JP6574808B2 - Imaging device - Google Patents

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Description

本発明は、光電変換部上に光導波路が設けられた撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging device in which an optical waveguide is provided on a photoelectric conversion unit.

近年、ビデオカメラや電子スチルカメラなどの撮像システムが広く一般に普及している。これらのカメラには、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像装置が使用されている。これら撮像装置の感度を向上する技術として、各画素の光電変換部の受光面上に光導波路を設けることが提案されている。   In recent years, imaging systems such as video cameras and electronic still cameras have been widely used. In these cameras, an imaging device such as a CCD or a CMOS image sensor is used. As a technique for improving the sensitivity of these imaging devices, it has been proposed to provide an optical waveguide on the light receiving surface of the photoelectric conversion unit of each pixel.

特開２００９−１６４２４７号公報JP 2009-164247 A

撮像装置には、画像用の信号を出力する画素が配置された有効画素領域のほかに、黒レベルの基準となる基準信号を出力するための画素が配置されたオプティカルブラック（ＯＢ）領域が設けられている。より良質な画像を取得するためには、有効画素領域に配された画素とＯＢ領域に配された画素とにおいて、ダーク信号の出力差を少なくすることが重要である。   In addition to an effective pixel area in which pixels for outputting image signals are arranged, the imaging apparatus is provided with an optical black (OB) area in which pixels for outputting a reference signal serving as a black level reference are arranged. It has been. In order to obtain a higher quality image, it is important to reduce the output difference of the dark signal between the pixels arranged in the effective pixel area and the pixels arranged in the OB area.

本発明の目的は、有効画素領域に配された画素とＯＢ領域に配された画素とにおいて、ダーク信号の出力差を少なくし、より良質な画像を取得しうる撮像装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an imaging device capable of obtaining a higher quality image by reducing a difference in dark signal output between a pixel arranged in an effective pixel region and a pixel arranged in an OB region. .

本発明の一観点によれば、光電変換部を有する複数の画素が配された有効画素領域と、光電変換部を有する複数の画素が配され、かつ、遮光膜で覆われたオプティカルブラック領域と、前記有効画素領域と前記オプティカルブラック領域との間の領域であって、光電変換部を有する複数の画素が配された領域と、を有し、前記有効画素領域に配された前記複数の画素は、前記光電変換部の上に配された光導波路を有し、前記オプティカルブラック領域に配された前記複数の画素は、前記光電変換部の上であって、かつ、前記遮光膜の下に配された光導波路を有し、前記有効画素領域と前記オプティカルブラック領域との間の領域に配された前記画素は、前記光電変換部の上に光導波路を有さない撮像装置が提供される。
According to one aspect of the present invention, an effective pixel region in which a plurality of pixels having a photoelectric conversion unit are arranged, and an optical black region in which a plurality of pixels having a photoelectric conversion unit are arranged and covered with a light shielding film; , a region between the front Symbol effective pixel region and the optical black region has a plurality of pixels having a photoelectric conversion unit was arranged region, wherein the plurality of arranged in the effective pixel region The pixel has an optical waveguide disposed on the photoelectric conversion unit, and the plurality of pixels disposed on the optical black region are on the photoelectric conversion unit and below the light shielding film. An imaging device having an optical waveguide disposed on the photoelectric conversion unit, wherein the pixel disposed in a region between the effective pixel region and the optical black region has no optical waveguide. The

また、本発明の他の一観点によれば、光電変換部を有する複数の画素が配された有効画素領域と、光電変換部を有する複数の画素が配され、かつ、遮光膜で覆われたオプティカルブラック領域と、を有し、前記有効画素領域に配された前記複数の画素は、前記光電変換部の上に配された光導波路を有し、前記オプティカルブラック領域に配された前記複数の画素は、前記光電変換部の上であって、かつ、前記遮光膜の下に配された光導波路を有し、前記有効画素領域に配された前記複数の画素の前記光導波路を互いに連結するように設けられた前記光導波路と同質の材料からなる第１の連結部と、前記オプティカルブラック領域に配された前記複数の画素の前記光導波路を互いに連結するように設けられた前記光導波路と同質の材料からなる第２の連結部と、を有し、前記第１の連結部と前記第２の連結部とは、互いに離間して配置されている撮像装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, an effective pixel region in which a plurality of pixels having a photoelectric conversion unit are arranged, and a plurality of pixels having a photoelectric conversion unit are arranged and covered with a light shielding film. An optical black region, and the plurality of pixels disposed in the effective pixel region includes an optical waveguide disposed on the photoelectric conversion unit, and the plurality of pixels disposed in the optical black region. The pixel has an optical waveguide disposed on the photoelectric conversion unit and below the light shielding film, and connects the optical waveguides of the plurality of pixels disposed in the effective pixel region to each other. a first connecting portion formed of the optical waveguide of the same quality of material provided as, said optical waveguide provided so as to connect the optical waveguide of the plurality of pixels arranged in the optical black region from one another consisting of homogeneous material It has a second connecting portion, wherein the first connecting portion and the second connecting portion, an imaging apparatus is provided which are spaced apart from each other.

本発明によれば、強い光が入射した場合などにおいても有効画素領域に配された画素とＯＢ領域に配された画素とにおいてダーク信号の出力差を少なくすることができ、良質な画像を安定して取得することができる。   According to the present invention, even when strong light is incident, it is possible to reduce the difference in output of dark signals between the pixels arranged in the effective pixel area and the pixels arranged in the OB area, and stable high-quality images. And can be obtained.

本発明の第１実施形態による撮像装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態による撮像装置の画素領域のレイアウトを示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a layout of a pixel region of the imaging device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態による撮像装置の構造を示す断面図及び上面図である。It is sectional drawing and the top view which show the structure of the imaging device by 1st Embodiment of this invention. 本発明の比較例による撮像装置の構造を示す断面図及び上面図である。It is sectional drawing and the top view which show the structure of the imaging device by the comparative example of this invention. 本発明の第２実施形態による撮像装置の構造を示す断面図及び上面図である。It is sectional drawing and the top view which show the structure of the imaging device by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態による撮像装置の画素領域のレイアウトを示す平面図である。It is a top view which shows the layout of the pixel area | region of the imaging device by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態による撮像装置の構造を示す断面図及び上面図である。It is sectional drawing and the top view which show the structure of the imaging device by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態による撮像装置の構造を示す断面図及び上面図である。It is sectional drawing and the top view which show the structure of the imaging device by 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態による撮像装置の構造を示す断面図及び上面図である。It is sectional drawing and the top view which show the structure of the imaging device by 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６実施形態による撮像装置の構造を示す断面図及び上面図である。It is sectional drawing and the top view which show the structure of the imaging device by 6th Embodiment of this invention. 本発明の第７実施形態による撮像装置の構造を示す断面図及び上面図である。It is sectional drawing and the top view which show the structure of the imaging device by 7th Embodiment of this invention. 本発明の第８実施形態による撮像装置の構造を示す断面図及び上面図である。It is sectional drawing and the top view which show the structure of the imaging device by 8th Embodiment of this invention. 本発明の第９実施形態による撮像装置の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the imaging device by 9th Embodiment of this invention. 本発明の第１０実施形態による撮像装置の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the imaging device by 10th Embodiment of this invention. 本発明の第１０実施形態による撮像装置の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of the imaging device by a 10th embodiment of the present invention. 本発明の第１０実施形態の変形例による撮像装置の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the imaging device by the modification of 10th Embodiment of this invention. 本発明の第１１実施形態による撮像装置の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the imaging device by 11th Embodiment of this invention. 本発明の第１１実施形態による撮像装置の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of the imaging device by 11th Embodiment of this invention. 本発明の第１１実施形態の変形例による撮像装置の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the imaging device by the modification of 11th Embodiment of this invention. 本発明の第１２実施形態による撮像装置の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the imaging device by 12th Embodiment of this invention. 本発明の第１３実施形態による撮像システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the imaging system by 13th Embodiment of this invention. 本発明の第１４実施形態による撮像システム及び移動体の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the imaging system and moving body by 14th Embodiment of this invention.

以下、本発明に係る撮像装置の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書で特に図示または記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知または公知技術を適用する。また以下に説明する実施形態は、発明の一つの実施形態であって、これに限定されるものではない。   Hereinafter, an embodiment of an imaging device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the well-known or well-known technique of the said technical field is applied about the part which is not specifically illustrated or described in this specification. The embodiment described below is one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this.

後述するいくつかの実施形態は、有効画素領域に配された画素とＯＢ領域に配された画素とにおいて、ダーク信号の出力差を少なくし、より良質な画像を取得しうる撮像装置を提供する。前述の通り、より良質な画像を取得するためには、有効画素領域に配された画素とＯＢ領域に配された画素とにおいて、ダーク信号の出力差を少なくすることが重要である。しかしながら、特に光電変換部上に光導波路を有する構造の場合、ＯＢ画素への光漏れが大きくなる傾向にあり、画質が悪化しやすかった。   Some embodiments to be described later provide an imaging apparatus that can reduce a difference in output of a dark signal between a pixel arranged in an effective pixel region and a pixel arranged in an OB region and obtain a higher quality image. . As described above, in order to obtain a higher quality image, it is important to reduce the difference in dark signal output between the pixels arranged in the effective pixel region and the pixels arranged in the OB region. However, particularly in the case of a structure having an optical waveguide on the photoelectric conversion portion, light leakage to the OB pixel tends to increase, and the image quality tends to deteriorate.

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による撮像装置について、図１乃至図４を用いて説明する。図１は、本実施形態による撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図２は、本実施形態による撮像装置の画素領域のレイアウトを示す平面図である。図３は、本実施形態による撮像装置の構造を示す断面図及び上面図である。図４は、比較例による撮像装置の構造を示す断面図及び上面図である。 [First Embodiment]
An imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a plan view showing the layout of the pixel region of the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view and a top view illustrating the structure of the imaging apparatus according to the present embodiment. 4A and 4B are a cross-sectional view and a top view illustrating the structure of the imaging device according to the comparative example.

本実施形態による撮像装置１００は、図１に示すように、画素領域１０と、垂直走査回路２０と、読み出し回路３０と、水平走査回路４０と、出力アンプ５０と、制御回路６０とを有している。   As illustrated in FIG. 1, the imaging apparatus 100 according to the present embodiment includes a pixel region 10, a vertical scanning circuit 20, a readout circuit 30, a horizontal scanning circuit 40, an output amplifier 50, and a control circuit 60. ing.

画素領域１０には、複数の画素１２が複数行及び複数列に渡って２次元状（マトリクス状）に規則的に配されている。それぞれの画素１２は、光電変換により電荷を生成する光電変換部と、光電変換部で生じた電荷の量に応じた信号を出力する画素内読み出し回路とを含む。   In the pixel region 10, a plurality of pixels 12 are regularly arranged in a two-dimensional shape (matrix shape) across a plurality of rows and a plurality of columns. Each pixel 12 includes a photoelectric conversion unit that generates a charge by photoelectric conversion, and an in-pixel readout circuit that outputs a signal corresponding to the amount of charge generated in the photoelectric conversion unit.

垂直走査回路２０は、画素１２から信号を読み出す際に画素内読み出し回路を駆動するための制御信号を、画素アレイの行毎に設けられた制御信号線１４を介して画素１２に供給する回路部である。画素１２から読み出された信号は、画素アレイの列毎に設けられた垂直出力線１６を介して読み出し回路３０に入力される。   The vertical scanning circuit 20 supplies a control signal for driving the in-pixel readout circuit to the pixel 12 via the control signal line 14 provided for each row of the pixel array when reading the signal from the pixel 12. It is. A signal read from the pixel 12 is input to the read circuit 30 via the vertical output line 16 provided for each column of the pixel array.

読み出し回路３０は、画素１２から読み出された信号に対して所定の処理、例えば、増幅処理や加算処理等の信号処理を実施する回路部である。読み出し回路３０は、例えば、列アンプ、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路、加算回路等を含み得る。読み出し回路３０は、Ａ／Ｄ変換回路を更に含んでもよい。   The readout circuit 30 is a circuit unit that performs predetermined processing such as amplification processing and addition processing on the signal read out from the pixel 12. The read circuit 30 may include, for example, a column amplifier, a correlated double sampling (CDS) circuit, an adder circuit, and the like. The read circuit 30 may further include an A / D conversion circuit.

水平走査回路４０は、読み出し回路３０において処理された信号を列毎に順番に出力アンプ５０に転送するための信号を、読み出し回路３０に供給する回路部である。出力アンプ５０は、バッファアンプや差動増幅器などから構成され、水平走査回路４０によって選択された列の信号を増幅して出力するための回路部である。   The horizontal scanning circuit 40 is a circuit unit that supplies the readout circuit 30 with a signal for transferring the signals processed in the readout circuit 30 to the output amplifier 50 in order for each column. The output amplifier 50 is configured by a buffer amplifier, a differential amplifier, and the like, and is a circuit unit for amplifying and outputting a signal of a column selected by the horizontal scanning circuit 40.

制御回路６０は、垂直走査回路２０、読み出し回路３０及び水平走査回路４０に、それらの動作やタイミングを制御する制御信号を供給するための回路部である。撮像装置１００には制御回路６０を設けずに、垂直走査回路２０、読み出し回路３０及び水平走査回路４０に供給する制御信号を、撮像装置１００の外部から供給するようにしてもよい。   The control circuit 60 is a circuit unit for supplying control signals for controlling operations and timings to the vertical scanning circuit 20, the readout circuit 30, and the horizontal scanning circuit 40. Instead of providing the control circuit 60 in the imaging apparatus 100, control signals supplied to the vertical scanning circuit 20, the readout circuit 30, and the horizontal scanning circuit 40 may be supplied from the outside of the imaging apparatus 100.

以上の構成は、本発明を適用しうる撮像装置１００の１つの構成例に過ぎず、本発明を適用可能な撮像装置の構成は、これに限定されるものではない。   The above configuration is only one configuration example of the imaging apparatus 100 to which the present invention can be applied, and the configuration of the imaging apparatus to which the present invention can be applied is not limited to this.

