(57)【要約】【課題】オンチップレンズを備える固体撮像装置においてゴーストの発生を抑止する。【解決手段】固体撮像装置は、複数の第１のレンズと、複数の第２のレンズと、複数の光電変換部とを備える。複数の第１のレンズは、二次元状に配列された複数の画素の上面に配置される。複数の第２のレンズは、複数の第１のレンズとは大きさが異なる。複数の第２のレンズは、複数の第１のレンズの下方に配置される。複数の第２のレンズは、複数の画素の各々に対して少なくとも２つずつの割合で配置される。複数の光電変換部は、複数の第２のレンズの下方において複数の画素の各々に対して配置される。【選択図】図１
2018201061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元状に配列された複数の画素の上面に配置される複数の第１のレンズと、
前記複数の第１のレンズとは大きさが異なり前記複数の第１のレンズの下方において前記複数の画素の各々に対して少なくとも２つずつの割合で配置される複数の第２のレンズと、
前記複数の第２のレンズの下方において前記複数の画素の各々に対して配置される複数の光電変換部と
を具備する固体撮像装置。
【請求項２】
前記複数の第２のレンズは、前記複数の第１のレンズと並行な平面上において稠密に配置される
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記複数の第２のレンズは、前記複数の画素の各々の中心に前記複数の第２のレンズの何れかの中心が一致するように配置される
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記複数の光電変換部は、上部電極と下部電極との間に設けられた有機光電変換膜からなる
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記複数の画素は、位相差信号を取得するための画素を含み、
前記位相差信号を取得するための画素に対応する前記下部電極は、入射光の光軸に対して偏った方向に形成領域を有する第１の下部電極と、前記光軸に対して前記第１の下部電極とは反対側に偏った方向に形成領域を有する第２の下部電極とに分割されて形成される
請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記位相差信号を取得するための画素に対応する前記下部電極は、その表面に前記入射光の焦点位置を有する
請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記複数の光電変換部の下方に設けられるシリコン基板と、
前記シリコン基板内に設けられて前記複数の光電変換部とは異なる複数の他の光電変換部とを
さらに具備する請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記複数の第１のレンズは、前記複数の画素の各々に対して少なくとも２つずつの割合で配置される
請求項１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、固体撮像装置に関する。詳しくは、オンチップレンズを備える固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の固体撮像装置においては、シリコン基板内に有する光電変換部に入射光を集光させるために、層間絶縁膜を介してマイクロレンズをオンチップレンズとして設けている。そのような従来の固体撮像装置では、例えば、集光される光の一部が配線によって跳ねられてしまわないように、配線層と反対の面から光を取り込む裏面受光型の固体撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−０３１７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来技術では、画素に入射した光は、オンチップレンズの表面およびシリコン基板の表面で反射され、これらの反射光がパッケージ表面のシールガラスなどで反射し、固体撮像装置に再入射する。これらの再入射光が光電変換されることによって、ゴーストと称される偽信号が発生する。ここで、反射光の回折角は、光電変換部およびオンチップレンズの配置間隔によって規定される。デバイスに入射した光が反射する場合には、スポット上に反射光の強度が分布する。画素と同一サイズでオンチップレンズが配置されている場合には、オンチップレンズとシリコン基板からの反射光回折角が等しい角度となるため、これらの反射光が互いに強め合い、強度の高い反射光が固体撮像装置から反射する。これが、シールガラスなどにおいて反射し、デバイスに再入射することにより、強いゴーストが発生する。
