WO2021005961A1 - 撮像素子および撮像装置 - Google Patents

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pixel
incident light
image pickup
film
semiconductor substrate
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PCT/JP2020/023167
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井上　晃一
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to an image sensor and an image pickup device. More specifically, the present invention relates to an image pickup device in which incident light is emitted from the back surface of the semiconductor substrate and an image pickup device using the image pickup device.
  • an image sensor that irradiates the back surface side of a semiconductor substrate on which a photoelectric conversion unit such as a photodiode that photoelectrically converts incident light is formed has been used. Since the incident light is applied to the photoelectric conversion unit without passing through the wiring region formed on the surface of the semiconductor substrate, the sensitivity can be improved.
  • an image pickup device for example, an image pickup device in which a photodiode or the like is formed on a silicon layer of an SOI (Silicon on Insulator) substrate formed by sequentially laminating an intermediate layer and a silicon layer on a silicon substrate is used.
  • SOI Silicon on Insulator
  • a wiring portion is arranged on the surface of a silicon layer on which a light receiving sensor portion such as a photodiode is formed. After the support substrate is adhered to this wiring region, the silicon substrate and the intermediate layer are removed.
  • the silicon layer thin film silicon having a thickness of 10 ⁇ m or less can be used. Since the process of thinning the semiconductor substrate by grinding or the like is not required, a silicon layer having a stable thickness can be manufactured with a high yield.
  • the above-mentioned conventional technique has a problem that a large amount of reflected light is emitted from the image sensor. Since a thin silicon layer is used as the semiconductor substrate on which the photodiode or the like is formed, the incident light that is not absorbed by the semiconductor substrate among the incident light reaches the wiring region and is reflected, and a large amount of reflected light is generated. When this reflected light is incident on the image sensor again, there is a problem that flare or the like occurs and the image quality deteriorates.
  • the present disclosure has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present disclosure is to reduce the reflected light of the back-illuminated image sensor.
  • the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and the first aspect thereof is an on-chip lens that collects incident light and the condensed incident light that is configured on a semiconductor substrate.
  • a photoelectric conversion unit that performs photoelectric conversion and an opening that is arranged adjacent to the semiconductor substrate and has a size substantially the same as the condensed size of the condensed incident light are provided to absorb the reflected light of the incident light. It is an image pickup element provided with an absorbing film.
  • a reflective film which is arranged between the semiconductor substrate and the absorbing film and which reflects the reflected light may be further provided.
  • the reflective film may have an opening having a size different from that of the absorbing film.
  • the absorption film may be formed in a shape in which the opening area on the semiconductor substrate side is smaller than the opening area on the on-chip lens side of the opening.
  • the absorption film may include the opening formed in a tapered shape.
  • the absorption film may be composed of a plurality of layers having different absorption coefficients.
  • the absorption film may be configured by dispersing the absorption members that absorb the incident light.
  • the absorption film may be configured to have substantially the same thickness as the diameter of the opening.
  • the absorption film of the semiconductor substrate is further provided on a side different from the adjacent side to reflect the incident light transmitted through the semiconductor substrate. May be good.
  • a scattering unit that scatters the reflected light may be further provided.
  • the scattering portion may be composed of uneven portions formed on the surface of the semiconductor substrate adjacent to the opening of the absorption film.
  • the scattering portion may be arranged on a side different from the side where the absorption film of the semiconductor substrate is adjacent to reflect and scatter the incident light transmitted through the semiconductor substrate. Good.
  • a plurality of pixels composed of the on-chip lens, the photoelectric conversion unit, and the absorption film may be provided.
  • the pixel may further include a color filter that transmits incident light having a predetermined wavelength among the incident light.
  • the color filter may transmit the incident light having a long wavelength.
  • the color filter may transmit red light.
  • the color filter may transmit infrared light.
  • the absorption film may be arranged so that the position of the opening is shifted according to the angle of incidence of the incident light on the pixel.
  • the absorption film may be formed in a shape in which the opening is expanded according to the angle of incidence of the incident light on the pixel.
  • a second aspect of the present disclosure is an on-chip lens that collects incident light, a photoelectric conversion unit that is configured on a semiconductor substrate and performs photoelectric conversion of the condensed incident light, and is adjacent to the semiconductor substrate.
  • An absorption film that has an opening of substantially the same size as the condensed size of the condensed incident light and absorbs the reflected light of the incident light, and an image generated based on the photoelectric conversion. It is an image pickup apparatus including a processing circuit for processing a signal.
  • the reflected light is absorbed while transmitting the condensed incident light.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an image sensor according to an embodiment of the present disclosure.
  • the image pickup device 1 in the figure includes a pixel array unit 10, a vertical drive unit 20, a column signal processing unit 30, and a control unit 40.
  • the pixel array unit 10 is configured by arranging the pixels 100 in a two-dimensional grid pattern.
  • the pixel 100 generates an image signal according to the irradiated light.
  • the pixel 100 has a photoelectric conversion unit that generates an electric charge according to the irradiated light.
  • the pixel 100 further has a pixel circuit. This pixel circuit generates an image signal based on the electric charge generated by the photoelectric conversion unit. The generation of the image signal is controlled by the control signal generated by the vertical drive unit 20 described later.
  • the signal lines 11 and 12 are arranged in the pixel array unit 10 in an XY matrix.
  • the signal line 11 is a signal line that transmits a control signal of the pixel circuit in the pixel 100, is arranged for each line of the pixel array unit 10, and is commonly wired to the pixel 100 arranged in each line.
  • the signal line 12 is a signal line for transmitting an image signal generated by the pixel circuit of the pixel 100, is arranged in each row of the pixel array unit 10, and is commonly wired to the pixel 100 arranged in each row. To. These photoelectric conversion units and pixel circuits are formed on a semiconductor substrate.
  • the vertical drive unit 20 generates a control signal for the pixel circuit of the pixel 100.
  • the vertical drive unit 20 transmits the generated control signal to the pixel 100 via the signal line 11 in the figure.
  • the column signal processing unit 30 processes the image signal generated by the pixel 100.
  • the column signal processing unit 30 processes the image signal transmitted from the pixel 100 via the signal line 12 in the figure.
  • the processing in the column signal processing unit 30 corresponds to, for example, analog-to-digital conversion that converts an analog image signal generated in the pixel 100 into a digital image signal.
  • the image signal processed by the column signal processing unit 30 is output as an image signal of the image sensor 1.
  • the control unit 40 controls the entire image sensor 1.
  • the control unit 40 controls the image sensor 1 by generating and outputting a control signal for controlling the vertical drive unit 20 and the column signal processing unit 30.
  • the control signal generated by the control unit 40 is transmitted to the vertical drive unit 20 and the column signal processing unit 30 by the signal lines 41 and 42, respectively.
  • the image pickup device 1 in the figure is an example of the image pickup device described in the claims.
  • the pixel array unit 10 in the figure is an example of the image pickup device described in the claims.
  • the column signal processing unit 30 in the figure is an example of the processing circuit described in the claims.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of a pixel according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the figure is a cross-sectional view showing a configuration example of the pixel 100.
  • the pixel 100 in the figure includes a semiconductor substrate 101, a wiring region 110, a reflective film 140, an absorbing film 150, a protective film 160, and an on-chip lens 180.
  • the semiconductor substrate 101 is a semiconductor substrate on which the semiconductor region (diffusion region) of the elements constituting the photoelectric conversion unit and the pixel circuit described above is formed.
  • the semiconductor substrate 101 can be made of silicon (Si).
  • Elements such as a photoelectric conversion unit are arranged in a well region formed on the semiconductor substrate 101.
  • the semiconductor substrate 101 in the figure constitutes a p-type well region.
  • a diffusion region of the device can be formed.
  • an n-type semiconductor region 102 constituting a photoelectric conversion unit is described as an example of an element.
  • the photodiode formed by the pn junction at the interface between the n-type semiconductor region 102 and the surrounding p-type well region corresponds to the photoelectric conversion unit.
  • photoelectric conversion occurs.
  • the electric charge generated by this photoelectric conversion is accumulated in the n-type semiconductor region 102.
  • An image signal is generated by a pixel circuit (not shown) based on the accumulated charge.
  • the separation region 130 can be arranged at the boundary of the pixels 100 in the semiconductor substrate 101 in the figure.
  • the separation region 130 optically separates the pixel 100. Specifically, by arranging a film that reflects the incident light between the pixels 100 as the separation region 130, leakage of the incident light to the adjacent pixels 100 is prevented. This makes it possible to prevent crosstalk between the pixels 100.
  • the separation region 130 can be made of, for example, a metal such as tungsten (W).
  • a fixed charge film and an insulating film can be arranged between the separation region 130 and the semiconductor substrate 101.
  • the fixed charge film is a film that is arranged at the interface of the semiconductor substrate 101 and pins the surface level of the semiconductor substrate 101.
  • the insulating film is a film that is arranged between the fixed charge film and the separation region 130 to insulate the separation region 130.
  • a separation region 130 can be formed by forming a fixed charge film and an insulating film on the surface of the groove formed in the semiconductor substrate 101 and embedding a metal such as W. By arranging the separation region 130 provided with such an insulating film, the pixels 100 can be electrically separated.
  • the wiring area 110 is an area arranged adjacent to the surface of the semiconductor substrate 101 and forming a wiring for transmitting a signal.
  • the wiring region 110 in the figure includes a wiring layer 112 and an insulating layer 111.
  • the wiring layer 112 is a conductor that transmits a signal to the elements of the semiconductor substrate 101.
  • the wiring layer 112 can be made of a metal such as copper (Cu) or tungsten (W).
  • the insulating layer 111 insulates the wiring layer 112.
  • the insulating layer 111 can be made of, for example, silicon oxide (SiO 2 ).
  • the wiring layer 112 and the insulating layer 111 can be configured in multiple layers.
  • the figure shows an example of wiring configured in three layers. Wiring layers 112 arranged in different layers can be connected to each other by a via plug (not shown).
  • the image sensor 1 in the figure corresponds to a back-illuminated image sensor in which incident light is emitted from the back surface side of the semiconductor substrate 101 to the photoelectric conversion unit.
  • the incident light from the subject incident on the semiconductor substrate 101 via the on-chip lens 180, the absorption film 150, and the reflection film 140, which will be described later, is absorbed by the semiconductor substrate 101 and photoelectrically converted.
  • the incident light that is not absorbed by the semiconductor substrate 101 passes through the semiconductor substrate 101 and becomes transmitted light, and is incident on the wiring region 110.
  • a part of the transmitted light incident on the wiring region 110 is reflected by the wiring layer 112 to become reflected light, and is again incident on the semiconductor substrate 101.
  • the sensitivity of the pixel 100 is improved because the reflected light is incident on the semiconductor substrate 101 again and is photoelectrically converted. However, when the reflected light passes through the semiconductor substrate 101 and is irradiated to the outside of the pixel 100, is reflected from the housing or the like and is incident on the image sensor 1 again, flare or the like occurs and the image quality is deteriorated.
  • the reflective film 140 is arranged adjacent to the back surface of the semiconductor substrate 101 to transmit incident light from the subject and reflect the reflected light.
  • the reflective film 140 is provided with an opening 149 at the center, and the incident light collected by the on-chip lens 180 described later is transmitted through the opening 149. Further, the reflective film 140 reflects the above-mentioned reflected light again and causes it to enter the semiconductor substrate 101 to reduce leakage of the reflected light to the outside of the pixel 100.
  • the reflective film 140 can be made of a metal such as W as in the separation region 130. Further, the reflective film 140 can be formed at the same time as the separation region 130.
  • a material film is also formed on the back surface of the semiconductor substrate 101.
  • the reflective film 140 can be manufactured by forming the opening 149 in the formed material film.
  • the opening 149 can be configured to have substantially the same size as the focused size of the incident light by the on-chip lens 180.
  • the absorption film 150 is arranged on the back surface of the semiconductor substrate 101 to transmit incident light from a subject and absorb reflected light.
  • the absorption film 150 is provided with an opening 159 at the center, and the incident light collected by the on-chip lens 180 is transmitted through the opening 159. Further, the absorbing film 150 absorbs the reflected light and reduces the leakage of the reflected light to the outside of the pixel 100.
