JP2023072513A - 光検出装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】光電変換における電気的クロストークを抑制した光検出像装置及び当該光検出装置を使用した電子機器を提供する。
【解決手段】光検出装置は、光電変換を行う光電変換部を含む光電変換素子と、光電変換素子の受光面側に画素ごとに配設された受光レンズと、受光レンズに対向して配設されるとともに、光電変換素子の受光レンズ側に配設され、受光レンズで集光した入射光の入光口を有する入光遮光膜と、入光遮光膜に対向して配設されるとともに、光電変換素子の受光レンズ側と反対側に配設され、光電変換素子を通過した光の出光口を有する出光遮光膜と、入光遮光膜と出光遮光膜の周縁同士を連結し、光電変換素子の少なくとも一部を取り囲む画素分離壁と、を有する構成とした。
【選択図】図３
【解決手段】光検出装置は、光電変換を行う光電変換部を含む光電変換素子と、光電変換素子の受光面側に画素ごとに配設された受光レンズと、受光レンズに対向して配設されるとともに、光電変換素子の受光レンズ側に配設され、受光レンズで集光した入射光の入光口を有する入光遮光膜と、入光遮光膜に対向して配設されるとともに、光電変換素子の受光レンズ側と反対側に配設され、光電変換素子を通過した光の出光口を有する出光遮光膜と、入光遮光膜と出光遮光膜の周縁同士を連結し、光電変換素子の少なくとも一部を取り囲む画素分離壁と、を有する構成とした。
【選択図】図３
Description
本開示は、光学的及び電気的クロストークを抑制した固体撮像装置などの光検出装置及び当該光検出装置を使用した電子機器に関する。
従来、光検出装置の例である固体撮像装置の画素間には、斜め方向からの入射光が隣接する画素に入射されることにより混色が発生するという課題がある。かかる混色を防ぐために、例えば、隣接する素子間に画素分離部を形成されることが行われている。
画素分離部の構造としては、画素分離部を構成するシリコン（Ｓｉ）の厚膜化や基板の裏面（下面）から絶縁溝を掘り込む構造であるＲＤＴＩ（Ｒｅｖｅｒｓｅ ｓｉｄｅ Ｄｅｅｐ Ｔｒｅｎｃｈ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）などが採用されている。
画素分離部の構造としては、画素分離部を構成するシリコン（Ｓｉ）の厚膜化や基板の裏面（下面）から絶縁溝を掘り込む構造であるＲＤＴＩ（Ｒｅｖｅｒｓｅ ｓｉｄｅ Ｄｅｅｐ Ｔｒｅｎｃｈ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）などが採用されている。
このような「混色」の発生を防止して、撮像画像の画像品質を向上させる光検出装置について、具体的には、次のような技術が開示されている。
半導体基板の内部には、複数の画素のそれぞれに対応して入射光を受光面で受光する光電変換部が複数設けられている。当該光電変換部は、半導体基板の入射光の入射面側において、光電変換部の側部に設けられたトレンチ内に埋め込まれた画素分離部により画素間を区切り、その区切られた区画内に配設されている。これにより他の画素Ｐと分離されている。画素分離部は複数の画素の間を電気的に分離する隔壁であり、入射光を遮光する絶縁材料などによって形成されている。
半導体基板の内部には、複数の画素のそれぞれに対応して入射光を受光面で受光する光電変換部が複数設けられている。当該光電変換部は、半導体基板の入射光の入射面側において、光電変換部の側部に設けられたトレンチ内に埋め込まれた画素分離部により画素間を区切り、その区切られた区画内に配設されている。これにより他の画素Ｐと分離されている。画素分離部は複数の画素の間を電気的に分離する隔壁であり、入射光を遮光する絶縁材料などによって形成されている。
特許文献１に開示された技術において、各画素の光電変換部は、画素分離部により隣接する画素と区切られている。しかしながら、光電変換部の側部において光電変換より生成された電子は、光電変換部から画素トランジスタへ移動する際に、隣接する画素にドリフト（Ｄｒｉｆｔ）などにより移動して電気的クロストークを生じるという問題を有している。
本開示は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、光電変換における電気的クロストークを抑制した光検出装置及び当該光検出装置を使用した電子機器を提供することを目的とする。
本開示は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の態様は、光電変換を行う光電変換部を含む光電変換素子と、前記光電変換素子の受光面側に画素ごとに配設された受光レンズと、前記受光レンズに対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側に配設され、前記受光レンズで集光した入射光の入光口を有する入光遮光膜と、前記入光遮光膜に対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側と反対側に配設され、前記光電変換素子を通過した光の出光口を有する出光遮光膜と、前記入光遮光膜と前記出光遮光膜の周縁同士を連結し、前記光電変換素子の少なくとも一部を取り囲む画素分離壁と、を有する光検出装置である。
また、第１の態様において、前記光電変換部は、前記入光遮光膜の入光口の周縁から光軸方向に沿って延設された前記画素分離壁により形成される光電変換筒を、その内部に配設してもよい。
また、第１の態様において、前記画素分離壁は、前記光電変換素子の側面全体を取り囲んでもよい。
その第２の態様は、光電変換を行う光電変換部を含む光電変換素子と、前記光電変換素子の受光面側に画素ごとに配設された受光レンズと、前記受光レンズに対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側に配設され、前記受光レンズで集光した入射光の入光口を有する入光遮光膜と、前記入光遮光膜に対向して、前記光電変換素子を通過した光の出光口を有し、前記入光遮光膜の周縁又は前記入光遮光膜の入光口の周縁と前記出光口の周縁同士を連結し、前記光電変換素子の少なくとも一部を取り囲んで前記光電変換部を形成する画素分離壁と、を有する光検出装置である。
また、第２の態様において、前記画素分離壁は、前記光電変換素子の４側面を取り囲むとともに、光軸方向に沿って斜め方向に延設され、前記光電変換素子のうち、前記画素分離壁に取り囲まれた部分は、略四角錐状に形成されてもよい。
また、第２の態様において、前記画素分離壁は、前記光電変換素子の４側面を取り囲むとともに、前記画素分離壁の４側面のうち対向する一の２側面が、光軸方向に沿って斜め方向に延設され、対向する他の２側面が、光軸方向に沿って延設されることで、前記光電変換素子のうち、前記画素分離壁に取り囲まれた部分は、略台形状に形成されてもよい。
その第２の態様は、光電変換を行う光電変換部を含む光電変換素子と、前記光電変換素子の受光面側に画素ごとに配設された受光レンズと、前記受光レンズに対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側に配設され、前記受光レンズで集光した入射光の入光口を有する入光遮光膜と、前記光電変換部は、前記入光遮光膜に対向して、前記光電変換素子を通過した光の出光口を有し、前記入光遮光膜の周縁又は入光口の周縁と前記光電変換部の出光口の周縁同士を連結し、前記光電変換素子の少なくとも一部を取り囲む画素分離壁と、を有する光検出装置である。
また、第２の態様において、前記画素分離壁は、前記光電変換素子の４側面を取り囲むとともに、光軸方向に沿って斜め方向に延設され、前記画素分離壁に取り囲まれた前記光電変換素子は、略四角錐状に形成されてもよい。
また、第２の態様において、前記画素分離壁は、前記光電変換素子の４側面を取り囲むとともに、前記画素分離壁の４側面のうち対向する一の２側面が、光軸方向に沿って斜め方向に延設され、対向する他の２側面が、光軸方向に沿って延設されることで、前記画素分離壁に取り囲まれた前記光電変換素子は、略台形状に形成されてもよい。
また、第１又は第２の態様において、前記入光遮光膜の入光口は、前記出光遮光膜又前記は光電変換部の出光口よりも広く形成されてもよい。
また、第１又は第２の態様において、前記マイクロレンズは、前記入光遮光膜の入光口に集光するように焦点を形成されてもよい。
また、第１又は第２の態様において、前記入光遮光膜に対向する前記出光遮光膜は、２以上配設されてもよい。
また、第１又は第２の態様において、前記入光遮光膜の入光口と、前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口とは、前記受光レンズの光軸上に配設されてもよい。
また、第１又は第２の態様において、前記入光遮光膜の入光口と、前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口とは、前記受光レンズの光軸に対して、ずらせて配設されてもよい。
また、第１又は第２の態様において、前記入光遮光膜の入光口と、前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口とは、前記受光レンズの光軸に対して、斜交いに配設されてもよい。
また、第１又は第２の態様において、前記入光遮光膜の入光口又は前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口は、矩形状に形成されてもよい。
また、第１又は第２の態様において、前記入光遮光膜の入光口又は前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口は、円形状に形成されてもよい。
また、第１又は第２の態様において、前記画素分離壁又は前記入光遮光膜は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）又は空気から形成されてもよい。
また、第１又は第２の態様において、前記出光遮光膜は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）又は空気から形成されてもよい。
その第３の態様は、光電変換を行う光電変換部を含む光電変換素子と、前記光電変換素子の受光面側に画素ごとに配設された受光レンズと、前記受光レンズに対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側に配設され、前記受光レンズで集光した入射光の入光口を有する入光遮光膜と、前記入光遮光膜に対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側と反対側に配設され、前記光電変換素子を通過した光の出光口を有する出光遮光膜と、前記入光遮光膜と前記出光遮光膜の周縁同士を連結し、前記光電変換素子の少なくとも一部を取り囲む画素分離壁と、を有する光検出装置、又は、光電変換を行う光電変換部を含む光電変換素子と、前記光電変換素子の受光面側に画素ごとに配設された受光レンズと、前記受光レンズに対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側に配設され、前記受光レンズで集光した入射光の入光口を有する入光遮光膜と、前記入光遮光膜に対向して、前記光電変換素子を通過した光の出光口を有し、前記入光遮光膜の周縁又は前記入光遮光膜の入光口の周縁と前記出光口の周縁同士を連結し、前記光電変換素子の少なくとも一部を取り囲んで前記光電変換部を形成する画素分離壁と、を有する光検出装置を有する電子機器である。
上記の態様を取ることにより、光電変換における電気的クロストークを抑制した光検出装置及び当該光検出装置を使用した電子機器を提供することができる。
次に、図面を参照して、本開示を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を下記の順序で説明する。以下の図面において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は、模式的なものであり、各部の寸法の比率等は現実のものとは必ずしも一致しない。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることは勿論である。
１．本開示に係る光検出装置の第１実施形態
２．本開示に係る光検出装置の第２実施形態
３．本開示に係る光検出装置の第３実施形態
４．本開示に係る光検出装置の第４実施形態
５．本開示に係る光検出装置の第５実施形態
６．本開示に係る光検出装置の第６実施形態
７．本開示に係る光検出装置の第７実施形態
８．本開示に係る光検出装置の第８実施形態
９．本開示に係る光検出装置の第９実施形態
１０．本開示に係る光検出装置の第１０実施形態
１１．本開示に係る光検出装置の第１１実施形態
１２．本開示に係る光検出装置の第１２実施形態
１３．本開示に係る光検出装置の第１３実施形態
１４．本開示に係る光検出装置の第１４実施形態
１５．本開示に係る光検出装置の製造方法
１６．電子機器の構成例
１．本開示に係る光検出装置の第１実施形態
２．本開示に係る光検出装置の第２実施形態
３．本開示に係る光検出装置の第３実施形態
