Processing

Please wait...

Settings

Settings

Goto Application

1. WO2020137259 - SOLID-STATE IMAGING DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS

Document

明 細 書

発明の名称 固体撮像装置及び電子機器

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030  

図面の簡単な説明

0031  

発明を実施するための形態

0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143   0144   0145   0146   0147   0148   0149   0150   0151   0152   0153   0154   0155   0156   0157   0158   0159   0160   0161   0162   0163   0164   0165   0166   0167   0168   0169   0170   0171   0172   0173   0174   0175   0176   0177   0178   0179   0180   0181   0182   0183   0184   0185   0186   0187   0188   0189   0190   0191   0192   0193   0194   0195   0196   0197   0198   0199   0200   0201   0202   0203   0204   0205   0206   0207   0208   0209   0210   0211   0212   0213   0214   0215   0216   0217   0218   0219   0220   0221   0222   0223   0224   0225   0226   0227   0228   0229   0230   0231   0232   0233   0234   0235   0236   0237   0238   0239   0240   0241   0242   0243   0244   0245   0246   0247   0248   0249   0250   0251   0252   0253   0254   0255   0256   0257   0258   0259   0260   0261   0262   0263   0264   0265   0266   0267   0268   0269   0270   0271   0272   0273   0274   0275   0276   0277   0278   0279   0280   0281   0282   0283   0284   0285   0286   0287   0288   0289   0290   0291   0292   0293   0294   0295   0296   0297   0298   0299   0300   0301   0302   0303   0304   0305   0306   0307   0308   0309   0310   0311   0312   0313   0314   0315   0316   0317   0318   0319   0320   0321   0322   0323   0324   0325   0326   0327   0328   0329   0330   0331   0332   0333   0334   0335   0336   0337   0338   0339   0340   0341   0342   0343   0344   0345   0346   0347   0348   0349   0350   0351   0352   0353   0354   0355   0356   0357   0358   0359   0360   0361   0362   0363   0364   0365   0366   0367   0368   0369   0370   0371   0372   0373   0374   0375   0376   0377   0378   0379   0380   0381   0382   0383   0384   0385   0386   0387   0388   0389   0390   0391   0392   0393   0394   0395   0396   0397   0398   0399   0400   0401   0402   0403   0404   0405   0406   0407   0408   0409   0410   0411  

符号の説明

0412  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64A   64B   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82   83   84  

明 細 書

発明の名称 : 固体撮像装置及び電子機器

技術分野

[0001]
 本技術は、固体撮像装置及び電子機器に関する。

背景技術

[0002]
 近年、電子式カメラはますます普及が進んでおり、その中心部品である固体撮像装置(イメージセンサ)の需要はますます高まっている。また、固体撮像装置の性能面では高画質化および高機能化を実現するための技術開発が続けられている。固体撮像装置の高画質化を検討するうえで、画質の劣化を引き起こすクロストーク(混色)の発生を防止する技術開発は重要である。
[0003]
 例えば、特許文献1では、カラーフィルタにおけるクロストーク及びこれによる画素毎の感度のバラツキを防止する技術が提案されている。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2018-133575号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 しかしながら、特許文献1で提案された技術では、固体撮像装置の更なる高画質化を図れないおそれがある。
[0006]
 そこで、本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、画質の更なる向上が実現され得る固体撮像装置、及びその固体撮像装置を搭載した電子機器を提供することを主目的とする。

課題を解決するための手段

[0007]
 本発明者らは、上述の目的を解決するために鋭意研究を行った結果、画質の更なる向上の実現に成功し、本技術を完成するに至った。
[0008]
 すなわち、本技術では、
 一定のパターンに従って規則的に配置された複数の撮像画素を備え、
 該撮像画素が、光電変換部が形成された半導体基板と、該半導体基板の光入射面側に形成された特定の光を透過するフィルタと、を少なくとも有し、
 該複数の撮像画素のうち少なくとも1つの該撮像画素が、該特定の光を透過するフィルタを有する測距画素に置き換えられて、該少なくとも1つの測距画素が形成され、
 該少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと、該少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと隣り合う該フィルタとの間に、隔壁部が形成され、
 該隔壁部が、該測距画素に置き換えられた該少なくとも1つの撮像画素が有する該フィルタの材料と略同一である材料を含む、固体撮像装置を提供する。
[0009]
 本技術に係る固体撮像装置において、前記隔壁部が、前記少なくとも1つの測距画素を囲むようにして形成されてよい。
[0010]
 本技術に係る固体撮像装置において、前記隔壁部が、前記撮像画素を囲むようにして、前記撮像画素が有する前記フィルタと、前記撮像画素が有する前記フィルタと隣り合う前記フィルタとの間に形成されてよい。
[0011]
 本技術に係る固体撮像装置において、前記測距画素と前記撮像画素との間に形成されて、前記少なくとも1つの測距画素を囲むようにして形成された前記隔壁部の幅の大きさと、
 2つの前記撮像画素の間に形成されて、前記撮像画素を囲むようにして形成された前記隔壁部の幅の大きさと、が異なっていてもよいし、又は略同一であってもよい。
[0012]
 本技術に係る固体撮像装置において、前記隔壁部が複数層から構成されてよい。
 前記隔壁部は、光入射側から順に、第1有機膜と、第2有機膜とから構成されてよい。
[0013]
 本技術に係る固体撮像装置において、前記第1有機膜が光透過性を有する樹脂膜から構成されてよく、そして、その光透過性を有する樹脂膜が、赤色光、青色光、緑色光、白色光、シアン光、マゼンタ光、又はイエロー光を透過する樹脂膜でよい。
[0014]
 本技術に係る固体撮像装置において、前記第2有機膜が光吸収性を有する樹脂膜から構成されてよく、その光吸収性を有する樹脂膜が、カーボンブラック顔料又はチタンブラック顔料を内添した光吸収性を有する樹脂膜でよい。
[0015]
 本技術に係る固体撮像装置は、前記隔壁部の光入射側とは反対側に形成された遮光膜を有してよい。
 前記遮光膜は金属膜又は絶縁膜でよく、その遮光膜は、光入射側から順に、第1の遮光膜と第2の遮光膜とから構成されよい。
 前記第2の遮光膜は、前記測距画素が受光する光を遮光するように形成されてよい。
[0016]
 本技術に係る固体撮像装置において、前記複数の撮像画素が、青色光を透過するフィルタを有する画素、緑色光を透過するフィルタを有する画素及び赤色光を透過するフィルタを有する画素からなってよく、
 前記複数の撮像画素がベイヤ配列に従って規則的に配置されてよい。
[0017]
 本技術に係る固体撮像装置において、前記青色光を透過するフィルタを有する画素が、前記特定の光を透過するフィルタを有する前記測距画素に置き換えられて、前記測距画素が形成されてよく、
 前記測距画素を囲むようにして、前記測距画素が有する前記フィルタと、前記測距画素が有する前記フィルタと隣り合う4つの前記緑色光を透過するフィルタとの間に、隔壁部が形成されてよく、
 該隔壁部が、該青色光を透過するフィルタの材料と略同一である材料を含んでよい。
[0018]
 本技術に係る固体撮像装置において、前記赤色光を透過するフィルタを有する画素が、前記特定の光を透過するフィルタを有する前記測距画素に置き換えられて、前記測距画素が形成されてよく、
 前記測距画素を囲むようにして、前記測距画素が有する前記フィルタと、前記測距画素が有する前記フィルタと隣り合う4つの前記緑色光を透過するフィルタとの間に、隔壁部が形成されてよく、
 該隔壁部が、該赤色光を透過するフィルタの材料と略同一である材料を含んでよい。
[0019]
 本技術に係る固体撮像装置において、前記緑色光を透過するフィルタを有する画素が、前記特定の光を透過するフィルタを有する前記測距画素に置き換えられて、前記測距画素が形成されてよく、
 前記測距画素を囲むようにして、前記測距画素が有する前記フィルタと、前記測距画素が有する前記フィルタと隣り合う2つの前記青色光を透過するフィルタとの間と、前記測距画素が有する前記フィルタと、前記測距画素が有する前記フィルタと隣り合う2つの前記赤色光を透過するフィルタとの間と、に隔壁部が形成されてよく、
 該隔壁部が、該緑色光を透過するフィルタの材料と略同一である材料を含んでよい。
[0020]
 本技術に係る固体撮像装置において、前記測距画素が有する前記フィルタが、赤色光、青色光、緑色光、白色光、シアン光、マゼンタ光、又はイエロー光を透過する材料を含んでよい。
[0021]
 また、本技術では、複数の撮像画素を備え、
 前記撮像画素はそれぞれ半導体基板に形成された光電変換部と、前記光電変換部の光入射面側に形成されたフィルタとを有し、
 前記複数の撮像画素のうちの少なくとも1つの前記撮像画素に、測距画素が形成され、
 前記測距画素のフィルタと前記測距画素に隣接する撮像画素のフィルタとの間の少なくとも一部に隔壁部が形成され、
 前記隔壁部は、前記複数の撮像画素のいずれかのフィルタを形成する材料を有して形成される、
 固体撮像装置を提供する。
[0022]
 本技術に係る固体撮像装置において、前記複数の撮像画素は、第1の行において隣接して形成された第1の画素、第2の画素、第3の画素、第4の画素と、前記第1の行に隣接して形成された第2の行において隣接して形成された第5の画素、第6の画素、第7の画素、第8の画素を含んでよく、
 前記第1の画素は前記第5の画素と隣接して形成されてよく、
 前記第1の画素、前記第3の画素のフィルタは、第1の波長帯域の光を透過するフィルタを有してよく、
 前記第2の画素、前記第4の画素、前記第5の画素、前記第7の画素のフィルタは、第2の波長帯域の光を透過するフィルタを有してよく、
 前記第8の画素のフィルタは、第3の波長帯域の光を透過するフィルタを有してよく、
 前記第6の画素には前記測距画素が形成されてよく、
 前記第6の画素のフィルタと、前記第6の画素と隣接する画素のフィルタとの間の少なくとも一部に、隔壁部が形成されてよく、
 前記隔壁部は、第3の波長帯域の光を透過するフィルタを形成する材料を有して形成されてよい。
[0023]
 本技術に係る固体撮像装置において、
 前記第1の波長帯域の光は赤色光、前記第2の波長帯域の光は緑色光、前記第3の波長帯域の光は青色光でよい。
[0024]
 本技術に係る固体撮像装置において、
 前記測距画素のフィルタは、前記隔壁部または前記測距画素に隣接する撮像画素のフィルタと異なる材料で形成されてよい。
[0025]
 本技術に係る固体撮像装置において、
 前記隔壁部は、前記測距画素のフィルタの少なくとも一部を囲むように、前記測距画素と隣接する画素のフィルタとの間に形成されてよい。
[0026]
 本技術に係る固体撮像装置において、
 前記フィルタの光入射面側に、オンチップレンズを有してよい。
[0027]
 本技術に係る固体撮像装置において、
 前記測距画素のフィルタは、カラーフィルタ、透明膜、前記オンチップレンズを形成する材料のいずれかを有して形成されてよい。
[0028]
 また、本技術では、
 一定のパターンに従って規則的に配置された複数の撮像画素を備え、
 該撮像画素が、光電変換部が形成された半導体基板と、該半導体基板の光入射面側に形成された特定の光を透過するフィルタ、と、を少なくとも有し、
 該複数の撮像画素のうち少なくとも1つの該撮像画素が、該特定の光を透過するフィルタを有する測距画素に置き換えられて、該少なくとも1つの測距画素が形成され、
 該少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと、該少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと隣り合う該フィルタとの間に、隔壁部が形成され、
 該隔壁部が、光吸収性を有する材料を含む、固体撮像装置を提供する。
[0029]
 さらに、本技術では、本技術に係る固体撮像装置が搭載された、電子機器を提供する。
[0030]
 本技術によれば、画質の更なる向上が実現され得る。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

図面の簡単な説明

[0031]
[図1] 本技術を適用した第1の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図2] 本技術を適用した第1の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図3] 本技術を適用した第1の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図4] 本技術を適用した第1の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図5] 本技術を適用した第1の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図6] 本技術を適用した第1の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図7] 本技術を適用した第1の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図8] 本技術を適用した第2の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図9] 本技術を適用した第2の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図10] 本技術を適用した第2の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図11] 本技術を適用した第2の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図12] 本技術を適用した第2の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図13] 本技術を適用した第2の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図14] 本技術を適用した第2の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図15] 本技術を適用した第3の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図16] 本技術を適用した第3の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図17] 本技術を適用した第3の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図18] 本技術を適用した第3の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図19] 本技術を適用した第3の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図20] 本技術を適用した第3の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図21] 本技術を適用した第4の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図22] 本技術を適用した第4の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図23] 本技術を適用した第4の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図24] 本技術を適用した第4の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図25] 本技術を適用した第4の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図26] 本技術を適用した第4の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図27] 本技術を適用した第5の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図28] 本技術を適用した第5の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図29] 本技術を適用した第5の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図30] 本技術を適用した第5の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図31] 本技術を適用した第5の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図32] 本技術を適用した第5の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図33] 本技術を適用した第6の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図34] 本技術を適用した第6の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図35] 本技術を適用した第6の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図36] 本技術を適用した第6の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図37] 本技術を適用した第6の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図38] 本技術を適用した第6の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図39] 本技術を適用した第6の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図40] 本技術を適用した第7~9の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図41] 本技術を適用した第10の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図42] 本技術を適用した第11の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図43] 本技術を適用した第7~9の実施形態(変形例)の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図44] 本技術を適用した第7の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図45] 本技術を適用した第7の実施形態(変形例)の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図46] 本技術を適用した第7の実施形態(変形例)の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図47] 本技術を適用した第8の実施形態(変形例)の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図48] 本技術を適用した第9の実施形態(変形例)の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図49] 本技術を適用した第7の実施形態(変形例)の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図50] 本技術を適用した第7の実施形態(変形例)の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図51] 本技術を適用した第8の実施形態(変形例)の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図52] 本技術を適用した第9の実施形態(変形例)の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図53] 本技術を適用した第7の実施形態(変形例)の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図54] 本技術を適用した第7の実施形態(変形例)の固体撮像装置の構成例を示す図である。
[図55] 本技術を適用した第7~第8の実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。
[図56] 光漏れ率改善効果の結果を示す図である。
[図57] 本技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の構成例の概要を示す図である。
[図58] 積層型の固体撮像装置23020の第1の構成例を示す断面図である。
[図59] 積層型の固体撮像装置23020の第2の構成例を示す断面図である。
[図60] 積層型の固体撮像装置23020の第3の構成例を示す断面図である。
[図61] 本技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の他の構成例を示す断面図である。
[図62] 本技術に係る固体撮像装置(イメージセンサ)の断面図である。
[図63] 図62に示したイメージセンサの平面図である。
[図64A] 本技術に係るイメージセンサにおける他の配置構成を表す平面模式図である。
[図64B] 一対の測距画素(像面位相差画素)が隣接配置される場合の要部構成を表す断面図である。
[図65] 図62に示した受光部の周辺回路構成を表すブロック図である。
[図66] 本技術に係る固体撮像装置(イメージセンサ)の断面図である。
[図67] 図66に示したイメージセンサの平面図の一例である。
[図68] 本技術を適用した画素の構成例を示す平面図である。
[図69] 本技術を適用した画素の構成例を示す回路図である。
[図70] 本技術を適用した画素の構成例を示す平面図である。
[図71] 本技術を適用した画素の構成例を示す回路図である。
[図72] 図72は、本技術を適用した固体撮像装置の概念図である。
[図73] 図73は、図72に示される固体撮像装置における第1半導体チップ側の回路及び第2半導体チップ側の回路の具体的な構成を示す回路図である。
[図74] 本技術を適用した第1~第6の実施形態の固体撮像装置の使用例を示す図である。
[図75] 本技術を適用した固体撮像装置を利用した撮像装置及び電子機器の構成を説明する図である。
[図76] 適用例1(撮像装置(デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等))に係る全体構成を表す機能ブロック図である。
[図77] 適用例2(カプセル型内視鏡カメラ)に係る全体構成を表す機能ブロック図である。
[図78] 内視鏡カメラの他の例(挿入型内視鏡カメラ)に係る全体構成を表す機能ブロック図である。
[図79] 適用例3(ビジョンチップ)に係る全体構成を表す機能ブロック図である。
[図80] 適用例4(生体センサ)に係る全体構成を表す機能ブロック図である。
[図81] 適用例5(内視鏡手術システム)の概略的な構成の一例を示す図である。
[図82] カメラヘッド及びCCUの機能構成の一例を示すブロック図である。
[図83] 適用例6(移動体)における車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
[図84] 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。