画素領域１０は、図２（ａ）に示すように、画像信号を出力するための画素１２が配された有効画素領域７２と、黒レベルの基準となる基準信号を出力するための画素１２が配されたオプティカルブラック領域（ＯＢ領域）７４とを含む。ＯＢ領域７４は、特に限定されるものではないが、例えば図２（ａ）に示すように、画素領域１０の周囲の２辺に沿って配されている。   As shown in FIG. 2A, the pixel area 10 includes an effective pixel area 72 in which a pixel 12 for outputting an image signal is arranged, and a pixel 12 for outputting a reference signal serving as a black level reference. And an optical black region (OB region) 74 disposed. The OB region 74 is not particularly limited, but is arranged along two sides around the pixel region 10 as shown in FIG.

図２（ｂ）は、図２（ａ）の点線で囲った部分の拡大図である。有効画素領域７２とＯＢ領域７４との間には、ダミー画素領域８０が配されている。ダミー画素領域８０は、有効画素領域７２やＯＢ領域７４に設けられた画素１２と同様の光電変換部や画素内読み出し回路を含むが、信号の読み出しは行われない画素１２が配された領域である。ダミー画素領域８０は、有効画素領域７２とＯＢ領域７４との間の構造的な不連続性（遮光膜９０の有無など）に起因する画素特性のバラツキやＯＢ領域７４への光漏れの抑制などのために配置される。本実施形態では、説明の便宜上、ダミー画素領域８０内に、ＯＢ領域７４側から有効画素領域７２側に向かって順番に、第１の領域８２、第２の領域８４、第３の領域８６を定義するものとする。   FIG. 2B is an enlarged view of a portion surrounded by a dotted line in FIG. A dummy pixel region 80 is disposed between the effective pixel region 72 and the OB region 74. The dummy pixel area 80 includes a photoelectric conversion unit and an in-pixel readout circuit similar to those of the pixels 12 provided in the effective pixel area 72 and the OB area 74, but is an area where the pixels 12 to which no signal is read are arranged. is there. The dummy pixel region 80 is a pixel characteristic variation caused by a structural discontinuity between the effective pixel region 72 and the OB region 74 (such as the presence / absence of the light shielding film 90) and light leakage to the OB region 74 is suppressed. Arranged for. In the present embodiment, for convenience of explanation, the first region 82, the second region 84, and the third region 86 are arranged in the dummy pixel region 80 in order from the OB region 74 side to the effective pixel region 72 side. Shall be defined.

ＯＢ領域７４及びダミー画素領域８０の第１の領域８２及び第２の領域８４は、遮光膜９０で覆われている。ダミー画素領域８０の第３の領域８６及び有効画素領域７２には、遮光膜９０は設けられていない。なお、本明細書では、遮光膜９０で覆われていない領域を開口領域９２、遮光膜９０で覆われている領域を遮光領域９４と呼ぶこともある。   The first region 82 and the second region 84 of the OB region 74 and the dummy pixel region 80 are covered with the light shielding film 90. The light shielding film 90 is not provided in the third region 86 and the effective pixel region 72 of the dummy pixel region 80. In this specification, a region not covered with the light shielding film 90 may be referred to as an opening region 92 and a region covered with the light shielding film 90 may be referred to as a light shielding region 94.

図３（ａ）は、開口領域９２と遮光領域９４との境界付近の断面図であり、図２（ｂ）のＡ−Ａ′線断面図に対応する。図３（ａ）には、Ａ−Ａ′線に沿って、有効画素領域７２、第３の領域８６、第２の領域８４、第１の領域８２及びＯＢ領域７４に、それぞれ、２個、１個、１個、３個、３個の画素１２が配置された例を示している。各領域に配される画素１２の数は、これらに限定されるものではない。図３（ｂ）は、図２（ｂ）のＡ−Ａ′線と交差する方向に隣接する画素１２を含む３列分の画素１２の上面図である。   FIG. 3A is a cross-sectional view in the vicinity of the boundary between the opening region 92 and the light shielding region 94, and corresponds to a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. In FIG. 3A, along the line AA ′, two effective pixel regions 72, third regions 86, second regions 84, first regions 82, and OB regions 74, respectively, An example in which one, one, three, and three pixels 12 are arranged is shown. The number of pixels 12 arranged in each region is not limited to these. FIG. 3B is a top view of the pixels 12 for three columns including the pixels 12 adjacent to each other in the direction crossing the line AA ′ in FIG.

撮像装置１００は、半導体基板２００を含む。半導体基板２００の表面部には、それぞれの画素１２の配置場所に対応して、光電変換部２０２、画素内読み出し回路を構成する各種トランジスタ（図示せず）等が設けられている。例えば、図３（ｂ）に示す１０個×３個の矩形状の領域が、画素１２の配置場所にそれぞれ対応している。   The imaging device 100 includes a semiconductor substrate 200. On the surface portion of the semiconductor substrate 200, a photoelectric conversion unit 202, various transistors (not shown) constituting an in-pixel readout circuit, and the like are provided corresponding to the arrangement positions of the respective pixels 12. For example, 10 × 3 rectangular areas shown in FIG. 3B correspond to the arrangement positions of the pixels 12, respectively.

半導体基板２００上には、配線層２１０が埋め込まれた絶縁膜２０８が設けられている。配線層２１０には、画素１２の各素子間を結線する配線、画素１２に制御信号を供給する制御信号線、画素１２に電源や基準電圧を供給する電源線、画素信号の出力線、遮光膜等が含まれる。図３には、絶縁膜２０８に３層構造の配線層２１０が設けられた例を示しているが、配線層２１０の層数は、特に限定されるものではない。   An insulating film 208 in which a wiring layer 210 is embedded is provided on the semiconductor substrate 200. The wiring layer 210 includes wiring for connecting each element of the pixel 12, control signal lines for supplying control signals to the pixels 12, power supply lines for supplying power and reference voltages to the pixels 12, output lines for pixel signals, light shielding films Etc. are included. Although FIG. 3 shows an example in which the wiring layer 210 having a three-layer structure is provided on the insulating film 208, the number of wiring layers 210 is not particularly limited.

絶縁膜２０８は、特に限定されるものではないが、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）等からなる第１の膜２０４と、炭化シリコン（ＳｉＣ）等からなる第２の膜２０６とを交互に積層した積層膜により構成されている。第１の膜２０４は、絶縁膜２０８を構成する主たる部分であり、一般的には誘電率の低い絶縁材料で形成される。第２の膜２０６は、エッチングストッパ膜や、配線層２１０を構成する材料の拡散防止膜として用いられる膜であり、典型的な場合、第１の膜２０４を構成する材料よりも屈折率の高い材料からなる。例えば、第１の膜２０４がＳｉＯ２の場合、その屈折率はおよそ１．４６程度であるのに対して、第２の膜２０６がＳｉＣの場合、その屈折率はおよそ１．７６程度である。配線層２１０は、特に限定されるものではないが、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）等により構成される。 The insulating film 208 is not particularly limited. For example, the first film 204 made of silicon oxide (SiO 2 ) or the like and the second film 206 made of silicon carbide (SiC) or the like are alternately stacked. It is comprised by the laminated film. The first film 204 is a main part constituting the insulating film 208 and is generally formed of an insulating material having a low dielectric constant. The second film 206 is a film used as an etching stopper film or a diffusion preventing film for the material constituting the wiring layer 210, and typically has a higher refractive index than the material constituting the first film 204. Made of material. For example, when the first film 204 is made of SiO 2 , its refractive index is about 1.46, whereas when the second film 206 is SiC, its refractive index is about 1.76. . The wiring layer 210 is not particularly limited, and is made of, for example, aluminum (Al), copper (Cu), tungsten (W), or the like.

有効画素領域７２、ＯＢ領域７４、ダミー画素領域８０の第２の領域８４及び第３の領域８６に配された画素１２の光電変換部２０２上の絶縁膜２０８内には、これら画素１２のそれぞれに対応して、光導波路２１２がそれぞれ設けられている。光導波路２１２は、絶縁膜２０８の少なくとも第１の膜２０４を構成する材料よりも屈折率の高い材料、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる。ＳｉＮの屈折率は、およそ１．８〜２．０程度である。ダミー画素領域８０の第１の領域８２に配された画素１２の光電変換部２０２上には、光導波路２１２は設けられていない。   In the insulating film 208 on the photoelectric conversion unit 202 of the pixel 12 disposed in the effective pixel region 72, the OB region 74, the second region 84 and the third region 86 of the dummy pixel region 80, each of these pixels 12 is provided. Corresponding to these, optical waveguides 212 are respectively provided. The optical waveguide 212 is made of a material having a refractive index higher than that of at least the first film 204 of the insulating film 208, for example, silicon nitride (SiN). The refractive index of SiN is about 1.8 to 2.0. The optical waveguide 212 is not provided on the photoelectric conversion unit 202 of the pixel 12 arranged in the first region 82 of the dummy pixel region 80.

有効画素領域７２、ダミー画素領域８０の第２の領域８４及び第３の領域８６に配された画素１２の光電変換部２０２上に設けられた光導波路２１２は、その上に設けられた連結部２１４Ａによって互いに繋がっている。また、ＯＢ領域７４に配された画素１２の光電変換部２０２上に設けられた光導波路２１２は、その上に設けられた連結部２１４Ｂによって互いに繋がっている。連結部２１４Ａ及び連結部２１４Ｂは、ダミー画素領域８０の第１の領域８２には設けられておらず、互いに離間している。連結部２１４Ａ及び連結部２１４Ｂは、光導波路２１２を構成する材料と同質の材料、例えば窒化シリコンからなる。   The optical waveguide 212 provided on the photoelectric conversion unit 202 of the pixel 12 arranged in the effective pixel region 72, the second region 84 of the dummy pixel region 80, and the third region 86 is connected to the connecting portion provided thereon. They are connected to each other by 214A. Further, the optical waveguide 212 provided on the photoelectric conversion unit 202 of the pixel 12 arranged in the OB region 74 is connected to each other by a connection unit 214B provided on the optical waveguide 212. The connecting portion 214A and the connecting portion 214B are not provided in the first region 82 of the dummy pixel region 80 and are separated from each other. The connecting portion 214A and the connecting portion 214B are made of the same material as that of the optical waveguide 212, for example, silicon nitride.

絶縁膜２０８上には、遮光膜９０が設けられている。遮光膜９０は、遮光領域９４に配されている。遮光膜９０が設けられた絶縁膜２０８上には、絶縁膜２１６が設けられている。絶縁膜２１６は、図示しないカラーフィルタ等を含んでもよい。カラーフィルタは、各画素１２の光電変換部２０２に入射される光の波長を選択する。絶縁膜２１６上には、それぞれの画素１２に対応して、光電変換部２０２に光を集光するためのマイクロレンズ２１８が設けられている。なお、遮光領域９４に配された画素１２には、マイクロレンズ２１８を設けなくてもよい。   A light shielding film 90 is provided on the insulating film 208. The light shielding film 90 is disposed in the light shielding region 94. An insulating film 216 is provided over the insulating film 208 provided with the light shielding film 90. The insulating film 216 may include a color filter (not shown). The color filter selects the wavelength of light incident on the photoelectric conversion unit 202 of each pixel 12. On the insulating film 216, microlenses 218 for condensing light on the photoelectric conversion unit 202 are provided corresponding to the respective pixels 12. Note that the microlens 218 may not be provided in the pixel 12 arranged in the light shielding region 94.

このように、本実施形態による撮像装置１００では、ダミー画素領域８０の第１の領域８２に配された画素１２に、光導波路２１２及び連結部２１４が設けられていない。言い換えると、有効画素領域７２とＯＢ領域７４との間において、光導波路２１２を有する画素１２は、少なくとも１画素ピッチ以上離れて配置されている。また、有効画素領域７２に配された画素１２の光導波路２１２を連結する連結部２１４Ａと、ＯＢ領域７４に配された画素１２の光導波路２１２を連結する連結部２１４Ｂとは、ダミー画素領域８０の第１の領域８２において途切れている。   As described above, in the imaging apparatus 100 according to the present embodiment, the optical waveguide 212 and the connecting portion 214 are not provided in the pixel 12 arranged in the first region 82 of the dummy pixel region 80. In other words, between the effective pixel region 72 and the OB region 74, the pixels 12 having the optical waveguide 212 are arranged at least one pixel pitch apart. Further, the connecting portion 214A that connects the optical waveguides 212 of the pixels 12 arranged in the effective pixel region 72 and the connecting portion 214B that connects the optical waveguides 212 of the pixels 12 arranged in the OB region 74 are the dummy pixel region 80. In the first region 82 of the first region 82.

本実施形態による撮像装置１００おいてこのような構成としている理由について、比較例による撮像装置と比較しつつ、以下に説明する。   The reason why the imaging apparatus 100 according to the present embodiment has such a configuration will be described below in comparison with an imaging apparatus according to a comparative example.

比較例による撮像装置では、例えば図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、開口領域９２及び遮光領域９４に配された画素１２の総てが光導波路２１２及び連結部２１４を有する構成となっている。或いは、ここでは図示は省略するが、遮光領域９４に配された画素１２の総てに光導波路が設けられていない構成となっている。   In the imaging device according to the comparative example, for example, as shown in FIGS. 4A and 4B, all of the pixels 12 arranged in the opening region 92 and the light shielding region 94 have an optical waveguide 212 and a connecting portion 214. It has a configuration. Or although illustration is abbreviate | omitted here, it is the structure by which the optical waveguide is not provided in all the pixels 12 distribute | arranged to the light-shielding area | region 94. FIG.

