WO2024057806A1 - 撮像装置および電子機器 - Google Patents

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WO2024057806A1
WO2024057806A1 PCT/JP2023/029558 JP2023029558W WO2024057806A1 WO 2024057806 A1 WO2024057806 A1 WO 2024057806A1 JP 2023029558 W JP2023029558 W JP 2023029558W WO 2024057806 A1 WO2024057806 A1 WO 2024057806A1
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WO
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light
shielding portion
imaging device
column
semiconductor substrate
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PCT/JP2023/029558
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English (en)
French (fr)
Inventor
由宇 椎原
Original Assignee
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/62—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith

Definitions

  • the present disclosure relates to an imaging device and electronic equipment that capture images by performing photoelectric conversion.
  • Patent Document 1 in an imaging device in which a photoelectric conversion section is provided on the light irradiation surface side of a Si ⁇ 111 ⁇ substrate and a charge holding section is provided on the surface opposite to the light irradiation surface, crystal orientation difference due to alkali etching is disclosed.
  • a space in the horizontal direction of the substrate starting from the edge of the trench by using polarity and providing a horizontal light-shielding part between the photoelectric conversion part and the charge-holding part, the light-shielding performance for the charge-holding part is improved. is proposed.
  • An imaging device includes a semiconductor having a first surface and a second surface facing each other, and a pixel array section in which a plurality of unit pixels are arranged in an array in the row direction and the column direction.
  • a charge holding section that holds charges transferred from the photoelectric conversion section; and a first charge holding section provided on the semiconductor substrate, located between the photoelectric conversion section and the charge holding section, and extending in the in-plane direction of the semiconductor substrate.
  • a first light-shielding portion including a horizontal light-shielding portion and a first vertical light-shielding portion orthogonal to the first horizontal light-shielding portion, and the first vertical light-shielding portion is adjacent to a rectangular unit pixel. Consisting of a first row light-shielding portion and a first column light-shielding portion formed along each of two matching sides, the first horizontal light-shielding portion is provided for each unit pixel located in every other column and diagonally at an angle of 45°. In a plan view, the portion has an end at or near the intersection of the first row light shielding portion and the first column light shielding portion provided for each unit pixel located in every other column and in a 45° diagonal direction. has a department.
  • An electronic device includes the imaging device according to the embodiment of the present disclosure.
  • a light shielding section that shields light between a photoelectric conversion section and a charge holding section is provided along each of two adjacent sides of a rectangular unit pixel.
  • the first row light-shielding portion and the first column light-shielding portion are formed by the first row light-shielding portion, and the first vertical light-shielding portion is provided for each unit pixel located in every other column and diagonally at 45°. , which has an end at or near the intersection of the first row light-shielding portion and the first column light-shielding portion provided for each unit pixel located in every other column and in a 45° diagonal direction.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration example of an imaging device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration example of an imaging device as a first modification of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration example of an imaging device as a second modified example of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the imaging device shown in FIG. 1 and the like.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the planar configuration of the imaging device shown in FIG. 1 and the like.
  • 6 is a schematic diagram showing an example of a cross-sectional configuration of the imaging device shown in FIG. 5.
  • FIG. 2 is a schematic plan view illustrating a method of forming the horizontal light-shielding portion shown in FIG. 1.
  • FIG. 7A is a schematic plan view showing a step following FIG. 7A.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a layout of color filters.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a planar configuration of an imaging device according to Modification Example 1 of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a planar configuration of an imaging device according to a second embodiment of the present disclosure.
  • 11 is a schematic diagram showing an example of a cross-sectional configuration of the imaging device shown in FIG. 10.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a planar configuration of an imaging device according to a third embodiment of the present disclosure.
  • 13 is a schematic diagram showing a cross-sectional configuration of one of the imaging devices shown in FIG. 12.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing another cross-sectional configuration of the imaging device shown in FIG. 12.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a cross-sectional configuration of an imaging device according to Modification 2 of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a planar configuration according to a fourth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing another example of the planar configuration according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing another example of the planar configuration according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a planar configuration of an imaging device according to Modification 3 of the present disclosure.
  • 20 is a diagram illustrating the configuration of the vertical light shielding section shown in FIG. 19.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of an electronic device using the imaging device shown in FIG. 1.
  • FIG. 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.
  • 22A is a diagram showing an example of a circuit configuration of the photodetection system shown in FIG. 22A.
  • FIG. FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration 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. 2 is an explanatory diagram showing an example of installation positions of an outside-vehicle information detection section and an imaging section.
  • Second embodiment an example of an imaging device having two light shielding parts extending in the in-plane direction of a semiconductor substrate at different positions
  • Third embodiment another example of an imaging device having two light shielding parts extending in the in-plane direction of a semiconductor substrate at different positions
  • Modification example 2 Another example of an imaging device having two light shielding parts penetrating a semiconductor substrate
  • Fourth embodiment example of layout of vertical light shielding part
  • Modification example 3 (Other examples of vertical light shielding layout) 8.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration example of an imaging device 1 (imaging device 1A) according to an embodiment of the present disclosure.
  • the imaging device 1A is a so-called global shutter type back-illuminated image sensor, such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor.
  • the imaging device 1A captures an image by receiving light from a subject, photoelectrically converting it, and generating an image signal.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • the global shutter method is basically a method of performing global exposure in which all pixels start exposure at the same time and all pixels end exposure at the same time.
  • all pixels mean all pixels appearing in the image, and dummy pixels and the like are excluded.
  • the global shutter method also includes a method in which global exposure is performed on pixels in a predetermined area rather than all pixels in a portion appearing in an image.
  • a back-illuminated image sensor consists of a photoelectric conversion element such as a photodiode (PD) that receives light from the subject and converts it into an electrical signal, a light-receiving surface on which the light from the subject enters, and a transistor that drives each pixel.
  • PD photodiode
  • the imaging device 1A includes, for example, a pixel array section 111, a vertical drive section 112, a column signal processing section 113, a data storage section 119, a horizontal drive section 114, a system control section 115, and a signal processing section 118.
  • a pixel array section 111 is formed on a semiconductor substrate 11 (described later). Peripheral circuits such as the vertical drive section 112, column signal processing section 113, data storage section 119, horizontal drive section 114, system control section 115, and signal processing section 118 are formed on the same semiconductor substrate 11 as the pixel array section 111, for example. be done.
  • the pixel array section 111 has a plurality of sensor pixels 121 (unit pixels) including a photoelectric conversion section 51 (described later) that generates and accumulates charges according to the amount of light incident from the subject. As shown in FIG. 1, the sensor pixels 121 are arranged in the horizontal direction (row direction) and the vertical direction (column direction). In the pixel array section 111, a pixel drive line 116 is wired along the row direction for each pixel row made up of sensor pixels 121 arranged in a line in the row direction, and the pixel drive line 116 is made up of sensor pixels 121 arranged in a line in the column direction. A vertical signal line (VSL) 117 is wired along the column direction for each pixel column.
  • VSL vertical signal line
  • the vertical drive section 112 consists of a shift register, an address decoder, etc.
  • the vertical drive unit 112 drives all of the sensor pixels 121 in the pixel array unit 111 simultaneously by supplying signals etc. to the sensor pixels 121 via the pixel drive lines 116, or Drive line by line.
  • Signals output from each sensor pixel 121 in a pixel row selectively scanned by the vertical drive unit 112 are supplied to the column signal processing unit 113 through each VSL 117.
  • the column signal processing unit 113 performs predetermined signal processing on the signal output from each unit pixel in the selected row through the VSL 117 for each pixel column of the pixel array unit 111, and temporarily stores the pixel signal after the signal processing. It is designed to be held at
  • the column signal processing unit 113 includes, for example, a shift register, an address decoder, etc., and performs noise removal processing, correlated double sampling processing, A/D (Analog/Digital) conversion processing of analog pixel signals, and A/D conversion processing. etc., to generate a digital pixel signal.
  • the column signal processing section 113 supplies the generated pixel signal to the signal processing section 118.
  • the horizontal drive section 114 is composed of a shift register, an address decoder, etc., and is configured to sequentially select unit circuits corresponding to the pixel columns of the column signal processing section 113. By this selective scanning by the horizontal driving section 114, pixel signals subjected to signal processing for each unit circuit in the column signal processing section 113 are sequentially output to the signal processing section 118.
  • the system control unit 115 includes a timing generator that generates various timing signals.
  • the system control section 115 controls the driving of the vertical drive section 112, column signal processing section 113, and horizontal drive section 114 based on the timing signal generated by the timing generator.
  • the signal processing unit 118 performs signal processing such as arithmetic processing on the pixel signals supplied from the column signal processing unit 113 while temporarily storing data in the data storage unit 119 as necessary. It outputs an image signal consisting of
  • the data storage unit 119 is designed to temporarily store data necessary for signal processing in the signal processing unit 118.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration example of an imaging device 1B as a first modified example according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration example of an imaging device 1C as a second modified example according to an embodiment of the present disclosure.
  • a data storage section 119 is provided between the column signal processing section 113 and the horizontal drive section 114, and the pixel signals output from the column signal processing section 113 are passed through the data storage section 119. The signal is then supplied to the signal processing section 118.
  • the imaging device 1C in FIG. 3 has a data storage section 119 and a signal processing section 118 arranged in parallel between a column signal processing section 113 and a horizontal drive section 114.
  • the column signal processing unit 113 performs A/D conversion for converting analog pixel signals into digital pixel signals for each column of the pixel array unit 111 or for each plurality of columns of the pixel array unit 111. .
  • FIG. 4 shows an example of a pixel circuit of the sensor pixel 121 shown in FIG. 1 and the like.
  • the sensor pixel 121 in the pixel array section 111 includes a photoelectric conversion section 51, a first transfer transistor (TRZ) 52, a second transfer transistor (TRY) 53, a charge retention section (MEM) 54, and a third transfer transistor.
  • Transistor (TRX) 55, fourth transfer transistor (TRG) 56, charge voltage converter (FD) 57, drain transistor (OFG) 58, reset transistor (RST) 59, amplification transistor (AMP) 60, and selection transistor (SEL) Contains 61.
  • TRZ52, TRY53, TRZ55, TRG56, OFG58, RST59, AMP60, and SEL61 are all N-type MOS transistors.
  • Drive signals S52, S53, S55, S56, S58, S59, and S61 are supplied to each gate electrode of TRZ52, TRY53, TRZ55, TRG56, OFG58, RST59, and SEL61, respectively.
  • the drive signals S52, S53, S55, S56, S58, S59, and S61 are pulse signals whose high level state is an active state (on state) and whose low level state is an inactive state (off state). .
  • setting the drive signal to an active state is also referred to as turning on the drive signal
  • setting the drive signal to an inactive state is also called turning off the drive signal.
  • the photoelectric conversion unit 51 is a photoelectric conversion element made of, for example, a PN junction photodiode, and receives light from a subject, generates and accumulates electric charge according to the amount of received light through photoelectric conversion.
  • the TRZ52 is connected between the photoelectric conversion unit 51 and TRY53, and transfers the charges accumulated in the photoelectric conversion unit 51 to the MEM54 in response to the drive signal S52 applied to the gate electrode of the TRZ52. be.
  • TRY53 controls the potential of MEM54 according to the drive signal S53 applied to the gate electrode of TRY53. For example, when the drive signal S53 is turned on and the TRY53 is turned on, the potential of the MEM 54 becomes deeper. Further, when the drive signal S53 is turned off and TRY53 is turned off, the potential of the MEM 54 becomes shallow. When the drive signal S52 and the drive signal S53 are turned on and the TRZ52 and TRY53 are turned on, the charges accumulated in the photoelectric conversion section 51 are transferred to the MEM 54 via the TRZ52 and TRY53.
  • the MEM 54 is a region that temporarily holds charges accumulated in the photoelectric conversion section 51 in order to realize a global shutter function.
  • the TRX 55 prevents reverse flow when transferring charges from the photoelectric conversion unit 51 to the MEM 54. For example, by turning off TRX55 after turning off TRY53, backflow of charges can be prevented.
  • the TRG 56 is connected between the TRX 55 and the FD 57, and transfers the charge held in the MEM 54 to the FD 57 in response to a drive signal S56 applied to the gate electrode of the TRG 56.
  • a drive signal S56 applied to the gate electrode of the TRG 56.
  • drive signal S53 is turned off
  • TRY53 is turned off
  • drive signal S55 and drive signal S56 are turned on
  • TRX55 and TRG56 are turned on
  • the charge held in MEM54 is transferred to FD57 via TRX55 and TRG56. It is now being forwarded.
  • the FD 57 is a floating diffusion region that converts the charge transferred from the MEM 54 via the TRG 56 into an electrical signal (for example, a voltage signal) and outputs the electrical signal.
  • the FD57 is connected to the RST59 and also to the vertical signal line VSL via the AMP60 and SEL61.
  • the OFG58 has a drain connected to the power supply VDD and a source connected to the wiring between TRZ52 and TRY53.
  • the OFG 58 initializes, that is, resets the photoelectric conversion unit 51 according to the drive signal OFG applied to its gate electrode. For example, when the drive signal S52 and the drive signal S58 are turned on and the TRZ52 and OFG58 are turned on, the potential of the photoelectric conversion unit 51 is reset to the voltage level of the power supply VDD. That is, the photoelectric conversion section 51 is initialized.
  • the OFG 58 forms an overflow path between the TRZ 52 and the power supply VDD, and discharges the charge overflowing from the photoelectric conversion section 51 to the power supply VDD.
  • RST59 has a drain connected to power supply VDD and a source connected to FD57.
  • the RST 59 initializes, that is, resets each region from the MEM 54 to the FD 57 in accordance with the drive signal S59 applied to its gate electrode. For example, when drive signal S55, drive signal S56, and drive signal S59 are turned on, and TRX55, TRG56, and RST59 are turned on, the potentials of MEM54 and FD57 are reset to the voltage level of power supply VDD. That is, the MEM 54 and FD 57 are initialized.
  • the AMP 60 has a gate electrode connected to the FD 57 and a drain connected to the power supply VDD, and serves as an input part of a source follower circuit that reads out the charge obtained by photoelectric conversion in the photoelectric conversion unit 51. That is, the AMP 60 has its source connected to the vertical signal line VSL via the SEL 61, thereby forming a source follower circuit together with a constant current source connected to one end of the vertical signal line VSL.
  • the SEL61 is connected between the source of the AMP60 and the vertical signal line VSL, and the drive signal S61 is supplied as a selection signal to the gate electrode of the SEL61.
  • the SEL 61 becomes conductive when the drive signal S61 is turned on, and the sensor pixel 121 in which the SEL 61 is provided becomes a selected state.
  • the sensor pixel 121 is in the selected state, the pixel signal output from the AMP 60 is read out by the column signal processing unit 113 via the vertical signal line VSL.
  • a plurality of pixel drive lines 122 are wired, for example, for each pixel row.
  • Drive signals S52, S53, S55, S56, S58, S59, and S61 are supplied from the vertical drive unit 112 to the selected sensor pixels 121 through the plurality of pixel drive lines 122.
  • the pixel circuit shown in FIG. 4 is an example of a pixel circuit that can be used in the pixel array section 111, and pixel circuits with other configurations can also be used.
  • FIG. 5 schematically shows an example of a planar configuration of the pixel array section 111 in the imaging device 1.
  • FIG. 6 schematically shows an example of the cross-sectional configuration of the imaging device 1 corresponding to the line II shown in FIG.
