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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-10
(45)【発行日】2024-05-20
(54)【発明の名称】固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器
(51)【国際特許分類】
H01L 27/146 20060101AFI20240513BHJP
H04N 25/703 20230101ALI20240513BHJP
H04N 25/76 20230101ALI20240513BHJP
【ＦＩ】
H01L27/146 D
H01L27/146 A
H04N25/703
H04N25/76
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2021107389
(22)【出願日】2021-06-29
(65)【公開番号】P2023005460
(43)【公開日】2023-01-18
【審査請求日】2022-12-19
(73)【特許権者】
【識別番号】520510612
【氏名又は名称】ゼタテクノロジーズ株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】520510623
【氏名又は名称】広東京之映科技有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】110001863
【氏名又は名称】弁理士法人アテンダ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】田中 俊介
(72)【発明者】
【氏名】野房 勇希
【審査官】加藤 俊哉
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－０５０４８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－１２０５５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２２／２２００８４（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２７／１４６
Ｈ０４Ｎ ２５／７０３
Ｈ０４Ｎ ２５／７６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光電変換を行う複数の同色画素を含む画素ユニットが複数配置された画素部を有し、前記画素ユニットは、
隣接する複数の画素を、少なくとも光電変換領域の光入射部分において分離するバックサイド分離部と、
少なくとも２つの同色画素の光電変換領域に光を入射する少なくとも一つのマイクロレンズと、を含み、
前記画素部は、
中央領域と周辺領域に区分けされ、
前記周辺領域の少なくとも一部の前記画素ユニットは、前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造が、前記中央領域の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造と異なり、
前記周辺領域の少なくとも一部の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数が、前記中央領域の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数より少ない
固体撮像装置。
【請求項2】
光電変換を行う複数の同色画素を含む画素ユニットが複数配置された画素部を有し、前記画素ユニットは、
隣接する複数の画素を、少なくとも光電変換領域の光入射部分において分離するバックサイド分離部と、
少なくとも２つの同色画素の光電変換領域に光を入射する少なくとも一つのマイクロレンズと、を含み、
前記画素部は、
中央領域と周辺領域に区分けされ、
前記周辺領域の少なくとも一部の前記画素ユニットは、前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造が、前記中央領域の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造と異なり、
前記周辺領域のすべての前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数が、前記中央領域の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数より少ない
固体撮像装置。
【請求項3】
前記中央領域で採用される前記マイクロレンズと前記周辺領域で採用される前記マイクロレンズは、同等の形状を有する請求項１または２に記載の固体撮像装置。
【請求項4】
前記画素部において、前記中央領域の前記画素ユニットは、
第１の同色画素、第２の同色画素、第３の同色画素、および第４の同色画素の４つが、
第１方向に、前記第１の同色画素と前記第２の同色画素が隣接するとともに、前記第３の同色画素と前記第４の同色画素が隣接し、
前記第１方向に直交する第２方向に、前記第１の同色画素と前記第３の同色画素が隣接するとともに、前記第２の同色画素と前記第４の同色画素が隣接するように正方配列され、
前記一つのマイクロレンズが、
前記第１の同色画素の光電変換領域、前記第２の同色画素の光電変換領域、前記第３の同色画素の光電変換領域、および前記第４の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置され、
前記周辺領域の前記少なくとも一部の前記画素ユニットは、
第５の同色画素および第６の同色画素の２つが、
前記第１方向に、前記第５の同色画素と前記第６の同色画素が隣接し、または、
前記第１方向に直交する第２方向に、前記第５の同色画素と前記第６の同色画素が隣接するように配列され、
前記一つのマイクロレンズが、
前記第５の同色画素の光電変換領域、および前記第６の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されている
請求項1から３のいずれか一に記載の固体撮像装置。
【請求項5】
前記画素部において、前記中央領域の複数の前記画素ユニットは、
第１の画素ユニット、第２の画素ユニット、第３の画素ユニット、および第４の画素ユニットの４つが、
第１方向に、前記第１の画素ユニットと前記第２の画素ユニットが隣接するとともに、前記第３の画素ユニットと前記第４の画素ユニットが隣接し、
前記第１方向に直交する第２方向に、前記第１の画素ユニットと前記第３の画素ユニットが隣接するとともに、前記第２の画素ユニットと前記第４の画素ユニットが隣接するように正方配列され、
前各画素ユニットの前記一つのマイクロレンズが、
それぞれ前記第１の画素ユニットの４つの同色画素の光電変換領域、前記第２の画素ユニットの４つの同色画素の光電変換領域、前記第３の画素ユニットの４つの同色画素の光電変換領域、および前記第４の画素ユニットの４つの同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置され、
前記周辺領域の複数の前記画素ユニットは、
第５の画素ユニット、第６の画素ユニット、第７の画素ユニット、および第８の画素ユニットの４つが、
第１方向に、前記第５の画素ユニットと前記第６の画素ユニットが隣接するとともに、前記第７の画素ユニットと前記第８の画素ユニットが隣接し、
前記第１方向に直交する第２方向に、前記第５の画素ユニットと前記第７の画素ユニットが隣接するとともに、前記第６の画素ユニットと前記第８の画素ユニットが隣接するように正方配列され、
少なくとも前記第６の画素ユニットと前記第７の画素ユニットの前記一つのマイクロレンズが、
それぞれ前記第６の画素ユニットの２つの同色画素の光電変換領域、および前記第７の画素ユニットの２つの同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されている
請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項6】
前記第６の画素ユニットと前記第７の画素ユニットの前記一つのマイクロレンズが、それぞれ前記第６の画素ユニットの２つの同色画素の光電変換領域、および前記第７の画素ユニットの２つの同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されている
請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項7】
前記第５の画素ユニットと前記第８の画素ユニットの前記一つのマイクロレンズが、それぞれ前記第５の画素ユニットの４つの同色画素の光電変換領域、および前記第８の画素ユニットの４つの同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されている
請求項５または６記載の固体撮像装置。
【請求項8】
前記画素部において、前記中央領域の前記画素ユニットは、
第１の同色画素、第２の同色画素、第３の同色画素、および第４の同色画素の４つが、
第１方向に、前記第１の同色画素と前記第２の同色画素が隣接するとともに、前記第３の同色画素と前記第４の同色画素が隣接し、
前記第１方向に直交する第２方向に、前記第１の同色画素と前記第３の同色画素が隣接するとともに、前記第２の同色画素と前記第４の同色画素が隣接するように正方配列され、
前記一つのマイクロレンズが、
前記第１の同色画素の光電変換領域、前記第２の同色画素の光電変換領域、前記第３の同色画素の光電変換領域、および前記第４の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置され、
前記周辺領域の前記少なくとも一部の前記画素ユニットは、
第５の同色画素、第６の同色画素、第７の同色画素、および第８の同色画素の４つが、
第１方向に、前記第５の同色画素と前記第６の同色画素が隣接するとともに、前記第７の同色画素と前記第８の同色画素が隣接し、
前記第１方向に直交する第２方向に、前記第５の同色画素と前記第７の同色画素が隣接するとともに、前記第６の同色画素と前記第８の同色画素が隣接するように正方配列され、
第１のマイクロレンズが、
前記第５の同色画素の第光電変換領域、および前記第６の同色画素の光電変換領域に光を入射し、
第２のマイクロレンズが、
前記第７の同色画素の光電変換領域、および前記第８の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置され、
または、
第３のマイクロレンズが、
前記第５の同色画素の光電変換領域、および前記第７の同色画素の光電変換領域に光を入射し、
第４のマイクロレンズが、
前記第６の同色画素の光電変換領域、および前記第８の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されている
請求項１から３のいずれか一に記載の固体撮像装置。
【請求項9】
前記画素部は、前記中央領域に対して前記第１方向側に形成される周辺領域の前記画素ユニットにおいては、
第１のマイクロレンズが、
前記第５の同色画素の光電変換領域、および前記第６の同色画素の光電変換領域に光を入射し、
第２のマイクロレンズが、
前記第７の同色画素の光電変換領域、および前記第８の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されている
請求項８記載の固体撮像装置。
【請求項10】
前記画素部は、前記中央領域に対して前記第２方向側に形成される周辺領域の前記画素ユニットにおいては、
第３のマイクロレンズが、
前記第５の同色画素の光電変換領域、および前記第７の同色画素の光電変換領域に光を入射し、
第４のマイクロレンズが、
前記第６の同色画素の光電変換領域、および前記第８の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されている
請求項８または９記載の固体撮像装置。
【請求項11】
前記中央領域の角部に対して形成される周辺領域の前記画素ユニットにおいては、第１のマイクロレンズが、
前記第５の同色画素の光電変換領域、および前記第６の同色画素の光電変換領域に光を入射し、
第２のマイクロレンズが、
前記第７の同色画素の光電変換領域、および前記第８の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されるか、
第３のマイクロレンズが、
前記第５の同色画素の光電変換領域、および前記第７の同色画素の光電変換領域に光を入射し、
第４のマイクロレンズが、
前記第６の同色画素の光電変換領域、および前記第８の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されるか、
前記一つのマイクロレンズが、
前記第５の同色画素の光電変換領域、前記第６の同色画素の光電変換領域、前記第７の同色画素の光電変換領域、および前記第８の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されるか、
のうちの少なくともいずれかの形態で配置される
請求項８から１０のいずれか一に記載の固体撮像装置。
【請求項12】
光電変換を行う複数の同色画素を含む画素ユニットが複数配置された画素部を有し、
前記画素ユニットは、
隣接する複数の画素を、少なくとも光電変換領域の光入射部分において分離するバックサイド分離部と、
少なくとも２つの同色画素の光電変換領域に光を入射する少なくとも一つのマイクロレンズと、を含み、
