JP2021064721A - 固体撮像装置及び電子機器 - Google Patents

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皓平 大井
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博信 深川
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Abstract

【課題】固体撮像装置の更なる高画質化を実現することができる固体撮像装置を提供すること。【解決手段】光入射側から順に、少なくとも、オンチップレンズと、複数の特定の光を透過するフィルタと、光電変換部が形成された半導体基板と、を備え、該特定の光を透過するフィルタ間に第1遮光膜が配された有効撮像領域が形成され、該半導体基板の光入射面を覆うように、該複数の特定の光を透過するフィルタと該半導体基板との間に第2遮光膜が配された非撮像領域が形成され、該有効撮像領域と該非撮像領域との境界領域及び該境界領域の近傍領域に、該半導体基板の光入射面を掘り込んで形成された掘り込み部が設けられている、固体撮像装置を提供する。【選択図】図1

Description

本技術は、固体撮像装置及び電子機器に関する。
近年、デジタルカメラは、益々、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。そのため、固体撮像装置の性能面として、高画質化を実現するための技術開発が盛んに行われている。例えば、固体撮像素子の有効撮像領域と非撮像領域との境界部における段差を低減して高画質化を図っている技術が提案されている(特許文献1を参照。)。
特開2001−196571号
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。
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、固体撮像装置の更なる高画質化を実現することができる固体撮像装置、及びその固体撮像装置が搭載された電子機器を提供することを主目的とする。
本発明者は、上述の目的を解決するために鋭意研究を行った結果、固体撮像装置の更なる高画質化の実現に成功し、本技術を完成するに至った。
すなわち、本技術では、第1の側面として、
光入射側から順に、少なくとも、オンチップレンズと、複数の特定の光を透過するフィルタと、光電変換部が形成された半導体基板と、を備え、
該特定の光を透過するフィルタ間に第1遮光膜が配された有効撮像領域が形成され、
該半導体基板の光入射面を覆うように、該複数の特定の光を透過するフィルタと該半導体基板との間に第2遮光膜が配された非撮像領域が形成され、
該有効撮像領域と該非撮像領域との境界領域及び該境界領域の近傍領域に、該半導体基板の光入射面を掘り込んで形成された掘り込み部が設けられている、固体撮像装置を提供する。特定の光を透過するフィルタとは、例えば、ブルー(B)光を透過するブルー(B)フィルタ、グリーン光(G)光を透過するグリーン(G)フィルタ、レッド(R)光を透過するレッド(R)フィルタ、白色(W)光を透過する透明フィルタ、赤外(IR)光を透過する赤外光(IR光)用のフィルタ等が挙げられる。
本技術に係る第1の側面の固体撮像装置において、
前記非撮像領域に前記掘り込み部が設けられていてもよい。
本技術に係る第1の側面の固体撮像装置において、
前記有効撮像領域に前記掘り込み部が設けられていてもよい。
本技術に係る第1の側面の固体撮像装置において、
前記有効撮像領域の中央領域に対応する前記オンチップレンズの光入射側の上端部の位置と、前記境界領域に対応する前記オンチップレンズの光入射側の上端部の位置とが100nm以下の差分でもよい。
本技術に係る第1の側面の固体撮像装置において、
前記第1遮光膜及び/又は前記第2遮光膜が、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてもよい。
本技術に係る第1の側面の固体撮像装置において、
前記非撮像領域が前記有効撮像領域の外周囲に配されてもよく、光入射側からの平面視で、前記境界領域及び前記境界領域の前記近傍領域が矩形を有してもよく、該矩形の4辺のうち少なくとも1辺に前記掘り込み部が形成されていてもよい。
本技術に係る第1の側面の固体撮像装置において、
前記境界領域側の前記掘り込み部の断面視の深さ方向の形状が勾配を有してもよい。
本技術に係る第1の側面の固体撮像装置において、
前記掘り込み部の領域において、前記第1遮光膜及び/又は前記第2遮光膜と、前記半導体基板との間には絶縁膜が配されていてもよい。
本技術に係る第1の側面の固体撮像装置において、
前記掘り込み部の領域において、前記第1遮光膜及び/又は前記第2遮光膜が、前記半導体基板が有するP型の半導体領域又はN型の半導体領域と接していてもよい。
また、本技術では、第2の側面として、
光入射側から順に、少なくとも、オンチップレンズと、複数の特定の光を透過するフィルタと、光電変換部が形成された半導体基板と、を備え、
該特定の光を透過するフィルタ間に第1遮光膜が配された有効撮像領域が形成され、
該半導体基板の光入射面を覆うように、該複数の特定の光を透過するフィルタと該半導体基板との間に第2遮光膜が配された非撮像領域が形成され、
該非撮像領域に、該半導体基板の光入射面を掘り込んで形成された掘り込み部が設けられている、固体撮像装置を提供する。特定の光を透過するフィルタとは、例えば、ブルー(B)光を透過するブルー(B)フィルタ、グリーン光(G)光を透過するグリーン(G)フィルタ、レッド(R)光を透過するレッド(R)フィルタ、白色(W)光を透過する透明フィルタ、赤外(IR)光を透過する赤外光(IR光)用のフィルタ等が挙げられる。
本技術に係る第2の側面の固体撮像装置において、
前記有効撮像領域の中央領域に対応する前記オンチップレンズの光入射側の上端部の位置と、該有効撮像領域と該非撮像領域との境界領域に対応する前記オンチップレンズの光入射側の上端部の位置とが100nm以下の差分でもよい。
本技術に係る第2の側面の固体撮像装置において、
前記第1遮光膜及び/又は前記第2遮光膜が、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてもよい。
本技術に係る第2の側面の固体撮像装置において、
該有効撮像領域と該非撮像領域との境界領域側の前記掘り込み部の断面視の深さ方向の形状が勾配を有していてもよい。
本技術に係る第2の側面の固体撮像装置において、
前記掘り込み部の領域において、前記第2遮光膜と、前記半導体基板との間には絶縁膜が配されていてもよい。
本技術に係る第2の側面の固体撮像装置において、
前記掘り込み部の領域において、前記第2遮光膜が、前記半導体基板が有するP型の半導体領域又はN型の半導体領域と接していてもよい。
さらに、本技術では、第3の側面として、
光入射側から順に、少なくとも、オンチップレンズと、複数の特定の光を透過するフィルタと、光電変換部が形成された半導体基板と、を備え、
該特定の光を透過するフィルタ間に第1遮光膜が配された有効撮像領域が形成され、
該半導体基板の光入射面を覆うように、該複数の特定の光を透過するフィルタと該半導体基板との間に第2遮光膜が配された非撮像領域が形成され、
該有効撮像領域に、該半導体基板の光入射面を掘り込んで形成された掘り込み部が設けられている、固体撮像装置を提供する。特定の光を透過するフィルタとは、例えば、ブルー(B)光を透過するブルー(B)フィルタ、グリーン光(G)光を透過するグリーン(G)フィルタ、レッド(R)光を透過するレッド(R)フィルタ、白色(W)光を透過する透明フィルタ、赤外(IR)光を透過する赤外光(IR光)用のフィルタ等が挙げられる。
本技術に係る第3の側面の固体撮像装置において、
前記有効撮像領域の中央領域に対応する前記オンチップレンズの光入射側の上端部の位置と、該有効撮像領域と該非撮像領域との境界領域に対応する前記オンチップレンズの光入射側の上端部の位置とが100nm以下の差分でもよい。
本技術に係る第3の側面の固体撮像装置において、
前記第1遮光膜及び/又は前記第2遮光膜が、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されてもよい。
本技術に係る第3の側面の固体撮像装置において、
該有効撮像領域と該非撮像領域との境界領域側の前記掘り込み部の断面視の深さ方向の形状が勾配を有してもよい。
本技術に係る第3の側面の固体撮像装置において、
前記掘り込み部の領域において、前記第1遮光膜と、前記半導体基板との間には絶縁膜が配されていてもよい。
本技術に係る第3の側面の固体撮像装置において、
前記掘り込み部の領域において、前記第1遮光膜が、前記半導体基板が有するP型の半導体領域又はN型の半導体領域と接していてもよい。
さらにまた、本技術では、本技術に係る第1の側面の固体撮像装置、本技術に係る第2の側面又は本技術に係る第3の側面の固体撮像装置が搭載された、電子機器を提供する。
本技術によれば、固体撮像装置の更なる高画質化を実現することができる。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。
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。 本技術を適用した第2及び第3の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。 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。 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。 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。 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。 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。 本技術を適用した第7及び第8の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。 本技術を適用した第9の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。 シェーディング特性の結果を示す図である。 固体撮像装置の一例の構成を示す図である。 本技術を適用した第1〜第9の実施形態の固体撮像装置の使用例を示す図である。 本技術を適用した第10の実施形態に係る電子機器の一例の機能ブロック図である。 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。 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。 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。 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。
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。
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(電子機器の例)
12.本技術を適用した固体撮像装置の使用例
13.内視鏡手術システムへの応用例
14.移動体への応用例
