WO2024079990A1 - 光検出装置及び電子機器 - Google Patents

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WO2024079990A1
WO2024079990A1 PCT/JP2023/030034 JP2023030034W WO2024079990A1 WO 2024079990 A1 WO2024079990 A1 WO 2024079990A1 JP 2023030034 W JP2023030034 W JP 2023030034W WO 2024079990 A1 WO2024079990 A1 WO 2024079990A1
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WO
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light
photoelectric conversion
metal
slit portion
semiconductor substrate
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Application number
PCT/JP2023/030034
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English (en)
French (fr)
Inventor
知洋 山崎
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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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/28—Interference filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures

Definitions

  • This disclosure relates to a light detection device and electronic equipment.
  • a photodetection device has been proposed that has multiple optical filters, each of which includes multiple polarizers (e.g., WGP: Wire Grid Polarizer) made of a metal material (see, for example, Patent Document 1).
  • WGP Wire Grid Polarizer
  • a lattice-shaped frame is formed between the polarizers for the purposes of suppressing crosstalk and connecting the layout.
  • metal materials have the property that metal atoms move so as to relieve stress.
  • films with various true stresses are used, and thermal stress is generated by heating the material to several hundred degrees and then returning it to room temperature, so stress is applied to polarizers made of metal materials. Therefore, within the polarizer, metal atoms move so as to relieve the stress.
  • tiny voids exist within metal materials. Therefore, within the polarizer, voids also move along with the movement of metal atoms.
  • all polarizers are integrated with a frame.
  • the present disclosure aims to provide a photodetection device and electronic device that can suppress the occurrence of defective pixels.
  • the photodetector disclosed herein comprises (a) a semiconductor substrate on which a plurality of photoelectric conversion units are formed, (b) a plurality of optical filters arranged on the light incident surface side of the semiconductor substrate, (c) each of the optical filters has a metal structure made of the same metal material, and (d) a slit portion is provided between the metal structures to spatially separate the metal structures.
  • the electronic device disclosed herein comprises (a) a semiconductor substrate on which a plurality of photoelectric conversion units are formed, (b) a plurality of optical filters arranged on the light incident surface side of the semiconductor substrate, (c) each of the optical filters has a metal structure made of the same metal material, and (d) a light detection device having a slit portion between the metal structures that spatially separates the metal structures.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a solid-state imaging device according to a first embodiment
  • 2 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the solid-state imaging device taken along line AA in FIG. 1.
  • 3 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the light-shielding film when cut along line BB in FIG. 2.
  • 3 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the wire grid polarizer when cut along line CC in FIG. 2.
  • FIG. FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a wire grid polarizer over a wider area than that shown in FIG. 4.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional structure of a wire-grid polarizer.
  • FIG. 13 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a solid-state imaging device according to a modified example.
  • 8 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the wire grid polarizer when cut along line DD in FIG. 7.
  • FIG. 13 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a solid-state imaging device according to a modified example.
  • 10 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the GMR filter taken along line E-E in FIG. 9.
  • FIG. 13 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a solid-state imaging device according to a modified example.
  • 12 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the FP filter when cut along line FF in FIG. 11.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional configuration of an optical filter array.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional configuration of an optical filter array.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional configuration of an optical filter array.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional configuration of an optical filter.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional configuration of an optical filter.
  • FIG. 13 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a solid-state imaging device according to a modified example.
  • 20 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the optical filter when cut along line GG in FIG. 19.
  • FIG. 19 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the optical filter when cut along line GG in FIG. 19.
  • FIG. 11 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a solid-state imaging device according to a second embodiment.
  • 22 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the solid-state imaging device taken along line HH in FIG. 21.
  • 22 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the solid-state imaging device taken along line II in FIG. 21.
  • FIG. 13 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a solid-state imaging device according to a modified example.
  • 25 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the solid-state imaging device taken along line JJ in FIG. 24.
  • FIG. 13 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a solid-state imaging device according to a modified example.
  • 27 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the solid-state imaging device taken along line K-K in FIG. 26.
  • FIG. 13 is a diagram showing an overall configuration of an electronic device according to a third embodiment.
  • FIGS. 1 to 28 an example of a light detection device and electronic device according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 28.
  • the embodiments of the present disclosure will be described in the following order. Note that the present disclosure is not limited to the following examples.
  • the effects described in this specification are illustrative and not limiting, and other effects may also be present.
  • First embodiment solid-state imaging device 1-1 Overall configuration of solid-state imaging device 1-2 Configuration of main parts 1-3 Modification 2. Second embodiment: solid-state imaging device 2-1 Configuration of main parts 2-2 Modification 3. Third embodiment: Application to electronic device
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of the solid-state imaging device 1 according to the first embodiment.
  • the solid-state imaging device 1 in Fig. 1 is a back-illuminated CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor. As shown in Fig.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • the solid-state imaging device 1 captures image light (incident light) from a subject via a lens group 1001, converts the amount of incident light focused on an imaging surface into an electrical signal on a pixel-by-pixel basis, and outputs the electrical signal.
  • the solid-state imaging device 1 includes a pixel region 2, a vertical drive circuit 3, a column signal processing circuit 4, a horizontal drive circuit 5, an output circuit 6, and a control circuit .
  • the pixel region 2 has a plurality of pixels 8 arranged in a two-dimensional array.
  • Each pixel 8 has a photoelectric conversion unit 20 shown in Fig. 2 and a plurality of pixel transistors (e.g., a transfer transistor, a reset transistor, an amplification transistor, and a selection transistor).
  • the vertical drive circuit 3 is configured, for example, by a shift register, and sequentially selects each pixel 8 in the pixel region 2 on a row-by-row basis by, for example, sequentially outputting selection pulses to pixel drive wirings 9, and outputs pixel signals of the selected pixels 8 to a column signal processing circuit 14 through vertical signal lines 10.
  • the pixel signals are signals obtained by charges generated in the photoelectric conversion units 27 of each pixel 8.
  • the column signal processing circuit 4 is arranged, for example, for each column of pixels 8, and performs signal processing for each pixel column on pixel signals output from one row of pixels 8. For example, correlated double sampling (CDS) for removing fixed pattern noise specific to pixels and AD (Analog-to-Digital) conversion can be adopted as the signal processing.
  • the horizontal drive circuit 5 is, for example, composed of a shift register, and sequentially outputs horizontal scanning pulses to the column signal processing circuits 4, selects each of the column signal processing circuits 4 in turn, and causes the selected column signal processing circuit 4 to output pixel signals that have completed signal processing to the horizontal signal line 11.
  • the output circuit 6 performs signal processing on the pixel signals sequentially output from the column signal processing circuit 4 through the horizontal signal line 11, and outputs the processed signals.
  • various types of digital signal processing such as buffering, black level adjustment, column variation correction, etc. can be used.
  • the control circuit 7 generates clock signals and control signals that serve as a reference for the operation of the vertical drive circuit 3, the column signal processing circuit 4, the horizontal drive circuit 5, etc., based on the vertical synchronization signal, the horizontal synchronization signal, and the master clock signal. Then, the control circuit 7 outputs the generated clock signals and control signals to the vertical drive circuit 3, the column signal processing circuit 4, the horizontal drive circuit 5, etc.
  • Fig. 2 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the solid-state imaging device 1 taken along line AA in Fig. 1.
  • the solid-state imaging device 1 has a light-receiving layer 16 formed by stacking a semiconductor substrate 12, an insulating film 13, a light-shielding film 14, and a planarization film 15 in this order.
  • An optical filter array 17 and a microlens array 18 are arranged in this order on the surface of the light-receiving layer 16 facing the planarization film 15 (hereinafter also referred to as the "rear surface S1").
  • a wiring layer 19 is arranged on the surface of the light-receiving layer 16 facing the semiconductor substrate 12 (hereinafter also referred to as the "front surface S2").
  • the semiconductor substrate 12 is made of, for example, a silicon (Si) substrate.
  • the semiconductor substrate 12 has a photoelectric conversion unit 20 formed in each region of each pixel 8. That is, the semiconductor substrate 12 has a plurality of photoelectric conversion units 20 arranged in a two-dimensional array.
  • the photoelectric conversion unit 20 forms a photodiode using a pn junction and generates charges according to the amount of light received.
  • the photoelectric conversion unit 20 also accumulates charges generated by photoelectric conversion in electrostatic capacitance generated at the pn junction.
  • trench portions 21 are formed in all the regions between adjacent photoelectric conversion portions 20. That is, the trench portions 21 are formed in a lattice pattern in the semiconductor substrate 12.
  • Fig. 2 illustrates an example in which the trench portions 21 have openings on the light incidence surface (hereinafter also referred to as "rear surface S3" side of the semiconductor substrate 12.
  • the insulating film 13 is disposed on the rear surface S3 side of the semiconductor substrate 12, and continuously covers the entire rear surface S3.
  • the insulating film 13 is also embedded inside the trench portion 21. Examples of materials that can be used for the insulating film 13 include silicon oxide ( SiO2 ) and silicon nitride (SiN).
  • the light-shielding film 14 is disposed on the light-incident surface (hereinafter also referred to as "rear surface S4") side of the insulating film 13, and is formed so as to open the light-incident surface of each of the photoelectric conversion units 20 as shown in FIG. 3. That is, the light-shielding film 14 is disposed between the semiconductor substrate 12 and the metal structure 23.
  • the light-shielding film 14 is also formed at a position overlapping with the trench portion 21 formed in a lattice shape. In other words, it can be said that the light-shielding film 14 is formed along the space between the photoelectric conversion units 20 so as to cover the light-incident surface side between the photoelectric conversion units 20.
  • the light-shielding film 14 can block the traveling light.
