(57)【要約】  本技術は、混色悪化を抑制しつつ、感度を向上させることができるようにする固体撮像装置、電子機器に関する。基板と、基板に設けられた第１の光電変換領域と、基板に設けられた第２の光電変換領域と、第１の光電変換領域と第２の光電変換領域との間に設けられ、基板を貫通して設けられたトレンチと、第１の光電変換領域の上方で、基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する第１の凹部領域と、第２の光電変換領域の上方で、基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する第２の凹部領域とを備える。本開示の技術は、例えば、裏面照射型の固体撮像装置等に適用できる。
2019138923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられた第１の光電変換領域と、
前記基板に設けられた第２の光電変換領域と、
前記第１の光電変換領域と前記第２の光電変換領域との間に設けられ、前記基板を貫通して設けられたトレンチと、
前記第１の光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する第１の凹部領域と、
前記第２の光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する第２の凹部領域と
を備える固体撮像装置。
【請求項２】
前記トレンチには、絶縁膜が形成されている
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記トレンチには、金属材料が充填されている
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記基板と前記絶縁膜との間にピニング層が積層されている
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記基板と前記絶縁膜との間に反射防止膜が積層されている
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記凹部領域は、画素領域に対して所定の割合の領域で画素中心部に形成されている
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記凹部領域は、画素領域に対して８割の領域で画素中心部に形成されている
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記受光面側における画素同士の間において、前記凹部領域が形成されていない所定の幅の平坦部分が設けられている
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
基板と、
前記基板に設けられた第１の光電変換領域と、
前記基板に設けられた第２の光電変換領域と、
前記第１の光電変換領域と前記第２の光電変換領域との間に設けられ、前記基板を貫通して設けられたトレンチと、
前記第１の光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する第１の凹部領域と、
前記第２の光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する第２の凹部領域と
を備える固体撮像装置
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、電子機器に関し、例えば、混色悪化を抑制しつつ、感度を向上させることができるようにした固体撮像装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置において、入射光の反射を防止するための構造として、フォトダイオードが形成されるシリコン層の受光面側の界面に微小な凹凸構造を設けことが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７２６１２号公報
【特許文献２】特開２０１３−３３８６４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、微小な凹凸構造は、入射光の反射を防止して感度を向上させることができるが散乱も大きくなり、隣の画素へ光が漏れ込む量も多くなるため、混色が悪化してしまう可能性があった。【０００５】
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、混色悪化を抑制しつつ、感度を向上させることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術の一側面の固体撮像装置は、基板と、前記基板に設けられた第１の光電変換領域と、前記基板に設けられた第２の光電変換領域と、前記第１の光電変換領域と前記第２の光電変換領域との間に設けられ、前記基板を貫通して設けられたトレンチと、前記第１の光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する第１の凹部領域と、前記第２の光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する第２の凹部領域とを備える。【０００７】
本技術の一側面の電子機器は、前記固体撮像装置を備える。【０００８】
本技術の一側面の固体撮像装置においては、基板に設けられた第１の光電変換領域と第２の光電変換領域、第１の光電変換領域と第２の光電変換領域との間に設けられ、基板を貫通して設けられたトレンチ、第１の光電変換領域の上方で、基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する第１の凹部領域、および第２の光電変換領域の上方で、基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する第２の凹部領域とが備えられている。【０００９】
本技術の一側面の電子機器においては、前記固体撮像装置が備えられている。【００１０】
なお、固体撮像装置および電子機器は、独立した装置であっても良いし、１つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本技術の一側面によれば、混色悪化を抑制しつつ、感度を向上させることができる。【００１２】
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】本開示に係る固体撮像装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図３】凹部領域について説明を刷るための図である。
【図４】凹部領域について説明を刷るための図である。
【図５】第２の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図６】本開示の画素構造の効果を説明する図である。
【図７】画素の様々な個所の最適条件について説明する図である。
【図８】第３の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図９】第４の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図１０】第４の実施の形態に係る画素の他の断面構成例を示す図である。
【図１１】第５の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図１２】第６の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図１３】第７の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図１４】第８の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図１５】第９の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図１６】第１０の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図１７】第１１の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図１８】第１２の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図１９】第１３の実施の形態に係る画素の断面構成例を示す図である。
