(57)【要約】【課題】製造工程を増やすことなく、画像の画質劣化を抑制する。【解決手段】複数の画素を備える撮像素子において、位相差検出による合焦判定を行うための信号を生成する位相差検出画素は、半導体基板に形成された光電変換部と、半導体基板とその上層に設けられた配線層との間に形成された金属部材とを備え、金属部材の一部は、光電変換部に入射する光の一部を遮光する遮光部材として形成される。本技術は、例えばCMOSイメージセンサに適用することができる。【選択図】図４
2014135355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を備える撮像素子において、
前記画素は、
半導体基板に形成された光電変換部と、
前記半導体基板とその上層に設けられた配線層との間に形成された金属部材と
を備え、
前記金属部材の一部は、前記光電変換部に入射する光の一部を遮光する遮光部材として形成される
撮像素子。
【請求項２】
前記画素は、位相差検出による合焦判定を行うための信号を生成する位相差検出画素である
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
画像を生成するための信号を生成する複数の画像生成画素をさらに備え、
前記位相差検出画素は、行列状に２次元配置される複数の前記画像生成画素の中に散在して配置される
請求項２に記載の撮像素子。
【請求項４】
前記金属部材の他の一部は、前記半導体基板と前記配線層とを電気的に接続するコンタクトとして形成される
請求項２に記載の撮像素子。
【請求項５】
前記遮光部材は、前記配線層を介してGNDに電気的に接続される
請求項２に記載の撮像素子。
【請求項６】
前記遮光部材は、前記配線層を介して電源に電気的に接続される
請求項２に記載の撮像素子。
【請求項７】
前記遮光部材は、電気的にフローティングである
請求項２に記載の撮像素子。
【請求項８】
前記画素は、画像を生成するための信号を生成する画像生成画素である
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項９】
複数の画素を備える撮像素子であって、
前記画素が、
半導体基板に形成された光電変換部と、
前記半導体基板とその上層に設けられた配線層との間に形成された金属部材と
を備える撮像素子の製造方法において、
前記金属部材の一部を、前記光電変換部に入射する光の一部を遮光する遮光部材として形成する
ステップを含む撮像素子の製造方法。
【請求項１０】
複数の画素を備える撮像素子において、
前記画素は、
半導体基板に形成された光電変換部と、
前記半導体基板とその上層に設けられた配線層との間に形成された金属部材と
を備え、
前記金属部材の一部は、前記光電変換部に入射する光の一部を遮光する遮光部材として形成される
撮像素子を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器に関し、特に、製造工程を増やすことなく、画像の画質劣化を抑制することができるようにする撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像素子の多数の撮像画素中に、位相差検出画素を混在させて、撮像画素から撮像信号を得るとともに、位相差検出画素から位相差検出信号を得る撮像装置がある（例えば、特許文献１参照）。この撮像装置においては、位相差検出画素の光電変換部に入射する光を、光電変換部の上層に設けられた第１の配線層で遮光するようになされていた。
【０００３】
また、光電変換部の直ぐ上に遮光マスクを形成することで、位相差検出画素の光電変換部に入射する光を遮光するようにした撮像装置がある（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】特開平１−２１６３０６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１３２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の撮像装置においては、位相差検出画素および撮像画素のいずれにおいても、位相差検出のために第１の配線層に焦点を合わせる必要があるが、このことが、撮像画素における特性の劣化を招き、画像の画質劣化をもたらす恐れがあった。
【０００６】
また、特許文献２の撮像装置においては、特許文献１の撮像装置における位相差検出画素よりも焦点を低くすることができるので、撮像画素における特性の劣化を抑えることはできるが、従来の撮像素子の製造工程に加え、遮光マスクを形成するプロセスを増やす必要があった。
