WO2022181155A1 - 撮像装置および電子機器 - Google Patents

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WO2022181155A1
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軼倫 何
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to an imaging device that performs imaging by performing photoelectric conversion and an electronic device equipped with the imaging device.
  • Patent Document 1 a photoelectric conversion portion and a charge holding portion are provided on a Si (111) substrate extending along a horizontal plane orthogonal to the thickness direction (first direction).
  • An imaging device is disclosed in which a light shielding portion including a light shielding portion and a vertical light shielding portion orthogonal to the horizontal light shielding portion is provided to improve the light shielding property with respect to the charge holding portion.
  • imaging devices are required to improve the deterioration of parasitic photosensitivity characteristics due to light leakage.
  • An imaging device has a semiconductor substrate having a first surface serving as a light incident surface and a second surface facing the first surface, and having a plurality of sensor pixels arranged in an array. , a photoelectric conversion unit provided on the first surface side in the semiconductor substrate and generating electric charges according to the amount of light received by photoelectric conversion; a first light shielding portion extending in the in-plane direction of the semiconductor substrate between the photoelectric conversion portion and the charge holding portion; and a condensing optical system for condensing the incident light substantially at the geometric center of the first light shielding portion.
  • An electronic device has the imaging device according to the embodiment of the present disclosure.
  • a first light shielding portion extending in the in-plane direction of the semiconductor substrate; An optical system was provided. This prevents light that has passed through the photoelectric conversion portion without being absorbed from entering the charge holding portion.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration example of an imaging device according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a circuit configuration of some sensor pixels in the imaging device shown in FIG. 1
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing an example of the configuration of a pixel array section in the imaging device shown in FIG. 1
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the pixel array portion taken along line II shown in FIG. 3; It is a figure explaining the calculation method of the geometric center of a light-shielding part.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing an example of the configuration of a pixel array section in an imaging device according to a second embodiment of the present disclosure
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing an example of the configuration of a pixel array section in an imaging device according to a second embodiment of the present disclosure
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the pixel array portion taken along line II-II shown in FIG. 6;
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a planar shape of a light shielding portion in an imaging device according to Modification 1 of the present disclosure;
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing another example of the planar shape of the light shielding portion in the imaging device according to Modification 1 of the present disclosure;
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing another example of the planar shape of the light shielding portion in the imaging device according to Modification 1 of the present disclosure;
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing another example of the planar shape of the light shielding portion in the imaging device according to Modification 1 of the present disclosure;
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing another example of the planar shape of the light shielding portion in the imaging device according to Modification 1 of the present disclosure;
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a planar shape of a light shielding portion in an imaging device according
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing another example of the planar shape of the light shielding portion in the imaging device according to Modification 1 of the present disclosure
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing another example of the planar shape of the light shielding portion in the imaging device according to Modification 1 of the present disclosure
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing another example of the planar shape of the light shielding portion in the imaging device according to Modification 1 of the present disclosure
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing another example of the planar shape of the light shielding portion in the imaging device according to Modification 1 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of a planar layout of light shielding units and light receiving lenses for sensor pixels in an imaging device according to Modification 2 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing another example of a planar layout of light shielding units and light receiving lenses with respect to sensor pixels in an imaging device according to Modification 2 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing another example of a planar layout of light shielding units and light receiving lenses with respect to sensor pixels in an imaging device according to Modification 2 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing another example of a planar layout of light shielding units and light receiving lenses with respect to sensor pixels in an imaging device according to Modification 2 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing another example of a planar layout of light shielding units and light receiving lenses with respect to sensor pixels in an imaging device according to Modification 2 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing another example of a planar layout of light shielding units and light receiving lenses with respect to sensor pixels in an imaging device according to Modification 2 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing another example of a planar layout of light shielding units and light
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing another example of a planar layout of light shielding units and light receiving lenses with respect to sensor pixels in an imaging device according to Modification 2 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing another example of a planar layout of light shielding units and light receiving lenses with respect to sensor pixels in an imaging device according to Modification 2 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating an example of a planar layout of color filters in an imaging device according to Modification 3 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing another example of a planar layout of color filters in an imaging device according to Modification 3 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing another example of a planar layout of color filters in an imaging device according to Modification 3 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing another example of a planar layout of color filters in an imaging device according to Modification 3 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing an example of a configuration of a pixel array section in an imaging device according to Modification 4 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing an example of a configuration of a pixel array section in an imaging device according to Modification 5 of the present disclosure
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing an example of a configuration of a pixel array section in an imaging device according to Modification 6 of the present disclosure
  • 1 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of an electronic device
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a vehicle control system
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of installation positions of an outside information detection unit and an imaging unit
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of an imaging device as another modified example of the present disclosure
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of an imaging device as another modified example of the present disclosure
  • First Embodiment an example of an imaging device in which a horizontal light shielding section and a light receiving lens are arranged so that incident light is condensed substantially at the geometric center of the horizontal light shielding section
  • Second Embodiment Example of Imaging Device Having Horizontal Light-Shielding Section Extending in One Direction
  • Modification 3-1 Modification
  • Modification 1 (example of planar shape of light shielding portion) 3-2.
  • Modification 2 (Example of Planar Layout of Light-Shielding Units and Light-Receiving Lenses for Sensor Pixels) 3-3.
  • Modification 3 (example of planar layout of color filters) 3-4.
  • Modification 4 (another example of the configuration of the light shielding portion) 3-5.
  • Modification 5 (another example of the configuration of the light shielding portion) 3-6.
  • Modified example 6 (an example in which multiple layers of light-receiving lenses are provided) 4.
  • Application example to electronic equipment 5 Example of application to moving bodies 6 .
  • FIG. 1 illustrates a functional configuration example of an imaging device (imaging device 1) according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the imaging device 1 is a so-called global shutter type back-illuminated image sensor such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor.
  • the image capturing apparatus 1 captures an image by receiving light from a subject and photoelectrically converting the light to generate an image signal.
  • the global shutter method is basically a global exposure method that starts exposure for all pixels at the same time and finishes exposure for all pixels at the same time.
  • all pixels means all pixels appearing in the image, excluding dummy pixels and the like.
  • the global shutter method also includes a method in which global exposure is performed not only on all the pixels in the portion appearing in the image, but also on pixels in a predetermined area.
  • a back-illuminated image sensor has a photoelectric conversion unit such as a photodiode that receives light from a subject and converts it into an electrical signal. is provided between the wiring layer provided with the image sensor. Note that the present technology is not limited to application to CMOS image sensors.
  • the imaging device 1 includes, for example, a pixel array unit 111, a vertical driving unit 112, a ramp wave module 113, a column signal processing unit 114, a clock module 115, a data storage unit 116, a horizontal driving unit 117, a system control unit 118, and a signal processing unit. 119 are provided.
  • a pixel array section 111 is formed on a semiconductor substrate 11 (described later). Peripheral circuits such as the vertical driving unit 112 to the signal processing unit 119 are formed on the same semiconductor substrate 11 as the pixel array unit 111, for example.
  • the pixel array section 111 has a plurality of sensor pixels 121 each including a photoelectric conversion element that generates and accumulates charges according to the amount of light incident from the object.
  • the sensor pixels 121 are arranged in the horizontal direction (row direction) and the vertical direction (column direction), respectively, as shown in FIG.
  • the pixel driving lines 122 are wired along the row direction for each pixel row composed of the sensor pixels 121 arranged in a line in the row direction, and the sensor pixels 121 are arranged in a line in the column direction.
  • a vertical signal line 123 is wired along the column direction for each pixel column.
  • the vertical driving section 112 is composed of a shift register, an address decoder, and the like.
  • the vertical driving section 112 supplies signals and the like to the plurality of sensor pixels 121 via the plurality of pixel drive lines 122, thereby simultaneously driving all of the plurality of sensor pixels 121 in the pixel array section 111, or driving the pixels. Drive by row.
  • the ramp wave module 113 generates a ramp wave signal used for A/D (Analog/Digital) conversion of pixel signals and supplies it to the column signal processing unit 114 .
  • the column signal processing unit 114 includes, for example, a shift register and an address decoder, and performs noise removal processing, correlated double sampling processing, A/D conversion processing, and the like to generate pixel signals.
  • the column signal processing unit 114 supplies the generated pixel signals to the signal processing unit 119 .
  • the clock module 115 supplies clock signals for operation to each part of the imaging device 1 .
  • the horizontal driving section 117 sequentially selects unit circuits corresponding to the pixel columns of the column signal processing section 114 . By selective scanning by the horizontal drive unit 117 , pixel signals that have undergone signal processing for each unit circuit in the column signal processing unit 114 are sequentially output to the signal processing unit 119 .
  • the system control unit 118 consists of a timing generator that generates various timing signals.
  • the system control section 118 drives and controls the vertical driving section 112, the ramp wave module 113, the column signal processing section 114, the clock module 115 and the horizontal driving section 117 based on the timing signal generated by the timing generator.
  • the signal processing unit 119 performs signal processing such as arithmetic processing on the pixel signals supplied from the column signal processing unit 114 while temporarily storing data in the data storage unit 116 as necessary, and outputs each pixel signal. It outputs an image signal consisting of
  • FIG. 2 shows an example of the circuit configuration of one sensor pixel 121 of the pixel array section 111. As shown in FIG.
  • the sensor pixel 121 in the pixel array section 111 includes a photoelectric conversion section 51, a first transfer transistor (TRX) 52, a second transfer transistor (TRM) 53, a charge holding section (MEM) 54, and a third transfer transistor. It includes a transistor (TRG) 55 , a charge-voltage converter (FD) 56 , an ejection transistor (OFG) 57 , a reset transistor (RST) 58 , an amplification transistor (AMP) 59 and a selection transistor (SEL) 60 .
  • TRG transistor
  • FD charge-voltage converter
  • OFG ejection transistor
  • RST reset transistor
  • AMP amplification transistor
  • SEL selection transistor
  • TRX52, TRM53, TRG55, OFG57, RST58, AMP59 and SEL60 are all N-type MOS transistors.
  • Drive signals S52, S53, S55, S57, S58 and S60 are supplied to gate electrodes of TRX52, TRM53, TRG55, OFG57, RST58 and SEL60, respectively.
  • the drive signals S52, S53, S55, S57, S58, and S60 are pulse signals whose high level state is active (on state) and whose low level state is inactive (off state). Note that hereinafter, setting the drive signal to the active state is also referred to as turning the drive signal on, and setting the drive signal to the inactive state is also referred to as turning the drive signal off.
  • the photoelectric conversion unit 51 is a photoelectric conversion element made up of, for example, a PN junction photodiode.
  • the TRX 52 is connected between the photoelectric conversion section 51 and the TRM 53, and transfers the charge accumulated in the photoelectric conversion section 51 to the MEM 54 in accordance with the drive signal S52 applied to the gate electrode of the TRX 52. be.
  • the TRM 53 controls the potential of the MEM 54 according to the drive signal S53 applied to the gate electrode of the TRM 53. For example, when the driving signal S53 is turned on and the TRM 53 is turned on, the potential of the MEM 54 deepens. Further, when the driving signal S53 is turned off and the TRM 53 is turned off, the potential of the MEM 54 becomes shallow.
  • the drive signals S52 and S53 are turned on and the TRX52 and TRM53 are turned on, the charges accumulated in the photoelectric conversion section 51 are transferred to the MEM 54 via the TRX52 and TRM53.
  • the MEM 54 is a region that temporarily holds electric charges accumulated in the photoelectric conversion unit 51 in order to realize the global shutter function.
  • the TRG55 is connected between the TRM53 and the FD56, and transfers the charge held in the MEM54 to the FD56 according to the drive signal S55 applied to the gate electrode of the TRG55. For example, when the drive signal S53 is turned off, the TRM53 is turned off, the drive signal S55 is turned on, and the TRG55 is turned on, the charge held in the MEM54 is transferred to the FD56 via the TRM53 and TRG55. ing.
  • the FD 56 is a floating diffusion region that converts the charge transferred from the MEM 54 via the TRG 55 into an electrical signal (for example, voltage signal) and outputs the electrical signal.
  • the FD 56 is connected to the RST 58 and the vertical signal line VSL via the AMP 59 and SEL 60 .
  • OFG 57 has a drain connected to power supply VDD and a source connected to the wiring between TRX 52 and TRM 53 .
  • the OFG 57 initializes, ie resets, the photoelectric conversion section 51 according to the drive signal S57 applied to its gate electrode. For example, when the drive signal S52 and the drive signal S57 are turned on and the TRX52 and OFG57 are turned on, the potential of the photoelectric conversion section 51 is reset to the voltage level of the power supply VDD. That is, initialization of the photoelectric conversion unit 51 is performed.
  • the OFG 57 forms an overflow path between the TRX 52 and the power supply VDD, and discharges the charges overflowing from the photoelectric conversion section 51 to the power supply VDD.
  • RST 58 has a drain connected to power supply VDD and a source connected to FD 56 .
  • the RST 58 initializes, that is, resets each region from the MEM 54 to the FD 56 according to the drive signal S58 applied to its gate electrode. For example, when the driving signals S55 and S58 are turned on and the TRG55 and RST58 are turned on, the potentials of the MEM54 and the FD56 are reset to the voltage level of the power supply VDD. That is, the MEM54 and FD56 are initialized.
  • the AMP 59 has a gate electrode connected to the FD 56 and a drain connected to the power supply VDD, and serves as an input section of a source follower circuit that reads out charges obtained by photoelectric conversion in the photoelectric conversion section 51. That is, the AMP 59 forms a source follower circuit together with a constant current source connected to one end of the vertical signal line VSL by connecting its source to the vertical signal line VSL via the SEL 60 .
  • the SEL60 is connected between the source of the AMP59 and the vertical signal line VSL, and the drive signal S60 is supplied as a selection signal to the gate electrode of the SEL60.
  • the SEL 60 becomes conductive when the drive signal S60 is turned on, and the sensor pixel 121 provided with the SEL 60 becomes selected.
  • the sensor pixel 121 is in the selected state, the pixel signal output from the AMP 59 is read by the column signal processing section 114 through the vertical signal line VSL.
  • a plurality of pixel drive lines 122 are wired for each pixel row, for example.
  • Drive signals S52, S53, S55, S57, S58, and S60 are supplied to the selected sensor pixels 121 from the vertical drive section 112 through the plurality of pixel drive lines 122.
  • each transistor of RST 58, AMP 59 and SEL 60 is hereinafter referred to as a pixel transistor.