  • aluminum (Al), tungsten (W), and copper (Cu) can be used as the material of the light-shielding film 14.
  • FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the light-shielding film 14 when broken along the line B-B in FIG. 2.
  • the planarization film 15 is disposed on the back surface S4 side of the insulating film 13, and continuously covers the back surface S4 and the light-shielding film 14 so that the back surface S1 side of the light-receiving layer 16 is a flat surface.
  • Examples of the material that can be used for the insulating film 13 include silicon oxide ( SiO2 ) and silicon nitride (SiN).
  • the optical filter array 17 is disposed on the light incidence surface (rear surface S1) side of the planarization film 15, and has a plurality of optical filters 22 arranged in a two-dimensional array so as to correspond to each pixel 8. That is, a plurality of optical filters 22 are formed for each photoelectric conversion unit 20.
  • a wire grid polarizer 22a is used as the optical filter 22 is illustrated.
  • Fig. 4 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the wire grid polarizer 22a when broken along line CC in Fig. 2.
  • Fig. 5 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the wire grid polarizer 22a in a wider range than Fig. 4.
  • the wire grid polarizer 22a has a metal structure 23 made of a metal material.
  • the metal structure 23 integrally has a plurality of strip conductors 24 arranged in parallel at a predetermined pitch, and a frame-shaped outer periphery 25 arranged to surround the area where the plurality of strip conductors 24 are located and connected to the ends of each strip conductor 24.
  • a conductor (wire) configured in a linear or rectangular parallelepiped shape can be used.
  • metal materials include aluminum (Al), copper (Cu), tungsten (W), titanium (Ti), tantalum (Ta), silicon (Si), platinum (Pt), gold (Au), and cobalt (Co).
  • Fig. 4 and Fig. 5 show an example in which four types of wire-grid polarizers 22a in which the longitudinal directions of the strip conductors 24 differ by 45° are used. Fig. 5 also shows an example in which the optical filters 22 having different transmission characteristics are arranged adjacent to each other in the optical filter array 17.
  • the free electrons in the strip conductor 24 vibrate in accordance with the electric field of the light incident on the strip conductor 24, and radiate a reflected wave. Therefore, incident light whose electric field oscillates in a direction perpendicular to the direction in which the multiple strip conductors 24 are arranged, i.e., in a direction parallel to the longitudinal direction of the strip conductor 24, radiates more reflected light because the free electrons in the strip moving body 24 can oscillate freely. Therefore, incident light whose electric field oscillates in a direction parallel to the longitudinal direction of the strip conductor 24 is reflected without passing through the wire grid polarizer 22a.
  • FIG. 4 illustrates an example in which the slit portions 26 are formed between all of the metal structures 23. That is, the slit portions 26 are formed in a lattice pattern in the optical filter array 17. The slit portions 26 penetrate the area in which the metal structures 23 are located (the area of the optical filter array 17 in FIG. 4) in the thickness direction of the metal structures 23. As a result, the slit portions 26 spatially separate the metal structures 23 so that the area in which the multiple metal structures 23 are located is divided into multiple areas.
  • FIG. 4 illustrates an example in which the area in which the multiple metal structures 23 are located is divided into areas corresponding to pixels 8.
  • the shape of the portion of the slit portion 26 extending between the photoelectric conversion portions 20 is linear.
  • the area of the slit portion 26 in a plan view can be reduced, the area of the metal structure 23 can be increased, and the amount of transmitted light of the incident light in the optical filter 22 can be increased.
  • the slit width W1 of the slit portion 26 is made narrower than the width W2 of the portion of the light-shielding film 14 that extends along between the photoelectric conversion portions 20. By making W1 ⁇ W2 , the light that has passed through the slit portion 26 can be blocked by the light-shielding film 14, and color mixing between the pixels 8 can be suppressed.
  • the microlens array 18 is disposed on the light incident surface (hereinafter also referred to as "rear surface S5") side of the optical filter array 17, and has a plurality of microlenses 27 arranged in a two-dimensional array so as to correspond to each pixel 8. That is, one microlens 27 is formed for one photoelectric conversion unit 20. Each of the microlenses 27 collects image light from a subject, and guides the collected image light into the photoelectric conversion unit 20 via the optical filter 22.
  • the wiring layer 19 is disposed on the surface S2 side of the semiconductor substrate 12.
  • the wiring layer 19 has an interlayer insulating film and wiring (not shown) stacked in multiple layers with the interlayer insulating film interposed therebetween.
  • the wiring layer 19 drives the pixel transistors of each pixel 8 via the multiple layers of wiring.
  • the solid-state imaging device 1 having the above configuration, light is irradiated from the rear surface S3 side of the semiconductor substrate 12, the irradiated light is transmitted through the microlens 27 and the optical filter 22, and the transmitted light is photoelectrically converted in the photoelectric conversion unit 20 to generate signal charges. Then, the generated signal charges are output as pixel signals from the vertical signal lines 10 in FIG. 1 formed by the wiring of the wiring layer 19.
  • metal materials have the property that metal atoms move so as to relieve stress.
  • films having various intrinsic stresses are used, and thermal stress is generated by applying heat of several hundred degrees and then returning to room temperature, so that stress is applied to the metal structure 23 made of a metal material.
  • metal atoms move so as to relieve the stress.
  • minute voids exist in the metal material. Therefore, in the metal structure 23, the voids also move along with the movement of the metal atoms.
  • FIG. 6 a case is considered in which, in the optical filter array 17, there is no slit portion 26 between the metal structures 23, and the adjacent metal structures 23 are integrated at their outer peripheries 25, as shown in FIG. 6.
  • metal atoms can move freely in all the metal structures 23, so that voids in the metal material tend to grow, and there is a possibility that large voids are formed in the metal structure 23.
  • a slit portion 26 that spatially separates the metal structures 23 is provided between adjacent metal structures 23.
  • the optical filter 22 is formed for each photoelectric conversion section 20, and the slit sections 26 are formed between all of the metal structures 23. This makes it possible to confine the movement range of metal atoms to one metal structure 23, and therefore makes it possible to appropriately suppress the growth of voids within the metal structure 23, thereby making it possible to suppress the formation of large voids.
  • the optical filter 22 is an example in which the wire grid polarizer 22a is used, but other configurations may be adopted.
  • a configuration using a plasmon filter 22b may be used.
  • FIG. 7 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a solid-state imaging device 1 according to a modified example.
  • FIG. 8 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the wire grid polarizer 22a when broken along line D-D in FIG. 7.
  • the plasmon filter 22b is a filter that utilizes surface plasmon resonance.
  • the plasmon filter 22b includes a metal film 29 having a plurality of holes 28 arranged in a two-dimensional array as the metal structure 23.
  • the plasmon filter 22b surface plasmons having a specific frequency component determined by the period of the holes 28 (the pitch between the holes 28) are excited and propagated at the interface between the metal film 29 and an oxide film (not shown) covering the metal film 29, and light of a predetermined band is transmitted.
  • the material of the metal film 29 may be, for example, aluminum (Al), copper (Cu), tungsten (W), titanium (Ti), tantalum (Ta), silicon (Si), platinum (Pt), gold (Au), or cobalt (Co), similar to that of the wire-grid polarizer 22a.
  • aluminum (Al) is preferable.
  • FIG. 9 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a solid-state imaging device 1 according to a modified example.
  • FIG. 10 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the GMR filter 22c when broken along line E-E in FIG. 9.
  • the GMR filter 22c is a filter that utilizes guided mode resonance.
  • the GMR filter 22c includes a diffraction grating 30 as the metal structure 23.
  • the diffraction grating 30 integrally includes a plurality of strip conductors 31 arranged in parallel at a predetermined pitch, and a frame-shaped outer peripheral portion 32 that is arranged to surround the region in which the plurality of strip conductors 31 are located and is connected to the ends of the strip conductors 31.
  • the GMR filter 22c includes a waveguide having a cladding layer 33 and a core layer 34 in addition to the diffraction grating 30.
  • the diffraction grating 30, the cladding layer 33, and the core layer 34 are laminated in this order from the light incidence direction.
  • the material of the diffraction grating 30 may be, for example, aluminum (Al), copper (Cu), tungsten (W), titanium (Ti), tantalum (Ta), silicon (Si), platinum (Pt), gold (Au), or cobalt (Co).
  • Aluminum (Al) is particularly preferable.
  • the material of the cladding layer 33 may be, for example, silicon oxide (SiO 2 ).
  • the material of the core layer 34 may be, for example, silicon nitride (SiN), tantalum dioxide (TaO 2 ), or titanium oxide (TiO 2 ).
  • FIG. 11 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a solid-state imaging device 1 according to a modified example.
  • FIG. 12 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the FP filter 22d when broken along the line F-F in FIG. 11.
  • the FP filter 22d is a filter that uses Fabry-Perot interference.
  • the FP filter 22d includes an upper mirror layer 35 and a lower mirror layer 36 as the metal structure 23.
  • the FP filter 22d includes a resonator layer 37 in addition to the upper mirror layer 35 and the lower mirror layer 36.
  • the upper mirror layer 35, the resonator layer 37, and the lower mirror layer 36 are stacked in this order from the direction of incidence of light.
  • the resonator layer 37 is a layer that is formed for all the FP filters 22d and is shared.
  • the FP filter 22d light in a predetermined band is transmitted by multiple reflection of light by the reflecting surface of the upper mirror layer 35 and the reflecting surface of the lower mirror layer 36, and interference of the multiple reflected light by the resonator layer 37.
  • a filter with different transmission wavelengths and reflection wavelengths can be configured by changing the layer thickness (optical length) of the resonator layer 37.
