固态成像装置和电子装置的制作方法

1.本技术涉及固态成像装置和电子装置。


背景技术：

2.在相关技术中，作为相邻的四个光电转换单元共享一个微透镜的结构，已经提出了一种能够基于由四个光电转换单元产生的信号电荷来计算到被摄体的距离的固态成像装置(例如，参见专利文献1)。在专利文献1所公开的固态成像装置中，在微透镜的聚光点处设置散射体，使得会聚的光被散射体散射，并分配给相邻的四个光电转换单元。此外，抑制了由光瞳校正等引起的光电转换单元之间的光接收灵敏度差异(相同颜色之间的灵敏度差异)。
3.引用列表
4.专利文献
5.专利文献1：jp 2013-211413 a


技术实现要素：

6.技术问题
7.然而，在专利文献1所公开的固态成像装置中，光被散射体散射，因此散射光会侵入到周围的光电转换单元中，从而导致将发生不同颜色之间混合的可能性。为此，存在这样的可能性：由固态成像装置获得的图像的质量将下降。
8.本公开的目的是提供能够在减小相同颜色之间的灵敏度差异的同时抑制不同颜色之间的混色的固态成像装置和电子装置。
9.技术问题的解决方案
10.本公开的固态成像装置包括：(a)多个光电转换单元，形成在基板上且根据入射光的光量而产生信号电荷；(b)微透镜阵列，包括微透镜，所述微透镜针对包括相邻的至少两个以上的所述光电转换单元的光电转换单元组而形成且将入射光引导至所述光电转换单元组；(c)散射体，布置在由所述微透镜会聚的所述入射光的光路上；和(d)像素间遮光部，包括沟槽和填充在所述沟槽中的绝缘材料，所述沟槽形成在所述光电转换单元组的所述光电转换单元和与该光电转换单元组相邻的所述光电转换单元之间，其中(e)所述沟槽的所述散射体侧的内侧面的开口侧是以沟槽宽度朝向所述沟槽的底部变窄的方式倾斜的平面或弯曲的曲面。
11.此外，本公开的电子装置包括：(a)固态成像装置，包括：多个光电转换单元，形成在基板上且根据入射光的光量而产生信号电荷；微透镜阵列，包括微透镜，所述微透镜针对包括相邻的至少两个以上的所述光电转换单元的光电转换单元组而形成且将入射光引导至所述光电转换单元组；散射体，布置在由所述微透镜会聚的所述入射光的光路上；和像素间遮光部，包括沟槽和填充在所述沟槽中的绝缘材料，所述沟槽形成在所述光电转换单元组的所述光电转换单元和与该光电转换单元组相邻的所述光电转换单元之间，所述沟槽的
所述散射体侧的内侧面的开口侧是以沟槽宽度朝向所述沟槽的底部变窄的方式倾斜的平面或弯曲的曲面；(b)光学透镜，将来自被摄体的图像光形成在所述固态成像装置的成像面上；和(c)信号处理电路，对从所述固态成像装置输出的信号进行处理。
附图说明
12.图1是图示了根据第一实施例的固态成像装置的整体构造的图。
13.图2a是图示了像素区域沿着图1中的线a-a截取的截面构造的图。
14.图2b是图示了像素区域沿着图2a中的线b-b截取的截面构造的图。
15.图3a是图示了散射体和像素间遮光部的形成方法的说明图。
16.图3b是图示了散射体和像素间遮光部的形成方法的说明图。
17.图3c是图示了散射体和像素间遮光部的形成方法的说明图。
18.图3d是图示了散射体和像素间遮光部的形成方法的说明图。
19.图3e是图示了散射体和像素间遮光部的形成方法的说明图。
20.图3f是图示了散射体和像素间遮光部的形成方法的说明图。
21.图3g是图示了散射体和像素间遮光部的形成方法的说明图。
22.图3h是图示了散射体和像素间遮光部的形成方法的说明图。
23.图4是图示了根据第二实施例的固态成像装置的像素区域的构造的截面图。
24.图5a是图示了散射体和像素间遮光部的形成方法的说明图。
25.图5b是图示了散射体和像素间遮光部的形成方法的说明图。
26.图5c是图示了散射体和像素间遮光部的形成方法的说明图。
27.图5d是图示了散射体和像素间遮光部的形成方法的说明图。
28.图5e是图示了散射体和像素间遮光部的形成方法的说明图。
29.图6a是图示了根据变型例的固态成像装置的像素区域的构造的截面图。
30.图6b是图示了像素区域沿着图6a中的线c-c截取的构造的截面图。
31.图7是图示了根据变型例的固态成像装置的像素区域的构造的截面图。
32.图8是图示了根据变型例的固态成像装置的像素区域的构造的截面图。
33.图9是图示了根据变型例的固态成像装置的像素区域的构造的截面图。
34.图10是图示了根据变型例的固态成像装置的像素区域的构造的截面图。
35.图11是图示了根据变型例的固态成像装置的像素区域的构造的截面图。
36.图12是图示了根据变型例的固态成像装置的像素区域的构造的截面图。
37.图13是图示了根据变型例的固态成像装置的像素区域的构造的截面图。
38.图14是图示了根据变型例的固态成像装置的像素区域的构造的截面图。
39.图15是图示了根据变型例的固态成像装置的像素区域的构造的截面图。
40.图16是图示了根据变型例的固态成像装置的像素区域的构造的截面图。
41.图17是图示了根据变型例的固态成像装置的像素区域的构造的截面图。
42.图18是图示了根据变型例的固态成像装置的像素区域的构造的截面图。
43.图19是图示了根据变型例的固态成像装置的像素区域的构造的截面图。
44.图20是示出了电子装置的示意性构造的示例的图。
45.图21是示出了车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。
46.图22是示出了车外信息检测单元和成像单元的安装位置的示例的说明图。
47.图23是示出了内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。
48.图24是示出了相机头部和ccu的功能构造的示例的框图。
具体实施方式
49.在下文中，将参照图1至图24说明根据本公开实施例的固态成像装置1和电子装置的示例。将按以下顺序说明本公开的实施例。然而，注意，本公开不限于以下示例。此外，本说明书中所述的效果是示例性的而不是限制性的，并且可以提供其他效果。
50.1.第一实施例：固态成像装置
51.1-1固态成像装置的整体构造
52.1-2主要部分的构造
53.1-3散射体和像素间遮光部的形成方法
54.2.第二实施例：固态成像装置
55.2-1主要部分的构造
56.2-2散射体和像素间遮光部的形成方法
57.2-3变型例
58.3.应用于电子装置的示例
59.4.应用于移动体的示例
60.5.应用于内窥镜手术系统的示例
61.《1.第一实施例：固态成像装置》
62.[1-1固态成像装置的整体构造]
[0063]
将说明根据本公开的第一实施例的固态成像装置1。图1是图示了根据本公开的第一实施例的固态成像装置1的整体的示意性构造图。
[0064]
图1中的固态成像装置1是背面照射型cmos(互补金属氧化物半导体)图像传感器。如图20所示，固态成像装置1(101)通过光学透镜102接收来自被摄体的图像光(入射光106)，以像素为单位将在成像面上成像的入射光106的光量转换成电信号，并将该电信号作为像素信号输出。
[0065]
如图1所示，根据第一实施例的固态成像装置1包括基板2、像素区域3、垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6、输出电路7和控制电路8。
[0066]
像素区域3包括以二维阵列方式规则地排列在基板2上的多个像素9。像素9包括如图2a和图2b所示的光电转换单元21以及多个像素晶体管(未图示)。作为多个像素晶体管，例如，能够采用传输晶体管、复位晶体管、选择晶体管和放大器晶体管这四个晶体管。此外，例如，也可以采用除了选择晶体管之外的三个晶体管。
[0067]
垂直驱动电路4例如由移位寄存器构成，选择所期望的像素驱动布线10，将用于驱动像素9的脉冲供应给所选择的像素驱动布线10，且以行为单位驱动像素9。即，垂直驱动电路4在垂直方向上以行为单位依次选择性地扫描像素区域3中的像素9，且通过垂直信号线11将基于根据在各像素9的光电转换单元21中接收的光量而产生的信号电荷的像素信号供应给列信号处理电路5。
[0068]