【０００５】
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、オンチップレンズを備える固体撮像装置においてゴーストの発生を抑止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、二次元状に配列された複数の画素の上面に配置される複数の第１のレンズと、上記複数の第１のレンズとは大きさが異なり上記複数の第１のレンズの下方において上記複数の画素の各々に対して少なくとも２つずつの割合で配置される複数の第２のレンズと、上記複数の第２のレンズの下方において上記複数の画素の各々に対して配置される複数の光電変換部とを具備する固体撮像装置である。これにより、配置されるピッチの異なる第１および第２のレンズによって、固体撮像装置において生じる反射光を分散させるという作用をもたらす。
【０００７】
また、この第１の側面において、上記複数の第２のレンズは、上記複数の第１のレンズと並行な平面上において稠密に配置される。これにより、固体撮像装置において生じる反射光の回折角度を互いに異なるものとして、強め合うことを抑制するという作用をもたらす。
【０００８】
また、この第１の側面において、上記複数の第２のレンズは、上記複数の画素の各々の中心に上記複数の第２のレンズの何れかの中心が一致するように配置されてもよい。これにより、感度の入射角依存を小さくするという作用をもたらす。
【０００９】
また、この第１の側面において、上記複数の光電変換部は、上部電極と下部電極との間に設けられた有機光電変換膜からなってもよい。
【００１０】
また、この第１の側面において、上記複数の画素は、位相差信号を取得するための画素を含み、上記位相差信号を取得するための画素に対応する上記下部電極は、入射光の光軸に対して偏った方向に形成領域を有する第１の下部電極と、上記光軸に対して上記第１の下部電極とは反対側に偏った方向に形成領域を有する第２の下部電極とに分割されて形成されてもよい。これにより、入射角の変化に敏感な位相差信号を取得させるという作用をもたらす。なお、この場合において、上記位相差信号を取得するための画素に対応する上記下部電極は、その表面に上記入射光の焦点位置を有することが望ましい。
【００１１】
また、この第１の側面において、上記複数の光電変換部の下方に設けられるシリコン基板と、上記シリコン基板内に設けられて上記複数の光電変換部とは異なる複数の他の光電変換部とをさらに具備してもよい。単一画素から複数波長域の信号出力を可能にする構造において、固体撮像装置に生じる反射光を分散させるという作用をもたらす。
【００１２】
また、この第１の側面において、上記複数の第１のレンズは、上記複数の画素の各々に対して少なくとも２つずつの割合で配置されてもよい。これにより、第１のレンズの配置ピッチを調整して、固体撮像装置において生じる反射光を分散させるという作用をもたらす。
【発明の効果】
【００１３】
本技術によれば、オンチップレンズを備える固体撮像装置においてゴーストの発生を抑止することができるという優れた効果を奏し得る。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本技術の第１の実施の形態における固体撮像装置の画素構造の一例を示す断面図である。
【図２】本技術の第１の実施の形態における複数の層内レンズ１４１の配置例を示す平面図である。
【図３】本技術の第１の実施の形態における反射光の強度分布例を示す模式図である。
【図４】本技術の第２の実施の形態における固体撮像装置の画素構造の一例を示す断面図である。
【図５】本技術の第２の実施の形態における反射光の強度分布例を示す模式図である。
【図６】本技術の第３の実施の形態における固体撮像装置の画素構造の一例を示す断面図である。
【図７】本技術の第３の実施の形態における複数の層内レンズ１４１の配置例を示す平面図である。
【図８】本技術の第４の実施の形態における固体撮像装置の画素構造の一例を示す断面図である。
【図９】本技術の第４の実施の形態における複数の層内レンズ１４１の配置例を示す平面図である。
【図１０】本技術の第５の実施の形態における固体撮像装置の画素構造の一例を示す断面図である。
【図１１】本技術の第５の実施の形態における固体撮像装置の理想的な集光状態の一例を示す断面図である。
【図１２】本技術の第６の実施の形態における固体撮像装置の画素構造の一例を示す断面図である。
