(57)【要約】  本開示の撮像素子は、それぞれが、光電変換素子を含む受光部と入射光を受光部に向けて集光する集光部とを有すると共に、互いに隣接する第１画素および第２画素を備え、第１画素および前記第２画素は、受光部の受光面に段差部を有し、段差部の側壁の少なくとも一部は第１遮光部によって覆われている。
2014157579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが、光電変換素子を含む受光部と入射光を前記受光部に向けて集光する集光部とを有すると共に、互いに隣接する第１画素および第２画素を備え、
前記第１画素および前記第２画素は、前記受光部の受光面に段差部を有し、
前記段差部の壁面の少なくとも一部は第１遮光部によって覆われている
撮像素子。
【請求項２】
前記集光部は光学機能層としてレンズを含み、前記第１画素および前記第２画素の前記レンズは同一形状を有する、
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
前記第１画素および前記第２画素それぞれの各受光部に対向して前記レンズを有する、
請求項２に記載の撮像素子。
【請求項４】
前記段差部の壁面は垂直である、
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項５】
前記第２画素は前記受光部と前記集光部との間に、前記受光面の一部を遮蔽する第２遮光部を有する、
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項６】
前記第１画素および前記第２画素は隣り合う画素間に第３遮光部を有する、
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項７】
前記第１遮光部、前記第２遮光部および前記第３遮光部は同一材料によって形成されている、
請求項６に記載の撮像素子。
【請求項８】
前記第１画素における入射光は、前記受光部の前記受光面近傍に集光する、
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項９】
前記第２画素における入射光は前記第２遮光部と同じ深さ位置に集光する、
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１０】
前記段差部は有機膜によって埋設されている、
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１１】
前記有機膜の材料はポリイミド樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂である、
請求項１０に記載の撮像素子。
【請求項１２】
前記第１画素および前記第２画素は前記受光部と前記集光部との間に、固定電荷膜を有する、
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１３】
前記第１画素および前記第２画素は隣り合う画素間に溝を有し、前記溝は壁面および底面に沿って前記固定電荷膜が設けられている、
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１４】
前記溝には絶縁材料が埋設されている、
請求項１３に記載の撮像素子。
【請求項１５】
前記溝には絶縁材料と前記第１遮光部、第２遮光部または第３遮光部とが埋設されている、
請求項１３に記載の撮像素子。
【請求項１６】
前記集光部と前記受光部との間に配線層を含む駆動部を有し、前記配線層が前記第１遮光部、前記第２遮光部および前記第３遮光部を兼ねている、
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１７】
前記集光部は赤色、緑色、青色または白色のカラーフィルタを含み、前記第２画素の前記集光部は緑色または白色のカラーフィルタを有する、
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１８】
前記段差部に、インナーレンズを備える、
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１９】
前記インナーレンズは、上側または下側に凸構造のインナーレンズであるか、矩形形状のインナーレンズである、
請求項１８に記載の撮像素子。
【請求項２０】
撮像素子を含み、
前記撮像素子は、それぞれが、光電変換素子を含む受光部と入射光を前記受光部に向けて集光する集光部とを有すると共に、互いに隣接する第１画素および第２画素を備え、
前記第１画素および前記第２画素は、前記受光部の受光面に段差部を有し、
前記段差部の壁面の少なくとも一部は第１遮光部によって覆われている
撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、撮像素子および撮像装置に関する。詳しくは、焦点検出機能を有する撮像素子およびこれを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、位相差検出方式による焦点検出機能を有する撮像素子（固体撮像素子）を備えた半導体イメージングデバイス（撮像装置）が用いられている。位相差検出方式は、センサの各画素にオンチップレンズが設けられた２次元のセンサを用いて瞳分割方式の焦点検出を行うものである。【０００３】
このような撮像装置では、撮像用の画素（撮像画素）および焦点検出用の画素（像面位相差画素）に必要な受光特性を満たす技術の開発がなされている。例えば、特許文献１では、光入射側のシリコン基板の裏面に、非透明導電性材料からなる素子分離層を設けることにより瞳分割性能および感度を共に向上させた撮像装置が開示されている。【０００４】
また、例えば、特許文献２では、撮像画素および焦点検出画素毎にオンチップレンズの高さを変えて各画素における集光位置を調製した撮像装置が開示されている。【０００５】
さらに、例えば、特許文献３では、撮像用画素の光電変換部とオンチップレンズとの間に光導波路を設けることにより、同じレンズ形状で撮像用画素および焦点検出用画素に必要な受光特性を満たした撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−８４８１６号公報
【特許文献２】特開２００７−２８１２９６号公報
【特許文献３】特開２０１１−２９９３２号公報
【発明の概要】
【０００７】
しかしながら、オンチップレンズの形状を撮像画素および焦点検出画素毎に設計したり、素子分離層や光導波路を設ける場合にはコストや製造工程が増加する可能性があった。また、特にシリコン基板の裏面から受光する裏面照射型の撮像装置では、混色抑制のために受光側の部材を薄く形成（低背化）することが好ましいが、この場合には入射光の集光位置がシリコン基板側となる。このため焦点検出画素における十分なオートフォーカス特性（ＡＦ特性）が得られなかった。
【０００８】
従って、簡易な構成で撮像画素の画素特性および像面位相差画素のＡＦ特性を両立することが可能な撮像素子および撮像装置を提供することが望ましい。
【０００９】
本技術の一実施形態の撮像素子は、それぞれが、光電変換素子を含む受光部と入射光を前記受光部に向けて集光する集光部とを有すると共に、互いに隣接する第１画素および第２画素を備え、前記第１画素および前記第２画素は、前記受光部の受光面に段差部を有し、前記段差部の壁面の少なくとも一部は第１遮光部によって覆われている。
【００１０】
前記集光部は光学機能層としてレンズを含み、前記第１画素および前記第２画素の前記レンズは同一形状を有するようにすることができる。
【００１１】
前記第１画素および前記第２画素それぞれの各受光部に対向して前記レンズを有するようにすることができる。
【００１２】
前記段差部の壁面は垂直であるようにすることができる。
【００１３】
前記第２画素は前記受光部と前記集光部との間に、前記受光面の一部を遮蔽する第２遮光部を有するようにすることができる。
【００１４】
前記第１画素および前記第２画素は隣り合う画素間に第３遮光部を有するようにすることができる。
【００１５】
前記第１遮光部、前記第２遮光部および前記第３遮光部は同一材料によって形成されているようにすることができる。
【００１６】
前記第１画素における入射光は、前記受光部の前記受光面近傍に集光するようにすることができる。
【００１７】
前記第２画素における入射光は前記第２遮光部と同じ深さ位置に集光するようにすることができる。
【００１８】
前記段差部は有機膜によって埋設されているようにすることができる。
【００１９】
前記有機膜の材料はポリイミド樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂であるようにすることができる。
【００２０】
前記第１画素および前記第２画素は前記受光部と前記集光部との間に、固定電荷膜を有するようにすることができる。
【００２１】
前記第１画素および前記第２画素は隣り合う画素間に溝を有し、前記溝は壁面および底面に沿って前記固定電荷膜が設けられているようにすることができる。
【００２２】
前記溝には絶縁材料が埋設されているようにすることができる。
【００２３】
前記溝には絶縁材料と前記第１遮光部、第２遮光部または第３遮光部とが埋設されているようにすることができる。
【００２４】
前記集光部と前記受光部との間に配線層を含む駆動部を有し、前記配線層が前記第１遮光部、前記第２遮光部および前記第３遮光部を兼ねているようにすることができる。
