WO2021153295A1 - 固体撮像素子 - Google Patents

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Abstract

本開示に係る固体撮像素子（２００）は、フォトダイオード（２２１）と、変換回路（電流電圧変換回路３１０）と、輝度変化検出回路（コンパレータ３４１）と、遮光部（遮光膜７００）とを有する。フォトダイオード（２２１）は、入射光を光電変換して光電流を生成する。変換回路（電流電圧変換回路３１０）は、光電流を電圧信号に変換する。輝度変化検出回路（コンパレータ３４１）は、電圧信号に基づいて入射光の輝度の変化を検出する。遮光部（遮光膜７００）は、輝度変化検出回路（コンパレータ３４１）へ電圧信号を入力する回路に含まれる不純物拡散領域（４０１）への光の入射を遮断する。

Description

固体撮像素子
　本開示は、固体撮像素子に関する。
　ダイナミックビジョンシステムに使用される固体撮像素子は、入射光を電圧信号に光電変換し、電圧信号に基づいて入射光の輝度変化を検出する（例えば、特許文献１参照）。
国際公開第２０１９／０８７４７２号
　しかしながら、入射光の輝度変化を検出する固体撮像素子は、内部において迷光の照射が発生した場合に、電圧信号の電圧が変動して輝度変化の検出精度が低下することがある。
　そこで、本開示では、輝度変化の検出精度の低下を抑制することができる固体撮像素子を提案する。
　本開示に係る固体撮像素子は、フォトダイオードと、変換回路と、輝度変化検出回路と、遮光部とを有する。フォトダイオードは、入射光を光電変換して光電流を生成する。変換回路は、前記光電流を電圧信号に変換する。輝度変化検出回路は、前記電圧信号に基づいて前記入射光の輝度の変化を検出する。遮光部は、前記輝度変化検出回路へ前記電圧信号を入力する回路に含まれる不純物拡散領域への光の入射を遮断する。
本開示に係る撮像装置の一構成例を示すブロック図である。 本開示に係る固体撮像素子の積層構造の一例を示す図である。 本開示に係る受光チップの平面図の一例である。 本開示に係る検出チップの平面図の一例である。 本開示に係るアドレスイベント検出部の平面図の一例である。 本開示に係るアドレスイベント検出回路の一構成例を示すブロック図である。 本開示に係る電流電圧変換回路の一構成例を示す回路図である。 本開示に係る減算器および量子化器の一構成例を示す回路図である。 本開示に係る量子化器の変形例を示す回路図である。 本開示に係る第１の表面照射型固体撮像素子の構成を示す断面説明図である。 本開示に係る第１の表面照射型固体撮像素子が備える遮光膜と遮光対象との位置関係を示す平面説明図である。 本開示に係る第１の表面照射型固体撮像素子が備える遮光膜と遮光対象との位置関係を示す側面説明図である。 本開示に係る第２の表面照射型固体撮像素子の構成を示す断面説明図である。 本開示に係る第２の表面照射型固体撮像素子が備える遮光配線と遮光対象との位置関係を示す側面説明図である。 本開示に係る第３の表面照射型固体撮像素子の構成を示す断面説明図である。 本開示に係る第３の表面照射型固体撮像素子が備える遮光部材と遮光対象との位置関係を示す平面説明図である。 本開示に係る第３の表面照射型固体撮像素子が備える遮光部材と遮光対象との位置関係を示す側面説明図である。 本開示に係る第１の裏面照射型固体撮像素子の構成を示す断面説明図である。 本開示に係る第２の裏面照射型固体撮像素子の構成を示す断面説明図である。 本開示に係る第３の裏面照射型固体撮像素子の構成を示す断面説明図である。 本開示に係る第１の積層型固体撮像素子の構成を示す断面説明図である。 本開示に係る第２の積層型固体撮像素子の構成を示す断面説明図である。 本開示に係る第３の積層型固体撮像素子の構成を示す断面説明図である。 本開示に係るアドレスイベント検出回路の他の構成例を示すブロック図である。 本開示に係るスキャン方式の撮像装置の構成例を示すブロック図である。 本開示の実施形態に係る測距システムの構成例を示す概略図である。 本開示の実施形態に係る測距システムの回路構成例を示すブロック図である。
　以下に、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、以下の各実施形態において、同一の部位または同一の機能を有する構成要素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。
［１．撮像装置の構成例］
　図１は、本開示に係る撮像装置１００の一構成例を示すブロック図である。この撮像装置１００は、画像データを撮像するものであり、撮像レンズ１１０、固体撮像素子２００、記録部１２０および制御部１３０を備える。撮像装置１００としては、産業用ロボットに搭載されるカメラや、車載カメラなどが想定される。
　撮像レンズ１１０は、入射光を集光して固体撮像素子２００に導くものである。固体撮像素子２００は、ＤＶＳ（Dynamic　Vision　Sensor）とも呼称され、入射光を光電変換して画像データを撮像するものである。この固体撮像素子２００は、撮像した画像データに対して、画像認識処理などの所定の信号処理を画像データに対して実行し、その処理後のデータを記録部１２０に信号線２０９を介して出力する。
　記録部１２０は、固体撮像素子２００からのデータを記録するものである。制御部１３０は、固体撮像素子２００を制御して画像データを撮像させるものである。
　［２．固体撮像素子の構成例］
　図２は、本開示に係る固体撮像素子２００の積層構造の一例を示す図である。この固体撮像素子２００は、検出チップ２０２と、その検出チップ２０２に積層された受光チップ２０１とを備える。これらのチップは、ビアなどにより接合される。なお、ビアの他、Ｃｕ－Ｃｕ接合やバンプにより接合することもできる。
　なお、固体撮像素子２００は、図２に示す積層構造に限定されるものではない。固体撮像素子２００は、受光チップ２０１に設けられる回路素子と、検出チップ２０２に設けられる回路素子とが、１枚のチップ上に設けられる構成であってもよい。かかる構成の固体撮像素子については、図９～図１９を参照して後述する。
　図３は、本開示に係る受光チップ２０１の平面図の一例である。受光チップ２０１には、受光部２２０と、ビア配置部２１１、２１２および２１３とが設けられる。
　ビア配置部２１１、２１２および２１３には、検出チップ２０２と接続されるビアが配置される。また、受光部２２０には、二次元格子状に複数のフォトダイオード２２１が配列される。フォトダイオード２２１は、入射光を光電変換して光電流を生成するものである。これらのフォトダイオード２２１のそれぞれには、行アドレスおよび列アドレスからなる画素アドレスが割り当てられ、画素として扱われる。
　図４は、本開示に係る検出チップ２０２の平面図の一例である。この検出チップ２０２には、ビア配置部２３１、２３２および２３３と、信号処理回路２４０と、行駆動回路２５１と、列駆動回路２５２と、アドレスイベント検出部２６０とが設けられる。ビア配置部２３１、２３２および２３３には、受光チップ２０１と接続されるビアが配置される。
　アドレスイベント検出部２６０は、複数のフォトダイオード２２１のそれぞれの光電流から検出信号を生成して信号処理回路２４０に出力するものである。この検出信号は、入射光の光量が所定の閾値を超えた旨をアドレスイベントとして検出したか否かを示す１ビットの信号である。
　行駆動回路２５１は、行アドレスを選択して、その行アドレスに対応する検出信号をアドレスイベント検出部２６０に出力させるものである。
　列駆動回路２５２は、列アドレスを選択して、その列アドレスに対応する検出信号をアドレスイベント検出部２６０に出力させるものである。
