JP3709873B2

JP3709873B2 - 固体撮像装置及び撮像カメラ

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Publication number: JP3709873B2
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像装置及びこの固体撮像装置を備えた撮像カメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体撮像装置としては、ＣＣＤ型固体撮像装置及びＣＭＯＳ型固体撮像装置などが知られている。ＣＣＤ型固体撮像装置７１は、例えば図１０に示すように、半導体基板７２上にマトリックス状に複数の受光センサ部７３が形成され、各受光センサ部列に対応して垂直方向に絶縁膜を介して複数の転送電極７４が配列されたＣＣＤ構造の垂直転送レジスタ７５が形成され、受光センサ部７３を除いて遮光層７６が形成され、さらに平坦化層７７を介してカラーフィルタ７８及びその上に各受光センサ部７３に対応したオンチップマイクロレンズ７９が形成されてなる撮像領域を備えて構成される。
ＣＭＯＳ型固体撮像装置６１は、図１１に示すように、半導体基板６２上にマトリックス状にフォトダイオードによる複数の受光センサ部６３が形成され、この受光センサ部６３と複数のＭＯＳトランジスタで１画素が形成され、層間絶縁膜６４を介して複数層の配線層６５、本例では第１層、第２層及び第３層の配線層６５₁、６５₂及び６５₃が形成され、更に平坦化層６６を介してカラーフィルタ６７及びその上に各受光センサ部６３に対応したオンチップマイクロレンズ６８が形成されてなる撮像領域を備えて構成される。
【０００３】
これらの固体撮像装置６１、７１においては、撮像領域の周辺部の感度が中心部の感度よりも低下するシェーディングを抑制するための対策がとられている。ここでシェーディングについて図１２を用いて説明する。固体撮像装置においては、光学レンズ５１及び絞り５２からなる光学系５３の光学中心が撮像領域５８の中心延長線上に配置されるため、射出瞳距離（射出瞳と受光センサ部の距離）が有限の場合、撮像領域５８の中心部では光Ｌ₁は垂直に入射するが、撮像領域５８の周辺部では斜め方向から入射する光Ｌ₂が多くなる。
【０００４】
現在多くの固体撮像装置では、集光率を向上させるために、各画素にオンチップマイクロレンズを備えているが、斜め方向からの入射光が多くなる撮像領域の周辺部においては、オンチップマイクロレンズによる集光中心が受光センサ部の中心からずれ、受光センサ部への集光率が低下するため感度が低下する。この感度低下は撮像領域の中心部から周辺部に向かって大きくなり、シェーディングの原因となる。このようなシェーディングを抑制するためオンチップマイクロレンズずらしを行っている。
【０００５】
図１３は、撮像領域５８の画素部のオンチップマイクロレンズずらし構造を示す。この固体撮像装置は、従来の撮像領域の全域において受光センサ部６３の中心と、オンチップマイクロレンズの中心が同じピッチになるように配置されていたオンチップマイクロレンズを、図１３の矢印ａに示すように、受光センサ部６３に対して撮像領域５８の中心方向にずらして構成される。これにより、撮像領域５８の周辺部においても、オンチップマイクロレンズ６８による集光中心と受光センサ部６３の中心を一致させて、集光率を高め、シェーディングを抑制することができる。この技術は特許文献１にも記載されている。
【０００６】
ＣＣＤ型固体撮像装置においては、配線層が一層しか形成されないことがほとんどのため、図１０に示すように受光センサ部７３（半導体基板７２）からオンチップマイクロレンズ７９までの距離が比較的短いので、オンチップマイクロレンズ７９をずらすだけでも十分にシェーディングを抑制できることが期待できる。
