WO2020085115A1 - センサ素子および製造方法、並びに電子機器 - Google Patents

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Definitions

  • the present disclosure relates to a sensor element, a manufacturing method, and an electronic device, and more particularly, to a sensor element, a manufacturing method, and an electronic device capable of improving a characteristic of receiving light.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • a solid-state imaging device is configured by arranging a plurality of pixels in an array on a light receiving surface that receives light from a subject, and collects light for each pixel so that light can be received well. Attempts have been made to improve light and prevent reflection on the light receiving surface.
  • Patent Document 1 the central portion of the pixel of the infrared light detecting portion is centered, and the radius of curvature is gradually changed step by step from the central portion to the periphery so that light can be condensed to the central portion.
  • a solid-state image sensor having a structure in which the above condensing lens is formed.
  • Patent Document 2 a semiconductor substrate in which a photoelectric conversion unit is formed for each of a plurality of pixels, and a plurality of types of protrusions having different heights provided on the light incident surface side on which light is incident on the semiconductor substrate.
  • a solid-state image sensor having a structure including an antireflection structure that is a formed structure is disclosed.
  • an antireflection structure is formed by performing a process of digging the light incident surface of the semiconductor substrate in a plurality of stages under different processing conditions.
  • the antireflection structure is a structure in which a second protrusion having a height lower than that of the first protrusion is formed between the first protrusions having a predetermined height.
  • the solid-state imaging devices disclosed in Patent Documents 1 and 2 may be used only for photographing monochromatic light such as infrared rays because there is a concern that light may be scattered right and left and color mixture of adjacent pixels may be deteriorated. To be done.
  • light collection such as a Fresnel lens is realized, and light is collected by the on-chip lens for each pixel. It was difficult to achieve height reduction and sensitivity improvement.
  • the present disclosure has been made in view of such a situation, and is intended to improve the characteristics of receiving light.
  • a sensor element is a semiconductor substrate having a first surface on which light is incident and a second surface facing the opposite side to the first surface, and a photoelectric element provided on the semiconductor substrate.
  • a plurality of pixels including a photoelectric conversion region for performing conversion and a plurality of grooves provided in the first surface of the pixel are provided, and the grooves are formed in the second surface of the semiconductor substrate in a cross-sectional view.
  • it has a first groove side surface provided along a vertical direction and a second groove side surface provided in a direction different from the vertical direction.
  • a manufacturing method is a semiconductor substrate having a first surface on which light is incident and a second surface facing away from the first surface, and a photoelectric device provided on the semiconductor substrate.
  • a manufacturing apparatus for manufacturing a sensor element including a plurality of pixels including a photoelectric conversion region for performing conversion and a plurality of grooves provided on the first surface of the pixel, wherein the groove is a cross-sectional view of the semiconductor It is formed so as to have a first groove side surface provided along a direction perpendicular to the second surface of the substrate and a second groove side surface provided in a direction different from the perpendicular direction. Including that.
  • An electronic device is a semiconductor substrate having a first surface on which light is incident and a second surface facing away from the first surface, and a photoelectric device provided on the semiconductor substrate.
  • a plurality of pixels including a photoelectric conversion region for performing conversion and a plurality of grooves provided in the first surface of the pixel are provided, and the grooves are formed in the second surface of the semiconductor substrate in a cross-sectional view.
  • a sensor element having a first groove side surface provided along a direction perpendicular thereto and a second groove side surface provided in a direction different from the vertical direction is provided.
  • the groove is provided in a direction different from the direction perpendicular to the first groove side surface provided along the direction perpendicular to the second surface of the semiconductor substrate in a cross-sectional view. And a second groove side face formed by cutting.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a first embodiment of a pixel to which the present technology is applied.
  • the pixel 11 is configured by laminating a semiconductor substrate 21, an antireflection film 22, and a protective film 23, and a light collecting structure 24 is formed on the surface of the semiconductor substrate 21.
  • a photoelectric conversion unit (not shown) that receives the light emitted to the pixel 11 and performs photoelectric conversion is formed.
  • the antireflection film 22 is formed on the surface of the semiconductor substrate 21 to prevent reflection of light irradiated on the semiconductor substrate 21.
  • the antireflection film 22 is formed so that a laminated structure in which a fixed charge film and an oxide film are laminated is along the shape of the light collecting structure 24.
  • an insulating thin film having a high dielectric constant (High-k) by an ALD (Atomic Layer Deposition) method can be used.
  • hafnium oxide (HfO2), aluminum oxide (Al2O3), titanium oxide (TiO2), STO (Strontium TitanOxide) or the like can be used.
  • the protective film 23 is formed on the antireflection film 22 to protect the light collecting structure 24.
  • the protective film 23 is formed of a transparent inorganic material or an organic material so as to fill the concave portion of the light collecting structure 24 and flatten its surface.
  • the light-collecting structure 24 has a surface shape of the semiconductor substrate 21 having a plurality of slopes such that the concave portion becomes deeper from the center of the pixel 11 to the outside, and the concave-convex shape is formed symmetrically with respect to the center of the pixel 11.
  • Light incident on the substrate 21 is condensed toward the center of the pixel 11. That is, the concavo-convex shape of the light condensing structure 24 is formed with a plurality of concave portions including inclined surfaces and vertical surfaces so as to condense light toward the center of the pixel 11.
  • the concavo-convex shape having a function of condensing light like the light condensing structure 24 is also referred to as a Fresnel shape.
  • the light-collecting structure 24 is perpendicular to the surface (the surface on which the wiring layer 25 of FIG. 3 is laminated) facing the opposite side to the light-receiving surface of the semiconductor substrate 21 in a cross-sectional view. Is formed by a plurality of grooves having a vertical surface (first groove side surface) provided along the vertical direction and an inclined surface (second groove side surface) provided in a direction different from the vertical direction.
  • first groove side surface first groove side surface
  • second groove side surface inclined surface
  • the plurality of grooves forming the light-collecting structure 24 are vertical and inclined surfaces so as to be line-symmetric with respect to the vertical direction with the center of the pixel 11 as a reference in cross-sectional view. And are provided. Further, in the pixel 11, the individual grooves forming the light-collecting structure 24 have a vertical surface and an inclined surface such that they are asymmetric with respect to the vertical direction with respect to the bottom of each groove in cross-sectional view. Is provided. Further, the vertical surface and the inclined surface have different lengths in cross-sectional view.
  • the light collecting structure 24 is formed so that the height of the Fresnel shape is uniform and the width of the Fresnel shape is uniform or becomes smaller toward the outside.
  • the light collecting structure 24 is formed so that the height h from the Fresnel-shaped concave portion to the convex portion is uniform within a manufacturing error.
  • the light-condensing structure 24 has a configuration of five concavo-convex shapes, all of the Fresnel-shaped heights h0 to h4 are uniform.
  • the light collecting structure 24 is formed so that the width d from the Fresnel-shaped concave portion to the convex portion is uniform within the range of manufacturing error.
  • the light condensing structure 24 By forming the light condensing structure 24 in this way, the light incident on the semiconductor substrate 21 can be condensed toward the center of the pixel 11. Therefore, as shown by the white arrow in FIG. 1, the light incident on the semiconductor substrate 21 can be refracted toward the center of the pixel 11 and condensed toward the center of the pixel 11.
  • the light-collecting structure 24 is formed so that the fresnel-shaped height h is uniform, and the fresnel-shaped width d becomes smaller from the center of the pixel 11 toward the outside (that is, d0 ⁇ d1 ⁇ d2 ⁇ ). It may be formed such that d3 ⁇ d4 ⁇ ... ⁇ dn). With such a condensing structure 24, the light incident on the semiconductor substrate 21 can be refracted more toward the center of the pixel 11 toward the outside, and can be effectively condensed toward the center of the pixel 11.
  • FIG. 3 shows a first configuration example of an image pickup device configured by arranging a plurality of pixels.
  • the image sensor 31 is housed inside a package 32, and the opening of the package 32 is sealed with transparent glass 33.
  • the image pickup device 31 is provided with a wiring for transmitting a driving signal for driving the pixel 11 and a wiring for transmitting a pixel signal output from the pixel 11 on the surface opposite to the light receiving surface of the semiconductor substrate 21.
  • the wiring layer 25 has a laminated structure. Further, in the image sensor 31 having the configuration example shown in FIG. 3, the surface of the protective film 23 is formed flat.
  • the element isolation portion 26 in which a material having a light shielding property is embedded in a trench formed by engraving the semiconductor substrate 21 is provided.
  • the element isolation portion 26 is a trench provided from the light receiving surface side where the semiconductor substrate 21 receives light, or the surface opposite to the light receiving surface (that is, the surface where the wiring layer 25 is laminated) side. It is composed of a trench provided from.
  • a dielectric material is embedded in the element isolation portion 26, or a dielectric material and a light shielding film are embedded.
  • This dielectric can be made of materials such as silicon oxide, hafnium oxide film, aluminum oxide, and silicon nitride film.
  • the light-shielding film may be made of, for example, a material containing a specific metal, metal alloy, metal nitride, or metal silicide.
  • the light-shielding film includes W (tungsten), Ti (titanium), Ta (tantalum), Ni (nickel), Mo (molybdenum), Cr (chromium), Ir (iridium), platinum iridium, TiN ( Titanium nitride), a tungsten silicon compound, or the like.
  • the element isolation portion 26 may be made of a material other than these, and, for example, a substance having a light-shielding property other than metal can be used.
