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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024174999
(43)【公開日】2024-12-17
(54)【発明の名称】撮像装置
(51)【国際特許分類】
H01L 27/146 20060101AFI20241210BHJP
H04N 25/70 20230101ALI20241210BHJP
【ＦＩ】
H01L27/146 A
H01L27/146 D
H04N25/70
【審査請求】有
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024157836
(22)【出願日】2024-09-11
(62)【分割の表示】P 2019188723の分割
【原出願日】2019-10-15
(71)【出願人】
【識別番号】316005926
【氏名又は名称】ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001357
【氏名又は名称】弁理士法人つばさ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】星 博則
(72)【発明者】
【氏名】正垣 敦
(57)【要約】
【課題】画素信号におけるノイズをより抑制することが可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】本開示の一実施形態に係る撮像装置は、入射光を光電変換する光電変換部、光電変換部にて光電変換された電荷を蓄積する電荷保持部、及び電荷を読み出す読出回路が設けられた半導体基板と、半導体基板の一主面の上に設けられた第１遮光膜と、第１遮光膜を貫通して半導体基板の一主面の法線方向に延伸するコンタクトと、コンタクトと、半導体基板に設けられた電界効果トランジスタのソース又はドレインとを電気的に接続するコンタクト配線層と、を備え、半導体基板の一主面は、光電変換部、及び電荷保持部を少なくとも含む電荷蓄積領域と、読出回路を含む非電荷蓄積領域とからなり、コンタクト配線層は、非電荷蓄積領域まで延伸されており、非電荷蓄積領域にてコンタクトと電気的に接続する。
【選択図】図１１
【解決手段】本開示の一実施形態に係る撮像装置は、入射光を光電変換する光電変換部、光電変換部にて光電変換された電荷を蓄積する電荷保持部、及び電荷を読み出す読出回路が設けられた半導体基板と、半導体基板の一主面の上に設けられた第１遮光膜と、第１遮光膜を貫通して半導体基板の一主面の法線方向に延伸するコンタクトと、コンタクトと、半導体基板に設けられた電界効果トランジスタのソース又はドレインとを電気的に接続するコンタクト配線層と、を備え、半導体基板の一主面は、光電変換部、及び電荷保持部を少なくとも含む電荷蓄積領域と、読出回路を含む非電荷蓄積領域とからなり、コンタクト配線層は、非電荷蓄積領域まで延伸されており、非電荷蓄積領域にてコンタクトと電気的に接続する。
【選択図】図１１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
入射光を光電変換する光電変換部、前記光電変換部にて光電変換された電荷を蓄積する電荷保持部、及び前記電荷を読み出す読出回路が設けられた半導体基板と、
前記半導体基板の一主面の上に設けられた第１遮光層と、
前記第１遮光層を貫通して前記半導体基板の一主面の法線方向に延伸するコンタクトと、
前記コンタクトと、前記半導体基板に設けられた電界効果トランジスタのソース又はドレインとを電気的に接続するコンタクト配線層と、
を備え、
前記半導体基板の一主面は、前記光電変換部、及び前記電荷保持部を少なくとも含む電荷蓄積領域と、前記読出回路を含む非電荷蓄積領域とからなり、
前記コンタクト配線層は、前記非電荷蓄積領域まで延伸されており、前記非電荷蓄積領域にて前記コンタクトと電気的に接続する、撮像装置。
前記半導体基板の一主面の上に設けられた第１遮光層と、
前記第１遮光層を貫通して前記半導体基板の一主面の法線方向に延伸するコンタクトと、
前記コンタクトと、前記半導体基板に設けられた電界効果トランジスタのソース又はドレインとを電気的に接続するコンタクト配線層と、
を備え、
前記半導体基板の一主面は、前記光電変換部、及び前記電荷保持部を少なくとも含む電荷蓄積領域と、前記読出回路を含む非電荷蓄積領域とからなり、
前記コンタクト配線層は、前記非電荷蓄積領域まで延伸されており、前記非電荷蓄積領域にて前記コンタクトと電気的に接続する、撮像装置。
【請求項2】
前記非電荷蓄積領域の前記半導体基板には、素子分離層がさらに設けられ、
前記コンタクト配線層は、前記素子分離層の上で前記コンタクトと電気的に接続する、請求項１に記載の撮像装置。
前記コンタクト配線層は、前記素子分離層の上で前記コンタクトと電気的に接続する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項3】
前記第１遮光層は、前記半導体基板の一主面のうち前記光電変換部に対応する領域を除いた領域に設けられる、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項4】
前記コンタクト配線層は、導電型不純物を含むポリシリコンで設けられる、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項5】
前記コンタクトとの接続部の前記コンタクト配線層には、シリサイド層がさらに設けられる、請求項４に記載の撮像装置。
【請求項6】
前記光電変換部には、前記第１遮光層が設けられた側から前記入射光が入射する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項7】
前記光電変換部には、前記第１遮光層が設けられた側と反対側から前記入射光が入射する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項8】
前記電界効果トランジスタは、前記光電変換部、又は前記電荷保持部からの電荷の転送を制御する電界効果トランジスタである、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項9】
前記半導体基板には、前記光電変換部をそれぞれ含む画素が複数配列されており、
前記電界効果トランジスタは、互いに離隔された前記画素の間に設けられた電界効果トランジスタである、請求項１に記載の撮像装置。
前記電界効果トランジスタは、互いに離隔された前記画素の間に設けられた電界効果トランジスタである、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項10】
前記半導体基板の前記一主面とは反対の面側に設けられると共に、前記光電変換部の受光部に対応する領域および前記コンタクトが設けられている領域に開口を有する第２遮光層をさらに備える
請求項１に記載の撮像装置。
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項11】
第２遮光層の前記開口は、前記非電荷蓄積領域に設けられる
請求項１０に記載の撮像装置。
請求項１０に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、撮像装置の高感度化が増々進んでいる。そのため、撮像装置の内部での光の反射によって生じる隣接画素間のクロストークの影響も大きくなっている。
【0003】
そこで、撮像装置の内部に遮光膜を設けることで、撮像装置の内部における迷光を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１１－２１６９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
したがって、撮像装置では、内部で反射した光によって被写体からの光に依らない電荷が生じないように、内部で生じた反射光をより効果的に遮蔽することが望まれる。
【0006】
よって、画素信号におけるノイズをより抑制することが可能な撮像装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一実施形態に係る撮像装置は、入射光を光電変換する光電変換部、光電変換部にて光電変換された電荷を蓄積する電荷保持部、及び電荷を読み出す読出回路が設けられた半導体基板と、半導体基板の一主面の上に設けられた第１遮光膜と、第１遮光膜を貫通して半導体基板の一主面の法線方向に延伸するコンタクトと、コンタクトと、半導体基板に設けられた電界効果トランジスタのソース又はドレインとを電気的に接続するコンタクト配線層と、を備え、半導体基板の一主面は、光電変換部、及び電荷保持部を少なくとも含む電荷蓄積領域と、読出回路を含む非電荷蓄積領域とからなり、コンタクト配線層は、非電荷蓄積領域まで延伸されており、非電荷蓄積領域にてコンタクトと電気的に接続する。
【0008】
本開示の一実施形態に係る撮像措置では、光電変換部又は電荷保持部などへの反射光の入射をより効率的に遮蔽することができる。これにより、例えば、本開示の一実施形態に係る撮像措置では、内部での反射光に起因して新たな電荷が生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示に係る技術が適用される撮像装置の全体構成を説明する模式的な説明図である。
【図2】本開示の第１の実施形態に係る撮像装置における画素の構成を示す縦断面図である。
【図3】同実施形態に係る張出部の第１の構成例を示す縦断面図である。
【図4A】第１の構成例に係る張出部の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図4B】第１の構成例に係る張出部の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図4C】第１の構成例に係る張出部の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図4D】第１の構成例に係る張出部の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図5】同実施形態に係る張出部の第２の構成例を示す縦断面図である。
【図6A】第２の構成例に係る張出部の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図6B】第２の構成例に係る張出部の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図6C】第２の構成例に係る張出部の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図6D】第２の構成例に係る張出部の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図6E】第２の構成例に係る張出部の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図7】同実施形態に係る技術を適用可能な撮像装置の一例を示す縦断面図である。
【図8】同実施形態に係る技術を適用可能な撮像装置の一例を示す縦断面図である。
【図9】同実施形態に係る技術を適用可能な撮像装置の一例を示す縦断面図である。
【図10】同実施形態に係る技術を適用可能な撮像装置の一例を示す縦断面図である。
【図11】本開示の第２の実施形態に係る撮像装置の画素の一例を示す平面図である。
