(57)【要約】  本開示に係る固体撮像装置（１）は、半導体層（２０）と、複数のオンチップレンズ（５０）と、第１の分離領域（２２）と、第２の分離領域（２３）とを備える。半導体層（２０）は、複数の光電変換部が設けられる。複数のオンチップレンズ（５０）は、対応する光電変換部に光（Ｌ）を入射させる。第１の分離領域（２２）は、同じオンチップレンズ（５０）を介して光（Ｌ）が入射される複数の光電変換部を分離する。第２の分離領域（２３）は、異なるオンチップレンズ（５０）を介して光が入射される複数の光電変換部を分離する。また、第１の分離領域（２２）は、第２の分離領域（２３）より屈折率が大きい。
2020175195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光電変換部が設けられる半導体層と、
対応する前記光電変換部に光を入射させる複数のオンチップレンズと、
同じ前記オンチップレンズを介して光が入射される複数の前記光電変換部を分離する第１の分離領域と、
異なる前記オンチップレンズを介して光が入射される複数の前記光電変換部を分離する第２の分離領域と、
を備え、
前記第１の分離領域は、前記第２の分離領域より屈折率が大きい
固体撮像装置。
【請求項２】
前記半導体層と前記オンチップレンズとの間に設けられる複数色のカラーフィルタを備え、
前記第１の分離領域は、同じ色の前記カラーフィルタを介して光が入射される複数の前記光電変換部を分離し、
前記第２の分離領域は、異なる色の前記カラーフィルタを介して光が入射される複数の前記光電変換部を分離する
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
赤色の前記カラーフィルタを介して光が入射される複数の前記光電変換部を分離する前記第１の分離領域は、前記半導体層と屈折率が等しい
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第１の分離領域および前記第２の分離領域は、前記半導体層を貫通しない
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記第１の分離領域は、前記半導体層を貫通せず、
前記第２の分離領域は、前記半導体層を貫通する
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記第１の分離領域および前記第２の分離領域は、前記半導体層を貫通する
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
波長５３０ｎｍにおける前記第１の分離領域の屈折率は、２．０以上かつ４．２未満である
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
波長５３０ｎｍにおける前記第２の分離領域の屈折率は、１．０以上かつ１．５以下である
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記第１の分離領域は、固定電荷膜と同じ材料を含む
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記第１の分離領域における光入射側の端部は、前記第２の分離領域より屈折率が大きく、
前記第１の分離領域における前記光入射側の端部以外の部位は、前記光入射側の端部より屈折率が小さい
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記第１の分離領域における前記光入射側の端部の深さは、２０ｎｍ以上かつ１００ｎｍ以下である
請求項１０に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記第１の分離領域は、前記第２の分離領域より厚みが小さい
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
複数の光電変換部が設けられる半導体層と、
対応する前記光電変換部に光を入射させる複数のオンチップレンズと、
同じ前記オンチップレンズを介して光が入射される複数の前記光電変換部を分離する第１の分離領域と、
異なる前記オンチップレンズを介して光が入射される複数の前記光電変換部を分離する第２の分離領域と、
を備え、
前記第１の分離領域は、前記第２の分離領域より屈折率が大きい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】
本開示は、固体撮像装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、裏面照射型のＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサにおいて、同じオンチップレンズから複数のフォトダイオードに光を入射させることにより、位相差の検出を実現させる技術がある（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−５２０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の従来技術では、同じオンチップレンズから複数のフォトダイオードに光を入射させることにより、入射した光が複数のフォトダイオード同士の間に設けられる分離領域で大きく散乱する場合がある。そして、この大きく散乱した光が別のフォトダイオードに入射することにより、画素アレイ部内で混色が発生する恐れがある。【０００５】
そこで、本開示では、混色の発生を抑制することができる固体撮像装置および電子機器を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示によれば、固体撮像装置が提供される。固体撮像装置は、半導体層と、複数のオンチップレンズと、第１の分離領域と、第２の分離領域とを備える。半導体層は、複数の光電変換部が設けられる。複数のオンチップレンズは、対応する前記光電変換部に光を入射させる。第１の分離領域は、同じ前記オンチップレンズを介して光が入射される複数の前記光電変換部を分離する。第２の分離領域は、異なる前記オンチップレンズを介して光が入射される複数の前記光電変換部を分離する。また、前記第１の分離領域は、前記第２の分離領域より屈折率が大きい。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、混色の発生を抑制することができる固体撮像装置および電子機器を提供することができる。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】
【０００８】
【図１】本開示の実施形態に係る固体撮像装置の概略構成例を示すシステム構成図である。
【図２】本開示の実施形態に係る画素アレイ部の単位画素、カラーフィルタおよびオンチップレンズの配置を説明するための平面図である。
【図３】図２に示すＡ−Ａ線の矢視断面図である。
【図４】参考例における画素アレイ部内の光の散乱状態を説明するための図である。
【図５】本開示の実施形態に係る画素アレイ部内の光の散乱状態を説明するための図である。
【図６】本開示の実施形態に係る単位画素の回路構成を示す回路図である。
【図７】本開示の実施形態の変形例１に係る画素アレイ部の第２の分離領域の構造を説明するための図である。
【図８】本開示の実施形態の変形例１に係る画素アレイ部の第１の分離領域の構造を説明するための図である。
【図９】本開示の実施形態の変形例２に係る画素アレイ部の断面構造を示す拡大断面図である。
【図１０】本開示の実施形態の変形例３に係る画素アレイ部の断面構造を示す拡大断面図である。
【図１１】本開示の実施形態の変形例４に係る画素アレイ部の断面構造を示す拡大断面図である。
【図１２】本開示の実施形態の変形例５に係る画素アレイ部の断面構造を示す拡大断面図である。
【図１３】本開示の実施形態の変形例６に係る画素アレイ部の断面構造を示す拡大断面図である。
【図１４】本開示の実施形態の変形例７に係る画素アレイ部の断面構造を示す拡大断面図である。
【図１５】本開示の実施形態の変形例８に係る画素アレイ部の断面構造を示す拡大断面図である。
【図１６】本開示の実施形態の変形例９に係る画素アレイ部の単位画素、カラーフィルタおよびオンチップレンズの配置を説明するための平面図である。
【図１７】図１６に示すＢ−Ｂ線の矢視断面図である。
【図１８】本開示の実施形態の変形例１０に係る画素アレイ部の単位画素、カラーフィルタおよびオンチップレンズの配置を説明するための平面図である。
【図１９】図１８に示すＣ−Ｃ線の矢視断面図である。
【図２０】本開示の実施形態の変形例１１に係る画素アレイ部の単位画素、カラーフィルタおよびオンチップレンズの配置を説明するための平面図である。
【図２１】図２０に示すＤ−Ｄ線の矢視断面図である。
【図２２】本開示の実施形態の変形例１２に係る画素アレイ部の単位画素、カラーフィルタおよびオンチップレンズの配置を説明するための平面図である。
【図２３】図２２に示すＥ−Ｅ線の矢視断面図である。
【図２４】本開示の実施形態の変形例１３に係る画素アレイ部の画素群および集光ポイントの配置を説明するための平面図である。