  • the image pickup device 31 has a structure in which the light collecting structure 24 is provided in each pixel 11, so that the image pickup device 31 can be manufactured at a lower cost.
  • the image pickup device 31 configured as described above, by providing the light collecting structure 24 on the light receiving surface of the semiconductor substrate 21, the light is collected in the center of the pixel 11 to improve the photoelectric conversion efficiency, and each pixel 11 is provided. It is possible to improve the characteristic of receiving light.
  • the image pickup device 31 can prevent the light emitted to the pixels 11 from being scattered left and right by the light converging structure 24, and can reduce the color mixture to the adjacent pixels 11, for example.
  • the structure in which the light-collecting structure 24 is provided on the light-receiving surface of the semiconductor substrate 21 makes it possible to reduce the height and sensitivity of the image pickup device 31 and reduce the cost.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a second embodiment of a pixel to which the present technology is applied.
  • the pixel 11A is configured by stacking a semiconductor substrate 21, an antireflection film 22, and a protective film 23, similarly to the pixel 11 of FIG.
  • the shape of the light collecting structure 24A of the pixel 11A is different from the shape of the light collecting structure 24 of the pixel 11 of FIG.
  • the light collecting structure 24A is formed so that the height h from the Fresnel-shaped concave portion to the convex portion increases from the center of the pixel 11A toward the outside.
  • the height h0 of the first Fresnel shape from the center of the pixel 11A is the smallest and the second height from the center of the pixel 11A is the second.
  • the height h1 of the Fresnel shape is larger than the height h0.
  • the height h4 of the fifth Fresnel shape from the center of the pixel 11A becomes the largest.
  • the condensing structure 24A is formed so that the Fresnel-shaped heights h0 to hn have a relationship of h0 ⁇ h1 ⁇ h2 ⁇ h3 ⁇ h4 ⁇ ... ⁇ hn in a configuration including n concave and convex shapes. To be done.
  • the light collecting structure 24A is formed such that the width d from the Fresnel-shaped concave portion to the convex portion is equal or smaller from the center of the pixel 11A toward the outside.
  • the width d0 of the first Fresnel shape from the center of the pixel 11A is the largest and the width d1 of the second Fresnel shape from the center of the pixel 11A is the width. It is smaller than d0.
  • the width d4 of the fifth Fresnel shape from the center of the pixel 11A is the smallest.
  • the condensing structure 24A is formed so that the Fresnel-shaped widths d0 to dn have a relation of d0 ⁇ d1 ⁇ d2 ⁇ d3 ⁇ d4 ⁇ ... It
  • the light-collecting structure 24A By forming the light-collecting structure 24A in this manner, it is possible to reduce the refraction of light near the center of the pixel 11A and increase the refraction toward the outside of the pixel 11A. Therefore, as shown by the white arrow in FIG. 4, the light incident on the semiconductor substrate 21 is refracted toward the center of the pixel 11A as it goes outward, and is effectively condensed toward the center of the pixel 11A. be able to.
  • FIG. 6 shows a second configuration example of the image pickup device configured by arranging a plurality of pixels.
  • the wiring layer 25 is laminated on the semiconductor substrate 21 and the surface of the protective film 23 is formed flat, similarly to the image pickup device 31 of FIG. Further, also in the image pickup element 31A, the element separation portion 26 that separates the adjacent pixels 11A in the semiconductor substrate 21 is formed.
  • the light collecting structure 24A as described with reference to FIGS. 4 and 5 is formed on the surface of the semiconductor substrate 21 for each pixel 11A.
  • the image pickup device 31A is also housed inside the package 32, and the opening of the package 32 is sealed by the transparent glass 33, like the image pickup device 31 of FIG.
  • the image pickup device 31A configured as described above can improve the characteristic of receiving light of each pixel 11A, similarly to the image pickup device 31 of FIG.
  • FIG. 7 shows a third configuration example of the image pickup device configured by arranging a plurality of pixels.
  • the wiring layer 25 is laminated on the semiconductor substrate 21, and the element separation portion 26 for separating adjacent pixels 11B in the semiconductor substrate 21 is provided. Has been formed. Further, in the image pickup device 31B, a light collecting structure 24B having the same shape as the light collecting structure 24A of the image pickup device 31A of FIG. 6 is formed on the surface of the semiconductor substrate 21 for each pixel 11B.
  • the image pickup device 31B is configured by laminating a color filter 27 and an on-chip lens 28 on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 21 with the antireflection film 22 interposed therebetween.
  • the color filter 27 transmits the light of the color received by each pixel 11B for each pixel 11B.
  • the color filter 27-1 transmits red (R) light
  • the color filter 27-2 transmits green (G) light
  • the color filter 27-3 transmits blue (R) light.
  • B) light is transmitted
  • the color filter 27-4 transmits red (R) light.
  • a filter that transmits near-infrared light, a transparent filter, or a color filter that transmits another color may be used.
  • the on-chip lens 28 collects the light received by each pixel 11B for each pixel 11B.
  • the image pickup device 31B is also housed inside the package 32, and the opening of the package 32 is sealed with transparent glass 33, like the image pickup device 31 of FIG.
  • the image sensor 31B configured as described above can improve the characteristic of receiving light for each pixel 11B, as in the case of the image sensor 31 of FIG. Further, the image pickup device 31B reduces color mixture of light, and thus, unlike the solid-state image pickup device disclosed in Patent Document 1 described above, not only monochromatic light such as infrared rays but also a color image including other wavelengths. Can be imaged.
  • FIG. 8 shows a fourth configuration example of the image pickup device configured by arranging a plurality of pixels.
  • the wiring layer 25 is laminated on the semiconductor substrate 21 as in the image pickup device 31B of FIG.
  • the color filter 27 and the on-chip lens 28 are laminated.
  • the element separation portion 26 that separates the adjacent pixels 11C in the semiconductor substrate 21 is formed.
  • the image pickup device 31C is configured such that the shape of the light collecting structure 24C is different for each pixel 11C depending on the color (wavelength) of the light transmitted by each color filter 27.
  • the pixel 11C-1 in which the color filter 27-1 that transmits red light having a long wavelength is arranged has a Fresnel filter so that light is condensed in a deep region of the semiconductor substrate 21.
  • the light converging structure 24C-1 is formed in a shape having a shallow concave portion and a gentle inclination.
  • the Fresnel-shaped concave portion is deep and inclined so that the light is condensed in the shallow region of the semiconductor substrate 21.
  • the condensing structure 24C-3 is formed in a shape in which the angle is steep.
  • the pixel 11C-2 in which the color filter 27-2 that transmits green light having a shorter wavelength than red and a longer wavelength than blue is arranged has a light collecting structure 24C-1 and a light collecting structure 24C-3.
  • the converging structure 24C-2 is formed so that the Fresnel-shaped concave portion and the inclination angle are in the middle between them so that the light is condensed in the intermediate region.
  • the image pickup device 31C configured in this way can improve the characteristic of receiving light for each pixel 11C, similarly to the image pickup device 31 of FIG. Then, the image pickup device 31C can optimize the light collection for each color of the light received by the pixel 11C.
  • the light-collecting structure 24 is provided on the semiconductor substrate 21 rather than on the pixel 11C-1 in which the color filter 27-1 is arranged.
  • the condensing structure 24C is formed in a shape that allows light to reach a deeper region.
  • FIG. 10 shows a fifth configuration example of an image pickup device configured by arranging a plurality of pixels.
  • the wiring layer 25 is laminated on the semiconductor substrate 21, and the antireflection film 22 is provided on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 21.
  • the color filter 27 and the on-chip lens 28 are laminated.
  • the element separation portion 26 that separates the adjacent pixels 11D in the semiconductor substrate 21 is formed, and the light collection structure 24D having the same shape as the light collection structure 24A of the image pickup device 31A in FIG. It is formed on the surface of the substrate 21.
  • the image pickup device 31D is configured such that the reflective film 29 is provided between the semiconductor substrate 21 and the wiring layer 25 for each pixel 11D, and the reflective condensing structure 30 is formed on the reflective film 29.
  • the reflective film 29 is made of a metal formed on the surface of the semiconductor substrate 21 opposite to the light receiving surface, and reflects the light transmitted through the semiconductor substrate 21.
  • the reflective condensing structure 30 is formed in a Fresnel shape such that the light reflected by the reflective film 29 is directed to the center of the pixel 11D.
  • the reflective condensing structure 30 of the reflective film 29 reflects the light transmitted through the semiconductor substrate 21 toward the center of the pixel 11D.
  • the image pickup device 31D configured as described above can improve the characteristic of receiving light for each pixel 11D, like the image pickup device 31 of FIG. Further, the image pickup device 31D can further improve the sensitivity by the reflection film 29 having the reflection and light collection structure 30.
  • the light condensing structure 24E provided on the light receiving surface of the semiconductor substrate 21. It is also possible to adopt a modified example in which is formed flat.
  • FIG. 13 shows an example of a planar layout of the light-collecting structure 24F formed in an elongated linear shape when viewed in plan.
  • FIG. 13A shows a planar configuration of the pixel 11F provided with the light collecting structure 24F
  • FIG. 13B shows a sectional configuration of the pixel 11F provided with the light collecting structure 24F.
  • a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line AB in FIG. 13A is shown.
