WO2023042447A1 - 撮像装置 - Google Patents

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WO2023042447A1
WO2023042447A1 PCT/JP2022/012409 JP2022012409W WO2023042447A1 WO 2023042447 A1 WO2023042447 A1 WO 2023042447A1 JP 2022012409 W JP2022012409 W JP 2022012409W WO 2023042447 A1 WO2023042447 A1 WO 2023042447A1
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WO
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imaging device
pixel
color filters
light
pixels
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Application number
PCT/JP2022/012409
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English (en)
French (fr)
Inventor
晋一郎 納土
界斗 横地
浩司 関口
淳 戸田
Original Assignee
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures

Definitions

  • the present disclosure relates to imaging devices.
  • Patent Document 1 a first light-transmitting film having a first refractive index and a second light-transmitting film having a second refractive index higher than the first refractive index are formed on a color filter provided for each of a plurality of pixels.
  • An imaging device is disclosed in which two light transmissive films are laminated in order.
  • An imaging device as an embodiment of the present disclosure has a first surface and a second surface facing each other, a plurality of pixels are arranged in a matrix, and each pixel is a semiconductor substrate having a plurality of photoelectric conversion units that generate charges by photoelectric conversion according to the amount of incident light received from an object incident on the semiconductor substrate; a filter, a first protective film covering upper and side surfaces of a plurality of color filters, gaps provided between each of the plurality of color filters, and a light shielding section provided at the bottom of the gaps It is.
  • each of a plurality of pixels is provided with a plurality of color filters, a gap is provided between the color filters, and a light shielding section is formed at the bottom of the gap. .
  • a first protective film is provided to cover the upper and side surfaces of the plurality of color filters. This suppresses color fading of the color filter.
  • FIG. 1 is a cross-sectional schematic diagram showing a configuration example of an imaging device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the imaging device shown in FIG. 1
  • FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a unit pixel shown in FIG. 1
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the shape of the lower portion of the color filter shown in FIG. 1
  • FIG. 1. It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the imaging device shown in FIG. It is a cross-sectional schematic diagram showing the process following FIG. 5A.
  • FIG. 5B is a schematic cross-sectional view showing a step following FIG. 5B; It is a cross-sectional schematic diagram showing the process following FIG. 5C.
  • FIG. 10 is a light intensity distribution diagram in an optical simulation of an imaging device as a comparative example; 2 is a light intensity distribution diagram in an optical simulation of the imaging device shown in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the result of quantum efficiency for each wavelength by optical simulation of each imaging device shown in FIGS. 1 and 6; It is a cross-sectional schematic diagram showing the structural example of the imaging device which concerns on the modified example 1 of this indication.
  • FIG. 11A is a schematic cross-sectional view showing a step following FIG. 11B; 1.
  • FIG. 12B is a schematic cross-sectional view showing a step following FIG. 12B; 1.
  • FIG. 13B is a schematic cross-sectional view showing a step following FIG. 13B
  • FIG. 13C is a schematic cross-sectional view showing a step following FIG. 13C
  • FIG. 13D is a schematic cross-sectional view showing a step following FIG. 13D
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing an example of a configuration of an imaging device according to modification 6 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of an imaging device according to modification 6 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of an imaging device according to modification 6 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of an imaging device according to modification 6 of the present disclosure
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of an imaging device according to Modification 7 of the present disclosure
  • 19 is a schematic cross-sectional view for explaining a method of manufacturing the imaging device shown in FIG. 18;
  • FIG. It is a cross-sectional schematic diagram showing the process following FIG. 19A.
  • FIG. 19B is a schematic cross-sectional view showing a step following FIG. 19B
  • FIG. 19C is a schematic cross-sectional view showing a step following FIG. 19C;
  • FIG. 19D is a schematic cross-sectional view showing a step following FIG. 19D;
  • FIG. 19D is a schematic cross-sectional view showing a step following FIG. 19E; It is a cross-sectional schematic diagram showing the process following FIG. 19F.
  • FIG. 21 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of an imaging device according to modification 7 of the present disclosure;
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of an imaging device according to Modification 8 of the present disclosure;
  • FIG. 20 is a schematic plan view showing an example of a pixel array in an imaging device according to Modification 9 of the present disclosure;
  • FIG. 20 is a schematic plan view showing another example of a pixel array in an imaging device according to Modification 9 of the present disclosure
  • FIG. 21 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of an imaging device according to Modification 9 of the present disclosure
  • FIG. 21 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of an imaging device according to Modification 9 of the present disclosure
  • FIG. 20 is a schematic cross-sectional view showing an example of a configuration of an imaging device according to Modification 10 of the present disclosure
  • FIG. 21 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of an imaging device according to modification 10 of the present disclosure
  • FIG. 26 is a characteristic diagram for oblique incidence in the imaging device shown in FIG. 25;
  • FIG. 25 is a characteristic diagram for oblique incidence in the imaging device shown in FIG. 25;
  • FIG. 25 is a characteristic diagram for oblique incidence in the imaging device shown in FIG. 25; FIG.
  • FIG. 27 is a characteristic diagram for oblique incidence in the imaging device shown in FIG. 26;
  • FIG. 21 is a schematic plan view showing an example of a pixel configuration of an imaging device according to modification 11 of the present disclosure;
  • 29 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the imaging device shown in FIG. 28;
  • FIG. 29 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of the imaging device shown in FIG. 28;
  • FIG. 29 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of the imaging device shown in FIG. 28;
  • FIG. FIG. 21 is a schematic plan view showing an example of a pixel configuration of an imaging device according to modification 12 of the present disclosure;
  • 33 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the imaging device shown in FIG.
  • FIG. 33 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of the imaging device shown in FIG. 32;
  • FIG. 33 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of the imaging device shown in FIG. 32;
  • FIG. 33 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of the imaging device shown in FIG. 32;
  • FIG. 33 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of the imaging device shown in FIG. 32;
  • FIG. 33 is a schematic cross-sectional view showing another example of the configuration of the imaging device shown in FIG. 32;
  • FIG. FIG. 20 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of an imaging device according to Modification 13 of the present disclosure;
  • 2 is a block diagram showing a configuration example of an electronic device having the imaging device shown in FIG. 1 and the like;
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of a photodetection system using the imaging device shown in FIG. 1 and the like;
  • 40B is a diagram showing an example of the circuit configuration of the photodetection system shown in FIG. 40A;
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system;
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of functional configurations of a camera head and a CCU;
  • 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;
  • Modified Example 4 (Another Example of Manufacturing Method of Imaging Device) 2-5.
  • Modified Example 5 (Another Example of Manufacturing Method of Imaging Device) 2-6.
  • Modification 6 (another example of the structure of the isolation portion) 2-7.
  • Modification 7 (another example of the formation position and shape of the light shielding part) 2-8.
  • Modification 8 (Another example of the configuration of the imaging device) 2-9.
  • Modification 9 (Another example of the configuration of the imaging device) 2-10.
  • Modification 10 (Configuration example of image plane phase difference pixel) 2-11.
  • Modification 11 (Configuration example of image plane phase difference pixel) 2-12.
  • Modified Example 12 (Configuration Example of Image Plane Phase Difference Pixel) 2-13.
  • Modified example 13 (an example in which the upper end of the gap is closed with a protective film) 3.
  • FIG. 1 schematically illustrates an example of a cross-sectional configuration of an imaging device (imaging device 1) according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 shows an example of the overall configuration of the imaging device 1 shown in FIG.
  • the imaging device 1 is, for example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor used in electronic devices such as digital still cameras and video cameras. portion (pixel portion 100A).
  • the imaging device 1 is, for example, a so-called back-illuminated imaging device in this CMOS image sensor or the like.
  • the imaging device 1 has a plurality of color filters 22 for each of a plurality of unit pixels P arranged in a matrix at a pitch of 1.5 ⁇ m or less, for example.
  • the plurality of color filters 22 are provided for each unit pixel P, the gaps X are formed between the color filters 22, and the bottoms of the gaps X are light-shielding.
  • a portion 23 is provided.
  • the top and side surfaces of the plurality of color filters 22 are covered with a protective film 24 .
  • the imaging apparatus 1 captures incident light (image light) from a subject via an optical lens system (for example, a lens group 1001, see FIG. 39), and measures the amount of incident light formed on the imaging surface in units of pixels. P converts it into an electric signal and outputs it as a pixel signal.
  • the image pickup device 1 has a pixel portion 100A as an image pickup area on a semiconductor substrate 11, and includes, for example, a vertical drive circuit 111, a column signal processing circuit 112, a horizontal drive circuit 113, an output It has a circuit 114 , a control circuit 115 and an input/output terminal 116 .
  • a plurality of unit pixels P are two-dimensionally arranged in a matrix.
  • the plurality of unit pixels P photoelectrically convert a subject image formed by the imaging lens in the photodiode PD to generate a signal for image generation.
  • a pixel drive line Lread (specifically, a row selection line and a reset control line) is wired for each pixel row, and a vertical signal line Lsig is wired for each pixel column.
  • the pixel drive line Lread transmits drive signals for reading signals from pixels.
  • One end of the pixel drive line Lread is connected to an output terminal corresponding to each row of the vertical drive circuit 111 .
  • the vertical driving circuit 111 is a pixel driving section configured by a shift register, an address decoder, and the like, and drives each unit pixel P of the pixel section 100A, for example, in units of rows.
  • a signal output from each unit pixel P in a pixel row selectively scanned by the vertical drive circuit 111 is supplied to the column signal processing circuit 112 through each vertical signal line Lsig.
  • the column signal processing circuit 112 is composed of amplifiers, horizontal selection switches, and the like provided for each vertical signal line Lsig.
  • the horizontal drive circuit 113 is composed of a shift register, an address decoder, etc., and sequentially drives the horizontal selection switches of the column signal processing circuit 112 while scanning them. By selective scanning by the horizontal drive circuit 113, the signals of the pixels transmitted through the vertical signal lines Lsig are sequentially output to the horizontal signal line 121 and transmitted to the outside of the semiconductor substrate 11 through the horizontal signal line 121. .
  • the output circuit 114 performs signal processing on signals sequentially supplied from each of the column signal processing circuits 112 via the horizontal signal line 121 and outputs the processed signals.
  • the output circuit 114 may perform only buffering, or may perform black level adjustment, column variation correction, various digital signal processing, and the like.
  • a circuit portion consisting of the vertical drive circuit 111, the column signal processing circuit 112, the horizontal drive circuit 113, the horizontal signal line 121 and the output circuit 114 may be formed directly on the semiconductor substrate 11, or may be formed on the external control IC. It may be arranged. Moreover, those circuit portions may be formed on another substrate connected by a cable or the like.
  • the control circuit 115 receives a clock given from the outside of the semiconductor substrate 11, data instructing an operation mode, etc., and outputs data such as internal information of the imaging device 1.
  • the control circuit 115 further has a timing generator that generates various timing signals, and controls the vertical drive circuit 111, the column signal processing circuit 112, the horizontal drive circuit 113, etc. based on the various timing signals generated by the timing generator. It controls driving of peripheral circuits.
  • the input/output terminal 116 exchanges signals with the outside.
  • FIG. 3 shows an example of a readout circuit for the unit pixel P of the imaging device 1 shown in FIG.
  • the unit pixel P has, for example, one photoelectric conversion unit 12, a transfer transistor TR, a floating diffusion FD, a reset transistor RST, an amplification transistor AMP, and a selection transistor SEL, as shown in FIG. ing.
  • the photoelectric conversion unit 12 is a photodiode (PD).
  • the photoelectric conversion unit 12 has an anode connected to the ground voltage line and a cathode connected to the source of the transfer transistor TR1.
  • the transfer transistor TR1 is connected between the photoelectric conversion section 12 and the floating diffusion FD.
  • a drive signal TRsig is applied to the gate electrode of the transfer transistor TR.
  • the transfer gate of the transfer transistor TR becomes conductive, and the signal charge accumulated in the photoelectric conversion section 12 is transferred to the floating diffusion FD via the transfer transistor TR.
  • the floating diffusion FD is connected between the transfer transistor TR and the amplification transistor AMP.
  • the floating diffusion FD converts the signal charge transferred by the transfer transistor TR into a voltage signal, and outputs the voltage signal to the amplification transistor AMP.
  • the reset transistor RST is connected between the floating diffusion FD and the power supply.
  • a drive signal RSTsig is applied to the gate electrode of the reset transistor RST.
  • the drive signal RSTsig becomes active, the reset gate of the reset transistor RST becomes conductive, and the potential of the floating diffusion FD is reset to the level of the power supply.
  • the amplification transistor AMP has its gate electrode connected to the floating diffusion FD and its drain electrode connected to the power supply unit, and serves as an input unit for a readout circuit for the voltage signal held by the floating diffusion FD, a so-called source follower circuit. That is, the amplification transistor AMP has its source electrode connected to the vertical signal line Lsig via the selection transistor SEL, thereby forming a constant current source and a source follower circuit connected to one end of the vertical signal line Lsig.
  • the selection transistor SEL is connected between the source electrode of the amplification transistor AMP and the vertical signal line Lsig.
  • a drive signal SELsig is applied to the gate electrode of the select transistor SEL.
  • the selection transistor SEL becomes conductive, and the unit pixel P becomes selected.
  • a readout signal (pixel signal) output from the amplification transistor AMP is output to the vertical signal line Lsig via the selection transistor SEL.
  • the imaging device 1 is, for example, a back-illuminated imaging device, and the plurality of unit pixels P arranged two-dimensionally in a matrix in the pixel section 100A includes, for example, the light receiving section 10 and the light receiving section 10 and a multilayer wiring layer 30 provided on the side opposite to the light incident side S1 of the light receiving portion 10 are laminated.
  • the light receiving unit 10 has a semiconductor substrate 11 having a first surface 11S1 and a second surface 11S2 facing each other, and a plurality of photoelectric conversion units 12 embedded in the semiconductor substrate 11.
  • the semiconductor substrate 11 is composed of, for example, a silicon substrate.
  • the photoelectric conversion unit 12 is, for example, a PIN (Positive Intrinsic Negative) type photodiode (PD), and has a pn junction in a predetermined region of the semiconductor substrate 11 .
  • the photoelectric conversion section 12 is embedded in the unit pixel P as described above.
  • the light receiving section 10 further has an element isolation section 13 .
  • the element isolation portion 13 is provided between adjacent unit pixels P.
  • the element isolation section 13 is provided around the unit pixel P, and is provided in a grid pattern in the pixel section 100A.
  • the element isolation part 13 is for electrically and optically isolating the adjacent unit pixels P, and for example, extends from the first surface 11S1 side of the semiconductor substrate 11 toward the second surface 11S2 side. ing.
  • the element isolation part 13 can be formed by, for example, diffusing a p-type impurity.
  • the first surface 11S1 of the semiconductor substrate 11 is further provided with a fixed charge layer 14 that also prevents reflection on the first surface 11S1 of the semiconductor substrate 11 .
  • the fixed charge layer 14 is, for example, a film having negative fixed charges.
  • Examples of the constituent material of the fixed charge layer 14 include a semiconductor material or a conductive material having a bandgap wider than that of the semiconductor substrate 11 .
  • the light collecting section 20 is provided on the light incident side S1 of the light receiving section 10.
  • the insulating layer 21 and each unit pixel P emit red light (R), green light (G), or blue light (B). It has a color filter 22 that selectively transmits light and a light shielding portion 23 provided between the unit pixels P of the color filter 22 .
  • the condensing section 20 further has a protective film 24 that covers the top and side surfaces of the color filters 22 and the top surface of the light shielding section 23 .
  • the insulating layer 21 is for reducing the deterioration of dark characteristics, and is provided on the fixed charge layer 14, for example. Moreover, the insulating layer 21 can suppress the reflection of light caused by the refractive index difference between the semiconductor substrate 11 and the color filter 22 by appropriately setting the refractive index and film thickness of the material.
  • a material having a lower refractive index than that of the fixed charge layer 14 is preferable, and examples thereof include SiOx , SiNx, and SiOxNy .
  • the color filter 22 selectively transmits light of a predetermined wavelength.
  • the color filters 22 include, for example, a color filter 22G that selectively transmits green light (G), a color filter 22R that selectively transmits red light (R), and a color filter that selectively transmits blue light (B). 22B (see, for example, FIG. 9).
  • the color filter 22 may have filters that selectively transmit cyan, magenta, and yellow.
  • the corresponding color light is detected in each photoelectric conversion section 12.
  • the color filter 22 can be formed using pigments or dyes, for example.
  • the film thickness of the color filter 22 may be different for each color in consideration of the color reproducibility and sensor sensitivity of the spectrum. Note that a layer made of a transparent material can be regarded as the color filter 22 in black and white pixels. In the infrared pixels, a layer made of a material that selectively transmits infrared rays can be regarded as the color filter 22 .
  • a color filter 22 is provided for each unit pixel P, and a gap portion X is formed between adjacent color filters 22 .
  • the void portions X are formed, for example, between the adjacent unit pixels P, and are provided in a grid pattern in the pixel portion 100A.
  • the color filter 22 has a light condensing effect (lens function) due to the phase shift of light caused by the difference in refractive index with respect to the gap X.
  • the color filter 22 preferably has a refractive index of 1.4 or more, for example.
  • the refractive index of the color filter 22 can be increased, for example, by adding TiOx .
  • the pixel pitch is 1.5 ⁇ m or less. In order to exhibit the light condensing effect, it is required to bend the wavefront in wave optics at the gap X, but as the pixel size increases, the behavior becomes ray tracing, and the desired lens effect cannot be exhibited. .
  • FIG. 4 schematically shows an example of the shape of the lower portion of the color filter 22.
  • the color filter 22 may have an overhanging portion 22X extending below the light shielding portion 23, as shown in FIG.
  • film peeling of the color filter 22 can be reduced by the anchoring effect of the projecting portion 22X.
  • the color filter 22 enters the lower portion of the light shielding portion 23 when the color filter 22 is formed by coating after isotropically etching the insulating layer 21 by wet etching. It can be formed by hardening in a state.
  • the light shielding portion 23 is for preventing the light obliquely incident on the color filter 22 from leaking into the adjacent unit pixel P, and is provided at the bottom portion of the void portion X as described above. In other words, the light shielding portions 23 are provided in a grid like the void portions X in the pixel portion 100A, for example.
  • a material that forms the light shielding portion 23 includes, for example, a material that has a light shielding property. Specific examples include tungsten (W), silver (Ag), copper (Cu), titanium (Ti), aluminum (Al), and alloys thereof. In addition, metal compounds such as TiN can be used.
