DE112019004109T5 - Festkörper-bildgebungsvorrichtung und elektronisches gerät - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Festkörper-Bildgebungsvorrichtung bereit, die dazu in der Lage ist, ein gutes Gleichgewicht zwischen Unterdrückung einer Farbmischung, die durch ein Pixel für Nah-Infrarot-Licht verursacht wird, und einer Sicherstellung einer Sättigungsladungsmenge eines Pixels für sichtbares Licht in Fällen zu erreichen, in denen das Pixel für sichtbares Licht und das Pixel für Nah-Infrarot-Licht innerhalb eines gleichen Substrats gebildet sind. Die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung ist mit Folgendem versehen: einem Substrat; einem ersten bis dritten fotoelektrischen Umwandlungsteil, die in dem Substrat gebildet sind, Infrarot-Absorptionsfilter, die selektiv auf der Lichteinfallsoberflächenseite des ersten und zweiten fotoelektrischen Umwandlungsteils angeordnet sind; einen ersten bis dritten Farbfilter, die jeweils auf der Lichteinfallsoberflächenseite des ersten bis dritten fotoelektrischen Umwandlungsteils angeordnet sind; einen ersten Elementisolationsteil, der zwischen dem ersten fotoelektrischen Umwandlungsteil und dem zweiten fotoelektrischen Umwandlungsteil angeordnet ist; und einen zweiten Elementisolationsteil, der zwischen dem zweiten fotoelektrischen Umwandlungsteil und dem dritten fotoelektrischen Umwandlungsteil angeordnet ist. Diese Festkörper-Bildgebungsvorrichtung ist derart konfiguriert, dass die Querschnittsfläche

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Technologie nach der vorliegenden Offenbarung (die vorliegende Technologie) betrifft eine Festkörper-Bildgebungsvorrichtung und ein elektronisches Gerät.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Herkömmlicherweise ist eine Festkörper-Bildgebungsvorrichtung bekannt gewesen, die zum gleichzeitigen Erfassen eines Farbbildes und eines Nah-Infrarot-Bildes in der Lage ist (siehe Patentliteratur 1). In Patentliteratur 1 sind eine fotoelektrische Wandlereinheit (ein Bildpunkt) für sichtbares Licht und eine fotoelektrische Wandlereinheit (ein Bildpunkt) für Nah-Infrarot-Licht auf dem gleichen Substrat (Chip) geformt. Benachbarte Bildpunkte sind durch eine Elementisolationseinheit, die in einen Rillenabschnitt eingebettet ist, elektrisch voneinander isoliert, und Farbmischung zwischen benachbarten Bildpunkten wird unterdrückt. Im Allgemeinen müssen die Kennzeichen des Bildpunkts für sichtbares Licht Empfindlichkeit, Bildpunktkapazität (Sättigungsladungsmenge) und Farbmischungsunterdrückung erfüllen. Indessen müssen die Kennzeichen des Bildpunkts für Nah-Infrarot-Licht Quantenwirkungsgrad und Farbmischungsunterdrückung erfüllen.
  • Zitatenliste
  • Patentliteratur
  • Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2017-139286
  • Offenbarung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Da Nah-Infrarot-Licht einen Absorptionskoeffizienten des Siliziums (Si), das ein Substrat ausmacht, niedriger als derjenige von sichtbarem Licht, aufweist, wird es selbst bei einer Tiefe, tief von der Licht empfangenden Si-Oberfläche, fotoelektrisch umgewandelt. Daher tritt, in dem Fall, in dem die Elementisolationseinheit durch Einbetten eines Oxidfilms in dem Rillenabschnitt geformt ist, da die Lichtabschirmungsleistung gegenüber Nah-Infrarot-Licht niedrig ist, Nah-Infrarot-Licht leicht durch die Elementisolationseinheit aus dem Bildpunkt für Nah-Infrarot-Licht zu dem benachbarten Bildpunkt aus, und eine Farbmischung tritt leicht auf.
  • Indessen ist es, in dem Fall, in dem die Elementisolationseinheit durch Einbetten eines Oxidfilms und eines Metallfilms in dem Rillenabschnitt geformt ist, da die Lichtabschirmungsfähigkeit auch gegenüber Nah-Infrarot-Licht hoch ist, möglich, eine Farbmischung, die durch den Bildpunkt für Nah-Infrarot-Licht verursacht wird, zu unterdrücken. Jedoch ist, da die Elementisolationseinheit durch Einbetten des Oxidfilms und des Metallfilms in dem Rillenabschnitt geformt ist, die Breite der Elementisolationseinheit breiter. Im Ergebnis gibt es ein Problem, dass das Volumen der Fotodiode in dem Bildpunkt für sichtbares Licht verringert wird und die Sättigungsladungsmenge verringert wird.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Technologie, eine Festkörper-Bildgebungsvorrichtung und ein elektronisches Gerät bereitzustellen, die dazu in der Lage sind, sowohl eine Unterdrückung einer Farbmischung, die durch einen Bildpunkt für Nah-Infrarot-Licht verursacht wird, als auch eine Sicherstellung einer Sättigungsladungsmenge eines Bildpunkts für sichtbares Licht in dem Fall zu erreichen, in dem der Bildpunkt für sichtbares Licht und der Bildpunkt für Nah-Infrarot-Licht auf dem gleichen Substrat geformt sind.
  • Lösung für das Problem
  • Eine Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt Folgendes ein: ein Substrat, eine erste fotoelektrische Wandlereinheit, die auf dem Substrat geformt ist, eine zweite fotoelektrische Wandlereinheit, die auf dem Substrat und angrenzend an die erste fotoelektrische Wandlereinheit geformt ist, eine dritte fotoelektrische Wandlereinheit, die auf dem Substrat und angrenzend an die zweite fotoelektrische Wandlereinheit geformt ist, Infrarot-Absorptionsfilter, die selektiv auf einer Lichteinfallsflächenseite der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit und der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet sind, einen ersten Farbfilter, der auf der Lichteinfallsflächenseite der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, einen zweiten Farbfilter, der auf der Lichteinfallsflächenseite der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, einen dritten Farbfilter, der auf der Lichteinfallsflächenseite der dritten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, eine erste Elementisolationseinheit, die zwischen der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit und der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, und eine zweite Elementisolationseinheit, die zwischen der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit und der dritten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, wobei eine Querschnittsfläche der ersten Elementisolationseinheit entlang einer Richtung, in der die erste fotoelektrische Wandlereinheit und die zweite fotoelektrische Wandlereinheit ausgerichtet sind, größer ist als eine Querschnittsfläche der zweiten Elementisolationseinheit entlang einer Richtung, in der die zweite fotoelektrische Wandlereinheit und die dritte fotoelektrische Wandlereinheit ausgerichtet sind.
  • Ein elektronisches Gerät nach der vorliegenden Technologie schließt Folgendes ein: eine Festkörper-Bildgebungsvorrichtung, die ein Substrat, eine erste fotoelektrische Wandlereinheit, die auf dem Substrat geformt ist, eine zweite fotoelektrische Wandlereinheit, die auf dem Substrat und angrenzend an die erste fotoelektrische Wandlereinheit geformt ist, eine dritte fotoelektrische Wandlereinheit, die auf dem Substrat und angrenzend an die zweite fotoelektrische Wandlereinheit geformt ist, Infrarot-Absorptionsfilter, die selektiv auf einer Lichteinfallsflächenseite der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit und der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet sind, einen ersten Farbfilter, der auf der Lichteinfallsflächenseite der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, einen zweiten Farbfilter, der auf der Lichteinfallsflächenseite der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, einen dritten Farbfilter, der auf der Lichteinfallsflächenseite der dritten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, eine erste Elementisolationseinheit, die zwischen der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit und der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, und eine zweite Elementisolationseinheit, die zwischen der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit und der dritten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, einschließt, eine optische Linse, die ein Bild von Licht von einem Gegenstand auf einer Bildgebungsfläche der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung formt, und einen Signalverarbeitungsschaltkreis, der Signalverarbeitung an einer Signalausgabe von der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung durchführt, wobei eine Querschnittsfläche der ersten Elementisolationseinheit entlang einer Richtung, in der die erste fotoelektrische Wandlereinheit und die zweite fotoelektrische Wandlereinheit ausgerichtet sind, größer ist als eine Querschnittsfläche der zweiten Elementisolationseinheit entlang einer Richtung, in der die zweite fotoelektrische Wandlereinheit und die dritte fotoelektrische Wandlereinheit ausgerichtet sind. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • [1] 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines elektronischen Geräts nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
    • [2] 2 ist ein schematischer Graph des spektralen Transmissionsgrades eines Doppelpassfilters.
    • [3] 3 ist ein schematischer Graph des spektralen Transmissionsgrades eines Farbfilters.
    • [4] 4 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
    • [5] 5 ist eine Draufsicht eines Bildpunktbereichs der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
    • [6] 6 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Bildpunktbereichs der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
    • [7] 7 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Bildpunktbereichs einer Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einem ersten Vergleichsbeispiel.
    • [8] 8 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Bildpunktbereichs einer Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einem zweiten Vergleichsbeispiel.
    • [9] 9 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Bildpunktbereichs einer Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
    • [10] 10 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Bildpunktbereichs einer Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
    • [11] 11 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Bildpunktbereichs einer Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
    • [12] 12 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Bildpunktbereichs einer Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
    • [13] 13 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Bildpunktbereichs einer Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
    • [14] 14 ist eine Draufsicht eines Bildpunktbereichs einer Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
    • [15] 15 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Bildpunktbereichs einer Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einer achten Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
    • [16] 16 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Bildpunktbereichs einer Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
  • Weise(n) zum Ausführen der Erfindung
  • Im Folgenden werden eine erste bis neunte Ausführungsform der vorliegenden Technologie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. In der Beschreibung der Zeichnungen, auf die in der folgenden Beschreibung Bezug genommen wird, werden die gleichen oder ähnliche Abschnitte durch die gleichen oder ähnliche Bezugszeichen bezeichnet. Zu beachten ist jedoch, dass die Zeichnungen schematisch sind und sich die Beziehung zwischen der Dicke und den Ebenenabmessungen, das Verhältnis der Dicke jeder Schicht oder dergleichen von den tatsächlichen unterscheiden. Daher sollten die spezifische Dicke und die Abmessungen durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung bestimmt werden. Ferner versteht es sich von selbst, dass die Zeichnungen ebenfalls Abschnitte einschließen, die voneinander unterschiedliche Abmessungsbeziehungen und -verhältnisse aufweisen. Es ist zu bemerken, dass die hierin beschriebenen Wirkungen nur illustrativ und nicht einschränkend sind und andere Wirkungen aufweisen können.
  • (Erste Ausführungsform)
  • <Elektronisches Gerät und Festkörper-Bildgebungsvorrichtung>
  • Ein elektronisches Gerät (Kamerasystem) 1 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie schließt eine Nah-Infrarot-Lichtquelleneinheit 400, die Nah-Infrarot-Licht auf einen Gegenstand 500 anwendet, eine optische Einheit (Bildgebungslinse) 200 zum Formen eines Bildes des Gegenstands 500, einen Doppelpassfilter 60, wobei Licht über die optische Einheit 200 in den Doppelpassfilter 60 eintritt, eine Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100, wobei Licht über den Doppelpassfilter 60 in die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100 eintritt, und eine Signalverarbeitungseinheit 300, die ein Signal von der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100 verarbeitet, ein, wie in 1 schematisch gezeigt.