<1.本技術の概要>
まず、本技術の概要について説明をする。
CMOSイメージセンサ等の固体撮像装置は、チップの中央にマトリクス状の撮像画素を配置した有効撮像領域を有し、その周囲部に非撮像領域を設けて構成されている。ある種の固体撮像装置の構造では、有効撮像領域と非撮像領域との境界部分において段差を有している。
このような構造を有する固体撮像装置においては、非撮像領域に設けられる配線膜や金属膜によって高くなり、有効撮像領域と非撮像領域との間で段差が生じている。このため、有効撮像領域の周辺部分では、オンチップレンズにより集光された光が光電変換部(例えばフォトダイオード(PD))の中央に入射しないという問題が発生する。つまり、金属膜の各開口部に入射光が適正に入射せず、入射光の一部が金属膜の開口部の縁で遮られることで、有効撮像領域の周辺部分の画素が中央部分の画素と比較し、感度が低下する。この結果、撮像画面の周辺部が暗くなるという現象が見られ、程度によっては感度不均一として製品不良となってしまうおそれがある。
その解決方法としては、有効撮像領域から非撮像領域にわたって配置される絶縁膜と、絶縁膜上の非撮像領域に配置される膜厚の大きい金属膜を有する固体撮像装置において、絶縁膜に対して金属膜に相当する埋め込み部を形成し、埋め込み部に金属膜を配置することにより、有効撮像領域と非撮像領域との境界部における段差を低減させている。
しかしながら、有効撮像領域と非撮像領域との境界部分段差を低減する方法には問題点がある、以下にその問題点を説明する。
CMOSイメージセンサ等の固体撮像装置の1つとしては、光電変換部となるフォトダイオードと複数の画素トランジスタで形成され、2次元アレイ状に配列された有効撮像領域と、周辺回路を有する非撮像領域構成されている。
また、CMOSイメージセンサ等の固体撮像装置の他の1つとしては、複数の画素が配列された画素領域が形成された半導体チップと、信号処理を行うロジック回路が形成された半導体チップとを電気的に接続して1つのデバイスとして構成されている。例えば、各画素セル毎にマイクロパッド有する裏面照射型のイメージセンサチップと、信号処理回路が形成されマイクロパッドを有する信号処理チップとを、マイクロバンプによって接続した半導体モジュールが挙げられる。
このような裏面照射型のイメージセンサチップと信号処理チップを接続した半導体モジュールでは、非撮像領域の金属膜下に絶縁膜層がないため、絶縁膜に対して金属膜に相当する埋め込み部を形成することで境界部における段差を低減させることは不可能である。
本技術は、以上のような状況を鑑みてなされたものである。本技術に係る固体撮像装置では、非撮像領域には周辺回路を有していないが、黒レベル確認などのため半導体基板の光入射面を覆う金属膜(遮光膜)が裏面側に形成されている。一方、有効撮像領域では、光入射側の平面視で格子状の遮光壁(遮光膜)パターンを有している。
有効撮像領域と非撮像領域との間で生じる段差に応じて、有効撮像領域と非撮像領域の境界領域及びこの境界領域の近傍で金属膜(遮光膜)下の半導体基板(シリコン基板)の表面を掘り込んで掘り込み部を設けることにより、有効撮像領域と非撮像領域との境界部における段差を低減させる。
したがって、本技術によれば、有効撮像領域と非撮像領域との境界領域及び境界領域の近傍領域(例えば、境界領域の近傍領域であって有効撮像領域)で生じる段差(例えば、オンチップレンズの膜厚が、有効撮像領域から非撮像領域方向へ盛り上がり傾向を示すこと。)を低減することにより、高画質化を図ることができ、特には、シェーディング形状を初めとする感度ムラ特性を改善することができる。
本技術について、図10及び図11を用いて説明をする。
図11は、固体撮像装置の一例の構成を示す図である。
図11(a)は、固体撮像装置の一例である固体撮像装置1000の光入射側からの平面レイアウト図である。図11(a)に示されるように、固体撮像装置1000は、有効撮像領域1001と非撮像領域1002とを有し、非撮像領域1002が有効撮像領域1001の外周囲に配されている。
図11(b)は、図11(a)に示される有効撮像領域1001内のF領域の固体撮像装置1000の断面図である。図11(b)に示されるように、光入射側から順に、オンチップレンズ611bと、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)(不図示)と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板111bとが形成されている。半導体基板111bには、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。赤色カラーフィルタ3と緑色カラーフィルタ4との間には第1遮光膜1が配されている。第1遮光膜1は、光入射側からの平面視で画素間に格子状に配されている。
図11(c)は、図11(a)に示される有効撮像領域1001内の有効撮像領域1001と非撮像領域1002との境界領域の近傍領域E2の固体撮像装置1000の断面図である。図11(c)に示されるように、光入射側から順に、オンチップレンズ611cと、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)(不図示)と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板111cとが形成されている。半導体基板111cには、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。赤色カラーフィルタ3と緑色カラーフィルタ4との間には第1遮光膜1が配されている。第1遮光膜1は、光入射側からの平面視で画素間に格子状に配されている。
図11(d)は、図11(a)に示される非撮像領域1002内のG領域の固体撮像装置1000の断面図である。図11(d)に示されるように、光入射側から順に、オンチップレンズ611dと、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)(不図示)と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板111dとが形成されている。半導体基板111dには、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。第2遮光膜2は、半導体基板111dの光入射面(図11中では上側の面)を覆うように、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(不図示)及び半導体基板111dとの間にベタ状(半導体基板111dの光入射面の全面)に配されている。
図11(b)〜(d)に示されるように、第1遮光膜1のパターン(平面視で格子状)と第2遮光膜2のパターン(平面視でベタ状)とは異なる。図11(b)に示されるX1はフラット(図11(b)中では左右に水平)であり、図11(d)に示されるX3もフラット(図11(b)中では左右に水平)であるのに対して、図11(c)に示されるX2は、非撮像領域1002に向かって上がっている(図11(b)中)で右上がり。)。すなわち、図11(c)に示されるE2領域は、上層膜厚差発生領域(例えば、オンチップレンズ611cの膜厚差発生の領域であり、非撮像領域1002に向かってオンチップレンズ611cの膜厚が大きくなる。)であり、レイアウト段差の影響を受けてカラーフィルタの膜厚及びオンチップレンズの高さの局所的な変化を引き起こしている。この積層構造の差は、後述する図10で示されるように、高い入射角度を持つ像高で、シェーディング形状が崩れる可能性がある。
図10を用いて説明する。
図10(a)は、G(グリーン)画素のシェーディング特性の結果を示すグラフであり、縦軸は出力であり、横軸はXアドレスである。Xアドレスは、図11に示されるE1領域及びE2領域を図11中の左右方向に結んだ軸(領域)である。実線Aは、固体撮像装置1000のG(グリーン)画素のシェーディング特性の結果を示し、点線Bは、本技術に係る固体撮像装置のG(グリーン)画素のシェーディング特性の結果を示す。図10(a)に示されるとおり、E1領域及びE2領域で、本技術に係る固体撮像装置のG(グリーン)画素は、固体撮像装置1000のG(グリーン)画素に対して、色むらがなく、シェーディング特性が改善されていることが理解できる。
図10(b)は、R(レッド)画素のシェーディング特性の結果を示すグラフであり、縦軸は出力であり、横軸はXアドレスである。Xアドレスは、図11に示されるE1領域及びE2領域を図11中の左右方向に結んだ軸(領域)である。実線Aは、固体撮像装置1000のR(レッド)画素のシェーディング特性の結果を示し、点線Bは、本技術に係る固体撮像装置のR(レッド)画素のシェーディング特性の結果を示す。図10(b)に示されるとおり、E1領域及びE2領域で、本技術に係る固体撮像装置のR(レッド)画素は、固体撮像装置1000のR(レッド)画素に対して、色むらがなく、シェーディング特性が改善されていることが理解できる。
図10(c)は、B(ブルー)画素のシェーディング特性の結果を示すグラフであり、縦軸は出力であり、横軸はXアドレスである。Xアドレスは、図11に示されるE1領域及びE2領域を図11中の左右方向に結んだ軸(領域)である。実線Aは、固体撮像装置1000のB(ブルー)画素のシェーディング特性の結果を示し、点線Bは、本技術に係る固体撮像装置のB(ブルー)画素のシェーディング特性の結果を示す。図10(b)に示されるとおり、E1領域及びE2領域で、本技術に係る固体撮像装置のB(ブルー)画素は、固体撮像装置1000のB(ブルー)画素に対して、色むらがなく、シェーディング特性が改善されていることが理解できる。
以下に、本技術に係る実施の形態について、具体的、かつ、詳細に説明をする。
<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の実施形態の固体撮像装置について、図1を用いて説明をする。図1は、本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置の構成例(固体撮像装置100)を示す断面図である。ところで、当然のことながら、本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置は、固体撮像装置100に限定されることはない。
図1を用いて説明をする。
固体撮像装置100は、有効撮像領域P1と、非撮像領域Q1とを有する。図1中の参照符号K1は、有効撮像領域P1と、非撮像領域Q1との境界領域を示す。
有効撮像領域P1において、光入射側から順に、オンチップレンズ61−1と、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板11−1とが形成されている。半導体基板11−1には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。赤色カラーフィルタ3と緑色カラーフィルタ4との間には第1遮光膜1が配されている。第1遮光膜1は、光入射側からの平面視で画素間に格子状に配されている。第1遮光膜1は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