４．本開示に係る光検出装置の第４実施形態
５．本開示に係る光検出装置の第５実施形態
６．本開示に係る光検出装置の第６実施形態
７．本開示に係る光検出装置の第７実施形態
８．本開示に係る光検出装置の第８実施形態
９．本開示に係る光検出装置の第９実施形態
１０．本開示に係る光検出装置の第１０実施形態
１１．本開示に係る光検出装置の第１１実施形態
１２．本開示に係る光検出装置の第１２実施形態
１３．本開示に係る光検出装置の第１３実施形態
１４．本開示に係る光検出装置の第１４実施形態
１５．本開示に係る光検出装置の製造方法
１６．電子機器の構成例
＜１．本開示に係る光検出装置の第１実施形態＞
［第１実施形態の基本形］
以下、図１に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第１実施形態の基本形について説明する。ここで、第１実施形態に係る光検出装置１００は、固体撮像装置のうち「裏面照射型ＣＭＯＳイメージセンサ」を例に、以下に説明する。
［第１実施形態の基本形］
以下、図１に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第１実施形態の基本形について説明する。ここで、第１実施形態に係る光検出装置１００は、固体撮像装置のうち「裏面照射型ＣＭＯＳイメージセンサ」を例に、以下に説明する。
図１は、光検出装置１００を構成する図２に示す画素Ｐの部分平面図のＸ１－Ｘ１部分の端面断面図である。なお、光検出装置１００においては、半導体基板１１０の板厚方向（図１における上下方向）を上下方向とする。
光検出装置１００は、図２に示すように、複数の画素Ｐが撮像面の平面視において、水平方向と、垂直方向にマトリクス状に配設されている。画素Ｐは、図１に示すように、上方からの入射光Ｈを、光電変換素子であるフォトダイオード１２０が受光し、これを光電変換することによってカラー画像信号を生成するように構成されている。そこで、光検出装置１００では、それぞれの画素Ｐに対応してフォトダイオード１２０が配設されている。
半導体基板１１０は、例えば、薄膜化された単結晶シリコンで形成されている。そして、その内部には、図１に示すように、各画素Ｐに対応したフォトダイオード１２０と、光軸ＬＡ方向に沿って各フォトダイオード１２０のｐ型半導体領域１２０ｐの４側面を取り囲む画素分離壁１３０が配設されている。画素分離壁１３０は、半導体基板１１０の下面側から、トレンチ１１１を穿設し、そのトレンチ１１１の中に形成されている。
半導体基板１１０の上面には、受光レンズとしてのマイクロレンズ１０１及びカラーフィルタ１０２が、平坦化膜１０３を介して入光遮光膜１０４に積層されている。入光遮光膜１０４は、半導体基板１１０に積層されている。
半導体基板１１０の下面には、転送トランジスタゲート１２１が配設されている。また、図１に示すように、転送トランジスタゲート１２１と電気的に接続して回路を構成する配線３０１、３０２を含む配線層３００が積層されている。配線層３００の下面には、支持基板３２０が積層されている。
第１実施形態に係る光検出装置１００の概略構成は以上のとおりである。以下に、各構成部分について、さらに詳しく説明する。
第１実施形態に係る光検出装置１００の概略構成は以上のとおりである。以下に、各構成部分について、さらに詳しく説明する。
マイクロレンズ１０１は、各画素Ｐに対応して、それぞれの画素Ｐに配設されている。マイクロレンズ１０１は、半導体基板１１０の上面において、上に凸の平凸レンズであり、各画素Ｐの入射光Ｈを、それぞれに対応するフォトダイオード１２０へ集光するように構成されている。具体的には、マイクロレンズ１０１は、後述する入光遮光膜１０４の入光口１０４ａに集光するように焦点を形成している。したがって、仮に、入光口１０４ａを狭隘な小孔に形成したとしても、マイクロレンズ１０１への入射光Ｈは、光量を減ずることなくフォトダイオード１２０へ入射することができる。マイクロレンズ１０１は、例えば、樹脂などの有機材料を用いて形成されている。
カラーフィルタ１０２は、図２に示すように、赤色フィルタ層１０２Ｒと、緑色フィルタ層１０２Ｇと、青色フィルタ層１０２Ｂとを含む。これらのカラーフィルタ１０２は、画素Ｐのそれぞれに対応して設けられている。そして、赤色フィルタ層１０２Ｒと、緑色フィルタ層１０２Ｇと、青色フィルタ層１０２Ｂとは、それぞれが、いわゆるベイヤー配列されている。
赤色フィルタ層１０２Ｒは、赤色に対応する波長帯域（例えば、６２５～７４０ｎｍ）において光透過率が高く、赤色の入射光Ｈが入光遮光膜１０４の入光口１０４ａを通過するように形成されている。
また、緑色フィルタ層１０２Ｇは、緑色に対応する波長帯域（例えば、５００～５６５ｎｍ）において光透過率が高く、緑色の入射光Ｈが入光遮光膜１０４の入光口１０４ａを通過するように形成されている。
また、青色フィルタ層１０２Ｂは、青色に対応する波長帯域（例えば、４５０～４８５ｎｍ）において光透過率が高く、青色の入射光Ｈが入光遮光膜１０４の入光口１０４ａを通過するように形成されている。
カラーフィルタ１０２の下面には、図１に示すように、平坦化膜１０３が積層されている。平坦化膜１０３は、光を透過する絶縁材料である。そして、平坦化膜１０３を介して半導体基板１１０が積層されている。半導体基板１１０には、光電変換素子であるフォトダイオード１２０などが形成されている。
次に、本実施形態における半導体基板１１０の構成についてさらに詳しく説明する。図３Ａは、本開示に係る光検出装置の第１実施形態の概略構造を示す２画素の端面断面図である。図３Ａは、図１に相当する。ただし、図３Ａは図１に対し、上下を逆にし、配線層３００及び支持基板３２０は省略している。したがって、マイクロレンズ１０１は下向きとなっている。図３Ｂは、図３ＡのＸ２－Ｘ２部分の右側の入光遮光膜１０４の端面断面図である。また、図３Ｃは、図３ＡのＸ３－Ｘ３部分の右側の出光遮光膜１０６の端面断面図である。
なお、図３Ａ及び以下に説明する各実施形態の図２のＸ１－Ｘ１部分の端面断面図に相当する図面（図４Ａから図１２Ａ、図１５Ａ、図１６Ａ、図１９Ａから図２１Ａ）は、各図面における下側（図３Ａの下方）が入光遮光膜１０４側、上側（図３Ａの上方）がフォトダイオード１２０の後端側となる。
なお、図３Ａ及び以下に説明する各実施形態の図２のＸ１－Ｘ１部分の端面断面図に相当する図面（図４Ａから図１２Ａ、図１５Ａ、図１６Ａ、図１９Ａから図２１Ａ）は、各図面における下側（図３Ａの下方）が入光遮光膜１０４側、上側（図３Ａの上方）がフォトダイオード１２０の後端側となる。
入光遮光膜１０４は、マイクロレンズ１０１により集光された入射光Ｈを、入光口１０４ａから通過させてフォトダイオード１２０に入光し、それ以外の光は遮光するものである。
入光遮光膜１０４は、図３Ａに示すように、マイクロレンズ１０１に対向して、フォトダイオード１２０のマイクロレンズ１０１側（上側）に配設されている。また、入光遮光膜１０４は、平坦化膜１０３との間にシリコン酸化膜などの絶縁膜（不図示）を介して配設してもよい。入光遮光膜１０４は、図３Ｂに示すように、断面形状が矩形状に形成されている。そして、その光軸ＬＡ上に入射光Ｈが通過する入光口１０４ａが矩形状に開口されている。
入光遮光膜１０４は、トレンチ１１１をマイクロレンズ１０１に垂直方向に穿設した後、水平方向に穿設してマイクロレンズ１０１と平行になるように形成する。なお、入光遮光膜１０４及びトレンチ１１１の製造方法については、後述する。
ここで、入光口１０４ａの開口の形状は、矩形状に限定されるものではない。例えば、円形、楕円形、三角形、台形、菱形、扇形、星形など任意の形状にしても差し支えない。
円形に形成した場合に、その等価直径Ｄｅ（等価直径Ｄｅ＝４×面積／周長）は正方形と同じである。しかし、円形は正方形に比べて周長が小さくてすむ。例えば、正方形の一辺をＷとすると、その等価直径ＤｅはＷであり、周長は４Ｗとなる。一方、円の直径をＷとすると、その等価直径ＤｅはＷである。しかし、周長はπＷであり、正方形よりも小さい。
また、マイクロレンズ１０１が平面視円形の平凸レンズであるため、集光した入射光Ｈの光度分布は同心円状となる。したがって、入光口１０４ａの開口の形状を円形に形成することで無駄なく入光できる。これにより、開口率を小さくすることができる。なお、出光遮光膜１０６の出光口１０６ａの開口の形状も、同様に、矩形状に限定されるものではなく円形等であってもよい。
円形に形成した場合に、その等価直径Ｄｅ（等価直径Ｄｅ＝４×面積／周長）は正方形と同じである。しかし、円形は正方形に比べて周長が小さくてすむ。例えば、正方形の一辺をＷとすると、その等価直径ＤｅはＷであり、周長は４Ｗとなる。一方、円の直径をＷとすると、その等価直径ＤｅはＷである。しかし、周長はπＷであり、正方形よりも小さい。
また、マイクロレンズ１０１が平面視円形の平凸レンズであるため、集光した入射光Ｈの光度分布は同心円状となる。したがって、入光口１０４ａの開口の形状を円形に形成することで無駄なく入光できる。これにより、開口率を小さくすることができる。なお、出光遮光膜１０６の出光口１０６ａの開口の形状も、同様に、矩形状に限定されるものではなく円形等であってもよい。
入光遮光膜１０４は、遮光性及び反射性を有する材料で形成されている。入光遮光膜１０４は、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）又は空気などの材料を使用することができる。
なお、シリコンと空気では、屈折率の差が大きいため、一旦シリコンに入光した光は、空気との境界面においてそのまま反射し、シリコンの内部で反射を繰り返すため、入射光Ｈを閉じ込めることができる。このため、入光遮光膜１０４や画素分離壁１３０の材料として、トレンチ１１１に何も埋め込まないで空気を使用することも選択肢として考えられ得る。また、金属や導電体で構成する部分で、電気的絶縁を必要とする部分は、特に図示していないが、当然に所定の絶縁膜等の処理により絶縁がされているものとする。
なお、シリコンと空気では、屈折率の差が大きいため、一旦シリコンに入光した光は、空気との境界面においてそのまま反射し、シリコンの内部で反射を繰り返すため、入射光Ｈを閉じ込めることができる。このため、入光遮光膜１０４や画素分離壁１３０の材料として、トレンチ１１１に何も埋め込まないで空気を使用することも選択肢として考えられ得る。また、金属や導電体で構成する部分で、電気的絶縁を必要とする部分は、特に図示していないが、当然に所定の絶縁膜等の処理により絶縁がされているものとする。
出光遮光膜１０６は、図３Ｃに示すように、入光遮光膜１０４と同様に、遮光性を有し、端面断面が矩形状に形成されている。そして、光軸ＬＡ上に入射光Ｈが受光面へ通過する出光口１０６ａが矩形状に開口されている。出光口１０６ａは、光電変換により生成された電子ｅの出口である。また光電変換されなかった入射光Ｈの出口ともなる。このように出光口１０６ａを光軸ＬＡ上に開口することにより、電子ｅ及び入射光Ｈの出口と、隣接する画素Ｐとの距離を均等に遠く離すことができる。
出光遮光膜１０６は、図３Ａに示すように、ｐ型半導体領域１２０ｐとｎ型半導体領域１２０ｎの接合面の位置に、入光遮光膜１０４に対向して配設されている。ただし、ｎ型半導体領域１２０ｎを含む位置に配設してもよい。
出光遮光膜１０６は、図３Ａに示すように、ｐ型半導体領域１２０ｐとｎ型半導体領域１２０ｎの接合面の位置に、入光遮光膜１０４に対向して配設されている。ただし、ｎ型半導体領域１２０ｎを含む位置に配設してもよい。
フォトダイオード１２０は、入射光Ｈを受光し、これを光電変換することによって信号電荷である電子ｅを生成し、集積する光電変換素子である。
具体的には、図１に示すように、フォトダイオード１２０は、画素Ｐへの入射光Ｈを、マイクロレンズ１０１、カラーフィルタ１０２、平坦化膜１０３及び入光遮光膜１０４の入光口１０４ａを介して受光する。
フォトダイオード１２０は、ｐ型半導体を基材とし、受光面側である図３Ａの下側（図１では上側）に、ｐ型半導体領域１２０ｐが形成されている。また、受光面の反対側、すなわち、図３Ａの上側（図１では下側）にｎ型半導体領域１２０ｎが形成されている。また、ｎ型半導体領域１２０ｎは、受光面側から遠くなるほど不純物濃度が高くなるように形成されている。このように形成することにより、光電変換により生成された電子ｅは、バンドギャップエネルギーの差によりｎ型半導体領域１２０ｎの不純物濃度が高い領域である転送トランジスタゲート１２１の方向に移動し、そこで集積される。
ここで、フォトダイオード１２０に入射光Ｈが入射すると、フォトダイオード１２０のｐ型半導体領域１２０ｐ及びｎ型半導体領域１２０ｎの全領域において光電変換が行われ、電子ｅが生成される。
しかし、光電変換により生成された電子ｅは、ドリフトや拡散などにより、隣接する画素Ｐの側に移動することがある。このような現象が生じると電気的クロストークとなり、いわゆる「混色」となる。
しかし、光電変換により生成された電子ｅは、ドリフトや拡散などにより、隣接する画素Ｐの側に移動することがある。このような現象が生じると電気的クロストークとなり、いわゆる「混色」となる。
一方、入射光Ｈが、仮に、光電変換されなかった場合は、そのまま当該フォトダイオード１２０を通過してしまうこととなり、好ましくない。
