特許 7383876 撮像素子、及び、撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-13

(45)【発行日】2023-11-21

(54)【発明の名称】撮像素子、及び、撮像装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 27/146 20060101AFI20231114BHJP

   H04N 25/70 20230101ALI20231114BHJP

   H04N 23/12 20230101ALI20231114BHJP

【ＦＩ】

H01L27/146 D

H04N25/70

H04N23/12

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2018017680

(22)【出願日】2018-02-02

(65)【公開番号】P2019134145

(43)【公開日】2019-08-08

【審査請求日】2020-12-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(72)【発明者】

【氏名】中山 史人

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 智

【審査官】田邊 顕人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－２２５６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１８２９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０８８９８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－０６７９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０３４４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０５１５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２０９５４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２０１５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０１５２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９６２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１６９４７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１０９２９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２７／１４６

Ｈ０４Ｎ ２５／７０

Ｈ０４Ｎ ２５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学系を透過した光のうち一部の光を透過する第１フィルタと、前記第１フィルタを透過した光を光電変換する第１光電変換部とを有し、前記光学系の焦点検出に用いる信号を出力する第１画素と、
前記光学系を透過した光のうち一部の光を透過する第２フィルタと、前記第２フィルタを透過した光を光電変換する第２光電変換部とを有し、画像生成に用いる信号を出力する第２画素と、
前記第１フィルタおよび前記第２フィルタと、前記第１光電変換部および前記第２光電変換部が設けられる半導体基板と、の間に設けられる平坦化層と、
一部が前記第１フィルタおよび前記第２フィルタの間に、かつ、他の一部が前記平坦化層内の前記第１画素および前記第２画素との間に設けられ、または、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタの間、かつ、前記平坦化層上に設けられ、入射した光の一部を吸収する黒フィルタである第１吸収部と、
前記平坦化層内の前記第１画素と前記第２画素との間に設けられ、入射した光の一部を吸収する黒フィルタであり、光が入射する方向と交差する面において前記第１吸収部の面積よりも大きい第２吸収部と、
を備える撮像素子。

【請求項2】

請求項１に記載の撮像素子において、
光が入射する方向と交差する面において、前記第１吸収部の面積は、前記平坦化層側よりも前記第１フィルタまたは前記第２フィルタ側の方が小さい撮像素子。

【請求項3】

請求項１から請求項２までのいずれか一項に記載の撮像素子において、
光が入射する方向と交差する方向において、前記第１吸収部の長さは、前記平坦化層側よりも前記第１フィルタまたは前記第２フィルタ側の方が短い撮像素子。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第１吸収部は、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタの少なくとも一方に入射した光の一部を吸収する撮像素子。

【請求項5】

請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第１画素の信号および前記第２画素の信号の少なくとも一方を読み出す読出部と、
前記読出部に入射する光の一部を吸収する第２吸収部と、を備える撮像素子。

【請求項6】

請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第１画素は、前記第１光電変換部で光電変換された電荷を蓄積する第１蓄積部と、前記第１蓄積部に蓄積された電荷を転送する第１転送部とを有し、
前記第２画素は、前記第２光電変換部で光電変換された電荷を蓄積する第２蓄積部と、前記第２蓄積部に蓄積された電荷を転送する第２転送部とを有し、
前記第１蓄積部および前記第２蓄積部へ入射する光を吸収する第３吸収部を備える撮像素子。

【請求項7】

請求項１に記載の撮像素子において、
光が入射する方向と交差する方向において、前記第１吸収部の長さは、前記第２吸収部の長さよりも短い撮像素子。

【請求項8】

請求項７に記載の撮像素子において、
前記第１吸収部および前記第２吸収部は、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタの少なくとも一方に入射した光の一部を吸収する撮像素子。

【請求項9】

請求項７または請求項８に記載の撮像素子において、
前記第１画素の信号および前記第２画素の信号の少なくとも一方を読み出す読出部を備え、
前記読出部へ入射する光を吸収する第３吸収部を備える撮像素子。

【請求項10】

請求項７から請求項９までのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第１画素は、前記第１光電変換部で光電変換された電荷を蓄積する第１蓄積部と、前記第１蓄積部に蓄積された電荷を転送する第１転送部とを有し、
前記第２画素は、前記第２光電変換部で光電変換された電荷を蓄積する第２蓄積部と、前記第２蓄積部に蓄積された電荷を転送する第２転送部とを有し、
前記第１吸収部および前記第２吸収部の一方は、前記第１蓄積部および前記第２蓄積部の少なくとも一方への光を遮光するよう設けられる撮像素子。

【請求項11】

請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第１フィルタと前記第２フィルタとは、入射した光のうち第１波長域の光を透過する撮像素子。

【請求項12】

請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第１フィルタは、入射した光のうち第１波長域の光を透過し、
前記第２フィルタは、入射した光のうち前記第１波長域と異なる第２波長域の光を透過する撮像素子。

【請求項13】

請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第１フィルタ及び前記第２フィルタは、互いに異なる波長域の光を透過するものであって、一方の波長域が他方の波長域を包含している撮像素子。

【請求項14】

請求項１から請求項１３までのいずれか一項に記載の撮像素子と、
前記撮像素子から出力される信号とに基づいて画像データを生成する画像生成部と、を備える撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像素子、及び、撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

可視光を吸収する性質を有し、隣り合う画素の間を遮光する遮光膜が形成された撮像装置が知られている（特許文献１）。しかし、特許文献１の撮像装置では、遮光膜がカラーフィルタ下の絶縁膜中にのみ、又は絶縁膜上にのみ形成されるため、斜め光に対して十分な遮光効果が得られず、画像の画質が低下するおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－１０９２９５号公報

【発明の概要】

【0004】

第１の態様によると、撮像素子は、光学系を透過した光のうち一部の光を透過する第１フィルタと、前記第１フィルタを透過した光を光電変換する第１光電変換部とを有し、前記光学系の焦点検出に用いる信号を出力する第１画素と、前記光学系を透過した光のうち一部の光を透過する第２フィルタと、前記第２フィルタを透過した光を光電変換する第２光電変換部とを有し、画像生成に用いる信号を出力する第２画素と、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタと、前記第１光電変換部および前記第２光電変換部が設けられる半導体基板と、の間に設けられる平坦化層と、一部が前記第１フィルタおよび前記第２フィルタの間に、かつ、他の一部が前記平坦化層内の前記第１画素および前記第２画素との間に設けられ、または、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタの間、かつ、前記平坦化層上に設けられ、入射した光の一部を吸収する黒フィルタである第１吸収部と、前記平坦化層内の前記第１画素と前記第２画素との間に設けられ、入射した光の一部を吸収する黒フィルタであり、光が入射する方向と交差する面において前記第１吸収部の面積よりも大きい第２吸収部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】第１の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。

【図2】第１の実施の形態に係る撮像素子の画素の配置例を示す図である。

【図3】第１の実施の形態に係る撮像素子で生成される信号を説明するための図である。

【図4】第１の実施の形態に係る撮像素子の平面図である。

【図5】第１の実施の形態に係る撮像素子の中央領域の画素の構成例を示す図である。

【図6】第１の実施の形態に係る撮像素子の左端領域の画素の構成例を示す図である。

【図7】第１の実施の形態に係る撮像素子の右端領域の画素の構成例を示す図である。

【図8】第１の実施の形態に係る撮像素子の画素の断面図である。

【図9】変形例１に係る撮像素子の画素の構成例を示す図である。

【図10】第２の実施の形態に係る撮像素子の中央領域の画素の構成例を示す図である。

【図11】第２の実施の形態に係る撮像素子の左端領域の画素の構成例を示す図である。

【図12】第２の実施の形態に係る撮像素子の右端領域の画素の構成例を示す図である。

【図13】第３の実施の形態に係る撮像素子の画素の構成例を示す図である。

【図14】第３の実施の形態に係る撮像素子の画素の別の構成例を示す図である。

【図15】第３の実施の形態に係る撮像素子の画素の別の構成例を示す図である。

【図16】変形例３に係る撮像素子の画素の構成例を示す図である。

【図17】変形例４に係る撮像素子の画素の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0006】

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る撮像装置の一例である電子カメラ１（以下、カメラ１と称する）の構成例を示す図である。カメラ１は、カメラボディ２と交換レンズ３とにより構成される。交換レンズ３は、不図示のマウント部を介してカメラボディ２に着脱可能に装着される。カメラボディ２に交換レンズ３が装着されると、カメラボディ２側の接続部２０２と交換レンズ３側の接続部３０２とが接続され、カメラボディ２及び交換レンズ３間の通信が可能となる。