【図２０】本開示に係る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２１】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２２】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２３】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２４】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】
以下に、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。
【００１５】
＜固体撮像装置の概略構成例＞
図１は、本開示に係る固体撮像装置の概略構成を示している。
【００１６】
図１の固体撮像装置１は、半導体として例えばシリコン（Si）を用いた半導体基板１２に、画素２が２次元アレイ状に配列された画素アレイ部３と、その周辺の周辺回路部とを有して構成される。周辺回路部には、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、水平駆動回路６、出力回路７、制御回路８などが含まれる。
【００１７】
画素２は、光電変換素子としてのフォトダイオードと、複数の画素トランジスタを有して成る。複数の画素トランジスタは、例えば、転送トランジスタ、選択トランジスタ、リセットトランジスタ、及び、増幅トランジスタの４つのMOSトランジスタで構成される。
【００１８】
また、画素２は、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、複数の転送トランジスタ、共有される１つのフローティングディフージョン（浮遊拡散領域）、および共有される１つずつの他の画素トランジスタとから構成される。すなわち、共有画素では、複数の単位画素を構成するフォトダイオード及び転送トランジスタが、他の１つずつの画素トランジスタを共有して構成される。
【００１９】
制御回路８は、入力クロックと、動作モードなどを指令するデータを受け取り、また固体撮像装置１の内部情報などのデータを出力する。すなわち、制御回路８は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５及び水平駆動回路６など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８は、生成したクロック信号や制御信号を、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５及び水平駆動回路６等に出力する。
【００２０】
垂直駆動回路４は、例えばシフトレジスタによって構成され、画素駆動配線１０を選択し、選択された画素駆動配線１０に画素２を駆動するためのパルスを供給し、行単位で画素２を駆動する。すなわち、垂直駆動回路４は、画素アレイ部３の各画素２を行単位で順次垂直方向に選択走査し、各画素２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、垂直信号線９を通してカラム信号処理回路５に供給する。
【００２１】
カラム信号処理回路５は、画素２の列ごとに配置されており、１行分の画素２から出力される信号を画素列ごとにノイズ除去などの信号処理を行う。例えば、カラム信号処理回路５は、画素固有の固定パターンノイズを除去するためのCDS(Correlated Double Sampling：相関２重サンプリング)およびAD変換等の信号処理を行う。
【００２２】
水平駆動回路６は、例えばシフトレジスタによって構成され、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５の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路５の各々から画素信号を水平信号線１１に出力させる。
【００２３】
出力回路７は、カラム信号処理回路５の各々から水平信号線１１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７は、例えば、バッファリングだけする場合もあるし、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理などが行われる場合もある。入出力端子１３は、外部と信号のやりとりをする。
【００２４】
以上のように構成される固体撮像装置１は、CDS処理とAD変換処理を行うカラム信号処理回路５が画素列ごとに配置されたカラムAD方式と呼ばれるCMOSイメージセンサである。
【００２５】
また、固体撮像装置１は、画素トランジスタが形成される半導体基板１２の表面側と反対側の裏面側から光が入射される裏面照射型のMOS型固体撮像装置である。
【００２６】
＜第１の実施の形態に係る画素構造＞
図２は、第１の実施の形態に係る画素２aの断面構成例を示す図である。
【００２７】
固体撮像装置１は、半導体基板１２と、その表面側（図中下側）に形成された多層配線層２１と、支持基板２２とを備える。
【００２８】
半導体基板１２は、例えばシリコン（Si）で構成され、例えば１乃至６μｍの厚みを有して形成されている。半導体基板１２では、例えば、P型（第１導電型）の半導体領域４１に、N型（第２導電型）の半導体領域４２が画素２aごとに形成されることにより、フォトダイオードPDが画素単位に形成されている。半導体基板１２の表裏両面に設けられているP型の半導体領域４１は、暗電流抑制のための正孔電荷蓄積領域を兼ねている。
【００２９】
なお、N型の半導体領域４２の間となる各画素２aの画素境界では、P型の半導体領域４１が、後述する画素間遮光部４７を形成するために、図２に示されるように半導体基板１２を貫通する状態で掘り込まれている。
【００３０】
電荷蓄積領域となるN型の半導体領域４２の上側のP型の半導体領域４１の界面（受光面側界面）は、微細な凹凸構造を形成した凹部領域４８により、入射光の反射を防止する構成する。この凹部領域４８については、図３、図４を参照して説明を加える。
【００３１】
多層配線層２１は、複数の配線層４３と層間絶縁膜４４とを有する。また、多層配線層２１には、フォトダイオードPDに蓄積された電荷の読み出し等を行う複数の画素トランジスタTrも形成されている。
【００３２】
半導体基板１２の裏面側には、P型の半導体領域４１の上面を被覆するように、ピニング層４５が成膜されている。ピニング層４５は、半導体基板１２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。負の固定電荷を有するようにピニング層４５を形成することで、その負の固定電荷によって、半導体基板１２との界面に電界が加わるので、正電荷蓄積領域が形成される。
【００３３】
ピニング層４５として、SCF（Si cover film）を用いることができる。また、ピニング層４５は、例えば、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）を用いて形成される。また、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）などを用いて、ピニング層４５を形成してもよい。
【００３４】
透明絶縁膜４６は、P型の半導体領域４１の貫通部分に埋め込まれるとともに、半導体基板１２のピニング層４５上部の裏面側全面に形成されている。透明絶縁膜４６が埋め込まれたP型の半導体領域４１の貫通部分は、隣接する画素２aからの入射光の漏れ込みを防止する画素間遮光部４７を構成する。
【００３５】
透明絶縁膜４６は、光を透過させるとともに絶縁性を有し、屈折率n1が半導体領域４１および４２の屈折率n2よりも小さい（n1＜n2）材料である。透明絶縁膜４６の材料としては、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）、酸化プラセオジム（Ｐｒ2Ｏ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、酸化ネオジム（Ｎｄ2Ｏ3）、酸化プロメチウム（Ｐｍ2Ｏ3）、酸化サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）、酸化ユウロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ2Ｏ3）、酸化テルビウム（Ｔｂ2Ｏ3）、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ2Ｏ3）、酸化ホルミウム（Ｈｏ2Ｏ3）、酸化ツリウム（Ｔｍ2Ｏ3）、酸化イッテルビウム（Ｙｂ2Ｏ3）、酸化ルテチウム（Ｌｕ2Ｏ3）、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、樹脂などを、単独または組み合わせて用いることができる。