前記画素部は、
中央領域と周辺領域に区分けされ、
前記周辺領域の少なくとも一部の前記画素ユニットは、前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造が、前記中央領域の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造と異なり、
前記周辺領域の少なくとも一つの前記画素ユニットにおける同色画素間の前記バックサイド分離部の幅が、前記中央領域の前記画素ユニットにおける同色画素間の前記バックサイド分離部の幅より狭い
固体撮像装置。
【請求項13】
前記画素部において、前記中央領域の前記画素ユニットは、
第１の同色画素、第２の同色画素、第３の同色画素、および第４の同色画素の４つが、
第１方向に、前記第１の同色画素と前記第２の同色画素が隣接するとともに、前記第３の同色画素と前記第４の同色画素が隣接し、
前記第１方向に直交する第２方向に、前記第１の同色画素と前記第３の同色画素が隣接するとともに、前記第２の同色画素と前記第４の同色画素が隣接するように正方配列され、
前記一つのマイクロレンズが、
前記第１の同色画素の光電変換領域、前記第２の同色画素の光電変換領域、前記第３の同色画素の光電変換領域、および前記第４の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置され、
前記周辺領域の前記少なくとも一部の前記画素ユニットは、
第５の同色画素、第６の同色画素、第７の同色画素、および第８の同色画素の４つが、
第１方向に、前記第５の同色画素と前記第６の同色画素が隣接するとともに、前記第７の同色画素と前記第８の同色画素が隣接し、
前記第１方向に直交する第２方向に、前記第５の同色画素と前記第７の同色画素が隣接するとともに、前記第６の同色画素と前記第8の同色画素が隣接するように正方配列され、
前記一つのマイクロレンズが、
前記第５の同色画素の光電変換領域、前記第６の同色画素の光電変換領域、前記第７の同色画素の光電変換領域、および前記第８の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されている
請求項１２記載の固体撮像装置。
【請求項14】
光電変換を行う複数の同色画素を含む画素ユニットが複数配置された画素部を有し、前記画素ユニットは、
隣接する複数の画素を、少なくとも光電変換領域の光入射部分において分離するバックサイド分離部と、
少なくとも２つの同色画素の光電変換領域に光を入射する少なくとも一つのマイクロレンズと、を含む、
固体撮像装置の製造方法であって、
前記画素部を、中央領域と周辺領域に区分けし、
前記周辺領域の少なくとも一部の前記画素ユニットを、前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造が、前記中央領域の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造と異なるように形成し、
前記周辺領域の少なくとも一部の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数が、前記中央領域の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数より少なくなるように形成する
固体撮像装置の製造方法。
【請求項15】
固体撮像装置と、前記固体撮像装置に被写体像を結像する光学系と、を有し、
前記固体撮像装置は、
光電変換を行う複数の同色画素を含む画素ユニットが複数配置された画素部を有し、
前記画素ユニットは、
隣接する複数の画素を、少なくとも光電変換領域の光入射部分において分離するバックサイド分離部と、
少なくとも２つの同色画素の光電変換領域に光を入射する少なくとも一つのマイクロレンズと、を含み、
前記画素部は、
中央領域と周辺領域に区分けされ、
前記周辺領域の少なくとも一部の前記画素ユニットは、前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造が、前記中央領域の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造と異なり、
前記周辺領域の少なくとも一部の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数が、前記中央領域の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数より少ない
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
光を検出して電荷を発生させる光電変換素子を用いた固体撮像装置（イメージセンサ）として、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサが実用に供されている。
【0003】
ＣＭＯＳイメージセンサは、一般的に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色フィルタやシアン、マゼンタ、イエロー、グリーンの４色補色フィルタを用いてカラー画像を撮像する。
【0004】
一般的に、ＣＭＯＳイメージセンサにおいて、画素（ピクセル）は個別にカラーフィルタを備えている。フィルタとしては、主として赤色光を透過させる赤（Ｒ）フィルタ、主として緑色光を透過させる緑（Ｇｒ，Ｇｂ）フィルタ、および主として青色光を透過させる青（Ｂ）フィルタを含む。
各カラーフィルタを含む画素ユニットが正方配列されて１つの画素群が形成され、複数の画素群が２次元状に配列されて画素部の画素アレイが形成される。
このカラーフィルタ配列としては、ベイヤ配列が広く知られている。また、たとえば各画素に対してマイクロレンズが形成されている。
また、高感度化や高ダイナミックレンジ化を図るために、ベイヤ配列の各画素ユニットを複数の同色画素により形成したＣＭＯＳイメージセンサも提案されている（たとえば特許文献１、２参照）。
各カラーフィルタを含む画素ユニットが正方配列されて１つの画素群が形成され、複数の画素群が２次元状に配列されて画素部の画素アレイが形成される。
このカラーフィルタ配列としては、ベイヤ配列が広く知られている。また、たとえば各画素に対してマイクロレンズが形成されている。
また、高感度化や高ダイナミックレンジ化を図るために、ベイヤ配列の各画素ユニットを複数の同色画素により形成したＣＭＯＳイメージセンサも提案されている（たとえば特許文献１、２参照）。
【0005】
このようなＣＭＯＳイメージセンサは、デジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、医療用内視鏡、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯電話等の携帯端末装置(モバイル機器)等の各種電子機器の一部として広く適用されている。
【0006】
特に近年、携帯電話等の携帯端末装置(モバイル機器)に搭載するイメージセンサの小型化・多画素化が進み、画素サイズも1μｍを切るサイズが主流となりつつある。
多画素化による高解像度化を維持し、かつ、画素ピッチ縮小による感度やダイナミックレンジの低下を抑制するため、隣接した複数の同色画素をたとえば４画素ずつ配置し、解像度を追求する際には個別の画素信号を読み出し、高感度やダイナミックレンジ性能を必要とする局面では同色の画素の信号を加算して読み出す手法が一般的に採用されている。
そして、このＣＭＯＳイメージセンサは、たとえば画素ユニットの隣接する複数の同色画素で一つのマイクロレンズを共有する。
多画素化による高解像度化を維持し、かつ、画素ピッチ縮小による感度やダイナミックレンジの低下を抑制するため、隣接した複数の同色画素をたとえば４画素ずつ配置し、解像度を追求する際には個別の画素信号を読み出し、高感度やダイナミックレンジ性能を必要とする局面では同色の画素の信号を加算して読み出す手法が一般的に採用されている。
そして、このＣＭＯＳイメージセンサは、たとえば画素ユニットの隣接する複数の同色画素で一つのマイクロレンズを共有する。
【0007】
この複数の同色画素で一つのマイクロレンズを共有する固体撮像装置（ＣＭＯＳイメージセンサ）では、画素に距離情報が存在し、ＰＤＡＦ（Phase Detection Auto Focus）機能を持つことが可能である。
なお、このＣＭＯＳイメージセンサにおいては、画素アレイに、ＰＤＡＦ(位相検出オートフォーカス)画素が同色で形成されていることから、通常の撮影モードでは、これらのＰＤＡＦ画素の感度等を補正する必要がある。
なお、このＣＭＯＳイメージセンサにおいては、画素アレイに、ＰＤＡＦ(位相検出オートフォーカス)画素が同色で形成されていることから、通常の撮影モードでは、これらのＰＤＡＦ画素の感度等を補正する必要がある。
【0008】
図１は、４つの同色画素で一つのマイクロレンズを共有し、かつ、ＰＤＡＦ機能を有する固体撮像装置（ＣＭＯＳイメージセンサ）の画素アレイの画素群の一例を示す図である（たとえば特許文献３参照）。
【0009】
図１の画素群１は、Ｇｒ画素の画素ユニットＰＵ１、Ｒ画素の画素ユニットＰＵ２、Ｂ画素の画素ユニットＰＵ３、およびＧｂ画素の画素ユニットＰＵ４がベイヤ配列されている。
画素ユニットＰＵ１は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｇｒ）の４画素ＰＸＧｒＡ、ＰＸＧｒＢ，ＰＸＧｒＣ，ＰＸＧｒＤが配置されている。画素ユニットＰＵ１において、４画素ＰＸＧｒＡ、ＰＸＧｒＢ，ＰＸＧｒＣ，ＰＸＧｒＤに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ１が配置されている。
画素ユニットＰＵ２は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｒ）の４画素ＰＸＲＡ、ＰＸＲＢ，ＰＸＲＣ，ＰＸＲＤが配置されている。画素ユニットＰＵ２において、４画素ＰＸＲＡ、ＰＸＲＢ，ＰＸＲＣ，ＰＸＲＤに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ２が配置されている。
画素ユニットＰＵ３は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｂ）の４画素ＰＸＢＡ、ＰＸＢＢ，ＰＸＢＣ，ＰＸＲＤが配置されている。画素ユニットＰＵ４において、４画素ＰＸＢＡ、ＰＸＢＢ，ＰＸＢＣ，ＰＸＢＤに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ３が配置されている。
画素ユニットＰＵ４は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｇｂ）の４画素ＰＸＧｂＡ、ＰＸＧｂＢ，ＰＸＧｂＣ，ＰＸＧｂＲＤが配置されている。画素ユニットＰＵ４において、４画素ＰＸｂＡ、ＰＸＧｂＢ，ＰＸＧｂＣ，ＰＸＧｂＤに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ４が配置されている。
画素ユニットＰＵ１は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｇｒ）の４画素ＰＸＧｒＡ、ＰＸＧｒＢ，ＰＸＧｒＣ，ＰＸＧｒＤが配置されている。画素ユニットＰＵ１において、４画素ＰＸＧｒＡ、ＰＸＧｒＢ，ＰＸＧｒＣ，ＰＸＧｒＤに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ１が配置されている。
画素ユニットＰＵ２は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｒ）の４画素ＰＸＲＡ、ＰＸＲＢ，ＰＸＲＣ，ＰＸＲＤが配置されている。画素ユニットＰＵ２において、４画素ＰＸＲＡ、ＰＸＲＢ，ＰＸＲＣ，ＰＸＲＤに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ２が配置されている。
画素ユニットＰＵ３は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｂ）の４画素ＰＸＢＡ、ＰＸＢＢ，ＰＸＢＣ，ＰＸＲＤが配置されている。画素ユニットＰＵ４において、４画素ＰＸＢＡ、ＰＸＢＢ，ＰＸＢＣ，ＰＸＢＤに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ３が配置されている。
画素ユニットＰＵ４は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｇｂ）の４画素ＰＸＧｂＡ、ＰＸＧｂＢ，ＰＸＧｂＣ，ＰＸＧｂＲＤが配置されている。画素ユニットＰＵ４において、４画素ＰＸｂＡ、ＰＸＧｂＢ，ＰＸＧｂＣ，ＰＸＧｂＤに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ４が配置されている。
【0010】
この第１の固体撮像装置は、隣接する２つの画素が同時にＰＤＡＦピクセルとして機能するため、低照度のＰＤＡＦパフォーマンスが高くなる。
【0011】
図２は、２つの同色画素で一つのマイクロレンズを共有し、かつ、ＰＤＡＦ機能を有する固体撮像装置（ＣＭＯＳイメージセンサ）の画素アレイの画素群の一例を示す図である（たとえば特許文献４参照）。
【0012】
図２の画素群１ａは、図１と同様に、Ｇｒ画素の画素ユニットＰＵ１、Ｒ画素の画素ユニットＰＵ２、Ｂ画素の画素ユニットＰＵ３、およびＧｂ画素の画素ユニットＰＵ４がベイヤ配列されている。