図４に示すような構成の場合、遮光領域９４に近い開口領域９２に強い光（図中、矢印で表す）が入射すると、開口領域９２にある光導波路２１２と連結部２１４とを介して、遮光膜９０の下にある画素１２にも光が侵入する。光は、屈折率の高い領域を伝搬する性質があるため、侵入した光は屈折率が高い光導波路２１２や連結部２１４を伝搬する。また、光導波路２１２は光を閉じ込める性質を有するが、図４のように入射角度の大きい光が光導波路２１２に入射した場合、光導波路２１２の側壁から一部の光が漏れ、漏れた光は隣接する画素１２へと入射する。複数の光導波路２１２が並び且つ連結部２１４で繋がった図４のような構成の場合、連結部２１４及び光導波路２１２を介して、隣接する画素へと順次光が伝わっていく。太陽を撮影したときのように強い光が入射した場合には、光導波路２１２の側壁から漏れる一部の光がＯＢ領域７４まで届くことがある。ＯＢ領域７４にまで光が届くと、黒レベルの基準となる信号のレベルがずれてしまい、画像が悪化する。   In the case of the configuration shown in FIG. 4, when strong light (indicated by an arrow in the drawing) enters the opening region 92 close to the light shielding region 94, the optical waveguide 212 and the coupling portion 214 in the opening region 92 are passed through. Light also enters the pixels 12 under the light shielding film 90. Since light has a property of propagating through a region having a high refractive index, the invading light propagates through the optical waveguide 212 and the connecting portion 214 having a high refractive index. The optical waveguide 212 has a property of confining light. However, when light having a large incident angle is incident on the optical waveguide 212 as shown in FIG. 4, part of the light leaks from the side wall of the optical waveguide 212, and the leaked light is The light enters the adjacent pixel 12. In the case of the configuration as shown in FIG. 4 in which a plurality of optical waveguides 212 are arranged and connected by the connecting portion 214, light is sequentially transmitted to adjacent pixels via the connecting portion 214 and the optical waveguide 212. When strong light is incident as when photographing the sun, some light leaking from the side wall of the optical waveguide 212 may reach the OB region 74. When the light reaches the OB region 74, the level of the signal serving as a reference for the black level is shifted, and the image is deteriorated.

遮光領域９４の画素１２の光導波路２１２及び連結部２１４を介してＯＢ領域７４に伝搬する光を抑制する観点からは、遮光領域９４の画素１２には光導波路２１２及び連結部２１４を設けない構成とすることも考えられる。このようにすることで、遮光領域９４の画素１２に光導波路２１２及び連結部２１４が設けられている構成と比較して、ＯＢ領域７４に侵入する光の量を抑制することはできる。しかしながら、このような構成とした場合、以下に説明する新たな課題が生じる。   From the viewpoint of suppressing the light propagating to the OB region 74 through the optical waveguide 212 and the connection portion 214 of the pixel 12 in the light shielding region 94, the optical waveguide 212 and the connection portion 214 are not provided in the pixel 12 of the light shielding region 94. It can also be considered. By doing in this way, compared with the structure where the light guide 212 and the connection part 214 are provided in the pixel 12 of the light shielding region 94, the amount of light entering the OB region 74 can be suppressed. However, such a configuration causes a new problem described below.

光導波路２１２が設けられた画素１２と光導波路２１２が設けられていない画素１２とにおいてノイズを比較したとき、画素１２のノイズレベルが異なることが知られている。例えば、光導波路２１２を窒化シリコンで形成した場合、水素を含有したプラズマ窒化シリコンの形成後に水素雰囲気中でアニール処理を施すことにより、フォトダイオード内への水素供給が促進され、画素１２のノイズを低減することができる。ＯＢ領域７４の画素１２に光導波路２１２が設けられていない場合、前述のノイズ低減効果は得られないため、光導波路２１２を有する有効画素領域７２の画素１２との間でノイズの差が生じる。この結果、有効画素領域７２に配された画素１２とＯＢ領域７４に配された画素１２とで黒レベルの基準となる信号がずれてしまい、ひいては画像が悪化する。   It is known that when the noise is compared between the pixel 12 provided with the optical waveguide 212 and the pixel 12 not provided with the optical waveguide 212, the noise level of the pixel 12 is different. For example, when the optical waveguide 212 is formed of silicon nitride, the hydrogen supply into the photodiode is promoted by annealing in a hydrogen atmosphere after the formation of the plasma silicon nitride containing hydrogen, and the noise of the pixel 12 is reduced. Can be reduced. When the optical waveguide 212 is not provided in the pixel 12 in the OB region 74, the above-described noise reduction effect cannot be obtained, so that a noise difference occurs with the pixel 12 in the effective pixel region 72 having the optical waveguide 212. As a result, the black level reference signal is shifted between the pixel 12 arranged in the effective pixel region 72 and the pixel 12 arranged in the OB region 74, and the image is deteriorated.

この点、本実施形態による撮像装置では、有効画素領域７２及びＯＢ領域７４の画素１２はどちらも光導波路２１２を有する構成となっているため、光導波路２１２の有無によるノイズの差は生じない。ダミー画素領域８０に配された画素１２の信号は用いられないため、ダミー画素領域８０に配された画素１２は、有効画素領域７２に配された画素１２とノイズが異なっても問題はない。また、ダミー画素領域８０の第１の領域８２には光導波路２１２及び連結部２１４が設けられていない構成のため、連結部２１４や光導波路２１２の側壁から光が侵入することを抑制することができる。光の侵入を抑制する効果は、光導波路２１２を有する画素１２を、少なくとも１画素ピッチ以上離して配置することにより、得ることが可能である。   In this regard, in the imaging apparatus according to the present embodiment, since the pixels 12 in the effective pixel region 72 and the OB region 74 both have the optical waveguide 212, no noise difference due to the presence or absence of the optical waveguide 212 does not occur. Since the signal of the pixel 12 arranged in the dummy pixel region 80 is not used, there is no problem even if the pixel 12 arranged in the dummy pixel region 80 is different from the pixel 12 arranged in the effective pixel region 72 in noise. In addition, since the optical waveguide 212 and the coupling portion 214 are not provided in the first region 82 of the dummy pixel region 80, it is possible to prevent light from entering from the sidewalls of the coupling portion 214 and the optical waveguide 212. it can. The effect of suppressing the intrusion of light can be obtained by disposing the pixels 12 having the optical waveguide 212 at least one pixel pitch apart.

なお、ダミー画素領域８０の第２の領域８４及び第３の領域８６は、主に、遮光膜９０によって生じる段差による影響を抑制するために設けられたものである。第２の領域８４と第３の領域８６との境界部では、遮光膜９０によって生じる段差を完全に除去することは難しく、更に上層に形成する構造物はこの段差を反映して平坦性が低下することがある。この結果、第３の領域８６に配置した画素１２では、平坦ではない下地上にカラーフィルタやマイクロレンズ２１８等が配置されることとなり、光学特性が低下する虞がある。第３の領域８６に配された画素１２をダミー画素として画像用の信号を出力する画素１２としては用いないようにすることで、画像への影響を抑制することができる。遮光膜９０の段差を十分に緩和できるような場合や遮光膜９０の段差による画像への影響を無視できるような場合には、ダミー画素領域８０の第２の領域８４及び第３の領域８６の一方又は両方は、必ずしも設ける必要はない。   Note that the second region 84 and the third region 86 of the dummy pixel region 80 are provided mainly to suppress the influence of the level difference caused by the light shielding film 90. At the boundary between the second region 84 and the third region 86, it is difficult to completely remove the step formed by the light shielding film 90. Further, the structure formed in the upper layer reflects this step and the flatness is lowered. There are things to do. As a result, in the pixel 12 disposed in the third region 86, the color filter, the microlens 218, and the like are disposed on the non-flat base, and the optical characteristics may be deteriorated. By not using the pixel 12 arranged in the third region 86 as a dummy pixel as the pixel 12 that outputs an image signal, the influence on the image can be suppressed. When the step of the light shielding film 90 can be sufficiently relaxed or when the influence of the step of the light shielding film 90 on the image can be ignored, the second region 84 and the third region 86 of the dummy pixel region 80 can be ignored. One or both are not necessarily provided.

このように、本実施形態によれば、ＯＢ領域７４への光の漏れを抑制するとともに、有効画素領域７２とＯＢ領域７４との間のダーク信号の出力差をなくすことができ、良質な画像を安定して取得することができる。   As described above, according to the present embodiment, light leakage to the OB region 74 can be suppressed, and the output difference of the dark signal between the effective pixel region 72 and the OB region 74 can be eliminated. Can be obtained stably.

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による撮像装置について、図５を用いて説明する。図１乃至図３に示す第１実施形態による撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。 [Second Embodiment]
An imaging apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Constituent elements similar to those of the imaging apparatus according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

図５は、本実施形態による撮像装置の構造を示す断面図及び上面図である。図５（ａ）は、開口領域９２と遮光領域９４との境界付近の断面図であり、図２（ｂ）のＡ−Ａ′線断面図に対応する。図５（ｂ）は、図２（ｂ）のＡ−Ａ′線と交差する方向に隣接する画素１２を含む３列分の画素１２の上面図である。   FIG. 5 is a cross-sectional view and a top view showing the structure of the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 5A is a cross-sectional view in the vicinity of the boundary between the opening region 92 and the light-shielding region 94, and corresponds to the cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. FIG. 5B is a top view of the pixels 12 for three columns including the pixels 12 adjacent to each other in the direction intersecting with the line AA ′ in FIG.

本実施形態による撮像装置は、図５（ａ）に示すように、ダミー画素領域８０の第１の領域８２における遮光膜９０の構成が異なっているほかは、第１実施形態による撮像装置と同様である。   The imaging apparatus according to the present embodiment is the same as the imaging apparatus according to the first embodiment except that the configuration of the light shielding film 90 in the first region 82 of the dummy pixel region 80 is different as shown in FIG. It is.

すなわち、本実施形態による撮像装置は、ダミー画素領域８０の第１の領域８２における光電変換部２０２と遮光膜９０との間隔が、他の領域における光電変換部２０２と遮光膜９０との間隔よりも狭くなっている。ダミー画素領域８０の第１の領域８２と第２の領域８４との間では、遮光膜９０に段差が形成されている。ダミー画素領域８０の第１の領域８２に光導波路２１２及び連結部２１４を設けない構成の場合、第１の領域８２における光電変換部２０２と遮光膜９０との間隔を容易に狭くすることができる。   That is, in the imaging device according to the present embodiment, the interval between the photoelectric conversion unit 202 and the light shielding film 90 in the first region 82 of the dummy pixel region 80 is larger than the interval between the photoelectric conversion unit 202 and the light shielding film 90 in other regions. Is also narrower. A step is formed in the light shielding film 90 between the first region 82 and the second region 84 of the dummy pixel region 80. In the case where the optical waveguide 212 and the coupling portion 214 are not provided in the first region 82 of the dummy pixel region 80, the interval between the photoelectric conversion unit 202 and the light shielding film 90 in the first region 82 can be easily narrowed. .

このような構成とすることで、第２の領域８４の連結部２１４Ａを伝搬した光は、第１の領域８２と第２の領域８４との間の境界部に形成された遮光膜９０の段差部で遮光されることになる。その結果、第１実施形態の撮像装置と比較して、ＯＢ領域７４方向に伝搬する光を更に抑制することができる。   With such a configuration, the light propagated through the connecting portion 214 </ b> A of the second region 84 is stepped on the light shielding film 90 formed at the boundary between the first region 82 and the second region 84. It will be shielded from light. As a result, it is possible to further suppress the light propagating in the OB region 74 direction as compared with the imaging device of the first embodiment.

このように、本実施形態によれば、ＯＢ領域７４への光の漏れを抑制するとともに、有効画素領域７２とＯＢ領域７４との間のダーク信号の出力差をなくすことができ、良質な画像を安定して取得することができる。   As described above, according to the present embodiment, light leakage to the OB region 74 can be suppressed, and the output difference of the dark signal between the effective pixel region 72 and the OB region 74 can be eliminated. Can be obtained stably.

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態による撮像装置について、図６及び図７を用いて説明する。図１乃至図５に示す第１及び第２実施形態による撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。 [Third Embodiment]
An imaging apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Constituent elements similar to those of the imaging apparatus according to the first and second embodiments shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

図６は、本実施形態による撮像装置の画素領域のレイアウトを示す平面図である。図７は、本実施形態による撮像装置の構造を示す断面図及び上面図である。   FIG. 6 is a plan view showing the layout of the pixel region of the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view and a top view showing the structure of the imaging apparatus according to the present embodiment.

図６は、図２（ａ）の点線で囲った部分の拡大図である。有効画素領域７２とＯＢ領域７４との間には、ダミー画素領域８０が配されている。本実施形態においても、説明の便宜上、ダミー画素領域８０内に、ＯＢ領域７４側から有効画素領域７２側に向かって順番に、第１の領域８２、第２の領域８４、第３の領域８６を定義するものとする。   FIG. 6 is an enlarged view of a portion surrounded by a dotted line in FIG. A dummy pixel region 80 is disposed between the effective pixel region 72 and the OB region 74. Also in this embodiment, for convenience of explanation, in the dummy pixel region 80, the first region 82, the second region 84, and the third region 86 are sequentially arranged from the OB region 74 side to the effective pixel region 72 side. Is defined.

本実施形態による撮像装置では、ＯＢ領域７４及びダミー画素領域８０の第１の領域８２は、遮光膜９０で覆われている。ダミー画素領域８０の第２の領域８４及び第３の領域８６及び有効画素領域７２には、遮光膜９０は設けられていない。   In the imaging device according to the present embodiment, the OB region 74 and the first region 82 of the dummy pixel region 80 are covered with the light shielding film 90. The light shielding film 90 is not provided in the second region 84, the third region 86, and the effective pixel region 72 of the dummy pixel region 80.

図７（ａ）は、開口領域９２と遮光領域９４との境界付近の断面図であり、図６のＡ−Ａ′線断面図に対応する。図７（ｂ）は、図６のＡ−Ａ′線と交差する方向に隣接する画素１２を含む３列分の画素１２の上面図である。   FIG. 7A is a cross-sectional view in the vicinity of the boundary between the opening region 92 and the light shielding region 94, and corresponds to a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. FIG. 7B is a top view of the pixels 12 for three columns including the pixels 12 adjacent to each other in the direction intersecting with the line AA ′ in FIG. 6.

有効画素領域７２、ＯＢ領域７４、ダミー画素領域８０の第３の領域８６に配された画素１２の光電変換部２０２上の絶縁膜２０８内には、これら画素１２のそれぞれに対応して、光導波路２１２がそれぞれ設けられている。   In the insulating film 208 on the photoelectric conversion unit 202 of the pixel 12 arranged in the effective pixel region 72, the OB region 74, and the third region 86 of the dummy pixel region 80, the light is emitted corresponding to each of these pixels 12. Each of the waveguides 212 is provided.

