(57)【要約】【課題】シェーディングの発生を抑制する。【解決手段】撮像素子は、複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体基板と、光電変換部が受光する波長の光を透過する複数のフィルタが平面的に配置されるフィルタ層と、フィルタ層に配置されるフィルタどうしを光学的に分離する隔壁とを備える。そして、その隔壁が、画素の受光面からなる撮像領域の各部分で高さが異なり、撮像領域の中央部分よりも周辺部分において高さが低くなるように形成される。本技術は、例えば、RCCC画素配列を採用した撮像素子に適用できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体基板と、
前記光電変換部が受光する波長の光を透過する複数のフィルタが平面的に配置されるフィルタ層と、
前記フィルタ層に配置される前記フィルタどうしを光学的に分離する隔壁と
を備え、
前記隔壁が、前記画素の受光面からなる撮像領域の各部分で高さが異なって形成される
撮像素子。
【請求項２】
前記隔壁は、前記撮像領域の中央部分よりも周辺部分において高さが低くなるように形成される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
前記隔壁は、前記撮像領域の前記中央部分から前記周辺部分に向かって緩やかに高さが変化するように形成される
請求項２に記載の撮像素子。
【請求項４】
前記隔壁は、前記フィルタを構成する材料よりも低屈折率な材料により構成される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項５】
前記フィルタは、前記隔壁の高さに応じた膜厚で形成される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項６】
前記フィルタは、前記撮像領域の中央部分よりも周辺部分において透過率が高くなるような膜厚に形成される
請求項５に記載の撮像素子。
【請求項７】
前記フィルタ層に対して一定の厚みで積層される平坦化層と、
前記平坦化層に対して前記画素ごとに光を集光する複数のマイクロレンズが積層されて構成されるオンチップレンズ層と
をさらに備える請求項１に記載の撮像素子。
【請求項８】
前記フィルタ層に対して表面が平面状となるように積層される平坦化層と、
前記平坦化層に対して前記画素ごとに光を集光する複数のマイクロレンズが積層されて構成されるオンチップレンズ層と
をさらに備える請求項１に記載の撮像素子。
【請求項９】
前記フィルタ層は、２×３で配置される４つの前記画素において、１つの前記画素に対して赤色の波長域の光を透過する赤色フィルタが配置され、他の３つの前記画素に対して全ての波長域の光を透過する透明フィルタが配置されるフィルタ配列となっている
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１０】
複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体基板と、
前記光電変換部が受光する波長の光を透過する複数のフィルタが平面的に配置されるフィルタ層と、
前記フィルタ層に配置される前記フィルタどうしを光学的に分離する隔壁と
を備える撮像素子の製造方法において、
前記画素の受光面からなる撮像領域の各部分で高さが異なるように前記隔壁を形成する工程を含む
製造方法。
【請求項１１】
複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体基板と、
前記光電変換部が受光する波長の光を透過する複数のフィルタが平面的に配置されるフィルタ層と、
前記フィルタ層に配置される前記フィルタどうしを光学的に分離する隔壁と
を有し、
前記隔壁が、前記画素の受光面からなる撮像領域の各部分で高さが異なって形成される
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】