画素ユニットＰＵ１は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｇｒ）の４画素ＰＸＧｒＡ、ＰＸＧｒＢ，ＰＸＧｒＣ，ＰＸＧｒＤが配置されている。画素ユニットＰＵ１において、４画素ＰＸＧｒＡ、ＰＸＧｒＢ，ＰＸＧｒＣ，ＰＸＧｒＤに対してそれぞれマイクロレンズＭＣＬ０１，ＭＣＬ０２，ＭＣＬ０３，ＭＣＬ０４が配置されている。
画素ユニットＰＵ２は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｒ）の４画素ＰＸＲＡ、ＰＸＲＢ，ＰＸＲＣ，ＰＸＲＤが配置されている。画素ユニットＰＵ２において、４画素ＰＸＲＡ、ＰＸＲＢ，ＰＸＲＣ，ＰＸＲＤに対してそれぞれマイクロレンズＭＣＬ１１，ＭＣＬ１２，ＭＣＬ１３，ＭＣＬ１４が配置されている。
画素ユニットＰＵ１は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｇｒ）の４画素ＰＸＧｒＡ、ＰＸＧｒＢ，ＰＸＧｒＣ，ＰＸＧｒＤが配置されている。画素ユニットＰＵ１において、４画素ＰＸＧｒＡ、ＰＸＧｒＢ，ＰＸＧｒＣ，ＰＸＧｒＤに対してそれぞれマイクロレンズＭＣＬ０１，ＭＣＬ０２，ＭＣＬ０３，ＭＣＬ０４が配置されている。
画素ユニットＰＵ２は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｒ）の４画素ＰＸＲＡ、ＰＸＲＢ，ＰＸＲＣ，ＰＸＲＤが配置されている。画素ユニットＰＵ２において、４画素ＰＸＲＡ、ＰＸＲＢ，ＰＸＲＣ，ＰＸＲＤに対してそれぞれマイクロレンズＭＣＬ１１，ＭＣＬ１２，ＭＣＬ１３，ＭＣＬ１４が配置されている。
【0013】
画素ユニットＰＵ３は、隣接する複数、同色（Ｂ）の４画素ＰＸＢＡ、ＰＸＢＢ，ＰＸＢＣ，ＰＸＲＤのうちＢ画素ＰＸＢＢに代えてＧ画素ＰＸＧＢが配置されている。そして、画素ユニットＰＵ３において、３画素ＰＸＢＡ、ＰＸＢＣ，ＰＸＢＤに対してそれぞれ１つのマイクロレンズＭＣＬ２０，ＭＣＬ２２，ＣＭＬ２３が配置されている。
画素ユニットＰＵ４は、隣接する複数、２×２の同色（Ｇｂ）の４画素ＰＸＧｂＡ、ＰＸＧｂＢ，ＰＸＧｂＣ，ＰＸＧｂＤが配置されている。画素ユニットＰＵ４において、３画素ＰＸＧｂＢ，ＰＸＧｂＣ，ＰＸＧｂＤに対してそれぞれ１つのマイクロレンズＭＣＬ３１，ＭＣＬ３２，ＭＣＬ３３が配置されている。
画素ユニットＰＵ４は、隣接する複数、２×２の同色（Ｇｂ）の４画素ＰＸＧｂＡ、ＰＸＧｂＢ，ＰＸＧｂＣ，ＰＸＧｂＤが配置されている。画素ユニットＰＵ４において、３画素ＰＸＧｂＢ，ＰＸＧｂＣ，ＰＸＧｂＤに対してそれぞれ１つのマイクロレンズＭＣＬ３１，ＭＣＬ３２，ＭＣＬ３３が配置されている。
【0014】
そして、図２の第２の固体撮像装置においては、画素ユニットＰＵ３の画素ＰＸＧＢと画素ユニットＰＵ４の画素ＰＸＧｂＡに対し画素ユニットをまたがってマイクロレンズＭＣＬ３４が配置され、ＰＤＡＦ機能を持つように構成されている。
【0015】
この第２の固体撮像装置においては、ＰＤＡＦ画素として機能するのは１画素のみであるため、低照度ＰＤＡＦのパフォーマンスは低くなる傾向にあるが、光学中心の遮光面積が小さいため、周辺部の遮光特性や感度比特性が高くなる。
【0016】
また、第３の固体撮像装置として、各画素ユニットにおいては各画素に対してそれぞれマイクロレンズが配置され、画素配列中の特定の画素ユニット、たとえばＢ画素４つに代えてＧ画素４つを有する画素ユニットにおいて４画素に対して１つのマイクロレンズが配置され、ＰＤＡＦ機能を持つように構成されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0017】
【文献】特開平１１－２９８８００号公報
【文献】特許第５４７１１１７号
【文献】ＵＳ ９７９３３１３ Ｂ２
【文献】ＵＳ １０２４９６６３ Ｂ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0018】
しかしながら、図１の固体撮像装置においては、隣接する２つの画素が同時にＰＤＡＦ画素として機能するため、低照度のＰＤＡＦパフォーマンスが高くなるが、光学中心の遮光面積が広いため、周辺部の遮光特性や感度比特性が低くなるという不利益がある。
【0019】
また、図２の固体撮像装置においては、ＰＤＡＦ画素として機能するのは１画素のみであるため、低照度ＰＤＡＦのパフォーマンスは低くなる傾向にあるが、光学中心の遮光面積が小さいため、周辺部の遮光特性や感度比特性が高くなるものの、この構造は２種類の異なるレンズ形状が必要なため、感度のばらつきが大きくなるという不利益がある。
【0020】
また、上記第３の固体撮像装置においては、隣接する２つの画素が同時にＰＤＡＦ画素として機能するため、低照度のＰＤＡＦパフォーマンスが高くなり、光学中心の遮光面積が小さいため、周辺部の遮光特性や感度比特性が高いという利点があるものの、以下の不利益がある。
この構成は２種類の異なるレンズ形状が必要なため、感度のばらつきが大きくなる。
また、ＰＤＡＦ画素部分が青（Ｂ）から緑（Ｇ）に置き換わるため、色補正が必要になり、青（Ｂ）の解像度が低下してしまう。
この構成は２種類の異なるレンズ形状が必要なため、感度のばらつきが大きくなる。
また、ＰＤＡＦ画素部分が青（Ｂ）から緑（Ｇ）に置き換わるため、色補正が必要になり、青（Ｂ）の解像度が低下してしまう。
【0021】
本発明は、より優れた低照度ＰＤＡＦ(位相検出オートフォーカス)性能とより優れた遮光性能を同時に実現することが可能で、ひいてはより精度の高い画質を実現することが可能な固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0022】
本発明の第１の観点の固体撮像装置は、光電変換を行う複数の同色画素を含む画素ユニットが複数配置された画素部を有し、前記画素ユニットは、隣接する複数の画素を、少なくとも光電変換領域の光入射部分において分離するバックサイド分離部と、少なくとも２つの同色画素の光電変換領域に光を入射する少なくとも一つのマイクロレンズと、を含み、前記画素部は、中央領域と周辺領域に区分けされ、前記周辺領域の少なくとも一部の前記画素ユニットは、前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造が、前記中央領域の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造と異なる。
【0023】
本発明の第２の観点は、光電変換を行う複数の同色画素を含む画素ユニットが複数配置された画素部を有し、前記画素ユニットは、隣接する複数の画素を、少なくとも光電変換領域の光入射部分において分離するバックサイド分離部と、少なくとも２つの同色画素の光電変換領域に光を入射する少なくとも一つのマイクロレンズと、を含む、固体撮像装置の製造方法であって、前記画素部を、中央領域と周辺領域に区分けし、前記周辺領域の少なくとも一部の前記画素ユニットを、前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造が、前記中央領域の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造と異なるように形成する。
【0024】
本発明の第３の観点の電子機器は、固体撮像装置と、前記固体撮像装置に被写体像を結像する光学系と、を有し、前記固体撮像装置は、光電変換を行う複数の同色画素を含む画素ユニットが複数配置された画素部を有し、前記画素ユニットは、隣接する複数の画素を、少なくとも光電変換領域の光入射部分において分離するバックサイド分離部と、少なくとも２つの同色画素の光電変換領域に光を入射する少なくとも一つのマイクロレンズと、を含み、前記画素部は、中央領域と周辺領域に区分けされ、前記周辺領域の少なくとも一部の前記画素ユニットは、前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造が、前記中央領域の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造と異なる。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、より優れた低照度ＰＤＡＦ(位相検出オートフォーカス)性能とより優れた遮光性能を同時に実現することが可能で、ひいてはより精度の高い画質を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】４つの同色画素で一つのマイクロレンズを共有し、かつ、ＰＤＡＦ機能を有する固体撮像装置（ＣＭＯＳイメージセンサ）の画素アレイの画素群の一例を示す図である。
【図2】２つの同色画素で一つのマイクロレンズを共有し、かつ、ＰＤＡＦ機能を有する固体撮像装置（ＣＭＯＳイメージセンサ）の画素アレイの画素群の一例を示す図である。
【図3】本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図4】本発明の第１の実施形態に係る中央領域と周辺領域に区分けされる画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
【図5】本発明の第１の実施形態に係る画素部の中央領域と周辺領域における画素アレイの一例を示す図である。
【図6】本発明の第１の実施形態に係る画素アレイを形成する画素群の一例を抽出して示す図である。
【図7】本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の画素群の４つの画素で１つのフローティングディフュージョンを共有する画素ユニットの一例を示す回路図である。
【図8】本発明の第２の実施形態に係る中央領域と周辺領域に区分けされる画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
【図9】本発明の第２の実施形態に係る画素部の中央領域と周辺領域における画素アレイの一例を示す図である。
【図10】本発明の第３の実施形態に係る中央領域と周辺領域に区分けされる画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
【図11】本発明の第３の実施形態に係る画素部の中央領域と周辺領域における画素アレイの一例を示す図である。
【図12】本発明の第４の実施形態に係る中央領域と周辺領域に区分けされる画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
【図13】本発明の第４の実施形態に係る画素部の中央領域と周辺領域における画素アレイの一例を示す図である。
【図14】本発明の第４の実施形態に係る画素部の周辺領域における画素ユニットの中央領域に対する配置位置に応じた形成例を説明するための図である。
【図15】本発明の実施形態に係る固体撮像装置が適用される電子機器の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
【0028】
（第１の実施形態）
図３は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図４は、本発明の第１の実施形態に係る中央領域と周辺領域に区分けされる画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
本実施形態において、固体撮像装置１０は、たとえばＣＭＯＳイメージセンサにより構成される。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図４は、本発明の第１の実施形態に係る中央領域と周辺領域に区分けされる画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
本実施形態において、固体撮像装置１０は、たとえばＣＭＯＳイメージセンサにより構成される。
【0029】
この固体撮像装置１０は、図３に示すように、画素アレイを含む画素部２０、垂直走査回路（行走査回路）３０、読み出し回路（カラム読み出し回路）４０、水平走査回路（列走査回路）５０、およびタイミング制御回路６０を主構成要素として有している。
また、これらの構成要素のうち、たとえば垂直走査回路３０、読み出し回路４０、水平走査回路５０、およびタイミング制御回路６０により画素信号の読み出し駆動制御部７０が構成される。
また、これらの構成要素のうち、たとえば垂直走査回路３０、読み出し回路４０、水平走査回路５０、およびタイミング制御回路６０により画素信号の読み出し駆動制御部７０が構成される。
【0030】
本第１の実施形態において、固体撮像装置１０は、図４に示すように、画素部２０は、中央領域ＲＣＴＲと周辺領域ＲＰＲＰに区分けされ、光電変換を行う複数の同色画素（ＰＸ）を含む画素ユニット（ＰＵＣ,ＰＵＰ）が複数配置されている。
本第１の実施形態の画素部２０においては、周辺領域ＲＰＲＰの少なくとも一部の画素ユニットＰＵＰは、マイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＰが、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣにおけるマイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＣと異なる。
本第１の実施形態の画素部２０においては、周辺領域ＲＰＲＰの少なくとも一部の画素ユニットＰＵＰは、マイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＰが、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣにおけるマイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＣと異なる。