　信号処理回路２４０は、アドレスイベント検出部２６０からの検出信号に対して所定の信号処理を実行するものである。この信号処理回路２４０は、検出信号を画素信号として二次元格子状に配列し、画素毎に１ビットの情報を有する画像データを取得する。そして、信号処理回路２４０は、その画像データに対して画像認識処理などの信号処理を実行する。
　図５は、本開示に係るアドレスイベント検出部２６０の平面図の一例である。このアドレスイベント検出部２６０には、二次元格子状に複数のアドレスイベント検出回路３００が配列される。アドレスイベント検出回路３００のそれぞれには画素アドレスが割り当てられ、同一アドレスのフォトダイオード２２１と接続される。
　アドレスイベント検出回路３００は、対応するフォトダイオード２２１からの光電流に応じた電圧信号を量子化して検出信号として出力するものである。
　［３．アドレスイベント検出回路の構成例］
　図６は、本開示に係るアドレスイベント検出回路３００の一構成例を示すブロック図である。このアドレスイベント検出回路３００は、電流電圧変換回路３１０、バッファ３２０、減算器３３０、量子化器３４０および転送回路３５０を備える。
　電流電圧変換回路３１０は、対応するフォトダイオード２２１からの光電流を電圧信号に変換するものである。この電流電圧変換回路３１０は、電圧信号をバッファ３２０に供給する。
　バッファ３２０は、電流電圧変換回路３１０からの電圧信号を補正するものである。このバッファ３２０は、補正後の電圧信号を減算器３３０に出力する。
　減算器３３０は、行駆動回路２５１からの行駆動信号に従ってバッファ３２０からの電圧信号のレベルを低下させるものである。この減算器３３０は、低下後の電圧信号を量子化器３４０に供給する。
　量子化器３４０は、減算器３３０からの電圧信号をデジタル信号に量子化して検出信号として転送回路３５０に出力するものである。
　転送回路３５０は、列駆動回路２５２からの列駆動信号に従って、検出信号を量子化器３４０から信号処理回路２４０に転送するものである。
　［４．電流電圧変換回路の構成例］
　図７は、本技術の本開示に係る電流電圧変換回路３１０の一構成例を示す回路図である。この電流電圧変換回路３１０は、変換トランジスタ３１１、電流源トランジスタ３１２および電圧供給トランジスタ３１３を備える。変換トランジスタ３１１および電圧供給トランジスタ３１３として、例えば、Ｎ型のＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor）トランジスタが用いられる。また、電流源トランジスタ３１２として、例えば、Ｐ型のＭＯＳトランジスタが用いられる。
　変換トランジスタ３１１は、対応するフォトダイオード２２１からの光電流Ｉｉｎを電圧信号Ｖｏｕｔに変換してゲートから出力するものである。この変換トランジスタ３１１のソースは、入力信号線３１４を介してフォトダイオード２２１のカソードと電圧供給トランジスタ３１３のゲートとに接続される。また、変換トランジスタ３１１のドレインは電源に接続され、ゲートは、出力信号線３１５を介して電流源トランジスタ３１２のドレインと電圧供給トランジスタ３１３のドレインと、バッファ３２０の入力端子とに接続される。
　電流源トランジスタ３１２は、所定の定電流を出力信号線３１５に供給するものである。この電流源トランジスタ３１２のゲートには所定のバイアス電流Ｖｂｉａｓが印加される。ソースは電源に接続され、ドレインは出力信号線３１５に接続される。
　電圧供給トランジスタ３１３は、出力信号線３１５からの定電流に応じた一定の電圧を入力信号線３１４を介して変換トランジスタ３１１のソースに供給するものである。これにより、変換トランジスタ３１１のソース電圧は、一定電圧に固定される。したがって、光が入射した際に、変換トランジスタ３１１のゲート－ソース間電圧が光電流に応じて上昇し、電圧信号Ｖｏｕｔのレベルが上昇する。
　［５．減算器および量子化器の構成例］
　図８Ａは、本開示に係る減算器３３０および量子化器３４０の一構成例を示す回路図である。減算器３３０は、コンデンサ３３１および３３３と、インバータ３３２と、スイッチ３３４とを備える。また、量子化器３４０は、コンパレータ３４１を備える。
　コンデンサ３３１の一端は、バッファ３２０の出力端子に接続され、他端は、インバータ３３２の入力端子に接続される。コンデンサ３３３は、インバータ３３２に並列に接続される。
　スイッチ３３４は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal　Oxide　Semiconductor　Field　Effect　Transistor）によって構成され、コンデンサ３３３の両端を接続する経路を行駆動信号に従って開閉するものである。スイッチ３３４は、コンデンサ３３３の両端を接続することによって、コンデンサ３３３を放電させてリセットするリセットトランジスタとして機能する。
　インバータ３３２は、コンデンサ３３１を介して入力された電圧信号を反転するものである。このインバータ３３２は反転した信号をコンパレータ３４１の非反転入力端子（＋）に出力する。
　コンパレータ３４１は、例えば、反転増幅器であり、減算器３３０から入力される電圧信号に基づいて、フォトダイオード２２１に入射する入射光の輝度の変化を検出する輝度変化検出回路として機能する。
　コンパレータ３４１は、減算器３３０からの電圧信号と、反転入力端子（－）に印加される所定の閾値電圧ＶｔｈＯＮ，ＶｔｈＯＦＦとを比較することによって、入射光の輝度の変化を検出する。コンパレータ３４１は、比較結果を示す信号を検出信号として転送回路３５０に出力する。
　コンパレータ３４１は、例えば、撮像装置１００が顔認証に用いられる場合、被写体となる顔へ点滅光を照射する光源の点滅周期に同期して入力される閾値電圧ＶｔｈＯＮ，ＶｔｈＯＦＦが切替えられる。コンパレータ３４１は、光源が点灯する期間に、入力される電圧信号と閾値電圧ＶｔｈＯＮとを比較する。また、コンパレータ３４１は、光源が消灯している期間に、入力される電圧信号と閾値電圧ＶｔｈＯＦＦとを比較する。
　なお、量子化器３４０の構成は、図８Ａに示す構成に限定されるものではなく、例えば、図８Ｂに示す構成であってもよい。図８は、本開示に係る量子化器の変形例を示す回路図である。図８Ｂに示すように、変形例に係る量子化器３４０ａは、入力に対して並列に接続される２つのコンパレータ３４１ａ，３４１ｂを備える。
　コンパレータ３４１ａ，３４１ｂの非反転入力端子（＋）には、減算器３３０から電圧信号が入力される。コンパレータ３４１ａの反転入力端子（－）には、閾値電圧ＶｔｈＯＮが入力される。コンパレータ３４１ｂの反転入力端子（－）には、閾値電圧ＶｔｈＯＦＦが入力される。
　コンパレータ３４１ａは、電圧信号と閾値電圧ＶｔｈＯＮとの比較結果を示す検出信号ＳｉｇＯＮを転送回路３５０に出力する。コンパレータ３４１ｂは、電圧信号と閾値電圧ＶｔｈＯＦＦとの比較結果を示す検出信号ＳｉｇＯＦＦを転送回路３５０に出力する。
　かかる構成の量子化器３４０ａによっても、図８Ａに示す量子化器３４０と同様に、減算器３３０から入力される電圧信号に基づいて、フォトダイオード２２１に入射する入射光の輝度の変化を検出し、検出結果を転送回路３５０に出力することができる。
　ここで、量子化器３４０，３４０ａは、減算器３３０の寄生光感度（ＰＬＳ：Parasitic　Light　Sensitivity）が高いと、減算器３３０への迷光の照射や光発生電荷の拡散に起因して、入力される電圧信号の電圧が変動し、輝度変化の検出精度が低下する。
　例えば、図８Ａに示す構成の場合、減算器３３０が備えるコンデンサ３３１，３３３に接続されている不純物拡散領域Ａ１，Ａ２に対して、迷光の照射や光発生電荷の拡散が発生すると光電変換が起こり、量子化器３４０へ入力される電圧信号の電圧が変動する。
　また、スイッチ３３４のゲートに接続されている不純物拡散領域Ａ３に対して、迷光の照射や光発生電荷の拡散が発生すると、スイッチ３３４の開閉動作が異常をきたし、量子化器３４０へ入力される電圧信号の電圧が変動することがある。
