(57)【要約】【課題】画質の低下を抑えることが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】  少なくとも第１方向に隣り合う２つの画素領域を含む共有部が複数設けられ、かつ、前記第１方向に交差する第２方向の最も近い位置に設けられた前記共有部は、前記第１方向に１つの前記画素領域分ずれて配置されている、撮像部と、前記画素領域毎に設けられた光電変換部と、前記光電変換部で生成された信号電荷が保持される電荷保持部と、前記電荷保持部から前記信号電荷が転送される電荷電圧変換部と、前記電荷電圧変換部に電気的に接続されるとともに、前記共有部毎に設けられた画素トランジスタとを備えた撮像装置。【選択図】図３
2020115516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１方向に隣り合う２つの画素領域を含む共有部が複数設けられ、かつ、前記第１方向に交差する第２方向の最も近い位置に設けられた前記共有部は、前記第１方向に１つの前記画素領域分ずれて配置されている、撮像部と、
前記画素領域毎に設けられた光電変換部と、
前記光電変換部で生成された信号電荷が保持される電荷保持部と、
前記電荷保持部から前記信号電荷が転送される電荷電圧変換部と、
前記電荷電圧変換部に電気的に接続されるとともに、前記共有部毎に設けられた画素トランジスタと
を備えた撮像装置。
【請求項２】
前記画素領域は、所定の波長域の光が前記光電変換部に入射する第１画素領域と、前記第１画素領域とは異なる波長域の光が前記光電変換部に入射する第２画素領域とを含み、
複数の前記共有部それぞれでは、前記第１方向の一方に前記第２画素領域が配置され、前記第１方向の他方に前記第２画素領域が配置されている
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１画素領域では、緑色波長域の光が前記光電変換部に入射する
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
更に、前記光電変換部、前記電荷保持部および前記電荷電圧変換部が設けられた半導体基板と、
前記光電変換部と前記電荷保持部との間に設けられた第１遮光部とを有する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
更に、前記半導体基板に積層して設けられるとともに、前記電荷電圧変換部に電気的に接続された配線を含む多層配線層と、
前記半導体基板を間にして、前記多層配線層に対向するカラーフィルタ層とを含む
請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１遮光部は、前記半導体基板を厚み方向に貫通して設けられた貫通領域と、前記半導体基板の前記厚み方向の一部に設けられた非貫通領域とを有する
請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
更に、前記光電変換部の光入射側に設けられ、かつ、前記電荷保持部を覆うとともに前記光電変換部に対向する領域に開口を有する第２遮光部を有し、
前記撮像部および前記開口は、前記第１方向に長辺を有する矩形の平面形状を有する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記光電変換部および前記電荷保持部は、前記第２方向に並んで設けられている
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記共有部は、前記第１方向および前記第２方向の近接する４つの前記画素領域を含む
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
更に、前記光電変換部から前記電荷保持部に前記信号電荷を転送する第１転送トランジスタと、
前記電荷保持部から前記電荷電圧変換部に前記信号電荷を転送する第２転送トランジスタとを有する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記画素トランジスタは、リセットトランジスタ、増幅トランジスタおよび選択トランジスタの少なくともいずれか１つを含む
請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、グローバルシャッター機能を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、グローバルシャッター機能を有する裏面照射型のＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ（撮像装置）が注目されている（例えば、特許文献１参照）。このようなイメージセンサは、画素領域毎に電荷保持部を有している。光電変換部から転送された信号電荷が、この電荷保持部に一旦保持される。
【０００３】
撮像装置は、例えばカラーフィルタ層を有している。カラーフィルタ層は、赤色波長域の光を選択的に透過する赤色フィルタ、緑色波長域の光を選択的に透過する緑色フィルタ、および青色波長域の光を選択的に透過する青色フィルタを含んでいる。このカラーフィルタ層は、例えば、ベイヤー（Bayer）配列を有している（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２２８５１０号公報
【特許文献２】特開２００５−１１０１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような撮像装置では、画質の低下を抑えることが望まれている。
【０００６】
したがって、画質の低下を抑えることが可能な撮像装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術の一実施の形態に係る撮像装置は、少なくとも第１方向に隣り合う２つの画素領域を含む共有部が複数設けられ、かつ、第１方向に交差する第２方向の最も近い位置に設けられた共有部は、第１方向に１つの画素領域分ずれて配置されている、撮像部と、画素領域毎に設けられた光電変換部と、光電変換部で生成された信号電荷が保持される電荷保持部と、電荷保持部から信号電荷が転送される電荷電圧変換部と、電荷電圧変換部に電気的に接続されるとともに、共有部毎に設けられた画素トランジスタとを備えたものである。
【０００８】
本技術の一実施の形態に係る撮像装置では、第２方向の最も近い位置に設けられた共有部が、第１方向に１つの画素領域分ずれて配置されているので、同じ色の光を受光する複数の画素領域の構成が揃い易くなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本技術の一実施の形態に係る撮像装置の機能構成の一例を表すブロック図である。
【図２】図１に示した撮像部の構成の一例を表す平面模式図である。
【図３】図１に示した赤色画素領域，緑色画素領域，青色画素領域の構成の一例を表す平面模式図である。
