WO2020158216A1 - 固体撮像装置及び電子機器 - Google Patents
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- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
Definitions
- the wavelength selectivity of the one structure group and the wavelength selectivity of the at least one other structure group may be different from each other.
- a distance between at least one adjacent two structures of the one structure group and a distance between at least one adjacent two structures of the other at least one structure group are different. You can
- the structure group formation region includes at least a first structure group having a plurality of first structures and a second structure group having a plurality of second structures, There is provided a solid-state imaging device in which a distance between at least one adjacent first structures and a distance between at least one adjacent second structures are different.
- the wavelength selectivity of the first structure group and the wavelength selectivity of the second structure group may be different from each other.
- the width of at least one first structure of the plurality of first structures may be different from the width of at least one second structure of the plurality of second structures.
- the first structure group and second structure group It is sectional drawing for demonstrating a structural example.
- 19 is a graph showing the results of the transmittances of the first structure group stack and the second structure group stack shown in FIG. 18. From the relationship between the thickness (film thickness) and the period of the structures forming the first structure group stacked body and the second structure group stacked body, the first structure group and second structure group It is sectional drawing for demonstrating a structural example.
- 21 is a graph showing the results of the transmittances of the stack of the first structure group and the stack of the second structure group shown in FIG. 20.
- ⁇ Hot carrier light emission is light emission caused by state recombination of electrons and holes generated when carriers accelerated between the source and drain collide and ionize at the drain edge, or either of them. This light emission is small even in a transistor having no problem in characteristics, but it is constantly generated. The amount of emitted light exponentially increases as the voltage applied to the transistor increases.
- the photoelectric conversion element not only the photoelectric conversion element but also the high-sensitivity analog element may be similarly affected.
- a device such as a flash memory is highly densified and multi-valued, and therefore, there is a concern that the value held may change if noise from the outside is mixed.
- the horizontal drive circuit 15 sequentially supplies a drive signal for causing the column signal processing circuit 14 to output a pixel signal to the column signal processing circuit 14 for each row of the plurality of pixels 18 arranged in the pixel region 12.
- the output circuit 16 amplifies the pixel signal supplied from the column signal processing circuit 14 at a timing according to the driving signal of the horizontal driving circuit 15, and outputs the amplified pixel signal to the image processing circuit in the subsequent stage.
- the pitch width of the second structure group 2-3a (also referred to as a distance between two structures. The same applies hereinafter) is the pitch width of the first structure group 1-3a (between the two structures. The distance is different from.
- the trenches (the first structure group 1-3a and the second structure group 2-3a) shown in FIG. 3A-1 are FEOL (front-e). nd-of-line). That is, the trenches (the first structure group 1-3a and the second structure group 2-3a) are formed by engraving the surface side (the side opposite to the light incident side) of the element forming portion (semiconductor substrate) 24. It
- the structure groups 1-4a have high transmittances at wavelengths of 970 ⁇ 10 nm and 1010 ⁇ 10 nm. Further, as shown in FIG. 5B, in the structure group 1-5a, the transmittances of 990 ⁇ 10 nm and 1030 ⁇ 10 nm are high.
- a structure group is formed using a reflection/refraction member such as a silicon oxide film and having a constant pitch width (distance between two structures), it has wavelength selectivity due to light interference. Therefore, it may be difficult to completely actuate the propagation of light of some wavelengths by acting like a kind of bandpass filter.
- FIG. 7(a) Explain the structure group shown in FIG. 7(a).
- a trench is formed in silicon 1-7a-11, a silicon oxide film is buried in the trench, and a structure group 1 including 10 structures 1-7a-10 is formed. 7a was produced.
- the sectional shape of the structure 1-7a-10 is rectangular, but it may be tapered or reverse tapered.
- the simulation conditions (experimental conditions) for the structure group 1-7a shown in FIG. 7A are as follows.
- the wavelength band typically used was 960 nm to 1040 nm.
- the structure group 1-9a has high transmittance at wavelengths of 965 ⁇ 10 nm and 1010 ⁇ 10 nm. Further, as shown in FIG. 10B, the structure group 1-10a has high transmittances of 990 ⁇ 10 nm and 1030 ⁇ 10 nm.
- a structure is formed using a reflective/refractive member such as a silicon oxide film and with a constant pitch width (distance between two structures), it has wavelength selectivity due to the interference of light. In some cases, it may be difficult to completely suppress the propagation of light of some wavelengths by acting like a kind of bandpass filter.
- the solid-state imaging device according to the second embodiment (Example 2 of solid-state imaging device) of the present technology is, as a first aspect, a pixel formed on the light incident side of a substrate and in which a plurality of pixels including a photoelectric conversion unit are arranged. Region and a peripheral circuit portion formed around the pixel region and including an active element, and arranged between the pixel region and the peripheral circuit portion, and hot carrier emission generated in the active element enters the photoelectric conversion portion.
- a first semiconductor chip portion including a first multilayer wiring layer and a pixel region, and a second multilayer wiring.
- the at least two structure groups include one structure group out of at least two structure groups and the other at least one structure group. Are formed so as to differ from each other in at least one of the material forming the structure, the width of the structure, the thickness of the structure, and the distance between two adjacent structures.
- the material forming the structure include a material having a small light extinction coefficient and a material having a refractive index different from that of silicon (Si). Specifically, SiN, SiO 2 , SiC, SiCN, SiON, SiOC, Al 2 O 3, Ta 2 O 5 and the like.
- the structure group formation region 35 is a region near the bonding surface of the first and second semiconductor chip portions 310 and 45, and is a region of the multilayer wiring layer 41 and the multilayer wiring layer 55 near the bonding surface and the adhesive layer 60. And a stress correction film forming region. Further, at least two structure groups composed of at least two structures or a structure group composed of a plurality of structures are provided in the multilayer wiring layer 41 (interlayer insulating film 39) and/or the multilayer wiring layer 55 (interlayer It may be formed in a region of the insulating film 49) (a region other than the region near the bonding surface, and this region may also be a structure group formation region).
- the first structure group 1-16 is formed in 5 cycles with a repeating unit including a SiN layer 501 having a film thickness of 20 nm and an SiO 2 layer 502 having a film thickness of 80 nm stacked thereon.
- the structure group 2-16 was formed in 5 cycles with a repeating unit including a SiN layer 501 having a film thickness of 20 nm and an SiO 2 layer 502 having a film thickness of 80 nm stacked thereon.
- a device provided for home appliances such as a television receiver, a refrigerator, an air conditioner, etc. for photographing a gesture of a user and performing a device operation according to the gesture.
- the solid-state imaging device according to any one of the second embodiments can be used.
- a device used for beauty such as a skin measuring device for photographing the skin or a microscope for photographing the scalp, is used to implement any one of the first and second embodiments.
- a device used for beauty such as a skin measuring device for photographing the skin or a microscope for photographing the scalp, is used to implement any one of the first and second embodiments.
- Any form of solid-state imaging device can be used.
- the image pickup unit 11402 does not necessarily have to be provided in the camera head 11102.
- the imaging unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101 immediately after the objective lens.