　そこで、本開示に係る固体撮像素子２００は、輝度変化検出回路の一例である量子化器３４０，３４０ａへ電圧信号を入力する回路の一例である減算器３３０に含まれる不純物拡散領域への光の入射を遮断する遮光部を備える。
　これにより、固体撮像素子２００は、迷光の照射や光発生電荷の拡散による輝度変化の検出精度の低下を抑制することができる。以下、本開示に係る遮光部を備える固体撮像素子２００の具体例について説明する。
　なお、本開示に係る遮光部は、図２に示した検出チップ２０２に受光チップ２０１が積層される積層型の固体撮像素子２００以外の固体撮像素子に適用することができる。例えば、本開示に係る遮光部は、受光チップ２０１に設けられる回路素子と、検出チップ２０２に設けられる回路素子とが、１枚のチップ上に設けられる表面照射型の固体撮像素子および裏面照射型の固体撮像素子にも適用可能である。
　このため、以下では、本開示に係る遮光部を備える表面照射型の固体撮像素子、裏面照射型の固体撮像素子、および積層型の固体撮像素子のそれぞれについて説明する。
［６．表面照射型の固体撮像装置］
［６－１．第１の表面照射型固体撮像装置］
　まず、図９～図１１を参照し、本開示に係る第１の表面照射型固体撮像素子について説明する。図９は、本開示に係る第１の表面照射型固体撮像素子の構成を示す断面説明図である。図１０は、本開示に係る第１の表面照射型固体撮像素子が備える遮光膜と遮光対象との位置関係を示す平面説明図である。図１１は、本開示に係る第１の表面照射型固体撮像素子が備える遮光膜と遮光対象との位置関係を示す側面説明図である。なお、以下では、便宜上、固体撮像素子における光が入射する面側を上、光が入射する面とは逆面側を下として説明する。
　図９に示すように、第１の表面照射型固体撮像素子（以下、固体撮像素子２００ａと記載する）は、フォトダイオード２２１を含む半導体層４００の光が入射する面側に配線層５００を介してオンチップレンズ６００が設けられる。
　半導体層４００は、例えば、Ｂ（ボロン）等のＰ型不純物がドープされたＳｉ（シリコン）基板である。フォトダイオード２２１は、半導体層４００に、例えば、Ｐ（リン）等のＮ型の不純物が拡散された領域である。
　配線層５００は、例えば、ＳｉＯ２（酸化シリコン）膜等の層間絶縁膜５０１と、層間絶縁膜５０１の内部に設けられる多層の配線５０２とを備える。また、配線層５００における半導体層４００と接合される面側には、例えば、アドレスイベント検出回路３００に含まれる各種トランジスタのゲート電極５０３等が設けられる。
　また、例えば、アドレスイベント検出回路３００に含まれる不純物拡散領域４０１は、半導体層４００における配線層５００と接合される面側に設けられる。不純物拡散領域４０１は、例えば、例えば、Ｐ（リン）等のＮ型の不純物が拡散された領域である場合、半導体層４００との間にＰＮ接合が形成される。
　このため、不純物拡散領域４０１は、配線層５００を通過する光８００が迷光となって照射されると、光８００を光電変換する。かかる不純物拡散領域４０１は、前述した減算器３３０に含まれる不純物拡散領域Ａ１，Ａ２，Ａ３であった場合、減算器３３０から量子化器３４０へ出力される電圧信号の電圧を変動させ、量子化器３４０による輝度変化の検出精度を低下させる。
　そこで、固体撮像素子２００ａは、不純物拡散領域４０１への光８００の入射を遮断する遮光部として、配線層５００の光が入射する側の面を被覆する遮光膜７００を備える。これにより、固体撮像素子２００ａは、不純物拡散領域４０１への光８００の入射を防止することによって、迷光の照射による輝度変化の検出精度の低下を抑制することができる。
　また、図１０に示すように、遮光膜７００は、不純物拡散領域４０１を含む回路ブロック５１０と重なる位置に設けられ、平面視において回路ブロック５１０を内包する広さを有する。つまり、遮光膜７００は、１００％以上の被覆率によって回路ブロック５１０を被覆する。なお、回路ブロック５１０は、不純物拡散領域４０１そのものであってもよく、複数の不純物拡散領域４０１を含む領域であってもよい。これにより、遮光膜７００は、配線層５００の光が入射する側の面に対して垂直方向から入射しようとする光８００が不純物拡散領域４０１に入射することを防止することができる。
　また、図１１に示すように、遮光膜７００は、側面視における回路ブロック５１０の外周からのせり出し幅ＤＢが、側面視における回路ブロック５１０との上下方向の距離ＤＡ以上となるように形成される。これにより、遮光膜７００は、斜め方向から入射しようとする光８００が不純物拡散領域４０１に入射することを防止することができる。
［６－２．第２の表面照射型固体撮像素子］
　次に、図１２および図１３を参照し、本開示に係る第２の表面照射型固体撮像素子について説明する。以下の説明では、固体撮像素子に遮光を目的として設けられる特殊な配線を遮光配線と称する。図１２は、本開示に係る第２の表面照射型固体撮像素子の構成を示す断面説明図である。図１３は、本開示に係る第２の表面照射型固体撮像素子が備える遮光配線と遮光対象との位置関係を示す側面説明図である。
　図１２に示すように、第２の表面照射型固体撮像素子（以下、固体撮像素子２００ｂと記載する）は、図１０に示す遮光膜７００に代えて、配線層５００内に遮光配線７１０を備える。
　平面視による遮光配線７１０と回路ブロック５１０（図１０参照）との位置および大きさの関係は、図１０に示す遮光膜７００と回路ブロック５１０との位置および大きさの関係と同様である。また、側面視による遮光配線７１０と回路ブロック５１０（図１１参照）との位置および大きさの関係は、図１１に示す遮光膜７００と回路ブロック５１０との位置および大きさの関係と同様である。
　具体的には、遮光配線７１０は、不純物拡散領域４０１を含む回路ブロック５１０と重なる位置に設けられ、平面視において回路ブロック５１０を内包する広さを有する。つまり、遮光配線７１０は、１００％以上の被覆率によって回路ブロック５１０を被覆する。
　なお、回路ブロック５１０は、不純物拡散領域４０１そのものであってもよく、複数の不純物拡散領域４０１を含む領域であってもよい。これにより、遮光配線７１０は、配線層５００の光が入射する側の面に対して垂直方向から入射しようとする光８００が不純物拡散領域４０１に入射することを防止することができる。
　また、遮光配線７１０は、側面視における回路ブロック５１０の外周からのせり出し幅が、側面視における回路ブロック５１０との距離以上である。これにより、遮光配線７１０は、斜め方向から入射しようとする光８００が不純物拡散領域４０１に入射することを防止することができる。
　かかる遮光配線７１０は、例えば、配線層５００における光が入射する側の面に最も近い配線を形成する工程において、同時に形成が可能である。このため、遮光配線７１０は、不純物拡散領域４０１を遮光するために、新たな工程を追加することなく形成が可能である。
　また、図１２に示す例では、遮光配線７１０と、他の配線５０２とが接続されている。すなわち、遮光配線７１０は、回路の駆動に使用される配線である。このため、遮光配線７１０は、回路の駆動に使用される既存の配線５０２のパターンを設計変更するだけで、新たな工程を追加することなく形成が可能である。
　なお、遮光配線７１０は、必ずしも、他の配線５０２と接続されていなくてもよい。すなわち、遮光配線７１０は、回路の駆動に関与しないダミー配線であってもよい。かかるダミー配線の遮光配線７１０によっても、光８００が不純物拡散領域４０１に入射することを防止することができる。
　また、図１２に示す例では、単層の遮光配線７１０によって遮光部が構成されているが、複数層の遮光配線によって、遮光部が構成されてもよい。例えば、図１３に示すように、互いに形成される層が異なり、平面視において少なくとも一部が重なる第１の遮光配線７１１と、第２の遮光配線７１２とによって、遮光部が構成されてもよい。