  • Die Nah-Infrarot-Lichtquelleneinheit 400 beleuchtet den Gegenstand 500 mit Nah-Infrarot-Licht in einem vorbestimmten Bereich von Wellenlängen. Die Emissionswellenlängen von der Nah-Infrarot-Lichtquelleneinheit 400 können entsprechend eingestellt werden. Die Nah-Infrarot-Lichtquelleneinheit 400 kann eine Nah-Infrarot-Licht emittierende Diode (LED) oder dergleichen einschließen. Reflektiertes Licht von dem Gegenstand 500, das auf Umgebungslicht, das Nah-Infrarot-Licht einschließt, und Nah-Infrarot-Licht von der Nah-Infrarot-Lichtquelleneinheit 400 in einem vorbestimmten Bereich von Wellenlängen beruht, tritt in die optische Einheit 200 ein.
  • Der Doppelpassfilter 60 weist ein Übertragungsband für sichtbares Licht und für Nah-Infrarot-Licht in einem vorbestimmten Bereich von Wellenlängen auf. Der Doppelpassfilter 60 ist ein Filter, der eine Konfiguration aufweist, in der zum Beispiel der Wellenlängenbereich von 650 nm bis 750 nm durch eine Grenzbandabsorptionsschicht absorbiert wird und die spektralen Eigenschaften des Übertragungsbandes in dem Nah-Infrarot-Bereich durch einen dielektrischen mehrlagigen Film gesteuert werden. 2 zeigt einen schematischen Graph des spektralen Transmissionsgrades des Doppelpassfilters 60. 2 illustriert einen Falls, in dem die Mitte des Übertragungsbandes auf der Nah-Infrarot-Seite des Doppelpassfilters 60 auf ungefähr 850 nm festgesetzt ist und die Breite auf ungefähr 80 nm festgesetzt ist. Zu bemerken ist, dass das Übertragungsband auf der Nah-Infrarot-Seite des Doppelpassfilters 60 entsprechend festgesetzt sein kann.
  • Die in 1 gezeigte Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100 schließt fotoelektrische Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R, Infrarot-Absorptionsfilter (Infrarot-Absorptionsfilme) 40, die auf der Lichteinfallsflächenseite der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R angeordnet sind, und Farbfilter 50G, 50B, 50IR und 50R, die auf der Lichteinfallsflächenseite der Infrarot-Absorptionsfilter 40 angeordnet sind, ein. Die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100 weist zum Beispiel eine Megapixelkonfiguration auf. Jedoch zeigt 1, der Zweckmäßigkeit der Beschreibung halber, die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R entsprechend vier Bildpunkten als eine Gruppeneinheit. Die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R schließen die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht und die fotoelektrische Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht ein. Die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht schließen die fotoelektrische Wandlereinheit 20G für Grün, die fotoelektrische Wandlereinheit 20B für Blau und die fotoelektrische Wandlereinheit 20R für Rot ein.
  • Die Farbfilter 50G, 50B, 50IR und 50R schließen die Farbfilter 50G, 50B und 50R für sichtbares Licht und den Farbfilter 50IR für Nah-Infrarot-Licht ein. Die Farbfilter 50G, 50B und 50R für sichtbares Licht schließen den Farbfilter 50G für Grün, den Farbfilter 50B für Blau und den Farbfilter 50R für Rot ein. Der Farbfilter 50G für Grün ist entsprechend der fotoelektrischen Wandlereinheit 20G für Grün angeordnet und weist ein grünes Übertragungsband auf. Der Farbfilter 50B für Blau ist entsprechend der fotoelektrischen Wandlereinheit 20B für Blau angeordnet und weist ein blaues Übertragungsband auf. Der Farbfilter 50R für Rot ist entsprechend der fotoelektrischen Wandlereinheit 20R für Rot angeordnet und weist ein rotes Übertragungsband auf. Der Farbfilter 50IR für Nah-Infrarot-Licht ist entsprechend der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht und weist ein Übertragungsband von Nah-Infrarot-Licht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Wellenlängen auf. Zu bemerken ist, dass die Buchstaben „G“, „B“, „IR“ und „R“, die an die Farbfilter 50G, 50B, 50IR und 50R in 1 angehängt sind, bedeuten, dass jeweils grünes Licht, blaues Licht, Nah-Infrarot-Licht beziehungsweise rotes Licht durch dieselben durchgelassen wird.
  • 3 zeigt einen schematischen Graph des spektralen Transmissionsgrades der Farbfilter 50G, 50B, 50IR und 50R. Wie in 3 gezeigt, weisen die im Handel erhältlichen Farbfilter 50G, 50B, 50IR und 50R im Allgemeinen den Transmissionsgrad von ungefähr 100 % bei den Wellenlängen länger als 800 nm. Das heißt, das Licht, das durch den Farbfilter 50R für Rot durchgelassen wird, schließt Nah-Infrarot-Licht in einem vorbestimmten Bereich von Wellenlängen zusätzlich zu rotem sichtbarem Licht ein. Das Licht, das durch den Farbfilter 50G für Grün durchgelassen wird, schließt Nah-Infrarot-Licht in einem vorbestimmten Bereich von Wellenlängen zusätzlich zu grünem sichtbarem Licht ein. Das Licht, das durch den Farbfilter 50B für Blau durchgelassen wird, schließt Nah-Infrarot-Licht in einem vorbestimmten Bereich von Wellenlängen zusätzlich zu blauem sichtbarem Licht ein.
  • Daher werden die Komponenten von Nah-Infrarot-Licht, die in dem Licht eingeschlossen sind, das durch die Farbfilter 50G, 50B und 50R für sichtbares Licht durchgelassen wird, durch die in 1 gezeigten Infrarot-Absorptionsfilter 40 absorbiert. Die Infrarot-Absorptionsfilter 40 sind selektiv entsprechend den Farbfiltern 50G, 50B und 50R für sichtbares Licht und den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht angeordnet. Das Absorptionsband von Nah-Infrarot-Licht durch die Infrarot-Absorptionsfilter 40 kann ein Übertragungsband von Nah-Infrarot-Licht des Doppelpassfilters 60 einschließen. Der Buchstabe „IRA“, der an den Infrarot-Absorptionsfilter 40 von 1 angehängt ist, bedeutet Nah-Infrarot-Licht absorbierend.
  • Das Licht, das durch die Farbfilter 50G, 50B und 50R für sichtbares Licht durchgelassen wird, erreicht, die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht, nachdem Komponenten von Nah-Infrarot-Licht durch die Infrarot-Absorptionsfilter 40 absorbiert wird, und wird in den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht fotoelektrisch umgewandelt. Im Ergebnis werden Signale, die den Intensitäten von Grün, Blau und Rot in dem reflektierten Licht des Gegenstandes 500 entsprechen, von den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht ausgegeben.
  • Indessen erreicht das Nah-Infrarot-Licht, das durch den Farbfilter 50IR für Nah-Infrarot-Licht durchgelassen wird, die fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht, ohne durch die Infrarot-Absorptionsfilter 40 hindurchzugehen, und wird in der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht fotoelektrisch umgewandelt. Im Ergebnis wird das Signal, das der Intensität des Nah-Infrarot-Lichts in dem reflektierten Licht des Gegenstandes 500 entspricht, von der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht ausgegeben. Die Signalverarbeitungseinheit 300 ist dazu in der Lage, durch Verarbeiten des Signals von der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100 gleichzeitig ein Farbbild und ein Nah-Infrarot-Bild zu erfassen.
  • Als Nächstes wird ein Beispiel der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100 ausführlich beschrieben werden. Wie in 4 gezeigt, schließt die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100 ein Substrat 2 und einen Bildpunktbereich 4, einen vertikalen Treiberschaltkreis 5, einen Spaltensignal-Verarbeitungsschaltkreis 6, einen horizontalen Treiberschaltkreis 7, einen Ausgangsschaltkreis 8 und einen Steuerschaltkreis 9, die auf dem Substrat 2 geformt sind, ein.
  • Der Bildpunktbereich 4 schließt mehrere Bildpunkte 3 ein, die in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sind. Jeder der mehreren Bildpunkte 3 schließt die mehreren fotoelektrische Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R, die in 1 gezeigt werden, und mehrere Bildpunkttransistoren (nicht gezeigt) ein. Als die mehreren Bildpunkttransistoren können zum Beispiel vier Transistoren von einem Übertragungstransistor, einem Rückstelltransistor, einem Auswahltransistor und einem Verstärkungstransistor eingesetzt werden. Alternativ können drei Transistoren unter Ausschluss des Auswahltransistors eingesetzt werden.
  • Der vertikale Treiberschaltkreis 5 schließt zum Beispiel ein Schieberegister ein. Der vertikale Treiberschaltkreis 5 wählt der Reihe nach eine Bildpunkttreiberverdrahtung 10 aus, liefert einen Impuls zum Ansteuern des Bildpunkts 3 an die ausgewählte Bildpunkttreiberverdrahtung 10 und steuert jeden der Bildpunkte 3 Zeile für Zeile an. Das heißt, der vertikale Treiberschaltkreis 5 tastet selektiv jeden der Bildpunkte 3 des Bildpunktbereichs 4 nacheinander Zeile für Zeile in einer vertikalen Richtung ab und führt dem Spaltensignal-Verarbeitungsschaltkreis 6 durch eine Vertikalsignalleitung 11 ein Bildpunktsignal auf Grundlage der durch die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R der jeweiligen Bildpunkte 3 erzeugten Signalladungen zu.
  • Der Spaltensignal-Verarbeitungsschaltkreis 6 ist zum Beispiel für jede Spalte der Bildpunkte 3 angeordnet und führt eine Signalverarbeitung, wie beispielsweise Rauschentfernung, an dem von den Bildpunkten 3 ausgegebenen Signal in einer Zeile für jede Bildpunktspalte durch. Zum Beispiel führt der Spaltensignal-Verarbeitungsschaltkreis 6 eine Signalverarbeitung, wie beispielsweise korrelierte Doppelabtastung (correlated double sampling - CDS) zur Entfernung von bildpunktspezifischem Festmusterrauschen und Analog-Digital- (AD-) Wandlung durch.
  • Der horizontale Treiberschaltkreis 7 schließt zum Beispiel ein Schieberegister ein. Der horizontale Treiberschaltkreis 7 gibt der Reihe nach einen horizontalen Abtastimpuls an den Spaltensignal-Verarbeitungsschaltkreis 6 aus, um der Reihe nach den Spaltensignal-Verarbeitungsschaltkreis 6 auszuwählen, und bewirkt, dass der ausgewählte Spaltensignal-Verarbeitungsschaltkreis 6 das Bildpunktsignal ausgibt, an dem Signalverarbeitung durchgeführt worden ist an eine Horizontalsignalleitung 12 ausgibt.
  • Der Ausgangsschaltkreis 8 führt eine Signalverarbeitung an dem Bildpunktsignal durch, das der Reihe nach von jedem der Spaltensignal-Verarbeitungsschaltkreise 6 durch die Horizontalsignalleitung 12 zugeführt wird, und gibt das Bildpunktsignal aus.
  • Der Steuerschaltkreis 9 erzeugt Taktsignale und Steuersignale, die als eine Referenz für Operationen des horizontalen Treiberschaltkreises 5, des Spaltensignal-Verarbeitungsschaltkreises 6, des horizontalen Treiberschaltkreises 7 und dergleichen dienen, auf der Grundlage eines vertikalen Synchronisationssignals, eines horizontalen Synchronisationssignals und eines Master-Taktsignals. Dann gibt der Steuerschaltkreis 9 die erzeugten Taktsignale und Steuersignale en den vertikalen Treiberschaltkreis 5, den Spaltensignal-Verarbeitungsschaltkreis 6, den horizontalen Treiberschaltkreis 7 und dergleichen aus.