【００３６】
なお、透明絶縁膜４６を形成する前に、ピニング層４５の上側に、反射防止膜を積層してもよい。反射防止膜の材料としては、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｔａ5）、酸化チタン（ＴｉＯ2） 、酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）、酸化プラセオジム（Ｐｒ2Ｏ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、酸化ネオジム（Ｎｄ2Ｏ3）、酸化プロメチウム（Ｐｍ2Ｏ3）、酸化サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）、酸化ユウロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ2Ｏ3）、酸化テルビウム（Ｔｂ2Ｏ3）、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ2Ｏ3）、酸化ホルミウム（Ｈｏ2Ｏ3）、酸化ツリウム（Ｔｍ2Ｏ3）、酸化イッテルビウム（Ｙｂ2Ｏ3）、酸化ルテチウム（Ｌｕ2Ｏ3）、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）などを用いることができる。
【００３７】
反射防止膜は、凹部領域４８の上面のみに成膜してもよいし、ピニング層４５と同様に、凹部領域４８の上面と、画素間遮光部４７の側面の両方に成膜してもよい。
【００３８】
透明絶縁膜４６上の画素境界の領域には、遮光膜４９が形成されている。遮光膜４９の材料としては、光を遮光する材料であればよく、例えば、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）などを用いることができる。
【００３９】
遮光膜４９を含む透明絶縁膜４６の上側全面には、平坦化膜５０が形成されている。平坦化膜５０の材料としては、例えば、樹脂などの有機材料を用いることができる。
【００４０】
平坦化膜５０の上側には、Red（赤）、Green（緑）、またはBlue（青）のカラーフィルタ層５１が画素ごとに形成される。カラーフィルタ層５１は、例えば顔料や染料などの色素を含んだ感光性樹脂を回転塗布することによって形成される。Red、Green、Blueの各色は、例えばベイヤ配列により配置されることとするが、その他の配列方法で配置されてもよい。図２の例では、右側の画素２aには、Blue(B)のカラーフィルタ層５１が形成されており、左側の画素２aには、Green(G)のカラーフィルタ層５１が形成されている。
【００４１】
カラーフィルタ層５１の上側には、オンチップレンズ５２が画素２aごとに形成されている。オンチップレンズ５２は、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル共重合系樹脂、またはシロキサン系樹脂等の樹脂系材料で形成される。オンチップレンズ５２では入射された光が集光され、集光された光はカラーフィルタ層５１を介してフォトダイオードPDに効率良く入射される。
【００４２】
固体撮像装置１の画素アレイ部３の各画素２aは、以上のように構成されている。
【００４３】
ここで、図３を参照して、凹部領域４８について説明を加える。凹部領域４８は、微細な凹凸が形成された領域であるが、この凹部と凸部は、基準とする面（以下、基準面と記述する）をどこにするかにより異なる。
【００４４】
また、凹部領域４８は、電荷蓄積領域となるN型の半導体領域４２の上側のP型の半導体領域４１の界面（受光面側界面）に形成された、微細な凹凸構造を有する領域である。この凹凸構造は、半導体領域４２、換言すれば、半導体基板１２の受光面側に形成されている。よって、基準面としては、半導体基板１２の所定の面とすることができ、ここでは、半導体基板１２の一部を基準面とした場合を例に挙げて説明を続ける。
【００４５】
図３は、凹部領域４８の付近を拡大した図である。凹部領域４８のうち、凹部領域４８のピニング層４５と境界部分であり、透明絶縁膜４６側に近い面を、上面４８−１とする。また、凹部領域４８のうち、凹部領域４８のピニング層４５と境界部分であり、半導体領域４２に近い面を下面４８−２とする。
【００４６】
また、基準面Ａは、上面４８−１が形成されている位置の面であるとし、基準面Ｃは、下面４８−２が形成されている位置の面であるとする。基準面Ｂは、基準面Ａと基準面Ｃの間の位置にある面であるとし、換言すれば上面４８−１と下面４８−２の間の位置にある面であるとする。
【００４７】
基準面Ａを基準とした場合、凹部領域４８の形状は、基準面Ａに対して凹部がある形状となる。すなわち、基準面Ａを基準とした場合、その基準面Ａ（＝上面４８−１）に対して、下側にくぼんだ位置に下面４８−２が位置し、凹部領域４８は、微細な凹部が形成されている領域となる。さらに換言すれば、基準面Ａを基準としたとき、凹部領域４８は、上面４８−１と上面４８−１との間に凹部が形成され、微細な凹部が形成されている領域であると言える。
【００４８】
基準面Ｃを基準とした場合、凹部領域４８の形状は、基準面Ｃに対して凸部がある形状となる。すなわち、基準面Ｃを基準とした場合、その基準面Ｃ（＝下面４８−２）に対して、上側に張り出した位置に上面４８−１が位置し、凹部領域４８は、微細な凸部が形成されている領域となる。さらに換言すれば、基準面Ｃを基準としたとき、凹部領域４８は、下面４８−２と下面４８−２との間に凸部が形成され、微細な凸部が形成されている領域であると言える。
【００４９】
基準面Ｂを基準とした場合、凹部領域４８の形状は、基準面Ｂに対して凹部と凸部がある形状となる。すなわち、基準面Ｂを基準とした場合、その基準面Ｂ（＝上面４８−１と下面４８−２の中間の位置にある面）に対して、下側にくぼんだ位置に下面４８−２が位置し、凹部領域４８は、微細な凹部が形成されている領域と言える。
【００５０】
また、基準面Ｂを基準とした場合、その基準面Ｂに対して、上側に張り出した位置に上面４８−１が位置し、凹部領域４８は、微細な凸部が形成されている領域とも言える。
【００５１】
このように、凹部領域４８は、画素１の断面視において、基準面をどこに設定するかにより、微細な凹部で形成されている領域、微細な凸部で形成されている領域、または微細な凹部と凸部で形成されている領域と表すことができる領域である。
【００５２】
以下の説明においては、凹部領域４８は、基準面Ａ、すなわち、上面４８−１を基準面としたときを例に挙げて説明を行い、微細な凹部が形成されている領域であるとして説明を続ける。
【００５３】
凹部領域４８において、凹部の周期に相当する凹部のピッチは、例えば、２５０nm以上に設定されている。
【００５４】
図３に示した例では、凹部領域４８は、上面４８−１と下面４８−２の平面が組み合わさった形状である場合を例に示しているが、図４に示すような形状であっても、本技術を適用した凹部領域４８に含まれる。
【００５５】
図４に示した凹部領域４８は、断面視において、三角形状に形成されている。このような形状であっても、基準面を設定することができ、その基準面を基準として、凹部や凸部を定義することができる。
【００５６】
図４に示した凹部領域４８は、断面視において、三角形状に形成されているため、基準面の一例として、頂点を結ぶ面を、基準面と設定する。
【００５７】
断面視において、凹部領域４８の三角形状の頂点のうち、透明絶縁膜４６側にある頂点を結ぶ線を含む面を基準面Ａとする。凹部領域４８の三角形状の頂点のうち、底辺側の頂点、換言すれば、半導体領域４２側にある頂点を結ぶ線を含む面を基準面Ｃとする。基準面Ｂは、基準面Ａと基準面Ｃの間にある面とする。
【００５８】
このように、凹部領域４８の三角形の頂点の位置で、基準面を設定した場合も、図３を参照して説明した場合と同様に、基準面をどこにするかにより、凹部領域４８の形状は、異なる表現で表せる。
