WO2017187804A1 - 撮像装置 - Google Patents

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WO2017187804A1
WO2017187804A1 PCT/JP2017/009155 JP2017009155W WO2017187804A1 WO 2017187804 A1 WO2017187804 A1 WO 2017187804A1 JP 2017009155 W JP2017009155 W JP 2017009155W WO 2017187804 A1 WO2017187804 A1 WO 2017187804A1
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pixel
polarizer
layer
polarizer layer
slit
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PCT/JP2017/009155
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大輔 本田
貴司 中野
優 川端
瀧本　貴博
夏秋　和弘
雅代 内田
正明 内橋
Original Assignee
シャープ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3058—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state comprising electrically conductive elements, e.g. wire grids, conductive particles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof

Definitions

  • the following disclosure relates to an imaging device including a polarizing filter.
  • the reflected light and scattered light generated by sunlight being reflected or scattered by an object include a polarization component due to the surface state of the reflecting surface of the object.
  • At least one sub-pixel region is included in a plurality of sub-pixel regions provided in each of a plurality of pixel regions arranged in a two-dimensional matrix.
  • a slit type (wire grid type) polarizing member is disposed on the light incident side.
  • Each sub-pixel region includes a wiring layer that controls the operation of the photoelectric conversion element.
  • the wiring layer is made of the same material as the polarizing member, and the wiring layer and the polarizing member are on the same virtual plane. Is arranged.
  • Patent Document 1 It is described in Patent Document 1 that the positional relationship between the slit-type polarizing member and the wiring layer can be optimized by such a configuration.
  • Japanese Patent Publication Japanese Patent Laid-Open No. 2010-263158 (published on November 18, 2010)”
  • the polarization component that is not desired to be transmitted is a polarization component having a polarization plane parallel to the extending direction of the slit, and the slit-type polarization member has a filter function of reflecting and absorbing the polarization component.
  • One aspect of the present disclosure has been made in view of the problems discovered by the inventors, and an object thereof is to realize an imaging device including a slit-type polarizing filter with improved polarization characteristics. .
  • an imaging device includes an imaging element including a pixel including a polarizing unit, and the pixel includes a wiring layer that controls the operation of the imaging element.
  • the polarizing section includes a plurality of polarizer layers, and a dielectric layer disposed between two adjacent polarizer layers among the plurality of polarizer layers, and each of the plurality of polarizer layers includes Are formed with a plurality of slits periodically arranged in a predetermined direction, and the material for forming the plurality of polarizer layers and the material for forming the wiring layers are Al, Si, Cu, Au, Ag, Pt, W, It is a material selected from Ti, Sn, In, Ga, Zn, or a compound or alloy containing at least one of them.
  • the imaging apparatus including the slit-type polarizing filter has an effect that the polarization characteristics can be improved.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of a pixel according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. It is the schematic for demonstrating the principle of the image pick-up element which concerns on Embodiment 1 of this indication.
  • 3 is a perspective view schematically showing a state in which a lattice portion is included in a dielectric layer in a pixel according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a positional relationship between a wiring layer, a first polarizer layer, and a second polarizer layer in a pixel according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of a pixel as a comparative example of the pixel according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. (A) is a figure which shows the relationship between the wavelength of the light in the pixel which concerns on Embodiment 1 of this indication, and the transmittance
  • (b) is between the wavelength of the light in the said pixel, and the transmittance
  • FIG. (A) is a figure which shows the relationship between the wavelength of the light in the pixel as said comparative example, and the transmittance
  • (b) shows the relationship between the wavelength of the light in the said pixel, and the transmittance
  • FIG. (A) is a figure which shows the relationship between the wavelength of light and the extinction ratio in the pixel which concerns on Embodiment 1 of this indication
  • (b) is the wavelength of light and the extinction ratio in the pixel as the said comparative example. It is a figure which shows the relationship between. It is sectional drawing which shows the structure of the principal part of the pixel which concerns on Embodiment 2 of this indication.
  • FIG. (A) is a figure which shows the relationship between the wavelength of the light and extinction ratio in the pixel which concerns on Embodiment 2 of this indication
  • (b) is the wavelength of the light and extinction ratio in the pixel as the said comparative example.
  • FIG. (A)-(c) is a figure which shows the variation of arrangement
  • (A) And (b) is a figure which shows the relationship between the value of w / s and the extinction ratio in the pixel which concerns on 1 aspect of this indication, respectively.
  • (A) And (b) is a figure which shows the relationship between the period Lc and the extinction ratio of a grating
  • (c) is in the pixel as said comparative example. It is a figure which shows the relationship between the period Lc and an extinction ratio.
  • (A) is a figure for demonstrating pixel shift amount (DELTA) Y in the pixel which concerns on 1 aspect of this indication
  • (b) is a figure which shows the relationship between shift amount (DELTA) Y and an extinction ratio.
  • FIG. 14 is a diagram for describing another example of the cross-sectional shape of the lattice portion in the YZ plane in the pixel according to one embodiment of the present disclosure.
  • the imaging device 100 of the present embodiment is suitable for a polarization imaging device (polarization imaging camera).
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the principle of the imaging apparatus 100.
  • two pixels 1A and 1B of the imaging device 100 are shown.
  • each pixel is formed on a substrate (for example, a substrate 15 in FIG. 1 described later).
  • Each pixel in the pixel unit is provided with a light receiving unit (imaging device) and a polarizing unit (polarizer layer). As will be described later, this polarization unit functions as a polarization filter in the imaging apparatus 100. Note that in the imaging apparatus 100, it is not necessary to provide a polarizing portion for every pixel. A plurality of pixels may be arranged in one image sensor. In addition, it may be understood that one image pickup device includes a pixel including a polarizing unit.
  • the light receiving unit is a known photoelectric conversion element (imaging element) such as a CCD (Charge-Coupled Device) or a CMOS (Complementary-Metal-Oxide-Semiconductor), and the description thereof is omitted in this embodiment.
  • imaging element such as a CCD (Charge-Coupled Device) or a CMOS (Complementary-Metal-Oxide-Semiconductor), and the description thereof is omitted in this embodiment.
  • the pixel 1A (one pixel in the pixel unit) is provided with a light receiving unit 11A
  • the pixel 1B (the other pixel in the pixel unit) is provided with a light receiving unit 11B.
  • Each of the pixels 1A and 1B is provided with a polarizer layer 120, which is a layer that forms a polarizing portion.
  • the polarizer layer 120 is provided with a plurality of lattice portions 12A and slits 13A. Further, in the pixel 1B, the polarizer layer 120 is provided with a plurality of lattice portions 12B and slits 13B. As shown in FIG. 2, the lattice portion 12A and the slit 13A extend in the same direction. Further, both the lattice portion 12B and the slit 13B extend in the same direction (a direction perpendicular to the extending direction of the lattice portion 12A and the slit 13A).
  • the light L incident on the imaging device 100 from the outside passes through the polarizer layer (polarization unit) before reaching the light receiving unit.
  • the normal direction of the polarizer layer and the light receiving unit is referred to as the Z direction.
  • This Z direction may be understood as the traveling direction of the light L (imaging light) inside the imaging apparatus 100.
  • the direction in which the slit 13A extends is the X direction
  • the direction in which the slit 13A is periodically formed is the Y direction
  • the slits 13B extend in the Y direction
  • the slits 13B are periodically formed in the X direction.
  • the polarizing unit and the light receiving unit are formed on a plane (XY plane) perpendicular to the Z direction in the XYZ orthogonal coordinate system of FIG.
  • the polarizer layer of each neighboring pixel in the pixel unit is provided with a slit extending in the same direction as the lattice portion.
  • the polarizer layer (more specifically, the grating portion and the slit) transmits (i) a polarized light component in a direction perpendicular to the direction in which the slit extends out of light incident on itself, and (ii) the slit Does not transmit (reflect or absorb) a polarized light component in a direction parallel to the extending direction.
  • the polarizer layer 120 (more specifically, the grating portion 12A and the slit 13A) in the pixel A transmits the polarization component of the light L in the Y direction and makes it incident on the light receiving portion 11A.
  • the polarizer layer 120 in the pixel A blocks the polarization component of the light L in the X direction and does not enter the light receiving unit 11A.
  • the polarizer layer 120 (more specifically, the grating portion 12B and the slit 13B) in the pixel B transmits the polarization component of the light L in the X direction and makes it incident on the light receiving portion 11B.
  • the polarizer layer 120 in the pixel B blocks the polarization component of the light L in the Y direction and does not enter the light receiving unit 11B.
  • the polarizer layer 120 in each of the pixels 1A and 1B, different polarization components of the light L can be incident on each of the light receiving portions 11A and 11B. And the polarization information of the light L can be obtained by converting the electric signal (photocurrent) obtained as a result of the photoelectric conversion in the light receiving units 11A and 11B into a luminance value.
  • the imaging device 100 in order to obtain the polarization information of the light L, it is necessary to provide a linear polarizing plate in front of the imaging device and rotate the linear polarizing plate to perform imaging a plurality of times.
  • the imaging device 100 the polarization information of the light L can be obtained by one imaging. Therefore, according to the imaging apparatus 100, polarization information can be obtained at a higher speed and more easily than in the past.
  • the imaging apparatus 100 may further include an information processing unit (not shown) for performing predetermined processing using polarization information.
  • the information processing unit may perform processing for separating a specular reflection component and a diffuse reflection component of light using polarization information. This processing can improve the measurement accuracy when optically measuring the shape of the object. It is also possible to improve the quality of a captured image when shooting a landscape (a landscape such as fog or underwater) that includes a large amount of polarized light.
  • pixel 1 (Specific configuration of pixel 1)
  • the above-described pixel 1A will be described as an example.
  • the pixel 1 ⁇ / b> A is referred to as a pixel 1 in order to simplify the member name.
  • the light receiving unit 11A, the lattice unit 12A, and the slit 13A are referred to as the light receiving unit 11 (imaging device), the lattice unit 12, and the slit 13, respectively.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of the pixel 1.
  • a cross-sectional view in the YZ plane is shown.
  • the pixel 1 is formed on a substrate 15 which is a silicon substrate, for example.
  • the pixel 1 includes a polarizing unit 10 and a light receiving unit 11.
  • the polarizing unit 10 is formed corresponding to one pixel 1 among a plurality of pixels in the imaging device 100.
  • the polarizing unit 10 includes a first polarizer layer 120a (polarizer layer), a second polarizer layer 120b (polarizer layer), and a dielectric layer 14 (also referred to as a planarizing layer).
  • the first polarizer layer 120a and the second polarizer layer 120b are parallel to each other, and both have the Z direction as the normal direction.
  • the first polarizer layer 120a and the second polarizer layer 120b are separated in the Z direction by the dielectric layer. For this reason, the first polarizer layer 120a and the second polarizer layer 120b are provided at different positions in the Z direction (two positions in the Z direction).
  • the first polarizer layer 120 a is a polarizer layer closer to the light receiving unit 11.
  • the second polarizer layer 120 b is a polarizer layer farther from the light receiving unit 11.
  • the number of polarizer layers provided in the pixel 1 is two is illustrated, but the number may be three or more. That is, the pixel 1 only needs to be provided with a plurality of polarizer layers.
  • the above-described lattice portion 12 and slit 13 are provided in each of the first polarizer layer 120a and the second polarizer layer 120b.
  • the lattice portion 12 and the slit 13 are periodically arranged in the Y direction (predetermined direction) (see also the lattice portion 12A and the slit 13A in FIG. 2 described above).
  • the lattice portion 12 and the slit 13 in the first polarizer layer 120a are also referred to as a lattice portion 121 and a slit 131.
  • lattice part 12 and the slit 13 in the 2nd polarizer layer 120b are also called the grating
  • FIG. 1 in the pixel 1, the lattice portion 121 (slit 131) is disposed so as to overlap the lattice portion 122 (slit 132) to the maximum when viewed from the Z direction.
  • the material of the polarizer layers may be the same as the wiring layer 19 (see FIG. 4 described later) of the imaging device 100, or the wiring It may be different from the layer 19.
  • the material (formation material) of the polarizer layer and the material (formation material) of the wiring layer 19 are Al, Si, Cu, Au, Ag, Pt, W, Ti, Sn, In, Ga, Zn, respectively.
  • it may be a material selected from a compound or alloy containing at least one of them.
  • the polarizer layer may be formed by extending the wiring layer 19.
  • the thickness of the grating portion 12 (the length in the Z-axis direction, in other words, the thickness of the polarizer layer) is represented as d.
  • the thickness of the lattice portion 121 and the thickness of the lattice portion 122 may be the same or different. In the present embodiment, for the sake of simplicity, it is assumed that the thicknesses of the lattice portions 121 and 122 are the same.
  • the distance between the lattice portion 121 and the lattice portion 122 in the Z direction (the interval between adjacent lattice portions in the Z direction, in other words, the thickness of the dielectric layer 14 interposed between the lattice portions 121 and 122) is defined as D.
  • the length in the Y direction of the lattice portion 12 is expressed as a width w.
  • the length of the slit 13 in the Y direction is expressed as a slit width s.
  • the slit width s is equal to the interval between the adjacent lattice portions 12 in the Y direction.
  • w s.
  • w ⁇ s may be satisfied.
  • the width w and the slit width s are the same in both the first polarizer layer 120a and the second polarizer layer 120b, but these values are the same as those in the first polarizer layer 120a and the second polarizer layer 120b. It may be different from the two polarizer layers 120b (see also FIG. 13 described later).
  • the dielectric layer 14 is a layer interposed between the first polarizer layer 120a and the second polarizer layer 120b and includes the grating portion 12. A part of the dielectric layer 14 is also present in the slit 13.
  • the material of the dielectric layer 14 is made of a dielectric material such as a silicon oxide film or a silicon nitride film.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing a state in which the lattice portion 12 is encompassed by the dielectric layer 14.