発明を実施するための形態

[0032]
 以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。なお、特に断りがない限り、図面において、「上」とは図中の上方向又は上側を意味し、「下」とは、図中の下方向又は下側を意味し、「左」とは図中の左方向又は左側を意味し、「右」とは図中の右方向又は右側を意味する。また、図面については、同一又は同等の要素又は部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
[0033]
 説明は以下の順序で行う。
 1.本技術の概要
 2.第1の実施形態(固体撮像装置の例1)
 3.第2の実施形態(固体撮像装置の例2)
 4.第3の実施形態(固体撮像装置の例3)
 5.第4の実施形態(固体撮像装置の例4)
 6.第5の実施形態(固体撮像装置の例5)
 7.第6の実施形態(固体撮像装置の例6)
 8.第7の実施形態(固体撮像装置の例7)
 9.第8の実施形態(固体撮像装置の例8)
 10.第9の実施形態(固体撮像装置の例9)
 11.第10の実施形態(固体撮像装置の例10)
 12.第11の実施形態(固体撮像装置の例11)
 13.光漏れ率改善効果の確認
 14.第12の実施形態(電子機器の例)
 15.本技術を適用した固体撮像装置の使用例
 16.本技術を適用した固体撮像装置の適用例
[0034]
<1.本技術の概要>
 まず、本技術の概要について説明をする。
[0035]
 デジタルカメラにおけるフォーカスは実際に画像を取り込む固体撮像装置とは別の専用チップでフォーカスを取っているためモジュールの部品点数が多くなったり、実際にフォーカスを合わせたい場所と違う場所でフォーカスをとるため距離に誤差が生じやすいという問題がある。
[0036]
 近年、それを解決するため、測距画素(例えば、像面位相差画素)を搭載したデバイスが主流になっている。現在、測距する方法としては像面位相差Auto Focus(位相差AF)がある。固体撮像素子のチップ内に像面位相差を検出するための画素(位相差画
素)が配置されており、左右別々の画素を半分に遮光し、それぞれの画素の感度から位相差を相関演算させることで被写体までの距離を求めている。そのため位相差画素へ隣接画素からの光の漏れ込みがあると、漏れ込んだ光がノイズとなり像面位相差の検出に影響を与えてしまう。また、逆に位相差画素から隣接画素に漏れこんでしまうことで画質の劣化につながる場合もある。像面位相差画素は画素を遮光しているためデバイス感度が低下してしまうことから、それを補うために像面位相差画素には光透過率の高いフィルタを用いることが多い。そのため、像面位相差画素の隣接の画素への光の漏れ込みが多くなり、像面位相差画素の隣接の画素と位相差画素から離れた画素(隣接されていない画素)とでデバイスの感度差が生じてしまい、画質が劣化してしまうことがある。
[0037]
 そこで、画素間に遮光部を設けることによって、不要な光がフォトダイオードに入り込むことを防止する技術が開発されている。
[0038]
 しかしながら、測距画素を搭載した固体体撮像素子においては、上記の技術では測距画素から隣接画素への混色と非測距画素から隣接画素への混色とに差が生じてしまい、画質が劣化してしまうことがある。また、マイクロレンズの無効領域により入ってきた迷光による混色により撮像特性が劣化してしまうことがある。
[0039]
 本技術は、上記に鑑みてなされたものである。本技術は、一定のパターンに従って規則的に配置された複数の撮像画素を備え、撮像画素が、光電変換部が形成された半導体基板と、半導体基板の光入射面側に形成された特定の光を透過するフィルタと、を少なくとも有し、複数の撮像画素のうち少なくとも1つの撮像画素が、特定の光を透過するフィルタを有する測距画素に置き換えられて、該少なくとも1つの測距画素が形成され、少なくとも1つの測距画素を囲むようにして、該少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと隣り合う該フィルタとの間に、隔壁部が形成され、隔壁部が、該少なくとも1つの撮像画素が有する該フィルタの材料と略同一である材料を含む、固体撮像装置である。本技術において、一定のパターンに従って規則的に配置された複数の撮像画素は、例えば、ベイヤ配列に従い規則的に配置された複数の画素、ナイトコーディング配列に従い規則的に配置された複数の画素、市松配列に従い規則的に配置された複数の画素、ストライブ配列に従い規則的に配置された複数の画素等が挙げられる。複数の撮像画素は、任意の波長帯域を有する光を受光できる画素から構成されてよい。例えば、広波長帯域を透過できる透明フィルタを有するW画素、青色光を透過できるブルーフィルタを有するB画素、緑色光を透過できるグリーンフィルタを有するG画素、赤色光を透過できるレッドフィルタを有するR画素、シアン光を透過できるシアンフィルタを有するC画素、マゼンタ光を透過できるマゼンタフィルタを有するM画素、イエロー光を透過できるイエローフィルタを有するY画素、IR光を透過できるフィルタを有するIR画素、UV光を透過できるフィルタを有するUV画素等の中から任意の組み合わせを有して構成されてよい。
[0040]
 本技術によれば、測距画素と隣接する画素の間に適切な隔壁部が形成されることで、画素間の混色を抑制し、また、測距画素からの混色と通常画素(撮像画素)からの混色との差を改善することが可能である。また、マイクロレンズの無効領域から入ってくる迷光を遮光することができ、撮像特性を改善することが可能である。さらに、画素間の混色をなくすことでフレアやムラの特性を改善することが可能であり、隔壁部を画素と同時にリソグラフィで形成することができ、コストを増大させずに形成可能であり、金属膜で形成された遮光壁と比較して、デバイス感度の低下を抑制することが可能である。
[0041]
 次に、本技術を適用し得る固体撮像装置の全体の構成例について説明をする。
[0042]
<第1の構成例>
 図62は、本技術を適用し得る第1の構成例に係るイメージセンサ(イメージセンサ1Ab)の断面構成を表したものである。イメージセンサ1Abは、例えば裏面照射型(裏面受光型)の固体撮像素子(CCD,CMOS)であり、基板21b上に複数の画素2bが図63に示したように2次元配列されている。なお、図62は図63に示したIb-Ib線における断面構成を表したものである。画素2bは、撮像画素2Ab(第1-1画素)と像面位相差撮像画素2Bb(第1-2画素)とから構成されている。第1の構成例では、画素2b間、即ち隣り合う撮像画素2Abと像面位相差撮像画素2Bbとの間、撮像画素2Abと撮像画素2Abとの間および像面位相差撮像画素2Bbと像面位相差撮像画素2Bbとの間に、それぞれ溝20Abが設けられている。撮像画素2Abと像面位相差撮像画素2Bbとの間の溝20Abには、像面位相差撮像画素2Bbにおける瞳分割用の遮光膜13Bbと連続した遮光膜13Abが埋設されている。
[0043]
 撮像画素2Abおよび像面位相差撮像画素2Bbは、それぞれ、光電変換素子(フォトダイオード23b)を含む受光部20bと、入射光を受光部20bへ向けて集光させる集光部10bとを備えている。撮像画素2Abは、撮影レンズによって結像された被写体像をフォトダイオード23bにおいて光電変換して画像生成用の信号を生成するものである。像面位相差撮像画素2Bbは、撮影レンズの瞳領域を分割して、分割された瞳領域からの被写体像を光電変換して位相差検出用の信号を生成するものである。この像面位相差撮像画素2Bbは、図63に示したように撮像画素2Abの間に離散的に配置されている。なお、像面位相差撮像画素2Bbは、必ずしも図63に示したようにそれぞれ独立して配置する必要はなく、例えば図64Aに示したように画素部200内にP1~P7のようにライン状に並列配置してもよい。また、像面位相差検出の際には、一対(2つ)の像面位相差撮像画素2Bbから得られる信号が用いられる。例えば、図64Bに示したように、2つの像面位相差撮像画素2Bbが隣接して配置され、これらの像面位相差撮像画素2Bbの間に遮光膜13Abが埋設されていることが望ましい。これにより、反射光に起因する位相差検出精度の悪化を抑制できる。なお、図64Bに示した構成は、本開示において、「第1-1画素」および「第1-2画素」がいずれも像面位相差画素である場合の一具体例に相当する。
[0044]
 上記のように、各画素2bは2次元配列されることによってSi基板21bに画素部100b(図65参照)を構成している。この画素部100bには、撮像画素2Abおよび像面位相差撮像画素2Bbからなる有効画素領域100Abおよび有効画素領域100Abを囲むように形成されたオプティカルブラック(OPB)領域100Bbが設けられている。OPB領域100Bbは黒レベルの基準になる光学的黒を出力するためのものであり、オンチップレンズ11bやカラーフィルタ等の集光部材は設けられておらず、フォトダイオード23b等の受光部20bのみが形成されている。また、OPB領域100Bbの受光部20b上には黒レベルを規定するための遮光膜13Cbが設けられている。
[0045]
 第1の構成例では、上述したように、各画素2b間の、受光部20bの光入射側、即ち受光面20Sbに溝20Abが設けられており、この溝20Abによって各画素2bの受光部20bの一部が物理的に区切られることとなる。溝20Abには遮光膜13Abが埋め込まれており、この遮光膜13Abは像面位相差撮像画素2Bbの瞳分割用の遮光膜13Bbと連続して形成されている。また、遮光膜13Ab,13Bbは、上記OPB領域100Bbに設けられた遮光膜13Cbとも連続して設けられている。これら遮光膜13Ab,13Bb,13Cbは、具体的には、画素部100b内に図63に示したようなパターンを構成している。
[0046]
 イメージセンサ1Abは、像面位相差撮像画素2Bbの受光部20bと集光部10bのカラーフィルタ12bとの間にインナーレンズが設けられてもよい。
[0047]
 以下に各画素2bを構成する各部材について説明する。
[0048]
(集光部10b)
 集光部10bは、受光部20bの受光面20Sb上に設けられると共に、光入射側に、光学機能層として各画素2bの受光部20bにそれぞれ対向配置されたオンチップレンズ11bを有し、このオンチップレンズ11bと受光部20bとの間にはカラーフィルタ12bが設けられている。
[0049]
 オンチップレンズ11bは、受光部20b(具体的には受光部20bのフォトダイオード23b)に向かって光を集光させる機能を有するものである。このオンチップレンズ11bのレンズ径は、画素2bのサイズに応じた値に設定されており、例えば0.9μm以上3μm以下である。また、このオンチップレンズ11bの屈折率は、例えば1.1~1.4である。レンズ材料としては、例えばシリコン酸化膜(SiO 2)等が挙げられる。
第1の構成例では、撮像画素2Abおよび像面位相差撮像画素2Bbにそれぞれ設けられたオンチップレンズ11bは共に同一の形状を有する。ここで、同一とは同一材料を用い、同一工程を経て製造されたものを言うが、製造時の各種条件によるばらつきを排除するものではない。
[0050]
 カラーフィルタ12bは、例えば赤色(R)フィルタ、緑色(G)フィルタ、青色(B)フィルタおよび白色フィルタ(W)のいずれかであり、例えば画素2b毎に設けられている。これらのカラーフィルタ12bは、規則的な色配列(例えばベイヤ配列)で設けられている。このようなカラーフィルタ12bを設けることにより、イメージセンサ1では、その色配列に対応したカラーの受光データが得られる。なお、像面位相差撮像画素2Bbにおけるカラーフィルタ12bの配色は特に限定されないが、光量の少ない暗所でもオートフォーカス(AF)機能を使用できるように緑色(G)フィルタまたは白色(W)フィルタを用いることが好ましい。また、白色(W)フィルタを用いることによって、より高精度な位相差検出情報が得られる。但し、像面位相差撮像画素2Bbに緑色(G)フィルタまたは白色(W)フィルタを割り当てる場合には、光量の多い明所では像面位相差撮像画素2Bbのフォトダイオード23bが飽和しやすくなる。この場合には、受光部20bのオーバーフローバリアを閉めてもよい。
[0051]
(受光部20b)
 受光部20bは、フォトダイオード23bが埋設されたシリコン(Si)基板21bと、Si基板21bの表面(受光面20Sbとは反対側)に設けられた配線層22bと、Si基板21bの裏面(受光面20Sb)に設けられた固定で電荷膜24bとから構成されている。また、上述したように、受光部20bの受光面20Sb側には、各画素2b間に溝20Abが設けられている。この溝20Abの幅(W)は、クロストークを抑制し得る幅となっていればよく、例えば20nm以上5000nm以下である。深さ(高さ(h))は、クロストークを抑制し得る深さであればよく、例えば0.3μm以上10μm以下である。なお、配線層22bには、転送トランジスタ,リセットトランジスタ,増幅トランジスタ等のトランジスタおよび各種配線が設けられている。
[0052]
 フォトダイオード23bは、Si基板21bの厚み方向に形成された、例えばn型半導体領域であり、Si基板21bの表面および裏面近傍に設けられたp型半導体領域とによるpn接合型のフォトダイオードである。第1の構成例では、フォトダイオード23bが形成されたn型半導体領域を光電変換領域Rとする。なお、Si基板21bの表面および裏面に臨むp型半導体領域は暗電流を抑制し、発生した電荷(電子)を表面側の方向に転送するため、正孔電荷蓄積領域を兼ねている。これによりノイズを低減することができ、さらに表面に近い部分に電荷を蓄積できるので、スムーズな転送が可能となる。また、Si基板21bは各画素2b間にもp型半導体領域が形成されている。
[0053]
 固定で電荷膜24bは、集光部10bと受光部20bとの界面に電荷を固定するために、集光部10b(具体的には、カラーフィルタ12b)とSi基板21bの受光面20Sbとの間および各画素2b間に設けられた溝20Abの側壁から底面にかけて連続して設けられている。これにより、溝20Abを形成する際の物理的ダメージやイオン照射による不純物活性化によって生じるピニング外れを抑制することができる。固定で電荷膜24bの材料としては、固定電荷を多く有する高誘電材料を用いることが好ましく、具体的には、例えば酸化ハフニウム(HfO 2)、酸化アルミニウム(Al 23)、酸化タンタル
(Ta 25)、酸化ジルコニウム(ZrO 2)、酸化チタン(TiO 2)、酸化マグネシウム(MgO 2)、酸化ランタン(La 23)、酸化プラセオジム(Pr 23)、酸化セリ
ウム(CeO 2)、酸化ネオジム(Nd 23)、酸化プロメチウム(Pm 23)、酸化サ
マリウム(Sm 23)、酸化ユウロピウム(Eu 23)、酸化ガドリニウム(Gd 23)、酸化テルビウム(Tb 23)、酸化ジスプロシウム(Dy 23)、酸化ホルミウム(Ho 23)、酸化エルビウム(Er 23)、酸化ツリウム(Tm 23)、酸化イッテルビウム(Yb 23)、酸化ルテチウム(Lu 23)、酸化イットリウム(Y 23)等が挙げられる。あるいは、窒化ハフニウム、窒化アルミニウム、酸窒化ハフニウムまたは酸窒化アルミニウムが用いられてもよい。このような固定で電荷膜24bの膜厚は、例えば1nm以上200nm以下である。
[0054]
 第1の構成例では、上記集光部10bと受光部20bとの間には、上述したように遮光膜13bが設けられている。
[0055]
 遮光膜13bは、画素2b間に設けられた溝20Abに埋設された遮光膜13Abと、像面位相差撮像画素2Bbの瞳分割用の遮光膜として設けられた遮光膜13Bbと、OPB領域の全面に形成された遮光膜13Cbとから構成されている。遮光膜13Abは、隣接画素間における斜入射光のクロストークによる混色を抑制するものであり、図63に示したように、有効画素領域200Aにおいて各画素2bを囲むように、例えば格子状に設けられている。換言すると、遮光膜13bはオンチップレンズ11bの光路上にそれぞれ開口13aが設けられた構造となっている。なお、像面位相差撮像画素2Bbにおける開口13aは、瞳分割のために受光領域Rの一部に設けられた遮光膜13Bbによって一方に偏った(偏心した)位置に設けられている。第1の構成例では、遮光膜13b(13Ab、13Bb、13Cb)は、それぞれ同一工程において形成されたものであり、互いに連続して形成されている。遮光膜13bは、例えばタングステン(W)、アルミニウム(Al)またはAlと銅(Cu)の合金よりなり、その膜厚は例えば20nm以上5000nmである。なお、受光面20Sb上に形成された遮光膜13Bbおよび遮光膜13Cbは必ずしも同じ膜厚とする必要はなく、それぞれ任意の膜厚に設計することができる。
[0056]
 図65は、受光部20bの画素部100bの周辺回路構成を表した機能ブロック図である。受光部20bは、垂直(V)選択回路206,S/H(サンプル/ホールド)・CDS(Correlated Double Sampling:相関二重サンプリング)回路207、水平(H)選択回路208、タイミングジェネレータ(TG)209、AGC(Automatic Gain Control)回路210、A/D変換回路211およびデジタルアンプ212を有し、これらが同一のSi基板(チップ)21に搭載されている。
[0057]
 このようなイメージセンサ1Abは、例えば、以下のようにして製造することができる。
[0058]
(製造方法)
 まず、Si基板21bにp型半導体領域およびn型半導体領域をそれぞれ形成し、各画素2bに対応したフォトダイオード23bを形成する。続いて、Si基板21bの受光面20Sbとは反対側の面(表面)に、多層配線構造を有する配線層22bを形成する。次に、Si基板21bの受光面20Sb(裏面)の所定の位置、具体的には、各画素2b間に設けられたP型半導体領域に、例えばドライエッチングによって溝20Abを形成する。続いて、Si基板21bの受光面20Sbおよび溝20Abの壁面から底面にかけて、例えばスパッタリング法、CVD法あるいはALD(Atomic Layer Deposition)法によってHfO 2膜を、例えば50nm成膜して固定で電荷膜24bを形成する。ALD法によりHfO 2膜を成膜する場合には、界面準位を低減するSiO 2膜を、同時に例えば1nm成膜できるので好適である。
[0059]
 続いて、遮光膜13bとして、例えばW膜を、例えばスパッタリング法あるいはCVD法を用いて像面位相差撮像画素2Bbの受光領域Rの一部およびOPB領域100Bbに形成すると共に、溝20Abに埋設する。次に、フォトリソグラフィ等によってパターニングして遮光膜13bとする。続いて、有効画素領域100Abの受光部20bおよび遮光膜13b上に、例えばベイヤ配列のカラーフィルタ12bおよびオンチップレンズ11bを順に形成する。このようにしてイメージセンサ1Abを得ることができる。
[0060]
(作用・効果)
 第1の構成例のような裏面照射型のイメージセンサ1Abは、隣接画素間における混色の発生を抑制するために光入射側(集光部10b)のオンチップレンズ11bの射出面から受光部20bまでの厚みを薄く(低背化)することが望ましい。また、撮像画素2Abではフォトダイオード23bに入射光の集光点を合わせることで最も高い画素特性が得られるのに対し、像面位相差撮像画素2Bbでは瞳分割用の遮光膜13Bbに入射光の集光点を合わせることで最も高いAF特性が得られる。
[0061]
 そこで、撮像画素2Abおよび像面位相差撮像画素2Bbにおける入射光をそれぞれ最適な位置に集光させるために、前述したように、オンチップレンズ11bの曲率を変えたり、Si基板21bに段差を設けて像面位相差撮像画素2Bbにおける受光面20Sbの高さを撮像画素2Abよりも低く形成する等の工夫がなされてきた。しかしながら、オンチップレンズ11bや受光面20Sb、即ちSi基板21b等の部材を画素ごとに作り分けることは難しい。近年、より高感度且つ小型化が求められている撮像装置において画素の微細化が進むと、部材の作り分けを行うことは更に困難となる。
[0062]
 また、撮像画素2Abと像面位相差撮像画素2Bbとの受光面20Sbの高さをそれぞれ変えて形成した場合には画素2b間の斜入射光によるクロストークが発生する。具体的には、撮像画素2Abのオンチップレンズ11bを透過した光が、一段低く形成された像面位相差撮像画素2Bbの受光面20Sbに入射することによって集光部での混色が起こる。また、像面位相差撮像画素2Bbを透過した光が画素間に設けられた段差の壁面を透過して撮像画素2Abのフォトダイオード23bに入射することによってバルク(フォトダイオード23b)での混色が起こる。さらには、隣接画素からの光入射(斜入射)によって、位相差検出精度(オートフォーカス精度)が低下する虞もある。
[0063]
 これに対して、第1の構成例のイメージセンサ1Abでは、画素2b間のSi基板21bに溝20Abを設け、この溝20Abに遮光膜13Abを埋設し、更に、この遮光膜13Abと像面位相差撮像画素2Bbに設けられた瞳分割用の遮光膜13Bbとが連続するようにした。これにより、隣接画素からの斜入射光を溝20Abに埋設された遮光膜13Abで遮蔽しつつ、像面位相差撮像画素2Bbおける入射光を瞳分割用の遮光膜13Bbの位置に集光させることができる。
[0064]
 以上のように第1の構成例では、画素2b間の受光部20bに溝20Abを設けて遮光膜13Abを埋設し、この遮光膜13Abと像面位相差撮像画素2Bbに設けられた瞳分割用の遮光膜13Bbとが連続するようにした。これにより、隣接画素からの斜入射光が溝20Abに埋設された遮光膜13Abによって遮蔽されると共に、像面位相差撮像画素2Bbおける入射光の集光点が瞳分割用の遮光膜13Bbの位置となる。よって、像面位相差撮像画素2Bbにおいて高精度な位相差検出用の信号を生成することが可能となり、像面位相差撮像画素2BbのAF特性を向上させることが可能となる。また、隣接画素間における斜入射光のクロストークによる混色が抑制され、像面位相差撮像画素2Bbに加えて撮像画素2Abの画素特性も向上させることができる。即ち、簡易な構成によって撮像画素2Abおよび像面位相差撮像画素2Bbの各特性を両立した撮像装置を提供することが可能となる。
[0065]
 また、Si基板21bの受光面20Sbにp型半導体領域を設けるようにしたので、暗電流の発生を抑制することができる。更に、受光面20Sbおよび溝20Abの壁面から底面にかけて連続した固定で電荷膜24bを設けるようにしたので、より暗電流の発生を抑制することができる。即ち、イメージセンサ1Abにおけるノイズを低減することが可能となり、撮像画素2Abおよび像面位相差撮像画素2Bbから高精度な信号を得ることが可能となる。
[0066]
 更に、OPB領域100Bbに設けられている遮光膜13Cbを、遮光膜13Ab,遮光膜13Bbと同一工程において形成するようにしたので、製造工程を簡略化することができる。
[0067]
 以下、第2の構成例について説明する。上記第1の構成例と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
[0068]
<第2の構成例>
 図66は、本技術を適用し得る第2の構成例に係るイメージセンサ(イメージセンサ1Cb)の断面構成を表したものである。このイメージセンサ1Cbは、例えば表面照射型(表面受光型)の固体撮像素子であり、複数の画素2bが2次元配列されている。画素2bは、撮像画素2Abと像面位相差撮像画素2Bbとから構成されている。各画素2b間には上記第1の構成例と同様に、溝20Abが設けられており、この溝20Abには像面位相差撮像画素2Bbにおける瞳分割用の遮光膜(遮光膜13Bb)と連続して形成された遮光膜(遮光膜13Ab)が埋設されている。但し、本変形例におけるイメージセンサ1Cbは表面照射型であるため、集光部10bと受光部20bを構成するSi基板21bとの間には配線層22bが設けられており、遮光膜13b(13Ab、13Bb、13Cb)は受光部20bのSi基板21bと配線層22bとの間に設けられている。なお、第2の構成例のような表面照射型のイメージセンサ1Cb(および後述する1D,1E)における受光面20SbはSi基板21bの照射面とする。
[0069]
 第2の構成例では、上述したように、第1の構成例においてSi基板21の集光部10bが設けられた面とは反対側の面に設けられていた配線層22bが集光部10bとSi基板21との間に設けられている。このため、画素2b間に設けられる溝20Abは、上記第1の構成例と同様に、各画素2bを個々に囲むように格子状に形成してもよいが、例えば図67に示したように、X軸またはY軸の一方(ここではY軸方向)にのみ設けるようにしてもよい。これにより、フォトダイオード23bからSi基板21の各画素2b間に設けられたトランジスタ(例えば転送トランジスタ)への電荷の移動を円滑に行うことが可能となる。
[0070]
 イメージセンサ1Cbは、オンチップレンズ11bおよびカラーフィルタ12bからなる集光部10bと、フォトダイオード23bが埋設されたSi基板21、配線層22bおよび固定で電荷膜24bを含む受光部20bとから構成されている。第2の構成例では、固定で電荷膜24bを覆うように、絶縁膜25bが形成されており、この絶縁膜25b上に遮光膜13Ab、13Bb、13Cbが形成されている。絶縁膜25bの構成材料としては、シリコン酸化膜(SiO),シリコン窒化膜(SiN),シリコン酸窒化膜(SiON)等が挙げられ、その膜厚は例えば1nm以上200nm以下である。
[0071]
 配線層22bは、集光部10bとSi基板21bとの間に設けられると共に、層間絶縁膜22Abを間に、例えば金属膜22Bbが2層あるいは3層以上で構成された多層配線構造を有する。この金属膜22Bbはトランジスタや各種配線、あるいは周辺回路の金属膜であり、一般的な表面照射型のイメージセンサでは、画素の開口率を確保すると共に、オンチップレンズ等の光学機能層から射出された光束を遮蔽しないように各画素の間に設けられている。
[0072]
 層間絶縁膜22Abは、例えば無機材料が用いられ、具体的には、例えばシリコン酸化膜(SiO),シリコン窒化膜(SiN),シリコン酸窒化膜(SiON),ハフニウム酸化膜(HfO),アルミニウム酸化膜(AlO),窒化アルミニウム膜(AlN),タンタル酸化膜(TaO),ジルコニウム酸化膜(ZrO),ハフニウム酸窒化膜,ハフニウムシリコン酸窒化膜,アルミニウム酸窒化膜,タンタル酸窒化膜およびジルコニウム酸窒化膜等が挙げられる。層間絶縁膜22Abの膜厚は、例えば0.1μm以上5μm以下である。
[0073]
 金属膜22Bbは、例えば各画素2bに対応する前述のトランジスタを構成する電極であり、その材料としては、例えば、アルミニウム(Al),クロム(Cr),金(Au),白金(Pt),ニッケル(Ni),銅(Cu),タングステン(W)あるいは銀(Ag)等の金属元素の単体または合金が挙げられる。なお、上述したように金属膜22Bbは、一般的には画素2bの開口率を確保すると共に、オンチップレンズ11b等の光学機能層から射出された光を遮蔽しないように、各画素2b間にそれぞれ適した大きさとする。
[0074]
 このようなイメージセンサ1Cbは、例えば、以下のようにして製造する。まず、第1の構成例と同様に、Si基板21bにp型半導体領域およびn型半導体領域をそれぞれ形成してフォトダイオード23bを形成する。続いて、Si基板21bの受光面20Sb(表面)の所定の位置、具体的には、各画素2b間に設けられたP型半導体領域に、例えばドライエッチングによって溝20Abを形成する。続いて、Si基板21bの溝20Abの壁面から底面にかけて、例えばスパッタリング法によってHfO 2膜を、例えば50n
m成膜して固定で電荷膜24bを形成する。
[0075]
 次に、受光面20Sbに、例えばCVD法あるいはALD法により固定で電荷膜24bを形成した後、例えばCVD法により、例えばSiO 2よりなる絶縁膜25bを形成する
。続いて、遮光膜13として、例えばW膜を、絶縁膜25b上に、例えばスパッタリング法を用いて形成すると共に、溝20Abに埋設したのち、フォトリソグラフィ等によってパターニングして遮光膜13bを形成する。
[0076]
 次に、遮光膜13bおよび受光面20Sb上に配線層22bを形成したのち、有効画素領域100Abの受光部20bおよび遮光膜13b上に、例えばベイヤ配列のカラーフィルタ12bおよびオンチップレンズ11bを順に形成する。このようにしてイメージセンサ1Cbを得ることができる。
[0077]
 なお、第2の構成例における像面位相差撮像画素2Bbのカラーフィルタ12bは、第1の構成例と同様に緑色(G)または白色(W)を割り当てることが好ましいが、光量の高い光が入射された場合にはフォトダイオード23bにおいて電荷が飽和しやすくなる。このとき、表面照射型では過剰な電荷はSi基板21bの下方(基板21b側)から排出される。このため、像面位相差撮像画素2Bbに対応する位置のSi基板21bの下方、具体的にはフォトダイオード23bの下部により高濃度のP型不純物をドーピングしてオーバーフローバリアを高くするようにしてもよい。
[0078]
 また、イメージセンサ1cbは、像面位相差撮像画素2Bbの受光部20bと集光部10bのカラーフィルタ12bとの間にインナーレンズが設けられてもよい。
[0079]
 このように、本技術は裏面照射型のイメージセンサに限らず、表面照射型のイメージセンサにも適用可能であり、表面照射型の場合であっても、同様な効果を得ることができる。また、表面照射型では、オンチップレンズ11bと、Si基板21bの受光面20Sbとが離れているため、集光点を受光面20Sbに合わせ易く、撮像画素感度と、位相差検出精度との両方を向上させることが裏面照射型に比べ容易である。
[0080]
 さらに、本技術を適用し得る固体撮像装置の別の全体の構成例について説明をする。
[0081]
 図57は、本開示に係る技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の構成例の概要を示す図である。
[0082]
 図57のAは、非積層型の固体撮像装置の概略構成例を示している。固体撮像装置23010は、図57のAに示すように、1枚のダイ(半導体基板)23011を有する。このダイ23011には、画素がアレイ状に配置された画素領域23012と、画素の駆動その他の各種の制御を行う制御回路23013と、信号処理するためのロジック回路23014とが搭載されている。
[0083]
 図57のB及びCは、積層型の固体撮像装置の概略構成例を示している。固体撮像装置23020は、図57のB及びCに示すように、センサダイ23021とロジックダイ23024との2枚のダイが積層され、電気的に接続されて、1つの半導体チップとして構成されている。
[0084]
 図57のBでは、センサダイ23021には、画素領域23012と制御回路23013が搭載され、ロジックダイ23024には、信号処理を行う信号処理回路を含むロジック回路23014が搭載されている。
[0085]
 図57のCでは、センサダイ23021には、画素領域23012が搭載され、ロジックダイ23024には、制御回路23013及びロジック回路23014が搭載されている。
[0086]
 図57は、積層型の固体撮像装置23020の第1の構成例を示す断面図である。
[0087]
 センサダイ23021には、画素領域23012となる画素を構成するPD(フォトダイオード)や、FD(フローティングディフュージョン)、Tr(MOS FET)、及び、制御回路23013となるTr等が形成される。さらに、センサダイ23021には、複数層、本例では3層の配線23110を有する配線層23101が形成される。なお、制御回路23013(となるTr)は、センサダイ23021ではなく、ロジックダイ23024に構成することができる。
[0088]
 ロジックダイ23024には、ロジック回路23014を構成するTrが形成される。さらに、ロジックダイ23024には、複数層、本例では3層の配線23170を有する配線層23161が形成される。また、ロジックダイ23024には、内壁面に絶縁膜23172が形成された接続孔23171が形成され、接続孔23171内には、配線23170等と接続される接続導体23173が埋め込まれる。
[0089]
 センサダイ23021とロジックダイ23024とは、互いの配線層23101及び23161が向き合うように貼り合わされ、これにより、センサダイ23021とロジックダイ23024とが積層された積層型の固体撮像装置23020が構成されている。センサダイ23021とロジックダイ23024とが貼り合わされる面には、保護膜等の膜23191が形成されている。
[0090]
 センサダイ23021には、センサダイ23021の裏面側(PDに光が入射する側)(上側)からセンサダイ23021を貫通してロジックダイ23024の最上層の配線23170に達する接続孔23111が形成される。さらに、センサダイ23021には、接続孔23111に近接して、センサダイ23021の裏面側から1層目の配線23110に達する接続孔23121が形成される。接続孔23111の内壁面には、絶縁膜23112が形成され、接続孔23121の内壁面には、絶縁膜23122が形成される。そして、接続孔23111及び23121内には、接続導体23113及び23123がそれぞれ埋め込まれる。接続導体23113と接続導体23123とは、センサダイ23021の裏面側で電気的に接続され、これにより、センサダイ23021とロジックダイ23024とが、配線層23101、接続孔23121、接続孔23111、及び、配線層23161を介して、電気的に接続される。
[0091]
 図59は、積層型の固体撮像装置23020の第2の構成例を示す断面図である。
[0092]
 固体撮像装置23020の第2の構成例では、センサダイ23021に形成する1つの接続孔23211によって、センサダイ23021(の配線層23101(の配線23110))と、ロジックダイ23024(の配線層23161(の配線23170))とが電気的に接続される。
[0093]
 すなわち、図59では、接続孔23211が、センサダイ23021の裏面側からセンサダイ23021を貫通してロジックダイ23024の最上層の配線23170に達し、且つ、センサダイ23021の最上層の配線23110に達するように形成される。接続孔23211の内壁面には、絶縁膜23212が形成され、接続孔23211内には、接続導体23213が埋め込まれる。上述の図58では、2つの接続孔23111及び23121によって、センサダイ23021とロジックダイ23024とが電気的に接続されるが、図59では、1つの接続孔23211によって、センサダイ23021とロジックダイ23024とが電気的に接続される。
[0094]
 図60は、積層型の固体撮像装置23020の第3の構成例を示す断面図である。
[0095]
 図60の固体撮像装置23020は、センサダイ23021とロジックダイ23024とが貼り合わされる面に、保護膜等の膜23191が形成されていない点で、センサダイ23021とロジックダイ23024とが貼り合わされる面に、保護膜等の膜23191が形成されている図58の場合と異なる。
[0096]
 図60の固体撮像装置23020は、配線23110及び23170が直接接触するように、センサダイ23021とロジックダイ23024とを重ね合わせ、所要の加重をかけながら加熱し、配線23110及び23170を直接接合することで構成される。
[0097]
 図61は、本開示に係る技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の他の構成例を示す断面図である。
[0098]
 図61では、固体撮像装置23401は、センサダイ23411と、ロジックダイ23412と、メモリダイ23413との3枚のダイが積層された3層の積層構造になっている。
[0099]