  • the light shielding part 23 may be formed as a single layer film or a laminated film, for example. In the case of a laminated film, Ti, tantalum (Ta), W, cobalt (Co), molybdenum (Mo), or alloys thereof, nitrides, oxides, or A layer of carbide can be provided as an underlayer.
  • the light shielding section 23 may also serve as light shielding for the unit pixel P that determines the optical black level. Further, the light shielding portion 23 may also serve as light shielding for suppressing noise generation to peripheral circuits provided in the peripheral region of the pixel portion 100A.
  • the light shielding portion 23 is preferably grounded so as not to be destroyed by plasma damage due to accumulated charges during processing. Although details will be described later, the grounding structure may be provided in the pixel section 100A, but should be provided in the peripheral region so that all the light shielding sections 23 provided over the pixel section 100A are electrically connected. may
  • the protective film 24 is for protecting the color filter 22, and is provided so as to cover the upper surface and side surfaces of the color filter 22, for example.
  • the protective film 24 may further cover the upper surface of the light shielding portion 23 .
  • the protective film 24 is for, for example, suppressing the intrusion of oxygen from the external environment and preventing the fading of the color filter 22 due to photo-oxidation. Furthermore, by providing the protective film 24, the mechanical strength can be increased.
  • the protective film 24 also serves as a passivation film for the light shielding portion 23 .
  • the protective film 24 can be formed using a material with a lower refractive index than the color filters 22 .
  • the protective film 24 may be made of SiOx containing air bubbles inside, which is called porous silica or hollow silica, or a resin material containing a low refractive index material.
  • the protective film 24 can add an antireflection function by setting the film thickness of the upper surface to ⁇ /4n with respect to the wavelength ⁇ to be detected and the refractive index n of the protective film 24, for example.
  • the film thickness of the protective film 24 is preferably 70 nm to 130 nm, more preferably 90 nm to 120 nm. . Note that the film thickness of the protective film 24 differs depending on the wavelength ⁇ to be detected, so the film thickness may be made different for each unit pixel P.
  • the unit pixel P (red pixel Pr) that detects red light (R) preferably has a thickness of 100 nm to 120 nm, and the unit that detects green light (G) Pixels P (red pixels Pr) preferably have a thickness of 80 nm to 100 nm, and unit pixels P (red pixels Pr) that detect blue light (B) preferably have a thickness of 70 nm to 90 nm.
  • the incident light is focused on the photoelectric conversion unit 12 due to the phase shift of the light due to the difference in the refractive index between the color filter 22 and the void X. Therefore, the protective film covering the side surface of the color filter 22 24 is preferably formed thinner than the protective film 24 covering the upper surface of the color filter 22 .
  • the protective film 24 may be formed as a laminated film made of different materials.
  • the protective film 24 is, for example, a laminated film in which an insulating film with a high refractive index and an insulating film with a low refractive index are laminated in this order, so that the antireflection effect on the color filters can be enhanced.
  • the insulating film with a high refractive index is, for example, silicon nitride (Si 3 N 4 ), titanium oxide (TiO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ).
  • An insulating film with a low refractive index can be formed using a material such as SiO 2 , SiON, or SiOC.
  • the multilayer wiring layer 30 is provided on the side opposite to the light incident side S1 of the light receiving section 10, specifically, on the side of the second surface 11S2 of the semiconductor substrate 11.
  • the multilayer wiring layer 30 has, for example, a structure in which a plurality of wiring layers 31, 32, and 33 are stacked with an interlayer insulating layer 34 interposed therebetween.
  • a vertical drive circuit 111, a column signal processing circuit 112, a horizontal drive circuit 113, an output circuit 114, a control circuit 115, an input/output terminal 116, and the like are formed.
  • the wiring layers 31, 32, 33 are formed using, for example, aluminum (Al), copper (Cu), tungsten (W), or the like. Alternatively, the wiring layers 31, 32, 33 may be formed using polysilicon (Poly-Si).
  • the interlayer insulating layer 34 is, for example, a single layer film made of one of silicon oxide (SiO x ), silicon nitride (SiN x ) and silicon oxynitride (SiO x N y ), or two of these. It is formed of a laminated film composed of the above.
  • the imaging device 1 can be formed, for example, as follows.
  • an element isolation portion is formed by ion implantation using the resist 41 as a mask. form 13. Thereafter, the resist 41 is removed, and pixel transistors such as a transfer transistor TR, a floating diffusion FD, a reset transistor RST, an amplification transistor AMP, and a selection transistor SEL are formed on the second surface 11S2 of the semiconductor substrate 11 (not shown). figure).
  • the support substrate 42 is attached and the semiconductor substrate 11 is turned over.
  • the thickness of the semiconductor substrate 11 is reduced by grinding from the first surface 11S1 side of the semiconductor substrate 11 using, for example, wet etching, dry etching, or chemical mechanical polishing (CMP).
  • the light shielding portion 23 is formed using the CVD method, sputtering, or the like.
  • the light shielding portion 23 is formed using a metal material, plasma damage may occur if the metal film in an electrically floating state is processed. Therefore, as shown in FIG. 5E, a resist 43 is patterned on the light shielding portion 23, and, for example, as shown in the right diagram of FIG. 5E, the fixed charge layer 14 and the insulating layer 21 are etched in the peripheral region. to expose the first surface 11S1 of the semiconductor substrate 11. Then, as shown in FIG. After that, as shown in FIG. 5F, the light shielding portion 23 is formed. Thereby, as shown in the right diagram of FIG.
  • the light shielding portion 23 is formed on the first surface 11S1 of the semiconductor substrate 11 in the peripheral region.
  • the light shielding portion 23 is patterned into a desired shape by, for example, anisotropic etching. At that time, residues of the light shielding portion 23 are removed by chemical cleaning as necessary. Subsequently, as shown in FIG. 5H, for example, a resist containing a photosensitive agent and a pigment is spin-coated, exposed, developed and post-baked to form a color filter 22 .
  • a resist containing a photosensitive agent and a pigment is spin-coated, exposed, developed and post-baked to form a color filter 22 .
  • UV curing and additional baking may be performed.
  • the protective film 24 is formed using, for example, sputtering.
  • the protective film 24 formed on the side surface of the color filter 22 can be made thinner than the upper surface by setting the target position in the sputtering apparatus to a long throw condition away from the wafer.
  • the protective film 24 may be formed using, for example, the CVD method or the ALD method.
  • the CVD method has good coverage and tends to deposit vapor deposition materials isotropically, and this tendency is particularly noticeable in the ALD method, which stacks layers at the atomic level.
  • the film thickness of the protective film 24 formed on the top surface and side surfaces of the color filter 22 can be controlled. As described above, the imaging apparatus 1 shown in FIG. 1 is completed.
  • a plurality of color filters 22 are provided for each of a plurality of unit pixels P, a gap portion X is provided between the color filters 22, and a light shielding portion is provided at the bottom of the gap portion X. 23 was formed. As a result, the incident light is reflected at the interface between the color filter 22 and the gap portion X, and the absorption at the light shielding portion is reduced. This will be explained below.
  • FIG. 6 is a light intensity distribution diagram of optical simulation by the FDTD method of a general imaging device as a comparative example.
  • FIG. 7 is a light intensity distribution diagram of optical simulation by the FDTD method of the imaging device 1 of the present embodiment.
  • FIG. 8 shows the results of quantum efficiency at each wavelength (R, G, B) of optical simulation by the FDTD method of each imaging device shown in FIGS. 1 and 6 in which a plurality of pixels are arranged at a pitch of 0.6 ⁇ m. It is a characteristic diagram showing.
  • an on-chip lens (OCL) 1027 is arranged on the color filter 1022 , and the OCL 1027 is used to condense light incident from above onto the light receiving section 1010 .
  • OCL on-chip lens
  • FIG. 6 the lens function of the OCL 1027 is degraded with fine pixels, and there is a problem that sensitivity is lost due to the light shielding portion arranged between the pixels.
  • the color filter 22 has a lens function and the light shielding portion 23 is provided at the bottom of the space X. was set up.
  • the light incident on the color filter 22 from the subject without passing through the on-chip lens is not absorbed by the light blocking portion 23, and the refractive index between the color filter 22 and the gap portion X Due to the phase shift of the light due to the difference, the light is reflected and condensed on the photoelectric conversion section 12 .
  • the quantum efficiency is improved at each wavelength (R, G, B) compared to a general imaging device, and excellent results are obtained even in oblique incidence characteristics. was taken.
  • the imaging device 1 of the present embodiment it is possible to reduce the occurrence of color mixture while improving the sensitivity.
  • the imaging device 1 of the present embodiment does not require an on-chip lens, it is possible to achieve a low profile.
  • the oblique incidence characteristic can also be made robust by realizing a low profile.
  • the interface between the color filter and the underlying insulating film is known as an interface with poor adhesion.
  • a plurality of color filters 22 are separately provided for each unit pixel P as in the imaging device 1 of the present embodiment, there is concern about film peeling at the interface between the insulating layer 21 and the color filters 22 .
  • the imaging device 1 detects wavelengths in the visible region. You may make it mix-mount the unit pixel P which has. Such an imaging device can be realized, for example, by laminating a plurality of layers having different transmission spectra as the color filters 22 .
  • FIG. 9 schematically illustrates an example of a cross-sectional configuration of an imaging device (imaging device 1A) according to Modification 1 of the present disclosure.
  • the imaging device 1A is, for example, a CMOS image sensor or the like used in electronic equipment such as a digital still camera or a video camera, and is, for example, a so-called back-illuminated imaging device as in the above embodiments.
  • a unit pixel P red pixel Pr
  • red pixel Pr red pixel Pr
  • a color filter 21R that selectively transmits red light (R)
  • a color filter 21SIR that transmits visible light and absorbs infrared wavelengths.
  • the unit pixel P green pixel Pg
  • a color filter 21G that selectively transmits green light (G)
  • a color filter 21SIR that transmits visible light and absorbs infrared wavelengths.
  • a color filter 21B that selectively transmits blue light (B) and a color filter 21SIR that transmits visible light and absorbs infrared wavelengths. Laminated.
  • a color filter 21B that selectively transmits blue light (B) and a color filter 21R that selectively transmits red light (R). are stacked.
  • the imaging device 1A can detect wavelengths from the visible light region to the infrared region.
  • the present invention is not limited to this.
  • other color combinations may be used, or a transparent filter may be used.
  • the infrared pixel Pir will also detect wavelengths in the visible light region, but the output in the infrared region can be separated by signal processing.
  • FIG. 10 schematically illustrates an example of a cross-sectional configuration of an imaging device (imaging device 1B) according to modification 2 of the present disclosure.
  • the imaging device 1B is, for example, a CMOS image sensor or the like used in electronic equipment such as a digital still camera or a video camera, and is, for example, a so-called back-illuminated imaging device as in the above embodiment.
  • the imaging device 1 including the color filter 22 having a substantially rectangular cross-sectional shape has been shown in the above embodiment, it is not limited to this.
  • a color filter 22 having a curved upper surface may be formed.
  • the curved surface shape can be realized, for example, by controlling the exposure amount and focus in the lithography process when processing the color filter 22 .
  • the color filter 22 since the upper surface of the color filter 22 is curved, the color filter 22 is given a geometrical lens effect. Therefore, it is possible to further reduce the occurrence of color mixture while improving the sensitivity as compared with the above embodiment.
  • the curved shape of the upper surface of the color filter 22 reduces the difference in effective refractive index between the color filter 22 and the gap X, so there are cases where it is better not to make the curved shape.
  • the light shielding portion 23 is formed on the insulating layer 21 in the same manner as in the above embodiment.
  • a color filter 22 is formed on the insulating layer 21 and the light shielding portion 23 .
  • a resist 44 is patterned on the color filters 22 .
  • dry etching is used to form the gap X on the light shielding portion 23, and then the protective film 24 is formed in the same manner as in the above-described embodiment.
  • the imaging apparatus 1 shown in FIG. 1 is completed.
  • the rectangularity of the cross-sectional shape of the color filter 22 can be improved compared to the case of using the manufacturing method of the above-described embodiment. As a result, it is possible to further increase the wave optics light collection efficiency due to the difference in refractive index between the color filter 22 and the void X.
  • the imaging device 1 can also be formed, for example, as follows.
  • a resist 45 is patterned on the light shielding portion 23 as shown in FIG. 12A.
  • the light shielding portion 23 is etched using the resist 45 as a mask.
  • a color filter 22 is formed using a lithographic technique. Note that the color filter 22 may be formed by using spin coating, exposure, development, post-baking, and the like in the same manner as in the above embodiment.
  • the resist 45 and processing residues are removed by ashing or chemical treatment. Alternatively, only the resist 45 may be removed and the processing residue left when the light shielding portion 23 is processed may be left on the side surface of the color filter 22 . Thereby, the occurrence of crosstalk can be suppressed.
  • the resist 45 may be removed after planarization by CMP processing or the like. As a result, it is possible to prevent processing residue from remaining on the color filter 22, and suppress sensitivity reduction and shading due to vignetting.
  • the protective film 24 is formed in the same manner as in the above embodiment. As described above, the imaging apparatus 1 shown in FIG. 1 is completed.
  • the gap X can be formed by a self-alignment method.
  • the light shielding portion 23 is formed on the insulating layer 21 in the same manner as in the above embodiment.
  • a sacrificial layer 46 is formed on the light shielding portion 23 at, for example, 400° C. or less.
  • the sacrificial layer 46 is formed using a material that selectively removes the color filter 22 and the light shielding portion 23 and does not cause cross contamination.
  • Such materials include, for example, amorphous silicon.
  • a resist 47 is patterned on the sacrificial layer 46 so as to correspond to the positions where the voids X are to be formed.
  • the sacrificial layer 46 is patterned, and the light shielding portion 23 is etched using the sacrificial layer 46 as a hard mask.
  • a color filter 22 is formed using lithography. Note that the color filter 22 may be formed by using spin coating, exposure, development, post-baking, and the like in the same manner as in the above embodiment.
  • the sacrificial layer 46 is then removed.
  • the sacrificial layer 46 is made of amorphous silicon, it can be selectively removed with an alkaline solution such as NH 4 OH or KOH.
  • an alkaline solution such as NH 4 OH or KOH.
  • the processing residue adhering to the side surface of the sacrificial layer 46 is formed higher than the top of the color filter 22, after planarization by CMP processing or the like is performed. , the sacrificial layer 46 may be removed. As a result, it is possible to prevent processing residue from remaining on the color filter 22, and suppress sensitivity reduction and shading due to vignetting.
  • the protective film 24 is formed in the same manner as in the above embodiment. As described above, the imaging apparatus 1 shown in FIG. 1 is completed.
  • FIG. 14 schematically illustrates an example of a cross-sectional configuration of an imaging device (imaging device 1C) according to modification 6 of the present disclosure.
  • FIG. 15 schematically illustrates another example of the cross-sectional configuration of an imaging device (imaging device 1C) according to modification 6 of the present disclosure.
  • the imaging device 1C is, for example, a CMOS image sensor or the like used in electronic equipment such as a digital still camera or a video camera, and is, for example, a so-called back-illuminated imaging device as in the above embodiment.
  • the element isolation portion 13 is formed by diffusing a p-type impurity, for example, is shown, but the present invention is not limited to this.
  • the element isolation part 13 is STI (Shallow Trench Isolation) formed by forming an opening in the semiconductor substrate 11 from the first surface 11S1 side, covering the side and bottom surfaces of the opening with the fixed charge layer 14, and then embedding the insulating layer 21. , FIG. 14) structure or FTI (Full Trench Isolation, FIG. 15) structure.
  • an air gap may be formed in the STI structure and the FTI structure.
  • the element isolation portion 13 has the STI structure or the FTI structure. Crosstalk between pixels can be suppressed, and stray light can be returned to its own pixel. Therefore, it is possible to further improve the sensitivity.
  • the light shielding portion 23 may extend inside the element isolation portion 13 as shown in FIGS. 16 and 17 . Thereby, crosstalk between the first surface 11S1 of the semiconductor substrate 11 and the light shielding portion 23 can be prevented.
  • FIG. 18 schematically illustrates an example of a cross-sectional configuration of an imaging device (imaging device 1D) according to modification 7 of the present disclosure.
  • the imaging device 1D is, for example, a CMOS image sensor or the like used in electronic equipment such as a digital still camera or a video camera, and is, for example, a so-called back-illuminated imaging device as in the above embodiment.
  • the light shielding part 23 was provided on the insulating layer 21 so that the lower surface of the light shielding part 23 was substantially the same as the lower surface of the color filter 22, but it is not limited to this.
  • the light blocking portion 23 may be provided closer to the semiconductor substrate 11 than the lower surface of the color filter 22, as shown in FIG. 18, for example.
  • the light shielding part 23 may be embedded in the semiconductor substrate 11 and embedded in the trench so that the upper surface thereof is substantially the same as the first surface 11S1 of the semiconductor substrate 11 .
  • the width (B) of the trench in which the light shielding portion 23 is not embedded may be narrower than the width (A) of the trench in which the light shielding portion 23 is embedded (A>B).
  • the width (A) of the trench and the width (B) of the trench preferably satisfy A/2>B, for example.
  • 19A to 19H schematically show an example of the manufacturing method of the imaging device 1D.
  • the first surface 11S1 side of the semiconductor substrate 11 is ground to thin the semiconductor substrate 11, and then, as shown in FIG. 19A, the first surface 11S1 of the semiconductor substrate 11 is ground.
  • a resist 48 having an opening above the element isolation portion 13 is patterned.
  • FIG. 19B for example, dry etching is used to form a shallow trench in the element isolation section 13, and then the resist 48 is removed.
  • a resist 49 having an opening narrower than the previously formed trench is patterned on the first surface 11S1 of the semiconductor substrate 11 using lithography. Subsequently, for example, dry etching is used to form trenches penetrating the semiconductor substrate 11, and then the resist 49 is removed as shown in FIG. 19D. By processing in this manner, trenches having a dual damascene structure can be formed.
  • the fixed charge layer 14 and the insulating layer 21 are formed by, for example, ALD, CVD, or sputtering so that the trench is closed at the terrace of the dual damascene structure. .
  • the trench may be closed by patterning the resist 48 as shown in FIG. 19A and then taper processing by intentionally increasing the specific gravity on the deposition side by the Bosch process in which etching and deposition are alternately repeated. Thereby, the trench can be closed in the middle.
  • FIG. 19F for example, long-throw sputtering is used to selectively form a light shielding portion 23 on a flat portion including a terrace portion of, for example, a dual damascene structure.
