(57)【要約】【課題】位相差検出画素の隣接画素における混色を防止できるようにし、受光感度を高以上できるようにする。【解決手段】複数の画素のうち、位相差を検出するための一部の位相差検出画素の、フォトダイオード８５−１への入射光の一部を遮光する遮光部８３の側壁部にのみ反射防止膜９１が形成される。これにより、遮光部８３の側壁に反射する光は、隣接画素のフォトダイオード８５−２に入射することがなくなるので混色が防止される。また、層間層８４上には、反射防止膜９１が形成されていないので、直接フォトダイオード８５−１に入射する光の受光感度が低下しない。本技術は、撮像素子に適用することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素のそれぞれについて受光強度に応じて光電変換により画素信号を発生するフォトダイオードと、
前記複数の画素のうち、位相差を検出するための一部の画素の、前記フォトダイオードへの入射光の一部を遮光する遮光部とを含み、
前記遮光部の側壁部に混色防止膜が形成される
撮像素子。
【請求項２】
前記遮光部は、光の入射方向に対して前記フォトダイオードの前段の層間膜上のカラーフィルタ層の一部に形成され、
前記混色防止膜は、前記層間膜の屈折率よりも高い屈折率の材質により形成される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
前記層間膜の材質は、SiO2を含み、
前記混色防止膜の材質は、前記SiO2よりも屈折率の高い、SiCN、SiN、SiC、SiONおよびHfO2を含む
請求項２に記載の撮像素子。
【請求項４】
前記遮光部の側壁部に形成された混色防止膜は、前記光の入射方向に進むほど、前記側壁部の面に対して厚く形成される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項５】
前記遮光部の側壁部に形成された混色防止膜は、曲面状に形成される
請求項４に記載の撮像素子。
【請求項６】
前記遮光部の側壁部の混色防止膜は、ドライエッチングにより形成される
請求項４に記載の撮像素子。
【請求項７】
前記遮光部の側壁部の混色防止膜は、複数の層により形成される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項８】
前記遮光部の側壁部の混色防止膜は、前記遮光部の側壁部に加え、上面に形成される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項９】
前記フォトダイオードへの入射光は、表面照射、または、裏面照射のいずれかにより照射された光である
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１０】
複数の画素のそれぞれについて受光強度に応じて光電変換により画素信号を発生するフォトダイオードと、
前記複数の画素のうち、位相差を検出するための一部の画素の、前記フォトダイオードの前段において入射光の一部を遮光する遮光部とを含み、
前記遮光部の側壁部に混色防止膜が形成される
電子機器。
【請求項１１】
複数の画素のそれぞれについて受光強度に応じて光電変換により画素信号を発生するフォトダイオードと、
前記複数の画素のうち、位相差を検出するための一部の画素の、前記フォトダイオードの前段において入射光の一部を遮光する遮光部とを含み、
前記遮光部の側壁部に混色防止膜が形成される
撮像素子の製造方法において、
前記遮光部を形成する層を積層し、
前記遮光部を形成する層であって、前記フォトダイオードに対応する位置に開口部を形成し、
前記遮光部を形成する層に、前記混色防止膜を形成し、
前記ドライエッチングにより前記混色防止膜の一部を除去する
撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、撮像素子および電子機器、並びに製造方法に関し、特に、位相差検出画素に隣接する画素への混色を防止すると共に、位相差検出画素の感度を向上できるようにした撮像素子および電子機器、並びに製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画素の一部を遮光した位相差検出画素を設けることで、レンズのフォーカスズレを検出することができる撮像技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
これは、撮像素子を構成する画素の左側および右側の一部を遮光部により遮光した対となる位相差検出画素から求められる相互の位相差に基づいて、焦点位置からのずれ量（フォーカスズレ）を求め、ずれ量に応じてフォーカスを補正することで、いわゆるオートフォーカスを実現する技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６０３１３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に記載の技術においては、遮光部が反射率の高い金属などで構成されている場合、遮光部の側壁に当たった光が散乱して、隣接画素に入射することで混色が発生することがあった。
