JP2016058538A - 固体撮像装置およびカメラ - Google Patents
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Abstract
【課題】垂直入射光および斜入射光の双方を検知して画素感度を向上させるのに有利な技術を提供する。【解決手段】複数の画素が配列された画素アレイを備える固体撮像装置であって、前記複数の画素のそれぞれは、基板に配された光電変換部と、前記光電変換部の上に配されたマイクロレンズとを有しており、前記画素アレイは、中央領域とその周辺領域とを有し、前記周辺領域に位置する画素において、前記マイクロレンズは、前記光電変換部に対して前記中央領域の側にずれて配されており、且つ、該ずれ方向に沿った断面において、前記マイクロレンズは左右非対称の形状を有し、前記マイクロレンズの高さが最も高い部分が前記中央領域の側に位置している。【選択図】図１
Description
本発明は、固体撮像装置およびカメラに関する。
特許文献１には、複数の画素が配列された画素アレイを備える固体撮像装置が開示されている。各画素は、基板に形成された光電変換部と、該光電変換部の上に配された導光部と、該導光部の上に配されたマイクロレンズとを有し、マイクロレンズを通過した入射光は、導光部により光電変換部に導かれる。
画素への入射光は、垂直入射光（入射角が比較的小さい光）成分と斜入射光（入射角が比較的大きい光）成分とを含み、一般に、画素アレイにおける周辺領域では中央領域よりも斜入射光成分が大きい。特許文献１に記載の構造によると、断面が円弧状のマイクロレンズと導光部とが、画素アレイにおける画素の位置に応じて光電変換部に対してシフトするように配されている（図１、図２Ａ等）。
しかしながら、特許文献１に記載の構造（マイクロレンズをシフトさせた構造）では、斜入射光が導光部に導かれて検知されるのに対して、垂直入射光が導光部から外れて検知されない（又は迷光となってしまう）可能性がある。一方で、マイクロレンズをシフトさせない構造では、垂直入射光が導光部に導かれて検知されるのに対して、斜入射光が導光部から外れて検知されない（又は迷光となってしまう）可能性がある。
本発明の目的は、垂直入射光および斜入射光の双方を検知して画素感度を向上させるのに有利な技術を提供することにある。
本発明の一つの側面は固体撮像装置にかかり、前記固体撮像装置は、複数の画素が配列された画素アレイを備える固体撮像装置であって、前記複数の画素のそれぞれは、基板に配された光電変換部と、前記光電変換部の上に配されたマイクロレンズとを有しており、前記画素アレイは、中央領域とその周辺領域とを有し、前記周辺領域に位置する画素において、前記マイクロレンズは、前記光電変換部に対して前記中央領域の側にずれて配されており、且つ、該ずれ方向に沿った断面において、前記マイクロレンズは左右非対称の形状を有し、前記マイクロレンズの高さが最も高い部分が前記中央領域の側に位置していることを特徴とする。
本発明によれば、垂直入射光および斜入射光の双方を検知して画素感度を向上させるのに有利である。
（第１実施形態）
図１〜７を参照しながら、第１実施形態に係る固体撮像装置ＩＡ（以下、「装置ＩＡ」という）を述べる。
図１〜７を参照しながら、第１実施形態に係る固体撮像装置ＩＡ（以下、「装置ＩＡ」という）を述べる。
図１（ａ）は、装置ＩＡの構成の例を示している。装置ＩＡは、例えば、複数の画素ＰＸが配列された画素アレイＡＰＸと、複数の画素ＰＸを駆動するための駆動部（不図示）と、複数の画素ＰＸから信号を読み出すための読出部（不図示）とを備える。駆動部により駆動された各画素ＰＸの信号は、読出部により読み出されて外部に出力される。