【0031】
本第１の実施形態では、周辺領域ＲＰＲＰのすべての画素ユニットＰＵＰは、マイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＰが２で、その数ＮＰは、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣにおけるマイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＣの４より少ない。
【0032】
そして、本第１の実施形態においては、中央領域ＲＣＴＲで採用されるマイクロレンズＭＣＬと周辺領域ＲＰＲＰで採用されるマイクロレンズＭＣＬは、同等の形状を有する。
【0033】
本第１の実施形態の画素部２０において、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣは、第１の同色画素ＰＸ１１、第２の同色画素ＰＸ１２、第３の同色画素ＰＸ１３、および第１４の同色画素ＰＸ１４の４つが、第１方向（たとえばＸ方向）に、第１の同色画素ＰＸ１１と第２の同色画素ＰＸ１２が隣接するとともに、第３の同色画素ＰＸ１３と第４の同色画素ＰＸ１４が隣接し、第１方向に直交する第２方向（たとえばＹ方向）に、第１の同色画素ＰＸ１１と第３の同色画素ＰＸ１３が隣接するとともに、第２の同色画素ＰＸ１２と第４の同色画素ＰＸ１４が隣接するように正方配列されている。すなわち、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣは、第１の同色画素ＰＸ１１、第２の同色画素ＰＸ１２、第３の同色画素ＰＸ１３、および第４の同色画素ＰＸ１４の４つが、２×２の行列状に配列されている。
そして、一つのマイクロレンズＭＣＬが、第１の同色画素ＰＸ１１の光電変換領域、第２の同色画素ＰＸ１２の光電変換領域、第３の同色画素ＰＸ１３の光電変換領域、および第４の同色画素ＰＸ１４の光電変換領域に光を入射するように配置されている。
そして、一つのマイクロレンズＭＣＬが、第１の同色画素ＰＸ１１の光電変換領域、第２の同色画素ＰＸ１２の光電変換領域、第３の同色画素ＰＸ１３の光電変換領域、および第４の同色画素ＰＸ１４の光電変換領域に光を入射するように配置されている。
【0034】
画素部２０において、周辺領域ＲＰＲＦのすべての画素ユニットＰＵＰは、第５の同色画素ＰＸ１５および第６の同色画素ＰＸ１６の２つが、第１方向に、第５の同色画素ＰＸ１５と第６の同色画素ＰＸ１６が隣接するように配列されている（または、第１方向に直交する第２方向に、第５の同色画素と第６の同色画素が隣接するように配列されている）。
そして、一つのマイクロレンズＭＣＬが、第５の同色画素ＰＸ１５の光電変換領域、および第６の同色画素ＰＸ１６の光電変換領域に光を入射するように配置されている。
そして、一つのマイクロレンズＭＣＬが、第５の同色画素ＰＸ１５の光電変換領域、および第６の同色画素ＰＸ１６の光電変換領域に光を入射するように配置されている。
【0035】
以下、固体撮像装置１０の画素部２０、並びに、画素部２０における複数の同色画素（本例では同色の４画素）を含む画素ユニット等の具体的な構成、配置等、並びに、各部の構成および機能の概要について説明する。
【0036】
（画素部２０の画素アレイ２００、画素群ＰＸＧ、画素ユニットＰＵの構成）
図４は、本発明の第１の実施形態に係る中央領域と周辺領域に区分けされる画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
図５（A）および（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る画素部の中央領域と周辺領域における画素アレイの一例を示す図である。図５（Ａ）が画素部の中央領域における画素アレイの一例を示し、図５（Ｂ）が画素部における周辺領域における画素アレイの一例を示している。
図６は、本発明の第１の実施形態に係る画素アレイを形成する画素群の一例を抽出して示す図である。
図４は、本発明の第１の実施形態に係る中央領域と周辺領域に区分けされる画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
図５（A）および（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る画素部の中央領域と周辺領域における画素アレイの一例を示す図である。図５（Ａ）が画素部の中央領域における画素アレイの一例を示し、図５（Ｂ）が画素部における周辺領域における画素アレイの一例を示している。
図６は、本発明の第１の実施形態に係る画素アレイを形成する画素群の一例を抽出して示す図である。
【0037】
なお、本実施形態において、第１方向は、たとえば複数の画素が行列状に配列される画素部２０の列方向（水平方向、Ｘ方向）または行方向（垂直方向、Ｙ方向）または斜め方向である、
以下の説明では、一例として、第１方向は列方向（水平方向、Ｘ方向）とする。これに伴い第２方向は行方向（垂直方向、Ｙ方向）とする。
以下の説明では、一例として、第１方向は列方向（水平方向、Ｘ方向）とする。これに伴い第２方向は行方向（垂直方向、Ｙ方向）とする。
【0038】
画素部２０は、フォトダイオード（光電変換部）と画素内アンプとを含む複数の画素ＰＸが２次元の行列状（マトリクス状）に配列されて画素アレイ２００が形成されている。
【0039】
上述したように、画素部２０は、図４および図５に示すように、中央領域ＲＣＴＲと周辺領域ＲＰＲＰに区分けされ、光電変換を行う複数の同色画素（ＰＸ）を含む画素ユニット（ＰＵ）が複数配置されている。
本第１の実施形態の画素部２０においては、周辺領域ＲＰＲＰのすべての画素ユニットＰＵＰは、マイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＰが２で、その数ＮＰは、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣにおけるマイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＣの４より少ない。
本第１の実施形態の画素部２０においては、周辺領域ＲＰＲＰのすべての画素ユニットＰＵＰは、マイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＰが２で、その数ＮＰは、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣにおけるマイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＣの４より少ない。
【0040】
そして、本第１の実施形態においては、中央領域ＲＣＴＲで採用されるマイクロレンズＭＣＬと周辺領域ＲＰＲＰで採用されるマイクロレンズＭＣＬは、同等の形状、光学特性を有する。
すなわち、周辺領域ＲＰＲＰで採用されるマイクロレンズＭＣＬは、担当する同色画素ＰＸの数ＮＰが２であっても、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣの４つの同色画素ＰＸを担当するマイクロレンズＭＣＬと同じものが適用される。
すなわち、周辺領域ＲＰＲＰで採用されるマイクロレンズＭＣＬは、担当する同色画素ＰＸの数ＮＰが２であっても、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣの４つの同色画素ＰＸを担当するマイクロレンズＭＣＬと同じものが適用される。
【0041】
画素ＰＸは、基本的には、フォトダイオードと複数の画素トランジスタを含んで構成される。複数の画素トランジスタとしては、たとえば転送トランジスタ、リセットトランジスタ、増幅機能を有するソースフォロワトランジスタ、選択トランジスタを含む。
ただし、本第１の実施形態では、図６に示すように、画素ユニットの４つの同色画素で１つのフローティングディフュージョンＦＤ（Floating Diffusion；浮遊拡散層）を共有する４画素共有構成が採用されている。具体的には、後で詳述するように、４つの色画素フローティングディフュージョンＦＤ１１、リセットトランジスタＲＳＴ１１－Ｔｒ、ソースフォロワトランジスタＳＦ１１－Ｔｒ、および選択トランジスタＳＥＬ１１－Ｔｒが共有されている。
また、共有されるフローティングディフュージョンＦＤは、たとえば任意の画素の感度値の補正の際に、補正で参照する同じ画素ユニットＰＵの複数の画素から読み出す画素信号の加算部として機能する。
ただし、本第１の実施形態では、図６に示すように、画素ユニットの４つの同色画素で１つのフローティングディフュージョンＦＤ（Floating Diffusion；浮遊拡散層）を共有する４画素共有構成が採用されている。具体的には、後で詳述するように、４つの色画素フローティングディフュージョンＦＤ１１、リセットトランジスタＲＳＴ１１－Ｔｒ、ソースフォロワトランジスタＳＦ１１－Ｔｒ、および選択トランジスタＳＥＬ１１－Ｔｒが共有されている。
また、共有されるフローティングディフュージョンＦＤは、たとえば任意の画素の感度値の補正の際に、補正で参照する同じ画素ユニットＰＵの複数の画素から読み出す画素信号の加算部として機能する。
【0042】
本第１の実施形態の画素アレイ２００は、中央領域ＲＣＴＲにおいて、隣接した複数（本第１の実施形態では４）の同色画素を、ｍ×ｍ（ｍは２以上の整数、本第１の実施形態では２×２）の正方配列にして画素ユニットＰＵが形成されて、隣接する４つの画素ユニットＰＵＣにより画素群ＰＸＧが形成され、複数の画素群ＰＸＧがマトリクス状に配列されて構成されている。
図４および図５の例では、図面の簡単化のため、中央領域ＲＣＴＲにおいては、２つの画素群ＰＸＧ１１，ＰＸＧ１２が１×２のマトリクス状に配置された画素アレイ２００が示されている。
図４および図５の例では、図面の簡単化のため、中央領域ＲＣＴＲにおいては、２つの画素群ＰＸＧ１１，ＰＸＧ１２が１×２のマトリクス状に配置された画素アレイ２００が示されている。
【0043】
また、本第１の実施形態の画素アレイ２００は、周辺領域ＲＰＲＰにおいて、隣接した複数（本第１の実施形態では２）の同色画素を、１×１に配列にして画素ユニットＰＵＰが形成されて、隣接する４つの画素ユニットＰＵにより画素群ＰＸＧが形成され、複数の画素群ＰＸＧがマトリクス状に配列されて構成されている。
図４および図５の例では、図面の簡単化のため、周辺領域ＲＰＲＰにおいて、２つの画素群ＰＸＧ２１，ＰＸＧ２２が１×２のマトリクス状に配置された画素アレイ２００が示されている。
図４および図５の例では、図面の簡単化のため、周辺領域ＲＰＲＰにおいて、２つの画素群ＰＸＧ２１，ＰＸＧ２２が１×２のマトリクス状に配置された画素アレイ２００が示されている。
【0044】
（画素群ＰＸＧおよび画素ユニットＰＵの構成）
中央領域ＲＣＴＲにおいて、図４および図５の画素群ＰＸＧ１１は、Ｇｒ画素の画素ユニットＰＵ１１１、Ｒ画素の画素ユニットＰＵ１１２、Ｂ画素の画素ユニットＰＵ１１３、およびＧｂ画素の画素ユニットＰＵ１１４がベイヤ配列されている。
画素群ＰＸＧ１２は、Ｇｒ画素の画素ユニットＰＵ１２１、Ｒ画素の画素ユニットＰＵ１２２、Ｂ画素の画素ユニットＰＵ１２３、およびＧｂ画素の画素ユニットＰＵ１２４がベイヤ配列されている。
中央領域ＲＣＴＲにおいて、図４および図５の画素群ＰＸＧ１１は、Ｇｒ画素の画素ユニットＰＵ１１１、Ｒ画素の画素ユニットＰＵ１１２、Ｂ画素の画素ユニットＰＵ１１３、およびＧｂ画素の画素ユニットＰＵ１１４がベイヤ配列されている。
画素群ＰＸＧ１２は、Ｇｒ画素の画素ユニットＰＵ１２１、Ｒ画素の画素ユニットＰＵ１２２、Ｂ画素の画素ユニットＰＵ１２３、およびＧｂ画素の画素ユニットＰＵ１２４がベイヤ配列されている。
【0045】
周辺領域ＲＰＲＰにおいて、図４および図５の画素群ＰＸＧ２１は、Ｇｒ画素の画素ユニットＰＵ２１１、Ｒ画素の画素ユニットＰＵ２１２、Ｂ画素の画素ユニットＰＵ２１３、およびＧｂ画素の画素ユニットＰＵ２１４がベイヤ配列されている。
画素群ＰＸＧ２２は、Ｇｒ画素の画素ユニットＰＵ２２１、Ｒ画素の画素ユニットＰＵ２２２、Ｂ画素の画素ユニットＰＵ２２３、およびＧｂ画素の画素ユニットＰＵ２２４がベイヤ配列されている。
画素群ＰＸＧ２２は、Ｇｒ画素の画素ユニットＰＵ２２１、Ｒ画素の画素ユニットＰＵ２２２、Ｂ画素の画素ユニットＰＵ２２３、およびＧｂ画素の画素ユニットＰＵ２２４がベイヤ配列されている。
【0046】
このように、画素群ＰＸＧ１１，ＰＸＧ１２、並びに、画素群ＰＸＧ２１，ＰＸＧ２２は同様の構成を有し、繰り返すようにしてマトリクス状に配列されている。
【0047】
中央領域ＲＣＴＲの画素群を構成する画素ユニットも画素群共通の構成を有する。したがって、ここでは、代表例として、画素群ＰＸＧ１１を形成する画素ユニットＰＵ１１１，ＰＵ１１２，ＰＵ１１３，ＰＵ１１４について説明する。
同様に、周辺領域ＲＰＲＰの画素群を構成する画素ユニットも画素群共通の構成を有する。したがって、ここでは、代表例として、画素群ＰＸＧ２１を形成する画素ユニットＰＵ２１１，ＰＵ２１２，ＰＵ２１３，ＰＵ２１４について説明する。
同様に、周辺領域ＲＰＲＰの画素群を構成する画素ユニットも画素群共通の構成を有する。したがって、ここでは、代表例として、画素群ＰＸＧ２１を形成する画素ユニットＰＵ２１１，ＰＵ２１２，ＰＵ２１３，ＰＵ２１４について説明する。
【0048】
本第１の実施形態において、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣは、以下の特徴を持って形成されている。