【０００６】
また、この散乱して隣接画素に入射した光の成分は、隣接画素の出力を異常に増大させることがあるため、画質として出力が浮き上がった輝点として見えてしまうことがあった。
【０００７】
さらに、隣接画素に光が入射する分の光量は、位相差検出画素への入射光における損失となるため、位相差検出画素の感度を低下させてしまう恐れがあり、特に、低照度時にはその影響が大きくなりやすくなるので、位相差を適切に検出できない恐れがあった。
【０００８】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、特に、遮光部の側壁における反射による、位相差検出画素の隣接画素への入射を抑制させることで、隣接画素への混色を防止すると共に、位相差検出画素の検出感度を向上させ、適切に位相差を検出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】
【０００９】
本技術の一側面の撮像素子は、複数の画素のそれぞれについて受光強度に応じて光電変換により画素信号を発生するフォトダイオードと、前記複数の画素のうち、位相差を検出するための一部の画素の、前記フォトダイオードへの入射光の一部を遮光する遮光部とを含み、前記遮光部の側壁部に混色防止膜が形成される。
【００１０】
前記遮光部は、光の入射方向に対して前記フォトダイオードの前段の層間膜上のカラーフィルタ層の一部に形成されるようにすることができ、前記混色防止膜は、前記層間膜の屈折率よりも高い屈折率の材質により形成されるようにすることができる。
【００１１】
前記層間膜の材質には、SiO2を含ませるようにすることができ、前記混色防止膜の材質には、前記SiO2よりも屈折率の高い、SiCN、SiN、SiC、SiONおよびHfO2を含ませるようにすることができる。
【００１２】
前記遮光部の側壁部に形成された混色防止膜は、前記光の入射方向に進むほど、前記側壁部の面に対して厚く形成されるようにすることができる。
【００１３】
前記遮光部の側壁部に形成された混色防止膜は、曲面状に形成されるようにすることができる。
【００１４】
前記遮光部の側壁部の混色防止膜は、ドライエッチングにより形成されるようにすることができる。
【００１５】
前記遮光部の側壁部の混色防止膜は、複数の層により形成されるようにすることができる。
【００１６】
前記遮光部の側壁部の混色防止膜は、前記遮光部の側壁部に加え、上面に形成されるようにすることができる。
【００１７】
前記フォトダイオードへの入射光は、表面照射、または、裏面照射のいずれかにより照射された光であるようにすることができる。
【００１８】
本技術の一側面の電子機器は、複数の画素のそれぞれについて受光強度に応じて光電変換により画素信号を発生するフォトダイオードと、前記複数の画素のうち、位相差を検出するための一部の画素の、前記フォトダイオードの前段において入射光の一部を遮光する遮光部とを含み、前記遮光部の側壁部に混色防止膜が形成される。
【００１９】
本技術の一側面の撮像素子の製造方法は、複数の画素のそれぞれについて受光強度に応じて光電変換により画素信号を発生するフォトダイオードと、前記複数の画素のうち、位相差を検出するための一部の画素の、前記フォトダイオードの前段において入射光の一部を遮光する遮光部とを含み、前記遮光部の側壁部に混色防止膜が形成される撮像素子の製造方法であって、前記遮光部を形成する層を積層し、前記遮光部を形成する層であって、前記フォトダイオードに対応する位置に開口部を形成し、前記遮光部を形成する層に、前記混色防止膜を形成し、前記ドライエッチングにより前記混色防止膜の一部を除去する。
【００２０】
本技術の一側面においては、フォトダイオードにより、複数の画素のそれぞれについて受光強度に応じて光電変換により画素信号が発生され、遮光部により、前記複数の画素のうち、位相差を検出するための一部の画素の、前記フォトダイオードの前段において入射光の一部が遮光され、前記遮光部の側壁部に混色防止膜が形成される。
【００２１】
本技術の一側面の撮像素子は、独立した構成であっても良いし、撮像処理を行うブロックであっても良い。
【発明の効果】
【００２２】
本技術の一側面によれば、位相差検出画素の遮光部の反射による隣接画素の混色を抑制すると共に、位相差検出画素の受光感度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本技術を適用した撮像装置の一実施の形態の構成例を示す図である。
【図２】図１の撮像装置の機能を実現する構成例を説明するブロック図である。
【図３】撮像素子の構成例を説明する図である。
【図４】一般的な撮像素子の構成例を説明する図である。
【図５】反射膜上に反射防止膜が設けられた物質への入射光の波長と反射率との関係、および中間膜上に反射防止膜が設けられた物質への入射光の波長と受光感度との関係を説明する図である。
【図６】本技術を適用した撮像装置の撮像素子の構成例を説明する図である。
【図７】図１の撮像装置の撮像素子の製造方法を説明するフローチャートである。
【図８】図１の撮像装置の撮像素子の製造方法を説明する図である。
【図９】撮像素子の第１の変形例を説明する図である。
