実施形態において、第３のピッチＰ３は、本発明の第３のピッチに相当する。また、上記の実施形態において、カラーフィルタ５１，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆは、本発明のカラーフィルタに相当する。また、上記の実施形態において、オンチップレンズ６１，６１ｇは、本発明のオンチップレンズに相当する。また、上記の実施形態において、カメラ２００は、本発明の電子機器に相当する。
【符号の説明】
【０２６７】
１，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ：固体撮像装置、２１：フォトダイオード、２２：電荷読出しチャネル領域、２３：電荷転送チャネル領域、２４：チャネルストッパー領域、３１：転送電極、４０：遮光部、４１：電極遮光層、４１ｘ，４１ｙ：電極遮光層の延在部分、４２：画素分断遮光層、４２ｘ，４２ｙ：画素分断遮光層の延在部分、５０：透明層、５１，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ：カラーフィルタ、６１，６１ｇ：オンチップレンズ、１０１：基板、２００：カメラ、２０２：光学系、２０３：駆動回路、２０４：信号処理回路、ＡＧ：エアギャップ層、Ｅｓ：パッシベーション膜、ＦＴ：平坦化膜、Ｇｘ：ゲート絶縁膜、ＨＴ：水平転送レジスタ部、ＪＳ：受光面、Ｋ１：溝、ＯＵＴ：出力部、Ｐ：光電変換部、Ｐ１：第１のピッチ、Ｐ２：第２のピッチ、Ｐ３：第３のピッチ、ＰＡ：撮像領域、ＰＬ：ポリシリコン膜、ＰＳ：撮像面、ＲＯ：電荷読出し部、ＳＳ：素子分離部、Ｓｚ：絶縁膜、ＶＴ：垂直転送レジスタ部、ＺＧ：低屈折率層、ｘ：水平方向、ｙ：垂直方向、ｚ：深さ方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の撮像面に配置されており、受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する複数の光電変換素子と、
前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように設けられている複数の電極と、
前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に設けられている複数の遮光部と、
を有し、
前記遮光部は、
前記電極を被覆するように形成された電極遮光部と、
前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように形成された画素分断遮光部と
を含み、
前記複数の光電変換素子は、前記撮像面において第１のピッチを隔てて配列されており、
前記複数の遮光部にて前記電極遮光部は、前記撮像面において第２のピッチを隔てて配列されており、
前記複数の遮光部にて前記画素分断遮光部は、前記撮像面において第３のピッチを隔てて配列されており、
前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、少なくとも前記第３のピッチが広がるように形成されている
固体撮像装置。
【請求項２】
前記複数の光電変換素子は、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、前記第１のピッチが広がると共に、前記受光面の面積が広がるように形成されており、
前記複数の遮光部において前記電極遮光部は、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、前記第２のピッチが広がるように形成されている、
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記複数の光電変換素子と、前記複数の遮光部における前記電極遮光部および前記画素分断遮光部は、前記撮像面の中心から周囲に渡って、前記第１のピッチと前記第２のピッチと前記第３のピッチとのそれぞれが互いに同じ割合で広がるように形成されている、
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記複数の光電変換素子および前記複数の電極遮光部は、前記撮像面の中心から周囲に渡って、前記第１のピッチおよび前記第２のピッチが等しい値になるように配置されている、
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
基板の撮像面に配置されており、受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する複数の光電変換素子と、
前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように設けられている複数の電極と、
前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に設けられている複数の遮光部と
を有し、
前記遮光部は、
前記電極を被覆するように形成された電極遮光部と、
前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように形成された画素分断遮光部と
を含み、
前記光電変換素子と前記電極遮光部と前記画素分断遮光部とのそれぞれは、前記撮像面において同じピッチを隔てて配置されており、
前記画素分断遮光部は、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、前記複数の光電変換素子の間における幅が、狭くなるように形成されている
固体撮像装置。
【請求項６】
前記光電変換素子の上方にて前記複数の光電変換素子のそれぞれに対応して設けられているカラーフィルタ
を有し、
前記カラーフィルタは、前記撮像面において配列された複数の画素分断遮光部の間に介在するように形成されている、
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記カラーフィルタは、前記受光面に対面する面が、前記受光面の側へ凸状に湾曲しており、前記受光面へ光を集光する下凸レンズとして機能するように構成されている、
請求項６に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記カラーフィルタは、前記遮光部との間に当該カラーフィルタよりも屈折率が低い層が介在しており、前記受光面へ光を導波する光導波路のコア部として機能するように構成されている、
請求項６に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記複数の光電変換素子の上方において当該光電変換素子のそれぞれに対応するように設けられている複数のオンチップレンズ
を有する、
請求項１から８のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記オンチップレンズは、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、面積が広がるように形成されている
請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記オンチップレンズは、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、厚みが厚くなるように形成されている