これに対して、ＣＭＯＳ型固体撮像装置においては、配線層をＭＯＳトランジスタ回路の配線として利用するため、図１１に示すように配線層６５が複数層[ ６５₁〜６５₃]形成されることが多く、ＣＣＤ型固体撮像装置と比較すると、受光センサ部６３とオンチップマイクロレンズ６８との距離が長くなる。このため、オンチップマイクロレンズ６８によって集光された光が、受光センサ部６３に到達する前に配線層６５によって遮られることが避けられず集光率の低下が生じる。この集光率の低下は、斜め方向からの入射光が多くなる撮像領域の周辺部で顕著となりシェーディングの原因となる。即ち、ＣＭＯＳ型固体撮像装置の場合、図１１Ａに示すように撮像領域の中心部では、入射光Ｌ₁が垂直に入射されるので配線層６５[ ６５₁〜６５₃]に遮られることなく受光センサ部６３に到達する。しかし、撮像領域の周辺部では、斜め方向からの入射光Ｌ₂となるため配線層６５に遮られて受光センサ部６３への集光率が低下する。
【０００７】
この解決のため、ＣＭＯＳ型固体撮像装置では、図１４に示すように、撮像領域の周辺部で、少なくとも受光センサ部から最も離れた配線層の最上層、本例では金属の配線層[ ５６₁〜５６₃]に形成される開口部を受光センサ部６３に対して、撮像領域の中心方向に向かって垂直、水平方向にずらして配置することによって、配線層５６によって遮られる入射光Ｌ₂を減らして、集光率の低下を抑え、シェーディングを抑制する手法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−１４０６０９号公報
【特許文献２】
特開２００１−２３７４０４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＣＭＯＳ型固体撮像装置のように、複数層の配線層が形成される固体撮像装置においては、オンチップマイクロレンズが他の層と電気的に接続されていないのに対して、複数の配線層が互いに電気的に接続される必要がある。そのため、配線層の開口部を受光センサ部に対して撮像領域の中心方向に、垂直、水平方向の両方向にずらすことは、各配線層の接続及びレイアウトの際の制約が非常に大きくなるため、実現が困難であった。
【００１０】
本発明は、上述の点に鑑み、各配線層同士の接続及びレイアウトを容易にしつつ、シェーディング抑制を可能にする固体撮像装置及びこの固体撮像装置を備えた撮像カメラを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る固体撮像装置は、水平方向及び垂直方向に配列された複数の受光センサ部と、各受光センサ部に対応する部分に開口部が形成されるように、層間絶縁膜を介して形成された複数層の配線層とを有し、配線層の最上層の開口部のみを、受光センサ部に対して撮像領域の中心に向って、水平方向又は垂直方向のいずれか一方向にずらした構成とする。
【００１２】
本発明の固体撮像装置においては、配線層の最上層の開口部のみを受光センサ部に対して撮像領域の中心方向に、水平方向もしくは垂直方向のいずれか一方にずらすので、各配線層同士の接続及びレイアウトを容易にしつつ、撮像領域の周辺部への斜め入射光が配線層の最上層で蹴られることなく、受光センザ部への光入射効率が上がる。
【００１３】
本発明に係る撮像カメラは、水平方向及び垂直方向に配列された複数の受光センサ部と、各受光センサ部に対応する部分に開口部が形成されるように、層間絶縁膜を介して形成された複数層の配線層とを有し、配線層の最上層の開口部のみが、受光センサ部に対して撮像領域の中心に向って、水平方向又は垂直方向のいずれか一方向にずれて成る固体撮像装置を、備えた構成とする。
【００１４】
本発明の撮像カメラにおいては、上述の各配線層同士の接続及びレイアウトを容易にしつつ撮像領域周辺部の受光センサ部の光入射効率を向上させた固体撮像装置を備えるので、シェーディングが抑制された撮像が可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１〜図４は、本発明に係る固体撮像装置の一実施の形態を示す。本実施の形態に係る固体撮像装置は、いわゆるＣＭＯＳ型の固体撮像装置に適用した場合である。