【図４】図３に示した共有部それぞれの回路構成の一例を表す図である。
【図５】図３に示したＶ−Ｖ’線に沿った断面構成を表す模式図である。
【図６】図５に示した遮光部の構成を表す平面模式図である。
【図７】比較例に係る撮像装置の要部の構成を表す平面模式図である。
【図８】図７に示した赤色画素領域，緑色画素領域，青色画素領域の構成を表す平面模式図である。
【図９】変形例１に係る撮像装置の要部の構成を表す平面模式図である。
【図１０】図９に示した共有部それぞれの回路構成の一例を表す図である。
【図１１】図１０に示した回路構成の他の例を表す図である。
【図１２Ａ】変形例２に係る撮像装置の要部の構成を表す平面模式図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａに示したＢ−Ｂ’線に沿った断面構成を表す模式図である。
【図１３】変形例３に係る撮像装置の要部の構成を表す断面模式図である。
【図１４】変形例４に係る撮像装置の要部の構成を表す平面模式図である。
【図１５】図１４に示した赤色画素領域，緑色画素領域，青色画素領域の構成の一例を表す平面模式図である。
【図１６】変形例５に係る撮像装置の要部の構成を表す平面模式図である。
【図１７】図１６に示した赤色画素領域，緑色画素領域，青色画素領域の構成の一例を表す平面模式図である。
【図１８】図１７に示した共有部の回路構成の一例を表す図である。
【図１９】図１７に示した共有部の平面構成の他の例を表す模式図である。
【図２０】図１９に示した共有部の回路構成の一例を表す図である。
【図２１】図１等に示した撮像装置を用いた電子機器（カメラ）の一例を表す機能ブロック図である。
【図２２】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２３】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。
【図２４】図１８等に示した共有部の回路構成の他の例を表す図である。
【図２５】図３等に示した赤色画素領域，緑色画素領域，青色画素領域の平面構成の他の例を表す平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本技術の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（Ｘ方向に隣り合う２つの画素領域を含む共有部を有する撮像装置の例）
２．変形例１（ＦＤトランジスタを有する例）
３．変形例２（遮光部が貫通領域を有する例）
４．変形例３（埋込型のゲート電極を有する例）
５．変形例４（Ｙ方向に隣り合う２つの画素領域を含む共有部を有する例）
６．変形例５（４つの画素領域を含む共有部を有する例）
７．適用例
８．応用例
【００１１】
＜実施の形態＞
［撮像装置１の構成］
図１は、本技術の一実施の形態に係る撮像装置１の機能の構成例を示すブロック図である。
【００１２】
撮像装置１は、例えばＣＭＯＳイメージセンサ等からなるグローバルシャッター方式の裏面照射型のイメージセンサである。撮像装置１では、被写体からの光を受光して光電変換し、画像信号を生成することで画像が撮像されるようになっている。なお、本技術はＣＭＯＳイメージセンサへの適用に限られるものではない。この撮像装置１は、複数の半導体チップが積層された構造を有していてもよく、あるいは、単一の半導体チップにより構成されていてもよい。
【００１３】
グローバルシャッター方式とは、基本的には全画素同時に露光を開始し、全画素同時に露光を終了するグローバル露光を行う方式である。ここで、全画素とは、画像に現れる部分の画素の全てということであり、ダミー画素等は除外される。また、時間差や画像の歪みが問題にならない程度に十分小さければ、全画素同時ではなく、複数行（例えば、数十行）単位でグローバル露光を行いながら、グローバル露光を行う領域を移動する方式もグローバルシャッター方式に含まれる。また、画像に表れる部分の画素の全てでなく、所定領域の画素に対してグローバル露光を行う方式もグローバルシャッター方式に含まれる。
【００１４】
撮像装置１は、撮像部１１１、垂直駆動部１１２、ランプ波モジュール１１３、クロックモジュール１１４、データ格納部１１５、水平駆動部１１６、システム制御部１１７、及び、信号処理部１１８を含むように構成される。
【００１５】
図２は、撮像部１１１の平面構成を模式的に表したものである。撮像部１１１は、撮像装置１の中央部に設けられている（図１）。撮像部１１１の平面形状（ＸＹ平面の形状）は、例えば矩形である。この撮像部１１１は、例えばマトリクス（行列）状に配置された複数の画素領域（赤色画素領域１０Ｒ，緑色画素領域１０Ｇ，青色画素領域１０Ｂ）を含んでいる。赤色画素領域１０Ｒは赤色波長域の光を受光し、緑色画素領域１０Ｇは緑色波長域の光を受光し、青色画素領域１０Ｂは青色波長域の光を受光する。赤色画素領域１０Ｒ，緑色画素領域１０Ｇ，青色画素領域１０Ｂは、カラーフィルタ層（後述の図３Ｂのカラーフィルタ層７１）のベイヤー配列に応じて配置されている。即ち、２つの緑色画素領域１０Ｇと、１つの赤色画素領域１０Ｒと、１つの青色画素領域１０Ｂとが繰り返し単位となり、この繰り返し単位が周期的に配置されている。緑色画素領域１０Ｇは、対角方向に並んで設けられている。例えば、撮像部１１１では、行方向に配列された画素領域からなる画素行（Ｘ軸方向に並ぶ画素領域）ごとに、画素駆動線（不図示）が行方向に沿って配線され、列方向に配列された画素領域からなる画素列（Ｙ軸方向に並ぶ画素領域）ごとに、垂直信号線（後述の図４の垂直信号線ＶＳＬ）が列方向に沿って配線されている。ここでは、緑色画素領域１０Ｇが本開示の第１画素領域、赤色画素領域１０Ｒおよび緑色画素領域１０Ｇが本開示の第２画素領域の一具体例にそれぞれ対応する。
【００１６】
撮像部１１１は、Ｘ軸方向に隣り合う２つの画素領域（青色画素領域１０Ｂと緑色画素領域１０Ｇ、または赤色画素領域１０Ｒと緑色画素領域１０Ｇ）により構成された共有部１１を複数有している。共有部１１の具体的な構成については、後述する。Ｘ軸方向が本開示の第１方向、Ｙ軸方向が本開示の第２方向にそれぞれ対応する。
【００１７】
垂直駆動部１１２は、例えば、シフトレジスタやアドレスデコーダなどからなる。この垂直駆動部１１２は、複数の画素駆動線を介して各画素に信号等を供給することで、撮像部１１１の各画素を全画素同時に、または行単位等で駆動する。
【００１８】
ランプ波モジュール１１３は、画素信号のＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換に用いるランプ波信号を生成し、カラム処理部（不図示）に供給する。なお、カラム処理部は、例えば、シフトレジスタやアドレスデコーダなどからなり、ノイズ除去処理、相関二重サンプリング処理、Ａ／Ｄ変換処理等を行い、画素信号を生成する。カラム処理部は、生成した画素信号を信号処理部１１８に供給する。
【００１９】
クロックモジュール１１４は、撮像装置１の各部に動作用のクロック信号を供給する。
【００２０】