  • An example of a method for manufacturing the imaging device 100 in FIG. 1 is as follows. That is, a light receiving portion 11 (for example, a photodiode) that converts incident light into an electrical signal is formed on a substrate 15 (for example, a silicon substrate) by a general semiconductor process, and a dielectric is formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. A body layer 14 is formed on the substrate 15.
  • a light receiving portion 11 for example, a photodiode
  • a substrate 15 for example, a silicon substrate
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • the imaging device 100 including a plurality of polarizer layers (for example, the first polarizer layer 120a and the second polarizer layer 120b) is formed.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the positional relationship between the wiring layer 19 and the first polarizer layer 120a and the second polarizer layer 120b.
  • the wiring layer 19 is for controlling the operation of the imaging device 100 (particularly the light receiving unit 11), and is provided in each of the pixels 1.
  • the plurality of wiring layers 19 are provided separately from each other in the Z direction. Note that at least one of the plurality of polarizer layers may be formed in the same layer as the wiring layer 19 after the one wiring layer 19 is formed. In this case, at least one of the plurality of polarizer layers constitutes the same layer as the wiring layer 19.
  • FIG. 4 illustrates the case where the first polarizer layer 120 a constitutes the same layer as the wiring layer 19.
  • the polarizer layer can be built in the manufacturing process of the imaging device 100. Therefore, the step of combining the polarizing unit (polarizing filter) and the image sensor (light receiving unit) is not required, and the polarizing unit and the pixels of the image sensor can be aligned with high accuracy. Moreover, manufacture of a polarizer layer is facilitated.
  • the plurality of polarizer layers do not necessarily have to form the same layer as the wiring layer 19.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the pixel 1X.
  • the pixel 1X has a configuration in which the first polarizer layer 120a is omitted from the pixel 1 of the present embodiment. That is, the pixel 1X is different from the pixel 1 in that the number of polarizer layers is not one but one. This pixel 1X simulates the configuration of the above prior art.
  • the inventors evaluated the polarization characteristics of the pixel 1X by computer simulation using a FDTD (Finite difference time domain) method.
  • the conditions used for the simulation are as follows (A1) to (A5).
  • the transmittance of the polarization component in the X direction (hereinafter referred to as Tx) and the transmittance of the polarization component in the Y direction (hereinafter referred to as Ty) were calculated.
  • FIG. 7A is a graph showing a relationship between the wavelength of light and the transmittance Tx in the pixel 1X.
  • FIG. 7B is a graph showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance Ty in the pixel 1X.
  • the horizontal axis represents the wavelength of light
  • the vertical axis represents the transmittance.
  • the pixel 1X is a pixel corresponding to the pixel 1A in FIG.
  • the pixel 1X is configured to block the polarization component of the light in the X direction (extension direction of the slit 13) and transmit the polarization component of the light in the Y direction (direction perpendicular to the X direction).
  • the pixel 1X is configured such that the transmittance Tx is sufficiently smaller than the transmittance Ty.
  • the relationship between the transmittances Tx and Ty is understood from the graph of FIG.
  • the inventors also evaluated the polarization characteristics of the pixel 1 through a similar simulation.
  • the conditions used for the simulation are as follows (B1) to (B6).
  • 6A and 6B are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the transmittances Tx and Ty in the pixel 1, respectively.
  • FIG. 6 (b) and FIG. 7 (b) were compared, no significant difference was observed between the pixel 1 and the pixel 1X in terms of the transmittance Ty. That is, in both the pixel 1 and the pixel 1X, the polarization component in the Y direction of light was sufficiently transmitted.
  • the inventors also compared the extinction ratio R in order to more specifically show the difference in polarization characteristics between the pixel 1 and the pixel 1X.
  • the extinction ratio R is an index indicating the ratio of the polarization component in the Y direction (polarization component to be transmitted) to the polarization component in the X direction (polarization component to be blocked). Therefore, it can be said that the higher the extinction ratio R, the better the polarization characteristics (polarization filter performance) of the pixel.
  • FIGS. 8A and 8B are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the extinction ratio R in each of the pixel 1 and the pixel 1X. As shown in FIG. 8, the inventors confirmed that the extinction ratio R of the pixel 1 is very high compared to the pixel 1X.
  • the extinction ratio of the pixel 1 and the pixel 1X is improved as the width w (and slit width s) is reduced.
  • the inventors can realize the imaging device 100 that is superior in polarization characteristics than the conventional one by the configuration of the pixel 1 (that is, by providing a plurality of polarizer layers at different positions in the Z direction). Newly found. Therefore, by applying the pixel 1, it is possible to realize the imaging device 100 that can acquire polarization information with higher accuracy than before.
  • the positional relationship between the lattice part 121 and the lattice part 122 is set so that the lattice part 122 and the lattice part 121 have the maximum overlap.
  • the second plane passing through the center of the lattice portion 122 may be the same plane so as to be parallel to the Z direction.
  • the positional relationship between the grating part 121 and the grating part 122 with respect to the normal direction of the second polarizer layer 120b is not limited to this. As described in Embodiment 2 below, various settings are allowed for the positional relationship.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the pixel 2 of the present embodiment. Note that an imaging apparatus including the pixels 2 (an imaging apparatus according to the present embodiment) is referred to as an imaging apparatus 200 for distinction from the imaging apparatus 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view similar to FIG. 3 described above.
  • the configuration of the pixel 2 of the present embodiment is that the slit 131 (lattice portion 121) is arranged so as not to substantially overlap the slit 132 (lattice portion 122) when viewed from the Z direction. Only in the pixel 1 of the first embodiment.
  • the slit width s of the slit 132 and the width w of the lattice part 121 are set to be equal, and the slit 132 and the lattice part 121 overlap with each other substantially without any gap when viewed from the Z direction. Yes.
  • substantially overlap with no gap means that a gap is created in the overlap between the slit 132 and the lattice portion 121 due to a manufacturing error (manufacturing tolerance) of the imaging device 200 or a gap in the overlap. Is included.
  • the manufacturing tolerance of the width w may be in a range of about ⁇ 20% of the design value.
  • the inventors also evaluated the polarization characteristics of the pixel 2. Specifically, the inventors changed the above condition (B4) to the following (D4), and evaluated the polarization characteristics of the pixel 2.
  • 11A and 11B are graphs showing the relationship between the wavelength of light and the extinction ratio R in each of the pixel 2 and the pixel 1X.
  • the inventors confirmed that the extinction ratio R of the pixel 2 is also very high compared to the pixel 1X. Further, as in the first embodiment, in the wavelength region where the wavelength of light is 700 nm or more, it is confirmed that the extinction ratio of the pixel 2 and the pixel 1X is improved as the above-described width w (and slit width s) is decreased. It was done.
  • the lattice portion 12 can be easily formed by a conventional wiring processing apparatus (eg, 200 nm process apparatus). That is, since the lattice part 12 can be formed without requiring a special fine processing device, the manufacturing cost of the imaging device 200 can be reduced.
  • a conventional wiring processing apparatus eg, 200 nm process apparatus
  • Stress migration is caused by a difference in coefficient of thermal expansion between (i) a metal wiring and (ii) an oxide or nitride insulating film surrounding the metal wiring. It is a phenomenon. If the metal wiring cannot withstand the stress, a void or slit-like disconnection occurs in the metal wiring itself.
  • the lattice portion (lattice portion 12) surrounded by the dielectric layer (dielectric layer 14) depends on the width w as in the case of a general metal wiring. Stress migration can occur.
  • a lattice is generated due to a difference in coefficient of thermal expansion between (i) a material that forms a lattice portion and (ii) a material that forms a dielectric layer. Stress is generated in the part. Due to the stress, a so-called void or slit-like disconnection may occur in the lattice portion, similarly to general metal wiring.
  • FIG. 12 is a diagram for describing stress migration in a pixel according to one embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 12, for example, when a void or slit-like disconnection occurs in the lattice portion 12 extending in the X direction, the lattice portion 12 is completely or partially divided by the disconnection. The dividing surface of the lattice portion 12 due to disconnection is also referred to as a disconnection surface.
  • the disconnection has a shape (so-called slit shape) having a predetermined width (eg, a width of several nm to several tens of nm) in the X direction.
  • a polarization component in the X direction (a component having a polarization plane parallel to the extending direction of the slit of the pixel, a component that should be originally blocked in the grating portion 12) is transmitted through the grating portion 12. It is because it ends up.
  • the width w of the pixel 2 can be increased, it is possible to prevent the occurrence of voids or slit-like disconnections when the lattice portion 12 is formed. For this reason, it is possible to prevent the polarization characteristics of the pixel 2 from being deteriorated due to the occurrence of voids or slit-like disconnections. That is, the reliability of the pixel 2 can be improved. In order to effectively reduce the occurrence of voids or slit-like breaks during the formation of the lattice portion 12, it is preferable to set w greater than d.
  • the width w when the width w is reduced, the polarization characteristic can be improved by exceeding the deterioration of the polarization characteristic due to the occurrence of voids or slits. For this reason, also in the pixel 2, the width w may be reduced for the purpose of improving the extinction ratio.
  • the pixel 2 can also realize an imaging device that has better polarization characteristics than the related art.
  • the width w can be increased, it is possible to realize the imaging device 200 that is further superior in manufacturing cost and reliability as compared with the imaging device 100 of the first embodiment.
  • FIGS. 13A to 13C are diagrams showing variations in the arrangement of the lattice portions 12 in the pixel 2.
  • the slit width of the slit 132 of the second polarizer layer 120b is expressed as a slit width s2.
  • the width of the lattice portion 121 of the first polarizer layer 120a is represented as a width w1.
  • FIG. 13A shows arrangement
  • the inventors have found that by arranging the grating portion 12 as shown in FIG. 13A, the polarization characteristics of the pixel 2 can be particularly improved as shown in FIG. 11 described above. It was.
  • the width w1 may be the same as or different from the width of the lattice portion 122 of the second polarizer layer 120b (referred to as the width w2 for convenience).
  • FIG. 13B shows another example of arrangement of the lattice unit 12. Specifically, in FIG. 13B, the width w1 is set wider than the slit width s2, and the lattice portion 121 is arranged so as to close the slit 132 when viewed from the Z direction.
  • the inventors can suitably improve the polarization characteristics of the pixel 2 by arranging the grating portion 12 as shown in FIG. 13B, although it does not reach the configuration of FIG. I found out.
  • the width w1 is set larger than the width w2.
  • the lattice part 121 having a larger width w1 is also referred to as a lattice part 12x.
  • FIG. 13C shows still another example of arrangement of the lattice unit 12.
  • the slit width s2 is set wider than the width w1, and at least a part of the lattice portion 121 exists in the range of the slit width s2 when viewed from the Z direction. is doing. Accordingly, in FIG. 13C, the slit 131 and the slit 132 overlap each other when viewed from the Z direction. In the configuration shown in FIG.
  • the inventors suitably improve the polarization characteristics of the pixel 2 by arranging the grating portion 12 as shown in FIG. 13C, although the configuration does not reach the configuration shown in FIGS. 13A and 13B. I found out that it is possible.
  • the width w1 is set smaller than the width w2.
  • the lattice part 121 having a smaller width w1 is also referred to as a lattice part 12y for distinction.
  • the inventors perform a simulation similar to the above for each of the pixel 1 of the first embodiment and the pixel 2 of the second embodiment, and the value of w / s and the extinction ratio in each pixel. The relationship between and was confirmed.
  • the sum (w + s) of the width w and the slit width s is referred to as a period Lc of the grating portion 12.
  • FIG. 14A and 14B are graphs each showing a relationship between the value of w / s and the extinction ratio in a pixel according to one embodiment of the present disclosure.
  • the horizontal axis represents the value of w / s
  • the vertical axis represents the extinction ratio.
  • the w / s when the wavelength of light is set to “700 nm, 800 nm, 900 nm, 1000 nm, 1100 nm, 1200 nm, 1300 nm” (7 types), respectively.
  • the relationship between the value and the extinction ratio is shown.
  • a pixel having a desired extinction ratio with respect to a predetermined wavelength can be obtained.
  • a pixel with an extinction ratio of 10 or more in consideration of the polarization characteristics of the pixel.
  • 15A and 15B are graphs each showing a relationship between Lc and the extinction ratio in a pixel according to one embodiment of the present disclosure.
  • the horizontal axis represents the period Lc
  • the vertical axis represents the extinction ratio.
  • (A) of FIG. 15 is a graph which shows the relationship between the period Lc in the pixel 1, and an extinction ratio.
  • the simulation conditions excluding the width w and the slit width s are the same as those in the first embodiment.
  • FIG. 15 is a graph which shows the relationship between the period Lc and extinction ratio in the pixel 2.
  • FIG. 15 the simulation conditions excluding the width w and the slit width s are the same as those in the second embodiment.
  • FIG. 15C is a graph showing the relationship between the period Lc and the extinction ratio in the pixel 1X.
  • the simulation conditions excluding the width w and the slit width s are the same as those in the first embodiment.
  • 15 (a) to 15 (c) show the relationship between the period Lc and the extinction ratio for each of the seven wavelengths described above. As shown in each of (a) to (c) of FIG. 15, in each of the pixels 1, 2 and 1X, the extinction ratio tends to decrease as the period Lc increases at any wavelength. Was confirmed. Moreover, when the period Lc was constant, the tendency for an extinction ratio to fall was confirmed as the wavelength became short.
  • a pixel having a desired extinction ratio with respect to a predetermined wavelength can also be obtained by setting the period Lc.
  • the cycle Lc in the case of the pixel 1, it is preferable to set the cycle Lc such that Lc ⁇ 260 nm. Further, as shown in FIG. 14B, in the case of the pixel 2, it is preferable to set the cycle Lc such that Lc ⁇ 650 nm. If the period Lc is set in this way, a pixel having an extinction ratio of 10 or more can be obtained for an arbitrary wavelength of 700 nm or more.
  • the period Lc may be set as Lc ⁇ 180 nm.