有効画素領域７２、ダミー画素領域８０の第３の領域８６に配された画素１２の光電変換部２０２上に配された光導波路２１２は、連結部２１４Ａによって互いに繋がっている。また、ＯＢ領域７４に配された画素１２の光電変換部２０２上に配された光導波路２１２は、連結部２１４Ｂによって互いに繋がっている。連結部２１４Ａ及び連結部２１４Ｂは、ダミー画素領域８０の第１の領域８２及び第２の領域８４には設けられておらず、互いに離間している。   The optical waveguides 212 arranged on the photoelectric conversion units 202 of the pixels 12 arranged in the effective pixel region 72 and the third region 86 of the dummy pixel region 80 are connected to each other by a connecting unit 214A. In addition, the optical waveguides 212 arranged on the photoelectric conversion units 202 of the pixels 12 arranged in the OB region 74 are connected to each other by a connection unit 214B. The connecting portion 214A and the connecting portion 214B are not provided in the first region 82 and the second region 84 of the dummy pixel region 80 and are separated from each other.

すなわち、本実施形態による撮像装置は、ダミー画素領域８０の第２の領域８４が開口領域９２に配置されている点、ダミー画素領域８０の第２の領域８４に光導波路２１２及び連結部２１４が設けられていない点で、第１実施形態の撮像装置とは異なっている。   That is, in the imaging device according to the present embodiment, the second region 84 of the dummy pixel region 80 is disposed in the opening region 92, and the optical waveguide 212 and the connecting portion 214 are provided in the second region 84 of the dummy pixel region 80. It is different from the imaging device of the first embodiment in that it is not provided.

本実施形態による撮像装置は、ダミー画素領域８０の第１の領域８２及び第２の領域８４の画素１２に、光導波路２１２及び連結部２１４が設けられていない。言い換えると、有効画素領域７２とＯＢ領域７４との間において、光導波路２１２を有する画素１２は、少なくとも１画素ピッチ以上離れて配置されている。また、有効画素領域７２に配された画素１２の光導波路２１２を連結する連結部２１４Ａと、ＯＢ領域７４に配された画素１２の光導波路２１２を連結する連結部２１４Ｂとは、ダミー画素領域８０の第１の領域８２及び第２の領域８４において途切れている。   In the imaging device according to the present embodiment, the optical waveguide 212 and the coupling portion 214 are not provided in the pixels 12 of the first region 82 and the second region 84 of the dummy pixel region 80. In other words, between the effective pixel region 72 and the OB region 74, the pixels 12 having the optical waveguide 212 are arranged at least one pixel pitch apart. Further, the connecting portion 214A that connects the optical waveguides 212 of the pixels 12 arranged in the effective pixel region 72 and the connecting portion 214B that connects the optical waveguides 212 of the pixels 12 arranged in the OB region 74 are the dummy pixel region 80. The first region 82 and the second region 84 are interrupted.

したがって、本実施形態による撮像装置においても、ＯＢ領域７４への光の漏れを抑制するとともに、有効画素領域７２とＯＢ領域７４との間のダーク信号の出力差をなくすことができ、良質な画像を安定して取得することができる。   Therefore, also in the imaging apparatus according to the present embodiment, the leakage of light to the OB area 74 can be suppressed, and the output difference of the dark signal between the effective pixel area 72 and the OB area 74 can be eliminated. Can be obtained stably.

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態による撮像装置について、図８を用いて説明する。図１乃至図７に示す第１乃至第３実施形態による撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。 [Fourth Embodiment]
An imaging apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Constituent elements similar to those of the imaging device according to the first to third embodiments shown in FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

図８は、本実施形態による撮像装置の構造を示す断面図及び上面図である。図８（ａ）は、開口領域９２と遮光領域９４との境界付近の断面図であり、図６のＡ−Ａ′線断面図に対応する。図８（ｂ）は、図６のＡ−Ａ′線と交差する方向に隣接する画素１２を含む３列分の画素１２の上面図である。   FIG. 8 is a cross-sectional view and a top view illustrating the structure of the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 8A is a cross-sectional view in the vicinity of the boundary between the opening region 92 and the light shielding region 94, and corresponds to a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. FIG. 8B is a top view of the pixels 12 for three columns including the pixels 12 adjacent to each other in the direction crossing the line AA ′ in FIG. 6.

本実施形態による撮像装置は、図８（ａ）に示すように、ダミー画素領域８０の第１の領域８２における遮光膜９０の構成が異なっているほかは、第３実施形態による撮像装置と同様である。   The imaging device according to the present embodiment is the same as the imaging device according to the third embodiment except that the configuration of the light shielding film 90 in the first region 82 of the dummy pixel region 80 is different as shown in FIG. It is.

すなわち、本実施形態による撮像装置は、ダミー画素領域８０の第１の領域８２における光電変換部２０２と遮光膜９０との間隔が、他の領域における光電変換部２０２と遮光膜９０との間隔よりも狭くなっている。ダミー画素領域８０の第１の領域８２及び第２の領域８４に光導波路２１２及び連結部２１４を設けない構成の場合、第１の領域８２における光電変換部２０２と遮光膜９０との間隔を狭くすることができる。   That is, in the imaging device according to the present embodiment, the interval between the photoelectric conversion unit 202 and the light shielding film 90 in the first region 82 of the dummy pixel region 80 is larger than the interval between the photoelectric conversion unit 202 and the light shielding film 90 in other regions. Is also narrower. In the configuration in which the optical waveguide 212 and the coupling portion 214 are not provided in the first region 82 and the second region 84 of the dummy pixel region 80, the interval between the photoelectric conversion unit 202 and the light shielding film 90 in the first region 82 is narrowed. can do.

このような構成とすることで、第３の領域８６の連結部２１４Ａを伝搬して伝わった光は、第１の領域８２と第２の領域８４との間の境界部に形成される遮光膜９０の端部で遮光されることになる。その結果、第３実施形態の撮像装置と比較して、ＯＢ領域７４方向に伝搬する光を更に抑制することできる。   With such a configuration, the light transmitted through the connecting portion 214 </ b> A of the third region 86 is formed on the boundary between the first region 82 and the second region 84. The light is shielded at the end of 90. As a result, it is possible to further suppress light propagating in the OB region 74 direction as compared with the imaging device of the third embodiment.

このように、本実施形態によれば、ＯＢ領域７４への光の漏れを抑制するとともに、有効画素領域７２とＯＢ領域７４との間のダーク信号の出力差をなくすことができ、良質な画像を安定して取得することができる。   As described above, according to the present embodiment, light leakage to the OB region 74 can be suppressed, and the output difference of the dark signal between the effective pixel region 72 and the OB region 74 can be eliminated. Can be obtained stably.

［第５実施形態］
本発明の第５実施形態による撮像装置について、図９を用いて説明する。図１乃至図８に示す第１乃至第４実施形態による撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。 [Fifth Embodiment]
An imaging apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Constituent elements similar to those of the imaging apparatus according to the first to fourth embodiments shown in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

図９は、本実施形態による撮像装置の構造を示す断面図及び上面図である。図９（ａ）は、開口領域９２と遮光領域９４との境界付近の断面図であり、図６のＡ−Ａ′線断面図に対応する。図９（ｂ）は、図６のＡ−Ａ′線と交差する方向に隣接する画素１２を含む３列分の画素１２の上面図である。   FIG. 9 is a cross-sectional view and a top view showing the structure of the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 9A is a cross-sectional view in the vicinity of the boundary between the opening region 92 and the light shielding region 94 and corresponds to the cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. FIG. 9B is a top view of the pixels 12 for three columns including the pixels 12 adjacent to each other in the direction crossing the line AA ′ in FIG. 6.

本実施形態による撮像装置は、図９（ａ）に示すように、ダミー画素領域８０の第１の領域８２及び第２の領域８４に配された画素１２にマイクロレンズ２１８が設けられていない点で、第３実施形態による撮像装置とは異なっている。   In the imaging apparatus according to the present embodiment, as shown in FIG. 9A, the microlens 218 is not provided in the pixels 12 arranged in the first region 82 and the second region 84 of the dummy pixel region 80. Thus, it is different from the imaging device according to the third embodiment.

ダミー画素領域８０の第１の領域８２及び第２の領域８４に配された画素１２にマイクロレンズ２１８を設けない構成とすることで、開口領域９２の端付近にある第２の領域８４から入射される光の量を低減することができる。これにより、ＯＢ領域７４方向に伝搬する光を更に抑制することできる。   The microlens 218 is not provided in the pixels 12 arranged in the first region 82 and the second region 84 of the dummy pixel region 80, so that the light is incident from the second region 84 near the end of the opening region 92. The amount of light emitted can be reduced. Thereby, the light propagating in the direction of the OB region 74 can be further suppressed.

このように、本実施形態によれば、ＯＢ領域７４への光の漏れを抑制するとともに、有効画素領域７２とＯＢ領域７４との間のダーク信号の出力差をなくすことができ、良質な画像を安定して取得することができる。   As described above, according to the present embodiment, light leakage to the OB region 74 can be suppressed, and the output difference of the dark signal between the effective pixel region 72 and the OB region 74 can be eliminated. Can be obtained stably.

［第６実施形態］
本発明の第６実施形態による撮像装置について、図１０を用いて説明する。図１乃至図９に示す第１乃至第５実施形態による撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。 [Sixth Embodiment]
An imaging apparatus according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Constituent elements similar to those of the imaging devices according to the first to fifth embodiments shown in FIGS. 1 to 9 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

図１０は、本実施形態による撮像装置の構造を示す断面図及び上面図である。図１０（ａ）は、開口領域９２と遮光領域９４との境界付近の断面図であり、図２（ｂ）のＡ−Ａ′線断面図に対応する。図１０（ｂ）は、図２（ｂ）のＡ−Ａ′線と交差する方向に隣接する画素１２を含む３列分の画素１２の上面図である。   FIG. 10 is a cross-sectional view and a top view illustrating the structure of the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 10A is a cross-sectional view in the vicinity of the boundary between the opening region 92 and the light-shielding region 94 and corresponds to the cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. FIG. 10B is a top view of the pixels 12 for three columns including the pixels 12 adjacent to each other in the direction intersecting with the line AA ′ in FIG.

本実施形態による撮像装置は、図１０に示すように、ダミー画素領域８０の第１の領域８２の絶縁膜２０８内に遮光壁２２０を更に有する点で、図３に示す第１実施形態による撮像装置とは異なっている。   As shown in FIG. 10, the imaging device according to the present embodiment further includes a light shielding wall 220 in the insulating film 208 of the first region 82 of the dummy pixel region 80, and the imaging according to the first embodiment shown in FIG. 3. It is different from the device.

第１実施形態の撮像装置では、ダミー画素領域８０の第１の領域８２に光導波路２１２及び連結部２１４Ａ，２１４Ｂが設けられていないため、光導波路２１２及び連結部２１４Ａ，２１４Ｂを介したＯＢ領域７４方向への光の伝搬は抑制することができる。しかしながら、絶縁膜２０８の第２の膜２０６の屈折率が第１の膜２０４の屈折率よりも大きいような場合、光は屈折率が高い領域を伝搬する性質があるため、第２の膜２０６を通してＯＢ領域７４方向へ伝搬する光を十分に抑制できない場合がある。本実施形態による撮像装置は、絶縁膜２０８を介したこのような光の伝搬を抑制するうえで有効である。   In the imaging device of the first embodiment, since the optical waveguide 212 and the coupling portions 214A and 214B are not provided in the first region 82 of the dummy pixel region 80, the OB region via the optical waveguide 212 and the coupling portions 214A and 214B. Propagation of light in the 74 direction can be suppressed. However, when the refractive index of the second film 206 of the insulating film 208 is larger than the refractive index of the first film 204, the light has a property of propagating through a region having a high refractive index. In some cases, the light propagating in the direction of the OB region 74 cannot be sufficiently suppressed. The imaging device according to the present embodiment is effective in suppressing such light propagation through the insulating film 208.

遮光壁２２０は、配線層２１０の製造過程において同時に形成される構造体であり、配線層２１０と同質の材料、典型的にはＡｌ，Ｃｕ，Ｗ等の遮光効果のある金属材料により構成される。また、多層からなる配線層２１０は、絶縁膜２０８の第１の膜２０４及び第２の膜２０６を貫いて層間接続されるものであり、配線層２１０と同時に形成される遮光壁２２０も、第２の膜２０６を貫くように形成することができる。したがって、絶縁膜２０８内に遮光壁２２０を配置することで、第２の膜２０６内を光が伝搬することを抑制することができる。遮光壁２２０は、配線層２１０と同じように複数の層に渡って形成すると、より高い効果が得られる。図１０（ａ）に示すように遮光壁２２０を遮光膜９０にも接続する構成とすれば、遮光性能を更に高めることができる。また、図１０（ａ）の例では絶縁膜２０８の最下層の第１の膜２０４及び第２の膜２０６に遮光壁２２０を形成していないが、絶縁膜２０８の最下層の第１の膜２０４及び第２の膜２０６に遮光壁２２０を形成してもよい。   The light shielding wall 220 is a structure that is formed at the same time during the manufacturing process of the wiring layer 210, and is made of the same material as the wiring layer 210, typically a metal material having a light shielding effect such as Al, Cu, or W. . In addition, the multilayer wiring layer 210 is interlayer-connected through the first film 204 and the second film 206 of the insulating film 208, and the light shielding wall 220 formed simultaneously with the wiring layer 210 is also the first. It can be formed so as to penetrate the second film 206. Therefore, by disposing the light shielding wall 220 in the insulating film 208, light can be prevented from propagating through the second film 206. If the light shielding wall 220 is formed across a plurality of layers in the same manner as the wiring layer 210, a higher effect can be obtained. As shown in FIG. 10A, if the light shielding wall 220 is also connected to the light shielding film 90, the light shielding performance can be further improved. In the example of FIG. 10A, the light shielding wall 220 is not formed in the first film 204 and the second film 206 in the lowermost layer of the insulating film 208, but the first film in the lowermost layer of the insulating film 208 is used. A light shielding wall 220 may be formed on the 204 and the second film 206.