【図２５】本開示に係る技術を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図２６】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２７】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。
【図２８】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２９】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。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本開示の各実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
【００１０】
近年、裏面照射型のＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサにおいて、同じオンチップレンズから複数のフォトダイオードに光を入射させることにより、位相差の検出を実現させる技術がある。
【００１１】
しかしながら、上記の従来技術では、同じオンチップレンズから複数のフォトダイオードに光を入射させることにより、入射した光が複数のフォトダイオード同士の間に設けられる分離領域で大きく散乱する場合がある。
【００１２】
たとえば、かかる分離領域が誘電体（たとえば、ＳｉＯ２）で構成される場合、この分離領域の光入射側における端部において、誘電体とシリコン基板との大きな屈折率差によって光が大きく散乱する場合がある。そして、この大きく散乱した光が別のフォトダイオードに入射することにより、画素アレイ部内で混色が発生する恐れがある。
【００１３】
そこで、混色の発生を抑制することができる画素アレイ部を備えた固体撮像装置の実現が期待されている。
【００１４】
［固体撮像装置の構成］
図１は、本開示の実施形態に係る固体撮像装置１の概略構成例を示すシステム構成図である。図１に示すように、ＣＭＯＳイメージセンサである固体撮像装置１は、画素アレイ部１０と、システム制御部１２と、垂直駆動部１３と、カラム読出し回路部１４と、カラム信号処理部１５と、水平駆動部１６と、信号処理部１７とを備える。
【００１５】
これら画素アレイ部１０、システム制御部１２、垂直駆動部１３、カラム読出し回路部１４、カラム信号処理部１５、水平駆動部１６および信号処理部１７は、同一の半導体基板上または電気的に接続された複数の積層半導体基板上に設けられる。
【００１６】
画素アレイ部１０には、入射光量に応じた電荷量を光電変換して内部に蓄積し、信号として出力することが可能な光電変換素子（フォトダイオード２１（図３参照））を有する有効単位画素（以下、「単位画素」とも呼称する）１１が行列状に２次元配置されている。
【００１７】
また、画素アレイ部１０は、有効単位画素１１の他に、フォトダイオード２１を持たない構造のダミー単位画素や、受光面を遮光することで外部からの光入射が遮断された遮光単位画素などが、行および／または列状に配置されている領域を含む場合がある。
【００１８】
なお、遮光単位画素は、受光面が遮光された構造である以外は、有効単位画素１１と同様の構成を備えていてもよい。また、以下では、入射光量に応じた電荷量の光電荷を、単に「電荷」とも呼称し、単位画素１１を、単に「画素」とも呼称する場合もある。
【００１９】
画素アレイ部１０には、行列状の画素配列に対して、行ごとに画素駆動線ＬＤが図面中の左右方向（画素行の画素の配列方向）に沿って形成され、列ごとに垂直画素配線ＬＶが図面中の上下方向（画素列の画素の配列方向）に沿って形成される。画素駆動線ＬＤの一端は、垂直駆動部１３の各行に対応した出力端に接続される。
【００２０】
カラム読出し回路部１４は、少なくとも、画素アレイ部１０内の選択行における単位画素１１に列ごとに定電流を供給する回路、カレントミラー回路および読出し対象となる単位画素１１の切替えスイッチなどを含む。
【００２１】
そして、カラム読出し回路部１４は、画素アレイ部１０内の選択画素におけるトランジスタとともに増幅器を構成し、光電荷信号を電圧信号に変換して垂直画素配線ＬＶに出力する。
【００２２】
垂直駆動部１３は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどを含み、画素アレイ部１０の各単位画素１１を、全画素同時や行単位などで駆動する。この垂直駆動部１３は、その具体的な構成については図示を省略するが、読出し走査系と、掃出し走査系あるいは一括掃出しおよび一括転送系とを有する構成となっている。
【００２３】
読出し走査系は、単位画素１１から画素信号を読み出すために、画素アレイ部１０の単位画素１１を行単位で順に選択走査する。行駆動（ローリングシャッタ動作）の場合、掃出しについては、読出し走査系によって読出し走査が行われる読出し行に対して、その読出し走査よりもシャッタスピードの時間分だけ先行して掃出し走査が行なわれる。
【００２４】
また、グローバル露光（グローバルシャッタ動作）の場合は、一括転送よりもシャッタスピードの時間分先行して一括掃出しが行なわれる。このような掃出しにより、読出し行の単位画素１１のフォトダイオード２１から不要な電荷が掃出し（リセット）される。そして、不要電荷の掃出し（リセット）により、いわゆる電子シャッタ動作が行われる。
【００２５】
ここで、電子シャッタ動作とは、直前までフォトダイオード２１に溜まっていた不要な光電荷を捨てて、新たに露光を開始する（光電荷の蓄積を開始する）動作のことをいう。
【００２６】
読出し走査系による読出し動作によって読み出される信号は、その直前の読出し動作または電子シャッタ動作以降に入射した光量に対応するものである。行駆動の場合は、直前の読出し動作による読出しタイミングまたは電子シャッタ動作による掃出しタイミングから、今回の読出し動作による読出しタイミングまでの期間が、単位画素１１における光電荷の蓄積時間（露光時間）となる。グローバル露光の場合は、一括掃出しから一括転送までの時間が蓄積時間（露光時間）となる。
【００２７】
垂直駆動部１３によって選択走査された画素行の各単位画素１１から出力される画素信号は、垂直画素配線ＬＶの各々を通してカラム信号処理部１５に供給される。カラム信号処理部１５は、画素アレイ部１０の画素列ごとに、選択行の各単位画素１１から垂直画素配線ＬＶを通して出力される画素信号に対して所定の信号処理を行うとともに、信号処理後の画素信号を一時的に保持する。
【００２８】
具体的には、カラム信号処理部１５は、信号処理として少なくとも、ノイズ除去処理、たとえばＣＤＳ（Correlated  Double  Sampling：相関二重サンプリング）処理を行う。このカラム信号処理部１５によるＣＤＳ処理により、リセットノイズや増幅トランジスタＡＭＰの閾値ばらつきなどの画素固有の固定パターンノイズが除去される。
【００２９】
なお、カラム信号処理部１５には、ノイズ除去処理以外に、たとえば、ＡＤ変換機能を持たせて、画素信号をデジタル信号として出力するように構成することもできる。
【００３０】
水平駆動部１６は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどを含み、カラム信号処理部１５の画素列に対応する単位回路を順番に選択する。この水平駆動部１６による選択走査により、カラム信号処理部１５で信号処理された画素信号が順番に信号処理部１７に出力される。
【００３１】
システム制御部１２は、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータなどを含み、タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に、垂直駆動部１３、カラム信号処理部１５、水平駆動部１６などの駆動制御を行う。
【００３２】
固体撮像装置１は、さらに、信号処理部１７と、図示しないデータ格納部とを備える。信号処理部１７は、少なくとも加算処理機能を有し、カラム信号処理部１５から出力される画素信号に対して加算処理などの種々の信号処理を行う。
【００３３】
データ格納部は、信号処理部１７での信号処理にあたって、その処理に必要なデータを一時的に格納する。これら信号処理部１７およびデータ格納部については、固体撮像装置１とは別の基板に設けられる外部信号処理部、たとえばＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）やソフトウェアによる処理であってもよいし、固体撮像装置１と同じ基板上に搭載されてもよい。
【００３４】
［画素アレイ部の構成］
つづいて、画素アレイ部１０の詳細な構成について、図２および図３を参照しながら説明する。図２は、本開示の実施形態に係る画素アレイ部１０の単位画素１１、カラーフィルタ４０およびオンチップレンズ５０の配置を説明するための平面図であり、図３は、図２に示すＡ−Ａ線の矢視断面図である。
【００３５】
