CN116802812A - 摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了能够进一步抑制像素之间的混色的摄像装置。该摄像装置包括：半导体基板，在所述半导体基板中对应于呈二维排列的像素各者分别设置有光电转换部；彩色滤光片，其在所述半导体基板上对应于各个所述像素而分别设置着；中间层，其设置于所述半导体基板与所述彩色滤光片之间；和低折射区域，其以至少将所述彩色滤光片及所述中间层按照各个所述像素进行分离的方式被设置在所述像素之间，并且所述低折射区域具有比所述彩色滤光片的折射率低的折射率。

Description

摄像装置

技术领域

本发明涉及摄像装置。

背景技术

作为用于数码相机或摄影机的摄像装置，已知有CCD(电荷耦合器件：chargecoupled device)图像传感器或CMOS(互补金属氧化物半导体：complementary MOS(互补MOS))图像传感器。

例如，这些图像传感器被设置为背面照射型摄像装置，该背面照射型摄像装置利用光电转换部接收从半导体基板的未形成有配线层的背面侧入射的光(例如，参见专利文献1)。

引用文献列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请特开第2012-209542号

发明内容

本发明要解决的问题

在这样的摄像装置中，为了进一步提高所拍摄图像的图像品质，需要抑制像素之间的混色。

鉴于上述情形，期望提供一种能够进一步抑制像素之间的混色的新颖且经过改良的摄像装置。

解决问题的技术方案

根据本发明，提供了一种摄像装置，其包括：半导体基板，在所述半导体基板中对应于呈二维排列的像素各者而分别设置有光电转换部；彩色滤光片，其在所述半导体基板上对应于各个所述像素而分别设置着；中间层，其设置于所述半导体基板与所述彩色滤光片之间；和低折射区域，其以至少将所述彩色滤光片及所述中间层按照各个所述像素进行分离的方式被设置在所述像素之间，并且所述低折射区域具有比所述彩色滤光片的折射率低的折射率。

根据本发明，可以在彩色滤光片与低折射区域之间的界面处以及在中间层与低折射区域之间的界面处把行进到相邻像素的光反射。

附图说明

图1是示出了根据本发明一个实施方案的摄像装置的整体构造的示意图。

图2是示出了根据该实施方案的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图3是示出了用于构成低折射区域的空隙的剖面形状的变型的纵剖视图。

图4A是示出了像素部的平面构造的一个示例的俯视图。

图4B是示出了像素部的平面构造的一个示例的俯视图。

图4C是示出了像素部的平面构造的一个示例的俯视图。

图5是示出了根据第一变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图6是示出了根据第二变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图7是示出了根据第三变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图8是示出了根据第四变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图9是示出了根据第五变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图10是示出了根据第六变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图11是示出了根据第七变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图12是示出了根据第八变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图13是示出了根据第九变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图14是示出了根据第十变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图15是示出了根据第十一变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图16是示出了根据第十二变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图17是示出了根据第十三变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图18是示出了根据第十四变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图19是示出了根据第十五变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图20是示出了根据第十六变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图21是示出了根据第十七变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图22是示出了根据第十八变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图23是示出了根据第十九变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图24是示出了根据第二十变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图25是示出了根据第二十一变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图26是示出了根据第二十二变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图27是示出了根据第二十三变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图28A是示出了在相位差像素和普通像素混合存在的情况下的平面配置示例的俯视图。

图28B是示出了在相位差像素和普通像素混合存在的情况下的平面配置示例的俯视图。

图28C是示出了在相位差像素和普通像素混合存在的情况下的平面配置示例的俯视图。

图29A是示出了在仅有相位差像素的情况下的平面配置示例的俯视图。

图29B是示出了在仅有相位差像素的情况下的平面配置示例的俯视图。

图29C是示出了在仅有相位差像素的情况下的平面配置示例的俯视图。

图30是示出了根据本发明第二实施方案的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图31是图30的遮光部附近的放大的纵剖视图。

图32A是示出了根据第一变形例的遮光部附近的结构变型的纵剖视图。

图32B是示出了根据第一变形例的遮光部附近的结构变型的纵剖视图。

图32C是示出了根据第一变形例的遮光部附近的结构变型的纵剖视图。

图32D是示出了根据第一变形例的遮光部附近的结构变型的纵剖视图。

图32E是示出了根据第一变形例的遮光部附近的结构变型的纵剖视图。

图32F是示出了根据第一变形例的遮光部附近的结构变型的纵剖视图。

图33是示出了根据第二变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图34是示出了根据第三变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图35是示出了根据第四变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图36是示出了根据第五变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图37是示出了根据第六变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图38是示出了根据第七变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图39是示出了根据第八变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图40是示出了根据第八变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图41是示出了根据第八变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图42是示出了根据第九变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图43是示出了根据第十变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图44是示出了根据第十一变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图45是示出了根据第十二变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图46是示出了根据第十三变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图47是示出了根据第十四变形例的像素部的剖面构造的纵剖视图。

图48A是示出了像素部中的彩色滤光片的平面配置示例的俯视图。

图48B是示出了像素部中的彩色滤光片的平面配置示例的俯视图。

图48C是示出了像素部中的彩色滤光片的平面配置示例的俯视图。

图48D是示出了像素部中的彩色滤光片的平面配置示例的俯视图。

图48E是示出了像素部中的彩色滤光片的平面配置示例的俯视图。

图48F是示出了像素部中的彩色滤光片的平面配置示例的俯视图。

图48G是示出了像素部中的彩色滤光片的平面配置示例的俯视图。

图48H是示出了像素部中的彩色滤光片的平面配置示例的俯视图。

图48I是示出了像素部中的彩色滤光片的平面配置示例的俯视图。

图49A是示出了彩色滤光片与普通像素或相位差像素的组合示例的俯视图。

图49B是示出了彩色滤光片与普通像素或相位差像素的组合示例的俯视图。

图49C是示出了彩色滤光片与普通像素或相位差像素的组合示例的俯视图。

图49D是示出了彩色滤光片与普通像素或相位差像素的组合示例的俯视图。

图49E是示出了彩色滤光片与普通像素或相位差像素的组合示例的俯视图。

图49F是示出了彩色滤光片与普通像素或相位差像素的组合示例的俯视图。

图50是用于说明根据第十五变形例的像素部的构造的俯视图。

图51是把沿图50的A-AA线剖开的剖面结构和沿图50的B-BB线剖开的剖面结构以对比的方式示出的纵剖视图。

图52是用于说明根据第十五变形例的像素部的形成步骤的纵剖视图。

图53是用于说明根据第十五变形例的像素部的形成步骤的纵剖视图。

图54是用于说明根据第十五变形例的像素部的形成步骤的纵剖视图。

图55是用于说明根据第十五变形例的像素部的形成步骤的纵剖视图。

图56是用于说明根据第十五变形例的像素部的形成步骤的纵剖视图。

图57是用于说明根据第十五变形例的像素部的形成步骤的纵剖视图。

图58是用于说明根据第十五变形例的像素部的形成步骤的纵剖视图。

图59是用于说明根据第十五变形例的像素部的形成步骤的纵剖视图。

图60是用于说明根据第十五变形例的像素部的形成步骤的纵剖视图。

图61是用于说明根据第十五变形例的像素部的形成步骤的纵剖视图。

图62是用于说明根据第十五变形例的像素部的形成步骤的纵剖视图。

图63是用于说明根据第十五变形例的像素部的形成步骤的纵剖视图。

图64是用于说明根据第十五变形例的像素部的形成步骤的纵剖视图。

图65是示出了根据第十六变形例的像素部的遮光部附近的构造的纵剖视图。

图66是用于说明根据第十六变形例的像素部的形成步骤的纵剖视图。

图67是用于说明根据第十六变形例的像素部的形成步骤的纵剖视图。

图68是示出了包括根据本发明实施方案的摄像装置的电子设备的构造示例的框图。

图69是示出了车辆控制系统的示意性构造示例的框图。

图70是用于辅助说明车外信息检测单元和摄像部的安装位置的示例的图。

具体实施方式

在下文中，将会参照附图来详细说明本发明的优选实施方案。注意，在本说明书和附图中，实质上具有相同的功能构造的构成要素由相同的附图标记表示，并且将会省略它们的重复说明。

注意，将按照以下顺序给出说明。

1.摄像装置的整体构造

2.第一实施方案

2.1.像素部的构造

2.2.变形例

3.第二实施方案

3.1.像素部的构造

3.2.变形例

4.电子设备的构造

5.应用例

<1.摄像装置的整体构造>

首先，将会参照图1来说明应用了本发明技术的摄像装置的整体构造。图1是示出了应用了本发明技术的摄像装置100的整体构造的示意图。

如图1所示，摄像装置100包括：含有形成于半导体基板上的多个像素12的像素部13；垂直驱动电路14；列信号处理电路15；水平驱动电路16；输出电路17；和控制电路18。

像素部13包括以二维阵列规则地布置着的多个像素12。例如，像素部13可以包括有效像素区域和黑基准像素区域(未图示)，有效像素区域包含用于放大通过对入射光进行光电转换而获得的信号电荷并且将放大后的信号电荷读出到列信号处理电路15的像素，并且黑基准像素区域包含用于输出作为黑电平的基准的光学黑的像素。例如，黑基准像素区域被形成在有效像素区域的外周部处。

例如，像素12包括：作为光电转换元件的光电二极管(未图示)；以及包含传输晶体管、复位晶体管、选择晶体管和放大晶体管的像素电路(未图示)。注意，像素电路可以不包含选择晶体管。由光电二极管进行光电转换而得到的信号电荷通过像素电路被转换为像素信号。

此外，像素12可以按共用像素结构的方式设置着。在共用像素结构中，多个像素12包括多个光电二极管、多个传输晶体管、一个被共用的浮动扩散部(浮动扩散区域)、一个被共用的复位晶体管、一个被共用的选择晶体管和一个被共用的放大晶体管。也就是说，在共用像素结构中，多个像素12中所包含的光电二极管及传输晶体管彼此共用了复位晶体管、选择晶体管和放大晶体管。

控制电路18基于垂直同步信号、水平同步信号和主时钟来生成用作垂直驱动电路14、列信号处理电路15和水平驱动电路16的操作的基准的时钟信号和控制信号。控制电路18使用时钟信号和控制信号来控制垂直驱动电路14、列信号处理电路15和水平驱动电路16。

例如，垂直驱动电路14包括移位寄存器。垂直驱动电路14以行为单位依次在垂直方向上选择性地扫描像素12。垂直驱动电路14把与像素12中所接收到的光量对应地生成的像素信号经由垂直信号线19提供给列信号处理电路15。

例如，列信号处理电路15对应于像素12的各列而设置着。基于来自黑基准像素区域的信号，列信号处理电路15对于从一行像素12输出的像素信号针对各个像素列执行诸如噪声去除及信号放大等信号处理。在列信号处理电路15的输出级处，设置有水平选择开关(未图示)，以与水平信号线20连接。

例如，水平驱动电路16包括移位寄存器。水平驱动电路16依次输出水平扫描脉冲，籍此依次选择列信号处理电路15各者，以使列信号处理电路15各者向水平信号线20输出像素信号。

输出电路17对从列信号处理电路15各者经由水平信号线20依次提供过来的像素信号执行信号处理，并且将经过信号处理的像素信号输出到外部。

<2.第一实施方案>

(2.1.像素部的构造)

接下来，将会参照图2来说明根据本发明第一实施方案的像素部13的剖面构造。图2是示出了像素部13的剖面构造的纵剖视图。

如图2所示，像素部13包括半导体基板110、中间层120、彩色滤光片(colorfilter)130、绝缘层141、芯片上透镜(on-chip lens)151和防反射膜152。

例如，半导体基板110是具有1μm至6μm的厚度且由硅(Si)构成的基板。在半导体基板110中对应于各像素12而分别设置有光电转换部111，该光电转换部111生成与所接收到的入射光的光量对应的信号电荷。例如，光电转换部111是光电二极管，并且是通过在第一导电类型(例如，P型)半导体区域的内部对应于各像素12而设置有第二导电类型(例如，N型)半导体区域来予以构造的。