  • FIG. 16A is a diagram for explaining a pixel shift amount ⁇ Y in the first analysis pixel.
  • the right end (the end located in the positive direction of the Y direction) of one grid portion 121 is the left end (the Y direction of the Y direction). It is a pixel that is separated by ⁇ Y with respect to the end portion located in the negative direction.
  • the amount of deviation means ⁇ Y in FIG.
  • the deviation amount ⁇ Y is a non-negative value.
  • the inventors performed the above simulation using the deviation amount ⁇ Y as a variable.
  • Other simulation conditions are the same as those in the first or second embodiment.
  • FIG. 16B shows the relationship between the shift amount ⁇ Y and the extinction ratio for each of the seven wavelengths described above. As shown in FIG. 16 (b), it was confirmed that the extinction ratio tends to decrease as the shift amount ⁇ Y increases at any wavelength. In addition, when the deviation amount ⁇ Y is constant, it has been confirmed that the extinction ratio tends to decrease as the wavelength becomes shorter.
  • a pixel having a desired extinction ratio with respect to a predetermined wavelength can also be obtained by setting the shift amount ⁇ Y.
  • the deviation amount ⁇ Y it is preferable to set the deviation amount ⁇ Y such that 0 nm ⁇ ⁇ Y ⁇ 125 nm. If the shift amount ⁇ Y is set in this way, a pixel with an extinction ratio of 10 or more can be obtained for an arbitrary wavelength of 700 nm or more.
  • the inventors changed the number of polarizer layers from 1 to 4 and performed the above simulation.
  • Other simulation conditions are the same as those in the first or second embodiment.
  • the inventors set the pixel 1X (FIG. 5) as the target of the simulation as a pixel when the number of polarizer layers is one.
  • the inventors have described the configuration of the pixel in which the lattice portion 121 and the lattice portion 122 are arranged to overlap as much as possible in the above simulation.
  • the inventors set the pixel 2 (FIG. 9) having a plurality of polarizer layers as a pixel when the number of polarizer layers is two. Subsequently, the inventors set the pixel shown in FIG. 17A as a pixel when the number of polarizer layers is 3 (hereinafter also referred to as a second analysis pixel). As shown in FIG. 17A, in the second analysis pixel, the polarizer layer farthest from the light receiving unit 11 (not shown in FIG. 17A) is referred to as a third polarizer layer.
  • the second analysis pixel has a configuration in which a third polarizer layer is added to the pixel 2. As shown in (a) of FIG. 17, in the second analysis pixel, when viewed from the Z direction, the lattice portion 12 of the third polarizer layer is the lattice portion 12 of the first polarizer layer (the lattice portion described above). 121).
  • the inventors have added a pixel in which the fourth polarizer layer is added to the second analysis pixel, and a pixel when the number of polarizer layers is four (hereinafter, third pixel). Also referred to as analysis pixels).
  • the fourth polarizer layer is a polarizer layer farthest from the light receiving unit 11 in the third analysis pixel.
  • the lattice portion 12 of the fourth polarizer layer is arranged so as to overlap the lattice portion 12 of the second polarizer layer (the above-described lattice portion 122) to the maximum when viewed from the Z direction. Yes.
  • FIG. 17 (b) shows the relationship between the number of polarizer layers and the extinction ratio for each of the seven wavelengths described above. As shown in FIG. 17 (b), it was confirmed that the extinction ratio tends to improve as the number of polarizer layers increases at any wavelength. Moreover, when the number of polarizer layers was constant, the tendency for an extinction ratio to fall was confirmed as the wavelength became short.
  • a pixel having a desired extinction ratio with respect to a predetermined wavelength can also be obtained by setting the number of polarizer layers.
  • the number of polarizer layers it is preferable to set the number of polarizer layers by setting the number of polarizer layers to 2 or more.
  • the number of polarizer layers is set, a pixel having an extinction ratio of 10 or more can be obtained for an arbitrary wavelength of 700 nm or more.
  • a pixel having a higher extinction ratio can be obtained.
  • the number of polarizer layers is 3
  • a pixel having an extinction ratio of 1000 or more can be obtained for an arbitrary wavelength of 700 nm or more.
  • a pixel having an extinction ratio of 100,000 or more can be obtained for an arbitrary wavelength of 700 nm or more.
  • the materials of the polarizer layer and the wiring layer are Al, Si, Cu, Au, Ag, Pt, W, Ti, Sn, In, Ga, Zn, or Any material selected from compounds or alloys containing at least one of these may be used.
  • the inventors have further studied to find a more suitable material for each of the polarizer layer and the wiring layer. The results of the study are described below.
  • the material for the wiring layer preferably has high reliability, easy workability, and low electrical resistance.
  • the material of the wiring layer is preferably a material selected from Al, Cu, Ti, W, Sn, or a compound or alloy containing at least one of them.
  • a material (substance) has an intrinsic complex refractive index m.
  • the real part of the complex refractive index m is called the refractive index n, and the imaginary part is called the extinction coefficient k.
  • i is an imaginary unit.
  • the complex refractive index m is used as one of indices indicating the optical characteristics of the material.
  • the complex refractive index m ( ⁇ ) (in other words, the refractive index n ( ⁇ ) and the extinction coefficient k ( ⁇ ), respectively) is unique to each material.
  • the material for the polarizer layer it is preferable to select a material that can enhance the above-mentioned polarization characteristics.
  • the material of the polarizer layer is preferably a material having a small refractive index n and a large extinction coefficient k. The reason will be described below.
  • the material has an inherent complex dielectric constant ⁇ .
  • the material of the polarizer layer for example, it is preferable to select a material having a small real part ⁇ 1 in the range of the wavelength ⁇ of the light to be polarized. As described above, if a material having a small refractive index n and a large extinction coefficient k is selected, a material having a small real part ⁇ 1 (that is, a material having a high light transmittance) can be selected.
  • the material of the polarizer layer satisfies the relationship of n ( ⁇ ) ⁇ k ( ⁇ ) in the range of the wavelength ⁇ of light to be polarized, for example.
  • the relationship is satisfied, the real part ⁇ 1 becomes negative, and the light transmittance of the material can be further increased.
  • 18A to 18L are graphs showing an example of the confirmation result.
  • the horizontal axis represents the wavelength ⁇
  • the vertical axis represents the values of the refractive index n ( ⁇ ) and the extinction coefficient k ( ⁇ ).
  • W satisfies n ( ⁇ ) ⁇ k ( ⁇ ) when ⁇ ⁇ 950 nm. For this reason, it is understood that W can be used as a suitable polarizer layer material when polarizing light with ⁇ ⁇ 950 nm.
  • ZnSe satisfies n ( ⁇ ) ⁇ k ( ⁇ ) at ⁇ 250 nm. For this reason, ZnSe may be used when polarizing light of ⁇ 250 nm.
  • the material of the wiring layer is a material selected from Al, Cu, Au, Ag, Pt, or a compound or alloy containing at least one of these. I found.
  • the manufacturing process of the imaging device includes a step of forming a part of the wiring layer and a step of forming a polarizer layer.
  • the polarizer layer can be formed on the same plane as the wiring layer in the step of forming a part of the wiring layer. That is, the step of forming the polarizer layer can be included in the step of forming part of the wiring layer. Therefore, the manufacture of the imaging device is facilitated.
  • the inventors From the viewpoint of facilitating the manufacture of the imaging device, the inventors have made Al, Cu, AlCu, or at least one of these materials when the wiring layer material and the polarizer layer material are the same. It has been found that it is particularly preferred that the material be selected from the containing compounds or alloys.
  • the cross-sectional shape of the grating portion in the polarizer layer (hereinafter referred to as the cross-sectional shape) is a rectangle in the YZ plane is illustrated.
  • the cross-sectional shape is not limited to a rectangle.
  • the cross-sectional shape may be any shape.
  • FIG. 19 is a diagram for describing another example of the cross-sectional shape of the pixel according to one embodiment of the present disclosure.
  • the cross-sectional shape of the lattice unit is designed as a rectangle
  • an ideal (strict sense) rectangular cross-sectional shape Is not always obtained.
  • the lattice portion 12 may be formed so that the length wl of the lower side (side parallel to the Y direction and located on the negative side in the Z direction) satisfies the relationship of wu ⁇ wl. is there. That is, a substantially trapezoidal cross-sectional shape may be obtained.
  • the cross-sectional shape is not particularly limited as long as desired polarization characteristics are satisfied.
  • the imaging device may further include a spectral filter that transmits only light in a specific wavelength region.
  • the spectral filter may be a filter formed of an organic material or a filter formed of an inorganic material.
  • the imaging device includes an imaging element (light receiving unit 11) including a pixel (1) including a polarization unit (10), and the pixel includes the imaging element.
  • a wiring layer (19) for controlling the operation of the polarizer, and the polarizing section is adjacent to the plurality of polarizer layers (first polarizer layer 120a, second polarizer layer 120b) and the plurality of polarizer layers.
  • a dielectric layer (14) disposed between two matching polarizer layers, and each of the plurality of polarizer layers is formed with a plurality of slits (13) periodically arranged in a predetermined direction.
  • the material for forming the plurality of polarizer layers and the material for forming the wiring layer are Al, Si, Cu, Au, Ag, Pt, W, Ti, Sn, In, Ga, Zn, or at least one of them. It is a material selected from the containing compounds or alloys.
  • the polarizer layer in which the plurality of slits periodically arranged in the predetermined direction is formed reflects and absorbs the polarization component having the polarization plane parallel to the slit extending direction, and the slit extending direction Transmits a polarization component having a plane of polarization perpendicular to.
  • the polarizing section includes a plurality of polarizer layers having such a function with a dielectric layer interposed therebetween. Accordingly, it is possible to provide an imaging apparatus that reduces the transmittance of the polarization component that is not desired to be transmitted and has improved polarization characteristics.
  • the polarization characteristics of the polarizing filter can be improved, but on the other hand, there is a higher risk of voids or slit-like disconnections due to stress migration.
  • the polarization characteristics of the polarizing filter can be improved as compared with the conventional technique in which the polarizer layer is a single layer, so that the width of the grating portion can be set narrower than in the conventional technique. . This is because the polarization characteristics can be improved over the deterioration of the polarization characteristics due to the occurrence of voids or slit-like disconnections.
  • the width of the lattice portion sandwiched between adjacent slits is wider than that of the conventional technology, and avoids the occurrence of voids or slit-like disconnection due to stress migration, making the manufacture of the polarizing portion easier than the conventional technology. You can also This is because the polarization characteristics can be improved over the deterioration of the polarization characteristics due to the wide width of the grating portion.
  • polarizer layer forming material As a combination of the polarizer layer forming material and the wiring layer forming material, it is preferable to select a combination that improves the polarization characteristics as much as possible.
  • each of the plurality of polarizer layers includes a plurality of grating parts (12) periodically arranged in the predetermined direction, and the plurality of grating parts
  • One of the plurality of slits is disposed between two adjacent grating portions, and the polarizer layer closer to the imaging element (11) is selected from the two adjacent polarizer layers.
  • One polarizer layer (120a), the polarizer layer far from the image sensor (11) is the second polarizer layer (120b), and the interval between the two adjacent lattice portions is the width of the slit (slit width).
  • the first polarizer layer is within the width of the slit (132) of the second polarizer layer when viewed from the normal direction of the second polarizer layer. Even if at least a part of the lattice part (121) is present There.
  • the second plane passing through the center of the grating portion of the second polarizer layer may be the same plane.
  • the first polarizer is viewed from the normal direction of the second polarizer layer.
  • the lattice portion of the layer and the lattice portion of the second polarizer layer overlap each other. Also with this configuration, it is possible to improve the polarization characteristics of the polarizing filter as compared with the conventional technique in which the polarizer layer is a single layer.
  • the polarization characteristics of the polarizing filter can be further improved.
  • the imaging device is the imaging apparatus according to aspect 2, in which the width (slit width s, slit width s2) of the slit (132) of the second polarizer layer and the grating of the first polarizer layer are the same.
  • the width (w, w1) of the part (121) is set to be equal, and when viewed from the normal direction, the slit of the second polarizer layer and the lattice part of the first polarizer layer are They may overlap substantially without any gaps.
  • the polarization characteristics of the polarizing filter can be further improved.
  • “substantially overlap with no gap” means that a part where a gap is generated in the overlapping direction or a case where a gap is generated in the overlapping direction due to a manufacturing error is included.
  • the width of the lattice portion of the first polarizer layer and the width of the lattice portion of the second polarizer layer may be the same or different.
  • the configuration according to the aspect 3 is rephrased as “the slit of the second polarizer layer and the slit of the first polarizer layer do not overlap when viewed from the normal direction”. Also good.
  • the imaging device is the above-described aspect 2, in which the lattice portion (121) of the first polarizer layer is based on the width (slit width s2) of the slit (132) of the second polarizer layer.
  • the width (w1) of the first polarizer layer is set wider so that the slit of the second polarizer layer is closed when viewed from the normal direction. May be.
  • each of the plurality of polarizer layers (the first polarizer layer 120a and the second polarizer layer 120b) is periodically arranged in the predetermined direction.
  • a plurality of grating portions (12) are provided, and one of the plurality of slits (13) is disposed between two adjacent grating portions of the plurality of grating portions, and the two adjacent polarizer layers Among them, the polarizer layer closer to the image sensor is a first polarizer layer (120a), the polarizer layer far from the image sensor is a second polarizer layer (120b), and the two adjacent layers are When the interval between the grating parts is the width of the slit (slit width s, slit width s2), the grating part (122) of the second polarizer layer and the grating part (122) as seen from the normal direction of the second polarizer layer. , The grating portion (121) of the first polarizer layer overlaps Of the arrangement with,
  • various settings are allowed for the positional relationship between the grating portion of the first polarizer layer and the grating portion of the second polarizer layer with respect to the normal direction of the second polarizer layer.