図３などに示すように、画素アレイ部１０は、半導体層２０と、固定電荷膜３０と、複数のカラーフィルタ４０と、複数のオンチップレンズ５０とを備える。
【００３６】
半導体層２０は、たとえば、シリコンを含む。半導体層２０は、複数のフォトダイオード（ＰＤ）２１を有する。フォトダイオード２１は、光電変換部の一例である。なお、１つの単位画素１１には、１つのフォトダイオード２１が設けられる。単位画素１１の回路構成例については後述する。
【００３７】
また、半導体層２０は、複数の第１の分離領域２２と、複数の第２の分離領域２３とを有する。第１の分離領域２２は、同じオンチップレンズ５０を介して光Ｌが入射される複数のフォトダイオード２１を分離する。一方で、第２の分離領域２３は、異なるオンチップレンズ５０を介して光Ｌが入射される複数のフォトダイオード２１を分離する。
【００３８】
換言すると、同じオンチップレンズ５０を介して光Ｌが入射される複数の単位画素１１で１つの画素群１８が構成される場合に、第１の分離領域２２は、同じ画素群１８に属する複数の単位画素１１同士を分離する分離領域である。一方で、第２の分離領域２３は、異なる画素群１８に属する複数の単位画素１１同士を分離する分離領域である。
【００３９】
図３に示すように、第１の分離領域２２および第２の分離領域２３は、たとえば、半導体層２０における光入射側（すなわち、オンチップレンズ５０側）の表面から、深さ方向に延びるように壁状に形成される。また、第１の分離領域２２および第２の分離領域２３は、半導体層２０を貫通しないように形成される。
【００４０】
ここで、実施形態では、第１の分離領域２２の屈折率を第２の分離領域２３の屈折率より大きくしている。たとえば、第１の分離領域２２は、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５：屈折率＝２．２（波長５３０ｎｍ））や、酸化チタン（ＴｉＯ２：屈折率＝２．４（波長５３０ｎｍ））などの高屈折率の誘電体で構成される。
【００４１】
また、第２の分離領域２３は、酸化シリコン（ＳｉＯ２：屈折率＝１．５（波長５３０ｎｍ））などの低屈折率の誘電体で構成される。
【００４２】
ここで、上述のように第１の分離領域２２および第２の分離領域２３を構成することによる効果について、図４および図５を参照しながら説明する。図４は、参考例における画素アレイ部１０内の光Ｌの散乱状態を説明するための図である。
【００４３】
図４に示す参考例は、複数のフォトダイオード２１がすべて同じ屈折率の分離領域２４で分離される場合について示している。ここで、かかる分離領域２４は、隣接するフォトダイオード２１への光Ｌの漏れ込みを抑制するため、シリコン（屈折率＝４．２（波長５３０ｎｍ））で構成される半導体層２０との屈折率差が大きいほうが好ましい。
【００４４】
なぜなら、フォトダイオード２１と分離領域２４との屈折率差が大きいほうが界面で大きく屈折するため、フォトダイオード２１の内部を進む光Ｌが分離領域２４との界面で全反射され、再び同じフォトダイオード２１に戻る割合が大きくなるからである。
【００４５】
すなわち、隣接するフォトダイオード２１を光学的に分離する点を考慮した場合、分離領域２４はすべて低屈折率の誘電体（たとえば、ＳｉＯ２）で構成されることが好ましい。
【００４６】
一方で、図４に示すように、参考例では、同じオンチップレンズ５０から複数のフォトダイオード２１に光Ｌが入射することから、同じ画素群１８に属する単位画素１１同士を分離する分離領域２４において、光入射側の端部に光Ｌが入射する場合がある。
【００４７】
そして、分離領域２４における光入射側の端部に入射した光Ｌは、フォトダイオード２１との大きな屈折率差によって大きく散乱され、別のフォトダイオード２１に漏れ込んでしまう。これにより、参考例の画素アレイ部１０では、混色が発生する恐れがある。
【００４８】
図５は、本開示の実施形態に係る画素アレイ部１０内の光Ｌの散乱状態を説明するための図である。図５に示すように、実施形態では、第１の分離領域２２が高屈折率の誘電体で構成され、第２の分離領域２３が低屈折率の誘電体で構成される。
【００４９】
そして、実施形態に係る画素アレイ部１０でも、参考例と同様に、同じ画素群１８に属する複数の単位画素１１同士を分離する第１の分離領域２２において、光入射側の端部に光Ｌが入射する場合がある。
【００５０】
しかしながら、第１の分離領域２２とフォトダイオード２１との屈折率差は参考例より小さいことから、図５に示すように、第１の分離領域２２における光入射側の端部に入射した光Ｌは大きく散乱されない。
【００５１】
したがって、実施形態によれば、散乱光が別のフォトダイオード２１に漏れ込むことを抑制することができることから、散乱光による混色の発生を抑制することができる。
【００５２】
また、実施形態では、異なる画素群１８に属する複数の単位画素１１同士を分離する第２の分離領域２３を低屈折率の誘電体で構成する。これにより、フォトダイオード２１と第２の分離領域２３との屈折率差を大きくすることができることから、フォトダイオード２１と第２の分離領域２３との界面で全反射される光Ｌの割合を増やすことができる。
【００５３】
すなわち、実施形態では、オンチップレンズ５０からフォトダイオード２１に入射された光Ｌが別のフォトダイオード２１に漏れ込むことを抑制することができる。したがって、実施形態によれば、フォトダイオード２１に入射された光Ｌによる混色の発生を抑制することができる。
【００５４】
なお、図２などに示すように、第２の分離領域２３は、オンチップレンズ５０の中央部に配置されず、オンチップレンズ５０の周縁部に配置されることから、かかる第２の分離領域２３の光入射側の端部に光Ｌが入射することはほとんどない。
【００５５】
したがって、光入射側の端部で光Ｌが散乱する程度はごくわずかであることから、第２の分離領域２３を低屈折率の誘電体で構成したとしても実用上問題はない。
【００５６】
ここまで説明したように、実施形態では、第１の分離領域２２を高屈折率の誘電体で構成し、第２の分離領域２３を低屈折率の誘電体で構成することにより、混色の発生を抑制することができる。すなわち、実施形態によれば、第１の分離領域２２の屈折率を第２の分離領域２３の屈折率より大きくすることにより、混色の発生を抑制することができる。
【００５７】
たとえば、実施形態で第１の分離領域２２を酸化チタンで構成し、第２の分離領域２３を酸化シリコンで構成した場合、分離領域２４を酸化シリコンで構成した参考例と比較して、約５％の混色低減効果が得られる（光Ｌの入射角が３０°の場合）。
【００５８】
また、実施形態では、波長５３０ｎｍにおける第１の分離領域２２の屈折率が、２．０以上かつ４．２未満であるとよい。これにより、第１の分離領域２２とフォトダイオード２１との屈折率差をさらに小さくすることができることから、散乱光による混色の発生をさらに抑制することができる。
【００５９】
また、実施形態では、波長５３０ｎｍにおける第２の分離領域２３の屈折率が、１．０以上かつ１．５以下であるとよい。これにより、フォトダイオード２１と第２の分離領域２３との屈折率差をさらに大きくすることができることから、フォトダイオード２１に入射された光Ｌによる混色の発生をさらに抑制することができる。
【００６０】
なお、第２の分離領域２３は、低屈折率の誘電体に限られず、たとえば空気で構成されていてもよい。すなわち、第２の分離領域２３は、何も埋め込まれておらず空気で満たされたトレンチで構成されていてもよい。
【００６１】
図２および図３に戻り、画素アレイ部１０のその他の部位についての説明を続ける。固定電荷膜３０は、フォトダイオード２１とカラーフィルタ４０との界面に電荷（ここでは、正孔）を固定する機能を有する。固定電荷膜３０の材料としては、固定電荷を多く有する高誘電材料を用いることが好ましい。
【００６２】
固定電荷膜３０は、たとえば、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化タンタル、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化チタン、酸化マグネシウム（ＭｇＯ２）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）などで構成される。
【００６３】
また、固定電荷膜３０は、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）、酸化サマリウム（Ｓｍ２Ｏ３）、酸化ユウロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）などで構成されてもよい。
【００６４】
また、固定電荷膜３０は、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）、酸化ホルミウム（Ｈｏ２Ｏ３）、酸化エルビウム（Ｅｒ２Ｏ３）、酸化ツリウム（Ｔｍ２Ｏ３）などで構成されてもよい。
【００６５】
また、固定電荷膜３０は、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）窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸窒化ハフニウム（ＨｆＯＮ）、酸窒化アルミニウム膜（ＡｌＯＮ）などで構成されてもよい。
