(57)【要約】【課題】混色悪化を抑制しつつ、感度を向上させることができるようにする。【解決手段】基板と、基板に設けられた複数の光電変換領域と、光電変換領域の上側に設けられているカラーフィルタと、光電変換領域間に設けられ、基板を貫通して設けられたトレンチと、光電変換領域の上方で、基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する凹部領域とを備え、隣接する２つの光電変換領域上のカラーフィルタは、同色である。凹部領域の凹部の個数は、像高中心よりも高像高の方が多い。本技術は、例えば、裏面照射型の固体撮像装置等に適用できる。【選択図】図９
2020174158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられた複数の光電変換領域と、
前記光電変換領域の上側に設けられているカラーフィルタと、
前記光電変換領域間に設けられ、前記基板を貫通して設けられたトレンチと、
前記光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する凹部領域と
を備え、
隣接する２つの前記光電変換領域上の前記カラーフィルタは、同色である
固体撮像装置。
【請求項２】
前記凹部領域の前記凹部の個数は、像高中心よりも高像高の方が多い
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記隣接する２つの前記光電変換領域のうちの一方に、前記凹部領域が形成されている
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
第１の色の前記カラーフィルタが配置されている前記光電変換領域に隣接する第２の色の前記カラーフィルタが配置されている前記光電変換領域上に、前記凹部領域は形成されている
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
基板と、
前記基板に設けられた複数の光電変換領域と、
前記光電変換領域の上側に設けられているカラーフィルタと、
前記カラーフィルタの上側に設けられているオンチップレンズと、
４個の前記光電変換領域を囲む、前記基板を貫通して設けられたトレンチと、
前記光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する凹部領域と
を備え、
前記４個の前記光電変換領域上の前記カラーフィルタは、同色であり、
前記４個の前記光電変換領域上に１つの前記オンチップレンズが設けられている
固体撮像装置。
【請求項６】
前記凹部領域の前記凹部の個数は、像高中心よりも高像高の方が多い
請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記４個の前記光電変換領域のうちの少なくとも１個に、前記凹部領域が形成されている
請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記凹部領域の前記凹部の個数は、前記カラーフィルタの色により異なる
請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
基板と、
前記基板に設けられた複数の光電変換領域と、
前記光電変換領域の上側に設けられているカラーフィルタと、
前記カラーフィルタの上側に設けられているオンチップレンズと、
隣接する２個の前記光電変換領域を囲む、前記基板を貫通して設けられたトレンチと、
前記光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する凹部領域と
を備え、
前記２個の前記光電変換領域上の前記カラーフィルタは、同色であり、
前記２個の前記光電変換領域上に１個の前記オンチップレンズが設けられている
固体撮像装置。
【請求項１０】
前記凹部領域の前記凹部の個数は、像高中心よりも高像高の方が少ない
請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記凹部領域の前記凹部の大きさは、像高中心よりも高像高の方が大きい
請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記２個の前記光電変換領域のうちの少なくとも１個に、前記凹部領域が形成されている
請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
前記２個の前記光電変換領域の間は、Ｐ型またはＮ型の領域が設けられている
請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１４】
前記２個の前記光電変換領域の間には、トレンチが設けられている
請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１５】
前記２個の前記光電変換領域上に１個のオンチップレンズが設けられている第１の画素に隣接する第２の画素であり、１個の前記光電変換領域上に１個の前記オンチップレンズが設けられている第２の画素には、前記凹部領域は形成されていない
請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１６】
光の入射方向に位置する前記第２の画素には、前記凹部領域は形成されていない
請求項１５に記載の固体撮像装置。
【請求項１７】
基板と、
前記基板に設けられた複数の光電変換領域と、
前記光電変換領域の上側に設けられているカラーフィルタと、
前記光電変換領域間に設けられ、前記基板を貫通して設けられたトレンチと、
前記光電変換領域の上側に、前記光電変換領域の略半分の領域を覆う金属膜と、
前記光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する凹部領域と
を備える固体撮像装置。
【請求項１８】
前記凹部領域の前記凹部の数は、像高中心よりも高像高の方が多い
請求項１７に記載の固体撮像装置。
【請求項１９】
前記金属膜が、前記光電変換領域の左半分を覆う第１の画素と、前記金属膜が、前記光電変換領域の右半分を覆う第２の画素とのうち、画素アレイ部内での配置位置により、どちらか一方にのみ前記凹部領域が設けられている
請求項１７に記載の固体撮像装置。
【請求項２０】
隣接する前記金属膜により前記光電変換領域が覆われていない前記光電変換領域上の前記凹部領域の凹部の数は、他の光電変換領域上に設けられている凹部領域の凹部の数より少ない
請求項１７に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は固体撮像装置に関し、例えば、混色悪化を抑制しつつ、感度を向上させることができるようにした固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置において、入射光の反射を防止するための構造として、フォトダイオードが形成されるシリコン層の受光面側の界面に微小な凹凸構造を設けことが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７２６１２号公報
【特許文献２】特開２０１３−３３８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、微小な凹凸構造は、入射光の反射を防止して感度を向上させることができるが散乱も大きくなり、隣の画素へ光が漏れ込む量も多くなるため、混色が悪化してしまう可能性があった。
【０００５】
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、混色悪化を抑制しつつ、感度を向上させることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術の一側面の第１の固体撮像装置は、基板と、前記基板に設けられた複数の光電変換領域と、前記光電変換領域の上側に設けられているカラーフィルタと、前記光電変換領域間に設けられ、前記基板を貫通して設けられたトレンチと、前記光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する凹部領域とを備え、隣接する２つの前記光電変換領域上の前記カラーフィルタは、同色である。
【０００７】
本技術の一側面の第２の固体撮像装置は、基板と、前記基板に設けられた複数の光電変換領域と、前記光電変換領域の上側に設けられているカラーフィルタと、前記カラーフィルタの上側に設けられているオンチップレンズと、４個の前記光電変換領域を囲む、前記基板を貫通して設けられたトレンチと、前記光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する凹部領域とを備え、前記４個の前記光電変換領域上の前記カラーフィルタは、同色であり、前記４個の前記光電変換領域上に１つの前記オンチップレンズが設けられている。
【０００８】
本技術の一側面の第３の固体撮像装置は、基板と、前記基板に設けられた複数の光電変換領域と、前記光電変換領域の上側に設けられているカラーフィルタと、前記カラーフィルタの上側に設けられているオンチップレンズと、隣接する２個の前記光電変換領域を囲む、前記基板を貫通して設けられたトレンチと、前記光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する凹部領域とを備え、前記２個の前記光電変換領域上の前記カラーフィルタは、同色であり、前記２個の前記光電変換領域上に１個の前記オンチップレンズが設けられている。
【０００９】
本技術の一側面の第４の固体撮像装置は、基板と、前記基板に設けられた複数の光電変換領域と、前記光電変換領域の上側に設けられているカラーフィルタと、前記光電変換領域間に設けられ、前記基板を貫通して設けられたトレンチと、前記光電変換領域の上側に、前記光電変換領域の略半分の領域を覆う金属膜と、前記光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する凹部領域とを備える。
【００１０】
本技術の一側面の第１の固体撮像装置においては、基板と、基板に設けられた複数の光電変換領域と、光電変換領域の上側に設けられているカラーフィルタと、光電変換領域間に設けられ、基板を貫通して設けられたトレンチと、光電変換領域の上方で、基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する凹部領域とが備えられる。また、隣接する２つの光電変換領域上のカラーフィルタは、同色とされている。
【００１１】
本技術の一側面の第２の固体撮像装置においては、基板と、基板に設けられた複数の光電変換領域と、光電変換領域の上側に設けられているカラーフィルタと、カラーフィルタの上側に設けられているオンチップレンズと、４個の光電変換領域を囲む、基板を貫通して設けられたトレンチと、光電変換領域の上方で、基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する凹部領域とが備えられる。また、４個の光電変換領域上のカラーフィルタは、同色であり、４個の光電変換領域上に１つのオンチップレンズが設けられている。
【００１２】
本技術の一側面の第３の固体撮像装置においては、基板と、基板に設けられた複数の光電変換領域と、光電変換領域の上側に設けられているカラーフィルタと、カラーフィルタの上側に設けられているオンチップレンズと、隣接する２個の光電変換領域を囲む、基板を貫通して設けられたトレンチと、光電変換領域の上方で、基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する凹部領域とが備えられる。また、２個の光電変換領域上のカラーフィルタは、同色であり、２個の光電変換領域上に１個のオンチップレンズが設けられている。
【００１３】
本技術の一側面の第４の固体撮像装置においては、基板と、基板に設けられた複数の光電変換領域と、光電変換領域の上側に設けられているカラーフィルタと、光電変換領域間に設けられ、基板を貫通して設けられたトレンチと、光電変換領域の上側に、光電変換領域の略半分の領域を覆う金属膜と、光電変換領域の上方で、基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する凹部領域とが備えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示に係る固体撮像装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図３】凹部領域について説明をするための図である。
【図４】第２の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図５】第３の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図６】本開示の画素構造の効果を説明する図である。
【図７】第４の実施の形態における画素アレイ部の画素配置について説明するための図である。
【図８】画素アレイ部の画素配置について説明するための図である。
【図９】第４の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図１０】第４の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図１１】画素アレイ部の像高について説明するための図である。
【図１２】第５の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図１３】第５の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図１４】第５の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図１５】第６の実施の形態における画素アレイ部の画素配置について説明するための図である。
【図１６】像高により感度が異なることについて説明するための図である。
【図１７】第６の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図１８】第６の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図１９】第６の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図２０】第６の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図２１】第６の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図２２】第６の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図２３】第６の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図２４】第６の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図２５】第７の実施の形態における位相差検出用の画素について説明するための図である。
【図２６】オートフォーカスの仕方について説明するための図である。
【図２７】第７の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図２８】第７の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図２９】第７の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図３０】第７の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図３１】第７の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図３２】第７の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図３３】第８の実施の形態における画素アレイ部の画素配置について説明するための図である。