  • examples of materials for the upper mirror layer 35 and the lower mirror layer 36 include aluminum (Al), copper (Cu), tungsten (W), titanium (Ti), tantalum (Ta), silicon (Si), platinum (Pt), gold (Au), and cobalt (Co).
  • aluminum (Al) copper
  • tungsten (W) titanium
  • tantalum (Ta) tantalum
  • silicon Si
  • platinum (Pt) gold
  • Au cobalt
  • examples of materials for the resonator layer 37 include resin and dielectric materials.
  • FIG. 13 illustrates an example in which four optical filters 22 arranged in a 2 ⁇ 2 array have the same transmission characteristics.
  • an optical filter 22 is formed for each photoelectric conversion unit 20 and slit portions 26 are formed between all of the metal structures 23, but other configurations can also be adopted.
  • an optical filter 22 may be formed for each photoelectric conversion unit 20 and slit portions 26 may be formed only between some of the metal structures 23.
  • FIG. 14 illustrates a case in which the metal structures 23 arranged in a 2 ⁇ 2 array are connected to each other, and slit portions 26 are formed only between the other metal structures 23 arranged in a 2 ⁇ 2 array, so that the slit portions 26 surround the metal structures 23 arranged in a 2 ⁇ 2 array.
  • FIG. 15 illustrates a case in which the slit portions 26 are formed discontinuously and do not surround the metal structures 23.
  • an optical filter 22 may be formed for each photoelectric conversion unit group 38 including two or more photoelectric conversion units 20, and slit portions 26 may be formed between some or all of the metal structures 23.
  • Figure 16 illustrates an example in which an optical filter 22 is formed for each photoelectric conversion unit group 38 including photoelectric conversion units 20 arranged in a 2 x 2 array, and slit portions 26 are formed between all of the metal structures 23.
  • Figure 17 illustrates an example in which an optical filter 22 is formed for each photoelectric conversion unit group 38, and slit portions 26 are formed only between some of the metal structures 23.
  • the slit width W1 of the slit portion 26 is made narrower than the width W2 of the portion of the light-shielding film 14 extending between the photoelectric conversion portions 20.
  • the slit width W1 of the slit portion 26 may be made narrower than the wavelength of light incident on the slit portion 26.
  • the slit width W1 may be made narrower than the lower limit cutoff wavelength of the color filter.
  • the slit width W1 may be made narrower than the shortest wavelength of the specific wavelength range.
  • the shape of the portion of the slit portion 26 extending between the photoelectric conversion units 20 when viewed from a direction perpendicular to the light incidence surface of the semiconductor substrate 12 (when viewed in a plan view) is linear, but other configurations may be adopted.
  • the shape of the portion of the slit portion 26 extending between the photoelectric conversion units 20 when viewed in a plan view may be a shape including a portion having a slit width W1 different from the surroundings.
  • Fig. 18 illustrates an example in which the shape of a part of the inner wall surface of the slit portion 26 when viewed in a plan view is a broken line, that is, a zigzag line obtained by connecting a plurality of line segments.
  • the light-shielding film 14 is formed in a position that overlaps with the region where the outer periphery 25 of the metal structure 23 is located, but does not overlap with the region where the strip conductor 24 is located.
  • other configurations may be adopted.
  • the light-shielding film 14 when viewed from a direction perpendicular to the rear surface S3 of the semiconductor substrate 12 (when viewed in a plan view), the light-shielding film 14 may be formed to extend from the region where the outer periphery 25 of the metal structure 23 is located to the region where the strip conductor 24 is located. This allows the light that has passed through the slit portion 26 to be more reliably blocked by the light-shielding film 14, and allows color mixing between the pixels 8 to be more reliably suppressed.
  • FIG. 21 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the solid-state imaging device 1 according to the second embodiment.
  • FIG. 22 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the solid-state imaging device 1 when cut along line H-H in FIG. 21.
  • FIG. 23 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the solid-state imaging device 1 when cut along line II in FIG. 21.
  • parts corresponding to those in FIGS. 2 and 3 are given the same reference numerals, and duplicated explanations will be omitted.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that, as shown in Figs. 21 to 23, a conductive portion 39 is provided that electrically connects between the metal structures 23 separated by the slit portion 26.
  • Figs. 21 to 23 illustrate a case in which the conductive portion 39 is disposed on the surface (surface S6) of the metal structure 23 on the semiconductor substrate 12 side and is electrically connected to the surface S6 of the metal structure 23.
  • the conductive portion 39 is disposed on the surface S6 side of the optical filter array 17, and is formed along the slit portion 26 so as to cover the opening on the surface S6 side of the slit portion 26 as shown in Fig. 22. That is, the conductor portion 39 is formed in a lattice shape.
  • the width W3 of the portion of the conductive portion 39 extending along the slit portion 26 is wider than the slit width W1 of the slit portion 26.
  • the conductive portion 39 is disposed across the metal structures 23 and electrically connects between the metal structures 23 separated by the slit portion 26.
  • a conductive material different from the metal material contained in the metal structure 23 can be used as the material of the conductive portion 39.
  • conductive materials that are resistant to stress migration include titanium (Ti), titanium nitride (TiN), tantalum (Ta), etc.
  • titanium (Ti), titanium nitride (TiN), or tantalum (Ta) it is possible to inhibit the movement of metal atoms in the portion of the metal structure 23 that contacts the conductive portion 39, and thus it is possible to suppress stress migration.
  • the metal structures 23 are separated by the slit portion 26, the metal material will be in a floating state during processing, and arcing may occur.
  • the metal structures 23 are electrically connected to each other by the conductive portion 39, so that it is possible to prevent the metal material of the metal structures 23 from being in a floating state during processing of the metal material of the metal structures 23, and to suppress the occurrence of arcing. Note that, at that time, since the conductive material of the conductive portion 39 is a material different from the metal material of the metal structures 23, the metal atoms of the metal structures 23 do not move into the conductive material of the conductive portion 39.
  • the conductor portion 39 is disposed on the surface (surface S6) of the metal structure 23 facing the semiconductor substrate 12 so as to cover the opening of the slit portion 26. Therefore, the light that has passed through the slit portion 26 can be blocked by the conductive portion 39, and the transmitted light can be prevented from entering the photoelectric conversion portion 20, thereby suppressing color mixing between the pixels 8.
  • the conductive portion 39 is disposed between the metal structure 23 and the semiconductor substrate 12, and is electrically connected to the surface S6 of the metal structure 23.
  • the conductive portion 39 may be disposed in the slit portion 26 and electrically connected to the surface of the metal structure 23 on the slit portion 26 side.
  • FIG. 24 and FIG. 25 show an example in which the conductive portion 39 is formed by embedding a conductive material in the slit portion 26, that is, by filling the slit portion 26 with a conductive material.
  • the conductive portion 39 is formed in the same lattice shape as the slit portion 26.
  • the conductive portion 39 electrically connects the metal structures 23 separated by the slit portion 26.
  • Ti titanium
  • TiN titanium nitride
  • Ta tantalum
  • the movement of metal atoms in the portion of the metal structure 23 that contacts the conductive portion 39, that is, the inner wall surface of the slit portion 26, can be inhibited, and stress migration can be suppressed.
  • the light incident on the slit portion 26 can be blocked by the conductive portion 39, and the incident light can be prevented from proceeding into the photoelectric conversion portion 20, thereby suppressing color mixing between the pixels 8.
  • the conductive portion 39 can function as a light shielding portion that blocks the transmission of light in the slit portion 26.
  • the shape of the conductive portion 39 may be formed into a U-shaped groove shape that covers each of the inner wall surfaces of the slit portion 26 and blocks the opening of the slit portion 26 on the semiconductor substrate 12 side.
  • the solid-state imaging device 1 according to the second embodiment can also employ the various configurations described in the modified examples (1) to (9) of the first embodiment.
  • the present technology can be applied to photodetection devices in general, including distance measuring sensors that measure distance, also called ToF (Time of Flight) sensors, in addition to the solid-state imaging device 1 as the image sensor described above.
  • the distance measuring sensor emits irradiation light toward an object, detects the reflected light that is reflected by the surface of the object, and calculates the distance to the object based on the flight time from when the irradiation light is emitted to when the reflected light is received.
  • the structure of the pixel 8 described above can be adopted as the light receiving pixel structure of this distance measuring sensor.
  • FIG. 28 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an imaging device (such as a video camera or a digital still camera) as an electronic device to which the present technology is applied.
  • the imaging device 1000 includes a lens group 1001, a solid-state imaging device 1002 (solid-state imaging device 1 according to the first embodiment), a DSP (Digital Signal Processor) circuit 1003, a frame memory 1004, a monitor 1005, and a memory 1006.
  • the DSP circuit 1003, the frame memory 1004, the monitor 1005, and the memory 1006 are connected to each other via a bus line 1007.
  • the lens group 1001 guides incident light (image light) from a subject to the solid-state imaging device 1002 , and forms an image on the light incident surface (pixel region) of the solid-state imaging device 1002 .
  • the solid-state imaging device 1002 is made up of the CMOS image sensor according to the first embodiment described above.
  • the solid-state imaging device 1002 converts the amount of incident light focused on the light incident surface by the lens group 1001 into an electrical signal on a pixel-by-pixel basis and supplies the signal to the DSP circuit 1003 as a pixel signal.
  • the DSP circuit 1003 performs predetermined image processing on the pixel signals supplied from the solid-state imaging device 1002.
  • the DSP circuit 1003 supplies the image signals after the image processing to a frame memory 1004 on a frame-by-frame basis, and temporarily stores the image signals in the frame memory 1004.
  • the monitor 1005 is formed of a panel-type display device such as a liquid crystal panel, an organic EL (Electro Luminescence) panel, etc.
