(57)【要約】【課題】偏光子を備えた固体撮像装置の偏光光のクロストークを低減する。【解決手段】固体撮像装置の画素部における隣り合う２つの単位画素ＵＰＩＸのうち、一方の単位画素ＵＰＩＸでは、板状の偏光子ＰＬＺＶが配置され、他方の単位画素ＵＰＩＸでは、板状の偏光子ＰＬＺＨが配置されている。偏光子ＰＬＺＶは、Ｙ軸方向にそれぞれ延在し、Ｘ軸方向に互いに間隔を隔てて対向するように配置されるとともに、半導体基板ＳＵＢの裏面の側からフォトダイオードＰＤに向かって延在し、フォトダイオードＰＤの中に侵入している。偏光子ＰＬＺＨは、Ｘ軸方向にそれぞれ延在し、Ｙ軸方向に互いに間隔を隔てて対向するように配置されるとともに、半導体基板ＳＵＢの裏面の側からフォトダイオードＰＤに向かって延在し、フォトダイオードＰＤの中に侵入している。【選択図】図４
2019192705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１主面および第２主面を有する第１基板と、
前記第１基板に規定された画素領域と、
前記画素領域における前記第１主面の側に形成され、前記第２主面から入射する光をそれぞれ受光する光電変換素子群を含み、前記光電変換素子群において受光した前記光を光電変換することにより画素信号を生成する光電変換部と、
前記画素領域に形成された偏光子群と
を有し、
前記光電変換素子群は、第１光電変換素子を含み、
前記偏光子群は、第１方向にそれぞれ延在し、前記第１方向と交差する第２方向に互いに間隔を隔てて対向するように配置されるとともに、前記第２主面の側から前記第１光電変換素子に向かって延在するように形成された第１偏光子を備えた、固体撮像装置。
【請求項２】
前記光電変換素子群は、前記第１光電変換素子と隣接するように配置された第２光電変換素子を含み、
前記偏光子群は、前記第１偏光子と隣接し、前記第１方向と交差する第３方向にそれぞれ延在し、前記第３方向と交差する第４方向に互いに間隔を隔てて対向するように配置されるとともに、前記第２主面の側から前記第２光電変換素子に向かって延在するように形成された第２偏光子を含む、請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記偏光子群では、前記第１偏光子と前記第２偏光子とが、前記第１方向に沿って配置された部分を含み、
前記第１偏光子および前記第２偏光子では、前記第３方向と前記第１方向とのなす角度が４５°に設定された、請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記偏光子群では、前記第１偏光子と前記第２偏光子とが、前記第１方向に沿って配置された部分を含み、
前記第１偏光子および前記第２偏光子では、前記第３方向と前記第１方向とのなす角度が３０°に設定された、請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記画素領域における前記第２主面を覆うように平坦化膜が形成され、
前記偏光子群では、前記第１偏光子は、前記平坦化膜よりも下に配置された、請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記平坦化膜はカラーフィルター層を含む、請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記画素領域における前記第２主面を覆うように平坦化膜が形成され、
前記偏光子群では、前記第１偏光子は、前記第１基板の前記第２主面から突出して前記平坦化膜中に延在するように形成された、請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記平坦化膜はカラーフィルター層を含む、請求項７記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記偏光子群では、前記第１偏光子と前記第２偏光子とが、前記第２方向に沿って配置された部分を含み、
前記第１偏光子および前記第２偏光子では、前記第３方向と前記第１方向とのなす角度が９０°に設定された、請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記第１基板における前記第１主面の側に接合され、前記画素信号を記憶するメモリが形成された第２基板と、
前記第２基板に接合され、前記メモリに記憶された前記画素信号を処理するイメージシグナルプロセッサが形成された第３基板と
を備えた、請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
互いに対向する第１主面および第２主面を有する第１基板を用意する工程と、
前記第１基板に画素領域を規定する工程と、
前記画素領域における前記第１主面の側に、前記第２主面から入射する光をそれぞれ受光する光電変換素子群を含み、前記光電変換素子群において受光した前記光を光電変換することにより画素信号を生成する光電変換部を形成する工程と、
前記画素領域に偏光子群を形成する工程と
を有し、
前記光電変換部を形成する工程は、前記光電変換素子群の一つとして、第１光電変換素子を形成する工程を含み、
前記偏光子群を形成する工程は、
第１方向にそれぞれ延在し、前記第１方向と交差する第２方向に互いに間隔を隔てるとともに、前記第２主面の側から前記第１光電変換素子に向かって延在する第１トレンチを形成する工程と、
前記第１トレンチ内に、前記偏光子群の一つとして、第１偏光子を形成する工程と
を備えた、固体撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記光電変換部を形成する工程は、前記光電変換素子群の他の一つとして、第２光電変換素子を形成する工程を含み、
前記偏光子群を形成する工程は、
前記第１トレンチと隣接し、前記第１方向と交差する第３方向にそれぞれ延在し、前記第３方向と交差する第４方向に互いに間隔を隔てるとともに、前記第２主面の側から前記第２光電変換素子に向かって延在する第２トレンチを形成する工程と、
前記第２トレンチ内に、前記偏光子群の他の一つとして、第２偏光子を形成する工程と含む、請求項１１記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
前記偏光子群を形成する工程は、
前記第１トレンチ内に絶縁層を介在させて前記第１トレンチを埋め込む態様で、前記第１基板の前記第２主面側を覆うように導電膜を形成する工程と、
前記導電膜に加工を行うことにより、前記第１トレンチ内に位置する前記導電膜の部分を残して、前記第１基板の前記第２主面上に位置する前記導電膜の部分を除去することにより、前記第１偏光子を形成する工程と
を含み、
前記第１偏光子の上端に接触する態様で、前記画素領域における前記第２主面を覆うように平坦化膜を形成する工程を備えた、請求項１１記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１４】
前記偏光子群を形成する工程は、
前記第１トレンチ内に絶縁層を介在させて前記第１トレンチを埋め込む態様で、前記第１基板の前記第２主面側を覆うように導電膜を形成する工程と、
前記導電膜の上に、前記第１トレンチの配置パターンに対応したマスクパターンを含むマスク材を形成する工程と、
前記マスク材を加工マスクとして、前記導電膜に加工を行うことにより、前記マスク材に覆われた前記導電膜の部分を残して、前記マスク材に覆われていない前記導電膜の部分を除去することにより、前記第１トレンチ内に位置する部分から前記導電膜の部分を突出する態様で前記第１偏光子を形成する工程と、
前記第１トレンチ内に位置する部分から突出した前記第１偏光子の部分を覆うように、平坦化膜を形成する工程を備えた、請求項１１記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１５】
互いに対向する第３主面および第４主面を有する第２基板に、画素信号を記憶するメモリを形成する工程と、
互いに対向する第５主面および第６主面を有する第３基板に、前記メモリに記憶された前記画素信号を処理するイメージシグナルプロセッサを形成する工程と、
前記第１基板における前記第１主面の側に、前記第２基板における前記第３主面の側を接合する工程と、
前記第２基板における前記第４主面のの側に、前記第３基板における前記第５主面の側を接合する工程と
を備えた、請求項１１記載の固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置およびその製造方法に関し、たとえば、偏光子を備えた固体撮像装置に好適に利用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置には、入射する光に含まれる特定の偏光成分を有する偏光光を検出する固体撮像装置がある。この種の固体撮像装置には、特定の偏光光を透過させるために偏光子が形成されている。このような固体撮像装置を開示した特許文献として、たとえば、特許文献１および特許文献２がある。
【０００３】