【００５９】
すなわち、基準面Ａを基準とした場合、凹部領域４８の形状は、基準面Ａに対して下向きの三角形（谷形状）の凹部がある形状となる。すなわち、基準面Ａを基準とした場合、その基準面Ａに対して、下側に谷間の領域が位置し、その谷間の領域は、凹部に該当するため、凹部領域４８は、微細な凹部が形成されている領域となる。さらに換言すれば、基準面Ａを基準としたとき、凹部領域４８は、三角形の頂点と隣接する三角形の頂点の間に凹部が形成され、微細な凹部が形成されている領域であると言える。
【００６０】
基準面Ｃを基準とした場合、凹部領域４８の形状は、基準面Ｃに対して上向きの三角形（山形状）の凸部がある形状となる。すなわち、基準面Ｃを基準とした場合、その基準面Ｃに対して、上側に山となる領域が位置し、その山となる領域は、凸部に該当するため、凹部領域４８は、微細な凸部が形成されている領域となる。さらに換言すれば、基準面Ｃを基準としたとき、凹部領域４８は、三角形状の底辺の頂点間に凸部が形成され、微細な頭部が形成されている領域であると言える。
【００６１】
基準面Ｂを基準とした場合、凹部領域４８の形状は、基準面Ｂに対して凹部と凸部（谷と山）がある形状となる。すなわち、基準面Ｂを基準とした場合、その基準面Ｂに対して、下側に谷となる凹部があり、上側に山となる凸部があるため、微細な凹部と凸部から形成されている領域と言える。
【００６２】
このように、凹部領域４８は、その形状が、図４に示したような山と谷があるようなジグザグな形状であっても、画素１の断面視において、基準面をどこに設定するかにより、微細な凹部で形成されている領域、微細な凸部で形成されている領域、または微細な凹部と凸部で形成されている領域と表すことができる領域であると定義することができる。
【００６３】
また、図３または図４に示した凹部領域４８において、例えば、基準面を、平坦化膜５０と透明絶縁膜４６との界面とした場合、凹部領域４８は、くぼみがある領域（谷）がある形状であるため、微細な凹部で形成されている領域と言える。
【００６４】
また、基準面を、Ｐ型の半導体領域４１とＮ型の半導体領域４２との境界面とした場合、凹部領域４８は、張り出している領域（山）がある形状であるため、微細な凸部で形成されている領域と言える。
【００６５】
このように、画素２の断面視において、所定の平坦な面を基準面とし、その基準面に対して、谷型に形成されているか、山型に形成されているかにより、凹部領域４８の形状を表現することもできる。
【００６６】
さらには、図１１を参照して後述するが、画素２同士の間に、平坦部分５３が形成された構成とすることもできる。平坦部分５３は、半導体基板１２の受光面側界面における画素２ｅ同士の間において凹部領域４８を形成しない所定幅の領域を設けることによって設けられた領域である。この平坦部分５３を含む面を基準面としてもよい。
【００６７】
図１１を参照するに、平坦部分５３を含む面を基準面とした場合、凹部領域４８は、基準面よりも下側にくぼんだ部分を有する、換言すれば、谷形状の部分を有する形状であると言えるため、微細な凹部が形成されている領域であると言える。
【００６８】
このように、凹部領域４８は、画素１の断面視において、基準面をどこに設定するかにより、微細な凹部で形成されている領域、微細な凸部で形成されている領域、または微細な凹部と凸部で形成されている領域と表すことができる領域である。
【００６９】
さらには、凹部領域４８の形成方法によっても、凹部領域４８は、微細な凹部で形成されている領域を形成する、微細な凸部で形成されている領域を形成する、または微細な凹部とで形成されている領域を形成すると表現することもできる。
【００７０】
例えば、図３に示した凹部領域４８を形成する場合であり、上面４８−１の方が、下面４８-２よりも大きく形成されているような形状の凹部領域４８を形成する場合、基板（半導体基板１２）を削ることで、凹部となる部分を形成するとも言えるし、凸部となる部分を残すとも言える。
【００７１】
基板の削り量が、５０％を超えるような場合、凹部の面積が凸部の面積より大きく形成されている、削られた基板（シリコン）の量の方が、残っている基板の量よりも多い状態となる。すなわちこのような形成方法の場合、凹部が支配的状況となる形成であり、複数の凸部を設けることで、凹部領域４８を形成すると表すことができる。
【００７２】
また、基板の削り量が、５０％以下であるような場合、凹部の面積が凸部の面積よりも小さく形成され、削られた基板（シリコン）の量の方が、残っている基板の量よりも少ない状態となる。すなわちこのような形成方法の場合、凸部が支配的状況となる形成であり、複数の凹部を設けることで、凹部領域４８を形成すると表すことができる。
【００７３】
これらのことから、凹部領域４８の形成方法によっては、凹部が支配的になる場合は、複数の凸部が設けられているという表現もでき、また基板が支配的になる場合には、複数の凹部が設けられているという表現もできる。
【００７４】
このように、凹部領域４８の形成方法によっても、凹部領域４８は、画素１の断面視において、微細な凹部で形成されている領域、微細な凸部で形成されている領域、または微細な凹部と凸部で形成されている領域と表すことができる領域である。
【００７５】
以下の説明においては、凹部領域４８は、微細な凹部で形成されている領域であるとして説明を続けるが、上記したように、微細な凸部で形成されている領域、または微細な凹部と凸部で形成されている領域といった領域も含む表現である。
【００７６】
＜第２の実施の形態に係る画素構造＞
図５は、第２の実施の形態に係る画素２ｂの断面構成例を示す図である。
【００７７】
図５に示した画素２ｂの断面構成例は、図２に示した第１の実施の形態における画素２aの構成から、カラーフィルタ層５１を削除した構成となっている。本技術は、カラーフィルタ層５１がない構造の画素２ｂに対しても適用できる。
【００７８】
第２の実施の形態における画素２ｂは、例えば、赤外光（ＩＲ）を受光する画素に適用することができる。後述するように、本技術を適用した画素２ｂによると、光路長を稼げるため、波長の長い赤外光であっても、画素２ｂの厚み、換言すれば、半導体基板１２の厚みを厚くしなくても感度を向上させることが可能となる。
【００７９】
＜第１，２の実施の形態に係る画素構造の効果＞
図６は、図２に示した画素２aの画素構造の効果を説明する図である。図５に示した画素２ｂにおいても同様の効果を得られるため、ここでは、図２に示した画素２aの画素構造を例に挙げて説明を続ける。また、ここで説明する効果は、後述する実施の形態においても、同様に得られる効果である。
【００８０】
図６のＡは、凹部領域４８による効果を説明する図である。
【００８１】
凹部領域４８により入射光の反射が防止される。これにより、固体撮像装置１の感度を向上させることができる。
【００８２】
図６のＢは、トレンチ構造の画素間遮光部４７による効果を説明する図である。
【００８３】
従来、画素間遮光部４７が設けられていない場合には、凹部領域４８により散乱した入射光が、光電変換領域（半導体領域４１及び４２）を突き抜ける場合があった。画素間遮光部４７は、凹部領域４８により散乱した入射光を反射させ、光電変換領域内に入射光を閉じ込める効果を有する。これにより、シリコン吸収させる光学距離が延長するので、感度を向上させることができる。
【００８４】
また、画素間遮光部４７は、半導体基板１２を貫通した状態、換言すれば、多層配線層２１まで届く状態で掘り込まれているため、光電変換領域内に入射光をより確実に閉じ込める効果を有する。さらに、多層配線層２１で反射する入射光もあるが、この多層配線層２１で反射した入射光も、光電変換領域内に閉じ込めることが可能となり、より感度を向上させることができる。
【００８５】
画素間遮光部４７の屈折率をn1＝1.5（ＳｉＯ2相当）、光電変換領域が形成されている半導体領域４１の屈折率をn2＝4.0とすると、その屈折率差（n1＜n2）により導波路効果（光電変換領域：コア、画素間遮光部４７：クラッド）が発生するため、入射光は光電変換領域内に閉じ込められる。凹部領域４８は、光散乱により混色を悪化させるデメリットがあるが、画素間遮光部４７と組み合わせることにより混色の悪化を打ち消すことができ、さらに、光電変換領域を進む入射角度が大きくなることにより、光電変換効率を向上させるメリットを発生させる。
【００８６】