- control unit 11413 causes the display device 11202 to display a captured image of the surgical site 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 a surgical instrument such as forceps, a specific living body part, bleeding, and a mist when the energy treatment instrument 11112 is used, 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 use the recognition result to superimpose and display various types of surgery support information on the image of the operation unit. By displaying the surgery support information in a superimposed manner and presenting it to the operator 11131, the burden on the operator 11131 can be reduced, and the operator 11131 can reliably proceed with the surgery.
- a transmission cable 11400 that connects the camera head 11102 and the CCU 11201 is an electric signal cable compatible with electric signal communication, an optical fiber compatible with optical communication, or a composite cable of these.
- the substrate includes a first semiconductor chip portion including a first multilayer wiring layer and the pixel region; A second multilayer wiring layer and a second semiconductor chip portion including the peripheral circuit portion are bonded together, The first semiconductor chip portion and the second semiconductor chip portion are electrically connected by a connection conductor penetrating the first semiconductor chip portion,
- the solid-state imaging device wherein the first semiconductor chip section and the second semiconductor chip section are bonded together with the first multilayer wiring layer and the second multilayer wiring layer facing each other.
- the pattern is at least one of a random pattern, an alternating pattern, a periodic pattern, a block pattern, and a gradual pattern.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
ホットキャリア発光による悪影響の更なる抑制をして、画質の更なる向上が実現され得る固体撮像装置を提供すること。 複数の素子が形成される素子形成部と、素子形成部に積層され、素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、素子形成部に、光電変換を行う受光素子と、受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、受光素子及び該能動素子の間に、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、が配され、少なくとも2つの構造物群が、少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、構造物を構成する材料、構造物の幅、構造物の厚み、及び隣り合う2つの構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成されて、能動素子において発生するホットキャリア発光の該受光素子への進入を阻止する、固体撮像装置を提供する。
Description
本技術は、固体撮像装置及び電子機器に関する。
近年、電子式カメラはますます普及が進んでおり、その中心部品である固体撮像装置(イメージセンサ)の需要はますます高まっている。また、固体撮像装置の性能面では高画質化および高機能化を実現するための技術開発が続けられている。一方、ビデオカメラや携帯型カメラはもとより、携帯電話やPDA(Personal Digital Assistant)、ノート型パーソナルコンピュータなどへの普及が進むにつれて、固体撮像装置およびその部品についても、持ち運びを容易にするための小型化・軽量化・薄型化、普及拡大のための低コスト化が必須のものとなってきている。この場合、光電変換素子と周辺回路とをなるべく近い距離で形成することが好ましいため、様々な工夫がなされている。例えば、光電変換素子は微少なキャリア(電子)を信号として扱うため、周辺にある回路からの熱や電磁場の影響が雑音として混入しやすい場合がある。また、トランジスタやダイオードから出る微少なホットキャリア発光もイメージセンサ特性に大きな影響を与えることになる場合がある。
例えば、特許文献1では、ホットキャリア発光による悪影響を抑制する技術が提案されている。また、特許文献2では、動作時のトランジスタやダイオード等の能動素子からの発光の光電変換部への進入を抑制し、画質の向上を図る技術が提案されている。
しかしながら、特許文献1~2で提案された技術では、ホットキャリア発光による悪影響の更なる抑制をして、画質の更なる向上が図れないおそれがある。
そこで、本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ホットキャリア発光による悪影響の更なる抑制をして、画質の更なる向上が実現され得る固体撮像装置、及びその固体撮像装置を搭載した電子機器を提供することを主目的とする。
本発明者らは、上述の目的を解決するために鋭意研究を行った結果、ホットキャリア発光による悪影響の更なる抑制の実現に成功し、本技術を完成するに至った。
すなわち、本技術では、第1の側面として、
複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
該素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、
該受光素子及び該能動素子の間に、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、が配され、
該少なくとも2つの構造物群が、該少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、該構造物を構成する材料、該構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該受光素子への進入を阻止する、固体撮像装置を提供する。
複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
該素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、
該受光素子及び該能動素子の間に、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、が配され、
該少なくとも2つの構造物群が、該少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、該構造物を構成する材料、該構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該受光素子への進入を阻止する、固体撮像装置を提供する。
本技術に係る第1の側面の固体撮像装置において、
前記一方の構造物群の波長選択性と前記他方の少なくとも1つの構造物群の波長選択性とが互いに異なってよい。
前記一方の構造物群の波長選択性と前記他方の少なくとも1つの構造物群の波長選択性とが互いに異なってよい。
本技術に係る第1の側面の固体撮像装置において、
前記一方の構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離と、前記他方の少なくとも1つの構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離とが異なってよい。
前記一方の構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離と、前記他方の少なくとも1つの構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離とが異なってよい。
本技術に係る第1の側面の固体撮像装置において、
前記一方の構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅と、前記他方の少なくとも1つの構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅とが異なってよい。
前記一方の構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅と、前記他方の少なくとも1つの構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅とが異なってよい。
本技術に係る第1の側面の固体撮像装置において、
前記一方の構造物群が、第1構造物と該第1構造物に積層された第2構造物とが繰り返し単位として構成された積層体でよく、
前記他方の少なくとも1つの構造物群が、第3構造物と該第3構造物に積層された第4構造物とが繰り返し単位として構成された積層体でよく、
前記一方の構造物群と前記他方の少なくとも1つの構造物群とが、該1構造物から該第4構造物のそれぞれを構成する材料及び該1構造物から該第4構造物のそれぞれの厚みのうち少なくともいずれか一方において異なるように形成されてよい。
前記一方の構造物群が、第1構造物と該第1構造物に積層された第2構造物とが繰り返し単位として構成された積層体でよく、
前記他方の少なくとも1つの構造物群が、第3構造物と該第3構造物に積層された第4構造物とが繰り返し単位として構成された積層体でよく、
前記一方の構造物群と前記他方の少なくとも1つの構造物群とが、該1構造物から該第4構造物のそれぞれを構成する材料及び該1構造物から該第4構造物のそれぞれの厚みのうち少なくともいずれか一方において異なるように形成されてよい。
本技術に係る第2の側面の固体撮像装置として、
複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
該素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、
該受光素子及び該能動素子の間に、複数の構造物から構成される構造物群と、が配され、
該構造物群において、該複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されて、
該構造物群が、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該受光素子への進入を阻止する、固体撮像装置を提供する。
複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
該素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、
該受光素子及び該能動素子の間に、複数の構造物から構成される構造物群と、が配され、
該構造物群において、該複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されて、
該構造物群が、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該受光素子への進入を阻止する、固体撮像装置を提供する。
本技術に係る第2の側面の固体撮像装置において、
前記パターンが、ランダムパターン、交互パターン、周期パターン、ブロックパターン及び漸次パターンのうち少なくともいずれか1つでよい。
本技術に係る第2の側面の固体撮像装置において、
該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物の間の距離が漸次パターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されてよい。
前記パターンが、ランダムパターン、交互パターン、周期パターン、ブロックパターン及び漸次パターンのうち少なくともいずれか1つでよい。
本技術に係る第2の側面の固体撮像装置において、
該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物の間の距離が漸次パターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されてよい。
本技術に係る第3の側面の固体撮像装置として、
基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間に配されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該光電変換部への進入を阻止する、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、を有し、
該少なくとも2つの構造物群が、該少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、該構造物を構成する材料、該構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成されて、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、該第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置を提供する。
基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間に配されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該光電変換部への進入を阻止する、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、を有し、
該少なくとも2つの構造物群が、該少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、該構造物を構成する材料、該構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成されて、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、該第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置を提供する。
本技術に係る第3の側面の固体撮像装置において、
前記一方の構造物群の波長選択性と前記他方の少なくとも1つの構造物群の波長選択性とが互いに異なってよい。
本技術に係る第3の側面の固体撮像装置において、
前記一方の構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離と、前記他方の少なくとも1つの構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離とが異なってよい。
前記一方の構造物群の波長選択性と前記他方の少なくとも1つの構造物群の波長選択性とが互いに異なってよい。
本技術に係る第3の側面の固体撮像装置において、
前記一方の構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離と、前記他方の少なくとも1つの構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離とが異なってよい。
本技術に係る第3の側面の固体撮像装置において、
前記一方の構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅と、前記他方の少なくとも1つの構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅とが異なってよい。
前記一方の構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅と、前記他方の少なくとも1つの構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅とが異なってよい。
本技術に係る第3の側面の固体撮像装置において、
前記一方の構造物群が、第1構造物と該第1構造物に積層された第2構造物とが繰り返し単位として構成された積層体でよく、
前記他方の少なくとも1つの構造物群が、第3構造物と該第3構造物に積層された第4構造物とが繰り返し単位として構成された積層体でよく、
前記一方の構造物群と前記他方の少なくとも1つの構造物群とが、該1構造物から該第4構造物のそれぞれを構成する材料及び該1構造物から該第4構造物のそれぞれの厚みのうち少なくともいずれか一方において異なるように形成されてよい。
前記一方の構造物群が、第1構造物と該第1構造物に積層された第2構造物とが繰り返し単位として構成された積層体でよく、
前記他方の少なくとも1つの構造物群が、第3構造物と該第3構造物に積層された第4構造物とが繰り返し単位として構成された積層体でよく、
前記一方の構造物群と前記他方の少なくとも1つの構造物群とが、該1構造物から該第4構造物のそれぞれを構成する材料及び該1構造物から該第4構造物のそれぞれの厚みのうち少なくともいずれか一方において異なるように形成されてよい。
本技術に係る第4の側面の固体撮像装置として、
基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間に配されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該光電変換部への進入を阻止する、複数の構造物から構成される構造物群と、を有し、
該構造物群において、該複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されて、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、該第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置を提供する。
基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間に配されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該光電変換部への進入を阻止する、複数の構造物から構成される構造物群と、を有し、
該構造物群において、該複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されて、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、該第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置を提供する。
本技術に係る第4の側面の固体撮像装置において、
前記パターンが、ランダムパターン、交互パターン、周期パターン、ブロックパターン及び漸次パターンのうち少なくともいずれか1つでよい。
前記パターンが、ランダムパターン、交互パターン、周期パターン、ブロックパターン及び漸次パターンのうち少なくともいずれか1つでよい。