【0049】
すなわち、本第１の実施形態の画素部２０において、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣは、第１の同色画素ＰＸ１１、第２の同色画素ＰＸ１２、第３の同色画素ＰＸ１３、および第１４の同色画素ＰＸ１４の４つが、第１方向（たとえばＸ方向）に、第１の同色画素ＰＸ１１と第２の同色画素ＰＸ１２が隣接するとともに、第３の同色画素ＰＸ１３と第４の同色画素ＰＸ１４が隣接し、第１方向に直交する第２方向（たとえばＹ方向）に、第１の同色画素ＰＸ１１と第３の同色画素ＰＸ１３が隣接するとともに、第２の同色画素ＰＸ１２と第４の同色画素ＰＸ１４が隣接するように正方配列されている。すなわち、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣは、第１の同色画素ＰＸ１１、第２の同色画素ＰＸ１２、第３の同色画素ＰＸ１３、および第４の同色画素ＰＸ１４の４つが、２×２の行列状に配列されている。
そして、一つのマイクロレンズＭＣＬが、第１の同色画素ＰＸ１１の光電変換領域、第２の同色画素ＰＸ１２の光電変換領域、第３の同色画素ＰＸ１３の光電変換領域、および第４の同色画素ＰＸ１４の光電変換領域に光を入射するように配置されている。
具体的には、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣは、以下のように形成される。
そして、一つのマイクロレンズＭＣＬが、第１の同色画素ＰＸ１１の光電変換領域、第２の同色画素ＰＸ１２の光電変換領域、第３の同色画素ＰＸ１３の光電変換領域、および第４の同色画素ＰＸ１４の光電変換領域に光を入射するように配置されている。
具体的には、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣは、以下のように形成される。
【0050】
中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵ１１１は、隣接する複数、たとえば２×２の第１～第４の同色（Ｇｒ）画素としての４画素ＰＸＧｒ－Ａ、ＰＸＧｒ－Ｂ，ＰＸＧｒ－Ｃ，ＰＸＧｒ－Ｄが配置されている。画素ユニットＰＵ１１１において、４画素ＰＸＧｒ－Ａ、ＰＸＧｒ－Ｂ，ＰＸＧｒ－Ｃ，ＰＸＧｒ－Ｄに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ１１１が配置されている。
【0051】
中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵ１１２は、隣接する複数、たとえば２×２の第１～第４の同色（Ｒ）画素としての４画素ＰＸＲ－Ａ、ＰＸＲ－Ｂ，ＰＸＲ－Ｃ，ＰＸＲ－Ｄが配置されている。画素ユニットＰＵ１１２において、４画素ＰＸＲ－Ａ、ＰＸＲ－Ｂ，ＰＸＲ－Ｃ，ＰＸＲ－Ｄに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ１１２が配置されている。
【0052】
中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵ１１３は、隣接する複数、たとえば２×２の第１～第４の同色（Ｂ）画素としての４画素ＰＸＢ－Ａ、ＰＸＢ－Ｂ，ＰＸＢ－Ｃ，ＰＸＲ－Ｄが配置されている。画素ユニットＰＵ１１３において、４画素ＰＸＢ－Ａ、ＰＸＢ－Ｂ，ＰＸＢ－Ｃ，ＰＸＢ－Ｄに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ１１３が配置されている。
【0053】
中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵ１１４は、隣接する複数、たとえば２×２の第１～第４の同色（Ｇｂ）画素としての４画素ＰＸＧｂ－Ａ、ＰＸＧｂ－Ｂ，ＰＸＧｂ－Ｃ，ＰＸＧｂＲ－Ｄが配置されている。画素ユニットＰＵ１１４において、４画素ＰＸｂ－Ａ、ＰＸＧｂ－Ｂ，ＰＸＧｂ－Ｃ，ＰＸＧｂ－Ｄに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ１１４が配置されている。
【0054】
なお、マイクロレンズＭＣＬ１１１～ＭＣＬ１１４は、同じ構成、同じ光学特性を有する。
【0055】
なお、各画素ユニットＰＵ１１１～ＰＵ１１４において、各同色画素としての４画素ＰＸ－Ａ～ＰＸ－Ｄは、光電変換領域ＰＤ（１～４）の光入射部分において、バックサイド分離部としてのバックサイドメタル（Back Side Metal）ＢＳＭ１１により４つに分離されている。
また、光電変換領域ＰＤにおいて、バックサイドメタルＢＳＭ１１と光電変換領域ＰＤの深さ方向に重なるように、トレンチ型バックサイド分離としてのバックサイドディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）が形成されている。
これにより、同色画素ＰＸ－Ａは第１の光電変換領域ＰＤ１を含み、同色画素ＰＸ－Ｂは第２の光電変換領域ＰＤ２を含み、同色画素ＰＸ－Ｃは第３の光電変換領域ＰＤ３を含み、同色画素ＰＸ－Ｄは第４の光電変換領域ＰＤ４を含んでいる。
また、色が異なる画素ユニット間も、ＢＳＭ１２、あるいはＢＳＭ１２とＢＤＴＩ１２による分離されている。
また、光電変換領域ＰＤにおいて、バックサイドメタルＢＳＭ１１と光電変換領域ＰＤの深さ方向に重なるように、トレンチ型バックサイド分離としてのバックサイドディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）が形成されている。
これにより、同色画素ＰＸ－Ａは第１の光電変換領域ＰＤ１を含み、同色画素ＰＸ－Ｂは第２の光電変換領域ＰＤ２を含み、同色画素ＰＸ－Ｃは第３の光電変換領域ＰＤ３を含み、同色画素ＰＸ－Ｄは第４の光電変換領域ＰＤ４を含んでいる。
また、色が異なる画素ユニット間も、ＢＳＭ１２、あるいはＢＳＭ１２とＢＤＴＩ１２による分離されている。
【0056】
中央領域ＲＣＴＲの他の画素群ＰＸＧ１２等は、上記した画素群ＰＸＧ１１と同様の構成を有する。
【0057】
このような構成を有する中央領域ＲＣＴＲにおいては、隣接する２つの画素が同時にＰＤＡＦ画素として機能するため、低照度のＰＤＡＦパフォーマンスが高くなる。
【0058】
本第１の実施形態において、周辺領域ＲＰＲＰの画素ユニットＰＵＰは、以下の特徴を持って形成されている。
【0059】
すなわち、画素部２０において、周辺領域ＲＰＲＦのすべての画素ユニットＰＵＰは、第５の同色画素ＰＸ１５および第６の同色画素ＰＸ１６の２つが、第１方向に、第５の同色画素ＰＸ１５と第６の同色画素ＰＸ１６が隣接するように配列されている（または、第１方向に直交する第２方向に、第５の同色画素と第６の同色画素が隣接するように配列されている）。
そして、一つのマイクロレンズＭＣＬが、第５の同色画素ＰＸ１５の光電変換領域ＰＤ１５、および第６の同色画素ＰＸ１６の光電変換領域に光を入射するように配置されている。
具体的には、周辺領域ＲＰＲＦのすべての画素ユニットＰＵＰは、以下のように形成される。
そして、一つのマイクロレンズＭＣＬが、第５の同色画素ＰＸ１５の光電変換領域ＰＤ１５、および第６の同色画素ＰＸ１６の光電変換領域に光を入射するように配置されている。
具体的には、周辺領域ＲＰＲＦのすべての画素ユニットＰＵＰは、以下のように形成される。
【0060】
周辺領域ＲＰＲＰの画素ユニットＰＵ２１１は、隣接する複数、たとえば１×１の第５および第６の同色（Ｇｒ）画素としての２画素ＰＸＧｒ－Ａ、ＰＸＧｒ－Ｂが配置されている。画素ユニットＰＵ２１１において、２画素ＰＸＧｒ－Ａ、ＰＸＧｒ－Ｂに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ２１１が配置されている。
この周辺領域ＲＰＲＰのマイクロレンズＭＣＬ２１１は中央領域ＲＣＴＲの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズＭＣＬ１１１～ＭＣＬ１４と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
この周辺領域ＲＰＲＰのマイクロレンズＭＣＬ２１１は中央領域ＲＣＴＲの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズＭＣＬ１１１～ＭＣＬ１４と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
【0061】
周辺領域ＲＰＲＰの画素ユニットＰＵ２１２は、隣接する複数、たとえば１×１の第５および第６の同色（Ｒ）画素としての２画素ＰＸＲ－Ａ、ＰＸＲ－Ｂが配置されている。画素ユニットＰＵ２１２において、２画素ＰＸＲ－Ａ、ＰＸＲ－Ｂに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ２１２が配置されている。
この周辺領域ＲＰＲＰのマイクロレンズＭＣＬ２１２は中央領域ＲＣＴＲの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズＭＣＬ１１１～ＭＣＬ１４と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
この周辺領域ＲＰＲＰのマイクロレンズＭＣＬ２１２は中央領域ＲＣＴＲの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズＭＣＬ１１１～ＭＣＬ１４と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
【0062】
周辺領域ＲＰＲＰの画素ユニットＰＵ２１３は、隣接する複数、たとえば１×１の第５および第６の同色（Ｂ）画素としての２画素ＰＸＢ－Ａ、ＰＸＢ－Ｂが配置されている。画素ユニットＰＵ２１３において、２画素ＰＸＢ－Ａ、ＰＸＢ－Ｂに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ２１３が配置されている。
この周辺領域ＲＰＲＰのマイクロレンズＭＣＬ１３は中央領域ＲＣＴＲの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズＭＣＬ１１１～ＭＣＬ１４と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
この周辺領域ＲＰＲＰのマイクロレンズＭＣＬ１３は中央領域ＲＣＴＲの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズＭＣＬ１１１～ＭＣＬ１４と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
【0063】
周辺領域ＲＰＲＰの画素ユニットＰＵ２１４は、隣接する複数、たとえば１×１の第５および第６の同色（Ｇｂ）画素としての２画素ＰＸＧｂ－Ａ、ＰＸＧｂ－Ｂが配置されている。画素ユニットＰＵ２１４において、２画素ＰＸｂ－Ａ、ＰＸＧｂ－Ｂに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ２１４が配置されている。
この周辺領域ＲＰＲＰのマイクロレンズＭＣＬ２１４は中央領域ＲＣＴＲの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズＭＣＬ１１１～ＭＣＬ１４と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
この周辺領域ＲＰＲＰのマイクロレンズＭＣＬ２１４は中央領域ＲＣＴＲの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズＭＣＬ１１１～ＭＣＬ１４と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
【0064】
周辺領域ＲＰＲＰの他の画素群ＰＸＧ２２等は、上記した画素群ＰＸＧ２１と同様の構成を有する。
【0065】
このような構成を有する周辺領域ＲＰＲＰにおいては、光学中心の遮光面積が小さいため、周辺部の遮光特性や感度比特性が高くなる。
また、中央領域ＲＣＴＲと周辺領域ＲＰＲＰにおいてマイクロレンズＭＣＬとして形状が同等のものが適用されることから、感度のばらつきが小さくなると。
また、中央領域ＲＣＴＲと周辺領域ＲＰＲＰにおいてマイクロレンズＭＣＬとして形状が同等のものが適用されることから、感度のばらつきが小さくなると。
【0066】
なお、各画素ユニットＰＵ２１１～ＰＵ２１４において、各同色画素としての２画素ＰＸ－Ａ～ＰＸ－Ｂは、光電変換領域ＰＤ（１，２）の光入射部分において、バックサイド分離部としてのバックサイドメタルＢＳＭ２１により２つに分離されている。
また、光電変換領域ＰＤにおいて、バックサイドメタルＢＳＭ２１と光電変換領域ＰＤの深さ方向に重なるように、トレンチ型バックサイド分離としてのバックサイドディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）が形成されている。
これにより、同色画素ＰＸ－Ａは第１の光電変換領域を含み、同色画素ＰＸ－Ｂは第２の光電変換領域を含んでいる。
また、色が異なる画素ユニット間も、ＢＳＭ２２、あるいはＢＳＭ２２とＢＤＴＩ２２による分離されている。
また、光電変換領域ＰＤにおいて、バックサイドメタルＢＳＭ２１と光電変換領域ＰＤの深さ方向に重なるように、トレンチ型バックサイド分離としてのバックサイドディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）が形成されている。
これにより、同色画素ＰＸ－Ａは第１の光電変換領域を含み、同色画素ＰＸ－Ｂは第２の光電変換領域を含んでいる。
