WO2022181536A1 - 光検出装置及び電子機器 - Google Patents

光検出装置及び電子機器 Download PDF

Info

Publication number
WO2022181536A1
WO2022181536A1 PCT/JP2022/006922 JP2022006922W WO2022181536A1 WO 2022181536 A1 WO2022181536 A1 WO 2022181536A1 JP 2022006922 W JP2022006922 W JP 2022006922W WO 2022181536 A1 WO2022181536 A1 WO 2022181536A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
film
inorganic film
inorganic
chip microlens
refractive index
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2022/006922
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雄介 守屋
篤志 山本
富之 湯川
光太郎 西村
成拓 池原
翔吾 大谷
寛 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Semiconductor Solutions Corp
Original Assignee
Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Semiconductor Solutions Corp filed Critical Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority to JP2023502385A priority Critical patent/JP7837941B2/ja
Priority to CN202280009231.1A priority patent/CN116830269A/zh
Priority to US18/546,252 priority patent/US20240120359A1/en
Publication of WO2022181536A1 publication Critical patent/WO2022181536A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/806—Optical elements or arrangements associated with the image sensors
    • H10F39/8063—Microlenses
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/011—Manufacture or treatment of image sensors covered by group H10F39/12
    • H10F39/024—Manufacture or treatment of image sensors covered by group H10F39/12 of coatings or optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/805—Coatings