【図１３】本技術の第７の実施の形態における固体撮像装置の画素構造の一例を示す断面図である。
【図１４】本技術の第７の実施の形態における複数のオンチップレンズ１６２の配置例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（光電変換部の上に層内レンズを設けた例）
２．第２の実施の形態（有機光電変換膜の上に層内レンズを設けた例）
３．第３の実施の形態（画素の中心位置に層内レンズを配置した例）
４．第４の実施の形態（層内レンズの画素当りの個数を変更した例）
５．第５の実施の形態（位相差検出画素に層内レンズを設けた例）
６．第６の実施の形態（有機光電変換膜およびシリコン基板内の光電変換部を備える場合の例）
７．第７の実施の形態（オンチップレンズの画素当りの個数を変更した例）
【００１６】
＜１．第１の実施の形態＞
［固体撮像装置の構成］
図１は、本技術の第１の実施の形態における固体撮像装置の画素構造の一例を示す断面図である。この固体撮像装置は、二次元状に配列された複数の画素を有する。この第１の実施の形態における画素構造においては、シリコン基板１１１内に複数の光電変換部１２１を有する。これら複数の光電変換部１２１は、入射光を電気信号に変換するものであり、それぞれが各画素を形成する。なお、光電変換部１２１は、特許請求の範囲に記載の光電変換部の一例である。また、シリコン基板１１１は、特許請求の範囲に記載のシリコン基板の一例である。
【００１７】
この固体撮像装置は、複数の画素の上面に配置される複数のオンチップレンズ１６１を備える。これら複数のオンチップレンズ１６１は、入射光を固体撮像装置の内部に入光させる。なお、オンチップレンズ１６１は、特許請求の範囲に記載の第１のレンズの一例である。
【００１８】
また、この固体撮像装置は、内部に複数の層内レンズ１４１を備える。これら複数の層内レンズ１４１は、複数のオンチップレンズ１６１によって入光された入射光を複数の光電変換部１２１に入光させる。なお、層内レンズ１４１は、特許請求の範囲に記載の第２のレンズの一例である。
【００１９】
この第１の実施の形態における画素構造においては、シリコン基板１１１上に第１の層間絶縁膜１３１を介して層内レンズ１４１が形成され、さらに第２の層間絶縁膜１５１を介してオンチップレンズ１６１が形成される。
【００２０】
層内レンズ１４１は、オンチップレンズ１６１とは大きさが異なる。複数の層内レンズ１４１は、複数のオンチップレンズ１６１と並行な平面上において、単一画素内に少なくとも２つずつの割合で稠密に（すなわち、隙間なく）配置される。
【００２１】
図２は、本技術の第１の実施の形態における複数の層内レンズ１４１の配置例を示す平面図である。
【００２２】
この例においては、単一画素領域１９０に複数の層内レンズ１４１が縦２個×横２個の合計４個が配置される。一方、複数のオンチップレンズ１６１は、この例では、各画素に１つずつ配置される。すなわち、層内レンズ１４１およびオンチップレンズ１６１は、配置されるピッチが異なる。このように層内レンズ１４１を形成することにより、シリコン基板１１１の面からの反射光を分散させて、ゴースト強度を弱めることができる。
【００２３】
なお、この第１の実施の形態においては、層内レンズ１４１を単位画素当たり２×２個配置しているが、この配置個数をＭ×Ｎ個と表したとき、ＭまたはＮの一方は２以上の整数であり、他方は１以上の整数としてもよい。
【００２４】
［反射光の強度分布］
図３は、本技術の第１の実施の形態における反射光の強度分布例を示す模式図である。同図におけるａは、オンチップレンズ１６１からの反射光を示す。同図におけるｂは、シリコン基板１１１からの反射光を示す。同図におけるｃは、固体撮像装置の全体としての反射光を示す。
【００２５】
固体撮像装置に入射した光は、オンチップレンズ１６１の表面およびシリコン基板１１１の面のそれぞれで反射する。このとき、シリコン基板１１１からの反射光は、画素サイズよりも小さい層内レンズ１４１が配置されることにより、オンチップレンズ１６１からの反射光の反射回折角よりも大きな角度となる。
【００２６】
ここで、回折角度θは、ホイヘンスの原理から次式により求めることができる。ここで、ｎは干渉次数（正の整数）、λは光の波長、ｄは繰り返しパターンのピッチを表す。
ｓｉｎθ＝ｎλ／ｄ
【００２７】
すなわち、オンチップレンズ１６１の表面とシリコン基板１１１の面からの反射光の回折角度が異なるため、両反射光が互いに強め合うことがなくなり、反射光の強度を低下させることが可能になる。これにより、パッケージに用いられるシールガラス等からの反射光が固体撮像装置に再入射することを防ぎ、その再入射光が光電変換されることにより生じるゴーストの強度を弱めることができる。