 メモリダイ23413は、例えば、ロジックダイ23412で行われる信号処理において一時的に必要となるデータの記憶を行うメモリ回路を有する。
[0100]
 図61では、センサダイ23411の下に、ロジックダイ23412及びメモリダイ23413が、その順番で積層されているが、ロジックダイ23412及びメモリダイ23413は、逆順、すなわち、メモリダイ23413及びロジックダイ23412の順番で、センサダイ23411の下に積層することができる。
[0101]
 なお、図61では、センサダイ23411には、画素の光電変換部となるPDや、画素Trのソ
ース/ドレイン領域が形成されている。
[0102]
 PDの周囲にはゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成され、ゲート電極と対のソース/ドレイン領域により画素Tr23421、画素Tr23422が形成されている。
[0103]
 PDに隣接する画素Tr23421が転送Trであり、その画素Tr23421を構成する対のソース/ドレイン領域の一方がFDになっている。
[0104]
 また、センサダイ23411には、層間絶縁膜が形成され、層間絶縁膜には、接続孔が形成される。接続孔には、画素Tr23421、及び、画素Tr23422に接続する接続導体23431が形成されている。
[0105]
 さらに、センサダイ23411には、各接続導体23431に接続する複数層の配線23432を有する配線層23433が形成されている。
[0106]
 また、センサダイ23411の配線層23433の最下層には、外部接続用の電極となるアルミパッド23434が形成されている。すなわち、センサダイ23411では、配線23432よりもロジックダイ23412との接着面23440に近い位置にアルミパッド23434が形成されている。アルミパッド23434は、外部との信号の入出力に係る配線の一端として用いられる。
[0107]
 さらに、センサダイ23411には、ロジックダイ23412との電気的接続に用いられるコンタクト23441が形成されている。コンタクト23441は、ロジックダイ23412のコンタクト23451に接続されるとともに、センサダイ23411のアルミパッド23442にも接続されている。
[0108]
 そして、センサダイ23411には、センサダイ23411の裏面側(上側)からアルミパッド23442に達するようにパッド孔23443が形成されている。
[0109]
 本技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の構成例(積層基板における回路構成)について、図72~図73を用いて説明をする。
[0110]
 図72に示される電子デバイス(積層型の固体撮像装置)10Adは、複数のセンサ40dが配置されて成るセンサ部21dを有する第1半導体チップ20d、及び、センサ40dによって取得された信号を処理する信号処理部31dを有する第2半導体チップ30d、を備えており、第1半導体チップ20dと第2半導体チップ30dとは積層されており、信号処理部31dの少なくとも一部は、空乏型電界効果トランジスタから構成されている。尚、複数のセンサ40dは、2次元マトリクス状(行列状)に配置されている。次の説明においても同様である。尚、図1においては、説明の関係上、第1半導体チップ20dと第2半導体チップ30dとを分離した状態で図示している。
[0111]
 また、電子デバイス10Adは、複数のセンサ40dが配置されて成るセンサ部21dを有する第1半導体チップ20d、及び、センサ40dによって取得された信号を処理する信号処理部31dを有する第2半導体チップ30d、を備えており、第1半導体チップ20dと第2半導体チップ30dとは積層されており、信号処理部31dは、高耐圧トランジスタ系回路及び低耐圧トランジスタ系回路から構成されており、低耐圧トランジスタ系回路の少なくとも一部は、空乏型電界効果トランジスタから構成されている。
[0112]
 空乏型電界効果トランジスタは、完全空乏型SOI構造を有し、あるいは又、部分空乏型SOI構造を有し、あるいは又、フィン構造(ダブルゲート構造あるいはトリゲート構造とも呼ばれる)を有し、あるいは又、深空乏化チャネル構造を有する。これらの空乏型電界効果トランジスタの構成、構造については後述する。
[0113]
 具体的には、図73に示されるように、第1半導体チップ20dには、センサ部21d及び行選択部25dが配されている。一方、第2半導体チップ30dには信号処理部31dが配されている。信号処理部31dは、比較器(コンパレータ)51d及びカウンタ部52dを備えたアナログ-デジタル変換器(以下、『AD変換器』と略称する)50d、ランプ電圧生成器(以下、『参照電圧生成部』と呼ぶ場合がある)54d、データラッチ部55d、パラレル-シリアル変換部56、メモリ部32d、データ処理部33d、制御部34d(AD変換器50dに接続されたクロック供給部を含む)、電流源35d、デコーダ36d、行デコーダ37d、及び、インターフェース(IF)部38bから構成されている。
[0114]
 そして、実施例1の電子デバイスにあっては、第2半導体チップ30dにおける高耐圧トランジスタ系回路(具体的な構成回路は後述する)と、第1半導体チップ20dにおけるセンサ部21dとは、平面的に重なっており、第2半導体チップ30dにおいて、第1半導体チップ20dのセンサ部21dと対向する高耐圧トランジスタ系回路の上方には遮光領域が形成されている。第2半導体チップ30dにおいて、センサ部21dの下方に配置されている遮光領域は、第2半導体チップ30dに形成された配線(図示せず)を、適宜、配置することで得ることができる。また、第2半導体チップ30dにおいて、AD変換器50dはセンサ部21dの下方に配置されている。ここで、信号処理部31d又は低耐圧トランジスタ系回路(具体的な構成回路は後述する)は、AD変換器50dの一部を含み、AD変換器50dの少なくとも一部は、空乏型電界効果トランジスタから構成されている。AD変換器50dは、具体的には、図73に回路図を示すシングルスロープ型AD変換器から構成されている。あるいは又、実施例1の電子デバイスにあっては、別のレイアウトとして、第2半導体チップ30dにおける高耐圧トランジスタ系回路と、第1半導体チップ20dにおけるセンサ部21dとは、平面的に重なっていない構成とすることができる。即ち、第2半導体チップ30dにおいて、アナログ-デジタル変換器50dの一部等は、第2半導体チップ30dの外周部に配置されている。そして、これによって、遮光領域の形成が不要となり、工程や構造、構成の簡素化、設計上の自由度の向上、レイアウト設計における制約の低減を図ることができる。
[0115]
 AD変換器50dは、複数のセンサ40d(実施例1にあっては、1つのセンサ列に属するセンサ40d)に対して1つ設けられており、シングルスロープ型アナログ-デジタル変換器から成るAD変換器50dは、ランプ電圧生成器(参照電圧生成部)54d、センサ40dによって取得されたアナログ信号と、ランプ電圧生成器(参照電圧生成部)54dからのランプ電圧とが入力される比較器(コンパレータ)51d、及び、制御部34dに設けられたクロック供給部(図示せず)からクロックCKが供給され、比較器51dの出力信号に基づいて動作するカウンタ部52d、を有する。尚、AD変換器50dに接続されたクロック供給部は、信号処理部31d又は低耐圧トランジスタ系回路に含まれており(より具体的には、制御部34dに含まれており)、周知のPLL回路から構成されている。そして、少なくともカウンタ部52dの一部及びクロック供給部は、空乏型電界効果トランジスタから構成されている。
[0116]
 即ち、実施例1にあっては、第1半導体チップ20dに設けられたセンサ部21d(センサ40d)及び行選択部25dは、更には、後述する列選択部27は、高耐圧トランジスタ系回路に該当する。また、第2半導体チップ30dに設けられた信号処理部31dにおけるAD変換器50dを構成する比較器51d、ランプ電圧生成器(参照電圧生成部)54d、電流源35d、デコーダ36d、及び、インターフェース(IF)部38bは、高耐圧トランジスタ系回路に該当する。一方、第2半導体チップ30dに設けられた信号処理部31dにおけるAD変換器50dを構成するカウンタ部52d、データラッチ部55d、パラレル-シリアル変換部56、メモリ部32d、データ処理部33d(画像信号処理部を含む)、制御部34d(AD変換器50dに接続されたクロック供給部やタイミング制御回路を含む)、及び、行デコーダ37dは、更には、後述するマルチプレクサ(MUX)57やデータ圧縮部58は、低耐圧トランジスタ系回路に該当する。そして、カウンタ部52dの全て、及び、制御部34dに含まれるクロック供給部は、空乏型電界効果トランジスタから構成されている。
[0117]
 第1半導体チップ20dと第2半導体チップ30dの積層構造を得るためには、先ず、周知の方法に基づき、第1半導体チップ20dを構成する第1シリコン半導体基板及び第2半導体チップ30dを構成する第2シリコン半導体基板に、上述した所定の種々の回路を形成する。そして、第1シリコン半導体基板及び第2シリコン半導体基板を周知の方法に基づき貼り合わせる。次に、第1シリコン半導体基板側に形成された配線から第2シリコン半導体基板に形成された配線に至る貫通孔を形成し、貫通孔を導電材料で埋めることで、TC(S)Vを形成する。その後、所望に応じてセンサ40dにカラーフィルタ及びマイクロレンズを形成した後、第1シリコン半導体基板と第2シリコン半導体基板の貼合せ構造をダイシングすることによって、第1半導体チップ20dと第2半導体チップ30dとが積層された電子デバイス10Adを得ることができる。
[0118]
 センサ40dは、具体的にはイメージセンサ、より具体的には周知の構成、構造を有するCMOSイメージセンサから成り、電子デバイス10Adは固体撮像装置から成る。固体撮像装置にあっては、センサ40dからの信号(アナログ信号)を、1つのセンサを単位として、あるいは又、複数のセンサを単位として、あるいは又、1つあるいは複数の行(ライン)を単位としたセンサ群毎に読み出すことが可能なXYアドレス型の固体撮像装置である。そして、センサ部21dにあっては、行列状のセンサ配列に対してセンサ行毎に制御線(行制御線)が配線され、センサ列毎に信号線(列信号線/垂直信号線)26が配線されている。信号線26dの各々には電流源35dが接続された構成とすることができる。そして、この信号線26dを介して、センサ部21dのセンサ40dから信号(アナログ信号)が読み出される。この読み出しについては、例えば、1つのセンサ又は1ライン(1行)のセンサ群を単位として露光を行うローリングシャッタの下で行う構成とすることができる。このローリングシャッタ下での読み出しを、「ローリング読み出し」と呼ぶ場合がある。
[0119]
 第1半導体チップ20dの周縁部には、外部との電気的接続を行うためのパッド部22 1,22 2や、第2半導体チップ30dとの間での電気的接続を行うためのTC(S)V構造を有するビア部23 1,23 2が設けられている。尚、図面では、ビア部を「VIA」と表記する場合がある。ここでは、センサ部21dを挟んで左右両側にパッド部22 1及びパッド部22 2を設ける構成としたが、左右の一方側に設ける構成とすることも可能である。また、センサ部21dを挟んで上下両側にビア部231及びビア部232を設ける構成としたが、上下の一方側に設ける構成とすることも可能である。また、下側の第2半導体チップ30dにボンディングパッド部を設けて第1半導体チップ20dに開口部を設け、第2半導体チップ30dに設けられたボンディングパッド部に、第1半導体チップ20dに設けられた開口部を介してワイヤボンディングする構成や、第2半導体チップ30dからTC(S)V構造を用いて基板実装する構成とすることも可能である。あるいは又、第1半導体チップ20dにおける回路と第2半導体チップ30dにおける回路との間の電気的接続を、チップ・オン・チップ方式に基づきバンプを介して行うこともできる。センサ部21dの各センサ40dから得られるアナログ信号は、第1半導体チップ20dから第2半導体チップ30dに、ビア部23 1,23 2を介して伝送される。尚、本明細書において、「左側」、「右側」、「上側」、「下側」「上下」「上下方向」、「左右」、「左右方向」という概念は、図面を眺めたときの相対的な位置関係を表す概念である。以下においても同様である。
[0120]
 第1半導体チップ20d側の回路構成について図73を用いて説明する。第1半導体チップ20d側には、センサ40dが行列状に配置されて成るセンサ部21dの他に、第2半導体チップ30d側から与えられるアドレス信号を基に、センサ部21dの各センサ40dを行単位で選択する行選択部25dが設けられている。尚、ここでは、行選択部25dを第1半導体チップ20d側に設けたが、第2半導体チップ30d側に設けることも可能である。
[0121]
 図73に示されるように、センサ40dは、光電変換素子として例えばフォトダイオード41dを有している。センサ40dは、フォトダイオード41dに加えて、例えば、転送トランジスタ(転送ゲート)42、リセットトランジスタ43d、増幅トランジスタ44d、及び、選択トランジスタ45dの4つのトランジスタを有している。4つのトランジスタ42d,43d,44d,45dとして、例えばNチャネル型トランジスタを用いる。但し、ここで例示した転送トランジスタ42d、リセットトランジスタ43d、増幅トランジスタ44d、及び、選択トランジスタ45dの導電型の組み合わせは一例に過ぎず、これらの組合せに限られるものではない。即ち、必要に応じて、Pチャネル型のトランジスタを用いる組合せとすることができる。また、これらのトランジスタ42d,43d,44d,45dは、高耐圧MOSトランジスタから構成されている。即ち、センサ部21dは、前述したとおり、全体として、高耐圧トランジスタ系回路である。
[0122]
 センサ40dに対して、センサ40dを駆動する駆動信号である転送信号TRG、リセット信号RST、及び、選択信号SELが行選択部25dから適宜与えられる。即ち、転送信号TRGが転送トランジスタ42dのゲート電極に印加され、リセット信号RSTがリセットトランジスタ43dのゲート電極に印加され、選択信号SELが選択トランジスタ45dのゲート電極に印加される。
[0123]
 フォトダイオード41dは、アノード電極が低電位側電源(例えば、グランド)に接続されており、受光した光(入射光)をその光量に応じた電荷量の光電荷(ここでは、光電子)に光電変換して、光電荷を蓄積する。フォトダイオード41dのカソード電極は、転送トランジスタ42dを介して増幅トランジスタ44dのゲート電極と電気的に接続されている。増幅トランジスタ44dのゲート電極と電気的に繋がったノード46をFD部(フローティングディフュージョン/浮遊拡散領域部)と呼ぶ。
[0124]
 転送トランジスタ42dは、フォトダイオード41dのカソード電極とFD部46dとの間に接続されている。転送トランジスタ42dのゲート電極には、高レベル(例えば、V DDレベル)がアクティブ(以下、『Highアクティブ』と記述する)の転送信号TRGが行選択部25dから与えられる。この転送信号TRGに応答して、転送トランジスタ42dが導通状態となり、フォトダイオード41dで光電変換された光電荷がFD部46dに転送される。リセットトランジスタ43dのドレイン領域はセンサ電源VDDに接続されており、ソース領域はFD部46dに接続されている。リセットトランジスタ43dのゲート電極には、Highアクティブのリセット信号RSTが行選択部25dから与えられる。このリセット信号RSTに応答して、リセットトランジスタ43dが導通状態となり、FD部46dの電荷をセンサ電源V DDに捨てることによってFD部46dがリセットされる。増幅トランジスタ44dのゲート電極はFD部46dに接続されており、ドレイン領域はセンサ電源V DDに接続されている。そして、増幅トランジスタ44dは、リセットトランジスタ43dによってリセットされた後のFD部46dの電位をリセット信号(リセットレベル:V Reset)として出力する。増幅トランジスタ44dは、更に、転送トランジスタ42dによって信号電荷が転送された後のFD部46dの電位を光蓄積信号(信号レベル)V Sigとして出力する。選択トランジスタ45dの例えばドレイン領域は増幅トランジスタ44dのソース領域に接続されており、ソース領域は信号線26dに接続されている。選択トランジスタ45dのゲート電極には、Highアクティブの選択信号SELが行選択部25dから与えられる。この選択信号SELに応答して、選択トランジスタ45dが導通状態となり、センサ40dが選択状態となり、増幅トランジスタ44dから出力される信号レベルV Sigの信号(アナログ信号)が信号線26dに送り出される。
[0125]
 このように、センサ40dからは、リセット後のFD部46dの電位がリセットレベルV Resetとして、次いで、信号電荷の転送後のFD部46dの電位が信号レベルV Sigとして、順に信号線26dに読み出される。信号レベルV Sigには、リセットレベルV Resetの成分も含まれる。尚、選択トランジスタ45dについて、増幅トランジスタ44dのソース領域と信号線26dとの間に接続する回路構成としたが、センサ電源V DDと増幅トランジスタ44dのドレイン領域との間に接続する回路構成とすることも可能である。
[0126]
 また、センサ40dとしては、このような4つのトランジスタから成る構成に限られるものではない。例えば、増幅トランジスタ44dに選択トランジスタ45dの機能を持たせた3つのトランジスタから成る構成や、複数の光電変換素子間(センサ間)で、FD部46d以降のトランジスタを共用する構成等とすることもでき、回路の構成は問わない。
[0127]
 図72及び56に示し、前述したように、実施例1の電子デバイス10Adにあっては、第2半導体チップ30dには、メモリ部32d、データ処理部33d、制御部34d、電流源35d、デコーダ36d、行デコーダ37d、及び、インターフェース(IF)部38b等が設けられており、また、センサ部21dの各センサ40dを駆動するセンサ駆動部(図示せず)が設けられている。信号処理部31dにあっては、センサ部21dの各センサ40dからセンサ行毎に読み出されたアナログ信号に対して、センサ列単位で並列(列並列)にデジタル化(AD変換)を含む所定の信号処理を行う構成とすることができる。そして、信号処理部31dは、センサ部21dの各センサ40dから信号線26dに読み出されたアナログ信号をデジタル化するAD変換器50dを有しており、AD変換された画像データ(デジタルデータ)をメモリ部32dに転送する。メモリ部32dは、信号処理部31dにおいて所定の信号処理が施された画像データを格納する。メモリ部32dは、不揮発性メモリから構成されていてもよいし、揮発性メモリから構成されていてもよい。データ処理部33dは、メモリ部32dに格納された画像データを所定の順番に読み出し、種々の処理を行い、チップ外に出力する。制御部34dは、例えばチップ外から与えられる水平同期信号XHS、垂直同期信号XVS、及び、マスタークロックMCK等の基準信号に基づいて、センサ駆動部や、メモリ部32d、データ処理部33d等の信号処理部31dの各動作の制御を行う。このとき、制御部34dは、第1半導体チップ20d側の回路(行選択部25dやセンサ部21d)と、第2半導体チップ30d側の信号処理部31d(メモリ部32d、データ処理部33d等)との同期を取りつつ、制御を行う。
[0128]
 電流源35dには、センサ部21dの各センサ40dからセンサ列毎にアナログ信号が読み出される信号線26dの各々が接続されている。電流源35dは、例えば、信号線26dに或る一定の電流を供給するように、ゲート電位が一定電位にバイアスされたMOSトランジスタから成る、所謂、負荷MOS回路構成を有する。この負荷MOS回路から成る電流源35dは、選択された行に含まれるセンサ40dの増幅トランジスタ44dに定電流を供給することにより、増幅トランジスタ44dをソースフォロアとして動作させる。デコーダ36dは、制御部34dの制御下、センサ部21dの各センサ40dを行単位で選択する際に、その選択行のアドレスを指定するアドレス信号を行選択部25dに対して与える。行デコーダ37dは、制御部34dの制御下、メモリ部32dに画像データを書き込んだり、メモリ部32dから画像データを読み出したりする際の行アドレスを指定する。
[0129]
 信号処理部31dは、前述したとおり、少なくとも、センサ部21dの各センサ40dから信号線26dを通して読み出されるアナログ信号をデジタル化(AD変換)するAD変換器50dを有しており、アナログ信号に対してセンサ列の単位で並列に信号処理(列並列AD)を行う。信号処理部31dは、更に、AD変換器50dでのAD変換の際に用いる参照電圧Vrefを生成するランプ電圧生成器(参照電圧生成部)54dを有する。参照電圧生成部54dは、時間が経過するにつれて電圧値が階段状に変化する、所謂、ランプ(RAMP)波形(傾斜状の波形)の参照電圧Vrefを生成する。参照電圧生成部54dは、例えば、DA変換器(デジタル-アナログ変換器)を用いて構成することができるが、これに限定するものではない。
[0130]
 AD変換器50dは、例えば、センサ部21dのセンサ列毎に、即ち、信号線26d毎に設けられている。即ち、AD変換器50dは、センサ部21dのセンサ列の数だけ配置されて成る、所謂、列並列AD変換器である。そして、AD変換器50dは、例えば、アナログ信号のレベルの大きさに対応した時間軸方向に大きさ(パルス幅)を有するパルス信号を生成し、このパルス信号のパルス幅の期間の長さを計測することによってAD変換処理を行う。より具体的には、図2に示すように、AD変換器50dは、比較器(COMP)51d及びカウンタ部52dを少なくとも有する。比較器51dは、センサ部21dの各センサ40dから信号線26dを介して読み出されるアナログ信号(前述した信号レベルV Sig及びリセットレベルV Reset)を比較入力とし、参照電圧生成部54dから供給されるランプ波形の参照電圧Vrefを基準入力とし、両入力を比較する。ランプ波形は、
時間が経過するにつれて、電圧が傾斜状(階段状)に変化する波形である。そして、比較器51dの出力は、例えば、参照電圧Vrefがアナログ信号よりも大きくなるとき、第1の状態(例えば、高レベル)となる。一方、参照電圧Vrefがアナログ信号以下のとき、出力は第2の状態(例えば、低レベル)となる。比較器51dの出力信号が、アナログ信号のレベルの大きさに対応したパルス幅を有するパルス信号となる。
[0131]
 カウンタ部52dとして、例えば、アップ/ダウンカウンタが用いられる。カウンタ部52dには、比較器51dに対する参照電圧Vrefの供給開始タイミングと同じタイミングでクロックCKが与えられる。アップ/ダウンカウンタであるカウンタ部52dは、クロックCKに同期してダウン(DOWN)カウント、又は、アップ(UP)カウントを行うことで、比較器51dの出力パルスのパルス幅の期間、即ち、比較動作の開始から比較動作の終了までの比較期間を計測する。この計測動作の際、カウンタ部52dは、センサ40dから順に読み出されるリセットレベルV Reset及び信号レベルV Sigに関して、リセットレベルV Resetに対してはダウンカウントを行い、信号レベルV Sigに対してはアップカウントを行う。そして、このダウンカウント/アップカウントの動作により、信号レベルV SigとリセットレベルV Resetとの差分をとることができる。その結果、AD変換器50dでは、AD変換処理に加えてCDS(Correlated Double Sampling:相関二重サンプリング)処理が行われる。ここで、「CDS処理」とは、信号レベルV SigとリセットレベルV Resetとの差分を取ることにより、センサ40dのリセットノイズや増幅トランジスタ44dの閾値ばらつき等のセンサ固有の固定パターンノイズを除去する処理である。そして、カウンタ部52dのカウント結果(カウント値)が、アナログ信号をデジタル化したデジタル値(画像データ)となる。
[0132]
 このように、第1半導体チップ20dと第2半導体チップ30dとが積層されて成る固体撮像装置である実施例1の電子デバイス10Adは、第1半導体チップ20dとしてセンサ部21dを形成できるだけの大きさ(面積)のもので、よいため、第1半導体チップ20dのサイズ(面積)、ひいては、チップ全体のサイズを小さくすることができる。更に、第1半導体チップ20dにはセンサ40dの製造に適したプロセスを、第2半導体チップ30dには各種回路の製造に適したプロセスを、それぞれ適用することができるため、電子デバイス10Adの製造に当たって、プロセスの最適化を図ることができる。また、第1半導体チップ20d側からアナログ信号を第2半導体チップ30d側へ伝送する一方、アナログ・デジタル処理を行う回路部分を同一基板(第2半導体チップ30d)内に設け、第1半導体チップ20d側の回路と第2半導体チップ30d側の回路との同期を取りつつ制御する構成とすることで、高速処理を実現することができる。
[0133]
 次に、図68および図69を参照して、本技術を適用できる撮像画素および測距画素(例えば、位相差検出画素。以下同じ。)の構成例について説明する。図68は、撮像画素および位相差検出画素の構成例を示す平面図であり、図69は、撮像画素および位相差検出画素の構成例を示す回路図である。
[0134]
 図68および図69には、3つの撮像画素31Gra,31Gba,31Raと、1つの位相差検出画素32aが示されている。
[0135]
 この例では、位相差検出画素32aと撮像画素31Gra、撮像画素31Gbaと撮像画素31Raが、それぞれ縦2画素共有の構成をなしている。
[0136]
 撮像画素31Gra,31Gba,31Raはそれぞれ、光電変換部41、転送トランジスタ51a、FD52a、リセットトランジスタ53a、増幅トランジスタ54a、選択トランジスタ55a、および、光電変換部41に蓄積されている電荷を排出するオーバーフロー制御トランジスタ56を有している。
[0137]
 撮像画素31Gra,31Gba,31Raにオーバーフロー制御トランジスタ56を設けることにより、画素間の光学対称性が保たれ、撮像特性の差を低減することができる。また、オーバーフロー制御トランジスタ56をオンすることで、隣接する画素のブルーミングを抑制することができる。
[0138]
 また、位相差検出画素32aは、光電変換部42Aa,42Baと、光電変換部42Aa,42Baそれぞれに対応する転送トランジスタ51a、FD52a、リセットトランジスタ53a、増幅トランジスタ54a、および選択トランジスタ55aを有している。
[0139]
 なお、光電変換部42Baに対応するFD52aは、撮像画素31Gbaの光電変換部41と共有されている。
[0140]
 さらに、図68に示されるように、位相差検出画素32aにおいて光電変換部42Aaに対応するFD52aと、撮像画素31GraのFD52aとは、それぞれ配線FDLに
よって、増幅トランジスタ54aのゲート電極に接続されている。これにより、光電変換部42Aaは、撮像画素31Graの光電変換部41と、FD52a、増幅トランジスタ54a、および選択トランジスタ55aを共有するようになる。
[0141]
 また、位相差検出画素32aにおいて光電変換部42Baに対応するFD52a(すなわち、撮像画素31GbaのFD52a)と、撮像画素31RaのFD52aは、それぞれ配線FDLによって、増幅トランジスタ54aのゲート電極に接続されている。これにより、光電変換部42Baは、撮像画素31Gba,31Raの光電変換部41と、FD52a、増幅トランジスタ54a、および選択トランジスタ55aを共有するようになる。
[0142]
 以上の構成によれば、位相差検出画素において、2つの光電変換部が、それぞれ異なる隣接画素のFDおよび増幅トランジスタを共有しているので、電荷格納部を設けることなく、2つの光電変換部それぞれの露光、読み出しを同時に行うことができ、AF速度とAF精度の向上を図ることが可能となる。
[0143]
 図70および図71を参照して、本技術を提供できる別の形態の撮像画素および測距画素(例えば、位相差検出画素。以下同じ。)の構成例について説明する。図70は、撮像画素および位相差検出画素の構成例を示す平面図であり、図71は、撮像画素および位相差検出画素の構成例を示す回路図である。
[0144]
 図70および図71には、1つの撮像画素31と、1つの位相差検出画素32aが示されている。
[0145]
 この例では、位相差検出画素32aと撮像画素31が縦2画素共有の構成をなしている。
[0146]
 撮像画素31aは、光電変換部41、転送トランジスタ51a,51D、FD52a、リセットトランジスタ53a、増幅トランジスタ54a、および選択トランジスタ55aを有している。ここで、転送トランジスタ51aは、画素構造の対称性を保つために設けられており、転送トランジスタ51aと異なり、光電変換部41の電荷を転送する等の機能を有しない。なお、撮像画素31aにおいて、光電変換部41に蓄積されている電荷を排出するオーバーフロー制御トランジスタを設けるようにしてもよい。
[0147]
 また、位相差検出画素32aは、光電変換部42Aa,42Baと、光電変換部42Aa,42Baそれぞれに対応する転送トランジスタ51a、FD52a、リセットトランジスタ53、増幅トランジスタ54a、および選択トランジスタ55aを有している。
[0148]
 なお、光電変換部42Baに対応するFDは、位相差検出画素32aに隣接する図示せぬ撮像画素の光電変換部と共有されている。
[0149]
 さらに、図70に示されるように、位相差検出画素32aにおいて光電変換部42Aaに対応するFD52aと、撮像画素31aのFD52aとは、それぞれ配線FDLによって、増幅トランジスタ54aのゲート電極に接続されている。これにより、光電変換部42Aaは、撮像画素31aの光電変換部41と、FD52a、増幅トランジスタ54a、および選択トランジスタ55aを共有するようになる。
[0150]
 また、位相差検出画素32aにおいて光電変換部42Baに対応するFD52aと、図示せぬ撮像画素のFDは、それぞれ図示せぬ配線FDLによって、図示せぬ撮像画素の増幅トランジスタのゲート電極に接続される。これにより、光電変換部42Baは、図示せぬ撮像画素の光電変換部と、FD、増幅トランジスタ、および選択トランジスタを共有するようになる。
[0151]
 以上の構成によれば、位相差検出画素において、2つの光電変換部が、それぞれ異なる隣接画素のFDおよび増幅トランジスタを共有しているので、電荷格納部を設けることなく、2つの光電変換部それぞれの露光、読み出しを同時に行うことができ、AF速度とAF精度の向上を図ることが可能となる。
[0152]
 なお、この例では、画素共有単位を構成する画素同士(撮像画素31aおよび位相差検出画素32a)の間に、増幅トランジスタ54aを含む画素トランジスタが配置されている。このような構成により、それぞれの画素におけるFD52aと、増幅トランジスタ54aとが互いに隣接する位置に配置されるようになるので、FD52aと増幅トランジスタ54aとを接続する配線FDLの配線長を短く設計することができ、変換効率を上げることができる。
[0153]
 さらに、この例では、撮像画素31aおよび位相差検出画素32aそれぞれのリセットトランジスタ53のソースは、画素それぞれのFD52aに接続されている。これにより、FD52aの容量を減らすことができ、変換効率を上げることができる。
[0154]
 さらにまた、この例では、撮像画素31aおよび位相差検出画素32aそれぞれのリセットトランジスタ53aのドレインは、それぞれ変換効率切替トランジスタ61aのソースに接続されている。このような構成により、画素それぞれのリセットトランジスタ53aのオン/オフによってFD52aの容量を変化させることができ、変換効率を設定することができる。
[0155]
 具体的には、撮像画素31aおよび位相差検出画素32aそれぞれの転送トランジスタ51aがオンされた状態で、撮像画素31aおよび位相差検出画素32aのそれぞれのリセットトランジスタ53aにするとともに、変換効率切替トランジスタ61aをオフした場合、画素共有単位におけるFDの容量は、撮像画素31aのFD52aの容量と、位相差検出画素32aのFD52aの容量との合計となる。
[0156]
 また、撮像画素31aおよび位相差検出画素32aそれぞれの転送トランジスタ51aがオンされた状態で、撮像画素31aおよび位相差検出画素32aのいずれかのリセットトランジスタ53aをオンするとともに、変換効率切替トランジスタ61aをオフした場合、画素共有単位におけるFDの容量は、撮像画素31aのFD52aの容量と、位相差検出画素32aのFD52aの容量に、オンされたリセットトランジスタ53aのゲート容量とドレイン部分の容量とが加算された容量となる。これにより、上述した場合より、変換効率を下げることができる。
[0157]
 さらに、撮像画素31aおよび位相差検出画素32aそれぞれの転送トランジスタ51aがオンされた状態で、撮像画素31aおよび位相差検出画素32aそれぞれのリセットトランジスタ53aをオンするとともに、変換効率切替トランジスタ61aをオフした場合、画素共有単位におけるFDの容量は、撮像画素31aのFD52aの容量と、位相差検出画素32aのFD52aの容量に、撮像画素31aおよび位相差検出画素32aそれぞれのリセットトランジスタ53aのゲート容量とドレイン部分の容量とが加算された容量となる。これにより、上述した場合より、変換効率をさらに下げることができる。
[0158]
 なお、撮像画素31aおよび位相差検出画素32aそれぞれのリセットトランジスタ53aをオンするとともに、変換効率切替トランジスタ61aをオンした場合、FD52aに蓄積された電荷はリセットされる。
[0159]
 また、この例では、FD52a(リセットトランジスタ53aのソース)は、STI(Shallow Trench Isolation)による素子分離領域に囲まれて形成されている。
[0160]
 さらに、この例では、図70に示されるように、各画素の転送トランジスタ51aは、矩形状に形成される、各画素の光電変換部の角部に形成されている。このような構成により、1画素セル内における素子分離面積が小さくなり、光電変換部の面積を拡大することができる。したがって、位相差検出画素32aのように、1画素セル内で光電変換部が2つに分けられた場合でも、飽和電荷量Qsの観点で有利に設計を行うことができる。
[0161]
 以下に、本技術に係る実施の形態(第1の実施形態~第11の実施形態)の固体撮像装置について、具体的、かつ、詳細に説明をする。
[0162]
<2.第1の実施形態(固体撮像装置の例1)>
 本技術に係る第1の実施形態(固体撮像装置の例1)の固体撮像装置は、一定のパターンに従って規則的に配置された複数の撮像画素を備え、撮像画素が、光電変換部が形成された半導体基板と、該半導体基板の光入射面側に形成された特定の光を透過するフィルタと、を少なくとも有し、複数の撮像画素のうち少なくとも1つの撮像画素が、特定の光を透過するフィルタを有する測距画素に置き換えられて、少なくとも1つの測距画素が形成され、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと隣り合うフィルタとの間に、隔壁部が形成され、隔壁部が、該測距画素に置き換えられた少なくとも1つの撮像画素が有する該フィルタの材料と略同一である材料を含む、固体撮像装置である。すなわち、隔壁部は、測距画素に置き換えられた撮像画素が有するフィルタを構成する材料と略同一である材料を含む。
[0163]
 さらに、隔壁部は、少なくとも1つの測距画素を囲むようにして形成されてよい。
[0164]