Definitions

  • the present disclosure relates to a photodetector and an electronic device, and more particularly to a photodetector and an electronic device that can reduce surface reflection of an on-chip microlens and suppress image quality deterioration.
  • an on-chip microlens (on-chip lens) is formed on the color filter corresponding to each pixel, and the incident light is focused on the photodiode by the on-chip microlens. I am trying to let
  • a technique for forming an antireflection film on the surface of an on-chip microlens is known.
  • This antireflection film can suppress flare caused by reflection and improve sensitivity characteristics.
  • Patent Document 1 on the surface of an on-chip microlens, a layer with a high refractive index formed of a silicon nitride film (SiN film) or a silicon oxynitride film (SiON film) and a silicon oxide film (SiO film) or A technique for laminating a layer with a low refractive index formed of a silicon oxycarbide film (SiOC film) to further reduce the reflectance is disclosed.
  • SiN film silicon nitride film
  • SiON film silicon oxynitride film
  • SiO film silicon oxide film
  • Patent Document 1 discloses a configuration using a silicon nitride film as a layer having a high refractive index in the antireflection film. It has been confirmed that it may affect the characteristics.
  • the present disclosure has been made in view of such circumstances, and aims to reduce the surface reflection of the on-chip microlens and suppress the deterioration of the image quality.
  • a photodetector includes a plurality of pixels each having a photoelectric conversion unit, an on-chip microlens formed corresponding to each pixel, and an antireflection microlens formed on the surface of the on-chip microlens.
  • the antireflection film is formed on the surface of the first inorganic film formed of a metal oxide film and the first inorganic film and has a higher refractive index than the first inorganic film. It is a photodetector configured by laminating a low second inorganic film.
  • the antireflection film formed on the surface of the on-chip microlens formed corresponding to each pixel of the plurality of pixels having the photoelectric conversion portion is a metal oxide film.
  • a first inorganic film to be formed and a second inorganic film formed on the surface of the first inorganic film and having a lower refractive index than the first inorganic film are laminated.
  • a photodetector includes a plurality of pixels each having a photoelectric conversion unit, an on-chip microlens formed corresponding to each pixel, and an antireflection microlens formed on the surface of the on-chip microlens.
  • the antireflection film is formed on the surface of the first inorganic film and the first inorganic film, and the surface of the film to be processed having a predetermined refractive index is processed to have a fine uneven shape. It is a photodetector configured by laminating a second inorganic film, which is a structural film formed by doing so.
  • the antireflection film formed on the surface of the on-chip microlens formed corresponding to each pixel of the plurality of pixels having the photoelectric conversion unit is the first inorganic a film, and a second inorganic film, which is a structural film formed on the surface of the first inorganic film and formed by processing the surface of the film to be processed having a predetermined refractive index to form a fine uneven shape. are laminated.
  • An electronic device includes a plurality of pixels each having a photoelectric conversion unit, an on-chip microlens formed corresponding to each pixel, and an antireflection film formed on a surface of the on-chip microlens. and the antireflection film includes a first inorganic film formed of a metal oxide film, and a refractive index lower than that of the first inorganic film formed on the surface of the first inorganic film. It is an electronic device equipped with a photodetector configured by laminating a second inorganic film.
  • the on-chip microlenses are formed on the surface of the on-chip microlenses formed corresponding to each of a plurality of pixels having a photoelectric conversion unit.
  • a film is laminated.
  • the photodetector and the electronic device may be independent devices, or may be internal blocks forming one device.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a photodetector to which the present disclosure is applied;
  • FIG. It is a figure which shows the cross-sectional structure example of the principal part containing a pixel.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the refractive index of a high refractive index layer and the total film thickness at the time of optimal design;
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a cross-sectional structure of a main part of a pixel when the number of layers of the antireflection film is four.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the number of antireflection coating layers and reflectance.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the center of a circle indicating the curvature of the surface of the on-chip microlens and the center of the circle indicating the curvature of the surface of the antireflection film.
  • FIG. 10 is a diagram showing a planar layout example when the on-chip microlenses are flat.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a cross-sectional structure of a main part of a pixel when the space between on-chip microlenses is flat;
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing a photodetector to which the present disclosure is applied;
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of a cross-sectional structure of a main part including pixels;
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the number of antireflection coating layers and reflectance.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the number of antireflection coating layers and reflectance.
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of a method for manufacturing a photodetector to which the present disclosure is applied;
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of a method for manufacturing a photodetector to which the present disclosure is applied;
  • 1 is a block diagram showing a configuration example of an electronic device equipped with a photodetector to which the present disclosure is applied;
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a vehicle control system;
  • FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of installation positions of an outside information detection unit and an imaging unit;
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a photodetector to which the present disclosure is applied.
  • a solid-state imaging device 10 is a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type solid-state imaging device, and is an example of a photodetector to which the present disclosure is applied.
  • the solid-state imaging device 10 includes a pixel array section 21 , a vertical driving section 22 , a column signal processing section 23 , a horizontal driving section 24 , an output section 25 and a control section 26 .
  • the pixel array section 21 has a plurality of pixels 100 two-dimensionally arranged in a matrix on a substrate made of silicon (Si).
  • the pixel 100 has a photoelectric conversion unit made up of a photodiode and a plurality of pixel transistors.
  • a pixel transistor is composed of a transfer transistor, a reset transistor, a selection transistor, and an amplification transistor.
  • a pixel drive line 41 is formed for each row and connected to the vertical drive section 22, and a vertical signal line 42 is formed for each column. and connected to the column signal processing unit 23 .
  • the vertical driving section 22 is configured by a shift register, an address decoder, etc., and drives each pixel 100 arranged in the pixel array section 21 . Pixel signals output from the pixels 100 selectively scanned by the vertical driving section 22 are supplied to the column signal processing section 23 through the vertical signal lines 42 .
  • the column signal processing unit 23 performs predetermined signal processing on pixel signals output from each pixel 100 in the selected row through the vertical signal line 42 for each pixel column of the pixel array unit 21, and processes the pixel signals after the signal processing. Hold the signal temporarily. Specifically, the column signal processing unit 23 performs at least noise removal processing and correlated double sampling (CDS) processing as signal processing.
  • CDS correlated double sampling
  • the column signal processing unit 23 may be provided with, for example, an AD conversion (Analog/Digital Conversion) function to output the signal level as a digital signal.
  • AD conversion Analog/Digital Conversion
  • the horizontal driving section 24 is composed of a shift register, an address decoder, etc., and selects unit circuits corresponding to the pixel columns of the column signal processing section 23 in order. Pixel signals processed by the column signal processing unit 23 are output to the output unit 25 through the horizontal signal line 51 by selective scanning by the horizontal driving unit 24 .
  • the output unit 25 performs predetermined signal processing on the pixel signals sequentially input from each of the column signal processing units 23 through the horizontal signal line 51, and outputs the resulting signal.
  • the control unit 26 includes a timing generator or the like that generates various timing signals, and controls the vertical driving unit 22, the column signal processing unit 23, the horizontal driving unit 24, and the like based on the various timing signals generated by the timing generator. Drive control.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a cross-sectional structure of a main part including the pixel 100.
  • FIG. FIG. 2 shows the cross-sectional structure of two adjacent pixels among the plurality of pixels 100 arranged in the pixel array section 21 .
  • part of the photodiode and structures formed in layers below it are omitted.
  • the pixel 100 has a photodiode 111 as a photoelectric conversion unit.
  • the photodiode 111 is formed, for example, in a first-conductivity-type well region formed in a semiconductor substrate such as a silicon substrate, including first-conductivity-type and second-conductivity-type semiconductor regions.
  • the first conductivity type is p-type and the second conductivity type is n-type.
  • An insulating film 112 is formed on the upper surface of the photodiode 111 , and a color filter 113 and an on-chip microlens 114 corresponding to each pixel 100 are laminated on the flat surface of the insulating film 112 .
  • color filters 113 for example, color filters corresponding to red (R), green (G), and blue (B) wavelengths can be used. Further, as the color filters 113 formed in the plurality of pixels 100 arranged two-dimensionally in the pixel array section 21, color filters corresponding to the Bayer arrangement can be used.
  • the on-chip microlens 114 is formed of, for example, an organic film.
  • an antireflection film 121 in which an inorganic film 131 and an inorganic film 132 are laminated is formed.
  • the inorganic film 131 is made of a material having a higher refractive index than the on-chip microlens 114 .
  • the inorganic film 132 is made of a material having a lower refractive index than the on-chip microlens 114 and the inorganic film 131 .
  • the inorganic film 131 satisfies N1 ⁇ 1.8, where N1 is the refractive index, and a highly reliable metal oxide film is used as the film type.
  • the film type of the inorganic film 131 may be a tantalum oxide film (Ta 2 O 5 film), a niobium oxide film (Nb 2 O 5 film), a titanium oxide film (TiO 2 film), or a hafnium oxide film (HfO 2 film). ) is used.
  • the refractive index of the inorganic film 132 is N2 ⁇ 1.55.
  • a silicon oxide film (SiO 2 film), a silicon oxycarbide film (SiOC film), or the like is used as the film type of the inorganic film 132.
  • the inorganic film 131 can be said to be a high refractive index layer because it has a higher refractive index than the inorganic film 132.
  • the inorganic film 132 can be said to be a low refractive index layer because it has a lower refractive index than the inorganic film 131. That is, in FIG. 2, the antireflection film 121 has a structure in which two layers, a high refractive index layer as the inorganic film 131 and a low refractive index layer as the inorganic film 132, are laminated.
  • a light shielding film 116 and an insulating film 117 are laminated on the well region 115. As shown in FIG. 2,
  • Patent Document 1 discloses a configuration using a silicon nitride film (SiN film) as a high refractive index layer in an antireflection film.
  • SiN film silicon nitride film
  • the inventor of the present disclosure found that, in a constant temperature and humidity test, when a silicon nitride film was used as the high refractive index layer in the antireflection film, the silicon nitride film was oxidized at the interface between the on-chip microlens and the silicon nitride film. , it has been confirmed that there is a possibility of affecting characteristics such as sensitivity characteristics.
  • An inorganic film 131 formed of a metal oxide film such as an oxide film is used. That is, since the film type of the inorganic film 131 is a metal oxide film (such as a tantalum oxide film), which is originally oxidized and has the property that the film is dense, the refractive index does not readily fluctuate. The high refractive index layer in has high reliability.
  • the antireflection film 121 is designed to be thinner (AR (Anti Reflection Film)).
  • AR Anti Reflection Film
  • a silicon nitride film has a refractive index of about 1.85
  • a metal oxide film has a refractive index of about 2 to 2.5.
  • FIG. 3 shows the refractive index of the high refractive index layer and the total film thickness, where the horizontal axis is the refractive index of the high refractive index layer and the vertical axis is the film thickness (total film thickness) of the antireflection film in the optimum design. is represented by a curve L.
  • the refractive index of the high refractive index layer corresponds to the refractive index of the inorganic film 131 and the total film thickness corresponds to the film thickness of the antireflection film 121 .
  • the silicon nitride film has a refractive index of about 1.85
  • the metal oxide film forming the inorganic film 131 has a refractive index of about 2 to 2.5.
  • AR can be designed to make the film thickness of the film thinner.
  • a metal oxide film is used as the inorganic film 131 which is the high refractive index layer as a combination of the high refractive index layer and the low refractive index layer, and the silicon nitride film is used. Since the refractive index can be increased compared to the conventional case, even if AR design is performed with a thinner film, it is possible to achieve the same optical path length as when using a silicon nitride film, and thinning can be realized. can.
  • the light collection efficiency varies greatly depending on the distance between the top position (center) of the on-chip microlens and the silicon substrate. thickness), the top position of the on-chip microlens is separated from the silicon substrate. As a result, the light collection efficiency decreases, which leads to a decrease in the quantum efficiency (QE), so it is necessary to reduce the thickness of the antireflection coating.
  • QE quantum efficiency
  • the film thickness of the inorganic film 131 as the high refractive index layer is made equal to or less than the film thickness of the inorganic film 132 as the low refractive index layer. That is, when the film thickness of the inorganic film 131 is T1 and the film thickness of the inorganic film 132 is T2, it is designed to have a relationship of T1 ⁇ T2.
  • AR design is performed so that the film thickness (total film thickness) of the antireflection film 121 is 200 nm or less.
  • the inventors of the present disclosure found that by using a metal oxide film instead of a silicon nitride film as the high refractive index layer in the antireflection film, it is possible to reduce the total film thickness by about 100 nm. , we have confirmed that AR design is possible with a total film thickness of 200 nm or less.
  • a metal oxide film such as a tantalum oxide film is used as the high refractive index layer in the antireflection film 121 formed on the surface of the on-chip microlens 114. , it is possible to improve the reliability and to design the AR with a thinner film.
  • the antireflection film 121 is composed of two layers in which a high refractive index layer and a low refractive index layer are laminated has been described. You may make it form from the number of layers, such as four layers laminated
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the cross-sectional structure of the main part of the pixel 100 when the antireflection film 121 has four layers.
  • parts corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the antireflection film 121 is formed by laminating an inorganic film 141, an inorganic film 142, an inorganic film 143, and an inorganic film 144.
  • the inorganic films 141 and 143 are high refractive index layers
  • the inorganic films 142 and 144 are low refractive index layers
  • the high refractive index layers and the low refractive index layers are alternately arranged.
  • the inorganic film 141 and the inorganic film 143 are made of a metal oxide film such as a tantalum oxide film, a niobium oxide film, a titanium oxide film, or a hafnium oxide film. .
  • the inorganic film 141 and the inorganic film 143 may be of the same film type, or may be of different film types.
  • N1 is the refractive index of each of the inorganic film 141 and the inorganic film 143, N1 ⁇ 1.8.
  • a silicon oxide film, a silicon oxycarbide film, or the like is used, like the inorganic film 132 (FIG. 2).
  • the inorganic film 142 and the inorganic film 144 may be of the same film type, or may be of different film types.
  • N2 is the refractive index of each of the inorganic film 142 and the inorganic film 144, N2 ⁇ 1.55.
  • the antireflection film 121 high refractive index layers (inorganic films 141, 143) and low refractive index layers (inorganic films 142, 144) are alternately laminated.
  • the low refractive index layers (inorganic films 142, 144) are formed on the surfaces of the high refractive index layers (inorganic films 141, 143).
  • the low refractive index layer (inorganic film 144) is formed on the outermost surface.
  • FIG. 5 shows the relationship between the number of layers of the antireflection film 121 and the reflectance by curves L1 to L4, where the horizontal axis is the wavelength and the vertical axis is the reflectance.
  • the relationship when the number of layers is 1 is represented by curve L1
  • the relationship when the number of layers is 2 is represented by curve L2
  • the relationship when the number of layers is 3 is represented by curve L1.
  • L3 and curve L4 represent the relationship when the number of layers is four.
  • the reflectance can be further reduced by increasing the number of layers in the antireflection film 121, as indicated by curves L1 to L4. For example, when the number of layers of the antireflection film 121 is four, the reflectance is lower even in the same wavelength region as compared with the case where the number of layers is one to three.
  • the antireflection film 121 formed on the surface of the on-chip microlens 114 is four layers in which high refractive index layers and low refractive index layers are alternately laminated.
  • the surface reflection of the on-chip microlens 114 can be further suppressed, and image quality deterioration such as flare can be suppressed.
  • the anti-reflection film 121 has a structure in which four high refractive index layers and low refractive index layers are alternately laminated. It does not matter if the number of layers is large. For example, when laminating 6 layers, the 5th layer is a high refractive index layer, the 6th layer is a low refractive index layer, and the 6th low refractive index layer is the outermost layer.
  • the film thickness of the portion corresponding to the edge portion (bottom position) of the on-chip microlens 114 is greater than the film thickness of the portion corresponding to the center portion (top position) of the on-chip microlens 114 .
  • the anti-reflection film 121 is made thinner from the portion corresponding to the center portion of the on-chip microlens 114 toward the portion corresponding to the edge portion.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the center of the circle indicating the curvature of the surface of the on-chip microlens 114 and the center of the circle indicating the curvature of the surface of the antireflection film 121 .
  • parts corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • a circle C1 indicating the curvature of the surface of the on-chip microlens 114 is indicated by a dashed line
  • a circle C2 indicating the curvature of the surface of the antireflection film 121 is indicated by a chain double-dashed line. Also, the relationship between the center O1 of the circle C1 and the center O2 of the circle C2 is shown.
  • the film thickness becomes the same at the part where the
  • the film thickness of the antireflection film 121 is thin near the edge of the on-chip microlens 114. Therefore, in the solid-state imaging device 10 to which the present disclosure is applied, as shown in FIG. , the center O2 of the circle C2 representing the curvature of the surface of the antireflection film 121 is located on the light incident side (upper side in the drawing) than the center O1 of the circle C1 representing the curvature of the surface of the on-chip microlens 114. It's located in.
  • the film thickness of the portion corresponding to the edge portion of the on-chip microlens 114 is smaller than the film thickness a of the portion corresponding to the center portion of the on-chip microlens 114 .
  • the b becomes thinner (there is a relationship of a>b).