　かかる構成の場合、第１の遮光配線７１１は、側面視における回路ブロック５１０の外周からのせり出し幅ＤＢ１が、側面視における回路ブロック５１０との上下方向の距離ＤＡ１以上となるように形成される。また、第２の遮光配線７１２は、側面視における回路ブロック５１０の外周からのせり出し幅ＤＢ２が、側面視における回路ブロック５１０との上下方向の距離ＤＡ２以上となるように形成される。
　これにより、第１の遮光配線７１１および第２の遮光配線７１２は、斜め方向から入射しようとする光８００が不純物拡散領域４０１に入射することを防止することができる。なお、平面視において少なくとも一部が重なる３層以上の遮光配線によって遮光部が構成されてもよい。
［６－３．第３の表面照射型固体撮像素子］
　次に、図１４～図１６を参照し、本開示に係る第３の表面照射型固体撮像素子について説明する。図１４は、本開示に係る第３の表面照射型固体撮像素子の構成を示す断面説明図である。図１５は、本開示に係る第３の表面照射型固体撮像素子が備える遮光部材と遮光対象との位置関係を示す平面説明図である。図１６は、本開示に係る第３の表面照射型固体撮像素子が備える遮光部材と遮光対象との位置関係を示す側面説明図である。
　図１４に示すように、第３の表面照射型固体撮像素子（以下、固体撮像素子２００ｃと記載する）では、半導体層４００内部の比較的電流量が多いトランジスタのゲート電極５０３付近でホットキャリアの発生に伴う発光現象（以下、ＨＣ発光８０１と記載する）が起こる。
　不純物拡散領域４０１は、ＨＣ発光８０１による光８０２が照射されると、光８０２を光電変換する。かかる不純物拡散領域４０１は、前述した減算器３３０に含まれる不純物拡散領域Ａ１，Ａ２，Ａ３であった場合、減算器３３０から量子化器３４０へ出力される電圧信号の電圧を変動させ、量子化器３４０による輝度変化の検出精度を低下させる。
　そこで、固体撮像素子２００ｃは、不純物拡散領域４０１への光８０２の入射を遮断する遮光部として、ホットキャリアによって発光する能動素子と、不純物拡散領域４０１との間に設けられるトレンチに埋設された遮光部材７２０を備える。
　遮光部材７２０は、例えば、Ｗ（タングステン）である。これにより、固体撮像素子２００ｃは、不純物拡散領域４０１への光８０２の入射を防止することによって、迷光の照射による輝度変化の検出精度の低下を抑制することができる。
　また、図１５に示すように、遮光部材７２０は、例えば、平面視において不純物拡散領域４０１を含む回路ブロック５１０の周囲を囲むように設けられる。なお、回路ブロック５１０は、不純物拡散領域４０１そのものであってもよく、複数の不純物拡散領域４０１を含む領域であってもよい。
　また、図１６に示すように、遮光部材７２０は、側面視において、回路ブロック５１０および発光する能動素子を含む回路ブロック５２０における最浅面よりも浅い位置から、最深面より深い位置まで延伸する。なお、回路ブロック５２０は、発光する能動素子そのものであってもよく、発光する能動素子を含む領域であってもよい。
　これにより、遮光部材７２０は、ホットキャリアによって発光する能動素子を含む回路ブロック５２０から出射される光８０２が不純物拡散領域４０１に入射することを防止することができる。
　なお、トレンチに埋設される遮光部材７２０は、平面視において、必ずしも回路ブロック５１０の周囲を完全に囲んでいなくてもよい。遮光部材７２０は、少なくとも回路ブロック５１０と回路ブロック５２０との間に設けられていれば、光８０２が不純物拡散領域４０１に入射することを防止することができる。
　また、図９～図１６に示した固体撮像素子２００ａ，２００ｂ，２００ｃの構成は、本開示に係る固体撮像素子の一例である。本開示に係る固体撮像素子は、遮光膜７００、遮光配線７１０，７１１，７１２、および遮光部材７２０の全て、若しくは、いくつかの遮光部の組合せを備える構成であってもよい。
［７．裏面照射型の固体撮像素子］
［７－１．第１の裏面照射型固体撮像素子］
　次に、図１７を参照し、本開示に係る第１の裏面照射型固体撮像素子について説明する。図１７は、本開示に係る第１の裏面照射型固体撮像素子の構成を示す断面説明図である。図１７に示すように、第１の裏面照射型固体撮像素子（以下、固体撮像素子２００ｄと記載する）は、フォトダイオード２２１を含む半導体層４００の光８００が入射する面とは逆面側に、配線層５００が設けられる。
　そして、固体撮像素子２００ｄでは、不純物拡散領域４０１は、半導体層４００における配線層５００と接合される面側に設けられる。かかる固体撮像素子２００ｄは、半導体層４００の光が入射する側の面から入射する光８００が不純物拡散領域４０１に入射すると、不純物拡散領域４０１において光電変換が起こり、輝度変化の検出精度が低下する。
　そこで、固体撮像素子２００ｄは、半導体層４００における光が入射する側の面を被覆する遮光膜７０１を備える。これにより、固体撮像素子２００ｄは、不純物拡散領域４０１への光８００の入射を防止することによって、迷光の照射による輝度変化の検出精度の低下を抑制することができる。
　また、平面視による遮光膜７０１と、不純物拡散領域４０１を含む回路ブロック５１０（図１０参照）との位置および大きさの関係は、図１０に示す遮光膜７００と回路ブロック５１０との位置および大きさの関係と同様である。また、側面視による遮光膜７０１と回路ブロック５１０（図１１参照）との位置および大きさの関係は、図１１に示す遮光膜７００と回路ブロック５１０との位置および大きさの関係と同様である。
　これにより、遮光膜７０１は、半導体層４００における光が入射する側の面に対して垂直方向および斜め方向から入射しようとする光８００が不純物拡散領域４０１に入射することを防止することによって、輝度変化の検出精度の低下を抑制することができる。
［７－２．第２の裏面照射型固体撮像素子］
　次に、図１８を参照し、本開示に係る第２の裏面照射型固体撮像素子について説明する。図１８は、本開示に係る第２の裏面照射型固体撮像素子の構成を示す断面説明図である。図１８に示すように、第２の裏面照射型固体撮像素子（以下、固体撮像素子２００ｅと記載する）は、半導体層４００内部の比較的電流量が多いトランジスタのゲート電極５０３付近でＨＣ発光８０１が起こる。
　固体撮像素子２００ｅは、ＨＣ発光８０１による光８０２が不純物拡散領域４０１に入射すると、不純物拡散領域４０１において光電変換が起こり、輝度変化の検出精度が低下する。そこで、固体撮像素子２００ｅは、不純物拡散領域４０１への光８０２の入射を遮断する遮光部として、ホットキャリアによってＨＣ発光８０１する能動素子と、不純物拡散領域４０１との間に形成されるトレンチに埋設された遮光部材７３０を備える。
　これにより、固体撮像素子２００ｅは、ＨＣ発光８０１による光８０２が不純物拡散領域４０１に入射することを防止することによって、輝度変化の検出精度の低下を抑制することができる。
［７－３．第３の裏面照射型固体撮像素子］
　次に、図１９を参照し、本開示に係る第３の裏面照射型固体撮像素子について説明する。図１９は、本開示に係る第３の裏面照射型固体撮像素子の構成を示す断面説明図である。図１９に示すように、第３の裏面照射型固体撮像素子（以下、固体撮像素子２００ｆと記載する）は、遮光部材７３０に加えて、不純物拡散領域４０１と半導体層４００における光が入射する側の面との間に設けられるトレンチに埋設された遮光部材７３１を備える。
　遮光部材７３１は、平面視において不純物拡散領域４０１を被覆するように設けられる。これにより、固体撮像素子２００ｆは、半導体層４００における光が入射する側の面から入射しようとする光８００が不純物拡散領域４０１に入射することを防止することによって、輝度変化の検出精度の低下を抑制することができる。