  • FIG. 19G the light shielding portion 23 on the semiconductor substrate 11 is polished by, for example, CMP so that only the light shielding portion 23 embedded in the trench remains.
  • the protective film 24 is formed after the color filters 22 are formed in the same manner as in the above embodiments.
  • the imaging device 1D shown in FIG. 18 is completed.
  • the insulating layer 21 thick in advance so that the first surface 11S1 of the semiconductor substrate 11 is not damaged by excessive polishing.
  • the insulating layer 21 may be formed again by long-throw sputtering after the terrace portion is closed by the ALD method or the like.
  • the upper surface of the light shielding portion 23 is embedded in the semiconductor substrate 11 so as to be substantially flush with the first surface 11S1 of the semiconductor substrate 11 . Thereby, crosstalk between the first surface 11S1 of the semiconductor substrate 11 and the light shielding portion 23 between the adjacent unit pixels P can be prevented.
  • the width of the trench in which the light shielding portion 23 is not embedded is narrowed, so that the area of the photoelectric conversion portion 12 can be expanded accordingly. Therefore, the saturated electron capacity of the photoelectric conversion unit 12 is increased, and the sensitivity can be improved.
  • the light shielding portion 23 may partially protrude from the first surface 11S1 of the semiconductor substrate 11 toward the light incident side. Further, the light blocking portion 23 may extend to the vicinity of the second surface 11S2 of the semiconductor substrate 11, as shown in FIG. 20, for example.
  • FIG. 21 schematically illustrates an example of a cross-sectional configuration of an imaging device (imaging device 1E) according to modification 8 of the present disclosure.
  • the imaging device 1E is, for example, a CMOS image sensor or the like used in electronic equipment such as a digital still camera or a video camera, and is, for example, a so-called back-illuminated imaging device as in the above embodiment.
  • the image pickup apparatus (for example, the image pickup apparatus 1) shown in the above embodiments and the like is low-profile because it does not have an on-chip lens, so pupil correction is basically unnecessary. However, for example, when using a module lens in which light enters the imaging device at an extreme angle, it is possible to draw out characteristics by applying pupil correction.
  • An image pickup apparatus 1E shown in FIG. 21 is obtained by applying pupil correction to the image pickup apparatus 1 of the above embodiment.
  • the pupil correction amount (shift amount) of the void portion X and the pupil correction amount (shift amount) of the light shielding portion 23 are substantially the same as shown in FIG.
  • the shift amount of the light shielding portion 23 is preferably smaller than the shift amount of the color filter 22 .
  • FIG. 22A schematically illustrates an example of a pixel array in an imaging device (imaging device 1F) according to Modification 9 of the present disclosure.
  • FIG. 22B schematically illustrates another example of the pixel array in the imaging device (imaging device 1F) according to Modification 9 of the present disclosure.
  • 23 and 24 schematically show an example of a cross-sectional configuration of an imaging device 1F having a pixel array in which unit pixels P of the same color are arranged adjacently in the pixel section 100A as shown in FIGS. 22A and 22B. It is.
  • the imaging device 1F is, for example, a CMOS image sensor or the like used in electronic equipment such as a digital still camera or a video camera, and is, for example, a so-called back-illuminated imaging device as in the above embodiments.
  • the pixel array shown in FIG. 22A is called a quad array, and unit pixels P of the same color (for example, red pixel Pr, green pixel Pg, and blue pixel Pb) are arranged in a matrix with two rows and two columns as one set. It is a thing.
  • the pixel array shown in FIG. 22B is called a clear bit array, and is arranged obliquely to increase the resolution, and a plurality of green pixels Pg are arranged adjacently.
  • the unit pixels P of the same color are arranged adjacent to each other, for example, as shown in FIG.
  • the element isolation portion 13 between the green pixels Pg and between adjacent green pixels Pg may be omitted.
  • the light shielding portions 23 between adjacent unit pixels P of the same color for example, between adjacent red pixels Pr and between adjacent green pixels Pg
  • color filters 22 for example, the color filters 22R, 22G
  • FIGS. 23 and 24 may be used.
  • the sensitivity can be improved to the extent that one or both of the element isolation portion 13 and the light shielding portion 23 are not provided.
  • FIG. 25 schematically illustrates an example of a cross-sectional configuration of an imaging device (imaging device 1G) according to modification 10 of the present disclosure.
  • FIG. 26 schematically illustrates another example of the cross-sectional configuration of an imaging device 1G according to modification 10 of the present disclosure.
  • the imaging device 1G is, for example, a CMOS image sensor or the like used in electronic equipment such as a digital still camera or a video camera.
  • the imaging device 1G of this modified example includes unit pixels P (imaging pixels Px) for acquiring imaging information and unit pixels P (image plane phase difference pixels Py) capable of acquiring parallax information.
  • the image plane phase difference pixel Py divides the pupil area of the imaging lens, photoelectrically converts the subject image from the divided pupil area, and generates a signal for phase difference detection.
  • the imaging device 1G may have a light shielding part 23 embedded in the semiconductor substrate 11, for example, like the imaging device 1C shown in FIG.
  • the light shielding part 23 also serves as a light shielding metal for pupil division, and is formed extending on the insulating layer 21, for example.
  • the image pickup apparatus 1G by aligning the condensing point with the light-shielding metal of the image plane phase difference, the separability of the images of each pupil division can be enhanced, and the distance measurement accuracy can be improved.
  • an insulating layer 25 is provided between the insulating layer 21 and the color filter 22 .
  • the light shielding portion 23 may be provided with a light shielding wall penetrating the insulating layer 25 as shown in FIG. 26, for example. Thereby, the occurrence of crosstalk between the first surface 11S1 of the semiconductor substrate 11 and the color filters 22 due to the provision of the insulating layer 25 can be suppressed.
  • FIGS. 27A and 27B show oblique incidence characteristics of the imaging device 1G shown in FIGS. 25 and 26, respectively.
  • the imaging device 1G shown in FIG. 26 when the light shielding portion 23 is provided so as to penetrate the insulating layer 25, the oblique incidence characteristics on the high angle side deteriorate as shown in FIG. 27B. does not use that area, it suppresses sensitivity to unwanted light. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of flare.
  • FIG. 28 schematically illustrates an example of a pixel array in an imaging device (imaging device 1H) according to modification 11 of the present disclosure.
  • FIG. 29 schematically shows an example of the cross-sectional configuration of the imaging device 1H shown in FIG.
  • FIG. 30 schematically shows another example of the cross-sectional configuration of the imaging device 1H shown in FIG.
  • the imaging device 1H is, for example, a CMOS image sensor or the like used in electronic equipment such as a digital still camera or a video camera, and is, for example, a so-called back-illuminated imaging device as in the above embodiment.
  • each of the plurality of unit pixels P has a configuration capable of simultaneously acquiring imaging information and parallax information. That is, each of the plurality of unit pixels P serves as both an imaging pixel and an image plane phase difference pixel.
  • the image pickup pixel photoelectrically converts the subject image formed by the image pickup lens in the photodiode PD to generate a signal for image generation.
  • the image plane phase difference pixel divides the pupil area of the imaging lens, photoelectrically converts the subject image from the divided pupil area, and generates a signal for phase difference detection.
  • a plurality of photoelectric conversion units are embedded in each unit pixel P.
  • the unit pixel P has a sub-pixel P1 having a photoelectric conversion portion 12A and a sub-pixel P2 having a photoelectric conversion portion 12B.
  • signal charges generated in the photoelectric conversion section 12A and signal charges generated in the photoelectric conversion section 12B are respectively read.
  • the signal charge read out from each of the photoelectric conversion units 12A and 12B is output to, for example, a phase difference calculation block of an external signal processing unit, and an image by the photoelectric conversion unit 12A and an image by the photoelectric conversion unit 12B are obtained.
  • the distance to the subject can be calculated from the shift amount of , and the lens driving amount required for autofocus can be obtained.
  • the signal charges read out from the photoelectric conversion units 12A and 12B are added in the floating diffusion FD and output to, for example, an imaging block of an external signal processing unit, so that the total of the photoelectric conversion units 12A and 12B is A pixel signal based on charge can be obtained.
  • the information on the signal charge of each of the photoelectric conversion units 12A and 12B read separately for calculating the phase difference may be added in subsequent signal processing.
  • the color filter 22 is shared by the sub-pixel P1 and the sub-pixel P2.
  • An insulating layer 25 is provided between the insulating layer 21 and the color filter 22 as in the tenth modification.
  • the light shielding portion 23 is formed so that the upper surface of the light shielding portion 23 protrudes from the first surface 11S1 of the semiconductor substrate 11 toward the light incident side S1, as shown in FIG. 29, for example.
  • the light shielding portion 23 may be formed extending to the light incident side S1 so as to penetrate the insulating layer 25. As shown in FIG. Thereby, the occurrence of crosstalk between the first surface 11S1 of the semiconductor substrate 11 and the color filters 22 due to the provision of the insulating layer 25 can be suppressed.
  • the shape of the color filter 22 can realize the optimum focus state for the image plane phase difference. For example, as shown in FIG. 31, by widening the width of the gap X, the light collecting power can be weakened and the focal length can be lengthened. In this case, by extending the light blocking portion 23 to the light incident side S1 so as to penetrate the insulating layer 25 and further extending in the plane direction in accordance with the width of the gap portion X, the deterioration of crosstalk is reduced. can do. Alternatively, in combination with Modification 2, the upper surface of the color filter 22 may be curved to control the condensing point.
  • FIG. 32 schematically illustrates an example of a pixel array in an imaging device (imaging device 1I) according to modification 12 of the present disclosure.
  • FIG. 33 schematically shows an example of the cross-sectional configuration of the imaging device 1I shown in FIG.
  • the imaging device 1I is, for example, a CMOS image sensor or the like used in electronic equipment such as a digital still camera or a video camera, and is, for example, a so-called back-illuminated imaging device as in the above embodiment.
  • the imaging device 1I of this modified example includes unit pixels P (imaging pixels Px) for acquiring imaging information and unit pixels (image plane phase difference pixels Py) capable of acquiring parallax information.
  • the image plane phase difference pixel Py divides the pupil area of the imaging lens, photoelectrically converts the subject image from the divided pupil area, and generates a signal for phase difference detection.
  • a configuration of an imaging device having an image plane phase difference pixel Py composed of two adjacent unit pixels P will be described.
  • a color filter 22 is provided across two unit pixels P constituting the image plane phase difference pixel Py.
  • the longitudinal direction of the image plane phase difference pixel Py (the direction in which the two unit pixels P constituting the image plane phase difference pixel Py are arranged in parallel) is the gap X1 (in other words, the image plane phase difference pixel Px and the imaging pixel Px The gap X1) provided between them is wider than the gap X2 between the adjacent imaging pixels Px.
  • the light incident on the image plane phase difference pixel Py is condensed on the boundary between the adjacent unit pixels P, so that the separation performance can be improved.
  • the color filters 22 provided in the image plane phase difference pixels Py may be shifted for each image height according to the light incident angle from the module lens, as shown in FIG. 34, for example.
  • the color filter 22 provided in the image plane phase difference pixel Py may be provided at a position shifted toward the optical center of the pixel section 100A according to the position in the pixel section 100A.
  • the amount of shift of the color filter 22 varies substantially concentrically from the optical center of the pixel section 100A.
  • the image plane phase difference pixel Py may be provided with an OCL 27 as shown in FIG. 35, for example. Thereby, the light collection power of the lens can be increased, and the separation performance in the image plane phase difference pixel Py can be improved.
  • the OCL 27, for example, as shown in FIG. 36, separates the gap X1 in the longitudinal direction of the image plane phase difference pixel Py (the direction in which two unit pixels P are arranged side by side) from the gap X2 between the adjacent imaging pixels Px.
  • the OCL 27 may be provided on the color filter 22 whose position is shifted for each image height according to the incident angle of light from the module lens, as shown in FIG. 37, for example.
  • FIG. 38 schematically illustrates an example of a cross-sectional configuration of an imaging device (imaging device 1J) according to modification 13 of the present disclosure.
  • the imaging device 1J is, for example, a CMOS image sensor or the like used in electronic equipment such as a digital still camera or a video camera, and is, for example, a so-called back-illuminated imaging device as in the above embodiment.
  • a protective film 26 continuous over a plurality of color filters 22 is provided above the plurality of color filters 22, and a gap portion X is provided between adjacent color filters 22. .
  • the protective film 26 is formed using, for example, a non-covering technique. As a result, the upper end can be closed without filling the void X. Non-covering techniques include, for example, sputtering.
  • a protective film 26 is formed on the color filter 22 and the sacrificial layer, and then the sacrificial layer is formed with a chemical solution or the like.
  • the gap X whose upper end is closed by the protective film 26 can be formed.
  • the chemical solution or dry etching can be introduced from the outermost peripheral side area of the pixel section 100A. It is also possible to secure an intrusion route for the chemical solution to the sacrificial layer.
  • the means for removing the sacrificial layer includes wet etching using a mixture of phosphoric acid, sulfuric acid, or hydrochloric acid and hydrogen peroxide solution.
  • dry etching using chlorine gas, etc. can be used as means for removing the sacrificial layer.
  • the periodicity due to the color filters 22 and the gaps X is reduced, and the occurrence of flare can be reduced.
  • the color filter 22 extends below the light shielding portion 23 to enhance the adhesion between the insulating layer 21 and the color filter 22.
  • the adhesion layer 28 can be formed using, for example, a light-transmitting organic material with adjusted viscosity. Examples of such organic materials include acrylic and epoxy resins.
  • the adhesion layer 28 can be used, for example, as a lift-off layer by a wet chemical solution in peeling and regeneration for failure of patterning in a post-process or device trouble. If this is a concern, a transparent inorganic film may be formed under the adhesion layer 28 for protection.
  • the imaging apparatus 1 and the like can be applied to any type of electronic equipment having an imaging function, such as a camera system such as a digital still camera or a video camera, or a mobile phone having an imaging function.
  • FIG. 39 shows a schematic configuration of the electronic device 1000. As shown in FIG.
  • the electronic device 1000 includes, for example, a lens group 1001, an imaging device 1, a DSP (Digital Signal Processor) circuit 1002, a frame memory 1003, a display unit 1004, a storage unit 1005, an operation unit 1006, and a power supply unit 1007. and are interconnected via a bus line 1008 .
  • a lens group 1001 an imaging device 1
  • a DSP (Digital Signal Processor) circuit 1002 a frame memory 1003, a display unit 1004, a storage unit 1005, an operation unit 1006, and a power supply unit 1007. and are interconnected via a bus line 1008 .
  • DSP Digital Signal Processor
  • a lens group 1001 captures incident light (image light) from a subject and forms an image on the imaging surface of the imaging device 1 .
  • the imaging apparatus 1 converts the amount of incident light, which is imaged on the imaging surface by the lens group 1001 , into an electric signal for each pixel and supplies the electric signal to the DSP circuit 1002 as a pixel signal.
  • the DSP circuit 1002 is a signal processing circuit that processes signals supplied from the imaging device 1 .
  • a DSP circuit 1002 outputs image data obtained by processing a signal from the imaging device 1 .
  • a frame memory 1003 temporarily holds image data processed by the DSP circuit 1002 in frame units.
  • the display unit 1004 is, for example, a panel-type display device such as a liquid crystal panel or an organic EL (Electro Luminescence) panel. Recorded on a recording medium such as
  • the operation unit 1006 outputs operation signals for various functions of the electronic device 1000 in accordance with user's operations.
  • the power supply unit 1007 appropriately supplies various power supplies to the DSP circuit 1002, the frame memory 1003, the display unit 1004, the storage unit 1005, and the operation unit 1006 as operating power supplies.
  • FIG. 40A schematically illustrates an example of the overall configuration of a photodetection system 2000 including the imaging device 1.
  • FIG. FIG. 40B shows an example of the circuit configuration of the photodetection system 2000.
  • a light detection system 2000 includes a light emitting device 2001 as a light source section that emits infrared light L2, and a light detection device 2002 as a light receiving section having a photoelectric conversion element.
  • the imaging device 1 described above can be used.
  • the light detection system 2000 may further include a system control section 2003 , a light source drive section 2004 , a sensor control section 2005 , a light source side optical system 2006 and a camera side optical system 2007 .
  • the photodetector 2002 can detect the light L1 and the light L2.
  • the light L1 is ambient light from the outside and is reflected from the object (measurement object) 2100 (FIG. 40A).
  • Light L2 is light emitted by the light emitting device 2001 and then reflected by the subject 2100 .
  • the light L1 is, for example, visible light
  • the light L2 is, for example, infrared light.
  • the light L1 can be detected in the photoelectric conversion portion of the photodetector 2002, and the light L2 can be detected in the photoelectric conversion region of the photodetector 2002.
  • FIG. Image information of the object 2100 can be obtained from the light L1, and distance information between the object 2100 and the light detection system 2000 can be obtained from the light L2.
  • the light detection system 2000 can be mounted on, for example, electronic devices such as smartphones and moving bodies such as cars.
  • the light emitting device 2001 can be composed of, for example, a semiconductor laser, a surface emitting semiconductor laser, or a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL).
  • VCSEL vertical cavity surface emitting laser
  • the photoelectric conversion unit can measure the distance to the subject 2100 by, for example, time-of-flight (TOF).
  • a structured light method or a stereo vision method can be adopted as a method for detecting the light L2 emitted from the light emitting device 2001 by the photodetector 2002.
  • the distance between the photodetection system 2000 and the subject 2100 can be measured by projecting a predetermined pattern of light onto the subject 2100 and analyzing the degree of distortion of the pattern.
  • the stereo vision method for example, two or more cameras are used to obtain two or more images of the subject 2100 viewed from two or more different viewpoints, thereby measuring the distance between the photodetection system 2000 and the subject. can.
  • the light emitting device 2001 and the photodetector 2002 can be synchronously controlled by the system control unit 2003 .
  • FIG. 41 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technology according to the present disclosure (this technology) can be applied.
  • FIG. 41 shows how an operator (physician) 11131 is performing surgery on a patient 11132 on a patient bed 11133 using an endoscopic surgery system 11000 .
  • an endoscopic surgery system 11000 includes an endoscope 11100, other surgical instruments 11110 such as a pneumoperitoneum tube 11111 and an energy treatment instrument 11112, and a support arm device 11120 for supporting the endoscope 11100. , and a cart 11200 loaded with various devices for endoscopic surgery.