  • the center O2 of the circle C2 is located on the light incident side (upper side in the figure) than the center O1 of the circle C1 ( The positions of the center O1 and the center O2 of the circle C2 do not match), and the antireflection film 121 formed on the surface of the on-chip microlens 114 is not formed conformally.
  • the inorganic film 131 as a high refractive index layer and the inorganic film 132 as a low refractive index layer are laminated.
  • the centers of the circles representing the respective surface curvatures of the inorganic film 131 and the inorganic film 132 are located on the light incident side of the center O1 of the circle C1. Therefore, in the antireflection film 121 formed on the surface of the on-chip microlens 114, the film thickness on the edge portion side is thinner than the film thickness on the central portion, and compared to the case where the film thickness is made uniform, Characteristics such as sensitivity characteristics can be improved.
  • high refractive index layers inorganic films 141 and 143
  • low refractive index layers inorganic films 142 and 144) are alternately laminated to form four layers. None of the inorganic films 141 to 144 are conformal, and the center of the circle indicating the surface curvature of each of the inorganic films 141 to 144 is preferably located on the light incident side of the center O1 of the circle C1.
  • concave portions A1 (gap portions of the on-chip microlenses 114), which are V-shaped recessed regions, are formed. .
  • the antireflection film 121 is also formed in the concave portion A1, and the antireflection film 121 is not cut off between the on-chip microlenses 114.
  • the area between the on-chip microlenses 114 is not limited to the V-shaped recessed area, and may be a flat area.
  • the space between the on-chip microlenses 114 becomes a flat area.
  • FIG. 8 shows the X1-X1' section of the planar layout of FIG.
  • parts corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the film thickness of the antireflection film 121 corresponds to the flat portion A2.
  • the portion corresponding to the central portion A3 is substantially the same as the portion corresponding to the central portion A3.
  • the thickness of the film 121 is substantially the same between the portion corresponding to the flat portion A2 between the on-chip microlenses 114 and the portion corresponding to the central portion A3 of the on-chip microlens 114, and similar effects can be obtained. .
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing a photodetector to which the present disclosure is applied.
  • FIG. 9 shows the process after forming the on-chip microlens 114 . That is, although not shown, an imaging region is formed on a silicon substrate in which photodiodes 111 and the like are formed and a plurality of pixels 100 are arranged two-dimensionally. An insulating film 112 is formed on the upper surface of the photodiode 111 to planarize the surface, and a color filter 113 corresponding to red, green, or blue wavelengths is formed thereon.
  • on-chip microlenses 114 are formed on the color filters 113 .
  • an inorganic film 131 is formed on the surface of the on-chip microlens 114 .
  • the inorganic film 131 is formed using a chemical vapor deposition (CVD) method, a physical vapor deposition (PVD) method, an atomic layer deposition (ALD) method, or the like. be able to.
  • CVD chemical vapor deposition
  • PVD physical vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • a metal oxide film such as a tantalum oxide film, a niobium oxide film, a titanium oxide film, or a hafnium oxide film is formed.
  • an inorganic film 132 is formed on the surface of the inorganic film 131. Then, as shown in FIG. 9C, an inorganic film 132 is formed on the surface of the inorganic film 131. Then, as shown in FIG.
  • the inorganic film 132 can be deposited using a chemical vapor deposition method, a physical vapor deposition method, an atomic layer deposition method, or the like.
  • a silicon oxide film, a silicon oxycarbide film, or the like is formed.
  • the antireflection film 121 formed by laminating the inorganic film 131 and the inorganic film 132 is not conformal, and the center of the circle indicating the curvature of each surface of the inorganic film 131 and the inorganic film 132 is the surface of the on-chip microlens 114.
  • the film is formed so as to be located on the light incident side (upper side in the figure) from the center of the circle showing the curvature of .
  • an antireflection film 121 (FIG. 2) consisting of two layers of inorganic films 131 and 132 (two layers of a high refractive index layer and a low refractive index layer) is formed on the surface of the on-chip microlens 114 .
  • a formed solid-state imaging device 10 is obtained.
  • FIG. 9 shows a manufacturing method in which the antireflection film 121 has two layers
  • a similar manufacturing method can be used when the antireflection film 121 has four layers. That is, by repeating the steps shown in FIGS. 9B and 9C, inorganic films 141, 142, and 143 are formed by chemical vapor deposition, physical vapor deposition, atomic layer deposition, or the like. , and an inorganic film 144 are sequentially deposited, and an on-chip microlens 114 is formed with an antireflection film 121 (FIG. 4) consisting of four layers in which high refractive index layers and low refractive index layers are alternately laminated. An imaging device 10 is obtained.
  • the solid-state imaging device 10 to which the present disclosure is applied adopts the configuration of the antireflection film as shown in FIG. To suppress deterioration of image quality such as flare while maintaining high reliability by improving adhesion between a lens and an on-chip microlens.
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of the cross-sectional structure of the essential part including the pixel 100. As shown in FIG. In FIG. 10, parts corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the cross-sectional structure of FIG. 10 has an antireflection film 221 instead of the antireflection film 121 formed on the surface of the on-chip microlens 114 .
  • the antireflection film 221 is formed by laminating an inorganic film 231 and an inorganic film 232 .
  • the inorganic film 231 is made of a material having a higher refractive index than the on-chip microlens 114 .
  • the inorganic film 232 is made of a material having a lower refractive index than the on-chip microlens 114 and the inorganic film 231 .
  • the inorganic film 231 is an adhesion film (adhesion layer) for improving adhesion between the on-chip microlens 114 and the inorganic film 232 .
  • the refractive index of the inorganic film 231 is N3 ⁇ 1.55, for example.
  • an LTO (Low Temperature Oxidation) film such as a silicon oxide film (SiO 2 film) is used.
  • the inorganic film 232 is a structural film having a moth-eye structure in which fine irregularities are formed. Since the inorganic film 232 has fine irregularities, it is possible to reduce the reflection of light in the working wavelength range.
  • the refractive index of the inorganic film 232 is N4, for example, N4 ⁇ 1.4.
  • the refractive index of the AlOx film is assumed to be about 1.6, but the air layer is formed in the recessed portions due to the fine irregularities, so the total refractive index is reduced to about 1.3.
  • the film thickness of the inorganic film 232 can be, for example, about 270 nm between top and bottom.
  • the top position is the highest position of the projections in the fine uneven shape
  • the bottom position is the position of the interface with the inorganic film 231 .
  • the inorganic film 232 is a structural film having fine irregularities, but the inorganic film 231 as the adhesion film is not exposed, and the inorganic film 232 is the outermost surface.
  • the inorganic film 231 can be said to be a low refractive index layer because it has a refractive index similar to that of the inorganic film 132.
  • the inorganic film 232 has a lower refractive index than the inorganic film 231, so it can be said that it is an ultra-low refractive index layer having a lower refractive index than the low refractive index layer.
  • the antireflection film 121 is formed by alternately stacking high refractive index layers and low refractive index layers. Other layers may be laminated as long as the low second layer is laminated.
  • an ultra-low refractive index layer which is the inorganic film 232
  • the inorganic film 232 can also be said to be a structural film formed by processing the surface of a film to be processed having a predetermined refractive index (for example, an AlOx film having a refractive index of 1.6) to have a fine uneven shape. .
  • curves L22 to L29 represent.
  • the film thickness of the inorganic film 231 can be the film thickness of the portion corresponding to the central portion (top position) of the on-chip microlens 114 .
  • a curve L20 represents the reflectance in the wavelength region when the inorganic film 231 as the antireflection film 221 is composed of a single film.
  • a curve L21 represents the reflectance in the wavelength region assuming that the inorganic film 232 is composed of a single film.
  • the reflectances of curves L26 to L29 are lowered as a whole and do not exceed the reflectance of curve L21.
  • the film thickness of the inorganic film 231 is further increased to 200 nm, 300 nm, 500 nm, and 1000 nm, the reflectance becomes low in the wavelength region of 400 to 700 nm, and the inorganic film 231 is not laminated. It shows that the reflectance is not deteriorated as compared with the case (when the inorganic film 232 is a single film).
  • the inventors of the present disclosure have found that when the thickness of the inorganic film 231 is set to 500 nm and 1000 nm, although the reflectance does not deteriorate, interference occurs due to the thickness of the inorganic film 231. Therefore, it is not practical. Therefore, it has been confirmed that the film thickness of the inorganic film 231 is preferably 10 nm or more and 300 nm or less.
  • the film thickness of the inorganic film 231 as an adhesion film between the on-chip microlens 114 and the inorganic film 232 is set to 10 to 300 nm. Therefore, it is possible to suppress deterioration of image quality such as flare while improving adhesion and maintaining high reliability.
  • an LTO film such as a silicon oxide film is used for the inorganic film 231, and there is no problem in adhesion with the on-chip microlens 114, and there is no problem in adhesion with the inorganic film 232. , the adhesion between the on-chip microlens 114 and the inorganic film 232 can be improved. As a result, the inorganic film 231 does not peel off from the on-chip microlens 114, and as a result, peeling of the inorganic film 232 on the outermost surface can be suppressed.
  • an inorganic film 231 and an inorganic film 232 are laminated, and the inorganic film 232 is a structural film having fine irregularities for reducing reflection of light.
  • the inorganic film 232 is a structural film having fine irregularities for reducing reflection of light.
  • the reflectance is lower than when the inorganic film 232 is composed of a single film. can. As a result, deterioration of image quality such as flare can be suppressed more reliably.
  • an antireflection film 221 on the surface of the on-chip microlens 114, damage to the on-chip microlens 114 can be suppressed. Note that the antireflection film 221 can be formed on the surface of the on-chip microlens 114 even when the pixel 100 is a fine pixel.
  • Example of manufacturing method 13 and 14 are diagrams showing another example of a method for manufacturing a photodetector to which the present disclosure is applied.
  • FIG. 13 shows the steps after forming the on-chip microlenses 114, as in FIG. That is, an imaging region is formed in which a plurality of pixels 100 are arranged two-dimensionally by forming photodiodes 111 and the like on a silicon substrate. An insulating film 112 is formed on the upper surface of the photodiode 111 to planarize the surface, and a color filter 113 corresponding to red, green, or blue wavelengths is formed thereon.
  • on-chip microlenses 114 are formed on the color filters 113 .
  • an inorganic film 231 is formed on the surface of the on-chip microlens 114 .
  • the inorganic film 231 can be deposited using a chemical vapor deposition (CVD) method, a physical vapor deposition (PVD) method, an atomic layer deposition (ALD) method, or the like.
  • CVD chemical vapor deposition
  • PVD physical vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • LTO film such as a silicon oxide film is formed.
  • an inorganic film 232 is formed on the surface of the inorganic film 231 .
  • the inorganic film 232 can be deposited using an atomic layer deposition (ALD) method or the like.
  • ALD atomic layer deposition
  • As the inorganic film 232 for example, an AlOx film is formed.
  • the inorganic film 231 serves as an adhesion film (adhesion layer) that bonds the on-chip microlens 114 and the inorganic film 232 together.
  • the inorganic film 232 has a fine uneven shape as shown in E of FIG. A structural film is formed. That is, the inorganic film 232 is formed of an AlOx film or the like. In this manner, an antireflection film 221 composed of two layers (a low refractive index layer and an ultra-low refractive index layer) of the inorganic film 231 and the inorganic film 232 was formed on the surface of the on-chip microlens 114. A solid-state imaging device 10 is obtained.
  • DIW pure water
  • CMOS-type solid-state imaging device was described as the solid-state imaging device 10, but the CMOS-type solid-state imaging device is formed in a lower layer when viewed from the silicon substrate on which the photodiodes 111 as photoelectric conversion units are formed.
  • a back-illuminated structure can be employed in which light is incident from the upper layer (back side) on the opposite side of the wiring layer side (front side).
  • the CMOS solid-state imaging device may have a surface illumination type structure in which the light incident side is the wiring layer side (surface side).
  • the solid-state imaging device 10 is an example of a photodetector to which the present disclosure is applied. That is, the photodetector to which the present disclosure is applied can be applied not only to the solid-state imaging device 10 but also to a device that detects light, such as a ranging sensor using an IR laser. Note that the configuration of the antireflection film to which the present disclosure is applied is not limited to CMOS solid-state imaging devices, and can also be applied to CCD (Charge Coupled Device) solid-state imaging devices.
  • CCD Charge Coupled Device
  • the solid-state imaging device 10 is configured such that the first conductivity type is p-type and the second conductivity type is n-type. I don't mind. Further, in the above description, the solid-state imaging device 10 has a configuration in which primary color filters corresponding to the wavelengths of red (R), green (G), and blue (B) are used as the color filters 113. Complementary color filters corresponding to the wavelengths of cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) may be used.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a configuration example of an electronic device equipped with a photodetector to which the present disclosure is applied.
  • an electronic device 1000 includes an optical system 1011 including a lens group, a photodetector 1012 having a function corresponding to the solid-state imaging device 10 in FIG. It has an imaging system consisting of In the electronic device 1000, in addition to the imaging system, a CPU (Central Processing Unit) 1010, a frame memory 1014, a display 1015, an operation system 1016, an auxiliary memory 1017, a communication I/F 1018, and a power supply system 1019 are connected via a bus 1020. It becomes the composition connected mutually.
  • a CPU Central Processing Unit
  • a CPU 1010 controls the operation of each part of the electronic device 1000 .
  • the optical system 1011 takes in incident light (image light) from a subject and forms an image on the photodetection surface of the photodetection element 1012 .
  • the photodetector 1012 converts the amount of incident light imaged on the photodetection surface by the optical system 1011 into an electric signal for each pixel and outputs the electric signal as a pixel signal.
  • the DSP 1013 performs predetermined signal processing on the signal output from the photodetector 1012 .
  • the frame memory 1014 temporarily records image data of still images or moving images captured by the imaging system.
  • a display 1015 is a liquid crystal display or an organic EL display, and displays still images or moving images captured by the imaging system.
  • the operation system 1016 issues operation commands for various functions of the electronic device 1000 according to user's operations.
  • the auxiliary memory 1017 is a storage medium including semiconductor memory such as flash memory, and records image data of still images or moving images captured by the imaging system.
  • the communication I/F 1018 has a communication module compatible with a predetermined communication method, and transmits image data of still images or moving images captured by the imaging system to other devices via a network.
  • the power supply system 1019 appropriately supplies various types of power as operating power to the CPU 1010, DSP 1013, frame memory 1014, display 1015, operation system 1016, auxiliary memory 1017, and communication I/F 1018.
  • the technology (this 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. 16 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.
  • a vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via a communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an exterior information detection unit 12030, an interior information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio/image output unit 12052, and an in-vehicle network I/F (interface) 12053 are illustrated.
  • 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. 17 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging unit 12031.
  • the vehicle 12100 has imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 as the imaging unit 12031.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided at positions such as the front nose of the vehicle 12100, the side mirrors, the rear bumper, the back door, and the upper part of the windshield in the vehicle interior, 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 .
  • Forward images acquired by the imaging units 12101 and 12105 are mainly used for detecting preceding vehicles, pedestrians, obstacles, traffic lights, traffic signs, lanes, and the like.
  • FIG. 17 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 course 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 solid-state imaging device 10 in FIG. 1 can be applied to the imaging unit 12031 .
  • image quality deterioration such as flare can be suppressed, and a more viewable captured image can be obtained, so it is possible to reduce driver fatigue.
  • the present disclosure can be configured as follows.
  • the antireflection film is a first inorganic film formed of a metal oxide film; and a second inorganic film formed on the surface of the first inorganic film and having a refractive index lower than that of the first inorganic film.
  • the first inorganic film is a tantalum oxide film, a niobium oxide film, a titanium oxide film, or a hafnium oxide film.
  • the first inorganic film has a refractive index of 1.8 or more, The photodetector according to any one of (1) to (3), wherein the second inorganic film has a refractive index of 1.55 or less.
  • the first inorganic film is formed on the surface of the on-chip microlens, The photodetector according to any one of (1) to (6), wherein the second inorganic film is formed on the outermost surface. (8) The photodetector according to any one of (1) to (7), wherein the first inorganic film and the second inorganic film are alternately laminated. (9) The first inorganic film is an adhesive film formed on the surface of the on-chip microlens and bonding the on-chip microlens and the second inorganic film, The photodetector according to (1), wherein the second inorganic film is formed on the outermost surface and is a structural film having fine irregularities.
  • the first inorganic film is an LTO film, The photodetector according to (9), wherein the second inorganic film is formed of an AlOx film.
  • the film thickness of the portion corresponding to the edge portion of the on-chip microlens is thinner than the film thickness of the portion corresponding to the center portion of the on-chip microlens. 8) The photodetector according to any one of the above.
  • the antireflection film is a first inorganic film;
  • a second inorganic film which is a structural film formed on the surface of the first inorganic film and having a predetermined refractive index, is formed by processing the surface of the film to be processed to have a fine uneven shape.
  • a photodetector comprising: (20) The first inorganic film is an adhesive film formed on the surface of the on-chip microlens and bonding the on-chip microlens and the second inorganic film, The photodetector according to (19), wherein the second inorganic film is a structural film formed on the outermost surface. (21) The first inorganic film is an LTO film, The photodetector according to (19) or (20), wherein the film to be processed is an AlOx film. (22) The photodetector according to any one of (19) to (21), wherein the thickness of the first inorganic film is 10 nm or more and 300 nm or less.
  • the antireflection film is a first inorganic film formed of a metal oxide film; and a second inorganic film formed on the surface of the first inorganic film and having a refractive index lower than that of the first inorganic film.
  • 10 solid-state imaging device 21 pixel array section, 22 vertical drive section, 23 column signal processing section, 24 horizontal drive section, 25 output section, 26 control section, 100 pixels, 111 photodiode, 114 on-chip microlens, 121 antireflection Film, 131 Inorganic film, 132 Inorganic film, 141 Inorganic film, 142 Inorganic film, 143 Inorganic film, 144 Inorganic film, 221 Antireflection film, 231 Inorganic film, 232 Inorganic film, 1000 Electronic device, 1012 Photodetector