非撮像領域Q1において、光入射側から順に、オンチップレンズ61−2と、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板11−2とが形成されている。半導体基板11−2には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。第2遮光膜2は、半導体基板11−2の光入射面J1(図1中では上側の面)を覆うように、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜5−1及び半導体基板11−2との間にベタ状(半導体基板11−2の光入射面J1の全面)に配されている。第2遮光膜2は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
掘り込み部H1は、半導体基板11−2の光入射面J1を、有効撮像領域P1と非撮像領域Q1との境界領域K1を開始位置として、非撮像領域Q1の外側に向かって(図1中では右方向)、半導体基板11-2の深さ方向(図1中の下方向)に、略均一な深さで掘り込んで形成されている。掘り込み部H1の形成により、半導体基板11−2の厚み(図1中の上下方向の長さ)は、半導体基板11−1の厚み(図1中の上下方向の長さ)より小さくなっている。
そして、掘り込み部H1の形成により、カラーフィルタ(例えば、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4)の膜厚及びオンチップレンズ(例えば、オンチップレンズ61−1)の高さの面位置の段差が低減され、有効撮像領域P1の中央領域と、有効撮像領域P1と該非撮像領域Q1との境界領域K1及び境界領域K1の近傍領域とのオンチップレンズ61−1の光入射側の上端部位置の差分(図1中のt2(境界領域K1及び境界領域K1の近傍領域の高さに対応)−t1(有効撮像領域P1の中央領域の高さに対応)=d1)が100nm以下になっている。
以上、本技術に係る第1の実施形態(固体撮像装置の例1)の固体撮像装置について説明した内容は、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9の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
<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の実施形態の固体撮像装置について、図2(a)を用いて説明をする。図2(a)は、本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置の構成例(固体撮像装置200a)を示す断面図である。ところで、当然のことながら、本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置は、固体撮像装置200aに限定されることはない。
図2(a)を用いて説明をする。
固体撮像装置200aは、有効撮像領域P2と、非撮像領域Q2及びQ3とを有する。図2中の参照符号K2は、有効撮像領域P1と、非撮像領域Q2及びQ3との境界領域を示す。
有効撮像領域P2において、光入射側から順に、オンチップレンズ62a−1と、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板12a−1とが形成されている。半導体基板12a−1には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。赤色カラーフィルタ3と緑色カラーフィルタ4との間には第1遮光膜1が配されている。第1遮光膜1は、光入射側からの平面視で画素間に格子状に配されている。第1遮光膜1は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
非撮像領域Q2において、光入射側から順に、オンチップレンズ62a−2−1と、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板12a−2−1とが形成されている。半導体基板12a−2−1には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。第2遮光膜2は、半導体基板12a−2−1の光入射面J2a(図2(a)中では上側の面)を覆うように、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜5−1及び半導体基板12a−2−1との間にベタ状(半導体基板12a−2−1の光入射面J2aの全面)に配されている。非撮像領域Q2中の第2遮光膜2は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
非撮像領域Q3において、光入射側から順に、オンチップレンズ62a−2−2と、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板12a−2−2とが形成されている。半導体基板12a−2−2には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。第2遮光膜2は、半導体基板12a−2−2の光入射面J2a(図2(a)中では上側の面)を覆うように、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜5−1及び半導体基板12a−2−2との間にベタ状(半導体基板12−2a−2の光入射面J2aの全面)に配されている。非撮像領域Q3中の第2遮光膜2は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
掘り込み部H2aは、半導体基板12a−2−2の光入射面J2aを、非撮像領域Q3の掘り込み開始位置L1から非撮像領域Q3の外側に向かって(図2(a)中では右方向)、半導体基板12a−2-2の深さ方向(図2(a)中の下方向)に、略均一な深さで掘り込んで形成されている。掘り込み部H2aの形成により、半導体基板12a−2−2の厚み(図2(a)中の上下方向の長さ)は、半導体基板12a−1及び12a−2−1の厚み(図1中の上下方向の長さ)より小さくなっている。なお、掘り込み部は、半導体基板12a−1の光入射面(図2(a)中の上側の面)を、有効撮像領域P2の掘り込み開始位置から有効撮像領域P2の中央領域に向かって(図2(a)中では左方向)、半導体基板12a−1の深さ方向(図2(a)中の下方向)に、略均一な深さで掘り込んで形成されていてもよい。
掘り込み部H2aの形成により、カラーフィルタ(例えば、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4)の膜厚及びオンチップレンズ(例えば、オンチップレンズ62a−1)の高さの面位置の段差が低減され、有効撮像領域P2の中央領域と、有効撮像領域P2と非撮像領域Q2との境界領域K2及び境界領域K2の近傍領域とのオンチップレンズ62a―1の光入射側の上端部位置の差分(図2(a)中のt4(境界領域K2及び境界領域K2の近傍領域に対応)−t3(有効撮像領域P2の中央領域に対応)=d2)が100nm以下になっている。
以上、本技術に係る第2の実施形態(固体撮像装置の例2)の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置及び後述する本技術に係る第3〜第9の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
<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の実施形態の固体撮像装置について、図2(b)を用いて説明をする。図2(b)は、本技術に係る第3の実施形態の固体撮像装置の構成例(固体撮像装置200b)を示す断面図である。ところで、当然のことながら、本技術に係る第3の実施形態の固体撮像装置は、固体撮像装置200bに限定されることはない。
図2(b)を用いて説明をする。
固体撮像装置200bは、有効撮像領域P3及びP4と、非撮像領域Q4とを有する。図2中の参照符号K2は、有効撮像領域P3及びP4と、非撮像領域Q4との境界領域を示す。
有効撮像領域P3において、光入射側から順に、オンチップレンズ62b−1−1と、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板12b−1−1とが形成されている。半導体基板12b−1−1には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。赤色カラーフィルタ3と緑色カラーフィルタ4との間には第1遮光膜1が配されている。第1遮光膜1は、光入射側からの平面視で画素に格子状に配されている。第1遮光膜1は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
有効撮像領域P4において、光入射側から順に、オンチップレンズ62b−1−2と、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板12b−1−2とが形成されている。半導体基板12b−1−2には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。赤色カラーフィルタ3と緑色カラーフィルタ4との間には第1遮光膜1が配されている。第1遮光膜1は、光入射側からの平面視で画素に格子状に配されている。
掘り込み部H2b−1は、半導体基板12b−1−2の光入射面J2b−1を、有効撮像領域P3の掘り込み開始位置L1から、有効撮像領域P3と非撮像領域Q4との境界領域K2及び境界領域K2の近傍領域まで、半導体基板12a−1-2の深さ方向(図2(b)中の下方向)に、略均一な深さで掘り込んで形成されている。掘り込み部H2b−1の形成により、半導体基板12b−2の厚み(図2(b)中の上下方向の長さ)は、半導体基板12b−1−1の厚み(図2(b)中の上下方向の長さ)より小さくなっている。そして、半導体基板12b−2の厚み(図2(b)中の上下方向の長さ)は、半導体基板12b−1−2の厚み(図2(b)中の上下方向の長さ)と略同等になっている。
非撮像領域Q4において、光入射側から順に、オンチップレンズ62b−2と、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板12b−2とが形成されている。半導体基板12b−2には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。第2遮光膜2は、半導体基板12b−2の光入射面J2b(図2(b)中では上側の面)を覆うように、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜5−1及び半導体基板12b−2との間にベタ状(半導体基板12b−2の光入射面J2bの全面)に配されている。第2遮光膜2は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
掘り込み部H2b−2は、半導体基板12b−2の光入射面J2bを、半導体基板12b−2の深さ方向(図2(b)中の下方向)に、略均一な深さで掘り込んで形成されている。なお、掘り込み部H2b−2は、前述した掘り込み部H2b−1から連続的に形成されている。掘り込み部H2b−2の形成により、半導体基板12b−2の厚み(図2(b)中の上下方向の長さ)は、半導体基板12b−1−1の厚み(図2(b)中の上下方向の長さ)より小さくなっている。そして、半導体基板12b−2の厚み(図2(b)中の上下方向の長さ)は、半導体基板12b−1−2の厚み(図2(b)中の上下方向の長さ)と略同等になっている。
