WO2023243252A1 - 光検出装置 - Google Patents

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WO2023243252A1
WO2023243252A1 PCT/JP2023/017179 JP2023017179W WO2023243252A1 WO 2023243252 A1 WO2023243252 A1 WO 2023243252A1 JP 2023017179 W JP2023017179 W JP 2023017179W WO 2023243252 A1 WO2023243252 A1 WO 2023243252A1
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WO
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pixel
color filter
light
wavelength band
pixels
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/017179
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English (en)
French (fr)
Inventor
政利 岩本
Original Assignee
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
    • H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
    • H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith

Definitions

  • the present technology relates to a photodetection device, and particularly to a photodetection device using color filters of multiple colors.
  • Photodetection devices in which photoelectric conversion elements are arranged in an array and output electrical signals based on charges accumulated in response to incident light are widely used in imaging devices such as cameras.
  • a photodetection device that is compatible with color images is equipped with a color filter on the light-receiving surface of each photoelectric conversion element so that each photoelectric conversion element receives only light of one of RGB (Red, Green, Blue) colors.
  • RGB Red, Green, Blue
  • a configuration including such a photoelectric conversion element in a photodetector is called a "light receiving pixel" or simply "pixel".
  • W White
  • Patent Document 2 discloses that a W pixel which is a specific pixel, at least one type of pixel among R pixel, G pixel, and B pixel, W pixel, and an adjacent pixel adjacent to W pixel among the pixels.
  • a solid-state image sensor is disclosed that includes a light-shielding film in which the width of the light-shielding line is stretched between the pixels, and a light-shielding film for physically shielding light between the pixels.
  • the solid-state image sensor disclosed in Patent Document 2 can suppress variations in the output of the W pixel by forming a thick line width of the light shielding film, but there is a problem that the output of the W pixel itself may decrease. Ta.
  • the present disclosure proposes a technique that can suppress variations in output characteristics of pixels due to crosstalk between pixels in a photodetection device using a color filter.
  • the plurality of pixels include a first pixel equipped with a first color filter that transmits light in a first wavelength band (for example, white light), and a first pixel that is adjacent to the first pixel and includes a first color filter that transmits light in a first wavelength band (for example, white light); a second pixel including a second color filter that transmits a band of light (for example, red light); and a third pixel adjacent to the first pixel that has a peak wavelength shorter than the peak wavelength of the second wavelength band.
  • the second pixel includes a first peripheral color filter that is formed to surround the second color filter and transmits light in the third wavelength band.
  • the fourth pixel in the plurality of pixels is a third color filter that transmits light in the second wavelength band and is formed so as to surround the second color filter.
  • This is a photodetection device including a peripheral color filter.
  • the term "means” does not simply mean physical means, but also includes cases in which the functions of the means are realized by software. Further, the function of one means may be realized by two or more physical means, or the functions of two or more means may be realized by one physical means.
  • a “system” refers to a logical collection of multiple devices (or functional modules that realize a specific function), and whether each device or functional module is in a single housing or not. There is no particular question.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view for explaining an example of a schematic structure of a photodetecting device according to a first embodiment of the present technology.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a schematic structure of a pixel in a photodetection device according to an embodiment of the present technology.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an RGBW pixel arrangement in a general photodetector.
  • FIG. 4 is an enlarged view showing a part of the RGBW pixel array shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a diagram showing the quantum efficiency (Qe) of each W pixel in an RGBW pixel array of a general photodetector.
  • Qe quantum efficiency
  • FIG. 6 is a partial plan view illustrating an example of the color scheme of the outer color filter in the RGBW pixel array in the photodetector according to an embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view for explaining the schematic structure of a pixel in the RGBW pixel array shown in FIG. 6 taken along the line VII-VII'.
  • FIG. 8 is a partial plan view for explaining another example of the color scheme of the outer peripheral color filter in the RGBW pixel array in the photodetection device according to the embodiment of the present technology.
  • FIG. 9 is a partial plan view for explaining still another example of the color arrangement of the outer peripheral color filter in the RGBW pixel array in the photodetection device according to the embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view for explaining the schematic structure of a pixel in the RGBW pixel array shown in FIG. 6 taken along the line VII-VII'.
  • FIG. 8 is a partial plan view for explaining another example of the color
  • FIG. 10 is a partial plan view for explaining still another example of the color arrangement of the outer peripheral color filter in the RGBW pixel array in the photodetection device according to the embodiment of the present technology.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining an example of a method for forming a color filter in a manufacturing process of a photodetecting device according to an embodiment of the present technology.
  • FIG. 12 is a partial cross-sectional view showing a schematic structure of a pixel in a photodetection device according to an embodiment of the present technology.
  • FIG. 13 is a partial plan view for explaining a shielding film of a pixel in the RGBW pixel array shown in FIG. 12.
  • the second semiconductor substrate 12 is a substrate on which various semiconductor integrated circuits 14 are formed.
  • the semiconductor integrated circuit 14 includes, for example, a PLL circuit that generates a clock, a pixel control circuit that controls the operation of each pixel P, and a drive that drives a specific pixel P to read out an electrical signal under the control of the pixel control circuit. It includes a circuit, a signal processing circuit for processing read electrical signals, an interface circuit for enabling connection with the outside, and the like. These circuits may be integrally configured as a system-on-chip (SoC) such as a CMOS LSI, for example.
  • SoC system-on-chip
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a schematic structure of a pixel P in the photodetecting device 1 according to an embodiment of the present technology. That is, the figure shows a part of the cross-sectional structure of a main part of a semiconductor substrate (LSI chip) in which a first semiconductor substrate 11 and a second semiconductor substrate 12 are bonded. In the figure, a dashed line indicated by the symbol B indicates a bonding surface between the first semiconductor substrate 11 and the second semiconductor substrate 12.
  • the photodetection device 1 is assumed to be a back-illuminated CMOS image sensor, but is not limited thereto, and may be, for example, a front-illuminated CMOS image sensor.
  • the first semiconductor substrate 11 includes a silicon single crystal Si semiconductor layer 111, and a wiring layer 112 laminated on the front surface (the bottom surface in the figure) of the Si semiconductor layer 111. It consists of:
  • the Si semiconductor layer 111 includes a semiconductor region 1111 that constitutes a light receiving element.
  • the semiconductor region 1111 is a region in which various semiconductor elements such as photodiodes and transistors are formed, and is covered with, for example, a silicon oxide film 1112.
  • the wiring layer 112 is formed including various wiring patterns 1121.
  • a semiconductor element within the semiconductor region 1111 is electrically connected to the wiring pattern 1121 via a via.
  • the wiring layer 112 may typically be configured by stacking a plurality of wiring layers with an interlayer insulating film interposed therebetween.
  • the wiring pattern 1121 is formed of, for example, a metal material such as aluminum (Al) or copper (Cu), but is not limited thereto.
  • a color filter 116 is formed, for example, via a flattening film 115, and an on-chip lens 117 is further formed thereon.
  • the color filter 116 is made of an organic material to which a predetermined coloring material (RGBW) is added, for example, for each pixel P, and is formed by using, for example, photolithography/etching technology.
  • RGBW predetermined coloring material
  • the color filter 116W of the W pixel may be formed of the transparent material of the on-chip lens 117, for example.
  • a part of the on-chip lens 117 formed directly on the flattening film 115 is considered to be the color filter 116W.
  • the W pixel, R pixel, G pixel, and B pixel correspond to the first pixel, the second pixel, the third pixel, and the fourth pixel in the claims, respectively.
  • the on-chip lens 117 is an optical lens configured to effectively focus or image light incident from the outside onto the pixel P (that is, the photoelectric conversion element of the semiconductor region 1111).
  • the on-chip lens 117 is formed so that incident light is coupled to each pixel P.
  • the on-chip lens 117 may be configured to be shared by a plurality of adjacent pixels P forming a pixel block. In other words, one on-chip lens 117 may be provided for each pixel block.
  • a pixel block corresponds to a pixel unit that indicates the resolution of an image to be reproduced.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an RGBW pixel arrangement in a general photodetector. More specifically, FIG. 3(a) shows an example of an RGBW pixel array in which W pixels are arranged based on the Bayer array, and FIG. 3(b) shows an example of an RGBW pixel array in which W pixels are arranged based on the quad Bayer array. An example of a pixel array is shown. Note that the outer peripheral color filter 118 is not shown in this figure for convenience.
  • RGBW pixel arrangement there are three arrangement patterns of pixels of colors other than W adjacent to the W pixel.
  • a second array pattern in which the pixel P adjacent to pixel P (W2) (second W pixel) is two G pixels, one R pixel, and one B pixel, and the pixel P (W3) A third arrangement pattern in which the pixels P adjacent to (the third W pixel) are two G pixels and two B pixels.
  • the arrangement pattern is such that the pixel P adjacent to the pixel P(W1') (first W pixel) is two G pixels and two R pixels.
  • a certain first array pattern a second array pattern in which pixels adjacent to pixel P (W2') (second W pixel) are two G pixels, one R pixel, and one B pixel;
  • P(W3') (third W pixel) has a third arrangement pattern in which the pixels adjacent to each other are two G pixels and two B pixels.
  • the quantum efficiency Qe of W pixels P(W5) and P(W7) which have a high ratio of adjacent G pixels and B pixels
  • the quantum efficiency Qe is the highest at about 88.9%
  • the quantum efficiency Qe of the W pixels P(W2) and P(W4) which have a high ratio of adjacent R pixels and G pixels, is the lowest at about 86.8%.