【図14A】コンタクト配線層の第１の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図14B】コンタクト配線層の第１の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図14C】コンタクト配線層の第１の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図14D】コンタクト配線層の第１の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図14E】コンタクト配線層の第１の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図14F】コンタクト配線層の第１の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図14G】コンタクト配線層の第１の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図14H】コンタクト配線層の第１の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図15A】コンタクト配線層の第２の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図15B】コンタクト配線層の第２の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図15C】コンタクト配線層の第２の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図15D】コンタクト配線層の第２の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図15E】コンタクト配線層の第２の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図15F】コンタクト配線層の第２の形成方法の一工程を説明する縦断面図である。
【図16】同実施形態に係る技術を適用可能な撮像装置の一例を示す縦断面図である。
【図17】同実施形態に係る技術を適用可能な撮像装置の一例を示す縦断面図である。
【図18】同実施形態に係る技術を適用可能な撮像装置の一例を示す縦断面図である。
【図19】本開示の第１又は第２の実施形態に係る撮像装置を備えた撮像システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【図21】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22】車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【図23】内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【図24】カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本開示における実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下で説明する実施形態は本開示の一具体例であって、本開示にかかる技術が以下の態様に限定されるものではない。また、本開示の各図に示す各構成要素の配置、寸法、及び寸法比等についても、各図に示すものに限定されるものではない。
【0011】
なお、説明は以下の順序で行う。
１．撮像装置の全体構成
２．第１の実施形態
２．１．画素の構成
２．２．張出部の構成例
２．３．変形例
３．第２の実施形態
３．１．画素の構成
３．２．コンタクト配線層の構成例
３．３．コンタクト配線層の形成方法
３．４．変形例
４．適用例
１．撮像装置の全体構成
２．第１の実施形態
２．１．画素の構成
２．２．張出部の構成例
２．３．変形例
３．第２の実施形態
３．１．画素の構成
３．２．コンタクト配線層の構成例
３．３．コンタクト配線層の形成方法
３．４．変形例
４．適用例
【0012】
＜１．撮像装置の全体構成＞
まず、図１を参照して、本開示に係る技術が適用される撮像装置の全体構成について説明する。図１は、本開示に係る技術が適用される撮像装置の全体構成を説明する模式的な説明図である。
まず、図１を参照して、本開示に係る技術が適用される撮像装置の全体構成について説明する。図１は、本開示に係る技術が適用される撮像装置の全体構成を説明する模式的な説明図である。
【0013】
図１に示すように、本開示に係る技術が適用される撮像装置１は、例えば、画素２を行列状に二次元配列させた画素アレイ部３と、垂直駆動回路４と、カラム信号処理回路５と、水平駆動回路６と、出力回路７と、制御回路８とを備える。
【0014】
画素アレイ部３、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、水平駆動回路６、出力回路７、及び制御回路８は、例えば、シリコン（Ｓｉ）などの半導体基板に設けられる。画素アレイ部３、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、水平駆動回路６、出力回路７、及び制御回路８は、１つの半導体基板に設けられてもよく、２以上の半導体基板に分けて設けられてもよい。
【0015】
画素２は、光電変換部と、光電変換部にて生成された電荷を画素信号に変換する画素回路とを備える。光電変換部は、例えば、フォトダイオードなどを含む。画素回路は、例えば、転送トランジスタ、増幅トランジスタ、選択トランジスタ、及びリセットトランジスタなどの４つのＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含む。
【0016】
また、画素２は、グローバルシャッタ動作を実現するために、電荷保持部をさらに備えていてもよい。グローバルシャッタ動作は、撮像に有効な画素２の全てで同時に露光を開始し、かつ同時に露光を終了するシャッタ動作である。電荷保持部は、全画素同時の露光で光電変換された電荷を画素２の各々からの画素信号の取り出しまで一時的に保持することができる。
【0017】
なお、画素２は、画素共有構造にて設けられてもよい。画素共有構造とは、隣接する複数の画素２の間で画素回路の一部又は全部を共有する構造である。例えば、隣接する複数の画素２は、増幅トランジスタ、選択トランジスタ、及びリセットトランジスタを共有してもよい。このような場合、隣接する複数の画素２の各々は、フォトダイオードと、転送トランジスタと、隣接する複数の画素２で共有される１つのフローティングディフュージョンと、同様に共有される１つの増幅トランジスタと、同様に共有される１つの選択トランジスタと、同様に共有される１つのリセットトランジスタとによって構成される。
【0018】
制御回路８は、撮像装置１の各部の動作を制御する。具体的には、制御回路８は、垂直同期信号、水平同期信号、及びマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、及び水平駆動回路６などの動作の基準となるクロック信号及び制御信号を生成する。また、制御回路８は、生成したクロック信号及び制御信号を垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、及び水平駆動回路６などに出力する。
【0019】
垂直駆動回路４は、例えば、シフトレジスタなどを含む。垂直駆動回路４は、画素駆動配線１０を選択し、選択した画素駆動配線１０にパルス信号を供給することで、行単位で画素２を駆動させる。具体的には、垂直駆動回路４は、画素アレイ部３に含まれる画素２の各々を行単位で垂直方向に順次、選択走査する。これにより、垂直駆動回路４は、光電変換された電荷量に応じた画素信号を画素２の各々から取り出し、カラム信号処理回路５に供給することができる。
【0020】
カラム信号処理回路５は、画素アレイ部３の画素２の列ごとに設けられ、画素２の列ごとに画素２から出力される画素信号に対してノイズ除去処理等を行う。例えば、カラム信号処理回路５は、画素信号に対して、画素２に固有の固定パターンノイズを除去するための相関二重サンプリング（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ：ＣＤＳ）処理、及びＡＤ（Ａｎａｌｏｇ－Ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理等を行ってもよい。
【0021】
水平駆動回路６は、例えば、シフトレジスタなどを含む。水平駆動回路６は、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路５の各々を順次選択し、カラム信号処理回路５の各々から水平信号線１１に画素信号を出力させる。
【0022】
出力回路７は、水平信号線１１を介してカラム信号処理回路５の各々から順次供給された画素信号を撮像装置１の外部に出力する。例えば、出力回路７は、カラム信号処理回路５の各々から供給された画素信号に対して、バッファリング、黒レベル調整、又は列ばらつき補正などの各種デジタル信号処理などを行った後、信号処理後の画素信号を撮像装置１の外部に出力してもよい。
【0023】
以上の構成を備える撮像装置１は、ＣＤＳ処理、及びＡＤ変換処理を行うカラム信号処理回路５が画素２の列ごとに設けられた、いわゆるカラムＡＤ方式のＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭＯＳ）イメージセンサである。
【0024】
本開示に係る技術は、例えば、上記の構成を備える撮像装置１に適用することができる。本開示に係る技術によれば、撮像装置１は、撮像装置１の内部にて生じた迷光を効果的に遮蔽することによって、光電変換部又は電荷保持部に該迷光が入射することを抑制することができる。これによれば、本開示に係る技術を適用した撮像装置１では、隣接する画素２の間でのクロストークなどをさらに抑制することができる。
【0025】
＜２．第１の実施形態＞
（２．１．画素の構成）
次に、図２を参照して、本開示の第１の実施形態に係る撮像装置１における画素２の構成について説明する。図２は、本実施形態に係る撮像装置１における画素２の構成を示す縦断面図である。
（２．１．画素の構成）
次に、図２を参照して、本開示の第１の実施形態に係る撮像装置１における画素２の構成について説明する。図２は、本実施形態に係る撮像装置１における画素２の構成を示す縦断面図である。
【0026】
図２に示すように、撮像装置１は、例えば、半導体基板３０と、多層配線層２０とを備える。
【0027】
半導体基板３０は、シリコンなどの半導体で構成される基板である。半導体基板３０は、例えば、画素２ごとに光電変換部（ＰＤ）３１、及び電荷保持部（ＭＥＭ）３２を含む。光電変換部３１、及び電荷保持部３２は、例えば、半導体基板３０の第１導電型（例えば、ｐ型）領域の内部に第２導電型（例えば、ｎ型）領域を設けることで構成され得る。
【0028】
光電変換部３１は、例えば、フォトダイオードであり、画素２に入射した光を光電変換することで、電荷を生成する。また、電荷保持部３２は、光電変換部３１にて生成された電荷を保持することが可能な領域である。電荷保持部３２は、画素２が順次駆動されて画素信号が読み出されるまでの間、光電変換部３１にて生成された電荷を一時的に保持することができる。したがって、撮像装置１は、画素２ごとに電荷保持部３２が設けられることによって、全画素同時露光を行うグローバルシャッタ動作を実現することができる。
【0029】
多層配線層２０は、半導体基板３０の受光面側と反対側の一主面に設けられる。多層配線層２０は、例えば、複数の配線層２１と、複数の配線層２１を積層方向に絶縁する複数の層間絶縁層２２と、層間絶縁層２２を貫通して設けられることで複数の配線層２１を電気的に接続する複数のコンタクトプラグ２３とを含む。多層配線層２０には、例えば、画素回路に含まれる転送トランジスタ、増幅トランジスタ、選択トランジスタ、及びリセットトランジスタのなどのトランジスタＴｒ、及びトランジスタＴｒの各々を電気的に接続する配線が設けられる。
【0030】
また、半導体基板３０の電荷保持部３２が設けられた領域の下方の多層配線層２０には、電荷保持部３２への電荷の転送又は取り出しを制御する転送トランジスタのゲート電極２５が設けられる。転送トランジスタのゲート電極２５は、コンタクトプラグ２６を介して配線層２１と電気的に接続されており、配線層２１から印加される電圧によって、電荷保持部３２への電荷の転送又取り出しを制御することができる。
