JP2022114386A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2022114386A
JP2022114386A JP2021010690A JP2021010690A JP2022114386A JP 2022114386 A JP2022114386 A JP 2022114386A JP 2021010690 A JP2021010690 A JP 2021010690A JP 2021010690 A JP2021010690 A JP 2021010690A JP 2022114386 A JP2022114386 A JP 2022114386A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
color
pixel
pixels
lens
semiconductor substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021010690A
Other languages
English (en)
Inventor
駿 日向野
Shun HIGANO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Semiconductor Solutions Corp
Original Assignee
Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Semiconductor Solutions Corp filed Critical Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority to JP2021010690A priority Critical patent/JP2022114386A/ja
Priority to PCT/JP2021/048888 priority patent/WO2022163296A1/ja
Priority to US18/261,685 priority patent/US20240079428A1/en
Publication of JP2022114386A publication Critical patent/JP2022114386A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14623—Optical shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14621—Colour filter arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14627—Microlenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1463—Pixel isolation structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14645—Colour imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
    • H04N23/12—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths with one sensor only
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

Figure 2022114386000001
【課題】隣接する画素間の混色を抑制できるようにした撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像装置は、半導体基板の一方の面に平行な方向に並んで配置される複数の画素と、半導体基板に設けられ、複数の画素のうちの隣り合う画素間を分離する画素間分離部と、半導体基板の一方の面側に設けられるカラーフィルタと、カラーフィルタを介して半導体基板の一方の面側に設けられ、一方の面に平行な方向に並んで配置される複数の凸型レンズと、カラーフィルタ及び複数の凸型レンズを介して半導体基板の一方の面側に設けられた凹型レンズと、を備える。画素間分離部は、第１色画素、第２色画素及び第３色画素のうち、隣接する同色の画素間に配置される同色画素間分離部と、第１色画素、第２色画素及び第３色画素のうち、隣接する異色の画素間に配置される異色画素間分離部と、を有する。異色画素間分離部は、トレンチアイソレーション構造を有する。
【選択図】図１

Description

本開示は、撮像装置に関する。
画素アレイに対して複数画素にまたがって同色のカラーフィルタを配置する構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。暗時には複数画素の加算を行うことにより、感度向上を図ることができる。また明時にはリモザイクを行うことで解像度向上を図ることができる。
特開２０１７－０５９７３９号公報
隣接する同色の各画素において、周辺の画素配置が異なる影響で、混色の受け方が異なる傾向がある。例えば、混色の影響により、隣接する同色画素間で出力差が生じ易く、リモザイク時に画質が劣化してしまう可能性がある。
本開示はこのような事情に鑑みてなされたもので、隣接する画素間の混色を抑制できるようにした撮像装置を提供することを目的とする。
本開示の一態様に係る撮像装置は、半導体基板と、前記半導体基板に設けられ、前記半導体基板の一方の面に平行な方向に並んで配置される複数の画素と、前記半導体基板に設けられ、複数の画素のうちの隣り合う画素間を分離する画素間分離部と、前記半導体基板の前記一方の面側に設けられるカラーフィルタと、前記カラーフィルタを介して前記半導体基板の前記一方の面側に設けられ、前記一方の面に平行な方向に並んで配置される複数の凸型レンズと、前記カラーフィルタ及び前記複数の凸型レンズを介して前記半導体基板の前記一方の面側に設けられた凹型レンズと、を備える。前記複数の画素は、前記カラーフィルタのうちの第１色フィルタが配置される第１色画素と、前記カラーフィルタのうちの第２色フィルタが配置される第２色画素と、前記カラーフィルタのうちの第３色フィルタが配置される第３色画素と、を有する。前記画素間分離部は、前記第１色画素、前記第２色画素及び前記第３色画素のうち、隣接する同色の画素間に配置される同色画素間分離部と、前記第１色画素、前記第２色画素及び前記第３色画素のうち、隣接する異色の画素間に配置される異色画素間分離部と、を有する。前記異色画素間分離部は、トレンチアイソレーション構造を有する。
これによれば、凹型レンズは、高像高側の画素（すなわち、画素領域の中心部から離れた位置に配置された画素）に入射する光の入射角を緩和することができ、高像高側の入射角を０°（すなわち、受光面に垂直）に近づけることができる。これにより、高像高側において、隣接する画素間の混色を抑制することができる。また、隣接する異色画素間は、トレンチアイソレーション構造で分離されるため、混色をさらに抑制することができる。
図１は、本開示の実施形態１に係る撮像装置の構成例を示す断面図である。 図２は、本開示の実施形態１に係る一体化構成部の構成例を示す断面図である。 図３Ａは、一体化構成部の構成例を示す模式図である。 図３Ｂは、一体化構成部の構成例を示す模式図である。 図４は、本開示の実施形態１に係る固体撮像素子の回路構成例を示す図である。 図５は、本開示の実施形態１に係る画素の等価回路の一例を示す図である。 図６は、本開示の実施形態１に係る固体撮像素子の詳細構造の一例を拡大して示す断面図である。 図７は、本開示の実施形態１に係る画素センサ基板の構成例を示す断面図である。 図８Ａは、本開示の実施形態１に係る画素レイアウトの構成例１を示す平面図である。 図８Ｂは、図８Ａに示す画素レイアウトに対する、オンチップレンズの配置例を示す平面図である。 図９Ａは、本開示の実施形態１に係る画素レイアウトの構成例２を示す平面図である。 図９Ｂは、図９Ａに示す画素レイアウトに対する、オンチップレンズの配置例を示す平面図である。 図１０Ａは、本開示の実施形態１に係る画素レイアウトの構成例３を示す平面図である。 図１０Ｂは、図１０Ａに示す画素レイアウトに対する、オンチップレンズの配置例を示す平面図である。 図１１は、画素レイアウトの構成例３の変形例１を示す平面図である。 図１２は、画素レイアウトの構成例３の変形例２を示す平面図である。 図１３Ａは、本開示の実施形態１に係る画素レイアウトの構成例４を示す平面図である。 図１３Ｂは、図１３Ａに示す画素レイアウトに対する、オンチップレンズの配置例を示す平面図である。 図１４は、画素レイアウトの構成例４の変形例１を示す平面図である。 図１５は、画素レイアウトの構成例４の変形例２を示す平面図である。 図１６は、ＷＬレンズ３０の端部の構成例（その１）を示す図である。 図１７は、ＷＬレンズ３０の端部の構成例（その２）を示す図である。 図１８は、ＷＬレンズ３０の端部の構成例（その３）を示す図である。 図１９は、ＷＬレンズ３０の端部の構成例（その４）を示す図である。 図２０は、本開示の実施形態１に係る撮像装置の変形例を示す図である。 図２１は、凹型のレンズ４０１の構成例（その１）を示す図である。 図２２は、凹型のレンズ４０１の構成例（その２）を示す図である。 図２３は、凹型のレンズ４０１の側面等に配置される遮光膜の構成例を示す図である。 図２４は、本開示の実施形態２に係る画素センサ基板の構成例を示す断面図である。 図２５は、本技術を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。 図２６は、上述の撮像装置１を使用する使用例を示す図である。 図２７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２８は、図２７に示すカメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。 図２９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。 図３０は、撮像部の設置位置の例を示す図である。
以下において、図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下の説明で参照する図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
以下の説明における上下等の方向の定義は、単に説明の便宜上の定義であって、本開示の技術的思想を限定するものではない。例えば、対象を９０°回転して観察すれば上下は左右に変換して読まれ、１８０°回転して観察すれば上下は反転して読まれることは勿論である。
また、以下の説明において、「平面視」とは、例えば、後述のシリコン基板１０１の厚さ方向（すなわち、表面又は裏面の法線方向）から見ることを意味する。
以下の説明では、半導体領域の導電型を示すｐやｎに、＋又は－を付す場合がある。＋又は－が付記された半導体領域は、＋又は－が付記されていない半導体領域に比して、それぞれ相対的に不純物濃度が高い又は低いことを意味する。ただし同じｐとｐ（または、同じｎとｎ）とが付された半導体領域であっても、それぞれの半導体領域の不純物濃度が厳密に同じであることを意味するものではない。
＜実施形態１＞
（撮像装置）
図１は、本開示の実施形態１に係る撮像装置１の構成例を示す断面図である。図１の撮像装置１は、固体撮像素子１１、ガラス基板１２、ＩＲＣＦ（赤外光カットフィルタ）１４、ウェーハレベルレンズ３０、レンズ群１６、回路基板１７、アクチュエータ１８（本開示の「保持部」の一例）、コネクタ１９、スペーサ２０、ウェーハレベルレンズ３０（以下、ＷＬレンズ；本開示の「凹型レンズ」の一例）より構成されている。
固体撮像素子１１は、いわゆるＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）や、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などからなるイメージセンサであり、回路基板１７上で電気的に接続された状態で固定されている。固体撮像素子１１は、図４を参照して後述するように、アレイ状に配置された複数の画素より構成され、画素単位で、図中上方よりレンズ群１６と、ＷＬレンズ３０とを介して集光されて入射される、入射光の光量に応じた画素信号を生成し、画像信号として回路基板１７を介してコネクタ１９より外部に出力する。
固体撮像素子１１の図１中の上面部には、ガラス基板１２が設けられており、透明の、すなわち、ガラス基板１２と略同一の屈折率の接着剤（ＧＬＵＥ）１３により貼り合わされている。
ガラス基板１２の図１中の上面部には、入射光のうち、赤外光をカットするＩＲＣＦ１４が設けられている。ＩＲＣＦ１４は、透明で、ガラス基板１２と略同一の屈折率を有する接着剤（ＧＬＵＥ）１５により、ガラス基板１２の上面部に貼り合わされている。ＩＲＣＦ１４は、例えば、青板ガラスから構成されており、赤外光をカット（除去）する。ＩＲＣＦ１４の屈折率も、ガラス基板１２と略同一である。