本実施の形態に係るＣＭＯＳ型固体撮像装置２０は、図１の概略構成図に示すように、例えば図２に示す受光センサ部２と複数のＭＯＳトランジスタ３〜６とからなる単位画素７がマトリックス状に複数配列された撮像領域（画素部）２１を有し、この撮像領域２１の周辺に画素の駆動や信号処理を行う周辺回路が配置され、図示の例では、画素を駆動するための水平走査回路を構成する水平シフトレジスタ２２、垂直走査回路を構成する垂直シフトレジスタ２３及びシャッターシフトレジスタ２４が配置され、更に出力側にアナログフロントエンド（ＡＦＥ）２５が配置されて成る。水平シフトレジスタ２２、垂直シフトレジスタ２３、シャッターシフトレジスタ２４及びアナログフロントエンド２５には、タイミングジェネレータ２６から所要の駆動パルスが供給される。
このＣＭＯＳ型固体撮像装置２０では、垂直シフトレジスタ２３のより撮像領域２１の１水平ライン毎の画素が順次選択されると共に、水平シフトレジスタ２２により１水平ラインの各画素が順次選択され、画素の信号が順次アナログフロントエンド２５を通じてノイズ及び画像ひずみを除去されて出力信号２７として取り出される。
【００１７】
単位画素７は、図２に示すように光電変換を行う受光センサ部（即ち、フォトダイオード）２と、読み出し用ＭＯＳトランジスタ３、フローティングディフージョンアンプＭＯＳトランジスタ６と、フローティングディフージョンリセットＭＯＳトランジスタ４と、画素を選択する垂直選択用ＭＯＳトランジスタ５とによって構成される。読み出し用ＭＯＳトランジスタ３の一方の主電極が受光センサ部２に接続されると共に他方の主電極がフローティングディフージョンリセットＭＯＳトランジスタ４の一方の主電極に接続される。フローティングディフージョンリセットＭＯＳトランジスタ４の他方の主電源と垂直選択用ＭＯＳトランジスタ５の一方の主電極間にフローティングディフージョンアンプＭＯＳトランジスタ６が接続され、フローティングディフージョンアンプＭＯＳトランジスタ６のゲート電極が、読み出し用ＭＯＳトランジスタ３とフローティングディフージョンリセットＭＯＳトランジスタ４の接続中点であるフローティングディフージョン部に接続される。読み出し用ＭＯＳトランジスタ３のゲート電極は垂直読み出し線１１に接続され、フローティングディフージョンリセットＭＯＳトランジスタ４の他方の主電極が電源線１０、即ち電源ＶＤＤに接続されると共にそのゲート電極が水平リセット線９に接続され、垂直選択用ＭＯＳトランジスタ５の他方の主電極が垂直信号線８に接続され、そのゲート電極が垂直選択線１２に接続される。水平リセット線９、垂直読み出し線１１及び垂直選択線１２は、垂直シフトレジスタ２３に接続され、垂直信号線８は、水平シフトレジスタ２２に接続される。
【００１８】
図４は、本実施の形態に係る固体撮像装置２０の撮像領域２１の要部（ここでは後述する周辺部）の概略断面構造を示す。撮像領域２１は、半導体基板１に各画素に対応した複数の受光センサ部２が形成される。図では受光センサ部２のみを示すが、その他、各画素毎に上述したＭＯＳトランジスタ３、４、５及び６が形成される（図示せず）。この半導体基板１上に層間絶縁膜４０を介して複数層の配線層、本例では３層の配線層４１〔４１₁、４１₂、４１₃〕が形成される。この各層の配線層４１は、垂直信号線８、水平リセット線９、電源線１０、垂直読み出し線１１あるいは垂直選択線１２、さらにこれらの各線８〜１２とは独立の接続電極、即ち各線８〜１２と各ＭＯＳトランジスタ３〜５との接続電極に相当する。本例では、垂直信号線８が第１層目の配線層４１₁に相当し、水平リセット線９、垂直読み出し線１１及び垂直選択線１２が第２層目の配線層４１₂に相当する。これら一方向に伸びる垂直信号線８と、これと直交して他方向に伸びる水平リセット線９、垂直読出し線１１及び垂直選択線１２とは、各受光センサ部２を取り囲んで開口部が形成されるようにレイアウトされる。図では、便宜的に各層の配線層４１₁、４１₂に開口部４２₁、４２₂を形成している。一方、電源線１０は、第３層目の配線層４１₃に相当し、最上層に形成される。この電源線１０は、図３に示すように、受光センサ部２に対応して開口４２₃が形成されるように格子状に形成される。これら配線層４１〔４１₁〜４１₃〕は、遮光層を兼ねるもとができる。撮像領域２１の最上層の層間絶縁膜、いわゆる平坦化膜４３上には、カラーフィルタ４４が形成される。カラーフィルタ４４の配列の仕方は、本例では原色（赤、緑、青）ベイヤ配列としている。
