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公開番号2025172868
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-26
出願番号2025141884,2022510734
出願日2025-08-28,2021-03-26
発明の名称撮像装置及び電子機器
出願人ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H10F 39/18 20250101AFI20251118BHJP()
要約【課題】位相差検出の精度を向上させつつ、撮像画像の劣化を避けることができる撮像装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】複数の撮像素子を備える撮像装置であって、複数の撮像素子のそれぞれは、第1の導電型の不純物を含む複数の画素と、前記複数の画素を取り囲み、且つ、半導体基板を貫通するように設けられた素子分離壁と、前記複数の画素が共有するように前記半導体基板の受光面の上方に設けられたオンチップレンズと、前記素子分離壁により取り囲まれた領域に設けられ、前記複数の画素を分離する第1の分離部とを有し、前記第1の分離部は、前記半導体基板の厚み方向に延伸するように設けられ、前記第1の分離部は、前記受光面の上方から見た場合、前記素子分離壁に接する第1領域と、前記第1領域に接する第2領域とを含み、前記第2領域は、前記第1領域より太い幅を持つ、撮像装置を提供する。
【選択図】図45
特許請求の範囲【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板上に行方向及び列方向に沿ってマトリックス状に配列し、入射された光に対して光電変換を行う、複数の撮像素子と、
を備え、
前記複数の撮像素子のそれぞれは、
前記半導体基板内に互いに隣接するように設けられ、第１の導電型の不純物を含む複数の画素と、
前記複数の画素を取り囲み、且つ、前記半導体基板を貫通するように設けられた素子分離壁と、
前記複数の画素が共有するように前記半導体基板の受光面の上方に設けられたオンチップレンズと、
前記素子分離壁により取り囲まれた領域に設けられ、前記複数の画素を分離する第１の分離部と、
を有し、
前記第１の分離部は、前記半導体基板の厚み方向に延伸するように設けられ、
前記第１の分離部は、前記受光面の上方から見た場合、前記素子分離壁に接する第１領域と、前記第１領域に接する第２領域とを含み、前記第２領域は、前記第１領域より太い幅を持つ、
撮像装置。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記第２領域は、前記第１領域よりも前記撮像素子の中心側に設けられている、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１の分離部は、延伸部および突起部を有し、
前記受光面の上方から見た場合、前記延伸部の表面が前記第１領域であり、前記突起部の表面が前記第２領域である、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記受光面の上方から見た場合、前記突起部の幅は、前記延伸部の線幅より長い、
請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１の分離部は、前記受光面の上方から見た場合、Ｔ字形状に形成されている、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
半導体基板と、
前記半導体基板上に行方向及び列方向に沿ってマトリックス状に配列し、入射された光に対して光電変換を行う、複数の撮像素子と、
を有する撮像装置を備え、
前記複数の撮像素子のそれぞれは、
前記半導体基板内に互いに隣接するように設けられ、第１の導電型の不純物を含む複数の画素と、
前記複数の画素を取り囲み、且つ、前記半導体基板を貫通するように設けられた素子分離壁と、
前記複数の画素が共有するように前記半導体基板の受光面の上方に設けられたオンチップレンズと、
前記素子分離壁により取り囲まれた領域に設けられ、前記複数の画素を分離する第１の分離部と、
を有し、
前記第１の分離部は、前記半導体基板の厚み方向に延伸するように設けられ、
前記第１の分離部は、前記受光面の上方から見た場合、前記素子分離壁に接する第１領域と、前記第１領域に接する第２領域とを含み、前記第２領域は、前記第１領域より太い幅を持つ、
電子機器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、撮像装置及び電子機器に関する。
続きを表示（約 6,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、撮像装置においては、オートフォーカス機能として、一対の位相差検出画素を用いて位相差を検出する手法が採用されている。このような例としては、下記の特許文献１に開示されている撮像素子を挙げることができる。当該特許文献１に開示の技術においては、受光面上に、被写体の撮像を行う有効画素と、上述のような位相差を検出する位相差検出画素との両方が、別々に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０００－２９２６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示の技術においては、被写体の撮像画像を取得する際、位相差検出画素で得られる情報は、撮像画素からの情報と同様の情報として利用することが難しい。そのため、位相差検出画素の周辺の有効画素からの情報を用いて、位相差検出画素に対応する画素の画像に対して補間を行い、撮像画像を生成することとなる。すなわち、上記特許文献１に開示の技術においては、位相差検出を行うために位相差検出画素を設けることから、位相差検出画素に対応する撮像画像の情報の欠損による、撮像画像の劣化を避けることが難しい。
【０００５】
そこで、本開示では、位相差検出の精度を向上させつつ、撮像画像の劣化を避けることができる撮像装置及び電子機器を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示によれば、半導体基板と、前記半導体基板上に行方向及び列方向に沿ってマトリックス状に配列し、入射された光に対して光電変換を行う、複数の撮像素子と、を備え、前記複数の撮像素子のそれぞれは、前記半導体基板内に互いに隣接するように設けられ、第１の導電型の不純物を含む複数の画素と、前記複数の画素を取り囲み、且つ、前記半導体基板を貫通するように設けられた素子分離壁と、前記複数の画素が共有するように前記半導体基板の受光面の上方に設けられたオンチップレンズと、前記素子分離壁により取り囲まれた領域に設けられ、前記複数の画素を分離する第１の分離部と、を有し、前記第１の分離部は、前記半導体基板の厚み方向に延伸するように設けられ、前記第１の分離部は、前記受光面の上方から見た場合、前記素子分離壁に接する第１領域と、前記第１領域に接する第２領域とを含み、前記第２領域は、前記第１領域より太い幅を持つ、撮像装置が提供される。