  • An endoscope 11100 is composed of a lens barrel 11101 whose distal end is inserted into the body cavity of a patient 11132 and a camera head 11102 connected to the proximal end of the lens barrel 11101 .
  • an endoscope 11100 configured as a so-called rigid scope having a rigid lens barrel 11101 is illustrated, but the endoscope 11100 may be configured as a so-called flexible scope having a flexible lens barrel. good.
  • the tip of the lens barrel 11101 is provided with an opening into which the objective lens is fitted.
  • a light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and light generated by the light source device 11203 is guided to the tip of the lens barrel 11101 by a light guide extending inside the lens barrel 11101, where it reaches the objective. Through the lens, the light is irradiated toward the observation object inside the body cavity of the patient 11132 .
  • the endoscope 11100 may be a straight scope, a perspective scope, or a side scope.
  • An optical system and an imaging element are provided inside the camera head 11102, and the reflected light (observation light) from the observation target is focused on the imaging element by the optical system.
  • the imaging element photoelectrically converts the observation light to generate an electric signal corresponding to the observation light, that is, an image signal corresponding to the observation image.
  • the image signal is transmitted to a camera control unit (CCU: Camera Control Unit) 11201 as RAW data.
  • CCU Camera Control Unit
  • the CCU 11201 is composed of a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), etc., and controls the operations of the endoscope 11100 and the display device 11202 in an integrated manner. Further, the CCU 11201 receives an image signal from the camera head 11102 and performs various image processing such as development processing (demosaicing) for displaying an image based on the image signal.
  • CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • the display device 11202 displays an image based on an image signal subjected to image processing by the CCU 11201 under the control of the CCU 11201 .
  • the light source device 11203 is composed of a light source such as an LED (light emitting diode), for example, and supplies the endoscope 11100 with irradiation light for imaging a surgical site or the like.
  • a light source such as an LED (light emitting diode)
  • LED light emitting diode
  • the input device 11204 is an input interface for the endoscopic surgery system 11000.
  • the user can input various information and instructions to the endoscopic surgery system 11000 via the input device 11204 .
  • the user inputs an instruction or the like to change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) by the endoscope 11100 .
  • the treatment instrument control device 11205 controls driving of the energy treatment instrument 11112 for tissue cauterization, incision, blood vessel sealing, or the like.
  • the pneumoperitoneum device 11206 inflates the body cavity of the patient 11132 for the purpose of securing the visual field of the endoscope 11100 and securing the operator's working space, and injects gas into the body cavity through the pneumoperitoneum tube 11111. send in.
  • the recorder 11207 is a device capable of recording various types of information regarding surgery.
  • the printer 11208 is a device capable of printing various types of information regarding surgery in various formats such as text, images, and graphs.
  • the light source device 11203 that supplies the endoscope 11100 with irradiation light for photographing the surgical site can be composed of, for example, a white light source composed of an LED, a laser light source, or a combination thereof.
  • a white light source is configured by a combination of RGB laser light sources
  • the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high accuracy. It can be carried out.
  • the observation target is irradiated with laser light from each of the RGB laser light sources in a time-division manner, and by controlling the drive of the imaging element of the camera head 11102 in synchronization with the irradiation timing, each of RGB can be handled. It is also possible to pick up images by time division. According to this method, a color image can be obtained without providing a color filter in the imaging element.
  • the driving of the light source device 11203 may be controlled so as to change the intensity of the output light every predetermined time.
  • the drive of the imaging device of the camera head 11102 in synchronism with the timing of the change in the intensity of the light to obtain an image in a time-division manner and synthesizing the images, a high dynamic A range of images can be generated.
  • the light source device 11203 may be configured to be capable of supplying light in a predetermined wavelength range corresponding to special light observation.
  • special light observation for example, the wavelength dependence of light absorption in body tissues is used to irradiate a narrower band of light than the irradiation light (i.e., white light) used during normal observation, thereby observing the mucosal surface layer.
  • irradiation light i.e., white light
  • Narrow Band Imaging in which a predetermined tissue such as a blood vessel is imaged with high contrast, is performed.
  • fluorescence observation may be performed in which an image is obtained from fluorescence generated by irradiation with excitation light.
  • the body tissue is irradiated with excitation light and the fluorescence from the body tissue is observed (autofluorescence observation), or a reagent such as indocyanine green (ICG) is locally injected into the body tissue and the body tissue is examined.
  • a fluorescence image can be obtained by irradiating excitation light corresponding to the fluorescence wavelength of the reagent.
  • the light source device 11203 can be configured to be able to supply narrowband light and/or excitation light corresponding to such special light observation.
  • FIG. 42 is a block diagram showing an example of functional configurations of the camera head 11102 and CCU 11201 shown in FIG.
  • the camera head 11102 has a lens unit 11401, an imaging section 11402, a drive section 11403, a communication section 11404, and a camera head control section 11405.
  • the CCU 11201 has a communication section 11411 , an image processing section 11412 and a control section 11413 .
  • the camera head 11102 and the CCU 11201 are communicably connected to each other via a transmission cable 11400 .
  • a lens unit 11401 is an optical system provided at a connection with the lens barrel 11101 . Observation light captured from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and enters the lens unit 11401 .
  • a lens unit 11401 is configured by combining a plurality of lenses including a zoom lens and a focus lens.
  • the imaging device constituting the imaging unit 11402 may be one (so-called single-plate type) or plural (so-called multi-plate type).
  • image signals corresponding to RGB may be generated by each image pickup element, and a color image may be obtained by synthesizing the image signals.
  • the imaging unit 11402 may be configured to have a pair of imaging elements for respectively acquiring right-eye and left-eye image signals corresponding to 3D (dimensional) display.
  • the 3D display enables the operator 11131 to more accurately grasp the depth of the living tissue in the surgical site.
  • a plurality of systems of lens units 11401 may be provided corresponding to each imaging element.
  • the imaging unit 11402 does not necessarily have to be provided in the camera head 11102 .
  • the imaging unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101 immediately after the objective lens.
  • the drive unit 11403 is configured by an actuator, and moves the zoom lens and focus lens of the lens unit 11401 by a predetermined distance along the optical axis under control from the camera head control unit 11405 . Thereby, the magnification and focus of the image captured by the imaging unit 11402 can be appropriately adjusted.
  • the communication unit 11404 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the CCU 11201.
  • the communication unit 11404 transmits the image signal obtained from the imaging unit 11402 as RAW data to the CCU 11201 via the transmission cable 11400 .
  • the communication unit 11404 receives a control signal for controlling driving of the camera head 11102 from the CCU 11201 and supplies it to the camera head control unit 11405 .
  • the control signal includes, for example, information to specify the frame rate of the captured image, information to specify the exposure value at the time of imaging, and/or information to specify the magnification and focus of the captured image. Contains information about conditions.
  • the imaging conditions such as the frame rate, exposure value, magnification, and focus may be appropriately designated by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of the CCU 11201 based on the acquired image signal. good.
  • the endoscope 11100 is equipped with so-called AE (Auto Exposure) function, AF (Auto Focus) function, and AWB (Auto White Balance) function.
  • the camera head control unit 11405 controls driving of the camera head 11102 based on the control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.
  • the communication unit 11411 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the camera head 11102 .
  • the communication unit 11411 receives image signals transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400 .
  • the communication unit 11411 transmits a control signal for controlling driving of the camera head 11102 to the camera head 11102 .
  • Image signals and control signals can be transmitted by electric communication, optical communication, or the like.
  • the image processing unit 11412 performs various types of image processing on the image signal, which is RAW data transmitted from the camera head 11102 .
  • the control unit 11413 performs various controls related to imaging of the surgical site and the like by the endoscope 11100 and display of the captured image obtained by imaging the surgical site and the like. For example, the control unit 11413 generates control signals for controlling driving of the camera head 11102 .
  • control unit 11413 causes the display device 11202 to display a captured image showing the surgical site and the like based on the image signal that has undergone image processing by the image processing unit 11412 .
  • the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image using various image recognition techniques. For example, the control unit 11413 detects the shape, color, and the like of the edges of objects included in the captured image, thereby detecting surgical instruments such as forceps, specific body parts, bleeding, mist during use of the energy treatment instrument 11112, and the like. can recognize.
  • the control unit 11413 may use the recognition result to display various types of surgical assistance information superimposed on the image of the surgical site. By superimposing and presenting the surgery support information to the operator 11131, the burden on the operator 11131 can be reduced and the operator 11131 can proceed with the surgery reliably.
  • a transmission cable 11400 connecting the camera head 11102 and the CCU 11201 is an electrical signal cable compatible with electrical signal communication, an optical fiber compatible with optical communication, or a composite cable of these.
  • wired communication is performed using the transmission cable 11400, but communication between the camera head 11102 and the CCU 11201 may be performed wirelessly.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to the imaging unit 11402 among the configurations described above. By applying the technology according to the present disclosure to the imaging unit 11402, detection accuracy is improved.
  • the technology according to the present disclosure may also be applied to, for example, a microsurgery system.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to any type of movement such as automobiles, electric vehicles, hybrid electric vehicles, motorcycles, bicycles, personal mobility, airplanes, drones, ships, robots, construction machinery, agricultural machinery (tractors), etc. It may also be implemented as a body-mounted device.
  • FIG. 43 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.
  • vehicle control system 12000 includes drive system control unit 12010 , body system control unit 12020 , vehicle exterior information detection unit 12030 , vehicle interior information detection unit 12040 , and integrated control unit 12050 .
  • integrated control unit 12050 As the functional configuration of the integrated control unit 12050, a microcomputer 12051, an audio/image output section 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. 44 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging unit 12031.
  • the imaging unit 12031 has imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided at positions such as the front nose 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 .
  • the imaging unit 12105 provided above the windshield in the passenger compartment is mainly used for detecting preceding vehicles, pedestrians, obstacles, traffic lights, traffic signs, lanes, and the like.
  • FIG. 44 shows an example of the imaging range of the imaging units 12101 to 12104.
  • FIG. 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 imaging device for example, the imaging device 1 according to the above embodiments and modifications thereof can be applied to the imaging unit 12031 .
  • the present disclosure can also be configured as follows.
  • a plurality of color filters are provided for each of a plurality of pixels, a gap is provided between the color filters, and a light shielding section is formed at the bottom of the gap.
  • the incident light is reflected at the interface between the side surface of the color filter and the gap, thereby reducing absorption in the light shielding portion.
  • discoloration of the color filters is suppressed by providing the first protective film that covers the upper and side surfaces of the plurality of color filters. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of color mixture while improving the sensitivity.
  • It has a first surface and a second surface facing each other, and a plurality of pixels are arranged in a matrix.
  • a semiconductor substrate having a plurality of photoelectric conversion units that generate charges according to photoelectric conversion by photoelectric conversion; a plurality of color filters provided in each of the plurality of pixels on the first surface side; a first protective film covering the top and side surfaces of the plurality of color filters; a gap provided between each of the plurality of color filters; and a light shielding portion provided at the bottom of the gap.
  • the thickness of the first protective film covering the upper surfaces of the plurality of color filters is thicker than the thickness of the first protective film covering the side surfaces of the plurality of color filters.
  • imaging device (5) The imaging device according to any one of (1) to (4), wherein the light shielding section has an upper surface at a position equal to or less than half the height of the plurality of color filters.
  • the imaging device has an overhanging portion partially extending below the light shielding portion.
  • the plurality of pixels have a first pixel and a second pixel that detect wavelengths different from each other;
  • the first pixel and the second pixel are respectively provided with a first color filter and a second color filter that selectively transmit wavelengths different from each other as the plurality of color filters,
  • the light shielding section is provided only between the first color filter and the second color filter that are adjacent to each other. .
  • the plurality of pixels have a first pixel and a second pixel that detect wavelengths different from each other;
  • the first pixel and the second pixel are respectively provided with a first color filter and a second color filter that selectively transmit wavelengths different from each other as the plurality of color filters, the gap is provided only between the first pixel and the second pixel that are adjacent to each other;
  • the plurality of adjacent first pixels and the plurality of adjacent second pixels are provided with the continuous first color filters and the continuous second color filters, respectively, in (1) to (8).
  • the imaging device according to any one of (8).
  • (11) The imaging device according to any one of (1) to (10), wherein the plurality of color filters has a substantially rectangular cross-sectional shape.
  • the imaging device according to any one of (1) to (10), wherein the cross-sectional shape of the plurality of color filters has a curved upper surface.
  • the imaging device according to any one of (1) to (12), wherein the plurality of color filters are laminated with a plurality of layers having different transmission spectra.
  • the plurality of pixels includes an image plane phase difference pixel for detecting a phase difference, The image plane phase difference pixel has a plurality of photoelectric conversion units arranged in parallel, and in the image plane phase difference pixel, the color filter is provided across the plurality of photoelectric conversion units.
  • the imaging device according to any one of (13) to (13).
  • Each of the plurality of color filters is directed toward the optical center of the pixel array section for each of the plurality of pixels according to the position of the pixel array section composed of the plurality of pixels arranged in a matrix.
  • the imaging device according to any one of (1) to (14) above, provided at a shifted position.
  • the image pickup apparatus according to (15), wherein the shift amounts of the plurality of color filters provided in each of the plurality of pixels arranged in a matrix are substantially concentrically different from the optical center of the pixel array section.
  • Each of the plurality of color filters is shifted for each image height according to the incident angle of light incident on each of the plurality of pixels arranged in a matrix, wherein (1) to ( 16) The imaging device according to any one of.
  • the imaging device according to any one of (14) to (17), further comprising an on-chip lens on the color filter provided on the image plane phase difference pixel.
  • the imaging device according to any one of (1) to (18), wherein the plurality of pixels are arranged at a pitch of 1.5 ⁇ m or less.
  • a continuous second protective film is further provided on the plurality of color filters, and the gap is closed by the second protective film; The imaging device according to any one of the above.