  • the extending surface of the semiconductor substrate 11 is referred to as the XY plane
  • the thickness direction of the semiconductor substrate 11 is referred to as the Z-axis direction.
  • the row direction is the X-axis direction
  • the column direction is the Y-axis direction.
  • the imaging device 1 includes a semiconductor substrate 11, a photoelectric conversion section 51 embedded in the semiconductor substrate 11, a TRZ 52, a TRY 53, a MEM 54, a TRZ 55, a TRG 56, an FD 57, an OFG 58, a light shielding section 12, It has a gate insulating layer 13, a fixed charge layer 15, a color filter layer 16, and a microlens 17. Note that in the imaging device 1, the back surface 11B serves as its light-receiving surface.
  • the semiconductor substrate 11 is made of, for example, a Si ⁇ 111 ⁇ substrate.
  • the Si ⁇ 111 ⁇ substrate is a substrate or zone made of a silicon single crystal having a (111) crystal orientation, and having a crystal plane represented by ⁇ 111 ⁇ in Miller index notation. It also includes a substrate whose orientation is shifted by several degrees, for example, a substrate whose orientation is shifted by several degrees from the ⁇ 111 ⁇ plane to the nearest ⁇ 110> direction. Including those grown as single crystals.
  • the ⁇ 111 ⁇ plane includes the (111) plane, (-111) plane, (1-11) plane, (11-1) plane, (-1-11) plane, which are crystal planes that are equivalent in symmetry.
  • the semiconductor substrate 11 has a back surface 11B that is a light-receiving surface that receives light from a subject that has passed through the microlens 17 and the color filter layer 16, and a surface 11A opposite to the back surface 11B.
  • the photoelectric conversion unit 51 is a so-called buried photodiode (PD) in which an n-type impurity region (p+) is formed inside a p-type impurity region (p+) formed in the semiconductor substrate 11.
  • PD buried photodiode
  • Each of the photoelectric conversion units 51 generates charges according to the amount of received light, and accumulates the generated charges up to a certain amount.
  • the light shielding part 12 is a member that functions to prevent light from entering the MEM 54, and is provided so as to surround the MEM 54.
  • the light shielding part 12 includes, for example, a horizontal light shielding part 12H that is provided on the opposite side of the back surface 11B of the semiconductor substrate 11 when viewed from the photoelectric conversion part 51 and extends along a horizontal plane (XY plane), and the horizontal light shielding part 12H. It includes a vertical light-shielding portion 12V extending along the XZ plane and the YZ plane so as to be orthogonal to 12H.
  • the vertical light-shielding portions 12V are wall portions that are provided at the boundaries between the sensor pixels 121 adjacent in the X-axis direction and the Y-axis direction in every other column in a plan view, and extend in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively. be.
  • the vertical light-shielding portion 12V includes a row light-shielding portion 12V1 and a column light-shielding portion 12V2, which are formed along each of two adjacent sides of the rectangular sensor pixel 121, as shown in FIG. In the entire pixel array section 111, the vertical light-shielding portions 12V are provided in every other column and are shifted by one sensor pixel 121 in the column parallel direction for each row.
  • the vertical light shielding portions 12V are formed on each of two adjacent sides of the substantially square sensor pixels 121, and are provided for each sensor pixel 121 located in every other row and diagonally at 45 degrees. That is, the vertical light shielding portions 12V are provided in a zigzag shape toward the ⁇ 110> direction of the Si ⁇ 111 ⁇ substrate.
  • the horizontal light shielding portion 12H is located between the photoelectric conversion unit 51 and the MEM 54 in the Z-axis direction as shown in FIG. It is provided throughout. Specifically, the horizontal light-shielding portion 12H is provided in the XY plane surrounded by the row light-shielding portion 12V1 and the column light-shielding portion 12V2 in plan view, and has an edge of the row light-shielding portion 12V1 and an end of the column light-shielding portion 12V2. It has an end portion 12X at the position where it is tied.
  • the horizontal light-shielding portions 12H include row light-shielding portions 12V1 and column light-shielding portions provided for each sensor pixel 121 located in every other column and at an angle of 45° in plan view, as shown in FIG.
  • the horizontal light-shielding portion 12H of the light-shielding portion 12 functions as a reflector, and functions to suppress the light transmitted through the photoelectric conversion portion 51 from entering the MEM 54 and generating noise.
  • the vertical light shielding portion 12V of the light shielding unit 12 functions to prevent noise such as color mixture from occurring due to leakage light from the adjacent sensor pixel 121 entering the photoelectric conversion unit 51.
  • the horizontal light shielding portion 12H is formed by etching the semiconductor substrate 11 in the ⁇ 110> direction by forming a zigzag trench 11H in the ⁇ 110> direction using a Si ⁇ 111 ⁇ substrate as the semiconductor substrate 11. It can be formed by wet etching using an etching solution such as an alkaline aqueous solution.
  • FIGS. 7A and 7B schematically represent the formation process of the horizontal light-shielding portion 12H. As shown in FIG. 7A, when a zigzag trench 11H is formed in the ⁇ 110> direction and alkali etching is performed, the etching progresses starting from the corner where the crystal plane is disordered. The etching progresses until no corners appear, and as shown in FIG. 7B, a space is formed whose end (end 12X) is the position where the peaks of the zigzag-shaped trench 11H are connected.
  • the light shielding portion 12 has a two-layer structure including an inner layer portion 12A and an outer layer portion 12B surrounding the inner layer portion 12A.
  • the inner layer portion 12A is made of a material containing at least one of a single metal, a metal alloy, a metal nitride, and a metal silicide, each having a light-shielding property. More specifically, the constituent materials of the inner layer portion 12A include Al (aluminum), Cu (copper), Co (cobalt), W (tungsten), Ti (titanium), Ta (tantalum), and Ni (nickel).
  • the inner layer portion 12A may be made of graphite or an organic material.
  • the outer layer portion 12B is made of an insulating material such as SiOx (silicon oxide). The outer layer portion 12B ensures electrical insulation between the inner layer portion 12A and the semiconductor substrate 11.
  • the gate electrodes of TRZ52, TRY53, TRX55, TRG56, and OFG58 are all provided on the surface 11A of the semiconductor substrate 11 via the gate insulating layer 13.
  • the MEM 54 which is an n-type semiconductor region (n+), is buried in the semiconductor substrate 11 and is disposed between the surface 11A and the horizontal light-shielding portion 12H.
  • a VDD is provided.
  • the TRZ 52 is a so-called vertical transistor, and extends downward from the surface 11A of the semiconductor substrate 11 along the Z-axis direction as a gate electrode, penetrating the opening 12K and the n-type semiconductor region (n-) 64. It has reached the photoelectric conversion section 51.
  • the gate electrode of the TRZ 52 is provided in the Si remaining region 22 (region corresponding to the opening 12K) other than the region occupied by the horizontal light shielding portion 12H in the horizontal plane.
  • the TRZ 52 is through which the charges moving from the photoelectric conversion unit 51 to the MEM 54 pass.
  • the FD 57, GND 62, and VDD are each arranged at a boundary position between two adjacent sensor pixels 121, and are shared by the two sensor pixels 121.
  • the FD 57 is disposed at a boundary position between two sensor pixels 121 adjacent to each other in the X-axis direction, and is shared by the two sensor pixels 121 adjacent to each other in the X-axis direction.
  • Two sensor pixels 121 adjacent in the X-axis direction that share this FD 57 are referred to as an FD sharing unit.
  • GND 62 and VDD are arranged at the boundary between two sensor pixels 121 adjacent in the Y-axis direction, and are shared by the two sensor pixels 121 adjacent in the Y-axis direction. This reduces the area of the impurity diffusion region per pixel, making it possible to increase the area of the MEM 54.
  • the imaging device 1 further includes a fixed charge layer 15, a color filter layer 16, and a microlens 17 on the back surface 11B of the semiconductor substrate 11.
  • the fixed charge layer 15 has a negative fixed charge in order to suppress the generation of dark current caused by the interface state on the back surface 11B, which is the light-receiving surface of the semiconductor substrate 11. Due to the electric field induced by the fixed charge layer 15, a hole accumulation layer is formed near the back surface 11B of the semiconductor substrate 11. This hole accumulation layer suppresses generation of electrons from the back surface 11B.
  • the color filter layer 16 is provided, for example, in contact with the fixed charge layer 15.
  • the color filter layer 16 includes a plurality of color filters 16R, 16G, and 16B that selectively transmit, for example, red light (R), green light (G), and blue light (B), respectively.
  • color filters of the same color are provided for two sensor pixels 121 (FD sharing unit) that share the FD 57.
  • the color filters 16R, 16G, and 16B are provided in two FD sharing units arranged in the X-axis direction, and the color filters 16R and 16B are arranged between these two FD sharing units.
  • a color filter 16G is provided in each of the two FD sharing units arranged in the Y-axis direction.
  • the center of gravity of the signal becomes a Bayer array during pixel addition, facilitating remosaicing.
  • the resolution reduction rate in both the vertical and horizontal directions when adding pixels is ⁇ 1 ⁇ 2, which prevents the resolution in only one direction from greatly deteriorating. Can be done.
  • the microlens 17 is located on the opposite side of the fixed charge layer 15 when viewed from the color filter layer 16 and is provided so as to be in contact with the color filter layer 16.
  • vertical stripes are formed on each of two adjacent sides of the substantially square sensor pixels 121, and are provided for each sensor pixel 121 located in every other row and diagonally at an angle of 45 degrees.
  • a horizontal frame having an end 12X at or near the intersection of the light-shielding portion 12V and the row light-shielding portion 12V1 and column light-shielding portion 12V2 provided for each sensor pixel 121 located in every other column and in a 45° diagonal direction.
  • a light shielding portion 12 consisting of a light shielding portion 12H is provided. Therefore, it is possible to improve the light shielding performance for the MEM 54 and the charge transfer efficiency.
  • the vertical light shielding portion 12V is provided in a zigzag shape toward the ⁇ 110> direction of the Si ⁇ 111 ⁇ substrate, and the end portion 12X of the horizontal light shielding portion 12H is provided in the Si(111 ⁇ direction. ) It is substantially parallel to the ⁇ 110> direction of the substrate, and is formed at an angle of 45 degrees with respect to the direction in which the pixel array section 111 is developed.
  • This horizontal light-shielding portion 12H is formed by forming a zigzag-shaped trench 11H in the ⁇ 110> direction, which becomes the vertical light-shielding portion 12V, and providing an etching stopper film or the like by crystal anisotropic etching using an etching solution such as an alkaline aqueous solution. It can be formed easily and has high dimensional accuracy. Therefore, it becomes possible to improve layout efficiency. This effect becomes more pronounced in finer pixels.
  • FIG. 9 schematically represents an example of a planar configuration of an imaging device (imaging device 1A) according to Modification 1 of the present disclosure.
  • the FD 57 is placed at the boundary between two sensor pixels 121 adjacent to each other in the X-axis direction, and the GND 62 and VDD are placed at the boundary between two sensor pixels 121 adjacent to each other in the Y-axis direction.
  • GND 62 is arranged for each sensor pixel 121, and VDD is arranged at the boundary position between two sensor pixels 121 adjacent in the Y-axis direction.
  • the other components have substantially the same configuration as the imaging device 1 according to the first embodiment.
  • the layout of the sensor pixels 121 adjacent in the X-axis direction and the Y-axis direction is point symmetrical with respect to the center of the two adjacent sensor pixels 121.
  • this eliminates structural differences between the sensor pixels 121, making it possible to reduce inter-pixel differences such as dark signals.
  • FIG. 10 schematically represents an example of a planar configuration of an imaging device (imaging device 2) according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 schematically shows an example of a cross-sectional configuration corresponding to the line II-II shown in FIG.
  • the horizontal light shielding portion 12H extending along the horizontal plane (XY plane) between the photoelectric conversion unit 51 and the MEM 54 is used as a member that functions to prevent light from entering the MEM 54.
  • An example is shown in which the light shielding portion 12 is provided with a horizontal light shielding portion 12H and a vertical light shielding portion 12V extending along the XZ plane and the YZ plane so as to be orthogonal to each other from the surface 11A side of the semiconductor substrate 11.
  • the imaging device 2 of the present embodiment there is a horizontal light-shielding portion 18H extending in the area corresponding to the opening 12K, and a horizontal light-shielding portion 18H and the XZ plane and the A light shielding portion 18 consisting of a vertical light shielding portion 18V extending along the YZ plane is further provided. Except for these points, the other components have substantially the same configuration as the imaging device 1 according to the first embodiment.
  • the vertical light-shielding portions 18V are wall portions that are provided at the boundaries between the sensor pixels 181 adjacent to each other in the X-axis direction and the Y-axis direction in every other row when viewed from above, and extend in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively. be. Specifically, the vertical light-shielding portions 18V are row light-shielding portions formed along each of two adjacent sides of the rectangular sensor pixel 181 on which the vertical light-shielding portions 12V are not provided, as shown in FIG. 18V1 and a column light-shielding portion 18V2.
  • the vertical light-shielding portions 18V are provided in every other column and are shifted by one sensor pixel 181 in the parallel direction of the columns, similarly to the vertical light-shielding portions 12V.
  • the vertical light shielding portions 18V are formed on each of two adjacent sides of the substantially square sensor pixels 181, and are provided for each sensor pixel 181 located in every other row and diagonally at 45 degrees. That is, the vertical light shielding portions 18V are provided in a zigzag shape toward the ⁇ 110> direction of the Si ⁇ 111 ⁇ substrate.
  • the horizontal light-shielding portion 18H is provided closer to the surface 11A of the semiconductor substrate 11 than the horizontal light-shielding portion 12H, and the pixel array is arranged so as to divide a part of the photoelectric conversion section 51 in the Z-axis direction. It is provided over the entire XY plane of the portion 111. Specifically, the horizontal light-shielding portion 18H is provided in the XY plane surrounded by the row light-shielding portion 18V1 and the column light-shielding portion 18V2 in plan view, and has an edge of the row light-shielding portion 18V1 and an end of the column light-shielding portion 18V2. It has an end 18X at the position where it is tied.
  • the horizontal light-shielding portions 18H include row light-shielding portions 18V1 and column light-shielding portions provided for each sensor pixel 181 located in every other column and diagonally at an angle of 45° in plan view, as shown in FIG.
  • the horizontal light shielding portion 18H is formed by using a Si ⁇ 111 ⁇ substrate as the semiconductor substrate 11 and forming a zigzag trench 11H in the ⁇ 110> direction. It can be formed by wet etching using an etching solution that can perform etching in the > direction, such as an alkaline aqueous solution.
  • the light shielding portion 18 has a two-layer structure including an inner layer portion 18A and an outer layer portion 18B surrounding the inner layer portion 18A.
  • the inner layer portion 18A is made of a material containing at least one of a single metal, a metal alloy, a metal nitride, and a metal silicide, each having a light-shielding property, for example. More specifically, the constituent materials of the inner layer portion 18A include Al (aluminum), Cu (copper), Co (cobalt), W (tungsten), Ti (titanium), Ta (tantalum), and Ni (nickel).
  • the inner layer portion 18A may be made of graphite or an organic material.
  • the outer layer portion 18B is made of an insulating material such as SiOx (silicon oxide). The outer layer portion 18B ensures electrical insulation between the inner layer portion 18A and the semiconductor substrate 11.
  • a horizontal light shielding part 18H that extends in the area corresponding to the opening 12K, and a horizontal light shielding part 18H that is perpendicular to the back surface 11B of the semiconductor substrate 11.