　また、図１７～図１９に示した固体撮像素子２００ｄ，２００ｅ，２００ｆの構成は、本開示に係る固体撮像素子の一例である。本開示に係る固体撮像素子は、遮光膜７０１および遮光部材７３０，７３１の全て、若しくは、いくつかの遮光部の組合せを備える構成であってもよい。
　また、上記した固体撮像素子２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ｄ，２００ｅ，２００ｆでは、不純物拡散領域４０１は、オンチップレンズ６００によってフォトダイオード２２１へ集光される入射光の光線束が通過する領域外に設けられる。
　これにより、固体撮像素子２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ｄ，２００ｅ，２００ｆは、フォトダイオード２２１へ集光される入射光が不純物拡散領域４０１に入射することを防止することによって、輝度変化の検出精度の低下を抑制することができる。
［８．積層型の固体撮像素子］
［８－１．第１の積層型固体撮像素子］
　次に、図２０を参照し、本開示に係る第１の積層型固体撮像素子について説明する。図２０は、本開示に係る第１の積層型固体撮像素子の構成を示す断面説明図である。図２０に示すように、第１の積層型固体撮像素子（以下、固体撮像素子２００ｇと記載する）は、検出チップ２０２に受光チップ２０１が積層されて貼合され、受光チップにオンチップレンズ６００が積層される。
　受光チップ２０１および検出チップ２０２は、受光チップ２０１における光が入射する側とは逆面側に設けられる配線層５００と、検出チップ２０２における光が入射する側に設けられる配線層５３０とが接合されて貼合される。受光チップ２０１における配線層５００は、層間絶縁膜５０１と、層間絶縁膜５０１の内部に設けられる多層の配線５０２等を含む。
　かかる積層型の固体撮像素子２００ｇでは、受光チップ２０１における半導体層４００に、フォトダイオード２２１が設けられ、検出チップ２０２における半導体層４１０に、アドレスイベント検出回路３００等の信号処理回路が設けられる。検出チップ２０２における配線層５３０は、層間絶縁膜５３１と、層間絶縁膜５３１の内部に設けられる多層の配線５３２および信号処理回路のゲート電極５３３等を含む。
　ここで、例えば、アドレスイベント検出回路３００の減算器３３０に含まれる不純物拡散領域Ａ１，Ａ２，Ａ３（図８Ａ参照）は、配線層５００，５３０を介してフォトダイオード２２１の直下に設けられる場合、透過光を受光して輝度変化の検出精度を低下させる。
　そこで、固体撮像素子２００ｇは、オンチップレンズ６００によってフォトダイオード２２１へ集光される入射光の光線束が通過する領域８０３の外に、減算器３３０に含まれる不純物拡散領域Ａ１，Ａ２，Ａ３となる不純物拡散領域４０１が設けられる。
　これにより、固体撮像素子２００ｇは、オンチップレンズ６００によって集光される入射光がフォトダイオード２２１、配線層５００，５３０を透過しても、不純物拡散領域４０１へ入射することがないので、輝度変化の検出精度の低下を抑制することができる。
［８－２．第２の積層型固体撮像素子］
　次に、図２１を参照し、本開示に係る第２の積層型固体撮像素子について説明する。図２１は、本開示に係る第２の積層型固体撮像素子の構成を示す断面説明図である。図２１に示すように、第１の積層型固体撮像素子（以下、固体撮像素子２００ｈと記載する）は、検出チップ２０２の配線層５３０に遮光配線７１４を備える。
　固体撮像素子２００ｈは、不純物拡散領域４０１よりも入射光が入射する側に設けられる側に遮光配線７１４によって、光８００が不純物拡散領域４０１へ入射することを防止することにより、輝度変化の検出精度の低下を抑制することができる。
［８－３．第３の積層型固体撮像素子］
　次に、図２２を参照し、本開示に係る第３の積層型固体撮像素子について説明する。図２２は、本開示に係る第１の積層型固体撮像素子の構成を示す断面説明図である。図２２に示すように、第２の積層型固体撮像素子（以下、固体撮像素子２００ｉと記載する）は、ＨＣ発光８０１する能動素子と、不純物拡散領域４０１との間に設けられるトレンチに埋設された遮光部材７４０を備える。
　これにより、固体撮像素子２００ｉは、ＨＣ発光８０１による光８０２が不純物拡散領域４０１に入射することを防止することによって、輝度変化の検出精度の低下を抑制することができる。
　また、図２０～図２２に示した固体撮像素子２００ｇ，２００ｈ，２００ｉの構成は、本開示に係る固体撮像素子の一例である。固体撮像素子２００ｈ，２００ｉにおける不純物拡散領域４０１は、固体撮像素子２００ｈにおける不純物拡散領域４０１と同じ位置に配置されてもよい。
　また、固体撮像素子２００ｇは、遮光配線７１４および遮光部材７４０の双方または一方を備える構成であってもよい。固体撮像素子２００ｈは、遮光部材７４０をさらに備える構成であってもよい。固体撮像素子２００ｉは、遮光配線７１４をさらに備える構成であってもよい。
［９．アドレスイベント検出回路の他の構成例］
　図２３は、アドレスイベント検出回路１０００の第２構成例を示すブロック図である。図２３に示すように、本構成例に係るアドレスイベント検出回路１０００は、電流電圧変換部１３３１、バッファ１３３２、減算器１３３３、量子化器１３３４、及び、転送部１３３５の他に、記憶部１３３６及び制御部１３３７を有する構成となっている。
　記憶部１３３６は、量子化器１３３４と転送部１３３５との間に設けられており、制御部１３３７から供給されるサンプル信号に基づいて、量子化器１３３４の出力、即ち、コンパレータ１３３４ａの比較結果を蓄積する。記憶部１３３６は、スイッチ、プラスチック、容量などのサンプリング回路であってもよいし、ラッチやフリップフロップなどのデジタルメモリ回路でもあってもよい。
　制御部１３３７は、コンパレータ１３３４ａの反転（－）入力端子に対して所定の閾値電圧Ｖｔｈを供給する。制御部１３３７からコンパレータ１３３４ａに供給される閾値電圧Ｖｔｈは、時分割で異なる電圧値であってもよい。例えば、制御部１３３７は、光電流の変化量が上限の閾値を超えた旨を示すオンイベントに対応する閾値電圧Ｖｔｈ１、及び、その変化量が下限の閾値を下回った旨を示すオフイベントに対応する閾値電圧Ｖｔｈ２を異なるタイミングで供給することで、１つのコンパレータ１３３４ａで複数種類のアドレスイベントの検出が可能になる。
　記憶部１３３６は、例えば、制御部１３３７からコンパレータ１３３４ａの反転（－）入力端子に、オフイベントに対応する閾値電圧Ｖｔｈ２が供給されている期間に、オンイベントに対応する閾値電圧Ｖｔｈ１を用いたコンパレータ１３３４ａの比較結果を蓄積するようにしてもよい。尚、記憶部１３３６は、画素２０３０（図２４参照）の内部にあってもよいし、画素２０３０の外部にあってもよい。また、記憶部１３３６は、アドレスイベント検出回路１０００の必須の構成要素ではない。すなわち、記憶部１３３６は、無くてもよい。
［１０．本開示に係るスキャン方式の撮像装置の構成例］
　上述した撮像装置１００は、非同期型の読出し方式にてイベントを読み出す非同期型の撮像装置である。但し、イベントの読出し方式としては、非同期型の読出し方式に限られるものではなく、同期型の読出し方式であってもよい。同期型の読出し方式が適用される撮像装置は、所定のフレームレートで撮像を行う通常の撮像装置と同じ、スキャン方式の撮像装置である。
　図２４は、本開示に係るスキャン方式の撮像装置の構成例を示すブロック図である。図２４に示すように、本開示に係る撮像装置２０００は、画素アレイ部２０２１、駆動部２０２２、信号処理部２０２５、読出し領域選択部２０２７、及び、信号生成部２０２８を備える構成となっている。
　画素アレイ部２０２１は、複数の画素２０３０を含む。複数の画素２０３０は、読出し領域選択部２０２７の選択信号に応答して出力信号を出力する。複数の画素２０３０のそれぞれについては、画素内に量子化器コンパレータを持つ構成とすることもできる。複数の画素２０３０は、光の強度の変化量に対応する出力信号を出力する。複数の画素２０３０は、図２４に示すように、行列状に２次元配置されていてもよい。