  • the absorption film 150 in the figure is arranged adjacent to the reflection film 140 and absorbs the reflected light transmitted through the opening 149 of the reflection film 140.
  • the absorption film 150 can be composed of, for example, a film in which an absorption member that absorbs incident light is dispersed.
  • a pigment that absorbs light such as carbon black or titanium oxide can be used as an absorbing member, and the absorbing film 150 can be formed by a film in which this pigment is dispersed in a resin or the like.
  • Such an absorption film 150 can be manufactured by forming a resin film in which a pigment is dispersed adjacent to a reflection film 140 to form an opening 159.
  • the opening 159 can be formed by dry etching or wet etching using a chemical solution.
  • An absorption film 150 having a dye-based absorption member such as an infrared light absorber can also be used.
  • the protective film 160 is a film that insulates and protects the back surface side of the semiconductor substrate 101.
  • the protective film 160 in the figure is arranged adjacent to the absorption film 150, and further flattens the back surface side of the semiconductor substrate 101 on which the reflection film 140 and the absorption film 150 are arranged.
  • the protective film 160 can be made of, for example, SiO 2 . It is also possible to adopt a configuration in which a protective film is arranged on the surface of the reflective film 140. Specifically, after forming the reflective film 140, a protective film that covers the reflective film 140, for example, a film of SiO 2 is arranged. After that, the absorption film 150 is formed. Thereby, the protective film 160 can be arranged in the region between the reflective film 140 and the absorbing film 150.
  • the on-chip lens 180 is a lens that is arranged for each pixel 100 and collects incident light from a subject on a photoelectric conversion unit of a semiconductor substrate 101.
  • the on-chip lens 180 is configured in a convex lens shape and collects incident light.
  • the on-chip lens 180 in the figure collects incident light on a photoelectric conversion unit through the opening 159 of the absorption film 150 and the opening 149 of the reflection film 140 described above.
  • the arrow in the figure shows the state of light collection by the on-chip lens 180.
  • the on-chip lens 180 can be made of, for example, an organic material such as resin or an inorganic material such as silicon nitride (SiN).
  • the incident light is focused by the on-chip lens 180, and a focal point is formed in the region of the semiconductor substrate 101.
  • the light incident on the on-chip lens 180 is gradually narrowed down from the on-chip lens 180 to the semiconductor substrate 101, and the focused size, which is the irradiation range of the incident light in the horizontal direction, is narrowed.
  • the opening 159 of the absorbing film 150 By configuring the opening 159 of the absorbing film 150 to have a size substantially equal to the focusing size of the incident light, the opening is prevented while blocking (eclipse) of the incident light collected by the on-chip lens 180 by the absorbing film 150. Leakage of reflected light from unit 159 can be reduced.
  • the opening 149 of the reflective film 140 By configuring the opening 149 of the reflective film 140 to have substantially the same size as the condensing size, it is possible to reduce leakage of the reflected light from the opening 149 while preventing eclipse of the condensed incident light. ..
  • the absorption film 150 has a film thickness substantially the same as the diameter of the opening 159.
  • the wall surface of the opening 159 which is a through hole, becomes wider, and the reflected light (reflected light 312 described later in FIG. 4) captured by the wall surface of the opening 159 increases.
  • the absorption film 150 is formed thick, the ability to absorb reflected light can be improved. This is because the absorption coefficient, which is the ratio of the incident light to the transmitted light in the absorption film 150, is proportional to the absorption member contained in the absorption film 150.
  • the absorption film 150 having a thickness substantially equal to the diameter of the opening 159, it is possible to reduce the reflected light passing through the opening 159 while improving the absorption coefficient of the absorption film 150.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of pixels according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a top view showing a configuration example of the pixels 100 arranged in the pixel array unit 10, and is a diagram showing the arrangement of the on-chip lens 180 and the absorbing film 150.
  • the alternate long and short dash line represents the shape of the bottom surface of the on-chip lens 180.
  • a in the figure is a diagram showing an example of a pixel 100 in which an on-chip lens 180 configured on a circular bottom surface is arranged.
  • the solid circle of A in the figure represents the opening 159 of the absorption membrane 150.
  • B in the figure is a diagram showing an example of a pixel 100 in which an on-chip lens 180 configured on a rectangular bottom surface is arranged.
  • the opening 159 of the absorption film 150 can be formed in a rectangular shape.
  • the opening 159 of the absorbing film 150 can be changed according to the shape of the bottom surface of the on-chip lens 180.
  • the opening 149 of the reflective film 140 can also be configured to have the same shape as the opening 159 of the absorbing film 150.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of absorption of reflected light according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the figure is a diagram showing a simplified pixel 100, and is a diagram showing a locus of incident light and reflected light in the pixel 100.
  • the solid arrow in the figure represents the incident light, and the broken line arrow represents the reflected light.
  • the incident light 301 represents the incident light reflected by the separation region 130 after being incident on the semiconductor substrate 101.
  • the incident light 302 represents the incident light obliquely incident on the pixel 100.
  • the incident light 302 assumes incident light that is indirectly incident on the pixel 100 by reflecting light from the subject by the inner surface of the housing in which the image sensor 1 is arranged, and is imaged by the pixel 100. This is incident light that causes noise such as flare. Such incident light 302 is absorbed by the absorbing film 150.
  • the reflected light 311 represents the reflected light that is reflected again by the reflective film 140 after being incident on the semiconductor substrate 101 from the wiring region 110.
  • the reflected light 312 represents the reflected light transmitted through the opening 149 of the reflective film 140.
  • the reflected light 312 is incident on the side surface of the opening 159 of the absorption film 150 and is absorbed.
  • the absorbing film 150 By arranging the absorbing film 150 in this way, it is possible to reduce leakage of the reflected light to the outside of the pixel 100.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing another configuration example of the pixel according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the pixel 100, as in FIG. 2. It differs from the pixel 100 in FIG. 2 in that the reflective film 140 is omitted. In the pixel 100 of the figure, the above-mentioned reflected light 311 is absorbed by the absorbing film 150.
  • the reflected light of the image sensor 1 can be reduced by arranging the absorption film 150 on the pixel 100 to absorb the reflected light. it can.
  • Second Embodiment> In the image pickup device 1 of the first embodiment described above, an absorption film 150 having a cylindrical opening 159 was arranged. On the other hand, in the image sensor 1 of the second embodiment of the present disclosure, an absorption film having an opening having a shape corresponding to the light collection of the on-chip lens 180 is arranged, and the above-mentioned first embodiment is described above. It is different from the form of.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration example of a pixel according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the pixel 100, as in FIG. 2. It differs from the pixel 100 described in FIG. 2 in that the absorption film 151 is provided instead of the absorption film 150.
  • An opening 158 is formed in the absorption film 151 instead of the opening 159.
  • the opening 158 is an opening in which the opening area is different between the side close to the on-chip lens 180 and the side close to the semiconductor substrate 101.
  • a step is formed in the opening 158 in the figure, and the opening area on the side close to the semiconductor substrate 101 is smaller than the opening area on the side close to the on-chip lens 180.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing another configuration example of the pixel according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the absorption film 151 in the figure is different from the absorption film 151 in FIG. 6 in that an opening 158 formed in a tapered shape is arranged. Since no step is formed in the opening 158 in the figure, the incident light is not eclipsed at the step portion. As a result, the opening area on the side close to the semiconductor substrate 101 can be made smaller, and the absorption efficiency of the reflected light can be improved.
  • the image sensor 1 of the second embodiment of the present disclosure has an opening 158 in which the opening area of the surface close to the semiconductor substrate 101 is smaller than the opening area of the surface close to the on-chip lens 180.
  • the absorbing film 151 to be provided is arranged. As a result, more reflected light can be absorbed, and leakage of the reflected light can be further reduced.
  • the image pickup device 1 of the second embodiment described above has absorbed the reflected light by the absorption film 151.
  • the image sensor 1 of the third embodiment of the present disclosure is different from the above-described second embodiment in that the reflected light is absorbed by a plurality of laminated absorption films.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration example of a pixel according to a third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration example of the pixel 100, as in FIG. 7. It differs from the pixel 100 described in FIG. 7 in that the absorption films 152 and 153 are provided instead of the absorption film 151.
  • the absorption film 152 is an absorption film having a relatively low ratio of absorption members to resin and a relatively thick film thickness.
  • the absorption film 152 is formed with an opening 158 similar to that of the absorption film 151.
  • the absorption film 153 is an absorption film having a relatively high ratio of the absorption member to the resin and a relatively thin film thickness.
  • An opening 157 having the same diameter as the opening 158 on the side close to the on-chip lens 180 can be arranged on the absorbing film 153.
  • a plurality of absorption films 152 and 153 having different absorption coefficients are arranged in the pixel 100 in the figure.
  • the absorption films 152 and 153 can be formed by dispersing an absorption member such as a pigment in the resin, and the absorption coefficient can be improved as the content of the absorption member is increased.
  • the absorption film in which many absorbing members are dispersed becomes difficult to process. Specifically, it becomes difficult to etch the absorption film 152 for forming the opening 158. This is because pigments are less likely to be etched than resins. Therefore, the content of the absorbing member of the absorbing film 152 having a relatively thick film thickness and having a tapered opening 158 is reduced. The content of the absorbing member is increased and the absorbing film 153 having a thin film thickness is laminated on the absorbing film 152. This makes it possible to arrange an absorption film that can be easily processed while maintaining the ability to absorb reflected light.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of absorption of reflected light according to the third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram showing a locus of reflected light in the pixel 100, as in FIG. 4.
  • the reflected light 321 incident on the absorbing film 152 at a deep incident angle is absorbed by the absorbing film 152.
  • the reflected light 322 that is incident on the absorption film 152 at a shallow angle passes through the absorption film 152. However, after that, it is incident on the absorption film 153 and absorbed.
  • the image sensor 1 of the third embodiment of the present disclosure is an absorption film that can be easily processed while maintaining the absorption capacity of reflected light by arranging a plurality of absorption films having different absorption coefficients. Can be placed.
  • the image pickup device 1 of the first embodiment described above has absorbed the reflected light reflected by the semiconductor substrate 101 and the wiring region 110.
  • the image sensor 1 of the fourth embodiment of the present disclosure is different from the above-described first embodiment in that the reflected light is scattered and then absorbed.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration example of a pixel according to a fourth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the pixel 100, as in FIG. 2. It differs from the pixel 100 described in FIG. 2 in that a scattering portion 109 is further provided on the back surface side of the semiconductor substrate 101.
  • the scattering unit 109 scatters incident light and reflected light.
  • the scattering portion 109 in the figure is composed of irregularities formed on the back surface of the semiconductor substrate 101, and is arranged in the vicinity of the opening 159 of the absorption film 150.
  • the absorption film 150 in the figure absorbs the reflected light scattered by the scattering unit 109. Since the reflected light that is not absorbed by the absorbing film 150 and leaks to the outside of the pixel 100 is scattered by the scattering unit 109, it is dispersed and irradiated in a wide range. Therefore, flare and the like can be made inconspicuous.
  • the scattering portion 109 can be formed, for example, by partially etching the back surface of the semiconductor substrate 101.
  • the scattering unit 109 is arranged to scatter the reflected light leaking from the pixel 100. Thereby, the image quality can be further improved.
  • the reflective film 140 is arranged on the back surface side of the semiconductor substrate 101.
  • the image pickup device 1 of the fifth embodiment of the present disclosure is different from the above-described first embodiment in that a reflective film is further arranged on the surface side of the semiconductor substrate 101.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration example of a pixel according to a fifth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the pixel 100, as in FIG. 2. It differs from the pixel 100 described in FIG. 2 in that a reflective film 120 is further provided on the surface side of the semiconductor substrate 101.
  • the reflective film 120 reflects transmitted light.
  • the reflective film 120 is arranged in the wiring region 110 and is configured to cover the surface side of the semiconductor substrate 101 of the pixel 100. By arranging the reflective film 120, the transmitted light transmitted through the semiconductor substrate 101 can be reflected to the semiconductor substrate 101 side. As a result, the incident light that contributes to photoelectric conversion can be increased. Compared with the image sensor 1 of FIG. 2, the conversion efficiency of the pixel 100 can be improved.