本開示は、撮像素子、製造方法、および電子機器に関し、特に、シェーディングの発生を抑制することができるようにした撮像素子、製造方法、および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤色のカラーフィルタ、緑色のカラーフィルタ、および青色のカラーフィルタが、いわゆるベイヤ配列された撮像素子では、カラーフィルタ層における光学的な分離を行う構造が採用される。例えば、カラーフィルタ層における光学的な分離を行うための隔壁として、カラーフィルタの材料よりも屈折率の低い材料である酸化膜などを用いることが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されている固体撮像装置では、各カラーフィルタ間に隔壁を備える構成とすることで、外部からの侵入光が受光部に達するのを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２７４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したような従来の撮像素子は、カラーフィルタ層における隔壁が、撮像領域の中央や周辺などの部分に依らず、どの領域でも同一の高さとなるような構造となっている。そのため、各カラーフィルタは、撮像領域の中央部分と周辺部分とで同一の厚みとなるように形成されることになり、それぞれの領域でカラーフィルタの透過率が一定のものとなっていた。
【０００６】
しかしながら、このような構造の撮像素子では、撮像領域の周辺領域において斜め光が入射することに起因して、撮像領域の周辺領域で受光光量が低減し、撮像領域の周辺領域における感度特性が低下してしまうシェーディングが発生することがあった。
【０００７】
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、シェーディングの発生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】
本開示の一側面の撮像素子は、複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体基板と、前記光電変換部が受光する波長の光を透過する複数のフィルタが平面的に配置されるフィルタ層と、前記フィルタ層に配置される前記フィルタどうしを光学的に分離する隔壁とを備え、前記隔壁が、前記画素の受光面からなる撮像領域の各部分で高さが異なって形成される。
【０００９】
本開示の一側面の製造方法は、複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体基板と、前記光電変換部が受光する波長の光を透過する複数のフィルタが平面的に配置されるフィルタ層と、前記フィルタ層に配置される前記フィルタどうしを光学的に分離する隔壁とを備える撮像素子の製造方法において、前記画素の受光面からなる撮像領域の各部分で高さが異なるように前記隔壁を形成する工程を含む。
【００１０】
本開示の一側面の電子機器は、複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体基板と、前記光電変換部が受光する波長の光を透過する複数のフィルタが平面的に配置されるフィルタ層と、前記フィルタ層に配置される前記フィルタどうしを光学的に分離する隔壁とを有し、前記隔壁が、前記画素の受光面からなる撮像領域の各部分で高さが異なって形成される撮像素子を備える。
【００１１】
本開示の一側面においては、撮像素子には、複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体基板と、光電変換部が受光する波長の光を透過する複数のフィルタが平面的に配置されるフィルタ層と、フィルタ層に配置されるフィルタどうしを光学的に分離する隔壁とが備えられ、画素の受光面からなる撮像領域の各部分で高さが異なって形成される。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の一側面によれば、シェーディングの発生を抑制することができる。
【００１３】
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】本技術を適用した撮像素子の第１の実施の形態の構成例を示す断面図である。
【図２】撮像素子の各領域を説明する図である。
【図３】ＣＦ隔壁を設けることによる効果を説明する図である。
【図４】撮像素子の製造方法を説明する図である。
【図５】撮像素子の第２の実施の形態の構成例を示す断面図である。
【図６】撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】イメージセンサを使用する使用例を示す図である。
【図８】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９】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、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
