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TWI896566B - 受光元件、測距模組及電子機器 - Google Patents

受光元件、測距模組及電子機器

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Publication number
TWI896566B
TWI896566B TW109136597A TW109136597A TWI896566B TW I896566 B TWI896566 B TW I896566B TW 109136597 A TW109136597 A TW 109136597A TW 109136597 A TW109136597 A TW 109136597A TW I896566 B TWI896566 B TW I896566B
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TW
Taiwan
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pixel
light
receiving element
inter
photodiode
Prior art date
Application number
TW109136597A
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English (en)
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TW202123445A (zh
Inventor
小室雄太郎
蛯子芳樹
山岸肇
Original Assignee
日商索尼半導體解決方案公司
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Filing date
Publication date
Application filed by 日商索尼半導體解決方案公司 filed Critical 日商索尼半導體解決方案公司
Publication of TW202123445A publication Critical patent/TW202123445A/zh
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Abstract

本發明技術係關於一種可減少入射光漏入相鄰像素之受光元件、測距模組及電子機器。 受光元件具備：半導體層，其以像素單位形成有將紅外光予以光電轉換之光電二極體；及配線層，其形成有讀出由光電二極體產生之電荷的傳送電晶體；且於配線層之像素邊界部，形成有將紅外光予以遮光之像素間遮光部。本發明技術例如可應用於測定與被攝體相隔之距離的測距模組等。

Description

受光元件、測距模組及電子機器
本發明技術係關於一種受光元件、測距模組及電子機器，特別係關於一種可減少入射光朝相鄰像素漏入之受光元件、測距模組及電子機器。
先前，已知一種利用間接ToF(Time of Flight，飛行時間)方式之測距系統。於如此之測距系統中，下述感測器必不可缺，該感測器將藉由接收以某相位使用LED(Light Emitting Diode，發光二極體)或雷射照射之有效光照射至對象物而反射之光而獲得之信號電荷高速地分配至不同之區域。
因此，提議一種技術，例如藉由對感測器之基板直接施加電壓而使基板內產生電流，而可將基板內之廣範圍之區域高速地調變(例如，參照專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2011-86904號公報
[發明所欲解決之課題]
於間接ToF方式所利用之受光元件之光源中，使用波長940 nm附近之近紅外線之情況居多。由於近紅外線之作為半導體層之矽之吸收係數低、且量子效率低，因此考量藉由延長光路長而提高量子效率之構造，但有入射光朝相鄰像素漏入之顧慮。
本發明技術係鑒於如此之狀況而完成者，且係可減少入射光朝相鄰像素漏入者。 [解決課題之技術手段]
本發明技術之第1層面之受光元件具備： 半導體層，其以像素單位形成有將紅外光予以光電轉換之光電二極體；及 配線層，其形成有讀出由前述光電二極體產生之電荷的傳送電晶體；且 於前述配線層之像素邊界部，形成有將前述紅外光予以遮光之像素間遮光部。
本發明技術之第2層面之測距模組具備： 特定之發光源；及 受光元件；且 前述受光元件具備： 半導體層，其以像素單位形成有將紅外光予以光電轉換之光電二極體；及 配線層，其形成有讀出由前述光電二極體產生之電荷的傳送電晶體；並且 於前述配線層之像素邊界部，形成有將前述紅外光予以遮光之像素間遮光部。
本發明技術之第3層面之電子機器具備具備測距模組，該測距模組具備： 特定之發光源；及 受光元件；且 前述受光元件具備： 半導體層，其以像素單位形成有將紅外光予以光電轉換之光電二極體；及 配線層，其形成有讀出由前述光電二極體產生之電荷的傳送電晶體；並且 於前述配線層之像素邊界部，形成有將前述紅外光予以遮光之像素間遮光部。
於本發明技術之第1至第3層面中，於受光元件設置有：半導體層，其以像素單位形成有將紅外光予以光電轉換之光電二極體；及配線層，其形成有讀出由前述光電二極體產生之電荷之傳送電晶體；且於前述配線層之像素邊界部，形成有將前述紅外光予以遮光之像素間遮光部。
受光元件、測距模組及電子機器可為獨立之裝置，亦可為組入於其他裝置之模組。
以下，對於用於實施本發明之形態(以下，稱為實施形態) 進行說明。再者，說明將按照以下之順序進行。 1.受光元件之構成例 2.像素之第1構成例之剖視圖 3.第1構成例之變化例 4.像素之電路構成例 5.像素之平面圖 6.像素之其他電路構成例 7.像素之平面圖 8.像素之第2構成例之剖視圖 9.像素之第3構成例之剖視圖 10.第3構成例之變化例 11.像素之第4構成例之剖視圖 12.像素之第5構成例之剖視圖 13.像素之第6構成例之剖視圖 14.像素之第7構成例之剖視圖 15.像素之第8構成例之剖視圖 16.像素之第9構成例之剖視圖 17. IR攝像感測器之構成例 18. RGBIR攝像感測器之構成例 19.測距模組之構成例 20.電子機器之構成例 21.對於移動體之應用例
再者，於以下之說明所參照之圖式中，對於同一或類似之部分標註同一或類似之符號。惟，圖式係示意性之圖式，厚度與平面尺寸之關係、各層之厚度之比率等與實際不同。又，即便於圖式相互間亦存在包含有彼此之尺寸之關係或比率不同之部分之情形。
又，以下之說明中之上下等之方向之定義僅為便於進行說明之定義，而非限定本揭示之技術性思想者。例如，若將對象旋轉90ﾟ而觀察，則將上下轉換為左右而解讀，若旋轉180ﾟ而觀察，則將上下予以反轉而解讀。
＜1.受光元件之構成例＞ 圖1係顯示應用本發明技術之受光元件之概略構成例之方塊圖。
圖1所示之受光元件1係輸出藉由間接ToF方式測出之測距資訊之ToF感測器。
受光元件1接受自特定之光源照射之光(照射光)照射至物體而被反射而來之光(反射光)，輸出將與物體相隔之距離資訊儲存為深度值之深度圖像。再者，自光源照射之照射光例如係波長780 nm至1000 nm之範圍之紅外光，且係以特定之週期重複導通關斷之脈衝光。
受光元件1具有：像素陣列部21，其形成於未圖示之半導體基板上；及周邊電路部，其與像素陣列部21積體於同一半導體基板上。周邊電路部例如包含垂直驅動部22、行處理部23、水平驅動部24、及系統控制部25等。
於受光元件1，更設置有信號處理部26及資料儲存部27。再者，信號處理部26及資料儲存部27可與受光元件1搭載於同一基板上，亦可配置於與受光元件1不同之模組內之基板上。
像素陣列部21採用下述構成，即：將產生相應於所接收之光量之電荷且輸出與該電荷相應之信號之像素10二維配置為列方向及行方向之行列狀。亦即，像素陣列部21具有複數個像素10，該像素10將所入射之光予以光電變換，輸出與其結果所獲得之電荷相應之信號。此處，所謂列方向係指水平方向之像素10之排列方向，所謂行方向係指垂直方向之像素10之排列方向。列方向在圖中為橫方向，行方向在圖中為縱方向。對於像素10之詳情將於圖2以後描述。
在像素陣列部21中，對於行列狀之像素排列，就每一像素列將像素驅動線28沿著列方向進行配線，且在各像素行將2條垂直信號線29沿著行方向進行配線。像素驅動線28傳送用於進行自像素10讀出信號時之驅動之驅動信號。再者，在圖1中，針對像素驅動線28而顯示1條配線，但並不限定於1條。像素驅動線28之一端連接於與垂直驅動部22之各列對應之輸出端。
垂直驅動部22係由移位暫存器及位址解碼器等構成，將像素陣列部21之各像素10全像素同時或以列單位等予以驅動。亦即，垂直驅動部22與控制垂直驅動部22之系統控制部25一起構成控制像素陣列部21之各像素10之動作之驅動部。
相應於垂直驅動部22之驅動控制而自像素列之各像素10輸出之檢測信號，經由垂直信號線29輸入至行處理部23。行處理部23對自各像素10經由垂直信號線29輸出之檢測信號進行特定之信號處理，且暫時性地保持信號處理後之檢測信號。具體而言，行處理部23進行雜訊去除處理或AD(Analog to Digital，類比轉數位)變換處理等作為信號處理。
水平驅動部24係由移位暫存器及位址解碼器等構成，依序選擇與行處理部23之像素行對應之單位電路。藉由該水平驅動部24所進行之選擇掃描，而在行處理部23中依序將針對每一單位電路予以信號處理之檢測信號朝信號處理部26輸出。
系統控制部25係由產生各種時序信號之時序產生器等構成，基於由該時序產生器產生之各種時序信號，進行垂直驅動部22、行處理部23、及水平驅動部24等之驅動控制。
信號處理部26至少具有運算處理功能，基於自行處理部23輸出之檢測信號進行運算處理等之各種信號處理。資料儲存部27在信號處理部26之信號處理時，暫時性地儲存該處理所需之資料。
如以上般構成之受光元件1輸出將與物體相隔之距離資訊作為深度值而儲存於像素值之深度圖像。
＜2.像素之第1構成例之剖視圖＞ 圖2係顯示配置於像素陣列部21之像素10之第1構成例之剖視圖。
受光元件1具備：半導體基板41；及多層配線層42，其形成於該表面側(圖中下側)。
半導體基板41例如包含矽(Si)，例如具有數μm左右之厚度而形成。於半導體基板41中，例如藉由在P型(第1導電型)之半導體區域51，以像素單位形成有N型(第2導電型)之半導體區域52，而以像素單位形成有光電二極體PD。設置於半導體基板41之表背兩面之P型之半導體區域51兼為用於抑制暗電流之正孔電荷蓄積區域。
圖2中成為上側之半導體基板41之上表面係半導體基板41之背面，成為供光入射之光入射面。於半導體基板41之背面側上表面，形成有防反射膜43。
防反射膜43例如設為積層有固定電荷膜及氧化膜之積層構造，例如可使用藉由ALD(Atomic Layer Deposition，原子層沈積)法製作之高介電常數(High-k)之絕緣薄膜。具體而言，可使用氧化鉿(HfO2 )、氧化鋁(Al2 O3 )、氧化鈦(TiO2 )、STO(Strontium Titan Oxide，鍶鈦氧化物)等。於圖2之例中，防反射膜43構成為積層有氧化鉿膜53、氧化鋁膜54、及氧化矽膜55。