遮光壁２２０は、上面から見て、遮光膜９０の下にある配線層２１０と重ならない位置に配置するとよい。配線層２１０と重ならない位置に遮光壁２２０があることで、配線層２１０だけでなく、遮光壁２２０によって更に光の伝搬を抑制することができる。特に、遮光壁２２０は、有効画素やＯＢ画素において光導波路２１２が配置される場所に相当する部分（図中、点線で示した部分）に配置するのが好適である。光導波路２１２が配置される光電変換部２０２上の領域は、受光感度を確保するために、通常、配線層２１０を配置しない領域或いは配線密度の低い領域である。したがって、この部分に遮光壁２２０を配置することで、配線層２１０のレイアウトに影響を与えることなく、遮光特性を向上することができる。   The light shielding wall 220 may be disposed at a position that does not overlap the wiring layer 210 under the light shielding film 90 when viewed from above. Providing the light shielding wall 220 at a position that does not overlap the wiring layer 210 can further suppress light propagation not only by the wiring layer 210 but also by the light shielding wall 220. In particular, the light shielding wall 220 is preferably disposed in a portion (portion indicated by a dotted line in the drawing) corresponding to a position where the optical waveguide 212 is disposed in the effective pixel or the OB pixel. The region on the photoelectric conversion unit 202 where the optical waveguide 212 is disposed is usually a region where the wiring layer 210 is not disposed or a region where the wiring density is low in order to ensure light receiving sensitivity. Therefore, by arranging the light shielding wall 220 at this portion, the light shielding characteristics can be improved without affecting the layout of the wiring layer 210.

上面から見た遮光壁２２０の形状は、特に限定されるものではなく、配線層２１０のパターン等に応じて適宜変更が可能である。例えば、図１０（ｂ）に示すような細長い長方形の形状のほか、正方形や円形のパターンを並べた形状としてもよい。   The shape of the light shielding wall 220 viewed from the upper surface is not particularly limited, and can be appropriately changed according to the pattern of the wiring layer 210 and the like. For example, in addition to an elongated rectangular shape as shown in FIG. 10B, a square or circular pattern may be arranged.

また、遮光壁２２０を、電源端子（例えばＶＤＤ端子）や基準電圧端子（例えばＧＮＤ端子）等の定電圧の端子に接続する構成としてもよい。遮光壁２２０に固定電圧を印加することで、遮光壁２２０の電位を安定させることができ、回路動作に伴い遮光壁２２０の電位が変動することによって生じるノイズを抑制することができる。   The light shielding wall 220 may be connected to a constant voltage terminal such as a power supply terminal (for example, VDD terminal) or a reference voltage terminal (for example, GND terminal). By applying a fixed voltage to the light shielding wall 220, the potential of the light shielding wall 220 can be stabilized, and noise generated by the fluctuation of the potential of the light shielding wall 220 accompanying circuit operation can be suppressed.

なお、本実施形態では、遮光壁２２０は、上面から見て遮光膜９０の下にある配線層２１０と重ならない位置に配置する構成としたが、配線層２１０と重なる位置に配置する構成としても、第１実施形態以上に光が侵入する量を抑制することができる。   In the present embodiment, the light shielding wall 220 is arranged at a position that does not overlap the wiring layer 210 under the light shielding film 90 when viewed from above, but may be arranged at a position that overlaps the wiring layer 210. The amount of light entering more than in the first embodiment can be suppressed.

このように、本実施形態によれば、ＯＢ領域７４への光の漏れを抑制するとともに、有効画素領域７２とＯＢ領域７４との間のダーク信号の出力差をなくすことができ、良質な画像を安定して取得することができる。   As described above, according to the present embodiment, light leakage to the OB region 74 can be suppressed, and the output difference of the dark signal between the effective pixel region 72 and the OB region 74 can be eliminated. Can be obtained stably.

［第７実施形態］
本発明の第７実施形態による撮像装置について、図１１を用いて説明する。図１乃至図１０に示す第１乃至第６実施形態による撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。 [Seventh Embodiment]
An imaging apparatus according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Constituent elements similar to those of the imaging devices according to the first to sixth embodiments shown in FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

図１１は、本実施形態による撮像装置を示す断面図及び上面図である。図１１（ａ）は、開口領域９２と遮光領域９４との境界付近の断面図であり、図２（ｂ）のＡ−Ａ′線断面図に対応する。図１１（ｂ）は、図２（ｂ）のＡ−Ａ′線と交差する方向に隣接する画素１２を含む３列分の画素１２の上面図である。   FIG. 11 is a cross-sectional view and a top view illustrating the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 11A is a cross-sectional view in the vicinity of the boundary between the opening region 92 and the light-shielding region 94, and corresponds to the cross-sectional view along the line AA ′ in FIG. FIG. 11B is a top view of the pixels 12 for three columns including the pixels 12 adjacent to each other in the direction intersecting with the line AA ′ in FIG.

本実施形態による撮像装置は、図１１に示すように、ダミー画素領域８０の第１の領域８２に光導波路２１２が設けられている点で、図３に示す第１実施形態による撮像装置とは異なっている。連結部２１４Ａ及び連結部２１４Ｂは、ダミー画素領域８０の第１の領域８２には設けられておらず、互いに離間している。   The imaging device according to the present embodiment is different from the imaging device according to the first embodiment shown in FIG. 3 in that an optical waveguide 212 is provided in the first region 82 of the dummy pixel region 80 as shown in FIG. Is different. The connecting portion 214A and the connecting portion 214B are not provided in the first region 82 of the dummy pixel region 80 and are separated from each other.

図４に例示した比較例による撮像装置では、ダミー画素領域８０の第１の領域８２に連結部２１４が設けられていたため、連結部２１４を伝ってＯＢ領域７４方向に伝搬する光の成分があった。この点、本実施形態による撮像装置では、ダミー画素領域８０の第１の領域８２において連結部２１４が途切れているため、ＯＢ領域７４方向に伝搬する光の量を低減することができる。   In the imaging device according to the comparative example illustrated in FIG. 4, since the connecting portion 214 is provided in the first region 82 of the dummy pixel region 80, there is a component of light that propagates in the direction of the OB region 74 through the connecting portion 214. It was. In this regard, in the imaging device according to the present embodiment, since the connecting portion 214 is interrupted in the first region 82 of the dummy pixel region 80, the amount of light propagating in the OB region 74 direction can be reduced.

このように、本実施形態によれば、ＯＢ領域７４への光の漏れを抑制するとともに、有効画素領域７２とＯＢ領域７４との間のダーク信号の出力差をなくすことができ、良質な画像を安定して取得することができる。   As described above, according to the present embodiment, light leakage to the OB region 74 can be suppressed, and the output difference of the dark signal between the effective pixel region 72 and the OB region 74 can be eliminated. Can be obtained stably.

［第８実施形態］
本発明の第８実施形態による撮像装置について、図１２を用いて説明する。図１乃至図１１に示す第１乃至第７実施形態による撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。 [Eighth Embodiment]
An imaging apparatus according to the eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Constituent elements similar to those of the imaging devices according to the first to seventh embodiments shown in FIGS. 1 to 11 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

図１２は、本実施形態による撮像装置を示す断面図及び上面図である。図１２（ａ）は、開口領域９２と遮光領域９４との境界付近の断面図であり、図２（ｂ）のＡ−Ａ′線断面図に対応する。図１２（ｂ）は、図２（ｂ）のＡ−Ａ′線と交差する方向に隣接する画素１２を含む３列分の画素１２の上面図である。   FIG. 12 is a cross-sectional view and a top view illustrating the imaging apparatus according to the present embodiment. 12A is a cross-sectional view in the vicinity of the boundary between the opening region 92 and the light-shielding region 94, and corresponds to a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. FIG. 12B is a top view of the pixels 12 for three columns including the pixels 12 adjacent to each other in the direction intersecting with the line AA ′ in FIG.

本実施形態による撮像装置は、図１２に示すように、ダミー画素領域８０の第１の領域８２に連結部２１４が設けられている点で、図３に示す第１実施形態による撮像装置とは異なっている。すなわち、本実施形態による撮像装置において、連結部２１４は、有効画素領域７２、ダミー画素領域８０及びＯＢ領域７４の全体に渡って設けられている。光導波路２１２は、第１実施形態と同様、ダミー画素領域８０の第１の領域８２には設けられていない。すなわち、有効画素領域７２とＯＢ領域７４との間において、光導波路２１２を有する画素１２は、１画素ピッチ以上はなれて配置されている。   The imaging device according to the present embodiment is different from the imaging device according to the first embodiment shown in FIG. 3 in that a connecting portion 214 is provided in the first region 82 of the dummy pixel region 80 as shown in FIG. Is different. In other words, in the imaging device according to the present embodiment, the connection unit 214 is provided over the entire effective pixel region 72, dummy pixel region 80, and OB region 74. Similar to the first embodiment, the optical waveguide 212 is not provided in the first region 82 of the dummy pixel region 80. That is, between the effective pixel region 72 and the OB region 74, the pixels 12 having the optical waveguide 212 are arranged with a pitch of 1 pixel or more.

図４に例示した比較例による撮像装置では、ダミー画素領域８０の第１の領域８２に光導波路２１２が設けられていたため、光導波路２１２の側壁から漏れた光のうち、並んだ光導波路２１２を連続して伝搬する成分があった。この点、本実施形態による撮像装置では、ダミー画素領域８０の第１の領域８２に光導波路２１２が設けられていない分、並んだ光導波路２１２を伝搬する光の成分が抑制され、ＯＢ領域７４まで届く光の量を低減することができる。   In the imaging device according to the comparative example illustrated in FIG. 4, since the optical waveguide 212 is provided in the first region 82 of the dummy pixel region 80, the aligned optical waveguides 212 out of the light leaked from the side wall of the optical waveguide 212 are arranged. There were components that propagated continuously. In this regard, in the image pickup apparatus according to the present embodiment, the light component propagating through the aligned optical waveguides 212 is suppressed as much as the optical waveguide 212 is not provided in the first region 82 of the dummy pixel region 80, and the OB region 74. The amount of light reaching up to can be reduced.

また、本実施形態による撮像装置では、有効画素領域７２、ダミー画素領域８０及びＯＢ領域７４の全体に渡って連結部２１４が設けられているため、連結部２１４の膜厚の均一性を容易に向上することができ、画質の低下を抑制することができる。   In the imaging apparatus according to the present embodiment, since the connecting portion 214 is provided over the entire effective pixel region 72, dummy pixel region 80, and OB region 74, the uniformity of the film thickness of the connecting portion 214 is easily achieved. The image quality can be improved, and the deterioration of the image quality can be suppressed.

光導波路２１２及び連結部２１４の製造工程では、絶縁膜２０８に光導波路２１２を埋め込むための開口部を形成後、この開口部内を埋め込み、絶縁膜２０８上を覆うように、光導波路２１２及び連結部２１４となる絶縁材料を堆積する。そして、堆積した絶縁膜の表面をＣＭＰ法により研磨して平坦化することで、光導波路２１２及び連結部２１４を一体形成する。ダミー画素領域８０の第１の領域８２に連結部２１４を設けない構成とする場合、例えば、第１の領域８２にマスクを配置した状態で絶縁材料を堆積し、その後に平坦化を実施する。このため、第１の領域８２と他の領域とに異なる材料が設けられた状態で研磨が行われることとなり、研磨レートの面内バラツキが生じて表面の平坦性が悪化する。この結果、その上に配置されるカラーフィルタ（図示せず）やマイクロレンズ２１８の形成面の平坦性も悪化し、光学特性が低下する。   In the manufacturing process of the optical waveguide 212 and the connecting portion 214, after forming an opening for embedding the optical waveguide 212 in the insulating film 208, the optical waveguide 212 and the connecting portion are embedded so as to fill the opening and cover the insulating film 208. An insulating material to be 214 is deposited. Then, the surface of the deposited insulating film is polished and planarized by a CMP method, so that the optical waveguide 212 and the connecting portion 214 are integrally formed. In the case where the connection portion 214 is not provided in the first region 82 of the dummy pixel region 80, for example, an insulating material is deposited in a state where a mask is disposed in the first region 82, and then planarization is performed. For this reason, the polishing is performed in a state where different materials are provided in the first region 82 and the other regions, and the in-plane variation of the polishing rate occurs, and the surface flatness deteriorates. As a result, the flatness of the formation surface of the color filter (not shown) and the microlens 218 disposed thereon is also deteriorated, and the optical characteristics are deteriorated.

この点、本実施形態による撮像装置では、有効画素領域７２、ダミー画素領域８０及びＯＢ領域７４の全体に渡って堆積された絶縁膜を研磨することによって連結部２１４を形成できるため、連結部２１４の膜厚の均一性を向上することができる。これにより、連結部２１４による平坦性の低下を抑制することができ、これによって生じる画像への影響を抑制することできる。   In this regard, in the imaging apparatus according to the present embodiment, the connecting portion 214 can be formed by polishing the insulating film deposited over the effective pixel region 72, the dummy pixel region 80, and the OB region 74. The film thickness uniformity can be improved. Thereby, the flatness fall by the connection part 214 can be suppressed, and the influence on the image which arises by this can be suppressed.

このように、本実施形態によれば、ＯＢ領域７４への光の漏れを抑制するとともに、有効画素領域７２とＯＢ領域７４との間のダーク信号の出力差をなくすことができ、画像を安定させることができる。   As described above, according to the present embodiment, light leakage to the OB area 74 can be suppressed, and the output difference of the dark signal between the effective pixel area 72 and the OB area 74 can be eliminated, thereby stabilizing the image. Can be made.

［第９実施形態］
本発明の第９実施形態による撮像装置について、図１３を用いて説明する。図１乃至図１２に示す第１乃至第８実施形態による撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。図１３は、本実施形態による撮像装置を示す断面図である。図１３は、開口領域９２と遮光領域９４との境界付近の断面図であり、図２（ｂ）のＡ−Ａ′線断面図に対応する。 [Ninth Embodiment]
An imaging apparatus according to the ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Constituent elements similar to those of the imaging apparatus according to the first to eighth embodiments shown in FIGS. 1 to 12 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified. FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 13 is a cross-sectional view of the vicinity of the boundary between the opening region 92 and the light-shielding region 94 and corresponds to the cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.

本実施形態による撮像装置は、図１３に示すように、絶縁膜２１６内に、層内レンズ２２２とカラーフィルタ２２４とを更に備えているほかは、図３に示す第１実施形態による撮像装置と同様である。   As shown in FIG. 13, the imaging apparatus according to the present embodiment is the same as the imaging apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 3 except that an insulating film 216 further includes an intralayer lens 222 and a color filter 224. It is the same.