【００６６】
カラーフィルタ４０は、オンチップレンズ５０と固定電荷膜３０との間に設けられ、赤色フィルタ４０Ｒと、緑色フィルタ４０Ｇと、青色フィルタ４０Ｂとを有する。赤色フィルタ４０Ｒは、赤色のカラーフィルタ４０の一例である。
【００６７】
そして、赤色フィルタ４０Ｒ、緑色フィルタ４０Ｇおよび青色フィルタ４０Ｂのいずれかが、対応する単位画素１１およびオンチップレンズ５０に応じて配置される。
【００６８】
実施形態では、図２に示すように、１つのオンチップレンズ５０ごとに、赤色フィルタ４０Ｒ、緑色フィルタ４０Ｇおよび青色フィルタ４０Ｂのいずれか１つが設けられる。なお以降の図面では、理解の容易のため、赤色フィルタ４０Ｒに左下がり斜線のハッチングを付し、緑色フィルタ４０Ｇにドットのハッチングを付し、青色フィルタ４０Ｂに右下がり斜線のハッチングを付する。
【００６９】
また、カラーフィルタ４０は、規則的な色配列（たとえばベイヤー配列）で設けられる。これにより、画素アレイ部１０では、かかる色配列に対応したカラーの受光データを取得することができる。
【００７０】
なお、図２の例では、カラーフィルタ４０として赤色フィルタ４０Ｒ、緑色フィルタ４０Ｇおよび青色フィルタ４０Ｂを設けた例について示したが、それらの他に白色フィルタを設けてもよい。
【００７１】
オンチップレンズ５０は、半導体層２０に対して光Ｌが入射する側に設けられ、対応するフォトダイオード２１に向かって光Ｌを集光させる機能を有する。オンチップレンズ５０は、たとえば、有機材料や酸化シリコンなどで構成される。
【００７２】
実施形態では、図２に示すように、１つのオンチップレンズ５０ごとに２行２列の単位画素１１が設けられる。すなわち、１つの画素群１８は、２行２列の単位画素１１で構成される。そして、１つの画素群１８ごとに、赤色フィルタ４０Ｒ、緑色フィルタ４０Ｇおよび青色フィルタ４０Ｂのいずれか１つが設けられる。
【００７３】
ここまで説明した構成の画素アレイ部１０では、左右方向に隣接する１対の単位画素１１で同じオンチップレンズ５０およびカラーフィルタ４０を共有することにより、位相差を検出することができる。したがって、実施形態によれば、固体撮像装置１に位相差検出方式のオートフォーカス機能を付与することができる。
【００７４】
そして、実施形態では、上述のように、同じオンチップレンズ５０およびカラーフィルタ４０を共有する１対の単位画素１１における混色の発生を抑制することができる。したがって、実施形態によれば、固体撮像装置１における位相差検出方式のオートフォーカス精度を向上させることができる。
【００７５】
また、実施形態によれば、２行２列の単位画素１１で同じカラーフィルタ４０を共有することにより、固体撮像装置１にＨＤＲ（High  Dynamic  Range）機能やリモザイク機能を付与することができる。
【００７６】
また、実施形態では、第１の分離領域２２および第２の分離領域２３が、いずれも深さ方向に半導体層２０を貫通しないように設けられる。これにより、第１の分離領域２２および第２の分離領域２３を形成する際に、半導体層２０に形成されるトレンチを貫通させる必要がなくなることから、画素アレイ部１０の製造コストを低減することができる。
【００７７】
なお、図３において、半導体層２０の光入射側とは反対側には、フォトダイオード２１に蓄積された電荷の読み出しなどを行う複数の画素トランジスタと、複数の配線層および層間絶縁膜を含む多層配線層とが設けられるが、いずれも図示を省略する。
【００７８】
［単位画素の回路構成例］
つづいて、単位画素１１の回路構成例について、図６を参照しながら説明する。図６は、本開示の実施形態に係る単位画素１１の回路構成の一例を示す回路図である。
【００７９】
単位画素１１は、光電変換部としてのフォトダイオード２１と、転送トランジスタ６１と、フローティングディフュージョン６２と、リセットトランジスタ６３と、増幅トランジスタ６４と、選択トランジスタ６５とを有する。
【００８０】
フォトダイオード２１は、受光した光量に応じた電荷（信号電荷）を生成し、かつ、蓄積する。フォトダイオード２１は、アノード端子が接地されるとともに、カソード端子が転送トランジスタ６１を介してフローティングディフュージョン６２に接続される。
【００８１】
転送トランジスタ６１は、転送信号ＴＧによってオンされた際に、フォトダイオード２１で生成された電荷を読み出し、フローティングディフュージョン６２に転送する。
【００８２】
フローティングディフュージョン６２は、フォトダイオード２１から読み出された電荷を保持する。リセットトランジスタ６３は、リセット信号ＲＳＴによってオンされた際に、フローティングディフュージョン６２に蓄積されている電荷をドレイン（定電圧源Ｖｄｄ）に排出することで、フローティングディフュージョン６２の電位をリセットする。
【００８３】
増幅トランジスタ６４は、フローティングディフュージョン６２の電位に応じた画素信号を出力する。すなわち、増幅トランジスタ６４は、垂直信号線６６を介して接続される定電流源としての負荷（不図示）とでソースフォロワ回路を構成する。
【００８４】
そして、増幅トランジスタ６４は、フローティングディフュージョン６２に蓄積されている電荷に応じたレベルを示す画素信号を、選択トランジスタ６５を介してカラム信号処理部１５（図１参照）に出力する。
【００８５】
選択トランジスタ６５は、選択信号ＳＥＬによって単位画素１１が選択された際にオンされ、単位画素１１で生成された画素信号を垂直信号線６６を介してカラム信号処理部１５に出力する。転送信号ＴＧ、選択信号ＳＥＬおよびリセット信号ＲＳＴが伝送される各信号線は、垂直駆動部１３（図１参照）に接続される。
【００８６】
単位画素１１は、以上のように構成することができるが、この構成に限定されるものではなく、その他の構成を採用することもできる。たとえば、複数の単位画素１１で、フローティングディフュージョン６２、リセットトランジスタ６３、増幅トランジスタ６４、および選択トランジスタ６５を共有する共有画素構造とすることもできる。
【００８７】
［各種変形例］
つづいて、実施形態の各種変形例について、図７〜図２４を参照しながら説明する。図７は、本開示の実施形態の変形例１に係る画素アレイ部１０の第２の分離領域２３の構造を説明するための図である。
【００８８】
変形例１では、積層した第１の固定電荷膜３１および第２の固定電荷膜３２で固定電荷膜３０が構成される。第１の固定電荷膜３１は、フォトダイオード２１に直接接する層であり、固定電荷を多く有する誘電体（たとえば、酸化アルミニウムなど）で構成される。
【００８９】
また、第１の固定電荷膜３１は、フォトダイオード２１における光入射側の面に加えて、フォトダイオード２１の側面（すなわち、フォトダイオード２１と第２の分離領域２３との間）にも設けられる。
【００９０】
第２の固定電荷膜３２は、第１の固定電荷膜３１上に形成される層であり、高屈折率の誘電体（たとえば、酸化タンタルや酸化チタンなど）で構成される。
【００９１】
また、変形例１では、固定電荷膜３０上に酸化シリコン膜２５が設けられる。そして、かかる酸化シリコン膜２５は、第２の分離領域２３と一体となって設けられる。たとえば、第２の分離領域２３に対応する位置に形成されるトレンチを埋めるように酸化シリコン膜２５を形成することにより、酸化シリコン膜２５と第２の分離領域２３とを一体で構成することができる。
【００９２】
図８は、本開示の実施形態の変形例１に係る画素アレイ部１０の第１の分離領域２２の構造を説明するための図である。図８に示すように、変形例１では、第１の分離領域２２が第２の固定電荷膜３２と一体となって設けられる。すなわち、変形例１では、第１の分離領域２２が固定電荷膜３０（具体的には第２の固定電荷膜３２）と同じ材料を含む。
【００９３】
たとえば、第１の分離領域２２に対応する位置に形成されるトレンチを埋めるように第２の固定電荷膜３２を形成することにより、第２の固定電荷膜３２と第１の分離領域２２とを一体で構成することができる。
【００９４】
したがって、変形例１によれば、第２の固定電荷膜３２と第１の分離領域２２とを一度に形成することができることから、画素アレイ部１０の製造コストを低減することができる。
【００９５】
また、変形例１では、酸化シリコン膜２５と第２の分離領域２３とを一度に形成することができることから、画素アレイ部１０の製造コストを低減することができる。
【００９６】
なお、変形例１において、第１の分離領域２２および第２の分離領域２３の厚みは、８０ｎｍ程度であるとよい。また、第１の分離領域２２または第２の分離領域２３に隣接する第１の固定電荷膜３１の厚みは、１５ｎｍ程度であるとよい。
【００９７】
また、変形例１では、第１の分離領域２２または第２の分離領域２３に隣接して第１の固定電荷膜３１が設けられる例について示したが、第１の分離領域２２または第２の分離領域２３に隣接する第１の固定電荷膜３１は設けられなくともよい。
【００９８】