また、色が異なる画素ユニット間も、ＢＳＭ２２、あるいはＢＳＭ２２とＢＤＴＩ２２による分離されている。
【0067】
上述したように、本第１の実施形態では、図６に示すように、画素ユニットの４つの同色画素で１つのフローティングディフュージョンＦＤを共有する４画素共有構成が採用されている。
ここで、画素ユニットの４つの同色画素で１つのフローティングディフュージョンＦＤを共有する４画素共有の一構成例について説明する。
ここで、画素ユニットの４つの同色画素で１つのフローティングディフュージョンＦＤを共有する４画素共有の一構成例について説明する。
【0068】
（画素ユニットの４画素共有の構成例）
図７は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の画素群の４つの画素で１つのフローティングディフュージョンを共有する画素ユニットの一例を示す回路図である。
図７は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の画素群の４つの画素で１つのフローティングディフュージョンを共有する画素ユニットの一例を示す回路図である。
【0069】
図７の画素部２０において、画素群ＰＸＧの画素ユニットＰＵは、４つの画素（本実施形態では色画素、ここではＧ画素）、すなわち、第１色画素ＰＸ１１、第２色画素ＰＸ１２、第３色画素ＰＸ１３、および第４色画素ＰＸ１４が２×２の正方に配置されている。
【0070】
第１色画素ＰＸ１１は、第１光電変換領域により形成されるフォトダイオードＰＤ１１、および転送トランジスタＴＧ１１－Ｔｒを含んで構成されている。
【0071】
第２色画素ＰＸ１２は、第２光電変換領域により形成されるフォトダイオードＰＤ１２、および転送トランジスタＴＧ１２－Ｔｒを含んで構成されている。
【0072】
第３色画素ＰＸ１３は、第３光電変換領域により形成されるフォトダイオードＰＤ１３、および転送トランジスタＴＧ１３－Ｔｒを含んで構成されている。
【0073】
第４色画素ＰＸ１４は、第４光電変換領域により形成されるフォトダイオードＰＤ１４、および転送トランジスタＴＧ１４－Ｔｒを含んで構成されている。
【0074】
そして、画素群ＰＸＧを形成する画素ユニットＰＵは、４つの色画素ＰＸ１１，ＰＸ１２，ＰＸ１３，ＰＸ１４で、フローティングディフュージョンＦＤ１１、リセットトランジスタＲＳＴ１１－Ｔｒ、ソースフォロワトランジスタＳＦ１１－Ｔｒ、および選択トランジスタＳＥＬ１１－Ｔｒが共有されている。
【0075】
このような４画素共有構成において、たとえば第１色画素ＰＸ１１、第２色画素ＰＸ１２、第３色画素ＰＸ１３、第４色画素ＰＸ１４が、同色、たとえばＧ（Ｇｒ，Ｇｂ（緑））画素として形成される。
たとえば、第１色画素ＰＸ１１のフォトダイオードＰＤ１１が第１の緑色（Ｇ）光電変換部として機能し、第２色画素ＰＸ１２のフォトダイオードＰＤ１２が第２の緑色（Ｇ）光電変換部として機能し、第３色画素ＰＸ１３のフォトダイオードＰＤ１３が第３の緑色（Ｇ）光電変換部として機能し、第４色画素ＰＸ１４のフォトダイオードＰＤ１４が第４の緑色（Ｇ）光電変換部として機能する。
たとえば、第１色画素ＰＸ１１のフォトダイオードＰＤ１１が第１の緑色（Ｇ）光電変換部として機能し、第２色画素ＰＸ１２のフォトダイオードＰＤ１２が第２の緑色（Ｇ）光電変換部として機能し、第３色画素ＰＸ１３のフォトダイオードＰＤ１３が第３の緑色（Ｇ）光電変換部として機能し、第４色画素ＰＸ１４のフォトダイオードＰＤ１４が第４の緑色（Ｇ）光電変換部として機能する。
【0076】
フォトダイオードＰＤ１１、ＰＤ１２、ＰＤ１３、ＰＤ１４としては、たとえば埋め込みフォトダイオード（ＰＰＤ）が用いられる。
フォトダイオードＰＤ１１，ＰＤ１２，ＰＤ１３，ＰＤ１４を形成する基板表面にはダングリングボンドなどの欠陥による表面準位が存在するため、熱エネルギーによって多くの電荷（暗電流）が発生し、正しい信号が読み出せなくなってしまう。
埋め込みフォトダイオード（ＰＰＤ）では、フォトダイオードＰＤの電荷蓄積部を基板内に埋め込むことで、暗電流の信号への混入を低減することが可能となる。
フォトダイオードＰＤ１１，ＰＤ１２，ＰＤ１３，ＰＤ１４を形成する基板表面にはダングリングボンドなどの欠陥による表面準位が存在するため、熱エネルギーによって多くの電荷（暗電流）が発生し、正しい信号が読み出せなくなってしまう。
埋め込みフォトダイオード（ＰＰＤ）では、フォトダイオードＰＤの電荷蓄積部を基板内に埋め込むことで、暗電流の信号への混入を低減することが可能となる。
【0077】
フォトダイオードＰＤ１１，ＰＤ１２，ＰＤ１３，ＰＤ１４は、入射光量に応じた量の信号電荷（ここでは電子）を発生し、蓄積する。
以下、信号電荷は電子であり、各トランジスタがｎ型トランジスタである場合について説明するが、信号電荷がホールであったり、各トランジスタがｐ型トランジスタであっても構わない。
以下、信号電荷は電子であり、各トランジスタがｎ型トランジスタである場合について説明するが、信号電荷がホールであったり、各トランジスタがｐ型トランジスタであっても構わない。
【0078】
転送トランジスタＴＧ１１－Ｔｒは、フォトダイオードＰＤ１１とフローティングディフュージョンＦＤ１１の間に接続され、制御信号ＴＧ１１により導通状態が制御される。
転送トランジスタＴＧ１１－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、制御信号ＴＧ１１が所定レベルのハイレベル（Ｈ）の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードＰＤ１１で光電変換され蓄積された電荷（電子）をフローティングディフュージョンＦＤ１１に転送する。
転送トランジスタＴＧ１１－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、制御信号ＴＧ１１が所定レベルのハイレベル（Ｈ）の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードＰＤ１１で光電変換され蓄積された電荷（電子）をフローティングディフュージョンＦＤ１１に転送する。
【0079】
転送トランジスタＴＧ１２－Ｔｒは、フォトダイオードＰＤ１２とフローティングディフュージョンＦＤ１１の間に接続され、制御信号ＴＧ１２により導通状態が制御される。
転送トランジスタＴＧ１２－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、制御信号ＴＧ１２が所定レベルのハイレベル（Ｈ）の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードＰＤ１２で光電変換され蓄積された電荷（電子）をフローティングディフュージョンＦＤ１１に転送する。
転送トランジスタＴＧ１２－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、制御信号ＴＧ１２が所定レベルのハイレベル（Ｈ）の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードＰＤ１２で光電変換され蓄積された電荷（電子）をフローティングディフュージョンＦＤ１１に転送する。
【0080】
転送トランジスタＴＧ１３－Ｔｒは、フォトダイオードＰＤ１３とフローティングディフュージョンＦＤ１１の間に接続され、制御信号ＴＧ１３により導通状態が制御される。
転送トランジスタＴＧ１３－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、制御信号ＴＧ１３が所定レベルのハイレベル（Ｈ）の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードＰＤ１３で光電変換され蓄積された電荷（電子）をフローティングディフュージョンＦＤ１１に転送する。
転送トランジスタＴＧ１３－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、制御信号ＴＧ１３が所定レベルのハイレベル（Ｈ）の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードＰＤ１３で光電変換され蓄積された電荷（電子）をフローティングディフュージョンＦＤ１１に転送する。
【0081】
転送トランジスタＴＧ１４－Ｔｒは、フォトダイオードＰＤ１４とフローティングディフュージョンＦＤ１１の間に接続され、制御信号ＴＧ１４により導通状態が制御される。
転送トランジスタＴＧ１４－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、制御信号ＴＧ１４が所定レベルのハイレベル（Ｈ）の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードＰＤ１４で光電変換され蓄積された電荷（電子）をフローティングディフュージョンＦＤ１１に転送する。
転送トランジスタＴＧ１４－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、制御信号ＴＧ１４が所定レベルのハイレベル（Ｈ）の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードＰＤ１４で光電変換され蓄積された電荷（電子）をフローティングディフュージョンＦＤ１１に転送する。
【0082】
リセットトランジスタＲＳＴ１１－Ｔｒは、図７に示すように、電源線ＶＤＤ（または電源電位）とフローティングディフュージョンＦＤ１１の間に接続され、制御信号ＲＳＴ１１により導通状態が制御される。
リセットトランジスタＲＳＴ１１－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、たとえば読み出しスキャン時に、制御信号ＲＳＴ１１がＨレベルの期間に選択されて導通状態となり、フローティングディフュージョンＦＤ１１を電源線ＶＤＤ（またはＶＲｓｔ）の電位にリセットする。
リセットトランジスタＲＳＴ１１－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、たとえば読み出しスキャン時に、制御信号ＲＳＴ１１がＨレベルの期間に選択されて導通状態となり、フローティングディフュージョンＦＤ１１を電源線ＶＤＤ（またはＶＲｓｔ）の電位にリセットする。
【0083】
ソースフォロワトランジスタＳＦ１１－Ｔｒと選択トランジスタＳＥＬ１１－Ｔｒは、電源線ＶＤＤと垂直信号線ＬＳＧＮの間に直列に接続されている。
ソースフォロワトランジスタＳＦ１１－ＴｒのゲートにはフローティングディフュージョンＦＤ１１が接続され、選択トランジスタＳＥＬ１１－Ｔｒは制御信号）ＳＥＬ１１により導通状態が制御される。
選択トランジスタＳＥＬ１１－Ｔｒは、制御信号ＳＥＬ１１がＨレベルの期間に選択されて導通状態となる。これにより、ソースフォロワトランジスタＳＦ１１－ＴｒはフローティングディフュージョンＦＤ１１の電荷を電荷量（電位）に応じた利得をもって電圧信号に変換した列出力の読み出し電圧（信号）ＶＳＬ（ＰＩＸＯＵＴ）を垂直信号線ＬＳＧＮに出力する。
ソースフォロワトランジスタＳＦ１１－ＴｒのゲートにはフローティングディフュージョンＦＤ１１が接続され、選択トランジスタＳＥＬ１１－Ｔｒは制御信号）ＳＥＬ１１により導通状態が制御される。
選択トランジスタＳＥＬ１１－Ｔｒは、制御信号ＳＥＬ１１がＨレベルの期間に選択されて導通状態となる。これにより、ソースフォロワトランジスタＳＦ１１－ＴｒはフローティングディフュージョンＦＤ１１の電荷を電荷量（電位）に応じた利得をもって電圧信号に変換した列出力の読み出し電圧（信号）ＶＳＬ（ＰＩＸＯＵＴ）を垂直信号線ＬＳＧＮに出力する。
【0084】
このような構成において、画素ユニットＰＵの各画素ＰＸ１１、ＰＸ１２、ＰＸ１３、ＰＸ１４の転送トランジスタＴＧ１１－Ｔｒ，ＴＧ１２－Ｔｒ，ＴＧ１３－Ｔｒ，ＴＧ１４－Ｔｒを個別にオン、オフさせ、フォトダイオードＰＤ１１、ＰＤ１２、ＰＤ１３、ＰＤ１４で光電変換されて蓄積された電荷を順次共通フローティングディフュージョンＦＤ１１に転送させた場合、画素単位の画素信号ＶＳＬが垂直信号線ＬＳＧＮに送出され、カラム読み出し回路４０に入力される。
【0085】
一方、各画素ＰＸ１１、ＰＸ１２、ＰＸ１３、ＰＸ１４の転送トランジスタＴＧ１１－Ｔｒ，ＴＧ１２－Ｔｒ，ＴＧ１３－Ｔｒ，ＴＧ１４－Ｔｒの複数を同時にオン、オフさせ、ＴＧ１２－Ｔｒ，ＴＧ１３－Ｔｒ，ＴＧ１４－Ｔｒを個別にオン、オフさせ、フォトダイオードＰＤ１１、ＰＤ１２、ＰＤ１３、ＰＤ１４で光電変換されて蓄積された電荷を共通フローティングディフュージョンＦＤ１１に同時並列的に転送させた場合、フローティングディフュージョンＦＤ１１は加算部として機能する。
この場合、画素ユニットＰＵ内の複数、すなわち、２，３、または４画素の画素信号を加算した加算信号が垂直信号線ＬＳＧＮに送出され、カラム読み出し回路４０に入力される。
この場合、画素ユニットＰＵ内の複数、すなわち、２，３、または４画素の画素信号を加算した加算信号が垂直信号線ＬＳＧＮに送出され、カラム読み出し回路４０に入力される。
【0086】
垂直走査回路３０は、タイミング制御回路６０の制御に応じてシャッター行および読み出し行において行走査制御線を通して画素の駆動を行う。
また、垂直走査回路３０は、アドレス信号に従い、信号の読み出しを行うリード行と、フォトダイオードＰＤに蓄積された電荷をリセットするシャッター行の行アドレスの行選択信号を出力する。
また、垂直走査回路３０は、アドレス信号に従い、信号の読み出しを行うリード行と、フォトダイオードＰＤに蓄積された電荷をリセットするシャッター行の行アドレスの行選択信号を出力する。