  • FIG. 3 schematically shows an example of the planar configuration of the pixel array section 111 in the imaging device 1.
  • FIG. 4 schematically shows a cross-sectional configuration of the pixel array section 111 taken along line II shown in FIG.
  • FIG. 3 shows a total of 16 sensor pixels 121 arranged in an array of four each in the row direction (X-axis direction) and the column direction (Y-axis direction) among the plurality of sensor pixels 121 in the imaging device 1.
  • other sensor pixels 121 in the imaging device 1 also have substantially the same configuration as that shown in FIG.
  • the surface along which the semiconductor substrate 11 extends is the XY plane
  • the thickness direction of the semiconductor substrate 11 is the Z-axis direction.
  • the imaging device 1 includes a semiconductor substrate 11, a photoelectric conversion portion 51 embedded in the semiconductor substrate 11, a TRX 52, a TRM 53, a MEM 54, a TRG 55, an OFG 57, light shielding portions 12 and 13, and an etching stopper 17. , a color filter CF, and a light receiving lens LNS.
  • the back surface 11B becomes the light-receiving surface.
  • the semiconductor substrate 11 is made of, for example, a Si (111) substrate.
  • a Si (111) substrate is a single crystal silicon substrate having a (111) crystal orientation.
  • the semiconductor substrate 11 has a back surface 11B, which is a light-receiving surface that receives light from a subject that has passed through the light-receiving lens LNS and the color filter CF, and a surface 11A that faces the back surface 11B.
  • the photoelectric conversion section 51 has, for example, an N ⁇ type semiconductor region 51A and an N type semiconductor region 51B in order from the position closer to the back surface 11B. Light incident on the rear surface 11B is photoelectrically converted in the N ⁇ type semiconductor region 51A to generate electric charges, and then the electric charges are accumulated in the N type semiconductor region 51B.
  • the boundary between the N ⁇ -type semiconductor region 51A and the N-type semiconductor region 51B is not always clear.
  • the N-type impurity concentration gradually increases from the N ⁇ -type semiconductor region 51A toward the N-type semiconductor region 51B. All you have to do is
  • the light shielding part 12 is a member that functions to prevent light from entering the MEM 54 .
  • the light shielding portion 12 is positioned between the photoelectric conversion portion 51 (photoelectric conversion region 51X) and the MEM 54 in the Z-axis direction as shown in FIG. It is provided so that the transmitted light L is condensed approximately at its geometric center.
  • the light shielding portion 12 includes, for example, a horizontal light shielding portion 12H provided on the opposite side of the back surface 11B of the semiconductor substrate 11 when viewed from the photoelectric conversion region 51X and extending along the horizontal plane (XY plane), and the horizontal light shielding portion 12H. 12H and a vertical light shielding portion 12V extending along the YZ plane so as to be orthogonal to 12H.
  • the "geometric center” corresponds to the position of the arithmetic average taken over all points belonging to the outline of the object.
  • the geometric center corresponds to the center of gravity of the target object when the density is uniform.
  • a geometric center can be obtained, for example, as follows. First, as shown in FIG. 5, a coordinate system of the outline of the object is created, and coordinates of all points belonging to the outline of the object (X 1 , Y 1 ), (X 2 , Y 2 ), . X n , Y n ). Next, the average value X ave of X 1 to X n and the average value Y ave of Y 1 to Y n are calculated respectively. This gives the coordinates (X ave , Y ave ) of the geometric center.
  • the horizontal light shielding portion 12H corresponds to a specific example of the "first light shielding portion" of the present disclosure.
  • the horizontal light shielding portion 12H is positioned between the photoelectric conversion region 51X and the MEM 54 in the Z-axis direction and extends on the XY plane, as shown in FIG.
  • the horizontal light-shielding portion 12H has four sensor pixels 121 arranged in two rows and two columns as one pixel unit, and forms a substantially rhombic shape on the XY plane from the center thereof. extended.
  • the horizontal light shielding portion 12H is provided for each pixel unit, and in the pixel array portion 111, as shown in FIG. is provided.
  • the light receiving lens LNS is provided so as to substantially face the horizontal light shielding portion 12H provided in this manner.
  • the light L that passes through the light receiving lens LNS enters from the rear surface 11B, and passes through the photoelectric conversion region 51X without being absorbed by the photoelectric conversion region 51X is, as shown in FIG.
  • Light is condensed (condensed spot X) at the geometric center.
  • the horizontal light shielding portion 12H functions to suppress the light transmitted through the photoelectric conversion region 51X from entering the MEM 54 and generating noise.
  • An aperture 12K is provided between adjacent horizontal light shielding portions 12H provided for each pixel unit. This opening 12K corresponds to a specific example of the "first opening" of the present disclosure.
  • the vertical light shielding portion 12V corresponds to a specific example of the "third light shielding portion" of the present disclosure. As shown in FIGS. 3 and 4, the vertical light shielding portion 12V extends in the Z-axis direction from the back surface 11B side of the semiconductor substrate 11, provided at the boundary portion between the sensor pixels 121 adjacent in the X-axis direction in plan view. existing walls. The vertical light shielding portion 12V is continuously provided for every two sensor pixels 121 adjacent in the Y-axis direction in the pixel unit provided with the horizontal light shielding portion 12H. The vertical light shielding portion 12V functions to prevent noise such as color mixture from being caused by leakage light from the adjacent sensor pixels 121 entering the photoelectric conversion portion 51 .
  • the light shielding portion 12 has a two-layer structure of an inner layer portion 12A and an outer layer portion 12B surrounding it.
  • the inner layer portion 12A is made of, for example, a light-shielding material containing at least one of a single metal, a metal alloy, a metal nitride, and a metal silicide. More specifically, materials constituting the inner layer portion 12A include Al (aluminum), Cu (copper), Co (cobalt), W (tungsten), Ti (titanium), Ta (tantalum), and Ni (nickel). , Mo (molybdenum), Cr (chromium), Ir (iridium), platinum iridium, TiN (titanium nitride), tungsten silicon compounds, and the like.
  • the inner layer portion 12A may be made of graphite or a low refractive index material.
  • the outer layer portion 12B is made of an insulating material such as SiOx (silicon oxide). Electrical insulation between the inner layer portion 12A and the semiconductor substrate 11 is ensured by the outer layer portion 12B.
  • the light shielding portion 12 can be formed from the back surface 11B side of the semiconductor substrate 11 by, for example, combining dry etching and wet etching.
  • a predetermined alkaline aqueous solution is used as an etching solution.
  • inorganic solutions such as KOH, NaOH or CsOH can be applied, and organic solutions such as EDP (ethylenediaminepyrocatechol aqueous solution), N 2 H 4 (hydrazine) and NH 4 OH (ammonium hydroxide) can be used.
  • EDP ethylenediaminepyrocatechol aqueous solution
  • N 2 H 4 hydrazine
  • NH 4 OH ammonium hydroxide
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • crystal anisotropic etching is performed using the property that the etching rate differs depending on the plane orientation of Si (111). Specifically, in a Si(111) substrate, the etching rate in the ⁇ 110> direction is sufficiently higher than the etching rate in the ⁇ 111> direction. Therefore, in the present embodiment, etching progresses in the X-axis direction, while etching hardly progresses in the Y-axis and Z-axis directions. As a result, a space 12Z surrounded by the first crystal plane 11S1, the second crystal plane 11S2, and the third crystal plane 11S3 and communicating with the trench 12T is formed inside the semiconductor substrate 11, which is a Si (111) substrate. is formed. The distance of progress of etching in the ⁇ 110> direction can be adjusted by adjusting the etching treatment time of the semiconductor substrate 11 with the alkaline aqueous solution.
  • the light shielding portion 13 is a member that functions to prevent light from entering the MEM 54. As shown in FIG. For example, it is provided so as to surround the MEM 54 .
  • the light shielding portion 13 is, for example, a horizontal light shielding portion 13H provided on the side opposite to the back surface 11B of the semiconductor substrate 11 when viewed from the photoelectric conversion portion 51 (photoelectric conversion region 51X) and extending along the horizontal plane (XY plane). and a vertical light shielding portion 13V extending along the YZ plane so as to be orthogonal to the horizontal light shielding portion 13H.
  • the horizontal light shielding portion 13H corresponds to a specific example of the "second light shielding portion" of the present disclosure.
  • the horizontal light shielding portion 13H is provided, for example, at a position facing the opening 12K of the horizontal light shielding portion 12H of the light shielding portion 12 so as to cover the MEM 54 in plan view.
  • the horizontal light shielding portion 13H is positioned between the photoelectric conversion portion 51 (photoelectric conversion region 51X) and the MEM 54 in the Z-axis direction as shown in FIG. It is provided over the entire XY plane in the pixel array section 111 except for 13K.
  • the horizontal light shielding portion 13H functions as a reflector, and functions to further suppress the light transmitted through the photoelectric conversion portion 51 from entering the MEM 54 and generating noise.
  • the horizontal light shielding portions 12H and 13H may have light absorption instead of light reflection.
  • the vertical light shielding portion 13V corresponds to a specific example of the "fourth light shielding portion" of the present disclosure. As shown in FIG. 4, the vertical light shielding portion 13V is, for example, a wall portion provided at the boundary portion between the sensor pixels 121 adjacent in the X-axis direction and extending in the Y-axis direction. The vertical light shielding portion 13V is exposed on the surface 11A of the Si(111) substrate. Similar to the vertical light shielding portion 12V, the vertical light shielding portion 13V functions to prevent leakage light from the adjacent sensor pixels 121 from entering the photoelectric conversion portion 51 and causing noise such as color mixture.
  • the light shielding part 13 has a two-layer structure of an inner layer part 13A and an outer layer part 13B surrounding it.
  • the inner layer portion 13A is made of, for example, a light shielding material containing at least one of a single metal, a metal alloy, a metal nitride, and a metal silicide. More specifically, materials constituting the inner layer portion 13A include Al (aluminum), Cu (copper), Co (cobalt), W (tungsten), Ti (titanium), Ta (tantalum), and Ni (nickel).
  • the inner layer portion 13A may be made of graphite or a low refractive index material.
  • the outer layer portion 13B is made of an insulating material such as SiOx (silicon oxide). Electrical insulation between the inner layer portion 13A and the semiconductor substrate 11 is ensured by the outer layer portion 13B.
  • the light shielding portion 13 can be formed from the front surface 11A side of the semiconductor substrate 11 by, for example, combining dry etching and wet etching in the same manner as the light shielding portion 12 .
  • the etching stoppers 17 are provided at both ends of the opening 13K in the X-axis direction.
  • the etching stopper 17 has a function of inhibiting the progress of etching when the horizontal light shielding portion 13H is formed by wet etching.
  • the etching stopper 17 exhibits etching resistance to an etching solution capable of etching the semiconductor substrate 11 in the ⁇ 110> direction, such as an alkaline aqueous solution.
  • an impurity element such as B (boron)
  • a crystal defect structure obtained by implanting hydrogen ions or an insulator such as oxide can be used.
  • the gate electrodes of the TRX52, TRM53, TRG55 and OFG57 are all provided on the surface 11A of the semiconductor substrate 11 with the insulating layer 18 interposed therebetween.
  • the MEM 54 which is an N-type semiconductor region, is embedded in the semiconductor substrate 11 and arranged between the surface 11A and the horizontal light shielding portion 13H. Furthermore, a P-type semiconductor region 16 is provided between the MRM 54 and the surface 11A.
  • the TRX 52 includes a horizontal terminal portion 52H and a vertical terminal portion 52V as gate electrodes.
  • the horizontal terminal portion 52 ⁇ /b>H is provided on the front surface 11 ⁇ /b>A of the semiconductor substrate 11 .
  • the vertical terminal portion 52V extends downward from the horizontal terminal portion 52H along the Z-axis direction, sequentially penetrates the opening 13K and the N-type semiconductor region 51B, and reaches the interior of the N ⁇ type semiconductor region 51A.
  • the vertical terminal portion 52V is provided in the Si residual region 22 (region corresponding to the opening 13K) other than the region occupied by the horizontal light shielding portion 13H in the horizontal plane.
  • the TRX 52 is through which electric charges moving from the photoelectric conversion unit 51 to the MEM 54 pass.
  • the imaging device 1 further has a fixed charge film 15 provided between the photoelectric conversion section 51 and the back surface 11B.
  • the fixed charge film 15 is exposed on the rear surface 11B.
  • the fixed charge film 15 has negative fixed charges in order to suppress the generation of dark current due to the interface state of the back surface 11B, which is the light receiving surface of the semiconductor substrate 11.
  • a hole accumulation layer is formed in the vicinity of the back surface 11B of the semiconductor substrate 11 by the electric field induced by the fixed charge film 15 . This hole accumulation layer suppresses the generation of electrons from the back surface 11B.
  • the color filter CF is provided so as to be in contact with the fixed charge film 15 .
  • the light receiving lens LNS is provided on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11 . Specifically, the light-receiving lens LNS is located on the opposite side of the fixed charge film 15 when viewed from the color filters CF, and is provided so as to be in contact with the color filters CF.
  • a plurality of light-receiving lenses LNS are provided in an array in a pixel array section 111 in which a plurality of sensor pixels 121 are arranged in the row direction (X-axis direction) and column direction (Y-axis direction). Specifically, one light receiving lens LNS is provided for each of four sensor pixels 121 arranged in two rows and two columns. 3 and 4, the light-receiving lens LNS is arranged so that the light L transmitted through the light-receiving lens LNS is condensed substantially at the geometric center of the light shielding portion 12.
  • the light-receiving lens LNS of the present embodiment has one light-receiving lens LNS for every four sensor pixels 121 (pixel units) arranged in two rows and two columns so as to substantially face the horizontal light shielding portion 12H, as described above. are provided one by one.
  • the focal point of the light receiving lens LNS and the geometric center of the horizontal light shielding portion 12H are provided so as to substantially match.
  • part of the sensor pixels 121 arrayed in the horizontal direction (row direction) and the vertical direction (column direction) in the pixel array section 111 may be image plane phase difference pixels.
  • the image plane phase difference pixel divides the pupil area of the imaging lens, photoelectrically converts the subject image from the divided pupil area, and generates a signal for phase difference detection.
  • the image plane phase difference pixels are, for example, discretely arranged between the sensor pixels 121 .
  • the in-plane direction (XY direction) of the semiconductor substrate 11 is provided between the photoelectric conversion portion 51 (photoelectric conversion region 51X) provided in the semiconductor substrate 11 and the MEM 54 . and a light-receiving lens LNS is provided on the back surface 11B side of the semiconductor substrate 11 so that the light L is condensed substantially at the geometric center of the light-shielding portion 12 in plan view. did.