  • the monitor 1005 displays an image (moving image) of a subject based on pixel signals in frame units temporarily stored in the frame memory 1004.
  • the memory 1006 is composed of a DVD, a flash memory, etc.
  • the memory 1006 reads out and records the pixel signals temporarily stored in the frame memory 1004 on a frame-by-frame basis.
  • the electronic device to which the solid-state imaging device 1 can be applied is not limited to the imaging device 1000, but can also be applied to other electronic devices.
  • the solid-state imaging device 1 according to the first embodiment is used as the solid-state imaging device 1002, other configurations can also be adopted.
  • the solid-state imaging device 1 according to the second embodiment and the solid-state imaging device 1 according to the modified examples of the first and second embodiments can be used as the solid-state imaging device 1002, or other light detection devices to which the present technology is applied.
  • the present disclosure may be configured as follows.
  • a semiconductor substrate having a plurality of photoelectric conversion units formed thereon; a plurality of optical filters disposed on a light incident surface side of the semiconductor substrate; Each of the optical filters has a metal structure made of the same metal material, the light detection device further comprising a slit portion between the metal structures that spatially separates the metal structures.
  • the optical filter is formed for each of the photoelectric conversion units, The light detection device according to (1), wherein the slit portion is formed between some of the metal structures or between all of the metal structures.
  • the optical filter is formed for each photoelectric conversion unit group including two or more of the photoelectric conversion units, The light detection device according to (1), wherein the slit portion is formed between some of the metal structures or between all of the metal structures.
  • the light detection device according to any one of (1) to (4), further comprising a light blocking portion disposed within the slit portion and blocking transmission of light through the slit portion.
  • a light-shielding film disposed between the semiconductor substrate and the metal structure and formed along the spaces between the photoelectric conversion units so as to cover a light incident surface between the photoelectric conversion units;
  • the light-detecting device according to any one of (1) to (7), wherein a slit width of the slit portion is narrower than a width of a portion of the light-shielding film extending along between the photoelectric conversion portions.
  • the photodetector according to any one of (1) to (11), wherein the optical filter is a wire grid polarizer.
  • the photodetector according to any one of (1) to (11), wherein the optical filter is a plasmon filter.
  • the photodetector according to any one of (1) to (11), wherein the optical filter is a GMR (Guided Mode Resonance) filter.
  • the photodetector according to any one of (1) to (11), wherein the optical filter is a Fabry-Perot (FP) filter.
  • FP Fabry-Perot
  • An electronic device comprising: a semiconductor substrate on which a plurality of photoelectric conversion units are formed; and a plurality of optical filters arranged on a light incident surface side of the semiconductor substrate, each of the optical filters having a metal structure made of the same metal material, and a light detection device having a slit portion between the metal structures that spatially separates the metal structures.
  • 1...solid-state imaging device 2...pixel region, 3...vertical drive circuit, 4...column signal processing circuit, 5...horizontal drive circuit, 6...output circuit, 7...control circuit, 8...pixel, 9...pixel drive wiring, 10...vertical signal line, 11...horizontal signal line, 12...semiconductor substrate, 13...insulating film, 14...light-shielding film, 15...planarization film, 16...light-receiving layer, 17...optical filter array, 18...microlens array, 19...wiring layer, 20...photoelectric conversion section, 21...trench section, 22...optical filter, 22a...wire-grid polarizer, 22b...plasmon filter, 22c...GMR filter, 22d...FP filter, 23...metal structure, 24...strip conductor, 25...periphery, 26...slit, 27...microlens, 28...hole, 29...metal film, 30...diffraction grating, 31...strip conductor, 32...periphery, 33...cladding layer

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Abstract

欠陥画素の発生を抑制可能な光検出装置を提供する。具体的には、複数の光電変換部が形成された半導体基板と、半導体基板の光入射面側に配置された複数の光学フィルタと、を備えるようにした。また、光学フィルタそれぞれが、同種の金属材料からなる金属構造体を有するようにした。さらに、金属構造体間に、金属構造体間を空間的に分断するスリット部を備えるようにした。

Description

光検出装置及び電子機器
　本開示は、光検出装置及び電子機器に関する。
　従来、複数の光学フィルタを有し、光学フィルタそれぞれが、金属材料からなる複数の偏光子（例えば、ＷＧＰ：Wire Grid Polarizer）を含む光検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の光検出装置では、偏光子間には、クロストークの抑制やレイアウト繋ぎを目的として、格子状のフレームが形成されている。
特開２０１９－１７９７８３号公報
　一般に、金属材料は、ストレス（応力）が緩和するように金属原子が移動する性質を持っている。光検出装置の製造工程では、様々な真性応力を持つ膜が使用されたり、数百度の熱を加えた後に室温に戻すことで熱応力を生じたりするため、金属材料からなる偏光子には、ストレスが付加される。それゆえ、偏光子内では、そのストレスを緩和するように金属原子の移動が行われる。また、金属材料内には、微小なボイド（空隙）が存在している。そのため、偏光子内では、金属原子の移動にともなって、ボイドの移動も行われる。
