JP2023083675A - Solid-state imaging device - Google Patents
Solid-state imaging device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023083675A JP2023083675A JP2021197498A JP2021197498A JP2023083675A JP 2023083675 A JP2023083675 A JP 2023083675A JP 2021197498 A JP2021197498 A JP 2021197498A JP 2021197498 A JP2021197498 A JP 2021197498A JP 2023083675 A JP2023083675 A JP 2023083675A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid
- imaging device
- state imaging
- shielding layer
- light shielding
- 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
Links
Images
Abstract
Description
本技術は、固体撮像装置に関する。 The present technology relates to solid-state imaging devices.
従来、撮像装置などにおいて画像データを撮像するために固体撮像素子が用いられている。固体撮像素子内の画素において、光が全く入射されない状態においても暗電流が生じることが知られている。暗電流が生じると、画像データにノイズが発生する場合がある。そこで、暗電流によるノイズを除去するための技術が種々提案されている。例えば、下記特許文献1には、遮光されていない感光領域の周囲に、遮光された水平遮光領域および垂直遮光領域を配置した固体撮像素子が開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a solid-state imaging device is used to capture image data in an imaging device or the like. 2. Description of the Related Art It is known that a pixel in a solid-state imaging device generates dark current even when no light is incident thereon. When dark current occurs, noise may occur in image data. Therefore, various techniques have been proposed for removing noise due to dark current. For example,
例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型固体撮像装置においては、信号処理を行うロジック回路において発生した熱が画素領域に伝わることによって、暗電流が増加する場合がある。 For example, in a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type solid-state imaging device, dark current may increase due to heat generated in a logic circuit that performs signal processing being transferred to a pixel region.
そこで、本技術は、回路領域の発熱に起因する暗電流の増加を抑制しうる固体撮像装置を提供することを主目的とする。 Therefore, the main object of the present technology is to provide a solid-state imaging device capable of suppressing an increase in dark current caused by heat generation in a circuit region.
本技術は、第1遮光層を有するオプティカルブラック画素領域と、有効画素領域と、回路領域と、を含み、前記第1遮光層が、光入射面側に第1凸部を含む第1凸構造を有する、固体撮像装置を提供する。
前記有効画素領域が、第2遮光層を有し、前記第2遮光層が、光入射面側に第2凸部を含む第2凸構造を有していてよい。
前記回路領域が、第3遮光層を有し、前記第3遮光層が、光入射面側に第3凸部を含む第3凸構造を有していてよい。
前記第1凸構造において、多数の前記第1凸部が配置されていてよい。
前記第2凸構造において、多数の前記第2凸部が配置されていてよい。
前記第3凸構造において、多数の前記第3凸部が配置されていてよい。
前記第1凸構造において、複数の線状の前記第1凸部が平行に配置されていてよい。
前記第3凸構造において、複数の線状の前記第3凸部が平行に配置されていてよい。
前記第1凸構造が、前記第1遮光層と同一の材料によって形成されていてよい。
前記第2凸構造が、前記第2遮光層と同一の材料によって形成されていてよい。
前記第3凸構造が、前記第3遮光層と同一の材料によって形成されていてよい。
前記オプティカルブラック画素領域が、オンチップレンズを有していなくてよい。
前記固体撮像装置が、前記オプティカルブラック画素領域が形成されている半導体基板と、前記第1遮光層と、を繋ぐ連絡部を有していてよい。
前記固体撮像装置が、前記回路領域が形成されている半導体基板と、前記第3遮光層と、を繋ぐ連絡部を有していてよい。
前記第1凸部の高さが、100nm以上であってよい。
前記第2凸部の高さが、100nm以上であってよい。
前記第3凸部の高さが、100nm以上であってよい。
The present technology includes an optical black pixel region having a first light shielding layer, an effective pixel region, and a circuit region, and the first light shielding layer has a first convex structure including a first convex portion on a light incident surface side. to provide a solid-state imaging device.
The effective pixel area may have a second light shielding layer, and the second light shielding layer may have a second convex structure including a second convex portion on the light incident surface side.
The circuit region may have a third light shielding layer, and the third light shielding layer may have a third convex structure including a third convex portion on the light incident surface side.
A plurality of the first protrusions may be arranged in the first protrusion structure.
A plurality of the second protrusions may be arranged in the second protrusion structure.
A said 3rd convex structure WHEREIN: Many said 3rd convex parts may be arrange|positioned.
Said 1st convex structure WHEREIN: A some linear said 1st convex part may be arrange|positioned in parallel.
Said 3rd convex structure WHEREIN: A some linear said 3rd convex part may be arrange|positioned in parallel.
The first convex structure may be made of the same material as the first light shielding layer.
The second convex structure may be made of the same material as the second light shielding layer.
The third convex structure may be made of the same material as the third light shielding layer.
The optical black pixel area may not have an on-chip lens.
The solid-state imaging device may have a connecting portion connecting the semiconductor substrate on which the optical black pixel region is formed and the first light shielding layer.
The solid-state imaging device may have a connecting portion connecting the semiconductor substrate on which the circuit region is formed and the third light shielding layer.
The height of the first protrusion may be 100 nm or more.
The height of the second protrusion may be 100 nm or more.
The height of the third protrusion may be 100 nm or more.
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。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、本技術の範囲がこれらの実施形態のみに限定されることはない。 A preferred embodiment for implementing the present technology will be described below. It should be noted that the embodiments described below show typical embodiments of the present technology, and the scope of the present technology is not limited only to these embodiments.
特に断りがない限り、本明細書において、「上」とは図中の上方向を意味し、「下」とは図中の下方向を意味し、「左」とは図中の左方向を意味し、「右」とは図中の右方向を意味する。 Unless otherwise specified, in this specification, "up" means the upward direction in the drawings, "downward" means the downward direction in the drawings, and "left" means the leftward direction in the drawings. and "right" means to the right in the figures.
本技術について、以下の順序で説明を行う。
1.従来技術の固体撮像装置
2.本技術の固体撮像装置
2-1.第1実施形態
2-2.第2実施形態
3.本技術を適用した固体撮像装置の使用例
4.内視鏡手術システムへの応用例
5.移動体への応用例
The present technology will be described in the following order.
1. Conventional solid-state imaging device2. Solid-state imaging device of the present technology 2-1. First Embodiment 2-2. Second Embodiment 3. Usage example of solid-state imaging device to which this technology is applied 4. Example of application to endoscopic surgery system5. Example of application to mobile objects
1.従来技術の固体撮像装置 1. Conventional solid-state imaging device
図1を参照して、従来技術の固体撮像装置の構成について説明する。図1は、従来技術の固体撮像装置900を示す模式図である。図1Aは、従来技術の固体撮像装置900の一部の模式的な断面図である。図1Bは、従来技術の固体撮像装置900を光入射面側から見た模式的な平面図である。以下、一例として、固体撮像装置900が、裏面照射型のCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型固体撮像装置である場合について説明する。裏面照射型のCMOS型固体撮像装置において、光は、画素トランジスタが形成される半導体基板の裏側の面から入射する。図1Aに示される固体撮像装置900において、上側が光入射面側(裏面側)であり、下側が光入射面に対向する面側(表面側)である。
A configuration of a conventional solid-state imaging device will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing a conventional solid-
図1Aに示されるとおり、固体撮像装置900は、画素領域R10を含む。画素領域R10には、画素信号を生成する複数の画素PXが形成されている。画素PXのそれぞれは、フォトダイオードPDを有する。フォトダイオードPDは、光電変換素子の一例である。
As shown in FIG. 1A, solid-
画素領域R10は、オプティカルブラック画素領域(OPB画素領域)R11と、有効画素領域R12と、を含む。OPB画素領域R11には、オプティカルブラック画素(OPB画素)P11が形成されている。有効画素領域R12には、有効画素P12が形成されている。このように、画素領域R10に形成されている複数の画素PXは、OPB画素P11と、有効画素P12と、を含む。 The pixel region R10 includes an optical black pixel region (OPB pixel region) R11 and an effective pixel region R12. An optical black pixel (OPB pixel) P11 is formed in the OPB pixel region R11. Effective pixels P12 are formed in the effective pixel region R12. Thus, the plurality of pixels PX formed in the pixel region R10 include the OPB pixel P11 and the effective pixel P12.