【0031】
ここで、電荷を一時保持する電荷保持部３２に迷光等が入射した場合、電荷保持部３２で新たに電荷が生成されることで、電荷保持部３２にて保持される電荷量が増加してしまうことがある。そこで、撮像装置１では、半導体基板３０に遮光構造３３が設けられ、多層配線層２０に配線遮光膜２４が設けられることで、電荷保持部３２への光の入射を抑制している。
【0032】
遮光構造３３は、例えば、第１遮光膜３３Ａ、第２遮光膜３３Ｂ、及び第３遮光膜３３Ｃを含み、タングステン（Ｗ）などの遮光性を有する金属にて、電荷保持部３２が設けられた領域を覆うように設けられる。
【0033】
第１遮光膜３３Ａは、電荷保持部３２と光電変換部３１との間に半導体基板３０の厚み方向に延伸して設けられる。第１遮光膜３３Ａは、光電変換部３１にて吸収されずに半導体基板３０を透過した光が電荷保持部３２に入射することを防止するために設けられる。
【0034】
第２遮光膜３３Ｂは、電荷保持部３２が設けられた領域に対応して半導体基板３０の一主面に面内方向に延伸して設けられる。第２遮光膜３３Ｂは、半導体基板３０の受光面側から入射した光が直接的又は間接的に電荷保持部３２に入射することを防止することができる。
【0035】
第３遮光膜３３Ｃは、隣接する画素２の光電変換部３１と電荷保持部３２との間に設けられる。第３遮光膜３３Ｃは、隣接する画素２に入射した光が半導体基板３０を透過して電荷保持部３２に入射することを防止することができる。
【0036】
配線遮光膜２４は、転送トランジスタのゲート電極２５を多層配線層２０側から覆うように設けられる。配線遮光膜２４は、光電変換部３１にて吸収されずに半導体基板３０を透過し、配線層２１にて反射された光が多層配線層２０側から電荷保持部３２に入射することを防止することができる。
【0037】
また、配線遮光膜２４には、コンタクトプラグ２６を転送トランジスタのゲート電極２５に接続するための開口部２４Ａが設けられる。そのため、コンタクトプラグ２６が通過する開口部２４Ａを介して、配線層２１にて反射された光が電荷保持部３２に入射する可能性がある。
【0038】
そのため、本実施形態では、転送トランジスタのゲート電極２５と電気的に接続するコンタクトプラグ２６に半導体基板３０の面内方向に張り出し、開口部２４Ａを覆う張出部２７を設ける。具体的には、張出部２７は、開口部２４Ａが設けられた領域よりも大きな領域に設けられ、かつ半導体基板３０の一主面を平面視した際に、配線遮光膜２４が設けられた領域と一部重なるように設けられる。これによれば、電荷保持部３２は、多層配線層２０側からの反射光を配線遮光膜２４、及び張出部２７の双方にて二重に遮光することができる。したがって、本実施形態によれば、電荷保持部３２に入射する迷光を抑制することで、隣接する画素２の間でのクロストーク、又は解像度若しくは色再現特性の低下等を抑制することができる。
【0039】
なお、半導体基板３０の受光面側の一主面の上には、光の透過性が高い絶縁性材料によって、層間絶縁層４１がさらに設けられる。層間絶縁層４１は、例えば、可視光帯域の光の透過率がおおよそ７０％以上である絶縁性材料にて形成されてもよい。または、層間絶縁層４１は、入射光の反射を抑制するために、半導体基板３０の屈折率よりも小さい屈折率を有する絶縁性材料にて形成されてもよい。
【0040】
層間絶縁層４１は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化プラセオジム（Ｐｒ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化ネオジム（Ｎｄ２Ｏ３）、酸化プロメチウム（Ｐｍ２Ｏ３）、酸化サマリウム（Ｓｍ２Ｏ３）、酸化ユウロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）、酸化テルビウム（Ｔｂ２Ｏ３）、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）、酸化ホルミウム（Ｈｏ２Ｏ３）、酸化ツリウム（Ｔｍ２Ｏ３）、酸化イッテルビウム（Ｙｂ２Ｏ３）、酸化ルテチウム（Ｌｕ２Ｏ３）、又は酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などの絶縁性材料にて形成されてもよい。
【0041】
層間絶縁層４１の受光面側には、副オンチップレンズ４２がさらに設けられる。副オンチップレンズ４２は、入射光の光電変換部３１に効率よく光を入射させるために画素２への入射光を集光する凸レンズとして設けられる。副オンチップレンズ４２は、例えば、可視光帯域における光透過性が７０％以上となるように、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン－アクリル共重合系樹脂、又はシロキサン系樹脂などの透明な有機樹脂にて形成されてもよい。また、副オンチップレンズ４２は、有機樹脂などで形成された平坦化膜４３にて埋め込まれていてもよい。
【0042】
画素２の間の層間絶縁層４１、副オンチップレンズ４２、及び平坦化膜４３には、層間絶縁層４１、副オンチップレンズ４２、及び平坦化膜４３を貫通するように画素分離構造４６が設けられる。画素分離構造４６は、例えば、タングステン（Ｗ）などの遮光性を有する金属にて形成される。画素分離構造４６は、画素２の間を斜めに入射する光を遮蔽することで、隣接する画素２の間でのクロストークを抑制することができる。
【0043】
平坦化膜４３の受光面側には、カラーフィルタ層４４を介して主オンチップレンズ４５がさらに設けられる。主オンチップレンズ４５は、副オンチップレンズ４２と共に画素２における入射光の光電変換部３１への集光性を高めることができる。
【0044】
カラーフィルタ層４４は、例えば、赤色、緑色、又は青色の顔料又は染料を含む樹脂を平坦化膜４３の受光面側に塗布することで形成されてもよい。カラーフィルタ層４４は、例えば、赤色、緑色、又は青色の各色がベイヤー配列となるように設けられてもよく、赤色、緑色、又は青色の各色をその他の配列となるように設けられてもよい。
【0045】
主オンチップレンズ４５は、副オンチップレンズ４２と同様に、入射光の光電変換部３１に効率よく光を入射させるために画素２への入射光を集光する凸レンズとして設けられる。主オンチップレンズ４５は、例えば、可視光帯域における光透過性が７０％以上となるように、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン－アクリル共重合系樹脂、又はシロキサン系樹脂などの透明な有機樹脂にて形成されてもよい。
【0046】
本実施形態に係る撮像装置１では、電荷保持部３２に保持された電荷の出入りを制御する転送トランジスタのゲート電極２５に電気的に接続するコンタクトプラグ２６に半導体基板３０の面内方向に張り出す張出部２７を設ける。これによれば、コンタクトプラグ２６を通過させるために配線遮光膜２４に設けた開口部２４Ａを張出部２７にて覆うことができるため、電荷保持部３２に入射する迷光をさらに抑制することができる。
【0047】
【0048】
（第１の構成例）
まず、図３を参照して、張出部２７の第１の構成例について説明する。図３は、張出部２７の第１の構成例を示す縦断面図である。図３では、図に正対して下方向が半導体基板３０側（すなわち、受光面側）であり、図に正対して上方向が多層配線層２０側である。
まず、図３を参照して、張出部２７の第１の構成例について説明する。図３は、張出部２７の第１の構成例を示す縦断面図である。図３では、図に正対して下方向が半導体基板３０側（すなわち、受光面側）であり、図に正対して上方向が多層配線層２０側である。
【0049】
図３に示すように、例えば、電荷保持部３２に保持された電荷の出入りを制御する転送トランジスタは、半導体基板３０に埋め込まれたゲート電極２５０を有する埋め込み型の電界トランジスタとして設けられてもよい。
【0050】
ゲート電極２５０は、例えば、ポリシリコンなどで設けられ、半導体基板３０の一主面上に設けられた平面部２５０Ａと、半導体基板３０に掘り込まれた掘込部２５０Ｂとを有する。ゲート電極２５０と半導体基板３０との界面には、酸化シリコンなどで設けられたゲート絶縁膜２５１がゲート電極２５０を覆うように設けられる。さらに、半導体基板３０の所定の領域に導電型不純物が導入されることで、半導体基板３０にチャネルが形成され、電荷保持部３２からの電荷の転送路が形成される。
【0051】
ゲート電極２５０の平面部２５０Ａの側面には、サイドウォール絶縁膜２５２が設けられる。サイドウォール絶縁膜２５２は、酸化シリコン、窒化シリコン、又は酸窒化シリコンなどの絶縁性材料で設けられ、導電型不純物を半導体基板３０に導入する領域を高精度で制御するために設けられる。サイドウォール絶縁膜２５２は、例えば、絶縁性材料を含む絶縁層をゲート電極２５０の平面部２５０Ａの上面を覆うように形成した後、該絶縁層を垂直に異方性エッチングすることで形成することができる。
【0052】
ゲート電極２５０の平面部２５０Ａの上面には、第１絶縁層２２３、及び第２絶縁層２２４が順次設けられる。具体的には、第１絶縁層２２３、及び第２絶縁層２２４は、ゲート電極２５０の平面部２５０Ａ、及びサイドウォール絶縁膜２５２を覆うように半導体基板３０の上に一様に設けられる。第１絶縁層２２３、及び第２絶縁層２２４は、酸化シリコン、窒化シリコン、又は酸窒化シリコンなどの絶縁性材料にて設けられてもよい。
【0053】
第２絶縁層２２４の上には、配線遮光膜２４０が設けられる。具体的には、配線遮光膜２４０は、タングステンなどの遮光性を有する金属材料によって第２絶縁層２２４の上に設けられる。また、ゲート電極２５０の平面部２５０Ａの上方の配線遮光膜２４０には、ゲート電極２５０と電気的に接続するコンタクトプラグを通過させるための開口２４０Ａが設けられる。なお、配線遮光膜２４０の上側の表面には、配線遮光膜２４０を形成する金属材料の拡散を抑制するためにバリア層２４１が設けられてもよい。バリア層２４１は、例えば、チタン、タンタル、窒化チタン、又は窒化タンタルなどで形成することができる。
【0054】
配線遮光膜２４０の上には、第３絶縁層２２１が設けられる。第３絶縁層２２１は、配線遮光膜２４０の形状に沿って、配線遮光膜２４０の上面、及び配線遮光膜２４０の開口２４０Ａの内部を覆うように、半導体基板３０の一主面に一様に設けられる。第３絶縁層２２１は、酸化シリコン、窒化シリコン、又は酸窒化シリコンなどの絶縁性材料にて設けられてもよい。
【0055】
第１コンタクトプラグ２７０は、配線遮光膜２４０に設けられた開口を通り、かつ第１絶縁層２２３、第２絶縁層２２４、第３絶縁層２２１を貫通して設けられ、ゲート電極２５０と電気的に接続する。具体的には、第１コンタクトプラグ２７０は、ゲート電極２５０の平面部２５０Ａの上面から半導体基板３０の厚み方向に第３絶縁層２２１の上まで延伸する延伸部２７０Ｂと、第３絶縁層２２１の形状に沿って半導体基板３０の面内方向に張り出す張出部２７０Ａとを含む。
【0056】
張出部２７０Ａは、配線遮光膜２４０に設けられた開口２４０Ａを覆い、半導体基板３０の面内方向にて配線遮光膜２４０が設けられた領域と重なるように設けられる。例えば、張出部２７０Ａは、半導体基板３０の一主面を半導体基板３０の厚み方向から平面視した際に、配線遮光膜２４０に設けられた開口２４０Ａよりも一回り大きな領域を覆うように設けられてもよい。張出部２７０Ａは、半導体基板３０の面内で対称となるように設けられてもよく、非対称となるように設けられてもよい。張出部２７０Ａを含む第１コンタクトプラグ２７０は、タングステンなどの遮光性を有する金属材料で形成することができる。
【0057】
さらに、第１コンタクトプラグ２７０を埋め込むように、半導体基板３０の全面に広がって第４絶縁層２２２が設けられる。第４絶縁層２２２は、酸化シリコン、窒化シリコン、又は酸窒化シリコンなどの絶縁性材料にて設けられてもよい。
【0058】