画素アレイＡＰＸは、中央領域Ｒ１と周辺領域Ｒ２とを有する。中央領域Ｒ１は、画素アレイＡＰＸの略中央およびその近傍の領域であり、周辺領域Ｒ２は、中央領域Ｒ１以外の領域である。これらの領域Ｒ１及びＲ２の境界は、任意に設定されてもよい。
図１（ｂ）は、行方向に沿った断面での画素ＰＸの構造の例として、周辺領域Ｒ２の画素ＰＸ（３画素分）についてのカットラインＡ−Ｂでの断面構造を例示している。このカットラインＡ−Ｂは、画素アレイＡＰＸの中心から画素アレイＡＰＸの外縁へ向かう方向のうち、任意の方向とすることができる。画素ＰＸは、例えば、半導体基板等の基板ＳＵＢに形成された光電変換部ＰＤと、光電変換部ＰＤの上に形成され且つ入射光を光電変換部ＰＤに導くための導光部ＬＧと、導光部ＬＧの上に形成され且つ入射光を集光するためのマイクロレンズＭＬとを有する。また、画素ＰＸは、基板ＳＵＢに形成されたトランジスタ等の素子であって光電変換部ＰＤで発生し蓄積された電荷に応じた信号を読み出すための素子（不図示）をさらに有する。
導光部ＬＧは、例えば、基板ＳＵＢ上に形成された絶縁部材ＩＳの中に形成され、絶縁部材ＩＳよりも高い屈折率を有する材料で構成される。絶縁部材ＩＳは、例えば酸化シリコンで構成され、例えば複数の酸化シリコン層を積層して形成される。また、導光部ＬＧは、例えば窒化シリコンで構成される。なお、酸化シリコン層の間かつ互いに隣接する導光部ＬＧの間には、画素ＰＸを駆動または制御するための信号線等（不図示）が配されてもよい。上述の構造を図中では「ＳＴ」と示している。
構造ＳＴの上には、例えば、カラーフィルタ等の透光性部材Ｆが配され、マイクロレンズＭＬは、透光性部材Ｆの上に配される。構造ＳＴと透光性部材Ｆとの間や透光性部材ＦとマイクロレンズＭＬとの間には、平坦化膜が配されてもよい。上述の光学系を図中では「ＯＰ」と示している。
ここで、マイクロレンズＭＬは、光電変換部ＰＤに対して中央領域Ｒ１の側（図中のＡ側。以下、単に「Ａ側」という場合がある。なお、Ａ側の反対側については単に「Ｂ側」という場合がある。）にずれて配されている。即ち、前述のカットラインＡ−Ｂの断面におけるマイクロレンズＭＬの中心は、カットラインＡ−Ｂに沿って、光電変換部の中心より画素アレイＡＰＸの中心の側にずれている。さらに他の表現では、基板ＳＵＢの上面に対して垂直な線であって光電変換部ＰＤの中央（又は中心）を通る線を「線Ｃ」としたとき、マイクロレンズＭＬのＡ側の端から線Ｃまでの距離は、マイクロレンズＭＬのＢ側の端から線Ｃまでの距離よりも大きい。さらに、マイクロレンズＭＬは、その頂部（その高さが最も高い部分）がＡ側にずれるように左右非対称に形成されている。他の表現では、マイクロレンズＭＬは、その頂部がＡ側に偏った形状で形成されている。
なお、上述の光電変換部ＰＤの中央とは、カットラインＡ−Ｂでの断面において、例えばＳＴＩ等の素子分離部で区画された光電変換部ＰＤの一方の端と他方の端との中央とすればよい。また、マイクロレンズＭＬのＡ側またはＢ側の端とは、該マイクロレンズＭＬが隣接マイクロレンズＭＬと接触している場合には、該隣接マイクロレンズＭＬとの間に形成される凹状の上面において高さが最も低い部分とすればよい。
また、マイクロレンズＭＬに入射した光が導光部ＬＧに向かって適切に屈折されるように、平面視（基板ＳＵＢの上面に対する平面視、または基板ＳＵＢへの各構成の正射影図）において、マイクロレンズＭＬの頂部ＰＴＯＰは、例えば、導光部ＬＧの外縁よりも内側に位置しているとよい。即ち、図２（ａ）に例示されるように、基板ＳＵＢの上面に対して垂直な線であって導光部ＬＧの上面におけるＡ側の端を通る線を線Ｅ１としたときに、頂部ＰＴＯＰは線Ｅ１よりもＢ側に位置しているとよい。