【図１０】撮像素子の第２の変形例を説明する図である。
【図１１】撮像素子の第３の変形例を説明する図である。
【図１２】撮像素子の第４の変形例を説明する図である。
【図１３】撮像素子の第５の変形例を説明する図である。
【図１４】撮像素子の第６の変形例を説明する図である。
【図１５】撮像素子の第７の変形例を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
＜撮像装置に適用した例＞
図１は、本技術の撮像素子を適用した撮像装置の一実施の形態の構成例を示している。
【００２５】
図１は、撮像素子に含まれる位相差検出画素の遮光部の側壁部による散乱を抑えることにより、隣接画素への混色を防止すると共に、位相差検出画素の受光感度を向上させることで、適切に位相差を検出できるようにした撮像素子を適用した撮像装置１１の外観構成例を示している。
【００２６】
撮像装置１１は、レンズ３１、動作モード切替ダイヤル３２，フラッシュライト３３、撮像モード切替ダイヤル３４、シャッタボタン３５、および筐体３６より構成されている。
【００２７】
レンズ３１は、後述するレンズ制御部６３（図２）により動作が制御され、焦点位置を調整することにより、被写体からの入射光を撮像素子５２（図２）上で適切に結像させる。
【００２８】
動作モード切替ダイヤル３２は、撮像装置１１の撮像モードを切り替えるとき、使用者により操作されるダイヤルである。動作モードは、例えば、高速連写撮像モード、低速連写撮像モード、非連写撮像モード、およびタイマ撮像モードなどを含む。
【００２９】
フラッシュライト３３は、撮像時に被写体周辺の明るさが不足するような場合、自動、または、手動で図示せぬ発光部をポップアップさせて、被写体の領域を所定のタイミングで発光する。
【００３０】
撮像モード切替ダイヤル３４は、撮像モードを切り替えるとき、使用者により操作されるダイヤルである。撮像モードとしては、シャッタスピード優先モード、絞り優先モード、および自動モードなどを含む。
【００３１】
シャッタボタン３５は、撮像装置１１により画像を撮像する際、または、フォーカスを設定する際、使用者により操作されるボタンである。シャッタボタン３５は、半押しされると、フォーカスが設定され、さらに、全押しすると撮像がなされる。シャッタボタン３５は、筐体３６と共に把持することで、本体を使用者が握りつつ、撮像が可能な構成とされている。
【００３２】
＜撮像装置の構成例＞
次に、図２のブロック図を参照して、図１の撮像装置１１の機能を実現する構成例について説明する。
【００３３】
撮像装置１１は、レンズ３１、光学フィルタ５１、撮像素子５２、A/D（Analogue/Digital）変換部５３、クランプ部５４、欠陥補正部５５、デモザイク部５６、LM/ガンマ補正部５７、輝度クロマ信号生成部５８、ビデオIF５９、表示部６０、および記録部６１を備えている。
【００３４】
光学フィルタ５１は、レンズ３１を透過してくる入射光を画素単位で、平滑化させて撮像素子５２に入射させる。
【００３５】
撮像素子５２は、光学フィルタ５１より入射される光を、光電効果により電荷信号に変換し、電荷信号に応じた画素単位の画素信号としてA/D変換部５３に出力する。
【００３６】
A/D（Analogue/Digital）変換部５３は、撮像素子５２より出力されてくるアナログの画素信号をデジタル信号に変換してクランプ部５４に出力する。
【００３７】
クランプ部５４は、A/D変換部５３より供給される画素信号を、オプティカルブラック（OPB）と呼ばれる遮光された画素における暗電流によるノイズ成分をオフセットさせて、位相差検出部６２および欠陥補正部５５に出力する。すなわち、この処理により暗電流によるノイズ成分が除去される。
【００３８】
欠陥補正部５５は、クランプ部５４より供給されてくる画素信号に基づいて、撮像素子５２上に発生する欠陥を補正し、デモザイク部５６に供給する。
【００３９】
デモザイク部５６は、欠陥補正部５５より欠陥が補正された画素信号に基づいて、RGBのそれぞれの画素信号をデモザイクにより生成し、LM/ガンマ補正部５７に供給する。
【００４０】
LM/ガンマ補正部５７は、デモザイク部５６より供給されてくるRGBのそれぞれのデモザイク画像の各画素の信号について明るさ（LM：luminance）の補正と、ガンマ補正を掛けて輝度クロマ信号生成部５８に供給する。
【００４１】
輝度クロマ信号生成部５８は、LM/ガンマ補正部５７より供給されてくるRGBの画素信号に基づいて、輝度信号およびクロマ信号を生成し、これらを利用して映像信号を生成してビデオIF５９に出力する。
【００４２】
ビデオIF５９は、映像信号をLCD（Liquid Crystal Display）や有機EL（Electro Luminescence）などからなる表示部６０に出力して表示させたり、または、HDD（Hard Disc Drive）、SSD（Solid State Drive）若しくは半導体メモリなどからなる記録部６１に出力してデータとして記録させる。
【００４３】
位相差検出部６２は、位相差検出画素のうち、左右に遮光部が設けられた対となる画素信号に基づいて、位相差を求め、レンズ３１の焦点位置からのずれ量を算出し、レンズ制御部６３に供給する。