列信号处理电路5例如针对像素9的每一列布置，并针对每一像素列对从与一行对
应的像素9输出的信号进行诸如噪声去除等信号处理。例如，列信号处理电路5进行诸如cds(相关双采样)和ad(模拟数字)转换等信号处理以去除像素特有的固定模式噪声。
[0069]
水平驱动电路6例如由移位寄存器构成，依次向列信号处理电路5输出水平扫描脉冲以依次选择各列信号处理电路5，且将经过信号处理的像素信号从各列信号处理电路5输出至水平信号线12。
[0070]
输出电路7对从各列信号处理电路5通过水平信号线12依次供应的像素信号进行信号处理，并输出像素信号。可以使用的信号处理的示例包括缓存、黑电平调整、列变化校正和各种数字信号处理等。
[0071]
控制电路8基于垂直同步信号、水平同步信号和主时钟信号产生时钟信号或控制信号，该时钟信号或控制信号用作垂直驱动电路4、列信号处理电路5和水平驱动电路6等的操作的基准。此外，控制电路8将产生的时钟信号或控制信号输出至垂直驱动电路4、列信号处理电路5和水平驱动电路6等。
[0072]
[1-2主要部分的构造]
[0073]
接着，将说明图1中的固态成像装置1的详细构造。图2a是图示了固态成像装置1的像素区域3的截面构造的图。图2b是图示了基板2沿着图2a中的线b-b截取的平面构造的图。在图2a和图2b中，将背面照射型cmos图像传感器(cmos型固态成像装置)用作固态成像装置1。
[0074]
如图2a和图2b所示，根据第一实施例的固态成像装置1包括光接收层15，其中基板2、绝缘膜13和遮光膜14依次层叠。此外，在光接收层15的绝缘膜13侧的表面(在下文中，也称为“背面s1”)上形成有聚光层18，在聚光层18中依次层叠着彩色滤光片16和微透镜17(片上透镜、晶片透镜)。此外，在光接收层15的基板2侧的表面(在下文中，也称为“表面s2”)上，依次层叠着布线层19和支撑基板20。与此同时，光接收层15的背面s1和绝缘膜13的背面是同一个面，因此在以下的说明中也将绝缘膜13的背面称为“背面s1”。此外，光接收层15的表面s2和基板2的表面是同一个面，因此在以下的说明中也将基板2的表面称为“表面s2”。
[0075]
基板2由例如由硅(si)形成的半导体基板构成，且形成图1所示的像素区域3。如图2a和图2b所示，在像素区域3中以二维阵列方式布置有形成在基板2上的多个光电转换单元21，即，被构造为包括嵌入到基板2中的多个光电转换单元21的多个像素9。在光电转换单元21中，产生与入射光24的光量对应的信号电荷，并且累积所产生的信号电荷。
[0076]
关于光电转换单元21，相邻的至少两个以上的光电转换单元21构成光电转换单元组23。在第一实施例中，光电转换单元组23由2行2列的四个光电转换单元21构成。使用所有的光电转换单元21来构造多个光电转换单元组23。以此方式，光电转换单元组23以二维阵列方式布置。
[0077]
使入射光24散射的散射体25形成在构成光电转换单元组23的光电转换单元21之间，即，形成在由微透镜17会聚的入射光24的光路上。通过散射体25对入射光24进行散射，能够将散射的入射光24分配给与散射体25相邻的四个光电转换单元21。因此，可以抑制由光瞳校正等引起的四个光电转换单元21之间的光接收灵敏度差异(相同颜色之间的灵敏度差异)。
[0078]
散射体25被构造为包括散射体沟槽26和散射体绝缘材料27，散射体沟槽26从基板2的绝缘膜13侧的表面(在下文中，也称为“背面s3”)沿着深度方向形成，散射体绝缘材料27
填充在散射体沟槽26中。如图2b所示，散射体沟槽26以将构成光电转换单元组23的光电转换单元21之间物理隔离的方式形成为格子状。散射体沟槽26的两个内侧面是以沟槽宽度恒定的方式从基板2的背面s3侧(光接收面侧)沿着深度方向延伸而形成的平面。即，散射体沟槽26具有在基板2的深度方向上线性延伸的直线形状。通过采用直线形状，可以抑制与散射体25相邻的光电转换单元21的体积的减小，并且可以抑制光电转换单元21中的饱和电子数量的减少。作为散射体绝缘材料27，使用与构成绝缘膜13的绝缘材料相同的绝缘材料。
[0079]
散射体25对入射光24的散射是在散射体25和光电转换单元21之间的界面与基板2的背面s3的交叉部分处进行的。因此，对于入射到图2a所示的像素间遮光部29上的散射光28而言，散射光28越接近基板2的背面s3(光接收面)，散射光28入射到像素间遮光部29上的入射角越大。因此，在与基板2的背面s3相距一定深度(在下文中，也称为“临界深度”)处，如果“散射光28相对于像素间遮光部29的入射角θ”＝“临界角(当光从光电转换单元21入射到像素间遮光部29时发生全反射的最小入射角)”，则在比临界深度浅的位置处，“散射光28在像素间遮光部29上的入射角θ”《“临界角”，且散射光28在与像素间遮光部29的界面处将发生全反射。另一方面，在比临界深度深的位置处，“散射光28在像素间遮光部29上的入射角θ”》“临界角”，且散射光28在与像素间遮光部29的界面处将不会发生全反射。
[0080]
像素间遮光部29形成在光电转换单元组23之间(换言之，形成在一个光电转换单元组23中的光电转换单元21和与该光电转换单元组23相邻的光电转换单元21之间)。像素间遮光部29被构造为包括沟槽30和绝缘材料31，沟槽30从基板2的背面s3侧(光接收面侧)沿着深度方向形成，绝缘材料31填充在沟槽30中。如图2b所示，沟槽30以将光电转换单元组23之间物理隔离的方式形成为格子状。沟槽30的两个内侧面的开口侧(换言之，沟槽30的散射体25侧的内侧面的开口侧和与该内侧面相对的内侧面的开口侧)是以沟槽宽度朝向沟槽30的底部变窄的方式倾斜的平面。即，沟槽30的开口侧具有沟槽宽度朝向沟槽30的底部变窄的锥形形状。通过采用锥形形状，能够增大散射光28相对于像素间遮光部29的入射角θ，能够减小临界深度，且能够扩大散射光28在像素间遮光部29和光电转换单元21之间的界面处的入射角θ大于临界角的区域。因此，可以抑制散射光28进入像素间遮光部29，抑制散射光28进入周围的光电转换单元21，且减少不同颜色之间的混色。结果，能够提高由固态成像装置1获得的图像的质量。
[0081]
此时，构成沟槽30的两个内侧面的开口侧的平面相对于基板2的厚度方向的倾斜角优选等于或大于临界角(当光从光电转换单元21入射到像素间遮光部29时发生全反射的最小入射角)。例如，当光电转换单元21由硅(si)构成且像素间遮光部29的绝缘材料31由氧化硅(sio2)构成时，临界角为20.5
°
。因此，倾斜角优选为20.5
°
以上。通过将平面的倾斜角设定为20.5
°
以上，能够更可靠地使进入像素间遮光部29的散射光28在沟槽30的开口侧全反射。
[0082]
如果像素间遮光部29具有锥形形状(即，沟槽宽度朝向沟槽30的开口变窄的形状)，则光电转换单元21的开口面积变窄，且光电转换单元21的灵敏度降低。然而，当光电转换单元组23由2行2列的四个光电转换单元21构成时，因为散射体25的位置是焦点，所以入射到像素间遮光部29附近的光量本来就较少。因此，光电转换单元21的灵敏度降低量将相对较小。
[0083]
当光电转换单元21的开口面积变窄时，能够累积在光电转换单元21的开口附近的
电荷量减少。然而，由于在开口附近产生的信号电荷相对较少，因此能够累积在开口附近的电荷量的减少所造成的影响相对较小。
[0084]
沟槽30的两个内侧面的底部侧(换言之，沟槽30的散射体25侧的内侧面的底面侧和与该内侧面相对的内侧面的底面侧)是以沟槽宽度恒定的方式从基板2的背面s3侧(光接收面侧)沿着深度方向延伸而形成的平面。即，沟槽30的底部侧具有在基板2的深度方向上线性延伸的直线形状。以此方式，沟槽30具有锥形形状和直线形状的两段结构。通过采用直线形状，可以抑制与像素间遮光部29相邻的光电转换单元21的体积的减小，并且可以抑制光电转换单元21中的饱和电子数量的减少。
[0085]