【００２８】
このように、本技術の第１の実施の形態によれば、シリコン基板１１１内に複数の光電変換部１２１を有する場合に、層内レンズ１４１を用いて反射光を分散させることによって、ゴースト強度を弱めることができる。
【００２９】
＜２．第２の実施の形態＞
［固体撮像装置の構成］
図４は、本技術の第２の実施の形態における固体撮像装置の画素構造の一例を示す断面図である。この固体撮像装置は、二次元状に配列された複数の画素を有する。この第２の実施の形態における画素構造においては、シリコン基板１１１上に、下部電極１２４と上部電極１２３に狭持された有機光電変換膜１２２が配置されている。また、上部電極１２３上には、層内レンズ１４１が配置されている。なお、有機光電変換膜１２２は、特許請求の範囲に記載の光電変換部および有機光電変換膜の一例である。
【００３０】
すなわち、この第２の実施の形態においては、光電変換部として有機光電変換膜１２２を用いている点が上述の第１の実施の形態とは異なっている。一方、複数の層内レンズ１４１および複数のオンチップレンズ１６１の配置については、上述の第１の実施の形態と同様である。例えば、単一画素領域１９０に複数の層内レンズ１４１が縦２個×横２個の合計４個が配置され、複数のオンチップレンズ１６１が各画素に１つずつ配置される。このように、オンチップレンズ１６１とは異なる配置ピッチにより層内レンズ１４１を形成することにより、上述の第１の実施の形態と同様に、シリコン基板１１１の面からの反射光を分散させて、ゴースト強度を弱めることができる。
【００３１】
この第２の実施の形態のように有機光電変換膜１２２を用いる場合には、固体撮像装置に入射した光の主な反射面は、オンチップレンズ１６１の表面、上部電極１２３の表面（層内レンズ１４１の裏面）、および、シリコン基板１１１の表面の３つの面である。そのため、第２の実施の形態における反射光の分散の態様は、以下に説明するように、上述の第１の実施の形態とは異なっている。
【００３２】
［反射光の強度分布］
図５は、本技術の第２の実施の形態における反射光の強度分布例を示す模式図である。同図におけるａは、オンチップレンズ１６１からの反射光を示す。同図におけるｂは、層内レンズ１４１からの反射光を示す。同図におけるｃは、シリコン基板１１１からの反射光を示す。同図におけるｄは、固体撮像装置の全体としての反射光を示す。
【００３３】
３つの面のうち、上部電極１２３の表面からの反射光の回折角は、層内レンズ１４１を配置することにより、オンチップレンズ１６１の表面およびシリコン基板１１１の表面からの反射光の回折角と異なるものにすることが可能である。これにより、固体撮像装置からの反射光の強度を分散させることが可能になる。
【００３４】
また、層内レンズ１４１を配置することにより、シリコン基板１１１の表面からの反射光が層内レンズ１４１の下側から入射した場合に、その反射光は層内レンズ１４１の曲率によって屈折される。そのため、シリコン基板１１１の表面からの反射光を分散させることが可能になる。
【００３５】
このように、本技術の第２の実施の形態によれば、シリコン基板１１１上に有機光電変換膜１２２を配置した場合に、層内レンズ１４１を用いて反射光を分散させることによって、ゴースト強度を弱めることができる。
【００３６】
＜３．第３の実施の形態＞
［固体撮像装置の構成］
図６は、本技術の第３の実施の形態における固体撮像装置の画素構造の一例を示す断面図である。この固体撮像装置は、二次元状に配列された複数の画素を有する。この第３の実施の形態における画素構造においては、上述の第２の実施の形態と比較して、層内レンズ１４１の配置が異なっている。一方、その他の構造については、上述の第２の実施の形態と同様である。
【００３７】
図７は、本技術の第３の実施の形態における複数の層内レンズ１４１の配置例を示す平面図である。
【００３８】
この例においては、層内レンズ１４１は単一画素に対して２×２個を配置した上で、層内レンズ１４１の位置を層内レンズ１４１の径の半分となる距離だけずらし、画素の中心位置に層内レンズ１４１を配置したものとなっている。すなわち、単一画素領域１９０に対する配置ピッチとしては、層内レンズ１４１を２×２個ずつ配置しているが、画素の中心に層内レンズ１４１が配置されるようにずらした配置となっている。
【００３９】
この第３の実施の形態においては、稠密に配置した層内レンズ１４１の中に、画素の中央に位置する層内レンズ１４１が存在する。そのため、オンチップレンズ１６１により集光された光が、画素中央に配置された層内レンズ１４１を通過するようになる。これにより、感度の入射角依存を小さくすることができる。