また、シリコン吸収させる光学距離が延長させることが可能となるため、上記したように、光路長を稼ぐ構造とすることができ、波長の長い入射光であっても効率良くフォトダイオードPDに集光することが可能となり、波長の長い入射光に対しても感度を向上させることが可能となる。
【００８７】
＜画素構造の最適条件例＞
図７を参照して、画素２aの様々な個所の最適条件について説明する。
【００８８】
上述した実施の形態では、凹部領域４８が、フォトダイオードPDが形成される半導体領域４１および４２の受光面側の全領域に形成されていた。
【００８９】
しかしながら、凹部領域４８の凹部配置領域L1（凹部配置幅L1）は、図７に示されるように、画素領域L4（画素幅L4）に対して所定の割合の領域で画素中心部のみに形成することができる。そして、この凹部領域４８の凹部配置領域L1は、画素領域L4に対しておおよそ８割となる領域であることが望ましい。
【００９０】
オンチップレンズ５２による集光は、光電変換領域であるセンサ（フォトダイオードPD）の領域中心に絞られる。したがって、センサ中心に近いほど光強度は強く、センサ中心から離れるほどに光強度は弱くなる。センサ中心から離れた領域では、回折光ノイズ成分、すなわち、隣接画素への混色ノイズ成分が多い。
【００９１】
そこで、画素間遮光部４７付近については凹部構造を形成しないことで、光散乱を抑制することができ、ノイズを抑制することができる。凹部領域４８の凹部配置領域L1は、画素サイズ、オンチップレンズ曲率、画素２aの総厚などの上層構造の違いによっても変化はあるが、オンチップレンズ５２は、通常、センサ領域の中心８割の領域にスポット集光させるため、画素領域L4に対しておおよそ８割となる領域であることが望ましい。
【００９２】
また、凹部領域４８の凹部の大きさ（凹部と凹部の間に形成されている凸部）は、色毎に異なるように形成することができる。凸部の大きさ（凹部の底辺から頂点までの大きさ）としては、高さ、配置面積（平面視において凸部が形成されている面積）、ピッチを定義することができる。
【００９３】
ここでは、凹部の深さ＝凸部の高さであるとし、凸部は、図３を参照して説明したように基準面Ｃを基準とした上面４８−１の部分であるとし、凸部を用いて説明を行う。
【００９４】
凸部の高さは、入射光の波長が短いほど低くする。すなわち、Redの画素２aの凸部の高さをｈR、Greenの画素２aの凸部の高さをｈG、Blueの画素２aの凸部の高さをｈBとすると、
ｈR＞ｈG＞ｈB
の大小関係が成立するように形成することができる。
【００９５】
また、凸部の配置面積は、入射光の波長が短いほど小さくする。すなわち、Redの画素２aの凸部の配置面積をｘR、Greenの画素２aの凸部の配置面積をｘG、Blueの画素２aの凸部の配置面積をｘBとすると、ｘR＞ｘG＞ｘBの大小関係が成立するように形成することができる。配置面積の一方向の幅は、図７の凹部配置幅L1に相当する。
【００９６】
凸部のピッチは、入射光の波長が短いほど低くする。すなわち、Redの画素２aの凸部のピッチをｐR、Greenの画素２aのピッチの高さをｐG、Blueの画素２aの凸部のピッチをｐBとすると、
ｐR＞ｐG＞ｐB
の大小関係が成立するように形成することができる。
【００９７】
また、凸部のピッチは、２次元配列された画素ピッチ、換言すれば画素アレイ部３（図１）の画素２のピッチの約数となるように設定することができる。
【００９８】
このような条件を満たす凹部領域４８は、例えば、レジストパターンをマスクとしたウェットエッチングにより形成することができる。
【００９９】
次に、隣接画素に対して入射光の漏れ込みを防止し、全反射させるために必要な画素間遮光部４７の溝幅L2について検討する。
【０１００】
画素間遮光部４７の溝幅L2は、入射光の波長λ＝600nm、半導体領域４１の屈折率n2を4.0、画素間遮光部４７の屈折率n1を1.5（ＳｉＯ2相当）、半導体領域４１から画素間遮光部４７への入射角θ＝60°とすると、40nm以上であれば良い。ただし、光学特性を満たすマージンと、プロセス埋め込み性の観点から、画素間遮光部４７の溝幅L2は、200nm以上とすることが望ましい。
【０１０１】
画素間遮光部４７の掘り込み量L3について検討する。
【０１０２】
画素間遮光部４７の掘り込み量L3は大きいほど、混色を抑制する効果が高くなる。そこで、掘り込み量L3は、半導体基板１２の厚さと同等の大きさとすることができる。すなわち、半導体基板１２を貫通する状態で、画素間遮光部４７は形成される。この場合、掘り込み量L3は、半導体基板１２の厚さと同じとなる。
【０１０３】
図７に示したように、画素間遮光部４７は、テーパのない掘り込み形状である場合を例示しているが、テーパ形状であっても良い。
【０１０４】
画素間遮光部４７は、製造時に、画素２ａを構成する半導体基板１２の表面側、すなわち図７では下側であり、多層配線層２１側から掘り込むか、半導体基板１２の裏面側、すなわち図７では上側であり、入射面側から掘り込むかにより、テーパ形状が異なる。
【０１０５】
掘り込みが開始された側が広く、掘り込みが終了した側が狭いテーパ形状の画素間遮光部４７となる。よって、画素２aの表面側から半導体基板１２が掘り込まれた場合、半導体基板１２の多層配線層２１側の方が広く、透明絶縁膜４６側が狭いテーパ形状の画素間遮光部４７となる。また、画素２aの裏面側から半導体基板１２が掘り込まれた場合、半導体基板１２の透明絶縁膜４６側の方が広く、多層配線層２１側が狭いテーパ形状の画素間遮光部４７となる。
【０１０６】
画素間遮光部４７を、テーパ形状とした場合、例えば、画素間遮光部４７の屈折率n1＝1.5（ＳｉＯ2相当）、P型の半導体領域４１の屈折率n2＝4.0とすると、界面反射率は極めて高いため、画素間遮光部４７の形状を、０乃至３０°の範囲内で順テーパまたは逆テーパ形状とすることができる。
【０１０７】
＜第３の実施の形態に係る画素構造＞
図８は、第３の実施の形態に係る画素２ｃの断面構成例を示す図である。
【０１０８】
図８において、図２に示した第１の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０１０９】
図８に示される第３の実施の形態では、画素２ｃ同士の間に配置されたトレンチ構造の画素間遮光部４７の中心部分に、例えば、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）などの金属材料が充填されることにより金属遮光部１０１が新たに設けられている点が、上述した第１の実施の形態と異なる。
【０１１０】
また、第３の実施の形態では、ピニング層４５の表面に積層されている透明絶縁膜４６が、例えばスパッタリング法などを用いてコンフォーマルに成膜されている。
【０１１１】
第３の実施の形態の固体撮像装置１では、金属遮光部１０１をさらに設けたことにより、混色をさらに抑制することができる。また、金属遮光部１０１を設けることで、光電変換領域内で入射光を反射させ、フォトダイオードPDが形成される半導体領域４１，４２により集光させることが可能となり、感度を向上させることができる。
【０１１２】
＜第４の実施の形態に係る画素構造＞
図９は、第４の実施の形態に係る画素２ｄの断面構成例を示す図である。
【０１１３】
第４の実施の形態に係る画素２ｄは、第１の実施の形態に係る画素２ａと、画素間遮光部４７内に充填されている材料が、ポリシリコン（Poly Si）層１０２とされている点が異なり、他の部分は同様に構成されている。すなわち、画素２ｄの画素間遮光部４７は、ピニング層４５とポリシリコン層１０２とから構成されている。
【０１１４】
また、図１０に示した画素２ｄに示すように、画素間遮光部４７に、ピニング層４５を形成せず、ポリシリコン層１０２だけが形成されているようにしても良い。
【０１１５】
このように、画素間遮光部４７内に、ポリシリコン１０２のような、多結晶シリコンを充填することで形成されていても良い。また画素間遮光部４７内に、半導体基板１２を構成するシリコンより屈折率の低い材料を絶縁膜としてさらに追加した構成としても良い。
【０１１６】
＜第５の実施の形態に係る画素構造＞
図１１乃至図１９を参照して、画素構造の他の実施の形態について説明する。図１１乃至図１９では、図２に示したような断面構成例よりも簡略化して図示された画素構造を用いて説明を行い、それぞれの対応する構成要素であっても異なる符号が付されているものがある。
【０１１７】