固体撮像装置900は、半導体基板20を備える。半導体基板20は、例えばシリコン(Si)からなる。半導体基板の厚みは、例えば1μm~6μmであってよい。
A solid-
半導体基板20は、隣接する画素PXの間において、画素分離部21を有していてよい。画素分離部21は、絶縁膜を備える。これにより、隣接する画素PX、すなわち隣接するフォトダイオードPDが電気的に分離される。半導体基板20の構造を図1Bに示されるように光入射面側から平面視で捉えると、画素分離部21は、隣接する画素PXを分離するように格子状に形成されている。フォトダイオードPDは、画素分離部21で区切られた領域内に形成される。
The
半導体基板20は、複数の画素トランジスタ(図示せず)をさらに備える。複数の画素トランジスタは、例えば、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、選択トランジスタ、及びアンプトランジスタで構成される4つのMOSトランジスタであってよい。
The
図1Aに示されるとおり、固体撮像装置900は、半導体基板の表側(下側)に、多層配線層30を備える。多層配線層30は、例えば、例えば、配線及び電極などを構成する複数の導体層、導体層間を絶縁する層間絶縁層、及び層間絶縁層を貫通して導体層間を接続するコンタクトを含む。多層配線層30は、半導体基板20に設けられた画素トランジスタのゲート、ソース、及びドレインと適宜接続される。
As shown in FIG. 1A, the solid-
固体撮像装置900は、半導体基板20の光入射面側(上側)に、透明絶縁層40及びオンチップレンズ50をこの順に備える。
The solid-
透明絶縁層40は、光透過性及び絶縁性を有する。透明絶縁層40は、例えば、酸化シリコン(SiO2)、窒化シリコン(SiN)、酸化窒化シリコン(SiON)、及び酸化ハフニウム(HfO2)などから選択される1種又は2種以上の材料を用いて形成されていてよい。
The transparent insulating
オンチップレンズ50は、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン-アクリル共重合系樹脂、及びシロキサン系樹脂などの樹脂材料によって形成されうる。オンチップレンズ50は、入射光を集める。集められた光は、フォトダイオードPDに効率的に入射される。
The on-
固体撮像装置900において、OPB画素領域R11は、第1遮光層910を有する。第1遮光層910は、透明絶縁層40の光入射面側に設けられている。第1遮光層910は、透明絶縁層40と平行に延びており、且つ、OPB画素P11を覆うように設けられている。OPB画素P11において、固体撮像装置900の裏面側から入射した光は、第1遮光層910によって遮られ、半導体基板20内のフォトダイオードPDに到達しない。
In the solid-
固体撮像装置900は、例えば、半導体基板20と第1遮光層910とを繋ぐ連絡部930を有していてもよい。連絡部930は、OPB画素領域R11の第1遮光層910がフローティングとなってアーキングが発生することを防止しうる。
The solid-
固体撮像装置900において、有効画素領域R12は、第2遮光層920を有する。第2遮光層920は、透明絶縁層40の光入射面側に設けられている。第2遮光層920は、透明絶縁層40と平行に延びており、且つ、隣接する有効画素P12の間に設けられている。第2遮光層920を図1Bに示されるように光入射面側から平面視で捉えると、第2遮光層920は、隣接する有効画素P11の間に格子状に形成されている。透明絶縁層40の光入射面側において、フォトダイオードPDに対応する部分には、第2遮光層920が設けられてない。このため、有効画素P12において、固体撮像装置900の裏面側から入射した光は、半導体基板20内のフォトダイオードPDに到達する。一方、隣接する有効画素P12の間には第2遮光層920が設けられているため、隣接する有効画素P12からの光の入射が防止されうる。
In the solid-
図1Bに示されるとおり、固体撮像装置900は、光入射面側からの平面視において、画素領域R10と回路領域R20とを含んで構成されている。回路領域R20は、信号処理を行うロジック回路が配置される領域である。回路領域R20は、画素領域R10の外側に設けられている。図1Bに示される例では、回路領域R20は、矩形状の画素領域R10の周りを囲うように設けられている。
As shown in FIG. 1B, the solid-
回路領域20は、画素領域R10の画素PX(図1A)により生成された画像信号を処理するロジック回路を有する。回路領域20における画像信号の処理は、例えば、アナログ/デジタル変換であってよい。
The
上述のとおり、画素領域R10は、OPB画素P11が形成されているOPB画素領域R11と、有効画素P12が形成されている有効画素領域R12と、を含む。図1Bに示される例では、OPB画素領域R11が、矩形状の有効画素領域R12の上辺と下辺に沿って設けられている。 As described above, the pixel region R10 includes the OPB pixel region R11 in which the OPB pixel P11 is formed and the effective pixel region R12 in which the effective pixel P12 is formed. In the example shown in FIG. 1B, the OPB pixel region R11 is provided along the upper and lower sides of the rectangular effective pixel region R12.
有効画素P12に入射した光は、半導体基板20に形成されたフォトダイオードPDに到達する。このため、有効画素P12によって生成された画像信号は、固体撮像装置900の入射光に応じた画像信号であり、すなわち被写体に基づく画像信号である。
Light incident on the effective pixel P12 reaches the photodiode PD formed on the
一方、OPB画素P11に入射した光は、半導体基板20内のフォトダイオードPDに到達しない。このため、OPB画素P11によって生成された画像信号は、遮光された状態における画像信号であり、固体撮像装置900における出力画像信号の黒レベルの基準となりうる。具体的には、有効画素P12によって生成された画像信号からOPB画素P11によって生成された画像信号を減算することにより、OPB画素P11によって生成された画像信号を黒レベルとする画像信号が生成されうる。また、OPB画素P11によって生成された画像信号は、画素PXにおける暗電流の計測にも使用されうる。「暗電流」とは、入射光による光電変換以外の要因により生成された電荷に基づく電流である。暗電流は、画像信号にノイズを発生させうる。OPB画素P11を用いて暗電流を計測し、有効画素P12によって生成された画像信号から減算することにより、暗電流に基づく画像信号のノイズが低減されうる。これらの画像信号の減算は、上述した回路領域R20において行われうる。
On the other hand, the light that has entered the OPB pixel P11 does not reach the photodiode PD in the
上述のようにOPB画素P11を用いたノイズ低減技術が知られている。しかしながら、本発明者は、ノイズのさらなる低減のため、ノイズの原因となりうる暗電流の増加を抑制可能な技術ついて鋭意検討を行った。その結果、本発明者は、回路領域R20において発生した熱が画素領域R10に伝わることによって暗電流が増加する場合があることに着目し、回路領域R20の発熱に起因する暗電流増加を抑制可能な本技術を完成させるに至った。 A noise reduction technique using the OPB pixel P11 as described above is known. However, in order to further reduce noise, the present inventors have earnestly studied a technique capable of suppressing an increase in dark current that can cause noise. As a result, the inventor noted that the heat generated in the circuit region R20 may be transmitted to the pixel region R10, thereby increasing the dark current. We have completed this technology.