【0007】

図１において、被写体からの光は、図１のＺ軸プラス方向に向かって入射する。また、座標軸に示すように、Ｚ軸に直交する紙面手前方向をＸ軸プラス方向、Ｚ軸及びＸ軸に直交する下方向をＹ軸プラス方向とする。以降のいくつかの図においては、図１の座標軸を基準として、それぞれの図の向きが分かるように座標軸を表示する。

【0008】

交換レンズ３は、撮像光学系（結像光学系）３１と、レンズ制御部３２と、レンズメモリ３３とを備える。撮像光学系３１は、焦点調節レンズ（フォーカスレンズ）を含む複数のレンズと絞りとを含み、カメラボディ２の撮像素子２２の撮像面上に被写体像を結像する。

【0009】

レンズ制御部３２は、ＣＰＵやＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等のプロセッサ、及びＲＯＭやＲＡＭ等のメモリにより構成され、制御プログラムに基づいて交換レンズ３の各部を制御する。レンズ制御部３２は、カメラボディ２のボディ制御部２１から出力される信号に基づき、焦点調節レンズを光軸Ｌ１方向に進退移動させて撮像光学系３１の焦点位置を調節する。ボディ制御部２１から出力される信号には、焦点調節レンズの移動方向や移動量、移動速度などを示す情報が含まれる。また、レンズ制御部３２は、カメラボディ２のボディ制御部２１から出力される信号に基づき、絞りの開口径を制御する。

【0010】

レンズメモリ３３は、例えば、不揮発性の記憶媒体等により構成される。レンズメモリ３３には、交換レンズ３に関連する情報がレンズ情報として記憶される。レンズ情報には、例えば、撮像光学系３１の射出瞳の位置に関する情報が含まれる。レンズメモリ３３へのレンズ情報の書き込みや、レンズメモリ３３からのレンズ情報の読み出しは、レンズ制御部３２によって行われる。

【0011】

カメラボディ２は、ボディ制御部２１と、撮像素子２２と、メモリ２３と、表示部２４と、操作部２５とを備える。ボディ制御部２１は、ＣＰＵやＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等のプロセッサ、及びＲＯＭやＲＡＭ等のメモリにより構成され、制御プログラムに基づきカメラ１の各部を制御する。また、ボディ制御部２１は、各種の信号処理を行う。

【0012】

撮像素子２２は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサである。撮像素子２２は、撮像光学系３１の射出瞳を通過した光束を受光して、撮像光学系３１により結像する被写体像を撮像する。撮像素子２２には、光電変換部を有する複数の画素が二次元状（例えば、行方向及び列方向）に配置される。光電変換部は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）によって構成される。撮像素子２２は、入射した光を光電変換部で光電変換して電荷を生成し、生成された電荷に基づく信号をボディ制御部２１に出力する。以下、図２及び図３を用いて、撮像素子２２について説明する。

【0013】

図２は、第１の実施の形態に係る撮像素子２２の画素の配置例を示す図である。撮像素子２２では、画素が二次元状（行方向（±Ｘ方向）及び列方向（±Ｙ方向））に配置される。図２に示す例は、６行８列の計４８個の画素を図示している。なお、撮像素子２２に配置される画素の数及び配置は、図示した例に限られない。撮像素子２２には、例えば、数百万～数億、又はそれ以上の画素が設けられる。

【0014】

撮像素子２２は、複数の撮像画素１２と焦点検出画素１１、１３とを有する。撮像画素１２には、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる分光特性を有する３つのカラーフィルタ（色フィルタ）５１のいずれかが設けられる。Ｇのカラーフィルタは、Ｒのカラーフィルタよりも波長が短い波長域の光を透過する。Ｂのカラーフィルタは、Ｇのカラーフィルタよりも波長が短い波長域の光を透過する。Ｒのカラーフィルタ５１は主に赤色の波長域の光を透過し、Ｇのカラーフィルタ５１は主に緑色の波長域の光を透過し、Ｂのカラーフィルタ５１は主に青色の波長域の光を透過する。これにより、画素は、配置されたカラーフィルタ５１によって異なる分光特性を有する。Ｒ画素とＧ画素とＢ画素とは、ベイヤー配列に従って配置されている。

【0015】

焦点検出画素１１、１３は、上述のようにベイヤー配列されたＲ、Ｇ、Ｂの撮像画素１２の一部に置換して配置される。焦点検出画素１１、１３には、カラーフィルタ５１及び遮光膜４３が設けられる。焦点検出画素１１と焦点検出画素１３とは、その遮光部４３の位置が異なる。焦点検出画素１１及び焦点検出画素１３には、カラーフィルタ５１として、例えば、Ｒ、Ｇ、及びＢの波長域の光を透過するＷ（白）のカラーフィルタが配置される。

【0016】

このように、Ｒ、Ｇ、Ｂ、及びＷのカラーフィルタは、互いに異なる波長域の光を透過する。なお、波長域が互いに異なるとは、波長域が完全に一致しないことを意味しており、各波長域は部分的に重なっていてもよいし、一方の波長域が他方の波長域を包含していてもよい。例えば、ＲとＧ、ＢとＧ、ＢとＲで波長域が完全に分離せず、一部重なっていてもよい。即ち、複数のカラーフィルタ５１の分光特性は、一部がオーバーラップしていてもよい。

【0017】

撮像素子２２は、Ｒのカラーフィルタ５１を有する画素（以下、Ｒ画素と称する）１２及びＧのカラーフィルタ５１を有する画素（以下、Ｇ画素と称する）１２が行方向に交互に配置される第１の画素群４０１を有する。また、撮像素子２２は、Ｇ画素１２及びＢのカラーフィルタ５１を有する画素（以下、Ｂ画素と称する）１２が行方向に交互に配置される第２の画素群４０２を有する。さらに、撮像素子２２は、Ｇ画素１２及び焦点検出画素１１、１３が行方向に配置される第３の画素群４０３を有する。

【0018】

なお、第３の画素群４０３は、焦点検出画素１１、１３の両方を有していなくともよい。例えば、第２の画素群４０２がＧ画素１２及び焦点検出画素１１を有し、第３の画素群４０３がＧ画素１２及び焦点検出画素１３を有していてもよい。また、第３の画素群４０３は、第２の画素群４０２のＢ画素１２と対応する位置に焦点検出画素１１、１３を有しているが、第２の画素群４０２のＢ画素１２と対応する位置の一部に焦点検出画素１１、１３を有していてもよい。例えば、第３の画素群４０３は、焦点検出画素１１、１３の少なくとも一方とＧ画素１２とＢ画素１２とを有していてもよい。

【0019】

撮像素子２２には、図２に示すように、吸収部９０が格子状に配置される。吸収部９０は、顔料等の有機材料により構成され、可視光の波長域の光を吸収する特性を有するフィルタ（黒フィルタ）である。吸収部９０の波長５３０ｎｍの入射光に対する消衰係数をｋとすると、例えばｋ＝０．１５～０．２０程度となる。なお、吸収部９０は、消衰係数ｋ＝０．１～０．３０程度となるように形成してもよい。後述するが、吸収部９０は、入射した光の一部を吸収することによって、或る画素からその画素の近傍の画素へ漏れる光を制限（低減）する。