このような場合には、フォトダイオード１２０に入射された光子（ｐｈｏｔｏｎ）の数に比して、光電変換により生成される電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）ｅの数が少ないこととなる。この結果、生成された電子ｅの数と入射された格子の数との比である量子効率（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）が低下することとなる。
このような場合には、フォトダイオード１２０に入射された光子（ｐｈｏｔｏｎ）の数に比して、光電変換により生成される電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）ｅの数が少ないこととなる。この結果、生成された電子ｅの数と入射された格子の数との比である量子効率（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）が低下することとなる。
また、フォトダイオード１２０で光電変換されることなく通過した光が、隣接する画素Ｐのフォトダイオード１２０に入射され、そこで光電変換されると光学的クロストーク（混色）を生じることとなる。
したがって、電気的クロストークの発生を抑制するとともに、併せて光学的クロストークの発生の抑制及び量子効率を改善するためには、入射光Ｈがフォトダイオード１２０において光電変換されるまでの経路長をできるだけ長く確保することが望ましい。また、生成された電子ｅが隣接する画素Ｐに移動することができないように構成することが望ましい。
そこで、半導体基板１１０の内部には、図３Ａに示すように、複数の画素Ｐのフォトダイオード１２０の４側面を電気的に分離する画素分離壁１３０が設けられている。
画素分離壁１３０は、図３Ａに示すように、画素Ｐごとに設けられた入光遮光膜１０４の周縁から立設され、これを光軸ＬＡに沿った下方向（図３Ａにおいて上方向。以下、図４Ａから図１２Ａ、図１５Ａ、図１６Ａ、図１９Ａから図２１Ａの説明において、光軸ＬＡの方向を「下方向」とする。）に延設してフォトダイオード１２０の４側面を取り囲んでいる。そして、延設された画素分離壁１３０後端と、出光遮光膜１０６とを連結して、入光遮光膜１０４、画素分離壁１３０及び出光遮光膜１０６とで６面が取り囲まれた略方形状の光電変換部１５０が形成されている。
すなわち、光電変換部１５０は、前端に入光遮光膜１０４が配設され、光電変換素子であるフォトダイオード１２０のｐ型半導体領域１２０ｐの４側面は画素分離壁１３０により取り囲まれ、後端に入光遮光膜１０４に対向して出光遮光膜１０６が配設されることで略方形状に形成されている。
このように構成された光電変換部１５０における光電変換について説明する。本実施形態において、光電変換部１５０は、フォトダイオード１２０のｐ型半導体領域１２０ｐを含んでいる。またｎ型半導体領域１２０ｎの一部を含んでもよい。マイクロレンズ１０１で集光された入射光Ｈは、入光口１０４ａを通過して光電変換部１５０に入光する。光電変換部１５０に入光した入射光Ｈは、光電変換部１５０の内壁に衝突して反射を繰り返す。ここで、光電変換部１５０の内壁とは、入光遮光膜１０４、出光遮光膜１０６及び画素分離壁１３０の４側面で構成される光電変換素子であるフォトダイオード１２０の一部を取り囲む計６面の壁の内壁のことである。これらの内壁は、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）又は空気などで形成されて反射材を構成している。
したがって、入光口１０４ａを通過した入射光Ｈは、図３Ａに示すように、光電変換部１５０の内壁に衝突し、反射を繰り返す。入射光Ｈは、反射を繰り返すうちに、フォトダイオード１２０において光電変換される。すなわち、入射光Ｈは、内壁に衝突しながら反射を繰り返すことにより経路長が長くなる。これにより、入射光Ｈは、いずれかの時点でフォトダイオード１２０において光電変換される。したがって、入射光Ｈがフォトダイオード１２０において光電変換されることなく、出光遮光膜１０６の出光口１０６ａから出光することを抑制することができる。
このようにして光電変換により生成された電子ｅは、フォトダイオード１２０内をｎ型不純物濃度の高い後端の転送トランジスタゲート１２１側に移動してそこに集積される。そして、電子ｅは、ポリシリコンで形成された転送トランジスタゲート１２１の作動により拡散容量（ＦＤ：Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）１２２に転送され、そこに蓄積される。拡散容量１２２に蓄積された電子ｅは、増幅トランジスタ（不図示）及び選択トランジスタ（不図示）の作動により画像データとしてビア１２４及び配線３０１を介して配線層３００に形成された信号処理部（不図示）に読み出される。なお、図３以降の図面では、煩瑣を避けるために転送トランジスタゲート１２１及び拡散容量１２２の回路構成は適宜省略して図示している。
本開示に係る第１実施形態は、以上説明したように、光電変換部１５０が設けられているために、入射光Ｈは、光電変換部１５０へ入光し、光電変換部１５０の内壁に衝突して反射を繰り返す。これにより経路長を長く確保し、フォトダイオード１２０において光電変換されるよう構成されている。
したがって、入射光Ｈがフォトダイオード１２０において光電変換されることなく、出光遮光膜１０６の出光口１０６ａから出光することを抑制することができる。
また、反射性を有する電気的絶縁物で形成された光電変換部１５０を構成する画素分離壁１３０により４側面が取り囲まれており、しかも出光口１０６ａは光軸ＬＡ上に小孔に形成されている。これにより、出光口１０６ａと隣接する画素Ｐまでの距離が長くなるため光電変換により生成された電子ｅは、その移動方向が制限される。
また、反射性を有する電気的絶縁物で形成された光電変換部１５０を構成する画素分離壁１３０により４側面が取り囲まれており、しかも出光口１０６ａは光軸ＬＡ上に小孔に形成されている。これにより、出光口１０６ａと隣接する画素Ｐまでの距離が長くなるため光電変換により生成された電子ｅは、その移動方向が制限される。
したがって、光電変換により生成された電子ｅが隣接する画素Ｐの側に移動することを防止できるため、電気的クロストークを抑制することができる。併せて、光学的クロストークの発生を抑制することもできる。
また、第１実施形態の構成によれば、フォトダイオード１２０に入射された光子は、そのほとんどが光電変換部１５０内において光電変換されて電子ｅが生成されるために、量子効率を改善することができる。
また、第１実施形態の構成によれば、フォトダイオード１２０に入射された光子は、そのほとんどが光電変換部１５０内において光電変換されて電子ｅが生成されるために、量子効率を改善することができる。
[第１実施形態の変形例]
次に、第１実施形態の変形例について説明する。第１実施形態の基本形では、図３Ａに示すように、隣接する２個の転送トランジスタゲート１２１が１個の拡散容量１２２を共用している。一方、本変形例では、図４Ａに示すように、１個の転送トランジスタゲート１２１に対応して１個の拡散容量１２２が配設されている点で基本形と相違する。それ以外は、基本形と同様であるため説明を省略する。なお、転送トランジスタゲート１２１は、本図において向かって右寄りに配設されているが、左寄りや中央部であっても差し支えない。また、本変形例は、以下に説明する各実施形態においても適用可能である。
次に、第１実施形態の変形例について説明する。第１実施形態の基本形では、図３Ａに示すように、隣接する２個の転送トランジスタゲート１２１が１個の拡散容量１２２を共用している。一方、本変形例では、図４Ａに示すように、１個の転送トランジスタゲート１２１に対応して１個の拡散容量１２２が配設されている点で基本形と相違する。それ以外は、基本形と同様であるため説明を省略する。なお、転送トランジスタゲート１２１は、本図において向かって右寄りに配設されているが、左寄りや中央部であっても差し支えない。また、本変形例は、以下に説明する各実施形態においても適用可能である。
＜２．本開示に係る光検出装置の第２実施形態＞
次に、図５に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第２実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第２実施形態とを比較すると、第１実施形態では、入光口１０４ａと、出光口１０６ａとは、それぞれがマイクロレンズ１０１の光軸ＬＡ上に配設されている。
これに対し、第２実施形態では、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに示すように、入光口１０４ａと、出光口１０６ａとは、それぞれがマイクロレンズ１０１の光軸ＬＡに対して斜交いに配設されている点で、第１実施形態と相違する。
次に、図５に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第２実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第２実施形態とを比較すると、第１実施形態では、入光口１０４ａと、出光口１０６ａとは、それぞれがマイクロレンズ１０１の光軸ＬＡ上に配設されている。
これに対し、第２実施形態では、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに示すように、入光口１０４ａと、出光口１０６ａとは、それぞれがマイクロレンズ１０１の光軸ＬＡに対して斜交いに配設されている点で、第１実施形態と相違する。
このように構成することにより、入光遮光膜１０４の入光口１０４ａから出光遮光膜１０６の出光口１０６ａまでの距離は、両者の対角線となるため、入射光Ｈの経路長を長くすることができる。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
なお、図５Ｂ及び図５Ｃでは、図５Ａの右側の入光口１０４ａと出光口１０６ａとが、光軸ＬＡに対して斜交いに配設された例を示しているが、光軸ＬＡに対して、それぞれを任意の位置にずらせて配設してもよい。また、本実施形態に係る入光口１０４ａと出光口１０６ａとの光軸ＬＡに対する位置関係は、後述する他の実施形態においても適用可能である。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
＜３．本開示に係る光検出装置の第３実施形態＞
次に、図６に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第３実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第３実施形態とを比較すると、第１実施形態では、図３Ａに示すように、画素分離壁１３０は、画素Ｐごとに設けられた入光遮光膜１０４の周縁から画素分離壁１３０が立設され、これを下方向に延設して、略方形状の光電変換部１５０が形成されている。
次に、図６に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第３実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第３実施形態とを比較すると、第１実施形態では、図３Ａに示すように、画素分離壁１３０は、画素Ｐごとに設けられた入光遮光膜１０４の周縁から画素分離壁１３０が立設され、これを下方向に延設して、略方形状の光電変換部１５０が形成されている。
これに対し、第３実施形態では、図６Ａに示すように、入光遮光膜１０４の入光口１０４ａの開口縁から画素分離壁１３０が立設され、これを下方向のｎ型半導体領域１２０ｎを含む位置まで延設して、光電変換部１５０よりも小形の略方形状の光電変換筒１５１が形成されている点で、第１実施形態と相違する。ここで、光電変換筒１５１の後端の開口部分が、出光遮光膜１０６の出光口１０６ａに相当する。
このように構成することにより、光電変換部１５０を小型化することができる。また、光電変換筒１５１の後端の開口部分は、画素Ｐの略光軸ＬＡ上となるため、隣接する画素Ｐに対して距離を確保することができる。すなわち、光電変換筒１５１は、光電変換部１５０を小型にしたものであり、光電変換筒１５１の内部で光電変換を行うとともに、後端の開口部分が、出光口１０６ａに相当する。このため光電変換筒１５１は、光電変換部１５０の一実施態様である。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
また、光電変換筒１５１の容積は、入光口１０４ａの開口面積を調整することで、これに応じて大きくすることも、又は小さくすることも可能である。また、入光口１０４ａの開口面積を広く形成し、光電変換筒１５１の後端の開口面積を入光口１０４ａよりも狭く形成してもよい。例えば、光電変換筒１５１の後端に、出光口１０６ａを入光口１０４ａよりも狭く形成した出光遮光膜１０６を設けてもよい。なお、光電変換筒１５１の構造については、以下に説明する他の実施形態においても同様である。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