頂部ＰＴＯＰがＡ側に偏っていることにより、図２（ｂ）に例示されるように、マイクロレンズＭＬにおける頂部ＰＴＯＰよりもＡ側の部分ＰＡについては、その上面の曲率（平均値）は比較的大きい。そして、図２（ｃ）に例示されるように、マイクロレンズＭＬにおける頂部ＰＴＯＰよりもＢ側の部分ＰＢについては、その上面の曲率は、部分ＰＡについての上面の曲率に対して小さい。その結果、垂直入射光の場合、図２（ｂ）に例示されるように、部分ＰＡへの垂直入射光はＢ側に比較的大きく屈折され、これに対して、図２（ｃ）に例示されるように、部分ＰＢへの垂直入射光はＡ側に比較的小さく屈折される。なお、上記曲率は、曲率半径の逆数で定義される。
ある画素ＰＸについての光電変換部ＰＤに対するマイクロレンズＭＬのずれ量、及び／又は、マイクロレンズＭＬの頂部ＰＴＯＰのずれ量は、その画素ＰＸの画素アレイＡＰＸにおける画素位置に応じて異なってもよい。即ち、画素アレイＡＰＸにおいて、より端部側の画素ＰＸは、より中央側の画素ＰＸに対して上述のずれ量が大きくなるように構成されうる。また、ずれ量は、画素ピッチの０％より大きく且つ５０％より小さい範囲で設定されればよい。
図３は、光電変換部ＰＤ、導光部ＬＧおよびマイクロレンズＭＬのそれぞれの寸法について説明するための模式図である。図中に例示されるように、光電変換部ＰＤの幅をｄ１とし、導光部ＬＧの下面の幅をｄ２とし、導光部ＬＧの上面の幅をｄ３とし、マイクロレンズＭＬの幅をｄ４とする。このとき、ｄ１＞ｄ２の関係が成立することにより、導光部ＬＧを通過した光の実質的に全てが光電変換部ＰＤに入射し、光電変換が効果的に為される。また、光電変換部ＰＤが検知することが可能な入射光の入射角を大きくするため、例えば、ｄ３＞ｄ２としてもよい。また、幅ｄ４を大きくすることによって、より多くの光を集光することが可能になるため、例えば、ｄ４＞ｄ３としてもよい。なお、光電変換部ＰＤは、光電変換によって生じた電荷が蓄積可能な電荷蓄積領域（例えば、電荷が電子の場合には、ｎ型半導体領域）である。光電変換部ＰＤの幅ｄ１は、例えば、光電変換部ＰＤの上面（基板ＳＵＢの上面側）における幅である。
図４（ａ）は、斜入射光についての本構造における光路を例示している。前述のとおり、マイクロレンズＭＬは光電変換部ＰＤ（及び導光部ＬＧ）に対してＡ側にずれて配されている。そして、マイクロレンズＭＬにおける部分ＰＡへの斜入射光および部分ＰＢへの斜入射光のいずれも、光電変換部ＰＤ（及び導光部ＬＧ）に導かれる。
図４（ｂ）は、垂直入射光についての本構造における光路を例示している。前述のとおり、部分ＰＡの上面の曲率が比較的大きいため、部分ＰＡへの垂直入射光はＢ側に大きく屈折され、部分ＰＡへの垂直入射光が光電変換部ＰＤ（及び導光部ＬＧ）に向かって適切に屈折される。
ここで、図５（ａ）等を参照しながら比較例を述べる。図５（ａ）〜（ｂ）は、比較例の画素ＰＸ’の断面構造を、図４等と同様に示している。画素ＰＸ’は、左右対称に形成されたマイクロレンズＭＬ’を有する。なお、比較のため、マイクロレンズＭＬの高さとマイクロレンズＭＬ’の高さとは互いに等しいものとする。また、図５（ａ）〜（ｂ）の例では、マイクロレンズＭＬ’は、前述の左右非対称のマイクロレンズＭＬと同程度だけ光電変換部ＰＤ（及び導光部ＬＧ）に対してＡ側にずれて配されているものとする。
図５（ａ）は、上記比較例における斜入射光についての光路を例示しており、同様に、図５（ｂ）は、垂直入射光についての光路を例示している。図５（ａ）の例によると、マイクロレンズＭＬ’は光電変換部ＰＤ（及び導光部ＬＧ）に対してＡ側にずれて配されており、斜入射光はマイクロレンズＭＬ’を介して光電変換部ＰＤ（及び導光部ＬＧ）に導かれる。一方、図５（ｂ）の例によると、マイクロレンズＭＬ’のうちＡ側の端部への垂直入射光が導光部ＬＧに導かれずに、迷光Ｌ１となってしまう可能性がある。