2.本技術の固体撮像装置 2. Solid-state imaging device of this technology
次に、本技術の固体撮像装置について説明する。以下にて参照する図面において、上記「1.従来技術の固体撮像装置」の要素又は部材と同一又は同等の要素又は部材には、同一の符号を付し、重複する説明を必要に応じて省略する。以下において特段の説明がない要素又は部材については、上記「1.従来技術の固体撮像装置」における説明を参照されたい。 Next, the solid-state imaging device of the present technology will be described. In the drawings referred to below, elements or members that are the same as or equivalent to the elements or members in "1. Conventional solid-state imaging device" are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted as necessary. do. For elements or members that are not particularly described below, please refer to the description in "1. Conventional solid-state imaging device" above.
2-1.第1実施形態 2-1. 1st embodiment
図2を参照して、本技術の第1実施形態に係る固体撮像装置1の構成について説明する。図2は、第1実施形態に係る固体撮像装置1の一部を示す模式的な断面図である。以下、一例として、固体撮像装置1が裏面照射型のCMOS型固体撮像装置である場合について説明する。図2に示される固体撮像装置1において、上側が光入射面側(裏面側)であり、下側が光入射面に対向する面側(表面側)である。
A configuration of the solid-
固体撮像装置1は、半導体基板20を備える。半導体基板20には、OPB画素領域R11及び有効画素領域R12を含む画素領域R10と、回路領域R20とが形成されている。固体撮像装置1の光入射面側からの平面視において、回路領域R20は、画素領域R10の外側に設けられている。例えば、図1Bに示される従来技術の固体撮像装置900と同様に、固体撮像装置1の光入射面側からの平面視において、回路領域R20は、矩形状の画素領域R10の周りを囲うように設けられていてよい。また、OPB画素領域R11は、矩形状の有効画素領域R12の上辺と下辺に沿って設けられていてよい。
The solid-
図2に示されるとおり、固体撮像装置1は、OPB画素領域R11と、有効画素領域R12と、回路領域R20と、を含む。OPB画素領域R11は第1遮光層60を有し、第1遮光層60は光入射面側に第1凸部61を含む第1凸構造63を有する。有効画素領域R12は、例えば第2遮光層70を有していてよい。回路領域R20は、例えば第3遮光層80を有していてよい。
As shown in FIG. 2, the solid-
第1遮光層60は、OPB画素領域R11において、例えば透明絶縁層40の光入射面側に設けられている。すなわち、OPB画素領域R11において、半導体基板20の光入射面側には、透明絶縁層40と、第1遮光層60と、がこの順に設けられていてよい。半導体基板20と第1遮光層60との間には、他の層がさらに設けられていてもよい。
The first
第1遮光層60は、透明絶縁層40と平行に延びており、且つ、OPB画素P11を覆うように設けられている。固体撮像装置1の裏面側から入射した光は、第1遮光層60によって遮られ、半導体基板20内のフォトダイオードPDに到達しない。
The first
第2遮光層70は、有効画素領域R12において、例えば透明絶縁層40の光入射面側に設けられている。第2遮光層70は、透明絶縁層40と平行に延びており、且つ、隣接する有効画素P12の間に設けられている。半導体基板20と第2遮光層70との間には、他の層がさらに設けられていてもよい。第2遮光層70を光入射面側から平面視で捉えると、第2遮光層70は、隣接する有効画素P12の間に格子状に形成されている。透明絶縁層40の光入射面側において、フォトダイオードPDに対応する部分には、第2遮光層70が設けられてない。このため、有効画素P12において、固体撮像装置1の裏面側から入射した光は、半導体基板20内のフォトダイオードPDに到達する。一方、隣接する有効画素P12の間には第2遮光層70が設けられているため、隣接する有効画素P12からの光の入射が防止されうる。
The second
第3遮光層80は、回路領域R20において、例えば透明絶縁層40の光入射面側に設けられている。すなわち、回路領域R20において、半導体基板20の光入射面側には、透明絶縁層40と、第3遮光層80と、がこの順に設けられていてよい。半導体基板20と第3遮光層80との間には、他の層がさらに設けられていてもよい。
The third
第1遮光層60、第2遮光層70、及び第3遮光層80から選択される1又は2以上の遮光層は、連続して設けられていてよい。本明細書において「連続して設けられている」とは、切れ目なく続けて設けられていることをいう。例えば、図2に示される第1遮光層60及び第3遮光層80は、連続して設けられている。例えば同一の材料を用いて複数の遮光層を連続して形成することにより、遮光膜の形成が効率よく行われうる。
One or more light shielding layers selected from the first
第1遮光層60の光入射面側には、第1凸部61を含む第1凸構造63が設けられている。本明細書において「凸部」(第1凸部、第2凸部、及び第3凸部)とは、人為的に他の部分よりも突き出して形成された部分をいう。製造技術上、遮光層(第1遮光層、第2遮光層、及び第3遮光層)の光入射面を厳密な平滑面とすることは困難であるため、遮光層の光入射面にはごく僅かな起伏が存在しうる。当該起伏は、遮光層の光入射面において他の部分よりも僅かに盛り上がった部分を含み、当該盛り上がった部分の高さは、例えば20nm~30nm程度でありうる。しかしながら、このような人為的に形成されていない盛り上がった部分は、本明細書における「凸部」に該当しない。
A first
第1凸構造63は、固体撮像装置1において、回路領域R20の発熱に起因する暗電流の増加を抑制することに寄与する。第1遮光層60に第1凸構造63が設けられていることによって、第1遮光層60の表面積が増加するため、第1遮光層60の放熱性が向上されうる。回路領域R20からOPB画素領域R11に伝わった熱は、第1遮光層60によって効果的に放散されうる。このため、当該熱に起因する暗電流の増加が抑制されうる。
The first
上記暗電流の増加をさらに抑制するため、第2遮光層70は、好ましくは、光入射面側に第2凸部を含む第2凸構造(図示せず)を有する。これにより、第2遮光層70の表面積が増加し、第2遮光層70の放熱性が向上されうる。回路領域R20からOPB画素領域R11に伝わった熱は、OPB画素領域R11に隣接する有効画素領域R12からも効率的に放散されうる。このため、当該熱に起因する暗電流の増加がさらに抑制されうる。
In order to further suppress the increase in dark current, the second
上記暗電流の増加をさらに抑制するため、第3遮光層80は、好ましくは、光入射面側に第3凸部81を含む第3凸構造83を有する。これにより、第3遮光層80の表面積が増加し、第3遮光層80の放熱性が向上されうる。回路領域R20において発生した熱が、第3遮光層80によって効率的に放散されうる。このため、回路領域R20からOPB画素領域R11に伝わる熱が低減され、当該熱に起因する暗電流の増加がさらに抑制されうる。
In order to further suppress the increase in dark current, the third
上記暗電流の増加をさらに抑制するため、固体撮像装置1において、OPB画素領域R11は、オンチップレンズ50を有していなくてよい。第1遮光層60から熱が逃げやすくなり、第1遮光層60の放熱性が向上されうる。この結果、上述のように暗電流の増加が抑制されうる。
In the solid-
図3は、第1実施形態に係る固体撮像装置1の変形例の一部を示す模式的な断面図である。図3に示される固体撮像装置1Aは、図2に示される固体撮像装置1の変形例である。固体撮像装置1Aにおいて、OPB画素領域R11の第1遮光層60は光入射面側に第1凸部61を含む第1凸構造63を有する。しかしながら、図示はしないが、回路領域の第3遮光層は光入射面側に第3凸構造を有していない。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing part of a modification of the solid-
再度図2を参照し、固体撮像装置1の第1凸構造63の形状について説明する。第1凸構造63は、上述のとおり第1凸部61を含む。第1凸部61の数は、1又は複数でありうる。第1凸構造63は、第1凸部61以外に、第1凹部62を含んでいてよい。例えば図2に示されるとおり、第1凸構造63は、複数の第1凸部61と、隣接する第1凸部61の間に位置する第1凹部62と、を含んでいてよい。このように、第1凸構造63において複数の第1凸部61が設けられていることにより、第1遮光層60の表面積がより増加され、第1遮光層60の放熱性がより向上されうる。
The shape of the first