【０００７】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、製造工程を増やすことなく、画像の画質劣化を抑制す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】
【０００８】
本技術の一側面の撮像素子は、複数の画素を備える撮像素子であって、前記画素が、半導体基板に形成された光電変換部と、前記半導体基板とその上層に設けられた配線層との間に形成された金属部材とを備え、前記金属部材の一部は、前記光電変換部に入射する光の一部を遮光する遮光部材として形成される。
【０００９】
前記画素は、位相差検出による合焦判定を行うための信号を生成する位相差検出画素とすることができる。
【００１０】
前記撮像素子には、画像を生成するための信号を生成する複数の画像生成画素をさらに設け、前記位相差検出画素は、行列状に２次元配置される複数の前記画像生成画素の中に散在して配置されるようにすることができる。
【００１１】
前記金属部材の他の一部は、前記半導体基板と前記配線層とを電気的に接続するコンタクトとして形成されるようにすることができる。
【００１２】
前記遮光部材は、前記配線層を介してGNDに電気的に接続されるようにすることができる。
【００１３】
前記遮光部材は、前記配線層を介して電源に電気的に接続されるようにすることができる。
【００１４】
前記遮光部材は、電気的にフローティングであるようにすることができる。
【００１５】
前記画素は、画像を生成するための信号を生成する画像生成画素とすることができる。
【００１６】
本技術の一側面の撮像素子の製造方法は、複数の画素を備える撮像素子であって、前記画素が、半導体基板に形成された光電変換部と、前記半導体基板とその上層に設けられた配線層との間に形成された金属部材とを備える撮像素子の製造方法であって、前記金属部材の一部を、前記光電変換部に入射する光の一部を遮光する遮光部材として形成するステップを含む。
【００１７】
本技術の一側面の電子機器は、複数の画素を備える撮像素子であって、前記画素が、半導体基板に形成された光電変換部と、前記半導体基板とその上層に設けられた配線層との間に形成された金属部材とを備え、前記金属部材の一部は、前記光電変換部に入射する光の一部を遮光する遮光部材として形成される撮像素子を備える。
【００１８】
本技術の一側面においては、画素が、半導体基板に形成された光電変換部と、半導体基板とその上層に設けられた配線層との間に形成された金属部材とを備え、金属部材の一部が、光電変換部に入射する光の一部を遮光する遮光部材として形成される。
【発明の効果】
【００１９】
本技術の一側面によれば、製造工程を増やすことなく、画像の画質劣化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本技術を適用したイメージセンサを備える撮像装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】イメージセンサの画素配置について説明する図である。
【図３】従来の画像生成画素および位相差検出画素の断面図である。
【図４】本技術の画像生成画素および位相差検出画素の断面図である。
【図５】本技術の位相差検出画素の平面図である。
【図６】本技術の位相差検出画素の平面図である。
【図７】本技術の位相差検出画素の断面図である。
【図８】本技術の位相差検出画素の断面図である。
【図９】位相差検出画素の形成処理について説明するフローチャートである。
【図１０】位相差検出画素の形成の工程を説明する図である。
【図１１】本技術を適用した撮像素子を備える撮像装置の他の実施の形態を示すブロック図である。
【図１２】AFセンサの画素配置について説明する図である。
【図１３】イメージセンサの画素配置について説明する図である。
【図１４】画像生成画素の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本技術の実施の形態について図を参照して説明する。
【００２２】
［撮像装置の機能構成例］
図１は、本技術を適用した撮像素子を備える撮像装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【００２３】