第１コンタクトプラグ２７０の張出部２７０Ａの上には、第４絶縁層２２２を貫通して、第２コンタクトプラグ２６０が設けられる。第２コンタクトプラグ２６０は、例えば、第１コンタクトプラグ２７０の延伸部２７０Ｂと同軸となるように張出部２７０Ａの上に設けられてもよい。第２コンタクトプラグ２６０は、第１コンタクトプラグ２７０と配線層２１とを電気的に接続する。これにより、ゲート電極２５０には、第１コンタクトプラグ２７０、及び第２コンタクトプラグ２６０を介して、配線層２１から電位が印加される。なお、第２コンタクトプラグ２６０の表面には、第２コンタクトプラグ２６０を形成する金属材料の拡散を抑制するためにバリア層２６１が設けられてもよい。バリア層２６１は、例えば、チタン、タンタル、窒化チタン、又は窒化タンタルなどで形成することができる。
【0059】
続いて、図４Ａ～図４Ｄを参照して、図３にて示した第１の構成例に係る張出部２７０Ａの形成方法について説明する。図４Ａ～図４Ｄは、第１の構成例に係る張出部２７０Ａの形成方法の各工程を説明する縦断面図である。
【0060】
まず、図４Ａに示すように、公知の方法を用いて、半導体基板３０にゲート絶縁膜２５１、ゲート電極２５０を形成した後、サイドウォール絶縁膜２５２、第１絶縁層２２３、及び第２絶縁層２２４を形成する。次に、第２絶縁層２２４の上に配線遮光膜２４０を形成した後、後段の工程で第１コンタクトプラグ２７０を形成する領域を含む領域に開口２４０Ａを形成する。さらに、配線遮光膜２４０、及び第２絶縁層２２４の上に第３絶縁層２２１を一様に形成する。
【0061】
次に、図４Ｂに示すように、ドライエッチングを用いて、配線遮光膜２４０の開口２４０Ａの内部に第３絶縁層２２１、第２絶縁層２２４、及び第１絶縁層２２３を貫通してゲート電極２５０を露出させるコンタクト開口２７１を形成する。
【0062】
続いて、図４Ｃに示すように、第３絶縁層２２１の上にタングステンなどの遮光性材料を成膜し、コンタクト開口２７１を該遮光性材料で埋め込んだ後、エッチングにて該遮光性材料を一部除去することで、第１コンタクトプラグ２７０を形成する。例えば、第１コンタクトプラグ２７０の張出部２７０Ａが設けられた領域の一部と、配線遮光膜２４０が設けられた領域の一部とが半導体基板３０の厚み方向に重なるように、第３絶縁層２２１の上から遮光性材料を除去する。これにより、コンタクト開口２７１の内部に成膜された遮光性材料を延伸部２７０Ｂとし、第３絶縁層２２１の上に成膜された遮光性材料を張出部２７０Ａとする第１コンタクトプラグ２７０が形成される。
【0063】
その後、図４Ｄに示すように、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等を用いて、第１コンタクトプラグ２７０、及び第３絶縁層２２１の上に第４絶縁層２２２を一様に形成した後、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）によって第４絶縁層２２２を平坦化する。次に、エッチングなどによって、第４絶縁層２２２を貫通して第１コンタクトプラグ２７０を露出させる開口を形成した後、該開口をタングステンなどで埋め込むことで第２コンタクトプラグ２６０を形成する。続いて、第２コンタクトプラグ２６０と電気的に接続する配線層２１を形成する。
【0064】
以上の工程によって第１の構成例に係る張出部２７０Ａを形成することができる。第１の構成例に係る張出部２７０Ａでは、第１コンタクトプラグ２７０の張出部２７０Ａは、配線遮光膜２４０に対して半導体基板３０が設けられた側と反対側（すなわち、図３では上側）に設けられる。第１の構成例によれば、配線遮光膜２４０のゲート電極２５０の上に設けられた開口２４０Ａは、半導体基板３０の厚み方向から平面視した際に、第１コンタクトプラグ２７０の張出部２７０Ａにて隙間なく遮蔽されることになる。したがって、張出部２７０Ａは、ゲート電極２５０と電気的に接続する第１コンタクトプラグ２７０を設けるために配線遮光膜２４０に設けられた開口２４０Ａを半導体基板３０の厚み方向に遮光することができる。よって、張出部２７０Ａは、多層配線層２０から半導体基板３０への迷光を抑制することができる。
【0065】
（第２の構成例）
次に、図５を参照して、張出部２７の第２の構成例について説明する。図５は、張出部２７の第２の構成例を示す縦断面図である。図５では、図に正対して下方向が半導体基板３０側（すなわち、受光面側）であり、図に正対して上方向が多層配線層２０側である。
次に、図５を参照して、張出部２７の第２の構成例について説明する。図５は、張出部２７の第２の構成例を示す縦断面図である。図５では、図に正対して下方向が半導体基板３０側（すなわち、受光面側）であり、図に正対して上方向が多層配線層２０側である。
【0066】
図５に示すように、第２の構成例では、配線遮光膜２４０に対して半導体基板３０が設けられた側（すなわち、図５では下側）に、第１コンタクトプラグ２７０の張出部２７０Ａが設けられる点が第１の構成例と異なる。なお、ゲート電極２５０、ゲート絶縁膜２５１、サイドウォール絶縁膜２５２、第１絶縁層２２３、第２絶縁層２２４、及び第４絶縁層２２２については、図３で説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。
【0067】
第１コンタクトプラグ２７０は、ゲート電極２５０の平面部２５０Ａに対応する第２絶縁層２２４の上に設けられ、ゲート電極２５０と電気的に接続する。第１コンタクトプラグ２７０は、第１絶縁層２２３、及び第２絶縁層２２４を貫通して設けられる延伸部２７０Ｂと、第２絶縁層２２４の上に半導体基板３０の面内方向に張り出して設けられる張出部２７０Ａとを含む。
【0068】
張出部２７０Ａは、第２コンタクトプラグ２６０を通過させるために配線遮光膜２４０に設けられる開口２４０Ａよりも大きな領域に設けられる。例えば、張出部２７０Ａは、ゲート電極２５０の平面部２５０Ａの上面に対応する平面領域に設けられてもよい。張出部２７０Ａは、半導体基板３０の面内で対称となるように設けられてもよく、非対称となるように設けられてもよい。張出部２７０Ａを含む第１コンタクトプラグ２７０は、タングステンなどの遮光性を有する金属材料で形成することができる。
【0069】
さらに、第２絶縁層２２４、及び第１コンタクトプラグ２７０の張出部２７０Ａの上には、第３絶縁層２２１が設けられる。第３絶縁層２２１は、第１コンタクトプラグ２７０の張出部２７０Ａを含むゲート電極２５０を覆うように、半導体基板３０の一主面に一様に設けられる。第３絶縁層２２１は、酸化シリコン、窒化シリコン、又は酸窒化シリコンなどの絶縁性材料にて設けられてもよい。
【0070】
第３絶縁層２２１の上には、配線遮光膜２４０が設けられる。具体的には、配線遮光膜２４０は、タングステンなどの遮光性を有する金属材料によって第３絶縁層２２１の上に設けられる。また、ゲート電極２５０の平面部２５０Ａの上方の配線遮光膜２４０には、ゲート電極２５０と電気的に接続するコンタクトプラグを通過させるための開口２４０Ａが設けられる。配線遮光膜２４０に設けられる開口２４０Ａは、第１コンタクトプラグ２７０の張出部２７０Ａが設けられた領域よりも一回り小さな領域に形成されてもよい。なお、配線遮光膜２４０の上側の表面には、配線遮光膜２４０を形成する金属材料の拡散を抑制するためにバリア層２４１が設けられてもよい。バリア層２４１は、例えば、チタン、タンタル、窒化チタン、又は窒化タンタルなどで形成することができる。
【0071】
第１コンタクトプラグ２７０の張出部２７０Ａの上には、配線遮光膜２４０の開口２４０Ａを通り、かつ第３絶縁層２２１、及び第４絶縁層２２２を貫通して第２コンタクトプラグ２６０が設けられる。第２コンタクトプラグ２６０は、例えば、第１コンタクトプラグ２７０の延伸部２７０Ｂと同軸となるように張出部２７０Ａの上に設けられてもよい。第２コンタクトプラグ２６０は、第１コンタクトプラグ２７０と配線層２１とを電気的に接続する。これにより、ゲート電極２５０には、第１コンタクトプラグ２７０、及び第２コンタクトプラグ２６０を介して、配線層２１から電位が印加される。なお、第２コンタクトプラグ２６０の表面には、第２コンタクトプラグ２６０を形成する金属材料の拡散を抑制するためにバリア層２６１が設けられてもよい。バリア層２６１は、例えば、チタン、タンタル、窒化チタン、又は窒化タンタルなどで形成することができる。
【0072】
続いて、図６Ａ～図６Ｅを参照して、図５にて示した第２の構成例に係る張出部２７０Ａの形成方法について説明する。図６Ａ～図６Ｅは、第２の構成例に係る張出部２７０Ａの形成方法の各工程を説明する縦断面図である。
【0073】
まず、図６Ａに示すように、公知の方法を用いて、半導体基板３０にゲート絶縁膜２５１、ゲート電極２５０を形成した後、サイドウォール絶縁膜２５２、第１絶縁層２２３、及び第２絶縁層２２４を形成する。
【0074】
次に、図６Ｂに示すように、ドライエッチングを用いて、第２絶縁層２２４、及び第１絶縁層２２３を貫通してゲート電極２５０を露出させるコンタクト開口２７１を形成する。
【0075】
続いて、図６Ｃに示すように、第２絶縁層２２４の上にタングステンなどの遮光性材料を成膜し、コンタクト開口２７１を該遮光性材料で埋め込んだ後、エッチングにてゲート電極２５０の上面以外の遮光性材料を除去することで、第１コンタクトプラグ２７０を形成する。これにより、コンタクト開口２７１の内部に成膜された遮光性材料を延伸部２７０Ｂとし、第２絶縁層２２４の上に成膜された遮光性材料を張出部２７０Ａとする第１コンタクトプラグ２７０が形成される。
【0076】
次に、図６Ｄに示すように、第１コンタクトプラグ２７０、及び第２絶縁層２２４の上に第３絶縁層２２１を一様に形成する。続いて、第３絶縁層２２１の上に配線遮光膜２４０を形成した後、ゲート電極２５０に接続する第２コンタクトプラグ２６０を形成する領域を含む領域に開口２４０Ａを形成する。
【0077】
その後、図６Ｅに示すように、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等を用いて、配線遮光膜２４０、及び第３絶縁層２２１の上に第４絶縁層２２２を一様に形成した後、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）によって第４絶縁層２２２を平坦化する。次に、エッチングなどによって、第３絶縁層２２１、及び第４絶縁層２２２を貫通して第１コンタクトプラグ２７０を露出させる開口を形成した後、該開口をタングステンなどで埋め込むことで第２コンタクトプラグ２６０を形成する。続いて、第２コンタクトプラグ２６０と電気的に接続する配線層２１を形成する。
【0078】
以上の工程によって第２の構成例に係る張出部２７０Ａを形成することができる。第２の構成例に係る張出部２７０Ａでは、第１コンタクトプラグ２７０の張出部２７０Ａは、配線遮光膜２４０に対して半導体基板３０が設けられた側（すなわち、図５では下側）に設けられる。第２の構成例によれば、第１の構成例と同様に、配線遮光膜２４０のゲート電極２５０の上に設けられた開口２４０Ａは、半導体基板３０の厚み方向から平面視した際に、第１コンタクトプラグ２７０の張出部２７０Ａにて隙間なく遮蔽されることになる。したがって、張出部２７０Ａは、多層配線層２０から半導体基板３０への迷光を抑制することができる。
【0079】
（２．３．変形例）
続いて、図７～図１０を参照して、本実施形態に係る撮像装置１の変形例について説明する。本実施形態に係る技術は、図２で示したような電荷保持部３２を備えることでグローバルシャッタ動作を実現する撮像装置１以外にも適用することが可能である。図７～図１０は、本実施形態に係る技術を適用可能な撮像装置の例を示す縦断面図である。
続いて、図７～図１０を参照して、本実施形態に係る撮像装置１の変形例について説明する。本実施形態に係る技術は、図２で示したような電荷保持部３２を備えることでグローバルシャッタ動作を実現する撮像装置１以外にも適用することが可能である。図７～図１０は、本実施形態に係る技術を適用可能な撮像装置の例を示す縦断面図である。
【0080】