【００４４】
レンズ制御部６３は、位相差検出部６２より供給されてくる位相差検出画素の画素信号に基づいた位相差に基づいて算出されたずれ量を調整するようにレンズ３１を制御する。これにより、オートフォーカスが実現される。
【００４５】
＜一般的な位相差検出画素の構成について＞
次に、一般的な位相差検出画素の構成について説明する。
【００４６】
図３で示されるように、撮像素子５２は、例えば、ベイヤ配列などからなるカラーフィルタ８２が設定されている。オンチップレンズ８１を介して入射される光のうち、図３の左下部のRGB（またはIR）に対応する所定の波長の光を透過させて、図３の右下部で示されるように、SiO2などからなる層間膜８４を経て、Si（シリコン）基板８６上に設けられたフォトダイオード（Photo Diode）８５−１，８５−２に入射させる。フォトダイオード８５−１，８５−２は、入射光の光量に応じて光電効果により電荷を発生させて、発生された電荷に応じた画素信号を出力する。
【００４７】
尚、図３においては、中央上部に撮像素子５２の光の入射方向から見たときの全体の正面図が示されており、図３の中央下部が撮像素子５２の画素配列の例を示しており、RGBがそれぞれの色の波長に対応する光を透過するカラーフィルタであることを示している。さらに、図３の右下部が、中央下部におけるP1，R、または、P2，Rと表記された画素についての側面断面図である。
【００４８】
ところで、図３の一部に、図中でP1，P2と表記された画素については、図３の右下部における左側の画素の構成例で示されるように、入射光の一部を遮光するための遮光部８３が設けられている。この遮光部８３が設けられた画素P1，P2が位相差検出画素である。図３の右下部の左側の画素については、画素を構成するフォトダイオード８５−１の図中左上部に遮光部８３が設けられている例が示されているが、図示しないが右上部に遮光部８３が設けられる画素も存在する。
【００４９】
このように遮光部８３が左上部、または右上部に設けられた画素信号は、左右いずれかの入射光が遮光されることになるため、フォトダイオード８５上の入射光がどの方向から入射したのかを確認することができ、相互の位相差に基づいて、フォーカスずれ量を求めることができる。また、このように位相差のずれ量が確認できればよいので、位相差検出画素のカラーフィルタ８２−１に設定される色は何色でも良く、例えば、全波長透過フィルタであってもよい。
【００５０】
ところで、このように構成された位相差検出画素について、例えば、図４で示されるように、オンチップレンズ８１を介して入射する入射光Ｌ１，Ｌ２が存在する場合について考える。
【００５１】
図４の左部で示されるように、遮光部８３が、例えば、タングステンWなどの金属であるような場合、入射光Ｌ１は、カラーフィルタ８２および層間膜８４を透過して、フォトダイオード８５−１に入射する。一方、入射光Ｌ２は、遮光部８３の側壁に反射して散乱し、その一部は、層間膜８４を介して隣接する画素のフォトダイオード８５−２に入射してしまい、結果として、フォトダイオード８５−２では、混色が発生してしまう上、フォトダイオード８５−１においては、感度の低下を招くことになる。
【００５２】
そこで、図４の右部で示されるように、遮光部８３が形成された後、カラーフィルタ８２が形成される前の段階で、反射防止膜９１を形成した後、カラーフィルタ８２を形成することにより、混色の発生を抑制する技術が提案されている。この反射防止膜９１としては、屈折率の高い物質が理想的であるため、例えば、SiCN、SiN、SiC、SiON、またはHfO2が使用される。
【００５３】
図４の右部で示されるように反射防止膜９１が形成されることにより、入射光Ｌ１は、カラーフィルタ８２を透過した後、反射防止膜９１を透過してフォトダイオード８５−１に入射することになる。また、入射光Ｌ２については、カラーフィルタ８２を透過して、屈折率の高い反射防止膜９１により反射方向が遮光部８３の側壁に対して反射することで、反射防止膜９１を再び透過して、層間膜８４を経由してフォトダイオード８５−１に入射する。この結果、入射光Ｌ１，Ｌ２は、いずれもフォトダイオード８５−１に入射することになるので、混色の発生は抑制される。
【００５４】
ところで、入射光がフォトダイオード８５に入射するまでの経路において、入射光Ｌ１では、一旦反射防止膜９１を経て、遮光部８３で反射した後、再び反射防止膜９１を経て、層間膜８４を介してフォトダイオード８５に入射する。これに対して、入射光Ｌ２は、反射防止膜９１および層間膜８４を経て直接フォトダイオード８５に入射する。
【００５５】
反射防止膜９１は、材質としてSiCN、SiN、またはHfO2が考えられるが、反射率に対しては、図５の左部で示されるように、HfO2が最も低く、次いでSiN、さらにSiCNの順序で優れていると見なすことができる。従って、入射光Ｌ２に対しては、反射率が下がるので、混色の発生を抑制する効果は高いと見なすことができる。
【００５６】