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Abstract

本開示の一実施形態の撮像装置は、対向する第１の面および第２の面を有し、複数の画素が行列状に配設されると共に、画素毎に、オンチップレンズを介さずに入射する被写体からの入射光の受光量に応じた電荷を光電変換により生成する複数の光電変換部を有する半導体基板と、第１の面側において複数の画素のそれぞれに設けられた複数のカラーフィルタと、複数のカラーフィルタの上面および側面を覆う第１の保護膜と、複数のカラーフィルタのそれぞれの間に設けられた空隙部と、空隙部の底部に設けられた遮光部とを備える。

Description

撮像装置
　本開示は、撮像装置に関する。
　例えば、特許文献１では、複数の画素それぞれに設けられたカラーフィルタ上に、第１の屈折率を有する第１の光透過膜および第１の屈折率よりも高い第２の屈折率を有する第２の光透過膜が順に積層された撮像装置が開示されている。
国際公開第２０２０／１５８４４３号
　ところで、撮像装置では、感度の向上と混色の発生の低減との両立が求められている。
　感度を向上させつつ、混色の発生を低減することが可能な撮像装置を提供することが望ましい。
　本開示の一実施形態としての撮像装置は、対向する第１の面および第２の面を有し、複数の画素が行列状に配設されると共に、画素毎に、オンチップレンズを介さずに入射する被写体からの入射光の受光量に応じた電荷を光電変換により生成する複数の光電変換部を有する半導体基板と、第１の面側において複数の画素のそれぞれに設けられた複数のカラーフィルタと、複数のカラーフィルタの上面および側面を覆う第１の保護膜と、複数のカラーフィルタのそれぞれの間に設けられた空隙部と、空隙部の底部に設けられた遮光部とを備えたものである。
　本開示の一実施形態としての撮像装置では、複数の画素のそれぞれに、複数のカラーフィルタを設けると共に、それぞれのカラーフィルタの間に空隙部を設け、空隙部の底部には遮光部を形成した。これにより、オンチップレンズを介さずに入射する被写体からの入射光をカラーフィルタと空隙部との界面で反射させ、遮光部での吸収を低減する。更に、複数のカラーフィルタの上面および側面を覆う第１の保護膜を設けるようにした。これにより、カラーフィルタの退色を抑制する。
本開示の一実施の形態に係る撮像装置の構成例を表す断面模式図である。 図１に示した撮像装置の全体構成を表すブロック図である。 図１に示した単位画素の等価回路図である。 図１に示したカラーフィルタの下部の形状の一例を表す模式図である。 図１に示した撮像装置の製造方法を説明するための断面模式図である。 図５Ａに続く工程を表す断面模式図である。 図５Ｂに続く工程を表す断面模式図である。 図５Ｃに続く工程を表す断面模式図である。 図５Ｄに続く工程を表す断面模式図である。 図５Ｅに続く工程を表す断面模式図である。 図５Ｆに続く工程を表す断面模式図である。 図５Ｇに続く工程を表す断面模式図である。 比較例としての撮像装置の光学シミュレーションにおける光強度分布図である。 図１に示した撮像装置の光学シミュレーションにおける光強度分布図である。 図１および図６に示したそれぞれの撮像装置の光学シミュレーションによる各波長の量子効率の結果を表す特性図である。 本開示の変形例１に係る撮像装置の構成例を表す断面模式図である。 本開示の変形例２に係る撮像装置の構成例を表す断面模式図である。 図１に示した撮像装置の製造方法の他の例を説明するための断面模式図である。 図１１Ａに続く工程を表す断面模式図である。 図１１Ｂに続く工程を表す断面模式図である。 図１に示した撮像装置の製造方法の他の例を説明するための断面模式図である。 図１２Ａに続く工程を表す断面模式図である。 図１２Ｂに続く工程を表す断面模式図である。 図１に示した撮像装置の製造方法の他の例を説明するための断面模式図である。 図１３Ａに続く工程を表す断面模式図である。 図１３Ｂに続く工程を表す断面模式図である。 図１３Ｃに続く工程を表す断面模式図である。 図１３Ｄに続く工程を表す断面模式図である。 本開示の変形例６に係る撮像装置の構成の一例を表す断面模式図である。 本開示の変形例６に係る撮像装置の構成の他の例を表す断面模式図である。 本開示の変形例６に係る撮像装置の構成の他の例を表す断面模式図である。 本開示の変形例６に係る撮像装置の構成の他の例を表す断面模式図である。 本開示の変形例７に係る撮像装置の構成の一例を表す断面模式図である。 図１８に示した撮像装置の製造方法を説明するための断面模式図である。 図１９Ａに続く工程を表す断面模式図である。 図１９Ｂに続く工程を表す断面模式図である。 図１９Ｃに続く工程を表す断面模式図である。 図１９Ｄに続く工程を表す断面模式図である。 図１９Ｅに続く工程を表す断面模式図である。 図１９Ｆに続く工程を表す断面模式図である。 図１９Ｇに続く工程を表す断面模式図である。 本開示の変形例７に係る撮像装置の構成の他の例を表す断面模式図である。 本開示の変形例８に係る撮像装置の構成例を表す断面模式図である。 本開示の変形例９に係る撮像装置における画素配列の一例を表す平面模式図である。 本開示の変形例９に係る撮像装置における画素配列の他の例を表す平面模式図である。 本開示の変形例９に係る撮像装置の構成の一例を表す断面模式図である。 本開示の変形例９に係る撮像装置の構成の他の例を表す断面模式図である。 本開示の変形例１０に係る撮像装置の構成の一例を表す断面模式図である。 本開示の変形例１０に係る撮像装置の構成の他の例を表す断面模式図である。 図２５に示した撮像装置における斜入射に対する特性図である。 図２６に示した撮像装置における斜入射に対する特性図である。 本開示の変形例１１に係る撮像装置の画素構成の一例を表す平面模式図である。 図２８に示した撮像装置の構成の一例を表す断面模式図である。 図２８に示した撮像装置の構成の他の例を表す断面模式図である。 図２８に示した撮像装置の構成の他の例を表す断面模式図である。 本開示の変形例１２に係る撮像装置の画素構成の一例を表す平面模式図である。 図３２に示した撮像装置の構成の一例を表す断面模式図である。 図３２に示した撮像装置の構成の他の例を表す断面模式図である。 図３２に示した撮像装置の構成の他の例を表す断面模式図である。 図３２に示した撮像装置の構成の他の例を表す断面模式図である。 図３２に示した撮像装置の構成の他の例を表す断面模式図である。 本開示の変形例１３に係る撮像装置の構成例を表す断面模式図である。 図１等に示した撮像装置を有する電子機器の構成例を表すブロック図である。 図１等に示した撮像装置を用いた光検出システムの全体構成の一例を表す模式図である。 図４０Ａに示した光検出システムの回路構成の一例を表す図である。 内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。 カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。 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。
　以下、本開示における一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比等についても、それらに限定されるものではない。なお、説明する順序は、下記の通りである。
　１．実施の形態（隣り合うカラーフィルタ間に空隙部を有する撮像装置の例）
　２．変形例
　　　２－１．変形例１（互いに異なる波長帯域の光を吸収するカラーフィルタを積層した例）
　　　２－２．変形例２（上面が曲面形状を有するカラーフィルタを備えた撮像装置の例）
　　　２－３．変形例３（撮像装置の製造方法の他の例）
　　　２－４．変形例４（撮像装置の製造方法の他の例）
　　　２－５．変形例５（撮像装置の製造方法の他の例）
　　　２－６．変形例６（素子分離部の構造の他の例）
　　　２－７．変形例７（遮光部の形成位置および形状の他の例）
　　　２－８．変形例８（撮像装置の構成の他の例）
　　　２－９．変形例９（撮像装置の構成の他の例）
　　　２－１０．変形例１０（像面位相差画素の構成例）
　　　２－１１．変形例１１（像面位相差画素の構成例）
　　　２－１２．変形例１２（像面位相差画素の構成例）
　　　２－１３．変形例１３（空隙部の上端を保護膜で閉塞した例）
　３．適用例
　４．応用例
＜１．実施の形態＞
　図１は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置（撮像装置１）の断面構成の一例を模式的に表したものである。図２は、図１に示した撮像装置１の全体構成の一例を表したものである。撮像装置１は、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の電子機器に用いられるＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等であり、撮像エリアとして、複数の画素が行列状に２次元配置された画素部（画素部１００Ａ）を有している。撮像装置１は、このＣＭＯＳイメージセンサ等において、例えば所謂裏面照射型の撮像装置である。
　撮像装置１は、例えば、１．５μｍ以下のピッチで行列状に配設された複数の単位画素Ｐのそれぞれに、複数のカラーフィルタ２２を有する。本実施の形態の撮像装置１では、複数のカラーフィルタ２２は、単位画素Ｐ毎に設けられ、それぞれのカラーフィルタ２２の間には空隙部Ｘが形成されており、空隙部Ｘの底部に遮光部２３が設けられている。更に、複数のカラーフィルタ２２の上面および側面は保護膜２４によって覆われている。
［撮像装置の概略構成］
　撮像装置１は、光学レンズ系（例えば、レンズ群１００１、図３９参照）を介して被写体からの入射光（像光）を取り込んで、撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位Ｐで電気信号に変換して画素信号として出力するものである。撮像装置１は、半導体基板１１上に、撮像エリアとしての画素部１００Ａを有すると共に、この画素部１００Ａの周辺領域に、例えば、垂直駆動回路１１１、カラム信号処理回路１１２、水平駆動回路１１３、出力回路１１４、制御回路１１５および入出力端子１１６を有している。
　画素部１００Ａには、例えば、複数の単位画素Ｐが行列状に２次元配置されている。複数の単位画素Ｐは、撮像レンズによって結像された被写体像をフォトダイオードＰＤにおいて光電変換して画像生成用の信号を生成するものである。
　単位画素Ｐには、例えば、画素行毎に画素駆動線Ｌｒｅａｄ（具体的には行選択線およびリセット制御線）が配線され、画素列毎に垂直信号線Ｌｓｉｇが配線されている。画素駆動線Ｌｒｅａｄは、画素からの信号読み出しのための駆動信号を伝送するものである。画素駆動線Ｌｒｅａｄの一端は、垂直駆動回路１１１の各行に対応した出力端に接続されている。
　垂直駆動回路１１１は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、画素部１００Ａの各単位画素Ｐを、例えば、行単位で駆動する画素駆動部である。垂直駆動回路１１１によって選択走査された画素行の各単位画素Ｐから出力される信号は、垂直信号線Ｌｓｉｇの各々を通してカラム信号処理回路１１２に供給される。カラム信号処理回路１１２は、垂直信号線Ｌｓｉｇ毎に設けられたアンプや水平選択スイッチ等によって構成されている。
　水平駆動回路１１３は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、カラム信号処理回路１１２の各水平選択スイッチを走査しつつ順番に駆動するものである。この水平駆動回路１１３による選択走査により、垂直信号線Ｌｓｉｇの各々を通して伝送される各画素の信号が順番に水平信号線１２１に出力され、当該水平信号線１２１を通して半導体基板１１の外部へ伝送される。
　出力回路１１４は、カラム信号処理回路１１２の各々から水平信号線１２１を介して順次供給される信号に対して信号処理を行って出力するものである。出力回路１１４は、例えば、バッファリングのみを行う場合もあるし、黒レベル調整、列ばらつき補正および各種デジタル信号処理等が行われる場合もある。
　垂直駆動回路１１１、カラム信号処理回路１１２、水平駆動回路１１３、水平信号線１２１および出力回路１１４からなる回路部分は、半導体基板１１上に直に形成されていてもよいし、あるいは外部制御ＩＣに配設されたものであってもよい。また、それらの回路部分は、ケーブル等により接続された他の基板に形成されていてもよい。
　制御回路１１５は、半導体基板１１の外部から与えられるクロックや、動作モードを指令するデータ等を受け取り、また、撮像装置１の内部情報等のデータを出力するものである。制御回路１１５はさらに、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を有し、当該タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に垂直駆動回路１１１、カラム信号処理回路１１２および水平駆動回路１１３等の周辺回路の駆動制御を行う。
　入出力端子１１６は、外部との信号のやり取りを行うものである。
［単位画素の回路構成］
　図３は、図２に示した撮像装置１の単位画素Ｐの読み出し回路の一例を表したものである。単位画素Ｐは、例えば、図３に示したように、１つの光電変換部１２と、転送トランジスタＴＲと、フローティングディフュージョンＦＤと、リセットトランジスタＲＳＴと、増幅トランジスタＡＭＰと、選択トランジスタＳＥＬとを有している。
　光電変換部１２はフォトダイオード（ＰＤ）である。光電変換部１２は、アノードが接地電圧線に接続され、カソードが転送トランジスタＴＲ１のソースに接続されている。
　転送トランジスタＴＲ１は、光電変換部１２とフローティングディフュージョンＦＤとの間に接続されている。転送トランジスタＴＲのゲート電極には、駆動信号ＴＲｓｉｇが印加される。この駆動信号ＴＲｓｉｇがアクティブ状態になると、転送トランジスタＴＲの転送ゲートが導通状態となり、光電変換部１２に蓄積されている信号電荷が、転送トランジスタＴＲを介してフローティングディフュージョンＦＤに転送される。
　フローティングディフュージョンＦＤは、転送トランジスタＴＲと増幅トランジスタＡＭＰとの間に接続されている。フローティングディフュージョンＦＤは、転送トランジスタＴＲにより転送される信号電荷を電圧信号に電荷電圧変換して、増幅トランジスタＡＭＰに出力する。
　リセットトランジスタＲＳＴは、フローティングディフュージョンＦＤと電源部との間に接続されている。リセットトランジスタＲＳＴのゲート電極には、駆動信号ＲＳＴｓｉｇが印加される。この駆動信号ＲＳＴｓｉｇがアクティブ状態になると、リセットトランジスタＲＳＴのリセットゲートが導通状態となり、フローティングディフュージョンＦＤの電位が電源部のレベルにリセットされる。
　増幅トランジスタＡＭＰは、そのゲート電極がフローティングディフュージョンＦＤに、ドレイン電極が電源部にそれぞれ接続されており、フローティングディフュージョンＦＤが保持している電圧信号の読み出し回路、所謂ソースフォロア回路の入力部となる。即ち、増幅トランジスタＡＭＰは、そのソース電極が選択トランジスタＳＥＬを介して垂直信号線Ｌｓｉｇに接続されることで、垂直信号線Ｌｓｉｇの一端に接続される定電流源とソースフォロア回路を構成する。
　選択トランジスタＳＥＬは、増幅トランジスタＡＭＰのソース電極と、垂直信号線Ｌｓｉｇとの間に接続される。選択トランジスタＳＥＬのゲート電極には、駆動信号ＳＥＬｓｉｇが印加される。この駆動信号ＳＥＬｓｉｇがアクティブ状態になると、選択トランジスタＳＥＬが導通状態となり、単位画素Ｐが選択状態となる。これにより、増幅トランジスタＡＭＰから出力される読み出し信号（画素信号）が、選択トランジスタＳＥＬを介して、垂直信号線Ｌｓｉｇに出力される。
［単位画素の構成］
　撮像装置１は、上記のように、例えば裏面照射型の撮像装置であり、画素部１００Ａに行列状に２次元配置された複数の単位画素Ｐは、それぞれ、例えば、受光部１０と、受光部１０の光入射側Ｓ１に設けられた集光部２０と、受光部１０の光入射側Ｓ１とは反対側に設けられた多層配線層３０とが積層された構成を有している。
　受光部１０は、対向する第１面１１Ｓ１および第２面１１Ｓ２を有する半導体基板１１と、半導体基板１１に埋め込み形成された複数の光電変換部１２とを有している。半導体基板１１は、例えば、シリコン基板で構成されている。光電変換部１２は、例えばＰＩＮ（Positive Intrinsic Negative）型のフォトダイオード（ＰＤ）であり、半導体基板１１の所定領域にｐｎ接合を有している。光電変換部１２は、上記のように、単位画素Ｐに埋め込み形成されている。
　受光部１０は、さらに、素子分離部１３を有している。
　素子分離部１３は、隣り合う単位画素Ｐの間に設けられている。換言すると、素子分離部１３は単位画素Ｐの周囲に設けられており、画素部１００Ａにおいて格子状に設けられている。素子分離部１３は、隣り合う単位画素Ｐを電気的、且つ、光学的に分離するためのものであり、例えば、半導体基板１１の第１面１１Ｓ１側から第２面１１Ｓ２側に向かって延伸している。素子分離部１３は、例えば、ｐ型の不純物を拡散することで形成することができる。
　半導体基板１１の第１面１１Ｓ１には、さらに半導体基板１１の第１面１１Ｓ１での反射防止を兼ねた固定電荷層１４が設けられている。固定電荷層１４は、例えば、負の固定電荷を有する膜である。固定電荷層１４の構成材料としては、半導体基板１１のバンドギャップよりも広いバンドギャップを有する半導体材料または導電材料が挙げられる。具体的には、例えば、酸化ハフニウム（ＨｆＯｘ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯｘ）、酸化タンタル（ＴａＯｘ）、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、酸化ランタン（ＬａＯｘ）、酸化プラセオジム（ＰｒＯｘ）、酸化セリウム（ＣｅＯｘ）、酸化ネオジム（ＮｄＯｘ）、酸化プロメチウム（ＰｍＯｘ）、酸化サマリウム（ＳｍＯｘ）、酸化ユウロピウム（ＥｕＯｘ）、酸化ガドリニウム（ＧｄＯｘ）、酸化テルビウム（ＴｂＯｘ）、酸化ジスプロシウム（ＤｙＯｘ）、酸化ホルミウム（ＨｏＯｘ）、酸化ツリウム（ＴｍＯｘ）、酸化イッテルビウム（ＹｂＯｘ）、酸化ルテチウム（ＬｕＯｘ）、酸化イットリウム（ＹＯｘ）、窒化ハフニウム（ＨｆＮｘ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮｘ）、酸窒化ハフニウム（ＨｆＯｘＮｙ）および酸窒化アルミニウム（ＡｌＯｘＮｙ）等が挙げられる。固定電荷層１４は、単層膜としてもよいし、異なる材料からなる積層膜としてもよい。
　集光部２０は、受光部１０の光入射側Ｓ１に設けられ、例えば、絶縁層２１と、単位画素Ｐ毎に、例えば赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）または青色光（Ｂ）を選択的に透過させるカラーフィルタ２２と、カラーフィルタ２２の単位画素Ｐの間に設けられた遮光部２３とを有している。集光部２０は、さらに、カラーフィルタ２２の上面および側面ならびに遮光部２３の上面を覆う保護膜２４を有している。
　絶縁層２１は、暗時特性の劣化を低減するためのものであり、例えば、固定電荷層１４上に設けられている。また、絶縁層２１は、材料の屈折率と膜厚を適切に設定することで、半導体基板１１とカラーフィルタ２２との間の屈折率差によって生じる光の反射を抑制させることができる。絶縁層２１の構成材料としては、固定電荷層１４よりも屈折率の低い材料であることが好ましく、例えば、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘおよびＳｉＯｘＮｙ等が挙げられる。
　カラーフィルタ２２は、所定の波長の光を選択的に透過するものである。カラーフィルタ２２は、例えば、緑色光（Ｇ）を選択的に透過させるカラーフィルタ２２Ｇ、赤色光（Ｒ）を選択的に透過させるカラーフィルタ２２Ｒおよび青色光（Ｂ）を選択的に透過させるカラーフィルタ２２Ｂを有している（例えば、図９参照）。その他、カラーフィルタ２２は、シアン、マゼンタおよび黄色をそれぞれ選択的に透過するフィルタを有していてもよい。各カラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが設けられた単位画素Ｐでは、例えば、それぞれの光電変換部１２において対応する色光が検出されるようになっている。カラーフィルタ２２は、例えば、顔料や染料を用いて形成することができる。カラーフィルタ２２の膜厚は、その分光スペクトルによる色再現性やセンサ感度を考慮して、色毎に異なる膜厚としてもよい。なお、白黒画素においては透明材料からなる層をカラーフィルタ２２とみなすことができる。赤外線用の画素においては赤外線を選択透過させる材料からなる層をカラーフィルタ２２とみなすことができる。
　本実施の形態では、カラーフィルタ２２は単位画素Ｐ毎に設けられており、隣り合うカラーフィルタ２２の間には空隙部Ｘが形成されている。換言すると、空隙部Ｘは、例えば、隣り合う単位画素Ｐの間に形成されており、画素部１００Ａにおいて格子状に設けられている。カラーフィルタ２２は、この空隙部Ｘとの屈折率差による光の位相のずれによって、集光効果（レンズ機能）が得られる。このため、カラーフィルタ２２は、例えば１．４以上の屈折率を有することが好ましい。カラーフィルタ２２の屈折率は、例えばＴｉＯｘを加えて形成することで高めることができる。なお、カラーフィルタ２２が所望のレンズ効果を発揮するためには、１．５μｍ以下の画素ピッチであることが望ましい。集光効果を発揮するためには、空隙部Ｘで波動光学的に波面を曲げることが求められるが、画素サイズが大きくなると光線追跡の挙動になり、所望のレンズ効果を発揮できなくなるからである。