 測距画素が有するフィルタは、特定の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、透明膜、オンチップレンズを形成するシリコン酸化膜等の材料のいずれかを有して形成されてよい。また、測距画素が有するフィルタは、赤外光、紫外光、赤色光、青色光、緑色光、白色光、シアン光、マゼンタ光又はイエロー光を透過する材料を含んでもよい。
[0165]
 本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置によれば、画素間の混色を抑制し、また、測距画素からの混色と通常画素(撮像画素)からの混色との差を改善することが可能であり、マイクロレンズの無効領域から入ってくる迷光を遮光することができ、撮像特性を改善することが可能である。さらに、本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置によれば、画素間の混色をなくすことでフレアやムラの特性を改善することが可能であり、隔壁部を画素と同時にリソグラフィで形成することができ、コストを増大させずに形成可能であり、金属膜で形成された遮光壁と比較して、デバイス感度の低下を抑制することが可能である。
[0166]
 本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置について、図1を用いて説明をする。
[0167]
 図1(a)は、固体撮像装置1-1の16画素分の上面図(平面レイアウト図)である。図1(b)は、図1(a)に示されるA-A’線、B-B’線及びC-C’線のそれぞれに従った固体撮像装置1-1の5画素分の断面図であり、その5画素分のうち、図1(b)中の一番左側の1画素分は、図1(a)では省略されている。後述の図2(a)及び図2(b)~図7(a)及び図7(b)も同様な構成で図示されている。
[0168]
 固体撮像装置1-1においては、複数の撮像画素が、青色光を透過するフィルタを有する画素、緑色光を透過するフィルタを有する画素及び赤色光を透過するフィルタを有する画素からなり、複数の撮像画素がベイヤ配列に従って規則的に配置されている。各フィルタは、平面視で4つの頂点が略角取りされている(4つの角が略直角である)矩形状(正方形でもよい。)を有している。左右斜め方向に隣接するフィルタ間の距離は、左右又は上下方向に隣接するフィルタ間の距離よりも大きい。そして、固体撮像装置1-1は、光入射側から順に、マイクロレンズ(図1中では不図示)、フィルタ7、8等、平坦膜3、層間膜(酸化膜)2、光電変換部(例えば、フォトダイオード)が形成された半導体基板(図1中では不図示)及び配線層(不図示)を少なくとも備えている。測距画素は、例えば、像面位相差画素が挙げられるが、これに限られず、TOF(Time-of-Flight)技術を利用して距離情報を取得する画素、赤外線受光画素、特定の用途に利用できる狭帯域の波長を受光する画素、輝度変化を測定する画素等でもよい。
[0169]
 少なくとも1つの青色光を透過するフィルタ8を有する画素が、例えばシアン光を透過するフィルタ7を有する測距画素に置き換えられて、測距画素が形成されている。測距画素に置き換えられる撮像画素の選定はパターン化されてもよいしランダムでもよい。測距画素を囲むようにして、測距画素が有するフィルタ7と、測距画素が有するフィルタと隣り合う4つの緑色光を透過するフィルタとの間に、隔壁部9が形成され、隔壁部9が、青色光を透過するフィルタの材料と同一である材料から構成される。そして、隔壁部9の下側(図1中の下側、光入射側とは反対側)には、例えば、カーボンブラック顔料又はチタンブラック顔料を内添した光吸収性を有する樹脂膜から構成される隔壁部4が形成されている。すなわち、固体撮像装置1-1が有する隔壁部は、光入射側から順に、第1層の隔壁部9と第2層の隔壁部4とから構成されて、平面視(光入射側のフィルタ面から見た平面レイアウト図)で、格子状に形成されている。
[0170]
 図1(b)に示されるように、層間膜(酸化膜)2には、光入射側から順に、第1遮光膜101と第2遮光膜102又は103とが形成されている。第2遮光膜102は、左から1番目の画素である測距画素7の右半分の部分が受光する光を遮光するように、図1(b)中では、第1遮光膜101に対して左方向に延在している。第2遮光膜103は、左から3番目の測距画素7の左半分の部分が受光する光を遮光するように、図1(b)中では、第1遮光膜101に対して右方向に延在している。第1遮光膜101、第2遮光膜102、第2遮光膜103は、例えば、絶縁膜、金属膜でよい。絶縁膜は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜などから構成されて良い。金属膜は、例えば、タングステン、アルミニウム、銅などから構成されてよい。
[0171]
 次に、本技術に係る第1の実施形態(固体撮像装置の例1)の固体撮像装置の製造方法について、図2~図7を用いて説明をする。
[0172]
 本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置の製造方法は、図2に示されるように、平面視で4つの頂点が略角取りされている(4つの角が略直角である)矩形状(正方形でもよい。)のフィルタが形成されるように格子状のブラック(Black)レジストパターン4を形成し、図3に示されるように緑色光を透過するフィルタ(Greenフィルタ)(撮像画像)5のレジストパターンを形成し、図4に示されるように赤色光を透過するフィルタ(Redフィルタ)(撮像画像)6のレジストパターンを形成し、図5に示されるようにシアン光を透過するフィルタ(Cyanフィルタ)(測距画像)7のレジストパターンを形成する。
[0173]
 そして、図6に示されるように、格子状のブルー(Blue)レジストパターン9及び青色光を透過するフィルタ(Blueフィルタ)(撮像画像)のレジストパターン8を形成し、最後に、図7に示されるように、フィルタ上(光入射側)にマイクロレンズ10を形成する。隔壁部は、光入射側から順に、第1層9と第2層4とからなり、第1層9はブルー(Blue、青)壁(格子状のブルー、青)から構成され、第2層4はブラック(Black、黒)壁(格子状のブラック、黒)から構成される。
[0174]
 本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置は、上記で述べた内容の他に、特に技術的な矛盾がない限り、後述する本技術に係る第2~第11の実施形態の固体撮像装置の欄で述べる内容がそのまま適用することができる。
[0175]
<3.第2の実施形態(固体撮像装置の例2)>
 本技術に係る第2の実施形態(固体撮像装置の例2)の固体撮像装置は、一定のパターンに従って規則的に配置された複数の撮像画素を備え、撮像画素が、光電変換部が形成された半導体基板と、該半導体基板の光入射面側に形成された特定の光を透過するフィルタと、を少なくとも有し、複数の撮像画素のうち少なくとも1つの撮像画素が、特定の光を透過するフィルタを有する測距画素に置き換えられて、少なくとも1つの測距画素が形成され、少なくとも1つの測距画素を囲むようにして、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと隣り合うフィルタとの間に、隔壁部が形成され、隔壁部が、該測距画素に置き換えられた少なくとも1つの撮像画素が有する該フィルタの材料と略同一である材料を含む、固体撮像装置である。すなわち、隔壁部は、測距画素に置き換えられた撮像画素が有するフィルタを構成する材料と略同一である材料を含む。
[0176]
 さらに、隔壁部は、少なくとも1つの測距画素を囲むようにして形成されてよい。
[0177]
 測距画素が有するフィルタは、特定の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、透明膜、オンチップレンズを形成するシリコン酸化膜等の材料のいずれかを有して形成されてよい。また、測距画素が有するフィルタは、赤外光、紫外光、赤色光、青色光、緑色光、白色光、シアン光、マゼンタ光又はイエロー光を透過する材料を含んでもよい。
[0178]
 本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置によれば、画素間の混色を抑制し、また、測距画素からの混色と通常画素(撮像画素)からの混色との差を改善することが可能であり、マイクロレンズの無効領域から入ってくる迷光を遮光することができ、撮像特性を改善することが可能である。さらに、本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置によれば、画素間の混色をなくすことでフレアやムラの特性を改善することが可能であり、隔壁部を画素と同時にリソグラフィで形成することができ、コストを増大させずに形成可能であり、金属膜で形成された遮光壁と比較して、デバイス感度の低下を抑制することが可能である。
[0179]
 本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置について、図8を用いて説明をする。
[0180]
 図8(a)は、固体撮像装置1-2の16画素分の上面図(平面レイアウト図)である。図8(b)は、図8(a)に示されるA-A’線、B-B’線及びC-C’線のそれぞれに従った固体撮像装置1-2の5画素分の断面図であり、その5画素分のうち、図8(b)中の一番左側の1画素分は、図8(a)では省略されている。後述の図9(a)及び図9(b)~図14(a)及び図14(b)も同様な構成で図示されている。
[0181]
 固体撮像装置1-2においては、複数の撮像画素が、青色光を透過するフィルタを有する画素、緑色光を透過するフィルタを有する画素及び赤色光を透過するフィルタを有する画素からなり、複数の撮像画素がベイヤ配列に従って規則的に配置されている。各フィルタは、平面視で4つの頂点が略角取りされている(4つの角が略直角である)矩形状(正方形でもよい。)を有している。左右斜め方向に隣接するフィルタ間の距離は、左右又は上下方向に隣接するフィルタ間の距離よりも大きい。そして、固体撮像装置1-2は、光入射側から順に、マイクロレンズ(図2中では不図示)、フィルタ7、8等、平坦膜3、層間膜(酸化膜)2、光電変換部(例えば、フォトダイオード)が形成された半導体基板(図2中では不図示)及び配線層(不図示)を少なくとも備えている。
[0182]
 青色光を透過するフィルタ8を有する画素が、シアン光を透過するフィルタ7を有する測距画素に置き換えられて、測距画素が形成されている。測距画素を囲むようにして、測距画素が有するフィルタ7と、測距画素が有すフィルタと隣り合う4つの緑色光を透過するフィルタとの間に、隔壁部9が形成され、隔壁部9が、青色光を透過するフィルタの材料と同一である材料から構成される。そして、隔壁部9の下側(図1中の下側、光入射側とは反対側)には、例えば、カーボンブラック顔料又はチタンブラック顔料を内添した光吸収性を有する樹脂膜から構成される隔壁部4が形成されている。すなわち、固体撮像装置1-1が有する隔壁部は、光入射側から順に、第1層の隔壁部9と第2層の隔壁部4とから構成されて、平面視(光入射側のフィルタ面から見た平面レイアウト図)で、格子状に形成されている。
[0183]
 図8(b)に示されるように、層間膜(酸化膜)2には、光入射側から順に、第1遮光膜101と第2遮光膜102又は103とが形成されている。第2遮光膜102は、左から1番目の画素である測距画素7の右半分の部分が受光する光を遮光するように、図8(b)中では、第1遮光膜101に対して左方向に延在している。第2遮光膜103は、左から3番目の測距画素7の左半分の部分が受光する光を遮光するように、図8(b)中では、第1遮光膜101に対して右方向に延在している。第1遮光膜101、第2遮光膜102、第2遮光膜103は金属膜でよく、金属膜は、例えば、タングステン、アルミニウム、銅などから構成されてよい。
[0184]
 次に、本技術に係る第2の実施形態(固体撮像装置の例2)の固体撮像装置の製造方法について、図9~図14を用いて説明をする。
[0185]
 本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置の製造方法は、図9に示されるように、平面視で4つの頂点が略角取りされている(4つの角が略直角である)矩形状(正方形でもよい。)のフィルタが形成されるように格子状のブラック(Black)レジストパターン4を形成し、図10に示されるように、緑色光を透過するフィルタ(Greenフィルタ)(撮像画像)5のレジストパターンを形成し、図11に示されるように、赤色光を透過するフィルタ(Redフィルタ)(撮像画像)6のレジストパターンを形成する。
[0186]
 図12に示されるように、格子状のブルー(Blue)レジストパターン9及び青色光を透過するフィルタ(Blueフィルタ)(撮像画像)8のレジストパターンを形成し、そして、図13に示されるように、シアン光を透過するフィルタ(Cyanフィルタ)(測距画像)7のレジストパターンを形成し、最後に、図14に示されるように、フィルタ上(光入射側)にマイクロレンズ10を形成する。隔壁部は、光入射側から順に、第1層9と第2層4とからなり、第1層9はブルー(Blue、青)壁(格子状のブルー、青)から構成され、第2層4はブラック(Black、黒)壁(格子状のブラック、黒)から構成される。
[0187]
 本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置は、上記で述べた内容の他に、特に技術的な矛盾がない限り、上記で述べた本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置の欄で述べた内容及び下記で述べる本技術に係る第3~第11の実施形態の固体撮像装置の欄で述べる内容がそのまま適用することができる。
[0188]
<4.第3の実施形態(固体撮像装置の例3)>
 本技術に係る第3の実施形態(固体撮像装置の例3)の固体撮像装置は、一定のパターンに従って規則的に配置された複数の撮像画素を備え、撮像画素が、光電変換部が形成された半導体基板と、該半導体基板の光入射面側に形成された特定の光を透過するフィルタと、を少なくとも有し、複数の撮像画素のうち少なくとも1つの撮像画素が、特定の光を透過するフィルタを有する測距画素に置き換えられて、少なくとも1つの測距画素が形成され、少なくとも1つの測距画素を囲むようにして、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと隣り合うフィルタとの間に、隔壁部が形成され、隔壁部が、該測距画素に置き換えられた少なくとも1つの撮像画素が有する該フィルタの材料と略同一である材料を含む、固体撮像装置である。すなわち、隔壁部は、測距画素に置き換えられた撮像画素が有するフィルタを構成する材料と略同一である材料を含む。さらに、隔壁部は、少なくとも1つの測距画素を囲むようにして形成されてよい。
[0189]
 測距画素が有するフィルタは、特定の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、透明膜、オンチップレンズを形成するシリコン酸化膜等の材料のいずれかを有して形成されてよい。また、測距画素が有するフィルタは、赤外光、紫外光、赤色光、青色光、緑色光、白色光、シアン光、マゼンタ光又はイエロー光を透過する材料を含んでもよい。
[0190]
 本技術に係る第3の実施形態の固体撮像装置によれば、画素間の混色を抑制し、また、測距画素からの混色と通常画素(撮像画素)からの混色との差を改善することが可能であり、マイクロレンズの無効領域から入ってくる迷光を遮光することができ、撮像特性を改善することが可能である。さらに、本技術に係る第3の実施形態の固体撮像装置によれば、画素間の混色をなくすことでフレアやムラの特性を改善することが可能であり、隔壁部を画素と同時にリソグラフィで形成することができ、コストを増大させずに形成可能であり、金属膜で形成された遮光壁と比較して、デバイス感度の低下を抑制することが可能である。
[0191]
 本技術に係る第3の実施形態の固体撮像装置について、図15を用いて説明をする。
[0192]
 図15(a)は、固体撮像装置1-3の16画素分の上面図(平面レイアウト図)である。図15(b)は、図15(a)に示されるA-A’線、B-B’線及びC-C’線のそれぞれに従った固体撮像装置1-3の5画素分の断面図であり、その5画素分のうち、図15(b)中の一番左側の1画素分は、図15(a)では省略されている。後述の図16(a)及び図16(b)~図20(a)及び図20(b)も同様な構成で図示されている。
[0193]
 固体撮像装置1-3においては、複数の撮像画素が、青色光を透過するフィルタを有する画素、緑色光を透過するフィルタを有する画素及び赤色光を透過するフィルタを有する画素からなり、複数の撮像画素がベイヤ配列に従って規則的に配置されている。各フィルタは、平面視で4つの頂点が略角取りされている(4つの角が略直角である)矩形状(正方形でもよい。)を有している。左右斜め方向に隣接するフィルタ間の距離は、左右又は上下方向に隣接するフィルタ間の距離よりも大きい。そして、固体撮像装置1-1は、光入射側から順に、マイクロレンズ(図15中では不図示)、フィルタ7、8等、平坦膜3、層間膜(酸化膜)2、光電変換部(例えば、フォトダイオード)が形成された半導体基板(図1中では不図示)及び配線層(不図示)を少なくとも備えている。
[0194]
 青色光を透過するフィルタ8を有する画素が、シアン光を透過するフィルタ7を有する測距画素に置き換えられて、測距画素が形成されている。測距画素を囲むようにして、測距画素が有するフィルタ7と、測距画素が有すフィルタと隣り合う4つの緑色光を透過するフィルタとの間に、隔壁部9が形成され、隔壁部9が、青色光を透過するフィルタの材料と同一である材料から構成される。すなわち、固体撮像装置1-3が有する隔壁部は、第1層の隔壁部9から構成されて、平面視(光入射側のフィルタ面から見た平面レイアウト図)で、格子状に形成されている。
[0195]
 図15(b)に示されるように、層間膜(酸化膜)2には、光入射側から順に、第1遮光膜101と第2遮光膜102又は103とが形成されている。第2遮光膜102は、左から1番目の画素である測距画素7の右半分の部分が受光する光を遮光するように、図15(b)中では、第1遮光膜101に対して左方向に延在している。第2遮光膜103は、左から3番目の測距画素7の左半分の部分が受光する光を遮光するように、図15(b)中では、第1遮光膜101に対して右方向に延在している。第1遮光膜101、第2遮光膜102、第2遮光膜103は金属膜でよく、金属膜は、例えば、タングステン、アルミニウム、銅などから構成されてよい。
[0196]
 次に、本技術に係る第3の実施形態(固体撮像装置の例3)の固体撮像装置の製造方法について、図16~図20を用いて説明をする。
[0197]
 本技術に係る第3の実施形態の固体撮像装置の製造方法は、まず、図16に示されるように緑色光を透過するフィルタ(Greenフィルタ)(撮像画像)5のレジストパターンを形成し、続いて、図17に示されるように赤色光を透過するフィルタ(Redフィルタ)(撮像画像)6のレジストパターンを形成し、図18に示されるようにシアン光を透過するフィルタ(Cyanフィルタ)(測距画像)7のレジストパターンを形成し、図19に示されるように、格子状のブルー(Blue)レジストパターン9及び青色光を透過するフィルタ(Blueフィルタ)(撮像画像)8のレジストパターンを形成し、最後に、図20に示されるようにフィルタ上(光入射側)にマイクロレンズ10を形成する。隔壁部は、第1層からなり、第1層はブルー(Blue、青)壁(格子状のブルー、青)から構成される。
[0198]
 本技術に係る第3の実施形態の固体撮像装置は、上記で述べた内容の他に、特に技術的な矛盾がない限り、上記で述べた本技術に係る第1~第2の実施形態の固体撮像装置の欄で述べた内容及び下記で述べる本技術に係る第4~第11の実施形態の固体撮像装置の欄で述べる内容がそのまま適用することができる。
[0199]
<5.第4の実施形態(固体撮像装置の例4)>
 本技術に係る第4の実施形態(固体撮像装置の例4)の固体撮像装置は、一定のパターンに従って規則的に配置された複数の撮像画素を備え、撮像画素が、光電変換部が形成された半導体基板と、該半導体基板の光入射面側に形成された特定の光を透過するフィルタと、を少なくとも有し、複数の撮像画素のうち少なくとも1つの撮像画素が、特定の光を透過するフィルタを有する測距画素に置き換えられて、少なくとも1つの測距画素が形成され、少なくとも1つの測距画素を囲むようにして、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと隣り合うフィルタとの間に、隔壁部が形成され、隔壁部が、該測距画素に置き換えられた少なくとも1つの撮像画素が有する該フィルタの材料と略同一である材料を含む、固体撮像装置である。すなわち、隔壁部は、測距画素に置き換えられた撮像画素が有するフィルタを構成する材料と略同一である材料を含む。さらに、隔壁部は、少なくとも1つの測距画素を囲むようにして形成される。
[0200]
 測距画素が有するフィルタは、特定の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、透明膜、オンチップレンズを形成するシリコン酸化膜等の材料のいずれかを有して形成されてよい。また、測距画素が有するフィルタは、赤外光、紫外光、赤色光、青色光、緑色光、白色光、シアン光、マゼンタ光又はイエロー光を透過する材料を含んでもよい。
[0201]
 本技術に係る第4の実施形態の固体撮像装置によれば、画素間の混色を抑制し、また、測距画素からの混色と通常画素(撮像画素)からの混色差を改善することが可能であり、マイクロレンズの無効領域から入ってくる迷光を遮光することができ、撮像特性を改善することが可能である。さらに、本技術に係る第4の実施形態の固体撮像装置によれば、画素間の混色をなくすことでフレアやムラの特性を改善することが可能であり、隔壁部を画素と同時にリソグラフィで形成することができ、コストを増大させずに形成可能であり、金属膜で形成された遮光壁と比較して、デバイス感度の低下を抑制することが可能である。
[0202]
 本技術に係る第4の実施形態の固体撮像装置について、図21を用いて説明をする。
[0203]
 図21(a)は、固体撮像装置1-4の16画素分の上面図(平面レイアウト図)である。図21(b)は、図21(a)に示されるA-A’線、B-B’線及びC-C’線のそれぞれに従った固体撮像装置1-4の5画素分の断面図であり、その5画素分のうち、図21(b)中の一番左側の1画素分は、図21(a)では省略されている。後述の図22(a)及び図22(b)~図26(a)及び図26(b)も同様な構成で図示されている。
[0204]
 固体撮像装置1-4においては、複数の撮像画素が、青色光を透過するフィルタを有する画素、緑色光を透過するフィルタを有する画素及び赤色光を透過するフィルタを有する画素からなり、複数の撮像画素がベイヤ配列に従って規則的に配置されている。各フィルタは、平面視で4つの頂点が略角取りされている(4つの角が略直角である)矩形状(正方形でもよい。)を有している。左右斜め方向に隣接するフィルタ間の距離は、左右又は上下方向に隣接するフィルタ間の距離よりも大きい。そして、固体撮像装置1-1は、光入射側から順に、マイクロレンズ(図21中では不図示)、フィルタ7、8等、平坦膜3、層間膜(酸化膜)2、光電変換部(例えば、フォトダイオード)が形成された半導体基板(図21中では不図示)及び配線層(不図示)を少なくとも備えている。
[0205]
 青色光を透過するフィルタ8を有する画素が、シアン光を透過するフィルタ7を有する測距画素に置き換えられて、測距画素が形成されている。測距画素を囲むようにして、測距画素が有するフィルタ7と、測距画素が有すフィルタと隣り合う4つの緑色光を透過するフィルタとの間に、隔壁部9が形成され、隔壁部9が、青色光を透過するフィルタの材料と同一である材料から構成される。すなわち、固体撮像装置1-4が有する隔壁部は、光入射側から順に、第1層の隔壁部9から構成されている。そして隔壁部9は格子状に形成されているのではなく、測距画素7のみを囲って形成されている。
[0206]
 図21(b)に示されるように、層間膜(酸化膜)2には、光入射側から順に、第1遮光膜101と第2遮光膜102又は103とが形成されている。第2遮光膜102は、左から1番目の画素である測距画素7の右半分の部分が受光する光を遮光するように、図21(b)中では、第1遮光膜101に対して左方向に延在している。第2遮光膜103は、左から3番目の測距画素7の左半分の部分が受光する光を遮光するように、図21(b)中では、第1遮光膜101に対して右方向に延在している。第1遮光膜101、第2遮光膜102、第2遮光膜103は金属膜でよく、金属膜は、例えば、タングステン、アルミニウム、銅などから構成されてよい。
[0207]
 次に、本技術に係る第4の実施形態(固体撮像装置の例4)の固体撮像装置の製造方法について、図22~図26を用いて説明をする。
[0208]
 本技術に係る第4の実施形態の固体撮像装置の製造方法は、まず、図22に示されるように、緑色光を透過するフィルタ(Greenフィルタ)(撮像画像)5のレジストパターンを形成し、図23に示されるように赤色光を透過するフィルタ(Redフィルタ)(撮像画像)6のレジストパターンを形成する。
[0209]
 図24に示されるように、囲み状のブルー(Blue)レジストパターン9(ブルー(Blue)の材料で囲まれた中は、フィルタは未形成)及び青色光を透過するフィルタ(Blueフィルタ)(撮像画像)8のレジストパターンを形成し、そして、図25に示されるように、囲み状のブルー(Blue)9のレジストパターンの箇所にシアン光を透過するフィルタ(Cyanフィルタ)(測距画像)7のレジストパターンを形成し、最後に、図26に示されるように、フィルタ上(光入射側)にマイクロレンズを形成する。隔壁部は、第1層からなり、第1層はブルー(Blue、青)壁(格子状のブルー、青)から構成される。
[0210]
 本技術に係る第4の実施形態の固体撮像装置は、上記で述べた内容の他に、特に技術的な矛盾がない限り、上記で述べた本技術に係る第1~第3の実施形態の固体撮像装置の欄で述べた内容及び下記で述べる本技術に係る第5~第11の実施形態の固体撮像装置の欄で述べる内容がそのまま適用することができる。
[0211]
<6.第5の実施形態(固体撮像装置の例5)>
 本技術に係る第5の実施形態(固体撮像装置の例5)の固体撮像装置は、一定のパターンに従って規則的に配置された複数の撮像画素を備え、撮像画素が、光電変換部が形成された半導体基板と、該半導体基板の光入射面側に形成された特定の光を透過するフィルタと、を少なくとも有し、複数の撮像画素のうち少なくとも1つの撮像画素が、特定の光を透過するフィルタを有する測距画素に置き換えられて、少なくとも1つの測距画素が形成され、少なくとも1つの測距画素を囲むようにして、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと隣り合うフィルタとの間に、隔壁部が形成され、隔壁部が、該測距画素に置き換えられた少なくとも1つの撮像画素が有する該フィルタの材料と略同一である材料を含む、固体撮像装置である。すなわち、隔壁部は、測距画素に置き換えられた撮像画素が有するフィルタを構成する材料と略同一である材料を含む。さらに、隔壁部は、少なくとも1つの測距画素を囲むようにして形成されてよい。
[0212]
 測距画素が有するフィルタは、特定の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、透明膜、オンチップレンズを形成するシリコン酸化膜等の材料のいずれかを有して形成されてよい。また、測距画素が有するフィルタは、赤外光、紫外光、赤色光、青色光、緑色光、白色光、シアン光、マゼンタ光又はイエロー光を透過する材料を含んでもよい。
[0213]
 本技術に係る第5の実施形態の固体撮像装置によれば、画素間の混色を抑制し、また、測距画素からの混色と通常画素(撮像画素)からの混色との差を改善することが可能であり、マイクロレンズの無効領域から入ってくる迷光を遮光することができ、撮像特性を改善することが可能であり、さらに、画素間の混色をなくすことでフレアやムラの特性を改善することが可能であり、隔壁部を画素と同時にリソグラフィで形成することができ、コストを増大させずに形成可能であり、金属膜で形成された遮光壁と比較して、デバイス感度の低下を抑制することが可能である。
[0214]
 本技術に係る第5の実施形態の固体撮像装置について、図27を用いて説明をする。
[0215]
 図27(a)は、固体撮像装置1-5の16画素分の上面図(平面レイアウト図)である。図27(b)は、図27(a)に示されるA-A’線、B-B’線及びC-C’線のそれぞれに従った固体撮像装置1-5の5画素分の断面図であり、その5画素分のうち、図27(b)中の一番左側の1画素分は、図27(a)では省略されている。後述の図28(a)及び図28(b)~図32(a)及び図32(b)も同様な構成で図示されている。
[0216]
 固体撮像装置1-5においては、複数の撮像画素が、青色光を透過するフィルタを有する画素、緑色光を透過するフィルタを有する画素及び赤色光を透過するフィルタを有する画素からなり、複数の撮像画素がベイヤ配列に従って規則的に配置されている。各フィルタは、平面視(光入射側から見たフィルタの平面レイアウト図)で円形状を有している。左右斜め方向に隣接するフィルタ間の距離は、左右又は上下方向に隣接するフィルタ間の距離よりも大きい。また、左右斜め方向に隣接する円形状のフィルタ間の平均距離は、左右斜め方向に隣接する矩形状のフィルタ(例えば、第1の実施形態で用いられたフィルタ)間の平均距離よりも大きく、左右又は上下方向に隣接する円形状のフィルタ間の平均距離は、左右又は上下方向に隣接する矩形状のフィルタ間の平均距離よりも大きい。そして、固体撮像装置1-5は、光入射側から順に、マイクロレンズ(図27中では不図示)、フィルタ7、8等、平坦膜3、層間膜(酸化膜)2、光電変換部(例えば、フォトダイオード)が形成された半導体基板(図27中では不図示)及び配線層(図27中では不図示)を少なくとも備えている。
[0217]
 青色光を透過するフィルタ8を有する画素が、シアン光を透過するフィルタ7を有する測距画素に置き換えられて、測距画素が形成されている。測距画素を囲むようにして、測距画素が有するフィルタ7と、測距画素が有すフィルタと隣り合う4つの緑色光を透過するフィルタとの間に、隔壁部9が形成され、隔壁部9が、青色光を透過するフィルタの材料と同一である材料から構成される。すなわち、固体撮像装置1-5が有する隔壁部は、第1層の隔壁部9から構成されて、平面視(光入射側のフィルタ面から見た平面レイアウト図)で円形格子状に形成されている。
[0218]
 図27(b)に示されるように、層間膜(酸化膜)2には、光入射側から順に、第1遮光膜101と第2遮光膜102又は103とが形成されている。第2遮光膜102は、左から1番目の画素である測距画素7の右半分の部分が受光する光を遮光するように、図27(b)中では、第1遮光膜101に対して左方向に延在している。第2遮光膜103は、左から3番目の測距画素7の左半分の部分が受光する光を遮光するように、図27(b)中では、第1遮光膜101に対して右方向に延在している。第1遮光膜101、第2遮光膜102、第2遮光膜103は金属膜でよく、金属膜は、例えば、タングステン、アルミニウム、銅などから構成されてよい。
[0219]
 次に、本技術に係る第5の実施形態(固体撮像装置の例5)の固体撮像装置の製造方法について、図28~図32を用いて説明をする。
[0220]
 本技術に係る第5の実施形態の固体撮像装置の製造方法は、まず、図28で示されるように、平面視で円形状の緑色光を透過するフィルタ(Greenフィルタ)(撮像画像)5のレジストパターンを形成し、図29に示されるように、平面視で円形状の赤色光を透過するフィルタ(Redフィルタ)(撮像画像)6のレジストパターンを形成し、次に、図30に示されるように、平面視で円形状のシアン光を透過するフィルタ(Cyanフィルタ)(測距画像)7のレジストパターンを形成する。
[0221]
 図31に示されるように、円形格子状のブルー(Blue)レジストパターン9(平面視で円形状のシアン光を透過するフィルタをブルー材料で囲む)及び青色光を透過するフィルタ(Blueフィルタ)(撮像画像)8のレジストパターンを形成し、最後に、図32に示されるように、フィルタ上(光入射側)にマイクロレンズを形成する。隔壁部は、第1層からなり、第1層はブルー(Blue、青)壁(格子状のブルー、青)から構成される。
[0222]
 本技術に係る第5の実施形態の固体撮像装置は、上記で述べた内容の他に、特に技術的な矛盾がない限り、上記で述べた本技術に係る第1~第4の実施形態の固体撮像装置の欄で述べた内容及び下記で述べる本技術に係る第6~第11の実施形態の固体撮像装置の欄で述べる内容がそのまま適用することができる。
[0223]
<7.第6の実施形態(固体撮像装置の例6)>
 本技術に係る第6の実施形態(固体撮像装置の例6)の固体撮像装置は、一定のパターンに従って規則的に配置された複数の撮像画素を備え、撮像画素が、光電変換部が形成された半導体基板と、該半導体基板の光入射面側に形成された特定の光を透過するフィルタと、を少なくとも有し、複数の撮像画素のうち少なくとも1つの撮像画素が、特定の光を透過するフィルタを有する測距画素に置き換えられて、少なくとも1つの測距画素が形成され、少なくとも1つの測距画素を囲むようにして、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと隣り合うフィルタとの間に、隔壁部が形成され、隔壁部が、該測距画素に置き換えられた少なくとも1つの撮像画素が有する該フィルタの材料と略同一である材料を含む、固体撮像装置である。すなわち、隔壁部は、測距画素に置き換えられた撮像画素が有するフィルタを構成する材料と略同一である材料を含む。さらに、隔壁部は、少なくとも1つの測距画素を囲むようにして形成されてよい。
[0224]
 測距画素が有するフィルタは、特定の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、透明膜、オンチップレンズを形成するシリコン酸化膜等の材料のいずれかを有して形成されてよい。また、測距画素が有するフィルタは、赤外光、紫外光、赤色光、青色光、緑色光、白色光、シアン光、マゼンタ光又はイエロー光を透過する材料を含んでもよい。
[0225]
 本技術に係る第6の実施形態の固体撮像装置によれば、画素間の混色を抑制し、また、測距画素からの混色と通常画素(撮像画素)からの混色との差を改善することが可能であり、マイクロレンズの無効領域から入ってくる迷光を遮光することができ、撮像特性を改善することが可能であり、さらに、画素間の混色をなくすことでフレアやムラの特性を改善することが可能であり、隔壁部を画素と同時にリソグラフィで形成することができ、コストを増大させずに形成可能であり、金属膜で形成された遮光壁と比較して、デバイス感度の低下を抑制することが可能である。
[0226]
 本技術に係る第6の実施形態の固体撮像装置について、図33を用いて説明をする。
[0227]
 図33(a)は、固体撮像装置1-6の16画素分の上面図(平面レイアウト図)である。図33(b)は、図33(a)に示されるA-A’線、B-B’線及びC-C’線のそれぞれに従った固体撮像装置1-6の5画素分の断面図であり、その5画素分のうち、図33(b)中の一番左側の1画素分は、図33(a)では省略されている。後述の図34(a)及び図34(b)~図39(a)及び図39(b)も同様な構成で図示されている。