  • the reflective film 120 can be made of metal like the reflective film 140. Further, the reflective film 120 can be formed by the wiring layer 112.
  • the reflective film 120 is an example of the second reflective film described in the claims.
  • the image sensor 1 of the fifth embodiment of the present disclosure reflects transmitted light toward the semiconductor substrate 101 by arranging the reflective film 120. Thereby, the conversion efficiency can be improved.
  • the scattering portion 109 is arranged on the back surface of the semiconductor substrate 101.
  • the image sensor 1 of the sixth embodiment of the present disclosure is different from the above-described fourth embodiment in that the scattering portion is arranged on the surface side of the semiconductor substrate 101.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a configuration example of a pixel according to a sixth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the pixel 100, as in FIG. 2. It differs from the pixel 100 described in FIG. 2 in that the wiring region 110 is further provided with a scattering unit 121.
  • the scattering unit 121 reflects and scatters the incident light transmitted through the semiconductor substrate 101.
  • the scattering portion 121 in the figure can be arranged in the wiring region 110 adjacent to the surface of the semiconductor substrate 101.
  • a metal film having irregularities formed can be used for the scattering portion 121.
  • the scattering portion 121 can be made of the same metal material as the wiring layer 112.
  • the scattering unit 121 is arranged to reflect the transmitted light of the semiconductor substrate 101 and scatter the reflected light leaking from the pixel 100. As a result, the conversion efficiency can be improved while improving the image quality.
  • the image sensor 1 of the seventh embodiment of the present disclosure is different from the above-described first embodiment in that it includes a color filter for each pixel 100 and selects incident light.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a configuration example of a pixel according to a seventh embodiment of the present disclosure. Similar to FIG. 2, the figure is a cross-sectional view showing a configuration example of pixels. It differs from the pixel 100 described with reference to FIG. 2 in that it includes a pixel 100 including a color filter 170 and further includes a pixel 200.
  • Pixel 100 in the figure includes a color filter 170.
  • the color filter 170 is an optical filter that transmits incident light having a predetermined wavelength among the incident light.
  • a color filter 170 that transmits red light, green light, and blue light can be used.
  • a color filter 170 corresponding to any of these can be arranged on the pixel 100.
  • the on-chip lens 180 in the figure collects incident light on a photoelectric conversion unit via a color filter 170.
  • the photoelectric conversion unit generates an image signal of incident light having a wavelength corresponding to the color filter 170.
  • a color image can be obtained.
  • a color filter that transmits infrared light can be arranged.
  • a color filter 170 that transmits incident light having a relatively long wavelength can be arranged in the color filter 170 of the pixel 100.
  • a color filter 170 that transmits infrared light and red light can be arranged in the pixel 100.
  • Incident light having a relatively long wavelength such as infrared light and red light, is difficult to be absorbed by the semiconductor substrate 101 and therefore reaches the deep part of the semiconductor substrate 101.
  • the thickness of the semiconductor substrate 101 is thin as in the back-illuminated image sensor 1 in the figure, incident light having a long wavelength is transmitted through the semiconductor substrate 101, and reflected light is likely to be generated. Therefore, the above-mentioned absorption film 150 and reflection film 140 are arranged on such a pixel 100 to reduce the reflected light.
  • the pixel 200 is a pixel that includes a color filter 170 and omits the absorption film 150 and the reflection film 140.
  • a protective film 160 is arranged in the regions of the absorbing film 150 and the reflective film 140.
  • a color filter 170 that transmits incident light having a relatively short wavelength can be arranged in the color filter 170 of the pixel 200.
  • a color filter 170 that transmits green light and blue light can be arranged in the pixel 200.
  • Incident light having a relatively short wavelength, such as green light and blue light is easily absorbed by the semiconductor substrate 101, and the ratio of light transmitted through the semiconductor substrate 101 to generate reflected light is low. Therefore, the absorption film 150 and the reflection film 140 of the pixel 200 in which the color filter 170 corresponding to the green light and the blue light is arranged can be omitted.
  • the configuration of the image sensor 1 is not limited to this example.
  • the absorption film 150 and the reflection film 140 may be arranged on all the pixels.
  • the image sensor 1 can output a color image signal by including the color filter 170.
  • the opening 159 of the absorption film 150 is arranged at the center of the pixel 100.
  • the image sensor 1 of the eighth embodiment of the present disclosure is different from the above-described first embodiment in that the position and shape of the opening 159 are adjusted according to the incident angle of the incident light. ..
  • FIG. 14 is a diagram showing a configuration example of pixels according to the eighth embodiment of the present disclosure. Similar to FIG. 3, FIG. 3 is a top view showing a configuration example of the pixel 100. It differs from the pixel 100 described with reference to FIG. 3 in that the pixel 100 is provided with a position of the on-chip lens 180 and a position of the opening 159 of the absorbing film 150.
  • the figure is a diagram showing pixels 100 arranged at the left and right ends and the center of the row at the center of the pixel array unit 10 described in FIG.
  • the pixel 100 arranged in the central portion of the pixel array portion 10 can have the same configuration as the pixel 100 described in FIG.
  • the on-chip lens 180 is arranged so as to shift toward the central portion of the pixel array portion 10.
  • the opening 159 of the absorption film 150 is also displaced and arranged in the central portion of the pixel array portion 10.
  • a subject is imaged on the pixel array unit 10 of the image sensor 1 by a photographing lens or the like.
  • the light from the subject is incident on the pixel 100 at the center of the pixel array unit 10 substantially vertically.
  • the light from the subject is obliquely incident on the pixels 100 on the peripheral edge of the pixel array unit 10. Therefore, the position where the incident light is collected by the on-chip lens 180 and the position of the photoelectric conversion unit are deviated, and the sensitivity is lowered. Therefore, the focusing position can be adjusted by arranging the on-chip lens 180 in a shifted manner according to the incident angle of the incident light. Such adjustment of the position of the on-chip lens 180 is called pupil correction. Similar to the on-chip lens 180, the opening 159 of the absorption film 150 is also arranged so as to be displaced according to the incident angle of the incident light. As a result, it is possible to prevent eclipse of the incident light whose focusing position is adjusted.
  • the B in the figure is a diagram showing an example in which the opening 157 is arranged on the absorption membrane 150 instead of the opening 159.
  • the pixel 100 of B in the figure includes an opening 157 whose shape is adjusted according to the incident angle of the incident light.
  • the opening 157 of the pixel 100 arranged on the peripheral edge of the pixel array unit 10 is configured to have a shape extended in the direction toward the central portion of the pixel array unit 10. As a result, it is possible to prevent eclipse of incident light incident at an angle.
  • the configuration of the image sensor 1 is not limited to this example.
  • the rectangular opening 159 described in FIG. 3B can also be applied. In this case, the position and shape of the rectangular opening 159 are adjusted according to the incident angle of the incident light.
  • the image sensor 1 of the eighth embodiment of the present disclosure can prevent a decrease in the sensitivity of the pixel 100 at the peripheral edge of the pixel array unit 10 by performing pupil correction.
  • a reflective film 140 having an opening 148 having a size substantially equal to that of the opening 158 of the absorbing film 151 was arranged.
  • the reflection film 140 having an opening having a size different from that of the opening 158 of the absorption film 151 is arranged. Different from the embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a configuration example of a pixel according to a ninth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration example of the pixel 100, as in FIG. 7. It differs from the pixel 100 described in FIG. 7 in that the reflective film 140 having an opening having a size different from that of the opening 158 of the absorbing film 151 is arranged.
  • the rightmost pixel 100 in the figure is a pixel in which the reflective film 140 having the opening 148 is arranged like the pixel 100 in FIG. 7.
  • the reflection film 140 of the leftmost pixel 100a and the center pixel 100b in the figure has an opening having a size different from that of the opening 158 of the absorption film 151.
  • the reflective film 140 of the pixel 100a includes an opening 148a having a size substantially equal to the region of the semiconductor substrate 101. That is, the reflective film 140 of the pixel 100a has a shape arranged at the boundary of the pixel 100. Therefore, in the pixel 100a, the reflection of light on the back surface side of the semiconductor substrate 101 is significantly reduced. The reflected light reflected by the wiring region 110 and transmitted through the semiconductor substrate 101 again is absorbed by the absorption film 151. Therefore, the pixel 100a is a pixel having a relatively low sensitivity.
  • the reflective film 140 of the pixel 100b includes an opening 148b having a medium size with respect to the respective openings of the pixel 100 and the reflective film 140 of the pixel 100a. Therefore, the sensitivity of the pixel 100b is the sensitivity between the pixel 100 and the pixel 100a.
  • the sensitivity of the pixel 100 can be adjusted by adjusting the size of the opening of the reflective film 140.
  • the opening 158 of the absorption film 151 is formed in a tapered shape, it is preferable that the opening 148 of the reflection film 140 is formed to have a size equal to or larger than the opening 158 of the absorption film 151. This is because the eclipse of the incident light can be reduced.
  • FIG. 16 is a diagram showing a configuration example of a pixel according to a ninth embodiment of the present disclosure. Similar to FIG. 3, FIG. 3 is a top view showing a configuration example of the pixel 100. The dotted line in the figure represents the opening of the reflective film 140. In the pixel 100, the opening 148 of the reflective film 140 has a shape that overlaps with the opening 158 of the absorbing film 151.
  • the opening 148a of the reflective film 140 of the pixel 100a occupies a wide range of the back surface of the pixel.
  • an opening 148b having a medium size with respect to the opening of the reflective film 140 in the pixel 100 and the pixel 100a is arranged.
  • the pixel 100, the pixel 100b, and the pixel 100a in the figure correspond to a high-sensitivity pixel, a medium-sensitivity pixel, and a low-sensitivity pixel, respectively.
  • the dynamic range of the image sensor 1 can be expanded by switching and using these pixels according to the amount of incident light. Further, it becomes possible to make the image sensor 1 correspond to a so-called high dynamic range (HDR).
  • HDR high dynamic range
  • the configuration of the pixel 100 is not limited to this example.
  • the opening of the reflective film 140 may be formed in a tapered shape.
  • the size of the opening of the reflective film 140 can be further configured in multiple stages.
  • the reflection film 140 having an opening 148 having a size different from the opening 158 of the absorption film 151 is arranged in the pixel 100.
  • the pixel sensitivity can be adjusted.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing a configuration example of a pixel according to a tenth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a configuration example of the pixel 100, as in FIG. It differs from the pixel 100 described in FIG. 17 in that the reflective film 120 is further arranged on the surface side of the semiconductor substrate 101.
  • the reflective film 120 described in FIG. 11 is arranged on the pixels 100 and 100b in the figure. Thereby, the sensitivity of the pixels 100 and 100b can be increased. On the other hand, since the reflective film 120 is not arranged on the pixel 100a in the figure, the sensitivity remains low. By adding the reflective film 120 and adjusting the size in this way, the sensitivity of the pixel 100 and the like can be further adjusted.
  • the image sensor 1 has the sensitivity of the pixel 100 and the like by adjusting the size of the opening 148 of the reflective film 140 and the size of the reflective film 120 in the pixel 100. Can be adjusted over a wide range.
  • the configuration of the absorbing membrane of the second embodiment of the present disclosure can be applied to other embodiments.
  • the shape of the absorption membrane 151 described in FIGS. 6 and 7 can be applied to the absorption membranes of FIGS. 5, 8 and 10 to 14.
  • the configuration of the absorbing membrane of the third embodiment of the present disclosure can be applied to other embodiments.
  • the absorption films 152 and 153 described in FIG. 8 can be applied to the absorption films of FIGS. 5 to 7 and 10 to 15.
  • the pixel configuration of the fourth embodiment of the present disclosure can be applied to other embodiments.
  • the scattering unit 109 described in FIG. 10 can be applied to the pixels 100 of FIGS. 5 to 8 and 11 to 14.
  • the pixel configuration of the fifth embodiment of the present disclosure can be applied to other embodiments.
  • the reflective film 120 described in FIG. 11 can be applied to the pixels 100 of FIGS. 5 to 8, 10, 13 and 14.
  • the pixel configuration of the sixth embodiment of the present disclosure can be applied to other embodiments.