  • a setting in which the grating portion of the second polarizer layer and the grating portion of the first polarizer layer have the maximum overlap may be selected.
  • a first plane passing through the center of the grating portion of the first polarizer layer so as to be parallel to the normal direction of the second polarizer layer and (ii) a method of the second polarizer layer
  • the second plane passing through the center of the grating portion of the second polarizer layer may be the same plane so as to be parallel to the line direction.
  • the polarization characteristics of the polarizing filter can be improved as compared with the conventional technique in which the polarizer layer is a single layer.
  • the material for forming the plurality of polarizer layers and the material for forming the wiring layer may be the same.
  • the imaging device is any one of Aspects 1 to 6, wherein at least one of the plurality of polarizer layers (first polarizer layer 120a) includes the wiring layer and the wiring layer.
  • the same layer may be constituted.
  • At least one polarizer layer among the plurality of polarizer layers of the polarization unit constitutes the same layer as the wiring layer of the image sensor.
  • a polarizing part can be built. Therefore, the step of combining the polarizing filter and the imaging device is not required, and the polarizing unit and the pixel of the imaging device can be aligned with high accuracy. Moreover, manufacture of a polarizer layer is facilitated.
  • Polarizing unit 11 Light receiving unit (imaging device) 12, 12A, 12B, 12x, 12y, 121, 122 Lattice part 13, 13A, 13B, 131, 132 Slit 14 Dielectric layer 19 Wiring layer 100, 200 Imaging device 120 Polarizer layer 120a First polarizer layer (polarizer) layer) 120b Second polarizer layer (polarizer layer) s Slit width (Slit width) s2 Slit width (slit width of the second polarizer layer) w width (grid width) w1 width (width of the grating portion of the first polarizer layer)

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Abstract

偏光特性を向上させたスリット型の偏光フィルタを備えた撮像装置を実現する。撮像装置（１００）の偏光部（１０）は、誘電体層（１４）を挟む第１偏光子層（１２０ａ）および第２偏光子層（１２０ｂ）を備え、第１偏光子層（１２０ａ）および第２偏光子層（１２０ｂ）の各々には、所定の方向に周期的に並ぶ複数のスリット（１３）が形成されている。第１偏光子層（１２０ａ）および第２偏光子層（１２０ｂ）の形成材料、および受光部（１１）の動作を制御する配線層の形成材料はそれぞれ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎまたはこれらの少なくとも１つを含む化合物または合金から選択された材料である。

Description

撮像装置
　以下の開示は、偏光フィルタを備えた撮像装置に関する。
　太陽光が、物体によって反射されたり、散乱されたりして生成された反射光および散乱光には、物体の反射面の表面状態に起因した偏光成分が含まれている。近年、被写体を撮影する撮像装置において、偏光成分と無偏光成分とを分離することにより、撮影した画像を補正したり、撮影した画像から、偏光成分が関係する不要な情報を削除したりすることができる撮像装置の開発が進められている。
　下掲の特許文献１に開示された２次元固体撮像装置では、２次元マトリクス状に配列された複数の画素領域のそれぞれが備えている複数の副画素領域の内、少なくとも１つの副画素領域の光入射側にはスリット型（ワイヤーグリッド型）の偏光部材が配置されている。各副画素領域は、光電変換素子の動作を制御する配線層を備えており、該配線層は、上記偏光部材と同じ材料から構成され、かつ該配線層と該偏光部材とは同じ仮想平面上に配置されている。
　このような構成によって、スリット型の偏光部材と配線層との位置関係を最適化することができると、特許文献１には記載されている。
日本国公開特許公報「特開２０１０－２６３１５８号公報（２０１０年１１月１８日公開）」
　しかしながら、本願発明者ら（以下、単に「発明者ら」と称する）が上記従来技術の構成を検討したところ、上記従来技術の構成には、本来、透過させたくない偏光成分の透過率が数％～１０％弱と高く、偏光特性に課題のあることがわかった。透過させたくない偏光成分とは、スリットの延伸方向に平行な偏波面を有する偏光成分であり、スリット型の偏光部材は、その偏光成分を反射および吸収するフィルタ機能を有している。
　なお、上記従来技術の構成が有する偏光特性については、本開示の実施形態の構成が有する偏光特性と対比して、後で具体的に説明する。
　本開示の一態様は、発明者らが発見した前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、偏光特性を向上させたスリット型の偏光フィルタを備えた撮像装置を実現することにある。
　上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る撮像装置は、偏光部を備えた画素を含む撮像素子を備え、上記画素は、上記撮像素子の動作を制御する配線層を備え、上記偏光部は、複数の偏光子層と、上記複数の偏光子層のうち、隣り合う２つの偏光子層の間に配置された誘電体層とを備え、上記複数の偏光子層の各々には、所定の方向に周期的に並ぶ複数のスリットが形成され、上記複数の偏光子層の形成材料および上記配線層の形成材料はそれぞれ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎまたはこれらの少なくとも１つを含む化合物または合金から選択された材料である。
　本開示の一態様に係る撮像装置によれば、スリット型の偏光フィルタを備えた撮像装置において、偏光特性を向上させることができるという効果を奏する。
本開示の実施形態１に係る画素の要部の構成を示す断面図である。 本開示の実施形態１に係る撮像素子の原理を説明するための概略図である。 本開示の実施形態１に係る画素において格子部が誘電体層によって包含されている様子を概略的に示す斜視図である。 本開示の実施形態１に係る画素における配線層と第１偏光子層および第２偏光子層との位置関係を概略的に示す断面図である。 本開示の実施形態１に係る画素の比較例としての画素の要部の構成を示す断面図である。 （ａ）は本開示の実施形態１に係る画素における光の波長と透過率Ｔｘとの間の関係を示す図であり、（ｂ）は当該画素における光の波長と透過率Ｔｙとの間の関係を示す図である。 （ａ）は上記比較例としての画素における光の波長と透過率Ｔｘとの間の関係を示す図であり、（ｂ）は当該画素における光の波長と透過率Ｔｙとの間の関係を示す図である。 （ａ）は本開示の実施形態１に係る画素における光の波長と消光比との間の関係を示す図であり、（ｂ）は上記比較例としての画素における光の波長と消光比との間の関係を示す図である。 本開示の実施形態２に係る画素の要部の構成を示す断面図である。 本開示の実施形態２に係る画素において格子部が誘電体層によって包含されている様子を概略的に示す斜視図である。 （ａ）は本開示の実施形態２に係る画素における光の波長と消光比との間の関係を示す図であり、（ｂ）は上記比較例としての画素における光の波長と消光比との間の関係を示す図である。 本開示の一態様に係る画素におけるストレスマイグレーションについて説明するための図である。 （ａ）～（ｃ）はそれぞれ、本開示の実施形態２に係る画素における偏光部の配置のバリエーションを示す図である。 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ、本開示の一態様に係る画素における、ｗ／ｓの値と消光比との間の関係を示す図である。 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ、本開示の一態様に係る画素における、格子部の周期Ｌｃと消光比との間の関係を示す図であり、（ｃ）は上記比較例としての画素における、周期Ｌｃと消光比との間の関係を示す図である。 （ａ）は本開示の一態様に係る画素における画素のずれ量ΔＹを説明するための図であり、（ｂ）はずれ量ΔＹと消光比との間の関係を示す図である。 （ａ）は本開示の一態様に係る画素において、偏光子層の数を３とした場合を示す図であり、（ｂ）は偏光子層の数と消光比との間の関係を示す図である。 （ａ）～（ｌ）はそれぞれ、本開示の一態様に係る画素において用いられる各材料における、光の波長と屈性率ｎおよび消衰係数ｋのそれぞれとの間の関係を示す図である。 本開示の一態様に係る画素における、ＹＺ平面における格子部の断面形状の別の例について説明するための図である。
　〔実施形態１〕
　以下、本開示の実施形態１について、図１～図８に基づいて詳細に説明する。以下に述べるように、本実施形態の撮像装置１００は、偏光撮像装置（偏光イメージングカメラ）に好適である。
　（撮像装置１００の概要）
　はじめに、図２を参照して、撮像装置１００の概要について述べる。図２は、撮像装置１００の原理を説明するための概略図である。図２では、撮像装置１００の２つの画素１Ａ・１Ｂが示されている。
　ここで、撮像装置１００において、Ｎ個の近接する画素（近接画素）の集団を画素ユニットと称する。図２では、簡単のために、Ｎ＝２の場合の画素ユニットが示されている。なお、撮像装置１００では、各画素は基板（例：後述の図１の基板１５）上に形成されている。
　画素ユニットにおける各画素には、受光部（撮像素子）および偏光部（偏光子層）が設けられる。後述するように、この偏光部は、撮像装置１００における偏光フィルタとして機能する。なお、撮像装置１００において、全ての画素に偏光部が設けられる必要はない。また、１つの撮像素子に、複数の画素が配列されてもよい。なお、１つの撮像素子が、偏光部を備えた画素を含んでいると理解されてもよい。
　また、後述するように、受光部と偏光部とは、誘電体層（平坦化層）によって離間されている。なお、受光部はＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の公知の光電変換素子（撮像素子）であり、本実施形態では説明を省略する。
　図２では、画素１Ａ（画素ユニット内の１つの画素）には受光部１１Ａが、画素１Ｂ（画素ユニット内のもう１つの画素）には受光部１１Ｂが、それぞれ設けられている。また、画素１Ａ・１Ｂのそれぞれには、偏光部を形成する層である偏光子層１２０が設けられている。
　画素１Ａにおいて、偏光子層１２０には、複数の格子部１２Ａおよびスリット１３Ａが設けられている。また、画素１Ｂにおいて、偏光子層１２０には、複数の格子部１２Ｂおよびスリット１３Ｂが設けられている。図２に示されるように、格子部１２Ａとスリット１３Ａとは同方向に延伸している。また、格子部１２Ｂとスリット１３Ｂとも、同方向（格子部１２Ａおよびスリット１３Ａの延伸方向とは垂直な方向）に延伸している。
　外部から撮像装置１００に入射した光Ｌは、受光部に到達する前に、偏光子層（偏光部）を通過する。以降、偏光子層および受光部の法線方向をＺ方向と称する。このＺ方向は、撮像装置１００の内部における光Ｌ（撮像光）の進行方向であると理解されてもよい。
　ここで、スリット１３Ａが延伸する方向をＸ方向とし、当該スリット１３Ａが周期的に形成されている方向をＹ方向とする。なお、スリット１３ＢはＹ方向に延伸しており、当該スリット１３ＢはＸ方向に周期的に形成されている。偏光部および受光部は、図２のＸＹＺ直交座標系において、Ｚ方向に垂直な平面（ＸＹ平面）上に形成されている。