  • the quantum efficiency Qe of the W pixels P(W1), P(W3), P(W6), and P(W8) is about 87.8%, which is a value between them.
  • the photodetecting device 1 of the present disclosure is configured to use the outer peripheral color filter 118 to eliminate the output level difference between the W pixels in such an RGBW four-color pixel array.
  • the first W pixel in the RGBW pixel array i.e., the W pixel surrounded by G pixels x 2 and R pixels x 2
  • the second W pixel i.e., G pixels x 2 and R pixels W pixel surrounded by ⁇ 1 and B pixel ⁇ 1
  • the output level difference between the second W pixel and the third W pixel i.e., the W pixel surrounded by G pixel ⁇ 2 and B pixel ⁇ 2
  • FIG. 9 is a partial plan view for explaining still another example of the color scheme of the outer peripheral color filter in the RGBW pixel array in the photodetection device 1 according to an embodiment of the present technology.
  • a blue outer circumferential color filter 118B is formed around the R pixel. Therefore, the arrangement period of the color filters 116 around the W pixel is unified into green x 2 and blue x 2. This makes it possible to eliminate the output level difference between the W pixels.
  • the outer periphery color filter 118B corresponds to a fourth outer periphery color filter in the claims.
  • FIG. 10 is a partial plan view for explaining still another example of the color arrangement of the outer peripheral color filter in the RGBW pixel arrangement in the photodetection device 1 according to an embodiment of the present technology.
  • the outer circumferential color filter 118 shown in the figure is different from that shown in FIG. 6 in that the outer circumferential color filter 118 is not formed in the portion C where the pixels P intersect at their corners. That is, the outer peripheral color filter 118 surrounding the pixel P does not necessarily have to be formed continuously, and may be partially missing (or discontinuous).
  • the outer peripheral color filter 118 is formed so as to avoid the intersection C of the corner of the pixel P to ensure the effective area area of the W pixel. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of an output level difference between the W pixels, and at the same time, it is possible to suppress the decrease in sensitivity of the W pixels.
  • the outer color filter 118G2 has a narrower width than the outer color filter 118G1, so it has less influence on the effective area area of the W pixel. Therefore, the outer color filter 118G1 may not be formed only at the intersection of the corners of R pixels.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining an example of a method for forming a color filter in a manufacturing process of a photodetecting device according to an embodiment of the present technology.
  • the upper diagram is a schematic plan view of the photodetector 1 in the manufacturing process
  • the lower diagram is a schematic partial sectional view of the corresponding cut plane. It is.
  • the back surface of the deposited Si semiconductor layer 111 is ground, and then a planarization film 115 is formed (FIG. 1(a)).Although not shown, the back surface of the Si semiconductor layer 111 is , a light shielding film 113 is formed.
  • RGB color filters 116 are formed.
  • the color filters 116 are formed in the order of GRB.
  • the W pixel is formed using the material of the on-chip lens 117, for example.
  • a green color filter material is formed on the planarization film 115, and is further exposed to light through a photomask pattern and then etched. As a result, a green color filter 116G is formed, and an outer color filter 116G1 around the R pixel and an outer color filter 116G2 around the B pixel are simultaneously formed (FIG. 4(b)).
  • a red color filter material is formed on the planarization film 115, and is further exposed to light through a photomask pattern and then etched, thereby forming a red color filter 116R (see (c) in the same figure). )).
  • a red color filter material is formed on the planarization film 115, further exposed to light through a photomask pattern, and then etched, thereby forming a red color filter 116B (see (d) in the same figure). ).However, in FIG. 2(d), the cut plane is shifted by one pixel in order to explain the G pixel.).
  • the transparent material of the on-chip lens 117 is formed thereon.
  • the amount of this transparent material is adjusted so that the portion corresponding to the W pixel is satisfactorily filled.
  • the transparent material is reflowed to form a lens curved surface, thereby forming an array of on-chip lenses 117 (FIG. 4(e)).
  • the outer circumferential color filter 118 can be formed at the same time as the color filter 116 of the same color using the follo mask pattern. Therefore, since no additional manufacturing process or equipment is required for forming the outer peripheral color filter 118, it is possible to eliminate the above-mentioned output level difference between the W pixels while avoiding an increase in manufacturing costs.
  • the outer peripheral color filter 118 by forming the outer peripheral color filter 118, the entry of light in a specific wavelength band from the pixel P adjacent to the W pixel to the W pixel is effectively suppressed or adjusted. Therefore, the output level difference between the W pixels can be eliminated or ignored, so that it is possible to obtain good image quality without appearing as a periodic brightness level difference in the reproduced image.
  • the width of the outer color filter 118 is set according to the color of the color filter 116 of the pixel P, it is possible to more effectively suppress the entry of light in a specific wavelength band from the adjacent pixel P to the W pixel. Or you can adjust it.
  • This embodiment is a modification of the first embodiment, and is characterized in that the width of the light shielding film 113 formed on the Si semiconductor layer 111 is defined in accordance with the wavelength characteristics of each RGB color filter 116.
  • the light shielding film 113 surrounding each RGB pixel P has a first width ⁇ 1 that is the narrowest, and a first width ⁇ 1 that surrounds the G pixel.
  • the width of the light shielding film 113 is formed so that it has a second width ⁇ 2 that is thicker than the first width ⁇ 1, and the width of the light shielding film 113 surrounding the B pixel is set to a third width ⁇ 3 that is wider than the second width ⁇ 2. (i.e., ⁇ 1 ⁇ 2 ⁇ 3).
  • the narrower the width of the light-shielding film 113 surrounding the pixel P the wider the aperture defined thereby, which can reduce the influence of diffraction.
  • the width portion of the light shielding film 113 that defines the aperture of the W pixel may be symmetrical about the boundary of the pixel P. That is, the width d of the portion extending inward from the boundary line between the W pixel and the adjacent pixel P to define the aperture of the W pixel is the same.
  • This embodiment is a modification of the first or second embodiment described above, and is characterized in that an outer peripheral color filter 118 is applied to an RGBW pixel array in which W pixels are arranged based on a quad Bayer array.
  • An RGBW pixel array in which W pixels are arranged based on a quad Bayer array is a block pixel constructed by arranging a collection of four pixels P in a Bayer array (see Fig. 3(b)). Each set of W pixels contains one W pixel. Even in such an RGBW pixel arrangement, the amount of light that enters the W pixel from the adjacent pixel P relative to the amount of light that directly enters the W pixel differs for each of the three arrangement patterns, and the electrical signal extracted from the W pixel There will be a difference in the output level itself. Therefore, by forming an outer peripheral color filter 118 around the color filter 116, the output step difference between the W pixels is suppressed.
  • FIG. 14 is a partial plan view for explaining an example of the color scheme of the outer peripheral color filter in the RGBW pixel array in the photodetector 1 according to an embodiment of the present technology.
  • outer peripheral color filters 118G1 and 118G2 are formed for each of the R pixel and the B pixel. Therefore, the arrangement period of the color filters around each W pixel is unified to green.
  • the width of the outer color filter 118G1 around the R pixel is wider than the width of the outer color filter 118G2 around the B pixel.
  • the outer color filter 118G1 is formed on all three R pixels, but the formation of the outer color filter 118G1 is omitted for the R pixel adjacent to the G pixel (i.e., the upper left R pixel). It's okay to be.
  • FIG. 15 is a partial plan view for explaining another example of the color arrangement of the outer peripheral color filter in the RGBW pixel array in the photodetection device 1 according to an embodiment of the present technology.
  • the color scheme of the outer peripheral color filter 118 of this example is configured such that a red outer peripheral color filter 118R is formed around the B pixel. Therefore, the arrangement period of the color filters around the W pixel is unified into green x 2 and red x 2. This makes it possible to eliminate the output level difference between the W pixels.
  • FIG. 16 is a partial plan view for explaining still another example of the color arrangement of the outer peripheral color filter in the RGBW pixel array in the photodetection device 1 according to an embodiment of the present technology.
  • a blue outer circumferential color filter 118R is formed around an R pixel. Therefore, the arrangement period of the color filters around the W pixel is unified to green x 2 and blue x 2. This makes it possible to eliminate the output level difference between the W pixels.
  • the technology according to the present disclosure (this technology) can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure may be realized as a device mounted on any type of moving body such as a car, electric vehicle, hybrid electric vehicle, motorcycle, bicycle, personal mobility, airplane, drone, ship, robot, etc. It's okay.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of devices related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 12010 includes a drive force generation device such as an internal combustion engine or a drive motor that generates drive force for the vehicle, a drive force transmission mechanism that transmits the drive force to wheels, and a drive force transmission mechanism that controls the steering angle of the vehicle. It functions as a control device for a steering mechanism to adjust and a braking device to generate braking force for the vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operations of various devices installed in the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as a headlamp, a back lamp, a brake lamp, a turn signal, or a fog lamp.
  • radio waves transmitted from a portable device that replaces a key or signals from various switches may be input to the body control unit 12020.
  • the body system control unit 12020 receives input of these radio waves or signals, and controls the door lock device, power window device, lamp, etc. of the vehicle.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electrical signal according to the amount of received light.
  • the imaging unit 12031 can output the electrical signal as an image or as distance measurement information.
  • the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or non-visible light such as infrared rays.
  • the microcomputer 12051 calculates control target values for the driving force generation device, steering mechanism, or braking device based on the information inside and outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, Control commands can be output to 12010.