  • a light shielding portion 18 consisting of a vertical light shielding portion 18V extending along the XZ plane and the YZ plane is provided. Therefore, it is possible to further prevent the light that has passed through the photoelectric conversion unit 51 from entering the MEM 54, and it is possible to further improve the light shielding performance of the MEM 54.
  • FIG. 12 schematically represents an example of a planar configuration of an imaging device (imaging device 3) according to a third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 schematically shows an example of a cross-sectional configuration corresponding to the line III--III shown in FIG. 12.
  • FIG. 14 schematically shows an example of a cross-sectional configuration corresponding to the IV-IV line shown in FIG. 12.
  • the light shielding portion 18 was provided from the back surface 11B side of the semiconductor substrate.
  • the layout is such that the vertical light-shielding portions 12V and 18V of the light-shielding portion 12 and the light-shielding portion 18 are avoided at the four corners of the nearest sensor pixel 121.
  • the vertical light shielding portion 18V of the light shielding portion 18 is provided from the surface 11A side of the semiconductor substrate 11 together with the vertical light shielding portion 12V of the light shielding portion 12. Except for these points, the other components have substantially the same configuration as the imaging device 1 according to the second embodiment.
  • the vertical light-shielding portion 18V of the light-shielding portion 18 is provided from the front surface 11A side of the semiconductor substrate 11 together with the vertical light-shielding portion 12V of the light-shielding portion 12.
  • This allows the trenches that become the vertical light-shielding portion 18V and the horizontal light-shielding portion 18H to be formed in a front-end process, unlike the case in the second embodiment described above where the trenches are formed from the back surface 11B. This makes it possible to repair damage to the silicon single crystal of the semiconductor substrate 11 with heat, improving white spots.
  • the FD 57 is provided for each sensor pixel 121 along the vertical light-shielding portion 18V of the light-shielding portion 18 that extends the boundary between two sensor pixels 121 adjacent in the X-axis direction. Since the FDs 57 provided in the two sensor pixels 121 adjacent to each other in the X-axis direction along the vertical light-shielding portion 18V can be connected with the shortest wiring, a decrease in charge-voltage conversion efficiency can be sufficiently suppressed.
  • FIG. 15 schematically represents an example of a cross-sectional configuration of an imaging device (imaging device 3A) according to Modification 2 of the present disclosure.
  • the vertical light shielding parts 12V and 18V of the light shielding parts 12 and 18 in the third embodiment may be made to penetrate between the front surface 11A and the back surface 11B of the semiconductor substrate 11.
  • the vertical light-shielding portions 12V and 18V penetrating between the front surface 11A and the back surface 11B of the semiconductor substrate 11 are formed by further digging a trench after forming a space extending in the XY plane to become the horizontal light-shielding portions 12H and 18H. be able to.
  • the vertical light shielding portions 12V, 18V of the light shielding portions 12, 18 are made to penetrate between the front surface 11A and the back surface 11B of the semiconductor substrate 11. Therefore, it is possible to suppress color mixture and the like due to leakage light from the adjacent sensor pixels 121 entering the photoelectric conversion unit 51.
  • FIG. 16 schematically represents an example of a planar configuration of an imaging device (imaging device 4A) according to a fourth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 17 schematically represents an example of a planar configuration of an imaging device (imaging device 4B) according to a fourth embodiment of the present disclosure.
  • the zigzag-shaped vertical light shielding portions 12V are formed on each of two adjacent sides of the substantially square sensor pixels 121, and are provided for each sensor pixel 121 located in every other row at an angle of 45 degrees. , it may be made to protrude in the X-axis direction or the Y-axis direction at the intersection of the row light-shielding portion 12V1 and the column light-shielding portion 12V2.
  • the end 12X of the horizontal light-shielding portion 12H is formed at or near a position where the tips of the respective protrusions 12Y are connected. That is, the formation area of the horizontal light shielding portion 12H is expanded, and the light shielding performance for the MEM 54 can be improved.
  • the light shielding parts 12 and 18 are provided from the surface 11A of the semiconductor substrate 11 as in the third embodiment, as shown in FIG.
  • Protrusions 12Y and 18Y are provided which protrude diagonally at 45 degrees so as to be alternate.
  • the horizontal light-shielding portion 12H and the horizontal light-shielding portion 18H overlap by the amount of the protrusions 12Y and 18Y in plan view, and the light-shielding performance for the MEM 54 can be further improved.
  • a fixed potential is applied between the protrusions 12Y and 18Y that protrude diagonally at an angle of 45 degrees, as in the imaging device 4C shown in FIG.
  • a GND 62 may be arranged.
  • the area efficiency is improved, and the vertical light-shielding portions 12V, 18V and the respective protrusions 12Y, 18Y play the role of element isolation, leading to relaxation of the electric field.
  • the protrusion 12Y that protrudes in the X-axis direction or the Y-axis direction at the intersection of the row light-shielding portion 12V1 and the column light-shielding portion 12V2, and
  • protrusions 12Y and 18Y are provided that project obliquely at 45° so as to alternate at positions where the vertical light shielding portions 12V and 18V are closest to each other. Therefore, the formation area of the horizontal light shielding portions 12H and 18H is expanded. Therefore, compared to the first embodiment and the like, it is possible to further improve the light shielding performance for the MEM 54.
  • FIG. 19 schematically illustrates an example of a planar configuration of an imaging device according to Modification 3 of the present disclosure.
  • the row light-shielding portion 12V1 and the column light-shielding portion 12V2 are continuous with each other, but the present invention is not limited to this.
  • the row light-shielding portion 12V1 and the column light-shielding portion 12V2 may be separated from each other as shown in FIG. 19. Thereby, stress caused by the difference in materials between the semiconductor substrate 11 and the light shielding part 12 is alleviated, and occurrence of crystal defects and cracks, warping of the wafer, etc. can be suppressed.
  • the space s between the row light-shielding portion 12V1 and the column light-shielding portion 12V2 and one light-shielding portion 12V2 are separated.
  • the protrusion amount d of a portion (for example, the column light-shielding portion 12V2) and the other adjacent light-shielding portion (for example, the row light-shielding portion 12V1) has a relationship of s ⁇ d.
  • the trench 11H1 of the separated row light-shielding portion 12V1 and the trench 11H2 of the column light-shielding portion 12V2 are connected by the horizontal light-shielding portion 12H, so that sufficient light-shielding performance can be obtained.
  • the imaging device 1 described above can be applied to various electronic devices such as an imaging system such as a digital still camera or a digital video camera, a mobile phone with an imaging function, or other equipment with an imaging function. Can be done.
  • an imaging system such as a digital still camera or a digital video camera
  • a mobile phone with an imaging function or other equipment with an imaging function. Can be done.
  • FIG. 21 is a block diagram showing an example of the configuration of electronic device 1000.
  • the electronic device 1000 includes an optical system 1001, an imaging device 1, and a DSP (Digital Signal Processor) 1002. , an operation system 1006, and a power supply system 1007 are connected to each other, and can capture still images and moving images.
  • DSP Digital Signal Processor
  • the optical system 1001 is configured with one or more lenses, and captures incident light (image light) from a subject and forms an image on the imaging surface of the imaging device 1.
  • the imaging device 1 converts the amount of incident light imaged onto the imaging surface by the optical system 1001 into an electrical signal for each pixel, and supplies the electrical signal to the DSP 1002 as a pixel signal.
  • the DSP 1002 performs various signal processing on the signal from the imaging device 1 to obtain an image, and temporarily stores the data of the image in the memory 1003.
  • the image data stored in the memory 1003 is recorded on a recording device 1005 or supplied to a display device 1004 to display the image.
  • the operation system 1006 receives various operations by the user and supplies operation signals to each block of the electronic device 1000, and the power supply system 1007 supplies power necessary for driving each block of the electronic device 1000.
  • FIG. 22A schematically illustrates an example of the overall configuration of a photodetection system 2000 including, for example, the imaging device 1.
  • FIG. 22B shows an example of the circuit configuration of the photodetection system 2000.
  • the photodetection system 2000 includes a light emitting device 2001 as a light source section that emits infrared light L2, and a photodetection device 2002 as a light receiving section.
  • the photodetection device 2002 for example, 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 light detection device 2002 can detect light L1 and light L2.
  • the light L1 is the light that is the ambient light from the outside reflected on the subject (measurement object) 2100 (FIG. 22A).
  • Light L2 is light that is 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.
  • Light L1 can be detected in a photoelectric conversion section in photodetection device 2002, and light L2 can be detected in a photoelectric conversion region in photodetection device 2002.
  • Image information of the subject 2100 can be obtained from the light L1, and distance information between the subject 2100 and the light detection system 2000 can be obtained from the light L2.
  • the photodetection system 2000 can be installed in, for example, an electronic device such as a smartphone or a mobile object such as a car.
  • the light emitting device 2001 can be configured with, for example, a semiconductor laser, a surface emitting semiconductor laser, or a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL).
  • VCSEL vertical cavity surface emitting laser
  • an iTOF method can be adopted, but the method is not limited thereto.
  • the photoelectric conversion unit can measure the distance to the subject 2100 using, 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 photodetecting device 2002.
  • the distance between the light detection 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 the distance between the light detection system 2000 and the subject can be measured by, for example, using two or more cameras and acquiring two or more images of the subject 2100 viewed from two or more different viewpoints. can.
  • the light emitting device 2001 and the photodetecting device 2002 can be synchronously controlled by the system control unit 2003.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technology according to the present disclosure (present technology) can be applied.
  • FIG. 23 shows an operator (doctor) 11131 performing surgery on a patient 11132 on a patient bed 11133 using the endoscopic surgery system 11000.
  • the 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 that supports the endoscope 11100. , and a cart 11200 loaded with various devices for endoscopic surgery.
  • the endoscope 11100 is composed of a lens barrel 11101 whose distal end is inserted into a body cavity of a patient 11132 over a predetermined length, 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 tube 11101 is shown, but the endoscope 11100 may also be configured as a so-called flexible scope having a flexible tube. good.
  • An opening into which an objective lens is fitted is provided at the tip of the lens barrel 11101.
  • a light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and the light generated by the light source device 11203 is guided to the tip of the lens barrel by a light guide extending inside the lens barrel 11101, and the light is guided to the tip of the lens barrel. Irradiation is directed toward an observation target within the body cavity of the patient 11132 through the lens.
  • the endoscope 11100 may be a direct-viewing mirror, a diagonal-viewing mirror, or a side-viewing mirror.
  • An optical system and an image sensor are provided inside the camera head 11102, and reflected light (observation light) from an observation target is focused on the image sensor by the optical system.
  • the observation light is photoelectrically converted by the image sensor, and an electric signal corresponding to the observation light, that is, an image signal corresponding to the observation image is generated.
  • the image signal is transmitted as RAW data to a camera control unit (CCU) 11201.
  • CCU camera control unit
  • the CCU 11201 includes a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and the like, and centrally controls the operations of the endoscope 11100 and the display device 11202. Further, the CCU 11201 receives an image signal from the camera head 11102, and performs various image processing on the image signal, such as development processing (demosaic processing), 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 control from the CCU 11201.
  • the light source device 11203 is composed of a light source such as an LED (light emitting diode), and supplies irradiation light to the endoscope 11100 when photographing the surgical site or the like.
  • a light source such as an 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 to change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) by the endoscope 11100.
  • a treatment tool control device 11205 controls driving of an energy treatment tool 11112 for cauterizing tissue, incising, sealing blood vessels, or the like.
  • the pneumoperitoneum device 11206 injects gas into the body cavity of the patient 11132 via the pneumoperitoneum tube 11111 in order to inflate the body cavity of the patient 11132 for the purpose of ensuring a field of view with the endoscope 11100 and a working space for the operator. send in.
  • the recorder 11207 is a device that can record various information regarding surgery.
  • the printer 11208 is a device that can print various types of information regarding surgery in various formats such as text, images, or graphs.
  • the light source device 11203 that supplies irradiation light to the endoscope 11100 when photographing the surgical site can be configured, for example, from a white light source configured by an LED, a laser light source, or a combination thereof.
  • a white light source 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 precision, so the white balance of the captured image is adjusted in the light source device 11203. It can be carried out.
  • the laser light from each RGB laser light source is irradiated onto the observation target in a time-sharing manner, and the drive of the image sensor of the camera head 11102 is controlled in synchronization with the irradiation timing, thereby supporting each of RGB. It is also possible to capture images in a time-division manner. According to this method, a color image can be obtained without providing a color filter in the image sensor.
  • the driving of the light source device 11203 may be controlled so that the intensity of the light it outputs is changed at predetermined time intervals.
  • the driving of the image sensor of the camera head 11102 in synchronization with the timing of changes in the light intensity to acquire images in a time-division manner and compositing the images, high dynamic It is possible to generate an image of a range.
  • the light source device 11203 may also be configured to supply light in a predetermined wavelength range corresponding to special light observation.
  • special light observation for example, by utilizing the wavelength dependency of light absorption in body tissue, a narrow band of light is irradiated compared to the light irradiated during normal observation (i.e., white light), and a specific tissue such as blood vessels on the surface of the mucosa is photographed with high contrast, so-called narrow band imaging is performed.
  • fluorescence observation may be performed in which an image is obtained by fluorescence generated by irradiating excitation light.
  • excitation light is irradiated to body tissue 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 excitation light corresponding to the fluorescent wavelength of the reagent is irradiated to the body tissue to obtain a fluorescent image.
  • the light source device 11203 may be configured to supply narrow band light and/or excitation light corresponding to such special light observation.
  • FIG. 24 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the camera head 11102 and CCU 11201 shown in FIG. 23.
  • the camera head 11102 includes a lens unit 11401, an imaging section 11402, a driving section 11403, a communication section 11404, and a camera head control section 11405.
  • the CCU 11201 includes a communication section 11411, an image processing section 11412, and a control section 11413. Camera head 11102 and CCU 11201 are communicably connected to each other by transmission cable 11400.
  • the lens unit 11401 is an optical system provided at the connection part with the lens barrel 11101. Observation light taken in from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and enters the lens unit 11401.
  • the lens unit 11401 is configured by combining a plurality of lenses including a zoom lens and a focus lens.
  • the imaging element configuring the imaging unit 11402 may be one (so-called single-plate type) or multiple (so-called multi-plate type).
  • image signals corresponding to RGB are generated by each imaging element, and a color image may be obtained by combining them.
  • the imaging unit 11402 may be configured to include a pair of imaging elements for respectively acquiring right-eye and left-eye image signals corresponding to 3D (dimensional) display. By performing 3D display, the operator 11131 can more accurately grasp the depth of the living tissue at the surgical site.
  • a plurality 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 constituted 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 adjusted as appropriate.
  • the communication unit 11404 is configured by 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 to the CCU 11201 via the transmission cable 11400 as RAW data.
  • the communication unit 11404 receives a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 from the CCU 11201 and supplies it to the camera head control unit 11405.
  • the control signal may include, for example, information specifying the frame rate of the captured image, information specifying the exposure value at the time of capturing, and/or information specifying the magnification and focus of the captured image. Contains information about conditions.
  • the above imaging conditions such as the frame rate, exposure value, magnification, focus, etc. may be appropriately specified 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 the drive of the camera head 11102 based on the control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.
  • the communication unit 11411 is configured by a communication device for transmitting and receiving various information to and from the camera head 11102.
  • the communication unit 11411 receives an image signal transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11411 transmits a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 to the camera head 11102.
  • the image signal and control signal can be transmitted by electrical communication, optical communication, or the like.