図１の撮像装置１は、AF（Auto Focus）機能により、被写体を撮像して撮像画像を生成し、静止画像または動画像として記録する。以下においては、主に静止画像が記録される例を示す。
【００２４】
撮像装置１は、レンズ部１１、操作受付部１２、制御部１３、イメージセンサ１４、信号処理部１５、記憶部１６、表示部１７、合焦判定部１８、および駆動部１９から構成される。
【００２５】
レンズ部１１は、被写体からの光（被写体光）を集光する。レンズ部１１により集光された被写体光は、イメージセンサ１４に入射される。
【００２６】
レンズ部１１は、ズームレンズ２１、絞り２２、フォーカスレンズ２３を備えている。
【００２７】
ズームレンズ２１は、駆動部１９の駆動により光軸方向に移動することにより焦点距離を変動させて、撮像画像に含まれる被写体の倍率を調整する。絞り２２は、駆動部１９の駆動により開口の度合いを変化させて、イメージセンサ１４に入射する被写体光の光量を調整する。フォーカスレンズ２３は、駆動部１９の駆動により光軸方向に移動することによりフォーカスを調整する。
【００２８】
操作受付部１２は、ユーザからの操作を受け付ける。操作受付部１２は、例えば、シャッターボタン（図示せず）が押下された場合、その旨の操作信号を制御部１３に供給する。
【００２９】
制御部１３は、撮像装置１の各部の動作を制御する。
【００３０】
例えば、制御部１３は、シャッターボタンが押下された旨の操作信号を受け付けた場合、静止画像の記録の指示を、信号処理部１５に供給する。また、制御部１３は、表示部１７に、被写体のリアルタイムな画像であるライブビュー画像を表示する場合、ライブビュー画像の生成の指示を、信号処理部１５に供給する。
【００３１】
また、制御部１３は、位相差検出方式によりフォーカスの合焦判定を行う場合、合焦判定を行う動作（位相差検出動作）の指示を、信号処理部１５に供給する。位相差検出方式とは、撮像レンズを通過した光を瞳分割して一対の像を形成し、形成された像の間隔（像の間のズレ量）を計測（位相差を検出）することによって合焦の度合いを検出する焦点検出方法である。
【００３２】
イメージセンサ１４は、受光した被写体光を電気信号に光電変換する撮像素子である。
【００３３】
例えば、イメージセンサ１４は、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやCCD（Charge Coupled Device）イメージセンサ等により実現される。イメージセンサ１４には、受光した被写体光に基づいて撮像画像を生成するための信号を生成する画素（画像生成画素）と、位相差検出を行うための信号を生成する画素（位相差検出画素）とが配置される。イメージセンサ１４は、光電変換により発生した電気信号を信号処理部１５に供給する。
【００３４】
信号処理部１５は、イメージセンサ１４から供給された電気信号に対して各種の信号処理を施す。
【００３５】
例えば、信号処理部１５は、制御部１３から静止画像の記録の指示が供給されている場合、静止画像のデータ（静止画像データ）を生成し、記憶部１６に供給する。また、信号処理部１５は、制御部１３からライブビュー画像の生成の指示が供給されている場合、イメージセンサ１４における画像生成画素からの出力信号に基づいて、ライブビュー画像のデータ（ライブビュー画像データ）を生成し、表示部１７に供給する。
【００３６】
また、信号処理部１５は、制御部１３から位相差検出動作の指示が供給されている場合、イメージセンサ１４における位相差検出画素からの出力信号に基づいて、位相差を検出するためのデータ（位相差検出用データ）を生成し、合焦判定部１８に供給する。
【００３７】
記憶部１６は、信号処理部１５から供給された画像データを記録する。記憶部１６は、例えば、DVD（Digital Versatile Disk）等のディスクやメモリカード等の半導体メモリ等、１または複数のリムーバブルな記録媒体として構成される。これらの記録媒体は、撮像装置１に内蔵されるようにしてもよく、撮像装置１から着脱可能とするようにしてもよい。
【００３８】
表示部１７は、信号処理部１５から供給された画像データに基づいて、画像を表示する。例えば、表示部１７は、信号処理部１５からライブビュー画像データが供給された場合、ライブビュー画像を表示する。表示部１７は、例えば、カラー液晶パネルにより実現される。
【００３９】