　ここで、特許文献１に記載の光検出装置は、すべての偏光子がフレームで一体化されている。したがって、特許文献１に記載の光検出装置における、上記のボイドの移動を検討した場合、金属原子がすべての偏光子内を自由に移動できるため、金属材料内のボイドが成長しやすく、偏光子内に大きなボイドが形成される可能性があった。即ち、特許文献１に記載の光検出装置では、ストレスを緩和するように金属原子が移動して、偏光子内のボイドの成長や断線が発生する現象（ストレスマイグレーション）を生じる可能性があった。そして、大きなボイドが偏光子内に形成されることで、大きなボイドが形成された偏光子を有する画素の感度値が増大し、欠陥画素（例えば点欠陥）を生じる可能性があった。
　本開示は、欠陥画素の発生を抑制可能な光検出装置及び電子機器を提供することを目的とする。
　本開示の光検出装置は、（ａ）複数の光電変換部が形成された半導体基板と、（ｂ）半導体基板の光入射面側に配置された複数の光学フィルタと、を備え、（ｃ）光学フィルタそれぞれが、同種の金属材料からなる金属構造体を有し、（ｄ）金属構造体間に、金属構造体間を空間的に分断するスリット部を備えることを要旨とする。
　本開示の電子機器は、（ａ）複数の光電変換部が形成された半導体基板、（ｂ）及び半導体基板の光入射面側に配置された複数の光学フィルタを備え、（ｃ）光学フィルタそれぞれが、同種の金属材料からなる金属構造体を有し、（ｄ）金属構造体間に、金属構造体間を空間的に分断するスリット部を備える光検出装置を有することを要旨とする。
第１の実施形態に係る固体撮像装置の全体構成を示す図である。 図１のＡ－Ａ線で破断した場合の、固体撮像装置の断面構成を示す図である。 図２のＢ－Ｂ線で破断した場合の、遮光膜の断面構成を示す図である。 図２のＣ－Ｃ線で破断した場合の、ワイヤグリッド型偏光子の断面構成を示す図である。 図４よりも広い範囲の、ワイヤグリッド型偏光子の断面構成を示す図である。 ワイヤグリッド型偏光子の断面構成を示す図である。 変形例に係る固体撮像装置の断面構成を示す図である。 図７のＤ－Ｄ線で破断した場合の、ワイヤグリッド型偏光子の断面構成を示す図である。 変形例に係る固体撮像装置の断面構成を示す図である。 図９のＥ－Ｅ線で破断した場合の、ＧＭＲフィルタの断面構成を示す図である。 変形例に係る固体撮像装置の断面構成を示す図である。 図１１のＦ－Ｆ線で破断した場合の、ＦＰフィルタの断面構成を示す図である。 光学フィルタアレイの断面構成を示す図である。 光学フィルタアレイの断面構成を示す図である。 光学フィルタアレイの断面構成を示す図である。 光学フィルタの断面構成を示す図である。 光学フィルタの断面構成を示す図である。 光学フィルタの断面構成を示す図である。 変形例に係る固体撮像装置の断面構成を示す図である。 図１９のＧ－Ｇ線で破断した場合の、光学フィルタの断面構成を示す図である。 第２の実施形態に係る固体撮像装置の断面構成を示す図である。 図２１のＨ－Ｈ線で破断した場合の、固体撮像装置の断面構成を示す図である。 図２１のＩ－Ｉ線で破断した場合の、固体撮像装置の断面構成を示す図である。 変形例に係る固体撮像装置の断面構成を示す図である。 図２４のＪ－Ｊ線で破断した場合の、固体撮像装置の断面構成を示す図である。 変形例に係る固体撮像装置の断面構成を示す図である。 図２６のＫ－Ｋ線で破断した場合の、固体撮像装置の断面構成を示す図である。 第３の実施形態に係る電子機器の全体構成を示す図である。
　以下に、本開示の実施形態に係る光検出装置及び電子機器の一例を、図１～図２８を参照しながら説明する。本開示の実施形態は以下の順序で説明する。なお、本開示は以下の例に限定されるものではない。また、本明細書に記載された効果は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。
１．第１の実施形態：固体撮像装置
　１－１　固体撮像装置の全体の構成
　１－２　要部の構成
　１－３　変形例
２．第２の実施形態：固体撮像装置
　２－１　要部の構成
　２－２　変形例
３．第３の実施形態：電子機器への応用例
〈１．第１の実施形態〉
［１－１　固体撮像装置の全体の構成］
　本開示の第１の実施形態に係る固体撮像装置１（広義には「光検出装置」）について説明する。図１は、第１の実施形態に係る固体撮像装置１の全体構成を示す図である。
　図１の固体撮像装置１は、裏面照射型のＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサである。図２８に示すように、固体撮像装置１（１００２）はレンズ群１００１を介して、被写体からの像光（入射光）を取り込み、撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。
　図１に示すように、固体撮像装置１は、画素領域２と、垂直駆動回路３と、カラム信号処理回路４と、水平駆動回路５と、出力回路６と、制御回路７とを備えている。
　画素領域２は、二次元アレイ状に配置された複数の画素８を有している。画素８は、図２に示した光電変換部２０と、複数の画素トランジスタ（例えば、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ、選択トランジスタ）とを有している。
　垂直駆動回路３は、例えば、シフトレジスタによって構成され、選択パルスを画素駆動配線９に順次出力する等して、画素領域２の各画素８を行単位で順次選択し、選択した画素８の画素信号を、垂直信号線１０を通してカラム信号処理回路１４に出力する。ここで、画素信号は、各画素８の光電変換部２７で生成した電荷によって得られる信号である。
　カラム信号処理回路４は、例えば、画素８の列毎に配置されており、１行分の画素８から出力される画素信号それぞれに対して画素列毎に信号処理を行う。信号処理としては、例えば、画素固有の固定パターンノイズを除去するための相関二重サンプリング (ＣＤＳ：Correlated Double Sampling)、ＡＤ(Analog Digital)変換を採用することができる。
　水平駆動回路５は、例えば、シフトレジスタによって構成され、水平走査パルスをカラム信号処理回路４に順次出力して、カラム信号処理回路４の各々を順番に選択し、選択したカラム信号処理回路４に、信号処理を終えた画素信号を水平信号線１１へ出力させる。
　出力回路６は、カラム信号処理回路４から水平信号線１１を通して順次に出力される画素信号に対して信号処理を行って出力する。信号処理としては、例えば、バファリング、黒レベル調整、列ばらつき補正等の各種デジタル信号処理等を用いることができる。
　制御回路７は、垂直同期信号、水平同期信号、及びマスタクロック信号に基づいて、垂直駆動回路３、カラム信号処理回路４、及び水平駆動回路５等の動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、制御回路７は、生成したクロック信号や制御信号を、垂直駆動回路３、カラム信号処理回路４、及び水平駆動回路５等に出力する。
［１－２　要部の構成］
　次に、固体撮像装置１の詳細構造について説明する。図２は、図１のＡ－Ａ線で破断した場合の、固体撮像装置１の断面構成を示す図である。
　図２に示すように、固体撮像装置１は、半導体基板１２、絶縁膜１３、遮光膜１４及び平坦化膜１５がこの順に積層されてなる受光層１６が配置されている。また、受光層１６の平坦化膜１５側の面（以下、「裏面Ｓ１」とも呼ぶ）には、光学フィルタアレイ１７、及びマイクロレンズアレイ１８がこの順に配置されている。さらに、受光層１６の半導体基板１２側の面（以下、「表面Ｓ２」とも呼ぶ）には、配線層１９が配置されている。
　半導体基板１２は、例えば、シリコン（Si）基板によって構成されている。半導体基板１２には、各画素８の領域それぞれに光電変換部２０が形成されている。即ち、半導体基板１２には、複数の光電変換部２０が二次元アレイ状に配置されている。光電変換部２０は、ｐｎ接合によってフォトダイオードを構成し、受光量に応じた電荷を生成する。また、光電変換部２０は、ｐｎ接合で生じる静電容量に光電変換で生成した電荷を蓄積する。
　また、半導体基板１２には、隣り合う光電変換部２０間の領域すべてにトレンチ部２１が形成されている。即ち、トレンチ部２１は、半導体基板１２に格子状に形成されている。図２では、トレンチ部２１を、半導体基板１２の光入射面（以下、「裏面Ｓ３」とも呼ぶ）側に開口を有する構成とした場合を例示している。
　絶縁膜１３は、半導体基板１２の裏面Ｓ３側に配置され、裏面Ｓ３全体を連続的に被覆している。また、絶縁膜１３は、トレンチ部２１の内部に埋め込まれている。絶縁膜１３の材料としては、例えば、酸化シリコン（SiO2）、窒化シリコン（SiN）を採用できる。
　遮光膜１４は、絶縁膜１３の光入射面（以下、「裏面Ｓ４」とも呼ぶ）側に配置され、図３に示すように、光電変換部２０それぞれの光入射面を開口するように形成されている。即ち、遮光膜１４は、半導体基板１２と金属構造体２３との間に配置されている。また、遮光膜１４は、格子状に形成されたトレンチ部２１と重なる位置に形成されている。換言すると、光電変換部２０間の光入射面側を覆うように、光電変換部２０間に沿って形成されている、と言える。これにより、例えば、互いに隣接する画素８において、一方の画素８のマイクロレンズ２７に光が斜めに入射し、入射した光が隣接する他方の画素８の光電変換部２０に進む場合に、遮光膜１４は、進む光を遮ることができる。遮光膜１４の材料としては、例えば、アルミニウム（Al）、タングステン（W）、銅（Cu）を採用できる。図３は、図２のＢ－Ｂ線で破断した場合の、遮光膜１４の断面構成を示す図である。
　平坦化膜１５は、絶縁膜１３の裏面Ｓ４側に配置され、受光層１６の裏面Ｓ１側が平坦面となるように、裏面Ｓ４及び遮光膜１４を連続的に被覆している。絶縁膜１３の材料としては、例えば、酸化シリコン（SiO2）、窒化シリコン（SiN）を採用できる。
　光学フィルタアレイ１７は、平坦化膜１５の光入射面（裏面Ｓ１）側に配置され、画素８それぞれに対応するように二次元アレイ状に配置された複数の光学フィルタ２２を有している。即ち、複数の光学フィルタ２２は光電変換部２０毎に形成されている。図２、図４及び図５では、光学フィルタ２２として、ワイヤグリッド型偏光子２２ａを用いた場合を例示している。図４は、図２のＣ－Ｃ線で破断した場合の、ワイヤグリッド型偏光子２２ａの断面構成を示す図である。また、図５は、図４よりも広い範囲における、ワイヤグリッド型偏光子２２ａの断面構成を示す図である。ワイヤグリッド型偏光子２２ａは、金属材料からなる金属構造体２３を有している。金属構造体２３は、所定のピッチで並列に配置された複数の帯状導体２４と、複数の帯状導体２４が位置する領域を囲むように配置されて各帯状導体２４の端部と接続される額縁状の外周部２５と、を一体に有している。帯状導体２４としては、例えば、線状や直方体に構成された導体（ワイヤ）を採用できる。また、金属材料としては、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、タングステン(W)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、シリコン(Si)、白金(Pt)、金(Au)、コバルト(Co)が挙げられる。特に、光の吸収率が低く、反射率が高い点から、白色のアルミニウム(Al)が好ましい。また、各帯状導体２４の光入射面側には、反射防止層（不図示）を形成してもよい。