この迷光Ｌ１を防ぐため、他の比較例として図５（ｃ）に例示される画素ＰＸ”のように、マイクロレンズＭＬ’の光電変換部ＰＤ（及び導光部ＬＧ）に対するずれ量を、図５（ａ）〜（ｂ）の例よりも小さくすることも考えられる。しかしこの例では、マイクロレンズＭＬ’のうちＢ側の端部への斜入射光が導光部ＬＧに導かれずに、迷光Ｌ２となってしまう可能性がある。
これに対して、本実施形態によると、斜入射光および垂直入射光の双方を適切に導光部ＬＧに向かって屈折させ且つ光電変換部ＰＤに入射させることができる。よって、本構造によると、画素感度を向上させるのに有利である。
図６（ａ）は、複数の画素ＰＸに対応するように配列された複数のマイクロレンズＭＬのアレイＡＭＬ（以下「マイクロレンズアレイＡＭＬ」という）の例を説明するための模式図である。前述のとおり、周辺領域Ｒ２のマイクロレンズＭＬは、光電変換部ＰＤに対して中央領域Ｒ１の側にずれて配されており、その頂部ＰＴＯＰが中央領域Ｒ１の側にずれるように左右非対称に形成されている。図６（ａ）の例によると、平面視において、マイクロレンズＭＬは、該ずれ方向に平行な長軸を有する形状（換言すると、該ずれ方向に向かって延びた形状）をしている。また、平面視において、マイクロレンズＭＬは、該ずれ方向と交差する方向における幅が中央領域Ｒ１に近い方の側で最大値となるように、いわゆるティアドロップ形状をとっている。
なお、中央領域Ｒ１のマイクロレンズＭＬは、光電変換部ＰＤの略直上に位置しており、平面視において略円形の形状である。
周辺領域Ｒ２のマイクロレンズＭＬは、上記例の他、平面視において丸みを帯びた三角形形状や台形形状等、頂部ＰＴＯＰが中央領域Ｒ１の側にずれた形状を形成するのに必要な形状をとってもよい。図６（ｂ）は、マイクロレンズアレイＡＭＬの他の例を説明するための模式図である。図６（ｂ）の例によると、マイクロレンズＭＬは、平面視において、中央領域Ｒ１に近い方の側では略平らな形状をしており、その反対側では丸みを帯びた形状をしている。この例によっても、マイクロレンズＭＬを、頂部ＰＴＯＰが中央領域Ｒ１の側にずれた形状にすることができる。
マイクロレンズアレイＡＭＬは、例えば、マイクロレンズＭＬを構成するレンズ部材を形成した後に階調マスクを用いて露光処理を行って現像することによって形成されてもよい。または、マイクロレンズアレイＡＭＬは、例えば、レンズ部材を、その頂点が中央領域Ｒ１側にずれた三角錐形状にパターニングした後に加熱処理を行うことによって形成されてもよい。或いは、マイクロレンズアレイＡＭＬは、他の公知の半導体製造方法によって形成されてもよい。
以下、図７を参照しながら、マイクロレンズアレイＡＭＬの他の例として、隣接マイクロレンズＭＬが互いに接触した、いわゆるギャップレスのマイクロレンズアレイＡＭＬについて、単位画素ＰＸに対応するマイクロレンズＭＬの形状を説明する。本例によると、単位画素ＰＸあたりのマイクロレンズＭＬの面積を大きくすることができ、入射光の集光効率を向上させることができる。
図中のＸ方向を、前述のずれ方向（マイクロレンズＭＬ及びその頂部ＰＴＯＰのずれ方向）とし、Ｙ方向をマイクロレンズアレイＡＭＬの上面に並行かつＸ方向と交差する方向とし、Ｚ方向をマイクロレンズアレイＡＭＬの上面に垂直な方向とする。図７（ａ）は、マイクロレンズＭＬの形状を説明するための上面図であり、図７（ｂ）は、Ｘ方向での断面図である。