【００２５】
前記集光部は赤色、緑色、青色または白色のカラーフィルタを含み、前記第２画素の前記集光部は緑色または白色のカラーフィルタを有するようにすることができる。
【００２６】
前記段差部に、インナーレンズを備えるようにすることができる。
【００２７】
前記インナーレンズは、上側または下側に凸構造のインナーレンズであるか、矩形形状のインナーレンズであるようにすることができる。
【００２８】
本技術の一実施形態の撮像装置は、撮像素子を含み、前記撮像素子は、それぞれが、光電変換素子を含む受光部と入射光を前記受光部に向けて集光する集光部とを有すると共に、互いに隣接する第１画素および第２画素を備え、前記第１画素および前記第２画素は、前記受光部の受光面に段差部を有し、前記段差部の壁面の少なくとも一部は第１遮光部によって覆われている。
【００２９】
本技術の一実施形態の撮像素子は、光電変換素子を含む受光部と入射光を受光部に向けて集光する集光部とを有すると共に、互いに隣接する第１画素および第２画素が備えられ、第１画素および第２画素は、受光部の受光面に段差部を有し、段差部の側壁の少なくとも一部は第１遮光部によって覆われている。
【００３０】
本技術の一実施形態の撮像装置においては、上記本技術の撮像素子が備えられる。
【００３１】
本技術の一実施形態によれば、隣接画素からの斜入射光を低減しつつ、入射光が撮像画素および像面位相差画素にそれぞれ適した位置に集光させることが可能となる。また、簡易な構成によって撮像画素の画素特性および像面位相差画素のＡＦ特性を両立させることが可能となる。
【００３２】
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】
【００３３】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係るイメージセンサの一例を表す断面図である。
【図２】図１に示したイメージセンサの平面図である
【図３】図１に示したイメージセンサの詳細構成を表す断面図である。
【図４】本開示の第１の実施の形態に係るイメージセンサにおける他の配置構成を表す平面図である。
【図５】図４に示したイメージセンサの断面図である。
【図６】図１に示した受光部の周辺回路構成を表すブロック図である。
【図７Ａ】比較例としてのイメージセンサおよび入射光を表す断面模式図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示したイメージセンサにおける入射角度と受光効率との関係を表す特性図である。
【図８Ａ】図１に示したイメージセンサおよび入射光を表す断面模式図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示したイメージセンサにおける入射角度と受光効率との関係を表す特性図である。
【図９】変形例１に係るイメージセンサの断面図である。
【図１０】変形例２に係るイメージセンサの断面図である。
【図１１】本開示の第２の実施の形態に係るイメージセンサの一例を表す断面図である。
【図１２】本開示の第２の実施の形態に係るイメージセンサの他の例を表す断面図である。
【図１３】本開示の第２の実施の形態に係るイメージセンサの他の例を表す断面図である。
【図１４】本開示の第３の実施の形態に係るイメージセンサの一例を表す断面図である。
【図１５】本開示の第３の実施の形態に係るイメージセンサの一例を表す断面図である。
【図１６】本開示の第３の実施の形態に係るイメージセンサの一例を表す断面図である。
【図１７】本開示の第３の実施の形態に係るイメージセンサの一例を表す断面図である。
【図１８】本開示の第３の実施の形態に係るイメージセンサの一例を表す断面図である。
【図１９】本開示の第３の実施の形態に係るイメージセンサの製造について説明するための図である。
【図２０】本開示の第３の実施の形態に係るイメージセンサの製造について説明するための図である。
【図２１】本開示の第３の実施の形態に係るイメージセンサの製造について説明するための図である。
【図２２】適用例１（撮像装置）に係る全体構成を表す機能ブロック図である。
【図２３】適用例２（カプセル型内視鏡カメラ）に係る全体構成を表す機能ブロック図である。
【図２４】内視鏡カメラの他の例（挿入型内視鏡カメラ）に係る全体構成を表す機能ブロック図である。
【図２５】適用例３（ビジョンチップ）に係る全体構成を表す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（裏面照射型イメージセンサ；第１画素と第２画素との間に段差部を設けると共に、段差部の側壁に第１遮光部を設けた例）
２．変形例１（画素間に溝を設け、溝を絶縁材料で埋設した例）
３．変形例２（画素間に溝を設け、溝を絶縁材料および遮光部で埋設した例）
４．第２の実施の形態（表面照射型イメージセンサ；第１遮光部を配線層によって形成した例）
５．第３の実施の形態（裏面照射型イメージセンサ；第１画素と第２画素との間に段差部を設けると共に、段差部の側壁に第１遮光部を設け、さらにインナーレンズを設けた例）
６．適用例（電子機器への適用例）
【００３５】
＜１．第１の実施の形態＞
図１は、本開示の第１の実施の形態に係るイメージセンサ（イメージセンサ１Ａ）の断面構成を表したものである。イメージセンサ１Ａは、例えば裏面照射型（裏面受光型）の固体撮像素子（ＣＣＤ（Charge Coupled Device Image Sensor），ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor））であり、基板２１（図３参照）上に複数の画素２が図２に示したように２次元配列されている。
【００３６】
なお、図１は、図２に示したＩ−Ｉ線における断面構成を表したものである。画素２は、撮像画素２Ａ（第１画素）と像面位相差画素２Ｂ（第２画素）とから構成されている。本実施の形態では、隣り合う撮像画素２Ａおよび像面位相差画素２Ｂの受光面２０Ｓには、段差部２０Ａが設けられており、この段差部２０Ａの側壁２０Ｂは遮光膜１４Ａ（第１遮光膜）によって覆われている。
【００３７】
図３は、画素２（撮像画素２Ａおよび像面位相差画素２Ｂ）の詳細な断面構成を表したものである。撮像画素２Ａおよび像面位相差画素２Ｂは、それぞれ、光電変換素子（フォトダイオード２３）を含む受光部２０と、入射光を受光部２０へ向けて集光させる集光部１０とを備えている。撮像画素２Ａは、撮影レンズによって結像された被写体像をフォトダイオード２３において光電変換して画像生成用の信号を生成するものである。
【００３８】
像面位相差画素２Ｂは、撮影レンズの瞳領域を分割し、分割された瞳領域からの被写体像を光電変換して位相差検出用の信号を生成するものである。この像面位相差画素２Ｂは、図２に示したように撮像画素２Ａの間に離散的に配置されている。なお、像面位相差画素２Ｂは、必ずしも図２に示したようにそれぞれ独立して配置する必要はなく、例えば図４に示したように画素部２００内にＰ１〜Ｐ７のようにライン状に並列配置してもよい。図５は、複数の像面位相差画素２Ｂをライン状に並べて配置した際の、図４に示したＩＩ−ＩＩ線におけるイメージセンサ１Ｂの断面構成を表したものである。
【００３９】
本実施の形態では、上述したように、隣接配置された撮像画素２Ａおよび像面位相差画素２Ｂの受光部２０の受光面２０Ｓに段差部２０Ａが形成されている。即ち、像面位相差画素２Ｂの受光面２０Ｓは、オンチップレンズ１１の射出面１１Ｓに対して撮像画素２Ａよりも一段低い位置に形成されている。段差部２０Ａの高さｈはオンチップレンズ１１の曲率等にもよるが、例えば０．０５μｍ以上２μｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは０．３μｍ以上１μｍ以下である。
【００４０】
段差部２０Ａの側壁２０Ｂは、隣接する撮像画素２Ａおよび像面位相差画素２Ｂ間における斜入射光のクロストークを防ぐために、後述する遮光膜１４（遮光膜１４Ａ）によって覆われている。なお、この遮光膜１４Ａは段差部２０Ａの側壁２０Ｂの全面に設けられていることが好ましいが、少なくとも側壁２０Ｂの一部を覆うことによって斜入射光のクロストークを低減することができる。
【００４１】
（集光部１０）集光部１０は、受光部２０の受光面２０Ｓ上に設けられると共に、光入射側には、光学機能層として画素２毎に対向配置されたオンチップレンズ１１を有している。集光部１０には、オンチップレンズ１１と受光部２０との間に、オンチップレンズ１１の側から順に、カラーフィルタ１２、平坦化膜１３および遮光膜１４が設けられている。また、平坦化膜１３および遮光膜１４の受光部２０側には絶縁膜１５が設けられている。
【００４２】
オンチップレンズ１１は、受光部２０（具体的には受光部２０のフォトダイオード２３）に向かって光を集光させる機能を有するものである。このオンチップレンズ１１のレンズ径は、画素２のサイズに応じた値に設定されており、例えば０．９μｍ以上３μｍ以下である。また、このオンチップレンズ１１の屈折率は、例えば１．１〜１．８である。レンズは、例えば有機樹脂材料を用いて形成される。
【００４３】
本実施の形態では、撮像画素２Ａおよび像面位相差画素２Ｂにそれぞれ設けられたオンチップレンズ１１は共に同一の形状を有する。ここで、同一とは同一材料を用い、同一工程を経て製造されたものを指し、製造時の各種条件によるばらつきを排除するものではない。
【００４４】
