WO2018043654A1 - 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents

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solid
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慎太郎 中食
征博 狭山
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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Definitions

  • the present technology relates to a solid-state imaging device, a manufacturing method thereof, and an electronic device, and particularly relates to a solid-state imaging device, a manufacturing method thereof, and an electronic device that can suppress the occurrence of color mixing.
  • solid-state imaging devices that perform imaging using visible light and imaging using infrared light are known.
  • the infrared light pixels can be formed by overlapping, for example, R (red) and B (blue) color filters.
  • all the pixels visible light pixels and infrared light pixels
  • color mixture occurs between the visible light pixel and the infrared light pixel, and color separation and S / N deteriorate.
  • Patent Document 1 discloses forming an infrared cut filter under a color filter of a visible light pixel.
  • This infrared cut filter is formed by a multilayer interference film in which a high refractive index substance and a low refractive index substance are alternately laminated.
  • the infrared light transmission distribution depends on the incident angle, and the number of processes increases and the difficulty of the process increases.
  • the present technology has been made in view of such a situation, and the transmission distribution of infrared light does not depend on the incident angle, and the number of steps is increased and the difficulty of the process is increased, so that the difficulty of the process increases. It is intended to suppress the occurrence of color mixing.
  • a solid-state imaging device includes a plurality of pixels arranged in a pixel region, and the pixels are provided on a first optical filter layer provided on a photoelectric conversion unit and on the first optical filter layer. And a separation wall that separates at least a part of the first optical filter layer for each pixel, and the first optical filter of at least one of the pixels
  • One of the layer and the second optical filter layer is formed by an infrared cut filter, and the other is formed by a color filter.
  • the manufacturing method of the solid-state imaging device includes a plurality of pixels arranged in a pixel region, and the pixels include a first optical filter layer provided on a photoelectric conversion unit, and the first optical filter.
  • Forming a separation wall in a method for manufacturing a solid-state imaging device comprising: a second optical filter layer provided on the layer; and a separation wall that separates at least a part of the first optical filter layer for each pixel.
  • One of the two optical filter layers is formed by an infrared cut filter, and the other is formed by a color filter.
  • the electronic device of the present technology includes a plurality of pixels arranged in a pixel region, and the pixels are provided on a first optical filter layer provided on a photoelectric conversion unit and on the first optical filter layer.
  • a second optical filter layer provided; and a separation wall that separates at least a part of the first optical filter layer for each pixel; and the first optical filter layer of at least one of the pixels
  • One of the second optical filter layers is formed of an infrared cut filter, and the other is provided with a solid-state imaging device formed of a color filter.
  • a plurality of pixels arranged in the pixel region are provided, and the pixels are provided on the first optical filter layer provided on the photoelectric conversion unit and on the first optical filter layer.
  • a second optical filter layer and a separation wall that separates at least a part of the first optical filter layer for each pixel, and the first optical filter layer and the first optical filter layer of at least one pixel are provided.
  • One of the two optical filter layers is formed by an infrared cut filter, and the other is formed by a color filter.
  • FIG. 1 It is sectional drawing which shows the structural example of the pixel in the conventional solid-state imaging device. It is a figure which shows the spectral characteristic of the pixel for visible light, and the pixel for infrared light. It is a block diagram showing an example of composition of a solid imaging device of this art.
  • 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a pixel in the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the planar arrangement
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a pixel in a conventional solid-state imaging device including a visible light pixel and an infrared light pixel.
  • the solid-state imaging device of FIG. 1 is configured as, for example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • the visible light pixel 11 is configured as three types of pixels, for example, an R (red) pixel, a G (green) pixel, and a B (blue) pixel.
  • a photoelectric conversion unit 22 including a photodiode (PD) that receives incident light and performs photoelectric conversion is formed on the semiconductor substrate 21.
  • An insulating layer (not shown) made of SiO or the like, a wiring layer (not shown) made of Cu or Al, and the like are formed on the semiconductor substrate 21.
  • a color filter 23 having spectral characteristics corresponding to each of the visible light pixels 11 is formed thereon.
  • a micro lens 24 is formed on the color filter 23.
  • the infrared light pixel 12 as in the visible light pixel 11, a semiconductor substrate 21, a photoelectric conversion unit 22, an insulating layer and a wiring layer (not shown), a color filter 23, and a microlens 24 are formed. . Further, in the infrared light pixel 12, a color filter 25 is formed between the color filter 23 and the microlens 24.
  • the infrared light pixel 12 is formed by, for example, overlapping two color filters of R and B.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the solid-state imaging device of the present technology.
  • the solid-state imaging device 31 is configured as a CMOS image sensor.
  • the solid-state imaging device 31 includes a pixel region (pixel array) 33 in which a plurality of pixels 32 are regularly arranged in a two-dimensional array on a semiconductor substrate (for example, Si substrate) (not shown), and a peripheral circuit unit.
  • the pixel 32 includes a photoelectric conversion unit (for example, a photodiode) and a plurality of pixel transistors (MOS transistors).
  • the plurality of pixel transistors can be constituted by three transistors, for example, a transfer transistor, a reset transistor, and an amplification transistor.
  • the plurality of pixel transistors can be configured by four transistors by adding selection transistors. Since the equivalent circuit of the unit pixel is the same as a general one, detailed description is omitted.
  • the pixel 32 can be configured as one unit pixel or a shared pixel structure.
  • This pixel sharing structure is a structure in which a plurality of photodiodes share transistors other than the floating diffusion and the transfer transistor.
  • the peripheral circuit section includes a vertical drive circuit 34, a column signal processing circuit 35, a horizontal drive circuit 36, an output circuit 37, and a control circuit 38.
  • the control circuit 38 receives an input clock and data for instructing an operation mode, and outputs data such as internal information of the solid-state imaging device 31.
  • the control circuit 38 receives a clock signal and a control signal that serve as a reference for operations of the vertical drive circuit 34, the column signal processing circuit 35, the horizontal drive circuit 36, and the like based on the vertical synchronization signal, the horizontal synchronization signal, and the master clock. Generate.
  • the control circuit 38 inputs these signals to the vertical drive circuit 34, the column signal processing circuit 35, the horizontal drive circuit 36, and the like.
  • the vertical drive circuit 34 is constituted by a shift register, for example.
  • the vertical drive circuit 34 selects a pixel drive wiring, supplies a pulse for driving the pixel to the selected pixel drive wiring, and drives the pixels in units of rows. That is, the vertical drive circuit 34 selectively scans each pixel 32 in the pixel region 33 sequentially in the vertical direction in units of rows. Then, the vertical drive circuit 34 supplies a pixel signal based on the signal charge generated according to the amount of received light in the photoelectric conversion unit of each pixel 32 through the vertical signal line 39 to the column signal processing circuit 35.
  • the column signal processing circuit 35 is arranged for each column of the pixels 32, for example.
  • the column signal processing circuit 35 performs signal processing such as noise removal on the signal output from the pixels 32 for one row for each pixel column.
  • the column signal processing circuit 35 performs signal processing such as CDS (Correlated Double Sampling) for removing fixed pattern noise unique to the pixel 32, signal amplification, A / D (Analog / Digital) conversion, and the like.
  • a horizontal selection switch (not shown) is connected between the horizontal signal line 40 and provided.
  • the horizontal drive circuit 36 is constituted by a shift register, for example.
  • the horizontal driving circuit 36 sequentially selects the column signal processing circuits 35 by sequentially outputting horizontal scanning pulses, and outputs the pixel signals from each of the column signal processing circuits 35 to the horizontal signal line 40.
  • the output circuit 37 performs signal processing on the signals sequentially supplied from each of the column signal processing circuits 35 through the horizontal signal line 40 and outputs the signals.
  • the output circuit 37 may perform only buffering, or may perform black level adjustment, column variation correction, various digital signal processing, and the like.
  • the input / output terminal 41 exchanges signals with the outside.
  • a visible light pixel and an infrared light pixel are provided as the plurality of pixels 32 arranged in the pixel region 33.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of pixels in the solid-state imaging device 31 according to the first embodiment of the present technology.
  • a cross-sectional view of the visible light pixel 51 and the infrared light pixel 52 in the solid-state imaging device 31 is shown.
  • the visible light pixel 51 is configured as three types of pixels, for example, an R pixel, a G pixel, and a B pixel.
  • a photoelectric conversion unit 62 including a photodiode (PD) that receives incident light and performs photoelectric conversion is formed on the semiconductor substrate 61.
  • An insulating layer (not shown) made of SiO or the like, a wiring layer (not shown) made of Cu or Al, and the like are formed on the semiconductor substrate 61.
  • An infrared cut filter 63 is formed thereon as a first optical filter layer.
  • a color filter 66 having a spectral characteristic corresponding to each of the visible light pixels 51 is formed as a second optical filter layer.
  • a micro lens 67 is formed on the color filter 66.
  • the photoelectric conversion unit 62 is formed on the semiconductor substrate 61.
  • An insulating layer, a wiring layer, etc. are formed on the upper layer of the semiconductor substrate 61, and a B (blue) color filter 64, for example, is formed thereon as a first optical filter layer.
  • a B (blue) color filter 64 for example, is formed thereon as a first optical filter layer.
  • an R (red) color filter 66 is formed as a second optical filter layer.
  • a micro lens 67 is formed on the color filter 66.
  • the color filter 64 and the color filter 66 are both constituted by a color filter that transmits infrared light, and the transmittance of light in the visible light region can be lowered by a combination of two color filters.
  • Each pixel (visible light pixel 51 and infrared light pixel 52) has a separation wall 65 that separates the first optical filter layer for each pixel.
  • the separation wall 65 is formed of a metal film 65a made of W, Al, or the like, and a Si oxide film 65b made of SiO2, SiN, or the like.
  • the height of the separation wall 65 is the same as that of the first optical filter layer (the infrared cut filter 63 or the color filter 64).
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a planar arrangement of the first and second optical filter layers of the visible light pixel 51 and the infrared light pixel 52.
  • FIG. 5 shows the arrangement of the first optical filter layers of the visible light pixel 51 and the infrared light pixel 52
  • the upper part of FIG. 5 shows the visible light pixel 51 and the infrared light
  • the arrangement of the second optical filter layer of the working pixel 52 is shown.
  • one of the G pixels in the Bayer arrangement is replaced with an infrared light pixel (IR pixel).
  • IR pixel infrared light pixel
  • the first optical filter layer other than the IR pixel is an infrared cut filter
  • the second optical filter layer other than the IR pixel is R, G, B. This is a pixel color filter.
  • FIG. 6 is a diagram showing another example of the planar arrangement of the first and second optical filter layers of the visible light pixel 51 and the infrared light pixel 52.
  • the lower part of FIG. 6 shows the arrangement of the first optical filter layers of the visible light pixel 51 and the infrared light pixel 52
  • the upper part of FIG. The arrangement of the second optical filter layer of the pixel 51 for infrared and the pixel 52 for infrared light is shown.
  • G pixels are arranged in a checkered pattern, and G pixels, B pixels, and infrared light pixels (IR pixels) are regularly arranged in the remaining area.
  • the infrared cut filter 63 of the visible light pixel 51 is formed of an organic material to which a near-infrared absorbing pigment is added as an organic color material.
  • near infrared absorbing dyes include pyrrolopyrrole dyes, copper compounds, cyanine dyes, phthalocyanine compounds, imonium compounds, thiol complex compounds, transition metal oxide compounds, squarylium dyes, naphthalocyanine dyes, Quartarylene dyes, dithiol metal complex dyes, croconium compounds, and the like are used.
  • R1a and R1b each independently represents an alkyl group, an aryl group, or a heteroaryl group.
  • R2 and R3 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of them is an electron withdrawing group.
  • R2 and R3 may be bonded to each other to form a ring.
  • R4 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a substituted boron, or a metal atom, and may be covalently or coordinately bonded to at least one of R1a, R1b, and R3.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of spectral characteristics of the infrared cut filter 63.
  • the infrared cut filter 63 has a spectral characteristic that the transmittance is 20% or less in a wavelength region of 700 nm or more, and particularly has an absorption maximum wavelength in a wavelength region near 850 nm.
  • the infrared cut filter 63 of the visible light pixel 51 may be formed of an organic material to which an inorganic color material is added instead of an organic color material.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining the pixel formation processing
  • FIGS. 10 to 12 are cross-sectional views showing the pixel formation process.
  • step S11 as shown in the upper part of FIG. 10, a metal film 65a ′ and a Si oxide film 65b ′ are formed on the semiconductor substrate 61.
  • step S12 the separation wall 65 is formed. Specifically, as shown in the upper part of FIG. 10, a photoresist 71 is applied to a region where the separation wall 65 is formed, exposed and developed by photolithography, and further dry-etched, so that the middle part of FIG. As shown, a separation wall 65 is formed.
  • a Si oxide film may be further formed on the surfaces of the semiconductor substrate 61 and the separation wall 65.
  • step S13 the infrared cut filter material 63 ′ is coated by spin coating. Thereby, as shown in the lower part of FIG. 10, the infrared cut filter material 63 ′ is formed (embedded) in the region surrounded by the separation wall 65.
  • the infrared cut filter 63 is formed as the first optical filter layer of the visible light pixel 51.
  • a photoresist 72 is applied on the infrared cut filter material 63 ′, and as shown in the upper part of FIG. The photoresist 72 is removed from the region 52.
  • the infrared cut filter material 63 ′ is removed from the region of the infrared light pixel 52 by performing dry etching.
  • the photoresist 72 is not applied on the infrared cut filter material 63 ′, and the infrared cut filter material 63 ′ is directly exposed and developed. As a result, the infrared cut filter material 63 ′ is removed from the region of the infrared light pixel 52. As a result, as shown in the middle part of FIG. 11, the infrared cut filter 63 of the visible light pixel 51 is formed.
  • step S15 as shown in the lower part of FIG. 11, for example, a B (blue) color filter is formed as the first optical filter layer of the infrared light pixel 52.
  • step S16 as shown in the upper part of FIG. 12, a second color filter 66 is formed for each pixel as the second optical filter layer.
  • the second optical filter layer of the infrared light pixel 52 for example, an R (red) color filter is formed.
  • step S17 as shown in the lower part of FIG. 12, the microlens 67 is uniformly formed for each pixel.
  • the visible light pixel 51 and the infrared light pixel 52 are formed.
  • the infrared cut filter 63 is formed as the first optical filter layer in the visible light pixel 51, and the color filter 66 is formed as the second optical filter layer.
  • the spectral characteristics of the R pixel, G pixel, and B pixel have low transmittance in the infrared light region having a wavelength of about 850 nm, while the infrared light pixel (IR The spectral characteristic of the pixel) maintains a high transmittance in the infrared light region.
  • IR infrared light pixel
  • the separation wall 65 that separates the first optical filter layer for each pixel is formed in each pixel, it is possible to more reliably generate color mixture between the visible light pixel and the infrared light pixel. Can be suppressed.
  • an infrared cut filter formed of an organic material is liable to be damaged on the side surface during processing, and there is a risk that variation in shape becomes large.
  • the infrared cut filter 63 is processed while being surrounded by the separation wall 65, the side surface of the infrared cut filter 63 can be processed without being damaged.
  • the first optical filter when forming the first optical filter, can be formed in a desired thickness depending on the height of the separation wall 65.
  • the infrared cut filter 63 is formed of an organic material to which an organic or inorganic color material is added, the infrared cut filter 63 can uniformly contain the color material. Thereby, like the infrared cut filter of Patent Document 1, the transmission distribution of infrared light does not depend on the incident angle, and a constant transmittance can be obtained regardless of the incident angle of infrared light. In addition, since the number of steps does not increase, it is possible to avoid an increase in the difficulty of the process.
  • the spectral characteristic of the infrared cut filter 63 has an absorption maximum wavelength in the wavelength region near 850 nm. .
  • the spectral characteristics of the infrared cut filter 63 may be such that the transmittance is 20% or less over the entire wavelength region of 750 nm or more, or as shown in FIG. You may make it have an absorption maximum wavelength in the near wavelength range.
  • the infrared cut filter 63 is an optical that selectively absorbs infrared light in a predetermined wavelength region in the visible light pixel 51. It can be a filter.
  • the absorption maximum wavelength can be determined by the application of the solid-state imaging device 1.
  • a dual band-pass filter having the spectral characteristics shown in FIG. 16 is provided between the camera lens and the solid-state imaging device as an infrared cut filter.
  • infrared cut filter having spectral characteristics shown in FIG. 16, in addition to visible light, infrared light having a wavelength of 800 to 900 nm is transmitted.
  • a filter that cuts infrared light in all wavelength ranges is used as an infrared cut filter, so that infrared light is incident on the chip. There is no.
  • a filter that cuts infrared light in all wavelength ranges is used as an infrared cut filter, so that infrared light is incident on the chip.
  • infrared light in a specific wavelength region is incident on the chip.
  • ghosting occur, S / N deteriorates.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the entire solid-state imaging device 31.
  • FIG. 17 shows a first configuration example of the solid-state imaging device 31, and a lower configuration of FIG. 17 shows a second configuration example of the solid-state imaging device 31.
  • the right direction is a direction toward the center of the pixel region 33
  • the left direction is a direction toward the outside (end portion) of the entire chip.
  • a circuit unit 81 constituting a peripheral circuit is provided on the left side of the pixel region 33 (the periphery of the pixel region 33).
  • a connection hole 82 is provided at the left end (chip end) in which a conductor connected to an electrode pad formed on the chip is embedded.
  • the color filter 66 is formed in a region other than the pixel region 33, specifically, a region outside the circuit unit 81. Thereby, reflection of visible light corresponding to a predetermined color and transmission to the circuit unit 81 can be suppressed.
  • the infrared cut filter 63 is formed in a region other than the pixel region 33, specifically, the entire chip region.
  • the infrared cut filter 63 is formed in the entire chip area, the step on the outside of the pixel area 33 can be reduced, so that uneven coating occurs when the color filter material or the microlens material is applied. Can be suppressed.
  • the separation wall that separates the first optical filter layer for each pixel is formed by the metal film 65a made of W, Al, or the like, and the Si oxide film 65b made of SiO2, SiN, or the like. .
  • the material of the separation wall is not limited to this.
  • the separation wall 91 may be formed only of a metal film made of W, Al, or the like.
  • the separation wall 92 may be formed only of a Si oxide film made of SiO2, SiN, or the like.
  • the separation wall 93 may be formed of an organic resin having a refractive index equal to or lower than that of the color filters 64 and 66.
  • the separation wall 93 may be formed from an organic resin containing a filler.
  • the refractive index of the separation wall 93 is desirably 1.5 or less.
  • the height of the separation wall that separates the first optical filter layer for each pixel is the same as that of the first optical filter layer (the infrared cut filter 63 or the color filter 64). did.
  • the height of the separation wall is not limited to this.
  • the height of the separation wall 94 is about 1/3 to 1/4 of the height of the first optical filter layer. There may be.
  • the height of the separation wall 94 is desirably at least 100 nm or more.
  • the height of the separation wall 95 may be the same as the total height of the first optical filter layer and the second optical filter layer (color filter 66).
  • the height of the separation wall 96 exceeds the total height of the first optical filter layer and the second optical filter layer and reaches the microlens 67. Also good.
  • each pixel may have a PD separation wall that separates the photoelectric conversion unit 62 for each pixel.
  • the PD separation wall can be formed integrally with the separation wall 65 or the like in the configuration described above.