【０００７】
また、本開示によれば、半導体基板と、前記半導体基板上に行方向及び列方向に沿ってマトリックス状に配列し、入射された光に対して光電変換を行う、複数の撮像素子と、を備え、前記複数の撮像素子のそれぞれは、前記半導体基板内に互いに隣接するように設けられ、第１の導電型の不純物を含む複数の画素と、前記複数の画素を分離する画素分離壁と、前記複数の画素が共有するように前記半導体基板の受光面の上方に設けられたオンチップレンズと、を有し、前記画素分離壁は、前記半導体基板の厚み方向に沿って、前記受光面から、前記半導体基板の途中まで延伸するように設けられ、前記半導体基板の厚み方向において、前記画素分離壁に対して、前記受光面と反対側に位置する領域は、前記第１の導電型とは反対の導電型を持つ第２の導電型の不純物を含む、撮像装置が提供される。
【０００８】
さらに、本開示によれば、半導体基板と、前記半導体基板上に行方向及び列方向に沿ってマトリックス状に配列し、入射された光に対して光電変換を行う、複数の撮像素子と、を有する撮像装置を備え、前記複数の撮像素子のそれぞれは、前記半導体基板内に互いに隣接するように設けられ、第１の導電型の不純物を含む複数の画素と、前記複数の画素を取り囲み、且つ、前記半導体基板を貫通するように設けられた素子分離壁と、前記複数の画素が共有するように前記半導体基板の受光面の上方に設けられたオンチップレンズと、前記素子分離壁により取り囲まれた領域に設けられ、前記複数の画素を分離する第１の分離部と、を有し、前記第１の分離部は、前記半導体基板の厚み方向に延伸するように設けられ、前記第１の分離部は、前記受光面の上方から見た場合、前記素子分離壁に接する第１領域と、前記第１領域に接する第２領域とを含み、前記第２領域は、前記第１領域より太い幅を持つ、電子機器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の実施形態に係る撮像装置１の平面構成例を示す説明図である。
本開示の第１の実施形態に係る撮像素子１００の断面の一部を示す説明図（その１）である。
本開示の第１の実施形態に係る撮像素子１００の断面の一部を示す説明図（その２）である。
本開示の第１の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図である。
本開示の第１の実施形態に係る撮像素子１００の透過斜視図である。
本開示の第１の実施形態に係る遮光部２０４の構成例を示す説明図である。
本開示の第１の実施形態の変形例に係る遮光部２０４の構成例を示す説明図である。
本開示の第２の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図である。
本開示の第３の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図である。
本開示の第４の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その１）である。
本開示の第４の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その２）である。
本開示の第４の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その３）である。
本開示の第５の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図である。
本開示の第６の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図である。
本開示の第７の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図である。
本開示の第７の実施形態に係る遮光部２０４の構成例を示す説明図である。
本開示の第８の実施形態に係る撮像素子１００の断面の一部を示す説明図（その１）である。
本開示の第８の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その１）である。
本開示の第８の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その２）である。
本開示の第８の実施形態に係る撮像素子１００の断面の一部を示す説明図（その２）である。
本開示の第８の実施形態に係る色毎の撮像素子１００の断面の一部を示す説明図（その３）である。
本開示の第８の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その３）である。
本開示の第８の実施形態に係る撮像素子１００の断面の一部を示す説明図（その４）である。
本開示の第８の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その４）である。
本開示の第８の実施形態に係る撮像素子１００の断面の一部を示す説明図（その５）である。
本開示の第８の実施形態に係る撮像素子１００の製造工程の一部を説明するためのプロセス断面図である。
本開示の第９の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図である。
本開示の第９の実施形態に係る撮像素子１００の断面の一部を示す説明図（その１）である。
本開示の第９の実施形態の比較例に係る撮像素子１００の断面の一部を示す説明図である。
本開示の第９の実施形態に係る撮像素子１００の断面の一部を示す説明図（その２）である。
本開示の第９の実施形態に係る撮像素子１００の断面の一部を示す説明図（その３）である。
本開示の第９の実施形態に係る撮像素子１００の断面の一部を示す説明図（その４）である。
本開示の第９の実施形態に係る撮像素子１００の断面の一部を示す説明図（その５）である。
本開示の第９の実施形態に係る撮像素子１００の断面の一部を示す説明図（その６）である。
本開示の第９の実施形態に係る撮像素子１００の断面の一部を示す説明図（その７）である。
本開示の第９の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その２）である。
本開示の第９の実施形態に係る撮像装置１の製造工程の一部を説明するためのプロセス断面図（その１）である。
本開示の第９の実施形態に係る撮像装置１の製造工程の一部を説明するためのプロセス断面図（その２）である。
本開示の第１０の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その１）である。
