WO2021149577A1 - 固体撮像素子および電子機器 - Google Patents

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WO2021149577A1
WO2021149577A1 PCT/JP2021/001009 JP2021001009W WO2021149577A1 WO 2021149577 A1 WO2021149577 A1 WO 2021149577A1 JP 2021001009 W JP2021001009 W JP 2021001009W WO 2021149577 A1 WO2021149577 A1 WO 2021149577A1
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pixel
unit
light
pixel array
pixels
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PCT/JP2021/001009
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English (en)
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Inventor
博則 星
Original Assignee
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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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components

Definitions

  • the present disclosure relates to a solid-state image sensor and an electronic device.
  • a solid-state image sensor for example, a back-illuminated CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor having a global shutter function is known.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • a charge holding unit that temporarily holds the charge generated by the photoelectric conversion unit is provided in the semiconductor substrate. When light is incident on this charge holding portion, unnecessary charges are generated. Then, optical noise is generated due to the unnecessary electric charge, so that the image quality is deteriorated.
  • a light-shielding part for separating the photoelectric conversion part and the charge-holding part is provided, and the non-penetrating light-shielding part is placed on the back surface side (irradiation) in the structure in the layer direction of the pixel.
  • a structure has been proposed in which a structure is formed by digging non-penetratingly from the surface side) (for example, Patent Document 1). The charge accumulated in the photoelectric conversion unit is transferred to the charge holding unit via the non-penetrating portion in the light-shielding unit.
  • An object of the present disclosure is to provide a solid-state image sensor and an electronic device capable of acquiring a higher image quality image.
  • the solid-state image sensor includes pixels including a photoelectric conversion unit that converts light into electric charges by photoelectric conversion, and a charge storage unit that is adjacent to the photoelectric conversion unit and stores charges transferred from the photoelectric conversion unit.
  • the pixels are arranged in a matrix-like arrangement, and the pixels are arranged with respect to the pixel array so that the photoelectric conversion unit is adjacent to the charge storage unit in the direction corresponding to the position in the pixel array. NS.
  • CMOS image sensor which is an example of the solid-state image sensor applicable to each embodiment. It is a figure which shows the outline of the structural example of the unit pixel applicable to each embodiment. It is sectional drawing which shows typically the basic structure of the light-shielding structure applicable to each embodiment. It is a figure for demonstrating the optical structure of the CMOS image sensor applicable to each embodiment. It is a figure for demonstrating the optical structure of the CMOS image sensor applicable to each embodiment. It is sectional drawing which shows typically the structure of an example of a pixel by an existing technique.
  • FIG. 5 is a schematic view of a second example of arrangement of a non-penetrating light-shielding portion and a penetrating light-shielding portion in a pixel as viewed from the incident surface side according to a third modification according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic view of a second example of arrangement of a non-penetrating light-shielding portion and a penetrating light-shielding portion in a pixel as viewed from the incident surface side according to a third modification according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic view of a third example of arrangement of a non-penetrating light-shielding portion and a penetrating light-shielding portion in a pixel according to a third modification according to the first embodiment, as viewed from the incident surface side.
  • It is a schematic diagram which shows typically more specific example of the arrangement of the pixel 20 which concerns on 2nd Embodiment.
  • It is a schematic diagram for demonstrating the optical waveguide which concerns on the modification of 2nd Embodiment.
  • It is a schematic diagram for demonstrating the optical waveguide which concerns on the modification of 2nd Embodiment.
  • It is a schematic diagram for demonstrating the optical waveguide which concerns on the modification of 2nd Embodiment.
  • the solid-state image sensor according to the present disclosure is suitable for use in an image pickup device having a global shutter function.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor, which is an example of a solid-state image sensor applicable to each embodiment.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • the CMOS image sensor 10 has a pixel array unit 11, a vertical drive unit 12, a column processing unit 13, a horizontal drive unit 14, and a system control unit 15.
  • the pixel array unit 11, the vertical drive unit 12, the column processing unit 13, the horizontal drive unit 14, and the system control unit 15 are formed on a semiconductor substrate (chip) (not shown).
  • unit pixels 20 having a photoelectric conversion unit that generates an amount of light charge corresponding to the amount of incident light and accumulates it inside are two-dimensionally arranged in a matrix-like arrangement.
  • the unit pixel 20 has a back-illuminated pixel structure (see FIG. 3).
  • charge the light charge of the amount of charge corresponding to the amount of incident light
  • unit pixel may be simply described as "pixel”.
  • pixel drive lines 16 (161 to 16 m ) are arranged for each row in the left-right direction ( 16 1 to 16 m) of the pixel array of m rows ⁇ n columns (m and n are integers of 1 or more each). formed in the arrangement direction) of the pixels of the pixel rows, the vertical signal line 17 for each column (17 1 ⁇ 17 n) are formed along the arrangement direction) of the pixels in the vertical direction (pixel row in FIG.
  • the vertical signal line 17 is also referred to as VSL.
  • One end of the pixel drive line 16 is connected to the output end corresponding to each line of the vertical drive unit 12.
  • the CMOS image sensor 10 further includes a signal processing unit 18 and a data storage unit 19.
  • the signal processing unit 18 and the data storage unit 19 may be processed by an external signal processing unit provided on a substrate different from the CMOS image sensor 10, for example, a DSP (Digital Signal Processor) or software, and is the same as the CMOS image sensor 10. It may be mounted on a substrate.
  • DSP Digital Signal Processor
  • the vertical drive unit 12 is a pixel drive unit that is composed of a shift register, an address decoder, and the like, and drives each pixel 20 of the pixel array unit 11 simultaneously for all pixels or in line units. Although the specific configuration of the vertical drive unit 12 is not shown, it has a read scanning system and a sweep scanning system, and under the drive of these scanning systems, batch sweeping and batch transfer are performed. It can be carried out.
  • the read-out scanning system selectively scans the unit pixels 20 of the pixel array unit 11 row by row in order to read a signal from the unit pixels 20.
  • row drive rolling shutter operation
  • sweep scanning is performed prior to the read scanning by the time of the shutter speed with respect to the read row in which the read scan is performed by the read scanning system.
  • global exposure global shutter operation
  • batch sweeping is performed prior to batch transfer by the time of the shutter speed.
  • the electronic shutter operation refers to an operation of discarding the light charge of the photoelectric conversion unit and starting a new exposure (starting the accumulation of the light charge).
  • the signal read by the read operation by the read scanning system corresponds to the amount of light incidented after the read operation immediately before or the electronic shutter operation.
  • the period from the read timing by the immediately preceding read operation or the sweep timing by the electronic shutter operation to the read timing by the current read operation is the light charge accumulation period (exposure period) in the unit pixel.
  • the period from batch sweeping to batch transfer is the accumulation period (exposure period).
  • the pixel signal output from each unit pixel 20 of the pixel row selectively scanned by the vertical drive unit 12 is supplied to the column processing unit 13 through each of the vertical signal lines 17.
  • the column processing unit 13 performs predetermined signal processing on the pixel signal output from each unit pixel 20 of the selected row through the vertical signal line 17 for each pixel column of the pixel array unit 11, and the pixel after the signal processing. Hold the signal temporarily.
  • the column processing unit 13 performs at least noise removal processing, for example, CDS (Correlated Double Sampling) processing as signal processing.
  • CDS Correlated Double Sampling
  • the column processing unit 13 can be provided with, for example, an AD (analog-digital) conversion function, and the signal level can be output as a digital signal.
  • the horizontal drive unit 14 is composed of a shift register, an address decoder, and the like, and sequentially selects unit circuits corresponding to the pixel strings of the column processing unit 13. By the selective scanning by the horizontal drive unit 14, the pixel signals signal-processed by the column processing unit 13 are sequentially output to the signal processing unit 18.
  • the system control unit 15 is composed of a timing generator or the like that generates various timing signals, and drives the vertical drive unit 12, the column processing unit 13, the horizontal drive unit 14, and the like based on the various timing signals generated by the timing generator. Take control.
  • the signal processing unit 18 has at least an addition processing function, and performs various signal processing such as addition processing on the pixel signal output from the column processing unit 13.
  • the data storage unit 19 temporarily stores data necessary for the signal processing in the signal processing unit 18.
  • FIG. 2 is a diagram showing an outline of a configuration example of a unit pixel 20 applicable to each embodiment.
  • the unit pixel 20 has, for example, a photodiode (PD) 21 as a photoelectric conversion unit.
  • the photodiode 21 is formed, for example, by forming the p-type layer 211 on the surface side of the substrate and embedding the n-type embedded layer 212 with respect to the p-type well layer 32 formed on the n-type semiconductor substrate 31. It is an embedded photodiode.
  • the n-type embedded layer 212 has an impurity concentration that causes a depletion state when the electric charge is discharged.
  • the unit pixel 20 includes a first transfer gate unit 22, a second transfer gate unit 23, and a charge holding unit (MEM) 24.
  • the first transfer gate portion 22 has a gate electrode 221 arranged at a position straddling the photodiode 21 and the charge holding portion 24.
  • the second transfer gate portion 23 has a gate electrode 231 arranged in the vicinity of the charge holding portion 24.
  • the charge holding portion 24 adopts a configuration in which the p-type layer 241 is used as a surface and is formed by an embedded n-type diffusion region 242.
  • the same operation and effect as when it is formed by the embedded channel can be obtained.
  • the dark current generated at the Si—SiO 2 interface is charged. Since it can be avoided that it is accumulated in the n-type diffusion region 242 of 24, it can contribute to the improvement of image quality.
  • the first transfer gate unit 22 is photoelectrically converted by the photodiode 21 when the drive signal TRY is applied to the gate electrode 221 and transfers the electric charge accumulated inside the photodiode 21 to the charge holding unit 24. Further, the first transfer gate unit 22 functions as a gate for preventing the backflow of electric charge from the charge holding unit 24 to the photodiode 21.
  • the gate electrode 221 functions as a gate for transferring charges from the photodiode 21 to the charge holding unit 24, and also functions as a gate for causing the charge holding unit 24 to hold the charges. ..
  • the gate electrode 221 functions as a gate when the charge is transferred from the charge holding unit 24 to the floating diffusion region (FD: Floating Diffusion) 25, and also functions as a gate for causing the charge holding unit 24 to hold the charge.
  • the floating diffusion region 25 is a charge-voltage conversion unit composed of an n-type layer.
  • the charge holding unit 24 is modulated by applying the drive signal TX to the gate electrode 231. That is, by applying the drive signal TX to the gate electrode 231, the potential of the charge holding unit 24 becomes deeper. As a result, the saturated charge amount of the charge holding unit 24 can be increased as compared with the case where no modulation is applied.
  • the unit pixel 20 further has a third transfer gate unit 26.
  • the third transfer gate unit 26 transfers the charge accumulated in the charge holding unit 24 to the floating diffusion region 25 by applying the drive signal TRG to the gate electrode 261.
  • the floating diffusion region 25 converts the charge transferred from the charge holding unit 24 by the third transfer gate unit 26 into a voltage.
  • the unit pixel 20 further includes a reset transistor 27, an amplification transistor 28, and a selection transistor 29.
  • FIG. 2 shows an example in which an n-channel MOS transistor is used for the reset transistor 27, the amplification transistor 28, and the selection transistor 29, a combination of conductive types of the reset transistor 27, the amplification transistor 28, and the selection transistor 29 is shown. Is not limited to these combinations.
  • the reset transistor 27 is connected between the node of the power supply voltage V rst and the stray diffusion region 25, and resets the stray diffusion region 25 by applying the drive signal RST to the gate electrode.
  • the drain electrode is connected to the node of the power supply voltage V dd
  • the gate electrode is connected to the floating diffusion region 25, and the voltage in the floating diffusion region 25 is read out.
  • the drain electrode is connected to the source electrode of the amplification transistor 28, the source electrode is connected to the vertical signal line 17 (VSL), and the drive signal SEL is applied to the gate electrode to obtain a pixel signal. Select the unit pixel 20 to read out. It is also possible to adopt a configuration in which the selection transistor 29 is connected between the node of the power supply voltage V dd and the drain electrode of the amplification transistor 28.
  • one or a plurality of the reset transistor 27, the amplification transistor 28, and the selection transistor 29 may be omitted depending on the pixel signal reading method.
  • the n-type embedded channel is formed in the p-type well layer 32, but the reverse conductive type may be adopted. In this case, the potential relationships are all reversed.
  • the unit pixel 20 shown in FIG. 2 is also provided with an overflow gate portion 33 for preventing blooming.
  • the overflow gate portion 33 discharges the electric charge of the photodiode 21 to the n-type layer 34 by applying the drive signal OFG to the gate electrode 331 at the start of exposure.
  • a predetermined voltage V dd is applied to the n-type layer 34.
  • the CMOS image sensor 10 starts exposure of all pixels at the same time, ends exposure of all pixels at the same time, and shields the charge accumulated in the photodiode 21 from the charge holding unit. By transferring to 24, a global shutter operation (global exposure) is realized. This global shutter operation makes it possible to realize distortion-free imaging with an exposure period in which all pixels match.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the basic structure of the light-shielding structure applicable to each embodiment.
  • the CMOS image sensor 10 has a configuration in which a semiconductor substrate 51, an insulating film layer 52, a first light-shielding film 53, and a wiring layer 54 are laminated from the upper side of the figure.
  • the CMOS image sensor 10 is a back-illuminated solid-state image sensor that captures light emitted from the back surface side opposite to the front surface side on which the wiring layer 54 of the semiconductor substrate 51 is laminated into the photodiode 21.
  • the CMOS image sensor 10 has a configuration in which a second light-shielding film 57 is formed between the incident surface of the semiconductor substrate 51 and the photodiode 21 and the charge holding portion 24 via a multilayer film 56. ..
  • the multilayer film 56 is composed of, for example, a film having a three-layer structure including a fixed charge film, an antireflection film and an insulating film.
  • the insulating film is made of an oxide film such as a SiO 2 film.
  • a passivation film, a color filter, a microlens, etc. are laminated on the back surface side of the semiconductor substrate 51. Further, for example, a support substrate is laminated under the wiring layer 54.
  • the back surface of the semiconductor substrate 51 may be referred to as an incident surface.
  • the surface of the semiconductor substrate 51 that is arranged at the boundary with the wiring layer 54 is referred to as a boundary surface.
  • the surface of the semiconductor substrate 51 of the photodiode 21 on the incident surface side is referred to as a light receiving surface, and the surface opposite to the light receiving surface is referred to as a bottom surface.
  • the surface of the semiconductor substrate 51 of the charge holding portion 24 on the incident surface side is referred to as an upper surface, and the surface opposite to the upper surface is referred to as a bottom surface.
  • the semiconductor substrate 51 is made of, for example, a silicon substrate.
  • a photodiode 21 and a charge holding portion 24 are formed in the semiconductor substrate 51.
  • the photodiode 21 on the left side and the charge holding unit 24 in the drawing are arranged in the same pixel 20, and the photodiode 21 on the right side and the charge holding unit 24 are arranged in different pixels 20 adjacent to each other.
  • the insulating film layer 52 is composed of, for example, a three-layer insulating film of a first insulating film 52A, a second insulating film 52B, and a third insulating film 52C (three-layer structure).
  • the first insulating film 52A and the third insulating film 52C are made of an oxide film such as a SiO 2 film
  • the second insulating film 52B is made of a nitride film such as a SiN film.
  • the first insulating film 52A also serves as an insulating film between the gate electrode 55 and the semiconductor substrate 51.
  • the gate electrode 55 corresponds to, for example, the gate electrode 221 of the first transfer gate portion 22 in FIG.
  • the first light-shielding film 53 is made of a metal having a light-shielding property such as tungsten.
  • the first light-shielding film 53 is provided on the wiring layer 54 side so as to cover at least the forming region of the charge holding portion 24, preferably so as to cover the forming region of the photodiode 21 and the charge holding portion 24.
  • the first light-shielding film 53 is provided for the purpose of preventing light that has passed through the semiconductor substrate 51 without being absorbed by the photodiode 21 from entering the wiring layer 54. By the action of the first light-shielding film 53, the light transmitted through the semiconductor substrate 51 is prevented from being incident on the wiring layer 54, being reflected by the wiring layer 54, and being incident on the charge holding portion 24.
  • the light transmitted through the semiconductor substrate 51 may be reflected by a plane parallel to the semiconductor substrate 51 of the flat portion 53C which is the main body portion of the first light-shielding film 53 and may be incident on the charge holding portion 24. .. Therefore, the first light-shielding film 53 has a protruding portion protruding from the flat portion 53C toward the semiconductor substrate 51 at a portion corresponding to the formation position of the second light-shielding film 57.
  • the first light-shielding film 53 has a protrusion at a portion corresponding to at least one of the non-penetrating light-shielding portion 57B and the penetrating light-shielding portion 57C, which will be described later, preferably both of the second light-shielding film 57. It has 53A and a protrusion 53B.
  • the protruding portion 53A and the protruding portion 53B are integrally formed with the flat portion 53C of the first light-shielding film 53 by a metal having a light-shielding property such as tungsten.
  • the protruding portion 53A and the protruding portion 53B are located along the longitudinal direction of the charge holding portion 24 at a portion on the photodiode 21 side of the second light-shielding film 57, which is closer to the photodiode 21 than directly below the non-penetrating light-shielding portion 57B and the penetrating light-shielding portion 57C. Is formed. That is, the protruding portion 53A is provided in a portion on the photodiode 21 side in the same pixel as directly below the formation position of the non-penetrating light-shielding portion 57B, in a state of protruding from the flat portion 53C toward the semiconductor substrate 51.
  • the protruding portion 53B is provided in a portion on the photodiode 21 side in the pixel adjacent to the position directly below the formation position of the penetrating light-shielding portion 57C, in a state of protruding from the flat portion 53C toward the semiconductor substrate 51.
  • the protruding portion 53A and the protruding portion 53B act to prevent the first light-shielding film 53 from being reflected by the upper surface of the flat portion 53C and incident on the charge holding portion 24.
  • the protrusion amount that is, the height of the protrusion 53A and the protrusion 53B is as high as possible. Is preferable.
  • the heights of the protruding portion 53A and the protruding portion 53B are too high, it is considered that the characteristics such as white spots may be deteriorated due to the influence of plasma damage or the like during processing of the protruding portion 53A and the protruding portion 53B.
  • the height positions of the protruding portion 53A and the protruding portion 53B are composed of a nitride film such as a SiN film, which is an intermediate layer in the three-layer structure insulating film layer 52, as shown in FIG. It is preferably set in the second insulating film 52B.
  • the height positions of the protruding portion 53A and the protruding portion 53B are preferably set in the second insulating film 52B, which is an intermediate layer, but are not limited to this, and the first insulation of the first layer is not limited to this. It may be set in the film 52A, or may be set in the third insulating film 52C of the third layer.
  • the second light-shielding film 57 is made of a light-shielding metal such as tungsten.