すなわち、遮光膜９０が設けられた絶縁膜２０８上には、パッシベーション膜が設けられている。パッシベーション膜２１６Ａは、少なくとも有効画素領域７２の画素１２のそれぞれに対応して設けられた層内レンズ２２２を有している。層内レンズ２２２が設けられたパッシベーション膜２１６Ａ上には、平坦化膜２１６Ｂが設けられている。平坦化膜２１６Ｂ上には、カラーフィルタ２２４が設けられている。カラーフィルタ２２４上には、平坦化膜２１６Ｃが設けられている。パッシベーション膜２１６Ａ、平坦化膜２１６Ｂ，２１６Ｃを含む絶縁膜２１６の上には、それぞれの画素１２に対応して、光電変換部２０２に光を集光するためのマイクロレンズ２１８が設けられている。   That is, a passivation film is provided on the insulating film 208 provided with the light shielding film 90. The passivation film 216 </ b> A has an in-layer lens 222 provided corresponding to at least each of the pixels 12 in the effective pixel region 72. A planarization film 216B is provided on the passivation film 216A on which the inner lens 222 is provided. A color filter 224 is provided over the planarization film 216B. A planarizing film 216 </ b> C is provided over the color filter 224. On the insulating film 216 including the passivation film 216 </ b> A and the planarization films 216 </ b> B and 216 </ b> C, a microlens 218 for condensing light on the photoelectric conversion unit 202 is provided corresponding to each pixel 12.

本実施形態による撮像装置においても、第１実施形態による撮像装置と同様、ダミー画素領域８０の第１の領域８２に配された画素１２に、光導波路２１２及び連結部２１４が設けられていない。したがって、ＯＢ領域７４への光の漏れを抑制するとともに、有効画素領域７２とＯＢ領域７４との間のダーク信号の出力差をなくすことができ、良質な画像を安定して取得することができる。   Also in the imaging device according to the present embodiment, the optical waveguide 212 and the connecting portion 214 are not provided in the pixels 12 arranged in the first region 82 of the dummy pixel region 80, as in the imaging device according to the first embodiment. Accordingly, light leakage to the OB area 74 can be suppressed, and the output difference of dark signals between the effective pixel area 72 and the OB area 74 can be eliminated, and a high-quality image can be stably acquired. .

［第１０実施形態］
本発明の第１０実施形態による撮像装置について、図１４乃至図１６を用いて説明する。図１乃至図１３に示す第１乃至第９実施形態による撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。 [Tenth embodiment]
An imaging apparatus according to the tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Constituent elements similar to those of the imaging devices according to the first to ninth embodiments shown in FIGS. 1 to 13 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

図１４は、本実施形態による撮像装置を示す断面図である。図１５は、本実施形態による撮像装置の効果を説明する図である。図１６は、本実施形態の変形例による撮像装置を示す断面図である。図１４及び図１６は、開口領域９２と遮光領域９４との境界付近の断面図であり、図２（ｂ）のＡ−Ａ′線断面図に対応する。   FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 15 is a diagram for explaining the effect of the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating an imaging apparatus according to a modification of the present embodiment. 14 and 16 are cross-sectional views in the vicinity of the boundary between the opening region 92 and the light-shielding region 94, and correspond to the cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG.

本実施形態による撮像装置は、図１４に示すように、第３の領域８６にカラーフィルタ２２４が設けられていないほかは、図１３に示す第９実施形態による撮像装置と同様である。第３の領域８６にカラーフィルタ２２４を設けないことにより、ＯＢ領域７４への光の漏れを更に抑制することができる。   As shown in FIG. 14, the imaging apparatus according to the present embodiment is the same as the imaging apparatus according to the ninth embodiment shown in FIG. 13 except that the color filter 224 is not provided in the third region 86. By not providing the color filter 224 in the third region 86, light leakage to the OB region 74 can be further suppressed.

第３の領域８６にカラーフィルタ２２４を設けないことによりＯＢ領域７４への光の漏れを抑制できるメカニズムについて、現時点で本願発明者らは以下のように推察している。   At present, the inventors of the present application have inferred the mechanism that can suppress the leakage of light to the OB region 74 by not providing the color filter 224 in the third region 86 as follows.

第３の領域８６は、開口領域９２と遮光領域９４との境界近傍であり、絶縁膜２０８の上には遮光膜９０による段差が存在する。この段差は、パッシベーション膜２１６Ａや平坦化膜２１６Ｂにより緩和されるが、完全に除去することは困難である。このため、平坦化膜２１６Ｂの表面には、遮光膜９０による段差に起因して、第３の領域８６に段差が生じている。   The third region 86 is near the boundary between the opening region 92 and the light shielding region 94, and a step due to the light shielding film 90 exists on the insulating film 208. This step is alleviated by the passivation film 216A and the planarization film 216B, but it is difficult to completely remove the step. For this reason, a step is generated in the third region 86 due to the step formed by the light shielding film 90 on the surface of the planarization film 216B.

平坦化膜２１６Ｂに生じた段差は、その上に形成されるカラーフィルタ２２４、平坦化膜２１６Ｃ、マイクロレンズ２１８にも影響する。第３の領域８６に形成された傾斜面上にマイクロレンズ２１８を形成すると、マイクロレンズ２１８が結ぶ焦点の位置は遮光領域９４側を向くようになる。この結果、斜め方向から入射する光は、図１５（ａ）に示すように、マイクロレンズ２１８によって遮光領域９４側に屈折し、ＯＢ領域７４への光漏れの原因となる。   The level difference generated in the planarization film 216B also affects the color filter 224, the planarization film 216C, and the microlens 218 formed thereon. When the microlens 218 is formed on the inclined surface formed in the third region 86, the position of the focal point connected by the microlens 218 comes to face the light shielding region 94 side. As a result, light incident from an oblique direction is refracted toward the light shielding region 94 by the microlens 218 and causes light leakage to the OB region 74 as shown in FIG.

これに対し、第３の領域８６にカラーフィルタ２２４を設けないと、第３の領域８６ではその分、平坦化膜２１６Ｃが沈み込み、第３の領域８６の段差は窪み状になる。この結果、図１５（ｂ）に示すように、遮光領域９４側を向くマイクロレンズ２１８の数が少なくなり、ＯＢ領域７４への光漏れを低減することができる。   On the other hand, if the color filter 224 is not provided in the third region 86, the planarization film 216C sinks correspondingly in the third region 86, and the step in the third region 86 becomes a depression. As a result, as shown in FIG. 15B, the number of microlenses 218 facing the light shielding region 94 is reduced, and light leakage to the OB region 74 can be reduced.

なお、図１４に示す例では遮光領域９４にカラーフィルタ２２４を配置しているが、例えば図１６に示すように、遮光領域９４のカラーフィルタ２２４を除去するようにしてもよい。この場合にも、上述した本実施形態の効果を得ることができる。   In the example shown in FIG. 14, the color filter 224 is arranged in the light shielding region 94. However, for example, as shown in FIG. 16, the color filter 224 in the light shielding region 94 may be removed. Also in this case, the effect of this embodiment mentioned above can be acquired.

このように、本実施形態によれば、ＯＢ領域７４への光の漏れを抑制するとともに、有効画素領域７２とＯＢ領域７４との間のダーク信号の出力差をなくすことができ、良質な画像を安定して取得することができる。   As described above, according to the present embodiment, light leakage to the OB region 74 can be suppressed, and the output difference of the dark signal between the effective pixel region 72 and the OB region 74 can be eliminated. Can be obtained stably.

［第１１実施形態］
本発明の第１１実施形態による撮像装置について、図１７乃至図１９を用いて説明する。図１乃至図１６に示す第１乃至第１０実施形態による撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。 [Eleventh embodiment]
An imaging apparatus according to the eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Constituent elements similar to those of the imaging apparatus according to the first to tenth embodiments shown in FIGS. 1 to 16 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

図１７は、本実施形態による撮像装置を示す断面図である。図１８は、本実施形態による撮像装置の効果を説明する図である。図１９は、本実施形態の変形例による撮像装置を示す断面図である。図１７及び図１９は、開口領域９２と遮光領域９４との境界付近の断面図であり、図２（ｂ）のＡ−Ａ′線断面図に対応する。   FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 18 is a diagram for explaining the effect of the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating an imaging apparatus according to a modification of the present embodiment. 17 and 19 are cross-sectional views in the vicinity of the boundary between the opening region 92 and the light-shielding region 94, and correspond to the cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG.

本実施形態による撮像装置は、図１７に示すように、第３の領域８６にマイクロレンズ２１８が設けられていないほかは、図１３に示す第９実施形態による撮像装置と同様である。第３の領域８６にマイクロレンズ２１８を設けないことによっても、ＯＢ領域７４への光の漏れを更に抑制することができる。図１７に示す例では遮光領域９４にマイクロレンズ２１８を配置しているが、遮光領域９４のマイクロレンズ２１８は除去してもよい。   As shown in FIG. 17, the imaging apparatus according to the present embodiment is the same as the imaging apparatus according to the ninth embodiment shown in FIG. 13, except that the micro lens 218 is not provided in the third region 86. Even if the microlens 218 is not provided in the third region 86, light leakage to the OB region 74 can be further suppressed. In the example shown in FIG. 17, the micro lens 218 is disposed in the light shielding region 94, but the micro lens 218 in the light shielding region 94 may be removed.

第３の領域８６にマイクロレンズ２１８を設けないことによりＯＢ領域７４への光の漏れを抑制できるメカニズムは、必ずしも明らかではないが、本願発明者等は以下のように推察している。   The mechanism by which the leakage of light to the OB region 74 can be suppressed by not providing the micro lens 218 in the third region 86 is not necessarily clear, but the inventors of the present application infer as follows.

第３の領域８６にマイクロレンズ２１８を設けない場合、斜め方向から入射する光は、図１８に示すように、平坦化膜２１６Ｃの表面において遮光領域９４ではない側に屈折する。この結果、ＯＢ領域７４側へ向かう光が減少し、ＯＢ領域７４への光漏れを低減することができる。   In the case where the microlens 218 is not provided in the third region 86, light incident from an oblique direction is refracted to the side other than the light shielding region 94 on the surface of the planarization film 216C as shown in FIG. As a result, light traveling toward the OB region 74 is reduced, and light leakage to the OB region 74 can be reduced.

なお、図１７に示す例では第３の領域８６にカラーフィルタ２２４を配置しているが、図１９に示すように、第３の領域８６のカラーフィルタ２２４を除去するようにしてもよい。更には、遮光領域９４のカラーフィルタ２２４をも除去するようにしてもよい。これらの場合、第１０実施形態で説明した効果と相俟って、ＯＢ領域７４への光漏れを更に低減することができる。   In the example shown in FIG. 17, the color filter 224 is disposed in the third region 86, but the color filter 224 in the third region 86 may be removed as shown in FIG. Further, the color filter 224 in the light shielding area 94 may also be removed. In these cases, combined with the effects described in the tenth embodiment, light leakage to the OB region 74 can be further reduced.

このように、本実施形態によれば、ＯＢ領域７４への光の漏れを抑制するとともに、有効画素領域７２とＯＢ領域７４との間のダーク信号の出力差をなくすことができ、良質な画像を安定して取得することができる。   As described above, according to the present embodiment, light leakage to the OB region 74 can be suppressed, and the output difference of the dark signal between the effective pixel region 72 and the OB region 74 can be eliminated. Can be obtained stably.

［第１２実施形態］
本発明の第１２実施形態による撮像装置について、図２０を用いて説明する。図１乃至図１９に示す第１乃至第１１実施形態による撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。図２０は、本実施形態による撮像装置を示す断面図である。図２０は、開口領域９２と遮光領域９４との境界付近の断面図であり、図２（ｂ）のＡ−Ａ′線断面図に対応する。 [Twelfth embodiment]
An imaging apparatus according to the twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Constituent elements similar to those of the imaging devices according to the first to eleventh embodiments shown in FIGS. 1 to 19 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified. FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 20 is a cross-sectional view in the vicinity of the boundary between the opening region 92 and the light-shielding region 94 and corresponds to the cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG.

本実施形態による撮像装置は、第１の領域８２の光導波路２１２及び連結部２１４が除去されていない点で、第１０実施形態による撮像装置とは異なっている。   The imaging device according to the present embodiment is different from the imaging device according to the tenth embodiment in that the optical waveguide 212 and the connecting portion 214 in the first region 82 are not removed.

第１０実施形態において説明したように、第３の領域８６のカラーフィルタ２２４を除去することには、ＯＢ領域７４側へ向かう光を減少する効果がある。第１の領域８２の光導波路２１２及び連結部２１４を除去することには光の伝搬経路を減らす意図があるが、そもそも入射する光を低減できれば、ＯＢ領域７４への光漏れは低減することができる。したがって、本実施形態による撮像装置においても、図４に示す撮像装置と比較して、ＯＢ領域７４への光漏れを更に低減することができる。   As described in the tenth embodiment, removing the color filter 224 in the third region 86 has an effect of reducing light traveling toward the OB region 74 side. The removal of the optical waveguide 212 and the connecting portion 214 in the first region 82 is intended to reduce the light propagation path. However, if the incident light can be reduced in the first place, the light leakage to the OB region 74 can be reduced. it can. Therefore, also in the imaging apparatus according to the present embodiment, light leakage to the OB region 74 can be further reduced as compared with the imaging apparatus shown in FIG.

なお、図２０の例では、第１の領域８２の光導波路２１２及び連結部２１４の双方を除去していないが、第７実施形態のように連結部２１４のみを除去してもよいし、第８実施形態のように光導波路２１２のみを除去してもよい。また、第１１実施形態のように第３の領域のマイクロレンズ２１８を除去してもよい。   In the example of FIG. 20, both the optical waveguide 212 and the connecting portion 214 in the first region 82 are not removed, but only the connecting portion 214 may be removed as in the seventh embodiment. Only the optical waveguide 212 may be removed as in the eighth embodiment. In addition, the micro lens 218 in the third region may be removed as in the eleventh embodiment.

このように、本実施形態によれば、ＯＢ領域７４への光の漏れを抑制するとともに、有効画素領域７２とＯＢ領域７４との間のダーク信号の出力差をなくすことができ、良質な画像を安定して取得することができる。   As described above, according to the present embodiment, light leakage to the OB region 74 can be suppressed, and the output difference of the dark signal between the effective pixel region 72 and the OB region 74 can be eliminated. Can be obtained stably.