図4を参照して、第1凸構造63の形状について説明する。図4は、第1遮光層60における第1凸構造63の模式的な断面図である。図4Aに示されるとおり、第1凸構造63は、例えば、断面視において矩形状である複数の第1凸部61と、隣接する第1凸部61の間に位置する平坦状の第1凹部62と、を含んでいてよい。断面視において矩形状の第1凸部61は、例えば角柱状又は円柱状などであってよい。なお、図2及び3に示される第1凸構造63は、図4Aに示される第1凸構造63と同様の形状である。また、図4Bに示されるとおり、第1凸構造63aは、例えば、断面視において三角形状である複数の第1凸部61aと、隣接する第1凸部61aの間に位置する平坦状の第1凹部62と、を含んでいてよい。断面視において三角形状の第1凸部61aは、例えば角錐状又は円錐状などであってよい。
The shape of the first
第1凸構造63の形状は、図4に例示される形状に限定されない。第1凸構造63の形状は、例えば、断面視において三角形状である複数の第1凸部61a(図4B)が、間隔を空けずに(平坦状の第1凹部62を設けずに)連設された形状であってもよい。また、第1凹部62の形状は、平坦状以外の形状であってもよく、例えば窪みを有する形状であってもよい。当該窪みは、例えば第1遮光層60の光入射面を削ることによって形成されうる。第1凹部62が窪みを有することにより、第1遮光層60の表面積をさらに増加できる。また、例えば、第1遮光層60の光入射面と第1凸部61との間に、放熱性向上に寄与しうる他の層又は構成要素がさらに形成されていてもよい。
The shape of the first
第1凸部61の高さの下限値は、例えば50nm以上、好ましくは100nm以上、より好ましくは150nm以上、さらにより好ましくは180nm以上である。第1遮光層60の放熱性をより向上させるために、このような高さが好ましい。また、第1凸部61の高さの上限値は、例えば製造の容易さ、放熱の効率性、及び固体撮像装置1のサイズなどを考慮して当業者によって適宜設定されてよい。当該高さの上限値は、例えば300nm以下、250nm以下、又は220nm以下であってよい。第1凸部61の高さの数値範囲は、これらの下限値及び上限値から選択された組み合わせであってよい。
The lower limit of the height of the
また、第1凸部61の高さの下限値は、第1遮光層60の光入射面の表面積が、例えば1.5倍以上、好ましくは2.0倍以上、より好ましくは2.5倍以上、さらにより好ましくは3.0倍以上となる高さであってもよい。第1遮光層60の放熱性をより向上させるために、このような高さが好ましい。また、第1凸部61の高さの上限値は、例えば製造の容易さ、放熱の効率性、及び固体撮像装置1のサイズなどを考慮して当業者によって適宜設定されてよい。当該高さの上限値は、第1遮光層60の光入射面の表面積が、例えば5.0倍以下、4.5倍以下、4.0倍以下、又は3.0倍以下となる高さであってもよい。第1凸部61の高さの数値範囲は、これらの下限値及び上限値から選択された組み合わせであってよい。
The lower limit of the height of the first
再度図2を参照し、固体撮像装置1の第2凸構造(図示せず)及び第3凸構造83の形状について説明する。第2凸構造は、上述のとおり第2凸部を含む(図示せず)。第3凸構造83は、上述のとおり第3凸部81を含む。第2凸構造及び第3凸構造83の形状は、上記において説明した第1凸構造の形状と同様であってよい。すなわち、第1凸構造63の形状に関する当該説明が、第2凸構造及び第3凸構造83の形状にも当てはまる。例えば、第2凸構造は、第2凸部以外に第2凹部を含んでいてよい。例えば、第3凸構造83は、第3凸部81以外に第3凹部82を含んでいてよい。ただし、固体撮像装置1において、第1凸構造63、第2凸構造、及び第3凸構造83は、互いに異なる形状であってもよく、一部が異なる形状であってもよく、又は全てが同じ形状であってもよい。
With reference to FIG. 2 again, the shapes of the second convex structure (not shown) and the third
また、第2凸部(図示せず)及び第3凸部81の高さの数値範囲は、上記において説明した第1凸部61の高さと同様の数値範囲であってよい。すなわち、第1凸部61の高さに関する当該説明が、第2凸部及び第3凸部81の高さにも当てはまる。ただし、固体撮像装置1において、第1凸部61、第2凸部、及び第3凸部81の高さは、互いに異なっていてもよく、一部が異なっていてもよく、全てが同一であってもよい。
Further, the numerical range of the height of the second convex portion (not shown) and the third
図5を参照して、第1凸構造63、第2凸構造73、及び第3凸構造83の形状についてさらに説明する。図5A~Cはそれぞれ、固体撮像装置1、1B、1Cの遮光層を光入射面側から見た模式的な平面図である。図5において、薄い灰色部分は凸部を表しており、濃い灰色部分は凹部又は遮光層の光入射面を表している。図5A中の固体撮像装置1、図5B中の固体撮像装置1B、及び図5C中の固体撮像装置1Cは、いずれも、第1遮光層60を有するOPB画素領域R11と、第2遮光層70を有する有効画素領域R12と、第3遮光層80を有する回路領域R20と、を含む。
The shapes of the first protruding
図5Aに示される固体撮像装置1において、第1遮光層60は光入射面側に第1凸構造63を有し、第3遮光層80は光入射面側に第3凸構造83を有する。第2遮光層70は光入射面側に凸構造を有しておらず、第2遮光層70の光入射面は平坦状である。
In the solid-
図5Aに示される第1凸構造63には、多数の第1凸部61が配置されている。本明細書において「多数」とは、数えることが不可能であるほど多いこと、又は、数えることは可能であるが数えることに相当の労力又は時間を費やす必要があるほど多いことをいう。隣接する第1凸部61の間には平坦状の第1凹部62が形成されている。すなわち、第1凸構造63において、多数の第1凸部61と、多数の平坦状の第1凹部62と、が配置されている。また、第1凸構造63において、第1凸部61及び第1凹部62は、互い違いに配置されている。
A large number of
第3凸構造83は、図5Aに示されるとおり、第1凸構造61と同様の形状であってよい。すなわち、第3凸構造83において、多数の第3凸部81と多数の平坦状の第3凹部82とが配置されていてよく、且つ、第3凸部81及び第3凹部82が互い違いに配置されていてよい。
The third
第1凸部61及び第3凸部81の高さは、例えば同一であってよい。第1凹部62、第3凹部82、及び第2遮光層70の光入射面の高さは、例えば同一であってよい。第1遮光層60及び第3遮光層80は、連続して設けられていてよい。第1遮光層60及び第2遮光層70は、連続して設けられていてよい。第1凸構造61及び第3凸構造81は、連続して設けられていてよい。
The heights of the first
図5Bに示される固体撮像装置1Bは、第2遮光層70が光入射面側に第2凸構造73を有する点において、図5Aに示される固体撮像装置1と相違する。以下、図5Bと図5Aとの相違点を説明する。説明がない構成は、図5Aに示される固体撮像装置1と同一であってよい。図5Bに示される固体撮像装置1Bの第2凸構造73には、多数の第2凸部71が配置されている。隣接する第2凸部71の間には平坦状の第2凹部72が形成されている。すなわち、第2凸構造73において、多数の第2凸部71と、多数の平坦状の第2凹部72と、が配置されている。また、第2凸構造73において、第2凸部71及び第2凹部72は、互い違いに配置されている。第1凸部61、第2凸部71、及び第3凸部81の高さは、例えば同一であってよい。第1凹部62、第2凹部72、及び第3凹部82の高さは、例えば同一であってよい。第1凸構造61、第2凸構造73、及び第3凸構造81は、連続して設けられていてよい。
A solid-
図5Cに示される固体撮像装置1Cは、第1凸構造63A及び第3凸構造83Aが設けられている点において、図5Aに示される固体撮像装置1相違する。以下、図5Cと図5Aとの相違点を説明する。説明がない構成は、図5Aに示される固体撮像装置1と同一であってよい。図5Cに示される固体撮像装置1Cの第1凸構造63Aにおいて、複数の線状の第1凸部61Aが平行に配置されている。凸部の形状について「線状」であるとは、固体撮像装置の平面視において(例えば図5Cに示されるような平面図において)線状であることをいう。線状は、例えば、直線状、曲線状、折れ線状、又はこれらを組み合わせた線状であってよい。複数の線状の第1凸部61Aは、好ましくは等間隔に配置されている。隣接する線状の第1凸部61Aの間には平坦状且つ線状の第1凹部62Aが形成されている。すなわち、第1凸構造63Aにおいて、複数の線状の第1凸部61Aと、複数の平坦状且つ線状の第1凹部62Aと、が配置されている。また、第1凸構造63Aにおいて、第1凸部61A及び第1凹部62Aは、交互に配置されている。なお、複数の第1凸部61A及び複数の第1凹部62Aは、それぞれ、多数の第1凸部61A及び多数の第1凹部62Aであってよい。
A solid-
第3凸構造83Aは、図5Cに示されるとおり、第1凸構造61Aと同様の形状であってよい。すなわち、第3凸構造83Aにおいて、複数(又は多数)の線状の第3凸部81Aと複数(又は多数)の平坦状且つ線状の第3凹部82Aとが配置されていてよく、且つ、第3凸部81A及び第3凹部82Aが交互に配置されていてよい。
The third