  • a separation wall 97 that separates the photoelectric conversion unit 62 and the first optical filter layer for each pixel is provided.
  • a portion corresponding to the PD separation wall is formed of a Si oxide film made of SiO2, SiN, or the like.
  • a separation wall 98 that separates the photoelectric conversion unit 62 and the first optical filter layer for each pixel is provided.
  • a portion corresponding to the PD separation wall is formed of a metal film made of W, Al, or the like.
  • the infrared cut filter 63 is formed as the first optical filter layer
  • the color filter 66 is formed as the second optical filter layer.
  • the color filter 66 may be formed as the first optical filter layer, and the infrared cut filter 63 may be formed as the second optical filter layer. Of course it is possible.
  • the first optical filter layer and the second optical filter layer are formed by overlapping different types (different colors) of color filters.
  • the two color filters (the first optical filter layer and the second optical filter layer) in the infrared light pixel 52 have a transmittance of 20% or less in the wavelength region of 400 to 700 nm, and in the wavelength region of 700 nm or more. As long as it has a spectral characteristic with a transmittance of 80%, the color filters 101 and 102 of the same type (same color) may be overlapped as shown in FIG.
  • the color filter 66 as the second optical filter layer is directly formed on the first optical filter layer.
  • the organic film 111 is disposed between the first optical filter layer (the infrared cut filter 63 and the color filter 64) and the second optical filter layer (the color filter 66).
  • the film may be formed.
  • the organic film 111 is formed of, for example, acrylic resin, styrene resin, siloxane, or the like.
  • the inorganic film 121 is formed between the first optical filter layer (infrared cut filter 63 and color filter 64) and the second optical filter layer (color filter 66).
  • a film may be formed.
  • the organic film 111 is formed of, for example, SiO2.
  • the organic film 111 in FIG. 28 and the inorganic film 121 in FIG. 29 function as a planarizing film for the first optical filter layer, and also function as a protective layer for the infrared cut filter 63.
  • an inorganic film is formed between the first optical filter layer and the second optical filter layer, from the viewpoint of protection of the infrared cut filter 63, as shown in FIG. 131 may be formed.
  • the inorganic film 131 is formed so as to cover the upper surface and the side surface of the infrared cut filter 63 in the first optical filter layer.
  • FIG. 31 A structure as shown in FIG. 31 may be adopted.
  • an inorganic film 141 is formed on the upper surface of the color filter 66 (between the first optical filter layer and the second optical filter layer) as the first optical filter layer.
  • an inorganic film 142 is formed so as to cover the upper surface and the side surface of the infrared cut filter 63 in the second optical filter layer.
  • the organic film 151 may be formed between the second optical filter layer (color filter 66) and the microlens 67.
  • the organic film 151 is made of, for example, acrylic resin, styrene resin, siloxane, or the like.
  • the inorganic film 161 may be formed between the second optical filter layer (color filter 66) and the microlens 67.
  • the inorganic film 161 is formed of, for example, SiO2.
  • FIGS. 32 and 33 can be combined with the structures of FIGS.
  • FIG. 34 includes an optical lens 311, a filter 312, an image sensor 313, an IR light emission unit 314, an image processing unit 315, and a control unit 316.
  • an optical lens 311, a filter 312, an image sensor 313, an IR light emission unit 314, an image processing unit 315, and a control unit 316 includes an optical lens 311, a filter 312, an image sensor 313, an IR light emission unit 314, an image processing unit 315, and a control unit 316.
  • FIG. 34 an embodiment in which the above-described solid-state imaging device 31 of the present technology is provided in an image processing device as the image sensor 313 is illustrated.
  • the optical lens 311 is configured as a single-lens single-focus lens, collects light from the subject, and causes the collected light to enter the image sensor 313 via the filter 312.
  • the filter 312 has spectral characteristics having a transmission band in the near-infrared light wavelength region as well as in the visible light region.
  • the image sensor 313 images a subject and supplies a visible light image (RGB image) and an infrared light image (IR image) to the image processing unit 315 at the same time.
  • the RGB image is an image generated by the pixel output of the visible light pixel included in the image sensor 313, and the IR image is the image generated by the pixel output of the infrared light pixel included in the image sensor 313.
  • the IR light emitting unit 314 emits infrared light at a timing when the image sensor 313 captures an image, thereby irradiating the subject with infrared light.
  • the image processing unit 315 performs predetermined image processing using the RGB image and IR image supplied from the image sensor 313.
  • the control unit 316 controls the entire operation of the image processing apparatus 301 such as light emission of the IR light emission unit 314 and image processing of the image processing unit 315.
  • RGB images and IR images examples include face authentication, iris authentication, and motion capture.
  • iris authentication can be realized by acquiring an iris pattern in which the light emitted from the IR light emitting unit 314 is reflected by the iris as an IR image, and registering / verifying it.
  • motion capture can be realized by acquiring light reflected from the IR light emitting unit 314 by the reflective marker as an IR image and calculating the coordinates of the reflective marker.
  • the image sensor to which the present technology is applied can be applied to various applications using IR images.
  • the configuration of the solid-state imaging device including the visible light pixel and the infrared light pixel has been described.
  • the light transmitted through the infrared cut filter is reflected by the light receiving surface and returns to the infrared cut filter side, the light may be further reflected by the infrared cut filter and may be incident on the surrounding pixels. As a result, a ghost may occur in the obtained image.
  • Second Embodiment> In the solid-state imaging device 31 according to the second embodiment of the present technology, only the visible light pixels are provided as the plurality of pixels 32 arranged in the pixel region 33.
  • FIG. 35 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a pixel in the solid-state imaging device 31 according to the second embodiment of the present technology.
  • a cross-sectional view of the visible light pixel 51 in the solid-state imaging device 31 is shown.
  • the visible light pixel 51 is configured as three types of pixels, for example, an R pixel, a G pixel, and a B pixel.
  • the semiconductor substrate 61 is formed with a photoelectric conversion unit 62 including a photodiode (PD) that receives incident light and performs photoelectric conversion.
  • An insulating layer (not shown) made of SiO or the like, a wiring layer (not shown) made of Cu or Al, and the like are formed on the semiconductor substrate 61.
  • An infrared cut filter 63 is formed thereon as a first optical filter layer.
  • a color filter 66 having a spectral characteristic corresponding to each of the visible light pixels 51 (R, G, and B pixels) is formed as a second optical filter layer.
  • a micro lens 67 is formed on the color filter 66.
  • Each pixel (visible light pixel 51) has a separation wall 65 that separates the first optical filter layer for each pixel.
  • the separation wall 65 is formed of a metal film 65a made of W, Al, or the like, and a Si oxide film 65b made of SiO2, SiN, or the like.
  • the height of the separation wall 65 is the same as that of the first optical filter layer (infrared cut filter 63).
  • FIG. 36 is a diagram showing an example of a planar arrangement of the first and second optical filter layers of the visible light pixel 51.
  • the lower part of FIG. 36 shows the arrangement of the first optical filter layers of the visible light pixels 51
  • the upper part of FIG. 36 shows the arrangement of the second optical filter layers of the visible light pixels 51. Has been.
  • the R, G, and B pixels are arranged in a Bayer arrangement. That is, in the lower part of FIG. 36, the first optical filter layer is an infrared cut filter, and in the upper part of FIG. 36, the second optical filter layer is a color filter of R, G, B pixels.
  • color filter of the visible light pixel 51 a color filter of any color other than the three colors R, G, and B described above may be used.
  • cyan, magenta, and yellow color filters may be used, or a transparent color filter may be used.
  • the infrared cut filter 63 of the visible light pixel 51 is formed of an organic material to which a near-infrared absorbing pigment is added as an organic colorant. It is preferable to use a pyrrolopyrrole dye represented by the chemical formula of FIG.
  • the spectral characteristics of the infrared cut filter 63 are the same as those in the first embodiment.
  • FIG. 37 is a flowchart for explaining pixel formation processing
  • FIG. 38 is a cross-sectional view showing a pixel formation process.
  • steps S21 and S22 in the flowchart of FIG. 37 is the same as the processing of steps S11 and S12 (upper and middle steps in FIG. 10) of the flowchart of FIG.
  • step S23 the infrared cut filter material 63 ′ (FIG. 10) is coated by spin coating, and the infrared cut filter material 63 ′ is formed in a region surrounded by the separation wall 65 as shown in the lower part of FIG. (Embedded). Thereby, the infrared cut filter 63 is formed as the first optical filter layer of the visible light pixel 51.
  • step S24 as shown in the upper part of FIG. 38, a second color filter 66 is formed for each pixel as the second optical filter layer.
  • step S25 as shown in the lower part of FIG. 38, the microlens 67 is uniformly formed for each pixel.
  • the visible light pixel 51 is formed.
  • the infrared cut filter 63 is formed as the first optical filter layer in the visible light pixel 51, and the color filter 66 is formed as the second optical filter layer.
  • the spectral characteristics of the R pixel, G pixel, and B pixel have low transmittance in an infrared light region having a wavelength of about 850 nm.
  • the separation wall 65 that separates the first optical filter layer for each pixel is formed in each pixel, it is possible to more reliably suppress the occurrence of color mixing between the visible light pixels. .
  • the infrared cut filter 63 is processed while being surrounded by the separation wall 65, the side surface of the infrared cut filter 63 can be processed without being damaged.
  • the first optical filter when forming the first optical filter, can be formed in a desired thickness depending on the height of the separation wall 65.
  • the infrared cut filter 63 is formed of an organic material to which an organic or inorganic color material is added, the infrared cut filter 63 can uniformly contain the color material. Thereby, like the infrared cut filter of Patent Document 1, the transmission distribution of infrared light does not depend on the incident angle, and a constant transmittance can be obtained regardless of the incident angle of infrared light. In addition, since the number of steps does not increase, it is possible to avoid an increase in the difficulty of the process.
  • the overall configuration of the solid-state imaging device 31 of the present embodiment can also adopt the same configuration as that of the first embodiment.
  • FIG. 39 is a cross-sectional view showing a configuration example of the entire solid-state imaging device 31.
  • FIG. 39 shows a first configuration example of the solid-state imaging device 31, and a lower configuration of FIG. 39 shows a second configuration example of the solid-state imaging device 31.
  • the right direction is the direction toward the center of the pixel region 33
  • the left direction is the direction toward the outside (edge) of the entire chip.
  • a circuit unit 81 constituting a peripheral circuit is provided on the left side of the pixel region 33 (the periphery of the pixel region 33).
  • a connection hole 82 is provided at the left end (chip end) in which a conductor connected to an electrode pad formed on the chip is embedded.
  • the color filter 66 is formed in a region other than the pixel region 33, specifically, a region outside the circuit unit 81. Thereby, reflection of visible light corresponding to a predetermined color and transmission to the circuit unit 81 can be suppressed.
  • the infrared cut filter 63 is formed in a region other than the pixel region 33, specifically, the entire chip region.
  • the infrared cut filter 63 is formed in the entire chip area, the step on the outside of the pixel area 33 can be reduced, so that uneven coating occurs when the color filter material or the microlens material is applied. Can be suppressed.
  • the separation wall for separating the first optical filter layer for each pixel is a metal film 65a made of W, Al, or the like, and Si made of SiO2, SiN, or the like.
  • the oxide film 65b is used.
  • the material of the separation wall is not limited to this.
  • the separation wall 91 may be formed only of a metal film made of W, Al, or the like.
  • the separation wall 92 may be formed only of a Si oxide film made of SiO2, SiN, or the like.
  • the separation wall 93 may be formed of an organic resin having a refractive index equal to or lower than that of the color filter 66.
  • the separation wall 93 may be formed from an organic resin containing a filler.
  • the refractive index of the separation wall 93 is desirably 1.5 or less.
  • the height of the separation wall that separates the first optical filter layer for each pixel is assumed to be the same as the height of the first optical filter layer (infrared cut filter 63).
  • the height of the separation wall is not limited to this.
  • the height of the separation wall 94 is about 1/3 to 1/4 of the height of the first optical filter layer. There may be.
  • the height of the separation wall 94 is desirably at least 100 nm or more.
  • the height of the separation wall 95 may be the same as the total height of the first optical filter layer and the second optical filter layer (color filter 66). As shown in FIG. 45, the height of the separation wall 96 exceeds the total height of the first optical filter layer and the second optical filter layer and reaches the microlens 67. Also good.
  • each pixel may have a PD separation wall that separates the photoelectric conversion unit 62 for each pixel.
  • the PD separation wall can be formed integrally with the separation wall 65 or the like in the configuration described above.
  • a separation wall 97 for separating the photoelectric conversion unit 62 and the first optical filter layer for each pixel is provided.
  • a portion corresponding to the PD separation wall is formed of a Si oxide film made of SiO2, SiN, or the like.
  • a separation wall 98 for separating the photoelectric conversion unit 62 and the first optical filter layer for each pixel is provided.
  • a portion corresponding to the PD separation wall is formed of a metal film made of W, Al, or the like.
  • the infrared cut filter 63 is formed as the first optical filter layer
  • the color filter 66 is formed as the second optical filter layer. It was supposed to be.
  • the color filter 66 may be formed as the first optical filter layer, and the infrared cut filter 63 may be formed as the second optical filter layer.
  • the color filter 66 may be formed as the first optical filter layer
  • the infrared cut filter 63 may be formed as the second optical filter layer.
  • the color filter 66 as the second optical filter layer is directly formed on the first optical filter layer.
  • the organic film 111 is formed between the first optical filter layer (infrared cut filter 63) and the second optical filter layer (color filter 66). You may make it do.
  • the inorganic film 121 is formed between the first optical filter layer (infrared cut filter 63) and the second optical filter layer (color filter 66). It may be.
  • the organic film 151 may be formed between the second optical filter layer (color filter 66) and the microlens 67.
  • the inorganic film 161 may be formed between the second optical filter layer (color filter 66) and the microlens 67.
  • FIGS. 49 and 50 can be combined with the structures of FIGS. 49 and 50, respectively.
  • the present technology can be applied not only to a CMOS image sensor but also to a CCD (Charge Coupled Device) image sensor.
  • CCD Charge Coupled Device
  • the CMOS image sensor can take a front-illuminated structure or a back-illuminated structure.
  • FIG. 53 is a cross-sectional view illustrating a structural example of a surface irradiation type solid-state imaging device.
  • a photodiode (PD) 530 is formed on a semiconductor substrate 520 for each pixel 510.
  • the PD 530 receives incident light incident from the surface (upper surface in the drawing) side of the semiconductor substrate 520.
  • a wiring layer 540 is provided on the upper layer of the semiconductor substrate 520.
  • the wiring layer 540 includes a wiring 541 and an insulating layer 542, and the wiring 541 is formed in the insulating layer 542 so as to be electrically connected to each element.
  • the wiring layer 540 is a so-called multilayer wiring layer, and is formed by alternately laminating the interlayer insulating film constituting the insulating layer 542 and the wiring 541 a plurality of times.
  • a planarization film 550 is formed on the wiring layer 540, and an infrared cut filter 560 is formed on the planarization film 550 as a first optical filter layer.
  • an infrared cut filter 560 is formed on the planarization film 550 as a first optical filter layer.
  • a color filter 580 having a spectral characteristic corresponding to each pixel 510 is formed as a second optical filter layer.
  • a microlens 590 is formed on the color filter 580.
  • a color filter is formed as the first optical filter layer.
  • each pixel 510 has a separation wall 570 that separates the first optical filter layer for each pixel.
  • the separation wall 570 is formed of a metal film 570a made of W, Al, or the like, and a Si oxide film 570b made of SiO2, SiN, or the like.
  • the separation wall 570 is formed in a lattice shape so as to be interposed between the plurality of pixels 510.
  • an intra-layer lens 600 may be provided between the wiring layer 540 and the planarizing film 550.
  • FIG. 55 is a cross-sectional view illustrating a structural example of a backside illumination type solid-state imaging device.
  • the PD 1019 formed for each pixel 1010 receives incident light incident from the back surface (upper surface in the drawing) side of the semiconductor substrate 1018.
  • An insulating film 1015 such as a silicon oxide film is formed on the upper surface side of the semiconductor substrate 1018, and an infrared cut filter 1013 is formed on the insulating film 1015 as a first optical filter layer.
  • an infrared cut filter 1013 is formed on the insulating film 1015 as a first optical filter layer.
  • a color filter 1012 having a spectral characteristic corresponding to each of the pixels 1010 is formed as a second optical filter layer.
  • a microlens 1011 is formed on the color filter 1012.
  • a color filter is formed as the first optical filter layer.
  • Each pixel 1010 has a separation wall 1014 that separates the first optical filter layer for each pixel.
  • the separation wall 1014 is formed of a metal film 1014a made of W, Al, or the like, and a Si oxide film 1014b made of SiO2, SiN, or the like. In the drawing, when the solid-state imaging device is viewed from the upper surface side, the separation wall 1014 is formed in a lattice shape so as to be interposed between the plurality of pixels 1010.
  • an n-type semiconductor region 1020 is formed as a charge accumulation region for accumulating charges (electrons).
  • the n-type semiconductor region 1020 is provided inside the p-type semiconductor regions 1016 and 1041 of the semiconductor substrate 1018.
  • a p-type semiconductor region 1041 having a higher impurity concentration than the back surface (upper surface) side is provided on the front surface (lower surface) side of the semiconductor substrate 1018 of the n-type semiconductor region 1020.
  • the PD 1019 has a HAD (Hole-Accumulation Diode) structure, and a p-type semiconductor is used to suppress the occurrence of dark current at each interface between the upper surface side and the lower surface side of the n-type semiconductor region 1020. Regions 1016 and 1041 are formed.
  • HAD Hole-Accumulation Diode
  • a pixel separation unit 1030 for electrically separating a plurality of pixels 1010 is provided, and a PD 1019 is provided in a region partitioned by the pixel separation unit 1030.
  • the pixel separation unit 1030 is formed in a lattice shape so as to be interposed between the plurality of pixels 1010, for example, and the PD 1019 includes the pixel separation unit 1030. It is formed in a region partitioned by
  • each PD 1019 the anode is grounded, and in the solid-state imaging device, signal charges (for example, electrons) accumulated in the PD 1019 are read out via a transfer transistor (MOS FET) (not shown) and the like as an electrical signal. It is output to a VSL (vertical signal line) not shown.
  • MOS FET transfer transistor
  • VSL vertical signal line
  • the wiring layer 1050 is provided on the surface (lower surface) opposite to the back surface (upper surface) of the semiconductor substrate 1018.
  • the wiring layer 1050 includes a wiring 1051 and an insulating layer 1052, and the wiring 1051 is formed in the insulating layer 1052 so as to be electrically connected to each element.
  • the wiring layer 1050 is a so-called multilayer wiring layer, and is formed by alternately stacking an interlayer insulating film constituting the insulating layer 1052 and the wiring 1051 a plurality of times.
  • a support substrate 1061 is provided on the surface of the wiring layer 1050 opposite to the side on which the PD 1019 is provided.
  • a substrate made of a silicon semiconductor with a thickness of several hundred ⁇ m is provided as the support substrate 1061.
  • the pixel separation portion 1030 includes a groove portion 1031, a fixed charge film 1032, and an insulating film 1033.
  • the fixed charge film 1032 is formed on the back surface (upper surface) side of the semiconductor substrate 1018 so as to cover the groove 1031 partitioning the plurality of pixels 1010.
  • the fixed charge film 1032 is provided so as to cover the inner surface of the groove 1031 formed on the back surface (upper surface) side of the semiconductor substrate 1018 with a certain thickness.