合焦判定部１８は、信号処理部１５から供給された位相差検出用データに基づいて、フォーカスを合わせる対象の物体（合焦対象物）に対してフォーカスが合っているか否か判定する。合焦判定部１８は、フォーカスエリアにおける物体にフォーカスが合っている場合、合焦していることを示す情報を合焦判定結果として、駆動部１９に供給する。また、合焦判定部１８は、合焦対象物にフォーカスが合っていない場合、フォーカスのずれの量（デフォーカス量）を算出し、その算出したデフォーカス量を示す情報を合焦判定結果として、駆動部１９に供給する。
【００４０】
駆動部１９は、ズームレンズ２１、絞り２２、およびフォーカスレンズ２３を駆動させる。例えば、駆動部１９は、合焦判定部１８から供給された合焦判定結果に基づいて、フォーカスレンズ２３の駆動量を算出し、その算出した駆動量に応じてフォーカスレンズ２３を移動させる。
【００４１】
具体的には、駆動部１９は、フォーカスが合っている場合には、フォーカスレンズ２３の現在の位置を維持させる。また、駆動部１９は、フォーカスが合っていない場合には、デフォーカス量を示す合焦判定結果およびフォーカスレンズ２３の位置に基づいて駆動量（移動距離）を算出し、その駆動量に応じてフォーカスレンズ２３を移動させる。
【００４２】
［イメージセンサの画素配列］
次に、図２を参照して、イメージセンサ１４の画素配置について説明する。
【００４３】
図２に示されるように、イメージセンサ１４には、黒色の正方形で示される複数の画像生成画素３１が行列状に２次元配置されている。画像生成画素３１は、Ｒ画素、Ｇ画素、およびＢ画素からなり、これらは、ベイヤ配列に従い規則的に配置されている。
【００４４】
また、イメージセンサ１４には、行列状に２次元配置される複数の画像生成画素３１の中に、白色の正方形で示される複数の位相差検出画素３２が散在して配置されている。具体的には、位相差検出画素３２は、イメージセンサ１４における画素行のうちの所定の１行において、画像生成画素３１の一部を置き換えることで、特定のパターンで規則的に配置されている。
【００４５】
次に、イメージセンサ１４における位相差検出画素３２の詳細な構成について説明するが、その前に、従来のイメージセンサにおける位相差検出画素の構成について説明する。
【００４６】
［従来のイメージセンサにおける画素の構成］
図３は、従来のイメージセンサにおける画素の構成を示す断面図である。図３においては、従来のイメージセンサにおける画像生成画素４１および位相差検出画素４２の断面図が示されている。
【００４７】
図３に示されるように、画像生成画素４１においては、半導体基板５１に光電変換部５２とGND接続部５３が形成されている。GND接続部５３は、半導体基板５１の図示せぬGNDに電気的に接続されている。半導体基板５１の上層には、CuやAlからなる配線層５４が形成されており、この配線層５４とGND接続部５３との間には、これらを電気的に接続するコンタクト５５が形成されている。半導体基板５１表面と配線層５４との間の距離は、例えば数100nm程度とされる。配線層５４の上には、層間絶縁膜５６が積層され、層間絶縁膜５６の上には、マイクロレンズ５７が形成されている。なお、図示はしないが、層間絶縁膜５６とマイクロレンズ５７との間には、Ｒ画素、Ｇ画素、およびＢ画素に応じた分光特性を有するカラーフィルタが形成されているものとする。
【００４８】
画像生成画素４１においては、配線層５４により、光電変換部５２の受光領域が規定されているが、配線層５４は、光電変換部５２の受光領域に入射する被写体光を遮光することなく配置されているため、光電変換部５２は、マイクロレンズ５７を透過した被写体光を全て受光する。
【００４９】
一方、位相差検出画素４２においても、画像生成画素４１と同様に、半導体基板５１乃至マイクロレンズ５７が形成されている。なお、図示はしないが、層間絶縁膜５６とマイクロレンズ５７との間には、画像生成画素４１のカラーフィルタと同等に入射光量を低減させるための減光フィルタが形成されているものとする。
【００５０】
位相差検出画素４２においても、配線層５４により、光電変換部５２の受光領域が規定されており、配線層５４が、光電変換部５２の受光領域に入射する被写体光の略半分を遮光するように配置されている。これにより、位相差検出画素４２においては、光電変換部５２は、マイクロレンズ５７を透過した被写体光の略半分を受光する。
【００５１】
以上のような画像生成画素４１および位相差検出画素４２を備えるイメージセンサにおいては、画像生成画素４１および位相差検出画素４２のいずれにおいても、位相差検出のために配線層５４に焦点を合わせる必要があり、これによって、撮像画素においては特性の劣化を招き、画像の画質劣化をもたらす恐れがあった。