ＩＲＣＦ１４の図１中の上面部には、透明で、ガラス基板１２と略同一の屈折率を有する接着剤（ＧＬＵＥ）２５を介して、ＷＬレンズ３０が設けられている。ＷＬレンズ３０は、画素の受光面に対する入射光の入射角を緩和する。入射角とは、受光面の垂直方向に対する角度である。入射角を緩和するとは、入射角を０°に近づけることを意味する。入射角が０°の場合、入射光は受光面に垂直に入射する。上述したように、ＷＬレンズ３０は複数の画素にかかる凹型レンズである。
ＷＬレンズ３０の凹面が、図１中の上面側、すなわち、レンズ群１６の側に向けられている。ＷＬレンズ３０の凹面の反対側に位置する裏面（図１では裏面）が、接着剤２５により、ＩＲＣＦ１４の上面部に貼り合わされている。ＷＬレンズ３０は、透明で、ガラス基板１２と略同一の屈折率を有するガラスで構成されている。または、ＷＬレンズ３０は、透明で、ガラス基板１２と略同一の屈折率を有する有機材料で構成されていてもよい。また、ＷＬレンズ３０は、無色透明に限定されず、有色透明であってもよい。ＷＬレンズ３０は、後述の画素領域２１（例えば、図３Ａ、図３Ｂ参照）の全てを覆い、かつＩＲＣＦ１４及びガラス基板１２からはみ出さないように、ＩＲＣＦ１４及びガラス基板１２よりも径が小さく形成されている。なお、ＷＬレンズ３０の構成については、後述のＷＬレンズの構成例の欄で、さらに詳しく説明する。
固体撮像素子１１、ガラス基板１２、ＩＲＣＦ１４及びＷＬレンズ３０が、積層され、透明の接着剤１３、１５、２５により、貼り合わされて、一体的な構成とされて、回路基板１７に接続されている。なお、図中の一点鎖線で囲まれた、固体撮像素子１１、ガラス基板１２、ＩＲＣＦ１４及びＷＬレンズ３０は、略同一の屈折率の接着剤１３、１５、２５により貼り合わされて一体化された構成にされているので、以降においては、単に、一体化構成部１０とも称する。
また、ＩＲＣＦ１４は、固体撮像素子１１の製造工程において、個片化された後に、ガラス基板１２上に貼り付けられるようにしてもよいし、複数の固体撮像素子１１からなるウェハ状のガラス基板１２上の全体に大判のＩＲＣＦ１４を貼り付けた後、固体撮像素子１１単位で個片化するようにしてもよく、いずれの手法を採用してもよい。ＩＲＣＦ１４の貼り付け後に、ＷＬレンズ３０が貼り合わされる。
固体撮像素子１１、ガラス基板１２、ＩＲＣＦ１４及びＷＬレンズ３０が一体構成された全体を取り囲むようにスペーサ２０が回路基板１７上に構成されている。また、スペーサ２０の上に、アクチュエータ１８が設けられている。アクチュエータ１８は、円筒状に構成されており、その円筒内部に複数のレンズが積層されて構成されるレンズ群１６を内蔵し、図１中の上下方向に駆動させる。
このような構成により、アクチュエータ１８は、レンズ群１６を保持するとともに、保持したレンズ群１６を図１中の上下方向（光軸に対して前後方向）に移動させることで、図中の上方となる図示せぬ被写体までの距離に応じて、固体撮像素子１１の撮像面上において、被写体を結像させるように焦点を調整することでオートフォーカスを実現する。
（一体化構成部）
次に、図２から図６を参照して、一体化構成部１０の構成例につい説明する。図２は、本開示の実施形態１に係る一体化構成部１０の構成例を示す断面図である。図２に示される一体化構成部１０は、下側基板１１ａと上側基板１１ｂとが積層されて構成されている積層基板からなる固体撮像素子１１がパッケージ化された半導体パッケージである。
固体撮像素子１１を構成する積層基板の下側基板１１ａには、図１の回路基板１７と電気的に接続するための裏面電極であるはんだボール１１ｅが、複数、形成されている。
上側基板１１ｂの上面には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタ１１ｃと、オンチップレンズ１１ｄ（本開示の「凸型レンズ」の一例）とが形成されている。また、上側基板１１ｂは、オンチップレンズ１１ｄを保護するためのガラス基板１２と、ガラスシール樹脂からなる接着剤１３を介してキャビティレス構造で接続されている。
図３Ａ及び図３Ｂは、一体化構成部１０の構成例を示す模式図である。例えば、上側基板１１ｂには、図３Ａに示すように、光電変換を行う画素部がアレイ状に２次元配列された画素領域２１と、画素部の制御を行う制御回路２２が形成されている。下側基板１１ａには、画素部から出力された画素信号を処理する信号処理回路などのロジック回路２３が形成されている。あるいは、図３Ｂに示すように、上側基板１１ｂには、画素領域２１のみが形成され、下側基板１１ａに、制御回路２２とロジック回路２３とが形成されていてもよい。
以上のように、ロジック回路２３又は制御回路２２及びロジック回路２３の両方を、画素領域２１の上側基板１１ｂとは別の下側基板１１ａに形成して積層させることで、１枚の半導体基板に、画素領域２１、制御回路２２及びロジック回路２３を平面方向に配置した場合と比較して、撮像装置１としてのサイズを小型化することができる。以下では、少なくとも画素領域２１が形成される上側基板１１ｂを、画素センサ基板１１ｂと称し、少なくともロジック回路２３が形成される下側基板１１ａを、ロジック基板１１ａと称して説明を行う。
（固体撮像素子の回路構成）
図４は、本開示の実施形態１に係る固体撮像素子１１の回路構成例を示す図である。図４に示すように、固体撮像素子１１は、画素３２が２次元アレイ状に配列された画素アレイ部３３と、垂直駆動回路３４、カラム信号処理回路３５、水平駆動回路３６、出力回路３７、制御回路３８、及び入出力端子３９を含む。
画素３２は、光電変換素子としてのフォトダイオードと、複数の画素トランジスタを有する。画素３２の回路構成例については、図５を参照して後述する。
また、画素３２は、共有画素構造とすることもできる。この画素共有構造は、複数のフォトダイオードと、複数の転送トランジスタと、共有される１つのフローティングディフージョン（浮遊拡散領域）と、共有される１つずつの他の画素トランジスタとから構成される。すなわち、共有画素では、複数の単位画素を構成するフォトダイオード及び転送トランジスタが、他の１つずつの画素トランジスタを共有して構成される。
制御回路３８は、入力クロックと、動作モードなどを指令するデータを受け取り、また固体撮像素子１１の内部情報などのデータを出力する。すなわち、制御回路３８は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路３４、カラム信号処理回路３５及び水平駆動回路３６などの動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、制御回路３８は、生成したクロック信号や制御信号を、垂直駆動回路３４、カラム信号処理回路３５及び水平駆動回路３６等に出力する。
垂直駆動回路３４は、例えばシフトレジスタによって構成され、所定の画素駆動配線４０を選択し、選択された画素駆動配線４０に画素３２を駆動するためのパルスを供給し、行単位で画素３２を駆動する。すなわち、垂直駆動回路３４は、画素アレイ部３３の各画素３２を行単位で順次垂直方向に選択走査し、各画素３２の光電変換部において受光量に応じて生成された信号電荷に基づく画素信号を、垂直信号線４１を通してカラム信号処理回路３５に供給する。
カラム信号処理回路３５は、画素３２の列ごとに配置されており、１行分の画素３２から出力される信号を画素列ごとにノイズ除去などの信号処理を行う。例えば、カラム信号処理回路５は、画素固有の固定パターンノイズを除去するためのＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ：相関２重サンプリング）及びＡＤ変換等の信号処理を行う。
水平駆動回路３６は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路３５の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路３５の各々から画素信号を水平信号線４２に出力させる。
出力回路３７は、カラム信号処理回路３５の各々から水平信号線４２を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。出力回路３７は、例えば、バファリングだけする場合もあるし、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理などが行われる場合もある。入出力端子３９は、外部と信号のやりとりをする。
以上のように構成される固体撮像素子１１は、ＣＤＳ処理とＡＤ変換処理を行うカラム信号処理回路３５が画素列ごとに配置された、カラムＡＤ方式と呼ばれるＣＭＯＳイメージセンサである。
（画素の回路構成）
図５は、本開示の実施形態１に係る画素３２の等価回路の一例を示す図である。図５に示される画素３２は、電子式のグローバルシャッタ機能を実現する構成を示している。画素３２は、光電変換素子としてのフォトダイオード５１、第１転送トランジスタ５２、メモリ部（ＭＥＭ）５３、第２転送トランジスタ５４、ＦＤ（フローティング拡散領域）５５、リセットトランジスタ５６、増幅トランジスタ５７、選択トランジスタ５８、及び排出トランジスタ５９を有する。
フォトダイオード５１は、受光量に応じた電荷（信号電荷）を生成し、蓄積する光電変換部である。フォトダイオード５１のアノード端子が接地されているとともに、カソード端子が第１転送トランジスタ５２を介してメモリ部５３に接続されている。また、フォトダイオード５１のカソード端子は、不要な電荷を排出するための排出トランジスタ５９とも接続されている。
第１転送トランジスタ５２は、転送信号ＴＲＸによりオンされたとき、フォトダイオード５１で生成された電荷を読み出し、メモリ部５３に転送する。メモリ部５３は、ＦＤ５５に電荷を転送するまでの間、一時的に電荷を保持する電荷保持部である。第２転送トランジスタ５４は、転送信号ＴＲＧによりオンされたとき、メモリ部５３に保持されている電荷を読み出し、ＦＤ５５に転送する。
ＦＤ５５は、メモリ部５３から読み出された電荷を信号として読み出すために保持する電荷保持部である。リセットトランジスタ５６は、リセット信号ＲＳＴによりオンされたとき、ＦＤ５５に蓄積されている電荷が定電圧源ＶＤＤに排出されることで、ＦＤ５５の電位をリセットする。
増幅トランジスタ５７は、ＦＤ５５の電位に応じた画素信号を出力する。すなわち、増幅トランジスタ５７は定電流源としての負荷ＭＯＳ６０とソースフォロワ回路を構成し、ＦＤ５５に蓄積されている電荷に応じたレベルを示す画素信号が、増幅トランジスタ５７から選択トランジスタ５８を介してカラム信号処理回路３５（図４）に出力される。負荷ＭＯＳ６０は、例えば、カラム信号処理回路３５内に配置されている。
選択トランジスタ５８は、選択信号ＳＥＬにより画素３２が選択されたときオンされ、画素３２の画素信号を、垂直信号線４１を介してカラム信号処理回路３５に出力する。排出トランジスタ５９は、排出信号ＯＦＧによりオンされたとき、フォトダイオード５１に蓄積されている不要電荷を定電圧源ＶＤＤに排出する。転送信号ＴＲＸ及びＴＲＧ、リセット信号ＲＳＴ、排出信号ＯＦＧ、並びに選択信号ＳＥＬは、画素駆動配線４０（図４）を介して垂直駆動回路３４（図４）から供給される。
次に、画素３２の動作について簡単に説明する。まず、露光開始前に、Ｈｉｇｈレベルの排出信号ＯＦＧが排出トランジスタ５９に供給されることにより排出トランジスタ５９がオンされ、フォトダイオード５１に蓄積されている電荷が定電圧源ＶＤＤに排出され、全画素のフォトダイオード５１がリセットされる。フォトダイオード５１のリセット後、排出トランジスタ５９が、Ｌｏｗレベルの排出信号ＯＦＧによりオフされると、画素アレイ部３３の全画素で露光が開始される。
予め定められた所定の露光時間が経過すると、画素アレイ部３３の全画素において、転送信号ＴＲＸにより第１転送トランジスタ５２がオンされ、フォトダイオード５１に蓄積されていた電荷が、メモリ部５３に転送される。
第１転送トランジスタ５２がオフされた後、各画素３２のメモリ部５３に保持されている電荷が、行単位に、順次、カラム信号処理回路３５に読み出される。読み出し動作は、読出し行の画素３２の第２転送トランジスタ５４が転送信号ＴＲＧによりオンされ、メモリ部５３に保持されている電荷が、ＦＤ５５に転送される。そして、選択トランジスタ５８が選択信号ＳＥＬによりオンされることで、ＦＤ５５に蓄積されている電荷に応じたレベルを示す信号が、増幅トランジスタ５７から選択トランジスタ５８を介してカラム信号処理回路３５に出力される。
以上のように、図５の画素回路を有する画素３２は、露光時間を画素アレイ部３３の全画素で同一に設定し、露光終了後はメモリ部５３に電荷を一時的に保持しておいて、メモリ部５３から行単位に順次電荷を読み出すグローバルシャッタ方式の動作（撮像）が可能である。なお、画素３２の回路構成としては、図５に示した構成に限定されるもの
ではなく、例えば、メモリ部５３を持たず、いわゆるローリングシャッタ方式による動作を行う回路構成を採用することもできる。
（固体撮像素子の詳細構造）