【0020】

各画素は、撮像光学系３１を介して入射した光を受光し、受光量に応じた信号を生成する。詳細は後述するが、撮像画素１２は、後述する画像データ生成部２１ａが画像データを生成するための信号、即ち撮像信号を出力する。焦点検出画素１１、１３は、後述する焦点検出部２１ｂがデフォーカス量を算出するための信号、即ち第１及び第２の焦点検出信号を出力する。

【0021】

図３は、第１の実施の形態に係る撮像素子２２で生成される信号を説明するための図である。図３は、撮像素子２２に設けられた画素のうち、１つの撮像画素１２と、１つの焦点検出画素１１と、１つの焦点検出画素１３とを示している。

【0022】

撮像画素１２は、マイクロレンズ４４と、カラーフィルタ５１と、マイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過した光束を受光する光電変換部（ＰＤ）４２とを有する。焦点検出画素１１、１３は、マイクロレンズ４４と、カラーフィルタ５１と、マイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過した光束の一部を遮光する遮光部４３と、マイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過した光束の他の一部が入射する光電変換部４２とを有する。焦点検出画素１１、１３の光電変換部４２は、マイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過した光束のうち、遮光部４３で遮光されなかった光束を光電変換する。

【0023】

焦点検出画素１１の遮光部４３は、光電変換部４２のほぼ左半分（光電変換部４２のマイナスＸ方向側）の領域に対応して配置される。焦点検出画素１１の遮光部４３は、光が入射する方向（Ｚ軸方向）と交差する面（ＸＹ平面）において、焦点検出画素１１の光電変換部４２の中心よりもＸ軸マイナス方向側の領域に少なくとも一部が配置される。また、焦点検出画素１１の領域４６は、光電変換部４２のほぼ右半分（光電変換部４２のプラスＸ方向側）の領域に対応した領域である。焦点検出画素１１の領域４６は、光が入射する方向（Ｚ軸方向）と交差する面（ＸＹ平面）において、焦点検出画素１１の光電変換部４２の中心よりもＸ軸プラス方向側の領域に少なくとも一部が配置される領域である。

【0024】

他方、焦点検出画素１３の遮光部４３は、光電変換部４２のほぼ右半分の領域に対応して配置される。焦点検出画素１３の遮光部４３は、光が入射する方向（Ｚ軸方向）と交差する面（ＸＹ平面）において、焦点検出画素１３の光電変換部４２の中心よりもＸ軸プラス方向側の領域に少なくとも一部が配置される。また、焦点検出画素１３の領域４６は、光電変換部４２のほぼ左半分の領域に対応した領域である。焦点検出画素１３の領域４６は、光が入射する方向（Ｚ軸方向）と交差する面（ＸＹ平面）において、焦点検出画素１３の光電変換部４２の中心よりもＸ軸マイナス方向側の領域に少なくとも一部が配置される領域である。

【0025】

各画素のマイクロレンズ４４は、図２において上方から撮像光学系３１を介して入射された光を集光する。焦点検出画素１１では、マイクロレンズ４４を透過した光のうち、第２の瞳領域を通過した第２の光束６２は、カラーフィルタ５１を通過した後に遮光部４３で遮光される。また、焦点検出画素１１では、マイクロレンズ４４を透過した光のうち、第１の瞳領域を通過した第１の光束６１は、カラーフィルタ５１及び領域４６を透過して光電変換部４２に入射する。焦点検出画素１１の領域４６は、マイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を通過した第１の光束６１が光電変換部４２に入射することを許容する開口として作用する。焦点検出画素１１の光電変換部４２は、光電変換部４２に入射された第１の光束６１を光電変換して電荷を生成する。

【0026】

他方、焦点検出画素１３では、マイクロレンズ４４を透過した光のうち、第１の瞳領域を通過した第１の光束６１は、カラーフィルタ５１を通過した後に遮光部４３で遮光される。また、焦点検出画素１３では、マイクロレンズ４４を透過した光のうち、第２の瞳領域を通過した第２の光束６２は、カラーフィルタ５１及び領域４６を透過して光電変換部４２に入射する。焦点検出画素１３の領域４６は、マイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を通過した第２の光束６２が光電変換部４２に入射することを許容する開口として作用する。焦点検出画素１３の光電変換部４２は、光電変換部４２に入射された第２の光束６２を光電変換して電荷を生成する。

【0027】

このように、焦点検出画素１１、１３は、撮像光学系３１の瞳の互いに異なる領域を通過した光を受光するように構成され、瞳分割を行っている。焦点検出画素１１は、第１の瞳領域を通過した第１の光束６１を光電変換した電荷に基づく第１の焦点検出信号を出力する。焦点検出画素１３は、第２の瞳領域を通過した第２の光束６２を光電変換した電荷に基づく第２の焦点検出信号を出力する。

【0028】

撮像画素１２では、撮像光学系３１の瞳の第１及び第２の瞳領域をそれぞれ通過した第１及び第２の光束６１、６２が、マイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を介して光電変換部４２に入射する。撮像画素１２は、第１及び第２の瞳領域の両方を通過した光束に関する撮像信号を出力する。即ち、撮像画素１２は、第１及び第２の瞳領域の両方を通過した光を光電変換し、光電変換して生成された電荷に基づく撮像信号を出力する。

【0029】

撮像素子２２は、画像データを生成するための撮像信号と、撮像光学系３１の焦点について位相差式焦点検出を行うための第１及び第２の焦点検出信号を、ボディ制御部２１に出力する。この第１及び第２の焦点検出信号は、上述したように、撮像光学系３１の射出瞳の第１及び第２の領域をそれぞれ通過した第１及び第２の光束による第１及び第２の像をそれぞれ光電変換した信号である。

【0030】

なお、図２及び図３においては、焦点検出画素１１、１３は、行方向（Ｘ軸方向）に配列されたが、列方向（Ｙ軸方向）に配列されてもよい。焦点検出画素１１、１３が列方向に配列された場合には、焦点検出画素１１の遮光部４３が光電変換部４２のほぼ上半分と下半分の一方の領域に対応して配置され、焦点検出画素１３の遮光部４３が光電変換部４２のほぼ上半分と下半分の他方の領域に対応して配置される。例えば、焦点検出画素１１の遮光部４３は、焦点検出画素１１の光電変換部４２の中心よりもＹ軸プラス方向側の領域に少なくとも一部が配置される。焦点検出画素１３の遮光部４３は、焦点検出画素１３の光電変換部４２の中心よりもＹ軸マイナス方向側の領域に少なくとも一部が配置される。

【0031】

図１において、メモリ２３は、例えば、メモリカード等の記録媒体である。メモリ２３には、画像データ等が記録される。メモリ２３へのデータの書き込みや、メモリ２３からのデータの読み出しは、ボディ制御部２１によって行われる。表示部２４は、画像データに基づく画像、シャッター速度や絞り値等の撮影に関する情報、及びメニュー画面等を表示する。操作部２５は、レリーズボタン、電源スイッチなどの各種設定スイッチ等を含み、それぞれの操作に応じた操作信号をボディ制御部２１へ出力する。

【0032】

ボディ制御部２１は、画像データ生成部２１ａと焦点検出部２１ｂとを有する。画像データ生成部２１ａは、撮像素子２２から出力される撮像信号に各種の画像処理を行って画像データを生成する。画像処理には、例えば、階調変換処理、色補間処理、輪郭強調処理等の公知の画像処理が含まれる。