  • the second light-shielding film 57 mainly suppresses light incident from the incident surface of the semiconductor substrate 51 from directly or indirectly entering the charge holding portion 24.
  • the second light-shielding film 57 is composed of a surface light-shielding portion 57A, a non-penetrating light-shielding portion 57B, and a penetrating light-shielding portion 57C.
  • the surface light-shielding portion 57A is a third light-shielding portion, and covers a region of the incident surface of the semiconductor substrate 51 except above the light-receiving surface of the photodiode 21. That is, the surface shading portion 57A covers a region of the light receiving surface of the semiconductor substrate 51 excluding the region where the light incident on the photodiode 21 is incident.
  • the non-penetrating light-shielding portion 57B is the first light-shielding portion, and extends from the incident surface of the semiconductor substrate 51 to the middle of the semiconductor substrate 51. Further, in this example, the non-penetrating light-shielding portion 57B is at least arranged between the photodiode 21 and the charge holding portion 24 in the same pixel 20.
  • the penetrating light-shielding portion 57C is a second light-shielding portion, penetrates the semiconductor substrate 51, penetrates the semiconductor substrate 51 to the middle of the insulating film layer 52, in this example, penetrates the first insulating film 52A, and reaches the second insulating film 52B. It is postponed. That is, the penetrating light-shielding portion 57C extends longer than the non-penetrating light-shielding portion 57B. Further, in this example, the penetrating light-shielding portion 57C is arranged between the photodiode 21 and the charge holding portion 24, which are arranged in different pixels 20. That is, at least one photodiode 21 of the pixels 20 adjacent to each other and the other charge holding portion 24 are arranged.
  • Both the non-penetrating light-shielding portion 57B and the penetrating light-shielding portion 57C are trench light-shielding portions formed by digging from the incident surface (first surface) of the semiconductor substrate 51 toward the boundary surface.
  • the thickness of the first insulating film 52A, the second insulating film 52B, and the third insulating film 52C of the insulating film layer 52 will be described.
  • the first insulating film 52A is set to a thickness of, for example, 10 [nm] or more. This is, for example, the thickness required for processing and adjusting the depth of the groove penetrating the semiconductor substrate 51 for forming the penetrating light-shielding portion 57C. However, since the first insulating film 52A also serves as an insulating film between the gate electrode 55 and the semiconductor substrate 51, it is not desirable to make it too thick. Therefore, the thickness of the first insulating film 52A is preferably set in the range of, for example, 10 [nm] to 20 [nm].
  • the second insulating film 52B is set to, for example, a thickness of 50 [nm] or more. This is, for example, a thickness required for processing adjustment of the contact formed in the wiring layer 54 and processing control of the groove penetrating the semiconductor substrate 51 for forming the penetrating light-shielding portion 57C.
  • a groove for forming a contact may reach the semiconductor substrate 51, the semiconductor substrate 51 may be prevented from being damaged due to damage caused by processing the contact, or the semiconductor substrate 51 for forming a penetrating light-shielding portion 57C may be used. This is the thickness required to stop the penetrating groove with the second insulating film 52B.
  • the thickness of the second insulating film 52B is preferably set in the range of, for example, 50 [nm] to 100 [nm].
  • the third insulating film 52C is set to, for example, a thickness of 25 [nm] or more. This is, for example, a thickness required to prevent the third insulating film 52C from being damaged and the second insulating film 52B from being exposed during processing of the first light-shielding film 53. However, it is not desirable that the third insulating film 52C is too thick from the viewpoint of reducing the thickness of the CMOS image sensor 10. Therefore, the thickness of the third insulating film 52C is preferably set in the range of, for example, 30 [nm] to 100 [nm].
  • FIG. 4A is a top view of an example of the pixel array portion 11 of the CMOS image sensor 10 viewed from the incident surface side.
  • FIG. 4B is a side view of an example of the pixel array portion 11 viewed from a plane perpendicular to the incident plane.
  • the lens 60 is arranged with respect to the pixel array unit 11 in which each pixel 20 is arranged in a matrix arrangement.
  • the lens 60 irradiates each pixel 20 of the pixel array unit 11 with the incident light, and is hereinafter referred to as a main lens 60.
  • the position of the optical axis 61 of the main lens 60 coincides with the center position of the pixel array unit 11.
  • each pixel 20 is provided with the color filter 101 and the OCL (On Chip Lens) 100 laminated on the incident surface.
  • the pixels 20 arranged at and near the position of the optical axis 61 of the main lens 60 in the pixel array unit 11 are oriented substantially perpendicular to the incident surface from the main lens 60. Be incident.
  • light is incident on the pixel 20 arranged at a position deviating from the optical axis 61 of the main lens 60 from a more oblique direction with respect to the incident surface as the distance from the position of the optical axis 61 increases.
  • Eye correction may be performed in order to suppress a change in the entrance pupil diameter due to a change in the incident angle of light with respect to the pixel 20 according to the position on the pixel array unit 11.
  • the pupil correction is performed, for example, by adjusting the position and shape of the OCL 100 according to the position of the pixel 20 on the pixel array unit 11.
  • the light incident on the CMOS image sensor 10 is applied to each pixel 20 via the main lens 60.
  • the light emitted from the main lens 60 is incident on the inside of the semiconductor substrate 51 from the incident surface of the semiconductor substrate 51 via the OCL 100 and the color filter 101.
  • This light is received by the photodiode 21, and the photodiode 21 performs photoelectric conversion according to the received light to generate an electric charge.
  • the electric charge generated by the photodiode 21 is provided with a non-penetrating light-shielding portion 57B from directly below the non-penetrating light-shielding portion 57B to the first insulating film 52A by applying a drive signal TRY to the gate electrode 221.
  • the charge holding unit 24 It is transferred to the charge holding unit 24 via the non-existing portion.
  • the charge holding unit 24 accumulates the transferred charge until the drive signal TRG is applied to the gate electrode 261. In this way, the charge holding unit 24 functions as a charge accumulating unit for accumulating charges.
  • the portion from directly below the non-penetrating light-shielding portion 57B to the first insulating film 52A where the non-penetrating light-shielding portion 57B is not provided is referred to as a transfer unit.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view schematically showing the structure of an example of the pixel 20 according to the existing technology, and corresponds to the structure shown in FIG. 3 described above.
  • the semiconductor layer 110 corresponds to the semiconductor substrate 51 of FIG. 3
  • the wiring layer 111 corresponds to the wiring layer 54 and the insulating film layer 52 of FIG.
  • the pixel 20 has an optical waveguide structure 102 for guiding the light incident from the OCL 100 through the color filter 101 to the photodiode (PD) 21 with respect to the incident surface of the semiconductor substrate 51. It is provided.
  • FIG. 5B is a schematic view of an example of the arrangement of the trench shading portion in the pixel 20 shown in FIG. 5A, that is, the non-penetrating shading portion 57B and the penetrating shading portion 57C, as viewed from the incident surface side.
  • a penetrating light-shielding portion 57C is provided around the pixel 20 and is provided on the side of the photodiode (PD) 21 adjacent to the charge holding portion (MEM) 24. ..
  • 57B is provided, and a penetrating light-shielding portion 57C is provided in a portion other than the non-penetrating light-shielding portion 57B.
  • a non-penetrating light-shielding portion 57B is provided on a side of the charge holding portion 24 that is partially adjacent to the photodiode 21, and a portion that is not adjacent to the photodiode 21.
  • the electric charge generated by the photoelectric conversion in the photodiode 21 is transferred to the charge holding unit 24 via the transfer unit of the non-penetrating light-shielding unit 57B.
  • the side of the outer circumference of the photodiode 21 where the charge holding portion 24 is not adjacent and which does not constitute the outer circumference of the pixel 20 is referred to as "the charge of the photodiode 21".
  • the description will be given as "a side not adjacent to the holding portion 24".
  • the leakage of the light incident on the photodiode 21 into the charge holding unit 24 will be described more specifically.
  • the light incident on the photodiode 21 may be reflected by the insulating film layer 52 or the like and leak to the charge holding portion 24 via the transfer portion of the non-penetrating light-shielding portion 57B.
  • the light incident on the photodiode 21 and reaching the non-penetrating light-shielding portion 57B may leak to the charge holding portion 24 through the non-penetrating light-shielding portion 57B as diffracted light.
  • the light leaking into the charge holding unit 24 in this way becomes noise for the charge accumulated in the charge holding unit 24.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing an example of arrangement of pixels 20 in the pixel array unit 11 by the existing technology.
  • the pixel 20cn is a pixel arranged at a position corresponding to the optical axis 61.
  • the pixels 20ru, 20rd, 20lu and 20ld are pixels arranged at the four corners of the pixel array unit 11 at the upper right, the lower right, the upper left and the lower left in FIG. 6, respectively.
  • the pixels 20cn, 20ru, 20rd, 20lu, and 20ld are arranged in the pixel array unit 11 in the direction in which the photodiode 21 and the charge holding unit 24 are adjacent to each other uniformly in the pixel array unit 11. .. More specifically, in the figure, the charge holding portions 24 are arranged on the upper part of the pixel 20, and the photodiode 21 is arranged closer to the lower left side of the pixel 20. That is, in the figure, the direction adjacent to the photodiode 21 from the charge holding portion 24 of each pixel 20cn, 20ru, 20rd, 20lu, and 20ld is an oblique lower left direction.
  • the light incident on the pixel 20 is incident on the focused spots 70 cn, 70 ru, 70 rd, 70 lu and 70 ld by the main lens 60, respectively.
  • the light incident on the photodiode 21 transmits the transfer unit of the non-penetrating light-shielding unit 57B, as indicated by arrows C and D, respectively. There is a possibility of leaking to the charge holding unit 24 via the device.
  • the light incident on the photodiode 21 is prevented from leaking to the charge holding unit 24 by the penetrating light shielding unit 57C.
  • each pixel 20 in the pixel array unit 11 by arranging each pixel 20 in the pixel array unit 11 in an orientation corresponding to the position in the pixel array unit 11, light leakage from the photodiode 21 to the charge holding unit 24 is suppressed. do.
  • the orientation of the pixel 20 is defined by the direction in which the photodiode 21 and the charge holding unit 24 are adjacent to each other.
  • the photodiode 21 is arranged closer to the lower left of the pixel 20cn, and the photodiode 21 is adjacent to the charge holding portion 24 in the diagonally lower left direction.
  • the pixel 20cn faces diagonally downward to the left of the pixel array unit 11 on FIG.
  • FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 6 described above, and is a diagram schematically showing an example of arrangement of pixels 20 in the pixel array unit 11 according to the first embodiment.
  • the upper part of FIG. 7 will be described as the upper part of the pixel array unit 11.
  • each pixel 20 is arranged in the pixel array unit 11 so that the positions of the photodiode 21 and the charge holding unit 24 are symmetrical in the vertical and horizontal directions in the pixel array unit 11.
  • the pixel 20ru in the upper right portion of the pixel array portion 11 is arranged with the charge holding portion 24 at the lower part and the photodiode 21 at the upper right side. That is, the pixels 20ru are arranged in the pixel array unit 11 so as to face diagonally upward to the right.
  • the pixel 20rd at the lower right of the pixel array unit 11 is arranged with the charge holding unit 24 at the upper part and the photodiode 21 at the lower right side. That is, the pixels 20rd are arranged in the pixel array unit 11 toward the lower right direction.
  • the pixel 20lu in the upper left portion of the pixel array portion 11 is arranged with the charge holding portion 24 at the lower part and the photodiode 21 at the upper left side. That is, the pixels 20lu are arranged in the pixel array unit 11 in the diagonally upward left direction. Further, the pixel 20ld at the lower left of the pixel array unit 11 is arranged with the charge holding unit 24 at the upper part and the photodiode 21 at the lower left side. That is, the pixels 20ld are arranged in the pixel array unit 11 toward the lower left direction.
  • the photodiode 21 is arranged in each pixel 20 on the back side of the charge holding unit 24 when viewed from the position of the optical axis 61.
  • each pixel 20 is rotated in its direction according to the position in the pixel array unit 11, and the photodiode 21 is arranged so as to be located on the back side of the charge holding unit 24 when viewed from the position of the optical axis 61.
  • FIGS. 8A and 8B are schematic views schematically showing a more specific example of the arrangement of the pixels 20 according to the first embodiment.
  • the pixel array unit 11 is arranged in a matrix of 6 pixels ⁇ 6 pixels, and each pixel 20 is arranged.
  • the optical axis 61 of the main lens 60 penetrates the center of the pixel array unit 11 perpendicularly to the light receiving surface of the pixel array unit 11.
  • the line passing through the position on the pixel array unit 11 corresponding to the optical axis 61 (referred to as the position corresponding to the optical axis 61) in the column direction of the pixel array unit 11 is the vertical center line, and similarly, the optical axis 61.
  • the line that passes through the position corresponding to the above in the row direction of the pixel array unit 11 is called a horizontal center line.
  • the pixel array unit 11 is divided into four regions symmetrical vertically and horizontally around the position corresponding to the optical axis 61.
  • group # 1 the upper left area
  • group # 2 the lower left area
  • group # 4 the lower right area
  • group # 4 each include a pixel 20 1, 20 2, 20 3 and 20 4 in the arrangement of 3 ⁇ 3 pixels.
  • Groups # 1 and # 3 and groups # 2 and # 4 are arranged symmetrically with respect to the vertical centerline. Further, the groups # 1 and # 2 and the groups # 3 and # 4 are arranged at positions symmetrical with respect to the horizontal center line.
  • the non-penetrating shading portion 57B is provided on the lower side of the side not in contact with the charge holding portion 24 of the photodiode 21, and the penetrating shading portion 57C is in contact with the upper side of the side and the charge holding portion 24 of the photodiode 21. It is provided on the side.
  • the non-penetrating shading portion 57B is provided on the lower side of the side not in contact with the charge holding portion 24 of the photodiode 21, and the penetrating shading portion 57C is in contact with the upper side of the side and the charge holding portion 24 of the photodiode 21. It is provided on the side.
  • Each pixel 20 3 included in the group # 3, which corresponds to FIG. 7, respectively of pixels 20Ld, photodiode 21 Intention to lower left are arranged in the figure, the charge holding portion 24 is placed on top.
  • the non-penetrating shading portion 57B is provided on the upper side of the side that does not contact the charge holding portion 24 of the photodiode 21, and the penetrating shading portion 57C is in contact with the lower side of the side and the charge holding portion 24 of the photodiode 21. It is provided on the side.
  • each pixel 20 4 included in the group # 4, which corresponds to FIG. 7, respectively of pixels 20Rd, photodiodes 21 are arranged close to the lower right side in FIG, the charge holding portion 24 is placed on top .
  • the non-penetrating shading portion 57B is provided on the upper side of the side that does not contact the charge holding portion 24 of the photodiode 21, and the penetrating shading portion 57C is in contact with the lower side of the side and the charge holding portion 24 of the photodiode 21. It is provided on the side.
  • FIG. 8B is a diagram illustrating only the vicinity of the position of the optical axis 61 in FIG. 8A, the pixels 20 1 to 20 4 of each group # 1 to # 4 in more detail.
  • Figure 8B contained in 20 1 to 20 4 respectively each pixel, the third transfer gate portion 26, a reset transistor 27, amplification transistor 28 and selection transistor 29 are shown.
  • the third transfer gate portion 26 is arranged at the position of the charge holding portion 24, and the reset transistor 27, the amplification transistor 28, and the selection transistor 29 are arranged at the position of the photodiode 21. Will be done.
  • the third transfer gate portion 26, a reset transistor 27, the position of the amplification transistor 28 and selection transistor 29 in each pixel 20 1 to 20 4, respectively, are arranged asymmetrically.
  • the third transfer gate portion 26 is arranged close to the left end of the charge holding portion 24.
  • the reset transistor 27 is closer to the lower left side
  • the amplification transistor 28 is closer to the upper center
  • the selection transistor 29 is closer to the middle right side with respect to the photodiode 21.
  • the positional relationship between the respective pixels 20 1 to 20 within 4 contained in the ⁇ # 4 are the same.
  • the third transfer gate portion 26 in the pixel 20 1 to 20 4, the reset transistor 27, the arrangement position of the amplification transistor 28 and selection transistor 29 is merely an example, but is not limited to this example.
  • the third transfer gate portion 26 included in the group # 3 positions of group # 1 and symmetrically with respect to a horizontal center line, the third transfer gate portion 26, a reset transistor 27, also the amplification transistor 28 and selection transistor 29, the horizontal with respect to the center line, the third transfer gate portion 26 of the pixel 20 1, the reset transistor 27, it will be disposed in the amplification transistor 28 and selection transistor 29 and symmetrical. That is, in the pixel 20 3, the third transfer gate portion 26 is arranged close to the right end of the charge holding portion 24. Further, the reset transistor 27 is closer to the upper right side, the amplification transistor 28 is closer to the lower center, and the selection transistor 29 is closer to the middle left side with respect to the photodiode 21.
  • the third transfer gate portion 26 in the group # 4 position of the group # 2 is symmetrical with respect to a horizontal center line
  • the third transfer gate portion 26 of the pixel 20 1, the reset transistor 27, will be disposed in the amplification transistor 28 and selection transistor 29 and symmetrical. That is, in the pixel 20 4, the third transfer gate portion 26 is arranged close to the right end of the charge holding portion 24. Further, the reset transistor 27 is closer to the upper right side, the amplification transistor 28 is closer to the lower center, and the selection transistor 29 is closer to the middle left side with respect to the photodiode 21.
  • each pixel 20 is arranged with respect to the pixel array unit 11 in a direction symmetrical with respect to each of the vertical center line and the horizontal center line of the pixel array unit 11.
  • the photodiode 21 is arranged so as to be located on the back side of the charge holding unit 24 when viewed from the position corresponding to the optical axis 61 of the pixel array unit 11.
  • a surface shading portion 57A is provided on the incident surface side of the charge holding portion 24, and a penetrating shading portion 57C is provided between the charge holding portion 24 and the photodiode 21. Therefore, it is possible to suppress leakage of the light incident on the photodiode 21 into the charge holding portion 24. Therefore, the CMOS image sensor 10 including the pixel array unit 11 is prevented from deteriorating the global shutter function due to the leakage of light into the charge holding unit 24.
  • the column direction of the pixel array unit 11, the group # 1 and # 2, the group # 3 and # 4 and the pixel 20 1 and 20 2 of the position in contact is, in the pixel 20 3 and 20 4 which, Two charge holding portions 24 are lined up.
  • the row direction of the pixel array unit 11, the group # 1 and # 3, and group # 2 and # 4 and the pixel 20 1 and 20 3 of the position in contact is, in the pixel 20 2 and 20 4 which, photodiode 21 Move closer to the positions facing each other.
  • each pixel 20 1 to 20 4 in each group # 1 to # 4 are in contact position, the distance between the photodiode 21 straddling the vertical centerline and a horizontal centerline, each group # It is longer than the distance between the photodiode 21 of each pixel 20 1 to 20 4 in 1 to # 4, respectively.