　駆動部２０２２は、複数の画素２０３０のそれぞれを駆動して、各画素２０３０で生成された画素信号を信号処理部２０２５に出力させる。尚、駆動部２０２２及び信号処理部２０２５については、階調情報を取得するための回路部である。従って、イベント情報のみを取得する場合は、駆動部２０２２及び信号処理部２０２５は無くてもよい。
　読出し領域選択部２０２７は、画素アレイ部２０２１に含まれる複数の画素２０３０のうちの一部を選択する。具体的には、読出し領域選択部２０２７は、画素アレイ部２０２１の各画素２０３０からのリクエストに応じて選択領域を決定する。例えば、読出し領域選択部２０２７は、画素アレイ部２０２１に対応する２次元行列の構造に含まれる行のうちのいずれか１つもしくは複数の行を選択する。読出し領域選択部２０２７は、予め設定された周期に応じて１つもしくは複数の行を順次選択する。また、読出し領域選択部２０２７は、画素アレイ部２０２１の各画素２０３０からのリクエストに応じて選択領域を決定してもよい。
　信号生成部２０２８は、読出し領域選択部２０２７によって選択された画素の出力信号に基づいて、選択された画素のうちのイベントを検出した活性画素に対応するイベント信号を生成する。イベントは、光の強度が変化するイベントである。活性画素は、出力信号に対応する光の強度の変化量が予め設定された閾値を超える、又は、下回る画素である。例えば、信号生成部２０２８は、画素の出力信号を基準信号と比較し、基準信号よりも大きい又は小さい場合に出力信号を出力する活性画素を検出し、当該活性画素に対応するイベント信号を生成する。
　信号生成部２０２８については、例えば、信号生成部２０２８に入ってくる信号を調停するような列選択回路を含む構成とすることができる。また、信号生成部２０２８については、イベントを検出した活性画素の情報の出力のみならず、イベントを検出しない非活性画素の情報もを出力する構成とすることができる。
　信号生成部２０２８からは、出力線２０１５を通して、イベントを検出した活性画素のアドレス情報及びタイムスタンプ情報（例えば、（Ｘ，Ｙ，Ｔ））が出力される。但し、信号生成部２０２８から出力されるデータについては、アドレス情報及びタイムスタンプ情報だけでなく、フレーム形式の情報（例えば、（０，０，１，０，・・・））であってもよい。
［１１．測距システム］
　本開示の実施形態に係る測距システムは、ストラクチャード・ライト方式の技術を用いて、被写体までの距離を測定するためのシステムである。また、本開示の実施形態に係る測距システムは、三次元（３Ｄ）画像を取得するシステムとして用いることもでき、この場合には、三次元画像取得システムということができる。ストラクチャード・ライト方式では、点像の座標とその点像がどの光源（所謂、点光源）から投影されたものであるかをパターンマッチングで同定することによって測距が行われる。
　図２５は、本開示の実施形態に係る測距システムの構成の一例を示す概略図であり、図２６は、回路構成の一例を示すブロック図である。
　本実施形態に係る測距システム３０００は、光源部として面発光半導体レーザ、例えば垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）３０１０を用い、受光部として、ＤＶＳと呼ばれるイベント検出センサ３０２０を用いている。垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）３０１０は、被写体に対して所定のパターンの光を投影する。本実施形態に係る測距システム３０００は、垂直共振器型面発光レーザ３０１０及びイベント検出センサ３０２０の他に、システム制御部３０３０、光源駆動部３０４０、センサ制御部３０５０、光源側光学系３０６０、及び、カメラ側光学系３０７０を備えている。
　システム制御部３０３０は、例えばプロセッサ（ＣＰＵ）によって構成されており、光源駆動部３０４０を介して垂直共振器型面発光レーザ３０１０を駆動し、センサ制御部３０５０を介してイベント検出センサ３０２０を駆動する。より具体的には、システム制御部３０３０は、垂直共振器型面発光レーザ３０１０とイベント検出センサ３０２０とを同期させて制御する。
　上記の構成の本実施形態に係る測距システム３０００において、垂直共振器型面発光レーザ３０１０から出射される、あらかじめ定められたパターンの光は、光源側光学系３０６０を透して被写体（測定対象物）３１００に対して投影される。この投影された光は、被写体３１００で反射される。そして、被写体３１００で反射された光は、カメラ側光学系３０７０を透してイベント検出センサ３０２０に入射する。イベント検出センサ３０２０は、被写体３１００で反射される光を受光し、画素の輝度変化が所定の閾値を超えたことをイベントとして検出する。イベント検出センサ３０２０が検出したイベント情報は、測距システム３０００の外部のアプリケーションプロセッサ３２００に供給される。アプリケーションプロセッサ３２００は、イベント検出センサ３０２０が検出したイベント情報に対して所定の処理を行う。
［１２．効果］
　本開示に係る固体撮像素子は、フォトダイオードと、変換回路と、輝度変化検出回路と、遮光部とを有する。フォトダイオードは、入射光を光電変換して光電流を生成する。変換回路は、光電流を電圧信号に変換する。輝度変化検出回路は、電圧信号に基づいて入射光の輝度の変化を検出する。遮光部は、輝度変化検出回路へ電圧信号を入力する回路に含まれる不純物拡散領域への光の入射を遮断する。これにより、固体撮像素子は、輝度変化の検出精度の低下を抑制することができる。
　また、遮光部は、フォトダイオードを含む半導体層の光が入射する面側に設けられる配線層の光が入射する側の面を被覆する遮光膜である。これにより、固体撮像素子は、表面照射型である場合に、配線層から不純物拡散領域への光の入射を遮断することができる。
　また、遮光部は、フォトダイオードを含む半導体層の光が入射する側の面を被覆する遮光膜である。これにより、固体撮像素子は、裏面照射型である場合に、半導体層から不純物拡散領域への光の入射を遮断することができる。
　また、遮光膜は、不純物拡散領域と重なる位置に設けられ、平面視において不純物拡散領域を内包し、側面視における不純物拡散領域の外周からのせり出し幅が、側面視における不純物拡散領域との距離以上である。これにより、固体撮像素子は、斜め方向から入射する光が不純物拡散領域へ入射することを防止することができる。
　また、遮光部は、不純物拡散領域よりも入射光が入射する側に設けられる配線層内の遮光配線である。これにより、固体撮像素子は、配線層内の既存の配線パターンを変更するだけで、別途遮光部を形成する工程を追加することなく、不純物拡散領域への光の入射を防止することができる。
　また、遮光配線は、不純物拡散領域と重なる位置に設けられ、平面視において不純物拡散領域を内包し、側面視における不純物拡散領域の外周からのせり出し幅が、側面視における不純物拡散領域との距離以上である。これにより、固体撮像素子は、斜め方向から入射する光が不純物拡散領域へ入射することを防止することができる。
　また、遮光配線は、平面視において少なくとも一部が重なる複数層の配線を含む。これにより、固体撮像素子は、単層の遮光配線よりも確実に、光が不純物拡散領域へ入射することを防止することができる。
　また、遮光部は、ホットキャリアによって発光する能動素子と、不純物拡散領域との間に設けられるトレンチに埋設された遮光部材である。これにより、固体撮像素子は、ＨＣ発光による光が不純物拡散領域へ入射することを防止することができる。
　また、不純物拡散領域は、レンズによってフォトダイオードへ集光される入射光の光線束が通過する領域外に設けられる。これにより、固体撮像素子は、レンズによって集光されてフォトダイオードを透過した光が不純物拡散領域へ入射することを防止することができる。