  • the light shielding portion 12 (horizontal light shielding portion 12H) is formed by two pixels in the pixel array portion 111 in which the plurality of sensor pixels 121 are arranged in the row direction (X-axis direction) and the column direction (Y-axis direction).
  • Four sensor pixels 121 arranged in rows and two columns are provided in a substantially rhombic shape on the XY plane from the center.
  • the light-receiving lens LNS is provided for each of the four sensor pixels 121 arranged in two rows and two columns, similarly to the horizontal light shielding portion 12H, so as to substantially face the horizontal light shielding portion 12H.
  • the light (leakage light) that passes through the light-receiving lens LNS and enters from the rear surface 11B and passes through the photoelectric conversion region 51X without being absorbed by the photoelectric conversion region 51X enters the MEM 54. intrusion is prevented. Therefore, the generation of noise due to incident light leaking into the MEM 54 is reduced. That is, it is possible to improve the parasitic photosensitivity (PLS).
  • PLS parasitic photosensitivity
  • the horizontal light shielding portion 12H and the light receiving lens LNS are provided for each of the four sensor pixels 121 arranged in two rows and two columns.
  • the light L is condensed substantially at the geometric center of the horizontal light shielding portion 12H. Therefore, it is possible to prevent light leaking from one sensor pixel 121 to another adjacent sensor pixel 121 from entering the photoelectric conversion unit 51 of another sensor pixel 121 . Therefore, it is possible to improve oblique incidence characteristics. That is, it is possible to prevent noise such as color mixture from occurring. In addition, miniaturization can be achieved.
  • one light receiving lens LNS is provided for each of the four sensor pixels 121 arranged in two rows and two columns as described above. Therefore, when the image plane phase difference pixels are provided between the sensor pixels 121 arranged in an array as described above, it is possible to improve the image plane phase difference characteristics.
  • the horizontal light shielding portion 13H is provided to cover the light receiving surface side of the MEM 54, so the effect of the electric field generated in each transistor (for example, TRX 52, etc.) in each sensor pixel 121 can be avoided from reaching the photoelectric conversion unit 51 . That is, it is possible to prevent the dark current generated by the electric field of each transistor from flowing into the photoelectric conversion unit 51 and generating noise.
  • the imaging device 1 of the present embodiment uses the Si(111) substrate as the semiconductor substrate 11, the channel mobility is higher than when the Si(100) substrate is used, and the charge transfer characteristics are improved. can be expected.
  • FIG. 6 schematically illustrates an example of a planar configuration of the pixel array section 111 in the imaging device 2 according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 schematically shows a cross-sectional configuration of the pixel array section 111 along line II-II shown in FIG.
  • the diamond-shaped light shielding portion 12 (horizontal light shielding portion 12H) is provided for each of the four sensor pixels 121 (pixel units) arranged in two rows and two columns. made it In contrast, in the imaging device 2 according to the present embodiment, the horizontal light shielding portion 12H extends in one direction (for example, the row direction (X-axis direction)) and is shared by the pixel units arranged in the same direction. It is the one that was made. Further, the light-receiving lens LNS of the present embodiment is provided for each of the four sensor pixels 121 (pixel units) arranged in two rows and two columns in the row direction (X-axis direction) and the column direction (Y-axis direction). axial direction).
  • the light shielding portion 12 (horizontal light shielding portion 12H) is formed to extend, for example, in the row direction (X-axis direction) and is shared by the pixel units arranged in the same direction.
  • the light L that has passed through the light-receiving lens LNS, entered from the rear surface 11B, and has passed through the photoelectric conversion region 51X without being absorbed by the photoelectric conversion region 51X is located at the geometric center of the horizontal light-shielding portion 12H or the symmetry of the horizontal light-shielding portion 12H. Focused along the axis.
  • the vertical light shielding portion 13V is provided from the rear surface 11B side of the semiconductor substrate 11 so as to contact the horizontal light shielding portion 13H that covers the MEM 54 from the light receiving surface side.
  • the vertical light shielding portions 12V and 13V are provided at the boundary positions between the sensor pixels 121 . Therefore, it is possible to further prevent light leaking from one sensor pixel 121 to another adjacent sensor pixel 121 from entering the photoelectric conversion unit 51 of another sensor pixel 121 . Therefore, compared with the imaging device 1 of the first embodiment, the oblique incidence characteristics can be further improved.
  • Modification 1 schematically show an example of the planar shape of the light blocking section 12 in the imaging device (for example, the imaging device 1) according to Modification 1 of the present disclosure together with the light receiving lens LNS and the focused spot X. be.
  • the shape of the horizontal light shielding portion 12H is not limited to this.
  • the planar shape of the horizontal light shielding portion 12H depends on the shape and forming direction of the vertical light shielding portion 12V.
  • FIG. 8A shows an example in which the vertical light shielding portion 12V extends in one direction on the XY plane, as in the first embodiment.
  • the etching progresses until the crystal plane with the plane index (111) finally appears, and there is a high possibility that the crystal plane will have a rhombic shape, but the shape can be changed by adjusting the etching time or the like. Note that if etching is continued from FIG. 8A, over-etching may occur, resulting in a shape different from the rhombus.
  • FIG. 8B shows the planar shape of the horizontal light shielding portion 12H when the vertical light shielding portion 12V is I-shaped in plan view.
  • a rhombus can have a shape in which the corners of two opposing vertices are removed.
  • FIG. 8C shows the planar shape of the horizontal light shielding portion 12H when the vertical light shielding portion 12V has a "T" shape in plan view.
  • the horizontal light shielding portion 12H in this case can finally have a planar shape in which the edge of the vertical light shielding portion 12V becomes a corner.
  • the horizontal light shielding portion 12H having various planar shapes can be formed.
  • the planar shape of the horizontal light shielding portion 12H is not limited to the polygonal shape shown in FIGS. 8A to 8E, and may be circular as shown in FIG. 8F, for example.
  • the horizontal light shielding portion 12H extending in one direction and shared by the pixel units arranged in the same direction is shown, but the shape of the horizontal light shielding portion 12H is limited to this. is not.
  • the width of the horizontal light shielding portion 12H extending in one direction does not necessarily have to be constant. You may make it change continuously.
  • the horizontal light shielding portion 12H is arranged in each pixel unit consisting of four sensor pixels arranged in two rows and two columns, or in one direction (for example, row direction).
  • a plurality of pixels are provided in the pixel array portion 111 for each of the plurality of pixel units arranged is shown, the present invention is not limited to this.
  • the horizontal light shielding portion 12H may be provided over the entire surface of the pixel array portion 111, and an opening 12K may be formed at a predetermined position.
  • the light-receiving lens LNS is arranged so that the light L transmitted through the light-receiving lens LNS is condensed substantially at the geometric center of the horizontal light shielding portion 12H. .
  • FIGS. 10A and 10B schematically show an example of a planar layout of the light shielding portion 12 (horizontal light shielding portion 12H) and the light receiving lens LNS for the sensor pixels 121 in the imaging device according to Modification 2 of the present disclosure. It is represented.
  • the planar layout of the light shielding portion 12 (horizontal light shielding portion 12H) and the light receiving lens LNS is not limited to this.
  • the diamond-shaped horizontal light shielding portion 12H and the light receiving lens LNS may be provided for each sensor pixel 121 as shown in FIG. 9A. Further, the diamond-shaped horizontal light shielding portion 12H and the light receiving lens LNS may be provided across two adjacent sensor pixels 121 as shown in FIG. 9B. At that time, the horizontal light shielding portion 12H may be the horizontal light shielding portion 12H extending in one direction (for example, the row direction) shown in the second embodiment, as shown in FIGS. 9C and 9D. . Also, the horizontal light shielding portion 12H extending in one direction may extend in the column direction as shown in FIG. 9E.
  • a total of four horizontal light shielding portions 12H and light receiving lenses LNS may be provided for one sensor pixel 121 in two rows and two columns.
  • the color filter CF has a red filter R, a green filter G and a blue filter B corresponding to red (R), green (G) and blue (B) arranged for each sensor pixel 121 .
  • the red filters R, green filters G, and blue filters B are arranged in a Bayer pattern in the pixel array section 111, as shown in FIG. 11A, for example.
  • the red filter R, the green filter G and the blue filter B are arranged for each four sensor pixels 121 arranged in two rows and two columns, for example, as shown in FIG.
  • the four sensor pixels 121 arranged in two rows and two columns may be arranged in a Bayer pattern as one unit.
  • the red filter R, green filter G, and blue filter B arranged in a Bayer pattern are shifted by 121 minutes per sensor pixel according to the positions of the horizontal light shielding portion 12H and the light receiving lens LNS. You may arrange it.
  • FIGS. 11A, 11B, 12A, and 12B show the color filters CF corresponding to red (R), green (G), and blue (B) as examples, but the present invention is not limited to this.
  • the color filter DF may be composed of color filters corresponding to cyan (C), magenta (M) and yellow (Y), for example.
  • FIG. 13 illustrates an example of a cross-sectional configuration of the pixel array section 111 in an imaging device (for example, the imaging device 1) according to Modification 4 of the present disclosure.
  • the vertical light shielding portion 12V of the light shielding portion 12 is formed from the back surface 11B side of the semiconductor substrate 11, but the vertical light shielding portion 12V is formed from the front surface 11A side of the semiconductor substrate 11. can be
  • the vertical light shielding portions 12V and 13V of the light shielding portions 12 and 13 may be formed from either the front surface 11A side of the semiconductor substrate 11 or the rear surface 11B side of the semiconductor substrate 11.
  • FIG. 14 illustrates an example of a cross-sectional configuration of a pixel array section 111 in an imaging device (imaging device 3) according to modification 5 of the present disclosure.
  • the light shielding portion 12 located between the photoelectric conversion portion 51 (photoelectric conversion region 51X) and the MEM 54 in the Z-axis direction and the light shielding portion 12 closer to the MEM 54 than the light shielding portion 12
  • a light-shielding portion 13 (horizontal light-shielding portion 13H) is provided to cover the light-receiving surface side of the MEM 54 so that the light L transmitted through the light-receiving lens LNS is condensed substantially at the geometric center of the horizontal light-shielding portion 12H. Not exclusively. For example, as shown in FIG.
  • the horizontal light shielding portion 13H corresponds to a specific example of the “first light shielding portion” of the present disclosure
  • the vertical light shielding portion 13V corresponds to a specific example of the “third light shielding portion” of the present disclosure. become a thing.
  • FIG. 15 illustrates an example of a cross-sectional configuration of the pixel array section 111 in the imaging device (imaging device 4) according to Modification 6 of the present disclosure.
  • one light receiving lens LNS is provided on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11
  • the present invention is not limited to this.
  • some of the sensor pixels 121 arranged in an array in the pixel array section 111 are used as image plane phase difference pixels, for example, above the light receiving lens LNS via the protective film 19
  • a light receiving lens LNS for pupil correction may be further provided.
  • FIG. 16 is a block diagram showing a configuration example of a camera 2000 as an electronic device to which the present technology is applied.
  • a camera 2000 includes an optical unit 2001 including a group of lenses, an imaging device (imaging device) 2002 to which the imaging device 1 described above is applied, and a DSP (Digital Signal Processor) circuit 2003 that is a camera signal processing circuit.
  • the camera 2000 also includes a frame memory 2004 , a display section 2005 , a recording section 2006 , an operation section 2007 and a power supply section 2008 .
  • DSP circuit 2003 , frame memory 2004 , display unit 2005 , recording unit 2006 , operation unit 2007 and power supply unit 2008 are interconnected via bus line 2009 .
  • An optical unit 2001 captures incident light (image light) from a subject and forms an image on an imaging surface of an imaging device 2002 .
  • the imaging device 2002 converts the amount of incident light formed on the imaging surface by the optical unit 2001 into an electric signal for each pixel, and outputs the electric signal as a pixel signal.
  • the display unit 2005 is composed of, for example, a panel type display device such as a liquid crystal panel or an organic EL panel, and displays moving images or still images captured by the imaging device 2002 .
  • a recording unit 2006 records a moving image or still image captured by the imaging device 2002 in a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
  • the operation unit 2007 issues operation commands for various functions of the camera 2000 under the user's operation.
  • a power supply unit 2008 appropriately supplies various power supplies as operating power supplies for the DSP circuit 2003, the frame memory 2004, the display unit 2005, the recording unit 2006, and the operation unit 2007 to these supply targets.
  • imaging device 1 As described above, by using the above-described imaging device 1 or the like as the imaging device 2002, acquisition of good images can be expected.
  • the technology (the present technology) according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure can be realized as a device mounted on any type of moving body such as automobiles, electric vehicles, hybrid electric vehicles, motorcycles, bicycles, personal mobility, airplanes, drones, ships, and robots. may
  • FIG. 17 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 technology according to the present disclosure can be applied.
  • Vehicle control system 12000 comprises a plurality of electronic control units connected via 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 inside 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) 120 53 are shown.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of devices related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the driving system control unit 12010 includes a driving force generator for generating 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 to adjust and a brake device to generate braking force of the vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices equipped 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, winkers or fog lamps.
  • the body system control unit 12020 can receive radio waves transmitted from a portable device that substitutes for a key or signals from various switches.
  • the body system control unit 12020 receives the input of these radio waves or signals and controls the door lock device, power window device, lamps, etc. of the vehicle.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 detects information outside the vehicle in which the vehicle control system 12000 is installed.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 is connected with an imaging section 12031 .
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 causes the imaging unit 12031 to capture an image of the exterior 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 people, vehicles, obstacles, signs, or characters on the road surface based on the received image.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electrical signal according to the amount of received light.
  • the imaging unit 12031 can output the electric signal as an image, and can also output it as distance measurement information.
  • the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or non-visible light such as infrared rays.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects in-vehicle information.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 is connected to, for example, a driver state detection section 12041 that detects the state of the driver.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that captures an image of the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 detects 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 the driver is dozing off.
  • the microcomputer 12051 calculates control target values for 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 controls the drive system control unit.
  • a control command can be output to 12010 .
