撮像素子、電子機器、並びに、製造方法
【課題】複数方向の被写体を撮像することができるようにする。
【解決手段】本開示の撮像素子は、光電変換素子が形成されるシリコン基板と、前記シリコン基板の表面側に形成される配線層とを備え、前記光電変換素子が、前記表面側から前記配線層を介して入射される光を光電変換するとともに、前記シリコン基板の裏面側から前記配線層を介さずに入射される光を光電変換する。本開示は撮像素子、電子機器、並びに、製造方法に適用することができる。
【解決手段】本開示の撮像素子は、光電変換素子が形成されるシリコン基板と、前記シリコン基板の表面側に形成される配線層とを備え、前記光電変換素子が、前記表面側から前記配線層を介して入射される光を光電変換するとともに、前記シリコン基板の裏面側から前記配線層を介さずに入射される光を光電変換する。本開示は撮像素子、電子機器、並びに、製造方法に適用することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、撮像素子、電子機器、並びに、製造方法に関し、特に、複数方向の被写体を撮像することができるようにした撮像素子、電子機器、並びに、製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器、特に携帯電話機に代表される情報通信端末においては、イメージセンサが２つ以上設けられている場合がある。このようなイメージセンサとしては、例えば、写真撮影用のメインカメラ、テレビ電話用のサブカメラ、周辺照度を検知する照度センサ、または、赤外線を検知する赤外線センサなどが挙げられる。
【０００３】
ところで、電子機器は、小型化、薄型化、および、低コスト化等が常に求められているが、上述したように多数のイメージセンサの設置も求められており、そのイメージセンサによって、小型化、薄型化、および低コスト化の実現が困難になる場合もあった。
【０００４】
そこで、２つの撮像素子を貼り合わせて両面から受光可能にする方法が考えられた（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この方法においても、２つの撮像素子が使用される。つまり、この技術では、撮像素子２個分のコストが必要となり、低コスト化の実現が困難であった。
【０００５】
そこで、撮像素子の表面および裏面の両方から光を受光する構造が考えられた（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３０６３８７号公報
【特許文献２】特許４００４４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２には、正面側と背面側の撮像を行う固体撮像素子（光電変換素子）を共通化することが記載されているのみである。
【０００８】
しかしながら、さらなる性能向上が求められている。
【０００９】
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より具体的な構成を開示することにより、複数方向の被写体を撮像する機能の多用途化、高機能化、低コスト化、および小型化等の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の一側面は、光電変換素子が形成されるシリコン基板と、前記シリコン基板の表面側に形成される配線層とを備え、前記光電変換素子が、前記表面側から前記配線層を介して入射される光を光電変換するとともに、前記シリコン基板の裏面側から前記配線層を介さずに入射される光を光電変換する撮像素子である。
【００１１】
前記配線層の配線は、前記光電変換素子に入射する光の、前記配線層中の光路以外に配置されることができる。
【００１２】
前記光電変換素子に入射する光の、前記配線層中の光路に導波路が形成されることができる。
【００１３】
前記光電変換素子の裏面側にカラーフィルタを備え、前記光電変換素子の表面側にカラーフィルタ以外のフィルタが備えられることができる。
【００１４】
前記カラーフィルタ以外のフィルタは、赤外透過フィルタ若しくはホワイト画素用フィルタの少なくともいずれか一方を含むことができる。
【００１５】
各画素のフィルタが、所定の無機膜により分離されることができる。
【００１６】
前記光電変換素子の裏面側と表面側の両方にオンチップレンズが形成されることができる。
【００１７】
前記オンチップレンズは、無機系の材料により形成されることができる。
【００１８】
前記光電変換素子の裏面側にのみオンチップレンズが形成されることができる。
【００１９】
前記シリコン基板は、各画素の構成として複数の前記光電変換素子を備える縦型分光構造を有することができる。
【００２０】
前記配線層の配線の外部端子としての電極部を有し、前記シリコン基板および前記配線層は、前記電極部が裏面側に露出するように開口されることができる。
【００２１】
前記電極部は、前記電極部に積層される構成が、前記光電変換素子が形成される画素領域における構成よりも盛り上がるように、比較的厚く形成されることができる。
【００２２】
前記配線層の表面側には、所定の接着材料を用いて、光を透過する支持基板が接着されることができる。
【００２３】
前記配線層の表面側には、プラズマ接合により、光を透過する支持基板が接合されることができる。
【００２４】
前記配線層の表面側に形成される、光を透過する支持基板の、前記光電変換素子が形成される画素領域以外の部分に回路が形成されることができる。
【００２５】
配線若しくは遮光膜、またはその両方によって、前記光電変換素子の裏面側および表面側のうち、一方の側から入射する光を遮光し、前記光電変換素子が、他方の側から入射する光のみを光電変換する画素を有することができる。
【００２６】
前記光電変換素子の表面側および裏面側のそれぞれに、互いに独立に駆動し、それぞれの側からの光の入射を制御するシャッタをさらに備えることができる。
【００２７】
前記光電変換素子の一方の側の画素領域が遮光板により分割され、分割された各領域の画素が互いに異なる波長域の検出に用いられることができる。
【００２８】
本開示の他の側面は、光電変換素子が形成されるシリコン基板と、前記シリコン基板の表面側に形成される配線層とを備え、前記光電変換素子が、前記表面側から前記配線層を介して入射される光を光電変換するとともに、前記シリコン基板の裏面側から前記配線層を介さずに入射される光を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子により得られた画像に対して画像処理を行う画像処理部とを備える電子機器である。
【００２９】
本開示のさらに他の側面は、製造装置の製造方法であって、製造部が、表面照射型のイメージセンサを製造し、接着部が、接着材料を用いて、光を透過する支持基板を、前記表面照射型のイメージセンサの表面側に接着し、研磨部が、前記表面照射型のイメージセンサの裏面側を研磨し、形成部が、研磨された前記表面照射型のイメージセンサの裏面側にオンチップレンズを形成する製造方法である。
【００３０】
本開示の一側面においては、光電変換素子が形成されるシリコン基板と、シリコン基板の表面側に形成される配線層とが備えられ、光電変換素子により、表面側から配線層を介して入射される光が光電変換されるとともに、シリコン基板の裏面側から配線層を介さずに入射される光が光電変換される。
【００３１】
本開示の他の側面においては、光電変換素子が形成されるシリコン基板と、シリコン基板の表面側に形成される配線層とが備えられ、光電変換素子により、表面側から配線層を介して入射される光が光電変換されるとともに、シリコン基板の裏面側から配線層を介さずに入射される光が光電変換され、得られた画像に対して画像処理が行われる。
【００３２】
本開示のさらに他の側面においては、表面照射型のイメージセンサが製造され、接着材料を用いて、光を透過する支持基板が、表面照射型のイメージセンサの表面側に接着され、表面照射型のイメージセンサの裏面側が研磨され、研磨された表面照射型のイメージセンサの裏面側にオンチップレンズが形成される。
【発明の効果】
【００３３】
本開示によれば、被写体を撮像することができる。特に、複数方向の被写体を撮像する機能の性能をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】裏面照射型のCMOSイメージセンサの主な構成例を示す図である。
【図２】裏面照射型のCMOSイメージセンサを用いた電子機器の主な構成例を示す図である。
【図３】両面照射型の撮像素子の主な構成例を示す図である。
【図４】導波路の有無による入射光の光路の違いを説明する図である。
【図５】製造装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図６】製造処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図７】各工程の様子を説明する図である。
【図８】フィルタの例を説明する図である。
【図９】両面照射型の撮像素子の、他の構成例を示す図である。
【図１０】製造装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図１１】製造処理の流れの、他の例を説明するフローチャートである。
【図１２】各工程の様子を説明する図である。
【図１３】両面照射型の撮像素子の、さらに他の構成例を示す図である。
【図１４】撮像素子の構成例を示す図である。
【図１５】撮像素子の他の構成例を示す図である。
【図１６】両面照射型の撮像素子の、さらに他の構成例を示す図である。
【図１７】多層構造を説明する図である。
【図１８】多層構造を説明する図である。
【図１９】両面照射型の撮像素子の、さらに他の構成例を示す図である。
【図２０】フィルタの他の例を説明する図である。
【図２１】撮像モジュールの主な構成例を示す図である。
【図２２】撮像モジュールの他の構成例を示す図である。
【図２３】フィルタの構成例を示す図である。
【図２４】両面照射型のCMOSイメージセンサを用いた電子機器の構成例を示す図である。
【図２５】両面照射型のCMOSイメージセンサを用いた電子機器の、内部の構成例を示すブロック図である。
【図２６】撮像処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図２７】撮像の様子の例を説明する図である。
【図２８】撮像処理の流れの、他の例を説明するフローチャートである。
【図２９】情報提供システムの例を説明する図である。
【図３０】端末装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図３１】情報提供サーバの主な構成例を示すブロック図である。
【図３２】情報提供処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本技術を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（撮像素子，製造装置）
２．第２の実施の形態（撮像モジュール）
３．第３の実施の形態（電子機器）
４．第４の実施の形態（情報提供システム）
【００３６】
＜１．第１の実施の形態＞
［裏面照射型CMOSイメージセンサ］
図１は、裏面照射型のCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサの構成例を示す図である。図１に示される撮像素子１０は、フォトダイオード等の光電変換素子が形成される半導体基板の表面側に配線層が形成され、裏面側から入射する光を光電変換素子によって光電変換する裏面照射型のCMOSイメージセンサである。
【００３７】
撮像素子１０のシリコン基板１１には、入射光を光電変換するフォトダイオード１２が形成される。図中、左側が表面側であり、右側が裏面側である。シリコン基板１１の裏面側には、平坦化膜１３、カラーフィルタ１４、およびオンチップレンズ１５が形成される。フォトダイオード１２は、この裏面側から、平坦化膜１３、カラーフィルタ１４、およびオンチップレンズ１５を介して入射される光を光電変換する。
【００３８】
シリコン基板１１の表面側には、フォトダイオード１２に蓄積された電荷を読み出す回路等の配線１６が形成される配線層が形成される。配線層の表面側には、回路の外部端子となるPAD電極１７が形成される。さらに、配線層の表面側には、パッシベーション膜１８等が形成されて保護される。さらに、そのパッシベーション膜１８の表面側に支持基板１９が形成される。
【００３９】
このように、裏面照射型の撮像素子１０は、一方向（裏面側）からの入射光のみを光電変換する。
【００４０】
［電子機器］
図２は、このような裏面照射型の撮像素子１０を用いた電子機器の構成例を示す図である。
【００４１】
図２に示される電子機器３０は、図１に示される撮像素子を内蔵し、前方と後方の両方を撮像することができる。電子機器３０は、図２Ａに示されるように、その筺体の前面３１に前方用レンズ４１を有し、図２Ｂに示されるように、その筺体の背面３２に後方用レンズ４２を有する。
【００４２】
図２Ｃは、電子機器３０を側面３３側から見た透過図である。図２Ｃに示されるように、この場合、電子機器３０は、前方を撮像するための前方撮像モジュール５１と、後方を撮像するための後方撮像モジュール５２とを内蔵する。つまり、電子機器３０は、図１の撮像素子１０を少なくとも２つ以上内蔵する必要がある。
【００４３】
そのため、電子機器３０の製造コストの低減や、筺体の小型化が困難になる恐れがあった。また、例えば、前方撮像素子で照度を検知しながら、後方撮像素子で被写体を撮像する場合等、両方の撮像素子を同時に駆動させたい場合、撮像素子１０を複数駆動させなければならず、消費電力の低減が困難であった。
【００４４】
なお、特許文献２には、正面と背面の両方で撮像する撮像素子が開示されているが、上述したように、光電変換素子が共通化されることが記載されているのみである。
【００４５】
本開示においては、表面および裏面の被写体を撮像する撮像素子の構成をより具体的に開示することにより、撮像性能をより向上させた撮像素子について説明する。
【００４６】
［両面照射型CMOSイメージセンサ］
図３は、両面照射型の撮像素子の主な構成例を示す図である。図３に示される撮像素子１００は、同じシリコン基板の表面および裏面にそれぞれ受光部を持ち、表面から入射した光と裏面から入射した光が同一のフォトダイオードに集光されて駆動する両面照射型の撮像素子である。
【００４７】
撮像素子１００のシリコン基板１１１には、入射された光を光電変換するフォトダイオード１２１が形成される。図中、左側が表面側であり、右側が裏面側である。
【００４８】
シリコン基板１１１の裏面側には、シリコン基板１１１の裏面界面を平坦化させる平坦化膜１２２、入射光の所定の波長域（色）成分を透過させるカラーフィルタ１２３、および、入射光をフォトダイオード１２１の裏面側に集光させるオンチップレンズ１２４が積層される。
【００４９】
また、シリコン基板１１１の表面側には、配線１３１が複数層形成される配線層１１２が形成される。配線１３１は、例えばフォトダイオード１２１に蓄積される電荷を読み出す回路等の配線である。配線層１１２の表面側には、その回路の外部端子となる電極部１３２が形成される。電極部１３２は、裏面側に対して露出している。
【００５０】
配線層１１２および電極部１３２の表面側は、パッシベーション膜１４１が形成され、保護されている。フォトダイオード１２１には表面側から入射光が照射される。したがって、配線１３１は、配線層１１２の、その入射光の光路となる部分以外に配置される。つまり、例えば、図３に示されるように、配線層１１２の、後述するカラーフィルタ１４４（オンチップレンズ１４５）からフォトダイオード１２１までを結ぶ部分を避けて、配線される。
【００５１】
この、配線層１１２の、表面側から入射される入射光の光路となる部分は、表面側から穴が開けられ、パッシベーション膜１４１が形成された後、導波路１４２が形成される。導波路１４２は、例えば、高屈折率の樹脂や、シリコン窒化膜（SiN）等、所定の素材により構成される。導波路１４２は、周囲との屈折率の差により、光が入出力する面以外の境界面で全反射を起こして、高効率に光を伝搬する。
【００５２】
導波路１４２およびパッシベーション膜１４１の表面側には、さらに、平坦化膜１４３、カラーフィルタ１４４、およびオンチップレンズ１４５が積層される。これらは、表面側から入射される光のための構成である。さらに、オンチップレンズ１４５の表面側に、光を透過する透明支持基板１４６が接合若しくは接着される。
【００５３】
以上のように、フォトダイオード１２１には、表面側と裏面側の両方から光が入射する。フォトダイオード１２１は、その両方の光を光電変換することができる。つまり、撮像素子１００においては、表面側から入射される光を光電変換する光電変換素子と、裏面側から入射される光を光電変換する光電変換素子とが共通化されている。さらに、撮像素子１００の場合、配線１３１も共通化することができる。したがって、このような両面照射型の撮像素子１００をより小型に実現することができる、また、撮像素子１００の製造コストを、個別に２つの撮像素子を製造する場合に比べて低減させることができる。
【００５４】
なお、撮像素子１００の場合、配線層１１２がシリコン基板１１１の一方の側（表面側）に形成される。したがって、撮像素子１００の裏面側から入射する光は、オンチップレンズ１２４、カラーフィルタ１２３、および平坦化膜１２２の各層を透過し、フォトダイオード１２１に入射し、光電変換される。つまり撮像素子１００の裏面側から入射する光は、配線層を介さずにフォトダイオード１２１に入射されるので、撮像素子１００は、裏面側の光電変換の感度を向上させることができる。
【００５５】
また、上述したように、配線層１１２に導波路１４２が形成されるので、撮像素子１００は、表面側の光電変換の感度も向上させることができる。
【００５６】
なお、導波路１４２が設けられることにより、撮像素子１００に表面側から入射される入射光は、その導波路１４２を通ってフォトダイオード１２１に入射するので、隣接画素への進入が抑制される。つまり、導波路１４２は、表面側から入射される入射光による混色の発生を抑制することができる。また、それだけでなく、導波路１４２は、裏面側から撮像素子１００に入射される入射光による混色の発生も抑制することができる。
【００５７】
例えば、導波路１４２を設けない場合、図４Ａに示されるように、裏面側から入射した光は、フォトダイオード１２１を透過した後、配線１３１によって反射し、隣接画素のフォトダイオード１２１へ侵入してしまう恐れがあった。すなわち、混色が発生する恐れがあった。
【００５８】
これに対して、撮像素子１００の場合、図４Ｂに示されるように、裏面側から入射した光は、フォトダイオード１２１を透過した後、導波路１４２に進入するので、配線１３１に反射せずに表面側に抜ける。したがって、混色の発生が抑制される。
【００５９】
なお、画素サイズが小さいほど、混色が発生する可能性が高くなるので、導波路１４２による混色発生を抑制することによる効果はより大きくなる。
【００６０】