画素ピッチをｐとしたとき、図中におけるマイクロレンズＭＬの左側の端はＸ＝ｘ０＝０であり、右側の端はＸ＝ｘ３＝ｐである。マイクロレンズＭＬの頂部ＰＴＯＰの高さはｈ１であり、そのＸ方向での座標をＸ＝ｘ１とすると、ｘ１＜ｐ／２である。Ｘ＝ｘ１でのマイクロレンズＭＬの幅（Ｙ方向の幅）をｄ１とすると、ｄ１≒ｐであり、Ｘ＝ｘ１の近傍についても同様である。また、図中における右側の端部領域におけるＸ＝ｘ２でのマイクロレンズＭＬの高さをｈ２とし、該マイクロレンズＭＬの幅をｄ２とすると、ｈ２＜ｈ１かつｄ２＜ｄ１となっている。また、ｘ０＜Ｘ＜ｘ３の範囲では、Ｙ方向での断面におけるマイクロレンズＭＬの上面は略円弧形状をとるとよい。よって、本例では、Ｘ＝ｘ１におけるマイクロレンズＭＬの上面の曲率が最も大きく、Ｘ＝ｘ１からＸ＝ｘ０またはｘ３に近づくほど曲率が小さくなる。
以上、本実施形態によると、斜入射光および垂直入射光の双方を適切に導光部ＬＧに向かって屈折させ且つ光電変換部ＰＤに入射させることができ、画素感度を向上させるのに有利である。
なお、本実施形態では理解を容易にするため、行方向でのカットラインＡ−Ｂでの断面構造を参照しながら本実施形態を述べたが、これと交差する方向でのカットラインでの断面構造についても同様である。
その他、本実施形態ではマイクロレンズＭＬの位置およびその形状について主に述べたが、必要に応じて他の部材の位置やその形状が変更されてもよい。例えば、本実施形態では、導光部ＬＧが光電変換部ＰＤに対してずれていない構造を例示したが、ある画素ＰＸの導光部ＬＧの形状ないし構造をその画素ＰＸの画素位置に応じて変更してもよい。また、例えば、導光部ＬＧを、Ａ側の側面の傾斜がＢ側の側面の傾斜よりも緩い構造（即ち、基板ＳＵＢの上面と導光部ＬＧの側面とが成す角を傾斜角としたときに、Ａ側の傾斜角がＢ側の傾斜角よりも小さい構造）にしてもよい。
（第２実施形態）
図８を参照しながら第２実施形態の画素（画素ＰＸ２とする）について述べる。本実施形態は、主に、画素ＰＸ２がインナーレンズＩＬ（又は、層内レンズ）をさらに有する、という点で前述の第１実施形態と異なる。インナーレンズＩＬは、例えば、構造ＳＴの上に平坦化膜等の透光性部材Ｆ１を介して配され、そして、インナーレンズＩＬの上に平坦化膜等の透光性部材Ｆ１を介して前述のマクロレンズＭＬが配される。
図８を参照しながら第２実施形態の画素（画素ＰＸ２とする）について述べる。本実施形態は、主に、画素ＰＸ２がインナーレンズＩＬ（又は、層内レンズ）をさらに有する、という点で前述の第１実施形態と異なる。インナーレンズＩＬは、例えば、構造ＳＴの上に平坦化膜等の透光性部材Ｆ１を介して配され、そして、インナーレンズＩＬの上に平坦化膜等の透光性部材Ｆ１を介して前述のマクロレンズＭＬが配される。
本実施形態によると、マイクロレンズＭＬによって集光された入射光がインナーレンズＩＬによってさらに集光されて導光部ＬＧに導かれる。そのため、本実施形態によると、前述の第１実施形態と同様の効果が得られる他、隣接画素間での混色を防止し且つ集光効率を向上させるのに有利である。
ここでは図示していないが、インナーレンズＩＬは、前述のマイクロレンズＭＬと同様に、光電変換部ＰＤに対してＡ側にずれて配されてもよいし、及び／又は、その頂部がＡ側にずれるように左右非対称に形成されてもよい。
（第３実施形態）
図９を参照しながら第３実施形態の画素（画素ＰＸ３とする）について述べる。本実施形態は、主に、光学系ＯＰに、隣接画素間での混色を防ぐための光反射性または遮光性の部材ＲＭが配されている、という点で前述の第１実施形態と異なる。部材ＲＭは、例えば、構造ＳＴの上に平坦化膜等の透光性部材Ｆ１を介して形成され、隣接画素間に各画素ＰＸ３を区画するように形成されうる。部材ＲＭは、アルミ、銅、タングステン等の金属で構成されてもよいが、酸化シリコンやエアギャップで構成されてもよい。また、部材ＲＭの間には、画素ＰＸ３の画素位置に対応する色（赤色、緑色、青色等）のカラーフィルタＣＦが配されてもよい。
