(57)【要約】  本技術は、混色の発生を抑制することができるようにする固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器に関する。固体撮像装置は、画素領域に配列された複数の画素を備え、画素は、光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、少なくとも第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁とを有し、少なくともいずれか１つの画素の第１の光学フィルタ層および第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される。本技術は、可視光用画素を備えるCMOSイメージセンサに適用することができる。
2018043654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素領域に配列された複数の画素
を備え、
前記画素は、
光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、
前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、
少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁と
を有し、
少なくともいずれか１つの前記画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される
固体撮像装置。
【請求項２】
前記赤外線カットフィルタは、有機または無機の色材が添加された有機材料で形成される
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記赤外線カットフィルタは、700nm以上の波長域で透過率が20％以下となる分光特性を有する
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記赤外線カットフィルタの分光特性は、700nm以上の波長域に吸収極大波長を有する
請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記赤外線カットフィルタは、前記画素領域以外の領域にも形成される
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記分離壁は、金属膜およびSi酸化膜の少なくともいずれかにより形成される
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記分離壁は、前記カラーフィルタと同等またはそれ以下の屈折率を有する有機樹脂で形成される
請求項６に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記分離壁は、フィラーを含有した有機樹脂で形成される
請求項６に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記分離壁の高さは、少なくとも100nm以上とされる
請求項６に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記画素は、前記光電変換部を画素毎に分離する他の分離壁をさらに有する
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記他の分離壁は、前記分離壁と一体となって形成される
請求項１０に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
複数の前記画素として、可視光用画素のみを備える
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
複数の前記画素として、可視光用画素と、赤外光用画素とを備え、
前記可視光用画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１４】
前記赤外光用画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層は、いずれも赤外光を透過するカラーフィルタにより構成される
請求項１３に記載の固体撮像装置。
【請求項１５】
前記赤外光用画素における２層の前記カラーフィルタは、400乃至700nmの波長域で透過率が20％以下となり、700nm以上の波長域で透過率が80％となる分光特性を有する
請求項１４に記載の固体撮像装置。
【請求項１６】
前記第１の光学フィルタ層と前記第２の光学フィルタ層とは、同一種類のカラーフィルタとされる
請求項１５に記載の固体撮像装置。
【請求項１７】
前記第１の光学フィルタ層と前記第２の光学フィルタ層とは、異なる種類のカラーフィルタとされる
請求項１５に記載の固体撮像装置。
【請求項１８】
画素領域に配列された複数の画素
を備え、
前記画素が、
光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、
前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、
少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁と
を有する固体撮像装置の製造方法において、
前記分離壁を形成することと、
前記第１の光学フィルタ層を形成することと、
前記第２の光学フィルタ層を形成することと
を含み、
少なくともいずれか１つの前記画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される
固体撮像装置の製造方法。
【請求項１９】
画素領域に配列された複数の画素
を備え、
前記画素は、
光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、
前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、
少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁と
を有し、
少なくともいずれか１つの前記画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される固体撮像装置
を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器に関し、特に、混色の発生を抑制することができるようにする固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可視光を用いた撮像と赤外光を用いた撮像とを行う固体撮像装置が知られている。【０００３】
このような固体撮像装置において、赤外光用画素は、例えばＲ（赤）とＢ（青）のカラーフィルタを重ねることで形成されるようにすることができる。この場合、全ての画素（可視光用画素および赤外光用画素）が、波長700nm以上の赤外光領域において同程度の透過率を有することになる。その結果、可視光用画素と赤外光用画素との間で混色が発生し、色分離やS/Nが悪化する。【０００４】
これに対して、例えば特許文献１には、可視光用画素のカラーフィルタの下に赤外線カットフィルタを形成することが開示されている。この赤外線カットフィルタは、高屈折率の物質と低屈折率の物質とが交互に積層されてなる多層干渉膜により形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１５８９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の赤外線カットフィルタでは、赤外光の透過分布が入射角度に依存したり、工程数が増えプロセスの難易度が高くなってしまう。【０００７】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、赤外光の透過分布が入射角度に依存したり、工程数が増えプロセスの難易度が高くなることなく、画素同士の間の混色の発生を抑制するようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本技術の固体撮像装置は、画素領域に配列された複数の画素を備え、前記画素は、光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁とを有し、少なくともいずれか１つの前記画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される。【０００９】
本技術の固体撮像装置の製造方法は、画素領域に配列された複数の画素を備え、前記画素が、光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁とを有する固体撮像装置の製造方法において、前記分離壁を形成することと、前記第１の光学フィルタ層を形成することと、前記第２の光学フィルタ層を形成することとを含み、少なくともいずれか１つの前記画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される。【００１０】
本技術の電子機器は、画素領域に配列された複数の画素を備え、前記画素は、光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁とを有し、少なくともいずれか１つの前記画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される固体撮像装置を備える。【００１１】
本技術においては、画素領域に配列された複数の画素が設けられ、画素に、光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁とが設けられ、少なくともいずれか１つの画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される。
【発明の効果】
【００１２】
本技術によれば、画素同士の間の混色の発生を抑制することが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来の固体撮像装置における画素の構成例を示す断面図である。
【図２】可視光用画素および赤外光用画素の分光特性を示す図である。
【図３】本技術の固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】本技術の第1の実施の形態に係る固体撮像装置における画素の構成例を示す断面図である。
【図５】光学フィルタ層の平面配列の例を示す図である。
【図６】光学フィルタ層の平面配列の他の例を示す図である。
【図７】赤外線カットフィルタの色材の一例を示す図である。
【図８】赤外線カットフィルタの分光特性の例を示す図である。
【図９】画素形成処理について説明するフローチャートである。
【図１０】画素形成の工程について説明する図である。
【図１１】画素形成の工程について説明する図である。
【図１２】画素形成の工程について説明する図である。
【図１３】可視光用画素および赤外光用画素の分光特性を示す図である。
【図１４】赤外線カットフィルタの分光特性の他の例を示す図である。
【図１５】赤外線カットフィルタの分光特性のさらに他の例を示す図である。
【図１６】デュアルバンドパスフィルタの分光特性の例を示す図である。
【図１７】固体撮像装置全体の構成例を示す断面図である。
【図１８】画素の他の構成例を示す断面図である。
【図１９】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図２０】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図２１】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図２２】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図２３】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図２４】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図２５】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図２６】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図２７】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図２８】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図２９】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図３０】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図３１】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図３２】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図３３】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図３４】画像処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図３５】本技術の第２の実施の形態に係る固体撮像装置における画素の構成例を示す断面図である。
【図３６】光学フィルタ層の平面配列の例を示す図である。
【図３７】画素形成処理について説明するフローチャートである。
【図３８】画素形成の工程について説明する図である。
【図３９】固体撮像装置全体の構成例を示す断面図である。
【図４０】画素の他の構成例を示す断面図である。