＜撮像素子の第１の構成例＞
図１は、本技術を適用した撮像素子の第１の実施の形態の構成例を示す断面図である。
【００１７】
図１に示される撮像素子１１は、半導体基板１２の裏面に対して、絶縁層１３、フィルタ層１４、平坦化層１５、およびオンチップレンズ層１６が積層されて構成される裏面照射型とされている。
【００１８】
半導体基板１２は、例えば、単結晶のシリコンウェハを薄くスライスした基板であり、アレイ状に配置される複数の画素２１ごとに、図示しない光電変換部が形成されている。なお、図１に示す撮像素子１１は、赤色の波長域の光を受光する赤色画素２１Ｒと、全ての波長域の光を受光する透明画素２１ＣＬとが配置された構成例とされる。
【００１９】
絶縁層１３は、例えば、絶縁性を備えた窒化ケイ素（SiN）や二酸化ケイ素（SiO2）などを半導体基板１２の裏面に積層することにより構成され、半導体基板１２の受光面を絶縁する。
【００２０】
フィルタ層１４は、画素２１ごとに、半導体基板１２に形成される光電変換部（図示せず）が受光する波長の光を透過する複数のフィルタが平面的に配置されて構成される。図１に示す構成例では、フィルタ層１４には、赤色画素２１Ｒには赤色の光を透過する赤色フィルタ１４Ｒ、および、透明画素２１ＣＬには全ての波長域の光を透過する透明フィルタ１４ＣＬが配置されており、それぞれの間に、ＣＬ隔壁１７が形成されている。そして、フィルタ層１４は、ＣＬ隔壁１７の高さに応じた膜厚で形成される。
【００２１】
平坦化層１５は、フィルタ層１４に対して一定の厚みで有機材料を積層することにより形成され、フィルタ層１４の表面の凹凸（例えば、赤色フィルタ１４Ｒおよび透明フィルタ１４ＣＬと、ＣＬ隔壁１７との高さの違いによる凹凸）を平坦化する。
【００２２】
オンチップレンズ層１６は、撮像素子１１に照射される光を画素２１ごとに集光するマイクロレンズが、画素２１ごとに平坦化層１５に積層されて構成される。
【００２３】
ＣＬ隔壁１７は、フィルタ層１４を構成する材料よりも低屈折率な材料である酸化物（Oxide）などにより構成され、フィルタ層１４に設けられる赤色フィルタ１４Ｒおよび透明フィルタ１４ＣＬそれぞれの間を光学的に分離する。
【００２４】
そして、撮像素子１１では、受光面において画像の撮像に用いられる画素２１が配置された領域である撮像領域の部分に応じてＣＬ隔壁１７の高さが異なっており、中央部ａから周辺部ｃへ向かうに従って、高さが低くなるようにＣＬ隔壁１７が形成されている。例えば、撮像素子１１では、撮像領域の中央部分である中央部ａに形成されるＣＬ隔壁１７ａの高さよりも、中央部ａに対して周辺側となる中間部ｂ（中央部ａから周辺部ｃへ向かう中間の部分）に形成されるＣＬ隔壁１７ｂの高さが低くなっている。同様に、撮像素子１１では、撮像領域の中間部ｂに形成されるＣＬ隔壁１７ｂの高さよりも、中間部ｂに対して周辺側となる周辺部ｃに形成されるＣＬ隔壁１７ｃの高さが低くなっている。
【００２５】
なお、ＣＬ隔壁１７は、撮像素子１１の撮像領域の部分（中央部ａ、中間部ｂ、周辺部ｃ）ごとに高さが異なるように形成する他、例えば、中央部分から周辺部分に向かって緩やかに高さが変化するように形成することができる（図４参照）。
【００２６】
ここで、図２に示すように、撮像素子１１は、中央部分から周辺部分に向かって、第１の領域Ａ１、第２の領域Ａ２、第３の領域Ａ３、第４の領域Ａ４、第５の領域Ａ５、第６の領域Ａ６、第７の領域Ａ７、および第８の領域Ａ８に区分することができる。例えば、第７の領域Ａ７より外側は、オプティカルブラックとして用いられる画素２１が配置され、第６の領域Ａ６は、第５の領域Ａ５から第７の領域Ａ７までの間において、開口が不問とされる領域を表している。そして、撮像素子１１では、例えば、第１の領域Ａ１より内側を中央部ａとし、第４の領域Ａ４より外側（第５の領域Ａ５よりも内側）を周辺部ｃとして、中央部分から周辺部分に向かうに従って高さが低くなるようにＣＬ隔壁１７が形成される。なお、図２に示す数値は、それぞれの領域Ａが設定される画素数の一例であって、中央部ａや周辺部ｃは図示されている画素数に限定されるものではない。
【００２７】
このように、撮像素子１１は、周辺部ｃに形成されるＣＬ隔壁１７ｃの高さを、中央部ａに形成されるＣＬ隔壁１７ａの高さよりも低くすることで、周辺部ｃにおけるフィルタ層１４を中央部ａと比較して薄膜化することができる。これにより、撮像素子１１は、中央部ａよりも周辺部ｃにおいて透過率が高くなるような膜厚でフィルタ層１４が形成され、周辺部ｃにおけるフィルタ層１４の透過率を、中央部ａにおけるフィルタ層１４の透過率よりも高めることができる。