  • the light collecting structure 24F is provided with a slope similar to that of the light collecting structure 24 in FIG. 1, and the slope has a shape of line symmetry so as to incline toward both sides of the pixel 11F.
  • the photoelectric conversion unit 41 formed on the semiconductor substrate 21 is shown by a broken line
  • a state in which the plurality of pixels 11F are arranged in a matrix form is the photoelectric conversion unit 41. It is represented by a broken line.
  • the light collecting structure 24F is formed along the column direction over the plurality of pixels 11F.
  • such a light collecting structure 24F is suitable for application to a line type sensor.
  • FIG. 14 shows an example of a planar layout of the light collecting structure 24G formed in a square shape when viewed in plan.
  • FIG. 14A shows a planar configuration of the pixel 11G provided with the light collecting structure 24G
  • FIG. 14B shows a sectional configuration of the pixel 11G provided with the light collecting structure 24G.
  • a cross-sectional view taken along the chain line AB shown in A of FIG. 14 is shown.
  • the light collecting structure 24G is provided with a slope similar to that of the light collecting structure 24 of FIG. 1, and the slope is inclined toward the four sides of the pixel 11G, and has a shape symmetrical with respect to the center of the pixel 11G. .
  • the photoelectric conversion unit 41 formed on the semiconductor substrate 21 is shown by a broken line
  • a state in which the plurality of pixels 11G are arranged in a matrix form is the photoelectric conversion unit 41. It is represented by a broken line.
  • the light collecting structure 24G is formed such that a square shape is repeated in the row direction and the column direction for each of the plurality of pixels 11G.
  • FIG. 15 shows an example of a planar layout of the light collecting structure 24H formed in a circular shape when viewed in plan.
  • FIG. 15A shows a planar configuration of the pixel 11H provided with the light collecting structure 24H
  • FIG. 15B shows a sectional configuration of the pixel 11H provided with the light collecting structure 24H.
  • a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line AB in FIG. 15A is shown.
  • the condensing structure 24H is provided with a slope similar to that of the condensing structure 24A in FIG. 4, and the slope is inclined toward the outer periphery of the pixel 11H so as to form a concentric circle with respect to the center of the pixel 11H (so-called Fresnel. Lens shape).
  • the photoelectric conversion unit 41 formed on the semiconductor substrate 21 is shown by a broken line
  • FIG. 15C the state in which the plurality of pixels 11H are arranged in a matrix is the photoelectric conversion unit 41. It is represented by a broken line.
  • the light collecting structure 24H is formed such that a circular shape is repeated in the row direction and the column direction for each of the plurality of pixels 11G.
  • FIG. 16 shows an example of a planar layout in a configuration in which pupil correction is applied to the condensing structure 24H that is circular when viewed in plan.
  • FIG. 16 similarly to C in FIG. 15, a state in which the plurality of pixels 11H are arranged in a matrix is represented by a broken line of the photoelectric conversion unit 41.
  • the center of the condensing structure 24H in the pixel 11H arranged in the center of the whole, the center of the condensing structure 24H has a shape arranged in the center, and the pixel arranged on the outer side.
  • the shape of 11H is such that the center of the light collecting structure 24H is closer to the central portion of the whole.
  • the condensing structure 24H to which such pupil correction is applied is suitable for application to a sensor for a point light source.
  • the planar shape of the light collecting structure 24 is not limited to the configuration examples shown in FIGS. 13 to 16, and various other shapes can be adopted.
  • FIG. 17 the pixel 11J-1 arranged near the left end of the image sensor 31J, the pixel 11J-2 arranged at the center of the image sensor 31J, and the pixel 11J arranged near the right end of the image sensor 31J-3.
  • a schematic cross-sectional configuration of -3 is shown.
  • a light collecting structure 24J-2 is formed on the light receiving surface of the semiconductor substrate 21. Then, as the image height of the image pickup device 31J is higher on the outside, the light collecting structure 24J-1 of the pixel 11J-1 and the light collecting structure 24J-3 of the image pickup device 31J-3 are formed such that the Fresnel-shaped concave portion becomes deeper. It
  • the arrangement of the on-chip lens 28 and the color filter 27 is shifted with respect to the point light source, and the light condensing structure 24J formed on the surface of the semiconductor substrate 21 has the center of the pixel 11J according to each arrangement. It is formed so that the light is focused on.
  • FIG. 18 shows an example of a planar layout of the light collecting structure 24J formed in this way.
  • the light concentrating structure 24 ⁇ / b> J has a fan shape in a plan view from the center to the outside.
  • FIG. 19 the pixel 11K-1 arranged near the left end of the image sensor 31K, the pixel 11K-2 arranged at the center of the image sensor 31K, and the pixel 11K arranged near the right end of the image sensor 31K-3.
  • a schematic cross-sectional configuration of -3 is shown.
  • the light collecting structure 24K-2 is formed flat on the light receiving surface of the semiconductor substrate 21, and the reflection light collecting structure of the reflecting film 29K is formed.
  • 30K is formed flat.
  • the light-collecting structure 24K-1 of the pixel 11K-1 and the light-collecting structure 24K-3 of the image pickup device 31K-3 are formed such that the Fresnel-shaped recess is deeper.
  • the reflective condensing structure 30K of the reflective film 29K is also formed such that the Fresnel-shaped concave portion becomes deep. That is, the size of the reflection film 29K varies depending on the image height, and the light is condensed at the center of the pixel 11J according to each arrangement.
  • a SiN film 51 is formed on the light receiving surface of the semiconductor substrate 21, and a mask is formed on the SiN film 51 with a resist 52.
  • the SiN film 51 is dry-etched using the resist 52 as a mask, as shown in the second row from the top of FIG.
  • the resist 52 is removed, and the semiconductor substrate 21 is dry-etched using the SiN film 51 as a mask to form a trench.
  • the SiN film 51 is removed as shown in the fourth row from the top of FIG.
  • a SiN film 53 is formed, and the trench of the semiconductor substrate 21 is also filled with the SiN film 53.
  • a mask is formed on the SiN film 53 with a resist 54 as shown in the second row from the top of FIG.
  • the SiN film 53 is dry-etched using the resist 54 as a mask, as shown in the third row from the top of FIG.
  • the semiconductor substrate 21 is wet-etched or dry-etched using the SiN film 53 as a mask. At this time, by performing anisotropic etching (using the Si100 surface), an inclination which becomes the light collecting structure 24 is formed.
  • the SiN film 53 and the resist 54 are removed as shown in the first step from the top of FIG.
  • the antireflection film 22 can have a laminated structure of a hafnium oxide film, an aluminum oxide film, and a silicon oxide film, as described above.
  • the protective film 23 is formed to manufacture the pixel 11 in which the light collecting structure 24 is formed on the light receiving surface of the semiconductor substrate 21. .
  • a Fresnel shape corresponding to the light converging structure 24A is formed as a desired shape on the nanoimprint mold. Then, a Fresnel-shaped resist 55 is formed on the light receiving surface of the semiconductor substrate 21 by nanoimprinting.
  • the Fresnel shape of the resist 55 is transferred to the light receiving surface of the semiconductor substrate 21 by processing by dry etching, and the light collecting structure 24A is formed. It is formed.
  • the color filter 27 and the on-chip lens 28 are formed after the antireflection film 22 is formed on the light collecting structure 24A, so that the semiconductor substrate is formed.
  • the pixel 11A having the light collecting structure 24A formed on the light receiving surface of 21 is manufactured.
  • the image pickup device 31 as described above may be applied to various electronic devices such as an image pickup system such as a digital still camera and a digital video camera, a mobile phone having an image pickup function, or another device having an image pickup function. You can
  • FIG. 24 is a block diagram showing a configuration example of an imaging device mounted on an electronic device.
  • the image pickup apparatus 101 includes an optical system 102, an image pickup element 103, a signal processing circuit 104, a monitor 105, and a memory 106, and can pick up still images and moving images.
  • the optical system 102 is configured to have one or more lenses, guides image light (incident light) from a subject to the image sensor 103, and forms an image on the light receiving surface (sensor unit) of the image sensor 103.
  • the image sensor 31 described above is applied as the image sensor 103. Electrons are accumulated in the image sensor 103 for a certain period of time according to the image formed on the light receiving surface via the optical system 102. Then, a signal corresponding to the electrons accumulated in the image sensor 103 is supplied to the signal processing circuit 104.
  • the signal processing circuit 104 performs various kinds of signal processing on the pixel signals output from the image sensor 103.
  • An image (image data) obtained by performing signal processing by the signal processing circuit 104 is supplied to the monitor 105 and displayed, or supplied to the memory 106 and stored (recorded).
  • the image pickup apparatus 101 configured as described above can pick up an image with higher sensitivity, for example.
  • FIG. 25 is a diagram showing a usage example using the above-described image sensor (imaging device).
  • the image sensor described above can be used in various cases for sensing light such as visible light, infrared light, ultraviolet light, and X-rays as described below.
  • -A device that captures images used for viewing, such as a digital camera or a portable device with a camera function.
  • a digital camera or a portable device with a camera function for safe driving such as automatic stop and recognition of the driver's condition.
  • Devices used for traffic such as in-vehicle sensors that take images of the back, surroundings, and inside the vehicle, surveillance cameras that monitor running vehicles and roads, ranging sensors that measure distances between vehicles, etc.
  • Devices used for home appliances such as TVs, refrigerators, and air conditioners to take images and operate the devices in accordance with the gestures ⁇ Endoscopes, devices that perform blood vessel imaging by receiving infrared light, etc.