【図３４】第８の実施の形態における画素に対応する従来の画素の断面構成例を示す図である。
【図３５】第８の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図３６】第８の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図３７】第８の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図３８】第８の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図３９】第８の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図４０】第８の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図４１】第９の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図４２】第９の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図４３】第９の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図４４】第１０の実施の形態における画素アレイ部の画素配置について説明するための図である。
【図４５】第１０の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図４６】第１０の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図４７】第１０の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図４８】第１０の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図４９】第１０の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図５０】第１０の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図５１】像高により感度が異なることについて説明するための図である。
【図５２】第１０の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図５３】第１０の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図５４】第１０の実施の形態における画素アレイ部の画素配置について説明するための図である。
【図５５】第１０の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図５６】第１０の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図５７】本開示に係る電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図５８】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５９】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。
【図６０】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。
【図６１】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。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。
【００１６】
＜固体撮像装置の概略構成例＞
図１は、本開示に係る固体撮像装置の概略構成を示している。
【００１７】
図１の固体撮像装置１は、半導体として例えばシリコン（Ｓｉ）を用いた半導体基板１２に、画素２が２次元アレイ状に配列された画素アレイ部３と、その周辺の周辺回路部とを有して構成される。周辺回路部には、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などが含まれる。
【００１８】
画素２は、光電変換素子としてのフォトダイオードと、複数の画素トランジスタを有して成る。複数の画素トランジスタは、例えば、転送トランジスタ、選択トランジスタ、リセットトランジスタ、及び、増幅トランジスタの４つのMOSトランジスタで構成される。
【００１９】
また、画素２は、共有画素構造とすることもできる。この画素共有構造は、複数のフォトダイオード、複数の転送トランジスタ、共有される１つのフローティングディフュージョン（浮遊拡散領域）、および共有される１つずつの他の画素トランジスタとから構成される。すなわち、共有画素では、複数の単位画素を構成するフォトダイオード及び転送トランジスタが、他の１つずつの画素トランジスタを共有して構成される。
【００２０】
制御回路８は、入力クロックと、動作モードなどを指令するデータを受取、また固体撮像装置１の内部情報などのデータを出力する。すなわち、制御回路８は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５及び水平駆動回路６など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８は、生成したクロック信号や制御信号を、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５及び水平駆動回路６等に出力する。
【００２１】
垂直駆動回路４は、例えばシフトレジスタによって構成され、画素駆動配線１０を選択し、選択された画素駆動配線１０に画素２を駆動するためのパルスを供給し、行単位で画素２を駆動する。すなわち、垂直駆動回路４は、画素アレイ部３の各画素２を行単位で順次垂直方向に選択走査し、各画素２の光電変換部において受光量に応じて生成された信号電荷に基づく画素信号を、垂直信号線９を通してカラム信号処理回路５に供給する。
【００２２】
カラム信号処理回路５は、画素２の列ごとに配置されており、１行分の画素２から出力される信号を画素列ごとにノイズ除去などの信号処理を行う。例えば、カラム信号処理回路５は、画素固有の固定パターンノイズを除去するためのCDS（Correlated Double Sampling：相関２重サンプリング）およびAD変換等の信号処理を行う。
【００２３】
水平駆動回路６は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路５の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路５の各々から画素信号を水平信号線１１に出力させる。
【００２４】
出力回路７は、カラム信号処理回路５の各々から水平信号線１１を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。出力回路７は、例えば、バッファリングだけする場合もあるし、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理などが行われる場合もある。入出力端子１３は、外部と信号のやりとりをする。
【００２５】
以上のように構成される固体撮像装置１は、CDS処理とAD変換処理を行うカラム信号処理回路５が画素列ごとに配置されたカラムAD方式と呼ばれるCMOSイメージセンサである。
【００２６】
また、固体撮像装置１は、画素トランジスタが形成される半導体基板１２の表面側と反対側の裏面側から光が入射される裏面照射型のMOS型固体撮像装置である。
【００２７】
＜第１の実施の形態＞
図２は、第１の実施の形態に係る画素２ａの断面構成例を示す図である。
【００２８】
固体撮像装置１は、半導体基板１２と、その表面側に形成された多層配線層と支持基板（いずれも不図示）とを備える。
【００２９】
半導体基板１２は、例えばシリコン（Ｓｉ）で構成され、例えば１乃至６μｍの厚みを有して形成されている。半導体基板１２では、例えば、Ｐ型（第１導電型）の半導体領域４１に、Ｎ型（第２導電型）の半導体領域４２が画素２ａ毎に形成されることにより、フォトダイオードＰＤが画素単位に形成されている。半導体基板１２の表裏両面に設けられているＰ型の半導体領域４１は、暗電流抑制のための正孔電荷蓄積領域を兼ねている。
【００３０】
図２に示すように、固体撮像装置１は、フォトダイオードＰＤを構成するＮ型の半導体領域４２が画素２ａごとに形成された半導体基板１２に、反射防止膜６１、透明絶縁膜４６、カラーフィルタ層５１、およびオンチップレンズ５２が積層されて構成される。
【００３１】
電荷蓄積領域となるＮ型の半導体領域４２の上側のＰ型の半導体領域４１の界面（受光面側界面）は、微細な凹凸構造を形成した凹部領域４８により、入射光の反射を防止する反射防止膜６１が形成されている。
【００３２】
反射防止膜６１は、例えば、固定電荷膜および酸化膜が積層された積層構造とされ、例えば、ALD（Atomic Layer Deposition）法による高誘電率（High-k）の絶縁薄膜を用いることができる。具体的には、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）や、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、ＳＴＯ（Strontium Titan Oxide）などを用いることができる。図２の例では、反射防止膜６１は、酸化ハフニウム膜６２、酸化アルミニウム膜６３、および酸化シリコン膜６４が積層されて構成されている。
【００３３】
さらに、反射防止膜６１に積層するように画素２ａの間に遮光膜４９が形成される。遮光膜４９は、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、または窒化タングステン（ＷＮ）などの単層の金属膜が用いられる。または、遮光膜４９として、これらの金属の積層膜（例えば、チタンとタングステンの積層膜や、窒化チタンとタングステンの積層膜など）を用いてもよい。
【００３４】
透明絶縁膜４６は、Ｐ型の半導体領域４１の裏面側（光入射面側）全面に形成されている。透明絶縁膜４６は、光を透過させるとともに絶縁性を有し、屈折率n1が半導体領域４１および４２の屈折率n2よりも小さい（n1＜n2）材料である。透明絶縁膜４６の材料としては、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）、酸化プラセオジム（Ｐｒ2Ｏ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、酸化ネオジム（Ｎｄ2Ｏ3）、酸化プロメチウム（Ｐｍ2Ｏ3）、酸化サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）、酸化ユウロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ2Ｏ3）、酸化テルビウム（Ｔｂ2Ｏ3）、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ2Ｏ3）、酸化ホルミウム（Ｈｏ2Ｏ3）、酸化ツリウム（Ｔｍ2Ｏ3）、酸化イッテルビウム（Ｙｂ2Ｏ3）、酸化ルテチウム（Ｌｕ2Ｏ3）、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、樹脂などを、単独または組み合わせて用いることができる。
【００３５】
遮光膜４９を含む透明絶縁膜４６の上側には、カラーフィルタ層５１が形成されている。Red（赤）、Green（緑）、またはBlue（青）のカラーフィルタ層５１が画素毎に形成される。カラーフィルタ層５１は、例えば顔料や染料などの色素を含んだ感光性樹脂を回転塗布することによって形成される。Red、Green、Blueの各色は、例えばベイヤ配列により配置されることとするが、その他の配列方法で配置されてもよい。図２の例では、右側の画素２ａには、Green（G）のカラーフィルタ層５１が形成されており、左側の画素２ａには、Red（R）のカラーフィルタ層５１が形成されている。
【００３６】
カラーフィルタ層５１の上側には、オンチップレンズ５２が画素２ａ毎に形成されている。オンチップレンズ５２は、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレンーアクリル共重合系樹脂、またはシロキサン系樹脂等の樹脂系材料で形成される。オンチップレンズ５２では入射された光が集光され、集光された光はカラーフィルタ層５１を介してフォトダイオードＰＤに効率良く入射される。
【００３７】
図２に示した画素２ａは、半導体基板１２に画素２ａ同士の間を分離する画素間分離部５４が形成されている。画素間分離部５４は、フォトダイオードＰＤを構成するＮ型の半導体領域４２の間に、半導体基板１２を貫通するトレンチを形成し、そのトレンチの内面に酸化アルミニウム膜６３を成膜し、さらに酸化シリコン膜６４を成膜する際に絶縁物５５をトレンチに埋め込むことによって形成される。
【００３８】
なお、酸化シリコン膜６４のうち、画素間分離部５４に充填される部分は、ポリシリコンを充填した構成とすることもできる。図２では、酸化シリコン膜６４が、絶縁物５５と一体化して形成された場合を示している。
【００３９】
このような画素間分離部５４を構成することにより、隣接する画素２ａ同士は、トレンチに埋め込まれた絶縁物５５によって電気的に完全分離される。これにより、半導体基板１２の内部において発生した電荷が、隣接する画素２ａに漏れることを防止することができる。
【００４０】
また第１の実施の形態における画素２ａでは、半導体基板１２の受光面側界面における画素２ａ同士の間において凹部領域４８を形成しない所定幅の領域を設けることによって平坦部分５３が設けられる。凹部領域４８は、微細な凹構造を形成することによって設けられ、その構造を、画素２ａ同士の間の領域に形成せずに平坦な面を残すことによって、平坦部分５３が設けられる。このように、平坦部分５３を設ける画素構造とすることで、隣接する他の画素２ａの近傍となる所定幅の領域（画素分離領域）における回折光の発生を抑制し、混色の発生を防止することができる。
【００４１】
すなわち、半導体基板１２に凹部領域４８を形成した場合には、垂直入射光の回折が発生し、例えば、凹部の間隔（ピッチ）が大きくなるのに従って回折光の成分が大きくなり、隣接する他の画素２に入射する光の割合が増加することが知られている。
【００４２】
これに対し、固体撮像装置１では、隣接する他の画素２ａに回折光が漏れ易い、画素２ａ同士の間の所定幅の領域に平坦部分５３を設けることで、平坦部分５３では垂直入射光の回折が発生しないことより、混色の発生を防止することができる。
【００４３】
固体撮像装置１の画素アレイ部３の各画素２ａは、以上のように構成されている。
【００４４】
ここで、図３を参照して、凹部領域４８について説明を加える。凹部領域４８は、微細な凹凸が形成された領域であるが、この凹部と凸部は、基準とする面（以下、基準面と記述する）をどこにするかにより異なる。
【００４５】