一般に、固体撮像装置では、半導体基板に規定された画素領域に、マトリクス状に画素が配置されている。その画素のそれぞれには、フォトダイオードが形成されている。それぞれのフォトダイオードに入射した光が光電変換されて、それぞれの画素に対応する画素信号が生成される。偏光子を備えた固体撮像装置では、特定の偏光成分を有する偏光光を透過させる偏光子が、対応する画素（フォトダイオード）ごとに配置されている。
【０００４】
偏光子は、対応するフォトダイオードと対向するように、画素領域において光が入射する表面の側に配置されている。たとえば、互いに隣り合う一の画素と他の画素では、一の画素に形成された一のフォトダイオードと対向するように一の偏光子が配置されている。他の画素に形成された他のフォトダイオードと対向するように他の偏光子が配置されている。
【０００５】
一の画素では、入射する光のうち、一の偏光子を透過した一の偏光成分を有する一の偏光光が一のフォトダイオードに入射し、その一の偏光光に基づく一の画素信号が生成される。他の画素では、入射する光のうち、他の偏光子を透過した他の偏光成分を有する他の偏光光が他のフォトダイオードに入射し、他の偏光光に基づく他の画素信号が生成される。固体撮像装置では、生成された一の画素信号および他の画素信号を処理することによって、所望の偏光光に関する情報を含む画像が得られることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１６４９５６号公報
【特許文献２】特開２０１６−１７１３６８号公報
【特許文献３】特開２００８−１７７１９１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Y.Kagawa et al., “Novel Stacked CMOS Image Sensor with Advanced Cu2Cu Hybrid Bonding” IEDM, session 8. 4, 2016.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
偏光子を備えた従来の固体撮像装置では、特に、偏光光のクロストークが発生することがある。すなわち、入射する光のうち、一の偏光子を透過した一の偏光光が、他のフォトダイオードに入射することがある。また、他の偏光子を透過した他の偏光光が、一のフォトダイオードに入射することがある。このため、所望の偏光光に関する情報を含む画像を得ることができないことが想定される。
【０００９】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付の図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施の形態に係る固体撮像装置は、第１基板と画素領域と光電変換部と偏光子群とを有している。第１基板は、互いに対向する第１主面および第２主面を有する。画素領域は、第１基板に規定されている。光電変換部は、画素領域における第１主面の側に形成され、第２主面から入射する光をそれぞれ受光する光電変換素子群を含み、光電変換素子群において受光した光を光電変換することにより画素信号を生成する。偏光子群は、画素領域に形成されている。光電変換素子群は、第１光電変換素子を含む。偏光子群は、第１方向にそれぞれ延在し、第１方向と交差する第２方向に互いに間隔を隔てて対向するように配置されるとともに、第２主面の側から第１光電変換素子に向かって延在するように形成された第１偏光子を備えている。
【００１１】
他の実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法は、以下の工程を有している。互いに対向する第１主面および第２主面を有する第１基板を用意する。第１基板に画素領域を規定する。画素領域における第１主面の側に、第２主面から入射する光をそれぞれ受光する光電変換素子群を含み、光電変換素子群において受光した光を光電変換することにより画素信号を生成する光電変換部を形成する。画素領域に偏光子群を形成する。光電変換部を形成する工程は、光電変換素子群の一つとして、第１光電変換素子を形成する工程を含む。偏光子群を形成する工程は、第１方向にそれぞれ延在し、第１方向と交差する第２方向に互いに間隔を隔てるとともに、第２主面の側から第１光電変換素子に向かって延在する第１トレンチを形成する工程と、第１トレンチ内に、偏光子群の一つとして、第１偏光子を形成する工程とを備えている。
【発明の効果】
【００１２】
一実施の形態に係る固体撮像装置によれば、偏光光のクロストークが低減する。
他の実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法によれば、偏光光のクロストークが低減される固体撮像装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に固体撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態において、単位画素の回路を示す図である。
【図３】同実施の形態にいて、固体撮像装置の断面図である。
【図４】同実施の形態において、偏光子を含む画素部の構造を模式的に示す部分拡大斜視図である。
【図５】同実施の形態において、図４に示す断面線Ｖ−Ｖにおける部分断面図である。
【図６】同実施の形態において、図４に示す断面線ＶＩ−ＶＩにおける部分断面図である。
【図７】同実施の形態において、偏光子の機能を説明するための斜視図である。
【図８】同実施の形態において、固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図９】同実施の形態において、図８に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１０】同実施の形態において、図９に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１１】同実施の形態において、図１０に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１２】同実施の形態において、図１１に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１３】同実施の形態において、図１２に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１４】同実施の形態において、図１３に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１５】同実施の形態において、図１４に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１６】同実施の形態において、図１５に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１７】同実施の形態において、図１６に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１８】同実施の形態に係る図１７に示す工程において、画素部の構造を示す部分拡大断面斜視図である。
【図１９】同実施の形態において、図１８に示す断面線ＸＩＸ−ＸＩＸにおける部分拡大断面図である。
【図２０】同実施の形態において、図１７に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図２１】同実施の形態に係る図２０に示す工程において、画素部の構造を示す部分拡大断面斜視図である。
【図２２】同実施の形態において、図２１に示す断面線ＸＸＩＩ−ＸＸＩＩにおける部分拡大断面図である。
【図２３】同実施の形態において、図２０に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図２４】同実施の形態に係る図２３に示す工程において、トレンチ内の構造を示す部分拡大断面図である。
【図２５】同実施の形態において、図２３に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図２６】同実施の形態において、図２５に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図２７】同実施の形態に係る図２６に示す工程において、画素部の構造を示す部分拡大断面斜視図である。
【図２８】同実施の形態において、図２７に示す断面線ＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩにおける部分拡大断面図である。
【図２９】同実施の形態において、図２６に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図３０】同実施の形態において、図２９に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図３１】同実施の形態において、図３０に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図３２】比較例に係る固体撮像装置の断面図である。
【図３３】比較例に係る固体撮像装置の偏光子を含む画素部の構造を模式的に示す部分拡大斜視図である。
【図３４】図３３に示す断面線ＸＸＸＩＶ−ＸＸＸＩＶにおける部分断面図である。