掘り込み部H2b−1及びH2b−2の形成により、カラーフィルタ(例えば、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4)の膜厚及びオンチップレンズ(例えば、オンチップレンズ62b−1−1)の高さの面位置の段差が低減され、有効撮像領域P4の中央領域と、有効撮像領域P3と非撮像領域Q4との境界領域K2及び境界領域K2の近傍領域とのオンチップレンズ62b―1−1の光入射側の上端部位置の差分(図2(b)中のt6(境界領域K2及び境界領域K2の近傍領域に対応)−t5(有効撮像領域P4の中央領域に対応)=d2)が100nm以下になっている。
以上、本技術に係る第3の実施形態(固体撮像装置の例3)の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第1〜第2の実施形態の固体撮像装置及び後述する本技術に係る第4〜第9の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
<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の実施形態の固体撮像装置について、図3を用いて説明をする。図3は、本技術に係る第4の実施形態の固体撮像装置の構成例(固体撮像装置300)を示す断面図である。ところで、当然のことながら、本技術に係る第4の実施形態の固体撮像装置は、固体撮像装置300に限定されることはない。
まず、図3(a)を用いて説明をする。
固体撮像装置300は、有効撮像領域P5と、非撮像領域Q5とを有する。図3中の参照符号K3は、有効撮像領域P5と、非撮像領域Q5との境界領域を示す。
有効撮像領域P5において、光入射側から順に、オンチップレンズ63a−1と、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板13a−1とが形成されている。半導体基板13a−1には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。赤色カラーフィルタ3と緑色カラーフィルタ4との間には第1遮光膜1が配されている。第1遮光膜1は、光入射側からの平面視で画素間に格子状に配されている。第1遮光膜1は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
非撮像領域Q5において、光入射側から順に、オンチップレンズ63a−2と、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板13a−2とが形成されている。半導体基板13a−2には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。第2遮光膜2は、半導体基板13a−2の光入射面J3a(図3(a)中では上側の面)を覆うように、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜5−1及び半導体基板12b−2との間にベタ状(半導体基板12b−2の光入射面J3aの全面)に配されている。第2遮光膜2は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
掘り込み部H3aは、半導体基板13a−2の光入射面J3aを、有効撮像領域P5と該非撮像領域Q5との境界領域K3を開始位置として、非撮像領域Q5の外側に向かって(図3中では右方向)、半導体基板13a-2の深さ方向(図3中の下方向)に、略均一な深さで掘り込んで形成されている。掘り込み部H3aの形成により、半導体基板13a−2の厚み(図3(a)中の上下方向の長さ)は、半導体基板13a−1の厚み(図3(a)中の上下方向の長さ)より小さくなっている。掘り込み部H3aにおいて、開始地点の掘り込みは、境界領域K3及び境界領域K3の近傍領域での急峻な半導体基板の膜厚変動が生じないように、半導体基板の深さ方向の直下方向に掘り込むのではなく、半導体基板の断面視で勾配をつけて(例えば逆テーパ形状)に掘り込んでもよい。詳細については図3(b)で説明をする。
そして、掘り込み部H3aの形成により、カラーフィルタ(例えば、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4)の膜厚及びオンチップレンズ(例えば、オンチップレンズ63a−1)の高さの面位置の段差が低減される。
次に、図3(b)を用いて説明をする。図3(b)は、図3(a)中に示されるI部分の一部の拡大断面図である。
図3(b)中の参照符号13b−1は、有効撮像領域P5に形成される半導体基板13b−1を示し、参照符号13b−2は、非撮像領域Q5に形成される半導体基板13b−2を示す。
掘り込み部H3bは、半導体基板13b−2の光入射面J3bを、有効撮像領域P5と該非撮像領域Q5との境界領域K3を開始位置として、非撮像領域Q5の外側に向かって(図3中では右方向)、半導体基板13b-2の深さ方向(図3中の下方向)に、略均一な深さで掘り込んで形成されている。図3(b)に示されるように、掘り込み部H3bにおいて、開始地点の掘り込みは、境界領域K3及び境界領域K3の近傍領域での急峻な半導体基板の膜厚変動が生じないように、半導体基板の深さ方向の直下方向に掘り込むのではなく、半導体基板の断面視で勾配をつけて、参照符号Z線を基準にして逆テーパ形状Sを形成するように掘り込んでいる。なお、掘り込み部H3bは、非撮像領域Q5のみに形成されてもよい。
以上、本技術に係る第4の実施形態(固体撮像装置の例4)の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第1〜第3の実施形態の固体撮像装置及び後述する本技術に係る第5〜第9の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
<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の実施形態の固体撮像装置について、図4及び図5を用いて説明をする。図4は、本技術に係る第5の実施形態の固体撮像装置の構成例(固体撮像装置400)を示す平面レイアウト図である。図5中における、図5(a)は、本技術に係る第5の実施形態の固体撮像装置の構成例(固体撮像装置500a)を示す断面図であり、図5(b)は、図4に示されるn1−n2線に従った半導体基板15a―1b、15a−2−1b及び15a−2−2bの断面図であり、図5(c)は、図4に示されるn3−n4線に従った半導体基板15a―1c、15a−2−1c及び15a−2−2cの断面図であり、図5(d)は、図4に示されるn5−n6線に従った半導体基板15a―1d、15a−2−1d及び15a−2−2dの断面図であり、図5(e)は、図4に示されるn7−n8線に従った半導体基板15a―1e、15a−2−1e及び15a−2−2eの断面図である。参照符号P6は、有効撮像領域を示し、参照符号Q6は、掘り込み部が形成された非撮像領域を示し、参照符号Q7は、非撮像領域を示す。
ところで、当然のことながら、本技術に係る第5の実施形態の固体撮像装置は、固体撮像装置400又は固体撮像装置500aに限定されることはない。
まず、図4を用いて説明をする。図4は、固体撮像装置400の光入射側からの平面レイアウト図である。図4に示されるように、固体撮像装置400は、有効撮像領域401と非撮像領域402とを有し、非撮像領域402が有効撮像領域401の外周囲に配されている。
図4に示される、辺403aと、辺403bと、辺403cと、辺403dとの計4辺は、有効撮像領域401と非撮像領域402との境界領域及び境界領域の近傍領域の非撮像領域402の内で矩形を形成している。
次に、図5を用いて説明をする。
図5(a)に示される固体撮像装置500aは、有効撮像領域P6と、非撮像領域Q6及びQ7とを有する。図5(a)中の参照符号K5は、有効撮像領域P6と、非撮像領域Q6及びQ7との境界領域を示す。
有効撮像領域P6において、光入射側から順に、オンチップレンズ65a−1と、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板15a−1とが形成されている。半導体基板15a−1には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。赤色カラーフィルタ3と緑色カラーフィルタ4との間には第1遮光膜1が配されている。第1遮光膜1は、光入射側からの平面視で画素間に格子状に配されている。第1遮光膜1は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
非撮像領域Q6において、光入射側から順に、オンチップレンズ65a−2−1と、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1(図5(a)中では不図示)と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板15a−2−1とが形成されている。半導体基板15a−2−1には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)(図5(a)中では不図示)が形成されている。第2遮光膜2は、半導体基板15a−2−1の光入射面J5a(図5(a)中では上側の面)を覆うように、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜5−1(不図示)及び半導体基板15a−2−1との間にベタ状(半導体基板15a−2−1の光入射面J5aの全面)に配されている。第2遮光膜2は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
掘り込み部H5aは、半導体基板15a−2−1の光入射面J5aを、有効撮像領域P6と非撮像領域Q6との境界領域K5を開始位置として、非撮像領域Q6の外側に向かって(図5(a)中では右方向)、掘り込み終了位置M1(非撮像領域Q6と非撮像領域Q7との境界領域に相当する。)まで、半導体基板15a-2−1の深さ方向(図5(a)中の下方向)に、略均一な深さで掘り込んで形成されている。掘り込み部H5aの形成により、半導体基板15a−2−1の厚み(図5(a)中の上下方向の長さ)は、半導体基板15a−1の厚み(図5(a)中の上下方向の長さ)より小さくなっている。また、半導体基板15a−2−1の厚み(図5(a)中の上下方向の長さ)は、後述する掘り込み部が形成されていない半導体基板15a−2−2の厚み(図2(b)中の上下方向の長さ)より小さくなっている。
そして、掘り込み部H5aの形成により、カラーフィルタ(例えば、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4)の膜厚及びオンチップレンズ(例えば、オンチップレンズ65a−1)の高さの面位置の段差が低減される。
図5(b)を用いて説明をする。前述したように、図5(b)は、図4に示されるn2−n1線に従った半導体基板15a―1b、15a−2−1b及び15a−2−2bの断面図である。半導体基板15a―1bは有効撮像領域P6に形成され、半導体基板15a−2−1bは非撮像領域Q6に形成され、半導体基板15a−2−2bは非撮像領域Q7に形成されている。
掘り込み部H5bは、半導体基板15a−2−1bの光入射面J5bを、半導体基板15a-2−1bの厚さがd5bになるまで、掘り込んで形成されている。掘り込み部H5bの幅(図5(b)中の左右方向の長さ)は、非撮像領域Q6の領域幅に該当し、辺403aの幅(図4中の上下方向の長さ)に該当する。すなわち、辺403aの全体領域に掘り込み部H5bが形成されている。