【図４１】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図４２】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図４３】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図４４】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図４５】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図４６】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図４７】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図４８】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図４９】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図５０】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図５１】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図５２】画素のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図５３】本技術を適用した表面照射型の固体撮像装置の構成例を示す断面図である。
【図５４】表面照射型の固体撮像装置の他の構成例を示す断面図である。
【図５５】本技術を適用した裏面照射型の固体撮像装置の構成例を示す断面図である。
【図５６】本技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の構成例の概要を示す図である。
【図５７】積層型の固体撮像装置の第１の構成例を示す断面図である。
【図５８】積層型の固体撮像装置の第２の構成例を示す断面図である。
【図５９】積層型の固体撮像装置の第３の構成例を示す断面図である。
【図６０】本技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の他の構成例を示す断面図である。
【図６１】本技術を適用し得る複数の画素を共有する固体撮像装置の第１の構成例を示す平面図である。
【図６２】本技術を適用し得る複数の画素を共有する固体撮像装置の第１の構成例を示す断面図である。
【図６３】４画素共有の共有画素単位の等価回路の例を示す図である。
【図６４】本技術を適用し得る複数の画素を共有する固体撮像装置の第２の構成例を示す平面図である。
【図６５】本技術の電子機器の構成例を示すブロック図である。
【図６６】イメージセンサを使用する使用例を示す図である。
【図６７】内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【図６８】カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図６９】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７０】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】
【００１４】
以下、本技術の実施の形態について図を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、以下の順序で説明を行う。
１．従来の固体撮像装置の構成
２．本技術の固体撮像装置の構成例
３．第１の実施の形態（可視光用画素と赤外光用画素とを備える固体撮像装置）
４．第２の実施の形態（可視光用画素のみを備える固体撮像装置）
５．本技術の適用例
６．電子機器の構成例
７．イメージセンサの使用例
８．内視鏡手術システムへの応用例
９．移動体への応用例
【００１５】
＜１．従来の固体撮像装置の構成＞
図１は、可視光用画素と赤外光用画素と備える従来の固体撮像装置における画素の構成例を示す断面図である。図１の固体撮像装置は、例えば、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサとして構成される。
【００１６】
図１においては、可視光用画素１１および赤外光用画素１２の断面図が示されている。可視光用画素１１は、例えば、Ｒ（赤）画素、Ｇ（緑）画素、およびＢ（青）画素の３種類の画素として構成される。
【００１７】
可視光用画素１１においては、半導体基板２１に、入射した光を受光し光電変換を行うフォトダイオード（PD）からなる光電変換部２２が形成される。半導体基板２１の上層には、SiOなどからなる図示せぬ絶縁層や、CuやAlからなる図示せぬ配線層などが形成される。その上には、可視光用画素１１それぞれに応じた分光特性を有するカラーフィルタ２３が形成される。カラーフィルタ２３の上には、マイクロレンズ２４が形成される。
【００１８】
一方、赤外光用画素１２においても、可視光用画素１１と同様に、半導体基板２１、光電変換部２２、図示せぬ絶縁層や配線層、カラーフィルタ２３、およびマイクロレンズ２４が形成される。さらに、赤外光用画素１２においては、カラーフィルタ２３とマイクロレンズ２４との間に、カラーフィルタ２５が形成される。
【００１９】
このように、赤外光用画素１２は、例えばＲとＢの２層のカラーフィルタを重ねることで形成される。
【００２０】
しかしながら、このような構成では、図２に示されるように、全ての画素（Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、および赤外光用画素（IR画素））が、波長700nm以上の赤外光領域において同程度の透過率を有することになる。その結果、可視光用画素と赤外光用画素との間で混色が発生し、色分離やS/Nが悪化する。
【００２１】
そこで、以下においては、可視光用画素と赤外光用画素との間での混色の発生を抑制するようにした固体撮像装置の構成について説明する。
【００２２】
＜２．本技術の固体撮像装置の構成例＞
図３は、本技術の固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【００２３】
固体撮像装置３１は、CMOSイメージセンサとして構成される。固体撮像装置３１は、図示せぬ半導体基板（例えばSi基板）に複数の画素３２が規則的に２次元アレイ状に配列された画素領域（画素アレイ）３３と、周辺回路部とを有する。
【００２４】
画素３２は、光電変換部（例えばフォトダイオード）と、複数の画素トランジスタ（MOSトランジスタ）を有する。複数の画素トランジスタは、例えば、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、および増幅トランジスタの３つのトランジスタで構成することができる。また、複数の画素トランジスタは、選択トランジスタを追加して４つのトランジスタで構成することもできる。なお、単位画素の等価回路は一般的なものと同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００２５】
また、画素３２は、１つの単位画素として構成することもできるし、共有画素構造とすることもできる。この画素共有構造は、複数のフォトダイオードが、フローティングディフュージョン、および転送トランジスタ以外の他のトランジスタを共有する構造である。
【００２６】
周辺回路部は、垂直駆動回路３４、カラム信号処理回路３５、水平駆動回路３６、出力回路３７、および制御回路３８を有する。
【００２７】
制御回路３８は、入力クロックと、動作モード等を指令するデータを受け取り、また固体撮像装置３１の内部情報等のデータを出力する。また、制御回路３８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３４、カラム信号処理回路３５および水平駆動回路３６等の動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、制御回路３８は、これらの信号を垂直駆動回路３４、カラム信号処理回路３５、および水平駆動回路３６などに入力する。
【００２８】
垂直駆動回路３４は、例えばシフトレジスタによって構成される。垂直駆動回路３４は、画素駆動配線を選択し、選択された画素駆動配線に画素を駆動するためのパルスを供給し、行単位で画素を駆動する。すなわち、垂直駆動回路３４は、画素領域３３の各画素３２を行単位で順次垂直方向に選択走査する。そして、垂直駆動回路３４は、垂直信号線３９を通して各画素３２の光電変換部において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、カラム信号処理回路３５に供給する。
【００２９】
カラム信号処理回路３５は、例えば画素３２の列毎に配置される。カラム信号処理回路３５は、１行分の画素３２から出力される信号に対して画素列毎に、ノイズ除去などの信号処理を行う。具体的には、カラム信号処理回路３５は、画素３２固有の固定パターンノイズを除去するためのCDS（Correlated Double Sampling）や、信号増幅、A/D(Analog/Digital)変換等の信号処理を行う。カラム信号処理回路３５の出力段には、水平選択スイッチ（図示せず）が水平信号線４０との間に接続されて設けられる。
【００３０】
水平駆動回路３６は、例えばシフトレジスタによって構成される。水平駆動回路３６は、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３５それぞれを順番に選択し、カラム信号処理回路３５それぞれからの画素信号を水平信号線４０に出力させる。
【００３１】
出力回路３７は、カラム信号処理回路３５の各々から水平信号線４０を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。出力回路３７は、例えば、バッファリングだけ行う場合もあるし、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理等を行う場合もある。
【００３２】
入出力端子４１は、外部と信号のやりとりをする。
【００３３】
＜３．第１の実施の形態＞
本技術の第１の実施の形態に係る固体撮像装置３１においては、画素領域３３に配列された複数の画素３２として、可視光用画素と赤外光用画素とが設けられる。
【００３４】
図４は、本技術の第１の実施の形態に係る固体撮像装置３１における画素の構成例を示す断面図である。図４においては、固体撮像装置３１における可視光用画素５１および赤外光用画素５２の断面図が示されている。可視光用画素５１は、例えば、Ｒ画素、Ｇ画素、およびＢ画素の３種類の画素として構成される。
【００３５】
可視光用画素５１においては、半導体基板６１に、入射した光を受光し光電変換を行うフォトダイオード（PD）からなる光電変換部６２が形成される。半導体基板６１の上層には、SiOなどからなる図示せぬ絶縁層や、CuやAlからなる図示せぬ配線層などが形成される。その上には、第１の光学フィルタ層として、赤外線カットフィルタ６３が形成される。赤外線カットフィルタ６３の上には、第２の光学フィルタ層として、可視光用画素５１それぞれに応じた分光特性を有するカラーフィルタ６６が形成される。カラーフィルタ６６の上には、マイクロレンズ６７が形成される。
【００３６】
赤外光用画素５２においては、半導体基板６１に、光電変換部６２が形成される。半導体基板６１の上層には、図示せぬ絶縁層や配線層などが形成され、その上には、第１の光学フィルタ層として、例えばＢ（青）のカラーフィルタ６４が形成される。カラーフィルタ６４の上には、第２の光学フィルタ層として、例えばＲ（赤）のカラーフィルタ６６が形成される。カラーフィルタ６６の上には、マイクロレンズ６７が形成される。カラーフィルタ６４およびカラーフィルタ６６は、いずれも赤外光を透過するカラーフィルタにより構成され、２層のカラーフィルタの組み合わせにより可視光領域の光の透過率を低くすることができる。
【００３７】
また、各画素（可視光用画素５１および赤外光用画素５２）は、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁６５を有している。分離壁６５は、ＷやAlなどからなる金属膜６５ａと、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜６５ｂとで形成される。図４の例では、分離壁６５の高さは、第１の光学フィルタ層（赤外線カットフィルタ６３またはカラーフィルタ６４）と同じ高さとされる。
【００３８】
ここで、画素の平面配列について説明する。
【００３９】
図５は、可視光用画素５１および赤外光用画素５２の第１および第２の光学フィルタ層の平面配列の例を示す図である。
【００４０】
図５の下段には、可視光用画素５１および赤外光用画素５２の第１の光学フィルタ層の配列が示されており、図５の上段には、可視光用画素５１および赤外光用画素５２の第２の光学フィルタ層の配列が示されている。
【００４１】
第２の光学フィルタ層の配列からわかるように、図５の例では、ベイヤ配列におけるＧ画素のうちの１つが赤外光用画素（IR画素）に置き換わっている。なお、図５の下段において、IR画素以外の第１の光学フィルタ層は、赤外線カットフィルタであり、図５の上段において、IR画素以外の第２の光学フィルタ層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各画素のカラーフィルタである。
【００４２】
図６は、可視光用画素５１および赤外光用画素５２の第１および第２の光学フィルタ層の平面配列の他の例を示す図である。
【００４３】
図５の例と同様、図６の下段には、可視光用画素５１および赤外光用画素５２の第１の光学フィルタ層の配列が示されており、図６の上段には、可視光用画素５１および赤外光用画素５２の第２の光学フィルタ層の配列が示されている。
【００４４】
図６の例では、Ｇ画素が市松模様状に配列され、残りの領域に、Ｇ画素、Ｂ画素、および赤外光用画素（IR画素）が規則的に配列されている。
【００４５】