  • the boundary portions of groups # 1 to # 4 may be discontinuous.
  • an optical waveguide for guiding the light emitted from the OCL 100 to the photodiode 21 is provided between the OCL 100 and the photodiode 21 (semiconductor substrate 51).
  • the surface of the optical waveguide in contact with the OCL 100 has a size corresponding to the OCL 100
  • the surface in contact with the semiconductor substrate 51 has a size corresponding to the opening with respect to the photodiode 21. Connect to the unit.
  • FIGS. 9A-9C are schematic views for explaining the optical waveguide according to the first modification of the first embodiment.
  • Figure 9A is a view corresponding to FIG. 8B described above, the one-to-one to each of the pixels 20 1 to 20 4, and each OCL100, a state for which it is provided with optical waveguides 80 1 to 80 4 It is shown.
  • 9B is a cross-sectional view schematically showing an EE'cross section in the column direction in FIG. 9A
  • FIG. 9C is a cross-sectional view schematically showing a FF'cross section in the row direction in FIG. 9A.
  • OCL100 is provided so as to cover the entire incident surface of the pixel 20 2.
  • the light guide 80 2 as shown in FIGS. 9B and 9C, the cross-sectional area toward the exit surface from the incident surface has a smaller conical shape stepwise.
  • Light guide 80 2, the bottom 81 2, and the position and shape as the opening 104 for the photodiode 21 is caused to substantially match the surface light shielding portion 57A, formed in contact with the semiconductor substrate 51 in the opening 104 Has been done. That is, the light guide 80 2, the bottom surface 81 2 is provided at a position closer to the upper right pixel 20 2 (position closer to the left side of FIG. 9B pixel 20 2 is a column direction of the cross-section) in FIG. 9A ..
  • Group # in the pixel 20 4 included in the 4, light guide 80 4, the bottom 81 4, the pixel in FIG. 9B 20 is a position (a column direction of a section closer to the lower right pixel 20 4 in FIG. 9A position closer to the right side of the 4, in the example of FIG. 9C is a row direction of the cross-section is provided at a position) which closer to the right side of the pixel 204.
  • the optical waveguide 80 1 the bottom surface is provided at a position closer to the upper left of the pixel 20 1 in FIG. 9A.
  • the group in # pixel 20 3 included in the three optical waveguide 80 3, the bottom surface 81 3 In FIG. 9C pixel 20 3 is the position (row direction of a section closer to the lower left of the pixel 20 3 in FIG. 9A It is installed at the position closer to the left side of.
  • Optical waveguides 80 1 to 80 4 are formed embedded in the protective film 103, the refractive index than the protective layer 103 is high material is used.
  • the optical waveguide 80 1 to 80 4 can be SiN, SiON or the like as a material.
  • each of the pixels 20 1 to 20 4 included in each group # 1 to # 4 on the pixel array unit 11, in the direction corresponding to the position on the pixel array section 11 by each optical waveguide 80 1 to 80 4 The pupil is corrected.
  • each pixel 20 1 to 20 4 when placed in a direction corresponding to the position of the pixel array unit 11 can correct the variation in the incidence of light to the photodiode 21.
  • the pixels 20 are rotated according to the groups # 1 to # 4 in which the pixel array unit 11 is divided into four, and the pixels 20 are oriented in different directions in the groups # 1 to # 4. It is arranged. Therefore, in the pixel array unit 11, between the pixels 20 of each element (third transfer gate unit 26, reset transistor 27, amplification transistor 28, and selection transistor 29) included in each pixel 20 aligned in the column direction and the row direction. The intervals at are no longer equal.
  • pixels 20 1 to 20 4 are represented by pixel 20.
  • the third transfer gate portion 26, the reset transistor 27, and the amplification transistor 28 are arranged close to one side in the row direction in the pixel 20. Therefore, the distance between the corresponding elements (third transfer gate portion 26, reset transistor 27, and amplification transistor 28) of the adjacent pixels 20 across the vertical center line is wider than the distance between the other pixels 20.
  • the third transfer gate portion 26 is arranged on one side (lower side in the figure) of the pixel 20 in the column direction. Therefore, the distance between the adjacent pixel 20 across the horizontal center line and the corresponding element (third transfer gate portion 26) is narrower than the distance between the other pixels 20. Due to this difference in the spacing between the elements, the wiring capacitance of the wiring connected to the element and arranged along the row direction or the column direction becomes non-uniform with respect to the element.
  • FIG. 10 is a schematic view showing an example of wiring to each pixel according to a second modification of the first embodiment.
  • the reset transistor 27, and the selection transistor 29 are arranged along the row direction from the outside (vertical drive unit 12). It is supplied via the wiring. Specifically, the drive signal TRG is supplied to each third transfer gate unit 26 via the wiring 92 arranged along the row direction. The drive signal SEL is supplied to each selection transistor 29 via the wiring 91 arranged along the row direction. In FIG. 10, the wiring for supplying the drive signal RST to each reset transistor 27 is omitted in order to avoid complication.
  • power supply voltages V rst and V dd are supplied from the outside to the reset transistor 27 and the amplification transistor 28 via wiring arranged along the column direction.
  • the power supply voltage Vdd is supplied to each amplification transistor 28 via the wiring 90 arranged along the column direction.
  • the wiring for supplying the power supply voltage V rst to each reset transistor 27 is omitted in order to avoid complication.
  • the selection transistor 29 is connected to a vertical signal line 17 (VSL) arranged along the column direction, which transfers the read pixel signal to the outside (column processing unit 13).
  • VSL vertical signal line 17
  • the distance between the adjacent pixel 20 and the third transfer gate portion 26 across the vertical center line is wider than the distance between the other pixels 20. Therefore, for the wiring 92 arranged along the row direction that supplies the drive signal TRG to the third transfer gate unit 26, for example, dummy wiring Dmy 2 is provided according to the difference in the intervals. Further, the distance between the amplification transistors 28 and the amplification transistors 28 of the adjacent pixels 20 straddling the vertical center line is wider than the distance between the other pixels 20. Therefore, for the wiring 90 arranged along the column direction that supplies the power supply voltage V dd to the amplification transistor 28, for example, a dummy wiring Dmy 1 corresponding to the difference in the interval is provided.
  • the selection transistor 29 is arranged at the substantially central portion in the column direction of the pixels 20, the spacing is substantially the same as the spacing of the other portions even in the portion straddling the horizontal center line.
  • the vertical signal line 17 (VSL) is not provided with dummy wiring.
  • the third modification of the first embodiment is another example of the arrangement of the non-penetrating light-shielding portion 57B and the penetrating light-shielding portion 57C in the pixel 20.
  • 11A and 11B are schematic views of an example of arrangement of the non-penetrating light-shielding portion 57B and the penetrating light-shielding portion 57C in the pixel 20 as viewed from the incident surface side according to the third modification according to the first embodiment.
  • FIG. 11A is a second example of the arrangement
  • FIG. 11B is the arrangement.
  • the third example of is shown respectively.
  • FIG. 11A is an example of a pixel 20a in which a non-penetrating light-shielding portion 57B is provided for the central portion of one side of the photodiode 21 that does not contact the charge holding portion 24, and a penetrating light-shielding portion 57C is provided for the other portion.
  • a non-penetrating light-shielding portion 57B is provided at an end opposite to the charge-holding portion 24 on one side not in contact with the charge-holding portion 24 of the photodiode 21, and a penetrating light-shielding portion 57C is provided at the other portion.
  • the pixels 20 are arranged in the pixel array unit 11 in the direction corresponding to the position of the pixel array unit 11. Therefore, in this way, the non-penetrating light-shielding portion 57B for forming the transfer portion for transferring the charge from the photodiode 21 to the charge holding portion 24 is placed anywhere on the side not in contact with the charge holding portion 24 of the photodiode 21. Even if it is arranged, it is possible to suppress the leakage of light from the photodiode 21 to the charge holding unit 24.
  • the arrangement of the pixels 20 on the pixel array unit 11 is divided into four in the vertical and horizontal directions, and in each of the divided regions, the pixels 20 are oriented in the direction corresponding to the position of the region.
  • the arrangement of the pixels 20 on the pixel array unit 11 is divided into two in the vertical or horizontal direction, and in each of the divided regions, the pixels 20 are divided according to the position of the region. Place in the direction.
  • FIG. 12 is a schematic diagram schematically showing a more specific example of the arrangement of the pixels 20 according to the second embodiment.
  • the pixel array unit 11 is arranged in a matrix of 4 pixels ⁇ 4 pixels, and each pixel 20 is arranged.
  • the pixel array unit 11 is divided into two vertically symmetrical regions centered on the position corresponding to the optical axis 61. That is, in FIG. 12, the pixel array unit 11 is divided into two regions by the horizontal center line. Of the two regions, the upper region is referred to as group # 5 and the lower region is referred to as group # 6 in FIG. In the example of FIG. 12, each group # 5 and # 6, respectively including the pixel 20 5 and 20 6 an array of 4 ⁇ 2 pixels.
  • non-through light shielding portion 57B is provided on the lower side of the side not in contact with the charge holding portion 24 of the photodiode 21, through the light-shielding portion 57C includes an upper side of the edge, the charge retention of the photodiode 21 It is provided on the side in contact with the portion 24.
  • each pixel 20 6 included in the group # 6, which corresponds to FIG. 7, respectively of pixels 20Ld, photodiode 21 Intention to lower left are arranged in the figure, the charge holding portion 24 is placed on top.
  • the non-penetrating light-shielding portion 57B is provided on the upper side of the side not in contact with the charge holding portion 24 of the photodiode 21, and the penetrating light-shielding portion 57C is provided on the lower side of the side and the charge holding of the photodiode 21. It is provided on the side in contact with the portion 24.
  • the photodiode 21 is located on the back side of the charge holding portion 24 as viewed from the position corresponding to the optical axis 61 of the pixel array unit 11, Be placed. Therefore, it is possible to suppress leakage of the light incident on the photodiode 21 into the charge holding portion 24. Therefore, the CMOS image sensor 10 including the pixel array unit 11 is prevented from deteriorating the global shutter function due to the leakage of light into the charge holding unit 24.
  • the pixel array unit 11 is divided into two regions in this way, by arranging the pixels 20 in a direction corresponding to the position on the pixel array unit 11, the light is incident on the photodiode 21. It is possible to suppress leakage of the light to the charge holding portion 24.
  • each pixel 20 6 contained for example in the group # 6, the photodiode 21 is arranged close to the lower left side in the figure, although the charge holding portion 24 is located at the top, which Not limited to this example.
  • the optical waveguide for guiding the light emitted from the OCL 100 to the photodiode 21 is provided with the OCL 100 and the photodiode 21. This is an example in which it is provided between the (semiconductor substrate 51) and the (semiconductor substrate 51).
  • FIG. 13A to 13C are schematic views for explaining the optical waveguide according to the modified example of the second embodiment.
  • Figure 13A is a view corresponding to FIG. 9A described above, how the one-to-one to each of the pixels 20 5 and 20 6, and each OCL100, are respectively provided with optical waveguides 80 5 and 80 6 Is shown.
  • 13B is a cross-sectional view schematically showing a GG'cross section in the column direction in FIG. 13A
  • FIG. 13C is a cross-sectional view schematically showing a HH'cross section in the row direction in FIG. 13A.
  • an optical waveguide 80 5 and 80 6, the photodiode 21, the positional relationship is similar to the first modification of the first embodiment described above.
  • OCL100 is provided so as to cover the entire incident surface of the pixel 20 6.
  • Light guide 80 6, the bottom 81 6, and the position and shape as the opening 104 for the photodiode 21 is caused to substantially match the surface light shielding portion 57A, formed in contact with the semiconductor substrate 51 in the opening 104 Has been done. That is, the optical waveguide 80 6, the bottom 81 6, a position closer to the right side of FIG. In 13B pixel 20 6 is the position (column direction of a section closer to the upper right pixel 20 6 in FIG. 13A, the row direction in Figure 13C is a cross-sectional is provided at a position) which closer to the left side of the pixel 20 6.
  • Group # in the pixel 20 5 included in 5 the optical waveguide 80 5 has its bottom surface 81
  • the pixel in FIG. 13B 20 is a position (a column direction of a section closer to the lower right pixel 20 5 in FIG. 13A It is provided at the position closer to the right side of 5.
  • each pixel 20 5 included in each group # 5 to # 6 on the pixel array unit 11 and 20 6 are pupil correction in a direction corresponding to the position on the pixel array unit 11 by optical waveguides 80 5 and 80 6.
  • each pixel 20 5-20 6 when arranged in the direction corresponding to the position of the pixel array unit 11 can correct the variation in the incidence of light to the photodiode 21.
  • the third embodiment of the present disclosure is an example in which the above-mentioned first embodiment and the second embodiment, and the solid-state image sensor according to each of the modified examples are applied to an electronic device.
  • FIG. 14 is a block diagram schematically showing a configuration of an example of an imaging device as an electronic device according to a third embodiment.
  • the image pickup device 1000 includes an image pickup optical system 1001 including a lens group and the like, an image pickup unit 1002, a DSP circuit 1003, a frame memory 1004, a display device 1005, a recording device 1006, an operation system 1007, a power supply system 1008, and the like. ing.
  • the DSP circuit 1003, the frame memory 1004, the display device 1005, the recording device 1006, the operation system 1007, and the power supply system 1008 are connected to each other via the bus line 1009.
  • the imaging optical system 1001 captures incident light (image light) from the subject and forms an image on the imaging surface of the imaging unit 1002.
  • the imaging unit 1002 converts the amount of incident light imaged on the imaging surface by the imaging optical system 1001 into an electric signal in pixel units and outputs it as a pixel signal.
  • the DSP (Digital Signal Processor) circuit 1003 performs general camera signal processing, for example, white balance processing, demosaic processing, gamma correction processing, and the like.
  • the frame memory 1004 is appropriately used for storing data in the process of signal processing in the DSP circuit 1003.
  • a panel-type display device such as a liquid crystal display device or an organic EL (electroluminescence) display device can be applied to the display device 1005, and a moving image or a still image captured by the imaging unit 1002 is displayed.
  • the recording device 1006 records the moving image or still image captured by the imaging unit 1002 on a portable semiconductor memory, an optical disk, a recording medium such as an HDD (Hard Disk Drive), or the like.
  • the operation system 1007 issues operation commands for various functions of the image pickup apparatus 1000 in response to operations by the user.
  • the power supply system 1008 appropriately supplies various power supplies that serve as operating power supplies for the DSP circuit 1003, the frame memory 1004, the display device 1005, the recording device 1006, and the operation system 1007.
  • the CMOS image sensor 10 to which the above-described technique according to the present disclosure is applied can be used as the image pickup unit 1002.
  • the CMOS image sensor 10 to which the technique according to the present disclosure is applied in the back-illuminated type having the charge holding portion 24, the incident of light on the charge holding portion 24 can be suppressed, so that a high-quality photographed image with less noise is captured. Can be obtained.
  • FIG. 15 is a diagram showing the first embodiment and the second embodiment described above, and an example of using the CMOS image sensor 10 according to each modification thereof.
  • CMOS image sensor 10 can be used in various cases for sensing light such as visible light, infrared light, ultraviolet light, and X-ray, as described below.
  • -A device that captures images used for viewing, such as digital cameras and mobile devices with camera functions.
  • in-vehicle sensors that photograph the front, rear, surroundings, inside of the vehicle, etc., surveillance cameras that monitor traveling vehicles and roads, inter-vehicle distance, etc.
  • a device used for traffic such as a distance measuring sensor that measures the distance.
  • -A device used for home appliances such as TVs, refrigerators, and air conditioners in order to take a picture of a user's gesture and operate the device according to the gesture.
  • -Devices used for medical treatment and healthcare such as endoscopes and devices that perform angiography by receiving infrared light.
  • -Devices used for security such as surveillance cameras for crime prevention and cameras for personal authentication.
  • -Devices used for beauty such as a skin measuring device that photographs the skin and a microscope that photographs the scalp.
  • -Devices used for sports such as action cameras and wearable cameras for sports applications.
  • -Agricultural equipment such as cameras for monitoring the condition of fields and crops.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technique according to the present disclosure (the present technique) can be applied.
  • FIG. 16 shows a surgeon (doctor) 11131 performing surgery on patient 11132 on patient bed 11133 using the endoscopic surgery system 11000.
  • the endoscopic surgery system 11000 includes an endoscope 11100, other surgical tools 11110 such as an abdominal tube 11111 and an energy treatment tool 11112, and a support arm device 11120 that supports the endoscope 11100.
  • a cart 11200 equipped with various devices for endoscopic surgery.
  • the endoscope 11100 is composed of a lens barrel 11101 in which a region having a predetermined length from the tip is inserted into the body cavity of the patient 11132, and a camera head 11102 connected to the base end of the lens barrel 11101.
  • the endoscope 11100 configured as a so-called rigid mirror having a rigid barrel 11101 is illustrated, but the endoscope 11100 may be configured as a so-called flexible mirror having a flexible barrel. good.
  • An opening in which an objective lens is fitted is provided at the tip of the lens barrel 11101.
  • a light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and the light generated by the light source device 11203 is guided to the tip of the lens barrel by a light guide extending inside the lens barrel 11101 to be an objective. It is irradiated toward the observation target in the body cavity of the patient 11132 through the lens.
  • the endoscope 11100 may be a direct endoscope, a perspective mirror, or a side endoscope.
  • An optical system and an imaging element are provided inside the camera head 11102, and the reflected light (observation light) from the observation target is focused on the imaging element by the optical system.
  • the observation light is photoelectrically converted by the image sensor, and an electric signal corresponding to the observation light, that is, an image signal corresponding to the observation image is generated.
  • the image signal is transmitted as RAW data to the camera control unit (CCU: Camera Control Unit) 11201.
  • CCU Camera Control Unit
  • the CCU11201 is composed of a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), etc., and comprehensively controls the operations of the endoscope 11100 and the display device 11202. Further, the CCU 11201 receives an image signal from the camera head 11102, and performs various image processing on the image signal for displaying an image based on the image signal, such as development processing (demosaic processing).
  • a CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • the display device 11202 displays an image based on the image signal processed by the CCU 11201 under the control of the CCU 11201.
  • the light source device 11203 is composed of, for example, a light source such as an LED (Light Emitting Diode), and supplies irradiation light for photographing an operating part or the like to the endoscope 11100.
  • a light source such as an LED (Light Emitting Diode)
  • LED Light Emitting Diode
  • the input device 11204 is an input interface for the endoscopic surgery system 11000.
  • the user can input various information and input instructions to the endoscopic surgery system 11000 via the input device 11204.
  • the user inputs an instruction to change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) by the endoscope 11100.
  • the treatment tool control device 11205 controls the drive of the energy treatment tool 11112 for cauterizing, incising, sealing a blood vessel, or the like of a tissue.
  • the pneumoperitoneum device 11206 uses a gas in the pneumoperitoneum tube 11111 to inflate the body cavity of the patient 11132 for the purpose of securing the field of view by the endoscope 11100 and securing the work space of the operator.