次に、固体撮像素子１１の詳細構造の一例を説明する。図６は、本開示の実施形態１に係る固体撮像素子１１の詳細構造の一例を拡大して示す断面図である。ロジック基板１１ａには、例えばシリコン（Ｓｉ）で構成された半導体基板８１（以下、シリコン基板８１）の上側（画素センサ基板１１ｂ側）に、多層配線層８２が形成されている。この多層配線層８２により、図３Ａ及び図３Ｂで示した制御回路２２やロジック回路２３が構成されている。
多層配線層８２は、画素センサ基板１１ｂに最も近い最上層の配線層８３ａ、中間の配線層８３ｂ、及び、シリコン基板８１に最も近い最下層の配線層８３ｃなどからなる複数の配線層８３と、各配線層８３の間に形成された層間絶縁膜８４とで構成される。
複数の配線層８３は、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）などを用いて形成される。層間絶縁膜８４は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などで形成される。複数の配線層８３及び層間絶縁膜８４のそれぞれは、全ての階層が同一の材料で形成されていてもよし、階層によって２つ以上の材料を使い分けてもよい。
シリコン基板８１の所定の位置には、シリコン基板８１を貫通するシリコン貫通孔８５が形成されている。シリコン貫通孔８５の内壁に、絶縁膜８６を介して接続導体８７が埋め込まれることにより、シリコン貫通電極（ＴＳＶ：Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ）８８が形成されている。絶縁膜８６は、例えば、ＳｉＯ２膜やＳｉＮ膜などで形成することができる。
なお、図６に示されるシリコン貫通電極８８では、内壁面に沿って絶縁膜８６と接続導体８７が成膜され、シリコン貫通孔８５内部が空洞となっているが、内径によってはシリコン貫通孔８５内部全体が接続導体８７で埋め込まれることもある。換言すれば、貫通孔の内部が導体で埋め込まれていても、一部が空洞となっていてもどちらでもよい。このことは、後述するチップ貫通電極（ＴＣＶ：Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｃｈｉｐ Ｖｉａ）１０５などについても同様である。
シリコン貫通電極８８の接続導体８７は、シリコン基板８１の下面側に形成された再配線９０と接続されている。再配線９０は、はんだボール１１ｅと接続されている。接続導体８７及び再配線９０は、例えば、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、タングステン（Ｗ）、ポリシリコンなどで形成することができる。
また、シリコン基板８１の下面側には、はんだボール１１ｅが形成されている領域を除いて、再配線９０と絶縁膜８６を覆うように、ソルダマスク（ソルダレジスト）９１が形成されている。
一方、画素センサ基板１１ｂには、シリコン（Ｓｉ）で構成された半導体基板１０１（以下、シリコン基板１０１）の下側（ロジック基板１１ａ側）に、多層配線層１０２が形成されている。この多層配線層１０２により、図３Ａ及び図３Ｂで示した画素領域２１の画素回路が構成されている。
多層配線層１０２は、シリコン基板１０１に最も近い最上層の配線層１０３ａ、中間の配線層１０３ｂ、及び、ロジック基板１１ａに最も近い最下層の配線層１０３ｃなどからなる複数の配線層１０３と、各配線層１０３の間に形成された層間絶縁膜１０４とで構成される。
複数の配線層１０３及び層間絶縁膜１０４として使用される材料は、上述した配線層８３及び層間絶縁膜８４の材料と同種のものを採用することができる。また、複数の配線層１０３や層間絶縁膜１０４が、１又は２つ以上の材料を使い分けて形成されてもよい点も、上述した配線層８３及び層間絶縁膜８４と同様である。
なお、図６の例では、画素センサ基板１１ｂの多層配線層１０２は３層の配線層１０３で構成され、ロジック基板１１ａの多層配線層８２は４層の配線層８３で構成されているが、配線層の総数はこれに限られず、任意の層数で形成することができる。
シリコン基板１０１内には、ＰＮ接合により形成されたフォトダイオード５１が、画素３２ごとに形成されている。また、図示は省略されているが、多層配線層１０２とシリコン基板１０１には、第１転送トランジスタ５２、第２転送トランジスタ５４などの複数の画素トランジスタや、メモリ部（ＭＥＭ）５３なども形成されている。
カラーフィルタ１１ｃとオンチップレンズ１１ｄが形成されていないシリコン基板１０１の所定の位置には、画素センサ基板１１ｂの配線層１０３ａと接続されているシリコン貫通電極１０９と、ロジック基板１１ａの配線層８３ａと接続されているチップ貫通電極１０５が、形成されている。
チップ貫通電極１０５とシリコン貫通電極１０９は、シリコン基板１０１上面に形成された接続用配線１０６で接続されている。また、シリコン貫通電極１０９及びチップ貫通電極１０５のそれぞれとシリコン基板１０１との間には、絶縁膜１０７が形成されている。さらに、シリコン基板１０１の上面には、平坦化膜（絶縁膜）１０８を介して、カラーフィルタ１１ｃやオンチップレンズ１１ｄが形成されている。
以上のように、図２に示される固体撮像素子１１は、ロジック基板１１ａの多層配線層１０２側と、画素センサ基板１１ｂの多層配線層８２側とを貼り合わせた積層構造となっている。図６では、ロジック基板１１ａの多層配線層８２側と、画素センサ基板１１ｂの多層配線層１０２側とを貼り合わせ面が、破線で示されている。
また、撮像装置１の固体撮像素子１１では、画素センサ基板１１ｂの配線層１０３とロジック基板１１ａの配線層８３が、シリコン貫通電極１０９とチップ貫通電極１０５の２本の貫通電極により接続され、ロジック基板１１ａの配線層８３とはんだボール（裏面電極）１１ｅが、シリコン貫通電極８８と再配線９０により接続されている。これにより、撮像装置１の平面積を、極限まで小さくすることができる。さらに、固体撮像素子１１とガラス基板１２との間を、キャビティレス構造にして、接着剤１３により貼り合わせることにより、高さ方向についても低くすることができる。
したがって、図１に示される撮像装置１によれば、より小型化した半導体装置（半導体パッケージ）を実現することができる。以上のような撮像装置１の構成により、ＩＲＣＦ１４が、固体撮像素子１１、及びガラス基板１２上に設けられることになるので、光の内乱反射によるフレアやゴーストの発生を抑制することが可能となる。
（画素センサ基板）
次に、本開示の実施形態１に係る画素センサ基板１１ｂをより詳細に説明する。図７は、本開示の実施形態１に係る画素センサ基板１１ｂの構成例を示す断面図である。
図７に示すように、本実施形態の画素センサ基板１１ｂは、複数の画素を有するシリコン基板１０１と、シリコン基板１０１の表面側に形成された多層配線層１０２と、シリコン基板１０１の裏面側に順に形成された固定電荷を有する絶縁膜（以下、固定電荷膜）２２０と、絶縁膜２２１（本開示の「充填膜」の一例）と、遮光膜２２５と、平坦化膜１０８と、カラーフィルタ１１ｃと、オンチップレンズ１１ｄとをさらに備える。
シリコン基板１０１は、例えば１μｍ以上６μｍ以下の厚みを有する。シリコン基板１０１の画素領域２１には、フォトダイオード５１と複数の画素トランジスタとから構成される画素が複数個、二次元マトリクス状に形成されている。そして、隣接するフォトダイオード５１間は画素間分離部２１９により電気的に分離されている。
フォトダイオード５１は、シリコン基板１０１の表面側及び裏面側に形成されるｐ型領域２２３、２２４と、その間に形成されるｎ型領域２２２とで構成されている。フォトダイオード５１では、そのｐ型領域２２３、２２４とｎ型領域２２２との間にｐｎ接合が形成されている。フォトダイオード５１では、入射した光の光量に応じた信号電荷が生成され、ｎ型領域２２２に蓄積される。また、シリコン基板１０１の界面で発生する暗電流の原因となる電子は、シリコン基板１０１の表面及び裏面に形成されたｐ型領域２２３、２２４の多数キャリアである正孔に吸収されることにより、暗電流が抑制される。また、各フォトダイオード５１は、ｐ型領域２１８と、ｐ型領域２１８内に形成された画素間分離部２１９によって電気的に分離されている。
ＦＤ５５は、図７に示すように、シリコン基板１０１の表面側に形成されたｐ－ウェル層２２９に、ｎ型の不純物が高濃度にイオン注入されることで形成されたｎ＋型領域で構成される。また、転送トランジスタ（例えば、図５に示した第１転送トランジスタ５２、又は、第２転送トランジスタ５４）のゲート電極である転送ゲート電極２１６は、フォトダイオード５１とＦＤ５５との間のシリコン基板１０１の表面側に、ゲート絶縁膜２１７を介して形成されている。
画素間分離部２１９は、トレンチアイソレーション構造を有する。例えば、画素間分離部２１９は、シリコン基板１０１の裏面側から深さ方向に形成されたトレンチ２３９と、トレンチ２３９内の内側面を覆うように形成された固定電荷膜２２０と、固定電荷膜２２０を介してトレンチ２３９内に埋め込まれた絶縁膜２２１（本開示の「充填膜」の一例）とを有する。画素間分離部２１９は、シリコン基板１０１に形成されたｐ型領域２１８内に掘り込まれて形成されている。画素間分離部２１９は、例えば、画素を取り囲むように格子状に形成されている。また、隣接するフォトダイオード５１とフォトダイオード５１との間に画素トランジスタが形成されている場合には、画素間分離部２１９は、ＦＤ５５や画素トランジスタのソース・ドレイン領域と平面視で重なるように配置されている。
また、画素間分離部２１９は、画素トランジスタが形成されるｐ－ウェル層２９に達する深さに形成され、かつ、ＦＤ５５やソース・ドレイン領域には達しない深さに形成されている。すなわち、画素間分離部２１９は、シリコン基板１０１の裏面（図７では、上面）から、シリコン基板１０１の厚さ方向の途中位置まで形成されている。
画素間分離部２１９を構成するトレンチ２３９は、シリコン基板１０１の裏面側に開口し、かつシリコン基板１０１内に底面を有する。トレンチ２３９は、シリコン基板１０１の表面には到達しない深さに形成されている。例えば、シリコン基板１０１が１μｍ以上６μｍ以下の厚みを有する場合、トレンチ２３９は、シリコン基板１０１の裏面から０．２５μｍ以上５．０μｍ以下の深さに形成されている。
なお、図７では、画素間分離部２１９は、ｐ－ウェル層２２９に達する深さに形成されている場合を示しているが、必ずしもｐ－ウェル層２２９に達する深さでなくともよい。例えば、画素間分離部２１９は、ｐ－ウェル層２２９に達しておらず、ｐ型領域２１８内に留まるように形成されていてもよい。画素間分離部２１９がｐ－ウェル層２２９に達しない構成でも絶縁分離の効果を得ることができる。
また、トレンチ２３９に形成される固定電荷膜２２０はトレンチ２３９の内周面及び底面に成膜されると共に、シリコン基板１０１の裏面全面に形成されている。なお、以下の説明では、トレンチ２３９の内周面及び底面を合わせて、「内壁面」として説明する。固定電荷膜２２０としては、シリコン等の基板上に堆積することにより固定電荷を発生させてピニングを強化させることが可能な材料を用いることが好ましく、負の電荷を有する高屈折率材料膜または高誘電体膜を用いることができる。
固定電荷膜２２０の具体的な材料としては、例えば、ハフニウム（Ｈｆ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）及びチタン（Ｔｉ）のうち少なくとも１つの元素を含む酸化物または窒化物を適用することができる。固定電荷膜２２０の成膜方法としては、例えば、化学気相成長法（以下、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法）、スパッタリング法、原子層蒸着法（以下、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法）等が挙げられる。ＡＬＤ法を用いれば、成膜中に界面準位を低減するＳｉＯ２膜を同時に１ｎｍ程度の膜厚に形成することができる。また、固定電荷膜２２０の上記以外の材料としては、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）及びイットリウム（Ｙ）のうち少なくとも１つの元素を含む酸化物または窒化物等が挙げられる。さらに、上記固定電荷膜は、酸窒化ハフニウム膜または酸窒化アルミニウム膜で形成することも可能である。
上述の固定電荷膜２２０の材料には、絶縁性を損なわない範囲で、膜中にシリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されていてもよい。その濃度は、膜の絶縁性が損なわれない範囲で適宜決定される。このように、シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されることによって、膜の耐熱性やプロセスの中でイオン注入の阻止能力を上げることが可能になる。
本実施形態では、トレンチ２３９の内壁面及びシリコン基板１０１の裏面に負の電荷を有する固定電荷膜２２０が形成されているため、固定電荷膜２２０に接する面に反転層が形成される。これにより、シリコン界面が反転層によりピンニングされるため、暗電流の発生が抑制される。また、シリコン基板１０１にトレンチ２３９を形成する場合、トレンチ２３９の側壁及び底面に物理的ダメージが発生し、トレンチ２３９の周辺部でピニング外れが発生する可能性がある。この問題点に対し、本実施形態では、トレンチ２３９の側壁及び底面に固定電荷を多く持つ固定電荷膜２２０を形成することによりピニング外れが防止される。