  • the scattering unit 121 described in FIG. 12 can be applied to the pixels 100 of FIGS. 5 to 8, 10, 13 to 15 and 17.
  • the pixel configuration of the seventh embodiment of the present disclosure can be applied to other embodiments.
  • the color filter 170 described in FIG. 13 can be applied to the pixels 100 of FIGS. 5 to 8, 10 to 12, 14, 15 and 17.
  • the pixels 100 and 200 described in FIG. 13 can be applied to the pixel array unit 10 of FIGS. 5 to 8, 10 to 12, 14, 15 and 17.
  • the pixel configuration of the eighth embodiment of the present disclosure can be applied to other embodiments.
  • the absorption film 150 described with reference to FIG. 14 can be applied to the pixels 100 of FIGS. 5 to 8, 10, 13, 15 and 17.
  • the pixel configuration of the ninth embodiment of the present disclosure can be applied to other embodiments.
  • the reflective film 140 described in FIG. 15 can be applied to the pixels 100 of FIGS. 2, 6, 8, 10, 12, 13 and 14.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the present technology may be realized as an image pickup device mounted on an image pickup device such as a camera.
  • FIG. 18 is a block diagram showing a schematic configuration example of a camera which is an example of an imaging device to which the present technology can be applied.
  • the camera 1000 in the figure includes a lens 1001, an image pickup element 1002, an image pickup control unit 1003, a lens drive unit 1004, an image processing unit 1005, an operation input unit 1006, a frame memory 1007, a display unit 1008, and the like. It is provided with a recording unit 1009.
  • the lens 1001 is a photographing lens of the camera 1000.
  • the lens 1001 collects light from the subject and causes the light to be incident on the image pickup device 1002 described later to form an image of the subject.
  • the image sensor 1002 is a semiconductor element that captures the light from the subject focused by the lens 1001.
  • the image sensor 1002 generates an analog image signal corresponding to the irradiated light, converts it into a digital image signal, and outputs the signal.
  • the image pickup control unit 1003 controls the image pickup in the image pickup element 1002.
  • the image pickup control unit 1003 controls the image pickup device 1002 by generating a control signal and outputting the control signal to the image pickup device 1002. Further, the image pickup control unit 1003 can perform autofocus on the camera 1000 based on the image signal output from the image pickup device 1002.
  • the autofocus is a system that detects the focal position of the lens 1001 and automatically adjusts it.
  • a method (image plane phase difference autofocus) in which the image plane phase difference is detected by the phase difference pixels arranged in the image sensor 1002 to detect the focal position can be used. It is also possible to apply a method (contrast autofocus) of detecting the position where the contrast of the image is highest as the focal position.
  • the image pickup control unit 1003 adjusts the position of the lens 1001 via the lens drive unit 1004 based on the detected focus position, and performs autofocus.
  • the image pickup control unit 1003 can be configured by, for example, a DSP (Digital Signal Processor) equipped with firmware.
  • DSP Digital Signal Processor
  • the lens driving unit 1004 drives the lens 1001 based on the control of the imaging control unit 1003.
  • the lens driving unit 1004 can drive the lens 1001 by changing the position of the lens 1001 using a built-in motor.
  • the image processing unit 1005 processes the image signal generated by the image sensor 1002. This processing includes, for example, demosaic to generate an image signal of a color that is insufficient among the image signals corresponding to red, green, and blue for each pixel, noise reduction to remove noise of the image signal, and coding of the image signal. Applicable.
  • the image processing unit 1005 can be configured by, for example, a microcomputer equipped with firmware.
  • the operation input unit 1006 receives the operation input from the user of the camera 1000.
  • a push button or a touch panel can be used for the operation input unit 1006.
  • the operation input received by the operation input unit 1006 is transmitted to the image pickup control unit 1003 and the image processing unit 1005. After that, processing according to the operation input, for example, processing such as imaging of the subject is activated.
  • the frame memory 1007 is a memory that stores a frame that is an image signal for one screen.
  • the frame memory 1007 is controlled by the image processing unit 1005 and holds the frame in the process of image processing.
  • the display unit 1008 displays the image processed by the image processing unit 1005.
  • a liquid crystal panel can be used for the display unit 1008, for example.
  • the recording unit 1009 records the image processed by the image processing unit 1005.
  • a memory card or a hard disk can be used for the recording unit 1009.
  • the cameras to which this disclosure can be applied have been described above.
  • the present technology can be applied to the image pickup device 1002 among the configurations described above.
  • the image pickup device 1 described with reference to FIG. 1 can be applied to the image pickup device 1002.
  • the reflected light is reduced, and it is possible to prevent deterioration of the image quality of the image generated by the camera 1000.
  • the image processing unit 1005 is an example of the processing circuit described in the claims.
  • the technology according to the present disclosure may be applied to other devices such as a distance sensor.
  • the present disclosure can be applied to a semiconductor device in the form of a semiconductor module in addition to an electronic device such as a camera.
  • the technique according to the present disclosure can also be applied to an image pickup module which is a semiconductor module in which the image pickup element 1002 and the image pickup control unit 1003 of FIG. 15 are enclosed in one package.
  • drawings in the above-described embodiment are schematic, and the ratio of the dimensions of each part does not always match the actual one.
  • the drawings include parts having different dimensional relationships and ratios from each other.
  • the present technology can have the following configurations.
  • An on-chip lens that collects incident light and A photoelectric conversion unit configured on a semiconductor substrate and performing photoelectric conversion of the focused incident light
  • An image pickup device that is arranged adjacent to the semiconductor substrate and includes an opening having a size substantially the same as the focused size of the focused incident light and an absorbing film that absorbs the reflected light of the incident light.
  • the image pickup device according to (1) further comprising a reflective film that is arranged between the semiconductor substrate and the absorption film and reflects the reflected light.