　また、本開示に係る固体撮像素子は、フォトダイオードと、変換回路と、輝度変化検出回路と、不純物拡散領域とを有する。フォトダイオードは、入射光を光電変換して光電流を生成する。変換回路は、光電流を電圧信号に変換する。輝度変化検出回路は、電圧信号に基づいて入射光の輝度の変化を検出する。不純物拡散領域は、レンズによってフォトダイオードへ集光される入射光の光線束が通過する領域外に設けられ、輝度変化検出回路へ電圧信号を入力する回路に含まれる。これにより、固体撮像素子は、レンズによって集光されてフォトダイオードを透過した光が不純物拡散領域へ入射することを防止することにより、輝度変化の検出精度の低下を抑制することができる。
　また、固体撮像素子は、不純物拡散領域への光の入射を遮断する遮光部を有する。これにより、固体撮像素子は、輝度変化の検出精度の低下を抑制することができる。
　また、遮光部は、フォトダイオードを含む半導体層の光が入射する面側に設けられる配線層の光が入射する側の面を被覆する遮光膜である。これにより、固体撮像素子は、表面照射型である場合に、配線層から不純物拡散領域への光の入射を遮断することができる。
　また、遮光部は、フォトダイオードを含む半導体層の光が入射する側の面を被覆する遮光膜である。これにより、固体撮像素子は、裏面照射型である場合に、半導体層から不純物拡散領域への光の入射を遮断することができる。
　また、遮光膜は、不純物拡散領域と重なる位置に設けられ、平面視において不純物拡散領域を内包し、側面視における不純物拡散領域の外周からのせり出し幅が、側面視における不純物拡散領域との距離以上である。これにより、固体撮像素子は、斜め方向から入射する光が不純物拡散領域へ入射することを防止することができる。
　また、遮光部は、不純物拡散領域よりも入射光が入射する側に設けられる配線層内の遮光配線である。これにより、固体撮像素子は、配線層内の既存の配線パターンを変更するだけで、別途遮光部を形成する工程を追加することなく、不純物拡散領域への光の入射を防止することができる。
　また、遮光配線は、不純物拡散領域と重なる位置に設けられ、平面視において不純物拡散領域を内包し、側面視における不純物拡散領域の外周からのせり出し幅が、側面視における不純物拡散領域との距離以上である。これにより、固体撮像素子は、斜め方向から入射する光が不純物拡散領域へ入射することを防止することができる。
　また、遮光配線は、平面視において少なくとも一部が重なる複数層の配線を含む。これにより、固体撮像素子は、単層の遮光配線よりも確実に、光が不純物拡散領域へ入射することを防止することができる。
　また、遮光部は、ホットキャリアによって発光する能動素子と、不純物拡散領域との間に設けられるトレンチに充填された遮光部材である。これにより、固体撮像素子は、ＨＣ発光による光が不純物拡散領域へ入射することを防止することができる。
　また、不純物拡散領域は、輝度変化検出回路へ電圧信号を入力する回路に含まれる容量素子に接続される。これにより、固体撮像素子は、上記した遮光構造を備えることで、輝度変化検出回路へ入力される電圧が迷光により変動することを抑制することができる。
　また、不純物拡散領域は、輝度変化検出回路へ電圧信号を入力する回路に含まれる容量素子を放電させてリセットするリセットトランジスタのゲートに接続される。これにより、固体撮像素子は、上記した遮光構造を備えることで、迷光に起因するリセットトランジスタの動作不良を抑制することができる。
　なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　入射光を光電変換して光電流を生成するフォトダイオードと、
　前記光電流を電圧信号に変換する変換回路と、
　前記電圧信号に基づいて前記入射光の輝度の変化を検出する輝度変化検出回路と、
　前記輝度変化検出回路へ前記電圧信号を入力する回路に含まれる不純物拡散領域への光の入射を遮断する遮光部と
　を有する固体撮像素子。
（２）
　前記遮光部は、
　前記フォトダイオードを含む半導体層に積層される配線層を被覆する遮光膜である
　前記（１）に記載の固体撮像素子。
（３）
　前記遮光部は、
　前記フォトダイオードを含む半導体層の光が入射する側の面を被覆する遮光膜である
　前記（１）に記載の固体撮像素子。
（４）
　前記遮光膜は、
　前記不純物拡散領域と重なる位置に設けられ、平面視において前記不純物拡散領域を内包し、側面視における前記不純物拡散領域の外周からのせり出し幅が、側面視における前記不純物拡散領域との距離以上である
　前記（２）または（３）に記載の固体撮像素子。
（５）
　前記遮光部は、
　前記不純物拡散領域よりも前記入射光が入射する側に設けられる配線層内に、遮光を目的として設けられる配線である
　前記（１）～（４）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（６）
　前記遮光を目的として設けられる配線は、
　前記不純物拡散領域と重なる位置に設けられ、平面視において前記不純物拡散領域を内包し、側面視における前記不純物拡散領域の外周からのせり出し幅が、側面視における前記不純物拡散領域との距離以上である
　前記（５）に記載の固体撮像素子。
（７）
　前記遮光を目的として設けられる配線は、
　平面視において少なくとも一部が重なる複数層の配線を含む
　前記（５）または（６）に記載の固体撮像素子。
（８）
　前記遮光部は、
　ホットキャリアによって発光する能動素子と、前記不純物拡散領域との間に設けられるトレンチに埋設された遮光部材である
　前記（１）～（７）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（９）
　前記不純物拡散領域は、
　レンズによって前記フォトダイオードへ集光される前記入射光の光線束が通過する領域外に設けられる
　前記（１）～（８）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１０）
　入射光を光電変換して光電流を生成するフォトダイオードと、
　前記光電流を電圧信号に変換する変換回路と、
　前記電圧信号に基づいて前記入射光の輝度の変化を検出する輝度変化検出回路と、
　レンズによって前記フォトダイオードへ集光される前記入射光の光線束が通過する領域外に設けられ、前記輝度変化検出回路へ前記電圧信号を入力する回路に含まれる不純物拡散領域と
　を有する固体撮像素子。
（１１）
　前記不純物拡散領域への光の入射を遮断する遮光部
　を有する前記（１０）に記載の固体撮像素子。
（１２）
　前記遮光部は、
　前記フォトダイオードを含む半導体層に積層される配線層を被覆する遮光膜である
　前記（１１）に記載の固体撮像素子。
（１３）
　前記遮光部は、
　前記フォトダイオードを含む半導体層の光が入射する側の面を被覆する遮光膜である
　前記（１１）に記載の固体撮像素子。
（１４）
　前記遮光膜は、
　前記不純物拡散領域と重なる位置に設けられ、平面視において前記不純物拡散領域を内包し、側面視における前記不純物拡散領域の外周からのせり出し幅が、側面視における前記不純物拡散領域との距離以上である
　前記（１２）または（１３）に記載の固体撮像素子。
（１５）
　前記遮光部は、
　前記不純物拡散領域よりも前記入射光が入射する側に設けられる配線層内に、遮光を目的として設けられる配線である
　前記（１１）～（１４）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１６）
　前記遮光を目的として設けられる配線は、
　前記不純物拡散領域と重なる位置に設けられ、平面視において前記不純物拡散領域を内包し、側面視における前記不純物拡散領域の外周からのせり出し幅が、側面視における前記不純物拡散領域との距離以上である