水平駆動部１１６は、カラム処理部の画素列に対応する単位回路を順番に選択する。この水平駆動部１１６による選択走査により、カラム処理部において単位回路ごとに信号処理された画素信号が順番に信号処理部１１８に出力される。
【００２１】
システム制御部１１７は、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ等からなる。システム制御部１１７は、タイミングジェネレータで生成されたタイミング信号に基づいて、垂直駆動部１１２、ランプ波モジュール１１３、クロックモジュール１１４、水平駆動部１１６、及び、カラム処理部の駆動制御を行なう。
【００２２】
信号処理部１１８は、必要に応じてデータ格納部１１５にデータを一時的に格納しながら、カラム処理部から供給された画素信号に対して演算処理等の信号処理を行ない、各画素信号からなる画像信号を出力する。
【００２３】
次に、共有部１１の具体的な構成について説明する。
【００２４】
図３は、Ｙ軸方向の最も近い位置に配置された２つの共有部１１の平面構成を表している。撮像部１１１は、青色画素領域１０Ｂと緑色画素領域１０Ｇとが交互に設けられた画素行と、赤色画素領域１０Ｒと緑色画素領域１０Ｇとが交互に設けられた画素行とを有している（図２）。撮像部１１１では、この２種類の画素行が交互に配置されている。即ち、撮像部１１１は、青色画素領域１０Ｂおよび緑色画素領域１０Ｇを含む共有部１１と、赤色画素領域１０Ｒおよび緑色画素領域１０Ｇを含む共有部１１とを有しており、Ｙ軸方向に沿って、これらの２種類の共有部１１が交互に設けられている。
【００２５】
赤色画素領域１０Ｒ、緑色画素領域１０Ｇおよび青色画素領域１０Ｂはそれぞれ、フォトダイオード（ＰＤ）２１、第１転送トランジスタ（ＴＲＸ）２２、電荷保持部（ＭＥＭ）２３、第２転送トランジスタ（ＴＲＧ）２４、オーバーフローゲート（ＯＦＧ）３１およびオーバーフロードレイン（ＯＦＤ）３２を有している。ＴＲＸ２２およびＭＥＭ２３は、平面（ＸＹ平面）視で重なる位置に設けられている。ＰＤ２１およびＭＥＭ２３は、Ｙ軸方向（共有部１１を構成する２つの画素領域の並び方向と直交する方向）に並んで配置されている。ここでは、ＰＤ２１が本開示の光電変換部の一具体例に対応する。
【００２６】
各共有部１１は、フローティングディフュージョン（ＦＤ）２５、リセットトランジスタ（ＲＳＴ）２６、増幅トランジスタ（ＡＭＰ）２７および選択トランジスタ（ＳＥＬ）２８を有している。換言すれば、共有部１１毎に、ＦＤ２５、ＲＳＴ２６、ＡＭＰ２７およびＳＥＬ２８が配置されている。このように、２つの画素領域（青色画素領域１０Ｂと緑色画素領域１０Ｇ、または赤色画素領域１０Ｒと緑色画素領域１０Ｇ）でＦＤ２５、ＲＳＴ２６、ＡＭＰ２７およびＳＥＬ２８を共有することにより、ＰＤ２１およびＭＥＭ２３の領域をより有効活用しやすくなる。ここでは、ＦＤ２５が、本開示の電荷電圧変換部の一具体例に対応し、ＲＳＴ２６、ＡＭＰ２７およびＳＥＬ２８が本開示の画素トランジスタの一具体例に対応する。
【００２７】
図４は、撮像装置１の画素回路の構成の一例を表したものである。共有部１１を構成する一方の画素領域（例えば、青色画素領域１０Ｂ）では、ＰＤ２１−１とＭＥＭ２３−１との間にＴＲＸ２２−１が設けられ、ＭＥＭ２３−１にＴＲＧ２４−１が接続されている。共有部１１を構成する他方の画素領域（例えば、緑色画素領域１０Ｇ）では、ＰＤ２１−２とＭＥＭ２３−２との間にＴＲＸ２２−２が設けられ、ＭＥＭ２３−２にＴＲＧ２４−２が接続されている。ＴＲＧ２４−１，２４−２は、ＦＤ２５に接続されている。このＦＤ２５には、ＴＲＧ２４−１，２４−２とともに、ＲＳＴ２６が接続されている。また、ＦＤ２５は、ＡＭＰ２７およびＳＥＬ２８を介して垂直信号線ＶＳＬに接続されている。ＰＤ２１−１，ＰＤ２１−２には、ＴＲＸ２２−１，２２−２とともに、ＯＦＧ３１−１，３１−２を介してＯＦＤ３２−１，３２−２が接続されている。
【００２８】
赤色画素領域１０Ｒ、緑色画素領域１０Ｇ，青色画素領域１０Ｂ毎に設けられたＰＤ２１（２１−１，２１−２）では、被写体からの光を受光し、光電変換がなされるようになっている。ＰＤ２１は、受光量に応じた信号電荷を生成し、蓄積する。
【００２９】
ＴＲＸ２２（２２−１，２２−２）の一対のソース・ドレイン電極の一方が、ＰＤ２１に接続され、他方がＭＥＭ２３に接続されている。ＴＲＸ２２は、そのゲートに第１転送信号が入力された際にオン状態となる。これにより、ＰＤ２１で生成された信号電荷が読み出され、ＭＥＭ２３に転送される。
【００３０】
ＭＥＭ２３（２３−１，２３−２）は、ＴＲＸ２２およびＴＲＧ２４（２４−１，２４−２）に接続されている。このＭＥＭ２３は、ＰＤ２１で生成された信号電荷を、一旦保持するための電荷保持部である。撮像装置１では、このＭＥＭ２３が設けられているので、グローバルシャッター機能が実現される。
【００３１】
ＴＲＧ２４の一対のソース・ドレイン電極の一方が、ＭＥＭ２３に接続され、他方がＦＤ２５に接続されている。ＴＲＧ２４は、そのゲートに第２転送信号が入力された際にオン状態となる。これにより、ＭＥＭ２３に一旦保持された信号電荷が読み出され、ＦＤ２５に転送される。
【００３２】
ＦＤ２５には、ＴＲＧ２４、ＲＳＴ２６およびＡＭＰ２７が接続されている。このＦＤ２５は、ＭＥＭ２３から読み出された信号電荷を保持するとともに、これを電圧（電位）に変換するものである。
【００３３】
ＲＳＴ２６は、定電圧源ＶＤＤの供給端子と、ＦＤ２５との間に設けられている。ＲＳＴ２６は、そのゲートにリセット信号が入力された際にオン状態となる。これにより、ＦＤ２５に蓄積されている電荷が定電圧源ＶＤＤに排出され、ＦＤ２５の電位がリセットされる。
【００３４】
ＡＭＰ２７は、そのゲートがＦＤ２５に、一対のソース・ドレイン電極の一方が定電圧源ＶＤＤの供給端子に、他方がＳＥＬ２８を介して垂直信号線ＶＳＬに、それぞれ接続されている。このＡＭＰ２７は、ＦＤ２５の電位を増幅し、その増幅信号を画素信号としてＳＥＬ２８に出力するものである。
【００３５】
ＳＥＬ２８は、ＡＭＰ２７と垂直信号線ＶＳＬとの間に設けられている。ＳＥＬ２８は、そのゲートにアドレス信号が入力された際にオン状態となる。これにより、ＡＭＰ２７で増幅された画素信号が制御されて、垂直信号線ＶＳＬに出力される。
【００３６】
ＯＦＧ３１（３１−１，３１−２）は、ＯＦＤ３２（３２−１，３２−２）と、ＰＤ２１との間に設けられている。ＯＦＧ３１は、そのゲートに排出信号が入力された際にオン状態となる。これにより、ＰＤ２１に蓄積されている不要電荷がＯＦＧ３１に排出される。
【００３７】
図５は、撮像部１１１の要部の断面構成を模式的に表したものであり、図３に示したＶ−Ｖ’線に沿った断面構成に対応している。
【００３８】
撮像装置１は、多層配線層Ｌ１と多層配線層Ｌ１に積層された半導体基板Ｌ２とを有している。半導体基板Ｌ２は、対向する第１面Ｌ２ａおよび第２面Ｌ２ｂを有している。半導体基板Ｌ２の第２面Ｌ２ｂに絶縁膜５０を介して多層配線層Ｌ１が設けられ、第１面Ｌ２ａが受光面を構成している。この撮像装置１は、裏面照射型の撮像装置である。