　なお、ワイヤグリッド型偏光子２２ａの帯状導体２４の長手方向は、ワイヤグリッド型偏光子２２ａ毎に異なっていてもよい。例えば、図４及び図５では、帯状導体２４の長手方向が４５°ずつ異なる４種類のワイヤグリッド型偏光子２２ａを用いた場合を例示している。また、図５では、光学フィルタアレイ１７において、互いに異なる透過特性を持つ光学フィルタ２２が隣り合うように、各光学フィルタ２２を配置した例を示している。
　ここで、帯状導体２４中の自由電子は、帯状導体２４に入射する光の電場に追従して振動し、反射波を輻射する。それゆえ、複数の帯状導体２４が配列される方向と垂直な方向、即ち、帯状導体２４の長手方向に平行な方向に電場が振動する入射光は、帯状動体２４中の自由電子が自由に振動できるため、より多くの反射光を輻射する。そのため、帯状導体２４の長手方向に平行な方向に電場が振動する入射光は、ワイヤグリッド型偏光子２２ａを透過せずに反射される。一方、帯状導体２４の長手方向に垂直な方向に電場が振動する光は、帯状動体２４中の自由電子の振動が制限されるため、帯状導体２４からの反射光の輻射が小さくなる。そのため、帯状導体２４の長手方向に垂直な方向に電場が振動する入射光は、ワイヤグリッド型偏光子２２ａによる減衰が小さくなり、ワイヤグリッド型偏光子２２ａを透過できる。
　また、光学フィルタアレイ１７には、一部の金属構造体２３間又はすべての金属構造体２３間にスリット部２６が形成されている。図４では、すべての金属構造体２３間にスリット部２６が形成されている場合を例示している。即ち、スリット部２６は、光学フィルタアレイ１７に格子状に形成されている。スリット部２６は、金属構造体２３が位置する領域（図４では光学フィルタアレイ１７の領域）を金属構造体２３の厚さ方向に貫通している。これにより、スリット部２６は、複数の金属構造体２３が位置する領域が複数の領域に区分されるように金属構造体２３間を空間的に分断している。図４では、複数の金属構造体２３が位置する領域が、画素８に対応する領域に区分される場合を例示している。
　また、半導体基板１２の裏面Ｓ３に直交する方向から見た場合（平面視の場合）における、スリット部２６の光電変換部２０間に沿って延びている部分の形状は、直線状とした。直線状とすることにより、平面視におけるスリット部２６の面積を低減でき、金属構造体２３の面積を増大でき、光学フィルタ２２における入射光の透過量を増大できる。
　また、スリット部２６のスリット幅Ｗ1は、遮光膜１４の光電変換部２０間に沿って延びている部分の幅Ｗ2よりも細くした。Ｗ1＜Ｗ2とすることにより、スリット部２６を通過した光を遮光膜１４で遮ることができ、画素８間の混色を抑制することができる。
　マイクロレンズアレイ１８は、光学フィルタアレイ１７の光入射面（以下、「裏面Ｓ５」とも呼ぶ）側に配置され、画素８それぞれに対応するように二次元アレイ状に配置された複数のマイクロレンズ２７を有している。即ち、１つの光電変換部２０に対して１つのマイクロレンズ２７が形成されている。マイクロレンズ２７のそれぞれは、被写体からの像光を集光し、集光した像光を、光学フィルタ２２を介して光電変換部２０内に導く。
　配線層１９は、半導体基板１２の表面Ｓ２側に配置されている。配線層１９は、層間絶縁膜と、層間絶縁膜を介して複数層に積層された配線（不図示）とを有している。そして、配線層１９は、複数層の配線を介して、各画素８の画素トランジスタを駆動する。
　以上の構成を有する固体撮像装置１では、半導体基板１２の裏面Ｓ３側から光が照射され、照射された光がマイクロレンズ２７及び光学フィルタ２２を透過し、透過した光が光電変換部２０で光電変換されて信号電荷が生成される。そして、生成された信号電荷が、配線層１９の配線で形成された図１の垂直信号線１０から画素信号として出力される。
　一般に、金属材料は、ストレス（応力）が緩和するように金属原子が移動する性質を持っている。固体撮像装置１の製造工程では、様々な真性応力を持つ膜が使用されたり、数百度の熱を加えた後に室温に戻すことで熱応力を生じたりするため、金属材料からなる金属構造体２３には、ストレスが付加される。それゆえ、金属構造体２３内では、そのストレスを緩和するように金属原子の移動が行われる。また、金属材料内には、微小なボイドが存在している。そのため、金属構造体２３内では、金属原子の移動にともなって、ボイドの移動も行われる。ここで、例えば、図６に示すように、光学フィルタアレイ１７において、金属構造体２３間にスリット部２６が無く、隣り合う金属構造体２３が外周部２５同士で一体化された構造とした場合を考える。図６に示した構造とした場合、金属原子は、すべての金属構造体２３内を自由に移動できるため、金属材料内のボイドが成長しやすく、金属構造体２３内に大きなボイドが形成される可能性があった。即ち、図６に示した構造では、ストレスを緩和するように金属原子が移動して、金属構造体２３内のボイドの成長が発生する現象（ストレスマイグレーション）を生じる可能性があった。そして、大きなボイドが金属構造体２３内に形成されることで、大きなボイドが形成された金属構造体２３を有する画素８の感度値が増大し、欠陥画素を生じる可能性があった。
　これに対し、第１の実施形態に係る固体撮像装置１では、隣り合う金属構造体２３間に、金属構造体２３間を空間的に分断するスリット部２６を備えるようにした。これにより、隣り合う金属構造体２３間が分断されるため、金属構造体２３の金属原子の移動を阻害して一部の金属構造体２３内に留めることができ、金属構造体２３内のボイドの成長を抑制することができる。そのため、ストレスマイグレーションに起因する光学フィルタ２２の欠陥発生を抑制でき、欠陥画素（例えば、点欠陥）の発生を抑制することができる。
　また、第１の実施形態に係る固体撮像装置１では、光学フィルタ２２を、光電変換部２０毎に形成し、スリット部２６を、すべての金属構造体２３間に形成するようにした。これにより、金属原子の移動範囲を１つの金属構造体２３内に留めることができ、金属構造体２３内において、ボイドの成長を適切に抑制でき、大きなボイドの形成を抑制できる。
［１－３　変形例］
（１）なお、第１の実施形態では、光学フィルタ２２として、ワイヤグリッド型偏光子２２ａを用いる例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、図７及び図８に示すように、プラズモンフィルタ２２ｂを用いる構成としてもよい。図７は、変形例に係る固体撮像装置１の断面構成を示す図である。また、図８は、図７のＤ－Ｄ線で破断した場合の、ワイヤグリッド型偏光子２２ａの断面構成を示す図である。プラズモンフィルタ２２ｂは、表面プラズモン共鳴を利用したフィルタである。プラズモンフィルタ２２ｂは、金属構造体２３として、二次元アレイ状に配置された複数の孔２８を有する金属膜２９を備えている。プラズモンフィルタ２２ｂでは、金属膜２９と、金属膜２９を覆う酸化膜等（不図示）との界面で孔２８の周期（孔２８間のピッチ）によって決まる特定の周波数成分を持つ表面プラズモンが励起・伝搬されることにより、所定の帯域の光が透過される。金属膜２９の材料としては、ワイヤグリッド型偏光子２２ａと同様に、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、タングステン(W)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、シリコン(Si)、白金(Pt)、金(Au)、コバルト(Co)が挙げられる。特に、アルミニウム(Al)が好ましい。
　なお、ここでは、プラズモンフィルタ２２ｂのうちの伝播型表面プラズモンによる分光について例を挙げて説明したが、ナノスケールの金属製の柱状構造物（金属ナノ構造体）が周期的に配列する構造を備えた局在型の表面プラズモン共鳴フィルタ（局在型表面プラズモン共鳴フィルタ）についても、同様の原理で分光することが可能である。
（２）また、例えば、図９及び図１０に示すように、光学フィルタ２２として、ＧＭＲ(Guided Mode Resonance)フィルタ２２ｃを用いる構成としてもよい。図９は、変形例に係る固体撮像装置１の断面構成を示す図である。また、図１０は、図９のＥ－Ｅ線で破断した場合の、ＧＭＲフィルタ２２ｃの断面構成を示す図である。ＧＭＲフィルタ２２ｃは、導波モード共鳴を利用したフィルタである。ＧＭＲフィルタ２２ｃは、金属構造体２３として、回折格子３０を備えている。回折格子３０は、所定のピッチで並列に配置された複数の帯状導体３１と、複数の帯状導体３１が位置する領域を囲むように配置されて各帯状導体３１の端部と接続される額縁状の外周部３２と、を一体に有している。また、ＧＭＲフィルタ２２ｃは、回折格子３０に加え、クラッド層３３及びコア層３４を有する導波路を備えている。回折格子３０、クラッド層３３及びコア層３４は、光の入射方向からこの順に積層されている。ＧＭＲフィルタ２２ｃでは、回折格子３０の回折角と、導波路（クラッド層３３、コア層３４）の導波路モードとが整合する波長の光のみが透過されることにより、所定の帯域の光が透過される。回折格子３０の材料としては、ワイヤグリッド型偏光子２２ａと同様に、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、タングステン(W)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、シリコン(Si)、白金(Pt)、金(Au)、コバルト(Co)が挙げられる。特に、アルミニウム(Al)が好ましい。また、クラッド層３３の材料としては、例えば、酸化シリコン(SiO2)を採用できる。また、コア層３４の材料としては、例えば、窒化シリコン(SiN)、二酸化タンタル(TaO2)、チタニウムオキサイド(TiO2)を採用できる。
（３）また、例えば、図１１及び図１２に示すように、光学フィルタ２２として、ＦＰ(Fabry-Perot)フィルタ２２ｄを用いる構成としてもよい。図１１は、変形例に係る固体撮像装置１の断面構成を示す図である。また、図１２は、図１１のＦ－Ｆ線で破断した場合の、ＦＰフィルタ２２ｄの断面構成を示す図である。ＦＰフィルタ２２ｄは、ファブリ・ペロー干渉を利用したフィルタである。ＦＰフィルタ２２ｄは、金属構造体２３として、上部ミラー層３５及び下部ミラー層３６を備えている。また、ＦＰフィルタ２２ｄは、上部ミラー層３５及び下部ミラー層３６に加え、共振器層３７を備えている。上部ミラー層３５、共振器層３７及び下部ミラー層３６は、光の入射方向からこの順に積層されている。また、共振器層３７は、すべてのＦＰフィルタ２２ｄに対して１つ形成されて共有される層となっている。ＦＰフィルタ２２ｄでは、上部ミラー層３５の反射面と下部ミラー層３６の反射面とによる光の多重反射と、共振器層３７による多重反射した光の干渉とにより、所定の帯域の光が透過される。ＦＰフィルタ２２ｄでは、共振器層３７の層厚（光学長）を変化させることで、透過波長や反射波長が異なるフィルタを構成可能となっている。上部ミラー層３５及び下部ミラー層３６の材料としては、ワイヤグリッド型偏光子２２ａと同様に、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、タングステン(W)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、シリコン(Si)、白金(Pt)、金(Au)、コバルト(Co)が挙げられる。特に、銀(Ag)が好ましい。また、共振器層３７の材料としては、例えば、樹脂、誘電体を採用できる。