　図４は、カラーフィルタ２２の下部の形状の一例を模式的に表したものである。カラーフィルタ２２は、図４に示したように、遮光部２３の下方に延在する張り出し部２２Ｘを有していてもよい。これにより、張り出し部２２Ｘによるアンカー効果によってカラーフィルタ２２の膜剥がれを低減することができる。張り出し部２２Ｘは、例えば、遮光部２３の形成後、ウェットエッチングにより絶縁層２１を等方的にエッチングした後、カラーフィルタ２２を塗布形成する際に、遮光部２３の下方にカラーフィルタ２２が入り込んだ状態で硬化することで形成することができる。
　遮光部２３は、カラーフィルタ２２に斜入射した光の隣接する単位画素Ｐへの漏れ込みを防ぐためのものであり、上記のように、空隙部Ｘの底部に設けられている。換言すると、遮光部２３は、例えば、画素部１００Ａにおいて、空隙部Ｘと同様に格子状に設けられている。
　遮光部２３を構成する材料としては、例えば、遮光性を有する材料が挙げられる。具体的には、例えば、タングステン（Ｗ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）またはそれらの合金が挙げられる。この他、ＴｉＮ等の金属化合物が挙げられる。遮光部２３は、例えば単層膜または積層膜として形成するようにしてもよい。積層膜とする場合には、絶縁層２１との密着性を高めるために、例えばＴｉ、タンタル（Ｔａ）、Ｗ、コバルト（Ｃｏ）またはモリブデン（Ｍｏ）あるいはそれらの合金、窒化物、酸化物または炭化物からなる層を下地層として設けることができる。
　遮光部２３は、光学的黒レベルを決定する単位画素Ｐの遮光を兼ねていてもよい。また、遮光部２３は、画素部１００Ａの周辺領域に設けられる周辺回路へのノイズの発生を抑制するための遮光を兼ねていてもよい。遮光部２３は、加工中の蓄積電荷によるプラズマダメージで破壊されないように接地されていることが好ましい。詳細は後述するが、接地構造は、画素部１００Ａ内に設けてもよいが、画素部１００Ａに亘って設けられた遮光部２３の全てが電気的に接続されるように周辺領域に設けるようにしてもよい。
　保護膜２４は、カラーフィルタ２２を保護するためのものであり、例えば、カラーフィルタ２２の上面および側面を覆うように設けられている。保護膜２４は、さらに遮光部２３の上面を覆っていてもよい。保護膜２４は、例えば、外部環境からの酸素の侵入を抑制し、光酸化によるカラーフィルタ２２の退色を防ぐためのものである。更に、保護膜２４を設けることで、機械的強度を高めることができる。遮光部２３を保護膜２４で覆う場合には、保護膜２４は、遮光部２３に対するパッシベーション膜を兼ねる。保護膜２４は、カラーフィルタ２２よりも屈折率の低い材料を用いて形成することができる。このような材料としては、例えば、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘおよびＳｉＯｘＮｙやフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）等の無機材料が好適である。この他、保護膜２４には、多孔質シリカや中空シリカと呼ばれる、内部に気泡を含むＳｉＯｘや低屈折率材料を含む樹脂材料を用いることができる。
　保護膜２４は、その上面の膜厚を、例えば、検出する波長λと保護膜２４の屈折率ｎに対してλ／４ｎとすることにより、反射防止機能を付加することができる。例えば、単位画素Ｐにおいて可視領域の波長を検出し、ＳｉＯ２を用いて形成する場合には、保護膜２４の膜厚は７０ｎｍ～１３０ｎｍのとすることが好ましく、より好ましくは９０ｎｍ～１２０ｎｍとなる。なお、保護膜２４の膜厚は、検出する波長λに依存して最適膜厚が異なることから、単位画素Ｐ毎に膜厚を作り分けるようにしてもよい。例えば、ＳｉＯ２を用いて保護膜２４を形成する場合、赤色光（Ｒ）を検出する単位画素Ｐ（赤色画素Ｐｒ）では１００ｎｍ～１２０ｎｍとすることが好ましく、緑色光（Ｇ）を検出する単位画素Ｐ（赤色画素Ｐｒ）では８０ｎｍ～１００ｎｍとすることが好ましく、青色光（Ｂ）を検出する単位画素Ｐ（赤色画素Ｐｒ）では７０ｎｍ～９０ｎｍとすることが好ましい。
　また、本実施の形態では、カラーフィルタ２２と空隙部Ｘとの屈折率差による光の位相のずれによって入射光を光電変換部１２へ集光させることから、カラーフィルタ２２の側面を覆う保護膜２４は、カラーフィルタ２２の上面を覆う保護膜２４よりも薄く形成することが好ましい。
　保護膜２４は、材料の異なる積層膜として形成するようにしてもよい。保護膜２４は、例えば、屈折率の高い絶縁膜と、屈折率の低い絶縁膜とがこの順に積層された積層膜とすることにより、カラーフィルタに対する反射防止効果を高めることができる。屈折率の高い絶縁膜は、例えば、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４），酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等の１．８～２．５の屈折率を有する材料を用いて形成することができる。屈折率の低い絶縁膜は、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮまたはＳｉＯＣ等の材料を用いて形成することができる。
　多層配線層３０は、受光部１０の光入射側Ｓ１とは反対側、具体的には、半導体基板１１の第２面１１Ｓ２側に設けられている。多層配線層３０は、例えば、複数の配線層３１，３２，３３が、層間絶縁層３４を間に積層された構成を有している。多層配線層３０には、例えば、上述した読み出し回路の他に、垂直駆動回路１１１、カラム信号処理回路１１２、水平駆動回路１１３、出力回路１１４、制御回路１１５および入出力端子１１６等が形成されている。
　配線層３１，３２，３３は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）またはタングステン（Ｗ）等を用いて形成されている。この他、配線層３１，３２，３３は、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ－Ｓｉ）を用いて形成するようにしてもよい。
　層間絶縁層３４は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）および酸窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）等のうちの１種よりなる単層膜、あるいはこれらのうちの２種以上よりなる積層膜により形成されている。
［画素間分離部および画素内分離部の製造方法］
　撮像装置１は、例えば、次のようにして形成することができる。
　まず、図５Ａに示したように、単位画素Ｐ毎に光電変換部１２が設けられた半導体基板１１の第２面１１Ｓ２にレジスト４１をパターニングした後、レジスト４１をマスクとしてイオン注入により素子分離部１３を形成する。その後、レジスト４１を除去し、半導体基板１１の第２面１１Ｓ２に転送トランジスタＴＲと、フローティングディフュージョンＦＤと、リセットトランジスタＲＳＴと、増幅トランジスタＡＭＰと、選択トランジスタＳＥＬ等の画素トランジスタを形成する（図示せず）。
　続いて、半導体基板１１の第２面１１Ｓ２に多層配線層３０を形成した後、図５Ｂに示したように、支持基板４２を貼り合わせて半導体基板１１を反転させる。次に、図５Ｃに示したように、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチングまたは化学機械研磨（ＣＭＰ）を用いて半導体基板１１の第１面１１Ｓ１側から研削して半導体基板１１を薄肉化する。
　次に、図５Ｄに示したように、半導体基板１１の第１面１１Ｓ１上に、例えば、気相成長（ＣＶＤ）法、スパッタリングまたは原子層蒸着（ＡＬＤ）法等を用いて固定電荷層１４および絶縁層２１を順に成膜する。
　続いて、例えば、ＣＶＤ法またはスパッタリング等を用いて遮光部２３を成膜する。このとき、金属材料を用いて遮光部２３を形成した場合、電気的に浮遊状態の金属膜を加工するとプラズマダメージが発生する虞がある。このため、図５Ｅに示したように、遮光部２３上にレジスト４３をパターニングし、例えば、図５Ｅの右図に示したように、周辺領域において、固定電荷層１４および絶縁層２１をエッチングして半導体基板１１の第１面１１Ｓ１を露出させる。その後、図５Ｆに示したように、遮光部２３を成膜する。これにより、図５Ｆの右図に示したように、周辺領域において遮光部２３が半導体基板１１の第１面１１Ｓ１上に成膜される。遮光部２３が成膜される半導体基板１１には、例えばグランド（ＧＮＤ）電位が印加されるｐ型半導体領域１３Ｘが形成されていることが好ましい。
　次に、図５Ｇに示したように、例えば異方性エッチング等により、遮光部２３を所望の形状にパターニングする。その際、必要に応じて薬液洗浄で遮光部２３の残渣を除去する。続いて、図５Ｈに示したように、例えば、感光剤および顔料を含むレジストを回転塗布し、露光、現像およびポストベークを行い、カラーフィルタ２２を形成する。感光剤および染料を含むレジストを用いてカラーフィルタ２２を形成する場合には、ＵＶキュアや追加ベークを行ってもよい。
　その後、例えば、スパッタリングを用いて保護膜２４を成膜する。その際、スパッタ装置内でのターゲット位置をウェハから離したロングスロー条件にすることにより、カラーフィルタ２２の側面に成膜される保護膜２４を上面よりも薄くすることができる。なお、保護膜２４は、例えば、ＣＶＤ法やＡＬＤ法を用いて成膜してもよい。ＣＶＤ法はカバレッジ性がよく、等方的に蒸着材料を堆積する傾向を有し、特に原子レベルで積層させるＡＬＤ法はその傾向が顕著となる。これらの成膜方法を適宜選択することにより、カラーフィルタ２２の上面および側面に成膜される保護膜２４の膜厚を制御することができる。以上により、図１に示した撮像装置１が完成する。
［作用・効果］
　本実施の形態の撮像装置１では、複数の単位画素Ｐのそれぞれに、複数のカラーフィルタ２２を設けると共に、それぞれのカラーフィルタ２２の間に空隙部Ｘを設け、空隙部Ｘの底部に遮光部２３が形成するようにした。これにより、入射光をカラーフィルタ２２と空隙部Ｘとの界面で反射させ、遮光部での吸収を低減する。以下、これについて説明する。
　図６は、比較例としての一般的な撮像装置のＦＤＴＤ法による光学シミュレーションの光強度分布図である。図７は、本実施の形態の撮像装置１のＦＤＴＤ法による光学シミュレーションの光強度分布図である。図８は、複数の画素が０．６μｍピッチで配設された図１および図６に示したそれぞれの撮像装置のＦＤＴＤ法による光学シミュレーションの各波長（Ｒ，Ｇ，Ｂ）における量子効率の結果を表す特性図である。
　一般的な撮像装置では、カラーフィルタ１０２２上にはオンチップレンズ（ＯＣＬ）１０２７が配設されており、このＯＣＬ１０２７を用いて上方から入射した光を受光部１０１０に集光している。しかしながら、微細画素になると、図６に示したように、ＯＣＬ１０２７のレンズ機能が低下し、画素間に配置された遮光部によって感度ロスするという課題がある。
　これに対して本実施の形態では、ＯＣＬを設けずに、カラーフィルタ２２の間に空隙部Ｘを設けることにより、カラーフィルタ２２にレンズ機能を持たせると共に、空隙部Ｘの底部に遮光部２３を設けるようにした。これにより、図７に示したように、オンチップレンズを介さずに被写体からカラーフィルタ２２に入射した光は、遮光部２３によって吸収されることなく、カラーフィルタ２２と空隙部Ｘとの屈折率差による光の位相のずれによって反射されて光電変換部１２に集光されるようになる。具体的には、図８に示したように、各波長（Ｒ，Ｇ，Ｂ）で一般的な撮像装置と比較して量子効率が向上し、且つ、斜入射特性においても優れた結果が得られた。
　以上により、本実施の形態の撮像装置１では、感度を向上させつつ、混色の発生を低減することが可能となる。
　また、本実施の形態の撮像装置１では、オンチップレンズが不要となるため、低背化を実現することができる。低背化の実現により、斜入射特性もロバスト化することができる。
　更に、一般的な撮像装置では、密着性の悪い界面としてカラーフィルタとその下の絶縁膜との界面が知られている。本実施の形態の撮像装置１のように、複数のカラーフィルタ２２を単位画素Ｐ毎に分けて設ける場合には、絶縁層２１とカラーフィルタ２２との界面での膜剥がれが懸念される。
　これに対して、本実施の形態では、例えば、図４に示したように、遮光部２３の下方にカラーフィルタ２２を延在させるようにしたので、アンカー効果によって絶縁層２１とカラーフィルタ２２との界面での膜剥がれの発生を低減し、信頼性を向上させることが可能となる。
　次に、本開示の変形例１～１３について説明する。以下では、上記実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
＜２．変形例＞
（２－１．変形例１）
　上記実施の形態では、可視領域の波長を検出する撮像装置１を示したが、撮像装置１には、暗所の高感度撮像やＬＥＤ光源を用いたセンシング機能のために、例えば赤外線に感度を有する単位画素Ｐを混載するようにしてもよい。このような撮像装置は、例えば、カラーフィルタ２２として透過スペクトルが互いに異なる複数の層を積層することで実現することができる。
　図９は、本開示の変形例１に係る撮像装置（撮像装置１Ａ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。撮像装置１Ａは、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の電子機器に用いられるＣＭＯＳイメージセンサ等であり、上記実施の形態と同様に、例えば所謂裏面照射型の撮像装置である。
　赤色光（Ｒ）を検出する単位画素Ｐ（赤色画素Ｐｒ）では、赤色光（Ｒ）を選択的に透過させるカラーフィルタ２１Ｒと、可視光を透過して赤外線波長を吸収するカラーフィルタ２１ＳＩＲとが積層されている。緑色光（Ｇ）を検出する単位画素Ｐ（緑色画素Ｐｇ）では、緑色光（Ｇ）を選択的に透過させるカラーフィルタ２１Ｇと、可視光を透過して赤外線波長を吸収するカラーフィルタ２１ＳＩＲとが積層されている。青色光（Ｂ）を検出する単位画素Ｐ（青色画素Ｐｂ）では、青色光（Ｂ）を選択的に透過させるカラーフィルタ２１Ｂと、可視光を透過して赤外線波長を吸収するカラーフィルタ２１ＳＩＲとが積層されている。赤外線（ＩＲ）を検出する単位画素Ｐ（赤外画素Ｐｉｒ）では、例えば、青色光（Ｂ）を選択的に透過させるカラーフィルタ２１Ｂと、赤色光（Ｒ）を選択的に透過させるカラーフィルタ２１Ｒとが積層されている。
　これにより、撮像装置１Ａでは、可視光領域から赤外領域の波長を検出することが可能となる。
　なお、本変形例では、赤外画素Ｐｉｒにおいて可視光領域の波長を相補的に吸収するカラーフィルタ２１Ｂとカラーフィルタ２１Ｒとを組み合わせた例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、その他の色の組み合わせとしてもよいし、あるいは、透明フィルタを用いてもよい。その際には、赤外画素Ｐｉｒでは可視光領域の波長も検出されることになるが、信号処理によって赤外領域の出力を分離させることができる。
（２－２．変形例２）
　図１０は、本開示の変形例２に係る撮像装置（撮像装置１Ｂ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。撮像装置１Ｂは、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の電子機器に用いられるＣＭＯＳイメージセンサ等であり、上記実施の形態と同様に、例えば所謂裏面照射型の撮像装置である。
　上記実施の形態では、略矩形形状の断面形状を有するカラーフィルタ２２を備えた撮像装置１を示したが、これに限定されるものではない。例えば、図１０に示したように、上面が曲面形状を有するカラーフィルタ２２を形成するようにしてもよい。曲面形状は、例えば、カラーフィルタ２２を加工する際のリソグラフィ工程での露光量とフォーカスを制御することで実現することができる。
　このように、本変形例では、カラーフィルタ２２の上面を曲面としたので、カラーフィルタ２２には幾何学的なレンズ効果が付加されるようになる。よって、上記実施の形態と比較して、感度を向上させつつ、混色の発生をさらに低減することが可能となる。
　なお、カラーフィルタ２２の上面の曲面形状は、カラーフィルタ２２と空隙部Ｘとの実行屈折率の差を低下させるため、曲面形状にしない方がよい場合もある。
（２－３．変形例３）
　図１１Ａ～１１Ｃは、上記実施の形態の撮像装置１の製造方法の他の例を模式的に表したものである。撮像装置１は、例えば、次のようにしても形成することができる。
　図１１Ａに示したように、上記実施の形態と同様にして絶縁層２１上に遮光部２３を形成する。続いて、図１１Ｂに示したように、絶縁層２１および遮光部２３上にカラーフィルタ２２を成膜する。次に、図１１Ｃに示したように、カラーフィルタ２２上にレジスト４４をパターニングする。その後、例えば、ドライエッチングを用いて遮光部２３上に空隙部Ｘを形成した後、上記実施の形態と同様にして保護膜２４を成膜する。以上により、図１に示した撮像装置１が完成する。
　本変形例の製造方法では、上記実施の形態の製造方法を用いた場合と比較して、カラーフィルタ２２の断面形状の矩形性を高めることができる。これにより、カラーフィルタ２２と空隙部Ｘとの屈折率差による波動光学的な集光効率をより高めることが可能となる。
（２－４．変形例４）
　図１２Ａ～１２Ｃは、上記実施の形態の撮像装置１の製造方法の他の例を模式的に表したものである。撮像装置１は、例えば、次のようにしても形成することができる。
　上記実施の形態と同様にして絶縁層２１上に遮光部２３を形成した後、図１２Ａに示したように、遮光部２３上にレジスト４５をパターニングする。続いて、図１２Ｂに示したように、レジスト４５をマスクとして遮光部２３をエッチングする。その後、図１２Ｃに示したように、リソグラフィ技術を用いてカラーフィルタ２２を成膜する。なお、カラーフィルタ２２は、上記実施の形態と同様にして回転塗布、露光、現像およびポストベーク等を用いて成膜してもよい。その後、レジスト４５や加工残渣物をアッシングや薬液処理を行って剥離する。あるいは、レジスト４５のみ除去し、遮光部２３を加工した際の加工残渣物はカラーフィルタ２２の側面に残してもよい。これにより、クロストークの発生を抑制することができる。
　なお、レジスト４５の側面に付着した加工残渣物がカラーフィルタ２２の最上部よりも高く形成されている場合には、ＣＭＰ処理等を行って平坦化した後、レジスト４５を除去してもよい。これにより、カラーフィルタ２２上に加工残渣物が残ることを防ぎ、ケラレによる感度低下やシェーディングを抑制することができる。
　その後、上記実施の形態と同様にして保護膜２４を成膜する。以上により、図１に示した撮像装置１が完成する。
　本変形例の製造方法では、セルフアライン方式で空隙部Ｘを形成することができる。
（２－５．変形例５）
　図１３Ａ～１３Ｅは、上記実施の形態の撮像装置１の製造方法の他の例を模式的に表したものである。撮像装置１は、例えば、次のようにしても形成することができる。
　図１３Ａに示したように、上記実施の形態と同様にして絶縁層２１上に遮光部２３を形成する。続いて、図１３Ｂに示したように、遮光部２３上に犠牲層４６を、例えば４００℃以下で成膜する。犠牲層４６は、カラーフィルタ２２および遮光部２３に対して選択除去性を有すると共に、クロスコンタミ汚染を引き起こさない材料を用いて形成する。このような材料としては、例えばアモルファスシリコン等が挙げられる。
　続いて、図１３Ｃに示したように、犠牲層４６上に、空隙部Ｘの形成位置に対応するレジスト４７をパターニングする。次に、図１３Ｄに示したように、犠牲層４６をパターニングし、犠牲層４６をハードマスクとして遮光部２３をエッチングする。続いて、上記変形例４と同様にして、図１３Ｅに示したように、リソグラフィ技術を用いてカラーフィルタ２２を成膜する。なお、カラーフィルタ２２は、上記実施の形態と同様にして回転塗布、露光、現像およびポストベーク等を用いて成膜してもよい。
　その後、犠牲層４６を除去する。例えば、犠牲層４６がアモルファスシリコンによって形成されている場合には、ＮＨ４ＯＨやＫＯＨ等のアルカリ溶液で選択除去することができる。その際、上記変形例４と同様に、犠牲層４６の側面に付着した加工残渣物がカラーフィルタ２２の最上部よりも高く形成されている場合には、ＣＭＰ処理等を行って平坦化した後、犠牲層４６を除去してもよい。これにより、カラーフィルタ２２上に加工残渣物が残ることを防ぎ、ケラレによる感度低下やシェーディングを抑制することができる。
　その後、上記実施の形態と同様にして保護膜２４を成膜する。以上により、図１に示した撮像装置１が完成する。
　上記変形例４において説明した製造方法では、カラーフィルタ２２およびレジスト４５の材料の組み合わせによってはミキシングが発生する場合がある。また、空隙部Ｘを細く形成しようとするとアスペクト比が高くなるが、レジストは剛性が低いため加工時のパターン倒れの懸念がある。本変形例では、犠牲層４６を用いることで、パターン倒れの懸念を解消することができる。
（２－６．変形例６）
　図１４は、本開示の変形例６に係る撮像装置（撮像装置１Ｃ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。図１５は、本開示の変形例６に係る撮像装置（撮像装置１Ｃ）の断面構成の他の例を模式的に表したものである。撮像装置１Ｃは、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の電子機器に用いられるＣＭＯＳイメージセンサ等であり、上記実施の形態と同様に、例えば所謂裏面照射型の撮像装置である。
　上記実施の形態では、素子分離部１３を、例えばｐ型の不純物を拡散すること形成した例を示したが、これに限らない。素子分離部１３は、例えば、半導体基板１１に第１面１１Ｓ１側から開口を形成し、その開口の側面および底面を固定電荷層１４で被覆した後、絶縁層２１を埋め込んだＳＴＩ（Shallow Trench Isolation、図１４）構造やＦＴＩ（Full Trench Isolation、図１５）構造としてもよい。また、ＳＴＩ構造およびＦＴＩ構造内には、エアギャップを形成するようにしてもよい。