【００１９】
そして、本実施の形態においては、特に、図３及び図４に示すように、配線層の最上層４１₃の開口部４２₃のみを受光センサ部２に対して撮像領域２１の中心に向って、水平方向又は垂直方向のいずれか一方向にずれる、本例では矢印ｂに示す水平方向にずれるように成す。より詳しくは、配線層４１₃の開口部４２₃の中心が受光センサ部２の中心に対して撮像領域中心に向って水平方向にずらす。撮像領域２１の中心部では、配線層４１₃の開口部４２₃の中心と受光センサ部２の中心とは一致するようになすが、周辺部では図３及び図４に示すように、配線層４１₃の開口部４２₃の中心と受光センサ部２の中心がずれるように成す。
【００２０】
配線層４１₃の開口部４２₃と受光センサ部２のずれの大きさ、即ちずれ量は、射出瞳距離や撮像領域２１の大きさを考慮して決定されることが好ましい。配線層４１₃の開口部４２₃と受光センサ部２のずれ量は、撮像領域２１の中心から周辺に向って漸次大きくなることが好ましい。
【００２１】
一方、シェーディングは、撮像領域２１の水平方向と垂直方向のどちらにおいても問題となる。またシェーディングは撮像領域の中心部から距離が離れるにつれて大きくなる。そのため、ＮＴＳＣ用途などのように水平方向の画素数の方が垂直方向の画素数よりも多くなる場合は、水平方向のシェーディングの方がより深刻となる。
【００２２】
本実施の形態に係る固体撮像装置２０では、水平方向の画素数が垂直方向の画素数よりも多くなる場合を考え、前述したように配線層の最上層４１₃の開口部４２₃を受光センサ部２に対して撮像領域２１の中心に向かって水平方向にのみずらす。
【００２３】
本実施の形態では、電源線となる第３層目の配線層４１₃を形成するための露光マスクのマスク開口間隔を、撮像領域２１の中心に向って水平方向に漸次小さくなるようにシュリンクすることによって、配線層４１₃の開口部４２₃を水平方向にずらすことで実現できる。
【００２４】
露光マスクのマスク開口間隔をシュリンクする際、レイアウト方法にも工夫が必要となる。本実施の形態では、図５に示すように、垂直方向に隣合う画素の開口部４２₃間において、１画素につき１ヵ所で電気的に接続される。即ち、電源線となる配線層の最上層４１₃と、第２層目の配線層４１₂、即ち例えば図２の場合、ＭＯＳトランジスタ４、６の一方のソース・ドレイン領域から、垂直信号線８と同時形成の第１層目の接続電極４１₁を通じて接続された、水平リセット線９、読み出し線１１及び垂直選択線１２と同時形成の第２層目の接続電極４１₂が、垂直方向に隣合う画素の開口部４２₃間のコンタクト部４５で接続される。これにより、第３層目の配線層４１₃を形成するための露光マスクのマスク開口間隔を水平方向にシュリンクした場合でも、垂直方向に関するコンタクト部４５と配線層４１₃の開口部４２₃との間の間隔Ａは変わらないので、レイアウトルールを守ることができる。因みに、コンタクト部４５′を破線で示すように、水平方向に隣合う配線層４１₃の開口部４２₃間に設けるときは、レイアウトルールを守ことが困難になり、最悪の場合、良好なコンタクトができないことも起こり得る。
【００２５】
上述の本実施の形態に係るＣＭＯＳ型固体撮像装置２０によれば、配線層の最上層４１₃の開口部４２₃のみを、受光センサ部２に対して撮像領域２１の中心に向って水平方向にずらすことにより、レイアウトルールを容易にしつつ、水平方向のシェーディングを抑制することができる。特に、撮像領域２１の周辺側に行くに従って、配線層４１₃の開口部４２₃を水平方向に大きくずらすことにより、撮像領域２１の周辺であっても、途中の配線層４１₂、４１₁に蹴られることなく、入射した光が受光センサ部２に照射される。また、露光マスクのマスク開口間隔を、撮像領域２１の中心に向って水平方向に漸次小さくなるようにシュリンクして、電源線となる第３層目の配線層４１₃を形成する方法をとると、既存の技術からの変更点が少なく、比較的容易にシェーディング抑制を行うことができる。また、射出瞳距離の異なる複数のタイプへの対応も容易になる。