此外，对应于各个像素12而分别设置的光电转换部111通过由绝缘材料构成的像素分离壁112相互电气分离。例如，像素分离壁112可以由诸如氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN)或氮氧化硅(SiON)等绝缘材料构成，并且可以被设置为在半导体基板110的厚度方向上延伸。

注意，在半导体基板110的与设置有中间层120的表面(也被称为背面)相反的一侧处的表面(也被称为正面)上，设置有包括用于把由光电转换部111进行光电转换而得到的信号电荷转换为像素信号的像素电路的电路层。即，本实施方案的摄像装置100是能够接受从半导体基板110的背面入射的光的背面照射型摄像装置。

中间层120是以绝缘材料设置在半导体基板110上的功能层。中间层120以由稍后说明的低折射区域140按照各像素12进行分离的方式被设置在半导体基板110上。

中间层120可以包括具有负的固定电荷的层。具体地，中间层120可以包括由诸如氧化铪(HfO₂)、氧化锆(ZrO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化钽(Ta₂O₅)、氧化钛(TiO₂)、氧化镁(MgO)、氧化钇(Y₂O₃)或镧系氧化物等具有负的固定电荷的高介电常数材料构成的层。在这种情况下，中间层120可以形成如下这样的区域：在该区域中，利用负的固定电荷在与半导体基板110的界面区域内累积正电荷。因此，能够抑制暗电流的产生。

另外，中间层120可以包括具有防反射功能的层。具体地，中间层120可以包括具有比半导体基板110的折射率低的折射率的介电质层。在这种情况下，由于中间层120能够抑制与半导体基板110的界面处的光的反射，因此能够提高光电转换部111上的光的入射效率。

例如，中间层120可以通过从半导体基板110侧依次层叠氧化铝(Al₂O₃)、氧化钽(Ta₂O₅)和氧化硅(SiO₂)来设置而成。

彩色滤光片130对应于各像素12而分别设置在中间层120上，并且选择性地透过与各像素12对应的波长频带的光(例如，红光(R)、绿光(G)和蓝光(B))。例如，彩色滤光片130可以按照诸如拜耳阵列等预定的RGB阵列而被设置着。彩色滤光片130以由稍后说明的低折射区域140按照各像素12进行分离的方式而被设置在半导体基板110上。

例如，彩色滤光片130可以通过将颜料或染料添加到允许可见光透过的透明树脂中来设置而成。此外，彩色滤光片130可以是由允许可见光透过的透明树脂构成的透明滤光片，或者可以是通过将碳黑添加到透明树脂中而制成的ND(中性密度：neutral density)滤光片等。

在根据本实施方案的摄像装置100的像素部13中，利用在半导体基板110的厚度方向上延伸的低折射区域140将彩色滤光片130及中间层120按照各像素12进行分离。

低折射区域140是折射率比彩色滤光片130的折射率低的区域。例如，低折射区域140可以是折射率为1.0以上且1.35以下的区域。低折射区域140被设置在对应于各像素12而分别设置的彩色滤光片130之间以及对应于各像素12而分别设置的中间层120之间，使得彩色滤光片130及中间层120可以作为把高折射率材料夹在低折射率材料之间的波导(waveguide)而发挥作用。据此，由于低折射区域140可以在与彩色滤光片130的界面处以及与中间层120的界面处把行进到相邻像素12的光反射，因此能够提高光电转换部111上的光的入射效率。

低折射区域140可以由任何材料构成，只要该材料的折射率低于彩色滤光片130的折射率即可。例如，低折射区域140可以是空隙，也可以由诸如氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN)或氮氧化硅(SiON)等无机材料构成，或者可以由诸如苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂或硅氧烷树脂等树脂材料构成。此外，低折射区域140可以由诸如SiOF、SiOC或多孔二氧化硅等所谓low-k(低介电常数)材料构成。

绝缘层141以绝缘材料被设置于彩色滤光片130上。例如，绝缘层141是通过将氧化硅(SiO₂)等成膜于彩色滤光片130上而设置成的。据此，绝缘层141以较高覆盖率成膜于按照各像素12进行分离的彩色滤光片130上，该绝缘层141没有填埋彩色滤光片130之间的低折射区域140，而是在将低折射区域140维持为空隙的同时将该空隙的上端封住，籍此，低折射区域140可以被构造为空隙。

然而，作为空隙的低折射区域140的内壁的至少一部分可以由在绝缘层141的成膜过程中进入的绝缘材料覆盖。这里，将会参照图3来说明作为空隙的低折射区域140的剖面形状。图3是示出了用于构成低折射区域140的空隙的剖面形状的变型的纵剖视图。

如图3所示，用于构成低折射区域140的空隙的剖面形状可以根据由在绝缘层141成膜时进入低折射区域140内部的绝缘材料对低折射区域140的内壁的覆盖状况而改变。

例如，用于构成低折射区域140的空隙的剖面形状可以是如图3中的(A)所示的上端及下端比中央部细的纺锤形状。另外，用于构成低折射区域140的空隙的剖面形状可以是如图3中的(B)所示的上端比中央部细且下端比中央部粗的纺锤形状。此外，用于构成低折射区域140的空隙的剖面形状可以是如图3中的(C)所示的上端比中央部粗且下端比中央部细的纺锤形状。此外，用于构成低折射区域140的空隙的剖面形状可以是如图3中的(D)所示的上端比中央部粗且下端比中央部粗的哑铃形状。

芯片上透镜151对应于各像素12而分别设置在绝缘层141上。例如，芯片上透镜151可以由诸如苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂或硅氧烷树脂等树脂材料构成。芯片上透镜151把入射至像素12的光会聚，由此使得入射至像素12的光能够高效地入射到光电转换部111上。

此外，在芯片上透镜151的表层上可以形成有防反射膜152。例如，防反射膜152由介电质多层膜构成。防反射膜152能够抑制入射到芯片上透镜151上的光的反射。

接下来，将会参照图4A至图4C来说明根据本实施方案的摄像装置100的像素部13的平面构造。图4A至图4C是示出了像素部13的平面构造的一个示例的俯视图。

如图4A所示，低折射区域140可以被设置得遍及于像素12的整个周边，并且包围以二维阵列布置着的像素12各者。在这种情况下，低折射区域140能够更可靠地把透过彩色滤光片130及中间层120且行进到相邻像素12的光反射，籍此，能够更可靠地抑制与相邻像素12发生的混色。

如图4B和图4C所示，低折射区域140可以被设置于与以二维阵列布置着的像素12各者的边相当的区域中。即使在这种情况下，低折射区域140也能够把透过彩色滤光片130及中间层120且行进到相邻像素12的光的大部分反射，籍此，能够抑制与相邻像素12发生的混色。

此外，在低折射区域140被设置于与像素12各者的边相当的区域中的情况下，在像素12各者的对角区域12A中，像素12之间的间隔比在与像素12的边相当的区域中更粗。因此，如图4B所示，像素12各者可以被设置成相对于对角区域12A以矩形形状伸出，籍此，可以使得在对角区域12A以及与像素12的边相当的区域这二者中，像素12之间的间隔是大致相同的。据此，摄像装置100可以进一步将像素部13的制造步骤的工艺条件简易化。

此外，在低折射区域140被设置于与像素12各者的边相当的区域中的情况下，如图4C所示，像素12各者的对角区域12A可以被折射率比彩色滤光片130的折射率低的如下材料填埋：诸如氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN)或氮氧化硅(SiON)等无机材料；或者诸如苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂或硅氧烷树脂等树脂材料；或者诸如SiOF、SiOC或多孔二氧化硅等所谓low-k材料。据此，在像素12各者的对角区域12A中，透过彩色滤光片130及中间层120且行进到相邻像素12的光可以被折射率比彩色滤光片130的折射率低的该材料反射，籍此，能够更可靠地抑制与相邻像素12发生的混色。

(2.2.变形例)

接下来，将会参照图5至图29C来说明根据本实施方案的摄像装置100的像素部13的第一变形例至第二十三变形例。

(第一变形例)

图5是示出了根据第一变形例的像素部13A的剖面构造的纵剖视图。如图5所示，根据第一变形例的像素部13A与图2所示的像素部13的不同之处在于，低折射区域140被设置得从彩色滤光片130相互之间及中间层120相互之间延伸到像素分离壁112的内部。

具体地，低折射区域140被设置得从彩色滤光片130相互之间延伸到半导体基板110正面附近的像素分离壁112的内部。根据第一变形例的像素部13A可以利用低折射区域140来抑制相邻像素12的光电转换部111之间的光泄漏。因此，根据第一变形例的像素部13A能够进一步抑制相邻像素12之间的混色。

(第二变形例)

图6是示出了根据第二变形例的像素部13B的剖面构造的纵剖视图。如图6所示，根据第二变形例的像素部13B与图5所示的像素部13A的不同之处在于，低折射区域140被设置得从彩色滤光片130之间及中间层120之间延伸到芯片上透镜151侧。

具体地，低折射区域140被设置为：从彩色滤光片130之间延伸到半导体基板110正面附近的像素分离壁112的内部，并且还延伸到芯片上透镜151侧从而将芯片上透镜151按照各像素12进行分离。根据第二变形例的像素部13B可以利用低折射区域140来抑制相邻像素12的光电转换部111之间的光泄漏。此外，根据第二变形例的像素部13B可以利用低折射区域140来抑制相邻像素12的芯片上透镜151之间的光泄漏。因此，根据第二变形例的像素部13B能够进一步抑制相邻像素12之间的混色。

(第三变形例)

图7是示出了根据第三变形例的像素部13C的剖面构造的纵剖视图。如图7所示，根据第三变形例的像素部13C与图2所示的像素部13的不同之处在于，低折射区域140被设置为从彩色滤光片130之间及中间层120之间延伸到像素分离壁112的内部。

具体地，低折射区域140被设置为从彩色滤光片130之间延伸到半导体基板110中部处的像素分离壁112的内部。根据第三变形例的像素部13C可以利用低折射区域140来抑制相邻像素12的光电转换部111之间的光泄漏。因此，根据第三变形例的像素部13C能够进一步抑制相邻像素12之间的混色。

(第四变形例)

图8是示出了根据第四变形例的像素部13D的剖面构造的纵剖视图。如图8所示，根据第四变形例的像素部13D与图7所示的像素部13C的不同之处在于，低折射区域140被设置为从彩色滤光片130之间及中间层120之间延伸到芯片上透镜151侧。

具体地，低折射区域140被设置成：从彩色滤光片130之间延伸到半导体基板110中部处的像素分离壁112的内部，并且还延伸到芯片上透镜151侧从而将芯片上透镜151按照各像素12进行分离。根据第四变形例的像素部13D可以利用低折射区域140来抑制相邻像素12的光电转换部111之间的光泄漏。此外，根据第四变形例的像素部13D可以利用低折射区域140来抑制相邻像素12的芯片上透镜151之间的光泄漏。因此，根据第四变形例的像素部13D能够进一步抑制相邻像素12之间的混色。

(第五变形例)

图9是示出了根据第五变形例的像素部13E的剖面构造的纵剖视图。如图9所示，根据第五变形例的像素部13E与图2所示的像素部13的不同之处在于，低折射区域140被设置为从彩色滤光片130之间及中间层120之间延伸到芯片上透镜151侧。

具体地，低折射区域140被设置得延伸到芯片上透镜151侧，并且将芯片上透镜151按照各像素12进行分离。根据第五变形例的像素部13E可以利用低折射区域140来抑制相邻像素12的芯片上透镜151之间的光泄漏。因此，根据第五变形例的像素部13E能够进一步抑制相邻像素12之间的混色。

(第六变形例)