於防反射膜43之上表面、且為半導體基板41之相鄰之像素10之邊界部44(以下，亦稱為像素邊界部44)，形成有防止入射光朝相鄰像素入射之像素間遮光膜45。像素間遮光膜45之材料只要係將光予以遮光之材料即可，例如可使用鎢(W)、鋁(Al)或銅(Cu)等金屬材料。
於防反射膜43之上表面、與像素間遮光膜45之上表面，例如藉由氧化矽(SiO2 )、氮化矽(SiN)、氧氮化矽(SiON)等之絕緣膜、或樹脂等之有機材料而形成平坦化膜46。
而且，於平坦化膜46之上表面，以像素單位形成有晶載透鏡47。晶載透鏡47例如由苯乙烯系樹脂、丙烯酸系樹脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物系樹脂、或矽氧烷系樹脂等樹脂系材料形成。由晶載透鏡47集光之光高效率地入射至光電二極體PD。
又，於半導體基板41之背面側之像素邊界部44，自半導體基板41之背面側(晶載透鏡47側)在基板深度方向上至特定之深度，形成有將諸個相鄰像素予以分離之像素間分離部61。像素間分離部61之包含底面及側壁之外周部，由防反射膜43之一部分即氧化鉿膜53覆蓋。像素間分離部61防止入射光朝相鄰之像素10穿透，將其封閉於自像素內，且防止來自相鄰之像素10之入射光之漏入。
於圖2之例中，藉由將作為防反射膜43之最上層之材料即氧化矽膜55埋入自背面側掘入之溝槽(槽)而同時形成氧化矽膜55與像素間分離部61，因此作為防反射膜43之積層膜之一部分之氧化矽膜55、與像素間分離部61由相同材料構成，但未必一定為相同材料。作為像素間分離部61而埋入自背面側掘入之溝槽(槽)之材料，例如亦可為鎢(W)、鋁(Al)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)等金屬材料。
另一方面，於形成有多層配線層42之半導體基板41之表面側，相對於形成於各像素10之1個光電二極體PD，形成有2個傳送電晶體TRG1及TRG2。又，於半導體基板41之表面側，作為暫時保持自光電二極體PD傳送之電荷之電荷蓄積部之浮動擴散區域FD1及FD2藉由高濃度之N型半導體區域(N型擴散區域)而形成。
多層配線層42構成為包含複數個金屬膜M、及其間之層間絕緣膜62。於圖2中，例示以第1金屬膜M1至第3金屬膜M3之3層構成之例。
多層配線層42之複數個金屬膜M中之最靠近半導體基板41之第1金屬膜M1之、位於光電二極體PD之形成區域之下方之區域，換言之，於俯視下與光電二極體PD之形成區域至少一部分重合之區域，形成有反射膜(反射構件)63。反射膜63係由與第1金屬膜M1之其他金屬配線67相同之材料，例如銅(Cu)、鋁(Al)、鎢(W)、鈦(Ti)、或氮化鈦(TiN)等等之金屬膜而形成。
反射膜63具有下述功能，即：使經由晶載透鏡47自光入射面入射至半導體基板41內，且在半導體基板41內未經光電轉換而透過半導體基板41之紅外光，被反射膜63反射而再次朝半導體基板41內入射。藉由該反射功能，進一步增多在半導體基板41內經光電轉換之紅外光之量，而可提高量子效率(QE)、即可提高像素10對於紅外光之感度。
又，反射膜63將經由晶載透鏡47自光入射面入射至半導體基板41內，且在半導體基板41內未經光電轉換而透過半導體基板41之紅外光，利用最靠近半導體基板41之第1金屬膜M1予以遮光，使其不朝較其更下方之第2金屬膜M2或第3金屬膜M3透過。因此，亦可謂反射膜63亦為遮光膜。藉由該遮光功能，可抑制在半導體基板41內未經光電轉換而透過半導體基板41之紅外光，在較第1金屬膜M1更下方之金屬膜M處散射、而朝附近像素入射。藉此，可防止在附近像素誤檢測到光之情形。
又，於多層配線層42之像素邊界部44，形成有像素間遮光部65，其防止被反射膜63反射之入射光朝相鄰之像素10之光電二極體PD入射。作為像素間遮光部65之材料，例如可使用與包含反射膜63之第1金屬膜M1之金屬配線67相同之材料。此外，例如，若金屬配線67為銅，則對於像素間遮光部65之材料亦可藉由使用鎢、或使用有機材料之紅外線吸收膜等形成等，而使用與第1金屬膜M1之金屬配線67不同之材料。
為了達成像素間遮光部65之目的，而像素間遮光部65之基板深度方向之位置形成於較第1金屬膜M1之反射膜63更上側(半導體基板41側)。例如，像素間遮光部65可形成為與將由多晶矽等形成之傳送電晶體TRG1或TRG2之閘極、與第1金屬膜M1之金屬配線67加以連接之閘極接點66相同之層位置(深度方向之位置)，或形成於較其更靠半導體基板41側。在將像素間遮光部65形成為與閘極接點66相同之層位置之情形下，可同時形成像素間遮光部65與閘極接點66，因此將步驟共通化，而可減少步驟數。
再者，將第1金屬膜M1之金屬配線67中之經由閘極接點66與傳送電晶體TRG1或TRG2之閘極電性連接之金屬配線稱為接點配線67。
於多層配線層42之複數個金屬膜M中之特定之金屬膜M之例如第2金屬膜M2，例如藉由圖案化形成為梳齒形狀，而形成配線電容64。反射膜63與配線電容64可形成於相同之層(金屬膜M)，在形成於不同之層之情形下，配線電容64形成為較反射膜63更遠離半導體基板41之層。換言之，反射膜63較配線電容64形成於半導體基板41之附近。
如以上所述般，受光元件1具有背面照射型之構造，即：在晶載透鏡47與多層配線層42之間配置半導體層即半導體基板41，使入射光自形成有晶載透鏡47之背面側入射至光電二極體PD。
又，像素10相對於設置在各像素之光電二極體PD具備2個傳送電晶體TRG1及TRG2，而構成為能夠將由光電二極體PD光電轉換而產生之電荷(電子)分配至浮動擴散區域FD1或FD2。
受光元件1所接收之反射光係波長為780 nm至1000 nm左右之紅外光，半導體基板41之矽之吸收少，量子效率低。因此，第1構成例之像素10藉由在像素邊界部44形成像素間分離部61，而防止入射光朝相鄰之像素10穿透，將其封閉於自像素內，且防止來自相鄰之像素10之入射光之漏入。又，藉由在光電二極體PD之形成區域之下方之金屬膜M設置反射膜63，而構成為使在半導體基板41內未光電轉換而透過半導體基板41之紅外光，被反射膜63反射而再次朝半導體基板41內入射。
另一方面，因在光電二極體PD之形成區域之下方之第1金屬膜M1設置反射膜63，例如如圖3之以箭頭所示般，有被反射膜63反射之入射光朝相鄰像素穿透之顧慮。因此，藉由在多層配線層42之像素邊界部44形成像素間遮光部65，而可防止因自多層配線層42之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入。
藉由以上之構成，進一步增多在半導體基板41內經光電轉換之紅外光之量，而可提高量子效率(QE)、即可提高像素10對於紅外光之感度。
＜3.第1構成例之變化例＞ 圖4係顯示圖2所示之第1構成例之像素10之變化例之剖視圖。
於圖4中，對於與圖2所示之第1構成例對應之部分標註相同之符號，且適當省略該部分之說明。
於圖4之變化例中，於將圖2之第1構成例中自半導體基板41之背面側(晶載透鏡47側)掘入而形成之DTI(Deep Trench Isolation，深溝渠隔離)即像素間分離部61，置換為將半導體基板41貫通之像素間分離部71之點上不同，其他之點為共通。
像素間分離部71藉由自半導體基板41之背面側(晶載透鏡47側)或表面側形成溝槽直至貫通相反側之基板面，且於其內部埋入防反射膜43之最上層之材料即氧化矽膜55而形成。作為像素間分離部71而埋入溝槽內之材料，除了氧化矽膜55等絕緣膜以外，例如亦可為鎢(W)、鋁(Al)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)等金屬材料。
藉由形成如此之像素間分離部71，而可將相鄰之像素彼此在電性上完全分離。藉此，防止入射光朝相鄰之像素10穿透，將其封閉於自像素內，且防止來自相鄰之像素10之入射光之漏入。又，藉由在多層配線層42之像素邊界部44形成像素間遮光部65，而可防止因自多層配線層42之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入。
因此，於第1構成例之變化例中，亦進一步增多在半導體基板41內經光電轉換之紅外光之量，而可提高量子效率、即可提高像素10對於紅外光之感度。
＜4.像素之電路構成例＞ 圖5顯示二維配置於像素陣列部21之像素10之電路構成。
像素10具備光電二極體PD作為光電變換元件。又，像素10分別各具有2個傳送電晶體TRG、浮動擴散區域FD、附加電容FDL、切換電晶體FDG、放大電晶體AMP、重置電晶體RST、及選擇電晶體SEL。進而，像素10具有電荷排出電晶體OFG。
此處，在對像素10中各設置2個之傳送電晶體TRG、浮動擴散區域FD、附加電容FDL、切換電晶體FDG、放大電晶體AMP、重置電晶體RST、及選擇電晶體SEL各者予以區別之情形下，如圖5所示般，稱為：傳送電晶體TRG1及TRG2、浮動擴散區域FD1及FD2、附加電容FDL1及FDL2、切換電晶體FDG1及FDG2、放大電晶體AMP1及AMP2、重置電晶體RST1及RST2、以及選擇電晶體SEL1及SEL2。
傳送電晶體TRG、切換電晶體FDG、放大電晶體AMP、選擇電晶體SEL、重置電晶體RST、及電荷排出電晶體OFG，例如係由N型之MOS電晶體構成。
傳送電晶體TRG1在被供給至閘極電極之傳送驅動信號TRG1g成為有效狀態時，與其相應答而成為導通狀態，藉此將蓄積於光電二極體PD之電荷朝浮動擴散區域FD1傳送。傳送電晶體TRG2在被供給至閘極電極之傳送驅動信號TRG2g變為有效狀態時，與其相應答而成為導通狀態，藉此將蓄積於光電二極體PD之電荷朝浮動擴散區域FD2傳送。
浮動擴散區域FD1及FD2係暫時保持自光電二極體PD傳送之電荷之電荷蓄積部。
切換電晶體FDG1在被供給至閘極電極之FD驅動信號FDG1g成為有效狀態時，與其相應答而成為導通狀態，藉此使附加電容FDL1與浮動擴散區域FD1連接。切換電晶體FDG2在被供給至閘極電極之FD驅動信號FDG2g成為有效狀態時，與其相應答而成為導通狀態，藉此使附加電容FDL2與浮動擴散區域FD2連接。附加電容FDL1及FDL2藉由圖2之配線電容64形成。
重置電晶體RST1在被供給至閘極電極之重置驅動信號RSTg成為有效狀態時，與其相應答而成為導通狀態，藉此將浮動擴散區域FD1之電位予以重置。重置電晶體RST2在被供給至閘極電極之重置驅動信號RSTg成為有效狀態時，與其相應答而成為導通狀態，藉此將浮動擴散區域FD2之電位予以重置。再者，在重置電晶體RST1及RST2被設為有效狀態時，切換電晶體FDG1及FDG2亦同時被設為有效狀態，附加電容FDL1及FDL2亦被重置。
垂直驅動部22例如在入射光之光量為多之高照度時，將切換電晶體FDG1及FDG2設為有效狀態，而將浮動擴散區域FD1與附加電容FDL1連接，且將浮動擴散區域FD2與附加電容FDL2連接。藉此，可在高照度時蓄積更多之電荷。
另一方面，在入射光之光量為少之低照度時，垂直驅動部22將切換電晶體FDG1及FDG2設為非有效狀態，而將附加電容FDL1及FDL2分別自浮動擴散區域FD1及FD2切離。藉此，可提高轉換效率。