本技術に係る第4の側面の固体撮像装置において、
該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物の間の距離が漸次パターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されてよい。
該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物の間の距離が漸次パターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されてよい。
本技術に係る第5の側面の固体撮像装置として、
複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
該素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、が配され、
該受光素子と該能動素子との間には、構造物群形成領域が形成され、
該構造物群形成領域は、少なくとも、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、を有し、
少なくとも1つの隣り合う該第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う該第2構造物同士の距離とは異なっている、固体撮像装置を提供する。
複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
該素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、が配され、
該受光素子と該能動素子との間には、構造物群形成領域が形成され、
該構造物群形成領域は、少なくとも、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、を有し、
少なくとも1つの隣り合う該第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う該第2構造物同士の距離とは異なっている、固体撮像装置を提供する。
本技術に係る第5の側面の固体撮像装置において、
前記第1構造物群の波長選択性と前記第2構造物群の波長選択性とが互いに異なっていてよい。
前記第1構造物群の波長選択性と前記第2構造物群の波長選択性とが互いに異なっていてよい。
本技術に係る第5の側面の固体撮像装置において、
前記複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なっていてよい。
前記複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なっていてよい。
本技術に係る第5の側面の固体撮像装置において、
前記第1構造物群が、前記第1構造物を繰り返し単位として構成された積層体でよく、
前記第2構造物群が、前記第2構造物を繰り返し単位として構成された積層体でよく、
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよく、
少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよい。
前記第1構造物群が、前記第1構造物を繰り返し単位として構成された積層体でよく、
前記第2構造物群が、前記第2構造物を繰り返し単位として構成された積層体でよく、
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよく、
少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよい。
本技術に係る第6の側面の固体撮像装置として、
基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間には、少なくとも、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、を有する構造物群形成領域とが形成され、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、該第1の半導体チップを貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置を提供する。
基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間には、少なくとも、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、を有する構造物群形成領域とが形成され、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、該第1の半導体チップを貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置を提供する。
本技術に係る第6の側面の固体撮像装置において、
前記第1構造物群の波長選択性と前記第2構造物群の波長選択性とが互いに異なっていてよい。
前記第1構造物群の波長選択性と前記第2構造物群の波長選択性とが互いに異なっていてよい。
本技術に係る第6の側面の固体撮像装置において、
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士の距離とが異なっていてよい。
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士の距離とが異なっていてよい。
本技術に係る第6の側面の固体撮像装置において、
前記複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なっていてよい。
前記複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なっていてよい。
本技術に係る第6の側面の固体撮像装置において、
前記第1構造物群が、前記第1構造物を繰り返し単位として構成された積層体でよく、
前記第2構造物群が、前記第2構造物を繰り返し単位として構成された積層体でよく、
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよく、
少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよい。
前記第1構造物群が、前記第1構造物を繰り返し単位として構成された積層体でよく、
前記第2構造物群が、前記第2構造物を繰り返し単位として構成された積層体でよく、
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよく、
少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよい。
さらに、本技術では、本技術に係る第1の側面の固体撮像装置、本技術に係る第2の側面の固体撮像装置、本技術に係る第3の側面の固体撮像装置、本技術に係る第4の側面の固体撮像装置、本技術に係る第5の側面の固体撮像装置又は本技術に係る第6の側面の固体撮像装置が搭載された、電子機器を提供する。
本技術によれば、ホットキャリア発光による悪影響の更なる抑制をして、画質の更なる向上が実現され得る。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。
以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。なお、特に断りがない限り、図面において、「上」とは図中の上方向又は上側を意味し、「下」とは、図中の下方向又は下側を意味し、「左」とは図中の左方向又は左側を意味し、「右」とは図中の右方向又は右側を意味する。また、図面については、同一又は同等の要素又は部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
説明は以下の順序で行う。
1.本技術の概要
2.第1の実施形態(固体撮像装置の例1)
3.第2の実施形態(固体撮像装置の例2)
4.第3の実施形態(電子機器の例)
5.本技術を適用した固体撮像装置の使用例
6.内視鏡手術システムへの応用例
7.移動体への応用例
1.本技術の概要
2.第1の実施形態(固体撮像装置の例1)
3.第2の実施形態(固体撮像装置の例2)
4.第3の実施形態(電子機器の例)
5.本技術を適用した固体撮像装置の使用例
6.内視鏡手術システムへの応用例
7.移動体への応用例
<1.本技術の概要>
まず、本技術の概要について説明をする。
まず、本技術の概要について説明をする。
固体撮像装置は、シリコン基板上の第1の主面(受光面)側に光電変換素子や増幅回路、画像処理のための周辺回路、素子・回路間を接続するための多層配線層が形成される。さらに、固体撮像装置は、マイクロレンズやカラーフィルタなどの集光構造を形成したチップの第1の主面の上方にカバーガラスを配置し、前記第1の主面の外周側、あるいはチップの第2の主面側に端子を形成した構造を有する。
また、固体撮像装置の高機能化および高速化を実現するために、周辺回路の規模が増大するとともに、周辺回路の処理速度も高速化されている。また、高画質化の一つとして階調表現(分解能)を向上させようとすると、高電圧化が必要になる。一方で、低コスト化を実現するためには、画素部および周辺回路を近距離に配置して、チップサイズを出来るだけ小さくすることが求められている。また、複数のチップ同士を貼り合わせて接合することで、信号を高速伝送できるようにする取り組みも始まっている。
しかしながら、この場合、光電変換素子および周辺回路が至近距離に形成されるため、イメージセンサ特有の検討事項が生じる場合がある。光電変換素子は微少なキャリア(電子)を信号として扱うため、周辺にある回路からの熱や電磁場の影響が雑音として混入しやすいことがある。さらに、トランジスタやダイオードから出る微少なホットキャリア発光もイメージセンサ特性に大きな影響を与えることになることがある。
ホットキャリア発光はソース・ドレイン間で加速されたキャリアがドレイン端で衝突電離するときに出る電子とホールの生成再結合、あるいはそのどちらかの状態遷移によって起きる発光である。この発光は、特性上何の問題もないトランジスタでも微少であるが、定常的に発生している。その発光量は、トランジスタにかかる電圧が高くなると指数関数的に増大する。
また、トランジスタを高速動作させても発光量は増加する。発光は四方に拡散するため、トランジスタから離れると影響は非常に小さくなるが、光電変換素子と回路を非常に近くに配置した場合、発光はそれほど拡散せずに光電変換素子に光子が相当数注入される。拡散が不十分であることから、回路のトランジスタ配置密度やアクティブ率の違いから生じるホットキャリア発光の発生分布が2次元情報として画像に写り込んでしまう。そのため、光電変換素子への注入量を検出限界以下に抑えるための、遮光用に設計された構造が必要である。
なお、光電変換素子だけでなく、高感度のアナログ素子に対しても同様な影響を与える可能性がある。例えばフラッシュメモリのようなデバイスは高密度化・多値化が進んでいるため、外部からのノイズ混入が起きると保持している値が変化する懸念がある。
本技術は、上記に鑑みてなされたものである。本技術によれば、ホットキャリア発光による悪影響の更なる抑制をして、画質の更なる向上が実現され得る。
そして、本技術に係る固体撮像装置には、ホットキャリア発光による悪影響の更なる抑制をするために、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群又は複数の構造物から構成される構造物群が備えられる。少なくとも2つの構造物群は、少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、構造物を構成する材料、該構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成される。複数の構造物から構成される構造物群においては、複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、複数の構造物が配列されている。
以下に、本技術に係る実施の形態について詳細に説明をする。
<2.第1の実施形態(固体撮像装置の例1)>
本技術に係る第1の実施形態(固体撮像装置の例1)の固体撮像装置は、第1の態様として、複数の素子が形成される素子形成部と、素子形成部に積層され、素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、素子形成部に、光電変換を行う受光素子と、受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、受光素子及び該能動素子の間に、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、が配される、固体撮像装置である。
本技術に係る第1の実施形態(固体撮像装置の例1)の固体撮像装置は、第1の態様として、複数の素子が形成される素子形成部と、素子形成部に積層され、素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、素子形成部に、光電変換を行う受光素子と、受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、受光素子及び該能動素子の間に、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、が配される、固体撮像装置である。
第1の態様では、少なくとも2つの構造物群は、少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、構造物を構成する材料、構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成される。そして、少なくとも2つの構造物群は、能動素子において発生するホットキャリア発光の受光素子への進入を阻止する。構造物を構成する材料は、例えば、光の消衰係数が小さい材料、シリコン(Si)とは屈折率が異なる材料が挙げられ、具体的には、SiN、SiO2、SiC、SiCN、SiON、SiOC、Al2O3、Ta2O5等が挙げられる。
本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置の第1の態様として、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群としては、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群とから構成される例が挙げられる。構造物群形成領域に、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、が形成されて、少なくとも1つの隣り合う該第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う該第2構造物同士の距離とが異なっていてよい。また、複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なっていてもよい。
本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置の第1の態様では、第1構造物群の波長選択性と第2構造物群の波長選択性とが互いに異なっていてよい。そして、本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置の第1の態様では、第1構造物群及び第2構造物群のそれぞれはトレンチ構造でもよいし、積層体(多層膜)でもよい。第1構造物群及び第2構造物群のそれぞれが積層体(多層膜)の場合、少なくとも1つの隣り合う第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよく、少なくとも1つの隣り合う第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよい。
本技術に係る第1の実施形態(固体撮像装置の例1)の固体撮像装置は、第2の態様として、複数の素子が形成される素子形成部と、素子形成部に積層され、素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、素子形成部に、光電変換を行う受光素子と、受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、受光素子及び該能動素子の間に、複数の構造物から構成される構造物群と、が配される、固体撮像装置である。
本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置の第2の態様では、構造物群において、複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つは、所定のパターンを有するように変化して、複数の構造物は配列される。そして、構造物群は、能動素子において発生するホットキャリア発光の受光素子への進入を阻止する。複数の構造物のそれぞれの材料は、例えば、光の消衰係数が小さい材料、シリコン(Si)とは屈折率が異なる材料が挙げられ、具体的には、SiN、SiO2、SiC、SiCN、SiON、SiOC、Al2O3、Ta2O5等が挙げられる。
所定のパターンとしては、例えば、ランダムパターン、交互パターン、周期パターン、ブロックパターン、漸次パターン等が挙げられる。
以下、本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置について、図1~図15を用いて更に詳細に説明をする。
図1は、本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置11を示すブロック図である。
図1において、固体撮像装置11は、画素領域12と、周辺回路として、垂直駆動回路13、カラム信号処理回路14、水平駆動回路15、出力回路16、及び制御回路17とを備えて構成される。
画素領域12には、複数の画素18が行列状に配置されており、それぞれの画素18は、水平信号線を介して垂直駆動回路13に接続されるとともに、垂直信号線を介してカラム信号処理回路14に接続される。複数の画素18は、図示しない光学系を介して照射される光の光量に応じた画素信号をそれぞれ出力し、それらの画素信号から、画素領域12に結像する被写体の画像が構築される。
垂直駆動回路13は、画素領域12に配置される複数の画素18の行ごとに順次、それぞれの画素18を駆動(転送や、選択、リセットなど)するための駆動信号を、水平信号線を介して画素18に供給する。カラム信号処理回路14は、複数の画素18から垂直信号線を介して出力される画素信号に対してCDS(Correlated Double Sampling:相関2重サンプリング)処理を施すことにより、画像信号のアナログ
ディジタル変換を行うとともにリセットノイズを除去する。
ディジタル変換を行うとともにリセットノイズを除去する。
水平駆動回路15は、画素領域12に配置される複数の画素18の行ごとに順次、カラム信号処理回路14から画素信号を出力させるための駆動信号を、カラム信号処理回路14に供給する。出力回路16は、水平駆動回路15の駆動信号に従ったタイミングでカラム信号処理回路14から供給される画素信号を増幅し、後段の画像処理回路に出力する。
制御回路17は、固体撮像装置11の内部の各ブロックの駆動を制御する。例えば、制御回路17は、各ブロックの駆動周期に従ったクロック信号を生成して、それぞれのブロックに供給する。
次に、図2を用いて説明をする。図2は、固体撮像装置11Mの断面図である。なお、固体撮像装置11Mは、裏面照射型の固体撮像装置である。そして、図26には、表面照射型の固体撮像装置11cNを示す。
図2には、固体撮像装置11Mを構成する画素領域12Mと周辺回路19Mとの境界部分における断面的な構成例が示されている。なお、周辺回路19Mは、垂直駆動回路13、カラム信号処理回路14、水平駆動回路15、出力回路16、または制御回路17のうち、画素領域12の周辺に配置されるものを総称したものである。
図2に示されるように、固体撮像装置11Mは、画素領域12Mおよび周辺回路19Mを構成する素子が配置される基板である第1の基板21Mと、第1の基板21Mを支持する基板である第2の基板22Mとが、接合層23Mを介して接合されることによって構成される。