【図３５】図３３に示す断面線ＸＸＸＶ−ＸＸＸＶにおける部分断面図である。
【図３６】比較例に係る固体撮像装置の偏光子によるパワーフラックス密度の計算する際のシミュレーションの条件を説明するための部分拡大斜視図である。
【図３７】比較例に係る固体撮像装置の偏光子によるパワーフラックス密度の計算結果を示すグラフである。
【図３８】同実施の形態において、固体撮像装置の偏光子によるパワーフラックス密度の計算する際のシミュレーションの条件を説明するための部分拡大斜視図である。
【図３９】同実施の形態において、固体撮像装置の偏光子によるパワーフラックス密度の計算結果を、縦軸を線形に設定して示すグラフである。
【図４０】同実施の形態において、図３９に示すグラフを、縦軸を対数に設定して示すグラフである。
【図４１】同実施の形態において、９０°‐偏光光を入射した場合の、固体撮像装置の偏光子によるパワーフラックス密度の計算結果を、縦軸を線形に設定して、比較例とともに示すグラフである。
【図４２】同実施の形態において、図４０に示すグラフを、縦軸を対数に設定して示すグラフである。
【図４３】同実施の形態において、固体撮像装置における画素部のポテンシャルを説明するための部分拡大断面図である。
【図４４】同実施の形態において、画素部における位置とポテンシャルとの関係を示すグラフである。
【図４５】同実施の形態において、変形例に係る固体撮像装置の断面図である。
【図４６】同実施の形態において、変形例に係る固体撮像装置の偏光子を含む画素部の構造を模式的に示す部分拡大斜視図である。
【図４７】同実施の形態において、図４６に示す断面線ＸＬＶＩＩ−ＸＬＶＩＩにおける部分断面図である。
【図４８】同実施の形態において、図４６に示す断面線ＸＬＶＩＩＩ−ＸＬＶＩＩＩにおける部分断面図である。
【図４９】同実施の形態において、変形例に係る固体撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図５０】同実施の形態において、図４９に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図５１】同実施の形態において、図５０に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図５２】同実施の形態において、図５１に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図５３】同実施の形態において、図５２に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図５４】同実施の形態において、図５３に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図５５】同実施の形態において、図５４に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図５６】同実施の形態において、９０°‐偏光光を入射した場合の、固体撮像装置の偏光子によるパワーフラックス密度の計算結果を、縦軸を線形に設定して示すグラフである。
【図５７】同実施の形態において、図５６に示すグラフを、縦軸を対数に設定して示すグラフである。
【図５８】実施の形態２に係る固体撮像装置の画素部におけるカラーフィルター層の配置と、偏光光の偏光方向との第１の基本パターンを示す平面図である。
【図５９】同実施の形態において、図５８に示す第１の基本パターンを適用した画素部のパターンを示す部分平面図である。
【図６０】同実施の形態において、固体撮像装置の画素部におけるカラーフィルター層の配置と、偏光光の偏光方向との第２の基本パターンを示す平面図である。
【図６１】同実施の形態において、図６０に示す第２の基本パターンを適用した画素部のパターンを示す部分平面図である。
【図６２】実施の形態３に係る固体撮像装置の断面図である。
【図６３】同実施の形態において、固体撮像装置の組み立て構造を概念的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１
実施の形態１に係る固体撮像装置の一例について説明する。はじめに、固体撮像装置の全体構成について説明する。固体撮像装置は、たとえば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型イメージセンサである。
【００１５】
（固体撮像装置の全体構成）
図１に示すように、固体撮像装置ＳＩＳＤは、画素部ＰＩＲ、垂直駆動回路ＶＤＣ、カラム信号処理回路ＣＳＣ、水平駆動回路ＨＤＣ、出力回路ＯＵＣおよび制御回路ＣＴＣ等によって構成される。
【００１６】
画素部ＰＩＲには、複数の画素ＰＩＸが配置されている。複数の画素ＰＩＸでは、単位画素ＵＰＩＸが二次元アレイ状（マトリクス状）に配置されている。単位画素ＵＰＩＸでは、フォトダイオードと複数の画素トランジスタとが形成されている。画素部ＰＩＲでは、実際に入射した光を受光し、フォトダイオードによって光電変換された信号電荷が増幅される。
【００１７】
制御回路ＣＴＣでは、垂直同期信号、水平同期信号およびマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路ＶＤＣ、カラム信号処理回路ＣＳＣおよび水平駆動回路ＨＤＣ等の動作の基準となるクロック信号および制御信号等が生成される。生成されたクロック信号および制御信号等は、垂直駆動回路ＶＤＣ、カラム信号処理回路ＣＳＣおよび水平駆動回路ＨＤＣ等に入力される。
【００１８】
垂直駆動回路ＶＤＣは、たとえば、シフトレジスタによって構成されており、画素部ＰＩＲの単位画素ＵＰＩＸを行単位で順次垂直方向に選択走査する。各単位画素ＵＰＩＸのフォトダイオードにおいて受光した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ＶＳＬを通してカラム信号処理回路ＣＳＣに供給する。
【００１９】
カラム信号処理回路ＣＳＣは、たとえば、単位画素ＵＰＩＸの列ごとに配置されている。１行分の単位画素ＵＰＩＸのそれぞれから出力される信号を、単位画素の列ごとに黒基準画素領域（図示せず）からの信号によって、ノイズの除去および信号増幅等の信号処理を行う。なお、黒基準画素領域は、有効画素領域の周囲に形成される。カラム信号処理回路ＣＳＣの出力段と水平信号線ＨＳＬとの間には、水平選択スイッチ（図示せず）が設けられている。
【００２０】
水平駆動回路ＨＤＣは、たとえば、シフトレジスタによって構成されており、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ＣＳＣのそれぞれを順番に選択し、カラム信号処理回路ＣＳＣのそれぞれから、画素信号を水平信号線ＨＳＬに出力させる。出力回路ＯＵＣは、カラム信号処理回路ＣＳＣのそれぞれから水平信号線ＨＳＬを通して、順次供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。
【００２１】
（単位画素の等価回路）
次に、画素ＰＩＸを構成する単位画素ＵＰＩＸ（図１参照）の等価回路について説明する。
【００２２】
図２に示すように、単位画素ＵＰＩＸは、１つのフォトダイオードＰＤと、４つの画素トランジスタとしてのＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタＴＲＳとによって構成される。４つのＭＯＳトランジスタＴＲＳとは、電荷読み出しトランジスタＴＴＲ、リセットトランジスタＲＴＲ、アンプトランジスタＡＴＲおよび垂直選択トランジスタＶＴＲである。
【００２３】
フォトダイオードＰＤが、電荷読み出しトランジスタＴＴＲの一方の主電極に電気的に接続されている。電荷読み出しトランジスタＴＴＲの他方の主電極が、リセットトランジスタＲＴＲの一方の主電極に電気的に接続されている。リセットトランジスタＲＴＲの他方の主電極が、アンプトランジスタＡＴＲの一方の主電極に電気的に接続されている。アンプトランジスタＡＴＲの他方の主電極が、垂直選択トランジスタＶＴＲの一方の主電極に電気的に接続されている。
【００２４】
電荷読み出しトランジスタＴＴＲとリセットトランジスタＲＴＲとの接続中点に対応する部分に、フローティング・ディフージョン（領域）が形成されている。そのフローティング・ディフージョンが、アンプトランジスタＡＴＲのゲート電極に電気的に接続されている。リセットトランジスタＲＴＲとアンプトランジスタＡＴＲとの接続中点が、電源配線ＰＷＬに電気的に接続されている。電源配線ＰＷＬは、電源ＶＤＤに電気的に接続されている。
【００２５】
垂直選択トランジスタＶＴＲの他方の主電極が、垂直信号線ＶＳＬに電気的に接続されている。垂直信号線ＶＳＬと水平信号線（図示せず）との間に、水平選択トランジスタＨＴＲが電気的に接続されている。電荷読み出しトランジスタＴＴＲのゲート電極には、垂直読み出しパルスφＴＧが印加される。リセットトランジスタＲＴＲのゲート電極には、リセットパルスφＲが印加される。垂直選択トランジスタＶＴＲのゲート電極には、垂直選択パルスφＳＥＬが印加される。固体撮像装置の画素ＰＩＸでは、このような単位画素ＵＰＩＸが、二次元のマトリクス状に配列されている。
【００２６】