一方、入射光Ｌ１、または、反射後の入射光Ｌ２は、反射防止膜９１、および層間膜（SiO2）を経て、フォトダイオード８５に入射することになるが、図５の右部で示されるように、反射防止膜９１を経たときの受光感度は、SiCNが、最も高く、次いでSiN、さらに、HfO2の順序で優れていると見なすことができる。
【００５７】
尚、図５の左部においては、オンチップレンズ８１より入射する光が、タングステンＷからなる遮光部８３の上面に形成された反射防止膜Ｔを介して入射する場合の入射光の波長と反射率の関係を示したものである。図５の左部において、横軸に入射光の波長（Wavelength）が示されており、縦軸に反射率（Refrection Ratio）が示されており、入射光の波長に対する反射率の関係が示されている。
【００５８】
また、図５の右部においては、オンチップレンズ８１より入射する光が、SiO2からなる層間膜８４の上面に形成された反射防止膜Ｔを介して入射する場合の入射光の波長と受光感度の関係を示したものである。図５の右部においては、横軸に入射光の波長（Wavelength）が示されており、縦軸に受光感度（Sensitivity）が示されている。
【００５９】
さらに、図５は、垂直入射光モデルの簡易シミュレーションであり、素子構造の重要箇所のみを再現したものであるため、実際の撮像素子特性と完全には一致しない。
【００６０】
結果として、反射防止膜９１は、最も反射率が高いものは受光感度が低く、受光感度が高いものは反射率が低い。従って、反射防止膜９１の材質は、総合的に、入射光が遮光部８３により反射し、隣接画素に入射し難い素材、すなわち、反射率をある程度低くでき、かつ、受光感度をある程度高い状態にできるものを選択する必要がある。つまり、反射率と受光感度とのトレードオフとなるため、図４の左部で示される構造では、隣接画素への混色を低減して、かつ、受光感度を高めるのは限界がある。
【００６１】
＜図２の撮像素子の遮光部の構成例＞
次に、図２の撮像素子５２の遮光部の構成例について説明する。
【００６２】
上述したように、遮光部の材質の選択は、非常に困難であるといえる。そこで、図２の撮像素子５２においては、遮光部８３に対して、図６の左部で示されるような構成の混色防止膜１０１が形成される。
【００６３】
すなわち、図６の左部で示されるように、遮光部８３の側壁部にのみ混色防止膜１０１を形成する。混色防止膜１０１は、遮光部８３の側壁部にのみ形成されると共に、上部が曲面状に形成される。また、混色防止膜１０１は、接するカラーフィルタ８２や層間膜（SiO2）８４よりも屈折率の高い材質より構成され、例えば、SiCN、SiN、SiONまたはHfO2とする。
【００６４】
例えば、図６の中央部の点線で示されるように入射光が入射した場合、混色防止膜１０１が存在しないと隣接画素に入射することがあった。しかしながら、図６の左部の構成を拡大した図６の右部で示されるように、混色防止膜１０１が、導波路と同様に機能する。すなわち、周辺よりも屈折率が十分に高い膜を混色防止膜１０１に適用することで、光が屈折率の高い膜に閉じ込められやすい性質を利用しているものである。こういった導波路は、表面照射型の撮像素子で広く用いられている。例えば、特開２０１０−２３２５９５号公報等を参照されたい。このような構成により、入射光は、混色防止膜１０１に入射すると、混色防止膜１０１内を順次反射し続けて、混色防止膜１０１を透過すると、層間膜８４を経て、フォトダイオード８５に入射する。
【００６５】
この結果、これまで遮光部８３の側壁部により反射されていた入射光が、フォトダイオード８５に入射することになるので、隣接画素への入射による混色の発生を抑制することが可能となる。また、それ以外の領域には混色防止膜１０１が設けられていないので、図４における入射光Ｌ１に相当するような入射光に対しては、混色防止膜１０１を透過することなくフォトダイオード８５に入射することになるので、混色防止膜１０１による受光感度の減衰を抑制することが可能となる。
【００６６】
結果として、遮光部８３の側面における散乱に起因した、入射光が隣接する画素のフォトダイオード８５への入射が抑制されるので、混色の発生が抑制される。また、遮光部８３に入射せず、直接、層間膜８４を経てフォトダイオード８５に入射する入射光の受光感度の減衰を防止することが可能となる。いずれにおいても、位相差検出画素における受光感度の低減を抑制することが可能となる。
【００６７】
＜製造方法＞
次に、図７のフローチャートを参照して、図２の撮像素子５２の製造方法について説明する。
【００６８】
ステップＳ３１において、図８の最上段で示されるように、Si基板８６上にフォトダイオード８５−１，８５−２が形成された後、SiO2からなる層間膜８４が形成され、その後、遮光部８３を積層した後、遮光部８３を残す部位に対してリソグラフィによりレジスト１２１を形成する。
【００６９】
ステップＳ３２において、図８の上から２段目で示されるように、エッチングにより開口部１３１が形成される。
【００７０】
ステップＳ３３において、図８の上から３段目で示されるように、ALD（Atomic Layer Deposition：原子層堆積法）、CVD（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長法）、または、スパッタリングにより、例えば、層間膜８４であるSiO2よりも屈折率の高い、SiCN、SiN、SiC、SiONおよびHfO2等からなる混色防止膜１０１を成膜する。