また、以下に説明する画素構造の他の実施の形態は、第１の実施の形態における画素２ａと同じく、カラーフィルタ層５１を備える構成である場合を例に挙げて説明を続けるが、第２の実施の形態における画素２ｂと同じく、カラーフィルタ層５１を備えない構成に対しても適用できる。
【０１１８】
図１１は、第５の実施の形態に係る画素２ｅの断面構成例を示す図である。
【０１１９】
上記した説明と重複する部分もあるが、再度図１１を参照し、固体撮像装置１の構成について説明を加える。図１１に示すように、固体撮像装置１は、フォトダイオードPDを構成するN型の半導体領域４２が画素２aごとに形成された半導体基板１２に、反射防止膜１１１、透明絶縁膜４６、カラーフィルタ層５１、およびオンチップレンズ５２が積層されて構成される。
【０１２０】
反射防止膜１１１は、例えば、固定電荷膜および酸化膜が積層された積層構造とされ、例えば、ALD（Atomic Layer Deposition）法による高誘電率（High-k）の絶縁薄膜を用いることができる。具体的には、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）や、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、ＳＴＯ（Strontium Titan Oxide）などを用いることができる。図１１の例では、反射防止膜１１１は、酸化ハフニウム膜１１２、酸化アルミニウム膜１１３、および酸化シリコン膜１１４が積層されて構成されている。
【０１２１】
さらに、反射防止膜１１１に積層するように画素２ｅの間に遮光膜４９が形成される。遮光膜４９は、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、または窒化タングステン（ＷＮ）などの単層の金属膜が用いられる。または、遮光膜４９として、これらの金属の積層膜（例えば、チタンとタングステンの積層膜や、窒化チタンとタングステンの積層膜など）を用いてもよい。
【０１２２】
このように構成される固体撮像装置１において、第５の実施の形態における画素２ｅでは、半導体基板１２の受光面側界面における画素２ｅ同士の間において凹部領域４８を形成しない所定幅の領域を設けることによって平坦部分５３が設けられる。上述したように、凹部領域４８は、微細な凹構造を形成することによって設けられ、その構造を、画素２ｅ同士の間の領域に形成せずに平坦な面を残すことによって、平坦部分５３が設けられる。このように、平坦部分５３を設ける画素構造とすることで、隣接する他の画素２ｅの近傍となる所定幅の領域（画素分離領域）における回折光の発生を抑制し、混色の発生を防止することができる。
【０１２３】
すなわち、半導体基板１２に凹部領域４８を形成した場合には、垂直入射光の回折が発生し、例えば、凹部の間隔（ピッチ）が大きくなるのに従って回折光の成分が大きくなり、隣接する他の画素２に入射する光の割合が増加することが知られている。
【０１２４】
これに対し、固体撮像装置１では、隣接する他の画素２ｅに回折光が漏れ易い、画素２ｅ同士の間の所定幅の領域に平坦部分５３を設けることで、平坦部分５３では垂直入射光の回折が発生しないことより、混色の発生を防止することができる。
【０１２５】
図１１に示した画素２ｅにおいては、半導体基板１２に画素２ｅ同士の間を分離する画素分離部５４が形成されている。この画素分離部５４は、上記した第１乃至第４の実施の形態においては、画素間遮光部４７に該当する部分に形成されている。
【０１２６】
画素分離部５４は、フォトダイオードPDを構成するN型の半導体領域４２の間に、半導体基板１２を貫通するトレンチを形成し、そのトレンチの内面に酸化アルミニウム膜１１３を成膜し、さらに酸化シリコン膜１１４を成膜する際に絶縁物５５をトレンチに埋め込むことによって形成される。
【０１２７】
なお、第４の実施の形態における画素ｄ（図９または図１０）のように、酸化シリコン膜１１４のうち、画素分離部５４に充填される部分は、ポリシリコン層１０２とした構成を適用することもできる。
【０１２８】
このような画素分離部５４を構成することにより、隣接する画素２ｅ同士は、トレンチに埋め込まれた絶縁物５５によって電気的に完全分離される。これにより、半導体基板１２の内部において発生した電荷が、隣接する画素２ｅに漏れることを防止することができる。
【０１２９】
＜第６の実施の形態に係る画素構造＞
図１２は、第６の実施の形態に係る画素２ｆの断面構成例を示す図である。
【０１３０】
図１２において、固体撮像装置１の基本的な構成は、図１１に示した構成と共通する。第６の実施の形態に係る画素２ｆでは、半導体基板１２において画素２ｆ同士の間を完全分離する画素分離部５４Ａが形成される。
【０１３１】
画素分離部５４Ａは、フォトダイオードPDを構成するN型の半導体領域４２の間に半導体基板１２を貫通するトレンチを掘り込み、そのトレンチの内面に酸化アルミニウム膜１１３を成膜して、酸化シリコン膜１１４を成膜する際に絶縁物５５をトレンチに埋め込み、さらに絶縁物５５の内側に遮光膜４９を成膜する際に遮光物５６を埋め込むことによって形成される。遮光物５６は、遮光性を備えた金属により、遮光膜４９と一体になるように形成される。
【０１３２】
このような画素分離部５４Ａを構成することにより、隣接する画素２ｆ同士は、トレンチに埋め込まれた絶縁物５５によって電気的に分離されるとともに、遮光物５６によって光学的に分離される。これにより、半導体基板１２の内部において発生した電荷が、隣接する画素２ｆに漏れることを防止することができるとともに、斜め方向からの光が、隣接する画素２ｆに漏れることを防止することができる。
【０１３３】
そして、第６の実施の形態に係る画素２ｆにおいても、平坦部分５３を設ける画素構造とすることで、画素分離領域における回折光の発生を抑制し、混色の発生を防止することができる。
【０１３４】
＜第７の実施の形態に係る画素構造＞
図１３は、第７の実施の形態に係る画素２ｇの断面構成例を示す図である。
【０１３５】
図１３において、固体撮像装置１の基本的な構成は、図１１に示した構成と共通する。第７の実施の形態に係る画素２ｇでは、半導体基板１２において画素２ｇ同士の間を完全分離する画素分離部５４Ｂが形成される。
【０１３６】
画素分離部５４Ｂは、フォトダイオードPDを構成するN型の半導体領域４２の間に半導体基板１２を貫通するトレンチを掘り込み、そのトレンチの内面に酸化アルミニウム膜１１３を成膜して、酸化シリコン膜１１４を成膜する際に絶縁物５５をトレンチに埋め込み、さらに遮光物５６をトレンチに埋め込むことによって形成される。
【０１３７】
第７の実施の形態に係る画素２ｇの画素分離部５４Ｂでは、遮光膜４９が平坦部分５３に設けられない構成となっている点が、第６の実施の形態に係る画素２ｆと異なる。
【０１３８】
このような画素分離部５４Ｂを構成することにより、隣接する画素２ｇ同士は、トレンチに埋め込まれた絶縁物５５によって電気的に分離されるとともに、遮光物５６によって光学的に分離される。これにより、半導体基板１２の内部において発生した電荷が、隣接する画素２ｇに漏れることを防止することができるとともに、斜め方向からの光が、隣接する画素２ｇに漏れることを防止することができる。
【０１３９】
そして、第７の実施の形態に係る画素２ｇにおいても、平坦部分５３を設ける画素構造とすることで、画素分離領域における回折光の発生を抑制し、混色の発生を防止することができる。
【０１４０】
＜第８の実施の形態に係る画素構造＞
図１４は、第８の実施の形態に係る画素２ｈの断面構成例を示す図である。
【０１４１】
図１４において、固体撮像装置１の基本的な構成は、図１１に示した構成と共通する。第８の実施の形態に係る画素２ｈでは、凹部領域４８Ａの形状が、画素２ｈの周辺近傍において、凹部領域４８の凹部の深さが浅くなるように形成されているとともに、画素分離部５４も形成されている。
【０１４２】
即ち、図１４に示すように、凹部領域４８Ａは、例えば、図１１に示した凹部領域４８と比較して、画素２ｈの周囲部分において、すなわち、隣接する他の画素２ｈと近傍となる部分において、凹部領域４８Ａを構成する凹部の深さが浅く形成されている。
【０１４３】
このように、画素２ｈの周囲部分における凹凸構造の深さを浅く形成することによって、その周辺部分での回折光の発生を抑制することができる。第８の実施の形態に係る画素２ｈにおいても、平坦部分５３を設ける画素構造とすることで、画素分離領域における回折光の発生を抑制し、より混色の発生を防止することができる。
【０１４４】