図９は、本開示の実施形態の変形例２に係る画素アレイ部１０の断面構造を示す拡大断面図である。かかる変形例２は、第２の分離領域２３が半導体層２０を貫通している点が実施形態と異なる。
【００９９】
このように、第２の分離領域２３を深さ方向に貫通させることにより、異色間で隣接するフォトダイオード２１同士を良好に光学的に分離することができる。したがって、変形例２によれば、混色の発生をより抑制することができる。
【０１００】
図１０は、本開示の実施形態の変形例３に係る画素アレイ部１０の断面構造を示す拡大断面図である。かかる変形例３は、第１の分離領域２２および第２の分離領域２３がいずれも半導体層２０を貫通している点が変形例２と異なる。
【０１０１】
このように、第１の分離領域２２および第２の分離領域２３をいずれも深さ方向に貫通させることにより、隣接するすべてのフォトダイオード２１同士を良好に光学的に分離することができる。したがって、変形例３によれば、混色の発生をさらに抑制することができる。
【０１０２】
図１１は、本開示の実施形態の変形例４に係る画素アレイ部１０の断面構造を示す拡大断面図である。かかる変形例４は、第１の分離領域２２の構造が実施形態と異なる。
【０１０３】
具体的には、第１の分離領域２２における光入射側の端部２２ａは、実施形態と同様に高屈折率の誘電体（たとえば、酸化タンタルや酸化チタン）で構成される。一方で、第１の分離領域２２における端部２２ａ以外の部位２２ｂは、低屈折率の誘電体（たとえば、酸化シリコン）で構成される。
【０１０４】
ここで、第１の分離領域２２の端部２２ａとフォトダイオード２１とは屈折率差が小さいことから、第１の分離領域２２の端部２２ａに入射した光Ｌは大きく散乱されない。したがって、変形例４によれば、散乱光による混色の発生を抑制することができる。
【０１０５】
さらに変形例４では、光入射側の端部２２ａ以外の部位２２ｂが低屈折率の誘電体で構成されることから、フォトダイオード２１に入射した光が第１の分離領域２２で全反射される割合を増やすことができる。
【０１０６】
すなわち、変形例４では、フォトダイオード２１に入射した光が、第１の分離領域２２を介して隣接するフォトダイオード２１に漏れ込むことを抑制することができる。したがって、変形例４によれば、フォトダイオード２１に入射した光Ｌによる混色の発生をさらに抑制することができる。
【０１０７】
ここまで説明したように、変形例４では、第１の分離領域２２において、端部２２ａの屈折率を第２の分離領域２３の屈折率より大きくし、端部２２ａ以外の部位２２ｂの屈折率を端部２２ａの屈折率より小さくする。これにより、第１の分離領域２２において、散乱光による混色の発生と、フォトダイオード２１に入射した光Ｌによる混色の発生とをいずれも抑制することができる。
【０１０８】
また、変形例４では、第１の分離領域２２における光入射側の端部２２ａの深さが、２０ｎｍ以上かつ１００ｎｍ以下であるとよい。これにより、第１の分離領域２２において、散乱光による混色の発生と、フォトダイオード２１に入射した光Ｌによる混色の発生とをいずれもバランスよく抑制することができる。
【０１０９】
図１２は、本開示の実施形態の変形例５に係る画素アレイ部１０の断面構造を示す拡大断面図である。かかる変形例５は、第１の分離領域２２の構造が実施形態と異なる。
【０１１０】
具体的には、第１の分離領域２２は、第２の分離領域２３より厚みが小さくなっている。これにより、第１の分離領域２２の端部に入射した光Ｌが散乱される部位の面積を小さくすることができることから、光Ｌが大きく散乱することを抑制することができる。したがって、変形例５によれば、散乱光による混色の発生をさらに抑制することができる。
【０１１１】
図１３は、本開示の実施形態の変形例６に係る画素アレイ部１０の断面構造を示す拡大断面図である。かかる変形例６では、赤色フィルタ４０Ｒを介して光Ｌが入射される複数のフォトダイオード２１を分離する第１の分離領域２２Ａが、誘電体ではなくイオン注入領域によって分離されている。換言すると、赤色フィルタ４０Ｒを有する画素群１８の第１の分離領域２２Ａは、誘電体ではなくイオン注入領域によって分離されている。
【０１１２】
すなわち、かかる第１の分離領域２２Ａは、半導体層２０と同じ材料（たとえば、シリコン）で構成され、半導体層２０と屈折率が等しい。なお、変形例６において、緑色フィルタ４０Ｇおよび青色フィルタ４０Ｂを有する画素群１８の第１の分離領域２２は、実施形態と同様に高屈折率の誘電体（たとえば、酸化タンタルや酸化チタン）で構成される。
【０１１３】
これにより、第１の分離領域２２Ａを形成する際に、半導体層２０にトレンチを形成する必要がなくなることから、画素アレイ部１０の製造コストを低減することができる。
【０１１４】
なお、赤色フィルタ４０Ｒを有する画素群１８では、入射する光Ｌの波長が長いことから、位相差の検出精度がその他の色の画素群１８に比べて低い。したがって、その他の色の画素群１８を優先的に活用して位相差を検出することにより、実施形態と同等の位相差検出精度を実現することができる。
【０１１５】
図１４は、本開示の実施形態の変形例７に係る画素アレイ部１０の断面構造を示す拡大断面図である。かかる変形例７は、カラーフィルタ４０の構造が実施形態と異なる。
【０１１６】
具体的には、隣接する異なる色のカラーフィルタ４０同士の間に、画素間遮光膜４１が設けられる。かかる画素間遮光膜４１は、光Ｌを遮光する材料で構成される。画素間遮光膜４１に用いられる材料は、遮光性が強く、かつ微細加工、たとえばエッチングで精度よく加工できる材料が望ましい。
【０１１７】
画素間遮光膜４１は、たとえば、タングステン（Ｗ）やアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属膜で形成することができる。
【０１１８】
変形例７では、かかる画素間遮光膜４１を設けることにより、単位画素１１に対応するカラーフィルタ４０とは異なる色のカラーフィルタ４０に斜めに入射する光Ｌが、かかる単位画素１１に入射することを抑制することができる。
【０１１９】
したがって、変形例７によれば、カラーフィルタ４０に斜めに入射する光Ｌによる混色の発生を抑制することができる。
【０１２０】
なお、図１４の例では、半導体層２０における光入射側の面に接するように画素間遮光膜４１を設ける例について示したが、画素間遮光膜４１の配置はかかる例に限られない。図１５は、本開示の実施形態の変形例８に係る画素アレイ部１０の断面構造を示す拡大断面図である。
【０１２１】
図１５に示すように、画素間遮光膜４１は、変形例１に示した酸化シリコン膜２５における光入射側の面に接するように設けられてもよい。このような変形例８であっても、変形例７と同様に、カラーフィルタ４０に斜めに入射する光Ｌによる混色の発生を抑制することができる。
【０１２２】
なお、画素間遮光膜４１は、固定電荷膜３０における光入射側の面に接するように設けられてもよい。
【０１２３】
図１６は、本開示の実施形態の変形例９に係る画素アレイ部１０の単位画素１１、カラーフィルタ４０およびオンチップレンズ５０の配置を説明するための平面図であり、図１７は、図１６に示すＢ−Ｂ線の矢視断面図である。
【０１２４】
図１６に示すように、変形例９に係る画素アレイ部１０には、左右方向に隣接する１対の単位画素１１で１つの画素群１８が形成される。そして、かかる１つの画素群１８ごとに、１つのオンチップレンズ５０と、赤色フィルタ４０Ｒ、緑色フィルタ４０Ｇおよび青色フィルタ４０Ｂのいずれか１つとが設けられる。
【０１２５】
かかる変形例９では、左右方向に隣接する１対の単位画素１１で同じオンチップレンズ５０およびカラーフィルタ４０を共有することにより、位相差を検出することができる。したがって、変形例９によれば、固体撮像装置１に位相差検出方式のオートフォーカス機能を付与することができる。
【０１２６】
そして、変形例９では、同じオンチップレンズ５０を介して光Ｌが入射される複数のフォトダイオード２１が第１の分離領域２２で分離され、異なるオンチップレンズ５０を介して光Ｌが入射される複数のフォトダイオード２１が第２の分離領域２３で分離される。
【０１２７】
これにより、同じオンチップレンズ５０およびカラーフィルタ４０を共有する１対の単位画素１１における混色の発生を抑制することができる。したがって、変形例９によれば、固体撮像装置１における位相差検出方式のオートフォーカス精度を向上させることができる。
【０１２８】
図１８は、本開示の実施形態の変形例１０に係る画素アレイ部１０の単位画素１１、カラーフィルタ４０およびオンチップレンズ５０の配置を説明するための平面図であり、図１９は、図１８に示すＣ−Ｃ線の矢視断面図である。
【０１２９】
図１８に示すように、変形例１０に係る画素アレイ部１０には、左右方向に隣接する１対の単位画素１１で１つの画素群１８が形成される。また、かかる１つの画素群１８ごとに、１つのオンチップレンズ５０が設けられる。そして、複数（図１８では２行２列）の画素群１８ごとに、赤色フィルタ４０Ｒ、緑色フィルタ４０Ｇおよび青色フィルタ４０Ｂのいずれか１つが設けられる。
【０１３０】