图10是示出了根据第六变形例的像素部13F的剖面构造的纵剖视图。如图10所示，根据第六变形例的像素部13F与图2所示的像素部13的不同之处在于，低折射区域140被设置为从彩色滤光片130之间及中间层120之间延伸到像素分离壁112的内部。

具体地，像素分离壁112被设置为在半导体基板110的厚度方向上延伸得抵达半导体基板110的中部。此外，低折射区域140被设置为从彩色滤光片130之间延伸到抵达半导体基板110中部的像素分离壁112的内部。根据第六变形例的像素部13F可以利用低折射区域140来抑制相邻像素12的光电转换部111之间的光泄漏。因此，根据第七变形例的像素部13F能够进一步抑制相邻像素12之间的混色。

(第七变形例)

图11是示出了根据第七变形例的像素部13G的剖面构造的纵剖视图。如图11所示，根据第七变形例的像素部13G与图10所示的像素部13F的不同之处在于，低折射区域140被设置为从彩色滤光片130之间及中间层120之间延伸到芯片上透镜151侧。

具体地，低折射区域140被设置为从彩色滤光片130之间延伸到抵达半导体基板110中部的像素分离壁112的内部，并且被设置得还延伸到芯片上透镜151侧从而将芯片上透镜151按照各像素12进行分离。根据第七变形例的像素部13G可以利用低折射区域140来抑制相邻像素12的光电转换部111之间的光泄漏。此外，根据第七变形例的像素部13G可以利用低折射区域140来抑制相邻像素12的芯片上透镜151之间的光泄漏。因此，根据第七变形例的像素部13G能够进一步抑制相邻像素12之间的混色。

(第八变形例)

图12是示出了根据第八变形例的像素部13H的剖面构造的纵剖视图。如图12所示，根据第八变形例的像素部13H与图2所示的像素部13的不同之处在于，像素分离壁112被设置为在半导体基板110的厚度方向上延伸得抵达半导体基板110的中部。

即使在根据第八变形例的像素部13H中，像素分离壁112也可以将相邻像素12的光电转换部111相互电气分离。因此，即使在根据第八变形例的像素部13H中，类似于图2所示的像素部13，也能够抑制相邻像素12之间的混色。

(第九变形例)

图13是示出了根据第九变形例的像素部13I的剖面构造的纵剖视图。如图13所示，根据第九变形例的像素部13I与图12所示的像素部13H的不同之处在于，低折射区域140被设置为从彩色滤光片130之间及中间层120之间延伸到芯片上透镜151侧。

具体地，低折射区域140被设置得延伸到芯片上透镜151侧，并且将芯片上透镜151按照各像素12进行分离。根据第九变形例的像素部13I可以利用低折射区域140来抑制相邻像素12的芯片上透镜151之间的光泄漏。因此，根据第九变形例的像素部13I能够进一步抑制相邻像素12之间的混色。

(第十变形例)

图14是示出了根据第十变形例的像素部13J的剖面构造的纵剖视图。如图14所示，根据第十变形例的像素部13J与图2所示的像素部13的不同之处在于，在像素分离壁112的内部设置有遮光部113。

遮光部113被设置成埋入到位于中间层120侧的像素分离壁112的内部。例如，遮光部113可以由能够遮光的诸如钨(W)、铝(Al)、铜(Cu)、氮化钛(TiN)或多晶硅(poly-Si)等导电材料构成。可替代地，遮光部113可以由包含碳黑颜料或钛黑颜料的有机树脂材料构成。遮光部113通过遮挡由中间层120附近的光电转换部111向相邻像素12泄漏的光，由此能够进一步抑制相邻像素12之间的混色。据此，根据第十变形例的像素部13J能够进一步抑制相邻像素12之间的混色。

(第十一变形例)

图15是示出了根据第十一变形例的像素部13K的剖面构造的纵剖视图。如图15所示，根据第十一变形例的像素部13K与图14所示的像素部13J的不同之处在于，低折射区域140被设置为从彩色滤光片130之间及中间层120之间延伸到芯片上透镜151侧。

具体地，低折射区域140被设置得延伸到芯片上透镜151侧，并且将芯片上透镜151按照各像素12进行分离。根据第十一变形例的像素部13K可以利用低折射区域140来抑制相邻像素12的芯片上透镜151之间的光泄漏。因此，根据第十一变形例的像素部13K能够进一步抑制相邻像素12之间的混色。

(第十二变形例)

图16是示出了根据第十二变形例的像素部13L的剖面构造的纵剖视图。如图16所示，根据第十二变形例的像素部13L与图14所示的像素部13J的不同之处在于，像素分离壁112被设置为在半导体基板110的厚度方向上延伸得抵达半导体基板110的中部。

即使在根据第十二变形例的像素部13L中，像素分离壁112也可以将相邻像素12的光电转换部111相互电气分离。因此，即使在根据第十二变形例的像素部13L中，类似于图14所示的像素部13J，也能够抑制相邻像素12之间的混色。

(第十三变形例)

图17是示出了根据第十三变形例的像素部13M的剖面构造的纵剖视图。如图17所示，根据第十三变形例的像素部13M与图16所示的像素部13L的不同之处在于，低折射区域140被设置为从彩色滤光片130之间及中间层120之间延伸到芯片上透镜151侧。

具体地，低折射区域140被设置得延伸到芯片上透镜151侧，并且将芯片上透镜151按照各像素12进行分离。根据第十三变形例的像素部13M可以利用低折射区域140来抑制相邻像素12的芯片上透镜151之间的光泄漏。因此，根据第十三变形例的像素部13M能够进一步抑制相邻像素12之间的混色。

(第十四变形例)

图18是示出了根据第十四变形例的像素部13N的剖面构造的纵剖视图。如图18所示，根据第十四变形例的像素部13N与图14所示的像素部13J的不同之处在于，遮光部113被设置为在像素分离壁112的内部延伸并且贯通半导体基板110。

由于根据第十四变形例的像素部13N可以通过遍及整个像素分离壁112的遮光部113来遮挡向相邻像素12的光电转换部111泄漏的光，因此能够进一步抑制相邻像素12之间的混色。

(第十五变形例)

图19是示出了根据第十五变形例的像素部13O的剖面构造的纵剖视图。如图19所示，根据第十五变形例的像素部13O与图18所示的像素部13N的不同之处在于，低折射区域140被设置为从彩色滤光片130之间及中间层120之间延伸到芯片上透镜151侧。

具体地，低折射区域140被设置得延伸到芯片上透镜151侧，并且将芯片上透镜151按照各像素12进行分离。在根据第十五变形例的像素部13O中，可以利用低折射区域140来抑制相邻像素12的芯片上透镜151之间的光泄漏。因此，根据第十五变形例的像素部13O能够进一步抑制相邻像素12之间的混色。

(第十六变形例)

图20是示出了根据第十六变形例的像素部13P的剖面构造的纵剖视图。如图20所示，根据第十六变形例的像素部13P与图14所示的像素部13J的不同之处在于，低折射区域140被设置为低折射层142，以此代替空隙。

低折射层142由折射率比彩色滤光片130的折射率低的材料构成，并且被设置在对应于各个像素12而分别设置着的彩色滤光片130之间以及对应于各个像素12而分别设置着的中间层120之间。折射率比彩色滤光片130的折射率低的材料例如是：诸如氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN)或氮氧化硅(SiON)等无机材料；或者诸如苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂或硅氧烷树脂等树脂材料；或者诸如SiOF、SiOC或多孔二氧化硅等low-k材料。低折射层142可以使得彩色滤光片130及中间层120作为把高折射率材料夹在低折射率材料之间的波导而发挥作用。

据此，根据第十六变形例的像素部13P可以在低折射层142与彩色滤光片130之间的界面以及低折射层142与中间层120之间的界面处把行进到相邻像素12的光反射。因此，即使在根据第十六变形例的像素部13P中，类似于图14所示的像素部13J，也能够抑制相邻像素12之间的混色。

(第十七变形例)

图21是示出了根据第十七变形例的像素部13Q的剖面构造的纵剖视图。如图21所示，根据第十七变形例的像素部13Q与图14所示的像素部13J的不同之处在于，在绝缘层141与芯片上透镜151之间设置有防反射层153，并且设置有代替中间层120的防反射中间层121。

例如，防反射中间层121和防反射层153分别由介电质多层膜构成。防反射中间层121和防反射层153抑制了入射光在存在于从芯片上透镜151到半导体基板110的路线上的层间界面处的反射，因而能够提高光电转换部111上的光的入射效率。

注意，防反射中间层121和防反射层153只要具有防反射功能即可，因而也可以被设置为具有介电质多层膜以外的构造。例如，防反射中间层121和防反射层153可以被设置为具有蛾眼结构的层。

据此，根据第十七变形例的像素部13Q可以通过进一步抑制了入射光的反射来进一步提高光电转换部111上的光的入射效率。

(第十八变形例)

图22是示出了根据第十八变形例的像素部13R的剖面构造的纵剖视图。如图22所示，根据第十八变形例的像素部13R与图14所示的像素部13J的不同之处在于，设置有无机彩色滤光片131以代替彩色滤光片130。

无机彩色滤光片131是如下这样的滤光片：其并非通过颜料或染料而是通过介电质层叠膜、光子晶体、量子点或超材料(metamaterial)的结构等来选择性地透过特定的波长频带的光(例如，红光、绿光和蓝光)。与颜料或染料相比而言，无机彩色滤光片131更不易因紫外线或热等发生褪色。因此，根据第十八变形例的像素部13R即使在更严酷的环境下，类似于图14所示的像素部13J，也能够抑制相邻像素12之间的混色。

(第十九变形例)

图23是示出了根据第十九变形例的像素部13S的剖面构造的纵剖视图。如图23所示，根据第十九变形例的像素部13S与图14所示的像素部13J的不同之处在于，在像素分离壁112内的未设置有遮光部113的部分中还设置有低折射区域140A。

低折射区域140A是具有比像素分离壁112的折射率低的折射率的区域。低折射区域140A通过被设置得在像素分离壁112内的未设置有遮光部113的部分中在像素分离壁112的内部延伸，就能够反射向相邻像素12的光电转换部111泄漏的光。类似于低折射区域140，低折射区域140A可以是空隙，也可以由例如如下材料构成：诸如氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN)或氮氧化硅(SiON)等无机材料；或者诸如苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂或硅氧烷树脂等树脂材料；或者诸如SiOF、SiOC或多孔二氧化硅等所谓low-k材料。

据此，由于根据第十九变形例的像素部13S能够遍及整个像素分离壁112地遮挡或反射向相邻像素12的光电转换部111泄漏的光，因此能够进一步抑制相邻像素12之间的混色。

(第二十变形例)

图24是示出了根据第二十变形例的像素部13T的剖面构造的纵剖视图。如图24所示，根据第二十变形例的像素部13T与图14所示的像素部13J的不同之处在于，未设置有芯片上透镜151。

即使在根据第二十变形例的像素部13T中，类似于图14所示的像素部13J，也能够抑制相邻像素12之间的混色。

(第二十一变形例)

图25是示出了根据第二十一变形例的像素部13U的剖面构造的纵剖视图。如图25所示，根据第二十一变形例的像素部13U与图14所示的像素部13J的不同之处在于，设置有相位差透镜161以代替芯片上透镜151。

相位差透镜161是利用因超材料的结构而引起的入射光的相位差来发挥会聚功能的透镜。注意，在相位差透镜161的光入射面上可以设置有防反射层162。

在根据第二十一变形例的像素部13U中，即使在通过使用相位差透镜161来代替作为半球形凸透镜的芯片上透镜151时，也可以对应于各像素12而将入射光会聚。因此，即使在根据第二十一变形例的像素部13U中，类似于图14所示的像素部13J，也能够抑制相邻像素12之间的混色。

(第二十二变形例)

图26是示出了根据第二十二变形例的像素部13V的剖面构造的纵剖视图。如图26所示，根据第二十二变形例的像素部13V与图14所示的像素部13J的不同之处在于，混合地设有普通像素NP和相位差像素PP。