＜４．本開示に係る光検出装置の第４実施形態＞
次に、図７に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第４実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第４実施形態とを比較すると、第４実施形態では、図７Ｂに示すように、入光遮光膜１０４の入光口１０４ａを、画素分離壁１３０の４側面が形成する矩形状の内壁と略同寸法に大きく開口している点で相違する。また、本実施形態では、図７Ａに示すように、大きく開口した入光口１０４ａの周縁から画素分離壁１３０が立設されている。そして、画素分離壁１３０を下方向に斜め方向にｎ型半導体領域１２０ｎを含む位置まで延設して、フォトダイオード１２０の４側面を取り囲んでいる。これにより、画素分離壁１３０に取り囲まれたフォトダイオード１２０の領域は、光軸ＬＡ方向に狭隘化する略四角錐状の光電変換部１５０が形成されている点で、第１実施形態と相違する。
次に、図７に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第４実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第４実施形態とを比較すると、第４実施形態では、図７Ｂに示すように、入光遮光膜１０４の入光口１０４ａを、画素分離壁１３０の４側面が形成する矩形状の内壁と略同寸法に大きく開口している点で相違する。また、本実施形態では、図７Ａに示すように、大きく開口した入光口１０４ａの周縁から画素分離壁１３０が立設されている。そして、画素分離壁１３０を下方向に斜め方向にｎ型半導体領域１２０ｎを含む位置まで延設して、フォトダイオード１２０の４側面を取り囲んでいる。これにより、画素分離壁１３０に取り囲まれたフォトダイオード１２０の領域は、光軸ＬＡ方向に狭隘化する略四角錐状の光電変換部１５０が形成されている点で、第１実施形態と相違する。
このように構成することにより、入射光Ｈは、光電変換部１５０の内壁での反射方向を、入光遮光膜１０４の方向に寄せることができる。したがって、入射光Ｈが光電変換部１５０の内壁に反射することによる経路長を、さらに長くすることができる。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
なお、第４実施形態では、図７Ａに示すように、入光遮光膜１０４の周縁に立設された画素分離壁１３０の４側面を、それぞれ斜め方向に延設することにより、光電変換部１５０は、略四角錐状を形成するものである。しかし、４側面の画素分離壁１３０のうち、対向する２側面を斜め方向に延設し、残りの対向する２側面については平行に延設して光電変換部１５０を略台形状に形成してもよい。
また、マイクロレンズ１０１の焦点距離は、第１実施形態のように、必ずしも入光口１０４ａの開口位置に正確に合わせる必要はない。しかも、入光遮光膜１０４は、大きな開口を有しているために、十分な光量の入射光Ｈを得ることができる。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
＜５．本開示に係る光検出装置の第５実施形態＞
次に、図８に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第５実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第５実施形態とを比較すると、第５実施形態では、図８Ａに示すように、フォトダイオード１２０の４側面を取り囲む画素分離壁１３０は、入光口１０４ａの小孔が開口した入光遮光膜１０４の周縁から画素分離壁１３０が立設されている。そして、画素分離壁１３０を下方向に斜め方向にｎ型半導体領域１２０ｎを含む位置まで延設して、フォトダイオード１２０の４側面を取り囲んでいる。これにより、画素分離壁１３０に取り囲まれたフォトダイオード１２０の領域は、光軸ＬＡ方向に狭隘化する略四角錐状に形成されている点で、第１実施形態と相違する。また、入光遮光膜１０４の入光口１０４ａが第１実施形態と同様の矩形状の小孔である点で、第４実施形態とも相違する。
次に、図８に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第５実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第５実施形態とを比較すると、第５実施形態では、図８Ａに示すように、フォトダイオード１２０の４側面を取り囲む画素分離壁１３０は、入光口１０４ａの小孔が開口した入光遮光膜１０４の周縁から画素分離壁１３０が立設されている。そして、画素分離壁１３０を下方向に斜め方向にｎ型半導体領域１２０ｎを含む位置まで延設して、フォトダイオード１２０の４側面を取り囲んでいる。これにより、画素分離壁１３０に取り囲まれたフォトダイオード１２０の領域は、光軸ＬＡ方向に狭隘化する略四角錐状に形成されている点で、第１実施形態と相違する。また、入光遮光膜１０４の入光口１０４ａが第１実施形態と同様の矩形状の小孔である点で、第４実施形態とも相違する。
このように構成することにより、入射光Ｈは、光電変換部１５０の内壁での反射方向を、入光遮光膜１０４の方向に寄せることができる。したがって、入射光Ｈが光電変換部１５０の内壁に反射することによる経路長を、さらに長くすることができる。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
また、第４実施形態と同様に、画素分離壁１３０は、フォトダイオード１２０の４側面を取り囲むとともに、画素分離壁１３０の４側面のうち対向する一の２側面が、光軸方向に沿って斜め方向に延設され、対向する他の２側面が、光軸方向に沿って延設されることで、画素分離壁１３０に取り囲まれたフォトダイオード１２０の領域を、略台形状に形成してもよい。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
また、第４実施形態と同様に、画素分離壁１３０は、フォトダイオード１２０の４側面を取り囲むとともに、画素分離壁１３０の４側面のうち対向する一の２側面が、光軸方向に沿って斜め方向に延設され、対向する他の２側面が、光軸方向に沿って延設されることで、画素分離壁１３０に取り囲まれたフォトダイオード１２０の領域を、略台形状に形成してもよい。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
＜６．本開示に係る光検出装置の第６実施形態＞
次に、図９に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第６実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第６実施形態とを比較すると、第６実施形態では、図９Ｂに示すように、入光遮光膜１０４の入光口１０４ａは、画素分離壁１３０の４側面が形成する矩形状の内壁の内径と略同じ寸法に大きく開口している点で、第１実施形態と相違する。
次に、図９に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第６実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第６実施形態とを比較すると、第６実施形態では、図９Ｂに示すように、入光遮光膜１０４の入光口１０４ａは、画素分離壁１３０の４側面が形成する矩形状の内壁の内径と略同じ寸法に大きく開口している点で、第１実施形態と相違する。
このように構成することにより、マイクロレンズ１０１の焦点距離は、第１実施形態のように、必ずしも入光口１０４ａの開口位置に正確に合わせる必要はない。しかも、入光遮光膜１０４は、入光口１０４ａを大きく開口しているために、十分な光量の入射光Ｈを得ることができる。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
＜７．本開示に係る光検出装置の第７実施形態＞
次に、図１０に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第７実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第７実施形態とを比較すると、第７実施形態では、図１０Ｂに示すように、入光遮光膜１０４の入光口１０４ａは、画素分離壁１３０の４側面が形成する矩形状の内壁の内径と略同じ寸法に大きく開口している点で、第１実施形態と相違する。
次に、図１０に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第７実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第７実施形態とを比較すると、第７実施形態では、図１０Ｂに示すように、入光遮光膜１０４の入光口１０４ａは、画素分離壁１３０の４側面が形成する矩形状の内壁の内径と略同じ寸法に大きく開口している点で、第１実施形態と相違する。
また、図１０Ａに示すように、画素分離壁１３０は、画素Ｐごとに設けられた入光遮光膜１０４の周縁から画素分離壁１３０が立設され、これを下方向に延設して、ｐ型半導体領域１２０ｐの所定の位置まで延設して出光口１０６ａが開口された第１の出光遮光膜１０６を配設している。
さらに、光電変換部１５０は、図１０Ａに示すように、そのまま画素分離壁１３０を下方向にｎ型半導体領域１２０ｎを含む位置まで延設している。そして、その後端に出光口１０６ａが開口されたもう１つの第２の出光遮光膜１０６を配設して、略方形状に形成されている。すなわち、出光遮光膜１０６を２個設けることにより光電変換部１５０が２個設けられている。以上の点で、第１実施形態と相違する。
さらに、光電変換部１５０は、図１０Ａに示すように、そのまま画素分離壁１３０を下方向にｎ型半導体領域１２０ｎを含む位置まで延設している。そして、その後端に出光口１０６ａが開口されたもう１つの第２の出光遮光膜１０６を配設して、略方形状に形成されている。すなわち、出光遮光膜１０６を２個設けることにより光電変換部１５０が２個設けられている。以上の点で、第１実施形態と相違する。
このように構成することにより、マイクロレンズ１０１の焦点距離は、第１実施形態のように、必ずしも入光口１０４ａの開口位置に正確に合わせる必要はない。または、焦点距離を第１の出光遮光膜１０６の出光口１０６ａに合わせてもよい。しかも、入光遮光膜１０４は、入光口１０４ａを大きく開口しているために、十分な光量の入射光Ｈを得ることができる。
また、光電変換部１５０は、入光遮光膜１０４と第１の出光遮光膜１０６とで区画される区域と、第１の出光遮光膜１０６と第２の出光遮光膜１０６とで区画される区域の二つの光電変換を行う区域を有している。したがって、光電変換を行う入射光Ｈの経路長を長くすることができる。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
＜８．本開示に係る光検出装置の第８実施形態＞
次に、図１１に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第８実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第８実施形態とを比較すると、第８実施形態では、図１１Ａに示すように、画素分離壁１３０は、画素Ｐごとに設けられた入光口１０４ａが開口された入光遮光膜１０４の周縁から画素分離壁１３０が立設されている。そして、これを下方向にｎ型半導体領域１２０ｎを含む位置まで延設して出光口１０６ａが開口された出光遮光膜１０６を配設して略方形状の光電変換部１５０が形成されている。
次に、図１１に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第８実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第８実施形態とを比較すると、第８実施形態では、図１１Ａに示すように、画素分離壁１３０は、画素Ｐごとに設けられた入光口１０４ａが開口された入光遮光膜１０４の周縁から画素分離壁１３０が立設されている。そして、これを下方向にｎ型半導体領域１２０ｎを含む位置まで延設して出光口１０６ａが開口された出光遮光膜１０６を配設して略方形状の光電変換部１５０が形成されている。
さらに、光電変換部１５０は、図１１Ａに示すように、そのまま画素分離壁１３０を下方向にフォトダイオード１２０の後端まで延設してフォトダイオード１２０全体の４側面を取り囲み、後端が開放の略方形状の筒体に形成されている。以上の点で、第１実施形態と相違する。
このように構成することにより、出光遮光膜１０６の出光口１０６ａを通過した光電変換により生成された電子ｅは、４側面を画素分離壁１３０に取り囲まれているために、隣接する画素Ｐのフォトダイオード１２０への移動が阻止される。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
＜９．本開示に係る光検出装置の第９実施形態＞