  • the microcomputer 12051 realizes the functions of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including collision avoidance or shock mitigation of vehicles, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, vehicle lane deviation warning, etc. Cooperative control can be performed for the purpose of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including collision avoidance or shock mitigation of vehicles, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, vehicle lane deviation warning, etc. Cooperative control can be performed for the purpose of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including collision avoidance or shock mitigation of vehicles, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, etc. based on the information about the vehicle surroundings acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, so that the driver's Cooperative control can be performed for the purpose of autonomous driving, etc., in which vehicles autonomously travel without depending on 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 information detection unit 12030 outside the vehicle.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamps according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the vehicle exterior information detection unit 12030, and performs cooperative control aimed at anti-glare such as switching from high beam to low beam. It can be carried out.
  • the audio/image output unit 12052 transmits at least one of audio and/or image output signals to an output device capable of visually or audibly notifying the passengers of the vehicle or the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are illustrated as output devices.
  • the display unit 12062 may include at least one of an on-board display and a head-up display, for example.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging unit 12031.
  • the imaging unit 12031 has imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided at positions such as the front nose, side mirrors, rear bumper, back door, and windshield of the vehicle 12100, for example.
  • An image pickup unit 12101 provided in the front nose and an image pickup unit 12105 provided above the windshield in the passenger compartment mainly acquire images in front of the vehicle 12100 .
  • Imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors mainly acquire side images of the vehicle 12100 .
  • An imaging unit 12104 provided in the rear bumper or back door mainly acquires an image behind the vehicle 12100 .
  • the imaging unit 12105 provided above the windshield in the passenger compartment is mainly used for detecting preceding vehicles, pedestrians, obstacles, traffic lights, traffic signs, lanes, and the like.
  • FIG. 18 shows an example of the imaging range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided in the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors, respectively
  • the imaging range 12114 The imaging range of an imaging unit 12104 provided on the rear bumper or 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 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 imaging units 12101 to 12104 may be a stereo camera composed of a plurality of imaging elements, or may be an imaging element having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 determines the distance to each three-dimensional object within the imaging ranges 12111 to 12114 and changes in this distance over time (relative velocity with respect to the vehicle 12100). , it is possible to extract, as the preceding vehicle, the closest three-dimensional object on the traveling path of the vehicle 12100, which runs at a predetermined speed (for example, 0 km/h or more) in substantially the same direction as the vehicle 12100. can. Furthermore, the microcomputer 12051 can set the inter-vehicle distance to be secured in advance in front of the preceding vehicle, and perform automatic brake control (including following stop control) and automatic acceleration control (including following start control). In this way, cooperative control can be performed for the purpose of automatic driving in which the vehicle runs autonomously without relying on the operation of the driver.
  • automatic brake control including following stop control
  • automatic acceleration control including following start control
  • the microcomputer 12051 converts three-dimensional object data related to three-dimensional objects to other three-dimensional objects such as motorcycles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, and utility poles. 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 those that are visible to the driver of the vehicle 12100 and those that are difficult to see. Then, the microcomputer 12051 judges the collision risk indicating the degree of danger 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, an audio speaker 12061 and a display unit 12062 are displayed. By outputting an alarm to the driver via the drive system control unit 12010 and performing forced deceleration and avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving support for collision avoidance can be performed.
  • 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 the pedestrian exists in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 .
  • recognition of a pedestrian is performed by, for example, a procedure for extracting feature points in images captured by the imaging units 12101 to 12104 as infrared cameras, and performing pattern matching processing on a series of feature points indicating the outline of an object to determine whether or not the pedestrian is a pedestrian.
  • the audio image output unit 12052 outputs a rectangular outline for emphasis to the recognized pedestrian. is superimposed on the display unit 12062 . Also, the audio/image output unit 12052 may control the display unit 12062 to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to the imaging unit 12031 among the configurations described above.
  • the imaging device 1 or the like shown in FIG. 1 or the like can be applied to the imaging unit 12031.
  • the imaging device of the present disclosure is not limited to an imaging device that detects the light amount distribution of visible light and acquires it as an image, and acquires the distribution of the incident amount of infrared rays, X-rays, particles, etc. as an image. It may be an imaging device. In that case, the color filter CF is omitted.
  • the imaging device of the present disclosure may be in the form of a module in which the imaging section and the signal processing section or optical system are packaged together.
  • a memory retention type global shutter type back-illuminated image sensor has been described, but the present disclosure is not limited to this.
  • it may be an FD retention type global shutter type backside illuminated image sensor that retains electric charge not in the electric charge retaining section but in the electric charge voltage converting section.
  • the solid-state imaging device of the technology of the present disclosure may have a configuration like the imaging device 1A shown in FIG. 19A or the imaging device 1B shown in FIG. 19B, for example.
  • FIG. 19A is a block diagram showing a configuration example of an imaging device 1A as a first modified example of the present disclosure.
  • FIG. 19B is a block diagram showing a configuration example of an imaging device 1B as a second modified example of the present disclosure.
  • a data storage unit 116 is provided between a column signal processing unit 114 and a horizontal driving unit 117, and pixel signals output from the column signal processing unit 114 pass through the data storage unit 116. and supplied to the signal processing unit 119.
  • the imaging device 1B of FIG. 19B is such that the data storage section 116 and the signal processing section 119 are arranged in parallel between the column signal processing section 114 and the horizontal driving section 117 .
  • the column signal processing unit 114 performs A/D conversion for converting analog pixel signals into digital pixel signals for each column of the pixel array unit 111 or for each of multiple columns of the pixel array unit 111.