  • the recorder 11207 is a device capable of recording various information related to surgery.
  • the printer 11208 is a device capable of printing various information related to surgery in various formats such as texts, images, and graphs.
  • the light source device 11203 that supplies the irradiation light to the endoscope 11100 when photographing the surgical site can be composed of, for example, an LED, a laser light source, or a white light source composed of a combination thereof.
  • a white light source is configured by combining RGB laser light sources, the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high accuracy. Therefore, the light source device 11203 adjusts the white balance of the captured image. It can be carried out.
  • the laser light from each of the RGB laser light sources is irradiated to the observation target in a time-division manner, and the drive of the image sensor of the camera head 11102 is controlled in synchronization with the irradiation timing to correspond to each of RGB. It is also possible to capture the image in a time-division manner. According to this method, a color image can be obtained without providing a color filter on the image sensor.
  • the drive of the light source device 11203 may be controlled so as to change the intensity of the output light at predetermined time intervals.
  • the drive of the image sensor of the camera head 11102 in synchronization with the timing of changing the light intensity to acquire an image in a time-divided manner and synthesizing the image, so-called high dynamic without blackout and overexposure. A range image can be generated.
  • the light source device 11203 may be configured to be able to supply light in a predetermined wavelength band corresponding to special light observation.
  • special light observation for example, by utilizing the wavelength dependence of light absorption in body tissue to irradiate light in a narrow band as compared with the irradiation light (that is, white light) in normal observation, the surface layer of the mucous membrane.
  • a so-called narrow band imaging is performed in which a predetermined tissue such as a blood vessel is photographed with high contrast.
  • fluorescence observation may be performed in which an image is obtained by fluorescence generated by irradiating with excitation light.
  • the body tissue is irradiated with excitation light to observe the fluorescence from the body tissue (autofluorescence observation), or a reagent such as indocyanine green (ICG) is locally injected into the body tissue and the body tissue is injected. It is possible to obtain a fluorescence image by irradiating excitation light corresponding to the fluorescence wavelength of the reagent.
  • the light source device 11203 may be configured to be capable of supplying narrow band light and / or excitation light corresponding to such special light observation.
  • FIG. 17 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the camera head 11102 and CCU11201 shown in FIG.
  • the camera head 11102 includes a lens unit 11401, an imaging unit 11402, a driving unit 11403, a communication unit 11404, and a camera head control unit 11405.
  • CCU11201 includes a communication unit 11411, an image processing unit 11412, and a control unit 11413.
  • the camera head 11102 and CCU11201 are communicatively connected to each other by a transmission cable 11400.
  • the lens unit 11401 is an optical system provided at a connection portion with the lens barrel 11101.
  • the observation light taken in from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and incident on the lens unit 11401.
  • the lens unit 11401 is configured by combining a plurality of lenses including a zoom lens and a focus lens.
  • the image pickup unit 11402 is composed of an image pickup element.
  • the image sensor constituting the image pickup unit 11402 may be one (so-called single plate type) or a plurality (so-called multi-plate type).
  • each image pickup element may generate an image signal corresponding to each of RGB, and a color image may be obtained by synthesizing them.
  • the image pickup unit 11402 may be configured to have a pair of image pickup elements for acquiring image signals for the right eye and the left eye corresponding to 3D (Dimensional) display, respectively.
  • the 3D display enables the operator 11131 to more accurately grasp the depth of the biological tissue in the surgical site.
  • a plurality of lens units 11401 may be provided corresponding to each image pickup element.
  • the imaging unit 11402 does not necessarily have to be provided on the camera head 11102.
  • the imaging unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101 immediately after the objective lens.
  • the drive unit 11403 is composed of an actuator, and the zoom lens and focus lens of the lens unit 11401 are moved by a predetermined distance along the optical axis under the control of the camera head control unit 11405. As a result, the magnification and focus of the image captured by the imaging unit 11402 can be adjusted as appropriate.
  • the communication unit 11404 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the CCU11201.
  • the communication unit 11404 transmits the image signal obtained from the image pickup unit 11402 as RAW data to the CCU 11201 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11404 receives a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 from the CCU 11201 and supplies the control signal to the camera head control unit 11405.
  • the control signal includes, for example, information to specify the frame rate of the captured image, information to specify the exposure value at the time of imaging, and / or information to specify the magnification and focus of the captured image, and the like. Contains information about the condition.
  • the above-mentioned imaging conditions such as frame rate, exposure value, magnification, and focus may be appropriately specified by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of CCU11201 based on the acquired image signal. good.
  • the so-called AE (Auto Exposure) function, AF (Auto Focus) function, and AWB (Auto White Balance) function are mounted on the endoscope 11100.
  • the camera head control unit 11405 controls the drive of the camera head 11102 based on the control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.
  • the communication unit 11411 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the camera head 11102.
  • the communication unit 11411 receives an image signal transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11411 transmits a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 to the camera head 11102.
  • Image signals and control signals can be transmitted by telecommunications, optical communication, or the like.
  • the image processing unit 11412 performs various image processing on the image signal which is the RAW data transmitted from the camera head 11102.
  • the control unit 11413 performs various controls related to the imaging of the surgical site and the like by the endoscope 11100 and the display of the captured image obtained by the imaging of the surgical site and the like. For example, the control unit 11413 generates a control signal for controlling the drive of the camera head 11102.
  • control unit 11413 causes the display device 11202 to display an image captured by the surgical unit or the like based on the image signal processed by the image processing unit 11412.
  • the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image by using various image recognition techniques. For example, the control unit 11413 detects the shape, color, and the like of the edge of an object included in the captured image to remove surgical tools such as forceps, a specific biological part, bleeding, and mist when using the energy treatment tool 11112. Can be recognized.
  • the control unit 11413 may superimpose and display various surgical support information on the image of the surgical unit by using the recognition result. By superimposing and displaying the surgical support information and presenting it to the surgeon 11131, it is possible to reduce the burden on the surgeon 11131 and to allow the surgeon 11131 to proceed with the surgery reliably.
  • the transmission cable 11400 that connects the camera head 11102 and CCU11201 is an electric signal cable that supports electric signal communication, an optical fiber that supports optical communication, or a composite cable thereof.
  • the communication is performed by wire using the transmission cable 11400, but the communication between the camera head 11102 and the CCU11201 may be performed wirelessly.
  • the above is an example of an endoscopic surgery system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the technique according to the present disclosure can be applied to, for example, the lens unit 11401 and the imaging unit 11402 of the camera head 11102 among the configurations described above.
  • it is possible to reduce noise and improve the image quality of the captured image, and it is possible to obtain a clearer surgical site image, so that the operator can surely confirm the surgical site.
  • the technology according to the present disclosure can be further applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure is realized as a device mounted on a moving body of any kind such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, a personal mobility, an airplane, a drone, a ship, and a robot. You may.
  • FIG. 18 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile control system to which the technique according to the present disclosure can be applied.
  • the vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via the communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an outside information detection unit 12030, an in-vehicle information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio image output unit 12052, and an in-vehicle network I / F (interface) 12053 are shown as a functional configuration of the integrated control unit 12050.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of the device related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 12010 provides a driving force generator for generating the driving force of the vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to the wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism for adjusting and a braking device for generating a braking force of a vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices mounted on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as headlamps, back lamps, brake lamps, blinkers or fog lamps.
  • the body system control unit 12020 may be input with radio waves transmitted from a portable device that substitutes for the key or signals of various switches.
  • the body system control unit 12020 receives inputs of these radio waves or signals and controls a vehicle door lock device, a power window device, a lamp, and the like.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 detects information outside the vehicle equipped with the vehicle control system 12000.
  • the image pickup unit 12031 is connected to the vehicle exterior information detection unit 12030.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 causes the image pickup unit 12031 to capture an image of the outside of the vehicle and receives the captured image.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 may perform object detection processing or distance detection processing such as a person, a vehicle, an obstacle, a sign, or a character on the road surface based on the received image.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electric signal according to the amount of the light received.
  • the image pickup unit 12031 can output an electric signal as an image or can output it as distance measurement information. Further, the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or invisible light such as infrared light.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects the in-vehicle information.
  • a driver state detection unit 12041 that detects the driver's state is connected to the in-vehicle information detection unit 12040.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that images the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 determines the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated, or it may be determined whether or not the driver has fallen asleep.
  • the microcomputer 12051 calculates the control target value of the driving force generator, the steering mechanism, or the braking device based on the information inside and outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, and the drive system control unit.
  • a control command can be output to 12010.
  • the microcomputer 12051 realizes ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions including vehicle collision avoidance or impact mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, or vehicle lane deviation warning. It is possible to perform cooperative control for the purpose of.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, and the like based on the information around the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040. It is possible to perform coordinated control for the purpose of automatic driving that runs autonomously without depending on the operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12020 based on the information outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamps according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the external information detection unit 12030, and performs coordinated control for the purpose of anti-glare such as switching the high beam to the low beam. It can be carried out.
  • the audio image output unit 12052 transmits an output signal of at least one of audio and an image to an output device capable of visually or audibly notifying information to the passenger or the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are exemplified as output devices.
  • the display unit 12062 may include, for example, at least one of an onboard display and a heads-up display.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging unit 12031.
  • the vehicle 12100 has image pickup units 12101, 12102, 12103, 12104, 12105 as the image pickup unit 12031.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, 12105 are provided at positions such as the front nose, side mirrors, rear bumpers, back doors, and the upper part of the windshield in the vehicle interior of the vehicle 12100, for example.
  • the imaging unit 12101 provided on the front nose and the imaging unit 12105 provided on the upper part of the windshield in the vehicle interior mainly acquire an image in front of the vehicle 12100.
  • the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors mainly acquire images of the side of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12104 provided on the rear bumper or the back door mainly acquires an image of the rear of the vehicle 12100.
  • the images in front acquired by the imaging units 12101 and 12105 are mainly used for detecting a preceding vehicle or a pedestrian, an obstacle, a traffic light, a traffic sign, a lane, or the like.
  • FIG. 19 shows an example of the photographing range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided on the side mirrors, respectively.
  • the imaging range of the imaging unit 12104 provided on the rear bumper or the back door is shown. For example, by superimposing the image data captured by the imaging units 12101 to 12104, a bird's-eye view image of the vehicle 12100 as viewed from above can be obtained.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the image pickup units 12101 to 12104 may be a stereo camera composed of a plurality of image pickup elements, or may be an image pickup element having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 has a distance to each three-dimensional object within the imaging range 12111 to 12114 based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104, and a temporal change of this distance (relative velocity with respect to the vehicle 12100).
  • a predetermined speed for example, 0 km / h or more.
  • the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in front of the preceding vehicle in advance, and can perform automatic braking control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like. In this way, it is possible to perform coordinated control for the purpose of automatic driving or the like in which the vehicle travels autonomously without depending on the operation of the driver.
  • the microcomputer 12051 converts three-dimensional object data related to a three-dimensional object into two-wheeled vehicles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, utility poles, and other three-dimensional objects based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104. It can be classified and extracted and used for automatic avoidance of obstacles. For example, the microcomputer 12051 distinguishes obstacles around the vehicle 12100 into obstacles that can be seen by the driver of the vehicle 12100 and obstacles that are difficult to see. Then, the microcomputer 12051 determines the collision risk indicating the risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or higher than the set value and there is a possibility of collision, the microcomputer 12051 is used via the audio speaker 12061 or the display unit 12062. By outputting an alarm to the driver and performing forced deceleration and avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving support for collision avoidance can be provided.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether or not a pedestrian is present in the captured image of the imaging units 12101 to 12104.
  • pedestrian recognition includes, for example, a procedure for extracting feature points in an image captured by an imaging unit 12101 to 12104 as an infrared camera, and pattern matching processing for a series of feature points indicating the outline of an object to determine whether or not the pedestrian is a pedestrian. It is done by the procedure to determine.
  • the audio image output unit 12052 When the microcomputer 12051 determines that a pedestrian is present in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 and recognizes the pedestrian, the audio image output unit 12052 outputs a square contour line for emphasizing the recognized pedestrian.
  • the display unit 12062 is controlled so as to superimpose and display. Further, the audio image output unit 12052 may control the display unit 12062 so as to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
  • the above is an example of a vehicle control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the technique according to the present disclosure can be applied to, for example, the imaging unit 12031 among the configurations described above.
  • the technique according to the present disclosure can be applied to the image pickup unit 12031, it is possible to reduce noise and improve the image quality of the captured image, and it is possible to obtain a photographed image that is easier to see, so that driver fatigue can be reduced. Become.
  • the present technology can also have the following configurations.
  • a photoelectric conversion unit that converts light into electric charges by photoelectric conversion A charge storage unit adjacent to the photoelectric conversion unit and accumulating the charge transferred from the photoelectric conversion unit, and a charge storage unit.
  • Solid-state image sensor (2) The pixel is The photoelectric conversion unit is arranged in the pixel array so as to be located outside the pixel array with respect to the charge storage unit. The solid-state image sensor according to (1) above.
  • Each of the pixels included in the pixel array The direction in which the photoelectric conversion unit is adjacent to the charge storage unit is arranged in a direction symmetrical with respect to a first line passing through a predetermined position of the pixel array.
  • Each of the pixels included in the pixel array Arranged at the predetermined position of the pixel array in a direction further symmetrical with respect to the second line orthogonal to the first line.
  • the predetermined position is a substantially center position in the array of the pixel array.
  • the predetermined position is It is a position corresponding to the optical axis of the lens for irradiating the light receiving surface of the pixel array with light.
  • the solid-state image sensor according to any one of (3) to (5).
  • the pixel is A trench shading portion is further provided on the outer periphery of the photoelectric conversion portion so as to be dug down from the side of the irradiation surface on which the light is irradiated in the pixel.
  • the trench shading part In the pixel a part is a non-penetrating non-penetrating portion and the remaining portion is a penetrating portion penetrating from the irradiation surface to the surface opposite to the irradiation surface.
  • the non-penetrating part Of the outer circumference of the photoelectric conversion unit the photoelectric conversion unit is provided on the trench shading portion on the side that is not adjacent to the charge storage unit and does not form the outer peripheral side of the pixel.
  • the solid-state image sensor according to (7) above. (9) The non-penetrating part Provided on the side of the charge storage portion of the side, The solid-state image sensor according to (8) above. (10) The non-penetrating part Provided in the central part of the side, The solid-state image sensor according to (8) above. (11) The non-penetrating part Provided on the side opposite to the charge storage portion, The solid-state image sensor according to (8) above.
  • the pixel array is It further comprises a wiring connected to an element for driving the pixel, which is included in each of the pixels aligned in the row direction or the column direction of the pixel array.
  • the wiring is Among the pixels, the distances between the corresponding elements included in the first pixel and the second pixel, which are arranged in different directions and adjacent to each other in the alignment direction, and adjacent to each other. Includes dummy wiring according to the difference between the distance between the first pixels or the distance between the second pixels adjacent to each other.
  • the solid-state image sensor according to any one of (1) to (11).
  • the pixel is An optical waveguide that guides the light incident on the first surface to the photoelectric conversion unit is further provided.
  • the optical waveguide The first surface has a shape corresponding to an irradiation unit in which the pixels are irradiated with light, and the second surface from which the light incident from the first surface is emitted is light incident on the photoelectric conversion unit.
  • the shape corresponds to the incident portion, and the second surface is connected to the incident portion.
  • the solid-state image sensor according to any one of (1) to (12).
  • a lens is provided on the first surface of the optical waveguide.
  • a photoelectric conversion unit that converts light into electric charges by photoelectric conversion, A charge storage unit adjacent to the photoelectric conversion unit and accumulating the charge transferred from the photoelectric conversion unit, and a charge storage unit.
  • a pixel array in which the pixels containing the pixels are arranged in a matrix.
  • a solid-state image sensor in which the pixels are arranged with respect to the pixel array so that the photoelectric conversion unit is adjacent to the charge storage unit in a direction corresponding to a position in the pixel array.
  • a signal processing unit that executes signal processing on the pixel signal read from the solid-state image sensor to generate image data, and
  • a storage unit that stores the image data generated by the signal processing unit, and a storage unit.