単位画素ＵＰＩＸに光が入射すると、光電変換によってフォトダイオードＰＤに信号電荷（画素信号）が蓄積される。電荷読み出しトランジスタＴＴＲのゲート電極に垂直読み出しパルスφＴＧが印加されることにより、電荷読み出しトランジスタＴＴＲが導通し、フォトダイオードＰＤの信号電荷が、フローティング・ディフュージョンに転送されて、フローティング・ディフュージョンの電位が変化する。このフローティング・ディフュージョンの信号電圧が、アンプトランジスタＡＴＲのゲート電極に印加されて、アンプトランジスタＡＴＲによって信号電流に変換される。
【００２７】
一方、垂直選択トランジスタＶＴＲのゲート電極に、垂直選択パルスφＳＥＬが印加されることで、垂直選択トランジスタＶＴＲが導通し、信号電流が垂直信号線ＶＳＬに流れる。この信号電流は、水平選択パルスにより水平選択トランジスタＨＴＲを経て、水平信号線ＨＳＬ（図１参照）に流れ、出力回路ＯＵＣ（図１参照）から出力される。
【００２８】
（固体撮像装置の構造）
次に、固体撮像装置に構造について具体的に説明する。固体撮像装置は、裏面照射型（ＢＳＩ：Back Side Illumination）である。裏面照射型の固体撮像装置では、半導体基板の表面（第１主面）の側に形成されたフォトダイオードに対して、半導体基板の裏面（第２主面）側から光を入射させる。
【００２９】
図３に示すように、半導体基板ＳＵＢには、素子分離絶縁膜ＥＩによって、デバイス領域ＤＲＥおよびパッド領域ＰＲＮが規定されている。さらに、デバイス領域ＤＲＥでは、画素領域としてのセンサ領域ＳＲＥと周辺回路領域ＰＣＲとが規定されている。センサ領域ＳＲＥには、画素部ＰＩＲ（図１参照）が形成されている。
【００３０】
センサ領域ＳＲＥには、画素ＰＩＸ（図１参照）を構成する単位画素ＵＰＩＸ（図２参照）のフォトダイオードＰＤおよび電荷読み出しトランジスタＴＴＲ等が形成されている。フォトダイオードＰＤは、互いに接合するｎ型領域ＮＲとｐ型領域ＰＲとによって形成されている。周辺回路領域ＰＣＲには、周辺トランジスタＰＴＲ等が形成されている。パッド領域ＰＲＮには、パッドメタルＰＭＥが形成されている。
【００３１】
半導体基板の一方の主面（第１主面）の側には、金属配線と層間絶縁膜を含む多層配線構造体ＭＭＬが形成されている。電荷読み出しトランジスタＴＴＲ、周辺トランジスタＰＴＲおよびパッドメタルＰＭＥ等のそれぞれは、多層配線構造体ＭＭＬにおける所定の金属配線に電気的に接続されている。その多層配線構造体ＭＭＬには、支持基板ＳＳＢが接合されている。
【００３２】
半導体基板ＳＵＢの他方の主面（第２主面、裏面）の側におけるセンサ領域ＳＲＥには、偏光子ＰＬＺ、カラーフィルター層ＣＦＬ、マイクロレンズＭＬＥおよびメタルグリッドＭＧＤが形成されている。偏光子ＰＬＺ、カラーフィルター層ＣＦＬおよびマイクロレンズＭＬＥは、単位画素ＵＰＩＸ（図２参照）のフォトダイオードＰＤに対応するように配置されている。センサ領域ＳＲＥでは、複数の偏光子ＰＬＺが偏光子群として形成され、また、複数のフォトダイオードＰＤが光電変換素子群として形成されている。なお、カラーフィルター層ＣＦＬは、平坦化膜としての機能も有する。
【００３３】
偏光子ＰＬＺは、板状に形成されており、半導体基板ＳＵＢの他方の主面の側からフォトダイオードＰＤに向かって延在し、フォトダイオードＰＤの中に侵入している。特に、偏光子ＰＬＺでは、半導体基板ＳＵＢから突出して、カラーフィルター層ＣＦＬ中に位置する部分がある。半導体基板ＳＵＢから突出した偏光子ＰＬＺの部分は、メタルグリッドＭＧＤとほぼ同じ高さである。なお、図３では、説明の便宜上、隣接する２つのフォトダイオードＰＤのそれぞれに対応する偏光子ＰＬＺは、同じ配置関係をもって示されている。偏光子ＰＬＺの配置関係については、後で詳細に説明する。
【００３４】
半導体基板ＳＵＢの他方の主面（第２主面）の側におけるパッド領域ＰＲＮには、パッドメタルＰＭＥが配置されている。パッドメタルＰＭＥは、半導体基板ＳＵＢを貫通するパッド接続孔ＰＣＯに絶縁膜ＰＩＦを介在させて形成されている。なお、カラーフィルター層ＣＦＬと半導体基板ＳＵＢとの間、および、パッドメタルＰＭＥと半導体基板ＳＵＢとの間には、シリコン酸化膜ＳＯＦおよびシリコン窒化膜ＳＮＦが介在する。
【００３５】
次に、偏光子等の配置構造についてより詳しく説明する。図４、図５および図６では、マトリクス状に配置された単位画素のうち、隣り合う２つの単位画素ＵＰＩＸについて、それぞれの偏光子ＰＬＺ等の配置構造が示されている。図４、図５および図６に示すように、一方の単位画素ＵＰＩＸでは、偏光子ＰＬＺＶが配置されている。他方の単位画素ＵＰＩＸでは、偏光子ＰＬＺＨが配置されている。偏光子ＰＬＺＶと偏光子ＰＬＺＨとは、たとえば、Ｘ軸に沿って配置されている。
【００３６】
偏光子ＰＬＺＶは板状に形成されている。偏光子ＰＬＺＶは、Ｙ軸方向（第１方向）にそれぞれ延在し、Ｘ軸方向（第２方向）に互いに間隔を隔てて対向するように配置されるとともに、半導体基板ＳＵＢの裏面（第２主面）の側からフォトダイオードＰＤに向かって（Ｚ軸負方向）延在し、フォトダイオードＰＤの中に侵入している。なお、偏光子ＰＬＺＶを矩形状に取り囲む部分は、メタルグリッドＭＧＤである。
【００３７】
偏光子ＰＬＺＨは板状に形成されている。偏光子ＰＬＺＨは、Ｘ軸方向（第３方向）にそれぞれ延在し、Ｙ軸方向（第４方向）に互いに間隔を隔てて対向するように配置されるとともに、半導体基板ＳＵＢの裏面（第２主面）の側からフォトダイオードＰＤに向かって（Ｚ軸負方向）延在し、フォトダイオードＰＤの中に侵入している。なお、偏光子ＰＬＺＨを矩形状に取り囲む部分は、メタルグリッドＭＧＤである。
【００３８】
（偏光子の機能）
次に、偏光子が有する機能について、まず、一般的なワイヤグリッド型の偏光子を例に挙げて説明する。図７に示すように、ワイヤグリッド型の偏光子ＰＬＺは、導体材料から形成されており、一次元または二次元の格子状の構造を有する。偏光子ＰＬＺ（ワイヤグリッド）のピッチＰＴが、入射する電磁波の波長よりも有意に短い場合には、ワイヤグリッドの延在方向に平行な平面で振動する電磁波は、選択的に偏光子ＰＬＺ（ワイヤグリッド）において反射または吸収される。
【００３９】
偏光子ＰＬＺに到達する電磁波には、縦偏光成分ＶＰＷと横偏光成分ＨＰＷとが含まれる。ワイヤグリッドがＸ軸に平行に配置されている場合には、偏光子ＰＬＺによって横偏光成分ＨＰＷが反射または吸収される。そのため、偏光子ＰＬＺを通過した電磁波では、縦偏光成分ＶＰＷが支配的な直線偏光となる。
【００４０】
ここで、可視光の波長帯に着目する。偏光子ＰＬＺ（ワイヤグリッド）のピッチＰＴが、入射する電磁波の波長と同程度の長さ以下である場合には、ワイヤグリッドの延在方向に平行な偏光成分を有する電磁波（偏光光）は、偏光子（ワイヤグリッド）の表面において反射または吸収される。一方、ワイヤグリッドの延在方向に垂直な偏光成分を有する電磁波（偏光光）は、偏光子ＰＬＺに入射すると、偏光子ＰＬＺ（ワイヤグリッド）の表面を伝播し、偏光子ＰＬＺに入射する前の波長および偏光成分とそれぞれ同じ波長および偏光成分のまま、偏光子ＰＬＺを透過する。
【００４１】
上述した固体撮像装置ＳＩＳＤでは、偏光子ＰＬＺは、フォトダイオードＰＤに向かって延在するように板状に形成されていることで、偏光光のクロストークを抑制することができる。これについては、後で詳細に説明する。
【００４２】
（固体撮像装置の製造工程）
次に、上述した固体撮像装置の製造方法の一例について説明する。図８に示すように、互いに対向する第１主面ＦＨ１および第２主面ＦＨ２を有する半導体基板ＳＵＢを用意する。次に、半導体基板ＳＵＢの第１主面ＦＨ１側に素子分離絶縁膜ＥＩを形成することによって、センサ領域ＳＲＥおよび周辺回路領域ＰＣＲを含むデバイス領域ＤＲＥならびにパッド領域ＰＲＮがそれぞれ規定される。
【００４３】
次に、図９に示すように、たとえば、熱酸化法によって、半導体基板ＳＵＢの第１主面ＦＨ１にゲート絶縁膜ＧＩＦが形成される。次に、そのゲート絶縁膜ＧＩＦを覆うように、たとえば、ポリシリコン膜（図示せず）が形成される。次に、ポリシリコン膜に写真製版処理およびエッチング処理を行うことによって、ゲート電極ＴＧＥおよびゲート電極ＰＧＥ等が形成される。次に、図１０に示すように、所定の写真製版処理とイオン注入処理を行うことによって、ｎ型領域ＮＲとｐ型領域ＰＲとを含むフォトダイオードＰＤが形成される。
【００４４】
次に、図１１に示すように、ゲート電極ＴＧＥの側壁面等を覆うように、サイドウォール絶縁膜ＳＷＦが形成される。次に、ゲート電極ＴＧＥおよびサイドウォール絶縁膜ＳＷＦ等を注入マスクとして、イオン注入処理を行うことにより、フローティング・ディフュージョンＦＤＲおよびソース・ドレイン拡散層ＰＳＤが形成される。
【００４５】
これにより、センサ領域ＳＲＥでは、ゲート電極ＴＧＥとフローティング・ディフュージョンＦＤＲとを有する電荷読み出しトランジスタＴＴＲが形成されることになる。周辺回路領域ＰＣＲでは、ゲート電極ＰＧＥとソース・ドレイン拡散層ＰＳＤとを有する周辺トランジスタＰＴＲが形成されることになる。
【００４６】
次に、図１２に示すように、電荷読み出しトランジスタＴＴＲおよび周辺トランジスタＰＴＲ等を覆うように、第１層間絶縁膜ＳＩ１が形成される。次に、その第１層間絶縁膜ＳＩ１に所定の写真製版処理およびエッチング処理を行うことにより、デバイス領域ＤＲＥにはコンタクトホール（図示せず）が形成される。