図６の平面配列によれば、図５の平面配列と比較して、解像性を高めることができる。
【００４６】
また、可視光用画素５１の赤外線カットフィルタ６３は、有機の色材として、近赤外線吸収性色素が添加された有機材料で形成される。近赤外線吸収性色素としては、例えば、ピロロピロール色素、銅化合物、シアニン系色素、フタロシアニン系化合物、イモニウム系化合物、チオール錯体系化合物、遷移金属酸化物系化合物、スクアリリウム系色素、ナフタロシアニン系色素、クオタリレン系色素、ジチオール金属錯体系色素、クロコニウム化合物などが用いられる。本実施の形態においては、図７の化学式に示されるピロロピロール色素を用いることが好ましい。
【００４７】
図７において、Ｒ１ａ，Ｒ１ｂは、各々独立にアルキル基、アリール基、またはヘテロアリール基を表す。Ｒ２，Ｒ３は、各々独立に水素原子または置換基を表し、少なくとも一方は電子吸引性基である。Ｒ２，Ｒ３は、互いに結合して環を形成してもよい。Ｒ４は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、置換ホウ素、または金属原子を表し、Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ３の少なくとも１種と、共有結合または配位結合していてもよい。
【００４８】
図８は、赤外線カットフィルタ６３の分光特性の例を示す図である。
【００４９】
図８に示されるように、赤外線カットフィルタ６３は、700nm以上の波長域で透過率が20％以下となる分光特性を有し、特に、850nm近傍の波長域に吸収極大波長を有する。
【００５０】
なお、可視光用画素５１の赤外線カットフィルタ６３は、有機の色材ではなく、無機の色材が添加された有機材料で形成されるようにしてもよい。
【００５１】
（画素形成の流れについて）
次に、図９乃至図１２を参照して、本実施の形態の画素形成の流れについて説明する。図９は、画素形成処理について説明するフローチャートであり、図１０乃至図１２は、画素形成の工程を示す断面図である。
【００５２】
以下においては、半導体基板６１に光電変換部６２が形成された後の処理について説明する。
【００５３】
ステップＳ１１において、図１０上段に示されるように、半導体基板６１の上に、金属膜６５ａ'およびSi酸化膜６５ｂ'が成膜される。
【００５４】
ステップＳ１２において、分離壁６５が形成される。具体的には、図１０上段に示されるように、分離壁６５が形成される領域にフォトレジスト７１が塗布され、フォトリソグラフィにより露光、現像され、さらにドライエッチングされることによって、図１０中段に示されるように、分離壁６５が形成される。
【００５５】
このとき、半導体基板６１および分離壁６５の表面に、Si酸化膜がさらに成膜されるようにしてもよい。
【００５６】
ステップＳ１３において、赤外線カットフィルタ材６３'が、スピンコートによりコーティングされる。これにより、図１０下段に示されるように、分離壁６５に囲まれる領域に、赤外線カットフィルタ材６３'が成膜される（埋め込まれる）。
【００５７】
ステップＳ１４において、可視光用画素５１の第１の光学フィルタ層として、赤外線カットフィルタ６３が形成される。例えば、赤外線カットフィルタ材６３'がフォトリソグラフィ性能を有していない場合には、赤外線カットフィルタ材６３'上にフォトレジスト７２が塗布され、図１１上段に示されるように、赤外光用画素５２の領域からフォトレジスト７２が除去される。加えて、ドライエッチングが行われることにより赤外光用画素５２の領域から、赤外線カットフィルタ材６３'が除去される。また、赤外線カットフィルタ材６３'がフォトリソグラフィ性能を有している場合には、赤外線カットフィルタ材６３'上にフォトレジスト７２は塗布されず、赤外線カットフィルタ材６３'が直接露光、現像されることにより、赤外光用画素５２の領域から、赤外線カットフィルタ材６３'が除去される。これにより、図１１中段に示されるように、可視光用画素５１の赤外線カットフィルタ６３が形成される。
【００５８】
ステップＳ１５において、図１１下段に示されるように、赤外光用画素５２の第１の光学フィルタ層として、例えばＢ（青）のカラーフィルタが形成される。
【００５９】
ステップＳ１６において、図１２上段に示されるように、第２の光学フィルタ層として、２層目のカラーフィルタ６６が、画素毎に形成される。赤外光用画素５２の第２の光学フィルタ層として、例えばＲ（赤）のカラーフィルタが形成される。
【００６０】
そして、ステップＳ１７において、図１２下段に示されるように、マイクロレンズ６７が、各画素に対して一様に形成される。
【００６１】
このようにして、可視光用画素５１と赤外光用画素５２とが形成される。
【００６２】
以上の構成および処理によれば、可視光用画素５１における第１の光学フィルタ層として赤外線カットフィルタ６３が形成され、第２の光学フィルタ層としてカラーフィルタ６６が形成される。これにより、図１３に示されるように、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の分光特性が、波長およそ850nmの赤外光領域において低い透過率をとるようになる一方、赤外光用画素（IR画素）の分光特性が、赤外光領域において高い透過率を維持するようになる。その結果、可視光用画素と赤外光用画素との間の混色の発生を抑制することが可能となり、色分離やS/Nの悪化を抑えることができる。
【００６３】
また、各画素に、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁６５が形成されるようにしたので、可視光用画素と赤外光用画素との間の混色の発生をより確実に抑制することができる。
【００６４】
従来、有機材料により形成される赤外線カットフィルタは、加工時に、その側面にダメージを受けやすく、形状のばらつきが大きくなるおそれがあった。これに対して、本実施の形態においては、赤外線カットフィルタ６３が分離壁６５に囲まれた状態で加工されるので、赤外線カットフィルタ６３の側面にダメージを受けることなく加工することができる。
【００６５】
さらに、第１の光学用フィルタを形成する際、分離壁６５の高さにより、第１の光学用フィルタを所望の厚さに形成することができる。
【００６６】
また、赤外線カットフィルタ６３が、有機または無機の色材が添加された有機材料で形成されるようにしたので、赤外線カットフィルタ６３に色材を均一に含有させることができる。これにより、特許文献１の赤外線カットフィルタのように、赤外光の透過分布が入射角度に依存することなく、赤外光の入射角によらずに一定の透過率を得ることができる。また、工程数が増えることもないので、プロセスの難易度が高くなることを避けることもできる。
【００６７】
さらに、各画素において、２層の光学フィルタ層が形成されるようにしたので、光学フィルタ層全体の高さを揃えることが容易になり、マイクロレンズ材を塗布する際の塗布ムラの発生を抑えることが可能となる。
【００６８】
（赤外線カットフィルタの分光特性の他の例）
なお、上述した例では、赤外線カットフィルタ６３の分光特性は、850nm近傍の波長域に吸収極大波長を有するものとしたが、700nm以上の波長域で透過率が20％以下となっていればよい。
【００６９】
例えば、図１４に示されるように、赤外線カットフィルタ６３の分光特性は、750nm以上の波長域全体で透過率が20％以下となるようにしてもよいし、図１５に示されるように、950nm近傍の波長域に吸収極大波長を有するようにしてもよい。
【００７０】
特に、赤外線カットフィルタ６３に添加される色材によって、吸収極大波長を決定することによって、赤外線カットフィルタ６３を、可視光用画素５１において所定の波長域の赤外光を選択的に吸収する光学フィルタとすることができる。吸収極大波長は、固体撮像装置１の用途によって決定されるようにすることができる。
【００７１】
（赤外光の反射によるフレアやゴーストの対策）
可視光用画素と赤外光用画素とを有する固体撮像装置を備えるカメラシステムにおいては、固体撮像装置を構成するチップ上に特定の波長域の赤外光を入射させる必要がある。そこで、このようなカメラシステムにおいては、赤外線カットフィルタとして、図１６に示される分光特性を有するデュアルバンドパスフィルタが、カメラレンズと固体撮像装置との間に設けられる。
【００７２】
図１６に示される分光特性を有する赤外線カットフィルタによれば、可視光に加え、波長800乃至900nmの赤外光が透過される。
【００７３】
赤外光用画素を有しない固体撮像装置を備えるカメラシステムにおいては、赤外線カットフィルタとして、全ての波長域の赤外光をカットするフィルタが用いられるため、チップ上に赤外光が入射することはない。一方、赤外光用画素を有する固体撮像装置を備えるカメラシステムにおいては、チップ上に特定の波長域の赤外光が入射するため、その赤外光が画素以外の部分で反射することでレアやゴーストが発生し、S/Nが悪化してしまう。
【００７４】
図１７は、固体撮像装置３１全体の構成例を示す断面図である。
【００７５】
図１７上段には、固体撮像装置３１の第１の構成例が示され、図１７下段には、固体撮像装置３１の第２の構成例が示されている。
【００７６】
図中右側には、画素が配列される画素領域３３の一部が示されている。図１７においては、右方向が画素領域３３の中心に向かう方向となり、左方向がチップ全体の外側（端部）に向かう方向となる。
【００７７】
図中、画素領域３３の左側（画素領域３３の周辺）には、周辺回路を構成する回路部８１が設けられている。また、図中、左端（チップの端部）には、チップ上に形成される電極パッドに接続される導体が埋め込まれる接続孔８２が設けられている。
【００７８】
ここで、図１７上段の第１の構成例では、カラーフィルタ６６が、画素領域３３以外の領域、具体的には、回路部８１の外側の領域にまで形成されている。これにより、所定の色に対応する可視光の反射や回路部８１への透過を抑えることができる。
【００７９】
しかしながら、第１の構成例では、チップ上に特定の波長域の赤外光が入射した場合、その赤外光が画素以外の部分で反射することでフレアやゴーストが発生し、S/Nが悪化するおそれがある。
【００８０】
一方、図１７下段の第２の構成例では、赤外線カットフィルタ６３が、画素領域３３以外の領域、具体的には、チップ全体の領域にまで形成されている。これにより、赤外光の画素以外の部分での反射を抑えることができるので、フレアやゴーストの発生を抑制し、ひいては、S/Nの悪化を抑えることができる。
【００８１】
さらに、赤外線カットフィルタ６３がチップ全体の領域に形成されることで、画素領域３３の外側での段差を小さくすることができるので、カラーフィルタ材やマイクロレンズ材を塗布する際の塗布ムラの発生を抑えることが可能となる。
【００８２】
（分離壁の他の構成）
上述した例では、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁は、ＷやAlなどからなる金属膜６５ａと、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜６５ｂとで形成されるものとした。
【００８３】
しかしながら、分離壁の材料はこれに限らず、例えば、図１８に示されるように、分離壁９１が、ＷやAlなどからなる金属膜のみから形成されるようにしてもよいし、図１９に示されるように、分離壁９２が、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜のみから形成されるようにしてもよい。
【００８４】
また、図２０に示されるように、分離壁９３が、カラーフィルタ６４，６６と同等またはそれ以下の屈折率を有する有機樹脂から形成されるようにしてもよい。分離壁９３は、フィラーを含有した有機樹脂から形成されるようにしてよい。分離壁９３の屈折率は、1.5以下が望ましい。
【００８５】
また、上述した例では、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁の高さは、第１の光学フィルタ層（赤外線カットフィルタ６３またはカラーフィルタ６４）と同じ高さとされるものとした。
【００８６】
しかしながら、分離壁の高さはこれに限らず、例えば、図２１に示されるように、分離壁９４の高さが、第１の光学フィルタ層の高さの１／３乃至１／４程度であってもよい。この場合、分離壁９４の高さは、少なくとも100nm以上が望ましい。
【００８７】
また、図２２に示されるように、分離壁９５の高さが、第１の光学フィルタ層と第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）とを合わせた高さと同じ高さであってもよいし、図２３に示されるように、分離壁９６の高さが、第１の光学フィルタ層と第２の光学フィルタ層とを合わせた高さを超え、マイクロレンズ６７に達する高さであってもよい。
【００８８】
さらに、上述した構成に加え、各画素が、光電変換部６２を画素毎に分離するPD分離壁を有するようにしてもよい。この場合、PD分離壁は、上述した構成における分離壁６５などと一体となって形成されるようにすることができる。
【００８９】
例えば、図２４に示されるように、光電変換部６２と第１の光学フィルタ層とを画素毎に分離する分離壁９７が設けられるようにする。分離壁９７のうち、PD分離壁に相当する部分は、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜で形成される。
【００９０】
また、図２５に示されるように、光電変換部６２と第１の光学フィルタ層とを画素毎に分離する分離壁９８が設けられるようにする。分離壁９８のうち、PD分離壁に相当する部分は、ＷやAlなどからなる金属膜で形成される。
【００９１】
このように、光電変換部６２を画素毎に分離するPD分離壁がさらに設けられることで、画素間の混色の発生をより確実に抑制することが可能となる。
【００９２】
（光学フィルタ層の他の構成）
上述した例では、可視光用画素５１において、第１の光学フィルタ層として赤外線カットフィルタ６３が形成され、第２の光学フィルタ層としてカラーフィルタ６６が形成されるものとした。
【００９３】