例えば、図７に示すように、本実施形態に係る技術は、電荷保持部３２に替えて、所定の容量を有する浮遊拡散領域（ＦＤ）３４を用いてグローバルシャッタ動作を実現する撮像装置にも適用可能である。
【0081】
図７に示す撮像装置では、電荷保持部３２に替えて浮遊拡散領域３４が設けられるため、遮光構造３３、及び配線遮光膜２４は、設けられない。また、画素分離構造４６は、画素絶縁膜４６Ａと、画素定義膜４６Ｂとによって構成される。画素絶縁膜４６Ａは、絶縁性材料によって半導体基板３０の厚み方向に延伸して設けられることで、画素２の間を電気的に分離する。画素定義膜４６Ｂは、遮光性を有するタングステンなどで設けられ、画素２の範囲を画定する。
【0082】
このような撮像装置では、張出部２７は、浮遊拡散領域３４への電荷の出入りを制御する電界効果トランジスタのゲート電極２５に接続するコンタクトプラグ２６に設けられる。これによれば、張出部２７は、隣接する画素２にて半導体基板３０を通過し、配線層２１にて反射した光から浮遊拡散領域３４を遮光することができる。したがって、張出部２７は、このような撮像装置でも隣接する画素２の間でのクロストークを抑制することができる。
【0083】
また、図８に示すように、本実施形態に係る技術は、光電変換部３１に対して電荷保持部３２を半導体基板３０の厚み方向に積層して設けた撮像装置にも適用可能である。
【0084】
図８に示す撮像装置では、遮光構造３３は、電荷保持部３２と光電変換部との間、及び電荷保持部３２の側方に設けられる。また、画素分離構造４６は、画素絶縁膜４６Ａと、画素定義膜４６Ｂとによって構成される。画素絶縁膜４６Ａは、絶縁性材料によって半導体基板３０の厚み方向に延伸して設けられることで、画素２の間を電気的に分離する。また、画素定義膜４６Ｂは、遮光性を有するタングステンなどで設けられ、画素２の範囲を画定するとともに副オンチップレンズ４２が設けられた領域で反射光などが隣接する画素２に入射することを防止する。
【0085】
このような撮像装置では、張出部２７は、電荷保持部３２への電荷の出入りを制御する電界効果トランジスタのゲート電極２５に電気的に接続するコンタクトプラグ２６に設けられる。これによれば、張出部２７は、隣接する画素２にて半導体基板３０を通過し、配線層２１にて反射した光から電荷保持部３２を遮光することができる。したがって、張出部２７は、このような撮像装置でも隣接する画素２の間でのクロストークを抑制することができる。
【0086】
また、図９に示すように、本実施形態に係る技術は、異なる大きさの画素が混在する車載用途の撮像装置にも適用可能である。大きさが異なる画素を混在させた撮像装置では、明るい環境では小画素の画素信号を用い、暗い環境では大画素の画素信号を用いるような運用を行うことが可能である。したがって、大きさが異なる画素を混在させた撮像装置は、検出可能な光量のダイナミックレンジを拡大することができる。
【0087】
図９に示す撮像装置では、電荷保持部３２が設けられていないため、遮光構造３３、及び配線遮光膜２４は、設けられない。また、画素分離構造４６は、画素絶縁膜４６Ａと、画素定義膜４６Ｂとによって構成される。画素絶縁膜４６Ａは、絶縁性材料によって半導体基板３０の厚み方向に延伸して設けられることで、画素２の間を電気的に分離する。画素定義膜４６Ｂは、遮光性を有するタングステンなどで設けられ、画素２の範囲を画定する。
【0088】
このような撮像装置では、張出部２７は、画素２の間に設けられた電界効果トランジスタのゲート電極２５に電気的に接続するコンタクトプラグ２６に設けられる。異なる大きさの画素が混在する撮像装置では、画素２の配列によって画素２の間の電界効果トランジスタの有無が異なるため、画素２の間に電界効果トランジスタが存在することで、画素２の間の遮光性が低下してしまうことがあり得る。
【0089】
本実施形態に係る技術によれば、張出部２７を設けることによって、隣接する画素２にて半導体基板３０を通過し、配線層２１にて反射した光を遮光することで、電界効果トランジスタが存在する画素２の間での遮光性の低下を抑制することができる。したがって、張出部２７は、このような撮像装置でも隣接する画素２の間でのクロストークを抑制することができる。
【0090】
また、図１０に示すように、本実施形態に係る技術は、裏面照射型の撮像装置にも適用可能である。
【0091】
図１０に示す撮像装置では、電荷保持部３２が設けられていないため、遮光構造３３、及び配線遮光膜２４は、設けられない。また、画素分離構造４６は、画素絶縁膜４６Ａと、画素定義膜４６Ｂとによって構成される。画素絶縁膜４６Ａは、絶縁性材料によって半導体基板３０の厚み方向に延伸して設けられることで、画素２の間を電気的に分離する。また、画素定義膜４６Ｂは、遮光性を有するタングステンなどで設けられ、画素２の範囲を画定するとともに副オンチップレンズ４２が設けられた領域で反射光などが隣接する画素２に入射することを防止する。
【0092】
このような撮像装置では、張出部２７は、画素２の間に設けられた電界効果トランジスタのゲート電極２５に電気的に接続するコンタクトプラグ２６に設けられる。裏面照射型の撮像装置では、光電変換部３１に対して受光面側と反対側に多層配線層２０が設けられ、多層配線層２０に設けられる配線層２１のレイアウトは、例えば、画素２の配列方向などによって異なる。これにより、多層配線層２０の配線層２１にて反射される光の量は、画素２の配列方向などによって異なるため、配線層２１のレイアウトによって画素２ごとに解像度差、又は輝度差が生じ得る。
【0093】
本実施形態に係る技術によれば、張出部２７を設けることによって、隣接する画素２にて半導体基板３０を通過し、配線層２１にて反射した光を遮光することで、迷光による隣接する画素２の間でのクロストークを抑制することができる。したがって、張出部２７は、配線層２１のレイアウトによる画素２ごとの解像度差、又は輝度差を抑制することができる。
【0094】
＜３．第２の実施形態＞
（３．１．画素の構成）
次に、図１１を参照して、本開示の第２の実施形態に係る撮像装置における画素２の構成について説明する。図１１は、本実施形態に係る撮像装置の画素２の一例を示す平面図である。
（３．１．画素の構成）
次に、図１１を参照して、本開示の第２の実施形態に係る撮像装置における画素２の構成について説明する。図１１は、本実施形態に係る撮像装置の画素２の一例を示す平面図である。
【0095】
図１１に示すように、画素２は、光電変換部７０として、半導体基板５１に形成された第１導電型（例えば、ｐ型）領域の内部に第２導電型（例えば、ｎ型）領域を形成することで構成されるフォトダイオードを有する。光電変換部７０は、光電変換によって入射光に応じた量の電荷を生成、及び蓄積することができる。
【0096】
また、画素２は、第１転送ゲート（ゲート電極６１）、電荷保持部７１、第２転送ゲート（ゲート電極６２）、浮遊拡散領域７２、リセットトランジスタ（ゲート電極６３）、増幅トランジスタ（ゲート電極６４）、及び選択トランジスタ（ゲート電極６５）を備える。
【0097】
第１転送ゲートのゲート電極６１は、ゲート絶縁膜を介して、光電変換部７０及び電荷保持部７１の間と、電荷保持部７１の上部とに設けられる。第１転送ゲートでは、コンタクトを介してゲート電極６１に転送パルスが印加されることで、光電変換部７０に蓄積されている電荷が電荷保持部７１に転送される。
【0098】
電荷保持部７１は、半導体基板５１の第１導電型（例えば、ｐ型）領域の内部に第２導電型（例えば、ｎ型）領域を形成することで、第１転送ゲートのゲート電極６１の下に設けられる。電荷保持部７１は、第１転送ゲートによって光電変換部７０から転送された電荷を一時的に保持する。
【0099】
第２転送ゲートのゲート電極６２は、ゲート絶縁膜を介して、電荷保持部７１及び浮遊拡散領域７２の間に設けられる。第２転送ゲートでは、コンタクトを介してゲート電極６２に転送パルスが印加されることで、電荷保持部７１に保持された電荷が浮遊拡散領域７２に転送される。
【0100】
浮遊拡散領域７２は、半導体基板５１の第２導電型（例えば、ｎ型）領域であり、電荷を蓄積することで、蓄積された電荷を電圧に変換する。浮遊拡散領域７２には、コンタクト配線層８３を介してコンタクト７３が電気的に接続される。
【0101】
リセットトランジスタのゲート電極６３は、浮遊拡散領域７２に隣接して設けられる。リセットトランジスタでは、ソースが浮遊拡散領域７２に電気的に接続され、ドレインがコンタクト配線層８４を介したコンタクト７４によって電源に電気的に接続される。リセットトランジスタでは、コンタクトを介してゲート電極６３にリセットパルスが印加されることで、浮遊拡散領域７２から電源に電荷が排出され、浮遊拡散領域７２がリセットされる。
【0102】
増幅トランジスタのゲート電極６４は、コンタクト配線層８４に対して、リセットトランジスタのゲート電極６３と反対側に設けられる。増幅トランジスタでは、ソースが選択トランジスタのドレインに電気的に接続され、ドレインがコンタクト配線層８４を介したコンタクト７４によって電源に電気的に接続される。増幅トランジスタでは、コンタクトを介してゲート電極６４に浮遊拡散領域７２が電気的に接続される。
【0103】
選択トランジスタのゲート電極６５は、増幅トランジスタのゲート電極６４と隣接して設けられる。選択トランジスタでは、ソースがコンタクト配線層８５を介したコンタクト７５によって垂直信号線に電気的に接続され、ドレインが増幅トランジスタのソースに電気的に接続される。選択トランジスタでは、コンタクトを介してゲート電極６４に選択パルスが印加されることで、画素信号を読み出す対象として画素２が選択される。選択トランジスタがオン状態となることで、増幅トランジスタは、浮遊拡散領域７２に蓄積された電荷に応じた画素信号を選択トランジスタ、コンタクト配線層８５、及びコンタクト７５を介して垂直信号線に出力する。
【0104】
さらに、画素２は、電荷排出ゲート（ゲート電極６６）、及び電荷排出部７６を備える。
【0105】
電荷排出ゲートのゲート電極６６は、ゲート絶縁膜を介して、光電変換部７０及び電荷排出部７６の間に設けられる。電荷排出ゲートでは、コンタクトを介してゲート電極６６に制御パルスが印加されることで、光電変換部７０に蓄積されている電荷が電荷排出部７６に転送される。
【0106】
電荷排出部７６は、半導体基板５１の第２導電型（例えば、ｎ型）領域に設けられ、コンタクト配線層８６、及びコンタクト７７を介して電源に電気的に接続される。電荷排出ゲート、及び電荷排出部７６は、画素２の露光終了後の画素信号の読み出し期間中に光電変換部７０が飽和し、電荷がオーバーフローすることを防止することができる。
【0107】
画素２の上面には、図１１では図示しないが、絶縁層を介して、タングステン等からなる遮光膜が設けられる。遮光膜は、例えば、光電変換部７０の受光部に対応する領域、及びコンタクトの各々が形成される領域に開口を有する。遮光膜は、光電変換部７０以外の電荷保持部７１及び浮遊拡散領域７２などに光が入射し、画素信号にノイズが生じることを抑制することができる。
【0108】
ただし、遮光膜には、コンタクトの各々を通過させる開口が設けられているため、該開口を介して迷光が半導体基板５１の電荷蓄積領域に入射する可能性があり得る。電荷蓄積領域とは、画素２において、電荷を蓄積することが可能な光電変換部７０、電荷保持部７１、及び浮遊拡散領域７２を含む領域である。電荷蓄積領域では、光の入射によって半導体基板５１の内部で光電変換が生じ、新たな電荷が生成される可能性がある。そのため、電荷蓄積領域の半導体基板５１に入射する反射光を抑制することが重要となる。
【0109】
本実施形態に係る撮像装置では、電荷蓄積領域の半導体基板５１への光の入射をより抑制するために、コンタクトを電荷蓄積領域以外の領域に設けることで、遮光膜に形成される開口を電荷蓄積領域以外の領域に設ける。具体的には、浮遊拡散領域７２と電気的に接続するコンタクト７３は、素子分離層などの非電荷蓄積領域に設けられ、半導体基板５１の面内方向に配線されるコンタクト配線層８３によって浮遊拡散領域７２に電気的に接続される。これによれば、コンタクト７３を設けるために遮蔽膜に形成される開口は、浮遊拡散領域７２の上部ではなく、素子分離層の上部となる。したがって、本実施形態に係る撮像装置は、浮遊拡散領域７２への光の直接入射を抑制することができる。