【００７１】
ステップＳ３４において、図８の上から４段目で示されるように、異方性の強いドライエッチングにより混色防止膜１０１を、遮光部８３の側壁部にのみ残すようにエッチングする。これにより、混色防止膜１０１は、遮光部８３の側壁部にのみ残され、さらに、光の入射方向の角が曲面状に形成される。この際、リソグラフィにより残すべき混色防止膜１０１の部位を選別するようにしてもよい。
【００７２】
ステップＳ３５において、図８の上から５段目で示されるように、開口部１３１に対してカラーフィルタ８２が成膜される。尚、位相差検出画素においては、カラーフィルタ８２は、RGBやIRのいずれでもよいし、全波長透過フィルタであってもよい。
【００７３】
ステップＳ３６において、図８の上から６段目で示されるように、オンチップレンズ８１が最上層に設けられる。
【００７４】
以上のような製造方法により、隣接画素への入射による混色の発生を抑制することが可能となる。また、遮光部８３の側壁以外の領域には混色防止膜１０１が設けられていないので、遮光部８３で反射することのない入射光は、混色防止膜１０１を透過することなくフォトダイオード８５に入射することになるので、混色防止膜１０１による受光感度の減衰を抑制することが可能となる。
【００７５】
結果として、遮光部８３の側面における散乱に起因した、入射光が隣接する画素のフォトダイオード８５への入射が抑制されるので、混色の発生を抑制することが可能となる。また、遮光部８３に入射せず、直接、層間膜８４を経てフォトダイオード８５に入射する入射光の受光感度の減衰を防止することが可能となる。いずれにおいても、位相差検出画素における受光感度の低減を抑制することが可能となる。
【００７６】
＜第１の変形例＞
以上においては、混色防止膜１０１を１層のみ設ける例について説明してきたが、それ以上の数の層を設けるようにしてもよい。
【００７７】
図９は、混色防止膜１０１に加えて、中間膜１５１を設けるようにして、２層の混色防止膜を設けるようにした例の製造処理を説明する図である。
【００７８】
すなわち、図９の最上段は、図８の２段目に示される状態と同一の状態を示している。そして、複数の混色防止膜を設ける場合、図９の上から２段目で示されるように、開口部１３１を含めた上面全体に対して、例えば、SiNを用いて、中間膜１５１を形成する。
【００７９】
さらに、図９の上から３段目で示されるように、そして、この中間膜１５１上に混色防止膜１０１が形成される。
【００８０】
そして、図９の上から４段目の左部で示されるようにドライエッチング、またはリソグラフィにより側壁膜が形成される。すなわち、図９の上から５段目の左部で示されるように遮光部８３の側面部には、中間膜１５１および混色防止膜１０１が形成され、開口部１３１には、中間膜１５１、および混色防止膜１０１が形成されない状態となる。
【００８１】
また、図９の上から４段目の右部で示されるように、エッチング量を制御することにより、中間膜１５１が残されるようにしてもよい。この場合、図９の５段目の右部で示されるように、中間膜１５１は、全体として残され、遮光部８３の側壁部には、中間膜１５１に加えて、混色防止膜１０１が形成される。このようにすることで、中間膜１５１がパッシベーションとして形成され、パッシベーションを形成することでメリットが得られるような構成において、このような加工処理が有効なものとなる。
【００８２】
＜第２の変形例＞
リソグラフィを用いて、混色防止膜１０１の一部を残すようにしてもよい。
【００８３】
すなわち、例えば、図８の上から３段目の状態に対応する、図１０の最上段で示されるように、混色防止膜１０１が上面全体に形成された後、図１０の上から２段目で示されるように、混色防止膜１０１を残したい遮光部８３の上面にのみレジスト層１８１が形成される。そして、この後、図１０の上から３段目で示されるように、リソグラフィにより遮光部８３の上面、および側壁部のみに混色防止膜１０１が形成される。このような構成により、遮光部８３がむき出しにならない構成とすることができるので、遮光部８３におけるフレアやゴーストの発生を抑制することが可能となる。すなわち、遮光膜８３の上面に照射された光はセンサ外に散乱する。この散乱光のうち一部が、撮像装置（もしくは撮像モジュール内）の筐体で反射を起こし、センサに再入射する。これがフレアやゴーストの発生要因の一因である。本技術を適用することで、この反射成分を抑制することが可能である。
【００８４】
＜第３の変形例＞
以上においては、撮像素子５２が裏面照射型の例について説明してきたが、表面照射型においても同様である。
【００８５】
すなわち、例えば、図１１で示されるように、表面照射型の配線層２０１の開口部２２１の底部に設けられたフォトダイオード８５−１，８５−２上の遮光部８３の側面部に混色防止膜１０１を設けるようにしてもよい。図１１においても、フォトダイオード８５−１に対応する画素が位相差検出画素であり、フォトダイオード８５−２に対応する画素が通常の画素である。
【００８６】