電荷排出電晶體OFG在供給至閘極電極之排出驅動信號OFG1g成為有效狀態時，與其相應答而成為導通狀態，藉此排出蓄積於光電二極體PD之電荷。
放大電晶體AMP1藉由源極電極經由選擇電晶體SEL1連接於垂直信號線29A，而與未圖示之定電流源連接，從而構成源極隨耦器電路。放大電晶體AMP2藉由源極電極經由選擇電晶體SEL2連接於垂直信號線29B，而與未圖示之定電流源連接，從而構成源極隨耦器電路。
選擇電晶體SEL1連接於放大電晶體AMP1之源極電極與垂直信號線29A之間。選擇電晶體SEL1在被供給至閘極電極之選擇信號SEL1g成為有效狀態時，與其相應答而成為導通狀態，將自放大電晶體AMP1輸出之檢測信號VSL1朝垂直信號線29A輸出。
選擇電晶體SEL2連接於放大電晶體AMP2之源極電極與垂直信號線29B之間。選擇電晶體SEL2在被供給至閘極電極之選擇信號SEL2g成為有效狀態時，與其相應答而成為導通狀態，將自放大電晶體AMP2輸出之檢測信號VSL2朝垂直信號線29B輸出。
像素10之傳送電晶體TRG1及TRG2、切換電晶體FDG1及FDG2、放大電晶體AMP1及AMP2、選擇電晶體SEL1及SEL2、以及電荷排出電晶體OFG係由垂直驅動部22控制。
於圖5之像素電路中，亦可省略附加電容FDL1及FDL2、及控制其連接之切換電晶體FDG1及FDG2，但藉由設置附加電容FDL，相應於入射光量區分使用，而可確保高動態範圍。
對於像素10之動作簡單地進行說明。
首先，在開始受光之前，於全像素進行重置像素10之電荷之重置動作。亦即，電荷排出電晶體OFG、與重置電晶體RST1及RST2以及切換電晶體FDG1及FDG2導通，而光電二極體PD、浮動擴散區域FD1及FD2、以及附加電容FDL1及FDL2之蓄積電荷被排出。
在蓄積電荷之排出後，於全像素開始受光。
在受光期間內，交替地驅動傳送電晶體TRG1與TRG2。亦即，在第1期間，將傳送電晶體TRG1控制為導通，將傳送電晶體TRG2控制為關斷。在該第1期間內，由光電二極體PD產生之電荷被朝浮動擴散區域FD1傳送。在第1期間之後續之第2期間內，將傳送電晶體TRG1控制為關斷，將傳送電晶體TRG2控制為導通。在該第2期間內，由光電二極體PD產生之電荷被朝浮動擴散區域FD2傳送。藉此，由光電二極體PD產生之電荷被分配至浮動擴散區域FD1與FD2並蓄積。
此處，將進行藉由光電轉換而獲得之電荷(電子)之讀出者之傳送電晶體TRG及浮動擴散區域FD亦稱為有效抽頭(active tap)。相反地，將不進行藉由光電轉換而獲得之電荷之讀出者之傳送電晶體TRG及浮動擴散區域FD亦稱為非有效抽頭(inactive tap)。
然後，當受光期間結束時，像素陣列部21之各像素10依照線次序地被選擇。在被選擇之像素10中，選擇電晶體SEL1及SEL2導通。藉此，蓄積於浮動擴散區域FD1之電荷作為檢測信號VSL1經由垂直信號線29A朝行處理部23輸出。蓄積於浮動擴散區域FD2之電荷作為檢測信號VSL2經由垂直信號線29B朝行處理部23輸出。
以上，結束1次受光動作，而執行自重置動作開始之後續之受光動作。
像素10所接受之反射光自光源所照射之時序相應於與對象物相隔之距離而被延遲。藉由相應於與對象物相隔之距離之延遲時間，而蓄積於2個浮動擴散區域FD1與FD2之電荷之分配比發生變化，因此可自蓄積於2個浮動擴散區域FD1與FD2之電荷之分配比而求得與物體相隔之距離。
＜5.像素之平面圖＞ 圖6係顯示圖5所示之像素電路之配置例之平面圖。
圖6之橫方向與圖1之列方向(水平方向)對應，縱方向與圖1之行方向(垂直方向)對應。
如圖6所示般，於矩形之像素10之中央部之區域，藉由N型之半導體區域52形成有光電二極體PD。
於光電二極體PD之外側、且為矩形之像素10之四邊中特定之一邊，直線地排列配置有傳送電晶體TRG1、切換電晶體FDG1、重置電晶體RST1、放大電晶體AMP1、及選擇電晶體SEL1，沿著矩形之像素10之四邊之另一邊，直線地排列配置有傳送電晶體TRG2、切換電晶體FDG2、重置電晶體RST2、放大電晶體AMP2、及選擇電晶體SEL2。
進而，於與形成有傳送電晶體TRG、切換電晶體FDG、重置電晶體RST、放大電晶體AMP、及選擇電晶體SEL之像素10之二邊不同之邊，配置有電荷排出電晶體OFG。
像素間遮光部65例如藉由將與閘極接點66相同尺寸及平面形狀之遮光構件，以特定間隔配置於各像素10之邊界線上而構成。於圖6之例中，構成像素間遮光部65之1個遮光構件之平面形狀為矩形狀，但亦可為角部帶圓角之矩形狀、橢圓形狀、圓形狀。
圖7及圖8係顯示像素間遮光部65之其他形成例之圖。
像素間遮光部65如圖7所示般，可設為如下構成：將平面形狀沿像素10之邊界線之方向較長、沿與其他像素10之相鄰之方向較短之線狀之遮光構件，以特定間隔配置於像素10之邊界線上。
又或者，像素間遮光部65亦可如圖8所示般，以包圍像素10之全周之方式將遮光構件配置於像素10之邊界線上而構成。
＜6.像素之其他電路構成例＞ 圖9顯示像素10之其他電路構成例。
於圖9中，對於與圖5對應之部分標註相同之符號，且適當省略該部分之說明。
像素10具備光電二極體PD作為光電變換元件。又，像素10具有各2個之第1傳送電晶體TRGa、第2傳送電晶體TRGb、記憶體MEM、浮動擴散區域FD、重置電晶體RST、放大電晶體AMP、及選擇電晶體SEL。
此處，如要區別像素10中各設置2個之第1傳送電晶體TRGa、第2傳送電晶體TRGb、記憶體MEM、浮動擴散區域FD、重置電晶體RST、放大電晶體AMP、及選擇電晶體SEL各者時，如圖9所示般，稱為：第1傳送電晶體TRGa1及TRGa2、第2傳送電晶體TRGb1及TRGb2、傳送電晶體TRG1及TRG2、記憶體MEM1及MEM2、浮動擴散區域FD1及FD2、放大電晶體AMP1及AMP2、以及選擇電晶體SEL1及SEL2。
因此，比較圖5之像素電路與圖9之像素電路，將傳送電晶體TRG變更為2種第1傳送電晶體TRGa及第2傳送電晶體TRGb，且追加記憶體MEM。又，附加電容FDL與切換電晶體FDG則省略。
第1傳送電晶體TRGa、第2傳送電晶體TRGb、重置電晶體RST、放大電晶體AMP、及選擇電晶體SEL例如由N型之MOS電晶體構成。
於圖5所示之像素電路中，設為將由光電二極體PD產生之電荷傳送至浮動擴散區域FD1及FD2並保持，但於圖9之像素電路中，傳送至作為電荷蓄積部而設置之記憶體MEM1及MEM2並保持。
亦即，第1傳送電晶體TRGa1在被供給至閘極電極之第1傳送驅動信號TRGa1g成為有效狀態時，與其相應答而成為導通狀態，藉此將蓄積於光電二極體PD之電荷傳送至記憶體MEM1。第1傳送電晶體TRGa2在被供給至閘極電極之第1傳送驅動信號TRGa2g成為有效狀態時，與其相應答而成為導通狀態，藉此將蓄積於光電二極體PD之電荷傳送至記憶體MEM2。
又，第2傳送電晶體TRGb1在被供給至閘極電極之第2傳送驅動信號TRGb1g成為有效狀態時，與其相應答而成為導通狀態，藉此將蓄積於記憶體MEM1之電荷傳送至浮動擴散區域FD1。第2傳送電晶體TRGb2在被供給至閘極電極之第2傳送驅動信號TRGb2g成為有效狀態時，與其相應答而成為導通狀態，藉此將蓄積於記憶體MEM2之電荷傳送至浮動擴散區域FD2。
重置電晶體RST1在被供給至閘極電極之重置驅動信號RST1g成為有效狀態時，與其相應答而成為導通狀態，藉此將浮動擴散區域FD1之電位予以重置。重置電晶體RST2在被供給至閘極電極之重置驅動信號RST2g成為有效狀態時，與其相應答而成為導通狀態，藉此將浮動擴散區域FD2之電位予以重置。再者，在重置電晶體RST1及RST2被設為有效狀態時，第2傳送電晶體TRGb1及TRGb2亦同時被設為有效狀態，記憶體MEM1及MEM2亦被重置。
於圖5之像素電路中，由光電二極體PD產生之電荷被分配至記憶體MEM1與MEM2並蓄積。而且，在被讀出之時序下，保持於記憶體MEM1與MEM2之電荷，分別被傳送至浮動擴散區域FD1與FD2，並自像素10輸出。
＜7.像素之平面圖＞ 圖10係顯示圖9所示之像素電路之配置例之平面圖。
圖10之橫方向與圖1之列方向(水平方向)對應，縱方向與圖1之行方向(垂直方向)對應。
如圖10所示般，於矩形之像素10之中央部之區域，藉由N型之半導體區域52形成有光電二極體PD。
於光電二極體PD之外側且沿著矩形之像素10之四邊之特定之一邊，直線性地排列而配置有第1傳送電晶體TRGa1、第2傳送電晶體TRGb1、重置電晶體RST1、放大電晶體AMP1、及選擇電晶體SEL1，沿著矩形之像素10之四邊之另一邊，直線性地排列而配置有第1傳送電晶體TRGa2、第2傳送電晶體TRGb2、重置電晶體RST2、重置電晶體RST2、放大電晶體AMP2、及選擇電晶體SEL2。記憶體MEM1及MEM2例如藉由埋入型之N型擴散區域而形成。
作為像素間遮光部65，採用如圖6所示之、以等間隔配置與閘極接點66相同之平面形狀之遮光構件之構成，但亦可為圖7或圖8之構成、或其他構成。
再者，像素電路之配置並不限定於圖6或圖10之例，亦可設為其他配置。
＜8.像素之第2構成例之剖視圖＞ 圖11係顯示像素10之第2構成例之剖視圖。
於圖11中，對於與圖2所示之第1構成例對應之部分標註相同之符號，且適當省略該部分之說明。
於圖11之第2構成例中，於半導體基板41之背面且為光電二極體PD之形成區域之上方，形成有細微之凹凸週期性地形成之蛾眼(Moth Eye)構造部111。又，與半導體基板41之蛾眼構造部111相對應，形成於其上表面之防反射膜43亦以蛾眼構造而形成。
半導體基板41之蛾眼構造部111例如設為大致相同形狀其大致相同大小之複數個四角錐之區域規則性地(格子狀)設置之構成。
蛾眼構造部111例如形成為以於光電二極體PD側具有頂點之四角錐形狀之複數個區域規則性地排列之方式而配列之倒金字塔構造。
或者，又，蛾眼構造部111亦可為於晶載透鏡47側具有頂點之複數個四角錐之區域以規則性地排列之方式配列之正金字塔構造。複數個四角錐之大小及配置亦可非為規則性之排列，而是隨機地形成。又，蛾眼構造部111之各四角錐之各凹部或各凸部，可具有某種程度曲率，而成為具有圓角之形狀。蛾眼構造部111只要凹凸構造為週期性地或隨機地重複之構造即可，凹部或凸部之形狀為任意。
圖12係顯示蛾眼構造部111之其他形狀例之剖視圖。
於圖12之例中，蛾眼構造部111之形狀具有下述凹凸構造，即具有與半導體基板41平行之面、且於基板深度方向上掘入一定量之凹部以一定週期排列之方式配列。再者，於圖12中，防反射膜43係由氧化鉿膜53與氧化矽膜55之2層構成，但亦可與其他構成例同樣地為3層，還可為單層。
如圖11及圖12所示般，藉由在半導體基板41之光入射面形成蛾眼構造部111作為將入射光繞射之繞射構造，而可緩和基板界面處之急劇之折射率之變化，減小由反射光帶來之影響。
第2構成例之其他構成與第1構成例同樣。
於圖11及圖12中，亦藉由在多層配線層42之像素邊界部44形成像素間遮光部65，而防止因自多層配線層42之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入。
因此，於第2構成例中，亦進一步增多在半導體基板41內經光電轉換之紅外光之量，而可提高量子效率、即可提高像素10對於紅外光之感度。