かかる変形例１０では、左右方向に隣接する１対の単位画素１１で同じオンチップレンズ５０およびカラーフィルタ４０を共有することにより、位相差を検出することができる。したがって、変形例１０によれば、固体撮像装置１に位相差検出方式のオートフォーカス機能を付与することができる。
【０１３１】
そして、変形例１０では、同じオンチップレンズ５０を介して光Ｌが入射される複数のフォトダイオード２１が第１の分離領域２２で分離され、異なるオンチップレンズ５０を介して光Ｌが入射される複数のフォトダイオード２１が第２の分離領域２３で分離される。
【０１３２】
これにより、同じオンチップレンズ５０およびカラーフィルタ４０を共有する１対の単位画素１１における混色の発生を抑制することができる。したがって、変形例１０によれば、固体撮像装置１における位相差検出方式のオートフォーカス精度を向上させることができる。
【０１３３】
また、変形例１０によれば、複数の単位画素１１で同じカラーフィルタ４０を共有することにより、固体撮像装置１にＨＤＲ機能やリモザイク機能を付与することができる。
【０１３４】
図２０は、本開示の実施形態の変形例１１に係る画素アレイ部１０の単位画素１１、カラーフィルタ４０およびオンチップレンズ５０の配置を説明するための平面図であり、図２１は、図２０に示すＤ−Ｄ線の矢視断面図である。
【０１３５】
図２０に示すように、変形例１１に係る画素アレイ部１０には、左右方向に隣接する１対の単位画素１１を有する画素群１８が含まれる。また、かかる画素群１８は同じオンチップレンズ５０および緑色フィルタ４０Ｇを共有することから、変形例１１に係る固体撮像装置１は、位相差を検出することができる。
【０１３６】
そして、変形例１１では、同じオンチップレンズ５０を介して光Ｌが入射される複数のフォトダイオード２１が第１の分離領域２２で分離され、異なるオンチップレンズ５０を介して光Ｌが入射される複数のフォトダイオード２１が第２の分離領域２３で分離される。
【０１３７】
これにより、同じオンチップレンズ５０および緑色フィルタ４０Ｇを共有する１対の単位画素１１における混色の発生を抑制することができる。したがって、変形例１１によれば、固体撮像装置１における位相差検出方式のオートフォーカス精度を向上させることができる。
【０１３８】
また、変形例１１では、図２０に示すように、複数の単位画素１１で同じカラーフィルタ４０を共有することから、固体撮像装置１にＨＤＲ機能やリモザイク機能を付与することができる。
【０１３９】
図２２は、本開示の実施形態の変形例１２に係る画素アレイ部１０の単位画素１１、カラーフィルタ４０およびオンチップレンズ５０の配置を説明するための平面図であり、図２３は、図２２に示すＥ−Ｅ線の矢視断面図である。
【０１４０】
図２２に示すように、変形例１２に係る画素アレイ部１０には、左右方向に隣接する１対の単位画素１１を有する画素群１８が含まれる。また、かかる画素群１８は同じオンチップレンズ５０および緑色フィルタ４０Ｇを共有することから、変形例１２に係る固体撮像装置１は、位相差を検出することができる。
【０１４１】
そして、変形例１２では、同じオンチップレンズ５０を介して光Ｌが入射される複数のフォトダイオード２１が第１の分離領域２２で分離され、異なるオンチップレンズ５０を介して光Ｌが入射される複数のフォトダイオード２１が第２の分離領域２３で分離される。
【０１４２】
これにより、同じオンチップレンズ５０および緑色フィルタ４０Ｇを共有する１対の単位画素１１における混色の発生を抑制することができる。したがって、変形例１２によれば、固体撮像装置１における位相差検出方式のオートフォーカス精度を向上させることができる。
【０１４３】
図２４は、本開示の実施形態の変形例１３に係る画素アレイ部１０の画素群１８および集光ポイント５１の配置を説明するための平面図である。なお、変形例１３では、２行２列の単位画素１１で構成される画素群１８が行列状に多数配置され、１つの画素群１８ごとに１つのオンチップレンズ５０（図２参照）が設けられる。
【０１４４】
多数の画素群１８を有する画素アレイ部１０において、画角の中心に位置する画素群１８Ｃと、画角の端部に位置する画素群１８（たとえば、角部の画素群１８Ｅ）とでは、オンチップレンズ５０からの光Ｌ（図３参照）の入射角度が異なる。これにより、端部の画素群１８では、光が十分に画素１１に入射されず、画素信号が低下する。
【０１４５】
そこで、変形例１３では、画素群１８の画素アレイ部１０上の位置に応じて、第１の分離領域２２の位置を変化させる。具体的には、各画素群１８において、オンチップレンズ５０の集光ポイント５１と、十字状に交差する第１の分離領域２２の交差点とが一致するように、第１の分離領域２２を配置する。
【０１４６】
たとえば、画角の中心に位置する画素群１８Ｃでは、集光ポイント５１Ｃが画素群１８の中心になることから、第１の分離領域２２の交差点が画素群１８の中心になるように第１の分離領域２２を配置する。
【０１４７】
また、画角の角部に位置する画素群１８Ｅにおいて、集光ポイント５１Ｅが画素群１８の中心から画素アレイ部１０の中心側にシフトする場合には、第１の分離領域２２の交差点を同様にシフトさせるように第１の分離領域２２を配置する。
【０１４８】
このように、各画素群１８ごとに第１の分離領域２２における交差点の位置を適宜調整することにより、変形例１３では、画素群１８の画素アレイ部１０上の位置に応じて発生する画素信号の差を抑制することができる。
【０１４９】
なお、図２４の例では、画角の角部に位置する画素群１８Ｅにおいて、集光ポイント５１Ｅが画素群１８の中心から画素アレイ部１０の中心側にシフトする場合について示した。しかしながら、集光ポイント５１Ｅがシフトする方向は画素アレイ部１０の中心側に限られず、たとえば、画素アレイ部１０の中心から離れる側に集光ポイント５１Ｅがシフトしてもよい。
【０１５０】
［効果］
実施形態に係る固体撮像装置１は、半導体層２０と、複数のオンチップレンズ５０と、第１の分離領域２２と、第２の分離領域２３とを備える。半導体層２０は、複数の光電変換部（フォトダイオード２１）が設けられる。複数のオンチップレンズ５０は、対応する光電変換部（フォトダイオード２１）に光Ｌを入射させる。第１の分離領域２２は、同じオンチップレンズ５０を介して光Ｌが入射される複数の光電変換部（フォトダイオード２１）を分離する。第２の分離領域２３は、異なるオンチップレンズ５０を介して光Ｌが入射される複数の光電変換部（フォトダイオード２１）を分離する。また、第１の分離領域２２は、第２の分離領域２３より屈折率が大きい。
【０１５１】
これにより、混色の発生を抑制することができる固体撮像装置１を実現することができる。
【０１５２】
また、実施形態に係る固体撮像装置１は、半導体層２０とオンチップレンズ５０との間に設けられる複数色のカラーフィルタ４０を備える。また、第１の分離領域２２は、同じ色のカラーフィルタ４０を介して光Ｌが入射される複数の光電変換部（フォトダイオード２１）を分離する。さらに、第２の分離領域２３は、異なる色のカラーフィルタ４０を介して光Ｌが入射される複数の光電変換部（フォトダイオード２１）を分離する。
【０１５３】
これにより、固体撮像装置１における位相差検出方式のオートフォーカス精度を向上させることができる。
【０１５４】
また、実施形態に係る固体撮像装置１において、赤色のカラーフィルタ４０（赤色フィルタ４０Ｒ）を介して光Ｌが入射される複数の光電変換部（フォトダイオード２１）を分離する第１の分離領域２２Ａは、半導体層２０と屈折率が等しい。
【０１５５】
これにより、画素アレイ部１０の製造コストを低減することができる。
【０１５６】
また、実施形態に係る固体撮像装置１において、第１の分離領域２２および第２の分離領域２３は、半導体層２０を貫通しない。
【０１５７】
これにより、画素アレイ部１０の製造コストを低減することができる。
【０１５８】
また、実施形態に係る固体撮像装置１において、第１の分離領域２２は、半導体層２０を貫通せず、第２の分離領域２３は、半導体層２０を貫通する。
【０１５９】
これにより、混色の発生をより抑制することができる。
【０１６０】
また、実施形態に係る固体撮像装置１において、第１の分離領域２２および第２の分離領域２３は、半導体層２０を貫通する。
【０１６１】
これにより、混色の発生をさらに抑制することができる。
【０１６２】
また、実施形態に係る固体撮像装置１において、波長５３０ｎｍにおける第１の分離領域２２の屈折率は、２．０以上かつ４．２未満である。
【０１６３】
これにより、散乱光による混色の発生をさらに抑制することができる。
【０１６４】
また、実施形態に係る固体撮像装置１において、波長５３０ｎｍにおける第２の分離領域２３の屈折率は、１．０以上かつ１．５以下である。
【０１６５】
これにより、フォトダイオード２１に入射された光Ｌによる混色の発生をさらに抑制することができる。
【０１６６】
また、実施形態に係る固体撮像装置１において、第１の分離領域２２は、固定電荷膜３０（第２の固定電荷膜３２）と同じ材料を含む。
【０１６７】
これにより、画素アレイ部１０の製造コストを低減することができる。
【０１６８】