  • An insulating film 1033 is provided (filled) so as to fill the inside of the groove 1031 covered with the fixed charge film 1032.
  • the fixed charge film 1032 uses a high dielectric material having a negative fixed charge so that a positive charge (hole) accumulation region is formed at an interface portion with the semiconductor substrate 1018 and generation of dark current is suppressed. Is formed. Since the fixed charge film 1032 is formed to have a negative fixed charge, an electric field is applied to the interface with the semiconductor substrate 1018 by the negative fixed charge, and a positive charge (hole) accumulation region is formed.
  • the fixed charge film 1032 can be formed of, for example, a hafnium oxide film (HfO 2 film).
  • the fixed charge film 1032 can be formed to include at least one of oxides such as hafnium, zirconium, aluminum, tantalum, titanium, magnesium, yttrium, and a lanthanoid element.
  • This technology can be applied to the solid-state imaging device as described above.
  • FIG. 56 is a diagram illustrating an outline of a configuration example of a stacked solid-state imaging device to which the present technology can be applied.
  • the solid-state imaging device 3010 has one die (semiconductor substrate) 3011 as shown in FIG.
  • the die 3011 is mounted with a pixel region 3012 in which pixels are arranged in an array, a control circuit 3013 for driving the pixel and other various controls, and a logic circuit 3014 for signal processing.
  • the solid-state imaging device 3020 is configured as a single semiconductor chip in which two dies of a sensor die 3021 and a logic die 3024 are stacked and electrically connected.
  • the sensor die 3021 includes a pixel region 3012 and a control circuit 3013
  • the logic die 3024 includes a logic circuit 3014 including a signal processing circuit that performs signal processing.
  • a pixel region 3012 is mounted on the sensor die 3021, and a control circuit 3013 and a logic circuit 3014 are mounted on the logic die 3024.
  • FIG. 57 is a cross-sectional view showing a first configuration example of the stacked solid-state imaging device 3020.
  • the sensor die 3021 is formed with PD (photodiode), FD (floating diffusion), Tr (MOS FET), and Tr serving as the control circuit 3013 that constitute a pixel serving as the pixel region 3012. Further, a wiring layer 3101 having a plurality of layers, in this example, three layers of wirings 3110 is formed on the sensor die 3021. Note that the control circuit 3013 (which is a Tr) can be configured in the logic die 3024 instead of the sensor die 3021.
  • Tr constituting the logic circuit 3014 is formed. Further, a wiring layer 3161 having a plurality of layers, in this example, three layers of wirings 3170 is formed on the logic die 3024.
  • the logic die 3024 has a connection hole 3171 having an insulating film 3172 formed on the inner wall surface, and a connection conductor 3173 connected to the wiring 3170 and the like is embedded in the connection hole 3171.
  • the sensor die 3021 and the logic die 3024 are bonded together so that the wiring layers 3101 and 3161 face each other, thereby forming a stacked solid-state imaging device 3020 in which the sensor die 3021 and the logic die 3024 are stacked.
  • a film 3191 such as a protective film is formed on the surface where the sensor die 3021 and the logic die 3024 are bonded.
  • connection hole 3111 is formed which penetrates the sensor die 3021 from the back side (side where light enters the PD) (upper side) of the sensor die 3021 and reaches the uppermost wiring 3170 of the logic die 3024.
  • a connection hole 3121 is formed in the sensor die 3021 so as to be close to the connection hole 3111 and reach the first layer wiring 3110 from the back surface side of the sensor die 3021.
  • An insulating film 3112 is formed on the inner wall surface of the connection hole 3111, and an insulating film 3122 is formed on the inner wall surface of the connection hole 3121.
  • Connection conductors 3113 and 3123 are embedded in the connection holes 3111 and 3121, respectively.
  • connection conductor 3113 and the connection conductor 3123 are electrically connected on the back side of the sensor die 3021, whereby the sensor die 3021 and the logic die 3024 are connected to the wiring layer 3101, the connection hole 3121, the connection hole 3111, and the wiring layer 3161. It is electrically connected via.
  • FIG. 58 is a cross-sectional view illustrating a second configuration example of the stacked solid-state imaging device 3020.
  • the sensor die 3021 (the wiring layer 3101 (the wiring 3110)) and the logic die 3024 (the wiring layer 3161 (the wiring thereof) are formed by one connection hole 3211 formed in the sensor die 3021. 3170)) are electrically connected.
  • connection hole 3211 is formed so as to penetrate the sensor die 3021 from the back side of the sensor die 3021 to reach the uppermost layer wiring 3170 of the logic die 3024 and to reach the uppermost layer wiring 3110 of the sensor die 3021. Is done.
  • An insulating film 3212 is formed on the inner wall surface of the connection hole 3211, and a connection conductor 3213 is embedded in the connection hole 3211.
  • the sensor die 3021 and the logic die 3024 are electrically connected by the two connection holes 3111 and 3121.
  • the sensor die 3021 and the logic die 3021 are electrically connected by the single connection hole 3211.
  • the die 3024 is electrically connected.
  • FIG. 59 is a cross-sectional view showing a third configuration example of the stacked solid-state imaging device 3020.
  • the solid-state imaging device 3020 in FIG. 59 has a surface on which the sensor die 3021 and the logic die 3024 are bonded to each other in that a film 3191 such as a protective film is not formed on the surface on which the sensor die 3021 and the logic die 3024 are bonded. This is different from the case of FIG. 57 in which a film 3191 such as a protective film is formed.
  • the sensor die 3021 and the logic die 3024 are superposed so that the wirings 3110 and 3170 are in direct contact with each other, heated while applying a required weight, and the wirings 3110 and 3170 are directly joined. Composed.
  • FIG. 60 is a cross-sectional view showing another configuration example of the stacked solid-state imaging device to which the present technology can be applied.
  • the solid-state imaging device 3401 has a three-layer stacked structure in which three dies of a sensor die 3411, a logic die 3412, and a memory die 3413 are stacked.
  • the memory die 3413 includes, for example, a memory circuit that stores data that is temporarily required in signal processing performed by the logic die 3412.
  • the logic die 3412 and the memory die 3413 are stacked in that order under the sensor die 3411.
  • the logic die 3412 and the memory die 3413 are arranged in the reverse order, that is, in the order of the memory die 3413 and the logic die 3412. 3411 can be laminated.
  • the sensor die 3411 is formed with a PD serving as a photoelectric conversion unit of the pixel and a source / drain region of the pixel Tr.
  • a gate electrode is formed around the PD via a gate insulating film, and a pixel Tr 3421 and a pixel Tr 3422 are formed by a source / drain region paired with the gate electrode.
  • a pixel Tr 3421 adjacent to the PD is a transfer Tr, and one of a pair of source / drain regions constituting the pixel Tr 3421 is an FD.
  • an interlayer insulating film is formed in the sensor die 3411, and a connection hole is formed in the interlayer insulating film.
  • a connection hole is formed in the connection hole, a pixel Tr 3421 and a connection conductor 3431 connected to the pixel Tr 3422 are formed.
  • the sensor die 3411 is formed with a wiring layer 3433 having a plurality of layers of wirings 3432 connected to the respective connection conductors 3431.
  • an aluminum pad 3434 serving as an electrode for external connection is formed in the lowermost layer of the wiring layer 3433 of the sensor die 3411. That is, in the sensor die 3411, the aluminum pad 3434 is formed at a position closer to the bonding surface 3440 with the logic die 3412 than to the wiring 3432.
  • the aluminum pad 3434 is used as one end of a wiring related to signal input / output with the outside.
  • a contact 3441 used for electrical connection with the logic die 3412 is formed on the sensor die 3411.
  • the contact 3441 is connected to the contact 3451 of the logic die 3412 and also to the aluminum pad 3442 of the sensor die 3411.
  • a pad hole 3443 is formed in the sensor die 3411 so as to reach the aluminum pad 3442 from the back surface side (upper side) of the sensor die 3411.
  • FIG. 57 to FIG. 60 only one color filter (CF) is shown as the optical filter layer.
  • the first optical filter layer and the first optical filter layer are formed on the first optical filter layer. It is assumed that the provided second optical filter layer is formed.
  • FIG. 61 is a plan view illustrating a first configuration example of a solid-state imaging device sharing a plurality of pixels to which the present technology can be applied
  • FIG. 62 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • the solid-state imaging device 4010 has a pixel region 4011 in which pixels are arranged in a two-dimensional array.
  • the pixel region 4011 includes a total of four pixels of 2 horizontal pixels ⁇ 2 vertical pixels as a shared pixel unit 4012 that shares a pixel Tr (MOS FET) and the like, and the shared pixel unit 4012 is arranged in a two-dimensional array.
  • MOS FET pixel Tr
  • the four pixels of the shared pixel unit 4012 sharing the four pixels of the horizontal 2 pixels ⁇ the vertical 2 pixels have PDs (photodiodes) 40211, 40212, 40213, and 40214, respectively, and one FD (floating diffusion). ) Share 4030.
  • the FD4030 is arranged at the center surrounded by four PDs 40211 to 40214.
  • the FD 4030 is connected to the source / drain region S / D as the drain of the reset Tr 4051 and the gate G of the amplification Tr 4052 via the wiring 4071.
  • the transfer Tr 4041i has a gate 4042i disposed between the PD 4021i for the transfer Tr 4041i and the FD 4030 adjacent to the PD 4021i, and operates in accordance with a voltage applied to the gate 4042i.
  • a region including the PDs 40211 to 40214, the FD 4030, and the transfer Trs 40411 to 40414 of the shared pixel unit 4012 for each row is referred to as a PD formation region 4061.
  • a region including the reset Tr 4051, the amplification Tr 4052, and the selection Tr 4053 shared by the four pixels is referred to as a Tr formation region 4062.
  • the respective Tr formation regions 4062 and PD formation regions 4061 that are continuous in the horizontal direction are alternately arranged in the vertical direction of the pixel region 4011.
  • Each of the reset Tr 4051, the amplification Tr 4052, and the selection Tr 4053 includes a pair of source / drain regions S / D and a gate G.
  • One of the pair of source / drain regions S / D functions as a source, and the other functions as a drain.
  • the PDs 40211 to 40214, the FD 4030, the transfer Trs 40411 to 40414, the reset Tr 4051, the amplification Tr 4052, and the selection Tr 4053 are, for example, p-type semiconductor regions (p) formed in an n-type semiconductor substrate 4200 as shown in the cross-sectional view of FIG. -well) 4210.
  • the element isolation part 4102 includes a p-type semiconductor region 4211 provided in the p-type semiconductor region 4210 and an insulating film (eg, silicon oxide) provided on the surface of the p-type semiconductor region 4211. Film) 4212.
  • the pixel separation unit 4101 can be similarly configured.
  • a well contact 4111 for applying a fixed voltage to the p-type semiconductor region 4210 is formed.
  • Well contact 4111 can be configured as a p-type semiconductor region which is an impurity diffusion region provided on the surface of p-type semiconductor region 4231 provided in p-type semiconductor region 4210.
  • the well contact 4111 is a p-type semiconductor region having a higher impurity concentration than the p-type semiconductor region 4231.
  • the well contact 4111 (and the lower p-type semiconductor region 4231) also serves as the element isolation portion 4102, and is shared between the shared Trs (reset Tr 4051, amplification Tr 4052, and selection Tr 4053) of the adjacent shared pixel units 4012. It is formed.
  • the well contact 4111 is connected to a required wiring 4242 of the wiring layer 4240 through the conductive via 4241.
  • a required fixed voltage is applied from the wiring 4242 to the p-type semiconductor region 4210 through the conductive via 4241 and the well contact 4111.
  • the wiring layer 4240 is formed by arranging a plurality of wirings 4242 with an insulating film 4243 interposed therebetween.
  • a CF (color filter) and a microlens are formed on the wiring layer 4240 via a planarizing film.
  • FIG. 63 is a diagram illustrating an example of an equivalent circuit of a shared pixel unit 4012 sharing four pixels.
  • four PDs 40211 to 40214 are connected to the sources of the corresponding four transfer Trs 40411 to 40414, respectively.
  • the drain of each transfer Tr 4041i is connected to the source of the reset Tr 4051.
  • the drain of each transfer Tr 4041 i is a common FD 4030.
  • the FD 4030 is connected to the gate of the amplification Tr 4052.
  • the source of the amplified Tr 4052 is connected to the drain of the selected Tr 4053.
  • the drain of the reset Tr 4051 and the drain of the amplification Tr 4052 are connected to the power supply VDD.
  • the source of the selected Tr 4053 is connected to VSL (vertical signal line).
  • FIG. 64 is a plan view showing a second configuration example of the solid-state imaging device sharing a plurality of pixels to which the present technology can be applied.
  • the solid-state imaging device 4400 has a pixel region 4401 in which pixels are arranged in a two-dimensional array.
  • the pixel region 4401 is configured by arranging a total of 8 pixels of 2 horizontal pixels ⁇ 4 vertical pixels as a shared pixel unit 4410, and the shared pixel units 4410 are arranged in a two-dimensional array.
  • the shared pixel unit 4410 sharing 8 pixels of 2 horizontal pixels ⁇ 4 vertical pixels includes a first light receiving unit 4421 and a second light receiving unit 4422.
  • the first light receiving unit 4421 and the second light receiving unit 4422 are arranged in the vertical direction (y direction) in the shared pixel unit 4410.
  • the first light receiving unit 4421 includes PD 44411, 44412, 44413, and 44414 arranged in two horizontal pixels ⁇ vertical two pixels, four transfer Trs 4451 for the PDs 44411 to 44414, and FD 4452 shared by the PDs 44411 to 44414. Have.
  • the FD 4452 is arranged at the center of the PDs 44411 to 44414.
  • the second light receiving unit 4422 includes PD 44415, 44416, 44417, and 44418 arranged in 2 horizontal pixels ⁇ 2 vertical pixels, four transfer Trs 4461 for each of the PDs 44415 to 44418, and an FD 4462 shared by the PDs 44415 to 44418. Have.
  • the FD 4462 is disposed in the center of the PDs 44415 to 44418.
  • the transfer Tr 4451 has a gate 4451G disposed between the PD 4441i and the FD 4452 for the transfer Tr 4451, and operates according to a voltage applied to the gate 4451G.
  • the transfer Tr 4461 includes a gate 4461G disposed between the PD 4441i and the FD 4462 for the transfer Tr 4461, and operates according to a voltage applied to the gate 4461G.
  • the shared pixel unit 4410 includes a first Tr group 4423 and a second Tr group 4424.
  • a reset Tr 4452, an amplification Tr 4453, and a selection Tr 4454 as shared Tr shared by 8 pixels of the shared pixel unit 4410 are separately arranged.
  • the amplified Tr 4453 and the selection Tr 4454 are arranged in the first Tr group 4423, and the reset Tr 4442 is arranged in the second Tr group 4424.
  • the first Tr group 4423 is disposed between the first light receiving unit 4421 and the second light receiving unit 4422.
  • the second Tr group 4424 is arranged in a region opposite to the arrangement side of the first Tr group 4423 of the second light receiving unit 4422 in the peripheral region of the second light receiving unit 4422.
  • the 1st light-receiving part 4421 and the 2nd light-receiving part 4422 are formed along a horizontal direction (x direction).
  • each of the reset Tr 4452, the amplification Tr 4453, and the selection Tr 4454 is composed of a pair of source / drain regions S / D and a gate G.
  • One of the pair of source / drain regions S / D functions as a source, and the other functions as a drain.
  • the pair of source / drain regions S / D and the gate G constituting the reset Tr 4442, the amplification Tr 4453, and the selection Tr 4454 are arranged along the horizontal direction (x direction).
  • the gate G constituting the reset Tr 4452 is arranged in a region substantially facing the lower right PD 44418 of the second light receiving unit 4422 in the vertical direction (y direction).
  • a first well contact 4431 and a second well contact 4432 are arranged between two shared pixel units 4410 arranged on the left and right.
  • the first light receiving portion 4421, the second light receiving portion 4422, the first Tr group 4423, and the second Tr group 4424 are formed in a semiconductor region as a predetermined well region formed in the Si substrate, and the first well contact 4431 is formed.
  • the second well contact 4432 is a contact that electrically connects a predetermined well region and the internal wiring of the solid-state imaging device 4400.
  • the first well contact 4431 is provided between the first Tr groups 4423 of the two shared pixel units 4410 arranged on the left and right, and the second well contact 4432 is provided between the second Tr groups 4424 of the two shared pixel units 4410 arranged on the left and right. Between.
  • each part in the shared pixel unit 4410 is electrically connected so that the connection relationship according to the 4-pixel shared equivalent circuit shown in FIG. 63 is satisfied.
  • This technology can also be applied to the solid-state imaging device as described above.
  • the imaging apparatus refers to a camera system such as a digital still camera or a digital video camera, or an electronic apparatus having an imaging function such as a mobile phone.
  • a module-like form mounted on an electronic device that is, a camera module is used as an imaging device.
  • FIG. 65 includes an optical lens 5011, a shutter device 5012, an image sensor 5013, a drive circuit 5014, and a signal processing circuit 5015.
  • an embodiment in which the above-described solid-state imaging device 31 of the present technology is provided in an electronic apparatus (digital still camera) as the image sensor 5013 is illustrated.
  • the optical lens 5011 forms image light (incident light) from the subject on the imaging surface of the image sensor 5013. As a result, signal charges are accumulated in the image sensor 5013 for a certain period.
  • the shutter device 5012 controls a light irradiation period and a light shielding period with respect to the image sensor 5013.
  • the drive circuit 5014 supplies a drive signal to the shutter device 5012 and the image sensor 5013.
  • the drive signal supplied to the shutter device 5012 is a signal for controlling the shutter operation of the shutter device 5012.
  • a drive signal supplied to the image sensor 5013 is a signal for controlling the signal transfer operation of the image sensor 5013.
  • the image sensor 5013 performs signal transfer using a drive signal (timing signal) supplied from the drive circuit 5014.
  • a signal processing circuit 5015 performs various types of signal processing on the signal output from the image sensor 5013.
  • the video signal subjected to the signal processing is stored in a storage medium such as a memory or output to a monitor.
  • the image sensor 5013 can suppress color separation and S / N deterioration, and as a result, an electronic device that can obtain a high-quality image can be provided. It becomes possible.
  • FIG. 66 is a diagram showing a usage example of the image sensor described above.
  • the image sensor described above can be used in various cases for sensing light such as visible light, infrared light, ultraviolet light, and X-ray as follows.
  • Devices for taking images for viewing such as digital cameras and mobile devices with camera functions
  • Devices used for traffic such as in-vehicle sensors that capture the back, surroundings, and interiors of vehicles, surveillance cameras that monitor traveling vehicles and roads, and ranging sensors that measure distances between vehicles, etc.
  • Equipment used for home appliances such as TVs, refrigerators, air conditioners, etc. to take pictures and operate the equipment according to the gestures ⁇ Endoscopes, equipment that performs blood vessel photography by receiving infrared light, etc.
  • Equipment used for medical and health care ⁇ Security equipment such as security surveillance cameras and personal authentication cameras ⁇ Skin measuring instrument for photographing skin and scalp photography Such as a microscope to do beauty Equipment used for sports such as action cameras and wearable cameras for sports applications etc.
  • Equipment used for agriculture such as cameras for monitoring the condition of fields and crops
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure may be applied to an endoscopic surgery system.