また、第1の基板21Mは、素子形成部24M、配線部25M、および集光部26Mが積層されて構成される。素子形成部24Mは、例えば、高純度シリコンの単結晶が薄くスライスされたシリコンウェハであり、素子形成部24Mの一方の面(図2において下側を向く面)に対して配線部25Mが積層され、その反対側を向く面(図2において上側を向く面)に対して集光部26Mが積層される。なお、以下、必要に応じて、素子形成部24Mに対して配線部25Mが積層される面を表面と称し、素子形成部24Mに対して集光部26Mが積層される面を裏面と称する。すなわち、固体撮像装置11Mは、第1の基板21Mの裏面側から光が照射される裏面照射型の固体撮像装置である。
配線部25Mには、素子形成部24Mに形成される素子間を接続する複数の配線27Mが層間絶縁膜を介して配置されている。そして、それらの配線27Mを介して、例えば、周辺回路19Mの駆動を制御するための駆動信号が供給されたり、画素領域12Mに配置されている複数の画素18M(18-1M及び18-2M)から読み出される画素信号が出力される。
固体撮像装置11Mの画素領域12Mに配置される複数の画素18M(例えば、画素18-1M、画素18-2M)ごとに、素子形成部24Mには受光素子31M(例えば、受光素子31-1M、受光素子31-2M)が形成され、集光部26Mにはカラーフィルタ32M(例えば、カラーフィルタ32-1M、32-2M)およびオンチップレンズ33M(オンチップレンズ33-1M、33-2M)が形成される。
図2の例では、2つの画素18-1Mおよび18-2Mが図示されている。すなわち、画素18-1Mは、受光素子31-1M、カラーフィルタ32-1M、およびオンチップレンズ33-1Mを有して構成され、画素18-2Mは、受光素子31-2M、カラーフィルタ32-2M、およびオンチップレンズ33-2Mを有して構成される。なお、画素18-1Mおよび18-2Mは、同様に構成されており、それらを区別する必要がない場合、以下適宜、画素18と称し、画素18-1および18-2を構成する各部についても同様とする。
受光素子31Mは、カラーフィルタ32Mおよびオンチップレンズ33Mを透過して照射される光を受光して光電変換を行い、その光の光量に応じた電荷を発生する。カラーフィルタ32Mは、画素18Mごとに、所定の色(例えば、赤色、緑色、および青色)の光を透過し、オンチップレンズ33Mは、画素18Mごとに、受光素子31Mに照射される光を集光する。
また、固体撮像装置11Mの周辺回路19Mは、複数の能動素子34M(例えば、能動素子34-1M、能動素子34-2M)により構成されており、図2の例では、2つの能動素子34-1Mおよび34-2Mが示されている。能動素子34-1Mおよび34-2Mは、例えば、トランジスタなどの半導体素子であり、その構成については図3を参照して説明する。また、能動素子34-1Mおよび34-2Mについて、それらを区別する必要がない場合、以下適宜、能動素子34Mと称する。
このように、固体撮像装置11Mでは、素子形成部24Mにおいて、画素領域12Mに受光素子31Mが配置され、周辺回路19Mに能動素子34Mが配置される。そして、固体撮像装置11Mでは、素子形成部24Mにおいて、画素領域12Mと周辺回路19Mとの間には、光の伝搬を妨げる材料により構成される、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群又は複数の構造物から構成される構造物群が、構造物群形成領域35Mに形成される。
上記で述べたように、図26には表面照射型の固体撮像装置11cNが示されている。素子形成部24Nと集光部26Nとの間に配線部25Nが配されていることを除いては、裏面照射型の固体撮像装置と同様な構成であるので、ここでは詳細な説明は省略する。
図3を用いて説明をする。図3(a-1)は、本技術に係る第1の実施形態の裏面照射型固体撮像装置11aを示す断面図であり、図3(b-1)は、本技術に係る第1の実施形態の裏面照射型固体撮像装置11bを示す断面図である。図3(a-2)は、図3(a―1)に示されるP-a部分の第1構造物群1-3aを構成する構造物1-3a-10の拡大断面図である。図3(b-2)は、図3(b―1)に示される第1構造物群1-3bを構成する構造物1-3b-10の拡大断面図である。そして、図27には、表面照射型の固体撮像装置11cを示す。
図3(a―1)に示される固体撮像装置11aには、互いに異なる波長選択性を有する第1構造物群1-3aと第2構造物群2-3aとが素子形成部24に形成されている。図3(a-1)では、第1構造物群1-3aは、5つの構造物1-3a-10から構成され、第2構造物群2-3aは、5つの構造物2-3a-10から構成されている。例えば、第1構造物群1-3aは、テーパー型形状の各トレンチに、例えばシリコン酸化膜である反射・屈折部材を埋め込み、かつ一定のピッチで形成される。一方、第2構造物群2-3aは、第1構造物群1-3aと同様に、テーパー型形状の各トレンチにシリコン酸化膜のような反射・屈折部材を埋め込み、かつ一定のピッチで形成されるが、第2構造物群2-3aのピッチ幅(2つの構造物間の距離ともいう。以下、同じ。)は、第1構造物群1-3aのピッチ幅(2つの構造物間の距離。)とは異なる。図3(a―1)に示されるトレンチ(第1構造物群1-3a及び第2構造物群2-3a)は、FEOL(front-e
nd-of-line)で形成される。すなわち、トレンチ(第1構造物群1-3a及び第2構造物群2-3a)は、素子形成部(半導体基板)24の表面側(光入射側とは反対側)を掘り込んで形成される。
nd-of-line)で形成される。すなわち、トレンチ(第1構造物群1-3a及び第2構造物群2-3a)は、素子形成部(半導体基板)24の表面側(光入射側とは反対側)を掘り込んで形成される。
テーパー型形状のトレンチ構造について、図3(a-2)を用いて更に詳細に説明をする。構造物1-3a-10は、上述したように、トレンチに、例えばシリコン酸化膜である反射・屈折部材1-3a-1を埋め込んで形成されるが、詳細例の一つとしては、図3(a-2)に示されるように、シリコン酸化膜等である反射・屈折部材1-3a-1の外側には、例えば五酸化タンタル(Ta2O5)1-3a-2がトレンチに埋め込まれて形成され、さらに、五酸化タンタル(Ta2O5)1-3a-2の外側には、酸化アルミニウム(Al2O3)1-3a-3がトレンチに埋め込まれて形成される。
第1構造物群1-3a又は第2構造物群2-3aは、トレンチにシリコン酸化膜のような反射・屈折部材を埋め込み、かつ一定のピッチ幅で形成されるため、光の干渉作用により波長選択性を有する一種のバンドパスフィルターにように作用する。したがって、光の干渉作用により一部波長の光の伝搬を完全に抑制することが困難である場合がある。その一方で、第1構造物群1-3aと第2構造物群2-3aとを組み合わせることにより光(例えば、MOSトランジスタTr101で発生するホットキャリア発光の光L)の伝搬を抑制することは可能である。例えば、第1構造物群1-3aを透過した波長の光を第2構
造物群2-3aで抑制することが可能である。
造物群2-3aで抑制することが可能である。
図3(b―1)に示される固体撮像装置11bにも、互いに異なる波長選択性を有する第1構造物群1-3bと第2構造物群2-3bとが素子形成部24に形成されている。図3(b-1)では、第1構造物群1-3bは、5つの構造物1-3b-10から構成され、第2構造物群2-3bは、5つの構造物2-3b-10から構成されている。例えば、第1構造物群1-3bは、逆テーパー型形状の各トレンチに、例えばシリコン酸化膜である反射・屈折部材を埋め込み、かつ一定のピッチで形成される。一方、第2構造物群2-3bは、第1構造物群1-3bと同様に、逆テーパー型形状の各トレンチにシリコン酸化膜のような反射・屈折部材を埋め込み、かつ一定のピッチで形成されるが、第2構造物群2-3bのピッチ幅(2つの構造物間の距離。)は、第1構造物群1-3bのピッチ幅(2つの構造物間の距離。)とは異なる。図3(b―1)に示されるトレンチ(第1構造物群1-3b及び第2構造物群2-3b)は、素子形成部(半導体基板)24の裏面側(光入射側)を掘り込んで形成される。
逆テーパー型形状のトレンチ構造について、図3(b-2)を用いて更に詳細に説明をする。構造物1-3b-10は、上述したように、トレンチに、例えばシリコン酸化膜である反射・屈折部材1-3b-1を埋め込んで形成されるが、詳細例の一つとしては、図3(b-2)に示されるように、シリコン酸化膜等である反射・屈折部材1-3b-1の外側には、例えば五酸化タンタル(Ta2O5)1-3b-2がトレンチに埋め込まれて形成され、さらに、五酸化タンタル(Ta2O5)1-3b-2の外側には、酸化アルミニウム(Al2O3)1-3b-3がトレンチに埋め込まれて形成される。
第1構造物群1-3b又は第2構造物群2-3bは、トレンチにシリコン酸化膜のような反射・屈折部材を埋め込み、かつ一定のピッチ幅で形成されるため、光の干渉作用により波長選択性を有する一種のバンドパスフィルターにように作用する。したがって、光の干渉作用により一部波長の光の伝搬を完全に抑制することが困難である場合がある。その一方で、第1構造物群1-3bと第2構造物群2-3bとを組み合わせることにより光(例えば、MOSトランジスタTr102で発生するホットキャリア発光の光L)の伝搬を抑制することは可能である。例えば、第1構造物群1-3bを透過した波長の光を第2構造物群2-3bで抑制することが可能である。
上記で述べたように、図27には表面照射型の固体撮像装置11cが示されている。互いに異なる波長選択性を有する第1構造物群1-27と第2構造物群2-27とが素子形成部24に形成されている。図27では、第1構造物群1-27は、5つの構造物1-27-10から構成され、第2構造物群2-27は、5つの構造物2-27-10から構成されている。例えば、第1構造物群1-27はトレンチに、例えばシリコン酸化膜である反射・屈折部材を埋め込み、かつ一定のピッチで形成される。一方、第2構造物群2-27は、第1構造物群1-27と同様に、トレンチにシリコン酸化膜のような反射・屈折部材を埋め込み、かつ一定のピッチで形成されるが、第2構造物群2-27のピッチ幅(2つの構造物間の距離。)は、第1構造物群1-27のピッチ幅(2つの構造物間の距離。)とは異なる。
次に、シリコン中にトレンチを形成し、シリコン酸化膜を埋め込むこととして、ピッチ幅(2つの構造物間の距離)、トレンチ幅(構造物の幅)、トレンチ数(構造物数)をパラメーターとして透過率(%)の実験(シミュレーション)をした結果を、図4~図11に示す。
まず、図4~図6を用いて説明をする。
図4(a)に示される構造物群を説明する。図4(a)に示されるように、シリコン1-4a-11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、10本の構造物1-4a-10から構成される構造物群1-4aを作製した。なお、図4(a)中では、構造物1-4a-10の断面形状は矩形形状であるが、テーパー型形状でもよいし、逆テーパー型形状でもよい。図4(a)に示される構造物群1-4aについてのシミュレーション条件(実験条件)は、以下のとおりである。なお、波長帯域は、代表的に960nm~1040nmを用いた。
(構造物群1-4a)
・ピッチ幅(2本の構造物1-4a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物1-4a-10の幅):R1μm、
・トレンチ数(構造物1-4a-10の数):10本
・ピッチ幅(2本の構造物1-4a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物1-4a-10の幅):R1μm、
・トレンチ数(構造物1-4a-10の数):10本
ところで、構造物群1-4aのピッチ幅(2本の構造物1-4a―10間の距離)は、左右方向(図4(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物1-4a―10において、左側の構造物1-4a-10の右辺と右側の構造物1-4a-10の左辺との間の距離である。
図5(a)に示される構造物群を説明する。図5(a)に示されるように、シリコン1-5a-11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、10本の構造物1-5a-10から構成される構造物群1-5aを作製した。なお、図5(a)中では、構造物1-5a-10の断面形状は矩形形状であるが、テーパー型形状でもよいし、逆テーパー型形状でもよい。図5(a)に示される構造物群1-5aについてのシミュレーション条件(実験条件)は、以下のとおりである。なお、波長帯域は、代表的に960nm~1040nmを用いた。
(構造物群1-5a)
・ピッチ幅(2本の構造物1-5a―10間の距離):Q2μm、
・トレンチ幅(構造物1-5a-10の幅):R1μm、
・トレンチ数(構造物1-5a-10の数):10本
・ピッチ幅(2本の構造物1-5a―10間の距離):Q2μm、
・トレンチ幅(構造物1-5a-10の幅):R1μm、
・トレンチ数(構造物1-5a-10の数):10本
ところで、構造物群1-5aのピッチ幅(2本の構造物1-5a―10間の距離)は、左右(図5(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物1-5a―10において、左側の構造物1-5a-10の右辺と右側の構造物1-5a-10の左辺との間の距離である。
図6(a)に示される構造物群を説明する。図6(a)に示されるように、シリコン1-6a-11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、5本の構造物1-6a-10から構成される第1構造物群1-6aを作製し、さらに、シリコン2-6a-11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、5本の構造物2-6a-10から構成される第2構造物群2-6aを作製した。そして、第1構造物群1-6aと、第2構造物群2-6aとを、この順で直列状に配置した。なお、図6(a)中では、構造物1-6a-10及び構造物2-6a-10の断面形状は、矩形形状であるが、テーパー型形状でもよいし、逆テーパー型形状でもよい。図6(a)に示される第1構造物群1-6a及び第2構造物群2-6aについてのシミュレーション条件(実験条件)は、以下のとおりである。なお、波長帯域は、代表的に960nm~1040nmを用いた。
(第1構造物群1-6a)
・ピッチ幅(2本の構造物1-6a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物1-6a-10の幅):R1μm、
・トレンチ数(構造物1-6a-10の数):5本
・ピッチ幅(2本の構造物1-6a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物1-6a-10の幅):R1μm、
・トレンチ数(構造物1-6a-10の数):5本
(第2構造物群2-6a)
・ピッチ幅(2本の構造物2-6a―10間の距離):Q2μm、
・トレンチ幅(構造物2-6a-10の幅):R1μm、
・トレンチ数(構造物2-6a-10の数):5本
・ピッチ幅(2本の構造物2-6a―10間の距離):Q2μm、
・トレンチ幅(構造物2-6a-10の幅):R1μm、
・トレンチ数(構造物2-6a-10の数):5本
ところで、第1構造物群1-6aのピッチ幅(2本の構造物1-6a―10間の距離)は、左右(図6(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物1-6a―10において、左側の構造物1-6a-10の右辺と右側の構造物1-6a-10の左辺との間の距離である。同様に、第2構造物群2-6aのピッチ幅(2本の構造物2-6a―10間の距離)は、左右(図6(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物2-6a―10において、左側の構造物2-6a-10の右辺と右側の構造物2-6a-10の左辺との間の距離である。
図4(b)、図5(b)及び図6(b)に示される透過率の結果を検討する。
図4(b)に示されるように、構造物群1-4aでは、波長970±10nm、1010±10nmの透過率が高い。また、図5(b)に示されるように、構造物群1-5aでは、990±10nm、1030±10nmの透過率が高い。シリコン酸化膜のような反射・屈折部材を利用し、かつ、一定のピッチ幅(2本の構造物間の距離)で構造物群が形成されるとき、光の干渉作用により波長選択性を有するため、一種のバンドパスフィルターにように作用し、一部の波長の光の伝搬を完全に抑制することは困難である場合がある。
図4(b)に示されるように、構造物群1-4aでは、波長970±10nm、1010±10nmの透過率が高い。また、図5(b)に示されるように、構造物群1-5aでは、990±10nm、1030±10nmの透過率が高い。シリコン酸化膜のような反射・屈折部材を利用し、かつ、一定のピッチ幅(2本の構造物間の距離)で構造物群が形成されるとき、光の干渉作用により波長選択性を有するため、一種のバンドパスフィルターにように作用し、一部の波長の光の伝搬を完全に抑制することは困難である場合がある。
一方、図6(b)に示されるように、第1構造物群1-6aと第2構造物群2-6aとを組み合わせて、波長選択性の異なる少なくとも2種の構造物群をうまく組み合わせることができれば、一種のバンドパスフィルターを組み合わせたように作用し、光の伝搬を抑制することができる。
次に、図7~図8を用いて説明をする。
図7(a)に示される構造物群を説明する。図7(a)に示されるように、シリコン1-7a-11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、10本の構造物1-7a-10から構成される構造物群1-7aを作製した。なお、図7(a)中では、構造物1-7a-10の断面形状は、矩形形状であるが、テーパー型形状でもよいし、逆テーパー型形状でもよい。図7(a)に示される構造物群1-7aについてのシミュレーション条件(実験条件)は、以下のとおりである。なお、波長帯域は、代表的に960nm~1040nmを用いた。
(構造物群1-7a)
・ピッチ幅(2本の構造物1-7a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物1-7a-10の幅):R1μm、
・トレンチ数(構造物1-7a-10の数):10本
・ピッチ幅(2本の構造物1-7a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物1-7a-10の幅):R1μm、
・トレンチ数(構造物1-7a-10の数):10本
ところで、構造物群1-7aのピッチ幅(2本の構造物1-7a―10間の距離)は、左右方向(図7(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物1-7a―10において、左側の構造物1-7a-10の右辺と右側の構造物1-7a-10の左辺との間の距離である。
図8(a)に示される構造物群を説明する。図8(a)に示されるように、シリコン1-8a-11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、10本の構造物1-8a-10から構成される構造物群1-8aを作製した。なお、図8(a)中では、構造物1-8a-10の断面形状は、矩形形状であるが、テーパー型形状でもよいし、逆テーパー型形状でもよい。図8(a)に示される構造物群1-8aについてのシミュレーション条件(実験条件)は、以下のとおりである。なお、波長帯域は、代表的に960nm~1040nmを用いた。
(構造物群1-8a)
・ピッチ幅(2本の構造物1-8a―10間の距離):Q1~Q2μm、
漸次的(例えば、Xμmステップ)に、2本の構造物間の距離を短くして、Q1μm(図8(a)中の左側から一番目の構造物1-8a-10と左側から2番目の構造物1-8a-10との間の距離)から、Q2μm(図8(a)中の左側から九番目の構造物1-8a-10と左側から10番目の構造物1-8a-10との間の距離)まで変化をさせて、2本の構造物間の距離を短くした。
・トレンチ幅(構造物1-8a-10の幅):R1μm、
・トレンチ数(構造物1-8a-10の数):10本
・ピッチ幅(2本の構造物1-8a―10間の距離):Q1~Q2μm、
漸次的(例えば、Xμmステップ)に、2本の構造物間の距離を短くして、Q1μm(図8(a)中の左側から一番目の構造物1-8a-10と左側から2番目の構造物1-8a-10との間の距離)から、Q2μm(図8(a)中の左側から九番目の構造物1-8a-10と左側から10番目の構造物1-8a-10との間の距離)まで変化をさせて、2本の構造物間の距離を短くした。
・トレンチ幅(構造物1-8a-10の幅):R1μm、
・トレンチ数(構造物1-8a-10の数):10本