＜9.像素之第3構成例之剖視圖＞ 圖13係顯示像素10之第3構成例之剖視圖。
於上述之第1及第2構成例中，對於防止因自多層配線層42之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入之構成進行了說明，於第3構成例中，對於防止因自晶載透鏡47側之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入之構成進行說明。
於圖13中，對於與圖2所示之第1構成例對應之部分標註相同之符號，且適當省略該部分之說明。
於圖13所示之第3構成例中，將於圖2中形成於與光電二極體PD之形成區域之下方之第1金屬膜M1相同之層之反射膜63，變更為反射膜141。再者，省略圖2中形成於多層配線層42之像素邊界部44之像素間遮光部65。
第3構成例之反射膜141與第1構成例之反射膜63在形成之材料上不同。具體而言，於第1構成例中，由跟與傳送電晶體TRG1或TRG2之閘極電性連接之金屬配線67相同之材料(例如，銅、鋁等)形成，但於第3構成例中，由與金屬配線67不同之材料形成。例如，在金屬配線67係由銅形成之情形下，反射膜141以鋁、鎢(W)、鉑(Pt)、鎳(Ni)等形成。
形成反射膜141之材料，例如可根據半導體基板41之厚度而決定。例如，在半導體基板41之厚度為厚時(例如，為6 μm以上之厚度時)，關於反射膜141之材料，可採用鋁。又，例如，在半導體基板41之厚度為薄時(例如，為小於6 μm之厚度時)，關於反射膜141之材料，可採用鎢、鉑、鎳等。
換言之，例如，在半導體基板41之厚度為厚時(例如，為6 μm以上之厚度時)，關於反射膜141之材料，可採用反射率比較高之材料(例如，大於70%之材料)。又，例如，在半導體基板41之厚度為薄時，(例如，為小於6 μm之厚度時)，關於反射膜141之材料，可採用反射率比較低之材料(例如，30%至70%以下之材料)。
關於形成反射膜141之材料，至少在紅外光之波長之範圍內，使用與第1金屬膜M1之其他金屬配線67之材料相比反射率(折射率)更低之材料。作為如此之材料，例如可舉出Al、Ni、Cr、Fe、Pt、Rh、Sn等金屬及其合金、Ta2O5、Al2O3、Si3N4等金屬化合物等。
第3構成例之其他構成與第1構成例同樣。
受光元件1所接收之反射光係波長為780 nm至1000 nm左右之紅外光，半導體基板41之矽之吸收少，而量子效率低。因此，朝半導體基板41入射之光穿透半導體基板41，被反射膜141再次朝半導體基板41反射。此時，若反射膜141之反射率高為接近100%之程度，如圖14之實線之箭頭所示般，被反射膜141反射之光進一步穿透半導體基板41之光入射面，並被晶載透鏡47反射，而朝相鄰之像素10漏入，從而會成為眩光之原因。
根據第3構成例，將形成反射膜141之材料以與第1金屬膜M1之其他金屬配線67之材料相比反射率更低之材料形成，且根據半導體基板41之厚度，與其他金屬配線67相比降低反射率，藉此如圖14之破線之箭頭所示般，可以將被反射膜141反射之全部光在半導體基板41內吸收之方式進行調整。藉此，可抑制被反射膜141反射之光進一步穿透半導體基板41之光入射面，因此可防止自晶載透鏡47側之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入。
藉由以上之構成，進一步增多在半導體基板41內經光電轉換之紅外光之量，而可提高量子效率、即可提高像素10對於紅外光之感度，且可抑制因反射光穿透半導體基板41所致之眩光之原因。
＜10.第3構成例之變化例＞ ＜第1變化例＞ 圖15係顯示圖13所示之第3構成例之像素10之第1變化例之剖視圖。
於圖15中，對於與圖13所示之第3構成例對應之部分標註相同之符號，且適當省略該部分之說明。
於圖15之第1變化例中，反射膜141之基板深度方向之位置與圖13所示之第3構成例不同，於其他之點上，與圖13所示之第3構成例共通。
具體而言，於圖13所示之第3構成例中，反射膜141之基板深度方向之位置形成於與第1金屬膜M1相同之位置(相同之層)，但於圖15之第1變化例中，形成於與第1金屬膜M1不同之位置(不同之層)。具體而言，反射膜141之基板深度方向之位置，形成於較第1金屬膜M1更靠光電二極體PD側(半導體基板41側)。
在將反射膜141形成於與第1金屬膜M1相同之層之情形下，如圖16之A所示般，由於不得不避開第1金屬膜M1之金屬配線67而配置反射膜141，因此俯視下之反射膜141之面積變小。
相對於此，在將反射膜141形成為與第1金屬膜M1不同之層之情形下，如圖16之B所示般，由於在俯視下第1金屬膜M1之金屬配線67不與反射膜141干擾，因此可將反射膜141較大地配置於與光電二極體PD重疊之區域。藉此，可更大地達成反射膜63之目的。亦即，可使在半導體基板41內未經光電轉換而透過半導體基板41之紅外光更多地被反射膜63反射而朝半導體基板41內入射。
藉由以上之構成，進一步增多在半導體基板41內經光電轉換之紅外光之量，而可提高量子效率、即可提高像素10對於紅外光之感度，且可抑制因反射光穿透半導體基板41所致之眩光之原因。
＜第2變化例＞ 圖17係顯示圖13所示之第3構成例之像素10之第2變化例之剖視圖。
於圖17中，對於與圖13所示之第3構成例對應之部分標註相同之符號，且適當省略該部分之說明。
於圖17之第2變化例中，將圖13所示之第3構成例之反射膜141，置換為反射膜141P，其他構成與圖13所示之第3構成例共通。
反射膜141P之基板深度方向之位置與圖13所示之反射膜141不同，所形成之材料亦與反射膜141不同。
具體而言，反射膜141P於與傳送電晶體TRG1及TRG2之閘極相同之基板深度位置，以與傳送電晶體TRG1及TRG2之閘極相同之材料(例如，多晶矽)形成。藉由將反射膜141P於與傳送電晶體TRG1及TRG2之閘極相同之基板深度位置、以相同之材料形成，而可將反射膜141P與傳送電晶體TRG1及TRG2之閘極同時形成，因此可將步驟共通化，而減少步驟數。再者，反射膜141P亦可以多晶矽與矽化金屬膜形成。
如圖15之第1變化例及圖17之第2變化例所示般，藉由將反射膜141或141P之基板深度方向之位置設為較第1金屬膜M1更靠光電二極體PD側，亦可防止因自多層配線層42之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入。
＜11.像素之第4構成例之剖視圖＞ 圖18係顯示像素10之第4構成例之剖視圖。
於圖18中，對於與圖13所示之第3構成例對應之部分標註相同之符號，且適當省略該部分之說明。
於圖18之第4構成例中，於光電二極體PD之形成區域之下方之半導體基板41與多層配線層42之連接面，進一步形成有細微之凹凸週期性地形成之蛾眼構造部161。蛾眼構造部161與圖11中所說明之蛾眼構造部111同樣地，可設為倒金字塔構造或正金字塔構造。或者，又，蛾眼構造部161亦可為如圖12所示之、與半導體基板41平行之凹部以一定週期排列之方式而配列之凹凸構造。
第4構成例之其他構成與圖13所示之第3構成例同樣。
藉由在光電二極體PD之形成區域之下方之半導體基板41與多層配線層42之界面，形成蛾眼構造部161，而穿透光電二極體PD之光在蛾眼構造部111被擴散，並到達反射膜141。由於抑制紅外光被反射膜141之反射，因此可抑制被反射膜141反射之光進一步穿透半導體基板41之光入射面。其結果為，可防止因自晶載透鏡47側之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入。
＜12.像素之第5構成例之剖視圖＞ 圖19係顯示像素10之第5構成例之剖視圖。
於圖19中，對於與圖13所示之第3構成例對應之部分標註相同之符號，且適當省略該部分之說明。
於圖19之第5構成例中，將圖13所示之第3構成例之反射膜141置換為反射膜141M。圖19之其他構成與圖13所示之第3構成例相同。
反射膜141M在半導體基板41側之面形狀成為週期性地形成有細微之凹凸之蛾眼構造之點上與反射膜141不同。藉由將反射膜141M之半導體基板41側之面形狀設為蛾眼構造，而與圖18之第4構成例同樣地，穿透光電二極體PD之光被反射膜141M擴散，而朝半導體基板41反射。藉此，由於抑制紅外光被反射膜141M之反射，因此可抑制被反射膜141M反射之光進一步穿透半導體基板41之光入射面。其結果為，可防止因自晶載透鏡47側之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入。
＜13.像素之第6構成例之剖視圖＞ 圖20係顯示像素10之第6構成例之剖視圖。
於圖20中，對於與上述之第1至第5構成例對應之部分標註相同之符號，且適當省略該部分之說明。
圖20之第5構成例之像素10於半導體基板41之背面且為光電二極體PD之形成區域之上方具有蛾眼構造部111，於半導體基板41之正面且為光電二極體PD之形成區域之下方，具有蛾眼構造部161。
又，圖20之第6構成例之像素10於光電二極體PD之形成區域之下方之第1金屬膜M1之層，具有以與第1金屬膜M1之其他金屬配線67之材料相比反射率更低之材料形成之反射膜141。
換言之，圖20之第6構成例之像素10設為在與圖18所示之第4構成例之半導體基板41之背面側追加有蛾眼構造部111之構造。
於圖20之第6構成例中，半導體基板41之背面側(圖中之上側)之蛾眼構造部111之細微之凹凸構造之形狀、與半導體基板41之正面側(圖中之下側)之蛾眼構造部161之細微之凹凸構造之形狀可相同，亦可不同。又，蛾眼構造部111之凹凸構造之週期與蛾眼構造部161之凹凸構造之週期可相同，亦可不同。
例如，在將蛾眼構造部111之凹凸構造之週期形成為較蛾眼構造部161之凹凸構造之週期更長之情形下，與紅外線接近之波長之光被蛾眼構造部111擴散，與紫外線接近之波長之光被蛾眼構造部161擴散，與紅外線接近之波長之光不被蛾眼構造部161擴散。在半導體基板41之厚度較厚，比較而言無需抑制紅外光之反射之情形下，蛾眼構造部111之凹凸構造之週期形成為長於蛾眼構造部161之凹凸構造之週期。相反地，在半導體基板41之厚度較薄，而欲抑制反射膜141處之紅外光之反射之情形下，蛾眼構造部161之凹凸構造之週期形成為長於蛾眼構造部111之凹凸構造之週期。
於圖20之第6構成例中，亦可藉由與其他金屬配線67相比降低了反射率之反射膜141來防止因自晶載透鏡47側之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入。又，藉由蛾眼構造部111及161，可抑制被反射膜141反射之光進一步穿透半導體基板41之光入射面。
＜14.像素之第7構成例之剖視圖＞ 圖21係顯示像素10之第7構成例之剖視圖。
於圖21中，對於與上述之第1至第6構成例對應之部分標註相同之符號，且適當省略該部分之說明。
圖21之第6構成例之像素10於半導體基板41之背面具有蛾眼構造部111。
又，圖20之第6構成例之像素10於光電二極體PD之形成區域之下方之第1金屬膜M1之層，具有以與第1金屬膜M1之其他金屬配線67之材料相比反射率更低之材料形成之反射膜141。