相位差像素PP包括多个子像素SP和设置在多个子像素SP上的一个芯片上透镜151。相位差像素PP可以基于在多个子像素SP各者中所获得的像素信号来检测距被摄体的距离。低折射区域140未设置在子像素SP之间，而是设置在相位差像素PP与普通像素NP之间。即使在根据第二十二变形例的像素部13V包括普通像素NP和相位差像素PP的情况下，类似于图14所示的像素部13J，也能够抑制相位差像素PP与普通像素NP之间的混色或者普通像素NP之间的混色。

此外，在根据第二十二变形例的像素部13V中，设置在相位差像素PP中的芯片上透镜151被设置得其高度高于设置在普通像素NP中的芯片上透镜151。据此，设置在相位差像素PP中的芯片上透镜151能够以提高子像素SP中的分离比(separation ratio)的方式在芯片上透镜151侧控制焦点位置。因此，根据第二十二变形例的像素部13V能够提高相位差像素PP的相位差量。

(第二十三变形例)

图27是示出了根据第二十三变形例的像素部13W的剖面构造的纵剖视图。如图27所示，根据第二十三变形例的像素部13W与图14所示的像素部13J的不同之处在于，混合地设有普通像素NP和相位差像素PP。关于普通像素NP和相位差像素PP，由于已经在根据第二十二变形例的像素部13V中进行了说明，因此这里省略它们的说明。

在根据第二十三变形例的像素部13W中，在相位差像素PP与普通像素NP之间设置有低折射层142，该低折射层142的宽度比设置在普通像素NP之间的低折射区域140的宽度更大。据此，相位差像素PP能够以利用低折射层142的波导效应来提高子像素SP中的分离比的方式，在芯片上透镜151侧控制焦点。因此，根据第二十三变形例的像素部13W能够提高相位差像素PP的相位差量。

这里，将会参照图28A至图29C来说明根据第二十二变形例的像素部13V和根据第二十三变形例的像素部13W中的相位差像素PP的平面配置示例。图28A至图28C是示出了在相位差像素PP和普通像素NP混合存在的情况下的平面配置示例的俯视图。图29A至图29C是示出了在仅有相位差像素PP的情况下的平面配置示例的俯视图。

如图28A、图28B、图29A和图29B所示，例如，在普通像素NP的像素节距为p的情况下，可以按2p×1p的尺寸来设置相位差像素PP。在这种情况下，相位差像素PP可以包括两个子像素SP。

相位差像素PP可以如图28A所示被单个地设置在普通像素NP之中，或者多个相位差像素PP可以如图28B所示被并排地设置在普通像素NP之中。此外，相位差像素PP可以如图29A和图29B所示被设置在其中仅排列有相位差像素PP的区域中。在这种情况下，相位差像素PP可以如图29A所示那样以矩阵状排列着，或者可以如图29B所示那样相互交错地排列着。

此外，如图28C和图29C所示，例如，在普通像素NP的像素节距为p的情况下，相位差像素PP可以按2p×2p的尺寸设置着。在这种情况下，相位差像素PP可以包括四个子像素SP。

如图28C所示，相位差像素PP可以被单个地设置在普通像素NP之中。此外，如图29C所示，相位差像素PP可以被设置在其中仅排列有相位差像素PP的区域中。在这种情况下，相位差像素PP可以如图29C所示那样以矩阵状排列着。

<3.第二实施方案>

(3.1.像素部的构造)

接下来，将会参照图30来说明根据本发明第二实施方案的像素部21的剖面构造。图30是示出了像素部21的剖面构造的纵剖视图。

如图30所示，像素部21包括半导体基板110、中间层120、彩色滤光片130、绝缘层141、芯片上透镜151和防反射膜152。

例如，半导体基板110是具有1μm至6μm的厚度且由硅(Si)构成的基板。在半导体基板110中对应于各像素12而分别设置有光电转换部111，该光电转换部111生成与所接收到的入射光的光量对应的信号电荷。例如，光电转换部111是光电二极管，并且是通过在第一导电类型(例如，P型)半导体区域的内部对应于各像素12而设置有第二导电类型(例如，N型)半导体区域来予以构造的。

此外，对应于各个像素12而分别设置着的光电转换部111通过由绝缘材料构成的像素分离壁112相互电气分离。例如，像素分离壁112可以由诸如氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN)或氮氧化硅(SiON)等绝缘材料构成，并且可以被设置为在半导体基板110的厚度方向上延伸。

此外，在像素分离壁112上设置有遮光部113。具体地，遮光部113被设置在像素分离壁112的中间层120侧上。例如，遮光部113可以由能够遮光的诸如钨(W)、铝(Al)、铜(Cu)、氮化钛(TiN)或多晶硅(poly-Si)等导电材料构成，或者可以由包含碳黑颜料或钛黑颜料的有机树脂材料构成。遮光部113可以遮挡向相邻像素12泄漏的光，因而能够进一步抑制相邻像素12之间的混色。

中间层120是以绝缘材料设置在半导体基板110上的功能层。中间层120以由低折射区域140按照各像素12进行分离的方式被设置在半导体基板110上。

在第二实施方案中，中间层120是通过从半导体基板110侧依次层叠固定电荷层124、反射控制层123和介电质层122来予以构造的。

介电质层122是由介电质材料构成且从像素分离壁112沿着遮光部113的底面和侧面以及彩色滤光片130的下表面延伸的层。具体地，介电质层122被设置得从像素分离壁112延伸并且包围设置于像素分离壁112的中间层120侧处的遮光部113的下表面和侧面。介电质层122还延伸到半导体基板110之上并且沿着彩色滤光片130的下表面设置着。

介电质层122可以由与像素分离壁112相同的绝缘材料(即，介电质材料)构成，并且可以由与像素分离壁112相同的步骤形成。例如，像素分离壁112和介电质层122可以通过使用原子层沉积(ALD：atomic layer deposition)法来沉积氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN)或氮氧化硅(SiON)等而予以构造。在这种情况下，沿着遮光部113的侧面设置着的介电质层122的厚度与沿着遮光部113的下表面设置着的介电质层122的厚度至少是大致相同的。此外，沿着彩色滤光片130的下表面设置着的介电质层122的厚度可以与沿着遮光部113的侧面及下表面设置着的介电质层122的厚度可以大致相同。

然而，沿着遮光部113的侧面设置着的介电质层122的厚度可以比沿着遮光部113的下表面设置着的介电质层122的厚度薄。在这种情况下，像素部21能够进一步提高像素12的诸如混色抑制和量子效率等特性。

固定电荷层124由具有负的固定电荷的材料构成，并且被设置在介电质层122和半导体基板110之间。具体地，固定电荷层124可以由诸如氧化铪(HfO₂)、氧化锆(ZrO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化钽(Ta₂O₅)、氧化钛(TiO₂)、氧化镁(MgO)、氧化钇(Y₂O₃)或镧系氧化物等具有负的固定电荷的高介电常数材料构成。由此，固定电荷层124可以形成如下这样的区域：在该区域中，利用负的固定电荷在与半导体基板110的界面区域内累积正电荷。于是，能够抑制介电质层122和半导体基板110之间的暗电流的产生。

此外，固定电荷层124可以被设置得在半导体基板110与设置于遮光部113的侧面上的介电质层122之间以及在半导体基板110与跟该介电质层122连续的像素分离壁112之间延伸。例如，固定电荷层124可以被设置得插入在半导体基板110与由绝缘材料(即，介电质材料)构成的介电质层122及像素分离壁112之间。在这种情况下，同样地，固定电荷层124能够利用负的固定电荷来抑制介电质层122及像素分离壁112与半导体基板110之间的暗电流的产生。

反射控制层123由折射率比介电质层122的折射率高且比半导体基板110的折射率低的材料构成，并且被设置在固定电荷层124与介电质层122之间。例如，反射控制层123可以被设置在设置于半导体基板110的表面上的固定电荷层124和设置于彩色滤光片130的下表面上的介电质层122之间。由于反射控制层123能够抑制与介电质层122的界面或与半导体基板110的界面处的光的反射，因此能够提高光电转换部111上的光的入射效率。

彩色滤光片130对应于各像素12而分别设置在中间层120上，并且选择性地透过与各像素12对应的波长频带的光(例如，红光(R)、绿光(G)和蓝光(B))。例如，彩色滤光片130可以按照诸如拜耳阵列等预定的RGB阵列而被设置着。

作为一个示例，彩色滤光片130可以通过将颜料或染料添加到允许可见光透过的透明树脂中来设置而成。作为另一示例，彩色滤光片130可以是由允许可见光透过的透明树脂构成的透明滤光片，或者可以由通过将碳黑添加到透明树脂中而获得的ND滤光片等构成。

在像素部21中，利用在半导体基板110的厚度方向上延伸的低折射区域140，将彩色滤光片130及中间层120按照各像素12进行分离。注意，在第二实施方案中，低折射区域140只要把中间层120中所包含的介电质层122、反射控制层123和固定电荷层124中的至少一层按照各像素12进行分离即可。

低折射区域140是折射率比彩色滤光片130的折射率低的区域。例如，低折射区域140可以是折射率为1.0以上且1.35以下的区域。低折射区域140被设置在对应于各像素12而分别设置着的彩色滤光片130之间以及对应于各像素12而分别设置着的中间层120之间。结果，低折射区域140可以使彩色滤光片130及中间层120作为把高折射率材料夹在低折射率材料之间的波导而发挥作用。因此，由于低折射区域140可以在与彩色滤光片130的界面以及与中间层120的界面处把行进到相邻像素12的光反射，因此，能够提高光电转换部111上的光的入射效率。

低折射区域140可以由任何材料构成，只要该材料的折射率低于彩色滤光片130的折射率即可。例如，低折射区域140可以是空隙，也可以由例如如下材料构成：诸如氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN)或氮氧化硅(SiON)等无机材料；或者诸如苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂或硅氧烷树脂等树脂材料。此外，低折射区域140可以由诸如SiOF、SiOC或多孔二氧化硅等所谓low-k材料构成。

绝缘层141以绝缘材料被设置于彩色滤光片130上。例如，绝缘层141是通过将氧化硅(SiO₂)等成膜于彩色滤光片130上而设置成的。据此，绝缘层141以较高覆盖率成膜于按照各像素12进行分离的彩色滤光片130上，该绝缘层141在将彩色滤光片130之间的低折射区域140维持为空隙的状态下，没有填埋该空隙而是将该空隙的上端封住。

芯片上透镜151对应于各像素12而分别设置在绝缘层141上。例如，芯片上透镜151可以由诸如苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂或硅氧烷树脂等树脂材料构成。芯片上透镜151把入射至像素12的光会聚，由此使得入射至像素12的光能够高效地入射到光电转换部111上。

此外，在芯片上透镜151的表层上可以形成有防反射膜152。例如，防反射膜152由介电质多层膜构成。防反射膜152能够抑制入射到芯片上透镜151上的光的反射。

这里，将会参照图31更具体地说明遮光部113、介电质层122、像素分离壁112和低折射区域140的尺寸。图31是图30的遮光部113附近的放大的纵剖视图。

如图31所示，沿着遮光部113的下表面设置着的介电质层122的厚度为t1，沿着遮光部113的侧面设置着的介电质层122的厚度为t2，并且沿着彩色滤光片130的下表面设置着的介电质层122的厚度为t3。此时，介电质层122可以被设置为满足t1＝t2，并且还可以被设置为满足t1＝t2＝t3。这种介电质层122可以通过使用能够在任意结构上高精度且均一地沉积膜的原子层沉积(ALD)法来形成。此外，介电质层122可以被设置为使得t2小于t1或t3。由于沿着遮光部113的侧面设置着的介电质层122的厚度变得更薄，因此像素部21能够抑制相邻像素12之间的混色，并且还能够进一步提高光电转换部111的量子效率。