また、凹部領域４８は、電荷蓄積領域となるＮ型の半導体領域４２の上側のＰ型の半導体領域４１の界面（受光面側界面）に形成された、微細な凹凸構造を有する領域である。この凹凸構造は、半導体領域４２、換言すれば、半導体基板１２の受光面側に形成されている。よって、基準面としては、半導体基板１２の所定の面とすることができ、ここでは、半導体基板１２の一部を基準面とした場合を例に挙げて説明を続ける。
【００４６】
図３に示した凹部領域４８は、断面視において、三角形状に形成されている。図３に示した凹部領域４８は、断面視において、三角形状に形成されているため、基準面の一例として、頂点を結ぶ面を、基準面と設定する。
【００４７】
断面視において、凹部領域４８の三角形状の頂点のうち、透明絶縁膜４６側にある頂点を結ぶ線を含む面を基準面Ａとする。凹部領域４８の三角形状の頂点のうち、底辺側の頂点、換言すれば、半導体領域４２側にある頂点を結ぶ線を含む面を基準面Ｃとする。基準面Ｂは、基準面Ａと基準面Ｃの間にある面とする。
【００４８】
基準面Ａを基準とした場合、凹部領域４８の形状は、基準面Ａに対して下向きの三角形（谷形状）の凹部がある形状となる。すなわち、基準面Ａを基準とした場合、その基準面Ａに対して、下側に谷間の領域が位置し、その谷間の領域は、凹部に該当するため、凹部領域４８は、微細な凹部が形成されている領域となる。さらに換言すれば、基準面Ａを基準としたとき、凹部領域４８は、三角形の頂点と隣接する三角形の頂点の間に凹部が形成され、微細な凹部が形成されている領域であると言える。
【００４９】
基準面Ｃを基準とした場合、凹部領域４８の形状は、基準面Ｃに対して上向きの三角形（山形状）の凸部がある形状となる。すなわち、基準面Ｃを基準とした場合、その基準面Ｃに対して、上側に山となる領域が位置し、その山となる領域は、凸部に該当するため、凹部領域４８は、微細な凸部が形成されている領域となる。さらに換言すれば、基準面Ｃを基準としたとき、凹部領域４８は、三角形状の底辺の頂点間に凸部が形成され、微細な頭部が形成されている領域であると言える。
【００５０】
基準面Ｂを基準とした場合、凹部領域４８の形状は、基準面Ｂに対して凹部と凸部（谷と山）がある形状となる。すなわち、基準面Ｂを基準とした場合、その基準面Ｂに対して、下側に谷となる凹部があり、上側に山となる凸部があるため、微細な凹部と凸部から形成されている領域と言える。
【００５１】
このように、凹部領域４８は、その形状が、図３に示したような山と谷があるようなジグザグな形状であっても、画素２の断面視において、基準面をどこに設定するかにより、微細な凹部で形成されている領域、微細な凸部で形成されている領域、または微細な凹部と凸部で形成されている領域と表すことができる領域であると定義することができる。
【００５２】
また、図３に示した凹部領域４８において、例えば、基準面を、透明絶縁膜４６とカラーフィルタ層５１との界面とした場合、凹部領域４８は、くぼみがある領域（谷）がある形状であるため、微細な凹部で形成されている領域と言える。
【００５３】
また、基準面を、Ｐ型の半導体領域４１とＮ型の半導体領域４２との境界面とした場合、凹部領域４８は、張り出している領域（山）がある形状であるため、微細な凸部で形成されている領域と言える。
【００５４】
このように、画素２の断面視において、所定の平坦な面を基準面とし、その基準面に対して、谷型に形成されているか、山型に形成されているかにより、凹部領域４８の形状を表現することもできる。
【００５５】
さらには、画素２同士の間に、平坦部分５３が形成された構成とした場合、平坦部分５３は、半導体基板１２の受光面側界面における画素２同士の間において凹部領域４８を形成しない所定幅の領域を設けることによって設けられた領域である。この平坦部分５３を含む面を基準面としてもよい。
【００５６】
図２を参照するに、平坦部分５３を含む面を基準面とした場合、凹部領域４８は、基準面よりも下側にくぼんだ部分を有する、換言すれば、谷形状の部分を有する形状であると言えるため、微細な凹部が形成されている領域であると言える。
【００５７】
このように、凹部領域４８は、画素２の断面視において、基準面をどこに設定するかにより、微細な凹部で形成されている領域、微細な凸部で形成されている領域、または微細な凹部と凸部で形成されている領域と表すことができる領域である。
【００５８】
以下の説明においては、凹部領域４８は、微細な凹部で形成されている領域であるとして説明を続けるが、上記したように、微細な凸部で形成されている領域、または微細な凹部と凸部で形成されている領域といった領域も含む表現である。
【００５９】
＜第２の実施の形態＞
図４は、第２の実施の形態に係る画素２ｂの断面構成例を示す図である。
【００６０】
図４において、固体撮像装置１の基本的な構成は、図２に示した構成と共通する。第２の実施の形態に係る画素２ｂでは、半導体基板１２において画素２ｂ同士の間を完全分離する画素間分離部５４ｂが形成される。
【００６１】
画素間分離部５４ｂは、フォトダイオードＰＤを構成するＮ型の半導体領域４２の間に半導体基板１２を貫通するトレンチを掘り込み、そのトレンチの内面に絶縁物５５（図４では、酸化シリコン膜６４）をトレンチに埋め込み、さらに絶縁物５５の内側に遮光膜４９を成膜する際に遮光物５６を埋め込むことによって形成される。遮光物５６は、遮光性を備えた金属により、遮光膜４９と一体になるように形成される。
【００６２】
このような画素間分離部５４ｂを構成することにより、隣接する画素２ｂ同士は、トレンチに埋め込まれた絶縁物５５によって電気的に分離されるとともに、遮光物５６によって光学的に分離される。これにより、半導体基板１２の内部において発生した電荷が、隣接する画素２ｂに漏れることを防止することができるとともに、斜め方向からの光が、隣接する画素２ｂに漏れることを防止することができる。
【００６３】
そして、第２の実施の形態に係る画素２ｂにおいても、平坦部分５３を設ける画素構造とすることで、画素分離領域における回折光の発生を抑制し、混色の発生を防止することができる。
【００６４】
＜第３の実施の形態＞
図５は、第３の実施の形態に係る画素２ｃの断面構成例を示す図である。
【００６５】
図５において、固体撮像装置１の基本的な構成は、図２に示した構成と共通する。第３の実施の形態に係る画素２ｃでは、半導体基板１２において画素２ｃ同士の間を完全分離する画素間分離部５４ｃが形成される。
【００６６】
第３の実施の形態に係る画素２ｃの画素間分離部５４ｃでは、遮光膜４９が平坦部分５３に設けられない構成となっている点が、第２の実施の形態に係る画素２ｂと異なる。
【００６７】
このような画素間分離部５４ｃを構成することにより、隣接する画素２ｃ同士は、トレンチに埋め込まれた絶縁物５５によって電気的に分離されるとともに、遮光物５６によって光学的に分離される。これにより、半導体基板１２の内部において発生した電荷が、隣接する画素２ｃに漏れることを防止することができるとともに、斜め方向からの光が、隣接する画素２ｃに漏れることを防止することができる。
【００６８】
そして、第３の実施の形態に係る画素２ｃにおいても、平坦部分５３を設ける画素構造とすることで、画素分離領域における回折光の発生を抑制し、混色の発生を防止することができる。
【００６９】
＜凹部領域を設けることによる効果＞
画素２に凹部領域４８を有する画素２における効果について図６を参照して説明する。図６は、図２に示した画素２ａの画素構造の効果を説明する図である。
【００７０】
図６のＡは、凹部領域４８を有する反射防止膜６１による効果を説明する図である。反射防止膜６１は、凹凸構造を有することにより、入射光の反射が防止される。これにより、固体撮像装置１の感度を向上させることができる。
【００７１】
図６のＢは、トレンチ構造の画素間分離部５４による効果を説明する図である。従来、画素間分離部５４が設けられていない場合には、反射防止膜６１により散乱した入射光が、光電変換領域（半導体領域４１及び４２）を突き抜ける場合があった。画素間分離部５４は、反射防止膜６１により散乱した入射光を反射させ、光電変換領域内に入射光を閉じ込める効果を有する。これにより、シリコン吸収させる光学距離が延長するので、感度を向上させることができる。
【００７２】
画素間分離部５４の屈折率をn1＝1.5（ＳｉＯ2相当）、光電変換領域が形成されている半導体領域４１の屈折率をn2＝4.0とすると、その屈折率差（n1＜n2）により導波路効果（光電変換領域：コア、画素間分離部５４：クラッド）が発生するため、入射光は光電変換領域内に閉じ込められる。凹部領域４８は、光散乱により混色を悪化させるデメリットがあるが、画素間分離部５４と組み合わせることにより混色の悪化を打ち消すことができ、さらに、光電変換領域を進む入射角度が大きくなることにより、光電変換効率を向上させるメリットを発生させる。
【００７３】
また、シリコン吸収させる光学距離が延長させることが可能となるため、光路長を稼ぐ構造とすることができ、波長の長い入射光であっても効率良くフォトダイオードＰＤに集光することが可能となり、波長の長い入射光に対しても感度を向上させることが可能となる。光路長を稼げるため、波長の長い赤外光（ＩＲ）であっても、画素２の厚み、換言すれば、半導体基板１２の厚みを厚くしなくても感度を向上させることが可能となる。
【００７４】
＜第４の実施の形態＞
第１乃至第３の実施の形態における画素２ａ乃至２ｃを、図７に示すような画素配置を有する画素アレイ部３に配置される画素として適用できる。
【００７５】
図７は、画素アレイ部３の画素配置の一例を示す図である。図７には、画素アレイ部３の４×４の１６画素を例示している。図７に示した配列では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（BLUE）の３色の各色のカラーフィルタが２×２画素の単位で並んでいる。オンチップレンズ５２は、画素毎に形成されている。
【００７６】
図７に示した配列では、左上に、２×２画素のＧフィルタを、左下に、２×２画素のＢフィルタを、右上に、２×２画素のＲフィルタを、右下に、２×２画素のＧフィルタを、それぞれ配置した４×４画素のカラーフィルタを基本単位とする。
【００７７】
画素アレイ部３には、図８に示すように、４×４画素のカラーフィルタを基本単位として、画素が縦方向、横方向にそれぞれ配置されている。図８では、１つの四角形は、同色のカラーフィルタに配置されている２×２画素を表す。
【００７８】
このように画素が配列されている画素アレイ部３に配置されている全ての画素に、第１乃至第３の実施の形態における画素２ａ乃至２ｃのいずれかを適用し、凹部領域４８を形成された画素とすることができる。ここでは、第１の実施の形態における画素２ａが、第４の実施の形態における画素２ｄに適用された場合を例に挙げて説明をする。
【００７９】
図９は、図８に示した画素アレイ部３において、線分Ａ−Ｂにおける断面図であり、図１０は、線分Ｃ−Ｄにおける断面図である。
【００８０】
線分Ａ−Ｂにおける断面図は、図９に示したように、カラーフィルタ層５１の図中左側のカラーフィルタは、赤色（Ｒ）であり、図中右側のカラーフィルタは、緑色（Ｇ）である。赤色のカラーフィルタには、２つの画素２ｄが配置されている。同じく、緑色のカラーフィルタにも２つの画素２ｄが配置されている。
【００８１】
図９に示した画素２ｄの構成は、カラーフィルタが２画素にわたって同一色とされている点以外は、図２に示した第１の実施の形態における画素２ａと同一構造である。
【００８２】
線分Ｃ−Ｄにおける断面図は、図１０に示したように、カラーフィルタ層５１の図中左側のカラーフィルタは、緑色（Ｇ）であり、図中右側のカラーフィルタは、青色（Ｂ）である。緑色のカラーフィルタには、２つの画素２ｄが配置されている。同じく、青色のカラーフィルタにも２つの画素２ｄが配置されている。
【００８３】
図１０に示した画素２ｄの構成は、カラーフィルタが２画素にわたって同一色とされている点以外は、図２に示した第１の実施の形態における画素２ａと同一構造である。
【００８４】
このように、２×２の４画素に同色のカラーフィルタが配置される構成に、凹部領域４８を設けた画素２ｄを適用することができる。凹部領域４８を設けた画素２ｄを、画素アレイ部３に配置することで、感度を向上させることができる。
【００８５】
＜第５の実施の形態＞
第４の実施の形態においては、画素アレイ部３に配置されている全ての画素に凹部領域４８を設ける場合を例に挙げて説明した。第５の実施の形態として、ケラレによる影響を低減させるために凹部領域４８を設ける場合について説明する。
【００８６】
再度、図９、図１０を参照する。例えば、図９に示したように、Ｒ画素に隣接する画素はＧ画素である。また図１０に示したようにＢ画素に隣接する画素はＧ画素である。Ｇ画素によるケラレ（緑のカラーフィルタ（Ｇフィルタ）によるケラレ）が、Ｇ画素に隣接するＲ画素やＢ画素に発生する可能性がある。また、Ｇ画素とＲ画素には感度差があり、一般的にＧ画素の方がＲ画素より感度が高くなる傾向にある。同様に、Ｇ画素とＢ画素には感度差があり、一般的にＧ画素の方がＢ画素より感度が高くなる傾向にある。
【００８７】
また、Ｇフィルタによるケラレによる影響は、高像高側において強く、中央部において弱い。すなわち、像高によりケラレによる影響は異なる。このような影響の違いを吸収するために、像高により凹部領域４８の形状を変えるようにする。具体的には、凹部領域４８の山または谷の個数が像高により異なるようにする。
【００８８】
凹部領域４８を設けることで、光電変換能力を向上させることができる。凹部領域４８の凹凸の数を調整することで感度を調整することができる。ここで、凹部領域４８のうち、カラーフィルタ層５１から遠い位置にある部分を谷の部分と記述した場合、谷の部分の数により感度を調整することができる。谷の部分が多いと、散乱しやすくなり、感度は向上すると考えられる。そこで、凹部領域４８の谷の数を異ならせることで、像高による感度の違いを吸収し、ケラレによる影響が低減されるようにする。
【００８９】
図１１に示すように、画素アレイ部３を、３つの領域に分ける。領域Ａは、画素アレイ部３の像高中心であるとし、領域Ｃは、画素アレイ部３の高像高の領域であるとする。領域Ｂは、領域Ａと領域Ｃの間の領域であり、中像高の領域であるとする。
【００９０】
図１２は、領域Ａに配置されている画素２ｅの断面図である。図１２に示したように、領域Ａに配置される画素２ｅには、凹部領域４８は形成されない。
【００９１】
図１３は、領域Ｂに配置されている画素２ｅの断面図である。図１３に示したように、領域Ｂに配置される画素２ｅのうち、Ｇ画素に隣接する側に配置されているＲ画素とＢ画素には凹部領域４８が形成される。
【００９２】
図１４は、領域Ｃに配置されている画素２ｅの断面図である。図１４に示したように、領域Ｂに配置される画素２ｅのうち、Ｇ画素に隣接する側に配置されているＲ画素とＢ画素には凹部領域４８が形成される。
【００９３】
図１３と図１４に示したＲ画素を比較するに、図１３に示した領域Ｂに配置されているＲ画素の凹部領域４８の谷の数と、図１４に示した領域Ｃに配置されているＲ画素の凹部領域４８の谷の数は、異なる数とされている。図１３に示した領域Ｂに配置されているＲ画素の凹部領域４８の谷の数は２個であり、図１４に示した領域Ｃに配置されているＲ画素の凹部領域４８の谷の数は５個とされている。
【００９４】
図１３と図１４に示したＢ画素を比較するに、図１３に示した領域Ｂに配置されているＢ画素の凹部領域４８の谷の数と、図１４に示した領域Ｃに配置されているＢ画素の凹部領域４８の谷の数は、異なる数とされている。図１３に示した領域Ｂに配置されているＢ画素の凹部領域４８の谷の数は２個であり、図１４に示した領域Ｃに配置されているＢ画素の凹部領域４８の谷の数は５個とされている。
【００９５】
一般的に、像高が高い方が、感度が低くなる傾向にあるため、感度が低くなる高像高の方に配置されている画素２ｅの感度を上げるために、凹部領域４８の谷の数は、高像高以外のところに配置されている画素と比べて、多く形成される。
【００９６】