【００３９】
半導体基板Ｌ２の第２面Ｌ２ｂ近傍には、ＴＲＸ２２およびＴＲＧ２４が設けられている。半導体基板Ｌ２の第２面Ｌ２ｂ近傍に、ＲＳＴ２６、ＡＭＰ２７およびＳＥＬ２８（図３）が設けられていてもよい。半導体基板Ｌ２の第１面Ｌ２ａ上には、例えば、遮光層Ｌ３、カラーフィルタ層７１およびオンチップレンズ７２がこの順に設けられている。半導体基板Ｌ２内には、ＰＤ２１、ＭＥＭ２３およびＦＤ２５（図５には図示せず）が設けられている。カラーフィルタ層７１は、半導体基板Ｌ２を間にして多層配線層Ｌ１に対向している。
【００４０】
多層配線層Ｌ１は例えば支持基板（図示せず）に支持されており、多層配線層Ｌ１を間にして支持基板と半導体基板Ｌ２とが対向している。多層配線層Ｌ１は、ＰＤ２１に電気的に接続された複数の配線５１と、この複数の配線５１を互いに分離するための層間絶縁膜５２とを有している。複数の配線５１は、例えば、ＰＤ２１で生成した信号電荷を読み出すためのものであり、多層配線層Ｌ１には、例えば、赤色画素領域１０Ｒ，緑色画素領域１０Ｇ，青色画素領域１０Ｂを駆動するための回路が設けられている。例えば、多層配線層Ｌ１のうち、半導体基板Ｌ２側にはＴＲＸ２２のゲート電極２２Ｇが設けられている。ゲート電極２２Ｇは、例えば、平面視でＭＥＭ２３に重なる位置に配置されている。
【００４１】
多層配線層Ｌ１と半導体基板Ｌ２との間に設けられた絶縁膜５０は、半導体基板Ｌ２の第２面Ｌ２ｂを絶縁するためのものであり、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ）等の酸化膜により構成されている。
【００４２】
半導体基板Ｌ２は、例えばシリコン（Ｓｉ）により構成されている。ＰＤ２１は、半導体基板Ｌ２の厚み方向にわたって広く設けられている。このＰＤ２１は、例えばｎ型不純物領域を有している。ＰＤ２１のＹ軸方向に隣り合う位置に、ＭＥＭ２３が設けられている。このＭＥＭ２３は、例えば、ｎ型不純物領域を有しており、多層配線層Ｌ１のゲート電極２２Ｇに対向する位置に設けられている。ＭＥＭ２３は、ＰＤ２１に電気的に接続されており、半導体基板Ｌ２内には、ＰＤ２１からＭＥＭ２３への信号電荷の転送経路が設けられている。ＰＤ２１およびＭＥＭ２３と第１面Ｌ２ａとの間にはｐ型不純物領域４１ａが設けられており、ＰＤ２１およびＭＥＭ２３と第２面Ｌ２ｂとの間にはｐ型不純物領域４１ｂが設けられている。ＦＤ２５は、例えば、ｎ型の不純物領域であり、半導体基板Ｌ２内の第２面Ｌ２ｂに近い位置に設けられている。ＦＤ２５は、例えば、共有部１１それぞれを構成する２つの画素領域に跨るように設けられている（図３）。例えば、各共有部１１の中央部にＦＤ２５が配置され、外側にＰＤ２１（２１−１，２１−２）およびＭＥＭ２３（２３−１，２３−２）が配置されている。
【００４３】
半導体基板Ｌ２には、溝形成領域４２が設けられている。この溝形成領域４２は、半導体基板Ｌ２の厚み方向（Ｚ軸方向）に所定の大きさの溝が設けられた領域である。例えば、溝形成領域４２には、半導体基板Ｌ２を貫通しない程度の大きさの溝が設けられている。溝形成領域４２は、例えば、赤色画素領域１０Ｒ，緑色画素領域１０Ｇおよび青色画素領域１０Ｂ各々のＰＤ２１とＭＥＭ２３との間に設けられている。平面視でＰＤ２１を囲むように溝形成領域４２を設けるようにしてもよい。
【００４４】
半導体基板Ｌ２の第１面Ｌ２ａに設けられた遮光層Ｌ３は、遮光部６１と、遮光部６１を覆う絶縁膜６２とを有している。遮光部６１は、半導体基板Ｌ２の第１面Ｌ２ａを覆うように設けられた遮光部６１Ａと、溝形成領域４２の溝に埋め込まれた遮光部６１Ｂとを含んでいる。遮光部６１Ａは第１面Ｌ２ａに略平行に設けられ、遮光部６１Ｂは第１面Ｌ２ａに略垂直に設けられている。ここでは、遮光部６１Ｂが本開示の第１遮光部、遮光部６１Ａが本開示の第２遮光部の一具体例に対応する。
【００４５】
図６は、遮光部６１Ａの平面形状の一例を表している。遮光部６１Ａは、ＰＤ２１に対向する領域に開口６１Ｍを有している。開口６１Ｍは、例えば矩形の平面形状を有している。例えば、この開口６１Ｍの長辺はＸ軸方向に設けられ、短辺はＹ軸方向に設けられている。例えば、矩形の平面形状を有する撮像部１１１の長辺の方向はＸ軸方向である。撮像部１１１の長辺の方向と、開口６１Ｍの長辺の方向とが略平行であることが好ましい。これにより、像高方向での斜入射特性を確保することが可能となる。開口６１Ｍの平面形状は正方形等であってもよい。遮光部６１Ａは、ＭＥＭ２３およびＦＤ２５等を覆っている。
【００４６】
遮光部６１Ｂは、溝形成領域４２と同様に、赤色画素領域１０Ｒ，緑色画素領域１０Ｇおよび青色画素領域１０Ｂ各々のＰＤ２１とＭＥＭ２３との間に設けられている。平面視でＰＤ２１を囲むように遮光部６１Ｂを設けるようにしてもよい。このように、半導体基板Ｌ２に埋め込まれた遮光部６１Ｂを設けることにより、斜め方向からＰＤ２１に入射した光が、ＭＥＭ２３へ漏れこみことが抑えられる。よって、ＭＥＭ２３への光の漏れ込みに起因した光学的なノイズの発生を抑えることができる。溝形成領域４２の溝には、絶縁膜６２および遮光部６１Ｂがこの順に埋め込まれている。
【００４７】
遮光部６１は、例えば、タングステン（Ｗ），アルミニウム（Ａｌ）または銅（Ｃｕ）等により構成されており、接地電位（ＧＮＤ）に接続されている。絶縁膜６２は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2）,酸化ハフニウム（ＨｆＯ2），五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）または二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）等により構成されている。
【００４８】
カラーフィルタ層７１は、遮光層Ｌ３を間にして、半導体基板Ｌ２の第１面Ｌ２ａを覆っている。このカラーフィルタ層７１は、例えば赤色波長域の光を選択的に透過する赤色（Ｒ）フィルタ、緑色波長域の光を選択的に透過する緑色（Ｇ）フィルタおよび青色波長域の光を選択的に透過する青色（Ｂ）フィルタを含んでいる。例えば、赤色画素領域１０Ｒには赤色フィルタ、緑色画素領域１０Ｇには緑色フィルタ、青色画素領域１０Ｂには青色フィルタが設けられている。この赤色フィルタ、緑色フィルタおよび青色フィルタは、規則的な色配列（例えばベイヤー配列）で設けられている。このようなカラーフィルタ層７１を設けることにより、撮像装置１では、その色配列に対応したカラーの受光データが得られる。
【００４９】
カラーフィルタ層７１上のオンチップレンズ７２は、赤色画素領域１０Ｒ，緑色画素領域１０Ｇ，青色画素領域１０Ｂ各々のＰＤ２１に対向する位置に設けられている。このオンチップレンズ７２に入射した光は、赤色画素領域１０Ｒ，緑色画素領域１０Ｇ，青色画素領域１０Ｂ毎にＰＤ２１に集光されるようになっている。このオンチップレンズ７２のレンズ系は、画素領域のサイズに応じた値に設定されている。オンチップレンズ７２のレンズ材料としては、例えば有機材料やシリコン酸化膜（ＳｉＯ）等が挙げられる。