  • the microcomputer 12051 realizes ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions, including vehicle collision avoidance or impact mitigation, following distance based on vehicle distance, vehicle speed maintenance, vehicle collision warning, vehicle lane departure warning, etc. It is possible to perform cooperative control for the purpose of ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions, including vehicle collision avoidance or impact mitigation, following distance based on vehicle distance, vehicle speed maintenance, vehicle collision warning, vehicle lane departure warning, etc. It is possible to perform cooperative control for the purpose of
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generating device, steering mechanism, braking device, etc. based on information about the surroundings of the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040. It is possible to perform cooperative control for the purpose of autonomous driving, etc., which does not rely on operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12030 based on the information outside the vehicle acquired by the outside information detection unit 12030.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamps according to the position of the preceding vehicle or oncoming vehicle detected by the vehicle exterior information detection unit 12030, and performs cooperative control for the purpose of preventing glare, such as switching from high beam to low beam. It can be carried out.
  • the audio and image output unit 12052 transmits an output signal of at least one of audio and images to an output device that can visually or audibly notify information to the occupants of the vehicle or to the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display section 12062, and an instrument panel 12063 are illustrated as output devices.
  • the display unit 12062 may include, for example, at least one of an on-board display and a head-up display.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging section 12031.
  • the imaging unit 12031 includes imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided at, for example, the front nose of the vehicle 12100, the side mirrors, the rear bumper, the back door, and the upper part of the windshield inside the vehicle.
  • An imaging unit 12101 provided in the front nose and an imaging unit 12105 provided above the windshield inside the vehicle mainly acquire images in front of the vehicle 12100.
  • Imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors mainly capture images of the sides of the vehicle 12100.
  • An imaging unit 12104 provided in the rear bumper or back door mainly captures images of the rear of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12105 provided above the windshield inside the vehicle is mainly used to detect preceding vehicles, pedestrians, obstacles, traffic lights, traffic signs, lanes, and the like.
  • FIG. 18 shows an example of the imaging range of the imaging units 12101 to 12104.
  • An imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose
  • imaging ranges 12112 and 12113 indicate imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided on the side mirrors, respectively
  • an imaging range 12114 shows the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose.
  • the imaging range of the imaging unit 12104 provided in the rear bumper or back door is shown. For example, by overlapping the image data captured by the imaging units 12101 to 12104, an overhead image of the vehicle 12100 viewed from above can be obtained.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the imaging units 12101 to 12104 may be a stereo camera including a plurality of image sensors, or may be an image sensor having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 determines the distance to each three-dimensional object within the imaging ranges 12111 to 12114 and the temporal change in this distance (relative speed with respect to the vehicle 12100) based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104. By determining the following, it is possible to extract, in particular, the closest three-dimensional object on the path of vehicle 12100, which is traveling at a predetermined speed (for example, 0 km/h or more) in approximately the same direction as vehicle 12100, as the preceding vehicle. can. Furthermore, the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in advance in front of the preceding vehicle, and perform automatic brake control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like. In this way, it is possible to perform cooperative control for the purpose of autonomous driving, etc., in which the vehicle travels autonomously without depending on the driver's operation.
  • automatic brake control including follow-up stop control
  • automatic acceleration control including follow-up start control
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether the pedestrian is present in the images captured by the imaging units 12101 to 12104.
  • pedestrian recognition involves, for example, a procedure for extracting feature points in images captured by the imaging units 12101 to 12104 as infrared cameras, and a pattern matching process is performed on a series of feature points indicating the outline of an object to determine whether it is a pedestrian or not.
  • the audio image output unit 12052 creates a rectangular outline for emphasis on the recognized pedestrian.
  • the display unit 12062 is controlled to display the .
  • the audio image output unit 12052 may control the display unit 12062 to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to, for example, the imaging unit 12031 among the configurations described above.
  • the photodetection device 1 shown in FIG. 1 can be applied to the imaging section 12031.
  • steps, acts, or functions may be performed in parallel or in a different order unless the results are inconsistent.
  • the steps, acts, and functions described are provided as examples only, and some of the steps, acts, and functions may be omitted or combined with each other without departing from the spirit of the technology. It is also possible to add other steps, actions, or functions.
  • a photodetection device comprising a pixel array section in which a plurality of pixels are arranged in an array, Each of the plurality of pixels is a photoelectric conversion element capable of generating an electrical signal according to the received light; a color filter that is formed according to a predetermined color filter pattern on a light-receiving surface of the photoelectric conversion element that receives the light and that transmits light in a specific wavelength band of the light; a first pixel including a first color filter that transmits light in a first wavelength band; a second pixel that is adjacent to the first pixel and includes a second color filter that transmits light in a second wavelength band; a third pixel that is adjacent to the first pixel and includes a third color filter that transmits light in a third wavelength band whose peak wavelength is shorter than the peak wavelength of the second wavelength band; a fourth pixel that is adjacent to the first pixel and includes a fourth color filter that transmits light in a fourth wavelength band
  • the fourth pixel includes a second peripheral color filter that is formed to surround the second color filter and that transmits light in the third wavelength band.
  • the width of the first outer peripheral color filter is wider than the width of the second outer peripheral color filter.
  • the first outer peripheral color filter is formed so as to avoid a portion where the corners of the second pixels intersect,
  • the second outer peripheral color filter is formed so as to avoid a portion where the corners of the fourth pixel intersect.
  • Each of the plurality of pixels has a light shielding film formed between the light receiving surface of the photoelectric conversion element and the color filter and defining a light receiving area of the photoelectric conversion element.
  • the photodetection device according to any one of (1) to (3) above.
  • the width of the light shielding film is defined according to the specific wavelength of the light transmitted through the color filter formed in the pixel.
  • the light receiving area defined by the light blocking film of the second pixel is wider than the light receiving area defined by the light blocking film of the fourth pixel.
  • a photodetection device comprising a pixel array section in which a plurality of pixels are arranged in an array, Each of the plurality of pixels is a photoelectric conversion element capable of generating an electrical signal according to the received light; a color filter that is formed according to a predetermined color filter pattern on a light-receiving surface of the photoelectric conversion element that receives the light and that transmits light in a specific wavelength band of the light; a first pixel including a first color filter that transmits light in a first wavelength band; a second pixel that is adjacent to the first pixel and includes a second color filter that transmits light in a second wavelength band; a third pixel that is adjacent to the first pixel and includes a third color filter that transmits light in a third wavelength band whose peak wavelength is shorter than the peak wavelength of the second wavelength band; a fourth pixel that is adjacent to the first pixel and includes a fourth color filter that transmits light in a fourth wavelength band whose peak wavelength is shorter than the
  • the arrangement of the plurality of pixels is an RGBW pixel arrangement in which the first pixels are arranged based on a Bayer arrangement.
  • the array of the plurality of pixels is an RGBW pixel array in which the first pixels are arranged based on a Quad Bayer array.