此外，沿着遮光部113的两个侧面设置着的介电质层122的厚度与遮光部113的宽度之和为W1，并且像素分离壁112的宽度为W2。此时，介电质层122和像素分离壁112可以被设置为满足W1＞W2。由于遮光部113的宽度被设置得使遮光部113和介电质层122的总宽度大于像素分离壁112的宽度，因此能够进一步抑制相邻像素12之间的混色。

此外，遮光部113的宽度为W3，并且低折射区域140的宽度为W4。此时，遮光部113和低折射区域140可以被设置为满足W3＝W4，或者可以被设置为满足W3＜W4。通过将遮光部113的宽度设置得至少与低折射区域140的宽度相同，能够进一步抑制相邻像素12之间的混色。

(3.2.变形例)

接下来，将会参照图32A至图67来说明根据本实施方案的摄像装置100的像素部21的第一至第二十三变形例。

(第一变形例)

图32A至图32F是示出了遮光部113附近的结构变型的纵剖视图。如图32A至图32F所示，在根据第一变形例的像素部21中，可以对遮光部113附近的结构施加一些变型。

如图32A所示，遮光部113可以被设置为使得遮光部113的宽度W3比低折射区域140的宽度W4宽。通过以更宽的宽度来设置遮光部113，能够进一步抑制相邻像素12之间的混色。

如图32B所示，遮光部113可以被设置为沿着设置有低折射区域140的开口部的内侧面向上侧延伸。例如，通过将导电材料附着到由介电质层122形成的凹结构的内侧面，就可以将遮光部113设置得沿着该凹结构的内侧面向上侧延伸。即使在这种情况下，遮光部113也能够抑制相邻像素12之间的混色。

如图32C和图32D所示，遮光部113和低折射区域140可以被设置得彼此不接触。

作为一个示例，如图32C所示，在遮光部113和低折射区域140之间可以设置有介电质层122。在这种情况下，由于介电质层122能够保护遮光部113使其免于受到在低折射区域140的形成步骤中可能发生的影响，因此能够防止遮光部113的特性劣化。

作为另一示例，如图32D所示，在遮光部113和低折射区域140之间可以设置有低折射层143，该低折射层143由折射率比介电质层122的折射率低的绝缘材料构成。在这种情况下，由于低折射层143能够保护遮光部113使其免于受到在低折射区域140的形成步骤中可能发生的影响，因此能够抑制遮光部113的特性劣化。另外，由于低折射层143可以形成把高折射率材料夹在低折射率材料之间的波导直至遮光部113的正上方为止，因此能够提高光电转换部111上的光的入射效率。

如图32E所示，在遮光部113和介电质层122之间可以设置有由Ti或TiN等构成的防扩散层114。防扩散层114能够防止介电质层122和遮光部113之间的原子相互扩散。因此，防扩散层114能够防止介电质层122和遮光部113的特性劣化。

如图32F所示，在遮光部113的上表面上可以设置有由Ti或TiN等构成的盖层115。由于盖层115能够保护遮光部113使其免于受到在低折射区域140的形成步骤中可能发生的影响，因此能够防止遮光部113的特性劣化。此外，由于由Ti或TiN等构成的盖层115能够类似于遮光部113那样遮挡向相邻像素12泄漏的光，因此还能够抑制相邻像素12之间的混色。

(第二变形例)

图33是示出了根据第二变形例的像素部21A的剖面构造的纵剖视图。如图33所示，根据第二变形例的像素部21A与图30所示的像素部21的不同之处在于，遮光部113以倒锥形形状设置着。

具体地，遮光部113可以被设置成朝着设置有彩色滤光片130及低折射区域140的上侧变宽的倒锥形形状。由于这种具有倒锥形形状的遮光部113比具有非锥形形状的遮光部113更容易形成，因此能够降低像素部21A的制造步骤的难度。

(第三变形例)

图34是示出了根据第三变形例的像素部21B的剖面构造的纵剖视图。如图34所示，根据第三变形例的像素部21B与图33所示的像素部21A的不同之处在于，低折射区域140以锥形形状设置着。

具体地，低折射区域140可以被设置成朝着设置有芯片上透镜151的上侧变窄的锥形形状。在这种具有锥形形状的低折射区域140被形成为空隙的情况下，上端可以容易地被绝缘层141封住，因此能够降低像素部21A的制造步骤的难度。

(第四变形例)

图35是示出了根据第四变形例的像素部21C的剖面构造的纵剖视图。如图35所示，根据第四变形例的像素部21C与图30所示的像素部21的不同之处在于，像素分离壁112被设置为在半导体基板110的厚度方向上延伸得抵达半导体基板110的中部。

具体地，像素分离壁112被设置为延伸得抵达半导体基板110的中部，并且类似于图30所示的像素部21，能够将相邻像素12的光电转换部111相互电气分离。因此，类似于图30所示的像素部21，根据第四变形例的像素部21C也能够抑制相邻像素12之间的混色。

(第五变形例)

图36是示出了根据第五变形例的像素部21D的剖面构造的纵剖视图。如图36所示，根据第五变形例的像素部21D与图30所示的像素部21的不同之处在于，未设置有绝缘层141。

具体地，在低折射区域140为空隙的情况下，像素部21D可以利用芯片上透镜151将该空隙的上端封住，籍此形成低折射区域140。此外，在低折射区域140由折射率比彩色滤光片130的折射率低的低折射率材料构成的情况下，像素部21D可以通过在彩色滤光片130之间及中间层120之间埋入该低折射率材料来形成低折射区域140。

据此，根据第五变形例的像素部21D可以适当地形成低折射区域140，并且因此，类似于图30所示的像素部21，也能够抑制相邻像素12之间的混色。

(第六变形例)

图37是示出了根据第六变形例的像素部21E的剖面构造的纵剖视图。如图37所示，根据第六变形例的像素部21E与图30所示的像素部21的不同之处在于，在遮光部113和低折射区域140之间设置有由折射率比介电质层122的折射率低的绝缘材料构成的低折射层143。

具体地，低折射层143由折射率比介电质层122的折射率低的例如如下材料构成：诸如氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN)或氮氧化硅(SiON)等无机材料；或者诸如苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂或硅氧烷树脂等树脂材料。由于低折射层143能够保护遮光部113使其免于受到在低折射区域140的形成步骤中可能发生的影响，因此能够抑制遮光部113的特性劣化。另外，由于低折射层143可以形成把高折射率材料夹在低折射率材料之间的波导直至遮光部113的正上方为止，因此能够提高光电转换部111上的光的入射效率。

(第七变形例)

图38是示出了根据第七变形例的像素部21F的剖面构造的纵剖视图。如图38所示，根据第七变形例的像素部21F与图30所示的像素部21的不同之处在于，低折射区域140不是作为空隙而是作为低折射层142被设置着。

低折射层142由折射率比彩色滤光片130的折射率低的材料构成，并且被设置在对应于各个像素12而分别设置着的彩色滤光片130之间以及对应于各个像素12而分别设置着的中间层120之间。折射率比彩色滤光片130的折射率低的材料例如是：诸如氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN)或氮氧化硅(SiON)等无机材料；或者诸如苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂或硅氧烷树脂等树脂材料；或者诸如SiOF、SiOC或多孔二氧化硅等low-k材料。类似于作为空隙而设置着的低折射区域140，低折射层142能够使彩色滤光片130及中间层120作为把高折射率材料夹在低折射率材料之间的波导而发挥作用。

据此，根据第七变形例的像素部21F可以在低折射层142与彩色滤光片130之间的界面以及低折射层142与中间层120之间的界面处把行进到相邻像素12的光反射。因此，类似于图30所示的像素部21，根据第七变形例的像素部21F也能够抑制相邻像素12之间的混色。

(第八变形例)

图39至图41是示出了根据第八变形例的像素部21G、21H和21I的剖面构造的纵剖视图。如图39至图41所示，根据第八变形例的像素部21G、21H和21I被设置为将半导体基板110的上侧(即，光入射面侧)的结构在光入射方向上移位，以使具有较大入射角的光更有效地入射到光电转换部111上。这种移位被称为光瞳校正等，并且例如，是在设置于诸如像素区域的周缘等具有较大的光入射角的区域内的像素12中予以实施的。

注意，在根据第八变形例的像素部21G、21H和21I中，低折射区域140不是作为空隙而是作为低折射层142被设置着。在将低折射区域140设置为低折射层142的情况下，与低折射区域140作为空隙的情况相比，像素部21G、21H和21I更容易将半导体基板110的上侧的结构移位。

具体地，如图39所示，芯片上透镜151可以被设置为相对于彩色滤光片130及低折射层142在光入射方向上移位。

如图40所示，芯片上透镜151、彩色滤光片130以及低折射层142可以被设置为相对于介电质层122在光入射方向上移位。此外，芯片上透镜151可以相对于彩色滤光片130及低折射层142在光入射方向上进一步移位。

如图41所示，芯片上透镜151、彩色滤光片130、低折射层142以及介电质层122可以被设置为相对于反射控制层123在光入射方向上移位。此外，芯片上透镜151、彩色滤光片130和低折射层142可以被设置为相对于反射控制层123在光入射方向上移位，并且芯片上透镜151可以被设置为相对于彩色滤光片130和低折射层142在光入射方向上进一步移位。

据此，根据第八变形例的像素部21G、21H和21I能够使具有较大入射角的光更有效地入射到光电转换部111上。因此，即使在像素区域的周缘处的像素12中，根据第八变形例的像素部21G、21H和21I也能够使光更有效地入射到光电转换部111上。

(第九变形例)

图42是示出了根据第九变形例的像素部21J的剖面构造的纵剖视图。如图42所示，根据第九变形例的像素部21J与图30所示的像素部21的不同之处在于，混合地设置有普通像素NP和相位差像素PP。

具体地，相位差像素PP包括多个子像素SP和设置在多个子像素SP上的一个芯片上透镜151。相位差像素PP可以基于在多个子像素SP各者中所获得的像素信号来检测距被摄体的距离。低折射区域140未被设置在子像素SP之间，而是设置在相位差像素PP与普通像素NP之间。根据第九变形例的像素部21J能够抑制相位差像素PP与普通像素NP之间的混色或普通像素NP之间的混色。

(第十变形例)

图43是示出了根据第十变形例的像素部21K的剖面构造的纵剖视图。如图43所示，根据第十变形例的像素部21K与图42所示的像素部21J的不同之处在于，未利用像素分离壁112将各个子像素SP进行分离。

在根据第十变形例的像素部21K中，各个子像素SP是通过将导电类型杂质引入到半导体基板110中的模式来相互电气分离的。例如，可以通过在子像素SP之间形成未引入有导电类型杂质的低导电性区域，来将各个子像素SP相互电气分离。据此，类似于图42所示的像素部21J，根据第十变形例的像素部21K能够使一部分像素12作为用于检测距被摄体的距离的相位差像素PP而发挥作用。

(第十一变形例)

图44是示出了根据第十一变形例的像素部21L的剖面构造的纵剖视图。如图44所示，根据第十一变形例的像素部21L与图42所示的像素部21J的不同之处在于，像素分离壁112被设置为在半导体基板110的厚度方向上延伸得抵达半导体基板110的中部。

具体地，像素分离壁112被设置为延伸得抵达半导体基板110的中部，因此类似于图42所示的像素部21J，能够将相邻像素12及子像素SP的光电转换部111相互电气分离。因此，类似于图42所示的像素部21J，根据第十一变形例的像素部21L也能够使一部分像素12作为用于检测距被摄体的距离的相位差像素PP而发挥作用。

(第十二变形例)

图45是示出了根据第十二变形例的像素部21M的剖面构造的纵剖视图。如图45所示，根据第十二变形例的像素部21M与图42所示的像素部21J的不同之处在于，设置在相位差像素PP中的芯片上透镜151的高度高于设置在普通像素NP中的芯片上透镜151的高度。