このような凹部領域４８Ａを形成することにより、画素２ｈの周囲部分での回折光の発生を抑制することができるとともに、画素分離部５４により、隣接する画素２ｈ同士を電気的に分離することができる。そして、画素構造の第６のバリエーションにおいても、平坦部分５３を設ける画素構造とすることで、画素分離領域における回折光の発生を抑制し、より混色の発生を防止することができる。
【０１４５】
＜第９の実施の形態に係る画素構造＞
図１５は、第９の実施の形態に係る画素２ｉの断面構成例を示す図である。
【０１４６】
図１５において、固体撮像装置１の基本的な構成は、図１１に示した構成と共通する。第９の実施の形態に係る画素２ｉでは、凹部領域４８Ａの形状が、画素２ｉの周辺近傍において、凹部領域４８Ａを構成する凹部の深さが浅くなるように形成されるとともに、画素分離部５４Ａが形成されている。
【０１４７】
このような凹部領域４８Ａを形成することにより、画素２ｉの周囲部分での回折光の発生を抑制することができるとともに、画素分離部５４Ａにより、隣接する画素２ｉ同士を電気的および光学的に分離することができる。そして、画素構造の第９の実施の形態においても、平坦部分５３を設ける画素構造とすることで、画素分離領域における回折光の発生を抑制し、より混色の発生を防止することができる。
【０１４８】
＜第１０の実施の形態に係る画素構造＞
図１６は、第１０の実施の形態に係る画素２ｊの断面構成例を示す図である。
【０１４９】
図１６において、固体撮像装置１の基本的な構成は、図１１に示した構成と共通する。第１０の実施の形態に係る画素２ｊでは、凹部領域４８Ａの形状が、画素２ｊの周辺近傍において、凹部領域４８Ａを構成する凹部の深さが浅くなるように形成されるとともに、画素分離部５４Ｂが形成されている。
【０１５０】
このような凹部領域４８Ａを形成することにより、画素２ｊの周囲部分での回折光の発生を抑制することができるとともに、画素分離部５４Ｂにより、隣接する画素２ｊ同士を電気的および光学的に分離することができる。そして、第１０の実施の形態に係る画素２ｊにおいても、平坦部分５３を設ける画素構造とすることで、画素分離領域における回折光の発生を抑制し、より混色の発生を防止することができる。
【０１５１】
＜第１１の実施の形態に係る画素構造＞
図１７は、第１１の実施の形態に係る画素２ｋの断面構成例を示す図である。
【０１５２】
図１７において、固体撮像装置１の基本的な構成は、図１１に示した構成と共通する。第１１の実施の形態に係る画素２ｋでは、凹部領域４８Ｂが形成される領域が狭くなっているとともに、画素分離部５４が形成されている。
【０１５３】
即ち、図１７に示すように、凹部領域４８Ｂは、例えば、図１１に示した凹部領域４８と比較して、画素２ｋの周囲部分において、すなわち、隣接する他の画素２ｋと近傍となる部分において、凹部領域４８Ｂを形成する領域が削減されている。これにより、平坦部分５３Ａが、図１１の平坦部分５３よりも広く形成される。
【０１５４】
このように、画素２ｋの周囲部分において凹部領域４８Ｂを形成せずに平坦部分５３Ａを広く設けることで、その周辺部分での回折光の発生を抑制することができる。これにより、第１１の実施の形態に係る画素２ｋにおいても、画素分離領域における回折光の発生を抑制し、さらに混色の発生を防止することができる。
【０１５５】
＜第１２の実施の形態に係る画素構造＞
図１８は、第１２の実施の形態に係る画素２ｍの断面構成例を示す図である。
【０１５６】
図１８において、固体撮像装置１の基本的な構成は、図１１に示した構成と共通する。第１２の実施の形態に係る画素２ｍでは、凹部領域４８Ｂが形成される領域が狭くなっているとともに、画素分離部５４Ａが形成されている。
【０１５７】
このような凹部領域４８Ｂを形成することにより、画素２ｍの周囲部分での回折光の発生を抑制することができるとともに、画素分離部５４Ａにより、隣接する画素２ｍ同士を電気的および光学的に分離することができる。そして、第１２の実施の形態に係る画素２ｍにおいても、平坦部分５３Ａを広く設ける画素構造とすることで、画素分離領域における回折光の発生を抑制し、さらに混色の発生を防止することができる。
【０１５８】
＜第１３の実施の形態に係る画素構造＞
図１９は、第１３の実施の形態に係る画素２ｎの断面構成例を示す図である。
【０１５９】
図１９において、固体撮像装置１の基本的な構成は、図１１に示した構成と共通する。第１３の実施の形態に係る画素２ｎでは、凹部領域４８Ｂが形成される領域が狭くなっているとともに、画素分離部５４Ｂが形成されている。
【０１６０】
このような凹部領域４８Ｂを形成することにより、画素２ｎの周囲部分での回折光の発生を抑制することができるとともに、画素分離部５４Ｂにより、隣接する画素２ｎ同士を電気的および光学的に分離することができる。そして、画素構造の第２１のバリエーションにおいても、平坦部分５３Ａを広く設ける画素構造とすることで、画素分離領域における回折光の発生を抑制し、さらに混色の発生を防止することができる。
【０１６１】
＜電子機器への適用例＞
本開示の技術は、固体撮像装置への適用に限られるものではない。即ち、本開示の技術は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に固体撮像装置を用いる複写機など、画像取込部（光電変換部）に固体撮像装置を用いる電子機器全般に対して適用可能である。固体撮像装置は、ワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像部と信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。
【０１６２】
図２０は、本開示に係る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。
【０１６３】
図２０の撮像装置２００は、レンズ群などからなる光学部２０１、図１の固体撮像装置１の構成が採用される固体撮像装置（撮像デバイス）２０２、およびカメラ信号処理回路であるDSP(Digital Signal Processor)回路２０３を備える。また、撮像装置２００は、フレームメモリ２０４、表示部２０５、記録部２０６、操作部２０７、および電源部２０８も備える。DSP回路２０３、フレームメモリ２０４、表示部２０５、記録部２０６、操作部２０７および電源部２０８は、バスライン２０９を介して相互に接続されている。
【０１６４】
光学部２０１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで固体撮像装置２０２の撮像面上に結像する。固体撮像装置２０２は、光学部２０１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。この固体撮像装置２０２として、図１の固体撮像装置１、即ち、混色悪化を抑制しつつ、感度を向上させた固体撮像装置を用いることができる。
【０１６５】
表示部２０５は、例えば、液晶パネルや有機ＥＬ(Electro Luminescence)パネル等のパネル型表示装置からなり、固体撮像装置２０２で撮像された動画または静止画を表示する。記録部２０６は、固体撮像装置２０２で撮像された動画または静止画を、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
【０１６６】
操作部２０７は、ユーザによる操作の下に、撮像装置２００が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部２０８は、DSP回路２０３、フレームメモリ２０４、表示部２０５、記録部２０６および操作部２０７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。
【０１６７】
上述したように、固体撮像装置２０２として、上述した固体撮像装置１を用いることで、混色悪化を抑制しつつ、感度を向上させることができる。従って、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、さらには携帯電話機等のモバイル機器向けカメラモジュールなどの撮像装置２００においても、撮像画像の高画質化を図ることができる。
【０１６８】
本開示の実施の形態は、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。
【０１６９】