［第１３実施形態］
本発明の第１３実施形態による撮像システムについて、図２１を用いて説明する。図１乃至図２０に示す第１乃至第１２実施形態による撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。図２１は、本実施形態による撮像システムの構成を示すブロック図である。 [Thirteenth embodiment]
An imaging system according to the thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Constituent elements similar to those of the imaging devices according to the first to twelfth embodiments shown in FIGS. 1 to 20 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified. FIG. 21 is a block diagram illustrating the configuration of the imaging system according to the present embodiment.

上記第１乃至第１２実施形態で述べた撮像装置１００は、種々の撮像システムに適用可能である。適用可能な撮像システムとしては、特に限定されるものではないが、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダ、監視カメラ、複写機、ファックス、携帯電話、車載カメラ、観測衛星などが挙げられる。また、レンズなどの光学系と撮像装置とを備えるカメラモジュールも、撮像システムに含まれる。図２１には、これらのうちの一例として、デジタルスチルカメラのブロック図を例示している。   The imaging device 100 described in the first to twelfth embodiments can be applied to various imaging systems. Applicable imaging systems are not particularly limited, and examples include a digital still camera, a digital camcorder, a surveillance camera, a copying machine, a fax machine, a mobile phone, an in-vehicle camera, and an observation satellite. A camera module including an optical system such as a lens and an imaging device is also included in the imaging system. FIG. 21 illustrates a block diagram of a digital still camera as an example of these.

図２１に例示した撮像システム３００は、撮像装置１００、被写体の光学像を撮像装置１００に結像させるレンズ３０２、レンズ３０２を通過する光量を可変にするための絞り３０４、レンズ３０２の保護のためのバリア３０６を有する。レンズ３０２及び絞り３０４は、撮像装置１００に光を集光する光学系である。撮像装置１００は、第１乃至第１２実施形態で説明した撮像装置１００であって、レンズ３０２により結像された光学像を画像データに変換する。   An imaging system 300 illustrated in FIG. 21 protects the imaging device 100, a lens 302 that forms an optical image of a subject on the imaging device 100, a diaphragm 304 that changes the amount of light passing through the lens 302, and the lens 302. The barrier 306 is provided. The lens 302 and the diaphragm 304 are an optical system that focuses light on the imaging apparatus 100. The imaging apparatus 100 is the imaging apparatus 100 described in the first to twelfth embodiments, and converts an optical image formed by the lens 302 into image data.

撮像システム３００は、また、撮像装置１００より出力される信号の処理を行う信号処理部３０８を有する。信号処理部３０８は、撮像装置１００が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換を行う。また、信号処理部３０８は、その他、必要に応じて各種の補正処理や圧縮処理を行って画像データを出力する動作を行う。信号処理部３０８の一部であるＡＤ変換部は、撮像装置１００が設けられた半導体基板に形成されていてもよいし、撮像装置１００とは別の半導体基板に形成されていてもよい。また、撮像装置１００と信号処理部３０８とが同一の半導体基板に形成されていてもよい。   The imaging system 300 also includes a signal processing unit 308 that processes a signal output from the imaging device 100. The signal processing unit 308 performs AD conversion that converts an analog signal output from the imaging apparatus 100 into a digital signal. In addition, the signal processing unit 308 performs various correction processes and compression processes as necessary, and outputs image data. The AD conversion unit that is a part of the signal processing unit 308 may be formed on a semiconductor substrate on which the imaging device 100 is provided, or may be formed on a semiconductor substrate different from the imaging device 100. Further, the imaging device 100 and the signal processing unit 308 may be formed on the same semiconductor substrate.

撮像システム３００は、さらに、各種演算の実行やデジタルスチルカメラ全体の動作を制御する全体制御・演算部３１８、撮像装置１００及び信号処理部３０８に各種タイミング信号を出力するタイミング発生部３２０を有する。ここで、タイミング信号などは外部から入力されてもよく、撮像システム３００は少なくとも撮像装置１００と、撮像装置１００から出力された信号を処理する信号処理部３０８とを有すればよい。   The imaging system 300 further includes a general control / arithmetic unit 318 that controls execution of various calculations and operations of the entire digital still camera, a timing generation unit 320 that outputs various timing signals to the imaging apparatus 100 and the signal processing unit 308. Here, a timing signal or the like may be input from the outside, and the imaging system 300 only needs to include at least the imaging device 100 and a signal processing unit 308 that processes a signal output from the imaging device 100.

撮像システム３００は、さらに、画像データを一時的に記憶するためのメモリ部３１０、外部コンピュータ等と通信するための外部インターフェース部（外部Ｉ／Ｆ部）３１２を有する。さらに撮像システム３００は、撮像データの記録又は読み出しを行うための半導体メモリ等の記録媒体３１４、記録媒体３１４に記録又は読み出しを行うための記録媒体制御インターフェース部（記録媒体制御Ｉ／Ｆ部）３１６を有する。記録媒体３１４は、撮像システム３００に内蔵されていてもよく、着脱可能であってもよい。   The imaging system 300 further includes a memory unit 310 for temporarily storing image data and an external interface unit (external I / F unit) 312 for communicating with an external computer or the like. Further, the imaging system 300 includes a recording medium 314 such as a semiconductor memory for recording or reading imaging data, and a recording medium control interface unit (recording medium control I / F unit) 316 for recording or reading to the recording medium 314. Have The recording medium 314 may be built in the imaging system 300 or may be detachable.

第１乃至第１２実施形態による撮像装置１００を適用することにより、強い光が入射した場合においても安定した画像を取得しうる撮像システムを実現することができる。   By applying the imaging apparatus 100 according to the first to twelfth embodiments, an imaging system that can acquire a stable image even when strong light is incident can be realized.

［第１４実施形態］
本発明の第１４実施形態による撮像システム及び移動体について、図２２を用いて説明する。図２２は、本実施形態による撮像システム及び移動体の構成を示す図である。 [Fourteenth embodiment]
An imaging system and a moving body according to a fourteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration of the imaging system and the moving body according to the present embodiment.

図２２（ａ）は、車戴カメラに関する撮像システムの一例を示したものである。撮像システム４００は、撮像装置４１０を有する。撮像装置４１０は、上記第１乃至第１２実施形態のいずれかに記載の撮像装置１００である。撮像システム４００は、撮像装置４１０により取得された複数の画像データに対し、画像処理を行う画像処理部４１２と、撮像システム４００により取得された複数の画像データから視差（視差画像の位相差）の算出を行う視差算出部４１４を有する。また、撮像システム４００は、算出された視差に基づいて対象物までの距離を算出する距離計測部４１６と、算出された距離に基づいて衝突可能性があるか否かを判定する衝突判定部４１８と、を有する。ここで、視差算出部４１４や距離計測部４１６は、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段の一例である。すなわち、距離情報とは、視差、デフォーカス量、対象物までの距離等に関する情報である。衝突判定部４１８はこれらの距離情報のいずれかを用いて、衝突可能性を判定してもよい。距離情報取得手段は、専用に設計されたハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアモジュールによって実現されてもよい。また、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等によって実現されてもよいし、これらの組合せによって実現されてもよい。   FIG. 22A shows an example of an imaging system related to a vehicle camera. The imaging system 400 includes an imaging device 410. The imaging device 410 is the imaging device 100 according to any one of the first to twelfth embodiments. The imaging system 400 includes an image processing unit 412 that performs image processing on a plurality of image data acquired by the imaging device 410, and parallax (phase difference of parallax images) from the plurality of image data acquired by the imaging system 400. A parallax calculation unit 414 that performs calculation is included. The imaging system 400 also calculates a distance measurement unit 416 that calculates the distance to the object based on the calculated parallax, and a collision determination unit 418 that determines whether there is a collision possibility based on the calculated distance. And having. Here, the parallax calculation unit 414 and the distance measurement unit 416 are an example of a distance information acquisition unit that acquires distance information to the object. That is, the distance information is information related to parallax, defocus amount, distance to the object, and the like. The collision determination unit 418 may determine the possibility of collision using any of these distance information. The distance information acquisition unit may be realized by hardware designed exclusively, or may be realized by a software module. Further, it may be realized by an FPGA (Field Programmable Gate Array), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or the like, or a combination thereof.

撮像システム４００は車両情報取得装置４２０と接続されており、車速、ヨーレート、舵角などの車両情報を取得することができる。また、撮像システム４００は、衝突判定部４１８での判定結果に基づいて、車両に対して制動力を発生させる制御信号を出力する制御装置である制御ＥＣＵ４３０が接続されている。また、撮像システム４００は、衝突判定部４１８での判定結果に基づいて、ドライバーへ警報を発する警報装置４４０とも接続されている。例えば、衝突判定部４１８の判定結果として衝突可能性が高い場合、制御ＥＣＵ４３０はブレーキをかける、アクセルを戻す、エンジン出力を抑制するなどして衝突を回避、被害を軽減する車両制御を行う。警報装置４４０は音等の警報を鳴らす、カーナビゲーションシステムなどの画面に警報情報を表示する、シートベルトやステアリングに振動を与えるなどしてユーザに警告を行う。   The imaging system 400 is connected to a vehicle information acquisition device 420, and can acquire vehicle information such as a vehicle speed, a yaw rate, and a steering angle. In addition, the imaging system 400 is connected to a control ECU 430 that is a control device that outputs a control signal for generating a braking force for the vehicle based on a determination result in the collision determination unit 418. The imaging system 400 is also connected to an alarm device 440 that issues an alarm to the driver based on the determination result in the collision determination unit 418. For example, when the possibility of a collision is high as a determination result of the collision determination unit 418, the control ECU 430 performs vehicle control for avoiding a collision and reducing damage by applying a brake, returning an accelerator, and suppressing an engine output. The alarm device 440 warns the user by sounding an alarm such as a sound, displaying alarm information on a screen of a car navigation system, or applying vibration to the seat belt or the steering.

本実施形態では、車両の周囲、例えば前方又は後方を撮像システム４００で撮像する。図２２（ｂ）に、車両前方（撮像範囲４５０）を撮像する場合の撮像システムを示した。車両情報取得装置４２０が、所定の動作を実行するように撮像システム４００ないしは撮像装置４１０に指示を送る。このような構成により、測距の精度をより向上させることができる。   In this embodiment, the imaging system 400 images the periphery of the vehicle, for example, the front or rear. FIG. 22B shows an imaging system when imaging the front of the vehicle (imaging range 450). The vehicle information acquisition device 420 sends an instruction to the imaging system 400 or the imaging device 410 so as to execute a predetermined operation. With such a configuration, the accuracy of distance measurement can be further improved.

上記では、他の車両と衝突しないように制御する例を説明したが、他の車両に追従して自動運転する制御や、車線からはみ出さないように自動運転する制御などにも適用可能である。さらに、撮像システムは、自車両等の車両に限らず、例えば、船舶、航空機あるいは産業用ロボットなどの移動体（移動装置）に適用することができる。加えて、移動体に限らず、高度道路交通システム（ＩＴＳ）等、広く物体認識を利用する機器に適用することができる。   In the above, an example of controlling so as not to collide with another vehicle has been described, but it can also be applied to control for automatically driving following other vehicles, control for automatically driving so as not to protrude from the lane, and the like. . Furthermore, the imaging system is not limited to a vehicle such as the own vehicle, but can be applied to a moving body (moving device) such as a ship, an aircraft, or an industrial robot. In addition, the present invention can be applied not only to mobile objects but also to devices that widely use object recognition, such as intelligent road traffic systems (ITS).

［変形実施形態］
本発明は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、光導波路２１２上に連結部２１４，２１４Ａ，２１４Ｂを設けたが、連結部２１４，２１４Ａ，２１４Ｂは、必ずしも設ける必要はない。連結部２１４Ａ，２１４Ｂは、光導波路２１２を絶縁膜２０８に埋め込み形成する過程で絶縁膜２０８上に残存する部分である。連結部２１４Ａ，２１４Ｂは光導波路２１２の製造時に除去することも可能であるが、その場合には、絶縁膜２０８と光導波路２１２との構成材料の違いに起因して研磨レートが面内で変化し、表面の平坦性が悪化する虞がある。絶縁膜２０８の表面の平坦性が悪化すると、その上に配置されるカラーフィルタ（図示せず）やマイクロレンズ２１８の形成面の平坦性も悪化し、光学特性が低下する。連結部２１４，２１４Ａ，２１４Ｂを残さなくても表面の平坦性を維持できる場合などには、連結部２１４，２１４Ａ，２１４Ｂは、必ずしも残存させる必要はない。 [Modified Embodiment]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, in the above embodiment, the connecting portions 214, 214A, and 214B are provided on the optical waveguide 212. However, the connecting portions 214, 214A, and 214B are not necessarily provided. The connecting portions 214 </ b> A and 214 </ b> B are portions that remain on the insulating film 208 in the process of embedding and forming the optical waveguide 212 in the insulating film 208. The connecting portions 214A and 214B can be removed at the time of manufacturing the optical waveguide 212. In this case, however, the polishing rate changes in the plane due to the difference in the constituent materials of the insulating film 208 and the optical waveguide 212. However, the flatness of the surface may be deteriorated. When the flatness of the surface of the insulating film 208 is deteriorated, the flatness of the formation surface of the color filter (not shown) and the microlens 218 disposed thereon is also deteriorated, and the optical characteristics are lowered. When the flatness of the surface can be maintained without leaving the connecting portions 214, 214A, and 214B, the connecting portions 214, 214A, and 214B do not necessarily remain.

また、第７又は第８実施形態の撮像装置において、第３及び第４実施形態と同様、第１の領域８２に配された画素１２の光電変換部２０２と遮光膜９０との間隔を、ＯＢ領域７４に配された画素１２の光電変換部２０２と遮光膜９０との間隔よりも狭めてもよい。   In the imaging device according to the seventh or eighth embodiment, as in the third and fourth embodiments, the interval between the photoelectric conversion unit 202 of the pixel 12 arranged in the first region 82 and the light shielding film 90 is set to OB. The distance between the photoelectric conversion unit 202 of the pixel 12 arranged in the region 74 and the light shielding film 90 may be narrower.

また、上述した実施形態は、任意に組み合わせることが可能である。例えば、第２乃至第５実施形態の撮像装置に、第６実施形態の遮光壁２２０を設けてもよい。また、第９乃至第１２実施形態の撮像装置におけるカラーフィルタ２２４やマイクロレンズ２１８の配置を、第２乃至第８実施形態の撮像装置に適用してもよい。   Further, the above-described embodiments can be arbitrarily combined. For example, the light shielding wall 220 of the sixth embodiment may be provided in the imaging devices of the second to fifth embodiments. Further, the arrangement of the color filter 224 and the microlens 218 in the imaging devices of the ninth to twelfth embodiments may be applied to the imaging devices of the second to eighth embodiments.