  • the present disclosure can also be configured as follows.
  • a photoelectric conversion portion and a charge holding portion are provided in the semiconductor substrate in the in-plane direction between the photoelectric conversion portion and the charge holding portion provided on the first surface side and the second surface side facing each other in the semiconductor substrate.
  • a first light shielding portion is provided, and a condensing optical system for condensing incident light to the geometric center of the first light shielding portion in plan view is provided on the first surface side. This can prevent light that has passed through the photoelectric conversion portion without being absorbed from entering the charge holding portion. Therefore, PLS can be improved.
  • a semiconductor substrate having a first surface serving as a light incident surface and a second surface facing the first surface, and having a plurality of sensor pixels arranged in an array; a photoelectric conversion unit provided on the first surface side in the semiconductor substrate and configured to generate electric charges according to the amount of light received by photoelectric conversion; a charge holding portion provided on the second surface side in the semiconductor substrate and holding the charge transferred from the photoelectric conversion portion; a first light shielding portion extending in an in-plane direction of the semiconductor substrate between the photoelectric conversion portion and the charge holding portion; and a condensing optical system that is provided on the first surface side and condenses incident light substantially at the geometric center of the first light shielding portion in plan view.
  • the imaging device (2) The imaging device according to (1), wherein the first light shielding section is shared by the plurality of sensor pixels. (3) The imaging device according to (1) or (2), wherein the first light shielding section is shared by the four sensor pixels arranged in a two-row, two-column pattern. (4) The imaging according to any one of (1) to (3), wherein the first light shielding portion is continuously provided over a plurality of sensor pixels arranged in parallel in one direction. Device. (5) The imaging device according to any one of (1) to (4), wherein the first light shielding section is provided independently for each sensor pixel. (6) The image capturing apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the condensing optical system includes a plurality of optical systems arranged in an array.
  • each of the plurality of optical systems is shared by the plurality of sensor pixels.
  • each of the plurality of optical systems is any one of (1) to (6), wherein one is arranged for each of the four sensor pixels arranged in two rows and two columns; The imaging device described.
  • the imaging device according to any one of (1) to (8), wherein each of the plurality of optical systems is shared by two sensor pixels adjacent in one direction.
  • the imaging apparatus according to any one of (1) to (8), wherein one of the plurality of optical systems is arranged for each sensor pixel.
  • (11) The imaging apparatus according to any one of (1) to (8), wherein a plurality of the optical systems are arranged for one sensor pixel.
  • the imaging device according to any one of (1) to (11), wherein the photoelectric conversion unit and the charge holding unit are provided for each sensor pixel.
  • the first light shielding part according to any one of (1) to (12) above, wherein one layer or a plurality of layers are formed between the first surface and the second surface. imaging device.
  • the imaging device according to any one of (1) to (13), wherein the first light shielding section has a first opening.
  • a second light shielding portion provided at a position facing at least the first opening in a plan view on the second surface side of the first light shielding portion to prevent the incident light from entering the charge holding portion.
  • the imaging device according to (14), further comprising a light shielding section.
  • a semiconductor substrate having a first surface serving as a light incident surface and a second surface facing the first surface, and having a plurality of sensor pixels arranged in an array; a photoelectric conversion unit provided on the first surface side in the semiconductor substrate and configured to generate electric charges according to the amount of light received by photoelectric conversion; a charge holding portion provided on the second surface side in the semiconductor substrate and holding the charge transferred from the photoelectric conversion portion; a first light shielding portion extending in an in-plane direction of the semiconductor substrate between the photoelectric conversion portion and the charge holding portion;
  • An electronic device comprising: an imaging device provided on the first surface side and condensing incident light substantially at the geometric center of the first light shielding portion in a plan view.

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Abstract

本開示の一実施形態の撮像装置は、光入射面となる第１の面および第１の面と対向する第２の面を有すると共に、複数のセンサ画素がアレイ状に配置された半導体基板と、半導体基板内の第１の面側に設けられ、受光量に応じた電荷を光電変換による生成する光電変換部と、半導体基板内の第２の面側に設けられ、光電変換部から転送される電荷を保持する電荷保持部と、光電変換部と電荷保持部との間を、半導体基板の面内方向に延在する第１の遮光部と、第１の面側に設けられ、平面視において、第１の遮光部の略幾何中心に入射光を集光させる集光光学系とを備える。

Description

撮像装置および電子機器
　本開示は、光電変換を行うことで撮像を行う撮像装置およびこれを備えた電子機器に関する。
　例えば特許文献１では、厚さ方向（第１の方向）に直交する水平面に沿って広がるＳｉ（１１１）基板に光電変換部および電荷保持部を設け、その間に位置すると共に水平面に沿って広がる水平遮光部分および水平遮光部分と直交する垂直遮光部分を含む遮光部を設けることで電荷保持部に対する遮光性を向上させた撮像装置が開示されている。
国際公開第２０１９／２４０２０７号
　このように撮像装置では、遮光漏れによる寄生光感度の特性悪化の改善が求められている。
　寄生光感度を改善することが可能な撮像装置および電子機器を提供することが望ましい。
　本開示の一実施形態の撮像装置は、光入射面となる第１の面および第１の面と対向する第２の面を有すると共に、複数のセンサ画素がアレイ状に配置された半導体基板と、半導体基板内の第１の面側に設けられ、受光量に応じた電荷を光電変換による生成する光電変換部と、半導体基板内の第２の面側に設けられ、光電変換部から転送される電荷を保持する電荷保持部と、光電変換部と電荷保持部との間を、半導体基板の面内方向に延在する第１の遮光部と、第１の面側に設けられ、平面視において、第１の遮光部の略幾何中心に入射光を集光させる集光光学系とを備えたものである。
　本開示の一実施形態の電子機器は、上記本開示の一実施形態の撮像装置を有するものである。
　本開示の一実施形態の撮像装置および一実施形態の電子機器では、半導体基板内の対向する第１の面側および第２の面側にそれぞれ設けられた光電変換部と電荷保持部との間に、半導体基板の面内方向に延在する第１の遮光部を設け、さらに、第１の面側に、平面視において、第１の遮光部の略幾何中心に入射光を集光させる集光光学系を設けるようにした。これにより、光電変換部で吸収されずに通過した光の電荷保持部への進入を防ぐ。
本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の機能の構成例を表すブロック図である。 図１に示した撮像装置における一部のセンサ画素の回路構成の一例を表す回路図である。 図１に示した撮像装置における画素アレイ部の構成の一例を表す平面模式図である。 図３に示したＩ－Ｉ線における画素アレイ部の断面模式図である。 遮光部の幾何中心の算出方法を説明する図である。 本開示の第２の実施の形態に係る撮像装置における画素アレイ部の構成の一例を表す平面模式図である。 図６に示したＩＩ－ＩＩ線における画素アレイ部の断面模式図である。 本開示の変形例１に係る撮像装置における遮光部の平面形状の一例を表す模式図である。 本開示の変形例１に係る撮像装置における遮光部の平面形状の他の例を表す模式図である。 本開示の変形例１に係る撮像装置における遮光部の平面形状の他の例を表す模式図である。 本開示の変形例１に係る撮像装置における遮光部の平面形状の他の例を表す模式図である。 本開示の変形例１に係る撮像装置における遮光部の平面形状の他の例を表す模式図である。 本開示の変形例１に係る撮像装置における遮光部の平面形状の他の例を表す模式図である。 本開示の変形例１に係る撮像装置における遮光部の平面形状の他の例を表す模式図である。 本開示の変形例１に係る撮像装置における遮光部の平面形状の他の例を表す模式図である。 本開示の変形例２に係る撮像装置におけるセンサ画素に対する遮光部および受光レンズの平面レイアウトの一例を表す模式図である。 本開示の変形例２に係る撮像装置におけるセンサ画素に対する遮光部および受光レンズの平面レイアウトの他の例を表す模式図である。 本開示の変形例２に係る撮像装置におけるセンサ画素に対する遮光部および受光レンズの平面レイアウトの他の例を表す模式図である。 本開示の変形例２に係る撮像装置におけるセンサ画素に対する遮光部および受光レンズの平面レイアウトの他の例を表す模式図である。 本開示の変形例２に係る撮像装置におけるセンサ画素に対する遮光部および受光レンズの平面レイアウトの他の例を表す模式図である。 本開示の変形例２に係る撮像装置におけるセンサ画素に対する遮光部および受光レンズの平面レイアウトの他の例を表す模式図である。 本開示の変形例２に係る撮像装置におけるセンサ画素に対する遮光部および受光レンズの平面レイアウトの他の例を表す模式図である。 本開示の変形例３に係る撮像装置におけるカラーフィルタの平面レイアウトの一例を表す模式図である。 本開示の変形例３に係る撮像装置におけるカラーフィルタの平面レイアウトの他の例を表す模式図である。 本開示の変形例３に係る撮像装置におけるカラーフィルタの平面レイアウトの他の例を表す模式図である。 本開示の変形例３に係る撮像装置におけるカラーフィルタの平面レイアウトの他の例を表す模式図である。 本開示の変形例４に係る撮像装置における画素アレイ部の構成の一例を表す断面模式図である。 本開示の変形例５に係る撮像装置における画素アレイ部の構成の一例を表す断面模式図である。 本開示の変形例６に係る撮像装置における画素アレイ部の構成の一例を表す断面模式図である。 電子機器の全体構成例を表す概略図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。 本開示のその他の変形例としての撮像装置の構成例を表すブロック図である。 本開示のその他の変形例としての撮像装置の構成例を表すブロック図である。
　以下、本開示における実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比等についても、それらに限定されるものではない。なお、説明する順序は、下記の通りである。
　１．第１の実施の形態
（入射光が水平遮光部の略幾何中心に集光するように水平遮光部および受光レンズを配置した撮像装置の例）
　２．第２の実施の形態
（一方向に延在する水平遮光部を有する撮像装置の例）
　３．変形例
　　　３－１．変形例１（遮光部の平面形状の例）
　　　３－２．変形例２（センサ画素に対する遮光部および受光レンズの平面レイアウトの例）
　　　３－３．変形例３（カラーフィルタの平面レイアウトの例）
　　　３－４．変形例４（遮光部の構成の他の例）
　　　３－５．変形例５（遮光部の構成の他の例）
　　　３－６．変形例６（受光レンズを複数層設けた例）
　４．電子機器への適用例
　５．移動体への適用例