【００２８】
その結果、撮像素子１１は、撮像領域の周辺部分において中央部分よりも斜め光成分が多いことに起因して受光光量が低減することを回避して、撮像領域の周辺における感度特性を向上させることができる。このとき、ＣＬ隔壁１７の高さを適切に設定して、フィルタ層１４の膜厚を調整することで、撮像領域の中央部分と周辺部分とで同等の感度特性とすることができる。従って、撮像素子１１は、撮像領域のどの部分でも明るさが均一となる画像を撮像することができ、シェーディングの発生を抑制することができる。
【００２９】
具体的には、赤色フィルタ１４Ｒの透過率は、１０％程度の膜厚の薄膜化を行うことによって、２％程度高くなることが見込まれる。そこで、フィルタ層１４の膜厚が、中央部ａで0.7μｍ程度となるとともに周辺部ｃで0.5μｍ程度となるように、ＣＬ隔壁１７の高さを設定することで、撮像素子１１の撮像領域面内で感度を一定（例えば、0.78）とすることができる。これにより、撮像素子１１は、周辺部ｃにおける感度を改善することができる結果、より良好にシェーディングの発生を抑制することができる。なお、ここの説明で用いた数値は一例であって、これらの数値に限定されることはない。
【００３０】
また、撮像素子１１は、特に、２×２で配置される４つの画素２１において、１つを赤色画素２１Ｒとして、他の３つを透明画素２１ＣＬとするような画素配列（以下適宜、RCCC画素配列と称する）に適用することが好適である。
【００３１】
ここで、図３に示すように、１つの赤色画素２１Ｒと、３つの透明画素２１ＣＬ−１乃至２１ＣＬ−３とからなるRCCC画素配列について説明する。
【００３２】
例えば、図３のＡに示すように、ＣＬ隔壁１７が設けられない構成では、屈折率の違いに起因して、透明画素２１ＣＬ−１乃至２１ＣＬ−３のフィルタ層１４に入射した光が赤色画素２１Ｒのフィルタ層１４に漏れ込むことがある。即ち、透明画素２１ＣＬ−１乃至２１ＣＬ−３のフィルタ層１４の屈折率が、赤色画素２１Ｒのフィルタ層１４の屈折率よりも低いため、透明画素２１ＣＬ−１乃至２１ＣＬ−３から赤色画素２１Ｒに対して光が漏れ込んでしまう。
【００３３】
このとき、赤色画素２１Ｒに対する透明画素２１ＣＬ−１乃至２１ＣＬ−３の位置関係に応じて、赤色画素２１Ｒに漏れ込む光の光量が異なるものとなる。即ち、白抜きの矢印で示すように、赤色画素２１Ｒに対して対角位置にある透明画素２１ＣＬ−２よりも、赤色画素２１Ｒに対して上下または左右の隣接位置にある透明画素２１ＣＬ−１および透明画素２１ＣＬ−３の方が、より大きな光量の光が赤色画素２１Ｒに漏れ込んでしまう。このように赤色画素２１Ｒに漏れ込む光量の違いによって、透明画素２１ＣＬ−１乃至２１ＣＬ−３どうしの感度にバラツキが発生することになる。
【００３４】
つまり、ＣＬ隔壁１７が設けられずに、透明画素２１ＣＬ−１乃至２１ＣＬ−３が赤色画素２１Ｒに直接的に接するような構成では、透明画素２１ＣＬ−１乃至２１ＣＬ−３の感度がばらつくことになっていた。
【００３５】
これに対し、撮像素子１１は、図３のＢに示すように、透明画素２１ＣＬ−１乃至２１ＣＬ−３と赤色画素２１Ｒとの間にＣＬ隔壁１７が設けられ、それらが直接的に接することがない構成となっている。即ち、赤色フィルタ１４Ｒおよび透明フィルタ１４ＣＬを構成する材料よりも屈折率の小さな酸化膜でＣＬ隔壁１７を形成することにより、透明画素２１ＣＬ−１乃至２１ＣＬ−３を赤色画素２１Ｒから光学的に分離することができる。
【００３６】
これにより、撮像素子１１では、白抜きの矢印で示すように、透明画素２１ＣＬ−１乃至２１ＣＬ−３から赤色画素２１Ｒへ光が漏れ込むことを回避することができる。その結果、撮像素子１１は、上述したような透明画素２１ＣＬ−１乃至２１ＣＬ−３どうしの感度にバラツキが発生することを抑制することができる。
【００３７】
もちろん、本技術は、RCCC画素配列以外の配列を採用した撮像素子１１に適用してもよく、例えば、２×２で配置される４つの画素２１において、同じ色の光を受光する画素２１が２個以上あるような配列において、感度のバラツキを抑制することができる。
【００３８】
＜撮像素子の製造方法＞
図４を参照して、撮像素子１１の製造方法について説明する。
【００３９】
第１の工程において、図４の１段目に示すように、例えば、半導体基板１２の裏面に対して、ストッパー層となる絶縁層１３をCVD（Chemical Vapor Deposition）法などにより均一な膜厚で積層する。さらに、絶縁層１３に対して、ＣＬ隔壁１７となる酸化膜３１をCVD法などにより均一な膜厚で積層する。