  • Security devices such as security surveillance cameras and person authentication cameras
  • Skin measuring device for skin and scalp Of a beauty such as a microscope Equipment used for sports
  • Devices used for sports such as action cameras and wearable cameras for sports etc.
  • Used for agriculture such as cameras for monitoring the condition of fields and crops apparatus
  • a semiconductor substrate having a first surface on which light is incident and a second surface facing away from the first surface;
  • a plurality of grooves provided on the first surface of the pixel, The groove has a first groove side surface provided along a direction perpendicular to the second surface of the semiconductor substrate and a second groove provided in a direction different from the perpendicular direction in a cross-sectional view.
  • a groove side surface of the sensor element is also be configured as below.
  • each of the grooves provided in the pixel has the first groove side surface and the second groove side surface asymmetrical with respect to the vertical direction with the bottom of the groove as a reference.
  • a light-collecting structure that collects light for each of the pixels is provided by the plurality of the grooves, As the light-collecting structure, a concavo-convex shape is formed by a vertical surface that is the first groove side surface and a second groove side surface that is an inclined surface that inclines so that the recess becomes deeper from the center of the pixel toward the outside.
  • a plurality of the sensor elements according to any one of (1) to (4), wherein the centers of the pixels are provided symmetrically.
  • a color filter that transmits the light of the color received by each pixel
  • (11) The sensor element according to any one of (5) to (10) above, wherein the light-collecting structure is formed in a linear shape when seen in a plan view.
  • (12) The sensor element according to any one of (5) to (10) above, wherein the light-collecting structure is formed in a square shape in a plan view.
  • a plurality of semiconductor substrates including a semiconductor substrate having a first surface on which light is incident and a second surface facing the first surface and a photoelectric conversion region provided on the semiconductor substrate for performing photoelectric conversion.
  • a manufacturing apparatus for manufacturing a sensor element including a pixel and a plurality of grooves provided on the first surface of the pixel,
  • the groove has a first groove side surface provided along a direction perpendicular to the second surface of the semiconductor substrate and a second groove provided in a direction different from the perpendicular direction in a cross-sectional view. And a groove side surface of the groove.
  • channel is a manufacturing method as described in said (16) formed by transferring the resist produced by nanoimprint to the said semiconductor substrate.
  • a semiconductor substrate having a first surface on which light is incident and a second surface facing away from the first surface;
  • a plurality of grooves provided on the first surface of the pixel, The groove has a first groove side surface provided along a direction perpendicular to the second surface of the semiconductor substrate and a second groove provided in a direction different from the perpendicular direction in a cross-sectional view.
  • An electronic device including a sensor element having a groove side surface.

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Abstract

本開示は、光を受光する特性の改善を図ることができるようにするセンサ素子および製造方法、並びに電子機器に関する。 センサ素子は、光が入射する第１の面と第１の面に対して反対側を向く第２の面とを有する半導体基板と、半導体基板に設けられた光電変換を行う光電変換領域を含む複数の画素と、画素の第１の面に設けられた複数の溝とを備える。そして、溝は、断面視で、半導体基板の第２の面に対して垂直な方向に沿って設けられた第１の溝側面と、垂直な方向とは異なる方向に設けられた第２の溝側面とを有する。本技術は、例えば、CMOSイメージセンサに適用できる。

Description

センサ素子および製造方法、並びに電子機器
　本開示は、センサ素子および製造方法、並びに電子機器に関し、特に、光を受光する特性の改善を図ることができるようにしたセンサ素子および製造方法、並びに電子機器に関する。
　従来、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像機能を備えた電子機器においては、例えば、CCD（Charge Coupled Device）やCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの固体撮像素子が使用されている。例えば、固体撮像素子は、被写体からの光を受光する受光面に複数の画素がアレイ状に配置されて構成されており、光を良好に受光することができるように、画素ごとの光の集光を改善したり、受光面における反射を防止したりすることが試みられている。
　例えば、特許文献１には、赤外光検出部の画素の中央部を中心にして、この中心部から周辺にかけ、曲率半径を段ごとに次第に変化させて、中央部への集光を可能にした集光レンズを形成した構造の固体撮像素子が開示されている。
　また、特許文献２には、複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体基板と、その半導体基板に光が入射する光入射面側に設けられ、高さの異なる複数種類の突起部が形成された構造である反射防止構造とを備えた構造の固体撮像素子が開示されている。この固体撮像素子は、それぞれ異なる加工条件より複数段階に分けて半導体基板の光入射面を掘り込む加工を行うことにより反射防止構造が形成される。そして、反射防止構造は、所定の高さの第１の突起部の間に、第１の突起部よりも高さの低い第２の突起部が形成された構造となっている。