在根据第十二变形例的像素部21M中，与设置在普通像素NP中的芯片上透镜151相比，设置在相位差像素PP中的芯片上透镜151能够使焦点位置向着芯片上透镜151侧移位。据此，由于根据第十二变形例的像素部21M能够提高子像素SP中的分离比，因此能够提高相位差像素PP的相位差量。

(第十三变形例)

图46是示出了根据第十三变形例的像素部21N的剖面构造的纵剖视图。如图46所示，根据第十三变形例的像素部21N与图44所示的根据第十一变形例的像素部21L的不同之处在于，像素分离壁112A由与像素分离壁112不同的材料构成。

具体地，设置在相位差像素PP与普通像素NP之间的像素分离壁112或设置在普通像素NP之间的像素分离壁112被设置为在半导体基板110的厚度方向上延伸得抵达半导体基板110的中部。另一方面，设置在子像素SP之间的像素分离壁112A使用了与像素分离壁112不同的绝缘材料，并且被设置为在半导体基板110的厚度方向上延伸得抵达半导体基板110的中部。像素分离壁112A可以由折射率比用于构成像素分离壁112的绝缘材料的折射率高的绝缘材料构成。例如，像素分离壁112A可以由诸如TaO、TiO₂或HfO等具有高折射率的绝缘材料构成。据此，由于根据第十三变形例的像素部21N能够提高子像素SP中的分离比，因此能够提高相位差像素PP的相位差量。

(第十四变形例)

图47是示出了根据第十四变形例的像素部21O的剖面构造的纵剖视图。如图47所示，根据第十四变形例的像素部21O与图42所示的像素部21J的不同之处在于，在相位差像素PP和普通像素NP之间设置有低折射层142，该低折射层142的宽度大于普通像素NP之间的低折射层142的宽度。

在根据第十四变形例的像素部21O中，在相位差像素PP中，利用低折射层142使波导变窄，因此与普通像素NP相比，能够使焦点位置向着芯片上透镜151侧移位。据此，由于根据第十四变形例的像素部21O能够提高子像素SP中的分离比，因此能够提高相位差像素PP的相位差量。

例如，根据第九变形例至第十四变形例的像素部21J至21O中的相位差像素PP的平面配置示例可以类似于图28A至图28C以及图29A至图29C所示的平面配置示例。

这里，将会参照图48A至图48I来说明根据第二实施方案的像素部21的彩色滤光片130的平面配置示例。图48A至图48I是示出了像素部21中的彩色滤光片130的平面配置示例的俯视图。

例如，如图48A所示，彩色滤光片130可以按照将1个红色(Red：R)像素、呈对角布置方式的2个绿色(Green：G)像素、以及1个蓝色(Blue：B)像素这样四个像素作为一个单位来排列。

例如，如图48B所示，彩色滤光片130可以按照将呈2×2布置方式的4个红色(R)像素、由2×2的像素群呈对角布置方式的8个绿色(G)像素、以及呈2×2布置方式的4个蓝色(B)像素作为一个单位来排列。

例如，如图48C所示，彩色滤光片130可以按照将呈3×3布置方式的9个红色(R)像素、由3×3的像素群呈对角布置方式的18个绿色(G)像素、以及呈3×3布置方式的9个蓝色(B)像素作为一个单位来排列。

例如，如图48D所示，彩色滤光片130可以按照将呈4×4布置方式的16个红色(R)像素、由4×4的像素群呈对角布置方式的32个绿色(G)像素、以及呈4×4布置方式的16个蓝色(B)像素作为一个单位来排列。

例如，如图48E所示，彩色滤光片130可以按照将红色(R)像素、绿色(G)像素、蓝色(B)像素和白色(White：W)像素进行组合来排列。具体地，红色(R)像素、绿色(G)像素和蓝色(B)像素可以按如下方式来排列：它们各自与白色(W)像素进行组对、且同色像素呈对角布置方式。

例如，如图48F所示，彩色滤光片130可以按照将呈2×2布置方式的4个青色(Cyan：C)像素、由2×2的像素群呈对角布置方式的8个黄色(Yellow：Y)像素、以及呈2×2布置方式的4个品红色(Magenta：M)像素作为一个单位来排列。青色、黄色和品红色是在利用所谓减色混合(decoloring mixing)的颜色表现法中所使用的颜色。

例如，如图48G所示，彩色滤光片130可以按照将呈2×2布置方式的4个青色(C)像素、呈2×2布置方式的四个黄色(Y)像素、呈2×2布置方式的四个品红色(M)像素、以及呈2×2布置方式的四个绿色(G)像素作为一个单位来排列。

例如，如图48H所示，彩色滤光片130可以按照将红色(R)像素、绿色(G)像素、蓝色(B)像素、青色(C)像素、黄色(Y)像素和品红色(M)像素进行组合来排列。具体地，红色(R)像素、绿色(G)像素、蓝色(B)像素、青色(C)像素、黄色(Y)像素和品红色(M)像素可以按如下方式来排列：同色系的颜色像素进行组对、且同色像素呈对角布置方式。

例如，如图48I所示，彩色滤光片130可以按照将红色(R)像素、绿色(G)像素、蓝色(B)像素、青色(C)像素、黄色(Y)像素和品红色(M)像素进行组合来排列。具体地，红色(R)像素、绿色(G)像素、蓝色(B)像素、青色(C)像素、黄色(Y)像素和品红色(M)像素可以按如下方式来排列：补色系的颜色像素进行组对、且同色像素呈对角布置方式。

在图49A至图49F中，示出了参照图48A至图48I说明的彩色滤光片130的平面配置示例与普通像素NP或相位差像素PP的平面配置示例的组合。

图49A至图49F是示出了彩色滤光片130与普通像素NP或相位差像素PP的组合示例的俯视图。

如图49A至图49C所示，像素部21可以包括普通像素NP，在该普通像素NP中放置有1×1个芯片上透镜151。此时，彩色滤光片130的排列可以是图48A所示的平面配置(图49A)、图48B所示的平面配置(图49B)或图48D所示的平面配置(图49C)，或者可以是图48E所示的RGBW配置、图48F所示的CMY配置、或者图48H或图48I所示的RGBCMY配置。

如图49D和图49E所示，像素部21可以包括相位差像素PP，在该相位差像素PP中，2×2个芯片上透镜151被放置在同色像素上。此时，彩色滤光片130的排列可以是图48B所示的平面配置(图49D)或图48D所示的平面配置(图49E)。

如图49F所示，像素部21可以包括相位差像素PP，在该相位差像素PP中，2×1个芯片上透镜151被放置在同色像素上。此时，彩色滤光片130的阵列可以是如下这样的平面配置：其中，相邻的两个像素为同色，并且红色像素、绿色像素和蓝色像素的比例为1:2:1。

(第十五变形例)

图50是用于说明根据第十五变形例的像素部21P的构造的俯视图。如图50所示，在以矩阵状排列着的像素12的排列方向(图50中的横向方向)上延伸的切割线被定义为A-AA线，并且在像素12的对角线方向上延伸的切割线被定义为B-BB线。图51是把沿图50的A-AA线剖开的剖面结构和沿图50的B-BB线剖开的剖面结构以对比的方式示出的纵剖视图。

如图51所示，在根据第十五变形例的像素部21P中，在对角方向上的像素12之间形成遮光部113C的深度和宽度不同于在排列方向上的像素12之间形成遮光部113S的深度和宽度。

具体地，与设置于排列方向上的像素12之间的遮光部113S相比，设置于对角方向上的像素12之间的遮光部113C可以被设置在半导体基板110中更深的位置处，并且可以被设置得具有更大的宽度。例如，设置于对角方向上的像素12之间的遮光部113C的下端可以被设置在设置于排列方向上的像素12之间的遮光部113S的下端的下方。此外，设置于对角方向上的像素12之间的遮光部113C的宽度可以大于设置于排列方向上的像素12之间的遮光部113S的宽度。注意，设置于对角方向上的像素12之间的遮光部113C的上端可以被设置在设置于排列方向上的像素12之间的遮光部113S的上端的下方，或者这二者可以被设置于同一平面上。

这样考虑是因为，由于对角方向上的像素12之间的间隔比排列方向上的像素12之间的间隔更宽，因此在像素分离壁112的形成步骤等中，对角方向上的像素12之间比排列方向上的像素12之间能够更容易地进行对半导体基板110的蚀刻。此外，对半导体基板110的蚀刻对于排列方向上的像素12之间的遮光部113S而言是最适化的。因此，对角方向上的像素12之间的遮光部113C的底面形状未被最适化，而可能是角部变圆的圆形形状。

这里，将会参照图52至图64来说明根据第十五变形例的像素部21P的形成方法。图52至图64是用于说明根据第十五变形例的像素部21P的形成步骤的纵剖视图。在图52至图64中，“中心”表示像素部21P的中央侧的区域，并且“边缘”表示像素部21P的周缘侧的区域。另外，“OPB”表示设置于像素部21P中的光学黑(optical black)区域。光学黑区域是被用来利用被遮光的光电转换部111检测暗噪声的区域。

首先，如图52所示，对与包括像素晶体管和配线等的电路层200层叠在一起的半导体基板110进行蚀刻，以形成开口部112HS和112HC。例如，开口部112HS、112HC可以以贯通半导体基板110的方式设置着。开口部112HS是其中将会设置有位于排列方向上的像素12之间的像素分离壁112的开口部，并且开口部112HC是其中将会设置有位于对角方向上的像素12之间的像素分离壁112的开口部。然而，由于对角方向上的像素12之间的间隔比排列方向上的像素12之间的间隔更宽，因此开口部112HC的宽度比开口部112HS的宽度更宽。

接下来，如图53所示，在半导体基板110的露出面上，通过ALD法形成保护膜310。例如，保护膜310由氧化硅(SiO₂)等构成，并且保护膜310以均匀的厚度形成于包括开口部112HS及112HC的底面和内侧面在内的半导体基板110的露出面上。

随后，如图54所示，以填充开口部112HS和112HC并且覆盖半导体基板110的表面的方式，形成抗蚀剂层320。例如，抗蚀剂层320可以是i线抗蚀剂。

接下来，如图55所示，通过进行整个表面曝光，使抗蚀剂层320后退直到设置于半导体基板110的表面上的保护膜310露出为止。此时，在开口部112HC中，与开口部112HS中相比，有更多的抗蚀剂层320因曝光而后退。这是因为开口部112HC的宽度大于开口部112HS的宽度。

之后，如图56所示，对整个表面进行蚀刻(回蚀)。结果，抗蚀剂层320的相对于半导体基板110的表面的后退量被控制为目标深度。

随后，如图57所示，通过使用DHF(稀氢氟酸)的蚀刻，去除未被抗蚀剂层320掩盖的保护膜310。

接着，如图58所示，通过化学干式蚀刻(CDE：chemical dry etching)法，对半导体基板110的未被保护膜310和抗蚀剂层320掩盖的区域进行各向同性蚀刻，从而把开口部112HC和112HS的开口部宽度加宽。

之后，如图59所示，去除保护膜310和抗蚀剂层320。

随后，如图60所示，通过ALD法循着半导体基板110的形状形成固定电荷层124。例如，固定电荷层124以均匀的厚度形成于包括开口部112HC及112HS的底面和内侧面在内的半导体基板110的露出面上。此外，在设置于半导体基板110的表面上的固定电荷层124上，进一步形成有反射控制层123。

接下来，如图61所示，通过ALD法在固定电荷层124上沉积诸如SiO₂等绝缘材料，从而填埋开口部112HC和112HS的一部分。因此，形成了像素分离壁112。此时，开口部112HC和112HS并未被完全填埋，并且在像素分离壁112上残留有一部分凹陷结构。开口部112HC中残留的凹陷结构的宽度和深度均大于开口部112HS中残留的凹陷结构的宽度和深度。

随后，如图62所示，通过利用CDE法的整体表面蚀刻(回蚀)，来控制反射控制层123上的绝缘材料的厚度，从而形成介电质层122。

接下来，如图63所示，以填埋开口部112HC和112HS中残留的凹陷结构的方式，在介电质层122上形成遮光膜330。例如，遮光膜330可以由能够防止原子扩散的Ti或TiN与W的层叠结构构成。