　上述のように、画素ユニットにおける各近接画素の偏光子層には、格子部と同方向に延伸するスリットが設けられている。一般的に、Ｎ個の近接画素から成る画素ユニットにおいて、スリットの延伸方向の角度は、（１８０°／Ｎ）ずつ異なる。従って、１つの画素を基準画素とした場合（すなわち、１つの画素におけるスリットの延伸方向の角度を０°（基準角度）とした場合）、Ｎ個の画素におけるスリットの延伸方向の角度はそれぞれ、「０°」、「１８０°／Ｎ」、「（１８０°／Ｎ）×２」…、「（１８０°／Ｎ）×（Ｎ－１）」と表される。なお、上述の図２の構成は、Ｎ＝２の場合に相当する。
　偏光子層（より具体的には、格子部およびスリット）は、自身に入射する光のうち、（ｉ）スリットが延伸する方向に垂直な方向の偏光成分を透過し、かつ、（ｉｉ）スリットが延伸する方向に平行な方向の偏光成分を透過させない（反射または吸収する）。
　従って、画素Ａにおける偏光子層１２０（より具体的には、格子部１２Ａおよびスリット１３Ａ）は、光ＬのＹ方向の偏光成分を透過させ、受光部１１Ａに入射させる。他方、画素Ａにおける偏光子層１２０は、光ＬのＸ方向の偏光成分を遮断し、受光部１１Ａに入射させない。
　また、画素Ｂにおける偏光子層１２０（より具体的には、格子部１２Ｂおよびスリット１３Ｂ）は、光ＬのＸ方向の偏光成分を透過させ、受光部１１Ｂに入射させる。他方、画素Ｂにおける偏光子層１２０は、光ＬのＹ方向の偏光成分を遮断し、受光部１１Ｂに入射させない。
　このように、画素１Ａ・１Ｂのそれぞれに偏光子層１２０が設けられることにより、受光部１１Ａ・１１Ｂのそれぞれに、光Ｌの異なる偏光成分を入射させることができる。そして、受光部１１Ａ・１１Ｂにおける光電変換の結果として得られた電気信号（光電流）を輝度値に変換することにより、光Ｌの偏光情報を得ることができる。
　ところで、通常の撮像装置では、光Ｌの偏光情報を得るためには、当該撮像装置の前面に直線偏光板を設け、当該直線偏光板を回転させて複数回撮像を行う必要があった。他方、撮像装置１００では、１回の撮像によって光Ｌの偏光情報を得ることができる。従って、撮像装置１００によれば、従来よりも高速かつ容易に偏光情報を得ることができる。
　また、撮像装置１００には、偏光情報を用いて、所定の処理を行うための情報処理部（不図示）がさらに設けられてもよい。一例として、情報処理部は、偏光情報を用いて、光の鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離する処理を行ってよい。当該処理により、物体の形状を光学的に計測する場合の計測精度を向上させることができる。また、偏光が多く含まれる風景（霧または水中等の風景）を撮影する場合の、撮像画像の品質を向上させることもできる。
　（画素１の具体的な構成）
　続いて、撮像装置１００における画素の具体的な構成について説明する。一例として、上述の画素１Ａを例示して説明を行う。以降の説明では、部材名称の簡単化のために、画素１Ａを画素１と称する。また、受光部１１Ａ、格子部１２Ａ、およびスリット１３Ａを、受光部１１（撮像素子）、格子部１２、およびスリット１３とそれぞれ称する。
　図１は、画素１の要部の構成を示す断面図である。図１では、ＹＺ平面における断面図が示されている。画素１は、例えばシリコン基板である基板１５の上に形成されている。図１に示されるように、画素１は、偏光部１０および受光部１１を備えている。
　偏光部１０は、撮像装置１００中の複数の画素のうちの１つの画素１に対応して形成されている。そして、偏光部１０は、第１偏光子層１２０ａ（偏光子層）、第２偏光子層１２０ｂ（偏光子層）、および誘電体層１４（平坦化層とも称される）を備えている。なお、第１偏光子層１２０ａおよび第２偏光子層１２０ｂは、互いに平行であり、ともにＺ方向を法線方向とする。
　図１に示されるように、第１偏光子層１２０ａと第２偏光子層１２０ｂとは、誘電体層１４によってＺ方向に離間されている。このため、第１偏光子層１２０ａと第２偏光子層１２０ｂとは、Ｚ方向の異なる位置（２通りのＺ方向の位置）に設けられている。ここで、第１偏光子層１２０ａは、受光部１１により近い方の偏光子層である。また、第２偏光子層１２０ｂは、受光部１１からより遠い方の偏光子層である。
　なお、図１では、簡単のために、画素１に設けられる偏光子層の個数が２である場合が例示されているが、当該個数は３以上であってもよい。すなわち、画素１では、複数の偏光子層が設けられていればよい。
　そして、第１偏光子層１２０ａおよび第２偏光子層１２０ｂのそれぞれには、上述の格子部１２およびスリット１３が設けられている。画素１では、格子部１２およびスリット１３はＹ方向（所定の方向）に周期的に配置されている（上述の図２の格子部１２Ａおよびスリット１３Ａも参照）。
　以下、第１偏光子層１２０ａにおける格子部１２およびスリット１３を、格子部１２１およびスリット１３１とも称する。また、第２偏光子層１２０ｂにおける格子部１２およびスリット１３を、格子部１２２およびスリット１３２とも称する。図１に示されるように、画素１において、格子部１２１（スリット１３１）は、Ｚ方向から見て、格子部１２２（スリット１３２）と最大限に重なり合うように配置されている。
　偏光子層（第１偏光子層１２０ａおよび第２偏光子層１２０ｂ）の材料は、撮像装置１００の配線層１９（後述の図４を参照）と同様のものであってもよいし、当該配線層１９とは異なるものであってもよい。
　具体的には、偏光子層の材料（形成材料）および配線層１９の材料（形成材料）はそれぞれ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎまたはこれらの少なくとも１つを含む化合物または合金から選択された材料であってよい。偏光子層の材料と配線層１９の材料との組み合わせとしては、画素１の偏光特性をできるだけ向上させる組み合わせを選択することが好ましい。なお、偏光子層は、配線層１９を延長することによって形成されてよい。
　ここで、格子部１２の厚さ（Ｚ軸方向の長さ，換言すれば偏光子層の厚さ）を、ｄとして表す。なお、格子部１２１の厚さと格子部１２２の厚さとは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。本実施形態では、簡単のために、格子部１２１・１２２の厚さは同じであるものとする。また、Ｚ方向における格子部１２１と格子部１２２との間隔（Ｚ方向において隣接する格子部の間隔，換言すれば格子部１２１・１２２間に介在する誘電体層１４の厚さ）を、Ｄとして表す。
　また、格子部１２のＹ方向の長さを、幅ｗとして表す。また、スリット１３のＹ方向の長さを、スリット幅ｓとして表す。スリット幅ｓは、Ｙ方向において隣接する格子部１２間の間隔に等しい。本実施形態では、簡単のために、ｗ＝ｓであるものとする。但し、ｗ≠ｓであってもよい。また本実施形態では、第１偏光子層１２０ａおよび第２偏光子層１２０ｂの両方において、幅ｗおよびスリット幅ｓは同じであるものとするが、これらの値は第１偏光子層１２０ａと第２偏光子層１２０ｂとで異なっていてもよい（後述の図１３も参照）。
　誘電体層１４は、第１偏光子層１２０ａおよび第２偏光子層１２０ｂとの間に介在する層であり、格子部１２を包含する。また、誘電体層１４の一部は、スリット１３内にも存在する。誘電体層１４の材料は、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜等の誘電体材料からなる。図３は、格子部１２が誘電体層１４によって包含されている様子を概略的に示す斜視図である。
　なお、図１の撮像装置１００の製造方法の一例は、以下の通りである。すなわち、基板１５（例：シリコン基板）上に、入射した光を電気信号に変換する受光部１１（例：フォトダイオード）を一般的な半導体プロセスで形成し、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法で誘電体層１４を、基板１５上に形成する。
　続いてスパッタリングにより、偏光子層（例：第１偏光子層１２０ａ）を形成した後、フォトリソグラフィ法を用いて、当該偏光子層をパターニングすることで格子部１２とスリット１３とを形成する。続いて、ＣＶＤ法により、偏光子層上およびスリット１３を埋めるように誘電体層１４を形成する。必要であれば、例えばＣＭＰ（化学機械研磨：Chemical Mechanical Polishing）などにより、誘電体層１４が平坦になるように研磨する。上記一連の工程を複数回実施することで、複数の偏光子層（例：第１偏光子層１２０ａおよび第２偏光子層１２０ｂ）を備えた撮像装置１００が形成される。
　図４は、上述の配線層１９と第１偏光子層１２０ａおよび第２偏光子層１２０ｂとの位置関係を概略的に示す断面図である。配線層１９は、撮像装置１００（特に受光部１１）の動作を制御するためのものであり、画素１のそれぞれに設けられている。
　図４に示されるように、複数の配線層１９はそれぞれ、Ｚ方向に互いに離間して設けられる。なお、複数の偏光子層の少なくとも１つは、１つの配線層１９が形成された後に、当該配線層１９と同じ層に形成されてよい。この場合、複数の偏光子層の少なくとも１つは、配線層１９と同じ層を構成する。図４では、第１偏光子層１２０ａが、配線層１９と同じ層を構成する場合が例示されている。
　複数の偏光子層のうちの少なくとも１つを、配線層１９と同じ層を構成させることにより、撮像装置１００の製造プロセスの中で、当該偏光子層を作り込むことができる。従って、偏光部（偏光フィルタ）と撮像素子（受光部）とを組み合わせる工程を不要とし、かつ、偏光部と撮像素子の画素とを精度よく位置合わせすることが可能となる。また、偏光子層の製造が容易化される。
　但し、撮像装置１００において、複数の偏光子層は、必ずしも配線層１９と同じ層を構成していなくともよい。
　（画素１の偏光特性の評価）
　続いて、画素１の偏光特性の評価結果について述べる。ここで、画素１の偏光特性の比較評価のために、比較例としての画素１Ｘを考える。図５は、画素１Ｘの要部の構成を示す断面図である。
　画素１Ｘは、本実施形態の画素１から、第１偏光子層１２０ａを省略した構成である。つまり、画素１Ｘは、偏光子層が複数でなく１つであるという点で、画素１とは異なる。この画素１Ｘは、上記従来技術の構成を模擬したものである。
　まず、発明者らは、ＦＤＴＤ（Finite difference time domain，有限差分時間領域）法を用いた計算機シミュレーションにより、画素１Ｘの偏光特性を評価した。当該シミュレーションに用いた条件は、以下の（Ａ１）～（Ａ５）の通りである。
　＜画素１Ｘのシミュレーション条件＞
　（Ａ１）第２偏光子層１２０ｂの材質：Ａｌ；
　（Ａ２）誘電体層１４の材質：ＳｉＯ２；
　（Ａ３）厚さｄ＝４０ｎｍ；
　（Ａ４）幅ｗ＝５０ｎｍ、７０ｎｍ、１００ｎｍ（３通り）；
　（Ａ５）スリット幅ｓ＝上記（Ａ４）の幅ｗと同じ。
　そして、上記シミュレーションの結果、画素１Ｘにおいて、Ｘ方向の偏光成分の透過率（以下、Ｔｘと称する）とＹ方向の偏光成分の透過率（以下、Ｔｙと称する）がそれぞれ算出された。
　図７の（ａ）は、画素１Ｘにおける光の波長と透過率Ｔｘとの間の関係を示すグラフである。また、図７の（ｂ）は、画素１Ｘにおける光の波長と透過率Ｔｙとの間の関係を示すグラフである。なお、図７において、横軸は光の波長であり、縦軸は透過率である。
　ここで、画素１Ｘは、上述の画素１と同様に、上述の図２の画素１Ａに相当する画素である。このため、画素１Ｘは、光のＸ方向（スリット１３の延伸方向）の偏光成分を遮断し、かつ、当該光のＹ方向（Ｘ方向に垂直な方向）の偏光成分を透過するように構成されている。換言すれば、画素１Ｘは、透過率Ｔｙに比べて、透過率Ｔｘが十分に小さくなるように構成されている。図７のグラフからも、このような透過率ＴｘとＴｙとの間の関係が理解される。
　続いて、発明者らは、同様のシミュレーションにより、画素１の偏光特性についても評価した。当該シミュレーションに用いた条件は、以下の（Ｂ１）～（Ｂ６）の通りである。
　＜画素１のシミュレーション条件＞
　（Ｂ１）第１偏光子層１２０ａおよび第２偏光子層１２０ｂの材質：Ａｌ；
　（Ｂ２）誘電体層１４の材質：ＳｉＯ２；
　（Ｂ３）厚さｄ＝４０ｎｍ；
　（Ｂ４）幅ｗ＝５０ｎｍ、７０ｎｍ、１００ｎｍ（３通り）；
　（Ｂ５）スリット幅ｓ＝上記（４）の幅ｗと同じ；
　（Ｂ６）間隔Ｄ＝５０ｎｍ。
　そして、上記シミュレーションの結果、画素１においても、透過率ＴｘおよびＴｙがそれぞれ算出された。図６の（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、画素１における光の波長と透過率ＴｘおよびＴｙとの間の関係を示すグラフである。
　図６の（ｂ）と図７の（ｂ）とを比較すると、透過率Ｔｙについては、画素１と画素１Ｘとの間の顕著な相違は見られなかった。つまり、画素１および画素１Ｘのいずれにおいても、光のＹ方向の偏光成分が十分に透過されていた。
　他方、図６の（ａ）と図７の（ａ）とを比較すると、画素１では、画素１Ｘに比べて、透過率Ｔｘが大幅に低減されていることが確認された。すなわち、画素１では、画素１Ｘに比べて、Ｘ方向の偏光成分（遮断すべき偏光成分）が、より効果的に遮断されていることが確認された。すなわち、画素１によれば、従来の画素では十分に遮断することが困難であったＸ方向の偏光成分を、より確実に遮断できることが確認された。
　そして、発明者らは、画素１と画素１Ｘとの偏光特性の差異をより具体的に示すため、消光比Ｒについても比較を行った。ここで、消光比Ｒは、Ｒ＝Ｔｙ／Ｔｘとして表される。消光比Ｒは、Ｘ方向の偏光成分（遮断すべき偏光成分）に対する、Ｙ方向の偏光成分（透過すべき偏光成分）の割合を示す指標である。従って、消光比Ｒが高いほど、画素の偏光特性（偏光フィルタ性能）が優れていると言える。
　図８の（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、画素１および画素１Ｘのそれぞれにおける、光の波長と消光比Ｒとの間の関係を示すグラフである。図８に示されるように、画素１の消光比Ｒは、画素１Ｘに比べて非常に高いことが、発明者らによって確認された。
　また、光の波長が７００ｎｍ以上の波長領域においては、上述の幅ｗ（およびスリット幅ｓ）を小さくするほど、画素１および画素１Ｘの消光比が向上することが確認された。
　（撮像装置１００の効果）