  • CMOS image sensor 11 pixel array section 12 vertical driving unit 13 the column processing section 17 vertical signal lines 20,20 1, 20 2, 20 3 , 20 4, 20 5, 20 6, 20a, 20b, 20cn, 20ld, 20lu, 20rd, 20ru Pixel 21 Photodiode 24 Charge holding part 26 Third transfer gate part 27 Reset transistor 28 Amplification transistor 29 Selective transistor 51 Semiconductor substrate 54,111 Wiring layer 57B Non-penetrating light-shielding part 57C Penetrating light-shielding part 60 Main lens 61 Optical axis 80 1, 80 2, 80 3, 80 4, 80 5, 80 6 optical waveguide 90, 91, 92 wiring 100 OCL 1000 Imaging device

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Abstract

より高画質な撮像画像を取得可能な固体撮像素子および電子機器を提供する。本開示に係る固体撮像素子は、光を光電変換により電荷に変換する光電変換部（２１）と、光電変換部に隣接され、光電変換部から転送された電荷を蓄積する電荷蓄積部（２４）と、を含む画素が、行列状の配列で配置される画素アレイ（１１）を備える。画素は、画素アレイに対し、光電変換部が電荷蓄積部に隣接する方向を、画素アレイ内での位置に応じた方向に向けて配置される。

Description

固体撮像素子および電子機器
　本開示は、固体撮像素子および電子機器に関する。
　固体撮像素子、例えば、グローバルシャッタ機能を有する裏面照射型のＣＭＯＳ(Complementary　Metal　Oxide　Semiconductor)イメージセンサが知られている。このようなＣＭＯＳイメージセンサにおいては、光電変換部で生成された電荷を一時的に保持する電荷保持部が、半導体基板内に設けられる。この電荷保持部に光が入射すると、不要な電荷が発生する。そして、不要な電荷に伴って光学的ノイズが発生するため画質が低下する。
　この電荷保持部への光の入射を抑制するために、光電変換部と電荷保持部とを分離するための遮光部を、画素の層方向の構造において、非貫通の遮光部を裏面側（照射面側）から非貫通に掘り下げて形成する構造が提案されている（例えば特許文献１）。光電変換部に蓄積された電荷は、この遮光部における非貫通部分を介して電荷保持部に転送される。
国際公開第１９／０６９５５６号
　しかしながら、特許文献１の構成では、光電変換部から電荷保持部への電荷の転送部分、すなわち、遮光部が非貫通となる部分から電荷保持部に対して、回折や反射などにより光が漏れ込むおそれがある。この電荷保持部に対する光の漏れ込みは、ノイズの原因となり、撮像画像の画質の劣化などのグローバルシャッタ機能の低下に繋がる。
　本開示は、より高画質な撮像画像を取得可能な固体撮像素子および電子機器を提供することを目的とする。
　本開示に係る固体撮像素子は、光を光電変換により電荷に変換する光電変換部と、光電変換部に隣接され、光電変換部から転送された電荷を蓄積する電荷蓄積部と、を含む画素が、行列状の配列で配置される画素アレイを備え、画素は、画素アレイに対し、光電変換部が電荷蓄積部に隣接する方向を、画素アレイ内での位置に応じた方向に向けて配置される。
各実施形態に適用可能な固体撮像素子の一例であるＣＭＯＳイメージセンサの構成例を示すブロック図である。 各実施形態に適用可能な単位画素の構成例の概略を示す図である。 各実施形態に適用可能な遮光構造の基本構造を模式的に示す断面図である。 各実施形態に適用可能なＣＭＯＳイメージセンサの光学的な構成について概略的に説明するための図である。 各実施形態に適用可能なＣＭＯＳイメージセンサの光学的な構成について概略的に説明するための図である。 既存技術による画素の一例の構造を模式的に示す断面図である。 画素における非貫通遮光部および貫通遮光部の配置の例を入射面側から見た模式図である。 既存技術による画素の画素アレイ部における配置の例を概略的に示す図である。 第１の実施形態に係る、画素の画素アレイ部における配置の例を概略的に示す図である。 第１の実施形態に係る画素の配置のより具体的な例を模式的に示す模式図である。 第１の実施形態に係る画素の配置のより具体的な例を模式的に示す模式図である。 第１の実施形態の第１の変形例に係る光導波路を説明するための模式図である。 第１の実施形態の第１の変形例に係る光導波路を説明するための模式図である。 第１の実施形態の第１の変形例に係る光導波路を説明するための模式図である。 第１の実施形態の第２の変形例に係る、各画素への配線の例を示す模式図である。 第１の実施形態に係る第３の変形例による、画素における非貫通遮光部および貫通遮光部の配置の第２の例を入射面側から見た模式図である。 第１の実施形態に係る第３の変形例による、画素における非貫通遮光部および貫通遮光部の配置の第３の例を入射面側から見た模式図である。 第２の実施形態に係る画素２０の配置のより具体的な例を模式的に示す模式図である。 第２の実施形態の変形例に係る光導波路を説明するための模式図である。 第２の実施形態の変形例に係る光導波路を説明するための模式図である。 第２の実施形態の変形例に係る光導波路を説明するための模式図である。 第３の実施形態に係る電子機器としての撮像装置の一例の構成を概略的に示すブロック図である。 第１の実施形態および第２の実施形態、ならびに、その各変形例に係るＣＭＯＳイメージセンサ１０を使用する使用例を示す図である。 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。 カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。 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。 撮像部の設置位置の例を示す図である。
　以下、本開示の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより、重複する説明を省略する。
　以下、本開示の実施形態について、下記の順序に従って説明する。
１．各実施形態に適用可能な構成
　１－１．各実施形態に適用可能な固体撮像素子について
　１－２．各実施形態に適用可能な単位画素の構成例について
　１－３．各実施形態に適用可能な、単位画素における遮光構造について
　１－４．各実施形態に適用可能なＣＭＯＳイメージセンサの光学的な構成について
２．既存技術の説明
３．第１の実施形態
　３－１．第１の実施形態の第１の変形例
　３－２．第１の実施形態の第２の変形例
　３－３．第１の実施形態の第３の変形例
４．第２の実施形態
　４－１．第２の実施形態の変形例
５．第３の実施形態
６．第４の実施形態
　６－１．内視鏡手術システムに対する適用例
　６－２．移動体への適用例
［１．各実施形態に適用可能な構成］
　先ず、本開示の各実施形態に適用可能な装置構成の例について説明する。本開示に係る固体撮像素子は、グローバルシャッタ機能を有した撮像装置に用いて好適なものである。
（１－１．各実施形態に適用可能な固体撮像素子について）
　図１は、各実施形態に適用可能な固体撮像素子の一例であるＣＭＯＳ(Complementary　Metal　Oxide　Semiconductor)イメージセンサの構成例を示すブロック図である。
　図１において、ＣＭＯＳイメージセンサ１０は、画素アレイ部１１、垂直駆動部１２、カラム処理部１３、水平駆動部１４およびシステム制御部１５を有する構成となっている。画素アレイ部１１、垂直駆動部１２、カラム処理部１３、水平駆動部１４およびシステム制御部１５は、図示しない半導体基板（チップ）上に形成されている。
　画素アレイ部１１には、入射光量に応じた電荷量の光電荷を発生して内部に蓄積する光電変換部を有する単位画素２０が行列状の配列で２次元配置されている。単位画素２０は、裏面照射型の画素構造（図３参照）を有する。以下、入射光量に応じた電荷量の光電荷を、単に「電荷」と記述し、単位画素を、単に「画素」と記述する場合がある。
　画素アレイ部１１にはさらに、ｍ行×ｎ列（ｍ、ｎはそれぞれ１以上の整数）の画素配列に対して行毎に画素駆動線１６（１６1～１６m）が図の左右方向（画素行の画素の配列方向）に沿って形成され、列毎に垂直信号線１７（１７1～１７n）が図の上下方向（画素列の画素の配列方向）に沿って形成されている。なお、垂直信号線１７は、ＶＳＬとも称される。画素駆動線１６の一端は、垂直駆動部１２の各行に対応した出力端に接続されている。
　ＣＭＯＳイメージセンサ１０は、さらに、信号処理部１８およびデータ格納部１９を備えている。信号処理部１８およびデータ格納部１９については、ＣＭＯＳイメージセンサ１０とは別の基板に設けられる外部信号処理部、例えばＤＳＰ(Digital　Signal　Processor)やソフトウェアによる処理でもよいし、ＣＭＯＳイメージセンサ１０と同じ基板上に搭載してもよい。
　垂直駆動部１２は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、画素アレイ部１１の各画素２０を、全画素同時あるいは行単位等で駆動する画素駆動部である。この垂直駆動部１２は、その具体的な構成については図示を省略するが、読み出し走査系および掃き出し走査系を有する構成となっており、これら走査系による駆動の下に、一括掃き出しや一括転送を行うことができる。
　読み出し走査系は、単位画素２０から信号を読み出すために、画素アレイ部１１の単位画素２０を行単位で順に選択走査する。行駆動（ローリングシャッタ動作）の場合、掃き出しについては、読み出し走査系によって読み出し走査が行われる読み出し行に対し、その読み出し走査よりもシャッタスピードの時間分だけ先行して掃き出し走査が行われる。また、グローバル露光（グローバルシャッタ動作）の場合は、一括転送よりもシャッタスピードの時間分だけ先行して一括掃き出しが行われる。
　この掃き出しにより、読み出し行の単位画素２０の光電変換部から不要な電荷が掃き出される（リセットされる）。そして、不要電荷の掃き出し（リセット）により、所謂、電子シャッタ動作が行われる。ここで、電子シャッタ動作とは、光電変換部の光電荷を捨てて、新たに露光を開始する（光電荷の蓄積を開始する）動作のことを言う。
　読み出し走査系による読み出し動作によって読み出される信号は、その直前の読み出し動作または電子シャッタ動作以降に入射した光量に対応するものである。行駆動の場合は、直前の読み出し動作による読み出しタイミング、又は電子シャッタ動作による掃出しタイミングから、今回の読み出し動作による読み出しタイミングまでの期間が、単位画素における光電荷の蓄積期間（露光期間）となる。グローバル露光の場合は、一括掃き出しから一括転送までの期間が蓄積期間（露光期間）となる。
　垂直駆動部１２によって選択走査された画素行の各単位画素２０から出力される画素信号は、垂直信号線１７の各々を通してカラム処理部１３に供給される。カラム処理部１３は、画素アレイ部１１の画素列毎に、選択行の各単位画素２０から垂直信号線１７を通して出力される画素信号に対して所定の信号処理を行うと共に、信号処理後の画素信号を一時的に保持する。
　具体的には、カラム処理部１３は、信号処理として少なくとも、ノイズ除去処理、例えばＣＤＳ（Correlated　Double　Sampling；相関二重サンプリング）処理を行う。このカラム処理部１３による相関二重サンプリングにより、リセットノイズや増幅トランジスタ（図２参照）の閾値ばらつき等の画素固有の固定パターンノイズが除去される。なお、カラム処理部１３に対し、ノイズ除去処理以外に、例えば、ＡＤ（アナログ－デジタル）変換機能を持たせ、信号レベルをデジタル信号で出力することも可能である。
　水平駆動部１４は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、カラム処理部１３の画素列に対応する単位回路を順番に選択する。この水平駆動部１４による選択走査により、カラム処理部１３で信号処理された画素信号が順番に信号処理部１８に出力される。
　システム制御部１５は、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ等によって構成され、タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に垂直駆動部１２、カラム処理部１３および水平駆動部１４などの駆動制御を行う。
　信号処理部１８は、少なくとも加算処理機能を有し、カラム処理部１３から出力される画素信号に対して加算処理等の種々の信号処理を行う。データ格納部１９は、信号処理部１８での信号処理に当たって、その処理に必要なデータを一時的に格納する。
（１－２．各実施形態に適用可能な単位画素の構成例について）
　次に、各実施形態に適用可能な単位画素２０の具体的な構成について説明する。図２は、各実施形態に適用可能な単位画素２０の構成例の概略を示す図である。単位画素２０は、光電変換部として、例えばフォトダイオード（ＰＤ）２１を有している。フォトダイオード２１は、例えば、ｎ型半導体基板３１上に形成されたｐ型ウエル層３２に対して、ｐ型層２１１を基板表面側に形成してｎ型埋め込み層２１２を埋め込むことによって形成される埋め込み型フォトダイオードである。なお、ｎ型埋め込み層２１２は、電荷排出時に空乏状態となる不純物濃度とされる。
　単位画素２０は、フォトダイオード２１に加えて、第１の転送ゲート部２２、第２の転送ゲート部２３および電荷保持部（ＭＥＭ）２４を備えている。第１の転送ゲート部２２は、フォトダイオード２１と電荷保持部２４とに跨る位置に配置されたゲート電極２２１を有する。第２の転送ゲート部２３は、電荷保持部２４の近傍に配置されたゲート電極２３１を有する。
　本例の単位画素２０では、電荷保持部２４について、ｐ型層２４１を表面として、埋め込み型のｎ型拡散領域２４２によって形成した構成が採用されている。このように、電荷保持部２４をｎ型拡散領域２４２によって形成した場合であっても、埋め込みチャネルによって形成した場合と同様の作用、効果を得ることができる。具体的には、ｐ型ウエル層３２の内部にｎ型拡散領域２４２を形成し、基板表面側にｐ型層２４１を形成することで、Ｓｉ－ＳｉＯ2界面で発生する暗電流が電荷保持部２４のｎ型拡散領域２４２に蓄積されることを回避できるため画質の向上に寄与できる。
　第１の転送ゲート部２２は、ゲート電極２２１に駆動信号ＴＲＹが印加されることにより、フォトダイオード２１で光電変換され、フォトダイオード２１の内部に蓄積された電荷を電荷保持部２４に転送する。また、第１の転送ゲート部２２は、電荷保持部２４からフォトダイオード２１への電荷の逆流を阻止するためのゲートとして機能する。
　第２の転送ゲート部２３において、ゲート電極２２１は、フォトダイオード２１から電荷保持部２４へ電荷を転送するときのゲートとして機能するとともに、電荷保持部２４に電荷を保持させるためのゲートとして機能する。ゲート電極２２１は、電荷保持部２４から浮遊拡散領域（ＦＤ：Floating　Diffusion）２５へ電荷を転送するときのゲートとして機能すると共に、電荷保持部２４に電荷を保持させるためのゲートとして機能する。浮遊拡散領域２５は、ｎ型層から成る電荷電圧変換部である。
　第２の転送ゲート部２３においては、ゲート電極２３１に駆動信号ＴＸが印加されることにより、電荷保持部２４に変調がかけられる。すなわち、ゲート電極２３１に駆動信号ＴＸが印加されることで、電荷保持部２４のポテンシャルが深くなる。これにより、電荷保持部２４の飽和電荷量を、変調をかけない場合よりも増やすことができる。
　単位画素２０は、さらに、第３の転送ゲート部２６を有している。第３の転送ゲート部２６は、ゲート電極２６１に駆動信号ＴＲＧが印加されることにより、電荷保持部２４に蓄積された電荷を、浮遊拡散領域２５に転送する。浮遊拡散領域２５は、第３の転送ゲート部２６によって電荷保持部２４から転送された電荷を電圧に変換する。
　単位画素２０はさらに、リセットトランジスタ２７、増幅トランジスタ２８および選択トランジスタ２９を備えている。なお、図２では、リセットトランジスタ２７、増幅トランジスタ２８および選択トランジスタ２９に、ｎチャネルのＭＯＳトランジスタを用いた例を示しているが、リセットトランジスタ２７、増幅トランジスタ２８および選択トランジスタ２９の導電型の組み合わせは、これらの組み合わせに限られるものではない。
　リセットトランジスタ２７は、電源電圧Ｖrstのノードと浮遊拡散領域２５との間に接続されており、ゲート電極に駆動信号ＲＳＴが印加されることによって浮遊拡散領域２５をリセットする。増幅トランジスタ２８は、ドレイン電極が電源電圧Ｖddのノードに接続され、ゲート電極が浮遊拡散領域２５に接続されており、浮遊拡散領域２５の電圧を読み出す。
　選択トランジスタ２９は、例えば、ドレイン電極が増幅トランジスタ２８のソース電極に、ソース電極が垂直信号線１７（ＶＳＬ）にそれぞれ接続されており、ゲート電極に駆動信号ＳＥＬが印加されることで、画素信号を読み出すべき単位画素２０を選択する。なお、選択トランジスタ２９については、電源電圧Ｖddのノードと増幅トランジスタ２８のドレイン電極との間に接続した構成を採用することも可能である。
　上述した単位画素２０の構成例において、リセットトランジスタ２７、増幅トランジスタ２８および選択トランジスタ２９については、その１つあるいは複数を、画素信号の読み出し方法によっては省略することも可能である。
　また、図２の単位画素２０の構成例においては、ｐ型ウエル層３２にｎ型の埋め込みチャネルを形成するようにしたが、逆の導電型を採用するようにしてもよい。この場合、ポテンシャルの関係は全て逆になる。
　また、図２に示した単位画素２０には、ブルーミング防止用のオーバーフローゲート部３３も設けられている。オーバーフローゲート部３３は、露光開始時にそのゲート電極３３１に駆動信号ＯＦＧが印加されることで、フォトダイオード２１の電荷をｎ型層３４に排出する。ｎ型層３４には、所定の電圧Ｖddが印加されている。
　上記の単位画素２０を有する本実施形態に係るＣＭＯＳイメージセンサ１０は、全画素同時に露光を開始し、全画素同時に露光を終了し、フォトダイオード２１に蓄積された電荷を、遮光された電荷保持部２４へ転送することで、グローバルシャッタ動作（グローバル露光）を実現する。このグローバルシャッタ動作により、全画素一致した露光期間による歪みのない撮像の実現が可能となる。
（１－３．各実施形態に適用可能な、単位画素における遮光構造について）
　次に、各実施形態に適用可能な、単位画素２０における遮光構造について説明する。
　図３は、各実施形態に適用可能な遮光構造の基本構造を模式的に示す断面図である。図３に示すように、ＣＭＯＳイメージセンサ１０は、図の上側から、半導体基板５１、絶縁膜層５２、第１の遮光膜５３および配線層５４が積層された構成となっている。ＣＭＯＳイメージセンサ１０は、半導体基板５１の配線層５４が積層されている表面側と反対側の裏面側から照射される光をフォトダイオード２１内に取り込む裏面照射型の固体撮像素子である。