以上詳述した遮光層(第1遮光層、第2遮光層、及び第3遮光層)は、遮光性を有する材料(遮光材料)により形成される。当該遮光材料は、例えば、タングステン(W)、チタン(Ti)、銅(Cu)、タンタル(Ta)、及びアルミニウム(Al)などの金属、並びに、窒化チタン(TiN)、窒化タンタル(TaN)、窒化タングステン(WN)、及び窒化アルミニウム(AlN)などの金属窒化物から選択される1種又は2種以上の組み合わせであってよい。第1遮光層、第2遮光層、及び第3遮光層に用いられる遮光材料は、異なってもよく、同一でもよい。 The light-shielding layers (the first light-shielding layer, the second light-shielding layer, and the third light-shielding layer) described in detail above are formed of a light-shielding material (light-shielding material). The light shielding material includes, for example, metals such as tungsten (W), titanium (Ti), copper (Cu), tantalum (Ta), and aluminum (Al), titanium nitride (TiN), tantalum nitride (TaN), It may be one or a combination of two or more selected from metal nitrides such as tungsten nitride (WN) and aluminum nitride (AlN). The light-shielding materials used for the first light-shielding layer, the second light-shielding layer, and the third light-shielding layer may be different or the same.
凸構造(第1凸構造、第2凸構造、及び第3凸構造)は、遮光層(第1遮光層、第2遮光層、及び第3遮光層)と異なる材料によって形成されていてもよい。例えば、凸構造は、暗電流の増加をより効果的に抑制するため、遮光層よりも高い放熱性を有する材料によって形成されていてもよい。一方で、凸構造は、製造容易性の観点から、遮光層と同一の材料によって形成されていてもよい。例えば、第1凸構造は、第1遮光層と同一の材料によって形成されていてよい。第2凸構造は、第2遮光層と同一の材料によって形成されていてよい。第3凸構造は、第3遮光層と同一の材料によって形成されていてよい。また、凸構造(第1凸構造、第2凸構造、及び第3凸構造)及び遮光層(第1遮光層、第2遮光層、及び第3遮光層)が全て同一の材料によって形成されていてもよい。このように材料を共通化することによって凸構造及び遮光層を効率的に形成できる。 The convex structures (the first convex structure, the second convex structure, and the third convex structure) may be made of a material different from that of the light shielding layers (the first light shielding layer, the second light shielding layer, and the third light shielding layer). . For example, the convex structure may be made of a material having higher heat dissipation than the light shielding layer in order to more effectively suppress an increase in dark current. On the other hand, the convex structure may be made of the same material as the light shielding layer from the viewpoint of ease of manufacture. For example, the first convex structure may be made of the same material as the first light shielding layer. The second convex structure may be made of the same material as the second light shielding layer. The third convex structure may be made of the same material as the third light shielding layer. Further, the convex structures (the first convex structure, the second convex structure, and the third convex structure) and the light shielding layers (the first light shielding layer, the second light shielding layer, and the third light shielding layer) are all made of the same material. may By using a common material in this way, the convex structure and the light shielding layer can be efficiently formed.
再度図2を参照し、固体撮像装置1の構成についてさらに説明する。図2に示されるとおり、固体撮像装置1は、半導体基板20と第3遮光層80とを繋ぐ連絡部90を有していてよい。また、固体撮像装置1は、半導体基板20と第1遮光層60とを繋ぐ連絡部90を有していてもよい。すなわち、固体撮像装置1は、半導体基板20と、第1遮光層60及び/又は第3遮光層80と、を繋ぐ連絡部90を有していてよい。連絡部90は、第1遮光層60の光入射面に対向する面(表側面)及び/又は第3遮光層80の光入射面に対向する面(表側面)と、半導体基板20の光入射面と、の間において、透明絶縁層40を貫通して設けられていてよい。連絡部90は、OPB画素領域R11の第1遮光層60がフローティングとなってアーキングが発生することを防止しうる。なお、図3には、変形例として、連絡部90を有していない固体撮像装置1Aが示されている。
The configuration of the solid-
図6を参照し、連絡部90の断面形状について説明する。図6は、連絡部90を示す模式的な断面図である。図6において、上側が光入射面側(裏面側)であり、下側が光入射面に対向する面側(表面側)である。図6Aは一例として連絡部90を示し、図6Bは他の例として連絡部90aを示す。
The cross-sectional shape of the
図6Aに示されるように、連絡部90の端部91は、半導体基板20の光入射面上又はその内側近傍に位置していてよい。一方、図6Bに示されるように、連絡部90aの端部91aは、半導体基板20の光入射面及びその内側近傍から離間した位置にあってよい。このように、連絡部90aが半導体基板20の深くにまで設けられていることにより、連絡部90aが設けられている遮光層(第1遮光層60及び/又は第3遮光層80)の放熱性をより向上できる。
As shown in FIG. 6A, the
図7を参照して、連絡部90の配置例について説明する。図7A~Cはそれぞれ、固体撮像装置1D~1Fを光入射面側から見た模式的な平面図である。図7Aに示される固体撮像装置1Dの連絡部90は、平面視において画素領域R10の周りを囲う線状に形成され且つ隣接する画素領域R10と回路領域R20との間に配置されている。図7Bに示される固体撮像装置1Eは、複数の連絡部90を有する。当該複数の連絡部90は、いずれも、平面視において画素領域R10の周りを囲う線状に形成されており、且つ、等間隔で配置されている。図7Cに示される固体撮像装置1Fの連絡部90は、画素領域R10の周りを囲う回路領域R20の全面に形成されている。このように、連絡部90の数は1又は複数であってよい。また、連絡部90の形状は特に限定されず、例えば、線状であってもよく、面状であってもよい。
An arrangement example of the
図8及び9を参照して、第1実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について説明する。まず、図8を参照して、第2遮光層70、第3遮光層80、及び連絡部90を形成する手順の例について説明する。図8は、第1実施形態に係る固体撮像装置の製造工程を示す模式的な断面図である。図8に示される固体撮像装置において、上側が光入射面側(裏面側)であり、下側が光入射面に対向する面側(表面側)である。図8A~8Iのそれぞれにおいて、左側に有効画素領域R12が示されており、右側に回路領域20が示されている。
A method for manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. First, an example of the procedure for forming the second