図5(c)を用いて説明をする。前述したように、図5(c)は、図4に示されるn4−n3線に従った半導体基板15a―1c、15a−2−1c及び15a−2−2cの断面図である。半導体基板15a―1cは有効撮像領域P6に形成され、半導体基板15a−2−1cは非撮像領域Q6に形成され、半導体基板15a−2−2cは非撮像領域Q7に形成されている。
掘り込み部H5cは、半導体基板15a−2−1cの光入射面J5cを、半導体基板15a-2−1cの厚さがd5cになるまで、掘り込んで形成されている。掘り込み部H5cの幅(図5(c)中の左右方向の長さ)は、非撮像領域Q6の領域幅に該当し、辺403bの幅(図4中の左右方向の長さ)に該当する。すなわち、辺403bの全体領域に掘り込み部H5cが形成されている。
図5(d)を用いて説明をする。前述したように、図5(d)は、図4に示されるn6−n5線に従った半導体基板15a―1d、15a−2−1d及び15a−2−2dの断面図である。半導体基板15a―1dは有効撮像領域P6に形成され、半導体基板15a−2−1dは非撮像領域Q6に形成され、半導体基板15a−2−2dは非撮像領域Q7に形成されている。
15a−2−1dの光入射面d5dを掘り込んでいなく、掘り込み部は形成されていない。すなわち、辺403bの全体領域には掘り込み部は形成されておらず、辺403cは画素として用いられ、例えば、当該画素は黒レベルの確認として用いられる。
図5(e)を用いて説明をする。前述したように、図5(e)は、図4に示されるn8−n7線に従った半導体基板15a―1e、15a−2−1e及び15a−2−2eの断面図である。半導体基板15a―1eは有効撮像領域P6に形成され、半導体基板15a−2−1eは非撮像領域Q6に形成され、半導体基板15a−2−2eは非撮像領域Q7に形成されている。
掘り込み部H5eは、半導体基板15a−2−1eの光入射面J5eを、半導体基板15a-2−1eの厚さがd5eになるまで、掘り込んで形成されている。掘り込み部H5eの幅(図5(e)中の左右方向の長さ)は、非撮像領域Q6の領域幅に該当し、辺403dの幅(図4中の左右方向の長さ)に該当する。すなわち、辺403dの全体領域に掘り込み部H5eが形成されている。
掘り込み部H5bの厚さd5b、掘り込み部H5cの厚さd5c及び掘り込み部H5eの厚さd5eは、有効撮像領域の中央領域に対応するオンチップレンズの光入射側の上端部の位置と、境界領域に対応するオンチップレンズの光入射側の上端部の位置とが100nm以下の差分であれば限定されずに随意でよい。また、掘り込み部H5bの幅、掘り込み部H5cの幅及び掘り込み部H5eの幅も、有効撮像領域の中央領域に対応するオンチップレンズの光入射側の上端部の位置と、境界領域に対応するオンチップレンズの光入射側の上端部の位置とが100nm以下の差分であれば限定されずに随意でよい。さらに、厚さの大きさは、d5b<d5e<d5cであるが、この厚さの大きさの序列に限定されることはない。
図4に示される、辺403aと、辺403bと、辺403cと、辺403dとの計4辺のうち、画素としては、辺403cを用いているが、辺403a、辺403b及び辺403dのどれか1つの辺を画素として用いてもよいし、辺403a、辺403b、辺403c及び辺403dのうち、いずれか2つ以上の辺を画素として用いてもよい。
以上、本技術に係る第5の実施形態(固体撮像装置の例5)の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第1〜第4の実施形態の固体撮像装置及び後述する本技術に係る第6〜第9の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
<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の実施形態の固体撮像装置について、図6及び図7を用いて説明をする。図6は、本技術に係る第6の実施形態の固体撮像装置の構成例(固体撮像装置600)を示す断面図である。図7中の図7(a)は、本技術に係る第6の実施形態の固体撮像装置の構成例(固体撮像装置700a)を示す平面レイアウト図であり、図7(b)は、図7(a)に示されるn9−n10線に従った半導体基板17―1b、17−2−1b及び17−2−2bの断面図であり、図7(c)は、図7(a)に示されるn11−n12線に従った半導体基板17―1c、17−2−1c及び17−2−2cの断面図である。参照符号P7、有効撮像領域を示し、参照符号Q8は、掘り込み部が形成された非撮像領域を示し、参照符号Q9は、掘り込み部が形成された非撮像領域を示す。ところで、当然のことながら、本技術に係る第6の実施形態の固体撮像装置は、固体撮像装置600又は固体撮像装置700aに限定されることはない。
まず、図6を用いて説明をする。
固体撮像装置600は、有効撮像領域P7と、非撮像領域Q8及びQ9とを有する。図6中の参照符号K6は、有効撮像領域P7と、非撮像領域Q8及びQ9との境界領域を示す。
有効撮像領域P7において、光入射側から順に、オンチップレンズ66−1と、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板16−1とが形成されている。半導体基板16−1には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。赤色カラーフィルタ3と緑色カラーフィルタ4との間には第1遮光膜1が配されている。第1遮光膜1は、光入射側からの平面視で画素間に格子状に配されている。第1遮光膜1は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
非撮像領域Q8において、光入射側から順に、オンチップレンズ66−2−1と、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板16−2−1とが形成されている。半導体基板16−2−1には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。第2遮光膜2は、半導体基板16−2−1の光入射面J6−1(図6中では上側の面)を覆うように、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜5−1(不図示)及び半導体基板16−2−1との間にベタ状(半導体基板16−2−1の光入射面J6−1の全面)に配されている。非撮像領域Q8中の第2遮光膜2は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
掘り込み部H6−1は、半導体基板16−2−1の光入射面J6−1を、有効撮像領域P7と非撮像領域Q8との境界領域K6を開始位置として、非撮像領域Q8の外側に向かって(図6中では右方向)、掘り込み終了位置N1(非撮像領域Q8と非撮像領域Q9との境界領域に相当する。)まで、半導体基板16−2−1の深さ方向(図6中の下方向)に、略均一な深さで掘り込んで形成されている。掘り込み部H6−1の形成により、半導体基板16−2−1の厚み(図6中の上下方向の長さ)は、半導体基板16−1の厚み(図6中の上下方向の長さ)より小さくなっている。なお、半導体基板16−2−1の厚み(図6中の上下方向の長さ)は、後述する、階段状に、掘り込み部H6−1より更に深く(図6中の下方向)掘り込んでいる掘り込み部H6−2が形成されている半導体基板16−2−2の厚み(図6中の上下方向の長さ)よりは大きくなっている。
非撮像領域Q9において、光入射側から順に、オンチップレンズ66−2−2と、反射防止膜7(例えば窒化ケイ素膜)と赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板16−2−2とが形成されている。半導体基板16−2−2には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。第2遮光膜2は、半導体基板16−2−2の光入射面J6−2(図6中では上側の面)を覆うように、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜5−1(不図示)及び半導体基板16−2−2との間にベタ状(半導体基板16−2−2の光入射面J6−2の全面)に配されている。非撮像領域Q9中の第2遮光膜2は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
掘り込み部H6−2は、半導体基板16−2−2の光入射面J6−2を、非撮像領域Q8と非撮像領域Q9との境界領域N1を開始位置として、非撮像領域Q9の外側に向かって(図6中では右方向)、半導体基板16−2−2の深さ方向(図6中の下方向)に、略均一な深さであって、掘り込み部6−1の掘り込み深さよりもより深くに、掘り込んで形成されている。掘り込み部H6−2の形成により、半導体基板16−2−2の厚み(図6中の上下方向の長さ)は、半導体基板16−1の厚み(図6中の上下方向の長さ)より小さくなっている。また、半導体基板16−2−2の厚み(図6中の上下方向の長さ)は、掘り込み部H6−2が、掘り込み部H6−1より更に深く(図6中の下方向)不連続的に階段状に更に掘り込んでいるので、半導体基板16−2−1の厚み(図6中の上下方向の長さ)より小さくなっている。
以上、2段構成を有する掘り込み部H6−1及び掘り込み部6−2の形成により、カラーフィルタ(例えば、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4)の膜厚及びオンチップレンズ(例えば、オンチップレンズ66−1)の高さの面位置の段差が低減される。
次に、図7を用いて説明をする。
まず、図7(a)を用いて説明をする。図7(a)は、前述したように、固体撮像装置700aの光入射側からの平面レイアウト図である。図7(a)に示されるように、固体撮像装置700aは、有効撮像領域701aと非撮像領域702aとを有し、非撮像領域702aが有効撮像領域701aの外周囲に配されている。
図7(a)に示される、辺703aと、辺703bと、辺703cと、辺703dとの計4辺は、有効撮像領域701aと非撮像領域702aとの境界領域及び境界領域の近傍領域の非撮像領域702aの内で矩形を形成している。
図7(b)を用いて説明をする。前述したように、図7(b)は、図7(a)に示されるn10−n9線に従った半導体基板17―1b、17−2−1b及び17−2−2bの断面図である。半導体基板17―1bは有効撮像領域P7に形成され、半導体基板17−2−1bは非撮像領域Q8に形成され、半導体基板17−2−2bは非撮像領域Q9に形成されている。
掘り込み部H7bは、半導体基板17−2−1bの光入射面J7bを、断面視で階段状であって、Q8領域のP7領域側からQ8領域のQ9側になるに従って、掘り込みが深く(図7(b)中の下方向)になるように、掘り込んで形成されている。掘り込み部H7bの幅(図7(b)中の左右方向の長さ)は、非撮像領域Q8の領域幅に該当し、辺703bの幅(図7(a)中の左右方向の長さ)に該当する。すなわち、辺703bの全体領域に掘り込み部H7bが形成されている。なお、掘り込み部H7bは、辺703a、辺703c及び辺703dのいずれか1つの辺に形成されてもよいし、掘り込み部H7bは、辺703a、辺703b、辺703c及び辺703dのいずれか2つ以上の辺に形成されてもよい。掘り込み部H7bの形成により、有効撮像領域Pから非撮像領域Qまでの領域範囲で急峻な膜厚変動をより防ぐことができる。