絶縁膜２２１は、固定電荷膜２２０が形成されたトレンチ２３９内に埋め込まれると共に、シリコン基板１０１の裏面側全面に形成されている。絶縁膜２２１の材料としては、固定電荷膜２２０とは異なる屈折率を有する材料で形成することが好ましく、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、樹脂などを用いることができる。また、正の固定電荷を持たない、又は正の固定電荷が少ないという特徴を持つ材料を絶縁膜２２１に用いることができる。
そして、トレンチ２３９が絶縁膜２２１に埋め込まれることにより、各画素を構成するフォトダイオード５１が絶縁膜２２１を介して分離される。これにより、隣接画素に信号電荷が漏れ込みにくくなるため、飽和電荷量（Ｑｓ）を超えた信号電荷が発生した場合において、溢れた信号電荷が隣接するフォトダイオード５１へ漏れ込むことを低減することができる。このため、電子混色を抑制することができる。
また、シリコン基板１０１の入射面側となる裏面側に形成された固定電荷膜２２０と絶縁膜２２１の２層構造はその屈折率の違いにより、反射防止膜の役割を有する。これにより、シリコン基板１０１の裏面側から入射した光のシリコン基板１０１の裏面側における反射が防止される。
遮光膜２２５は、シリコン基板１０１の裏面に形成された絶縁膜２２１上の所望の領域に形成されており、画素領域では、フォトダイオード５１を開口するように格子状に形成されている。すなわち、遮光膜２２５は、画素間分離部２１９に対応する位置に形成されている。遮光膜２２５は、画素間分離部２１９と平面視で重なる位置に形成されている。遮光膜２２５を構成する材料としては、光を遮光する材料であればよく、例えば、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）を用いることができる。
平坦化膜１０８は、遮光膜２２５を含む絶縁膜２２１上全面に形成され、これによりシリコン基板１０１の裏面側の面が平坦とされる。平坦化膜１０８の材料としては、例えば、樹脂などの有機材料を用いることができる。
カラーフィルタ１１ｃは、平坦化膜１０８上面に形成されており、画素毎に例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）に対応して形成されている。カラーフィルタ１１ｃでは、所望の波長の光が透過され、透過した光がシリコン基板１０１内のフォトダイオード５１に入射する。
オンチップレンズ１１ｄは、カラーフィルタ１１ｃ上面に形成されている。オンチップレンズ１１ｄでは照射された光が集光され、集光された光はカラーフィルタ１１ｃを介して各フォトダイオード５１に効率良く入射する。
以上の構成を有する画素センサ基板１１ｂでは、シリコン基板１０１の裏面（図７では、上面）側から光が照射され、オンチップレンズ１１ｄ及びカラーフィルタ１１ｃを透過した光がフォトダイオード５１にて光電変換することにより、信号電荷が生成される。そしてフォトダイオード５１にて生成された信号電荷は、シリコン基板１０１の表面側に形成された画素トランジスタを介して、多層配線層１０２の一部で構成される垂直信号線４１（例えば、図４参照）により画素信号として出力される。
（画素レイアウト）
次に、固体撮像素子１１の画素アレイ部３３のレイアウト（以下、画素レイアウト）について説明する。本開示の実施形態において、画素レイアウトは、例えば、以下に示す構成例１から３のいずか１つ以上の構成を採ることができる。
（１）構成例１
図８Ａは、本開示の実施形態１に係る画素レイアウトの構成例１を示す平面図である。図８Ｂは、図８Ａに示す画素レイアウトに対する、オンチップレンズ１１ｄの配置例を示す平面図である。なお、図８Ａ及び図８Ｂにおいて、Ｇの符号が付された画素３２は、カラーフィルタ１１ｃ（例えば、図７参照）のうち、緑色（本開示の「第１色」の一例）の光を透過するＧフィルタ（本開示の「第１色フィルタ」の一例）で覆われた緑色画素３２Ｇ（本開示の「第１色画素」の一例）である。Ｒの符号が付された画素３２は、カラーフィルタ１１ｃのうち、赤色（本開示の「第２色」の一例）の光を透過するＲフィルタ（本開示の「第２色フィルタ」の一例）で覆われた赤色画素３２Ｒ（本開示の「第２色画素」の一例）である。Ｂの符号が付された画素３２は、カラーフィルタ１１ｃのうち、青色（本開示の「第３色」の一例）の光を透過するＢフィルタ（本開示の「第３色フィルタ」の一例）で覆われた青色画素３２Ｂ（本開示の「第３色画素」の一例）である。
図８Ａに示すように、固体撮像素子１１は、例えば、緑色画素群３２ＧＧ（本開示の「第１色画素群」の一例）と、赤色画素群３２ＲＧ（本開示の「第２１色画素群」の一例）と、青色画素群３２ＢＧ（本開示の「第２１色画素群」の一例）とを有する。緑色画素群３２ＧＧは、緑色画素３２Ｇが平面視で水平方向（本開示の「第１方向」の一例）及び垂直方向（本開示の「第２方向」の一例）に２画素ずつ並べられた４画素を有する。赤色画素群３２ＲＧは、赤色画素３２Ｒが平面視で水平方向及び垂直方向に２画素ずつ並べられた４画素を有する。青色画素群３２ＢＧは、青色画素３２Ｂが平面視で水平方向及び垂直方向に２画素ずつ並べられた４画素を有する。
緑色画素群３２ＧＧと、赤色画素群３２ＲＧと、青色画素群３２ＢＧとで、単位レイアウトが構成されている。例えば、一対の緑色画素群３２ＧＧが第１の対角線上で配置され、赤色画素群３２ＲＧと青色画素群３２ＢＧとが第１の対角線と交差する（例えば、直交する）第２の対角線上に配置されて、単位レイアウトが構成されている。固体撮像素子１１の画素レイアウトは、この単位レイアウトが平面視で水平方向及び垂直方向に繰り返し配置された構成を有する。これにより、緑色画素群３２ＧＧ、赤色画素群３２ＲＧ及び青色画素群３２ＢＧは、平面視で、水平方向及び垂直方向で異色の画素群同士が隣接している。
図８Ｂに示すように、オンチップレンズ１１ｄは、平面視で水平方向及び垂直方向に２画素ずつ並べられた４画素ごとに、１つずつ配置されている。例えば、１つの緑色画素群３２ＧＧに１つのオンチップレンズ１１ｄが配置されている。１つの赤色画素群３２ＲＧに１つのオンチップレンズ１１ｄが配置されている。１つの青色画素群３２ＢＧに１つのオンチップレンズ１１ｄが配置されている。
図８Ａ及び図８Ｂに示すように、画素レイアウトの構成例１では、同色画素間及び異色画素間がそれぞれ、トレンチアイソレーション構造を有する画素間分離部２１９（例えば、図７参照）で分離されている。例えば、画素間分離部２１９は、隣接する同色の画素３２間を分離する同色画素間分離部２１９１と、隣接する異色の画素３２間を分離する異色画素間分離部２１９２と、を有する。隣接する一方の緑色画素３２Ｇと他方の緑色画素３２Ｇとの間、隣接する一方の赤色画素３２Ｒと他方の赤色画素３２Ｒとの間、及び、隣接する一方の青色画素３２Ｂと他方の青色画素３２Ｂとの間がそれぞれ、同色画素間分離部２１９１で分離されている。また、隣接する緑色画素３２Ｇと赤色画素３２Ｒとの間、及び、隣接する緑色画素３２Ｇと青色画素３２Ｂとの間がそれぞれ、異色画素間分離部２１９２で分離されている。なお、隣接するとは、平面視で水平方向又は垂直方向で隣接することを意味する。
図８Ａ及び図８Ｂに示す画素レイアウトの構成例１では、同色画素間分離部２１９１及び異色画素間分離部２１９２が、それぞれトレンチアイソレーション構造（例えば、図７の画素間分離部２１９の構造、又は、後述の図２４に示す画素間分離部２１９Ａの構造）を有する。これにより、図８Ａ及び図８Ｂに示す画素レイアウトの構成例１は、同色画素間の混色及び異色画素間の混色を抑制することができる。
（２）構成例２
本開示の実施形態１において、画素レイアウトは、異色画素間がトレンチアイソレーション構造を有する画素間分離部で分離され、同色画素間は拡散層で分離されていてもよい。
図９Ａは、本開示の実施形態１に係る画素レイアウトの構成例２を示す平面図である。図９Ｂは、図９Ａに示す画素レイアウトに対する、オンチップレンズの配置例を示す平面図である。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、画素レイアウトの構成例２では、異色画素間分離部２１９２はトレンチアイソレーション構造を有する。同色画素間分離部２１９１は、トレンチアイソレーション構造ではなく、拡散層の一例となるｐ型領域２１８のみで構成されている。
例えば、隣接する緑色画素３２Ｇと赤色画素３２Ｒとの間、及び、隣接する緑色画素３２Ｇと青色画素３２Ｂとの間がそれぞれ、トレンチアイソレーション構造を有する異色画素間分離部２１９２で分離されている。隣接する一方の緑色画素３２Ｇと他方の緑色画素３２Ｇとの間、隣接する一方の赤色画素３２Ｒと他方の赤色画素３２Ｒとの間、及び、隣接する一方の青色画素３２Ｂと他方の青色画素３２Ｂとの間はそれぞれ、ｐ型領域２１８のみで構成される同色画素間分離部２１９１で分離されている。
図９ａ及び図９Ｂに示す画素レイアウトの構成例２では、異色画素間分離部２１９２がトレンチアイソレーション構造を有するため、特に、異色画素間の混色を抑制することができる。
（３）構成例３
本開示の実施形態では、同色画素間が、平面視で部分的に、トレンチアイソレーション構造を有する画素間分離部で分離されていてもよい。図１０Ａは、本開示の実施形態１に係る画素レイアウトの構成例３を示す平面図である。図１０Ｂは、図１０Ａに示す画素レイアウトに対する、オンチップレンズ１１ｄの配置例を示す平面図である。図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、画素レイアウトの構成例３では、異色画素間分離部２１９２がトレンチアイソレーション構造を有する。同色画素間分離部２１９１は、トレンチアイソレーション構造を有する部分と、ｐ型領域２１８のみで構成される部分とを有する。
例えば、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、緑色画素群３２ＧＧ、赤色画素群３２ＲＧ、青色画素群３２ＢＧの各々における同色画素間分離部２１９１は、各画素群の外周部を除いて、トレンチアイソレーション構造を有する。各画素群の外周部における同色画素間分離部２１９１は、ｐ型領域２１８のみで構成されている。これにより、同色画素間分離部２１９１のうち、トレンチアイソレーション構造を有する部分の平面視による形状は、十字（クロス）状となっている。
図１０Ａ及び図１０Ｂに示す画素レイアウトの構成例３では、異色画素間分離部２１９２がトレンチアイソレーション構造を有するため、特に、異色画素間の混色を抑制することができる。また、同色画素間分離部２１９１の一部がトレンチアイソレーション構造を有するため、同色画素間の混色も抑制することができる。
なお、上記の構成例３は、以下の図１１に示す変形例１の態様、又は、図１２に示す変形例２の態様であってもよい。
図１１は、画素レイアウトの構成例３の変形例１を示す平面図である。図１１に示すように、緑色画素群３２ＧＧ、赤色画素群３２ＲＧ、青色画素群３２ＢＧの各々における同色画素間は、各画素群の中心部を除いて、トレンチアイソレーション構造を有する同色画素間分離部２１９１で分離されていてもよい。各画素群の中心部における同色画素間は、ｐ型領域２１８のみで構成される同色画素間分離部２１９１で分離されていてもよい。これにより、トレンチアイソレーション構造を有する同色画素間分離部２１９１の平面視による形状は、各画素群の外周から各画素群の中心部に向けて突き出た直線状となっている。このような態様であっても、上記の構成例３と同様に、異色画素間の混色と同色画素間の混色とを抑制することができる。
図１２は、画素レイアウトの構成例３の変形例２を示す平面図である。図１２に示すように、緑色画素群３２ＧＧ、赤色画素群３２ＲＧ、青色画素群３２ＢＧの各々における同色画素間は、各画素群の外周部と、各画素群の真中心部とを除いて、トレンチアイソレーション構造を有する同色画素間分離部２１９１で分離されていてもよい。画素群の真中心部とは、例えば、上記した画素群の中心部のさらに中心に近い領域を意味する。各画素群の外周部における同色画素間と、各画素群の真中心部における同色画素間は、ｐ型領域２１８のみで構成される同色画素間分離部２１９１で分離されていてもよい。これにより、トレンチアイソレーション構造を有する同色画素間分離部２１９１の平面視による形状は、中抜き十字（クロス）状となっている。このような態様であっても、上記の構成例３と同様に、異色画素間の混色と同色画素間の混色とを抑制することができる。
（４）構成例４
上記の構成例１から３では、４つの画素で構成される１つの画素群に１つのオンチップレンズ１１ｄが配置される態様を示した。しかしながら、本開示の実施形態において、画素レイアウトに対するオンチップレンズ１１ｄの配置はこれに限定されない。本開示の実施形態では、１つの画素３２に１つのオンチップレンズ１１ｄが配置されていてもよい。また、平面視で、１つの画素３２内に拡散層が設けられていてもよい。