  • the reflective film has an opening having a size different from that of the absorption film.
  • the above (1) to (8) further include a second reflective film in which the absorption film of the semiconductor substrate is arranged on a side different from the adjacent side and reflects the incident light transmitted through the semiconductor substrate. ).
  • the image pickup device according to (10), wherein the scattering portion is composed of an uneven portion formed on the surface of the semiconductor substrate adjacent to the opening of the absorption film.
  • the scattering portion is arranged on a side different from the side where the absorption film of the semiconductor substrate is adjacent, and reflects and scatters the incident light transmitted through the semiconductor substrate. element.
  • the image pickup device according to (1) to (12), further comprising a plurality of pixels composed of the on-chip lens, the photoelectric conversion unit, and the absorption film.
  • the pixel further includes a color filter that transmits incident light having a predetermined wavelength among the incident light.
  • the color filter transmits the incident light having a long wavelength.
  • the color filter transmits red light.
  • the color filter transmits infrared light.
  • Image sensor 10 Pixel array unit 30
  • Protective film 170 Color filter 180 On-chip lens 1000 Camera 1002 Image sensor 1005 Image processing unit

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Abstract

裏面照射型の撮像素子の反射光を低減する。　撮像素子は、オンチップレンズ、光電変換部および吸収膜を具備する。この撮像素子が具備するオンチップレンズは、入射光を集光する。この撮像素子が具備する光電変換部は、半導体基板に構成されてその集光された入射光の光電変換を行う。この撮像素子が具備する吸収膜は、その半導体基板に隣接して配置されてその集光された入射光の集光サイズと略同じ大きさの開口部を備えてその入射光の反射光を吸収する。

Description

撮像素子および撮像装置
　本開示は、撮像素子および撮像装置に関する。詳しくは、半導体基板の裏面から入射光が照射される撮像素子および当該撮像素子を使用する撮像装置に関する。
　従来、入射光を光電変換するフォトダイオード等の光電変換部が形成された半導体基板の裏面側に入射光が照射される撮像素子が使用されている。半導体基板の表面に形成される配線領域を介することなく入射光が光電変換部に照射されるため、感度を向上させることができる。
　このような撮像素子として、例えば、シリコン基板に中間層およびシリコン層が順に積層されて構成されたＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板のシリコン層にフォトダイオード等が形成される撮像素子が使用されている（例えば、特許文献１参照。）。この撮像素子においては、フォトダイオード等の受光センサ部が形成されたシリコン層の表面に配線部（配線領域）が配置される。この配線領域に支持基板が接着された後に、シリコン基板および中間層が除去される。シリコン層には、１０μｍ以下の厚さの薄膜シリコンを使用することができる。研削等による半導体基板の薄肉化の工程が不要であるため、厚さが安定したシリコン層を歩留まりよく製造することができる。
特開２００７－３３５９０５号公報
　上述の従来技術では、撮像素子からの反射光が多いという問題がある。フォトダイオード等が形成される半導体基板として薄膜のシリコン層を使用するため、入射光のうち半導体基板にて吸収されなかった入射光が配線領域に到達して反射され、多くの反射光を生じる。この反射光が再度撮像素子に入射するとフレア等を生じて画質が低下するという問題がある。
　本開示は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、裏面照射型の撮像素子の反射光を低減することを目的としている。
　本開示は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の態様は、入射光を集光するオンチップレンズと、半導体基板に構成されて上記集光された入射光の光電変換を行う光電変換部と、上記半導体基板に隣接して配置されて上記集光された入射光の集光サイズと略同じ大きさの開口部を備えて上記入射光の反射光を吸収する吸収膜とを具備する撮像素子である。
　また、この第１の態様において、上記半導体基板および上記吸収膜の間に配置されて上記反射光を反射する反射膜をさらに具備してもよい。
　また、この第１の態様において、上記反射膜は、上記吸収膜の開口部とは異なるサイズの開口部を備えてもよい。
　また、この第１の態様において、上記吸収膜は、上記開口部の上記オンチップレンズ側の開口面積より上記半導体基板側の開口面積の方が小さい形状に構成されてもよい。
　また、この第１の態様において、上記吸収膜は、テーパ形状に構成される上記開口部を備えてもよい。
　また、この第１の態様において、上記吸収膜は、吸収係数が異なる複数の層により構成されてもよい。
　また、この第１の態様において、上記吸収膜は、上記入射光を吸収する吸収部材が分散されて構成されてもよい。
　また、この第１の態様において、上記吸収膜は、上記開口部の径と略同じ厚さに構成されてもよい。
　また、この第１の態様において、上記半導体基板の上記吸収膜が隣接する側とは異なる側に配置されて上記半導体基板を透過した上記入射光を反射する第２の反射膜をさらに具備してもよい。
　また、この第１の態様において、上記反射光を散乱させる散乱部をさらに具備してもよい。
　また、この第１の態様において、上記散乱部は、上記吸収膜の開口部に隣接する上記半導体基板の面に形成される凹凸部により構成されてもよい。
　また、この第１の態様において、上記散乱部は、上記半導体基板の上記吸収膜が隣接する側とは異なる側に配置されて上記半導体基板を透過した上記入射光を反射するとともに散乱させてもよい。
　また、この第１の態様において、上記オンチップレンズ、上記光電変換部および上記吸収膜により構成される複数の画素を備えてもよい。
　また、この第１の態様において、上記画素は、上記入射光のうちの所定の波長の入射光を透過させるカラーフィルタをさらに備えてもよい。
　また、この第１の態様において、上記カラーフィルタは、長波長の上記入射光を透過させてもよい。
　また、この第１の態様において、上記カラーフィルタは、赤色光を透過させてもよい。
　また、この第１の態様において、上記カラーフィルタは、赤外光を透過させてもよい。
　また、この第１の態様において、上記吸収膜は、上記画素への上記入射光の入射角度に応じて上記開口部の位置が偏移して配置されてもよい。
　また、この第１の態様において、上記吸収膜は、上記画素への上記入射光の入射角度に応じて上記開口部が展延された形状に構成されてもよい。
　また、本開示の第２の態様は、入射光を集光するオンチップレンズと、半導体基板に構成されて上記集光された入射光の光電変換を行う光電変換部と、上記半導体基板に隣接して配置されて上記集光された入射光の集光サイズと略同じ大きさの開口部を備えて上記入射光の反射光を吸収する吸収膜と、上記光電変換に基づいて生成される画像信号を処理する処理回路とを具備する撮像装置である。
　以上説明した態様を採ることにより、集光される入射光を透過させながら反射光が吸収されるという作用をもたらす。
本開示の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。 本開示の第１の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。 本開示の第１の実施の形態に係る画素の構成例を示す図である。 本開示の第１の実施の形態に係る反射光の吸収の一例を示す図である。 本開示の第１の実施の形態に係る画素の他の構成例を示す断面図である。 本開示の第２の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。 本開示の第２の実施の形態に係る画素の他の構成例を示す断面図である。 本開示の第３の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。 本開示の第３の実施の形態に係る反射光の吸収の一例を示す図である。 本開示の第４の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。 本開示の第５の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。 本開示の第６の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。 本開示の第７の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。 本開示の第８の実施の形態に係る画素の構成例を示す図である。 本開示の第９の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。 本開示の第９の実施の形態に係る画素の構成例を示す図である。 本開示の第１０の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。 本開示が適用され得る撮像装置の一例であるカメラの概略的な構成例を示すブロック図である。
　次に、図面を参照して、本開示を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）を説明する。以下の図面において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。また、以下の順序で実施の形態の説明を行う。
　１．第１の実施の形態
　２．第２の実施の形態
　３．第３の実施の形態
　４．第４の実施の形態
　５．第５の実施の形態
　６．第６の実施の形態
　７．第７の実施の形態
　８．第８の実施の形態
　９．第９の実施の形態
　１０．第１０の実施の形態
　１１．カメラへの応用例
　＜１．第１の実施の形態＞
　［撮像素子の構成］
　図１は、本開示の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。同図の撮像素子１は、画素アレイ部１０と、垂直駆動部２０と、カラム信号処理部３０と、制御部４０とを備える。
　画素アレイ部１０は、画素１００が２次元格子状に配置されて構成されたものである。ここで、画素１００は、照射された光に応じた画像信号を生成するものである。この画素１００は、照射された光に応じた電荷を生成する光電変換部を有する。また画素１００は、画素回路をさらに有する。この画素回路は、光電変換部により生成された電荷に基づく画像信号を生成する。画像信号の生成は、後述する垂直駆動部２０により生成された制御信号により制御される。画素アレイ部１０には、信号線１１および１２がＸＹマトリクス状に配置される。信号線１１は、画素１００における画素回路の制御信号を伝達する信号線であり、画素アレイ部１０の行毎に配置され、各行に配置される画素１００に対して共通に配線される。信号線１２は、画素１００の画素回路により生成された画像信号を伝達する信号線であり、画素アレイ部１０の列毎に配置され、各列に配置される画素１００に対して共通に配線される。これら光電変換部および画素回路は、半導体基板に形成される。
　垂直駆動部２０は、画素１００の画素回路の制御信号を生成するものである。この垂直駆動部２０は、生成した制御信号を同図の信号線１１を介して画素１００に伝達する。カラム信号処理部３０は、画素１００により生成された画像信号を処理するものである。このカラム信号処理部３０は、同図の信号線１２を介して画素１００から伝達された画像信号の処理を行う。カラム信号処理部３０における処理には、例えば、画素１００において生成されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換するアナログデジタル変換が該当する。カラム信号処理部３０により処理された画像信号は、撮像素子１の画像信号として出力される。制御部４０は、撮像素子１の全体を制御するものである。この制御部４０は、垂直駆動部２０およびカラム信号処理部３０を制御する制御信号を生成して出力することにより、撮像素子１の制御を行う。制御部４０により生成された制御信号は、信号線４１および４２により垂直駆動部２０およびカラム信号処理部３０に対してそれぞれ伝達される。
　なお、同図の撮像素子１は、請求の範囲に記載の撮像装置の一例である。同図の画素アレイ部１０は、請求の範囲に記載の撮像素子の一例である。同図のカラム信号処理部３０は、請求の範囲に記載の処理回路の一例である。
　［画素の構成］
　図２は、本開示の第１の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。同図は、画素１００の構成例を表す断面図である。同図の画素１００は、半導体基板１０１と、配線領域１１０と、反射膜１４０と、吸収膜１５０と、保護膜１６０と、オンチップレンズ１８０とを備える。
　半導体基板１０１は、前述の光電変換部や画素回路を構成する素子の半導体領域（拡散領域）が形成される半導体の基板である。この半導体基板１０１は、シリコン（Ｓｉ）により構成することができる。光電変換部等の素子は、半導体基板１０１に形成されたウェル領域に配置される。便宜上、同図の半導体基板１０１は、ｐ型のウェル領域を構成するものと想定する。このｐ型のウェル領域にｎ型の半導体領域を形成することにより、素子の拡散領域を形成することができる。同図の半導体基板１０１には、素子の例として光電変換部を構成するｎ型の半導体領域１０２を記載した。このｎ型の半導体領域１０２と周囲のｐ型のウェル領域との界面のｐｎ接合によるフォトダイオードが光電変換部に該当する。このｎ型の半導体領域１０２に入射光が照射されると光電変換を生じる。この光電変換により生成された電荷がｎ型の半導体領域１０２に蓄積される。この蓄積された電荷に基づいて不図示の画素回路により画像信号が生成される。