ここでは、画素アレイ部３の３つの領域に分け、凹部領域４８が形成されていない、凹部領域４８の谷の数が少ない、凹部領域４８の谷の数が多いとした。このように、凹部領域４８の谷の数は、離散的であっても良いし、連続的であってもよい。連続的に設ける場合、凹部領域４８の谷の数は、像高が高くなるにつれて徐々に増えるようにされる。
【００９７】
このように、凹部領域４８の谷の数を調整することで、感度を調整することができる。よって、画素アレイ部３に配置されている画素の感度を均一に調整することが、凹部領域４８の形を調整することで可能となる。
【００９８】
＜第６の実施の形態＞
第１乃至第３の実施の形態における画素２ａ乃至２ｃは、図１５に示すような画素配置を有する画素アレイ部３にも適用できる。
【００９９】
図１５は、画素アレイ部３の画素配置の一例を示す図である。図１５では、画素アレイ部３の４×４の１６画素を例示している。図１５に示した画素配置は、図７に示した画素配置と同じく、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（BLUE）の３色の各色のカラーフィルタが２×２画素の単位で並んでいる。図１５に示した画素配置は、図７に示した画素配置と異なり、２×２画素の４画素で１つのオンチップレンズ５２が形成されている。
【０１００】
図１５に示した配列では、左上に、２×２画素のＧフィルタを、左下に、２×２画素のＢフィルタを、右上に、２×２画素のＲフィルタを、右下に、２×２画素のＧフィルタを、それぞれ配置した４×４画素のカラーフィルタを基本単位とする。この基本単位のうちの２×２の４画素毎に、オンチップレンズ５２が形成されている。
【０１０１】
画素アレイ部３には、４×４画素のカラーフィルタを基本単位として、画素が縦方向、横方向にそれぞれ配置されている。このように画素が配列されている画素アレイ部３に配置されている全ての画素に、第１乃至第３の実施の形態における画素２ａ乃至２ｃのいずれかを適用し、凹部領域４８を形成された画素とすることができる。また、像高やカラーフィルタの色に応じて、一部の画素に対して、第１乃至第３の実施の形態における画素２ａ乃至２ｃのいずれかを適用することもできる。
【０１０２】
ここで、図１５のように、４画素を同一色とし、１つのオンチップレンズ５２を設ける場合であり、凹部領域４８を形成しない場合に発生する可能性がある感度差について、図１６を参照して説明する。
【０１０３】
以下の説明においては、ｐ型の半導体領域４１とｎ型の半導体領域４２から構成される光電変換領域を、ＰＤ（Photodiode）４２として記載し、図中に付す符号は、半導体領域４２の部分を指すように図示して説明を続ける。
【０１０４】
図１６のＡは、画素アレイ部３の中央付近（像高中心）に配置されている画素の断面図であり、図１６のＢは、画素アレイ部３の端部付近（高像高）に配置されている画素の断面図である。また図１６に示す画素は、４画素を同一色とし、１つのオンチップレンズ５２を設けた画素の従来構成に該当する。
【０１０５】
図１６のＡを参照するに、例えば、図中左側に示したＧフィルタの下部には、ＰＤ４２−１とＰＤ４２−２が配置されている。ＰＤ４２−１とＰＤ４２−２上には、１つのオンチップレンズ５２が形成されている。このＰＤ４２−１とＰＤ４２−２の間には、画素間分離部５４は形成されていない。また、ＰＤ４２−１とＰＤ４２−２の間には遮光膜４９も形成されていない。
【０１０６】
ＧフィルタとＢフィルタとの間に該当する部分には、画素間分離部５４が形成されているが、貫通したトレンチではなく、非貫通なトレンチ内に、酸化ハフニウム膜６２と酸化シリコン膜６４が充填された構成とされている。
【０１０７】
このように、同色のカラーフィルタが配置される２×２の４画素内には、画素間分離部５４や遮光膜４９を形成しない構成とすることで、４画素の感度が低下しないように構成されている。
【０１０８】
高像高側に配置されている画素２も、基本的に像高中心に配置されている画素２と同様の構成を有しているが、瞳補正のために、オンチップレンズ５２やカラーフィルタ層５１の位置が、像高中心に寄るように形成されている。図１６のＢを参照するに、オンチップレンズ５２、カラーフィルタ層５１、遮光膜４９は、図中左側にずれた位置に配置されている。
【０１０９】
高像高側に配置されている画素２においては、瞳補正が行われることで、ＰＤ４２−１とＰＤ４２−２に均等に光が入射するように構成されている。しかしながら、この瞳補正のための瞳補正量は、例えば、Ｇ画素において、ＰＤ４２−１とＰＤ４２−２に均等に光が入射する量に設定されている。このように、Ｇ画素に最適な瞳補正量が設定されている場合、色収差の観点から、Ｒ画素やＢ画素では最適ではない可能性がある。
【０１１０】
図１６のＢに示したＧ画素とＢ画素を例に挙げると、Ｇフィルタの下部に配置されているＰＤ４２−１とＰＤ４２−２には、均等に光が入射される。一方で、Ｂフィルタの下部に配置されているＰＤ４２−１とＰＤ４２−２には、均等に光は入射されず、図１６のＢに示した状態では、ＰＤ４２−１の方にＰＤ４２−２よりも多くの光が入射される。換言すれば、ＰＤ４２−１の感度とＰＤ４２−２の感度は異なる可能性がある。
【０１１１】
また、第５の実施の形態のところでも説明したように、Ｇ画素とＢ画素には感度差がある。同様にＧ画素とＲ画素にも感度差がある。このような感度差を吸収するために、感度の低い画素に、凹部領域４８を設けるようにすることができる。
【０１１２】
図１７に、第６の実施の形態における画素２ｆの断面構成例を示す。図１７では、図１６のＢと同じく、高像高側に配置されているＧ画素とＢ画素を示す。図１７に示した画素２ｆの画素間分離部５４は、貫通したトレンチに、酸化ハフニウム膜６２と酸化シリコン膜６４が充填された構成とされている。
【０１１３】
このように貫通した画素間分離部５４を形成することで、異なる色フィルタが配置されている画素間で、光が漏れるようなことを防ぎ、混色を低減させることができる。また、画素間分離部５４により光が反射することで、画素２ｆ内に光を閉じ込める効果も得られる。
【０１１４】
図１７に示したＧ画素とＢ画素のうち、Ｇ画素には、凹部領域４８ｆは形成されていないが、Ｂ画素には、凹部領域４８ｆが形成されている。上記したように、Ｇ画素とＢ画素を比較したとき、Ｂ画素の方が、Ｇ画素より感度が低下しやすいため、Ｂ画素に凹部領域４８ｆを形成し、Ｂ画素の感度が向上するようにする。
【０１１５】
図１８に、高像高側に配置されているＧ画素とＲ画素を示す。図１８に示したＧ画素とＲ画素のうち、Ｇ画素には、凹部領域４８ｆは形成されていないが、Ｒ画素には、凹部領域４８ｆが形成されている。上記したように、Ｇ画素とＲ画素を比較したとき、Ｒ画素の方が、Ｇ画素より感度が低下しやすいため、Ｒ画素に凹部領域４８ｆを形成し、Ｒ画素の感度が向上するようにする。
【０１１６】
図１７、図１８に示したように、Ｇ画素には凹部領域４８ｆを形成せずに、Ｂ画素、または／およびＲ画素には、凹部領域４８ｆを形成する。凹部領域４８ｆは、高像高に配置されているＢ画素とＲ画素の両方に形成しても良いし、Ｂ画素とＲ画素のどちらか一方のみに形成しても良い。
【０１１７】
また、Ｂ画素、または／およびＲ画素には、凹部領域４８ｆを形成するようにした場合、入射光の波長毎に、凹部領域４８ｆの形状を最適化し、感度が均一になるように調整されるようにしても良い。一例を図１９に示す。
【０１１８】
図１９のＡに示したＢ画素と図１９のＢに示したＲ画素を比較するに、図１９のＡに示したＢ画素の凹部領域４８の谷の数と、図１９のＢに示したＲ画素の凹部領域４８の谷の数は、異なる数とされている。図１９のＡに示したＢ画素の凹部領域４８の谷の数は５個であり、図１９のＢに示したＲ画素の凹部領域４８の谷の数は１０個とされている。
【０１１９】
この場合、Ｂ画素とＲ画素を比較したとき、Ｒ画素の方がＢ画素よりも感度が低くなる傾向にあるため、Ｒ画素の凹部領域４８の谷の数の方が、Ｂ画素の凹部領域４８の谷の数よりも多く形成されている。
【０１２０】
さらに、像高に応じて、凹部領域４８ｆの形状が異なる（谷の個数が異なる）構成としても良い。図１１を参照して説明したように、画素アレイ部３を３つの領域に分ける。領域Ａは、画素アレイ部３の像高中心であるとし、領域Ｂは、画素アレイ部３の中像高の領域であるとし、領域Ｃは、画素アレイ部３の高像高の領域であるとする。
【０１２１】
図２０は、領域Ａに配置されている画素２ｆの断面図である。図２０に示したように、領域Ａに配置される画素２ｆには、凹部領域４８ｆは形成されない。
【０１２２】
図２１は、領域Ｂに配置されている画素２ｆの断面図である。図２１に示したように、領域Ｂに配置される画素２ｆのうち、Ｂ画素には凹部領域４８ｆが形成される。
【０１２３】
図２２は、領域Ｃに配置されている画素２ｆの断面図である。図２１に示したように、領域Ｃに配置される画素２ｆのうち、Ｂ画素には凹部領域４８ｆが形成される。
【０１２４】
図２１と図２２に示したＢ画素を比較するに、図２１に示した領域Ｂに配置されているＢ画素の凹部領域４８ｆの谷の数と、図２２に示した領域Ｃに配置されているＢ画素の凹部領域４８ｆの谷の数は、異なる数とされている。図２１に示した領域Ｂに配置されているＢ画素の凹部領域４８ｆの谷の数は５個であり、図２２に示した領域Ｃに配置されているＢ画素の凹部領域４８の谷の数は１０個とされている。
【０１２５】
一般的に、像高が高い方が、感度が低くなる傾向にあるため、感度が低くなる高像高の方に配置されている画素２ｆの感度を上げるために、凹部領域４８の谷の数は、高像高以外のところに配置されている画素と比べて、多く形成される。
【０１２６】
Ｒ画素については図示していないが、中像高と高像高に配置されているＲ画素には、凹部領域４８ｆが形成されている。また、高像高に配置されているＲ画素の凹部領域４８ｆの谷の個数の方が、中像高に配置されているＲ画素の凹部領域４８ｆの谷の個数よりも多く形成されている。
【０１２７】
ここでは、画素アレイ部３の３つの領域に分け、凹部領域４８ｆが形成されていない、凹部領域４８ｆの谷の数が少ない、凹部領域４８ｆの谷の数が多いとした。このように、凹部領域４８ｆの谷の数は、離散的であっても良いし、連続的であってもよい。連続的に設ける場合、凹部領域４８ｆの谷の数は、像高が高くなるにつれて徐々に増えるようにされる。
【０１２８】
このように、凹部領域４８ｆの谷の数を調整することで、感度を調整することができる。よって、画素アレイ部３に配置されている画素の感度を均一に調整することが、凹部領域４８ｆの形を調整することで可能となる。
【０１２９】
さらに、像高に応じて、凹部領域４８ｆの形状が異なる（谷の個数が異なる）構成について説明を加える。
【０１３０】
図１６を参照して説明したように、像高が高くなると、同色の４画素（４個のＰＤ４２）でも感度差が生じる可能性がある。再度図１６のＢを参照するに、Ｂ画素において、Ｂフィルタの下部に配置されているＰＤ４２−１とＰＤ４２−２は、感度差を生じる可能性があり、感度が均一ではない可能性がある。
【０１３１】
そこで、同色の４個のＰＤ４２のうち、感度が低くなる傾向にあるＰＤ４２上には、凹部領域４８ｆを形成するようにし、同色の４個のＰＤ４２間で感度差が小さくなるように構成する。
【０１３２】
領域Ａ（像高中心）においては、感度差はあまりないため、図２０に示したように凹部領域４８ｆが形成されていない画素２ｆが配置される。
【０１３３】
図２３は、領域Ｂ（中像高）に配置されている画素２ｆの断面図である。図２３に示したように、領域Ｂに配置される画素２ｆのうち、Ｂ画素には凹部領域４８ｆが形成される。また、Ｂ画素内で感度差を吸収するために、ＰＤ４２−１側には、凹部領域４８ｆが形成され、ＰＤ４２−２側には、凹部領域４８ｆは形成されない。
【０１３４】
図２４は、領域Ｃ（高像高）に配置されている画素２ｆの断面図である。図２４に示したように、領域Ｃに配置される画素２ｆのうち、Ｂ画素には凹部領域４８ｆが形成される。また、Ｂ画素内で感度差を吸収するために、ＰＤ４２−１側には、凹部領域４８ｆが形成され、ＰＤ４２−２側には、凹部領域４８ｆは形成されない。
【０１３５】
この場合、ＰＤ４２−１の方が、ＰＤ４２−２よりも感度が下がる位置にＢ画素が配置されているため、ＰＣ４２−１には、ＰＤ４２−１側には、凹部領域４８ｆが形成され、ＰＤ４２−２側には、凹部領域４８ｆは形成されない構造とされている。Ｂ画素は、図１５を参照して説明したように、Ｂフィルタを共有する４個のＰＤ４２を含む構成とされている。凹部領域４８ｆは、４個のＰＤ４２の内、他のＰＤ４２よりも感度が低くなる１個、２個、または３個のＰＤ４２に対して形成される。
【０１３６】
図２３と図２４に示したＢ画素を比較するに、図２３に示した領域Ｂに配置されているＢ画素の凹部領域４８ｆの谷の数と、図２４に示した領域Ｃに配置されているＢ画素の凹部領域４８ｆの谷の数は、異なる数とされている。図２３に示した領域Ｂに配置されているＢ画素の凹部領域４８ｆの谷の数は３個であり、図２２に示した領域Ｃに配置されているＢ画素の凹部領域４８の谷の数は５個とされている。
【０１３７】
上記した場合と同じく、像高が高い方が、感度が低くなる傾向にあるため、感度が低くなる高像高の方に配置されている画素２ｆの感度を上げるために、凹部領域４８の谷の数は、高像高以外のところに配置されている画素と比べて、多く形成される。
【０１３８】
Ｒ画素については図示していないが、中像高と高像高に配置されているＲ画素には、凹部領域４８ｆが形成されている。また、Ｒ画素に含まれる４個のＰＤ４２のうち、感度が低いとされる側にある１個、２個、または３個のＰＤ４２に、凹部領域４８ｆが形成される。また、高像高に配置されているＲ画素の凹部領域４８ｆの谷の個数の方が、中像高に配置されているＲ画素の凹部領域４８ｆの谷の個数よりも多く形成されている。
【０１３９】
ここでは、画素アレイ部３の３つの領域に分け、凹部領域４８ｆが形成されていない、凹部領域４８ｆの谷の数が少ない、凹部領域４８ｆの谷の数が多いとした。このように、凹部領域４８ｆの谷の数は、離散的であっても良いし、連続的であってもよい。連続的に設ける場合、凹部領域４８ｆの谷の数は、像高が高くなるにつれて徐々に増えるようにされる。
【０１４０】
なお、第６の実施の形態は、Ｇ画素に適切な瞳補正量が設定されている場合を例に挙げて説明したため、Ｂ画素やＲ画素に凹部領域４８ｆが形成されるとして説明した。Ｂ画素に適切な瞳補正量が設定されている場合、Ｇ画素やＲ画素に凹部領域４８ｆが形成される。また、Ｒ画素に適切な瞳補正量が設定されている場合、Ｇ画素やＢ画素に凹部領域４８ｆが形成される。
【０１４１】
このように、同色のカラーフィルタと１つのオンチップレンズ５２を、４画素（４個のＰＤ４２）で共有する構造を有する画素２ｆにおいても、凹部領域４８ｆを設けることで、光をＰＤ４２により効率良く集めることが可能となり、光電変換効率を向上させることができる。また、色や像高に応じて、凹部領域４８ｆの形状（谷の数）を調整することで、感度を均一にすることができる。
【０１４２】
＜第７の実施の形態＞
第１乃至第３の実施の形態における画素２ａ乃至２ｃは、位相差を検出する画素にも適用できる。位相差は、例えばオートフォーカス（ＡＦ）を実行するために検出される。
【０１４３】
図２５は、位相差を検出する画素であり、１画素を２つのＰＤに分割し、それぞれのＰＤで光を受光する構成とされている画素の断面図を示す。図２５に示した画素は、本技術を適用していない画素構造である。
【０１４４】
図２５のＡと図２５のＢは、同一の構造を有する画素２である。画素２は、１つのオンチップレンズ５２の下に、１色のカラーフィルタ、図２５ではＧフィルタが配置され、２つのＰＤ４２−１とＰＤ４２−２が配置されている。このＰＤ４２−１とＰＤ４２−２の間には、画素内分離部１０１が形成されている。
【０１４５】