【0110】
ここで、非電荷蓄積領域とは、画素２の領域のうち電荷蓄積領域を除いた領域である。具体的には、非電荷蓄積領域とは、画素２のうち、絶縁性材料からなる素子分離層が設けられた領域、電極又は配線が設けられた領域、及び浮遊拡散領域７２にて電荷を電圧に変換した後段に設けられた読出し回路（すなわち、増幅トランジスタ、選択トランジスタ、及びリセットトランジスタを含む回路）の領域である。これらの非電荷蓄積領域では、光の入射によって画素信号にノイズが生じる可能性が低いため、遮光膜に開口を設けた場合でも光の入射による影響が低くなる。
【0111】
また、半導体基板５１と電気的に接続するコンタクト７４、７５、７７は、コンタクト７３と同様に、素子分離層などの非電荷蓄積領域に設けられ、コンタクト配線層８４、８５、８６を介して半導体基板５１と電気的に接続してもよい。これによれば、コンタクト７４、７５、７７を通すために遮光膜に設けられる開口を介して、半導体基板５１に光が直接入射することを抑制することができる。よって、半導体基板５１に入射した光が半導体基板５１を伝搬して、光電変換部７０、電荷保持部７１、又は浮遊拡散領域７２に入り込むことをさらに抑制することができる。
【0112】
（３．２．コンタクト配線層の構成例）
続いて、図１２及び図１３を参照して、図１１におけるＣ－ＣＣ切断線の断面を示すことで、コンタクト７３、コンタクト配線層８３の具体的な構成例について説明する。図１２は、図１１のＣ－ＣＣ切断線における断面構造を示す縦断面図である。図１３は、図１２に示す断面構造の変形例を示す縦断面図である。
続いて、図１２及び図１３を参照して、図１１におけるＣ－ＣＣ切断線の断面を示すことで、コンタクト７３、コンタクト配線層８３の具体的な構成例について説明する。図１２は、図１１のＣ－ＣＣ切断線における断面構造を示す縦断面図である。図１３は、図１２に示す断面構造の変形例を示す縦断面図である。
【0113】
図１２に示すように、半導体基板５１には、第２導電型（例えば、ｎ型）の浮遊拡散領域７２が設けられる。半導体基板５１の上には、酸化シリコン、窒化シリコン、又は酸窒化シリコンなどの絶縁性材料にて形成された第１絶縁層５２１が設けられており、第１絶縁層５２１の上には、プラグ５８０を介して浮遊拡散領域７２と電気的に接するコンタクト配線層８３が設けられる。
【0114】
なお、第１絶縁層５２１は、隣接するリセットトランジスタのゲート絶縁膜として機能する。そのため、ＣＣ端側の第１絶縁層５２１の上には、リセットトランジスタのゲート電極６３が設けられる。
【0115】
コンタクト配線層８３は、例えば、半導体基板５１に酸化シリコンなどを埋め込むことで形成された素子分離層５１３の上まで延伸しており、素子分離層５１３の上にてコンタクト７３と電気的に接続する。コンタクト配線層８３、及びプラグ５８０は、導電性材料で形成される。例えば、コンタクト配線層８３、及びプラグ５８０は、導電型不純物を高濃度で導入したポリシリコンで形成されてもよく、タングステンなどの金属で形成されてもよい。
【0116】
コンタクト配線層８３、及びゲート電極６３の上には、酸化シリコン、窒化シリコン、又は酸窒化シリコンなどの絶縁性材料にて形成された第２絶縁層５２２を介して、遮光膜５３０が設けられる。遮光膜５３０は、遮光性を有するタングステンなどで形成され、半導体基板５１の上に設けられた各構成の凹凸に沿って、画素２の光電変換部７０の受光部を除く領域に設けられる。
【0117】
遮光膜５３０には、コンタクト７３を通すための開口５３０Ａが設けられる。具体的には、遮光膜５３０には、素子分離層５１３の上に開口５３０Ａが設けられており、開口５３０Ａを通って、浮遊拡散領域７２及びコンタクト配線層８３と電気的に接続するコンタクト７３が設けられる。これによれば、遮光膜５３０の開口５３０Ａを通過する光は、浮遊拡散領域７２に直接入射することなく、コンタクト配線層８３、及び素子分離層５１３に入射することになる。したがって、本実施形態に係る技術によれば、浮遊拡散領域７２に迷光が入射して電荷、及びノイズを発生させることを抑制することができる。
【0118】
なお、遮光膜５３０の上には、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、又は酸窒化シリコンなどの絶縁性材料にて形成された第３絶縁層５２３が設けられる。
【0119】
また、図１３に示すように、コンタクト７３と接触する領域のコンタクト配線層８３には、シリサイド領域５８３が設けられてもよい。
【0120】
シリサイド領域５８３は、ＣｏＳｉなどの金属－シリコン化合物（いわゆる、シリサイド化合物）が設けられた領域である。シリサイド化合物は、ポリシリコンなどよりも可視光帯域の光の吸収率が高いため、シリサイド領域５８３を設けることによって、遮光膜５３０の開口５３０Ａを通過する光の半導体基板５１側への透過率を低下させることができる。したがって、シリサイド領域５８３は、浮遊拡散領域７２に入射する迷光、及び迷光によって生じる電荷及びノイズをさらに抑制することができる。
【0121】
（３．３．コンタクト配線層の形成方法）
（第１の形成方法）
次に、図１４Ａ～図１４Ｈを参照して、図１２にて示したコンタクト配線層８３の第１の形成方法について説明する。図１４Ａ～図１４Ｈは、コンタクト配線層８３の第１の形成方法の各工程を説明する縦断面図である。第１の形成方法は、コンタクト配線層８３と、ゲート電極６３とを同時に形成する方法である。
（第１の形成方法）
次に、図１４Ａ～図１４Ｈを参照して、図１２にて示したコンタクト配線層８３の第１の形成方法について説明する。図１４Ａ～図１４Ｈは、コンタクト配線層８３の第１の形成方法の各工程を説明する縦断面図である。第１の形成方法は、コンタクト配線層８３と、ゲート電極６３とを同時に形成する方法である。
【0122】
まず、図１４Ａに示すように、素子分離層５１３、及び浮遊拡散領域７２が設けられた半導体基板５１の上に第１絶縁層５２１を形成する。その後、パターニングされたレジスト５９０を用いたエッチングによって、第１絶縁層５２１にプラグ５８０を形成するための開口５９１を形成する。
【0123】
続いて、図１４Ｂに示すように、レジスト５９０を除去した後、第１絶縁層５２１の上にシリコン層５８５を形成する。これにより、第１絶縁層５２１に形成された開口５９１がシリコンにて埋め込まれ、プラグ５８０が形成される。
【0124】
次に、図１４Ｃに示すように、パターニングされたレジスト５９２を用いたエッチングによって、シリコン層５８５の一部を除去することで、後段の工程にてコンタクト配線層８３となるシリコン層５８５Ａと、後段の工程にてゲート電極６３となるシリコン層５８５Ｂとを形成する。
【0125】
続いて、図１４Ｄに示すように、シリコン層５８５Ａ、及びシリコン層５８５Ｂに対応する領域に開口を設けたレジスト５９４をマスクとして、導電型不純物のインプランテーションを行う。これにより、シリコン層５８５Ａ、及びシリコン層５８５Ｂに導電型不純物が導入されることで、シリコン層５８５Ａ、及びシリコン層５８５Ｂが導体化される。これにより、シリコン層５８５Ｂは、ゲート電極６３となる。
【0126】
さらに、図１４Ｅに示すように、シリコン層５８５Ａが設けられた領域に対応する領域に開口を設けたレジスト５９５をマスクとして、導電型不純物のインプランテーションを行う。これにより、シリコン層５８５Ａは、導電型不純物がさらに高濃度で導入されることで、コンタクト配線層８３となる。
【0127】
続いて、図１４Ｆに示すように、コンタクト配線層８３、及びゲート電極６３の上に第２絶縁層５２２、及び遮光膜５３０を順次成膜する。
【0128】
その後、図１４Ｇに示すように、遮光膜５３０の上に第３絶縁層５２３を形成した後、パターニングされたレジスト５９６を用いたエッチングによって、第３絶縁層５２３、遮光膜５３０、及び第２絶縁層５２２を貫通し、コンタクト配線層８３を露出させる開口５９７を形成する。
【0129】
さらに、図１４Ｈに示すように、開口５９７にタングステン等の導電性材料を埋め込むことで、コンタクト７３を形成する。
【0130】
以上の第１の形成方法によれば、より少ない工程数にて、浮遊拡散領域７２から素子分離層５１３の上に配線されたコンタクト配線層８３を形成することができる。
【0131】
（第２の形成方法）
続いて、図１５Ａ～図１５Ｆを参照して、図１２にて示したコンタクト配線層８３の第２の形成方法について説明する。図１５Ａ～図１５Ｆは、コンタクト配線層８３の第２の形成方法の各工程を説明する縦断面図である。第２の形成方法は、コンタクト配線層８３と、ゲート電極６３とを別々に順次形成する方法である。
続いて、図１５Ａ～図１５Ｆを参照して、図１２にて示したコンタクト配線層８３の第２の形成方法について説明する。図１５Ａ～図１５Ｆは、コンタクト配線層８３の第２の形成方法の各工程を説明する縦断面図である。第２の形成方法は、コンタクト配線層８３と、ゲート電極６３とを別々に順次形成する方法である。
【0132】
まず、図１５Ａに示すように、素子分離層５１３、及び浮遊拡散領域７２が設けられた半導体基板５１の上に第１絶縁層５２１、及びシリコン層５８５を順次形成する。
【0133】
次に、図１５Ｂに示すように、パターニングされたレジスト６０１を用いたエッチングによって、ゲート電極６３に対応する領域以外のシリコン層５８５を除去する。
【0134】
続いて、図１５Ｃに示すように、レジスト６０１を除去した後、半導体基板５１、及びゲート電極６３の上に絶縁層を成膜する。これにより、半導体基板５１の上に第１絶縁層５２１が設けられ、ゲート電極６３の上に第２絶縁層５２２が設けられる。
【0135】
次に、図１５Ｄに示すように、パターニングされたレジストを用いたエッチングによって、第１絶縁層５２１にプラグ５８０を形成するための開口６０３を形成する。
【0136】
続いて、図１５Ｅに示すように、第１絶縁層５２１、及び第２絶縁層５２２の上にシリコン層６０５を形成する。これにより、第１絶縁層５２１に形成された開口６０３がシリコンにて埋め込まれ、プラグ５８０が形成される。
【0137】
その後、図１５Ｆに示すように、パターニングされたレジスト６０６を用いたエッチングによって、コンタクト配線層８３に対応する領域以外のシリコン層６０５を除去する。これにより、図１４Ｃで示した工程と同様に、コンタクト配線層８３、及びゲート電極６３に対応した領域にポリシリコンからなる層を形成することができる。したがって、ゲート電極６３の上に設けられた第２絶縁層５２２を除去した後、図１４Ｄ～図１４Ｈにて示した工程と同様の工程を経ることで、浮遊拡散領域７２から素子分離層５１３の上に配線されたコンタクト配線層８３を形成することができる。
【0138】
以上の第２の形成方法によれば、コンタクト配線層８３、及びゲート電極６３の各々をそれぞれに適したプロセス条件にて形成することができる。
【0139】
（３．４．変形例）
続いて、図１６～図１８を参照して、本実施形態に係る撮像装置の変形例について説明する。本実施形態に係る技術は、図１１で示したような画素２を有する撮像装置以外にも適用することが可能である。図１６～図１８は、本実施形態に係る技術を適用可能な撮像装置の一例を示す縦断面図である。
続いて、図１６～図１８を参照して、本実施形態に係る撮像装置の変形例について説明する。本実施形態に係る技術は、図１１で示したような画素２を有する撮像装置以外にも適用することが可能である。図１６～図１８は、本実施形態に係る技術を適用可能な撮像装置の一例を示す縦断面図である。
【0140】
【0141】
図１６及び図１７に示すように、裏面照射型の撮像装置では、第１導電型（例えば、ｐ型）のシリコン基板７１０の内部に第２導電型（例えば、ｎ型）領域７７０Ａを設け、多層配線層７２３が設けられた側の領域に第１導電型（例えば、ｐ型）領域７７０Ｂを設けることで、フォトダイオードである光電変換部７７０が形成される。