又，於反射膜141之半導體基板41側之面形成有複數個虛設接點181。虛設接點181雖以與連接於傳送電晶體TRG1或TRG2之閘極之閘極接點66相同之材料、以同一步驟形成，但是為不與像素電晶體之閘極連接之接點配線。藉由在反射膜141之半導體基板41側之面形成複數個虛設接點181，而形成有細微之凹凸構造，因此可發揮與圖19所示之第5構成例之反射膜141M同樣之效果。
亦即，藉由形成於反射膜141M之半導體基板41側之面之複數個虛設接點181，而穿透光電二極體PD之光，被複數個虛設接點181擴散，而朝半導體基板41反射。藉此，可抑制被反射膜141反射之光進一步穿透半導體基板41之光入射面。其結果為，可防止因自晶載透鏡47側之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入。
於圖21之第7構成例中，亦可藉由與其他金屬配線67相比降低了反射率之反射膜141來防止因自晶載透鏡47側之迂回所致之入射光朝相鄰像素漏入。又，藉由蛾眼構造部111，可抑制被反射膜141反射之光進一步穿透半導體基板41之光入射面。
＜第7構成例之變化例＞ 再者，虛設接點181之平面形狀尺寸、或配置於反射膜141之平面上之個數等並無特別限定，可任意地決定。虛設接點181之尺寸及形狀可與連接於傳送電晶體TRG1或TRG2之閘極之閘極接點66之尺寸及形狀相同，亦可不同。
例如，可如圖22所示般，虛設接點181以大於閘極接點66之平面尺寸形成，不與反射膜141連接，而是隔著層間絕緣膜62形成於較反射膜141稍許上方(光電二極體PD側)。
＜15.像素之第8構成例之剖視圖＞ 圖23係顯示像素10之第8構成例之剖視圖。
於圖23中，對於與上述第1構成例至第7構成例對應之部分標註相同之符號，且適當省略該部分之說明。
於上述第1構成例至第7構成例及其變化例中，對於防止因自多層配線層42之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入之各種構成、及防止因自晶載透鏡47側之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入之各種構成進行了說明。亦可採用適當組合該等之各種構成，而防止因自多層配線層42之迂回、與自晶載透鏡47側之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入之構成。
例如，圖23所示之作為第8構成例之像素10具有圖2所示之第1構成例、及圖13所示之第3構成例之兩者之特徵性構成。
亦即，圖23之像素10於光電二極體PD之形成區域之下方之第1金屬膜M1之層，具有以與第1金屬膜M1之其他金屬配線67之材料相比反射率更低之材料形成之反射膜141。
又，圖23之像素10於多層配線層42之像素邊界部44，具有防止被反射膜141反射之入射光朝相鄰之像素10之光電二極體PD入射之像素間遮光部65。
圖23之第8構成例之其他構成，例如與圖2所示之第1構成例相同。
根據具有以上之構成之圖23之像素10，藉由配置於多層配線層42之像素邊界部44之像素間遮光部65，而防止因自多層配線層42之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入。
又，藉由配置於多層配線層42之光電二極體PD之形成區域之下方之反射膜141，而可防止因自晶載透鏡47側之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入。
進而，例如，圖24所示之像素10具有下述構造，即：除了圖23之像素間遮光部65與反射膜141以外，於半導體基板41之背面進一步追加有蛾眼構造部111。藉由蛾眼構造部111可進一步抑制基板界面處之反射。
此外，雖然圖示省略，但適當組合防止因自多層配線層42之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入之各種構成(上述第1構成例至第2構成例)、及防止因自晶載透鏡47側之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入之各種構成(上述第3構成例至第7構成例)，而可同時達成防止因自層配線層42之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入、及防止因自晶載透鏡47側之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入。
＜16.像素之第9構成例之剖視圖＞ 圖25係顯示像素10之第9構成例之剖視圖。
於圖25中，對於與上述第1構成例至第8構成例對應之部分標註相同之符號，且適當省略該部分之說明。
於上述之第1構成例至第8構成例中，受光元件1使用1個半導體基板、亦即僅使用半導體基板41而構成，但於圖25之第9構成例中，使用半導體基板41與半導體基板301之2個半導體基板而構成。
圖25之第9構成例之像素10設為下述構成，即：將使用1個半導體基板41之圖23之第8構成例，變更為使用2個半導體基板41與半導體基板301之構成。以下，為了容易理解，將半導體基板41與半導體基板301分別稱為第1基板41與第2基板301進行說明。
於圖25之第9構成例中，於第1基板41之光入射面側形成有像素間遮光膜45、平坦化膜46、及晶載透鏡47之點，與圖2之第1構成例同樣。於第1基板41之背面側之像素邊界部44形成有像素間分離部61之點，亦與圖2之第1構成例相同。
又，於第1基板41以像素單位形成有光電轉換部即光電二極體PD之點、以及於第1基板41之正面側形成有2個傳送電晶體TRG1及TRG2、及作為電荷蓄積部之浮動擴散區域FD1及FD2之點亦相同。
另一方面，與圖2之第1構成例不同之點在於，將第1基板41之表面側之配線層311之絕緣層313與第2基板301之絕緣層312貼合。
於第1基板41之配線層311，至少包含1層金屬膜M，使用該金屬膜M，於位於光電二極體PD之形成區域下方之區域，形成反射膜141。又，於配線層311之像素邊界部44形成有像素間遮光部65。
於第2基板301之貼合面側即與絕緣層312側為相反側之界面，形成有像素電晶體Tr1、Tr2。像素電晶體Tr1、Tr2例如為放大電晶體AMP、選擇電晶體SEL。
亦即，於僅使用1個半導體基板41(第1基板41)而構成之第1構成例至第8構成例中，將傳送電晶體TRG、切換電晶體FDG、放大電晶體AMP、及選擇電晶體SEL等全部的像素電晶體形成於半導體基板41，但於以2個半導體基板之積層構造而構成之第9構成例之受光元件1中，除了傳送電晶體TRG以外之像素電晶體、亦即切換電晶體FDG、放大電晶體AMP、及選擇電晶體SEL則是形成於第2基板301。
於第2基板301之與第1基板41側相反之側，形成有具有至少2層金屬膜M之多層配線層321。多層配線層321包含：第1金屬膜M11、第2金屬膜M12、及層間絕緣膜333。
控制傳送電晶體TRG1之傳送驅動信號TRG1g，藉由貫通第2基板301之TSV(Through Silicon Via，矽通孔)331-1，自第2基板301之第1金屬膜M11被供給至第1基板41之傳送電晶體TRG1之閘極電極。控制傳送電晶體TRG2之傳送驅動信號TRG2g，藉由貫通第2基板301之TSV331-2，自第2基板301之第1金屬膜M11被供給至第1基板41之傳送電晶體TRG2之閘極電極。
同樣地，蓄積於浮動擴散區域FD1之電荷，藉由貫通第2基板301之TSV332-1，自第1基板41側朝第2基板301之第1金屬膜M11傳送。蓄積於浮動擴散區域FD2之電荷，亦藉由貫通第2基板301之TSV332-2，自第1基板41側朝第2基板301之第1金屬膜M11傳送。
配線電容64形成於第1金屬膜M11、或第2金屬膜M12之未圖示之區域。形成有配線電容64之金屬膜M為了形成電容而將配線密度較高地形成，連接於傳送電晶體TRG或切換電晶體FDG等之閘極電極之金屬膜M為了降低感應電流，而將配線密度較低地形成。亦可以就每一像素電晶體而與閘極電極連接之配線層(金屬膜M)不同之方式構成。
如以上所述般，第9構成例之像素10可積層第1基板41與第2基板301之2個半導體基板而構成，傳送電晶體TRG以外之像素電晶體形成於與具有光電轉換部之第1基板41不同之第2基板301。又，控制像素10之驅動之垂直驅動部22或像素驅動線28、傳送檢測信號之垂直信號線29等亦形成於第2基板301。藉此，可將像素細微化，亦提高BEOL(Back End Of Line，後段製程)設計之自由度。
於第9構成例中，亦於位於光電二極體PD之形成區域之下方之配線層311之區域形成有反射膜141，於配線層311之像素邊界部44形成有像素間遮光部65。藉此，可同時達成防止因自多層配線層42之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入、及防止因自晶載透鏡47側之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入。
圖25之第9構成例係將圖23之第8構成例變更為積層2個半導體基板而成之積層構造之構成，對於上述第1構成例至第7構成例亦可同樣地，能夠設為變更為積層2個半導體基板而成之積層構造之構成。
＜17. IR攝像感測器之構成例＞ 上述之具有像素間遮光部65及反射膜141之至少一者之像素構造並不限定於輸出利用間接ToF方式測量之測距資訊之受光元件，亦可應用於接收紅外光，而產生IR圖像之IR攝像感測器。
圖26顯示受光元件1構成為產生IR圖像並輸出之IR攝像感測器之情形下之像素10之電路構成。
在受光元件1為ToF感測器之情形下，將由光電二極體PD產生之電荷分配至2個浮動擴散區域FD1與FD2並蓄積，因此像素10分別各具有2個傳送電晶體TRG、浮動擴散區域FD、附加電容FDL、切換電晶體FDG、放大電晶體AMP、重置電晶體RST、及選擇電晶體SEL。
在受光元件1為IR攝像感測器之情形下，暫時保持由光電二極體PD產生之電荷之電荷蓄積部為一個即可，因此亦將傳送電晶體TRG、浮動擴散區域FD、附加電容FDL、切換電晶體FDG、放大電晶體AMP、重置電晶體RST、及選擇電晶體SEL設為分別各具有1個。
換言之，在受光元件1為IR攝像感測器之情形下，像素10如圖26所示般，等於自圖4所示之電路構成中省略傳送電晶體TRG2、切換電晶體FDG2、重置電晶體RST2、放大電晶體AMP2、及選擇電晶體SEL2之構成。亦省略浮動擴散區域FD2與垂直信號線29B。
圖27係受光元件1構成為IR攝像感測器之情形下之像素10之剖視圖。
圖27係將圖23所示之第8構成例應用於IR攝像感測器之情形下之剖面構成。
受光元件1構成為IR攝像感測器之情形、與構成為ToF感測器之情形之不同，如圖26中所說明般，為有無形成於半導體基板41之正面側之浮動擴散區域FD2與像素電晶體。因此，半導體基板41之正面側之多層配線層42之構成與圖23不同。具體而言，當與圖23比較時，在圖27之像素10中，省略了浮動擴散區域FD2與傳送電晶體TRG2。
另一方面，作為與圖23共通之構成，於圖27之像素10中，在光電二極體PD之形成區域之下方之多層配線層42之第1金屬膜M1之層，反射膜141使用與第1金屬膜M1之其他金屬配線67之材料相比反射率更低之材料形成。又，於多層配線層42之像素邊界部44，形成有像素間遮光部65。