画素間分離部５４により囲まれている画素を１画素としたとき、１画素は、２つのＰＤ４２−１とＰＤ４２−２を含む。このＰＤ４２−１とＰＤ４２−２の間には、画素内分離部１０１が形成されている。画素内分離部１０１は、例えば、イオンインプラによりＰ型またはＮ型の領域を形成することで形成されている。画素内分離部１０１をＰ型領域とするか、Ｎ型領域とするかは、ＰＤ４２の構成により決定される。
【０１４６】
図２５のＡを参照するに、画素２に対して、右方向からの光は、画素２内の右側に配置されているＰＤ４２−２に受光される。図２５のＢを参照するに、画素２に対して、左方向からの光は、画素２内の左側に配置されているＰＤ４２−１に受光される。このように、画素内を分離し、ＰＤ４２−１とＰＤ４２−２を設けることで、左部から来る光と右部から来る光を分離して受光することが可能となる。
【０１４７】
ＰＤ４２−１とＰＤ４２−２により、左部から来る光と右部から来る光を分離して受光することで、図２６に示したようにして、フォーカス位置を検出することができる。
【０１４８】
すなわち、後ピン時や前ピン時には、ＰＤ４２−１からの出力とＰＤ４２−２からの出力が一致（対とされている位相差画素の出力が一致）しないが、合焦時には、ＰＤ４２−１からの出力とＰＤ４２−２からの出力が一致（対とされている位相差画素の出力が一致）する。後ピンや前ピンであると判断されるときには、レンズ群（不図示）を合焦する位置まで移動させることで、焦点の検出が実現される。
【０１４９】
このような位相差方式で、合焦位置が検出される場合、比較的高速で焦点位置を検出でき、高速なオートフォーカスを実現できるが、１画素を２つのＰＤ４２に分割しているため、感度の低下が伴う可能性があり、例えば、暗い場所などでは焦点位置が検出しづらい場合がある可能性がある。
【０１５０】
凹部領域４８を形成することで、感度を向上させることができるため、図２５に示したような位相差を検出する画素に対して凹部領域４８を形成することで、低下した感度を補い、さらに向上するようにする。
【０１５１】
図２７は、第７の実施の形態における画素２ｇの断面構成を示す図である。図２７には、左側にＧ画素、右側にＢ画素を図示してある。画素２ｇは、１つのオンチップレンズ５２下に、２つのＰＤ４２が形成され、その２つのＰＤ４２の間に、画素内分離部１０１が形成されている。
【０１５２】
また、２つのＰＤ４２と画素内分離部１０１を含む領域を囲むように、画素間分離部５４が形成されている。また、２つのＰＤ４２と画素内分離部１０１を含む領域上には、凹部領域４８が形成されている。
【０１５３】
第１乃至第６の実施の形態と同じく、凹部領域４８が形成されていることにより、ＰＤ４２の感度を向上させることができる。また、第１乃至第６の実施の形態と同じく、画素間分離部５４が形成されていることで、隣接する画素２ｇに光が漏れるようなことを防ぎ、混色を低減させることができる。また、画素間分離部５４により光が反射することで、画素２ｇ内に光を閉じ込める効果も得られる。
【０１５４】
凹部領域４８を設けることで、入射光が散乱される。例えば、ＰＤ４２−１に入射される光が、散乱されることで、ＰＤ４２−２に入射される可能性があり、分離度が低下する可能性がある。そこで、図２８に示すように、画素内分離部１０１上には、凹部領域４８を形成せずに、平坦とする構成としても良い。
【０１５５】
図２８に示した画素ｇ’に形成されている凹部領域４８ｇ’は、画素内分離部１０１上には形成されずに、平坦な形状で形成されている。換言すれば、凹部領域４８ｇ’は、ＰＤ４２の開口領域に形成され、開口領域以外の領域には形成されていない。
【０１５６】
このように、ＰＤ４２の開口領域に凹部領域４８ｇ’を形成するようにしても良い。このようにＰＤ４２の開口領域にだけ凹部領域４８ｇ’が形成されている画素２ｇ’の分離度は、図２７に示した画素２ｇの分離度よりも高くなる。
【０１５７】
さらに分離度を高めるために、図２９に示したような構成としてもよい。図２９に示した画素２ｇ”は、分離度を高めるために、凹部領域４８ｇを構成する膜の１つである酸化シリコン膜６４が、画素内分離部１０１内に形成されている。
【０１５８】
図２９には、Ｇ画素とＢ画素を図示しているが、Ｇ画素は、図２８に示した画素２ｇ’と同様の構成を有し、Ｂ画素は、画素内分離部１０１内に、酸化シリコン膜６４ｇ”が形成されている。酸化シリコン膜６４は、画素間分離部５４にも充填されている。画素間分離部５４は、隣接する画素２ｇに光が漏れ込むことを防ぐために設けられている。
【０１５９】
よって、画素内分離部１０１に、酸化シリコン膜６４ｇ”を形成することで、Ｂ画素に配置されているＰＤ４２−１とＰＤ４２−２との間で光が漏れ込むようなことを防ぐことができる。ＰＤ４２−１とＰＤ４２−２との間で光が漏れ込むようなことを防ぐことができることで、分離度を上げることができる。
【０１６０】
図２９では、Ｂ画素の画素内分離部１０１には、酸化シリコン膜６４ｇ”を形成し、Ｇ画素の画素内分離部１０１には、酸化シリコン膜６４ｇ”を形成しない例を示した。酸化シリコン膜６４ｇ”は、分離度が低くなる傾向にある色に該当する画素に形成するようにすることができる。図２９に示した例では、Ｂ画素は分離度が低くなる傾向があるため酸化シリコン膜６４ｇ”を画素内分離部１０１に形成し、Ｇ画素はＢ画素に比べれば、分離度が低くなる傾向にはないため、画素内分離部１０１には酸化シリコン膜６４ｇ”は形成されていない例を示した。
【０１６１】
また、図２９では、画素内分離部１０１の途中まで酸化シリコン膜６４ｇ”が形成されている例を示したが、画素間分離部５４内の酸化シリコン膜６４ｇと同じく、配線層側まで形成されていても良い。画素内分離部１０１の途中まで酸化シリコン膜６４ｇ”の深さにより、分離度を調整することができる。すなわち、画素内分離部１０１の途中まで酸化シリコン膜６４ｇ”を深く形成することで、隣接するＰＤ４２に光が漏れ込むことをより防ぐことができ、分離度を高めることができる。
【０１６２】
画素内分離部１０１の途中まで酸化シリコン膜６４ｇ”が形成するか否か、また、どこまで形成するかは、例えば、所望とする分離度以上になるように設定される。例えば、分離度が１．６以上になるように、分離度が１．６以上にならない画素には、画素内分離部１０１に酸化シリコン膜６４ｇ”を形成する。また、形成する場合、分離度が１．６以上になるように、画素内分離部１０１内の酸化シリコン膜６４ｇ”を形成する深さが設定される。
【０１６３】
このように、所望の分離度となるように、酸化シリコン膜６４ｇ”を形成するようにしても良いし、図示していないＲ画素も含め、Ｇ画素、Ｂ画素、Ｒ画素の全てに、酸化シリコン膜６４ｇ”を画素内分離部１０１に形成しても良い。
【０１６４】
また、像高に応じて、凹部領域４８の形状を変更するようにしても良い。ここでは、全ての画素に凹部領域４８ｇを形成する図２７に示した画素２ｇを例に挙げて説明を続ける。
【０１６５】
図３０は、高像高側に配置されている画素２ｇの断面図である。像高中心に配置されている画素２ｇは、図２７に示した画素２ｇである場合、高像高に配置されている画素２ｇは、図３０に示した画素２ｇとすることができる。
【０１６６】
図２７と図３０に示した画素２ｇを比較するに、図２７に示した像高中心に配置されている画素２ｇの凹部領域４８ｇの谷の数と、図３０に示した高像高に配置されている画素２ｇの凹部領域４８ｇの谷の数は、異なる数とされている。図２７に示した像高中心に配置されている画素２ｇの１つのＰＤ４２上に形成されている凹部領域４８ｇの谷の数は５個であり、図３０に示した高像高に配置されている画素２ｇの１つのＰＤ４２上に形成されている凹部領域４８の谷の数は３個とされている。
【０１６７】
１画素２ｇ内に、２つのＰＤ４２を設けた構成の場合、像高中心よりも高像高側の方が画素内のＰＤ４２間での混色が大きくなる傾向にある。凹部領域４８ｇの谷の数が多くなることで、光がより散乱し、ＰＤ４２の感度を向上させることができるが、光が散乱することで混色が大きくなる可能性がある。
【０１６８】
上記したように高像高側に配置される画素２ｇの凹部領域４８ｇの谷の数は、像高中心に配置されている画素２ｇの凹部領域４８ｇの谷の数よりも少なくなるようにし、高像高側で混色が大きくならないような構造とすることもできる。
【０１６９】
Ｒ画素については図示していないが、高像高に配置されているＲ画素の凹部領域４８ｇの谷の個数の方が、像高中心に配置されているＲ画素の凹部領域４８ｇの谷の個数よりも少なく形成されている。
【０１７０】
ここでは、画素アレイ部３の２つの領域に分け、凹部領域４８ｇの谷の数が少ない、凹部領域４８ｇの谷の数が多いとした。このように、凹部領域４８ｇの谷の数は、離散的であっても良いし、連続的であってもよい。連続的に設ける場合、凹部領域４８ｇの谷の数は、像高が高くなるにつれて徐々に減るようにされる。
【０１７１】
このように、凹部領域４８ｆの谷の数を調整することで、混色を抑制することができる。
【０１７２】
また、図３１に示すように、凹部領域４８の凹部の大きさを変更することで、混色が抑制されるような構造とすることもできる。図３１は、高像高側に配置される画素２ｇの他の構成を示す図である。
【０１７３】
図３１に示した画素２ｇの凹部領域４８ｇと、図２７に示した画素２ｇの凹部領域４８ｇを比較する。画素２ｇの凹部領域４８ｇの１つの凹部（谷）の辺の傾斜を比較すると、図３１に示した画素２ｇの凹部領域４８ｇの凹部の辺の傾斜は、図２７に示した画素２ｇの凹部領域４８ｇの凹部の辺の傾斜よりもなだらかになるように形成されている。
【０１７４】
換言すれば、図３１に示した画素２ｇの凹部領域４８ｇの凹部は、図２７に示した画素２ｇの凹部領域４８ｇの凹部よりも大きくなるように形成されている。凹部の大きさを調整することで、光が散乱する度合いを小さくしたり、大きくしたりすることができる。光の散乱する度合いを調整することで、混色が抑制されるようにすることができる。
【０１７５】
このように、凹部領域４８ｆの谷の大きさを調整することで、混色を抑制することができる。
【０１７６】
高像高側では、１画素２ｇ内に形成されている２つのＰＤ４２で感度差が生じる可能性もある。１画素内で、凹部領域４８ｇの形状を変えても良い。例えば、図３２に示すように、画素２ｇ内のＰＤ４２−１上に形成されている凹部領域４８ｇの谷の数と、ＰＤ４２−２上に形成されている凹部領域４８ｇの谷の数と、異なる数とされている。画素２ｇ内のＰＤ４２−１上に形成されている凹部領域４８ｇ谷の数は３個であり、画素２ｇ内のＰＤ４２−２上に形成されている凹部領域４８ｇの谷の数は５個とされている。
【０１７７】
図３２に示したＰＤ４２−１とＰＤ４２−２を比較したとき、ＰＤ４２−２の方が、ＰＤ４２−１より感度が低下しやすい場合、ＰＤ４２−２の凹部領域４８ｇの谷の数を、ＰＤ４２−１の凹部領域４８ｇの谷の数よりも多く形成する。このように凹部を形成することで、ＰＤ４２−２の感度がＰＤ４２−１よりも感度が低下するような場合であっても、ＰＤ４２−２の感度を向上させることができ、ＰＤ４２−１の感度とＰＤ４２−２の感度を合わせることができる。
【０１７８】
このように、１画素内で、凹部領域４８の凹部の数を調整することで、１画素内に形成されているＰＤ４２に、感度差が生じないように調整されるようにしても良い。また、ここでは、凹部の個数を調整する場合を例に挙げたが、図３１を参照して説明したように、凹部の大きさを調整することで、ＰＤ４２に感度差が生じないようにするようにしても良い。
【０１７９】
このように、１画素内に２つのＰＤを有する画素においても、凹部領域４８を設けることで、光をＰＤ４２により効率良く集めることが可能となり、光電変換効率を向上させることができる。また、色や像高に応じて、凹部領域４８の形状（谷の数）を調整することで、感度を均一にしたり、混色を低減させたりすることができる。
【０１８０】
＜第８の実施の形態＞
第１乃至第３の実施の形態における画素２ａ乃至２ｃは、位相差を検出する画素にも適用できる。位相差は、例えばオートフォーカス（ＡＦ）を実行するために検出される。
【０１８１】
図３３、３４を参照し、位相差を検出する画素であり、２画素に１つのオンチップレンズを配置した画素について説明する。図３３は、固体撮像素子における１６（＝４×４）画素の範囲を抜き出して図示した斜視模式図であり、このうちの２画素が位相差検出用の画素２ｈｂであって、その他の１４画素が通常の画素２ｈａである。
【０１８２】
図３４は、図３３に示した線分Ａ−Ａ’における画素２ｈの断面図である。図３４は、本技術を適用していない通常の画素２ｈａと位相差検出用の画素２ｈｂを示す。
【０１８３】
画素２ｈのうち、位相差を検出する画素２ｈを、画素２ｈｂと記述し、画素２ｈｂ以外の画素（通常の画素）を画素２ｈａと記述する。通常の画素２ｈａは、例えば第１乃至第３の実施の形態における画素２ａ乃至２ｃと同等の構成を有する画素とすることができる。
【０１８４】
位相差検出用の画素２ｈｂは、１つのオンチップレンズ５２ｂの下に、１色のカラーフィルタ、図３４ではＧフィルタが配置され、２つのＰＤ４２−１とＰＤ４２−２が配置されている。このＰＤ４２−１とＰＤ４２−２の間には、画素内分離部１０１が形成されている。
【０１８５】
画素間分離部５４間にある画素を１画素としたとき、１画素は、２つのＰＤ４２−１とＰＤ４２−２とに分けられている。このＰＤ４２−１とＰＤ４２−２の間には、画素内分離部１０１が形成されている。画素内分離部１０１は、例えば、イオンインプラによりＰ型またはＮ型の領域を形成することで形成されている。
【０１８６】
このような位相差検出用の画素２ｈｂの構成は、図２５に示した画素２と同様であり、図２５を参照して説明したように、位相差検出用の画素２ｈｂによれば、左部から来る光と右部から来る光を分離して受光することが可能となる。
【０１８７】
ＰＤ４２−１とＰＤ４２−２により、左部から来る光と右部から来る光を分離して受光することで、図２６を参照して説明したように、フォーカス位置を検出することができる。
【０１８８】
凹部領域４８を形成することで、感度を向上させることができ、図３５に示すように、通常の画素２ｈａと位相差検出用の画素２ｈｂに対して凹部領域４８を形成することで、感度をさらに向上するようにすることができる。
【０１８９】
図３５には、左側にＧ画素、右側にＧ画素を図示してある。図３４に示した画素２ｈと同じく、位相差検出用の画素２ｈｂは、１つのオンチップレンズ５２ｂの下に、２つのＰＤ４２が形成され、その２つのＰＤ４２の間に、画素内分離部１０１が形成されている。
【０１９０】
また、２つのＰＤ４２と画素内分離部１０１を含む領域を囲むように、画素間分離部５４が形成されている。また、２つのＰＤ４２と画素内分離部１０１を含む領域上には、凹部領域４８が形成されている。
【０１９１】
第１乃至第７の実施の形態と同じく、凹部領域４８が形成されていることにより、ＰＤ４２の感度を向上させることができる。また、第１乃至第７の実施の形態と同じく、画素間分離部５４が形成されていることで、隣接する画素２ｈに光が漏れるようなことを防ぎ、混色を低減させることができる。また、画素間分離部５４により光が反射することで、画素２ｈ内に光を閉じ込める効果も得られる。
【０１９２】
凹部領域４８を設けることで、入射光が散乱される。例えば、ＰＤ４２−１に入射される光が、散乱されることで、ＰＤ４２−２に入射される可能性があり、分離度が低下する可能性がある。そこで、図３５に示すように、画素内分離部１０１上には、凹部領域４８を形成せずに、平坦とする構成としても良い。
【０１９３】
図３５を再度参照するに画素２ｈｂに形成されている凹部領域４８ｈは、画素内分離部１０１上には形成されずに、平坦な形状で形成されている。換言すれば、凹部領域４８ｈは、ＰＤ４２の開口領域に形成され、開口領域以外の領域には形成されていない。このように、ＰＤ４２の開口領域に凹部領域４８ｈを形成するようにしても良い。
【０１９４】
図３５を参照して説明したように、画素アレイ部３に配置されている画素２ｈの全てに凹部領域４８ｈを形成しても良いが、図３６に示すように、通常の画素２ｈａには凹部領域４８ｈを形成し、位相差検出用の画素２ｈｂには、凹部領域４８ｈを形成しない構成としても良い。