図９を参照しながら第３実施形態の画素（画素ＰＸ３とする）について述べる。本実施形態は、主に、光学系ＯＰに、隣接画素間での混色を防ぐための光反射性または遮光性の部材ＲＭが配されている、という点で前述の第１実施形態と異なる。部材ＲＭは、例えば、構造ＳＴの上に平坦化膜等の透光性部材Ｆ１を介して形成され、隣接画素間に各画素ＰＸ３を区画するように形成されうる。部材ＲＭは、アルミ、銅、タングステン等の金属で構成されてもよいが、酸化シリコンやエアギャップで構成されてもよい。また、部材ＲＭの間には、画素ＰＸ３の画素位置に対応する色（赤色、緑色、青色等）のカラーフィルタＣＦが配されてもよい。
部材ＲＭは、前述のマイクロレンズＭＬまたはその頂部ＰＴＯＰのＡ側へのずれに対応するように、光電変換部ＰＤに対してＡ側にずれて配されてもよい。
本実施形態によると、隣接画素間に配された光反射性または遮光性の部材ＲＭによって、隣接画素への漏れ光を防ぐことができる。そのため、本実施形態によると、前述の第１実施形態と同様の効果が得られる他、隣接画素間での混色を防止するのに有利である。
（第４実施形態）
図１０を参照しながら第４実施形態を述べる。前述のマイクロレンズＭＬは、撮像用の画素の他、焦点検出用の画素に適用されてもよい。
図１０を参照しながら第４実施形態を述べる。前述のマイクロレンズＭＬは、撮像用の画素の他、焦点検出用の画素に適用されてもよい。
図１０（ａ）は、焦点検出用の画素ＰＸａの構成例を示している。画素ＰＸａは、入射光を制限するための遮光部材Ｍ１ａをさらに有する。遮光部材Ｍ１ａは、基板ＳＵＢと導光部ＬＧとの間に線ＣからＢ側にわたって配されている。遮光部材Ｍ１ａは、例えば、金属で構成され、第１配線層（基板ＳＵＢに最も近い配線層）に配される。この構成によると、画素ＰＸａは、マイクロレンズＭＬへの入射光のうちのＢ側の光束を光電変換部ＰＤａで検知する。
同様に、図１０（ｂ）は、焦点検出用の画素ＰＸｂの構成例を示している。画素ＰＸｂは、基板ＳＵＢと導光部ＬＧとの間に線ＣからＡ側にわたって配された遮光部材Ｍ１ｂをさらに有する。この構成によると、画素ＰＸｂは、マイクロレンズＭＬへの入射光のうちのＡ側の光束を光電変換部ＰＤｂで検知する。
上述の画素ＰＸａと画素ＰＸｂとは対を成しており、これらの画素信号を用いて、位相差検出法に基づく焦点検出を行うことができる。
図１０（ｃ）は、焦点検出用の画素ＰＸａｂの構成例を示している。画素ＰＸａｂは、一対の光電変換部ＰＤａ及びＰＤｂをさらに有しており、光電変換部ＰＤａ及びＰＤｂで、上述のＢ側の光束およびＡ側の光束をそれぞれ検知する。このような構成によっても位相差検出法に基づく焦点検出を行うことが可能である。
以上、マイクロレンズＭＬは、撮像用の画素の他、焦点検出用の画素にも適用可能であり、本実施形態によると、焦点検出用の画素についても前述の第１実施形態と同様の効果が得られる。
（第５実施形態）
図１１を参照しながら第５実施形態を述べる。前述のマイクロレンズＭＬは、裏面照射型の固体撮像装置に適用されてもよい。裏面照射型の固体撮像装置の場合、光が入射する方の側から順に（図中の上側から順に）、光学系ＯＰ、基板ＳＵＢ、構造ＳＴが配される。
図１１を参照しながら第５実施形態を述べる。前述のマイクロレンズＭＬは、裏面照射型の固体撮像装置に適用されてもよい。裏面照射型の固体撮像装置の場合、光が入射する方の側から順に（図中の上側から順に）、光学系ＯＰ、基板ＳＵＢ、構造ＳＴが配される。