【００４７】
次に、コンタクトホールを埋め込む態様で、第１層間絶縁膜ＳＩ１を覆うように、導電膜（図示せず）が形成される。次に、導電膜にエッチング処理等を行うことにより、第１層間絶縁膜ＳＩ１の上面上に位置する導電膜の部分が除去される。デバイス領域ＤＲＥには、コンタクトホール内に残された導電膜の部分によって、コンタクトヴィアＳＣＶが形成される。
【００４８】
次に、図１３に示すように、第１層間絶縁膜ＳＩ１を覆うように、第２層間絶縁膜ＳＩ２が形成される。次に、たとえば、ダマシン法によって、デバイス領域ＤＲＥに、たとえば、銅膜を含む金属材料によって第１金属配線ＳＭ１が形成される。第１金属配線ＳＭ１はコンタクトヴィアＳＣＶと電気的に接続される。
【００４９】
次に、図１４に示すように、第２層間絶縁膜ＳＩ２を覆うように、第３層間絶縁膜ＳＩ３が形成される。次に、たとえば、ダマシン法によって、デバイス領域ＤＲＥに、第１ヴィアＳＶ１および第２金属配線ＳＭ２が形成される。第１ヴィアＳＶ１は、第１金属配線ＳＭ１と電気的に接続される。
【００５０】
次に、第３層間絶縁膜ＳＩ３を覆うように、第４層間絶縁膜ＳＩ４が形成される。次に、たとえば、ダマシン法によって、デバイス領域ＤＲＥに、第２ヴィアＳＶ２および第３金属配線ＳＭ３が形成される。第２ヴィアＳＶ２は、第２金属配線ＳＭ２と電気的に接続される。次に、第３金属配線ＳＭ３および第４層間絶縁膜ＳＩ４を覆うように、第５層間絶縁膜ＳＩ５が形成される。
【００５１】
次に、図１５に示すように、第５層間絶縁膜ＳＩ５（図１４参照）の表面に、支持基板ＳＳＢが接合される。次に、図１６に示すように、半導体基板ＳＵＢの第２主面ＦＨ２（裏面：図８参照）から研削を行うことによって、半導体基板ＳＵＢの厚さを薄くする。次に、図１７に示すように、半導体基板ＳＵＢの第２主面を覆うように、シリコン酸化膜ＳＯＦおよびシリコン窒化膜ＳＮＦが順次形成される。シリコン酸化膜ＳＯＦおよびシリコン窒化膜ＳＮＦは、反射防止膜となる。図１８および図１９に、この時点の、偏光子が形成される直前のセンサ領域ＳＲＥの構造を模式的に示す。
【００５２】
次に、センサ領域ＳＲＥに偏光子を形成する。図２０に示すように、所定の写真製版処理およびエッチング処理を行うことにより、センサ領域ＳＲＥに、偏光子の配置パターンに対応したトレンチＴＲＣが形成される。トレンチＴＲＣは、互いに間隔を隔てて、半導体基板ＳＵＢの第２主面の側からフォトダイオードＰＤに向かって延在するように形成される。図２１および図２２に、トレンチが形成された時点のセンサ領域ＳＲＥの構造を模式的に示す。トレンチＴＲＣの幅ＷＬは、たとえば、０．２μｍ〜０．３μｍ程度である。トレンチＴＲＣの深さＤＬは、半導体基板ＳＵＢの厚さに応じて、たとえば、０．１μｍ〜５μｍ程度である。
【００５３】
次に、図２３に示すように、シリコン酸化膜ＳＩＦ、チタンナイトライド膜ＴＮＦおよびタングステン膜ＷＦが順次形成される。図２４に示すように、シリコン酸化膜ＳＩＦは、トレンチＴＲＣ内の表面とシリコン窒化膜ＳＮＦとを覆うように形成される。チタンナイトライド膜ＴＮＦは、シリコン酸化膜ＳＩＦを覆うように形成される。タングステン膜ＷＦは、チタンナイトライド膜ＴＮＦを覆い、トレンチＴＲＣを埋め込むように形成される。
【００５４】
次に、図２５に示すように、所定の写真製版処理を行うことにより、フォトレジストパターンＰＲＰが形成される。フォトレジストパターンＰＲＰは、偏光子のパターンとメタルグリッドのパターニングとに対応する。次に、そのフォトレジストパターンＰＲＰをエッチングマスクとして、タングステン膜ＷＦ等にエッチング処理を行う。その後、フォトレジストパターンＰＲＰが除去される。こうして、図２６に示すように、偏光子ＰＬＺとメタルグリッドＭＧＤが形成される。図２７および図２８に、偏光子ＰＬＺ等が形成された時点の、センサ領域ＳＲＥの構造を模式的に示す。偏光子ＰＬＺは、シリコン窒化膜ＳＮＦの表面から、およそ、タングステン膜ＷＦ等の厚さ分、突出した態様で形成される。
【００５５】
次に、図２９に示すように、所定の写真製版処理とエッチング処理を行うことにより、パッド領域ＰＲＮに、パッド接続孔ＰＣＯが形成される。パッド接続孔ＰＣＯの底には、第３金属配線ＳＭ３が露出している。次に、図３０に示すように、パッド接続孔ＰＣＯの側面に露出している半導体基板ＳＵＢの部分を覆うように、絶縁膜ＰＩＦが形成される。次に、パッド接続孔ＰＣＯ内に、パッドメタルＰＭＥが形成される。パッドメタルＰＭＥは、第３金属配線ＳＭ３と電気的に接続される。
【００５６】
次に、図３１に示すように、センサ領域ＳＲＥにカラーフィルター層ＣＦＬが形成される。カラーフィルター層ＣＦＬは、単位画素に対応するように形成される。カラーフィルター層ＣＦＬは、平坦化膜としての機能も有する。その後、カラーフィルター層ＣＦＬの上にマイクロレンズＭＬＥを形成することで、図３に示す固体撮像装置の主要部分が完成する。なお、カラーの情報が必要でない固体撮像装置では、カラーフィルター層の代わりに、平坦化膜としての絶縁膜が形成されることになる。
【００５７】
上述した固体撮像装置ＳＩＳＤでは、図４〜図６に示すように、偏光子ＰＬＺは、フォトダイオードＰＤに向かって延在するように板状に形成されて、互いに間隔を隔ててストライプ状に配置されている。板状の偏光子ＰＬＺでは、板状の偏光子ＰＬＺに平行な平面にて振動する偏光光を減衰させる。板状の偏光子ＰＬＺとほぼ直交する平面にて振動する偏光光を透過させる。
【００５８】
しかも、その板状の偏光子ＰＬＺが、互いに間隔を隔てて配置されていることで、隣り合う一の偏光子と他の偏光子との間では、偏光子ＰＬＺを透過する偏光光を、反射を繰り返しながらフォトダイオードまで導くことができる。これにより、隣り合う単位画素間において、偏光光のクロストークを抑制することができる。このことについて、比較例に係る固体撮像装置と比べて説明する。
【００５９】
図３２に示すように、比較例に係る固体撮像装置では、半導体基板ＳＵＢの他方の主面（第２主面）の側におけるセンサ領域ＳＲＥに、偏光子ＰＬＺ等が形成されている。偏光子ＰＬＺは、単位画素ＵＰＩＸ（図２参照）のフォトダイオードＰＤに対応するように配置されている。偏光子ＰＬＺは、シリコン窒化膜ＳＮＦの表面に接するように形成されている。偏光子ＰＬＺは、ワイヤグリッド型の偏光子である。なお、これ以外の構成について、図３に示す固体撮像装置の構造と同一部材には同一符号を付す。
【００６０】
次に、偏光子ＰＬＺ等の配置構造についてもう少し詳しく説明する。図３３、図３４および図３５では、マトリクス状に配置された単位画素のうち、隣り合う２つの単位画素ＵＰＩＸについて、それぞれの偏光子ＰＬＺ等の配置構造が示されている。図３３、図３４および図３５に示すように、一方の単位画素ＵＰＩＸでは、偏光子ＰＬＺＶが配置されている。他方の単位画素ＵＰＩＸでは、偏光子ＰＬＺＨが配置されている。偏光子ＰＬＺＶと偏光子ＰＬＺＨとは、たとえば、Ｘ軸に沿って配置されている。
【００６１】
偏光子ＰＬＺＶは、Ｙ軸方向にそれぞれ延在し、Ｘ軸方向に互いに間隔を隔てて配置されている。偏光子ＰＬＺＨは、Ｘ軸方向にそれぞれ延在し、Ｙ軸方向に互いに間隔を隔てて配置されている。偏光子ＰＬＺＶおよび偏光子ＰＬＺＨは、メタルグリッドＭＧＤ（図３２参照）の厚さとほぼ同じ厚さをもって形成されている。
【００６２】
発明者らは、そのような偏光子ＰＬＺＶと偏光子ＰＬＺＨとを備えた比較例に係る固体撮像装置について、偏光子ＰＬＺＶ、ＰＬＺＨによる偏光機能として、透過した偏光光の強度に対応するパワーフラックス密度をシミュレーションによって評価した。シミュレーションには、電磁界解析の一つの手法である有限差分時間領域法（ＦＤＴＤ：Finite-difference time-domain method）を用いた。比較例に係る固体撮像装置における偏光子ＰＬＺの配置に基づいたシミュレーションの条件について説明する。
【００６３】
図３６に示すように、３次元の座標軸Ｘ−Ｙ−Ｚを設定し、Ｘ軸方向を角度の基準（０°）とし、Ｙ軸方向を９０°とした。偏光子ＰＬＺＶと偏光子ＰＬＺＨとを、Ｘ軸に沿って配置させた。Ｙ軸方向に延在する偏光子ＰＬＺＶを９０°‐偏光子とした。Ｘ軸方向に延在する偏光子ＰＬＺＨを０°‐偏光子とした。
【００６４】
偏光子ＰＬＺに入射する光として、偏光子ＰＬＺに対して垂直に入射する２つの偏光光を設定した。Ｚ−Ｘ平面にて振動する光（電磁波）を０°‐偏光光とした。また、Ｙ−Ｚ平面にて振動する光（電磁波）を９０°‐偏光光とした。偏光子ＰＬＺでは、偏光子ＰＬＺ（ワイヤグリッド）が延在する方向に垂直な偏光成分を有する偏光光を透過させる性質を有する。このことから、９０°‐偏光子（偏光子ＰＬＺＶ）を透過した光を受光するフォトダイオードを０°‐偏光光受光画素とした。０°‐偏光子（偏光子ＰＬＺＨ）を透過した光を受光するフォトダイオードを９０°‐偏光光受光画素とした。
【００６５】