【００５２】
［本技術のイメージセンサにおける画素の構成］
図４は、本技術を適用したイメージセンサ１４における画素の構成を示す断面図である。図４においては、イメージセンサ１４における画像生成画素３１および位相差検出画素３２の断面図が示されている。
【００５３】
図４に示されるように、画像生成画素３１においては、半導体基板１５１に光電変換部１５２とGND接続部１５３が形成されている。GND接続部１５３は、半導体基板１５１の図示せぬGNDに電気的に接続されている。半導体基板１５１の上層には、CuやAlからなる配線層１５４が形成されており、この配線層１５４とGND接続部１５３との間には、これらを電気的に接続するコンタクト１５５が形成されている。半導体基板１５１表面と配線層１５４との間の距離は、例えば数100nm程度とされる。配線層１５４の上には、層間絶縁膜１５６が積層され、層間絶縁膜１５６の上には、マイクロレンズ１５７が形成されている。なお、図示はしないが、層間絶縁膜１５６とマイクロレンズ１５７との間には、Ｒ画素、Ｇ画素、およびＢ画素に応じた分光特性を有するカラーフィルタが形成されているものとする。
【００５４】
画像生成画素３１においては、配線層１５４により、光電変換部１５２の受光領域が規定されているが、配線層１５４は、光電変換部１５２の受光領域に入射する被写体光を遮光することなく配置されているため、光電変換部１５２は、マイクロレンズ１５７を透過した被写体光を全て受光する。
【００５５】
一方、位相差検出画素３２においても、画像生成画素３１と同様に、半導体基板１５１乃至マイクロレンズ１５７が形成されている。なお、図示はしないが、層間絶縁膜１５６とマイクロレンズ１５７との間には、画像生成画素３１のカラーフィルタと同等に入射光量を低減させるための減光フィルタが形成されているものとする。
【００５６】
また、位相差検出画素３２においては、コンタクト１５５と同一層に、光電変換部１５２の受光領域に入射する被写体光の略半分を遮光する遮光部材１５５ａが形成されている。コンタクト１５５と遮光部材１５５ａとは、タングステン（Ｗ）等の同一の金属部材により形成される。半導体基板５１表面と遮光部材１５５ａとの間の距離は、例えば100nm程度とされる。また、遮光部材１５５ａは、その一部が配線層１５４に接続されるように形成されており、配線層１５４、コンタクト１５５、およびGND接続部１５３を介して、GNDに電気的に接続されている。
【００５７】
図５は、位相差検出画素３２の構成を示す平面図である。ただし、図５は、コンタクト１５５および遮光部材１５５ａより上層を除いた構成を示している。
【００５８】
図５の位相差検出画素３２においては、光電変換部１５２、GND接続部１５３、コンタクト１５５、および遮光部材１５５ａに加え、転送ゲート１６１、フローティングディフュージョン（FD）１６２、および画素トランジスタ１６３が示されている。
【００５９】
転送ゲート１６１は、光電変換部１５２において発生した、入射光量に応じた電荷を、FD１６２に転送する。また、画素トランジスタ１６３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より構成されている。
【００６０】
図５の位相差検出画素３２においては、遮光部材１５５ａが、光電変換部１５２の受光領域の、図中右半分を遮光するように形成されている。
【００６１】
なお、図６は、位相差検出において、図５に示される位相差検出画素３２と対をなす位相差検出画素３２の構成を示す平面図である。図６の位相差検出画素３２においては、遮光部材１５５ａが、光電変換部１５２の受光領域の、図中左半分を遮光するように形成されている。
【００６２】
このような構成により、位相差検出画素３２においては、光電変換部１５２は、マイクロレンズ５７を透過した被写体光の略半分を受光する。
【００６３】
以上のような画像生成画素３１および位相差検出画素３２を備えるイメージセンサ１４においては、画像生成画素３１および位相差検出画素３２のいずれにおいても、位相差検出のために遮光部材１５５ａに焦点を合わせる必要がある。この遮光部材１５５ａは、コンタクト１５５と同一層、すなわち配線層１５４より半導体基板１５１（光電変換部１５２）に近い層で形成されているので、図３の位相差検出画素４２と比較して、焦点を低くすることができる。これにより、画像生成画素３１においては、特性の劣化を低減することができ、画像の画質劣化を低減することが可能となる。
【００６４】