当沟槽30具有直线形状时，与锥形形状的情况相比，散射光28在像素间遮光部29上的入射角θ减小。然而，由于散射光28的入射角θ在直线部分中，即在沟槽30的底部侧较大，因此通过在锥形形状和直线形状之间的边界处以(入射角θ)≥(临界角)的方式进行设计，可以抑制散射光28进入像素间遮光部29，抑制散射光28进入周围的光电转换单元21，并且减少不同颜色之间的混色。结果，能够抑制由固态成像装置1获得的图像的质量劣化。
[0086]
作为像素间遮光部29的绝缘材料31，使用与构成绝缘膜13和散射体绝缘材料27的绝缘材料相同的绝缘材料。
[0087]
绝缘膜13连续地覆盖基板2的背面s3侧的整体(光接收面侧的整体)。此外，遮光膜14在绝缘膜13的背面s1侧的一部分(光接收面侧的一部分)中以多个光电转换单元组23中各者的光接收面开口的方式形成为格子状。
[0088]
彩色滤光片16在绝缘膜13的背面s1侧(光接收面侧)形成为对应于各光电转换单元组23。即，针对一个光电转换单元组23形成一个彩色滤光片16。因此，彩色滤光片16形成以二维阵列方式规则地排列的彩色滤光片阵列32。各彩色滤光片16被构造为使诸如红色、绿色或蓝色等期望由光电转换单元组23接收的入射光24的特定波长透过，并使透过的入射光24入射到光电转换单元21上。
[0089]
微透镜17在彩色滤光片16的背面s4侧(光接收面侧)形成为对应于各光电转换单元组23。即，针对多个光电转换单元组23中的一个光电转换单元组形成一个微透镜17。以此方式，微透镜17形成以二维阵列方式规则地排列的微透镜阵列33。各微透镜17被构造为会聚来自被摄体的图像光(入射光24)，并将会聚的入射光24通过彩色滤光片16引导至散射体25的背面(光接收面)附近。
[0090]
以此方式，当采用一个微透镜17由相邻的至少两个以上的光电转换单元21(光电转换单元组23)共享的结构时，由同一光电转换单元组23中所包括的光电转换单元21各自产生的信号电荷之间存在差异。为此，在固态成像装置1中，能够基于信号电荷之间的差异计算到被摄体的距离。
[0091]
布线层19形成在基板2的表面s2侧，且被构造为包括层间绝缘膜34和隔着层间绝缘膜34层叠为多层的布线35。布线层19通过多层的布线35驱动构成像素9的像素晶体管。
[0092]
支撑基板20形成在布线层19的与面对基板2的面相反的一侧的面上。支撑基板20是用于在固态成像装置1的制造阶段确保基板2强度的基板。作为支撑基板20的材料，例如，能够使用硅(si)。
[0093]
在具有上述构造的固态成像装置1中，光从基板2的背面侧(光接收层15的背面s1侧)照射，照射的光透过微透镜17和彩色滤光片16，且透过的光由光电转换单元21进行光电
转换，从而产生信号电荷。此外，产生的信号电荷经由形成在基板2的表面s2侧的像素晶体管作为像素信号而通过由布线35形成的图1所示的垂直信号线11输出。
[0094]
此外，能够基于所产生的信号电荷中的由同一光电转换单元组23中所包括的光电转换单元21各自产生的信号电荷之间的差异来计算到被摄体的距离。
[0095]
[1-3散射体和像素间遮光部的形成方法]
[0096]
接着，将说明第一实施例的固态成像装置1中的散射体25和像素间遮光部29的形成方法。
[0097]
首先，如图3a所示，在具有光电转换单元21的基板2的背面s3上依次形成硬掩模层50和抗蚀剂层51。随后，如图3b所示，对抗蚀剂层51进行曝光、显影，以形成在将要形成散射体沟槽26的位置处具有格子状开口的掩模51a。随后，如图3c所示，使用形成的掩模51a蚀刻硬掩模层50，以形成硬掩模50a。以此方式，硬掩模50a的图案形状变得与掩模51a的图案形状相同。随后，如图3d所示，在从硬掩模50a上去除掩模51a之后，使用硬掩模50a进行干法蚀刻，以在基板2上形成散射体沟槽26。
[0098]
随后，如图3e所示，通过与上述过程相同的过程，形成在将要形成沟槽30的位置处具有格子状开口的硬掩模52a。开口的宽度与沟槽30的底部侧的宽度相同。随后，如图3f所示，使用硬掩模52a进行干法蚀刻，以在基板2上形成沟槽30。以此方式，形成直线形沟槽30。随后，如图3g所示，使用硬掩模52a进行湿法蚀刻，以在开口侧形成沟槽30的锥形内侧面。以此方式，获得具有锥形形状和直线形状的两段结构的沟槽30。随后，如图3h所示，在从基板2上去除硬掩模52a之后，使用化学气相沉积(cvd)方法等，用散射体绝缘材料27填充散射体沟槽26，且用绝缘材料31填充沟槽30。以此方式，获得形成有散射体25和像素间遮光部29的基板2。
[0099]
如上所述，第一实施例的固态成像装置1包括：多个光电转换单元21，形成在基板2上且根据入射光24的光量而产生信号电荷；微透镜阵列33，包括微透镜17，微透镜17针对包括相邻的至少两个以上的光电转换单元21的光电转换单元组23而形成且将入射光24引导至光电转换单元组23；散射体25，布置在由微透镜17会聚的入射光24的光路上；和像素间遮光部29，包括沟槽30和填充在沟槽30中的绝缘材料31，该沟槽30形成在光电转换单元组23的光电转换单元21和与该光电转换单元组23相邻的光电转换单元21之间。沟槽30的散射体25侧的内侧面的开口侧是以沟槽宽度朝向沟槽30的底部变窄的方式倾斜的平面。以此方式，由于散射体25设置在入射光24的光路上，因此入射光24能够被散射体25散射，且由同一光电转换单元组23中所包括的光电转换单元21产生的信号电荷的差异(相同颜色之间的灵敏度差异)能够减小。由于沟槽30的散射体25侧的内侧面的开口侧是倾斜的，因此在沟槽30的开口侧，能够增大散射光28在像素间遮光部29上的入射角，能够扩大使散射光28全反射的区域，且能够抑制不同颜色之间的混色。因此，可以提供能够在减小相同颜色之间的灵敏度差异的同时抑制不同颜色之间的混色的固态成像装置1。
[0100]
在第一实施例的固态成像装置1中，沟槽30的散射体25侧的内侧面的底部侧具有以沟槽宽度恒定的方式从基板2的光接收面侧沿着深度方向延伸而形成的平面。因此，可以抑制与像素间遮光部29相邻的光电转换单元21的体积的减小，且可以抑制光电转换单元21中的饱和电子数量的减少。
[0101]
在第一实施例的固态成像装置1中，散射体25被构造为包括散射体沟槽26和散射
体绝缘材料27，散射体沟槽26形成在光电转换单元组23中的光电转换单元21之间，散射体绝缘材料27填充在散射体沟槽26中。散射体沟槽26的两个内侧面是以沟槽宽度恒定的方式从基板2的光接收面侧沿着深度方向延伸而形成的平面。因此，可以抑制与散射体25相邻的光电转换单元21的体积的减小，且可以抑制光电转换单元21中的饱和电子数量的减少。
[0102]
在第一实施例的固态成像装置1中，沟槽30的散射体25侧的内侧面的开口侧是相对于基板2的厚度方向以等于或大于临界角的角度倾斜的平面，该临界角是当光从光电转换单元21入射到像素间遮光部29时发生全反射的最小入射角。因此，在沟槽30的开口侧，能够将散射光28相对于像素间遮光部29的入射角设定为等于或大于临界角，能够使散射光28全反射，且能够更可靠地抑制不同颜色之间的混色。
[0103]
在第一实施例的固态成像装置1中，绝缘材料31是氧化硅。此外，临界角是20.5
°
。这里，当光从硅入射到氧化硅膜时发生全反射的最小入射角为20.5
°
。因此，在沟槽30的开口侧，能够更可靠地对进入像素间遮光部29的散射光28进行全反射。
[0104]
《2.第二实施例：固态成像装置》
[0105]
[2-1主要部分的构造]
[0106]
接着，将说明根据本公开的第二实施例的固态成像装置1。由于根据第二实施例的固态成像装置的整体构造与图1中的相同，因此省略图示。图4是图示了根据第二实施例的固态成像装置1的截面构造的图。在图4中，与图2a和图2b中的部分对应的部分被赋予相同的附图标记，并且将省略重复的说明。
[0107]
在根据第二实施例的固态成像装置1中，散射体25的构造不同于根据第一实施例的固态成像装置1的散射体25的构造。在第二实施例中，如图4所示，散射体25的散射体沟槽26的形状与像素间遮光部29的沟槽30的形状相同。即，散射体沟槽26的两个内侧面的开口侧是以沟槽宽度朝向散射体沟槽26的底部变窄的方式倾斜的平面。散射体沟槽26的两个内侧面的底部侧是以沟槽宽度恒定的方式从基板2的背面s3侧(光接收面侧)沿着深度方向延伸而形成的平面。即，与沟槽30类似，散射体沟槽26具有锥形形状和直线形状的两段结构。