【0033】

焦点検出部２１ｂは、撮像光学系３１の自動焦点調節（ＡＦ）に必要な焦点検出処理を行う。具体的には、焦点検出部２１ｂは、撮像光学系３１による像が撮像素子２２の撮像面上に合焦するための焦点調節レンズ（フォーカスレンズ）の合焦位置を検出する。焦点検出部２１ｂは、撮像素子２２から出力される焦点検出信号を用いて、瞳分割型の位相差検出方式によりデフォーカス量を算出する。より具体的には、焦点検出部２１ｂは、第１及び第２の焦点検出信号に基づき、合焦位置を求めるため相関演算を行う。焦点検出部２１ｂは、この相関演算によって、第１の瞳領域を通過した第１の光束６１による像と第２の瞳領域を通過した第２の光束６２による像とのズレ量を算出し、この像ズレ量に基づきデフォーカス量を算出する。焦点検出部２１ｂは、算出したデフォーカス量に基づいて、合焦位置までの焦点調節レンズの移動量を算出する。

【0034】

焦点検出部２１ｂは、デフォーカス量が許容値以内か否かを判定する。焦点検出部２１ｂは、デフォーカス量が許容値以内であれば合焦していると判断する。一方、焦点検出部２１ｂは、デフォーカス量が許容値を超えている場合は合焦していないと判断し、交換レンズ３のレンズ制御部３２へ焦点調節レンズの移動量とレンズ駆動を指示する信号を送信する。焦点検出部２１ｂからの指示を受けたレンズ制御部３２が、移動量に応じて焦点調節レンズを移動することにより、焦点調節が自動で行われる。

【0035】

図４は、第１の実施の形態に係る撮像素子２２の平面図である。撮像素子２２は、画素が行列状に配置された画素領域（撮像領域）１００を有する。即ち、画素領域１００には、図２及び図３に示したように、撮像画素１２及び焦点検出画素１１、１３を含む複数の画素が、二次元状に配置される。画素領域外には、画素からの信号を処理する周辺回路（アナログデジタル変換回路等）が配置される。撮像素子２２の中央領域、即ち画素領域１００の中央領域１０１は、交換レンズ３の光軸Ｌ１上に位置する。

【0036】

また、図４に示す領域１０２は、画素領域１００のうち左端に位置する領域であり、領域１０３は、画素領域１００のうち右端に位置する領域である。領域１０２及び領域１０３は、画素領域１００の中心からの距離（光軸Ｌ１からの距離）が長い領域、即ち像高が高い領域となる。以下では、中央領域１０１、左端領域１０２、及び右端領域１０３のそれぞれに配置される画素を例に、本実施の形態による撮像素子２２の画素の構造について、より詳しく説明する。特に、図５～図７を用いて、吸収部９０の働きを説明する。

【0037】

図５は、第１の実施の形態に係る撮像素子２２の中央領域１０１の画素の構成例を示す図である。図５（ａ）は、中央領域１０１に配置される第３の画素群４０３（図３参照）のうち、１つの焦点検出画素１１（Ｗ画素）と、その焦点検出画素１１に隣接して配置される１つの撮像画素１２（Ｇ画素）とを示している。図５（ｂ）は、中央領域１０１に配置される第２の画素群４０２（図３参照）のうち、１つの撮像画素１２（Ｂ画素）と、その撮像画素１２に隣接して配置される１つの撮像画素１２（Ｇ画素）とを示している。

【0038】

撮像素子２２は、基板１１１と、基板１１１に積層して設けられる配線層１１２とを備える。基板１１１は、半導体基板により構成される。配線層１１２は、導体膜（金属膜）及び絶縁膜を含む配線層であり、複数の配線やビアなどが配置される。導体膜には、銅、アルミニウム、タングステン等が用いられる。絶縁膜は、酸化膜や窒化膜などで構成される。

【0039】

焦点検出画素１１及び撮像画素１２には、それぞれ、マイクロレンズ４４と、第１の平坦化層８１と、カラーフィルタ５１と、第２の平坦化層８２と、吸収部９０と、光電変換部（ＰＤ）４２とが設けられる。焦点検出画素１１には、更に、遮光部４３が設けられる。

【0040】

第１の平坦化層（平坦化膜）８１は、樹脂等の有機材料により構成され、マイクロレンズ４４とカラーフィルタ５１との間に設けられる。第２の平坦化層（平坦化膜）８２は、樹脂等の有機材料により構成され、カラーフィルタ５１と配線層１１２との間に設けられる。また、第２の平坦化層８２の一部は、吸収部９０と配線層１１２との間に設けられる。

【0041】

配線層１１２の配線４７は、配線層１１２に設けられる複数の導体膜の層のうちの最上層の導体膜により構成される。配線４７は、例えば、電源線や接地線である。また、配線４７は、隣接する画素に光が漏れることを抑制する画素間遮光部としても機能する。

【0042】

図５（ａ）に示す第３の画素群４０３の焦点検出画素１１及び撮像画素１２には、カラーフィルタ５１として、それぞれＷのカラーフィルタ、Ｇのカラーフィルタが設けられる。また、図５（ｂ）に示す第２の画素群４０２の２つの撮像画素１２には、カラーフィルタ５１として、それぞれＢのカラーフィルタ、Ｇのカラーフィルタが設けられる。

【0043】

吸収部９０の上部は、隣り合うカラーフィルタ５１間、例えば、焦点検出画素１１のカラーフィルタ５１及び撮像画素１２のカラーフィルタ５１の間に設けられる。また、吸収部９０の下部は、第２の平坦化層８２内であって、隣り合う画素の境界部に設けられる。即ち、吸収部９０は、隣り合うカラーフィルタ５１の間と、第２の平坦化層８２の隣り合う画素の間に設けられる。図５（ａ）に示す例の場合、焦点検出画素１１のカラーフィルタ５１の一部、撮像画素１２のカラーフィルタ５１の一部、及び第２の平坦化層８２の一部の各々に置換して、吸収部９０が設けられるともいえる。

【0044】

カメラ１では、撮像光学系３１を通過した光がカメラボディ２の筐体内や撮像素子２２のマイクロレンズ４４で反射されること等に起因して、異常光（ゴースト光）が生じる。このため、各画素のマイクロレンズ４４には、入射角が大きな光（例えば入射角が４０°～８０°の光）が入射する場合がある。ゴースト光が生じると、撮像画素１２及び焦点検出画素１１、１３には、それぞれが有するマイクロレンズ４４の光軸に対して傾いた光が入射する。この場合、撮像素子２２においては、画素のマイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過した光の一部が、その画素の周辺画素に漏れる場合が生じる。なお、以下の説明では、マイクロレンズ４４に対する入射角の大きな入射光の代表としてゴースト光の影響を説明するが、ゴースト光に関する説明は、入射角の大きい種々の入射光の影響に当てはまるものである。

【0045】

図５（ａ）において、破線７１は、焦点検出画素１１のカラーフィルタ５１を透過して、その隣の撮像画素（Ｇ画素）１２に入射するゴースト光を模式的に表している。ゴースト光７１は、焦点検出画素１１のマイクロレンズ４４の光軸に対して斜めに焦点検出画素１１に入射する。このゴースト光７１は、焦点検出画素１１のマイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過して、その隣の撮像画素（Ｇ画素）１２の方へ進む。焦点検出画素１１のカラーフィルタ５１を透過したゴースト光７１の一部は、吸収部９０に入射する。なお、このゴースト光７１の他の一部は、配線（画素間遮光部）４７によって遮られて、隣接する撮像画素（Ｇ画素）１２には入射しない。

【0046】

吸収部９０に入射したゴースト光７１の一部は、吸収部９０によって吸収される。これにより、焦点検出画素１１に入射した光が、隣接する撮像画素１２に漏れることが抑制される。このため、撮像画素１２により生成される撮像信号に、焦点検出画素１１から漏れた光による信号成分が混入することを抑制し、撮像信号を用いて生成される画像の画質が低下することを防ぐことができる。