図１３Ａは、本開示の実施形態１に係る画素レイアウトの構成例４を示す平面図である。図１３Ｂは、図１３Ａに示す画素レイアウトに対する、オンチップレンズ１１ｄの配置例を示す平面図である。図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、画素レイアウトの構成例４では、画素３２内にｐ型領域２１８が設けられている。ｐ型領域２１８によって、１つの画素３２内は例えば左側領域と右側領域とに完全分離されている。また、１つの画素３２に１つのオンチップレンズ１１ｄが配置されている。
このような構成であっても、緑色画素群３２ＧＧ、赤色画素群３２ＲＧ、青色画素群３２ＢＧの各々における異色画素間は、トレンチアイソレーション構造を有する異色画素間分離部２１９２で分離されているので、異色画素間の混色を抑制することができる。
なお、実施例４において、ｐ型領域２１８による画素３２内の分離は、平面視で部分的であってもよい。すなわち、上記の構成例４は、以下の図１４に示す変形例１の態様、又は、図１５に示す変形例２の態様であってもよい。
図１４は、画素レイアウトの構成例４の変形例１を示す平面図である。図１４に示すように、緑色画素３２Ｇ、赤色画素３２Ｒ、青色画素３２Ｂの各々において、ｐ型領域２１８による画素内分離は、平面視で、外周部に限定されており、中心部は除外されていてもよい。例えば、ｐ型領域２１８は、１つの画素３２内を左側領域と右側領域とに分離しているが、この分離は完全分離ではなく部分分離である。各画素３２の中心部にはｐ型領域２１８は設けられておらず、この中心部を介して左側領域と右側領域とが接続している。このような態様であっても、上記の構成例４と同様に、異色画素間の混色と同色画素間の混色とを抑制することができる。
図１５は、画素レイアウトの構成例４の変形例２を示す平面図である。図１５に示すように、各画素３２内を右側領域と左側領域とに部分分離するｐ型領域２１８は、各画素の片側（例えば、上側）に寄せられていてもよい。このような態様であっても、上記の構成例４と同様に、異色画素間の混色と同色画素間の混色とを抑制することができる。
（ＷＬレンズの構成）
ＷＬレンズ３０の平面視による形状は、円形状でもよいし、矩形状又は角丸矩形状であってもよい。図２に示したように、ＷＬレンズ３０は、ガラス基板１２、接着剤１５、ＩＲＣＦ１４、接着剤２５等を介して、固体撮像素子１１上に取り付けられる。接着剤による取り付けのため、ＷＬレンズ３０の角部近傍は他の部分よりも剥がれ易い傾向がある。ＷＬレンズ３０の角部の剥がれが生じると、入射光が固体撮像素子１１に適切に入射せず、フレアやゴーストが発生する可能性がる。
この可能性を低減するため、ＷＬレンズ３０の外形寸法を固体撮像素子１１の外形寸法よりも小さな値に設定し、さらに、ＷＬレンズ３０の中央付近に有効領域を設定すると共に外周部に非有効領域を設定してもよい。すなわち、ＷＬレンズ３０の外形寸法を固体撮像素子１１上のガラス基板１２よりも小さくし、かつ、ＷＬレンズ３０の外周部に非有効領域３０ｂが設定され、その内側に有効領域３０ａが設定されるようにする。これにより、固体撮像素子１１から剥がれ難く、または、端部が多少剥がれても有効に入射光を集光できるＷＬレンズ３０を実現することが可能である。
なお、有効領域３０ａとは、ＷＬレンズ３０の入射光が入射する領域のうち、非球面形状であって、固体撮像素子１１の光電変換可能な領域に入射光を集光するように有効に機能する領域である。換言すれば、有効領域３０ａは、非球面形状のレンズ構造が形成された同心円状の構造であって、レンズ外周部と外接する領域であって、入射光を固体撮像素子１１の光電変換可能な撮像面に集光する領域である。非有効領域３０ｂとは、ＷＬレンズ３０に入射する入射光を、必ずしも、固体撮像素子１１において光電変換される領域に集光するレンズとして機能しない領域である。
ただし、非有効領域３０ｂにおいて、有効領域３０ａとの境界においては、一部非球面形状のレンズとして機能する構造を延長した構造とすることが望ましい。このように、レンズとして機能する構造が、非有効領域３０ｂであって、有効領域３０ａとの境界付近に延長して設けられることにより、ＷＬレンズ３０が固体撮像素子１１上のガラス基板１２に接着される、または、貼り付けられるときに位置ズレが生じても適切に入射光を固体撮像素子１１の撮像面に集光させることが可能となる。
図１及び図２に示したように、ＷＬレンズ３０の端部は、固体撮像素子１１の撮像面に対して垂直に形成される。また、ＷＬレンズ３０の端部は、ＷＬレンズ３０のサイズが固体撮像素子１１のサイズよりも小さく設定され、ＷＬレンズ３０の中央部に有効領域３０ａが設定されて、その外周部に非有効領域３０ｂが設定されれば、その他の形状で形成されていてもよい。
図１６は、ＷＬレンズ３０の端部の構成例（その１）を示す図である。図１６の左上部で示されるように、非有効領域３０ｂにおける、有効領域３０ａとの境界において、非球面のレンズとしての有効領域３０ａと同様の構成が延長され、非有効領域３０ｂの端部Ｚ３３１で示されるように、端部が垂直に形成されてもよい。
また、図１６の左から２番目の上部で示されるように、非有効領域３０ｂにおける、有効領域３０ａとの境界において、非球面のレンズとしての有効領域３０ａと同様の構成が延長され、非有効領域３０ｂの端部Ｚ３３２で示されるように、端部がテーパ形状に形成されてもよい。
さらに、図１６の左から３番目の上部で示されるように、非有効領域３０ｂにおける、有効領域３０ａとの境界において、非球面のレンズとしての有効領域３０ａと同様の構成が延長され、非有効領域３０ｂの端部Ｚ３３３で示されるように、端部がラウンド状に形成されてもよい。
また、図１６の右上部で示されるように、非有効領域３０ｂにおける、有効領域３０ａとの境界において、非球面のレンズとしての有効領域３０ａと同様の構成が延長され、非有効領域３０ｂの端部Ｚ３３４で示されるように、端部が多段構造の側面として形成されてもよい。
さらに、図１６の左下部で示されるように、非有効領域３０ｂにおける、有効領域３０ａとの境界において、非球面のレンズとしての有効領域３０ａと同様の構成が延長され、非有効領域３０ｂの端部Ｚ３３５で示されるように、端部に水平方向の平面部を備え、有効領域３０ａよりも、入射光の入射方向と対向する方向に突出した土手状の突出部が形成された上で、突出部の側面が垂直に形成されてもよい。
また、図１６の左から２番目の下部で示されるように、非有効領域３０ｂにおける、有効領域３０ａとの境界において、非球面のレンズとしての有効領域３０ａと同様の構成が延長され、非有効領域３０ｂの端部Ｚ３３６で示されるように、端部に水平方向の平面部を備え、有効領域３０ａよりも、入射光の入射方向と対向する方向に突出した土手状の突出部が形成された上で、突出部の側面がテーパ形状に形成されてもよい。
さらに、図１６の左から３番目の下部で示されるように、非有効領域３０ｂにおける、有効領域３０ａとの境界において、非球面のレンズとして３７の有効領域３０ａと同様の構成が延長され、非有効領域３０ｂの端部Ｚ３３７で示されるように、端部に水平方向の平面部を備え、有効領域３０ａよりも、入射光の入射方向と対向する方向に突出した土手状の突出部が形成された上で、突出部の側面がラウンド形状に形成されてもよい。
また、図１６の右下部で示されるように、非有効領域３０ｂにおける、有効領域３０ａとの境界において、非球面のレンズとしての有効領域３０ａと同様の構成が延長され、非有効領域３０ｂの端部Ｚ３３８で示されるように、端部に水平方向の平面部を備え、有効領域３０ａよりも、入射光の入射方向と対向する方向に突出した土手状の突出部が形成された上で、突出部の側面が多段構造に形成されてもよい。
なお、図１６の上段には、ＷＬレンズ３０の端部に、水平方向の平面部を備える土手状の突出部が設けられていない構造例が示されている。図１６の下段には、ＷＬレンズ３０の端部に、水平方向の平面部を備える突出部が設けられている構造例が示されている。また、図１６の上段及び下段は、いずれも左から順に、ＷＬレンズ３０の端部がガラス基板１２に対して垂直に構成された例、端部がテーパ形状に構成された例、端部がラウンド形状に構成された例、及び端部が複数の側面が多段に構成された例が示されている。
図１７は、ＷＬレンズ３０の端部の構成例（その２）を示す図である。図１７の上部で示されるように、非有効領域３０ｂにおける、有効領域３０ａとの境界において、非球面のレンズとしての有効領域３０ａと同様の構成が延長され、非有効領域３０ｂの端部Ｚ３５１で示されるように、突出部がガラス基板１２に対して垂直に形成され、さらに、固体撮像素子１１上のガラス基板１２との境界に方形状の境界構造Ｅｓを残すように構成するようにしてもよい。
さらに、図１７の下部で示されるように、非有効領域３０ｂにおける、有効領域３０ａとの境界において、非球面のレンズとしての有効領域３０ａと同様の構成が延長され、非有効領域３０ｂの端部Ｚ３５２で示されるように、突出部がガラス基板１２に垂直に形成され、さらに、固体撮像素子１１上のガラス基板１２との境界にラウンド形状の境界構造Ｅｒを残すように構成するようにしてもよい。
方形状の境界構造Ｅｓ及びラウンド形状の境界構造Ｅｒについては、いずれにおいても、ＷＬレンズ３０とガラス基板１２との接触面積を増大させることにより、ＷＬレンズ３０とガラス基板１２とをより密着させて接合させることが可能となり、結果として、ＷＬレンズ３０のガラス基板１２からの剥がれを抑制することが可能となる。
なお、方形状の境界構造Ｅｓ及びラウンド形状の境界構造Ｅｒについては、端部がテーパ形状に形成される場合、ラウンド形状に形成される場合、及び多段構造に形成される場合のいずれにおいて使用するようにしてもよい。
図１８は、ＷＬレンズ３０の端部の構成例（その３）を示す図である。図１８で示されるように、非有効領域３０ｂにおける、有効領域３０ａとの境界において、非球面のレンズとしての有効領域３０ａと同様の構成が延長され、非有効領域３０ｂの端部Ｚ３７１で示されるように、ＷＬレンズ３０の側面がガラス基板１２に垂直に形成され、さらに、その外周部のガラス基板１２上にＷＬレンズ３０と略同一の高さで、所定の屈折率の屈折膜３５１が構成されるようにしてもよい。
これにより、例えば、屈折膜３５１が所定の屈折率よりも高屈折率である場合、図１８の上部の実線の矢印で示されるように、ＷＬレンズ３０の外周部からの入射光がある場合、ＷＬレンズ３０の外側に反射すると共に、点線の矢印で示されるように、ＷＬレンズ３０の側面部への入射光を低減する。結果として、ＷＬレンズ３０への迷光の侵入を抑制するので、フレアやゴーストの発生を抑制する。
また、屈折膜３５１が所定の屈折率よりも低屈折率である場合、図１８の下部の実線の矢印で示されるように、固体撮像素子１１の入射面に入射せず、ＷＬレンズ３０の側面からＷＬレンズ３０外に透過しようとする光を透過させると共に、点線の矢印で示されるように、ＷＬレンズ３０の側面からの反射光を低減させる。結果として、ＷＬレンズ３０への迷光の侵入を抑制するので、フレアやゴーストの発生を抑制することが可能となる。
さらに、図１８においては、屈折膜３５１は、ガラス基板１２上のＷＬレンズ３０と同一の高さに、かつ、端部が垂直に形成される例について説明してきたが、それ以外の形状であってもよい。
図１９は、ＷＬレンズ３０の端部の構成例（その４）を示す図である。例えば、図１９の左上部の領域Ｚ３９１で示されるように、屈折膜３５１は、ガラス基板１２上の端部にテーパ形状が形成され、かつ、ＷＬレンズ３０の端部の高さよりも高い厚みを持った構成とするようにしてもよい。
また、例えば、図１９の中央上部の領域Ｚ３９２で示されるように、屈折膜３５１は、端部にテーパ形状が形成され、かつ、ＷＬレンズ３０の端部の高さよりも高くなるような厚みを持った構成とし、さらに、一部がＷＬレンズ３０の非有効領域３０ｂに被るような構成にしてもよい。
さらに、例えば、図１９の右上部の領域Ｚ３９３で示されるように、屈折膜３５１は、ＷＬレンズ３０の端部の高さからガラス基板１２の端部にかけてテーパ形状が形成される構成にしてもよい。
また、例えば、図１９の左下部の領域Ｚ３９４で示されるように、屈折膜３５１は、ガラス基板１２の端部にテーパ形状が形成され、かつ、ＷＬレンズ３０の端部の高さよりも低い厚みを持った構成にしてもよい。
さらに、例えば、図１９の右下部の領域Ｚ３９５で示されるように、屈折膜３５１は、ＷＬレンズ３０の端部の高さよりもガラス基板１２に向かって凹状で、かつ、ラウンド形状に形成される構成にしてもよい。
図１８、図１９のいずれの構成においても、ＷＬレンズ３０への迷光の侵入を抑制するので、フレアやゴーストの発生を抑制することが可能となる。
（凹型レンズの変形例）
本開示の実施形態では、本開示の凹型レンズとして、ＷＬレンズ３０に代えて、以下で説明するレンズ４０１を用いてもよい。図２０は、本開示の実施形態１に係る撮像装置１の変形例を示す図である。