【０１９５】
また、像高中心に配置される画素２ｈは、図３５に示したように、通常の画素２ｈａと位相差検出用の画素２ｈｂの両方に、凹部領域４８ｈを形成し、高像高に配置される画素２ｈは、図３６に示したように、通常の画素２ｈａには凹部領域４８ｈを形成し、位相差検出用の画素２ｈｂには凹部領域４８ｈを構成しないようにしても良い。すなわち、像高に応じて位相差検出用の画素２ｈｂに、凹部領域４８ｈを形成されるようにしても良い。
【０１９６】
また、像高に応じて、凹部領域４８ｈの形状が異なる（谷の個数が異なる）構成としても良い。図１１を参照して説明したように、画素アレイ部３を３つの領域に分ける。領域Ａは、画素アレイ部３の像高中心であるとし、領域Ｂは、画素アレイ部３の中像高の領域であるとし、領域Ｃは、画素アレイ部３の高像高の領域であるとする。
【０１９７】
ここでは、通常の画素２ｈａは、像高によらず凹部領域４８ｈを形成し、その凹部領域４８ｈの形状は同一である場合を例に挙げて説明を続けるが、位相差検出用の画素２ｈｂと同じく、像高により凹部領域４８ｈの形状が異なるように構成することも可能である。
【０１９８】
領域Ａに配置されている位相差検出用の画素２ｈｂは、図３５に示したように凹部領域４８ｈが形成される。また、１つのＰＤ４２上に形成されている凹部領域４８ｈの凹部の数は、図３５に示した例では５個とされている。
【０１９９】
図３７は、領域Ｂ（中像高）に配置されている画素２ｈの断面図である。図３７に示したように、領域Ｂに配置される位相差検出用の画素２ｈｂには凹部領域４８ｈが形成される。また、１つのＰＤ４２上に形成されている凹部領域４８ｈの凹部の数は、図３７に示した例では３個とされている。
【０２００】
図３８は、領域Ｃ（高像高）に配置されている画素２ｈの断面図である。図３８に示したように、領域Ｃに配置される位相差検出用の画素２ｈｂには凹部領域４８ｈが形成される。また、１つのＰＤ４２上に形成されている凹部領域４８ｈの凹部の数は、図３８に示した例では２個とされている。
【０２０１】
図３５、図３７、図３８のそれぞれに示した位相差検出用の画素２ｈｂを比較するに、図３５に示した位相差検出用の画素２ｈｂの凹部領域４８ｈの谷の数、図３７に示した位相差検出用の画素２ｈｂの凹部領域４８ｈの谷の数、および図３８に示した位相差検出用の画素２ｈｂの凹部領域４８ｈの谷の数は、異なる数とされている。
【０２０２】
上記したように、像高が高い方が、混色が大きくなる傾向にあるため、混色が大きくなる高像高の方に配置されている位相差検出用の画素２ｈｂの混色が低減されるようにするために、凹部領域４８の谷の数は、高像高側ほど少なくなるように形成される。
【０２０３】
ここでは、画素アレイ部３の３つの領域に分け、凹部領域４８ｈの凹部の数が、５個、３個、２個といった離散的であっても良いし、連続的であってもよい。連続的に設ける場合、凹部領域４８ｈの谷の数は、像高が高くなるにつれて徐々に減るようにされる。
【０２０４】
このように、凹部領域４８ｈの谷の数を調整することで、凹部領域４８ｈを形成することで発生する可能性のある混色を低減させることができる。よって、位相差検出用の画素２ｈｂにおいて、分離度が低下しないように、凹部領域４８ｈを形成することができる。
【０２０５】
高像高側では、位相差検出用の画素２ｈｂ内に形成されている２つのＰＤ４２で感度差が生じる可能性もある。位相差検出用の画素内で、凹部領域４８ｈの形状を変えても良い。例えば、図３９に示すように、ＰＤ４２−１とＰＤ４２−２のうちの一方に凹部領域４８ｈを形成し、他方には形成しない構成としても良い。
【０２０６】
図３９のＡには、左方向からの光を受光するＰＤ４２−１に凹部領域４８ｈが形成され、右方向からの光を受光するＰＤ４２−２には凹部領域４８ｈは形成されていない場合を示した。図３９のＡに示したＰＤ４２−１とＰＤ４２−２を比較したとき、ＰＤ４２−１の方が、ＰＤ４２−２より感度が低下しやすい場合、ＰＤ４２−１には凹部領域４８ｈを形成し、ＰＤ４２−２には凹部領域４８ｈを形成しない。このように凹部領域４８ｈを形成することで、ＰＤ４２−１の感度がＰＤ４２−２よりも感度が低下するような場合であっても、ＰＤ４２−１の感度を向上させることができ、ＰＤ４２−１の感度とＰＤ４２−２の感度を合わせることができる。
【０２０７】
図３９のＢには、左方向からの光を受光するＰＤ４２−１には凹部領域４８ｈが形成されず、右方向からの光を受光するＰＤ４２−２には凹部領域４８ｈが形成されている場合を示した。図３９のＢに示したＰＤ４２−１とＰＤ４２−２を比較したとき、ＰＤ４２−２の方が、ＰＤ４２−１より感度が低下しやすい場合、ＰＤ４２−２には凹部領域４８ｈを形成し、ＰＤ４２−１には凹部領域４８ｈを形成しない。このように凹部領域４８ｈを形成することで、ＰＤ４２−２の感度がＰＤ４２−１よりも感度が低下するような場合であっても、ＰＤ４２−２の感度を向上させることができ、ＰＤ４２−１の感度とＰＤ４２−２の感度を合わせることができる。
【０２０８】
このように、位相差検出用の画素２ｈｂ内で、凹部領域４８を形成または形成しないとして、感度を調整することで、２つのＰＤ４２に、感度差が生じないように調整されるようにしても良い。
【０２０９】
さらに、像高に応じて、凹部領域４８の凹部の数が調整されるようにしても良い。図４０に示した画素２ｈの断面図は、位相差検出用の画素内のＰＤ４２−１とＰＤ４２−２のうちの一方に凹部領域４８ｈを形成し、他方には形成しない構成とした場合であり、高像高側では、図３５、図３７、図３８を参照して説明したように像高に応じて、凹部領域４８ｈの凹部の数を変更する場合の一例を示す図である。
【０２１０】
図４０のＡに示した位相差検出用の画素２ｈｂのうち、ＰＤ４２−１上には凹部領域４８ｈが形成され、その凹部領域４８ｈの凹部は、３個形成されている。図４０のＡに示した画素２ｈは、高像高側に配置され、図３９のＡに示した画素２ｈは、像高中心側に配置されるようにすることができる。
【０２１１】
図４０のＢに示した位相差検出用の画素２ｈｂのうち、ＰＤ４２−２上には凹部領域４８ｈが形成され、その凹部領域４８ｈの凹部は、３個形成されている。図４０のＢに示した画素２ｈは、高像高側に配置され、図３９のＢに示した画素２ｈは、像高中心側に配置されるようにすることができる。
【０２１２】
このように、位相差検出用の画素２ｈｂ内で、凹部領域４８を形成または形成しないとして、感度を調整し、さらに像高に応じて凹部の数を調整することで、２つのＰＤ４２に、感度差が生じないように調整されるようにしても良い。
【０２１３】
このように、位相差検出用の画素として、１つのオンチップレンズ下に２つのＰＤを有する画素においても、凹部領域４８を設けることで、光をＰＤ４２により効率良く集めることが可能となり、光電変換効率を向上させることができる。また、像高に応じて、凹部領域４８の形状（谷の数）を調整することで、感度を均一にしたり、混色を低減させたりすることができる。
【０２１４】
＜第９の実施の形態＞
第９の実施の形態として、第８の実施の形態における画素２ｈの他の構成について説明する。
【０２１５】
図４１に、第９の実施の形態における画素２ｉの断面構成例を示す。図３５に示した画素２ｈと図４１に示した画素２ｉを比較する。図３５に示した位相差検出用の画素２ｈｂは、２つのＰＤ４２があり、この２つのＰＤ４２は、イオンインプラなどによりＰ型（またはＮ型）の半導体領域に形成されている画素内分離部１０１により分離されている。図４１に示した画素２ｉは、この画素内分離部１０１が、画素間分離部５４と同様の構成とされている点が異なる。
【０２１６】
図４１に示した画素２ｉも、位相差検出用の画素２ｉｂは、２つのＰＤ４２上に、１つのオンチップレンズ５２ｉｂが形成されている。また位相差検出用の画素２ｉｂは、ＰＤ４２−１とＰＤ４２−２を備え、その間には、画素内分離部１０２が形成されている。この画素内分離部１０２は、画素間分離部５４と同様の構成とされている。
【０２１７】
このように、ＰＤ４２−１とＰＤ４２−２を、画素内分離部１０２で分離することで、ＰＤ４２−１とＰＤ４２−２との間で光が漏れ込むようなことを防ぐことができ、混色を低減させることができる。
【０２１８】
図４１に示した画素２ｉは、第８の実施の形態として説明した画素２ｈと基本的な構成は同様であるため、第８の実施の形態として説明したことは、適宜、第９の実施の形態における画素２ｉに対しても適用できる。
【０２１９】
例えば、図４１に示した画素２ｉは、画素アレイ部３に配置されている全ての画素２に対して適用できる。すなわち、画素アレイ部３に配置されている全ての通常の画素２ｉａと位相差検出用の画素２ｉｂに、凹部領域４８が形成されているようにすることができる。
【０２２０】
また、図３５、図３６を参照して説明したように、像高により凹部領域４８を形成するようにしても良い。例えば、像高中心に配置される画素は、図３５を参照して説明したように、通常の画素２ｉａと位相差検出用の画素２ｉｂの両方に凹部領域４８を形成し、高像高に配置される画素は、図３６を参照して説明したように、通常の画素２ｉａには凹部領域４８を形成し、位相差検出用の画素２ｉｂには凹部領域４８を形成しない構成としても良い。
【０２２１】
また、図３５、図３７、図３８を参照して説明したように、像高により凹部領域４８の凹部の数を変更するようにしても良い。また、図３９を参照して説明したように、ＰＤ４２−１とＰＤ４２−２のうちの一方に凹部領域４８を形成し、他方には形成しない構成とすることもできる。さらに図４０を参照して説明したように、ＰＤ４２−１とＰＤ４２−２のうちの一方に凹部領域４８を形成し、他方には形成しない構成とし、かつ像高により、凹部領域４８の凹部の数を変えるように構成することもできる。
【０２２２】
第９の実施の形態における画素２ｉにおいて、位相差検出用の画素２ｉｂは、２画素分を覆うオンチップレンズ５２ｂが形成されているのに対して、通常の画素２ｉａは、１画素分を覆うオンチップレンズ５２ａが形成されている。図３３を再度参照するに、位相差検出用の画素上にあるオンチップレンズ５２ｂは、楕円形状で形成されているのに対して、通常の画素上にあるオンチップレンズ５２ａは、円形で形成されている。
【０２２３】
また、位相差検出用の画素上にあるオンチップレンズ５２ｂの周りに形成されているオンチップレンズ５２ａと、通常の画素上にあるオンチップレンズ５２ａが周りに形成されているオンチップレンズ５２ａとでは、同一の形状であることが好ましいが、必ずしも同一の形状とならない可能性もある。
【０２２４】
位相差検出用の画素上にあるオンチップレンズ５２ｂの周りに形成されているオンチップレンズ５２ａは、他の画素上のオンチップレンズ５２に比べて形状に差が生じる可能性がある。このような形状の差が生じることにより、集光が正確に行えず、隣接する画素に光が漏れ込む可能性がある。
【０２２５】
図４２に示すように、位相差検出用の画素２ｉｂの周りに配置されている通常の画素２ｉａには、凹部領域４８ｉを形成しない構成としても良い。図４２は、画素アレイ部３に配置されている画素のうち、位相差検出用の画素２ｉｂを含む５画素を図示している。
【０２２６】
位相差検出用の画素２ｉｂには、凹部領域４８ｉが形成されている。位相差検出用の画素２ｉｂに隣接する通常の画素２ｉａには、凹部領域４８ｉは形成されていない。また凹部領域４８ｉが形成されていない通常の画素２ｉａに隣接する通常の画素２ｉａには、凹部領域４８ｉが形成されている。
【０２２７】
このように、位相差検出用の画素２ｉｂに隣接する通常の画素２ｉａ以外には、凹部領域４８ｉを形成し、位相差検出用の画素２ｉｂに隣接する通常の画素２ｉａには凹部領域４８ｉを形成しない構成としても良い。このような構成は、第８の実施の形態における画素２ｈに対しても適用できる。
【０２２８】
図４２では、位相差検出用の画素２ｉｂに隣接する通常の画素２ｉａには凹部領域４８ｉを形成しない構成を示したが、光の入射方向に応じて、凹部領域４８ｉを形成するまたは形成しないようにしても良い。
【０２２９】
例えば、図４３のように、図中左側から光が入射するような位置に配置されている画素２ｉの場合、位相差検出用の画素２ｉｂの左側に配置されている通常の画素２ｉａには凹部領域４８ｉを形成しないが、右側に配置されている通常の画素２ｉａには凹部領域４８ｉを形成する。
【０２３０】
この場合、左側から光が入射するため、左側に位置する画素からの影響を受けやすいと考えられる。よって、位相差検出用の画素２ｉｂの左側に配置されている通常の画素２ｉａには凹部領域４８ｉを形成しないようにし、混色が抑制されるようにする。
【０２３１】
このように、混色される方向により、凹部領域４８ｉの有無が設定されるようにしても良い。また混色される方向は、像高による場合もあるため、像高に応じて、凹部領域４８ｉの有無が設定されるようにしても良い。
【０２３２】
＜第１０の実施の形態＞
第１乃至第３の実施の形態における画素２ａ乃至２ｃは、位相差を検出する画素にも適用できる。位相差は、例えばオートフォーカス（ＡＦ）を実行するために検出される。
【０２３３】
図４４、図４５を参照し、本技術を適用できる位相差を検出する画素について説明を加える。図４４に示すように、画素アレイ部３内の所定の数の画素が、位相差検出用画素に割り当てられる。位相差検出画素は、画素アレイ部３内の所定の位置に複数設けられている。
【０２３４】
図４４では、位相差検出画素２ｊ−１と位相差検出画素２ｊ−２は、１組の位相差検出用の画素として用いられる。画素アレイ部３には、位相差検出画素２ｊと撮像用画素２ｊが配置されている。
【０２３５】
位相差検出画素２ｊとは、位相差方式で焦点を検出する際に用いられる画素であるとし、撮像用画素２ｊとは、位相差検出画素２ｊとは異なる画素であり、撮像用に用いられる画素であるとする。
【０２３６】
図４５の上図は、図４４の線分Ａ−Ｂにおける画素２ｊの断面構成例を示し、図４５の下図は、図４４の線分Ｃ−Ｄにおける画素２ｊの断面構成例を示す。図４５に示した画素２ｊは、本技術を適用していない画素である。
【０２３７】
図４５の上図を参照するに、位相差検出画素２ｊ−１は、画素間分離部５４で囲まれている。また、画素間分離部５４上には、遮光膜４９が形成されている。位相差検出画素２ｊ−１の図中左側に構成されている遮光膜４９ｊ−１は、位相差検出画素２ｊ−１の中央部分まで形成されている。遮光膜４９−１が、ＰＤ４２の略左半分を覆うように構成されている。よって、位相差検出画素２ｊ−１は、右側が開口され、左側が遮光された構成とされている。
【０２３８】
図４５の下図を参照するに、位相差検出画素２ｊ−２も、位相差検出画素２ｊ−１と同じく、画素間分離部５４で囲まれている。また、画素間分離部５４上には、遮光膜４９が形成されている。位相差検出画素２ｊ−２の図中右側に構成されている遮光膜４９ｊ−２は、位相差検出画素２ｊ−２の中央部分まで形成されている。遮光膜４９−２が、ＰＤ４２の略右半分を覆うように構成されている。よって、位相差検出画素２ｊ−２は、左側が開口され、右側が遮光された構成とされている。
【０２３９】
位相差検出画素２ｊ−１と位相差検出画素２ｊ−２は、左部から来る光と右部から来る光を分離して受光することが可能な構成とされている。位相差検出画素２ｊ−１と位相差検出画素２ｊ−２により、左部から来る光と右部から来る光を分離して受光することで、図２６を参照して説明したように、フォーカス位置を検出することができる。
【０２４０】
位相差検出画素２ｊは、画素の半分が遮光されているため、遮光されていない撮像用画素２ｊと比較すると、感度が低くなる。そこで、位相差検出画素２ｊに凹部領域４８を形成することで、位相差検出画素２ｊの感度を向上させる。
【０２４１】
図４６は、本技術を適用した第１０の実施の形態における画素２ｊの断面構成例を示す図である。以下の説明では、位相差検出画素２ｊ−１を例に挙げて説明するが、対となっている位相差検出画素２ｊ−２においても同様の構成とされる。