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Abstract

本発明は画素アレイ部を備える光検出装置である。前記画素アレイ部の複数の画素のそれぞれは、受光した光に応じた電気信号を生成する光電変換素子と、前記光電変換素子の受光面上に形成されたカラーフィルタ（ＣＦ）とを備える。前記複数の画素は、第１波長帯の光を透過する第１ＣＦを備えた第１画素と、前記第１画素に隣接して第２波長帯の光を透過する第２ＣＦを備える第２画素と、前記第１画素に隣接して前記第２波長帯のピーク波長よりも短いピーク波長の第３波長帯の光を透過する第３ＣＦを備える第３画素と、前記第１画素に隣接して前記第３波長帯のピーク波長よりも短いピーク波長の第４波長帯の光を透過する第４ＣＦを備える第４画素とを含む。前記第２画素は、前記第２ＣＦの周囲を囲むように形成された前記第３波長帯の光を透過する第１外周ＣＦを含む。

Description

光検出装置
　本技術は、光検出装置に関し、特に、複数色のカラーフィルタを用いた光検出装置に関する。
　入射した光に応じて蓄積される電荷に基づいて電気信号を出力する光電変換素子をアレイ状に配置した光検出装置がカメラ等の撮像デバイスに広く利用されている。カラー画像に対応した光検出装置は、各光電変換素子がＲＧＢ（Red, Green, Blue）いずれかの色の光のみを受光するように、各光電変換素子の受光面上にカラーフィルタを備えている。光検出装置におけるこのような光電変換素子を含む構成は、「受光画素」又は単に「画素」と呼ばれている。近年では、高感度及び低照度性能の向上を図るために、ＲＧＢに加えてＷ（White）を更に含むカラーフィルタを用いた光検出装置が提供されている。
　カラーフィルタを用いた光検出装置において、受光面に対して光が斜めに入射する場合、ある画素には隣接する画素のカラーフィルタを透過した光が入り込むいわゆる混色（クロストーク）が生じ易い。とりわけ、ＲＧＢＷの４色画素配列のカラーフィルタを用いた光検出装置では、Ｗカラーフィルタの画素（Ｗ画素）はクロストークの影響を受けやすく、Ｗ画素の出力特性にばらつきが生じやすいという問題があった。このため、画素の出力特性（感度特性）のばらつきを抑制するための技術がいくつか提案されている。
　例えば、下記特許文献１は、入射光を分光して所定の波長の入射光を透過するカラーフィルタ及びカラーフィルタを透過した入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部を備える複数の画素を具備する撮像装置を開示している。特許文献１の撮像装置は、第１の分光特性を有するカラーフィルタを備える第１の画素と、第１の分光特性と類似する分光特性を有するカラーフィルタを備え第１の画素に隣接する４つの第２の画素と、第１の画素及び第２の画素のそれぞれのカラーフィルタの間に配置されて第１の分光特性及び第２の分光特性とは異なる分光特性を有する隔壁部とを具備している。
　また、下記特許文献２は、特定画素であるＷ画素と、Ｒ画素、Ｇ画素及びＢ画素のうちの少なくとも１種類の画素と、Ｗ画素と、画素のうちＷ画素に隣接する隣接画素との間において、遮光線幅の延伸が行われ、画素間の光を物理的に遮光するための遮光膜とを備える固体撮像素子を開示している。
特開２０２０－１５０２６７号公報 特開２０１６－０９６２３４号公報
　しかしながら、Ｗ画素に隣接する他色の画素の配列周期が複数存在する場合、その数に応じて、Ｗ画素の出力そのものがシフトしてしまい、出力段差が発生するという問題がある。上記の特許文献１に開示される撮像装置は、特定の画素配列に対して出力特性のばらつきを抑制することができるものの、Ｗ画素の出力に段差が発生し得るカラー画素配列に対しては、ばらつきを完全に抑制することはできないという問題があった。
　また、特許文献２に開示された固体撮像素子は、遮光膜の線幅を太く形成することで、Ｗ画素の出力のばらつきを抑制し得るが、Ｗ画素そのもの出力低下が生じ得るという問題があった。
　そこで、本開示は、カラーフィルタを用いた光検出装置における画素間のクロストークによる画素の出力特性のばらつきを抑制し得る技術を提案する。
　より具体的には、本開示は、４色画素配列のカラーフィルタを用いた光検出装置におけるＷ画素への隣接する画素からのクロストークを抑制し、これにより、Ｗ画素どうしの出力特性のばらつき及び出力段差を効果的に抑制し得る技術を提案する。
　上記課題を解決するための本技術は、以下に示す発明特定事項乃至は技術的特徴を含んで構成される。
　ある観点に従う本技術は、複数の画素がアレイ状に配列された画素アレイ部を備える光検出装置である。前記複数の画素のそれぞれは、受光した光に応じた電気信号を生成可能な光電変換素子と、前記光を受光する前記光電変換素子の受光面上に所定のカラーフィルタパターンに従って形成された、前記光のうちの特定の波長帯の光を透過するカラーフィルタとを備える。また、前記複数の画素は、第１の波長帯の光（例えば白色光）を透過する第１のカラーフィルタを備えた第１の画素と、前記第１の画素に隣接して第２の波長帯の光（例えば赤色光）を透過する第２のカラーフィルタを備える第２の画素と、前記第１の画素に隣接して前記第２の波長帯のピーク波長よりも短いピーク波長の第３の波長帯の光（例えば緑色光）を透過する第３のカラーフィルタを備える第３の画素と、前記第１の画素に隣接して前記第３の波長帯のピーク波長よりも短いピーク波長の第４の波長帯の光（例えば青色光）を透過する第４のカラーフィルタを備える第４の画素とを含む。そして、前記第２の画素は、前記第２のカラーフィルタの周囲を囲むように形成された前記第３の波長帯の光を透過する第１の外周カラーフィルタを含む。
　また、別の観点に従う本技術は、前記複数の画素における前記第４の画素が、前記第２のカラーフィルタの周囲を囲むように形成された前記第２の波長帯の光を透過する第３の外周カラーフィルタを含む光検出装置である。
　更に、別の観点に従う前記複数の画素における前記第２の画素が、前記第２のカラーフィルタの周囲を囲むように形成された前記第２の波長帯の光を透過する第４の外周カラーフィルタを含む光検出装置である。
　なお、本明細書等において、手段とは、単に物理的手段を意味するものではなく、その手段が有する機能をソフトウェアによって実現する場合も含む。また、１つの手段が有する機能が２つ以上の物理的手段により実現されても、２つ以上の手段の機能が１つの物理的手段により実現されても良い。また、「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
　本発明の他の技術的特徴、目的、及び作用効果乃至は利点は、添付した図面を参照して説明される以下の実施形態により明らかにされる。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なく、また他の効果があっても良い。
図１は、本技術の第１の実施形態に係る光検出装置の概略的構造の一例を説明するための分解斜視図である。 図２は、本技術の一実施形態に係る光検出装置における画素の概略的構造を示す部分断面図である。 図３は、一般的な光検出装置におけるＲＧＢＷ画素配列の一例を示す図である。 図４は、図３に示したＲＧＢＷ画素配列の一部を示す拡大図である。 図５は、一般的な光検出装置のＲＧＢＷ画素配列における各Ｗ画素の量子効率（Ｑｅ）を示す図である。 図６は、本技術の一実施形態に係る光検出装置におけるＲＧＢＷ画素配列における外周カラーフィルタの配色構成の一例を説明するための部分平面図である。 図７は、図６に示したＲＧＢＷ画素配列におけるＶＩＩ－ＶＩＩ’切断面における画素の概略的構造を説明するための部分断面図である。 図８は、本技術の一実施形態に係る光検出装置におけるＲＧＢＷ画素配列における外周カラーフィルタの配色構成の他の例を説明するための部分平面図である。 図９は、本技術の一実施形態に係る光検出装置におけるＲＧＢＷ画素配列における外周カラーフィルタの配色構成の更に他の例を説明するための部分平面図である。 図１０は、本技術の一実施形態に係る光検出装置におけるＲＧＢＷ画素配列における外周カラーフィルタの配色構成の更に他の例を説明するための部分平面図である。 図１１は、本技術の一実施形態に係る光検出装置の製造工程におけるカラーフィルタの形成方法の一例を説明するための図である。 図１２は、本技術の一実施形態に係る光検出装置における画素の概略的構造を示す部分断面図である。 図１３は、図１２に示したＲＧＢＷ画素配列における画素の遮蔽膜を説明するための部分平面図である。 図１４は、本技術の一実施形態に係る光検出装置におけるＲＧＢＷ画素配列における外周カラーフィルタの配色構成の一例を説明するための部分平面図である。 図１５は、本技術の一実施形態に係る光検出装置におけるＲＧＢＷ画素配列における外周カラーフィルタの配色構成の他の例を説明するための部分平面図である。 図１６は、本技術の一実施形態に係る光検出装置におけるＲＧＢＷ画素配列における外周カラーフィルタの配色構成の更に他の例を説明するための部分平面図である。 図１７は、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１８は、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。
　以下、図面を参照して本技術の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本技術は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形（例えば各実施形態を組み合わせる等）して実施することができる。また、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。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ていることがある。