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

本開示は、オンチップマイクロレンズの表面反射を低減し、画質の劣化を抑制することができるようにする光検出装置及び電子機器に関する。 光電変換部を有する複数の画素と、各画素に対応して形成されたオンチップマイクロレンズと、オンチップマイクロレンズの表面上に形成された反射防止膜とを有し、反射防止膜は、金属酸化膜で形成される第１の無機膜と、第１の無機膜の表面上に形成され、第１の無機膜よりも屈折率が低い第２の無機膜とを積層して構成される光検出装置が提供される。本開示は、例えば、CMOS型の固体撮像装置に適用することができる。

Description

光検出装置及び電子機器
　本開示は、光検出装置及び電子機器に関し、特に、オンチップマイクロレンズの表面反射を低減し、画質の劣化を抑制することができるようにした光検出装置及び電子機器に関する。
　固体撮像装置では、感度特性を向上させるために、各画素に対応してカラーフィルタ上にオンチップマイクロレンズ（オンチップレンズ）を形成し、入射した光をオンチップマイクロレンズによりフォトダイオードに集光させるようにしている。
　オンチップマイクロレンズの表面上に、反射防止膜を形成する技術が知られている。この反射防止膜により、反射に起因するフレアなどを抑制して、感度特性を向上させることができる。
　特許文献１には、オンチップマイクロレンズの表面上に、シリコン窒化膜（SiN膜）又はシリコン酸化窒化膜（SiON膜）で形成された屈折率の高い層と、シリコン酸化膜（SiO膜）又はシリコン酸化炭化膜（SiOC膜）で形成された屈折率の低い層とを積層して、さらに反射率を低減する技術が開示されている。
特開2012-84608号公報
　特許文献１では、反射防止膜における屈折率の高い層として、シリコン窒化膜を用いた構成が開示されているが、オンチップマイクロレンズとシリコン窒化膜との界面にてシリコン窒化膜が酸化され、特性に影響を及ぼす可能性があることが確認されている。
　そのため、より高い信頼性を有する反射防止膜によって、オンチップマイクロレンズの表面反射を低減して、画質の劣化を抑制することが求められていた。
　本開示はこのような状況に鑑みてなされたものであり、オンチップマイクロレンズの表面反射を低減し、画質の劣化を抑制することができるようにするものである。
　本開示の一側面の光検出装置は、光電変換部を有する複数の画素と、各画素に対応して形成されたオンチップマイクロレンズと、前記オンチップマイクロレンズの表面上に形成された反射防止膜とを有し、前記反射防止膜は、金属酸化膜で形成される第１の無機膜と、前記第１の無機膜の表面上に形成され、前記第１の無機膜よりも屈折率が低い第２の無機膜とを積層して構成される光検出装置である。
　本開示の一側面の光検出装置においては、光電変換部を有する複数の画素の各画素に対応して形成されたオンチップマイクロレンズの表面上に形成された反射防止膜が、金属酸化膜で形成される第１の無機膜と、前記第１の無機膜の表面上に形成され、前記第１の無機膜よりも屈折率が低い第２の無機膜とが積層されて構成される。
　本開示の一側面の光検出装置は、光電変換部を有する複数の画素と、各画素に対応して形成されたオンチップマイクロレンズと、前記オンチップマイクロレンズの表面上に形成された反射防止膜とを有し、前記反射防止膜は、第１の無機膜と、前記第１の無機膜の表面上に形成され、所定の屈折率を有する被加工膜の表面に微細な凹凸形状を加工することで形成された構造膜である第２の無機膜とを積層して構成される光検出装置である。
　本開示の一側面の光検出装置においては、光電変換部を有する複数の画素の各画素に対応して形成されたオンチップマイクロレンズの表面上に形成された反射防止膜が、第１の無機膜と、前記第１の無機膜の表面上に形成され、所定の屈折率を有する被加工膜の表面に微細な凹凸形状を加工することで形成された構造膜である第２の無機膜とが積層して構成される。
　本開示の一側面の電子機器は、光電変換部を有する複数の画素と、各画素に対応して形成されたオンチップマイクロレンズと、前記オンチップマイクロレンズの表面上に形成された反射防止膜とを有し、前記反射防止膜は、金属酸化膜で形成される第１の無機膜と、前記第１の無機膜の表面上に形成され、前記第１の無機膜よりも屈折率が低い第２の無機膜とを積層して構成される光検出装置を搭載した電子機器である。
　本開示の一側面の電子機器においては、当該電子機器に搭載された光検出装置で、光電変換部を有する複数の画素の各画素に対応して形成されたオンチップマイクロレンズの表面上に形成された反射防止膜が、金属酸化膜で形成される第１の無機膜と、前記第１の無機膜の表面上に形成され、前記第１の無機膜よりも屈折率が低い第２の無機膜とが積層されて構成される。
　なお、本開示の一側面の光検出装置及び電子機器は、独立した装置であってもよいし、１つの装置を構成している内部ブロックであってもよい。
本開示を適用した光検出装置の構成例を示す図である。 画素を含む要部の断面構造例を示す図である。 高屈折率層の屈折率と最適設計時のトータル膜厚との関係を示した図である。 反射防止膜の層数を４層とした場合における画素の要部の断面構造例を示す図である。 反射防止膜の層数と反射率との関係を示した図である。 オンチップマイクロレンズの表面の曲率を示す円の中心と、反射防止膜の表面の曲率を示す円の中心との関係を示した図である。 オンチップマイクロレンズ間が平坦となる場合における平面レイアウト例を示す図である。 オンチップマイクロレンズ間が平坦となる場合における画素の要部の断面構造例を示す図である。 本開示を適用した光検出装置の製造方法の例を示す図である。 画素を含む要部の断面構造の他の例を示す図である。 反射防止膜の層数と反射率との関係を示した図である。 反射防止膜の層数と反射率との関係を示した図である。 本開示を適用した光検出装置の製造方法の他の例を示す図である。 本開示を適用した光検出装置の製造方法の他の例を示す図である。 本開示を適用した光検出装置を搭載した電子機器の構成例を示すブロック図である。 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。
＜１．第１の実施の形態＞
（光検出装置の構成）
　図１は、本開示を適用した光検出装置の構成例を示す図である。
　図１において、固体撮像装置１０は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型の固体撮像装置であり、本開示を適用した光検出装置の一例である。固体撮像装置１０は、画素アレイ部２１、垂直駆動部２２、カラム信号処理部２３、水平駆動部２４、出力部２５、及び制御部２６から構成される。
　画素アレイ部２１は、シリコン（Si）からなる基板上に行列状に２次元配列された複数の画素１００を有する。画素１００は、フォトダイオードからなる光電変換部と、複数の画素トランジスタを有する。画素トランジスタは、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、選択トランジスタ、及び増幅トランジスタから構成される。
　画素アレイ部２１には、行列状に２次元配列された複数の画素１００に対し、行ごとに画素駆動線４１が形成されて垂直駆動部２２に接続され、列ごとに垂直信号線４２が形成されてカラム信号処理部２３に接続される。
　垂直駆動部２２は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等により構成され、画素アレイ部２１に配列された各画素１００を駆動する。垂直駆動部２２によって選択走査された画素１００から出力される画素信号は、垂直信号線４２を通じてカラム信号処理部２３に供給される。
　カラム信号処理部２３は、画素アレイ部２１の画素列ごとに、選択行の各画素１００から垂直信号線４２を通じて出力される画素信号に対して所定の信号処理を行うとともに、信号処理後の画素信号を一時的に保持する。具体的には、カラム信号処理部２３は、信号処理として少なくとも、ノイズ除去処理、相関二重サンプリング（CDS：Correlated Double Sampling）処理を行う。
　この相関二重サンプリングにより、リセットノイズや増幅トランジスタの閾値ばらつき等の画素固有の固定パターンノイズが除去される。なお、カラム信号処理部２３に、ノイズ除去処理以外に、例えば、AD変換（Analog/Digital Conversion）機能を持たせて、信号レベルをデジタル信号で出力することも可能である。
　水平駆動部２４は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等により構成され、カラム信号処理部２３の画素列に対応する単位回路を順番に選択する。水平駆動部２４による選択走査により、カラム信号処理部２３で信号処理された画素信号が水平信号線５１を通じて出力部２５に出力される。
　出力部２５は、カラム信号処理部２３の各々から水平信号線５１を通じて順次入力される画素信号に対して所定の信号処理を行い、その結果得られる信号を出力する。
　制御部２６は、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ等によって構成され、タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号に基づき、垂直駆動部２２、カラム信号処理部２３、及び水平駆動部２４などの駆動制御を行う。
（画素の構成）
　次に、固体撮像装置１０において、画素アレイ部２１に２次元状に配列される画素１００の構成を説明する。
　図２は、画素１００を含む要部の断面構造例を示す図である。図２では、画素アレイ部２１に配列された複数の画素１００のうち、隣接する２つの画素の断面構造を示している。なお、図２では、フォトダイオードの一部とそれよりも下層に形成される構造体を省略している。
　図２において、画素１００は、光電変換部としてのフォトダイオード１１１を有する。フォトダイオード１１１は、例えば、シリコン基板などの半導体基板に形成した第１導電型のウェル領域に、第１導電型及び第２導電型の半導体領域を含んで形成される。ここで、例えば、第１導電型はｐ型であり、第２導電型はｎ型である。
　フォトダイオード１１１の上面には、絶縁膜１１２が形成され、絶縁膜１１２の平坦面上に、カラーフィルタ１１３と、各画素１００に対応するオンチップマイクロレンズ１１４とが積層して形成される。
　カラーフィルタ１１３としては、例えば、赤色（R）、緑色（G）、及び青色（B）の波長に対応したカラーフィルタを用いることができる。また、画素アレイ部２１で２次元状に配列された複数の画素１００に形成されるカラーフィルタ１１３として、ベイヤー配列に対応したカラーフィルタを用いることができる。オンチップマイクロレンズ１１４は、例えば、有機膜で形成される。
　オンチップマイクロレンズ１１４の表面上には、無機膜１３１と無機膜１３２とを積層した反射防止膜１２１が形成されている。無機膜１３１は、オンチップマイクロレンズ１１４よりも屈折率の高い材料で形成される。無機膜１３２は、オンチップマイクロレンズ１１４及び無機膜１３１よりも屈折率の低い材料で形成される。
　無機膜１３１は、その屈折率をN1としたとき、N1 ≧ 1.8とされ、膜種として高い信頼性を有する金属酸化膜が用いられる。例えば、無機膜１３１の膜種としては、タンタル酸化膜（Ta2O5膜）、ニオブ酸化膜（Nb2O5膜）、チタン酸化膜（TiO2膜）、又はハフニウム酸化膜（HfO2膜）などの金属酸化膜が用いられる。
　無機膜１３２は、その屈折率をN2としたとき、N2 ≦ 1.55とされる。無機膜１３２の膜種としては、例えば、シリコン酸化膜（SiO2膜）、又はシリコン酸化炭化膜（SiOC膜）などが用いられる。
　反射防止膜１２１において、無機膜１３１は、無機膜１３２よりも屈折率が高いことから、高屈折率層であるとも言える。また、反射防止膜１２１において、無機膜１３２は、無機膜１３１よりも屈折率が低いことから、低屈折率層であるとも言える。すなわち、図２において、反射防止膜１２１は、無機膜１３１である高屈折率層と、無機膜１３２である低屈折率層との２層が積層された構成とされる。
　なお、図２において、各画素１００のフォトダイオード１１１の間には、ウェル領域１１５上に遮光膜１１６と絶縁膜１１７とが積層されている。
（信頼性改善と薄膜化）
　上述した特許文献１において、反射防止膜における高屈折率層として、シリコン窒化膜（SiN膜）を用いた構成が開示されているのは、先に述べた通りである。本開示の発明者は、恒温恒湿試験で、反射防止膜における高屈折率層にシリコン窒化膜を用いた場合に、オンチップマイクロレンズとシリコン窒化膜との界面にてシリコン窒化膜が酸化され、感度特性等の特性に影響を及ぼす可能性があることを確認している。