　以上のように、発明者らは、画素１の構成によって（すなわち、Ｚ方向の異なる位置に複数の偏光子層を設けることにより）、従来よりも偏光特性に優れた撮像装置１００を実現できることを新たに見出した。それゆえ、画素１を適用することにより、従来よりも高精度な偏光情報を取得可能な撮像装置１００を実現することができる。
　加えて、上述の図８に示されるように、「画素１Ｘにおいてｗ＝５０ｎｍとした場合」（画素１Ｘにおいて最も消光比が高くなる構成）に比べて、「画素１においてｗ＝１００ｎｍとした場合」（画素１において最も消光比が低くなる構成）の方が、消光比に優れていることが確認された。
　なお、画素１では、格子部１２２と格子部１２１とが、最大限の重なりを持つように、格子部１２１と格子部１２２との位置関係が設定されている。当該設定では、(i)Ｚ方向（第１偏光子層１２０ａおよび第２偏光子層１２０ｂの法線方向）と平行をなすように、格子部１２１の中心を通る第１平面と、(ii)当該Ｚ方向と平行をなすように、格子部１２２の中心を通る第２平面とが、同一平面となっていてもよい。
　但し、第２偏光子層１２０ｂの法線方向に対する、格子部１２１と格子部１２２との位置関係は、これに限定されない。以下の実施形態２において述べるように、当該位置関係については、様々な設定が許される。
　〔実施形態２〕
　本開示の実施形態２について、図９～図１３に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
　（画素２の構成）
　図９は、本実施形態の画素２の要部の構成を示す断面図である。なお、上述の実施形態１の撮像装置１００との区別のため、画素２を備えた撮像装置（本実施形態の撮像装置）を、撮像装置２００と称する。また、図１０は、上述の図３と同様の斜視図である。
　本実施形態の画素２の構成は、Ｚ方向から見て、スリット１３１（格子部１２１）がスリット１３２（格子部１２２）と、（実質的に）重なりを持たないように配置されているという点においてのみ、実施形態１の画素１と異なる。
　つまり、画素２では、スリット１３２のスリット幅ｓと、格子部１２１の幅ｗとが等しく設定されており、Ｚ方向から見て、スリット１３２と格子部１２１とが、実質的に隙間なく重なっている。
　なお、「実質的に隙間なく重なっている」とは、撮像装置２００の製造上の誤差（製造公差）により、スリット１３２と格子部１２１との重なり方に隙間が生じる部分、または重なり方に隙間が生じる場合を含むことを意味している。なお、幅ｗの製造公差は、設計値の±２０％程度の範囲であればよい。
　（画素２の偏光特性の評価）
　続いて、画素２の偏光特性の評価結果について述べる。まず、発明者らは、画素２の偏光特性の比較評価のために、上述の図５の画素１Ｘについて、シミュレーション条件の一部を変更して、偏光特性の評価を再び行った。具体的には、発明者らは、上述の条件（Ａ４）を以下の（Ｃ４）に変更して、画素１Ｘの偏光特性の評価を行った。
　＜画素１Ｘのシミュレーション条件＞
　（Ｃ４）：幅ｗ＝５０ｎｍ、７０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍ（５通り）。
　なお、上述の条件（Ａ１）～（Ａ３）および（Ａ５）については、実施形態１と同様である。このため、スリット幅ｓは、上述の（Ｃ４）の幅ｗと同じである。
　続いて、発明者らは、画素２についても、偏光特性の評価を行った。具体的には、発明者らは、上述の条件（Ｂ４）を以下の（Ｄ４）に変更して、画素２の偏光特性の評価を行った。
　＜画素２のシミュレーション条件＞
　（Ｄ４）：幅ｗ＝５０ｎｍ、７０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍ（５通り）。
　なお、上述の条件（Ｂ１）～（Ｂ３）および（Ｂ５）～（Ｂ６）については、実施形態１と同様である。このため、スリット幅ｓは、上述の（Ｄ４）の幅ｗと同じである。
　そして、上記シミュレーションの結果、画素１Ｘおよび画素２のそれぞれにおける消光比Ｒが、上述の実施形態１と同様に算出された。図１１の（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、画素２および画素１Ｘのそれぞれにおける、光の波長と消光比Ｒとの間の関係を示すグラフである。
　図１１に示されるように、画素２の消光比Ｒについても、画素１Ｘに比べて非常に高いことが、発明者らによって確認された。また、実施形態１と同様に、光の波長が７００ｎｍ以上の波長領域においては、上述の幅ｗ（およびスリット幅ｓ）を小さくするほど、画素２および画素１Ｘの消光比が向上することが確認された。
　加えて、図１１に示されるように、「画素１Ｘにおいてｗ＝５０ｎｍとした場合」（画素１Ｘにおいて最も消光比が高くなる構成）に比べて、「画素２においてｗ＝２００ｎｍとした場合」（画素２において最も消光比が低くなる構成）の方が、消光比に優れていることが確認された。
　このように、画素２では、幅ｗを画素１Ｘ（従来の画素）に比べて十分に大きくしても、なお良好な偏光特性が得られる。これにより、以下の２つの利点が得られる。なお、上述の実施形態１の画素１についても、同様の利点が得られる。
　（利点１）：幅ｗを大きくすることができるため、従来の配線加工装置（例：２００ｎｍプロセス装置）によって、格子部１２を容易に形成できる。すなわち、特殊な微細加工装置を必要とせず、格子部１２を形成できるので、撮像装置２００の製造コストを低減できる。
　（利点２）：ところで、一般的な金属配線において、当該配線の幅を小さくした場合には、当該配線の形成時に、ストレスマイグレーションによって、ボイド、またはスリット状の断線が発生しやすくなることが知られている。
　ストレスマイグレーションとは、（ｉ）金属配線と、（ｉｉ）当該金属配線を取り囲む酸化物または窒化物等の絶縁膜と、の間の熱膨張率差を主要因として、当該金属配線に応力が発生する現象である。金属配線が応力に耐え切れなくなると、当該金属配線自身に、ボイドまたはスリット状の断線が生じる。
　ストレスマイグレーションは、金属配線の幅に対して強い依存性を有することが知られている。また、金属配線の寿命は、当該金属配線が断線する確率に依存する。金属配線の寿命は、金属配線の幅に対して指数関数的な依存性を示すことが知られている。
　本開示の一態様に係る画素（撮像装置）では、誘電体層（誘電体層１４）に囲まれた格子部（格子部１２）において、一般的な金属配線と同様に、幅ｗに依存したストレスマイグレーションが生じ得る。
　本開示の一態様に係る画素（撮像装置）では、（ｉ）格子部を形成する材料と、（ｉｉ）誘電体層を形成する材料と、の間の熱膨張率差に起因して、格子部に応力が発生する。当該応力により、格子部において、一般的な金属配線と同様に、いわゆるボイドまたはスリット状の断線が生じ得る。
　図１２は、本開示の一態様に係る画素におけるストレスマイグレーションについて説明するための図である。図１２に示されるように、例えば、Ｘ方向に延伸する格子部１２にボイドまたはスリット状の断線が生じた場合、格子部１２は当該断線によって完全にあるいは部分的に分割される。断線による格子部１２の分割面は、断線面とも称される。
　上記断線は、Ｘ方向に所定の幅（例：数ｎｍ～数１０ｎｍの幅）を有する形状（いわゆるスリット形状）となる。当該スリット形状が形成された場合、本開示の一態様に係る画素において、消光比が悪化する。当該スリット形状が存在することによって、Ｘ方向の偏光成分（画素のスリットの延伸方向に平行な偏波面を有する成分，格子部１２において本来遮断されるべき成分）が、当該格子部１２において透過されてしまうためである。
　この点から、消光比の向上を目的として、格子部１２の幅ｗを小さくした場合には、格子部１２にボイドまたはスリット状の断線が発生し、画素２の偏光特性が低下することが懸念される。
　しかしながら、画素２では、幅ｗを大きくすることができるため、格子部１２の形成時におけるボイドまたはスリット状の断線の発生を防止することができる。このため、ボイドまたはスリット状の断線の発生による画素２の偏光特性の低下を防止することができる。すなわち、画素２の信頼性を向上させることもできる。なお、格子部１２の形成時におけるボイドまたはスリット状の断線の発生を効果的に低減するためには、ｗをｄよりも大きくすることが好ましい。
　但し、画素２の設計次第では、幅ｗを小さくした場合に、ボイドまたはスリット状の断線の発生による偏光特性の低下を上回って、偏光特性を向上させることもできる。このため、画素２においても、消光比の向上を目的として、幅ｗを小さくしてもよい。
　（撮像装置２００の効果）
　以上のように、画素２によっても、従来よりも偏光特性に優れた撮像装置を実現できる。加えて、幅ｗを大きくすることができるため、上述の実施形態１の撮像装置１００に比べて、製造コスト面および信頼性にさらに優れた撮像装置２００を実現できる。
　（格子部１２の配置のバリエーション）
　図１３の（ａ）～（ｃ）はそれぞれ、画素２における格子部１２の配置のバリエーションを示す図である。以下、第２偏光子層１２０ｂのスリット１３２のスリット幅を、スリット幅ｓ２と表す。また、第１偏光子層１２０ａの格子部１２１の幅を、幅ｗ１と表す。
　図１３の（ａ）は、上述の図９および図１０と同様の格子部１２の配置を示す。つまり、図１３の（ａ）では、スリット幅ｓ２と幅ｗ１とが等しく設定されており、Ｚ方向から見て、スリット１３２と格子部１２１とが隙間なく重なっている。換言すれば、Ｚ方向から見て、スリット１３１とスリット１３２とが重なりを持たない。
　発明者らは、図１３の（ａ）のように格子部１２を配置することにより、上述の図１１に示されるように、画素２の偏光特性を特に向上させることが可能であることを見出した。なお、幅ｗ１は、第２偏光子層１２０ｂの格子部１２２の幅（便宜的に幅ｗ２と称する）と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
　図１３の（ｂ）は、格子部１２の別の配置例を示す。具体的には、図１３の（ｂ）では、幅ｗ１がスリット幅ｓ２よりも広く設定されており、Ｚ方向から見て、スリット１３２を塞ぐように、格子部１２１が配されている。
　発明者らは、図１３の（ｂ）のように格子部１２を配置することにより、図１３の（ａ）の構成には及ばないものの、画素２の偏光特性を好適に向上させることが可能であることを見出した。なお、図１３の（ｂ）では、幅ｗ１は、上述の幅ｗ２よりも大きく設定されている。図１３の（ｂ）では、区別のため、より大きい幅ｗ１を有する格子部１２１を、格子部１２ｘとも称する。
　図１３の（ｃ）は、格子部１２のさらに別の配置例を示す。具体的には、図１３の（ｃ）では、スリット幅ｓ２が幅ｗ１よりも広く設定されており、Ｚ方向から見て、スリット幅ｓ２の範囲内に、格子部１２１の少なくとも一部が存在している。従って、図１３の（ｃ）では、Ｚ方向から見て、スリット１３１とスリット１３２とが重なりを持っている。なお、図１３の（ａ）に示す構成においても、Ｚ方向から見て、スリット１３１とスリット１３２とが重なりを持つように、例えば、格子部１２１の位置をＹ方向にずらした場合にも、Ｚ方向から見て、スリット幅ｓ２の範囲内に、格子部１２１の少なくとも一部が存在する構成となる。
　発明者らは、図１３の（ｃ）のように格子部１２を配置することにより、図１３の（ａ）および（ｂ）の構成には及ばないものの、画素２の偏光特性を好適に向上させることが可能であることを見出した。なお、図１３の（ｃ）では、幅ｗ１は、上述の幅ｗ２よりも小さく設定されている。図１３の（ｃ）では、区別のため、より小さい幅ｗ１を有する格子部１２１を、格子部１２ｙとも称する。
　〔追加検討事項１〕
　発明者らは、格子部１２の幅ｗおよびスリット１３のスリット幅ｓの好適な数値範囲について、さらに検討を行った。その結果、発明者らは、上述の消光比（Ｒ）が、幅ｗとスリット幅ｓとの比の値「ｗ／ｓ」に依存するという知見を新たに見出した。
　当該知見を踏まえ、発明者らは、実施形態１の画素１、および、実施形態２の画素２のそれぞれに対して、上述と同様のシミュレーションを行い、各画素におけるｗ／ｓの値と消光比との間の関係を確認した。
　ここで、幅ｗとスリット幅ｓとの和（ｗ＋ｓ）を、格子部１２の周期Ｌｃと称する。発明者らは、上記シミュレーションにおいて、周期Ｌｃ＝ｗ＋ｓを一定に設定した。そして、発明者らは、幅ｗを変数として、スリット幅ｓを、ｓ＝Ｌｃ－ｗと設定することにより、上記シミュレーションを行った。
　図１４の（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、本開示の一態様に係る画素における、ｗ／ｓの値と消光比との間の関係を示すグラフである。図１４において、横軸はｗ／ｓの値であり、縦軸は消光比である。
　図１４の（ａ）は、画素１におけるｗ／ｓの値と消光比との間の関係を示すグラフである。図１４の（ａ）は、上記シミュレーションにおいて、周期Ｌｃ＝２００ｎｍとした場合に得られた結果である。幅ｗおよびスリット幅ｓを除いたシミュレーション条件は、実施形態１と同様である。なお、ｗ／ｓ＝１の場合は、上述の図１の構成に相当する。
　図１４の（ｂ）は、画素２におけるｗ／ｓの値と消光比との間の関係を示すグラフである。図１４の（ｂ）は、上記シミュレーションにおいて、周期Ｌｃ＝３００ｎｍとした場合に得られた結果である。幅ｗおよびスリット幅ｓを除いたシミュレーション条件は、実施形態２と同様である。なお、ｗ／ｓ＝１の場合は、上述の図１３の（ａ）構成に相当する。また、（ｉ）ｗ／ｓ＞１の場合は、図１３の（ｂ）の構成に、（ｉｉ）ｗ／ｓ＜１の場合は、図１３の（ｃ）の構成に、それぞれ相当する。
　図１４の（ａ）および（ｂ）のそれぞれには、光の波長を「７００ｎｍ、８００ｎｍ、９００ｎｍ、１０００ｎｍ、１１００ｎｍ、１２００ｎｍ、１３００ｎｍ」（７通り）のそれぞれに設定した場合の、ｗ／ｓの値と消光比との間の関係が示されている。
　図１４の（ａ）および（ｂ）に示されるように、画素１および画素２のそれぞれにおいて、いずれの波長においても、ｗ／ｓが大きくなるにつれて、消光比が向上する傾向が確認された。また、ｗ／ｓの値が一定である場合、波長が長くなるにつれて、消光比が向上する傾向が確認された。
　従って、ｗ／ｓを設定することにより、所定の波長に対して所望の消光比を有する画素を得ることができる。一例として、画素の偏光特性を考慮して、消光比が１０以上の画素を得る場合を考える。