ドライエッチングにより赤外線カットフィルタ６３を加工する場合には、このような構成は好適である。しかしながら、これとは逆に、図２６に示されるように、第１の光学フィルタ層としてカラーフィルタ６６が形成され、第２の光学フィルタ層として赤外線カットフィルタ６３が形成されるようにすることももちろん可能である。
【００９４】
また、上述した例では、赤外光用画素５２において、第１の光学フィルタ層と第２の光学フィルタ層とは、異なる種類（異なる色）のカラーフィルタが重なって形成されるものとした。
【００９５】
赤外光用画素５２における２層のカラーフィルタ（第１の光学フィルタ層および第２の光学フィルタ層）は、400乃至700nmの波長域で透過率が20％以下となり、700nm以上の波長域で透過率が80％となる分光特性を有していればよく、図２７に示されるように、同一種類（同一色）のカラーフィルタ１０１，１０２が重なって形成されるようにしてもよい。
【００９６】
（変形例）
上述した例では、第１の光学フィルタ層の上に、第２の光学フィルタ層としてのカラーフィルタ６６が直接形成されるものとした。
【００９７】
これに限らず、図２８に示されるように、有機膜１１１が、第１の光学フィルタ層（赤外線カットフィルタ６３およびカラーフィルタ６４）と、第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）との間に成膜されるようにしてもよい。有機膜１１１は、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シロキサンなどにより形成される。同様に、図２９に示されるように、無機膜１２１が、第１の光学フィルタ層（赤外線カットフィルタ６３およびカラーフィルタ６４）と、第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）との間に成膜されるようにしてもよい。有機膜１１１は、例えば、SiO2などにより形成される。
【００９８】
図２８の有機膜１１１や図２９の無機膜１２１は、第１の光学フィルタ層の平坦化膜として機能するとともに、赤外線カットフィルタ６３の保護層として機能する。
【００９９】
また、第１の光学フィルタ層と第２の光学フィルタ層との間に無機膜を成膜する場合には、赤外線カットフィルタ６３の保護の観点から、図３０に示されるようにして、無機膜１３１が成膜されるようにしてもよい。無機膜１３１は、第１の光学フィルタ層における赤外線カットフィルタ６３の上面および側面を覆うように成膜される。
【０１００】
さらに、図２６を参照して説明したように、第１の光学フィルタ層としてカラーフィルタ６６が形成され、第２の光学フィルタ層として赤外線カットフィルタ６３およびカラーフィルタ６４が形成される場合には、図３１に示されるような構造を採るようにしてもよい。図３１においては、無機膜１４１が、第１の光学フィルタ層としてカラーフィルタ６６の上面（第１の光学フィルタ層と第２の光学フィルタ層との間）に成膜される。さらに、第２の光学フィルタ層における赤外線カットフィルタ６３の上面および側面を覆うように、無機膜１４２が成膜される。
【０１０１】
さらにまた、図３２に示されるように、有機膜１５１が、第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）とマイクロレンズ６７との間に成膜されるようにしてもよい。有機膜１５１は、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シロキサンなどにより形成される。同様に、図３３に示されるように、無機膜１６１が、第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）とマイクロレンズ６７との間に成膜されるようにしてもよい。無機膜１６１は、例えば、SiO2などにより形成される。
【０１０２】
なお、図３２および図３３の構造を、図２８乃至図３１それぞれの構造と組み合わせることも可能である。
【０１０３】
（画像処理装置の構成例）
次に、図３４を参照して、本技術の固体撮像装置を備える画像処理装置の構成例について説明する。
【０１０４】
図３４に示される画像処理装置３０１は、光学レンズ３１１、フィルタ３１２、イメージセンサ３１３、IR発光部３１４、画像処理部３１５、および制御部３１６を備えている。図３４においては、イメージセンサ３１３として、上述した本技術の固体撮像装置３１を画像処理装置に設けた場合の実施の形態が示される。
【０１０５】
光学レンズ３１１は、単眼の単焦点レンズとして構成され、被写体からの光を集光し、集光した光を、フィルタ３１２を介してイメージセンサ３１３に入射させる。フィルタ３１２は、可視光域とともに、近赤外光の波長域に透過帯を持つ分光特性を有する。イメージセンサ３１３は、被写体を撮像し、可視光画像（RGB画像）および赤外光画像（IR画像）を同時に、画像処理部３１５に供給する。
【０１０６】
RGB画像は、イメージセンサ３１３が有する可視光用画素の画素出力により生成される画像であり、IR画像は、イメージセンサ３１３が有する赤外光用画素の画素出力により生成される画像である。
【０１０７】
IR発光部３１４は、イメージセンサ３１３が撮像するタイミングで赤外光を発光することで、赤外光を被写体に照射する。
【０１０８】
画像処理部３１５は、イメージセンサ３１３から供給されたRGB画像およびIR画像を用いた所定の画像処理を行う。
【０１０９】
制御部３１６は、IR発光部３１４の発光や、画像処理部３１５の画像処理など、画像処理装置３０１の動作全体を制御する。
【０１１０】
RGB画像およびIR画像を用いた画像処理としては、例えば、顔認証や虹彩認証、モーションキャプチャなどがある。
【０１１１】
顔認証が行われる場合、RGB画像に写る顔だけでなく、IR画像に写る顔を用いて認証が行われるので、照明環境の影響を受けることなく、精度の高い顔認証を実現することができる。
【０１１２】
虹彩認証が行われる場合、IR発光部３１４からの発光が虹彩で反射した虹彩パターンをIR画像として取得し、登録・照合することで、虹彩認証を実現することができる。
【０１１３】
モーションキャプチャが行われる場合、IR発光部３１４からの発光が反射マーカで反射した光をIR画像として取得し、反射マーカの座標を算出することで、モーションキャプチャを実現することができる。
【０１１４】
このように、本技術を適用したイメージセンサは、IR画像を用いる様々なアプリケーションに適用することが可能である。
【０１１５】
以上においては、可視光用画素と赤外光用画素と備える固体撮像装置の構成について説明してきた。
【０１１６】
ところで、可視光用画素のみを備える固体撮像装置においても、赤外光が入射した場合には光電変換が行われるため、赤外光の混色によりS/Nが悪化してしまう。そこで、パッケージの封止ガラス上に、赤外光をカットする赤外線カットフィルタを設けることが一般的に行われている。
【０１１７】
しかしながら、赤外線カットフィルタを透過した光が受光面で反射し、赤外線カットフィルタ側に戻った場合、その光は、赤外線カットフィルタでさらに反射し、周辺の画素に入射する可能性がある。その結果、得られる画像にゴーストが発生するおそれがある。
【０１１８】
そこで、以下においては、赤外光をカットしつつ、ゴーストの発生を抑制するようにした固体撮像装置の構成について説明する。
【０１１９】
＜４．第２の実施の形態＞
本技術の第２の実施の形態に係る固体撮像装置３１においては、画素領域３３に配列された複数の画素３２として、可視光用画素のみが設けられる。
【０１２０】
図３５は、本技術の第２の実施の形態に係る固体撮像装置３１における画素の構成例を示す断面図である。図３５においては、固体撮像装置３１における可視光用画素５１の断面図が示されている。可視光用画素５１は、例えば、Ｒ画素、Ｇ画素、およびＢ画素の３種類の画素として構成される。
【０１２１】
第１の実施の形態と同様、可視光用画素５１においては、半導体基板６１に、入射した光を受光し光電変換を行うフォトダイオード（PD）からなる光電変換部６２が形成される。半導体基板６１の上層には、SiOなどからなる図示せぬ絶縁層や、CuやAlからなる図示せぬ配線層などが形成される。その上には、第１の光学フィルタ層として、赤外線カットフィルタ６３が形成される。赤外線カットフィルタ６３の上には、第２の光学フィルタ層として、可視光用画素５１（Ｒ，Ｇ，Ｂ各画素）それぞれに応じた分光特性を有するカラーフィルタ６６が形成される。カラーフィルタ６６の上には、マイクロレンズ６７が形成される。
【０１２２】
また、各画素（可視光用画素５１）は、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁６５を有している。分離壁６５は、ＷやAlなどからなる金属膜６５ａと、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜６５ｂとで形成される。図３５の例では、分離壁６５の高さは、第１の光学フィルタ層（赤外線カットフィルタ６３）と同じ高さとされる。
【０１２３】
ここで、画素の平面配列について説明する。
【０１２４】
図３６は、可視光用画素５１の第１および第２の光学フィルタ層の平面配列の例を示す図である。
【０１２５】
図３６の下段には、可視光用画素５１の第１の光学フィルタ層の配列が示されており、図３６の上段には、可視光用画素５１の第２の光学フィルタ層の配列が示されている。
【０１２６】
第２の光学フィルタ層の配列からわかるように、図３６の例では、Ｒ，Ｇ，Ｂ各画素は、ベイヤ配列で配列されている。すなわち、図３６の下段において、第１の光学フィルタ層は、赤外線カットフィルタであり、図３６の上段において、第２の光学フィルタ層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各画素のカラーフィルタである。
【０１２７】
なお、可視光用画素５１のカラーフィルタとして、上述したＲ，Ｇ，Ｂの３色以外の任意の色のカラーフィルタが用いられるようにしてもよい。例えば、シアン、マゼンダ、イエローのカラーフィルタが用いられるようにしてもよいし、透明なカラーフィルタが用いられるようにしてもよい。
【０１２８】
また、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様、可視光用画素５１の赤外線カットフィルタ６３は、有機の色材として、近赤外線吸収性色素が添加された有機材料で形成され、図７の化学式に示されるピロロピロール色素を用いることが好ましい。
【０１２９】
さらに、本実施の形態においては、赤外線カットフィルタ６３の分光特性も、第１の実施の形態と同様とされる。
【０１３０】
（画素形成の流れについて）
次に、図３７および図３８を参照して、本実施の形態の画素形成の流れについて説明する。図３７は、画素形成処理について説明するフローチャートであり、図３８は、画素形成の工程を示す断面図である。
【０１３１】
なお、図３７のフローチャートのステップＳ２１，Ｓ２２の処理は、図９のフローチャートのステップＳ１１，Ｓ１２の処理（図１０上段および中段の工程）と同様であるので、その説明は省略する。
【０１３２】
ステップＳ２３において、赤外線カットフィルタ材６３'（図１０）が、スピンコートによりコーティングされ、図１０下段に示されるように、分離壁６５に囲まれる領域に、赤外線カットフィルタ材６３'が成膜される（埋め込まれる）。これにより、可視光用画素５１の第１の光学フィルタ層として、赤外線カットフィルタ６３が形成される。
【０１３３】
続いて、ステップＳ２４において、図３８上段に示されるように、第２の光学フィルタ層として、２層目のカラーフィルタ６６が、画素毎に形成される。
【０１３４】
そして、ステップＳ２５において、図３８下段に示されるように、マイクロレンズ６７が、各画素に対して一様に形成される。
【０１３５】
このようにして、可視光用画素５１が形成される。
【０１３６】
以上の構成および処理によれば、可視光用画素５１における第１の光学フィルタ層として赤外線カットフィルタ６３が形成され、第２の光学フィルタ層としてカラーフィルタ６６が形成される。これにより、図１３に示されるように、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の分光特性が、波長およそ850nmの赤外光領域において低い透過率をとるようになる。
【０１３７】
これにより、パッケージの封止ガラス上の赤外光カットフィルタを設けないようにすることができ、結果として、パッケージの低背化を実現することができる。さらに、パッケージの封止ガラス上の赤外光カットフィルタを設けないようにすることで、受光面で反射した光が、その赤外線カットフィルタでさらに反射することによるゴーストの発生を抑制することができる。
【０１３８】
また、各画素に、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁６５が形成されるようにしたので、可視光用画素同士の間の混色の発生をより確実に抑制することができる。
【０１３９】
加えて、本実施の形態においては、赤外線カットフィルタ６３が分離壁６５に囲まれた状態で加工されるので、赤外線カットフィルタ６３の側面にダメージを受けることなく加工することができる。
【０１４０】
さらに、第１の光学用フィルタを形成する際、分離壁６５の高さにより、第１の光学用フィルタを所望の厚さに形成することができる。
【０１４１】
また、赤外線カットフィルタ６３が、有機または無機の色材が添加された有機材料で形成されるようにしたので、赤外線カットフィルタ６３に色材を均一に含有させることができる。これにより、特許文献１の赤外線カットフィルタのように、赤外光の透過分布が入射角度に依存することなく、赤外光の入射角によらずに一定の透過率を得ることができる。また、工程数が増えることもないので、プロセスの難易度が高くなることを避けることもできる。
【０１４２】
さらに、各画素において、２層の光学フィルタ層が形成されるようにしたので、光学フィルタ層全体の高さを揃えることが容易になり、マイクロレンズ材を塗布する際の塗布ムラの発生を抑えることが可能となる。
【０１４３】