シミュレーション結果のグラフを図３７に示す。グラフの横軸は、０°‐偏光光受光画素および９０°‐偏光光受光画素における位置（Ｘ軸方向）である。縦軸は、パワーフラックス密度であり、単位は任意である。図３７に示すように、９０°‐偏光子（偏光子ＰＬＺＶ）を透過した光を受光する０°‐偏光光受光画素では、透過した０°‐偏光光の強度とともに、９０°‐偏光光の強度も出現していることがわかる。また、０°‐偏光子（偏光子ＰＬＺＶ）を透過した光を受光する９０°‐偏光光受光画素では、透過した９０°‐偏光光の強度とともに、０°‐偏光光の強度も出現していることがわかる。
【００６６】
隣接する０°‐偏光光受光画素および９０°‐偏光光受光画素において、０°‐偏光光受光画素に出現する０°‐偏光光の強度と、９０°‐偏光光受光画素に出現する０°‐偏光光の強度との比は、約２．２倍であることが見積もられる。
【００６７】
０°‐偏光光受光画素において、９０°‐偏光光の強度が出現するのは、隣接する０°‐偏光子を透過した９０°‐偏光光が、０°‐偏光光受光画素に入射するためであると考えられる。また、９０°‐偏光光受光画素において、０°‐偏光光の強度が出現するのは、隣接する９０°‐偏光子を透過した０°‐偏光光が、９０°‐偏光光受光画素に入射するためであると考えられる。すなわち、発明者らは、比較例に係る固体撮像装置の画素部では、偏光光のクロストークが発生していると考えた。なお、図３６では、偏光子ＰＬＺの下方に、９０°‐偏光子を透過した０°‐偏光光のイメージとともに、クロストークとして出現する９０°‐偏光光のイメージを示す。また、０°‐偏光子を透過した９０°‐偏光光のイメージとともに、クロストークとして出現する０°‐偏光光のイメージを模式的に示す。
【００６８】
比較例に係る固体撮像装置に対して、実施の形態１に係る固体撮像装置では、偏光子ＰＬＺは、板状に形成されて、フォトダイオードＰＤに向かって延在し、フォトダイオードＰＤの中に侵入する。ここで、シミュレーションの条件について説明する。上述した固体撮像装置における偏光子ＰＬＺの配置に基づいたシミュレーションの条件は、偏光子ＰＬＺが、フォトダイオードＰＤに向かって延在している点を除いて、比較例に係る固体撮像装置のシミュレーションの条件と実質的に同じである。
【００６９】
図３８に示すように、３次元の座標軸Ｘ−Ｙ−Ｚを設定し、Ｘ軸方向を角度の基準（０°）とし、Ｙ軸方向を９０°とした。偏光子ＰＬＺＶと偏光子ＰＬＺＨとを、Ｘ軸に沿って配置させた。Ｙ軸方向に延在する偏光子ＰＬＺＶを９０°‐偏光子とした。Ｘ軸方向に延在する偏光子ＰＬＺＨを０°‐偏光子とした。
【００７０】
偏光子ＰＬＺに入射する光として、ここでは、偏光子ＰＬＺに対して垂直に入射する３つの偏光光を設定した。Ｚ−Ｘ平面にて振動する光を０°‐偏光光とした。また、Ｙ−Ｚ平面にて振動する光を９０°‐偏光光とした。さらに、Ｚ−Ｘ平面を、Ｚ軸を中心軸として４５°回転（正方向）させた平面にて振動する光を４５°‐偏光光とした。なお、図３８では、図面の煩雑さを避けるために、４５°‐偏光光については示されていない。９０°‐偏光子（偏光子ＰＬＺＶ）を透過した光を受光するフォトダイオードを０°‐偏光光受光画素とした。０°‐偏光子（偏光子ＰＬＺＨ）を透過した光を受光するフォトダイオードを９０°‐偏光光受光画素とした。また、偏光子ＰＬＺの下方に、９０°‐偏光子を透過した０°‐偏光光のイメージと、０°‐偏光子を透過した９０°‐偏光光のイメージとを模式的に示す。
【００７１】
シミュレーション結果のグラフを図３９および図４０にそれぞれ示す。図３９では、グラフの横軸は、０°‐偏光光受光画素および９０°‐偏光光受光画素における位置（Ｘ軸方向）である。縦軸は、パワーフラックス密度であり、線形スケールとした。単位は任意である。図４０では、図３９に示すグラフの縦軸を、対数スケールに変換したグラフを示す。
【００７２】
図３９および図４０に示すように、０°‐偏光子（偏光子ＰＬＺＶ）を透過した光を受光する９０°‐偏光光受光画素では、透過した９０°‐偏光光の強度に対して、０°‐偏光光の強度が大幅に減少することがわかる。なお、４５°‐偏光光では、０°‐偏光光の成分と９０°‐偏光光の成分との２つの偏光成分を含む偏光光が含まれるため、４５°‐偏光光の強度は、９０°‐偏光光の強度と０°‐偏光光の強度との間の中間の強度であることがわかる。
【００７３】
一方、９０°‐偏光子（偏光子ＰＬＺＶ）を透過した光を受光する０°‐偏光光受光画素では、透過した０°‐偏光光の強度に対して、９０°‐偏光光の強度が大幅に減少していることがわかる。なお、４５°‐偏光光では、０°‐偏光光成分と９０°‐偏光光成分との２つの偏光成分を含む偏光光が含まれるため、４５°‐偏光光の強度は、０°‐偏光光の強度と９０°‐偏光光の強度との間の中間の強度であることがわかる。
【００７４】
さらに、図３９に示される９０°‐偏光光のグラフと、図３７に示される９０°‐偏光光のグラフとを、同じ座標軸に重ね合わせたグラフを、図４１に示す。図４２では、図４１に示すグラフの縦軸を、対数スケールに変換したグラフを示す。図４１および図４２に示すグラフから、０°‐偏光光受光画素では、実施の形態１に係る９０°‐偏光光の強度は、比較例に係る９０°‐偏光光の強度よりも、１ケタ程度小さくなることがわかる。このシミュレーション結果から、実施の形態１に係る固体撮像装置では、偏光光のクロストークはほとんど生じないことが判明した。
【００７５】
また、実施の形態１に係る９０°‐偏光光のパワーフラックス密度は、比較例に係る９０°‐偏光光のパワーフラックス密度の約１．４倍大きくなることがわかる。これは、透過する偏光光が光電変換されて生成される電荷（電子）が効率よく集められるためであると考えられる。
【００７６】
偏光子ＰＬＺは、タングステン膜ＷＦ、チタンナイトライド膜ＴＮＦおよびシリコン酸化膜ＳＩＦの三層構造とされる。偏光子ＰＬＺは、フォトダイオードＰＤに向かって延在し、フォトダイオードＰＤの中に侵入している。このため、隣り合う板状の一の偏光子ＰＬＺと板状の他の偏光子ＰＬＺとの間には、フォトダイオードＰＤの部分が位置する。その隣り合う板状の一の偏光子ＰＬＺと板状の他の偏光子ＰＬＺとの間では、板状の偏光子ＰＬＺとほぼ直交する平面にて振動する偏光光が、タングステン膜ＷＦまたはチタンナイトライド膜ＴＮＦにおいて全反射を繰り返しながら、フォトダイオードＰＤ中を進むことになる。偏光光が多重反射をしながらフォトダイオードＰＤ中を進む間に、光電変換が行われて、電荷が生成される。
【００７７】
ここで、図４３および図４４に示すように、フォトダイオードＰＤが形成されている領域では、不純物濃度のポテンシャルは、生成される電荷が、電荷読み出しトランジスタのゲート電極の付近（Ｃ点）にまでドリフトするように設計されている。具体的には、Ａ点は、ｐ型の不純物領域である。Ｂ点は、ｎ型の不純物領域であり、電荷（電子）が溜まりやすい。Ｃ点は、ｎ型の不純物領域であり、Ｂ点の不純物濃度よりも高い。したがって、Ａ点からＢ点を経てＣ点に向かうにしたがって、ｎ型の不純物濃度は高くなり、生成した電荷がＣ点へ流れやすくなる。
【００７８】
これにより、偏光光による光電変換効率を向上させることができるとともに、偏光光が光電変換されて生成した電荷が、確実に電荷読み出しトランジスタへ送り込まれて画素信号が生成される。その結果、より精度の高い画像を得ることができる。
【００７９】
（変形例）
上述した固体撮像装置（図３参照）の偏光子ＰＬＺでは、半導体基板ＳＵＢから突出して、平坦化膜（カラーフィルター層ＣＦＬ）中に位置する部分がある場合を例に挙げて説明した。ここでは、その変形例として、偏光子が平坦化膜（カラーフィルター層）中に位置する部分がなく、偏光子が平坦化膜の下に形成されている固体撮像装置の一例について説明する。
【００８０】
図４５に示すように、偏光子ＰＬＺは、半導体基板ＳＵＢの他方の主面の側からフォトダイオードＰＤに向かって延在し、フォトダイオードＰＤの中に侵入するように形成されている。偏光子ＰＬＺは、カラーフィルター層ＣＦＬよりも下に位置しており、偏光子ＰＬＺの上端は、シリコン窒化膜ＳＮＦの表面とほぼ同じ位置（高さ）に位置している。
【００８１】
図４６、図４７および図４８では、マトリクス状に配置された単位画素のうち、隣り合う２つの単位画素ＵＰＩＸについて、それぞれの偏光子ＰＬＺ等の配置構造が示されている。図４６、図４７および図４８に示すように、板状に形成された偏光子ＰＬＺＶは、Ｙ軸方向にそれぞれ延在し、Ｘ軸方向に互いに間隔を隔てて対向するように配置されるとともに、半導体基板の裏面（第２主面）の側からフォトダイオードＰＤに向かって延在し、フォトダイオードＰＤの中に侵入している。
【００８２】
板状に形成された偏光子ＰＬＺＨは、Ｘ軸方向にそれぞれ延在し、Ｙ軸方向に互いに間隔を隔てて対向するように配置されるるとともに、半導体基板の裏面（第２主面）の側からフォトダイオードＰＤに向かって延在し、フォトダイオードＰＤの中に侵入している。なお、これ以外の構成については、図３に示す固体撮像装置の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【００８３】
次に、上述した固体撮像装置の製造方法の一例について説明する。まず、図８〜図１７に示す工程と同様の工程を経て、図４９に示すように、半導体基板ＳＵＢの第２主面を覆うように、反射防止膜として、シリコン酸化膜ＳＯＦおよびシリコン窒化膜ＳＮＦが形成される。
【００８４】