ところで、構造物群1-8aのピッチ幅(2本の構造物1-8a―10間の距離)は、左右方向(図8(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物1-8a―10において、左側の構造物1-8a-10の右辺と右側の構造物1-8a-10の左辺との間の距離である。
図7(b)及び図8(b)に示される透過率の結果を検討する。
図7(b)に示さるように、構造物群1-7aでは、波長970±10nm、1010±10nmの透過率が高い。シリコン酸化膜のような反射・屈折部材を利用し、かつ一定のピッチ幅で構造物群が形成されるとき、光の干渉作用により波長選択性を有するため、一種のバンドパスフィルターにように作用し、一部の波長の光の伝搬を完全に抑制することは困難である場合がある。
図7(b)に示さるように、構造物群1-7aでは、波長970±10nm、1010±10nmの透過率が高い。シリコン酸化膜のような反射・屈折部材を利用し、かつ一定のピッチ幅で構造物群が形成されるとき、光の干渉作用により波長選択性を有するため、一種のバンドパスフィルターにように作用し、一部の波長の光の伝搬を完全に抑制することは困難である場合がある。
一方、図8(b)に示されるように、構造物群1-8aでは、ピッチ幅(2本の構造物間の距離)を漸次的に少しずつ変化させることにより、一種のバンドパスフィルターを複数組み合わせたように作用し、光の伝搬を抑制することができる。
さらに、図9~図11を用いて説明をする。
図9(a)に示される構造物群を説明する。図9(a)に示されるように、シリコン1-9a-11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、10本の構造物1-9a-10から構成される構造物群1-9aを作製した。なお、図9(a)中では、構造物1-9a-10の断面形状は、矩形形状であるが、テーパー型形状でもよいし、逆テーパー型形状でもよい。図9(a)に示される構造物群1-9aについてのシミュレーション条件(実験条件)は、以下のとおりである。なお、波長帯域は、代表的に960nm~1040nmを用いた。
(構造物群1-9a)
・ピッチ幅(2本の構造物1-9a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物1-9a-10の幅):R2μm、
・トレンチ数(構造物1-9a-10の数):10本
・ピッチ幅(2本の構造物1-9a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物1-9a-10の幅):R2μm、
・トレンチ数(構造物1-9a-10の数):10本
ところで、構造物群1-9aのピッチ幅(2本の構造物1-9a―10間の距離)は、左右方向(図9(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物1-9a―10において、左側の構造物1-9a-10の右辺と右側の構造物1-9a-10の左辺との間の距離である。
図10(a)に示される構造物群を説明する。図10(a)に示されるように、シリコン1-10a-11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、10本の構造物1-10a-10から構成される構造物群1-10aを作製した。なお、図10(a)中では、構造物1-10a-10の断面形状は、矩形形状であるが、テーパー型形状でもよいし、逆テーパー型形状でもよい。図10(a)に示される構造物群1-10aについてのシミュレーション条件(実験条件)は、以下のとおりである。なお、波長帯域は、代表的に960nm~1040nmを用いた。
(構造物群1-10a)
・ピッチ幅(2本の構造物1-10a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物1-10a-10の幅):R3μm、
・トレンチ数(構造物1-10a-10の数):10本
・ピッチ幅(2本の構造物1-10a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物1-10a-10の幅):R3μm、
・トレンチ数(構造物1-10a-10の数):10本
ところで、構造物群1-10aのピッチ幅(2本の構造物1-10a―10間の距離)は、左右方向(図10(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物1-10a―10において、左側の構造物1-10a-10の右辺と右側の構造物1-10a-10の左辺との間の距離である。
図11(a)に示される構造物群を説明する。図11(a)に示されるように、シリコン1-11a-11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、5本の構造物1-11a-10から構成される第1構造物群1-11aを作製し、さらに、シリコン2-11a-11にトレンチを形成して、シリコン酸化膜を埋め込んで、5本の構造物2-11a-10から構成される第2構造物群2-11aを作製した。そして、第1構造物群1-11aと、第2構造物群2-11aと、をこの順で直列状に配置した。なお、図11(a)中では、構造物1-11a-10及び構造物2-11a-10の断面形状は、矩形形状であるが、テーパー型形状でもよいし、逆テーパー型形状でもよい。図11(a)に示される第1構造物群1-11a及び第2構造物群2-11aについてのシミュレーション条件(実験条件)は、以下のとおりである。なお、波長帯域は、代表的に960nm~1040nmを用いた。
(第1構造物群1-11a)
・ピッチ幅(2本の構造物1-6a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物1-6a-10の幅):R2μm、
・トレンチ数(構造物1-6a-10の数):5本
・ピッチ幅(2本の構造物1-6a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物1-6a-10の幅):R2μm、
・トレンチ数(構造物1-6a-10の数):5本
(第2構造物群2-11a)
・ピッチ幅(2本の構造物2-6a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物2-6a-10の幅):R3μm、
・トレンチ数(構造物2-6a-10の数):5本
・ピッチ幅(2本の構造物2-6a―10間の距離):Q1μm、
・トレンチ幅(構造物2-6a-10の幅):R3μm、
・トレンチ数(構造物2-6a-10の数):5本
ところで、第1構造物群1-11aのピッチ幅(2本の構造物1-11a―10間の距離)は、左右(図11(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物1-11a―10において、左側の構造物1-11a-10の右辺と右側の構造物1-11a-10の左辺との間の距離である。同様に、第2構造物群2-11aのピッチ幅(2本の構造物2-11a―10間の距離)は、左右(図11(a)中の左右方向)に隣り合う2本の構造物2-11a―10において、左側の構造物2-11a-10の右辺と右側の構造物2-11a-10の左辺との間の距離である。
図9(b)、図10(b)及び図11(b)に示される透過率の結果を検討する。
図9(b)に示されるように、構造物群1-9aでは、波長965±10nm、1010±10nmの透過率が高い。また、図10(b)に示されるように、構造物群1-10aでは990±10nm、1030±10nmの透過率が高い。シリコン酸化膜のような反射・屈折部材を利用し、かつ、一定のピッチ幅(2本の構造物間の距離)で構造物が形成されるとき、光の干渉作用により波長選択性を有するため、一種のバンドパスフィルターにように作用し、一部の波長の光の伝搬を完全に抑制することは困難である場合がある。
図9(b)に示されるように、構造物群1-9aでは、波長965±10nm、1010±10nmの透過率が高い。また、図10(b)に示されるように、構造物群1-10aでは990±10nm、1030±10nmの透過率が高い。シリコン酸化膜のような反射・屈折部材を利用し、かつ、一定のピッチ幅(2本の構造物間の距離)で構造物が形成されるとき、光の干渉作用により波長選択性を有するため、一種のバンドパスフィルターにように作用し、一部の波長の光の伝搬を完全に抑制することは困難である場合がある。
一方、図11(b)に示されるように、第1構造物群1-11aと第2構造物群2-11aとを組み合わせて、第1構造物群1-11aから第2構造物群2-11aまで、一定のピッチ幅(2本の構造物間の距離)であっても、トレンチ幅(構造物の幅)を変化させることができる。第1構造物群1-11aと第2構造物群2-11aとのように、波長選択性の異なる少なくとも2種の構造物群をうまく組み合わせることができれば、一種のバンドパスフィルターを組み合わせたように作用し、光の伝搬を抑制することができる。
次に、図12~図15を用いて、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群又は複数の構造物から構成される構造物群の固体撮像装置における配置例を示す。
図12には、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群又は複数の構造物から構成される構造物群が形成される構造物群形成領域35Eの平面的な第1の配置例が示されている。
図12に示されるように、固体撮像装置11Eにおいては、画素領域12と周辺回路19との間を通り、平面的に見て画素領域12を囲うように構造物群形成領域35Eが配置されている。このように構造物群形成領域35Eを配置することにより、周辺回路19の能動素子34で発生した光が、どの方向からも画素領域12に入り込むことを防止することができる。したがって、ホットキャリアにより発生した光等による悪影響を、より確実に抑制することができる。
次に、図13は、構造物群形成領域35Fの平面的な第2の配置例が示されている。
図13に示されるように、固体撮像装置11Fにおいては、画素領域12と周辺回路19との間を通り、平面的に見て周辺回路19を囲うように構造物群形成領域35Fが配置されている。このように構造物群形成領域35Fを配置することにより、周辺回路19の能動素子34で発生した光が、どの方向にも漏れ出ることを防止し、その光が画素領域12に入り込むことを防止することができる。したがって、固体撮像装置11Fでは、ホットキャリアにより発生した光等による悪影響を確実に抑制することができる。なお、構造物群形成領域35Fの断面的な構成は、図2に示される構造を採用することができる。
図14は、構造物群形成領域35Gの平面的な第3の配置例が示されている。
図14に示されるように、固体撮像装置11Gにおいては、画素領域12と周辺回路19との間を少なくとも通るように、周辺回路19から画素領域12に直線的に向かう光を少なくとも遮るように構造物群形成領域35Gが配置されている。このように構造物群形成領域35Gを配置することにより、周辺回路19の能動素子34で発生した光が、画素領域12に直線的に入り込むことを防止することができる。したがって、固体撮像装置11Gでは、ホットキャリアにより発生した光等による悪影響を抑制することができる。なお、構造物群形成領域35Gの断面的な構成は、図2に示される構造を採用することができる。
図15は、構造物群形成領域35Hの平面的な第4の配置例が示されている。
図15に示されるように、固体撮像装置11Hにおいては、画素領域12と周辺回路19との間を通り、平面的に見て画素領域12を囲うように、複数の構造物が組み合わされて構成される構造物群形成領域35Hが配置されている。ここで、構造物群形成領域35Hは、構造物群形成領域35Hの外側から画素領域12に向かう直線上に、いずれかの構造物が必ず配置されるように、即ち、構造物群形成領域35Hの外側から画素領域12に向かって直線的に光がすり抜けないように構造物が配置されている。
このような構成の構造物群形成領域35Hにより、固体撮像装置11Hでは、周辺回路19の能動素子34で発生した光が、画素領域12に直線的に入り込むことを防止することができる。従って、ホットキャリアにより発生した光による悪影響を抑制することができる。特に、固体撮像装置11Hは、例えば、構造物群形成領域35Hを形成する際に局所的に応力集中が発生し、比較的に大型の形状を形成することができない構成において有効である。なお、構造物群形成領域35Hの断面的な構成は、図2に示される構造を採用することができる。
本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置は、上記で述べた内容の他に、特に技術的な矛盾がない限り、後述する本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置の欄で述べる内容がそのまま適用され得る。
<3.第2の実施形態(固体撮像装置の例2)>
本技術に係る第2の実施形態(固体撮像装置の例2)の固体撮像装置は、第1の態様として、基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、画素領域と該周辺回路部との間に配されて、能動素子において発生するホットキャリア発光の光電変換部への進入を阻止する、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、を有し、基板は、第1多層配線層及び画素領域を含む第1の半導体チップ部と、第2多層配線層及び周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、第1の半導体チップ部と第2の半導体チップ部とは、第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、第1の半導体チップ部と第2の半導体チップ部とが、第1多層配線層と第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置である。ところで、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群としては、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群とから構成される例が挙げられる。
本技術に係る第2の実施形態(固体撮像装置の例2)の固体撮像装置は、第1の態様として、基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、画素領域と該周辺回路部との間に配されて、能動素子において発生するホットキャリア発光の光電変換部への進入を阻止する、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、を有し、基板は、第1多層配線層及び画素領域を含む第1の半導体チップ部と、第2多層配線層及び周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、第1の半導体チップ部と第2の半導体チップ部とは、第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、第1の半導体チップ部と第2の半導体チップ部とが、第1多層配線層と第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置である。ところで、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群としては、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群とから構成される例が挙げられる。
本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置の第1の態様では、少なくとも2つの構造物群は、少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、構造物を構成する材料、構造物の幅、構造物の厚み、及び隣り合う2つの構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように、形成される。構造物を構成する材料は、例えば、光の消衰係数が小さい材料、シリコン(Si)とは屈折率が異なる材料が挙げられ、具体的には、SiN、SiO2、SiC、SiCN、SiON、SiOC、Al2O3、Ta2O5等が挙げられる。
本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置の第1の態様として、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群としては、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群とから構成される例が挙げられる。構造物群形成領域に、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、が形成されて、少なくとも1つの隣り合う該第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う該第2構造物同士の距離とが異なっていてよい。また、複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なっていてもよい。
本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置の第1の態様では、第1構造物群の波長選択性と第2構造物群の波長選択性とが互いに異なっていてよい。そして、本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置の第1の態様では、第1構造物群及び第2構造物群のそれぞれはトレンチ構造でもよいし、積層体(多層膜)でもよい。第1構造物群及び第2構造物群のそれぞれが積層体(多層膜)の場合、少なくとも1つの隣り合う第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよく、少なくとも1つの隣り合う第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なっていてよい。
本技術に係る第2の実施形態(固体撮像装置の例2)の固体撮像装置は、第2の態様として、基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、画素領域の基板深さ方向の下部に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、画素領域と該周辺回路部との間に配されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該光電変換部への進入を阻止する、複数の構造物から構成される構造物群と、を有し、基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、第2多層配線層及び周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、第1の半導体チップ部と第2の半導体チップ部は、第1の半導体チップを貫通する接続導体により電気的に接続され、第1の半導体チップ部と前記第2の半導体チップ部とが、第1多層配線層と第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置である。
本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置の第2の態様では、構造物群において、複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、複数の構造物が配列される。複数の構造物のそれぞれの材料は、例えば、光の消衰係数が小さい材料、シリコン(Si)とは屈折率が異なる材料が挙げられ、具体的には、SiN、SiO2、SiC、SiCN、SiON、SiOC、Al2O3、Ta2O5等が挙げられる。
所定のパターンとしては、例えば、ランダムパターン、交互パターン、周期パターン、ブロックパターン、漸次パターン等が挙げられる。
以下、本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置について、図16~図25を用いて更に詳細に説明をする。
図16は、本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置86の断面図である。なお、固体撮像装置86は、裏面照射型の固体撮像装置である。