　すなわち、ＣＭＯＳイメージセンサ１０は、半導体基板５１の光が入射する第１の面（裏面）と反対側の第２の面（表面）に、第２の面に近い方から絶縁膜層５２、第１の遮光膜５３および配線層５４が積層された構成となっている。また、ＣＭＯＳイメージセンサ１０は、半導体基板５１の入射面およびフォトダイオード２１と電荷保持部２４との間に、多層膜５６を介して、第２の遮光膜５７が形成された構成となっている。多層膜５６は、例えば、固定電荷膜、反射防止膜および絶縁膜を含む３層構造の膜から成る。絶縁膜は、例えばＳｉＯ2膜等の酸化膜から成る。
　なお、図示は省略するが、半導体基板５１の裏面側には、例えば、パッシベーション膜、カラーフィルタ、マイクロレンズ等が積層される。また、配線層５４の下には、例えば、支持基板が積層される。
　以下、半導体基板５１の裏面を入射面と称する場合がある。また、半導体基板５１の表面であって、配線層５４との境界に配置されている面を境界面と称する。また、フォトダイオード２１の半導体基板５１の入射面側の面を受光面と称し、受光面と反対側の面を底面と称する。また、電荷保持部２４の半導体基板５１の入射面側の面を上面と称し、上面と反対側の面を底面と称する。
　半導体基板５１は、例えばシリコン基板から成る。半導体基板５１内には、フォトダイオード２１及び電荷保持部２４が形成されている。なお、図内の左側のフォトダイオード２１と電荷保持部２４とが同じ画素２０内に配置され、右側のフォトダイオード２１と電荷保持部２４とが隣接する異なる画素２０内に配置されている。
　絶縁膜層５２は、例えば、第１の絶縁膜５２Ａ、第２の絶縁膜５２Ｂおよび第３の絶縁膜５２Ｃの３層の絶縁膜から成る（３層構造）。第１の絶縁膜５２Ａ及び第３の絶縁膜５２Ｃは、例えばＳｉＯ2膜等の酸化膜から成り、第２の絶縁膜５２Ｂは、例えばＳｉＮ膜等の窒化膜から成る。第１の絶縁膜５２Ａは、ゲート電極５５と半導体基板５１の間の絶縁膜も兼ねている。なお、ゲート電極５５は、例えば、図２の第１の転送ゲート部２２のゲート電極２２１に相当する。
　第１の遮光膜５３は、例えば、タングステン等の遮光性を有するメタルから成る。第１の遮光膜５３は、少なくとも電荷保持部２４の形成領域を覆うように、好ましくは、フォトダイオード２１および電荷保持部２４の形成領域を覆うように配線層５４側に設けられている。第１の遮光膜５３は、フォトダイオード２１で吸収されずに半導体基板５１を透過した光が、配線層５４に入射することを防止する目的で設けられている。この第１の遮光膜５３の作用により、半導体基板５１を透過した光が、配線層５４に入射し、配線層５４で反射されて、電荷保持部２４に入射することが抑制される。
　ここで、半導体基板５１を透過した光が、第１の遮光膜５３の本体部である平坦部５３Ｃの半導体基板５１に平行な面で反射されて、電荷保持部２４に入射することもあり得る。そこで、第１の遮光膜５３は、第２の遮光膜５７の形成位置に対応する部位に、平坦部５３Ｃから半導体基板５１側に突出する突出部を有している。より具体的には、第１の遮光膜５３は、第２の遮光膜５７の後述する非貫通遮光部５７Ｂおよび貫通遮光部５７Ｃの少なくとも一方、好ましくは両方の形成位置に対応する部位に突出部５３Ａおよび突出部５３Ｂを有している。突出部５３Ａおよび突出部５３Ｂは、タングステン等の遮光性を有するメタルによって第１の遮光膜５３の平坦部５３Ｃと一体的に形成される。
　突出部５３Ａおよび突出部５３Ｂは、第２の遮光膜５７の非貫通遮光部５７Ｂおよび貫通遮光部５７Ｃの形成位置の直下よりもフォトダイオード２１側の部位に、電荷保持部２４の長手方向に沿って形成されている。すなわち、突出部５３Ａは、非貫通遮光部５７Ｂの形成位置の直下よりも同じ画素内のフォトダイオード２１側の部位に、平坦部５３Ｃから半導体基板５１側に突出した状態で設けられている。また、突出部５３Ｂは、貫通遮光部５７Ｃの形成位置の直下よりも隣接する画素内のフォトダイオード２１側の部位に、平坦部５３Ｃから半導体基板５１側に突出した状態で設けられている。
　突出部５３Ａおよび突出部５３Ｂは、第１の遮光膜５３の平坦部５３Ｃの上面で反射されて、電荷保持部２４に入射することを防止する作用をなす。第１の遮光膜５３の平坦部５３Ｃで反射された光が、電荷保持部２４へ入射することを阻止する上では、突出部５３Ａおよび突出部５３Ｂの突出量、即ち高さは、できるだけ高い方が好ましい。その反面、突出部５３Ａおよび突出部５３Ｂの高さが高すぎると、突出部５３Ａおよび突出部５３Ｂの加工時のプラズマダメージ等の影響による白点等の特性悪化の要因となることが考えられる。
　このような観点からすると、突出部５３Ａおよび突出部５３Ｂの高さ位置は、図３に示すように、３層構造の絶縁膜層５２における中間の層である、ＳｉＮ膜等の窒化膜から成る第２の絶縁膜５２Ｂ内に設定されることが好ましい。但し、突出部５３Ａおよび突出部５３Ｂの高さ位置については、中間の層である第２の絶縁膜５２Ｂ内の設定が好ましいが、これに限られるものではなく、１層目の第１の絶縁膜５２Ａ内に設定されてもよいし、３層目の第３の絶縁膜５２Ｃ内に設定されてもよい。
　第２の遮光膜５７は、例えば、タングステン等の遮光性を有するメタルから成る。第２の遮光膜５７は、主に半導体基板５１の入射面から入射した光が直接又は間接的に電荷保持部２４に入射することを抑制する。第２の遮光膜５７は、表面遮光部５７Ａ、非貫通遮光部５７Ｂおよび貫通遮光部５７Ｃから構成されている。
　表面遮光部５７Ａは、第３の遮光部であり、半導体基板５１の入射面のうち、フォトダイオード２１の受光面の上方を除く領域を覆っている。すなわち、表面遮光部５７Ａは、半導体基板５１の受光面のうち、フォトダイオード２１への光が入射する領域を除く領域を覆っている。
　非貫通遮光部５７Ｂは、第１の遮光部であり、半導体基板５１の入射面から半導体基板５１の途中まで延びている。また、この例では、非貫通遮光部５７Ｂは、同じ画素２０内のフォトダイオード２１と電荷保持部２４との間に少なくとも配置されている。
　貫通遮光部５７Ｃは、第２の遮光部であり、半導体基板５１を貫通し、絶縁膜層５２の途中まで、本例では、第１の絶縁膜５２Ａを貫通し、第２の絶縁膜５２Ｂまで延在している。すなわち、貫通遮光部５７Ｃは、非貫通遮光部５７Ｂよりも長く延びている。また、この例では、貫通遮光部５７Ｃは、互いに異なる画素２０に配置されているフォトダイオード２１と電荷保持部２４との間に配置されている。すなわち、互いに隣接する画素２０の一方のフォトダイオード２１と他方の電荷保持部２４との間に少なくとも配置されている。
　第１の遮光部である非貫通遮光部５７Ｂと、第２の遮光部である貫通遮光部５７Ｃとは、半導体基板５１の入射面（第１の面）に平行な方向において、第３の遮光部である表面遮光部５７Ａを介して繋がっている。また、フォトダイオード２１の側面が、非貫通遮光部５７Ｂと貫通遮光部５７Ｃとによって囲まれている。図３に示す断面では、同じ画素２０内のフォトダイオード２１と電荷保持部２４とが、非貫通遮光部５７Ｂを挟んで隣接している。
　非貫通遮光部５７Ｂおよび貫通遮光部５７Ｃは、共に、半導体基板５１の入射面（第１面）から境界面に向けて掘り下げて形成された、トレンチ遮光部である。
　ここで、絶縁膜層５２の第１の絶縁膜５２Ａ、第２の絶縁膜５２Ｂおよび第３の絶縁膜５２Ｃの厚みの例について説明する。
　第１の絶縁膜５２Ａは、例えば、１０［ｎｍ］以上の厚みに設定される。これは、例えば、貫通遮光部５７Ｃを形成するための半導体基板５１を貫通する溝の深さの加工調整をするために必要な厚みである。但し、第１の絶縁膜５２Ａは、ゲート電極５５と半導体基板５１との間の絶縁膜を兼ねているため、あまり厚くしすぎることは望ましくない。したがって、第１の絶縁膜５２Ａの厚みは、例えば、１０［ｎｍ］～２０［ｎｍ］の範囲内に設定されることが好ましい。
　第２の絶縁膜５２Ｂは、例えば、５０［ｎｍ］以上の厚みに設定される。これは、例えば、配線層５４に形成されるコンタクトの加工調整および貫通遮光部５７Ｃを形成するための半導体基板５１を貫通する溝の加工制御のために必要な厚みである。例えば、コンタクトを形成するための溝が半導体基板５１にまで達したり、コンタクトの加工によるダメージによって半導体基板５１が損傷したりするのを防いだり、貫通遮光部５７Ｃを形成するための半導体基板５１を貫通する溝を第２の絶縁膜５２Ｂで止めるために必要な厚みである。但し、第２の絶縁膜５２Ｂは、ＣＭＯＳイメージセンサ１０の薄型化等の観点から、あまり厚くしすぎることは望ましくない。したがって、第２の絶縁膜５２Ｂの厚みは、例えば、５０［ｎｍ］～１００［ｎｍ］の範囲内に設定されることが好ましい。
　第３の絶縁膜５２Ｃは、例えば、２５［ｎｍ］以上の厚みに設定される。これは、例えば、第１の遮光膜５３の加工時に、第３の絶縁膜５２Ｃが損傷し、第２の絶縁膜５２Ｂが露出しないようにするために必要な厚みである。但し、第３の絶縁膜５２Ｃは、ＣＭＯＳイメージセンサ１０の薄型化等の観点から、あまり厚くしすぎるのは望ましくない。したがって、第３の絶縁膜５２Ｃの厚みは、例えば、３０［ｎｍ］～１００［ｎｍ］の範囲内に設定されることが好ましい。
（１－４．各実施形態に適用可能なＣＭＯＳイメージセンサの光学的な構成について）
　次に、図４Ａおよび図４Ｂを用いて、各実施形態に適用可能なＣＭＯＳイメージセンサ１０の光学的な構成について、概略的に説明する。図４Ａは、ＣＭＯＳイメージセンサ１０の画素アレイ部１１を、入射面側から見た一例の上面図である。また、図４Ｂは、画素アレイ部１１を入射面に垂直な面から見た一例の側面図である。
　図４Ａに示されるように、行列状の配列で各画素２０が配置される画素アレイ部１１に対して、レンズ６０が配置される。レンズ６０は、入射された光を画素アレイ部１１の各画素２０に照射させるもので、以下、主レンズ６０と呼ぶ。図４Ａおよび図４Ｂの例では、主レンズ６０の光軸６１の位置は、画素アレイ部１１の中心位置に一致している。また、図４Ｂに示すように、各画素２０は、入射面に対してカラーフィルタ１０１とＯＣＬ(On　Chip　Lense)１００とが積層して設けられる。
　図４Ａおよび図４Ｂから分かるように、画素アレイ部１１において主レンズ６０の光軸６１の位置およびその近傍に配置される画素２０には、主レンズ６０から入射面に対して略垂直の方向に入射される。一方、主レンズ６０の光軸６１から外れる位置に配置される画素２０には、光軸６１の位置から遠ざかるに連れ、入射面に対してより斜め方向から光が入射されることになる。この画素２０に対する光の入射角が画素アレイ部１１上での位置に応じて変わることによる入射瞳径の変化を抑制するために、瞳補正が行われることがある。瞳補正は、例えば、ＯＣＬ１００の位置や形状を、画素アレイ部１１上での画素２０の位置に応じて調整することで行われる。
　ＣＭＯＳイメージセンサ１０に対して入射される光は、主レンズ６０を介して各画素２０に照射される。各画素２０において、主レンズ６０から照射された光は、ＯＣＬ１００およびカラーフィルタ１０１を介して、半導体基板５１の入射面から半導体基板５１内部に入射される。この光は、フォトダイオード２１に受光され、フォトダイオード２１は、受光した光に応じて光電変換を行い、電荷を生成する。フォトダイオード２１により生成された電荷は、ゲート電極２２１に駆動信号ＴＲＹが印加されることにより、非貫通遮光部５７Ｂの直下から第１の絶縁膜５２Ａまでの、非貫通遮光部５７Ｂが設けられていない部分を介して、電荷保持部２４に転送される。電荷保持部２４は、転送された電荷を、ゲート電極２６１に駆動信号ＴＲＧが印加されるまで、蓄積する。このように、電荷保持部２４は、電荷を蓄積する電荷蓄積部として機能する。
　以下、適宜、非貫通遮光部５７Ｂの直下から第１の絶縁膜５２Ａまでの、非貫通遮光部５７Ｂが設けられていない部分を、転送部と呼ぶ。
［２．既存技術の説明］
　次に、本開示の説明に先んじて、理解を容易とするために、既存技術について概略的に説明する。既存技術による画素アレイ部１１における画素２０の配列では、フォトダイオード２１に入射された光が、電荷保持部２４に漏れ込む現象が発生する場合があった。図５Ａおよび図５Ｂを用いて、既存技術による画素構造におけるフォトダイオード２１から電荷保持部２４への光の漏れ込みについて説明する。
　図５Ａは、既存技術による画素２０の一例の構造を模式的に示す断面図であって、上述した図３に示した構造と対応する。なお、図５Ａにおいて、半導体層１１０は、図３の半導体基板５１に対応し、配線層１１１は、図３の配線層５４と絶縁膜層５２に対応している。また、図５Ａの例では、画素２０は、半導体基板５１の入射面に対して、ＯＣＬ１００からカラーフィルタ１０１を介して入射された光をフォトダイオード（ＰＤ）２１に導くための光導波構造１０２が設けられている。
　図５Ｂは、図５Ａに示す画素２０におけるトレンチ遮光部、すなわち非貫通遮光部５７Ｂおよび貫通遮光部５７Ｃの配置の例を入射面側から見た模式図である。図５Ｂの例では、画素２０において、貫通遮光部５７Ｃが画素２０の周囲に設けられると共に、フォトダイオード（ＰＤ）２１の、電荷保持部（ＭＥＭ）２４に隣接する辺に対して設けられている。
　また、図５Ｂの例では、フォトダイオード２１の外周のうち電荷保持部２４が隣接しない辺であって、且つ、画素２０の外周を構成しない辺に対し、電荷保持部２４側に非貫通遮光部５７Ｂが設けられ、当該非貫通遮光部５７Ｂ以外の部分に貫通遮光部５７Ｃが設けられている。さらに、電荷保持部２４のフォトダイオード２１に一部が隣接する辺において、フォトダイオード２１が隣接しない部分に非貫通遮光部５７Ｂが設けられている。フォトダイオード２１において光電変換により生成された電荷は、これら非貫通遮光部５７Ｂの転送部を介して、電荷保持部２４に転送される。
　なお、以下では、特に記載の無い限り、「フォトダイオード２１の外周のうち電荷保持部２４が隣接しない辺であって、且つ、画素２０の外周を構成しない辺」を、「フォトダイオード２１の電荷保持部２４に隣接しない辺」として説明を行う。
　ここで、図５Ａを参照し、フォトダイオード２１に入射された光の電荷保持部２４への漏れ込みについて、より具体的に説明する。フォトダイオード２１に入射された光は、例えば、矢印Ａで示されるように、絶縁膜層５２などで反射されて、非貫通遮光部５７Ｂの転送部を介して電荷保持部２４に漏れ込む可能性がある。また、矢印Ｂで示されるように、フォトダイオード２１に入射され非貫通遮光部５７Ｂに到達した光が、回折光として非貫通遮光部５７Ｂを伝い電荷保持部２４に漏れ込む可能性もある。このようにして電荷保持部２４に漏れ込んだ光は、電荷保持部２４に蓄積される電荷に対するノイズとなる。
　図６は、既存技術による画素２０の画素アレイ部１１における配置の例を概略的に示す図である。図６において、画素２０ｃｎは、光軸６１に対応した位置に配置される画素である。また、画素２０ｒｕ、２０ｒｄ、２０ｌｕおよび２０ｌｄは、それぞれ画素アレイ部１１の、図６における右上、右下、左上および左下の四隅に配置される画素である。
　図６の例では、各画素２０ｃｎ、２０ｒｕ、２０ｒｄ、２０ｌｕおよび２０ｌｄは、フォトダイオード２１と電荷保持部２４とが隣接する方向を画素アレイ部１１において一律として、画素アレイ部１１に配置されている。より具体的には、図において、それぞれ電荷保持部２４が画素２０の上部に配置され、フォトダイオード２１が画素２０の下部左側に寄せて配置されている。すなわち、図において、各画素２０ｃｎ、２０ｒｕ、２０ｒｄ、２０ｌｕおよび２０ｌｄの電荷保持部２４からフォトダイオード２１への隣接方向は、左下斜めの方向となっていいる。
　各画素２０ｃｎ、２０ｒｕ、２０ｒｄ、２０ｌｕおよび２０ｌｄにおいて、画素２０に入射される光は、主レンズ６０により、それぞれ集光スポット７０ｃｎ、７０ｒｕ、７０ｒｄ、７０ｌｕおよび７０ｌｄに向けて入射される。このとき、例えば画素アレイ部１１の右側に配置される画素２０ｒｕおよび２０ｒｄでは、それぞれ矢印ＣおよびＤで示されるように、フォトダイオード２１に入射された光が、非貫通遮光部５７Ｂの転送部を介して電荷保持部２４に漏れ込む可能性がある。
　一方、画素アレイ部１１の左側に配置される画素２０ｌｕおよび２０ｌｄにおいては、フォトダイオード２１に入射された光は、貫通遮光部５７Ｃにより、電荷保持部２４への漏れ込みが阻まれる。
　なお、主レンズ６０による光の集光位置を光軸６１の方向に沿って変化させることで、電荷保持部２４におけるノイズ成分を示すＰＬＳ(Parasitic　Light　Sensitivity)値をある程度改善することが可能である。しかしながら、フォトダイオード２１から、電荷保持部２４に電荷を転送する転送部に向けて光を入射した場合には、集光位置に依存せずに、ＰＬＳ値が悪化する。
　本開示の各実施形態では、各画素２０を、画素アレイ部１１における位置に応じた向きで画素アレイ部１１に配置することで、フォトダイオード２１から電荷保持部２４への光の漏れ込みを抑制する。
　なお、以下では、画素２０の向きを、フォトダイオード２１と電荷保持部２４とが隣接する方向により定義する。図６において、例えば各画素２０ｃｎは、フォトダイオード２１が画素２０ｃｎの左下に寄せて配置され、電荷保持部２４に対してフォトダイオード２１が左下斜め下の方向に隣接している。この場合、画素２０ｃｎは、図６上で、画素アレイ部１１の左斜め下の方向を向いているとされる。
［３．第１の実施形態］
　次に、本開示の第１の実施形態について説明する。図７は、上述した図６に対応する図であり、第１の実施形態に係る、画素２０の画素アレイ部１１における配置の例を概略的に示す図である。なお、以下では、図７の上部を画素アレイ部１１の上部として説明を行う。
　第１の実施形態では、各画素２０を、フォトダイオード２１および電荷保持部２４の位置が画素アレイ部１１における上下左右で対称となる方向に向けて、画素アレイ部１１に配置する。
　すなわち、図７に示されるように、画素アレイ部１１の右上部の画素２０ｒｕは、電荷保持部２４を下部に、フォトダイオード２１を上部右側に寄せて配置される。すなわち、画素２０ｒｕは、画素アレイ部１１において、右斜め上の方向を向けて配置されている。画素アレイ部１１の右下部の画素２０ｒｄは、電荷保持部２４を上部に、フォトダイオード２１を下部右側に寄せて配置される。すなわち、画素２０ｒｄは、画素アレイ部１１において、右斜下の方向に向けて配置されている。画素アレイ部１１の左上部の画素２０ｌｕは、電荷保持部２４を下部に、フォトダイオード２１を上部左側に寄せて配置される。すなわち、画素２０ｌｕは、画素アレイ部１１において、左斜め上の方向に向けて配置されている。また、画素アレイ部１１の左下部の画素２０ｌｄは、電荷保持部２４を上部に、フォトダイオード２１を下部左側に寄せて配置される。すなわち、画素２０ｌｄは、画素アレイ部１１において、左斜下の方向に向けて配置されている。
　この図７の配置は、換言すれば、各画素２０において、フォトダイオード２１を、光軸６１の位置から見て電荷保持部２４の奥側に配置するものである。このように、各画素２０を、その方向を画素アレイ部１１における位置に応じて回転させて、フォトダイオード２１が光軸６１の位置から見て電荷保持部２４の奥側に位置するように配置することで、フォトダイオード２１に入射する光の電荷保持部２４への漏れ込みを抑制することができる。
　図８Ａおよび図８Ｂは、第１の実施形態に係る画素２０の配置のより具体的な例を模式的に示す模式図である。なお、ここでは、説明のため、画素アレイ部１１が６画素×６画素の行列状の配列で、各画素２０が配置されているものとする。また、主レンズ６０の光軸６１は、画素アレイ部１１の中心を画素アレイ部１１の受光面に対して垂直に貫くものとする。また、光軸６１に対応する画素アレイ部１１上の位置（光軸６１に対応する位置と呼ぶ）を、画素アレイ部１１の列方向に通過する線を垂直中心線、同様に、光軸６１に対応する位置を画素アレイ部１１の行方向に通過する線を水平中心線と呼ぶ。