次に、図５０に示すように、所定の写真製版処理およびエッチング処理を行うことにより、センサ領域ＳＲＥにトレンチＴＲＣが形成される。トレンチＴＲＣは、互いに間隔を隔てて、半導体基板ＳＵＢの第２主面の側からフォトダイオードに向かって延在するように形成される。次に、シリコン酸化膜ＳＩＦ、チタンナイトライド膜ＴＮＦおよびタングステン膜ＷＦが順次形成される（図２３参照）。
【００８５】
次に、図５１に示すように、化学的機械研磨処理を行うことにより、トレンチＴＲＣ内に位置するタングステン膜ＷＦ等の部分を残して、シリコン窒化膜ＳＮＦの上面上に位置するタングステン膜ＷＦ等の部分が除去される。トレンチＴＲＣ内に残されたタングステン膜ＷＦ等の部分が、偏光子ＰＬＺとして形成される。偏光子ＰＬＺの上端は、シリコン窒化膜ＳＮＦの表面とほぼ同じ位置（高さ）になる。
【００８６】
次に、図２９に示す工程と同様の工程を経た後、図５２に示すように、パッド接続孔ＰＣＯの側面に露出している半導体基板ＳＵＢの部分を覆うように、絶縁膜ＰＩＦが形成される。次に、図３０に示す工程と同様の工程を経て、図５３に示すように、パッド領域ＰＲＮにパッドメタルＰＭＥが形成される。
【００８７】
次に、シリコン窒化膜ＳＮＦ等を覆うように、たとえば、アルミニウム膜等の金属膜（図示せず）を形成する。次に、その金属膜に所定の写真製版処理およびエッチング処理を行う。これにより、図５４に示すように、メタルグリッドＭＧＤが形成される。次に、図５５に示すように、センサ領域ＳＲＥにカラーフィルター層ＣＦＬが形成される。カラーフィルター層ＣＦＬは、平坦化膜としての機能も有する。その後、カラーフィルター層ＣＦＬの上にマイクロレンズＭＬＥを形成することで、図４５に示す固体撮像装置の主要部分が完成する。
【００８８】
発明者らは、変形例に係る固体撮像装置についても、パワーフラックス密度をシミュレーションによって評価した。シミュレーションの条件は、偏光子ＰＬＺの上端部の位置（高さ）関係を除いて、図３に示す固体撮像装置のシミュレーションの条件と実質的に同じである。
【００８９】
３次元の座標軸Ｘ−Ｙ−Ｚを設定し、Ｘ軸方向を角度の基準（０°）として、Ｙ軸方向を９０°とした。偏光子ＰＬＺＶと偏光子ＰＬＺＨとを、Ｘ軸に沿って配置させた。Ｙ軸方向に延在する偏光子ＰＬＺＶを９０°‐偏光子とした。Ｘ軸方向に延在する偏光子ＰＬＺＨを０°‐偏光子とした。偏光子ＰＬＺに入射する光として、ここでは、Ｙ−Ｚ平面にて振動する９０°‐偏光光を設定した（図３８参照）。
【００９０】
シミュレーション結果のグラフを図５６および図５７にそれぞれ示す。図５６では、グラフの横軸は、０°‐偏光光受光画素および９０°‐偏光光受光画素における位置（Ｘ軸方向）である。縦軸は、パワーフラックス密度であり、線形スケールとした。単位は任意である。図５７では、図５６に示すグラフの縦軸を、対数スケールに変換したグラフを示す。
【００９１】
図５６および図５７に示すように、０°‐偏光光受光画素では、９０°‐偏光光のパワーフラックス密度が多少高くなっているものの、９０°‐偏光光受光画素では、９０°‐偏光光のパワーフラックス密度は、図３に示す固体撮像装置について評価された９０°‐偏光光のパワーフラックス密度（図４１参照）とほぼ同程度であることがわかった。
【００９２】
また、変形例に係る固体撮像装置では、偏光子ＰＬＺは、化学的機械研磨処理を行うことによって形成される（図５１参照）。これにより、写真製版処理とエッチング処理を行って偏光子ＰＬＺを形成する場合（図２３〜図３０参照）と比較して、偏光子ＰＬＺを容易に形成することができる。
【００９３】
上述した変形例を含む実施の形態１に係る固体撮像装置では、偏光子ＰＬＺの材料として、タングステン膜ＷＦおよびチタンナイトライド膜ＴＮＦを例に挙げた。これらの他に、たとえば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）またはテルル（Ｔｅ）等の金属材料を適用することができる。また、これらの金属を含む合金材料または半導体材料を適用してもよい。さらに、たとえば、着色等することによって表面の反射率を高くした無機材料層または樹脂層を適用してもよい。
【００９４】
第１層間絶縁膜ＳＩ１〜第５層間絶縁膜ＳＩ５その他の絶縁膜を構成する材料として、入射光に対して透明であり、光吸収特性を有していない絶縁材料が望ましい。具体的には、たとえば、シリコン系酸化膜を構成する材料として、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）、ＮＳＧ（Nondoped Silicate Glass）、ＢＰＳＧ（Boro Phospho Silicate Glass）、ＰＳＧ（Phospho Silicate Glass）、ＢＳＧ（Boro Silicate Glass）、ＰｂＳＧ（Lead Silicate Glass）、ＡｓＳＧ（Arsenic Silicate Glass）、ＳｂＳＧ（Antimony Silicate Glass）、ＳＯＧ（Spin On Glass）等のＳｉＯＸ系材料を挙げることができる。
【００９５】
また、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＦ、ＳｉＣＮ、低誘電率絶縁材料、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、Ｓｉｌｋ（登録商標）、Ｆｌａｒｅ（登録商標）、ポリアリルエーテル（ＰＡＥ）系材料を挙げることができる。低誘電率絶縁材料としては、たとえば、フルオロカーボン、シクロパーフルオロカーボンポリマー、ベンゾシクロブテン、環状フッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、アモルファステトラフルオロエチレン、ポリアリールエーテル、フッ化アリールエーテル、フッ化ポリイミド、有機ＳＯＧ、パリレン、フッ化フラーレン、アモルファスカーボンがある。Ｓｉｌｋは、The Dow Chemical Co. の登録商標であり、塗布型の低誘電率層間絶縁膜材料である。Ｆｌａｒｅは、Honeywell Electronic Materials Co. の登録商標であり、ポリアリルエーテル（ＰＡＥ）系材料である。
【００９６】
層間絶縁膜等の形成に、これらの材料を単独で使用してもよいし、適宜、組み合わせて使用してもよい。また、層間絶縁膜等の形成には、たとえば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、塗布法、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法、印刷法、ゾル−ゲル法等の公知の方法に基づき形成することができる。ＰＶＤ法には、たとえば、スパッタリング法および真空蒸着法等がある。印刷法には、たとえば、スクリーン印刷法等がある。
【００９７】
カラーフィルター層ＣＦＬとして、赤色、緑色、青色、シアン色、マゼンダ色、黄色等の特定波長を透過させるフィルタ層を挙げることができる。カラーフィルター層ＣＦＬを、顔料または染料等の有機化合物を用いた有機材料系のカラーフィルター層から構成するだけでなく、フォトニック結晶、プラズモンを応用した波長選択素子またはアモルファスシリコン等の無機材料から成る薄膜から構成することもできる。プラズモンを応用した波長選択素子とは、導体薄膜に格子状の穴構造を設けた導体格子構造を有するカラーフィルター層であり、たとえば、特許文献３に提案されている。
【００９８】
実施の形態２
ここでは、カラーフィルター層の配置のバリエーションと偏光子の配置の仕方について説明する。カラー仕様の固体撮像装置では、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の３色のうちのいずれか１色のカラーフィルター層が配置されている。そのカラーフィルター層の配置のさせ方の一つにベイヤ配列がある。ベイヤ配列では、マトリクス状に配置される画素の行方向には、一つの画素おきに緑のカラーフィルター層が配置されている。また、画素の列方向には、一つの画素おきに緑のカラーフィルター層が配置されている。
【００９９】
（第１例）
ベイヤ配列（カラーフィルター層）された画素を有する固体撮像装置において、偏光子によって透過させる偏光光の偏光面の角度を、４５°刻みで設定する場合について説明する。
【０１００】
ベイヤ配列されたカラーフィルター層と、偏光面を４５°刻みに設定する場合の偏光光の偏光方向を示した画素部ＰＩＲの基本パターンを図５８に示す。その基本パターンを適用した画素部ＰＩＲを図５９に示す。図５８および図５９では、赤のカラーフィルター層が「Ｒ」で示されている。緑のカラーフィルター層が「Ｇｂ」または「Ｇｒ」で示されている。青のカラーフィルター層が「Ｂ」で示されている。なお、「Ｇｂ」は、「Ｂ」の隣に配置されている緑のカラーフィルター層を示す。「Ｇｒ」は、「Ｒ」の隣に配置されている緑のカラーフィルター層を示す。透過させるべき偏光光の偏光方向が矢印で示されている。偏光子（図示せず）は、偏光光の偏光方向に対して直交する方向に延在するように配置される。
【０１０１】