図16に示される固体撮像装置86のように、複数のチップ同士を貼り合わせて接合することで、信号を高速伝送できるようにする取り組みが検討されている。固体撮像装置86においては、光電変換部と周辺回路部が至近距離に形成されるため、画素領域と周辺回路部が基板内の上下に立体的に配置される。この立体的に配置された画素領域と周辺回路部間に、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群又は複数の構造物から構成される構造物群が配置されるので、画素領域と周辺回路が至近距離で配置されていても、周辺回路部における能動素子の動作時に能動素子から放射される光は阻止されて、光電変換部への光の侵入が抑制される。
固体撮像装置86は、第1の半導体チップ部310と、第2の半導体チップ部45とが貼り合わされて構成される。第1の半導体チップ部310には、光電変換部となるフォトダイオードPDと、複数の画素トランジスタとからなる画素が2次元的に複数配列された画素アレイ(以下、画素領域という)23と、制御回路24とが形成される。
フォトダイオードPDは、半導体ウェル領域320内にn型半導体領域34と基板表面側のp型半導体領域350を有して形成される。画素を構成する基板表面上にはゲート絶縁膜を介してゲート電極36を形成し、ゲート電極36と対のソース/ドレイン領域33により画素トランジスタTr1、Tr2が形成される。図16では、複数の画素トランジスタを、2つの画素トランジスタTr1,Tr2で代表して示す。フォトダイオードPDに隣接する画素トランジスタTr1が転送トランジスタに相当し、そのソース/ドレイン領域がフローティングディフージョンFDに相当する。各単位画素が素子分離領域38で分離される。
一方、制御回路24は、半導体ウェル領域320に形成した複数のMOSトランジスタで構成される。図16では制御回路24を構成する複数のMOSトランジスタを、MOSトランジスタTr3、Tr4で代表して示す。各MOSトランジスタTr3、Tr4は、n型のソース/ドレイン領域33と、ゲート絶縁膜を介して形成したゲート電極36とにより形成される。
基板表面側には、層間絶縁膜39を介して複数層の配線40を配置してなる多層配線層41が形成される。配線40は例えば銅配線で形成される。画素トランジスタ及び制御回路のMOSトランジスタは、第1絶縁膜43a及び第2絶縁膜43bを貫通する接続導体44を介して所要の配線40に接続される。第1絶縁膜43aは例えばシリコン酸化膜で形成され、第2絶縁膜43bはエッチングストッパとなる例えばシリコン窒化膜で形成される。
半導体ウェル領域320の裏面上には反射防止膜61が形成される。反射防止膜61上の各フォトダイオードPDに対応する領域には、導波路材料膜(例えばSiN膜など)69による導波路70が形成される。半導体ウェル領域320の裏面上の例えばSiO膜による絶縁膜62内には、所要領域を遮光する遮光膜63が形成される。さらに、平坦化膜71を介して、各フォトダイオードPDに対応するように、カラーフィルタ73及びオンチップマイクロレンズ74が形成される。
一方、第2の半導体チップ部45には、信号処理するための信号処理回路を含むロジック回路25が形成される。ロジック回路25は、例えばp型の半導体ウェル領域46に、素子分離領域50で分離されるように複数のMOSトランジスタを形成して構成される。ここでは、複数のMOSトランジスタを、MOSトランジスタTr6、Tr7、Tr8で代表する。各MOSトランジスタTr6、Tr7、Tr8は、それぞれ1対のn型のソース/ドレイン領域47と、ゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極48を有して形成される。
半導体ウェル領域46上には、層間絶縁膜49を介して複数層の配線53、バリアメタル層58を有する配線57を配置してなる多層配線層55が形成される。各MOSトランジスタTr6、Tr7、Tr8は、第1絶縁膜43a及び第2絶縁膜43bを貫通する接続導体54を介して所要の配線53に接続される。
第1の半導体チップ部310と第2の半導体チップ部45は、互いの多層配線層41及び55が向かい合うようにして、例えば接着剤層60を介して貼り合わされる。第2の半導体チップ部45側の多層配線層55の貼り合わせの面には、貼り合わせのストレスを軽減するためのストレス補正膜59が形成されている。貼り合わせは、この他、プラズマ接合で貼り合わせることもできる。
さらに、第1の半導体チップ部310と第2の半導体チップ部45は、接続導体68を介して電気的に接続される。すなわち、第1の半導体チップ部310の半導体ウェル領域320を貫通して多層配線層41の所要の配線40に達する接続孔が形成される。また、第1の半導体チップ部310の半導体ウェル領域320及び層間絶縁膜39を貫通し、第2の半導体チップ部45の多層配線層55の所要の配線53に達する接続孔が形成される。これらの接続孔に互いに連結する接続導体68が埋め込まれて第1及び第2の半導体チップ部310及び45間が電気的に接続される。接続導体68の周りは、半導体ウェル領域320と絶縁するために、絶縁膜67で覆われる。接続導体68に接続された配線40及び57は、垂直信号線に相当する。接続導体68は、電極パッド(図示せず)に接続され、あるいは電極パッドとすることもできる。
接続導体68の形成は、第1の半導体チップ部310及び第2の半導体チップ部45を貼り合わせた後、第1の半導体チップ部310の半導体ウェル領域320を薄膜化した後に行われる。その後にキャップ膜72,平坦化膜71,カラーフィルタ73及びオンチップマイクロレンズ74が形成される。半導体ウェル領域320には、接続導体68を囲む領域に絶縁スペーサ層42が形成される。
固体撮像装置86では、基板深さ方向の上下に画素領域23と周辺回路部のロジック回路25が配置され、しかもフォトダイオードPDとロジック回路25のMOSトランジスタTr6~Tr8とが互いに至近距離に位置している。
周辺回路部でロジック回路25内には、保護用のダイオードが設けられる場合がある。
固体撮像装置86によれば、画素領域23と、周辺回路部(例えばロジック回路25)との間、例えば第1及び第2の半導体チップ部310及び45の接合面近傍に、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群87又は複数の構造物から構成される構造物群87が配置される。ロジック回路25のMOSトランジスタで発生するホットキャリア発光は、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群87又は複数の構造物から構成される構造物群87により抑制され、フォトダイオードPDに入射しない。少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群87’又は複数の構造物から構成される構造物群87’、さらに、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群87又は複数の構造物から構成される構造物群87及び少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群87’又は複数の構造物から構成される構造物群87’の組み合わせを用いるときも、同様にフォトダイオードPDへのホットキャリア発光の入射を抑制することができる。ところで、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群87若しくは複数の構造物から構成される構造物群87、又は少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群87’若しくは複数の構造物から構成される構造物群87’が形成される領域に、遮光部材が更に形成されてもよい。また、ロジック回路側に配置された保護用のダイオードの動作時に発生する光に対しても、フォトダイオードPDへの入射を抑制することができる。したがって、ホットキャリア発光などの能動素子から発生する光が画素領域に写り込むことが回避され、よって画質が向上した固体撮像装置を提供することができる。なお、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群又は複数の構造物から構成される構造物群は、構造物群形成領域35に形成されてよい。構造物群形成領域35は、第1及び第2の半導体チップ部310及び45の接合面近傍の領域であり、接合面近傍の多層配線層41及び多層配線層55の領域や、接着剤層60の形成領域や、ストレス補正膜の形成領域が含まれる。さらに、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群又は複数の構造物から構成される構造物群は、多層配線層41(層間絶縁膜39)及び/又は多層配線層55(層間絶縁膜49)の領域(接合面近傍の領域以外の領域であって、この領域も構造物群形成領域となる場合がある。)に形成されてもよい。
次に、図17を用いて、本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置について更に詳細に説明をする。図17(a)には、固体撮像装置86aが示されている。固体撮像装置86aは、第1の半導体チップ部と第2の半導体チップ部とが接合されて(貼り合わされて)、上下方向に立体的である構造を有する。第1の半導体チップ部は、光電変換部となるフォトダイオードPD340が形成された半導体ウェル領域320と、層間絶縁膜39を介して複数層の配線を配置してなる多層配線層とから構成され、第2の半導体チップ部は、MOSトランジスタTr9を含むロジック回路が形成されている半導体ウェル領域46と、層間絶縁膜49を介して複数層の配線を配置してなる多層配線層とから構成されている。
第1の半導体チップ部と第2の半導体チップ部とが接合される接合部及びその接合部の近傍層に対応して、構造物群形成領域35が形成される。図17の矢印Z3で示されるように、第1構造物群1-13は、第2半導体チップを構成する層間絶縁膜49(多層配線層)側(図7(a)中の下側)の構造物群形成領域35に配置され、図17の矢印Z2で示されるように、第2構造物群2-13は、第1半導体チップを構成する層間絶縁膜39(多層配線層)側(図7(a)中の上側)の構造物群形成領域35に配置される。なお、図17の矢印Z4で示されるように、第1構造物群1-13は、第2半導体チップを構成する層間絶縁膜49(多層配線層)の領域(構造物群形成領域35外の領域であり、この領域が構造物群形成領域となる。)に配置されてもよいし、図17の矢印Z1で示されるように、第2構造物群2-13は、第1半導体チップを構成する層間絶縁膜39(多層配線層)の領域(構造物群形成領域35外の領域であり、この領域が構造物群形成領域となる。)に配置されてもよい。また、図17には示されてないが、第1構造物群1-13及び第2構造物群2-13の両方が、第2半導体チップを構成する層間絶縁膜49(多層配線層)側(図7(a)中の下側)の構造物群形成領域35に配置されてもよいし、第1半導体チップを構成する層間絶縁膜39(多層配線層)側(図7(a)中の上側)の構造物群形成領域35に配置されてもよいし、第2半導体チップを構成する層間絶縁膜49(多層配線層)の領域(構造物群形成領域35外の領域であり、この領域が構造物群形成領域となる。)に配置されてもよいし、第1半導体チップを構成する層間絶縁膜39(多層配線層)の領域(構造物群形成領域35外の領域であり、この領域が構造物群形成領域となる。)に配置されてもよい。そして、第1構造物群1-13及び第2構造物群2-13は互いに異なる波長選択性を有してよい。第1構造物群1-13及び第2構造物群2-13が上記のように配置されることにより、MOSトランジスタTr9で発生するホットキャリア発光の光Lの伝搬が抑制され得る。
図17に示されるように、第1構造物群1-13は、例えば、互いに膜厚が異なる窒化シリコン膜503にシリコン酸化膜504が積層されている。そして、窒化シリコン膜503の膜厚は、シリコン酸化膜504の膜厚より大きい。第1構造物群1-13では、互いに反射・屈折率が異なる材料である窒化シリコン膜とシリコン酸化膜とがこの順で周期的に配置することにより形成されている。
一方、第1構造物群2-13は、例えば、互いに膜厚が異なる窒化シリコン膜501にシリコン酸化膜502が積層されているが、窒化シリコン膜501の膜厚は、シリコン酸化膜504の膜厚より小さい。第2構造物群2-13では、互いに反射・屈折率が異なる材料である窒化シリコン膜とシリコン酸化膜とがこの順で周期的に配置することにより形成されている。なお、第1構造物群1-13と第2構造物2-13とは、窒化シリコンの膜厚とシリコン酸化膜の膜厚との関係(窒化シリコンの膜厚とシリコン酸化膜の膜厚との膜厚差)において、異なる周期である。
第1構造物群及び第2構造物群が積層体であるとき、材料、膜厚、ピッチ幅、周期がパラメーターとなる。代表的に膜厚と周期をパラメーターとして実験(シミュレーション)を行った。実験条件(シミュレーション条件)及び実験シミュレーション結果を図18~図25に示す。材料は窒化シリコン膜、シリコン酸化膜を用いた。なお波長帯域は代表的に960~1040nmを用いた。
まず、図18を用いて説明をする。条件1では、第1構造物群1-14は、膜厚10nmであるSiN層501上に膜厚90nmであるSiO2層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2-14は、膜厚10nmであるSiN層501上に膜厚90nmであるSiO2層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。
条件2では、第1構造物群1-14は、膜厚90nmであるSiN層503上に膜厚10nmであるSiO2層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2-14は、膜厚90nmであるSiN層503上に膜厚10nmであるSiO2層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。
条件3では、第1構造物群1-14は、膜厚90nmであるSiN層503上に膜厚10nmであるSiO2層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2-14は、膜厚10nmであるSiN層501上に膜厚90nmであるSiO2層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。
図19に示されるように、条件1、2のように、第1構造物群1-14と第2構造物群2-14とが単一周期(同じ周期であり、同じ積層構成)であるときは、透過率が高い波長帯域があるが、条件3のように、第1構造物群1-14と第2構造物群2-14とが、複数周期(異なる周期であり、異なる積層構成)であるときは、透過率を小さく抑制することが可能になる。
図20を用いて説明をする。条件4では、第1構造物群1-16は、膜厚20nmであるSiN層501上に膜厚80nmであるSiO2層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2-16は、膜厚20nmであるSiN層501上に膜厚80nmであるSiO2層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。
条件5では、第1構造物群1-16は、膜厚80nmであるSiN層503上に膜厚20nmであるSiO2層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2-16は、膜厚80nmであるSiN層503上に膜厚20nmであるSiO2層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。
条件6では、第1構造物群1-16は、膜厚80nmであるSiN層503上に膜厚20nmであるSiO2層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2-16は、膜厚20nmであるSiN層501上に膜厚80nmであるSiO2層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。
図21に示されるように、条件4、5のように、第1構造物群1-16と第2構造物群2-16とが単一周期(同じ周期であり、同じ積層構成)であるときは、透過率が高い波長帯域があるが、条件6のように、第1構造物群1-16と第2構造物群2-16とが、複数周期(異なる周期であり、異なる積層構成)であるときは、透過率を小さく抑制することが可能になる。
図22を用いて説明をする。条件7では、第1構造物群1-18は、膜厚30nmであるSiN層501上に膜厚70nmであるSiO2層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2-18は、膜厚30nmであるSiN層501上に膜厚70nmであるSiO2層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。
条件8では、第1構造物群1-18は、膜厚70nmであるSiN層503上に膜厚30nmであるSiO2層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2-18は、膜厚70nmであるSiN層503上に膜厚30nmであるSiO2層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。
条件9では、第1構造物群1-18は、膜厚70nmであるSiN層503上に膜厚30nmであるSiO2層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2-18は、膜厚30nmであるSiN層501上に膜厚70nmであるSiO2層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。
図23に示されるように、条件7、8のように、第1構造物群1-18と第2構造物群2-18とが単一周期(同じ周期であり、同じ積層構成)であるときは、透過率が高い波長帯域があるが、条件9のように、第1構造物群1-18と第2構造物群2-18とが、複数周期(異なる周期であり、異なる積層構成)であるときは、透過率を小さく抑制することが可能になる。
図24を用いて説明をする。条件10では、第1構造物群1-20は、膜厚40nmであるSiN層501上に膜厚60nmであるSiO2層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2-20は、膜厚40nmであるSiN層501上に膜厚60nmであるSiO2層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。
条件11では、第1構造物群1-20は、膜厚60nmであるSiN層503上に膜厚40nmであるSiO2層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2-20は、膜厚60nmであるSiN層503上に膜厚40nmであるSiO2層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。
条件12では、第1構造物群1-20は、膜厚60nmであるSiN層503上に膜厚40nmであるSiO2層504を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成され、第2構造物群2-20は、膜厚40nmであるSiN層501上に膜厚60nmであるSiO2層502を積層したものを繰り返し単位として、5周期で形成された。
図25に示されるように、条件10、11のように、第1構造物群1-20と第2構造物群2-20とが単一周期(同じ周期であり、同じ積層構成)であるときは、透過率が高い波長帯域があるが、条件12のように、第1構造物群1-20と第2構造物群2-20とが、複数周期(異なる周期であり、異なる積層構成)であるときは、透過率を小さく抑制することが可能になる。
本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置は、上記で述べた内容の他に、特に技術的な矛盾がない限り、上記で述べた本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置の欄で述べた内容がそのまま適用され得る。
<4.第3の実施形態(電子機器の例)>