  • Eine Draufsicht des Bildpunktbereichs 4 der in 1 gezeigten Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100 wird in 5 gezeigt. Wie in 5 gezeigt, sind die mehreren fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R in einem Mosaikmuster angeordnet. In 5 sind Buchstaben „R“, „B“, „G“ und „IR“ schematisch jeweils an der fotoelektrischen Wandlereinheit 20R für Rot, der fotoelektrischen Wandlereinheit 20B für Blau, der fotoelektrischen Wandlereinheit 20G für Grün beziehungsweise der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht angehängt. Zum Beispiel stellen 2×2=4 fotoelektrische Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R einen Bildpunkt 3 dar, der in 4 gezeigt wird. Es ist zu bemerken, dass das Anordnungsmuster der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R nicht auf das in 5 beschränkt ist und verschiedene Anordnungsmuster eingesetzt werden können.
  • 5 illustriert den Fall, in dem die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht und die fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht in einem gleichen Abstand in der Zeilenrichtung und der Spaltenrichtung angeordnet sind. Die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R sind durch eine Elementisolationseinheit 31 elektrisch voneinander elementisoliert. Die Elementisolationseinheit 31 ist in einer Gittergestalt geformt, um so die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R zu umgeben. Jede der Öffnungsflächen der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht, unterteilt durch die Elementisolationseinheit 31, ist größer festgesetzt als die Öffnungsfläche der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht, unterteilt durch die Elementisolationseinheit 31.
  • 6 ist eine Querschnittsansicht der gekrümmten Abschnitte der Punkt-Strich-Linie die durch die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R in 5 hindurchgeht, geschnitten in der senkrechten Richtung, betrachtet aus der Richtung A-A. Eine Draufsicht einer horizontalen Ebene in der Richtung B-B, die durch die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R in 6 hindurchgeht, entspricht 5. Zu bemerken, ist, dass, wie in 6 gezeigt, die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R tatsächlich in einer Reihe angeordnet sein können.
  • In 6 wird, als die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100, rückseitig beleuchteter CMOS- (Complementary Metal Oxide Semiconductor - komplementärer Metalloxid-Halbleiter-) Bildsensor illustriert. Im Folgenden wird die Oberfläche jedes Elements der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100 auf der Lichteinfallsflächenseite (die obere Seite in 6) als die „Rückseite“ bezeichnet werden, und die Oberfläche der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100 entgegengesetzt zu der Lichteinfallsflächenseite (die untere Seite in 6) wird als die „Vorderseite“ bezeichnet werden.
  • 6 illustriert ebenfalls den Doppelpassfilter 60, der auf der Lichteinfallsfläche (Rückseite) der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100 angeordnet ist. Zu bemerken ist, dass der Doppelpassfilter 60 in dem Element der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100 eingeschlossen sein kann. Wie in 2 gezeigt, weist der Doppelpassfilter 60 ein Übertragungsband in sichtbarem Licht und Nah-Infrarot-Licht in einem vorbestimmten Bereich von Wellenlängen auf. Der Doppelpassfilter 60 kann zum Beispiel eine Grenzbandabsorptionsschicht, die einen Grenzbereich (ein Grenzband) zwischen sichtbarem Licht und Nah-Infrarot-Licht absorbiert, und einen dielektrischen mehrlagigen Film von ungefähr mehreren zehn bis einhundert und mehreren zehn Lagen zum Regeln eines Übertragungsbandes in dem Nah-Infrarot-Bereich einschließen. Das Grenzband weist eine Wellenlänge von zum Beispiel ungefähr 650 nm bis 750 nm auf. In der Grenzbandabsorptionsschicht kann ein gut bekanntes Pigment oder ein Farbstoff als Farbstoff verwendet werden. Zum Beispiel enthält die Grenzbandabsorptionsschicht eine Verbindung, wie beispielsweise eine Verbindung auf Grundlage von Squarain, eine Verbindung auf Grundlage von Phthalocyanin und eine Verbindung auf Grundlage von Cyanin als Farbstoff.
  • Die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R sind auf dem Substrat 2 der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100 geformt. 6 illustriert den Fall, in dem die fotoelektrische Wandlereinheit 20G für Grün zu der fotoelektrischen Wandlereinheit 20B für Blau benachbart ist, die fotoelektrische Wandlereinheit 20B für Blau zu der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht benachbart ist und die fotoelektrische Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht zu der fotoelektrischen Wandlereinheit 20R für Rot benachbart ist.
  • Als das Substrat 2 kann zum Beispiel ein Halbleitersubstrat, geformt aus Silizium (Si) verwendet werden. Die fotoelektrische Wandlereinheit 20G weist einen n-dotierten Halbleiterbereich 21a und einen p-dotierten Halbleiterbereich 22a auf, die auf der Vorderflächenseite des Substrats 2 bereitgestellt werden, und der p-dotierte Halbleiterbereich 22a und der n-dotierte Halbleiterbereich 21a stellen eine Fotodiode dar. Die fotoelektrische Wandlereinheit 20B weist einen n-dotierten Halbleiterbereich 21b und einen p-dotierten Halbleiterbereich 22b auf, die auf der Vorderflächenseite des Substrats 2 bereitgestellt werden, und der p-dotierte Halbleiterbereich 22b und der n-dotierte Halbleiterbereich 21b stellen eine Fotodiode dar. Die fotoelektrische Wandlereinheit 20IR weist einen n-dotierten Halbleiterbereich 21c und einen p-dotierten Halbleiterbereich 22c auf, die auf der Vorderflächenseite des Substrats 2 bereitgestellt werden, und der p-dotierte Halbleiterbereich 22c und der n-dotierte Halbleiterbereich 21c stellen eine Fotodiode dar. Die fotoelektrische Wandlereinheit 20R weist einen n-dotierten Halbleiterbereich 21d und einen p-dotierten Halbleiterbereich 22d auf, die auf der Vorderflächenseite des Substrats 2 bereitgestellt werden, und der p-dotierte Halbleiterbereich 22d und der n-dotierte Halbleiterbereich 21d stellen eine Fotodiode dar. Zu bemerken ist, dass in jeder der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R ferner ein p-dotierter Halbleiterbereich auf der Rückflächenseite des Substrats 2 bereitgestellt werden können und der p-dotierte Halbleiterbereich und die n-dotierte Halbleiterbereiche 21a bis 21d Fotodioden darstellen können.
  • In den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R werden Signalladungen entsprechend der Menge an einfallendem Licht erzeugt, und die erzeugten Signalladungen werden in den n-dotierten Halbleiterbereichen 21a bis 21d akkumuliert. Elektronen, die für Dunkelstrom verantwortlich sind, erzeugt an der Grenzfläche des Substrats 2, werden durch die Defektelektronen absorbiert, die Mehrheitsträger der auf dem Substrat 2 geformten p-dotierten Halbleiterbereiche 22a bis 22d sind, und folglich wird der Dunkelstrom unterdrückt. Ein p-Wannenbereich 23 ist zwischen den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R auf der Vorderflächenseite des Substrats 2 geformt. Eine Gleitdiffusionseinheit (nicht gezeigt) oder dergleichen ist in dem p-Wannenbereich 23 geformt.
  • Wie in 6 gezeigt, schließt die in 5 gezeigte Elementisolationseinheit 31 Elementisolationseinheiten 31a bis 31e ein, die zwischen den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R bereitgestellt werden. Die Elementisolationseinheit 31a ist zwischen der fotoelektrischen Wandlereinheit für Blau (Illustration weggelassen) und der fotoelektrischen Wandlereinheit 20G für Grün angeordnet. Die Elementisolationseinheit 31b ist zwischen der fotoelektrischen Wandlereinheit 20G für Grün und der fotoelektrischen Wandlereinheit 20B für Blau angeordnet. Die Elementisolationseinheit 31c ist zwischen der fotoelektrischen Wandlereinheit 20B für Blau und der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für infrarotes Licht angeordnet. Die Elementisolationseinheit 31d ist zwischen der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für infrarotes Licht und der fotoelektrischen Wandlereinheit 20R für Rot angeordnet. Die Elementisolationseinheit 31e ist zwischen der fotoelektrischen Wandlereinheit 20R für Rot und der fotoelektrischen Wandlereinheit 20G für Grün, die auf der linken Seite von 6 gezeigt wird, angeordnet.
  • Die Elementisolationseinheiten 31a bis 31e werden in Rillenabschnitten 30a bis 30e bereitgestellt, die von der Rückflächenseite des Substrats 2 hin zu der Tiefenrichtung geformt sind. Die Tiefe der Rillenabschnitte 30a bis 30e ist günstigerweise zum Beispiel größer als die Tiefe, die der p-Wannenbereich 23 erreicht, wo ein Bildpunkttransistor geformt ist, oder gleich derselben und geringer als die Tiefe, welche die Gleitdiffusionseinheit oder der Source-Drain-Bereich, geformt in dem p-Wannenbereich 23, erreicht. Zum Beispiel beträgt in dem Fall, in dem die Tiefe der Gleitdiffusionseinheit, des Source-Bereichs und des Drain-Bereichs weniger als 1 µm beträgt, die Tiefe der Rillenabschnitte 30a bis 30e ungefähr 0,25 bis 5,0 µm.
  • In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie sind die Formen der Elementisolationseinheiten 31c und 31d zum Trennen der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20B und 20R für sichtbares Licht und der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht voneinander und die Formen der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e zum Trennen der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht voneinander unterschiedlich zueinander. Das heißt, die Querschnittsflächen der Elementisolationseinheiten 31c und 31d entlang der Richtung, in der die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20B und 20R für sichtbares Licht und die fotoelektrische Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht ausgerichtet sind, sind größer als die Querschnittsflächen der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e entlang der Richtung, in der die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht ausgerichtet sind.
  • Zum Beispiel ist, wie in 6 gezeigt, die Anzahl von Elementen, welche die Elementisolationseinheiten 31c und 31d ausmachen, größer als die Anzahl von Elementen, welche die Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e ausmachen. Die Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e werden durch selektives Einbetten von isolierenden Filmen 32 und 33 gebildet. Indessen werden die Elementisolationseinheiten 31c und 31d durch selektives Einbetten der isolierenden Filme 32 und 33 und einer Licht abschirmenden Lage 34 gebildet. Da die Elementisolationseinheiten 31c und 31d ferner die Licht abschirmende Lage 34 einschließen, ist eine Breite W2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d breiter als eine Breite W1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e. Zum Beispiel beträgt die Breite W1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e ungefähr 20 nm bis 50 nm. Die Breite W2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d beträgt ungefähr 50 nm bis 100 nm und kann ungefähr 5 nm bis 50 nm breiter sein als die Breite W1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e. Eine Tiefe D1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b, 31c und 31d ist im Wesentlichen die gleiche und beträgt zum Beispiel ungefähr 0,2 µm bis 1,0 µm.