  • FIG. 67 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technology (present technology) according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 67 shows a state in which an operator (doctor) 11131 is performing surgery on a patient 11132 on a patient bed 11133 using an endoscopic surgery system 11000.
  • an endoscopic surgery system 11000 includes an endoscope 11100, other surgical instruments 11110 such as an insufflation tube 11111 and an energy treatment instrument 11112, and a support arm device 11120 that supports the endoscope 11100. And a cart 11200 on which various devices for endoscopic surgery are mounted.
  • the endoscope 11100 includes a lens barrel 11101 in which a region having a predetermined length from the distal end is inserted into the body cavity of the patient 11132, and a camera head 11102 connected to the proximal end of the lens barrel 11101.
  • a lens barrel 11101 in which a region having a predetermined length from the distal end is inserted into the body cavity of the patient 11132, and a camera head 11102 connected to the proximal end of the lens barrel 11101.
  • an endoscope 11100 configured as a so-called rigid mirror having a rigid lens barrel 11101 is illustrated, but the endoscope 11100 may be configured as a so-called flexible mirror having a flexible lens barrel. Good.
  • An opening into which the objective lens is fitted is provided at the tip of the lens barrel 11101.
  • a light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and light generated by the light source device 11203 is guided to the tip of the lens barrel by a light guide extending inside the lens barrel 11101. Irradiation is performed toward the observation target in the body cavity of the patient 11132 through the lens.
  • the endoscope 11100 may be a direct endoscope, a perspective mirror, or a side endoscope.
  • An optical system and an image sensor are provided inside the camera head 11102, and reflected light (observation light) from the observation target is condensed on the image sensor by the optical system. Observation light is photoelectrically converted by the imaging element, and an electrical signal corresponding to the observation light, that is, an image signal corresponding to the observation image is generated.
  • the image signal is transmitted to a camera control unit (CCU: Camera Control Unit) 11201 as RAW data.
  • CCU Camera Control Unit
  • the CCU 11201 is configured by a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and the like, and comprehensively controls operations of the endoscope 11100 and the display device 11202. Further, the CCU 11201 receives an image signal from the camera head 11102 and performs various kinds of image processing for displaying an image based on the image signal, such as development processing (demosaic processing), for example.
  • a CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • the display device 11202 displays an image based on an image signal subjected to image processing by the CCU 11201 under the control of the CCU 11201.
  • the light source device 11203 is composed of a light source such as an LED (Light Emitting Diode), for example, and supplies irradiation light to the endoscope 11100 when photographing a surgical site or the like.
  • a light source such as an LED (Light Emitting Diode), for example, and supplies irradiation light to the endoscope 11100 when photographing a surgical site or the like.
  • the input device 11204 is an input interface for the endoscopic surgery system 11000.
  • a user can input various information and instructions to the endoscopic surgery system 11000 via the input device 11204.
  • the user inputs an instruction to change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) by the endoscope 11100.
  • the treatment instrument control device 11205 controls the drive of the energy treatment instrument 11112 for tissue ablation, incision, blood vessel sealing, or the like.
  • the pneumoperitoneum device 11206 passes gas into the body cavity via the pneumoperitoneum tube 11111.
  • the recorder 11207 is an apparatus capable of recording various types of information related to surgery.
  • the printer 11208 is a device that can print various types of information related to surgery in various formats such as text, images, or graphs.
  • the light source device 11203 that supplies the irradiation light when the surgical site is imaged to the endoscope 11100 can be configured by, for example, a white light source configured by an LED, a laser light source, or a combination thereof.
  • a white light source is configured by a combination of RGB laser light sources, the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high accuracy. Therefore, the light source device 11203 adjusts the white balance of the captured image. It can be carried out.
  • the driving of the light source device 11203 may be controlled so as to change the intensity of the output light every predetermined time. Synchronously with the timing of changing the intensity of the light, the drive of the image sensor of the camera head 11102 is controlled to acquire an image in a time-sharing manner, and the image is synthesized, so that high dynamic without so-called blackout and overexposure A range image can be generated.
  • the light source device 11203 may be configured to be able to supply light of a predetermined wavelength band corresponding to special light observation.
  • special light observation for example, by utilizing the wavelength dependence of light absorption in body tissue, the surface of the mucous membrane is irradiated by irradiating light in a narrow band compared to irradiation light (ie, white light) during normal observation.
  • a so-called narrow band imaging is performed in which a predetermined tissue such as a blood vessel is imaged with high contrast.
  • fluorescence observation may be performed in which an image is obtained by fluorescence generated by irradiating excitation light.
  • the body tissue is irradiated with excitation light to observe fluorescence from the body tissue (autofluorescence observation), or a reagent such as indocyanine green (ICG) is locally administered to the body tissue and applied to the body tissue. It is possible to obtain a fluorescence image by irradiating excitation light corresponding to the fluorescence wavelength of the reagent.
  • the light source device 11203 can be configured to be able to supply narrowband light and / or excitation light corresponding to such special light observation.
  • FIG. 68 is a block diagram illustrating an example of functional configurations of the camera head 11102 and the CCU 11201 illustrated in FIG. 67.
  • the camera head 11102 includes a lens unit 11401, an imaging unit 11402, a drive unit 11403, a communication unit 11404, and a camera head control unit 11405.
  • the CCU 11201 includes a communication unit 11411, an image processing unit 11412, and a control unit 11413.
  • the camera head 11102 and the CCU 11201 are connected to each other by a transmission cable 11400 so that they can communicate with each other.
  • the lens unit 11401 is an optical system provided at a connection portion with the lens barrel 11101. Observation light taken from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and enters the lens unit 11401.
  • the lens unit 11401 is configured by combining a plurality of lenses including a zoom lens and a focus lens.
  • the imaging unit 11402 includes an imaging element.
  • One (so-called single plate type) image sensor may be included in the imaging unit 11402, or a plurality (so-called multi-plate type) may be used.
  • image signals corresponding to RGB may be generated by each imaging element, and a color image may be obtained by combining them.
  • the imaging unit 11402 may be configured to include a pair of imaging elements for acquiring right-eye and left-eye image signals corresponding to 3D (Dimensional) display. By performing the 3D display, the operator 11131 can more accurately grasp the depth of the living tissue in the surgical site.
  • 3D 3D
  • the imaging unit 11402 is not necessarily provided in the camera head 11102.
  • the imaging unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101 immediately after the objective lens.
  • the driving unit 11403 is configured by an actuator, and moves the zoom lens and the focus lens of the lens unit 11401 by a predetermined distance along the optical axis under the control of the camera head control unit 11405. Thereby, the magnification and the focus of the image captured by the imaging unit 11402 can be adjusted as appropriate.
  • the communication unit 11404 is configured by a communication device for transmitting and receiving various types of information to and from the CCU 11201.
  • the communication unit 11404 transmits the image signal obtained from the imaging unit 11402 as RAW data to the CCU 11201 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11404 receives a control signal for controlling driving of the camera head 11102 from the CCU 11201 and supplies the control signal to the camera head control unit 11405.
  • the control signal includes, for example, information for designating the frame rate of the captured image, information for designating the exposure value at the time of imaging, and / or information for designating the magnification and focus of the captured image. Contains information about the condition.
  • the imaging conditions such as the frame rate, exposure value, magnification, and focus may be appropriately specified by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of the CCU 11201 based on the acquired image signal. Good. In the latter case, a so-called AE (Auto Exposure) function, AF (Auto Focus) function, and AWB (Auto White Balance) function are mounted on the endoscope 11100.
  • AE Auto Exposure
  • AF Automatic Focus
  • AWB Auto White Balance
  • the camera head control unit 11405 controls driving of the camera head 11102 based on a control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.
  • the communication unit 11411 is configured by a communication device for transmitting and receiving various types of information to and from the camera head 11102.
  • the communication unit 11411 receives an image signal transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11411 transmits a control signal for controlling driving of the camera head 11102 to the camera head 11102.
  • the image signal and the control signal can be transmitted by electrical communication, optical communication, or the like.
  • the image processing unit 11412 performs various types of image processing on the image signal that is RAW data transmitted from the camera head 11102.
  • the control unit 11413 performs various types of control related to imaging of the surgical site by the endoscope 11100 and display of a captured image obtained by imaging of the surgical site. For example, the control unit 11413 generates a control signal for controlling driving of the camera head 11102.
  • control unit 11413 causes the display device 11202 to display a picked-up image showing the surgical part or the like based on the image signal subjected to the image processing by the image processing unit 11412.
  • the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image using various image recognition techniques.
  • the control unit 11413 detects surgical tools such as forceps, specific biological parts, bleeding, mist when using the energy treatment tool 11112, and the like by detecting the shape and color of the edge of the object included in the captured image. Can be recognized.
  • the control unit 11413 may display various types of surgery support information superimposed on the image of the surgical unit using the recognition result. Surgery support information is displayed in a superimposed manner and presented to the operator 11131, thereby reducing the burden on the operator 11131 and allowing the operator 11131 to proceed with surgery reliably.
  • the transmission cable 11400 for connecting the camera head 11102 and the CCU 11201 is an electric signal cable corresponding to electric signal communication, an optical fiber corresponding to optical communication, or a composite cable thereof.
  • communication is performed by wire using the transmission cable 11400.
  • communication between the camera head 11102 and the CCU 11201 may be performed wirelessly.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to the imaging unit 11402 of the camera head 11102 among the configurations described above.
  • the solid-state imaging device 31 in FIG. 3 can be applied to the imaging unit 10402.
  • the technology according to the present disclosure it is possible to suppress color mixture between visible light pixels or between visible light pixels and infrared light pixels. Separation and S / N deterioration can be suppressed. Therefore, for example, in an endoscopic examination, even when a visible image and an infrared image are taken simultaneously, a clearer surgical part image can be obtained. It becomes possible to confirm a part reliably.
  • the technology (present technology) according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure is realized as a device that is mounted on any type of mobile body such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, personal mobility, an airplane, a drone, a ship, and a robot. May be.
  • FIG. 69 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of a vehicle control system that is an example of a mobile control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via a communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, a vehicle exterior information detection unit 12030, a vehicle interior information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio image output unit 12052, and an in-vehicle network I / F (interface) 12053 are illustrated.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of the device related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 12010 includes a driving force generator for generating a driving force of a vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism that adjusts and a braking device that generates a braking force of the vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices mounted on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as a headlamp, a back lamp, a brake lamp, a blinker, or a fog lamp.
  • the body control unit 12020 can be input with radio waves transmitted from a portable device that substitutes for a key or signals from various switches.
  • the body system control unit 12020 receives input of these radio waves or signals, and controls a door lock device, a power window device, a lamp, and the like of the vehicle.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 detects information outside the vehicle on which the vehicle control system 12000 is mounted.
  • the imaging unit 12031 is connected to the vehicle exterior information detection unit 12030.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 causes the imaging unit 12031 to capture an image outside the vehicle and receives the captured image.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 may perform an object detection process or a distance detection process such as a person, a car, an obstacle, a sign, or a character on a road surface based on the received image.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electrical signal corresponding to the amount of received light.
  • the imaging unit 12031 can output an electrical signal as an image, or can output it as distance measurement information. Further, the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or invisible light such as infrared rays.
  • the vehicle interior information detection unit 12040 detects vehicle interior information.
  • a driver state detection unit 12041 that detects a driver's state is connected to the in-vehicle information detection unit 12040.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that images the driver, and the vehicle interior information detection unit 12040 determines the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated or it may be determined whether the driver is asleep.
  • the microcomputer 12051 calculates a control target value of the driving force generator, the steering mechanism, or the braking device based on the information inside / outside the vehicle acquired by the vehicle outside information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, and the drive system control unit A control command can be output to 12010.
  • the microcomputer 12051 realizes an ADAS (Advanced Driver Assistance System) function including vehicle collision avoidance or impact mitigation, following traveling based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintaining traveling, vehicle collision warning, or vehicle lane departure warning, etc. It is possible to perform cooperative control for the purpose.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, and the like based on the information around the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040. It is possible to perform cooperative control for the purpose of automatic driving that autonomously travels without depending on the operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12020 based on information outside the vehicle acquired by the vehicle outside information detection unit 12030.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamp according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the outside information detection unit 12030, and performs cooperative control for the purpose of anti-glare, such as switching from a high beam to a low beam. It can be carried out.
  • the sound image output unit 12052 transmits an output signal of at least one of sound and image to an output device capable of visually or audibly notifying information to a vehicle occupant or the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are illustrated as output devices.
  • the display unit 12062 may include at least one of an on-board display and a head-up display, for example.
  • FIG. 70 is a diagram illustrating an example of an installation position of the imaging unit 12031.
  • the vehicle 12100 includes imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 as the imaging unit 12031.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided, for example, at positions such as a front nose, a side mirror, a rear bumper, a back door, and an upper part of a windshield in the vehicle interior of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12101 provided in the front nose and the imaging unit 12105 provided in the upper part of the windshield in the vehicle interior mainly acquire an image in front of the vehicle 12100.
  • the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirror mainly acquire an image of the side of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12104 provided in the rear bumper or the back door mainly acquires an image behind the vehicle 12100.
  • the forward images acquired by the imaging units 12101 and 12105 are mainly used for detecting a preceding vehicle or a pedestrian, an obstacle, a traffic light, a traffic sign, a lane, or the like.
  • FIG. 70 shows an example of the shooting range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided in the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors, respectively
  • the imaging range 12114 The imaging range of the imaging part 12104 provided in the rear bumper or the back door is shown. For example, by superimposing the image data captured by the imaging units 12101 to 12104, an overhead image when the vehicle 12100 is viewed from above is obtained.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the imaging units 12101 to 12104 may be a stereo camera including a plurality of imaging elements, or may be an imaging element having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104, the distance to each three-dimensional object in the imaging range 12111 to 12114 and the temporal change in this distance (relative speed with respect to the vehicle 12100).
  • a predetermined speed for example, 0 km / h or more
  • the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in advance before the preceding vehicle, and can perform automatic brake control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like.
  • automatic brake control including follow-up stop control
  • automatic acceleration control including follow-up start control
  • cooperative control for the purpose of autonomous driving or the like autonomously traveling without depending on the operation of the driver can be performed.
  • the microcomputer 12051 converts the three-dimensional object data related to the three-dimensional object to other three-dimensional objects such as a two-wheeled vehicle, a normal vehicle, a large vehicle, a pedestrian, and a utility pole based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104. It can be classified and extracted and used for automatic avoidance of obstacles.
  • the microcomputer 12051 identifies obstacles around the vehicle 12100 as obstacles that are visible to the driver of the vehicle 12100 and obstacles that are difficult to see.
  • the microcomputer 12051 determines the collision risk indicating the risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or higher than the set value and there is a possibility of collision, the microcomputer 12051 is connected via the audio speaker 12061 or the display unit 12062. By outputting an alarm to the driver and performing forced deceleration or avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving assistance for collision avoidance can be performed.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether a pedestrian is present in the captured images of the imaging units 12101 to 12104. Such pedestrian recognition is, for example, whether or not the user is a pedestrian by performing a pattern matching process on a sequence of feature points indicating the outline of an object and a procedure for extracting feature points in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 as infrared cameras. It is carried out by the procedure for determining.
  • the audio image output unit 12052 When the microcomputer 12051 determines that there is a pedestrian in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 and recognizes the pedestrian, the audio image output unit 12052 has a rectangular contour line for emphasizing the recognized pedestrian.
  • the display unit 12062 is controlled so as to be superimposed and displayed.
  • voice image output part 12052 may control the display part 12062 so that the icon etc. which show a pedestrian may be displayed on a desired position.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to the imaging unit 12031 (at least one of the imaging units 12101 to 12104) among the configurations described above.
  • the solid-state imaging device 31 in FIG. 3 can be applied to the imaging unit 12031.
  • this technique can take the following structures.
  • a plurality of pixels arranged in a pixel area The pixel is A first optical filter layer provided on the photoelectric conversion unit; A second optical filter layer provided on the first optical filter layer; A separation wall separating at least a part of the first optical filter layer for each pixel, One of the first optical filter layer and the second optical filter layer of at least one of the pixels is formed by an infrared cut filter, and the other is formed by a color filter.
  • the infrared cut filter is formed of an organic material to which an organic or inorganic color material is added.
  • the solid-state imaging device according to (6), wherein the separation wall is formed of an organic resin having a refractive index equal to or lower than that of the color filter.
  • the solid-state imaging device according to (6), wherein the separation wall is formed of an organic resin containing a filler.
  • the other separation wall is formed integrally with the separation wall.
  • the solid-state imaging device according to any one of (1) to (11), wherein only a visible light pixel is provided as the plurality of pixels. (13) As the plurality of pixels, a visible light pixel and an infrared light pixel are provided, One of the first optical filter layer and the second optical filter layer of the visible light pixel is formed by an infrared cut filter, and the other is formed by a color filter.
  • (1) to (11) The solid-state imaging device according to any one of the above.
  • the two-layer color filter in the infrared light pixel has a spectral characteristic in which the transmittance is 20% or less in the wavelength region of 400 to 700 nm and the transmittance is 80% in the wavelength region of 700 nm or more.
  • a plurality of pixels arranged in a pixel area The pixel is A first optical filter layer provided on the photoelectric conversion unit; A second optical filter layer provided on the first optical filter layer; In a method of manufacturing a solid-state imaging device having a separation wall that separates at least a part of the first optical filter layer for each pixel, Forming the separation wall; Forming the first optical filter layer; Forming the second optical filter layer, One of the first optical filter layer and the second optical filter layer of at least one of the pixels is formed by an infrared cut filter, and the other is formed by a color filter.
  • a plurality of pixels arranged in a pixel area The pixel is A first optical filter layer provided on the photoelectric conversion unit; A second optical filter layer provided on the first optical filter layer; A separation wall separating at least a part of the first optical filter layer for each pixel, One of the first optical filter layer and the second optical filter layer of at least one of the pixels is formed by an infrared cut filter, and the other includes a solid-state imaging device formed by a color filter. Electronics.