【０２４２】
またここでは、位相差検出画素２ｊがＧ画素である場合を例に挙げて説明を続けるが、位相差検出画素２ｊは、Ｒ画素やＢ画素であっても良い。また、Ｗ画素（白色の画素）が配置される場合、Ｗ画素が、位相差検出画素２ｊとして用いられるようにしても良い。
【０２４３】
図４６に示した位相差検出画素２ｊ−１には、凹部領域４８ｊが形成されている。凹部領域４８ｊ上に遮光膜４９ｊ−１が形成されている。図４６に示した例では、遮光膜４９ｊ−１は、凹部領域４８ｊの凹凸と一致した形状で形成されている。
【０２４４】
図４７に示した位相差検出画素２ｊ−１も、図４６に示した位相差検出画素２ｊ−１と同じく、凹部領域４８ｊ上に遮光膜４９ｊ−１が形成されているが、遮光膜４９ｊ−１の上面（光入射面側）は、平坦に形成されている。
【０２４５】
図４６に示した遮光膜４９ｊ−１の光入射面側には凹凸があるが、図４７に示した遮光膜４９ｊ−１の光入射面側は、平坦に形成されている。遮光膜４９ｊ−１の光入射面側が平坦に形成されている方が、反射による特性ロスが少なくなる。
【０２４６】
図４８に示した位相差検出画素２ｊ−１は、開口部分にだけ凹部領域４８ｊが形成されている。換言すれば、遮光膜４９ｊ−１の下部には凹部領域４８ｊは形成されていない。図４８に示した遮光膜４９ｊ−１は、上面と下面の両方が、平坦に形成されている。
【０２４７】
図４６や図４７に示した構成によると、凹部領域４８の谷の部分に、遮光膜４９ｊ−１を形成する材料が隙間なく充填されずに、空間が発生する可能性があるが、図４８に示した構成によれば、遮光膜４９ｊ−１は、上面と下面の両方が、平坦に形成されているため、空間が発生するような可能性を低減させることができる。
【０２４８】
さらに、像高に応じて、凹部領域４８ｊの形状が異なる（谷の個数が異なる）構成としても良い。図１１を参照して説明したように、画素アレイ部３を３つの領域に分ける。領域Ａは、画素アレイ部３の像高中心であるとし、領域Ｂは、画素アレイ部３の中像高の領域であるとし、領域Ｃは、画素アレイ部３の高像高の領域であるとする。
【０２４９】
領域Ａ（像高中心）に配置されている画素２ｊは、図４５に示したように、位相差検出画素２ｊ−１に凹部領域４８ｊは形成されない構造とされる。
【０２５０】
図４９は、領域Ｂ（中像高）に配置されている画素２ｊの断面図である。図４９に示したように、領域Ｂに配置される位相差検出画素２ｊ−１の開口部には、凹部領域４８ｊが形成される。また、形成されている凹部領域４８ｊの谷の数は、２個とされている。
【０２５１】
図５０は、領域Ｃ（高像高）に配置されている画素２ｊの断面図である。図５０に示したように、領域Ｃに配置される位相差検出画素２ｊ−１の開口部には、凹部領域４８ｊが形成される。また、形成されている凹部領域４８ｊの谷の数は、３個とされている。
【０２５２】
図４９と図５０に示した位相差検出画素２ｊ−１を比較するに、図４９に示した領域Ｂに配置されている位相差検出画素２ｊ−１の凹部領域４８ｊの谷の数と、図５０に示した領域Ｃに配置されている位相差検出画素２ｊの凹部領域４８ｊの谷の数は、異なる数とされている。図４９に示した領域Ｂに配置されている位相差検出画素２ｊの凹部領域４８ｊの谷の数は２個であり、図５０に示した領域Ｃに配置されている位相差検出画素２ｊの凹部領域４８ｊの谷の数は３個とされている。
【０２５３】
一般的に、像高が高い方が、感度が低くなる傾向にあるため、感度が低くなる高像高の方に配置されている位相差検出画素２ｊの感度を上げるために、凹部領域４８の谷の数は、高像高以外のところに配置されている位相差検出画素２ｊと比べて、多く形成される。
【０２５４】
さらに、高像高側に配置される位相差検出画素２ｊ−１と位相差検出画素２ｊ−２の一方に凹部領域４８ｊを形成し、他方には形成しない構成としても良い。高像高側においては、位相差検出画素２ｊ−１の感度と位相差検出画素２ｊ−２の感度に差が生じる可能性がある。
【０２５５】
図５１に示すように、画素アレイ部３を像高左側と像高右側に分ける。像高左側に配置された位相差検出画素２ｊ−１と位相差検出画素２ｊ−２の入射角度と出力との関係図を図中左側に示し、像高右側に配置された位相差検出画素２ｊ−１と位相差検出画素２ｊ−２の入射角度と出力との関係図を図中右側に示す。
【０２５６】
図中横軸は、光の入射角度であり、縦軸は、入射された光に応じた画素の出力値を表す。また図中、実線で示したグラフは、左側が遮光された位相差検出画素２ｊ−１からの出力を表し、点線で示したグラフは、右側が遮光された位相差検出画素２ｊ−２からの出力を表す。
【０２５７】
図５１に示したグラフから、位相差検出画素２ｊは、入射角度が０度以外のところで最大値をとることがわかる。すなわち、位相差検出画素は、光の入射角度に依存し、所定の角度で光が入射されたときに最大値をとる。また、位相差検出画素２ｊ−１は、右側から入射された光を効率良く受光し、最大値を得るが、左側から入射された光は受光せず、出力値は小さい値となる。同様に、位相差検出画素２ｊ−２は、左側から入射された光を効率良く受光し、最大値を得るが、右側から入射された光は受光せず、出力値は小さい値となる。
【０２５８】
また、像高左側のグラフを参照するに、像高左側に配置された位相差検出画素２ｊ−１と位相差検出画素２ｊ−２は、感度が異なり、位相差検出画素２ｊ−１の方が位相差検出画素２ｊ−２よりも感度が良い。同様に像高右側のグラフを参照するに、像高右側に配置された位相差検出画素２ｊ−１と位相差検出画素２ｊ−２は、感度が異なり、位相差検出画素２ｊ−２の方が位相差検出画素２ｊ−１よりも感度が良い。
【０２５９】
位相差検出画素２ｊ−１と位相差検出画素２ｊ−２が１組の位相差検出画素として機能するとき、このような感度差は小さい方が良い。そこで、感度が低い方に凹部領域４８ｊを形成し、感度を向上させるようにする。
【０２６０】
図５２は、像高右側に配置される位相差検出画素２ｊの構造を表す。像高右側は、図５１の右側に示したグラフのように、位相差検出画素２ｊ−２の感度の方が、位相差検出画素２ｊ−１の感度よりも高くなる傾向にある。よって、図５２に示したように、位相差検出画素２ｊ−２には凹部領域４８ｊを形成せず、位相差検出画素２ｊ−１には凹部領域４８ｊを形成する。
【０２６１】
図５３は、像高左側に配置される位相差検出画素２ｊの構造を表す。像高左側は、図５１の左側に示したグラフのように、位相差検出画素２ｊ−１の感度の方が、位相差検出画素２ｊ−２の感度よりも高くなる傾向にある。よって、図５３に示したように、位相差検出画素２ｊ−１には凹部領域４８ｊを形成せず、位相差検出画素２ｊ−２には凹部領域４８ｊを形成する。
【０２６２】
このように、位相差検出画素２ｊのうち感度が低くなる側の位相差検出画素２ｊにだけ凹部領域４８ｊを形成し、１組の位相差検出画素２ｊを構成する画素間で感度差が生じないように調整されるようにしても良い。
【０２６３】
図４４乃至図５３を参照した説明においては、位相差検出画素２ｊに凹部領域４８ｊを形成する場合を例に挙げて説明したが、画素アレイ部３に配置されている位相差検出画素２ｊと撮像用画素２ｊの両方に凹部領域４８ｊを形成しても良い。
【０２６４】
撮像用画素２ｊにも凹部領域４８ｊを形成した場合、撮像用画素２ｊも感度が向上する。位相差検出画素２ｊに隣接する撮像用画素２ｊの感度が向上することで、位相差検出画素２ｊへの混色が増える可能性がある。
【０２６５】
図５４、図５５を参照し、撮像用画素２ｊにも凹部領域４８ｊを形成するようにした場合について説明を加える。図５４に示すように、画素アレイ部３内の所定の数の画素が、位相差検出画素に割り当てられる。図５４では、位相差検出画素２ｊ−１と位相差検出画素２ｊ−２は、１組の位相差検出用の画素として用いられる。この位相差検出画素２ｊ−１と位相差検出画素２ｊ−２には、上記したように凹部領域４８ｊが形成されている。
【０２６６】
画素アレイ部３には、位相差検出画素２ｊの周りに撮像用画素２ｊが配置されている。図５５の上図は、図５４の線分Ｅ−Ｆにおける画素２ｊの断面構成例を示し、図５５の下図は、図５４の線分Ｇ−Ｈにおける画素２ｊの断面構成例を示す。
【０２６７】
図５５の上図を参照するに、位相差検出画素２ｊ−２には凹部領域４８ｊが形成されている。この位相差検出画素２ｊ−２の左隣にある撮像用画素２ｊ’−１と撮像用画素２ｊ’−２にも、凹部領域４８ｊが形成され、凹部の数は１個とされている。さらに、撮像用画素２ｊ’−２の右隣にある撮像用画素２ｊ’−３にも、凹部領域４８ｊが形成され、凹部の数は６個とされている。
【０２６８】
このように、位相差検出画素２ｊ−２に隣接する撮像用画素２ｊ’−１と撮像用画素２ｊ’−２の凹部領域４８ｊの凹部の数は、位相差検出画素２ｊ−２には隣接していない撮像用画素２ｊ’−３の凹部領域４８ｊの凹部の数よりも少ない数とされている。
【０２６９】
図５５の下図を参照するに、撮像用画素２ｊ’−１は、位相差検出画素２ｊ−２に隣接しているため、撮像用画素２ｊ’−１の凹部領域４８ｊの凹部の数は１個とされている。また、撮像用画素２ｊ’−５は、位相差検出画素２ｊ−１に隣接しているため、撮像用画素２ｊ’−５の凹部領域４８ｊの凹部の数は１個とされている。
【０２７０】
撮像用画素２ｊ’−４は、位相差検出画素２ｊ−１と斜め方向で隣接しているため、撮像用画素２ｊ’−４の凹部領域４８ｊの凹部の数は３個とされている。撮像用画素２ｊ’−６は、位相差検出画素２ｊ−２と斜め方向で隣接しているため、撮像用画素２ｊ’−６の凹部領域４８ｊの凹部の数は３個とされている。
【０２７１】
このように、位相差検出画素２ｊ−１に斜め方向で隣接する撮像用画素２ｊ’−４の凹部領域４８ｊの凹部の数は、位相差検出画素２ｊ−１には隣接していない撮像用画素２ｊ’（例えば、図５５の上図に示した撮像用画素２ｊ’−３）の凹部領域４８ｊの凹部の数よりも少ない数とされ、位相差検出画素２ｊ−１に隣接している撮像用画素２ｊ’−５の凹部領域４８ｊの凹部の数よりは多い数とされている。
【０２７２】
同じく、位相差検出画素２ｊ−２に斜め方向で隣接する撮像用画素２ｊ’−６の凹部領域４８ｊの凹部の数は、位相差検出画素２ｊ−２には隣接していない撮像用画素２ｊ’−３の凹部領域４８ｊの凹部の数よりも少ない数とされ、位相差検出画素２ｊ−２に隣接している撮像用画素２ｊ’−１の凹部領域４８ｊの凹部の数よりは多い数とされている。
【０２７３】
図５５に示した構造の場合、位相差検出画素２ｊの上下左右方向でそれぞれ隣接する画素の凹部領域４８の凹部の数が最も少なく、位相差検出画素２ｊの斜め方向で隣接する画素の凹部領域４８の凹部の数が、次に少ない数とされている。
【０２７４】
位相差検出画素２ｊの上下左右方向でそれぞれ隣接する画素の凹部領域４８の凹部の数と、位相差検出画素２ｊの斜め方向で隣接する画素の凹部領域４８の凹部の数は、同一としても良い。
【０２７５】
また位相差検出画素２ｊの上下左右方向でそれぞれ隣接する画素と、斜め方向で隣接する画素には、凹部領域４８は形成しない構成としても良い。
【０２７６】
第１０の実施の形態は、第４乃至第９の実施の形態と組み合わせても良い。第４乃至第９の実施の形態を、２つのＰＤ４２により左部からの光と右部からの光を分離して受光する仕組に適用でき、その２つのＰＤ４２のうちの一方を遮光し、他方を遮光しない構成とすることで、第１０の実施の形態における位相差検出画素２ｊと同等に扱うことができる。
【０２７７】
例えば、図１７に示した第６の実施の形態における画素２ｆに対して、第１０の実施の形態を組み合わせた場合を、図５６に示す。図５６に示した断面構造例において、図中右側に示したＢ画素が位相差検出画素２ｆ’とされている。位相差検出画素２ｆ’の遮光膜４９’は、Ｂ画素内に形成されているＰＤ４２−１の略左半分を覆う位置まで形成されている。
【０２７８】
すなわち、図５６に示したＢ画素は、ＰＤ４２−１が遮光された状態であり、ＰＤ４２−２が開口された状態である。このような構造は、例えば、図４８に示した位相差検出画素２ｊ−１と同様の構造であり、左側が遮光された構造である。このように、左側が遮光されたＢ画素を、位相差検出画素として用いることができる。
【０２７９】
図５６に示した例では、位相差検出画素として機能するＢ画素に隣接するＧ画素には、凹部領域４８が形成されていない例を示したが、形成されているようにしても良い。
【０２８０】
このように、第１０の実施の形態は、図４乃至図９の実施の形態と組み合わせることができる。また組み合わせた実施の形態に対しても、第１０の実施の形態として説明したこと、例えば像高に応じて凹部領域４８の凹部の数を変更するなどの実施の形態を適用することができる。
【０２８１】
＜電子機器への適用例＞
本開示の技術は、固体撮像装置への適用に限られるものではない。即ち、本開示の技術は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に固体撮像装置を用いる複写機など、画像取込部（光電変換部）に固体撮像装置を用いる電子機器全般に対して適用可能である。固体撮像装置は、ワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像部と信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。
【０２８２】
図５７は、本開示に係る電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【０２８３】
図５７の撮像装置５００は、レンズ群などからなる光学部５０１、図１の固体撮像装置１の構成が採用される固体撮像装置（撮像デバイス）５０２、およびカメラ信号処理回路であるDSP（Digital Signal Processor）回路５０３を備える。また、撮像装置５００は、フレームメモリ５０４、表示部５０５、記録部５０６、操作部５０７、および電源部５０８も備える。DSP回路５０３、フレームメモリ５０４、表示部５０５、記録部５０６、操作部５０７および電源部５０８は、バスライン５０９を介して相互に接続されている。
【０２８４】
光学部５０１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで固体撮像装置５０２の撮像面上に結像する。固体撮像装置５０２は、光学部５０１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。この固体撮像装置５０２として、図１の固体撮像装置１、即ち、混色悪化を抑制しつつ、感度を向上させた固体撮像装置を用いることができる。
【０２８５】
表示部５０５は、例えば、液晶パネルや有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル等のパネル型表示装置からなり、固体撮像装置５０２で撮像された動画または静止画を表示する。記録部５０６は、固体撮像装置５０２で撮像された動画または静止画を、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
【０２８６】
操作部５０７は、ユーザによる操作の下に、撮像装置５００が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部５０８は、DSP回路５０３、フレームメモリ５０４、表示部５０５、記録部５０６および操作部５０７の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
【０２８７】
上述したように、固体撮像装置５０２として、上述した固体撮像装置１を用いることで、混色悪化を抑制しつつ、感度を向上させることができる。従って、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、さらには携帯電話機等のモバイル機器向けカメラモジュールなどの撮像装置５００においても、撮像画像の高画質化を図ることができる。
【０２８８】