特開昭６１－１４５８６１号公報 特開２０１５－２２０３１３号公報
　ところで、特許文献１および２で開示されている固体撮像素子は、光が左右に散乱して隣接画素の混色が悪化することが懸念され、赤外線などの単色光の撮影での用途しかないと想定される。特に、特許文献２に開示されている固体撮像素子の構造では、フレネルレンズのような集光を実現することが想定されておらず、画素ごとのオンチップレンズで光を集光するため、低背化および感度向上を実現することは困難であった。
　本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、光を受光する特性の改善を図ることができるようにするものである。
　本開示の一側面のセンサ素子は、光が入射する第１の面と前記第１の面に対して反対側を向く第２の面とを有する半導体基板と、前記半導体基板に設けられた光電変換を行う光電変換領域を含む複数の画素と、前記画素の前記第１の面に設けられた複数の溝とを備え、前記溝は、断面視で、前記半導体基板の前記第２の面に対して垂直な方向に沿って設けられた第１の溝側面と、前記垂直な方向とは異なる方向に設けられた第２の溝側面とを有する。
　本開示の一側面の製造方法は、光が入射する第１の面と前記第１の面に対して反対側を向く第２の面とを有する半導体基板と、前記半導体基板に設けられた光電変換を行う光電変換領域を含む複数の画素と、前記画素の前記第１の面に設けられた複数の溝とを備えるセンサ素子を製造する製造装置が、前記溝は、断面視で、前記半導体基板の前記第２の面に対して垂直な方向に沿って設けられた第１の溝側面と、前記垂直な方向とは異なる方向に設けられた第２の溝側面とを有するように形成することを含む。
　本開示の一側面の電子機器は、光が入射する第１の面と前記第１の面に対して反対側を向く第２の面とを有する半導体基板と、前記半導体基板に設けられた光電変換を行う光電変換領域を含む複数の画素と、前記画素の前記第１の面に設けられた複数の溝とを備え、前記溝は、断面視で、前記半導体基板の前記第２の面に対して垂直な方向に沿って設けられた第１の溝側面と、前記垂直な方向とは異なる方向に設けられた第２の溝側面とを有するセンサ素子を備える。
　本開示の一側面においては、溝は、断面視で、半導体基板の第２の面に対して垂直な方向に沿って設けられた第１の溝側面と、垂直な方向とは異なる方向に設けられた第２の溝側面とを有する。
本技術を適用した画素の第１の実施の形態の構成例を示す図である。 図１の画素のフレネル構造を拡大して示す図である。 図１の画素を有する撮像素子の第１の構成例を示す図である。 本技術を適用した画素の第２の実施の形態の構成例を示す図である。 図４の画素のフレネル構造を拡大して示す図である。 図４の画素を有する撮像素子の第２の構成例を示す図である。 撮像素子の第３の構成例を示す図である。 撮像素子の第４の構成例を示す図である。 集光する光の色に応じたフレネル構造の一例を示す図である。 撮像素子の第５の構成例を示す図である。 図１０の撮像素子の画素の構造を示す図である。 図１１の画素の変形例を示す図である。 直線形状に形成された集光構造の平面的なレイアウト例を示す図である。 正方形型に形成された集光構造の平面的なレイアウト例を示す図である。 丸型に形成された集光構造の平面的なレイアウト例を示す図である。 丸型に形成された集光構造に、瞳補正を適用した構成の平面的なレイアウト例を示す図である。 集光構造の瞳補正について説明する図である。 瞳補正を適用した集光構造の平面的なレイアウト例を示す図である。 集光構造および反射集光構造の瞳補正について説明する図である。 画素の第１の製造方法について説明する図である。 画素の第１の製造方法について説明する図である。 画素の第１の製造方法について説明する図である。 画素の第２の製造方法について説明する図である。 撮像装置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。
　以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
　＜画素の第１の構成例＞
　図１は、本技術を適用した画素の第１の実施の形態の構成例を示す図である。
　図１に示すように、画素１１は、半導体基板２１、反射防止膜２２、および保護膜２３が積層されて構成され、半導体基板２１の表面に集光構造２４が形成されている。
　半導体基板２１には、画素１１に照射される光を受光して光電変換を行う光電変換部（図示せず）が形成される。
　反射防止膜２２は、半導体基板２１の表面に対して成膜され、半導体基板２１に照射される光の反射を防止する。例えば、反射防止膜２２は、固定電荷膜および酸化膜が積層された積層構造が、集光構造２４の形状に沿うように形成される。また、反射防止膜２２として、例えば、ALD（Atomic Layer Deposition）法による高誘電率（High-k）の絶縁薄膜を用いることができる。具体的には、反射防止膜２２として、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）や、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、ＳＴＯ（Strontium Titan Oxide）などを用いることができる。そして、反射防止膜２２として、例えば、酸化ハフニウム膜、酸化アルミニウム膜、および酸化シリコン膜の積層構造を用いることが好適である。
　保護膜２３は、反射防止膜２２に対して成膜され、集光構造２４を保護する。例えば、保護膜２３は、透明な無機材料または有機材料によって、集光構造２４の凹部を埋め込んで、その表面を平坦化するように形成される。
　集光構造２４は、半導体基板２１の表面形状が、画素１１の中央から外側に向かうに従い凹部が深くなるような傾斜が、複数、画素１１の中央を対称として形成された凹凸形状からなり、半導体基板２１に入射する光を画素１１の中央に向かって集光する。即ち、集光構造２４の凹凸形状は、画素１１の中央に向かって光を集光するように傾斜面および垂直面からなる凹部が複数形成されている。以下、集光構造２４のように、光を集光する機能を備えた凹凸形状をフレネル形状とも称する。
　即ち、図２に示すように、集光構造２４は、断面視で、半導体基板２１の受光面に対して反対側を向く面（図３の配線層２５が積層される面）に対して垂直な方向に沿って設けられた垂直面（第１の溝側面）と、垂直な方向とは異なる方向に設けられた傾斜面（第２の溝側面）とを有する複数の溝により構成される。ここで、半導体基板２１の受光面に対して反対側を向く面に対して垂直な方向とは、図示する垂直面に沿った方向である。
　例えば、画素１１内において、集光構造２４を構成する複数の溝は、断面視で、画素１１の中心部を基準とした垂直な方向に対して線対称となるように、垂直面と傾斜面とが設けられる。また、画素１１内において、集光構造２４を構成する個々の溝は、断面視で、それぞれの溝の底部を基準とした垂直な方向に対して非対称となるように、垂直面と傾斜面とが設けられる。また、垂直面と傾斜面とは、断面視で、それぞれ長さが異なっている。
　さらに、集光構造２４は、フレネル形状の高さが均一で、かつ、フレネル形状の幅が均等に、または、外側に向かうに従い小さくなるように形成される。
　即ち、図２に示すように、集光構造２４は、フレネル形状の凹部から凸部までの高さｈが、製造誤差の範囲内で、均一となるように形成される。例えば、集光構造２４は、５個の凹凸形状からなる構成では、フレネル形状の高さｈ０乃至ｈ４の全てが均一となっている。例えば、集光構造２４は、ｎ個の凹凸形状からなる構成において、フレネル形状の高さｈ０乃至ｈｎが、ｈ０＝ｈ１＝ｈ２＝ｈ３＝ｈ４＝・・・＝ｈｎの関係となるように形成される。
　また、図２に示すように、集光構造２４は、フレネル形状の凹部から凸部までの幅ｄが、製造誤差の範囲内で、均等となるように形成される。例えば、集光構造２４は、５個の凹凸形状からなる構成では、フレネル形状の幅ｄ０乃至ｄ４の全てが均等となっている。即ち、集光構造２４は、ｎ個の凹凸形状からなる構成において、フレネル形状の幅ｄ０乃至ｄｎが、ｄ０＝ｄ１＝ｄ２＝ｄ３＝ｄ４＝・・・＝ｄｎの関係となるように形成される。
　このように集光構造２４を形成することによって、半導体基板２１に入射する光を画素１１の中央に向かって集光することができる。従って、図１の白抜きの矢印で示すように、半導体基板２１に入射する光が画素１１の中央に向かって屈折して、画素１１の中央に向かって集光することができる。
　なお、集光構造２４は、フレネル形状の高さｈが均一となるように形成され、かつ、フレネル形状の幅ｄが画素１１の中央から外側に向かうに従って小さく（即ち、ｄ０≧ｄ１≧ｄ２≧ｄ３≧ｄ４≧・・・≧ｄｎ）なるように形成してもよい。このような集光構造２４によって、半導体基板２１に入射する光を、外側になるほど画素１１の中央に向かって大きく屈折させ、画素１１の中央に向かって効果的に集光することができる。
　＜撮像素子の第１の構成例＞
　図３には、複数の画素が配置されて構成される撮像素子の第１の構成例が示されている。
　図３に示すように、撮像素子３１は、パッケージ３２の内部に収納されており、パッケージ３２の開口部分は透明ガラス３３により封止されている。
　撮像素子３１は、半導体基板２１の受光面に対して反対側の面に、画素１１を駆動するための駆動信号を伝送する配線や画素１１から出力される画素信号を伝送する配線などが形成される配線層２５が積層された構造となっている。また、図３に示す構成例の撮像素子３１では、保護膜２３の表面が平坦に形成されている。
　さらに、撮像素子３１は、半導体基板２１において隣接する画素１１どうしを分離するために、半導体基板２１を彫り込んで形成されるトレンチに遮光性を有する材料が埋め込まれた素子分離部２６が設けられる構造となっている。例えば、素子分離部２６は、半導体基板２１が光を受光する受光面側から設けられたトレンチ、または、その受光面に対して反対となる面（即ち、配線層２５が積層される面）側から設けられたトレンチにより構成される。
　素子分離部２６には、誘電体材料が埋め込まれ、または、誘電体材料と遮光膜とが埋め込まれる。この誘電体は、シリコン酸化物や、ハフニウム酸化膜、アルミニウム酸化物、シリコン窒化膜などの材料により構成することができる。
　また、遮光膜は、例えば、特定の金属、金属合金、金属窒化物、または、金属シリサイドを含む材料により構成することができる。具体的には、遮光膜は、W（タングステン）や、Ti（チタン）、Ta（タンタル）、Ni（ニッケル）、Mo（モリブデン）、Cr（クロム）、Ir（イリジウム）、白金イリジウム、TiN（チタンナイトライド）、タングステンシリコン化合物などにより構成される。なお、これら以外の材料により素子分離部２６を構成してもよく、例えば、金属以外の遮光性を有する物質を用いることができる。