　図８Ａに示すように、画素アレイ部１１を光軸６１に対応する位置を中心に、上下および左右に対称な４つの領域に分割する。４つの領域のうち左上の領域をグループ＃１、右上の領域をグループ＃２、左下の領域をグループ＃３、右下の領域をグループ＃４とする。図８Ａの例では、各グループ＃１、＃２、＃３および＃４は、それぞれ３画素×３画素の配列で画素２０1、２０2、２０3および２０4を含む。グループ＃１および＃３と、グループ＃２および＃４とが、垂直中心線に対して対称の位置に配置される。また、グループ＃１および＃２と、グループ＃３および＃４とが、水平中心線に対して対称の位置に配置される。
　グループ＃１に含まれる各画素２０1は、それぞれ図７の画素２０ｌｕに対応するもので、図において上部左側に寄せてフォトダイオード２１が配置され、下部に電荷保持部２４が配置される。非貫通遮光部５７Ｂは、フォトダイオード２１の電荷保持部２４と接しない辺の下部側に設けられ、貫通遮光部５７Ｃは、当該辺の上部側と、フォトダイオード２１の電荷保持部２４とが接する辺とに設けられる。
　グループ＃２に含まれる各画素２０2は、それぞれ図７の画素２０ｒｕに対応するもので、図において上部右側に寄せてフォトダイオード２１が配置され、下部に電荷保持部２４が配置される。非貫通遮光部５７Ｂは、フォトダイオード２１の電荷保持部２４と接しない辺の下部側に設けられ、貫通遮光部５７Ｃは、当該辺の上部側と、フォトダイオード２１の電荷保持部２４とが接する辺とに設けられる。
　グループ＃３に含まれる各画素２０3は、それぞれ図７の画素２０ｌｄに対応するもので、図において下部左側に寄せてフォトダイオード２１が配置され、上部に電荷保持部２４が配置される。非貫通遮光部５７Ｂは、フォトダイオード２１の電荷保持部２４と接しない辺の上部側に設けられ、貫通遮光部５７Ｃは、当該辺の下部側と、フォトダイオード２１の電荷保持部２４とが接する辺とに設けられる。
　また、グループ＃４に含まれる各画素２０4は、それぞれ図７の画素２０ｒｄに対応するもので、図において下部右側に寄せてフォトダイオード２１が配置され、上部に電荷保持部２４が配置される。非貫通遮光部５７Ｂは、フォトダイオード２１の電荷保持部２４と接しない辺の上部側に設けられ、貫通遮光部５７Ｃは、当該辺の下部側と、フォトダイオード２１の電荷保持部２４とが接する辺とに設けられる。
　図８Ｂは、図８Ａの光軸６１の位置の近傍を抜き出して、各グループ＃１～＃４の画素２０1～２０4をより詳細に示す図である。図８Ｂでは、各画素２０1～２０4それぞれに含まれる、第３の転送ゲート部２６、リセットトランジスタ２７、増幅トランジスタ２８および選択トランジスタ２９が示されている。図８Ｂの例では、各画素２０１～２０４において、第３の転送ゲート部２６が電荷保持部２４の位置に配置され、リセットトランジスタ２７、増幅トランジスタ２８および選択トランジスタ２９がフォトダイオード２１の位置に配置される。
　また、図８Ｂの例では、第３の転送ゲート部２６、リセットトランジスタ２７、増幅トランジスタ２８および選択トランジスタ２９の位置は、各画素２０1～２０4それぞれにおいて、非対称に配置される。例えば、画素２０1においては、第３の転送ゲート部２６は、電荷保持部２４の左端に寄せて配置される。また、フォトダイオード２１に対して、リセットトランジスタ２７が下部左側に寄せて、増幅トランジスタ２８が上部中央、選択トランジスタ２９が中部右側に寄せて、それぞれ配置されている。
　ここで、第３の転送ゲート部２６、リセットトランジスタ２７、増幅トランジスタ２８および選択トランジスタ２９、フォトダイオード２１および電荷保持部２４、ならびに、非貫通遮光部５７Ｂおよび貫通遮光部５７Ｃの、各グループ＃１～＃４に含まれる各画素２０1～２０4内での位置関係は、同一とされる。
　なお、これら画素２０1～２０4における第３の転送ゲート部２６、リセットトランジスタ２７、増幅トランジスタ２８および選択トランジスタ２９の配置位置は一例であって、この例に限定されるものではない。
　第３の転送ゲート部２６、リセットトランジスタ２７、増幅トランジスタ２８および選択トランジスタ２９を例にとって説明すると、例えば、垂直中心線に対して画素２０1が含まれるグループ＃１と対称の位置のグループ＃２に含まれる画素２０2では、第３の転送ゲート部２６、リセットトランジスタ２７、増幅トランジスタ２８および選択トランジスタ２９も、当該垂直中心線に対して、画素２０1の第３の転送ゲート部２６、リセットトランジスタ２７、増幅トランジスタ２８および選択トランジスタ２９と対称の位置に配置される。すなわち、画素２０2においては、第３の転送ゲート部２６は、電荷保持部２４の右端に寄せて配置される。また、フォトダイオード２１に対して、リセットトランジスタ２７が下部右側に寄せて、増幅トランジスタ２８が上部中央、選択トランジスタ２９が中部左側に寄せて、それぞれ配置されている。
　一方、水平中心線に対してグループ＃１と対称の位置のグループ＃３に含まれる画素２０3では、第３の転送ゲート部２６、リセットトランジスタ２７、増幅トランジスタ２８および選択トランジスタ２９も、当該水平中心線に対して、画素２０1の第３の転送ゲート部２６、リセットトランジスタ２７、増幅トランジスタ２８および選択トランジスタ２９と対称の位置に配置される。すなわち、画素２０3においては、第３の転送ゲート部２６は、電荷保持部２４の右端に寄せて配置される。また、フォトダイオード２１に対して、リセットトランジスタ２７が上部右側に寄せて、増幅トランジスタ２８が下部中央、選択トランジスタ２９が中部左側に寄せて、それぞれ配置されている。
　同様に、水平中心線に対してグループ＃２と対称の位置のグループ＃４に含まれる画素２０4では、第３の転送ゲート部２６、リセットトランジスタ２７、増幅トランジスタ２８および選択トランジスタ２９も、当該水平中心線に対して、画素２０1の第３の転送ゲート部２６、リセットトランジスタ２７、増幅トランジスタ２８および選択トランジスタ２９と対称の位置に配置される。すなわち、画素２０4においては、第３の転送ゲート部２６は、電荷保持部２４の右端に寄せて配置される。また、フォトダイオード２１に対して、リセットトランジスタ２７が上部右側に寄せて、増幅トランジスタ２８が下部中央、選択トランジスタ２９が中部左側に寄せて、それぞれ配置されている。
　このように、第１の実施形態では、画素アレイ部１１に対して、各画素２０を、画素アレイ部１１の垂直中心線および水平中心線のそれぞれに対して対称の方向に向けて配置している。このとき、各画素２０において、フォトダイオード２１が、画素アレイ部１１の光軸６１に対応する位置から見て電荷保持部２４の奥側に位置するように、配置される。電荷保持部２４の入射面側には表面遮光部５７Ａが設けられ、電荷保持部２４とフォトダイオード２１との間には、貫通遮光部５７Ｃが設けられる。そのため、フォトダイオード２１に入射する光の電荷保持部２４への漏れ込みを抑制することができる。またそのため、当該画素アレイ部１１を含むＣＭＯＳイメージセンサ１０は、電荷保持部２４への光の漏れ込みによるグローバルシャッタ機能の低下が防止される。
（３－１．第１の実施形態の第１の変形例）
　次に、第１の実施形態の第１の変形例について説明する。上述した第１の実施形態では、画素アレイ部１１垂直中心線および水平中心線に対して対称な４つの領域（グループ＃１～＃４）に分け、４つの領域それぞれに含まれる画素２０1～２０4を、垂直中心線および水平中心線に対して対称となる方向に向けて配置している。そのため、各画素２０1～２０4において、例えば画素アレイ部１１上において光軸６１位置から見た場合のフォトダイオード２１とＯＣＬ１００との位置関係が異なってしまう。
　具体的には、画素アレイ部１１の列方向について、グループ＃１および＃２と、グループ＃３および＃４とが接する位置の画素２０1および２０2と、画素２０3および２０4とにおいて、電荷保持部２４が２つ並んでしまう。例えば、水平中心線の両側に位置する画素２０1および２０3において、画素２０1の電荷保持部２４と、画素２０3の電荷保持部２４とが並ぶ。
　また、画素アレイ部１１の行方向について、グループ＃１および＃３と、グループ＃２および＃４とが接する位置の画素２０1および２０3と、画素２０2および２０4とにおいて、フォトダイオード２１が互いに対向する位置に寄る。
　このような配置となることで、各グループ＃１～＃４が接する位置における各画素２０1～２０4の、垂直中心線および水平中心線を跨いだフォトダイオード２１間の距離が、各グループ＃１～＃４それぞれにおける各画素２０1～２０4のフォトダイオード２１間の距離よりも長くなる。これにより、画素アレイ部１１から出力される画素信号による画像において、グループ＃１～＃４の境界部分が不連続になる可能性がある。
　そのため、第１の実施形態の第１の変形例では、ＯＣＬ１００から出射される光をフォトダイオード２１に導くための光導波路を、ＯＣＬ１００とフォトダイオード２１（半導体基板５１）との間に設ける。このとき、光導波路のＯＣＬ１００に接する面（入射面）は、ＯＣＬ１００と対応する大きさとし、半導体基板５１に接する面（出射面）は、フォトダイオード２１に対する開口部に対応する大きさとして、当該開口部に接続させる。
　図９Ａ～図９Ｃは、第１の実施形態の第１の変形例に係る光導波路を説明するための模式図である。図９Ａは、上述した図８Ｂに対応する図であって、画素２０1～２０4のそれぞれに対して１対１に、各ＯＣＬ１００と、各光導波路８０1～８０4とが設けられる様子が示されている。また、図９Ｂは、図９Ａにおける列方向のＥ－Ｅ’断面、図９Ｃは、図９Ａにおける行方向のＦ－Ｆ’断面をそれぞれ模式的に示す断面図である。
　グループ＃２に含まれる画素２０2を例に取ると、図９Ａの例では、ＯＣＬ１００は、画素２０2の入射面を全体として覆うように設けられる。また、この例では、光導波路８０2は、図９Ｂおよび図９Ｃに示されるように、入射面から出射面にかけて断面積が階段状に小さくなる擂鉢形状を有している。
　光導波路８０2は、その底面８１2が、表面遮光部５７Ａにおけるフォトダイオード２１のための開口部１０４と位置および形状が略一致させられて、当該開口部１０４において半導体基板５１と接するように設けられている。すなわち、光導波路８０2は、その底面８１2が、図９Ａにおいて画素２０2の上部右側に寄せた位置（列方向の断面である図９Ｂでは画素２０2の左側に寄せた位置）に設けられる。
　一方、グループ＃４に含まれる画素２０4において、光導波路８０4は、その底面８１4が、図９Ａにおいて画素２０4の下部右側に寄せた位置（列方向の断面である図９Ｂでは画素２０4の右側に寄せた位置、行方向の断面である図９Ｃの例では画素２０４の右側に寄せた位置）に設けられる。
　同様に、グループ＃１に含まれる画素２０1において、光導波路８０1は、その底面が図９Ａにおいて画素２０1の上部左側に寄せた位置に設けられる。また、グループ＃３に含まれる画素２０3において、光導波路８０3は、その底面８１3が図９Ａにおいて画素２０3の下部左側に寄せた位置（行方向の断面である図９Ｃでは画素２０3の左側に寄せた位置）に設けられる。
　光導波路８０1～８０4は、保護膜１０３に埋め込まれて形成され、当該保護膜１０３より屈折率が高い材料が用いられる。例えば、保護膜１０３の材料としてＳｉＯ2を用いる場合、光導波路８０1～８０4は、ＳｉＮ、ＳｉＯＮなどを材料とすることができる。
　図９Ａおよび図９Ｂに示されるように、各光導波路８０1～８０4は、画素アレイ部１１の列方向に対しては、各画素２０1～２０4において、水平中心線から見て奥側（すなわちフォトダイオード２１側）に光を導くように設けられる。同様に、図９Ａおよび図９Ｃに示されるように、各光導波路８０1～８０4は、画素アレイ部１１の行方向に対しては、各画素２０1～２０4において、垂直中心線から見て奥側（すなわちフォトダイオード２１側）に光を導くように設けられる。
　このように、画素アレイ部１１上の各グループ＃１～＃４に含まれる各画素２０1～２０4は、各光導波路８０1～８０4により画素アレイ部１１上に位置に応じた方向に瞳補正される。これにより、各画素２０1～２０4を画素アレイ部１１の位置に応じた方向に向けて配置した場合の、フォトダイオード２１への光の入射のばらつきを補正することができる。
（３－２．第１の実施形態の第２の変形例）
　次に、第１の実施形態の第２の変形例について説明する。上述したように、第１の実施形態では、画素アレイ部１１を４分割した各グループ＃１～＃４に応じて画素２０を回転させ、各グループ＃１～＃４でそれぞれ異なる方向に向けて配置している。そのため、画素アレイ部１１において、列方向および行方向に整列する各画素２０に含まれる素子（第３の転送ゲート部２６、リセットトランジスタ２７、増幅トランジスタ２８および選択トランジスタ２９）それぞれの、画素２０間での間隔が等間隔ではなくなる。
　なお、以下において、画素２０1～２０4を特に区別する必要が無い場合、これら画素２０1～２０4を画素２０で代表させて説明を行う。
　図８を参照し、例えば第３の転送ゲート部２６、リセットトランジスタ２７および増幅トランジスタ２８は、画素２０において行方向の片側に寄せて配置されている。そのため、垂直中心線を跨いで隣接する画素２０の対応する各素子（第３の転送ゲート部２６、リセットトランジスタ２７および増幅トランジスタ２８）との間隔が他の画素２０における当該間隔よりも広い。一方、第３の転送ゲート部２６は、画素２０において列方向の片側（図において下側）に配置されている。そのため、水平中心線を跨いで隣接する画素２０の対応する素子（第３の転送ゲート部２６）との間隔が他の画素２０における当該間隔よりも狭い。この、素子の間隔の違いにより、素子に接続される、行方向あるいは列方向に沿って配置される配線の、素子に対する配線容量が不均一となる。
　第１の実施形態の第２の変形例では、この素子の間隔の違いにより生じる配線容量の不均一を、ダミー配線を設けることで抑制する。図１０は、第１の実施形態の第２の変形例に係る、各画素への配線の例を示す模式図である。
　図１０に例示されるように、第３の転送ゲート部２６、リセットトランジスタ２７および選択トランジスタ２９は、外部（垂直駆動部１２）から駆動信号ＴＲＧ、ＲＳＴおよびＳＥＬが、行方向に沿って配置された配線を介して供給される。具体的には、駆動信号ＴＲＧは、行方向に沿って配置された配線９２を介して各第３の転送ゲート部２６に供給される。駆動信号ＳＥＬは、行方向に沿って配置された配線９１を介して各選択トランジスタ２９に供給される。なお、図１０では、煩雑さを避けるため、駆動信号ＲＳＴを各リセットトランジスタ２７に供給する配線は、省略されている。
　また、リセットトランジスタ２７および増幅トランジスタ２８に対して、外部から電源電圧ＶrstおよびＶddが、列方向に沿って配置された配線を介して供給される。電源電圧Ｖｄｄは、列方向に沿って配置される配線９０を介して各増幅トランジスタ２８に供給される。なお、図１０では、煩雑さを避けるため、電源電圧Ｖrstを各リセットトランジスタ２７に供給する配線は、省略されている。
　さらに、選択トランジスタ２９は、読み出された画素信号を外部（カラム処理部１３）に転送する、列方向に沿って配置される垂直信号線１７（ＶＳＬ）が接続される。
　図１０の例では、第３の転送ゲート部２６は、垂直中心線を跨いで隣接する画素２０の第３の転送ゲート部２６との間隔が他の画素２０における当該間隔よりも広い。そのため、駆動信号ＴＲＧを第３の転送ゲート部２６に供給する、行方向に沿って配置される配線９２に対して、例えば当該間隔の差分に応じてダミー配線Ｄｍｙ2を設ける。また、増幅トランジスタ２８は、垂直中心線を跨いで隣接する画素２０の増幅トランジスタ２８との間隔が他の画素２０における当該間隔よりも広い。そのため、電源電圧Ｖddを増幅トランジスタ２８に供給する、列方向に沿って配置される配線９０に対して、例えば当該間隔の差分に応じたダミー配線Ｄｍｙ1を設ける。
　一方、図１０の例では、選択トランジスタ２９は、画素２０の列方向における略中央部に配置されているため、水平中心線を跨ぐ部分においても間隔が他の部分の間隔と略同一となるため、垂直信号線１７（ＶＳＬ）は、ダミー配線を設けない。
　このように、各画素２０を画素アレイ部１１上の位置に応じた方向に向けて回転させて配置する場合に配線容量の不均一が素子間で発生する配線に対してダミー配線を設けることで、この配線容量の不均一を抑制することができる。
（３－３．第１の実施形態の第３の変形例）
　次に、第１の実施形態の第３の変形例について説明する。第１の実施形態の第３の変形例は、画素２０における非貫通遮光部５７Ｂおよび貫通遮光部５７Ｃの配置の他の例である。図１１Ａおよび図１１Ｂは、第１の実施形態に係る第３の変形例による、画素２０における非貫通遮光部５７Ｂおよび貫通遮光部５７Ｃの配置の例を入射面側から見た模式図である。
　ここで、図５Ｂを用いて説明した画素２０における非貫通遮光部５７Ｂおよび貫通遮光部５７Ｃの配置を第１の例とし、図１１Ａは、当該配置の第２の例、図１１Ｂは、当該配置の第３の例をそれぞれ示している。
　図１１Ａは、フォトダイオード２１の電荷保持部２４に接しない一方の辺の中央部に対して非貫通遮光部５７Ｂが設けられ、それ以外の部分に貫通遮光部５７Ｃが設けられる画素２０ａの例である。また、図１１Ｂは、フォトダイオード２１の電荷保持部２４に接しない一方の辺の電荷保持部２４とは逆側の端に非貫通遮光部５７Ｂが設けられ、それ以外の部分に貫通遮光部５７Ｃが設けられる画素２０ｂの例である。
　既に説明したように、本開示では、画素２０の方向を、画素アレイ部１１の位置に応じた方向に向けて、画素アレイ部１１部に配置する。そのため、このように、フォトダイオード２１から電荷保持部２４に対して電荷を転送させる転送部を形成するための非貫通遮光部５７Ｂを、フォトダイオード２１の電荷保持部２４に接しない辺の何処に配置しても、フォトダイオード２１から電荷保持部２４への光の漏れ込みを抑制することができる。
［４．第２の実施形態］
　次に、本開示の第２の実施形態について説明する。上述の第１の実施形態では、画素アレイ部１１上の画素２０の配列を垂直および水平方向に４分割し、分割されたそれぞれの領域において、画素２０を、領域の位置に応じた方向に向けて配置していた。これに対して、第２の実施形態では、画素アレイ部１１上の画素２０の配列を、垂直または水平方向に２分割し、分割されたそれぞれの領域において、画素２０を領域の位置に応じた方向に向けて配置する。
　図１２は、第２の実施形態に係る画素２０の配置のより具体的な例を模式的に示す模式図である。なお、図１２では、説明のため、画素アレイ部１１が４画素×４画素の行列状の配列で、各画素２０が配置されているものとする。
　図１２の例では、画素アレイ部１１を光軸６１に対応する位置を中心に、上下に対称な２つの領域に分割する。すなわち、図１２では、画素アレイ部１１を水平中心線により２つの領域に分割する。２つの領域のうち図１２において上側の領域をグループ＃５、下側の領域をグループ＃６とする。図１２の例では、各グループ＃５および＃６は、それぞれ４画素×２画素の配列で画素２０5および２０6を含む。
　グループ＃５に含まれる各画素２０5は、それぞれ例えば図７の画素２０ｒｕに対応するもので、図において上部左側に寄せてフォトダイオード２１が配置され、下部に電荷保持部２４が配置される。画素２０5において、非貫通遮光部５７Ｂは、フォトダイオード２１の電荷保持部２４と接しない辺の下部側に設けられ、貫通遮光部５７Ｃは、当該辺の上部側と、フォトダイオード２１の電荷保持部２４とが接する辺とに設けられる。
　グループ＃６に含まれる各画素２０6は、それぞれ図７の画素２０ｌｄに対応するもので、図において下部左側に寄せてフォトダイオード２１が配置され、上部に電荷保持部２４が配置される。画素２０6において、非貫通遮光部５７Ｂは、フォトダイオード２１の電荷保持部２４と接しない辺の上部側に設けられ、貫通遮光部５７Ｃは、当該辺の下部側と、フォトダイオード２１の電荷保持部２４とが接する辺とに設けられる。