　そこで、図１４の（ａ）に示されるように、画素１の場合には、ｗ／ｓ≧０．３として、ｗ／ｓを設定することが好ましい。また、図１４の（ｂ）に示されるように、画素２の場合には、ｗ／ｓ≧０．３６として、ｗ／ｓを設定することが好ましい。このようにｗ／ｓを設定すれば、７００ｎｍ以上の任意の波長に対して、消光比が１０以上となる画素を得ることができる。
　〔追加検討事項２〕
　発明者らは、さらなる検討の結果、消光比は上述の周期Ｌｃにも依存するという知見を見出した。当該知見を踏まえ、発明者らは、画素１および画素２のそれぞれに対して、上記シミュレーションを行い、各画素における周期Ｌｃと消光比との間の関係を確認した。
　発明者らは、上記シミュレーションにおいて、ｗ＝ｓである場合（つまり、ｗ／ｓ＝１である場合）について検討を行った。発明者らは、周期Ｌｃを変数として、幅ｗおよびスリット幅ｓをそれぞれ、ｗ＝ｓ＝Ｌｃ／２と設定することにより、上記シミュレーションを行った。
　図１５の（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、本開示の一態様に係る画素における、Ｌｃと消光比との間の関係を示すグラフである。図１５において、横軸は周期Ｌｃであり、縦軸は消光比である。
　図１５の（ａ）は、画素１における周期Ｌｃと消光比との間の関係を示すグラフである。上記シミュレーションにおいて、幅ｗおよびスリット幅ｓを除いたシミュレーション条件は、実施形態１と同様である。
　図１５の（ｂ）は、画素２における周期Ｌｃと消光比との間の関係を示すグラフである。上記シミュレーションにおいて、幅ｗおよびスリット幅ｓを除いたシミュレーション条件は、実施形態２と同様である。
　さらに、発明者らは、比較検討のために、上述の変形例の画素１Ｘ（図５の構成）に対しても、上記シミュレーションを行い、周期Ｌｃと消光比との間の関係を確認した。図１５の（ｃ）は、画素１Ｘにおける周期Ｌｃと消光比との間の関係を示すグラフである。上記シミュレーションにおいて、幅ｗおよびスリット幅ｓを除いたシミュレーション条件は、実施形態１と同様である。
　図１５の（ａ）～（ｃ）のそれぞれには、上述の７通りの波長のそれぞれに対する、周期Ｌｃと消光比との間の関係が示されている。図１５の（ａ）～（ｃ）のそれぞれに示されるように、画素１、画素２、および画素１Ｘのそれぞれにおいて、いずれの波長においても、周期Ｌｃが大きくなるにつれて、消光比が低下する傾向が確認された。また、周期Ｌｃが一定である場合、波長が短くなるにつれて、消光比が低下する傾向が確認された。
　従って、周期Ｌｃを設定することによっても、所定の波長に対して所望の消光比を有する画素を得ることができる。
　例えば、図１５の（ａ）に示されるように、画素１の場合には、Ｌｃ≦２６０ｎｍとして、周期Ｌｃを設定することが好ましい。また、図１４の（ｂ）に示されるように、画素２の場合には、Ｌｃ≦６５０ｎｍとして、周期Ｌｃを設定することが好ましい。このように周期Ｌｃを設定すれば、７００ｎｍ以上の任意の波長に対して、消光比が１０以上となる画素を得ることができる。
　なお、図１５の（ｃ）に示されるように、画素１Ｘにおいて消光比を１０以上とするためには、Ｌｃ≦１８０ｎｍとして、周期Ｌｃを設定すればよい。
　〔追加検討事項３〕
　発明者らは、さらなる検討の結果、消光比は画素のずれ量ΔＹ（後述）にも依存するという知見を見出した。当該知見を踏まえ、発明者らは、図１６の（ａ）に示す画素（以下、第１解析用画素とも称する）に対して上記シミュレーションを行い、当該画素におけるずれ量ΔＹと消光比との間の関係を確認した。
　図１６の（ａ）は、第１解析用画素における画素のずれ量ΔＹを説明するための図である。図１６の（ａ）に示されるように、第１解析用画素は、１つの格子部１２１の右端（Ｙ方向の正の方向に位置する端部）が、格子部１２２の左端（Ｙ方向の負の方向に位置する端部）に対して、ΔＹだけ離間している画素である。ずれ量とは、図１６の（ａ）におけるΔＹを意味する。ずれ量ΔＹは、非負の値である。
　発明者らは、上記シミュレーションにおいて、ｗ＝ｓ＝１５０ｎｍとして、幅ｗおよびスリット幅ｓを一定に設定した。そして、発明者らは、ずれ量ΔＹを変数として、上記シミュレーションを行った。その他のシミュレーション条件は、実施形態１または２と同様である。
　なお、ΔＹ＝０ｎｍである場合は、上述の図９の構成（画素２）に相当する。ΔＹ＝０ｎｍとした場合、Ｚ方向から見て、格子部１２１と格子部１２２とが、（実質的に）重なりを持たないように配置されるためである。
また、ΔＹ＝１５０ｎｍである場合は、上述の図１の構成（画素１）に相当する。ΔＹ＝１５０ｎｍとした場合、Ｚ方向から見て、格子部１２１と格子部１２２とが、最大限に重なり合うように配置されるためである。
　図１６の（ｂ）には、上述の７通りの波長のそれぞれに対する、ずれ量ΔＹと消光比との間の関係が示されている。図１６の（ｂ）に示されるように、いずれの波長においても、ずれ量ΔＹが大きくなるにつれて、消光比が低下する傾向が確認された。また、ずれ量ΔＹが一定である場合、波長が短くなるにつれて、消光比が低下する傾向が確認された。
　従って、ずれ量ΔＹを設定することによっても、所定の波長に対して所望の消光比を有する画素を得ることができる。
　例えば、図１６の（ｂ）の場合であれば、０ｎｍ≦ΔＹ≦１２５ｎｍとして、ずれ量ΔＹを設定することが好ましい。このようにずれ量ΔＹを設定すれば、７００ｎｍ以上の任意の波長に対して、消光比が１０以上となる画素を得ることができる。
　〔追加検討事項４〕
　発明者らは、さらなる検討の結果、消光比は画素における偏光子層の数にも依存するという知見を見出した。当該知見を踏まえ、発明者らは、上記シミュレーションを行い、偏光子層の数と消光比との間の関係を確認した。
　発明者らは、上記シミュレーションにおいて、ｗ＝ｓ＝１５０ｎｍとして、幅ｗおよびスリット幅ｓを一定に設定した。そして、発明者らは、偏光子層の数を１から４まで変化させ、上記シミュレーションを行った。その他のシミュレーション条件は、実施形態１または２と同様である。
　まず、発明者らは、画素１Ｘ（図５）を、偏光子層の数が１である場合の画素として、上記シミュレーションの対象とした。
　続いて、発明者らは、偏光子層の数が複数（２以上）の場合には、格子部１２１と格子部１２２とが、最大限に重なり合うように配置される画素の構成を、上記シミュレーションの対象とした。
　そこで、発明者らは、偏光子層の数が複数の画素２（図９）を、偏光子の層数が２である場合の画素とした。続いて、発明者らは、図１７の（ａ）に示す画素を、偏光子の層数が３である場合の画素（以下、第２解析用画素とも称する）とした。図１７の（ａ）に示すように、第２解析用画素において、受光部１１（図１７の（ａ）では不図示）から最も遠い偏光子層を、第３偏光子層と称する。
　第２解析用画素は、画素２に対して第３偏光子層を付加した構成である。図１７の（ａ）に示すように、当該第２解析用画素では、Ｚ方向から見て、第３偏光子層の格子部１２は、第１偏光子層の格子部１２（上述の格子部１２１）と最大限に重なり合うように配置されている。
　さらに、図示は省略するが、発明者らは、第２解析用画素に対して、第４偏光子層を付加した画素を、偏光子の層数が４である場合の画素（以下、第３解析用画素とも称する）とした。第４偏光子層とは、第３解析用画素において、受光部１１から最も遠い偏光子層である。第４解析用画素では、Ｚ方向から見て、第４偏光子層の格子部１２は、第２偏光子層の格子部１２（上述の格子部１２２）と最大限に重なり合うように配置されている。
　図１７の（ｂ）には、上述の７通りの波長のそれぞれに対する、偏光子層の数と消光比との間の関係が示されている。図１７の（ｂ）に示されるように、いずれの波長においても、偏光子層の数が多くなるにつれて、消光比が向上する傾向が確認された。また、偏光子層の数が一定である場合、波長が短くなるにつれて、消光比が低下する傾向が確認された。
　従って、偏光子層の数を設定することによっても、所定の波長に対して所望の消光比を有する画素を得ることができる。
　例えば、図１７の（ｂ）の場合であれば、偏光子層の数を２以上として、偏光子層の数を設定することが好ましい。このように偏光子層の数を設定すれば、７００ｎｍ以上の任意の波長に対して、消光比が１０以上となる画素を得ることができる。
　また、偏光子層の数を２よりも大きくすることで、さらに高い消光比を有する画素を得ることができる。例えば、偏光子層の数を３とした場合には、７００ｎｍ以上の任意の波長に対して、消光比が１０００以上となる画素を得ることができる。
　さらに、偏光子層の数を４とした場合には、７００ｎｍ以上の任意の波長に対して、消光比が１０００００以上となる画素を得ることができる。
　〔追加検討事項５〕
　上述の通り、本開示の一態様に係る画素において、偏光子層および配線層のそれぞれの材料は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎまたはこれらの少なくとも１つを含む化合物または合金から選択された材料であればよい。
　発明者らは、偏光子層および配線層のそれぞれについて、より好適な材料を見出すべく、さらに検討を行った。以下、その検討結果について述べる。
　（配線層の材料）
　配線層の材料は、高い信頼性、容易な加工性、および低い電気抵抗を有することが好ましい。具体的には、配線層の材料は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｗ、Ｓｎまたはこれらの少なくとも１つを含む化合物または合金から選択された材料であることが好ましい。
　（偏光子層の材料）
　一般的に、材料（物質）は固有の複素屈折率ｍを有している。複素屈折率ｍは、
　　ｍ＝ｎ＋ｉｋ
と表される。複素屈折率ｍの実部を屈折率ｎ、虚部を消衰係数ｋとそれぞれ称する。なお、ｉは虚数単位である。複素屈折率ｍは、材料の光学特性を示す指標の１つとして用いられる。
　屈折率ｎおよび消衰係数ｋはそれぞれ、光の波長λに依存することが一般的である。従って、屈折率ｎおよび消衰係数ｋはそれぞれ、波長λの関数ｎ（λ）およびｋ（λ）と表すことができる。それゆえ、複素屈折率ｍは、波長λの関数として、
　　ｍ（λ）＝ｎ（λ）＋ｉｋ（λ）
とも表される。複素屈折率ｍ（λ）（換言すれば、屈折率ｎ（λ）および消衰係数ｋ（λ）のそれぞれ）は、各材料に固有である。
　偏光子層の材料は、上述の偏光特性を高めることができる材料を選択することが好ましい。このため、偏光子層の材料は、屈折率ｎが小さく、かつ、消衰係数ｋが大きい材料であることが好ましい。以下、その理由について述べる。
　一般的に、材料は固有の複素誘電率εを有している。複素誘電率εは、
　　ε＝ε１＋ｉε２
と表される。なお、複素誘電率εの実部ε１は、ε１＝ｎ２－ｋ２として表される。
　実部ε１の値が小さい場合、材料中において、光の透過に寄与する電子が自由に動きやすくなることが知られている。このため、実部ε１の値が小さい場合には、材料の光の透過率を高くすることができる。
　従って、偏光子層の材料は、例えば、偏光すべき光の波長λの範囲において、実部ε１が小さい材料を選択することが好ましい。上述のように、屈折率ｎが小さく、かつ、消衰係数ｋが大きい材料を選択すれば、実部ε１が小さい材料（つまり、光の透過率が高い材料）を選択できる。
　また、偏光子層の材料は、例えば、偏光すべき光の波長λの範囲において、ｎ（λ）＜ｋ（λ）の関係を満たすことがさらに好ましい。当該関係が満たされている場合には、実部ε１が負となり、材料の光の透過率をさらに高くすることができる。
　また、消衰係数ｋと屈折率ｎとの差ｄｉｆを、ｄｉｆ＝ｋ－ｎとして表す。差ｄｉｆがより大きい材料であれば、屈折率ｎがより小さいこと、および、消衰係数ｋがより大きいことの少なくともいずれかが期待される。このため、差ｄｉｆが大きい材料を選択することが、さらに好ましい。
　上記の検討結果を踏まえ、発明者らは、偏光子層の材料として用いられる様々な材料について、屈折率ｎ（λ）および消衰係数ｋ（λ）を確認した。図１８の（ａ）～（ｌ）は、当該確認結果の一例を示すグラフである。当該グラフにおいて、横軸は波長λであり、縦軸は屈折率ｎ（λ）および消衰係数ｋ（λ）のそれぞれの値を示す。
　具体的には、図１８の（ａ）～（ｌ）はそれぞれ、「Ａｌ」、「Ｓｉ」、「Ｃｕ」、「Ａｕ」、「Ａｇ」、「Ｐｔ」、「Ｗ」、「Ｔｉ」、「ＡｌＣｕ０．００５」、「ＧａＡｓ」、「ＩｎＰ」、「ＺｎＳｅ」についての確認結果を示す。
　一例として、図１８の（ｇ）に示されるように、Ｗは、λ≧９５０ｎｍにおいて、ｎ（λ）＜ｋ（λ）となる。このため、Ｗは、λ≧９５０ｎｍの光を偏光する場合に、好適な偏光子層の材料として用いられ得ることが理解される。また、図１８の（ｌ）に示されるように、ＺｎＳｅは、λ≒２５０ｎｍにおいて、ｎ（λ）＜ｋ（λ）となる。このため、ＺｎＳｅは、λ≒２５０ｎｍの光を偏光する場合に用いられてよい。
　上述の各材料のうち、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、およびＰｔ（参照：図１８の（ａ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、および（ｆ））は、広い波長λの範囲において、ｎ（λ）＜ｋ（λ）であり、かつ、差ｄｉｆが大きいことが確認された。
　当該確認結果を踏まえ、発明者らは、配線層の材料は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔまたはこれらの少なくとも１つを含む化合物または合金から選択された材料であることが、特に好ましいことを見出した。
　（配線層の材料と偏光子層の材料との組み合わせ）
　本開示の一態様に係る撮像装置（画素）の製造を容易化する観点からは、配線層の材料および偏光子層の材料は、同一の材料を選択とすることが好ましい。
　撮像装置の製造プロセスには、配線層の一部を形成する工程と、偏光子層を形成する工程とが含まれている。配線層および偏光子層のそれぞれの材料として、同一の材料を用いる場合、配線層の一部を形成する工程において、偏光子層を当該配線層と同一平面上にともに形成できる。つまり、配線層の一部を形成する工程に、偏光子層を形成する工程を含めることができる。それゆえ、撮像装置の製造が容易化される。