　このような信頼性不良の発生は、シリコン窒化膜が酸化されることで、屈折率が変動（低下）したことに起因している。その対策として、透湿性の高いシリコン窒化膜を用いることが想定されるが、量産性に乏しく、反射防止膜における高屈折率層として、シリコン窒化膜を用いることは困難であった。また、反射防止膜の膜厚の設計の観点からすれば、高屈折率層の膜厚が最大で450nmとなる場合、特に微細画素では、オンチップマイクロレンズの高層化により、量子効率（QE）が低下する懸念がある。
　一方で、本開示を適用した固体撮像装置１０では、オンチップマイクロレンズ１１４の表面上に形成される反射防止膜１２１における高屈折率層として、タンタル酸化膜、ニオブ酸化膜、チタン酸化膜、ハフニウム酸化膜などの金属酸化膜で形成される無機膜１３１を用いている。すなわち、無機膜１３１の膜種として、元々酸化されており、膜が緻密であることから屈折率が変動し難いという特性を有する金属酸化膜（タンタル酸化膜等）を用いるため、反射防止膜１２１における高屈折率層が、高い信頼性を有している。
　また、無機膜１３１で用いられる金属酸化膜（タンタル酸化膜等）は、シリコン窒化膜と比べて、屈折率が高いので、反射防止膜１２１を、より薄膜になるように設計（AR(Anti Reflection)設計）を行うことができる。例えば、シリコン窒化膜の屈折率が約1.85であるのに対し、金属酸化膜の屈折率は、約2～2.5とされる。
　図３は、横軸を高屈折率層の屈折率とし、縦軸を最適設計時の反射防止膜の膜厚（トータル膜厚）としたときに、高屈折率層の屈折率とトータル膜厚との関係を曲線Ｌで表している。本開示を適用した固体撮像装置１０では、高屈折率層の屈折率が無機膜１３１の屈折率に相当し、トータル膜厚が反射防止膜１２１の膜厚に相当する。
　図３において、曲線Ｌで示すように、高屈折率層の屈折率が低いほど、最適設計時のトータル膜厚が厚くなる。ここでは、高屈折率層として、シリコン窒化膜の屈折率が約1.85であるのに対し、無機膜１３１を形成する金属酸化膜の屈折率は、約2～2.5となるため、反射防止膜１２１の膜厚を、より薄膜になるようにAR設計を行うことができる。
　すなわち、本開示を適用した固体撮像装置１０では、高屈折率層と低屈折率層の組み合わせとして、高屈折率層である無機膜１３１に金属酸化膜を用いることで、シリコン窒化膜を用いた場合と比べて屈折率を高くすることができるため、より薄膜でのAR設計を行っても、シリコン窒化膜を用いた場合と同じ光路長とすることが可能となり、薄膜化を実現することができる。
　特に微細画素では、オンチップマイクロレンズのトップ位置（中心部）と、シリコン基板との距離に応じて集光効率が大きく変化することが知られているが、反射防止膜の膜厚（トータル膜厚）が厚くなると、オンチップマイクロレンズのトップ位置が、シリコン基板から離れてしまう。これにより、集光効率が落ちて、その結果として量子効率（QE）の低下に繋がるため、反射防止膜の薄膜化が必要となる。本開示を適用した固体撮像装置１０では、オンチップマイクロレンズ１１４の表面上に形成される反射防止膜１２１の薄膜化を実現できるため、微細画素における量子効率（QE）の低下を抑制することができる。
　ここでは、AR設計に際して、高屈折率層としての無機膜１３１の膜厚が、低屈折率層としての無機膜１３２の膜厚以下の厚みとなるようにする。つまり、無機膜１３１の膜厚をT1とし、無機膜１３２の膜厚をT2としたとき、T1 ≦ T2の関係を有するように設計する。
　また、上述した微細画素での量子効率（QE）の特性への影響を考慮して、反射防止膜１２１の膜厚（トータル膜厚）が、200nm以下となるようにAR設計を行う。本開示の発明者は、詳細なるシミュレーションにより、反射防止膜における高屈折率層として、シリコン窒化膜の代わりに金属酸化膜を用いることで、トータル膜厚を100nm程度薄膜化することが可能であり、トータル膜厚として200nm以下でのAR設計が可能であることを確認している。
　このように、本開示を適用した固体撮像装置１０では、オンチップマイクロレンズ１１４の表面上に形成される反射防止膜１２１における高屈折率層として、タンタル酸化膜等の金属酸化膜を用いることで、より信頼性を改善するとともに、より薄膜でのAR設計を行うことが可能となる。
（反射防止膜の層数）
　上述した説明では、反射防止膜１２１として、高屈折率層と低屈折率層とを積層した２層からなる場合を説明したが、２層に限らず、例えば、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した４層などの層数から形成されるようにしてもよい。
　図４は、反射防止膜１２１の層数を４層とした場合における画素１００の要部の断面構造例を示す図である。図４においては、図２と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　図４において、反射防止膜１２１は、無機膜１４１と、無機膜１４２と、無機膜１４３と、無機膜１４４とを積層して形成される。反射防止膜１２１において、無機膜１４１、及び無機膜１４３が高屈折率層であり、無機膜１４２、及び無機膜１４４が低屈折率層であり、高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層されている。
　無機膜１４１、及び無機膜１４３は、無機膜１３１（図２）と同様に、その膜種として、タンタル酸化膜、ニオブ酸化膜、チタン酸化膜、又はハフニウム酸化膜などの金属酸化膜が用いられる。無機膜１４１と無機膜１４３とは、同一の膜種であってもよいし、異なる膜種であってもよい。無機膜１４１と無機膜１４３のそれぞれの屈折率をN1としたとき、N1 ≧ 1.8とされる。
　無機膜１４２、及び無機膜１４４は、無機膜１３２（図２）と同様に、シリコン酸化膜、又はシリコン酸化炭化膜などが用いられる。無機膜１４２と無機膜１４４とは、同一の膜種であってもよいし、異なる膜種であってもよい。無機膜１４２と無機膜１４４のそれぞれの屈折率をN2としたとき、N2 ≦ 1.55とされる。
　反射防止膜１２１においては、高屈折率層（無機膜１４１，１４３）と低屈折率層（無機膜１４２，１４４）とが交互に積層されるが、高屈折率層（無機膜１４１）は、オンチップマイクロレンズ１１４の表面上（直上）に形成され、低屈折率層（無機膜１４２，１４４）は、高屈折率層（無機膜１４１，１４３）の表面上に形成される。また、反射防止膜１２１において、低屈折率層（無機膜１４４）は、最表面に形成される。
　図５は、横軸を波長とし、縦軸を反射率としたときに、反射防止膜１２１の層数と反射率との関係を曲線Ｌ１乃至Ｌ４で表している。図５では、反射防止膜１２１において、層数が１層となる場合の関係を曲線Ｌ１、層数が２層となる場合の関係を曲線Ｌ２、層数が３層となる場合の関係を曲線Ｌ３、層数が４層となる場合の関係を曲線Ｌ４でそれぞれ表している。
　図５において、曲線Ｌ１乃至Ｌ４で示すように、反射防止膜１２１における層数を増やすことで、反射率をさらに低減させることができる。例えば、反射防止膜１２１の層数を４層とした場合には、１層乃至３層である層数とした場合と比べて、同一の波長領域であっても反射率が低下している。
　このように、本開示を適用した固体撮像装置１０では、オンチップマイクロレンズ１１４の表面上に形成される反射防止膜１２１として、高屈折率層と低屈折率層を交互に積層して４層などに層数を増やすことで、オンチップマイクロレンズ１１４の表面反射をさらに抑制し、フレアなどの画質劣化を抑制することができる。
　なお、図４では、反射防止膜１２１として、高屈折率層と低屈折率層を交互に４層に積層した構成を示したが、上述したAR設計の要件を満たすのであれば、４層よりも層数が多くても構わない。例えば、６層に積層する場合には、５層目が高屈折率層、６層目が低屈折率層となり、６層目の低屈折率層が最表面となる。
（反射防止膜のカバレッジ性）
　反射防止膜１２１のカバレッジ性に関しては、高屈折率層及び低屈折率層のいずれもコンフォーマルではないことが望ましい。例えば、反射防止膜１２１では、オンチップマイクロレンズ１１４の中心部（トップ位置）に対応した部分の膜厚よりも、オンチップマイクロレンズ１１４の縁端部（ボトム位置）に対応した部分の膜厚のほうが薄くなるようにする。また、反射防止膜１２１では、オンチップマイクロレンズ１１４の中心部に対応した部分から縁端部に対応した部分に向かうほど膜厚が薄くなるようにする。
　図６は、オンチップマイクロレンズ１１４の表面の曲率を示す円の中心と、反射防止膜１２１の表面の曲率を示す円の中心との関係を示した図である。図６においては、図２と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
　図６においては、オンチップマイクロレンズ１１４の表面の曲率を示す円Ｃ１を一点鎖線で表し、反射防止膜１２１の表面の曲率を示す円Ｃ２を二点鎖線で表している。また、円Ｃ１の中心Ｏ１と、円Ｃ２の中心Ｏ２との関係が表されている。
　ここで、反射防止膜１２１をコンフォーマルに成膜した場合には、円Ｃ１の中心Ｏ１と円Ｃ２の中心Ｏ２との位置は一致することになる。つまり、図示はしていないが、仮に、反射防止膜１２１をコンフォーマルに成膜した場合には、膜厚が均一となり、オンチップマイクロレンズ１１４の中心部に対応した部分と縁端部に対応した部分で膜厚が同じになる。
　しかしながら、特性を向上させるためには、オンチップマイクロレンズ１１４の縁端部付近は、反射防止膜１２１の膜厚が薄いほうが望ましいので、本開示を適用した固体撮像装置１０では、図６に示すように、反射防止膜１２１の表面の曲率を示す円Ｃ２の中心Ｏ２が、オンチップマイクロレンズ１１４の表面の曲率を示す円Ｃ１の中心Ｏ１よりも、光が入射する側（図中の上側）に位置するようにしている。
　これにより、反射防止膜１２１（の無機膜１３２）では、オンチップマイクロレンズ１１４の中心部に対応した部分の膜厚ａよりも、オンチップマイクロレンズ１１４の縁端部に対応した部分の膜厚ｂのほうが薄くなる（ａ＞ｂの関係となる）。
　このように、本開示を適用した固体撮像装置１０では、円Ｃ２の中心Ｏ２が、円Ｃ１の中心Ｏ１よりも、光が入射する側（図中の上側）に位置しており（円Ｃ１の中心Ｏ１と円Ｃ２の中心Ｏ２との位置が不一致となり）、オンチップマイクロレンズ１１４の表面上に形成される反射防止膜１２１をコンフォーマルに成膜していない。
　すなわち、反射防止膜１２１では、高屈折率層としての無機膜１３１と、低屈折率層としての無機膜１３２とが積層されるが、無機膜１３１と無機膜１３２のいずれもコンフォーマルではなく、無機膜１３１と無機膜１３２のそれぞれの表面の曲率を示す円の中心が、円Ｃ１の中心Ｏ１よりも光が入射する側に位置している。そのため、オンチップマイクロレンズ１１４の表面上に形成される反射防止膜１２１では、縁端部側の膜厚が、中心部の膜厚よりも薄くなり、膜厚を均一にした場合と比べて、感度特性等の特性を向上させることができる。
　なお、上述した図４では、反射防止膜１２１において、高屈折率層（無機膜１４１，１４３）と低屈折率層（無機膜１４２，１４４）とを交互に積層して４層としているが、無機膜１４１乃至１４４のいずれもコンフォーマルではなく、無機膜１４１乃至１４４のそれぞれの表面の曲率を示す円の中心が、円Ｃ１の中心Ｏ１よりも光が入射する側に位置することが好ましい。
　図６において、各画素１００に対応して形成されたオンチップマイクロレンズ１１４の間には、Ｖ字状の窪んだ領域である凹部Ａ１（オンチップマイクロレンズ１１４のギャップ部）が形成されている。凹部Ａ１においても、反射防止膜１２１が形成されており、オンチップマイクロレンズ１１４の間で、反射防止膜１２１が途切れることはない。
　オンチップマイクロレンズ１１４の間の領域は、Ｖ字状の窪んだ領域に限らず、平坦な領域であってもよい。例えば、図７の平面レイアウトに示すように、オンチップマイクロレンズ１１４が所定の間隔を有して配置された場合、オンチップマイクロレンズ１１４の間は、平坦な領域となる。
　図８は、図７の平面レイアウトのＸ１－Ｘ１’断面を示している。図８において、図２と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　図８において、オンチップマイクロレンズ１１４の間の平坦な領域である平坦部Ａ２と、オンチップマイクロレンズ１１４の中心部Ａ３に注目すれば、反射防止膜１２１の膜厚は、平坦部Ａ２に対応した部分と、中心部Ａ３に対応した部分とで、略同一となっている。これにより、平坦部Ａ２においては、AR設計通りの反射率の低減が可能であり、オンチップマイクロレンズ１１４の間に入射した光に対しても有効に機能する。その結果として、フレアなどの画質劣化を抑制することが可能となる。
　なお、図８は、図７の平面レイアウトのＸ２－Ｘ２’断面にも対応しており、左右方向や上下方向に隣接する画素１００だけでなく、斜め方向に隣接する画素１００についても、反射防止膜１２１の膜厚が、オンチップマイクロレンズ１１４の間の平坦部Ａ２に対応した部分と、オンチップマイクロレンズ１１４の中心部Ａ３に対応した部分とで、略同一となり、同様の効果が得られる。