　このように、本変形例の撮像装置１Ｃでは、素子分離部１３をＳＴＩ構造またはＦＴＩ構造としたので、上記実施の形態の撮像装置１と比較して、半導体基板１１における隣り合う単位画素Ｐの間でのクロストークを抑制すると共に、迷光を自画素に戻すことができる。よって、感度をさらに向上させることが可能となる。
　また、素子分離部１３内には、図１６および図１７に示したように、遮光部２３を延在させるようにしてもよい。これにより、半導体基板１１の第１面１１Ｓ１と遮光部２３との間のクロストークを防ぐことができる。
（２－７．変形例７）
　図１８は、本開示の変形例７に係る撮像装置（撮像装置１Ｄ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。撮像装置１Ｄは、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の電子機器に用いられるＣＭＯＳイメージセンサ等であり、上記実施の形態と同様に、例えば所謂裏面照射型の撮像装置である。
　上記実施の形態では、遮光部２３の下面がカラーフィルタ２２の下面と略同一となるように絶縁層２１上に設けた例を示したが、これに限定されるものではない。遮光部２３は、例えば図１８に示したように、カラーフィルタ２２の下面よりも半導体基板１１側に設けるようにしてもよい。具体的には、遮光部２３を半導体基板１１に埋め込み、その上面が、半導体基板１１の第１面１１Ｓ１と略同一となるようにトレンチに埋設するようにしてもよい。遮光部２３が埋め込まれないトレンチの幅（Ｂ）を、遮光部２３が埋め込まれているトレンチの幅（Ａ）よりも狭く（Ａ＞Ｂ）してもよい。トレンチの幅（Ａ）とトレンチの幅（Ｂ）とは、例えばＡ／２＞Ｂとすることが好ましい。
　図１９Ａ～１９Ｈは、撮像装置１Ｄの製造方法の一例を模式的に表したものである。
　まず、上記実施の形態と同様にして、半導体基板１１の第１面１１Ｓ１側から研削して半導体基板１１を薄肉化した後、図１９Ａに示したように、半導体基板１１の第１面１１Ｓ１上に、素子分離部１３上に開口を有するレジスト４８をパターニングする。続いて、図１９Ｂに示したように、例えばドライエッチングを用いて素子分離部１３に浅いトレンチを形成した後、レジスト４８を除去する。
　次に、図１９Ｃに示したように、リソグラフィ技術を用いて、半導体基板１１の第１面１１Ｓ１上に、先に形成したトレンチよりも狭い開口を有するレジスト４９をパターニングする。続いて、例えばドライエッチングを用いて、例えば半導体基板１１を貫通するトレンチを形成した後、図１９Ｄに示したように、レジスト４９を除去する。このように加工することでデュアルダマシン構造のトレンチを形成することができる。
　次に、図１９Ｅに示したように、固定電荷層１４および絶縁層２１を、例えばＡＬＤ法、ＣＶＤ法またはスパッタリングを用いて、例えばデュアルダマシン構造のテラス部でトレンチが閉塞するように成膜する。
　なお、トレンチの閉塞は、図１９Ａに示したようにレジスト４８をパターニングした後、エッチングと堆積とを交互に繰り返すボッシュプロセスにて意図的に堆積側の比重を高めてテーパ加工してもよい。これにより、トレンチの途中で閉塞することができる。
　続いて、図１９Ｆに示したように、例えばロングスローのスパッタリングを用いて、例えばデュアルダマシン構造のテラス部を含む平坦部に遮光部２３を選択的に成膜する。次に、図１９Ｇに示したように、例えばＣＭＰによって半導体基板１１上の遮光部２３を研磨し、トレンチ内に埋め込まれた遮光部２３のみが残るように加工する。その後、図１９Ｈに示したように、上記実施の形態等と同様にして、カラーフィルタ２２を形成した後、保護膜２４を形成する。以上により、図１８に示した撮像装置１Ｄが完成する。
　なお、上述した製造方法を用いる場合には、過研磨によって半導体基板１１の第１面１１Ｓ１にダメージが形成されないように絶縁層２１を予め厚く形成しておくことが好ましい。例えば、ＡＬＤ法等によりテラス部を閉塞させた後、ロングスローのスパッタリングにより絶縁層２１を再度成膜するようにしてもよい。
　このように、本変形例の撮像装置１Ｄでは、遮光部２３の上面が、半導体基板１１の第１面１１Ｓ１と略同一となるように半導体基板１１に埋設するようにした。これにより、隣り合う単位画素Ｐの間における半導体基板１１の第１面１１Ｓ１と遮光部２３との間のクロストークを防ぐことができる。
　また、本変形例では、遮光部２３が埋め込まれないトレンチの幅を狭くしたので、その分、光電変換部１２の面積を拡大することができる。よって、光電変換部１２の飽和電子容量が増加し、感度を向上させることができる。
　なお、遮光部２３の位置は、その上面が少なくともカラーフィルタ２２の高さの１／２以下であれば、遮光部２３において入射光が吸収されることによる感度の低下を十分に低減することができる。このため、図１８に示した撮像装置１Ｄでは、遮光部２３が半導体基板１１の第１面１１Ｓ１から光入射側に一部が突出していてもよい。また、遮光部２３は、例えば、図２０に示したように、半導体基板１１の第２面１１Ｓ２近傍まで延在していてもよい。
（２－８．変形例８）
　図２１は、本開示の変形例８に係る撮像装置（撮像装置１Ｅ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。撮像装置１Ｅは、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の電子機器に用いられるＣＭＯＳイメージセンサ等であり、上記実施の形態と同様に、例えば所謂裏面照射型の撮像装置である。
　上記実施の形態等に示した撮像装置（例えば、撮像装置１）は、オンチップレンズを設けない分低背化されているため、基本的に瞳補正は不要となる。しかしながら、例えば極端な角度で撮像装置に光が入射するモジュールレンズを用いる場合には、瞳補正を適用した方が特性を引き出すことができる。
　図２１に示した撮像装置１Ｅは、上記実施の形態の撮像装置１に瞳補正を適用したものである。瞳補正を適用する際には、空隙部Ｘの瞳補正量（シフト量）および遮光部２３の瞳補正量（シフト量）は、図２１に示したように、略同一であることが好ましい。但し、カラーフィルタ２２の下面と遮光部２３のＺ軸方向との距離が、例えば１００ｎｍ以上離れる場合には、カラーフィルタ２２のシフト量よりも遮光部２３のシフト量を小さくすることが好ましい。
（２－９．変形例９）
　図２２Ａは、本開示の変形例９に係る撮像装置（撮像装置１Ｆ）における画素配列の一例を模式的に表したものある。図２２Ｂは、本開示の変形例９に係る撮像装置（撮像装置１Ｆ）における画素配列の他の例を模式的に表したものある。図２３および図２４は、図２２Ａや図２２Ｂに示したように、画素部１００Ａにおいて同色の単位画素Ｐが隣接配置された画素配列を有する撮像装置１Ｆの断面構成の一例を模式的に表したものである。撮像装置１Ｆは、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の電子機器に用いられるＣＭＯＳイメージセンサ等であり、上記実施の形態と同様に、例えば所謂裏面照射型の撮像装置である。
　図２２Ａに示した画素配列は、Ｑｕａｄ配列と呼ばれ、同色の単位画素Ｐ（例えば、赤色画素Ｐｒ、緑色画素Ｐｇおよび青色画素Ｐｂ）が２行２列を１セットとして行列状に配設されたものである。図２２Ｂに示した画素配列は、クリアビット配列と呼ばれ、斜めに配置することにより解像度を高めたものであり、複数の緑色画素Ｐｇが隣接配置されている。
　このように、同色の単位画素Ｐが隣り合って配設されている場合には、例えば、図２３に示したように、隣り合う同色の単位画素Ｐの間（例えば、隣り合う赤色画素Ｐｒの間および隣り合う緑色画素Ｐｇの間）の素子分離部１３は省略してもよい。また、図２４に示したように、隣り合う同色の単位画素Ｐの間（例えば、隣り合う赤色画素Ｐｒの間および隣り合う緑色画素Ｐｇの間）の遮光部２３を省略し、カラーフィルタ２２（例えば、カラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ）を連続形成するようにしてもよい。あるいは、図２３および図２４の構造を組み合わせた構成としてもよい。
　これにより、素子分離部１３および遮光部２３の一方または両方を設けない分、感度を向上させることができる。
（２－１０．変形例１０）
　図２５は、本開示の変形例１０に係る撮像装置（撮像装置１Ｇ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。図２６は、本開示の変形例１０に係る撮像装置１Ｇの断面構成の他の例を模式的に表したものである。撮像装置１Ｇは、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の電子機器に用いられるＣＭＯＳイメージセンサ等であり、上記実施の形態と同様に、例えば所謂裏面照射型の撮像装置である。
　本変形例の撮像装置１Ｇは、撮像情報を取得する単位画素Ｐ（撮像画素Ｐｘ）と共に、視差情報を取得可能な単位画素Ｐ（像面位相差画素Ｐｙ）を備えたものである。像面位相差画素Ｐｙは、撮像レンズの瞳領域を分割し、分割された瞳領域からの被写体像を光電変換して位相差検出用の信号を生成するものである。
　本変形例では、遮光メタルを用いて瞳分割された像面位相差画素Ｐｙを備えた撮像装置の構成について説明する。
　撮像装置１Ｇは、例えば図１７に示した撮像装置１Ｃと同様に、半導体基板１１に遮光部２３が埋設されていてもよい。撮像装置１Ｇでは、遮光部２３が瞳分割を行う遮光メタルを兼ねており、例えば絶縁層２１上に延在形成されている。撮像装置１Ｇでは、像面位相差の遮光メタルに集光ポイントを合わせることで各瞳分割の像の分離性を高め、測距精度を向上させることができる。集光ポイントを遮光メタルに合わせるためには、レンズ機能を有するカラーフィルタ２２と遮光メタルとを離して設けることが求められる。このため、絶縁層２１とカラーフィルタ２２との間に絶縁層２５が設けられている。
　遮光部２３には、例えば図２６に示したように、絶縁層２５を貫通する遮光壁を設けてもよい。これにより、絶縁層２５を設けたことによる半導体基板１１の第１面１１Ｓ１とカラーフィルタ２２との間におけるクロストークの発生を抑制することができる。
　図２７Ａおよび図２７Ｂは、それぞれ、図２５および図２６に示した撮像装置１Ｇの斜入射特性を表したものである。図２６に示した撮像装置１Ｇのように、絶縁層２５を貫通するように遮光部２３を設けた場合、図２７Ｂに示したように高角側の斜入射特性が劣化してしまうが、モジュールレンズがその領域を使用しない場合には、不要光に対する感度を抑制することになる。よって、フレアの発生を低減することができる。
（２－１１．変形例１１）
　図２８は、本開示の変形例１１に係る撮像装置（撮像装置１Ｈ）における画素配列の一例を模式的に表したものある。図２９は、図２８に示した撮像装置１Ｈの断面構成の一例を模式的に表したものである。図３０は、図２８に示した撮像装置１Ｈの断面構成の他の例を模式的に表したものである。撮像装置１Ｈは、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の電子機器に用いられるＣＭＯＳイメージセンサ等であり、上記実施の形態と同様に、例えば所謂裏面照射型の撮像装置である。
　本変形例の撮像装置１Ｈでは、複数の単位画素Ｐが、それぞれ、撮像情報と視差情報とを同時に取得可能構成となっている。即ち、複数の単位画素Ｐは、それぞれ、撮像画素と像面位相差画素とを兼ねている。撮像画素は、撮像レンズによって結像された被写体像をフォトダイオードＰＤにおいて光電変換して画像生成用の信号を生成するものである。像面位相差画素は、撮像レンズの瞳領域を分割し、分割された瞳領域からの被写体像を光電変換して位相差検出用の信号を生成するものである。
　本変形例では、光電変換部１２（ＰＤ）を分割することによる瞳分割手法を用いた撮像装置について説明する。
　撮像装置１Ｈでは、複数の光電変換部（例えば、２つの光電変換部１２Ａ，１２Ｂ）が単位画素Ｐ毎に埋め込み形成されている。単位画素Ｐは、光電変換部１２Ａを有するサブ画素Ｐ１と、光電変換部１２Ｂを有するサブ画素Ｐ２とを有する。単位画素Ｐでは、例えば、光電変換部１２Ａにおいて生成された信号電荷および光電変換部１２Ｂにおいて生成された信号電荷がそれぞれ読み出される。単位画素Ｐでは、光電変換部１２Ａ，１２Ｂそれぞれから読み出された信号電荷を、例えば外部の信号処理部の位相差演算ブロックに出力し、光電変換部１２Ａによる像と、光電変換部１２Ｂによる像のシフト量から被写体との距離を算出し、オートフォーカスに必要なレンズ駆動量を取得できる。また、光電変換部１２Ａ，１２Ｂそれぞれから読み出された信号電荷をフローティングディフュージョンＦＤにおいて足し合わせ、例えば外部の信号処理部の撮像ブロックに出力することで、光電変換部１２Ａおよび光電変換部１２Ｂの総電荷に基づく画素信号を取得できる。あるいは、位相差算出用に別々に読み出された光電変換部１２Ａ，１２Ｂのそれぞれの信号電荷の情報を、後段の信号処理で加算してもよい。
　撮像装置１Ｈでは、図２９に示したように、サブ画素Ｐ１とサブ画素Ｐ２とでカラーフィルタ２２を共有している。また、絶縁層２１とカラーフィルタ２２との間には、上記変形例１０と同様に、絶縁層２５が設けられている。更に、遮光部２３は、例えば図２９に示したように、遮光部２３の上面が、半導体基板１１の第１面１１Ｓ１よりも光入射側Ｓ１に突出するように形成されていている。あるいは、遮光部２３は、例えば図３０に示したように、絶縁層２５を貫通するように光入射側Ｓ１に延在形成されていてもよい。これにより、絶縁層２５を設けたことによる半導体基板１１の第１面１１Ｓ１とカラーフィルタ２２との間におけるクロストークの発生を抑制することができる。
　更にまた、撮像装置１Ｈでは、カラーフィルタ２２の形状によって像面位相差に最適なピント状態を実現することができる。例えば、図３１に示したように、空隙部Ｘの幅を広げることにより、集光パワーを弱めて焦点距離を長くすることができる。その際には、絶縁層２５を貫通するように遮光部２３を光入射側Ｓ１に延在させ、さらに空隙部Ｘの幅に合わせて平面方向に延在させることにより、クロストークの悪化を低減することができる。あるいは、変形例２と組み合わせて、カラーフィルタ２２の上面を曲面形状として集光ポイントを制御するようにしてもよい。
（２－１２．変形例１２）
　図３２は、本開示の変形例１２に係る撮像装置（撮像装置１Ｉ）における画素配列の一例を模式的に表したものある。図３３は、図３２に示した撮像装置１Ｉの断面構成の一例を模式的に表したものである。撮像装置１Ｉは、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の電子機器に用いられるＣＭＯＳイメージセンサ等であり、上記実施の形態と同様に、例えば所謂裏面照射型の撮像装置である。
　本変形例の撮像装置１Ｉは、撮像情報を取得する単位画素Ｐ（撮像画素Ｐｘ）と共に、視差情報を取得可能な単位画素（像面位相差画素Ｐｙ）を備えたものである。像面位相差画素Ｐｙは、撮像レンズの瞳領域を分割し、分割された瞳領域からの被写体像を光電変換して位相差検出用の信号を生成するものである。本変形例では、例えば、隣り合う２つの単位画素Ｐからなる像面位相差画素Ｐｙを備えた撮像装置の構成について説明する。
　像面位相差画素Ｐｙでは、構成する２つの単位画素Ｐに跨ってカラーフィルタ２２が設けられている。また、像面位相差画素Ｐｙの長手方向（像面位相差画素Ｐｙを構成する２つの単位画素Ｐが並列する方向）の空隙部Ｘ１（換言すると、像面位相差画素Ｐｘと撮像画素Ｐｘとの間に設けられる空隙部Ｘ１）は、隣り合う撮像画素Ｐｘ間の空隙部Ｘ２よりも幅広に設けられている。これにより、像面位相差画素Ｐｙに入射する光が隣り合う単位画素Ｐの境界に集光されるようになるため、分離性能を向上させることができる。更に、遮光部２３は空隙部Ｘの幅に応じて形成することが好ましい。これにより、像面位相差画素Ｐｙに対するクロストークの発生を抑制することができる。
　また、像面位相差画素Ｐｙに設けられるカラーフィルタ２２は、例えば図３４に示したように、モジュールレンズからの光入射角度に応じて、像高毎に位置をずらしてもよい。換言すると、像面位相差画素Ｐｙに設けられるカラーフィルタ２２は、画素部１００Ａにおける位置に応じて画素部１００Ａの光学中心に向かってシフトした位置に設けるようにしてもよい。カラーフィルタ２２のシフト量は、画素部１００Ａの光学中心から略同心円状に異なる。
　更に、像面位相差画素Ｐｙには、例えば図３５に示したように、ＯＣＬ２７を設けるようにしてもよい。これにより、レンズの集光パワーを高め、像面位相差画素Ｐｙにおける分離性能を向上させることができる。
　なお、ＯＣＬ２７は、例えば図３６に示したように、像面位相差画素Ｐｙの長手方向（２つの単位画素Ｐが並列する方向）の空隙部Ｘ１を隣り合う撮像画素Ｐｘ間の空隙部Ｘ２よりも幅広としたカラーフィルタ２２上に設けるようにしてもよい。また、ＯＣＬ２７は、例えば図３７に示したように、モジュールレンズからの光入射角度に応じて、像高毎に位置をずらしたカラーフィルタ２２上に設けるようにしてもよい。
（２－１３．変形例１３）
　図３８は、本開示の変形例１３に係る撮像装置（撮像装置１Ｊ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。撮像装置１Ｊは、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の電子機器に用いられるＣＭＯＳイメージセンサ等であり、上記実施の形態と同様に、例えば所謂裏面照射型の撮像装置である。
　本変形例の撮像装置１Ｊは、複数のカラーフィルタ２２に亘って連続する保護膜２６複数のカラーフィルタ２２の上方に設けると共に、隣り合うカラーフィルタ２２の間に空隙部Ｘを設けたものである。保護膜２６は、例えば被覆性のない手法を用いて形成する。これにより、空隙部Ｘを埋め込むことなく上端を閉塞させることができる。被覆性のない手法としては、例えばスパッタリングが挙げられる。この他に、空隙部Ｘに対応する領域に犠牲層を形成した上でカラーフィルタ２２を形成し、カラーフィルタ２２と犠牲層の上に保護膜２６を成膜し、その後に犠牲層を薬液やドライエッチングによって除去することで、保護膜２６によって上端が閉塞された空隙部Ｘを形成することができる。なお、薬液やドライエッチングは画素部１００Ａの最外周の側面領域から侵入させることも可能であるが、画素境界部の保護膜２６に対して、リソグラフィ工程およびドライエッチング工程で微小開口を形成し、犠牲層に対する薬液の侵入経路を確保してもよい。一例として、Ｃｕを用いて犠牲層を形成した場合には、犠牲層の除去手段はリン酸、硫酸または塩酸と過酸化水素水との混合液を用いたウェットエッチング等が挙げられる。ＡｌやＴｉを用いて犠牲層を形成した場合には、犠牲層の除去手段は塩素ガスを用いたドライエッチング等が挙げられる。これにより、カラーフィルタ２２と空隙部Ｘとによる周期性が低減され、フレアの発生を低減することが可能となる。
　また、上記実施の形態では、図４に示したように、カラーフィルタ２２を遮光部２３の下方に延在させることで絶縁層２１とカラーフィルタ２２との間の密着性を高めた例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、図３８に示したように、絶縁層２１とカラーフィルタ２２および遮光部２３との間に密着層２８を設けることでも、絶縁層２１とカラーフィルタ２２との間の膜剥がれを防ぐことができる。密着層２８は、例えば、粘度の調整された光透過性を有する有機材料を用いて形成することができる。このような有機材料としては、例えば、アクリル系およびエポキシ系の樹脂等が挙げられる。
　なお、密着層２８は、例えば、後工程でのパターニングの失敗や、装置トラブルに対する剥離再生でのウェット薬液によるリフトオフ層としても用いることができる、また、金属層との接触によって密着層２８の変質が懸念される場合には、密着層２８の下に透明な無機膜を成膜して保護するようにしてもよい。
＜３．適用例＞
（適用例１）
　上記撮像装置１等は、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話等、撮像機能を備えたあらゆるタイプの電子機器に適用することができる。図３９は、電子機器１０００の概略構成を表したものである。
　電子機器１０００は、例えば、レンズ群１００１と、撮像装置１と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）回路１００２と、フレームメモリ１００３と、表示部１００４と、記憶部１００５と、操作部１００６と、電源部１００７とを有し、バスライン１００８を介して相互に接続されている。
　レンズ群１００１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで撮像装置１の撮像面上に結像するものである。撮像装置１は、レンズ群１００１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号としてＤＳＰ回路１００２に供給する。
　ＤＳＰ回路１００２は、撮像装置１から供給される信号を処理する信号処理回路である。ＤＳＰ回路１００２は、撮像装置１からの信号を処理して得られる画像データを出力する。フレームメモリ１００３は、ＤＳＰ回路１００２により処理された画像データをフレーム単位で一時的に保持するものである。
　表示部１００４は、例えば、液晶パネルや有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル等のパネル型表示装置からなり、記憶部１００５は撮像装置１で撮像された動画または静止画の画像データを、半導体メモリやハードディスク等の記録媒体に記録する。
　操作部１００６は、ユーザによる操作に従い、電子機器１０００が所有する各種の機能についての操作信号を出力する。電源部１００７は、ＤＳＰ回路１００２、フレームメモリ１００３、表示部１００４、記憶部１００５および操作部１００６の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給するものである。
（適用例２）