図２０で示されるように、上面からみた重心位置を中心とした同心円状に非球面の凹型のレンズ４０１が、固体撮像素子１１上のガラス基板１２上に形成されていてもよい。また、レンズ４０１には、光が入射する面上にＡＲコート（Ａｎｔｉ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）４０２が形成され、外周部に突出部４０１ａが形成されている。ＡＲコート４０２により、固体撮像素子１１からの反射光の内乱反射が抑制されるので、より高い精度でフレアやゴーストの発生を抑制することが可能となる。
ＡＲコート４０２は、単層膜又は多層構造膜であり、例えば、透明なシリコン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、スチレン系等の樹脂、Ｓｉ（ケイ素）、Ｃ（炭素）、Ｈ（水素）を主成分とする絶縁膜（例えば、ＳｉＣＨ，ＳｉＣＯＨ，ＳｉＣＮＨ）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｎ（窒素）を主成分とする絶縁膜（例えば、ＳｉＯＮ，ＳｉＮ）、水酸化シリコン、アルキルシラン、アルコキシシラン、ポリシロキサン等の少なくともいずれかの材料ガスと酸化剤を用いて成膜されるＳｉＯ２膜、Ｐ－ＳｉＯ膜、ＨＤＰ－ＳｉＯ膜などの単層膜、又は、これらの中から選択される１種以上の膜を含む多層積層膜である。ＡＲコート４０２は、例えば、真空蒸着、スパッタリング、またはＷＥＴコーティングなどを採用することができる。
図２１は、凹型のレンズ４０１の構成例（その１）を示す図である。レンズ４０１は、図２１で示されるように、上面から見た重心位置を中心として非球面の凹型形状となるような、すり鉢状の形状とされている。なお、図２１においては、図中の右上部が、図中の左上部の点線で示される方向におけるレンズ４０１の断面形状が示されており、図中の右下部が、図中の左上部の実線で示される方向におけるレンズ４０１の断面形状が示されている。
図２１においては、レンズ４０１の範囲Ｚｅが図２１の右上部及び右下部において共通の非球面曲面構造とされており、このような形状により固体撮像素子１１の撮像面に、図中の上方からの入射光を集光させる有効領域を構成する。
また、レンズ４０１は、非球面曲面から構成されることにより、中心位置から光の入射方向と垂直方向の距離の応じて厚さが変化する。より具体的には、中心位置においては、レンズ厚さは最も薄い厚さＤであり、範囲Ｚｅにおける中心から最も離れた位置のレンズ厚さは、最も厚い厚さＨとなる。また、ガラス基板１２の厚さが、厚さＴｈである場合、レンズ４０１の最も厚くなる厚さＨは、ガラス基板１２の厚さＴｈよりも厚く、レンズ４０１の最も薄くなる厚さＤは、ガラス基板１２の厚さＴｈよりも薄い。
すなわち、これらの関係をまとめると、厚さＤ、Ｈ、Ｔｈは、厚さＨ＞厚さＴｈ＞厚さＤの関係を満たしたレンズ４０１とガラス基板１２とが用いられることで、小型軽量で、かつ、高解像度での撮像が可能な撮像装置１（の一体化構成部１０）を実現することが可能となる。
また、ガラス基板１２の体積ＶＧが、レンズ４０１の体積ＶＬよりも小さくなるようにすることで、最も効率よくレンズの体積を形成することが可能となるので、小型軽量で、かつ、高解像度での撮像が可能な撮像装置１を実現することが可能となる。
以上においては、図２１で示されるような、外周部にテーパが設けられた突出部４０１ａを備えた凹型のレンズ４０１により、小型軽量で、かつ、高解像での撮像が可能な撮像装置１を構成する例について説明してきた。しかしながら、レンズ４０１、及びガラス基板１２が、厚さＤ、Ｈ、Ｔｈは、厚さＨ＞厚さＴｈ＞厚さＤの関係を満たす限り、レンズ４０１の形状は他の形状であってもよい。また、体積ＶＧ、ＶＬが、体積ＶＧ＜体積ＶＬの関係を満たせば、より好ましい。
図２２は、凹型のレンズ４０１の構成例（その２）を示す図である。例えば、図２２のレンズ４０１Ｇで示されるように、突出部４０１ａより外周側の側面は、ガラス基板１２に対して直角をなす構成として、テーパを含まない構成とするようにしてもよい。
また、図２２のレンズ４０１Ｈで示されるように、突出部４０１ａより外周側の側面は、ラウンド状のテーパを含む構成とするようにしてもよい。
さらに、図２２のレンズ４０１Ｉで示されるように、突出部４０１ａそのものを含まず、側面は、ガラス基板１２に対して所定の角をなす直線状のテーパ形状を含む構成とするようにしてもよい。
また、図２２のレンズ４０１Ｊで示されるように、突出部４０１ａそのものを含まず、側面は、ガラス基板１２に対して直角をなす構成として、テーパ形状を含まない構成とするようにしてもよい。
さらに、図２２のレンズ４０１Ｋで示されるように、突出部４０１ａそのものを含まず、側面は、ガラス基板１２に対してラウンド状のテーパ形状を含む構成とするようにしてもよい。
また、図２２のレンズ４０１Ｌで示されるように、突出部４０１ａそのものを含まず、レンズの側面は、２つの変曲点を有する２段構成とするようにしてもよい。また、レンズ４０１Ｌの側面については、２つの変曲点を有する２段構成であるので、２段側面型レンズと称してもよい。
さらに、図２２のレンズ４０１Ｍで示されるように、側面は、突出部４０１ａを含み、かつ、外形側面に２つの変曲点を有する２段構成とするようにしてもよい。
また、図２２のレンズ４０１Ｎで示されるように、突出部４０１ａを含み、側面は、ガラス基板１２に対して直角をなす構成として、さらに、ガラス基板１２との境界付近に方形状の裾引き部４０１ｂを付加するようにしてもよい。
さらに、図２２のレンズ４０１Ｎで示されるように、突出部４０１ａを含み、ガラス基板１２に対して直角をなす構成として、さらに、ガラス基板１２との境界付近にラウンド形状の裾引き部４０１ｂ'を付加するようにしてもよい。
また、レンズ４０１の突出部４０１ａや側面を覆うように遮光膜が形成されるようにして、側面フレアの発生を抑制するようにしてもよい。
図２３は、凹型のレンズ４０１の側面等に配置される遮光膜５２１の構成例を示す図である。例えば、図２３の最上段で示されるように、ガラス基板１２上において、レンズ４０１の側面、及び突出部４０１ａの上面の平面部の高さまでの全範囲、すなわち、有効領域以外の範囲に遮光膜５２１が形成されるようにしてもよい。
また、図２３の上から２番目で示されるように、ガラス基板１２上からレンズ４０１の側面、及び突出部４０１ａの上面の平面部までの全面、すなわち、有効領域以外の表面部分の全体に遮光膜５２１が形成されるようにしてもよい。
さらに、図２３の上から３番目で示されるように、ガラス基板１２上からレンズ４０１の突出部４０１ａの側面に遮光膜５２１が形成されるようにしてもよい。
また、図２３の上から４番目で示されるように、ガラス基板１２上からレンズ４０１の突出部４０１ａの側面における、ガラス基板１２から所定の高さまでの範囲に遮光膜５２１が形成されるようにしてもよい。
さらに、図２３の上から５番目で示されるように、レンズ４０１の突出部４０１ａの側面のみに遮光膜５２１が形成されるようにしてもよい。
また、図２３の上から６番目で示されるように、ガラス基板１２上の２段側面型レンズ４０１の２つの側面の最高位置までの範囲に遮光膜５２１が形成されるようにしてもよい。
さらに、図２３の上から７番目で示されるように、ガラス基板１２上の２段側面型レンズ４０１の２つの側面の最高位置までの表面の全体、及び、固体撮像素子１１の外周部分を覆うように遮光膜５２１が形成されるようにしてもよい。
遮光膜５２１は、部分成膜により形成してもよいし、成膜後リソグラフィすることで形成してもよいし、レジストを形成した後、成膜し、レジストをリフトオフすることで形成してもよい。
（実施形態１の効果）
以上説明したように、本開示の実施形態１に係る撮像装置１は、シリコン基板１０１（本開示の「半導体基板」の一例）と、シリコン基板１０１に設けられ、シリコン基板１０１の一方の面（例えば、裏面）に平行な方向に並んで配置される複数の画素３２と、シリコン基板１０１に設けられ、複数の画素３２のうちの隣り合う画素３２間を分離する画素間分離部２１９と、シリコン基板１０１の一方の面側に設けられるカラーフィルタ１１ｃと、カラーフィルタ１１ｃを介してシリコン基板１０１の一方の面側に設けられ、一方の面に平行な方向に並んで配置される複数のオンチップレンズ１１ｄと、カラーフィルタ及び複数のオンチップレンズ１１ｄを介してシリコン基板１０１の一方の面側に設けられたＷＬレンズ３０（または、レンズ４０１）と、を備える。
カラーフィルタ１１ｃは、緑色の光を透過するＧフィルタと、赤色の光を透過するＲフィルタと、青色の光を透過するＢフィルタと、を有する。複数の画素３２は、Ｇフィルタが配置される緑色画素３２Ｇと、Ｒフィルタが配置される赤色画素３２Ｒと、Ｂフィルタが配置される青色画素３２Ｂと、を有する。
画素間分離部２１９は、緑色画素３２Ｇ、赤色画素３２Ｒ、青色画素３２Ｂのうち、隣接する同色の画素３２間に配置される同色画素間分離部２１９１と、緑色画素３２Ｇ、赤色画素３２Ｒ、青色画素３２Ｂのうち、隣接する異色の画素３２間に配置される異色画素間分離部２１９２と、を有する。異色画素間分離部２１９２は、トレンチアイソレーション構造を有する。
これによれば、ＷＬレンズ３０は、高像高側の画素３２（すなわち、画素領域２１の中心部から離れた位置に配置された画素３２）に入射する光の入射角を緩和することができ、高像高側の入射角を０°（すなわち、受光面であるシリコン基板１０１の裏面に対して垂直）に近づけることができる。これにより、高像高側において、隣接する画素間の混色を抑制することができる。また、隣接する異色画素間は、トレンチアイソレーション構造で分離されるため、混色をさらに抑制することができる。これにより、隣接する同色画素間の出力差を低減することが可能となるため、例えば、入力画像の画素配列を異なる画素配列に変換するリモザイク時に、画質の劣化を抑制することが可能となる。
また、同色画素間分離部２１９１の少なくとも一部（すなわち、一部又は全部）は、トレンチアイソレーション構造を有してもよい。これによれば、隣接する異色画素間だけでなく、隣接する同色画素間も、トレンチアイソレーション構造で分離されるため、混色をさらに抑制することができる。
（実施形態２）
上記の実施形態１では、図７に示したように、画素間分離部２１９を構成するトレンチが、シリコン基板１０１の裏面（図７では、上面）に開口し、かつシリコン基板１０１内に底面を有することを説明した。つまり、画素間分離部２１９は、シリコン基板１０１の厚さ方向における途中の位置まで形成されており、シリコン基板１０１を貫通していないことを説明した。しかしながら、本開示の実施形態はこれに限定されない。画素間分離部を構成するトレンチは、半導体基板の一方の面（例えば、裏面）と、一方の面の反対側に位置する他方の面（例えば、表面）との間を貫通していてもよい。つまり、画素間分離部は、半導体基板を貫通していてもよい。
図２４は、本開示の実施形態２に係る画素センサ基板１１ｂの構成例を示す断面図である。図２４に示すように、実施形態２に係る画素センサ基板１１ｂは、裏面照射型であり、シリコン基板１０１にフォトダイオード５１と、フォトダイオード５１を取り囲む画素間分離部２１９Ａとが設けられている。画素間分離部２１９は、トレンチアイソレーション構造を有し、シリコン基板１０１を貫通している。
例えば、画素間分離部２１９は、ｐ型領域２１８に設けられたトレンチ２３９Ａと、トレンチ２３９Ａの内壁に設けられた絶縁膜２３０と、絶縁膜２３０を介してトレンチ２３９Ａ内に埋め込まれたポリシリコン膜２２１Ａ（本開示の「充填膜」の一例）と、を有する。絶縁膜２３０は、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）である。トレンチ２３９Ａは、シリコン基板１０１の裏面２３２と表面２３３との間を貫通している。これにより、画素間分離部２１９は、シリコン基板１０１を貫通している。
フォトダイオード５１と画素間分離部２１９Ａとの間には、画素間分離部２１９Ａ側からフォトダイオード５１に向かって順にｐ型領域２１８とｎ型領域２３１とが形成されている。また、ｐ型領域２１８はシリコン基板１０１の裏面２３２に接しているが、ｎ型領域２３１は裏面２３２に接していない。ｎ型領域２３１と裏面２３２との間にはｐ型領域２２４が介在している。これにより、裏面２３２におけるピニングの弱体化が抑制され、発生した電荷がフォトダイオード５１に流れ込んでＤａｒｋ特性が悪化すること（例えば、白点が生じたり、暗電流が発生したりすること）を抑制することができる。
なお、画素間分離部２１９Ａでは、絶縁膜２３０として、ＳｉＯ２膜でなくＳｉＮを用いてもよい。また、絶縁膜２３０は、固定電荷膜でよく、その具体的材料としては上述の固定電荷膜２２０（例えば、図７参照）と同様の材料を用いることができる。また、充填膜として、ポリシリコン膜２２１Ａの代わりにドーピングポリシリコンを用いてもよい。充填膜として、ドーピングポリシリコンを用いた場合、又は、ポリシリコン膜を形成した後にｎ型不純物またはｐ型不純物をドーピングした場合には、充填膜に負バイアスを印加することで、画素間分離部２１９Ａの側壁のピニングを強化することができるので、Ｄａｒｋ特性をさらに改善することができる。