　本欄では、以下の項目に分けて説明する。
　　１．第１の実施形態
　　２．第２の実施形態
　　３．第３の実施形態
　　４．移動体への応用例
　　５．まとめ
＜第１の実施形態＞
　図１は、本技術の一実施形態に係る光検出装置の概略的構造の一例を説明するための分解斜視図である。同図に示すように、光検出装置１は、第１半導体基板１１と、第２半導体基板１２とが積層されたＬＳＩチップである。第１半導体基板１１と第２半導体基板１２とは、例えばフリップチップ実装により接合される。光検出装置１は、後述するように、様々な製品へ適用することができ、画像を撮影する撮像部として機能し得る。
　第１半導体基板１１は、例えば、画素Ｐを構成する複数の受光素子がアレイ状に配置された画素アレイ部１３が形成された基板である。各受光素子は、例えばフォトダイオードのような光電変換素子を含み構成される半導体素子である。光電変換素子上には、カラーフィルタ１１６とオンチップレンズ１１７とが積層形成されて画素Ｐを構成する（図２参照）。各画素Ｐに入射する光は、オンチップレンズ１１７により集光され、カラーフィルタ１１６により特定の波長帯以外の波長帯の光がカットされて、光電変換素子に到達する。光電変換素子は、カラーフィルタ１１６を通して受光した光の強度に応じて電荷を生成し、生成された電荷に基づく電気信号を出力する。本開示では、カラーフィルタ１１６には、光の３原色（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ））に白色（Ｗ）を加えた４種類が用いられ、所定のカラーフィルタパターンに従って配列されて形成される。
　第２半導体基板１２は、各種の半導体集積回路１４が形成された基板である。半導体集積回路１４は、例えば、クロックを生成するＰＬＬ回路、各画素Ｐの動作を制御する画素制御回路、画素制御回路の制御の下、特定の画素Ｐを駆動して電気信号を読み出す駆動する駆動回路、読み出された電気信号を処理する信号処理回路、及び外部との接続を可能にするためのインターフェース回路等を含む。これらの回路は、例えば、ＣＭＯＳ　ＬＳＩのようなシステム・オン・チップ（ＳｏＣ）として一体的に構成され得る。
　なお、本開示では、光検出装置１は、第１半導体基板１１と第２半導体基板１２とが接合された２層の積層構造を有するが、これに限られず、３層以上の積層構造であっても良い。或いは、光検出装置１は、画素アレイ部１３と半導体集積回路１４とが単一の基板上に並置された構造を有していても良い。
　図２は、本技術の一実施形態に係る光検出装置１における画素Ｐの概略的構造を示す部分断面図である。すなわち、同図は、第１半導体基板１１と第２半導体基板１２とが接合された半導体基板（ＬＳＩチップ）の要部の断面構造の一部を示している。図中、符号Ｂで示される一点鎖線は、第１半導体基板１１と第２半導体基板１２との接合面を示している。なお、本開示では、光検出装置１は、裏面照射型のＣＭＯＳイメージセンサであるものとするが、これに限られず、例えば、表面照射型のＣＭＯＳイメージセンサであっても良い。
　同図に示すように、第１半導体基板１１は、シリコン単結晶のＳｉ半導体層１１１と、Ｓｉ半導体層１１１のおもて面上（図では下面になる。）に積層された配線層１１２とを含み構成されている。
　Ｓｉ半導体層１１１は、受光素子を構成する半導体領域１１１１を含む。半導体領域１１１１は、フォトダイオードやトランジスタ等の各種の半導体素子が形成された領域であり、例えばシリコン酸化膜１１１２に覆われている。
　配線層１１２は、各種の配線パターン１１２１を含み形成される。半導体領域１１１１内の半導体素子は、ビアを介して、配線パターン１１２１に電気的に接続される。配線層１１２は、典型的には、複数の配線層が層間絶縁膜を挟み積層されて構成され得る。配線パターン１１２１は、例えばアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等の金属材料によって形成されるが、これに限られない。
　Ｓｉ半導体層１１１の裏面上（図では上面になる。）には、遮光膜１１３が形成されている。すなわち、遮光膜１１３は、半導体領域１１１１の周囲に沿って所定の幅で形成され受光素子の開口（受光領域）を画定する。遮光膜１１３は、例えばタングステン等により形成される。遮光膜１１３は、隣接する画素Ｐからの光が入り込むことを抑制し、これにより、クロストーク（混色）の低減に寄与する。他の実施形態で説明されるように、遮光膜１１３の幅は、混色をより効果的に低減するために、カラーフィルタ１１６の波長特性に合わせて適宜に規定される。なお、Ｓｉ半導体層１１１には、半導体領域１１１１の周囲に沿ってトレンチ状に形成された画素分離部１１４が設けられても良い。画素分離部１１４もまた、Ｓｉ半導体層１１１内でのクロストークの発生を効果的に低減する。
　また、Ｓｉ半導体層１１１の裏面上には、例えば平坦化膜１１５を介して、カラーフィルタ１１６が形成され、更にその上にオンチップレンズ１１７が形成される。カラーフィルタ１１６は、画素Ｐごとに、例えば所定の色材（ＲＧＢＷのいずれか）が添加された有機材料からなり、例えば、フォトリソグラフィ／エッチング技術を用いることにより形成される。以下では、ＲＧＢＷのいずれかの波長帯の光を透過させるカラーフィルタ１１６が形成された画素Ｐを色ごとに区別して示す場合には、例えば「Ｒ画素」又は「画素Ｐ（Ｒ）」というように表記するものとする。なお、Ｗ画素は、可視光のうちの全波長帯の光を受光する画素Ｐであることから、Ｗ画素のカラーフィルタ１１６Ｗは、例えばオンチップレンズ１１７の透明材料によって形成され得る。つまり、平坦化膜１１５上に直接的に形成されたオンチップレンズ１１７の一部がカラーフィルタ１１６Ｗとみなされる。Ｗ画素、Ｒ画素、Ｇ画素、及びＢ画素は、それぞれ、特許請求の範囲における第１の画素、第２の画素、第３の画素、及び第４の画素に対応する。
　また、本開示では、ＲＧＢの各画素Ｐについては、Ｗ画素間の出力レベルの差を抑制するために、そのカラーフィルタ１１６の周囲を囲むように他の色を透過させる外周カラーフィルタ１１８が形成される（図６等参照）。一例として、Ｒ画素のカラーフィルタ１１６ＲやＢ画素のカラーフィルタ１１６Ｂの周囲には緑色の外周カラーフィルタ１１８Ｇが形成され得る。他の例として、Ｂ画素のカラーフィルタ１１６Ｂの周囲には赤色の外周カラーフィルタ１１８Ｒが形成され得る。更に他の例として、Ｒ画素のカラーフィルタ１１６Ｒの周囲には青色の外周カラーフィルタ１１８Ｒが形成され得る。
　オンチップレンズ１１７は、外部から入射する光を画素Ｐ（すなわち、半導体領域１１１１の光電変換素子）に有効に集光ないしは結像するように構成された光学レンズである。例えば、オンチップレンズ１１７は、入射した光が画素Ｐごとに結合するように形成されている。或いは、オンチップレンズ１１７は、画素ブロックを構成する隣接する複数の画素Ｐにより共用されるように構成されても良い。言い換えれば、画素ブロックごとに１つのオンチップレンズ１１７が設けられても良い。画素ブロックは、再現される画像の解像度を示す画素単位に相当する。
　第２半導体基板１２は、Ｓｉ半導体層１２１と、該Ｓｉ半導体層１２１上に積層された配線層１２２を含み構成される。Ｓｉ半導体層１２１は、例えば、上述した各種の半導体集積回路１４が形成されている。配線層１２２もまた、典型的には、複数の配線層が層間絶縁膜を挟み積層されて構成され得る。
　ここで、光検出装置１における典型的なＲＧＢＷ画素配列（カラーフィルタパターン）について説明する。図３は、一般的な光検出装置におけるＲＧＢＷ画素配列の一例を示す図である。より具体的には、図３（ａ）は、ベイヤー配列をベースにＷ画素を配列したＲＧＢＷ画素配列の一例を示し、同図（ｂ）は、クアッドベイヤー配列をベースにＷ画素を配列したＲＧＢＷ画素配列の一例を示している。なお、同図では、便宜上、外周カラーフィルタ１１８は示されていない。
　これらの図に示されるように、光検出装置１において、受光した光の像を忠実に再現し得る電気信号を出力するように、Ｗ画素の周囲にはＲＧＢ画素がそれぞれ配置されるＲＧＢＷ画素配列が構成される。
　このようなＲＧＢＷ画素配列において、Ｗ画素の周囲に隣接するＷ以外の色の画素の配列パターンは３つとなる。すなわち、同図（ａ）に示すようなＲＧＢＷ画素配列では、配列パターンは、画素Ｐ（Ｗ１）（第１のＷ画素）に隣接する画素Ｐが２つのＧ画素及び２つのＲ画素である第１の配列パターンと、画素Ｐ（Ｗ２）（第２のＷ画素）に隣接する画素Ｐが２つのＧ画素、１つのＲ画素、及び１つのＢ画素である第２の配列パターンと、画素Ｐ（Ｗ３）（第３のＷ画素）に隣接する画素Ｐが２つのＧ画素及び２つのＢ画素である第３の配列パターンとからなる。
　また、図３（ｂ）に示すようなＲＧＢＷ画素配列においても、配列パターンは、画素Ｐ（Ｗ１’）（第１のＷ画素）に隣接する画素Ｐが２つのＧ画素及び２つのＲ画素である第１の配列パターンと、画素Ｐ（Ｗ２’）（第２のＷ画素）に隣接する画素が２つのＧ画素、１つのＲ画素及び１つのＢ画素である第２の配列パターンと、画素Ｐ（Ｗ３’）（第３のＷ画素）に隣接する画素が２つのＧ画素及び２つのＢ画素である第３の配列パターンとからなる。
　そして、このようなＲＧＢＷ画素配列では、Ｗ画素に直接的に入射した光の量に対する該Ｗ画素への隣接する画素から入り込む光の量が３つの配列パターンごとに異なり、Ｗ画素から取り出される電気信号の出力レベルそのものに段差が生じてしまう。