なお、配線１３１を共通化せずに、フォトダイオード１２１が表面側からの入射光を光電変換する場合の回路と、裏面側からの入射光を光電変換する場合の回路とを分けるようにしてもよい。ただし、この場合、両回路を独立して動作させることができるようになるものの、略同様の構成の回路が２系統形成されることになるので、回路の冗長性が増大する。
【００６１】
さらに、フォトダイオード１２１、トランジスタ、および配線１３１等の回路を共通化することにより、製造時の工程数を低減させることができ、個別に２つの撮像素子を製造する場合に比べて製造コストを低減させることができる。
【００６２】
また、図３に示されるように、シリコン基板１１１およびシリコン基板１１１より表面側の構成が、表面照射型のイメージセンサを形成している。また、シリコン基板１１１およびシリコン基板１１１より裏面側の構成が、裏面照射型のイメージセンサを構成している。
【００６３】
つまり、撮像素子１００は、表面照射型のイメージセンサの裏面側に、裏面照射型のイメージセンサのシリコン基板１１１より裏面側の構成（平坦化膜１２２乃至オンチップレンズ１２４）を形成することにより、製造することができる（ただし、電極部１３２の開口方向は裏面側である）。換言すれば、撮像素子１００は、裏面照射型のイメージセンサの配線層１１２の表面側に、表面照射型のイメージセンサの配線層１１２より表面側の構成（パッシベーション膜１４１乃至透明支持基板１４６）を形成することにより、製造することができる。
【００６４】
つまり、撮像素子１００は、従来の撮像素子の製造方法を用いて容易に製造することができる。
【００６５】
［製造］
以下に、撮像素子１００の製造方法の例について説明する。
【００６６】
図５は、撮像素子１００を製造する製造装置の主な構成例を示すブロック図である。図５に示されるように、製造装置２００は、制御部２０１、表面照射型イメージセンサ製造部２１１、接着部塗布部２１２、透明支持基板接着部２１３、研磨部２１４、平坦化膜塗布部２１５、フィルタレンズ形成部２１６、および電極開口部２１７を有する。また、製造装置２００は、入力部２２１、出力部２２２、記憶部２２３、通信部２２４、およびドライブ２２５を有する。
【００６７】
制御部２０１は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、ROM（Read Only Memory）、およびRAM（Random Access Memory）等を有し、その他の各部を制御し、撮像素子１００の製造に関する処理を行う。例えば、制御部２０１のCPUは、ROMに記憶されているプログラムに従って各種の処理を実行する。また、CPUは、記憶部２２３からRAMにロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAMにはまた、CPUが各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【００６８】
表面照射型イメージセンサ製造部２１１乃至電極開口部２１７は、制御部２０１に制御され、撮像素子１００を製造する各工程の処理を行う。
【００６９】
入力部２２１は、キーボード、マウス、タッチパネル、および外部入力端子などよりなり、ユーザ指示や外部からの情報の入力を受け付け、制御部２０１に供給する。出力部２２２は、CRT（Cathode Ray Tube）ディスプレイやLCD（Liquid Crystal Display）等のディスプレイ、スピーカ、並びに外部出力端子などよりなり、制御部２０１から供給される各種情報を画像、音声、若しくは、アナログ信号やデジタルデータとして出力する。
【００７０】
記憶部２２３は、フラッシュメモリ等SSD（Solid State Drive）やハードディスクなどよりなり、制御部２０１から供給される情報を記憶したり、制御部２０１からの要求に従って、記憶している情報を読み出して供給したりする。
【００７１】
通信部２２４は、例えば、有線LAN（Local Area Network）や無線LANのインタフェースやモデムなどよりなり、インターネットを含むネットワークを介して、外部の装置との通信処理を行う。例えば、通信部２２４は、制御部２０１から供給される情報を通信相手に送信したり、通信相手から受信した情報を制御部２０１に供給したりする。
【００７２】
ドライブ２２５は、必要に応じて制御部２０１に接続される。そして、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア２３１がそのドライブ２２５に適宜装着される。そして、そのドライブ２２５を介してリムーバブルメディア２３１から読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部２２３にインストールされる。
【００７３】
図６のフローチャートを参照して、製造処理の流れの例を説明する。なお、適宜、図７を参照して説明する。図７は、製造処理の各工程の様子を説明する図である。
【００７４】
製造処理が開始されると、ステップＳ１０１において、表面照射型イメージセンサ製造部２１１は、制御部２０１に制御されて、例えば、特開２０１０−４１０３４号公報（以下、特許文献３と称する）に記載のような従来の方法で、配線層に導波路を有する表面照射型のイメージセンサを製造する（図７のプロセス［１］）。
【００７５】
ステップＳ１０２において、接着剤塗布部２１２は、制御部２０１に制御されて、オンチップレンズ１４５の表面に所定の接着材料２５２を塗布する（図７のプロセス［２］）。
【００７６】
ステップＳ１０３において、透明支持基板接着部２１３は、制御部２０１に制御されて、透明支持基板１４６を接着する（図７のプロセス［３］）。
【００７７】
研磨部２１４は、ステップＳ１０４において、制御部２０１に制御されて、ここまで製造した撮像素子１００を裏返し（図７のプロセス［４］）す。研磨部２１４は、さらに、ステップＳ１０５において、制御部２０１に制御されて、シリコン基板１１１の裏面側を研磨する（図７のプロセス［５］）。研磨の方法は、バックグラインドでも良いが、カラーフィルタ１４４やオンチップレンズ１４５への圧力を軽減するためにエッチングによって行われるようにしても良い。
【００７８】
これ以降のプロセスは、例えば、特開２００８−１０３３６８号公報（以下、特許文献４と称する）に記載のような従来の裏面照射型イメージセンサの製造手法と同様に行うことができる。
【００７９】
ステップＳ１０６において、平坦化膜塗布部２１５は、制御部２０１に制御されて、研磨されたシリコン基板１１１の裏面界面に平坦化膜１２２を塗布する（図７のプロセス［６］）。
【００８０】
ステップＳ１０７において、フィルタレンズ形成部２１６は、制御部２０１に制御されて、平坦化膜１２２の裏面側にカラーフィルタを形成する（図７のプロセス［７］）。さらに、フィルタレンズ形成部２１６は、ステップＳ１０８において、制御部２０１に制御されて、オンチップレンズを形成する（図７のプロセス［８］）。
【００８１】
ステップＳ１０９において、電極開口部２１７は、制御部２０１に制御されて、シリコン基板１１１および配線層１１２を裏面側から開口し、電極部１３２を裏面側に露出させる。
【００８２】
ステップＳ１０９の処理が終了すると、制御部２０１は、製造処理を終了する。
【００８３】
以上のように、製造装置２００は、従来の撮像素子の製造方法を利用して、撮像素子１００をより容易に製造することができる。
【００８４】
［多用途化］
なお、以上においてはカラーフィルタが形成されるように説明したが、このフィルタは、例えばRGBのカラーフィルタであっても良いし、ホワイト画素用のフィルタであってもよい。また、フォトダイオード１２１に入射される光の波長域は、例えば赤外光等の可視光以外であってもよい。つまり、このフィルタは、赤外光を透過させる赤外透過フィルタであってもよい。
【００８５】
図３に示されるように、裏面側から入射される光は、配線層を介さずにフォトダイオード１２１に入射されるので、フォトダイオード１２１は、裏面側の入射光に対する感度の方が良い。そこで、例えば、撮像素子１００の裏面側の構成を、可視光の撮像に用い、表面側の構成を、赤外光の検出や照度検知等、通常の可視光の画像の撮像以外の用途に用いるようにしてもよい。
【００８６】
図８は、撮像素子１００の表面側と裏面側のそれぞれのフィルタの構成例を説明する図である。図８の例の場合、裏面側の画素にRGBのベイヤ配列のカラーフィルタ２６１が形成され、表面側の画素に赤外透過フィルタとホワイト画素用フィルタが所定の順に配列された多用途フィルタ２６２が形成されている。
【００８７】
つまり、この場合、撮像素子１００は、裏面側の構成で、通常の可視光の（RGBの）画像の撮像を行い、表面側の構成で、赤外光を検出したり、照度を検知したりすることができる。したがって、撮像素子１００は、より多様な用途に用いることができる。
【００８８】
なお、フィルタの構成は、図８に限らない。例えば、表面側のフィルタが、多用途フィルタ２６２の代わりに、赤外透過フィルタのみにより構成されるようにしてもよいし、ホワイト画素用フィルタのみにより構成されるようにしてもよい。もちろん、例えば、RGBのカラーフィルタと混在させるようにしてもよいし、これら以外のフィルタを用いるようにしてもよい。さらに、表面側にカラーフィルタ２６１を適用し、裏面側に多用途フィルタ２６２を適用するようにしてもよい。
【００８９】
［表面側の他の構成例］
なお、図８の例のように、一方において通常の可視光の画像を撮像し、他方において赤外光や照度等の検知を行うようにする場合、例えば図９に示されるように、撮像素子１００のオンチップレンズ等の構成を省略することもできる。
【００９０】
図９の例の場合、撮像素子１００は、裏面側において通常の可視光の（RGBの）画像の撮像を行い、表面側において照度検知や赤外検知を行う。照度検知や赤外検知の用途では、入射光を集光させるオンチップレンズ１４５は必須ではない。そこで、撮像素子１００においては、導波路１４２乃至オンチップレンズ１４５が省略されている。このようにすることにより、撮像素子１００は、製造に必要な材料や工程数を低減することができ、製造コストを低減させることができる。また、表面側の構造が単純化するので、撮像素子１００は、圧力による材料の形状崩れのリスクを低減させることができる。
【００９１】
［製造］
図１０は、この場合の製造装置の構成例を示すブロック図である。図１０に示される製造装置３００は、図９の場合の撮像素子１００を製造する装置である。図１０に示されるように、製造装置３００は、制御部３０１、フォトダイオード形成部３１１、配線層形成部３１２、電極部形成部３１３、パッシベーション膜形成部３１４、透明支持基板接合部３１５、研磨部３１６、平坦化膜塗布部３１７、フィルタレンズ形成部３１８、および電極開口部３１９を有する。制御部３０１は、図５に示される制御部２０１と同様の処理部である。
【００９２】
また、製造装置３００は、入力部３２１、出力部３２２、記憶部３２３、通信部３２４、およびドライブ３２５を有する。入力部３２１乃至ドライブ３２５は、それぞれ、図５に示される入力部２２１乃至ドライブ２２５と同様の処理部である。また、リムーバブルメディア３３１は、図５のリムーバブルメディア２３１と同様のメディアである。
【００９３】
フォトダイオード形成部３１１乃至電極開口部３１９は、制御部３０１に制御され、撮像素子１００の製造に関する各工程の処理を実行する。
【００９４】
図１１のフローチャートを参照して、この場合の製造処理の流れの例を説明する。必要に応じて図１２を参照して説明する。
【００９５】
製造処理が開始されると、ステップＳ２０１において、フォトダイオード形成部３１１は、制御部３０１に制御されて、シリコン基板１１１にフォトダイオード１２１を形成する。ステップＳ２０２において、配線層形成部３１２は、制御部３０１に制御されて、シリコン基板１１１の表面側に配線層１１２を形成する。ステップＳ２０３において、電極部形成部３１３は、制御部３０１に制御されて、配線層１１２の表面側に電極部１３２を形成する（図１２に示されるプロセス［１］）。
【００９６】
ステップＳ２０４において、パッシベーション膜形成部３１４は、制御部３０１に制御されて、配線層１１２および電極部１３２の表面側に、例えばシリコン窒化膜（SiN）等のパッシベーション膜１４１を形成する（図１２に示されるプロセス［２］）。
【００９７】
ステップＳ２０５において、透明支持基板接合部３１５は、制御部３０１に制御されて、プラズマ接合により透明支持基板１４６をパッシベーション膜１４１に接合する（図１２に示されるプロセス［３］）。なお、この場合、パッシベーション膜１４１は、比較的平坦であるので、プラズマ接合による接合を容易に実現することができる。プラズマ接合の代わりに、接着部材を用いて透明支持基板１４６をパッシベーション膜１４１に接着することもできるが、接着部材により光の吸収や屈折が生じる恐れがある。すなわち、集光効率が低下し、イメージセンサの感度が低下する恐れがある。これに対してプラズマ接合の場合、そのような光の吸収や屈折の恐れがなく、フォトダイオード１２１を高感度に維持することができる。
【００９８】
なお、図５乃至図７を参照して説明した製造方法においては、透明支持基板１４６を接着材料を用いて接着するように説明した。この場合、表面側にはオンチップレンズ１４５が形成されているので、平坦でないのでプラズマ接合よりも接着部材を用いた接着の方が容易である。
【００９９】
ステップＳ２０６において、研磨部３１６は、制御部３０１に制御されて、ここまで製造した撮像素子１００を裏返す（図１２に示されるプロセス［４］）。ステップＳ２０７において、研磨部３１６は、制御部３０１に制御されて、シリコン基板１１１の裏面側を研磨する（図１２に示されるプロセス［５］）。
【０１００】
ステップＳ２０８において、平坦化膜塗布部３１７は、制御部３０１に制御されて、研磨したシリコン基板１１１の裏面界面に平坦化膜１２２を塗布する（図１２に示されるプロセス［６］）。
【０１０１】
ステップＳ２０９において、フィルタレンズ形成部３１８は、制御部３０１に制御されて、平坦化膜１２２の裏面側にカラーフィルタ１２３を形成する（図１２に示されるプロセス［７］）。さらに、フィルタレンズ形成部３１８は、ステップＳ２１０において、制御部３０１に制御されて、オンチップレンズ１２４を形成する（図１２に示されるプロセス［８］）。
【０１０２】
ステップＳ２１１において、電極開口部３１９は、制御部３０１に制御されて、シリコン基板１１１および配線層１１２を裏面側から開口し、電極部１３２を裏面側に露出させる。
【０１０３】
ステップＳ２１１の処理が終了すると、制御部３０１は、製造処理を終了する。
【０１０４】
以上のように、製造装置３００は、従来の撮像素子の製造方法を利用して、撮像素子１００をより容易に製造することができる。
【０１０５】
［縦型分光構造］
撮像素子１００のシリコン基板１１１において、図１３に示されるように、縦型分光構造を適用し、各画素にカラーフィルタを用いないようにしても良い。
【０１０６】
図１３に示される撮像素子１００は、シリコン基板１１１にフォトダイオード３５１乃至フォトダイオード３５３が形成される。各フォトダイオードは、入射光の、その深さに応じた波長域の成分を光電変換する。縦型分光構造の作製方法については、例えば、特開２０１１−２９４５３号公報（以下、特許文献５と称する）に開示されている。このような縦型分光構造の画素の場合、１画素において複数の色成分が検出される。したがって、同一の有機光電変換膜を全画素に塗布するのであれば、カラーフィルタを用いる場合のように圧力によって異なる色の隣接画素同士が混じり合うことはない。
【０１０７】
なお、このような縦型分光構造を適用することにより、撮像素子１００は、カラーフィルタが省略され、より簡易な構造となるので、その製造時にかかる圧力に対する耐性を向上させることができる。
【０１０８】
［圧力分散構造］
さらに圧力を分散させる手法として、図１４の例のように、画素領域の外側（たとえば電極部）を画素領域よりも高く形成するようにしてもよい。図１４の例の場合、図３の電極部１３２よりも厚く形成された電極部３６１が設けられている。
【０１０９】
この電極部３６１の厚みにより、パッシベーション膜１４１、平坦化膜１４３、オンチップレンズ１４５等が、画素部（フォトダイオード１２１や導波路１４２等が形成されている部分）よりも電極部３６１が形成されている部分の方が高く（表面側に盛り上がるように）形成される。
【０１１０】
そうすることで圧力を画素領域の外側へ分散させることができる。例えば、撮像素子１００を製造する際に、裏面からのシリコン研磨すると、撮像素子１００に荷重が加わり、オンチップレンズ１４５やカラーフィルタ１４４が損傷する恐れがある。そこで、図１４に示される例のように、画素領域外の構成を高くする（盛り上げる）ことで、撮像素子１００にかかる荷重を周辺に分散させることができる。
【０１１１】
［フィルタ混色対策］
上述したように、撮像素子１００の製造の際に、シリコン基板の裏面を研磨する際、ダイシングのプロセス条件によっては撮像素子１００に過度な荷重がかかり、カラーフィルタ１４４や、オンチップレンズ１４５などの形状が崩れる恐れがある。
【０１１２】
そこで、図１５に示される例のように、カラーフィルタ１４４間を、例えば酸化膜や金属系膜等の無機系の膜で囲むようにしてもよい。図１５の例の場合、カラーフィルタ１４４−１およびカラーフィルタ１４４−２の周囲が無機膜３７１により囲まれている。つまり、隣接する画素のフィルタであるカラーフィルタ１４４−１およびカラーフィルタ１４４−２は、この無機膜３７１によって互いに分離されている。このようにすることにより、隣接する画素同士のカラーフィルタが圧力によって混ざり合うのを抑制する。
【０１１３】
また、オンチップレンズ１４５も無機系の膜（例えばSiN（窒化ケイ素））で形成するようにしてもよい。図１５の例の場合、オンチップレンズ１４５の代わりとして無機系の材料よりなる無機膜オンチップレンズ３７２が各画素に設けられている。
【０１１４】
なお、図３を参照して説明した導波路１４２もSiN（窒化ケイ素）などの無機系高屈折率膜で形成するようにしてもよい。例えばALD（Atomic Layer Deposition）により導波路１４２を形成するようにすれば、導波路１４２の径が小さくても高カバレッジで埋めこむことができる。
【０１１５】
［多層構造］
撮像素子１００の透明支持基板１４６は、少なくとも画素領域部において光を透過することができればよく、例えば図１６の例のように、透明支持基板１４６の、画素領域外に接する部分に、周辺回路等が形成されるようにしてもよい。
【０１１６】
この場合、図１６に示されるように、配線層１１２の配線に接続される電極部１３２と、透明支持基板１４６に組み込まれた回路部３８１の電極３８２とを、貫通電極３８３および接続電極３８４によって接続することにより、撮像素子１００の構成を多層化することができる。
【０１１７】
図１７にこのような多層構造の撮像素子の例を示す。一般的な撮像素子の場合、図１７Ａに示されるように、単層構造であり、画素領域と、その制御回路やロジック回路は同一の層に形成される。