また、実施形態に係る固体撮像装置１において、第１の分離領域２２における光入射側の端部２２ａは、第２の分離領域２３より屈折率が大きく、第１の分離領域２２における光入射側の端部２２ａ以外の部位２２ｂは、光入射側の端部２２ａより屈折率が小さい。
【０１６９】
これにより、第１の分離領域２２において、散乱光による混色の発生と、フォトダイオード２１に入射した光Ｌによる混色の発生とをいずれも抑制することができる。
【０１７０】
また、実施形態に係る固体撮像装置１において、第１の分離領域２２における光入射側の端部２２ａの深さは、２０ｎｍ以上かつ１００ｎｍ以下である。
【０１７１】
これにより、第１の分離領域２２において、散乱光による混色の発生と、フォトダイオード２１に入射した光Ｌによる混色の発生とをいずれもバランスよく抑制することができる。
【０１７２】
また、実施形態に係る固体撮像装置１において、第１の分離領域２２は、第２の分離領域２３より厚みが小さい。
【０１７３】
これにより、散乱光による混色の発生をさらに抑制することができる。
【０１７４】
［電子機器］
なお、本開示は、固体撮像装置への適用に限られるものではない。すなわち、本開示は、固体撮像装置のほかにカメラモジュールや撮像装置、撮像機能を有する携帯端末装置、または画像読取部に固体撮像装置を用いる複写機など、固体撮像装置を有する電子機器全般に対して適用可能である。
【０１７５】
かかる撮像装置としては、たとえば、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどが挙げられる。また、かかる撮像機能を有する携帯端末装置としては、たとえば、スマートフォンやタブレット型端末などが挙げられる。
【０１７６】
図２５は、本開示に係る技術を適用した電子機器１００としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。図２５の電子機器１００は、たとえば、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置や、スマートフォンやタブレット型端末などの携帯端末装置などの電子機器である。
【０１７７】
図２５において、電子機器１００は、レンズ群１０１と、固体撮像装置１０２と、ＤＳＰ回路１０３と、フレームメモリ１０４と、表示部１０５と、記録部１０６と、操作部１０７と、電源部１０８とから構成される。
【０１７８】
また、電子機器１００において、ＤＳＰ回路１０３、フレームメモリ１０４、表示部１０５、記録部１０６、操作部１０７、および電源部１０８は、バスライン１０９を介して相互に接続されている。
【０１７９】
レンズ群１０１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで固体撮像装置１０２の撮像面上に結像する。固体撮像装置１０２は、上述した実施形態に係る固体撮像装置１に対応し、レンズ群１０１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。
【０１８０】
ＤＳＰ回路１０３は、固体撮像装置１０２から供給される信号を処理するカメラ信号処理回路である。フレームメモリ１０４は、ＤＳＰ回路１０３により処理された画像データを、フレーム単位で一時的に保持する。
【０１８１】
表示部１０５は、たとえば、液晶パネルや有機ＥＬ（Electro  Luminescence）パネルなどのパネル型表示装置からなり、固体撮像装置１０２で撮像された動画または静止画を表示する。記録部１０６は、固体撮像装置１０２で撮像された動画または静止画の画像データを、半導体メモリやハードディスクなどの記録媒体に記録する。
【０１８２】
操作部１０７は、ユーザによる操作にしたがい、電子機器１００が有する各種の機能についての操作指令を発する。電源部１０８は、ＤＳＰ回路１０３、フレームメモリ１０４、表示部１０５、記録部１０６、および操作部１０７の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
【０１８３】
このように構成されている電子機器１００では、固体撮像装置１０２として、上述した各実施形態の固体撮像装置１を適用することにより、混色の発生を抑制することができる。
【０１８４】
［移動体への応用例］
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【０１８５】
図２６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。
【０１８６】
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２６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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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２６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。
【０１９６】
図２７は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１９７】
図２７では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５を有する。
【０１９８】
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。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。
【０１９９】
なお、図２７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。
【０２００】
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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
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。
【０２０４】
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に適用され得る。具体的には、図１の固体撮像装置１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、かかる撮像部１２０３１における混色の発生を抑制することができる。
【０２０５】
［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。
【０２０６】
図２８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。
【０２０７】
図２８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。
【０２０８】
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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
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。
【０２１３】
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。
【０２１４】
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。
【０２１５】
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。
【０２１６】
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。
【０２１７】
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。
【０２１８】
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。
【０２１９】
図２９は、図２８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。
【０２２０】
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。
【０２２１】
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。
【０２２２】
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。
【０２２３】
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。
【０２２４】
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。