次に、図１２に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第９実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第９実施形態とを比較すると、第９実施形態では、図１２Ａに示すように、画素分離壁１３０は、画素Ｐごとに設けられた入光口１０４ａが開口された入光遮光膜１０４の周縁から画素分離壁１３０が立設されている。そして、これを下方向にｎ型半導体領域１２０ｎを含む位置まで延設して出光口１０６ａが開口された出光遮光膜１０６を配設して略方形状の光電変換部１５０が形成されている。
さらに、光電変換部１５０は、図１２Ａに示すように、そのまま画素分離壁１３０を下方向に、フォトダイオード１２０の後端まで延設してフォトダイオード１２０全体の４側面を取り囲み、後端が開放の略方形状の筒体に形成されている。
次に、図１２に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第９実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第９実施形態とを比較すると、第９実施形態では、図１２Ａに示すように、画素分離壁１３０は、画素Ｐごとに設けられた入光口１０４ａが開口された入光遮光膜１０４の周縁から画素分離壁１３０が立設されている。そして、これを下方向にｎ型半導体領域１２０ｎを含む位置まで延設して出光口１０６ａが開口された出光遮光膜１０６を配設して略方形状の光電変換部１５０が形成されている。
さらに、光電変換部１５０は、図１２Ａに示すように、そのまま画素分離壁１３０を下方向に、フォトダイオード１２０の後端まで延設してフォトダイオード１２０全体の４側面を取り囲み、後端が開放の略方形状の筒体に形成されている。
また、入光遮光膜１０４の入光口１０４ａの周縁から画素分離壁１３０が立設され、これを下方向に延設して、光電変換部１５０の内部に後端が開放の略方形状の筒体に形成された光電変換筒１５１を形成している。すなわち、画素分離壁１３０がフォトダイオード１２０の４側面及び後面を囲っているとともに、光電変換部１５０の内部に、さらに、後端が開放の略方形状の筒体状に形成された光電変換筒１５１を形成して、二重箱構造に形成している。以上の点で、第１実施形態及び第９実施形態と相違する。
このように構成することにより、入射光Ｈは、入光遮光膜１０４と出光遮光膜１０６の間に形成された光電変換筒１５１の内部で反射しながら光電変換される。光電変換筒１５１を通過した入射光Ｈは、次段に形成された光電変換部１５０の内部で同様にして光電変換される。
しかも、出光口１０６ａを通過した光電変換により生成された電子ｅは、第８実施形態と同様に、画素分離壁１３０に４側面を取り囲まれているために、隣接する画素Ｐのフォトダイオード１２０への移動が阻止される。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
ここで、第６実施形態から第９実施形態における光学変換部１５０のトレンチ１１１と結晶構造との関係について説明する。図１３は、シリコンの（１００）面の基板において、エピタキシャル（ＥＰＩ：ｅｐｉｔａｘｉａｌ、以下、「ＥＰＩ」という。）プロセスフローを用いた場合の、単画素ＰのＸ３－Ｘ３部分の端面断面図である。
図１４は、シリコンの（１１１）面の基板において、ＥＳＳ（リコン基板内部に設けた平板状の巨大空洞：Ｅｍｐｔｙ Ｓｐａｃｅ ｉｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ、以下、「ＥＳＳ」という。）プロセスフローを用いた場合の、単画素ＰのＸ３－Ｘ３部分の端面断面図である。
図１４は、シリコンの（１１１）面の基板において、ＥＳＳ（リコン基板内部に設けた平板状の巨大空洞：Ｅｍｐｔｙ Ｓｐａｃｅ ｉｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ、以下、「ＥＳＳ」という。）プロセスフローを用いた場合の、単画素ＰのＸ３－Ｘ３部分の端面断面図である。
図１３及び図１４の例は、入光口１０４ａ及び出光口１０６ａを、いずれも画素Ｐの光軸ＬＡ上に開口させた場合である。図１４の場合には、入光口１０４ａ及び出光口１０６ａは、画素Ｐの配置に対して４５度傾いた配置になる。なお、出光口１０６ａの開口の形状は、前記のとおり、矩形に限定されるものではなく円形等であっても差し支えない。また、ＥＰＩプロセスフロー及びＥＳＳプロセスフローの詳細については後述する。
＜１０．本開示に係る光検出装置の第１０実施形態＞
次に、図１５に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第１０実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第１０実施形態とを比較すると、第１０実施形態では、図１５Ａに示すように、画素分離壁１３０は、画素Ｐごとに設けられた入光口１０４ａが開口された入光遮光膜１０４の周縁から画素分離壁１３０が立設されている。そして、これを下方向に延設して、フォトダイオード１２０の４側面を取り囲んでいる。
次に、図１５に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第１０実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第１０実施形態とを比較すると、第１０実施形態では、図１５Ａに示すように、画素分離壁１３０は、画素Ｐごとに設けられた入光口１０４ａが開口された入光遮光膜１０４の周縁から画素分離壁１３０が立設されている。そして、これを下方向に延設して、フォトダイオード１２０の４側面を取り囲んでいる。
さらに、延設された画素分離壁１３０の後端に出光遮光膜１０６の代わりに、転送トランジスタゲート１２１が配置された後端遮光膜１０７が配設されている。これにより、略方形状の光電変換部１５０を形成している。
すなわち、画素分離壁１３０がフォトダイオード１２０全体の４側面を取り囲むとともに、出光遮光膜１０６の代わりに後端遮光膜１０７が後面を囲んでいる。以上の点で、第１実施形態と相違する。
すなわち、画素分離壁１３０がフォトダイオード１２０全体の４側面を取り囲むとともに、出光遮光膜１０６の代わりに後端遮光膜１０７が後面を囲んでいる。以上の点で、第１実施形態と相違する。
このように構成することにより、入光口１０４ａを通過した入射光Ｈは、光電変換部１５０の各画素分離壁１３０、入光遮光膜１０４及び後端遮光膜１０７のそれぞれの内壁間で反射しながら光電変換される。そして、光電変換により生成された電子ｅは、画素分離壁１３０に４側面を取り囲まれ、さらに、後端は後端遮光膜１０７で画素分離がされているために、隣接する画素Ｐのフォトダイオード１２０に移動することが阻止される。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
＜１１．本開示に係る光検出装置の第１１実施形態＞
次に、図１６に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第１１実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第１１実施形態とを比較すると、第１１実施形態では、図１６Ａに示すように、画素分離壁１３０は、画素Ｐごとに設けられた入光口１０４ａが開口された入光遮光膜１０４の周縁から画素分離壁１３０が立設され、これを下方向に延設して、フォトダイオード１２０の４側面を取り囲んでいる。
次に、図１６に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第１１実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第１１実施形態とを比較すると、第１１実施形態では、図１６Ａに示すように、画素分離壁１３０は、画素Ｐごとに設けられた入光口１０４ａが開口された入光遮光膜１０４の周縁から画素分離壁１３０が立設され、これを下方向に延設して、フォトダイオード１２０の４側面を取り囲んでいる。
さらに、延設された画素分離壁１３０の後端に転送トランジスタゲート１２１が配置された後端遮光膜１０７が配設されている。これにより、略方形状の光電変換部１５０を形成している。
さらに、光電変換部１５０内において、フォトダイオード１２０のｎ型半導体領域１２０ｎを含む位置に、出光口１０６ａが光軸ＬＡから偏移して開口された出光遮光膜１０６が配設されている。なお、出光口１０６ａの開口位置は、転送トランジスタゲート１２１よりも離れた位置に偏移するのが好ましい。
すなわち、画素分離壁１３０及び後端遮光膜１０７が、フォトダイオード１２０全体の４側面及び後面を取り囲んでいる。以上の点で、第１実施形態と相違する。
すなわち、画素分離壁１３０及び後端遮光膜１０７が、フォトダイオード１２０全体の４側面及び後面を取り囲んでいる。以上の点で、第１実施形態と相違する。
このように構成することにより、経路長を長くすることができる。そして、入光口１０４ａを通過した入射光Ｈは、光電変換部１５０の各画素分離壁１３０、入光遮光膜１０４及び出光遮光膜１０６のそれぞれの内壁間で反射しながら光電変換される。さらに、光電変換により生成された電子ｅは、画素分離壁１３０に４側面を取り囲まれ、後端は後端遮光膜１０７で画素分離がされているために、隣接する画素Ｐのフォトダイオード１２０に移動することが阻止される。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
ここで、第１１実施形態における光学変換部１５０のトレンチ１１１の結晶構造との関係について説明する。図１７は、シリコンの（１００）面の基板において、ＥＰＩプロセスフローを用いた場合の単画素ＰのＸ３－Ｘ３部分の端面断面図である。
図１８は、シリコンの（１１１）面の基板において、ＥＳＳプロセスフローを用いた場合の単画素ＰのＸ３－Ｘ３部分の端面断面図である。
図１８は、シリコンの（１１１）面の基板において、ＥＳＳプロセスフローを用いた場合の単画素ＰのＸ３－Ｘ３部分の端面断面図である。
図１７及び図１８の例は、出光口１０６ａを、いずれも画素Ｐの光軸ＬＡから偏移した位置に開口させた場合である。図１８の場合には、出光口１０６ａは、画素Ｐの配置に対して４５度傾いた配置になる。なお、入光口１０４ａの開口位置を光軸ＬＡから偏移させた場合も同様である。なお、出光口１０６ａの開口の形状は、前記のとおり、矩形に限定されるものではなく円形等であっても差し支えない。また、ＥＰＩプロセスフロー及びＥＳＳプロセスフローの詳細については後述する。
＜１２．本開示に係る光検出装置の第１２実施形態＞
次に、図１９に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第１２実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第１２実施形態とを比較すると、第１２実施形態では、図１９Ａに示すように、画素分離壁１３０は、画素Ｐごとに設けられた入光遮光膜１０４の周縁から画素分離壁１３０が立設されている。そして、これを下方向に延設して、ｐ型半導体領域１２０ｐの所定の位置に出光口１０６ａが開口された第１の出光遮光膜１０６を配設している。
次に、図１９に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第１２実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第１２実施形態とを比較すると、第１２実施形態では、図１９Ａに示すように、画素分離壁１３０は、画素Ｐごとに設けられた入光遮光膜１０４の周縁から画素分離壁１３０が立設されている。そして、これを下方向に延設して、ｐ型半導体領域１２０ｐの所定の位置に出光口１０６ａが開口された第１の出光遮光膜１０６を配設している。
さらに、図１９Ａに示すように、そのまま画素分離壁１３０を下方向に延設して、フォトダイオード１２０のｎ型半導体領域１２０ｎを含む位置に、出光口１０６ａが開口された第２の出光遮光膜１０６を配設している。さらに、そのまま画素分離壁１３０を下方向に、フォトダイオード１２０の後端まで延設している。そして、画素分離壁１３０の延設された後端に転送トランジスタゲート１２１が配置された後端遮光膜１０７が配設されている。これにより、略方形状の光電変換部１５０が形成されている。すなわち、画素分離壁１３０及び後端遮光膜１０７がフォトダイオード１２０全体の４側面及び後面を囲うとともに、出光遮光膜１０６を２個設けることにより光電変換部１５０が２個設けられている。以上の点で、第１実施形態と相違する。
このように構成することにより、マイクロレンズ１０１の焦点距離は、第１実施形態のように、必ずしも入光口１０４ａの開口位置に正確に合わせる必要はない。または、焦点距離を第１の出光遮光膜１０６の出光口１０６ａに合わせてもよい。しかも、入光遮光膜１０４は、大きな開口を有しているために、十分な光量の入射光Ｈを得ることができる。
また、本実施形態では、入光遮光膜１０４と第１の出光遮光膜１０６とで区画される区域と、第１の出光遮光膜１０６と第２の出光遮光膜１０６とで区画される区域と、第２の出光遮光膜１０６と後端遮光膜１０７との３つの光電変換を行う区域を有している。したがって、入射光Ｈの経路長を長くすることができる。