　発明者らは、撮像装置の製造を容易化する観点から、配線層の材料および偏光子層の材料を同一とする場合には、当該材料は、Ａｌ、Ｃｕ、ＡｌＣｕまたはこれらの少なくとも１つを含む化合物または合金から選択された材料であることが、特に好ましいことを見出した。
　〔補足事項１〕
　上述の各実施形態では、説明の便宜上、偏光子層における格子部の断面の形状（以下、断面形状）が、ＹＺ平面において矩形である場合を例示した。但し、本開示の一態様に係る画素において、当該断面形状は矩形のみに限定されない。当該断面形状は、任意の形状であってよい。
　図１９は、本開示の一態様に係る画素における上記断面形状の別の例について説明するための図である。例えば、本開示の一態様に係る画素において、格子部の断面形状が矩形として設計された場合であっても、撮像装置の製造プロセスにおいて、理想的な（厳密な意味での）矩形の断面形状が得られるとは限らない。
　具体的には、図１９に示されるように、格子部１２の上辺（Ｙ方向に平行な辺であって、Ｚ方向の正の側に位置する辺）の長さｗｕと、当該格子部１２の下辺（Ｙ方向に平行な辺であって、Ｚ方向の負の側に位置する辺）の長さｗｌとが、ｗｕ≠ｗｌの関係を満たすように、格子部１２が形成される場合がある。つまり、略台形の断面形状が得られる場合がある。
　このように格子部１２が形成された場合であっても、上記画素において所望の偏光特性を実現できていれば構わない。上記断面形状は、所望の偏光特性が満たされる限り、特に限定されない。
　〔補足事項２〕
　本開示の一態様に係る撮像装置には、特定の波長領域の光のみを透過する分光フィルタがさらに設けられていてもよい。当該分光フィルタは、有機材料によって形成されたフィルタであってもよいし、あるいは無機材料によって形成されたフィルタであってもよい。
　〔まとめ〕
　本開示の態様１に係る撮像装置（１００）において、上記撮像装置は、偏光部（１０）を備えた画素（１）を含む撮像素子（受光部１１）を備え、上記画素は、上記撮像素子の動作を制御する配線層（１９）を備え、上記偏光部は、複数の偏光子層（第１偏光子層１２０ａ，第２偏光子層１２０ｂ）と、上記複数の偏光子層のうち、隣り合う２つの偏光子層の間に配置された誘電体層（１４）とを備え、上記複数の偏光子層の各々には、所定の方向に周期的に並ぶ複数のスリット（１３）が形成され、上記複数の偏光子層の形成材料および上記配線層の形成材料はそれぞれ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎまたはこれらの少なくとも１つを含む化合物または合金から選択された材料である。
　上記の構成によれば、所定の方向に周期的に並ぶ複数のスリットが形成された偏光子層は、スリットの延伸方向に平行な偏波面を有する偏光成分を反射および吸収し、スリットの延伸方向に垂直な偏波面を有する偏光成分を透過させる。上記偏光部は、そのような働きをする偏光子層を、誘電体層を挟んで複数備えている。これにより、透過させたくない偏光成分の透過率を低減させ、偏光特性を向上させた撮像装置を提供することができる。
　また、隣り合うスリットに挟まれた格子部の幅は、狭いほど、偏光フィルタの偏光特性を向上させることができる反面、ストレスマイグレーションによってボイドまたはスリット状の断線が発生するリスクが高くなる。しかし、上記の構成によれば、偏光子層が単層になっている従来技術より、偏光フィルタの偏光特性を向上させることができるので、格子部の幅を従来技術より狭く設定することができる。これは、ボイドまたはスリット状の断線の発生による偏光特性の劣化を上回って、偏光特性を向上させることができるからである。
　さらに、隣り合うスリットに挟まれた格子部の幅を、逆に、従来技術より広くし、ストレスマイグレーションによるボイドまたはスリット状の断線の発生を回避して、偏光部の製造を従来技術より容易にすることもできる。これは、格子部の幅を広くすることによる偏光特性の劣化を上回って、偏光特性を向上させることができるからである。
　なお、偏光子層の形成材料と配線層の形成材料との組み合わせとしては、偏光特性をできるだけ向上させる組み合わせを選択することが好ましい。
　本開示の態様２に係る撮像装置は、上記態様１において、上記複数の偏光子層のそれぞれは、上記所定の方向に周期的に並ぶ複数の格子部（１２）を備え、上記複数の格子部のうち隣り合う２つの格子部の間に、上記複数のスリットの１つが配置されており、上記隣り合う２つの偏光子層のうち、上記撮像素子（１１）に近い方の偏光子層を第１偏光子層（１２０ａ）とし、当該撮像素子（１１）から遠い方の偏光子層を第２偏光子層（１２０ｂ）とし、上記隣り合う２つの格子部の間隔を上記スリットの幅（スリット幅ｓ，スリット幅ｓ２）とした場合、上記第２偏光子層の法線方向から見て、上記第２偏光子層の上記スリット（１３２）の幅の範囲内には、上記第１偏光子層の上記格子部（１２１）の少なくとも一部が存在していてもよい。
　上記の構成によれば、第２偏光子層の法線方向に対する第１偏光子層の格子部と第２偏光子層の格子部との位置関係には、様々な設定が許される。例えば、(i)第２偏光子層の法線方向と平行をなすように、第１偏光子層の格子部の中心を通る第１平面と、(ii)第２偏光子層の法線方向と平行をなすように、第２偏光子層の格子部の中心を通る第２平面とが、同一平面であってもよい。この構成の場合、第１偏光子層の格子部の幅と第２偏光子層の格子部の幅とが同じであれば、第２偏光子層の法線方向から見て、第１偏光子層の格子部と第２偏光子層の格子部とは重なることになる。この構成によっても、偏光子層が単層になっている従来技術より、偏光フィルタの偏光特性を向上させることができる。
　しかし、第２偏光子層の法線方向から見て、第２偏光子層のスリットの幅の範囲内に、第１偏光子層の格子部の少なくとも一部が存在している構成を採用すると、偏光フィルタの偏光特性を一層向上させることができる。
　本開示の態様３に係る撮像装置は、上記態様２において、上記第２偏光子層の上記スリット（１３２）の幅（スリット幅ｓ，スリット幅ｓ２）と、上記第１偏光子層の上記格子部（１２１）の幅（ｗ，ｗ１）とが等しく設定されており、上記法線方向から見て、上記第２偏光子層の上記スリットと上記第１偏光子層の上記格子部とが、実質的に隙間なく重なっていてもよい。
　上記の構成によれば、偏光フィルタの偏光特性を一層向上させることができる。なお、「実質的に隙間なく重なっている」とは、製造上の誤差により、重なり方に隙間が生じる部分、または重なり方に隙間が生じる場合を含むことを意味している。また、第１偏光子層の格子部の幅と、第２偏光子層の格子部の幅とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。さらに、態様３に係る上記の構成を、「上記法線方向から見て、上記第２偏光子層の上記スリットと上記第１偏光子層の上記スリットとは、重なりを持たない」と言い換えてもよい。
　本開示の態様４に係る撮像装置は、上記態様２において、上記第２偏光子層の上記スリット（１３２）の幅（スリット幅ｓ２）より、上記第１偏光子層の上記格子部（１２１）の幅（ｗ１）の方が広く設定されており、上記法線方向から見て、上記第２偏光子層の上記スリットを塞ぐように、上記第１偏光子層の上記格子部が配されていてもよい。
　本開示の態様５に係る撮像装置は、上記態様１において、上記複数の偏光子層（第１偏光子層１２０ａ、第２偏光子層１２０ｂ）のそれぞれは、上記所定の方向に周期的に並ぶ複数の格子部（１２）を備え、上記複数の格子部のうち隣り合う２つの格子部の間に、上記複数のスリット（１３）の１つが配置されており、上記隣り合う２つの偏光子層のうち、上記撮像素子に近い方の偏光子層を第１偏光子層（１２０ａ）とし、当該撮像素子から遠い方の偏光子層を第２偏光子層（１２０ｂ）とし、上記隣り合う２つの格子部の間隔を上記スリットの幅（スリット幅ｓ，スリット幅ｓ２）とした場合、上記第２偏光子層の法線方向から見て、上記第２偏光子層の上記格子部（１２２）と、上記第１偏光子層の上記格子部（１２１）とが、重なりを持つ配置のうち、最大限の重なりを持つ配置となっていてもよい。
　上記の構成によれば、第２偏光子層の法線方向に対する第１偏光子層の格子部と第２偏光子層の格子部との位置関係には、様々な設定が許される。この様々な設定のうち、第２偏光子層の格子部と、第１偏光子層の格子部とが最大限の重なりを持つ設定を選択してもよい。この設定では、(i)第２偏光子層の法線方向と平行をなすように、第１偏光子層の格子部の中心を通る第１平面と、(ii)第２偏光子層の法線方向と平行をなすように、第２偏光子層の格子部の中心を通る第２平面とが、同一平面となっていてもよい。
　このような構成によっても、偏光子層が単層になっている従来技術より、偏光フィルタの偏光特性を向上させることができる。
　本開示の態様６に係る撮像装置は、上記態様１から５のいずれかにおいて、上記複数の偏光子層の形成材料と、上記配線層の形成材料とは、同じであってもよい。
　本開示の態様７に係る撮像装置は、上記態様１から６のいずれかにおいて、上記複数の偏光子層のうち、少なくとも１つの偏光子層（第１偏光子層１２０ａ）は、上記配線層と同じ層を構成していてよい。
　上記の構成によれば、偏光部の複数の偏光子層のうち、少なくとも１つの偏光子層は、撮像素子の配線層と同じ層を構成しているので、撮像素子の製造プロセスの中で、偏光部を作り込むことができる。したがって、偏光フィルタと撮像装置とを組み合わせる工程を不要とし、かつ、偏光部と撮像素子の画素とを精度よく位置合わせすることができる。また、偏光子層の製造が容易化される。
　〔付記事項〕
　本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
　（関連出願の相互参照）
　本出願は、2016年4月28日に出願された日本国特許出願：特願2016-091839に対して優先権の利益を主張するものであり、それを参照することにより、その内容の全てが本書に含まれる。
　１，１Ａ，１Ｂ，２　画素
　１０　偏光部
　１１　受光部（撮像素子）
　１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２ｘ，１２ｙ，１２１，１２２　格子部
　１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３１，１３２　スリット
　１４　誘電体層
　１９　配線層
　１００，２００　撮像装置
　１２０　偏光子層
　１２０ａ　第１偏光子層（偏光子層）
　１２０ｂ　第２偏光子層（偏光子層）
　ｓ　スリット幅（スリットの幅）
　ｓ２　スリット幅（第２偏光子層のスリットの幅）
　ｗ　幅（格子部の幅）
　ｗ１　幅（第１偏光子層の格子部の幅）

Claims (7)

  1. 　偏光部を備えた画素を含む撮像素子を備え、
    　上記画素は、上記撮像素子の動作を制御する配線層を備え、
    　上記偏光部は、
    　複数の偏光子層と、
    　上記複数の偏光子層のうち、隣り合う２つの偏光子層の間に配置された誘電体層とを備え、
    　上記複数の偏光子層の各々には、所定の方向に周期的に並ぶ複数のスリットが形成され、
    　上記複数の偏光子層の形成材料および上記配線層の形成材料はそれぞれ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎまたはこれらの少なくとも１つを含む化合物または合金から選択された材料であること
    を特徴とする撮像装置。
  2. 　上記複数の偏光子層のそれぞれは、上記所定の方向に周期的に並ぶ複数の格子部を備え、上記複数の格子部のうち隣り合う２つの格子部の間に、上記複数のスリットの１つが配置されており、
    　上記隣り合う２つの偏光子層のうち、上記撮像素子に近い方の偏光子層を第１偏光子層とし、当該撮像素子から遠い方の偏光子層を第２偏光子層とし、上記隣り合う２つの格子部の間隔を上記スリットの幅とした場合、
    　上記第２偏光子層の法線方向から見て、上記第２偏光子層の上記スリットの幅の範囲内には、上記第１偏光子層の上記格子部の少なくとも一部が存在していること
    を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  3. 　上記第２偏光子層の上記スリットの幅と、上記第１偏光子層の上記格子部の幅とが等しく設定されており、
    　上記法線方向から見て、上記第２偏光子層の上記スリットと上記第１偏光子層の上記格子部とが、実質的に隙間なく重なっていること
    を特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
  4. 　上記第２偏光子層の上記スリットの幅より、上記第１偏光子層の上記格子部の幅の方が広く設定されており、
    　上記法線方向から見て、上記第２偏光子層の上記スリットを塞ぐように、上記第１偏光子層の上記格子部が配されていること
    を特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
  5. 　上記複数の偏光子層のそれぞれは、上記所定の方向に周期的に並ぶ複数の格子部を備え、上記複数の格子部のうち隣り合う２つの格子部の間に、上記複数のスリットの１つが配置されており、
    　上記隣り合う２つの偏光子層のうち、上記撮像素子に近い方の偏光子層を第１偏光子層とし、当該撮像素子から遠い方の偏光子層を第２偏光子層とし、上記隣り合う２つの格子部の間隔を上記スリットの幅とした場合、
    　上記第２偏光子層の法線方向から見て、上記第２偏光子層の上記格子部と、上記第１偏光子層の上記格子部とが、重なりを持つ配置のうち、最大限の重なりを持つ配置となっていること
    を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  6. 　上記複数の偏光子層の形成材料と、上記配線層の形成材料とは、同じであること
    を特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
  7. 　上記複数の偏光子層のうち、少なくとも１つの偏光子層は、上記配線層と同じ層を構成していること
    を特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
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