  • 31 solid-state imaging device 32 pixels, 33 pixel area, 51 visible light pixel, 52 infrared light pixel, 61 semiconductor substrate, 62 photoelectric conversion unit, 63 infrared light cut filter, 64 color filter, 65 separation wall, 66 Color filter, 67 microlens, 301 image processing device, 313 image sensor, 5001 electronic device, 5013 image sensor

Abstract

本技術は、混色の発生を抑制することができるようにする固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器に関する。 固体撮像装置は、画素領域に配列された複数の画素を備え、画素は、光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、少なくとも第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁とを有し、少なくともいずれか１つの画素の第１の光学フィルタ層および第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される。本技術は、可視光用画素を備えるCMOSイメージセンサに適用することができる。

Description

固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器
　本技術は、固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器に関し、特に、混色の発生を抑制することができるようにする固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器に関する。
　従来、可視光を用いた撮像と赤外光を用いた撮像とを行う固体撮像装置が知られている。
　このような固体撮像装置において、赤外光用画素は、例えばＲ（赤）とＢ（青）のカラーフィルタを重ねることで形成されるようにすることができる。この場合、全ての画素（可視光用画素および赤外光用画素）が、波長700nm以上の赤外光領域において同程度の透過率を有することになる。その結果、可視光用画素と赤外光用画素との間で混色が発生し、色分離やS/Nが悪化する。
　これに対して、例えば特許文献１には、可視光用画素のカラーフィルタの下に赤外線カットフィルタを形成することが開示されている。この赤外線カットフィルタは、高屈折率の物質と低屈折率の物質とが交互に積層されてなる多層干渉膜により形成される。
特開２００９－１５８９４４号公報
　しかしながら、特許文献１の赤外線カットフィルタでは、赤外光の透過分布が入射角度に依存したり、工程数が増えプロセスの難易度が高くなってしまう。
　本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、赤外光の透過分布が入射角度に依存したり、工程数が増えプロセスの難易度が高くなることなく、画素同士の間の混色の発生を抑制するようにするものである。
　本技術の固体撮像装置は、画素領域に配列された複数の画素を備え、前記画素は、光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁とを有し、少なくともいずれか１つの前記画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される。
　本技術の固体撮像装置の製造方法は、画素領域に配列された複数の画素を備え、前記画素が、光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁とを有する固体撮像装置の製造方法において、前記分離壁を形成することと、前記第１の光学フィルタ層を形成することと、前記第２の光学フィルタ層を形成することとを含み、少なくともいずれか１つの前記画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される。
　本技術の電子機器は、画素領域に配列された複数の画素を備え、前記画素は、光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁とを有し、少なくともいずれか１つの前記画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される固体撮像装置を備える。
　本技術においては、画素領域に配列された複数の画素が設けられ、画素に、光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁とが設けられ、少なくともいずれか１つの画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される。
　本技術によれば、画素同士の間の混色の発生を抑制することが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
従来の固体撮像装置における画素の構成例を示す断面図である。 可視光用画素および赤外光用画素の分光特性を示す図である。 本技術の固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態に係る固体撮像装置における画素の構成例を示す断面図である。 光学フィルタ層の平面配列の例を示す図である。 光学フィルタ層の平面配列の他の例を示す図である。 赤外線カットフィルタの色材の一例を示す図である。 赤外線カットフィルタの分光特性の例を示す図である。 画素形成処理について説明するフローチャートである。 画素形成の工程について説明する図である。 画素形成の工程について説明する図である。 画素形成の工程について説明する図である。 可視光用画素および赤外光用画素の分光特性を示す図である。 赤外線カットフィルタの分光特性の他の例を示す図である。 赤外線カットフィルタの分光特性のさらに他の例を示す図である。 デュアルバンドパスフィルタの分光特性の例を示す図である。 固体撮像装置全体の構成例を示す断面図である。 画素の他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画像処理装置の構成例を示すブロック図である。 本技術の第２の実施の形態に係る固体撮像装置における画素の構成例を示す断面図である。 光学フィルタ層の平面配列の例を示す図である。 画素形成処理について説明するフローチャートである。 画素形成の工程について説明する図である。 固体撮像装置全体の構成例を示す断面図である。 画素の他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 画素のさらに他の構成例を示す断面図である。 本技術を適用した表面照射型の固体撮像装置の構成例を示す断面図である。 表面照射型の固体撮像装置の他の構成例を示す断面図である。 本技術を適用した裏面照射型の固体撮像装置の構成例を示す断面図である。 本技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の構成例の概要を示す図である。 積層型の固体撮像装置の第１の構成例を示す断面図である。 積層型の固体撮像装置の第２の構成例を示す断面図である。 積層型の固体撮像装置の第３の構成例を示す断面図である。 本技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の他の構成例を示す断面図である。 本技術を適用し得る複数の画素を共有する固体撮像装置の第１の構成例を示す平面図である。 本技術を適用し得る複数の画素を共有する固体撮像装置の第１の構成例を示す断面図である。 ４画素共有の共有画素単位の等価回路の例を示す図である。 本技術を適用し得る複数の画素を共有する固体撮像装置の第２の構成例を示す平面図である。 本技術の電子機器の構成例を示すブロック図である。 イメージセンサを使用する使用例を示す図である。 内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。 カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
　以下、本技術の実施の形態について図を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、以下の順序で説明を行う。
　　１．従来の固体撮像装置の構成
　　２．本技術の固体撮像装置の構成例
　　３．第１の実施の形態（可視光用画素と赤外光用画素とを備える固体撮像装置）
　　４．第２の実施の形態（可視光用画素のみを備える固体撮像装置）
　　５．本技術の適用例
　　６．電子機器の構成例
　　７．イメージセンサの使用例
　　８．内視鏡手術システムへの応用例
　　９．移動体への応用例
＜１．従来の固体撮像装置の構成＞
　図１は、可視光用画素と赤外光用画素と備える従来の固体撮像装置における画素の構成例を示す断面図である。図１の固体撮像装置は、例えば、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサとして構成される。
　図１においては、可視光用画素１１および赤外光用画素１２の断面図が示されている。可視光用画素１１は、例えば、Ｒ（赤）画素、Ｇ（緑）画素、およびＢ（青）画素の３種類の画素として構成される。
　可視光用画素１１においては、半導体基板２１に、入射した光を受光し光電変換を行うフォトダイオード（PD）からなる光電変換部２２が形成される。半導体基板２１の上層には、SiOなどからなる図示せぬ絶縁層や、CuやAlからなる図示せぬ配線層などが形成される。その上には、可視光用画素１１それぞれに応じた分光特性を有するカラーフィルタ２３が形成される。カラーフィルタ２３の上には、マイクロレンズ２４が形成される。
　一方、赤外光用画素１２においても、可視光用画素１１と同様に、半導体基板２１、光電変換部２２、図示せぬ絶縁層や配線層、カラーフィルタ２３、およびマイクロレンズ２４が形成される。さらに、赤外光用画素１２においては、カラーフィルタ２３とマイクロレンズ２４との間に、カラーフィルタ２５が形成される。
　このように、赤外光用画素１２は、例えばＲとＢの２層のカラーフィルタを重ねることで形成される。
　しかしながら、このような構成では、図２に示されるように、全ての画素（Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、および赤外光用画素（IR画素））が、波長700nm以上の赤外光領域において同程度の透過率を有することになる。その結果、可視光用画素と赤外光用画素との間で混色が発生し、色分離やS/Nが悪化する。
　そこで、以下においては、可視光用画素と赤外光用画素との間での混色の発生を抑制するようにした固体撮像装置の構成について説明する。
＜２．本技術の固体撮像装置の構成例＞
　図３は、本技術の固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
　固体撮像装置３１は、CMOSイメージセンサとして構成される。固体撮像装置３１は、図示せぬ半導体基板（例えばSi基板）に複数の画素３２が規則的に２次元アレイ状に配列された画素領域（画素アレイ）３３と、周辺回路部とを有する。
　画素３２は、光電変換部（例えばフォトダイオード）と、複数の画素トランジスタ（MOSトランジスタ）を有する。複数の画素トランジスタは、例えば、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、および増幅トランジスタの３つのトランジスタで構成することができる。また、複数の画素トランジスタは、選択トランジスタを追加して４つのトランジスタで構成することもできる。なお、単位画素の等価回路は一般的なものと同様であるので、詳細な説明は省略する。
　また、画素３２は、１つの単位画素として構成することもできるし、共有画素構造とすることもできる。この画素共有構造は、複数のフォトダイオードが、フローティングディフュージョン、および転送トランジスタ以外の他のトランジスタを共有する構造である。
　周辺回路部は、垂直駆動回路３４、カラム信号処理回路３５、水平駆動回路３６、出力回路３７、および制御回路３８を有する。
　制御回路３８は、入力クロックと、動作モード等を指令するデータを受け取り、また固体撮像装置３１の内部情報等のデータを出力する。また、制御回路３８は、垂直同期信号、水平同期信号、およびマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路３４、カラム信号処理回路３５および水平駆動回路３６等の動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、制御回路３８は、これらの信号を垂直駆動回路３４、カラム信号処理回路３５、および水平駆動回路３６などに入力する。
　垂直駆動回路３４は、例えばシフトレジスタによって構成される。垂直駆動回路３４は、画素駆動配線を選択し、選択された画素駆動配線に画素を駆動するためのパルスを供給し、行単位で画素を駆動する。すなわち、垂直駆動回路３４は、画素領域３３の各画素３２を行単位で順次垂直方向に選択走査する。そして、垂直駆動回路３４は、垂直信号線３９を通して各画素３２の光電変換部において受光量に応じて生成された信号電荷に基づく画素信号を、カラム信号処理回路３５に供給する。
　カラム信号処理回路３５は、例えば画素３２の列毎に配置される。カラム信号処理回路３５は、１行分の画素３２から出力される信号に対して画素列毎に、ノイズ除去などの信号処理を行う。具体的には、カラム信号処理回路３５は、画素３２固有の固定パターンノイズを除去するためのCDS（Correlated Double Sampling）や、信号増幅、A/D(Analog/Digital)変換等の信号処理を行う。カラム信号処理回路３５の出力段には、水平選択スイッチ（図示せず）が水平信号線４０との間に接続されて設けられる。
　水平駆動回路３６は、例えばシフトレジスタによって構成される。水平駆動回路３６は、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路３５それぞれを順番に選択し、カラム信号処理回路３５それぞれからの画素信号を水平信号線４０に出力させる。
　出力回路３７は、カラム信号処理回路３５の各々から水平信号線４０を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。出力回路３７は、例えば、バッファリングだけ行う場合もあるし、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理等を行う場合もある。
　入出力端子４１は、外部と信号のやりとりをする。
＜３．第１の実施の形態＞
　本技術の第１の実施の形態に係る固体撮像装置３１においては、画素領域３３に配列された複数の画素３２として、可視光用画素と赤外光用画素とが設けられる。
　図４は、本技術の第１の実施の形態に係る固体撮像装置３１における画素の構成例を示す断面図である。図４においては、固体撮像装置３１における可視光用画素５１および赤外光用画素５２の断面図が示されている。可視光用画素５１は、例えば、Ｒ画素、Ｇ画素、およびＢ画素の３種類の画素として構成される。
　可視光用画素５１においては、半導体基板６１に、入射した光を受光し光電変換を行うフォトダイオード（PD）からなる光電変換部６２が形成される。半導体基板６１の上層には、SiOなどからなる図示せぬ絶縁層や、CuやAlからなる図示せぬ配線層などが形成される。その上には、第１の光学フィルタ層として、赤外線カットフィルタ６３が形成される。赤外線カットフィルタ６３の上には、第２の光学フィルタ層として、可視光用画素５１それぞれに応じた分光特性を有するカラーフィルタ６６が形成される。カラーフィルタ６６の上には、マイクロレンズ６７が形成される。
　赤外光用画素５２においては、半導体基板６１に、光電変換部６２が形成される。半導体基板６１の上層には、図示せぬ絶縁層や配線層などが形成され、その上には、第１の光学フィルタ層として、例えばＢ（青）のカラーフィルタ６４が形成される。カラーフィルタ６４の上には、第２の光学フィルタ層として、例えばＲ（赤）のカラーフィルタ６６が形成される。カラーフィルタ６６の上には、マイクロレンズ６７が形成される。カラーフィルタ６４およびカラーフィルタ６６は、いずれも赤外光を透過するカラーフィルタにより構成され、２層のカラーフィルタの組み合わせにより可視光領域の光の透過率を低くすることができる。
　また、各画素（可視光用画素５１および赤外光用画素５２）は、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁６５を有している。分離壁６５は、ＷやAlなどからなる金属膜６５ａと、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜６５ｂとで形成される。図４の例では、分離壁６５の高さは、第１の光学フィルタ層（赤外線カットフィルタ６３またはカラーフィルタ６４）と同じ高さとされる。
　ここで、画素の平面配列について説明する。
　図５は、可視光用画素５１および赤外光用画素５２の第１および第２の光学フィルタ層の平面配列の例を示す図である。
　図５の下段には、可視光用画素５１および赤外光用画素５２の第１の光学フィルタ層の配列が示されており、図５の上段には、可視光用画素５１および赤外光用画素５２の第２の光学フィルタ層の配列が示されている。
　第２の光学フィルタ層の配列からわかるように、図５の例では、ベイヤ配列におけるＧ画素のうちの１つが赤外光用画素（IR画素）に置き換わっている。なお、図５の下段において、IR画素以外の第１の光学フィルタ層は、赤外線カットフィルタであり、図５の上段において、IR画素以外の第２の光学フィルタ層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各画素のカラーフィルタである。
　図６は、可視光用画素５１および赤外光用画素５２の第１および第２の光学フィルタ層の平面配列の他の例を示す図である。
　図５の例と同様、図６の下段には、可視光用画素５１および赤外光用画素５２の第１の光学フィルタ層の配列が示されており、図６の上段には、可視光用画素５１および赤外光用画素５２の第２の光学フィルタ層の配列が示されている。
　図６の例では、Ｇ画素が市松模様状に配列され、残りの領域に、Ｇ画素、Ｂ画素、および赤外光用画素（IR画素）が規則的に配列されている。
　図６の平面配列によれば、図５の平面配列と比較して、解像性を高めることができる。
　また、可視光用画素５１の赤外線カットフィルタ６３は、有機の色材として、近赤外線吸収性色素が添加された有機材料で形成される。近赤外線吸収性色素としては、例えば、ピロロピロール色素、銅化合物、シアニン系色素、フタロシアニン系化合物、イモニウム系化合物、チオール錯体系化合物、遷移金属酸化物系化合物、スクアリリウム系色素、ナフタロシアニン系色素、クオタリレン系色素、ジチオール金属錯体系色素、クロコニウム化合物などが用いられる。本実施の形態においては、図７の化学式に示されるピロロピロール色素を用いることが好ましい。
　図７において、Ｒ１ａ，Ｒ１ｂは、各々独立にアルキル基、アリール基、またはヘテロアリール基を表す。Ｒ２，Ｒ３は、各々独立に水素原子または置換基を表し、少なくとも一方は電子吸引性基である。Ｒ２，Ｒ３は、互いに結合して環を形成してもよい。Ｒ４は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、置換ホウ素、または金属原子を表し、Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ３の少なくとも１種と、共有結合または配位結合していてもよい。
　図８は、赤外線カットフィルタ６３の分光特性の例を示す図である。
　図８に示されるように、赤外線カットフィルタ６３は、700nm以上の波長域で透過率が20％以下となる分光特性を有し、特に、850nm近傍の波長域に吸収極大波長を有する。
　なお、可視光用画素５１の赤外線カットフィルタ６３は、有機の色材ではなく、無機の色材が添加された有機材料で形成されるようにしてもよい。
（画素形成の流れについて）
　次に、図９乃至図１２を参照して、本実施の形態の画素形成の流れについて説明する。図９は、画素形成処理について説明するフローチャートであり、図１０乃至図１２は、画素形成の工程を示す断面図である。
　以下においては、半導体基板６１に光電変換部６２が形成された後の処理について説明する。
　ステップＳ１１において、図１０上段に示されるように、半導体基板６１の上に、金属膜６５ａ'およびSi酸化膜６５ｂ'が成膜される。
　ステップＳ１２において、分離壁６５が形成される。具体的には、図１０上段に示されるように、分離壁６５が形成される領域にフォトレジスト７１が塗布され、フォトリソグラフィにより露光、現像され、さらにドライエッチングされることによって、図１０中段に示されるように、分離壁６５が形成される。
　このとき、半導体基板６１および分離壁６５の表面に、Si酸化膜がさらに成膜されるようにしてもよい。
　ステップＳ１３において、赤外線カットフィルタ材６３'が、スピンコートによりコーティングされる。これにより、図１０下段に示されるように、分離壁６５に囲まれる領域に、赤外線カットフィルタ材６３'が成膜される（埋め込まれる）。
　ステップＳ１４において、可視光用画素５１の第１の光学フィルタ層として、赤外線カットフィルタ６３が形成される。例えば、赤外線カットフィルタ材６３'がフォトリソグラフィ性能を有していない場合には、赤外線カットフィルタ材６３'上にフォトレジスト７２が塗布され、図１１上段に示されるように、赤外光用画素５２の領域からフォトレジスト７２が除去される。加えて、ドライエッチングが行われることにより赤外光用画素５２の領域から、赤外線カットフィルタ材６３'が除去される。また、赤外線カットフィルタ材６３'がフォトリソグラフィ性能を有している場合には、赤外線カットフィルタ材６３'上にフォトレジスト７２は塗布されず、赤外線カットフィルタ材６３'が直接露光、現像されることにより、赤外光用画素５２の領域から、赤外線カットフィルタ材６３'が除去される。これにより、図１１中段に示されるように、可視光用画素５１の赤外線カットフィルタ６３が形成される。
　ステップＳ１５において、図１１下段に示されるように、赤外光用画素５２の第１の光学フィルタ層として、例えばＢ（青）のカラーフィルタが形成される。
　ステップＳ１６において、図１２上段に示されるように、第２の光学フィルタ層として、２層目のカラーフィルタ６６が、画素毎に形成される。赤外光用画素５２の第２の光学フィルタ層として、例えばＲ（赤）のカラーフィルタが形成される。
　そして、ステップＳ１７において、図１２下段に示されるように、マイクロレンズ６７が、各画素に対して一様に形成される。
　このようにして、可視光用画素５１と赤外光用画素５２とが形成される。
　以上の構成および処理によれば、可視光用画素５１における第１の光学フィルタ層として赤外線カットフィルタ６３が形成され、第２の光学フィルタ層としてカラーフィルタ６６が形成される。これにより、図１３に示されるように、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の分光特性が、波長およそ850nmの赤外光領域において低い透過率をとるようになる一方、赤外光用画素（IR画素）の分光特性が、赤外光領域において高い透過率を維持するようになる。その結果、可視光用画素と赤外光用画素との間の混色の発生を抑制することが可能となり、色分離やS/Nの悪化を抑えることができる。
　また、各画素に、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁６５が形成されるようにしたので、可視光用画素と赤外光用画素との間の混色の発生をより確実に抑制することができる。
　従来、有機材料により形成される赤外線カットフィルタは、加工時に、その側面にダメージを受けやすく、形状のばらつきが大きくなるおそれがあった。これに対して、本実施の形態においては、赤外線カットフィルタ６３が分離壁６５に囲まれた状態で加工されるので、赤外線カットフィルタ６３の側面にダメージを受けることなく加工することができる。
　さらに、第１の光学用フィルタを形成する際、分離壁６５の高さにより、第１の光学用フィルタを所望の厚さに形成することができる。
　また、赤外線カットフィルタ６３が、有機または無機の色材が添加された有機材料で形成されるようにしたので、赤外線カットフィルタ６３に色材を均一に含有させることができる。これにより、特許文献１の赤外線カットフィルタのように、赤外光の透過分布が入射角度に依存することなく、赤外光の入射角によらずに一定の透過率を得ることができる。また、工程数が増えることもないので、プロセスの難易度が高くなることを避けることもできる。