また、上記第１乃至第１２実施形態では、光導波路２１２と連結部２１４とを一体として、これらをダミー画素領域８０の一部の領域に配置しない構成としたが、光導波路２１２を設けない領域と連結部２１４を設けない領域とは、必ずしも同じである必要はない。   In the first to twelfth embodiments, the optical waveguide 212 and the connecting portion 214 are integrated and not arranged in a part of the dummy pixel region 80. However, the region where the optical waveguide 212 is not provided. The region where the connecting portion 214 is not provided is not necessarily the same.

また、第１３及び第１４実施形態に示した撮像システムは、本発明の撮像装置を適用しうる撮像システムの一例を示したものであり、本発明の撮像装置を適用可能な撮像システムは図２１及び図２２に示した構成に限定されるものではない。   The imaging systems shown in the thirteenth and fourteenth embodiments show examples of imaging systems to which the imaging apparatus of the present invention can be applied. The imaging system to which the imaging apparatus of the present invention can be applied is shown in FIG. And it is not limited to the structure shown in FIG.

なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。   The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

１０…画素領域
１２…画素
７２…有効画素領域
７４…ＯＢ領域
８０…ダミー画素領域
９０…遮光膜
９２…開口領域
９４…遮光領域
１００…撮像装置
２０２…光電変換部
２１０…配線層
２１２…光導波路
２１４，２１４Ａ，２１４Ｂ…連結部
２１８…マイクロレンズ
２２０…遮光壁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Pixel region 12 ... Pixel 72 ... Effective pixel region 74 ... OB region 80 ... Dummy pixel region 90 ... Light shielding film 92 ... Opening region 94 ... Light shielding region 100 ... Imaging device 202 ... Photoelectric conversion part 210 ... Wiring layer 212 ... Optical waveguide 214, 214A, 214B ... connecting portion 218 ... micro lens 220 ... light shielding wall

Claims (23)

光電変換部を有する複数の画素が配された有効画素領域と、
光電変換部を有する複数の画素が配され、かつ、遮光膜で覆われたオプティカルブラック領域と、
前記有効画素領域と前記オプティカルブラック領域との間の領域であって、光電変換部を有する画素が配された領域と、を有し、
前記有効画素領域に配された前記複数の画素は、前記光電変換部の上に配された光導波路を有し、
前記オプティカルブラック領域に配された前記複数の画素は、前記光電変換部の上であって、かつ、前記遮光膜の下に配された光導波路を有し、
前記有効画素領域と前記オプティカルブラック領域との間の領域に配された前記画素は、前記光電変換部の上に光導波路を有さない
ことを特徴とする撮像装置。 An effective pixel region in which a plurality of pixels having a photoelectric conversion unit are arranged;
A plurality of pixels having a photoelectric conversion unit, and an optical black region covered with a light shielding film ;
A region between the front Symbol effective pixel region and the optical black region has a pixel having a photoelectric conversion unit was arranged regions, and
The plurality of pixels arranged in the effective pixel region have an optical waveguide arranged on the photoelectric conversion unit,
The plurality of pixels disposed in the optical black region have an optical waveguide disposed on the photoelectric conversion unit and below the light shielding film,
The imaging device, wherein the pixel arranged in a region between the effective pixel region and the optical black region does not have an optical waveguide on the photoelectric conversion unit. 光電変換部を有する複数の画素が配された有効画素領域と、
光電変換部を有する複数の画素が配され、かつ、遮光膜で覆われたオプティカルブラック領域と、を有し、
前記有効画素領域に配された前記複数の画素は、前記光電変換部の上に配された光導波路を有し、
前記オプティカルブラック領域に配された前記複数の画素は、前記光電変換部の上であって、かつ、前記遮光膜の下に配された光導波路を有し、
前記有効画素領域に配された前記複数の画素の前記光導波路を互いに連結するように設けられた前記光導波路と同質の材料からなる第１の連結部と、
前記オプティカルブラック領域に配された前記複数の画素の前記光導波路を互いに連結するように設けられた前記光導波路と同質の材料からなる第２の連結部と、を有し、
前記第１の連結部と前記第２の連結部とは、互いに離間して配置されている
ことを特徴とする撮像装置。 An effective pixel region in which a plurality of pixels having a photoelectric conversion unit are arranged;
A plurality of pixels having a photoelectric conversion portion, and an optical black region covered with a light shielding film,
The plurality of pixels arranged in the effective pixel region have an optical waveguide arranged on the photoelectric conversion unit,
The plurality of pixels disposed in the optical black region have an optical waveguide disposed on the photoelectric conversion unit and below the light shielding film,
A first connecting portion made of the same material as the optical waveguide provided so as to connect the optical waveguides of the plurality of pixels arranged in the effective pixel region;
A second connecting portion made of the same material as that of the optical waveguide provided to connect the optical waveguides of the plurality of pixels arranged in the optical black region,
The image pickup apparatus, wherein the first connecting portion and the second connecting portion are arranged apart from each other. 複数の絶縁膜と、前記複数の絶縁膜の間に配された配線層と、を更に有し、
前記光導波路は、前記複数の絶縁膜内に設けられている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。 A plurality of insulating films, and a wiring layer disposed between the plurality of insulating films,
The imaging device according to claim 1, wherein the optical waveguide is provided in the plurality of insulating films. 前記光導波路は窒化シリコンで構成されており、かつ、前記複数の絶縁膜は酸化シリコンで構成されている
ことを特徴とする請求項３記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 3, wherein the optical waveguide is made of silicon nitride, and the plurality of insulating films are made of silicon oxide. 前記光導波路は窒化シリコンで構成されており、かつ、前記第１の連結部および前記第２の連結部は窒化シリコンで構成されている
ことを特徴とする請求項２記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 2, wherein the optical waveguide is made of silicon nitride, and the first connecting portion and the second connecting portion are made of silicon nitride. 前記有効画素領域に配された前記複数の画素の前記光導波路を互いに連結するように設けられた前記光導波路と同質の材料からなる第１の連結部と、
前記オプティカルブラック領域に配された前記複数の画素の前記光導波路を互いに連結するように設けられた前記光導波路と同質の材料からなる第２の連結部と、を有し、
前記第１の連結部と前記第２の連結部は、前記光電変換部の上に前記光導波路を有さない前記画素の上で離間して配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。 A first connecting portion made of the same material as the optical waveguide provided so as to connect the optical waveguides of the plurality of pixels arranged in the effective pixel region;
A second connecting portion made of the same material as that of the optical waveguide provided to connect the optical waveguides of the plurality of pixels arranged in the optical black region,
The first connection part and the second connection part are arranged on the photoelectric conversion part so as to be separated from each other on the pixel not having the optical waveguide. Imaging device. 前記有効画素領域に配された前記複数の画素は、画像信号を出力するための画素であり、
前記オプティカルブラック領域に配された前記複数の画素は、黒レベルの基準となる基準信号を出力するための画素である
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。 The plurality of pixels arranged in the effective pixel region are pixels for outputting an image signal,
The imaging device according to any one of claims 1 to 6, wherein the plurality of pixels arranged in the optical black region are pixels for outputting a reference signal serving as a reference for a black level. . 前記有効画素領域と前記オプティカルブラック領域との間の領域に配された前記画素は、信号の読み出しが行われない画素である
ことを特徴とする請求項１又は６記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 1, wherein the pixels arranged in a region between the effective pixel region and the optical black region are pixels on which a signal is not read out. 前記有効画素領域と前記オプティカルブラック領域との間の領域は、前記遮光膜で覆われた第１の領域を有する
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 1, wherein a region between the effective pixel region and the optical black region has a first region covered with the light shielding film. 前記有効画素領域と前記オプティカルブラック領域との間の領域は、前記第１の領域と前記有効画素領域との間に配された領域であって、前記遮光膜で覆われ、光導波路を含む画素が配された第２の領域を更に有する
ことを特徴とする請求項９記載の撮像装置。 A region between the effective pixel region and the optical black region is a region disposed between the first region and the effective pixel region, the pixel being covered with the light shielding film and including an optical waveguide The imaging apparatus according to claim 9, further comprising: a second region in which is arranged. 前記有効画素領域と前記オプティカルブラック領域との間の領域は、前記第２の領域と前記有効画素領域との間に配された領域であって、前記遮光膜で覆われておらず、光導波路が設けられた画素が配された第３の領域を更に有する
ことを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。 The region between the effective pixel region and the optical black region is a region disposed between the second region and the effective pixel region, and is not covered with the light shielding film, and is an optical waveguide. The image pickup apparatus according to claim 10, further comprising a third region in which pixels provided with a pixel are arranged. 前記有効画素領域と前記オプティカルブラック領域との間の領域は、前記第１の領域と前記有効画素領域との間に配された領域であって、前記遮光膜で覆われておらず、前記光導波路が設けられていない前記画素が配された第２の領域を更に有する
ことを特徴とする請求項９記載の撮像装置。 The region between the effective pixel region and the optical black region is a region disposed between the first region and the effective pixel region, and is not covered with the light shielding film, and the light guide The imaging apparatus according to claim 9, further comprising a second region in which the pixels not provided with a waveguide are arranged. 前記有効画素領域と前記オプティカルブラック領域との間の領域は、前記第２の領域と前記有効画素領域との間に配された領域であって、前記遮光膜で覆われておらず、光導波路が設けられた画素が配された第３の領域を更に有する
ことを特徴とする請求項１２記載の撮像装置。 The region between the effective pixel region and the optical black region is a region disposed between the second region and the effective pixel region, and is not covered with the light shielding film, and is an optical waveguide. The image pickup apparatus according to claim 12, further comprising a third region in which pixels provided with a pixel are arranged. 少なくとも前記有効画素領域に配された前記画素は、前記光電変換部に光を集光するマイクロレンズを更に有し、
前記第２の領域に配された前記画素は、前記マイクロレンズが設けられていない
ことを特徴とする請求項１２又は１３記載の撮像装置。 At least the pixel arranged in the effective pixel region further includes a microlens that collects light on the photoelectric conversion unit,
The imaging device according to claim 12 or 13, wherein the pixel arranged in the second region is not provided with the microlens. 少なくとも前記有効画素領域に配された画素は、前記光電変換部に入射する光の波長を選択するカラーフィルタを更に有し、
前記第３の領域に配された前記画素は、前記カラーフィルタが設けられていない
ことを特徴とする請求項１１又は１３記載の撮像装置。 At least the pixels arranged in the effective pixel region further include a color filter that selects a wavelength of light incident on the photoelectric conversion unit,
The imaging device according to claim 11 or 13, wherein the color filter is not provided in the pixel arranged in the third region. 少なくとも前記有効画素領域に配された画素は、前記光電変換部に光を集光するマイクロレンズを更に有し、
前記第３の領域に配された前記画素は、前記マイクロレンズが設けられていない
ことを特徴とする請求項１１、１３及び１５のいずれか１項に記載の撮像装置。 At least the pixels arranged in the effective pixel region further include a microlens that collects light on the photoelectric conversion unit,
The imaging device according to claim 11, wherein the pixel arranged in the third region is not provided with the microlens. 前記有効画素領域に設けられた配線層と、
前記有効画素領域と前記オプティカルブラック領域との間の領域に設けられ、前記配線層と同質の材料からなる遮光壁と、
を更に有することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の撮像装置。 A wiring layer provided in the effective pixel region;
A light shielding wall that is provided in a region between the effective pixel region and the optical black region and is made of the same material as the wiring layer;
The imaging apparatus according to claim 1, further comprising: 前記遮光壁は、前記光導波路が設けられていない前記画素に設けられている
ことを特徴とする請求項１７記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 17, wherein the light shielding wall is provided in the pixel in which the optical waveguide is not provided. 前記遮光壁は、定電圧の端子に接続されている
ことを特徴とする請求項１７又は１８記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 17 or 18, wherein the light shielding wall is connected to a constant voltage terminal. 前記第１の領域に配された前記画素の前記光電変換部と前記遮光膜との間隔は、前記オプティカルブラック領域に配された前記画素の前記光電変換部と前記遮光膜との間隔よりも狭い
ことを特徴とする請求項９乃至１６のいずれか１項に記載の撮像装置。 An interval between the photoelectric conversion unit of the pixel arranged in the first region and the light shielding film is narrower than an interval between the photoelectric conversion unit of the pixel arranged in the optical black region and the light shielding film. The image pickup apparatus according to claim 9, wherein the image pickup apparatus is an image pickup apparatus. 複数の絶縁膜と、前記複数の絶縁膜の間に配された配線層と、を更に有し、
前記有効画素領域と前記オプティカルブラック領域との間の領域に配され、前記光電変換部の上に前記光導波路を有さない前記画素は、
前記光電変換部の上であって、前記有効画素領域に配された前記光導波路が設けられた高さと同じ高さの場所、または、前記オプティカルブラック領域に配された前記光導波路が設けられた高さと同じ高さの場所に、前記複数の絶縁膜が配されている
ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。 A plurality of insulating films, and a wiring layer disposed between the plurality of insulating films,
The pixel that is disposed in a region between the effective pixel region and the optical black region and does not have the optical waveguide on the photoelectric conversion unit,
On the photoelectric conversion unit, a location having the same height as the optical waveguide disposed in the effective pixel region, or the optical waveguide disposed in the optical black region is provided. The imaging device according to claim 1, wherein the plurality of insulating films are arranged at a location having the same height as the height. 請求項１乃至２１のいずれか１項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置から出力される信号を処理する信号処理部と
を有することを特徴とする撮像システム。 The imaging device according to any one of claims 1 to 21,
An image pickup system comprising: a signal processing unit that processes a signal output from the image pickup apparatus. 移動体であって、
請求項１乃至２１のいずれか１項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置からの信号に基づく視差画像から、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段と、
前記距離情報に基づいて前記移動体を制御する制御手段と
を有することを特徴とする移動体。 A moving object,
The imaging device according to any one of claims 1 to 21,
Distance information acquisition means for acquiring distance information to an object from a parallax image based on a signal from the imaging device;
And a control means for controlling the mobile body based on the distance information.
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