（赤外光の反射によるフレアやゴーストの対策）
本実施の形態の固体撮像装置３１全体の構成もまた、第1の実施の形態と同様の構成を採ることができる。
【０１４４】
図３９は、固体撮像装置３１全体の構成例を示す断面図である。
【０１４５】
図３９上段には、固体撮像装置３１の第１の構成例が示され、図３９下段には、固体撮像装置３１の第２の構成例が示されている。
【０１４６】
図中右側には、画素が配列される画素領域３３の一部が示されている。図３９においては、右方向が画素領域３３の中心に向かう方向となり、左方向がチップ全体の外側（端部）に向かう方向となる。
【０１４７】
図中、画素領域３３の左側（画素領域３３の周辺）には、周辺回路を構成する回路部８１が設けられている。また、図中、左端（チップの端部）には、チップ上に形成される電極パッドに接続される導体が埋め込まれる接続孔８２が設けられている。
【０１４８】
ここで、図３９上段の第１の構成例では、カラーフィルタ６６が、画素領域３３以外の領域、具体的には、回路部８１の外側の領域にまで形成されている。これにより、所定の色に対応する可視光の反射や回路部８１への透過を抑えることができる。
【０１４９】
しかしながら、第１の構成例では、チップ上に特定の波長域の赤外光が入射した場合、その赤外光が画素以外の部分で反射することでフレアやゴーストが発生し、S/Nが悪化するおそれがある。
【０１５０】
一方、図３９下段の第２の構成例では、赤外線カットフィルタ６３が、画素領域３３以外の領域、具体的には、チップ全体の領域にまで形成されている。これにより、赤外光の画素以外の部分での反射を抑えることができるので、フレアやゴーストの発生を抑制し、ひいては、S/Nの悪化を抑えることができる。
【０１５１】
さらに、赤外線カットフィルタ６３がチップ全体の領域に形成されることで、画素領域３３の外側での段差を小さくすることができるので、カラーフィルタ材やマイクロレンズ材を塗布する際の塗布ムラの発生を抑えることが可能となる。
【０１５２】
（分離壁の他の構成）
第１の実施の形態と同様、本実施の形態においても、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁は、ＷやAlなどからなる金属膜６５ａと、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜６５ｂとで形成されるものとした。
【０１５３】
しかしながら、分離壁の材料はこれに限らず、例えば、図４０に示されるように、分離壁９１が、ＷやAlなどからなる金属膜のみから形成されるようにしてもよいし、図４１に示されるように、分離壁９２が、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜のみから形成されるようにしてもよい。
【０１５４】
また、図４２に示されるように、分離壁９３が、カラーフィルタ６６と同等またはそれ以下の屈折率を有する有機樹脂から形成されるようにしてもよい。分離壁９３は、フィラーを含有した有機樹脂から形成されるようにしてよい。分離壁９３の屈折率は、1.5以下が望ましい。
【０１５５】
また、上述した例では、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁の高さは、第１の光学フィルタ層（赤外線カットフィルタ６３）と同じ高さとされるものとした。
【０１５６】
しかしながら、分離壁の高さはこれに限らず、例えば、図４３に示されるように、分離壁９４の高さが、第１の光学フィルタ層の高さの１／３乃至１／４程度であってもよい。この場合、分離壁９４の高さは、少なくとも100nm以上が望ましい。
【０１５７】
また、図４４に示されるように、分離壁９５の高さが、第１の光学フィルタ層と第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）とを合わせた高さと同じ高さであってもよいし、図４５に示されるように、分離壁９６の高さが、第１の光学フィルタ層と第２の光学フィルタ層とを合わせた高さを超え、マイクロレンズ６７に達する高さであってもよい。
【０１５８】
さらに、上述した構成に加え、各画素が、光電変換部６２を画素毎に分離するPD分離壁を有するようにしてもよい。この場合、PD分離壁は、上述した構成における分離壁６５などと一体となって形成されるようにすることができる。
【０１５９】
例えば、図４６に示されるように、光電変換部６２と第１の光学フィルタ層とを画素毎に分離する分離壁９７が設けられるようにする。分離壁９７のうち、PD分離壁に相当する部分は、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜で形成される。
【０１６０】
また、図４７に示されるように、光電変換部６２と第１の光学フィルタ層とを画素毎に分離する分離壁９８が設けられるようにする。分離壁９８のうち、PD分離壁に相当する部分は、ＷやAlなどからなる金属膜で形成される。
【０１６１】
このように、光電変換部６２を画素毎に分離するPD分離壁がさらに設けられることで、画素間の混色の発生をより確実に抑制することが可能となる。
【０１６２】
（光学フィルタ層の他の構成）
第１の実施の形態と同様、本実施の形態においても、可視光用画素５１において、第１の光学フィルタ層として赤外線カットフィルタ６３が形成され、第２の光学フィルタ層としてカラーフィルタ６６が形成されるものとした。
【０１６３】
しかしながら、これとは逆に、図４８に示されるように、第１の光学フィルタ層としてカラーフィルタ６６が形成され、第２の光学フィルタ層として赤外線カットフィルタ６３が形成されるようにすることももちろん可能である。
【０１６４】
（変形例）
第１の実施の形態と同様、本実施の形態においても、第１の光学フィルタ層の上に、第２の光学フィルタ層としてのカラーフィルタ６６が直接形成されるものとした。
【０１６５】
これに限らず、図４９に示されるように、有機膜１１１が、第１の光学フィルタ層（赤外線カットフィルタ６３）と、第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）との間に成膜されるようにしてもよい。同様に、図５０に示されるように、無機膜１２１が、第１の光学フィルタ層（赤外線カットフィルタ６３）と、第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）との間に成膜されるようにしてもよい。
【０１６６】
さらに、図５１に示されるように、有機膜１５１が、第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）とマイクロレンズ６７との間に成膜されるようにしてもよい。同様に、図５２に示されるように、無機膜１６１が、第２の光学フィルタ層（カラーフィルタ６６）とマイクロレンズ６７との間に成膜されるようにしてもよい。
【０１６７】
なお、図５１および図５２の構造を、図４９および図５０それぞれの構造と組み合わせることも可能である。
【０１６８】
＜５．本技術の適用例＞
本技術は、CMOSイメージセンサに限らず、CCD（Charge Coupled Device）イメージセンサに適用することができる。
【０１６９】
本技術がCMOSイメージセンサに適用される場合、そのCMOSイメージセンサは、表面照射型の構造を採ることもできるし、裏面照射型の構造を採ることもできる。
【０１７０】
（表面照射型の固体撮像装置の構造例）
図５３は、表面照射型の固体撮像装置の構造例を示す断面図である。
【０１７１】
図５３に示されるように、表面照射型の固体撮像装置においては、画素５１０毎に、半導体基板５２０上にフォトダイオード（PD）５３０が形成される。PD５３０は、半導体基板５２０の表面（図では上面）側から入射する入射光を受光する。半導体基板５２０の上層には、配線層５４０が設けられる。
【０１７２】
配線層５４０は、配線５４１と絶縁層５４２とを含み、絶縁層５４２内において、配線５４１が各素子に電気的に接続するように形成されている。配線層５４０は、いわゆる多層配線の層になっており、絶縁層５４２を構成する層間絶縁膜と配線５４１とが交互に複数回積層されて形成されている。
【０１７３】
配線層５４０の上層には、平坦化膜５５０が形成され、平坦化膜５５０の上層には、第１の光学フィルタ層として、赤外線カットフィルタ５６０が形成される。赤外線カットフィルタ５６０の上には、第２の光学フィルタ層として、画素５１０それぞれに応じた分光特性を有するカラーフィルタ５８０が形成される。カラーフィルタ５８０の上には、マイクロレンズ５９０が形成される。なお、画素５１０が赤外光用画素として構成される場合には、第１の光学フィルタ層として、カラーフィルタが形成されるようになる。
【０１７４】
また、各画素５１０は、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁５７０を有している。分離壁５７０は、ＷやAlなどからなる金属膜５７０ａと、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜５７０ｂとで形成される。図中、上面側から、固体撮像装置を見た場合、分離壁５７０は、複数の画素５１０の間に介在するように格子状に形成される。
【０１７５】
表面照射型の固体撮像装置においては、図５４に示されるように、配線層５４０と平坦化膜５５０との間に、層内レンズ６００が設けられるようにしてもよい。
【０１７６】
（裏面照射型の固体撮像装置の構造例）
図５５は、裏面照射型の固体撮像装置の構造例を示す断面図である。
【０１７７】
図５５に示されるように、裏面照射型の固体撮像装置においては、画素１０１０毎に形成されたPD１０１９が、半導体基板１０１８の裏面（図では上面）側から入射する入射光を受光する。
【０１７８】
半導体基板１０１８の上面側には、シリコン酸化膜などの絶縁膜１０１５が形成され、絶縁膜１０１５の上層には、第１の光学フィルタ層として、赤外線カットフィルタ１０１３が形成される。赤外線カットフィルタ１０１３の上には、第２の光学フィルタ層として、画素１０１０それぞれに応じた分光特性を有するカラーフィルタ１０１２が形成される。カラーフィルタ１０１２の上には、マイクロレンズ１０１１が形成される。なお、画素１０１０が赤外光用画素として構成される場合には、第１の光学フィルタ層として、カラーフィルタが形成されるようになる。
【０１７９】
また、各画素１０１０は、第１の光学フィルタ層を画素毎に分離する分離壁１０１４を有している。分離壁１０１４は、ＷやAlなどからなる金属膜１０１４ａと、SiO2やSiNなどからなるSi酸化膜１０１４ｂとで形成される。図中、上面側から、固体撮像装置を見た場合、分離壁１０１４は、複数の画素１０１０の間に介在するように格子状に形成される。
【０１８０】
PD１０１９は、例えば、ｎ型半導体領域１０２０が、電荷（電子）を蓄積する電荷蓄積領域として形成されている。PD１０１９においては、ｎ型半導体領域１０２０は、半導体基板１０１８のｐ型半導体領域１０１６，１０４１の内部に設けられている。ｎ型半導体領域１０２０の、半導体基板１０１８の表面（下面）側には、裏面（上面）側よりも不純物濃度が高いｐ型半導体領域１０４１が設けられている。つまり、PD１０１９は、HAD（Hole-Accumulation Diode）構造になっており、ｎ型半導体領域１０２０の上面側と下面側との各界面において、暗電流が発生することを抑制するように、ｐ型半導体領域１０１６，１０４１が形成されている。
【０１８１】
半導体基板１０１８の内部には、複数の画素１０１０の間を電気的に分離する画素分離部１０３０が設けられており、この画素分離部１０３０で区画された領域に、PD１０１９が設けられている。図中、上面側から、固体撮像装置を見た場合、画素分離部１０３０は、例えば、複数の画素１０１０の間に介在するように格子状に形成されており、PD１０１９は、この画素分離部１０３０で区画された領域内に形成されている。
【０１８２】
各PD１０１９では、アノードが接地されており、固体撮像装置において、PD１０１９が蓄積した信号電荷（例えば、電子）は、図示せぬ転送トランジスタ(MOS FET)などを介して読み出され、電気信号として、図示せぬVSL（垂直信号線）へ出力される。なお、以下においては、適宜、トランジスタをTrと称する。
【０１８３】
配線層１０５０は、半導体基板１０１８の裏面（上面）とは反対側の表面（下面）に設けられている。
【０１８４】
配線層１０５０は、配線１０５１と絶縁層１０５２とを含み、絶縁層１０５２内において、配線１０５１が各素子に電気的に接続するように形成されている。配線層１０５０は、いわゆる多層配線の層になっており、絶縁層１０５２を構成する層間絶縁膜と配線１０５１とが交互に複数回積層されて形成されている。
【０１８５】
配線層１０５０の、PD１０１９が設けられている側に対して反対側の面には、支持基板１０６１が設けられている。例えば、厚みが数百μｍのシリコン半導体からなる基板が、支持基板１０６１として設けられている。
【０１８６】
画素分離部１０３０は、溝部１０３１、固定電荷膜１０３２、および絶縁膜１０３３を有する。
【０１８７】
固定電荷膜１０３２は、半導体基板１０１８の裏面（上面）の側において、複数の画素１０１０の間を区画している溝部１０３１を覆うように形成されている。
【０１８８】
具体的には、固定電荷膜１０３２は、半導体基板１０１８において裏面（上面）側に形成された溝部１０３１の内側の面を一定の厚みで被覆するように設けられている。そして、その固定電荷膜１０３２で被覆された溝部１０３１の内部を埋め込むように、絶縁膜１０３３が設けられている（充填されている）。
【０１８９】
ここでは、固定電荷膜１０３２は、半導体基板１０１８との界面部分において正電荷（ホール）蓄積領域が形成されて暗電流の発生が抑制されるように、負の固定電荷を有する高誘電体を用いて形成されている。固定電荷膜１０３２が負の固定電荷を有するように形成されていることで、その負の固定電荷によって、半導体基板１０１８との界面に電界が加わり、正電荷（ホール）蓄積領域が形成される。
【０１９０】