また、遮光部材１５５ａは、配線層１５４、コンタクト１５５、およびGND接続部１５３を介して、GNDに電気的に接続されるようにしたので、他の配線との間の寄生容量を基に発生し得る信号の揺れ等の悪影響が排除され、画素の電気的特性を安定させることができる。
【００６５】
以上においては、遮光部材１５５ａがGNDに電気的に接続されるようにしたが、電源に電気的に接続されるようにしてもよい。
【００６６】
具体的には、図７に示されるように、遮光部材１５５ｂを、その一部が、図示せぬ電源に接続されている配線層１５４ｐに接続されるように形成することで、配線層１５４ｐを介して、電源に電気的に接続されるようにしてもよい。
【００６７】
また、遮光部材を、電気的にフローティングとするようにしてもよい。
【００６８】
具体的には、図８に示されるように、遮光部材１５５ｃを、配線層１５４に接続されないように形成することで、電気的にフローティングとするようにしてもよい。
【００６９】
さらに、図示はしないが、遮光部材が、配線層を介してFD１６２に電気的に接続されるようにしてもよい。
【００７０】
［位相差検出画素の形成処理について］
次に、図９のフローチャートを参照して、上述した位相差検出画素３２の形成処理について説明する。
【００７１】
ステップＳ１１において、半導体基板１５１に光電変換部１５２を形成する。光電変換部１５２は、半導体基板１５１に対してイオン注入を行うことにより形成される。その後、同様にして、半導体基板１５１に対してイオン注入を行うことにより、GND接続部１５３を形成する。
【００７２】
ステップＳ１２において、図１０の状態Ａに示されるように、光電変換部１５２およびGND接続部１５３が形成された半導体基板１５１に、フォトレジスト１７１を塗布する。ここで、塗布されるフォトレジスト１７１の膜厚は、例えば数100nm程度とされる。
【００７３】
ステップＳ１３において、フォトエッチング処理を施す。これにより、図１０の状態Ｂに示されるように、GND接続部１５３上に孔Ｈ１が、光電変換部１５２上に孔Ｈ２が形成される。なお、孔Ｈ１は、半導体基板１５１表面まで貫通されるように形成され、孔Ｈ２は、半導体基板１５１表面まで貫通されないように形成される。孔Ｈ２の底部に残されるフォトレジスト１７１の膜厚は、例えば100nm程度とされる。なお、後述するように、孔Ｈ１には、コンタクト１５５が形成され、孔Ｈ２には、遮光部材１５５ａが形成される。
【００７４】
ステップＳ１４において、孔Ｈ１にバリアメタルを形成する。バリアメタルの材料としては、例えばTiNやTi等が用いられる。なお、光電変換部１５２上と遮光部材１５５ａとは、電気的に接続されないため、孔Ｈ２には、バリアメタルを形成しない。
【００７５】
ステップＳ１５において、孔Ｈ１，Ｈ２にタングステンを堆積させることで、図１０の状態Ｃに示されるように、コンタクト１５５および遮光部材１５５ａを形成する。
【００７６】
ステップＳ１６において、CuやAlをスパッタリングにより堆積させることで、図１０の状態Ｄに示されるように、配線層１５４を形成する。配線層１５４は、リソグラフィを行うことで加工される。なお、配線層は、１層に限らず、２層、３層、・・・と多層構造としてもよい。
【００７７】
ステップＳ１７において、配線層１５４の上に、層間絶縁膜１５６を形成する。層間絶縁膜１５６の上に、減光フィルタを形成するようにしてもよい。
【００７８】
そして、ステップＳ１８において、層間絶縁膜１５６の上に、マイクロレンズ１５７を形成することで、位相差検出画素３２が形成される。
【００７９】
以上の処理によれば、遮光部材１５５ａが、コンタクト１５５と同一層、すなわち配線層１５４より半導体基板１５１（光電変換部１５２）に近い層で形成されるので、図３の位相差検出画素４２と比較して、焦点を低くすることができる。また、遮光部材１５５ａは、コンタクト１５５と同一の工程で形成されるので、従来の撮像素子の製造工程に加え、遮光マスクを形成するプロセスを増やす必要はない。これにより、画像生成画素３１においては、特性の劣化を低減することができ、製造工程を増やすことなく、画像の画質劣化を低減することが可能となる。
【００８０】
［その他の実施の形態］
図１１は、本技術を適用した撮像素子を備える撮像装置の他の実施の形態を示すブロック図である。
【００８１】
図１１の撮像装置２０１は、レンズ部１１、操作受付部１２、記憶部１６、表示部１７、合焦判定部１８、駆動部１９、制御部２１１、ペリクルミラー２１２、イメージセンサ２１３、信号処理部２１４、AFセンサ２１５、および信号処理部２１６から構成される。