　この図１２の各画素２０5および２０6の配置によれば、フォトダイオード２１が、画素アレイ部１１の光軸６１に対応する位置から見て電荷保持部２４の奥側に位置するように、配置される。そのため、フォトダイオード２１に入射する光の電荷保持部２４への漏れ込みを抑制することができる。またそのため、当該画素アレイ部１１を含むＣＭＯＳイメージセンサ１０は、電荷保持部２４への光の漏れ込みによるグローバルシャッタ機能の低下が防止される。
　このように画素アレイ部１１を２つの領域に分割した場合であっても、画素２０の方向を、画素アレイ部１１上の位置に応じた方向に向けて配置することで、フォトダイオード２１に入射する光の電荷保持部２４への漏れ込みを抑制することができる。
　なお、図１２の例では、例えばグループ＃６に含まれる各画素２０6は、図において下部左側に寄せてフォトダイオード２１が配置され、上部に電荷保持部２４が配置されているが、これはこの例に限定されない。例えば、グループ＃６の各画素２０6は、図において下部右側に寄せてフォトダイオード２１が配置され、上部に電荷保持部２４が配置されるようにしてもよい。
（４－１．第２の実施形態の変形例）
　次に、第２の実施形態の変形例について説明する。第２の実施形態の変形例では、上述した第１の実施形態の第１の変形例と同様に、ＯＣＬ１００から出射される光をフォトダイオード２１に導くための光導波路を、ＯＣＬ１００とフォトダイオード２１（半導体基板５１）との間に設けるようにした例である。
　図１３Ａ～図１３Ｃは、第２の実施形態の変形例に係る光導波路を説明するための模式図である。図１３Ａは、上述した図９Ａに対応する図であって、画素２０5および２０6のそれぞれに対して１対１に、各ＯＣＬ１００と、各光導波路８０5および８０6とがそれぞれ設けられる様子を示している。また、図１３Ｂは、図１３Ａにおける列方向のＧ－Ｇ’断面、図１３Ｃは、図１３Ａにおける行方向のＨ－Ｈ’断面をそれぞれ模式的に示す断面図である。
　ＯＣＬ１００と、光導波路８０5および８０6と、フォトダイオード２１と、の位置関係は、上述した第１の実施形態の第１の変形例と同様である。
　グループ＃６に含まれる画素２０6を例に取ると、ＯＣＬ１００は、画素２０6の入射面を全体として覆うように設けられる。また、光導波路８０6は、図１３Ｂおよび図１３Ｃに示されるように、入射面から出射面にかけて断面積が階段状に小さくなる擂鉢形状を有している。
　光導波路８０6は、その底面８１6が、表面遮光部５７Ａにおけるフォトダイオード２１のための開口部１０４と位置および形状が略一致させられて、当該開口部１０４において半導体基板５１と接するように設けられている。つまり、光導波路８０6は、その底面８１6が、図１３Ａにおいて画素２０6の上部右側に寄せた位置（列方向の断面である図１３Ｂでは画素２０6の右側に寄せた位置、行方向の断面である図１３Ｃでは、画素２０6の左側に寄せた位置）に設けられる。
　一方、グループ＃５に含まれる画素２０5において、光導波路８０5は、その底面８１5が、図１３Ａにおいて画素２０5の下部右側に寄せた位置（列方向の断面である図１３Ｂでは画素２０5の右側に寄せた位置）に設けられる。
　このように、画素アレイ部１１上の画素２０の配列を、垂直または水平方向に２分割した場合であっても、画素アレイ部１１上の各グループ＃５～＃６に含まれる各画素２０5および２０6は、各光導波路８０5および８０6により画素アレイ部１１上に位置に応じた方向に瞳補正される。これにより、各画素２０5～２０6を画素アレイ部１１の位置に応じた方向に向けて配置した場合の、フォトダイオード２１への光の入射のばらつきを補正することができる。
［５．第３の実施形態］
　次に、本開示の第３の実施形態について説明する。本開示の第３の実施形態は、上述した第１の実施形態および第２の実施形態、ならびに、それらの各変形例に係る固体撮像素子を、電子機器に適用した例である。
　図１４は、第３の実施形態に係る電子機器としての撮像装置の一例の構成を概略的に示すブロック図である。図１４において、撮像装置１０００は、レンズ群等を含む撮像光学系１００１、撮像部１００２、ＤＳＰ回路１００３、フレームメモリ１００４、表示装置１００５、記録装置１００６、操作系１００７および電源系１００８等を有している。そして、ＤＳＰ回路１００３、フレームメモリ１００４、表示装置１００５、記録装置１００６、操作系１００７および電源系１００８がバスライン１００９を介して相互に接続された構成となっている。
　撮像光学系１００１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで撮像部１００２の撮像面上に結像する。撮像部１００２は、撮像光学系１００１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。ＤＳＰ(Digital　Signal　Processor)回路１００３は、一般的なカメラ信号処理、例えば、ホワイトバランス処理、デモザイク処理、ガンマ補正処理などを行う。
　フレームメモリ１００４は、ＤＳＰ回路１００３での信号処理の過程で適宜データの格納に用いられる。表示装置１００５は、液晶表示装置や有機ＥＬ(electro　luminescence)表示装置等のパネル型表示装置を適用でき、撮像部１００２で撮像された動画または静止画を表示する。記録装置１００６は、撮像部１００２で撮像された動画または静止画を、可搬型の半導体メモリや、光ディスク、ＨＤＤ(Hard　Disk　Drive)等の記録媒体に記録する。
　操作系１００７は、ユーザによる操作に応じて、本撮像装置１０００が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源系１００８は、ＤＳＰ回路１００３、フレームメモリ１００４、表示装置１００５、記録装置１００６および操作系１００７の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
　上述した構成の撮像装置１０００において、撮像部１００２として、先述した本開示に係る技術が適用されるＣＭＯＳイメージセンサ１０を用いることができる。本開示に係る技術が適用されるＣＭＯＳイメージセンサ１０によれば、電荷保持部２４を有する裏面照射型において、電荷保持部２４への光の入射を抑制できるため、ノイズの少ない高画質の撮影画像を得ることができる。
［６．第４の実施形態］
　次に、第４の実施形態として、本開示に係る、第１の実施形態および第２の実施形態、ならびに、その各変形例によるＣＭＯＳイメージセンサ１０の適用例について説明する。図１５は、上述の第１の実施形態および第２の実施形態、ならびに、その各変形例に係るＣＭＯＳイメージセンサ１０を使用する使用例を示す図である。
　上述したＣＭＯＳイメージセンサ１０は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、Ｘ線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置。
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置。
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、ＴＶや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置。
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置。
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置。
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置。
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置。
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置。
［本開示に係る技術のさらなる適用例］
（６－１．内視鏡手術システムに対する適用例）
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ適用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
　図１６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１６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１７は、図１６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、例えばカメラヘッド１１１０２のレンズユニット１１４０１および撮像部１１４０２などに適用され得る。これにより、撮像画像の低ノイズ化および高画質化が可能となり、より鮮明な術部画像を得ることができるため、術者が術部を確実に確認することが可能になる。
（６－２．移動体への適用例）
　本開示に係る技術は、さらに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１８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１８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１８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１９は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図１９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１９には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば撮像部１２０３１に適用され得る。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、撮像画像の低ノイズ化および高画質化が可能となり、より見やすい撮影画像を得ることができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。
　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　光を光電変換により電荷に変換する光電変換部と、
　前記光電変換部に隣接され、該光電変換部から転送された前記電荷を蓄積する電荷蓄積部と、
を含む画素が、行列状の配列で配置される画素アレイを備え、
　前記画素は、
　前記画素アレイに対し、前記光電変換部が前記電荷蓄積部に隣接する方向を、該画素アレイ内での位置に応じた方向に向けて配置される、
固体撮像素子。
（２）
　前記画素は、
　前記光電変換部が前記電荷蓄積部に対して前記画素アレイの外側に位置する方向に向けて、前記画素アレイに配置される、
前記（１）に記載の固体撮像素子。
（３）
　前記画素アレイに含まれる前記画素のそれぞれは、
　前記光電変換部が前記電荷蓄積部に隣接する方向が、前記画素アレイの所定位置を通る第１の線に対して対称の方向に向けて配置される、
前記（１）または（２）に記載の固体撮像素子。
（４）
　前記画素アレイに含まれる前記画素のそれぞれは、
　前記画素アレイの前記所定位置で前記第１の線と直交する第２の線に対してさらに対称の方向に向けて配置される、
前記（３）に記載の固体撮像素子。
（５）
　前記所定位置は、前記画素アレイの前記配列における略中心位置である、
前記（３）または（４）に記載の固体撮像素子。
（６）
　前記所定位置は、
　前記画素アレイの受光面に対して光を照射するためのレンズの光軸に対応する位置である、
前記（３）乃至（５）の何れかに記載の固体撮像素子。
（７）
　前記画素は、
　前記光電変換部の外周に、前記画素において光が照射される照射面の側から掘り下げられて配されるトレンチ遮光部をさらに備え、
　前記トレンチ遮光部は、
　前記画素において、前記照射面から該照射面の反対側の面に向けて、一部が非貫通の非貫通部とされ、残りの部分が貫通する貫通部とされる、
前記（１）乃至（６）の何れかに記載の固体撮像素子。
（８）
　前記非貫通部は、
　前記光電変換部の外周のうち、前記光電変換部が前記電荷蓄積部と隣接しない辺であり、且つ、前記画素の外周の辺を構成しない辺の前記トレンチ遮光部に設けられる、
前記（７）に記載の固体撮像素子。
（９）
　前記非貫通部は、
　前記辺の前記電荷蓄積部の側に設けられる、
前記（８）に記載の固体撮像素子。
（１０）
　前記非貫通部は、
　前記辺の中央部分に設けられる、
前記（８）に記載の固体撮像素子。
（１１）
　前記非貫通部は、
　前記辺の、前記電荷蓄積部と反対側に設けられる、
前記（８）に記載の固体撮像素子。
（１２）
　前記画素アレイは、
　前記画素アレイの行方向または列方向に整列する画素のそれぞれに含まれる、該画素を駆動するための素子に接続される配線をさらに有し、
　前記配線は、
　前記画素のうち、前記整列の方向において異なる方向を向き且つ隣接して配置される第１の画素と第２の画素と、にそれぞれ含まれる互いに対応する前記素子の間の距離と、互いに隣接する該第１の画素の間の距離、または、互いに隣接する該第２の画素の間の距離と、の差分に応じたダミー配線を含む、
前記（１）乃至（１１）の何れかに記載の固体撮像素子。
（１３）
　前記画素は、
　第１の面に入射された光を前記光電変換部に導く光導波路をさらに備え、
　前記光導波路は、
　前記第１の面が前記画素に光が照射される照射部と対応する形状であり、該第１の面から入射された光が出射される第２の面が前記光電変換部に光が入射される入射部に対応する形状であり、該第２の面が該入射部に接続される、
前記（１）乃至（１２）の何れかに記載の固体撮像素子。
（１４）
　前記光導波路の前記第１の面に対してレンズが設けられる、
前記（１３）に記載の固体撮像素子。
（１５）
　光を光電変換により電荷に変換する光電変換部と、
　前記光電変換部に隣接され、該光電変換部から転送された前記電荷を蓄積する電荷蓄積部と、
を含む画素が、行列状の配列で配置される画素アレイを備え、
　前記画素が、前記画素アレイに対し、前記光電変換部が前記電荷蓄積部に隣接する方向を、該画素アレイ内での位置に応じた方向に向けて配置される固体撮像素子と、
　前記固体撮像素子から読み出された画素信号に対して信号処理を実行して画像データを生成する信号処理部と、
　前記信号処理部により生成された前記画像データを記憶する記憶部と、
を有する電子機器。
１０　ＣＭＯＳイメージセンサ
１１　画素アレイ部
１２　垂直駆動部
１３　カラム処理部
１７　垂直信号線
２０，２０1，２０2，２０3，２０4，２０5，２０6，２０ａ，２０ｂ，２０ｃｎ，２０ｌｄ，２０ｌｕ，２０ｒｄ，２０ｒｕ　画素
２１　フォトダイオード
２４　電荷保持部
２６　第３の転送ゲート部
２７　リセットトランジスタ
２８　増幅トランジスタ
２９　選択トランジスタ
５１　半導体基板
５４，１１１　配線層
５７Ｂ　非貫通遮光部
５７Ｃ　貫通遮光部
６０　主レンズ
６１　光軸
８０1，８０2，８０3，８０4，８０5，８０6　光導波路
９０，９１，９２　配線
１００　ＯＣＬ
１０００　撮像装置

Claims (15)

  1. 　光を光電変換により電荷に変換する光電変換部と、
    　前記光電変換部に隣接され、該光電変換部から転送された前記電荷を蓄積する電荷蓄積部と、
    を含む画素が、行列状の配列で配置される画素アレイを備え、
    　前記画素は、
    　前記画素アレイに対し、前記光電変換部が前記電荷蓄積部に隣接する方向を、該画素アレイ内での位置に応じた方向に向けて配置される、
    固体撮像素子。
  2. 　前記画素は、
    　前記光電変換部が前記電荷蓄積部に対して前記画素アレイの外側に位置する方向に向けて、前記画素アレイに配置される、
    請求項１に記載の固体撮像素子。
  3. 　前記画素アレイに含まれる前記画素のそれぞれは、
    　前記光電変換部が前記電荷蓄積部に隣接する方向が、前記画素アレイの所定位置を通る第１の線に対して対称の方向に向けて配置される、
    請求項１に記載の固体撮像素子。
  4. 　前記画素アレイに含まれる前記画素のそれぞれは、
    　前記画素アレイの前記所定位置で前記第１の線と直交する第２の線に対してさらに対称の方向に向けて配置される、
    請求項３に記載の固体撮像素子。
  5. 　前記所定位置は、前記画素アレイの前記配列における略中心位置である、
    請求項３に記載の固体撮像素子。
  6. 　前記所定位置は、
    　前記画素アレイの受光面に対して光を照射するためのレンズの光軸に対応する位置である、
    請求項３に記載の固体撮像素子。
  7. 　前記画素は、
    　前記光電変換部の外周に、前記画素において光が照射される照射面の側から掘り下げられて配されるトレンチ遮光部をさらに備え、
    　前記トレンチ遮光部は、
    　前記画素において、前記照射面から該照射面の反対側の面に向けて、一部が非貫通の非貫通部とされ、残りの部分が貫通する貫通部とされる、
    請求項１に記載の固体撮像素子。
  8. 　前記非貫通部は、
    　前記光電変換部の外周のうち、前記光電変換部が前記電荷蓄積部と隣接しない辺であり、且つ、前記画素の外周の辺を構成しない辺の前記トレンチ遮光部に設けられる、
    請求項７に記載の固体撮像素子。
  9. 　前記非貫通部は、
    　前記辺の前記電荷蓄積部の側に設けられる、
    請求項８に記載の固体撮像素子。
  10. 　前記非貫通部は、
    　前記辺の中央部分に設けられる、
    請求項８に記載の固体撮像素子。
  11. 　前記非貫通部は、
    　前記辺の、前記電荷蓄積部と反対側に設けられる、
    請求項８に記載の固体撮像素子。
  12. 　前記画素アレイは、
    　前記画素アレイの行方向または列方向に整列する画素のそれぞれに含まれる、該画素を駆動するための素子に接続される配線をさらに有し、
    　前記配線は、
    　前記画素のうち、前記整列の方向において異なる方向を向き且つ隣接して配置される第１の画素と第２の画素と、にそれぞれ含まれる互いに対応する前記素子の間の距離と、互いに隣接する該第１の画素の間の距離、または、互いに隣接する該第２の画素の間の距離と、の差分に応じたダミー配線を含む、
    請求項１に記載の固体撮像素子。
  13. 　前記画素は、
    　第１の面に入射された光を前記光電変換部に導く光導波路をさらに備え、
    　前記光導波路は、
    　前記第１の面が前記画素に光が照射される照射部と対応する形状であり、該第１の面から入射された光が出射される第２の面が前記光電変換部に光が入射される入射部に対応する形状であり、該第２の面が該入射部に接続される、
    請求項１に記載の固体撮像素子。
  14. 　前記光導波路の前記第１の面に対してレンズが設けられる、
    請求項１３に記載の固体撮像素子。
  15. 　光を光電変換により電荷に変換する光電変換部と、
    　前記光電変換部に隣接され、該光電変換部から転送された前記電荷を蓄積する電荷蓄積部と、
    を含む画素が、行列状の配列で配置される画素アレイを備え、
    　前記画素が、前記画素アレイに対し、前記光電変換部が前記電荷蓄積部に隣接する方向を、該画素アレイ内での位置に応じた方向に向けて配置される固体撮像素子と、
    　前記固体撮像素子から読み出された画素信号に対して信号処理を実行して画像データを生成する信号処理部と、
    　前記信号処理部により生成された前記画像データを記憶する記憶部と、
    を有する電子機器。
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