【０１１８】
特開２０１０−２４５５０８号公報（以下、特許文献６と称する）には、図１７Ｂに示されるように、撮像素子を多層構造化し、ロジック回路を、画素領域および制御回路とは異なる層に設けるようにすることが記載されている。このように多層化することにより、図１７Ａの場合に比べて、チップサイズを小さくすることができる。
【０１１９】
また、特許文献６には、図１７Ｃに示されるように、ロジック回路と制御回路を画素領域と異なる層に設けるようにすることも記載されている。このようにすることにより、図１７Ｂの場合に比べて、画素領域をさらに大きく確保することができる。
【０１２０】
撮像素子１００の場合も、これらと同様に、ロジック回路や制御回路の全てもしくは一部を画素領域と異なる階層に設けることができる。ただし、図１８に示されるように、画素領域と異なる層の、画素領域と重畳する部分は、光が透過するような構成とする（透明領域とする）必要がある。図１８の例においては、画素領域を撮像素子側の層に設けているが、これに限らず、画素領域を支持基板側の層に設けるようにしてもよい。その場合、撮像素子側の層の画素領域と重畳する部分は透明領域とされる。
【０１２１】
このように多層構造とすることにより、撮像素子１００の面積をより小さくすることができる。
【０１２２】
［一方向専用画素］
なお、両面照射型である撮像素子１００の一部または全部の画素において、遮光膜や配線等により、表裏の内、一方を遮光するようにしてもよい。例えば、図１９に示されるように、遮光膜３９１によって裏面側から入射する光を遮光し、表面撮像用の画素を形成したり、配線３９２によって表面側から入射する光を遮光し、裏面撮像用の画素を形成したりしてもよい。
【０１２３】
例えば、全画素の内の半分を、遮光膜３９１によって裏面側から入射する光が遮光された表面撮像用の画素とし、残りの半分を、配線３９２によって表面側から入射する光が遮光された裏面撮像用の画素としてもよい。
【０１２４】
このようにすることにより、表面の撮像と裏面の撮像とが互いに異なる画素において行われるようになる。したがって、撮像素子１００は、表面の撮像と裏面の撮像とを同時に行い、表面の画像および裏面の画像の２枚の画像を得ることができる。
【０１２５】
また、撮像素子１００が、上述したような一方向の光のみを検出可能な画素によって、どちら側から光が入っているかを自己認識することができるようにしてもよい。例えば、このような光の入射方向を検知することにより、撮像素子１００は、表面側と裏面側のどちら側の画素が駆動しているかを検知することができる。例えば、撮像素子１００が、この検知結果によって駆動方法（例えばフレームレートや加算方法など）を変えるようにしてもよい。
【０１２６】
なお、一部の画素をこのような一方向の光のみを検出可能な構成とし、表面/裏面判別用に用いる場合、撮像により得られた撮像画像において、その画素が欠陥補正により補正されるようにしてもよい。
【０１２７】
なお、以上のような遮光は、例えば、図２０に示されるようにカラーフィルタで行うようにしてもよい。図２０の例の場合、表面用カラーフィルタ３９５の一部の画素が遮光膜３９７により遮光されている。また、裏面用カラーフィルタ３９６においては、表面用カラーフィルタ３９５における遮光された画素と異なる一部の画素が、遮光膜３９８により遮光されている。
【０１２８】
このようにフィルタにより一方向が遮光される場合も、撮像素子１００は、図１９の例の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１２９】
＜２．第２の実施の形態＞
［撮像モジュール］
本技術は、表面側および裏面側の両面の撮像を行う撮像モジュールにも適用することができる。図２１は、そのような撮像モジュール４００の構成例を説明する図である。図２１においては、撮像モジュールの断面が示されている。図２１に示されるように、撮像モジュール４００は、撮像素子として撮像素子１００を有する。この撮像素子１００は、信号処理回路４１１に接続される。
【０１３０】
図中、左側が表面側であり、右側が裏面側である。撮像素子１００の裏面側には、赤外光を遮断するIRカットフィルタ４１２、シャッタ４１３、および集光レンズ４１４が設けられている。同様に、撮像素子１００の表面側にも、IRカットフィルタ４２２、シャッタ４２３、および集光レンズ４２４が設けられている。
【０１３１】
シャッタ４１３およびシャッタ４２３は、光の入射を制御する。シャッタ４１３およびシャッタ４２３は、開いた状態で、光の進入を許し、閉じた状態で遮光する。シャッタ４１３およびシャッタ４２３は、一般的に、いずれか一方のみが開く。換言すれば、撮像したい方向のシャッタが開かれる。
【０１３２】
もちろん、シャッタ４１３およびシャッタ４２３の両方が開くようにしても良い。なお、このシャッタ４１３およびシャッタ４２３は、メカシャッタであってもよいし、液晶シャッタであってもよい。
【０１３３】
表面から入射する光は、集光レンズ４２４と、開いた状態のシャッタ４２３とを介して、IRカットフィルタ４２２に到達する。入射光の内、IRカットフィルタ４２２を透過した成分が、撮像素子１００の表面に入射する。また、裏面から入射する光は、集光レンズ４１４と、開いた状態のシャッタ４１３とを介して、IRカットフィルタ４１２に到達する。入射光の内、IRカットフィルタ４１２を透過した成分が、撮像素子１００の裏面に入射する。
【０１３４】
なお、撮像素子１００の一部の画素若しくは全ての画素を赤外光検知に用いる場合、IRカットフィルタ４１２およびIRカットフィルタ４２２は、省略する必要がある。
【０１３５】
さらに、以上に述べたような、例えば、赤外光や照度の検知等、通常の可視光の（RGBの）画像の撮像以外の用途で用いる場合、高い解像度が求められない。このような用途においては、センサ全ての画素を用いる必要はない。
【０１３６】
つまり、例えば、図２２に示されるように、一方若しくは両方の側に入射する光をモジュール構造によって区分けするようにしても良い。図２２の例の場合、通常の可視光の画像の撮像用途に用いられる裏面側の画素は、全画素を１つの領域とされ、赤外光検知と照度検知を行う表面側の画素は、遮光板４３１によって、赤外光を検知する画素と、照度を検知する画素とに領域分割される。
【０１３７】
このとき、裏面側には、ベイヤ配列等の通常撮影用のカラーフィルタが設けられ、表面側の照度を検知する部分には、IRカットフィルタ４２２、シャッタ４２３−１、および集光レンズ４２４−１が形成され、赤外光を検知する部分には、赤外光透過フィルタ４３２、シャッタ４２３−２、および集光レンズ４２４−２が形成される。つまり、この場合、フィルタは、図２３の例のように構成される。なお、モジュール内のフィルタ部４２２若しくは４３２だけでフォロダイオードへの入射光を決定付けても良い場合、カラーフィルタを省略することができる。逆に、カラーフィルタだけでフォトダイオードへの入射光を決定づける場合、モジュール内のフィルタ部４２２若しくは４３２を省略することができる。どちらか一方に限定することで、低コスト化が可能となる。
【０１３８】
なお、用途は上述した例に限らない。例えば、区分けした一方の領域を、立体視画像（３Ｄ画像）の右眼用画像を撮像する領域とし、他方の領域を、立体視画像（３Ｄ画像）の左眼用画像を撮像する領域とし、撮像素子１００が３Ｄ画像の撮像を行うことができるようにしてもよい。
【０１３９】
以上のように、撮像モジュール４００は、撮像素子１００を有するので、複数方向の被写体を撮像する機能の性能をより向上させることができる。
【０１４０】
＜３．第３の実施の形態＞
［電子機器外観］
本技術は、表面側および裏面側の両側を撮像する機能を有する電子機器にも適用することができる。図２４は、そのような電子機器の外観を説明する図である。図２の場合と同様に、図２４Ａの電子機器５００は、その前面５０１に前方を撮像するための前方用レンズ５１１が設けられている。
【０１４１】
また、図２４Ｂに示されるように、電子機器５００の背面５０２には、後方を撮像するための後方用レンズ５１２が設けられている。
【０１４２】
図２４Ｃに示されるように、この電子機器５００は、上述した撮像モジュール４００を内蔵する。撮像モジュール４００は、前方用レンズ５１１を介して前方の撮像を行うことができる。また、撮像モジュール４００は、後方用レンズ５１２を介して後方の撮像を行うことができる。
【０１４３】
したがって、電子機器５００は、図２の場合と比べて、容易に小型化や薄型化を実現することができる。また、製造コストを低減させることができる。
【０１４４】
［電子機器内部構成］
図２５は、この電子機器５００の内部の構成例を示すブロック図である。図２５に示されるように電子機器５００は、撮像モジュール４００、A/D変換部５２１、画像処理部５２２、表示部５２３、コーデック処理部５２４、記録部５２５、制御部５３０、および操作部５３１を有する。
【０１４５】
撮像モジュール４００は、上述したように撮像素子１００を有しており、表面側から入射する表面入射光と、裏面側から入射する裏面入射光の両方を光電変換することができる。撮像モジュール４００は、それらの入射光を光電変換して画素毎の信号（画素信号）をA/D変換部５２１に供給する。
【０１４６】
A/D変換器５２１は、撮像モジュール４００から、所定のタイミングで供給された画素信号を、デジタルデータ（画像データ）に変換し、所定のタイミングで順次、画像処理部５２２に供給する。
【０１４７】
操作部５３１は、例えば、ジョグダイヤル（商標）、キー、ボタン、またはタッチパネル等により構成され、ユーザによる操作入力を受け、その操作入力に対応する信号を制御部５３０に供給する。
【０１４８】
制御部５３０は、操作部５３１により入力されたユーザの操作入力に対応する信号に基づいて、各部の駆動を制御し、各部に撮像に関する処理を行わせる。
【０１４９】
画像処理部５２２は、A/D変換器５２１から供給された画像データに対して、例えば、混色補正や、黒レベル補正、ホワイトバランス調整、デモザイク処理、マトリックス処理、ガンマ補正、およびYC変換等の各種画像処理を施す。画像処理部５２２は、画像処理を施した画像データを表示部５２３およびコーデック処理部５２４に供給する。
【０１５０】
表示部５２３は、例えば、液晶ディスプレイ等として構成され、画像処理部５２２から供給された画像データに基づいて、被写体の画像を表示する。
【０１５１】
コーデック処理部５２４は、画像処理部５２２から供給された画像データに対して、所定の方式の符号化処理を施し、得られた符号化データを記録部５２５に供給する。
【０１５２】
記録部５２５は、コーデック処理部５２４からの符号化データを記録する。記録部５２５に記録された符号化データは、必要に応じて画像処理部５２２に読み出されて復号される。復号処理により得られた画像データは、表示部５２３に供給され、対応する画像が表示される。
【０１５３】
以上のように、電子機器５００は、本技術を適用した撮像モジュール４００（撮像素子１００）を有するので、複数方向の被写体を撮像する機能の多用途化、高機能化、低コスト化、および小型化を実現することができる。
【０１５４】
［撮像処理の流れ］
図２６のフローチャートを参照して、この電子機器５００により実行される撮像処理の流れの例を説明する。
【０１５５】
ステップＳ３０１において、制御部５３０は、操作部５３１から供給されるユーザの指示等に基づいて、裏面側を撮像するか否かを判定する。裏面側を撮像すると判定した場合、操作部５３１は、処理をステップＳ３０２に進め、撮像モジュール４００を制御する。
【０１５６】
ステップＳ３０２において、撮像モジュール４００は、例えば、シャッタ４２３を閉じる等して表面側を遮光し、シャッタ４１３を開口して撮像素子１００を駆動させ、裏面側の被写体を撮像する。
【０１５７】
撮像が終了すると、制御部５３０は、処理をステップＳ３０４に進める。
【０１５８】
また、ステップＳ３０１において、表面側を撮像する（若しくは、赤外光や照度の検知等を行う）と判定した場合、制御部５３０は、処理をステップＳ３０３に進め、撮像モジュール４００を制御する。
【０１５９】
ステップＳ３０３において、撮像モジュール４００は、例えば、シャッタ４１３を閉じる等して裏面側を遮光し、シャッタ４２３を開口して撮像素子１００を駆動させ、表面側の被写体を撮像する。
【０１６０】
撮像が終了すると、制御部５３０は、処理をステップＳ３０４に進める。
【０１６１】
ステップＳ３０４において、A/D変換部５２１は、制御部５３０に制御され、撮像モジュール４００から出力される画素信号をA/D変換し、デジタルデータの撮像画像データに変換する。
【０１６２】
ステップＳ３０５において、画像処理部５２２は、制御部５３０に制御され、A/D変換されて得られた撮像画像データに対して所定の画像処理を施す。
【０１６３】
ステップＳ３０６において、表示部５２３は、制御部５３０に制御され、画像処理された撮像画像データの撮像画像をモニタに表示する。
【０１６４】
ステップＳ３０７において、コーデック処理部５２４は、制御部５３０に制御され、画像処理された撮像画像データを符号化する。
【０１６５】
ステップＳ３０８において、記録部５２５は、制御部５３０に制御され、符号化された撮像画像データを記録する。
【０１６６】
ステップＳ３０８の処理が終了すると、制御部５３０は、撮像処理を終了する。
【０１６７】
以上のように各処理を実行することにより、電子機器５００は、容易に、複数方向の被写体を撮像することができる。また、電子機器５００は、容易に、赤外光や照度の検知等、より多様な用途に使用することができる。
【０１６８】
［合成画像の生成］
なお、電子機器５００は、表面側と裏面側の両方のシャッタを開放し、表面側の被写体と裏面側の被写体の両方を撮像することもできる。この場合、表面側と裏面側の光が両方とも１つのフォトダイオード１２１に集光される。つまり、図２７に示されるように電子機器５００の前方に位置する前方被写体５４１の画像と、後方に位置する後方被写体５４２の画像とがフォトダイオード１２１において合成されることになる。したがって、撮像モジュール４００からは、前方被写体５４１の画像と後方被写体５４２の画像との合成画像５４３が出力される。つまり、撮像モジュール４００からは、表面側の撮像画像と裏面側の撮像画像が合成された合成画像が出力される。
【０１６９】
さらに、電子機器５００（撮像モジュール４００）は、シャッタの開放度（液晶シャッタなら濃度）を表面側と裏面側で個別に調整して、合成される画像の表面/裏面の強弱を調整することもできる。もちろん、電子機器５００（撮像モジュール４００）が、表面側と裏面側で撮像のタイミングをずらす（互いに異なるタイミングで撮像する）ようにしてもよい。
【０１７０】
さらに、例えば、表面側の撮像における電荷蓄積時間と、裏面側の撮像における電荷蓄積時間も互いに独立に設定することができるようにしてもよい。例えば、電子機器５００（撮像モジュール４００）は、表面側と裏面側とで電荷蓄積時間が互いに異なるようにすることもできる。
【０１７１】
［撮像処理の流れ］
図２８のフローチャートを参照して、その場合の撮像処理の流れの例を説明する。
【０１７２】
ステップＳ３２１において、制御部５３０は、操作部５３１から供給されるユーザの指示等に基づいて、撮像モジュール４００を制御する。撮像モジュール４００は、表面側および裏面側の両面のシャッタを開放して撮像素子１００を駆動させ、両面側の被写体の合成画像を撮像する。
【０１７３】
ステップＳ３２２乃至ステップＳ３２６の各処理は、図２６のステップＳ３０４乃至ステップＳ３０８の各処理と同様に行われる。
【０１７４】
以上のように各処理を実行することにより、電子機器５００は、容易に、複数方向の被写体の合成画像を撮像することができる。
【０１７５】
＜４．第４の実施の形態＞
［情報提供システム］
なお、このような合成画像を撮像する電子機器５００を用いて情報提供サービスを実現することも出来る。例えば、位置情報特定等に合成画像を利用するようにしてもよい。
【０１７６】
例えば、商業施設における利用を想定する。情報提供を受けたいユーザは、商業施設内において電子機器５００の表面側および裏面側の合成画像を撮影し、この合成画像をオンライン上でサーバに提供する。サーバはこの合成画像をデータベースと照合し、ユーザがいる位置を特定し、その商業施設の販促情報などを携帯情報端末（例えば電子機器５００）に配信する。
【０１７７】
上述したように、電子機器５００は、フォトダイオード１２１において合成画像を生成するので、合成処理等が不要になり、短時間でこのような合成画像を得ることができる。また、合成前の複数の画像を処理する必要がないので、電子機器５００は、このような合成画像を得るのに必要なメモリ容量を低減させることができる。さらに、電子機器５００は、合成画像をサーバに伝送するので、複数の画像分の情報を画像１枚分のデータ量にすることができ、データ伝送量を低減させることができる。
【０１７８】
さらに、データベースにおいても、表面および裏面の合成画像を蓄積すればよいので、データベースの容量を低減させることもできる。また、サーバによる照会処理の負荷も低減させることができる。なお、例えば、表面側の撮像画像、若しくは、裏面側の撮像画像のみで同様の情報提供サービスを実現することは可能であるが、画像１枚分の情報量しかないため、照会に利用する情報量が合成画像の場合と比べて少なくなる。したがって、合成画像の場合と比べて誤判定につながる可能性が高くなる恐れがある。
【０１７９】
例えば、従来のGPS等の位置情報と併用することにより、ユーザの位置特定精度をさらに向上させることができる。従来のGPS等の位置情報の場合、建物内の位置特定が困難であった。また、例えば、ユーザが何階にいるのかを判別することも困難であった。本技術を用いることで、ユーザの立ち位置を画像によってより容易かつ詳細に特定することができる。つまり、より正確な情報提供を行うことができる。
【０１８０】
図２９は、このような情報提供サービスを提供する情報提供システムの構成例を示す図である。図２９に示される情報提供システム６００は、情報提供サーバ６０３から、端末装置６０１−１乃至端末装置６０１−３のユーザに対して情報提供を行うシステムである。
【０１８１】
各端末装置を互いに区別して説明する必要が無い場合、単に、端末装置６０１と称する。また、図２９においては、３台の端末装置６０１が示されているが、情報提供システム６００を構成する端末装置６０１の台数は任意である。
【０１８２】
端末装置６０１は、例えばインターネットに代表されるネットワーク６０２を介して情報提供サーバ６０３に接続される。ネットワーク６０２の構成は任意であり、例えば複数のネットワークよりなるようにしてもよい。また、ネットワーク６０２は、有線のネットワークであってもよいし、無線のネットワークであってもよいし、有線および無線の両方を含むネットワークであってもよい。
【０１８３】
情報を提供する側の情報提供サーバ６０３は、詳細位置データベース６０４および提供情報データベース６０５に接続される。図２９においては、情報提供サーバ６０３、詳細位置データベース６０４、および提供情報データベース６０５が１台ずつ示されているが、これらの台数はそれぞれ任意である。