圖27係將圖23所示之第8構成例應用於IR攝像感測器之情形之剖面構成，同樣地，對於上述之第1構成例至第7構成例，藉由省略形成於半導體基板41之正面側之浮動擴散區域FD2、和與其對應之像素電晶體，而亦可應用於IR攝像感測器。
在受光元件1構成為IR攝像感測器之情形下，亦藉由在多層配線層42之像素邊界部44具備像素間遮光部65，而可防止因自多層配線層42之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入。又，藉由具備反射膜141，而可防止因自晶載透鏡47側之迂回所致之入射光朝相鄰像素之漏入。
因此，在受光元件1構成為IR攝像感測器之情形下，亦可進一步增多在半導體基板41內經光電轉換之紅外光之量，而可提高量子效率、即可提高對於紅外光之感度。
＜18. RGBIR攝像感測器之構成例＞ 上述之具有像素間遮光部65與反射膜141之至少一者之像素構造並不限於僅接收紅外光之受光元件，亦可應用於接收紅外光與RGB之光之RGBIR攝像感測器。
圖28顯示受光元件1構成為接收紅外光與RGB之光之RGBIR攝像感測器之情形下之像素配置例。
在受光元件1構成為RGBIR攝像感測器之情形下，如圖28之A所示般，於2×2之4像素中，分配有接收R(紅)光之R像素、接收B(藍)光之B像素、接收G(綠)光之G像素、及接收IR(紅外)光之IR像素。
使在半導體基板41內未經光電轉換而透過半導體基板41之紅外光反射並朝半導體基板41內再次入射之反射膜63或141，可配置於R像素、B像素、G像素、及IR像素之全部，亦可以受光量(受光感度)之調整等為目的，僅配置於一部分像素。
例如，如圖28之B所示般，可設為下述構成，即：於R像素、B像素、G像素、及IR像素中之IR像素與R像素，配置反射膜63或141，於B像素與G像素不配置反射膜63或141。
＜19.測距模組之構成例＞ 圖29係顯示利用上述受光元件1輸出測距資訊之測距模組之構成例之方塊圖。
測距模組500具備：發光部511、發光控制部512、及受光部513。
發光部511具有發出特定波長之光之光源，發出亮度週期性變動之照射光並朝物體照射。例如，發光部511具有發出波長為780 nm至1000 nm之範圍之紅外光之發光二極體作為光源，與自發光控制部512供給之矩形波之發光控制信號CLKp同步地產生照射光。
再者，發光控制信號CLKp若為週期信號，則不限定於矩形波。例如，發光控制信號CLKp亦可為正弦波。
發光控制部512將發光控制信號CLKp供給至發光部511及受光部513，而控制照射光之照射時序。該發光控制信號CLKp之頻率例如為20兆赫(MHz)。再者，發光控制信號CLKp之頻率並不限定於20兆赫，亦可為5兆赫或100兆赫等。
受光部513接收自物體反射之反射光，相應於受光結果就每一像素算出距離資訊，並產生將跟與物體(被攝體)相隔之距離對應之深度值作為像素值而儲存之深度圖像，並輸出。
於受光部513，使用具有上述之第1至第8構成例中之任一像素構造之受光元件1。例如，作為受光部513之受光元件1，基於發光控制信號CLKp，根據與分配至像素陣列部21之各像素10之浮動擴散區域FD1或FD2之電荷相應之檢測信號，就每一像素算出距離資訊。
如以上所述般，作為藉由間接ToF方式而求得與被攝體相隔之距離資訊並輸出之測距模組500之受光部513，可組入具有上述第1至第8構成例中任一像素構造之受光元件1。藉此，可提高作為測距模組500之測距特性。
＜20.電子機器之構成例＞ 再者，受光元件1除了如上述般應用於測距模組以外，例如，亦可應用於具備測距功能之數位靜態相機或視訊攝影機等攝像裝置、具備測距功能之智慧型手機等各種電子機器。
圖30係顯示作為應用本發明之電子機器之智慧型手機之構成例之方塊圖。
智慧型手機601如圖30所示般，構成為經由匯流排611連接有測距模組602、攝像裝置603、顯示器604、揚聲器605、麥克風606、通訊模組607、感測器單元608、觸控面板609、及控制單元610。又，在控制單元610中，藉由CPU執行程式，而具備作為應用處理部621及作業系統處理部622之功能。
於測距模組602，應用有圖29之測距模組500。例如，測距模組602配置於智慧型手機601之正面，藉由進行以智慧型手機601之使用者為對象之測距，而可將該使用者之面部或手部、指部等之表面形狀之深度值作為測距結果而輸出。
攝像裝置603配置於智慧型手機601之正面，藉由進行以智慧型手機601之使用者為被攝體之攝像，而取得映現有該使用者之圖像。再者，雖未圖示，但亦可採用於智慧型手機601之背面配置有攝像裝置603之構成。
顯示器604顯示用於進行由應用處理部621及作業系統處理部622實現之處理之操作畫面或攝像裝置603所拍攝到之圖像等。揚聲器605及麥克風606例如在藉由智慧型手機601進行通話時，進行對方側之聲音之輸出、及使用者之聲音之收音。
通訊模組607進行經由網際網路、公用電話線路網、所謂4G線路或5G線路等無線移動體用之廣域通訊網、WAN(Wide Area Network，廣域網路)、LAN(Local Area Network，區域網路)等通訊網之網路通訊、Bluetooth(註冊商標)、NFC(Near Field Communication，近距離無線通訊)等之近距離無線通訊等。感測器單元608感測速度或加速度、接近等，觸控面板609取得使用者對於顯示於顯示器604之操作畫面之觸控操作。
應用處理部621藉由智慧型手機601進行用於提供各種服務之處理。例如，應用處理部621可基於自測距模組602供給之深度值，進行製作虛擬地再現使用者之表情之電腦圖形之面部，並顯示於顯示器604之處理。又，應用處理部621可基於自測距模組602供給之深度值，例如進行製作任意之立體物體之三維形狀資料之處理。
作業系統處理部622進行用於實現智慧型手機601之基本功能及動作之處理。例如，作業系統處理部622可基於自測距模組602供給之深度值，進行認證使用者之面部，而解除智慧型手機601之鎖定之處理。又，作業系統處理部622可基於自測距模組602供給之深度值，例如進行辨識使用者之手勢之處理，並進行輸入依照該手勢之各種操作之處理。
在如此般構成之智慧型手機601中，藉由應用上述測距模組500作為測距模組602，而可進行例如測定與特定之物體相隔之距離並顯示，或製作特定之物體之三維形狀資料並顯示之處理等。
＜21.對於移動體之應用例＞ 本揭示之技術(本發明技術)可應用於各種產品。例如，本揭示之技術可實現為搭載於汽車、電動汽車、油電混合汽車、機車、自行車、個人移動性裝置、飛機、無人機、船舶、機器人等任一種類之移動體之裝置。
圖31係顯示作為可應用本揭示之技術之移動體控制系統之一例之車輛控制系統之概略構成例的方塊圖。
車輛控制系統12000具備經由通訊網路12001連接之複數個電子控制單元。在圖31所示之例中，車輛控制系統12000包含：驅動系統控制單元12010、車體系統控制單元12020、車外資訊檢測單元12030、車內資訊檢測單元12040、及綜合控制單元12050。又，作為綜合控制單元12050之功能構成，圖示有微電腦12051、聲音圖像輸出部12052、及車載網路I/F(interface，介面)12053。
驅動系控制單元12010依照各種程式控制與車輛之驅動系統相關聯之裝置之動作。例如，驅動系統控制單元12010作為內燃機或驅動用馬達等用於產生車輛之驅動力之驅動力產生裝置、用於將驅動力傳遞至車輪之驅動力傳遞機構、調節車輛之舵角之轉向機構、及產生車輛之制動力之制動裝置等的控制裝置而發揮功能。
車體系統控制單元12020依照各種程式控制裝備於車體之各種裝置之動作。例如，車體系統控制單元12020作為無鑰匙進入系統、智慧型鑰匙系統、電動車窗裝置、或前照燈、尾燈、煞車燈、方向燈或霧燈等各種燈之控制裝置發揮功能。該情形下，可對車體系統控制單元12020輸入自代替鑰匙之可攜式機發出之電波或各種開關之信號。車體系統控制單元12020受理該等電波或信號之輸入，而控制車輛之門鎖裝置、電動車窗裝置、燈等。
車外資訊檢測單元12030檢測搭載車輛控制系統12000之車輛外部之資訊。例如，於車外資訊檢測單元12030連接有攝像部12031。車外資訊檢測單元12030使攝像部12031拍攝車外之圖像，且接收所拍攝之圖像。車外資訊檢測單元12030可基於接收到之圖像，進行人、車、障礙物、標識或路面上之文字等之物體檢測處理或距離檢測處理。
攝像部12031係接收光且輸出與該光之受光量相應之電信號之光感測器。攝像部12031可將電信號作為圖像輸出，亦可作為測距之資訊而輸出。又，攝像部12031所接收之光既可為可見光，也可為紅外線等非可見光。
車內資訊檢測單元12040檢測車內之資訊。於車內資訊檢測單元12040例如連接有檢測駕駛者之狀態之駕駛者狀態檢測部12041。駕駛者狀態檢測部12041包含例如拍攝駕駛者之相機，車內資訊檢測單元12040基於自駕駛者狀態檢測部12041輸入之檢測資訊，可算出駕駛者之疲勞度或注意力集中度，亦可判別駕駛者是否打瞌睡。
微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車內外之資訊，運算驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置之控制目標值，且對驅動系統控制單元12010輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行以實現包含車輛之避免碰撞或緩和衝擊、基於車距之追隨行駛、車速維持行駛、車輛之碰撞警告、或車輛之車道偏離警告等的ADAS(Advanced Driver Assistance Systems，先進駕駛輔助系統)之功能為目的之協調控制。
又，微電腦12051藉由基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車輛之周圍之資訊而控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等，而可進行以不依賴駕駛者之操作而自律行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
又，微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030取得之車外之資訊，對車體系統控制單元12020輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行根據由車外資訊檢測單元12030檢測出之前方車或對向車之位置而控制前照燈、而將遠光切換為近光等之以謀求防眩為目的之協調控制。
聲音圖像輸出部12052朝可針對車輛之乘客或車外以視覺性或聽覺性通知資訊之輸出裝置，發送聲音及圖像中至少一者之輸出信號。在圖31之例中，例示有音訊揚聲器12061、顯示部12062及儀錶板12063作為輸出裝置。顯示部12062例如可包含車載顯示器及抬頭顯示器之至少一者。
圖32係顯示攝像部12031之設置位置之例之圖。