【００８２】
なお、図１１の撮像装置２０１において、図１の撮像装置１に設けられたものと同様の機能を備える構成については、同一名称および同一符号を付するものとし、その説明は、適宜省略するものとする。
【００８３】
制御部２１１は、撮像装置２０１の各部の動作を制御する。
【００８４】
例えば、制御部２１１は、シャッターボタンが押下された旨の操作信号を受け付けた場合、静止画像の記録の指示を、信号処理部２１４に供給する。また、制御部２１１は、表示部１７にライブビュー画像を表示する場合、ライブビュー画像の生成の指示を、信号処理部２１４に供給する。
【００８５】
また、制御部２１１は、位相差検出方式によりフォーカスの合焦判定を行う場合、位相差検出動作の指示を、信号処理部２１６に供給する。
【００８６】
ペリクルミラー２１２は、レンズ部１１を介して集光された被写体光を、２つに分割する。ペリクルミラー２１２は、例えば、半透過型の鏡であり、被写体光の３０％を反射することにより、被写体光を２つに分割し、２つに分割した光の一方をイメージセンサ２１３に供給し、他方をAFセンサ２１５に供給する。
【００８７】
イメージセンサ２１３は、ペリクルミラー２１２で分割された被写体光の一方を受光して、受光した被写体光を電気信号に光電変換する撮像素子である。
【００８８】
例えば、イメージセンサ２１３は、CMOSイメージセンサやCCDイメージセンサ等により実現される。イメージセンサ２１３には、受光した被写体光に基づいて撮像画像を生成するための信号を生成する画像生成画素が、ベイヤ配列に従い配置される。イメージセンサ２１３は、光電変換により発生した電気信号を信号処理部２１４に供給する。
【００８９】
信号処理部２１４は、イメージセンサ２１３から供給された電気信号に対して各種の信号処理を施す。
【００９０】
信号処理部２１４は、制御部２１１から静止画像の記録の指示が供給されている場合、静止画像のデータ（静止画像データ）を生成し、記憶部１６に供給する。また、信号処理部２１４は、制御部２１１からライブビュー画像の生成の指示が供給されている場合、イメージセンサ２１３における画像生成画素からの出力信号に基づいて、ライブビュー画像のデータ（ライブビュー画像データ）を生成し、表示部１７に供給する。
【００９１】
AFセンサ２１５は、ペリクルミラー２１２で分割された被写体光の一方を受光して、受光した被写体光を電気信号に光電変換する撮像素子である。
【００９２】
例えば、AFセンサ２１５は、CMOSイメージセンサやCCDイメージセンサ等により実現される。AFセンサ２１５には、位相差検出を行うための信号を生成する位相差検出画素が配置される。AFセンサ２１５は、光電変換により発生した電気信号を信号処理部２１６に供給する。
【００９３】
信号処理部２１６は、AFセンサ２１５から供給された電気信号に対して各種の信号処理を施す。
【００９４】
例えば、信号処理部２１６は、制御部２１１から位相差検出動作の指示が供給されている場合、AFセンサ２１５における位相差検出画素からの出力信号に基づいて、位相差を検出するためのデータ（位相差検出用データ）を生成し、合焦判定部１８に供給する。
【００９５】
［AFセンサの画素配置］
次に、図１２を参照して、AFセンサ２１５の画素配置について説明する。
【００９６】
図１２に示されるように、AFセンサ２１５は、互いに横方向に直列配置されたラインセンサ２２１，２２２、および、互いに縦方向に直列配置されたラインセンサ２２３，２２４を備える。ラインセンサ２２１乃至２２４それぞれにおいては、上述した位相差検出画素３２が、直列に配置されている。
【００９７】
このように、本技術の撮像素子は、図１２に示されるようなAFセンサに適用することもできる。
【００９８】
なお、AFセンサ２１５におけるラインセンサの配置は、図１２に示されるものに限らず、他の配置であってもよい。
【００９９】
また、以上においては、本技術を、位相差検出を行うことにより合焦する撮像装置に設けられる撮像素子に適用する例について説明してきたが、他のAF方式により合焦する撮像装置に設けられる撮像素子に適用するようにしてもよい。
【０１００】
図１３は、例えばコントラストAF方式により合焦する撮像装置に設けられるイメージセンサの画素配置について説明する図である。
【０１０１】
図１３に示されるように、イメージセンサ３１１には、黒色の正方形で示される複数の画像生成画素３３１が行列状に２次元配置されている。画像生成画素３３１は、Ｒ画素、Ｇ画素、およびＢ画素からなり、これらは、ベイヤ配列に従い規則的に配置されている。