固定電荷膜１０３２は、例えば、ハフニウム酸化膜（HfO2膜）で形成することができる。また、固定電荷膜１０３２は、その他、例えば、ハフニウム、ジルコニウム、アルミニウム、タンタル、チタン、マグネシウム、イットリウム、ランタノイド元素などの酸化物の少なくとも１つを含むように形成することができる。
【０１９１】
本技術は、以上のような固体撮像装置に適用することができる。
【０１９２】
（積層型の固体撮像装置の構成例）
図５６は、本技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の構成例の概要を示す図である。
【０１９３】
図５６のＡは、非積層型の固体撮像装置の概略構成例を示している。固体撮像装置３０１０は、図５６のＡに示すように、１枚のダイ（半導体基板）３０１１を有する。このダイ３０１１には、画素がアレイ状に配置された画素領域３０１２と、画素の駆動その他の各種の制御を行う制御回路３０１３と、信号処理するためのロジック回路３０１４とが搭載されている。
【０１９４】
図５６のＢおよびＣは、積層型の固体撮像装置の概略構成例を示している。固体撮像装置３０２０は、図５６のＢおよびＣに示すように、センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４との２枚のダイが積層され、電気的に接続されて、１つの半導体チップとして構成されている。
【０１９５】
図５６のＢでは、センサダイ３０２１には、画素領域３０１２と制御回路３０１３が搭載され、ロジックダイ３０２４には、信号処理を行う信号処理回路を含むロジック回路３０１４が搭載されている。
【０１９６】
図５６のＣでは、センサダイ３０２１には、画素領域３０１２が搭載され、ロジックダイ３０２４には、制御回路３０１３およびロジック回路３０１４が搭載されている。
【０１９７】
図５７は、積層型の固体撮像装置３０２０の第１の構成例を示す断面図である。
【０１９８】
センサダイ３０２１には、画素領域３０１２となる画素を構成するPD（フォトダイオード）や、FD（フローティングディフュージョン）、Tr（MOS FET）、および制御回路３０１３となるTrなどが形成される。さらに、センサダイ３０２１には、複数層、本例では３層の配線３１１０を有する配線層３１０１が形成される。なお、制御回路３０１３（となるTr）は、センサダイ３０２１ではなく、ロジックダイ３０２４に構成することができる。
【０１９９】
ロジックダイ３０２４には、ロジック回路３０１４を構成するTrが形成される。さらに、ロジックダイ３０２４には、複数層、本例では３層の配線３１７０を有する配線層３１６１が形成される。また、ロジックダイ３０２４には、内壁面に絶縁膜３１７２が形成された接続孔３１７１が形成され、接続孔３１７１内には、配線３１７０などと接続される接続導体３１７３が埋め込まれる。
【０２００】
センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４とは、互いの配線層３１０１および３１６１が向き合うように貼り合わされ、これにより、センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４とが積層された積層型の固体撮像装置３０２０が構成されている。センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４とが貼り合わされる面には、保護膜などの膜３１９１が形成されている。
【０２０１】
センサダイ３０２１には、センサダイ３０２１の裏面側（PDに光が入射する側）（上側）からセンサダイ３０２１を貫通してロジックダイ３０２４の最上層の配線３１７０に達する接続孔３１１１が形成される。さらに、センサダイ３０２１には、接続孔３１１１に近接して、センサダイ３０２１の裏面側から１層目の配線３１１０に達する接続孔３１２１が形成される。接続孔３１１１の内壁面には、絶縁膜３１１２が形成され、接続孔３１２１の内壁面には、絶縁膜３１２２が形成される。そして、接続孔３１１１および３１２１内には、接続導体３１１３および３１２３がそれぞれ埋め込まれる。接続導体３１１３と接続導体３１２３とは、センサダイ３０２１の裏面側で電気的に接続され、これにより、センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４とが、配線層３１０１、接続孔３１２１、接続孔３１１１、および配線層３１６１を介して、電気的に接続される。
【０２０２】
図５８は、積層型の固体撮像装置３０２０の第２の構成例を示す断面図である。
【０２０３】
固体撮像装置３０２０の第２の構成例では、センサダイ３０２１に形成する１つの接続孔３２１１によって、センサダイ３０２１（の配線層３１０１（の配線３１１０））と、ロジックダイ３０２４（の配線層３１６１（の配線３１７０））とが電気的に接続される。
【０２０４】
すなわち、図５８では、接続孔３２１１が、センサダイ３０２１の裏面側からセンサダイ３０２１を貫通してロジックダイ３０２４の最上層の配線３１７０に達し、かつ、センサダイ３０２１の最上層の配線３１１０に達するように形成される。接続孔３２１１の内壁面には、絶縁膜３２１２が形成され、接続孔３２１１内には、接続導体３２１３が埋め込まれる。上述の図５７の例では、２つの接続孔３１１１および３１２１によって、センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４とが電気的に接続されるが、図５８の例では、１つの接続孔３２１１によって、センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４とが電気的に接続される。
【０２０５】
図５９は、積層型の固体撮像装置３０２０の第３の構成例を示す断面図である。
【０２０６】
図５９の固体撮像装置３０２０は、センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４とが貼り合わされる面に、保護膜などの膜３１９１が形成されていない点で、センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４とが貼り合わされる面に、保護膜などの膜３１９１が形成されている図５７の場合と異なる。
【０２０７】
図５９の固体撮像装置３０２０は、配線３１１０および３１７０が直接接触するように、センサダイ３０２１とロジックダイ３０２４とを重ね合わせ、所要の加重をかけながら加熱し、配線３１１０および３１７０を直接接合することで構成される。
【０２０８】
図６０は、本技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の他の構成例を示す断面図である。
【０２０９】
図６０では、固体撮像装置３４０１は、センサダイ３４１１と、ロジックダイ３４１２と、メモリダイ３４１３との３枚のダイが積層された３層の積層構造になっている。
【０２１０】
メモリダイ３４１３は、例えば、ロジックダイ３４１２で行われる信号処理において一時的に必要となるデータの記憶を行うメモリ回路を有する。
【０２１１】
図６０では、センサダイ３４１１の下に、ロジックダイ３４１２およびメモリダイ３４１３が、その順番で積層されているが、ロジックダイ３４１２およびメモリダイ３４１３は、逆順、すなわち、メモリダイ３４１３およびロジックダイ３４１２の順番で、センサダイ３４１１の下に積層することができる。
【０２１２】
なお、図６０では、センサダイ３４１１には、画素の光電変換部となるPDや、画素Trのソース／ドレイン領域が形成されている。
【０２１３】
PDの周囲にはゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成され、ゲート電極と対のソース／ドレイン領域により画素Tr３４２１、画素Tr３４２２が形成されている。
【０２１４】
PDに隣接する画素Tr３４２１が転送Trであり、その画素Tr３４２１を構成する対のソース／ドレイン領域の一方がFDになっている。
【０２１５】
また、センサダイ３４１１には、層間絶縁膜が形成され、層間絶縁膜には、接続孔が形成される。接続孔には、画素Tr３４２１および画素Tr３４２２に接続する接続導体３４３１が形成されている。
【０２１６】
さらに、センサダイ３４１１には、各接続導体３４３１に接続する複数層の配線３４３２を有する配線層３４３３が形成されている。
【０２１７】
また、センサダイ３４１１の配線層３４３３の最下層には、外部接続用の電極となるアルミパッド３４３４が形成されている。すなわち、センサダイ３４１１では、配線３４３２よりもロジックダイ３４１２との接着面３４４０に近い位置にアルミパッド３４３４が形成されている。アルミパッド３４３４は、外部との信号の入出力に係る配線の一端として用いられる。
【０２１８】
さらに、センサダイ３４１１には、ロジックダイ３４１２との電気的接続に用いられるコンタクト３４４１が形成されている。コンタクト３４４１は、ロジックダイ３４１２のコンタクト３４５１に接続されるとともに、センサダイ３４１１のアルミパッド３４４２にも接続されている。
【０２１９】
そして、センサダイ３４１１には、センサダイ３４１１の裏面側（上側）からアルミパッド３４４２に達するようにパッド孔３４４３が形成されている。
【０２２０】
本技術は、以上のような固体撮像装置にも適用することができる。なお、図５７乃至図６０においては、光学フィルタ層としてカラーフィルタ（ＣＦ）が１層のみ図示されているが、実際には、第１の光学フィルタ層と、第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層とが形成されているものとする。
【０２２１】
（複数の画素を共有する固体撮像装置の構成例）
図６１は、本技術を適用し得る複数の画素を共有する固体撮像装置の第１の構成例を示す平面図であり、図６２は、図６１のA-A線上の断面図である。
【０２２２】
固体撮像装置４０１０は、画素が２次元アレイ状に配列された画素領域４０１１を有する。画素領域４０１１は、横２画素×縦２画素の計４画素を、画素Tr（MOS FET）などを共有する共有画素単位４０１２として、その共有画素単位４０１２が２次元アレイ状に配列されて構成される。
【０２２３】
横２画素×縦２画素の４画素を共有する４画素共有の共有画素単位４０１２の４画素は、PD（フォトダイオード）４０２１１，４０２１２，４０２１３、および４０２１４をそれぞれ有し、１つのFD（フローティングディフュージョン）４０３０を共有する。また、共有画素単位４０１２は、画素Trとして、PD４０２１ｉ（ここでは、ｉ＝１，２，３，４）に対する転送Tr４０４１ｉと、４画素で共有される共有TrとしてのリセットTr４０５１、増幅Tr４０５２、および選択Tr４０５３とを有する。
【０２２４】
FD４０３０は、４つのPD４０２１１乃至４０２１４に囲まれた中央に配置される。FD４０３０は、配線４０７１を介してリセットTr４０５１のドレインとしてのソース／ドレイン領域S/Dと、増幅Tr４０５２のゲートＧに接続される。転送Tr４０４１ｉは、その転送Tr４０４１ｉに対するPD４０２１ｉとそのPD４０２１ｉに近接するFD４０３０との間に配置されたゲート４０４２ｉを有し、そのゲート４０４２ｉに与えられる電圧に応じて動作する。
【０２２５】
ここで、各行毎の共有画素単位４０１２のPD４０２１１乃至４０２１４，FD４０３０、および転送Tr４０４１１乃至４０４１４を含む領域を、PD形成領域４０６１という。また、各行毎の共有画素単位４０１２の画素Trのうち、４画素が共有するリセットTr４０５１、増幅Tr４０５２、および選択Tr４０５３を含む領域を、Tr形成領域４０６２という。この水平方向に連続するそれぞれのTr形成領域４０６２とPD形成領域４０６１とは、画素領域４０１１の垂直方向に交互に配置される。
【０２２６】
リセットTr４０５１、増幅Tr４０５２、および選択Tr４０５３は、いずれも、一対のソース／ドレイン領域S/DとゲートＧとで構成される。一対のソース／ドレイン領域S/Dは、一方がソースとして機能し、他方がドレインとして機能する。
【０２２７】
PD４０２１１乃至４０２１４，FD４０３０、転送Tr４０４１１乃至４０４１４、リセットTr４０５１、増幅Tr４０５２、および選択Tr４０５３は、例えば、図６２の断面図で示すように、ｎ型の半導体基板４２００に形成されたｐ型半導体領域（p-well）４２１０に形成される。
【０２２８】
図６１に示すように、PD形成領域４０６１内には、画素分離部４１０１が形成され、Tr形成領域４０６２（を含む領域）内には、素子分離部４１０２が形成される。素子分離部４１０２は、例えば、図６２に示すように、ｐ型半導体領域４２１０に設けられたｐ型半導体領域４２１１と、そのｐ型半導体領域４２１１の表面上に設けられた絶縁膜（例えばシリコン酸化膜）４２１２とで構成される。図示しないが、画素分離部４１０１も、同様に構成することができる。
【０２２９】
画素領域４０１１には、ｐ型半導体領域４２１０に固定電圧を印加するためのウエルコンタクト４１１１が形成される。ウエルコンタクト４１１１は、ｐ型半導体領域４２１０に設けられたｐ型半導体領域４２３１の表面上に設けられる不純物拡散領域であるｐ型半導体領域として構成することができる。ウエルコンタクト４１１１は、ｐ型半導体領域４２３１より高不純物濃度のｐ型半導体領域である。ウエルコンタクト４１１１（および下部のｐ型半導体領域４２３１）は、素子分離部４１０２を兼ねており、左右に隣り合う共有画素単位４０１２の共有Tr（リセットTr４０５１、増幅Tr４０５２、および選択Tr４０５３）どうしの間に形成される。ウエルコンタクト４１１１は、導電性ビア４２４１を介して配線層４２４０の所要の配線４２４２に接続される。この配線４２４２から導電性ビア４２４１およびウエルコンタクト４１１１を通じてｐ型半導体領域４２１０に所要の固定電圧が印加される。配線層４２４０は、絶縁膜４２４３を介して複数層の配線４２４２を配置して形成される。配線層４２４０上には、図示しないが、平坦化膜を介してCF（カラーフィルタ）、マイクロレンズが形成される。
【０２３０】