　例えば、図３（ａ）に示すようなＲＧＢＷ画素配列の光検出装置の画素Ｐに対して、波長λ＝５５０ｎｍの光が照射された場合及び波長λ＝６５０ｎｍの光が照射された場合の各Ｗ画素から取り出される電気信号の出力レベル（量子効率Ｑｅ）を考える。今、同図（ａ）に示したＲＧＢＷ画素配列において図４に示すような６×６領域の画素Ｐに着目すると、この６×６領域内には、Ｗ画素は、画素Ｐ（Ｗ１）～Ｐ（Ｗ８）の８個ある（図中では、単に「Ｗ１」、「Ｗ２」等と表記している。）。また、図５は、これらの画素Ｐ（Ｗ１）～Ｐ（Ｗ８）のそれぞれの量子効率Ｑｅを示すグラフを示している。
　図５（ａ）に示すように、波長λ＝５５０ｎｍの波長の光の照射により、隣接するＧ画素及びＢ画素の比率が高いＷ画素Ｐ（Ｗ５）及びＰ（Ｗ７）の量子効率Ｑｅが、約８８．９％で最も高くなり、隣接するＲ画素及びＧ画素の比率が高いＷ画素Ｐ（Ｗ２）及びＰ（Ｗ４）の量子効率Ｑｅは、約８６．８％で最も低くなる。また、Ｗ画素Ｐ（Ｗ１）、Ｐ（Ｗ３）、Ｐ（Ｗ６）及びＰ（Ｗ８）の量子効率Ｑｅは、約８７．８％でそれらの間の値となる。
　一方、図５（ｂ）に示すように、波長λ＝６５０ｎｍの波長の光の照射により、隣接するＲ画素及びＧ画素の比率が高いＷ画素Ｐ（Ｗ２）及びＰ（Ｗ４）の量子効率Ｑｅが、約７４．４％で最も高くなり、隣接するＧ画素及びＢ画素の比率が高いＷ画素Ｐ（Ｗ５）及びＰ（Ｗ７）の量子効率Ｑｅは、約７０．８％で最も低くなる。また、Ｗ画素Ｐ（Ｗ１）、Ｐ（Ｗ３）、Ｐ（Ｗ６）及びＰ（Ｗ８）の量子効率Ｑｅは、約７２．７％でそれらの間となる。
　このように、各Ｗ画素の出力レベルは、入射する光の波長及び隣接する画素Ｐの色に影響を受けて異なる値を示すことがわかる。Ｗ画素間のこのような出力レベルの差（出力段差）は、再現される画像において周期的な輝度段差として現れ、画質に影響を及ぼしてしまう。そこで、本開示の光検出装置１は、以下に述べるように、外周カラーフィルタ１１８を用いて、このようなＲＧＢＷ４色画素配列におけるＷ画素間の出力段差を解消するように構成される。
　図６は、本技術の一実施形態に係る光検出装置１におけるＲＧＢＷ画素配列における外周カラーフィルタの配色構成の一例を説明するための部分平面図である。また、図７は、図６に示したＲＧＢＷ画素配列におけるＶＩＩ－ＶＩＩ’切断面における画素Ｐの概略的構造を説明するための部分断面図である。なお、図７は、理解容易のため、図２に示す画素Ｐの概略的構造を更に簡略化して示している。
　これらの図に示されるように、Ｒ画素のカラーフィルタ１１６Ｒ及びＢ画素のカラーフィルタ１１６Ｂの周囲には、緑色の外周カラーフィルタ１１８Ｇ１及び１１８Ｇ２が形成されている。したがって、各Ｗ画素の周囲のカラーフィルタの配列周期は、緑色で統一される。外周カラーフィルタ１１８Ｇ１及び１１８Ｇ２は、隣接するＧ画素のカラーフィルタ１１６Ｇと連続していても良い。
　また、本例では、Ｒ画素の周囲の外周カラーフィルタ１１８Ｇ１の幅は、Ｂ画素の周囲の外周カラーフィルタ１１８Ｇ２の幅よりも広くなるように形成されている（図７参照）。つまり、波長が長い光を受光する画素Ｐほど、その外周カラーフィルタ１１８の幅は広く形成される。これは、色収差により、波長が長い光ほど集光しにくくなる性質があるため、隣接する画素Ｐどうしの混色を抑制しつつ、感度の低下を抑制するためである。したがって、本例のように、Ｒ画素の周囲の外周カラーフィルタ１１８Ｇ１の幅をＢ画素の周囲の外周カラーフィルタ１１８Ｇ２の幅よりも広く形成することにより、Ｒ画素からのＷ画素への混色を更に抑制しつつ、Ｂ画素の感度の低下を抑制することができる。外周カラーフィルタ１１８Ｇ１及びＧ２は、特許請求の範囲でいう第１の外周カラーフィルタ及び第２の外周カラーフィルタに相当する。
　以上のように、ＲＧＢＷ画素配列における第１のＷ画素（すなわち、Ｇ画素×２とＲ画素×２とに囲まれたＷ画素）と第２のＷ画素（すなわち、Ｇ画素×２とＲ画素×１とＢ画素×１とに囲まれたＷ画素）との出力段差、及び第２のＷ画素と第３のＷ画素（すなわち、Ｇ画素×２とＢ画素×２とに囲まれたＷ画素）との出力段差をそれぞれ抑制することができるようになる。
（変形例）
　上述した例は、Ｒ画素及びＢ画素の周囲に緑色の外周カラーフィルタ１１８Ｇを形成したカラーフィルタの配色構成を示したが、これに限られず、Ｗ画素の出力段差の抑制のため、画素Ｐの色との関係で外周カラーフィルタ１１８の種々の配色構成を採用することができる。
　図８は、本技術の一実施形態に係る光検出装置１におけるＲＧＢＷ画素配列における外周カラーフィルタの配色構成の他の例を説明するための部分平面図である。同図に示すように、本例の外周カラーフィルタ１１８の配色構成は、Ｂ画素の周囲に赤色の外周カラーフィルタ１１８Ｒが形成されて構成される。したがって、Ｗ画素の周囲のカラーフィルタ１１６の配列周期は、緑色×２と赤色×２に統一される。これにより、Ｗ画素間の出力段差を解消することができる。なお、外周カラーフィルタ１１８Ｒは、特許請求の範囲でいう第３の外周カラーフィルタに相当する。
　図９は、本技術の一実施形態に係る光検出装置１におけるＲＧＢＷ画素配列における外周カラーフィルタの配色構成の更に他の例を説明するための部分平面図である。同図に示すように、本例の外周カラーフィルタ１１８は、Ｒ画素の周囲に青色の外周カラーフィルタ１１８Ｂが形成されている。したがって、Ｗ画素の周囲のカラーフィルタ１１６の配列周期は、緑色×２及び青色×２に統一される。これにより、Ｗ画素間の出力段差を解消することができる。なお、外周カラーフィルタ１１８Ｂは、特許請求の範囲でいう第４の外周カラーフィルタに相当する。
　図１０は、本技術の一実施形態に係る光検出装置１におけるＲＧＢＷ画素配列における外周カラーフィルタの配色構成の更に他の例を説明するための部分平面図である。同図に示す外周カラーフィルタ１１８は、画素Ｐどうしがそのコーナーにおいて交差する部分Ｃに外周カラーフィルタ１１８が形成されていない点で、図６に示したものと異なっている。つまり、画素Ｐを囲む外周カラーフィルタ１１８は、必ずしも連続的に形成される必要はなく、その一部が欠けていても（不連続であっても）良い。
　画素Ｐどうしがそのコーナーにおいて交差する部分は、外周カラーフィルタ１１８の形成工程においてラウンド状に形成されやすく、その分だけ周囲の画素Ｐ（すなわちＷ画素）の有効領域面積を小さくするおそれがある。そこで、本例のように、外周カラーフィルタ１１８は画素Ｐのコーナーの交差部分Ｃを避けるように形成され、Ｗ画素の有効領域面積を確保している。これにより、Ｗ画素間の出力段差の発生を抑止する一方で、Ｗ画素の感度低下を抑止することができる。
　なお、外周カラーフィルタ１１８Ｇ２は、外周カラーフィルタ１１８Ｇ１に比較して、その幅が狭いことから、Ｗ画素の有効領域面積に与える影響を小さい。したがって、Ｒ画素どうしのコーナーの交差部分についてのみ、外周カラーフィルタ１１８Ｇ１が形成されないようにしても良い。
　次に、光検出装置１の製造工程におけるカラーフィルタ１１６の形成方法について説明する。図１１は、本技術の一実施形態に係る光検出装置の製造工程におけるカラーフィルタの形成方法の一例を説明するための図である。同図（ａ）～（ｅ）において、上段の図は、製造過程にある光検出装置１の模式的な平面図であり、下段の図は、それに対応する切断面の模式的な部分断面図である。
　まず、成膜されたＳｉ半導体層１１１の裏面はグラインドされ、その後、平坦化膜１１５が形成される（同図（ａ）。なお、図示されていないが、Ｓｉ半導体層１１１の裏面上には、遮光膜１１３が形成される。
　平坦化膜１１５の形成後、ＲＧＢのカラーフィルタ１１６がそれぞれ形成される。本例では、ＧＲＢの順番にカラーフィルタ１１６が形成されるものとする。なお、Ｗ画素については、例えばオンチップレンズ１１７の材料を用いることによって形成される。
　すなわち、平坦化膜１１５上には、緑色のカラーフィルタ材料が形成され、更にフォトマスクパターンを介して露光された後、エッチングが施される。これにより、緑色のカラーフィルタ１１６Ｇが形成されるとともにＲ画素周囲の外周カラーフィルタ１１６Ｇ１及びＢ画素周囲の外周カラーフィルタ１１６Ｇ２が同時に形成される（同図（ｂ））。
　続いて、平坦化膜１１５上に赤色のカラーフィルタ材料が形成され、更にフォトマスクパターンを介して露光された後、エッチングされ、これにより、赤色のカラーフィルタ１１６Ｒが形成される（同図（ｃ））。
　続いて、平坦化膜１１５上に赤色のカラーフィルタ材料が形成され、更にフォトマスクパターンを介して露光された後、エッチングされ、これにより、赤色のカラーフィルタ１１６Ｂが形成される（同図（ｄ）。ただし、同図（ｄ）では、Ｇ画素を説明するため、切断面が１画素分ずれている。）。
　ＲＧＢのカラーフィルタ材料を用いてカラーフィルタ１１６が形成された後、その上にオンチップレンズ１１７の透明材料が形成される。この透明材料は、Ｗ画素に対応する部分に良好に充填されるよう、その量が調整される。続いて、透明材料は、リフローされてレンズ曲面が形成され、これにより、アレイ状のオンチップレンズ１１７が形成される（同図（ｅ））。
　このように、外周カラーフィルタ１１８は、同色のカラーフィルタ１１６を形成する際に、フォロマスクパターンにより同時に形成することが可能になる。したがって、外周カラーフィルタ１１８の形成のための追加の製造工程や設備を必要としないため、製造コストの上昇を避けつつ、上述したＷ画素間での出力段差の解消を実現することができる。
　以上のように、本実施形態によれば、外周カラーフィルタ１１８を形成することにより、Ｗ画素に隣接する画素Ｐから該Ｗ画素への特定の波長帯の光の入り込みを効果的に抑制又は調整するので、Ｗ画素間の出力段差をなくすことができ又は無視できるので、再現される画像において周期的な輝度段差として現れることなく、良好な画質を得ることができるようになる。
　とりわけ、画素Ｐのカラーフィルタ１１６の色に応じて、外周カラーフィルタ１１８の幅を設定しているので、隣接する画素ＰからＷ画素への特定の波長帯の光の入り込みをより効果的に抑制又は調整できるようになる。
＜第２の実施形態＞