【００４０】
第２の工程において、図４の２段目に示すように、例えば、酸化膜３１に対してレジストを均一に塗布した後、グレーティングマスクを用いたパターニングを行うことにより、撮像素子１１のチップ単体ごとに、撮像素子１１の撮像領域内で膜厚が異なるレジスト４１を形成する。即ち、撮像素子１１のチップ単体ごとに、撮像素子１１の撮像領域の中央部ａでは膜厚が厚くなり、撮像素子１１の撮像領域の周辺部ｃへ向かうに従って緩やかに膜厚が薄くなるようなレジスト４１を形成することができる。ここで、グレーティングマスクとは、クロムの粗密を利用してレジストの光量を変えられるパターニング技術に利用するマスクである。
【００４１】
第３の工程において、図４の３段目に示すように、例えば、RIE（Reactive Ion Etching）などを用いてレジストエッチバックにより酸化膜３１に対する加工を行うことで、撮像素子１１のチップ単体ごとに、レジスト４１の形状を酸化膜３１に転写する。これにより、撮像素子１１のチップ単体ごとに、撮像素子１１の撮像領域の中央部ａでは膜厚が厚くなり、撮像素子１１の撮像領域の周辺部ｃへ向かうに従って膜厚が薄くなるような形状の酸化膜３１’が形成される。
【００４２】
第４の工程において、図４の４段目に示すように、例えば、酸化膜３１’に対してレジスト４２が塗布される。このとき、レジスト４２の表面は平坦となるように形成される。
【００４３】
第５の工程において、図４の５段目に示すように、例えば、ＣＬ隔壁１７が形成される箇所が残されるように、レジスト４２に対してパターニングを行う。
【００４４】
第６の工程において、図４の６段目に示すように、例えば、RIEなどにより酸化膜３１’に対する加工を行うことでＣＬ隔壁１７を形成し、レジスト４２を除去する。これにより、撮像素子１１の撮像領域の各部分で高さが異なり、撮像領域の中央部分から周辺部分へ向かうに従って高さが低くなるようなＣＬ隔壁１７を形成することができる。即ち、中央部ａから中間部ｂを経由して周辺部ｃに向かって、図示するように緩やかに高さが変化するようなＣＬ隔壁１７ａ、ＣＬ隔壁１７ｂ、およびＣＬ隔壁１７ｃを形成することができる。
【００４５】
その後、従来通りの方法で、赤色フィルタ１４Ｒおよび透明フィルタ１４ＣＬの塗布およびパターニングを行い、有機膜などを薄く塗布して平坦化層１５を形成することで、オンチップレンズ層１６と下地またはフィルタ層１４との密着性を向上させる。ここで、平坦化層１５を均一の厚みで薄く形成することで、その表面は、フィルタ層１４と同様に中央部分で凸となるような形状となる。さらに、従来通りの方法で、画素２１ごとにマイクロレンズを形成することでオンチップレンズ層１６を平坦化層１５に積層して、図１に示したような構造の撮像素子１１が製造される。
【００４６】
以上のような製造方法によって、シェーディングの発生を抑制するとともに、透明画素２１ＣＬの感度のバラツキを抑制することができる撮像素子１１を製造することができる。
【００４７】
＜撮像素子の第２の構成例＞
図５を参照して、本技術を適用した撮像素子の第２の実施の形態の構成例について説明する。なお、図５に示す撮像素子１１’において、図１の撮像素子１１と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４８】
図５に示すように、撮像素子１１’は、半導体基板１２の裏面に対して、絶縁層１３およびフィルタ層１４が積層されている点で、図１の撮像素子１１と同様に構成されている。そして、撮像素子１１’は、撮像領域の部分に応じて高さが異なるように形成されているフィルタ層１４に対して、表面が平面状に形成される平坦化層１５’が積層され、平坦化層１５’にオンチップレンズ層１６が積層されるように形成されている点で、図１の撮像素子１１と異なる構成となっている。
【００４９】
即ち、撮像素子１１’では、フィルタ層１４の膜厚の変化に対応して、平坦化層１５’の膜厚が、中央部ａで薄く形成されるとともに、中央部ａから周辺部ｃへ向かうに従って厚くなるように形成されている。これにより、平坦化層１５’の表面が平面状になっている。
【００５０】
このような構成の撮像素子１１’の製造方法は、図４を参照して説明した図１の撮像素子１１の製造方法と共通である。そして、その後の工程において、有機膜などを薄く塗布して平坦化層１５’を形成する際に、撮像領域の中央部ａと周辺部ｃとの高さの差を解消するように平坦化層１５’が積層される。さらに、平坦化層１５’に対して、従来通りの方法で、画素２１ごとにマイクロレンズを形成することでオンチップレンズ層１６が積層される。従って、撮像素子１１’では、撮像領域の中央部ａと周辺部ｃとで、半導体基板１２からオンチップレンズ層１６の各マイクロレンズまでの高さを一定とすることができる。