  • Die isolierenden Filme 32 und 33 werden in den Rillenabschnitten 30a bis 30e bereitgestellt und schließen den isolierenden Film 32, der ein Festladungsfilm ist, der feste Ladungen aufweist, und den isolierenden Film 33 der in den Rillenabschnitten 30a bis 30e über den isolierenden Film 32 bereitgestellt wird, ein. Der isolierende Film 32 ist auf der Seitenwandfläche und der unteren Fläche der Rillenabschnitte 30a bis 30e und auf der gesamten Rückflächenseite des Substrats 2 geformt. Als das Material des isolierenden Films 32 kann zum Beispiel ein Materialfilm mit hohem Brechungsindex oder ein stark dielektrischer Film mit negativen Ladungen, der dazu in der Lage ist, feste Ladungen zu erzeugen, um das Anhaften zu verstärken, verwendet werden. Insbesondere kann ein Oxid, ein Nitrid oder dergleichen, das wenigstens ein Element von Hafnium (Hf), Aluminium (Al), Zirconium (Zr), Tantal (Ta) oder Titan (Ti) enthält, eingesetzt werden. Als das Material des isolierenden Films 32 ist zum Beispiel Hafniumoxid (HfO2) vorteilhafter. Der isolierende Film 32 kann ein Einzellagenfilm sein und kann ein geschichteter Film sein, der aus dem gleichen Material oder unterschiedlichen Materialien geformt ist.
  • Der isolierende Film 33 wird in den Rillenabschnitten 30c und 30d über die isolierenden Filme 32 und 33 bereitgestellt. Als das Material des isolierenden Films 33 kann zum Beispiel ein Oxidfilm, ein Nitridfilm oder dergleichen mit einem Brechungsindex, der sich von demjenigen des isolierenden Films 32 unterscheidet, eingesetzt werden. Insbesondere kann wenigstens eines von Siliziumoxid (SiO2), Siliziumnitrid (Si3N4) oder Siliziumoxinitrid (SiON) eingesetzt werden. Als das Material des isolierenden Films 33 ist zum Beispiel ein Material, das keine positiven festen Ladungen aufweist, oder ein Material, das weniger positive feste Ladungen aufweist, vorteilhaft.
  • Als das Material der Licht abschirmenden Lage 34 kann zum Beispiel ein Material, dass zum Sperren von Licht in der Lage ist, eingesetzt werden. Insbesondere können ein Metallmaterial, wie beispielsweise Aluminium (Al), Wolfram (W), Kupfer (Cu) und Chrom (Cr) und ein dielektrisches Material, wie beispielsweise Polysilizium, eingesetzt werden. Wie in 5 gezeigt, ist die Licht abschirmende Lage 34 in einem rahmenartigen ebenen Muster geformt, um so die fotoelektrische Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht zu umgeben. Zu bemerken ist, dass die Licht abschirmende Lage 34 nicht auf das rahmenartige ebene Muster beschränkt ist. Zum Beispiel kann die Licht abschirmende Lage 34 in jeder der vier Seiten, die eine rechteckige Form der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht bilden, in einer geraden Linie geformt sein.
  • Als ein Beispiel des Verfahrens zum Formen der in 6 gezeigten Elementisolationseinheiten 31a bis 31e werden die Rillenabschnitte 30a bis 30e von der Rückflächenseite des Substrats 2 zu der Tiefenrichtung geformt durch Ätzen, wie beispielsweise reaktives Ionenätzen (reactive ion etching - RIE), nachdem eine Ätzmaske auf der Rückseite des Substrats 2 unter Verwendung einer lithographischen Technologie geformt worden ist. Zu diesem Zeitpunkt werden die Rillenabschnitte 30a bis 30e so geformt, dass die Breite W2 der Rillenabschnitte 30c und 30d breiter ist als die Breite W1 der Rillenabschnitte 30a, 30b und 30e. Danach wird die Ätzmaske entfernt. Anschließend wird der isolierende Film 32 auf der Rückseite des Substrats 2 und in den Rillenabschnitten 30a bis 30e durch ein CVD-Verfahren, ein PVD-Verfahren oder dergleichen abgesetzt. Ferner wird der isolierende Film 33 auf dem isolierenden Film 32 durch ein CVD-Verfahren oder dergleichen abgesetzt, um die verhältnismäßig dünnen Rillenabschnitte 30a, 30b und 30e mit dem isolierenden Film 33 über den isolierenden Film 32 einzubetten, und die verhältnismäßig dicken Rillenabschnitte 30c und 30d werden nicht vollständig mit dem isolierenden Film 33 eingebettet. Danach werden ein Metallfilm, der als die Licht abschirmende Lage 34 dient, und ein Metallfilm, der als eine Licht abschirmende Lage 35 dient, durch ein CVD-Verfahren oder dergleichen auf dem isolierenden Film 33 abgesetzt, und die verhältnismäßig dicken Rillenabschnitte 30c und 30d werden mit der Licht abschirmenden Lage 34 über die isolierenden Filme 32 und 33 eingebettet, wodurch die Elementisolationseinheiten 31a bis 31e geformt werden können.
  • Der Licht abschirmende Film 35 wird in einer Gitterform so auf einem Teil der Rückflächenseite des isolierenden Films 33 geformt, dass er die jeweiligen Lichtaufnahmeflächen der mehreren fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R öffnet. Der Licht abschirmende Film 35 wird mit der Licht abschirmenden Lage 34 verbunden, die in den Rillenabschnitten 30c und 30d eingebettet ist. Der Licht abschirmende Film 35 kann integral mit der Licht abschirmenden Lage 34 geformt werden, durch Absetzen und Strukturieren eines Metallfilms oder dergleichen, der als die Licht abschirmende Lage 34 und der Licht abschirmende Film 35 dient. Als das Material des Licht abschirmenden Films 35 kann zum Beispiel ein Material, das zum Sperren von Licht in der Lage ist, eingesetzt werden. Insbesondere können ein Metallmaterial, wie beispielsweise Aluminium (Al), Wolfram (W), Kupfer (Cu) und Chrom (Cr) und ein dielektrisches Material, wie beispielsweise Polysilizium, eingesetzt werden. Der Licht abschirmende Film 35 kann aus dem gleichen Material wie das der Licht abschirmenden Lage 34 geformt werden oder kann aus einem Material, das sich von dem der Licht abschirmenden Lage 34 unterscheidet, geformt werden.
  • Ein Abflachungsfilm 36 wird angeordnet, um die Seitenfläche und die Rückseite des Licht abschirmenden Films 35 abzudecken. Als der Abflachungsfilm 36 können Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, organisches SOG (Spin-On-Glas), ein polyimidbasiertes Harz, ein fluorbasiertes Harz oder dergleichen verwendet werden. Der Abflachungsfilm 36 wird unter Verwendung einer gut bekannten Strukturierungstechnologie mit einer Öffnung versehen. Die Infrarot-Absorptionsfilter 40 werden auf der Öffnung des Abflachungsfilms 36 angeordnet. Zu bemerken ist, dass die Infrarot-Absorptionsfilter 40 auf der Rückseite, welche die ebene Fläche des Abflachungsfilms 36 ist, angeordnet werden können, ohne eine Öffnung an dem Abflachungsfilm 36 zu formen.
  • Die Infrarot-Absorptionsfilter 40 werden selektiv an Positionen angeordnet, die den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht entsprechen. Die Infrarot-Absorptionsfilter 40 können eine bis mehrere Schichten einschließen, die einen Farbstoff enthalten, oder können mehrere zehn dielektrische Mehrfachschichten einschließen. Die Infrarot-Absorptionsfilter 40 können zum Beispiel durch Schleuderbeschichten eines Materials, das einen Farbstoff enthält, geformt werden. Die Infrarot-Absorptionsfilter 40 können, als Farbstoff, eine Verbindung, wie beispielsweise eine Verbindung auf Grundlage von Squarain, eine Verbindung auf Grundlage von Phthalocyanin und eine Verbindung auf Grundlage von Cyanin, enthalten.
  • Die Farbfilter 50G, 50B und 50R für sichtbares Licht werden auf der Rückflächen-(Lichteinfallsflächen-) Seite der Infrarot-Absorptionsfilter 40 angeordnet. Die Farbfilter 50G, 50B und 50R für sichtbares Licht können eine Schicht auf Grundlage eines organischen Materials unter Verwendung einer organischen Verbindung, wie beispielsweise eines Pigments und eines Farbstoffs, einschließen. Zu bemerken ist, dass ein komplementärer Farbfilter, der bewirkt, dass eine spezifische Wellenlänge, wie beispielsweise Cyan, Magenta und Gelb, durch denselben durchgelassen wird, in einigen Fällen verwendet werden kann. Die Farbfilter 50G, 50B und 50R für sichtbares Licht schließen den Farbfilter 50G für Grün, den Farbfilter 50B für Blau und den Farbfilter 50R für Rot ein. Der Farbfilter 50G für Grün wird entsprechend der fotoelektrischen Wandlereinheit 20G für Grün angeordnet und weist ein Übertragungsband von Nah-Infrarot-Licht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Wellenlängen zusätzlich zu einem grünen Übertragungsband auf, wie in 3 gezeigt. Der Farbfilter 50B für Blau wird entsprechend der fotoelektrischen Wandlereinheit 20B für Blau angeordnet und weist ein Übertragungsband von Nah-Infrarot-Licht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Wellenlängen zusätzlich zu einem blauen Übertragungsband aus, wie in 3 gezeigt. Der Farbfilter 50R für Rot wird entsprechend der fotoelektrischen Wandlereinheit 20R für Rot angeordnet und weist ein Übertragungsband von Nah-Infrarot-Licht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Wellenlängen zusätzlich zu einem roten Überertragungsband auf, wie in 3 gezeigt.
  • Der Farbfilter 50IR für Nah-Infrarot-Licht wird entsprechend der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht angeordnet. Der Farbfilter 50IR für Nah-Infrarot-Licht kann eine Schicht auf Grundlage eines organischen Materials unter Verwendung einer organischen Verbindung, wie beispielsweise eines Pigments und eines Farbstoffs, einschließen. Zum Beispiel kann der Farbfilter 50IR für Nah-Infrarot-Licht durch Schichten eines Farbfilters 51B für Blau und eines Farbfilters 51R für Rot geformt werden. Der Farbfilter 51B für Blau und der Farbfilter 51R für Rot sind dazu in der Lage, blaue, rote und grüne Komponenten zu absorbieren und zu bewirken, dass Nah-Infrarot-Licht durch dieselben durchgelassen wird. Zu bemerken ist, dass die Konfiguration des Farbfilters 50IR für Nah-Infrarot-Licht nicht darauf beschränkt ist und zum Beispiel ein Einzellagenfilm sein kann, der bewirkt, dass Nah-Infrarot-Licht durch denselben durchgelassen wird.
  • Auf der Rückflächenseite der Farbfilter 50G, 50B, 50IR und 50R wird eine On-Chip-Linde 51 entsprechend jedem der Bildpunkte 3 angeordnet. Die On-Chip-Linse 51 sammelt das einstrahlende Licht und bewirkt, dass das gesammelte Licht über die Farbfilter 50G, 50B, 50IR und 50R effizient in die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R in dem Substrat 2 eintritt. Die On-Chip-Linse 51 kann aus einem isolierenden Material geformt sein, das keine Lichtabsorptionseigenschaften aufweist. Beispiele des isolierenden Materials, das keine Lichtabsorptionseigenschaften aufweist, schließen Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, organisches SOG, ein polyimidbasiertes Harz und ein fluorbasiertes Harz ein.