本例では、構造ＳＴの中に形成された前述の導光部ＬＧが光学系ＯＰと基板ＳＵＢとの間に位置しない。そのため、基板ＳＵＢには、例えば、光電変換部ＰＤを取り囲むように、反射部材ＲＭ２が設けられる。反射部材ＲＭ２は、マイクロレンズＭＬを通過した入射光を光電変換部ＰＤに向かって反射させ、これによって隣接画素間での混色を防ぐことができる。
反射部材ＲＭ２は、例えば、ポリシリコン、酸化シリコン、金属およびエアギャップの少なくともいずれか１つで構成されればよい。例えば、反射部材ＲＭ２は、図１１に例示されるように、ポリシリコン部材と該ポリシリコン部材の両側に形成された酸化シリコン部材とで構成された素子分離部（ディープトレンチアイソレーション）を含む。該素子分離部は、基板ＳＵＢの上面から下面にわたって形成されてもよい。
以上、マイクロレンズＭＬは、裏面照射型の固体撮像装置にも適用可能であり、本実施形態によると、前述の第１実施形態と同様の効果が得られる他、隣接画素間での混色を防止するのに有利である。
（その他）
以上、いくつかの好適な実施形態を例示したが、本発明はこれらに限られるものではなく、目的等に応じて、その一部を変更してもよいし、各実施形態の各特徴を組み合わせてもよい。
以上、いくつかの好適な実施形態を例示したが、本発明はこれらに限られるものではなく、目的等に応じて、その一部を変更してもよいし、各実施形態の各特徴を組み合わせてもよい。
また、以上の各実施形態では、カメラ等に代表される撮像システムに含まれる固体撮像装置について述べた。撮像システムの概念には、撮影を主目的とする装置のみならず、撮影機能を補助的に備える装置（例えば、パーソナルコンピュータ、携帯端末）も含まれる。撮像システムは、上述の各実施形態で例示された固体撮像装置と、該固体撮像装置から出力される信号を処理する処理部とを含みうる。該処理部は、例えば、Ａ／Ｄ変換部や該Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタルデータを処理するプロセッサを含みうる。
ＩＡ：固体撮像装置、ＰＸ：画素、ＡＰＸ：画素アレイ、ＳＵＢ：基板、ＰＤ：光電変換部、ＭＬ：マイクロレンズ、ＬＧ：導光部。
Claims (14)
- 複数の画素が配列された画素アレイを備える固体撮像装置であって、
前記複数の画素のそれぞれは、基板に配された光電変換部と、前記光電変換部の上に配されたマイクロレンズとを有しており、
前記画素アレイは、中央領域とその周辺領域とを有し、
前記周辺領域に位置する画素において、
前記マイクロレンズは、前記光電変換部に対して前記中央領域の側にずれて配されており、且つ、
該ずれ方向に沿った断面において、前記マイクロレンズは左右非対称の形状を有し、前記マイクロレンズの高さが最も高い部分が前記中央領域の側に位置している
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記複数の画素は、前記周辺領域に位置する第１画素と、前記周辺領域の第２画素であって前記第１画素よりも前記中央領域の側に位置する第２画素とを含み、
前記第１画素の前記マイクロレンズについての高さが最も高い部分の前記中央領域へのずれ量は、前記第２画素の前記マイクロレンズについてのそれに対して大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。 - 前記周辺領域に位置する画素の前記マイクロレンズのうち、前記高さが最も高い部分よりも前記中央領域の側の部分の上面の曲率の平均は、それ以外の部分の上面の曲率の平均よりも大きい