（製造方法の例）
　図９は、本開示を適用した光検出装置の製造方法の例を示す図である。
　図９においては、オンチップマイクロレンズ１１４を形成した後の工程を示している。すなわち、図示はしていないが、シリコン基板に、フォトダイオード１１１等を形成して複数の画素１００が２次元状に配列された撮像領域が形成される。また、フォトダイオード１１１の上面に絶縁膜１１２を形成してその表面を平坦化し、その上に赤色、緑色、又は青色の波長に対応したカラーフィルタ１１３が形成される。
　そして、図９のＡに示すように、カラーフィルタ１１３上に、オンチップマイクロレンズ１１４が形成される。
　次に、図９のＢに示すように、オンチップマイクロレンズ１１４の表面上に無機膜１３１を成膜する。無機膜１３１は、化学気相成長（CVD：Chemical Vapor Deposition）法、物理気相成長（PVD：Physical Vapor Deposition）法、又は原子層堆積（ALD：Atomic Layer Deposition）法などを用いて成膜することができる。無機膜１３１としては、例えば、タンタル酸化膜、ニオブ酸化膜、チタン酸化膜、又はハフニウム酸化膜などの金属酸化膜が成膜される。
　次に、図９のＣに示すように、無機膜１３１の表面上に無機膜１３２を成膜する。無機膜１３２は、化学気相成長法、物理気相成長法、又は原子層堆積法などを用いて成膜することができる。無機膜１３２としては、例えば、シリコン酸化膜、又はシリコン酸化炭化膜などが成膜される。
　ここでは、無機膜１３１と無機膜１３２を積層した反射防止膜１２１がコンフォーマルではなく、無機膜１３１と無機膜１３２のそれぞれの表面の曲率を示す円の中心が、オンチップマイクロレンズ１１４の表面の曲率を示す円の中心よりも、光が入射する側（図中の上側）に位置するように成膜される。
　このようにして、オンチップマイクロレンズ１１４の表面上に、無機膜１３１と無機膜１３２の２層（高屈折率層と低屈折率層の２層）からなる反射防止膜１２１（図２）が形成された固体撮像装置１０が得られる。
　なお、図９では、反射防止膜１２１が２層となる場合の製造方法を示したが、反射防止膜１２１が４層などとなる場合にも同様の製造方法を用いることができる。すなわち、図９のＢ，Ｃに示した工程を繰り返すことで、化学気相成長法、物理気相成長法、又は原子層堆積法などを用いて、無機膜１４１、無機膜１４２、無機膜１４３、及び無機膜１４４が順に成膜され、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した４層からなる反射防止膜１２１（図４）が形成されたオンチップマイクロレンズ１１４を有する固体撮像装置１０が得られる。
＜２．第２の実施の形態＞
　ところで、オンチップマイクロレンズを有する固体撮像装置において、当該オンチップマイクロレンズの表面に、使用波長領域の光の反射を低減するための微細凹凸形状からなる反射防止構造体を形成した構成が知られている（例えば、下記の文献Ａ参照）。
　文献Ａ：特開2006-332433号公報
　オンチップマイクロレンズの表面に微細凹凸形状からなる反射防止構造体を形成した構成の場合、反射防止構造体をオンチップマイクロレンズ上に直接形成しているため、オンチップマイクロレンズとの密着性に問題があり、反射防止構造体が剥がれてしまう可能性がある。また、密着性の改善のためにプラズマ処理を実施することが想定されるが、プラズマ処理を実施した場合には、密着性の改善は期待できるものの、光学特性が劣化するという新たな問題が生じてしまう。
　これらの問題を改善するために、本開示を適用した固体撮像装置１０は、図１０に示すような反射防止膜の構成を採用することで、微細な凹凸形状を有する構造膜を含む反射防止膜とオンチップマイクロレンズとの密着性を改善して高信頼性を有しながら、フレアなどの画質劣化を抑制することができるようにする。
（反射防止膜の他の構成）
　図１０は、画素１００を含む要部の断面構造の他の例を示す図である。図１０においては、図２と対応する部分には同一の符号を付しており、その説明は適宜省略する。
　図１０の断面構造は、図２の断面構造と比べて、オンチップマイクロレンズ１１４の表面上に、反射防止膜１２１の代わりに、反射防止膜２２１が形成されている。反射防止膜２２１は、無機膜２３１と無機膜２３２とを積層して形成されている。無機膜２３１は、オンチップマイクロレンズ１１４よりも屈折率の高い材料で形成される。無機膜２３２は、オンチップマイクロレンズ１１４及び無機膜２３１よりも屈折率の低い材料で形成される。
　無機膜２３１は、オンチップマイクロレンズ１１４と無機膜２３２との密着性を改善するための密着膜(密着層)である。無機膜２３１は、その屈折率をN3としたとき、例えば、N3 ≦ 1.55とされる。無機膜２３１の膜種としては、例えば、シリコン酸化膜（SiO2膜）等のLTO(Low Temperature Oxidation)膜が用いられる。
　無機膜２３２は、微細な凹凸形状を形成したモスアイ構造を有する構造膜である。無機膜２３２が微細な凹凸形状を有することで、使用波長領域の光の反射を低減することができる。無機膜２３２は、その屈折率をN4としたとき、例えば、N4 ≦ 1.4とされる。
　例えば、無機膜２３２の膜種としてAlOx膜を用いる場合、AlOx膜を成膜した後に、純水(DIW：De-Ionized Water)の高温処理(例えば90℃処理)等の加工処理が実施されることで、AlOx膜の表面に微細な凹凸形状が形成される。このとき、AlOx膜の屈折率は1.6程度とされるが、微細な凹凸形状により凹部に空気層が形成されているため、トータル的には屈折率が1.3程度に低下することになる。
　無機膜２３２の膜厚は、例えば、トップ－ボトムの間で270nm程度とすることができる。ここでのトップ位置は、微細な凹凸形状における凸部の最も高い位置であり、ボトム位置は、無機膜２３１との界面の位置である。反射防止膜２２１においては、無機膜２３２が微細な凹凸形状を有する構造膜となるが、密着膜としての無機膜２３１が露出することはなく、最表面は無機膜２３２となる。
　反射防止膜２２１において、無機膜２３１は、無機膜１３２と同程度の屈折率を有することから、低屈折率層であるとも言える。また、反射防止膜２２１において、無機膜２３２は、無機膜２３１よりも屈折率が低いことから、低屈折率層よりもさらに屈折率が低い超低屈折率層であるとも言える。
　すなわち、上述した説明では、反射防止膜１２１として、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した場合を説明したが、第１の層と、当該第１の層よりも屈折率が低い第２の層とが積層された構造であれば、他の層が積層されてもよく、例えば、図１０に示すように、反射防止膜２２１を、無機膜２３１である低屈折率層と、無機膜２３２である超低屈折率層との２層が積層された構成とすることができる。あるいは、無機膜２３２は、所定の屈折率を有する被加工膜(例えば、1.6である屈折率を有するAlOx膜)の表面に微細な凹凸形状を加工することで形成された構造膜であるとも言える。
（改善点）
　図１１と図１２は、横軸を波長とし、縦軸を反射率としたときに、反射防止膜２２１における無機膜２３１の膜厚と波長領域での反射率との関係を曲線Ｌ２２乃至Ｌ２９で表している。無機膜２３１の膜厚は、オンチップマイクロレンズ１１４の中心部（トップ位置）に対応した部分の膜厚とすることができる。図１１と図１２では、比較のために、反射防止膜２２１として無機膜２３１が単膜で構成される場合を想定したときの波長領域での反射率を曲線Ｌ２０で表し、反射防止膜２２１として無機膜２３２が単膜で構成される場合を想定したときの波長領域での反射率を曲線Ｌ２１で表している。
　図１１では、無機膜２３１と無機膜２３２を積層した反射防止膜２２１において、無機膜２３１の膜厚が5nmとなるときの関係を曲線Ｌ２２、無機膜２３１の膜厚が10nmとなるときの関係を曲線Ｌ２３、無機膜２３１の膜厚が50nmとなるときの関係を曲線Ｌ２４、無機膜２３１の膜厚が110nmとなるときの関係を曲線Ｌ２５でそれぞれ表している。
　また、図１２では、無機膜２３１と無機膜２３２を積層した反射防止膜２２１において、無機膜２３１の膜厚が200nmとなるときの関係を曲線Ｌ２６、無機膜２３１の膜厚が300nmとなるときの関係を曲線Ｌ２７、無機膜２３１の膜厚が500nmとなるときの関係を曲線Ｌ２８、無機膜２３１の膜厚が1000nmとなるときの関係を曲線Ｌ２９でそれぞれ表している。
　図１１において、曲線Ｌ２２を、曲線Ｌ２０と比べた場合には反射率が1％程度低下しており、曲線Ｌ２１と比べた場合には同程度の反射率となる。曲線Ｌ２３は、曲線Ｌ２２と比べて反射率が全体的に若干低下し、曲線Ｌ２４，Ｌ２５は、曲線Ｌ２３と比べて反射率が全体的にさらに低下しているが、曲線Ｌ２３乃至Ｌ２５の反射率は、曲線Ｌ２１の反射率を超えていない。このように、図１１では、無機膜２３１の膜厚が、10nm，50nm，110nmのように増加しても、400～700nmの波長領域で低反射率となり、無機膜２３１を積層しない場合（無機膜２３２を単膜とした場合）と比べて反射率が悪化していないことを表している。
　図１２において、曲線Ｌ２６乃至Ｌ２９の反射率は、全体的に下げられており、曲線Ｌ２１の反射率を超えていない。このように、図１２では、無機膜２３１の膜厚が、200nm，300nm，500nm，1000nmのようにさらに増加しても、400～700nmの波長領域で低反射率となり、無機膜２３１を積層しない場合（無機膜２３２を単膜とした場合）と比べて反射率が悪化していないことを表している。ただし、本開示の発明者は、詳細なるシミュレーションにより、無機膜２３１の膜厚を500nm，1000nmとしたときには反射率は悪化しないものの、無機膜２３１の厚みにより干渉が生じるなどの影響があり実用的ではないため、無機膜２３１の膜厚は、10nm以上、かつ、300nm以下とするのが好適であることを確認している。
　このように、オンチップマイクロレンズ１１４の表面上に形成される反射防止膜２２１において、オンチップマイクロレンズ１１４と無機膜２３２との密着膜としての無機膜２３１の膜厚を10～300nmとすることで、密着性を改善して高信頼性を有しながら、フレアなどの画質劣化を抑制することができる。
　具体的には、無機膜２３１は、シリコン酸化膜等のLTO膜が用いられ、オンチップマイクロレンズ１１４との密着性に問題はなく、かつ、無機膜２３２との密着性にも問題はないため、オンチップマイクロレンズ１１４と無機膜２３２との間に設けられることで、密着性を改善することができる。これにより、オンチップマイクロレンズ１１４から無機膜２３１が剥がれることはなく、結果として、最表面の無機膜２３２が剥がれることを抑制することができる。
　また、反射防止膜２２１では、無機膜２３１と無機膜２３２が積層され、無機膜２３２は、光の反射を低減するための微細凹凸形状を有する構造膜であることから、オンチップマイクロレンズ１１４の表面反射を低減して、反射に起因するフレアなどを抑制することができる。さらに、無機膜２３１の膜厚を10～300nmとすることで、無機膜２３２を単膜で構成した場合よりも反射率が低下するため、さらなる反射率の改善により、フレアなどを低減することができる。その結果として、より確実に、フレアなどの画質劣化を抑制することができる。
　さらに、オンチップマイクロレンズ１１４の表面上に反射防止膜２２１を形成することで、オンチップマイクロレンズ１１４へのダメージを抑制することができる。なお、画素１００が微細画素である場合にも、オンチップマイクロレンズ１１４の表面上に反射防止膜２２１を形成することができる。
（製造方法の例）
　図１３と図１４は、本開示を適用した光検出装置の製造方法の他の例を示す図である。
　図１３においては、図９と同様に、オンチップマイクロレンズ１１４を形成した後の工程を示している。すなわち、シリコン基板に、フォトダイオード１１１等を形成して複数の画素１００が２次元状に配列された撮像領域が形成される。また、フォトダイオード１１１の上面に絶縁膜１１２を形成してその表面を平坦化し、その上に赤色、緑色、又は青色の波長に対応したカラーフィルタ１１３が形成される。
　そして、図１３のＡに示すように、カラーフィルタ１１３上に、オンチップマイクロレンズ１１４が形成される。
　次に、図１３のＢに示すように、オンチップマイクロレンズ１１４の表面上に無機膜２３１を成膜する。無機膜２３１は、化学気相成長（CVD）法、物理気相成長（PVD）法、又は原子層堆積（ALD）法などを用いて成膜することができる。無機膜２３１としては、例えば、シリコン酸化膜等のLTO膜が成膜される。
　次に、図１３のＣに示すように、無機膜２３１の表面上に無機膜２３２を成膜する。無機膜２３２は、原子層堆積（ALD）法などを用いて成膜することができる。無機膜２３２としては、例えば、AlOx膜が成膜される。無機膜２３１は、オンチップマイクロレンズ１１４と無機膜２３２とを密着させる密着膜（密着層）となる。