本実施形態は、以上のように構成されているために、入光遮光膜１０４を通過した入射光Ｈは、３つの光電変換を行う区画において、いずれかの時点で光電変換される。そして、光電変換により生成された電子ｅは、画素分離壁１３０に４側面を取り囲まれ、さらに、後端は後端遮光膜１０７で画素分離がされているために、隣接する画素Ｐのフォトダイオード１２０に移動することが阻止される。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
＜１３．本開示に係る光検出装置の第１３実施形態＞
次に、図２０に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第１３実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第１３実施形態とを比較すると第１３実施形態では、図２０Ａに示すように、画素分離壁１３０は、画素Ｐごとに設けられた入光口１０４ａが開口された入光遮光膜１０４の周縁から画素分離壁１３０が立設され、これを下方向に延設して、ｎ型半導体領域１２０ｎを含む位置に出光口１０６ａが開口された出光遮光膜１０６が配設されている。
次に、図２０に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第１３実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第１３実施形態とを比較すると第１３実施形態では、図２０Ａに示すように、画素分離壁１３０は、画素Ｐごとに設けられた入光口１０４ａが開口された入光遮光膜１０４の周縁から画素分離壁１３０が立設され、これを下方向に延設して、ｎ型半導体領域１２０ｎを含む位置に出光口１０６ａが開口された出光遮光膜１０６が配設されている。
さらに、図２０Ａに示すように、そのまま画素分離壁１３０を下方向に、フォトダイオード１２０の後端まで延設している。そして、画素分離壁１３０の延設された後端に転送トランジスタゲート１２１が配置された後端遮光膜１０７が配設されている。これにより、略方形状の光電変換部１５０が形成されている。すなわち、画素分離壁１３０及び後端遮光膜１０７がフォトダイオード１２０全体の４側面及び後面を囲っている。以上の点で、第１実施形態と相違する。
このように構成することにより、経路長を長くすることができる。そして、入光口１０４ａを通過した入射光Ｈは、光電変換部１５０の内壁、入光遮光膜１０４及び出光遮光膜１０６との間で反射しながら光電変換される。そして、光電変換により生成された電子ｅは、画素分離壁１３０及び出光遮光膜１０６に４側面が取り囲まれ、さらに、後端は後端遮光膜１０７で画素分離がされているために、隣接する画素Ｐのフォトダイオード１２０に移動することが阻止される。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
＜１４．本開示に係る光検出装置の第１４実施形態＞
次に、図２１に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第１４実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第１４実施形態とを比較すると第１４実施形態では、図２１Ａに示すように、画素分離壁１３０は、画素Ｐごとに設けられた入光口１０４ａが開口された入光遮光膜１０４の周縁から画素分離壁１３０が立設され、これを下方向に延設して、ｎ型半導体領域１２０ｎを含む位置に出光口１０６ａが開口された出光遮光膜１０６が配設されている。
次に、図２１に基づき、本開示に係る光検出装置１００の第１４実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第１４実施形態とを比較すると第１４実施形態では、図２１Ａに示すように、画素分離壁１３０は、画素Ｐごとに設けられた入光口１０４ａが開口された入光遮光膜１０４の周縁から画素分離壁１３０が立設され、これを下方向に延設して、ｎ型半導体領域１２０ｎを含む位置に出光口１０６ａが開口された出光遮光膜１０６が配設されている。
さらに、図２１Ａに示すように、そのまま画素分離壁１３０を下方向に、フォトダイオード１２０の後端まで延設している。そして、画素分離壁１３０の延設された後端に転送トランジスタゲート１２１が配置された後端遮光膜１０７が配設されている。これにより、略方形状の光電変換部１５０が形成されている。
また、入光遮光膜１０４の入光口１０４ａ周縁から画素分離壁１３０が立設され、これを下方向に延設して、光電変換部１５０の内部に後端が開放の略筒体に形成された光電変換筒１５１を形成している。すなわち、画素分離壁１３０がフォトダイオード１２０の４側面及び後面を囲っているとともに、光電変換部１５０の内部に、さらに、後端が開放の略方形状の筒体状に形成された光電変換筒１５１を形成して、二重箱構造に形成している。以上の点で、第１実施形態及び第９実施形態と相違する。
このように構成することにより、経路長を長くすることができる。そして、入光口１０４ａを通過した入射光Ｈは、入光遮光膜１０４と出光遮光膜１０６の間に形成された光電変換筒１５１の内部で反射しながら光電変換される。さらに、光電変換筒１５１を通過した入射光Ｈは、次段に形成された光電変換部１５０の内部で同様にして光電変換される。
光電変換により生成された電子ｅは、出光遮光膜１０６の出光口１０６ａを通過しても次段の光電変換部１５０の空間は、画素分離壁１３０により４側面が画素分離され、後端は、後端遮光膜１０７で画素分離がされているために、隣接する画素Ｐのフォトダイオード１２０へ移動することが阻止される。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
これにより、電気的クロストークを防止することができる。併せて、光学的クロストークも防止することができる。
上記以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
以上説明したように、本開示に係る光検出装置１００によれば、電気的クロストークを抑制した光検出像装置を提供することができる。併せて、光学的クロストークを抑制するとともに、量子効率の改善をすることもできる。
＜１５．本開示に係る光検出装置の製造方法＞
次に、本開示に係る光検出装置１００の製造方法について、第１実施形態を例に図２２及び図２３に基づき説明する。
図２２は、本開示に係る光検出装置１００のＥＰＩプロセスによるトレンチ１１１、画素分離壁１３０及び入光遮光膜１０４の製造方法の説明図である。
また、図２３は、本開示に係る光検出装置１００のＥＳＳプロセスによる製造方法の説明図である。
次に、本開示に係る光検出装置１００の製造方法について、第１実施形態を例に図２２及び図２３に基づき説明する。
図２２は、本開示に係る光検出装置１００のＥＰＩプロセスによるトレンチ１１１、画素分離壁１３０及び入光遮光膜１０４の製造方法の説明図である。
また、図２３は、本開示に係る光検出装置１００のＥＳＳプロセスによる製造方法の説明図である。
［ＥＰＩプロセスによる製造方法］
まず、ＥＰＩプロセスによるトレンチ１１１、画素分離壁１３０及び入光遮光膜１０４の製造方法について説明する。
まず、ＥＰＩプロセスによるトレンチ１１１、画素分離壁１３０及び入光遮光膜１０４の製造方法について説明する。
図２２Ａにおいて、半導体基板１１０を準備する。半導体基板１１０は、シリコン（Ｓｉ）の単結晶の（１００）面の基板が使用される。そして半導体基板１１０上にフォトレジストにより入光遮光膜１０４の入光口１０４ａとなる領域のマスク４０１を形成する。
次に、図２２Ｂにおいて、半導体基板１１０上に、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの酸化膜又はタングステン（Ｗ）などの金属膜を形成する。この金属膜が入光遮光膜１０４となる。
次に、図２２Ｃにおいて、フォトレジストによるマスク４０１を除去する。これにより入光遮光膜１０４の入光口１０４ａとなる領域に、酸化膜又は金属膜が形成されていないパターンが形成される。
次に、図２２Ｄにおいて、入光遮光膜１０４となる酸化膜又は金属膜のパターンが形成された半導体基板１１０上にＥＰＩプロセスによりシリコンを成長させる。
次に、図２２Ｅにおいて、半導体基板１１０を１８０度反転させ、つまり表裏をひっくり返して、半導体基板１１０上にフォトレジストにより画素分離壁１３０のトレンチ１１１となる領域のマスク４０２を形成する。
次に、図２２Ｆにおいて、半導体基板１１０のシリコンをエッチング等により掘り進めてゆく。これによりマスク４０２がされていない領域のシリコンが除去され、画素分離壁１３０となるトレンチ１１１が形成される。
次に、図２２Ｇにおいて、トレンチ１１１が形成された半導体基板１１０上のマスク４０２を除去し、ＥＰＩプロセスにより酸化膜又は金属膜を成長させる。これにより、トレンチ１１１の内部に酸化膜又は金属膜からなる画素分離壁１３０が形成される。
以上のような、工程により、入光遮光膜１０４及び画素分離壁１３０となるトレンチ１１１を形成することができる。なお、これ以外の製造工程は、従来の製造技術を用いるか、又は若干の変更を加えることで形成することができるため、説明を省略する。
［ＥＳＳプロセスによる製造方法］
次に、ＥＳＳプロセスによるトレンチ１１１、画素分離壁１３０及び入光遮光膜１０４の製造方法について説明する。
次に、ＥＳＳプロセスによるトレンチ１１１、画素分離壁１３０及び入光遮光膜１０４の製造方法について説明する。
図２３Ａにおいて、半導体基板１１０を準備する。半導体基板１１０は、シリコン（Ｓｉ）の単結晶の（１１１）面の基板が使用される。そして半導体基板１１０上に正珪酸四エチル（ＴＥＯＳ：ｔｅｔｒａ ｅｔｈ ｏｘｙ ｓｉｌａｎｅ、以下「ＴＥＯＳ」という。）膜を形成し、さらにフォトレジストにより画素分離壁１３０となる領域のマスク４０３を形成する。
次に、図２３Ｂにおいて、マスク４０３をマスクとして、ドライ加工により、ＴＥＯＳ膜４０４及び半導体基板１１０のシリコンをエッチングして、トレンチ１１１を形成する。
次に、図２３Ｃにおいて、ケミカルドライエッチング（ＣＤＥ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｄｒｙ Ｅｔｃｈｉｎｇ）によりトレンチ１１１の内面をエッチングする。
次に、図２３Ｄにおいて、トレンチ１１１の内面にＴＥＯＳ膜４０４を成膜する。
次に、図２３Ｅにおいて、トレンチ１１１の底面のＴＥＯＳ膜４０４をエッチバックにより除去する。
次に、図２３Ｆにおいて、アルカリエッチング等によりトレンチ１１１の底面を逆Ｔ字状にシリコンを除去する。これにより画素分離壁１３０となるトレンチ１１１及び入光遮光膜１０４となる空間が形成される。
以上のような、工程により、入光遮光膜１０４及び画素分離壁１３０となるＥＳＳによる空間を形成することができる。このようにして形成されたトレンチ１１１及び入光遮光膜１０４となる空間は、その内部を埋めないで空気のままでも画素分離壁１３０の役目を果たすことができる。シリコンは、空気の屈折率に比べてはるかに大きな屈折率を有している。例えば、入射光Ｈの波長が５５０ｎｍの場合の屈折率は、約４程度である。したがって、空気の屈折率との違いは非常に大きいため、シリコン基板に一旦入射した光は、シリコン基板内で反射を繰り返し、外部に出てくることはない。したがって、入射光Ｈを簡単に閉じ込めることができる。
なお、これ以外の製造工程は、従来の製造技術を用いるか、又は若干の変更を加えることで製造することができるため、説明を省略する。
なお、これ以外の製造工程は、従来の製造技術を用いるか、又は若干の変更を加えることで製造することができるため、説明を省略する。
［第４実施形態及び第５実施形態の画素分離壁を斜め方向に形成する製造方法］
次に、第４実施形態及び第５実施形態における光電変換部１５０の４側面の画素分離壁１３０を斜め方向に延設する加工方法について説明する。図２４は、クラスタービームにより半導体基板１１０を加工する例の説明図である。
次に、第４実施形態及び第５実施形態における光電変換部１５０の４側面の画素分離壁１３０を斜め方向に延設する加工方法について説明する。図２４は、クラスタービームにより半導体基板１１０を加工する例の説明図である。
本図において、チャンバー４４０内に載置された半導体基板１１０の表面にはマスク４０１が形成されている。チャンバー４４０は、コリメーション４４１により仕切られており、仕切りの左側にはノズル４４４が配設されている。ノズル４４４は、コリメーション４４１に開口された小孔４４２を介して原子又は分子４５１からなるクラスター４５０を射出する。射出されたクラスター４５０は、表面がマスク４０１に被覆された半導体基板１１０に衝突すると、マスク４０１に被覆されていない部分がエッチングされる。画素分離壁１３０を構成するトレンチ１１１は、例えば、このような加工方法を用いて形成することもできる。