在圖32中，車輛12100具有攝像部12101、12102、12103、12104、12105作為攝像部12031。
攝像部12101、12102、12103、12104、12105例如設置於車輛12100之前保險桿、側視鏡、後保險桿、後門及車廂內之擋風玻璃之上部等位置。前保險桿所具備之攝像部12101及車廂內之擋風玻璃之上部所具備之攝像部12105主要獲得車輛12100之前方之圖像。側視鏡所具備之攝像部12102、12103主要取得車輛12100之側方之圖像。後保險桿或後門所具備之攝像部12104主要取得車輛12100之後方之圖像。由攝像部12101及12105取得之前方之圖像主要用於前方車輛或行人、障礙物、號誌機、交通標誌或車道線等之檢測。
此外，在圖32中，顯示攝像部12101至12104之攝影範圍之一例。攝像範圍12111表示設置於前保險桿之攝像部12101之攝像範圍，攝像範圍12112、12113表示分別設置於側視鏡之攝像部12102、12103之攝像範圍，攝像範圍12114表示設置於後保險桿或後門之攝像部12104之攝像範圍。例如，藉由重疊由攝像部12101至12104拍攝之圖像資料，可獲得自上方觀察車輛12100之俯瞰圖像。
攝像部12101至12104之至少1者可具有取得距離資訊之功能。例如，攝像部12101至12104之至少1者可為包含複數個攝像元件之立體攝影機，亦可為具有相位差檢測用之像素之攝像元件。
例如，微電腦12051藉由基於根據攝像部12101至12104取得之距離資訊，求得與攝像範圍12111至12114內之各立體物相隔之距離、及該距離之時間性變化(對於車輛12100之相對速度)，而可尤其將位於車輛12100之行進路上最近之立體物、且為在與車輛12100大致相同之方向以特定之速度(例如，0 km/h以上)行駛之立體物擷取作為前方車。進而，微電腦12051可設定針對前方車於近前應預先確保之車距，進行自動煞車控制(亦包含停止追隨控制)、自動加速控制(亦包含追隨起步控制)等。如此般可進行以不依賴駕駛者之操作而自律行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
例如，微電腦12051可基於自攝像部12101至12104取得之距離資訊，將與立體物相關之立體物資料分類為機車、普通車輛、大型車輛、行人、電線桿等其他立體物而加以擷取，用於自動迴避障礙物。例如，微電腦12051可將車輛12100之周邊之障礙物識別為車輛12100之駕駛員可視認之障礙物及難以視認之障礙物。且，微電腦12051判斷表示與各障礙物碰撞之危險度之碰撞風險，當遇到碰撞風險為設定值以上而有可能發生碰撞之狀況時，藉由經由音訊揚聲器12061或顯示部12062對駕駛員輸出警報，或經由驅動系統控制單元12010進行強制減速或迴避操舵，而可進行用於避免碰撞之駕駛支援。
攝像部12101至12104之至少1者可為檢測紅外線之紅外線相機。例如，微電腦12051可藉由判定在攝像部12101至12104之攝像圖像中是否存在有行人而辨識行人。如此之行人之辨識藉由例如擷取作為紅外線相機之攝像部12101至12104之攝像圖像之特徵點之程序、及針對表示物體之輪廓之一系列特徵點進行圖案匹配處理而判別是否為行人之程序而進行。當微電腦12051判定在攝像部12101至12104之攝像圖像中存在有行人，且辨識行人時，聲音圖像輸出部12052以對該被辨識出之行人重疊顯示用於強調之方形輪廓線之方式控制顯示部12062。又，聲音圖像輸出部12052亦可以將表示行人之圖標等顯示於所期望之位置之方式控制顯示部12062。
以上，對於可應用本揭示之技術之車輛控制系統之一例進行了說明。本揭示之技術可應用於以上所說明之構成中之車外資訊檢測單元12030或攝像部12031。具體而言，可將受光元件1或測距模組500應用於車外資訊檢測單元12030或攝像部12031之距離檢測處理區塊。藉由將本揭示之技術應用於車外資訊檢測單元12030或攝像部12031，而可高精度地測定與人、車、障礙物、標識或路面上之文字等之物體相隔之距離，利用所獲得之距離資訊，可減輕駕駛者之疲勞、或提高駕駛者及車輛之安全度。
本發明技術之實施形態並非係限定於上述之實施形態者，在不脫離本發明技術之要旨之範圍內可進行各種變更。
又，在上述受光元件１中，說明了將電子用作信號載子之例，但亦可將由光電變換產生之電洞用作信號載子。
例如，於上述之受光元件1之像素10中，可採用任意地組合各構成例之全部或一部分之構成。
再者，本說明書所記載之效果終極而言僅為例示而並非限定者，亦可具有本說明書所記載之效果以外之效果。
此外，本發明可採用如以下之構成。 (1) 一種受光元件，其具備： 半導體層，其以像素單位形成有將紅外光予以光電轉換之光電二極體；及 配線層，其形成有讀出由前述光電二極體產生之電荷的傳送電晶體；且 於前述配線層之像素邊界部，形成有將前述紅外光予以遮光之像素間遮光部。 (2) 如前述(1)之受光元件，其中前述配線層具有1個以上之金屬膜，且 前述像素間遮光部形成於較最靠近前述半導體層之前述金屬膜更靠前述半導體層側。 (3) 如前述(2)之受光元件，其中前述像素間遮光部形成於與閘極接點同層位置，該閘極接點將前述傳送電晶體之閘極、與最靠近前述半導體層之前述金屬膜加以連接。 (4) 如前述(3)之受光元件，其中前述像素間遮光部與前述閘極接點同時形成。 (5) 如前述(1)至(4)中任一項之受光元件，其中前述配線層具有反射膜，該反射膜以俯視下至少一部分與前述光電二極體重疊之方式配置，且 前述像素間遮光部以與前述反射膜相同之材料形成。 (6) 如前述(1)至(4)中任一項之受光元件，其中前述配線層具有反射膜，該反射膜以俯視下至少一部分與前述光電二極體重疊之方式配置，且 前述像素間遮光部以與前述反射膜不同之材料形成。 (7) 如前述(1)至(6)中任一項之受光元件，其中前述像素間遮光部係藉由在俯視下於前述像素之邊界線上以特定間隔配置遮光構件而構成。 (8) 如前述(1)至(6)中任一項之受光元件，其中前述像素間遮光部係藉由在俯視下將沿前述像素之邊界線之方向較長之線狀之遮光構件在邊界線上以特定間隔配置而構成。 (9) 如前述(1)至(6)中任一項之受光元件，其中前述像素間遮光部係藉由在俯視下以包圍前述像素之全周之方式將遮光構件配置於前述像素之邊界線上而構成。 (10) 如前述(1)至(9)中任一項之受光元件，其中於前述半導體層之與形成有前述配線層之面為相反側之背面側，以像素單位形成有晶載透鏡。 (11) 如前述(10)之受光元件，其中於前述半導體層之前述背面側形成有蛾眼構造。 (12) 如前述(1)至(11)中任一項之受光元件，其中於前述半導體層形成2個前述傳送電晶體，即第1傳送電晶體與第2傳送電晶體， 前述第1傳送電晶體將由前述光電二極體產生之電荷傳送至第1電荷蓄積部， 前述第2傳送電晶體將由前述光電二極體產生之電荷傳送至第2電荷蓄積部。 (13) 如前述(1)至(12)中任一項之受光元件，其中前述半導體層在前述像素邊界部更具備掘入至前述半導體層之深度方向之至少一部分的像素間分離部。 (14) 一種測距模組，其具備：特定之發光源；及 受光元件；且 前述受光元件具備： 半導體層，其以像素單位形成有將紅外光予以光電轉換之光電二極體；及 配線層，其形成有讀出由前述光電二極體產生之電荷的傳送電晶體；並且 於前述配線層之像素邊界部，形成有將前述紅外光予以遮光之像素間遮光部。 (15) 一種電子機器，其具備測距模組，該測距模組具備： 特定之發光源；及 受光元件；且 前述受光元件具備： 半導體層，其以像素單位形成有將紅外光予以光電轉換之光電二極體；及 配線層，其形成有讀出由前述光電二極體產生之電荷的傳送電晶體；並且 於前述配線層之像素邊界部，形成有將前述紅外光予以遮光之像素間遮光部。
1:受光元件 10:像素 21:像素陣列部 22:垂直驅動部 23:行處理部 24:水平驅動部 25:系統控制部 26:信號處理部 27:資料儲存部 28:像素驅動線 29,29A,29B:垂直信號線 41:半導體基板/第1基板 42:多層配線層 43:防反射膜 44:邊界部(像素邊界部) 45:像素間遮光膜 46:平坦化膜 47:晶載透鏡 51:P型(第1導電型)之半導體區域 52:N型(第2導電型)之半導體區域 53:氧化鉿膜 54:氧化鋁膜 55:氧化矽膜 61:像素間分離部 62:層間絕緣膜 63:反射膜(反射構件) 64:配線電容 65:像素間遮光部 66:閘極接點 67:金屬配線/接點配線 71:像素間分離部 111:蛾眼構造部 141,141M,141P:反射膜 161:蛾眼構造部 181:虛設接點 301:半導體基板/第2基板 311:配線層 312:絕緣層 313:絕緣層 321:多層配線層 331-1,331-2,332-1,332-2:TSV 500:測距模組 511:發光部 512:發光控制部 513:受光部 601:智慧型手機 602:測距模組 603:攝像裝置 604:顯示器 605:揚聲器 606:麥克風 607:通訊模組 608:感測器單元 609:觸控面板 610:控制單元 611:匯流排 621:應用處理部 622:作業系統處理部 12000:車輛控制系統 12001:通訊網路 12010:驅動系統控制單元 12020:車體系統控制單元 12030:車外資訊檢測單元 12031:攝像部 12040:車內資訊檢測單元 12041:駕駛者狀態檢測部 12050:綜合控制單元 12051:微電腦 12052:聲音圖像輸出部 12053:車載網路I/F 12061:音訊揚聲器 12062:顯示部 12063:儀錶板 12100:車輛 12101,12102,12103,12104,12105:攝像部 12111,12112,12113,12114:攝像範圍 AMP1,AMP2:放大電晶體 FD1,FD2:浮動擴散區域 FDG1,FDG2:切換電晶體 FDG1g,FDG2g:FD驅動信號 FDL1,FDL2:附加電容 M1,M11:第1金屬膜 M2,M12:第2金屬膜 M3:第3金屬膜 MEM1,MEM2:記憶體 OFG:電荷排出電晶體 OFG1g:排出驅動信號 PD:光電二極體 RST,RST1,RST2:重置電晶體 RSTg,RST1g,RST2g:重置驅動信號 SEL1,SEL2:選擇電晶體 SEL1g,SEL2g:選擇信號 Tr1,Tr2:像素電晶體 TRG1,TRG2:傳送電晶體 TRG1g,TRG2g:傳送驅動信號 TRGa1,TRGa2:第1傳送電晶體 TRGa1g,TRGa2g:第1傳送驅動信號 TRGb1,TRGb2:第2傳送電晶體 TRGb1g,TRGb2g:第2傳送驅動信號 VSL1,VSL2:檢測信號