【００４０】
このとき、オンチップレンズ１６１による集光スポットの径は、層内レンズ１４１の径よりも小さくなることが望ましい。そのため、オンチップレンズ１６１の曲率および高さは、この条件を満たすようにするべきである。
【００４１】
なお、この例では、第２の実施の形態に対して層内レンズ１４１の配置をずらした構造を示したが、同様の配置を第１の実施の形態に対して適用してもよい。
【００４２】
このように、本技術の第３の実施の形態によれば、画素の中央に層内レンズ１４１の中心を合わせるように配置することにより、反射光を分散させるだけでなく、感度の入射角依存を小さくすることができる。
【００４３】
＜４．第４の実施の形態＞
［固体撮像装置の構成］
図８は、本技術の第４の実施の形態における固体撮像装置の画素構造の一例を示す断面図である。この固体撮像装置は、二次元状に配列された複数の画素を有する。この第４の実施の形態における画素構造は、上述の第２の実施の形態の画素構造に対して、層内レンズ１４１の配置個数を変更したものとなっている。一方、その他の構造については、上述の第２の実施の形態と同様である。
【００４４】
図９は、本技術の第４の実施の形態における複数の層内レンズ１４１の配置例を示す平面図である。
【００４５】
この例においては、層内レンズ１４１は、単一画素領域１９０に３×３個が配置され、単位画素当たり９個が配置される。この配置例では、画素と画素の境界領域に層内レンズ１４１を配置することなく、画素の中心に層内レンズ１４１が配置される。
【００４６】
この第４の実施の形態においては、稠密に配置した層内レンズ１４１の中に、画素の中央に位置する層内レンズ１４１が存在する。そのため、感度の入射角依存を小さくできるとともに、画素と画素の境界領域に層内レンズ１４１が存在していないため、この領域に光が入射した場合でも隣接する画素間でのクロストークが発生しにくいという利点を有する。
【００４７】
このとき、オンチップレンズ１６１による集光スポットの径は、層内レンズ１４１の径よりも小さくなることが望ましい。そのため、オンチップレンズ１６１の曲率および高さは、この条件を満たすようにするべきである。
【００４８】
層内レンズ１４１の配置個数については、個数を増加させるにつれ、反射光を分散させる効果を向上させることができるが、一方で、微小な層内レンズ１４１が多数存在する場合には、層内レンズ１４１を通過した光が散乱しやすくなる。そのため、オンチップレンズ１６１と層内レンズ１４１を合せた最適なレンズ設計を行うべきである。
【００４９】
なお、この例では、第２の実施の形態に対して層内レンズ１４１の配置をずらした構造を示したが、同様の配置を第１の実施の形態に対して適用してもよい。
【００５０】
このように、本技術の第４の実施の形態によれば、単一画素領域に配置される層内レンズ１４１の個数を調整することにより、画素の中心に層内レンズ１４１が配置されるようにすることができる。これにより、反射光を分散させるだけでなく、感度の入射角依存を小さくすることができる。また、さらに、隣接画素間のクロストークを抑制することができる。
【００５１】
＜５．第５の実施の形態＞
［固体撮像装置の構成］
図１０は、本技術の第５の実施の形態における固体撮像装置の画素構造の一例を示す断面図である。この固体撮像装置は、二次元状に配列された複数の画素を有する。この第５の実施の形態における画素構造においては、有機光電変換膜１２２を用いた固体撮像装置において、位相差検出画素を有している。一方、複数の層内レンズ１４１の平面配置については、上述の第４の実施の形態と同様である。
【００５２】
この第５の実施の形態においては、位相差検出画素における下部電極１２５が単一画素領域で二分割されており、二分割された下部電極１２５のうち、どちらか一方からの信号出力を出力させる。これとは別に、図示していない反対側の下部電極からの信号出力を行う別の位相差検出画素の信号出力を想定し、これらを一対として、入射角特性の異なる位相差検出画素の出力から位相差信号を得ることにより、自動焦点位置合わせを行うことが可能となる。
【００５３】
図１１は、本技術の第５の実施の形態における固体撮像装置の理想的な集光状態の一例を示す断面図である。平行光入射時の入射光２０１は、オンチップレンズ１６１によって集光され、さらに層内レンズ１４１によって下部電極１２４の表面に焦点を結ぶようになされる。
【００５４】