　さらに、各画素において、２層の光学フィルタ層が形成されるようにしたので、光学フィルタ層全体の高さを揃えることが容易になり、マイクロレンズ材を塗布する際の塗布ムラの発生を抑えることが可能となる。
（赤外線カットフィルタの分光特性の他の例）
　なお、上述した例では、赤外線カットフィルタ６３の分光特性は、850nm近傍の波長域に吸収極大波長を有するものとしたが、700nm以上の波長域で透過率が20％以下となっていればよい。
　例えば、図１４に示されるように、赤外線カットフィルタ６３の分光特性は、750nm以上の波長域全体で透過率が20％以下となるようにしてもよいし、図１５に示されるように、950nm近傍の波長域に吸収極大波長を有するようにしてもよい。
　特に、赤外線カットフィルタ６３に添加される色材によって、吸収極大波長を決定することによって、赤外線カットフィルタ６３を、可視光用画素５１において所定の波長域の赤外光を選択的に吸収する光学フィルタとすることができる。吸収極大波長は、固体撮像装置１の用途によって決定されるようにすることができる。
（赤外光の反射によるフレアやゴーストの対策）
　可視光用画素と赤外光用画素とを有する固体撮像装置を備えるカメラシステムにおいては、固体撮像装置を構成するチップ上に特定の波長域の赤外光を入射させる必要がある。そこで、このようなカメラシステムにおいては、赤外線カットフィルタとして、図１６に示される分光特性を有するデュアルバンドパスフィルタが、カメラレンズと固体撮像装置との間に設けられる。
　図１６に示される分光特性を有する赤外線カットフィルタによれば、可視光に加え、波長800乃至900nmの赤外光が透過される。
　赤外光用画素を有しない固体撮像装置を備えるカメラシステムにおいては、赤外線カットフィルタとして、全ての波長域の赤外光をカットするフィルタが用いられるため、チップ上に赤外光が入射することはない。一方、赤外光用画素を有する固体撮像装置を備えるカメラシステムにおいては、チップ上に特定の波長域の赤外光が入射するため、その赤外光が画素以外の部分で反射することでレアやゴーストが発生し、S/Nが悪化してしまう。
　図１７は、固体撮像装置３１全体の構成例を示す断面図である。
　図１７上段には、固体撮像装置３１の第１の構成例が示され、図１７下段には、固体撮像装置３１の第２の構成例が示されている。
　図中右側には、画素が配列される画素領域３３の一部が示されている。図１７においては、右方向が画素領域３３の中心に向かう方向となり、左方向がチップ全体の外側（端部）に向かう方向となる。
　図中、画素領域３３の左側（画素領域３３の周辺）には、周辺回路を構成する回路部８１が設けられている。また、図中、左端（チップの端部）には、チップ上に形成される電極パッドに接続される導体が埋め込まれる接続孔８２が設けられている。
　ここで、図１７上段の第１の構成例では、カラーフィルタ６６が、画素領域３３以外の領域、具体的には、回路部８１の外側の領域にまで形成されている。これにより、所定の色に対応する可視光の反射や回路部８１への透過を抑えることができる。
　しかしながら、第１の構成例では、チップ上に特定の波長域の赤外光が入射した場合、その赤外光が画素以外の部分で反射することでフレアやゴーストが発生し、S/Nが悪化するおそれがある。
　一方、図１７下段の第２の構成例では、赤外線カットフィルタ６３が、画素領域３３以外の領域、具体的には、チップ全体の領域にまで形成されている。これにより、赤外光の画素以外の部分での反射を抑えることができるので、フレアやゴーストの発生を抑制し、ひいては、S/Nの悪化を抑えることができる。
　さらに、赤外線カットフィルタ６３がチップ全体の領域に形成されることで、画素領域３３の外側での段差を小さくすることができるので、カラーフィルタ材やマイクロレンズ材を塗布する際の塗布ムラの発生を抑えることが可能となる。
（分離壁の他の構成）
　上述した例では、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁は、ＷやAlなどからなる金属膜６５ａと、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜６５ｂとで形成されるものとした。
　しかしながら、分離壁の材料はこれに限らず、例えば、図１８に示されるように、分離壁９１が、ＷやAlなどからなる金属膜のみから形成されるようにしてもよいし、図１９に示されるように、分離壁９２が、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜のみから形成されるようにしてもよい。
　また、図２０に示されるように、分離壁９３が、カラーフィルタ６４，６６と同等またはそれ以下の屈折率を有する有機樹脂から形成されるようにしてもよい。分離壁９３は、フィラーを含有した有機樹脂から形成されるようにしてよい。分離壁９３の屈折率は、1.5以下が望ましい。
　また、上述した例では、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁の高さは、第１の光学フィルタ層（赤外線カットフィルタ６３またはカラーフィルタ６４）と同じ高さとされるものとした。
　しかしながら、分離壁の高さはこれに限らず、例えば、図２１に示されるように、分離壁９４の高さが、第１の光学フィルタ層の高さの１／３乃至１／４程度であってもよい。この場合、分離壁９４の高さは、少なくとも100nm以上が望ましい。
　また、図２２に示されるように、分離壁９５の高さが、第１の光学フィルタ層と第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）とを合わせた高さと同じ高さであってもよいし、図２３に示されるように、分離壁９６の高さが、第１の光学フィルタ層と第２の光学フィルタ層とを合わせた高さを超え、マイクロレンズ６７に達する高さであってもよい。
　さらに、上述した構成に加え、各画素が、光電変換部６２を画素毎に分離するPD分離壁を有するようにしてもよい。この場合、PD分離壁は、上述した構成における分離壁６５などと一体となって形成されるようにすることができる。
　例えば、図２４に示されるように、光電変換部６２と第１の光学フィルタ層とを画素毎に分離する分離壁９７が設けられるようにする。分離壁９７のうち、PD分離壁に相当する部分は、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜で形成される。
　また、図２５に示されるように、光電変換部６２と第１の光学フィルタ層とを画素毎に分離する分離壁９８が設けられるようにする。分離壁９８のうち、PD分離壁に相当する部分は、ＷやAlなどからなる金属膜で形成される。
　このように、光電変換部６２を画素毎に分離するPD分離壁がさらに設けられることで、画素間の混色の発生をより確実に抑制することが可能となる。
（光学フィルタ層の他の構成）
　上述した例では、可視光用画素５１において、第１の光学フィルタ層として赤外線カットフィルタ６３が形成され、第２の光学フィルタ層としてカラーフィルタ６６が形成されるものとした。
　ドライエッチングにより赤外線カットフィルタ６３を加工する場合には、このような構成は好適である。しかしながら、これとは逆に、図２６に示されるように、第１の光学フィルタ層としてカラーフィルタ６６が形成され、第２の光学フィルタ層として赤外線カットフィルタ６３が形成されるようにすることももちろん可能である。
　また、上述した例では、赤外光用画素５２において、第１の光学フィルタ層と第２の光学フィルタ層とは、異なる種類（異なる色）のカラーフィルタが重なって形成されるものとした。
　赤外光用画素５２における２層のカラーフィルタ（第１の光学フィルタ層および第２の光学フィルタ層）は、400乃至700nmの波長域で透過率が20％以下となり、700nm以上の波長域で透過率が80％となる分光特性を有していればよく、図２７に示されるように、同一種類（同一色）のカラーフィルタ１０１，１０２が重なって形成されるようにしてもよい。
（変形例）
　上述した例では、第１の光学フィルタ層の上に、第２の光学フィルタ層としてのカラーフィルタ６６が直接形成されるものとした。
　これに限らず、図２８に示されるように、有機膜１１１が、第１の光学フィルタ層（赤外線カットフィルタ６３およびカラーフィルタ６４）と、第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）との間に成膜されるようにしてもよい。有機膜１１１は、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シロキサンなどにより形成される。同様に、図２９に示されるように、無機膜１２１が、第１の光学フィルタ層（赤外線カットフィルタ６３およびカラーフィルタ６４）と、第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）との間に成膜されるようにしてもよい。有機膜１１１は、例えば、SiO2などにより形成される。
　図２８の有機膜１１１や図２９の無機膜１２１は、第１の光学フィルタ層の平坦化膜として機能するとともに、赤外線カットフィルタ６３の保護層として機能する。
　また、第１の光学フィルタ層と第２の光学フィルタ層との間に無機膜を成膜する場合には、赤外線カットフィルタ６３の保護の観点から、図３０に示されるようにして、無機膜１３１が成膜されるようにしてもよい。無機膜１３１は、第１の光学フィルタ層における赤外線カットフィルタ６３の上面および側面を覆うように成膜される。
　さらに、図２６を参照して説明したように、第１の光学フィルタ層としてカラーフィルタ６６が形成され、第２の光学フィルタ層として赤外線カットフィルタ６３およびカラーフィルタ６４が形成される場合には、図３１に示されるような構造を採るようにしてもよい。図３１においては、無機膜１４１が、第１の光学フィルタ層としてカラーフィルタ６６の上面（第１の光学フィルタ層と第２の光学フィルタ層との間）に成膜される。さらに、第２の光学フィルタ層における赤外線カットフィルタ６３の上面および側面を覆うように、無機膜１４２が成膜される。
　さらにまた、図３２に示されるように、有機膜１５１が、第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）とマイクロレンズ６７との間に成膜されるようにしてもよい。有機膜１５１は、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シロキサンなどにより形成される。同様に、図３３に示されるように、無機膜１６１が、第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）とマイクロレンズ６７との間に成膜されるようにしてもよい。無機膜１６１は、例えば、SiO2などにより形成される。
　なお、図３２および図３３の構造を、図２８乃至図３１それぞれの構造と組み合わせることも可能である。
（画像処理装置の構成例）
　次に、図３４を参照して、本技術の固体撮像装置を備える画像処理装置の構成例について説明する。
　図３４に示される画像処理装置３０１は、光学レンズ３１１、フィルタ３１２、イメージセンサ３１３、IR発光部３１４、画像処理部３１５、および制御部３１６を備えている。図３４においては、イメージセンサ３１３として、上述した本技術の固体撮像装置３１を画像処理装置に設けた場合の実施の形態が示される。
　光学レンズ３１１は、単眼の単焦点レンズとして構成され、被写体からの光を集光し、集光した光を、フィルタ３１２を介してイメージセンサ３１３に入射させる。フィルタ３１２は、可視光域とともに、近赤外光の波長域に透過帯を持つ分光特性を有する。イメージセンサ３１３は、被写体を撮像し、可視光画像（RGB画像）および赤外光画像（IR画像）を同時に、画像処理部３１５に供給する。
　RGB画像は、イメージセンサ３１３が有する可視光用画素の画素出力により生成される画像であり、IR画像は、イメージセンサ３１３が有する赤外光用画素の画素出力により生成される画像である。
　IR発光部３１４は、イメージセンサ３１３が撮像するタイミングで赤外光を発光することで、赤外光を被写体に照射する。
　画像処理部３１５は、イメージセンサ３１３から供給されたRGB画像およびIR画像を用いた所定の画像処理を行う。
　制御部３１６は、IR発光部３１４の発光や、画像処理部３１５の画像処理など、画像処理装置３０１の動作全体を制御する。
　RGB画像およびIR画像を用いた画像処理としては、例えば、顔認証や虹彩認証、モーションキャプチャなどがある。
　顔認証が行われる場合、RGB画像に写る顔だけでなく、IR画像に写る顔を用いて認証が行われるので、照明環境の影響を受けることなく、精度の高い顔認証を実現することができる。
　虹彩認証が行われる場合、IR発光部３１４からの発光が虹彩で反射した虹彩パターンをIR画像として取得し、登録・照合することで、虹彩認証を実現することができる。
　モーションキャプチャが行われる場合、IR発光部３１４からの発光が反射マーカで反射した光をIR画像として取得し、反射マーカの座標を算出することで、モーションキャプチャを実現することができる。
　このように、本技術を適用したイメージセンサは、IR画像を用いる様々なアプリケーションに適用することが可能である。
　以上においては、可視光用画素と赤外光用画素と備える固体撮像装置の構成について説明してきた。
　ところで、可視光用画素のみを備える固体撮像装置においても、赤外光が入射した場合には光電変換が行われるため、赤外光の混色によりS/Nが悪化してしまう。そこで、パッケージの封止ガラス上に、赤外光をカットする赤外線カットフィルタを設けることが一般的に行われている。
　しかしながら、赤外線カットフィルタを透過した光が受光面で反射し、赤外線カットフィルタ側に戻った場合、その光は、赤外線カットフィルタでさらに反射し、周辺の画素に入射する可能性がある。その結果、得られる画像にゴーストが発生するおそれがある。
　そこで、以下においては、赤外光をカットしつつ、ゴーストの発生を抑制するようにした固体撮像装置の構成について説明する。
＜４．第２の実施の形態＞
　本技術の第２の実施の形態に係る固体撮像装置３１においては、画素領域３３に配列された複数の画素３２として、可視光用画素のみが設けられる。
　図３５は、本技術の第２の実施の形態に係る固体撮像装置３１における画素の構成例を示す断面図である。図３５においては、固体撮像装置３１における可視光用画素５１の断面図が示されている。可視光用画素５１は、例えば、Ｒ画素、Ｇ画素、およびＢ画素の３種類の画素として構成される。
　第１の実施の形態と同様、可視光用画素５１においては、半導体基板６１に、入射した光を受光し光電変換を行うフォトダイオード（PD）からなる光電変換部６２が形成される。半導体基板６１の上層には、SiOなどからなる図示せぬ絶縁層や、CuやAlからなる図示せぬ配線層などが形成される。その上には、第１の光学フィルタ層として、赤外線カットフィルタ６３が形成される。赤外線カットフィルタ６３の上には、第２の光学フィルタ層として、可視光用画素５１（Ｒ，Ｇ，Ｂ各画素）それぞれに応じた分光特性を有するカラーフィルタ６６が形成される。カラーフィルタ６６の上には、マイクロレンズ６７が形成される。
　また、各画素（可視光用画素５１）は、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁６５を有している。分離壁６５は、ＷやAlなどからなる金属膜６５ａと、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜６５ｂとで形成される。図３５の例では、分離壁６５の高さは、第１の光学フィルタ層（赤外線カットフィルタ６３）と同じ高さとされる。
　ここで、画素の平面配列について説明する。
　図３６は、可視光用画素５１の第１および第２の光学フィルタ層の平面配列の例を示す図である。
　図３６の下段には、可視光用画素５１の第１の光学フィルタ層の配列が示されており、図３６の上段には、可視光用画素５１の第２の光学フィルタ層の配列が示されている。
　第２の光学フィルタ層の配列からわかるように、図３６の例では、Ｒ，Ｇ，Ｂ各画素は、ベイヤ配列で配列されている。すなわち、図３６の下段において、第１の光学フィルタ層は、赤外線カットフィルタであり、図３６の上段において、第２の光学フィルタ層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各画素のカラーフィルタである。
　なお、可視光用画素５１のカラーフィルタとして、上述したＲ，Ｇ，Ｂの３色以外の任意の色のカラーフィルタが用いられるようにしてもよい。例えば、シアン、マゼンダ、イエローのカラーフィルタが用いられるようにしてもよいし、透明なカラーフィルタが用いられるようにしてもよい。
　また、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様、可視光用画素５１の赤外線カットフィルタ６３は、有機の色材として、近赤外線吸収性色素が添加された有機材料で形成され、図７の化学式に示されるピロロピロール色素を用いることが好ましい。
　さらに、本実施の形態においては、赤外線カットフィルタ６３の分光特性も、第１の実施の形態と同様とされる。
（画素形成の流れについて）
　次に、図３７および図３８を参照して、本実施の形態の画素形成の流れについて説明する。図３７は、画素形成処理について説明するフローチャートであり、図３８は、画素形成の工程を示す断面図である。
　なお、図３７のフローチャートのステップＳ２１，Ｓ２２の処理は、図９のフローチャートのステップＳ１１，Ｓ１２の処理（図１０上段および中段の工程）と同様であるので、その説明は省略する。
　ステップＳ２３において、赤外線カットフィルタ材６３'（図１０）が、スピンコートによりコーティングされ、図１０下段に示されるように、分離壁６５に囲まれる領域に、赤外線カットフィルタ材６３'が成膜される（埋め込まれる）。これにより、可視光用画素５１の第１の光学フィルタ層として、赤外線カットフィルタ６３が形成される。
　続いて、ステップＳ２４において、図３８上段に示されるように、第２の光学フィルタ層として、２層目のカラーフィルタ６６が、画素毎に形成される。
　そして、ステップＳ２５において、図３８下段に示されるように、マイクロレンズ６７が、各画素に対して一様に形成される。
　このようにして、可視光用画素５１が形成される。
　以上の構成および処理によれば、可視光用画素５１における第１の光学フィルタ層として赤外線カットフィルタ６３が形成され、第２の光学フィルタ層としてカラーフィルタ６６が形成される。これにより、図１３に示されるように、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の分光特性が、波長およそ850nmの赤外光領域において低い透過率をとるようになる。
　これにより、パッケージの封止ガラス上の赤外光カットフィルタを設けないようにすることができ、結果として、パッケージの低背化を実現することができる。さらに、パッケージの封止ガラス上の赤外光カットフィルタを設けないようにすることで、受光面で反射した光が、その赤外線カットフィルタでさらに反射することによるゴーストの発生を抑制することができる。
　また、各画素に、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁６５が形成されるようにしたので、可視光用画素同士の間の混色の発生をより確実に抑制することができる。
　加えて、本実施の形態においては、赤外線カットフィルタ６３が分離壁６５に囲まれた状態で加工されるので、赤外線カットフィルタ６３の側面にダメージを受けることなく加工することができる。
　さらに、第１の光学用フィルタを形成する際、分離壁６５の高さにより、第１の光学用フィルタを所望の厚さに形成することができる。
　また、赤外線カットフィルタ６３が、有機または無機の色材が添加された有機材料で形成されるようにしたので、赤外線カットフィルタ６３に色材を均一に含有させることができる。これにより、特許文献１の赤外線カットフィルタのように、赤外光の透過分布が入射角度に依存することなく、赤外光の入射角によらずに一定の透過率を得ることができる。また、工程数が増えることもないので、プロセスの難易度が高くなることを避けることもできる。
　さらに、各画素において、２層の光学フィルタ層が形成されるようにしたので、光学フィルタ層全体の高さを揃えることが容易になり、マイクロレンズ材を塗布する際の塗布ムラの発生を抑えることが可能となる。
（赤外光の反射によるフレアやゴーストの対策）
　本実施の形態の固体撮像装置３１全体の構成もまた、第1の実施の形態と同様の構成を採ることができる。
　図３９は、固体撮像装置３１全体の構成例を示す断面図である。
　図３９上段には、固体撮像装置３１の第１の構成例が示され、図３９下段には、固体撮像装置３１の第２の構成例が示されている。
　図中右側には、画素が配列される画素領域３３の一部が示されている。図３９においては、右方向が画素領域３３の中心に向かう方向となり、左方向がチップ全体の外側（端部）に向かう方向となる。
　図中、画素領域３３の左側（画素領域３３の周辺）には、周辺回路を構成する回路部８１が設けられている。また、図中、左端（チップの端部）には、チップ上に形成される電極パッドに接続される導体が埋め込まれる接続孔８２が設けられている。
　ここで、図３９上段の第１の構成例では、カラーフィルタ６６が、画素領域３３以外の領域、具体的には、回路部８１の外側の領域にまで形成されている。これにより、所定の色に対応する可視光の反射や回路部８１への透過を抑えることができる。
　しかしながら、第１の構成例では、チップ上に特定の波長域の赤外光が入射した場合、その赤外光が画素以外の部分で反射することでフレアやゴーストが発生し、S/Nが悪化するおそれがある。
　一方、図３９下段の第２の構成例では、赤外線カットフィルタ６３が、画素領域３３以外の領域、具体的には、チップ全体の領域にまで形成されている。これにより、赤外光の画素以外の部分での反射を抑えることができるので、フレアやゴーストの発生を抑制し、ひいては、S/Nの悪化を抑えることができる。
　さらに、赤外線カットフィルタ６３がチップ全体の領域に形成されることで、画素領域３３の外側での段差を小さくすることができるので、カラーフィルタ材やマイクロレンズ材を塗布する際の塗布ムラの発生を抑えることが可能となる。
（分離壁の他の構成）
　第１の実施の形態と同様、本実施の形態においても、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁は、ＷやAlなどからなる金属膜６５ａと、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜６５ｂとで形成されるものとした。
　しかしながら、分離壁の材料はこれに限らず、例えば、図４０に示されるように、分離壁９１が、ＷやAlなどからなる金属膜のみから形成されるようにしてもよいし、図４１に示されるように、分離壁９２が、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜のみから形成されるようにしてもよい。
　また、図４２に示されるように、分離壁９３が、カラーフィルタ６６と同等またはそれ以下の屈折率を有する有機樹脂から形成されるようにしてもよい。分離壁９３は、フィラーを含有した有機樹脂から形成されるようにしてよい。分離壁９３の屈折率は、1.5以下が望ましい。
　また、上述した例では、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁の高さは、第１の光学フィルタ層（赤外線カットフィルタ６３）と同じ高さとされるものとした。
　しかしながら、分離壁の高さはこれに限らず、例えば、図４３に示されるように、分離壁９４の高さが、第１の光学フィルタ層の高さの１／３乃至１／４程度であってもよい。この場合、分離壁９４の高さは、少なくとも100nm以上が望ましい。
　また、図４４に示されるように、分離壁９５の高さが、第１の光学フィルタ層と第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）とを合わせた高さと同じ高さであってもよいし、図４５に示されるように、分離壁９６の高さが、第１の光学フィルタ層と第２の光学フィルタ層とを合わせた高さを超え、マイクロレンズ６７に達する高さであってもよい。
　さらに、上述した構成に加え、各画素が、光電変換部６２を画素毎に分離するPD分離壁を有するようにしてもよい。この場合、PD分離壁は、上述した構成における分離壁６５などと一体となって形成されるようにすることができる。
　例えば、図４６に示されるように、光電変換部６２と第１の光学フィルタ層とを画素毎に分離する分離壁９７が設けられるようにする。分離壁９７のうち、PD分離壁に相当する部分は、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜で形成される。
　また、図４７に示されるように、光電変換部６２と第１の光学フィルタ層とを画素毎に分離する分離壁９８が設けられるようにする。分離壁９８のうち、PD分離壁に相当する部分は、ＷやAlなどからなる金属膜で形成される。
　このように、光電変換部６２を画素毎に分離するPD分離壁がさらに設けられることで、画素間の混色の発生をより確実に抑制することが可能となる。