本技術に係る第3の実施形態の電子機器は、本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置が搭載された電子機器である。本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置は、第1の態様として、複数の素子が形成される素子形成部と、該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、前記素子形成部に、光電変換を行う受光素子と、該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、該受光素子及び該能動素子の間に、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、が配され、該少なくとも2つの構造物群が、該少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、該構造物を構成する材料、該構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該受光素子への進入を阻止する、固体撮像装置である。
本技術に係る第3の実施形態の電子機器は、本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置が搭載された電子機器である。本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置は、第1の態様として、複数の素子が形成される素子形成部と、該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、前記素子形成部に、光電変換を行う受光素子と、該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、該受光素子及び該能動素子の間に、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、が配され、該少なくとも2つの構造物群が、該少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、該構造物を構成する材料、該構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該受光素子への進入を阻止する、固体撮像装置である。
そして、本技術に係る第1の実施形態の固体撮像装置は、第2の態様として、複数の素子が形成される素子形成部と、該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、前記素子形成部に、光電変換を行う受光素子と、該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、該受光素子及び該能動素子の間に、複数の構造物から構成される構造物群と、が配され、該構造物群において、該複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されて、該構造物群が、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該受光素子への進入を阻止する、固体撮像装置である。
さらに、本技術に係る第3の実施形態の電子機器は、本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置が搭載された電子機器である。本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置は、第1の態様として、基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、該画素領域と該周辺回路部との間に配されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該光電変換部への進入を阻止する、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、を有し、該少なくとも2つの構造物群が、該少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、該構造物を構成する材料、該構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように、形成されて、該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、前記第1の半導体チップ部と前記第2の半導体チップ部は、前記第1の半導体チップを貫通する接続導体により電気的に接続され、前記第1の半導体チップ部と前記第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置である。
そして、本技術に係る第2の実施形態の固体撮像装置は、第2の態様として、基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、該画素領域の基板深さ方向の下部に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、該画素領域と該周辺回路部との間に配されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該光電変換部への進入を阻止する、複数の構造物から構成される構造物群と、を有し、該構造物群において、該複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されて、該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、前記第1の半導体チップ部と前記第2の半導体チップ部は、前記第1の半導体チップを貫通する接続導体により電気的に接続され、前記第1の半導体チップ部と前記第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置である。
<5.本技術を適用した固体撮像装置の使用例>
図28は、イメージセンサとしての本技術に係る第1~第2の実施形態の固体撮像装置の使用例を示す図である。
図28は、イメージセンサとしての本技術に係る第1~第2の実施形態の固体撮像装置の使用例を示す図である。
上述した第1~第2の実施形態の固体撮像装置は、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さまざまなケースに使用することができる。すなわち、図28に示すように、例えば、鑑賞の用に供される画像を撮影する鑑賞の分野、交通の分野、家電の分野、医療・ヘルスケアの分野、セキュリティの分野、美容の分野、スポーツの分野、農業の分野等において用いられる装置(例えば、上述した第3の実施形態の電子機器)に、第1~第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
具体的には、鑑賞の分野においては、例えば、デジタルカメラやスマートフォン、カメラ機能付きの携帯電話機等の、鑑賞の用に供される画像を撮影するための装置に、第1~第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
交通の分野においては、例えば、自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置に、第1~第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
家電の分野においては、例えば、ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、テレビ受像機や冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置で、第1~第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
医療・ヘルスケアの分野においては、例えば、内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置に、第1~第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
セキュリティの分野においては、例えば、防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置に、第1~第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
美容の分野においては、例えば、肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置に、第1~第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
スポーツの分野において、例えば、スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置に、第1~第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
農業の分野においては、例えば、畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置に、第1~第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
次に、本技術に係る第1~第2の実施形態の固体撮像装置の使用例を具体的に説明する。例えば、上述で説明をした第1~第2の実施形態のいずれか1つの実施形態の固体撮像装置は、固体撮像装置101として、例えばデジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話など、撮像機能を備えたあらゆるタイプの電子機器に適用することができる。図29に、その一例として、電子機器102(カメラ)の概略構成を示す。この電子機器102は、例えば静止画または動画を撮影可能なビデオカメラであり、固体撮像装置101と、光学系(光学レンズ)310aと、シャッタ装置311と、固体撮像装置101およびシャッタ装置311を駆動する駆動部313と、信号処理部312とを有する。
光学系310aは、被写体からの像光(入射光)を固体撮像装置101の画素部へ導くものである。この光学系310aは、複数の光学レンズから構成されていてもよい。シャッタ装置311は、固体撮像装置101への光照射期間および遮光期間を制御するものである。駆動部313は、固体撮像装置101の転送動作およびシャッタ装置311のシャッタ動作を制御するものである。信号処理部312は、固体撮像装置101から出力された信号に対し、各種の信号処理を行うものである。信号処理後の映像信号Doutは、メモリなどの記憶媒体に記憶されるか、あるいは、モニタ等に出力される。
<6.内視鏡手術システムへの応用例>
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(本技術)は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
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(本技術)は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
図30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30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31は、図30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、内視鏡11100や、カメラヘッド11102(の撮像部11402)等に適用され得る。具体的には、本開示の固体撮像装置111は、撮像部10402に適用することができる。内視鏡11100や、カメラヘッド11102(の撮像部11402)等に本開示に係る技術を適用することにより、内視鏡11100や、カメラヘッド11102(の撮像部11402)等の性能や品質を向上させることが可能となる。
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。
<7.移動体への応用例>
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、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。
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32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32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32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33は、撮像部12031の設置位置の例を示す図である。
図33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33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(本技術)が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部12031等に適用され得る。具体的には、本開示の固体撮像装置111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、撮像部12031の性能や品質を向上させることが可能となる。
なお、本技術は、上述した実施形態及び応用例に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
また、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
また、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
[1]
複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
該素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、が配され、
該受光素子と該能動素子との間には、構造物群形成領域が形成され、
該構造物群形成領域は、少なくとも、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、を有し、
少なくとも1つの隣り合う該第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う該第2構造物同士の距離とは異なっている、固体撮像装置。
[2]
前記第1構造物群の波長選択性と前記第2構造物群の波長選択性とが互いに異なる、[1]に記載の固体撮像装置。
[3]
前記複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なる、[1]又は[2]に記載の固体撮像装置。
[4]
前記第1構造物群が、前記第1構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記第2構造物群が、前記第2構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なり、
少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なる、[1]から[3]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[5]
基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間には、少なくとも、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、を有する構造物群形成領域が形成され、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、該第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置。
[6]
前記第1構造物群の波長選択性と前記第2構造物群の波長選択性とが互いに異なる、[5]に記載の固体撮像装置。
[7]
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士の距離とが異なる、[5]又は[6]に記載の固体撮像装置。
[8]
前記複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なる、[5]から[7]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[9]
前記第1構造物群が、前記第1構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記第2構造物群が、前記第2構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なり、
少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なる、[5]から[8]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[10]
[1]から[9]のいずれか1つに記載の固体撮像装置が搭載された、電子機器。
[1]
複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
該素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、が配され、
該受光素子と該能動素子との間には、構造物群形成領域が形成され、
該構造物群形成領域は、少なくとも、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、を有し、
少なくとも1つの隣り合う該第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う該第2構造物同士の距離とは異なっている、固体撮像装置。
[2]
前記第1構造物群の波長選択性と前記第2構造物群の波長選択性とが互いに異なる、[1]に記載の固体撮像装置。
[3]
前記複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なる、[1]又は[2]に記載の固体撮像装置。
[4]
前記第1構造物群が、前記第1構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記第2構造物群が、前記第2構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なり、
少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なる、[1]から[3]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[5]
基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間には、少なくとも、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、を有する構造物群形成領域が形成され、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、該第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置。
[6]
前記第1構造物群の波長選択性と前記第2構造物群の波長選択性とが互いに異なる、[5]に記載の固体撮像装置。
[7]
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士の距離とが異なる、[5]又は[6]に記載の固体撮像装置。
[8]
前記複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なる、[5]から[7]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[9]
前記第1構造物群が、前記第1構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記第2構造物群が、前記第2構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なり、