　なお、同図の半導体基板１０１における画素１００の境界には、分離領域１３０を配置することができる。この分離領域１３０は、画素１００を光学的に分離するものである。具体的には、分離領域１３０として入射光を反射する膜を画素１００の間に配置することにより、隣接する画素１００への入射光の漏洩を防止する。これにより、画素１００の間のクロストークを防ぐことができる。分離領域１３０は、例えば、タングステン（Ｗ）等の金属により構成することができる。なお、分離領域１３０と半導体基板１０１との間には、固定電荷膜および絶縁膜を配置することができる。固定電荷膜は、半導体基板１０１の界面に配置されて半導体基板１０１の表面準位をピニングする膜である。また、絶縁膜は、固定電荷膜および分離領域１３０の間に配置されて分離領域１３０を絶縁する膜である。このような分離領域１３０は、半導体基板１０１に形成された溝の表面に固定電荷膜および絶縁膜を形成し、Ｗ等の金属を埋め込むことにより形成することができる。このような絶縁膜を備える分離領域１３０を配置することにより、画素１００を電気的に分離することもできる。
　配線領域１１０は、半導体基板１０１の表面に隣接して配置され、信号を伝達する配線が形成される領域である。同図の配線領域１１０は、配線層１１２および絶縁層１１１を備える。配線層１１２は、半導体基板１０１の素子に信号を伝達する導体である。この配線層１１２は、銅（Ｃｕ）やタングステン（Ｗ）等の金属により構成することができる。絶縁層１１１は、配線層１１２を絶縁するものである。この絶縁層１１１は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）により構成することができる。なお、配線層１１２および絶縁層１１１は、多層に構成することができる。同図は、３層に構成された配線の例を表したものである。異なる層に配置された配線層１１２同士は不図示のビアプラグにより接続することができる。
　なお、同図の撮像素子１は、半導体基板１０１の裏面側から光電変換部に入射光が照射される裏面照射型の撮像素子に該当する。後述するオンチップレンズ１８０、吸収膜１５０および反射膜１４０を介して半導体基板１０１に入射する被写体からの入射光は、半導体基板１０１に吸収されて光電変換される。しかし、半導体基板１０１に吸収されなかった入射光は、半導体基板１０１を透過して透過光となり、配線領域１１０に入射する。配線領域１１０に入射した透過光の一部は、配線層１１２により反射されて反射光となり、再度半導体基板１０１に入射する。反射光が半導体基板１０１に再度入射して光電変換されることより画素１００の感度が向上する。しかし、反射光が半導体基板１０１を透過して画素１００の外部に照射され、筐体等より反射されて再度撮像素子１に入射するとフレア等を生じ、画質が低下することとなる。
　反射膜１４０は、半導体基板１０１の裏面に隣接して配置されて被写体からの入射光を透過させるとともに反射光を反射するものである。この反射膜１４０は、中央部に開口部１４９を備え、この開口部１４９を介して後述するオンチップレンズ１８０により集光された入射光を透過させる。また、反射膜１４０は、上述の反射光を再度反射して半導体基板１０１に入射させ、画素１００の外部への反射光の漏洩を軽減する。この反射膜１４０は、分離領域１３０と同様にＷ等の金属により構成することができる。また、反射膜１４０は、分離領域１３０と同時に形成することができる。具体的には、半導体基板１０１に形成された溝に分離領域１３０の材料となる金属を埋め込む際に、半導体基板１０１の裏面にも材料膜を形成する。この形成された材料膜に開口部１４９を形成することにより、反射膜１４０を製造することができる。開口部１４９は、オンチップレンズ１８０による入射光の集光サイズと略同じ大きさに構成することができる。
　吸収膜１５０は、半導体基板１０１の裏面に配置されて被写体からの入射光を透過させるとともに反射光を吸収するものである。この吸収膜１５０は、中央部に開口部１５９を備え、この開口部１５９を介してオンチップレンズ１８０により集光された入射光を透過させる。また、吸収膜１５０は、反射光を吸収して画素１００の外部への反射光の漏洩を軽減する。同図の吸収膜１５０は、反射膜１４０に隣接して配置され、反射膜１４０の開口部１４９を透過した反射光を吸収する。吸収膜１５０は、例えば、入射光を吸収する吸収部材が分散された膜により構成することができる。例えば、カーボンブラックや酸化チタン等の光を吸収する顔料を吸収部材として使用し、この顔料が樹脂等に分散された膜により吸収膜１５０を構成することができる。このような吸収膜１５０は、顔料が分散された樹脂膜を反射膜１４０に隣接して成膜し、開口部１５９を形成することにより製造することができる。なお、開口部１５９の形成は、ドライエッチングや薬液を使用するウェットエッチングにより行うことができる。なお、赤外光吸収剤等の染料系の吸収部材を有する吸収膜１５０を使用することもできる。
　保護膜１６０は、半導体基板１０１の裏面側を絶縁するとともに保護する膜である。同図の保護膜１６０は、吸収膜１５０に隣接して配置され、反射膜１４０および吸収膜１５０が配置された半導体基板１０１の裏面側の平坦化をさらに行う。この保護膜１６０は、例えば、ＳｉＯ２により構成することができる。なお、反射膜１４０の表面に保護膜を配置する構成を採ることもできる。具体的には、反射膜１４０を形成した後に反射膜１４０を覆う保護膜、例えば、ＳｉＯ２の膜を配置する。その後、吸収膜１５０を形成する。これにより、反射膜１４０および吸収膜１５０の間の領域に保護膜１６０を配置することができる。
　オンチップレンズ１８０は、画素１００毎に配置されて半導体基板１０１の光電変換部に被写体からの入射光を集光するレンズである。このオンチップレンズ１８０は、凸レンズ形状に構成され、入射光を集光する。同図のオンチップレンズ１８０は、上述の吸収膜１５０の開口部１５９および反射膜１４０の開口部１４９を介して入射光を光電変換部に集光する。同図の矢印は、オンチップレンズ１８０による集光の様子を表したものである。オンチップレンズ１８０は、例えば、樹脂等の有機材料や窒化シリコン（ＳｉＮ）等の無機材料により構成することができる。
　同図に表したように、入射光はオンチップレンズ１８０により集光され、半導体基板１０１の領域に焦点が形成される。オンチップレンズ１８０に入射した光は、オンチップレンズ１８０から半導体基板１０１に至る間に徐々に絞られ、水平方向の入射光の照射範囲である集光サイズが狭くなる。吸収膜１５０の開口部１５９を入射光の集光サイズに略等しい大きさに構成することにより、オンチップレンズ１８０により集光された入射光の吸収膜１５０による遮蔽（ケラレ）を防ぎながら、開口部１５９からの反射光の漏洩を低減することができる。反射膜１４０の開口部１４９においても集光サイズと略同じ大きさに構成することにより、集光された入射光のケラレを防ぎながら、開口部１４９からの反射光の漏洩を低減することができる。
　吸収膜１５０は、開口部１５９の径と略同じ厚さの膜厚に構成すると好適である。吸収膜１５０を厚く形成すると貫通孔である開口部１５９の壁面が広くなり、開口部１５９の壁面にて捕捉される反射光（図４において後述する反射光３１２）が増加する。また、吸収膜１５０を厚く形成すると反射光の吸収能力を向上させることができる。吸収膜１５０における入射光と透過光との比率である吸収係数は、吸収膜１５０に含有される吸収部材に比例するためである。一方、吸収膜１５０を厚くするほど開口部１５９の面積を大きくする必要がある。入射光のケラレを防ぐためである。しかし、開口部１５９の面積を大きくすると、開口部１５９を透過する反射光が増加することとなる。そこで、開口部１５９の径と略等しい厚さの吸収膜１５０を配置することにより、吸収膜１５０の吸収係数を向上させながら開口部１５９を通過する反射光を低減することできる。
　［画素の平面の構成］
　図３は、本開示の第１の実施の形態に係る画素の構成例を示す図である。同図は、画素アレイ部１０に配置される画素１００の構成例を表す上面図であり、オンチップレンズ１８０および吸収膜１５０の配置を表す図である。同図において、１点鎖線は、オンチップレンズ１８０の底面の形状を表す。
　同図におけるＡは、円形状の底面に構成されるオンチップレンズ１８０が配置される画素１００の例を表した図である。同図におけるＡの実線の円は、吸収膜１５０の開口部１５９を表す。
　同図におけるＢは、矩形形状の底面に構成されるオンチップレンズ１８０が配置される画素１００の例を表した図である。同図におけるＢにおいて、吸収膜１５０の開口部１５９は、矩形形状に構成することができる。
　このように、吸収膜１５０の開口部１５９は、オンチップレンズ１８０の底面の形状に応じて変更することができる。なお、反射膜１４０の開口部１４９も吸収膜１５０の開口部１５９と同様の形状に構成することができる。
　［反射光の吸収］
　図４は、本開示の第１の実施の形態に係る反射光の吸収の一例を示す図である。同図は、簡略化した画素１００を表した図であり、画素１００における入射光や反射光の軌跡を表した図である。同図の実線の矢印は入射光を表し、破線の矢印は反射光を表す。入射光３０１は、半導体基板１０１に入射後に分離領域１３０により反射される入射光を表したものである。入射光３０２は、画素１００に斜めに入射する入射光を表したものである。この入射光３０２は、撮像素子１が配置された筐体の内面等により被写体からの光が反射されて間接的に画素１００に入射する入射光を想定したものであり、画素１００により撮像されるとフレア等のノイズの原因となる入射光である。このような、入射光３０２は、吸収膜１５０により吸収される。反射光３１１は、配線領域１１０から半導体基板１０１に入射した後に反射膜１４０により再度反射される反射光を表したものである。
　一方、反射光３１２は、反射膜１４０の開口部１４９を透過する反射光を表したものである。この反射光３１２は、吸収膜１５０の開口部１５９の側面に入射し、吸収される。このように吸収膜１５０を配置することにより、反射光の画素１００の外部への漏洩を低減することができる。
　［画素の他の構成］
　図５は、本開示の第１の実施の形態に係る画素の他の構成例を示す断面図である。同図は、図２と同様に、画素１００の構成例を表す断面図である。反射膜１４０を省略する点で、図２の画素１００と異なる。同図の画素１００においては、上述の反射光３１１は吸収膜１５０により吸収される。
　以上説明したように、本開示の第１の実施の形態の撮像素子１は、画素１００に吸収膜１５０を配置して反射光を吸収することにより、撮像素子１の反射光を低減することができる。
　＜２．第２の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態の撮像素子１は、円筒形状の開口部１５９を備える吸収膜１５０が配置されていた。これに対し、本開示の第２の実施の形態の撮像素子１は、オンチップレンズ１８０の集光に応じた形状の開口部を備える吸収膜が配置される点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
　［画素の構成］
　図６は、本開示の第２の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。同図は、図２と同様に、画素１００の構成例を表す断面図である。吸収膜１５０の代わりに吸収膜１５１を備える点で、図２において説明した画素１００と異なる。
　吸収膜１５１には、開口部１５９の代わりに開口部１５８が形成される。この開口部１５８は、オンチップレンズ１８０に近接する側と半導体基板１０１に近接する側とにおいて開口面積が異なる開口部である。同図の開口部１５８には段差が形成され、オンチップレンズ１８０に近接する側の開口面積より半導体基板１０１に近接する側の開口面積を小さくしたものである。このようにオンチップレンズ１８０に近接する面の開口面積を広くし、対向する面の開口面積を狭くすることにより、オンチップレンズ１８０による集光サイズの縮小に応じた開口部の形状にすることができる。半導体基板１０１に近接する側の開口面積が縮小されるため、より多くの反射光を吸収することができる。
　［画素の他の構成］
　図７は、本開示の第２の実施の形態に係る画素の他の構成例を示す断面図である。同図の吸収膜１５１は、テーパ形状に構成される開口部１５８が配置される点で、図６の吸収膜１５１と異なる。同図の開口部１５８には段差が形成されないため、段差部分における入射光のケラレを生じない。これにより、半導体基板１０１に近接する側の開口面積をより小さくすることができ、反射光の吸収効率を向上させることができる。
　これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
　以上説明したように、本開示の第２の実施の形態の撮像素子１は、オンチップレンズ１８０に近接する面の開口面積よりも半導体基板１０１に近接する面の開口面積が小さい開口部１５８を備える吸収膜１５１が配置される。これより、より多くの反射光を吸収することができ、反射光の漏洩をさらに低減することができる。
　＜３．第３の実施の形態＞
　上述の第２の実施の形態の撮像素子１は、吸収膜１５１により反射光を吸収していた。これに対し、本開示の第３の実施の形態の撮像素子１は、積層された複数の吸収膜により反射光を吸収する点で、上述の第２の実施の形態と異なる。
　［画素の構成］
　図８は、本開示の第３の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。同図は、図７と同様に、画素１００の構成例を表す断面図である。吸収膜１５１の代わりに吸収膜１５２および１５３を備える点で、図７において説明した画素１００と異なる。
　吸収膜１５２は、樹脂に対する吸収部材の比率を比較的低くするとともに比較的厚い膜厚に構成される吸収膜である。吸収膜１５２には、吸収膜１５１と同様の開口部１５８が形成される。一方、吸収膜１５３は、樹脂に対する吸収部材の比率を比較的高くするとともに比較的薄い膜厚に構成される吸収膜である。吸収膜１５３には、オンチップレンズ１８０に近接する側の開口部１５８と同じ径の開口部１５７を配置することができる。このように、同図の画素１００には、吸収係数が異なる複数の吸収膜１５２および１５３が配置される。
　前述のように、吸収膜１５２および１５３は、樹脂に顔料等の吸収部材を分散させて構成することができ、吸収部材の含有量を多くするほど吸収係数を向上させることができる。しかし、多くの吸収部材が分散された吸収膜は、加工が困難になる。具体的には、開口部１５８を形成するための、吸収膜１５２のエッチングが困難になる。樹脂と比較して顔料はエッチングされ難いためである。そこで、比較的厚い膜厚に構成されてテーパ形状の開口部１５８を備える吸収膜１５２の吸収部材の含有量を削減する。この吸収膜１５２に吸収部材の含有量を増加させるとともに薄い膜厚に構成された吸収膜１５３を積層する。これにより、反射光の吸収能力を保ちながら容易に加工可能な吸収膜を配置することができる。
　［反射光の吸収］
　図９は、本開示の第３の実施の形態に係る反射光の吸収の一例を示す図である。同図は、図４と同様に、画素１００における反射光の軌跡を表した図である。反射膜１４０の開口部１４８を通過する反射光のうち吸収膜１５２に対して深い入射角度において入射する反射光３２１は、吸収膜１５２により吸収される。一方、吸収膜１５２に対して浅い角度において入射する反射光３２２は、吸収膜１５２を透過する。しかし、その後に吸収膜１５３に入射して吸収される。
　これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第２の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
　以上説明したように、本開示の第３の実施の形態の撮像素子１は、吸収係数が異なる複数の吸収膜を配置することにより、反射光の吸収能力を保ちながら容易に加工可能な吸収膜を配置することができる。