図６３は、４画素共有の共有画素単位４０１２の等価回路の例を示す図である。４画素共有の共有画素単位４０１２の等価回路では、４つのPD４０２１１乃至４０２１４が、それぞれ対応する４つの転送Tr４０４１１乃至４０４１４のソースに接続される。各転送Tr４０４１ｉのドレインは、リセットTr４０５１のソースに接続される。各転送Tr４０４１ｉのドレインが共通のFD４０３０になっている。FD４０３０は、増幅Tr４０５２のゲートに接続される。増幅Tr４０５２のソースは選択Tr４０５３のドレインに接続される。リセットTr４０５１のドレインおよび増幅Tr４０５２のドレインは、電源ＶＤＤに接続される。選択Tr４０５３のソースはVSL（垂直信号線）に接続される。
【０２３１】
図６４は、本技術を適用し得る複数の画素を共有する固体撮像装置の第２の構成例を示す平面図である。
【０２３２】
固体撮像装置４４００は、画素が２次元アレイ状に配列された画素領域４４０１を有する。画素領域４４０１は、横２画素×縦４画素の計８画素を、共有画素単位４４１０として、その共有画素単位４４１０が２次元アレイ状に配列されて構成される。
【０２３３】
横２画素×縦４画素の８画素を共有する共有画素単位４４１０は、第１受光部４４２１と、第２受光部４４２２とを有する。第１受光部４４２１および第２受光部４４２２は、共有画素単位４４１０内において、縦方向（ｙ方向）に配列される。
【０２３４】
第１受光部４４２１は、横２画素×縦２画素に配列されたPD４４４１１，４４４１２，４４４１３、および４４４１４、そのPD４４４１１乃至４４４１４それぞれに対する４個の転送Tr４４５１、並びに、PD４４４１１乃至４４４１４で共有されるFD４４５２を有する。FD４４５２は、PD４４４１１乃至４４４１４の中央に配置されている。
【０２３５】
第２受光部４４２２は、横２画素×縦２画素に配列されたPD４４４１５，４４４１６，４４４１７、および４４４１８、そのPD４４４１５乃至４４４１８それぞれに対する４個の転送Tr４４６１、並びに、PD４４４１５乃至４４４１８で共有されるFD４４６２を有する。FD４４６２は、PD４４４１５乃至４４４１８の中央に配置されている。
【０２３６】
転送Tr４４５１は、その転送Tr４４５１に対するPD４４４１ｉとFD４４５２との間に配置されたゲート４４５１Ｇを有し、そのゲート４４５１Ｇに与えられる電圧に応じて動作する。同様に、転送Tr４４６１は、その転送Tr４４６１に対するPD４４４１ｉとFD４４６２との間に配置されたゲート４４６１Ｇを有し、そのゲート４４６１Ｇに与えられる電圧に応じて動作する。
【０２３７】
また、共有画素単位４４１０は、第１Tr群４４２３と、第２Tr群４４２４とを有する。第１Tr群４４２３および第２Tr群４４２４には、共有画素単位４４１０の８画素で共有される共有TrとしてのリセットTr４４５２、増幅Tr４４５３、および選択Tr４４５４が、分けて配置される。図６４では、第１Tr群４４２３に、増幅Tr４４５３および選択Tr４４５４が配置され、第２Tr群４４２４に、リセットTr４４５２が配置されている。
【０２３８】
第１Tr群４４２３は、第１受光部４４２１と第２受光部４４２２との間に配置される。第２Tr群４４２４は、第２受光部４４２２の周辺領域において、第２受光部４４２２の、第１Tr群４４２３の配置側とは反対側の領域に配置される。
【０２３９】
なお、第１受光部４４２１と第２受光部４４２２は、横方向（ｘ方向）に沿って形成される。
【０２４０】
また、リセットTr４４５２、増幅Tr４４５３、および選択Tr４４５４は、いずれも、一対のソース／ドレイン領域S/DとゲートＧとで構成される。一対のソース／ドレイン領域S/Dは、一方がソースとして機能し、他方がドレインとして機能する。
【０２４１】
リセットTr４４５２、増幅Tr４４５３、および選択Tr４４５４を構成する一対のソース／ドレイン領域S/DとゲートＧとは、横方向（ｘ方向）に沿って配置される。リセットTr４４５２を構成するゲートＧは、縦方向（ｙ方向）において、第２受光部４４２２の右下のPD４４４１８と略対向する領域に配置される。
【０２４２】
左右に並ぶ２つの共有画素単位４４１０どうしの間には、第１ウエルコンタクト４４３１と、第２ウエルコンタクト４４３２とが配置される。第１受光部４４２１、第２受光部４４２２、第１Tr群４４２３、および第２Tr群４４２４は、Si基板内に形成された所定のウエル領域としての半導体領域に形成されており、第１ウエルコンタクト４４３１および第２ウエルコンタクト４４３２は、所定のウエル領域と固体撮像装置４４００の内部配線とを電気的に接続するコンタクトである。第１ウエルコンタクト４４３１は、左右に並ぶ２つの共有画素単位４４１０の第１Tr群４４２３どうしの間に設けられ、第２ウエルコンタクト４４３２は、左右に並ぶ２つの共有画素単位４４１０の第２Tr群４４２４どうしの間に設けられる。
【０２４３】
また、共有画素単位４４１０内の各部は、図６３に示す４画素共有の等価回路に準じた接続関係が満たされるように電気的に接続される。
【０２４４】
本技術は、以上のような固体撮像装置にも適用することができる。
【０２４５】
なお、本技術は、固体撮像装置への適用に限られるものではなく、撮像装置にも適用可能である。ここで、撮像装置とは、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等のカメラシステムや、携帯電話機等の撮像機能を有する電子機器のことをいう。なお、電子機器に搭載されるモジュール状の形態、すなわちカメラモジュールを撮像装置とする場合もある。
【０２４６】
＜６．電子機器の構成例＞
ここで、図６５を参照して、本技術を適用した電子機器の構成例について説明する。
【０２４７】
図６５に示される電子機器５００１は、光学レンズ５０１１、シャッタ装置５０１２、イメージセンサ５０１３、駆動回路５０１４、および信号処理回路５０１５を備えている。図６５においては、イメージセンサ５０１３として、上述した本技術の固体撮像装置３１を電子機器（デジタルスチルカメラ）に設けた場合の実施の形態が示される。
【０２４８】
光学レンズ５０１１は、被写体からの像光（入射光）をイメージセンサ５０１３の撮像面上に結像させる。これにより、信号電荷が一定期間、イメージセンサ５０１３内に蓄積される。シャッタ装置５０１２は、イメージセンサ５０１３に対する光照射期間および遮光期間を制御する。
【０２４９】
駆動回路５０１４は、シャッタ装置５０１２およびイメージセンサ５０１３に、駆動信号を供給する。シャッタ装置５０１２に供給される駆動信号は、シャッタ装置５０１２のシャッタ動作を制御するための信号である。イメージセンサ５０１３に供給される駆動信号は、イメージセンサ５０１３の信号転送動作を制御するための信号である。イメージセンサ５０１３は、駆動回路５０１４から供給される駆動信号（タイミング信号）により信号転送を行う。信号処理回路５０１５は、イメージセンサ５０１３から出力された信号に対して各種の信号処理を行う。信号処理が行われた映像信号は、メモリなどの記憶媒体に記憶されたり、モニタに出力される。
【０２５０】
本実施の形態の電子機器５００１においては、イメージセンサ５０１３において、色分離やS/Nの悪化を抑えることができるため、結果として、高画質の画像を得ることができる電子機器を提供することが可能となる。
【０２５１】
＜７．イメージセンサの使用例＞
最後に、本技術を適用したイメージセンサの使用例について説明する。
【０２５２】
図６６は、上述したイメージセンサの使用例を示す図である。
【０２５３】
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。
【０２５４】
・デジタルカメラや、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
【０２５５】
＜８．内視鏡手術システムへの応用例＞
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、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
【０２５６】
図６７は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【０２５７】
図６７では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
【０２５８】
内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
【０２５９】
鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
【０２６０】
カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：  Ｃａｍｅｒａ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
【０２６１】
ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
【０２６２】
表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
【０２６３】
光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
【０２６４】
入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
【０２６５】
処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
【０２６６】
なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
【０２６７】
また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
【０２６８】
また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ  Ｂａｎｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
【０２６９】
図６８は、図６７に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
【０２７０】
カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
【０２７１】
レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
【０２７２】
撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
【０２７３】
また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
【０２７４】
駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
【０２７５】
通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
【０２７６】
また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
【０２７７】
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ  Ｗｈｉｔｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
【０２７８】
カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
【０２７９】
通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
【０２８０】
また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
【０２８１】
画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
【０２８２】
制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
【０２８３】
また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
【０２８４】
カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
【０２８５】
ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
【０２８６】
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術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、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２に適用され得る。具体的には、図３の固体撮像装置３１は、撮像部１０４０２に適用することができる。撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、可視光用画素同士の間や、可視光用画素と赤外光用画素との間の混色の発生を抑制することが可能となり、色分離やS/Nの悪化を抑えることができる。したがって、例えば内視鏡検査において、可視光の観察像と赤外光の観察像を同時に撮影するような場合であっても、より鮮明な術部画像を得ることができるため、術者が術部を確実に確認することが可能になる。
【０２８７】
なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
【０２８８】
＜９．移動体への応用例＞
さらに、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。
【０２８９】
図６９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。
【０２９０】