実施形態２においても、ＷＬレンズ３０は、高像高側の画素３２に入射する光の入射角を緩和することができ、高像高側の入射角を０°に近づけることができる。これにより、高像高側において、隣接する画素間の混色を抑制することができる。また、実施形態２では、異色画素間分離部２１９２（図８Ａから図１５参照）に、シリコン基板１０１を貫通する画素間分離部２１９Ａの構造が用いられる。隣接する異色画素間は、シリコン基板１０１を貫通するトレンチアイソレーション構造で分離されるため、混色をさらに抑制することができる。これにより、隣接する同色画素間の出力差を低減することが可能となるため、例えば、入力画像の画素配列を異なる画素配列に変換するリモザイク時に、画質の劣化を抑制することが可能となる。
また、異色画素間分離部２１９２だけでなく、同色画素間分離部２１９１（図８Ａから図１５参照）の少なくとも一部についても、シリコン基板１０１を貫通する画素間分離部２１９Ａの構造が用いられてよい。これにより、隣接する異色画素間だけでなく、隣接する同色画素間も、シリコン基板１０１を貫通するトレンチアイソレーション構造で分離されるため、混色をさらに抑制することができる。
＜電子機器への適用例＞
上述した撮像装置１（例えば、図１参照）は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
図２５は、本技術を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。図２５に示される撮像装置１００１は、光学系１００２、シャッタ装置１００３、固体撮像素子１００４、駆動回路１００５、信号処理回路１００６、モニタ１００７、及びメモリ１００８を備えて構成され、静止画像及び動画像を撮像可能である。
光学系１００２は、１枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの光（入射光）を固体撮像素子１００４に導き、固体撮像素子１００４の受光面に結像させる。
シャッタ装置１００３は、光学系１００２及び固体撮像素子１００４の間に配置され、駆動回路１００５の制御に従って、固体撮像素子１００４への光照射期間及び遮光期間を制御する。
固体撮像素子１００４は、上述した固体撮像素子を含むパッケージにより構成される。固体撮像素子１００４は、光学系１００２及びシャッタ装置１００３を介して受光面に結像される光に応じて、一定期間、信号電荷を蓄積する。固体撮像素子１００４に蓄積された信号電荷は、駆動回路１００５から供給される駆動信号（タイミング信号）に従って転送される。
駆動回路１００５は、固体撮像素子１００４の転送動作、及び、シャッタ装置１００３のシャッタ動作を制御する駆動信号を出力して、固体撮像素子１００４及びシャッタ装置１００３を駆動する。
信号処理回路１００６は、固体撮像素子１００４から出力された信号電荷に対して各種の信号処理を施す。信号処理回路１００６が信号処理を施すことにより得られた画像（画像データ）は、モニタ１００７に供給されて表示されたり、メモリ１００８に供給されて記憶（記録）されたりする。
このように構成されている撮像装置１００１においても、上述した光学系１００２、及び固体撮像素子１００４に代えて、撮像装置１を適用することにより、装置構成の小型化及び低背化を実現しつつ、隣接する画素間の混色を抑制することが可能となる。
＜撮像装置の使用例＞
図２６は、上述の撮像装置１を使用する使用例を示す図である。上述した撮像装置１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様々なケースに使用することができる。
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・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
・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、ＴＶ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
・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
・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
・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
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・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
＜内視鏡手術システムへの応用例＞
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、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
図２７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２７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２８は、図２７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、ＣＣＵ１１２０１の画像処理部１１４１２等に適用され得る。具体的には、上述した撮像装置１を撮像部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、ＣＣＵ１１２０１の画像処理部１１４１２等に本開示に係る技術を適用することにより、隣接する画素間の混色を抑制することができ、より鮮明な術部画像を得ることができるため、術者が術部を確実に確認することが可能になる。また、内視鏡１１１００や、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２、ＣＣＵ１１２０１の画像処理部１１４１２等に本開示に係る技術を適用することにより、より低レイテンシで術部画像を得ることができるため、術者が術部を触接観察している場合と同様の感覚で処置を行うことが可能になる。
なお、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。
＜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２９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２９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２９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３０は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
図３０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３０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、撮像部１２０３１等に適用され得る。具体的には、上述した撮像装置１を撮像部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、隣接する画素間の混色を抑制することができ、より見やすい撮影画像を得ることができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。
＜その他の実施形態＞
上記のように、本開示は実施形態及び変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本開示を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。例えば、図１及び図２に示した一体化構成部１０において、ガラス基板１２及びＩＲＣＦ１４の少なくとも一方を、必要に応じて省略してもよい。また、図２、図６、図７、図２４では、１つの画素３２に１つのオンチップレンズ１１ｄが配置される態様を示したが、これはあくまで一例であり、図８Ｂ等に示したように、平面視で４つの画素３２に１つのオンチップレンズ１１ｄが配置されていてもよく、断面視では２つの画素３２に１つのオンチップレンズ１１ｄが配置されていてもよい。
このように、本技術はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。上述した実施形態及び変形例の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。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無く、また他の効果があってもよい。
なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）
半導体基板と、
前記半導体基板に設けられ、前記半導体基板の一方の面に平行な方向に並んで配置される複数の画素と、
前記半導体基板に設けられ、複数の画素のうちの隣り合う画素間を分離する画素間分離部と、
前記半導体基板の前記一方の面側に設けられるカラーフィルタと、
前記カラーフィルタを介して前記半導体基板の前記一方の面側に設けられ、前記一方の面に平行な方向に並んで配置される複数の凸型レンズと、
前記カラーフィルタ及び前記複数の凸型レンズを介して前記半導体基板の前記一方の面側に設けられた凹型レンズと、を備え、
前記複数の画素は、
前記カラーフィルタのうちの第１色フィルタが配置される第１色画素と、
前記カラーフィルタのうちの第２色フィルタが配置される第２色画素と、
前記カラーフィルタのうちの第３色フィルタが配置される第３色画素と、を有し、
前記画素間分離部は、
前記第１色画素、前記第２色画素及び前記第３色画素のうち、隣接する同色の画素間に配置される同色画素間分離部と、
前記第１色画素、前記第２色画素及び前記第３色画素のうち、隣接する異色の画素間に配置される異色画素間分離部と、を有し、
前記異色画素間分離部は、トレンチアイソレーション構造を有する、撮像装置。
（２）
前記同色画素間分離部の少なくとも一部は、前記トレンチアイソレーション構造を有する、前記（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記トレンチアイソレーション構造は、
前記半導体基板に設けられたトレンチと、
前記トレンチに埋め込まれた充填膜と、を有する前記（１）又は（２）に記載の撮像装置。
（４）
前記トレンチは、
前記半導体基板の前記一方の面側に開口し、かつ前記半導体基板内に底面を有する、前記（３）に記載に撮像装置。
（５）
前記トレンチは、前記半導体基板の前記一方の面と、前記一方の面の反対側に位置する他方の面との間を貫通する、前記（３）に記載の撮像装置。
（６）
前記複数の画素は、
前記第１色画素が第１方向と、前記第１方向と直交する第２方向とに２画素ずつ並べられた４画素を有する第１色画素群と、
前記第２色画素が前記第１方向と前記第２方向とに２画素ずつ並べられた４画素を有する第２色画素群と、
前記第３色画素が前記第１方向と前記第２方向とに２画素ずつ並べられた４画素を有する第３色画素群と、を有し、
前記第１色画素群、前記第２色画素群及び前記第３色画素群にそれぞれ、前記凸型レンズが１つずつ配置されている、前記（１）から（５）のいずれか１項に記載の撮像装置。
（７）
前記第１色画素群、前記第２色画素群及び前記第３色画素群は、前記第１方向及び前記第２方向で異色の画素群同士が隣接している、前記（６）に記載の撮像装置。
（８）
前記凹型レンズを挟んで前記半導体基板の反対側に配置され、前記凹型レンズに光を入射させるレンズ群と、
前記レンズ群を保持する保持部と、をさらに備える前記（１）から（７）のいずれか１項に記載の撮像装置。
１、１００１ 撮像装置
５ カラム信号処理回路
１０ 一体化構成部
１１、１００４ 固体撮像素子
１１ａ 下側基板（ロジック基板）
１１ｂ 上側基板（画素センサ基板）
１１ｃ カラーフィルタ
１１ｄ オンチップレンズ
１１ｅ ボール（裏面電極）
１１ｅ ボール
１２ ガラス基板
１３、１５、２５ 接着剤
１６ レンズ群
１７ 回路基板
１８ アクチュエータ
１９ コネクタ
２０ スペーサ
２１ 画素領域
２２ 制御回路
２３ ロジック回路
２９ ウェル層
３０ ウェーハレベルレンズ（ＷＬレンズ）
３０ａ 有効領域
３０ｂ 非有効領域
３２ 画素
３２Ｂ 青色画素
３２ＢＧ 青色画素群
３２Ｇ 緑色画素
３２ＧＧ 緑色画素群
３２Ｒ 赤色画素
３２ＲＧ 赤色画素群
３３ 画素アレイ部
３４ 垂直駆動回路
３５ カラム信号処理回路
３６ 水平駆動回路
３７ 出力回路
３８ 制御回路
３９ 入出力端子
４０ 画素駆動配線
４１ 垂直信号線
４２ 水平信号線
５１ フォトダイオード
５２ 第１転送トランジスタ
５３ メモリ部
５４ 第２転送トランジスタ
５６ リセットトランジスタ
５７ 増幅トランジスタ
５８ 選択トランジスタ
５９ 排出トランジスタ
８１、１０１ 半導体基板（シリコン基板）
８２、１０２ 多層配線層