この状態から、入射光角度が変化した場合には、位相差検出画素における焦点位置が図面の左右方向に移動し、左右分割した下部電極１２５の出力電圧が大きく変動し、入射角の変化に敏感な位相差信号の取得が可能になる。これにより、高精度な焦点位置合わせを行うことができる。
【００５５】
なお、この例においては、オンチップレンズ１６１と層内レンズ１４１の高さや曲率を適正に形成し、層内レンズ１４１を透過した後の光の焦点位置を下部電極１２５の表面となるように設計する必要がある。
【００５６】
このように、本技術の第５の実施の形態によれば、位相差検出画素における二分割された下部電極１２５を設けることにより、反射光を分散させるだけでなく、入射角の変化に敏感な位相差信号を取得して、高精度な焦点位置合わせを行うことができる。
【００５７】
＜６．第６の実施の形態＞
［固体撮像装置の構成］
図１２は、本技術の第６の実施の形態における固体撮像装置の画素構造の一例を示す断面図である。この固体撮像装置は、二次元状に配列された複数の画素を有する。この第６の実施の形態における画素構造においては、有機光電変換膜１２２を備えるとともに、シリコン基板１１１内にも光電変換部１２６および１２７が形成されている。一方、複数の層内レンズ１４１の平面配置については、上述の第４の実施の形態と同様である。
【００５８】
この第６の実施の形態においては、シリコン基板１１１内に、第１のシリコン基板内光電変換部１２６と第２のシリコン基板内光電変換部１２７とが積層して配置される。また、シリコン基板１１１上には、下部電極１２４と上部電極１２３に狭持された有機光電変換膜１２２が設けられる。上部電極１２３の上には、層内レンズ１４１が設けられる。層内レンズ１４１の上には、層間絶縁膜１５１を介してオンチップレンズ１６１が配置される。なお、光電変換部１２６および１２７は、特許請求の範囲に記載の他の光電変換部の一例である。
【００５９】
この第６の実施の形態では、光電変換部１２６および１２７をシリコン基板１１１内に配置することにより、有機光電変換膜１２２で光電変換された波長領域の光を除く波長領域の光を、さらにシリコン基板１１１内において検波することができる。
【００６０】
なお、この例に示すように、シリコン基板１１１内に、光電変換部１２６および１２７が２層に配置されている場合には、有機光電変換膜１２２とあわせて３層の光電変換部が積層されたことになる。したがって、単一画素から異なる３波長領域の光電変換信号を出力することが可能となる。
【００６１】
このように、本技術の第６の実施の形態では、有機光電変換膜１２２に加えて、シリコン基板１１１内にも光電変換部１２６および１２７を形成することにより、単一画素から複数波長域の信号出力を可能にする。このような、単一画素から複数波長域の信号出力を可能にする構造においても、層内レンズ１４１を用いて反射光を分散させることができる。
【００６２】
＜７．第７の実施の形態＞
［固体撮像装置の構成］
図１３は、本技術の第７の実施の形態における固体撮像装置の画素構造の一例を示す断面図である。この固体撮像装置は、二次元状に配列された複数の画素を有する。この第７の実施の形態における画素構造においては、シリコン基板１１１内に光電変換部１２１を備える。光電変換部１２１の上には、第１の層間絶縁膜１３１を介して層内レンズ１４２が形成される。また、層内レンズ１４２の上には第２の層間絶縁膜１５１を介してオンチップレンズ１６２が形成される。
【００６３】
オンチップレンズ１６２は、層内レンズ１４２とは大きさが異なる。複数のオンチップレンズ１６２は、複数の層内レンズ１４２と並行な平面上において、単一画素内に少なくとも２つずつの割合で稠密に配置される。なお、オンチップレンズ１６２は、特許請求の範囲に記載の第１のレンズの一例である。また、層内レンズ１４２は、特許請求の範囲に記載の第２のレンズの一例である。
【００６４】
図１４は、本技術の第７の実施の形態における複数のオンチップレンズ１６２の配置例を示す平面図である。
【００６５】
この例においては、単一画素領域１９０に複数のオンチップレンズ１６２が縦３個×横３個の合計９個が配置される。一方、複数の層内レンズ１４２は、この例では、各画素に１つずつ配置される。すなわち、層内レンズ１４２およびオンチップレンズ１６２は、配置されるピッチが異なる。
【００６６】
固体撮像装置に入射した光は、オンチップレンズ１６２の表面およびシリコン基板１１１の面のそれぞれで反射する。画素サイズよりも小さいオンチップレンズ１６２を配置することにより、オンチップレンズ１６２の表面からの反射光は、層内レンズ１４２からの反射光の反射回折角よりも大きな角度となる。すなわち、オンチップレンズ１６２の表面とシリコン基板１１１の面からの反射光の回折角度が異なるため、両反射光が互いに強め合うことが無くなり、反射光の強度を低下させることが可能になる。