【００５０】
このような構成を有する撮像装置１では、共有部１１を構成する２つの画素領域の一方と他方とが、ほぼ鏡像の関係にあり（図３）、遮光層Ｌ３、半導体基板Ｌ２および多層配線層Ｌ１の構成が互いに異なっている。即ち、共有部１１を構成する２つの画素領域の一方と他方とは、遮光層Ｌ３、半導体基板Ｌ２および多層配線層Ｌ１の光学的特性が互いに異なる。例えば、共有部１１の一方（図３の紙面左側）に配置された画素領域（例えば、図３の青色画素領域１０Ｂ，赤色画素領域１０Ｒ）の遮光層Ｌ３、半導体基板Ｌ２および多層配線層Ｌ１が第１の光学特性１１ｐを有し、共有部１１の他方に配置された画素領域（例えば、図３の緑色画素領域１０Ｇ）の遮光層Ｌ３、半導体基板Ｌ２および多層配線層Ｌ１が、第１の光学特性１１ｐとは異なる第２の光学特性１１ｍを有している。本実施の形態では、Ｙ軸方向の最も近い位置に設けられた共有部１１が、Ｘ軸方向に１つの画素領域分ずれて配置されている。詳細は後述するが、これにより、撮像部１１１の複数の赤色画素領域１０Ｒおよび複数の青色画素領域１０Ｂは第１の光学特性１１ｐを有し、撮像部１１１の複数の緑色画素領域１０Ｇは第２の光学特性１１ｍを有するので、同じ色の光を受光する複数の画素領域の間での光学的特性の差が小さくなる。
【００５１】
[撮像装置１の動作]
撮像装置１では、オンチップレンズ７２およびカラーフィルタ層７１を介して、ＰＤ２１へ光（例えば可視領域の波長の光）が入射する。これにより、ＰＤ２１では正孔（ホール）および電子の対が発生する（光電変換される）。ＴＲＸ２２のゲート電極に第１転送信号が入力され、ＴＲＸ２２がオン状態となると、ＰＤ２１に蓄積された信号電荷がＭＥＭ２３に転送される。ＴＲＧ２４がオン状態となると、ＭＥＭ２３に蓄積された信号電荷がＦＤ２５に転送される。ＦＤ２５では、信号電荷が電圧信号に変換され、この電圧信号が画素信号として読み出される。
【００５２】
[撮像装置１の作用・効果]
本実施の形態の撮像装置１では、Ｙ軸方向の最も近い位置に設けられた共有部１１が、Ｘ軸方向に１つの画素領域分ずれて配置されているので、同じ色の光を受光する複数の画素領域の間で互いの構成が近くなる。以下、この作用について比較例を用いて説明する。
【００５３】
図７は、比較例に係る撮像装置（撮像装置１００）の模式的な平面構成を表し、図８は図７に示した共有部１１の構成を拡大して表している。図７，図８はそれぞれ、撮像装置１を表す図２，図３に対応している。この撮像装置１００は、撮像装置１と同様にＸ軸方向に隣り合う２つの画素領域により構成された共有部１１を複数有している。撮像装置１００では、Ｙ軸方向に並ぶ複数の共有部１１が揃って配置されている。即ち、撮像装置１００では、Ｙ軸方向の最も近い位置に設けられた共有部１１がずれて配置されていない。この点において、撮像装置１００は撮像装置１と異なっている。
【００５４】
このような撮像装置１００では、緑色画素領域１０Ｇの構成が画素行によって異なる。緑色画素領域１０Ｇおよび赤色画素領域１０Ｒが交互に設けられた画素行では、緑色画素領域１０Ｇが共有部１１の一方（図７の紙面左側）に配置されるので、第１の光学特性１１ｐを有する。これに対し、緑色画素領域１０Ｇおよび青色画素領域１０Ｂが交互に設けられた画素行では、緑色画素領域１０Ｇが共有部１１の他方に配置されるので、第２の光学特性１１ｍを有する。即ち、画素行によって、緑色画素領域１０Ｇの光学的特性に差が生じる。特に、微細化された緑色画素領域１０Ｇでは、光学的特性の差が大きくなりやすい。このような複数の緑色画素領域１０Ｇの間での光学的特性の差は、周期筋等となり、画質を低下させるおそれがある。
【００５５】
また、裏面照射型の撮像装置１００では、多層配線層（図５の多層配線層Ｌ１参照）で反射された光が半導体基板（図５の半導体基板Ｌ２）に入射しやすい。このため、表面照射型の撮像装置に比べて、複数の緑色画素領域１０Ｇの間での光学的特性の差が画質に大きく影響を及ぼす。
【００５６】
これに対し、撮像装置１では、Ｙ軸方向の最も近い位置に設けられた共有部１１がＸ軸方向に１つの画素領域分ずれて配置されているので、撮像部１１１の全ての画素行で、緑色画素領域１０Ｇが共有部１１の他方に配置される。これにより、撮像部１１１の全ての緑色画素領域１０Ｇが略同一の構成となり、これらは第２の光学特性１１ｍを有する。したがって、複数の緑色画素領域１０Ｇの間での光学的特性の差がほぼなくなり、画質の低下を抑えることができる。特に、裏面照射型の撮像装置１では、効果的に画質の低下が抑えられる。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態の撮像装置１では、Ｙ軸方向の最も近い位置に設けられた共有部１１をＸ軸方向に１つの画素領域分ずれて配置するようにしたので、同じ色の光を受光する複数の画素領域間で、光学的特性の差が小さくなる。したがって、同じ色の光を受光する複数の画素領域間での光学的特性の差に起因した画質の低下を抑えることが可能となる。
【００５８】
以下、上記実施の形態の変形例および他の実施の形態について説明するが、以降の説明において上記実施の形態と同一構成部分については同一符号を付してその説明は適宜省略する。
【００５９】
＜変形例１＞
図９は、上記実施の形態の変形例１に係る撮像装置（撮像装置１Ａ）の要部の模式的な平面構成を表したものである。図９は、撮像装置１を表す図３に対応している。この撮像装置１Ａでは、共有部１１毎に、ＲＳＴ２６、ＡＭＰ２７およびＳＥＬ２８に加えてＦＤトランジスタ（ＦＤＧ）２９が設けられている。この点を除き、変形例１に係る撮像装置１Ａは、上記実施の形態の撮像装置１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００６０】
図１０は、撮像装置１Ａの画素回路の構成の一例を表している。ＦＤＧ２９は、変換効率切替のためのスイッチトランジスタであり、例えば、ＦＤ２５と付加容量（Ｃ）２５Ａとの間に設けられている。ＦＤＧ２９をオンすることにより、ＦＤ２５にＣ２５Ａが接続される。これにより、ＦＤ２５はＬＧ（low gain）状態となる。一方、ＦＤＧ２９をオフすることにより、ＦＤ２５とＣ２５Ａとが非接続となる。これにより、ＦＤ２５はＨＧ（high gain）状態となる。
【００６１】
図１１は、撮像装置１Ａの画素回路の構成の他の例を表している。このようにＣ２５Ａを、ＦＤＧ２９とＡＭＰ２７との間に接続するようにしてもよい。
【００６２】
本変形例でも、上記実施の形態と同様に、Ｙ軸方向の最も近い位置に設けられた共有部１１がＸ軸方向に１つの画素領域分ずれて配置されているので、同じ色の光を受光する複数の画素領域間で、光学的特性の差が小さくなる。また、本変形例では、画素回路がＦＤＧ２９およびＣ２５Ａを有しているので、ＦＤ２５に保持可能な電荷容量の切り替え、即ち、電荷電圧変換効率の切り替えを行うことが可能となる。これにより、ノイズと飽和電荷量とのバランスを考慮した最適な画像を生成することが可能となる。例えば、低照度では、電荷電圧変換効率を高くすることによりノイズを抑え、高照度では、電荷電圧変換効率を低くすることにより十分な飽和電荷量を確保する。