【００２６】
図６及び図７は、本発明に係るＣＭＯＳ型固体撮像装置の他の実施の形態を示す。なお、同図において、図３及び図４と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。本実施の形態に係る固体撮像装置３０は、受光センサ部２及びＭＯＳトランジスタ４〜６を形成した半導体基板１上に層間絶縁膜４０を介して複数層、本例では３層の配線層４１〔４１₁、４１₂、４１₃〕を形成し、平坦化膜４３を介してカラーフィルタ４４を形成、さらにカラーフィルタ４４上に各受光センサ部２に対応した位置にオンチップマイクロレンズ１３を形成して構成される。
【００２７】
そして、本実施の形態においては、特に、前述と同様に配線層の最上層４１₃の開口部４２₃のみを受光センサ部２に対して撮像領域２１の中心に向って、水平方向又は垂直方向のいずれか一方向にずれる、本例では矢印ｂに示す水平方向にずれるようになすと共に、オンチップマイクロレンズ１３を受光センサ部２に対して撮像領域２１の中心に向って、ずれるように成す。より詳しくは、配線層４１₃の開口部４２₃の中心が受光センサ部２の中心に対して撮像領域中心に向って水平方向にずらすようにし、且つオンチップマイクロレンズ１３の中心が受光センサ部２の中心に対して撮像領域中心に向って水平方向と垂直方向のどちらにもずらすように成す。
【００２８】
配線層４１₃の開口部４２₃と受光センサ部２のずれ量は、撮像領域２１の中心から周辺に向って漸次大きくし、且つこれに合わせてオンチップマイクロレンズ１３と受光センサ部２のずれ量は、撮像領域２１の中心から周辺に向って漸次大きくすることが好ましい。このオンチップマイクロレンズ１３のずれ量は、水平方向と垂直方向共に同じ割合で変化する。配線層４１₃の開口部４２₃の中心の水平方向へのずれ量は、オンチップマイクロレンズ１３の中心のずれ量よりも小さくすることが好ましい。その他の構成は、図１乃至図４で説明したと同様である。
【００２９】
本実施の形態に係る固体撮像装置３０によれば、配線層の最上層４１₃の開口部４２₃のみを、受光センサ部２に対して撮像領域２１の中心に向って水平方向にずらすことにより、撮像領域２１の周辺部においてオンチップマイクロレンズ１３によって集光された光が、配線層４１によって遮られることが抑制され、前述と同様に、レイアウトルールを維持して水平方向のシェーディングを抑制することができる。また、前述と同様に、既存の技術からの変更点が少なく、比較的容易にシェーディング抑制を行うことができる。射出瞳距離の異なる複数のタイプへの対応も容易になる。
【００３０】
上述の各実施の形態では、第３層目の配線層４１₃が電源線１０として用いられるので、図５に示す水平方向に隣合う配線層４１₃間の領域Ｂを無くした（但し周辺部は枠状に残す）配線層４１₃としても、トランジスタ回路を動作させることは可能であり、シェーディング抑制にも効果があると考えられる。しかし、この領域Ｂを無くすと、図８に示すように、斜め方向の入射光Ｌ₂が多くなる撮像領域の周辺部において、水平方向に隣接する他の色の画素からの入射光Ｌ₂′が漏れ込み、混色の原因になる。このため、領域Ｂを残した配線層４１₃とする方が好ましい。
【００３１】
本実施の形態に係る固体撮像装置は、上述のように配線層の最上層４１₃の開口部４２₃を撮像領域２１の中心に向かって水平方向にのみずらすことによってシェーディング抑制を実現した。しかしこの場合、水平方向のシェーディングは十分抑制できるが、垂直方向のシェーディング抑制は、十分ではない。そこで、垂直方向のシェーディング抑制は、撮像領域２１が垂直方向に湾曲するように、撮像装置のチップを湾曲実装して行うことができる。
【００３２】
図９は、湾曲実装によるシェーディング抑制を組み合わせた本発明に係るＣＭＯＳ型固体撮像装置の他の実施の形態を示す。