（４）また、第１の実施形態では、光学フィルタアレイ１７において、隣り合う光学フィルタ２２それぞれが異なる透過特性を持つように、各光学フィルタ２２を配置する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、図１３に示すように、同じ透過特性を持つ光学フィルタ２２が隣り合う部分があってもよい。図１３では、２×２のアレイ状に配置された４つの光学フィルタ２２が同じ透過特性を有している場合を例示している。
（５）また、第１の実施形態では、光電変換部２０毎に光学フィルタ２２を形成するとともに、スリット部２６を、すべての金属構造体２３間に形成する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、図１４及び図１５に示すように、光電変換部２０毎に光学フィルタ２２を形成するとともに、スリット部２６を、一部の金属構造体２３間にのみ形成する構成としてもよい。図１４では、２×２のアレイ状に配置された金属構造体２３同士を互いに接続し、他の２×２のアレイ状に配置された金属構造体２３との間にのみスリット部２６を形成して、スリット部２６が２×２のアレイ状に配置された金属構造体２３を囲む構成とした場合を例示している。また、図１５では、スリット部２６を不連続に形成し、スリット部２６が金属構造体２３を囲まない構成とした場合を例示している。
（６）また、例えば、図１６及び図１７に示すように、２以上の光電変換部２０を含む光電変換部群３８毎に光学フィルタ２２を形成するとともに、スリット部２６を、一部の金属構造体２３間又はすべての金属構造体２３間に形成する構成としてもよい。図１６では、２×２のアレイ状に配置された光電変換部２０を含む光電変換部群３８毎に光学フィルタ２２を形成し、スリット部２６を、すべての金属構造体２３間に形成した場合を例示している。また、図１７では、光電変換部群３８毎に光学フィルタ２２を形成し、スリット部２６を、一部の金属構造体２３間にのみ形成した場合を例示している。
（７）また、第１の実施形態では、スリット部２６のスリット幅Ｗ1を、遮光膜１４の光電変換部２０間に沿って延びている部分の幅Ｗ2よりも細くする例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、スリット部２６のスリット幅Ｗ1を、スリット部２６に入射する光の波長よりも細くする構成としてもよい。一例としては、スリット部２６までの光路上にカラーフィルタがある場合には、そのカラーフィルタの下限側のカットオフ波長よりも細くしてもよい。他の一例としては、使用環境が限定され、スリット部２に特定波長域の光しか届かない場合には、その特定波長域の最短波長よりも細くしてもよい。
（８）また、第１の実施形態では、半導体基板１２の光入射面に直交する方向から見た場合（平面視の場合）における、スリット部２６の光電変換部２０間に沿って延びている部分の形状を、直線状とする例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、図１８に示すように、平面視の場合における、スリット部２６の光電変換部２０間に沿って延びている部分の形状を、周囲とはスリット幅Ｗ1が異なる部分を含む形状としてもよい。図１８では、平面視の場合における、スリット部２６の一部の内壁面の形状を、折れ線状、つまり、複数の線分を接続して得られるジグザグの線状とした場合を例示している。
（９）また、第１の実施形態では、遮光膜１４を、金属構造体２３の外周部２５が位置する領域と重なり、且つ帯状導体２４が位置する領域と重ならない位置に形成する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、図１９及び図２０に示すように、半導体基板１２の裏面Ｓ３に直交する方向から見た場合（平面視の場合）に、遮光膜１４が、金属構造体２３の外周部２５が位置する領域から帯状導体２４が位置する領域に張り出すように形成した構成としてもよい。これにより、スリット部２６を通過した光を遮光膜１４でより確実に遮ることができ、画素８間の混色をより確実に抑制することができる。
〈２．第２の実施形態〉
［２－１　要部の構成］
　次に、本開示の第２の実施形態に係る固体撮像装置１について説明する。第２の実施形態に係る固体撮像装置１の全体構成は、図１と同様であるから図示を省略する。図２１は、第２の実施形態に係る固体撮像装置１の断面構成を示す図である。図２２は、図２１のＨ－Ｈ線で破断した場合の、固体撮像装置１の断面構成を示す図である。図２３は、図２１のＩ－Ｉ線で破断した場合の、固体撮像装置１の断面構成を示す図である。図２１～図２３において、図２、図３に対応する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
　第２の実施形態では、図２１～図２３に示すように、スリット部２６で分断された金属構造体２３間を電気的に接続する導電部３９を備える点が、第１の実施形態と異なっている。図２１～図２３では、導電部３９は、金属構造体２３の半導体基板１２側の面（表面Ｓ６）側に配置され、金属構造体２３の表面Ｓ６と電気的に接続されている場合を例示している。具体的には、導電部３９は、光学フィルタアレイ１７の表面Ｓ６側に配置され、図２２に示すように、スリット部２６の表面Ｓ６側の開口を覆うように、スリット部２６に沿って形成されている。即ち、導体部３９は格子状に形成されている。また、導電部３９のスリット部２６に沿って延びている部分の幅Ｗ3は、スリット部２６のスリット幅Ｗ1よりも太くなっている。これにより、導電部３９は、金属構造体２３間に跨って配置され、スリット部２６で分断された金属構造体２３間を電気的に接続している。導電部３９の材料としては、例えば、金属構造体２３が含む金属材料と異なる導電性材料を採用できる。例えば、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)、タンタル(Ta)等、ストレスマイグレーションに強い導電性材料が挙げられる。特に、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)、タンタル(Ta)を採用することにより、金属構造体２３のうちの導電部３９と接する部分において、金属原子の移動を阻害することができ、ストレスマイグレーションを抑制することができる。
　ここで、例えば、スリット部２６で金属構造体２３間を分断した場合、金属材料加工中に、金属材料がフローティング状態となるため、アーキングが発生する可能性がある。
　これに対し、第２の実施形態に係る固体撮像装置１によれば、金属構造体２３間を導電部３９で電気的に接続しているため、金属構造体２３の金属材料加工中に、金属構造体２３の金属材料がフローティング状態になることを防止でき、アーキングの発生を抑制できる。なお、その際、導電部３９の導電性材料が金属構造体２３の金属材料と異なる材料であるため、金属構造体２３の金属原子が導電部３９の導電性材料内に移動せずに済む。
　また、第２の実施形態に係る固体撮像装置１によれば、導体部３９を、金属構造体２３の半導体基板１２側の面（表面Ｓ６）側に、スリット部２６の開口を覆うように配置した。それゆえ、スリット部２６を通過した光を導電部３９で遮ることができ、通過した光が光電電変換部２０へ入射することを防止でき、画素８間の混色を抑制することができる。
［２－２　変形例］
（１）なお、第２の実施形態では、導電部３９を、金属構造体２３と半導体基板１２との間に配置し、金属構造体２３の表面Ｓ６と電気的に接続させる例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、図２４及び図２５に示すように、導電部３９を、スリット部２６内に配置され、金属構造体２３のスリット部２６側の面と電気的に接続された構成としてもよい。図２４及び図２５では、導電部３９を、スリット部２６内に導電性材料を埋め込んで形成した場合、つまり、導電性材料を充填して形成した場合を例示している。導電部３９は、スリット部２６と同じ格子状に形成されている。これにより、導電部３９は、スリット部２６で分断された金属構造体２３間を電気的に接続している。また、導体部３９の金属材料として、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)、タンタル(Ta)を用いることにより、金属構造体２３のうちの導電部３９と接する部分、つまり、スリット部２６の内壁面の金属原子の移動を阻害でき、ストレスマイグレーションを抑制できる。また、スリット部２６に入射する光を導電部３９で遮ることができ、入射する光が光電電変換部２０内へ進むことを防止でき、画素８間の混色を抑制することができる。即ち、導電部３９を、スリット部２６内における光の透過を遮断する遮光部として機能させることができる。
　また、スリット部２６内に導電部３９を配置する構成を採用する場合、図２６及び図２７に示すように、導電部３９の形状は、スリット部２６の内壁面それぞれを覆うとともに、スリット部２６の半導体基板１２側の開口を塞ぐＵ字溝部状に形成してもよい。
（２）また、第２の実施形態に係る固体撮像装置１には、第１の実施形態の変形例（１）～（９）に記載した各種構成を採用することもできる。
（３）また、本技術は、上述したイメージセンサとしての固体撮像装置１の他、ＴｏＦ（Time of Flight）センサとも呼ばれる距離を測定する測距センサ等も含む光検出装置全般に適用することができる。測距センサは、物体に向かって照射光を発光し、その照射光が物体の表面で反射され返ってくる反射光を検出し、照射光が発光されてから反射光が受光されるまでの飛行時間に基づいて物体までの距離を算出するセンサである。この測距センサの受光画素構造として、上述した画素８の構造を採用することができる。
〈３．第３の実施形態〉
　本開示に係る技術（本技術）は、各種の電子機器に適用されてもよい。
　図２８は、本技術を適用した電子機器としての撮像装置（ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等）の概略的な構成の一例を示す図である。
　図２８に示すように、撮像装置１０００は、レンズ群１００１と、固体撮像装置１００２（第１の実施形態に係る固体撮像装置１）と、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)回路１００３と、フレームメモリ１００４と、モニタ１００５と、メモリ１００６とを備えている。ＤＳＰ回路１００３、フレームメモリ１００４、モニタ１００５及びメモリ１００６は、バスライン１００７を介して相互に接続されている。
　レンズ群１００１は、被写体からの入射光（像光）を固体撮像装置１００２に導き、固体撮像装置１００２の光入射面（画素領域）に結像させる。
　固体撮像装置１００２は、上述した第１の実施の形態のＣＭＯＳイメージセンサからなる。固体撮像装置１００２は、レンズ群１００１によって光入射面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号としてＤＳＰ回路１００３に供給する。
　ＤＳＰ回路１００３は、固体撮像装置１００２から供給される画素信号に対して所定の画像処理を行う。そして、ＤＳＰ回路１００３は、画像処理後の画像信号をフレーム単位でフレームメモリ１００４に供給し、フレームメモリ１００４に一時的に記憶させる。
　モニタ１００５は、例えば、液晶パネルや、有機ＥＬ(Electro Luminescence)パネル等のパネル型表示装置からなる。モニタ１００５は、フレームメモリ１００４に一時的に記憶されたフレーム単位の画素信号に基づいて、被写体の画像（動画）を表示する。