【０１８４】
端末装置６０１は、少なくとも上述した電子機器５００と同様の機能を有する。また、端末装置６０１は、GPS等の位置情報を取得する機能をさらに有する。
【０１８５】
図３０は、端末装置６０１の主な構成例を示すブロック図である。図３０に示されるように、端末装置６０１において、CPU６１１、ROM６１２、およびRAM６１３は、バス６１４を介して相互に接続されている。このバス６１４にはまた、入出力インタフェース６２０も接続されている。
【０１８６】
入出力インタフェース６２０には、キーボード、マウスなどよりなる入力部６２１、CRTやLCDなどよりなるディスプレイ、並びにスピーカなどよりなる出力部６２２、ハードディスクなどより構成される記憶部６２３、モデムなどより構成される通信部６２４が接続されている。
【０１８７】
入出力インタフェース６２０にはまた、必要に応じてドライブ６２５が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア６３１が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部６２３にインストールされる。
【０１８８】
入出力インタフェース６２０には、さらに、撮像部６４１および位置検出部６４２も接続される。撮像部６４１は、例えば図２５に示される電子機器５００と同様の構成および同様の機能を有し、前方および後方の被写体の両方を撮像し、それらの合成画像を得る。位置検出部６４２は、例えばGPS等から端末装置６０１の現在位置（大まかな位置情報）を取得する。通信部６２４は、撮像部６４１において得られた合成画像と、位置検出部６４２において得られた位置情報とを、情報提供サーバ６０３に送信する。
【０１８９】
図３１は、情報提供サーバ６０３の主な構成例を示すブロック図である。図３１に示されるように、情報提供サーバ６０３は、CPU６５１、ROM６５２、RAM６５３、バス６５４、入出力インタフェース６６０、入力部６６１、出力部６６２、記憶部６６３、通信部６６４、およびドライブ６６５を有する。CPU６５１乃至ドライブ６６５は、それぞれ、端末装置６０１におけるCPU６１１乃至ドライブ６２５と同様の処理部である。また、リムーバブルメディア６７１は、リムーバブルメディア６３１と同様の記録媒体である。
【０１９０】
情報提供サーバ６０３は、さらに、位置検索部６８１、情報検索部６８２、および情報提供部６８３を有する。
【０１９１】
位置検索部６８１は、端末装置６０１から供給された位置情報および合成画像を詳細位置データベース６０４に供給し、端末装置６０１の詳細な位置を照会する処理を行う。情報検索部６８２は、詳細位置データベース６０４により特定された端末装置６０１の詳細な位置情報を提供情報データベース６０５に供給し、その詳細な位置に対応する、端末装置６０１のユーザに提供すべき情報（提供情報）を照会する処理を行う。情報提供部６８３は、端末装置６０１から供給される位置情報および合成画像を取得したり、提供情報データベース６０５により特定された提供情報を端末装置６０１に供給したりする処理を行う。
【０１９２】
図３２のフローチャートを参照して、端末装置６０１および情報提供サーバ６０３により実行される情報提供処理の流れの例を説明する。
【０１９３】
ステップＳ４０１において、端末装置６０１の撮像部６４１は、ユーザに操作され、その前方および後方の合成画像（両面合成画像）を撮像する。ステップＳ４０２において、端末装置６０１の位置検出部６４２は、GPS等により自身の大まかな位置を検出し、その位置情報を取得する。ステップＳ４０３において、通信部６２４は、両面合成画像と位置情報を、情報提供サーバ６０３に送信する。
【０１９４】
ステップＳ４２１において、情報提供サーバ６０３の情報提供部６８３は、ネットワーク６０２を介してその位置情報及び合成画像を取得する。ステップＳ４２２において、情報提供サーバ６０３の位置検索部６８１は、取得した位置情報および両面合成画像に基づいて、端末装置６０１の詳細位置を検索する。つまり、位置検索部６８１は、取得した位置情報および両面合成画像を詳細位置データベース６０４に提供し、画像を送信した端末装置６０１の詳細位置を照会する。
【０１９５】
詳細位置データベース６０４は、位置情報に基づいて端末装置６０１の大まかな位置を特定すると、予め記憶しているデータベースの中から、その位置に対応し、かつ、提供された両面合成画像に対応する両面合成画像を検索する。目的の両面合成画像が検索されると、詳細位置データベース６０４は、その両面合成画像に対応付けられた詳細位置情報を情報提供サーバ６０３に提供する。
【０１９６】
位置検索部６８１がその詳細位置情報を取得すると、ステップＳ４２３において、情報提供サーバ６０３の情報検索部６８２は、その詳細位置情報に基づいて、提供情報を検索する。つまり、情報検索部６８２は、詳細位置情報を提供情報データベース６０５に供給し、その詳細位置に対応する提供情報を照会する。提供情報データベース６０５は、供給された詳細位置情報に対応する、端末装置６０１に提供する提供情報を検索し、検索された提供情報を情報提供サーバ６０３に供給する。
【０１９７】
情報検索部６８２がその提供情報を取得すると、ステップＳ４２４において、情報提供サーバ６０３の情報提供部６８３は、その提供情報を、ネットワーク６０２を介して、合成画像を供給した端末装置６０１に供給する。
【０１９８】
端末装置６０１の通信部６２４は、ステップＳ４０４において、その提供情報を受信する。端末装置６０１の出力部６２２は、その提供情報を、画像や音声等として出力し、ユーザに提示する。
【０１９９】
以上のように、本技術は、撮像素子１００を用いて得られる合成画像を利用する、情報提供サービス等の任意のサービスに適用することができる。
【０２００】
なお、本技術を適用した撮像素子、各種装置、およびシステムは、上述した構成に限らず、他の構成であってもよい。
【０２０１】
以上に説明した各装置は、それぞれ、上述した以外の構成を含むようにしてももちろんよい。また、１つの装置としてだけでなく、複数の装置よりなるシステムとして構成されるようにしてもよい。
【０２０２】
上述した一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【０２０３】
この記録媒体は、例えば、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されているリムーバブルメディア２３１（図５）、リムーバブルメディア３３１（図１０）、制御部５３０（図２５）に含まれるドライブに装着されるリムーバブルメディア（図示せず）、リムーバブルメディア６３１（図３０）、または、リムーバブルメディア６７１（図３１）により構成される。
【０２０４】
これらのリムーバブルメディアには、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）や光ディスク（CD-ROMやDVDを含む）が含まれる。さらに、光磁気ディスク（MD（Mini Disc）を含む）や半導体メモリ等も含まれる。また、上述した記録媒体は、このような各リムーバブルメディアだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されている制御部２０１（図５）、制御部３０１（図１０）、および制御部５３０（図２５）のROM、ROM６１２（図３０）、およびROM６５２（図３１）や、記憶部２２３（図５）、記憶部３２３（図１０）、制御部５３０（図２５）に含まれる記憶部（図示せず）、記憶部６２３（図３０）、および記憶部６６３（図３１）に含まれるハードディスクなどにより構成されるようにしてもよい。
【０２０５】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０２０６】
また、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０２０７】
また、本明細書において、システムとは、複数のデバイス（装置）により構成される装置全体を表すものである。
【０２０８】
また、以上において、１つの装置（または処理部）として説明した構成が、複数の装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成が、まとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成が付加されるようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部が他の装置（または他の処理部）の構成に含まれるようにしてもよい。つまり、本開示の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０２０９】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１） 光電変換素子が形成されるシリコン基板と、
前記シリコン基板の表面側に形成される配線層と
を備え、
前記光電変換素子が、前記表面側から前記配線層を介して入射される光を光電変換するとともに、前記シリコン基板の裏面側から前記配線層を介さずに入射される光を光電変換する
撮像素子。
（２） 前記配線層の配線は、前記光電変換素子に入射する光の、前記配線層中の光路以外に配置される
前記（１）に記載の撮像素子。
（３） 前記光電変換素子に入射する光の、前記配線層中の光路に導波路が形成される
前記（２）に記載の撮像素子。
（４） 前記光電変換素子の裏面側にカラーフィルタを備え、
前記光電変換素子の表面側にカラーフィルタ以外のフィルタが備えられる
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の撮像素子。
（５） 前記カラーフィルタ以外のフィルタは、赤外透過フィルタ若しくはホワイト画素用フィルタの少なくともいずれか一方を含む
前記（４）に記載の撮像素子。
（６） 各画素のフィルタが、所定の無機膜により分離される
前記（４）または（５）に記載の撮像素子。
（７） 前記光電変換素子の裏面側と表面側の両方にオンチップレンズが形成される
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の撮像素子。
（８） 前記オンチップレンズは、無機系の材料により形成される
前記（７）に記載の撮像素子。
（９） 前記光電変換素子の裏面側にのみオンチップレンズが形成される
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の撮像素子。
（１０） 前記シリコン基板は、各画素の構成として複数の前記光電変換素子を備える縦型分光構造を有する
前記（１）乃至（９）のいずれかに記載の撮像素子。
（１１）
前記配線層の配線の外部端子としての電極部を有し、
前記シリコン基板および前記配線層は、前記電極部が裏面側に露出するように開口される
前記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の撮像素子。
（１２） 前記電極部は、前記電極部に積層される構成が、前記光電変換素子が形成される画素領域における構成よりも盛り上がるように、比較的厚く形成される
前記（１１）に記載の撮像素子。
（１３） 前記配線層の表面側には、所定の接着材料を用いて、光を透過する支持基板が接着される
前記（１）乃至（１２）のいずれかに記載の撮像素子。
（１４） 前記配線層の表面側には、プラズマ接合により、光を透過する支持基板が接合される
前記（１）乃至（１２）のいずれかに記載の撮像素子。
（１５） 前記配線層の表面側に形成される、光を透過する支持基板の、前記光電変換素子が形成される画素領域以外の部分に回路が形成される
前記（１）乃至（１４）のいずれかに記載の撮像素子。
（１６） 配線若しくは遮光膜、またはその両方によって、前記光電変換素子の裏面側および表面側のうち、一方の側から入射する光を遮光し、前記光電変換素子が、他方の側から入射する光のみを光電変換する画素を有する
前記（１）乃至（１５）のいずれかに記載の撮像素子。
（１７） 前記光電変換素子の表面側および裏面側のそれぞれに、互いに独立に駆動し、それぞれの側からの光の入射を制御するシャッタをさらに備える
前記（１）乃至（１６）のいずれかに記載の撮像素子。
（１８） 前記光電変換素子の一方の側の画素領域が遮光板により分割され、分割された各領域の画素が互いに異なる波長域の検出に用いられる
前記（１）乃至（１７）のいずれかに記載の撮像素子。
（１９） 光電変換素子が形成されるシリコン基板と、前記シリコン基板の表面側に形成される配線層とを備え、前記光電変換素子が、前記表面側から前記配線層を介して入射される光を光電変換するとともに、前記シリコン基板の裏面側から前記配線層を介さずに入射される光を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子により得られた画像に対して画像処理を行う画像処理部と
を備える電子機器。
（２０） 製造装置の製造方法であって、
製造部が、表面照射型のイメージセンサを製造し、
接着部が、接着材料を用いて、光を透過する支持基板を、前記表面照射型のイメージセンサの表面側に接着し、
研磨部が、前記表面照射型のイメージセンサの裏面側を研磨し、
形成部が、研磨された前記表面照射型のイメージセンサの裏面側にオンチップレンズを形成する
製造方法。
【符号の説明】
【０２１０】
１００ 撮像素子， １１２ 配線層， １３１ 配線， １４２ 導波路， ２００ 製造装置， ２６２ 多用途フィルタ， ３００ 製造装置， ３６１ 電極部， ３７１ 無機膜， ３７２ 無機膜オンチップレンズ， ３８１ 回路部， ３８２ 電極， ３８３ 貫通電極， ３８４ 接続電極， ３９１ 遮光膜， ３９２ 配線， ４００ 撮像モジュール， ４３１ 遮光板， ５００ 電子機器， ５３０ 制御部， ６００ 情報提供システム， ６０１ 端末装置， ６０３ 情報提供サーバ， ６０４ 詳細位置データベース， ６０５ 提供情報データベース
【技術分野】
【０００１】
本開示は、撮像素子、電子機器、並びに、製造方法に関し、特に、複数方向の被写体を撮像することができるようにした撮像素子、電子機器、並びに、製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器、特に携帯電話機に代表される情報通信端末においては、イメージセンサが２つ以上設けられている場合がある。このようなイメージセンサとしては、例えば、写真撮影用のメインカメラ、テレビ電話用のサブカメラ、周辺照度を検知する照度センサ、または、赤外線を検知する赤外線センサなどが挙げられる。
【０００３】
ところで、電子機器は、小型化、薄型化、および、低コスト化等が常に求められているが、上述したように多数のイメージセンサの設置も求められており、そのイメージセンサによって、小型化、薄型化、および低コスト化の実現が困難になる場合もあった。
【０００４】
そこで、２つの撮像素子を貼り合わせて両面から受光可能にする方法が考えられた（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この方法においても、２つの撮像素子が使用される。つまり、この技術では、撮像素子２個分のコストが必要となり、低コスト化の実現が困難であった。
【０００５】
そこで、撮像素子の表面および裏面の両方から光を受光する構造が考えられた（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３０６３８７号公報
【特許文献２】特許４００４４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２には、正面側と背面側の撮像を行う固体撮像素子（光電変換素子）を共通化することが記載されているのみである。
【０００８】
しかしながら、さらなる性能向上が求められている。
【０００９】
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より具体的な構成を開示することにより、複数方向の被写体を撮像する機能の多用途化、高機能化、低コスト化、および小型化等の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の一側面は、光電変換素子が形成されるシリコン基板と、前記シリコン基板の表面側に形成される配線層とを備え、前記光電変換素子が、前記表面側から前記配線層を介して入射される光を光電変換するとともに、前記シリコン基板の裏面側から前記配線層を介さずに入射される光を光電変換する撮像素子である。
【００１１】
前記配線層の配線は、前記光電変換素子に入射する光の、前記配線層中の光路以外に配置されることができる。
【００１２】
前記光電変換素子に入射する光の、前記配線層中の光路に導波路が形成されることができる。
【００１３】
前記光電変換素子の裏面側にカラーフィルタを備え、前記光電変換素子の表面側にカラーフィルタ以外のフィルタが備えられることができる。
【００１４】
前記カラーフィルタ以外のフィルタは、赤外透過フィルタ若しくはホワイト画素用フィルタの少なくともいずれか一方を含むことができる。
【００１５】
各画素のフィルタが、所定の無機膜により分離されることができる。
【００１６】
前記光電変換素子の裏面側と表面側の両方にオンチップレンズが形成されることができる。
【００１７】
前記オンチップレンズは、無機系の材料により形成されることができる。
【００１８】
前記光電変換素子の裏面側にのみオンチップレンズが形成されることができる。
【００１９】
前記シリコン基板は、各画素の構成として複数の前記光電変換素子を備える縦型分光構造を有することができる。
【００２０】
前記配線層の配線の外部端子としての電極部を有し、前記シリコン基板および前記配線層は、前記電極部が裏面側に露出するように開口されることができる。
【００２１】
前記電極部は、前記電極部に積層される構成が、前記光電変換素子が形成される画素領域における構成よりも盛り上がるように、比較的厚く形成されることができる。
【００２２】
前記配線層の表面側には、所定の接着材料を用いて、光を透過する支持基板が接着されることができる。
【００２３】
前記配線層の表面側には、プラズマ接合により、光を透過する支持基板が接合されることができる。
【００２４】
前記配線層の表面側に形成される、光を透過する支持基板の、前記光電変換素子が形成される画素領域以外の部分に回路が形成されることができる。
【００２５】
配線若しくは遮光膜、またはその両方によって、前記光電変換素子の裏面側および表面側のうち、一方の側から入射する光を遮光し、前記光電変換素子が、他方の側から入射する光のみを光電変換する画素を有することができる。
【００２６】
前記光電変換素子の表面側および裏面側のそれぞれに、互いに独立に駆動し、それぞれの側からの光の入射を制御するシャッタをさらに備えることができる。
【００２７】