【0047】

なお、撮像画素１２のマイクロレンズ４４の光軸に対して斜めに撮像画素１２に入射するゴースト光についても同様であり、撮像画素１２のカラーフィルタ５１を透過したゴースト光の一部は、吸収部９０に入射して吸収される。これにより、撮像画素１２に入射した光が、隣接する焦点検出画素１１に漏れることが抑制される。このため、焦点検出画素１１により生成される焦点検出信号に、撮像画素１２から漏れた光による信号成分が混入することを抑制し、焦点検出信号を用いた焦点検出の精度が低下することを防ぐことができる。

【0048】

図５（ｂ）において、破線７１は、撮像画素（Ｂ画素）１２のカラーフィルタ５１を透過して、その隣の撮像画素（Ｇ画素）１２に入射するゴースト光を模式的に表している。ゴースト光７１は、撮像画素（Ｂ画素）１２のマイクロレンズ４４の光軸に対して斜めに撮像画素（Ｂ画素）１２に入射する。ゴースト光７１は、撮像画素（Ｂ画素）１２のマイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過して、その隣の撮像画素（Ｇ画素）１２に入射する。この斜めに入射するゴースト光７１の一部は、吸収部９０に入射して吸収される。このため、撮像画素（Ｂ画素）１２に入射した光が、隣接する撮像画素（Ｇ画素）１２に漏れることを防ぐことができる。

【0049】

なお、吸収部９０は、可視光の波長域の光を透過させないようにするため、所定の幅をもって形成される。吸収部９０の幅が大きくなると、カラーフィルタ５１の一部の幅がその分小さくなり、ケラレが生じて、各画素の光電変換部４２の受光量が低下する。このため、図５（ａ）に示すように画素ピッチ（画素の間隔）をＬとすると、吸収部９０の幅（Ｘ軸方向の幅）Ｗは、（Ｌ×０．１）＜Ｗ＜（Ｌ×０．２）となるように設定されることが望ましい。このように吸収部９０の幅Ｗが設定されることで、隣接する画素に漏れる光を低減しつつ、光電変換部４２の受光量を確保することができる。

【0050】

例えば、吸収部９０は、０．２μｍ＜Ｗ＜１．５μｍ、０．３μｍ＜Ｗ＜１．０μｍとなるように形成してもよく、０．５μｍ＜Ｗ＜０．８μｍ、０．３μｍ＜Ｗ＜０．５μｍとなるように形成してもよい。

【0051】

本実施の形態では、上述したように、吸収部９０の一部は、隣り合うカラーフィルタ５１間に設けられる。吸収部９０のうち、隣り合うカラーフィルタ５１間に設けられた部分の高さ（厚さ）は、例えば、Ｚ軸方向のカラーフィルタ５１の高さの半分にされる。このため、吸収部９０上に同じ高さのカラーフィルタ５１を設ける場合と比較して、Ｚ軸方向におけるカラーフィルタ５１の位置を低くすることができる。このため、カラーフィルタ５１と光電変換部４２との間隔が短くなり、光電変換部４２の受光量を多くすることができる。

【0052】

また、本実施の形態では、吸収部９０と配線層１１２の間に、第２の平坦化層（平坦化膜）８２の一部が配置される。これにより、吸収部９０の平坦性を向上させることができ、各画素の吸収部９０の特性にバラツキが生じることを抑制できる。また、吸収部９０をカラーフィルタ５１間にのみ形成する場合と比較して、Ｚ軸方向の吸収部９０の高さ（厚さ）を大きくすることが可能となる。

【0053】

更に、本実施の形態では、吸収部９０は、可視光をほとんど反射せずに吸収する材料により構成される。このため、反射による迷光を低減することができ、各画素で生成される信号などに影響を与えることを回避することができる。

【0054】

以下では、焦点検出画素１１、１３から隣接する撮像画素１２へ漏れ込む光の光量と、撮像画素１２から隣接する撮像画素１２へ漏れ込む光の光量との差異が低減されることを、比較例と対比して説明する。比較例は、図５（ａ）の各画素が吸収部９０を有しない場合である。この場合、焦点検出画素１１のマイクロレンズ４４に入射するゴースト光７１の一部は、Ｗのカラーフィルタ５１を透過して、その隣のＧ画素１２の光電変換部４２に入射する。Ｗのカラーフィルタ５１は、Ｒ、Ｇ、及びＢの波長域の光を透過する分光特性を有するため、第３の画素群４０３のＧ画素１２の光電変換部４２に入射する光には、Ｂ以外の波長域の光も含まれる。一方、第２の画素群４０２のＧ画素１２においては、隣接するＢ画素１２からＢの波長域の光が入射する。

【0055】

このため、ゴースト光等による焦点検出画素１１、１３から隣接する撮像画素１２への光の光量は、撮像画素１２から隣接する撮像画素１２への光の光量よりも多くなる。この結果、隣に焦点検出画素１１がある撮像画素（Ｇ画素）１２と、隣に撮像画素（Ｂ画素）１２がある撮像画素（Ｇ画素）１２との撮像信号に差異が生じてしまう。従って、吸収部９０がない場合には、撮像画素１２からの撮像信号を用いて生成される画像の画質が悪くなる。より具体的には、画像に不自然な色づきが生じてしまい、ユーザに違和感を与えることとなる。

【0056】

これに対して、本実施の形態では、上述したように吸収部９０を設けることで、可視光の波長域の光が隣接する画素に漏れることを抑制する。このため、ゴースト光等による焦点検出画素１１、１３から近傍の撮像画素１２へ漏れる光の光量と、撮像画素１２から近傍の撮像画素１２へ漏れる光の光量との差異を低減することができる。この結果、各画素からの撮像信号を用いて生成される画像の画質が低下することを防ぐことができる。

【0057】

図６は、第１の実施の形態に係る撮像素子２２の左端領域１０２の画素の構成例を示す図である。図６（ａ）は、左端領域１０２に配置される第３の画素群４０３のうち焦点検出画素１１と、その焦点検出画素１１に隣接して配置されるＧの撮像画素１２を示している。図６（ｂ）は、第２の画素群４０２のうちＢの撮像画素１２と、そのＢの撮像画素１２に隣接して配置されるＧの撮像画素１２を示している。

【0058】

左端領域１０２の焦点検出画素１１及び撮像画素１２の各々のマイクロレンズ４４、カラーフィルタ５１、吸収部９０、及び配線４７は、焦点検出画素１１の残部及び撮像画素１２の残部に対して画素領域１００の中央側（Ｘ軸プラス方向側）にずらして配置される。これにより、カメラ１の撮像光学系３１を介して光電変換部４２に入射する光量を多くすることができる。撮像素子２２では、例えば画素領域１００の中央から離れて配置される画素ほど、その画素のマイクロレンズ４４、カラーフィルタ５１、吸収部９０、及び配線４７は中央側にずらして配置される。

【0059】

図６（ａ）の第３の画素群４０３において、焦点検出画素１１のマイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過したゴースト光７１の一部は、焦点検出画素１１とＧ画素１２との境界部に設けられた吸収部９０に入射する。このゴースト光の一部は、吸収部９０によって吸収される。図６（ｂ）の第２の画素群４０２においては、Ｂ画素１２のマイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過したゴースト光７１の一部は、吸収部９０に入射して吸収される。このように、左端領域１０２においても、隣接する画素に光が漏れることが抑制される。このため、画像の画質の低下や、焦点検出精度の低下が生じることを防ぐことができる。

【0060】

図７は、第１の実施の形態に係る撮像素子２２の右端領域１０３の画素の構成例を示す図である。図７（ａ）は、第３の画素群４０３のうち焦点検出画素１１と、その焦点検出画素１１に隣接して配置されるＧの撮像画素１２を示している。図７（ｂ）は、第２の画素群４０２のうちＢの撮像画素１２と、そのＢの撮像画素１２に隣接して配置されるＧの撮像画素１２を示している。