カラーフィルタ１２は、例えば赤色（Ｒ）フィルタ、緑色（Ｇ）フィルタ、青色（Ｂ）フィルタおよび白色フィルタ（Ｗ）のいずれかであり、例えば画素２毎に設けられている。これらのカラーフィルタ１２は、規則的な色配列（例えばベイヤー配列）で設けられている。このようなカラーフィルタ１２を設けることにより、イメージセンサ１では、その色配列に対応したカラーの受光データが得られる。
【００４５】
なお、像面位相差画素２Ｂにおけるカラーフィルタ１２の配色は特に限定されないが、光量の少ない暗所でもオートフォーカス（ＡＦ）機能を使用できるように緑色（Ｇ）フィルタまたは白色（Ｗ）フィルタを用いることが好ましい。但し、像面位相差画素２Ｂに緑色（Ｇ）フィルタまたは白色（Ｗ）フィルタを割り当てる場合には、光量の多い明所では像面位相差画素２Ｂのフォトダイオード２３が飽和しやすくなる。この場合には、受光部２０のオーバーフローバリアを閉めるようにしてもよい。
【００４６】
平坦化膜１３は、段差部２０Ａによって設けられた窪みを埋設すると共に、受光部２０の受光面２０Ｓを平坦化するものである。平坦化膜１３の材料としては、無機材料および有機材料を用いることができる。無機材料としては、絶縁膜材料、具体的には、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）が挙げられる。
【００４７】
有機材料としては、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。平坦化膜１３は上記いずれかよりなる単層膜または、積層膜により構成されている。平坦化膜１３の膜厚（撮像画素２Ａにおける膜厚）は、例えば５０μｍ以上５００μｍとすることが好ましい。なお、有機材料によって形成された有機膜は接着性が高いため、平坦化膜１３を無機膜および有機膜の積層構造とする場合には、カラーフィルタ１２側を有機膜とすることによりカラーフィルタ１２やオンチップレンズ１１の剥がれの発生を抑えることができる。
【００４８】
遮光膜１４は、上記のように段差部２０Ａの側壁２０Ｂを覆う遮光膜１４Ａの他、像面位相差画素２Ｂにおける瞳分割用の遮光膜１４Ｂ（第２遮光膜）および隣接画素間にそれぞれ設けられた遮光膜１４Ｃ（第３遮光膜）から構成されている。
【００４９】
遮光膜１４（特に遮光膜１４Ａ，１４Ｃ）は、隣接画素間における斜入射光のクロストークによる混色を抑制するものであり、図２に示したように各画素２を囲むように格子状に設けられている。換言すると、遮光膜１４はオンチップレンズ１１の光路上に開口１４ａが設けられた構造となっている。
【００５０】
なお、像面位相差画素２Ｂにおける開口１４ａは、画素２の後述する受光領域Ｒの一方に偏った（偏心した）位置に設けられている。遮光膜１４は、例えばタングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）またはＡｌと銅（Ｃｕ）の合金よりなり、膜厚は例えば１００ｎｍ以上８００ｎｍである。
【００５１】
なお、遮光膜１４は、例えばスパッタ等により形成することができ、隣接する撮像画素２Ａおよび像面位相差画素２Ｂ間に設けられた遮光膜１４Ｃと、段差部２０Ａの側壁２０Ｂに設けられた遮光膜１４Ａと、瞳分割用の遮光膜１４Ｂは同一材料および同一工程において連続して設けることができる。
【００５２】
絶縁膜１５は、遮光膜１４を加工する際にＳｉ基板２１の損傷を防ぐためのものであり、受光部２０の形状に沿って設けられている。絶縁膜１５の材料としては、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）等が挙げられる。絶縁膜１５の膜厚は、例えば１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。
【００５３】
（受光部２０）受光部２０は、シリコン（Ｓｉ）基板２１の表面（受光面２０Ｓとは反対側）にトランジスタや金属配線を含む配線層２２と、Ｓｉ基板２１に埋設されたフォトダイオード２３と、Ｓｉ基板２１の裏面（受光面側）に設けられた固定電荷膜２４とから構成されている。Ｓｉ基板２１の裏面界面にＰ型不純物をイオン注入で形成し、ピニングすることも可能であるが、負の固定電荷膜２４を成膜してＳｉ基板２１の裏面近傍に反転層（図示せず）を形成するようにしてもよい。
【００５４】
フォトダイオード２３は、Ｓｉ基板２１の厚み方向に形成された、例えばｎ型半導体領域であり、Ｓｉ基板２１の表面および裏面近傍に設けられたｐ型半導体領域とによるｐｎ接合型のフォトダイオードである。本実施の形態では、フォトダイオード２３が形成されたｎ型半導体領域を光電変換領域Ｒとする。
【００５５】
なお、Ｓｉ基板２１の表面および裏面に臨むｐ型半導体領域は暗電流抑制のための正孔電荷蓄積領域を兼ねている。また、Ｓｉ基板２１は各画素２間にもｐ型半導体領域を有し、このｐ型半導体領域によって各画素２は分離されている。
【００５６】
なお、像面位相差画素２Ｂのカラーフィルタ１２として緑色（Ｇ）フィルタまたは白色（Ｗ）フィルタを用いる場合にはフォトダイオード２３が飽和しやすくなる。この場合には、オーバーフローパスの不純物濃度（ここではｐ型不純物の濃度）を上げ、飽和が大きくなるようにポテンシャルバリアを閉めるようにしてもよい。
【００５７】
固定電荷膜２４は、集光部１０と受光部２０との界面に電荷を固定するために、集光部１０（具体的には、絶縁膜１５）とＳｉ基板２１との間に設けられている。固定電荷膜２４の材料としては、負の電荷を有する高屈折率材料を用いることができ、例えば、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）膜、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、もしくは酸化チタン（ＴｉＯ２）を用いることができる。
【００５８】
固定電荷膜２４の成膜方法としては、例えば、化学気相成長法（以下、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法）、スパッタリング法、原子層蒸着法（以下、ＡＬＤ(Atomic Layer Deposition)法）等が挙げられる。ＡＬＤ法を用いれば、成膜中に界面準位を低減する。
【００５９】
ＳｉＯ２膜を同時に１ｎｍ程度の膜厚に形成することができる。また、上記以外の材料としては、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化プラセオジム（Ｐｒ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化ネオジム（Ｎｄ２Ｏ３）、酸化プロメチウム（Ｐｍ２Ｏ３）等が挙げられる。さらに、上記材料としては、酸化サマリウム（Ｓｍ２Ｏ３）、酸化ユウロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）、酸化ガドリニウム（（Ｇｄ２Ｏ３）、酸化テルビウム（Ｔｂ２Ｏ３）、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）等が挙げられる。
【００６０】
この他、酸化ホルミウム（Ｈｏ２Ｏ３）、酸化ツリウム（Ｔｍ２Ｏ３）、酸化イッテルビウム（Ｙｂ２Ｏ３）、酸化ルテチウム（Ｌｕ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）等を用いてもよい。なお、本実施の形態のように負の固定電荷を有する膜（固定電荷膜２４）は、窒化ハフニウム膜、窒化アルンミニウム膜、酸窒化ハフニウム膜または酸窒化アルミニウム膜で形成することも可能である。その膜厚は、例えば４ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
【００６１】
図６は、受光部２０の画素部２００の周辺回路構成を表した機能ブロック図である。受光部２０は、垂直（Ｖ）選択回路２０６，Ｓ／Ｈ（サンプル／ホールド）・ＣＤＳ(Correlated Double Sampling:相関二重サンプリング)回路２０７，水平（Ｈ）選択回路２０８，タイミングジェネレータ（ＴＧ）２０９，ＡＧＣ(Automatic Gain Control)回路２１０，Ａ ／Ｄ変換回路２１１およびデジタルアンプ２１２を有し、これらが同一のＳｉ基板（チップ）２１に搭載されている。
【００６２】
このようなイメージセンサ１Ａ（および１Ｂ）は、例えば以下のようにして製造することができる。
【００６３】
（製造方法）まず、例えばＳｉ基板２１へイオン注入することにより導電型不純物半導体層を設け、フォトダイオード２３を形成する。続いて、Ｓｉ基板２１の表面に多層配線層２２を形成したのち、Ｓｉ基板２１を研磨し受光面２０Ｓを形成する。次に、Ｓｉ基板２１の裏面（受光面２０Ｓ）の画素２を形成する領域（画素部２００）に、例えばドライエッチングを用いて所定の位置に段差部２０Ａを形成する。ここで、段差部２０Ａの側壁２０ＢはＳｉ基板２１の平面方向に対して垂直に形成されているが必ずしも垂直である必要はなく、例えばウェットエッチングを用いて形成した場合のように傾斜を有していてもよい。
【００６４】
次に、Ｓｉ基板２１の受光面２０Ｓとは反対側の面（表面）に、多層配線構造を有する配線層２２を形成する。続いて、Ｓｉ基板２１の裏面に、例えばスパッタリング法によってＨｆＯ２膜を、例えば６０ｎｍ成膜して固定電荷膜２４を形成する。
【００６５】