本開示の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０２８９】
上述した例では、第１導電型をＰ型、第２導電型をＮ型として、電子を信号電荷とした固体撮像装置について説明したが、本開示は正孔を信号電荷とする固体撮像装置にも適用することができる。すなわち、第１導電型をＮ型とし、第２導電型をＰ型として、前述の各半導体領域を逆の導電型の半導体領域で構成することができる。
【０２９０】
また、本開示の技術は、可視光の入射光量の分布を検知して画像として撮像する固体撮像装置への適用に限らず、赤外線やＸ線、あるいは粒子等の入射量の分布を画像として撮像する固体撮像装置や、広義の意味として、圧力や静電容量など、他の物理量の分布を検知して画像として撮像する指紋検出センサ等の固体撮像装置（物理量分布検知装置）全般に対して適用可能である。
【０２９１】
＜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。
【０２９２】
図５８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。
【０２９３】
図５８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。
【０２９４】
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。
【０２９５】
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。
【０２９６】
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。
【０２９７】
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。
【０２９８】
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。
【０２９９】
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。
【０３００】
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。
【０３０１】
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。
【０３０２】
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。
【０３０３】
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。
【０３０４】
また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯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。
【０３０５】
図５９は、図５８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。
【０３０６】
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。
【０３０７】
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。
【０３０８】
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。
【０３０９】
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。
【０３１０】
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。
【０３１１】
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。
【０３１２】
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。
【０３１３】
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。
【０３１４】
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。
【０３１５】
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。
【０３１６】
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。
【０３１７】
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。
【０３１８】
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。
【０３１９】
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。
【０３２０】
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。
【０３２１】
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。
【０３２２】
＜移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【０３２３】
図６０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。
【０３２４】
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６０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。
【０３２５】
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。
【０３２６】
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。
【０３２７】
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。
【０３２８】
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。
【０３２９】
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。
【０３３０】
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。
【０３３１】
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。
【０３３２】
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１２０３０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。
【０３３３】
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６０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。
【０３３４】
図６１は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０３３５】
図６１では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５を有する。
【０３３６】
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。
【０３３７】
なお、図６１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。
【０３３８】
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。
【０３３９】
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。
【０３４０】
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。
【０３４１】
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。
【０３４２】
本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【０３４３】
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
【０３４４】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０３４５】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
基板と、
前記基板に設けられた複数の光電変換領域と、
前記光電変換領域の上側に設けられているカラーフィルタと、
前記光電変換領域間に設けられ、前記基板を貫通して設けられたトレンチと、
前記光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する凹部領域と
を備え、
隣接する２つの前記光電変換領域上の前記カラーフィルタは、同色である
固体撮像装置。
（２）
前記凹部領域の前記凹部の個数は、像高中心よりも高像高の方が多い
前記（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
前記隣接する２つの前記光電変換領域のうちの一方に、前記凹部領域が形成されている
前記（１）または（２）に記載の固体撮像装置。
（４）
第１の色の前記カラーフィルタが配置されている前記光電変換領域に隣接する第２の色の前記カラーフィルタが配置されている前記光電変換領域上に、前記凹部領域は形成されている
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（５）
基板と、
前記基板に設けられた複数の光電変換領域と、
前記光電変換領域の上側に設けられているカラーフィルタと、
前記カラーフィルタの上側に設けられているオンチップレンズと、
４個の前記光電変換領域を囲む、前記基板を貫通して設けられたトレンチと、
前記光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する凹部領域と
を備え、
前記４個の前記光電変換領域上の前記カラーフィルタは、同色であり、
前記４個の前記光電変換領域上に１つの前記オンチップレンズが設けられている
固体撮像装置。
（６）
前記凹部領域の前記凹部の個数は、像高中心よりも高像高の方が多い
前記（５）に記載の固体撮像装置。
（７）
前記４個の前記光電変換領域のうちの少なくとも１個に、前記凹部領域が形成されている
前記（５）または（６）に記載の固体撮像装置。
（８）
前記凹部領域の前記凹部の個数は、前記カラーフィルタの色により異なる
前記（５）乃至（７）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（９）
基板と、
前記基板に設けられた複数の光電変換領域と、
前記光電変換領域の上側に設けられているカラーフィルタと、
前記カラーフィルタの上側に設けられているオンチップレンズと、
隣接する２個の前記光電変換領域を囲む、前記基板を貫通して設けられたトレンチと、
前記光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する凹部領域と
を備え、
前記２個の前記光電変換領域上の前記カラーフィルタは、同色であり、
前記２個の前記光電変換領域上に１個の前記オンチップレンズが設けられている
固体撮像装置。
（１０）
前記凹部領域の前記凹部の個数は、像高中心よりも高像高の方が少ない
前記（９）に記載の固体撮像装置。
（１１）
前記凹部領域の前記凹部の大きさは、像高中心よりも高像高の方が大きい
前記（９）または（１０）に記載の固体撮像装置。
（１２）
前記２個の前記光電変換領域のうちの少なくとも１個に、前記凹部領域が形成されている
前記（９）乃至（１１）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１３）
前記２個の前記光電変換領域の間は、Ｐ型またはＮ型の領域が設けられている
前記（９）乃至（１２）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１４）
前記２個の前記光電変換領域の間には、トレンチが設けられている
前記（９）乃至（１３）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１５）
前記２個の前記光電変換領域上に１個のオンチップレンズが設けられている第１の画素に隣接する第２の画素であり、１個の前記光電変換領域上に１個の前記オンチップレンズが設けられている第２の画素には、前記凹部領域は形成されていない
前記（９）乃至（１４）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１６）
光の入射方向に位置する前記第２の画素には、前記凹部領域は形成されていない
前記（１５）に記載の固体撮像装置。
（１７）
基板と、
前記基板に設けられた複数の光電変換領域と、
前記光電変換領域の上側に設けられているカラーフィルタと、
前記光電変換領域間に設けられ、前記基板を貫通して設けられたトレンチと、
前記光電変換領域の上側に、前記光電変換領域の略半分の領域を覆う金属膜と、
前記光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する凹部領域と
を備える固体撮像装置。
（１８）
前記凹部領域の前記凹部の数は、像高中心よりも高像高の方が多い
前記（１７）に記載の固体撮像装置。
（１９）
前記金属膜が、前記光電変換領域の左半分を覆う第１の画素と、前記金属膜が、前記光電変換領域の右半分を覆う第２の画素とのうち、画素アレイ部内での配置位置により、どちらか一方にのみ前記凹部領域が設けられている
前記（１７）または（１８）に記載の固体撮像装置。
（２０）
隣接する前記金属膜により前記光電変換領域が覆われていない前記光電変換領域上の前記凹部領域の凹部の数は、他の光電変換領域上に設けられている凹部領域の凹部の数より少ない
前記（１７）乃至（１９）のいずれかに記載の固体撮像装置。
【符号の説明】
【０３４６】
１  固体撮像装置，  ２  画素，  ３  画素アレイ部，  ４  垂直駆動回路，  ５  カラム信号処理回路，  ６  水平駆動回路，  ７  出力回路，  ８  制御回路，  ９  垂直信号線，  １０  画素駆動配線，  １１  水平信号線，  １２  半導体基板，  １３  入出力端子，  ４１  半導体領域，  ４２  半導体領域，  ４６  透明絶縁膜，  ４８  凹部領域，  ４９  遮光膜，  ５１  カラーフィルタ層，  ５２  オンチップレンズ，  ５３  平坦部分，  ５４  画素間分離部，  ５５  絶縁物，  ５６  遮光物，  ６１  反射防止膜，  ６２  酸化ハフニウム膜，  ６３  酸化アルミニウム膜，  ６４  酸化シリコン膜，  １０１画素内分離部，  １０２画素内分離部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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