  • the image processing unit 11412 performs various 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 the imaging of the surgical site etc. by the endoscope 11100 and the display of the captured image obtained by imaging the surgical site etc. For example, the control unit 11413 generates a control signal for controlling the drive of the camera head 11102.
  • control unit 11413 causes the display device 11202 to display a captured image showing the surgical site, etc., based on the image signal subjected to 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 and color of the edge of an object included in the captured image to detect surgical tools such as forceps, specific body parts, bleeding, mist when using the energy treatment tool 11112, etc. can be recognized.
  • the control unit 11413 may use the recognition result to superimpose and display various types of surgical support information on the image of the surgical site. By displaying the surgical support information in a superimposed manner and presenting it to the surgeon 11131, it becomes possible to reduce the burden on the surgeon 11131 and allow the surgeon 11131 to proceed with the surgery reliably.
  • the 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 thereof.
  • communication is performed by wire 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 can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to any type of transportation such as a car, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, a personal mobility vehicle, an airplane, a drone, a ship, a robot, a construction machine, an agricultural machine (tractor), etc. It may also be realized as a device mounted on the body.
  • FIG. 25 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile object control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via a communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an outside vehicle information detection unit 12030, an inside vehicle information detection unit 12040, and an 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 drive system control unit 12010 includes a drive force generation device such as an internal combustion engine or a drive motor that generates drive force for the vehicle, a drive force transmission mechanism that transmits the drive force to wheels, and a drive force transmission mechanism that controls the steering angle of the vehicle. It functions as a control device for a steering mechanism to adjust and a braking device to generate braking force for the vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operations of various devices installed in 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 a headlamp, a back lamp, a brake lamp, a turn signal, or a fog lamp.
  • radio waves transmitted from a portable device that replaces a key or signals from various switches may be input to the body control unit 12020.
  • the body system control unit 12020 receives input of these radio waves or signals, and controls the door lock device, power window device, lamp, etc. of the vehicle.
  • the external information detection unit 12030 detects information external to the vehicle in which the vehicle control system 12000 is mounted.
  • an imaging section 12031 is connected to the outside-vehicle information detection unit 12030.
  • 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 external information detection unit 12030 may perform object detection processing such as a person, car, obstacle, sign, or text on the road surface or distance detection processing 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 electrical signal as an image or 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.
  • a driver condition detection section 12041 that detects the condition of the driver is connected to the in-vehicle information detection unit 12040.
  • the driver condition detection unit 12041 includes, for example, a camera that images 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 condition detection unit 12041. It may be calculated, or it may be determined whether the driver is falling asleep.
  • the microcomputer 12051 calculates control target values for the driving force generation device, steering mechanism, or 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, Control commands can be output to 12010.
  • the microcomputer 12051 realizes ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions, including vehicle collision avoidance or impact mitigation, following distance based on vehicle distance, vehicle speed maintenance, vehicle collision warning, vehicle lane departure warning, etc. It is possible to perform cooperative control for the purpose of ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions, including vehicle collision avoidance or impact mitigation, following distance based on vehicle distance, vehicle speed maintenance, vehicle collision warning, vehicle lane departure warning, etc. It is possible to perform cooperative control for the purpose of
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generating device, steering mechanism, braking device, etc. based on information about the surroundings of the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040. It is possible to perform cooperative control for the purpose of autonomous driving, etc., which does not rely 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 outside information detection unit 12030.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamps according to the position of the preceding vehicle or oncoming vehicle detected by the vehicle exterior information detection unit 12030, and performs cooperative control for the purpose of preventing glare, such as switching from high beam to low beam. It can be carried out.
  • the audio and image output unit 12052 transmits an output signal of at least one of audio and images to an output device that can visually or audibly notify information to the occupants of the vehicle or to the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display section 12062, and an instrument panel 12063 are illustrated as output devices.
  • the display unit 12062 may include, for example, at least one of an on-board display and a head-up display.
  • FIG. 26 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging section 12031.
  • the imaging unit 12031 includes imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided, for example, at positions such as the front nose, side mirrors, rear bumper, back door, and the top of the windshield inside the vehicle 12100.
  • An imaging unit 12101 provided in the front nose and an imaging unit 12105 provided above the windshield inside the vehicle mainly acquire images in front of the vehicle 12100.
  • Imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors mainly capture images of the sides of the vehicle 12100.
  • An imaging unit 12104 provided in the rear bumper or back door mainly captures images of the rear of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12105 provided above the windshield inside the vehicle is mainly used to detect preceding vehicles, pedestrians, obstacles, traffic lights, traffic signs, lanes, and the like.
  • FIG. 26 shows an example of the imaging range of the imaging units 12101 to 12104.
  • An imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose
  • imaging ranges 12112 and 12113 indicate imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided on the side mirrors, respectively
  • an imaging range 12114 shows the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose.
  • the imaging range of the imaging unit 12104 provided in the rear bumper or back door is shown. For example, by overlapping the image data captured by the imaging units 12101 to 12104, an overhead 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 including a plurality of image sensors, or may be an image sensor 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 the temporal change in this distance (relative speed with respect to the vehicle 12100) based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104. In particular, by determining the three-dimensional object that is closest to the vehicle 12100 on its path and that is traveling at a predetermined speed (for example, 0 km/h or more) in approximately the same direction as the vehicle 12100, it is possible to extract the three-dimensional object as the preceding vehicle. can.
  • a predetermined speed for example, 0 km/h or more
  • the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in advance in front of the preceding vehicle, and perform automatic brake control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like. In this way, it is possible to perform cooperative control for the purpose of autonomous driving, etc., in which the vehicle travels autonomously without depending on the driver's operation.
  • the microcomputer 12051 transfers three-dimensional object data to other three-dimensional objects such as two-wheeled vehicles, regular vehicles, large vehicles, pedestrians, and utility poles based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104. It can be classified and extracted and used for automatic obstacle avoidance. For example, the microcomputer 12051 identifies obstacles around the vehicle 12100 into obstacles that are visible to the driver of the vehicle 12100 and obstacles that are difficult to see. Then, the microcomputer 12051 determines a collision risk indicating the degree of risk of collision with each obstacle, and when the collision risk exceeds a set value and there is a possibility of a collision, the microcomputer 12051 transmits information via the audio speaker 12061 and the display unit 12062. By outputting a warning to the driver via the vehicle control unit 12010 and performing forced deceleration and avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving support for collision avoidance can be provided.
  • the microcomputer 12051 determines a collision risk indicating the degree of risk of collision with each obstacle, and when the collision risk exceed
  • 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 the pedestrian is present in the images captured by the imaging units 12101 to 12104.
  • pedestrian recognition involves, for example, a procedure for extracting feature points in images captured by the imaging units 12101 to 12104 as infrared cameras, and a pattern matching process is performed on a series of feature points indicating the outline of an object to determine whether it is a pedestrian or not.
  • the audio image output unit 12052 creates a rectangular outline for emphasis on the recognized pedestrian.
  • the display unit 12062 is controlled to display the .
  • 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, imaging device 1A
  • its modification can be applied to the imaging unit 12031.
  • the present technology has been described above with reference to the first to fourth embodiments and modifications 1 to 3, the present technology is not limited to the above embodiments, etc., and various modifications are possible. .
  • a separation section or the like may be provided to electrically isolate adjacent photoelectric conversion sections 51.
  • the present technology can also have the following configuration. According to this technology with the following configuration, it is possible to obtain a light shielding part with high dimensional accuracy, and it is possible to realize an imaging device that has both excellent light shielding performance for the charge storage part and excellent charge transfer efficiency. becomes.
  • a semiconductor substrate having a first surface and a second surface facing each other, and a pixel array section in which a plurality of unit pixels are arranged in an array in the row direction and the column direction; a photoelectric conversion section that is provided on the second surface side of the semiconductor substrate for each unit pixel and generates a charge according to the amount of received light by photoelectric conversion; a charge holding section provided on the first surface side of the semiconductor substrate for each unit pixel and holding the charge transferred from the photoelectric conversion section; a first horizontal light-shielding portion provided on the semiconductor substrate, located between the photoelectric conversion section and the charge holding section, and extending in an in-plane direction of the semiconductor substrate; and a first horizontal light-shielding portion orthogonal to the first horizontal light-shielding portion.
  • the first vertical light-shielding portion is composed of a first row light-shielding portion and a first column light-shielding portion formed along each of two adjacent sides of the rectangular unit pixel, and is arranged diagonally 45 times every other column. provided for each unit pixel located in the ° direction,
  • the first horizontal light-shielding portion is a combination of the first row light-shielding portion and the first column light-shielding portion provided for each unit pixel located in every other column and diagonally at 45° in plan view.
  • An imaging device having an end at or near the intersection.
  • the semiconductor substrate is a Si ⁇ 111 ⁇ substrate
  • the plurality of first vertical light shielding portions provided for each of the unit pixels located in every other row and diagonally at 45° are provided in a zigzag shape toward the ⁇ 110> direction of the Si ⁇ 111 ⁇ substrate,
  • the ends of the plurality of first horizontal light shielding portions provided for each of the unit pixels located in every other row and diagonally at 45° are substantially parallel to the ⁇ 110> direction of the Si ⁇ 111 ⁇ substrate.
  • (3) The imaging device according to (1) or (2), wherein the plurality of first vertical light shielding portions provided for each of the unit pixels located in every other row and diagonally at 45 degrees are continuous with each other.
  • a charge-voltage conversion section provided on the first surface of the semiconductor substrate and to which the charge is transferred from the charge holding section; further comprising a drain section provided on the first surface of the semiconductor substrate and connected to a power source from which the charge overflowing from the photoelectric conversion section is discharged;
  • the charge-voltage converter is shared by two unit pixels adjacent in the row direction,
  • the imaging device according to any one of (1) to (3), wherein the drain portion is shared by two unit pixels adjacent in the column direction.
  • a color filter layer disposed on the second surface side of the semiconductor substrate and including a plurality of color filters that selectively transmit light in mutually different wavelength ranges;
  • the plurality of first vertical light-shielding portions provided for each of the unit pixels located in every other column and in a diagonal direction of 45° are composed of the respective first row light-shielding portions and the first column light-shielding portions.
  • the ends of the plurality of first horizontal light-shielding portions provided for each of the unit pixels located in every other column and diagonally at 45 degrees are connected to the respective first row light-shielding portions and the first column light-shielding portions.
  • the imaging device according to (7) wherein the imaging device is formed at a position where protrusions provided at intersections with the parts are connected.
  • the imaging device according to (9), wherein the first row light-shielding portion and the first column light-shielding portion are independent from each other. (12) The above ( 11).
  • a second horizontal light-shielding portion provided on the semiconductor substrate and extending in a direction within a plane of the semiconductor substrate on which the first horizontal light-shielding portion is not formed in plan view; and a second horizontal light-shielding portion orthogonal to the second horizontal light-shielding portion.
  • a second light-shielding portion including a second vertical light-shielding portion
  • the second vertical light-shielding portion includes a second row light-shielding portion and a second vertical light-shielding portion formed along each of two adjacent sides where the first row light-shielding portion and the first column light-shielding portion are not formed.
  • the second horizontal light-shielding portion is a combination of the second row light-shielding portion and the second column light-shielding portion provided for each unit pixel located in every other column and in a 45° diagonal direction in plan view.
  • the imaging device according to any one of (1) to (12) above, having an end portion at or near the intersection.
  • the second vertical light shielding portion extends from the second surface of the semiconductor substrate toward the first surface.
  • the second vertical light shielding portion extends from the first surface to the second surface of the semiconductor substrate.
  • the first vertical light-shielding portion and the second vertical light-shielding portion each have a first protrusion and a second protrusion that protrude diagonally at an angle of 45 degrees at the opposing intersection points.
  • the imaging device described in. (20) An electronic device equipped with an imaging device, The imaging device includes: a semiconductor substrate having a first surface and a second surface facing each other, and a pixel array section in which a plurality of unit pixels are arranged in an array in the row direction and the column direction; a photoelectric conversion section that is provided on the second surface side of the semiconductor substrate for each unit pixel and generates a charge according to the amount of received light by photoelectric conversion; a charge holding section provided on the first surface side of the semiconductor substrate for each unit pixel and holding the charge transferred from the photoelectric conversion section; a first horizontal light-shielding portion provided on the semiconductor substrate, located between the photoelectric conversion section and the charge holding section, and extending in an in-plane direction of the semiconductor substrate; and a first horizontal light-shielding portion orthogonal to the first horizontal light-shield
  • the first vertical light-shielding portion is composed of a first row light-shielding portion and a first column light-shielding portion formed along each of two adjacent sides of the rectangular unit pixel, and is arranged diagonally 45 times every other column. provided for each unit pixel located in the ° direction,
  • the first horizontal light-shielding portion is a combination of the first row light-shielding portion and the first column light-shielding portion provided for each unit pixel located in every other column and diagonally at 45° in plan view.
  • An electronic device that has an end at or near the intersection.