図7(c)を用いて説明をする。前述したように、図7(c)は、図7(a)に示されるn12−n11線に従った半導体基板17―1c、17−2−1c及び17−2−2cの断面図である。半導体基板17―1cは有効撮像領域P7に形成され、半導体基板17−2−1cは非撮像領域Q8に形成され、半導体基板17−2−2cは非撮像領域Q9に形成されている。
掘り込み部H7cは、半導体基板17−2−1bの光入射面J7cを、断面視で傾斜(勾配)をつけて、Q8領域のP7領域側からQ8領域のQ9側になるに従って、掘り込みが深く(図7(b)中の下方向)になるように、掘り込んで形成されている。掘り込み部H7cの幅(図7(c)中の左右方向の長さ)は、非撮像領域Q8の領域幅に該当し、辺703bの幅(図7(a)中の左右方向の長さ)に該当する。すなわち、辺703bの全体領域に掘り込み部H7bが形成されている。なお、掘り込み部H7cは、辺703a、辺703c及び辺703dのいずれか1つの辺に形成されてもよいし、掘り込み部H7cは、辺703a、辺703b、辺703c及び辺703dのいずれか2つ以上の辺に形成されてもよい。掘り込み部H7cの形成により、有効撮像領域Pから非撮像領域Qまでの領域範囲で急峻な膜厚変動をより防ぐことができる。
以上、本技術に係る第6の実施形態(固体撮像装置の例6)の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第1〜第5の実施形態の固体撮像装置及び後述する本技術に係る第7〜第9の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
<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の実施形態の固体撮像装置について、図8(a)を用いて説明をする。図8(a)は、本技術に係る第7の実施形態の固体撮像装置の構成例(固体撮像装置800a)を示す断面図である。ところで、当然のことながら、本技術に係る第7の実施形態の固体撮像装置は、固体撮像装置800aに限定されることはない。
図8(a)を用いて説明をする。
固体撮像装置800aは、有効撮像領域P8と、非撮像領域Q10とを有する。図8(a)中の参照符号K8は、有効撮像領域P8と、非撮像領域Q10との境界領域を示す。
有効撮像領域P8において、光入射側から順に、オンチップレンズ68a−1と、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板18a−1とが形成されている。半導体基板18a−1には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。赤色カラーフィルタ3と緑色カラーフィルタ4との間には第1遮光膜1が配されている。第1遮光膜1は、光入射側からの平面視で画素間に格子状に配されている。第1遮光膜1は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
非撮像領域Q10において、光入射側から順に、オンチップレンズ68a−2と、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板18−2とが形成されている。第2遮光膜2は、半導体基板18a−2に形成されたP型の半導体領域又はN型の半導体領域180a−2の光入射面J1(図1中では上側の面)を覆うように、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、P型の半導体領域又はN型の半導体領域180a−2との間にベタ状(P型の半導体領域又はN型の半導体領域180a−2の光入射面J8aの全面)に配されている。第2遮光膜2は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
掘り込み部H8aは、半導体基板18a−2(P型の半導体領域又はN型の半導体領域180a−2)の光入射面J8aを、有効撮像領域P8と該非撮像領域Q10との境界領域K8を開始位置として、非撮像領域Q10の外側に向かって(図8(a)中では右方向)、半導体基板18a-2の深さ方向(図8(a)中の下方向)に、略均一な深さで掘り込んで形成されている。掘り込み部H8aの形成により、半導体基板18a−2の厚み(図8(a)中の上下方向の長さ)は、半導体基板18a−1の厚み(図8(a)中の上下方向の長さ)より小さくなっている。なお、掘り込み部H8aは、非撮像領域Q10のみに形成されてもよい。
そして、掘り込み部H8aの形成により、カラーフィルタ(例えば、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4)の膜厚及びオンチップレンズ(例えば、オンチップレンズ68a−1)の高さの面位置の段差が低減される。
固体撮像装置800aの製造方法においては、絶縁膜5(5−1)形成した後に、絶縁膜5(5−1)を除去しながら、半導体基板18a−2を光入射面J8aから掘り込んで掘り込み部を形成する。したがって、遮光膜2と半導体基板18a−2とが接触して導通することになることを防止するために、遮光膜2の直下には、P型の半導体領域又はN型の半導体領域180a−2を形成して、遮光膜2は、P型の半導体領域又はN型の半導体領域180a−2以外とは接触しないようにする。
以上、本技術に係る第7の実施形態(固体撮像装置の例7)の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第1〜第6の実施形態の固体撮像装置及び後述する本技術に係る第8〜第9の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
<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の実施形態の固体撮像装置について、図8(b)を用いて説明をする。図8(b)は、本技術に係る第8の実施形態の固体撮像装置の構成例(固体撮像装置800b)を示す断面図である。ところで、当然のことながら、本技術に係る第8の実施形態の固体撮像装置は、固体撮像装置800bに限定されることはない。
図8(b)を用いて説明をする。
固体撮像装置800bは、有効撮像領域P9と、非撮像領域Q11とを有する。図8(b)中の参照符号K8は、有効撮像領域P9と、非撮像領域Q11との境界領域を示す。
有効撮像領域P9において、光入射側から順に、オンチップレンズ68b−1と、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板18b−1とが形成されている。半導体基板18b−1には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。赤色カラーフィルタ3と緑色カラーフィルタ4との間には第1遮光膜1が配されている。第1遮光膜1は、光入射側からの平面視で画素間に格子状に配されている。第1遮光膜1は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
非撮像領域Q11において、光入射側から順に、オンチップレンズ68b−2と、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板18b−2とが形成されている。半導体基板18b−2には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。第2遮光膜2は、半導体基板18b−2の光入射面J8b(図8(b)中では上側の面)を覆うように、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4と、絶縁膜5−1及び半導体基板18b−2との間にベタ状(半導体基板18b−2の光入射面J8bの全面)に配されている。第2遮光膜2は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
掘り込み部H8bは、半導体基板18b−2の光入射面J8bを、有効撮像領域P9と該非撮像領域Q11との境界領域K8を開始位置として、非撮像領域Q11の外側に向かって(図8(b)中では右方向)、半導体基板18-2bの深さ方向(図8(b)中の下方向)に、略均一な深さで掘り込んで形成されている。掘り込み部H8bの形成により、半導体基板18b−2の厚み(図8(b)中の上下方向の長さ)は、半導体基板18b−1の厚み(図8(b)中の上下方向の長さ)より小さくなっている。なお、掘り込み部H8bは、非撮像領域Q11のみに形成されてもよい。
そして、掘り込み部H8bの形成により、カラーフィルタ(例えば、赤色カラーフィルタ3及び緑色カラーフィルタ4)の膜厚及びオンチップレンズ(例えば、オンチップレンズ68b−1)の高さの面位置の段差が低減される。
固体撮像装置800bの製造方法においては、まず、半導体基板18b−2を光入射面J8bから掘り込んで掘り込み部を形成する。そして、絶縁膜5(5−1)形成する。したがって、遮光膜2と半導体基板18a−2との間には絶縁膜(層間絶縁膜)が配されるので、遮光膜2と半導体基板18a−2とは導通しない。
以上、本技術に係る第8の実施形態(固体撮像装置の例8)の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第1〜第7の実施形態の固体撮像装置及び後述する本技術に係る第9の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
<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の実施形態の固体撮像装置について、図9を用いて説明をする。図9は、本技術に係る第9の実施形態の固体撮像装置の構成例(固体撮像装置900)を示す断面図である。ところで、当然のことながら、本技術に係る第9の実施形態の固体撮像装置は、固体撮像装置900に限定されることはない。
図9を用いて説明をする。
固体撮像装置900は、有効撮像領域P10と、非撮像領域Q12とを有する。図9中の参照符号K9は、有効撮像領域P10と、非撮像領域Q12との境界領域を示す。
有効撮像領域P10において、光入射側から順に、オンチップレンズ69−1と、透明フィルタ34(オンチップレンズ69−1の一部から形成されていてもよい。)と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板19−1とが形成されている。半導体基板19−1には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。赤色カラーフィルタ3と緑色カラーフィルタ4との間には第1遮光膜1が配されている。第1遮光膜1は、光入射側からの平面視で画素間に格子状に配されている。第1遮光膜1は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
非撮像領域Q12において、光入射側から順に、オンチップレンズ69−2と、透明フィルタ34(オンチップレンズ69−2の一部から形成されていてもよい。)と、絶縁膜(例えば酸化膜)5−1と、光電変換部(不図示)が形成された半導体基板19−2とが形成されている。半導体基板19−2には、画素を区分するように、トレンチ構造を有する絶縁膜5(例えば酸化膜)が形成されている。第2遮光膜2は、半導体基板19−2の光入射面J9(図9中では上側の面)を覆うように、透明フィルタ34(オンチップレンズ69−2)と、絶縁膜5−1及び半導体基板19−2との間にベタ状(半導体基板19−2の光入射面J9の全面)に配されている。第2遮光膜2は、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成されていてよい。