  • Eine Verdrahtungsschicht 24 wird auf der Vorderflächenseite des Substrats 2 geformt. Die Verdrahtungsschicht 24 schließt die Verdrahtung 25 ein, die geschichtet ist, so dass sie mehrere Lagen (drei Lagen in 6) aufweist, über einen isolierenden Zwischenlagenfilm 27, ein. Der Bildpunkttransistor, der den entsprechenden Bildpunkt 3 darstellt, wird über die Verdrahtung 25 angesteuert, die mehrere Lagen aufweist, die in der Verdrahtungsschicht 24 geformt sind.
  • Ein Trägersubstrat 26 wird auf der Vorderflächenseite der Verdrahtungsschicht 24 geformt. Das Trägersubstrat 26 ist ein Substrat zum Sicherstellen der Intensität des Substrats 2 in der Fertigungsphase der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100. Zum Beispiel kann Silizium (Si) als das Material des Trägersubstrats 26 verwendet werden.
  • In der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie wird Licht von der Rückflächenseite des Substrats 2 angelegt, das angelegte Licht wird durch die On-Chip-Linse 51 und die Farbfilter 50 durchgelassen, und das durchgelassene Licht wird in den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R fotoelektrisch umgewandelt, wodurch Signalladungen erzeugt werden. Danach werden die erzeugten Signalladungen über den Bildpunkttransistor, der auf der Vorderflächenseite des Substrats 2 geformt ist, als ein Bildpunktsignal in der in 4 gezeigten vertikalen Signalleitung 11, die aus der Verdrahtung 25 geformt ist, ausgegeben.
  • Hier wird die Beschreibung im Vergleich mit einer Festkörper-Bildgebungsvorrichtung entsprechend einem ersten Vergleichsbeispiel vorgenommen werden. Wie in 7 gezeigt, unterscheidet sich die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung entsprechend dem ersten Vergleichsbeispiel von der Konfiguration der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, die in 6 gezeigt wird, darin, dass alle Elementisolationseinheiten 31a bis 31e durch gleichmäßiges Einbetten der isolierenden Filme 32 und 33 konfiguriert sind. Die Breite W1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e ist im Wesentlichen die gleiche wie die Breite W2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d. Da Nah-Infrarot-Licht einen Absorptionskoeffizienten von Si, welches das Substrat 2 darstellt, aufweist, der niedriger ist als der von sichtbarem Licht, wird es selbst bei einer tiefen Tiefe von der Si-Lichtaufnahmefläche fotoelektrisch umgewandelt, wodurch der zwischen Bildpunkten zurückzulegende Weg länger wird. In 7 wird ein fotoelektrischer Umwandlungsbereich R1 von sichtbarem Licht schematisch an der Position der fotoelektrischen Wandlereinheit 20G für Grün gezeigt, und ein fotoelektrischer Umwandlungsbereich R2 von infrarotem Licht, der tiefer ist als der fotoelektrische Umwandlungsbereich R1 von sichtbarem Licht, wird schematisch an der Position der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR von Nah-Infrarot-Licht gezeigt. In dem Fall, in dem alle Elementisolationseinheiten 31a bis 31e durch Einbetten der isolierenden Filme 32 und 33 geformt sind, wie in der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung entsprechend dem Ersten Vergleichsbeispiel, ist die Lichtabschirmungsleistung gegenüber Nah-Infrarot-Licht niedrig, und Austrittslicht L1 über die Elementisolationseinheiten 31c und 31d tritt leicht auf. Ferner tritt Austrittslicht L2 über den Schnitt an dem unteren Ende der Elementisolationseinheiten 31a bis 31e ebenfalls leicht auf. Daher tritt Farbmischung auf Grund der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR von Nah-Infrarot-Licht leicht auf.
  • Außerdem wird die Beschreibung im Vergleich mit einer Festkörper-Bildgebungsvorrichtung entsprechend einem zweiten Vergleichsbeispiel vorgenommen werden. Wie in 8 gezeigt, unterscheidet sich die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung entsprechend dem zweiten Vergleichsbeispiel von der Konfiguration der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, die in 6 gezeigt wird, darin, dass alle Elementisolationseinheiten 31a bis 31e durch gleichmäßiges Einbetten der isolierenden Filme 32 und 33 und der Licht abschirmenden Lage 34 konfiguriert sind. Die Breite W1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e ist im Wesentlichen die gleiche wie die Breite W2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d. In der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung entsprechend dem zweiten Vergleichsbeispiel, kann, da die Lichtabschirmungsfähigkeit für Nah-Infrarot-Licht durch die Licht abschirmende Lage 34 hoch ist, das Austrittslicht über die Elementisolationseinheiten 31c und 31d unterdrückt werden. Da jedoch sowohl der isolierende Film 33 als auch die Licht abschirmende Lage 34 in den Rillenabschnitten 30a bis 30e eingebettet sind, werden die Breite W1 der Elementisolationseinheit 31a, 31b und 31e und die Breite W2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d gleichmäßig breiter. Daher wird das Volumen gleichmäßig in allen fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R verringert, und die Sättigungsladungsmenge wird in den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R verringert.
  • In Übereinstimmung mit der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, die in 6 gezeigt wird, im Vergleich mit dem ersten und dem zweiten Vergleichsbeispiel, ist, durch selektives Konfigurieren der Elementisolationseinheiten 31c und 31d mit den isolierenden Filmen 32 und 33 und der Licht abschirmenden Lage 34, die Lichtabschirmungsleistung gegenüber Nah-Infrarot-Licht und der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht hoch, Austrittslicht aus der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht über die Elementisolationseinheiten 31c und 31d kann unterdrückt werden, und Farbmischung, verursacht durch die fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht kann unterdrückt werden. Ist es, da die Breite W2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d um die fotoelektrische Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht verhältnismäßig breit ist und die Breite W1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e verhältnismäßig schmal ist, möglich, eine Verringerung beim Volumen der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R von sichtbarem Licht durch Verringern des Volumens der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht zu unterdrücken. Daher kann die Sättigungsladungsmenge in der fotoelektrischen Wandlereinheit 20G, 20B und 20R von sichtbarem Licht sichergestellt werden.
  • Wie oben beschrieben, ist es, in Übereinstimmung mit der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, möglich, sowohl eine Unterdrückung der durch einen Bildpunkt für Nah-Infrarot-Licht verursachten Farbmischung als auch eine Sicherstellung einer Sättigungsladungsmenge eines Bildpunktes für sichtbares Licht in dem Fall zu erreichen, dass der Bildpunkt für sichtbares Licht und der Bildpunkt für Nah-Infrarot-Licht in dem gleichen Substrat geformt sind.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Wie in 9 gezeigt, hat eine Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie mit der Konfiguration nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, die in 6 gezeigt wird, gemeinsam, dass die Breite W2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d zum Trennen der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20B und 20R für sichtbares Licht und der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht voneinander breiter ist als die Breite W1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e zum Trennen der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht voneinander ist. Jedoch unterscheidet sich die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung darin von der Konfiguration nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, die in 6 gezeigt wird, dass die Elementisolationseinheiten 31c und 31d nicht die Licht abschirmende Lage 34 aufweisen und alle Elementisolationseinheiten 31a bis 31e durch gleichmäßiges Einbetten der isolierenden Filme 32 und 33 geformt sind.
  • Zum Zeitpunkt der Fertigung der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie muss man nur ein Maskenmuster so formen, dass sich die Breite W1 der Rillenabschnitte 30a, 30b und 30e und die Breite W2 der Rillenabschnitte 30c und 30d unterscheiden, und das Ätzen durchführen.
  • In Übereinstimmung mit der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann selbst in dem Fall, in dem alle Elementisolationseinheiten 31a bis 31e durch gleichmäßiges Einbetten der isolierenden Filme 32 und 33 geformt werden, ein Austritt von Nah-Infrarot-Licht aus der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht zu den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20B und 20R für sichtbares Licht über die Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e dadurch verringert werden, dass die Breite W2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d selektiv breiter gestaltet wird als die Breite W1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e. Im Ergebnis ist es möglich, durch die fotoelektrische Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht verursachte Farbmischung zu unterdrücken, während die Sättigungsladungsmenge der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht sichergestellt wird.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • Wie in 10 gezeigt, hat eine Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie mit der Konfiguration nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, die in 9 gezeigt wird, gemeinsam, dass die Elementisolationseinheiten 31c und 31d zum Trennen der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20B und 20R für sichtbares Licht und der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht nicht die Licht abschirmende Lage 34 aufweisen und alle Elementisolationseinheiten 31a bis 31e durch gleichmäßiges Einbetten der isolierenden Filme 32 und 33 konfiguriert sind. Jedoch unterscheidet sich die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung darin von der Konfiguration nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, die in 9 gezeigt wird, dass die Breite W2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d im Wesentlichen die gleiche ist wie die Breite W1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e zum Trennen der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht voneinander und eine Tiefe D2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d tiefer ist als die Tiefe D1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e. Zum Beispiel beträgt die Tiefe D2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d zum Beispiel, ungefähr 0,5 µm bis 1,5 µm und kann ungefähr 0,1 µm bis 0,5 µm tiefer sein als die Tiefe der Tiefe D1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e.
  • Zum Zeitpunkt der Fertigung der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie muss man nur der Reihe nach und getrennt den Maskenmuster-Formungsschritt und den Ätzschritt zum Formen der verhältnismäßig flachen Rillenabschnitte 30a, 30b und 30e und den Maskenmuster-Formungsschritt und den Ätzschritt zum Formen der verhältnismäßig tiefen Rillenabschnitte 30c und 30d durchführen.
  • In Übereinstimmung mit der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann selbst in dem Fall, in dem alle Elementisolationseinheiten 31a bis 31e durch gleichmäßiges Einbetten der isolierenden Filme 32 und 33 geformt werden, ein Austritt von Nah-Infrarot-Licht aus der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht zu den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20B und 20R für sichtbares Licht über den Schnitt in dem unteren Ende der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e dadurch verringert werden, dass die Tiefe D2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d selektiv tiefer gestaltet wird als die Tiefe D1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e. Indessen kann, da die Tiefe D1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e verhältnismäßig flach ist, das Volumen der Fotodioden in den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht sichergestellt werden. Daher ist es möglich, durch die fotoelektrische Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht verursachte Farbmischung zu unterdrücken, während die Sättigungsladungsmenge der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht sichergestellt wird.
  • Ferner ist es, um den Quantenwirkungsgrad zu erreichen, der als Bildpunktkennzeichen für Nah-Infrarot-Licht erforderlich ist, vorteilhaft, das Si, welches das Substrat 2 darstellt, dicker zu machen. Zu diesem Zeitpunkt besteht, in dem Fall, in dem alle Elementisolationseinheiten 31a bis 31e ebenfalls gleichmäßig tief geformt sind, ein Problem, dass die Kosten des Rohmaterialgases des isolierenden Films 33 zum Einbetten des Rillenabschnitts oder dergleichen gesteigert werden. Im Gegensatz dazu ist es, in Übereinstimmung mit der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie möglich, eine Steigerung bei den Kosten des Rohmaterialgases durch selektives Vertiefen der Tiefe D2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d, während die Tiefe D1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e beibehalten wird, zu unterdrücken.
  • (Vierte Ausführungsform)
  • Wie in 11 gezeigt, hat eine Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Technologie mit der Konfiguration nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, die in 10 gezeigt wird, gemeinsam, dass die Elementisolationseinheiten 31c und 31d zum Trennen der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20B und 20R für sichtbares Licht und der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht voneinander nicht die Licht abschirmende Lage 34 aufweisen und alle Elementisolationseinheiten 31a bis 31e durch gleichmäßiges Einbetten der isolierenden Filme 32 und 33 konfiguriert sind und dass die Tiefe D2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d tiefer ist als die Tiefe D1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e zum Trennen der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht voneinander. Jedoch unterscheidet sich die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung darin von der Konfiguration nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, die in 10 gezeigt wird, dass die Breite W2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d breiter ist als die Breite W1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e.