　本実施形態は、第１の実施形態の変形であり、Ｓｉ半導体層１１１上に形成される遮光膜１１３の幅をＲＧＢの各カラーフィルタ１１６の波長特性に合わせて規定したことを特徴としている。
　図１２は、本技術の一実施形態に係る光検出装置における画素の概略的構造を示す部分断面図である。また、図１３は、図１２に示したＲＧＢＷ画素配列における画素の遮蔽膜を説明するための部分平面図である。本実施形態に係る光検出装置１は、受光素子の開口（受光領域）を画定する遮光膜１１３の幅がカラーフィルタ１１６を透過する光の波長に応じて異なる点で、第１の実施形態に係る光検出装置１と異なっている。なお、以下では、図６に示したＲＧＢＷ画素配列における外周カラーフィルタ１１８の配色構成を例にして説明するが、これに限られず、他の配色構成であっても良い。
　すなわち、カラーフィルタ１１６を通過した光の一部は遮光膜１１３により遮られるため、光の回折が生じる。回折した光は、隣接する半導体領域１１１１へ回り込むため、混色を生じさせ、画質の低下をもたらす。このとき、回折角は、光の波長が長いほど大きくなるため、とりわけ、赤色の波長の光が透過するＲ画素において回折の影響が大きくなる。
　したがって、本実施形態では、図１２及び１３に示すように、ＲＧＢの各画素Ｐを取り囲む遮光膜１１３は、Ｒ画素を取り囲む遮光膜１１３の幅を最も細い第１の幅δ１、Ｇ画素を取り囲む遮光膜１１３の幅を第１の幅δ１より太い第２の幅δ２、及び、Ｂ画素を取り囲む遮光膜１１３の幅を第２の幅δ２より太い第３の幅δ３となるように、形成される（すなわち、δ１＜δ２＜δ３）。つまり、画素Ｐを取り囲む遮光膜１１３の幅が狭いほど、これにより画定される開口の大きさは広くなることから、回折の影響を軽減させることができる。
　また、Ｗ画素の開口を画定する遮光膜１１３の幅部分は画素Ｐの境界を中心にして左右対称であり得る。つまり、Ｗ画素とこれに隣接する画素Ｐとの境界線からＷ画素の開口を画定するために内側へ延びる部分の幅ｄは同じになる。
　以上のように、本実施形態によれば、波長ごとの回折の影響を抑えつつ、Ｗ画素に隣接する各画素Ｐの非対称性による混色の影響を更に抑制することができる。
＜第３の実施形態＞
　本実施形態は、第１又は第２の上記実施形態の変形であり、クアッドベイヤー配列をベースにＷ画素を配列したＲＧＢＷ画素配列に外周カラーフィルタ１１８を適用したことを特徴としている。
　クアッドベイヤー配列をベースにＷ画素を配列したＲＧＢＷ画素配列は、４つの画素Ｐの集合体をベイヤー配列することによりブロック画素を構成したものであり（図３（ｂ）参照）、４つの画素Ｐの集合体のそれぞれには１つのＷ画素が含まれている。このようなＲＧＢＷ画素配列でも、Ｗ画素に直接的に入射した光の量に対する該Ｗ画素への隣接する画素Ｐから入り込む光の量が３つの配列パターンごとに異なり、Ｗ画素から取り出される電気信号の出力レベルそのものに段差が生じてしまう。そこで、カラーフィルタ１１６の周囲に外周カラーフィルタ１１８を形成することにより、Ｗ画素間の出力段差を抑制する。
　図１４は、本技術の一実施形態に係る光検出装置１におけるＲＧＢＷ画素配列における外周カラーフィルタの配色構成の一例を説明するための部分平面図である。同図に示すように、ＲＧＢＷ画素配列において、Ｒ画素及びＢ画素のそれぞれには外周カラーフィルタ１１８Ｇ１及び１１８Ｇ２が形成されている。したがって、各Ｗ画素の周囲のカラーフィルタの配列周期は、緑色で統一される。また、上記実施形態と同様に、Ｒ画素の周囲の外周カラーフィルタ１１８Ｇ１の幅は、Ｂ画素の周囲の外周カラーフィルタ１１８Ｇ２の幅よりも広くなるように形成されている。
　これにより、Ｒ画素からのＷ画素への混色を更に抑制しつつ、Ｂ画素の感度の低下を抑制することができる。なお、本例では、３つのＲ画素の全てに外周カラーフィルタ１１８Ｇ１が形成されているが、Ｇ画素に隣接するＲ画素（すなわち、左上のＲ画素）については、外周カラーフィルタ１１８Ｇ１の形成が省略されても良い。
（変形例）
　図１５は、本技術の一実施形態に係る光検出装置１におけるＲＧＢＷ画素配列における外周カラーフィルタの配色構成の他の例を説明するための部分平面図である。同図に示すように、本例の外周カラーフィルタ１１８の配色構成は、Ｂ画素の周囲に赤色の外周カラーフィルタ１１８Ｒが形成されて構成される。したがって、Ｗ画素の周囲のカラーフィルタの配列周期は、緑色×２と赤色×２に統一される。これにより、Ｗ画素間の出力段差を解消することができる。
　図１６は、本技術の一実施形態に係る光検出装置１におけるＲＧＢＷ画素配列における外周カラーフィルタの配色構成の更に他の例を説明するための部分平面図である。同図に示すように、本例の外周カラーフィルタ１１８は、Ｒ画素の周囲に青色の外周カラーフィルタ１１８Ｒが形成されている。したがって、Ｗ画素の周囲のカラーフィルタの配列周期は、緑色×２及び青色×２に統一される。これにより、Ｗ画素間の出力段差を解消することができる。
　なお、本実施形態では、Ｓｉ半導体層１１１上に形成される遮光膜１１３の幅は一定であるものとしたが、これに限られず、第２の実施形態で示されたように、遮光膜１１３の幅は、ＲＧＢの各カラーフィルタ１１６の波長特性に合わせて適宜に設定されても良い。
＜４．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。
　図１７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。
　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１７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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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１７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。
　図１８は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図１８では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５を有する。
　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。
　なお、図１８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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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、例えば、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、図１に示す光検出装置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、Ｗ画素間の出力段差が抑制され、より忠実でかつ見易い撮影画像を得ることを得ることができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。
＜５．まとめ＞
　上記各実施形態は、本技術を説明するための例示であり、本技術をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本技術は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施することができる。
　例えば、本明細書に開示される方法においては、その結果に矛盾が生じない限り、ステップ、動作又は機能を並行して又は異なる順に実施しても良い。説明されたステップ、動作及び機能は、単なる例として提供されており、ステップ、動作及び機能のうちのいくつかは、技術の要旨を逸脱しない範囲で、省略でき、また、互いに結合させることで一つのものとしてもよく、また、他のステップ、動作又は機能を追加してもよい。
　また、本明細書では、さまざまな実施形態が開示されているが、一の実施形態における特定のフィーチャ（技術的事項）を、適宜改良しながら、他の実施形態に追加し、又は該他の実施形態における特定のフィーチャと置換することができ、そのような形態も本発明の要旨に含まれる。
　また、本技術は、以下のような技術的事項を含み構成されても良い。
（１）
　複数の画素がアレイ状に配列された画素アレイ部を備える光検出装置であって、
　前記複数の画素のそれぞれは、
　受光した光に応じた電気信号を生成可能な光電変換素子と、
　前記光を受光する前記光電変換素子の受光面上に所定のカラーフィルタパターンに従って形成された、前記光のうちの特定の波長帯の光を透過するカラーフィルタと、を備え
　前記複数の画素は、
　第１の波長帯の光を透過する第１のカラーフィルタを備えた第１の画素と、
　前記第１の画素に隣接して第２の波長帯の光を透過する第２のカラーフィルタを備える第２の画素と、
　前記第１の画素に隣接して前記第２の波長帯のピーク波長よりも短いピーク波長の第３の波長帯の光を透過する第３のカラーフィルタを備える第３の画素と、
　前記第１の画素に隣接して前記第３の波長帯のピーク波長よりも短いピーク波長の第４の波長帯の光を透過する第４のカラーフィルタを備える第４の画素と、を含み、
　前記第２の画素は、前記第２のカラーフィルタの周囲を囲むように形成された前記第３の波長帯の光を透過する第１の外周カラーフィルタを含む、
光検出装置。
（２）
　前記第４の画素は、前記第２のカラーフィルタの周囲を囲むように形成された前記第３の波長帯の光を透過する第２の外周カラーフィルタを含む、
前記（１）に記載の光検出装置。