請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
基板の撮像面に配置されており、受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する複数の光電変換素子と、
前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように設けられている複数の電極と、
前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に設けられている複数の遮光部と、
を有し、
前記遮光部は、
前記電極を被覆するように形成された電極遮光部と、
前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように形成された画素分断遮光部と
を含み、
前記複数の画素分断遮光部は、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、当該複数の画素分断遮光部の間におけるスペースの幅が、広がるように形成されている
固体撮像装置。
【請求項１３】
基板の撮像面に配置されており、受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する複数の光電変換素子と、
前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように設けられている複数の電極と、
前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に設けられている複数の遮光部と、
を有し、
前記遮光部は、
前記電極を被覆するように形成された電極遮光部と、
前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように形成された画素分断遮光部と
を含み、
前記複数の光電変換素子は、前記撮像面において第１のピッチを隔てて配列されており、
前記複数の遮光部にて前記電極遮光部は、前記撮像面において第２のピッチを隔てて配列されており、
前記複数の遮光部にて前記画素分断遮光部は、前記撮像面において第３のピッチを隔てて配列されており、
前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、少なくとも前記第３のピッチが広がるように形成されている
電子機器。
【請求項１４】
受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換素子を、基板の撮像面に複数形成する光電変換素子形成工程と、
前記基板の撮像面に並んで配置される前記複数の光電変換素子の間に介在するように複数の電極を形成する電極形成工程と、
前記基板の撮像面に並んで配置される前記複数の光電変換素子の間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に複数の遮光部を形成する遮光部形成工程と
を有し、
前記遮光部形成工程は、
前記電極を被覆するように電極遮光部を形成する電極遮光部形成工程と、
前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように画素分断遮光部を形成する画素分断遮光部形成工程と
を含み、
前記光電変換素子形成工程においては、前記複数の光電変換素子が前記撮像面において第１のピッチを隔てて配列されるように、前記光電変換素子を形成し、
前記電極遮光部形成工程においては、前記電極遮光部が前記撮像面において第２のピッチを隔てて配列されるように、前記電極遮光部を形成し、
画素分断遮光部形成工程においては、前記画素分断遮光部が前記撮像面において第３のピッチを隔てて配列されており、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、当該第３のピッチが広がるように、前記画素分断遮光部を形成する、
固体撮像装置の製造方法。
【請求項１】
基板の撮像面に配置されており、受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する複数の光電変換素子と、
前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように設けられている複数の電極と、
前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に設けられている複数の遮光部と、
を有し、
前記遮光部は、
前記電極を被覆するように形成された電極遮光部と、
前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように形成された画素分断遮光部と
を含み、
前記複数の光電変換素子は、前記撮像面において第１のピッチを隔てて配列されており、
前記複数の遮光部にて前記電極遮光部は、前記撮像面において第２のピッチを隔てて配列されており、
前記複数の遮光部にて前記画素分断遮光部は、前記撮像面において第３のピッチを隔てて配列されており、
前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、少なくとも前記第３のピッチが広がるように形成されている
固体撮像装置。
【請求項２】
前記複数の光電変換素子は、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、前記第１のピッチが広がると共に、前記受光面の面積が広がるように形成されており、
前記複数の遮光部において前記電極遮光部は、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、前記第２のピッチが広がるように形成されている、
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記複数の光電変換素子と、前記複数の遮光部における前記電極遮光部および前記画素分断遮光部は、前記撮像面の中心から周囲に渡って、前記第１のピッチと前記第２のピッチと前記第３のピッチとのそれぞれが互いに同じ割合で広がるように形成されている、
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記複数の光電変換素子および前記複数の電極遮光部は、前記撮像面の中心から周囲に渡って、前記第１のピッチおよび前記第２のピッチが等しい値になるように配置されている、
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
基板の撮像面に配置されており、受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する複数の光電変換素子と、
前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように設けられている複数の電極と、
前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に設けられている複数の遮光部と
を有し、
前記遮光部は、
前記電極を被覆するように形成された電極遮光部と、