  • Zum Zeitpunkt der Fertigung der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, sind, da die Breite W2 der Rillenabschnitte 30c und 30d breiter ist als die Breite W1 der Rillenabschnitte 30a, 30b und 30e, die Rillenabschnitte 30c und 30d leichter in der Tiefenrichtung zu ätzen als der Rillenabschnitt 30b. Daher können die verhältnismäßig flachen Rillenabschnitte 30a, 30b und 30e und die verhältnismäßig tiefen Rillenabschnitte 30c und 30d gleichzeitig in einem Maskenmuster-Formungsschritt und einem Ätzschritt geformt werden. Zu bemerken ist, dass der Maskenmuster-Formungsschritt und der Ätzschritt zum Formen der Rillenabschnitte 30a, 30b und 30e und der Maskenmuster-Formungsschritt und der Ätzschritt zum Formen der Rillenabschnitte 30c und 30d getrennt durchgeführt werden können.
  • In Übereinstimmung mit der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann, selbst in dem Fall, in dem alle Elementisolationseinheiten 31a bis 31e durch gleichmäßiges Einbetten der isolierenden Filme 32 und 33 konfiguriert sind, ein Austritt von Nah-Infrarot-Licht aus der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht zu den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20B und 20R für sichtbares Licht über die Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e dadurch verringert werden, dass die Breite W2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d selektiv breiter gestaltet wird als die Breite W1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e.
  • Ferner kann, dadurch, dass die Tiefe D2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d selektiv tiefer gestaltet wird als die Tiefe D1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e, ein Austritt von Nah-Infrarot-Licht aus der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht zu den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20B und 20R für sichtbares Licht über den Schnitt an dem unteren Ende der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e verringert werden. Im Ergebnis ist es möglich, durch die fotoelektrische Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht verursachte Farbmischung zu unterdrücken, während die Sättigungsladungsmenge der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht sichergestellt wird.
  • (Fünfte Ausführungsform)
  • Wie in 12 gezeigt, hat eine Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Technologie mit der Konfiguration nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, die in 11 gezeigt wird, gemeinsam, dass die Breite W2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d zum Trennen der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20B und 20R für sichtbares Licht und der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht voneinander breiter ist als die Breite W1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e zum Trennen der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht voneinander und dass die Tiefe D2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d tiefer ist als die Tiefe D1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e. Jedoch unterscheidet sich die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung darin von der Konfiguration nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, die in 11 gezeigt wird, dass die Elementisolationseinheiten 31c und 31d durch selektives Einbetten der isolierenden Filme 32 und 33 und der Licht abschirmenden Lage 34 konfiguriert sind.
  • Zum Zeitpunkt der Fertigung der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der fünften Ausführungsform der vorliegenden Technologie, sind, da die Breite W2 der Rillenabschnitte 30c und 30d breiter ist als die Breite W1 der Rillenabschnitte 30a, 30b und 30e, die Rillenabschnitte 30c und 30d leichter in der Tiefenrichtung zu ätzen als der Rillenabschnitt 30b. Daher können die verhältnismäßig flachen Rillenabschnitte 30a, 30b und 30e und die verhältnismäßig tiefen Rillenabschnitte 30c und 30d gleichzeitig in einem Maskenmuster-Formungsschritt und einem Ätzschritt geformt werden. Zu bemerken ist, dass der Maskenmuster-Formungsschritt und der Ätzschritt zum Formen der Rillenabschnitte 30a, 30b und 30e und der Maskenmuster-Formungsschritt und der Ätzschritt zum Formen der Rillenabschnitte 30c und 30d getrennt durchgeführt werden können.
  • Ferner wird, wenn der isolierende Film 33 auf dem isolierenden Film 32 durch ein CVD-Verfahren oder dergleichen abgesetzt wird, um die verhältnismäßig dünnen Rillenabschnitte 30a, 30b und 30e mit dem isolierenden Film 33 über den isolierenden Film 32 einzubetten, die verhältnismäßig dicken Rillenabschnitte 30c und 30d nicht vollständig durch den isolierenden Film 33 eingebettet. Dann werden ein Metallfilm, der als die Licht abschirmende Lage 34 dient, und ein Metallfilm, der als der Licht abschirmende Film 35 dient, auf dem isolierenden Film 33 durch ein CVD-Verfahren oder dergleichen abgesetzt, und die verhältnismäßig dicken Rillenabschnitte 30c und 30d werden mit der Licht abschirmenden Lage 34 über die isolierenden Filme 32 und 33 eingebettet, wodurch die Elementisolationseinheiten 31a bis 31e geformt werden können.
  • In Übereinstimmung mit der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der fünften Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann, da die Lichtabschirmungsfähigkeit gegenüber Nah-Infrarot-Licht durch selektives Einbetten der isolierenden Filme 32 und 33 und der Licht abschirmenden Lage 34 in den Elementisolationseinheiten 31c und 31d verbessert wird, der Austritt von Nah-Infrarot-Licht aus der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht zu den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20B und 20R für sichtbares Licht über die Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e verringert werden. Ferner kann dadurch, dass die Tiefe D2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d selektiv tiefer gestaltet wird als die Tiefe D1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e, der Austritt von Nah-Infrarot-Licht aus der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht zu den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20B und 20R für sichtbares Licht über den Schnitt an dem unteren Ende der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e verringert werden. Im Ergebnis ist es möglich, durch die fotoelektrische Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht verursachte Farbmischung zu unterdrücken, während die Sättigungsladungsmenge der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht sichergestellt wird.
  • (Sechste Ausführungsform)
  • Wie in 13 gezeigt, hat eine Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Technologie mit der Konfiguration nach der fünften Ausführungsform der vorliegenden Technologie, die in 12 gezeigt wird, gemeinsam, dass die Elementisolationseinheiten 31c und 31d zum Trennen der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20B und 20R für sichtbares Licht und der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht voneinander durch selektives Einbetten der isolierenden Filme 32 und 33 und der Licht abschirmenden Lage 34 geformt sind, dass die Breite W2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d breiter ist als die Breite W1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e zum Trennen der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht und dass die Tiefe D2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d tiefer ist als die Tiefe D1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e. Jedoch unterscheidet sich die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung darin von der Konfiguration nach der fünften Ausführungsform der vorliegenden Technologie, die in 12 gezeigt wird, dass die Elementisolationseinheiten 31c und 31d tiefer geformt sind und durch das Substrat 2 hindurchdringen.
  • Die Licht abschirmende Lage 34 kann zum Beispiel aus einem Metallmaterial, wie beispielsweise Aluminium (Al), Wolfram (W), Kupfer (Cu) und Chrom (Cr), geformt sein. Das untere Ende der Licht abschirmenden Lage 34, eingebettet in den Elementisolationseinheiten 31c und 31d, kann zum Beispiel mit der Verdrahtung 25 verbunden sein. Ferner kann der Licht abschirmenden Lage 34 und dem Licht abschirmenden Film 35 über die Verdrahtung 25 ein Massepotential oder ein negatives Potential zugeführt werden. Im Ergebnis kann eine Inversionsschicht leicht auf der Seite des Substrats 2 durch die Licht abschirmende Lage 34 und den Licht abschirmenden Film 35 gebildet werden, und die Wirkungen des Unterdrückens von Dunkelstrom können gesteigert werden.
  • Zum Zeitpunkt der Fertigung der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, sind, da die Breite W2 der Rillenabschnitte 30c und 30d breiter ist als die Breite W1 der Rillenabschnitte 30a, 30b und 30e, die Rillenabschnitte 30c und 30d leichter in der Tiefenrichtung zu ätzen als der Rillenabschnitt 30b. Daher können die verhältnismäßig flachen Rillenabschnitte 30a, 30b und 30e und die verhältnismäßig tiefen Rillenabschnitte 30c und 30d gleichzeitig in einem Maskenmuster-Formungsschritt und einem Ätzschritt geformt werden. Zu bemerken ist, dass der Maskenmuster-Formungsschritt und der Ätzschritt zum Formen der Rillenabschnitte 30a, 30b und 30e und der Maskenmuster-Formungsschritt und der Ätzschritt zum Formen der Rillenabschnitte 30c und 30d getrennt durchgeführt werden können. Ferner muss man nur, nach dem Absetzen des isolierenden Films 33 so, dass die Rillenabschnitte 30c und 30d nicht vollständig eingebettet werden, die isolierenden Filme 32 und 33 auf dem unteren Abschnitt der Rillenabschnitte 30c und 30d durch Rückätzen entfernen, um die Verdrahtung 25 freizulegen und die Licht abschirmende Lage 34 einzubetten.
  • In Übereinstimmung mit der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, da die Lichtabschirmungsfähigkeit gegenüber Nah-Infrarot-Licht durch selektives Einbetten der isolierenden Filme 32 und 33 und der Licht abschirmenden Lage 34 in den Elementisolationseinheiten 31c und 31d gesteigert wird, der Austritt von Nah-Infrarot-Licht aus der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht zu den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20B und 20R für sichtbares Licht über die Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e verringert werden. Ferner ist es, dadurch, dass die Tiefe D2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d selektiv tiefer gestaltet wird als die Tiefe D1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e und weiter durch das Substrat 2 hindurchdringt, möglich, den Austritt von Nah-Infrarot-Licht aus der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht zu den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20B und 20R für sichtbares Licht über den Schnitt an dem unteren Ende der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e zu unterdrücken. Im Ergebnis ist es möglich, durch die fotoelektrische Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht verursachte Farbmischung zu unterdrücken, während die Sättigungsladungsmenge der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht sichergestellt wird.
  • (Siebente Ausführungsform)
  • Wie in 14 gezeigt, unterscheidet sich eine Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Technologie darin von der Konfiguration nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, die in 5 gezeigt wird, dass die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht und die fotoelektrische Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht nicht in einem gleichen Abstand, sondern in unterschiedlichen Abständen auf der ebenen Struktur angeordnet sind. Die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht sind in einem gleichen Abstand in der Zeilen- und der Spaltenrichtung angeordnet. Indessen ist die fotoelektrische Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht in einem Verhältnis von einer von neun der mehreren fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R angeordnet.
  • Die mehreren fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B, 20IR und 20R werden durch die Elementisolationseinheit 31 in einer Gitterform elementgetrennt. Die Öffnungsfläche der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht, die durch die Elementisolationseinheit 31 unterteilt wird, ist größer als die Öffnungsfläche der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht, die durch die Elementisolationseinheit 31 unterteilt wird. Die Breite W2 der Elementisolationseinheit 31 des Abschnitts zwischen der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht und den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht (mit anderen Worten, des Abschnitts, der die fotoelektrische Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht umgibt) ist breiter als die Breite W1 der Elementisolationseinheit 31 des Abschnitts zwischen den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht. Die Elementisolationseinheit 31 kann durch gleichmäßiges Einbetten eines isolierenden Films in allen Abschnitten konfiguriert sein. Alternativ kann der Abschnitt, der die fotoelektrische Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht umgibt, durch selektives Steigern der Anzahl von Elementen und Einbetten eines isolierenden Films und einer Licht abschirmenden Lage während des Formens des Abschnitts der Elementisolationseinheit 31 zwischen den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht durch Einbetten eines isolierenden Films konfiguriert sein.