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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、複数の単位画素が行方向および列方向にアレイ状に配置された画素アレイ部を有する半導体基板と、単位画素毎に半導体基板の第２の面側に設けられ、受光量に応じた電荷を光電変換により生成する光電変換部と、単位画素毎に半導体基板の第１の面側に設けられ、光電変換部から転送される電荷を保持する電荷保持部と、半導体基板に設けられ、光電変換部と電荷保持部との間に位置すると共に、半導体基板の面内方向に広がる第１の水平遮光部分、および第１の水平遮光部と直交する第１の垂直遮光部分を含む第１の遮光部とを備え、第１の垂直遮光部分は、矩形状の単位画素の隣り合う２辺それぞれに沿って形成された第１の行遮光部分および第１の列遮光部分からなると共に、１列おき且つ斜め４５°方向に位置する単位画素毎に設けられ、第１の水平遮光部分は、平面視において、１列おき且つ斜め４５°方向に位置する単位画素毎に設けられた第１の行遮光部分と第１の列遮光部分との交点を結んだ位置またはその近傍に端部を有する。

Description

撮像装置および電子機器
　本開示は、光電変換を行うことで撮像を行う撮像装置および電子機器に関する。
　例えば、特許文献１では、Ｓｉ｛１１１｝基板の光照射面側に光電変換部が、光照射面とは反対側の面に電荷保持部が設けられた撮像装置において、アルカリエッチングの結晶方位異方性を利用してトレンチ端を起点として基板の水平方向に空間を形成し、光電変換部と電荷保持部との間に水平遮光部分を設けることにより、電荷保持部に対する遮光性能を向上させることが提案されている。
国際公開第２０１９／２４０２０７号
　ところで、撮像装置では、電荷転送効率の向上が求められている。
　したがって、電荷保持部に対する優れた遮光性能と優れた電荷転送効率とを両立する撮像装置および電子機器を提供することが望ましい。
　本開示の一実施形態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、複数の単位画素が行方向および列方向にアレイ状に配置された画素アレイ部を有する半導体基板と、単位画素毎に半導体基板の第２の面側に設けられ、受光量に応じた電荷を光電変換により生成する光電変換部と、単位画素毎に半導体基板の第１の面側に設けられ、光電変換部から転送される電荷を保持する電荷保持部と、半導体基板に設けられ、光電変換部と電荷保持部との間に位置すると共に、半導体基板の面内方向に広がる第１の水平遮光部分、および第１の水平遮光部と直交する第１の垂直遮光部分を含む第１の遮光部とを備えたものであり、第１の垂直遮光部分は、矩形状の単位画素の隣り合う２辺それぞれに沿って形成された第１の行遮光部分および第１の列遮光部分からなると共に、１列おき且つ斜め４５°方向に位置する単位画素毎に設けられ、第１の水平遮光部分は、平面視において、１列おき且つ斜め４５°方向に位置する単位画素毎に設けられた第１の行遮光部分と第１の列遮光部分との交点を結んだ位置またはその近傍に端部を有する。
　本開示の一実施形態の電子機器は、上記本開示の一実施形態の撮像装置を備えたものである。
　本開示の一実施形態としての撮像装置および一実施形態としての電子機器では、光電変換部と電荷保持部との間を遮光する遮光部を、矩形状の単位画素の隣り合う２辺それぞれに沿って形成された第１の行遮光部分および第１の列遮光部分からなると共に、１列おき且つ斜め４５°方向に位置する単位画素毎に設けられた第１の垂直遮光部分と、平面視において、１列おき且つ斜め４５°方向に位置する単位画素毎に設けられた第１の行遮光部分と第１の列遮光部分との交点を結んだ位置またはその近傍に端部を有する第１の水平遮光部とから構成することにより、高い寸法精度を有する遮光部を得る。
本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の機能の構成例を示すブロック図である。 第１の実施の形態の第１の変形例としての撮像装置の機能の構成例を示すブロック図である。 第１の実施の形態の第２の変形例としての撮像装置の機能の構成例を示すブロック図である。 図１等に示した撮像装置の回路構成を表す回路図である。 図１等に示した撮像装置の平面構成の一例を表す模式図である。 図５に示した撮像装置の断面構成の一例を表す模式図である。 図１に示した水平遮光部分の形成方法を説明する平面模式図である。 図７Ａに続く工程を表す平面模式図である。 カラーフィルタのレイアウトの一例を表す模式図である。 本開示の変形例１に係る撮像装置の平面構成の一例を表す模式図である。 本開示の第２の実施の形態に係る撮像装置の平面構成の一例を表す模式図である。 図１０に示した撮像装置の断面構成の一例を表す模式図である。 本開示の第３の実施の形態に係る撮像装置の平面構成の一例を表す模式図である。 図１２に示した撮像装置の一の断面構成を表す模式図である。 図１２に示した撮像装置の他の断面構成を表す模式図である。 本開示の変形例２に係る撮像装置の断面構成を表す模式図である。 本開示の第４の実施の形態に係る平面構成の一例を表す模式図である。 本開示の第４の実施の形態に係る平面構成の他の例を表す模式図である。 本開示の第４の実施の形態に係る平面構成の他の例を表す模式図である。 本開示の変形例３に係る撮像装置の平面構成の一例を表す模式図である。 図１９に示した垂直遮光部の構成を説明する図である。 図１に示した撮像装置を用いた電子機器の構成の一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２２Ａ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、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比等についても、それらに限定されるものではない。なお、説明する順序は、下記の通りである。
　１．第１の実施の形態
（ジグザグ状の垂直遮光部分と、垂直遮光部分の各交点を結んだ位置に水平遮光部分に端部を有する遮光部を備えた撮像装置の例
　２．変形例１
（隣り合うセンサ画素のレイアウトを点対称とした撮像装置の例）
　３．第２の実施の形態
（異なる位置で半導体基板の面内方向に広がる２つの遮光部を有する撮像装置の一例）
　４．第３の実施の形態
（異なる位置で半導体基板の面内方向に広がる２つの遮光部を有する撮像装置の他の例）
　５．変形例２
（半導体基板を貫通する２つの遮光部を有する撮像装置の他の例）
　６．第４の実施の形態
（垂直遮光部のレイアウトの例）
　７．変形例３
（垂直遮光部のレイアウトの他の例）
　８．適用例
　９．応用例
＜１．第１の実施の形態＞
［撮像装置の全体構成］
　図１は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置１（撮像装置１Ａ）の機能の構成例を示すブロック図である。
　撮像装置１Ａは、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の、所謂グローバルシャッタ方式の裏面照射型イメージセンサである。撮像装置１Ａは、被写体からの光を受光して光電変換し、画像信号を生成することで画像を撮像するものである。
　グローバルシャッタ方式とは、基本的には全画素同時に露光を開始し、全画素同時に露光を終了するグローバル露光を行う方式である。ここで、全画素とは、画像に現れる部分の画素の全てということであり、ダミー画素等は除外される。また、時間差や画像の歪みが問題にならない程度に十分小さければ、全画素同時ではなく、複数行（例えば、数十行）単位でグローバル露光を行いながら、グローバル露光を行う領域を移動する方式もグローバルシャッタ方式に含まれる。また、画像に表れる部分の画素の全てでなく、所定領域の画素に対してグローバル露光を行う方式もグローバルシャッタ方式に含まれる。
　裏面照射型イメージセンサとは、被写体からの光を受光して電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）等の光電変換素子が、被写体からの光が入射する受光面と、各画素を駆動させるトランジスタ等の配線が設けられた配線層との間に設けられている構成のイメージセンサをいう。
　撮像装置１Ａは、例えば、画素アレイ部１１１、垂直駆動部１１２、カラム信号処理部１１３、データ格納部１１９、水平駆動部１１４、システム制御部１１５および信号処理部１１８を備えている。
　撮像装置１Ａでは、半導体基板１１（後出）上に画素アレイ部１１１が形成される。垂直駆動部１１２、カラム信号処理部１１３、データ格納部１１９、水平駆動部１１４、システム制御部１１５および信号処理部１１８等の周辺回路は、例えば、画素アレイ部１１１と同じ半導体基板１１上に形成される。
　画素アレイ部１１１は、被写体から入射した光の量に応じた電荷を生成して蓄積する光電変換部５１（後出）を含むセンサ画素１２１（単位画素）を複数有する。センサ画素１２１は、図１に示したように、横方向（行方向）および縦方向（列方向）のそれぞれに配列される。画素アレイ部１１１では、行方向に一列に配列されたセンサ画素１２１からなる画素行毎に、画素駆動線１１６が行方向に沿って配線され、列方向に一列に配列されたセンサ画素１２１からなる画素列毎に、垂直信号線（ＶＳＬ）１１７が列方向に沿って配線されている。
　垂直駆動部１１２は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等からなる。垂直駆動部１１２は、複数の画素駆動線１１６を介して複数のセンサ画素１２１に対し信号等をそれぞれ供給することにより、画素アレイ部１１１における複数のセンサ画素１２１の全てを同時に駆動させ、または画素行単位で駆動させる。
　垂直駆動部１１２によって選択走査された画素行の各センサ画素１２１から出力される信号は、ＶＳＬ１１７の各々を通してカラム信号処理部１１３に供給されるようになっている。カラム信号処理部１１３は、画素アレイ部１１１の画素列毎に、選択行の各単位画素からＶＳＬ１１７を通して出力される信号に対して所定の信号処理を行うと共に、信号処理後の画素信号を一時的に保持するようになっている。
　具体的には、カラム信号処理部１１３は、例えばシフトレジスタやアドレスデコーダ等からなり、ノイズ除去処理、相関二重サンプリング処理、アナログ画素信号のＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換Ａ／Ｄ変換処理等を行い、デジタル画素信号を生成する。カラム信号処理部１１３は、生成した画素信号を信号処理部１１８に供給する。
　水平駆動部１１４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、カラム信号処理部１１３の画素列に対応する単位回路を順番に選択するようになっている。この水平駆動部１１４による選択走査により、カラム信号処理部１１３において単位回路毎に信号処理された画素信号が順番に信号処理部１１８に出力されるようになっている。
　システム制御部１１５は、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ等からなる。システム制御部１１５は、タイミングジェネレータで生成されたタイミング信号に基づいて、垂直駆動部１１２、カラム信号処理部１１３および水平駆動部１１４の駆動制御を行なうものである。
　信号処理部１１８は、必要に応じてデータ格納部１１９にデータを一時的に格納しながら、カラム信号処理部１１３から供給された画素信号に対して演算処理等の信号処理を行ない、各画素信号からなる画像信号を出力するものである。
　データ格納部１１９は、信号処理部１１８での信号処理にあたり、その信号処理に必要なデータを一時的に格納するようになっている。
　なお、本開示の撮像装置１は図１に示した撮像装置１Ａに限定されるものではなく、例えば図２に示した撮像装置１Ｂや図３に示した撮像装置１Ｃのような構成を有していてもよい。図２は、本開示の一実施の形態に係る第１の変形例としての撮像装置１Ｂの機能の構成例を示すブロック図である。図３は、本開示の一実施の形態に係る第２の変形例としての撮像装置１Ｃの機能の構成例を示すブロック図である。
　図２の撮像装置１Ｂでは、カラム信号処理部１１３と水平駆動部１１４との間にデータ格納部１１９が配設され、カラム信号処理部１１３から出力される画素信号が、データ格納部１１９を経由して信号処理部１１８に供給されるようになっている。
　図３の撮像装置１Ｃは、カラム信号処理部１１３と水平駆動部１１４との間にデータ格納部１１９と信号処理部１１８とを並列に配設するようにしたものである。撮像装置１Ｃでは、カラム信号処理部１１３が画素アレイ部１１１の列毎、あるいは画素アレイ部１１１の複数列毎にアナログ画素信号をデジタル画素信号に変換するＡ／Ｄ変換を行うようになっている。
［センサ画素の回路構成］
　次に、図４を参照して、図１の画素アレイ部１１１に形成されるセンサ画素１２１の回路構成について説明する。図４は、図１等に示したセンサ画素１２１の画素回路の一例を表したものである。
　図４の例では、画素アレイ部１１１におけるセンサ画素１２１は、光電変換部５１、第１転送トランジスタ（ＴＲＺ）５２、第２転送トランジスタ（ＴＲＹ）５３、電荷保持部（ＭＥＭ）５４、第３転送トランジスタ（ＴＲＸ）５５、第４転送トランジスタ（ＴＲＧ）５６、電荷電圧変換部（ＦＤ）５７、排出トランジスタ（ＯＦＧ）５８、リセットトランジスタ（ＲＳＴ）５９、増幅トランジスタ（ＡＭＰ）６０および選択トランジスタ（ＳＥＬ）６１を含んでいる。
　また、この例では、ＴＲＺ５２、ＴＲＹ５３、ＴＲＺ５５、ＴＲＧ５６、ＯＦＧ５８、ＲＳＴ５９、ＡＭＰ６０およびＳＥＬ６１は、いずれもＮ型のＭＯＳトランジスタである。ＴＲＺ５２、ＴＲＹ５３、ＴＲＺ５５、ＴＲＧ５６、ＯＦＧ５８、ＲＳＴ５９およびＳＥＬ６１の各ゲート電極には、駆動信号Ｓ５２，Ｓ５３，Ｓ５５，Ｓ５６，Ｓ５８，Ｓ５９，Ｓ６１がそれぞれ供給される。駆動信号Ｓ５２，Ｓ５３，Ｓ５５，Ｓ５６，Ｓ５８，Ｓ５９，Ｓ６１は、高レベルの状態がアクティブ状態（オンの状態）となり、低レベルの状態が非アクティブ状態（オフの状態）となるパルス信号である。なお、以下、駆動信号をアクティブ状態にすることを、駆動信号をオンするとも称し、駆動信号を非アクティブ状態にすることを、駆動信号をオフするとも称する。
　光電変換部５１は、例えばＰＮ接合のフォトダイオードからなる光電変換素子であり、被写体からの光を受光して、その受光量に応じた電荷を光電変換により生成し、蓄積するものである。
　ＴＲＺ５２は、光電変換部５１とＴＲＹ５３との間に接続されており、ＴＲＺ５２のゲート電極に印加される駆動信号Ｓ５２に応じて、光電変換部５１に蓄積されている電荷をＭＥＭ５４に転送するものである。
　ＴＲＹ５３は、ＴＲＹ５３のゲート電極に印加される駆動信号Ｓ５３に応じてＭＥＭ５４のポテンシャルを制御するものである。例えば、駆動信号Ｓ５３がオンし、ＴＲＹ５３がオンしたとき、ＭＥＭ５４のポテンシャルが深くなる。また、駆動信号Ｓ５３がオフし、ＴＲＹ５３がオフしたとき、ＭＥＭ５４のポテンシャルが浅くなる。駆動信号Ｓ５２および駆動信号Ｓ５３がオンし、ＴＲＺ５２およびＴＲＹ５３がオンすると、光電変換部５１に蓄積されている電荷が、ＴＲＺ５２およびＴＲＹ５３を介して、ＭＥＭ５４に転送されるようになっている。
　ＭＥＭ５４は、グローバルシャッタ機能を実現するために、光電変換部５１に蓄積された電荷を一時的に保持する領域である。
　ＴＲＸ５５は、光電変換部５１からＭＥＭ５４に電荷を転送する際に逆流するのを防止するものである。例えば、ＴＲＹ５３をオフにした後にＴＲＸ５５をオフすることにより、電荷の逆流を防止することができる。
　ＴＲＧ５６は、ＴＲＸ５５とＦＤ５７との間に接続されており、ＴＲＧ５６のゲート電極に印加される駆動信号Ｓ５６に応じて、ＭＥＭ５４に保持されている電荷をＦＤ５７に転送するものである。例えば、駆動信号Ｓ５３がオフし、ＴＲＹ５３がオフし、駆動信号Ｓ５５および駆動信号Ｓ５６がオンし、ＴＲＸ５５およびＴＲＧ５６がオンすると、ＭＥＭ５４に保持されている電荷が、ＴＲＸ５５およびＴＲＧ５６を介して、ＦＤ５７に転送されるようになっている。
　ＦＤ５７は、ＴＲＧ５６を介してＭＥＭ５４から転送されてきた電荷を電気信号（例えば、電圧信号）に変換して出力する浮遊拡散領域である。ＦＤ５７には、ＲＳＴ５９が接続されると共に、ＡＭＰ６０およびＳＥＬ６１を介して垂直信号線ＶＳＬが接続されている。