混色防止膜１０１についても、エッチングにより遮光部８３を形成した後、混色防止膜１０１を上部の全面に形成した後、遮光部８３の側壁に残るようにのみ異方性の強いドライエッチングがなされることで形成される。
【００８７】
このように表面照射型の撮像素子５２においても、裏面照射型の撮像素子５２における場合と同様の効果を奏する。
【００８８】
＜第４の変形例＞
以上の撮像素子５２については、例えば、図１２の構成例Ａで示されるように、同一の基板３０１上に制御回路３１１、画素領域３１２、およびロジック回路３１３が設けられる平面型の構成が一般的である。
【００８９】
しかしながら、画素領域３１２については、独立した基板上に設けられる構成であってもよい。例えば、図１２の構成例Ｂで示されるように、制御回路３１１、および画素領域３１２が同一の基板３２１上に設けられ、基板３２１に積層される他の基板３２２にロジック回路３１３が設けられる積層型であってもよい。
【００９０】
または、図１２の構成例Ｃで示されるように、画素領域３１２のみが独立した基板３３１に設けられ、制御回路３１１、およびロジック回路３１３が設けられた基板３３２が積層される積層型であってもよい。
【００９１】
＜第５の変形例＞
以上においては、撮像素子５２が用いられる例として撮像装置に適用される例について説明してきたが、撮像素子５２が用いらえる例としては、他の電子機器であってもよく、例えば、図１３で示されるようなカプセル型内視鏡であってもよい。
【００９２】
図１３は、上述した撮像素子５２を利用したカプセル型内視鏡の構成例である。
【００９３】
図１３のカプセル型内視鏡３５１は、光源３６１、レンズ３６２、撮像素子３６３、コイル３６４、ＣＰＵ３６５、メモリ３６６、リードスイッチ３６７、通信部３６８、およびアンテナ３６９より構成されている。
【００９４】
カプセル型内視鏡３５１は、錠剤状のものであり、被験者の口腔から飲み込まれることにより、内蔵を順次撮像するものである。
【００９５】
光源３６１は、撮像対象となる領域を照明するものであり、例えば、LED（Light Emission Diode）などから構成される。レンズ３６２は、後段の撮像素子３６３上で撮像領域より入射する光を結像させて、撮像素子３６３上に画像を構成する。撮像素子３６３は、上述した撮像素子５２と同様の構成であり、レンズ３６２を介して入射した光が結像されることで構成される画像を撮像し、後段のCPU３６５に出力する。コイル３６４は、図示せぬ外部より電磁誘導により電力供給を受ける。
【００９６】
CPU（Central Processing Unit）３６５は、カプセル型内視鏡３５１の動作の全体を制御するものであり、RAM（Random Access Memory）およびROM（Read Only Memory）などからなるメモリ３６６に格納されたプログラムを実行すると共に、撮像素子３６３により撮像された画像データを記憶する。
【００９７】
リードスイッチ３６７は、カプセル型内視鏡の電源のオンまたはオフを制御するものである。無線送信部３６８は、CPU３６５により制御され、アンテナ３６９を介して、外部に設けられた操作端末との間でデータやコマンドを送受信する。
【００９８】
カプセル型内視鏡３５１の撮像素子３６３において、撮像素子５２と同様に位相差検出画素における遮光部の側壁にのみ混色防止膜を形成することで、混色を防止することが可能となる。
【００９９】
＜第６の変形例＞
以上においては、撮像装置１１、およびカプセル型内視鏡３５１における撮像素子５２、および撮像素子３６３の例について説明してきたが、撮像素子５２，３６３と同様の撮像素子が設けられる装置であれば、その他の電子機器であってもよく、例えば、携帯電話機に内蔵される構成であってもよい。
【０１００】
図１４は、撮像素子が内蔵された携帯電話機の構成例が示されている。
【０１０１】
図１４の携帯電話機４０１には、前面部および背面部の両面に撮像素子４１１，４１２が設けられている。また、携帯電話機４０１は、この撮像素子４１１，４１２の他、操作部４１４の操作内容や発信および受信状態を表示する表示部４１３、操作ボタンからなる操作部４１４、音声を出力するスピーカ４１５、および音声の入力を受け付けるマイクロフォン４１６を備えている。
【０１０２】
携帯電話機４０１の全面に設けられた撮像素子４１１は、携帯電話機４０１の正面側を撮像するものである。また、携帯電話機４０１の背面に設けられた撮像素子４１２は、ユーザが携帯電話機４０１を操作して撮像したい、携帯電話機４０１の正面がユーザと対向するとき、携帯電話機４０１の裏側の画像を撮像するものである。
【０１０３】
このように設けられた撮像素子４１１，４１２においても、上述した撮像素子５２，３６３と同様に、位相差検出画素における遮光部の側壁にのみ混色防止膜を形成することで、混色を防止することが可能となる。
【０１０４】
＜第７の変形例＞