[0228]
 固体撮像装置1-6においては、複数の撮像画素が、青色光を透過するフィルタを有する画素、緑色光を透過するカラーフィルタを有する画素及び赤色光を透過するカラーフィルタを有する画素からなり、複数の撮像画素がベイヤ配列に従って規則的に配置されている。各カラーフィルタは、平面視で円形状を有している。左右斜め方向に隣接するカラーフィルタ間の距離は、左右又は上下方向に隣接するカラーフィルタ間の距離よりも大きい。また、左右斜め方向に隣接する円形状のカラーフィルタ間の平均距離は、左右斜め方向に隣接する矩形状のカラーフィルタ(例えば、第1の実施形態で用いられたカラーフィルタ)間の平均距離よりも大きく、左右又は上下方向に隣接する円形状のカラーフィルタ間の平均距離は、左右又は上下方向に隣接する矩形状のカラーフィルタ間の平均距離よりも大きい。そして、固体撮像装置1-5は、光入射側から順に、マイクロレンズ(図33中では不図示)、カラーフィルタ7、8等、平坦膜3、層間膜(酸化膜)2、光電変換部(例えば、フォトダイオード)が形成された半導体基板(図33中では不図示)及び配線層(図33中では不図示)を少なくとも備えている。
[0229]
 青色光を透過するカラーフィルタ8を有する画素が、シアン光を透過するカラーフィルタ7を有する測距画素に置き換えられて、測距画素が形成されている。測距画素を囲むようにして、測距画素が有するカラーフィルタ7と、測距画素が有するカラーフィルタと隣り合う4つの緑色光を透過するカラーフィルタとの間に、隔壁部9が形成され、隔壁部9が、青色光を透過するカラーフィルタの材料と同一である材料から構成される。そして、隔壁部9の下側(図1中の下側、光入射側とは反対側)には、例えば、カーボンブラック顔料又はチタンブラック顔料を内添した光吸収性を有する樹脂膜から構成される隔壁部4が形成されている。すなわち、固体撮像装置1-6が有する隔壁部は、光入射側から順に、第1層の隔壁部9と第2層の隔壁部4とから構成されて、平面視(光入射側のフィルタ面から見た平面レイアウト図)で円形格子状に形成されている。
[0230]
 図33(b)に示されるように、層間膜(酸化膜)2には、光入射側から順に、第1遮光膜101と第2遮光膜102又は103とが形成されている。第2遮光膜102は、左から1番目の画素である測距画素(フイルタ7)の右半分の部分が受光する光を遮光するように、図33(b)中では、第1遮光膜101に対して左方向に延在している。第2遮光膜103は、左から3番目の測距画素7の左半分の部分が受光する光を遮光するように、図33(b)中では、第1遮光膜101に対して右方向に延在している。図33(b)中では、第1遮光膜101に対して右方向に延在している。第1遮光膜101、第2遮光膜102、第2遮光膜103は金属膜でよく、金属膜は、例えば、タングステン、アルミニウム、銅などから構成されてよい。
[0231]
 次に、本技術に係る第6の実施形態(固体撮像装置の例6)の固体撮像装置の製造方法について、図34~図39を用いて説明をする。
[0232]
 本技術に係る第6の実施形態の固体撮像装置の製造方法は、図34に示されるように、平面視で円形状のフィルタが形成されるように格子状のブラック(Black)レジストパターン4を形成し、図35に示されるように平面視で円形状の緑色光を透過するフィルタ(Greenフィルタ)(撮像画像)5のレジストパターンを形成し、図36に示されるように、平面視で円形状の赤色光を透過するフィルタ(Redフィルタ)(撮像画像)6のレジストパターンを形成し、図37に示されるように、平面視で円形状のシアン光を透過するフィルタ(Cyanフィルタ)(測距画像)7のレジストパターンを形成し、図38に示されるように、円形格子状のブルー(Blue)レジストパターン9及び青色光を透過するフィルタ(Blueフィルタ)(撮像画像)8のレジストパターンを形成し、最後に、図39に示されるように、フィルタ上(光入射側)にマイクロレンズ10を形成する。隔壁部は、光入射側から順に、第1層9と第2層4とからなり、第1層9はブルー(Blue、青)壁(格子状のブルー、青)から構成され、第2層4はブラック(Black、黒)壁(格子状のブラック、黒)から構成される。
[0233]
 本技術に係る第6の実施形態の固体撮像装置は、上記で述べた内容の他に、特に技術的な矛盾がない限り、上記で述べた本技術に係る第1~第5の実施形態の固体撮像装置の欄で述べた内容及び下記で述べる本技術に係る第7~第11の実施形態の固体撮像装置の欄で述べる内容がそのまま適用することができる。
[0234]
<8.第7の実施形態(固体撮像装置の例7)>
 本技術に係る第7の実施形態(固体撮像装置の例7)の固体撮像装置は、一定のパターンに従って規則的に配置された複数の撮像画素を備え、撮像画素が、光電変換部が形成された半導体基板と、該半導体基板の光入射面側に形成された特定の光を透過するフィルタと、を少なくとも有し、複数の撮像画素のうち少なくとも1つの撮像画素が、特定の光を透過するフィルタを有する測距画素に置き換えられて、少なくとも1つの測距画素が形成され、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと隣り合うフィルタとの間に、隔壁部が形成され、隔壁部が、測距画素に置き換えられた少なくとも1つの撮像画素が有するフィルタの材料と略同一である材料を含む、固体撮像装置である。すなわち、隔壁部は、測距画素に置き換えられた撮像画素が有するフィルタを構成する材料と略同一である材料を含む。
[0235]
 さらに、隔壁部は、少なくとも1つの測距画素を囲むようにして形成される。
[0236]
 測距画素が有するフィルタは、特定の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、透明膜、オンチップレンズを形成するシリコン酸化膜等の材料のいずれかを有して形成されてよい。また、測距画素が有するフィルタは、赤外光、紫外光、赤色光、青色光、緑色光、白色光、シアン光、マゼンタ光又はイエロー光を透過する材料を含んでもよい。
[0237]
 本技術に係る第7の実施形態の固体撮像装置によれば、画素間の混色を抑制し、また、測距画素からの混色と通常画素(撮像画素)からの混色との差を改善することが可能であり、マイクロレンズの無効領域から入ってくる迷光を遮光することができ、撮像特性を改善することが可能であり、さらに、画素間の混色をなくすことでフレアやムラの特性を改善することが可能であり、隔壁部を画素と同時にリソグラフィで形成することができ、コストを増大させずに形成可能であり、金属膜で形成された遮光壁と比較して、デバイス感度の低下を抑制することが可能である。
[0238]
 本技術に係る第7の実施形態の固体撮像装置について、図40(a)、図40(a-1)及び図40(a-2)を用いて説明をする。
[0239]
 図40(a)は、図40(a-2)に示されるQ1-Q2線に従った固体撮像装置1000-1の1つの画素の断面図である。なお、図40(a)には、便宜上、その1つの画素の左隣の画素と右隣の画素との一部も示されている。図40(a-1)は、固体撮像装置1000-1の4つの撮像画素の上面図(フィルタ(カラーフィルタ)の平面レイアウト図)であり、図40(a-2)は、固体撮像装置1000-1の3つの撮像画素と1つの測距画素の上面図(フィルタ(カラーフィルタ)の平面レイアウト図)である。
[0240]
 固体撮像装置1000-1においては、複数の撮像画素が、青色光を透過するフィルタ8を有する画素、緑色光を透過するフィルタ5を有する画素及び赤色光を透過するフィルタ6を有する画素からなる。各フィルタは、光入射側からの平面視で4つの頂点が略角取りされている(4つの角が略直角である)矩形状(正方形でもよい。)を有している。そして、固体撮像装置1000-1は、画素毎に、光入射側から順に、マイクロレンズ(オンチップレンズ)10、フィルタ(図40(a)中ではシアンフィルタ7)及び隔壁部9-1、平坦膜3、層間膜(酸化膜)2-1及び2-2、光電変換部(例えば、フォトダイオード)が形成された半導体基板(図40(a)中では不図示)並びに配線層(不図示)を少なくとも備えている。測距画素は、例えば、像面位相差画素が挙げられるが、これに限られず、TOF(Time-of-Flight)技術を利用して距離情報を取得する画素、赤外線受光画素、特定の用途に利用できる狭帯域の波長を受光する画素、輝度変化を測定する画素等でもよい。
[0241]
 少なくとも1つの青色光を透過するフィルタ8を有する画素が、例えばシアン光を透過するフィルタ7を有する測距画素に置き換えられて、測距画素が形成されている。測距画素に置き換えられる撮像画素の選定はパターン化されてもよいしランダムでもよい。測距画素(フィルタ7)を囲むようにして、緑色光を透過するフィルタ5を有する画素とシアン光を透過するフィルタ7を有する測距画素との境界部から測距画素内(図40(a)中では、平坦化膜5上であって、後述する第3遮光膜104の直上から、第3遮光膜104の右上側内及び第3遮光膜104の左上側内)に、測距画素が有するフィルタ7と、測距画素が有するフィルタ7と隣り合う緑色光を透過するフィルタ5との間に、隔壁部9-1が形成されている。隔壁部9-1は、青色光を透過するフィルタの材料と同一である材料から構成される。隔壁部9-1の高さ(図40(a)中では上下方向の長さ)は、図40(a)中では、フィルタ7の高さと略同等であるが、隔壁部9-1の高さ(図40(a)中では上下方向の長さ)は、フィルタ7の高さよりも低くてもよいし、高くてもよい。
[0242]
 図40(a)に示されるように、固体撮像装置1000-1には、光入射側から順に層間膜2-1と層間膜2-2とが形成され、層間膜2-1にはインナーレンズ10-1が形成されている。層間膜(酸化膜)2-1には、第3遮光膜104が、画素間を仕切るように(図40(a)中の上下方向)形成されている。層間膜(酸化膜)2-2には、光入射側から順に、第4遮光膜105と第5遮光膜106又は第6遮光膜107とが形成されている。第6遮光膜107は、測距画素(フィルタ7)の右半分の部分において、受光する光を遮光するように、図40(a)中では、第4遮光膜105に対して左方向に延在している。第5遮光膜106は、第4遮光膜105に対して左右方向に略均等になるように延在している。なお、図40(a)中では、第6遮光膜107の左方向の延在幅は、第5遮光膜106の左右方向の延在幅に対して大きい。第3遮光膜104、第4遮光膜105、第5遮光膜106及び第6遮光膜107は、例えば、絶縁膜、金属膜でよい。絶縁膜は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜などから構成されて良い。金属膜は、例えば、タングステン、アルミニウム、銅などから構成されてよい。
[0243]
 本技術に係る第7の実施形態の固体撮像装置について、図43(a)及び図43(a-1)を用いて説明をする。
[0244]
 図43(a)は、固体撮像装置1000-4の1つの画素の断面図である。なお、図43(a)には、便宜上、その1つの画素の左隣の画素と右隣の画素との一部も示されている。図43(a-1)は、固体撮像装置6000-4の1つの画素の断面図である。なお、図43(a-1)には、便宜上、その1つの画素の左隣の画素と右隣の画素との一部も示されている。固体撮像装置1000-4の構成は、固体撮像装置1000-1の構成と同一であるので、ここでは説明を省略する。
[0245]
 固体撮像装置6000-4の構成と固体撮像装置1000-4の構成との違いは、固体撮像装置6000-4が、隔壁部9-1-Zを有する点であり、隔壁部9-1-Zは隔壁部9-1に対して、測距画素(フィルタ7)の遮光側(第6遮光膜107側)で線幅(図43(a)中の左右方向)が図43(a)の左方向に延在して長くなっている。なお、図示はされていないが、隔壁部9-1-Zの高さ(図43(a)中の上下方向)を、隔壁部9-1の高さよりも高くしてもよい。
[0246]
 図44を用いて、本技術に係る第7の実施形態の固体撮像装置の製造方法について説明をする。図44(a)は、固体撮像装置9000-5の48(8×6)画素分の上面図(フィルタ(カラーフィルタ)の平面レイアウト図)であり、撮像画素は、ベイヤ配列に従って規則的に配置されている。図44(b)は、図44(a)に示されるP1-P2線に従った固体撮像装置9000-5の1つの画素の断面図である。なお、図44(b)には、便宜上、その1つの画素の左隣の画素と右隣の画素との一部も示されている。図44(c)は、図44(a)に示されるP3-P4線に従った固体撮像装置9000-5の1つの画素の断面図である。なお、図44(c)には、便宜上、その1つの画素の左隣の画素と右隣の画素との一部も示されている。
[0247]
 固体撮像装置9000-5を製造するために、緑色光を透過するフィルタ5b及び5r(撮像画素)、赤色光を透過するフィルタ6(撮像画素)、青色光を透過するフィルタ8及び青色光を透過する材料を含む隔壁部9-1、シアンフィルタ7(測距画素)の順で作製してもよいが、隔壁部9-1の剥がれ対策のために、青色光を透過する材料を含む隔壁部9-1、緑色光を透過するフィルタ5b及び5r(撮像画素)、赤色光を透過するフィルタ6(撮像画素)、青色光を透過するフィルタ8、シアンフィルタ7(測距画素)の順で作製することが好ましい場合がある。すなわち、この好ましい態様は、隔壁部9-1を、撮像画素が有するフィルタよりも先に作製することである。
[0248]
 次に、図45を用いて、本技術に係る第7の実施形態の固体撮像装置について、詳細に説明をする。図45(a)は、固体撮像装置1001-6の1つの画素の断面図である。なお、図45(a)には、便宜上、その1つの画素の左隣の画素と右隣の画素との一部も示されている。図45(b)は、固体撮像装置1002-6の1つの画素の断面図である。なお、図45(b)には、便宜上、その1つの画素の左隣の画素と右隣の画素との一部も示されている。
[0249]
 図45(a)に示されるように、固体撮像装置1001-6の構成と固体撮像装置1000-1の構成との違いは、固体撮像装置1001-6が、隔壁部9-3を有する点である。固体撮像装置1001-6は、少なくとも1つの緑色光を透過するフィルタ5を有する撮像画素が、例えばシアン光を透過するフィルタ7を有する測距画素に置き換えられて、測距画素が形成されている。したがって、隔壁部9-3は、緑色光を透過するフィルタの材料と同一である材料から構成される。
[0250]
 図45(b)に示されるように、固体撮像装置1002-6の構成と固体撮像装置1000-1の構成との違いは、固体撮像装置1002-6が、隔壁部9-4を有する点である。固体撮像装置1002-6は、少なくとも1つの赤色光を透過するフィルタ6を有する撮像画素が、例えばシアン光を透過するフィルタ7を有する測距画素に置き換えられて、測距画素が形成されている。したがって、隔壁部9-4は、赤色光を透過するフィルタの材料と同一である材料から構成される。
[0251]
 以上より、シアン光を透過するフィルタ7を囲む隔壁部9-1、9-3及び9-4は、混色対策の効果を奏する。
[0252]
 図46を用いて、本技術に係る第7の実施形態の固体撮像装置について、詳細に説明をする。図46は、固体撮像装置9000-7の96(12画素(図46の左右方向)×8画素(図46の上下方向))画素分の上面図(フィルタ(カラーフィルタ)の平面レイアウト図)である。
[0253]
 固体撮像装置9000-7は、カラーフィルタのクアッドベイヤ(Quad Baye
r)配列構造を有し、1単位を4画素とする。図46では、4つの青色光を透過するフィルタ8を有する4つの画素の1単位(9000-7-B)が、4つのシアン光を透過するフィルタ7を有する測距画素(9000-7-1a、9000-7-1b、9000-7-1c及び9000-7-1d)の1単位9000-7-1に置き換えられて、4画素分の測距画素が形成されている。そして、青色光を透過するフィルタの材料と同一の材料から構成される隔壁部9-1が4つのシアンフィルタ7を囲むように形成されている。なお、オンチップレンズ10-7は画素毎に形成されている。1単位9000-7-2及び1単位9000-7-3も同様に構成されている。
[0254]
 図49を用いて、本技術に係る第7の実施形態の固体撮像装置について、詳細に説明をする。図49は、固体撮像装置9000-10の96(12×8)画素分の上面図(フィルタ(カラーフィルタ)の平面レイアウト図)である。
[0255]
 固体撮像装置9000-10は、カラーフィルタのクアッドベイヤ(Quad Bay
er)配列構造を有し、1単位を4画素とする。図49では、青色光を透過する4つのフィルタ8を有する4つの画素の1単位(9000-10-B)が、シアン光を透過するフィルタ7を有する4つの測距画素(9000-10-1a、9000-10-1b、9000-10-1c及び9000-10-1d)の1単位9000-10-1に置き換えられて、4画素分の測距画素が形成され、そして、隔壁部9-1が4つのシアンフィルタ7を囲むように形成されている。なお、オンチップレンズ10-10は1単位(4画素毎)に形成されている。1単位9000-10-2及び1単位9000-10-3も同様な構成である。
[0256]
 図52を用いて、本技術に係る第7の実施形態の固体撮像装置について、詳細に説明をする。図52は、固体撮像装置9000-13の96(12×8)画素分の上面図(フィルタ(カラーフィルタ)の平面レイアウト図)である。
[0257]
 固体撮像装置9000-13は、カラーフィルタのクアッドベイヤ(Quad Bay
er)配列構造を有し、1単位を4画素とする。図52では、青色光を透過する1つのフィルタ8を有する1つの画素が、シアン光を透過するフィルタ7を有する1つの測距画素9000-13-1bに置き換えられて、緑色光を透過する1つのフィルタ5を有する1つの画素が、シアン光を透過するフィルタ7を有する1つの測距画素9000-13-1aに置き換えられて、2画素分の撮像画素9000-13-Bが、2画素分の測距画素9000-13-1に置き換えられて形成され、そして、隔壁部9-1が青色光を透過するフィルタの材料から形成され、隔壁部9-3が緑色光を透過するフィルタ材料とから構成されて、2つのシアンフィルタ7を囲むように形成されている。なお、オンチップレンズ10-13は2画素分の測距画素に対して形成されて、撮像画素については画素毎にオンチップレンズが形成されている。2画素分の測距画素9000-13-2及び2画素分の測距画素9000-13-3も同様な構成である。
[0258]
 図53を用いて、本技術に係る第7の実施形態の固体撮像装置について、詳細に説明をする。図53は、固体撮像装置9000-14の96(12×8)画素分の上面図(フィルタ(カラーフィルタ)の平面レイアウト図)である。
[0259]
 固体撮像装置9000-14は、カラーフィルタのベイヤ(Bayer)配列構造を有し、1単位を1画素とする。図53では、青色光を透過する1つのフィルタ8を有する1つの画素が、シアン光を透過するフィルタ7を有する1つの測距画素9000-14-1aに置き換えられて、緑色光を透過する1つのフィルタ5を有する1つの画素が、シアン光を透過するフィルタ7を有する1つの測距画素9000-14-1bに置き換えられて、2画素分の撮像画素9000-14-Bが、2画素分の測距画素9000-14-1に置き換えられて形成され、そして、隔壁部9-1が青色光を透過するフィルタ材料から形成され、隔壁部9-3が緑色光を透過するフィルタ材料とから形成されて、2つのシアンフィルタ7を囲むように形成されている。なお、オンチップレンズ10-14は2画素分の測距画素に対して形成されて、撮像画素については画素毎にオンチップレンズが形成されている。2画素分の測距画素9000-14-2も同様な構成である。
[0260]
 図54を用いて、本技術に係る第7の実施形態の固体撮像装置の製造方法について説明をする。図54に示される固体撮像装置の製造方法は、ポジ型レジストを用いたフォトリソグラフィによる製造方法である。なお、本技術に係る第7の実施形態の固体撮像装置の製造方法は、ネガ型レジストを用いたフォトリソグラフィによる製造方法でもよい。
[0261]
 図54(a)では、マスクパターン20Mが有する開口部Va-1を介して、光L(例えば、紫外光)が、隔壁部9-1を構成する材料に照射され、照射された隔壁部9-1を構成する材料(Vb-1)は溶解し(図54(b))、マスクパターン20Mが除去され(図54(c))、溶解した部分Vc-1にシアンフィルタ7が形成されて、隔壁部9-1が製造されて(図54(d))、本技術に係る第7の実施形態の固体撮像装置を得ることができる。
[0262]
 本技術に係る第7の実施形態の固体撮像装置は、上記で述べた内容の他に、特に技術的な矛盾がない限り、上記で述べた本技術に係る第1~第6の実施形態の固体撮像装置の欄で述べた内容及び下記で述べる本技術に係る第8~第11の実施形態の固体撮像装置の欄で述べる内容がそのまま適用することができる。
[0263]
<9.第8の実施形態(固体撮像装置の例8)>
 本技術に係る第8の実施形態(固体撮像装置の例8)の固体撮像装置は、一定のパターンに従って規則的に配置された複数の撮像画素を備え、撮像画素が、光電変換部が形成された半導体基板と、該半導体基板の光入射面側に形成された特定の光を透過するフィルタと、を少なくとも有し、複数の撮像画素のうち少なくとも1つの撮像画素が、特定の光を透過するフィルタを有する測距画素に置き換えられて、少なくとも1つの測距画素が形成され、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと隣り合うフィルタとの間に、隔壁部が形成され、隔壁部が、光吸収性を有する材料を含む、固体撮像装置である。すなわち、隔壁部は、光吸収性を有する材料を含み、光吸収性を有する材料は、例えば、カーボンブラック顔料を内添した光吸収性を有する樹脂膜、チタンブラック顔料を内添した光吸収性を有する樹脂膜等が挙げられる。
[0264]
 測距画素が有するフィルタは、特定の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、透明膜、オンチップレンズを形成するシリコン酸化膜等の材料のいずれかを有して形成されてよい。また、測距画素が有するフィルタは、赤外光、紫外光、赤色光、青色光、緑色光、白色光、シアン光、マゼンタ光又はイエロー光を透過する材料を含んでもよい。
[0265]
 本技術に係る第8の実施形態の固体撮像装置によれば、画素間の混色を抑制し、また、測距画素からの混色と通常画素(撮像画素)からの混色との差を改善することが可能であり、マイクロレンズの無効領域から入ってくる迷光を遮光することができ、撮像特性を改善することが可能であり、さらに、画素間の混色をなくすことでフレアやムラの特性を改善することが可能であり、隔壁部を画素と同時にリソグラフィで形成することができ、コストを増大させずに形成可能であり、金属膜で形成された遮光壁と比較して、デバイス感度の低下を抑制することが可能である。
[0266]
 本技術に係る第8の実施形態の固体撮像装置について、図40(b)、図40(b-1)及び図40(b-2)を用いて説明をする。
[0267]
 図40(b)は、図40(b-2)に示されるQ3-Q4線に従った固体撮像装置2000-1の1つの画素の断面図である。なお、図40(b)には、便宜上、その1つの画素の左隣の画素と右隣の画素との一部も示されている。図40(b-1)は、固体撮像装置2000-1の4つの撮像画素の上面図(フィルタ(カラーフィルタ)の平面レイアウト図)であり、図40(b-2)は、固体撮像装置2000-1の3つの撮像画素と1つの測距画素の上面図(フィルタ(カラーフィルタ)の平面レイアウト図)である。
[0268]
 固体撮像装置2000-1においては、複数の撮像画素が、青色光を透過するフィルタ8を有する画素、緑色光を透過するフィルタ5を有する画素及び赤色光を透過するフィルタ6を有する画素からなる。各フィルタは、光入射側からの平面視で4つの頂点が略角取りされている(4つの角が略直角である)矩形状(正方形でもよい。)を有している。そして、固体撮像装置2000-1は、画素毎に、光入射側から順に、マイクロレンズ(オンチップレンズ)10、フィルタ(図40(b)中ではシアンフィルタ7)及び隔壁部4-1、平坦膜3、層間膜(酸化膜)2-1及び2-2、光電変換部(例えば、フォトダイオード)が形成された半導体基板(図40(b)中では不図示)並びに配線層(不図示)を少なくとも備えている。測距画素は、例えば、像面位相差画素が挙げられるが、これに限られず、TOF(Time-of-Flight)技術を利用して距離情報を取得する画素、赤外線受光画素、特定の用途に利用できる狭帯域の波長を受光する画素、輝度変化を測定する画素等でもよい。
[0269]
 少なくとも1つの青色光を透過するフィルタ8を有する画素が、例えばシアン光を透過するフィルタ7を有する測距画素に置き換えられて、測距画素が形成されている。測距画素に置き換えられる撮像画素の選定はパターン化されてもよいしランダムでもよい。測距画素(フィルタ7)及び/又は撮像画素(フィルタ5、フィルタ6及びフィルタ8)を囲むようにして、撮像画素と撮像画素との境界部、撮像画素と測距画素との境界部又は撮像画素と測距画素との境界部及び/又は境界部近傍(図40(b)中では、平坦化膜5上であって、第3遮光膜104の直上及び直上付近)に、隔壁部4-1が形成されている。そして、隔壁部4-1は、光入射側の複数のフィルタの平面視(全画素の平面視でもよい。)からでは、格子状に形成されている。隔壁部4-1は、例えば、カーボンブラック顔料を内添した光吸収性を有する樹脂膜、チタンブラック顔料を内添した光吸収性を有する樹脂膜等から構成される。隔壁部4-1の高さ(図40(b)中では上下方向の長さ)は、図40(b)中では、フィルタ7の高さよりも低いが、略同等であってもよいし、高くてもよい。
[0270]
 図40(b)に示されるように、固体撮像装置2000-1には、光入射側から順に層間膜2-1と層間膜2-2とが形成され、層間膜2-1にはインナーレンズ10-1が形成されている。層間膜(酸化膜)2-1には、第3遮光膜104が、画素間を仕切るように(図40(b)中の上下方向)形成されている。層間膜(酸化膜)2-2には、光入射側から順に、第4遮光膜105と第5遮光膜106又は第6遮光膜107とが形成されている。第6遮光膜107は、測距画素(フィルタ7)の右半分の部分において、受光する光を遮光するように、図40(b)中では、第4遮光膜105に対して左方向に延在している。第5遮光膜106は、第4遮光膜105に対して右方向に延在している。なお、図40(b)中では、第6遮光膜107の左方向の延在幅は、第5遮光膜106の右方向の延在幅に対して大きい。第3遮光膜104、第4遮光膜105、第5遮光膜106及び第6遮光膜107は、例えば、絶縁膜、金属膜でよい。絶縁膜は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜などから構成されてよい。金属膜は、例えば、タングステン、アルミニウム、銅などから構成されてよい。
[0271]
 本技術に係る第8の実施形態の固体撮像装置について、図43(b)及び図43(b-1)を用いて説明をする。
[0272]
 図43(b)は、固体撮像装置2000-4の1つの画素の断面図である。なお、図43(b)には、便宜上、その1つの画素の左隣の画素と右隣の画素との一部も示されている。図43(b-1)は、固体撮像装置7000-4の1つの画素の断面図である。なお、図43(b-1)には、便宜上、その1つの画素の左隣の画素と右隣の画素との一部も示されている。固体撮像装置2000-4の構成は、固体撮像装置2000-1の構成と同一であるので、ここでは説明を省略する。
[0273]
 固体撮像装置7000-4の構成と固体撮像装置2000-4の構成との違いは、固体撮像装置7000-4が、隔壁部4-1-Zを有する点であり、隔壁部4-1-Zは隔壁部4-1に対して、測距画素(フィルタ7)の遮光側(第6遮光膜107側)で、線幅(図43(b)中の左右方向)が図43(b)の左方向に延在して長くなっている。なお、図示はされていないが、隔壁部4-1-Zの高さ(図43(a)中の上下方向)を、隔壁部4-1の高さよりも高くしてもよい。
[0274]
 図47を用いて、本技術に係る第8の実施形態の固体撮像装置について、詳細に説明をする。図47は、固体撮像装置9000-7の96(12×8)画素分の上面図(フィルタ(カラーフィルタ)の平面レイアウト図)である。
[0275]
 固体撮像装置9000-8は、カラーフィルタのクアッドベイヤ(Quad Baye
r)配列構造を有し、1単位を4画素とする。図47では、青色光を透過する4つのフィルタ8を有する4つの画素の1単位(9000-8-B)が、シアン光を透過するフィルタ7を有する4つの測距画素(9000-8-1a、9000-8-1b、9000-8-1c及び9000-8-1d)の1単位9000-8-1に置き換えられて、4画素分の測距画素が形成され、そして、隔壁部4-1が格子状に形成されている。なお、オンチップレンズ10-8は画素毎に形成されている。1単位9000-8-2及び1単位9000-8-2も同様に構成されている。
[0276]
 図50を用いて、本技術に係る第8の実施形態の固体撮像装置について、詳細に説明をする。図50は、固体撮像装置9000-11の96(12×8)画素分の上面図(フィルタ(カラーフィルタ)の平面レイアウト図)である。
[0277]
 固体撮像装置9000-11は、カラーフィルタのクアッドベイヤ(Quad Bay
er)配列構造を有し、1単位を4画素とする。図50では、青色光を透過する4つのフィルタ8を有する4つの画素の1単位(9000-11-B)が、シアン光を透過するフィルタ7を有する4つの測距画素(9000-11-1a、9000-11-1b、9000-11-1c及び9000-11-1d)の1単位9000-11-1に置き換えられて、4画素分の測距画素が形成され、そして、隔壁部4-1が格子状に形成されている。なお、オンチップレンズ10-11は1単位(4画素毎)に形成されている。1単位9000-11-2及び1単位9000-11-3も同様な構成である。
[0278]
 図55を用いて、本技術に係る第8の実施形態の固体撮像装置の製造方法について説明をする。図55に示される固体撮像装置の製造方法は、ポジ型レジストを用いたフォトリソグラフィによる製造方法である。なお、本技術に係る第8の実施形態の固体撮像装置の製造方法は、ネガ型レジストを用いたフォトリソグラフィによる製造方法でもよい。
[0279]
 図55(a)では、マスクパターン20Mが有する開口部Va-2を介して、光L(例えば紫外光)が、隔壁部4-1を構成する材料に照射され、照射されたところの隔壁部4-1を構成する材料(Vb-2)は溶解し(図55(b))、マスクパターン20Mが除去され(図55(c))、溶解した部分Vc-2にシアンフィルタ7が形成されて、隔壁部4-1が製造されて(図55(d))、本技術に係る第8の実施形態の固体撮像装置を得ることができる。
[0280]
 本技術に係る第8の実施形態の固体撮像装置は、上記で述べた内容の他に、特に技術的な矛盾がない限り、上記で述べた本技術に係る第1~第7の実施形態の固体撮像装置の欄で述べた内容及び下記で述べる本技術に係る第9~第11の実施形態の固体撮像装置の欄で述べる内容がそのまま適用することができる。
[0281]
<10.第9の実施形態(固体撮像装置の例9)>
 本技術に係る第9の実施形態(固体撮像装置の例9)の固体撮像装置は、一定のパターンに従って規則的に配置された複数の撮像画素を備え、撮像画素が、光電変換部が形成された半導体基板と、該半導体基板の光入射面側に形成された特定の光を透過するフィルタと、を少なくとも有し、複数の撮像画素のうち少なくとも1つの撮像画素が、特定の光を透過するフィルタを有する測距画素に置き換えられて、少なくとも1つの測距画素が形成され、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと隣り合うフィルタとの間に、隔壁部が形成され、隔壁部が、測距画素に置き換えられた少なくとも1つの撮像画素が有するフィルタの材料と略同一である材料と、光吸収性を有する材料とを含む、固体撮像装置である。すなわち、隔壁部は、測距画素に置き換えられた撮像画素が有するフィルタを構成する材料と略同一である材料と、光吸収性を有する材料と、を含み、光吸収性を有する材料は、例えば、カーボンブラック顔料を内添した光吸収性を有する樹脂膜、チタンブラック顔料を内添した光吸収性を有する樹脂膜等が挙げられる。
[0282]
 測距画素が有するフィルタは、特定の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、透明膜、オンチップレンズを形成するシリコン酸化膜等の材料のいずれかを有して形成されてよい。また、測距画素が有するフィルタは、赤外光、紫外光、赤色光、青色光、緑色光、白色光、シアン光、マゼンタ光又はイエロー光を透過する材料を含んでもよい。
[0283]
 本技術に係る第9の実施形態の固体撮像装置によれば、画素間の混色を抑制し、また、測距画素からの混色と通常画素(撮像画素)からの混色差を改善することが可能であり、マイクロレンズの無効領域から入ってくる迷光を遮光することができ、撮像特性を改善することが可能であり、さらに、画素間の混色をなくすことでフレアやムラの特性を改善することが可能であり、隔壁部を画素と同時にリソグラフィで形成することができ、コストを増大させずに形成可能であり、金属膜で形成された遮光壁と比較して、デバイス感度の低下を抑制することが可能である。
[0284]
 本技術に係る第9の実施形態の固体撮像装置について、図40(c)、図40(c-1)及び図40(c-2)を用いて説明をする。
[0285]
 図40(c)は、図40(c-2)に示されるQ5-Q6線に従った固体撮像装置3000-1の1つの画素の断面図である。なお、図40(c)には、便宜上、その1つの画素の左隣の画素と右隣の画素との一部も示されている。図40(c-1)は、固体撮像装置3000-1の4つの撮像画素の上面図(フィルタ(カラーフィルタ)の平面レイアウト図)であり、図40(c-2)は、固体撮像装置3000-1の3つの撮像画素と1つの測距画素の上面図(フィルタ(カラーフィルタ)の平面レイアウト図)である。
[0286]
 固体撮像装置3000-1においては、複数の撮像画素が、青色光を透過するフィルタ8を有する画素、緑色光を透過するフィルタ5を有する画素及び赤色光を透過するフィルタ6を有する画素からなる。各フィルタは、光入射側からの平面視で4つの頂点が略角取りされている(4つの角が略直角である)矩形状(正方形でもよい。)を有している。そして、固体撮像装置3000-1は、画素毎に、光入射側から順に、マイクロレンズ(オンチップレンズ)10、フィルタ(図40(c)中ではシアンフィルタ7)、隔壁部4-2及び隔壁部9-2、平坦膜3、層間膜(酸化膜)2-1及び2-2、光電変換部(例えば、フォトダイオード)が形成された半導体基板(図40(a)中では不図示)並びに配線層(不図示)を少なくとも備えている。測距画素は、例えば、像面位相差画素が挙げられるが、これに限られず、TOF(Time-of-Flight)技術を利用して距離情報を取得する画素、赤外線受光画素、特定の用途に利用できる狭帯域の波長を受光する画素、輝度変化を測定する画素等でもよい。
[0287]