[0108]
[2-2散射体和像素间遮光部的形成方法]
[0109]
接着，将说明第二实施例的固态成像装置1中的散射体25和像素间遮光部29的形成方法。
[0110]
首先，如图3a所示，与第一实施例的散射体25和像素间遮光部29的形成方法一样，在基板2的背面s3上依次形成硬掩模层50和抗蚀剂层51。随后，如图5a所示，对抗蚀剂层51进行曝光、显影，以形成在将要形成散射体沟槽26和沟槽30的位置处具有格子状开口的掩模51a。在将要形成沟槽30的位置处的开口的宽度与沟槽30的底部侧的宽度相同。随后，如图5b所示，使用形成的掩模51a蚀刻硬掩模层50，以形成硬掩模50a。以此方式，硬掩模50a的图案形状变得与掩模51a的图案形状相同。随后，如图5c所示，在从形成的硬掩模50a上去除掩模51a之后，使用硬掩模50a进行干法蚀刻，以在基板2上形成散射体沟槽26和沟槽30。以此方式，形成直线形的散射体沟槽26和沟槽30。
[0111]
随后，如图5d所示，使用硬掩模52a进行湿法蚀刻，以在开口侧形成散射体沟槽26和沟槽30的锥形内侧面。以此方式，获得具有锥形形状和直线形状的两段结构的散射体沟槽26和沟槽30。随后，如图5e所示，在从基板2上去除硬掩模52a之后，通过使用cvd方法等，用散射体绝缘材料27填充散射体沟槽26，且用绝缘材料31填充沟槽30。以此方式，获得形成
有散射体25和像素间遮光部29的基板2。
[0112]
如上所述，在第二实施例的固态成像装置1中，由于散射体25的散射体沟槽26具有与像素间遮光部29的沟槽30相同的形状，因此能够在同一工序中形成散射体25和像素间遮光部29，且能够容易地形成散射体25和像素间遮光部29。
[0113]
如果散射体沟槽26的开口侧具有锥形形状(即，沟槽宽度朝向散射体沟槽26的开口变窄的形状)，则光电转换单元21的开口面积变窄，且能够累积在光电转换单元21的开口附近的电荷量减少。然而，由于在开口附近产生的信号电荷相对较少，因此能够累积在开口附近的电荷量的减少所造成的影响相对较小。
[0114]
[2-3变型例]
[0115]
(1)在根据第一和第二实施例的固态成像装置1中，图示了这样的示例：光电转换单元组23由2行2列的四个光电转换单元21构成，但是能够采用其他构造。例如，如图6a和图6b所示，光电转换单元组23可以由2行1列的两个光电转换单元21构成。仅所有光电转换单元21中的一部分光电转换单元21用于形成2行1列的两个光电转换单元组23。在不构成光电转换单元组23的光电转换单元21中，针对一个光电转换单元21形成一个微透镜17。
[0116]
(2)在根据第一实施例的固态成像装置1中，图示了这样的示例：沟槽30的两个内侧面的开口侧中的各者都是以沟槽宽度朝向沟槽30的底部变窄的方式倾斜的平面，但是能够采用其他构造。例如，如图7所示，沟槽30的两个内侧面的开口侧中的各者都可以是以沟槽宽度朝向沟槽30的底部变窄的方式倾斜的多段平面。图7图示了沟槽30的内侧面的开口侧为两段平面的情况。例如，如图8所示，沟槽30的两个内侧面的开口侧可以是以沟槽宽度朝向沟槽30的底部变窄的方式弯曲的曲面。例如，如图9所示，沟槽30的两个内侧面整体上可以是以沟槽宽度朝向沟槽30的底部变窄的方式倾斜的平面。
[0117]
对于根据第二实施例的固态成像装置1，能够采用相同的构造。例如，如图10所示，像素间遮光部29的沟槽30的两个内侧面的开口侧中的各者都可以是以沟槽宽度朝向沟槽30的底部变窄的方式倾斜的多段平面，且散射体25的散射体沟槽26的两个内侧面的开口侧中的各者都可以是以沟槽宽度朝向散射体沟槽26的底部变窄的方式倾斜的多段平面。图10图示了沟槽30和散射体沟槽26的内侧面的开口侧为两段平面的情况。例如，如图11所示，像素间遮光部29的沟槽30的两个内侧面的开口侧可以是以沟槽宽度朝向沟槽30的底部变窄的方式弯曲的曲面，且散射体25的散射体沟槽26的两个内侧面的开口侧可以是以沟槽宽度朝向散射体沟槽26的底部变窄的方式弯曲的曲面。例如，如图12所示，像素间遮光部29的沟槽30的两个内侧面整体上可以是以沟槽宽度朝向沟槽30的底部变窄的方式倾斜的平面，且散射体25的散射体沟槽26的两个内侧面整体上可以是以沟槽宽度朝向散射体沟槽26的底部变窄的方式倾斜的平面。当沟槽30等的内侧面是曲面时，沟槽30的散射体25侧的内侧面的开口侧可以是这样的曲面：该曲面相对于基板2厚度方向的角度朝向沟槽30的底部变小。通过这样做，能够增大散射光28在基板2的背面s3附近(光接收面附近)的入射角θ，能够扩大使散射光28全反射的区域，且能够抑制不同颜色之间的混色。
[0118]
(3)在根据第一和第二实施例的固态成像装置1中，图示了这样的示例：像素间遮光部29的绝缘材料31是与散射体25的散射体绝缘材料27相同的绝缘材料，但是能够采用其他构造。例如，如图13和图14所示，像素间遮光部29的绝缘材料31可以是折射率低于散射体25的散射体绝缘材料27的折射率的绝缘材料。作为低折射率的绝缘材料，例如，能够采用氮
化钛(tin)、氟化镁(mgf2)、氟化锂(lif)、氟化钙(caf2)、空气和低折射率树脂。低折射率树脂的示例包括折射率小于氧化硅(sio2)的折射率(n＝1.45)的树脂。图13图示了将其应用于根据第一实施例的固态成像装置1的情况。图14图示了将其应用于根据第二实施例的固态成像装置1的情况。与使用高折射率的绝缘材料的情况相比，使用低折射率的绝缘材料，能够减小当散射光28从光电转换单元21入射到像素间遮光部29时发生全反射的临界角，能够扩大使散射光28全反射的区域，且能够更可靠地抑制不同颜色之间的混色。
[0119]
例如，如图15和图16所示，散射体25的散射体绝缘材料27可以是高折射率的绝缘材料。作为高折射率的绝缘材料，能够采用折射率高于构成基板2的硅(si)的折射率的绝缘材料。它的示例包括氧化钛(tio2)、氮化硅(sin)、氧化锆(zro2)、氧化铪(hfo2)、氧化钽(ta2o3)、氧化锌(zno)和高折射率树脂。高折射率树脂的示例包括折射率大于氧化硅(sio2)的折射率(n＝1.45)的树脂。与使用低折射率的绝缘材料的情况相比，使用高折射率的绝缘材料，能够降低散射光28的强度。图15图示了将其应用于根据第一实施例的固态成像装置1的情况。图16图示了将其应用于根据第二实施例的固态成像装置1的情况。因此，可以降低入射到像素间遮光部29上的散射光28的强度，且可以更可靠地减少不同颜色之间的混色。
[0120]
例如，如图17和图18所示，像素间遮光部29的绝缘材料31可以是折射率低于散射体25的散射体绝缘材料27的折射率的绝缘材料，且散射体25的散射体绝缘材料27可以是高折射率的绝缘材料。图17图示了将其应用于根据第一实施例的固态成像装置1的情况。图18图示了将其应用于根据第二实施例的固态成像装置1的情况。
[0121]
(4)在根据第一实施例的固态成像装置1中，图示了这样的示例：在构成光电转换单元组23的光电转换单元21之间形成散射体25，但是能够采用其他构造。例如，如图19所示，可以在彩色滤光片16和基板2之间形成中间层36，且可以在中间层36中的由微透镜17会聚的入射光24的光路上形成扁球状散射体25。当设置有扁球状散射体25时，在构成光电转换单元组23的光电转换单元21之间形成通过将杂质注入到基板2中而形成的杂质层37。作为杂质，例如，能够采用磷、砷和硼等。
[0122]
《3.应用于电子装置的示例》
[0123]
根据本公开的技术(本技术)可以应用于各种电子装置，例如，诸如数码照相机和数码摄像机等成像装置、具有成像功能的移动电话或具有成像功能的其他装置。
[0124]
图20是示出了能够应用根据本公开的技术(本技术)的电子装置(例如，相机)的示意性构造的示例的图。
[0125]
如图20所示，电子装置100包括固态成像装置101、光学透镜102、快门装置103、驱动电路104和信号处理电路105。
[0126]