　撮像素子３１は、それぞれの画素１１に集光構造２４が設けられる構造によって、より安価に撮像素子３１を製造することができる。
　以上のように構成される撮像素子３１は、半導体基板２１の受光面に集光構造２４を設けることによって、画素１１の中央に光を集光して光電変換効率を向上させ、画素１１ごとの光を受光する特性の改善を図ることができる。
　また、撮像素子３１は、集光構造２４によって、画素１１に照射される光が左右に散乱することを防止することができ、例えば、隣接する画素１１への混色を軽減させることができる。そして、半導体基板２１の受光面に集光構造２４を設ける構造によって、撮像素子３１の低背化および感度向上を図るとともに、低コスト化を実現することができる。
　＜画素の第２の構成例＞
　図４は、本技術を適用した画素の第２の実施の形態の構成例を示す図である。
　図４に示すように、画素１１Ａは、図１の画素１１と同様に、半導体基板２１、反射防止膜２２、および保護膜２３が積層されて構成される。そして、画素１１Ａは、集光構造２４Ａの形状が、図１の画素１１の集光構造２４と異なる形状となっている。
　即ち、集光構造２４Ａは、フレネル形状の凹部から凸部までの高さｈが、画素１１Ａの中央から外側に向かうに従って大きくなるように形成される。
　例えば、図５に示すように、集光構造２４Ａは、５個の凹凸形状からなる構成では、画素１１Ａの中央から１番目のフレネル形状の高さｈ０が最も小さく、画素１１Ａの中央から２番目のフレネル形状の高さｈ１は高さｈ０よりも大きくなる。以下同様に、画素１１Ａの中央から５番目のフレネル形状の高さｈ４が最も大きくなる。即ち、集光構造２４Ａは、ｎ個の凹凸形状からなる構成において、フレネル形状の高さｈ０乃至ｈｎが、ｈ０≦ｈ１≦ｈ２≦ｈ３≦ｈ４≦・・・≦ｈｎの関係となるように形成される。
　また、図５に示すように、集光構造２４Ａは、フレネル形状の凹部から凸部までの幅ｄが、画素１１Ａの中央から外側に向かうに従って均等または小さくなるように形成される。例えば、集光構造２４Ａは、５個の凹凸形状からなる構成では、画素１１Ａの中央から１番目のフレネル形状の幅ｄ０が最も大きく、画素１１Ａの中央から２番目のフレネル形状の幅ｄ１は幅ｄ０よりも小さくなる。以下同様に、画素１１Ａの中央から５番目のフレネル形状の幅ｄ４が最も小さくなる。即ち、集光構造２４Ａは、ｎ個の凹凸形状からなる構成において、フレネル形状の幅ｄ０乃至ｄｎが、ｄ０≧ｄ１≧ｄ２≧ｄ３≧ｄ４≧・・・≧ｄｎの関係となるように形成される。
　このように集光構造２４Ａを形成することによって、画素１１Ａの中心付近では光の屈折を小さくし、画素１１Ａの外側に向かうに従って屈折を大きくすることができる。従って、図４の白抜きの矢印で示すように、半導体基板２１に入射する光を、外側になるほど画素１１Ａの中央に向かって大きく屈折させ、画素１１Ａの中央に向かって効果的に集光することができる。
　なお、集光構造２４Ａは、フレネル形状の高さｈが画素１１Ａの中央から外側に向かうに従って大きくなるように形成されていて、かつ、フレネル形状の幅ｄを、製造誤差の範囲内で、均等（即ち、ｄ０＝ｄ１＝ｄ２＝ｄ３＝ｄ４＝・・・＝ｄｎ）に形成してもよい。このような集光構造２４Ａによっても、半導体基板２１に入射する光を画素１１Ａの中央に向かって集光することができ、画素１１Ａの感度を向上させることができる。
　＜撮像素子の第２の構成例＞
　図６には、複数の画素が配置されて構成される撮像素子の第２の構成例が示されている。
　図６に示すように、撮像素子３１Ａは、図３の撮像素子３１と同様に、半導体基板２１に配線層２５が積層され、保護膜２３の表面が平坦に形成されている。また、撮像素子３１Ａにおいても、半導体基板２１において隣接する画素１１Ａどうしを分離する素子分離部２６が形成されている。
　そして、撮像素子３１Ａでは、画素１１Ａごとに、図４および図５を参照して説明したような集光構造２４Ａが、半導体基板２１の表面に形成されている。
　なお、図示しないが、撮像素子３１Ａも、図３の撮像素子３１と同様に、パッケージ３２の内部に収納され、パッケージ３２の開口部分は透明ガラス３３により封止される。
　以上のように構成される撮像素子３１Ａは、図３の撮像素子３１と同様に、画素１１Ａごとの光を受光する特性の改善を図ることができる。
　＜撮像素子の第３の構成例＞
　図７には、複数の画素が配置されて構成される撮像素子の第３の構成例が示されている。
　図７に示すように、撮像素子３１Ｂは、図３の撮像素子３１と同様に、半導体基板２１に配線層２５が積層され、半導体基板２１において隣接する画素１１Ｂどうしを分離する素子分離部２６が形成されている。また、撮像素子３１Ｂでは、画素１１Ｂごとに、図６の撮像素子３１Ａの集光構造２４Ａと同様の形状の集光構造２４Ｂが、半導体基板２１の表面に形成されている。
　そして、撮像素子３１Ｂは、半導体基板２１の受光面側に、反射防止膜２２を介して、カラーフィルタ２７およびオンチップレンズ２８が積層されて構成されている。
　カラーフィルタ２７は、画素１１Ｂごとに、それぞれの画素１１Ｂが受光する色の光を透過する。例えば、図７に示す構成例では、カラーフィルタ２７－１は赤色（Ｒ）の光を透過し、カラーフィルタ２７－２は緑色（Ｇ）の光を透過し、カラーフィルタ２７－３は青色（Ｂ）の光を透過し、カラーフィルタ２７－４は赤色（Ｒ）の光を透過する。なお、このような構成の他、例えば、近赤外光を透過するフィルタや、透明のフィルタ、他の色を透過するカラーフィルタを用いる構成としてもよい。
　オンチップレンズ２８は、画素１１Ｂごとに、それぞれの画素１１Ｂが受光する光を集光する。
　なお、図示しないが、撮像素子３１Ｂも、図３の撮像素子３１と同様に、パッケージ３２の内部に収納され、パッケージ３２の開口部分は透明ガラス３３により封止される。
　以上のように構成される撮像素子３１Ｂは、図３の撮像素子３１と同様に、画素１１Ｂごとの光を受光する特性の改善を図ることができる。さらに、撮像素子３１Ｂは、光の混色を低減することで、上述した特許文献１に開示されている固体撮像素子と異なって、赤外線などの単色光だけではなく、他の波長を含めたカラー画像の撮像を行うことができる。
　＜撮像素子の第４の構成例＞
　図８には、複数の画素が配置されて構成される撮像素子の第４の構成例が示されている。
　図８に示すように、撮像素子３１Ｃは、図７の撮像素子３１Ｂと同様に、半導体基板２１に配線層２５が積層され、半導体基板２１の受光面側に、反射防止膜２２を介して、カラーフィルタ２７およびオンチップレンズ２８が積層されて構成されている。また、撮像素子３１Ｃにおいても、半導体基板２１において隣接する画素１１Ｃどうしを分離する素子分離部２６が形成されている。
　そして、撮像素子３１Ｃは、画素１１Ｃごとに、それぞれのカラーフィルタ２７が透過する光の色（波長）に応じて、集光構造２４Ｃの形状が異なるように構成されている。
　例えば、図９に示すように、波長が長い赤色の光を透過するカラーフィルタ２７－１が配置される画素１１Ｃ－１は、半導体基板２１の奥深い領域で光が集光されるように、フレネル形状の凹部が浅く、傾斜が緩い角度となる形状で集光構造２４Ｃ－１が形成される。
　また、波長が短い青色の光を透過するカラーフィルタ２７－３が配置される画素１１Ｃ－３は、半導体基板２１の浅い領域で光が集光されるように、フレネル形状の凹部が深く、傾斜が急峻な角度となる形状で集光構造２４Ｃ－３が形成される。
　また、赤色より波長が短く、かつ、青色より波長が長い緑色の光を透過するカラーフィルタ２７－２が配置される画素１１Ｃ－２は、集光構造２４Ｃ－１と集光構造２４Ｃ－３との中間の領域で光が集光されるように、フレネル形状の凹部および傾斜の角度が、それらの中間となる形状で集光構造２４Ｃ－２が形成される。
　このように構成される撮像素子３１Ｃは、図３の撮像素子３１と同様に、画素１１Ｃごとに、光を受光する特性の改善を図ることができる。そして、撮像素子３１Ｃは、画素１１Ｃが受光する光の色ごとに、集光を最適化することができる。
　なお、例えば、カラーフィルタ２７に替えて、近赤外光を透過するフィルタを用いる構成では、集光構造２４は、カラーフィルタ２７－１が配置される画素１１Ｃ－１よりも、半導体基板２１のさらに奥深い領域まで光が届くような形状で集光構造２４Ｃ形成される。
　＜撮像素子の第５の構成例＞
　図１０には、複数の画素が配置されて構成される撮像素子の第５の構成例が示されている。
　図１０に示すように、撮像素子３１Ｄは、図７の撮像素子３１Ｂと同様に、半導体基板２１に配線層２５が積層され、半導体基板２１の受光面側に、反射防止膜２２を介して、カラーフィルタ２７およびオンチップレンズ２８が積層されて構成されている。また、撮像素子３１Ｄでは、半導体基板２１において隣接する画素１１Ｄどうしを分離する素子分離部２６が形成され、図６の撮像素子３１Ａの集光構造２４Ａと同様の形状の集光構造２４Ｄが、半導体基板２１の表面に形成されている。
　そして、撮像素子３１Ｄは、半導体基板２１および配線層２５の間に、画素１１Ｄごとに、反射膜２９が設けられており、反射膜２９に反射集光構造３０が形成されて構成されている。
　反射膜２９は、半導体基板２１の受光面に対して反対側の面に成膜される金属により構成され、半導体基板２１を透過する光を反射する。
　反射集光構造３０は、反射膜２９において反射される光が、画素１１Ｄの中央に向かうようなフレネル形状に形成される。
　例えば、図１１に示すように、反射膜２９の反射集光構造３０は、半導体基板２１を透過する光を、画素１１Ｄの中央に向かって反射する。
　以上のように構成される撮像素子３１Ｄは、図３の撮像素子３１と同様に、画素１１Ｄごとの光を受光する特性の改善を図ることができる。さらに、撮像素子３１Ｄは、反射集光構造３０を有する反射膜２９によって、さらなる感度向上を図ることができる。
　なお、図１２の画素１１Ｅのように、反射集光構造３０を有する反射膜２９を設け、反射膜２９による集光を行うような構成では、半導体基板２１の受光面に設けられる集光構造２４Ｅが平坦に形成される変形例を採用してもよい。
　＜フレネル構造の平面的なレイアウト例＞
　図１３乃至図１６を参照して、集光構造２４の平面的なレイアウトについて説明する。
　図１３には、平面的に見て細長い直線形状に形成された集光構造２４Ｆの平面的なレイアウトの一例が示されている。