　６．その他の変形例
＜１．第１の実施の形態＞
［撮像装置１の構成］
　図１は、本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置（撮像装置１）の機能の構成例を表したものである。
　撮像装置１は、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの、いわゆるグローバルシャッタ方式の裏面照射型イメージセンサである。撮像装置１は、被写体からの光を受光して光電変換し、画像信号を生成することで画像を撮像するものである。
　グローバルシャッタ方式とは、基本的には全画素同時に露光を開始し、全画素同時に露光を終了するグローバル露光を行う方式である。ここで、全画素とは、画像に現れる部分の画素の全てということであり、ダミー画素等は除外される。また、時間差や画像の歪みが問題にならない程度に十分小さければ、全画素同時ではなく、複数行（例えば、数十行）単位でグローバル露光を行いながら、グローバル露光を行う領域を移動する方式もグローバルシャッタ方式に含まれる。また、画像に表れる部分の画素の全てでなく、所定領域の画素に対してグローバル露光を行う方式もグローバルシャッタ方式に含まれる。
　裏面照射型イメージセンサとは、被写体からの光を受光して電気信号に変換するフォトダイオード等の光電変換部が、被写体からの光が入射する受光面と、各画素を駆動させるトランジスタ等の配線が設けられた配線層との間に設けられている構成のイメージセンサをいう。なお、本技術はＣＭＯＳイメージセンサへの適用に限られるものではない。
　撮像装置１は、例えば、画素アレイ部１１１、垂直駆動部１１２、ランプ波モジュール１１３、カラム信号処理部１１４、クロックモジュール１１５、データ格納部１１６、水平駆動部１１７、システム制御部１１８および信号処理部１１９を備えている。
　撮像装置１では、半導体基板１１（後出）上に画素アレイ部１１１が形成される。垂直駆動部１１２から信号処理部１１９などの周辺回路は、例えば、画素アレイ部１１１と同じ半導体基板１１上に形成される。
　画素アレイ部１１１は、被写体から入射した光の量に応じた電荷を生成して蓄積する光電変換素子を含むセンサ画素１２１を複数有する。センサ画素１２１は、図１に示したように、横方向（行方向）および縦方向（列方向）のそれぞれに配列される。画素アレイ部１１１では、行方向に一列に配列されたセンサ画素１２１からなる画素行ごとに、画素駆動線１２２が行方向に沿って配線され、列方向に一列に配列されたセンサ画素１２１からなる画素列ごとに、垂直信号線１２３が列方向に沿って配線されている。
　垂直駆動部１１２は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどからなる。垂直駆動部１１２は、複数の画素駆動線１２２を介して複数のセンサ画素１２１に対し信号等をそれぞれ供給することにより、画素アレイ部１１１における複数のセンサ画素１２１の全てを同時に駆動させ、または画素行単位で駆動させる。
　ランプ波モジュール１１３は、画素信号のＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換に用いるランプ波信号を生成し、カラム信号処理部１１４に供給する。カラム信号処理部１１４は、例えば、シフトレジスタやアドレスデコーダなどからなり、ノイズ除去処理、相関二重サンプリング処理、Ａ／Ｄ変換処理等を行い、画素信号を生成するものである。カラム信号処理部１１４は、生成した画素信号を信号処理部１１９に供給する。
　クロックモジュール１１５は、撮像装置１の各部に動作用のクロック信号を供給するものである。
　水平駆動部１１７は、カラム信号処理部１１４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１１７による選択走査により、カラム信号処理部１１４において単位回路ごとに信号処理された画素信号が順番に信号処理部１１９に出力されるようになっている。
　システム制御部１１８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からなる。システム制御部１１８は、タイミングジェネレータで生成されたタイミング信号に基づいて、垂直駆動部１１２、ランプ波モジュール１１３、カラム信号処理部１１４クロックモジュール１１５および水平駆動部１１７の駆動制御を行なうものである。
　信号処理部１１９は、必要に応じてデータ格納部１１６にデータを一時的に格納しながら、カラム信号処理部１１４から供給された画素信号に対して演算処理等の信号処理を行ない、各画素信号からなる画像信号を出力するものである。
［センサ画素１２１の構成］
　次に、図２を参照して、図１の画素アレイ部１１１に形成されるセンサ画素１２１の回路構成例について説明する。図２は、画素アレイ部１１１の１つのセンサ画素１２１の回路構成の一例を表したものである。
　図２の例では、画素アレイ部１１１におけるセンサ画素１２１は、光電変換部５１、第１転送トランジスタ（ＴＲＸ）５２、第２転送トランジスタ（ＴＲＭ）５３、電荷保持部（ＭＥＭ）５４、第３転送トランジスタ（ＴＲＧ）５５、電荷電圧変換部（ＦＤ）５６、排出トランジスタ（ＯＦＧ）５７、リセットトランジスタ（ＲＳＴ）５８、増幅トランジスタ（ＡＭＰ）５９および選択トランジスタ（ＳＥＬ）６０を含んでいる。
　また、この例では、ＴＲＸ５２、ＴＲＭ５３、ＴＲＧ５５、ＯＦＧ５７、ＲＳＴ５８、ＡＭＰ５９およびＳＥＬ６０は、いずれもＮ型のＭＯＳトランジスタである。ＴＲＸ５２、ＴＲＭ５３、ＴＲＧ５５、ＯＦＧ５７、ＲＳＴ５８およびＳＥＬ６０の各ゲート電極には、駆動信号Ｓ５２，Ｓ５３，Ｓ５５，Ｓ５７，Ｓ５８，Ｓ６０がそれぞれ供給される。駆動信号Ｓ５２，Ｓ５３，Ｓ５５，Ｓ５７，Ｓ５８，Ｓ６０は、高レベルの状態がアクティブ状態（オンの状態）となり、低レベルの状態が非アクティブ状態（オフの状態）となるパルス信号である。なお、以下、駆動信号をアクティブ状態にすることを、駆動信号をオンするとも称し、駆動信号を非アクティブ状態にすることを、駆動信号をオフするとも称する。
　光電変換部５１は、例えばＰＮ接合のフォトダイオードからなる光電変換素子であり、被写体からの光を受光して、その受光量に応じた電荷を光電変換により生成し、蓄積するものである。
　ＴＲＸ５２は、光電変換部５１とＴＲＭ５３との間に接続されており、ＴＲＸ５２のゲート電極に印加される駆動信号Ｓ５２に応じて、光電変換部５１に蓄積されている電荷をＭＥＭ５４に転送するものである。
　ＴＲＭ５３は、ＴＲＭ５３のゲート電極に印加される駆動信号Ｓ５３に応じてＭＥＭ５４のポテンシャルを制御するものである。例えば、駆動信号Ｓ５３がオンし、ＴＲＭ５３がオンしたとき、ＭＥＭ５４のポテンシャルが深くなる。また、駆動信号Ｓ５３がオフし、ＴＲＭ５３がオフしたとき、ＭＥＭ５４のポテンシャルが浅くなる。駆動信号Ｓ５２および駆動信号Ｓ５３がオンし、ＴＲＸ５２およびＴＲＭ５３がオンすると、光電変換部５１に蓄積されている電荷が、ＴＲＸ５２およびＴＲＭ５３を介して、ＭＥＭ５４に転送されるようになっている。
　ＭＥＭ５４は、グローバルシャッタ機能を実現するために、光電変換部５１に蓄積された電荷を一時的に保持する領域である。
　ＴＲＧ５５は、ＴＲＭ５３とＦＤ５６との間に接続されており、ＴＲＧ５５のゲート電極に印加される駆動信号Ｓ５５に応じて、ＭＥＭ５４に保持されている電荷をＦＤ５６に転送するものである。例えば、駆動信号Ｓ５３がオフし、ＴＲＭ５３がオフし、駆動信号Ｓ５５がオンし、ＴＲＧ５５がオンすると、ＭＥＭ５４に保持されている電荷が、ＴＲＭ５３およびＴＲＧ５５を介して、ＦＤ５６に転送されるようになっている。
　ＦＤ５６は、ＴＲＧ５５を介してＭＥＭ５４から転送されてきた電荷を電気信号（例えば、電圧信号）に変換して出力する浮遊拡散領域である。ＦＤ５６には、ＲＳＴ５８が接続されるとともに、ＡＭＰ５９およびＳＥＬ６０を介して垂直信号線ＶＳＬが接続されている。
　ＯＦＧ５７は、電源ＶＤＤに接続されたドレインと、ＴＲＸ５２とＴＲＭ５３との間の配線に接続されたソースとを有している。ＯＦＧ５７は、そのゲート電極に印加される駆動信号Ｓ５７に応じて、光電変換部５１を初期化、すなわちリセットする。例えば、駆動信号Ｓ５２および駆動信号Ｓ５７がオンし、ＴＲＸ５２およびＯＦＧ５７がオンすると、光電変換部５１の電位が電源ＶＤＤの電圧レベルにリセットされる。すなわち、光電変換部５１の初期化が行われる。
　また、ＯＦＧ５７は、ＴＲＸ５２と電源ＶＤＤとの間にオーバーフローパスを形成し、光電変換部５１から溢れた電荷を電源ＶＤＤに排出する。
　ＲＳＴ５８は、電源ＶＤＤに接続されたドレインと、ＦＤ５６に接続されたソースとを有している。ＲＳＴ５８は、そのゲート電極に印加される駆動信号Ｓ５８に応じて、ＭＥＭ５４からＦＤ５６までの各領域を初期化、すなわちリセットする。例えば、駆動信号Ｓ５５および駆動信号Ｓ５８がオンし、ＴＲＧ５５およびＲＳＴ５８がオンすると、ＭＥＭ５４およびＦＤ５６の電位が電源ＶＤＤの電圧レベルにリセットされる。すなわち、ＭＥＭ５４およびＦＤ５６の初期化が行われる。
　ＡＭＰ５９は、ＦＤ５６に接続されたゲート電極と、電源ＶＤＤに接続されたドレインとを有しており、光電変換部５１での光電変換によって得られる電荷を読み出すソースフォロワ回路の入力部となる。すなわち、ＡＭＰ５９は、そのソースがＳＥＬ６０を介して垂直信号線ＶＳＬに接続されることにより、垂直信号線ＶＳＬの一端に接続される定電流源と共にソースフォロワ回路を構成する。
　ＳＥＬ６０は、ＡＭＰ５９のソースと垂直信号線ＶＳＬとの間に接続されており、ＳＥＬ６０のゲート電極には、選択信号として駆動信号Ｓ６０が供給される。ＳＥＬ６０は、駆動信号Ｓ６０がオンすると導通状態となり、ＳＥＬ６０が設けられているセンサ画素１２１が選択状態となる。センサ画素１２１が選択状態になると、ＡＭＰ５９から出力される画素信号が垂直信号線ＶＳＬを介してカラム信号処理部１１４によって読み出されるようになっている。
　また、画素アレイ部１１１では、複数の画素駆動線１２２が、例えば画素行毎に配線される。そして、垂直駆動部１１２から複数の画素駆動線１２２を通して、選択されたセンサ画素１２１に対し駆動信号Ｓ５２，Ｓ５３，Ｓ５５，Ｓ５７，Ｓ５８，Ｓ６０が供給される。
　なお、図２に示した画素回路は、画素アレイ部１１１に用いることが可能な画素回路の一例であり、他の構成の画素回路を用いることも可能である。また、以下、ＲＳＴ５８、ＡＭＰ５９およびＳＥＬ６０の各トランジスタを、画素トランジスタと称する。
　図３は、撮像装置１における画素アレイ部１１１の平面構成の一例を模式的に表したものである。図４は、図３に示したＩ－Ｉ線における画素アレイ部１１１の断面構成を模式的に表したものである。図３には、撮像装置１における複数のセンサ画素１２１のうち、行方向（Ｘ軸方向）および列方向（Ｙ軸方向）にそれぞれ４個ずつアレイ状に配置された合計１６個のセンサ画素１２１が示されているが、撮像装置１における他のセンサ画素１２１も実質的に図３に示したものと同じ構成を有している。また、本明細書では、半導体基板１１の延在する面をＸＹ面とし、半導体基板１１の厚さ方向をＺ軸方向とする。
　なお、図中の「Ｐ」および「Ｎ」の記号は、それぞれＰ型半導体領域およびＮ型半導体領域を表している。さらに、「Ｐ＋＋」、「Ｐ＋」、「Ｐ－」および「Ｐ－－」の各記号における末尾の「＋」または「－」は、いずれもＰ型半導体領域の不純物濃度を表している。同様に、「Ｎ＋＋」、「Ｎ＋」、「Ｎ－」および「Ｎ－－」の各記号における末尾の「＋」または「－」は、いずれもＮ型半導体領域の不純物濃度を表している。ここで、「＋」の数が多いほど不純物濃度が高いことを示し、「－」の数が多いほど不純物濃度が低いことを示す。これは、以降の図面についても同様である。
　撮像装置１は、半導体基板１１と、その半導体基板１１に埋設された光電変換部５１と、ＴＲＸ５２と、ＴＲＭ５３と、ＭＥＭ５４と、ＴＲＧ５５と、ＯＦＧ５７と、遮光部１２，１３と、エッチングストッパ１７と、カラーフィルタＣＦと、受光レンズＬＮＳとを有している。なお、撮像装置１では、裏面１１Ｂがその受光面となる。
　半導体基板１１は、例えばＳｉ（１１１）基板からなる。Ｓｉ（１１１）基板とは、（１１１）の結晶方位を有する単結晶シリコン基板である。半導体基板１１は、受光レンズＬＮＳおよびカラーフィルタＣＦを透過した被写体からの光を受光する受光面である裏面１１Ｂと、その裏面１１Ｂと対向する表面１１Ａとを有している。
　光電変換部５１は、例えば裏面１１Ｂに近い位置から順に、Ｎ－型半導体領域５１ＡとＮ型半導体領域５１Ｂとを有している。裏面１１Ｂに入射した光は、Ｎ－型半導体領域５１Ａにおいて光電変換されて電荷が生成されたのち、その電荷がＮ型半導体領域５１Ｂに蓄積されるようになっている。なお、Ｎ－型半導体領域５１ＡとＮ型半導体領域５１Ｂとの境界は必ずしも明確ではなく、例えばＮ－型半導体領域５１ＡからＮ型半導体領域５１Ｂへ向かうにつれて徐々にＮ型の不純物濃度が高くなっていればよい。
　遮光部１２は、ＭＥＭ５４への光の入射を妨げるように機能する部材である。遮光部１２は、図４に示したようにＺ軸方向において光電変換部５１（光電変換領域５１Ｘ）とＭＥＭ５４との間に位置し、図３および図４に示したように、受光レンズＬＮＳを透過した光Ｌがその略幾何中心に集光するように設けられている。具体的には、遮光部１２は、例えば光電変換領域５１Ｘから見て半導体基板１１の裏面１１Ｂと反対側に設けられて水平面（ＸＹ面）に沿って広がる水平遮光部分１２Ｈと、その水平遮光部分１２Ｈと直交するようにＹＺ面に沿って広がる垂直遮光部分１２Ｖとを含んでいる。
　ここで「幾何中心」とは、対象の外形に属する全ての点に亘ってとった算術平均の位置に相当する。また、幾何中心は、対象となる物体の密度が均一である場合にはその重心に相当する。幾何中心は、例えば、以下のようにして求めることができる。まず、図５に示したように、対象の外形の座標系を作成し、対象の外形に属する全ての点の座標（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２），・・・（Ｘｎ，Ｙｎ）を求める。次に、Ｘ１～Ｘｎの平均値ＸａｖｅおよびＹ１～Ｙｎの平均値Ｙａｖｅをそれぞれ計算する。これにより、幾何中心の座標（Ｘａｖｅ，Ｙａｖｅ）が得られる。
　水平遮光部分１２Ｈは、本開示の「第１の遮光部」の一具体例に相当するものである。水平遮光部分１２Ｈは、図４に示したようにＺ軸方向において光電変換領域５１ＸとＭＥＭ５４との間に位置し、ＸＹ面に延在している。具体的には、水平遮光部分１２Ｈは、図３に示したように、２行２列状に配置された４個のセンサ画素１２１を１画素ユニットとして、その中心からＸＹ面に略菱形状に延在している。また、水平遮光部分１２Ｈは、上記画素ユニットごとに設けられており、画素アレイ部１１１においては、図３に示したように、例えば行ごとに１センサ画素１２１分ずつ行方向にずらした位置に設けられている。詳細は後述するが、このように設けられた水平遮光部分１２Ｈに対して、受光レンズＬＮＳは水平遮光部分１２Ｈと略対向するように設けられている。これにより、受光レンズＬＮＳを透過して裏面１１Ｂから入射し、光電変換領域５１Ｘにより吸収されずに光電変換領域５１Ｘを透過した光Ｌは、図３に示したように、水平遮光部分１２Ｈの略幾何中心に集光（集光スポットＸ）される。すなわち、水平遮光部分１２Ｈは、光電変換領域５１Ｘを透過した光がＭＥＭ５４へ入射してノイズが発生するのを抑制するように機能する。画素ユニットごとに設けられた隣り合う水平遮光部分１２Ｈの間には開口１２Ｋが設けられている。この開口１２Ｋが、本開示の「第１の開口」の一具体例に相当する。
　垂直遮光部分１２Ｖは、本開示の「第３の遮光部」の一具体例に相当するものである。垂直遮光部分１２Ｖは、図３および図４に示したように、平面視においてＸ軸方向に隣り合うセンサ画素１２１同士の境界部分に設けられる、半導体基板１１の裏面１１Ｂ側からＺ軸方向に延在する壁部分である。垂直遮光部分１２Ｖは、水平遮光部分１２Ｈが設けられた画素ユニット内においてＹ軸方向に隣り合う２つのセンサ画素１２１ごとに連続して設けられている。垂直遮光部分１２Ｖは、隣り合うセンサ画素１２１からの漏れ光が光電変換部５１へ入射することにより混色等のノイズを発生させるのを防止するように機能する。
　遮光部１２は、内層部分１２Ａと、その周囲を取り囲む外層部分１２Ｂとの２層構造を有している。内層部分１２Ａは、例えば遮光性を有する単体金属、金属合金、金属窒化物、および金属シリサイドのうちの少なくとも１種を含む材料からなる。より、具体的には、内層部分１２Ａの構成材料としては、Ａｌ（アルミニウム），Ｃｕ（銅），Ｃｏ（コバルト），Ｗ（タングステン），Ｔｉ（チタン），Ｔａ（タンタル），Ｎｉ（ニッケル），Ｍｏ（モリブデン），Ｃｒ（クロム），Ｉｒ（イリジウム），白金イリジウム，ＴｉＮ（窒化チタン）またはタングステンシリコン化合物などが挙げられる。なかでもＡｌ（アルミニウム）が最も光学的に好ましい構成材料である。なお、内層部分１２Ａは、グラファイトや低屈折率材料により構成されていてもよい。外層部分１２Ｂは、例えばＳｉＯｘ（シリコン酸化物）などの絶縁材料により構成されている。外層部分１２Ｂにより、内層部分１２Ａと半導体基板１１との電気的絶縁性が確保される。
　遮光部１２は、例えば、ドライエッチングと、ウェットエッチングとを組み合わせることにより、半導体基板１１の裏面１１Ｂ側から形成することができる。ウェットエッチングには、エッチング溶液として所定のアルカリ水溶液が用いられる。アルカリ水溶液としては、無機溶液であればＫＯＨ，ＮａＯＨまたはＣｓＯＨなどが適用可能であり、有機溶液であればＥＤＰ（エチレンジアミンピロカテコール水溶液），Ｎ２Ｈ４（ヒドラジン），ＮＨ４ＯＨ（水酸化アンモニウム）またはＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）などが適用可能である。ここでは、Ｓｉ（１１１）の面方位に応じてエッチングレートが異なる性質を利用した結晶異方性エッチングを行う。具体的には、Ｓｉ（１１１）基板においては、＜１１１＞方向のエッチングレートに対して＜１１０＞方向のエッチングレートが十分に高くなる。したがって、本実施の形態では、Ｘ軸方向へのエッチングが進行する一方、Ｙ軸方向およびＺ軸方向にはほとんどエッチングが進行しないこととなる。その結果、Ｓｉ（１１１）基板である半導体基板１１の内部に、第１の結晶面１１Ｓ１、第２の結晶面１１Ｓ２、および第３の結晶面１１Ｓ３によって囲まれた、トレンチ１２Ｔと連通する空間１２Ｚが形成されることとなる。なお、＜１１０＞方向へのエッチングの進行の距離は、半導体基板１１に対するアルカリ水溶液によるエッチング処理時間によって調整できる。