マトリクス状に配置される画素ＰＩＸでは、特に、Ｙ軸に沿って隣り合う画素ＰＩＸについて、一方の画素ＰＩＸにおける偏光光の偏光面と他方の画素ＰＩＸにおける偏光光の偏光面とのなす角度が９０°に設定された部分を含んでいる。すなわち、画素部ＰＩＲに配置される偏光子群は、一の画素ＰＩＸに配置される偏光子ＰＬＺが延在する方向と、他の画素ＰＩＸに配置される偏光子ＰＬＺが延在する方向とが直交するように、一の画素ＰＩＸと他の画素ＰＩＸとに偏光子ＰＬＺがそれぞれ配置されている部分を含む。具体的には、図５８に示す画素部ＰＩＲの基本パターンにおいて、第２行に位置する画素ＰＩＸと第３行に位置する画素ＰＩＸとについて、同じ列では、偏光子ＰＬＺの延在する方向が互いに直交するように偏光子ＰＬＺが配置されている。
【０１０２】
上述した固体撮像装置の画素部ＰＩＲは、Ｙ軸に沿って隣り合う画素ＰＩＸについて、偏光子ＰＬＺの延在する方向が互いに直交するように偏光子ＰＬＺが配置されている部分を含む。これにより、実施の形態１において説明したように、隣り合う一の画素ＰＩＸに配置される偏光子ＰＬＺと他の画素ＰＩＸに配置される偏光子ＰＬＺとの間において、偏光子ＰＬＺを透過する偏光光を、反射を繰り返しながらフォトダイオードまで導くことができる。その結果、隣り合う画素ＰＩＸ間において、偏光光のクロストークを低減することができ、画素部ＰＩＲとしてクロストークの低減に寄与することができる。
【０１０３】
（第２例）
ベイヤ配列（カラーフィルター層）された画素を有する固体撮像装置において、偏光子によって透過させる偏光光の偏光面の角度を、３０°刻みで設定する場合について説明する。
【０１０４】
ベイヤ配列されたカラーフィルター層と、偏光面を３０°刻みに設定する場合の偏光光の偏光方向を示した画素部ＰＩＲの基本パターンを図６０に示す。その基本パターンを適用した画素部ＰＩＲを図６１に示す。
【０１０５】
マトリクス状に配置される画素ＰＩＸでは、特に、Ｙ軸に沿って隣り合う画素ＰＩＸについて、一方の画素ＰＩＸにおける偏光光の偏光面と他方の画素ＰＩＸにおける偏光光の偏光面とのなす角度が９０°に設定された部分を含んでいる。すなわち、画素部ＰＩＲに配置される偏光子群は、一の画素ＰＩＸに配置される偏光子ＰＬＺが延在する方向と、他の画素ＰＩＸに配置される偏光子ＰＬＺが延在する方向とが直交するように、一の画素ＰＩＸと他の画素ＰＩＸとに偏光子ＰＬＺがそれぞれ配置されている部分を含む。具体的には、図６０に示す画素部ＰＩＲの基本パターンにおいて、第２行に位置する画素ＰＩＸと第３行に位置する画素ＰＩＸとについて、同じ列では、偏光子ＰＬＺの延在する方向が互いに直交するように偏光子ＰＬＺが配置されている。
【０１０６】
上述した固体撮像装置の画素部ＰＩＲは、Ｙ軸に沿って隣り合う画素ＰＩＸについて、偏光子ＰＬＺの延在する方向が互いに直交するように偏光子ＰＬＺが配置されている部分を含む。これにより、実施の形態１において説明したように、隣り合う一の画素ＰＩＸに配置される偏光子ＰＬＺと他の画素ＰＩＸに配置される偏光子ＰＬＺとの間において、偏光子ＰＬＺを透過する偏光光を、反射を繰り返しながらフォトダイオードまで導くことができる。その結果、隣り合う画素ＰＩＸ間において、偏光光のクロストークを低減することができ、画素部ＰＩＲとしてクロストークの低減に寄与することができる。
【０１０７】
なお、上述した固体撮像装置では、偏光面を４５°刻みに設定した場合と、３０°刻みに設定した場合とを例に挙げて説明したが、この角度に限られるものではなく、必要に応じて、その角度を小さく設定してもよい。また、カラーフィルター層の配置のさせ方としてベイヤ配列を例に挙げたが、ベイヤ配列に限られず、他の配列でもよい。
【０１０８】
実施の形態３
実施の形態１、２においてそれぞれ説明した固体撮像装置は、裏面照射型の固体撮像装置である。この場合、固体撮像装置をチップとして、他の機能を有する基板との接合が可能になる。ここでは、その一例として、三次元ハイブリッド接合を適用した固体撮像装置の一例について説明する。三次元ハイブリッド接合は、たとえば、非特許文献１に開示されている。
【０１０９】
図６２および図６３に示すように、固体撮像装置は、フォトダイオードＰＤおよび偏光しＰＬＺ等が形成されたセンサ基板ＳＥＮと、情報を記憶するメモリ素子ＤＭＥが形成されたメモリバッファ基板ＭＢＳと、信号を処理するイメージシグナルプロセッサが形成されたイメージシグナルプロセッサ基板ＩＳＰＳとを備えている。センサ基板ＳＥＮには、実施の形態１または実施の形態２において説明した固体撮像装置がチップとして適用される。メモリバッファ基板ＭＢＳのメモリ素子ＤＭＥとして、たとえば、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（Dynamic Random Access Memory）等が適用される。
【０１１０】
センサ基板ＳＥＮとメモリバッファ基板ＭＢＳとが、ハイブリッド接合部ＢＲＥＡを介して電気的に、かつ物理的に接合されている。メモリバッファ基板ＭＢＳとイメージシグナルプロセッサ基板ＩＳＰＳとが、ハイブリッド接合部ＢＲＥＢを介して、電気的に、かつ物理的に接合されている。
【０１１１】
次に、上述した固体撮像装置の動作について説明する。センサ基板ＳＥＮの偏光子ＰＬＺを透過した特定の偏光成分を有する偏光光が、フォトダイオードＰＤに入射する。フォトダイオードに入射した偏光光は光電変換されて電荷が生成される。その電荷によって偏光情報を含む画素信号が生成される。画素信号は、ハイブリッド接合部ＢＲＥＡを介して、メモリバッファ基板ＭＢＳに転送されてメモリ素子ＤＭＥに記憶される。
【０１１２】
メモリ素子ＤＭＥに記憶された画素信号は、タイミングシグナルに応じて、ハイブリッド接合部ＢＲＥＢを介して、イメージシグナルプロセッサ基板ＩＳＰＳに転送される。イメージシグナルプロセッサ基板ＩＳＰＳでは、転送された画素信号が処理されて、所望の偏光光に関する情報を含む画像が生成される。
【０１１３】
上述した三次元ハイブリッド接合を適用した固体撮像装置では、センサ基板ＳＥＮに実施の形態１等において説明した固体撮像装置がチップとして適用されている。これにより、偏光光のクロストークが低減されて、より精度の高い偏光情報を得ることができる。
【０１１４】
なお、各実施の形態において説明した固体撮像装置については、必要に応じて種々組み合わせることが可能である。
【０１１５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記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で種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１１６】
ＳＩＳＤ  固体撮像装置、ＳＥＮ  センサー基板、ＤＲＥ  デバイス領域、ＳＲＥ  センサ領域、ＰＩＲ  画素部、ＰＩＸ  画素、ＶＤＣ  垂直駆動回路、ＨＤＣ  水平駆動回路、ＣＳＣ  カラム信号処理回路、ＯＵＣ  出力回路、ＣＴＣ  制御回路、ＨＳＬ  水平信号線、ＵＰＩＸ  単位画素、ＴＲＳ  ＭＯＳトランジスタ、ＴＴＲ  電荷読み出しトランジスタ、ＲＴＲ  リセットトランジスタ、ＡＴＲ  アンプトランジスタ、ＶＴＲ  垂直選択トランジスタ、ＨＴＲ  水平選択トランジスタ、ＰＷＬ  電源配線、ＶＳＬ  垂直信号線、ＨＳＬ  水平信号線、ＰＣＲ  周辺回路領域、ＰＴＲ  周辺トランジスタ、ＰＧＥ  ゲート電極、ＰＳＤ  ソース・ドレイン領域、ＰＲＮ  パッド領域、ＳＵＢ  半導体基板、ＦＨ１  第１主面、ＦＨ２  第２主面、ＥＩ  素子分離絶縁膜、ＰＤ  フォトダイオード、ＮＲ  ｎ型領域、ＰＲ  ｐ型領域、ＧＩＦ  ゲート絶縁膜、ＴＧＥ  ゲート電極、ＦＤＲ  フローティング・ディフュージョン、ＭＭＬ  配線構造体、ＳＩ１  第１層間絶縁膜、ＳＣＶ  コンタクトヴィア、ＳＩ２  第２層間絶縁膜、ＳＭ１  第１金属配線、ＳＩ３  第３層間絶縁膜、ＳＶ１  第１ヴィア、ＳＭ２  第２金属配線、ＳＩ４  第４層間絶縁膜、ＳＶ２  第２ヴィア、ＳＭ３  第３金属配線、ＳＩ５  第５層間絶縁膜、ＰＣＯ  パッド接続孔、ＰＩＦ  絶縁膜、ＰＭＥ  パッドメタル、ＳＯＦ  シリコン酸化膜、ＳＮＦ  シリコン窒化膜、ＳＩＦ  シリコン酸化膜、ＴＮＦ  チタンナイトライド膜、ＷＦ  タングステン膜、ＭＧＤ  メタルグリッド、ＣＦＬ  カラーフィルター層、ＭＬＥ  マイクロレンズ、ＴＲＣ  トレンチ、ＳＷＦ  サイドウォール絶縁膜、ＰＬＺ、ＰＬＺＨ、ＰＬＺＶ  偏光子、ＨＰＷ  横偏光の電磁波、ＶＰＷ  縦偏光の電磁波、ＳＳＢ  支持基板、ＭＢＳ  メモリバッファ基板、ＤＭＥ  ダイナミックランダムアクセスメモリ、ＩＳＰＳ  イメージシグナルプロセッサ基板、ＣＣＴ  プロセッサ回路、ＢＲＥＡ、ＢＲＥＢ  ハイブリッド接合部、ＤＬ  深さ、ＷＬ  幅、ＰＲＰ  フォトレジストパターン。
【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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【図６２】
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【図６３】
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