 少なくとも1つの青色光を透過するフィルタ8を有する画素が、例えばシアン光を透過するフィルタ7を有する測距画素に置き換えられて、測距画素が形成されている。測距画素に置き換えられる撮像画素の選定はパターン化されてもよいしランダムでもよい。測距画素(フィルタ7)及び/又は撮像画素(フィルタ5、フィルタ6及びフィルタ8)を囲むようにして、撮像画素と撮像画素との境界部、撮像画素と測距画素との境界部及び/又は撮像画素と測距画素との境界部及び/又は境界部近傍(図40(c)中では、平坦化膜5上であって、第3遮光膜104の直上及び直上付近)に、光入射側から順に、隔壁部9-2と隔壁部4-2とが形成されている。そして、隔壁部9-2(隔壁部4-2)は、光入射側の複数のフィルタの平面視(全画素の平面視でもよい。)からでは、格子状に形成されている。隔壁部9-2は、青色光を透過するフィルタの材料と同一である材料から構成される。隔壁部4-2は、例えば、カーボンブラック顔料を内添した光吸収性を有する樹脂膜、チタンブラック顔料を内添した光吸収性を有する樹脂膜等から構成される。隔壁部9-2の高さと隔壁部4-2の高さとの合計の高さ(図40(c)中では上下方向の長さ)は、図40(c)中では、フィルタ7の高さと略同等であるが、隔壁部9-2の高さと隔壁部4-2の高さとの合計の高さ(図40(c)中では上下方向の長さ)は、フィルタ7の高さよりも低くてもよいし、高くてもよい。
[0288]
 図40(c)に示されるように、固体撮像装置3000-1には、光入射側から順に層間膜2-1と層間膜2-2とが形成され、層間膜2-1にはインナーレンズ10-1が形成されている。層間膜(酸化膜)2-1には、第3遮光膜104が、画素間を仕切るように(図40(c)中の上下方向)形成されている。層間膜(酸化膜)2-2には、光入射側から順に、第4遮光膜105と第5遮光膜106又は第6遮光膜107とが形成されている。第6遮光膜107は、測距画素(フィルタ7)の右半分の部分において、受光する光を遮光するように、図40(c)中では、第4遮光膜105に対して左方向に延在している。第5遮光膜106は、第4遮光膜105に対して右方向に延在している。なお、図40(c)中では、第6遮光膜107の左方向の延在幅は、第5遮光膜106の右方向の延在幅に対して大きい。第3遮光膜104、第4遮光膜105、第5遮光膜106及び第6遮光膜107は、例えば、絶縁膜、金属膜でよい。絶縁膜は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜などから構成されてよい。金属膜は、例えば、タングステン、アルミニウム、銅などから構成されてよい。
[0289]
 本技術に係る第9の実施形態の固体撮像装置について、図43(c)及び図43(c-1)を用いて説明をする。
[0290]
 図43(c)は、固体撮像装置3000-4の1つの画素の断面図である。なお、図43(c)には、便宜上、その1つの画素の左隣の画素と右隣の画素との一部も示されている。図43(c-1)は、固体撮像装置8000-4の1つの画素の断面図である。なお、図43(c-1)には、便宜上、その1つの画素の左隣の画素と右隣の画素との一部も示されている。固体撮像装置3000-4の構成は、固体撮像装置3000-1の構成と同一であるので、ここでは説明を省略する。
[0291]
 固体撮像装置8000-4の構成と固体撮像装置3000-4の構成との違いは、固体撮像装置8000-4が、隔壁部9-2-Zと4-2-Zを有する点である。隔壁部4-2-Zは隔壁部4-2に対して、測距画素(フィルタ7)の遮光側(第6遮光膜107側)で、線幅(図43(c)中の左右方向)が図43(c)の左方向に延在して長くなっている。なお、図示はされていないが、隔壁部4-2-Zの高さ(図43(c)中の上下方向)を、隔壁部4-2の高さよりも高くしてもよい。また、隔壁部9-2-Zは隔壁部9-2に対して、測距画素(フィルタ7)の遮光側(第6遮光膜107側)で、線幅(図43(c)中の左右方向)が図43(c)の左方向に延在して長くなっている。なお、図示はされていないが、隔壁部9-2-Zの高さ(図43(c)中の上下方向)を、隔壁部9-2の高さよりも高くしてもよい。
[0292]
 図48を用いて、本技術に係る第9の実施形態の固体撮像装置について、詳細に説明をする。図48は、固体撮像装置9000-9の96(12×8)画素分の上面図(フィルタ(カラーフィルタ)の平面レイアウト図)である。
[0293]
 固体撮像装置9000-9は、カラーフィルタのクアッドベイヤ(Quad Baye
r)配列構造を有し、1単位を4画素とする。図48では、青色光を透過する4つのフィルタ8を有する4つの画素の1単位(9000-9-B)が、シアン光を透過するフィルタ7を有する4つの測距画素(9000-9-1a、9000-9-1b、9000-9-1c及び9000-9-1d)の1単位9000-9-1に置き換えられて、4画素分の測距画素が形成され、そして、隔壁部4-2及び隔壁部9-2が格子状に形成されている。なお、オンチップレンズ10-9は画素毎に形成されている。1単位9000-9-2及び1単位9000-9-3も同様に構成されている。
[0294]
 図51を用いて、本技術に係る第9の実施形態の固体撮像装置について、詳細に説明をする。図51は、固体撮像装置9000-12の96(12×8)画素分の上面図(フィルタ(カラーフィルタ)の平面レイアウト図)である。
[0295]
 固体撮像装置9000-12は、カラーフィルタのクアッドベイヤ(Quad Bay
er)配列構造を有し、1単位を4画素とする。図51では、青色光を透過する4つのフィルタ8を有する4つの画素の1単位(9000-12-B)が、シアン光を透過するフィルタ7を有する4つの測距画素(9000-12-1a、9000-12-1b、9000-12-1c及び9000-12-1d)の1単位9000-12-1に置き換えられて、4画素分の測距画素が形成され、そして、隔壁部4-2及び隔壁部9-2が格子状に形成されている。なお、オンチップレンズ10-12は1単位(4画素毎)に形成されている。1単位9000-12-2及び1単位9000-12-3も同様に構成されている。
[0296]
 本技術に係る第9の実施形態の固体撮像装置は、上記で述べた内容の他に、特に技術的な矛盾がない限り、上記で述べた本技術に係る第1~第8の実施形態の固体撮像装置の欄で述べた内容及び下記で述べる本技術に係る第10~第11の実施形態の固体撮像装置の欄で述べる内容がそのまま適用することができる。
[0297]
<11.第10の実施形態(固体撮像装置の例10)>
 本技術に係る第10の実施形態(固体撮像装置の例10)の固体撮像装置は、一定のパターンに従って規則的に配置された複数の撮像画素を備え、撮像画素が、光電変換部が形成された半導体基板と、該半導体基板の光入射面側に形成された特定の光を透過するフィルタと、を少なくとも有し、複数の撮像画素のうち少なくとも1つの撮像画素が、特定の光を透過するフィルタを有する測距画素に置き換えられて、少なくとも1つの測距画素が形成され、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと隣り合うフィルタとの間に、隔壁部が形成され、隔壁部が、測距画素に置き換えられた少なくとも1つの撮像画素が有するフィルタの材料と略同一である材料と、光吸収性を有する材料とを含む、固体撮像装置である。すなわち、隔壁部は、測距画素に置き換えられた撮像画素が有するフィルタを構成する材料と略同一である材料と、光吸収性を有する材料と、を含み、光吸収性を有する材料は、例えば、カーボンブラック顔料を内添した光吸収性を有する樹脂膜、チタンブラック顔料を内添した光吸収性を有する樹脂膜等が挙げられる。
[0298]
 さらに、隔壁部は、少なくとも1つの測距画素を囲むようにして形成される。
[0299]
 測距画素が有するフィルタは、特定の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、透明膜、オンチップレンズを形成するシリコン酸化膜等の材料のいずれかを有して形成されてよい。また、測距画素が有するフィルタは、赤外光、紫外光、赤色光、青色光、緑色光、白色光、シアン光、マゼンタ光又はイエロー光を透過する材料を含んでもよい。
[0300]
 本技術に係る第10の実施形態の固体撮像装置によれば、画素間の混色を抑制し、また、測距画素からの混色と通常画素(撮像画素)からの混色差を改善することが可能であり、マイクロレンズの無効領域から入ってくる迷光を遮光することができ、撮像特性を改善することが可能であり、さらに、画素間の混色をなくすことでフレアやムラの特性を改善することが可能であり、隔壁部を画素と同時にリソグラフィで形成することができ、コストを増大させずに形成可能であり、金属膜で形成された遮光壁と比較して、デバイス感度の低下を抑制することが可能である。
[0301]
 本技術に係る第10の実施形態の固体撮像装置について、図41を用いて説明をする。
[0302]
 図41は、固体撮像装置4000-2の1つの画素の断面図である。なお、図41には、便宜上、その1つの画素の左隣の画素と右隣の画素との一部も示されている。
[0303]
 固体撮像装置4000-2は、画素毎に、光入射側から順に、マイクロレンズ(オンチップレンズ)10、フィルタ(図41中ではシアンフィルタ7)及び隔壁部4-1及び隔壁部9-1、平坦膜3、層間膜(酸化膜)2-1及び2-2、光電変換部(例えば、フォトダイオード)が形成された半導体基板(図41中では不図示)並びに配線層(不図示)を少なくとも備えている。測距画素は、例えば、像面位相差画素が挙げられるが、これに限られず、TOF(Time-of-Flight)技術を利用して距離情報を取得する画素、赤外線受光画素、特定の用途に利用できる狭帯域の波長を受光する画素、輝度変化を測定する画素等でもよい。
[0304]
 固体撮像装置4000-2によれば、隔壁部4-1は、例えば、全画素に配置されて(全画素のそれぞれの画素間に配置されてもよい。)、隔壁部9-1は測距画素(例えば像面位相差画素)を囲むようにして配置されるので、撮像画素の混色改善、かつ、フレア横筋抑制が可能である。なお、隔壁部4-1及び隔壁部9-1の詳細については上記で述べたとおりであるのでここでは説明を省略する。
[0305]
 本技術に係る第10の実施形態の固体撮像装置は、上記で述べた内容の他に、特に技術的な矛盾がない限り、上記で述べた本技術に係る第1~第9の実施形態の固体撮像装置の欄で述べた内容及び下記で述べる本技術に係る第11の実施形態の固体撮像装置の欄で述べる内容がそのまま適用することができる。
[0306]
<12.第11の実施形態(固体撮像装置の例11)>
 本技術に係る第11の実施形態(固体撮像装置の例11)の固体撮像装置は、一定のパターンに従って規則的に配置された複数の撮像画素を備え、撮像画素が、光電変換部が形成された半導体基板と、半導体基板の光入射面側に形成された特定の光を透過するフィルタと、を少なくとも有し、複数の撮像画素のうち少なくとも1つの撮像画素が、特定の光を透過するフィルタを有する測距画素に置き換えられて、少なくとも1つの測距画素が形成され、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと、少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと隣り合うフィルタとの間に、隔壁部が形成され、隔壁部が、測距画素に置き換えられた少なくとも1つの撮像画素が有するフィルタの材料と略同一である材料と、光吸収性を有する材料とを含む、固体撮像装置である。すなわち、隔壁部は、測距画素に置き換えられた撮像画素が有するフィルタを構成する材料と略同一である材料と、光吸収性を有する材料と、を含み、光吸収性を有する材料は、例えば、カーボンブラック顔料を内添した光吸収性を有する樹脂膜、チタンブラック顔料を内添した光吸収性を有する樹脂膜等が挙げられる。
[0307]
 さらに、隔壁部は、少なくとも1つの測距画素を囲むようにして形成される。
[0308]
 測距画素が有するフィルタは、特定の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、透明膜、オンチップレンズを形成するシリコン酸化膜等の材料のいずれかを有して形成されてよい。また、測距画素が有するフィルタは、赤外光、紫外光、赤色光、青色光、緑色光、白色光、シアン光、マゼンタ光又はイエロー光を透過する材料を含んでもよい。
[0309]
 本技術に係る第11の実施形態の固体撮像装置によれば、画素間の混色を抑制し、また、測距画素からの混色と通常画素(撮像画素)からの混色差を改善することが可能であり、マイクロレンズの無効領域から入ってくる迷光を遮光することができ、撮像特性を改善することが可能であり、さらに、画素間の混色をなくすことでフレアやムラの特性を改善することが可能であり、隔壁部を画素と同時にリソグラフィで形成することができ、コストを増大させずに形成可能であり、金属膜で形成された遮光壁と比較して、デバイス感度の低下を抑制することが可能である。
[0310]
 本技術に係る第11の実施形態の固体撮像装置について、図42(図42(a-1)~図42(a-4))を用いて説明をする。
[0311]
 図42(a-1)~図42(a-4)は、固体撮像装置5000-3-C、固体撮像装置5000-3-B、固体撮像装置5000-3-R及び固体撮像装置5000-3-Gのそれぞれの1つの画素の断面図である。なお、図42(a-1)~図42(a-4)には、便宜上、それらの1つの画素のそれぞれの左隣の画素と右隣の画素との一部も示されている。
[0312]
 固体撮像装置5000-3(5000-3-C)は、画素毎に、光入射側から順に、マイクロレンズ(オンチップレンズ)10、フィルタ(図42(a-1)中ではシアンフィルタ7)及び隔壁部4-2及び隔壁部9-1、平坦膜3、層間膜(酸化膜)2-1及び2-2、光電変換部(例えば、フォトダイオード)が形成された半導体基板(図42(a-1)中では不図示)並びに配線層(不図示)を少なくとも備えている。測距画素は、例えば、像面位相差画素が挙げられるが、これに限られず、TOF(Time-of-Flight)技術を利用して距離情報を取得する画素、赤外線受光画素、特定の用途に利用できる狭帯域の波長を受光する画素、輝度変化を測定する画素等でもよい。
[0313]
 図42(a-1)に示されるように、固体撮像装置5000-3-Cには、光入射側から順に層間膜2-1と層間膜2-2とが形成され、層間膜2-1にはインナーレンズ10-1が形成されている。層間膜(酸化膜)2-1には、第3遮光膜104が、画素間を仕切るように(図42(a-1)中の上下方向)形成されている。層間膜(酸化膜)2-2には、光入射側から順に、第4遮光膜105と第5遮光膜106又は第6遮光膜107とが形成されている。第6遮光膜107は、測距画素(フィルタ7)の右半分の部分において、受光する光を遮光するように、図40(a)中では、第4遮光膜105に対して左方向に延在している。第5遮光膜106は、第4遮光膜105に対して左右方向に略均等になるように延在している。なお、図42(a-1)中では、第6遮光膜107の左方向の延在幅は、第5遮光膜106の左右方向の延在幅に対して大きい。第3遮光膜104、第4遮光膜105、第5遮光膜106及び第6遮光膜107は、例えば、絶縁膜、金属膜でよい。絶縁膜は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜などから構成されて良い。金属膜は、例えば、タングステン、アルミニウム、銅などから構成されてよい。
[0314]
 固体撮像装置5000-3(5000-3-B)は、画素毎に、光入射側から順に、マイクロレンズ(オンチップレンズ)10、フィルタ(図42(a-2)中ではブルーフィルタ8)及び隔壁部4-2及び隔壁部9-2、平坦膜3、層間膜(酸化膜)2-1及び2-2、光電変換部(例えば、フォトダイオード)が形成された半導体基板(図42(a-2)中では不図示)並びに配線層(不図示)を少なくとも備えている。測距画素は、例えば、像面位相差画素が挙げられるが、これに限られず、TOF(Time-of-Flight)技術を利用して距離情報を取得する画素、赤外線受光画素、特定の用途に利用できる狭帯域の波長を受光する画素、輝度変化を測定する画素等でもよい。
[0315]
 図42(a-2)に示されるように、固体撮像装置5000-3-Bには、光入射側から順に層間膜2-1と層間膜2-2とが形成され、層間膜2-1にはインナーレンズ10-1が形成されている。層間膜(酸化膜)2-1には、第3遮光膜104が、画素間を仕切るように(図42(a-2)中の上下方向)形成されている。層間膜(酸化膜)2-2には、光入射側から順に、第4遮光膜105と第5遮光膜106又は第6遮光膜107とが形成されている。第6遮光膜107は、図42(a-2)中では、第4遮光膜105に対して左右方向に略均等になるように延在している。第5遮光膜106も、同様に、第4遮光膜105に対して左右方向に略均等になるように延在している。図42(a-2)中では、第6遮光膜107の左右方向の延在幅は、第5遮光膜106の左右方向の延在幅に対して略同じである。第3遮光膜104、第4遮光膜105、第5遮光膜106及び第6遮光膜107は、例えば、絶縁膜、金属膜でよい。絶縁膜は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜などから構成されて良い。金属膜は、例えば、タングステン、アルミニウム、銅などから構成されてよい。
[0316]
 固体撮像装置5000-3(5000-3-R)は、画素毎に、光入射側から順に、マイクロレンズ(オンチップレンズ)10、フィルタ(図42(a-3)中ではレッドフィルタ6)及び隔壁部4-2及び隔壁部9-2、平坦膜3、層間膜(酸化膜)2-1及び2-2、光電変換部(例えば、フォトダイオード)が形成された半導体基板(図42(a-3)中では不図示)並びに配線層(不図示)を少なくとも備えている。測距画素は、例えば、像面位相差画素が挙げられるが、これに限られず、TOF(Time-of-Flight)技術を利用して距離情報を取得する画素、赤外線受光画素、特定の用途に利用できる狭帯域の波長を受光する画素、輝度変化を測定する画素等でもよい。
[0317]
 図42(a-3)に示されるように、固体撮像装置5000-3-Rには、光入射側から順に層間膜2-1と層間膜2-2とが形成され、層間膜2-1にはインナーレンズ10-1が形成されている。層間膜(酸化膜)2-1には、第3遮光膜104が、画素間を仕切るように(図42(a-3)中の上下方向)形成されている。層間膜(酸化膜)2-2には、光入射側から順に、第4遮光膜105と第5遮光膜106又は第6遮光膜107とが形成されている。第6遮光膜107は、図42(a-3)中では、第4遮光膜105に対して左右方向に略均等になるように延在している。第5遮光膜106も、同様に、第4遮光膜105に対して左右方向に略均等になるように延在している。図42(a-3)中では、第6遮光膜107の左右方向の延在幅は、第5遮光膜106の左右方向の延在幅に対して略同じである。第3遮光膜104、第4遮光膜105、第5遮光膜106及び第6遮光膜107は、例えば、絶縁膜、金属膜でよい。絶縁膜は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜などから構成されて良い。金属膜は、例えば、タングステン、アルミニウム、銅などから構成されてよい。
[0318]
 固体撮像装置5000-3(5000-3-G)は、画素毎に、光入射側から順に、マイクロレンズ(オンチップレンズ)10、フィルタ(図42(a-4)中ではグリーンフィルタ5)及び隔壁部4-2及び隔壁部9-2、平坦膜3、層間膜(酸化膜)2-1及び2-2、光電変換部(例えば、フォトダイオード)が形成された半導体基板(図42(a-4)中では不図示)並びに配線層(不図示)を少なくとも備えている。測距画素は、例えば、像面位相差画素が挙げられるが、これに限られず、TOF(Time-of-Flight)技術を利用して距離情報を取得する画素、赤外線受光画素、特定の用途に利用できる狭帯域の波長を受光する画素、輝度変化を測定する画素等でもよい。
[0319]
 図42(a-4)に示されるように、固体撮像装置5000-3-Gには、光入射側から順に層間膜2-1と層間膜2-2とが形成され、層間膜2-1にはインナーレンズ10-1が形成されている。層間膜(酸化膜)2-1には、第3遮光膜104が、画素間を仕切るように(図42(a-4)中の上下方向)形成されている。層間膜(酸化膜)2-2には、光入射側から順に、第4遮光膜105と第5遮光膜106又は第6遮光膜107とが形成されている。第6遮光膜107は、図42(a-4)中では、第4遮光膜105に対して左右方向に略均等になるように延在している。第5遮光膜106も、同様に、第4遮光膜105に対して左右方向に略均等になるように延在している。図42(a-4)中では、第6遮光膜107の左右方向の延在幅は、第5遮光膜106の左右方向の延在幅に対して略同じである。第3遮光膜104、第4遮光膜105、第5遮光膜106及び第6遮光膜107は、例えば、絶縁膜、金属膜でよい。絶縁膜は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜などから構成されて良い。金属膜は、例えば、タングステン、アルミニウム、銅などから構成されてよい。
[0320]
 固体撮像装置5000-3によれば、隔壁部4-2及び隔壁部9-2は、例えば、全画素に配置されて(全画素のそれぞれの画素間に配置されてもよい。)、隔壁部9-1は測距画素(例えば像面位相差画素)を囲むようにして配置されるので、撮像画素の混色改善、かつ、フレア横筋抑制が可能である。なお、隔壁部4-2、隔壁部9-1及び隔壁部9-2の詳細については上記で述べたとおりであるのでここでは説明を省略する。
[0321]
 本技術に係る第11の実施形態の固体撮像装置は、上記で述べた内容の他に、特に技術的な矛盾がない限り、上記で述べた本技術に係る第1~第10の実施形態の固体撮像装置の欄で述べた内容がそのまま適用することができる。
[0322]
<13.光漏れ率改善効果の確認>
 本技術に係る固体撮像装置(例えば、本技術に係る第1~第11の実施形態の固体撮像装置)についての光漏れ率改善効果について説明をする。サンプルとしては、固体撮像装置Z-1、固体撮像装置Z-2、固体撮像装置Z-3、固体撮像装置Z-4及び固体撮像装置Z-5を用いる。固体撮像装置Z-1は、固体撮像装置Z-2、固体撮像装置Z-3、固体撮像装置Z-4及び固体撮像装置Z-5に対する基準サンプル(比較サンプル)であり、隔壁部を有さない。固体撮像装置Z-2は、本技術に係る第8の実施形態の固体撮像装置に相当するサンプルであり、固体撮像装置Z-3は、本技術に係る第9の実施形態の固体撮像装置に相当するサンプルである。固体撮像装置Z-4は、本技術に係る第7の実施形態の固体撮像装置に相当するサンプルであり、測距画素(位相差画素)にはシアン光を透過するフィルタ(シアンフィルタ)が配されている。固体撮像装置Z-5は、本技術に係る第7の実施形態の固体撮像装置に相当するサンプルであり、測距画素(位相差画素)には白光を透過するフィルタ(透明フィルタ)が配されている。
[0323]
 まず、光漏れ率改善効果を確認するための測定及び評価の方法を説明する。
[0324]
[測定方法及び評価方法]
 ・平行光光源を、固体撮像装置(イメージセンサ)Z-1~Z-5に対し水平方向に振りながら照射したことによる画像を取得する。
 ・測距画素(位相差画素)の水平方向に隣接する緑色光を透過する(Gr)画素(撮像画素)の出力値に対する、測距画素(位相差画素)に隣接していない緑色光を透過する(Gr)画素の出力値との差分値の絶対値を算出する。
 ・差分値に対する、測距画素(位相差画素)に隣接していない緑色光を透過する(Gr)画素の出力値で規格化した値を光漏れ率として算出する。
 ・特定の角度範囲における光漏れ率の積分値で、基準サンプル(比較サンプル)である固体撮像装置Z-1に対する比で改善効果を比較する。
[0325]
 光漏れ率改善効果の結果を図56に示す。図56は、光漏れ率改善効果の結果を示す図である。図56の縦軸は、光漏れ率積分値であり、図56の横軸は、サンプル名(固体撮像装置Z-1~Z-5)を示す。
[0326]
 図56に示されるように、光漏れ率積分値が100%である固体撮像装置Z-1(基準サンプル)に対して、固体撮像装置Z-2の光漏れ率積分値は45%であり、固体撮像装置Z-3の光漏れ率積分値は12%であり、固体撮像装置Z-4の光漏れ率積分値は5%であり、固体撮像装置Z-5の光漏れ率積分値は7%であった。
[0327]
 以上より、本技術に係る固体撮像装置(固体撮像装置Z-2~Z-5)が光漏れ率改善効果を有することを確認することができた。また、固体撮像装置Z-2~Z-5の中でも、本技術に係る第7の実施形態に相当する固体撮像装置Z-4及びZ-5の光漏れ率改善効果が顕著であった。そして、固体撮像装置Z-2~Z-5の中で、固体撮像装置Z-4の光漏れ率改善の度合い(レベル)が、5%で一番優れていた。
[0328]
<14.第12の実施形態(電子機器の例)>
 本技術に係る第12の実施形態の電子機器は、本技術に係る第1の実施形態~第11の固体撮像装置のいずれ1つの実施形態の固体撮像装置が搭載された電子機器である。以下に、本技術に係る第12の実施形態の電子機器について詳細に述べる。
[0329]
 <15.本技術を適用した固体撮像装置の使用例>
 図74は、イメージセンサとしての本技術に係る第1~第11の実施形態の固体撮像装置の使用例を示す図である。
[0330]
 上述した第1~第11の実施形態の固体撮像装置は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングするさまざまなケースに使用することができる。すなわち、図74に示すように、例えば、鑑賞の用に供される画像を撮影する鑑賞の分野、交通の分野、家電の分野、医療・ヘルスケアの分野、セキュリティの分野、美容の分野、スポーツの分野、農業の分野等において用いられる装置(例えば、上述した第12の実施形態の電子機器)に、第1~第11の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
[0331]
 具体的には、鑑賞の分野においては、例えば、デジタルカメラやスマートフォン、カメラ機能付きの携帯電話機等の、鑑賞の用に供される画像を撮影するための装置に、第1~第11の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
[0332]
 交通の分野においては、例えば、自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置に、第1~第11の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
[0333]
 家電の分野においては、例えば、ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、テレビ受像機や冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置で、第1~第11の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
[0334]
 医療・ヘルスケアの分野においては、例えば、内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置に、第1~第11の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
[0335]
 セキュリティの分野においては、例えば、防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置に、第1~第11の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
[0336]
 美容の分野においては、例えば、肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置に、第1~第11の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
[0337]
 スポーツの分野において、例えば、スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置に、第1~第11の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
[0338]
 農業の分野においては、例えば、畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置に、第1~第11の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
[0339]
 第1~第11の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
[0340]
 図75は、本技術を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。
[0341]
 図75に示される撮像装置201cは、光学系202c、シャッタ装置203c、固体撮像装置204c、制御回路205c、信号処理回路206c、モニタ207c、およびメモリ208cを備えて構成され、静止画像および動画像を撮像可能である。
[0342]
 光学系202cは、1枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの光(入射光)を固体撮像装置204cに導き、固体撮像装置204cの受光面に結像させる。
[0343]
 シャッタ装置203cは、光学系202cおよび固体撮像装置204cの間に配置され、制御回路205cの制御に従って、固体撮像装置204cへの光照射期間および遮光期間を制御する。
[0344]
 固体撮像装置204cは、光学系202cおよびシャッタ装置203cを介して受光面に結像される光に応じて、一定期間、信号電荷を蓄積する。固体撮像装置204cに蓄積された信号電荷は、制御回路205cから供給される駆動信号(タイミング信号)に従って転送される。
[0345]
 制御回路205cは、固体撮像装置204cの転送動作、および、シャッタ装置203cのシャッタ動作を制御する駆動信号を出力して、固体撮像装置204cおよびシャッタ装置203cを駆動する。
[0346]
 信号処理回路206cは、固体撮像装置204cから出力された信号電荷に対して各種の信号処理を施す。信号処理回路206cが信号処理を施すことにより得られた画像(画像データ)は、モニタ207cに供給されて表示されたり、メモリ208cに供給されて記憶(記録)されたりする。
[0347]
<16.本技術を適用した固体撮像装置の適用例>
 以下、上記の第1~第11の実施の形態において説明した固体撮像装置(イメージセンサ)の適用例(適用例1~6)について説明する。上記実施の形態等における固体撮像装置はいずれも、様々な分野における電子機器に適用可能である。ここでは、その一例として、撮像装置(カメラ)(適用例1)、内視鏡カメラ(適用例2)、ビジョンチップ(人工網膜(適用例3)、生体センサ(適用例4)、内視鏡手術システム(提供例5)及び移動体(適用例6)について説明する。なお、上記の<14.本技術を適用した固体撮像装置の使用例>の欄で説明をした撮像装置も、本技術に係る第1~11の実施の形態において説明した固体撮像装置(イメージセンサ)の適用例の一つである。
[0348]
(適用例1)
 図76は、撮像装置(撮像装置3b)の全体構成を表した機能ブロック図である。撮像装置3bは、例えばデジタルスチルカメラまたはデジタルビデオカメラであり、光学系31bと、シャッタ装置32bと、イメージセンサ1bと、信号処理回路33b(画像処理回路33Ab、AF処理回路33Bb)と、駆動回路34bと、制御部35bとを備えている。
[0349]
 光学系31bは、被写体からの像光(入射光)をイメージセンサ1bの撮像面上に結像させる1または複数の撮像レンズを含むものである。シャッタ装置32bは、イメージセンサ1bへの光照射期間(露光期間)および遮光期間を制御するものである。駆動回路34bは、シャッタ装置32の開閉駆動を行うと共に、イメージセンサ1bにおける露光動作および信号読み出し動作を駆動するものである。信号処理回路33bは、イメージセンサ1bからの出力信号(SG1b、SG2b)に対して、所定の信号処理、例えばデモザイク処理やホワイトバランス調整処理等の各種補正処理を施すものである。制御部35bは、例えばマイクロコンピュータから構成され、駆動回路34bにおけるシャッタ駆動動作およびイメージセンサ駆動動作を制御すると共に、信号処理回路33bにおける信号処理動作を制御するものである。
[0350]
 この撮像装置3bでは、入射光が、光学系31b、シャッタ装置32bを介してイメージセンサ1bにおいて受光されると、イメージセンサ1bでは、その受光量に基づく信号電荷が蓄積される。駆動回路34bにより、イメージセンサ1bの各画素2bに蓄積された信号電荷が読み出し(撮像画素2Abから得られた電気信号SG1bおよび像面位相差画素2Bbから得られた電気信号SG2b)がなされ、読み出された電気信号SG1b、SG2bは信号処理回路33bの画像処理回路33AbおよびAF処理回路33Bbへ出力される。イメージセンサ1bから出力された出力信号は、信号処理回路33bにおいて所定の信号処理が施され、映像信号Doutとして外部(モニタ等)へ出力されるが、あるいは、図示しないメモリ等の記憶部(記憶媒体)に保持される。
[0351]
(適用例2)
 図77は、適用例2に係る内視鏡カメラ(カプセル型内視鏡カメラ3Ab)の全体構成を表す機能ブロック図である。カプセル型内視鏡カメラ3Abは、光学系31bと、シャッタ装置32bと、イメージセンサ1bと、駆動回路34bと、信号処理回路33bと、データ送信部36と、駆動用バッテリー37bと、姿勢(方向、角度)感知用のジャイロ回路38bとを備えている。これらのうち、光学系31b、シャッタ装置32b、駆動回路34bおよび信号処理回路33bは、上記撮像装置3において説明した光学系31b、シャッタ装置32b、駆動回路34bおよび信号処理回路33bと同様の機能を有している。但し、光学系31bは、4次元空間における複数の方位(例えば全方位)での撮影が可能となっていることが望ましく、1つまたは複数のレンズにより構成されている。ただし、本例では、信号処理回路33bにおける信号処理後の映像信号D1およびジャイロ回路38bから出力された姿勢感知信号D2bは、データ送信部45bを通じて無線通信により外部の機器へ送信されるようになっている。
[0352]
 なお、上記実施の形態におけるイメージセンサを適用可能な内視鏡カメラとしては、上記のようなカプセル型のものに限らず、例えば図78に示したような挿入型の内視鏡カメラ(挿入型内視鏡カメラ3Bb)であってもよい。挿入型内視鏡カメラ3Bbは、上記カプセル型内視鏡カメラ3Aにおける一部の構成と同様、光学系31b、シャッタ装置32b、イメージセンサ1、駆動回路34b、信号処理回路33bおよびデータ送信部35bを備えている。但し、この挿入型内視鏡カメラ3Bbは、更に、装置内部に格納可能なアーム39abと、このアーム39abを駆動する駆動部39bとが付設されている。このような挿入型内視鏡カメラ3Bbは、駆動部39bへアーム制御信号CTLを伝送するための配線40Abと、撮影画像に基づく映像信号Doutを伝送するための配線40Bbとを有するケーブル40bに接続されている。
[0353]
(適用例3)
 図79は、適用例3に係るビジョンチップ(ビジョンチップ4b)の全体構成を表す機能ブロック図である。ビジョンチップ4bは、眼の眼球E1bの奥側の壁(視覚神経を有する網膜E2b)の一部に、埋め込まれて使用される人口網膜である。このビジョンチップ4bは、例えば網膜E2bにおける神経節細胞C1b、水平細胞C2bおよび視細胞C3bのうちのいずれかの一部に埋設されており、例えばイメージセンサ1bと、信号処理回路41bと、刺激電極部42bとを備えている。これにより、眼への入射光に基づく電気信号をイメージセンサ1bにおいて取得し、その電気信号を信号処理回路41bにおいて処理することにより、刺激電極部42bへ所定の制御信号を供給する。刺激電極部42bは、入力された制御信号に応じて視覚神経に刺激(電気信号)を与える機能を有するものである。