掘り込み部H9は、半導体基板19−2の光入射面J9を、有効撮像領域P10と該非撮像領域Q12との境界領域K9を開始位置として、非撮像領域Q12の外側に向かって(図9中では右方向)、半導体基板19-2の深さ方向(図9中の下方向)に、略均一な深さで掘り込んで形成されている。掘り込み部H9の形成により、半導体基板19−2の厚み(図9中の上下方向の長さ)は、半導体基板19−1の厚み(図9中の上下方向の長さ)より小さくなっている。なお、掘り込み部H9は、非撮像領域Q12のみに形成されてもよい。
そして、掘り込み部H9の形成により、透明フィルタ34の膜厚及びオンチップレンズ(例えば、オンチップレンズ69−1)の高さの面位置の段差が低減される。
固体撮像装置900は、透明フィルタ34を有して、TOF(Time Of Flight)用途であり、半導体基板の掘り込みによる段差の低減は、カラーフィルタ(例えば、ブルー(B)フィルタ、グリーン(G)フィルタ、レッド(R)フィルタ等)を有する固体撮像装置に限定されることはない。
以上、本技術に係る第9の実施形態(固体撮像装置の例9)の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第1〜第8の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
<11.第10の実施形態(電子機器の例)>
本技術に係る第10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9の実施形態の固体撮像装置のうち、いずれか一つ実施形態の固体撮像装置が搭載された電子機器である。
<12.本技術を適用した固体撮像装置の使用例>
図12は、イメージセンサ(固体撮像装置)としての本技術に係る第1〜第9の実施形態の固体撮像装置の使用例を示す図である。
上述した第1〜第9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12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8の実施形態の電子機器)に、第1〜第9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。
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9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。
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9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。
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9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。
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9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。
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9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。
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9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。
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プルカメラ等の、スポーツの用に供される装置に、第1〜第9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。
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9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。
次に、本技術に係る第1〜第9の実施形態の固体撮像装置の使用例を具体的に説明する。例えば、上述で説明をした第1〜第9の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置が用いられる。具体的には、固体撮像装置101として、例えばデジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話など、撮像機能を備えたあらゆるタイプの電子機器に適用することができる。図13に、その一例として、電子機器102(カメラ)の概略構成を示す。この電子機器102は、例えば静止画または動画を撮影可能なビデオカメラであり、固体撮像装置101と、光学系(光学レンズ)310と、シャッタ装置311と、固体撮像装置101およびシャッタ装置311を駆動する駆動部313と、信号処理部312とを有する。
光学系310は、被写体からの像光(入射光)を固体撮像装置101の画素部101aへ導くものである。この光学系310は、複数の光学レンズから構成されていてもよい。シャッタ装置311は、固体撮像装置101への光照射期間および遮光期間を制御するものである。駆動部313は、固体撮像装置101の転送動作およびシャッタ装置311のシャッタ動作を制御するものである。信号処理部312は、固体撮像装置101から出力された信号に対し、各種の信号処理を行うものである。信号処理後の映像信号Doutは、メモリなどの記憶媒体に記憶されるか、あるいは、モニタ等に出力される。
<13.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。
図14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。
図14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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、当該撮像素子にカラー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。
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。
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。
図15は、図14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。
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。
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。
撮像部11402は、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、本技術に係る固体撮像装置は、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)等の性能を向上させることが可能となる。
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。
<14.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。
図16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。
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16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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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16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。
図17は、撮像部12031の設置位置の例を示す図である。
図17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。
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。
なお、図17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。
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。
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。
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。
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。
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、本技術に係る固体撮像装置は、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の性能を向上させることが可能となる。
なお、本技術は、上述した実施形態及び使用例、並びに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。
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。
また、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
[1]
光入射側から順に、少なくとも、オンチップレンズと、複数の特定の光を透過するフィルタと、光電変換部が形成された半導体基板と、を備え、
該特定の光を透過するフィルタ間に第1遮光膜が配された有効撮像領域が形成され、
該半導体基板の光入射面を覆うように、該複数の特定の光を透過するフィルタと該半導体基板との間に第2遮光膜が配された非撮像領域が形成され、
該有効撮像領域と該非撮像領域との境界領域及び該境界領域の近傍領域に、該半導体基板の光入射面を掘り込んで形成された掘り込み部が設けられている、固体撮像装置。
[2]
前記非撮像領域に前記掘り込み部が設けられている、[1]に記載の固体撮像装置。
[3]
前記有効撮像領域に前記掘り込み部が設けられている、[1]又は[2]に記載の固体撮像装置。
[4]
前記有効撮像領域の中央領域に対応する前記オンチップレンズの光入射側の上端部の位置と、前記境界領域に対応する前記オンチップレンズの光入射側の上端部の位置とが100nm以下の差分である、[1]から[3]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[5]
前記第1遮光膜及び/又は前記第2遮光膜が、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成される、[1]から[4]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[6]