（光学フィルタ層の他の構成）
　第１の実施の形態と同様、本実施の形態においても、可視光用画素５１において、第１の光学フィルタ層として赤外線カットフィルタ６３が形成され、第２の光学フィルタ層としてカラーフィルタ６６が形成されるものとした。
　しかしながら、これとは逆に、図４８に示されるように、第１の光学フィルタ層としてカラーフィルタ６６が形成され、第２の光学フィルタ層として赤外線カットフィルタ６３が形成されるようにすることももちろん可能である。
（変形例）
　第１の実施の形態と同様、本実施の形態においても、第１の光学フィルタ層の上に、第２の光学フィルタ層としてのカラーフィルタ６６が直接形成されるものとした。
　これに限らず、図４９に示されるように、有機膜１１１が、第１の光学フィルタ層（赤外線カットフィルタ６３）と、第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）との間に成膜されるようにしてもよい。同様に、図５０に示されるように、無機膜１２１が、第１の光学フィルタ層（赤外線カットフィルタ６３）と、第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）との間に成膜されるようにしてもよい。
　さらに、図５１に示されるように、有機膜１５１が、第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）とマイクロレンズ６７との間に成膜されるようにしてもよい。同様に、図５２に示されるように、無機膜１６１が、第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）とマイクロレンズ６７との間に成膜されるようにしてもよい。
　なお、図５１および図５２の構造を、図４９および図５０それぞれの構造と組み合わせることも可能である。
＜５．本技術の適用例＞
　本技術は、CMOSイメージセンサに限らず、CCD（Charge Coupled Device）イメージセンサに適用することができる。
　本技術がCMOSイメージセンサに適用される場合、そのCMOSイメージセンサは、表面照射型の構造を採ることもできるし、裏面照射型の構造を採ることもできる。
（表面照射型の固体撮像装置の構造例）
　図５３は、表面照射型の固体撮像装置の構造例を示す断面図である。
　図５３に示されるように、表面照射型の固体撮像装置においては、画素５１０毎に、半導体基板５２０上にフォトダイオード（PD）５３０が形成される。PD５３０は、半導体基板５２０の表面（図では上面）側から入射する入射光を受光する。半導体基板５２０の上層には、配線層５４０が設けられる。
　配線層５４０は、配線５４１と絶縁層５４２とを含み、絶縁層５４２内において、配線５４１が各素子に電気的に接続するように形成されている。配線層５４０は、いわゆる多層配線の層になっており、絶縁層５４２を構成する層間絶縁膜と配線５４１とが交互に複数回積層されて形成されている。
　配線層５４０の上層には、平坦化膜５５０が形成され、平坦化膜５５０の上層には、第１の光学フィルタ層として、赤外線カットフィルタ５６０が形成される。赤外線カットフィルタ５６０の上には、第２の光学フィルタ層として、画素５１０それぞれに応じた分光特性を有するカラーフィルタ５８０が形成される。カラーフィルタ５８０の上には、マイクロレンズ５９０が形成される。なお、画素５１０が赤外光用画素として構成される場合には、第１の光学フィルタ層として、カラーフィルタが形成されるようになる。
　また、各画素５１０は、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁５７０を有している。分離壁５７０は、ＷやAlなどからなる金属膜５７０ａと、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜５７０ｂとで形成される。図中、上面側から、固体撮像装置を見た場合、分離壁５７０は、複数の画素５１０の間に介在するように格子状に形成される。
　表面照射型の固体撮像装置においては、図５４に示されるように、配線層５４０と平坦化膜５５０との間に、層内レンズ６００が設けられるようにしてもよい。
（裏面照射型の固体撮像装置の構造例）
　図５５は、裏面照射型の固体撮像装置の構造例を示す断面図である。
　図５５に示されるように、裏面照射型の固体撮像装置においては、画素１０１０毎に形成されたPD１０１９が、半導体基板１０１８の裏面（図では上面）側から入射する入射光を受光する。
　半導体基板１０１８の上面側には、シリコン酸化膜などの絶縁膜１０１５が形成され、絶縁膜１０１５の上層には、第１の光学フィルタ層として、赤外線カットフィルタ１０１３が形成される。赤外線カットフィルタ１０１３の上には、第２の光学フィルタ層として、画素１０１０それぞれに応じた分光特性を有するカラーフィルタ１０１２が形成される。カラーフィルタ１０１２の上には、マイクロレンズ１０１１が形成される。なお、画素１０１０が赤外光用画素として構成される場合には、第１の光学フィルタ層として、カラーフィルタが形成されるようになる。
　また、各画素１０１０は、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁１０１４を有している。分離壁１０１４は、ＷやAlなどからなる金属膜１０１４ａと、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜１０１４ｂとで形成される。図中、上面側から、固体撮像装置を見た場合、分離壁１０１４は、複数の画素１０１０の間に介在するように格子状に形成される。
　PD１０１９は、例えば、ｎ型半導体領域１０２０が、電荷（電子）を蓄積する電荷蓄積領域として形成されている。PD１０１９においては、ｎ型半導体領域１０２０は、半導体基板１０１８のｐ型半導体領域１０１６，１０４１の内部に設けられている。ｎ型半導体領域１０２０の、半導体基板１０１８の表面（下面）側には、裏面（上面）側よりも不純物濃度が高いｐ型半導体領域１０４１が設けられている。つまり、PD１０１９は、HAD（Hole-Accumulation Diode）構造になっており、ｎ型半導体領域１０２０の上面側と下面側との各界面において、暗電流が発生することを抑制するように、ｐ型半導体領域１０１６，１０４１が形成されている。
　半導体基板１０１８の内部には、複数の画素１０１０の間を電気的に分離する画素分離部１０３０が設けられており、この画素分離部１０３０で区画された領域に、PD１０１９が設けられている。図中、上面側から、固体撮像装置を見た場合、画素分離部１０３０は、例えば、複数の画素１０１０の間に介在するように格子状に形成されており、PD１０１９は、この画素分離部１０３０で区画された領域内に形成されている。
　各PD１０１９では、アノードが接地されており、固体撮像装置において、PD１０１９が蓄積した信号電荷（例えば、電子）は、図示せぬ転送トランジスタ(MOS FET)などを介して読み出され、電気信号として、図示せぬVSL（垂直信号線）へ出力される。なお、以下においては、適宜、トランジスタをTrと称する。
　配線層１０５０は、半導体基板１０１８の裏面（上面）とは反対側の表面（下面）に設けられている。
　配線層１０５０は、配線１０５１と絶縁層１０５２とを含み、絶縁層１０５２内において、配線１０５１が各素子に電気的に接続するように形成されている。配線層１０５０は、いわゆる多層配線の層になっており、絶縁層１０５２を構成する層間絶縁膜と配線１０５１とが交互に複数回積層されて形成されている。
　配線層１０５０の、PD１０１９が設けられている側に対して反対側の面には、支持基板１０６１が設けられている。例えば、厚みが数百μｍのシリコン半導体からなる基板が、支持基板１０６１として設けられている。
　画素分離部１０３０は、溝部１０３１、固定電荷膜１０３２、および絶縁膜１０３３を有する。
　固定電荷膜１０３２は、半導体基板１０１８の裏面（上面）の側において、複数の画素１０１０の間を区画している溝部１０３１を覆うように形成されている。
　具体的には、固定電荷膜１０３２は、半導体基板１０１８において裏面（上面）側に形成された溝部１０３１の内側の面を一定の厚みで被覆するように設けられている。そして、その固定電荷膜１０３２で被覆された溝部１０３１の内部を埋め込むように、絶縁膜１０３３が設けられている（充填されている）。
　ここでは、固定電荷膜１０３２は、半導体基板１０１８との界面部分において正電荷（ホール）蓄積領域が形成されて暗電流の発生が抑制されるように、負の固定電荷を有する高誘電体を用いて形成されている。固定電荷膜１０３２が負の固定電荷を有するように形成されていることで、その負の固定電荷によって、半導体基板１０１８との界面に電界が加わり、正電荷（ホール）蓄積領域が形成される。
　固定電荷膜１０３２は、例えば、ハフニウム酸化膜（HfO2膜）で形成することができる。また、固定電荷膜１０３２は、その他、例えば、ハフニウム、ジルコニウム、アルミニウム、タンタル、チタン、マグネシウム、イットリウム、ランタノイド元素などの酸化物の少なくとも１つを含むように形成することができる。
　本技術は、以上のような固体撮像装置に適用することができる。
（積層型の固体撮像装置の構成例）
　図５６は、本技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の構成例の概要を示す図である。
　図５６のＡは、非積層型の固体撮像装置の概略構成例を示している。固体撮像装置３０１０は、図５６のＡに示すように、１枚のダイ（半導体基板）３０１１を有する。このダイ３０１１には、画素がアレイ状に配置された画素領域３０１２と、画素の駆動その他の各種の制御を行う制御回路３０１３と、信号処理するためのロジック回路３０１４とが搭載されている。
　図５６のＢおよびＣは、積層型の固体撮像装置の概略構成例を示している。固体撮像装置３０２０は、図５６のＢおよびＣに示すように、センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４との２枚のダイが積層され、電気的に接続されて、１つの半導体チップとして構成されている。
　図５６のＢでは、センサダイ３０２１には、画素領域３０１２と制御回路３０１３が搭載され、ロジックダイ３０２４には、信号処理を行う信号処理回路を含むロジック回路３０１４が搭載されている。
　図５６のＣでは、センサダイ３０２１には、画素領域３０１２が搭載され、ロジックダイ３０２４には、制御回路３０１３およびロジック回路３０１４が搭載されている。
　図５７は、積層型の固体撮像装置３０２０の第１の構成例を示す断面図である。
　センサダイ３０２１には、画素領域３０１２となる画素を構成するPD（フォトダイオード）や、FD（フローティングディフュージョン）、Tr（MOS FET）、および制御回路３０１３となるTrなどが形成される。さらに、センサダイ３０２１には、複数層、本例では３層の配線３１１０を有する配線層３１０１が形成される。なお、制御回路３０１３（となるTr）は、センサダイ３０２１ではなく、ロジックダイ３０２４に構成することができる。
　ロジックダイ３０２４には、ロジック回路３０１４を構成するTrが形成される。さらに、ロジックダイ３０２４には、複数層、本例では３層の配線３１７０を有する配線層３１６１が形成される。また、ロジックダイ３０２４には、内壁面に絶縁膜３１７２が形成された接続孔３１７１が形成され、接続孔３１７１内には、配線３１７０などと接続される接続導体３１７３が埋め込まれる。
　センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４とは、互いの配線層３１０１および３１６１が向き合うように貼り合わされ、これにより、センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４とが積層された積層型の固体撮像装置３０２０が構成されている。センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４とが貼り合わされる面には、保護膜などの膜３１９１が形成されている。
　センサダイ３０２１には、センサダイ３０２１の裏面側（PDに光が入射する側）（上側）からセンサダイ３０２１を貫通してロジックダイ３０２４の最上層の配線３１７０に達する接続孔３１１１が形成される。さらに、センサダイ３０２１には、接続孔３１１１に近接して、センサダイ３０２１の裏面側から１層目の配線３１１０に達する接続孔３１２１が形成される。接続孔３１１１の内壁面には、絶縁膜３１１２が形成され、接続孔３１２１の内壁面には、絶縁膜３１２２が形成される。そして、接続孔３１１１および３１２１内には、接続導体３１１３および３１２３がそれぞれ埋め込まれる。接続導体３１１３と接続導体３１２３とは、センサダイ３０２１の裏面側で電気的に接続され、これにより、センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４とが、配線層３１０１、接続孔３１２１、接続孔３１１１、および配線層３１６１を介して、電気的に接続される。
　図５８は、積層型の固体撮像装置３０２０の第２の構成例を示す断面図である。
　固体撮像装置３０２０の第２の構成例では、センサダイ３０２１に形成する１つの接続孔３２１１によって、センサダイ３０２１（の配線層３１０１（の配線３１１０））と、ロジックダイ３０２４（の配線層３１６１（の配線３１７０））とが電気的に接続される。
　すなわち、図５８では、接続孔３２１１が、センサダイ３０２１の裏面側からセンサダイ３０２１を貫通してロジックダイ３０２４の最上層の配線３１７０に達し、かつ、センサダイ３０２１の最上層の配線３１１０に達するように形成される。接続孔３２１１の内壁面には、絶縁膜３２１２が形成され、接続孔３２１１内には、接続導体３２１３が埋め込まれる。上述の図５７の例では、２つの接続孔３１１１および３１２１によって、センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４とが電気的に接続されるが、図５８の例では、１つの接続孔３２１１によって、センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４とが電気的に接続される。
　図５９は、積層型の固体撮像装置３０２０の第３の構成例を示す断面図である。
　図５９の固体撮像装置３０２０は、センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４とが貼り合わされる面に、保護膜などの膜３１９１が形成されていない点で、センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４とが貼り合わされる面に、保護膜などの膜３１９１が形成されている図５７の場合と異なる。
　図５９の固体撮像装置３０２０は、配線３１１０および３１７０が直接接触するように、センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４とを重ね合わせ、所要の加重をかけながら加熱し、配線３１１０および３１７０を直接接合することで構成される。
　図６０は、本技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の他の構成例を示す断面図である。
　図６０では、固体撮像装置３４０１は、センサダイ３４１１と、ロジックダイ３４１２と、メモリダイ３４１３との３枚のダイが積層された３層の積層構造になっている。
　メモリダイ３４１３は、例えば、ロジックダイ３４１２で行われる信号処理において一時的に必要となるデータの記憶を行うメモリ回路を有する。
　図６０では、センサダイ３４１１の下に、ロジックダイ３４１２およびメモリダイ３４１３が、その順番で積層されているが、ロジックダイ３４１２およびメモリダイ３４１３は、逆順、すなわち、メモリダイ３４１３およびロジックダイ３４１２の順番で、センサダイ３４１１の下に積層することができる。
　なお、図６０では、センサダイ３４１１には、画素の光電変換部となるPDや、画素Trのソース／ドレイン領域が形成されている。
　PDの周囲にはゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成され、ゲート電極と対のソース／ドレイン領域により画素Tr３４２１、画素Tr３４２２が形成されている。
　PDに隣接する画素Tr３４２１が転送Trであり、その画素Tr３４２１を構成する対のソース／ドレイン領域の一方がFDになっている。
　また、センサダイ３４１１には、層間絶縁膜が形成され、層間絶縁膜には、接続孔が形成される。接続孔には、画素Tr３４２１および画素Tr３４２２に接続する接続導体３４３１が形成されている。
　さらに、センサダイ３４１１には、各接続導体３４３１に接続する複数層の配線３４３２を有する配線層３４３３が形成されている。
　また、センサダイ３４１１の配線層３４３３の最下層には、外部接続用の電極となるアルミパッド３４３４が形成されている。すなわち、センサダイ３４１１では、配線３４３２よりもロジックダイ３４１２との接着面３４４０に近い位置にアルミパッド３４３４が形成されている。アルミパッド３４３４は、外部との信号の入出力に係る配線の一端として用いられる。
　さらに、センサダイ３４１１には、ロジックダイ３４１２との電気的接続に用いられるコンタクト３４４１が形成されている。コンタクト３４４１は、ロジックダイ３４１２のコンタクト３４５１に接続されるとともに、センサダイ３４１１のアルミパッド３４４２にも接続されている。
　そして、センサダイ３４１１には、センサダイ３４１１の裏面側（上側）からアルミパッド３４４２に達するようにパッド孔３４４３が形成されている。
　本技術は、以上のような固体撮像装置にも適用することができる。なお、図５７乃至図６０においては、光学フィルタ層としてカラーフィルタ（ＣＦ）が１層のみ図示されているが、実際には、第１の光学フィルタ層と、第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層とが形成されているものとする。
（複数の画素を共有する固体撮像装置の構成例）
　図６１は、本技術を適用し得る複数の画素を共有する固体撮像装置の第１の構成例を示す平面図であり、図６２は、図６１のA-A線上の断面図である。
　固体撮像装置４０１０は、画素が２次元アレイ状に配列された画素領域４０１１を有する。画素領域４０１１は、横２画素×縦２画素の計４画素を、画素Tr（MOS FET）などを共有する共有画素単位４０１２として、その共有画素単位４０１２が２次元アレイ状に配列されて構成される。
　横２画素×縦２画素の４画素を共有する４画素共有の共有画素単位４０１２の４画素は、PD（フォトダイオード）４０２１１，４０２１２，４０２１３、および４０２１４をそれぞれ有し、１つのFD（フローティングディフュージョン）４０３０を共有する。また、共有画素単位４０１２は、画素Trとして、PD４０２１ｉ（ここでは、ｉ＝１，２，３，４）に対する転送Tr４０４１ｉと、４画素で共有される共有TrとしてのリセットTr４０５１、増幅Tr４０５２、および選択Tr４０５３とを有する。
　FD４０３０は、４つのPD４０２１１乃至４０２１４に囲まれた中央に配置される。FD４０３０は、配線４０７１を介してリセットTr４０５１のドレインとしてのソース／ドレイン領域S/Dと、増幅Tr４０５２のゲートＧに接続される。転送Tr４０４１ｉは、その転送Tr４０４１ｉに対するPD４０２１ｉとそのPD４０２１ｉに近接するFD４０３０との間に配置されたゲート４０４２ｉを有し、そのゲート４０４２ｉに与えられる電圧に応じて動作する。
　ここで、各行毎の共有画素単位４０１２のPD４０２１１乃至４０２１４，FD４０３０、および転送Tr４０４１１乃至４０４１４を含む領域を、PD形成領域４０６１という。また、各行毎の共有画素単位４０１２の画素Trのうち、４画素が共有するリセットTr４０５１、増幅Tr４０５２、および選択Tr４０５３を含む領域を、Tr形成領域４０６２という。この水平方向に連続するそれぞれのTr形成領域４０６２とPD形成領域４０６１とは、画素領域４０１１の垂直方向に交互に配置される。
　リセットTr４０５１、増幅Tr４０５２、および選択Tr４０５３は、いずれも、一対のソース／ドレイン領域S/DとゲートＧとで構成される。一対のソース／ドレイン領域S/Dは、一方がソースとして機能し、他方がドレインとして機能する。
　PD４０２１１乃至４０２１４，FD４０３０、転送Tr４０４１１乃至４０４１４、リセットTr４０５１、増幅Tr４０５２、および選択Tr４０５３は、例えば、図６２の断面図で示すように、ｎ型の半導体基板４２００に形成されたｐ型半導体領域（p-well）４２１０に形成される。
　図６１に示すように、PD形成領域４０６１内には、画素分離部４１０１が形成され、Tr形成領域４０６２（を含む領域）内には、素子分離部４１０２が形成される。素子分離部４１０２は、例えば、図６２に示すように、ｐ型半導体領域４２１０に設けられたｐ型半導体領域４２１１と、そのｐ型半導体領域４２１１の表面上に設けられた絶縁膜（例えばシリコン酸化膜）４２１２とで構成される。図示しないが、画素分離部４１０１も、同様に構成することができる。
　画素領域４０１１には、ｐ型半導体領域４２１０に固定電圧を印加するためのウエルコンタクト４１１１が形成される。ウエルコンタクト４１１１は、ｐ型半導体領域４２１０に設けられたｐ型半導体領域４２３１の表面上に設けられる不純物拡散領域であるｐ型半導体領域として構成することができる。ウエルコンタクト４１１１は、ｐ型半導体領域４２３１より高不純物濃度のｐ型半導体領域である。ウエルコンタクト４１１１（および下部のｐ型半導体領域４２３１）は、素子分離部４１０２を兼ねており、左右に隣り合う共有画素単位４０１２の共有Tr（リセットTr４０５１、増幅Tr４０５２、および選択Tr４０５３）どうしの間に形成される。ウエルコンタクト４１１１は、導電性ビア４２４１を介して配線層４２４０の所要の配線４２４２に接続される。この配線４２４２から導電性ビア４２４１およびウエルコンタクト４１１１を通じてｐ型半導体領域４２１０に所要の固定電圧が印加される。配線層４２４０は、絶縁膜４２４３を介して複数層の配線４２４２を配置して形成される。配線層４２４０上には、図示しないが、平坦化膜を介してCF（カラーフィルタ）、マイクロレンズが形成される。
　図６３は、４画素共有の共有画素単位４０１２の等価回路の例を示す図である。４画素共有の共有画素単位４０１２の等価回路では、４つのPD４０２１１乃至４０２１４が、それぞれ対応する４つの転送Tr４０４１１乃至４０４１４のソースに接続される。各転送Tr４０４１ｉのドレインは、リセットTr４０５１のソースに接続される。各転送Tr４０４１ｉのドレインが共通のFD４０３０になっている。FD４０３０は、増幅Tr４０５２のゲートに接続される。増幅Tr４０５２のソースは選択Tr４０５３のドレインに接続される。リセットTr４０５１のドレインおよび増幅Tr４０５２のドレインは、電源ＶＤＤに接続される。選択Tr４０５３のソースはVSL（垂直信号線）に接続される。
　図６４は、本技術を適用し得る複数の画素を共有する固体撮像装置の第２の構成例を示す平面図である。
　固体撮像装置４４００は、画素が２次元アレイ状に配列された画素領域４４０１を有する。画素領域４４０１は、横２画素×縦４画素の計８画素を、共有画素単位４４１０として、その共有画素単位４４１０が２次元アレイ状に配列されて構成される。
　横２画素×縦４画素の８画素を共有する共有画素単位４４１０は、第１受光部４４２１と、第２受光部４４２２とを有する。第１受光部４４２１および第２受光部４４２２は、共有画素単位４４１０内において、縦方向（ｙ方向）に配列される。
　第１受光部４４２１は、横２画素×縦２画素に配列されたPD４４４１１，４４４１２，４４４１３、および４４４１４、そのPD４４４１１乃至４４４１４それぞれに対する４個の転送Tr４４５１、並びに、PD４４４１１乃至４４４１４で共有されるFD４４５２を有する。FD４４５２は、PD４４４１１乃至４４４１４の中央に配置されている。
　第２受光部４４２２は、横２画素×縦２画素に配列されたPD４４４１５，４４４１６，４４４１７、および４４４１８、そのPD４４４１５乃至４４４１８それぞれに対する４個の転送Tr４４６１、並びに、PD４４４１５乃至４４４１８で共有されるFD４４６２を有する。FD４４６２は、PD４４４１５乃至４４４１８の中央に配置されている。
　転送Tr４４５１は、その転送Tr４４５１に対するPD４４４１ｉとFD４４５２との間に配置されたゲート４４５１Ｇを有し、そのゲート４４５１Ｇに与えられる電圧に応じて動作する。同様に、転送Tr４４６１は、その転送Tr４４６１に対するPD４４４１ｉとFD４４６２との間に配置されたゲート４４６１Ｇを有し、そのゲート４４６１Ｇに与えられる電圧に応じて動作する。
　また、共有画素単位４４１０は、第１Tr群４４２３と、第２Tr群４４２４とを有する。第１Tr群４４２３および第２Tr群４４２４には、共有画素単位４４１０の８画素で共有される共有TrとしてのリセットTr４４５２、増幅Tr４４５３、および選択Tr４４５４が、分けて配置される。図６４では、第１Tr群４４２３に、増幅Tr４４５３および選択Tr４４５４が配置され、第２Tr群４４２４に、リセットTr４４５２が配置されている。