[0354]
(適用例4)
 図80は、適用例4に係る生体センサ(生体センサ5b)の全体構成を表す機能ブロック図である。生体センサ5bは、例えば指Abに装着可能な血糖値センサであり、半導体レーザ51bと、イメージセンサ1bと、信号処理回路52bとを備えたものである。半導体レーザ51bは、例えば赤外光(波長780nm以上)を出射するIR(infrared laser)レーザである。このような構成により、血中のグルコース量に応じたレーザ光の吸収具合をイメージセンサ1bによりセンシングし、血糖値を測定するようになっている。
[0355]
(適用例5)
[内視鏡手術システムへの応用例]
 本技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術(本技術)は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
[0356]
 図81は、本開示に係る技術(本技術)が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
[0357]
 図81では、術者(医師)11131が、内視鏡手術システム11000を用いて、患者ベッド11133上の患者11132に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム11000は、内視鏡11100と、気腹チューブ11111やエネルギー処置具11112等の、その他の術具11110と、内視鏡11100を支持する支持アーム装置11120と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート11200と、から構成される。
[0358]
 内視鏡11100は、先端から所定の長さの領域が患者11132の体腔内に挿入される鏡筒11101と、鏡筒11101の基端に接続されるカメラヘッド11102と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒11101を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡11100を図示しているが、内視鏡11100は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
[0359]
 鏡筒11101の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡11100には光源装置11203が接続されており、当該光源装置11203によって生成された光が、鏡筒11101の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者11132の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡11100は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
[0360]
 カメラヘッド11102の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光(観察光)は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、RAWデータとしてカメラコントロールユニット(CCU: Camera Control Unit)11201に送信される。
[0361]
 CCU11201は、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)等によって構成され、内視鏡11100及び表示装置11202の動作を統括的に制御する。さらに、CCU11201は、カメラヘッド11102から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理(デモザイク処理)等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
[0362]
 表示装置11202は、CCU11201からの制御により、当該CCU11201によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
[0363]
 光源装置11203は、例えばLED(Light Emitting Diode)等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡11100に供給する。
[0364]
 入力装置11204は、内視鏡手術システム11000に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置11204を介して、内視鏡手術システム11000に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡11100による撮像条件(照射光の種類、倍率及び焦点距離等)を変更する旨の指示等を入力する。
[0365]
 処置具制御装置11205は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具11112の駆動を制御する。気腹装置11206は、内視鏡11100による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者11132の体腔を膨らめるために、気腹チューブ11111を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ11207は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ11208は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
[0366]
 なお、内視鏡11100に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置11203は、例えばLED、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。RGBレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色(各波長)の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置11203において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、RGBレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド11102の撮像素子の駆動を制御することにより、RGBそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
[0367]
 また、光源装置11203は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド11102の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
[0368]
 また、光源装置11203は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光(すなわち、白色光)に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察(Narrow Band Imaging)が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること(自家蛍光観察)、又はインドシアニングリーン(ICG)等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置11203は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び/又は励起光を供給可能に構成され得る。
[0369]
 図82は、図81に示すカメラヘッド11102及びCCU11201の機能構成の一例を示すブロック図である。
[0370]
 カメラヘッド11102は、レンズユニット11401と、撮像部11402と、駆動部11403と、通信部11404と、カメラヘッド制御部11405と、を有する。CCU11201は、通信部11411と、画像処理部11412と、制御部11413と、を有する。カメラヘッド11102とCCU11201とは、伝送ケーブル11400によって互いに通信可能に接続されている。
[0371]
 レンズユニット11401は、鏡筒11101との接続部に設けられる光学系である。鏡筒11101の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド11102まで導光され、当該レンズユニット11401に入射する。レンズユニット11401は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
[0372]
 撮像部11402は、撮像装置(撮像素子)で構成される。撮像部11402を構成する撮像素子は、1つ(いわゆる単板式)であってもよいし、複数(いわゆる多板式)であってもよい。撮像部11402が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってRGBそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部11402は、3D(Dimensional)表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための1対の撮像素子を有するように構成されてもよい。3D表示が行われることにより、術者11131は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部11402が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット11401も複数系統設けられ得る。
[0373]
 また、撮像部11402は、必ずしもカメラヘッド11102に設けられなくてもよい。例えば、撮像部11402は、鏡筒11101の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
[0374]
 駆動部11403は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部11405からの制御により、レンズユニット11401のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部11402による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
[0375]
 通信部11404は、CCU11201との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部11404は、撮像部11402から得た画像信号をRAWデータとして伝送ケーブル11400を介してCCU11201に送信する。
[0376]
 また、通信部11404は、CCU11201から、カメラヘッド11102の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部11405に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに/又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
[0377]
 なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてCCU11201の制御部11413によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるAE(Auto Exposure)機能、AF(Auto Focus)機能及びAWB(Auto White Balance)機能が内視鏡11100に搭載されていることになる。
[0378]
 カメラヘッド制御部11405は、通信部11404を介して受信したCCU11201からの制御信号に基づいて、カメラヘッド11102の駆動を制御する。
[0379]
 通信部11411は、カメラヘッド11102との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部11411は、カメラヘッド11102から、伝送ケーブル11400を介して送信される画像信号を受信する。
[0380]
 また、通信部11411は、カメラヘッド11102に対して、カメラヘッド11102の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
[0381]
 画像処理部11412は、カメラヘッド11102から送信されたRAWデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
[0382]
 制御部11413は、内視鏡11100による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部11413は、カメラヘッド11102の駆動を制御するための制御信号を生成する。
[0383]
 また、制御部11413は、画像処理部11412によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置11202に表示させる。この際、制御部11413は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部11413は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具11112の使用時のミスト等を認識することができる。制御部11413は、表示装置11202に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者11131に提示されることにより、術者11131の負担を軽減することや、術者11131が確実に手術を進めることが可能になる。
[0384]
 カメラヘッド11102及びCCU11201を接続する伝送ケーブル11400は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
[0385]
 ここで、図示する例では、伝送ケーブル11400を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド11102とCCU11201との間の通信は無線で行われてもよい。
[0386]
 以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、内視鏡11100や、カメラヘッド11102(の撮像部11402)等に適用され得る。具体的には、本開示の固体撮像装置111は、撮像部10402に適用することができる。内視鏡11100や、カメラヘッド11102(の撮像部11402)等に本開示に係る技術を適用することにより、内視鏡11100や、カメラヘッド11102(の撮像部11402)等の性能や品質を向上させることができる。
[0387]
 ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
[0388]
(適用例6)
[移動体への応用例]
 本開示に係る技術(本技術)は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
[0389]
 図83は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
[0390]
 車両制御システム12000は、通信ネットワーク12001を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図83に示した例では、車両制御システム12000は、駆動系制御ユニット12010、ボディ系制御ユニット12020、車外情報検出ユニット12030、車内情報検出ユニット12040、及び統合制御ユニット12050を備える。また、統合制御ユニット12050の機能構成として、マイクロコンピュータ12051、音声画像出力部12052、及び車載ネットワークI/F(interface)12053が図示されている。
[0391]
 駆動系制御ユニット12010は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット12010は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
[0392]
 ボディ系制御ユニット12020は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット12020は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット12020には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット12020は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
[0393]
 車外情報検出ユニット12030は、車両制御システム12000を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット12030には、撮像部12031が接続される。車外情報検出ユニット12030は、撮像部12031に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット12030は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
[0394]
 撮像部12031は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部12031は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部12031が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
[0395]
 車内情報検出ユニット12040は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット12040には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部12041が接続される。運転者状態検出部12041は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット12040は、運転者状態検出部12041から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
[0396]
 マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット12010に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むADAS(Advanced Driver Assistance System)の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
[0397]
 また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
[0398]
 また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット12020に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
[0399]
 音声画像出力部12052は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図83の例では、出力装置として、オーディオスピーカ12061、表示部12062及びインストルメントパネル12063が例示されている。表示部12062は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
[0400]
 図84は、撮像部12031の設置位置の例を示す図である。
[0401]
 図84では、車両12100は、撮像部12031として、撮像部12101,12102,12103,12104,12105を有する。
[0402]
 撮像部12101,12102,12103,12104,12105は、例えば、車両12100のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部12101及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部12105は、主として車両12100の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部12102,12103は、主として車両12100の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部12104は、主として車両12100の後方の画像を取得する。撮像部12101及び12105で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
[0403]
 なお、図84には、撮像部12101ないし12104の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲12111は、フロントノーズに設けられた撮像部12101の撮像範囲を示し、撮像範囲12112,12113は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部12102,12103の撮像範囲を示し、撮像範囲12114は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部12104の撮像範囲を示す。例えば、撮像部12101ないし12104で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両12100を上方から見た俯瞰画像が得られる。
[0404]
 撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
[0405]
 例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を基に、撮像範囲12111ないし12114内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化(車両12100に対する相対速度)を求めることにより、特に車両12100の進行路上にある最も近い立体物で、車両12100と略同じ方向に所定の速度(例えば、0km/h以上)で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ12051は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御(追従停止制御も含む)や自動加速制御(追従発進制御も含む)等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
[0406]
 例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、2輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両12100の周辺の障害物を、車両12100のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ12051は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ12061や表示部12062を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット12010を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
[0407]
 撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部12101ないし12104の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ12051が、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部12052は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部12062を制御する。また、音声画像出力部12052は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部12062を制御してもよい。
[0408]
 以上、本開示に係る技術(本技術)が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部12031等に適用され得る。具体的には、本開示の固体撮像装置111は、撮像部12031に適用することができる。撮像部12031に本開示に係る技術を適用することにより、撮像部12031の性能や品質を向上させることができる。
[0409]
 なお、本技術は、上述した実施形態及び適用例(応用例)に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
[0410]
 また、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
[0411]
 また、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
[1]
 一定のパターンに従って規則的に配置された複数の撮像画素を備え、
 該撮像画素が、光電変換部が形成された半導体基板と、該半導体基板の光入射面側に形成された特定の光を透過するフィルタと、を少なくとも有し、
 該複数の撮像画素のうち少なくとも1つの該撮像画素が、該特定の光を透過するフィルタを有する測距画素に置き換えられて、該少なくとも1つの測距画素が形成され、
 該少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと、該少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと隣り合う該フィルタとの間に、隔壁部が形成され、
 該隔壁部が、該少なくとも1つの撮像画素が有する該フィルタの材料と略同一である材料を含む、固体撮像装置。
[2]
 前記隔壁部が、前記少なくとも1つの測距画素を囲むようにして形成される、[1]に記載の固体撮像装置。
[3]
 前記隔壁部が、前記撮像画素を囲むようにして、前記撮像画素が有する前記フィルタと、前記撮像画素が有する前記フィルタと隣り合う前記フィルタとの間に形成される、[1]又は[2]に記載の固体撮像装置。
[4]
 前記測距画素と前記撮像画素との間に形成されて、前記少なくとも1つの測距画素を囲むようにして形成された前記隔壁部の幅の大きさと、
 2つの前記撮像画素の間に形成されて、前記撮像画素を囲むようにして形成された前記隔壁部の幅の大きさと、が異なる、[3]に記載の固体撮像装置。
[5]
 前記測距画素と前記撮像画素との間に形成されて、前記少なくとも1つの測距画素を囲むようにして形成された前記隔壁部の幅の大きさと、
 2つの前記撮像画素の間に形成されて、前記撮像画素を囲むようにして形成された前記隔壁部の幅の大きさと、が略同一である、[3]に記載の固体撮像装置。
[6]
 前記隔壁部が複数層から構成される、[1]から[5]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[7]
 前記隔壁部が、光入射側から順に、第1有機膜と、第2有機膜とから構成される、[6]に記載の固体撮像装置。
[8]
 前記第1有機膜が光透過性を有する樹脂膜から構成される、[1]に記載の固体撮像装置。
[9]
 前記光透過性を有する樹脂膜が、赤色光、青色光、緑色光、白色光、シアン光、マゼンタ光、又はイエロー光を透過する樹脂膜である、[8]に記載の固体撮像装置。
[10]
 前記第2有機膜が光吸収性を有する樹脂膜から構成される、[7]から[9]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[11]
 前記光吸収性を有する樹脂膜が、カーボンブラック顔料又はチタンブラック顔料を内添した光吸収性を有する樹脂膜である、[10]に記載の固体撮像装置。
[12]
 前記隔壁部の光入射側とは反対側に形成された遮光膜を有する、[1]から[11]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[13]
 前記遮光膜が金属膜又は絶縁膜である、[12]に記載の固体撮像装置。
[14]
 前記遮光膜が、光入射側順に、第4遮光膜と第2遮光膜とから構成される、[12]又は[13]に記載の固体撮像装置。
[15]
 前記第2の遮光膜が、前記測距画素が受光する光を遮光するように形成される、[14]に記載の固体撮像装置。
[16]
 前記複数の撮像画素が、青色光を透過するフィルタを有する画素、緑色光を透過するフィルタを有する画素及び赤色光を透過するフィルタを有する画素からなり、
 前記複数の撮像画素がベイヤ配列に従って規則的に配置されている、[1]から[14]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[17]
 前記青色光を透過するフィルタを有する画素が、前記特定の光を透過するフィルタを有する前記測距画素に置き換えられて、前記測距画素が形成され、
 前記測距画素を囲むようにして、前記測距画素が有する前記フィルタと、前記測距画素が有する前記フィルタと隣り合う4つの前記緑色光を透過するフィルタとの間に、隔壁部が形成され、
 該隔壁部が、該青色光を透過するフィルタの材料と略同一である材料を含む、[16]に記載の固体撮像装置。
[18]
 前記赤色光を透過するフィルタを有する画素が、前記特定の光を透過するフィルタを有する前記測距画素に置き換えられて、前記測距画素が形成され、
 前記測距画素を囲むようにして、前記測距画素が有する前記フィルタと、前記測距画素が有する前記フィルタと隣り合う4つの前記緑色光を透過するフィルタとの間に、隔壁部が形成され、
 該隔壁部が、該赤色光を透過するフィルタの材料と略同一である材料を含む、[16]に記載の固体撮像装置。
[19]
 前記緑色光を透過するフィルタを有する画素が、前記特定の光を透過するフィルタを有する前記測距画素に置き換えられて、前記測距画素が形成され、
 前記測距画素を囲むようにして、前記測距画素が有する前記フィルタと、前記測距画素が有する前記フィルタと隣り合う2つの前記青色光を透過するフィルタとの間と、前記測距画素が有する前記フィルタと、前記測距画素が有する前記フィルタと隣り合う2つの前記赤色光を透過するフィルタとの間と、に隔壁部が形成され、
 該隔壁部が、該緑色光を透過するフィルタの材料と略同一である材料を含む、[16]に記載の固体撮像装置。
[20]
 前記測距画素が有する前記フィルタが、赤色光、青色光、緑色光、白色光、シアン光、マゼンタ光、又はイエロー光を透過する材料を含む、[1]から[19]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[21]
 複数の撮像画素を備え、
 前記撮像画素はそれぞれ半導体基板に形成された光電変換部と、前記光電変換部の光入射面側に形成されたフィルタとを有し、
 前記複数の撮像画素のうちの少なくとも1つの前記撮像画素に、測距画素が形成され、
 前記測距画素のフィルタと前記測距画素に隣接する撮像画素のフィルタとの間の少なくとも一部に隔壁部が形成され、
 前記隔壁部は、前記複数の撮像画素のいずれかのフィルタを形成する材料を有して形成される、
 固体撮像装置。
[22]
 前記複数の撮像画素は、第1の行において隣接して形成された第1の画素、第2の画素、第3の画素、第4の画素と、前記第1の行に隣接して形成された第2の行において隣接して形成された第5の画素、第6の画素、第7の画素、第8の画素を含み、
 前記第1の画素は前記第5の画素と隣接して形成され、
 前記第1の画素、前記第3の画素のフィルタは、第1の波長帯域の光を透過するフィルタを有し、
 前記第2の画素、前記第4の画素、前記第5の画素、前記第7の画素のフィルタは、第2の波長帯域の光を透過するフィルタを有し、
 前記第8の画素のフィルタは、第3の波長帯域の光を透過するフィルタを有し、
 前記第6の画素には前記測距画素が形成され、
 前記第6の画素のフィルタと、前記第6の画素と隣接する画素のフィルタとの間の少なくとも一部に、隔壁部が形成され、
 前記隔壁部は、第3の波長帯域の光を透過するフィルタを形成する材料を有して形成される、
 [21]に記載の固体撮像装置。
[23]
 前記第1の波長帯域の光は赤色光、前記第2の波長帯域の光は緑色光、前記第3の波長帯域の光は青色光である、[22]に記載の固体撮像装置。
[24]
 前記測距画素のフィルタは、前記隔壁部または前記測距画素に隣接する撮像画素のフィルタと異なる材料で形成された、[21]から[23]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[25]
 前記隔壁部は、前記測距画素のフィルタの少なくとも一部を囲むように、前記測距画素と隣接する画素のフィルタとの間に形成された、[21]から[24]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[26]
 前記フィルタの光入射面側に、オンチップレンズを有する、[21]から[25]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[27]
 前記測距画素のフィルタは、フィルタ、透明膜、前記オンチップレンズを形成する材料のいずれかを有して形成された、[26]に記載の固体撮像装置。
[28]
 一定のパターンに従って規則的に配置された複数の撮像画素を備え、
 該撮像画素が、光電変換部が形成された半導体基板と、該半導体基板の光入射面側に形成された特定の光を透過するフィルタ、と、を少なくとも有し、
 該複数の撮像画素のうち少なくとも1つの該撮像画素が、該特定の光を透過するフィルタを有する測距画素に置き換えられて、該少なくとも1つの測距画素が形成され、
 該少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと、該少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと隣り合う該フィルタとの間に、隔壁部が形成され、
 該隔壁部が、光吸収性を有する材料を含む、固体撮像装置。
[29]
 [1]から[28]のいずれか1つに記載の固体撮像装置が搭載された、電子機器。