【0061】

右端領域１０３の焦点検出画素１１及び撮像画素１２の各々のマイクロレンズ４４、カラーフィルタ５１、吸収部９０、及び配線４７は、画素領域１００の中央側（Ｘ軸マイナス方向側）にずらして配置される。これにより、カメラ１の撮像光学系３１を介して光電変換部４２に入射する光量を多くすることができる。

【0062】

図７（ａ）の第３の画素群４０３において、焦点検出画素１１のマイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過したゴースト光の一部は、焦点検出画素１１とＧ画素１２との境界部に設けられた吸収部９０に入射して吸収される。図７（ｂ）の第２の画素群４０２においては、Ｂ画素１２のマイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過したゴースト光７１の一部は、吸収部９０に入射して吸収される。このように、右端領域１０２においても、隣接する画素に光が漏れることが抑制される。このため、画像の画質の低下や、焦点検出精度の低下が生じることを防ぐことができる。

【0063】

図８は、図２中のＡ－Ａ’における焦点検出画素１１及び撮像画素１２の断面図である。図８に示すように、画素の対角部においては、隣り合うマイクロレンズ４４間に隙間（ギャップ）が生じて、この隙間にゴースト光７１が入射する場合が生じる。このようなゴースト光が生じた場合も、ゴースト光７１の一部は、画素間に設けられた吸収部９０に入射して吸収される。このように、画素の対角部においても、隣接する画素に光が漏れることが抑制される。

【0064】

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）撮像素子２２は、入射した光のうち第１波長域の光を透過する第１フィルタと、第１フィルタを透過した光を光電変換する第１光電変換部とを有する第１画素（例えば撮像画素）と、入射した光のうち第１波長域と異なる第２波長域の光を透過する第２フィルタと、第２フィルタを透過した光を光電変換する第２光電変換部とを有する第２画素（例えば焦点検出画素）と、第１フィルタおよび第２フィルタと、第１光電変換部および第２光電変換部を有する半導体基板１１１との間に形成される平坦化層（第２の平坦化層８２）と、第１フィルタおよび第２フィルタの間と、第１画素と第２画素の間の平坦化層とに形成され、入射した光の一部を吸収する吸収部９０と、を備える。本実施の形態では、吸収部９０が、隣り合うカラーフィルタ５１の間と、第２の平坦化層８２内であって隣り合う画素間とに設けられる。このようにしたので、隣接する画素に光が漏れることを抑制することができる。この結果、画像の画質の低下や、焦点検出精度の低下が生じることを防ぐことができる。

【0065】

（変形例１）
図９は、変形例１に係る撮像素子の画素の構成例を示す図である。図９に示すように、吸収部９０の幅を、上方向（Ｚ軸マイナス方向側）へ行くほど、小さくするようにしてもよい。吸収部９０の上部の幅をＷｔ、吸収部９０の下部の幅をＷｂとすると、Ｗｂ＞Ｗｔとなるように、吸収部９０を形成する。図９（ａ）のように、吸収部９０の上部を丸くしてもよいし、図９（ｂ）のように、吸収部９０の形状を上部が細い台形としてもよい。この場合、吸収部９０の上部の面積は、吸収部９０の下部の面積よりも小さくなる。換言すると、光が入射する方向（Ｚ軸方向）と交差する面（ＸＹ平面）において、吸収部９０の面積は、第２の平坦化層８２側よりも、焦点検出画素１１のカラーフィルタ５１または撮像画素１２のカラーフィルタ５１側の方が小さい。このようにすることで、画素の吸収部９０の上部において、その画素のカラーフィルタ５１を透過した光がケラレることを防ぐことができる。この結果、隣接する画素に漏れる光を低減しつつ、光電変換部４２の受光量を多くすることができる。

【0066】

（変形例２）
上述した実施の形態では、隣り合うカラーフィルタ５１の間と、第２の平坦化層８２の隣り合う画素の間に吸収部９０を設ける例について説明した。しかし、隣り合うカラーフィルタ５１の間のみに吸収部９０を設けるようにしてもよい。

【0067】

（第２の実施の形態）
図面を参照して、第２の実施の形態に係る撮像装置を説明する。図１０は、第２の実施の形態に係る撮像素子２２の中央領域１０１の画素の構成例を示す図である。第２の実施の形態と第１の実施の形態との主な相違は、以下の通りである。第１の実施の形態にあっては、図５等に示したように、カラーフィルタ５１間と第２の平坦化層８２とに吸収部９０が形成される。第２の実施の形態では、隣り合うカラーフィルタ５１の間に第１の吸収部９１が形成され、第２の平坦化層８２中に第２の吸収部９２が形成される。なお、図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には、同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。

【0068】

図１０において、第１の吸収部９１は、焦点検出画素１１のカラーフィルタ５１と撮像画素１２のカラーフィルタ５１との間に設けられる。焦点検出画素１１のカラーフィルタ５１の一部、及び撮像画素１２のカラーフィルタ５１の一部の各々に置換して、第１の吸収部９１が設けられるともいえる。第２の吸収部９２は、第２の平坦化層８２内に設けられる。第１の吸収部９１及び第２の吸収部９２は、それぞれ有機材料により構成され、可視光の波長域の光を吸収する特性を有する。

【0069】

図１０（ａ）において、ゴースト光７１は、焦点検出画素１１のマイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過して、その隣の撮像画素１２の方へ進む。焦点検出画素１１のカラーフィルタ５１を透過したゴースト光７１の一部は、第１の吸収部９１や第２の吸収部９２によって吸収される。これにより、焦点検出画素１１に入射した光が、隣接する撮像画素１２に漏れることが抑制される。このため、撮像画素１２により生成される撮像信号にノイズが混入することを抑制し、撮像信号を用いて生成される画像の画質が低下することを防ぐことができる。

【0070】

図１０（ｂ）において、Ｂ画素１２のマイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過したゴースト光７１の一部は、第１の吸収部９１や第２の吸収部９２に入射して吸収される。このため、撮像画素（Ｂ画素）１２に入射した光が、隣接する撮像画素（Ｇ画素）１２に漏れることが抑制される。

【0071】

なお、図１０（ａ）に示すように画素ピッチ（画素の間隔）をＬとすると、第２の吸収部９２の幅（Ｘ軸方向の幅）Ｗ２は、（Ｌ×０．１）＜Ｗ２＜（Ｌ×０．２）となるように設定されることが望ましい。このように第２の吸収部９２の幅Ｗ２が設定されることで、隣接する画素に漏れる光を低減しつつ、画素の受光量を確保することができる。また、第１の吸収部９１の幅（Ｘ軸方向の幅）Ｗ１は、Ｗ１＜Ｗ２となるように設定されることが望ましい。この場合、光が入射する方向（Ｚ軸方向）と交差する面（ＸＹ平面）において、第１の吸収部９１の面積は、第２の吸収部９２の面積よりも小さいともいえる。このように、第１の吸収部９１の幅Ｗ１を、第２の吸収部９２の幅Ｗ２よりも小さくすることで、隣接する画素に漏れる光を低減しつつ、光電変換部４２に入射する光量を多くすることができる。

【0072】

また、本実施の形態では、第２の吸収部９２と配線層１１２の間に、第２の平坦化層（平坦化膜）８２の一部が配置される。これにより、第２の吸収部９２の平坦性を向上させることができ、各画素の第２の吸収部９２の特性にバラツキが生じることを抑制できる。

【0073】

更に、本実施の形態では、第１の吸収部９１と第２の吸収部９２との間に、第２の平坦化層（平坦化膜）８２の一部が配置される。即ち、第２の平坦化層８２による平坦化膜の上に、第１の吸収部９１が設けられる。このため、第１の吸収部９１の平坦性を向上させることができ、各画素の第１の吸収部９１の特性にバラツキが生じることを抑制できる。