　ＯＦＧ５８は、電源ＶＤＤに接続されたドレインと、ＴＲＺ５２とＴＲＹ５３との間の配線に接続されたソースとを有している。ＯＦＧ５８は、そのゲート電極に印加される駆動信号ＯＦＧに応じて、光電変換部５１を初期化、即ちリセットする。例えば、駆動信号Ｓ５２および駆動信号Ｓ５８がオンし、ＴＲＺ５２およびＯＦＧ５８がオンすると、光電変換部５１の電位が電源ＶＤＤの電圧レベルにリセットされる。即ち、光電変換部５１の初期化が行われる。
　また、ＯＦＧ５８は、ＴＲＺ５２と電源ＶＤＤとの間にオーバーフローパスを形成し、光電変換部５１から溢れた電荷を電源ＶＤＤに排出する。
　ＲＳＴ５９は、電源ＶＤＤに接続されたドレインと、ＦＤ５７に接続されたソースとを有している。ＲＳＴ５９は、そのゲート電極に印加される駆動信号Ｓ５９に応じて、ＭＥＭ５４からＦＤ５７までの各領域を初期化、即ちリセットする。例えば、駆動信号Ｓ５５、駆動信号Ｓ５６および駆動信号Ｓ５９がオンし、ＴＲＸ５５、ＴＲＧ５６およびＲＳＴ５９がオンすると、ＭＥＭ５４およびＦＤ５７の電位が電源ＶＤＤの電圧レベルにリセットされる。即ち、ＭＥＭ５４およびＦＤ５７の初期化が行われる。
　ＡＭＰ６０は、ＦＤ５７に接続されたゲート電極と、電源ＶＤＤに接続されたドレインとを有しており、光電変換部５１での光電変換によって得られる電荷を読み出すソースフォロワ回路の入力部となる。即ち、ＡＭＰ６０は、そのソースがＳＥＬ６１を介して垂直信号線ＶＳＬに接続されることにより、垂直信号線ＶＳＬの一端に接続される定電流源と共にソースフォロワ回路を構成する。
　ＳＥＬ６１は、ＡＭＰ６０のソースと垂直信号線ＶＳＬとの間に接続されており、ＳＥＬ６１のゲート電極には、選択信号として駆動信号Ｓ６１が供給される。ＳＥＬ６１は、駆動信号Ｓ６１がオンすると導通状態となり、ＳＥＬ６１が設けられているセンサ画素１２１が選択状態となる。センサ画素１２１が選択状態になると、ＡＭＰ６０から出力される画素信号が垂直信号線ＶＳＬを介してカラム信号処理部１１３によって読み出されるようになっている。
　また、画素アレイ部１１１では、複数の画素駆動線１２２が、例えば画素行毎に配線される。そして、垂直駆動部１１２から複数の画素駆動線１２２を通して、選択されたセンサ画素１２１に対し駆動信号Ｓ５２，Ｓ５３，Ｓ５５，Ｓ５６，Ｓ５８，Ｓ５９，Ｓ６１が供給される。
　なお、図４に示した画素回路は、画素アレイ部１１１に用いることが可能な画素回路の一例であり、他の構成の画素回路を用いることも可能である。
［センサ画素の構成］
　図５は、撮像装置１における画素アレイ部１１１の平面構成の一例を模式的に表したものである。図６は、図５に示したＩ－Ｉ線に対応する撮像装置１の断面構成の一例を模式的に表したものである。本明細書では、半導体基板１１の延在する面をＸＹ面とし、半導体基板１１の厚さ方向をＺ軸方向とする。また、行方向をＸ軸方向、列方向をＹ軸方向とする。
　なお、図中の「ｐ」および「ｎ」の記号は、それぞれｐ型半導体領域およびｎ型半導体領域を表している。さらに、「ｐ」の末尾の「＋」または「－」は、いずれもｐ型半導体領域の不純物濃度を表している。同様に、「ｎ」の末尾の「＋」または「－」は、いずれもｎ型半導体領域の不純物濃度を表している。ここで、「＋」の数が多いほど不純物濃度が高いことを示し、「－」の数が多いほど不純物濃度が低いことを示す。これは、以降の図面についても同様である。
　撮像装置１は、半導体基板１１と、その半導体基板１１に埋設された光電変換部５１と、ＴＲＺ５２と、ＴＲＹ５３と、ＭＥＭ５４と、ＴＲＺ５５と、ＴＲＧ５６と、ＦＤ５７と、ＯＦＧ５８と、遮光部１２と、ゲート絶縁層１３と、固定電荷層１５と、カラーフィルタ層１６と、マイクロレンズ１７とを有している。なお、撮像装置１では、裏面１１Ｂがその受光面となる。
　半導体基板１１は、例えばＳｉ｛１１１｝基板からなる。Ｓｉ｛１１１｝基板とは、（１１１）の結晶方位を有するシリコン単結晶からなり、ミラー指数の表記において｛１１１｝で表される結晶面を有する基板または帯域である。方位が数度ずれた、例えば｛１１１｝面から最近接の＜１１０＞方向へ数度ずれた基板または下りも含む。単結晶を成長させたものも含む。また、｛１１１｝面は、対称性において同等な結晶面である（１１１）面、（－１１１）面、（１－１１）面、（１１－１）面、（－１－１１）面、（－１１－１）面、（１－１－１）面および（－１－１－１）面のいずれかである。ここで、ミラー指数のマイナス方向の指数を表記するためのバー記号はマイナス記号で代用している。また、＜１１０＞方向は、対称性において同等な結晶面方向である［１１０］方向、［１０１］方向、［０１１］方向、［－１１０］方向、［１－１０］方向、［－１０１］方向、［１０－１］方向、［０－１１］方向、［０１－１］方向、［－１－１０］方向、［－１０－１］方向および［０－１－１］方向のどちらでもよいであり、いずれかに読み替えても。面と平行な方向）とエッチングを行うものである。半導体基板１１は、マイクロレンズ１７およびカラーフィルタ層１６を透過した被写体からの光を受光する受光面である裏面１１Ｂと、その裏面１１Ｂと反対側の表面１１Ａとを有している。
　光電変換部５１は、半導体基板１１に形成されたｐ型の不純物領域（ｐ＋）の内部にｎ型の不純物領域（ｐ＋）が形成されてなる、所謂埋め込み型のフォトダイオード（ＰＤ）である。光電変換部５１は、それぞれ、受光した光量に応じた電荷を生成し、生成した電荷を一定量まで蓄積する。
　遮光部１２は、ＭＥＭ５４への光の入射を妨げるように機能する部材であり、ＭＥＭ５４を囲むように設けられている。具体的には、遮光部１２は、例えば光電変換部５１から見て半導体基板１１の裏面１１Ｂと反対側に設けられて水平面（ＸＹ面）に沿って広がる水平遮光部分１２Ｈと、その水平遮光部分１２Ｈと直交するようにＸＺ面およびＹＺ面に沿って広がる垂直遮光部分１２Ｖとを含んでいる。
　垂直遮光部分１２Ｖは、平面視において、１列おきにＸ軸方向およびＹ方向に隣り合うセンサ画素１２１同士の境界部分に設けられ、それぞれ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に延在する壁部分である。具体的には、垂直遮光部分１２Ｖは、図５に示したように矩形形状を有するセンサ画素１２１の隣り合う２辺それぞれに沿って形成された行遮光部分１２Ｖ１および列遮光部分１２Ｖ２からなる。画素アレイ部１１１全体では、垂直遮光部分１２Ｖは、１列おき設けられ且つ行毎に、列の並列方向に１センサ画素１２１分ずらして形成されている。換言すると、垂直遮光部分１２Ｖは、略正方形のセンサ画素１２１の隣り合う２辺それぞれに形成され、１列おき且つ斜め４５°方向に位置するセンサ画素１２１毎に設けられている。即ち、垂直遮光部分１２Ｖは、Ｓｉ｛１１１｝基板の＜１１０＞方向に向かってジグザグ状に設けられている。
　なお、上記「斜め４５°方向」は製造上の誤差を鑑み、多少のずれを許容するものとする。以降についても同様である。
　水平遮光部分１２Ｈは、図６に示したようにＺ軸方向において光電変換部５１とＭＥＭ５４との間に位置し、図５に示したように開口１２Ｋを除き、画素アレイ部１１１におけるＸＹ面の全体に亘って設けられている。具体的には、水平遮光部分１２Ｈは、平面視において、行遮光部分１２Ｖ１および列遮光部分１２Ｖ２に囲まれたＸＹ面に設けられ、行遮光部分１２Ｖ１の端部と列遮光部分１２Ｖ２の端部とを結んだ位置に端部１２Ｘを有している。画素アレイ部１１１全体では、水平遮光部分１２Ｈは、図５に示したように平面視において、１列おき且つ斜め４５°方向に位置するセンサ画素１２１毎に設けられた行遮光部分１２Ｖ１および列遮光部分１２Ｖ２に囲まれたＸＹ面に亘って設けられ、１列おき且つ斜め４５°方向に位置するセンサ画素１２１毎に設けられた行遮光部分１２Ｖ１と列遮光部分１２Ｖ２との交点を結んだ位置またはその近傍に端部１２Ｘを有している。即ち、水平遮光部分１２Ｈの端部１２Ｘは、Ｓｉ（１１１）基板の＜１１０＞方向に略平行となっている。
　これにより、裏面１１Ｂから入射して光電変換部５１により吸収されずに光電変換部５１を透過した光は、遮光部１２の水平遮光部分１２Ｈにおいて反射し、再度、光電変換部５１へ入射することとなる。即ち、遮光部１２の水平遮光部分１２Ｈはリフレクタとして機能し、光電変換部５１を透過した光がＭＥＭ５４へ入射してノイズが発生するのを抑制するように機能する。また、遮光部１２の垂直遮光部分１２Ｖは、隣接するセンサ画素１２１からの漏れ光が光電変換部５１へ入射することにより混色等のノイズを発生させるのを防止するように機能する。
　水平遮光部分１２Ｈは、半導体基板１１としてＳｉ｛１１１｝基板を用いて、＜１１０＞方向にジグザグ形状のトレンチ１１Ｈを形成することで、例えば半導体基板１１の＜１１０＞方向へのエッチングを行うことのできるエッチング溶液、例えばアルカリ水溶液を用いたウェットエッチングによって形成することができる。図７Ａおよび図７Ｂは、水平遮光部分１２Ｈの形成工程を模式的に表したものである。図７Ａに示したように、＜１１０＞方向にジグザグ形状のトレンチ１１Ｈを形成しアルカリエッチングを行うと、結晶面が乱れる角部を起点にエッチングが進行する。エッチングは、角部が現れなくなるまで進行し、図７Ｂに示したように、ジグザグ形状のトレンチ１１Ｈの山部頂点を結んだ位置を端部（端部１２Ｘ）とする空間が形成される。
　遮光部１２は、内層部分１２Ａと、その周囲を取り囲む外層部分１２Ｂとの２層構造を有している。内層部分１２Ａは、例えば遮光性を有する単体金属、金属合金、金属窒化物、および金属シリサイドのうちの少なくとも１種を含む材料からなる。より、具体的には、内層部分１２Ａの構成材料としては、Ａｌ（アルミニウム），Ｃｕ（銅），Ｃｏ（コバルト），Ｗ（タングステン），Ｔｉ（チタン），Ｔａ（タンタル），Ｎｉ（ニッケル），Ｍｏ（モリブデン），Ｃｒ（クロム），Ｉｒ（イリジウム），白金イリジウム，ＴｉＮ（窒化チタン）またはタングステンシリコン化合物等が挙げられる。なかでもＡｌ（アルミニウム）が最も光学的に好ましい構成材料である。なお、内層部分１２Ａは、グラファイトや有機材料により構成されていてもよい。外層部分１２Ｂは、例えばＳｉＯｘ（シリコン酸化物）等の絶縁材料により構成されている。外層部分１２Ｂにより、内層部分１２Ａと半導体基板１１との電気的絶縁性が確保される。
　ＴＲＺ５２、ＴＲＹ５３、ＴＲＸ５５、ＴＲＧ５６およびＯＦＧ５８における各ゲート電極は、いずれも半導体基板１１の表面１１Ａにゲート絶縁層１３を介して設けられている。ｎ型半導体領域（ｎ＋）であるＭＥＭ５４は、半導体基板１１に埋設されており、表面１１Ａと水平遮光部分１２Ｈとの間に配置されている。半導体基板１１の表面１１Ａには、ｎ型半導体領域からなるＦＤ５７、グランド（ＧＮＤ）に接続されるｐ型半導体領域（ｐ＋＋）であるＧＮＤ６２（ウェルコンタクト）および電源ＶＤＤに接続されるｎ型半導体領域であるＶＤＤが設けられている。
　ＴＲＺ５２は、所謂縦型のトランジスタであり、ゲート電極として、半導体基板１１の表面１１Ａから下方へＺ軸方向に沿って延在し、開口１２Ｋとｎ型半導体領域（ｎ－）６４とを貫いて光電変換部５１に到達している。ＴＲＺ５２のゲート電極は、水平面内において水平遮光部分１２Ｈが占める領域以外のＳｉ残存領域２２（開口１２Ｋに対応する領域）に設けられている。ＴＲＺ５２は、光電変換部５１からＭＥＭ５４へ移動する電荷が通過するものである。
　ＦＤ５７、ＧＮＤ６２およびＶＤＤは、それぞれ、隣り合う２センサ画素１２１の境界位置に配置され、２つのセンサ画素１２１に共有されている。具体的には、ＦＤ５７は、Ｘ軸方向に隣り合う２つのセンサ画素１２１の境界位置に配置され、このＸ軸方向に隣り合う２つのセンサ画素１２１に共有されている。このＦＤ５７を共有するＸ軸方向に隣り合う２つのセンサ画素１２１をＦＤ共有単位と称する。ＧＮＤ６２およびＶＤＤは、Ｙ軸方向に隣り合う２つのセンサ画素１２１の境界位置に配置され、このＹ軸方向に隣り合う２つのセンサ画素１２１に共有されている。これにより、１画素当たりの不純物の拡散領域の面積が減り、ＭＥＭ５４の面積を拡大させることができる。
　撮像装置１は、さらに、半導体基板１１の裏面１１Ｂに固定電荷層１５、カラーフィルタ層１６およびマイクロレンズ１７を有する。
　固定電荷層１５は、半導体基板１１の受光面である裏面１１Ｂの界面準位に起因する暗電流の発生を抑制するため、負の固定電荷を有している。固定電荷層１５が誘起する電界により、半導体基板１１の裏面１１Ｂ近傍にホール蓄積層が形成される。このホール蓄積層によって裏面１１Ｂからの電子の発生が抑制される。
　カラーフィルタ層１６は、例えば固定電荷層１５に接するように設けられている。カラーフィルタ層１６は、例えば赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）および青色光（Ｂ）をそれぞれ選択的に透過させる複数のカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂからなる。撮像装置１では、例えば図８に示したように、ＦＤ５７を共有する２つのセンサ画素１２１（ＦＤ共有単位）に対して同色のカラーフィルタが設けられている。また、カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、例えば図８に示したように、Ｘ軸方向に並ぶ２つのＦＤ共有単位にカラーフィルタ１６Ｒおよびカラーフィルタ１６Ｂが設けられ、この２つのＦＤ共有単位を間にしてＹ軸方向に並ぶ２つのＦＤ共有単位にカラーフィルタ１６Ｇがそれぞれ設けられている。これにより、画素加算時に信号の重心がベイヤ配列となり、リモザイクが容易になる。また、画素アレイ部１１１全体では、同色画素が斜めに配置されるため、画素加算時の縦横の解像度低下率は共に×１√２となり、一方の向きの解像度だけが大きく劣化することを防ぐことができる。
　マイクロレンズ１７は、カラーフィルタ層１６から見て固定電荷層１５と反対側に位置し、カラーフィルタ層１６と接するように設けられている。
［作用・効果］
　このように、本実施の形態の撮像装置１では、略正方形のセンサ画素１２１の隣り合う２辺それぞれに形成され、１列おき且つ斜め４５°方向に位置するセンサ画素１２１毎に設けられた垂直遮光部分１２Ｖと、１列おき且つ斜め４５°方向に位置するセンサ画素１２１毎に設けられた行遮光部分１２Ｖ１と列遮光部分１２Ｖ２との交点を結んだ位置またはその近傍に端部１２Ｘを有する水平遮光部分１２Ｈとからなる遮光部１２を設けるようにした。このため、ＭＥＭ５４に対する遮光性能と共に、電荷の転送効率を向上させ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、垂直遮光部分１２Ｖは、Ｓｉ｛１１１｝基板の＜１１０＞方向に向かってジグザグ状に設けられ、水平遮光部分１２Ｈの端部１２Ｘは、Ｓｉ（１１１）基板の＜１１０＞方向に略平行となっており、画素アレイ部１１１の展開方向に対して４５°傾斜して形成される。この水平遮光部分１２Ｈは、垂直遮光部分１２Ｖとなる＜１１０＞方向にジグザグ形状のトレンチ１１Ｈを形成し、アルカリ水溶液等のエッチング溶液を用いた結晶異方性エッチングにより、エッチングストッパ膜等を設けることなく簡便に形成可能であって、高い寸法精度を有するものとなる。よって、レイアウト効率を向上させることが可能となる。この効果は、微細画素ほど顕著となる。
　次に、本開示の第２～第４の実施の形態および変形例１～３について説明する。なお、上記第１の実施の形態の撮像装置１に対応する構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
＜２．変形例１＞
　図９は、本開示の変形例１に係る撮像装置（撮像装置１Ａ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。
　上記第１の実施の形態では、Ｘ軸方向に隣り合う２つのセンサ画素１２１の境界位置にＦＤ５７を配置し、Ｙ軸方向に隣り合う２つのセンサ画素１２１の境界位置にＧＮＤ６２およびＶＤＤを配置した例を示した。これに対して、本変形例の撮像装置１Ａでは、ＧＮＤ６２はセンサ画素１２１毎に配置し、ＶＤＤはＹ軸方向に隣り合う２つのセンサ画素１２１の境界位置に配置するようにした。これらの点を除き、他は上記第１の実施の形態に係る撮像装置１と実質的に同様の構成を有する。
　このように、本変形例の撮像装置１Ａでは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に隣り合うセンサ画素１２１のレイアウトを、隣り合う２つのセンサ画素１２１の中心に対して点対称となるようにした。これにより、上記第１の実施の形態の効果に加えて、センサ画素１２１間の構造差分がなくなり、暗信号等の画素間差分を減らすことが可能となる。
＜３．第２の実施の形態＞