前記光電変換素子の一方の側の画素領域が遮光板により分割され、分割された各領域の画素が互いに異なる波長域の検出に用いられることができる。
【００２８】
本開示の他の側面は、光電変換素子が形成されるシリコン基板と、前記シリコン基板の表面側に形成される配線層とを備え、前記光電変換素子が、前記表面側から前記配線層を介して入射される光を光電変換するとともに、前記シリコン基板の裏面側から前記配線層を介さずに入射される光を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子により得られた画像に対して画像処理を行う画像処理部とを備える電子機器である。
【００２９】
本開示のさらに他の側面は、製造装置の製造方法であって、製造部が、表面照射型のイメージセンサを製造し、接着部が、接着材料を用いて、光を透過する支持基板を、前記表面照射型のイメージセンサの表面側に接着し、研磨部が、前記表面照射型のイメージセンサの裏面側を研磨し、形成部が、研磨された前記表面照射型のイメージセンサの裏面側にオンチップレンズを形成する製造方法である。
【００３０】
本開示の一側面においては、光電変換素子が形成されるシリコン基板と、シリコン基板の表面側に形成される配線層とが備えられ、光電変換素子により、表面側から配線層を介して入射される光が光電変換されるとともに、シリコン基板の裏面側から配線層を介さずに入射される光が光電変換される。
【００３１】
本開示の他の側面においては、光電変換素子が形成されるシリコン基板と、シリコン基板の表面側に形成される配線層とが備えられ、光電変換素子により、表面側から配線層を介して入射される光が光電変換されるとともに、シリコン基板の裏面側から配線層を介さずに入射される光が光電変換され、得られた画像に対して画像処理が行われる。
【００３２】
本開示のさらに他の側面においては、表面照射型のイメージセンサが製造され、接着材料を用いて、光を透過する支持基板が、表面照射型のイメージセンサの表面側に接着され、表面照射型のイメージセンサの裏面側が研磨され、研磨された表面照射型のイメージセンサの裏面側にオンチップレンズが形成される。
【発明の効果】
【００３３】
本開示によれば、被写体を撮像することができる。特に、複数方向の被写体を撮像する機能の性能をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】裏面照射型のCMOSイメージセンサの主な構成例を示す図である。
【図２】裏面照射型のCMOSイメージセンサを用いた電子機器の主な構成例を示す図である。
【図３】両面照射型の撮像素子の主な構成例を示す図である。
【図４】導波路の有無による入射光の光路の違いを説明する図である。
【図５】製造装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図６】製造処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図７】各工程の様子を説明する図である。
【図８】フィルタの例を説明する図である。
【図９】両面照射型の撮像素子の、他の構成例を示す図である。
【図１０】製造装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図１１】製造処理の流れの、他の例を説明するフローチャートである。
【図１２】各工程の様子を説明する図である。
【図１３】両面照射型の撮像素子の、さらに他の構成例を示す図である。
【図１４】撮像素子の構成例を示す図である。
【図１５】撮像素子の他の構成例を示す図である。
【図１６】両面照射型の撮像素子の、さらに他の構成例を示す図である。
【図１７】多層構造を説明する図である。
【図１８】多層構造を説明する図である。
【図１９】両面照射型の撮像素子の、さらに他の構成例を示す図である。
【図２０】フィルタの他の例を説明する図である。
【図２１】撮像モジュールの主な構成例を示す図である。
【図２２】撮像モジュールの他の構成例を示す図である。
【図２３】フィルタの構成例を示す図である。
【図２４】両面照射型のCMOSイメージセンサを用いた電子機器の構成例を示す図である。
【図２５】両面照射型のCMOSイメージセンサを用いた電子機器の、内部の構成例を示すブロック図である。
【図２６】撮像処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図２７】撮像の様子の例を説明する図である。
【図２８】撮像処理の流れの、他の例を説明するフローチャートである。
【図２９】情報提供システムの例を説明する図である。
【図３０】端末装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図３１】情報提供サーバの主な構成例を示すブロック図である。
【図３２】情報提供処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本技術を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（撮像素子，製造装置）
２．第２の実施の形態（撮像モジュール）
３．第３の実施の形態（電子機器）
４．第４の実施の形態（情報提供システム）
【００３６】
＜１．第１の実施の形態＞
［裏面照射型CMOSイメージセンサ］
図１は、裏面照射型のCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサの構成例を示す図である。図１に示される撮像素子１０は、フォトダイオード等の光電変換素子が形成される半導体基板の表面側に配線層が形成され、裏面側から入射する光を光電変換素子によって光電変換する裏面照射型のCMOSイメージセンサである。
【００３７】
撮像素子１０のシリコン基板１１には、入射光を光電変換するフォトダイオード１２が形成される。図中、左側が表面側であり、右側が裏面側である。シリコン基板１１の裏面側には、平坦化膜１３、カラーフィルタ１４、およびオンチップレンズ１５が形成される。フォトダイオード１２は、この裏面側から、平坦化膜１３、カラーフィルタ１４、およびオンチップレンズ１５を介して入射される光を光電変換する。
【００３８】
シリコン基板１１の表面側には、フォトダイオード１２に蓄積された電荷を読み出す回路等の配線１６が形成される配線層が形成される。配線層の表面側には、回路の外部端子となるPAD電極１７が形成される。さらに、配線層の表面側には、パッシベーション膜１８等が形成されて保護される。さらに、そのパッシベーション膜１８の表面側に支持基板１９が形成される。
【００３９】
このように、裏面照射型の撮像素子１０は、一方向（裏面側）からの入射光のみを光電変換する。
【００４０】
［電子機器］
図２は、このような裏面照射型の撮像素子１０を用いた電子機器の構成例を示す図である。
【００４１】
図２に示される電子機器３０は、図１に示される撮像素子を内蔵し、前方と後方の両方を撮像することができる。電子機器３０は、図２Ａに示されるように、その筺体の前面３１に前方用レンズ４１を有し、図２Ｂに示されるように、その筺体の背面３２に後方用レンズ４２を有する。
【００４２】
図２Ｃは、電子機器３０を側面３３側から見た透過図である。図２Ｃに示されるように、この場合、電子機器３０は、前方を撮像するための前方撮像モジュール５１と、後方を撮像するための後方撮像モジュール５２とを内蔵する。つまり、電子機器３０は、図１の撮像素子１０を少なくとも２つ以上内蔵する必要がある。
【００４３】
そのため、電子機器３０の製造コストの低減や、筺体の小型化が困難になる恐れがあった。また、例えば、前方撮像素子で照度を検知しながら、後方撮像素子で被写体を撮像する場合等、両方の撮像素子を同時に駆動させたい場合、撮像素子１０を複数駆動させなければならず、消費電力の低減が困難であった。
【００４４】
なお、特許文献２には、正面と背面の両方で撮像する撮像素子が開示されているが、上述したように、光電変換素子が共通化されることが記載されているのみである。
【００４５】
本開示においては、表面および裏面の被写体を撮像する撮像素子の構成をより具体的に開示することにより、撮像性能をより向上させた撮像素子について説明する。
【００４６】
［両面照射型CMOSイメージセンサ］
図３は、両面照射型の撮像素子の主な構成例を示す図である。図３に示される撮像素子１００は、同じシリコン基板の表面および裏面にそれぞれ受光部を持ち、表面から入射した光と裏面から入射した光が同一のフォトダイオードに集光されて駆動する両面照射型の撮像素子である。
【００４７】
撮像素子１００のシリコン基板１１１には、入射された光を光電変換するフォトダイオード１２１が形成される。図中、左側が表面側であり、右側が裏面側である。
【００４８】
シリコン基板１１１の裏面側には、シリコン基板１１１の裏面界面を平坦化させる平坦化膜１２２、入射光の所定の波長域（色）成分を透過させるカラーフィルタ１２３、および、入射光をフォトダイオード１２１の裏面側に集光させるオンチップレンズ１２４が積層される。
【００４９】
また、シリコン基板１１１の表面側には、配線１３１が複数層形成される配線層１１２が形成される。配線１３１は、例えばフォトダイオード１２１に蓄積される電荷を読み出す回路等の配線である。配線層１１２の表面側には、その回路の外部端子となる電極部１３２が形成される。電極部１３２は、裏面側に対して露出している。
【００５０】
配線層１１２および電極部１３２の表面側は、パッシベーション膜１４１が形成され、保護されている。フォトダイオード１２１には表面側から入射光が照射される。したがって、配線１３１は、配線層１１２の、その入射光の光路となる部分以外に配置される。つまり、例えば、図３に示されるように、配線層１１２の、後述するカラーフィルタ１４４（オンチップレンズ１４５）からフォトダイオード１２１までを結ぶ部分を避けて、配線される。
【００５１】
この、配線層１１２の、表面側から入射される入射光の光路となる部分は、表面側から穴が開けられ、パッシベーション膜１４１が形成された後、導波路１４２が形成される。導波路１４２は、例えば、高屈折率の樹脂や、シリコン窒化膜（SiN）等、所定の素材により構成される。導波路１４２は、周囲との屈折率の差により、光が入出力する面以外の境界面で全反射を起こして、高効率に光を伝搬する。
【００５２】
導波路１４２およびパッシベーション膜１４１の表面側には、さらに、平坦化膜１４３、カラーフィルタ１４４、およびオンチップレンズ１４５が積層される。これらは、表面側から入射される光のための構成である。さらに、オンチップレンズ１４５の表面側に、光を透過する透明支持基板１４６が接合若しくは接着される。
【００５３】
以上のように、フォトダイオード１２１には、表面側と裏面側の両方から光が入射する。フォトダイオード１２１は、その両方の光を光電変換することができる。つまり、撮像素子１００においては、表面側から入射される光を光電変換する光電変換素子と、裏面側から入射される光を光電変換する光電変換素子とが共通化されている。さらに、撮像素子１００の場合、配線１３１も共通化することができる。したがって、このような両面照射型の撮像素子１００をより小型に実現することができる、また、撮像素子１００の製造コストを、個別に２つの撮像素子を製造する場合に比べて低減させることができる。
【００５４】
なお、撮像素子１００の場合、配線層１１２がシリコン基板１１１の一方の側（表面側）に形成される。したがって、撮像素子１００の裏面側から入射する光は、オンチップレンズ１２４、カラーフィルタ１２３、および平坦化膜１２２の各層を透過し、フォトダイオード１２１に入射し、光電変換される。つまり撮像素子１００の裏面側から入射する光は、配線層を介さずにフォトダイオード１２１に入射されるので、撮像素子１００は、裏面側の光電変換の感度を向上させることができる。
【００５５】
また、上述したように、配線層１１２に導波路１４２が形成されるので、撮像素子１００は、表面側の光電変換の感度も向上させることができる。
【００５６】
なお、導波路１４２が設けられることにより、撮像素子１００に表面側から入射される入射光は、その導波路１４２を通ってフォトダイオード１２１に入射するので、隣接画素への進入が抑制される。つまり、導波路１４２は、表面側から入射される入射光による混色の発生を抑制することができる。また、それだけでなく、導波路１４２は、裏面側から撮像素子１００に入射される入射光による混色の発生も抑制することができる。
【００５７】
例えば、導波路１４２を設けない場合、図４Ａに示されるように、裏面側から入射した光は、フォトダイオード１２１を透過した後、配線１３１によって反射し、隣接画素のフォトダイオード１２１へ侵入してしまう恐れがあった。すなわち、混色が発生する恐れがあった。
【００５８】
これに対して、撮像素子１００の場合、図４Ｂに示されるように、裏面側から入射した光は、フォトダイオード１２１を透過した後、導波路１４２に進入するので、配線１３１に反射せずに表面側に抜ける。したがって、混色の発生が抑制される。
【００５９】
なお、画素サイズが小さいほど、混色が発生する可能性が高くなるので、導波路１４２による混色発生を抑制することによる効果はより大きくなる。
【００６０】
なお、配線１３１を共通化せずに、フォトダイオード１２１が表面側からの入射光を光電変換する場合の回路と、裏面側からの入射光を光電変換する場合の回路とを分けるようにしてもよい。ただし、この場合、両回路を独立して動作させることができるようになるものの、略同様の構成の回路が２系統形成されることになるので、回路の冗長性が増大する。
【００６１】
さらに、フォトダイオード１２１、トランジスタ、および配線１３１等の回路を共通化することにより、製造時の工程数を低減させることができ、個別に２つの撮像素子を製造する場合に比べて製造コストを低減させることができる。
【００６２】
また、図３に示されるように、シリコン基板１１１およびシリコン基板１１１より表面側の構成が、表面照射型のイメージセンサを形成している。また、シリコン基板１１１およびシリコン基板１１１より裏面側の構成が、裏面照射型のイメージセンサを構成している。
【００６３】
つまり、撮像素子１００は、表面照射型のイメージセンサの裏面側に、裏面照射型のイメージセンサのシリコン基板１１１より裏面側の構成（平坦化膜１２２乃至オンチップレンズ１２４）を形成することにより、製造することができる（ただし、電極部１３２の開口方向は裏面側である）。換言すれば、撮像素子１００は、裏面照射型のイメージセンサの配線層１１２の表面側に、表面照射型のイメージセンサの配線層１１２より表面側の構成（パッシベーション膜１４１乃至透明支持基板１４６）を形成することにより、製造することができる。
【００６４】
つまり、撮像素子１００は、従来の撮像素子の製造方法を用いて容易に製造することができる。
【００６５】
［製造］
以下に、撮像素子１００の製造方法の例について説明する。
【００６６】
図５は、撮像素子１００を製造する製造装置の主な構成例を示すブロック図である。図５に示されるように、製造装置２００は、制御部２０１、表面照射型イメージセンサ製造部２１１、接着部塗布部２１２、透明支持基板接着部２１３、研磨部２１４、平坦化膜塗布部２１５、フィルタレンズ形成部２１６、および電極開口部２１７を有する。また、製造装置２００は、入力部２２１、出力部２２２、記憶部２２３、通信部２２４、およびドライブ２２５を有する。
【００６７】
制御部２０１は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、ROM（Read Only Memory）、およびRAM（Random Access Memory）等を有し、その他の各部を制御し、撮像素子１００の製造に関する処理を行う。例えば、制御部２０１のCPUは、ROMに記憶されているプログラムに従って各種の処理を実行する。また、CPUは、記憶部２２３からRAMにロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAMにはまた、CPUが各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【００６８】
表面照射型イメージセンサ製造部２１１乃至電極開口部２１７は、制御部２０１に制御され、撮像素子１００を製造する各工程の処理を行う。
【００６９】
入力部２２１は、キーボード、マウス、タッチパネル、および外部入力端子などよりなり、ユーザ指示や外部からの情報の入力を受け付け、制御部２０１に供給する。出力部２２２は、CRT（Cathode Ray Tube）ディスプレイやLCD（Liquid Crystal Display）等のディスプレイ、スピーカ、並びに外部出力端子などよりなり、制御部２０１から供給される各種情報を画像、音声、若しくは、アナログ信号やデジタルデータとして出力する。
【００７０】
記憶部２２３は、フラッシュメモリ等SSD（Solid State Drive）やハードディスクなどよりなり、制御部２０１から供給される情報を記憶したり、制御部２０１からの要求に従って、記憶している情報を読み出して供給したりする。
【００７１】
通信部２２４は、例えば、有線LAN（Local Area Network）や無線LANのインタフェースやモデムなどよりなり、インターネットを含むネットワークを介して、外部の装置との通信処理を行う。例えば、通信部２２４は、制御部２０１から供給される情報を通信相手に送信したり、通信相手から受信した情報を制御部２０１に供給したりする。
【００７２】
ドライブ２２５は、必要に応じて制御部２０１に接続される。そして、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア２３１がそのドライブ２２５に適宜装着される。そして、そのドライブ２２５を介してリムーバブルメディア２３１から読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部２２３にインストールされる。
【００７３】
図６のフローチャートを参照して、製造処理の流れの例を説明する。なお、適宜、図７を参照して説明する。図７は、製造処理の各工程の様子を説明する図である。
【００７４】
製造処理が開始されると、ステップＳ１０１において、表面照射型イメージセンサ製造部２１１は、制御部２０１に制御されて、例えば、特開２０１０−４１０３４号公報（以下、特許文献３と称する）に記載のような従来の方法で、配線層に導波路を有する表面照射型のイメージセンサを製造する（図７のプロセス［１］）。
【００７５】
ステップＳ１０２において、接着剤塗布部２１２は、制御部２０１に制御されて、オンチップレンズ１４５の表面に所定の接着材料２５２を塗布する（図７のプロセス［２］）。
【００７６】
ステップＳ１０３において、透明支持基板接着部２１３は、制御部２０１に制御されて、透明支持基板１４６を接着する（図７のプロセス［３］）。
【００７７】