本実施の形態に係る固体撮像装置３２は、前述の例えば図６及び図７に示すと同様の構成、即ち、撮像領域において配線層の最上層４１₃の開口部４２₃のみを受光センサ部２に対して水平、垂直方向のいずれか一方向、本例では水平方向に向ってずらし、またオンチップマイクロレンズ１３を受光センサ部２に対して水平方向にのみずらして構成する。このようにして作製した固体撮像チップ３３を図９に示すように、撮像カメラの光学系、即ち絞り３４及び光学レンズ３５を有する光学系３６に対して、撮像領域の垂直方向のシェーディングが抑制できるように、つまり、撮像領域の周辺への入射光が適正に受光センサ部２に入射されるように、垂直方向に湾曲して実装する。
【００３３】
本実施の形態に係る固体撮像装置３２によれば、水平方向のシェーディングは、配線層４１₃の開口部４２₃をずらすことによって抑制され、垂直方向のシェーディングは、固体撮像チップ３３を垂直方向に湾曲させることによって抑制される。これにより、撮像領域全体で効果的に水平方向、垂直方向のシェーディング抑制を実現することができる。
オンチップマイクロレンズ１３に関しては、受光センサ部２に対して水平方向及び垂直方向にずらして構成することができる。但し、湾曲する方向にずらさず湾曲しない方向、上例では水平方向のみずらした場合の方が瞳補正の効果が大きくなる。
【００３４】
因みに、湾曲実装のみを利用して水平方向と垂直方向のシェーディングを抑制するためには固体撮像チップ（半導体基板）を中心に向かって四方を包み込むように湾曲させることが必要となるが、技術的に実現が困難である。これに対して、本実施の形態の固体撮像装置３２によれば、配線層の最上層４１₃のみの水平方向へのずらしと、垂直方向の湾曲実装との組み合わせにより、容易に水平垂直方向のシェーディング抑制を可能にする。
【００３５】
上述した本実施の形態に係る固体撮像装置２０、３０、３２は、光学系と共に組み立てて、撮像カメラを構成することができる。本実施の形態に係る撮像カメラによれば、撮像領域における各配線層同士の接続及びレイアウトを容易にしつつシェーディング抑制を可能にした固体撮像装置を備えるので、信頼性の高い撮像カメラを提供することができる。
【００３６】
上例では、配線層の最上層の開口部をずらすことによって水平方向、湾曲実装によって垂直方向のシェーディング抑制を実現する場合を示したが、逆に湾曲実装で水平方向のシェーディングの抑制、配線層の最上層の開口部をずらして垂直方向のシェーディングを抑制しても良い。
【００３７】
本実施の形態に係る発明は、ＣＭＯＳ型固体撮像装置のみならず、オンチップマイクロレンズと配線層を有する他の形態の固体撮像装置にも応用が可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明に係る固体撮像装置によれば、配線層の最上層の開口部のみを受光センサ部に対して、撮像領域の中心に向って水平方向又は垂直方向のいずれか一方向にずらすことにより、レイアウトを容易にしつつその一方向のシェーディングを抑制することができる。
配線層の最上層の開口部の中心と受光センサ部の中心とのずれ量を撮像領域の中心から周辺に向って漸次大きくするときは、より撮像領域の周辺での入射光を受光センサ部へ効率良く集光することができ、より好ましいシェーディング抑制が行える。
配線層の最上層とその直下の配線層とが、上記一方向と直交する方向に隣接する開口部間で、電気的に接続するときは、上記一方向のレイアウトルールを容易にしつつ、シェーディング抑制を行うことが実現できる。
【００３９】
さらに、各受光センサ部に対応してマイクロレンズを有するときは、このマイクロレンズを受光センサ部に対して、撮像領域の中心に向って水平方向と垂直方向のどちらにもずらすことにより、配線層の最上層をずらす効果と合わせて、マイクロレンズによる集光を受光センサ部へ効率良く入射させることができ、シェーディングの抑制を効率良く行える。
マイクロレンズの中心と受光センサ部の中心とのずれ量を撮像領域の中心から周辺に向って漸次大きくするときは、より撮像領域の周辺での入射光を受光センサ部へ効率良く集光することができ、より好ましいシェーディング抑制が行える。