  • In Übereinstimmung mit der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der siebenten Ausführungsform der vorliegenden Technologie wird in dem Fall, in dem die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht und die fotoelektrische Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht in unterschiedlichen Abständen angeordnet sind, die Öffnungsfläche der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht größer gestaltet als die Öffnungsfläche der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht. Im Ergebnis kann die Breite W2 der Elementisolationseinheit 31 des Abschnitts, der die fotoelektrische Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht umgibt, größer gestaltet werden als die Breite W1 der Elementisolationseinheit 31 des Abschnitts zwischen den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht. Im Ergebnis ist es möglich, durch die fotoelektrische Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht verursachte Farbmischung zu unterdrücken, während die Sättigungsladungsmenge der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht sichergestellt wird.
  • (Achte Ausführungsform)
  • Wie in 15 gezeigt, unterscheidet sich eine Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einer achten Ausführungsform der vorliegenden Technologie darin von der Konfiguration nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, die in 6 gezeigt wird, dass ein Spalt 37 in den Elementisolationseinheiten 31a bis 31e bereitgestellt wird, anstatt die isolierenden Film 33 in den Elementisolationseinheiten 31a bis 31e einzubetten. Der isolierende Film 32 wird in den Rillenabschnitten 30a bis 30e breitgestellt, um den Spalt 37 in den Rillenabschnitten 30a bis 30e über den isolierenden Film 32 zu bilden.
  • 15 illustriert einen Fall, in dem die Öffnung an dem oberen Ende der Rillenabschnitte 30a bis 30e nicht durch den isolierenden Film 32 gesperrt wird, sondern durch den isolierenden Film 33 gesperrt wird. Jedoch kann die Öffnung an dem oberen Ende der Rillenabschnitte 30a bis 30e durch den isolierenden Film 32 gesperrt werden.
  • In Übereinstimmung mit der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der achten Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann selbst in dem Fall, in dem der Spalt 37 in den Elementisolationseinheiten 31a bis 31e bereitgestellt wird, der Austritt von Nah-Infrarot-Licht aus der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht zu den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20B und 20R für sichtbares Licht über die Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e dadurch verringert werden, dass die Breite W2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d selektiv breiter gestaltet wird als die Breite W1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e.
  • Ferner kann, dadurch, dass die Tiefe D2 der Elementisolationseinheiten 31c und 31d selektiv tiefer gestaltet wird als die Tiefe D1 der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e, der Austritt von Nah-Infrarot-Licht aus der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht zu den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20B und 20R für sichtbares Licht über den Schnitt an dem unteren Ende der Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e verringert werden. Im Ergebnis ist es möglich, durch die fotoelektrische Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht verursachte Farbmischung zu unterdrücken, während die Sättigungsladungsmenge der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht sichergestellt wird.
  • (Neunte Ausführungsform)
  • Wie in 16 gezeigt, hat eine Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Technologie mit der Konfiguration nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, die in 6 gezeigt wird, die Konfigurationen der Elementisolationseinheiten 31a bis 31e gemeinsam. Jedoch unterscheidet sich die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung darin von der Konfiguration nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, die in 6 gezeigt wird, dass die Infrarot-Absorptionsfilter 40 nicht auf der Rückflächen- (Lichteinfallsflächen-) Seite der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht angeordnet sind.
  • Die Farbfilter 50G, 50B und 50R für sichtbares Licht sind selektiv auf der Rückflächen-(Lichteinfallsflächen-) Seite der fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht angeordnet. Der Farbfilter 50G für Grün ist entsprechend der fotoelektrischen Wandlereinheit 20G für Grün angeordnet und weist ein Übertragungsband von Nah-Infrarot-Licht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Wellenlängen zusätzlich zu einem grünen Übertragungsband auf. Der Farbfilter 50B für Blau ist entsprechend der fotoelektrischen Wandlereinheit 20B für Blau angeordnet und weist ein Übertragungsband von Nah-Infrarot-Licht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Wellenlängen zusätzlich zu einem blauen Übertragungsband auf. Der Farbfilter 50d für Rot ist entsprechend der fotoelektrischen Wandlereinheit 20R für Rot angeordnet und weist ein Übertragungsband von Nah-Infrarot-Licht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Wellenlängen zusätzlich zu einem roten Übertragungsband auf.
  • Ein Farbfilter 52 für sichtbares Licht ist selektiv auf der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht angeordnet. Der Farbfilter 52 für sichtbares Licht ist aus einem Material geformt, das ein Übertragungsband von sichtbarem Licht (weißem Licht) und Nah-Infrarot-Licht aufweist.
  • In der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der neunten Ausführungsform der vorliegenden Technologie erreicht Licht, das durch den Doppelpassfilter 60 hindurchgelassen wird, die fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht und die fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht, wobei Nah-Infrarot-Licht-Komponenten desselben nicht absorbiert werden. Die Signalverarbeitungseinheit 300 führt eine Operation zum Entfernen von Nah-Infrarot-Licht-Komponenten aus den jeweiligen Lichtern und Extrahieren der Intensitäten des grünen Lichts, des blauen Lichts und des roten Lichts, auf der Grundlage der Signale von den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20G, 20B und 20R für sichtbares Licht, durch. Ferner führt die Signalverarbeitungseinheit 300 eine Operation zum Entfernen von Weißlicht-Komponenten und Extrahieren der Intensität von Nah-Infrarot-Licht, auf der Grundlage des Signals von der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht, durch.
  • In Übereinstimmung mit der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der neunten Ausführungsform der vorliegenden Technologie kann, da die Lichtabschirmungsfähigkeit gegenüber Nah-Infrarot-Licht durch selektives Einbetten der isolierenden Filme 32 und 33 und der Licht abschirmenden Lage 34 in den Elementisolationseinheiten 31c und 31d gesteigert wird, der Austritt von Nah-Infrarot-Licht aus der fotoelektrischen Wandlereinheit 20IR für Nah-Infrarot-Licht zu den fotoelektrischen Wandlereinheiten 20B und 20R für sichtbares Licht über die Elementisolationseinheiten 31a, 31b und 31e verringert werden. Ferner kann, in Übereinstimmung mit der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach der neunten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, da die Infrarot-Absorptionsfilter 40 nicht verwendet werden, eine kostengünstige Struktur erreicht werden.
  • (Andere Ausführungsformen)
  • Wie oben beschrieben, sind, während die vorliegende Technologie durch die erste bis neunte Ausführungsform beschrieben worden ist die Erörterung und die Zeichnungen, die einen Teil dieser Offenbarung bilden, nicht als einschränkend für die vorliegende Technologie zu verstehen. Verschiedene alternative Ausführungsformen, Beispiele und operative Technologie werden für die Fachleute aus dieser Offenbarung offensichtlich sein.
  • Zum Beispiel ist, in der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100 nach der ersten bis neunten Ausführungsform der vorliegenden Technologie, der rückseitig beleuchtete CMOS-Bildsensor als ein Beispiel beschrieben worden, aber die vorliegende Technologie ist ebenfalls auf den rückseitig beleuchteten Bildsensor vom CCD-Typ anwendbar. Ferner können als ein elektronisches Gerät 1, das die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie einschließt, eine digitale Standbildkamera oder eine Videokamera, ein Camcorder, eine Überwachungskamera, eine Fahrzeug-Bordkamera, eine Kamera für ein Smartphone, eine Schnittstellenkamera für ein Spiel, eine Kamera zur biometrischen Authentifizierung und dergleichen als Beispiel dienen. Diese Geräte sind dazu in der Lage, gleichzeitig ein Nah-Infrarot-Bild zusätzlich zu einem normalen Bild im sichtbaren Licht zu erfassen.
  • Ferner ist in der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung 100 nach der ersten bis neunten Ausführungsformen der vorliegenden Technologie der Fall, in dem negative Ladungen (Elektronen) als die Signalladungen verwendet werden, als ein Beispiel beschrieben worden, aber die vorliegende Technologie ist ebenfalls auf den Fall anwendbar, in dem positive Ladungen (Defektelektronen) als die Signalladungen verwendet werden. In dem Fall, in dem Defektelektronen als die Signalladungen verwendet werden, muss man nur p-leitenden Bereich und den n-leitenden Bereich in dem Substrat 2 umgekehrt konfigurieren und ein Material, das positive feste Ladungen aufweist, als den isolierenden Film 32 verwenden.
  • Es sollte bemerkt werden, dass die vorliegende Technologie die folgenden Konfigurationen annehmen kann:
    1. (1) Eine Festkörper-Bildgebungsvorrichtung, die Folgendes einschließt:
      • ein Substrat,
      • eine erste fotoelektrische Wandlereinheit, die auf dem Substrat geformt ist,
      • eine zweite fotoelektrische Wandlereinheit, die auf dem Substrat und angrenzend an die erste fotoelektrische Wandlereinheit geformt ist,
      • eine dritte fotoelektrische Wandlereinheit, die auf dem Substrat und angrenzend an die zweite fotoelektrische Wandlereinheit geformt ist,
      • Infrarot-Absorptionsfilter, die selektiv auf einer Lichteinfallsflächenseite der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit und der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet sind,
      • einen ersten Farbfilter, der auf der Lichteinfallsflächenseite der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist,
      • einen zweiten Farbfilter, der auf der Lichteinfallsflächenseite der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist,
      • einen dritten Farbfilter, der auf der Lichteinfallsflächenseite der dritten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist,
      • eine erste Elementisolationseinheit, die zwischen der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit und der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, und
      • eine zweite Elementisolationseinheit, die zwischen der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit und der dritten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, wobei
      • eine Querschnittsfläche der ersten Elementisolationseinheit entlang einer Richtung, in der die erste fotoelektrische Wandlereinheit und die zweite fotoelektrische Wandlereinheit ausgerichtet sind, größer ist als eine Querschnittsfläche der zweiten Elementisolationseinheit entlang einer Richtung, in der die zweite fotoelektrische Wandlereinheit und die dritte fotoelektrische Wandlereinheit ausgerichtet sind.
    2. (2) Die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach (1) oben, wobei eine Tiefe der ersten Elementisolationseinheit flacher ist als eine Tiefe der ersten Elementisolationseinheit.
    3. (3) Die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach (1) oder (2) oben, wobei eine Breite der ersten Elementisolationseinheit schmaler ist als eine Breite der ersten Elementisolationseinheit.
    4. (4) Die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach (3), wobei die Anzahl von Elementen, welche die erste Elementisolationseinheit ausmachen, kleiner ist als die Anzahl von Elementen, welche die zweite Elementisolationseinheit ausmachen.
    5. (5) Die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach (4), wobei die erste Elementisolationseinheit einen ersten isolierenden Film, der in einem ersten Rillenabschnitt eingebettet ist, der in dem Substrat geformt ist, einschließt und die zweite Elementisolationseinheit einen zweiten isolierenden Film, der in einem zweiten Rillenabschnitt eingebettet ist, der in dem Substrat geformt ist, und einen Licht abschirmenden Film, der in dem zweiten Rillenabschnitt über den zweiten isolierenden Film eingebettet ist, einschließt.
    6. (6) Die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach (1), wobei die erste Elementisolationseinheit einen ersten isolierenden Film, der in einem ersten Rillenabschnitt eingebettet ist, der in dem Substrat geformt ist, einschließt und die zweite Elementisolationseinheit einen zweiten isolierenden Film, der in einem zweiten Rillenabschnitt eingebettet ist, der in dem Substrat geformt ist, einschließt.