研磨部２１４は、ステップＳ１０４において、制御部２０１に制御されて、ここまで製造した撮像素子１００を裏返し（図７のプロセス［４］）す。研磨部２１４は、さらに、ステップＳ１０５において、制御部２０１に制御されて、シリコン基板１１１の裏面側を研磨する（図７のプロセス［５］）。研磨の方法は、バックグラインドでも良いが、カラーフィルタ１４４やオンチップレンズ１４５への圧力を軽減するためにエッチングによって行われるようにしても良い。
【００７８】
これ以降のプロセスは、例えば、特開２００８−１０３３６８号公報（以下、特許文献４と称する）に記載のような従来の裏面照射型イメージセンサの製造手法と同様に行うことができる。
【００７９】
ステップＳ１０６において、平坦化膜塗布部２１５は、制御部２０１に制御されて、研磨されたシリコン基板１１１の裏面界面に平坦化膜１２２を塗布する（図７のプロセス［６］）。
【００８０】
ステップＳ１０７において、フィルタレンズ形成部２１６は、制御部２０１に制御されて、平坦化膜１２２の裏面側にカラーフィルタを形成する（図７のプロセス［７］）。さらに、フィルタレンズ形成部２１６は、ステップＳ１０８において、制御部２０１に制御されて、オンチップレンズを形成する（図７のプロセス［８］）。
【００８１】
ステップＳ１０９において、電極開口部２１７は、制御部２０１に制御されて、シリコン基板１１１および配線層１１２を裏面側から開口し、電極部１３２を裏面側に露出させる。
【００８２】
ステップＳ１０９の処理が終了すると、制御部２０１は、製造処理を終了する。
【００８３】
以上のように、製造装置２００は、従来の撮像素子の製造方法を利用して、撮像素子１００をより容易に製造することができる。
【００８４】
［多用途化］
なお、以上においてはカラーフィルタが形成されるように説明したが、このフィルタは、例えばRGBのカラーフィルタであっても良いし、ホワイト画素用のフィルタであってもよい。また、フォトダイオード１２１に入射される光の波長域は、例えば赤外光等の可視光以外であってもよい。つまり、このフィルタは、赤外光を透過させる赤外透過フィルタであってもよい。
【００８５】
図３に示されるように、裏面側から入射される光は、配線層を介さずにフォトダイオード１２１に入射されるので、フォトダイオード１２１は、裏面側の入射光に対する感度の方が良い。そこで、例えば、撮像素子１００の裏面側の構成を、可視光の撮像に用い、表面側の構成を、赤外光の検出や照度検知等、通常の可視光の画像の撮像以外の用途に用いるようにしてもよい。
【００８６】
図８は、撮像素子１００の表面側と裏面側のそれぞれのフィルタの構成例を説明する図である。図８の例の場合、裏面側の画素にRGBのベイヤ配列のカラーフィルタ２６１が形成され、表面側の画素に赤外透過フィルタとホワイト画素用フィルタが所定の順に配列された多用途フィルタ２６２が形成されている。
【００８７】
つまり、この場合、撮像素子１００は、裏面側の構成で、通常の可視光の（RGBの）画像の撮像を行い、表面側の構成で、赤外光を検出したり、照度を検知したりすることができる。したがって、撮像素子１００は、より多様な用途に用いることができる。
【００８８】
なお、フィルタの構成は、図８に限らない。例えば、表面側のフィルタが、多用途フィルタ２６２の代わりに、赤外透過フィルタのみにより構成されるようにしてもよいし、ホワイト画素用フィルタのみにより構成されるようにしてもよい。もちろん、例えば、RGBのカラーフィルタと混在させるようにしてもよいし、これら以外のフィルタを用いるようにしてもよい。さらに、表面側にカラーフィルタ２６１を適用し、裏面側に多用途フィルタ２６２を適用するようにしてもよい。
【００８９】
［表面側の他の構成例］
なお、図８の例のように、一方において通常の可視光の画像を撮像し、他方において赤外光や照度等の検知を行うようにする場合、例えば図９に示されるように、撮像素子１００のオンチップレンズ等の構成を省略することもできる。
【００９０】
図９の例の場合、撮像素子１００は、裏面側において通常の可視光の（RGBの）画像の撮像を行い、表面側において照度検知や赤外検知を行う。照度検知や赤外検知の用途では、入射光を集光させるオンチップレンズ１４５は必須ではない。そこで、撮像素子１００においては、導波路１４２乃至オンチップレンズ１４５が省略されている。このようにすることにより、撮像素子１００は、製造に必要な材料や工程数を低減することができ、製造コストを低減させることができる。また、表面側の構造が単純化するので、撮像素子１００は、圧力による材料の形状崩れのリスクを低減させることができる。
【００９１】
［製造］
図１０は、この場合の製造装置の構成例を示すブロック図である。図１０に示される製造装置３００は、図９の場合の撮像素子１００を製造する装置である。図１０に示されるように、製造装置３００は、制御部３０１、フォトダイオード形成部３１１、配線層形成部３１２、電極部形成部３１３、パッシベーション膜形成部３１４、透明支持基板接合部３１５、研磨部３１６、平坦化膜塗布部３１７、フィルタレンズ形成部３１８、および電極開口部３１９を有する。制御部３０１は、図５に示される制御部２０１と同様の処理部である。
【００９２】
また、製造装置３００は、入力部３２１、出力部３２２、記憶部３２３、通信部３２４、およびドライブ３２５を有する。入力部３２１乃至ドライブ３２５は、それぞれ、図５に示される入力部２２１乃至ドライブ２２５と同様の処理部である。また、リムーバブルメディア３３１は、図５のリムーバブルメディア２３１と同様のメディアである。
【００９３】
フォトダイオード形成部３１１乃至電極開口部３１９は、制御部３０１に制御され、撮像素子１００の製造に関する各工程の処理を実行する。
【００９４】
図１１のフローチャートを参照して、この場合の製造処理の流れの例を説明する。必要に応じて図１２を参照して説明する。
【００９５】
製造処理が開始されると、ステップＳ２０１において、フォトダイオード形成部３１１は、制御部３０１に制御されて、シリコン基板１１１にフォトダイオード１２１を形成する。ステップＳ２０２において、配線層形成部３１２は、制御部３０１に制御されて、シリコン基板１１１の表面側に配線層１１２を形成する。ステップＳ２０３において、電極部形成部３１３は、制御部３０１に制御されて、配線層１１２の表面側に電極部１３２を形成する（図１２に示されるプロセス［１］）。
【００９６】
ステップＳ２０４において、パッシベーション膜形成部３１４は、制御部３０１に制御されて、配線層１１２および電極部１３２の表面側に、例えばシリコン窒化膜（SiN）等のパッシベーション膜１４１を形成する（図１２に示されるプロセス［２］）。
【００９７】
ステップＳ２０５において、透明支持基板接合部３１５は、制御部３０１に制御されて、プラズマ接合により透明支持基板１４６をパッシベーション膜１４１に接合する（図１２に示されるプロセス［３］）。なお、この場合、パッシベーション膜１４１は、比較的平坦であるので、プラズマ接合による接合を容易に実現することができる。プラズマ接合の代わりに、接着部材を用いて透明支持基板１４６をパッシベーション膜１４１に接着することもできるが、接着部材により光の吸収や屈折が生じる恐れがある。すなわち、集光効率が低下し、イメージセンサの感度が低下する恐れがある。これに対してプラズマ接合の場合、そのような光の吸収や屈折の恐れがなく、フォトダイオード１２１を高感度に維持することができる。
【００９８】
なお、図５乃至図７を参照して説明した製造方法においては、透明支持基板１４６を接着材料を用いて接着するように説明した。この場合、表面側にはオンチップレンズ１４５が形成されているので、平坦でないのでプラズマ接合よりも接着部材を用いた接着の方が容易である。
【００９９】
ステップＳ２０６において、研磨部３１６は、制御部３０１に制御されて、ここまで製造した撮像素子１００を裏返す（図１２に示されるプロセス［４］）。ステップＳ２０７において、研磨部３１６は、制御部３０１に制御されて、シリコン基板１１１の裏面側を研磨する（図１２に示されるプロセス［５］）。
【０１００】
ステップＳ２０８において、平坦化膜塗布部３１７は、制御部３０１に制御されて、研磨したシリコン基板１１１の裏面界面に平坦化膜１２２を塗布する（図１２に示されるプロセス［６］）。
【０１０１】
ステップＳ２０９において、フィルタレンズ形成部３１８は、制御部３０１に制御されて、平坦化膜１２２の裏面側にカラーフィルタ１２３を形成する（図１２に示されるプロセス［７］）。さらに、フィルタレンズ形成部３１８は、ステップＳ２１０において、制御部３０１に制御されて、オンチップレンズ１２４を形成する（図１２に示されるプロセス［８］）。
【０１０２】
ステップＳ２１１において、電極開口部３１９は、制御部３０１に制御されて、シリコン基板１１１および配線層１１２を裏面側から開口し、電極部１３２を裏面側に露出させる。
【０１０３】
ステップＳ２１１の処理が終了すると、制御部３０１は、製造処理を終了する。
【０１０４】
以上のように、製造装置３００は、従来の撮像素子の製造方法を利用して、撮像素子１００をより容易に製造することができる。
【０１０５】
［縦型分光構造］
撮像素子１００のシリコン基板１１１において、図１３に示されるように、縦型分光構造を適用し、各画素にカラーフィルタを用いないようにしても良い。
【０１０６】
図１３に示される撮像素子１００は、シリコン基板１１１にフォトダイオード３５１乃至フォトダイオード３５３が形成される。各フォトダイオードは、入射光の、その深さに応じた波長域の成分を光電変換する。縦型分光構造の作製方法については、例えば、特開２０１１−２９４５３号公報（以下、特許文献５と称する）に開示されている。このような縦型分光構造の画素の場合、１画素において複数の色成分が検出される。したがって、同一の有機光電変換膜を全画素に塗布するのであれば、カラーフィルタを用いる場合のように圧力によって異なる色の隣接画素同士が混じり合うことはない。
【０１０７】
なお、このような縦型分光構造を適用することにより、撮像素子１００は、カラーフィルタが省略され、より簡易な構造となるので、その製造時にかかる圧力に対する耐性を向上させることができる。
【０１０８】
［圧力分散構造］
さらに圧力を分散させる手法として、図１４の例のように、画素領域の外側（たとえば電極部）を画素領域よりも高く形成するようにしてもよい。図１４の例の場合、図３の電極部１３２よりも厚く形成された電極部３６１が設けられている。
【０１０９】
この電極部３６１の厚みにより、パッシベーション膜１４１、平坦化膜１４３、オンチップレンズ１４５等が、画素部（フォトダイオード１２１や導波路１４２等が形成されている部分）よりも電極部３６１が形成されている部分の方が高く（表面側に盛り上がるように）形成される。
【０１１０】
そうすることで圧力を画素領域の外側へ分散させることができる。例えば、撮像素子１００を製造する際に、裏面からのシリコン研磨すると、撮像素子１００に荷重が加わり、オンチップレンズ１４５やカラーフィルタ１４４が損傷する恐れがある。そこで、図１４に示される例のように、画素領域外の構成を高くする（盛り上げる）ことで、撮像素子１００にかかる荷重を周辺に分散させることができる。
【０１１１】
［フィルタ混色対策］
上述したように、撮像素子１００の製造の際に、シリコン基板の裏面を研磨する際、ダイシングのプロセス条件によっては撮像素子１００に過度な荷重がかかり、カラーフィルタ１４４や、オンチップレンズ１４５などの形状が崩れる恐れがある。
【０１１２】
そこで、図１５に示される例のように、カラーフィルタ１４４間を、例えば酸化膜や金属系膜等の無機系の膜で囲むようにしてもよい。図１５の例の場合、カラーフィルタ１４４−１およびカラーフィルタ１４４−２の周囲が無機膜３７１により囲まれている。つまり、隣接する画素のフィルタであるカラーフィルタ１４４−１およびカラーフィルタ１４４−２は、この無機膜３７１によって互いに分離されている。このようにすることにより、隣接する画素同士のカラーフィルタが圧力によって混ざり合うのを抑制する。
【０１１３】
また、オンチップレンズ１４５も無機系の膜（例えばSiN（窒化ケイ素））で形成するようにしてもよい。図１５の例の場合、オンチップレンズ１４５の代わりとして無機系の材料よりなる無機膜オンチップレンズ３７２が各画素に設けられている。
【０１１４】
なお、図３を参照して説明した導波路１４２もSiN（窒化ケイ素）などの無機系高屈折率膜で形成するようにしてもよい。例えばALD（Atomic Layer Deposition）により導波路１４２を形成するようにすれば、導波路１４２の径が小さくても高カバレッジで埋めこむことができる。
【０１１５】
［多層構造］
撮像素子１００の透明支持基板１４６は、少なくとも画素領域部において光を透過することができればよく、例えば図１６の例のように、透明支持基板１４６の、画素領域外に接する部分に、周辺回路等が形成されるようにしてもよい。
【０１１６】
この場合、図１６に示されるように、配線層１１２の配線に接続される電極部１３２と、透明支持基板１４６に組み込まれた回路部３８１の電極３８２とを、貫通電極３８３および接続電極３８４によって接続することにより、撮像素子１００の構成を多層化することができる。
【０１１７】
図１７にこのような多層構造の撮像素子の例を示す。一般的な撮像素子の場合、図１７Ａに示されるように、単層構造であり、画素領域と、その制御回路やロジック回路は同一の層に形成される。
【０１１８】
特開２０１０−２４５５０８号公報（以下、特許文献６と称する）には、図１７Ｂに示されるように、撮像素子を多層構造化し、ロジック回路を、画素領域および制御回路とは異なる層に設けるようにすることが記載されている。このように多層化することにより、図１７Ａの場合に比べて、チップサイズを小さくすることができる。
【０１１９】
また、特許文献６には、図１７Ｃに示されるように、ロジック回路と制御回路を画素領域と異なる層に設けるようにすることも記載されている。このようにすることにより、図１７Ｂの場合に比べて、画素領域をさらに大きく確保することができる。
【０１２０】
撮像素子１００の場合も、これらと同様に、ロジック回路や制御回路の全てもしくは一部を画素領域と異なる階層に設けることができる。ただし、図１８に示されるように、画素領域と異なる層の、画素領域と重畳する部分は、光が透過するような構成とする（透明領域とする）必要がある。図１８の例においては、画素領域を撮像素子側の層に設けているが、これに限らず、画素領域を支持基板側の層に設けるようにしてもよい。その場合、撮像素子側の層の画素領域と重畳する部分は透明領域とされる。
【０１２１】
このように多層構造とすることにより、撮像素子１００の面積をより小さくすることができる。
【０１２２】
［一方向専用画素］
なお、両面照射型である撮像素子１００の一部または全部の画素において、遮光膜や配線等により、表裏の内、一方を遮光するようにしてもよい。例えば、図１９に示されるように、遮光膜３９１によって裏面側から入射する光を遮光し、表面撮像用の画素を形成したり、配線３９２によって表面側から入射する光を遮光し、裏面撮像用の画素を形成したりしてもよい。
【０１２３】
例えば、全画素の内の半分を、遮光膜３９１によって裏面側から入射する光が遮光された表面撮像用の画素とし、残りの半分を、配線３９２によって表面側から入射する光が遮光された裏面撮像用の画素としてもよい。
【０１２４】
このようにすることにより、表面の撮像と裏面の撮像とが互いに異なる画素において行われるようになる。したがって、撮像素子１００は、表面の撮像と裏面の撮像とを同時に行い、表面の画像および裏面の画像の２枚の画像を得ることができる。
【０１２５】
また、撮像素子１００が、上述したような一方向の光のみを検出可能な画素によって、どちら側から光が入っているかを自己認識することができるようにしてもよい。例えば、このような光の入射方向を検知することにより、撮像素子１００は、表面側と裏面側のどちら側の画素が駆動しているかを検知することができる。例えば、撮像素子１００が、この検知結果によって駆動方法（例えばフレームレートや加算方法など）を変えるようにしてもよい。
【０１２６】
なお、一部の画素をこのような一方向の光のみを検出可能な構成とし、表面/裏面判別用に用いる場合、撮像により得られた撮像画像において、その画素が欠陥補正により補正されるようにしてもよい。
【０１２７】
なお、以上のような遮光は、例えば、図２０に示されるようにカラーフィルタで行うようにしてもよい。図２０の例の場合、表面用カラーフィルタ３９５の一部の画素が遮光膜３９７により遮光されている。また、裏面用カラーフィルタ３９６においては、表面用カラーフィルタ３９５における遮光された画素と異なる一部の画素が、遮光膜３９８により遮光されている。
【０１２８】
このようにフィルタにより一方向が遮光される場合も、撮像素子１００は、図１９の例の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１２９】
＜２．第２の実施の形態＞
［撮像モジュール］
本技術は、表面側および裏面側の両面の撮像を行う撮像モジュールにも適用することができる。図２１は、そのような撮像モジュール４００の構成例を説明する図である。図２１においては、撮像モジュールの断面が示されている。図２１に示されるように、撮像モジュール４００は、撮像素子として撮像素子１００を有する。この撮像素子１００は、信号処理回路４１１に接続される。
【０１３０】
図中、左側が表面側であり、右側が裏面側である。撮像素子１００の裏面側には、赤外光を遮断するIRカットフィルタ４１２、シャッタ４１３、および集光レンズ４１４が設けられている。同様に、撮像素子１００の表面側にも、IRカットフィルタ４２２、シャッタ４２３、および集光レンズ４２４が設けられている。
【０１３１】
シャッタ４１３およびシャッタ４２３は、光の入射を制御する。シャッタ４１３およびシャッタ４２３は、開いた状態で、光の進入を許し、閉じた状態で遮光する。シャッタ４１３およびシャッタ４２３は、一般的に、いずれか一方のみが開く。換言すれば、撮像したい方向のシャッタが開かれる。
【０１３２】
もちろん、シャッタ４１３およびシャッタ４２３の両方が開くようにしても良い。なお、このシャッタ４１３およびシャッタ４２３は、メカシャッタであってもよいし、液晶シャッタであってもよい。
【０１３３】
表面から入射する光は、集光レンズ４２４と、開いた状態のシャッタ４２３とを介して、IRカットフィルタ４２２に到達する。入射光の内、IRカットフィルタ４２２を透過した成分が、撮像素子１００の表面に入射する。また、裏面から入射する光は、集光レンズ４１４と、開いた状態のシャッタ４１３とを介して、IRカットフィルタ４１２に到達する。入射光の内、IRカットフィルタ４１２を透過した成分が、撮像素子１００の裏面に入射する。
【０１３４】
なお、撮像素子１００の一部の画素若しくは全ての画素を赤外光検知に用いる場合、IRカットフィルタ４１２およびIRカットフィルタ４２２は、省略する必要がある。
【０１３５】
さらに、以上に述べたような、例えば、赤外光や照度の検知等、通常の可視光の（RGBの）画像の撮像以外の用途で用いる場合、高い解像度が求められない。このような用途においては、センサ全ての画素を用いる必要はない。
【０１３６】