【0142】
シリコン基板７１０の受光面側（裏面側とも称する）には、絶縁層７４１、７４３を介して、画素を画定する画素定義膜７３３、カラーフィルタ７４４、及びオンチップレンズ７４５が設けられる。
【0143】
また、シリコン基板７１０に対して受光面側と反対側（表面側とも称する）には、光電変換部７７０から蓄積された電荷を取り出す転送ゲート７６１が設けられる。転送ゲート７６１によって光電変換部７７０から取り出された電荷は、シリコン基板７１０の表面側に設けられた浮遊拡散領域７１１に蓄積される。さらに、シリコン基板７１０に対して受光面側と反対側に設けられた多層配線層７２３には、多層配線層７２３に含まれる配線層７７７などからの反射光を遮蔽するために遮光膜７３０が設けられる。
【0144】
コンタクト配線層７８３を介して浮遊拡散領域７１１に電気的に接続されるコンタクト７７３は、素子分離層７１３の上に設けられる。なお、コンタクト配線層７８３、及びコンタクト７７３によって浮遊拡散領域７１１から取り出された電荷は、配線層７７７などを介して、電荷を画素信号に変換する図示しない読出し回路に出力される。
【0145】
ここで、図１６に示すように、遮光膜７３０には、レイアウト又は加工上の観点から開口が生じていることがあり得る。また、図１７に示すように、遮光膜７３０には、ウェルコンタクト７７９などのシリコン基板７１０に電気的に接続するコンタクトを通すために、開口が設けられていることがあり得る。本実施形態に係る技術によれば、このような遮光膜７３０に生じた開口を通過した光が配線層７７７による反射によって多層配線層７２３側から浮遊拡散領域７１１に入射することを抑制することができる。
【0146】
さらに、図１８に示すように、本実施形態に係る技術は、裏面照射型のグローバルシャッタ動作を実現する撮像装置にも適用することが可能である。図１８は、裏面照射型のグローバルシャッタ動作を実現する撮像装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【0147】
図１８に示すように、裏面照射型のグローバルシャッタ動作を実現する撮像装置では、図１６及び図１７で示した裏面照射型の撮像装置に対して、浮遊拡散領域７１１に替えて第１導電型領域７３２Ａ及び第２導電型領域７３２Ｂからなる電荷保持部７３２が設けられる。また、電荷保持部７３２の受光面側には、電荷保持部７３２への光の直接入射を遮蔽するために、電荷保持部７３２を覆うように、タングステン等からなる遮光構造７３４が設けられる。
【0148】
図１８に示すように、裏面照射型のグローバルシャッタ動作を実現する撮像装置でも、光電変換部７７０を通過した光が遮光膜７３０の開口をさらに通過して、多層配線層７２３側からシリコン基板７１０に入射することがあり得る。本実施形態に係る技術によれば、遮光膜７３０の開口を通過して多層配線層７２３に入射した光が配線層７７７にて反射されることで、電荷保持部７３２に入射することを抑制することができる。
【0149】
【0150】
（撮像システムへの適用）
まず、図１９及び図２０を参照して、本開示の第１又は第２の実施形態に係る撮像装置の撮像システムへの適用例について説明する。図１９は、本開示の第１又は第２の実施形態に係る撮像装置１を備えた撮像システム９００の概略構成の一例を示すブロック図である。図２０は、撮像システム９００における撮像動作のフローチャートの一例を表す。
まず、図１９及び図２０を参照して、本開示の第１又は第２の実施形態に係る撮像装置の撮像システムへの適用例について説明する。図１９は、本開示の第１又は第２の実施形態に係る撮像装置１を備えた撮像システム９００の概略構成の一例を示すブロック図である。図２０は、撮像システム９００における撮像動作のフローチャートの一例を表す。
【0151】
図１９に示すように、撮像システム９００は、例えば、デジタルスチルカメラ若しくはビデオカメラ等の撮像装置、又はスマートフォン若しくはタブレット型端末等の携帯端末装置などの電子機器である。
【0152】
撮像システム９００は、例えば、レンズ群９４１と、シャッタ９４２と、本開示の第１又は第２の実施形態に係る撮像装置１と、ＤＳＰ回路９４３と、フレームメモリ９４４と、表示部９４５と、記憶部９４６と、操作部９４７と、電源部９４８とを備える。撮像システム９００において、撮像装置１、ＤＳＰ回路９４３、フレームメモリ９４４、表示部９４５、記憶部９４６、操作部９４７、及び電源部９４８は、バスライン９４９を介して相互に接続されている。
【0153】
撮像装置１は、レンズ群９４１、及びシャッタ９４２を通過した入射光に応じた画像データを出力する。ＤＳＰ回路９４３は、信号処理回路であり、撮像装置１から出力される信号（すなわち、画像データ）を処理する。フレームメモリ９４４は、ＤＳＰ回路９４３により処理された画像データをフレーム単位で一時的に保持する。表示部９４５は、例えば、液晶パネル、又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネル等のパネル型表示装置であり、撮像装置１で撮像された動画又は静止画を表示する。記憶部９４６は、半導体メモリ又はハードディスク等の記録媒体を含み、撮像装置１で撮像された動画又は静止画の画像データを記録する。操作部９４７は、ユーザによる操作に基づいて、撮像システム９００が有する各種の機能についての操作指令を出力する。電源部９４８は、撮像装置１、ＤＳＰ回路９４３、フレームメモリ９４４、表示部９４５、記憶部９４６、及び操作部９４７の動作電力を供給する各種電源である。
【0154】
次に、撮像システム９００における撮像手順について説明する。
【0155】
図２０に示すように、ユーザは、操作部９４７を操作することにより撮像開始を指示する（Ｓ１０１）。これにより、操作部９４７は、撮像指令を撮像装置１に送信する（Ｓ１０２）。撮像装置１は、撮像指令を受けると、所定の撮像方式での撮像を実行する（Ｓ１０３）。
【0156】
その後、撮像装置１は、撮像された画像データをＤＳＰ回路９４３に出力する。ＤＳＰ回路９４３は、撮像装置１から出力された画像データに所定の信号処理（例えば、ノイズ低減処理など）を行う（Ｓ１０４）。ＤＳＰ回路９４３は、所定の信号処理がなされた画像データをフレームメモリ９４４に保持させる。その後、フレームメモリ９４４は、画像データを記憶部９４６に記憶させる（Ｓ１０５）。このようにして、撮像システム９００における撮像が行われる。
【0157】
本適用例では、本開示の第１又は第２の実施形態に係る撮像装置１は、撮像システム９００に適用される。本開示に係る技術によれば、撮像装置１の内部での反射光によるノイズ、又は隣接画素２間でのクロストークをさらに抑制することができる。したがって、本開示に係る技術によれば、撮像システム９００は、より高画質の画像を撮像することができる。
【0158】
（移動体制御システムへの適用）
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。
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。
【0159】
図２１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。
【0160】
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２１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。
【0161】
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。
【0162】
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。
【0163】
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。
【0164】
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。
【0165】
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。
【0166】
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。
【0167】
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。
【0168】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【0169】
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１５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。
【0170】
図２２は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【0171】
図２２では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【0172】
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
【0173】
なお、図２２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。
【0174】
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。
【0175】
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。
【0176】
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。
【0177】
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。
【0178】
以上、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について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１に適用され得る。本開示に係る技術によれば、より高画質の撮影画像を得ることができるため、移動体制御システムにおいて撮影画像を利用した高精度な制御を行うことができる。
【0179】
（内視鏡手術システムへの適用）
図２３は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
図２３は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【0180】
図２３では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
【0181】
内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
【0182】
鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
【0183】
カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ： Ｃａｍｅｒａ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
【0184】
ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
【0185】
表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
【0186】
光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
【0187】