【０１０２】
図１４は、画像生成画素３３１の構成を示す断面図である。
【０１０３】
なお、図１４の画像生成画素３３１において、図４の位相差検出画素３２に設けられたものと同様の機能を備える構成については、同一名称および同一符号を付するものとし、その説明は、適宜省略するものとする。
【０１０４】
すなわち、画像生成画素３３１においては、コンタクト１５５と同一層に、光電変換部１５２の受光領域に入射する被写体光の一部を遮光する遮光部材１５５ｄが形成されている。
【０１０５】
このように、本技術の撮像素子は、図１３に示されるような、いわゆる通常の撮影を行う画像生成画素のみからなるイメージセンサに適用することもできる。
【０１０６】
なお、本技術の撮像素子は、上述した撮像装置に限らず、撮像機能を有する他の電子機器にも設けることが可能である。
【０１０７】
また、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。
【０１０８】
さらに、本技術は以下のような構成をとることができる。
（１）
複数の画素を備える撮像素子において、
前記画素は、
半導体基板に形成された光電変換部と、
前記半導体基板とその上層に設けられた配線層との間に形成された金属部材と
を備え、
前記金属部材の一部は、前記光電変換部に入射する光の一部を遮光する遮光部材として形成される
撮像素子。
（２）
前記画素は、位相差検出による合焦判定を行うための信号を生成する位相差検出画素である
（１）に記載の撮像素子。
（３）
画像を生成するための信号を生成する複数の画像生成画素をさらに備え、
前記位相差検出画素は、行列状に２次元配置される複数の前記画像生成画素の中に散在して配置される
（２）に記載の撮像素子。
（４）
前記金属部材の他の一部は、前記半導体基板と前記配線層とを電気的に接続するコンタクトとして形成される
（１）乃至（３）のいずれかに記載の撮像素子。
（５）
前記遮光部材は、前記配線層を介してGNDに電気的に接続される
（１）乃至（３）のいずれかに記載の撮像素子。
（６）
前記遮光部材は、前記配線層を介して電源に電気的に接続される
（１）乃至（３）のいずれかに記載の撮像素子。
（７）
前記遮光部材は、電気的にフローティングである
（１）乃至（３）のいずれかに記載の撮像素子。
（８）
前記画素は、画像を生成するための信号を生成する画像生成画素である
（１）に記載の撮像素子。
（９）
複数の画素を備える撮像素子であって、
前記画素が、
半導体基板に形成された光電変換部と、
前記半導体基板とその上層に設けられた配線層との間に形成された金属部材と
を備える撮像素子の製造方法において、
前記金属部材の一部を、前記光電変換部に入射する光の一部を遮光する遮光部材として形成する
ステップを含む撮像素子の製造方法。
（１０）
複数の画素を備える撮像素子において、
前記画素は、
半導体基板に形成された光電変換部と、
前記半導体基板とその上層に設けられた配線層との間に形成された金属部材と
を備え、
前記金属部材の一部は、前記光電変換部に入射する光の一部を遮光する遮光部材として形成される
撮像素子を備える電子機器。
【符号の説明】
【０１０９】
１  撮像装置，  １４  イメージセンサ，  ３１  画像生成画素，  ３２  位相差検出画素，  １５１  半導体基板，  １５２  光電変換部，  １５３  GND接続部，  １５４  配線層，  １５５  コンタクト，  １５５ａ  遮光部材，  １５６  層間絶縁膜，  １５７  マイクロレンズ
【図１】
2014135355.tif 000003
【図２】
2014135355.tif 000004
【図３】
2014135355.tif 000005
【図４】
2014135355.tif 000006
【図５】
2014135355.tif 000007
【図６】
2014135355.tif 000008
【図７】
2014135355.tif 000009
【図８】
2014135355.tif 000010
【図９】
2014135355.tif 000011
【図１０】
2014135355.tif 000012
【図１１】
2014135355.tif 000013
【図１２】
2014135355.tif 000014
【図１３】
2014135355.tif 000015
【図１４】
2014135355.tif 000016