【００６３】
＜変形例２＞
図１２Ａおよび図１２Ｂは、上記実施の形態の変形例２に係る撮像装置（撮像装置１Ｂ）の要部の模式的な構成を表したものである。図１２Ａは、撮像装置１Ｂの１つの画素領域（例えば青色画素領域１０Ｂ）の平面構成を表したものであり、図１２Ｂは、図１２Ａに示したＢ−Ｂ’線に沿った断面構成を表している。この撮像装置１Ｂでは、遮光部６１Ｂが貫通領域Ｔ６１および非貫通領域Ｎ６１を有している。赤色画素領域１０Ｒおよび緑色画素領域１０Ｇにも、同様に遮光部６１Ｂの貫通領域Ｔ６１および非貫通領域Ｎ６１が設けられている。この点を除き、変形例２に係る撮像装置１Ｂは、上記実施の形態の撮像装置１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００６４】
貫通領域Ｔ６１では、溝形成領域４２の溝が、半導体基板Ｌ２の第１面Ｌ２ａから第２面Ｌ２ｂまで貫通している（図１２Ｂ）。この半導体基板Ｌ２の貫通溝を遮光部６１Ｂが埋めている。換言すれば、貫通領域Ｔ６１では、半導体基板Ｌ２の厚み方向全部にわたって遮光部６１Ｂが設けられている。これにより、ＭＥＭ２３への光の漏れ込みを、効果的に抑えることができる。非貫通領域Ｎ６１では、溝形成領域４２の溝が、半導体基板Ｌ２の第１面Ｌ２ａから第２面Ｌ２ｂに到達しない程度の深さで設けられている（図５参照）。この半導体基板Ｌ２の非貫通溝を遮光部６１Ｂが埋めている。換言すれば、非貫通領域Ｎ６１では、半導体基板Ｌ２の厚み方向の一部に遮光部６１Ｂが設けられている。
【００６５】
例えば、ＰＤ２１と、Ｘ軸方向の隣り合う画素領域（両隣りの画素領域）との間には非貫通領域Ｎ６１が設けられている。１つの画素領域のＰＤ２１とＭＥＭ２３との間には、例えば、貫通領域Ｔ６１および非貫通領域Ｎ６１が設けられている。例えば、ＰＤ２１とＭＥＭ２３との間の非貫通領域Ｎ６１は、ＯＦＧ３１側（図１２Ａの紙面左側）に設けられており、この非貫通領域Ｎ６１を介して、ＰＤ２１からＭＥＭ２３へと信号電荷が転送される。ＭＥＭ２３とＹ軸方向の隣り合う画素領域（隣り合う画素領域のＰＤ２１）との間には、例えば、貫通領域Ｔ６１および非貫通領域Ｎ６１が設けられている。
【００６６】
本変形例でも、上記実施の形態と同様に、Ｙ軸方向の最も近い位置に設けられた共有部１１がＸ軸方向に１つの画素領域分ずれて配置されているので、同じ色の光を受光する複数の画素領域間で、光学的特性の差が小さくなる。また、本変形例のように、遮光部６１Ｂが貫通領域Ｔ６１および非貫通領域Ｎ６１を有することにより、第１の光学特性１１ｐと第２の光学特性１１ｍとの差が大きくなりやすい。したがって、本技術は、撮像装置１Ｂに好適に用いられる。
【００６７】
＜変形例３＞
図１３は、上記実施の形態の変形例３に係る撮像装置（撮像装置１Ｃ）の要部の模式的な断面構成を表したものである。図１３は、撮像装置１を表す図５に対応する。この撮像装置１Ｃでは、ＴＲＸ２２のゲート電極２２Ｇが、多層配線層Ｌ１から半導体基板Ｌ２に埋め込まれている。この点を除き、変形例３に係る撮像装置１Ｃは、上記実施の形態の撮像装置１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００６８】
このような埋込型のゲート電極２２Ｇは、例えば、ＰＤ２１とＭＥＭ２３との間に設けられている。ゲート電極２２Ｇは、多層配線層Ｌ１から絶縁膜５０を貫通し、半導体基板Ｌ２に埋め込まれている。このようなゲート電極２２Ｇを設けることにより、ＰＤ２１からＭＥＭ２３への信号電荷の転送が補助される。よって、より確実にＰＤ２１からＭＥＭ２３へ信号電荷を転送することが可能となる。
【００６９】
本変形例でも、上記実施の形態と同様に、Ｙ軸方向の最も近い位置に設けられた共有部１１がＸ軸方向に１つの画素領域分ずれて配置されているので、同じ色の光を受光する複数の画素領域間で、光学的特性の差が小さくなる。また、本変形例のように、ＴＲＸ２２が埋込型のゲート電極２２Ｇを有することにより、より確実にＰＤ２１からＭＥＭ２３に信号電荷を転送することが可能となる。
【００７０】
＜変形例４＞
図１４は、上記実施の形態の変形例４に係る撮像装置（撮像装置１Ｄ）の要部の模式的な平面構成を表したものである。図１４は、撮像装置１を表す図２に対応している。この撮像装置１Ｄでは、Ｙ軸方向に隣り合う２つの画素領域（緑色画素領域１０Ｇと赤色画素領域１０Ｒ、または、緑色画素領域１０Ｇと青色画素領域１０Ｂ）により共有部１１が構成されている。この点を除き、変形例４に係る撮像装置１Ｄは、上記実施の形態の撮像装置１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００７１】
図１５は、図１４に示した複数の共有部１１のうち、Ｘ軸方向の最も近い位置に設けられた２つの共有部１１の平面構成を表している。この図１５は、撮像装置１を表す図３に対応する。撮像装置１Ｄでは、Ｘ軸方向の最も近い位置に設けられた共有部１１が、Ｙ軸方向に１つの画素領域分ずれて配置されている。これにより、撮像部１１１（図３）の複数の赤色画素領域１０Ｒおよび複数の青色画素領域１０Ｂは第１の光学特性１１ｐを有し、撮像部１１１の複数の緑色画素領域１０Ｇは第２の光学特性１１ｍを有するので、同じ色の光を受光する複数の画素領域の間での光学的特性の差が小さくなる。
【００７２】
本変形例のように、Ｘ軸方向の最も近い位置に設けられた共有部１１がＹ軸方向に１つの画素領域分ずれて配置されていてもよい。このような撮像装置１Ｄも、撮像装置１と同様に、同じ色の光を受光する複数の画素領域間で、光学的特性の差が小さくなる。
【００７３】
＜変形例５＞
図１６は、上記実施の形態の変形例５に係る撮像装置（撮像装置１Ｅ）の要部の模式的な平面構成を表したものである。図１６は、撮像装置１を表す図２に対応している。この撮像装置１Ｅでは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の近接する４つの画素領域（赤色画素領域１０Ｒ、青色画素領域１０Ｂおよび２つの緑色画素領域１０Ｇ）により共有部１１が構成されている。この点を除き、変形例５に係る撮像装置１Ｅは、上記実施の形態の撮像装置１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００７４】
図１７は、図１６に示した複数の共有部１１のうち、１つの共有部１１の平面構成を表している。撮像装置１Ｅでは、例えば、共有部１１が、Ｘ軸方向に隣り合う２つの画素領域を二組含んでいる（２×２）。この二組は、Ｙ軸方向の最も近い位置に設けられており、Ｘ軸方向に１つの画素領域分ずれて配置されている。即ち、共有部１１を構成する４つの画素領域のうち、２つの画素領域（例えば、青色画素領域１０Ｂおよび緑色画素領域１０Ｇ）のみがＹ軸方向において隣り合って設けられている。このような４つの画素領域により構成された共有部１１では、例えば、ＲＳＴ２６およびＡＭＰ２７がＸ軸方向に隣り合う青色画素領域１０Ｂと緑色画素領域１０Ｇとに跨るように設けられ、ＳＥＬ２８がＸ軸方向に隣り合う赤色画素領域１０Ｒと緑色画素領域１０Ｇとに跨るように設けられている。４つの画素領域それぞれのＦＤ２５は、例えば配線５１Ｆにより互いに接続されている。このように４つの画素領域により構成された共有部１１では、Ｘ軸方向に隣り合う２つの画素領域が互いにほぼ鏡像の関係となる。