　次に、図１４のＤにおいて、純水(DIW)の高温処理(例えば90℃処理)が実施されることで、図１４のＥに示すように、無機膜２３２として、微細な凹凸形状を有する構造膜が形成される。つまり、無機膜２３２は、AlOx膜等により形成される。このようにして、オンチップマイクロレンズ１１４の表面上に、無機膜２３１と無機膜２３２の２層（低屈折率層と超低屈折率層の２層）からなる反射防止膜２２１が形成された固体撮像装置１０が得られる。
＜３．変形例＞
（光検出装置の例）
　上述した説明では、固体撮像装置１０として、CMOS型の固体撮像装置を説明したが、CMOS型の固体撮像装置は、光電変換部としてのフォトダイオード１１１が形成されたシリコン基板から見て下層に形成される配線層側（表面側）とは反対側の上層（裏面側）から光を入射させる裏面照射型構造とすることができる。なお、CMOS型の固体撮像装置は、光を入射する側を配線層側（表面側）とした表面照射型構造としても構わない。
　固体撮像装置１０は、本開示を適用した光検出装置の一例である。すなわち、本開示を適用した光検出装置は、固体撮像装置１０に限らず、例えば、IRレーザを用いた測距センサなどの光を検出する装置に適用することができる。なお、本開示を適用した反射防止膜の構成は、CMOS型の固体撮像装置に限らず、CCD(Charge Coupled Device)型の固体撮像装置に適用することも可能である。
　上述した説明では、固体撮像装置１０において、第１導電型をｐ型、第２導電型をｎ型として構成したが、ｎ型が第１導電型で、ｐ型が第２導電型であっても構わない。また、上述した説明では、固体撮像装置１０において、カラーフィルタ１１３として、赤色（R）、緑色（G）、及び青色（B）の波長に対応した原色系フィルタを用いた構成を示したが、シアン色（C）、マゼンタ色（M）、及び黄色（Y）の波長に対応した補色系フィルタを用いても構わない。
（電子機器の構成）
　本開示を適用した光検出装置は、スマートフォン、タブレット型端末、携帯電話機、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどの電子機器に搭載することができる。図１５は、本開示を適用した光検出装置を搭載した電子機器の構成例を示すブロック図である。
　図１５において、電子機器１０００は、レンズ群を含む光学系１０１１と、図１の固体撮像装置１０に対応した機能を有する光検出素子１０１２と、カメラ信号処理部であるDSP(Digital Signal Processor)１０１３からなる撮像系を有する。電子機器１０００においては、撮像系のほかに、CPU(Central Processing Unit)１０１０、フレームメモリ１０１４、ディスプレイ１０１５、操作系１０１６、補助メモリ１０１７、通信I/F１０１８、及び電源系１０１９がバス１０２０を介して相互に接続された構成となる。
　CPU１０１０は、電子機器１０００の各部の動作を制御する。
　光学系１０１１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで、光検出素子１０１２の光検出面に結像させる。光検出素子１０１２は、光学系１０１１によって光検出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。DSP１０１３は、光検出素子１０１２から出力される信号に対し、所定の信号処理を行う。
　フレームメモリ１０１４は、撮像系で撮像された静止画又は動画の画像データを一時的に記録する。ディスプレイ１０１５は、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイであり、撮像系で撮像された静止画又は動画を表示する。操作系１０１６は、ユーザによる操作に応じて、電子機器１０００が有する様々な機能についての操作指令を発する。
　補助メモリ１０１７は、フラッシュメモリ等の半導体メモリを含む記憶媒体であり、撮像系で撮像された静止画又は動画の画像データを記録する。通信I/F１０１８は、所定の通信方式に対応した通信モジュールを有し、撮像系で撮像された静止画又は動画の画像データを、ネットワークを介して他の機器に送信する。
　電源系１０１９は、CPU１０１０、DSP１０１３、フレームメモリ１０１４、ディスプレイ１０１５、操作系１０１６、補助メモリ１０１７、及び通信I/F１０１８を供給対象として、動作電源となる各種の電源を適宜供給する。
＜４．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１６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１６に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
　駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
　ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
　車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
　撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
　車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
　マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
　音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１６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１７は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図１７では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
　撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
　なお、図１７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の固体撮像装置１０は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、フレアなどの画質劣化を抑制して、より見やすい撮影画像を得ることができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。
　なお、本開示の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって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とることができる。
（１）
　光電変換部を有する複数の画素と、
　各画素に対応して形成されたオンチップマイクロレンズと、
　前記オンチップマイクロレンズの表面上に形成された反射防止膜と
　を有し、
　前記反射防止膜は、
　　金属酸化膜で形成される第１の無機膜と、
　　前記第１の無機膜の表面上に形成され、前記第１の無機膜よりも屈折率が低い第２の無機膜と
　を積層して構成される
　光検出装置。
（２）
　前記第１の無機膜は、タンタル酸化膜、ニオブ酸化膜、チタン酸化膜、又はハフニウム酸化膜である
　前記（１）に記載の光検出装置。
（３）
　前記第２の無機膜は、シリコン酸化膜、又はシリコン酸化炭化膜である
　前記（１）又は（２）に記載の光検出装置。
（４）
　前記第１の無機膜の屈折率は、1.8以上であり、
　前記第２の無機膜の屈折率は、1.55以下である
　前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の光検出装置。
（５）
　前記第１の無機膜の膜厚は、前記第２の無機膜の膜厚以下の厚みである
　前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の光検出装置。
（６）
　前記反射防止膜の膜厚は、200nm以下である
　前記（５）に記載の光検出装置。
（７）
　前記第１の無機膜は、前記オンチップマイクロレンズの表面上に形成され、
　前記第２の無機膜は、最表面に形成される
　前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の光検出装置。
（８）
　前記第１の無機膜と前記第２の無機膜とが交互に積層される
　前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の光検出装置。
（９）
　前記第１の無機膜は、前記オンチップマイクロレンズの表面上に形成され、前記オンチップマイクロレンズと前記第２の無機膜とを密着させる密着膜であり、
　前記第２の無機膜は、最表面に形成され、微細な凹凸形状を有する構造膜である
　前記（１）に記載の光検出装置。
（１０）
　前記第１の無機膜は、LTO膜であり、
　前記第２の無機膜は、AlOx膜により形成される
　前記（９）に記載の光検出装置。
（１１）
　前記第１の無機膜の膜厚は、10nm以上、かつ、300nm以下である
　前記（９）又は（１０）に記載の光検出装置。
（１２）
　前記反射防止膜は、前記オンチップマイクロレンズの中心部に対応した部分の膜厚よりも、前記オンチップマイクロレンズの縁端部に対応した部分の膜厚のほうが薄くなる
　前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の光検出装置。
（１３）
　前記反射防止膜は、前記オンチップマイクロレンズの中心部に対応した部分から縁端部に対応した部分に向かうほど膜厚が薄くなる
　前記（１２）に記載の光検出装置。
（１４）
　前記オンチップマイクロレンズの表面の曲率を示す円の第１の中心と、前記反射防止膜の表面の曲率を示す円の第２の中心との位置が不一致となる
　前記（１２）又は（１３）のいずれかに記載の光検出装置。
（１５）
　前記第２の中心は、前記第１の中心よりも、光が入射する側に位置する
　前記（１４）に記載の光検出装置。
（１６）
　前記第２の中心は、前記第１の無機膜と前記第２の無機膜のそれぞれの表面の曲率を示す円の中心を含む
　前記（１４）又は（１５）に記載の光検出装置。
（１７）
　前記オンチップマイクロレンズの間に、前記反射防止膜が形成される
　前記（１）乃至（８）、（１２）乃至（１６）のいずれかに記載の光検出装置。
（１８）
　前記オンチップマイクロレンズの間には、平坦部が形成され、
　前記反射防止膜の膜厚は、前記平坦部に対応した部分と、前記オンチップマイクロレンズの中心部に対応した部分とで、略同一とされる
　前記（１７）に記載の光検出装置。
（１９）
　光電変換部を有する複数の画素と、
　各画素に対応して形成されたオンチップマイクロレンズと、
　前記オンチップマイクロレンズの表面上に形成された反射防止膜と
　を有し、
　前記反射防止膜は、
　　第１の無機膜と、
　　前記第１の無機膜の表面上に形成され、所定の屈折率を有する被加工膜の表面に微細な凹凸形状を加工することで形成された構造膜である第２の無機膜と
　を積層して構成される
　光検出装置。
（２０）
　前記第１の無機膜は、前記オンチップマイクロレンズの表面上に形成され、前記オンチップマイクロレンズと前記第２の無機膜とを密着させる密着膜であり、
　前記第２の無機膜は、最表面に形成される構造膜である
　前記（１９）に記載の光検出装置。
（２１）
　前記第１の無機膜は、LTO膜であり、
　前記被加工膜は、AlOx膜である
　前記（１９）又は（２０）に記載の光検出装置。
（２２）
　前記第１の無機膜の膜厚は、10nm以上、かつ、300nm以下である
　前記（１９）乃至（２１）のいずれかに記載の光検出装置。
（２３）
　光電変換部を有する複数の画素と、
　各画素に対応して形成されたオンチップマイクロレンズと、
　前記オンチップマイクロレンズの表面上に形成された反射防止膜と
　を有し、
　前記反射防止膜は、
　　金属酸化膜で形成される第１の無機膜と、
　　前記第１の無機膜の表面上に形成され、前記第１の無機膜よりも屈折率が低い第２の無機膜と
　を積層して構成される光検出装置を搭載した電子機器。
　１０　固体撮像装置，　２１　画素アレイ部，　２２　垂直駆動部，　２３　カラム信号処理部，　２４　水平駆動部，　２５　出力部，　２６　制御部，　１００　画素，　１１１　フォトダイオード，　１１４　オンチップマイクロレンズ，　１２１　反射防止膜，　１３１　無機膜，　１３２　無機膜，　１４１　無機膜，　１４２　無機膜，　１４３　無機膜，　１４４　無機膜，　２２１　反射防止膜，　２３１　無機膜，　２３２　無機膜，　１０００　電子機器，　１０１２　光検出素子