配線層の最上層の開口部の中心のずれ量が、マイクロレンズの中心のずれ量より小さいときは、マイクロレンズによって集光された光が配線層の最上層に蹴られることなくセンサ部に入射し、効果的なシェーディング抑制を行うことができる。
配線層の最上層の開口のみを水平方向又は垂直方向のいずれか一方向にずらし、撮像領域を垂直方向又は水平方向のいずれか他方向に湾曲することにより撮像領域の全域のシェーディングの抑制を行うことができる。マイクロレンズとしては、上記一方向にのみずらし、上記他方向にはずらさない場合の方が水平垂直方向にずらす場合に比べて瞳補正の効果が大きくなる。
【００４０】
本発明に係る撮像カメラによれば、上述の固体撮像装置を備えるので、信頼性の高い撮像カメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る固体撮像装置の一実施の形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係る固体撮像装置の単位画素の一例を示す等価回路図である。
【図３】本発明に係る固体撮像装置の一実施の形態の撮像領域を示す平面図である。
【図４】本発明に係る固体撮像装置の一実施の形態の撮像領域の要部（周辺部）を示す断面図でである。
【図５】本発明に係る固体撮像装置の一実施の形態の撮像領域のレイアウトを示す平面図である。
【図６】本発明に係る固体撮像装置の他の実施の形態の撮像領域を示す平面図である。
【図７】本発明に係る固体撮像装置の他の実施の形態の撮像領域の要部（周辺部）を示す断面図である。
【図８】本発明に係る固体撮像装置の混色を説明する説明図である。
【図９】本発明に係る固体撮像装置の他の実施の形態を示す湾曲実装を説明する構成図である。
【図１０】従来のＣＣＤ型固体撮像装置を示す要部の構成図である。
【図１１】Ａ従来のＣＭＯＳ型固体撮像装置の一例の撮像領域の中心部を示す構成図である。
Ｂ従来のＣＭＯＳ型固体撮像装置の一例の撮像領域の周辺部を示す構成図である。
【図１２】従来の説明に供する構成図である。
【図１３】従来の固体撮像装置のシェーディング抑制の説明に供する平面図である。
【図１４】従来の固体撮像装置の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・半導体基板、２・・受光センサ部、３・・読み出し用ＭＯＳトランジスタ、４・・フローティングディフージョンリセットＭＯＳトランジスタ、５・・垂直選択用ＭＯＳトランジスタ、６・・フローティングディフージョンアンプＭＯＳトランジスタ、７・・単位画素、８・・垂直信号線、９・・水平リセット線、１０・・電源線、１１・・垂直読み出し線、１２・・垂直選択線、１３・・オンチップマイクロレンズ、２０・・ＣＭＯＳ型固体撮像装置、２１・・撮像領域、２２・・水平シフトレジスタ、２３・・垂直シフトレジスタ、２４・・シャッターシフトレジスタ、２５・・アナログフロントエンド（ＡＦＥ）、２６・・タイミングジェネレータ、２７・・衆力信号、３０，３２・・固体撮像装置、３３・・固体撮像チップ、３４・・絞り、３５・・光学レンズ、３６・・光学系、４０・・層間絶縁膜、４１[ ４１₁，４１₂，４１₃]・・配線層、４２₁，４２₂，４２₃・・開口部、４３・・平坦化膜、４４・・カラーフィルタ、４５・・コンタクト部、５１・・光学レンズ、５２・・絞り、５３・・光学系、５８・・撮像領域、６１・・ＣＭＯＳ型固体撮像装置、６２，７２・・半導体基板、６３，７３・・受光センサ部、６４・・層間絶縁膜、６５[ ６５₁，６５₂，６５₃]・・配線層、６６，７７・・平坦化層、６７・・カラーフィルタ、６８，７９・・オンチップマイクロレンズ、７１・・ＣＣＤ型固体撮像装置、７４・・転送電極、７５・・垂直転送レジスタ、７６・・遮光層、７８・・カラーフィルタ

Claims

水平方向及び垂直方向に配列された複数の受光センサ部と、
前記各受光センサ部に対応する部分に開口部が形成されるように、層間絶縁膜を介して形成された複数層の配線層とを有し、