　第１Tr群４４２３は、第１受光部４４２１と第２受光部４４２２との間に配置される。第２Tr群４４２４は、第２受光部４４２２の周辺領域において、第２受光部４４２２の、第１Tr群４４２３の配置側とは反対側の領域に配置される。
　なお、第１受光部４４２１と第２受光部４４２２は、横方向（ｘ方向）に沿って形成される。
　また、リセットTr４４５２、増幅Tr４４５３、および選択Tr４４５４は、いずれも、一対のソース／ドレイン領域S/DとゲートＧとで構成される。一対のソース／ドレイン領域S/Dは、一方がソースとして機能し、他方がドレインとして機能する。
　リセットTr４４５２、増幅Tr４４５３、および選択Tr４４５４を構成する一対のソース／ドレイン領域S/DとゲートＧとは、横方向（ｘ方向）に沿って配置される。リセットTr４４５２を構成するゲートＧは、縦方向（ｙ方向）において、第２受光部４４２２の右下のPD４４４１８と略対向する領域に配置される。
　左右に並ぶ２つの共有画素単位４４１０どうしの間には、第１ウエルコンタクト４４３１と、第２ウエルコンタクト４４３２とが配置される。第１受光部４４２１、第２受光部４４２２、第１Tr群４４２３、および第２Tr群４４２４は、Si基板内に形成された所定のウエル領域としての半導体領域に形成されており、第１ウエルコンタクト４４３１および第２ウエルコンタクト４４３２は、所定のウエル領域と固体撮像装置４４００の内部配線とを電気的に接続するコンタクトである。第１ウエルコンタクト４４３１は、左右に並ぶ２つの共有画素単位４４１０の第１Tr群４４２３どうしの間に設けられ、第２ウエルコンタクト４４３２は、左右に並ぶ２つの共有画素単位４４１０の第２Tr群４４２４どうしの間に設けられる。
　また、共有画素単位４４１０内の各部は、図６３に示す４画素共有の等価回路に準じた接続関係が満たされるように電気的に接続される。
　本技術は、以上のような固体撮像装置にも適用することができる。
　なお、本技術は、固体撮像装置への適用に限られるものではなく、撮像装置にも適用可能である。ここで、撮像装置とは、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等のカメラシステムや、携帯電話機等の撮像機能を有する電子機器のことをいう。なお、電子機器に搭載されるモジュール状の形態、すなわちカメラモジュールを撮像装置とする場合もある。
＜６．電子機器の構成例＞
　ここで、図６５を参照して、本技術を適用した電子機器の構成例について説明する。
　図６５に示される電子機器５００１は、光学レンズ５０１１、シャッタ装置５０１２、イメージセンサ５０１３、駆動回路５０１４、および信号処理回路５０１５を備えている。図６５においては、イメージセンサ５０１３として、上述した本技術の固体撮像装置３１を電子機器（デジタルスチルカメラ）に設けた場合の実施の形態が示される。
　光学レンズ５０１１は、被写体からの像光（入射光）をイメージセンサ５０１３の撮像面上に結像させる。これにより、信号電荷が一定期間、イメージセンサ５０１３内に蓄積される。シャッタ装置５０１２は、イメージセンサ５０１３に対する光照射期間および遮光期間を制御する。
　駆動回路５０１４は、シャッタ装置５０１２およびイメージセンサ５０１３に、駆動信号を供給する。シャッタ装置５０１２に供給される駆動信号は、シャッタ装置５０１２のシャッタ動作を制御するための信号である。イメージセンサ５０１３に供給される駆動信号は、イメージセンサ５０１３の信号転送動作を制御するための信号である。イメージセンサ５０１３は、駆動回路５０１４から供給される駆動信号（タイミング信号）により信号転送を行う。信号処理回路５０１５は、イメージセンサ５０１３から出力された信号に対して各種の信号処理を行う。信号処理が行われた映像信号は、メモリなどの記憶媒体に記憶されたり、モニタに出力される。
　本実施の形態の電子機器５００１においては、イメージセンサ５０１３において、色分離やS/Nの悪化を抑えることができるため、結果として、高画質の画像を得ることができる電子機器を提供することが可能となる。
＜７．イメージセンサの使用例＞
　最後に、本技術を適用したイメージセンサの使用例について説明する。
　図６６は、上述したイメージセンサの使用例を示す図である。
　上述したイメージセンサは、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、Ｘ線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
　・デジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
　・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
　・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
　・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
　・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
　・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
　・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
　・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
＜８．内視鏡手術システムへの応用例＞
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
　図６７は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
　図６７では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
　内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
　鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
　カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：　Ｃａｍｅｒａ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
　ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
　表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
　光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
　入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
　処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
　なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
　また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
　また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ　Ｂａｎｄ　Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
　図６８は、図６７に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
　カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
　レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
　撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
　また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
　駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
　通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
　また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
　なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ　Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ　Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ　Ｗｈｉｔｅ　Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
　カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
　通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
　また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
　画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
　制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
　また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
　カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
　ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２に適用され得る。具体的には、図３の固体撮像装置３１は、撮像部１０４０２に適用することができる。撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、可視光用画素同士の間や、可視光用画素と赤外光用画素との間の混色の発生を抑制することが可能となり、色分離やS/Nの悪化を抑えることができる。したがって、例えば内視鏡検査において、可視光の観察像と赤外光の観察像を同時に撮影するような場合であっても、より鮮明な術部画像を得ることができるため、術者が術部を確実に確認することが可能になる。
　なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
＜９．移動体への応用例＞
　さらに、本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
　図６９は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
　車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図６９に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
　駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
　ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
　車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
　撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
　車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
　マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｄｒｉｖｅｒ　Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
　音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図６９の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
　図７０は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図７０では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
　撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
　なお、図７０には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１（撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つ）に適用され得る。具体的には、図３の固体撮像装置３１は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、可視光用画素同士の間や、可視光用画素と赤外光用画素との間の混色の発生を抑制することが可能となり、色分離やS/Nの悪化を抑えることができる。したがって、撮像部１２０３１が距離情報を取得する機能を有していても、より見やすい撮影画像を得ることができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。
　なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
　さらに、本技術は以下のような構成をとることができる。
（１）
　画素領域に配列された複数の画素
　を備え、
　前記画素は、
　　光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、
　　前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、
　　少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁と
　を有し、
　少なくともいずれか１つの前記画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される
　固体撮像装置。
（２）
　前記赤外線カットフィルタは、有機または無機の色材が添加された有機材料で形成される
　（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
　前記赤外線カットフィルタは、700nm以上の波長域で透過率が20％以下となる分光特性を有する
　（２）に記載の固体撮像装置。
（４）
　前記赤外線カットフィルタの分光特性は、700nm以上の波長域に吸収極大波長を有する
　（３）に記載の固体撮像装置。
（５）
　前記赤外線カットフィルタは、前記画素領域以外の領域にも形成される
　（１）乃至（４）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（６）
　前記分離壁は、金属膜およびSi酸化膜の少なくともいずれかにより形成される
　（１）乃至（５）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（７）
　前記分離壁は、前記カラーフィルタと同等またはそれ以下の屈折率を有する有機樹脂で形成される
　（６）に記載の固体撮像装置。
（８）
　前記分離壁は、フィラーを含有した有機樹脂で形成される
　（６）に記載の固体撮像装置。
（９）
　前記分離壁の高さは、少なくとも100nm以上とされる
　（６）乃至（８）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１０）
　前記画素は、前記光電変換部を画素毎に分離する他の分離壁をさらに有する
　（１）乃至（９）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１１）
　前記他の分離壁は、前記分離壁と一体となって形成される
　（１０）に記載の固体撮像装置。
（１２）
　複数の前記画素として、可視光用画素のみを備える
　（１）乃至（１１）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１３）
　複数の前記画素として、可視光用画素と、赤外光用画素とを備え、
　前記可視光用画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される
　（１）乃至（１１）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１４）
　前記赤外光用画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層は、いずれも赤外光を透過するカラーフィルタにより構成される
　（１３）に記載の固体撮像装置。
（１５）
　前記赤外光用画素における２層の前記カラーフィルタは、400乃至700nmの波長域で透過率が20％以下となり、700nm以上の波長域で透過率が80％となる分光特性を有する
　（１４）に記載の固体撮像装置。
（１６）
　前記第１の光学フィルタ層と前記第２の光学フィルタ層とは、同一種類のカラーフィルタとされる
　（１５）に記載の固体撮像装置。
（１７）
　前記第１の光学フィルタ層と前記第２の光学フィルタ層とは、異なる種類のカラーフィルタとされる
　（１５）に記載の固体撮像装置。
（１８）
　画素領域に配列された複数の画素
　を備え、
　前記画素が、
　　光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、
　　前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、
　　少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁と
　を有する固体撮像装置の製造方法において、
　前記分離壁を形成することと、
　前記第１の光学フィルタ層を形成することと、
　前記第２の光学フィルタ層を形成することと
　を含み、
　少なくともいずれか１つの前記画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される
　固体撮像装置の製造方法。
（１９）
　画素領域に配列された複数の画素
　を備え、
　前記画素は、
　　光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、
　　前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、
　　少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁と
　を有し、
　少なくともいずれか１つの前記画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される固体撮像装置
　を備える電子機器。
　３１　固体撮像装置，　３２　画素，　３３　画素領域，　５１　可視光用画素，　５２　赤外光用画素，　６１　半導体基板，　６２　光電変換部，　６３　赤外光カットフィルタ，　６４　カラーフィルタ，　６５　分離壁，　６６　カラーフィルタ，　６７　マイクロレンズ，　３０１　画像処理装置，　３１３　イメージセンサ，　５００１　電子機器，　５０１３　イメージセンサ

Claims (19)

  1. 　画素領域に配列された複数の画素
    　を備え、
    　前記画素は、
    　　光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、
    　　前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、
    　　少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁と
    　を有し、
    　少なくともいずれか１つの前記画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される
    　固体撮像装置。
  2. 　前記赤外線カットフィルタは、有機または無機の色材が添加された有機材料で形成される
    　請求項１に記載の固体撮像装置。
  3. 　前記赤外線カットフィルタは、700nm以上の波長域で透過率が20％以下となる分光特性を有する
    　請求項２に記載の固体撮像装置。
  4. 　前記赤外線カットフィルタの分光特性は、700nm以上の波長域に吸収極大波長を有する
    　請求項３に記載の固体撮像装置。
  5. 　前記赤外線カットフィルタは、前記画素領域以外の領域にも形成される
    　請求項１に記載の固体撮像装置。
  6. 　前記分離壁は、金属膜およびSi酸化膜の少なくともいずれかにより形成される
    　請求項１に記載の固体撮像装置。
  7. 　前記分離壁は、前記カラーフィルタと同等またはそれ以下の屈折率を有する有機樹脂で形成される
    　請求項６に記載の固体撮像装置。
  8. 　前記分離壁は、フィラーを含有した有機樹脂で形成される
    　請求項６に記載の固体撮像装置。
  9. 　前記分離壁の高さは、少なくとも100nm以上とされる
    　請求項６に記載の固体撮像装置。
  10. 　前記画素は、前記光電変換部を画素毎に分離する他の分離壁をさらに有する
    　請求項１に記載の固体撮像装置。
  11. 　前記他の分離壁は、前記分離壁と一体となって形成される
    　請求項１０に記載の固体撮像装置。
  12. 　複数の前記画素として、可視光用画素のみを備える
    　請求項１に記載の固体撮像装置。
  13. 　複数の前記画素として、可視光用画素と、赤外光用画素とを備え、
    　前記可視光用画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される
    　請求項１に記載の固体撮像装置。
  14. 　前記赤外光用画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層は、いずれも赤外光を透過するカラーフィルタにより構成される
    　請求項１３に記載の固体撮像装置。
  15. 　前記赤外光用画素における２層の前記カラーフィルタは、400乃至700nmの波長域で透過率が20％以下となり、700nm以上の波長域で透過率が80％となる分光特性を有する
    　請求項１４に記載の固体撮像装置。
  16. 　前記第１の光学フィルタ層と前記第２の光学フィルタ層とは、同一種類のカラーフィルタとされる
    　請求項１５に記載の固体撮像装置。
  17. 　前記第１の光学フィルタ層と前記第２の光学フィルタ層とは、異なる種類のカラーフィルタとされる
    　請求項１５に記載の固体撮像装置。
  18. 　画素領域に配列された複数の画素
    　を備え、
    　前記画素が、
    　　光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、
    　　前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、
    　　少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁と
    　を有する固体撮像装置の製造方法において、
    　前記分離壁を形成することと、
    　前記第１の光学フィルタ層を形成することと、
    　前記第２の光学フィルタ層を形成することと
    　を含み、
    　少なくともいずれか１つの前記画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される
    　固体撮像装置の製造方法。
  19. 　画素領域に配列された複数の画素
    　を備え、
    　前記画素は、
    　　光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、
    　　前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、
    　　少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁と
    　を有し、
    　少なくともいずれか１つの前記画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される固体撮像装置
    　を備える電子機器。
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