【００５１】
このように構成される撮像素子１１’は、図１の撮像素子１１と同様に、シェーディングの発生を抑制するとともに、透明画素２１ＣＬの感度のバラツキを抑制することができる。なお、撮像素子１１’は、図１の撮像素子１１よりも工程的に作り易い構造となっている。
【００５２】
＜電子機器の構成例＞
上述したような撮像素子１１は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像システム、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
【００５３】
図６は、電子機器に搭載される撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【００５４】
図６に示すように、撮像装置１０１は、光学系１０２、撮像素子１０３、信号処理回路１０４、モニタ１０５、およびメモリ１０６を備えて構成され、静止画像および動画像を撮像可能である。
【００５５】
光学系１０２は、１枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの像光（入射光）を撮像素子１０３に導き、撮像素子１０３の受光面（センサ部）に結像させる。
【００５６】
撮像素子１０３としては、上述した撮像素子１１が適用される。撮像素子１０３には、光学系１０２を介して受光面に結像される像に応じて、一定期間、電子が蓄積される。そして、撮像素子１０３に蓄積された電子に応じた信号が信号処理回路１０４に供給される。
【００５７】
信号処理回路１０４は、撮像素子１０３から出力された画素信号に対して各種の信号処理を施す。信号処理回路１０４が信号処理を施すことにより得られた画像（画像データ）は、モニタ１０５に供給されて表示されたり、メモリ１０６に供給されて記憶（記録）されたりする。
【００５８】
このように構成されている撮像装置１０１では、上述した撮像素子１１を適用することで、例えば、シェーディングの発生を抑制し、より高画質な画像を撮像することができる。
【００５９】
＜イメージセンサの使用例＞
図７は、上述のイメージセンサ（撮像素子）を使用する使用例を示す図である。
【００６０】
上述したイメージセンサは、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
【００６１】
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
【００６２】
＜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。
【００６３】
図８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。
【００６４】
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８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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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８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。
【００７４】
図９は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【００７５】
図９では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【００７６】
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。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、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。
【００７７】