つまり、例えば、図２２に示されるように、一方若しくは両方の側に入射する光をモジュール構造によって区分けするようにしても良い。図２２の例の場合、通常の可視光の画像の撮像用途に用いられる裏面側の画素は、全画素を１つの領域とされ、赤外光検知と照度検知を行う表面側の画素は、遮光板４３１によって、赤外光を検知する画素と、照度を検知する画素とに領域分割される。
【０１３７】
このとき、裏面側には、ベイヤ配列等の通常撮影用のカラーフィルタが設けられ、表面側の照度を検知する部分には、IRカットフィルタ４２２、シャッタ４２３−１、および集光レンズ４２４−１が形成され、赤外光を検知する部分には、赤外光透過フィルタ４３２、シャッタ４２３−２、および集光レンズ４２４−２が形成される。つまり、この場合、フィルタは、図２３の例のように構成される。なお、モジュール内のフィルタ部４２２若しくは４３２だけでフォロダイオードへの入射光を決定付けても良い場合、カラーフィルタを省略することができる。逆に、カラーフィルタだけでフォトダイオードへの入射光を決定づける場合、モジュール内のフィルタ部４２２若しくは４３２を省略することができる。どちらか一方に限定することで、低コスト化が可能となる。
【０１３８】
なお、用途は上述した例に限らない。例えば、区分けした一方の領域を、立体視画像（３Ｄ画像）の右眼用画像を撮像する領域とし、他方の領域を、立体視画像（３Ｄ画像）の左眼用画像を撮像する領域とし、撮像素子１００が３Ｄ画像の撮像を行うことができるようにしてもよい。
【０１３９】
以上のように、撮像モジュール４００は、撮像素子１００を有するので、複数方向の被写体を撮像する機能の性能をより向上させることができる。
【０１４０】
＜３．第３の実施の形態＞
［電子機器外観］
本技術は、表面側および裏面側の両側を撮像する機能を有する電子機器にも適用することができる。図２４は、そのような電子機器の外観を説明する図である。図２の場合と同様に、図２４Ａの電子機器５００は、その前面５０１に前方を撮像するための前方用レンズ５１１が設けられている。
【０１４１】
また、図２４Ｂに示されるように、電子機器５００の背面５０２には、後方を撮像するための後方用レンズ５１２が設けられている。
【０１４２】
図２４Ｃに示されるように、この電子機器５００は、上述した撮像モジュール４００を内蔵する。撮像モジュール４００は、前方用レンズ５１１を介して前方の撮像を行うことができる。また、撮像モジュール４００は、後方用レンズ５１２を介して後方の撮像を行うことができる。
【０１４３】
したがって、電子機器５００は、図２の場合と比べて、容易に小型化や薄型化を実現することができる。また、製造コストを低減させることができる。
【０１４４】
［電子機器内部構成］
図２５は、この電子機器５００の内部の構成例を示すブロック図である。図２５に示されるように電子機器５００は、撮像モジュール４００、A/D変換部５２１、画像処理部５２２、表示部５２３、コーデック処理部５２４、記録部５２５、制御部５３０、および操作部５３１を有する。
【０１４５】
撮像モジュール４００は、上述したように撮像素子１００を有しており、表面側から入射する表面入射光と、裏面側から入射する裏面入射光の両方を光電変換することができる。撮像モジュール４００は、それらの入射光を光電変換して画素毎の信号（画素信号）をA/D変換部５２１に供給する。
【０１４６】
A/D変換器５２１は、撮像モジュール４００から、所定のタイミングで供給された画素信号を、デジタルデータ（画像データ）に変換し、所定のタイミングで順次、画像処理部５２２に供給する。
【０１４７】
操作部５３１は、例えば、ジョグダイヤル（商標）、キー、ボタン、またはタッチパネル等により構成され、ユーザによる操作入力を受け、その操作入力に対応する信号を制御部５３０に供給する。
【０１４８】
制御部５３０は、操作部５３１により入力されたユーザの操作入力に対応する信号に基づいて、各部の駆動を制御し、各部に撮像に関する処理を行わせる。
【０１４９】
画像処理部５２２は、A/D変換器５２１から供給された画像データに対して、例えば、混色補正や、黒レベル補正、ホワイトバランス調整、デモザイク処理、マトリックス処理、ガンマ補正、およびYC変換等の各種画像処理を施す。画像処理部５２２は、画像処理を施した画像データを表示部５２３およびコーデック処理部５２４に供給する。
【０１５０】
表示部５２３は、例えば、液晶ディスプレイ等として構成され、画像処理部５２２から供給された画像データに基づいて、被写体の画像を表示する。
【０１５１】
コーデック処理部５２４は、画像処理部５２２から供給された画像データに対して、所定の方式の符号化処理を施し、得られた符号化データを記録部５２５に供給する。
【０１５２】
記録部５２５は、コーデック処理部５２４からの符号化データを記録する。記録部５２５に記録された符号化データは、必要に応じて画像処理部５２２に読み出されて復号される。復号処理により得られた画像データは、表示部５２３に供給され、対応する画像が表示される。
【０１５３】
以上のように、電子機器５００は、本技術を適用した撮像モジュール４００（撮像素子１００）を有するので、複数方向の被写体を撮像する機能の多用途化、高機能化、低コスト化、および小型化を実現することができる。
【０１５４】
［撮像処理の流れ］
図２６のフローチャートを参照して、この電子機器５００により実行される撮像処理の流れの例を説明する。
【０１５５】
ステップＳ３０１において、制御部５３０は、操作部５３１から供給されるユーザの指示等に基づいて、裏面側を撮像するか否かを判定する。裏面側を撮像すると判定した場合、操作部５３１は、処理をステップＳ３０２に進め、撮像モジュール４００を制御する。
【０１５６】
ステップＳ３０２において、撮像モジュール４００は、例えば、シャッタ４２３を閉じる等して表面側を遮光し、シャッタ４１３を開口して撮像素子１００を駆動させ、裏面側の被写体を撮像する。
【０１５７】
撮像が終了すると、制御部５３０は、処理をステップＳ３０４に進める。
【０１５８】
また、ステップＳ３０１において、表面側を撮像する（若しくは、赤外光や照度の検知等を行う）と判定した場合、制御部５３０は、処理をステップＳ３０３に進め、撮像モジュール４００を制御する。
【０１５９】
ステップＳ３０３において、撮像モジュール４００は、例えば、シャッタ４１３を閉じる等して裏面側を遮光し、シャッタ４２３を開口して撮像素子１００を駆動させ、表面側の被写体を撮像する。
【０１６０】
撮像が終了すると、制御部５３０は、処理をステップＳ３０４に進める。
【０１６１】
ステップＳ３０４において、A/D変換部５２１は、制御部５３０に制御され、撮像モジュール４００から出力される画素信号をA/D変換し、デジタルデータの撮像画像データに変換する。
【０１６２】
ステップＳ３０５において、画像処理部５２２は、制御部５３０に制御され、A/D変換されて得られた撮像画像データに対して所定の画像処理を施す。
【０１６３】
ステップＳ３０６において、表示部５２３は、制御部５３０に制御され、画像処理された撮像画像データの撮像画像をモニタに表示する。
【０１６４】
ステップＳ３０７において、コーデック処理部５２４は、制御部５３０に制御され、画像処理された撮像画像データを符号化する。
【０１６５】
ステップＳ３０８において、記録部５２５は、制御部５３０に制御され、符号化された撮像画像データを記録する。
【０１６６】
ステップＳ３０８の処理が終了すると、制御部５３０は、撮像処理を終了する。
【０１６７】
以上のように各処理を実行することにより、電子機器５００は、容易に、複数方向の被写体を撮像することができる。また、電子機器５００は、容易に、赤外光や照度の検知等、より多様な用途に使用することができる。
【０１６８】
［合成画像の生成］
なお、電子機器５００は、表面側と裏面側の両方のシャッタを開放し、表面側の被写体と裏面側の被写体の両方を撮像することもできる。この場合、表面側と裏面側の光が両方とも１つのフォトダイオード１２１に集光される。つまり、図２７に示されるように電子機器５００の前方に位置する前方被写体５４１の画像と、後方に位置する後方被写体５４２の画像とがフォトダイオード１２１において合成されることになる。したがって、撮像モジュール４００からは、前方被写体５４１の画像と後方被写体５４２の画像との合成画像５４３が出力される。つまり、撮像モジュール４００からは、表面側の撮像画像と裏面側の撮像画像が合成された合成画像が出力される。
【０１６９】
さらに、電子機器５００（撮像モジュール４００）は、シャッタの開放度（液晶シャッタなら濃度）を表面側と裏面側で個別に調整して、合成される画像の表面/裏面の強弱を調整することもできる。もちろん、電子機器５００（撮像モジュール４００）が、表面側と裏面側で撮像のタイミングをずらす（互いに異なるタイミングで撮像する）ようにしてもよい。
【０１７０】
さらに、例えば、表面側の撮像における電荷蓄積時間と、裏面側の撮像における電荷蓄積時間も互いに独立に設定することができるようにしてもよい。例えば、電子機器５００（撮像モジュール４００）は、表面側と裏面側とで電荷蓄積時間が互いに異なるようにすることもできる。
【０１７１】
［撮像処理の流れ］
図２８のフローチャートを参照して、その場合の撮像処理の流れの例を説明する。
【０１７２】
ステップＳ３２１において、制御部５３０は、操作部５３１から供給されるユーザの指示等に基づいて、撮像モジュール４００を制御する。撮像モジュール４００は、表面側および裏面側の両面のシャッタを開放して撮像素子１００を駆動させ、両面側の被写体の合成画像を撮像する。
【０１７３】
ステップＳ３２２乃至ステップＳ３２６の各処理は、図２６のステップＳ３０４乃至ステップＳ３０８の各処理と同様に行われる。
【０１７４】
以上のように各処理を実行することにより、電子機器５００は、容易に、複数方向の被写体の合成画像を撮像することができる。
【０１７５】
＜４．第４の実施の形態＞
［情報提供システム］
なお、このような合成画像を撮像する電子機器５００を用いて情報提供サービスを実現することも出来る。例えば、位置情報特定等に合成画像を利用するようにしてもよい。
【０１７６】
例えば、商業施設における利用を想定する。情報提供を受けたいユーザは、商業施設内において電子機器５００の表面側および裏面側の合成画像を撮影し、この合成画像をオンライン上でサーバに提供する。サーバはこの合成画像をデータベースと照合し、ユーザがいる位置を特定し、その商業施設の販促情報などを携帯情報端末（例えば電子機器５００）に配信する。
【０１７７】
上述したように、電子機器５００は、フォトダイオード１２１において合成画像を生成するので、合成処理等が不要になり、短時間でこのような合成画像を得ることができる。また、合成前の複数の画像を処理する必要がないので、電子機器５００は、このような合成画像を得るのに必要なメモリ容量を低減させることができる。さらに、電子機器５００は、合成画像をサーバに伝送するので、複数の画像分の情報を画像１枚分のデータ量にすることができ、データ伝送量を低減させることができる。
【０１７８】
さらに、データベースにおいても、表面および裏面の合成画像を蓄積すればよいので、データベースの容量を低減させることもできる。また、サーバによる照会処理の負荷も低減させることができる。なお、例えば、表面側の撮像画像、若しくは、裏面側の撮像画像のみで同様の情報提供サービスを実現することは可能であるが、画像１枚分の情報量しかないため、照会に利用する情報量が合成画像の場合と比べて少なくなる。したがって、合成画像の場合と比べて誤判定につながる可能性が高くなる恐れがある。
【０１７９】
例えば、従来のGPS等の位置情報と併用することにより、ユーザの位置特定精度をさらに向上させることができる。従来のGPS等の位置情報の場合、建物内の位置特定が困難であった。また、例えば、ユーザが何階にいるのかを判別することも困難であった。本技術を用いることで、ユーザの立ち位置を画像によってより容易かつ詳細に特定することができる。つまり、より正確な情報提供を行うことができる。
【０１８０】
図２９は、このような情報提供サービスを提供する情報提供システムの構成例を示す図である。図２９に示される情報提供システム６００は、情報提供サーバ６０３から、端末装置６０１−１乃至端末装置６０１−３のユーザに対して情報提供を行うシステムである。
【０１８１】
各端末装置を互いに区別して説明する必要が無い場合、単に、端末装置６０１と称する。また、図２９においては、３台の端末装置６０１が示されているが、情報提供システム６００を構成する端末装置６０１の台数は任意である。
【０１８２】
端末装置６０１は、例えばインターネットに代表されるネットワーク６０２を介して情報提供サーバ６０３に接続される。ネットワーク６０２の構成は任意であり、例えば複数のネットワークよりなるようにしてもよい。また、ネットワーク６０２は、有線のネットワークであってもよいし、無線のネットワークであってもよいし、有線および無線の両方を含むネットワークであってもよい。
【０１８３】
情報を提供する側の情報提供サーバ６０３は、詳細位置データベース６０４および提供情報データベース６０５に接続される。図２９においては、情報提供サーバ６０３、詳細位置データベース６０４、および提供情報データベース６０５が１台ずつ示されているが、これらの台数はそれぞれ任意である。
【０１８４】
端末装置６０１は、少なくとも上述した電子機器５００と同様の機能を有する。また、端末装置６０１は、GPS等の位置情報を取得する機能をさらに有する。
【０１８５】
図３０は、端末装置６０１の主な構成例を示すブロック図である。図３０に示されるように、端末装置６０１において、CPU６１１、ROM６１２、およびRAM６１３は、バス６１４を介して相互に接続されている。このバス６１４にはまた、入出力インタフェース６２０も接続されている。
【０１８６】
入出力インタフェース６２０には、キーボード、マウスなどよりなる入力部６２１、CRTやLCDなどよりなるディスプレイ、並びにスピーカなどよりなる出力部６２２、ハードディスクなどより構成される記憶部６２３、モデムなどより構成される通信部６２４が接続されている。
【０１８７】
入出力インタフェース６２０にはまた、必要に応じてドライブ６２５が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア６３１が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部６２３にインストールされる。
【０１８８】
入出力インタフェース６２０には、さらに、撮像部６４１および位置検出部６４２も接続される。撮像部６４１は、例えば図２５に示される電子機器５００と同様の構成および同様の機能を有し、前方および後方の被写体の両方を撮像し、それらの合成画像を得る。位置検出部６４２は、例えばGPS等から端末装置６０１の現在位置（大まかな位置情報）を取得する。通信部６２４は、撮像部６４１において得られた合成画像と、位置検出部６４２において得られた位置情報とを、情報提供サーバ６０３に送信する。
【０１８９】
図３１は、情報提供サーバ６０３の主な構成例を示すブロック図である。図３１に示されるように、情報提供サーバ６０３は、CPU６５１、ROM６５２、RAM６５３、バス６５４、入出力インタフェース６６０、入力部６６１、出力部６６２、記憶部６６３、通信部６６４、およびドライブ６６５を有する。CPU６５１乃至ドライブ６６５は、それぞれ、端末装置６０１におけるCPU６１１乃至ドライブ６２５と同様の処理部である。また、リムーバブルメディア６７１は、リムーバブルメディア６３１と同様の記録媒体である。
【０１９０】
情報提供サーバ６０３は、さらに、位置検索部６８１、情報検索部６８２、および情報提供部６８３を有する。
【０１９１】
位置検索部６８１は、端末装置６０１から供給された位置情報および合成画像を詳細位置データベース６０４に供給し、端末装置６０１の詳細な位置を照会する処理を行う。情報検索部６８２は、詳細位置データベース６０４により特定された端末装置６０１の詳細な位置情報を提供情報データベース６０５に供給し、その詳細な位置に対応する、端末装置６０１のユーザに提供すべき情報（提供情報）を照会する処理を行う。情報提供部６８３は、端末装置６０１から供給される位置情報および合成画像を取得したり、提供情報データベース６０５により特定された提供情報を端末装置６０１に供給したりする処理を行う。
【０１９２】
図３２のフローチャートを参照して、端末装置６０１および情報提供サーバ６０３により実行される情報提供処理の流れの例を説明する。
【０１９３】
ステップＳ４０１において、端末装置６０１の撮像部６４１は、ユーザに操作され、その前方および後方の合成画像（両面合成画像）を撮像する。ステップＳ４０２において、端末装置６０１の位置検出部６４２は、GPS等により自身の大まかな位置を検出し、その位置情報を取得する。ステップＳ４０３において、通信部６２４は、両面合成画像と位置情報を、情報提供サーバ６０３に送信する。
【０１９４】
ステップＳ４２１において、情報提供サーバ６０３の情報提供部６８３は、ネットワーク６０２を介してその位置情報及び合成画像を取得する。ステップＳ４２２において、情報提供サーバ６０３の位置検索部６８１は、取得した位置情報および両面合成画像に基づいて、端末装置６０１の詳細位置を検索する。つまり、位置検索部６８１は、取得した位置情報および両面合成画像を詳細位置データベース６０４に提供し、画像を送信した端末装置６０１の詳細位置を照会する。
【０１９５】
詳細位置データベース６０４は、位置情報に基づいて端末装置６０１の大まかな位置を特定すると、予め記憶しているデータベースの中から、その位置に対応し、かつ、提供された両面合成画像に対応する両面合成画像を検索する。目的の両面合成画像が検索されると、詳細位置データベース６０４は、その両面合成画像に対応付けられた詳細位置情報を情報提供サーバ６０３に提供する。
【０１９６】
位置検索部６８１がその詳細位置情報を取得すると、ステップＳ４２３において、情報提供サーバ６０３の情報検索部６８２は、その詳細位置情報に基づいて、提供情報を検索する。つまり、情報検索部６８２は、詳細位置情報を提供情報データベース６０５に供給し、その詳細位置に対応する提供情報を照会する。提供情報データベース６０５は、供給された詳細位置情報に対応する、端末装置６０１に提供する提供情報を検索し、検索された提供情報を情報提供サーバ６０３に供給する。
【０１９７】
情報検索部６８２がその提供情報を取得すると、ステップＳ４２４において、情報提供サーバ６０３の情報提供部６８３は、その提供情報を、ネットワーク６０２を介して、合成画像を供給した端末装置６０１に供給する。
【０１９８】
端末装置６０１の通信部６２４は、ステップＳ４０４において、その提供情報を受信する。端末装置６０１の出力部６２２は、その提供情報を、画像や音声等として出力し、ユーザに提示する。
【０１９９】
以上のように、本技術は、撮像素子１００を用いて得られる合成画像を利用する、情報提供サービス等の任意のサービスに適用することができる。
【０２００】
なお、本技術を適用した撮像素子、各種装置、およびシステムは、上述した構成に限らず、他の構成であってもよい。