此外，如图64所示，通过整体表面蚀刻(回蚀)，去掉了除开口部112HC和112HS的内部以外的区域中的遮光膜330。因此，在开口部112HC和112HS的内部形成了遮光部113。

通过上述步骤，与设置于排列方向上的像素12之间的遮光部113S相比，设置于对角方向上的像素12之间的遮光部113C被形成在比遮光部113S更深的位置处且比遮光部113S更宽。

(第十六变形例)

图65是示出了根据第十六变形例的像素部的遮光部113附近的构造的纵剖视图。如图65所示，遮光部113的上端也可以被设置成与半导体基板110的表面在同一平面上。据此，遮光部113能够更有效地抑制由于来自相邻像素12的光的入射而导致的混色。与此对照地，在遮光部113的上端从半导体基板110的表面的面位置向上或向下偏移的情况下，与相邻像素12发生的混色就会增加，故而这不是优选的。

遮光部113的上端和半导体基板110的表面之间的这种位置关系可以通过如下方式来予以形成：在形成遮光部113之后，通过化学机械研磨(CMP：chemical mechanicalpolishing)法将遮光部113及半导体基板110的上表面进行研磨从而平坦化。

此外，在通过CMP法将遮光部113及半导体基板110的上侧平坦化的情况下，暂时地去除了设置在遮光部113及半导体基板110的上侧处的构造。据此，位于彩色滤光片130的下表面上的介电质层122与位于遮光部113的侧面及下表面上的介电质层122可以分别被形成为不同的膜厚度。因此，通过在彩色滤光片130的下表面以及遮光部113的侧面及下表面各者上控制介电质层122的膜厚，能够更有效地抑制与相邻像素12发生的混色。

这里，将会参照图66和图67来说明根据第十六变形例的像素部的形成方法。图66和图67是用于说明根据第十六变形例的像素部的形成步骤的纵剖视图。在图66和图67中，“中心”表示像素部的中央侧的区域，并且“边缘”表示像素部的周缘侧的区域。另外，“OPB”表示设置于像素部中的光学黑区域。

例如，在图63所示的遮光膜330的形成步骤之后，如图66所示，可以通过CMP法去除半导体基板110上的介电质层122、反射控制层123、固定电荷层124和遮光膜330。籍此，半导体基板110的表面和遮光部113的上表面在同一平面上齐平。

之后，如图67所示，在半导体基板110上重新形成固定电荷层124、反射控制层123和介电质层122。结果，在根据第十六变形例的像素部中，能够在彩色滤光片130的下表面以及遮光部113的侧面及下表面各者上分别以最佳膜厚度形成介电质层122。

<4.电子设备的构造>

接下来，将会参照图68来说明包括根据本实施方案的摄像装置100的电子设备的构造。图68是示出了包括根据本实施方案的摄像装置100的电子设备1000的构造示例的框图。例如，电子设备1000可以是诸如下列之类的使用摄像装置作为图像摄取部(光电转换部)的电子设备全体：诸如数码相机和摄影机等摄像设备、具有摄像功能的移动终端设备、或者使用摄像装置作为图像读取部的复印机等。摄像装置可以以作为单芯片而被形成的形式搭载于电子设备1000上，或者可以以其中将摄像部与信号处理部或光学系统封装起来且具有摄像功能的模块形式搭载于电子设备1000上。

如图68所示，电子设备1000包括光学透镜1001、快门装置1002、摄像装置100、DSP(数字信号处理器：digital signal processor)电路1011、帧存储器1014、显示部1012、记录部1015、操作部1013和电源部1016。DSP电路1011、帧存储器1014、显示部1012、记录部1015、操作部1013和电源部1016经由总线1017相互连接。

光学透镜1001使来自被摄体的入射光在摄像装置100的摄像面上成像。快门装置1002控制摄像装置100的光照射期间和遮光期间。

摄像装置100将由光学透镜1001在摄像面上成像的入射光的光量以像素为单位转换为电气信号，并且将电气信号作为像素信号输出。

DSP电路1011是对从摄像装置100输出的像素信号执行一般的相机信号处理的信号处理电路。例如，DSP电路1011可以执行白平衡处理、去马赛克处理、或伽马校正处理等。

帧存储器1014是临时数据的记录部。帧存储器1014在DSP电路1011的信号处理过程中被适当地用来存储数据。

例如，显示部1012包括诸如液晶面板或有机电致发光(EL：electroluminescence)面板等面板型显示装置。显示部1012可以显示由摄像装置100摄取的动态图像或静态图像。

记录部1015将由摄像装置100摄取的动态图像或静态图像记录在诸如硬盘驱动器、光盘或半导体存储器等记录介质中。

操作部1013基于用户的操作针对电子设备1000的各种功能而发出操作指令。

电源部1016是DSP电路1011、帧存储器1014、显示部1012、记录部1015和操作部1013的动作电源。电源部1016可以向这些供给对象适当地提供电力。

<5.应用例>

根据本发明的技术(本技术)可以应用于各种产品。例如，根据本发明的技术可以被实现为安装在诸如汽车、电动汽车、油电混合动力汽车、自动二轮车、自行车、个人机动载具、飞机、无人飞行器、船舶、机器人等任何类型的移动体上的装置。

图69是车辆控制系统的示意性构造示例的框图，该车辆控制系统作为根据本发明的技术可以适用的移动体控制系统的一个示例。

车辆控制系统12000包括经由通信网络12001相互连接的多个电子控制单元。在图69所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和综合控制单元12050。另外，作为综合控制单元12050的功能构造，示出了微型计算机12051、声音/图像输出部12052和车载网络I/F(接口：interface)12053。

驱动系统控制单元12010根据各种程序来控制与车辆的驱动系统有关的设备的操作。例如，驱动系统控制单元12010起到诸如下列等各种设备的控制装置的作用：诸如内燃机、驱动马达等用于产生车辆驱动力的驱动力产生装置；用于将驱动力传递至车轮的驱动力传递机构；用于调节车辆的转向角的转向机构；以及用于产生车辆制动力的制动装置。

车身系统控制单元12020根据各种程序来控制配备于车身上的各种设备的操作。例如，车身系统控制单元12020起到诸如下列等各种设备的控制装置的作用：无钥匙进入系统；智能钥匙系统；电动车窗装置；或者诸如前照灯、倒车灯、刹车灯、转向灯、雾灯等各种灯。在这种情况下，可以向车身系统控制单元12020输入从代替钥匙的便携装置发出的无线电波或来自各种开关的信号。车身系统控制单元12020接收这些无线电波或信号的输入，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置、灯等。

车外信息检测单元12030检测搭载有车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，车外信息检测单元12030连接有摄像部12031。车外信息检测单元12030使摄像部12031摄取车辆外部的图像，并接收所摄取的图像。基于所接收到的图像，车外信息检测单元12030可以执行诸如人、车、障碍物、标志及路面上的文字等物体的物体检测处理或距该物体的距离检测处理。

摄像部12031是接收光并且输出与所接收到的光的光量对应的电气信号的光学传感器。摄像部12031可以将电气信号作为图像而输出，或者可以将电气信号作为测距信息而输出。另外，由摄像部12031接收的光可以是可见光，或者可以是诸如红外线等非可见光。

车内信息检测单元12040检测车辆内部的信息。例如，车内信息检测单元12040连接有用于检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测部12041。例如，驾驶员状态检测部12041包括对驾驶员进行摄像的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算出驾驶员的疲劳程度或专注程度，或者可以判别出驾驶员是否在打瞌睡。

基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车辆外部或内部的信息，微型计算机12051可以计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且向驱动系统控制单元12010输出控制指令。例如，微型计算机12051可以执行用于实现ADAS(高级驾驶员辅助系统：advanced driver assistance system)的功能的协调控制，该ADAS的功能包括车辆碰撞规避或冲击减缓、基于车间距离的追随行驶、车辆定速行驶、车辆碰撞警告、车辆偏离车道警告等。

另外，基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车辆外部或内部的信息，微型计算机12051可以通过控制驱动力产生装置、转向机构或制动装置等，来执行旨在使车辆无需驾驶员的操作就能自主行驶的自动驾驶等的协调控制。

此外，基于由车外信息检测单元12030获得的车辆外部的信息，微型计算机12051可以将控制指令输出到车身系统控制单元12020。例如，根据由车外信息检测单元12030检测到的前车或迎面来车的位置，微型计算机12051可以执行例如通过控制前照灯使其从远光切换为近光等用于实现防眩的协调控制。

声音/图像输出部12052将声音和图像中至少一者的输出信号发送到能够在视觉上或听觉上把信息通知给车辆乘员或车辆外部的输出装置。在图69所示的示例中，作为输出装置，示出了音频扬声器12061、显示部12062和仪表面板12063。例如，显示部12062可以包括板载显示器和抬头显示器中的至少一者。

图70是示出了摄像部12031的安装位置的示例的图。

在图70中，摄像部12031包括摄像部12101、12102、12103、12104和12105。

例如，摄像部12101、12102、12103、12104和12105被布置在车辆12100的前保险杠、侧视镜、后保险杠、后备箱门以及车厢内挡风玻璃的上部等位置处。设置在前保险杠处的摄像部12101和设置在车厢内挡风玻璃的上部处的摄像部12105主要获取车辆12100前方的图像。设置在侧视镜处的摄像部12102和12103主要获取车辆12100侧方的图像。设置在后保险杠或后备箱门处的摄像部12104主要获取车辆12100后方的图像。设置在车厢内挡风玻璃的上部处的摄像部12105主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、信号灯、交通标志或车道等。

顺便提及，图70示出了摄像部12101至12104的摄像范围的示例。摄像范围12111表示设置于前保险杠处的摄像部12101的摄像范围。摄像范围12112和12113分别表示设置于侧视镜处的摄像部12102和12103的摄像范围。摄像范围12114表示设置于后保险杠或后备箱门处的摄像部12104的摄像范围。例如，通过把由摄像部12101至12104摄取的图像数据叠加，可以获得车辆12100的从上方观看的俯瞰图像。

摄像部12101至12104中的至少一者可以具有获取距离信息的功能。例如，摄像部12101至12104中的至少一者可以是由多个摄像元件构成的立体相机，或者可以是具有相位差检测用像素的摄像元件。

例如，基于从摄像部12101至12104获得的距离信息，微型计算机12051可以求出与摄像范围12111至12114内的各立体物相距的距离以及该距离随时间的变化(相对于车辆12100的相对速度)，从而可以将如下立体物作为前车提取出来：其尤其作为车辆12100的行驶路径上的最接近的立体物，并且是在与车辆12100大致相同的方向上以预定速度(例如，0km/h以上)行驶的立体物。此外，微型计算机12051可以设定关于前车的近前应当预先确保的车间距离，并且可以执行自动制动控制(包括追随停止控制)、自动加速控制(包括追随启动控制)等。因此，能够执行用于实现使车辆无需驾驶员的操作就能够自主行驶的自动驾驶等的协调控制。

例如，基于从摄像部12101至12104获得的距离信息，微型计算机12051可以将立体物的立体物数据分类为两轮车、普通汽车、大型车辆、行人、电线杆和其他立体物的立体物数据，提取这些分类后的立体物数据，并且使用所提取的立体物数据来自动规避障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物区分为车辆12100的驾驶员可以在视觉上识别的障碍物和车辆12100的驾驶员难以在视觉上识别的障碍物。然后，微型计算机12051判断用于表示与各障碍物发生碰撞的危险度的碰撞风险。在碰撞风险等于或大于设定值并且有可能发生碰撞的情形下，计算机12051经由音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员发出警告，或者经由驱动系统控制单元12010执行强制减速或规避转向。因此，微型计算机12051可以进行用于规避碰撞的驾驶辅助。