続いて、固定電荷膜２４上に、例えばＣＶＤ法を用いて絶縁膜１５およびスパッタリング法を用いて遮光膜１４を順に形成する。次に、平坦化膜１３により段差部２０Ａの窪みを埋め込むと共に、受光部２０を平坦化したのち、例えばベイヤー配列のカラーフィルタ１２およびオンチップレンズ１１を順に形成する。このようにしてイメージセンサ１Ａを得ることができる。
【００６６】
（作用・効果）本実施の形態のような裏面照射型のイメージセンサ１Ａ（または１Ｂ）は、隣接画素間における混色の発生を抑制するために光入射側（集光部１０）の積層膜（例えば、カラーフィルタ１２および平坦化膜１３等）の厚みを低背化することが好ましい。また、撮像画素２Ａではフォトダイオード２３に入射光の集光点を合わせることで最も高い画素特性が得られるのに対し、像面位相差画素２Ｂでは瞳分割用の遮光膜１４Ｂに入射光の集光点を合わせることで最も高いＡＦ特性が得られる。
【００６７】
図７Ａは、本開示の比較例としてのイメージセンサ１００の断面構成およびイメージセンサ１００を構成する画素１０２に入射する入射光を模式的に表したものである。このイメージセンサ１００は、集光部１１０の積層膜（カラーフィルタ１１２および平坦化膜１１３）が低背化され、各画素１０２はそれぞれ同一形状のオンチップレンズ１１１を有し、撮像画素１０２Ａおよび像面位相差画素１０２Ｂの受光面１２０Ｓが同一平面上に設けられている。
【００６８】
このようなイメージセンサ１００では、オンチップレンズ１１１から射出された光の集光位置は深くなり、Ｓｉ基板１２１寄りとなる。このため、遮光膜１１４による開口１１４ａが広い撮像画素１０２Ａでは、オンチップレンズ１１１を透過した入射光のほぼ全ての光束がフォトダイオード１２３に照射されることとなる。これに対し、瞳分割によって偏心した開口１１４ａを有する像面位相差画素１０２Ｂでは、光束の一部が遮光膜１１４によって遮られフォトダイオード１２３に照射されない。この像面位相差画素１０２Ｂにおける入射角特性を図７Ｂに示した。
【００６９】
図８Ａは、本実施の形態のイメージセンサ１Ｂの断面構成および各画素２Ａ，２Ｂに入射する入射光を模式的に表したものである。イメージセンサ１Ａでは、上述したように、隣り合う撮像画素２Ａと像面位相差画素２Ｂと間に段差部２０Ａを設け、像面位相差画素２Ｂの受光面２０Ｓを撮像画素２Ａの受光面２０Ｓよりも一段低い位置に設けている。
【００７０】
具体的には、撮像画素２Ａにおける入射光は受光面２０Ｓの近傍に、像面位相差画素２Ｂにおける入射光は瞳分割用の遮光膜１４Ｂと同じ深さ位置に集光するように設計する。これにより、撮像画素２Ａと同様に像面位相差画素２Ｂでも、オンチップレンズ１１を透過した入射光のほぼ全ての光束がフォトダイオード２３に照射されることとなる。この像面位相差画素２Ｂにおける入射角特性を図８Ｂに示した。
【００７１】
図７Ｂおよび図８Ｂに示した入射角特性図は、横軸が入射角度、縦軸が受光効率を示している。図７Ａおよび図８Ｂの特性図を比較すると、受光面２０Ｓを撮像画素２Ａよりも深い位置に配置した像面位相差画素２Ｂの方がより受光効率が高い、換言すると瞳強度分布の特性がより先鋭となる。即ち、本実施の形態のイメージセンサ１の像面位相差画素２Ｂは、比較例であるイメージセンサ１００の像面位相差画素１０２Ｂよりも位相差検出を行う上で、より高精度な位相差検出用の信号を生成することが可能となる。
【００７２】
また、本実施の形態では、段差部２０Ａの側壁２０Ｂに遮光膜１４Ａを設けることにより、隣接画素間における斜入射光のクロストークによる混色が抑制される。
【００７３】
以上のように本実施の形態では、集光部１０と受光部２０とを有する、隣り合う撮像画素２Ａおよび像面位相差画素２Ｂの受光部２０に段差部２０Ａを設け、この段差部２０Ａの側壁２０Ｂを遮光膜１４Ａによって覆うようにした。これにより、隣接する画素２間における斜入射光によるクロストークを抑制しつつ、各画素２の受光部２０に対向するオンチップレンズ１１を透過した入射光を、撮像画素２Ａおよび像面位相差画素２Ｂのそれぞれに適した深さ位置に集光させることが可能となる。よって、撮像画素２Ａの画素特性を維持しつつ、像面位相差画素２ＢのＡＦ特性を向上させることができる。即ち、簡易な構成によって撮像画素２Ａおよび像面位相差画素２Ｂの各特性を両立した撮像装置を提供することが可能となる。
【００７４】
以下、上記第１の実施の形態の変形例（変形例１，２）および第２の実施の形態について説明する。上記第１の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００７５】
＜２．変形例１＞
図９は、変形例１に係るイメージセンサ（イメージセンサ１Ｃ）の断面構成を表したものである。イメージセンサ１Ｃは、上記第１の実施の形態のイメージセンサ１Ａ（および１Ｂ）と同様に、裏面照射型の固体撮像素子であり、複数の画素２が二次元配列された構造を有する。
【００７６】
各画素２は、撮像画素２Ａおよび像面位相差画素２Ｂから構成されており、隣り合う撮像画素２Ａと像面位相差画素２Ｂとの受光部２０の受光面２０Ｓには、上記実施の形態と同様に段差部２０Ａが設けられている。但し、本変形例におけるイメージセンサ１Ｃでは、撮像画素２Ａおよび像面位相差画素２Ｂに関わらず、受光部２０の受光面２０Ｓ側の隣り合う画素２間に溝２１Ａが設けられている点が第１の実施の形態とは異なる。
【００７７】
本変形例の受光部２０に設けられた溝２１Ａは、各画素２を受光面２０Ｓ側において分離するものである。溝２１Ａは受光部２０のＳｉ基板２１に設けられており、隣接する像面位相差画素２Ｂ間に設けられた溝２１Ａの深さ（Ｄ）は、例えば０．１μｍ以上５μｍ以下である。溝２１Ａの壁面および底面には、Ｓｉ基板２１の表面から連続して形成された固定電荷膜２４が設けられている。また、固定電荷膜２４によって被覆された溝２１Ａには絶縁膜１５が埋設されている。
【００７８】
このように、本変形例では画素２間にそれぞれ溝２１Ａを設け、この溝２１Ａに固定電荷膜２４および絶縁膜１５を形成する絶縁材料を埋設するようにしたので、隣接画素間における斜入射光のクロストークによる混色をより低減することができる。また、飽和による隣接画素のフォトダイオード２３への電荷のオーバーフローを防ぐという効果を奏する。
【００７９】
＜３．変形例２＞
図１０は、変形例２に係るイメージセンサ（イメージセンサ１Ｄ）の断面構成を表したものである。イメージセンサ１Ｄは、上記イメージセンサ１Ａ〜１Ｃと同様に、裏面照射型の固体撮像素子であり、複数の画素２が二次元配列された構造を有する。本変形例におけるイメージセンサ１Ｄは、変形例１のイメージセンサ１Ｃと同様に、撮像画素２Ａおよび像面位相差画素２Ｂに関わらず、隣り合う画素２間の受光部２０の受光面２０Ｓ側に溝２１Ａを有するが、この溝２１Ａに固定電荷膜２４および絶縁膜１５に加えて、遮光膜１４が埋設されている点が変形例１とは異なる。
【００８０】
本変形例における溝２１Ａは、具体的には、Ｓｉ基板２１上に設けられた固定電荷膜２４および絶縁膜１５が溝２１Ａの壁面および底面に沿って連続して形成されている。固定電荷膜２４および絶縁膜１５によって被覆された各溝２１Ａに、各画素２の間に設けられた遮光膜１４（具体的には、それぞれ隣り合う撮像画素（２Ａ−２Ａ）間では遮光膜１４Ｃ、撮像画素−像面位相差画素（２Ａ−ＳＢ）間では遮光膜１４Ａ、像面位相差画素（２Ｂ−２Ｂ）では遮光膜１４Ｂ）がそれぞれ埋設されている。
【００８１】
このように本変形例では、画素２間に設けた溝２１Ａに固定電荷膜２４および絶縁膜１５に加えて遮光膜１４を埋設するようにした。これにより、上記変形例１よりもさらに隣接画素間における斜入射光のクロストークを低減することができる。
【００８２】
＜４．第２の実施の形態＞
図１１は、本開示の第２の実施の形態に係るイメージセンサ（イメージセンサ１Ｅ）の断面構成の一例を表したものである。このイメージセンサ１Ｅは、例えば表面照射型（表面受光型）の固体撮像素子であり、複数の画素２が２次元配列されている。
【００８３】
画素２は、撮像画素２Ａと像面位相差画素２Ｂとから構成されており、上記第１の実施の形態および変形例１，２と同様に、隣り合う撮像画素２Ａおよび像面位相差画素２Ｂの受光面２０Ｓに段差部２０Ａが設けられている。但し、本実施の形態のイメージセンサ１Ｅは表面照射型であるため、集光部１０と受光部２０を構成するＳｉ基板２１との間には配線層２２が設けられており、この配線層２２を構成する金属膜２２Ｂが第１の実施の形態等における遮光膜１４を兼ねている。
【００８４】
本実施の形態では、上述したように、第１の実施の形態においてＳｉ基板２１の集光部１０が設けられた面とは反対側の面に設けられていた配線層２２が集光部１０とＳｉ基板２１との間に設けられており、配線層２２を構成する金属膜２２Ｂを遮光膜１４として用いている。
【００８５】
このため、第１の実施の形態等で説明した遮光膜１４および絶縁膜１５は省略され、本実施の形態における集光部１０はオンチップレンズ１１とカラーフィルタ１２とから構成されている。また、固定電荷膜２４も省略されている。受光部２０に形成された段差部２０Ａは、イメージセンサ１Ａ等と同様に、フォトダイオード２３を有するＳｉ基板２１の集光部１０側に設けられており、この段差部２０Ａが設けられたＳｉ基板２１の表面を受光面２０Ｓとする。
【００８６】