　図１０は、本開示の第２の実施の形態に係る撮像装置（撮像装置２）の平面構成の一例を模式的に表したものである。図１１は、図１０に示したＩＩ－ＩＩ線に対応する断面構成の一例を模式的に表したものである。
　上記第１の実施の形態では、ＭＥＭ５４への光の入射を妨げるように機能する部材として、光電変換部５１とＭＥＭ５４との間の水平面（ＸＹ面）に沿って広がる水平遮光部分１２Ｈと、その水平遮光部分１２Ｈと半導体基板１１の表面１１Ａ側から直交するようにＸＺ面およびＹＺ面に沿って広がる垂直遮光部分１２Ｖとからなる遮光部１２を設けた例を示した。これに対して、本実施の形態の撮像装置２では、開口１２Ｋに対応する領域に広がる水平遮光部分１８Ｈと、その水平遮光部分１８Ｈと半導体基板１１の裏面１１Ｂ側から直交するようにＸＺ面およびＹＺ面に沿って広がる垂直遮光部分１８Ｖとからなる遮光部１８をさらに設けるようにした。これらの点を除き、他は上記第１の実施の形態に係る撮像装置１と実質的に同様の構成を有する。
　垂直遮光部分１８Ｖは、平面視において、１列おきにＸ軸方向およびＹ方向に隣り合うセンサ画素１８１同士の境界部分に設けられ、それぞれ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に延在する壁部分である。具体的には、垂直遮光部分１８Ｖは、図１０に示したように矩形形状を有するセンサ画素１８１の、垂直遮光部分１２Ｖが設けられていない隣り合う２辺それぞれに沿って形成された行遮光部分１８Ｖ１および列遮光部分１８Ｖ２からなる。画素アレイ部１１１全体では、垂直遮光部分１８Ｖは、垂直遮光部分１２Ｖと同様に、１列おき設けられ且つ行毎に、列の並列方向に１センサ画素１８１分ずらして形成されている。換言すると、垂直遮光部分１８Ｖは、略正方形のセンサ画素１８１の隣り合う２辺それぞれに形成され、１列おき且つ斜め４５°方向に位置するセンサ画素１８１毎に設けられている。即ち、垂直遮光部分１８Ｖは、Ｓｉ｛１１１｝基板の＜１１０＞方向に向かってジグザグ状に設けられている。
　水平遮光部分１８Ｈは、図１１に示したように水平遮光部分１２Ｈよりも半導体基板１１の表面１１Ａ側に設けられており、光電変換部５１の一部をＺ軸方向に分割するように画素アレイ部１１１におけるＸＹ面の全体に亘って設けられている。具体的には、水平遮光部分１８Ｈは、平面視において、行遮光部分１８Ｖ１および列遮光部分１８Ｖ２に囲まれたＸＹ面に設けられ、行遮光部分１８Ｖ１の端部と列遮光部分１８Ｖ２の端部とを結んだ位置に端部１８Ｘを有している。画素アレイ部１１１全体では、水平遮光部分１８Ｈは、図１０に示したように平面視において、１列おき且つ斜め４５°方向に位置するセンサ画素１８１毎に設けられた行遮光部分１８Ｖ１および列遮光部分１８Ｖ２に囲まれたＸＹ面に亘って設けられ、１列おき且つ斜め４５°方向に位置するセンサ画素１８１毎に設けられた行遮光部分１８Ｖ１と列遮光部分１８Ｖ２との交点を結んだ位置またはその近傍に端部１８Ｘを有している。即ち、水平遮光部分１８Ｈの端部１８Ｘは、Ｓｉ（１１１）基板の＜１１０＞方向に略平行となっている。
　水平遮光部分１８Ｈは、水平遮光部分１２Ｈと同様に、半導体基板１１としてＳｉ｛１１１｝基板を用いて、＜１１０＞方向にジグザグ形状のトレンチ１１Ｈを形成することで、例えば半導体基板１１の＜１１０＞方向へのエッチングを行うことのできるエッチング溶液、例えばアルカリ水溶液を用いたウェットエッチングによって形成することができる。
　遮光部１８は、内層部分１８Ａと、その周囲を取り囲む外層部分１８Ｂとの２層構造を有している。内層部分１８Ａは、例えば遮光性を有する単体金属、金属合金、金属窒化物、および金属シリサイドのうちの少なくとも１種を含む材料からなる。より、具体的には、内層部分１８Ａの構成材料としては、Ａｌ（アルミニウム），Ｃｕ（銅），Ｃｏ（コバルト），Ｗ（タングステン），Ｔｉ（チタン），Ｔａ（タンタル），Ｎｉ（ニッケル），Ｍｏ（モリブデン），Ｃｒ（クロム），Ｉｒ（イリジウム），白金イリジウム，ＴｉＮ（窒化チタン）またはタングステンシリコン化合物等が挙げられる。なかでもＡｌ（アルミニウム）が最も光学的に好ましい構成材料である。なお、内層部分１８Ａは、グラファイトや有機材料により構成されていてもよい。外層部分１８Ｂは、例えばＳｉＯｘ（シリコン酸化物）等の絶縁材料により構成されている。外層部分１８Ｂにより、内層部分１８Ａと半導体基板１１との電気的絶縁性が確保される。
　このように、本実施の形態の撮像装置２では、遮光部１２と共に、開口１２Ｋに対応する領域に広がる水平遮光部分１８Ｈと、その水平遮光部分１８Ｈと半導体基板１１の裏面１１Ｂ側から直交するようにＸＺ面およびＹＺ面に沿って広がる垂直遮光部分１８Ｖとからなる遮光部１８を設けるようにした。このため、光電変換部５１を透過した光のＭＥＭ５４への入射をさらに妨げることができ、ＭＥＭ５４に対する遮光性能をさらに向上させることが可能となる。
＜４．第３の実施の形態＞
　図１２は、本開示の第３の実施の形態に係る撮像装置（撮像装置３）の平面構成の一例を模式的に表したものである。図１３は、図１２に示したＩＩＩ－ＩＩＩ線に対応する断面構成の一例を模式的に表したものである。図１４は、図１２に示したＩＶ－ＩＶ線に対応する断面構成の一例を模式的に表したものである。
　上記第２の実施の形態では、半導体基板の裏面１１Ｂ側から遮光部１８を設けた例を示した。これに対して、本実施の形態の撮像装置３では、図１２に示したように遮光部１２および遮光部１８の垂直遮光部分１２Ｖ，１８Ｖが最近接するセンサ画素１２１の四隅で避けるようなレイアウトとし、遮光部１８の垂直遮光部分１８Ｖを、遮光部１２の垂直遮光部分１２Ｖと共に半導体基板１１の表面１１Ａ側から設けるようにした。これらの点を除き、他は上記第２の実施の形態に係る撮像装置１と実質的に同様の構成を有する。
　このように、本実施の形態の撮像装置３では、遮光部１８の垂直遮光部分１８Ｖを、遮光部１２の垂直遮光部分１２Ｖと共に半導体基板１１の表面１１Ａ側から設けるようにした。これにより、上記第２の実施の形態のように、垂直遮光部分１８Ｖおよび水平遮光部分１８Ｈとなるトレンチを裏面１１Ｂから形成する場合とは異なり、フロントエンド工程で形成することができる。このため、半導体基板１１のシリコン単結晶へのダメージを熱で回復でき白点を改善することが可能となる。
　なお、撮像装置３ではＦＤ５７は、Ｘ軸方向に隣り合う２つのセンサ画素１２１の境界部分を延伸する遮光部１８の垂直遮光部分１８Ｖに沿ってセンサ画素１２１毎にそれぞれ設けられている。垂直遮光部分１８Ｖに沿ってＸ軸方向に隣り合う２つのセンサ画素１２１それぞれに設けられたＦＤ５７は、最短の配線で結線できるため、電荷電圧変換効率の低下は十分抑制することができる。
＜５．変形例２＞
　図１５は、本開示の変形例２に係る撮像装置（撮像装置３Ａ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。
　例えば上記第３の実施の形態の遮光部１２，１８の垂直遮光部分１２Ｖ，１８Ｖは半導体基板１１の表面１１Ａと裏面１１Ｂとの間を貫通させるようにしてもよい。半導体基板１１の表面１１Ａと裏面１１Ｂとの間を貫通する垂直遮光部分１２Ｖ，１８Ｖは、水平遮光部分１２Ｈ，１８ＨとなるＸＹ面に広がる空間を形成した後、さらにトレンチを掘り進めることで形成することができる。
　このように、本変形例の撮像装置３では、遮光部１２，１８の垂直遮光部分１２Ｖ，１８Ｖを半導体基板１１の表面１１Ａと裏面１１Ｂとの間を貫通させるようにした。このため、隣接するセンサ画素１２１からの漏れ光が光電変換部５１へ入射することにより混色等を抑制することが可能となる。
＜６．第４の実施の形態＞
　図１６は、本開示の第４の実施の形態に係る撮像装置（撮像装置４Ａ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。図１７は、本開示の第４の実施の形態に係る撮像装置（撮像装置４Ｂ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。
　略正方形のセンサ画素１２１の隣り合う２辺それぞれに形成され、１列おき且つ斜め４５°方向に位置するセンサ画素１２１毎に設けられるジグザグ状の垂直遮光部分１２Ｖは、図１６に示したように、行遮光部分１２Ｖ１と列遮光部分１２Ｖ２との交点においてＸ軸方向またはＹ軸方向に突き出すようにしてもよい。この突出部１２Ｙを設けることにより、水平遮光部分１２Ｈの端部１２Ｘは、それぞれの突出部１２Ｙの先端部を結んだ位置またはその近傍に形成されるようになる。即ち、水平遮光部分１２Ｈの形成領域が拡大され、ＭＥＭ５４に対する遮光性能を向上させることができる。
　また、上記第３の実施の形態のように半導体基板１１の表面１１Ａから遮光部１２，１８を設ける場合には、図１７に示したように、垂直遮光部分１２Ｖ，１８Ｖそれぞれが最近接する位置において互い違いになるように斜め４５°方向に突き出す突出部１２Ｙ，１８Ｙを設ける。これにより、平面視において水平遮光部分１２Ｈおよび水平遮光部分１８Ｈが、突出部１２Ｙ，１８Ｙ分重畳するようになり、ＭＥＭ５４に対する遮光性能をさらに向上させることができる。
　更に、図１７に示したように、違いになるように斜め４５°方向に突き出した突出部１２Ｙ，１８Ｙとの間には、図１８に示した撮像装置４Ｃのように、例えば固定電位が印加されるＧＮＤ６２を配置するようにしてもよい。これにより、面積効率が向上すると共に、この垂直遮光部分１２Ｖ，１８Ｖおよびそれぞれの突出部１２Ｙ，１８Ｙが素子分離の役割を果たして電界の緩和につながる。
　このように、本実施の形態の撮像装置４Ａ，４Ｂ，４Ｃでは、行遮光部分１２Ｖ１と列遮光部分１２Ｖ２との交点においてＸ軸方向またはＹ軸方向に突き出す突出部１２Ｙ、また、半導体基板１１の表面１１Ａから遮光部１２，１８を設けた場合には、垂直遮光部分１２Ｖ，１８Ｖそれぞれが最近接する位置において互い違いになるように斜め４５°方向に突き出す突出部１２Ｙ，１８Ｙを設けるようにした。このため、水平遮光部分１２Ｈ，１８Ｈの形成領域が拡大される。よって、上記第１の実施の形態等と比較して、ＭＥＭ５４に対する遮光性能をさらに向上させること可能となる。
＜７．変形例３＞
　図１９は、本開示の変形例３に係る撮像装置の平面構成の一例を模式的に表したものである。
　上記第１の実施の形態等では行遮光部分１２Ｖ１と列遮光部分１２Ｖ２とが互いに連続している例を示したが、これに限定されるものではない。行遮光部分１２Ｖ１および列遮光部分１２Ｖ２は、図１９に示したように互いに分離されていてもよい。これにより、半導体基板１１と遮光部１２との材料の違いに起因する応力が緩和され、結晶欠陥やクラックの発生およびウェハの反り等を抑制することができる。
　図１９および図２０に示したように、行遮光部分１２Ｖ１と列遮光部分１２Ｖ２とが分離されている場合には、行遮光部分１２Ｖ１と列遮光部分１２Ｖ２との間の空間ｓと、一方の遮光部分（例えば、列遮光部分１２Ｖ２）と隣接する他方の遮光部分（例えば、行遮光部分１２Ｖ１）の突き出し量ｄとはｓ≦ｄの関係を有する。これにより、分離した行遮光部分１２Ｖ１のトレンチ１１Ｈ１と列遮光部分１２Ｖ２のトレンチ１１Ｈ２との間が水平遮光部分１２Ｈで繋がるため、十分な遮光性能を得ることができる。
＜８．適用例＞
（適用例１）
　上述した、例えば撮像装置１は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像システム、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
　図２１は、電子機器１０００の構成の一例を表したブロック図である。
　図２１に示すように、電子機器１０００は、光学系１００１、撮像装置１、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１００２を備えており、バス１００８を介して、ＤＳＰ１００２、メモリ１００３、表示装置１００４、記録装置１００５、操作系１００６および電源系１００７が接続されて構成され、静止画像および動画像を撮像可能である。
　光学系１００１は、１枚または複数枚のレンズを有して構成され、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としては、上述した撮像装置１や撮像装置１Ａが適用される。撮像装置１は、光学系１００１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号としてＤＳＰ１００２に供給する。
　ＤＳＰ１００２は、撮像装置１からの信号に対して各種の信号処理を施して画像を取得し、その画像のデータを、メモリ１００３に一時的に記憶させる。メモリ１００３に記憶された画像のデータは、記録装置１００５に記録されたり、表示装置１００４に供給されて画像が表示されたりする。また、操作系１００６は、ユーザによる各種の操作を受け付けて電子機器１０００の各ブロックに操作信号を供給し、電源系１００７は、電子機器１０００の各ブロックの駆動に必要な電力を供給する。
（適用例２）
　図２２Ａは、例えば、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２２Ｂ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、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、例えば撮像装置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２２Ａ）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。
＜９．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２３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２３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２４は、図２３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２５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２５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２５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２６は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図２６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２６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１Ａ）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、第１～第４の実施の形態および変形例１～３を挙げて本技術を説明したが、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、上記実施の形態等で説明した各構成要素を全て備えている必要はなく、また逆に他の構成要素を備えていてもよい。例えば、上記第１の実施の形態の撮像装置１では、隣り合う光電変換部５１の間を電気的に分離する分離部等を設けるようにしてもよい。
　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限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
　なお、本技術は以下のような構成を取ることも可能である。以下の構成の本技術によれば、高い寸法精度を有する遮光部が得られるようになり、電荷保持部に対する優れた遮光性能と優れた電荷転送効率とを両立する撮像装置を実現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、複数の単位画素が行方向および列方向にアレイ状に配置された画素アレイ部を有する半導体基板と、
　前記単位画素毎に前記半導体基板の前記第２の面側に設けられ、受光量に応じた電荷を光電変換により生成する光電変換部と、
　前記単位画素毎に前記半導体基板の前記第１の面側に設けられ、前記光電変換部から転送される前記電荷を保持する電荷保持部と、
　前記半導体基板に設けられ、前記光電変換部と前記電荷保持部との間に位置すると共に、前記半導体基板の面内方向に広がる第１の水平遮光部分、および前記第１の水平遮光部分と直交する第１の垂直遮光部分を含む第１の遮光部とを備え、