なお、図９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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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等に適用され得る。そして、撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、シェーディングの発生を抑制した正確な撮影画像を得ることができるため、その撮影画像を利用した画像処理（例えば、物体検出処理や距離検出処理など）を正確に行うことができる。
【００８３】
＜構成の組み合わせ例＞
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体基板と、
前記光電変換部が受光する波長の光を透過する複数のフィルタが平面的に配置されるフィルタ層と、
前記フィルタ層に配置される前記フィルタどうしを光学的に分離する隔壁と
を備え、
前記隔壁が、前記画素の受光面からなる撮像領域の各部分で高さが異なって形成される
撮像素子。
（２）
前記隔壁は、前記撮像領域の中央部分よりも周辺部分において高さが低くなるように形成される
上記（１）に記載の撮像素子。
（３）
前記隔壁は、前記撮像領域の前記中央部分から前記周辺部分に向かって緩やかに高さが変化するように形成される
上記（２）に記載の撮像素子。
（４）
前記隔壁は、前記フィルタを構成する材料よりも低屈折率な材料により構成される
上記（１）から（３）までのいずれかに記載の撮像素子。
（５）
前記フィルタは、前記隔壁の高さに応じた膜厚で形成される
上記（１）から（４）までのいずれかに記載の撮像素子。
（６）
前記フィルタは、前記撮像領域の中央部分よりも周辺部分において透過率が高くなるような膜厚に形成される
上記（５）に記載の撮像素子。
（７）
前記フィルタ層に対して一定の厚みで積層される平坦化層と、
前記平坦化層に対して前記画素ごとに光を集光する複数のマイクロレンズが積層されて構成されるオンチップレンズ層と
をさらに備える上記（１）から（６）までのいずれかに記載の撮像素子。
（８）
前記フィルタ層に対して表面が平面状となるように積層される平坦化層と、
前記平坦化層に対して前記画素ごとに光を集光する複数のマイクロレンズが積層されて構成されるオンチップレンズ層と
をさらに備える上記（１）から（６）までのいずれかに記載の撮像素子。
（９）
前記フィルタ層は、２×３で配置される４つの前記画素において、１つの前記画素に対して赤色の波長域の光を透過する赤色フィルタが配置され、他の３つの前記画素に対して全ての波長域の光を透過する透明フィルタが配置されるフィルタ配列となっている
上記（１）から（８）までのいずれかに記載の撮像素子。
（１０）
複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体基板と、
前記光電変換部が受光する波長の光を透過する複数のフィルタが平面的に配置されるフィルタ層と、
前記フィルタ層に配置される前記フィルタどうしを光学的に分離する隔壁と
を備える撮像素子の製造方法において、
前記画素の受光面からなる撮像領域の各部分で高さが異なるように前記隔壁を形成する工程を含む
製造方法。
（１１）
複数の画素ごとに光電変換部が形成される半導体基板と、
前記光電変換部が受光する波長の光を透過する複数のフィルタが平面的に配置されるフィルタ層と、
前記フィルタ層に配置される前記フィルタどうしを光学的に分離する隔壁と
を有し、
前記隔壁が、前記画素の受光面からなる撮像領域の各部分で高さが異なって形成される
撮像素子を備える電子機器。
【００８４】
なお、本実施の形態は、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。また、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、他の効果があってもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１１  撮像素子，  １２  半導体基板，  １３  絶縁層，  １４  フィルタ層，  １４Ｒ  赤色フィルタ，  １４ＣＬ  透明フィルタ，  １５  平坦化層，  １６  オンチップレンズ層，  １７  ＣＬ隔壁，  ２１  画素，  ２１Ｒ  赤色画素，  ２１ＣＬ  透明画素，  ３１  酸化膜，  ４１および４２  レジスト
【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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