図２５は、クラスタービームにより半導体基板１１０に斜めのエッチング加工をする例の説明図である。本図に示すように、チャンバー４４０内に載置された表面がマスク４０１に被覆された半導体基板１１０を斜めに載置する。ノズル４４４は、コリメーション４４１に形成された小孔４４２を介して原子又は分子４５１からなるクラスター４５０を射出する。射出されたクラスター４５０は、表面がマスク４０１に被覆された半導体基板１１０に斜めに衝突すると、マスク４０１に被覆されていない部分が斜め方向にエッチングされる。このように、半導体基板１１０を傾けた状態でクラスタービームを射出することにより斜め方向のエッチングをすることができる。
第４実施形態及び第５実施形態において、画素分離壁１３０を斜め方向に延設するためのトレンチ１１１は、以上説明した加工方法により形成することができる。
第４実施形態及び第５実施形態において、画素分離壁１３０を斜め方向に延設するためのトレンチ１１１は、以上説明した加工方法により形成することができる。
＜１６．電子機器の構成例＞
上述した実施形態に係る光検出装置１００の電子機器への適用例について、図２６を用いて説明する。なお、この適用例は第１実施形態から第１４実施形態に係る光検出装置１００に共通する。
上述した実施形態に係る光検出装置１００の電子機器への適用例について、図２６を用いて説明する。なお、この適用例は第１実施形態から第１４実施形態に係る光検出装置１００に共通する。
光検出装置１００は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置２００や、撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に光検出装置１００を用いる複写機など、画像取込部（光電変換機能）を用いる電子機器全般に対して適用可能である。光検出装置１００は、ワンチップとして形成された形態のものであってもよいし、パッケージングされた光検出装置１００でもよい。また、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のものであってもよい。
図２６に示すように、電子機器としての撮像装置２００は、光学部２０２と、光検出装置１００と、カメラ信号処理回路であるＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）回路２０３と、フレームメモリ２０４と、表示部２０５と、記録部２０６と、操作部２０７と、電源部２０８とを備える。ＤＳＰ回路２０３、フレームメモリ２０４、表示部２０５、記録部２０６、操作部２０７及び電源部２０８は、信号線及び給電線よりなるバスライン２０９を介して相互に接続されている。
光学部２０２は、複数のレンズを含み、被写体からの入射光（像光）Ｈを取り込んで光検出装置１００の撮像面上に結像する。光検出装置１００は、光学部２０２によって撮像面上に結像された入射光Ｈ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。
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、光検出装置１００で撮像された動画または静止画を表示する。記録部２０６は、光検出装置１００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。
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及び操作部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。
以上のような撮像装置２００によれば、薄型化小型化した光検出装置１００を使用するために小型化、軽量化を実現することができる。また集積度を向上することが可能になるため、高画質な撮像画像を得ることができる。
最後に、上述した各実施形態の説明は本開示の一例であり、本開示は上述の実施形態に限定されることはない。このため、上述した各実施形態以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。また、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって、これに限定されるものではなく、さらに他の効果があってもよい。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
光電変換を行う光電変換部を含む光電変換素子と、
前記光電変換素子の受光面側に画素ごとに配設された受光レンズと、
前記受光レンズに対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側に配設され、前記受光レンズで集光した入射光の入光口を有する入光遮光膜と、
前記入光遮光膜に対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側と反対側に配設され、前記光電変換素子を通過した光の出光口を有する出光遮光膜と、
前記入光遮光膜と前記出光遮光膜の周縁同士を連結し、前記光電変換素子の少なくとも一部を取り囲む画素分離壁と、
を有する光検出装置。
（２）
前記光電変換部は、前記入光遮光膜の入光口の周縁から光軸方向に沿って延設された前記画素分離壁により形成される光電変換筒を、その内部に配設した前記（１）に記載の光検出装置。
（３）
前記画素分離壁は、前記光電変換素子の側面全体を取り囲んだ前記（１）又は前記（２）に記載の光検出装置。
（４）
光電変換を行う光電変換部を含む光電変換素子と、
前記光電変換素子の受光面側に画素ごとに配設された受光レンズと、
前記受光レンズに対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側に配設され、前記受光レンズで集光した入射光の入光口を有する入光遮光膜と、
前記入光遮光膜に対向して、前記光電変換素子を通過した光の出光口を有し、前記入光遮光膜の周縁又は前記入光遮光膜の入光口の周縁と前記出光口の周縁同士を連結し、前記光電変換素子の少なくとも一部を取り囲んで前記光電変換部を形成する画素分離壁と、
を有する光検出装置。
（５）
前記画素分離壁は、前記光電変換素子の４側面を取り囲むとともに、光軸方向に沿って斜め方向に延設され、前記光電変換素子のうち、前記画素分離壁に取り囲まれた部分は、略四角錐状に形成された前記（４）に記載の光検出装置。
（６）
前記画素分離壁は、前記光電変換素子の４側面を取り囲むとともに、前記画素分離壁の４側面のうち対向する一の２側面が、光軸方向に沿って斜め方向に延設され、対向する他の２側面が、光軸方向に沿って延設されることで、前記光電変換素子のうち、前記画素分離壁に取り囲まれた部分は、略台形状に形成された前記（４）に記載の光検出装置。
（７）
前記入光遮光膜の入光口は、前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口よりも広く形成された前記（１）から前記（３）の何れかに記載の光検出装置。
（８）
前記マイクロレンズは、前記入光遮光膜の入光口に集光するように焦点を形成された前記（１）から前記（７）の何れかに記載の光検出装置。
（９）
前記入光遮光膜に対向する前記出光遮光膜は、２以上配設された前記（１）から前記（３）又は前記（７）又は前記（８）の何れかに記載の光検出装置。
（１０）
前記入光遮光膜の入光口と、前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口とは、前記受光レンズの光軸上に配設された前記（１）から前記（９）の何れかに記載の光検出装置。
（１１）
前記入光遮光膜の入光口と、前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口とは、前記受光レンズの光軸に対して、ずらせて配設された前記（１）から前記（９）の何れかに記載の光検出装置。
（１２）
前記入光遮光膜の入光口と、前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口とは、前記受光レンズの光軸に対して、斜交いに配設された前記（１）から前記（９）の何れかに記載の光検出装置。
（１３）
前記入光遮光膜の入光口又は前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口は、矩形状に形成された前記（１）から前記（１２）の何れかに記載の光検出装置。
（１４）
前記入光遮光膜の入光口又は前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口は、円形状に形成された前記（１）から前記（１２）の何れかに記載の光検出装置。
（１５）
前記画素分離壁又は前記入光遮光膜は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）又は空気から形成された前記（１）から前記（１４）の何れかに記載の光検出装置。
（１６）
前記出光遮光膜は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）又は空気から形成された前記（１）から前記（３）又は前記（７）から前記（１５）の何れかに記載の光検出装置。
（１７）
光電変換を行う光電変換部を含む光電変換素子と、
前記光電変換素子の受光面側に画素ごとに配設された受光レンズと、
前記受光レンズに対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側に配設され、前記受光レンズで集光した入射光の入光口を有する入光遮光膜と、
前記入光遮光膜に対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側と反対側に配設され、前記光電変換素子を通過した光の出光口を有する出光遮光膜と、
前記入光遮光膜と前記出光遮光膜の周縁同士を連結し、前記光電変換素子の少なくとも一部を取り囲む画素分離壁と、
を有する光検出装置、又は、
光電変換を行う光電変換部を含む光電変換素子と、
前記光電変換素子の受光面側に画素ごとに配設された受光レンズと、
前記受光レンズに対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側に配設され、前記受光レンズで集光した入射光の入光口を有する入光遮光膜と、
前記入光遮光膜に対向して、前記光電変換素子を通過した光の出光口を有し、前記入光遮光膜の周縁又は前記入光遮光膜の入光口の周縁と前記出光口の周縁同士を連結し、前記光電変換素子の少なくとも一部を取り囲んで前記光電変換部を形成する画素分離壁と、
を有する光検出装置を有する電子機器。
（１）
光電変換を行う光電変換部を含む光電変換素子と、
前記光電変換素子の受光面側に画素ごとに配設された受光レンズと、
前記受光レンズに対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側に配設され、前記受光レンズで集光した入射光の入光口を有する入光遮光膜と、
前記入光遮光膜に対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側と反対側に配設され、前記光電変換素子を通過した光の出光口を有する出光遮光膜と、
前記入光遮光膜と前記出光遮光膜の周縁同士を連結し、前記光電変換素子の少なくとも一部を取り囲む画素分離壁と、
を有する光検出装置。
（２）
前記光電変換部は、前記入光遮光膜の入光口の周縁から光軸方向に沿って延設された前記画素分離壁により形成される光電変換筒を、その内部に配設した前記（１）に記載の光検出装置。
（３）
前記画素分離壁は、前記光電変換素子の側面全体を取り囲んだ前記（１）又は前記（２）に記載の光検出装置。
（４）
光電変換を行う光電変換部を含む光電変換素子と、
前記光電変換素子の受光面側に画素ごとに配設された受光レンズと、
前記受光レンズに対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側に配設され、前記受光レンズで集光した入射光の入光口を有する入光遮光膜と、
前記入光遮光膜に対向して、前記光電変換素子を通過した光の出光口を有し、前記入光遮光膜の周縁又は前記入光遮光膜の入光口の周縁と前記出光口の周縁同士を連結し、前記光電変換素子の少なくとも一部を取り囲んで前記光電変換部を形成する画素分離壁と、
を有する光検出装置。
（５）
前記画素分離壁は、前記光電変換素子の４側面を取り囲むとともに、光軸方向に沿って斜め方向に延設され、前記光電変換素子のうち、前記画素分離壁に取り囲まれた部分は、略四角錐状に形成された前記（４）に記載の光検出装置。
（６）
前記画素分離壁は、前記光電変換素子の４側面を取り囲むとともに、前記画素分離壁の４側面のうち対向する一の２側面が、光軸方向に沿って斜め方向に延設され、対向する他の２側面が、光軸方向に沿って延設されることで、前記光電変換素子のうち、前記画素分離壁に取り囲まれた部分は、略台形状に形成された前記（４）に記載の光検出装置。
（７）
前記入光遮光膜の入光口は、前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口よりも広く形成された前記（１）から前記（３）の何れかに記載の光検出装置。
（８）