まず、半導体基板20の光入射面(裏側面)の上に、光透過性及び絶縁性を有する材料を用いて原子層堆積法(ALD法)により透明絶縁層40を形成する(図8A)。次に、透明絶縁層40の上に、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストRを形成する(図8B)。回路領域R20内のレジストRは、平面視において連絡部90に対応する位置に開口を有する。形成されたレジストRをエッチング用マスクとして用いて、透明絶縁層40をエッチングする。その後、レジストRを除去する(図8C)。
First, a transparent insulating
透明絶縁層40の上に、遮光材料を用いて遮光層を形成する。具体的には、有効画素領域R12には、第2遮光層70を形成する。回路領域R20には、第3遮光層80を形成する(図8D)。第3遮光層80の一部は、透明絶縁層40を貫通し、半導体基板20と接している。透明絶縁層40を貫通している部分が、第3遮光層80と半導体基板20とを繋ぐ連絡部90である。
A light shielding layer is formed on the transparent insulating
第2遮光層70及び第3遮光層80の上に、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストRを形成する(図8E)。有効画素領域R12内のレジストRは、平面視においてフォトダイオード(図示せず)に対応する位置に開口を有する。形成されたレジストRをエッチング用マスクとして用いて、第2遮光層70をエッチングする。その後、レジストRを除去する(図8F)。
A resist R is formed on the second
第2遮光層70及び第3遮光層80の上に、酸化シリコン(SiO2)などを用いて膜95を形成する(図8G)。膜95の上に、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストRを形成する(図8H)。形成されたレジストRをエッチング用マスクとして用いて、膜95をエッチングする。その後、CMP(Chemical Mechanical Polish)によって膜95を研削し、平坦化する(図8I)。
A
以上の手順により、第2遮光層70、第3遮光層80、及び連絡部90が形成されうる。なお、第1遮光層60は、第2遮光層70と同様の手順により形成されうる。
Through the above procedure, the second
次に、図9を参照して、第1凸部61を含む第1凸構造63及び第2凸部71を含む第2凸構造73を形成する手順の例について説明する。図9は、第1実施形態に係る固体撮像装置の製造工程を示す模式的な断面図である。図9に示される固体撮像装置において、上側が光入射面側(裏面側)であり、下側が光入射面に対向する面側(表面側)である。図9A~9Eのそれぞれにおいて、隣接するOPB画素領域R11と有効画素領域R12とが示されている。図9Aに示されている工程は、上述した図8に示される手順によって、OPB画素領域R11及び有効画素領域R12内に膜95が形成された状態であることを前提としている。すなわち、図9Aは、図8に示される手順によって、第1遮光層60及び第2遮光層70の上に平坦化された膜95が形成された状態であることを前提としている。
Next, with reference to FIG. 9, an example of a procedure for forming the first
まず、膜95の上に、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストRを形成する(図9A)。レジストRは、平面視において第1凸部61及び第2凸部71に対応する位置に開口を有する。形成されたレジストRをエッチング用マスクとして用いて、膜95をエッチングする。その後、レジストRを除去することにより、膜95に縦孔95aが形成される(図9B)。
First, a resist R is formed on the
膜95の上に、遮光材料を用いてCVD(Chemical Vapor Deposition)により遮光層61a及び71aを一括して形成する(図9C)。この際、膜95の縦孔95a(図9B)に当該遮光材料を充填する。次に、CMPによって遮光層61a及び71aを研削し、膜95の上の遮光層61a及び71aを除去する(図9D)。その後、エッチバックによって膜95を除去する(図9E)。
Light shielding layers 61a and 71a are collectively formed on the
以上の手順により、第1凸部61を含む第1凸構造63と、第2凸部71を含む第2凸構造73とが形成されうる。なお、回路領域R20における第3凸部81を含む第3凸構造83も同様の手順により形成されうる。
Through the above procedure, the first
2-2.第2実施形態 2-2. Second embodiment
上記第1実施形態に係る固体撮像装置においては、画素領域R10と回路領域R20とが同一の半導体基板20に設けられている。しかしながら、本技術に係る固体撮像装置は、回路領域R20が画素領域R10と異なる半導体基板上に設けられており、複数の半導体基板が積層された積層型の固体撮像装置であってもよい。以下、本技術の第2実施形態に係る固体撮像装置として、積層型であり且つ裏面照射型のCMOS型固体撮像装置を例に挙げて説明する。
In the solid-state imaging device according to the first embodiment, the pixel region R10 and the circuit region R20 are provided on the
図10を参照して、第2実施形態に係る固体撮像装置2の構成について説明する。図10は、第2実施形態に係る固体撮像装置2における半導体基板の積層構造を示す模式図である。以下にて参照する図面において、上記「2-1.第1実施形態」の要素又は部材と同一又は同等の要素又は部材には、同一の符号を付し、重複する説明を必要に応じて省略する。以下において特段の説明がない要素又は部材については、上記「2-1.第1実施形態」における説明を参照されたい。
The configuration of the solid-
図10に示されるとおり、固体撮像装置2は、第1半導体基板25と第2半導体基板26とを備えていてよい。図10A及び10Bは、それぞれ異なる積層構造の例を示している。
As shown in FIG. 10 , the solid-
図10Aに示される例では、OPB画素領域と有効画素領域が含まれる画素領域R10と、画素の駆動その他各種制御を行う制御領域R30とが、第1半導体基板25に形成されている。また、ロジック回路が配置される回路領域R20が第2半導体基板26に形成されている。第1半導体基板25と第2半導体基板26とが積層され、相互に電気的に接続されることにより、固体撮像装置2が構成される。
In the example shown in FIG. 10A, a pixel region R10 including an OPB pixel region and an effective pixel region, and a control region R30 for driving pixels and various other controls are formed in the
図10Bに示される例では、画素領域R10が第1半導体基板25に形成されている。また、回路領域R20と制御領域R30とが第2半導体基板26に形成されている。第1半導体基板25と第2半導体基板26とが積層され、相互に電気的に接続されることにより、固体撮像装置2が構成される。
In the example shown in FIG. 10B, a pixel region R10 is formed on the
図11を参照して、本技術の第2実施形態に係る固体撮像装置2の構成について説明する。図11は、第2実施形態に係る固体撮像装置2の一部を示す模式的な断面図である。図11に示される固体撮像装置2において、上側が光入射面側(裏面側)であり、下側が光入射面に対向する面側(表面側)である。
A configuration of a solid-
固体撮像装置2は、第1半導体基板25と、第2半導体基板26と、を備える。第1半導体基板25は、第1実施形態の半導体基板20(図2)の位置に設けられている。第2半導体基板26は、固体撮像装置2の表面側に設けられている。このように固体撮像装置2の光入射面に対向する面側に回路領域R20が位置しているため、固体撮像装置2の回路領域R20は、第1実施形態において説明した第3遮光層80を有していない。
The solid-
固体撮像装置2は、第1遮光層60を有するOPB画素領域R11を含む。第1遮光層60は、光入射面側に第1凸部61と第1凹部62とを含む第1凸構造63を有する。また、固体撮像装置2は、第2遮光層70を有する有効画素領域R12を含む。図示はしないが、第2遮光層70は、光入射面側に第2凸部を含む第2凸構造を有していてよい。
The solid-
固体撮像装置2は、例えば、OPB画素領域R11が形成されている第1半導体基板25と、第1遮光層60と、を繋ぐ連絡部90を有していてよい。
The solid-
3.本技術を適用した固体撮像装置の使用例 3. Usage example of a solid-state imaging device to which this technology is applied
図12は、本技術の固体撮像装置の使用例を示す図である。 FIG. 12 is a diagram illustrating a usage example of the solid-state imaging device of the present technology.