前記配線層の最上層の開口部のみが、前記受光センサ部に対して撮像領域の中心に向って、前記水平方向又は前記垂直方向のいずれか一方向にずれるようにして成る
ことを特徴とする固体撮像装置。
前記配線層の最上層の開口部の中心と前記受光センサ部の中心とのずれ量が、前記撮像領域の中心から周辺に向って漸次大きくなる
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
前記配線層の最上層とその直下の配線層とが、前記一方向と直交する方向に隣接する開口部間で、電気的に接続されて成る
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
前記各受光センサ部に対応してマイクロレンズを有し、
前記マイクロレンズが、前記受光センサ部に対して撮像領域の中心に向って、ずれるようにして成る
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
前記マイクロレンズの中心と前記受光センサ部の中心とのずれ量が、前記撮像領域の中心から周辺に向って漸次大きくなる
ことを特徴とする請求項４に記載の固体撮像装置。
前記配線層の最上層の開口部の中心のずれ量が、前記マイクロレンズの中心のずれ量より小さい
ことを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置。
前記垂直方向又は水平方向のいずれか他方向に撮像領域が湾曲されて成る
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
前記垂直方向又は水平方向のいずれか他方向に撮像領域が湾曲されて成る
ことを特徴とする請求項４記載の固体撮像装置。
前記各受光センサに対応してマイクロレンズを有し、
前記マイクロレンズが、前記受光センサ部に対して撮像領域の中心に向って、前記水平方向又は前記垂直方向のいずれか一方向にずれ、
前記垂直方向又は水平方向のいずれか他方向に撮像領域が湾曲されて成る
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
水平方向及び垂直方向に配列された複数の受光センサ部と、
前記各受光センサ部に対応する部分に開口部が形成されるように、層間絶縁膜を介して形成された複数層の配線層とを有し、
前記配線層の最上層の開口部のみが、前記受光センサ部に対して撮像領域の中心に向って、前記水平方向又は前記垂直方向のいずれか一方向にずれて成る固体撮像装置を、備える
ことを特徴とする撮像カメラ。
前記配線層の最上層の開口部の中心と前記受光センサ部の中心とのずれ量が、前記撮像領域の中心から周辺に向って漸次大きくなる
ことを特徴とする請求項１０記載の撮像カメラ。
前記配線層の最上層とその直下の配線層とが、前記一方向と直交する方向に隣接する開口部間で、電気的に接続されて成る
ことを特徴とする請求項１０記載の撮像カメラ。
前記各受光センサ部に対応してマイクロレンズを有し、
前記マイクロレンズが、前記受光センサ部に対して撮像領域の中心に向って、ずれるようにして成る
ことを特徴とする請求項１０記載の撮像カメラ。
前記マイクロレンズの中心と前記受光センサ部の中心とのずれ量が、前記撮像領域の中心から周辺に向って漸次大きくなる
ことを特徴とする請求項１３に記載の撮像カメラ。
前記配線層の最上層の開口部の中心のずれ量が、前記マイクロレンズの中心のずれ量より小さい
ことを特徴とする請求項１４記載の撮像カメラ。
前記垂直方向又は水平方向のいずれか他方向に撮像領域が湾曲されて成る
ことを特徴とする請求項１０記載の撮像カメラ。
前記垂直方向又は水平方向のいずれか他方向に撮像領域が湾曲されて成る
ことを特徴とする請求項１３記載の撮像カメラ。
前記各受光センサに対応してマイクロレンズを有し、
前記マイクロレンズが、前記受光センサ部に対して撮像領域の中心に向って、前記水平方向又は前記垂直方向のいずれか一方向にずれ、
前記垂直方向又は水平方向のいずれか他方向に撮像領域が湾曲されて成る
ことを特徴とする請求項１０記載の撮像カメラ。