配線層２２は、集光部１０とＳｉ基板２１との間に設けられると共に、層間絶縁膜２２Ａを間に、例えば金属膜２２Ｂが２層（２２Ｂ１，２２Ｂ２；（図１１））あるいは３層以上（２２Ｂ１，２２Ｂ２，２２Ｂ３、・・・）で構成された多層配線構造を有する。この金属膜２２Ｂはトランジスタや周辺回路の金属配線であり、一般的な表面照射型のイメージセンサでは、画素の開口率を確保すると共に、オンチップレンズ等の光学機能層から射出された光束を遮蔽しないように各画素の間に設けられている。本実施の形態では、この多層配線（金属膜２２）のうち、最もＳｉ基板２１側に設けられた金属膜２２Ｂ1を遮光膜１４として用いている。
【００８７】
層間絶縁膜２２Ａは、金属膜２２Ｂ１と金属膜２２Ｂ２との間（２２Ａ２）、Ｓｉ基板２１と金属膜２２Ｂ１との間（２２Ａ１）および金属膜２２Ｂ２と集光部１０（具体的には、カラーフィルタ１２）との間（２２Ａ３）に設けられると共に、段差部２０Ａによって形成されたＳｉ基板２１の窪みを平坦化するものである。
【００８８】
層間絶縁膜２２Ａの材料としては、例えば無機材料が用いられ、具体的には、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ），シリコン窒化膜（ＳｉＮ），シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ），ハフニウム酸化膜（ＨｆＯ），アルミニウム酸化膜（ＡｌＯ），窒化アルミニウム膜（ＡｌＮ），タンタル酸化膜（ＴａＯ），ジルコニウム酸化膜（ＺｒＯ），ハフニウム酸窒化膜，ハフニウムシリコン酸窒化膜，アルミニウム酸窒化膜，タンタル酸窒化膜およびジルコニウム酸窒化膜等が挙げられる。層間絶縁膜２２Ａの膜厚、具体的には撮像画素２Ａにおける膜厚は、例えば１００μｍ以上１０００μｍ以下である。
【００８９】
金属膜２２Ｂ（２２Ｂ１，２２Ｂ２）は、例えば各画素２に対応する駆動用トランジスタを構成する電極であり、その材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ），クロム（Ｃｒ），金（Ａｕ），白金（Ｐｔ），ニッケル（Ｎｉ），銅（Ｃｕ），タングステン（Ｗ）あるいは銀（Ａｇ）等の金属元素の単体または合金が挙げられる。
【００９０】
なお、上述したように金属膜２２Ｂは、一般的には画素２の開口率を確保すると共に、オンチップレンズ１１等の光学機能層から射出された光を遮蔽しないように、各画素２間にそれぞれ適した大きさとする。但し、本実施の形態では、Ｓｉ基板２１側に形成された金属膜２２Ｂ１は遮光膜１４の機能を兼ねるため、図１１に示したように段差部２０Ａによって形成された層間絶縁膜２２Ａ１の段差に沿って、その壁面２２Ｃを覆うように形成される。
【００９１】
これにより、隣り合う撮像画素２Ａおよび像面位相差画素２Ｂのそれぞれオンチップレンズ１１を透過した光の隣接する画素２Ｂ，２Ａのフォトダイオード２３への入射が抑制される。また、像面位相差画素２Ｂ間に設けられた金属膜２２Ｂ１は、瞳分割用の遮光膜１４Ｂの機能を兼ねるように像面位相差画素２Ｂの受光領域Ｒの所定の位置まで拡大して形成される。
【００９２】
撮像画素２Ａ間、撮像画素２Ａと像面位相差画素２Ｂとの間および隣接配置された像面位相差画素２Ｂの瞳分割用の遮光膜が形成されない側に設けられる金属膜２２Ｂ１もまた、遮光膜１４Ｃの機能を兼ねるように、それぞれ所定の大きさに形成される。
【００９３】
なお、遮光膜１４としての金属膜２２Ｂ１の各層の積層方向における形成位置、特に、像面位相差画素２Ｂ間の遮光膜１４Ｂとしての金属膜Ｂ１の形成位置は、像面位相差画素２Ｂのオンチップレンズ１１を透過した入射光が集光する深さ位置、即ち、撮像画素２ＡにおけるＳｉ基板２１の表面とほぼ同じ位置になるように形成することが好ましい。
【００９４】
像面位相差画素２Ｂ上の金属膜２２Ｂ１の形成位置が入射光の集光位置よりも高い場合には、入射光の光束の一部が金属膜２２Ｂ１によって遮蔽されてＡＦ特性が低下することとなる。像面位相差画素２Ｂ上の金属膜２２Ｂ１の形成位置が入射光の集光位置よりも低い場合も同様である。
【００９５】
このような配線層２２は、例えば、以下の製造方法を用いて形成する。まず、段差部２０Ａが設けられたＳｉ基板２１上に、例えばＣＶＤ法を用いて、例えばＳｉＯ２膜を形成したのち、エッチング、もしくは研磨によって層間絶縁膜２２Ａ１を形成する。この層間絶縁膜２２Ａ１は、撮像画素２Ａと像面位相差画素２Ｂとの間に設けられた段差部２０Ａに対応する段差を有すると共に、像面位相差画素２Ｂ上のＳｉＯ２膜の高さがＳｉ基板２１と同程度である。
【００９６】
続いて、層間絶縁膜２２Ａ１上に、例えばスパッタリング法や真空蒸着法を用いて、例えばＡ１膜を成膜したのち、フォトリソグラフィやエッチングを用いてパターニングを行い、遮光膜１４を兼ねた金属膜２２Ｂ１を形成する。次に、層間絶縁膜２２Ａ１および金属膜２２Ｂ１上に層間絶縁膜２２Ａ２を形成したのち、同様の方法を用いて金属膜２２Ｂ２を所定の形状に形成する。最後に、層間絶縁膜２２Ａ２および金属膜２２Ｂ２上に層間絶縁膜２２Ａ３を形成することにより、配線層２２が完成する。
【００９７】
なお、ここでは金属膜２２Ｂ１をスパッタリング法あるいは真空蒸着法を用いて成膜したが、これに限らず、例えばメッキ法を用いて成膜しても構わない。図１２は金属膜２２Ｂ１を、メッキ法を用いて形成したイメージセンサ１Ｆの断面構成を表したものである。本実施の形態の配線層２２の金属膜２２Ｂ1を、メッキ法を用いて形成した場合には図１２に示したように像面位相差画素２Ｂ上の金属膜２２Ｂ1の膜厚が厚くなるという特徴を有する。
【００９８】
また、これまで金属膜２２Ｂが２層構造の配線層２２を挙げて説明したが、これに限らず、３層以上の多層配線構造としてもよい。
【００９９】
図１３は、本実施の形態におけるイメージセンサ（イメージセンサ１Ｇ）の他の例を表したものである。このイメージセンサ１Ｇは配線層２２の金属膜２２Ｂを３層構造（２２Ｂ１，２２Ｂ２，２２Ｂ３）としたものであり、第１の実施の形態等の段差部２０Ａを覆う遮光膜１４Ａ，１４Ｃを異なる層の金属膜２２Ｂ１，２２Ｂ２で別々に形成したものである。
【０１００】
このような配線層２２は、例えば、以下の製造方法を用いて形成する。まず、段差部２０Ａが設けられたＳｉ基板２１上に、例えばＣＶＤ法を用いて、例えばＳｉＯ２膜を形成したのち、エッチング、もしくは研磨によって層間絶縁膜２２Ａ１を形成する。続いて、層間絶縁膜２２Ａ１上の所定の位置に、例えばスパッタリング法や真空蒸着法を用いて、例えばＡｌ膜を成膜したのち、フォトリソグラフィやエッチングを用いてパターニングを行い、遮光膜１４を兼ねた金属膜２２Ｂ1を形成する。
【０１０１】
具体的には、段差部２０Ａの側壁２０Ｂを覆う遮光膜１４Ａに対応する位置および隣接配置された像面位相差画素２Ｂ間の瞳分割用の遮光膜１４Ｂおよび通常の遮光膜１４Ｃに対応する位置に金属膜２２Ｂ１を形成する。次に、層間絶縁膜２２Ａ１および金属膜２２Ｂ１上に層間絶縁膜２２Ａ２を形成したのち、同様の方法を用いて金属膜２２Ｂ２を所定の形状に形成する。さらに、層間絶縁膜２２Ａ３および金属膜２２Ｂ３を形成する。最後に、層間絶縁膜２２Ａ２および金属膜２２Ｂ２上に層間絶縁膜２２Ａ４を形成することにより、配線層２２が完成する。
【０１０２】
図１３に示したイメージセンサ１Ｇでは、上述したように第１の実施の形態等における遮光膜１４は、異なる層に設けられた金属膜２２Ｂ１および金属膜２２Ｂ２の２層によって形成されている。このため段差部２０Ａの側壁２０Ｂを覆う遮光膜１４Ａに対応する金属膜２２Ｂ１は、撮像画素２Ａ上に設けられた遮光膜１４Ｃを兼ねた金属膜２２Ｂ２とは切断された形状となっている。
【０１０３】
なお、図１１，１２に示したように、第１の実施の形態等における遮光膜１４を１層の（換言すると、同一工程内で形成される）金属膜２２Ｂ１によって形成した場合には、段差部２０Ａにおける遮光膜１４Ａ，１４Ｃが連続して形成されるため、高い遮光性能が得られる。一方、図１３に示したように遮光膜１４を２層の金属膜２２Ｂ１および金属膜２２Ｂ２によって形成する場合には、配線層２２の各層、層間絶縁膜２２Ａ（２２Ａ１，２２Ａ２，２２Ａ３，２２Ａ４）および金属膜２２Ｂ（２２Ｂ１，２２Ｂ２，２２Ｂ３）を簡易に形成することが可能となる。
【０１０４】
また、本実施の形態における像面位相差画素２Ｂのカラーフィルタ１２は、第１の実施の形態と同様に緑色（Ｇ）または白色（Ｗ）を割り当てることが好ましいが、光量の高い光が入射された場合にはフォトダイオード２３において電荷が飽和しやすくなる。このとき、表面照射型では過剰な電荷はＳｉ基板２１の下方（基板２１側）から排出される。このため、像面位相差画素２Ｂに対応する位置のＳｉ基板２１の下方、具体的にはフォトダイオード２３の下部に、より高濃度のＰ型不純物をドーピングしてオーバーフローバリアを高くするようにしてもよい。
【０１０５】
このように、本開示は裏面照射型のイメージセンサに限らず、表面照射型のイメージセンサにも適用可能であり、表面照射型の場合であっても、上記第１の実施の形態等と同等の効果を得ることができる。
【０１０６】
＜５．第３の実施の形態＞
第３の実施の形態として、裏面照射型イメージセンサであり、第１画素と第２画素との間に段差部を設けると共に、段差部の側壁に第１遮光部を設け、さらにインナーレンズを設けた場合を例に挙げて説明を行う。
【０１０７】
図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、および図８Ｂを参照して説明したように、例えば図３に示した画素２には、撮像画素２Ａにおける入射光は受光面２０Ｓの近傍に、像面位相差画素２Ｂにおける入射光は瞳分割用の遮光膜１４Ｂと同じ深さ位置に集光するように設計されている。これにより、撮像画素２Ａと同様に像面位相差画素２Ｂでも、オンチップレンズ１１を透過した入射光のほぼ全ての光束がフォトダイオード２３に照射されるように構成されている。