本技術の固体撮像装置は、例えば、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に、本技術の固体撮像装置を使用することができる。 The solid-state imaging device of the present technology can be used in various cases for sensing light such as visible light, infrared light, ultraviolet light, and X-rays. That is, as shown in FIG. 12, for example, the field of appreciation for photographing images to be used for viewing, the field of transportation, the field of home appliances, the field of medicine/health care, the field of security, the field of beauty, the field of sports, and the like. The solid-state imaging device of the present technology can be used for devices used in the fields of agriculture, agriculture, and the like.
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、本技術の固体撮像装置を使用することができる。 Specifically, in the field of viewing, for example, the solid-state imaging device of this technology is used in devices for capturing images for viewing, such as digital cameras, smartphones, and mobile phones with camera functions. can be used.
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、本技術の固体撮像装置を使用することができる。 In the field of transportation, for example, in-vehicle sensors that capture images of the front, back, surroundings, and interior of a vehicle, and monitor running vehicles and roads for safe driving such as automatic stopping and recognition of the driver's condition. The solid-state imaging device of the present technology can be used for devices used for transportation, such as surveillance cameras that monitor traffic, distance sensors that measure distances between vehicles, and the like.
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に、本技術の固体撮像装置を使用することができる。 In the field of home appliances, for example, the present technology can be applied to devices used in home appliances, such as television receivers, refrigerators, and air conditioners, in order to photograph user gestures and perform device operations according to the gestures. A solid-state imager can be used.
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、本技術の固体撮像装置を使用することができる。 In the field of medicine and healthcare, the solid-state imaging device of this technology can be used in medical and healthcare devices such as endoscopes and devices that perform angiography by receiving infrared light. can be used.
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、本技術の固体撮像装置を使用することができる。 In the field of security, for example, the solid-state imaging device of the present technology can be used in security devices such as surveillance cameras for crime prevention and cameras for person authentication.
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、本技術の固体撮像装置を使用することができる。 In the field of beauty, for example, the solid-state imaging device of the present technology can be used in devices used for beauty, such as a skin measuring device that photographs skin and a microscope that photographs scalp.
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、本技術の固体撮像装置を使用することができる。 In the field of sports, for example, the solid-state imaging device of the present technology can be used in devices used for sports, such as action cameras and wearable cameras for sports.
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、本技術の固体撮像装置を使用することができる。 In the field of agriculture, for example, the solid-state imaging device of the present technology can be used in devices used for agriculture, such as cameras for monitoring the state of fields and crops.
次に、本技術の固体撮像装置の使用例を具体的に説明する。本技術の固体撮像装置は、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。
Next, a usage example of the solid-state imaging device of the present technology will be specifically described. The solid-state imaging device of the present technology can be applied to all types of electronic devices having imaging functions, such as camera systems such as digital still cameras and video cameras, and mobile phones having imaging functions. FIG. 13 shows a schematic configuration of an electronic device 102 (camera) as an example. The
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。
The
4.内視鏡手術システムへの応用例 4. Example of application to an endoscopic surgery system
本技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。 This technology can be applied to various products. For example, the technology may be applied to an endoscopic surgical system.
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。 FIG. 14 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technique (the present technique) according to the present disclosure can be applied.
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。
FIG. 14 shows an operator (doctor) 11131 performing an operation on a
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。
An
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。
The tip of the
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。
An optical system and an imaging element are provided inside the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The treatment
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。
The
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。
Further, the driving of the
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。
Also, the
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。
FIG. 15 is a block diagram showing an example of functional configurations of the
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。
The
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。
A
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。
The imaging device constituting the
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。
Also, the
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。
The
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。
The
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。
Also, the
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。
Note that the imaging conditions such as the frame rate, exposure value, magnification, and focus may be appropriately designated by the user, or may be automatically set by the
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。
A camera
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
In addition, the
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。
A
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。
Here, in the illustrated example, wired communication is performed using the
以上、本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。例えば、本技術に係る固体撮像装置は、撮像部11402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。
An example of an endoscopic surgery system to which the present technology can be applied has been described above. The present technology can be applied to the
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。 Although an endoscopic surgical system has been described as an example here, the present technology may also be applied to other systems such as a microscopic surgical system.
5.移動体への応用例 5. Example of application to mobile objects
本技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本技術は、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。 This technology can be applied to various products. For example, the present technology may be implemented as a device mounted on any type of moving object such as automobiles, electric vehicles, hybrid electric vehicles, motorcycles, bicycles, personal mobility, airplanes, drones, ships, and robots. .
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。 FIG. 16 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
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。
Drive
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。
Body
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。
External
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。
The
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。
The vehicle interior
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。
The
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。
In addition, the
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12030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。
Further, the
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。
The audio/
図17は、撮像部12031の設置位置の例を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing an example of the installation position of the
図17では、撮像部12031として、撮像部12101、12102、12103、12104、12105を有する。
In FIG. 17,
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。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。
The
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。
Note that FIG. 17 shows an example of the imaging range of the
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。
At least one of the
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。
For example, based on the distance information obtained from the
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。
For example, based on the distance information obtained from the
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。
At least one of the
以上、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。
An example of a vehicle control system to which the present technology can be applied has been described above. The present technology can be applied to, for example, the
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。 Note that the present technology is not limited to the above-described embodiments, usage examples, and application examples, and various modifications are possible without departing from the gist of the present technology.
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。 Moreover, the effects described in this specification are only examples and are not limited, and other effects may also occur.
本技術は、以下のような構成をとることもできる。
[1]
第1遮光層を有するオプティカルブラック画素領域と、有効画素領域と、回路領域と、を含み、
前記第1遮光層が、光入射面側に第1凸部を含む第1凸構造を有する、
固体撮像装置。
[2]
前記有効画素領域が、第2遮光層を有し、
前記第2遮光層が、光入射面側に第2凸部を含む第2凸構造を有する、[1]に記載の固体撮像装置。
[3]
前記回路領域が、第3遮光層を有し、
前記第3遮光層が、光入射面側に第3凸部を含む第3凸構造を有する、[1]又は[2]に記載の固体撮像装置。
[4]
前記第1凸構造において、多数の前記第1凸部が配置されている、[1]~[3]のいずれか一つに記載の固体撮像装置。
[5]
前記第2凸構造において、多数の前記第2凸部が配置されている、[2]に記載の固体撮像装置。
[6]
前記第3凸構造において、多数の前記第3凸部が配置されている、[3]に記載の固体撮像装置。
[7]
前記第1凸構造において、複数の線状の前記第1凸部が平行に配置されている、[1]~[6]のいずれか一つに記載の固体撮像装置。
[8]
前記第3凸構造において、複数の線状の前記第3凸部が平行に配置されている、[3]に記載の固体撮像装置。
[9]
前記第1凸構造が、前記第1遮光層と同一の材料によって形成されている、[1]~[8]のいずれか一つに記載の固体撮像装置。
[10]
前記第2凸構造が、前記第2遮光層と同一の材料によって形成されている、[2]に記載の固体撮像装置。
[11]
前記第3凸構造が、前記第3遮光層と同一の材料によって形成されている、[3]に記載の固体撮像装置。
[12]
前記オプティカルブラック画素領域が、オンチップレンズを有していない、[1]~[11]のいずれか一つに記載の固体撮像装置。
[13]
前記オプティカルブラック画素領域が形成されている半導体基板と、前記第1遮光層と、を繋ぐ連絡部を有する、[1]~[12]のいずれか一つに記載の固体撮像装置。
[14]
前記回路領域が形成されている半導体基板と、前記第3遮光層と、を繋ぐ連絡部を有する、[3]に記載の固体撮像装置。
[15]
前記第1凸部の高さが、100nm以上である、[1]~[12]のいずれか一つに記載の固体撮像装置。
[16]
前記第2凸部の高さが、100nm以上である、[2]に記載の固体撮像装置。
[17]
前記第3凸部の高さが、100nm以上である、[3]に記載の固体撮像装置。
This technique can also take the following configurations.