　前記第１の垂直遮光部分は、矩形状の前記単位画素の隣り合う２辺それぞれに沿って形成された第１の行遮光部分および第１の列遮光部分からなると共に、１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられ、
　前記第１の水平遮光部分は、平面視において、前記１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられた前記第１の行遮光部分と前記第１の列遮光部分との交点を結んだ位置またはその近傍に端部を有する
　撮像装置。
（２）
　前記半導体基板はＳｉ｛１１１｝基板であり、
　前記１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられた複数の前記第１の垂直遮光部分は前記Ｓｉ｛１１１｝基板の＜１１０＞方向に向かってジグザグ状に設けられ、
　前記１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられた複数の前記第１の水平遮光部分の前記端部は前記Ｓｉ｛１１１｝基板の＜１１０＞方向に略平行となっている、前記（１）に記載の撮像装置。
（３）
　前記１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられた複数の前記第１の垂直遮光部分は互いに連続している、前記（１）または（２）に記載の撮像装置。
（４）
　前記半導体基板の前記第１の面に設けられ、前記電荷保持部から前記電荷が転送される電荷電圧変換部と、
　前記半導体基板の前記第１の面に設けられ、前記光電変換部から溢れた前記電荷が排出される、電源に接続されたドレイン部をさらに有し、
　前記電荷電圧変換部は前記行方向に隣り合う２つの単位画素に共有され、
　前記ドレイン部は前記列方向に隣り合う２つの単位画素に共有されている、前記（１）乃至（３）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（５）
　前記半導体基板の前記第２の面側に配置され、互いに異なる波長範囲の光を選択的に透過する複数のカラーフィルタを含むカラーフィルタ層をさらに有し、
　前記電荷電圧変換部を共有する前記隣り合う２つの単位画素には、同じ波長範囲の光を選択的に透過する前記カラーフィルタが配置されている、前記（４）に記載の撮像装置。
（６）
　前記半導体基板の前記第２の面側に、前記単位画素毎に設けられ、単位画素Ｐから出力された電荷に基づく画素信号を出力する画素回路を構成する複数のトランジスタをさらに有し、
　前記電荷電圧変換部を共有する前記隣り合う２つの単位画素それぞれに設けられた前記複数のトランジスタは、点対称にレイアウトされている、前記（４）に記載の撮像装置。
（７）
　前記１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられた複数の前記第１の垂直遮光部分は、それぞれの前記第１の行遮光部分と前記第１の列遮光部分との交点において前記行方向または列方向に突き出す突出部を有する、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１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられた複数の第１の水平遮光部分の前記端部は、それぞれの前記第１の行遮光部分と前記第１の列遮光部分との交点に設けられた突出部を結んだ位置に形成されている、前記（７）に記載の撮像装置。
（９）
　前記第１の垂直遮光部分は、前記半導体基板の前記第１の面から前記第２の面に向かって延伸している、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）
　前記第１の垂直遮光部分は前記半導体基板の前記第１の面と前記第２の面との間を貫通している、前記（９）に記載の撮像装置。
（１１）
　前記第１の行遮光部分と前記第１の列遮光部分とは互いに独立している、前記（９）に記載の撮像装置。
（１２）
　前記第１の行遮光部分と前記第１の列遮光部分との間の間隔ｓと、一方の遮光部分と隣接する他方の遮光部分の突き出し量ｄとはｓ≦ｄの関係を有する、前記（１１）に記載の撮像装置。
（１３）
　前記半導体基板に設けられ、平面視において、前記第１の水平遮光部分が形成されていない前記半導体基板の面内に方向に広がる第２の水平遮光部分、および前記第２の水平遮光部分と直交する第２の垂直遮光部分を含む第２の遮光部分をさらに有し、
　前記第２の垂直遮光部分は、前記第１の行遮光部分および前記第１の列遮光部分が形成されていない隣り合う２辺それぞれに沿って形成された第２の行遮光部分および第２の列遮光部分からなると共に、１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられ、
　前記第２の水平遮光部分は、平面視において、前記１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられた前記第２の行遮光部分と前記第２の列遮光部分との交点を結んだ位置またはその近傍に端部を有する、前記（１）乃至（１２）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１４）
　前記第２の垂直遮光部分は、前記半導体基板の前記第２の面から前記第１の面に向かって延伸している、前記（１３）に記載の撮像装置。
（１５）
　前記第２の垂直遮光部分は、前記半導体基板の前記第１の面から前記第２の面に向かって延伸している、前記（１３）に記載の撮像装置。
（１６）
　前記第２の垂直遮光部分は前記半導体基板の前記第２の面と前記第２の面との間を貫通している、前記（１４）に記載の撮像装置。
（１７）
　前記第２の水平遮光部分は、前記第１の水平遮光部分よりも前記第２の面側に設けられている、前記（１３）乃至（１６）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１８）
　前記第１の水平遮光部分および前記第２の水平遮光部分は、平面視において一部が重畳している、前記（１３）乃至（１７）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（１９）
　前記第１の垂直遮光部分および前記第２の垂直遮光部分は、それぞれの対向する前記交点において、互い違いになるように斜め４５°方向に突き出す第１の突出部および第２の突出部を有し、
　前記第１の突出部と前記第２の突出部との間には、前記半導体基板に固定電位を印加するウェルコンタクトが設けられている、前記（１３）乃至（１８）のうちのいずれか１つに記載の撮像装置。
（２０）
　撮像装置を備えた電子機器であって、
　前記撮像装置は、
　対向する第１の面および第２の面を有し、複数の単位画素が行方向および列方向にアレイ状に配置された画素アレイ部を有する半導体基板と、
　前記単位画素毎に前記半導体基板の前記第２の面側に設けられ、受光量に応じた電荷を光電変換により生成する光電変換部と、
　前記単位画素毎に前記半導体基板の前記第１の面側に設けられ、前記光電変換部から転送される前記電荷を保持する電荷保持部と、
　前記半導体基板に設けられ、前記光電変換部と前記電荷保持部との間に位置すると共に、前記半導体基板の面内方向に広がる第１の水平遮光部分、および前記第１の水平遮光部分と直交する第１の垂直遮光部分を含む第１の遮光部とを有し、
　前記第１の垂直遮光部分は、矩形状の前記単位画素の隣り合う２辺それぞれに沿って形成された第１の行遮光部分および第１の列遮光部分からなると共に、１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられ、
　前記第１の水平遮光部分は、平面視において、前記１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられた前記第１の行遮光部分と前記第１の列遮光部分との交点を結んだ位置またはその近傍に端部を有する
　電子機器。
　本出願は、日本国特許庁において２０２２年９月１５日に出願された日本特許出願番号２０２２－１４７３４２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、複数の単位画素が行方向および列方向にアレイ状に配置された画素アレイ部を有する半導体基板と、
    　前記単位画素毎に前記半導体基板の前記第２の面側に設けられ、受光量に応じた電荷を光電変換により生成する光電変換部と、
    　前記単位画素毎に前記半導体基板の前記第１の面側に設けられ、前記光電変換部から転送される前記電荷を保持する電荷保持部と、
    　前記半導体基板に設けられ、前記光電変換部と前記電荷保持部との間に位置すると共に、前記半導体基板の面内方向に広がる第１の水平遮光部分、および前記第１の水平遮光部分と直交する第１の垂直遮光部分を含む第１の遮光部とを備え、
    　前記第１の垂直遮光部分は、矩形状の前記単位画素の隣り合う２辺それぞれに沿って形成された第１の行遮光部分および第１の列遮光部分からなると共に、１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられ、
    　前記第１の水平遮光部分は、平面視において、前記１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられた前記第１の行遮光部分と前記第１の列遮光部分との交点を結んだ位置またはその近傍に端部を有する
    　撮像装置。
  2. 　前記半導体基板はＳｉ｛１１１｝基板であり、
    　前記１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられた複数の前記第１の垂直遮光部分は前記Ｓｉ｛１１１｝基板の＜１１０＞方向に向かってジグザグ状に設けられ、
    　前記１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられた複数の前記第１の水平遮光部分の前記端部は前記Ｓｉ｛１１１｝基板の＜１１０＞方向に略平行となっている、請求項１に記載の撮像装置。
  3. 　前記１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられた複数の前記第１の垂直遮光部分は互いに連続している、請求項１に記載の撮像装置。
  4. 　前記半導体基板の前記第１の面に設けられ、前記電荷保持部から前記電荷が転送される電荷電圧変換部と、
    　前記半導体基板の前記第１の面に設けられ、前記光電変換部から溢れた前記電荷が排出される、電源に接続されたドレイン部をさらに有し、
    　前記電荷電圧変換部は前記行方向に隣り合う２つの単位画素に共有され、
    　前記ドレイン部は前記列方向に隣り合う２つの単位画素に共有されている、請求項１に記載の撮像装置。
  5. 　前記半導体基板の前記第２の面側に配置され、互いに異なる波長範囲の光を選択的に透過する複数のカラーフィルタを含むカラーフィルタ層をさらに有し、
    　前記電荷電圧変換部を共有する前記隣り合う２つの単位画素には、同じ波長範囲の光を選択的に透過する前記カラーフィルタが配置されている、請求項４に記載の撮像装置。
  6. 　前記半導体基板の前記第２の面側に、前記単位画素毎に設けられ、単位画素Ｐから出力された電荷に基づく画素信号を出力する画素回路を構成する複数のトランジスタをさらに有し、
    　前記電荷電圧変換部を共有する前記隣り合う２つの単位画素それぞれに設けられた前記複数のトランジスタは、点対称にレイアウトされている、請求項４に記載の撮像装置。
  7. 　前記１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられた複数の前記第１の垂直遮光部分は、それぞれの前記第１の行遮光部分と前記第１の列遮光部分との交点において前記行方向または列方向に突き出す突出部を有する、請求項１に記載の撮像装置。
  8. 　前記１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられた複数の第１の水平遮光部分の前記端部は、それぞれの前記第１の行遮光部分と前記第１の列遮光部分との交点に設けられた突出部を結んだ位置に形成されている、請求項７に記載の撮像装置。
  9. 　前記第１の垂直遮光部分は、前記半導体基板の前記第１の面から前記第２の面に向かって延伸している、請求項１に記載の撮像装置。
  10. 　前記第１の垂直遮光部分は前記半導体基板の前記第１の面と前記第２の面との間を貫通している、請求項９に記載の撮像装置。
  11. 　前記第１の行遮光部分と前記第１の列遮光部分とは互いに独立している、請求項９に記載の撮像装置。
  12. 　前記第１の行遮光部分と前記第１の列遮光部分との間の間隔ｓと、一方の遮光部分と隣接する他方の遮光部分の突き出し量ｄとはｓ≦ｄの関係を有する、請求項１１に記載の撮像装置。
  13. 　前記半導体基板に設けられ、平面視において、前記第１の水平遮光部分が形成されていない前記半導体基板の面内に方向に広がる第２の水平遮光部分、および前記第２の水平遮光部分と直交する第２の垂直遮光部分を含む第２の遮光部分をさらに有し、
    　前記第２の垂直遮光部分は、前記第１の行遮光部分および前記第１の列遮光部分が形成されていない隣り合う２辺それぞれに沿って形成された第２の行遮光部分および第２の列遮光部分からなると共に、１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられ、
    　前記第２の水平遮光部分は、平面視において、前記１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられた前記第２の行遮光部分と前記第２の列遮光部分との交点を結んだ位置またはその近傍に端部を有する、請求項１に記載の撮像装置。
  14. 　前記第２の垂直遮光部分は、前記半導体基板の前記第２の面から前記第１の面に向かって延伸している、請求項１３に記載の撮像装置。
  15. 　前記第２の垂直遮光部分は、前記半導体基板の前記第１の面から前記第２の面に向かって延伸している、請求項１３に記載の撮像装置。
  16. 　前記第２の垂直遮光部分は前記半導体基板の前記第２の面と前記第２の面との間を貫通している、請求項１４に記載の撮像装置。
  17. 　前記第２の水平遮光部分は、前記第１の水平遮光部分よりも前記第２の面側に設けられている、請求項１３に記載の撮像装置。
  18. 　前記第１の水平遮光部分および前記第２の水平遮光部分は、平面視において一部が重畳している、請求項１３に記載の撮像装置。
  19. 　前記第１の垂直遮光部分および前記第２の垂直遮光部分は、それぞれの対向する前記交点において、互い違いになるように斜め４５°方向に突き出す第１の突出部および第２の突出部を有し、
    　前記第１の突出部と前記第２の突出部との間には、前記半導体基板に固定電位を印加するウェルコンタクトが設けられている、請求項１３に記載の撮像装置。
  20. 　撮像装置を備えた電子機器であって、
    　前記撮像装置は、
    　対向する第１の面および第２の面を有し、複数の単位画素が行方向および列方向にアレイ状に配置された画素アレイ部を有する半導体基板と、
    　前記単位画素毎に前記半導体基板の前記第２の面側に設けられ、受光量に応じた電荷を光電変換により生成する光電変換部と、
    　前記単位画素毎に前記半導体基板の前記第１の面側に設けられ、前記光電変換部から転送される前記電荷を保持する電荷保持部と、
    　前記半導体基板に設けられ、前記光電変換部と前記電荷保持部との間に位置すると共に、前記半導体基板の面内方向に広がる第１の水平遮光部分、および前記第１の水平遮光部分と直交する第１の垂直遮光部分を含む第１の遮光部とを有し、
    　前記第１の垂直遮光部分は、矩形状の前記単位画素の隣り合う２辺それぞれに沿って形成された第１の行遮光部分および第１の列遮光部分からなると共に、１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられ、
    　前記第１の水平遮光部分は、平面視において、前記１列おき且つ斜め４５°方向に位置する前記単位画素毎に設けられた前記第１の行遮光部分と前記第１の列遮光部分との交点を結んだ位置またはその近傍に端部を有する
    　電子機器。
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