【０２０１】
以上に説明した各装置は、それぞれ、上述した以外の構成を含むようにしてももちろんよい。また、１つの装置としてだけでなく、複数の装置よりなるシステムとして構成されるようにしてもよい。
【０２０２】
上述した一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【０２０３】
この記録媒体は、例えば、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されているリムーバブルメディア２３１（図５）、リムーバブルメディア３３１（図１０）、制御部５３０（図２５）に含まれるドライブに装着されるリムーバブルメディア（図示せず）、リムーバブルメディア６３１（図３０）、または、リムーバブルメディア６７１（図３１）により構成される。
【０２０４】
これらのリムーバブルメディアには、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）や光ディスク（CD-ROMやDVDを含む）が含まれる。さらに、光磁気ディスク（MD（Mini Disc）を含む）や半導体メモリ等も含まれる。また、上述した記録媒体は、このような各リムーバブルメディアだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されている制御部２０１（図５）、制御部３０１（図１０）、および制御部５３０（図２５）のROM、ROM６１２（図３０）、およびROM６５２（図３１）や、記憶部２２３（図５）、記憶部３２３（図１０）、制御部５３０（図２５）に含まれる記憶部（図示せず）、記憶部６２３（図３０）、および記憶部６６３（図３１）に含まれるハードディスクなどにより構成されるようにしてもよい。
【０２０５】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０２０６】
また、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０２０７】
また、本明細書において、システムとは、複数のデバイス（装置）により構成される装置全体を表すものである。
【０２０８】
また、以上において、１つの装置（または処理部）として説明した構成が、複数の装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成が、まとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成が付加されるようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部が他の装置（または他の処理部）の構成に含まれるようにしてもよい。つまり、本開示の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０２０９】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１） 光電変換素子が形成されるシリコン基板と、
前記シリコン基板の表面側に形成される配線層と
を備え、
前記光電変換素子が、前記表面側から前記配線層を介して入射される光を光電変換するとともに、前記シリコン基板の裏面側から前記配線層を介さずに入射される光を光電変換する
撮像素子。
（２） 前記配線層の配線は、前記光電変換素子に入射する光の、前記配線層中の光路以外に配置される
前記（１）に記載の撮像素子。
（３） 前記光電変換素子に入射する光の、前記配線層中の光路に導波路が形成される
前記（２）に記載の撮像素子。
（４） 前記光電変換素子の裏面側にカラーフィルタを備え、
前記光電変換素子の表面側にカラーフィルタ以外のフィルタが備えられる
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の撮像素子。
（５） 前記カラーフィルタ以外のフィルタは、赤外透過フィルタ若しくはホワイト画素用フィルタの少なくともいずれか一方を含む
前記（４）に記載の撮像素子。
（６） 各画素のフィルタが、所定の無機膜により分離される
前記（４）または（５）に記載の撮像素子。
（７） 前記光電変換素子の裏面側と表面側の両方にオンチップレンズが形成される
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の撮像素子。
（８） 前記オンチップレンズは、無機系の材料により形成される
前記（７）に記載の撮像素子。
（９） 前記光電変換素子の裏面側にのみオンチップレンズが形成される
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の撮像素子。
（１０） 前記シリコン基板は、各画素の構成として複数の前記光電変換素子を備える縦型分光構造を有する
前記（１）乃至（９）のいずれかに記載の撮像素子。
（１１）
前記配線層の配線の外部端子としての電極部を有し、
前記シリコン基板および前記配線層は、前記電極部が裏面側に露出するように開口される
前記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の撮像素子。
（１２） 前記電極部は、前記電極部に積層される構成が、前記光電変換素子が形成される画素領域における構成よりも盛り上がるように、比較的厚く形成される
前記（１１）に記載の撮像素子。
（１３） 前記配線層の表面側には、所定の接着材料を用いて、光を透過する支持基板が接着される
前記（１）乃至（１２）のいずれかに記載の撮像素子。
（１４） 前記配線層の表面側には、プラズマ接合により、光を透過する支持基板が接合される
前記（１）乃至（１２）のいずれかに記載の撮像素子。
（１５） 前記配線層の表面側に形成される、光を透過する支持基板の、前記光電変換素子が形成される画素領域以外の部分に回路が形成される
前記（１）乃至（１４）のいずれかに記載の撮像素子。
（１６） 配線若しくは遮光膜、またはその両方によって、前記光電変換素子の裏面側および表面側のうち、一方の側から入射する光を遮光し、前記光電変換素子が、他方の側から入射する光のみを光電変換する画素を有する
前記（１）乃至（１５）のいずれかに記載の撮像素子。
（１７） 前記光電変換素子の表面側および裏面側のそれぞれに、互いに独立に駆動し、それぞれの側からの光の入射を制御するシャッタをさらに備える
前記（１）乃至（１６）のいずれかに記載の撮像素子。
（１８） 前記光電変換素子の一方の側の画素領域が遮光板により分割され、分割された各領域の画素が互いに異なる波長域の検出に用いられる
前記（１）乃至（１７）のいずれかに記載の撮像素子。
（１９） 光電変換素子が形成されるシリコン基板と、前記シリコン基板の表面側に形成される配線層とを備え、前記光電変換素子が、前記表面側から前記配線層を介して入射される光を光電変換するとともに、前記シリコン基板の裏面側から前記配線層を介さずに入射される光を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子により得られた画像に対して画像処理を行う画像処理部と
を備える電子機器。
（２０） 製造装置の製造方法であって、
製造部が、表面照射型のイメージセンサを製造し、
接着部が、接着材料を用いて、光を透過する支持基板を、前記表面照射型のイメージセンサの表面側に接着し、
研磨部が、前記表面照射型のイメージセンサの裏面側を研磨し、
形成部が、研磨された前記表面照射型のイメージセンサの裏面側にオンチップレンズを形成する
製造方法。
【符号の説明】
【０２１０】
１００ 撮像素子， １１２ 配線層， １３１ 配線， １４２ 導波路， ２００ 製造装置， ２６２ 多用途フィルタ， ３００ 製造装置， ３６１ 電極部， ３７１ 無機膜， ３７２ 無機膜オンチップレンズ， ３８１ 回路部， ３８２ 電極， ３８３ 貫通電極， ３８４ 接続電極， ３９１ 遮光膜， ３９２ 配線， ４００ 撮像モジュール， ４３１ 遮光板， ５００ 電子機器， ５３０ 制御部， ６００ 情報提供システム， ６０１ 端末装置， ６０３ 情報提供サーバ， ６０４ 詳細位置データベース， ６０５ 提供情報データベース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子が形成されるシリコン基板と、
前記シリコン基板の表面側に形成される配線層と
を備え、
前記光電変換素子が、前記表面側から前記配線層を介して入射される光を光電変換するとともに、前記シリコン基板の裏面側から前記配線層を介さずに入射される光を光電変換する
撮像素子。
【請求項２】
前記配線層の配線は、前記光電変換素子に入射する光の、前記配線層中の光路以外に配置される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
前記光電変換素子に入射する光の、前記配線層中の光路に導波路が形成される
請求項２に記載の撮像素子。
【請求項４】
前記光電変換素子の裏面側にカラーフィルタを備え、
前記光電変換素子の表面側にカラーフィルタ以外のフィルタが備えられる
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項５】
前記カラーフィルタ以外のフィルタは、赤外透過フィルタ若しくはホワイト画素用フィルタの少なくともいずれか一方を含む
請求項４に記載の撮像素子。
【請求項６】
各画素のフィルタが、所定の無機膜により分離される
請求項４に記載の撮像素子。
【請求項７】
前記光電変換素子の裏面側と表面側の両方にオンチップレンズが形成される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項８】
前記オンチップレンズは、無機系の材料により形成される
請求項７に記載の撮像素子。
【請求項９】
前記光電変換素子の裏面側にのみオンチップレンズが形成される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１０】
前記シリコン基板は、各画素の構成として複数の前記光電変換素子を備える縦型分光構造を有する
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１１】
前記配線層の配線の外部端子としての電極部を有し、
前記シリコン基板および前記配線層は、前記電極部が裏面側に露出するように開口される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１２】
前記電極部は、前記電極部に積層される構成が、前記光電変換素子が形成される画素領域における構成よりも盛り上がるように、比較的厚く形成される
請求項１１に記載の撮像素子。
【請求項１３】
前記配線層の表面側には、所定の接着材料を用いて、光を透過する支持基板が接着される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１４】
前記配線層の表面側には、プラズマ接合により、光を透過する支持基板が接合される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１５】
前記配線層の表面側に形成される、光を透過する支持基板の、前記光電変換素子が形成される画素領域以外の部分に回路が形成される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１６】
配線若しくは遮光膜、またはその両方によって、前記光電変換素子の裏面側および表面側のうち、一方の側から入射する光を遮光し、前記光電変換素子が、他方の側から入射する光のみを光電変換する画素を有する
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１７】
前記光電変換素子の表面側および裏面側のそれぞれに、互いに独立に駆動し、それぞれの側からの光の入射を制御するシャッタをさらに備える
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１８】
前記光電変換素子の一方の側の画素領域が遮光板により分割され、分割された各領域の画素が互いに異なる波長域の検出に用いられる
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１９】
光電変換素子が形成されるシリコン基板と、前記シリコン基板の表面側に形成される配線層とを備え、前記光電変換素子が、前記表面側から前記配線層を介して入射される光を光電変換するとともに、前記シリコン基板の裏面側から前記配線層を介さずに入射される光を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子により得られた画像に対して画像処理を行う画像処理部と
を備える電子機器。
【請求項２０】
製造装置の製造方法であって、
製造部が、表面照射型のイメージセンサを製造し、
接着部が、接着材料を用いて、光を透過する支持基板を、前記表面照射型のイメージセンサの表面側に接着し、
研磨部が、前記表面照射型のイメージセンサの裏面側を研磨し、
形成部が、研磨された前記表面照射型のイメージセンサの裏面側にオンチップレンズを形成する
製造方法。
【請求項１】
光電変換素子が形成されるシリコン基板と、
前記シリコン基板の表面側に形成される配線層と
を備え、
前記光電変換素子が、前記表面側から前記配線層を介して入射される光を光電変換するとともに、前記シリコン基板の裏面側から前記配線層を介さずに入射される光を光電変換する
撮像素子。
【請求項２】
前記配線層の配線は、前記光電変換素子に入射する光の、前記配線層中の光路以外に配置される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
前記光電変換素子に入射する光の、前記配線層中の光路に導波路が形成される
請求項２に記載の撮像素子。
【請求項４】
前記光電変換素子の裏面側にカラーフィルタを備え、
前記光電変換素子の表面側にカラーフィルタ以外のフィルタが備えられる
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項５】
前記カラーフィルタ以外のフィルタは、赤外透過フィルタ若しくはホワイト画素用フィルタの少なくともいずれか一方を含む
請求項４に記載の撮像素子。
【請求項６】
各画素のフィルタが、所定の無機膜により分離される
請求項４に記載の撮像素子。
【請求項７】
前記光電変換素子の裏面側と表面側の両方にオンチップレンズが形成される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項８】
前記オンチップレンズは、無機系の材料により形成される
請求項７に記載の撮像素子。
【請求項９】
前記光電変換素子の裏面側にのみオンチップレンズが形成される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１０】
前記シリコン基板は、各画素の構成として複数の前記光電変換素子を備える縦型分光構造を有する
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１１】
前記配線層の配線の外部端子としての電極部を有し、
前記シリコン基板および前記配線層は、前記電極部が裏面側に露出するように開口される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１２】
前記電極部は、前記電極部に積層される構成が、前記光電変換素子が形成される画素領域における構成よりも盛り上がるように、比較的厚く形成される
請求項１１に記載の撮像素子。
【請求項１３】
前記配線層の表面側には、所定の接着材料を用いて、光を透過する支持基板が接着される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１４】
前記配線層の表面側には、プラズマ接合により、光を透過する支持基板が接合される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１５】
前記配線層の表面側に形成される、光を透過する支持基板の、前記光電変換素子が形成される画素領域以外の部分に回路が形成される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１６】
配線若しくは遮光膜、またはその両方によって、前記光電変換素子の裏面側および表面側のうち、一方の側から入射する光を遮光し、前記光電変換素子が、他方の側から入射する光のみを光電変換する画素を有する
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１７】
前記光電変換素子の表面側および裏面側のそれぞれに、互いに独立に駆動し、それぞれの側からの光の入射を制御するシャッタをさらに備える
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１８】
前記光電変換素子の一方の側の画素領域が遮光板により分割され、分割された各領域の画素が互いに異なる波長域の検出に用いられる
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１９】
光電変換素子が形成されるシリコン基板と、前記シリコン基板の表面側に形成される配線層とを備え、前記光電変換素子が、前記表面側から前記配線層を介して入射される光を光電変換するとともに、前記シリコン基板の裏面側から前記配線層を介さずに入射される光を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子により得られた画像に対して画像処理を行う画像処理部と
を備える電子機器。
【請求項２０】
製造装置の製造方法であって、
製造部が、表面照射型のイメージセンサを製造し、
接着部が、接着材料を用いて、光を透過する支持基板を、前記表面照射型のイメージセンサの表面側に接着し、
研磨部が、前記表面照射型のイメージセンサの裏面側を研磨し、
形成部が、研磨された前記表面照射型のイメージセンサの裏面側にオンチップレンズを形成する
製造方法。
【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】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【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】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【公開番号】特開２０１３−７７６７８（Ｐ２０１３−７７６７８Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１６２００（Ｐ２０１１−２１６２００）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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