【０１０８】
図７Ｂおよび図８Ｂを参照して説明したように、図７Ａおよび図８Ｂの特性図を比較することにより、受光面２０Ｓを撮像画素２Ａよりも深い位置に配置した像面位相差画素２Ｂの方がより受光効率が高い、換言すると瞳強度分布の特性がより先鋭となることがわかる。即ち、本実施の形態のイメージセンサ１の像面位相差画素２Ｂは、比較例であるイメージセンサ１００の像面位相差画素１０２Ｂよりも位相差検出を行う上で、より高精度な位相差検出用の信号を生成することが可能となる。
【０１０９】
また、本実施の形態では、段差部２０Ａの側壁２０Ｂに遮光膜１４Ａを設けることにより、隣接画素間における斜入射光のクロストークによる混色が抑制される。
【０１１０】
しかしながら、像面位相差画素２Ｂの受光面２０Ｓを撮像画素２Ａの受光面２０Ｓよりも深い位置に配置することで、像面位相差画素２Ｂの撮像特性に影響をおよぼす可能性がある。図３を再度参照するに、像面位相差画素２Ｂは、撮像画素２Ａに比べてＳｉ基板２１の掘り込み量が多いため、像面位相差画素２Ｂのフォトダイオード２３は、撮像画素２Ａのフォトダイオード２３よりも小さく構成される。
【０１１１】
このように構成されることで、像面位相差画素２Ｂのフォトダイオード２３は、撮像画素２Ａのフォトダイオード２３よりも飽和電子数が低下してしまうなど、撮像特性が劣化してしまう可能性がある。
【０１１２】
そこで、図１４に示すように、像面位相差画素２Ｂにインナーレンズを設けた構成とする。図１４は、第３の実施の形態における画素２の構成を示す図である。図１４では、説明のため、配線層２２は図示せず、また集光部１０の構成を簡略化して図示してある。
【０１１３】
図１４に示した像面位相差画素２Ｂは、インナーレンズ１７を備える構成とされている。インナーレンズ１７は、オンチップレンズ１１とフォトダイオード２３の間に設けられている。また、インナーレンズ１７は、像面位相差画素２Ｂに設けられ、撮像画素２Ａには設けられない。インナーレンズ１７は、例えば、図５に示したように複数の像面位相差画素２Ｂが連続して設けられているような場合、それら複数の像面位相差画素２Ｂに共通して用いられる構成としても良い。
【０１１４】
このようにインナーレンズ１７を設けることで、図１４に示したように、オンチップレンズ１１で集光された光が、さらに、インナーレンズ１７で集光される構成となる。このような構成とすることで、像面位相差画素２Ｂの受光面２０Ｓを、図３に示したインナーレンズ１７を設けない構成の像面位相差画素２Ｂの受光面２０Ｓに比べて上側（オンチップレンズ１１側）に設けることができる。
【０１１５】
すなわち、像面位相差画素２ＢにおけるＳｉ基板２１の掘り込み量を、図３に示したインナーレンズ１７を設けない構成の像面位相差画素２Ｂよりも少なくすることが可能となる。このことにより、像面位相差画素２Ｂのフォトダイオード２３の大きさを、インナーレンズ１７を設けない像面位相差画素２Ｂのフォトダイオード２３よりも大きくすることが可能となる。
【０１１６】
よって、像面位相差画素２Ｂのフォトダイオードの飽和電子量が低減してしまい撮像特性が劣化してしまうといったことを抑制することができる像面位相差画素２Ｂとすることが可能となる。
【０１１７】
また、インナーレンズ１７を設けた以外は、基本的に、図３に示した像面位相差画素２Ｂと同様の構成のため、図３に示した像面位相差画素２Ｂにより得られる効果は、図１４に示した像面位相差画素２Ｂにおいても得ることが可能である。すなわち例えば、撮像画素２Ａと同様に像面位相差画素２Ｂでも、オンチップレンズ１１を透過した入射光のほぼ全ての光束がフォトダイオード２３に照射されるように構成することが可能であり、より高精度な位相差検出用の信号を生成することが可能となる。
【０１１８】
図１５は、図３に示した像面位相差画素２Ｂに、インナーレンズ１７を設けた場合の画素２の構成を示す図である。
【０１１９】
図１５に示した像面位相差画素２Ｂは、遮光膜１４Ｂの間、換言すれば、段差部２０Ａの部分に、遮光膜１４Ｂの所定の高さまで絶縁膜１５が設けられている。なおここでは、絶縁膜１５が、遮光膜１４Ａの下側と上側に設けられる例を挙げて説明を続けるが、例えば、図３に示した像面位相差画素２Ｂのように、遮光膜１４Ａの下側には、絶縁膜１５が設けられ、上側には、平坦化膜１３が設けられているように構成することも可能である。
【０１２０】
上記したように、絶縁膜１５の材料としては、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）等が挙げられ、平坦化膜１３の材料としては、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）が挙げられる。絶縁膜１５と平坦化膜１３に、同一の材料を用いた場合、図１５に示したように、遮光膜１４Ａの下側と上側には、同一の材料で構成される膜が成膜されることになる。
【０１２１】
このような違いは、製造工程や用いる材料により異なり、ここでは、まず、遮光膜１４Ａの下側と上側には、同一の材料で構成される膜が成膜される例を挙げて説明し、その膜を、絶縁膜１５と称して説明を続ける。
【０１２２】
なおこの場合、機能的には、遮光膜１４Ａの下側の膜は、遮光膜１４を加工する際にＳｉ基板２１の損傷を防ぐための機能を有し、上側の膜は、受光部２０の受光面２０Ｓを平坦化し、インナーレンズ１７の下面を平坦化するための機能を有する。
【０１２３】
遮光膜１４Ｂの間に形成された絶縁膜１５上に、インナーレンズ１７が形成される。インナーレンズ１７の材料としては、例えば、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）などが挙げられる。また例えば、シロキサン系樹脂（屈折率１．７）、あるいはポリイミドなどの高屈折率樹脂でもよい。さらに、上記の樹脂中に、例えば酸化チタン、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化ハフニウムなどの金属酸化物微粒子が含有されており、屈折率が高められているようにしても良い。
【０１２４】
インナーレンズ１７上には、カラーフィルタ１２が形成されている。このように、図１５に示した像面位相差画素２Ｂは、インナーレンズ１７上に、カラーフィルタ１２が形成されているが、図１６に示すように、平坦化有機膜１８を１層設けて、カラーフィルタ１２が形成されるような構成とすることも可能である。
【０１２５】
図１６に示した像面位相差画素２Ｂにおいては、インナーレンズ１７とカラーフィルタ１２との間に、平坦化有機膜１８が形成されている。図１６に示した像面位相差画素２Ｂのように、カラーフィルタ１２の下に、平坦化有機膜１８を設ける構成としても良いし、図１５に示した像面位相差画素２Ｂのように、カラーフィルタ１２の下に、平坦化有機膜１８を設けずに、インナーレンズ１７を直接設ける構成としても良い。
【０１２６】
またインナーレンズ１７の構成は、図１５、図１６に示した曲面形状（上側が凸形状の構造）ではなく、図１７に示すような矩形形状（ボックス型）でも良い。図１７に示したインナーレンズ１７’は、断面が矩形形状である。矩形形状のインナーレンズ１７’は、縮小化された画素においては、光を集光することができるという特徴がある。また、矩形形状のインナーレンズ１７’は、曲面形状のインナーレンズ１７に比べて製造が容易である。
【０１２７】
ここでは、曲面形状のインナーレンズ１７と矩形形状のインナーレンズ１７’ を例に挙げて説明を行ったが、インナーレンズの形状は、これ以外の形状であっても良い。
【０１２８】
またここでは、インナーレンズは、縦方向、換言すれば、カラーフィルタ１２とフォトダイオード２３の間に、１個のインナーレンズが設けられている例を、例に挙げて説明したが、１個のインナーレンズに限らず、複数のインナーレンズが重ねられた状態で設けられる構成としても良い。また複数のインナーレンズが設けられる構成とする場合、異なる形状のインナーレンズが組み合わされて用いられる構成としても良い。
【０１２９】
図１５乃至図１７に示したインナーレンズは、フォトダイオード２３側に設けた例を示したが、図１８に示すように、カラーフィルタ１２側にインナーレンズ１９を設ける構成とすることも可能である。
【０１３０】
図１８に示した像面位相差画素２Ｂの段差部２０Ａには、平坦化有機膜１８’が充填されている。撮像画素２Ａに対して、像面位相差画素２Ｂは、段差部２０Ａの分だけ、Ｓ基板２１が掘り込まれているため、その掘り込みを利用し、平坦化有機膜１８’を形成する際、窪みが形成されるように製造することも可能である。
【０１３１】
例えば、像面位相差画素２Ｂにセルフアラインで凹みを形成し、その凹みの部分に、インナーレンズ１９を形成するようにすることも可能である。形成されるインナーレンズ１９は、図１８に示したように、下側が凸形状（下側が曲面形状）の構造を有するインナーレンズとなる。
【０１３２】
なお、図１８に示した例では、像面位相差画素２Ｂの段差部２０Ａに、平坦化有機膜１８’が充填されている例を示したが、図１５乃至図１７に示した像面位相差画素２Ｂの段差部２０Ａに示したように、絶縁膜１５が充填されている構成や、絶縁膜１５と平坦化有機膜１８が充填されている構成とすることも可能である。
【０１３３】
＜第３の実施の形態における撮像素子の製造について＞