前記マイクロレンズは、前記入光遮光膜の入光口に集光するように焦点を形成された前記（１）から前記（７）の何れかに記載の光検出装置。
（９）
前記入光遮光膜に対向する前記出光遮光膜は、２以上配設された前記（１）から前記（３）又は前記（７）又は前記（８）の何れかに記載の光検出装置。
（１０）
前記入光遮光膜の入光口と、前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口とは、前記受光レンズの光軸上に配設された前記（１）から前記（９）の何れかに記載の光検出装置。
（１１）
前記入光遮光膜の入光口と、前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口とは、前記受光レンズの光軸に対して、ずらせて配設された前記（１）から前記（９）の何れかに記載の光検出装置。
（１２）
前記入光遮光膜の入光口と、前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口とは、前記受光レンズの光軸に対して、斜交いに配設された前記（１）から前記（９）の何れかに記載の光検出装置。
（１３）
前記入光遮光膜の入光口又は前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口は、矩形状に形成された前記（１）から前記（１２）の何れかに記載の光検出装置。
（１４）
前記入光遮光膜の入光口又は前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口は、円形状に形成された前記（１）から前記（１２）の何れかに記載の光検出装置。
（１５）
前記画素分離壁又は前記入光遮光膜は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）又は空気から形成された前記（１）から前記（１４）の何れかに記載の光検出装置。
（１６）
前記出光遮光膜は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）又は空気から形成された前記（１）から前記（３）又は前記（７）から前記（１５）の何れかに記載の光検出装置。
（１７）
光電変換を行う光電変換部を含む光電変換素子と、
前記光電変換素子の受光面側に画素ごとに配設された受光レンズと、
前記受光レンズに対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側に配設され、前記受光レンズで集光した入射光の入光口を有する入光遮光膜と、
前記入光遮光膜に対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側と反対側に配設され、前記光電変換素子を通過した光の出光口を有する出光遮光膜と、
前記入光遮光膜と前記出光遮光膜の周縁同士を連結し、前記光電変換素子の少なくとも一部を取り囲む画素分離壁と、
を有する光検出装置、又は、
光電変換を行う光電変換部を含む光電変換素子と、
前記光電変換素子の受光面側に画素ごとに配設された受光レンズと、
前記受光レンズに対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側に配設され、前記受光レンズで集光した入射光の入光口を有する入光遮光膜と、
前記入光遮光膜に対向して、前記光電変換素子を通過した光の出光口を有し、前記入光遮光膜の周縁又は前記入光遮光膜の入光口の周縁と前記出光口の周縁同士を連結し、前記光電変換素子の少なくとも一部を取り囲んで前記光電変換部を形成する画素分離壁と、
を有する光検出装置を有する電子機器。
１００ 光検出装置
１０１ マイクロレンズ
１０２ カラーフィルタ
１０２Ｒ 赤色フィルタ層
１０２Ｇ 緑色フィルタ層
１０２Ｂ 青色フィルタ層
１０３ 平坦化膜
１０４ 入光遮光膜
１０４ａ 入光口
１０６ 出光遮光膜
１０６ａ 出光口
１０７ 後端遮光膜
１１０ 半導体基板
１１１ トレンチ
１２０ フォトダイオード
１２０ｐ ｐ型半導体領域
１２０ｎ ｎ型半導体領域
１２１ 転送トランジスタゲート
１２２ 拡散容量
１２４ ビア
１３０ 画素分離壁
１５０ 光電変換部
１５１ 光電変換筒
２００ 撮像装置
３００ 配線層
３０１ 配線
３０２ 配線
３２０ 支持基板
４０１ マスク
４０２ マスク
４０３ マスク
４０４ ＴＥＯＳ膜
４４０ チャンバー
４４１ コリメーション
４４２ 小孔
４４４ ノズル
４５０ クラスター
４５１ 原子又は分子
Ｈ 入射光
Ｐ 画素
ＬＡ 光軸
ｅ 電子
１０１ マイクロレンズ
１０２ カラーフィルタ
１０２Ｒ 赤色フィルタ層
１０２Ｇ 緑色フィルタ層
１０２Ｂ 青色フィルタ層
１０３ 平坦化膜
１０４ 入光遮光膜
１０４ａ 入光口
１０６ 出光遮光膜
１０６ａ 出光口
１０７ 後端遮光膜
１１０ 半導体基板
１１１ トレンチ
１２０ フォトダイオード
１２０ｐ ｐ型半導体領域
１２０ｎ ｎ型半導体領域
１２１ 転送トランジスタゲート
１２２ 拡散容量
１２４ ビア
１３０ 画素分離壁
１５０ 光電変換部
１５１ 光電変換筒
２００ 撮像装置
３００ 配線層
３０１ 配線
３０２ 配線
３２０ 支持基板
４０１ マスク
４０２ マスク
４０３ マスク
４０４ ＴＥＯＳ膜
４４０ チャンバー
４４１ コリメーション
４４２ 小孔
４４４ ノズル
４５０ クラスター
４５１ 原子又は分子
Ｈ 入射光
Ｐ 画素
ＬＡ 光軸
ｅ 電子
Claims (17)
- 光電変換を行う光電変換部を含む光電変換素子と、
前記光電変換素子の受光面側に画素ごとに配設された受光レンズと、
前記受光レンズに対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側に配設され、前記受光レンズで集光した入射光の入光口を有する入光遮光膜と、
前記入光遮光膜に対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側と反対側に配設され、前記光電変換素子を通過した光の出光口を有する出光遮光膜と、
前記入光遮光膜と前記出光遮光膜の周縁同士を連結し、前記光電変換素子の少なくとも一部を取り囲む画素分離壁と、
を有する光検出装置。 - 前記光電変換部は、前記入光遮光膜の入光口の周縁から光軸方向に沿って延設された前記画素分離壁により形成される光電変換筒を、その内部に配設した請求項１に記載の光検出装置。
- 前記画素分離壁は、前記光電変換素子の側面全体を取り囲んだ請求項１に記載の光検出装置。
- 光電変換を行う光電変換部を含む光電変換素子と、
前記光電変換素子の受光面側に画素ごとに配設された受光レンズと、
前記受光レンズに対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側に配設され、前記受光レンズで集光した入射光の入光口を有する入光遮光膜と、
前記入光遮光膜に対向して、前記光電変換素子を通過した光の出光口を有し、前記入光遮光膜の周縁又は前記入光遮光膜の入光口の周縁と前記出光口の周縁同士を連結し、前記光電変換素子の少なくとも一部を取り囲んで前記光電変換部を形成する画素分離壁と、
を有する光検出装置。 - 前記画素分離壁は、前記光電変換素子の４側面を取り囲むとともに、光軸方向に沿って斜め方向に延設され、前記光電変換素子のうち、前記画素分離壁に取り囲まれた部分は、略四角錐状に形成された請求項４に記載の光検出装置。
- 前記画素分離壁は、前記光電変換素子の４側面を取り囲むとともに、前記画素分離壁の４側面のうち対向する一の２側面が、光軸方向に沿って斜め方向に延設され、対向する他の２側面が、光軸方向に沿って延設されることで、前記光電変換素子のうち、前記画素分離壁に取り囲まれた部分は、略台形状に形成された請求項４に記載の光検出装置。
- 前記入光遮光膜の入光口は、前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口よりも広く形成された請求項１に記載の光検出装置。
- 前記マイクロレンズは、前記入光遮光膜の入光口に集光するように焦点を形成された請求項１に記載の光検出装置。
- 前記入光遮光膜に対向する前記出光遮光膜は、２以上配設された請求項１に記載の光検出装置。
- 前記入光遮光膜の入光口と、前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口とは、前記受光レンズの光軸上に配設された請求項１に記載の光検出装置。
- 前記入光遮光膜の入光口と、前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口とは、前記受光レンズの光軸に対して、ずらせて配設された請求項１に記載の光検出装置。
- 前記入光遮光膜の入光口と、前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口とは、前記受光レンズの光軸に対して、斜交いに配設された請求項１に記載の光検出装置。
- 前記入光遮光膜の入光口又は前記出光遮光膜又は前記光電変換部の出光口は、矩形状に形成された請求項１に記載の光検出装置。
- 前記入光遮光膜の入光口又は前記出光遮光膜の出光口は、円形状に形成された請求項１に記載の光検出装置。
- 前記画素分離壁又は前記入光遮光膜は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）又は空気から形成された請求項１に記載の光検出装置。
- 前記出光遮光膜は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）又は空気から形成された請求項１に記載の光検出装置。
- 光電変換を行う光電変換部を含む光電変換素子と、
前記光電変換素子の受光面側に画素ごとに配設された受光レンズと、
前記受光レンズに対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側に配設され、前記受光レンズで集光した入射光の入光口を有する入光遮光膜と、
前記入光遮光膜に対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側と反対側に配設され、前記光電変換素子を通過した光の出光口を有する出光遮光膜と、
前記入光遮光膜と前記出光遮光膜の周縁同士を連結し、前記光電変換素子の少なくとも一部を取り囲む画素分離壁と、
を有する光検出装置、又は、
光電変換を行う光電変換部を含む光電変換素子と、
前記光電変換素子の受光面側に画素ごとに配設された受光レンズと、
前記受光レンズに対向して配設されるとともに、前記光電変換素子の前記受光レンズ側に配設され、前記受光レンズで集光した入射光の入光口を有する入光遮光膜と、
前記入光遮光膜に対向して、前記光電変換素子を通過した光の出光口を有し、前記入光遮光膜の周縁又は前記入光遮光膜の入光口の周縁と前記出光口の周縁同士を連結し、前記光電変換素子の少なくとも一部を取り囲んで前記光電変換部を形成する画素分離壁と、
を有する光検出装置を有する電子機器。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2021185112A JP2023072513A (ja) | 2021-11-12 | 2021-11-12 | 光検出装置及び電子機器 |
| PCT/JP2022/040534 WO2023085132A1 (ja) | 2021-11-12 | 2022-10-28 | 光検出装置及び電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021185112A JP2023072513A (ja) | 2021-11-12 | 2021-11-12 | 光検出装置及び電子機器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023072513A true JP2023072513A (ja) | 2023-05-24 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021185112A Pending JP2023072513A (ja) | 2021-11-12 | 2021-11-12 | 光検出装置及び電子機器 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023072513A (ja) |
| WO (1) | WO2023085132A1 (ja) |
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-
2021
- 2021-11-12 JP JP2021185112A patent/JP2023072513A/ja active Pending
-
2022
- 2022-10-28 WO PCT/JP2022/040534 patent/WO2023085132A1/ja unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| WO2023085132A1 (ja) | 2023-05-19 |
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