　図１３のＡには、集光構造２４Ｆが設けられた画素１１Ｆの平面的な構成が示されており、図１３のＢには、集光構造２４Ｆが設けられた画素１１Ｆの断面的な構成（図１３のＡに示す一点鎖線Ａ－Ｂに沿った断面図）が示されている。集光構造２４Ｆは、図１の集光構造２４と同様の斜面が設けられ、その斜面が画素１１Ｆの両側に向かって傾斜するような線対称となる形状となっている。
　また、図１３では、半導体基板２１に形成される光電変換部４１が破線で示されており、図１３のＣには、複数の画素１１Ｆが行列状に配置された状態が光電変換部４１の破線によって表されている。図示するように、集光構造２４Ｆは、複数の画素１１Ｆにわたって列方向に沿うように形成される。例えば、このような集光構造２４Ｆは、ライン型センサに適用するのに好適である。
　図１４には、平面的に見て正方形型に形成された集光構造２４Ｇの平面的なレイアウトの一例が示されている。
　図１４のＡには、集光構造２４Ｇが設けられた画素１１Ｇの平面的な構成が示されており、図１４のＢには、集光構造２４Ｇが設けられた画素１１Ｇの断面的な構成（図１４のＡに示す一点鎖線Ａ－Ｂに沿った断面図）が示されている。集光構造２４Ｇは、図１の集光構造２４と同様の斜面が設けられ、その斜面が画素１１Ｇの四方に向かって傾斜するような、画素１１Ｇの中心で点対称となる形状となっている。
　また、図１４では、半導体基板２１に形成される光電変換部４１が破線で示されており、図１４のＣには、複数の画素１１Ｇが行列状に配置された状態が光電変換部４１の破線によって表されている。図示するように、集光構造２４Ｇは、複数の画素１１Ｇごとに正方形型が行方向および列方向に繰り返すように形成される。
　図１５には、平面的に見て丸型に形成された集光構造２４Ｈの平面的なレイアウトの一例が示されている。
　図１５のＡには、集光構造２４Ｈが設けられた画素１１Ｈの平面的な構成が示されており、図１５のＢには、集光構造２４Ｈが設けられた画素１１Ｈの断面的な構成（図１５のＡに示す一点鎖線Ａ－Ｂに沿った断面図）が示されている。集光構造２４Ｈは、図４の集光構造２４Ａと同様の斜面が設けられ、その斜面が画素１１Ｈの外周に向かって傾斜するような、画素１１Ｈの中心に対して同心円となる形状（いわゆるフレネルレンズ形状）となっている。
　また、図１５では、半導体基板２１に形成される光電変換部４１が破線で示されており、図１５のＣには、複数の画素１１Ｈが行列状に配置された状態が光電変換部４１の破線によって表されている。図示するように、集光構造２４Ｈは、複数の画素１１Ｇごとに丸型が行方向および列方向に繰り返すように形成される。
　図１６には、平面的に見て丸型となる集光構造２４Ｈに、瞳補正を適用した構成における平面的なレイアウトの一例が示されている。
　図１６では、図１５のＣと同様に、複数の画素１１Ｈが行列状に配置された状態が光電変換部４１の破線によって表されている。図１６に示すように、瞳補正を適用した集光構造２４Ｈでは、全体の中央に配置される画素１１Ｈでは、集光構造２４Ｈの中心が中央に配置される形状となり、外側に配置される画素１１Ｈほど、集光構造２４Ｈの中心が全体の中央部に近づくような形状となる。例えば、このような瞳補正を適用した集光構造２４Ｈは、点光源に対するセンサに適用するのに好適である。
　なお、集光構造２４の平面的な形状は、図１３乃至図１６に示したような構成例に限定されることなく、その他の様々な形状を採用することができる。
　＜集光構造の瞳補正＞
　図１７乃至図１９を参照して、集光構造２４の瞳補正について説明する。
　図１７には、撮像素子３１Ｊの左端近傍に配置される画素１１Ｊ－１、撮像素子３１Ｊの中央部に配置される画素１１Ｊ－２、および撮像素子３１Ｊ－３の右端近傍に配置される画素１１Ｊ－３の概略的な断面構成が示されている。
　図示するように、撮像素子３１Ｊの中央部に配置される画素１１Ｊ－２では、半導体基板２１の受光面に集光構造２４Ｊ－２が形成される。そして、撮像素子３１Ｊの像高が高い外側程、画素１１Ｊ－１の集光構造２４Ｊ－１および撮像素子３１Ｊ－３の集光構造２４Ｊ－３は、フレネル形状の凹部が深くなるように形成される。
　また、瞳補正は、点光源に対して、オンチップレンズ２８およびカラーフィルタ２７の配置をずらし、半導体基板２１の表面に形成される集光構造２４Ｊが、それぞれの配置に応じて画素１１Ｊの中央に光が集光されるように形成される。
　図１８には、このように形成される集光構造２４Ｊの平面的なレイアウトの一例が示されている。図１８に示すように、全体の中央部から外側に向かって、平面的に見て扇形の形状の集光構造２４Ｊとなっている。
　図１９を参照して、図１０を参照して説明したような反射集光構造３０を有する反射膜２９を有する画素１１Ｋに瞳補正を適用した撮像素子３１Ｋの構成例について説明する。
　図１９には、撮像素子３１Ｋの左端近傍に配置される画素１１Ｋ－１、撮像素子３１Ｋの中央部に配置される画素１１Ｋ－２、および撮像素子３１Ｋ－３の右端近傍に配置される画素１１Ｋ－３の概略的な断面構成が示されている。
　図示するように、撮像素子３１Ｋの中央部に配置される画素１１Ｋ－２では、半導体基板２１の受光面に集光構造２４Ｋ－２が平坦に形成されるとともに、反射膜２９Ｋの反射集光構造３０Ｋが平坦に形成される。そして、撮像素子３１Ｋの像高が高い外側程、画素１１Ｋ－１の集光構造２４Ｋ－１および撮像素子３１Ｋ－３の集光構造２４Ｋ－３は、フレネル形状の凹部が深くなるように形成されるとともに、反射膜２９Ｋの反射集光構造３０Ｋもフレネル形状の凹部が深くなるように形成される。即ち、反射膜２９Ｋは、像高によって大きさが異なり、それぞれの配置に応じて画素１１Ｊの中央に光が集光されるように形成される。
　＜画素の製造方法＞
　図２０乃至図２２を参照して、図１の画素１１の製造方法について説明する。
　第１の工程において、図２０の上から１段目に示すように、半導体基板２１の受光面に対してＳｉＮ膜５１を成膜し、ＳｉＮ膜５１に対してレジスト５２でマスクを形成する。
　第２の工程において、図２０の上から２段目に示すように、レジスト５２をマスクとしてＳｉＮ膜５１をドライエッチングする。
　第３の工程において、図２０の上から３段目に示すように、レジスト５２を除去し、ＳｉＮ膜５１をマスクとして半導体基板２１をドライエッチングして、トレンチを形成する。
　第４の工程において、図２０の上から４段目に示すように、ＳｉＮ膜５１を除去する。
　第５の工程において、図２１の上から１段目に示すように、ＳｉＮ膜５３を成膜し、半導体基板２１のトレンチ内にもＳｉＮ膜５３を充填する。
　第６の工程において、図２１の上から２段目に示すように、ＳｉＮ膜５３に対してレジスト５４でマスクを形成する。
　第７の工程において、図２１の上から３段目に示すように、レジスト５４をマスクとしてＳｉＮ膜５３をドライエッチングする。
　第８の工程において、図２１の上から４段目に示すように、ＳｉＮ膜５３をマスクとして半導体基板２１をウェットエッチングまたはドライエッチングする。このとき、異方性エッチングを行う（Si100面を使用する）ことで、集光構造２４となる傾斜が形成される。
　第９の工程において、図２２の上から１段目に示すように、ＳｉＮ膜５３およびレジスト５４を除去する。
　第１０の工程において、図２２の上から２段目に示すように、集光構造２４に対してＳＩＯを形成して、反射防止膜２２を成膜する。例えば、反射防止膜２２は、上述したように、酸化ハフニウム膜、酸化アルミニウム膜、および酸化シリコン膜の積層構造とすることができる。
　第１１の工程において、図２２の上から３段目に示すように、保護膜２３を成膜することにより、半導体基板２１の受光面に集光構造２４が形成された画素１１が製造される。
　図２３を参照して、図４の画素１１Ａの製造方法について説明する。
　第２１の工程において、図２３の上から１段目に示すように、ナノインプリントの型枠に所望の形状として、集光構造２４Ａに対応するフレネル形状を形成する。そして、ナノインプリントで、フレネル形状のレジスト５５を、半導体基板２１の受光面上に作成する。
　第２２の工程において、図２３の上から２段目に示すように、ドライエッチングで加工することにより、レジスト５５のフレネル形状が、半導体基板２１の受光面に転写されて、集光構造２４Ａが形成される。
　第２３の工程において、図２３の上から３段目に示すように、集光構造２４Ａに反射防止膜２２を成膜した後、カラーフィルタ２７およびオンチップレンズ２８を形成することにより、半導体基板２１の受光面に集光構造２４Ａが形成された画素１１Ａが製造される。
　＜電子機器の構成例＞
　上述したような撮像素子３１は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像システム、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
　図２４は、電子機器に搭載される撮像装置の構成例を示すブロック図である。
　図２４に示すように、撮像装置１０１は、光学系１０２、撮像素子１０３、信号処理回路１０４、モニタ１０５、およびメモリ１０６を備えて構成され、静止画像および動画像を撮像可能である。
　光学系１０２は、１枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの像光（入射光）を撮像素子１０３に導き、撮像素子１０３の受光面（センサ部）に結像させる。
　撮像素子１０３としては、上述した撮像素子３１が適用される。撮像素子１０３には、光学系１０２を介して受光面に結像される像に応じて、一定期間、電子が蓄積される。そして、撮像素子１０３に蓄積された電子に応じた信号が信号処理回路１０４に供給される。
　信号処理回路１０４は、撮像素子１０３から出力された画素信号に対して各種の信号処理を施す。信号処理回路１０４が信号処理を施すことにより得られた画像（画像データ）は、モニタ１０５に供給されて表示されたり、メモリ１０６に供給されて記憶（記録）されたりする。
　このように構成されている撮像装置１０１では、上述した撮像素子３１を適用することで、例えば、より高感度で画像を撮像することができる。
　＜イメージセンサの使用例＞
　図２５は、上述のイメージセンサ（撮像素子）を使用する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。
　・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
　・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
　・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
　・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