Claims (23)

  1. 　光電変換部を有する複数の画素と、
    　各画素に対応して形成されたオンチップマイクロレンズと、
    　前記オンチップマイクロレンズの表面上に形成された反射防止膜と
    　を有し、
    　前記反射防止膜は、
    　　金属酸化膜で形成される第１の無機膜と、
    　　前記第１の無機膜の表面上に形成され、前記第１の無機膜よりも屈折率が低い第２の無機膜と
    　を積層して構成される
    　光検出装置。
  2. 　前記第１の無機膜は、タンタル酸化膜、ニオブ酸化膜、チタン酸化膜、又はハフニウム酸化膜である
    　請求項１に記載の光検出装置。
  3. 　前記第２の無機膜は、シリコン酸化膜、又はシリコン酸化炭化膜である
    　請求項２に記載の光検出装置。
  4. 　前記第１の無機膜の屈折率は、1.8以上であり、
    　前記第２の無機膜の屈折率は、1.55以下である
    　請求項１に記載の光検出装置。
  5. 　前記第１の無機膜の膜厚は、前記第２の無機膜の膜厚以下の厚みである
    　請求項１に記載の光検出装置。
  6. 　前記反射防止膜の膜厚は、200nm以下である
    　請求項５に記載の光検出装置。
  7. 　前記第１の無機膜は、前記オンチップマイクロレンズの表面上に形成され、
    　前記第２の無機膜は、最表面に形成される
    　請求項１に記載の光検出装置。
  8. 　前記第１の無機膜と前記第２の無機膜とが交互に積層される
    　請求項７に記載の光検出装置。
  9. 　前記第１の無機膜は、前記オンチップマイクロレンズの表面上に形成され、前記オンチップマイクロレンズと前記第２の無機膜とを密着させる密着膜であり、
    　前記第２の無機膜は、最表面に形成され、微細な凹凸形状を有する構造膜である
    　請求項１に記載の光検出装置。
  10. 　前記第１の無機膜は、LTO膜であり、
    　前記第２の無機膜は、AlOx膜により形成される
    　請求項９に記載の光検出装置。
  11. 　前記第１の無機膜の膜厚は、10nm以上、かつ、300nm以下である
    　請求項９に記載の光検出装置。
  12. 　前記反射防止膜は、前記オンチップマイクロレンズの中心部に対応した部分の膜厚よりも、前記オンチップマイクロレンズの縁端部に対応した部分の膜厚のほうが薄くなる
    　請求項１に記載の光検出装置。
  13. 　前記反射防止膜は、前記オンチップマイクロレンズの中心部に対応した部分から縁端部に対応した部分に向かうほど膜厚が薄くなる
    　請求項１２に記載の光検出装置。
  14. 　前記オンチップマイクロレンズの表面の曲率を示す円の第１の中心と、前記反射防止膜の表面の曲率を示す円の第２の中心との位置が不一致となる
    　請求項１２に記載の光検出装置。
  15. 　前記第２の中心は、前記第１の中心よりも、光が入射する側に位置する
    　請求項１４に記載の光検出装置。
  16. 　前記第２の中心は、前記第１の無機膜と前記第２の無機膜のそれぞれの表面の曲率を示す円の中心を含む
    　請求項１５に記載の光検出装置。
  17. 　前記オンチップマイクロレンズの間に、前記反射防止膜が形成される
    　請求項１に記載の光検出装置。
  18. 　前記オンチップマイクロレンズの間には、平坦部が形成され、
    　前記反射防止膜の膜厚は、前記平坦部に対応した部分と、前記オンチップマイクロレンズの中心部に対応した部分とで、略同一とされる
    　請求項１７に記載の光検出装置。
  19. 　光電変換部を有する複数の画素と、
    　各画素に対応して形成されたオンチップマイクロレンズと、
    　前記オンチップマイクロレンズの表面上に形成された反射防止膜と
    　を有し、
    　前記反射防止膜は、
    　　第１の無機膜と、
    　　前記第１の無機膜の表面上に形成され、所定の屈折率を有する被加工膜の表面に微細な凹凸形状を加工することで形成された構造膜である第２の無機膜と
    　を積層して構成される
    　光検出装置。
  20. 　前記第１の無機膜は、前記オンチップマイクロレンズの表面上に形成され、前記オンチップマイクロレンズと前記第２の無機膜とを密着させる密着膜であり、
    　前記第２の無機膜は、最表面に形成される構造膜である
    　請求項１９に記載の光検出装置。
  21. 　前記第１の無機膜は、LTO膜であり、
    　前記被加工膜は、AlOx膜である
    　請求項１９に記載の光検出装置。
  22. 　前記第１の無機膜の膜厚は、10nm以上、かつ、300nm以下である
    　請求項１９に記載の光検出装置。
  23. 　光電変換部を有する複数の画素と、
    　各画素に対応して形成されたオンチップマイクロレンズと、
    　前記オンチップマイクロレンズの表面上に形成された反射防止膜と
    　を有し、
    　前記反射防止膜は、
    　　金属酸化膜で形成される第１の無機膜と、
    　　前記第１の無機膜の表面上に形成され、前記第１の無機膜よりも屈折率が低い第２の無機膜と
    　を積層して構成される光検出装置を搭載した電子機器。
PCT/JP2022/006922 2021-02-25 2022-02-21 光検出装置及び電子機器 Ceased WO2022181536A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023502385A JP7837941B2 (ja) 2021-02-25 2022-02-21 光検出装置及び電子機器
CN202280009231.1A CN116830269A (zh) 2021-02-25 2022-02-21 光电检测装置和电子设备
US18/546,252 US20240120359A1 (en) 2021-02-25 2022-02-21 Photodetection device and electronic apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021028237 2021-02-25
JP2021-028237 2021-02-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022181536A1 true WO2022181536A1 (ja) 2022-09-01

Family

ID=83048092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/006922 Ceased WO2022181536A1 (ja) 2021-02-25 2022-02-21 光検出装置及び電子機器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240120359A1 (ja)
JP (1) JP7837941B2 (ja)
CN (1) CN116830269A (ja)
WO (1) WO2022181536A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220152484A (ko) * 2021-05-07 2022-11-16 삼성전자주식회사 이미지 센서

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011146481A (ja) * 2010-01-13 2011-07-28 Sharp Corp 固体撮像装置
JP2012084608A (ja) * 2010-10-07 2012-04-26 Sony Corp 固体撮像装置とその製造方法、並びに電子機器
JP2013012518A (ja) * 2011-06-28 2013-01-17 Toppan Printing Co Ltd 固体撮像素子
WO2013179972A1 (ja) * 2012-05-30 2013-12-05 ソニー株式会社 撮像素子、撮像装置、製造装置および方法
JP2016057335A (ja) * 2014-09-05 2016-04-21 ソニー株式会社 積層体、ならびに撮像素子パッケージ、撮像装置および電子機器
JP2017076738A (ja) * 2015-10-16 2017-04-20 株式会社東芝 固体撮像装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4123667B2 (ja) * 2000-01-26 2008-07-23 凸版印刷株式会社 固体撮像素子の製造方法
JP2018147974A (ja) * 2017-03-03 2018-09-20 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子、電子機器、および半導体装置
WO2020122032A1 (ja) 2018-12-13 2020-06-18 凸版印刷株式会社 固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011146481A (ja) * 2010-01-13 2011-07-28 Sharp Corp 固体撮像装置
JP2012084608A (ja) * 2010-10-07 2012-04-26 Sony Corp 固体撮像装置とその製造方法、並びに電子機器
JP2013012518A (ja) * 2011-06-28 2013-01-17 Toppan Printing Co Ltd 固体撮像素子
WO2013179972A1 (ja) * 2012-05-30 2013-12-05 ソニー株式会社 撮像素子、撮像装置、製造装置および方法
JP2016057335A (ja) * 2014-09-05 2016-04-21 ソニー株式会社 積層体、ならびに撮像素子パッケージ、撮像装置および電子機器
JP2017076738A (ja) * 2015-10-16 2017-04-20 株式会社東芝 固体撮像装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7837941B2 (ja) 2026-03-31
JPWO2022181536A1 (ja) 2022-09-01
US20240120359A1 (en) 2024-04-11
CN116830269A (zh) 2023-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20240145507A1 (en) Imaging device
CN110959194B (zh) 固态摄像器件及电子设备
JP7802782B2 (ja) 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法および電子機器
TWI839421B (zh) 成像元件及電子裝置
WO2019188043A1 (ja) 撮像装置および撮像装置の製造方法
US20240339469A1 (en) Optical detector and electronic apparatus
WO2023189130A1 (ja) 光検出装置及び電子機器
US20240120359A1 (en) Photodetection device and electronic apparatus
US20250063839A1 (en) Imaging device and electronic device
US20250126918A1 (en) Imaging element, imaging device, and manufacturing method
KR20250070062A (ko) 촬상 장치 및 전자 기기
TW202416726A (zh) 光檢測裝置及電子機器
TW202425305A (zh) 固態攝像裝置
CN116802812A (zh) 摄像装置
WO2022270023A1 (ja) 光検出器及び電子機器
TW202520927A (zh) 攝像裝置及其製造方法、及電子機器
WO2020149181A1 (ja) 撮像装置
JP7654571B2 (ja) 固体撮像装置およびその製造方法
WO2025109888A1 (ja) 光検出装置および電子機器
WO2023127110A1 (ja) 光検出装置及び電子機器
WO2025192032A1 (ja) 撮像装置および撮像方法
WO2025134617A1 (ja) 光検出装置、半導体装置及び光検出装置の製造方法
WO2023181657A1 (ja) 光検出装置及び電子機器
JP2025123863A (ja) 半導体素子
WO2023100547A1 (ja) 撮像装置および電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22759572

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280009231.1

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2023502385

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18546252

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22759572

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1