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６９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。
【０２９１】
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。
【０２９２】
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。
【０２９３】
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。
【０２９４】
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。
【０２９５】
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。
【０２９６】
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。
【０２９７】
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。
【０２９８】
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。
【０２９９】
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６９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。
【０３００】
図７０は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０３０１】
図７０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。
【０３０２】
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。
【０３０３】
なお、図７０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。
【０３０４】
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。
【０３０５】
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。
【０３０６】
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。
【０３０７】
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。
【０３０８】
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（撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つ）に適用され得る。具体的には、図３の固体撮像装置３１は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、可視光用画素同士の間や、可視光用画素と赤外光用画素との間の混色の発生を抑制することが可能となり、色分離やS/Nの悪化を抑えることができる。したがって、撮像部１２０３１が距離情報を取得する機能を有していても、より見やすい撮影画像を得ることができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。
【０３０９】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術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。
【０３１０】
さらに、本技術は以下のような構成をとることができる。
（１）
画素領域に配列された複数の画素
を備え、
前記画素は、
光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、
前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、
少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁と
を有し、
少なくともいずれか１つの前記画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される
固体撮像装置。
（２）
前記赤外線カットフィルタは、有機または無機の色材が添加された有機材料で形成される
（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
前記赤外線カットフィルタは、700nm以上の波長域で透過率が20％以下となる分光特性を有する
（２）に記載の固体撮像装置。
（４）
前記赤外線カットフィルタの分光特性は、700nm以上の波長域に吸収極大波長を有する
（３）に記載の固体撮像装置。
（５）
前記赤外線カットフィルタは、前記画素領域以外の領域にも形成される
（１）乃至（４）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（６）
前記分離壁は、金属膜およびSi酸化膜の少なくともいずれかにより形成される
（１）乃至（５）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（７）
前記分離壁は、前記カラーフィルタと同等またはそれ以下の屈折率を有する有機樹脂で形成される
（６）に記載の固体撮像装置。
（８）
前記分離壁は、フィラーを含有した有機樹脂で形成される
（６）に記載の固体撮像装置。
（９）
前記分離壁の高さは、少なくとも100nm以上とされる
（６）乃至（８）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１０）
前記画素は、前記光電変換部を画素毎に分離する他の分離壁をさらに有する
（１）乃至（９）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１１）
前記他の分離壁は、前記分離壁と一体となって形成される
（１０）に記載の固体撮像装置。
（１２）
複数の前記画素として、可視光用画素のみを備える
（１）乃至（１１）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１３）
複数の前記画素として、可視光用画素と、赤外光用画素とを備え、
前記可視光用画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される
（１）乃至（１１）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１４）
前記赤外光用画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層は、いずれも赤外光を透過するカラーフィルタにより構成される
（１３）に記載の固体撮像装置。
（１５）
前記赤外光用画素における２層の前記カラーフィルタは、400乃至700nmの波長域で透過率が20％以下となり、700nm以上の波長域で透過率が80％となる分光特性を有する
（１４）に記載の固体撮像装置。
（１６）
前記第１の光学フィルタ層と前記第２の光学フィルタ層とは、同一種類のカラーフィルタとされる
（１５）に記載の固体撮像装置。
（１７）
前記第１の光学フィルタ層と前記第２の光学フィルタ層とは、異なる種類のカラーフィルタとされる
（１５）に記載の固体撮像装置。
（１８）
画素領域に配列された複数の画素
を備え、
前記画素が、
光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、
前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、
少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁と
を有する固体撮像装置の製造方法において、
前記分離壁を形成することと、
前記第１の光学フィルタ層を形成することと、
前記第２の光学フィルタ層を形成することと
を含み、
少なくともいずれか１つの前記画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される
固体撮像装置の製造方法。
（１９）
画素領域に配列された複数の画素
を備え、
前記画素は、
光電変換部の上に設けられた第１の光学フィルタ層と、
前記第１の光学フィルタ層の上に設けられた第２の光学フィルタ層と、
少なくとも前記第１の光学フィルタ層の一部を画素毎に分離する分離壁と
を有し、
少なくともいずれか１つの前記画素の前記第１の光学フィルタ層および前記第２の光学フィルタ層のいずれか一方は、赤外線カットフィルタにより形成され、他方は、カラーフィルタにより形成される固体撮像装置
を備える電子機器。
【符号の説明】
【０３１１】
３１  固体撮像装置，  ３２  画素，  ３３  画素領域，  ５１  可視光用画素，  ５２  赤外光用画素，  ６１  半導体基板，  ６２  光電変換部，  ６３  赤外光カットフィルタ，  ６４  カラーフィルタ，  ６５  分離壁，  ６６  カラーフィルタ，  ６７  マイクロレンズ，  ３０１  画像処理装置，  ３１３  イメージセンサ，  ５００１  電子機器，  ５０１３  イメージセンサ
【図１】
2018043654.tif 000003
【図２】
2018043654.tif 000004
【図３】
2018043654.tif 000005
【図４】
2018043654.tif 000006
【図５】
2018043654.tif 000007
【図６】
2018043654.tif 000008
【図７】
2018043654.tif 000009
【図８】
2018043654.tif 000010
【図９】
2018043654.tif 000011
【図１０】
2018043654.tif 000012
【図１１】
2018043654.tif 000013
【図１２】
2018043654.tif 000014
【図１３】
2018043654.tif 000015
【図１４】
2018043654.tif 000016
【図１５】
2018043654.tif 000017
【図１６】
2018043654.tif 000018
【図１７】
2018043654.tif 000019
【図１８】
2018043654.tif 000020
【図１９】
2018043654.tif 000021
【図２０】
2018043654.tif 000022
【図２１】
2018043654.tif 000023
【図２２】
2018043654.tif 000024
【図２３】
2018043654.tif 000025
【図２４】
2018043654.tif 000026
【図２５】
2018043654.tif 000027
【図２６】
2018043654.tif 000028
【図２７】
2018043654.tif 000029
【図２８】
2018043654.tif 000030
【図２９】
2018043654.tif 000031
【図３０】
2018043654.tif 000032
【図３１】
2018043654.tif 000033
【図３２】
2018043654.tif 000034
【図３３】
2018043654.tif 000035
【図３４】
2018043654.tif 000036
【図３５】
2018043654.tif 000037
【図３６】
2018043654.tif 000038
【図３７】
2018043654.tif 000039
【図３８】
2018043654.tif 000040
【図３９】
2018043654.tif 000041
【図４０】
2018043654.tif 000042
【図４１】
2018043654.tif 000043
【図４２】
2018043654.tif 000044
【図４３】
2018043654.tif 000045
【図４４】
2018043654.tif 000046
【図４５】
2018043654.tif 000047
【図４６】
2018043654.tif 000048
【図４７】
2018043654.tif 000049
【図４８】
2018043654.tif 000050
【図４９】
2018043654.tif 000051
【図５０】
2018043654.tif 000052
【図５１】
2018043654.tif 000053
【図５２】
2018043654.tif 000054
【図５３】
2018043654.tif 000055
【図５４】
2018043654.tif 000056
【図５５】
2018043654.tif 000057
【図５６】
2018043654.tif 000058
【図５７】
2018043654.tif 000059
【図５８】
2018043654.tif 000060
【図５９】
2018043654.tif 000061
【図６０】
2018043654.tif 000062
【図６１】
2018043654.tif 000063
【図６２】
2018043654.tif 000064
【図６３】
2018043654.tif 000065
【図６４】
2018043654.tif 000066
【図６５】
2018043654.tif 000067
【図６６】
2018043654.tif 000068
【図６７】
2018043654.tif 000069
【図６８】
2018043654.tif 000070
【図６９】
2018043654.tif 000071
【図７０】
2018043654.tif 000072
【国際調査報告】
2018043654.tif 000073
2018043654.tif 000074
2018043654.tif 000075
2018043654.tif 000076