少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なる、[5]から[8]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[10]
[1]から[9]のいずれか1つに記載の固体撮像装置が搭載された、電子機器。
さらに、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
[11]
複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
該素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、
該受光素子及び該能動素子の間に、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、が配され、
該少なくとも2つの構造物群が、該少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、該構造物を構成する材料、該構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該受光素子への進入を阻止する、固体撮像装置。
[12]
前記一方の構造物群の波長選択性と前記他方の少なくとも1つの構造物群の波長選択性とが互いに異なる、[11]に記載の固体撮像装置。
[13]
前記一方の構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離と、前記他方の少なくとも1つの構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離とが異なる、[11]又は[12]に記載の固体撮像装置。
[14]
前記一方の構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅と、前記他方の少なくとも1つの構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅とが異なる、[11]から[13]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[15]
前記一方の構造物群が、第1構造物と該第1構造物に積層された第2構造物とが繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記他方の少なくとも1つの構造物群が、第3構造物と該第3構造物に積層された第4構造物とが繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記一方の構造物群と前記他方の少なくとも1つの構造物群とが、該1構造物から該第4構造物のそれぞれを構成する材料及び該1構造物から該第4構造物のそれぞれの厚みのうち少なくともいずれか一方において異なるように形成される、[11]から[14]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[16]
複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
前記素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、
該受光素子及び該能動素子の間に、複数の構造物から構成される構造物群と、が配され、
該構造物群において、該複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されて、
該構造物群が、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該受光素子への進入を阻止する、固体撮像装置。
[17]
前記パターンが、ランダムパターン、交互パターン、周期パターン、ブロックパターン及び漸次パターンのうち少なくともいずれか1つである、[16]に記載の固体撮像装置。
[18]
該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物の間の距離が漸次パターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されている、[16]に記載の固体撮像装置。
[19]
基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間に配されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該光電変換部への進入を阻止する、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、を有し、
該少なくとも2つの構造物群が、該少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、該構造物を構成する材料、該構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成されて、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、該第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置。
[20]
前記一方の構造物群の波長選択性と前記他方の少なくとも1つの構造物群の波長選択性とが互いに異なる、[19]に記載の固体撮像装置。
[21]
前記一方の構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離と、前記他方の少なくとも1つの構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離とが異なる、[19]又は[20]に記載の固体撮像装置。
[22]
前記一方の構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅と、前記他方の少なくとも1つの構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅とが異なる、[19]から[21]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[23]
前記一方の構造物群が、第1構造物と該第1構造物に積層された第2構造物とが繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記他方の少なくとも1つの構造物群が、第3構造物と該第3構造物に積層された第4構造物とが繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記一方の構造物群と前記他方の少なくとも1つの構造物群とが、該1構造物から該第4構造物のそれぞれを構成する材料及び該1構造物から該第4構造物のそれぞれの厚みのうち少なくともいずれか一方において異なるように形成される、[19]から[22]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[24]
基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間に配されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該光電変換部への進入を阻止する、複数の構造物から構成される構造物群と、を有し、
該構造物群において、該複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されて、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、前記第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置。
[25]
前記パターンが、ランダムパターン、交互パターン、周期パターン、ブロックパターン及び漸次パターンのうち少なくともいずれか1つである、[24]に記載の固体撮像装置。
[26]
該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物の間の距離が漸次パターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されている、[24]に記載の固体撮像装置。
[27]
[11]から[26]のいずれか1つに記載の固体撮像装置が搭載された、電子機器。
[11]
複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
該素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、
該受光素子及び該能動素子の間に、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、が配され、
該少なくとも2つの構造物群が、該少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、該構造物を構成する材料、該構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該受光素子への進入を阻止する、固体撮像装置。
[12]
前記一方の構造物群の波長選択性と前記他方の少なくとも1つの構造物群の波長選択性とが互いに異なる、[11]に記載の固体撮像装置。
[13]
前記一方の構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離と、前記他方の少なくとも1つの構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離とが異なる、[11]又は[12]に記載の固体撮像装置。
[14]
前記一方の構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅と、前記他方の少なくとも1つの構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅とが異なる、[11]から[13]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[15]
前記一方の構造物群が、第1構造物と該第1構造物に積層された第2構造物とが繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記他方の少なくとも1つの構造物群が、第3構造物と該第3構造物に積層された第4構造物とが繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記一方の構造物群と前記他方の少なくとも1つの構造物群とが、該1構造物から該第4構造物のそれぞれを構成する材料及び該1構造物から該第4構造物のそれぞれの厚みのうち少なくともいずれか一方において異なるように形成される、[11]から[14]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[16]
複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
前記素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、
該受光素子及び該能動素子の間に、複数の構造物から構成される構造物群と、が配され、
該構造物群において、該複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されて、
該構造物群が、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該受光素子への進入を阻止する、固体撮像装置。
[17]
前記パターンが、ランダムパターン、交互パターン、周期パターン、ブロックパターン及び漸次パターンのうち少なくともいずれか1つである、[16]に記載の固体撮像装置。
[18]
該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物の間の距離が漸次パターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されている、[16]に記載の固体撮像装置。
[19]
基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間に配されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該光電変換部への進入を阻止する、少なくとも2つの構造物から構成される少なくとも2つの構造物群と、を有し、
該少なくとも2つの構造物群が、該少なくとも2つの構造物群のうち一方の構造物群と他方の少なくとも1つの構造物群とが、該構造物を構成する材料、該構造物の幅、該構造物の厚み、及び隣り合う2つの該構造物の間の距離のうち少なくともいずれか1つにおいて異なるように形成されて、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、該第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置。
[20]
前記一方の構造物群の波長選択性と前記他方の少なくとも1つの構造物群の波長選択性とが互いに異なる、[19]に記載の固体撮像装置。
[21]
前記一方の構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離と、前記他方の少なくとも1つの構造物群の少なくとも1つの隣り合う2つの該構造物の間の距離とが異なる、[19]又は[20]に記載の固体撮像装置。
[22]
前記一方の構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅と、前記他方の少なくとも1つの構造物群を構成する少なくとも2つの構造物のうち少なくとも1つの構造物の幅とが異なる、[19]から[21]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[23]
前記一方の構造物群が、第1構造物と該第1構造物に積層された第2構造物とが繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記他方の少なくとも1つの構造物群が、第3構造物と該第3構造物に積層された第4構造物とが繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記一方の構造物群と前記他方の少なくとも1つの構造物群とが、該1構造物から該第4構造物のそれぞれを構成する材料及び該1構造物から該第4構造物のそれぞれの厚みのうち少なくともいずれか一方において異なるように形成される、[19]から[22]のいずれか1つに記載の固体撮像装置。
[24]
基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間に配されて、該能動素子において発生するホットキャリア発光の該光電変換部への進入を阻止する、複数の構造物から構成される構造物群と、を有し、
該構造物群において、該複数の構造物のそれぞれの材料、幅及び厚み並びに該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物間の距離のうち少なくとも1つが、所定のパターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されて、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、前記第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置。
[25]
前記パターンが、ランダムパターン、交互パターン、周期パターン、ブロックパターン及び漸次パターンのうち少なくともいずれか1つである、[24]に記載の固体撮像装置。
[26]
該複数の構造物における隣り合う2つの該構造物の間の距離が漸次パターンを有するように変化して、該複数の構造物が配列されている、[24]に記載の固体撮像装置。
[27]
[11]から[26]のいずれか1つに記載の固体撮像装置が搭載された、電子機器。
1-3a、1-3b、1-4a、1-5a、1-6a、1-7a、1-8a、1-9a、1-10a、1-11a、2-3a、2-3b、2-6a、2-11a・・・構造物群、
11(11a、11b、11c、11E、11F、11G、11H、11M、11cN)、86(86a)・・・固体撮像装置、
35(35E、35F,35G、35H、35M、35N)・・・構造物群形成領域。
11(11a、11b、11c、11E、11F、11G、11H、11M、11cN)、86(86a)・・・固体撮像装置、
35(35E、35F,35G、35H、35M、35N)・・・構造物群形成領域。
Claims (11)
- 複数の素子が形成される素子形成部と、
該素子形成部に積層され、該素子間を接続する配線が形成される配線部と、を備え、
該素子形成部に、
光電変換を行う受光素子と、
該受光素子の周辺に配置される周辺回路を構成する能動素子と、が配され、
該受光素子と該能動素子との間には、構造物群形成領域が形成され、
該構造物群形成領域は、少なくとも、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、を有し、
少なくとも1つの隣り合う該第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う該第2構造物同士の距離とは異なっている、固体撮像装置。 - 前記第1構造物群の波長選択性と前記第2構造物群の波長選択性とが互いに異なる、請求項1に記載の固体撮像装置。
- 前記複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なる、請求項1に記載の固体撮像装置。
- 前記第1構造物群が、前記第1構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記第2構造物群が、前記第2構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なり、
少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なる、請求項1に記載の固体撮像装置。 - 基板の光入射側に形成され、光電変換部を含む画素が複数配列された画素領域と、
該画素領域の周辺に形成され、能動素子を含む周辺回路部と、
該画素領域と該周辺回路部との間には、少なくとも、複数の第1構造物を有する第1構造物群と、複数の第2構造物を有する第2構造物群と、を有する構造物群形成領域とが形成され、
該基板は、第1多層配線層及び該画素領域を含む第1の半導体チップ部と、
第2多層配線層及び該周辺回路部を含む第2の半導体チップ部と、が貼り合わされて構成され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とは、該第1の半導体チップ部を貫通する接続導体により電気的に接続され、
該第1の半導体チップ部と該第2の半導体チップ部とが、該第1多層配線層と該第2多層配線層とを向き合わせて貼り合わされている、固体撮像装置。 - 前記第1構造物群の波長選択性と前記第2構造物群の波長選択性とが互いに異なる、請求項5に記載の固体撮像装置。
- 少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士の距離と、少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士の距離とが異なる、請求項5に記載の固体撮像装置。
- 前記複数の第1構造物のうち少なくとも1つの第1構造物の幅と、前記複数の第2構造物のうち少なくとも1つの第2構造物の幅とが異なる、請求項5に記載の固体撮像装置。
- 前記第1構造物群が、前記第1構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
前記第2構造物群が、前記第2構造物を繰り返し単位として構成された積層体であり、
少なくとも1つの隣り合う前記第1構造物同士が、第1構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なり、
少なくとも1つの隣り合う前記第2構造物同士が、第2構造物の厚み及び/又は第1構造物を構成する材料において異なる、請求項5に記載の固体撮像装置。 - 請求項1に記載の固体撮像装置が搭載された、電子機器。
- 請求項5に記載の固体撮像装置が搭載された、電子機器。
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