　＜４．第４の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態の撮像素子１は、半導体基板１０１や配線領域１１０により反射された反射光を吸収していた。これに対し、本開示の第４の実施の形態の撮像素子１は、反射光を散乱させた後に吸収する点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
　［画素の構成］
　図１０は、本開示の第４の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。同図は、図２と同様に、画素１００の構成例を表す断面図である。半導体基板１０１の裏面側に散乱部１０９をさらに備える点で、図２において説明した画素１００と異なる。
　散乱部１０９は、入射光や反射光を散乱するものである。同図の散乱部１０９は、半導体基板１０１の裏面に形成された凹凸により構成され、吸収膜１５０の開口部１５９の近傍に配置される。同図の吸収膜１５０は、散乱部１０９により散乱された反射光を吸収する。吸収膜１５０により吸収されずに画素１００の外部に漏洩する反射光は、散乱部１０９により散乱されているため、広い範囲に分散して照射される。このため、フレア等を目立たなくすることができる。散乱部１０９は、例えば、半導体基板１０１の裏面を部分的にエッチングすることにより形成することができる。
　これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
　以上説明したように、本開示の第４の実施の形態の撮像素子１は、散乱部１０９を配置して画素１００から漏洩する反射光を散乱させる。これにより、画質をさらに向上させることができる。
　＜５．第５の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態の撮像素子１は、半導体基板１０１の裏面側に反射膜１４０を配置していた。これに対し、本開示の第５の実施の形態の撮像素子１は、半導体基板１０１の表面側に反射膜をさらに配置する点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
　［画素の構成］
　図１１は、本開示の第５の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。同図は、図２と同様に、画素１００の構成例を表す断面図である。半導体基板１０１の表面側に反射膜１２０をさらに備える点で、図２において説明した画素１００と異なる。
　反射膜１２０は、透過光を反射するものである。この反射膜１２０は、配線領域１１０に配置され、画素１００の半導体基板１０１の表面側を覆う形状に構成される。反射膜１２０を配置することにより、半導体基板１０１を透過した透過光を半導体基板１０１側に反射することができる。これにより、光電変換に寄与する入射光を増加させることができる。図２の撮像素子１と比較して、画素１００の変換効率の向上が可能となる。この反射膜１２０は、反射膜１４０と同様に金属により構成することができる。また、配線層１１２により反射膜１２０を構成することもできる。なお、反射膜１２０は、請求の範囲に記載の第２の反射膜の一例である。
　これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
　以上説明したように、本開示の第５の実施の形態の撮像素子１は、反射膜１２０を配置することにより、透過光を半導体基板１０１の側に反射する。これにより、変換効率を向上させることができる。
　＜６．第６の実施の形態＞
　上述の第４の実施の形態の撮像素子１は、半導体基板１０１の裏面に散乱部１０９を配置していた。これに対し、本開示の第６の実施の形態の撮像素子１は、半導体基板１０１の表面側に散乱部を配置する点で、上述の第４の実施の形態と異なる。
　［画素の構成］
　図１２は、本開示の第６の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。同図は、図２と同様に、画素１００の構成例を表す断面図である。配線領域１１０に散乱部１２１をさらに備える点で、図２において説明した画素１００と異なる。
　散乱部１２１は、半導体基板１０１を透過した入射光を反射するとともに散乱するものである。同図の散乱部１２１は、半導体基板１０１の表面に隣接する配線領域１１０に配置することができる。この散乱部１２１には、例えば、凹凸が形成された金属の膜を使用することができる。この際、散乱部１２１は、配線層１１２と同じ金属材料により構成することができる。散乱部１２１を配置することにより、半導体基板１０１を透過した入射光が反射されて半導体基板１０１に再度入射する。これにより、画素１００の変換効率を向上させることができる。また、散乱部１２１からの反射光は散乱されているため、画素１００から漏洩した場合であっても、フレア等を目立たなくすることができる。散乱部１２１は、例えば、絶縁層１１１の表面をエッチングして凹凸を形成し、当該凹凸部分に金属膜を積層することにより形成することができる。
　これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第４の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
　以上説明したように、本開示の第６の実施の形態の撮像素子１は、散乱部１２１を配置して半導体基板１０１の透過光を反射するとともに画素１００から漏洩する反射光を散乱させる。これにより、画質を向上させながら変換効率を向上させることができる。
　＜７．第７の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態の撮像素子１は、全ての波長の入射光が画素１００の光電変換部に入射していた。これに対し、本開示の第７の実施の形態の撮像素子１は、画素１００毎にカラーフィルタを備え、入射光を選択する点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
　［画素の構成］
　図１３は、本開示の第７の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。同図は、図２と同様に、画素の構成例を表す断面図である。カラーフィルタ１７０を備える画素１００を備え、画素２００をさらに備える点で、図２において説明した画素１００と異なる。
　同図の画素１００は、カラーフィルタ１７０を備える。カラーフィルタ１７０は、入射光のうち所定の波長の入射光を透過する光学的なフィルタである。このカラーフィルタ１７０には、例えば、赤色光、緑色光および青色光を透過するカラーフィルタ１７０を使用することができる。画素１００には、これらの何れかに対応するカラーフィルタ１７０を配置することができる。同図のオンチップレンズ１８０は、カラーフィルタ１７０を介して入射光を光電変換部に集光する。光電変換部は、カラーフィルタ１７０が対応する波長の入射光の画像信号を生成する。カラーフィルタ１７０を備える画素１００を配置することにより、カラーの画像を得ることができる。また、カラーフィルタ１７０として、赤外光を透過するカラーフィルタを配置することもできる。
　なお、画素１００のカラーフィルタ１７０には、比較的波長が長い入射光を透過するカラーフィルタ１７０を配置することができる。具体的には、赤外光および赤色光を透過するカラーフィルタ１７０を画素１００に配置することができる。赤外光および赤色光等の比較的波長が長い入射光は、半導体基板１０１に吸収され難いため半導体基板１０１の深部に到達する。同図の裏面照射型の撮像素子１のように半導体基板１０１の厚さが薄い場合には、波長が長い入射光は半導体基板１０１を透過し、反射光を生じ易くなる。このため、このような画素１００には、前述の吸収膜１５０や反射膜１４０を配置して反射光を低減する。
　画素２００は、カラーフィルタ１７０を備えるとともに吸収膜１５０および反射膜１４０が省略された画素である。吸収膜１５０および反射膜１４０の領域には、保護膜１６０が配置される。画素２００のカラーフィルタ１７０には、比較的波長が短い入射光を透過するカラーフィルタ１７０を配置することができる。具体的には、緑色光および青色光を透過するカラーフィルタ１７０を画素２００に配置することができる。緑色光および青色光等の比較的波長が短い入射光は、半導体基板１０１に吸収されやすく、半導体基板１０１を透過して反射光を生じる比率が低い。このため、緑色光および青色光に対応するカラーフィルタ１７０が配置される画素２００の吸収膜１５０および反射膜１４０を省略することができる。
　なお、撮像素子１の構成は、この例に限定されない。例えば、全ての画素に吸収膜１５０や反射膜１４０を配置する構成にすることもできる
　これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
　以上説明したように、本開示の第７の実施の形態の撮像素子１は、カラーフィルタ１７０を備えることにより、カラーの画像信号を出力することができる。
　＜８．第８の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態の撮像素子１は、画素１００の中央部に吸収膜１５０の開口部１５９が配置されていた。これに対し、本開示の第８の実施の形態の撮像素子１は、入射光の入射角度に応じて開口部１５９の位置や形状を調整する点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
　［画素の構成］
　図１４は、本開示の第８の実施の形態に係る画素の構成例を示す図である。同図は、図３と同様に、画素１００の構成例を表す上面図である。オンチップレンズ１８０の位置および吸収膜１５０の開口部１５９の位置等が異なる画素１００を備える点で、図３において説明した画素１００と異なる。
　同図は、図１において説明した画素アレイ部１０の中央部の行の左右の端部および中央に配置される画素１００を表した図である。同図におけるＡにおいて、画素アレイ部１０の中央部に配置される画素１００は、図３において説明した画素１００と同様の構成にすることができる。これに対し、端部に配置される画素１００は、オンチップレンズ１８０が画素アレイ部１０の中央部の方向に偏移して配置される。吸収膜１５０の開口部１５９も同様に、画素アレイ部１０の中央部に偏移して配置される。
　撮像素子１の画素アレイ部１０には、撮影レンズ等により被写体が結像される。この際、画素アレイ部１０の中央部の画素１００には、被写体からの光が略垂直に入射する。一方、画素アレイ部１０の周縁部の画素１００には、被写体からの光が斜めに入射する。このため、オンチップレンズ１８０による入射光の集光位置と光電変換部の位置とにずれを生じ、感度が低下する。そこで、オンチップレンズ１８０を入射光の入射角度に応じて偏移して配置することにより、集光位置を調整することができる。このような、オンチップレンズ１８０の位置の調整は、瞳補正と称される。吸収膜１５０の開口部１５９もオンチップレンズ１８０と同様に、入射光の入射角度に応じて偏移して配置する。これにより、集光位置が調整された入射光のケラレを防止することができる。
　同図におけるＢは、開口部１５９の代わりに開口部１５７を吸収膜１５０に配置する場合の例を表した図である。同図におけるＢの画素１００は、入射光の入射角度に応じて形状が調整された開口部１５７を備える。具体的には、画素アレイ部１０の周縁部に配置される画素１００の開口部１５７は、画素アレイ部１０の中央部に向かう方向に展延された形状に構成される。これにより、斜めに入射する入射光のケラレを防止することができる。
　なお、撮像素子１の構成は、この例に限定されない。例えば、図３におけるＢにおいて説明した矩形形状の開口部１５９を適用することもできる。この場合には、矩形形状の開口部１５９の位置や形状を入射光の入射角度に応じて調整する。
　これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
　以上説明したように、本開示の第８の実施の形態の撮像素子１は、瞳補正を行うことにより、画素アレイ部１０の周縁部の画素１００の感度の低下を防止することができる。
　＜９．第９の実施の形態＞
　上述の第２の実施の形態の撮像素子１は、吸収膜１５１の開口部１５８と略等しいサイズの開口部１４８を備える反射膜１４０が配置されていた。これに対し、本開示の第９の実施の形態の撮像素子１は、吸収膜１５１の開口部１５８とは異なるサイズの開口部を備える反射膜１４０が配置される点で、上述の第２の実施の形態と異なる。
　［画素の構成］
　図１５は、本開示の第９の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。同図は、図７と同様に、画素１００の構成例を表す断面図である。吸収膜１５１の開口部１５８とは異なるサイズの開口部を有する反射膜１４０が配置される点で、図７において説明した画素１００と異なる。
　同図の右端の画素１００は、図７の画素１００と同様に開口部１４８を有する反射膜１４０が配置される画素である。これに対し、同図の左端の画素１００ａと中央の画素１００ｂの反射膜１４０は、吸収膜１５１の開口部１５８とは異なるサイズの開口部を備える。
　画素１００ａの反射膜１４０は、半導体基板１０１の領域と略等しいサイズの開口部１４８ａを備える。すなわち画素１００ａの反射膜１４０は、画素１００の境界に配置される形状となる。このため、画素１００ａでは、半導体基板１０１の裏面側における光の反射が大幅に削減される。配線領域１１０により反射されて半導体基板１０１を再度透過した反射光は、吸収膜１５１に吸収される。このため、画素１００ａは比較的低い感度の画素となる。
　画素１００ｂの反射膜１４０は、画素１００および画素１００ａの反射膜１４０のそれぞれの開口部に対して中位のサイズの開口部１４８ｂを備える。このため、画素１００ｂの感度は、画素１００および画素１００ａの間の感度となる。
　このように、反射膜１４０の開口部のサイズを調整することにより、画素１００の感度を調整することができる。なお、吸収膜１５１の開口部１５８をテーパ形状に構成する場合には、反射膜１４０の開口部１４８を吸収膜１５１の開口部１５８と等しいか大きいサイズに構成すると好適である。入射光のケラレを低減できるためである。
　［画素の平面の構成］
　図１６は、本開示の第９の実施の形態に係る画素の構成例を示す図である。同図は、図３と同様に、画素１００の構成例を表す上面図である。同図の点線は、反射膜１４０の開口部を表す。なお、画素１００においては、反射膜１４０の開口部１４８は吸収膜１５１の開口部１５８と重なる形状となる。
　同図に表したように、画素１００ａの反射膜１４０の開口部１４８ａは、画素の裏面の広い範囲を占める。画素１００ｂには、画素１００および画素１００ａにおける反射膜１４０の開口部に対して中位のサイズの開口部１４８ｂが配置される。同図の画素１００、画素１００ｂおよび画素１００ａは、それぞれ高感度画素、中感度画素および低感度画素に該当する。入射光量に応じてこれらの画素を切り替えて使用することにより、撮像素子１のダイナミックレンジを拡大することができる。また、撮像素子１をいわゆるハイダイナミックレンジ（ＨＤＲ：High Dynamic Range）に対応させることも可能になる。
　なお、画素１００の構成は、この例に限定されない。例えば、反射膜１４０の開口部をテーパ形状に構成することもできる。また、反射膜１４０の開口部のサイズをさらに多段階に構成することもできる。
　これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第３の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
　以上説明したように、本開示の第９の実施の形態の撮像素子１は、画素１００に吸収膜１５１の開口部１５８とは異なるサイズの開口部１４８を備える反射膜１４０を配置することにより、画素の感度を調整することができる。
　＜１０．第１０の実施の形態＞