【0074】

なお、第１の吸収部９１と第２の吸収部９２との間の平坦化膜の厚さ（膜厚）は、所定の平坦性を達成することができる限りにおいて薄くすることで、この平坦化膜を介して光が漏れることを防ぐことができる。例えば、図１０に示すように、第１の吸収部９１及び第２の吸収部９２の間の平坦化膜の膜厚をｔとすると、膜厚ｔ＝Ｗ１×６０％以下、或いは、膜厚ｔ＝Ｗ１×３５％以下となるように設定されることが望ましい。

【0075】

また、本実施の形態では、第１の吸収部９１と第２の吸収部９２とを、互いに異なる材料で構成することができる。例えば、第１の吸収部９１を樹脂等の有機材料を用いて形成し、第２の吸収部９２をシリコン酸化膜等の無機材料を用いて形成してもよい。

【0076】

図１１は、第２の実施の形態に係る撮像素子２２の左端領域１０２の画素の構成例を示す図である。左端領域１０２の画素のマイクロレンズ４４、カラーフィルタ５１、第１の吸収部９１、第２の吸収部９２、及び配線（画素間遮光部）４７は、画素の残部に対して画素領域１００の中央側（Ｘ軸プラス方向側）にずらして配置される。

【0077】

例えば、図１１（ａ）の左端領域１０２の画素は、図１０（ａ）の中央領域１０１の画素に比べて、マイクロレンズ４４が、光電変換部４２に対して相対的に右方向（Ｘ軸プラス方向側）に所定量（以下、オフセット量と称する）ｄ１、ずれている。また、第１の吸収部９１、第２の吸収部９２、及び配線４７の各々の中心は、焦点検出画素１１と撮像画素１２の境界に対して、それぞれオフセット量ｄ２、ｄ３、ｄ４だけ右側に位置する。マイクロレンズ４４のオフセット量ｄ１、第１の吸収部９１のオフセット量ｄ２、第２の吸収部９２のオフセット量ｄ３、配線４７のオフセット量ｄ４は、ｄ４≦ｄ３≦ｄ２≦ｄ１となる。これにより、カメラ１の撮像光学系３１を介して光電変換部４２に入射する光量を多くすることができる。

【0078】

図１１（ａ）の第３の画素群４０３においては、焦点検出画素１１のマイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過したゴースト光７１の一部は、焦点検出画素１１とＧ画素１２との境界部に設けられた第１の吸収部９１や第２の吸収部９２に入射する。このゴースト光の一部は、第１の吸収部９１及び第２の吸収部９２によって吸収される。

【0079】

図１１（ｂ）の第２の画素群４０２においては、Ｂ画素１２のマイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過したゴースト光７１の一部は、第１の吸収部９１や第２の吸収部９２に入射して吸収される。このように、左端領域１０２においても、隣接する画素に光が漏れることが抑制される。このため、画像の画質の低下や、焦点検出精度の低下が生じることを防ぐことができる。

【0080】

図１２は、第２の実施の形態に係る撮像素子２２の右端領域１０３の画素の構成例を示す図である。右端領域１０３の画素のマイクロレンズ４４、カラーフィルタ５１、第１の吸収部９１、第２の吸収部９２、及び配線４７は、画素の残部に対して画素領域１００の中央側（Ｘ軸マイナス方向側）にずらして配置される。各画素のマイクロレンズ４４と第１の吸収部９１と第２の吸収部９２と配線４７は、図１１に示したずれ方向と反対方向にオフセット量ｄ１～ｄ４と同様のオフセット量が付与される。

【0081】

図１２（ａ）の第３の画素群４０３においては、焦点検出画素１１のマイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過したゴースト光７１の一部は、焦点検出画素１１とＧ画素１２との境界部に設けられた第１の吸収部９１や第２の吸収部９２に入射して吸収される。図１２（ｂ）の第２の画素群４０２においては、Ｂ画素１２のマイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過したゴースト光７１の一部は、第１の吸収部９１や第２の吸収部９２に入射して吸収される。このように、右端領域１０３においても、隣接する画素に光が漏れることが抑制される。このため、画像の画質の低下や、焦点検出精度の低下が生じることを防ぐことができる。

【0082】

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）撮像素子２２は、入射した光のうち第１波長域の光を透過する第１フィルタと、第１フィルタを透過した光を光電変換する第１光電変換部とを有する第１画素（例えば撮像画素）と、入射した光のうち第１波長域と異なる第２波長域の光を透過する第２フィルタと、第２フィルタを透過した光を光電変換する第２光電変換部とを有する第２画素（例えば焦点検出画素）と、第１フィルタおよび第２フィルタと、第１光電変換部と第２光電変換部とを有する半導体基板１１１との間に形成される平坦化層（第２の平坦化層８２）と、第１フィルタおよび第２フィルタの間に形成され、入射した光の一部を吸収する第１吸収部９１と、を備える。本実施の形態では、第１の吸収部９１が、隣り合うカラーフィルタ５１の間に設けられる。このため、隣接する画素に光が漏れることが抑制され、画像の画質の低下や、焦点検出精度の低下が生じることを防ぐことができる。

【0083】

（２）撮像素子２２は、第１画素と第２画素の間の平坦化層（第２の平坦化層８２）に形成され、入射した光の一部を吸収する第２吸収部９２を備える。本実施の形態では、第２の吸収部９２が、第２の平坦化層８２内であって隣り合う画素間に設けられる。このため、隣接する画素に光が漏れることが抑制され、画像の画質の低下や、焦点検出精度の低下が生じることを防ぐことができる。

【0084】

（第３の実施の形態）
図面を参照して、第３の実施の形態に係る撮像装置を説明する。図１３は、第３の実施の形態に係る撮像素子２２の画素の構成例を示す図である。図１３は、撮像素子２２に設けられた複数の画素のうち、２つの撮像画素１２を示している。なお、図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には、同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。

【0085】

図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、撮像画素１２には、光電変換部４２で生成された電荷（信号電荷）を記憶するメモリ部４８が設けられる。メモリ部４８は、光電変換部４２で生成された電荷を蓄積（保持）する蓄積部（保持部）でもある。

【0086】

より詳しくは、撮像画素１２は、例えば、光電変換部４２と、第１の転送部と、メモリ部４８と、第２の転送部と、フローティングディフュージョン（ＦＤ）と、増幅部とを有する。第１の転送部、第２の転送部、及び増幅部は、それぞれトランジスタにより構成される。第１の転送部は、光電変換部４２で光電変換された電荷をメモリ部４８に転送する。メモリ部４８は、第１の転送部により転送された電荷を記憶する。第２の転送部は、メモリ部に記憶された電荷をＦＤに転送する。増幅部は、ＦＤに蓄積された電荷による信号を増幅して出力する。

【0087】

撮像素子２２は、各画素の光電変換部４２で生成された電荷を、各画素のメモリ部４８に一時的に記憶させることができる。このため、撮像素子２２は、全画素で同時に光電変換を行わせて、全画素で同時に光電変換部４２からメモリ部４８への電荷の転送を行う、いわゆるグローバルシャッタ方式の動作を行うことができる。

【0088】

吸収部９３は、有機材料により構成され、可視光の波長域の光を吸収する特性を有する。吸収部９３は、第２の平坦化層８２中において、撮像画素１２のメモリ部４８を覆うように設けられる。このため、撮像画素１２に入射するゴースト光の一部は、吸収部９３によって吸収される。これにより、ゴースト光がメモリ部４８に入射して、メモリ部４８の信号電荷にノイズ成分が混入することを防ぐことができる。この結果、撮像信号を用いて生成される画像の画質が低下することを防ぐことができる。また、上述した第１及び第２の実施の形態の場合と同様に、吸収部９３は、隣接する画素に光が漏れることを抑制する。このため、本実施の形態では、上述したように吸収部９３を設けることで、メモリ部４８の信号へのノイズの混入を抑制すると共に、隣接画素に光が漏れることを抑制することができる。