圖1係顯示應用本發明技術之受光元件之概略構成例之方塊圖。 圖2係顯示像素之第1構成例之剖視圖。 圖3係說明像素間遮光部之效果之圖。 圖4係顯示像素之第1構成例之變化例之剖視圖。 圖5係顯示圖2之像素之電路構成例之圖。 圖6係顯示圖4之像素電路之配置例之平面圖。 圖7係顯示像素間遮光部之其他形成例之平面圖。 圖8係顯示像素間遮光部之其他形成例之平面圖。 圖9係顯示圖2之像素之其他電路構成例之圖。 圖10係顯示圖9之像素電路之配置例之平面圖。 圖11係顯示像素之第2構成例之剖視圖。 圖12係顯示蛾眼構造部之其他形狀例之剖視圖。 圖13係顯示像素之第3構成例之剖視圖。 圖14係說明圖13之反射膜之效果之圖。 圖15係顯示像素之第3構成例之第1變化例之剖視圖。 圖16係說明圖15之反射膜之效果之圖。 圖17係顯示像素之第3構成例之第2變化例之剖視圖。 圖18係顯示像素之第4構成例之剖視圖。 圖19係顯示像素之第5構成例之剖視圖。 圖20係顯示像素之第6構成例之剖視圖。 圖21係顯示像素之第7構成例之剖視圖。 圖22係顯示像素之第7構成例之變化例之剖視圖。 圖23係顯示像素之第8構成例之剖視圖。 圖24係顯示像素之第8構成例之變化例之剖視圖。 圖25係顯示像素之第9構成例之剖視圖。 圖26係顯示受光元件構成為IR攝像感測器之情形下之像素之電路構成例之圖。 圖27係顯示受光元件構成為IR攝像感測器之情形下之像素之剖視圖。 圖28係顯示受光元件構成為RGBIR攝像感測器之情形下之像素配置例之圖。 圖29係顯示應用本發明技術之測距模組之構成例之方塊圖。 圖30係顯示作為應用本發明技術之電子機器之智慧型手機之構成例之方塊圖。 圖31係顯示車輛控制系統之概略性之構成之一例之方塊圖。 圖32係顯示車外資訊檢測部及攝像部之設置位置之一例之說明圖。
1:受光元件
10:像素
21:像素陣列部
22:垂直驅動部
23:行處理部
24:水平驅動部
25:系統控制部
26:信號處理部
27:資料儲存部
28:像素驅動線
29:垂直信號線

Claims (12)

  1. 一種受光元件，其具備：半導體層，其以像素單位形成有將紅外光予以光電轉換之光電二極體；及配線層，其形成有讀出由前述光電二極體產生之電荷的傳送電晶體，且具有1個以上之金屬膜；且於前述配線層之像素邊界部，形成有將前述紅外光予以遮光之像素間遮光部，前述像素間遮光部係形成於與閘極接點同層之位置，前述閘極接點將前述傳送電晶體之閘極與最靠近前述半導體層之前述金屬膜加以連接，前述像素間遮光部與前述閘極接點同時形成，且前述像素間遮光部由與前述閘極接點相同之材料形成。
  2. 如請求項1之受光元件，其中，且前述像素間遮光部形成於較最靠近前述半導體層之前述金屬膜更靠前述半導體層側。
  3. 如請求項1之受光元件，其中前述配線層具有反射膜，該反射膜以俯視下至少一部分與前述光電二極體重疊之方式配置，且前述像素間遮光部以與前述反射膜不同之材料形成。
  4. 如請求項1之受光元件，其中前述像素間遮光部係藉由在俯視下於前述像素之邊界線上以特定間隔配置遮光構件而構成。
  5. 如請求項1之受光元件，其中前述像素間遮光部係藉由在俯視下將沿前述像素之邊界線之方向較長之線狀之遮光構件在邊界線上以特定間隔配置而構成。
  6. 如請求項1之受光元件，其中前述像素間遮光部係藉由在俯視下以包圍前述像素之全周之方式將遮光構件配置於前述像素之邊界線上而構成。
  7. 如請求項1之受光元件，其中於前述半導體層之與形成有前述配線層之面為相反側之背面側，以像素單位形成有晶載透鏡。
  8. 如請求項7之受光元件，其中於前述半導體層之前述背面側形成有蛾眼構造。
  9. 如請求項1之受光元件，其中於前述半導體層形成2個前述傳送電晶體，即第1傳送電晶體與第2傳送電晶體，前述第1傳送電晶體將由前述光電二極體產生之電荷傳送至第1電荷 蓄積部，前述第2傳送電晶體將由前述光電二極體產生之電荷傳送至第2電荷蓄積部。
  10. 如請求項1之受光元件，其中前述半導體層在前述像素邊界部更具備掘入至前述半導體層之深度方向之至少一部分的像素間分離部。
  11. 一種測距模組，其具備：特定之發光源；及如請求項1至10中任一項之受光元件。
  12. 一種電子機器，其具備測距模組，該測距模組具備：特定之發光源；及如請求項1至10中任一項之受光元件。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021068816A (ja) * 2019-10-24 2021-04-30 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置
TWI799057B (zh) * 2022-01-04 2023-04-11 力晶積成電子製造股份有限公司 影像感測器積體晶片及其形成方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008035395A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置
JP2010177705A (ja) * 2010-04-16 2010-08-12 Sony Corp 固体撮像装置、その製造方法および撮像装置
CN103811508A (zh) * 2012-11-12 2014-05-21 佳能株式会社 固态图像传感器、制造固态图像传感器的方法及相机
CN107658322A (zh) * 2012-11-09 2018-02-02 索尼公司 成像元件及其制造方法
CN109155323A (zh) * 2016-03-31 2019-01-04 株式会社尼康 拍摄元件以及拍摄装置
TW201919215A (zh) * 2017-10-31 2019-05-16 台灣積體電路製造股份有限公司 半導體影像感測器

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6653617B2 (en) 2000-07-03 2003-11-25 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device
JP3647397B2 (ja) * 2000-07-03 2005-05-11 キヤノン株式会社 光電変換装置
JP4739510B2 (ja) 2000-12-15 2011-08-03 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置およびその作製方法
JP4051023B2 (ja) * 2003-11-27 2008-02-20 シャープ株式会社 人体検出装置およびそれを備えた電子機器、並びに人体検出システム
JP2009054740A (ja) 2007-08-27 2009-03-12 Panasonic Corp 固体撮像装置及び固体撮像装置の製造方法
JP2009259934A (ja) 2008-04-15 2009-11-05 Toshiba Corp 固体撮像素子
JP2010040572A (ja) 2008-07-31 2010-02-18 Sanyo Electric Co Ltd 撮像装置
JP5249994B2 (ja) 2009-08-24 2013-07-31 シャープ株式会社 半導体光検出素子および半導体装置
GB2474631A (en) 2009-10-14 2011-04-27 Optrima Nv Photonic Mixer
JP5223883B2 (ja) 2010-05-17 2013-06-26 ソニー株式会社 固体撮像素子
JP2012079979A (ja) 2010-10-04 2012-04-19 Sony Corp 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器
JP2011228732A (ja) 2011-06-22 2011-11-10 Renesas Electronics Corp 光電変換素子、固定撮像デバイス、撮像装置、および画像読み取り装置
US9105546B2 (en) * 2012-09-19 2015-08-11 Semiconductor Components Industries, Llc Imaging systems with backside illuminated near infrared imaging pixels
WO2016143531A1 (ja) 2015-03-09 2016-09-15 ソニー株式会社 撮像素子及びその製造方法、並びに電子機器
US9431452B1 (en) * 2015-05-13 2016-08-30 Omnivision Technologies, Inc. Back side illuminated image sensor pixel with dielectric layer reflecting ring
TWI701819B (zh) 2015-06-09 2020-08-11 日商索尼半導體解決方案公司 攝像元件、驅動方法及電子機器
JPWO2018079296A1 (ja) * 2016-10-27 2019-09-12 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像素子及び電子機器
JP2018147975A (ja) * 2017-03-03 2018-09-20 ソニー株式会社 撮像素子
JP6745977B2 (ja) 2017-03-21 2020-08-26 富士フイルム株式会社 硬化性組成物、硬化膜、遮光膜、固体撮像素子、固体撮像装置、及び、硬化膜の製造方法
US20180284246A1 (en) * 2017-03-31 2018-10-04 Luminar Technologies, Inc. Using Acoustic Signals to Modify Operation of a Lidar System
DE102018108794B3 (de) * 2018-04-13 2019-05-02 pmdtechnologies ag Lichtlaufzeitpixel und Lichtlaufzeitsensor mit entsprechenden Pixel

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008035395A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置
JP2010177705A (ja) * 2010-04-16 2010-08-12 Sony Corp 固体撮像装置、その製造方法および撮像装置
CN107658322A (zh) * 2012-11-09 2018-02-02 索尼公司 成像元件及其制造方法
CN103811508A (zh) * 2012-11-12 2014-05-21 佳能株式会社 固态图像传感器、制造固态图像传感器的方法及相机
CN109155323A (zh) * 2016-03-31 2019-01-04 株式会社尼康 拍摄元件以及拍摄装置
TW201919215A (zh) * 2017-10-31 2019-05-16 台灣積體電路製造股份有限公司 半導體影像感測器

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Publication number Publication date
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