　遮光部１３は、遮光部１２と同様に、ＭＥＭ５４への光の入射を妨げるように機能する部材であり、図４に示したようにＺ軸方向において遮光部１２よりもＭＥＭ５４寄りに位置し、例えばＭＥＭ５４を取り囲むように設けられている。具体的には、遮光部１３は、例えば光電変換部５１（光電変換領域５１Ｘ）から見て半導体基板１１の裏面１１Ｂと反対側に設けられて水平面（ＸＹ面）に沿って広がる水平遮光部分１３Ｈと、その水平遮光部分１３Ｈと直交するようにＹＺ面に沿って広がる垂直遮光部分１３Ｖとを含んでいる。
　水平遮光部分１３Ｈは、本開示の「第２の遮光部」の一具体例に相当するものである。水平遮光部分１３Ｈは、平面視においてＭＥＭ５４を覆うように、例えば遮光部１２の水平遮光部分１２Ｈの開口１２Ｋと対向する位置に設けられている。具体的には、水平遮光部分１３Ｈは、図４に示したようにＺ軸方向において光電変換部５１（光電変換領域５１Ｘ）とＭＥＭ５４との間に位置し、図３に示したように、開口１３Ｋを除き、画素アレイ部１１１におけるＸＹ面の全体に亘って設けられている。これにより、光電変換領域５１Ｘにより吸収されずに光電変換領域５１Ｘを透過し、遮光部１２の水平遮光部分１２Ｈによって遮蔽されなかった光は、遮光部１３の水平遮光部分１３Ｈにおいて反射され、再度、光電変換部５１へ入射することとなる。すなわち、水平遮光部分１３Ｈはリフレクタとして機能し、光電変換部５１を透過した光がＭＥＭ５４へ入射してノイズが発生するのをさらに抑制するように機能する。なお、水平遮光部分１２Ｈ，１３Ｈは、光反射性に代えて光吸収性を有していてもよい。
　垂直遮光部分１３Ｖは、本開示の「第４の遮光部」の一具体例に相当するものである。垂直遮光部分１３Ｖは、図４に示したように、例えばＸ軸方向に隣り合うセンサ画素１２１同士の境界部分に設けられ、Ｙ軸方向に延在する壁部分である。垂直遮光部分１３Ｖは、Ｓｉ（１１１）基板の表面１１Ａに露出している。垂直遮光部分１３Ｖは、垂直遮光部分１２Ｖと同様に、隣り合うセンサ画素１２１からの漏れ光が光電変換部５１へ入射することによる混色等のノイズを発生させるのを防止するように機能する。
　遮光部１３は、遮光部１２と同様に、内層部分１３Ａと、その周囲を取り囲む外層部分１３Ｂとの２層構造を有している。内層部分１３Ａは、例えば遮光性を有する単体金属、金属合金、金属窒化物、および金属シリサイドのうちの少なくとも１種を含む材料からなる。より、具体的には、内層部分１３Ａの構成材料としては、Ａｌ（アルミニウム），Ｃｕ（銅），Ｃｏ（コバルト），Ｗ（タングステン），Ｔｉ（チタン），Ｔａ（タンタル），Ｎｉ（ニッケル），Ｍｏ（モリブデン），Ｃｒ（クロム），Ｉｒ（イリジウム），白金イリジウム，ＴｉＮ（窒化チタン）またはタングステンシリコン化合物などが挙げられる。なかでもＡｌ（アルミニウム）が最も光学的に好ましい構成材料である。なお、内層部分１３Ａは、グラファイトや低屈折率材料により構成されていてもよい。外層部分１３Ｂは、例えばＳｉＯｘ（シリコン酸化物）などの絶縁材料により構成されている。外層部分１３Ｂにより、内層部分１３Ａと半導体基板１１との電気的絶縁性が確保される。
　遮光部１３は、遮光部１２と同様に、例えば、ドライエッチングと、ウェットエッチングとを組み合わせることにより、半導体基板１１の表面１１Ａ側から形成することができる。
　エッチングストッパ１７は、開口１３ＫのうちのＸ軸方向における両端部に設けられている。エッチングストッパ１７は、水平遮光部分１３Ｈをウェットエッチング処理により形成する際の、エッチングの進行を阻害する機能を有する。エッチングストッパ１７は、例えば半導体基板１１の＜１１０＞方向へのエッチングを行うことのできるエッチング溶液、例えばアルカリ水溶液に対しエッチング耐性を示すものである。エッチングストッパ１７としては、例えばＢ（ボロン）などの不純物元素や、水素イオン注入を行った結晶欠陥構造、あるいは、酸化物等の絶縁体などを用いることができる。
　ＴＲＸ５２、ＴＲＭ５３、ＴＲＧ５５およびＯＦＧ５７における各ゲート電極は、いずれも半導体基板１１の表面１１Ａに絶縁層１８を介して設けられている。また、Ｎ型半導体領域であるＭＥＭ５４は、半導体基板１１に埋設されており、表面１１Ａと水平遮光部分１３Ｈとの間に配置されている。さらに、ＭＲＭ５４と表面１１Ａとの間には、Ｐ型半導体領域１６が設けられている。
　ＴＲＸ５２は、ゲート電極として、水平端子部５２Ｈおよび垂直端子部５２Ｖを含んでいる。水平端子部５２Ｈは、半導体基板１１の表面１１Ａに設けられている。垂直端子部５２Ｖは、水平端子部５２Ｈから下方へＺ軸方向に沿って延在し、開口１３ＫとＮ型半導体領域５１Ｂとを順次貫いてＮ－型半導体領域５１Ａの内部に到達している。垂直端子部５２Ｖは、水平面内において水平遮光部分１３Ｈが占める領域以外のＳｉ残存領域２２（開口１３Ｋに対応する領域）に設けられている。ＴＲＸ５２は、光電変換部５１からＭＥＭ５４へ移動する電荷が通過するものである。
　撮像装置１は、光電変換部５１と裏面１１Ｂとの間に設けられた固定電荷膜１５をさらに有している。固定電荷膜１５は、裏面１１Ｂに露出している。固定電荷膜１５は、半導体基板１１の受光面である裏面１１Ｂの界面準位に起因する暗電流の発生を抑制するため、負の固定電荷を有している。固定電荷膜１５が誘起する電界により、半導体基板１１の裏面１１Ｂ近傍にホール蓄積層が形成される。このホール蓄積層によって裏面１１Ｂからの電子の発生が抑制される。
　カラーフィルタＣＦは、固定電荷膜１５に接するように設けられている。
　受光レンズＬＮＳは、半導体基板１１の受光面側に設けられている。具体的には、受光レンズＬＮＳは、カラーフィルタＣＦから見て固定電荷膜１５と反対側に位置し、カラーフィルタＣＦと接するように設けられている。
　受光レンズＬＮＳは、複数のセンサ画素１２１が行方向（Ｘ軸方向）および列方向（Ｙ軸方向）のそれぞれに配置された画素アレイ部１１１においてアレイ状に複数設けられている。具体的には、受光レンズＬＮＳは、２行２列状に配置された４個のセンサ画素１２１に対して１つずつ設けられている。また、受光レンズＬＮＳは、図３および図４に示したように、受光レンズＬＮＳを透過した光Ｌが遮光部１２の略幾何中心に集光するように配置されている。すなわち、本実施の形態の受光レンズＬＮＳは、上記のように、水平遮光部分１２Ｈと略対向するように、２行２列状に配置された４個のセンサ画素１２１（画素ユニット）ごとに１つずつ設けられている。換言すると、平面視において、受光レンズＬＮＳの焦点と水平遮光部分１２Ｈの幾何中心とが略一致するように設けられている。
　なお、画素アレイ部１１１において横方向（行方向）および縦方向（列方向）にアレイ状に配列されたセンサ画素１２１の一部は、像面位相差画素であってもよい。像面位相差画素は、撮像レンズの瞳領域を分割し、分割された瞳領域からの被写体像を光電変換して位相差検出用の信号を生成するものである。像面位相差画素は、例えば、センサ画素１２１の間に離散的に配置されている。
［撮像装置１の作用効果］
　このように、本実施の形態の撮像装置１では、半導体基板１１内に設けられた光電変換部５１（光電変換領域５１Ｘ）とＭＥＭ５４との間に、半導体基板１１の面内方向（ＸＹ方向）に延在する遮光部１２を設け、半導体基板１１の受光面である裏面１１Ｂ側に、平面視において、遮光部１２の略幾何中心に光Ｌが集光するように受光レンズＬＮＳを設けるようにした。
　具体的には、遮光部１２（水平遮光部分１２Ｈ）は、複数のセンサ画素１２１が行方向（Ｘ軸方向）および列方向（Ｙ軸方向）のそれぞれに配置された画素アレイ部１１１において、２行２列状に配置された４個のセンサ画素１２１の中心からＸＹ面に略菱形状に設けた。受光レンズＬＮＳは、水平遮光部分１２Ｈと略対向するように、水平遮光部分１２Ｈと同様に、２行２列状に配置された４個のセンサ画素１２１に対して１つずつ設けた。これにより、受光レンズＬＮＳを透過して裏面１１Ｂから入射し、光電変換領域５１Ｘにより吸収されずに光電変換領域５１Ｘを透過した光Ｌは、水平遮光部分１２Ｈの略幾何中心に集光される。
　以上により、本実施の形態の撮像装置１では、受光レンズＬＮＳを透過して裏面１１Ｂから入射し、光電変換領域５１Ｘにより吸収されずに光電変換領域５１Ｘを透過した光（漏れ光）のＭＥＭ５４への侵入が防がれる。よって、ＭＥＭ５４に漏れ光が入射することによるノイズの発生が低減される。即ち、寄生光感度（ＰＬＳ）を改善することが可能となる。
　また、本実施の形態の撮像装置１では、上記のように、２行２列状に配置された４個のセンサ画素１２１ごとに水平遮光部分１２Ｈおよび受光レンズＬＮＳを設けて、平面視において、水平遮光部分１２Ｈの略幾何中心に光Ｌを集光させるようにした。このため、一のセンサ画素１２１から、それと隣り合う他のセンサ画素１２１へ漏れた光が他のセンサ画素１２１の光電変換部５１へ入射するのを防ぐことが可能となる。よって、斜め入射特性を改善することが可能となる。すなわち、混色等のノイズが発生するのを防止することができる。加えて、微細化を実現することが可能となる。
　更に、本実施の形態の撮像装置１では、上記のように２行２列状に配置された４個のセンサ画素１２１に対して受光レンズＬＮＳを１つずつ設けるようにした。このため、上記のようにアレイ状に配列されたセンサ画素１２１の間に像面位相差画素を設けた際には、像面位相差特性を向上させることが可能となる。
　更にまた、本実施の形態の撮像装置１では、水平遮光部分１３Ｈを設けてＭＥＭ５４の受光面側を覆うようにしたので、各センサ画素１２１における各トランジスタ（例えばＴＲＸ５２など）において発生する電界の影響が光電変換部５１へ及ぶのを回避することができる。すなわち、各トランジスタの電界により生じる暗電流が光電変換部５１へ流れ込み、ノイズが発生するのを防止することができる。
　また、本実施の形態の撮像装置１では、半導体基板１１としてＳｉ（１１１）基板を用いるようにしたので、Ｓｉ（１００）基板を用いた場合よりもチャネル移動度が高く、電荷転送特性の向上が期待できる。
　次に、第２の実施の形態および変形例１～６について説明する。以下では、上記第１の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
＜２．第２の実施の形態＞
［撮像装置２の構成］
　図６は、本開示の第２の実施の形態に係る撮像装置２における画素アレイ部１１１の平面構成の一例を模式的に表したものである。図７は、図６に示したＩＩ－ＩＩ線における画素アレイ部１１１の断面構成を模式的に表したものである。
　上記第１の実施の形態に係る撮像装置１では、２行２列状に配置された４個のセンサ画素１２１（画素ユニット）ごとに菱形状の遮光部１２（水平遮光部分１２Ｈ）を設けるようにした。これに対し、本実施の形態に係る撮像装置２は、水平遮光部分１２Ｈが、一方向（例えば、行方向（Ｘ軸方向））に延在し、同方向に並ぶ画素ユニットによって共有されるようにしたものである。また、本実施の形態の受光レンズＬＮＳは、２行２列状に配置された４個のセンサ画素１２１（画素ユニット）に対して１つずつ、行方向（Ｘ軸方向）および列方向（Ｙ軸方向）に配列している。これにより、受光レンズＬＮＳを透過して裏面１１Ｂから入射し、光電変換領域５１Ｘにより吸収されずに光電変換領域５１Ｘを透過した光Ｌは、水平遮光部分１２Ｈの幾何中心、あるいは、水平遮光部分１２Ｈの対称軸に沿って集光する。これらの点を除き、他は上記第１の実施の形態に係る撮像装置１と実質的に同様の構成を有する。
　このように、本実施の形態の撮像装置２では、遮光部１２（水平遮光部分１２Ｈ）を例えば行方向（Ｘ軸方向）に延在形成し、同方向に並ぶ画素ユニットによって共有されるようにし、受光レンズＬＮＳを透過して裏面１１Ｂから入射し、光電変換領域５１Ｘにより吸収されずに光電変換領域５１Ｘを透過した光Ｌが、水平遮光部分１２Ｈの幾何中心、あるいは、水平遮光部分１２Ｈの対称軸に沿って集光するようにした。これにより、光電変換領域５１Ｘにより吸収されずに光電変換領域５１Ｘを透過した光（漏れ光）のＭＥＭ５４への侵入が防がれる。よって、ＭＥＭ５４に漏れ光が入射することによるノイズの発生が低減される。即ち、上記第１の実施の形態と同様に、ＰＬＳを改善することが可能となる。
　なお、本実施の形態の撮像装置２では、ＭＥＭ５４を受光面側から覆う水平遮光部分１３Ｈに当接する垂直遮光部分１３Ｖを半導体基板１１の裏面１１Ｂ側から設けるようにした。これにより、センサ画素１２１同士の境界位置に垂直遮光部分１２Ｖ，１３Ｖが設けられる。よって、一のセンサ画素１２１から、それと隣り合う他のセンサ画素１２１へ漏れた光が他のセンサ画素１２１の光電変換部５１への入射をさらに防ぐことが可能となる。よって、上記第１の実施の形態の撮像装置１と比較して、斜め入射特性をさらに改善することが可能となる。
＜３．変形例＞
（３－１．変形例１）
　図８Ａ～図８Ｈは、本開示の変形例１に係る撮像装置（例えば、撮像装置１）における遮光部１２の平面形状の一例を受光レンズＬＮＳおよび集光スポットＸと共に模式的に表したものである。
　上記第１の実施の形態では、菱形状の水平遮光部分１２Ｈを設けた例を示したが、水平遮光部分１２Ｈの形状はこれに限定されるものではない。水平遮光部分１２Ｈの平面形状は、垂直遮光部分１２Ｖの形状および形成方向に依存する。
　図８Ａは、上記第１の実施の形態と同様に、垂直遮光部分１２ＶがＸＹ平面の一方向に延びている例を表したものである。この場合、最終的には面指数（１１１）の結晶面が現れるまでエッチングが進み、菱形状になる可能性が高いが、エッチング時間などを調整することにより、その形状を変えることができる。なお、図８Ａからさらにエッチングを継続すると、オーバーエッチングされて、菱形とは異なる形状になりうる。
　図８Ｂは、垂直遮光部分１２Ｖが平面視でＩ字形状の場合の水平遮光部分１２Ｈの平面形状を表したものである。この場合、図８Ｂに示したように、菱形の対向する２頂点の角が取れた形状になりうる。
　図８Ｃは、垂直遮光部分１２Ｖが平面視で「Ｔ」形状の場合の水平遮光部分１２Ｈの平面形状を表したものである。この場合の水平遮光部分１２Ｈは、図８Ｃに示したように、最終的には垂直遮光部分１２Ｖの端部が角部になるような平面形状になりうる。
　この他、図８Ｄや図８Ｅに示したように、垂直遮光部分１２Ｖの形状および形成方向を設計することにより、様々な平面形状を有する水平遮光部分１２Ｈを形成することができる。
　なお、水平遮光部分１２Ｈの平面形状は、図８Ａ～図８Ｅに示した多角形状に限定されず、例えば、図８Ｆに示したように円形状としてもよい。
　また、上記第２の実施の形態では、一方向に延在し、同方向に並ぶ画素ユニットによって共有される水平遮光部分１２Ｈを示したが、水平遮光部分１２Ｈの形状はこれに限定されるものではない。例えば、図８Ｇに示したように、水平遮光部分１２Ｈの一方向に延伸する水平遮光部分１２Ｈの幅は必ずしも一定である必要はなく、例えば、隣り合う画素ユニットごとに水平遮光部分１２Ｈの幅が連続的に変化するようにしてもよい。
　更にまた、上記第１，第２の実施の形態では、水平遮光部分１２Ｈが、２行２列に配置された４個のセンサ画素からなる画素ユニットごと、あるいは、一方向（例えば行方向）に並ぶ複数の画素ユニットごとに、画素アレイ部１１１において複数設けられた例を示したがこれに限定されない。水平遮光部分１２Ｈは、例えば、図８Ｈに示したように、画素アレイ部１１１の全面に亘って設けられ、所定の位置に開口１２Ｋを形成してもよい。
　上記図８Ａ～図８Ｈに示した水平遮光部分１２Ｈのいずれの形状においても、受光レンズＬＮＳは、受光レンズＬＮＳを透過した光Ｌが水平遮光部分１２Ｈの略幾何中心に集光するように配置する。これにより、受光レンズＬＮＳを透過して裏面１１Ｂから入射し、光電変換領域５１Ｘにより吸収されずに光電変換領域５１Ｘを透過した光（漏れ光）のＭＥＭ５４への侵入が防がれる。よって、ＭＥＭ５４に漏れ光が入射することによるノイズの発生が低減されるため、上記第１の実施の形態と同様に、ＰＬＳを改善することが可能となる。
（３－２．変形例２）
　図９Ａ～図９Ｅおよび図１０Ａ，図１０Ｂは、本開示の変形例２に係る撮像装置におけるセンサ画素１２１に対する遮光部１２（水平遮光部分１２Ｈ）および受光レンズＬＮＳの平面レイアウトの一例を模式的に表したものである。
　上記第１，第２の実施の形態では、２行２列状に配置された４個のセンサ画素１２１を１画素ユニットとし、画素ユニットごとに遮光部１２（水平遮光部分１２Ｈ）および受光レンズＬＮＳを設けた例を示したが、遮光部１２（水平遮光部分１２Ｈ）および受光レンズＬＮＳの平面レイアウトはこれに限定されるものではない。
　例えば、菱形状の水平遮光部分１２Ｈおよび受光レンズＬＮＳは、例えば、図９Ａに示したように、１つのセンサ画素１２１ごとに設けるようにしてもよい。また、菱形状の水平遮光部分１２Ｈおよび受光レンズＬＮＳは、図９Ｂに示したように、隣り合う２つのセンサ画素１２１を跨いで設けるようにしてもよい。その際に、水平遮光部分１２Ｈは、図９Ｃおよび図９Ｄに示したように、上記第２の実施の形態に示した一方向（例えば、行方向）に延在する水平遮光部分１２Ｈとしてもよい。また、一方向に延在する水平遮光部分１２Ｈは、図９Ｅに示したように、列方向に延在していてもよい。
　更に、水平遮光部分１２Ｈおよび受光レンズＬＮＳは、図１０Ａおよび図１０Ｂに示したように、１つのセンサ画素１２１に対して２行２列状に合計４個ずつ設けるようにしてもよい。
（３－３．変形例３）
　図１１Ａおよび図１１Ｂは、本開示の変形例３に係る撮像装置におけるカラーフィルタＣＦの平面レイアウトの例を模式的に表したものである。
　カラーフィルタＣＦは、センサ画素１２１ごとに配置される、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）に対応する赤色フィルタＲ、緑色フィルタＧおよび青色フィルタＢを有する。赤色フィルタＲ、緑色フィルタＧおよび青色フィルタＢは、例えば図１１Ａに示したように、画素アレイ部１１１にベイヤ状に配置されている。あるいは、赤色フィルタＲ、緑色フィルタＧおよび青色フィルタＢは、例えば図１１Ｂに示したように、２行２列状に配置された４つのセンサ画素１２１ごとに配置さ入れ、画素アレイ部１１１において、この２行２列状に配置された４つのセンサ画素１２１を１単位としてベイヤ状に配置されていてもよい。
　また、例えば上記第１の実施の形態における撮像装置１のように、水平遮光部分１２Ｈおよび受光レンズＬＮＳが行ごとに１センサ画素１２１分ずつ行方向にずらして設けられている場合には、図１２Ａおよび図１２Ｂに示したように、ベイヤ状に配置に配置された赤色フィルタＲ、緑色フィルタＧおよび青色フィルタＢを水平遮光部分１２Ｈおよび受光レンズＬＮＳの位置に応じて１センサ画素１２１分ずつずらして配置するようにしてもよい。