８３、１０３、１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ 配線層
８３ａ、８３ｂ、８３ｃ 配線層
８４、１０４ 層間絶縁膜
８５ シリコン貫通孔
８６、１０７、２２１、２３０ 絶縁膜
８７ 接続導体
８８、１０９ シリコン貫通電極
９０ 再配線
９１ ソルダマスク（ソルダレジスト）
１０５ チップ貫通電極
１０６ 接続用配線
１０８ 平坦化膜（絶縁膜）
２１６ 転送ゲート電極
２１７ ゲート絶縁膜
２１８、２２３、２２４ ｐ型領域
２１９、２１９Ａ 画素間分離部
２２０ 絶縁膜（固定電荷膜）
２２１Ａ ポリシリコン膜
２２２、２３１ ｎ型領域
２２５、５２１ 遮光膜
２２９ ウェル層
２３２ 裏面
２３３ 表面
２３９、２３９Ａ トレンチ
３５１ 屈折膜
４０１、４０１Ｇ、４０１Ｈ、４０１Ｉ、４０１Ｊ、４０１Ｋ、４０１Ｌ、４０１Ｍ、４０１Ｎ レンズ
４０１ａ 突出部
４０１ｂ、４０１ｂ´ 裾引き部
４０２ ＡＲコート
１００２ 光学系
１００３ シャッタ装置
１００５ 駆動回路
１００６ 信号処理回路
１００７ モニタ
１００８ メモリ
２１９１ 同色画素間分離部
２１９２ 異色画素間分離部
１０４０２ 撮像部
１１０００ 内視鏡手術システム
１１１００ 内視鏡
１１１０１ 鏡筒
１１１０２ カメラヘッド
１１１１０ 術具
１１１１１ 気腹チューブ
１１１１２ エネルギー処置具
１１１２０ 支持アーム装置
１１１３１ 術者（医師）
１１１３２ 患者
１１１３３ 患者ベッド
１１２００ カート
１１２０１ カメラコントロールユニット
１１２０２ 表示装置
１１２０３ 光源装置
１１２０４ 入力装置
１１２０５ 処置具制御装置
１１２０６ 気腹装置
１１２０７ レコーダ
１１２０８ プリンタ
１１４００ 伝送ケーブル
１１４０１ レンズユニット
１１４０２ 撮像部
１１４０３ 駆動部
１１４０４ 通信部
１１４０５ カメラヘッド制御部
１１４１１ 通信部
１１４１２ 画像処理部
１１４１３ 制御部
１２０００ 車両制御システム
１２００１ 通信ネットワーク
１２０１０ 駆動系制御ユニット
１２０２０ ボディ系制御ユニット
１２０３０ 車外情報検出ユニット
１２０３１ 撮像部
１２０４０ 車内情報検出ユニット
１２０４１ 運転者状態検出部
１２０５０ 統合制御ユニット
１２０５１ マイクロコンピュータ
１２０５２ 音声画像出力部
１２０６１ オーディオスピーカ
１２０６２ 表示部
１２０６３ インストルメントパネル
１２１００ 車両
１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５ 撮像部
１２１１１、１２１１２、１２１１３、１２１１４ 撮像範囲
ＣＣＵ１１２０１ 撮像部
Ｅｒ、Ｅｓ 境界構造
ＦＤ 第２転送トランジスタ
Ｉ 車載ネットワーク
ＩＣＧ インドシアニングリーン
ＯＦＧ 排出信号
Ｑｓ 飽和電荷量
ＲＳＴ リセット信号
ＳＥＬ 選択信号
ＴＲＧ、ＴＲＸ 転送信号
ＶＤＤ 定電圧源
Ｚ３３１、Ｚ３３２、Ｚ３３３、Ｚ３３４、Ｚ３３５、Ｚ３３６、Ｚ３３７、Ｚ３３８、Ｚ３５１、Ｚ３５２、Ｚ３７１ 端部
Ｚ３９１、Ｚ３９２、Ｚ３９３、Ｚ３９４、Ｚ３９５ 領域
Ｚｅ 範囲

Claims (8)

  1. 半導体基板と、
    前記半導体基板に設けられ、前記半導体基板の一方の面に平行な方向に並んで配置される複数の画素と、
    前記半導体基板に設けられ、複数の画素のうちの隣り合う画素間を分離する画素間分離部と、
    前記半導体基板の前記一方の面側に設けられるカラーフィルタと、
    前記カラーフィルタを介して前記半導体基板の前記一方の面側に設けられ、前記一方の面に平行な方向に並んで配置される複数の凸型レンズと、
    前記カラーフィルタ及び前記複数の凸型レンズを介して前記半導体基板の前記一方の面側に設けられた凹型レンズと、を備え、
    前記複数の画素は、
    前記カラーフィルタのうちの第１色フィルタが配置される第１色画素と、
    前記カラーフィルタのうちの第２色フィルタが配置される第２色画素と、
    前記カラーフィルタのうちの第３色フィルタが配置される第３色画素と、を有し、
    前記画素間分離部は、
    前記第１色画素、前記第２色画素及び前記第３色画素のうち、隣接する同色の画素間に配置される同色画素間分離部と、
    前記第１色画素、前記第２色画素及び前記第３色画素のうち、隣接する異色の画素間に配置される異色画素間分離部と、を有し、
    前記異色画素間分離部は、トレンチアイソレーション構造を有する、撮像装置。
  2. 前記同色画素間分離部の少なくとも一部は、前記トレンチアイソレーション構造を有する、請求項１に記載の撮像装置。
  3. 前記トレンチアイソレーション構造は、
    前記半導体基板に設けられたトレンチと、
    前記トレンチに埋め込まれた充填膜と、を有する請求項１に記載の撮像装置。
  4. 前記トレンチは、
    前記半導体基板の前記一方の面側に開口し、かつ前記半導体基板内に底面を有する、請求項３に記載の撮像装置。
  5. 前記トレンチは、前記半導体基板の前記一方の面と、前記一方の面の反対側に位置する他方の面との間を貫通する、請求項３に記載の撮像装置。
  6. 前記複数の画素は、
    前記第１色画素が第１方向と、前記第１方向と直交する第２方向とに２画素ずつ並べられた４画素を有する第１色画素群と、
    前記第２色画素が前記第１方向と前記第２方向とに２画素ずつ並べられた４画素を有する第２色画素群と、
    前記第３色画素が前記第１方向と前記第２方向とに２画素ずつ並べられた４画素を有する第３色画素群と、を有し、
    前記第１色画素群、前記第２色画素群及び前記第３色画素群にそれぞれ、前記凸型レンズが１つずつ配置されている、請求項１に記載の撮像装置。
  7. 前記第１色画素群、前記第２色画素群及び前記第３色画素群は、前記第１方向及び前記第２方向で異色の画素群同士が隣接している、請求項６に記載の撮像装置。
  8. 前記凹型レンズを挟んで前記半導体基板の反対側に配置され、前記凹型レンズに光を入射させるレンズ群と、
    前記レンズ群を保持する保持部と、をさらに備える請求項１に記載の撮像装置。
JP2021010690A 2021-01-26 2021-01-26 撮像装置 Pending JP2022114386A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021010690A JP2022114386A (ja) 2021-01-26 2021-01-26 撮像装置
PCT/JP2021/048888 WO2022163296A1 (ja) 2021-01-26 2021-12-28 撮像装置
US18/261,685 US20240079428A1 (en) 2021-01-26 2021-12-28 Imaging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021010690A JP2022114386A (ja) 2021-01-26 2021-01-26 撮像装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022114386A true JP2022114386A (ja) 2022-08-05

Family

ID=82654617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021010690A Pending JP2022114386A (ja) 2021-01-26 2021-01-26 撮像装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240079428A1 (ja)
JP (1) JP2022114386A (ja)
WO (1) WO2022163296A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024106196A1 (ja) * 2022-11-16 2024-05-23 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電子機器

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024057724A1 (ja) * 2022-09-15 2024-03-21 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置、及び電子機器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5535261B2 (ja) * 2012-03-19 2014-07-02 株式会社東芝 固体撮像装置
JP2016139988A (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 株式会社東芝 固体撮像装置
JP7316764B2 (ja) * 2017-05-29 2023-07-28 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、及び電子機器
JP2020031127A (ja) * 2018-08-22 2020-02-27 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、撮像装置、および電子機器
JP2020174158A (ja) * 2019-04-12 2020-10-22 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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024106196A1 (ja) * 2022-11-16 2024-05-23 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電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
US20240079428A1 (en) 2024-03-07
WO2022163296A1 (ja) 2022-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2023086799A (ja) 光検出素子
WO2019102887A1 (ja) 固体撮像素子および電子機器
JPWO2018043654A1 (ja) 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器
US11991463B2 (en) Imaging element, imaging element driving method, and electronic device
US20220085110A1 (en) Solid-state imaging element, electronic device, and manufacturing method of solid-state imaging element
WO2022163296A1 (ja) 撮像装置
KR20200113200A (ko) 고체 촬상 장치 및 그 제조 방법, 및 전자 기기
JP7438980B2 (ja) 固体撮像装置及び電子機器
WO2020241717A1 (ja) 固体撮像装置
JP2018206837A (ja) 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法、並びに電子機器
JP7187440B2 (ja) 固体撮像素子、電子機器、並びに製造方法
CN113875023A (zh) 光电转换元件、光检测器、光检测系统、电子设备和移动体
US11769774B2 (en) Solid-state imaging device and electronic device
WO2019239754A1 (ja) 固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法ならびに電子機器
WO2022220084A1 (ja) 撮像装置
WO2021172121A1 (ja) 多層膜および撮像素子
EP4124010A1 (en) Sensor package, method for manufacturing same, and imaging device
WO2020129712A1 (ja) 撮像装置
KR20220109383A (ko) 반도체 소자 및 전자 기기
KR20220109380A (ko) 반도체 소자 및 전자 기기
WO2024014326A1 (ja) 光検出装置
WO2023234069A1 (ja) 撮像装置および電子機器
WO2023042462A1 (ja) 光検出装置、光検出装置の製造方法、及び電子機器
WO2023068172A1 (ja) 撮像装置
WO2023157818A1 (ja) 光検出装置および光検出装置の製造方法