【0087】
通常のピクセル読み出し動作においては、読み出し制御系の垂直走査回路３０による駆動により、シャッタースキャンが行われ、その後、読み出しスキャンが行われる。
【0088】
読み出し回路４０は、画素部２０の各列出力に対応して配置された複数の列信号処理回路（図示せず）を含み、複数の列信号処理回路で列並列処理が可能に構成されてもよい。
【0089】
読み出し回路４０は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ：Correlated Double Sampling）回路やＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ；ＡＤ変換器）、アンプ（ＡＭＰ，増幅器）、サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路等を含んで構成可能である。
【0090】
水平走査回路５０は、読み出し回路４０のＡＤＣ等の複数の列信号処理回路で処理された信号を走査して水平方向に転送し、信号処理回路７０に出力する。
【0091】
タイミング制御回路６０は、画素部２０、垂直走査回路３０、読み出し回路４０、水平走査回路５０等の信号処理に必要なタイミング信号を生成する。
【0092】
以上説明したように、本第１の実施形態においては、画素部２０は、中央領域ＲＣＴＲと周辺領域ＲＰＲＰに区分けされ、光電変換を行う複数の同色画素（ＰＸ）を含む画素ユニット（ＰＵ）が複数配置されている。
本第１の実施形態の画素部２０においては、周辺領域ＲＰＲＰのすべての画素ユニットＰＵＰは、マイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＰが２で、その数ＮＰは、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣにおけるマイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＣの４より少ない。
そして、本第１の実施形態においては、中央領域ＲＣＴＲで採用されるマイクロレンズＭＣＬと周辺領域ＲＰＲＰで採用されるマイクロレンズＭＣＬは、同等の形状を有する。
すなわち、周辺領域ＲＰＲＰで採用されるマイクロレンズＭＣＬは、担当する同色画素の数が２であっても、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣの４つの同色画素ＰＸを担当するマイクロレンズＭＣＬと同じ形状、光学特性のものが適用される。
本第１の実施形態の画素部２０においては、周辺領域ＲＰＲＰのすべての画素ユニットＰＵＰは、マイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＰが２で、その数ＮＰは、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣにおけるマイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＣの４より少ない。
そして、本第１の実施形態においては、中央領域ＲＣＴＲで採用されるマイクロレンズＭＣＬと周辺領域ＲＰＲＰで採用されるマイクロレンズＭＣＬは、同等の形状を有する。
すなわち、周辺領域ＲＰＲＰで採用されるマイクロレンズＭＣＬは、担当する同色画素の数が２であっても、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣの４つの同色画素ＰＸを担当するマイクロレンズＭＣＬと同じ形状、光学特性のものが適用される。
【0093】
したがって、本第１の実施形態によれば、中央領域ＲＣＴＲにおいては隣接する２つの画素が同時にＰＤＡＦ画素として機能するため、低照度のＰＤＡＦパフォーマンスが高くなり、周辺領域ＲＰＲＰにおいては光学中心の遮光面積が小さいため、周辺部の遮光特性や感度比特性が高くなり、しかも中央領域ＲＣＴＲと周辺領域ＲＰＲＰにおいてマイクロレンズＭＣＬとして形状が同等のものが適用されることから、感度のばらつきが小さくなるという利点がある。
【0094】
すなわち、本第１の実施形態によれば、より優れた低照度ＰＤＡＦ(位相検出オートフォーカス)性能とより優れた遮光性能を同時に実現することが可能で、ひいてはより精度の高い画質を実現することが可能となる。
【0095】
（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施形態に係る中央領域と周辺領域に区分けされる画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
図９（A）および（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る画素部の中央領域と周辺領域における画素アレイの一例を示す図である。図９（Ａ）が画素部の中央領域における画素アレイの一例を示し、図９（Ｂ）が画素部における周辺領域における画素アレイの一例を示している。
図８は、本発明の第２の実施形態に係る中央領域と周辺領域に区分けされる画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
図９（A）および（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る画素部の中央領域と周辺領域における画素アレイの一例を示す図である。図９（Ａ）が画素部の中央領域における画素アレイの一例を示し、図９（Ｂ）が画素部における周辺領域における画素アレイの一例を示している。
【0096】
本第２の実施形態の画素部２０Ａが、上述した第１の実施形態の画素部２０と異なる点は、次の通りである。
第１の実施形態においては、周辺領域ＲＰＲＰにおける画素ユニットＰＵＰはすべてのマイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＰが２で、その数ＮＰは、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣにおけるマイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＣの４より少ない。
第１の実施形態においては、周辺領域ＲＰＲＰにおける画素ユニットＰＵＰはすべてのマイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＰが２で、その数ＮＰは、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣにおけるマイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＣの４より少ない。
【0097】
これに対して、本第２の実施形態においては、周辺領域ＲＰＲＰにおける画素ユニットＰＵＰの一部がマイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＰが２である。本例では、Ｇｒ，Ｒ，Ｂ，Ｇｂの４色画素のうち、Ｒ画素とＢ画素が、マイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＰが２であり、Ｇ（ｒ、ｂ）画素が、マイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＰが４である。
【0098】
図８の例では、周辺領域ＲＰＲＰの画素ユニットＰＵ２１１は、隣接する複数、たとえば２×２の４つの同色（Ｇｒ）画素としての４画素ＰＸＧｒ－Ａ，ＰＸＧｒ－Ｂ，ＰＸＧｒ-Ｃ，ＰＸＧｒ－Ｄが配置されている。画素ユニットＰＵ２１１において、４画素ＰＸＧｒ－Ａ、ＰＸＧｒ－Ｂ，ＰＸＧｒ-Ｃ，ＰＸＧｒ－Ｄに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ２１１が配置されている。
この周辺領域ＲＰＲＰのマイクロレンズＭＣＬ２１１は中央領域ＲＣＴＲの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズＭＣＬ１１１～ＭＣＬ１４と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
この周辺領域ＲＰＲＰのマイクロレンズＭＣＬ２１１は中央領域ＲＣＴＲの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズＭＣＬ１１１～ＭＣＬ１４と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
【0099】
周辺領域ＲＰＲＰの画素ユニットＰＵ２１２は、隣接する複数、たとえば１×１の第５および第６の同色（Ｒ）画素としての２画素ＰＸＲ－Ａ、ＰＸＲ－Ｂが配置されている。画素ユニットＰＵ２１２において、２画素ＰＸＲ－Ａ、ＰＸＲ－Ｂに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ２１２が配置されている。
この周辺領域ＲＰＲＰのマイクロレンズＭＣＬ２１２は中央領域ＲＣＴＲの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズＭＣＬ１１１～ＭＣＬ１４と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
この周辺領域ＲＰＲＰのマイクロレンズＭＣＬ２１２は中央領域ＲＣＴＲの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズＭＣＬ１１１～ＭＣＬ１４と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
【0100】
周辺領域ＲＰＲＰの画素ユニットＰＵ２１３は、隣接する複数、たとえば１×１の第５および第６の同色（Ｂ）画素としての２画素ＰＸＢ－Ａ、ＰＸＢ－Ｂが配置されている。画素ユニットＰＵ２１３において、２画素ＰＸＢ－Ａ、ＰＸＢ－Ｂに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ２１３が配置されている。
この周辺領域ＲＰＲＰのマイクロレンズＭＣＬ１３は中央領域ＲＣＴＲの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズＭＣＬ１１１～ＭＣＬ１４と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
この周辺領域ＲＰＲＰのマイクロレンズＭＣＬ１３は中央領域ＲＣＴＲの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズＭＣＬ１１１～ＭＣＬ１４と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
【0101】
周辺領域ＲＰＲＰの画素ユニットＰＵ２１４は、隣接する複数、たとえば２×２の４つの同色（Ｇｂ）画素としての４画素ＰＸＧｂ－Ａ、ＰＸＧｂ－Ｂ，ＰＸＧｂ-Ｃ，ＰＸＧｂ－Ｄが配置されている。画素ユニットＰＵ２１４において、２画素ＰＸｂ－Ａ、ＰＸＧｂ－Ｂ，ＰＸＧｂ-Ｃ，ＰＸＧｂ－Ｄに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ２１４が配置されている。
この周辺領域ＲＰＲＰのマイクロレンズＭＣＬ２１４は中央領域ＲＣＴＲの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズＭＣＬ１１１～ＭＣＬ１４と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
この周辺領域ＲＰＲＰのマイクロレンズＭＣＬ２１４は中央領域ＲＣＴＲの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズＭＣＬ１１１～ＭＣＬ１４と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
【0102】
周辺領域ＲＰＲＰの他の画素群ＰＸＧ２２等は、上記した画素群ＰＸＧ２１と同様の構成を有する。
【0103】
本第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
すなわち、本第２の実施形態によれば、より優れた低照度ＰＤＡＦ(位相検出オートフォーカス)性能とより優れた遮光性能を同時に実現することが可能で、ひいてはより精度の高い画質を実現することが可能となる。
すなわち、本第２の実施形態によれば、より優れた低照度ＰＤＡＦ(位相検出オートフォーカス)性能とより優れた遮光性能を同時に実現することが可能で、ひいてはより精度の高い画質を実現することが可能となる。
【0104】
（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る中央領域と周辺領域に区分けされる画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
図１１（A）および（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る画素部の中央領域と周辺領域における画素アレイの一例を示す図である。図１１（Ａ）が画素部の中央領域における画素アレイの一例を示し、図１１（Ｂ）が画素部における周辺領域における画素アレイの一例を示している。
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る中央領域と周辺領域に区分けされる画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