光学透镜102将来自被摄体的图像光(入射光106)的图像形成在固态成像装置101的成像面上。因此，信号电荷在一定时段内被累积在固态成像装置101中。快门装置103控制固态成像装置101的光照射时段和遮光时段。驱动电路104供应用于控制固态成像装置101的传输操作和快门装置103的快门操作的驱动信号。通过从驱动电路104供应的驱动信号(时序信号)，进行向固态成像装置101传输信号的操作。信号处理电路105对从固态成像装置101输出的信号(像素信号)进行各种信号处理。经过信号处理的视频信号存储在诸如存储器等存储介质中或输出至监视器。
[0127]
注意，能够应用固态成像装置1的电子装置100不限于相机，固态成像装置1还能够
应用于其他电子装置。固态成像装置1可以应用于诸如移动电话或平板终端等移动设备的相机模块等成像装置。
[0128]
上面已经说明了能够应用根据本公开的技术的电子装置的示例。根据本公开的技术能够应用于上述构造内的固态成像装置101。具体地，图1中的固态成像装置1能够应用于固态成像装置101。当根据本公开的技术应用于固态成像装置101时，能够获得更好的拍摄图像。
[0129]
《4.应用于移动体的示例》
[0130]
根据本公开的技术(本技术)可以被实现为安装在任何类型的移动体上的装置，该移动体诸如是汽车、电动汽车、混合动力汽车、摩托车、自行车、个人移动设备、飞机、无人机、船舶和机器人等。
[0131]
图21是示出了作为能够应用根据本公开的技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性构造例的框图。
[0132]
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001连接的多个电子控制单元。在图21所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车体系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和综合控制单元12050。此外，作为综合控制单元12050的功能构造，示出了微型计算机12051、声音图像输出单元12052和车载网络接口(i/f)12053。
[0133]
驱动系统控制单元12010根据各种程序来控制与车辆驱动系统相关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010起到以下装置的控制装置的作用：用于产生车辆的驱动力的驱动力产生装置，诸如内燃机或驱动电机等；用于将驱动力传递至车轮的驱动力传递机构；用于调整车辆的转向角度的转向机构；和用于产生车辆的制动力的制动装置。
[0134]
车体系统控制单元12020根据各种程序来控制安装在车体中的各种装置的操作。例如，车体系统控制单元12020起到无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗装置或诸如车头灯、车尾灯、刹车灯、转向灯和雾灯等各种灯的控制装置的作用。在这种情况下，从取代钥匙的便携式装置传输的无线电波或各种开关的信号可以输入至车体系统控制单元12020。车体系统控制单元12020接收这种无线电波或信号的输入，且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置和灯。
[0135]
车外信息检测单元12030检测安装有车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，成像单元12031连接至车外信息检测单元12030。车外信息检测单元12030使成像单元12031拍摄车辆外部的图像，并且接收拍摄的图像。车外信息检测单元12030可以基于接收的图像进行针对人、汽车、障碍物、指示牌和路面标识的物体检测处理或距离检测处理。
[0136]
成像单元12031是光传感器，其接收光且输出与接收的光量对应的电信号。成像单元12031还能够将电信号作为图像和测距信息输出。此外，成像单元12031接收的光可以是可见光或诸如红外线等不可见光。
[0137]
车内信息检测单元12040检测车辆内部的信息。在车内信息检测单元12040中，例如，连接有检测驾驶员状态的驾驶员状态检测单元12041。驾驶员状态检测单元12041例如包括对驾驶员进行成像的相机，且车内信息检测单元12040可以基于从驾驶员状态检测单元12041输入的检测信息，计算驾驶员的疲劳程度或精力集中程度，并可以判断驾驶员是否在打瞌睡。
[0138]
微型计算机12051能够基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的车外或车内信息来计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，且能够将控制指令输出至驱动系统控制单元12010。例如，微型计算机12051能够进行以实现先进驾驶员辅助系统(adas)的功能为目的的协作控制，该功能诸如是基于规避车辆碰撞、减轻冲击和车间距离的跟车行驶、维持车速驾驶、车辆碰撞警告和车道偏离警告等。
[0139]
此外，通过基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的车辆周围的信息来控制驱动力产生装置、转向机构或制动装置，微型计算机12051能够进行以其中不依赖驾驶员的操作而自主驾驶的自动驾驶为目的的协作控制。
[0140]
此外，微型计算机12051能够基于由车外信息检测单元12030获得的车外信息将控制指令输出至车体系统控制单元12020。例如，微型计算机12051能够进行以防炫光为目的的协作控制，诸如根据由车外信息检测单元12030检测到的前行车辆或对向车辆的位置而控制车头灯从远光灯切换为近光灯。
[0141]
声音图像输出单元12052将声音和图像中至少一者的输出信号传输至输出装置，该输出装置能够在视觉或听觉上将信息通知到车辆的乘员或车辆外部。在图21所示的示例中，作为这样的输出装置，示出了音频扬声器12061、显示单元12062和仪表板12063。显示单元12062例如可以包括车载显示器和平视显示器中的至少一者。
[0142]
图22是示出了成像单元12031的安装位置的示例的图。
[0143]
在图22中，车辆12100包括作为成像单元12031的成像单元12101、12102、12103、12104和12105。
[0144]
成像单元12101、12102、12103、12104和12105例如可以设置在诸如车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠、后门和车内挡风玻璃上部等位置处。设置在前鼻处的成像单元12101和设置在车内挡风玻璃上部处的成像单元12105主要获得车辆12100前面的图像。设置在侧视镜处的成像单元12102和12103主要获得车辆12100侧面的图像。设置在后保险杠或后门处的成像单元12104主要获得车辆12100后面的图像。由成像单元12101和12105获得的前方图像主要用于检测前行车辆、行人、障碍物、交通信号灯、交通指示牌和车道等。
[0145]
这里，图22示出了成像单元12101至12104的成像范围的示例。成像范围12111表示设置在前鼻处的成像单元12101的成像范围，成像范围12112和12113分别表示设置在侧视镜处的成像单元12102和12103的成像范围，且成像范围12114表示设置在后保险杠或后门处的成像单元12104的成像范围。例如，通过将由成像单元12101至12104拍摄的图像数据叠加，能够获得从上方观察的车辆12100的鸟瞰图像。
[0146]
成像单元12101至12104中的至少一者可以具有获得距离信息的功能。例如，成像单元12101至12104中的至少一者可以是包括多个成像元件的立体相机，或可以是具有用于相位差检测的像素的成像元件。
[0147]