前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように形成された画素分断遮光部と
を含み、
前記光電変換素子と前記電極遮光部と前記画素分断遮光部とのそれぞれは、前記撮像面において同じピッチを隔てて配置されており、
前記画素分断遮光部は、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、前記複数の光電変換素子の間における幅が、狭くなるように形成されている
固体撮像装置。
【請求項６】
前記光電変換素子の上方にて前記複数の光電変換素子のそれぞれに対応して設けられているカラーフィルタ
を有し、
前記カラーフィルタは、前記撮像面において配列された複数の画素分断遮光部の間に介在するように形成されている、
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記カラーフィルタは、前記受光面に対面する面が、前記受光面の側へ凸状に湾曲しており、前記受光面へ光を集光する下凸レンズとして機能するように構成されている、
請求項６に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記カラーフィルタは、前記遮光部との間に当該カラーフィルタよりも屈折率が低い層が介在しており、前記受光面へ光を導波する光導波路のコア部として機能するように構成されている、
請求項６に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記複数の光電変換素子の上方において当該光電変換素子のそれぞれに対応するように設けられている複数のオンチップレンズ
を有する、
請求項１から８のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記オンチップレンズは、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、面積が広がるように形成されている
請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記オンチップレンズは、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、厚みが厚くなるように形成されている
請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
基板の撮像面に配置されており、受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する複数の光電変換素子と、
前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように設けられている複数の電極と、
前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に設けられている複数の遮光部と、
を有し、
前記遮光部は、
前記電極を被覆するように形成された電極遮光部と、
前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように形成された画素分断遮光部と
を含み、
前記複数の画素分断遮光部は、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、当該複数の画素分断遮光部の間におけるスペースの幅が、広がるように形成されている
固体撮像装置。
【請求項１３】
基板の撮像面に配置されており、受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する複数の光電変換素子と、
前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように設けられている複数の電極と、
前記基板の撮像面に並んで配置されている前記光電変換素子のそれぞれの間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に設けられている複数の遮光部と、
を有し、
前記遮光部は、
前記電極を被覆するように形成された電極遮光部と、
前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように形成された画素分断遮光部と
を含み、
前記複数の光電変換素子は、前記撮像面において第１のピッチを隔てて配列されており、
前記複数の遮光部にて前記電極遮光部は、前記撮像面において第２のピッチを隔てて配列されており、
前記複数の遮光部にて前記画素分断遮光部は、前記撮像面において第３のピッチを隔てて配列されており、
前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、少なくとも前記第３のピッチが広がるように形成されている
電子機器。
【請求項１４】
受光面にて受光し光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換素子を、基板の撮像面に複数形成する光電変換素子形成工程と、
前記基板の撮像面に並んで配置される前記複数の光電変換素子の間に介在するように複数の電極を形成する電極形成工程と、
前記基板の撮像面に並んで配置される前記複数の光電変換素子の間に介在するように、前記複数の電極のそれぞれの上方に複数の遮光部を形成する遮光部形成工程と
を有し、
前記遮光部形成工程は、
前記電極を被覆するように電極遮光部を形成する電極遮光部形成工程と、
前記電極遮光部の上面において凸状に突出するように画素分断遮光部を形成する画素分断遮光部形成工程と
を含み、
前記光電変換素子形成工程においては、前記複数の光電変換素子が前記撮像面において第１のピッチを隔てて配列されるように、前記光電変換素子を形成し、
前記電極遮光部形成工程においては、前記電極遮光部が前記撮像面において第２のピッチを隔てて配列されるように、前記電極遮光部を形成し、
画素分断遮光部形成工程においては、前記画素分断遮光部が前記撮像面において第３のピッチを隔てて配列されており、前記撮像面の中心から周囲へ離れるに伴って、当該第３のピッチが広がるように、前記画素分断遮光部を形成する、
固体撮像装置の製造方法。
【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】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【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】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２０１０−１９２７０５（Ｐ２０１０−１９２７０５Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３５７６１（Ｐ２００９−３５７６１）
【出願日】平成２１年２月１８日（２００９．２．１８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１８日（２００９．２．１８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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