【００６７】
この第７の実施の形態においては、オンチップレンズ１６２を単位画素当たり３×３個配置しているが、これに限定されるものではない。すなわち、この配置個数をＫ×Ｌ個と表したとき、ＫまたはＬの一方は２以上の整数であり、他方は１以上の整数とすることが可能である。
【００６８】
なお、この第７の実施の形態ではシリコン基板１１１内に光電変換部１２１を設けた固体撮像装置に適用した例について説明したが、上述の第２乃至第６の実施の形態のように有機光電変換膜を設けた固体撮像装置に適用してもよい。
【００６９】
このように、本技術の第７の実施の形態によれば、画素サイズよりも小さいオンチップレンズ１６２を配置することにより、反射光の強度を低下させて、ゴースト強度を弱めることができる。
【００７０】
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
【００７１】
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なく、また、他の効果があってもよい。
【００７２】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）二次元状に配列された複数の画素の上面に配置される複数の第１のレンズと、
前記複数の第１のレンズとは大きさが異なり前記複数の第１のレンズの下方において前記複数の画素の各々に対して少なくとも２つずつの割合で配置される複数の第２のレンズと、
前記複数の第２のレンズの下方において前記複数の画素の各々に対して配置される複数の光電変換部と
を具備する固体撮像装置。
（２）前記複数の第２のレンズは、前記複数の第１のレンズと並行な平面上において稠密に配置される
前記（１）に記載の固体撮像装置。
（３）前記複数の第２のレンズは、前記複数の画素の各々の中心に前記複数の第２のレンズの何れかの中心が一致するように配置される
前記（１）または（２）に記載の固体撮像装置。
（４）前記複数の光電変換部は、上部電極と下部電極との間に設けられた有機光電変換膜からなる
前記（１）から（３）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（５）前記複数の画素は、位相差信号を取得するための画素を含み、
前記位相差信号を取得するための画素に対応する前記下部電極は、入射光の光軸に対して偏った方向に形成領域を有する第１の下部電極と、前記光軸に対して前記第１の下部電極とは反対側に偏った方向に形成領域を有する第２の下部電極とに分割されて形成される
前記（４）に記載の固体撮像装置。
（６）前記位相差信号を取得するための画素に対応する前記下部電極は、その表面に前記入射光の焦点位置を有する
前記（５）に記載の固体撮像装置。
（７）前記複数の光電変換部の下方に設けられるシリコン基板と、
前記シリコン基板内に設けられて前記複数の光電変換部とは異なる複数の他の光電変換部とを
さらに具備する前記（１）から（４）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（８）前記複数の第１のレンズは、前記複数の画素の各々に対して少なくとも２つずつの割合で配置される
前記（１）から（７）のいずれかに記載の固体撮像装置。
【符号の説明】
【００７３】
１１１  シリコン基板
１２１、１２６、１２７  光電変換部
１２２  有機光電変換膜
１２３  上部電極
１２４、１２５  下部電極
１３１、１５１  層間絶縁膜
１４１、１４２  層内レンズ
１６１、１６２  オンチップレンズ
１９０  単一画素領域
【図１】
2018201061.tif 000003
【図２】
2018201061.tif 000004
【図３】
2018201061.tif 000005
【図４】
2018201061.tif 000006
【図５】
2018201061.tif 000007
【図６】
2018201061.tif 000008
【図７】
2018201061.tif 000009
【図８】
2018201061.tif 000010
【図９】
2018201061.tif 000011
【図１０】
2018201061.tif 000012
【図１１】
2018201061.tif 000013
【図１２】
2018201061.tif 000014
【図１３】
2018201061.tif 000015
【図１４】
2018201061.tif 000016