例如，微型计算机12051基于从成像单元12101至12104获得的距离信息来确定与成像范围12111至12114内的各三维物体之间的距离以及该距离随时间的变化(相对于车辆12100的相对速度)，且特别地，能够将这样的三维物体提取为前行车辆：该三维物体是在车辆12100的行驶路径上最接近的三维物体，且在与车辆12100大致相同的方向上以预定的速度(例如，0km/h以上)行驶。此外，微型计算机12051能够提前设定前方应与前行车辆要确保的车间距离，并且能够进行自动制动控制(包括跟车停止控制)和自动加速控制(包括跟车
启动控制)等。以此方式，可以进行以其中不依赖驾驶员的操作而自主驾驶的自动驾驶为目的的协作控制。
[0148]
例如，基于从成像单元12101至12104获得的距离信息，微型计算机12051将与三维物体相关的三维物体数据分类成两轮车、标准尺寸车辆、大型车辆、行人、电线杆或其他三维物体的三维物体数据，提取分类后的三维物体数据，且能够使用提取的三维物体数据来自动规避障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物区分为车辆12100的驾驶员能够视觉识别的障碍物和驾驶员难以视觉识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定表示与各障碍物发生碰撞的危险程度的碰撞风险，且当碰撞风险等于或高于设定值且存在碰撞的可能性时，通过音频扬声器12061和显示单元12062向驾驶员输出警告，通过驱动系统控制单元12010进行强制减速和规避转向，因此，可以进行用于规避碰撞的辅助驾驶。
[0149]
成像单元12101至12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051能够通过判断成像单元12101至12104拍摄的图像中是否存在行人来识别行人。例如，通过以下过程进行这种行人识别：提取作为红外相机的成像单元12101至12104拍摄的图像中的特征点的过程；且对表示物体轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理并判断该物体是否是行人的过程。当微型计算机12051判断成像单元12101至12104拍摄的图像中存在行人，且识别出行人时，声音图像输出单元12052控制显示单元12062将用于强调的方形轮廓线与识别出的行人一起显示叠加。此外，声音图像输出单元12052可以控制显示单元12062将表示行人的图标等显示在期望的位置处。
[0150]
上面已经说明了能够应用根据本公开的技术的车辆控制系统的示例。根据本公开的技术能够应用于上述构造内的成像单元12031。具体地，图1中的固态成像装置1能够应用于成像单元12031。通过将根据本公开的技术应用于成像单元12031，能够抑制耀斑，且能够获得更清晰的拍摄图像，从而可以减轻驾驶员的疲劳。
[0151]
《5.应用于内窥镜手术系统的示例》
[0152]
根据本公开的技术(本技术)可以应用于例如内窥镜手术系统。
[0153]
图23是示出了能够应用根据本公开的技术(本技术)的内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。
[0154]
图23示出了这样的状态：外科医生(医生)11131正在使用内窥镜手术系统11000对病床11133上的患者11132进行手术。如图所示，内窥镜手术系统11000包括：内窥镜11100；诸如气腹管11111和能量治疗工具11112等其他手术器械11110；支撑内窥镜11100的支撑臂装置11120；和其中安装有内窥镜手术所用的各种装置的推车11200。
[0155]
内窥镜11100包括镜筒11101和相机头部11102，在镜筒11101中，从末端起预定长度的区域插入到患者11132的体腔中，相机头部11102连接至镜筒11101的基端。在所示的示例中，示出了被构造为具有刚性镜筒11101的所谓刚性内窥镜的内窥镜11100，但是内窥镜11100可以被构造为具有柔性镜筒的所谓柔性内窥镜。
[0156]
在镜筒11101的末端处设置有开口，物镜安装在该开口中。光源装置11203连接至内窥镜11100，由光源装置11203产生的光通过在镜筒11101内部延伸的光导被引导至镜筒的末端，且光经由物镜朝着患者11132体腔中的观察目标照射。这里，内窥镜11100可以是直视内窥镜，或可以是斜视内窥镜或侧视内窥镜。
[0157]
在相机头部11102的内部设置有光学系统和成像元件，来自观察目标的反射光(观
察光)通过光学系统会聚在成像元件上。成像元件对观察光进行光电转换，产生对应于观察光的电信号，即对应于观察图像的图像信号。图像信号作为raw数据被传输至相机控制单元(ccu)11201。
[0158]
ccu 11201包括中央处理单元(cpu)或图形处理单元(gpu)等，且综合控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。此外，ccu 11201接收来自相机头部11102的图像信号，且对图像信号进行例如显影处理(去马赛克处理)等各种类型的图像处理，以用于显示基于图像信号的图像。
[0159]
在ccu 11201的控制下，显示装置11202显示基于由ccu 11201进行了图像处理的图像信号的图像。
[0160]
例如，光源装置11203包括诸如发光二极管(led)等光源，且将对手术部位等进行成像时的照射光供应给内窥镜11100。
[0161]
输入装置11204是内窥镜手术系统11000的输入接口。用户能够经由输入装置11204将各种类型的信息和指令输入至内窥镜手术系统11000。例如，用户输入用于改变内窥镜11100的成像条件(照射光的种类、放大率和焦距等)的指令等。
[0162]
治疗工具控制装置11205控制用于组织烧灼或切割或血管封合的能量治疗工具11112的驱动。为了确保内窥镜11100的视野且确保外科医生的工作空间，气腹装置11206经由气腹管11111将气体输送到患者11132的体腔中，以使患者11132的体腔膨胀。记录器11207是能够记录与手术相关的各种类型信息的装置。打印机11208是能够以诸如文本、图像和图形等各种格式打印与手术相关的各种类型信息的装置。
[0163]
这里，将对手术部位进行成像时的照射光供应给内窥镜11100的光源装置11203能够包括例如led、激光光源或由它们组合而成的白光源。当白光源包括rgb激光光源的组合时，因为能够高精度地控制各种颜色(各种波长)的输出强度和输出时序，所以能够在光源装置11203中调整拍摄图像的白平衡。此外，在这种情况下，通过以时分方式朝着观察目标照射来自rgb激光光源中各者的激光且与照射时序同步地控制相机头部11102的成像元件的驱动，因此，能够以时分方式拍摄分别对应于rgb的图像。根据该方法，即使不在成像元件中设置彩色滤光片，也能够获得彩色图像。
[0164]
此外，可以控制光源装置11203的驱动，使得每隔预定时间就改变输出的光的强度。当与光强度的变化时序同步地控制相机头部11102的成像元件的驱动时，以时分方式获取图像且合成图像，能够产生没有曝光不足(underexposed)或曝光过度(overexposure)的所谓高动态范围图像。
[0165]
此外，光源装置11203可以被构造为能够供应与特定光观察对应的预定波段的光。在特定光观察中，例如，通过利用人体组织对光吸收的波长依赖性来照射比常规观察期间的照射光(即，白光)的波段更窄的波段的光，进行所谓的窄波段光观察(窄波段成像)，其中以高对比度对诸如黏膜表层的血管等预定组织进行成像。作为替代，在特定光观察中，可以进行荧光观察，其中通过照射激发光而产生的荧光来获得图像。能够通过朝着人体组织照射激发光且观察来自人体组织的荧光而进行荧光观察(自发荧光观察)，或能够通过将诸如吲哚菁绿(icg)等试剂局部注射到人体组织且朝着人体组织照射与该试剂的荧光波长对应的激发光来获得荧光图像而进行荧光观察。光源装置11203能够供应与这些特定光观察对应的窄波段光和/或激发光。
[0166]