符号の説明

[0412]
 1(1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、1000-1.2000-1、3000-1)・・・固体撮像装置、
 2・・・層間膜(酸化膜)、
 3・・・平坦化膜、
 4、4-1、4-2・・・隔壁部、
 5・・・緑色光を透過するフィルタ(撮像画素)、
 6・・・赤色光を透過するフィルタ(撮像画素)、
 7・・・シアン光を透過するフィルタ(測距画素)、
 8・・・青色光を透過するフィルタ(撮像画素)、
 9、9-1、9-2、9-3・・・隔壁部、
 101・・・第1遮光膜、
 102・・・第2遮光膜、
 103・・・第2遮光膜、
 104・・・第3遮光膜、
 105・・・第4遮光膜、
 106・・・第5遮光膜、
 107・・・第6遮光膜。

請求の範囲

[請求項1]
 一定のパターンに従って規則的に配置された複数の撮像画素を備え、
 該撮像画素が、光電変換部が形成された半導体基板と、該半導体基板の光入射面側に形成された特定の光を透過するフィルタ、と、を少なくとも有し、
 該複数の撮像画素のうち少なくとも1つの該撮像画素が、該特定の光を透過するフィルタを有する測距画素に置き換えられて、該少なくとも1つの測距画素が形成され、
 該少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと、該少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと隣り合う該フィルタとの間に、隔壁部が形成され、
 該隔壁部が、該測距画素に置き換えられた該少なくとも1つの撮像画素が有する該フィルタの材料と略同一である材料を含む、固体撮像装置。
[請求項2]
 前記隔壁部が、前記少なくとも1つの測距画素を囲むようにして形成される、請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項3]
 前記隔壁部が、前記撮像画素を囲むようにして、前記撮像画素が有する前記フィルタと、前記撮像画素が有する前記フィルタと隣り合う該フィルタとの間に形成される、請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項4]
 前記測距画素と前記撮像画素との間に形成されて、前記少なくとも1つの測距画素を囲むようにして形成された前記隔壁部の幅の大きさと、
 2つの前記撮像画素の間に形成されて、前記撮像画素を囲むようにして形成された前記隔壁部の幅の大きさと、が異なる、請求項3に記載の固体撮像装置。
[請求項5]
 前記測距画素と前記撮像画素との間に形成されて、前記少なくとも1つの測距画素を囲むようにして形成された前記隔壁部の幅の大きさと、
 2つの前記撮像画素の間に形成されて、前記撮像画素を囲むようにして形成された前記隔壁部の幅の大きさと、が略同一である、請求項3に記載の固体撮像装置。
[請求項6]
 前記隔壁部が複数層から構成される、請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項7]
 前記隔壁部が、光入射側から順に、第1有機膜と、第2有機膜とから構成される、請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項8]
 前記第1有機膜が光透過性を有する樹脂膜から構成される、請求項7に記載の固体撮像装置。
[請求項9]
 前記光透過性を有する樹脂膜が、赤色光、青色光、緑色光、白色光、シアン光、マゼンタ光、又はイエロー光を透過する樹脂膜である、請求項8に記載の固体撮像装置。
[請求項10]
 前記第2有機膜が光吸収性を有する樹脂膜から構成される、請求項7に記載の固体撮像装置。
[請求項11]
 前記光吸収性を有する樹脂膜が、カーボンブラック顔料又はチタンブラック顔料を内添した光吸収性を有する樹脂膜である、請求項10に記載の固体撮像装置。
[請求項12]
 前記隔壁部の光入射側とは反対側に形成された遮光膜を有する、請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項13]
 前記遮光膜が金属膜または絶縁膜である、請求項12に記載の固体撮像装置。
[請求項14]
 前記遮光膜が、光入射側順に、第1の遮光膜と第2の遮光膜とから構成される、請求項12に記載の固体撮像装置。
[請求項15]
 前記第2の遮光膜が、前記測距画素が受光する光を遮光するように形成される、請求項14に記載の固体撮像装置。
[請求項16]
 前記複数の撮像画素が、青色光を透過するフィルタを有する画素、緑色光を透過するフィルタを有する画素及び赤色光を透過するフィルタを有する画素からなり、
 前記複数の撮像画素がベイヤ配列に従って規則的に配置されている、請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項17]
 前記青色光を透過するフィルタを有する画素が、前記特定の光を透過するフィルタを有する前記測距画素に置き換えられて、前記測距画素が形成され、
 前記測距画素を囲むようにして、前記測距画素が有する前記フィルタと、前記測距画素が有する前記フィルタと隣り合う4つの前記緑色光を透過するフィルタとの間に、隔壁部が形成され、
 該隔壁部が、該青色光を透過するフィルタの材料と略同一である材料を含む、請求項16に記載の固体撮像装置。
[請求項18]
 前記赤色光を透過するフィルタを有する画素が、前記特定の光を透過するフィルタを有する前記測距画素に置き換えられて、前記測距画素が形成され、
 前記測距画素を囲むようにして、前記測距画素が有する前記フィルタと、前記測距画素が有する前記フィルタと隣り合う4つの前記緑色光を透過するフィルタとの間に、隔壁部が形成され、
 該隔壁部が、該赤色光を透過するフィルタの材料と略同一である材料を含む、請求項16に記載の固体撮像装置。
[請求項19]
 前記緑色光を透過するフィルタを有する画素が、前記特定の光を透過するフィルタを有する前記測距画素に置き換えられて、前記測距画素が形成され、
 前記測距画素を囲むようにして、前記測距画素が有する前記フィルタと、前記測距画素が有する前記フィルタと隣り合う2つの前記青色光を透過するフィルタとの間と、前記測距画素が有する前記フィルタと、前記測距画素が有する前記フィルタと隣り合う2つの前記赤色光を透過するフィルタとの間と、に隔壁部が形成され、
 該隔壁部が、該緑色光を透過するフィルタの材料と略同一である材料を含む、請求項16に記載の固体撮像装置。
[請求項20]
 前記測距画素が有する前記フィルタが、赤色光、青色光、緑色光、白色光、シアン光、マゼンタ光又はイエロー光を透過する材料を含む、請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項21]
 複数の撮像画素を備え、
 前記撮像画素はそれぞれ半導体基板に形成された光電変換部と、前記光電変換部の光入射面側に形成されたフィルタとを有し、
 前記複数の撮像画素のうちの少なくとも1つの前記撮像画素に、測距画素が形成され、
 前記測距画素のフィルタと前記測距画素に隣接する撮像画素のフィルタとの間の少なくとも一部に隔壁部が形成され、
 前記隔壁部は、前記複数の撮像画素のいずれかのフィルタを形成する材料を有して形成される、
 固体撮像装置。
[請求項22]
 前記複数の撮像画素は、第1の行において隣接して形成された第1の画素、第2の画素、第3の画素、第4の画素と、前記第1の行に隣接して形成された第2の行において隣接して形成された第5の画素、第6の画素、第7の画素、第8の画素を含み、
 前記第1の画素は前記第5の画素と隣接して形成され、
 前記第1の画素、前記第3の画素のフィルタは、第1の波長帯域の光を透過するフィルタを有し、
 前記第2の画素、前記第4の画素、前記第5の画素、前記第7の画素のフィルタは、第2の波長帯域の光を透過するフィルタを有し、
 前記第8の画素のフィルタは、第3の波長帯域の光を透過するフィルタを有し、
 前記第6の画素には前記測距画素が形成され、
 前記第6の画素のフィルタと、前記第6の画素と隣接する画素のフィルタとの間の少なくとも一部に、隔壁部が形成され、
 前記隔壁部は、第3の波長帯域の光を透過するフィルタを形成する材料を有して形成される、
 請求項21に記載の固体撮像装置。
[請求項23]
 前記第1の波長帯域の光は赤色光、前記第2の波長帯域の光は緑色光、前記第3の波長帯域の光は青色光である、請求項22に記載の固体撮像装置。
[請求項24]
 前記測距画素のフィルタは、前記隔壁部または前記測距画素に隣接する撮像画素のフィルタと異なる材料で形成された、請求項21に記載の固体撮像装置。
[請求項25]
 前記隔壁部は、前記測距画素のフィルタの少なくとも一部を囲むように、前記測距画素と隣接する画素のフィルタとの間に形成された、請求項21に記載の固体撮像装置。
[請求項26]
 前記フィルタの光入射面側に、オンチップレンズを有する、請求項21に記載の固体撮像装置。
[請求項27]
 前記測距画素のフィルタは、カラーフィルタ、透明膜、前記オンチップレンズを形成する材料のいずれかを有して形成された、請求項26に記載の固体撮像装置。
[請求項28]
 一定のパターンに従って規則的に配置された複数の撮像画素を備え、
 該撮像画素が、光電変換部が形成された半導体基板と、該半導体基板の光入射面側に形成された特定の光を透過するフィルタ、と、を少なくとも有し、
 該複数の撮像画素のうち少なくとも1つの該撮像画素が、該特定の光を透過するフィルタを有する測距画素に置き換えられて、該少なくとも1つの測距画素が形成され、
 該少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと、該少なくとも1つの測距画素が有する該フィルタと隣り合う該フィルタとの間に、隔壁部が形成され、
 該隔壁部が、光吸収性を有する材料を含む、固体撮像装置。
[請求項29]
 請求項1に記載の固体撮像装置が搭載された、電子機器。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]

[ 図 19]

[ 図 20]

[ 図 21]

[ 図 22]

[ 図 23]

[ 図 24]

[ 図 25]

[ 図 26]

[ 図 27]

[ 図 28]

[ 図 29]

[ 図 30]

[ 図 31]

[ 図 32]

[ 図 33]

[ 図 34]

[ 図 35]

[ 図 36]

[ 図 37]

[ 図 38]

[ 図 39]

[ 図 40]

[ 図 41]

[ 図 42]

[ 図 43]

[ 図 44]

[ 図 45]

[ 図 46]

[ 図 47]

[ 図 48]

[ 図 49]

[ 図 50]

[ 図 51]

[ 図 52]

[ 図 53]

[ 図 54]

[ 図 55]

[ 図 56]

[ 図 57]

[ 図 58]

[ 図 59]

[ 図 60]

[ 図 61]

[ 図 62]

[ 図 63]

[ 図 64A]

[ 図 64B]

[ 図 65]

[ 図 66]

[ 図 67]

[ 図 68]

[ 図 69]

[ 図 70]

[ 図 71]

[ 図 72]

[ 図 73]

[ 図 74]

[ 図 75]

[ 図 76]

[ 図 77]

[ 図 78]

[ 図 79]

[ 図 80]

[ 図 81]

[ 図 82]

[ 図 83]

[ 図 84]