　図４０Ａは、撮像装置１を備えた光検出システム２０００の全体構成の一例を模式的に表したものである。図４０Ｂは、光検出システム２０００の回路構成の一例を表したものである。光検出システム２０００は、赤外光Ｌ２を発する光源部としての発光装置２００１と、光電変換素子を有する受光部としての光検出装置２００２とを備えている。光検出装置２００２としては、上述した撮像装置１を用いることができる。光検出システム２０００は、さらに、システム制御部２００３、光源駆動部２００４、センサ制御部２００５、光源側光学系２００６およびカメラ側光学系２００７を備えていてもよい。
　光検出装置２００２は光Ｌ１と光Ｌ２とを検出することができる。光Ｌ１は、外部からの環境光が被写体（測定対象物）２１００（図４０Ａ）において反射された光である。光Ｌ２は発光装置２００１において発光されたのち、被写体２１００に反射された光である。光Ｌ１は例えば可視光であり、光Ｌ２は例えば赤外光である。光Ｌ１は、光検出装置２００２における光電変換部において検出可能であり、光Ｌ２は、光検出装置２００２における光電変換領域において検出可能である。光Ｌ１から被写体２１００の画像情報を獲得し、光Ｌ２から被写体２１００と光検出システム２０００との間の距離情報を獲得することができる。光検出システム２０００は、例えば、スマートフォン等の電子機器や車等の移動体に搭載することができる。発光装置２００１は例えば、半導体レーザ、面発光半導体レーザ、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）で構成することができる。発光装置２００１から発光された光Ｌ２の光検出装置２００２による検出方法としては、例えばｉＴＯＦ方式を採用することができるが、これに限定されることはない。ｉＴＯＦ方式では、光電変換部は、例えば光飛行時間（Time-of-Flight；ＴＯＦ）により被写体２１００との距離を測定することができる。発光装置２００１から発光された光Ｌ２の光検出装置２００２による検出方法としては、例えば、ストラクチャード・ライト方式やステレオビジョン方式を採用することもできる。例えばストラクチャード・ライト方式では、あらかじめ定められたパターンの光を被写体２１００に投影し、そのパターンのひずみ具合を解析することによって光検出システム２０００と被写体２１００との距離を測定することができる。また、ステレオビジョン方式においては、例えば２以上のカメラを用い、被写体２１００を２以上の異なる視点から見た２以上の画像を取得することで光検出システム２０００と被写体との距離を測定することができる。なお、発光装置２００１と光検出装置２００２とは、システム制御部２００３によって同期制御することができる。
＜４．応用例＞
（内視鏡手術システムへの応用例）
　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、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
　図４１は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
　図４１では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
　内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
　鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
　カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ: Camera Control Unit）１１２０１に送信される。
　ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
　表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
　光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
　入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
　処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
　なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
　また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
　また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Narrow Band Imaging）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ICG）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
　図４２は、図４１に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
　カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
　レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
　撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（dimensional）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するため
の１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
　また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
　駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
　通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
　また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
　なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Auto Exposure）機能、ＡＦ（Auto Focus）機能及びＡＷＢ（Auto White Balance）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
　カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
　通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
　また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
　画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
　制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
　また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
　カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
　ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１１４０２に適用され得る。撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、検出精度が向上する。
　なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
（移動体への応用例）
　本開示に係る技術は、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、建設機械、農業機械（トラクター）など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４３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４３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４３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４４は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図４４では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
　撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
　なお、図４４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移動体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、上記実施の形態およびその変形例に係る撮像装置（例えば、撮像装置１）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、ノイズの少ない高精細な撮影画像を得ることができるので、移動体制御システムにおいて撮影画像を利用した高精度な制御を行うことができる。
　以上、実施の形態、変形例１～１３および適用例ならびに応用例を挙げて本開示を説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した変形例１～１３は、上記実施の形態の変形例として説明したが、各変形例の構成を適宜組み合わせることができる。
　なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であってその記載に限定されるものではなく、他の効果があってもよい。
　なお、本開示は以下のような構成をとることも可能である。以下の構成の本技術によれば、複数の画素のそれぞれに、複数のカラーフィルタを設けると共に、それぞれのカラーフィルタの間に空隙部を設け、空隙部の底部には遮光部を形成した。これにより、入射光はカラーフィルタの側面と空隙部との界面で反射されるようになり、遮光部での吸収が低減される。更に、複数のカラーフィルタの上面および側面を覆う第１の保護膜を設けることで、カラーフィルタの退色が抑制される。よって、感度を向上させつつ、混色の発生を低減することが可能となる。
（１）
　対向する第１の面および第２の面を有し、複数の画素が行列状に配設されると共に、前記画素毎に、オンチップレンズを介さずに入射する被写体からの入射光の受光量に応じた電荷を光電変換により生成する複数の光電変換部を有する半導体基板と、
　前記第１の面側において前記複数の画素のそれぞれに設けられた複数のカラーフィルタと、
　前記複数のカラーフィルタの上面および側面を覆う第１の保護膜と、
　前記複数のカラーフィルタのそれぞれの間に設けられた空隙部と、
　前記空隙部の底部に設けられた遮光部と
　を備えた撮像装置。
（２）
　前記第１の保護膜は、前記複数のカラーフィルタよりも屈折率の低い、前記（１）に記載の撮像装置。
（３）
　前記複数のカラーフィルタの上面を覆う前記第１の保護膜の厚みは、検出する波長λと前記第１の保護膜の屈折率ｎに対してλ／４ｎとなっている、前記（２）に記載の撮像装置。
（４）
　前記複数のカラーフィルタの上面を覆う前記第１の保護膜の厚みは、前記複数のカラーフィルタの側面を覆う前記第１の保護膜の厚みよりも厚い、前記（２）または（３）に記載の撮像装置。
（５）
　前記遮光部は、前記複数のカラーフィルタの高さの１／２以下の位置に上面を有する、前記（１）乃至（４）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（６）
　前記遮光部の一部は前記半導体基板に埋設されている、前記（１）乃至（５）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（７）
　前記半導体基板の前記第１の面と前記複数のカラーフィルタとの間に有機材料を含む密着層をさらに有する、前記（１）乃至（６）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（８）
　前記複数のカラーフィルタは、一部が前記遮光部の下方に延在する張り出し部を有する、前記（１）乃至（７）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（９）
　前記複数の画素は、互いに異なる波長を検出する第１の画素および第２の画素を有し、
　前記第１の画素および前記第２の画素には、それぞれ、前記複数のカラーフィルタとして互いに異なる波長を選択的に透過する第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタが設けられ、
　前記遮光部は、隣り合う前記第１のカラーフィルタと前記第２のカラーフィルタとの間にのみ設けられている、前記（１）乃至（８）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１０）
　前記複数の画素は、互いに異なる波長を検出する第１の画素および第２の画素を有し、
　前記第１の画素および前記第２の画素には、それぞれ、前記複数のカラーフィルタとして互いに異なる波長を選択的に透過する第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタが設けられ、
　前記空隙部は、隣り合う前記第１の画素と前記第２の画素との間にのみ設けられ、
　隣り合う複数の前記第１の画素および隣り合う複数の前記第２の画素には、それぞれ、連続する前記第１のカラーフィルタおよび前記第２のカラーフィルタが設けられている、前記（１）乃至（８）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１１）
　前記複数のカラーフィルタの断面形状は略矩形形状である、前記（１）乃至（１０）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１２）
　前記複数のカラーフィルタの断面形状は、上面が曲面となっている、前記（１）乃至（１０）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１３）
　前記複数のカラーフィルタは、透過スペクトルが互いに異なる複数の層が積層されている、前記（１）乃至（１２）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１４）
　前記複数の画素は、位相差を検出する像面位相差画素を含み、
　前記像面位相差画素は並列配置された複数の光電変換部を有し、該像面位相差画素では前記カラーフィルタは、該複数の光電変換部に跨って設けられている、前記（１）乃至（１３）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１５）
　前記複数のカラーフィルタのそれぞれは、行列状に配置された前記複数の画素からなる画素アレイ部の位置に応じて、前記複数の画素のそれぞれに対して、前記画素アレイ部の光学中心に向かってシフトした位置に設けられている、前記（１）乃至（１４）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１６）
　行列状に配置された前記複数の画素のそれぞれに設けられた前記複数のカラーフィルタのシフト量は、前記画素アレイ部の光学中心から略同心円状に異なる、前記（１５）に記載の撮像装置。
（１７）
　前記複数のカラーフィルタのそれぞれは、行列状に配置された前記複数の画素のそれぞれに入射する光の入射角度に応じて、像高毎にシフトして設けられている、前記（１）乃至（１６）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１８）
　前記像面位相差画素に設けられた前記カラーフィルタ上にはオンチップレンズがさらに設けられている、前記（１４）乃至（１７）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１９）
　前記複数の画素は、１．５μｍ以下のピッチで配置されている、前記（１）乃至（１８）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（２０）
　前記複数のカラーフィルタ上には連続する第２の保護膜がさらに設けられており、前記空隙部は、前記第２の保護膜によって閉塞されている、前記（１）乃至（１９）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
　本出願は、日本国特許庁において２０２１年９月１６日に出願された日本特許出願番号２０２１－１５０９９５号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (20)

  1. 　対向する第１の面および第２の面を有し、複数の画素が行列状に配設されると共に、前記画素毎に、オンチップレンズを介さずに入射する被写体からの入射光の受光量に応じた電荷を光電変換により生成する複数の光電変換部を有する半導体基板と、
    　前記第１の面側において前記複数の画素のそれぞれに設けられた複数のカラーフィルタと、
    　前記複数のカラーフィルタの上面および側面を覆う第１の保護膜と、
    　前記複数のカラーフィルタのそれぞれの間に設けられた空隙部と、
    　前記空隙部の底部に設けられた遮光部と
    　を備えた撮像装置。
  2. 　前記第１の保護膜は、前記複数のカラーフィルタよりも屈折率の低い、請求項１に記載の撮像装置。
  3. 　前記複数のカラーフィルタの上面を覆う前記第１の保護膜の厚みは、検出する波長λと前記第１の保護膜の屈折率ｎに対してλ／４ｎとなっている、請求項２に記載の撮像装置。
  4. 　前記複数のカラーフィルタの上面を覆う前記第１の保護膜の厚みは、前記複数のカラーフィルタの側面を覆う前記第１の保護膜の厚みよりも厚い、請求項２に記載の撮像装置。
  5. 　前記遮光部は、前記複数のカラーフィルタの高さの１／２以下の位置に上面を有する、請求項１に記載の撮像装置。
  6. 　前記遮光部の一部は前記半導体基板に埋設されている、請求項１に記載の撮像装置。
  7. 　前記半導体基板の前記第１の面と前記複数のカラーフィルタとの間に有機材料を含む密着層をさらに有する、請求項１に記載の撮像装置。
  8. 　前記複数のカラーフィルタは、一部が前記遮光部の下方に延在する張り出し部を有する、請求項１に記載の撮像装置。
  9. 　前記複数の画素は、互いに異なる波長を検出する第１の画素および第２の画素を有し、
    　前記第１の画素および前記第２の画素には、それぞれ、前記複数のカラーフィルタとして互いに異なる波長を選択的に透過する第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタが設けられ、
    　前記遮光部は、隣り合う前記第１のカラーフィルタと前記第２のカラーフィルタとの間にのみ設けられている、請求項１に記載の撮像装置。
  10. 　前記複数の画素は、互いに異なる波長を検出する第１の画素および第２の画素を有し、
    　前記第１の画素および前記第２の画素には、それぞれ、前記複数のカラーフィルタとして互いに異なる波長を選択的に透過する第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタが設けられ、
    　前記空隙部は、隣り合う前記第１の画素と前記第２の画素との間にのみ設けられ、
    　隣り合う複数の前記第１の画素および隣り合う複数の前記第２の画素には、それぞれ、連続する前記第１のカラーフィルタおよび前記第２のカラーフィルタが設けられている、請求項１に記載の撮像装置。
  11. 　前記複数のカラーフィルタの断面形状は略矩形形状である、請求項１に記載の撮像装置。
  12. 　前記複数のカラーフィルタの断面形状は、上面が曲面となっている、請求項１に記載の撮像装置。
  13. 　前記複数のカラーフィルタは、透過スペクトルが互いに異なる複数の層が積層されている、請求項１に記載の撮像装置。
  14. 　前記複数の画素は、位相差を検出する像面位相差画素を含み、
    　前記像面位相差画素は並列配置された複数の光電変換部を有し、該像面位相差画素では前記カラーフィルタは、該複数の光電変換部に跨って設けられている、請求項１に記載の撮像装置。
  15. 　前記複数のカラーフィルタのそれぞれは、行列状に配置された前記複数の画素からなる画素アレイ部の位置に応じて、前記複数の画素のそれぞれに対して、前記画素アレイ部の光学中心に向かってシフトした位置に設けられている、請求項１に記載の撮像装置。
  16. 　行列状に配置された前記複数の画素のそれぞれに設けられた前記複数のカラーフィルタのシフト量は、前記画素アレイ部の光学中心から略同心円状に異なる、請求項１５に記載の撮像装置。
  17. 　前記複数のカラーフィルタのそれぞれは、行列状に配置された前記複数の画素のそれぞれに入射する光の入射角度に応じて、像高毎にシフトして設けられている、請求項１に記載の撮像装置。
  18. 　前記像面位相差画素に設けられた前記カラーフィルタ上にはオンチップレンズがさらに設けられている、請求項１４に記載の撮像装置。
  19. 　前記複数の画素は、１．５μｍ以下のピッチで配置されている、請求項１に記載の撮像装置。
  20. 　前記複数のカラーフィルタ上には連続する第２の保護膜がさらに設けられており、前記空隙部は、前記第２の保護膜によって閉塞されている、請求項１に記載の撮像装置。
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