前記非撮像領域が前記有効撮像領域の外周囲に配されて、光入射側からの平面視で、前記境界領域及び前記境界領域の前記近傍領域が矩形を有し、該矩形の4辺のうち少なくとも1辺に前記掘り込み部が形成される、[1]から[5]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[7]
前記境界領域側の前記掘り込み部の断面視の深さ方向の形状が勾配を有する、[1]から[6]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[8]
前記掘り込み部の領域において、前記第1遮光膜及び/又は前記第2遮光膜と、前記半導体基板との間には絶縁膜が配されている、[1]から[7]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[9]
前記掘り込み部の領域において、前記第1遮光膜及び/又は前記第2遮光膜が、前記半導体基板が有するP型の半導体領域又はN型の半導体領域と接している、[1]から[7]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[10]
光入射側から順に、少なくとも、オンチップレンズと、複数の特定の光を透過するフィルタと、光電変換部が形成された半導体基板と、を備え、
該特定の光を透過するフィルタ間に第1遮光膜が配された有効撮像領域が形成され、
該半導体基板の光入射面を覆うように、該複数の特定の光を透過するフィルタと該半導体基板との間に第2遮光膜が配された非撮像領域が形成され、
該非撮像領域に、該半導体基板の光入射面を掘り込んで形成された掘り込み部が設けられている、固体撮像装置。
[11]
前記有効撮像領域の中央領域に対応する前記オンチップレンズの光入射側の上端部の位置と、該有効撮像領域と該非撮像領域との境界領域に対応する前記オンチップレンズの光入射側の上端部の位置とが100nm以下の差分である、[10]に記載の固体撮像装置。
[12]
前記第1遮光膜及び/又は前記第2遮光膜が、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成される、[10]又は[11]に記載の固体撮像装置。
[13]
該有効撮像領域と該非撮像領域との境界領域側の前記掘り込み部の断面視の深さ方向の形状が勾配を有する、[10]から[12]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[14]
前記掘り込み部の領域において、前記第2遮光膜と、前記半導体基板との間には絶縁膜が配されている、[10]から[13]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[15]
前記掘り込み部の領域において、前記第2遮光膜が、前記半導体基板が有するP型の半導体領域又はN型の半導体領域と接している、[10]から[13]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[16]
光入射側から順に、少なくとも、オンチップレンズと、複数の特定の光を透過するフィルタと、光電変換部が形成された半導体基板と、を備え、
該特定の光を透過するフィルタ間に第1遮光膜が配された有効撮像領域が形成され、
該半導体基板の光入射面を覆うように、該複数の特定の光を透過するフィルタと該半導体基板との間に第2遮光膜が配された非撮像領域が形成され、
該有効撮像領域に、該半導体基板の光入射面を掘り込んで形成された掘り込み部が設けられている、固体撮像装置。
[17]
前記有効撮像領域の中央領域に対応する前記オンチップレンズの光入射側の上端部の位置と、該有効撮像領域と該非撮像領域との境界領域に対応する前記オンチップレンズの光入射側の上端部の位置とが100nm以下の差分である、[16]に記載の固体撮像装置。
[18]
前記第1遮光膜及び/又は前記第2遮光膜が、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成される、[16]又は[17]に記載の固体撮像装置。
[19]
該有効撮像領域と該非撮像領域との境界領域側の前記掘り込み部の断面視の深さ方向の形状が勾配を有する、[16]から[18]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[20]
前記掘り込み部の領域において、前記第1遮光膜と、前記半導体基板との間には絶縁膜が配されている、[16]から[19]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[21]
前記掘り込み部の領域において、前記第1遮光膜が、前記半導体基板が有するP型の半導体領域又はN型の半導体領域と接している、[16]から[19]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[22]
[1]から[21]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。
1・・・第1遮光膜、
2・・・第2遮光膜、
3、3−1、4・・・フィルタ、
4(4−1、4−2)・・・遮光膜、
5、5−1・・・酸化膜、
11−1、11−2、12a−1、12a−2、12b−1、12b−2、13a−1、13a−2、13b−1、13b−2、15a−1、15a−2−1、15a−2−2、16−1、16−2−1、16−2−2、18a−1、18a−2、18b−1、18b−2、19−1、19−2、111b、111c、111d・・・半導体基板、
61−1、61−2、62a―1、62a−2、62b−1、62b−2、63a−1、63a−2、65a−1、65a−2−1、65a−2−2、66−1、66−2−1、66−2−2、68a−1、68a−2、68b−1、68b−2、69−1、69−2・・・オンチップレンズ、
100、200a、200b、300、400、500a、600、700a、800a、800b、900・・・固体撮像装置、
P1、P2、P3、P4、P5、P6,P7、P8,P9、P10、401、710a、1001・・・有効撮像領域、
Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7,Q8、Q9,Q10,Q11,Q12,402、702a、1002・・・非撮像領域、
K1、K2、K3、K5、K6、K8、K9・・・境界領域、
L1、L2・・・掘り込み開始位置。

Claims (17)

  1. 光入射側から順に、少なくとも、オンチップレンズと、複数の特定の光を透過するフィルタと、光電変換部が形成された半導体基板と、を備え、
    該特定の光を透過するフィルタ間に第1遮光膜が配された有効撮像領域が形成され、
    該半導体基板の光入射面を覆うように、該複数の特定の光を透過するフィルタと該半導体基板との間に第2遮光膜が配された非撮像領域が形成され、
    該有効撮像領域と該非撮像領域との境界領域及び該境界領域の近傍領域に、該半導体基板の光入射面を掘り込んで形成された掘り込み部が設けられている、固体撮像装置。
  2. 前記非撮像領域に前記掘り込み部が設けられている、請求項1に記載の固体撮像装置。
  3. 前記有効撮像領域に前記掘り込み部が設けられている、請求項1に記載の固体撮像装置。
  4. 前記有効撮像領域の中央領域に対応する前記オンチップレンズの光入射側の上端部の位置と、前記境界領域に対応する前記オンチップレンズの光入射側の上端部の位置とが100nm以下の差分である、請求項1に記載の固体撮像装置。
  5. 前記第1遮光膜及び/又は前記第2遮光膜が、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成される、請求項1に記載の固体撮像装置。
  6. 前記非撮像領域が前記有効撮像領域の外周囲に配されて、光入射側からの平面視で、前記境界領域及び前記境界領域の前記近傍領域が矩形を有し、該矩形の4辺のうち少なくとも1辺に前記掘り込み部が形成される、請求項1に記載の固体撮像装置。
  7. 前記境界領域側の前記掘り込み部の断面視の深さ方向の形状が勾配を有する、請求項1に記載の固体撮像装置。
  8. 前記掘り込み部の領域において、前記第1遮光膜及び/又は前記第2遮光膜と、前記半導体基板との間には絶縁膜が配されている、請求項1に記載の固体撮像装置。
  9. 前記掘り込み部の領域において、前記第1遮光膜及び/又は前記第2遮光膜が、前記半導体基板が有するP型の半導体領域又はN型の半導体領域と接している、請求項1に記載の固体撮像装置。
  10. 光入射側から順に、少なくとも、オンチップレンズと、複数の特定の光を透過するフィルタと、光電変換部が形成された半導体基板と、を備え、
    該特定の光を透過するフィルタ間に第1遮光膜が配された有効撮像領域が形成され、
    該半導体基板の光入射面を覆うように、該複数の特定の光を透過するフィルタと該半導体基板との間に第2遮光膜が配された非撮像領域が形成され、
    該非撮像領域に、該半導体基板の光入射面を掘り込んで形成された掘り込み部が設けられている、固体撮像装置。
  11. 前記有効撮像領域の中央領域に対応する前記オンチップレンズの光入射側の上端部の位置と、該有効撮像領域と該非撮像領域との境界領域に対応する前記オンチップレンズの光入射側の上端部の位置とが100nm以下の差分である、請求項10に記載の固体撮像装置。
  12. 前記第1遮光膜及び/又は前記第2遮光膜が、タングステン(W)、チタン(Ti)を含む化合物及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種から構成される、請求項10に記載の固体撮像装置。
  13. 該有効撮像領域と該非撮像領域との境界領域側の前記掘り込み部の断面視の深さ方向の形状が勾配を有する、請求項10に記載の固体撮像装置。
  14. 前記掘り込み部の領域において、前記第2遮光膜と、前記半導体基板との間には絶縁膜が配されている、請求項10に記載の固体撮像装置。
  15. 前記掘り込み部の領域において、前記第2遮光膜が、前記半導体基板が有するP型の半導体領域又はN型の半導体領域と接している、請求項10に記載の固体撮像装置。
  16. 請求項1に記載の固体撮像装置が搭載された、電子機器。
  17. 請求項10に記載の固体撮像装置が搭載された、電子機器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013182906A (ja) * 2012-02-29 2013-09-12 Sony Corp 固体撮像装置及びその製造方法、電子機器
US9543346B2 (en) * 2013-03-29 2017-01-10 Sony Corporation Imaging element and imaging device
JP2019160847A (ja) * 2018-03-07 2019-09-19 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置および固体撮像素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022215694A1 (ja) 2021-04-06 2022-10-13 日本製鉄株式会社 Zn-Al-Mg系めっき縞鋼板

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