図１４乃至図１８を参照して説明したインナーレンズを備える像面位相差画素２Ｂを含むイメージセンサ１Ａの製造について、図１９乃至図２１を参照して説明する。なおここでは、図１６に示した像面位相差画素２Ｂを含むイメージセンサ１Ａが製造される場合を例に挙げて説明する。
【０１３４】
図１９に示した工程Ｓ１において、裏面照射型固体撮像素子の受光面側に、マスク３１が形成される。このマスク３１は、像面位相差画素２Ｂとされる画素の部分以外に形成される。そして、像面位相差画素２Ｂに該当するＳｉ基板２１がエッチングされる。
【０１３５】
このエッチングには、プラズマエッチングやウェットエッチングを用いることが可能であるが、シリコンのウェットエッチングを行うには、フッ硝酸やアルカリを用いることが好ましく、その場合には酸化膜や窒化膜のハードマスクが用いられるのが好ましい。
【０１３６】
工程Ｓ２において、Ｓｉ基板２１のエッチング後にマスク３１が剥離される。レジストマスクの場合には、アッシングや硫酸過水が用いられ、酸化膜や窒化膜のハードマスクの場合には、フッ酸が用いられる。
【０１３７】
工程Ｓ３において、Ｓｉ基板２１の表面に固定電荷膜２４、絶縁膜１５、遮光膜１４が、それぞれ成膜される。固定電荷膜２４は、反射防止膜としてもよい。反射防止膜（固定電荷膜２４）には、例えば、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）膜、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、もしくはそれらの積層膜を用いることが可能である。
【０１３８】
固定電荷膜２４が成膜された後、絶縁膜１５が成膜される。絶縁膜１５は、固定電荷膜２４と遮光膜１４との間に設けられる層間膜としても機能し、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）等が用いられる。
【０１３９】
絶縁膜１５の成膜方法としてＣＶＤ方式やＡＬＤ方式が用いられるが、像面位相差画素２Ｂの段差部２０Ａの側壁にも成膜するために、サイドカバレッチの良い成膜方法が選択されるのが好ましい。
【０１４０】
絶縁膜１５が成膜された後、遮光膜１４が成膜される。遮光膜１４には、例えばタングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、Ａｌと銅（Ｃｕ）の合金などが用いられる。遮光膜１４の成膜方法としてＰＤＶ方式、ＣＶＤ方式、ＡＬＤ方式などが用いられるが、像面位相差画素２Ｂの段差部２０Ａの側壁にも成膜するために、サイドカバレッチの良い成膜方法が選択されるのが好ましい。
【０１４１】
図２０に示した工程Ｓ５において、不必要な遮光膜１４を除去し、遮光膜１４を加工するためのリソグラフィーが行われる。像面位相差画素２Ｂ部には段差部２０Ａが存在するので、段差部２０Ａの底面と上面の両方にフォーカスが合わせられる露光方法が用いられるのが好ましい。
【０１４２】
工程Ｓ５において、ドライエッチングで遮光膜１４が加工される。その加工は、例えば、ドライエッチング後に、アッシングでレジスト剥離が行われることで、遮光膜１４Ａ、遮光膜１４Ｂ，遮光膜１４Ｃが形成される。
【０１４３】
工程Ｓ６において、絶縁膜１５の一部が成膜される。既に成膜されている絶縁膜１５上に、像面位相差画素２Ｂの段差部２０Ａ内を充填し、インナーレンズを平坦化された膜上に設けるための絶縁膜１５が成膜される。
【０１４４】
工程Ｓ６における絶縁膜１５の成膜は、次工程である工程Ｓ７において、像面位相差画素２Ｂの段差部２０Ａを平坦化することが好ましいため、ＨＤＰ(High Density Plasma)方式が用いられて成膜されるのが好ましい。
【０１４５】
工程Ｓ６において成膜される絶縁膜１５は、図２０に示したように、像面位相差画素２Ｂの部分で、段差部２０Ａがあるため、像面位相差画素２Ｂの部分で窪みが生じるような形状で成膜される。
【０１４６】
工程Ｓ７において、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）を用いて、酸化膜の平坦化が行われる。図２０に示したように、遮光膜１４Ｃの上面の部分まで研磨されることで、平坦化が行われる。
【０１４７】
工程Ｓ８において、像面位相差画素２Ｂの段差部２０Ａ以外がレジストマスク３３で覆われ、ドライエッチングによるエッチバックが行われることで、像面位相差画素２Ｂの段差部２０Ａに集光構造を形成するスペース（インナーレンズを形成するスペース）が確保される。
【０１４８】
工程Ｓ６乃至Ｓ８において、図１８に示したように、平坦化有機膜１８’が段差部２０Ａに充填されるような構成とした場合、まず工程Ｓ６において、平坦化有機膜１８’が成膜される。平坦化有機膜１８’を成膜する場合も、上記した絶縁膜１５の成膜と同じ方法で、成膜することができる。
【０１４９】
また、平坦化有機膜１８’を成膜する場合も、図２０に示したように、像面位相差画素２Ｂの部分で、段差部２０Ａがあるため、像面位相差画素２Ｂの部分で窪みが生じるような形状で成膜される。この窪みを利用して、インナーレンズ１９（図１８）を形成することが可能である。
【０１５０】
すなわち、例えば、工程Ｓ６において、平坦化有機膜１８’を成膜するとき、窪みが所定の深さで形成されるようにし、工程Ｓ７において研磨を行うとき、インナーレンズ１９（図１８）を形成するスペースを残した状態で研磨を行えば、インナーレンズ１９を形成するスペースを形成することができる。この場合、工程Ｓ８を省略することも可能となる。
【０１５１】
また、工程Ｓ８において、このようなインナーレンズ１９を形成する窪みを形成するようにすることも可能である。インナーレンズ１９を形成するための窪みの位置、大きさ、曲率、深さ等は、レジストマスクの開口、エッチング時間等により任意に制御することができる。
【０１５２】
図２０を参照した製造に関する説明に戻り、工程Ｓ８において、インナーレンズを形成するスペースが作成されると、図２１に示した工程Ｓ９に処理は進められる。
【０１５３】
工程Ｓ９において、屈折率の高い材料、例えば、シリコン窒化（SiN）膜３４が成膜される。この成膜されるシリコン窒化膜３４は、インナーレンズの材料とされる。ここでは、シリコン窒化膜３４を例に挙げたが、形成されるインナーレンズに合った材料の膜が、工程Ｓ９において成膜される。
【０１５４】
工程Ｓ１０において、像面位相差画素２Ｂの段差部２０Ａにインナーレンズのリソグラフィーが行われる。作成したいインナーレンズの形状にあったマスク３５が形成される。
【０１５５】
工程Ｓ１１において、ドライエッチングが行われることで、像面位相差画素２Ｂの段差部２０Ａにインナーレンズ１７が形成される。
【０１５６】
工程Ｓ１０において、マスク３５を、図２１に示したような曲面形状とした場合、図１５や図１６に示した曲面形状のインナーレンズ１７が形成される。工程Ｓ１０において、マスク３５を、図示はしないが、矩形形状とした場合、図１７に示した矩形形状のインナーレンズ１７’が形成される。
【０１５７】
このように、形成されるインナーレンズの形状に合ったマスク３５が形成され、エッチングが行われることで、曲面形状や矩形形状のインナーレンズが形成される。
【０１５８】
工程Ｓ１２において、形成されたインナーレンズ１７や絶縁膜１５上に、カラーフィルタ１２が形成され、その上にオンチップレンズ１１が形成される。このようにして、図１５に示した像面位相差画素２Ｂを含むイメージセンサ１Ａが形成される。
【０１５９】
図１６または図１７に示した像面位相差画素２Ｂを含むイメージセンサ１Ａを形成する場合、工程Ｓ１２において、インナーレンズ１７（またはインナーレンズ１７’）上に、平坦化有機膜１８が成膜された後、カラーフィルタ１２が成膜され、オンチップレンズ１１が形成される。
【０１６０】
このようにして、インナーレンズを含む構成の像面位相差画素２Ｂを含むイメージセンサ１Ａを製造することができる。
【０１６１】
このような像面位相差画素２Ｂに、インナーレンズを設ける構成とすることで、像面位相差画素２Ｂの焦点検出精度を損なうことなく、像面位相差画素２Ｂの飽和電子量の低減等の撮像特性の劣化を抑制することができる。
【０１６２】
また、像面位相差画素２Ｂを撮像用の画素としても用いるようにした場合、撮像画素２Ａと比較して撮像特性の差分が少なく、画像の補正が簡単にできるイメージセンサ１Ａとすることが可能となる。
【０１６３】
＜６．適用例＞
以下、上記第１，第２，第３の実施の形態において説明したイメージセンサ１の適用例について説明する。上記実施の形態におけるイメージセンサ１はいずれも、様々な分野における電子機器に適用可能である。ここでは、その一例として、撮像装置（カメラ）、内視鏡カメラ、ビジョンチップ（人工網膜）について説明する。
【０１６４】
（適用例１）
図２２は、撮像装置（撮像装置３００）の全体構成を表した機能ブロック図である。撮像装置３００は、例えばデジタルスチルカメラまたはデジタルビデオカメラであり、光学系３１０と、シャッタ装置３２０と、イメージセンサ１（例えば、イメージセンサ１Ａ）と、信号処理回路３３０（画像処理回路３４０，ＡＦ処理回路３５０）と、駆動回路３６０と、制御部３７０とを備えている。
【０１６５】
光学系３１０は、被写体からの像光（入射光）をイメージセンサ１の撮像面上に結像させる１または複数の撮像レンズを含むものである。シャッタ装置３２０は、イメージセンサ１への光照射期間（露光期間）および遮光期間を制御するものである。駆動回路３６０は、シャッタ装置３２０の開閉駆動を行うと共に、イメージセンサ１における露光動作および信号読み出し動作を駆動するものである。