    7. (7) Die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einem von (3) bis (5), wobei die erste fotoelektrische Wandlereinheit, die zweite fotoelektrische Wandlereinheit und die dritte fotoelektrische Wandlereinheit in einem gleichen Abstand angeordnet sind und jede von Öffnungsflächen der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit und der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit größer ist als eine Öffnungsfläche der dritten fotoelektrischen Wandlereinheit.
    8. (8) Die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einem von (3) bis (5), wobei die erste fotoelektrische Wandlereinheit und die zweite fotoelektrische Wandlereinheit in einem Abstand angeordnet sind, der sich von einem Abstand unterscheidet, in dem die dritte fotoelektrische Wandlereinheit angeordnet ist, und jede von Öffnungsflächen der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit und der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit kleiner ist als eine Öffnungsfläche der dritten fotoelektrischen Wandlereinheit.
    9. (9) Die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einem von (1) bis (8), wobei sowohl der erste Farbfilter als auch der zweite Farbfilter ein Übertragungsband von einem von Rot, Blau und Grün aufweist, wobei sich die Farben der Übertragungsbänder voneinander unterscheiden.
    10. (10) Die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einem von (1) bis (9), wobei der dritte Farbfilter durch Schichten eines Farbfilters, der ein rotes Übertragungsband aufweist, und eines Farbfilters, der ein blaues Übertragungsband aufweist, geformt ist.
    11. (11) Die Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach einem von (1) bis (10), wobei Licht in die erste fotoelektrische Wandlereinheit, die zweite fotoelektrische Wandlereinheit und die dritte fotoelektrische Wandlereinheit über einen Doppelpassfilter eintritt, der ein Übertragungsband für sichtbares Licht und Nah-Infrarot-Licht aufweist. (12) Ein elektronisches Gerät, das Folgendes einschließt: eine Festkörper-Bildgebungsvorrichtung, die Folgendes einschließt ein Substrat, eine erste fotoelektrische Wandlereinheit, die auf dem Substrat geformt ist, eine zweite fotoelektrische Wandlereinheit, die auf dem Substrat und angrenzend an die erste fotoelektrische Wandlereinheit geformt ist, eine dritte fotoelektrische Wandlereinheit, die auf dem Substrat und angrenzend an die zweite fotoelektrische Wandlereinheit geformt ist, Infrarot-Absorptionsfilter, die selektiv auf einer Lichteinfallsflächenseite der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit und der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet sind, einen ersten Farbfilter, der auf der Lichteinfallsflächenseite der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, einen zweiten Farbfilter, der auf der Lichteinfallsflächenseite der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, einen dritten Farbfilter, der auf der Lichteinfallsflächenseite der dritten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, eine erste Elementisolationseinheit, die zwischen der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit und der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, und eine zweite Elementisolationseinheit, die zwischen der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit und der dritten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, eine optische Linse, die ein Bild von Licht von einem Gegenstand auf einer Bildgebungsfläche der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung formt, und einen Signalverarbeitungsschaltkreis, der Signalverarbeitung an einer Signalausgabe von der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung durchführt, wobei eine Querschnittsfläche der ersten Elementisolationseinheit entlang einer Richtung, in der die erste fotoelektrische Wandlereinheit und die zweite fotoelektrische Wandlereinheit ausgerichtet sind, größer ist als eine Querschnittsfläche der zweiten Elementisolationseinheit entlang einer Richtung, in der die zweite fotoelektrische Wandlereinheit und die dritte fotoelektrische Wandlereinheit ausgerichtet sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    elektronisches Gerät,
    2
    Substrat,
    3
    Bildpunkt,
    4
    Bildpunktbereich,
    5
    vertikaler Treiberschaltkreis,
    6
    Spaltensignal-Verarbeitungsschaltkreis,
    7
    horizontaler Treiberschaltkreis, Verarbeitungsschaltkreis,
    8
    Ausgangsschaltkreis,
    9
    Steuerschaltkreis,
    10
    Bildpunkttreiberverdrahtung,
    11
    Vertikalsignalleitung,
    12
    Horizontalsignalleitung,
    20G,20B,20IR,20R
    fotoelektrische Wandlereinheit,
    21a, 21b, 21c, 21d
    n-dotierter Halbleiterbereich,
    22a,22b,22c,22d
    p-dotierter Halbleiterbereich,
    31a-31e
    Elementisolationseinheit,
    23 a
    p-Wannenbereich,
    24
    Verdrahtungsschicht,
    25
    Verdrahtung,
    26
    Trägersubstrat,
    27
    isolierender Zwischenlagenfilm,
    30a,30b,30c,30d,30e
    Rillenabschnitt,
    31,31a,31b,31c,31d
    Elementisolationseinheit,
    32,33
    isolierender Film,
    34
    Licht abschirmende Lage,
    35
    Licht abschirmender Film,
    36
    Abflachungsfilm,
    37
    Spalt,
    40
    Infrarot-Absorptionsfilter,
    50G,50B,50IR,50R,51B,51R,52
    Farbfilter,
    51
    On-Chip-Linse,
    60
    Doppelpassfilter,
    100
    Festkörper-Bildgebungsvorrichtung,
    200
    optische Einheit,
    300
    Signalverarbeitungseinheit,
    300
    Signalverarbeitungsschaltkreist,
    400
    Nah-Infrarot-Lichtquelleneinheit,
    500
    Gegenstand

Claims (12)

  1. Festkörper-Bildgebungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: ein Substrat, eine erste fotoelektrische Wandlereinheit, die auf dem Substrat geformt ist, eine zweite fotoelektrische Wandlereinheit, die auf dem Substrat und angrenzend an die erste fotoelektrische Wandlereinheit geformt ist, eine dritte fotoelektrische Wandlereinheit, die auf dem Substrat und angrenzend an die zweite fotoelektrische Wandlereinheit geformt ist, Infrarot-Absorptionsfilter, die selektiv auf einer Lichteinfallsflächenseite der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit und der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet sind, einen ersten Farbfilter, der auf der Lichteinfallsflächenseite der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, einen zweiten Farbfilter, der auf der Lichteinfallsflächenseite der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, einen dritten Farbfilter, der auf der Lichteinfallsflächenseite der dritten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, eine erste Elementisolationseinheit, die zwischen der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit und der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, und eine zweite Elementisolationseinheit, die zwischen der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit und der dritten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, wobei eine Querschnittsfläche der ersten Elementisolationseinheit entlang einer Richtung, in der die erste fotoelektrische Wandlereinheit und die zweite fotoelektrische Wandlereinheit ausgerichtet sind, größer ist als eine Querschnittsfläche der zweiten Elementisolationseinheit entlang einer Richtung, in der die zweite fotoelektrische Wandlereinheit und die dritte fotoelektrische Wandlereinheit ausgerichtet sind.
  2. Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Tiefe der ersten Elementisolationseinheit flacher ist als eine Tiefe der ersten Elementisolationseinheit.
  3. Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Breite der ersten Elementisolationseinheit schmaler ist als eine Breite der ersten Elementisolationseinheit.
  4. Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Anzahl von Elementen, welche die erste Elementisolationseinheit ausmachen, kleiner ist als die Anzahl von Elementen, welche die zweite Elementisolationseinheit ausmachen.
  5. Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die erste Elementisolationseinheit einen ersten isolierenden Film, der in einem ersten Rillenabschnitt eingebettet ist, der in dem Substrat geformt ist, einschließt und die zweite Elementisolationseinheit einen zweiten isolierenden Film, der in einem zweiten Rillenabschnitt eingebettet ist, der in dem Substrat geformt ist, und einen Licht abschirmenden Film, der in dem zweiten Rillenabschnitt über den zweiten isolierenden Film eingebettet ist, einschließt.
  6. Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Elementisolationseinheit einen ersten isolierenden Film, der in einem ersten Rillenabschnitt eingebettet ist, der in dem Substrat geformt ist, einschließt und die zweite Elementisolationseinheit einen zweiten isolierenden Film, der in einem zweiten Rillenabschnitt eingebettet ist, der in dem Substrat geformt ist, einschließt.
  7. Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste fotoelektrische Wandlereinheit, die zweite fotoelektrische Wandlereinheit und die dritte fotoelektrische Wandlereinheit in einem gleichen Abstand angeordnet sind und jede von Öffnungsflächen der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit und der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit größer ist als eine Öffnungsfläche der dritten fotoelektrischen Wandlereinheit.
  8. Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste fotoelektrische Wandlereinheit und die zweite fotoelektrische Wandlereinheit in einem Abstand angeordnet sind, der sich von einem Abstand unterscheidet, in dem die dritte fotoelektrische Wandlereinheit angeordnet ist, und jede von Öffnungsflächen der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit und der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit kleiner ist als eine Öffnungsfläche der dritten fotoelektrischen Wandlereinheit.
  9. Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei sowohl der erste Farbfilter als auch der zweite Farbfilter ein Übertragungsband von einem von Rot, Blau und Grün aufweist, wobei sich die Farben der Übertragungsbänder voneinander unterscheiden.
  10. Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der dritte Farbfilter durch Schichten eines Farbfilters, der ein rotes Übertragungsband aufweist, und eines Farbfilters, der ein blaues Übertragungsband aufweist, geformt ist.
  11. Festkörper-Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei Licht in die erste fotoelektrische Wandlereinheit, die zweite fotoelektrische Wandlereinheit und die dritte fotoelektrische Wandlereinheit über einen Doppelpassfilter eintritt, der ein Übertragungsband für sichtbares Licht und Nah-Infrarot-Licht aufweist.
  12. Elektronisches Gerät, das Folgendes umfasst: eine Festkörper-Bildgebungsvorrichtung, die Folgendes einschließt ein Substrat, eine erste fotoelektrische Wandlereinheit, die auf dem Substrat geformt ist, eine zweite fotoelektrische Wandlereinheit, die auf dem Substrat und angrenzend an die erste fotoelektrische Wandlereinheit geformt ist, eine dritte fotoelektrische Wandlereinheit, die auf dem Substrat und angrenzend an die zweite fotoelektrische Wandlereinheit geformt ist, Infrarot-Absorptionsfilter, die selektiv auf einer Lichteinfallsflächenseite der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit und der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet sind, einen ersten Farbfilter, der auf der Lichteinfallsflächenseite der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, einen zweiten Farbfilter, der auf der Lichteinfallsflächenseite der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, einen dritten Farbfilter, der auf der Lichteinfallsflächenseite der dritten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, eine erste Elementisolationseinheit, die zwischen der ersten fotoelektrischen Wandlereinheit und der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, und eine zweite Elementisolationseinheit, die zwischen der zweiten fotoelektrischen Wandlereinheit und der dritten fotoelektrischen Wandlereinheit angeordnet ist, eine optische Linse, die ein Bild von Licht von einem Gegenstand auf einer Bildgebungsfläche der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung formt, und einen Signalverarbeitungsschaltkreis, der Signalverarbeitung an einer Signalausgabe von der Festkörper-Bildgebungsvorrichtung durchführt, wobei eine Querschnittsfläche der ersten Elementisolationseinheit entlang einer Richtung, in der die erste fotoelektrische Wandlereinheit und die zweite fotoelektrische Wandlereinheit ausgerichtet sind, größer ist als eine Querschnittsfläche der zweiten Elementisolationseinheit entlang einer Richtung, in der die zweite fotoelektrische Wandlereinheit und die dritte fotoelektrische Wandlereinheit ausgerichtet sind.
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