[1]
including an optical black pixel region having a first light shielding layer, an effective pixel region, and a circuit region;
The first light shielding layer has a first convex structure including a first convex portion on the light incident surface side,
Solid-state imaging device.
[2]
the effective pixel region has a second light shielding layer,
The solid-state imaging device according to [1], wherein the second light shielding layer has a second convex structure including a second convex portion on the light incident surface side.
[3]
the circuit region has a third light shielding layer,
The solid-state imaging device according to [1] or [2], wherein the third light shielding layer has a third convex structure including a third convex portion on the light incident surface side.
[4]
The solid-state imaging device according to any one of [1] to [3], wherein a large number of first protrusions are arranged in the first protrusion structure.
[5]
The solid-state imaging device according to [2], wherein a large number of the second convex portions are arranged in the second convex structure.
[6]
The solid-state imaging device according to [3], wherein in the third convex structure, a large number of the third convex portions are arranged.
[7]
The solid-state imaging device according to any one of [1] to [6], wherein in the first convex structure, a plurality of linear first convex portions are arranged in parallel.
[8]
The solid-state imaging device according to [3], wherein in the third convex structure, a plurality of linear third convex portions are arranged in parallel.
[9]
The solid-state imaging device according to any one of [1] to [8], wherein the first convex structure is made of the same material as the first light shielding layer.
[10]
The solid-state imaging device according to [2], wherein the second convex structure is made of the same material as the second light shielding layer.
[11]
The solid-state imaging device according to [3], wherein the third convex structure is made of the same material as the third light shielding layer.
[12]
The solid-state imaging device according to any one of [1] to [11], wherein the optical black pixel area does not have an on-chip lens.
[13]
The solid-state imaging device according to any one of [1] to [12], further comprising a connecting portion that connects the semiconductor substrate on which the optical black pixel region is formed and the first light shielding layer.
[14]
The solid-state imaging device according to [3], further comprising a connecting portion that connects the semiconductor substrate on which the circuit region is formed and the third light shielding layer.
[15]
The solid-state imaging device according to any one of [1] to [12], wherein the first convex portion has a height of 100 nm or more.
[16]
The solid-state imaging device according to [2], wherein the second convex portion has a height of 100 nm or more.
[17]
The solid-state imaging device according to [3], wherein the third convex portion has a height of 100 nm or more.
1,1A~1F,2 固体撮像装置
20 半導体基板
21 画素分離部
25 第1半導体基板
26 第2半導体基板
30 多層配線層
40 透明絶縁層
50 オンチップレンズ
60 第1遮光層
61,61a,61A 第1凸部
62,62A 第1凹部
63,63a,63A 第1凸構造
70 第2遮光層
71 第2凸部
72 第2凹部
73 第2凸構造
80 第3遮光層
81,81A 第3凸部
82,82A 第3凹部
83,83A 第3凸構造
90,90a 連絡部
R10 画素領域
R11 オプティカルブラック画素領域(OPB画素領域)
R12 有効画素領域
R20 回路領域
PD フォトダイオード
PX 画素
P11 オプティカルブラック画素(OPB画素)
P12 有効画素
900 従来技術の固体撮像装置
1, 1A to 1F, 2 solid-
R12 Effective pixel region R20 Circuit region PD Photodiode PX Pixel P11 Optical black pixel (OPB pixel)
P12
Claims (17)
前記第1遮光層が、光入射面側に第1凸部を含む第1凸構造を有する、
固体撮像装置。 including an optical black pixel region having a first light shielding layer, an effective pixel region, and a circuit region;
The first light shielding layer has a first convex structure including a first convex portion on the light incident surface side,
Solid-state imaging device.
前記第2遮光層が、光入射面側に第2凸部を含む第2凸構造を有する、請求項1に記載の固体撮像装置。 the effective pixel region has a second light shielding layer,
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein said second light shielding layer has a second convex structure including a second convex portion on the light incident surface side.
前記第3遮光層が、光入射面側に第3凸部を含む第3凸構造を有する、請求項1に記載の固体撮像装置。 the circuit region has a third light shielding layer,
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein said third light shielding layer has a third convex structure including a third convex portion on the light incident surface side.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021197498A JP2023083675A (en) | 2021-12-06 | 2021-12-06 | Solid-state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021197498A JP2023083675A (en) | 2021-12-06 | 2021-12-06 | Solid-state imaging device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023083675A true JP2023083675A (en) | 2023-06-16 |
Family
ID=86731887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021197498A Pending JP2023083675A (en) | 2021-12-06 | 2021-12-06 | Solid-state imaging device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023083675A (en) |
-
2021
- 2021-12-06 JP JP2021197498A patent/JP2023083675A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11881495B2 (en) | Solid-state imaging apparatus, method for manufacturing the same, and electronic device | |
CN110622315B (en) | Imaging device, solid-state image sensor, and electronic apparatus | |
WO2018074250A1 (en) | Semiconductor device, manufacturing method, and electronic unit | |
JP2019012739A (en) | Solid state imaging device and imaging apparatus | |
JP2018195719A (en) | Image sensor and method for manufacturing image sensor | |
WO2019207978A1 (en) | Image capture element and method of manufacturing image capture element | |
TW202101537A (en) | Imaging element and method for manufacturing imaging element | |
US11798965B2 (en) | Solid-state imaging device and method for manufacturing the same | |
US20230261016A1 (en) | Solid-state imaging device and manufacturing method therefor | |
KR20230071123A (en) | Solid-state imaging devices and electronic devices | |
US20240006443A1 (en) | Solid-state imaging device, imaging device, and electronic apparatus | |
TW202040807A (en) | Imaging device and imaging system | |
US20240030252A1 (en) | Solid-state imaging device and electronic apparatus | |
US20230117904A1 (en) | Sensor package, method of manufacturing the same, and imaging device | |
CN110998849B (en) | Imaging device, camera module, and electronic apparatus | |
JP2023083675A (en) | Solid-state imaging device | |
US11887950B2 (en) | Solid-state imaging device and electronic apparatus | |
WO2023067891A1 (en) | Semiconductor device, solid-state imaging device, and method for manufacturing semiconductor device | |
WO2023105678A1 (en) | Light detection device and optical filter | |
WO2023085147A1 (en) | Solid-state imaging device | |
WO2023119840A1 (en) | Imaging element, method for manufacturing imaging element, and electronic device | |
US20230363188A1 (en) | Solid-state imaging device and electronic equipment | |
JP2023132082A (en) | Solid-state imaging device and electronic apparatus |