图24是图示了图23所示的相机头部11102和ccu 11201的功能构造的示例的框图。
[0167]
相机头部11102包括透镜单元11401、成像单元11402、驱动单元11403、通信单元11404和相机头部控制单元11405。ccu 11201包括通信单元11411、图像处理单元11412和控制单元11413。相机头部11102和ccu 11201经由传输电缆11400彼此连接，以使它们能够彼此通信。
[0168]
透镜单元11401是设置在与镜筒11101的连接部处的光学系统。从镜筒11101的末端进入的观察光被引导至相机头部11102，并进入透镜单元11401。透镜单元11401包括多个透镜的组合，该多个透镜包括变焦透镜和聚焦透镜。
[0169]
成像单元11402包括成像元件。构成成像单元11402的成像元件可以是一个元件(所谓的单板型)或多个元件(所谓的多板型)。当成像单元11402例如由多板型构成时，例如，成像元件产生分别对应于rgb的图像信号，并且合成这些图像信号，从而可以获得彩色图像。作为替代，成像单元11402可以包括一对成像元件，用于获取与三维(3d)显示对应的右眼用图像信号和左眼用图像信号。当进行3d显示时，外科医生11131能够更准确地确定手术部位的生物组织的深度。这里，当成像单元11402由多板型构成时，可以根据各成像元件设置多个透镜单元11401。
[0170]
此外，成像单元11402不一定设置在相机头部11102中。例如，成像单元11402可以紧接在物镜之后设置在镜筒11101内部。
[0171]
驱动单元11403包括致动器，且根据来自相机头部控制单元11405的控制，驱动单元11403使透镜单元11401的变焦透镜和聚焦透镜沿着光轴移动预定距离。因此，能够适当地调整由成像单元11402拍摄的图像的放大率和焦点。
[0172]
通信单元11404包括用于向/从ccu 11201传输/接收各种信息的通信装置。通信单元11404经由传输电缆11400将从成像单元11402获得的图像信号作为raw数据传输至ccu 11201。
[0173]
此外，通信单元11404从ccu 11201接收用于对相机头部11102的驱动进行控制的控制信号，且将控制信号供应给相机头部控制单元11405。控制信号包括与成像条件相关的信息，例如，用于指定拍摄图像的帧速率的信息、用于指定成像期间的曝光值的信息和/或用于指定拍摄图像的放大率和焦点的信息。
[0174]
这里，诸如帧速率、曝光值、放大率和焦点等成像条件可以由用户适当指定，或可以由ccu 11201的控制单元11413基于获取的图像信号自动设定。在后一种情况下，将所谓的ae(自动曝光)功能、af(自动聚焦)功能和awb(自动白平衡)功能设置在内窥镜11100中。
[0175]
相机头部控制单元11405基于经由通信单元11404从ccu 11201接收的控制信号来控制相机头部11102的驱动。
[0176]
通信单元11411包括用于向/从相机头部11102传输/接收各种类型信息的通信装置。通信单元11411经由传输电缆11400接收从相机头部11102传输的图像信号。
[0177]
此外，通信单元11411将用于对相机头部11102的驱动进行控制的控制信号传输至相机头部11102。能够通过电通信或光通信等传输图像信号和控制信号。
[0178]
图像处理单元11412对作为从相机头部11102传输的raw数据的图像信号进行各种类型的图像处理。
[0179]
控制单元11413进行与内窥镜11100对手术部位等进行成像相关的各种控制，且进
行与通过对手术部位等进行成像而获得的拍摄图像的显示相关的各种控制。例如，控制单元11413产生用于对相机头部11102的驱动进行控制的控制信号。
[0180]
此外，控制单元11413基于由图像处理单元11412进行了图像处理的图像信号使显示装置11202显示示出了手术部位等的拍摄图像。在这种情况下，控制单元11413可以使用各种图像识别技术来识别拍摄图像中的各种物体。例如，控制单元11413能够通过检测拍摄图像中所包括的物体的边缘形状和颜色等来识别诸如镊子等手术器械、特定生物部位、出血和使用能量治疗工具11112时产生的薄雾等。当控制单元11413使显示装置11202显示拍摄的图像时，控制单元11413可以使用识别结果使各种类型的手术支持信息与手术部位的图像叠加显示。当叠加显示手术支持信息并将其呈现给外科医生11131时，可以减轻外科医生11131的负担，且外科医生11131能够可靠地进行手术。
[0181]
将相机头部11102和ccu 11201彼此连接的传输电缆11400是支持电信号通信的电信号电缆、支持光通信的光纤或两者的复合电缆。
[0182]
这里，在附图所示的示例中，虽然使用传输电缆11400以有线方式进行通信，但是也可以以无线方式进行相机头部11102和ccu 11201之间的通信。
[0183]
上面已经说明了能够应用根据本公开的技术的内窥镜手术系统的示例。根据本公开的技术能够应用于上述构造内的成像单元11402。具体地，图1中的固态成像装置1能够应用于成像单元10402。通过将根据本公开的技术应用于成像单元10402，可以获得更清晰的手术部位图像，因此，手术人员能够可靠地确认手术部位。
[0184]
尽管这里已经说明了作为示例的内窥镜手术系统，但是根据本公开的技术也可以应用于其他系统，例如，显微镜手术系统。
[0185]
注意，本技术也能够采用下面的构造。
[0186]
(1)一种固态成像装置，其包括：多个光电转换单元，所述多个光电转换单元形成在基板上且根据入射光的光量而产生信号电荷；微透镜阵列，所述微透镜阵列包括微透镜，所述微透镜针对包括相邻的至少两个以上的所述光电转换单元的光电转换单元组而形成且将入射光引导至所述光电转换单元组；散射体，所述散射体布置在由所述微透镜会聚的所述入射光的光路上；和像素间遮光部，所述像素间遮光部包括沟槽和填充在所述沟槽中的绝缘材料，所述沟槽形成在所述光电转换单元组的所述光电转换单元和与该光电转换单元组相邻的所述光电转换单元之间，其中，所述沟槽的所述散射体侧的内侧面的开口侧是以沟槽宽度朝向所述沟槽的底部变窄的方式倾斜的平面或弯曲的曲面。
[0187]
(2)根据(1)所述的固态成像装置，其中，所述沟槽的所述散射体侧的所述内侧面的底部侧是以所述沟槽宽度恒定的方式从所述基板的光接收面侧沿着深度方向延伸而形成的平面。
[0188]
(3)根据(1)或(2)所述的固态成像装置，其中，所述散射体包括散射体沟槽和填充在所述散射体沟槽中的散射体绝缘材料，所述散射体沟槽形成在所述光电转换单元组中的所述光电转换单元之间，且所述散射体沟槽的两个内侧面是以沟槽宽度恒定的方式从所述基板的光接收面侧沿着深度方向延伸而形成的平面。
[0189]
(4)根据(1)或(2)所述的固态成像装置，其中，所述散射体包括散射体沟槽和填充在所述散射体沟槽中的散射体绝缘材料，所述散射体沟槽形成在所述光电转换单元组中的所述光电转换单元之间，且所述散射体沟槽具有与所述沟槽相同的形状。
[0190]
(5)根据(1)或(2)所述的固态成像装置，其中，所述散射体布置在所述微透镜和所述基板之间，且在所述光电转换单元组中的所述光电转换单元之间形成有杂质层。
[0191]
(6)根据(3)或(4)所述的固态成像装置，其中，所述沟槽中的所述绝缘材料的折射率低于所述散射体绝缘材料的折射率。
[0192]
(7)根据(3)、(4)和(6)中任一项所述的固态成像装置，其中，所述散射体绝缘材料是氧化钛、氮化硅、氧化锆、氧化铪、氧化钽、氧化锌和折射率高于氧化硅的折射率的高折射率树脂中的任一者。
[0193]
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的固态成像装置，其中，所述沟槽的所述散射体侧的所述内侧面的开口侧是相对于所述基板的厚度方向以等于或大于临界角的角度倾斜的平面，所述临界角是当光从所述光电转换单元入射到所述像素间遮光部时发生全反射的最小入射角。
[0194]
(9)根据(8)所述的固态成像装置，其中所述绝缘材料是氧化硅，且所述临界角是20.5