以上においては、位相差検出画素の遮光壁８３については、図１５の左部で示されるように、マスで示される各画素の左右の一部に設けられる例について説明してきた。しかしながら、画素の一部が遮光できればよいものであるので、必ずしも画素の左右の一部に設けられるものではなく、例えば、図１５の中央部で示されるように、上下の一部に遮光部８３’として設けられるようにしてもよい。さらに、遮光壁については、各画素の水平方向および垂直方向の一部にのみではなく、斜め方向の一部に設けられるようにしてもよく、例えば、図１５の右部で示されるように、斜め上、および斜め下の領域に遮光部８３’’が設けられるようにしてもよい。
【０１０５】
尚、上述のフローチャートで説明した各ステップは、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【０１０６】
さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【０１０７】
尚、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
（１）  複数の画素のそれぞれについて受光強度に応じて光電変換により画素信号を発生するフォトダイオードと、
前記複数の画素のうち、位相差を検出するための一部の画素の、前記フォトダイオードへの入射光の一部を遮光する遮光部とを含み、
前記遮光部の側壁部に混色防止膜が形成される
撮像素子。
（２）  前記遮光部は、光の入射方向に対して前記フォトダイオードの前段の層間膜上のカラーフィルタ層の一部に形成され、
前記混色防止膜は、前記層間膜の屈折率よりも高い屈折率の材質により形成される
（１）に記載の撮像素子。
（３）  前記層間膜の材質は、SiO2を含み、
前記混色防止膜の材質は、前記SiO2よりも屈折率の高い、SiCN、SiN、SiC、SiONおよびHfO2を含む
（２）に記載の撮像素子。
（４）  前記遮光部の側壁部に形成された混色防止膜は、前記光の入射方向に進むほど、前記側壁部の面に対して厚く形成される
（１）乃至（３）のいずれかに記載の撮像素子。
（５）  前記遮光部の側壁部に形成された混色防止膜は、曲面状に形成される
（４）に記載の撮像素子。
（６）  前記遮光部の側壁部の混色防止膜は、ドライエッチングにより形成される
（４）に記載の撮像素子。
（７）  前記遮光部の側壁部の混色防止膜は、複数の層により形成される
（１）乃至（６）に記載の撮像素子。
（８）  前記遮光部の側壁部の混色防止膜は、前記遮光部の側壁部に加え、上面に形成される
（１）乃至（７）のいずれかに記載の撮像素子。
（９）  前記フォトダイオードへの入射光は、表面照射、または、裏面照射のいずれかにより照射された光である
（１）に記載の撮像素子。
（１０）  複数の画素のそれぞれについて受光強度に応じて光電変換により画素信号を発生するフォトダイオードと、
前記複数の画素のうち、位相差を検出するための一部の画素の、前記フォトダイオードの前段において入射光の一部を遮光する遮光部とを含み、
前記遮光部の側壁部に混色防止膜が形成される
電子機器。
（１１）  複数の画素のそれぞれについて受光強度に応じて光電変換により画素信号を発生するフォトダイオードと、
前記複数の画素のうち、位相差を検出するための一部の画素の、前記フォトダイオードの前段において入射光の一部を遮光する遮光部とを含み、
前記遮光部の側壁部に混色防止膜が形成される
撮像素子の製造方法において、
前記遮光部を形成する層を積層し、
前記遮光部を形成する層であって、前記フォトダイオードに対応する位置に開口部を形成し、
前記遮光部を形成する層に、前記混色防止膜を形成し、
前記ドライエッチングにより前記混色防止膜の一部を除去する
撮像素子の製造方法。
【符号の説明】
【０１０８】
１１  撮像装置，  ３１  レンズ，  ３２  動作モード切替ダイヤル，  ３３  スピードライト，  ３４  撮像モード切替ダイヤル，  ３５  シャッタボタン，  ３６  筐体部，  ５１  光学フィルタ，  ５２  撮像素子，  ５３  A/D（Analogue/Digital）変換部，  ５４  クランプ部，  ５５  欠陥補正部，  ５６  デモザイク部，  ５７  LM/ガンマ補正部，  ５８  輝度クロマ信号生成部，  ５９  ビデオIF，  ６０  表示部，  ６１  記録部，  ８１  オンチップレンズ，  ８２  カラーフィルタ，  ８３  遮光部，  ８４  層間膜，  ８５，８５−１，８５−２  フォトダイオード，  ８６  Si基板，  １０１  混色防止膜
【図１】
2015233043.tif 000003
【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】
2015233043.tif 000009
【図８】
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【図９】
2015233043.tif 000011
【図１０】
2015233043.tif 000012
【図１１】
2015233043.tif 000013
【図１２】
2015233043.tif 000014
【図１３】
2015233043.tif 000015
【図１４】
2015233043.tif 000016
【図１５】
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