　・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
　・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
　・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
　・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
　＜構成の組み合わせ例＞
　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　光が入射する第１の面と前記第１の面に対して反対側を向く第２の面とを有する半導体基板と、
　前記半導体基板に設けられた光電変換を行う光電変換領域を含む複数の画素と、
　前記画素の前記第１の面に設けられた複数の溝と
　を備え、
　前記溝は、断面視で、前記半導体基板の前記第２の面に対して垂直な方向に沿って設けられた第１の溝側面と、前記垂直な方向とは異なる方向に設けられた第２の溝側面とを有する
　センサ素子。
（２）
　前記画素内に設けられた複数の前記溝は、断面視で、前記画素の中心部を基準とした前記垂直な方向に対して線対称に、前記第１の溝側面と前記第２の溝側面とが設けられる
　上記（１）記載のセンサ素子。
（３）
　前記画素内に設けられた個々の前記溝は、断面視で、前記溝の底部を基準とした前記垂直な方向に対して非対称に、前記第１の溝側面と前記第２の溝側面とが設けられる
　上記（１）または（２）に記載のセンサ素子。
（４）
　前記溝は、断面視で、前記第１の溝側面の長さと前記第２の溝側面の長さとが異なる
　上記（１）から（３）までのいずれかに記載のセンサ素子。
（５）
　複数の前記溝により前記画素ごとに光を集光する集光構造が設けられ、
　前記集光構造として、前記第１の溝側面である垂直面と、前記画素の中央から外側に向かうに従い凹部が深くなるように傾斜する傾斜面である前記第２の溝側面とによる凹凸形状が、複数、前記画素の中央を対称に設けられる
　上記（１）から（４）までのいずれかに記載のセンサ素子。
（６）
　前記凹凸形状の高さは、複数の前記溝について略均一に形成される
　上記（５）記載のセンサ素子。
（７）
　前記凹凸形状の高さは、複数の前記溝について、前記画素の中央から外側に向かうに従って大きくなるように形成される
　上記（５）記載のセンサ素子。
（８）
　前記半導体基板の受光面の前記集光構造の凹凸形状に沿うように成膜される反射防止膜と、
　前記反射防止膜に対して成膜され、前記集光構造の凹部を埋め込むように形成される保護膜と
　をさらに備える上記（５）から（７）までのいずれかに記載のセンサ素子。
（９）
　前記半導体基板において、隣接する前記画素どうしを分離する素子分離部が形成されている
　上記（１）から（８）までのいずれかに記載のセンサ素子。
（１０）
　前記画素ごとに、それぞれの画素が受光する色の光を透過するカラーフィルタと、
　前記画素ごとに、それぞれの画素が受光する光を集光するオンチップレンズと
　をさらに備える上記（１）から（９）までのいずれかに記載のセンサ素子。
（１１）
　前記集光構造は、平面的に見て直線形状に形成される
　上記（５）から（１０）までのいずれかに記載のセンサ素子。
（１２）
　前記集光構造は、平面的に見て正方形型に形成される
　上記（５）から（１０）までのいずれかに記載のセンサ素子。
（１３）
　前記集光構造は、平面的に見て丸型に形成される
　上記（５）から（１０）までのいずれかに記載のセンサ素子。
（１４）
　前記集光構造が、像高に応じて瞳補正された形状に形成される
　上記（１３）に記載のセンサ素子。
（１５）
　前記溝が、前記半導体基板を異方性エッチングすることにより形成されている
　上記（１）から（１０）までのいずれかに記載のセンサ素子。
（１６）
　光が入射する第１の面と前記第１の面に対して反対側を向く第２の面とを有する半導体基板と、前記半導体基板に設けられた光電変換を行う光電変換領域を含む複数の画素と、前記画素の前記第１の面に設けられた複数の溝とを備えるセンサ素子を製造する製造装置が、
　前記溝は、断面視で、前記半導体基板の前記第２の面に対して垂直な方向に沿って設けられた第１の溝側面と、前記垂直な方向とは異なる方向に設けられた第２の溝側面とを有するように形成すること
　を含む製造方法。
（１７）
　前記溝は、前記半導体基板を異方性エッチングすることにより形成される
　上記（１６）に記載の製造方法。
（１８）
　前記溝は、ナノインプリントにより作成されたレジストを前記半導体基板に転写することにより形成される
　上記（１６）に記載の製造方法。
（１９）
　光が入射する第１の面と前記第１の面に対して反対側を向く第２の面とを有する半導体基板と、
　前記半導体基板に設けられた光電変換を行う光電変換領域を含む複数の画素と、
　前記画素の前記第１の面に設けられた複数の溝と
　を備え、
　前記溝は、断面視で、前記半導体基板の前記第２の面に対して垂直な方向に沿って設けられた第１の溝側面と、前記垂直な方向とは異なる方向に設けられた第２の溝側面とを有する
　センサ素子を備える電子機器。
　なお、本実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示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。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。
　１１　画素，　２１　半導体基板，　２２　反射防止膜，　２３　保護膜，　２４　集光構造，　２５　配線層，　２６　素子分離部，　２７　カラーフィルタ，　２８　オンチップレンズ，　２９　反射膜，　３０　反射集光構造，　３１　撮像素子，　３２　パッケージ，　３３　透明ガラス，　４１　光電変換部

Claims (19)

  1. 　光が入射する第１の面と前記第１の面に対して反対側を向く第２の面とを有する半導体基板と、
    　前記半導体基板に設けられた光電変換を行う光電変換領域を含む複数の画素と、
    　前記画素の前記第１の面に設けられた複数の溝と
    　を備え、
    　前記溝は、断面視で、前記半導体基板の前記第２の面に対して垂直な方向に沿って設けられた第１の溝側面と、前記垂直な方向とは異なる方向に設けられた第２の溝側面とを有する
    　センサ素子。
  2. 　前記画素内に設けられた複数の前記溝は、断面視で、前記画素の中心部を基準とした前記垂直な方向に対して線対称に、前記第１の溝側面と前記第２の溝側面とが設けられる
    　請求項１に記載のセンサ素子。
  3. 　前記画素内に設けられた個々の前記溝は、断面視で、前記溝の底部を基準とした前記垂直な方向に対して非対称に、前記第１の溝側面と前記第２の溝側面とが設けられる
    　請求項１に記載のセンサ素子。
  4. 　前記溝は、断面視で、前記第１の溝側面の長さと前記第２の溝側面の長さとが異なる
    　請求項１に記載のセンサ素子。
  5. 　複数の前記溝により前記画素ごとに光を集光する集光構造が設けられ、
    　前記集光構造として、前記第１の溝側面である垂直面と、前記画素の中央から外側に向かうに従い凹部が深くなるように傾斜する傾斜面である前記第２の溝側面とによる凹凸形状が、複数、前記画素の中央を対称に設けられる
    　請求項１に記載のセンサ素子。
  6. 　前記凹凸形状の高さは、複数の前記溝について略均一に形成される
    　請求項５に記載のセンサ素子。
  7. 　前記凹凸形状の高さは、複数の前記溝について、前記画素の中央から外側に向かうに従って大きくなるように形成される
    　請求項５に記載のセンサ素子。
  8. 　前記半導体基板の受光面の前記集光構造の凹凸形状に沿うように成膜される反射防止膜と、
    　前記反射防止膜に対して成膜され、前記集光構造の凹部を埋め込むように形成される保護膜と
    　をさらに備える請求項５に記載のセンサ素子。
  9. 　前記半導体基板において、隣接する前記画素どうしを分離する素子分離部が形成されている
    　請求項１に記載のセンサ素子。
  10. 　前記画素ごとに、それぞれの画素が受光する色の光を透過するカラーフィルタと、
    　前記画素ごとに、それぞれの画素が受光する光を集光するオンチップレンズと
    　をさらに備える請求項１に記載のセンサ素子。
  11. 　前記集光構造は、平面的に見て直線形状に形成される
    　請求項５に記載のセンサ素子。
  12. 　前記集光構造は、平面的に見て正方形型に形成される
    　請求項５に記載のセンサ素子。
  13. 　前記集光構造は、平面的に見て丸型に形成される
    　請求項５に記載のセンサ素子。
  14. 　前記集光構造が、像高に応じて瞳補正された形状に形成される
    　請求項１３に記載のセンサ素子。
  15. 　前記溝が、前記半導体基板を異方性エッチングすることにより形成されている
    　請求項１に記載のセンサ素子。
  16. 　光が入射する第１の面と前記第１の面に対して反対側を向く第２の面とを有する半導体基板と、前記半導体基板に設けられた光電変換を行う光電変換領域を含む複数の画素と、前記画素の前記第１の面に設けられた複数の溝とを備えるセンサ素子を製造する製造装置が、
    　前記溝は、断面視で、前記半導体基板の前記第２の面に対して垂直な方向に沿って設けられた第１の溝側面と、前記垂直な方向とは異なる方向に設けられた第２の溝側面とを有するように形成すること
    　を含む製造方法。
  17. 　前記溝は、前記半導体基板を異方性エッチングすることにより形成される
    　請求項１６に記載の製造方法。
  18. 　前記溝は、ナノインプリントにより作成されたレジストを前記半導体基板に転写することにより形成される
    　請求項１６に記載の製造方法。
  19. 　光が入射する第１の面と前記第１の面に対して反対側を向く第２の面とを有する半導体基板と、
    　前記半導体基板に設けられた光電変換を行う光電変換領域を含む複数の画素と、
    　前記画素の前記第１の面に設けられた複数の溝と
    　を備え、
    　前記溝は、断面視で、前記半導体基板の前記第２の面に対して垂直な方向に沿って設けられた第１の溝側面と、前記垂直な方向とは異なる方向に設けられた第２の溝側面とを有する
    　センサ素子を備える電子機器。
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