入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
【0188】
処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
【0189】
なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
【0190】
また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
【0191】
また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
【0192】
【0193】
カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
【0194】
レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
【0195】
撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
【0196】
また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
【0197】
駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
【0198】
通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
【0199】
また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
【0200】
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
【0201】
カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
【0202】
通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
【0203】
また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
【0204】
画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
【0205】
制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
【0206】
また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
【0207】
カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
【0208】
ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
【0209】
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、内視鏡１１１００のカメラヘッド１１１０２に設けられた撮像部１１４０２に好適に適用され得る。本開示に係る技術によれば、撮像部１１４０２が撮像する画像の画質をより向上させることができるため、内視鏡手術システムを使用するユーザの視認性、及び操作性を向上させることができる。
【0210】
以上、第１～第２の実施形態、及び変形例を挙げて、本開示にかかる技術を説明した。ただし、本開示にかかる技術は、上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【0211】
また、上記の第１～第２の実施形態、及び変形例は、互いに組み合わせることも可能である。
【0212】
さらに、各実施形態で説明した構成および動作の全てが本開示の構成および動作として必須であるとは限らない。たとえば、各実施形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素は、任意の構成要素として理解されるべきである。
【0213】
本明細書および添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。
【0214】
本明細書で使用した用語には、単に説明の便宜のために用いたものであって、構成および動作を限定したものではないものが含まれる。たとえば、「右」、「左」、「上」、「下」といった用語は、参照している図面上での方向を示しているにすぎない。また、「内側」、「外側」という用語は、それぞれ、注目要素の中心に向かう方向、注目要素の中心から離れる方向を示す。これらに類似する用語や同様の趣旨の用語についても同様である。
【0215】
なお、本開示にかかる技術は、以下のような構成を取ることも可能である。以下の構成を備える本開示にかかる技術によれば、撮像装置の内部での反射光が光電変換部、電荷保持部、又は浮遊拡散領域などに入射することをさらに抑制することができる。よって、本開示に係る技術を適用した撮像装置は、画素信号にノイズが生じることをさらに抑制することができる。本開示にかかる技術が奏する効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
（１）
入射光を光電変換する光電変換部、前記光電変換部にて光電変換された電荷を蓄積する電荷保持部、及び前記電荷を読み出す読出回路が設けられた半導体基板と、
前記半導体基板の一主面の上に設けられた第１遮光層と、
前記第１遮光層を貫通して前記半導体基板の一主面の法線方向に延伸するコンタクトと、
前記コンタクトと、前記半導体基板に設けられた電界効果トランジスタのソース又はドレインとを電気的に接続するコンタクト配線層と、
を備え、
前記半導体基板の一主面は、前記光電変換部、及び前記電荷保持部を少なくとも含む電荷蓄積領域と、前記読出回路を含む非電荷蓄積領域とからなり、
前記コンタクト配線層は、前記非電荷蓄積領域まで延伸されており、前記非電荷蓄積領域にて前記コンタクトと電気的に接続する、撮像装置。
（２）
前記非電荷蓄積領域の前記半導体基板には、素子分離層がさらに設けられ、
前記コンタクト配線層は、前記素子分離層の上で前記コンタクトと電気的に接続する、上記（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記第１遮光層は、前記半導体基板の一主面のうち前記光電変換部に対応する領域を除いた領域に設けられる、上記（１）または（２）に記載の撮像装置。
（４）
前記コンタクト配線層は、導電型不純物を含むポリシリコンで設けられる、上記（１）～（３）のいずれか一項に記載の撮像装置。
（５）
前記コンタクトとの接続部の前記コンタクト配線層には、シリサイド層がさらに設けられる、上記（１）～（４）のいずれか一項に記載の撮像装置。
（６）
前記光電変換部には、前記第１遮光層が設けられた側から前記入射光が入射する、上記（１）～（５）のいずれか一項に記載の撮像装置。
（７）
前記光電変換部には、前記第１遮光層が設けられた側と反対側から前記入射光が入射する、上記（１）～（６）のいずれか一項に記載の撮像装置。
（８）
前記電界効果トランジスタは、前記光電変換部、又は前記電荷保持部からの電荷の転送を制御する電界効果トランジスタである、上記（１）～（７）に記載の撮像装置。
（９）
前記半導体基板には、前記光電変換部をそれぞれ含む画素が複数配列されており、
前記電界効果トランジスタは、互いに離隔された前記画素の間に設けられた電界効果トランジスタである、上記（１）～（８）に記載の撮像装置。
（１０）
前記半導体基板の前記一主面とは反対の面側に設けられると共に、前記光電変換部の受光部に対応する領域および前記コンタクトが設けられている領域に開口を有する第２遮光層をさらに備える
上記（１）～（９）に記載の撮像装置。
（１１）
第２遮光層の前記開口は、前記非電荷蓄積領域に設けられる
上記（１０）に記載の撮像装置。
（１）
入射光を光電変換する光電変換部、前記光電変換部にて光電変換された電荷を蓄積する電荷保持部、及び前記電荷を読み出す読出回路が設けられた半導体基板と、
前記半導体基板の一主面の上に設けられた第１遮光層と、
前記第１遮光層を貫通して前記半導体基板の一主面の法線方向に延伸するコンタクトと、
前記コンタクトと、前記半導体基板に設けられた電界効果トランジスタのソース又はドレインとを電気的に接続するコンタクト配線層と、
を備え、
前記半導体基板の一主面は、前記光電変換部、及び前記電荷保持部を少なくとも含む電荷蓄積領域と、前記読出回路を含む非電荷蓄積領域とからなり、
前記コンタクト配線層は、前記非電荷蓄積領域まで延伸されており、前記非電荷蓄積領域にて前記コンタクトと電気的に接続する、撮像装置。
（２）
前記非電荷蓄積領域の前記半導体基板には、素子分離層がさらに設けられ、
前記コンタクト配線層は、前記素子分離層の上で前記コンタクトと電気的に接続する、上記（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記第１遮光層は、前記半導体基板の一主面のうち前記光電変換部に対応する領域を除いた領域に設けられる、上記（１）または（２）に記載の撮像装置。
（４）
前記コンタクト配線層は、導電型不純物を含むポリシリコンで設けられる、上記（１）～（３）のいずれか一項に記載の撮像装置。
（５）
前記コンタクトとの接続部の前記コンタクト配線層には、シリサイド層がさらに設けられる、上記（１）～（４）のいずれか一項に記載の撮像装置。
（６）
前記光電変換部には、前記第１遮光層が設けられた側から前記入射光が入射する、上記（１）～（５）のいずれか一項に記載の撮像装置。
（７）
前記光電変換部には、前記第１遮光層が設けられた側と反対側から前記入射光が入射する、上記（１）～（６）のいずれか一項に記載の撮像装置。
（８）
前記電界効果トランジスタは、前記光電変換部、又は前記電荷保持部からの電荷の転送を制御する電界効果トランジスタである、上記（１）～（７）に記載の撮像装置。
（９）
前記半導体基板には、前記光電変換部をそれぞれ含む画素が複数配列されており、
前記電界効果トランジスタは、互いに離隔された前記画素の間に設けられた電界効果トランジスタである、上記（１）～（８）に記載の撮像装置。
（１０）
前記半導体基板の前記一主面とは反対の面側に設けられると共に、前記光電変換部の受光部に対応する領域および前記コンタクトが設けられている領域に開口を有する第２遮光層をさらに備える
上記（１）～（９）に記載の撮像装置。
（１１）
第２遮光層の前記開口は、前記非電荷蓄積領域に設けられる
上記（１０）に記載の撮像装置。
【符号の説明】
【0216】
１…撮像装置、２…画素、３…画素アレイ部、４…垂直駆動回路、５…カラム信号処理回路、６…水平駆動回路、７…出力回路、８…制御回路、１０…画素駆動配線、１１…水平信号線、２０…多層配線層、２１…配線層、２２…層間絶縁層、２３，２６…コンタクトプラグ、２４…配線遮光膜、２４Ａ…開口部、２５…ゲート電極、２７…張出部、３０…半導体基板、３１…光電変換部、３２…電荷保持部、３３…遮光構造、３３Ａ…第１遮光膜、３３Ｂ…第２遮光膜、３３Ｃ…第３遮光膜、３４…浮遊拡散領域、４１…層間絶縁層、４２…副オンチップレンズ、４３…平坦化膜、４４…カラーフィルタ層、４５…主オンチップレンズ、４６…画素分離構造、４６Ａ…画素絶縁膜、４６Ｂ…画素定義膜、５１…半導体基板、６１，６２，６３，６４，６５，６６…ゲート電極、７０…光電変換部、７１…電荷保持部、７２…浮遊拡散領域、７３，７４，７５，７７…コンタクト、７６…電荷排出部、８３，８４，８５，８６ コンタクト配線層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図14D】
【図14E】
【図14F】
【図14G】
【図14H】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図15D】
【図15E】
【図15F】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】