　上述の第９の実施の形態の撮像素子１は、吸収膜１５１の開口部１５８と異なるサイズの開口部１４９を備える反射膜１４０が配置されていた。これに対し、本開示の第１０の実施の形態の撮像素子１は、反射膜１２０を備える配線領域１１０が配置される点で、上述の第９の実施の形態と異なる。
　［画素の構成］
　図１７は、本開示の第１０の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。同図は、図１５と同様に、画素１００の構成例を表す断面図である。半導体基板１０１の表面側に反射膜１２０がさらに配置される点で、図１７において説明した画素１００と異なる。
　同図の画素１００および１００ｂには、図１１において説明した反射膜１２０が配置される。これにより、画素１００および１００ｂの感度を高くすることができる。一方、同図の画素１００ａは反射膜１２０が配置されないため、低い感度に留まることとなる。このように、反射膜１２０を付加してサイズを調整することにより、画素１００等の感度をさらに調整することができる。
　これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第９の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
　以上説明したように、本開示の第１０の実施の形態の撮像素子１は、画素１００における反射膜１４０の開口部１４８のサイズおよび反射膜１２０のサイズを調整することにより、画素１００等の感度を広範囲に調整することができる。
　なお、本開示の第２の実施の形態の吸収膜の構成は、他の実施の形態に適用することができる。具体的には、図６および７において説明した吸収膜１５１の形状は、図５、８および１０乃至１４の吸収膜に適用することができる。
　本開示の第３の実施の形態の吸収膜の構成は、他の実施の形態に適用することができる。具体的には、図８において説明した吸収膜１５２および１５３は、図５乃至７および１０乃至１５の吸収膜に適用することができる。
　本開示の第４の実施の形態の画素の構成は、他の実施の形態に適用することができる。具体的には、図１０において説明した散乱部１０９は、図５乃至８および１１乃至１４の画素１００に適用することができる。
　本開示の第５の実施の形態の画素の構成は、他の実施の形態に適用することができる。具体的には、図１１において説明した反射膜１２０は、図５乃至８、１０、１３および１４の画素１００に適用することができる。
　本開示の第６の実施の形態の画素の構成は、他の実施の形態に適用することができる。具体的には、図１２において説明した散乱部１２１は、図５乃至８、１０、１３乃至１５および１７の画素１００に適用することができる。
　本開示の第７の実施の形態の画素の構成は、他の実施の形態に適用することができる。具体的には、図１３において説明したカラーフィルタ１７０は、図５乃至８、１０乃至１２、１４、１５および１７の画素１００に適用することができる。また、図１３において説明した画素１００および２００は、図５乃至８、１０乃至１２、１４、１５および１７の画素アレイ部１０に適用することができる。
　本開示の第８の実施の形態の画素の構成は、他の実施の形態に適用することができる。具体的には、図１４において説明した吸収膜１５０は、図５乃至８、１０、１３、１５および１７の画素１００に適用することができる。
　本開示の第９の実施の形態の画素の構成は、他の実施の形態に適用することができる。具体的には、図１５において説明した反射膜１４０は、図２、６、８、１０、１２、１３および１４の画素１００に適用することができる。
　＜１１．カメラへの応用例＞
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品に応用することができる。例えば、本技術は、カメラ等の撮像装置に搭載される撮像素子として実現されてもよい。
　図１８は、本技術が適用され得る撮像装置の一例であるカメラの概略的な構成例を示すブロック図である。同図のカメラ１０００は、レンズ１００１と、撮像素子１００２と、撮像制御部１００３と、レンズ駆動部１００４と、画像処理部１００５と、操作入力部１００６と、フレームメモリ１００７と、表示部１００８と、記録部１００９とを備える。
　レンズ１００１は、カメラ１０００の撮影レンズである。このレンズ１００１は、被写体からの光を集光し、後述する撮像素子１００２に入射させて被写体を結像させる。
　撮像素子１００２は、レンズ１００１により集光された被写体からの光を撮像する半導体素子である。この撮像素子１００２は、照射された光に応じたアナログの画像信号を生成し、デジタルの画像信号に変換して出力する。
　撮像制御部１００３は、撮像素子１００２における撮像を制御するものである。この撮像制御部１００３は、制御信号を生成して撮像素子１００２に対して出力することにより、撮像素子１００２の制御を行う。また、撮像制御部１００３は、撮像素子１００２から出力された画像信号に基づいてカメラ１０００におけるオートフォーカスを行うことができる。ここでオートフォーカスとは、レンズ１００１の焦点位置を検出して、自動的に調整するシステムである。このオートフォーカスとして、撮像素子１００２に配置された位相差画素により像面位相差を検出して焦点位置を検出する方式（像面位相差オートフォーカス）を使用することができる。また、画像のコントラストが最も高くなる位置を焦点位置として検出する方式（コントラストオートフォーカス）を適用することもできる。撮像制御部１００３は、検出した焦点位置に基づいてレンズ駆動部１００４を介してレンズ１００１の位置を調整し、オートフォーカスを行う。なお、撮像制御部１００３は、例えば、ファームウェアを搭載したＤＳＰ（Digital Signal Processor）により構成することができる。
　レンズ駆動部１００４は、撮像制御部１００３の制御に基づいて、レンズ１００１を駆動するものである。このレンズ駆動部１００４は、内蔵するモータを使用してレンズ１００１の位置を変更することによりレンズ１００１を駆動することができる。
　画像処理部１００５は、撮像素子１００２により生成された画像信号を処理するものである。この処理には、例えば、画素毎の赤色、緑色および青色に対応する画像信号のうち不足する色の画像信号を生成するデモザイク、画像信号のノイズを除去するノイズリダクションおよび画像信号の符号化等が該当する。画像処理部１００５は、例えば、ファームウェアを搭載したマイコンにより構成することができる。
　操作入力部１００６は、カメラ１０００の使用者からの操作入力を受け付けるものである。この操作入力部１００６には、例えば、押しボタンやタッチパネルを使用することができる。操作入力部１００６により受け付けられた操作入力は、撮像制御部１００３や画像処理部１００５に伝達される。その後、操作入力に応じた処理、例えば、被写体の撮像等の処理が起動される。
　フレームメモリ１００７は、１画面分の画像信号であるフレームを記憶するメモリである。このフレームメモリ１００７は、画像処理部１００５により制御され、画像処理の過程におけるフレームの保持を行う。
　表示部１００８は、画像処理部１００５により処理された画像を表示するものである。この表示部１００８には、例えば、液晶パネルを使用することができる。
　記録部１００９は、画像処理部１００５により処理された画像を記録するものである。この記録部１００９には、例えば、メモリカードやハードディスクを使用することができる。
　以上、本開示が適用され得るカメラについて説明した。本技術は以上において説明した構成のうち、撮像素子１００２に適用され得る。具体的には、図１において説明した撮像素子１は、撮像素子１００２に適用することができる。撮像素子１００２に撮像素子１を適用することにより反射光が低減され、カメラ１０００により生成される画像の画質の低下を防止することができる。なお、画像処理部１００５は、請求の範囲に記載の処理回路の一例である。
　なお、ここでは、一例としてカメラについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、距離センサ等に適用されてもよい。また、本開示は、カメラ等の電子機器の他に、半導体モジュールの形式の半導体装置に適用することもできる。具体的には、図１５の撮像素子１００２および撮像制御部１００３を１つのパッケージに封入した半導体モジュールである撮像モジュールに本開示に係る技術を適用することもできる。
　最後に、上述した各実施の形態の説明は本開示の一例であり、本開示は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
　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無い。また、他の効果があってもよい。
　また、上述の実施の形態における図面は、模式的なものであり、各部の寸法の比率等は現実のものとは必ずしも一致しない。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることは勿論である。
　なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）入射光を集光するオンチップレンズと、
　半導体基板に構成されて前記集光された入射光の光電変換を行う光電変換部と、
　前記半導体基板に隣接して配置されて前記集光された入射光の集光サイズと略同じ大きさの開口部を備えて前記入射光の反射光を吸収する吸収膜と
を具備する撮像素子。
（２）前記半導体基板および前記吸収膜の間に配置されて前記反射光を反射する反射膜をさらに具備する前記（１）に記載の撮像素子。
（３）前記反射膜は、前記吸収膜の開口部とは異なるサイズの開口部を備える前記（２）に記載の撮像素子。
（４）前記吸収膜は、前記開口部の前記オンチップレンズ側の開口面積より前記半導体基板側の開口面積の方が小さい形状に構成される前記（１）から（３）に記載の撮像素子。
（５）前記吸収膜は、テーパ形状に構成される前記開口部を備える前記（４）に記載の撮像素子。
（６）前記吸収膜は、吸収係数が異なる複数の層により構成される前記（１）から（５）に記載の撮像素子。
（７）前記吸収膜は、前記入射光を吸収する吸収部材が分散されて構成される前記（１）から（６）に記載の撮像素子。
（８）前記吸収膜は、前記開口部の径と略同じ厚さに構成される前記（１）から（７）に記載の撮像素子。
（９）前記半導体基板の前記吸収膜が隣接する側とは異なる側に配置されて前記半導体基板を透過した前記入射光を反射する第２の反射膜をさらに具備する前記（１）から（８）に記載の撮像素子。
（１０）前記反射光を散乱させる散乱部をさらに具備する前記（１）から（９）に記載の撮像素子。
（１１）前記散乱部は、前記吸収膜の開口部に隣接する前記半導体基板の面に形成される凹凸部により構成される前記（１０）に記載の撮像素子。
（１２）前記散乱部は、前記半導体基板の前記吸収膜が隣接する側とは異なる側に配置されて前記半導体基板を透過した前記入射光を反射するとともに散乱させる前記（１０）に記載の撮像素子。
（１３）前記オンチップレンズ、前記光電変換部および前記吸収膜により構成される複数の画素を備える前記（１）から（１２）に記載の撮像素子。
（１４）前記画素は、前記入射光のうちの所定の波長の入射光を透過させるカラーフィルタをさらに備える前記（１３）に記載の撮像素子。
（１５）前記カラーフィルタは、長波長の前記入射光を透過させる前記（１４）に記載の撮像素子。
（１６）前記カラーフィルタは、赤色光を透過させる前記（１５）に記載の撮像素子。
（１７）前記カラーフィルタは、赤外光を透過させる前記（１５）に記載の撮像素子。
（１８）前記吸収膜は、前記画素への前記入射光の入射角度に応じて前記開口部の位置が偏移して配置される前記（１３）から（１７）に記載の撮像素子。
（１９）前記吸収膜は、前記画素への前記入射光の入射角度に応じて前記開口部が展延された形状に構成される前記（１３）から（１７）に記載の撮像素子。
（２０）入射光を集光するオンチップレンズと、
　半導体基板に構成されて前記集光された入射光の光電変換を行う光電変換部と、
　前記半導体基板に隣接して配置されて前記集光された入射光の集光サイズと略同じ大きさの開口部を備えて前記入射光の反射光を吸収する吸収膜と、
　前記光電変換に基づいて生成される画像信号を処理する処理回路と
を具備する撮像装置。
　１　撮像素子
　１０　画素アレイ部
　３０　カラム信号処理部
　１００、１００ａ、１００ｂ、２００　画素
　１０１　半導体基板
　１０９、１２１　散乱部
　１１０　配線領域
　１１２　配線層
　１３０　分離領域
　１２０、１４０　反射膜
　１４８、１４８ａ、１４８ｂ、１４９、１５７～１５９　開口部
　１５０～１５３　吸収膜
　１６０　保護膜
　１７０　カラーフィルタ
　１８０　オンチップレンズ
　１０００　カメラ
　１００２　撮像素子
　１００５　画像処理部

Claims (20)

  1. 　入射光を集光するオンチップレンズと、
    　半導体基板に構成されて前記集光された入射光の光電変換を行う光電変換部と、
    　前記半導体基板に隣接して配置されて前記集光された入射光の集光サイズと略同じ大きさの開口部を備えて前記入射光の反射光を吸収する吸収膜と
    を具備する撮像素子。
  2. 　前記半導体基板および前記吸収膜の間に配置されて前記反射光を反射する反射膜をさらに具備する請求項１記載の撮像素子。
  3. 　前記反射膜は、前記吸収膜の開口部とは異なるサイズの開口部を備える請求項２記載の撮像素子。
  4. 　前記吸収膜は、前記開口部の前記オンチップレンズ側の開口面積より前記半導体基板側の開口面積の方が小さい形状に構成される請求項１記載の撮像素子。
  5. 　前記吸収膜は、テーパ形状に構成される前記開口部を備える請求項４記載の撮像素子。
  6. 　前記吸収膜は、吸収係数が異なる複数の層により構成される請求項１記載の撮像素子。
  7. 　前記吸収膜は、前記入射光を吸収する吸収部材が分散されて構成される請求項１記載の撮像素子。
  8. 　前記吸収膜は、前記開口部の径と略同じ厚さに構成される請求項１記載の撮像素子。
  9. 　前記半導体基板の前記吸収膜が隣接する側とは異なる側に配置されて前記半導体基板を透過した前記入射光を反射する第２の反射膜をさらに具備する請求項１記載の撮像素子。
  10. 　前記反射光を散乱させる散乱部をさらに具備する請求項１記載の撮像素子。
  11. 　前記散乱部は、前記吸収膜の開口部に隣接する前記半導体基板の面に形成される凹凸部により構成される請求項１０記載の撮像素子。
  12. 　前記散乱部は、前記半導体基板の前記吸収膜が隣接する側とは異なる側に配置されて前記半導体基板を透過した前記入射光を反射するとともに散乱させる請求項１０記載の撮像素子。
  13. 　前記オンチップレンズ、前記光電変換部および前記吸収膜により構成される複数の画素を備える請求項１記載の撮像素子。
  14. 　前記画素は、前記入射光のうちの所定の波長の入射光を透過させるカラーフィルタをさらに備える請求項１３記載の撮像素子。
  15. 　前記カラーフィルタは、長波長の前記入射光を透過させる請求項１４記載の撮像素子。
  16. 　前記カラーフィルタは、赤色光を透過させる請求項１５記載の撮像素子。
  17. 　前記カラーフィルタは、赤外光を透過させる請求項１５記載の撮像素子。
  18. 　前記吸収膜は、前記画素への前記入射光の入射角度に応じて前記開口部の位置が偏移して配置される請求項１３記載の撮像素子。
  19. 　前記吸収膜は、前記画素への前記入射光の入射角度に応じて前記開口部が展延された形状に構成される請求項１３記載の撮像素子。
  20. 　入射光を集光するオンチップレンズと、
    　半導体基板に構成されて前記集光された入射光の光電変換を行う光電変換部と、
    　前記半導体基板に隣接して配置されて前記集光された入射光の集光サイズと略同じ大きさの開口部を備えて前記入射光の反射光を吸収する吸収膜と、
    　前記光電変換に基づいて生成される画像信号を処理する処理回路と
    を具備する撮像装置。
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