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体撮像装置。 - 前記周辺領域に位置する画素の前記マイクロレンズは、前記基板の上面に対する平面視において前記ずれ方向に平行な長軸を有する形状をしており、且つ、前記ずれ方向と交差する方向における該マイクロレンズの幅は前記中央領域の側で最大値となる
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。 - 前記基板と前記マイクロレンズとの間には絶縁部材が配されており、
前記複数の画素のそれぞれは、前記マイクロレンズを通過した入射光を前記光電変換部に導くための導光部であって前記絶縁部材の中に前記絶縁部材よりも屈折率が高い材料で形成された導光部をさらに有する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。 - 前記断面において、前記画素の前記光電変換部の幅をｄ１とし、前記画素の前記導光部の下面の幅をｄ２としたときに、ｄ１＞ｄ２の関係が成立する
ことを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。 - 前記断面において、前記画素の前記導光部の上面の幅をｄ３とし、前記画素の前記マイクロレンズの幅をｄ４としたときに、ｄ４＞ｄ３の関係が成立する
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の固体撮像装置。 - ｄ３＞ｄ２の関係がさらに成立する
ことを特徴とする請求項７に記載の固体撮像装置。 - 前記複数の画素のそれぞれは、前記光電変換部と前記マイクロレンズとの間に配されたインナーレンズをさらに有しており、
前記周辺領域に位置する画素において、
前記インナーレンズは、前記光電変換部に対して前記中央領域の側にずれて配されていること、及び、
該ずれ方向に沿った断面において、前記インナーレンズは左右非対称に形成されており、前記インナーレンズの高さが最も高い部分が前記中央領域の側に位置していること
の少なくとも一方を満たす
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の固体撮像装置。 - 隣接画素間での混色を防ぐための光反射性または遮光性の部材をさらに備えており、
前記部材は、前記光電変換部と前記マイクロレンズとの間に、前記基板の上面に対する平面視において前記マイクロレンズの外縁に沿って配されている
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の固体撮像装置。 - 前記複数の画素は焦点検出用の画素を含み、前記焦点検出用の画素は、前記マイクロレンズを通過した入射光を制限するための遮光部材をさらに有する
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の固体撮像装置。 - 前記固体撮像装置は裏面照射型の固体撮像装置であり、
前記基板は、各画素の前記マイクロレンズを通過した入射光を前記光電変換部に向かって反射するように前記光電変換部を取り囲む反射部材を含んでいる
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。 - 前記反射部材は、ポリシリコン、酸化シリコン、金属およびエアギャップの少なくともいずれか１つで構成されている
ことを特徴とする請求項１２に記載の固体撮像装置。 - 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置から出力される信号を処理する処理部と、
を備えることを特徴とするカメラ。
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