【０１６６】
信号処理回路３３０は、イメージセンサ１からの出力信号（ＳＧ１，ＳＧ２）に対して、所定の信号処理、例えばデモザイク処理やホワイトバランス調整処理等の各種補正処理を施すものである。制御部３７０は、例えばマイクロコンピュータから構成され、駆動回路３６０におけるシャッタ駆動動作およびイメージセンサ駆動動作を制御すると共に、信号処理回路３３０における信号処理動作を制御するものである。
【０１６７】
この撮像装置３００では、入射光が、光学系３１０、シャッタ装置３２０を介してイメージセンサ１において受光されると、イメージセンサ１では、その受光量に基づく信号電荷が蓄積される。駆動回路３６０により、イメージセンサ１の各画素２に蓄積された信号電荷が読み出し（撮像画素２Ａから得られた電気信号ＳＧ１および像面位相差画素２Ｂから得られた電気信号ＳＧ２）がなされ、読み出された電気信号ＳＧ１，ＳＧ２は信号処理回路３３０の画像処理回路３４０およびＡＦ処理回路３５０へ出力される。
【０１６８】
イメージセンサ１から出力された出力信号は、信号処理回路３３０において所定の信号処理が施され、映像信号Ｄoutとして外部（モニタ等）へ出力されるが、あるいは、図示しないメモリ等の記憶部（記憶媒体）に保持される。
【０１６９】
（適用例２）
図２３は、適用例２に係る内視鏡カメラ（カプセル型内視鏡カメラ４００Ａ）の全体構成を表す機能ブロック図である。カプセル型内視鏡カメラ４００Ａは、光学系４１０と、シャッタ装置４２０と、イメージセンサ１と、駆動回路４４０と、信号処理回路４３０と、データ送信部４５０と、駆動用バッテリー４６０と、姿勢（方向、角度）感知用のジャイロ回路４７０とを備えている。
【０１７０】
これらのうち、光学系４１０、シャッタ装置４２０、駆動回路４４０および信号処理回路４３０は、上記撮像装置３００において説明した光学系３１０、シャッタ装置３２０、駆動回路３６０および信号処理回路３３０と同様の機能を有している。但し、光学系４１０は、４次元空間における複数の方位（例えば全方位）での撮影が可能となっていることが望ましく、１つまたは複数のレンズにより構成されている。但し、本例では、信号処理回路４３０における信号処理後の映像信号Ｄ１およびジャイロ回路４７０から出力された姿勢感知信号Ｄ２は、データ送信部４５０を通じて無線通信により外部の機器へ送信されるようになっている。
【０１７１】
なお、上記実施の形態におけるイメージセンサを適用可能な内視鏡カメラとしては、上記のようなカプセル型のものに限らず、例えば図２４に示したような挿入型の内視鏡カメラ（挿入型内視鏡カメラ４００Ｂ）であってもよい。
【０１７２】
挿入型内視鏡カメラ４００Ｂは、上記カプセル型内視鏡カメラ４００Ａにおける一部の構成と同様、光学系４１０、シャッタ装置４２０、イメージセンサ１、駆動回路４４０、信号処理回路４３０およびデータ送信部４５０を備えている。但し、この挿入型内視鏡カメラ４００Ｂは、さらに、装置内部に格納可能なアーム４８０ａと、このアーム４８０ａを駆動する駆動部４８０とが付設されている。このような挿入型内視鏡カメラ４００Ｂは、駆動部４８０へアーム制御信号ＣＴＬを伝送するための配線４９０Ａと、撮影画像に基づく映像信号Ｄoutを伝送するための配線４９０Ｂとを有するケーブル４９０に接続されている。
【０１７３】
（適用例３）
図２５は、適用例３に係るビジョンチップ（ビジョンチップ５００）の全体構成を表す機能ブロック図である。ビジョンチップ５００は、眼の眼球Ｅ１の奥側の壁（視覚神経を有する網膜Ｅ２）の一部に、埋め込まれて使用される人口網膜である。このビジョンチップ５００は、例えば網膜Ｅ２における神経節細胞Ｃ１、水平細胞Ｃ２および視細胞Ｃ３のうちのいずれかの一部に埋設されており、例えばイメージセンサ１と、信号処理回路５１０と、刺激電極部５２０とを備えている。
【０１７４】
これにより、眼への入射光に基づく電気信号をイメージセンサ１において取得し、その電気信号を信号処理回路５１０において処理することにより、刺激電極部５２０へ所定の制御信号を供給する。刺激電極部５２０は、入力された制御信号に応じて視覚神経に刺激（電気信号）を与える機能を有するものである。
【０１７５】
以上、第１，第２，第３の実施の形態を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。オンチップレンズと受光部との間に他の光学機能層を備えてもよい。また、オンチップレンズ１１の下方、具体的にはオンチップレンズ１１と受光部２０との間にさらにレンズ（所謂、インナーレンズ）を形成した多重レンズ構造としてもよい。
【０１７６】
なお、本技術は以下のような構成をとることも可能である。
（１）
それぞれが、光電変換素子を含む受光部と入射光を前記受光部に向けて集光する集光部とを有すると共に、互いに隣接する第１画素および第２画素を備え、前記第１画素および前記第２画素は、前記受光部の受光面に段差部を有し、前記段差部の壁面の少なくとも一部は第１遮光部によって覆われている
撮像素子。
（２）
前記集光部は光学機能層としてレンズを含み、前記第１画素および前記第２画素の前記レンズは同一形状を有する、
前記（１）に記載の撮像素子。
（３）
前記第１画素および前記第２画素それぞれの各受光部に対向して前記レンズを有する、
前記（２）に記載の撮像素子。
（４）
前記段差部の壁面は垂直である、
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の撮像素子。
（５）
前記第２画素は前記受光部と前記集光部との間に、前記受光面の一部を遮蔽する第２遮光部を有する、
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の撮像素子。
（６）
前記第１画素および前記第２画素は隣り合う画素間に第３遮光部を有する、
前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の撮像素子。
（７）
前記第１遮光部、前記第２遮光部および前記第３遮光部は同一材料によって形成されている、
前記（６）に記載の撮像素子。
（８）
前記第１画素における入射光は、前記受光部の前記受光面近傍に集光する、
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の撮像素子。
（９）
前記第２画素における入射光は前記第２遮光部と同じ深さ位置に集光する、
前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の撮像素子。
（１０）
前記段差部は有機膜によって埋設されている、
前記（１）乃至（９）のいずれかに記載の撮像素子。
（１１）
前記有機膜の材料はポリイミド樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂である、
前記（１０）に記載の撮像素子。
（１２）
前記第１画素および前記第２画素は前記受光部と前記集光部との間に、固定電荷膜を有する、
前記（１）乃至（１１）のいずれかに記載の撮像素子。
（１３）
前記第１画素および前記第２画素は隣り合う画素間に溝を有し、前記溝は壁面および底面に沿って前記固定電荷膜が設けられている、
前記（１）乃至（１２）のいずれかに記載の撮像素子。
（１４）
前記溝には絶縁材料が埋設されている、
前記（１３）に記載の撮像素子。
（１５）
前記溝には絶縁材料と前記第１遮光部、第２遮光部または第３遮光部とが埋設されている、
前記（１３）に記載の撮像素子。
（１６）
前記集光部と前記受光部との間に配線層を含む駆動部を有し、前記配線層が前記第１遮光部、前記第２遮光部および前記第３遮光部を兼ねている、
前記（１）乃至（１５）のいずれかに記載の撮像素子。
（１７）
前記集光部は赤色、緑色、青色または白色のカラーフィルタを含み、前記第２画素の前記集光部は緑色または白色のカラーフィルタを有する、
前記（１）乃至（１６）のいずれかに記載の撮像素子。
（１８）
前記段差部に、インナーレンズを備える、
前記（１）乃至（１７）のいずれかに記載の撮像素子。
（１９）
前記インナーレンズは、上側または下側に凸構造のインナーレンズであるか、矩形形状のインナーレンズである、
前記（１８）に記載の撮像素子。
（２０）
撮像素子を含み、
前記撮像素子は、それぞれが、光電変換素子を含む受光部と入射光を前記受光部に向けて集光する集光部とを有すると共に、互いに隣接する第１画素および第２画素を備え、前記第１画素および前記第２画素は、前記受光部の受光面に段差部を有し、前記段差部の壁面の少なくとも一部は第１遮光部によって覆われている
撮像装置。
【０１７７】
本出願は、日本国特許庁において２０１３年３月２９日に出願された日本特許出願番号２０１３−７３０５４号および２０１４年３月１２日に出願された日本特許出願番号２０１４−４９０４９号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
【０１７８】
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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2014157579.tif 000031
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