【００７５】
撮像装置１Ｅでは、Ｙ軸方向の最も近い位置に設けられた共有部１１が、Ｘ軸方向に１つの画素領域分ずれて配置されている。これにより、上記実施の形態で説明したのと同様に、撮像部１１１（図３）の複数の赤色画素領域１０Ｒおよび複数の青色画素領域１０Ｂは第１の光学特性１１ｐを有し、撮像部１１１の複数の緑色画素領域１０Ｇは第２の光学特性１１ｍを有するので、同じ色の光を受光する複数の画素領域の間での光学的特性の差が小さくなる。
【００７６】
図示は省略するが、共有部１１が、Ｙ軸方向に隣り合う２つの画素領域を二組含んでいてもよい。このとき、Ｘ軸方向の最も近い位置に設けられた共有部１１が、Ｙ軸方向に１つの画素領域分ずれて配置される。
【００７７】
図１８は、撮像装置１Ｅの画素回路の構成の一例を表したものである。共有部１１を構成する４つの画素領域は、それぞれＰＤ２１（ＰＤ２１−１，２１−２，２１−３，２１−４）、ＴＲＸ２２（ＴＲＸ２２−１，２２−２，２２−３，２２−４）、ＭＥＭ２３（ＭＥＭ２３−１，２３−２，２３−３，２３−４）およびＴＲＧ２４（ＴＲＧ２４−１，２４−２，２４−３，２４−４）を有している。ＴＲＧ２４−１，２４−２，２４−３，２４−４は、ＦＤ２５に接続されている。このＦＤ２５には、ＴＲＧ２４−１，２４−２，２４−３，２４−４とともに、ＲＳＴ２６が接続されている。また、ＦＤ２５は、ＡＭＰ２７およびＳＥＬ２８を介して垂直信号線ＶＳＬに接続されている。ＰＤ２１−１，２１−２，２１−３，２１−４には、ＴＲＸ２２−１，２２−２，２２−３，２２−４とともに、ＯＦＧ３１−１，３１−２，３１−３，３１−４を介してＯＦＤ３２−１，３２−２，３２−３，３２−４が接続されている。
【００７８】
図１９は、図１７に示した共有部１１の平面構成の他の例を表し、図２０は、図１９に示した共有部１１の回路構成の一例を表している。撮像装置１Ｅは、撮像装置１Ａで説明したのと同様に、共有部１１毎に、ＲＳＴ２６、ＡＭＰ２７およびＳＥＬ２８に加えてＦＤＧ２９を有していてもよい。
【００７９】
本変形例のように、共有部１１をＸ軸方向およびＹ軸方向に近接する４つの画素領域により構成するようにしてもよい。このような撮像装置１Ｅも、撮像装置１と同様に、同じ色の光を受光する複数の画素領域間で、光学的特性の差が小さくなる。
【００８０】
＜適用例＞
上述の撮像装置１，１Ａ〜１Ｅは、例えばカメラなど、様々なタイプの電子機器に適用することができる。図２１に、その一例として、電子機器３（カメラ）の概略構成を示す。この電子機器３は、例えば静止画または動画を撮影可能なカメラであり、撮像装置１，１Ａ〜１Ｅと、光学系（光学レンズ）３１０と、シャッタ装置３１１と、撮像装置１およびシャッタ装置３１１を駆動する駆動部３１３と、信号処理部３１２とを有する。
【００８１】
光学系３１０は、被写体からの像光（入射光）を撮像装置１へ導くものである。この光学系３１０は、複数の光学レンズから構成されていてもよい。シャッタ装置３１１は、撮像装置１への光照射期間および遮光期間を制御するものである。駆動部３１３は、撮像装置１の転送動作およびシャッタ装置３１１のシャッタ動作を制御するものである。信号処理部３１２は、撮像装置１から出力された信号に対し、各種の信号処理を行うものである。信号処理後の映像信号Ｄoutは、メモリなどの記憶媒体に記憶されるか、あるいは、モニタ等に出力される。
【００８２】
更に、上記実施の形態等において説明した撮像装置１，１Ａ〜１Ｅは、下記電子機器（車両等の移動体）にも適用することが可能である。
【００８３】
＜移動体への応用例＞
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械（トラクター）などのいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【００８４】
図２２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。
【００８５】
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２２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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【００９４】
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２２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。
【００９５】
図２３は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【００９６】
図２３では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【００９７】
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。
【００９８】
なお、図２３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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部12031に適用され得る。撮像部12031に本開示に係る技術を適用することにより、より見やすい撮影画像を得ることができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。
【０１０４】
以上、実施の形態および変形例を挙げて説明したが、本開示内容は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態等において説明した撮像装置の構成は一例であり、更に他の層を備えていてもよい。また、各層の材料や厚みも一例であって、上述のものに限定されるものではない。
【０１０５】
例えば、上記実施の形態等では、２つの画素領域または４つの画素領域により共有部１１を構成する場合について説明したが、共有部１１を構成する画素領域の数はこれらに限定されない。例えば、８つの画素領域により共有部１１を構成するようにしてもよい。
【０１０６】