　前記（１５）に記載の固体撮像素子。
（１７）
　前記遮光を目的として設けられる配線は、
　平面視において少なくとも一部が重なる複数層の配線を含む
　前記（１５）または（１６）に記載の固体撮像素子。
（１８）
　前記遮光部は、
　ホットキャリアによって発光する能動素子と、前記不純物拡散領域との間に設けられるトレンチに充填された遮光部材である
　前記（１１）～（１７）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１９）
　前記不純物拡散領域は、
　前記輝度変化検出回路へ前記電圧信号を入力する回路に含まれる容量素子に接続される
　前記（１）～（１８）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（２０）
　前記不純物拡散領域は、
　前記輝度変化検出回路へ前記電圧信号を入力する回路に含まれる容量素子を放電させてリセットするリセットトランジスタのゲートに接続される
　前記（１）～（１９）のいずれかに記載の固体撮像素子。
　１００　撮像装置
　１１０　撮像レンズ
　１２０　記録部
　１３０　制御部
　２００　固体撮像素子
　２０１　受光チップ
　２０２　検出チップ
　２１１，２１２，２１３，２３１，２３２，２３３　ビア配置部
　２２０　受光部
　２２１　フォトダイオード
　２４０　信号処理回路
　２５１　行駆動回路
　２５２　列駆動回路
　２６０　アドレスイベント検出部
　３００　アドレスイベント検出回路
　３１０　電流電圧変換回路
　３１１　変換トランジスタ
　３１２　電流源トランジスタ
　３１３　電圧供給トランジスタ
　３２０　バッファ
　３３０　減算器
　３３１、３３３　コンデンサ
　３３２　インバータ
　３３４　スイッチ
　３４０，３４０ａ　量子化器
　３４１　コンパレータ
　３５０　転送回路
　４００，４１０　半導体層
　５００，５３０　配線層
　５０１，５３１　層間絶縁膜
　５０２，５３２　配線
　５０３，５３３　ゲート電極
　６００　オンチップレンズ
　７００，７０１　遮光膜
　７１０，７１１，７１２，７１４　遮光配線
　７２０，７３０，７３１，７４０　遮光部材

Claims (20)

  1. 　入射光を光電変換して光電流を生成するフォトダイオードと、
    　前記光電流を電圧信号に変換する変換回路と、
    　前記電圧信号に基づいて前記入射光の輝度の変化を検出する輝度変化検出回路と、
    　前記輝度変化検出回路へ前記電圧信号を入力する回路に含まれる不純物拡散領域への光の入射を遮断する遮光部と
    　を有する固体撮像素子。
  2. 　前記遮光部は、
    　前記フォトダイオードを含む半導体層に積層される配線層を被覆する遮光膜である
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
  3. 　前記遮光部は、
    　前記フォトダイオードを含む半導体層の光が入射する側の面を被覆する遮光膜である
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
  4. 　前記遮光膜は、
    　前記不純物拡散領域と重なる位置に設けられ、平面視において前記不純物拡散領域を内包し、側面視における前記不純物拡散領域の外周からのせり出し幅が、側面視における前記不純物拡散領域との距離以上である
    　請求項２に記載の固体撮像素子。
  5. 　前記遮光部は、
    　前記不純物拡散領域よりも前記入射光が入射する側に設けられる配線層内に、遮光を目的として設けられる配線である
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
  6. 　前記遮光を目的として設けられる配線は、
    　前記不純物拡散領域と重なる位置に設けられ、平面視において前記不純物拡散領域を内包し、側面視における前記不純物拡散領域の外周からのせり出し幅が、側面視における前記不純物拡散領域との距離以上である
    　請求項５に記載の固体撮像素子。
  7. 　前記遮光を目的として設けられる配線は、
    　平面視において少なくとも一部が重なる複数層の配線を含む
    　請求項５に記載の固体撮像素子。
  8. 　前記遮光部は、
    　ホットキャリアによって発光する能動素子と、前記不純物拡散領域との間に設けられるトレンチに埋設された遮光部材である
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
  9. 　前記不純物拡散領域は、
    　レンズによって前記フォトダイオードへ集光される前記入射光の光線束が通過する領域外に設けられる
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
  10. 　入射光を光電変換して光電流を生成するフォトダイオードと、
    　前記光電流を電圧信号に変換する変換回路と、
    　前記電圧信号に基づいて前記入射光の輝度の変化を検出する輝度変化検出回路と、
    　レンズによって前記フォトダイオードへ集光される前記入射光の光線束が通過する領域外に設けられ、前記輝度変化検出回路へ前記電圧信号を入力する回路に含まれる不純物拡散領域と
    　を有する固体撮像素子。
  11. 　前記不純物拡散領域への光の入射を遮断する遮光部
    　を有する請求項１０に記載の固体撮像素子。
  12. 　前記遮光部は、
    　前記フォトダイオードを含む半導体層に積層される配線層を被覆する遮光膜である
    　請求項１１に記載の固体撮像素子。
  13. 　前記遮光部は、
    　前記フォトダイオードを含む半導体層の光が入射する側の面を被覆する遮光膜である
    　請求項１１に記載の固体撮像素子。
  14. 　前記遮光膜は、
    　前記不純物拡散領域と重なる位置に設けられ、平面視において前記不純物拡散領域を内包し、側面視における前記不純物拡散領域の外周からのせり出し幅が、側面視における前記不純物拡散領域との距離以上である
    　請求項１２に記載の固体撮像素子。
  15. 　前記遮光部は、
    　前記不純物拡散領域よりも前記入射光が入射する側に設けられる配線層内に、遮光を目的として設けられる配線である
    　請求項１１に記載の固体撮像素子。
  16. 　前記遮光を目的として設けられる配線は、
    　前記不純物拡散領域と重なる位置に設けられ、平面視において前記不純物拡散領域を内包し、側面視における前記不純物拡散領域の外周からのせり出し幅が、側面視における前記不純物拡散領域との距離以上である
    　請求項１５に記載の固体撮像素子。
  17. 　前記遮光を目的として設けられる配線は、
    　平面視において少なくとも一部が重なる複数層の配線を含む
    　請求項１５に記載の固体撮像素子。
  18. 　前記遮光部は、
    　ホットキャリアによって発光する能動素子と、前記不純物拡散領域との間に設けられるトレンチに充填された遮光部材である
    　請求項１１に記載の固体撮像素子。
  19. 　前記不純物拡散領域は、
    　前記輝度変化検出回路へ前記電圧信号を入力する回路に含まれる容量素子に接続される
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
  20. 　前記不純物拡散領域は、
    　前記輝度変化検出回路へ前記電圧信号を入力する回路に含まれる容量素子を放電させてリセットするリセットトランジスタのゲートに接続される
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
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