°
。
[0195]
(10)根据(1)至(7)中任一项所述的固态成像装置，其中，所述沟槽的所述散射体侧的所述内侧面的所述开口侧是与所述基板的厚度方向所成的角度朝向所述沟槽的所述底部变小的曲面。
[0196]
(11)一种电子装置，其包括固态成像装置、光学透镜和信号处理电路，所述固态成像装置包括：多个光电转换单元，所述多个光电转换单元形成在基板上且根据入射光的光量而产生信号电荷；微透镜阵列，所述微透镜阵列包括微透镜，所述微透镜针对包括相邻的至少两个以上的所述光电转换单元的光电转换单元组而形成且将入射光引导至所述光电转换单元组；散射体，所述散射体布置在由所述微透镜会聚的所述入射光的光路上；和像素间遮光部，所述像素间遮光部包括沟槽和填充在所述沟槽中的绝缘材料，所述沟槽形成在所述光电转换单元组的所述光电转换单元和与该光电转换单元组相邻的所述光电转换单元之间，所述沟槽的所述散射体侧的内侧面的开口侧是以沟槽宽度朝向所述沟槽的底部变窄的方式倾斜的平面或弯曲的曲面，所述光学透镜将来自被摄体的图像光形成在所述固态成像装置的成像面上，所述信号处理电路对从所述固态成像装置输出的信号进行处理。
[0197]
附图标记列表
[0198]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
固态成像装置
[0199]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
基板
[0200]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
像素区域
[0201]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
垂直驱动电路
[0202]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
列信号处理电路
[0203]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
水平驱动电路
[0204]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
输出电路
[0205]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
控制电路
[0206]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
像素
[0207]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
像素驱动布线
[0208]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
垂直信号线
[0209]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
水平信号线
[0210]
13
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
绝缘膜
[0211]
14
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
遮光膜
[0212]
15
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
光接收层
[0213]
16
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
彩色滤光片
[0214]
17
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
微透镜
[0215]
18
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
聚光层
[0216]
19
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
布线层
[0217]
20
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
支撑基板
[0218]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
光电转换单元
[0219]
23
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
光电转换单元组
[0220]
24
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
入射光
[0221]
25
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
散射体
[0222]
26
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
散射体沟槽
[0223]
27
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
散射体绝缘材料
[0224]
28
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
散射光
[0225]
29
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
像素间遮光部
[0226]
30
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
沟槽
[0227]
31
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
绝缘材料
[0228]
32
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
彩色滤光片阵列
[0229]
33
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
微透镜阵列
[0230]
34
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
层间绝缘膜
[0231]
35
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
布线
[0232]
36
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
中间层
[0233]
37
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
杂质层
[0234]
100
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电子装置
[0235]
101
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
固态成像装置
[0236]
102
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
光学透镜
[0237]
103
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
快门装置
[0238]
104
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
驱动电路
[0239]
105
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
信号处理电路
[0240]
106
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
入射光