【０２２５】
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。
【０２２６】
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。
【０２２７】
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。
【０２２８】
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。
【０２２９】
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。
【０２３０】
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。
【０２３１】
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。
【０２３２】
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。
【０２３３】
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。
【０２３４】
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。
【０２３５】
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。
【０２３６】
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１の固体撮像装置１は、撮像部１１４０２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、かかる撮像部１１４０２における混色の発生を抑制することができることから、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。
【０２３７】
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。
【０２３８】
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の技術的範囲は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、異なる実施形態及び変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【０２３９】
また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
【０２４０】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
複数の光電変換部が設けられる半導体層と、
対応する前記光電変換部に光を入射させる複数のオンチップレンズと、
同じ前記オンチップレンズを介して光が入射される複数の前記光電変換部を分離する第１の分離領域と、
異なる前記オンチップレンズを介して光が入射される複数の前記光電変換部を分離する第２の分離領域と、
を備え、
前記第１の分離領域は、前記第２の分離領域より屈折率が大きい
固体撮像装置。
（２）
前記半導体層と前記オンチップレンズとの間に設けられる複数色のカラーフィルタを備え、
前記第１の分離領域は、同じ色の前記カラーフィルタを介して光が入射される複数の前記光電変換部を分離し、
前記第２の分離領域は、異なる色の前記カラーフィルタを介して光が入射される複数の前記光電変換部を分離する
前記（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
赤色の前記カラーフィルタを介して光が入射される複数の前記光電変換部を分離する前記第１の分離領域は、前記半導体層と屈折率が等しい
前記（２）に記載の固体撮像装置。
（４）
前記第１の分離領域および前記第２の分離領域は、前記半導体層を貫通しない
前記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の固体撮像装置。
（５）
前記第１の分離領域は、前記半導体層を貫通せず、
前記第２の分離領域は、前記半導体層を貫通する
前記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の固体撮像装置。
（６）
前記第１の分離領域および前記第２の分離領域は、前記半導体層を貫通する
前記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の固体撮像装置。
（７）
波長５３０ｎｍにおける前記第１の分離領域の屈折率は、２．０以上かつ４．２未満である
前記（１）〜（６）のいずれか一つに記載の固体撮像装置。
（８）
波長５３０ｎｍにおける前記第２の分離領域の屈折率は、１．０以上かつ１．５以下である
前記（１）〜（７）のいずれか一つに記載の固体撮像装置。
（９）
前記第１の分離領域は、固定電荷膜と同じ材料を含む
前記（１）〜（８）のいずれか一つに記載の固体撮像装置。
（１０）
前記第１の分離領域における光入射側の端部は、前記第２の分離領域より屈折率が大きく、
前記第１の分離領域における前記光入射側の端部以外の部位は、前記光入射側の端部より屈折率が小さい
前記（１）〜（９）のいずれか一つに記載の固体撮像装置。
（１１）
前記第１の分離領域における前記光入射側の端部の深さは、２０ｎｍ以上かつ１００ｎｍ以下である
前記（１０）に記載の固体撮像装置。
（１２）
前記第１の分離領域は、前記第２の分離領域より厚みが小さい
前記（１）〜（１１）のいずれか一つに記載の固体撮像装置。
（１３）
複数の光電変換部が設けられる半導体層と、
対応する前記光電変換部に光を入射させる複数のオンチップレンズと、
同じ前記オンチップレンズを介して光が入射される複数の前記光電変換部を分離する第１の分離領域と、
異なる前記オンチップレンズを介して光が入射される複数の前記光電変換部を分離する第２の分離領域と、
を備え、
前記第１の分離領域は、前記第２の分離領域より屈折率が大きい固体撮像装置を備える
電子機器。
（１４）
前記半導体層と前記オンチップレンズとの間に設けられる複数色のカラーフィルタを備え、
前記第１の分離領域は、同じ色の前記カラーフィルタを介して光が入射される複数の前記光電変換部を分離し、
前記第２の分離領域は、異なる色の前記カラーフィルタを介して光が入射される複数の前記光電変換部を分離する
前記（１３）に記載の電子機器。
（１５）
赤色の前記カラーフィルタを介して光が入射される複数の前記光電変換部を分離する前記第１の分離領域は、前記半導体層と屈折率が等しい
前記（１４）に記載の電子機器。
（１６）
前記第１の分離領域および前記第２の分離領域は、前記半導体層を貫通しない
前記（１３）〜（１５）のいずれか一つに記載の電子機器。
（１７）
前記第１の分離領域は、前記半導体層を貫通せず、
前記第２の分離領域は、前記半導体層を貫通する
前記（１３）〜（１５）のいずれか一つに記載の電子機器。
（１８）
前記第１の分離領域および前記第２の分離領域は、前記半導体層を貫通する
前記（１３）〜（１５）のいずれか一つに記載の電子機器。
（１９）
波長５３０ｎｍにおける前記第１の分離領域の屈折率は、２．０以上かつ４．２未満である
前記（１３）〜（１８）のいずれか一つに記載の電子機器。
（２０）
波長５３０ｎｍにおける前記第２の分離領域の屈折率は、１．０以上かつ１．５以下である
前記（１３）〜（１９）のいずれか一つに記載の電子機器。
（２１）
前記第１の分離領域は、固定電荷膜と同じ材料を含む
前記（１３）〜（２０）のいずれか一つに記載の電子機器。
（２２）
前記第１の分離領域における光入射側の端部は、前記第２の分離領域より屈折率が大きく、
前記第１の分離領域における前記光入射側の端部以外の部位は、前記光入射側の端部より屈折率が小さい
前記（１３）〜（２１）のいずれか一つに記載の電子機器。
（２３）
前記第１の分離領域における前記光入射側の端部の深さは、２０ｎｍ以上かつ１００ｎｍ以下である
前記（２２）に記載の電子機器。
（２４）
前記第１の分離領域は、前記第２の分離領域より厚みが小さい
前記（１３）〜（２３）のいずれか一つに記載の電子機器。
【符号の説明】
【０２４１】
１    固体撮像装置
１０  画素アレイ部
１１  単位画素
１８  画素群
２０  半導体層
２１  フォトダイオード（光電変換部の一例）
２２、２２Ａ  第１の分離領域
２２ａ  光入射側の端部
２２ｂ  端部以外の部位
２３  第２の分離領域
３０  固定電荷膜
３１  第１の固定電荷膜
３２  第２の固定電荷膜
４０  カラーフィルタ
４０Ｒ  赤色フィルタ（赤色のカラーフィルタの一例）
５０  オンチップレンズ
１００  電子機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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