本開示の第１０の実施形態に係る撮像素子１００の断面の一部を示す説明図である。
本開示の第１０の実施形態の比較例に係る撮像素子１００の断面の一部を示す説明図である。
本開示の第１０の実施形態に係るスリット幅と突出部幅との関係を示すグラフである。
本開示の第９の実施形態に係る撮像素子１００の製造工程の一部を説明するためのプロセス断面図（その１）である。
本開示の第９の実施形態に係る撮像素子１００の製造工程の一部を説明するためのプロセス断面図（その２）である。
本開示の第１０の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その２）である。
本開示の第１０の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その３）である。
本開示の第１０の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その４）である。
本開示の第１０の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その５）である。
本開示の第１０の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その６）である。
本開示の第１０の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その７）である。
本開示の第１１の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その１）である。
本開示の第１１の実施形態の比較例に係る撮像素子１００の平面を示す説明図である。
本開示の第１１の実施形態に係る撮像素子１００の製造工程の一部を説明するためのプロセス断面図である。
本開示の第１１の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その２）である。
本開示の第１１の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その３）である。
本開示の第１１の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その４）である。
本開示の第１１の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その５）である。
本開示の第１２の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その１）である。
本開示の第１２の実施形態に係る撮像素子１００の両面及び断面を示す説明図（その１）である。
本開示の第１２の実施形態に係る撮像素子１００のスリット幅と集光特性及び画素特性との関係を示す説明図である。
本開示の第１２の実施形態に係る撮像素子１００の両面及び断面を示す説明図（その２）である。
本開示の第１２の実施形態に係る撮像素子１００の断面を示す説明図（その３）である。
本開示の第１２の実施形態に係る撮像素子１００の断面を示す説明図（その４）である。
本開示の第１２の実施形態に係る撮像素子１００の断面を示す説明図（その５）である。
本開示の第１２の実施形態に係る撮像素子１００の両面及び断面を示す説明図（その６）である。
本開示の第１２の実施形態に係る撮像素子１００の断面を示す説明図（その７）である。
本開示の第１２の実施形態に係る撮像素子１００の両面を示す説明図（その８）である。
本開示の第１２の実施形態に係る撮像素子１００の両面及び断面を示す説明図（その９）である。
本開示の第１２の実施形態に係る撮像素子１００の両面及び断面を示す説明図（その１０）である。
本開示の第１２の実施形態に係る撮像素子１００の両面を示す説明図（その１１）である。
本開示の第１２の実施形態に係る撮像素子１００の両面を示す説明図（その１２）である。
本開示の第１２の実施形態に係る撮像素子１００の製造工程の一部を説明するためのプロセス断面図である。
本開示の第１３の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その１）である。
本開示の第１３の実施形態の比較例に係る撮像素子１００の平面を示す説明図である。
本開示の第１３の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その２）である。
本開示の第１３の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その３）である。
本開示の第１３の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その４）である。
本開示の第１３の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その５）である。
本開示の他の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図（その１）である。
本開示の他の実施形態に係る構造毎の撮像素子１００の断面の一部を示す説明図（その１）である。
本開示の他の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図である（その２）。
本開示の他の実施形態に係る構造毎の撮像素子１００の断面の一部を示す説明図である（その２）。
本開示の他の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図である（その３）。
本開示の他の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図である（その４）。
本開示の実施形態に係る撮像装置１が適用可能な２層積層型構造の断面を示す説明図である。
本開示の実施形態に係る撮像装置１が適用可能な３層積層型構造の断面を示す説明図である。
本開示の実施形態に係る撮像装置１が適用可能な２段画素構造の断面を示す説明図である。
本開示の実施形態に係る撮像素子１００の平面を示す説明図である。
本開示の実施形態に係る複数の撮像素子１００の平面を示す説明図である。
カメラの概略的な機能構成の一例を示す説明図である。
スマートフォンの概略的な機能構成の一例を示すブロック図である。
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。
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。
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。
車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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