　なお、図１１Ａ，図１１Ｂ，図１２Ａおよび図１２Ｂでは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）に対応するカラーフィルタＣＦを例に示したがこれに限らない。カラーフィルタＤＦは、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）に対応する各色フィルタから構成されていてもよい。
（３－４．変形例４）
　図１３は、本開示の変形例４に係る撮像装置（例えば、撮像装置１）における画素アレイ部１１１の断面構成の一例を表したものである。上記第１の実施の形態では、遮光部１２の垂直遮光部分１２Ｖを半導体基板１１の裏面１１Ｂ側から形成するようにしたが、垂直遮光部分１２Ｖは、半導体基板１１の表面１１Ａ側から形成するようにしてもよい。
　このように、遮光部１２，１３それぞれの垂直遮光部分１２Ｖ，１３Ｖは、半導体基板１１の表面１１Ａ側、半導体基板１１の裏面１１Ｂ側のどちらから形成するようにしてもよい。
（３－５．変形例５）
　図１４は、本開示の変形例５に係る撮像装置（撮像装置３）における画素アレイ部１１１の断面構成の一例を表したものである。
　上記第１の実施の形態では、Ｚ軸方向において光電変換部５１（光電変換領域５１Ｘ）とＭＥＭ５４との間に位置する遮光部１２（水平遮光部分１２Ｈ）と、遮光部１２よりもＭＥＭ５４寄りに位置し、ＭＥＭ５４の受光面側を覆う遮光部１３（水平遮光部分１３Ｈ）とを設け、受光レンズＬＮＳを透過した光Ｌが水平遮光部分１２Ｈの略幾何中心に集光するようにしたがこれに限らない。例えば、図１４に示したように、遮光部１２を設けずに、遮光部１３の水平遮光部分１３Ｈの略幾何中心に受光レンズＬＮＳを透過した光Ｌが水平遮光部分１２Ｈの略幾何中心に集光するようにしてもよい。この場合、水平遮光部分１３Ｈが、本開示の「第１の遮光部」の一具体例に相当し、垂直遮光部分１３Ｖが、本開示の「第３の遮光部」の一具体例に相当するものとなる。
（３－６．変形例６）
　図１５は、本開示の変形例６に係る撮像装置（撮像装置４）における画素アレイ部１１１の断面構成の一例を表したものである。
　上記第１の実施の形態では、半導体基板１１の受光面側に受光レンズＬＮＳを１層設けた例を示したがこれに限らない。例えば、上述したように、画素アレイ部１１１にアレイ状に配列されたセンサ画素１２１の一部を像面位相差画素とする場合には、例えば、保護膜１９を介して受光レンズＬＮＳの上方に瞳補正用の受光レンズＬＮＳをさらに設けるようにしてもよい。
＜４．電子機器への適用例＞
　図１６は、本技術を適用した電子機器としてのカメラ２０００の構成例を示すブロック図である。
　カメラ２０００は、レンズ群などからなる光学部２００１、上述の撮像装置１などが適用される撮像装置（撮像デバイス）２００２およびカメラ信号処理回路であるＤＳＰ(Digital Signal Processor)回路２００３を備える。また、カメラ２０００は、フレームメモリ２００４、表示部２００５、記録部２００６、操作部２００７、および電源部２００８も備える。ＤＳＰ回路２００３、フレームメモリ２００４、表示部２００５、記録部２００６、操作部２００７および電源部２００８は、バスライン２００９を介して相互に接続されている。
　光学部２００１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで撮像装置２００２の撮像面上に結像する。撮像装置２００２は、光学部２００１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。
　表示部２００５は、例えば、液晶パネルや有機ＥＬパネル等のパネル型表示装置からなり、撮像装置２００２で撮像された動画または静止画を表示する。記録部２００６は、撮像装置２００２で撮像された動画または静止画を、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
　操作部２００７は、ユーザによる操作の下に、カメラ２０００が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部２００８は、ＤＳＰ回路２００３、フレームメモリ２００４、表示部２００５、記録部２００６および操作部２００７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。
　上述したように、撮像装置２００２として、上述した撮像装置１等を用いることで、良好な画像の取得が期待できる。
＜５．移動体への応用例＞
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
　図１７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１７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）１２０
５３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１７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１８は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図１８では、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。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１８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、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、図１などに示した撮像装置１等を撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、車両制御システムの優れた動作が期待できる。
＜６．その他の変形例＞
　以上、第１，第２の実施の形態および変形例１～６を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば本開示は、裏面照射型イメージセンサに限定されるものではなく、表面照射型イメージセンサにも適用可能である。
　また、上記実施の形態等では、水平遮光部分１２Ｈを半導体基板１１の面内に１層設けた例を示したが、これに限定されず、水平遮光部分１２Ｈは複数の層から構成されていてもよい。更に、上記実施の形態等では、受光レンズＬＮＳとして、例えば球面レンズを用いた例を示したが、受光レンズＬＮＳの形状は、光電変換領域５１Ｘにより吸収されずに光電変換領域５１Ｘを透過した光Ｌが水平遮光部分１２Ｈの略幾何中心に集光できるものであればよい。例えば、受光レンズＬＮＳは、例えばシリンドリカルレンズ等も用いることができる。
　また、本開示の撮像装置は、可視光の光量分布を検出して画像として取得する撮像装置に限定されるものではなく、赤外線やＸ線、あるいは粒子等の入射量の分布を画像として取得する撮像装置であってもよい。その場合には、カラーフィルタＣＦは省略される。
　更にまた、本開示の撮像装置は、撮像部と信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされたモジュールの形態をなしていてもよい。
　また、上記実施の形態等では、メモリ保持型のグローバルシャッタ方式の裏面照射型イメージセンサについて説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば電荷保持部ではなく電荷電圧変換部において電荷を保持するＦＤ保持型グローバルシャッタ方式の裏面照射型イメージセンサであってもよい。
　更に、本開示の技術の固体撮像装置は、例えば図１９Ａに示した撮像装置１Ａや図１９Ｂに示した撮像装置１Ｂのような構成を有していてもよい。図１９Ａは、本開示の第１変形例としての撮像装置１Ａの構成例を示すブロック図である。図１９Ｂは、本開示の第２変形例としての撮像装置１Ｂの構成例を示すブロック図である。
　図１９Ａの撮像装置１Ａでは、カラム信号処理部１１４と水平駆動部１１７との間にデータ格納部１１６が配設され、カラム信号処理部１１４から出力される画素信号が、データ格納部１１６を経由して信号処理部１１９に供給されるようになっている。
　また、図１９Ｂの撮像装置１Ｂは、カラム信号処理部１１４と水平駆動部１１７との間にデータ格納部１１６と信号処理部１１９とを並列に配設するようにしたものである。撮像装置１Ｂでは、カラム信号処理部１１４が画素アレイ部１１１の列ごと、あるいは、画素アレイ部１１１の複数列ごとにアナログ画素信号をディジタル画素信号に変換するＡ／Ｄ変換を行うようになっている。
　なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であってその記載に限定されるものではなく、他の効果があってもよい。
　また、本開示は以下のような構成を取ることも可能である。以下の構成の本技術では、半導体基板内の対向する第１の面側および第２の面側にそれぞれ設けられた光電変換部と電荷保持部との間に、半導体基板の面内方向に延在する第１の遮光部を設け、さらに、第１の面側に、平面視において、第１の遮光部の幾何中心に入射光を集光させる集光光学系を設けるようにした。これにより、光電変換部で吸収されずに通過した光の電荷保持部への進入を防ぐことができる。よって、ＰＬＳを改善することが可能となる。
（１）
　光入射面となる第１の面および前記第１の面と対向する第２の面を有すると共に、複数のセンサ画素がアレイ状に配置された半導体基板と、
　前記半導体基板内の前記第１の面側に設けられ、受光量に応じた電荷を光電変換による生成する光電変換部と、
　前記半導体基板内の前記第２の面側に設けられ、前記光電変換部から転送される前記電荷を保持する電荷保持部と、
　前記光電変換部と前記電荷保持部との間を、前記半導体基板の面内方向に延在する第１の遮光部と、
　前記第１の面側に設けられ、平面視において、前記第１の遮光部の略幾何中心に入射光を集光させる集光光学系と
　を備えた撮像装置。
（２）
　前記第１の遮光部は、前記複数のセンサ画素に共有されている、前記（１）に記載の撮像装置。
（３）
　前記第１の遮光部は、２行２列状に配置された４つの前記センサ画素に共有されている、前記（１）または（２）に記載の撮像装置。
（４）
　前記第１の遮光部は一方向に並列して配置された複数のセンサ画素に亘って連続して設けられている、前記（１）乃至（３）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（５）
　前記第１の遮光部は前記センサ画素ごとに独立して設けられている、前記（１）乃至（４）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（６）
　前記集光光学系は、複数の光学系がアレイ状に配置されている、前記（１）乃至（５）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（７）
　前記複数の光学系の各々は、前記複数のセンサ画素に共有されている、前記（１）乃至（６）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（８）
　前記複数の光学系の各々は、２行２列状に配置された４つの前記センサ画素に対して１つずつ配置されている、前記（１）乃至（６）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（９）
　前記複数の光学系の各々は、一方向に隣り合う２つのセンサ画素に共有されている、前記（１）乃至（８）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１０）
　前記複数の光学系は、１つの前記センサ画素に対して１つずつ配置されている、前記（１）乃至（８）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１１）
　前記複数の光学系は、１つの前記センサ画素に対して複数配置されている、前記（１）乃至（８）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１２）
　前記光電変換部および前記電荷保持部は、前記センサ画素ごとに設けられている、前記（１）乃至（１１）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１３）
　前記第１の遮光部は、前記第１の面と前記第２の面との間に１層または複数層形成されている、前記（１）乃至（１２）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１４）
　前記第１の遮光部は第１の開口を有している、前記（１）乃至（１３）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１５）
　前記第１の遮光部よりも前記第２の面側の、平面視において、少なくとも前記第１の開口と対向する位置に設けられ、前記電荷保持部への前記入射光の進入を妨げる第２の遮光部をさらに有する、前記（１４）に記載の撮像装置。
（１６）
　前記第１の面側または前記第２の面側から前記第１の遮光部まで延伸する第３の遮光部をさらに有する、前記（１）乃至（１５）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１７）
　前記第１の面側または前記第２の面側から前記第２の遮光部まで延伸する第４の遮光部をさらに有する、前記（１５）に記載の撮像装置。
（１８）
　前記第１の遮光部および第２の遮光部は、アルミニウムまたはタングステンを含んで形成されている、前記（１）乃至（１７）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１９）
　光入射面となる第１の面および前記第１の面と対向する第２の面を有すると共に、複数のセンサ画素がアレイ状に配置された半導体基板と、
　前記半導体基板内の前記第１の面側に設けられ、受光量に応じた電荷を光電変換による生成する光電変換部と、
　前記半導体基板内の前記第２の面側に設けられ、前記光電変換部から転送される前記電荷を保持する電荷保持部と、
　前記光電変換部と前記電荷保持部との間を、前記半導体基板の面内方向に延在する第１の遮光部と、
　前記第１の面側に設けられ、平面視において、前記第１の遮光部の略幾何中心に入射光を集光させる集光光学系と
　を備えた撮像装置を有する電子機器。
　本出願は、日本国特許庁において２０２１年２月２６日に出願された日本特許出願番号２０２１－０３１１５２号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (19)

  1. 　光入射面となる第１の面および前記第１の面と対向する第２の面を有すると共に、複数のセンサ画素がアレイ状に配置された半導体基板と、
    　前記半導体基板内の前記第１の面側に設けられ、受光量に応じた電荷を光電変換による生成する光電変換部と、
    　前記半導体基板内の前記第２の面側に設けられ、前記光電変換部から転送される前記電荷を保持する電荷保持部と、
    　前記光電変換部と前記電荷保持部との間を、前記半導体基板の面内方向に延在する第１の遮光部と、
    　前記第１の面側に設けられ、平面視において、前記第１の遮光部の略幾何中心に入射光を集光させる集光光学系と
    　を備えた撮像装置。
  2. 　前記第１の遮光部は、前記複数のセンサ画素に共有されている、請求項１に記載の撮像装置。
  3. 　前記第１の遮光部は、２行２列状に配置された４つの前記センサ画素に共有されている、請求項１に記載の撮像装置。
  4. 　前記第１の遮光部は一方向に並列して配置された複数のセンサ画素に亘って連続して設けられている、請求項１に記載の撮像装置。
  5. 　前記第１の遮光部は前記センサ画素ごとに独立して設けられている、請求項１に記載の撮像装置。
  6. 　前記集光光学系は、複数の光学系がアレイ状に配置されている、請求項１に記載の撮像装置。
  7. 　前記複数の光学系の各々は、前記複数のセンサ画素に共有されている、請求項１に記載の撮像装置。
  8. 　前記複数の光学系の各々は、２行２列状に配置された４つの前記センサ画素に対して１つずつ配置されている、請求項１に記載の撮像装置。
  9. 　前記複数の光学系の各々は、一方向に隣り合う２つのセンサ画素に共有されている、請求項１に記載の撮像装置。
  10. 　前記複数の光学系は、１つの前記センサ画素に対して１つずつ配置されている、請求項１に記載の撮像装置。
  11. 　前記複数の光学系は、１つの前記センサ画素に対して複数配置されている、請求項１に記載の撮像装置。
  12. 　前記光電変換部および前記電荷保持部は、前記センサ画素ごとに設けられている、請求項１に記載の撮像装置。
  13. 　前記第１の遮光部は、前記第１の面と前記第２の面との間に１層または複数層形成されている、請求項１に記載の撮像装置。
  14. 　前記第１の遮光部は第１の開口を有している、請求項１に記載の撮像装置。
  15. 　前記第１の遮光部よりも前記第２の面側の、平面視において、少なくとも前記第１の開口と対向する位置に設けられ、前記電荷保持部への前記入射光の進入を妨げる第２の遮光部をさらに有する、請求項１４に記載の撮像装置。
  16. 　前記第１の面側または前記第２の面側から前記第１の遮光部まで延伸する第３の遮光部をさらに有する、請求項１に記載の撮像装置。
  17. 　前記第１の面側または前記第２の面側から前記第２の遮光部まで延伸する第４の遮光部をさらに有する、請求項１５に記載の撮像装置。
  18. 　前記第１の遮光部および第２の遮光部は、アルミニウムまたはタングステンを含んで形成されている、請求項１に記載の撮像装置。
  19. 　光入射面となる第１の面および前記第１の面と対向する第２の面を有すると共に、複数のセンサ画素がアレイ状に配置された半導体基板と、
    　前記半導体基板内の前記第１の面側に設けられ、受光量に応じた電荷を光電変換による生成する光電変換部と、
    　前記半導体基板内の前記第２の面側に設けられ、前記光電変換部から転送される前記電荷を保持する電荷保持部と、
    　前記光電変換部と前記電荷保持部との間を、前記半導体基板の面内方向に延在する第１の遮光部と、
    　前記第１の面側に設けられ、平面視において、前記第１の遮光部の略幾何中心に入射光を集光させる集光光学系と
    　を備えた撮像装置を有する電子機器。
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