図１１（A）および（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る画素部の中央領域と周辺領域における画素アレイの一例を示す図である。図１１（Ａ）が画素部の中央領域における画素アレイの一例を示し、図１１（Ｂ）が画素部における周辺領域における画素アレイの一例を示している。
【0105】
本第２の実施形態の画素部２０Ａが、上述した第１の実施形態の画素部２０と異なる点は、次の通りである。
第１の実施形態においては、周辺領域ＲＰＲＰにおける画素ユニットＰＵＰはすべてのマイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＰが２で、その数ＮＰは、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣにおけるマイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＣの４より少ない。
第１の実施形態においては、周辺領域ＲＰＲＰにおける画素ユニットＰＵＰはすべてのマイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＰが２で、その数ＮＰは、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣにおけるマイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＣの４より少ない。
【0106】
これに対して、本第２の実施形態においては、周辺領域ＲＰＲＰの画素ユニットＰＵＰにおけるマイクロレンズＭＣＬが担当して光を入射する同色画素ＰＸの数ＮＣは、中央領域ＲＣＴＲと同じとし、周辺領域ＲＰＲＰの画素ユニットＰＵＰにおける画素ユニットＰＵＰにおける同色画素間のバックサイド分離部ＢＳＭ２１の幅Ｗ２が、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣにおける同色画素間のバックサイド分離部ＢＳＭ１１の幅Ｗ１より狭い。
【0107】
本第３の実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
すなわち、本第３の実施形態によれば、より優れた低照度ＰＤＡＦ(位相検出オートフォーカス)性能とより優れた遮光性能を同時に実現することが可能で、ひいてはより精度の高い画質を実現することが可能となる。
すなわち、本第３の実施形態によれば、より優れた低照度ＰＤＡＦ(位相検出オートフォーカス)性能とより優れた遮光性能を同時に実現することが可能で、ひいてはより精度の高い画質を実現することが可能となる。
【0108】
（第４の実施形態）
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る中央領域と周辺領域に区分けされる画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
図１３（A）および（Ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係る画素部の中央領域と周辺領域における画素アレイの一例を示す図である。図１３（Ａ）が画素部の中央領域における画素アレイの一例を示し、図１３（Ｂ）が画素部における周辺領域における画素アレイの一例を示している。
図１４は、本発明の第４の実施形態に係る画素部の周辺領域における画素ユニットの中央領域に対する配置位置に応じた形成例を説明するための図である。
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る中央領域と周辺領域に区分けされる画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
図１３（A）および（Ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係る画素部の中央領域と周辺領域における画素アレイの一例を示す図である。図１３（Ａ）が画素部の中央領域における画素アレイの一例を示し、図１３（Ｂ）が画素部における周辺領域における画素アレイの一例を示している。
図１４は、本発明の第４の実施形態に係る画素部の周辺領域における画素ユニットの中央領域に対する配置位置に応じた形成例を説明するための図である。
【0109】
本第４の実施形態の画素部２０Ｃが、上述した第１、第２および第３の実施形態の画素部２０と異なる点は、次の通りである。
第１の実施形態においては、中央領域ＲＣＴＲで採用されるマイクロレンズＭＣＬと周辺領域ＲＰＲＰで採用されるマイクロレンズＭＣＬは、同等の形状を有する。
すなわち、周辺領域ＲＰＲＰで採用されるマイクロレンズＭＣＬは、担当する同色画素の数が２であっても、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣの４つの同色画素ＰＸを担当するマイクロレンズＭＣＬと同じ形状、光学特性のものが適用される。
第１の実施形態においては、中央領域ＲＣＴＲで採用されるマイクロレンズＭＣＬと周辺領域ＲＰＲＰで採用されるマイクロレンズＭＣＬは、同等の形状を有する。
すなわち、周辺領域ＲＰＲＰで採用されるマイクロレンズＭＣＬは、担当する同色画素の数が２であっても、中央領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＣの４つの同色画素ＰＸを担当するマイクロレンズＭＣＬと同じ形状、光学特性のものが適用される。
【0110】
これに対して、本第４の実施形態では、周辺領域ＲＰＲＰで採用されるマイクロレンズＭＣＬは、担当する同色画素の数が２であり、４つの同色画素を含む画素ユニットＰＵＰにおいては、２画素対応の形状、光学特性を有する２つの第１および第２のマイクロレンズＭＣＬ２１１Ｃ，ＭＣＬ２１２Ｃ、並びに、第３および第４のマイクロレンズＭＣＬ２１３Ｃ，ＭＣＬ２１４Ｃが採用されている。
【0111】
本第４の実施形態において、周辺領域ＲＰＲＰの画素ユニットＰＵＰは、以下の特徴を持って形成されている。
【0112】
すなわち、画素部２０Cにおいて、周辺領域ＲＰＲＦのすべてまたは一部の画素ユニットＰＵＰは、図１２および図１３に示すように、第５の同色画素ＰＸ１５、第６の同色画素ＰＸ１６、第７の同色画素ＰＸ１７、および第８の同色画素ＰＸ１８の４つが、第１方向（Ｘ方向）に、第５の同色画素ＰＸ１５と第６の同色画素ＰＸ１６が隣接するとともに、第７の同色画素ＰＸ１７と第８の同色画素ＰＸ１８が隣接し、第２方向（Ｙ方向）に、第５の同色画素ＰＸ１５と第７の同色画素ＰＸ１７が隣接するとともに、第６の同色画素ＰＸ１６と第８の同色画素ＰＸ１８が隣接するように正方配列されている。
【0113】
そして、図１３（Ａ）に示すように、第１のマイクロレンズＭＣＬ２１１Ｃが、第５の同色画素ＰＸ１５の光電変換領域、および第６の同色画素ＰＸ１６の光電変換領域に光を入射し、第２のマイクロレンズＭＣＬ２１２Ｃが、第７の同色画素ＰＸ１７の光電変換領域、および第８の同色画素ＰＸ１８の光電変換領域に光を入射するように配置されている。
【0114】
または、図１３（Ｂ）に示すように、第３のマイクロレンズＭＣＬ２１３Ｃが、第５の同色画素ＰＸ１５の光電変換領域、および第７の同色画素ＰＸ１７の光電変換領域に光を入射し、第４のマイクロレンズＭＣＬ２１４Ｃが、第６の同色画素ＰＸ１６の光電変換領域、および第８の同色画素ＰＸ１８の光電変換領域に光を入射するように配置されている。
【0115】
また、図１４に示すように、周辺領域ＲＰＲＰの中央領域ＲＣＴＲに対する配置位置に応じてマイクロレンズＭＣＬの配置を選定して構成してもよい。
【0116】
たとえば、中央領域ＲＣＴＲに対して第１方向側に形成される周辺領域ＲＰＲＰの画素ユニットＰＵＰにおいては、第１のマイクロレンズＭＣＬ２１１Ｃが、第５の同色画素ＰＸ１５の光電変換領域、および第６の同色画素ＰＸ１６の光電変換領域に光を入射し、第２のマイクロレンズＭＣＬ２１２Ｃが、第７の同色画素ＰＸ１７の光電変換領域、および第８の同色画素ＰＸ１８の光電変換領域に光を入射するように配置される。
【0117】
また、中央領域ＲＣＴＲに対して第２方向側に形成される周辺領域ＲＰＲＰの画素ユニットＰＵＰにおいては、第３のマイクロレンズＭＣＬ２１３Ｃが、第５の同色画素ＰＸ１５の光電変換領域、第７の同色画素ＰＸ１７の光電変換領域に光を入射し、第４のマイクロレンズＭＣＬ２１４Ｃが、第６の同色画素ＰＸ１６の光電変換領域、および第８の同色画素ＰＸ１８の光電変換領域に光を入射するように配置される。
【0118】
また、中央領域ＲＣＴＲの角部ＣＮＲに対して形成される周辺領域ＲＣＴＲの画素ユニットＰＵＰにおいては、以下の第１～第３の配置方法のうちの少なくとも一つの配置方法を適用して形成することが可能である。
【0119】
第１の配置方法では、第１のマイクロレンズＭＣＬ２１１Ｃが第５の同色画素ｐｘ１５の光電変換領域、および第６の同色画素ＰＸ１６の光電変換領域に光を入射し、第２のマイクロレンズＭＣＬ２１２Ｃが第７の同色画素ＰＸ１７の光電変換領域、および第８の同色画素ＰＸ１８の光電変換領域に光を入射するように配置される。
【0120】
第２の配置方法では、第３のマイクロレンズＭＣＬ２１３Ｃが第５の同色画素ＰＸ１５の光電変換領域、および第７の同色画素ＰＸ１７の光電変換領域に光を入射し、第４のマイクロレンズＭＣＬ２１４Ｃが第６の同色画素ＰＸ１６の光電変換領域、および第８の同色画素ＰＸ１８の光電変換領域に光を入射するように配置される。
【0121】
第３の配置方法では、一つのマイクロレンズＭＣＬ２１１Ｃが、第５の同色画素ＰＸ１５の光電変換領域、第６の同色画素ＰＸ１６の光電変換領域、第７の同色画素ＰＸ１７の光電変換領域、および第８の同色画素ＰＸ１８の光電変換領域に光を入射するように配置される。
【0122】
本第４の実施形態によれば、上述した第１～第３の実施形態と同様の効果を得ることができることはもとより、隣接同色画素間のクロストークが少なく、輝度シェーディングの影響をさらに抑止することができる。
【0123】
以上説明した固体撮像装置１０，１０Ａ～１０Ｃは、デジタルカメラやビデオカメラ、携帯端末、あるいは監視用カメラ、医療用内視鏡用カメラなどの電子機器に、撮像デバイスとして適用することができる。
【0124】
図１５は、本発明の実施形態に係る固体撮像装置が適用されるカメラシステムを搭載した電子機器の構成の一例を示す図である。
【0125】
本電子機器８００は、図１５に示すように、本実施形態に係る固体撮像装置１０，１０Ａ～１０Ｃが適用可能なＣＭＯＳイメージセンサ８１０を有する。
さらに、電子機器８００は、このＣＭＯＳイメージセンサ８１０の画素領域に入射光を導く（被写体像を結像する）光学系（レンズ等）８２０を有する。
電子機器８００は、ＣＭＯＳイメージセンサ８１０の出力信号を処理する信号処理回路(ＰＲＣ)８３０を有する。
さらに、電子機器８００は、このＣＭＯＳイメージセンサ８１０の画素領域に入射光を導く（被写体像を結像する）光学系（レンズ等）８２０を有する。
電子機器８００は、ＣＭＯＳイメージセンサ８１０の出力信号を処理する信号処理回路(ＰＲＣ)８３０を有する。
【0126】
信号処理回路８３０は、ＣＭＯＳイメージセンサ８１０の出力信号に対して所定の信号処理を施す。
信号処理回路８３０で処理された画像信号は、液晶ディスプレイ等からなるモニタに動画として映し出し、あるいはプリンタに出力することも可能であり、またメモリカード等の記録媒体に直接記録する等、種々の態様が可能である。
信号処理回路８３０で処理された画像信号は、液晶ディスプレイ等からなるモニタに動画として映し出し、あるいはプリンタに出力することも可能であり、またメモリカード等の記録媒体に直接記録する等、種々の態様が可能である。
【0127】
上述したように、ＣＭＯＳイメージセンサ８１０として、前述した固体撮像装置１０，１０Ａ～１０Ｃを搭載することで、高性能、小型、低コストのカメラシステムを提供することが可能となる。
そして、カメラの設置の要件に実装サイズ、接続可能ケーブル本数、ケーブル長さ、設置高さなどの制約がある用途に使われる、たとえば、監視用カメラ、医療用内視鏡用カメラなどの電子機器を実現することができる。
そして、カメラの設置の要件に実装サイズ、接続可能ケーブル本数、ケーブル長さ、設置高さなどの制約がある用途に使われる、たとえば、監視用カメラ、医療用内視鏡用カメラなどの電子機器を実現することができる。
【符号の説明】
【0128】
１０，１０Ａ～１０Ｃ・・・固体撮像装置、２０，２０Ａ～２０Ｃ・・・画素部、２００，２００Ａ～２００Ｃ・・・画素アレイ、ＰＸＧ・・・画素群、ＰＵ，ＰＵC，ＰＵＰ・・・画素ユニット、ＲＣＴＲ・・・中央領域、ＲＰＲＰ・・・周辺領域、ＭＣＬ・・・マイクロレズ、３０・・・垂直走査回路、４０・・・読み出し回路、５０・・・水平走査回路、６０・・・タイミング制御回路、７０・・・読み出し駆動制御部、８００・・・電子機器、８１０・・・ＣＭＯＳイメージセンサ、８２０・・・光学系、８３０・・・信号処理回路（ＰＲＣ）。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
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【図9】
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【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】