上述した例では、第１導電型をP型、第２導電型をN型として、電子を信号電荷とした固体撮像装置について説明したが、本開示は正孔を信号電荷とする固体撮像装置にも適用することができる。すなわち、第１導電型をN型とし、第２導電型をP型として、前述の各半導体領域を逆の導電型の半導体領域で構成することができる。
【０１７０】
また、本開示の技術は、可視光の入射光量の分布を検知して画像として撮像する固体撮像装置への適用に限らず、赤外線やＸ線、あるいは粒子等の入射量の分布を画像として撮像する固体撮像装置や、広義の意味として、圧力や静電容量など、他の物理量の分布を検知して画像として撮像する指紋検出センサ等の固体撮像装置（物理量分布検知装置）全般に対して適用可能である。
【０１７１】
＜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。
【０１７２】
図２１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。
【０１７３】
図２１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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
図２２は、図２１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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
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。
【０１９８】
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。
【０１９９】
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。
【０２００】
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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
＜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。
【０２０３】
図２３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。
【０２０４】
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２３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。
【０２０５】
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。
【０２０６】
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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
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１２０３０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。
【０２１３】
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２３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。
【０２１４】
図２４は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０２１５】
図２４では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５を有する。
【０２１６】
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。
【０２１７】
なお、図２４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。
【０２１８】
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。
【０２１９】
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。
【０２２０】
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。
【０２２１】
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。
【０２２２】
本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【０２２３】
なお、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。
【０２２４】
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。
【０２２５】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
基板と、
前記基板に設けられた第１の光電変換領域と、
前記基板に設けられた第２の光電変換領域と、
前記第１の光電変換領域と前記第２の光電変換領域との間に設けられ、前記基板を貫通して設けられたトレンチと、
前記第１の光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する第１の凹部領域と、
前記第２の光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する第２の凹部領域と
を備える固体撮像装置。
（２）
前記トレンチには、絶縁膜が形成されている
前記（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
前記トレンチには、金属材料が充填されている
前記（１）または（２）に記載の固体撮像装置。
（４）
前記基板と前記絶縁膜との間にピニング層が積層されている
前記（２）に記載の固体撮像装置。
（５）
前記基板と前記絶縁膜との間に反射防止膜が積層されている
前記（２）に記載の固体撮像装置。
（６）
前記凹部領域は、画素領域に対して所定の割合の領域で画素中心部に形成されている
前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（７）
前記凹部領域は、画素領域に対して８割の領域で画素中心部に形成されている
前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（８）
前記受光面側における画素同士の間において、前記凹部領域が形成されていない所定の幅の平坦部分が設けられている
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（９）
基板と、
前記基板に設けられた第１の光電変換領域と、
前記基板に設けられた第２の光電変換領域と、
前記第１の光電変換領域と前記第２の光電変換領域との間に設けられ、前記基板を貫通して設けられたトレンチと、
前記第１の光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する第１の凹部領域と、
前記第２の光電変換領域の上方で、前記基板の受光面側に設けられた複数の凹部を有する第２の凹部領域と
を備える固体撮像装置
を備える電子機器。
【符号の説明】
【０２２６】
１  固体撮像装置，  ２  画素，  ３  画素アレイ部，  １２  半導体基板，  ４１，４２  半導体領域，  ４５  ピニング層，  ４６  透明絶縁膜，  ４７  画素間遮光部，  ４８  反射防止部，  ４９  遮光膜，  ５０  平坦化膜，  ５１  カラーフィルタ層，  ５２  オンチップレンズ，  １０１  金属遮光部，  ２００  撮像装置，  ２０２  固体撮像装置
【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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【国際調査報告】
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