　メモリ１００６は、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等からなる。メモリ１００６は、フレームメモリ１００４に一時的に記憶されたフレーム単位の画素信号を読み出して記録する。
　なお、固体撮像装置１を適用できる電子機器としては、撮像装置１０００に限られるものではなく、他の電子機器にも適用できる。また、固体撮像装置１００２として、第１の実施形態に係る固体撮像装置１を用いる構成としたが、他の構成を採用することもできる。例えば、第２の実施形態に係る固体撮像装置１、及び第１～第２の実施形態の変形例に係る固体撮像装置１等、本技術を適用した他の光検出装置を用いる構成としてもよい。
　なお、本開示は、以下のような構成であってもよい。
（１）
　複数の光電変換部が形成された半導体基板と、
　前記半導体基板の光入射面側に配置された複数の光学フィルタと、を備え、
　前記光学フィルタそれぞれが、同種の金属材料からなる金属構造体を有し、
　前記金属構造体間に、前記金属構造体間を空間的に分断するスリット部を備える
　光検出装置。
（２）
　前記光学フィルタは、前記光電変換部毎に形成されており、
　前記スリット部は、一部の前記金属構造体間又はすべての前記金属構造体間に形成されている
　前記（１）に記載の光検出装置。
（３）
　前記光学フィルタは、２以上の前記光電変換部を含む光電変換部群毎に形成されており、
　前記スリット部は、一部の前記金属構造体間又はすべての前記金属構造体間に形成されている
　前記（１）に記載の光検出装置。
（４）
　前記スリット部で分断された前記金属構造体間を電気的に接続する導電部を備え、
　前記導電部は、前記金属構造体が含む金属材料と異なる導電性材料で形成されている
　前記（１）から（３）の何れかに記載の光検出装置。
（５）
　前記導電部は、前記金属構造体の前記半導体基板側の面側に配置され、前記金属構造体の前記半導体基板側の面と電気的に接続されている
　前記（４）に記載の光検出装置。
（６）
　前記導電部は、前記スリット部内に配置され、前記金属構造体の前記スリット部側の面と電気的に接続されている
　前記（４）に記載の光検出装置。
（７）
　前記スリット部内に配置され、前記スリット部内における光の透過を遮断する遮光部を備える
　前記（１）から（４）の何れかに記載の光検出装置。
（８）
　前記半導体基板と前記金属構造体との間に配置され、前記光電変換部間の光入射面側を覆うように、前記光電変換部間に沿って形成された遮光膜を備え、
　前記スリット部のスリット幅は、前記遮光膜の前記光電変換部間に沿って延びている部分の幅よりも細い
　前記（１）から（７）の何れかに記載の光検出装置。
（９）
　前記スリット部のスリット幅は、前記スリット部に入射する光の波長よりも細い
　前記（１）から（７）の何れかに記載の光検出装置。
（１０）
　前記半導体基板の光入射面に直交する方向から見た場合における、前記スリット部の前記光電変換部間に沿って延びている部分の形状は、直線状である
　前記（１）から（９）の何れかに記載の光検出装置。
（１１）
　前記半導体基板の光入射面に直交する方向から見た場合における、前記スリット部の前記光電変換部間に沿って延びている部分の形状は、周囲とはスリット幅が異なる部分を含む形状である
　前記（１）から（９）の何れかに記載の光検出装置。
（１２）
　前記光学フィルタは、ワイヤグリッド型偏光子である
　前記（１）から（１１）の何れかに記載の光検出装置。
（１３）
　前記光学フィルタは、プラズモンフィルタである
　前記（１）から（１１）の何れかに記載の光検出装置。
（１４）
　前記光学フィルタは、ＧＭＲ(Guided Mode Resonance)フィルタである
　前記（１）から（１１）の何れかに記載の光検出装置。
（１５）
　前記光学フィルタは、ＦＰ(Fabry-Perot)フィルタである
　前記（１）から（１１）の何れかに記載の光検出装置。
（１６）
　複数の光電変換部が形成された半導体基板、及び前記半導体基板の光入射面側に配置された複数の光学フィルタを備え、前記光学フィルタそれぞれが、同種の金属材料からなる金属構造体を有し、前記金属構造体間に、前記金属構造体間を空間的に分断するスリット部を備える光検出装置を有する
　電子機器。
　１…固体撮像装置、２…画素領域、３…垂直駆動回路、４…カラム信号処理回路、５…水平駆動回路、６…出力回路、７…制御回路、８…画素、９…画素駆動配線、１０…垂直信号線、１１…水平信号線、１２…半導体基板、１３…絶縁膜、１４…遮光膜、１５…平坦化膜、１６…受光層、１７…光学フィルタアレイ、１８…マイクロレンズアレイ、１９…配線層、２０…光電変換部、２１…トレンチ部、２２…光学フィルタ、２２ａ…ワイヤグリッド型偏光子、２２ｂ…プラズモンフィルタ、２２ｃ…ＧＭＲフィルタ、２２ｄ…ＦＰフィルタ、２３…金属構造体、２４…帯状導体、２５…外周部、２６…スリット部、２７…マイクロレンズ、２８…孔、２９…金属膜、３０…回折格子、３１…帯状導体、３２…外周部、３３…クラッド層、３４…コア層、３５…上部ミラー層、３６…下部ミラー層、３７…共振器層、３８…光電変換部群、３９…導電部、１０００…撮像装置、１００１…レンズ群、１００２…固体撮像装置、１００３…ＤＳＰ回路、１００４…フレームメモリ、１００５…モニタ、１００６…メモリ、１００７…バスライン

Claims (16)

  1. 　複数の光電変換部が形成された半導体基板と、
    　前記半導体基板の光入射面側に配置された複数の光学フィルタと、を備え、
    　前記光学フィルタそれぞれが、同種の金属材料からなる金属構造体を有し、
    　前記金属構造体間に、前記金属構造体間を空間的に分断するスリット部を備える
    　光検出装置。
  2. 　前記光学フィルタは、前記光電変換部毎に形成されており、
    　前記スリット部は、一部の前記金属構造体間又はすべての前記金属構造体間に形成されている
    　請求項１に記載の光検出装置。
  3. 　前記光学フィルタは、２以上の前記光電変換部を含む光電変換部群毎に形成されており、
    　前記スリット部は、一部の前記金属構造体間又はすべての前記金属構造体間に形成されている
    　請求項１に記載の光検出装置。
  4. 　前記スリット部で分断された前記金属構造体間を電気的に接続する導電部を備え、
    　前記導電部は、前記金属構造体が含む金属材料と異なる導電性材料で形成されている
    　請求項１に記載の光検出装置。
  5. 　前記導電部は、前記金属構造体の前記半導体基板側の面側に配置され、前記金属構造体の前記半導体基板側の面と電気的に接続されている
    　請求項４に記載の光検出装置。
  6. 　前記導電部は、前記スリット部内に配置され、前記金属構造体の前記スリット部側の面と電気的に接続されている
    　請求項４に記載の光検出装置。
  7. 　前記スリット部内に配置され、前記スリット部内における光の透過を遮断する遮光部を備える
    　請求項１に記載の光検出装置。
  8. 　前記半導体基板と前記金属構造体との間に配置され、前記光電変換部間の光入射面側を覆うように、前記光電変換部間に沿って形成された遮光膜を備え、
    　前記スリット部のスリット幅は、前記遮光膜の前記光電変換部間に沿って延びている部分の幅よりも細い
    　請求項１に記載の光検出装置。
  9. 　前記スリット部のスリット幅は、前記スリット部に入射する光の波長よりも細い
    　請求項１に記載の光検出装置。
  10. 　前記半導体基板の光入射面に直交する方向から見た場合における、前記スリット部の前記光電変換部間に沿って延びている部分の形状は、直線状である
    　請求項１に記載の光検出装置。
  11. 　前記半導体基板の光入射面に直交する方向から見た場合における、前記スリット部の前記光電変換部間に沿って延びている部分の形状は、周囲とはスリット幅が異なる部分を含む形状である
    　請求項１に記載の光検出装置。
  12. 　前記光学フィルタは、ワイヤグリッド型偏光子である
    　請求項１に記載の光検出装置。
  13. 　前記光学フィルタは、プラズモンフィルタである
    　請求項１に記載の光検出装置。
  14. 　前記光学フィルタは、ＧＭＲ(Guided Mode Resonance)フィルタである
    　請求項１に記載の光検出装置。
  15. 　前記光学フィルタは、ＦＰ(Fabry-Perot)フィルタである
    　請求項１に記載の光検出装置。
  16. 　複数の光電変換部が形成された半導体基板、及び前記半導体基板の光入射面側に配置された複数の光学フィルタを備え、前記光学フィルタそれぞれが、同種の金属材料からなる金属構造体を有し、前記金属構造体間に、前記金属構造体間を空間的に分断するスリット部を備える光検出装置を有する
    　電子機器。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013038091A (ja) * 2011-08-03 2013-02-21 Toshiba Corp 固体撮像装置及びその製造方法
WO2015025637A1 (ja) * 2013-08-23 2015-02-26 シャープ株式会社 光電変換装置およびその製造方法
WO2018043654A1 (ja) * 2016-09-02 2018-03-08 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器
WO2018235416A1 (ja) * 2017-06-21 2018-12-27 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像素子及び固体撮像装置
JP2019047392A (ja) * 2017-09-05 2019-03-22 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像素子及び固体撮像装置
JP2019114602A (ja) * 2017-12-21 2019-07-11 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 電磁波処理装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013038091A (ja) * 2011-08-03 2013-02-21 Toshiba Corp 固体撮像装置及びその製造方法
WO2015025637A1 (ja) * 2013-08-23 2015-02-26 シャープ株式会社 光電変換装置およびその製造方法
WO2018043654A1 (ja) * 2016-09-02 2018-03-08 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器
WO2018235416A1 (ja) * 2017-06-21 2018-12-27 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像素子及び固体撮像装置
JP2019047392A (ja) * 2017-09-05 2019-03-22 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像素子及び固体撮像装置
JP2019114602A (ja) * 2017-12-21 2019-07-11 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 電磁波処理装置

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