摄像部12101至12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051可以通过判定在摄像部12101至12104的所摄取图像中是否存在行人来识别行人。例如，这种对行人的识别是通过如下的过程来执行的：从作为红外相机的摄像部12101至12104的所摄取图像中提取特征点的过程；以及对表示物体轮廓的一系列特征点执行图案匹配处理来判别该物体是否为行人的过程。当微型计算机12051判定在摄像部12101至12104的所摄取图像中存在行人，并且由此识别出该行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062使其在所识别出来的行人上叠加地显示用于强调的方形轮廓线。声音/图像输出部12052还可以控制显示部12062，使其在所期望位置处显示出用于表示行人的图标等。

上面已经说明了根据本发明的技术可以适用的车辆控制系统的示例。根据本发明的技术可以应用于上面说明的构造之中的摄像部12031。通过将根据本发明的技术应用于摄像部12031，能够获得具有更高清晰度的所摄取图像，并且因此，例如，能够以更高的精度进行所摄取图像中的障碍物或行人的识别。此外，例如，通过将根据本发明的技术应用于摄像部12031，能够通过呈现更容易观察的所摄取图像，来减轻驾驶员的疲劳。

上面参照附图已经详细说明了本发明的优选实施方案，但本发明的技术范围不限于这种示例。应当清楚的是，本发明技术领域的技术人员在所附权利要求书中的技术思想的保护范围内可以想到各种变形例或修正例，并且应当理解，这些变形例或修正例自然也属于本发明的技术范围。

此外，本说明书中所记载的效果仅是示例性或说明性的，而非限制性的。即，与上述效果一起或代替上述效果的是，本发明的技术可以展现出本领域技术人员根据本说明书的记载所显而易见的其他效果。

注意，以下技术方案也属于本发明的技术范围。

(1)一种摄像装置，包括：

半导体基板，在所述半导体基板中对应于呈二维排列的像素各者而分别设置有光电转换部；

彩色滤光片，其在所述半导体基板上对应于各个所述像素而分别设置着；

中间层，其设置于所述半导体基板与所述彩色滤光片之间；和

低折射区域，其以至少将所述彩色滤光片及所述中间层按照各个所述像素进行分离的方式被设置在所述像素之间，所述低折射区域具有比所述彩色滤光片的折射率低的折射率。

(2)根据(1)所述的摄像装置，其中，所述低折射区域包括空隙。

(3)根据(2)所述的摄像装置，其中，所述空隙的内壁的至少一部分由绝缘材料覆盖。

(4)根据(1)至(3)中任一项所述的摄像装置，还包括：设置于所述彩色滤光片上的芯片上透镜。

(5)根据(4)所述的摄像装置，其中，所述低折射区域被设置得延伸到所述芯片上透镜侧，并且将所述芯片上透镜按照各个所述像素进行分离。

(6)根据(1)至(5)中任一项所述的摄像装置，还包括：

像素分离壁，其设置在所述半导体基板的内部，并且利用绝缘材料将所述光电转换部按照各个所述像素进行分离。

(7)根据(6)所述的摄像装置，其中，所述像素分离壁被设置得贯通所述半导体基板。

(8)根据(6)或(7)所述的摄像装置，其中，所述低折射区域被设置得延伸到所述像素分离壁的内部。

(9)根据(8)所述的摄像装置，其中，所述低折射区域在所述像素分离壁的内部延伸且被设置得贯通所述半导体基板。

(10)根据(6)或(7)所述的摄像装置，还包括：

遮光部，其以位于所述中间层侧的方式被设置在所述像素分离壁的内部。

(11)根据(10)所述的摄像装置，其中，

所述像素分离壁被设置得贯通所述半导体基板，并且

所述遮光部在所述像素分离壁的内部延伸且被设置得贯通所述半导体基板。

(12)根据(1)至(11)中任一项所述的摄像装置，其中，所述低折射区域被设置得遍及于所述像素的整个周边。

(13)根据(1)至(12)中任一项所述的摄像装置，

其中，所述像素包括相位差像素，所述相位差像素包含多个子像素，并且

对应于各个所述相位差像素而分别设置有所述低折射区域。

(14)根据(13)所述的摄像装置，其中，在所述多个子像素上设置一个芯片上透镜。

(15)根据(1)至(14)中任一项所述的摄像装置，其中，所述中间层包括具有负的固定电荷的层。

(16)根据(1)至(15)中任一项所述的摄像装置，其中，所述彩色滤光片包含颜料或染料。

(17)根据(1)至(16)中任一项所述的摄像装置，其中，所述低折射区域的折射率为1.35以下。

(18)根据(10)所述的摄像装置，其中，所述中间层包括介电质层，所述介电质层从所述像素分离壁沿着所述遮光部的底面和侧面以及所述彩色滤光片的下表面延伸。

(19)根据(18)所述的摄像装置，其中，所述中间层还包括：

设置于所述介电质层与所述半导体基板之间且具有负的固定电荷的固定电荷层。

(20)根据(19)所述的摄像装置，其中，所述固定电荷层沿着所述介电质层及所述像素分离壁的侧面延伸。

(21)根据(19)或(20)所述的摄像装置，其中，所述中间层还包括设置：

反射控制层，其设置于所述介电质层与所述固定电荷层之间，所述反射控制层具有比所述介电质层的折射率高且比所述半导体基板的折射率低的折射率。

(22)根据(18)至(21)中任一项所述的摄像装置，其中，沿着所述遮光部的侧面设置着的所述介电质层的厚度与沿着所述遮光部的下表面设置着的所述介电质层的厚度相同。

(23)根据(22)所述的摄像装置，其中，沿着所述彩色滤光片的下表面设置着的所述介电质层的厚度与沿着所述遮光部的侧面及下表面设置着的所述介电质层的厚度相同。

(24)根据(18)至(21)中任一项所述的摄像装置，其中，沿着所述遮光部的侧面设置着的所述介电质层的厚度比沿着所述遮光部的下表面设置着的所述介电质层的厚度薄。

(25)根据(18)至(24)中任一项所述的摄像装置，其中，所述遮光部的宽度与所述低折射区域的宽度相同或者比所述低折射区域的宽度窄。

(26)根据(18)至(25)中任一项所述的摄像装置，其中，所述遮光部和所述低折射区域以彼此不接触的方式设置着。

(27)根据(18)至(26)中任一项所述的摄像装置，其中，所述遮光部的上表面的高度与所述半导体基板的上表面的高度相同。

(28)根据(18)至(26)中任一项所述的摄像装置，其中，在所述像素的对角方向上设置于所述像素之间的所述遮光部的下表面的位置比在所述像素的排列方向上设置于所述像素之间的所述遮光部的下表面的位置低。

(29)根据(28)所述的摄像装置，其中，在所述像素的对角方向上设置于所述像素之间的所述遮光部的宽度比在所述像素的排列方向上设置于所述像素之间的所述遮光部的宽度宽。

[附图标记说明]

12：像素

13：像素部

14：垂直驱动电路

15：列信号处理电路

16：水平驱动电路

17：输出电路

18：控制电路

19：垂直信号线

20：水平信号线

100：摄像装置

110：半导体基板

111：光电转换部

112：像素分离壁

113：遮光部

120：中间层

122：介电质层

123：反射控制层

124：固定电荷层

130：彩色滤光片

140：低折射区域

141：绝缘层

151：芯片上透镜

152：防反射膜

NP：普通像素

PP：相位差像素(phase difference pixel)

SP：子像素(subpixel)

Claims (29)

1.摄像装置，包括：

半导体基板，在所述半导体基板中对应于呈二维排列的像素各者而分别设置有光电转换部；

彩色滤光片，其在所述半导体基板上对应于各个所述像素而分别设置着；

中间层，其设置于所述半导体基板与所述彩色滤光片之间；和

低折射区域，其以至少将所述彩色滤光片及所述中间层按照各个所述像素进行分离的方式被设置在所述像素之间，所述低折射区域具有比所述彩色滤光片的折射率低的折射率。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述低折射区域包括空隙。

3.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，所述空隙的内壁的至少一部分由绝缘材料覆盖。

4.根据权利要求1所述的摄像装置，还包括：设置于所述彩色滤光片上的芯片上透镜。

5.根据权利要求4所述的摄像装置，其中，

所述低折射区域被设置得延伸到所述芯片上透镜侧，并且将所述芯片上透镜按照各个所述像素进行分离。

6.根据权利要求1所述的摄像装置，还包括：

像素分离壁，其设置于所述半导体基板的内部，并且利用绝缘材料将所述光电转换部按照各个所述像素进行分离。

7.根据权利要求6所述的摄像装置，其中，所述像素分离壁被设置得贯通所述半导体基板。

8.根据权利要求6所述的摄像装置，其中，所述低折射区域被设置得延伸到所述像素分离壁的内部。

9.根据权利要求8所述的摄像装置，其中，所述低折射区域在所述像素分离壁的内部延伸且被设置得贯通所述半导体基板。

10.根据权利要求6所述的摄像装置，还包括：

遮光部，其以位于所述中间层侧的方式被设置在所述像素分离壁的内部。

11.根据权利要求10所述的摄像装置，其中，

所述像素分离壁被设置得贯通所述半导体基板，并且

所述遮光部在所述像素分离壁的内部延伸且被设置得贯通所述半导体基板。

12.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述低折射区域被设置得遍及于所述像素的整个周边。

13.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，

所述像素包括相位差像素，所述相位差像素包含多个子像素，并且

对应于各个所述相位差像素而分别设置有所述低折射区域。

14.根据权利要求13所述的摄像装置，其中，在所述多个子像素上设置有一个芯片上透镜。

15.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述中间层包括具有负的固定电荷的层。

16.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述彩色滤光片包含颜料或染料。

17.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述低折射区域的折射率为1.35以下。

18.根据权利要求10所述的摄像装置，其中，所述中间层包括介电质层，所述介电质层从所述像素分离壁沿着所述遮光部的底面和侧面以及所述彩色滤光片的下表面延伸。

19.根据权利要求18所述的摄像装置，其中，所述中间层还包括：设置于所述介电质层与所述半导体基板之间且具有负的固定电荷的固定电荷层。

20.根据权利要求19所述的摄像装置，其中，所述固定电荷层沿着所述介电质层及所述像素分离壁的侧面延伸。

21.根据权利要求19所述的摄像装置，其中，所述中间层还包括：

反射控制层，其设置于所述介电质层与所述固定电荷层之间，并且具有比所述介电质层的折射率高且比所述半导体基板的折射率低的折射率。

22.根据权利要求18所述的摄像装置，其中，沿着所述遮光部的侧面设置着的所述介电质层的厚度与沿着所述遮光部的下表面设置着的所述介电质层的厚度相同。

23.根据权利要求22所述的摄像装置，其中，沿着所述彩色滤光片的下表面设置着的所述介电质层的厚度与沿着所述遮光部的侧面及下表面设置着的所述介电质层的厚度相同。

24.根据权利要求18所述的摄像装置，其中，沿着所述遮光部的侧面设置着的所述介电质层的厚度比沿着所述遮光部的下表面设置着的所述介电质层的厚度薄。

25.根据权利要求18所述的摄像装置，其中，所述遮光部的宽度与所述低折射区域的宽度相同或者比所述低折射区域的宽度窄。

26.根据权利要求18所述的摄像装置，其中，所述遮光部和所述低折射区域以彼此不接触的方式设置着。

27.根据权利要求18所述的摄像装置，其中，所述遮光部的上表面的高度与所述半导体基板的上表面的高度相同。

28.根据权利要求18所述的摄像装置，其中，在所述像素的对角方向上设置于所述像素之间的所述遮光部的下表面的位置比在所述像素的排列方向上设置于所述像素之间的所述遮光部的下表面的位置低。

29.根据权利要求28所述的摄像装置，其中，在所述像素的对角方向上设置于所述像素之间的所述遮光部的宽度比在所述像素的排列方向上设置于所述像素之间的所述遮光部的宽度宽。