（３）
　前記受光面に平行な面において、前記第１の外周カラーフィルタの幅は、前記第２の外周カラーフィルタの幅よりも広い、
前記（２）に記載の光検出装置。
（４）
　前記第１の外周カラーフィルタは、前記第２の画素のコーナーどうしが交差する部分を避けるように形成され、
　前記第２の外周カラーフィルタは、前記第４の画素のコーナーどうしが交差する部分を避けるように形成される、
前記（２）又は（３）に記載の光検出装置。
（５）
　前記複数の画素のそれぞれは、前記光電変換素子の受光面と前記カラーフィルタとの間に形成され前記光電変換素子の受光領域を画定する遮光膜を有する、
前記（１）から（３）のいずれか一つに記載の光検出装置。
（６）
　前記遮光膜の幅は、前記画素に形成される前記カラーフィルタが透過する前記光の前記特定の波長に応じて規定される、
前記（５）に記載の光検出装置。
（７）
　前記第２の画素の前記遮光膜により画定される前記受光領域は、前記第４の画素の前記遮光膜により画定される前記受光領域よりも広い、
前記（６）に記載の光検出装置。
（８）
　複数の画素がアレイ状に配列された画素アレイ部を備える光検出装置であって、
　前記複数の画素のそれぞれは、
　受光した光に応じた電気信号を生成可能な光電変換素子と、
　前記光を受光する前記光電変換素子の受光面上に所定のカラーフィルタパターンに従って形成された、前記光のうちの特定の波長帯の光を透過するカラーフィルタと、を備え、
　前記複数の画素は、
　第１の波長帯の光を透過する第１のカラーフィルタを備えた第１の画素と、
　前記第１の画素に隣接して第２の波長帯の光を透過する第２のカラーフィルタを備える第２の画素と、
　前記第１の画素に隣接して前記第２の波長帯のピーク波長よりも短いピーク波長の第３の波長帯の光を透過する第３のカラーフィルタを備える第３の画素と、
　前記第１の画素に隣接して前記第３の波長帯のピーク波長よりも短いピーク波長の第４の波長帯の光を透過する第４のカラーフィルタを備える第４の画素と、を含み、
　前記第４の画素は、前記第２のカラーフィルタの周囲を囲むように形成された前記第２の波長帯の光を透過する第３の外周カラーフィルタを含む、
光検出装置。
（９）
　複数の画素がアレイ状に配列された画素アレイ部を備える光検出装置であって、
　前記複数の画素のそれぞれは、
　受光した光に応じた電気信号を生成可能な光電変換素子と、
　前記光を受光する前記光電変換素子の受光面上に所定のカラーフィルタパターンに従って形成された、前記光のうちの特定の波長帯の光を透過するカラーフィルタと、を備え
　前記複数の画素は、
　第１の波長帯の光を透過する第１のカラーフィルタを備えた第１の画素と、
　前記第１の画素に隣接して第２の波長帯の光を透過する第２のカラーフィルタを備える第２の画素と、
　前記第１の画素に隣接して前記第２の波長帯のピーク波長よりも短いピーク波長の第３の波長帯の光を透過する第３のカラーフィルタを備える第３の画素と、
　前記第１の画素に隣接して前記第３の波長帯のピーク波長よりも短いピーク波長の第４の波長帯の光を透過する第４のカラーフィルタを備える第４の画素と、を含み、
　前記第２の画素は、前記第２のカラーフィルタの周囲を囲むように形成された前記第２の波長帯の光を透過する第４の外周カラーフィルタを含む、
光検出装置。
（１０）
　前記複数の画素の配列は、ベイヤー配列をベースに前記第１の画素を配列したＲＧＢＷ画素配列である、
前記（１）から（９）のいずれか一つに記載の光検出装置。
（１１）
　前記複数の画素の配列は、クアッドベイヤー配列をベースに前記第１の画素を配列したＲＧＢＷ画素配列である、
前記（１）から（９）のいずれか一つに記載の光検出装置。
１…光検出装置
１１…第１半導体基板
　１１１…Ｓｉ半導体層
　　１１１１…半導体領域
　　１１１２…シリコン酸化膜
　１１２…配線層
　１１３…遮光膜
　１１４…画素分離部
　１１５…平坦化膜
　１１６…カラーフィルタ
　１１７…オンチップレンズ
　１１８…外周カラーフィルタ
１２…第２半導体基板１２
　１２１…Ｓｉ半導体層
　１２２…配線層
１３…画素アレイ部
Ｐ…画素

Claims (11)

  1. 　複数の画素がアレイ状に配列された画素アレイ部を備える光検出装置であって、
    　前記複数の画素のそれぞれは、
    　受光した光に応じた電気信号を生成可能な光電変換素子と、
    　前記光を受光する前記光電変換素子の受光面上に所定のカラーフィルタパターンに従って形成された、前記光のうちの特定の波長帯の光を透過するカラーフィルタと、を備え
    　前記複数の画素は、
    　第１の波長帯の光を透過する第１のカラーフィルタを備えた第１の画素と、
    　前記第１の画素に隣接して第２の波長帯の光を透過する第２のカラーフィルタを備える第２の画素と、
    　前記第１の画素に隣接して前記第２の波長帯のピーク波長よりも短いピーク波長の第３の波長帯の光を透過する第３のカラーフィルタを備える第３の画素と、
    　前記第１の画素に隣接して前記第３の波長帯のピーク波長よりも短いピーク波長の第４の波長帯の光を透過する第４のカラーフィルタを備える第４の画素と、を含み、
    　前記第２の画素は、前記第２のカラーフィルタの周囲を囲むように形成された前記第３の波長帯の光を透過する第１の外周カラーフィルタを含む、
    光検出装置。
  2. 　前記第４の画素は、前記第２のカラーフィルタの周囲を囲むように形成された前記第３の波長帯の光を透過する第２の外周カラーフィルタを含む、
    請求項１に記載の光検出装置。
  3. 　前記受光面に平行な面において、前記第１の外周カラーフィルタの幅は、前記第２の外周カラーフィルタの幅よりも広い、
    請求項２に記載の光検出装置。
  4. 　前記第１の外周カラーフィルタは、前記第２の画素のコーナーどうしが交差する部分を避けるように形成され、
    　前記第２の外周カラーフィルタは、前記第４の画素のコーナーどうしが交差する部分を避けるように形成される、
    請求項２に記載の光検出装置。
  5. 　前記複数の画素のそれぞれは、前記光電変換素子の受光面と前記カラーフィルタとの間に形成され前記光電変換素子の受光領域を画定する遮光膜を有する、
    請求項３に記載の光検出装置。
  6. 　前記遮光膜の幅は、前記画素に形成される前記カラーフィルタが透過する前記光の前記特定の波長に応じて規定される、
    請求項５に記載の光検出装置。
  7. 　前記第２の画素の前記遮光膜により画定される前記受光領域は、前記第４の画素の前記遮光膜により画定される前記受光領域よりも広い、
    請求項６に記載の光検出装置。
  8. 　複数の画素がアレイ状に配列された画素アレイ部を備える光検出装置であって、
    　前記複数の画素のそれぞれは、
    　受光した光に応じた電気信号を生成可能な光電変換素子と、
    　前記光を受光する前記光電変換素子の受光面上に所定のカラーフィルタパターンに従って形成された、前記光のうちの特定の波長帯の光を透過するカラーフィルタと、を備え、
    　前記複数の画素は、
    　第１の波長帯の光を透過する第１のカラーフィルタを備えた第１の画素と、
    　前記第１の画素に隣接して第２の波長帯の光を透過する第２のカラーフィルタを備える第２の画素と、
    　前記第１の画素に隣接して前記第２の波長帯のピーク波長よりも短いピーク波長の第３の波長帯の光を透過する第３のカラーフィルタを備える第３の画素と、
    　前記第１の画素に隣接して前記第３の波長帯のピーク波長よりも短いピーク波長の第４の波長帯の光を透過する第４のカラーフィルタを備える第４の画素と、を含み、
    　前記第４の画素は、前記第２のカラーフィルタの周囲を囲むように形成された前記第２の波長帯の光を透過する第３の外周カラーフィルタを含む、
    光検出装置。
  9. 　複数の画素がアレイ状に配列された画素アレイ部を備える光検出装置であって、
    　前記複数の画素のそれぞれは、
    　受光した光に応じた電気信号を生成可能な光電変換素子と、
    　前記光を受光する前記光電変換素子の受光面上に所定のカラーフィルタパターンに従って形成された、前記光のうちの特定の波長帯の光を透過するカラーフィルタと、を備え
    　前記複数の画素は、
    　第１の波長帯の光を透過する第１のカラーフィルタを備えた第１の画素と、
    　前記第１の画素に隣接して第２の波長帯の光を透過する第２のカラーフィルタを備える第２の画素と、
    　前記第１の画素に隣接して前記第２の波長帯のピーク波長よりも短いピーク波長の第３の波長帯の光を透過する第３のカラーフィルタを備える第３の画素と、
    　前記第１の画素に隣接して前記第３の波長帯のピーク波長よりも短いピーク波長の第４の波長帯の光を透過する第４のカラーフィルタを備える第４の画素と、を含み、
    　前記第２の画素は、前記第２のカラーフィルタの周囲を囲むように形成された前記第２の波長帯の光を透過する第４の外周カラーフィルタを含む、
    光検出装置。
  10. 　前記複数の画素の配列は、ベイヤー配列をベースに前記第１の画素を配列したＲＧＢＷ画素配列である、
    請求項１に記載の光検出装置。
  11. 　前記複数の画素の配列は、クアッドベイヤー配列をベースに前記第１の画素を配列したＲＧＢＷ画素配列である、
    請求項１に記載の光検出装置。
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JP2020150267A (ja) * 2020-05-21 2020-09-17 ソニー株式会社 固体撮像装置、電子機器、及び、固体撮像装置の製造方法

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