図２４は、８つの画素領域により構成された共有部１１を有する撮像装置の画素回路の一例を表している。共有部１１を構成する８つの画素領域は、それぞれＰＤ２１（ＰＤ２１−１，２１−２，２１−３，２１−４，２１−５，２１−６，２１−７，２１−８）、ＴＲＸ２２（ＴＲＸ２２−１，２２−２，２２−３，２２−４，２２−５，２２−６，２２−７，２２−８）、ＭＥＭ２３（ＭＥＭ２３−１，２３−２，２３−３，２３−４，２３−５，２３−６，２３−７，２３−８）およびＴＲＧ２４（ＴＲＧ２４−１，２４−２，２４−３，２４−４，２４−５，２４−６，２４−７，２４−８）を有している。ＴＲＧ２４−１，２４−２，２４−３，２４−４，２４−５，２４−６，２４−７，２４−８は、ＦＤ２５に接続されている。このＦＤ２５には、ＴＲＧ２４−１，２４−２，２４−３，２４−４，２４−５，２４−６，２４−７，２４−８とともに、ＲＳＴ２６が接続されている。また、ＦＤ２５は、ＡＭＰ２７およびＳＥＬ２８を介して垂直信号線ＶＳＬに接続されている。ＰＤ２１−１，２１−２，２１−３，２１−４，２１−５，２１−６，２１−７，２１−８には、ＴＲＸ２２−１，２２−２，２２−３，２２−４，２２−５，２２−６，２２−７，２２−８とともに、ＯＦＧ３１−１，３１−２，３１−３，３１−４，３１−５，３１−６，３１−７，３１−８を介してＯＦＤ３２−１，３２−２，３２−３，３２−４，３２−５，３２−６，３２−７，３２−８が接続されている。
【０１０７】
また、図３等には、赤色画素領域１０Ｒ，緑色画素領域１０Ｇ，青色画素領域１０Ｂの平面構成の一例を図示したが、赤色画素領域１０Ｒ，緑色画素領域１０Ｇ，青色画素領域１０Ｂは、他の平面構成を有していてもよい。
【０１０８】
図２５は、赤色画素領域１０Ｒ，緑色画素領域１０Ｇ，青色画素領域１０Ｂの平面構成の他の例を表している。このように、ＰＤ２１とＦＤ２５との間に、ＰＤ２１側から順にＴＲＸ２２（ＭＥＭ２３）およびＴＲＧ２４が設けられていてもよい。赤色画素領域１０Ｒ，緑色画素領域１０Ｇ，青色画素領域１０Ｂがこのような平面構成を有するとき、ＭＥＭ２３からＦＤ２５への信号電荷の転送経路が短くなる。
【０１０９】
また、上記実施の形態等では、裏面照射型の撮像装置について説明したが、本開示は表面照射型の撮像装置に用いるようにしてもよい。
【０１１０】
なお、上記実施の形態等において説明した効果は一例であり、他の効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。
【０１１１】
尚、本開示は、以下のような構成であってもよい。以下の構成を有する撮像装置によれば、第２方向の最も近い位置に設けられた共有部を第１方向に１つの画素領域分ずれて配置するようにしたので、同じ色の光を受光する複数の画素領域間で、光学的特性の差が小さくなる。したがって、同じ色の光を受光する複数の画素領域間での光学的特性の差に起因した画質の低下を抑えることが可能となる。
（１）
少なくとも第１方向に隣り合う２つの画素領域を含む共有部が複数設けられ、かつ、前記第１方向に交差する第２方向の最も近い位置に設けられた前記共有部は、前記第１方向に１つの前記画素領域分ずれて配置されている、撮像部と、
前記画素領域毎に設けられた光電変換部と、
前記光電変換部で生成された信号電荷が保持される電荷保持部と、
前記電荷保持部から前記信号電荷が転送される電荷電圧変換部と、
前記電荷電圧変換部に電気的に接続されるとともに、前記共有部毎に設けられた画素トランジスタと
を備えた撮像装置。
（２）
前記画素領域は、所定の波長域の光が前記光電変換部に入射する第１画素領域と、前記第１画素領域とは異なる波長域の光が前記光電変換部に入射する第２画素領域とを含み、
複数の前記共有部それぞれでは、前記第１方向の一方に前記第２画素領域が配置され、前記第１方向の他方に前記第２画素領域が配置されている
前記（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記第１画素領域では、緑色波長域の光が前記光電変換部に入射する
前記（２）に記載の撮像装置。
（４）
更に、前記光電変換部、前記電荷保持部および前記電荷電圧変換部が設けられた半導体基板と、
前記光電変換部と前記電荷保持部との間に設けられた第１遮光部とを有する
前記（１）ないし（３）のうちいずれか１つに記載の撮像装置。
（５）
更に、前記半導体基板に積層して設けられるとともに、前記電荷電圧変換部に電気的に接続された配線を含む多層配線層と、
前記半導体基板を間にして、前記多層配線層に対向するカラーフィルタ層とを含む
前記（４）に記載の撮像装置。
（６）
前記第１遮光部は、前記半導体基板を厚み方向に貫通して設けられた貫通領域と、前記半導体基板の前記厚み方向の一部に設けられた非貫通領域とを有する
前記（４）または（５）に記載の撮像装置。
（７）
更に、前記光電変換部の光入射側に設けられ、かつ、前記電荷保持部を覆うとともに前記光電変換部に対向する領域に開口を有する第２遮光部を有し、
前記撮像部および前記開口は、前記第１方向に長辺を有する矩形の平面形状を有する
前記（１）ないし（６）のうちいずれか１つに記載の撮像装置。
（８）
前記光電変換部および前記電荷保持部は、前記第２方向に並んで設けられている
前記（１）ないし（７）のうちいずれか１つに記載の撮像装置。
（９）
前記共有部は、前記第１方向および前記第２方向の近接する４つの前記画素領域を含む
前記（１）ないし（８）のうちいずれか１つに記載の撮像装置。
（１０）
更に、前記光電変換部から前記電荷保持部に前記信号電荷を転送する第１転送トランジスタと、
前記電荷保持部から前記電荷電圧変換部に前記信号電荷を転送する第２転送トランジスタとを有する
前記（１）ないし（９）のうちいずれか１つに記載の撮像装置。
（１１）
前記画素トランジスタは、リセットトランジスタ、増幅トランジスタおよび選択トランジスタの少なくともいずれか１つを含む
前記（１）ないし（１０）のうちいずれか１つに記載の撮像装置。
【符号の説明】
【０１１２】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ…撮像装置、３…電子機器、１０Ｒ…赤色画素領域、１０Ｇ…緑色画素領域、１０Ｂ…青色画素領域、１１…共有部、２１…ＰＤ、２２…ＴＲＸ、２３…ＭＥＭ、２４…ＴＲＧ、２５…ＦＤ、２６…ＲＳＴ、２７…ＡＭＰ、２８…ＳＥＬ、２９…ＦＤＧ、３１…ＯＦＧ、３２…ＯＦＤ、４１ａ，４１ｂ…ｐ型不純物領域、４２…溝形成領域、５０，６２…絶縁膜、５１…配線、５２…層間絶縁膜、６１，６１Ａ，６１Ｂ…遮光部、６１Ｍ…開口、７１…カラーフィルタ層、７２…オンチップレンズ、Ｌ１…多層配線層、Ｌ２…半導体基板、Ｌ２ａ…第１面、Ｌ２ｂ…第２面。
【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１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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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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