【0089】

なお、吸収部９３は、複数の画素毎に配置して、複数の画素で共有する構成としてもよい。より具体的には、隣接する画素の各々のメモリ部４８を覆うように、吸収部９３を設けるようにしてもよい。例えば、撮像画素１２のメモリ部４８と、その隣の焦点検出画素１１のメモリ部４８とを覆うように、吸収部９３が設けられる。

【0090】

なお、吸収部９３を、第１の実施の形態に係る吸収部と同様に、隣り合うカラーフィルタ５１の間と、第２の平坦化層８２とに設けるようにしてもよい。また、吸収部９３の代わりに、第２の実施の形態に係る吸収部と同様に、第１及び第２の吸収部を設けるようにしてもよい。この場合、第１の吸収部を、隣り合うカラーフィルタ５１の間に配置し、第２の吸収部を、第２の平坦化層８２内に配置するようにしてもよい。第１及び第２の吸収部の両方を、隣接する画素の各々のメモリ部４８を覆うように配置してもよい。また、第１及び第２の吸収部の一方を、隣り合う２つの画素の各々のメモリ部４８の少なくとも一方への光を遮光するように配置してもよい。

【0091】

また、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、撮像画素１２の光電変換部４２以外の全ての領域を覆うように、吸収部９３を設けるようにしてもよい。これにより、撮像画素１２に入射するゴースト光が、メモリ部４８、上述したＦＤ、第１の転送部、第２の転送部、増幅部等に漏れることを抑制することができる。このため、撮像信号による画像の画質を向上させることができる。

【0092】

図１５は、第３の実施の形態に係る撮像素子２２の撮像画素１２の別の構成例を示している。図１５に示す例では、撮像画素１２は、配線層１１２に設けられた導波路４９を有する。導波路４９は、金属酸化物などの絶縁材料により構成され、導波路４９に入射した光を光電変換部４２へ導く。撮像画素１２のカラーフィルタ５１を透過した光束が、導波路４９によって光電変換部４２に集光される。このため、撮像光学系３１を介して光電変換部に入射する光量を多くすることができる。

【0093】

図１５において、吸収部９３は、第２の平坦化層８２中において、導波路４９の四方を囲むように設けられる。このため、撮像画素１２に入射するゴースト光の一部は、吸収部９３によって吸収される。これにより、ゴースト光が導波路４９を介して光電変換部４２に入射することを防ぐことができる。この結果、撮像信号による画像の画質を向上させることができる。

【0094】

図１３～図１５を用いて撮像画素１２の構成について説明したが、焦点検出画素も、撮像画素１２の場合と同様に、吸収部を配置することができる。これにより、焦点検出信号へのノイズの混入を抑制でき、焦点検出の精度が低下することを防ぐことができる。

【0095】

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形
態と組み合わせることも可能である。

【0096】

（変形例３）
上述した実施の形態では、画素領域１００（図４参照）内の画素に、吸収部を設ける例について説明した。しかし、画素領域１００外においても吸収部を配置するようにしてもよい。例えば、遮光状態の画素であるＯＢ（オプティカルブラック）画素や、アナログデジタル変換回路等の周辺回路等に、吸収部を配置してもよい。この周辺回路には、画素の信号を読み出す読み出し部（読出部）が含まれる。読み出し部は、画素ごとに設けられてもよいし、複数の画素ごとに設けられてもよい。なお、ＯＢ画素は、暗電流成分の検出などに用いられる。

【0097】

図１６は、変形例３に係る撮像素子の画素の構成例を示す図である。図１６は、画素領域１００の複数の画素のうちの１つの撮像画素１２と、画素領域外の複数のＯＢ画素１４のうちの１つのＯＢ画素１４の構成例を示している。画素領域外においては、配線（画素間遮光部）４７は、画素領域外に設けられる全てのＯＢ画素１４、および周辺回路を覆うように形成される。また、吸収部９０も、画素領域外に設けられる全てのＯＢ画素１４、および周辺回路を覆うように形成される。ＯＢ画素１４や周辺回路の領域に入射する光は、吸収部９０及び配線４７によって遮光される。このため、遮光性能を向上させることができる。上述した読み出し部にゴースト光が入射することが抑制されるため、例えば、読み出し部が画素の信号を読み出すタイミングにずれが生じることを防ぐことができる。

【0098】

なお、吸収部９０の代わりに、第２の実施の形態に係る吸収部と同様に、第１及び第２の吸収部を設けるようにしてもよい。この場合、第１及び第２の吸収部の一方を、ＯＢ画素１４や周辺回路を覆うように設けてもよい。例えば、第１及び第２の吸収部の一方を、読み出し部への光を遮光するように設けてもよい。

【0099】

（変形例４）
図１７は、変形例４に係る撮像素子の画素の構成例を示す図である。変形例４に係る撮像素子は、裏面照射型の撮像素子である。撮像素子は、基板１１１と、第１の配線層１１３と、第２の配線層１１４と、支持基板１２０とを備える。第１の配線層１１３は、基板１１１の一方の面に積層され、第２の配線層１１４は、基板１１１の他方の面に積層される。支持基板１２０は、半導体基板やガラス基板等により構成される。図１６において、被写体からの光は、図１のＺ軸プラス方向に向かって入射する。吸収部９０は、例えば、第２の平坦化層８２内であって、隣り合う画素の境界部に設けられる。

【0100】

一般的に、裏面照射型の撮像素子の場合、マイクロレンズ４４と光電変換部４２との距離は比較的短くなる。このため、裏面照射側の撮像素子の画素には、表面照射側の撮像素子の場合よりも、入射角が大きなゴースト光が入射する場合がある。しかし、裏面照射型の撮像素子の場合も、吸収部９０を配置することによって、ゴースト光が隣接する画素に漏れることを防ぐことが可能となる。また、図１７に示すように、図５の場合と比較して、裏面照射型の撮像素子の場合、吸収部９０は、光電変換部４２から比較的近い位置に配置される。このため、或る画素からその隣の画素の光電変換部４２へ漏れる光を、効率的に低減することができる。

【0101】

（変形例５）
上述した実施の形態では、焦点検出画素１１、１３には、Ｗのカラーフィルタ５１を配置する例について説明したが、これに限定されない。例えば、焦点検出画素１１、１３には、カラーフィルタ５１として、Ｇのカラーフィルタを配置してもよい。

【0102】

（変形例６）
上述した実施の形態では、撮像素子２２に、原色系（ＲＧＢ）のカラーフィルタを用いる場合について説明したが、補色系（ＣＭＹ）のカラーフィルタを用いるようにしてもよい。

【0103】

（変形例７）
上述した実施の形態では、光電変換部としてフォトダイオードを用いる例について説明した。しかし、光電変換部として光電変換膜を用いるようにしてもよい。

【0104】

（変形例８）
上述した実施の形態では、１画素に１つの光電変換部を配置する例について説明したが、画素の構成はこれに限らない。画素の構成を、１画素あたり２つ以上の光電変換部を有する構成にしてもよい。

【0105】

（変形例９）
上述の実施の形態及び変形例で説明した撮像素子及び撮像装置は、カメラ、スマートフォン、タブレット、ＰＣに内蔵のカメラ、車載カメラ、無人航空機（ドローン、ラジコン機等）に搭載されるカメラ等に適用されてもよい。

【0106】

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0107】

１…撮像装置、２…カメラボディ、３…交換レンズ、２１…ボディ制御部、２１ａ…画像データ生成部、２１ｂ…焦点検出部、２２…撮像素子、３１…撮像光学系、４２…光電変換部、４４…マイクロレンズ、５１…カラーフィルタ、８１…第１の平坦化層、８２…第２の平坦化層、９０…吸収部、９１…第１の吸収部、９２…第２の吸収部、１１１…基板、１１２…配線層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】