JP2005093659A - 固体撮像素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】赤外カットフィルタを通過した光を受光する、受光素子とカラーフィルタとが2次元的に配置された固体撮像素子において、該カラーフィルターを構成する複数色の着色画素のうち、その1色以上について分光透過特性を光の短波長側にシフトさせ、該赤外カットフィルタによる可視域光の減衰領域での感度を向上させた固体撮像素子。
【選択図】図1
Description
良好な画像が得られないという問題が生じていた。
請求項1においては、
赤外カットフィルタを通過した光を受光する、受光素子とカラーフィルタとが2次元的に配置された固体撮像素子において、
該カラーフィルターを構成する複数色の着色画素のうち、その1色以上について分光透過特性を光の短波長側にシフトさせ、該赤外カットフィルタによる可視域光の減衰領域での感度を向上させたことを特徴とする固体撮像素子としたものである。
カラーフィルタが、赤、緑、青の原色系カラーフィルタであり、かつ、赤について分光透過特性を光の短波長側にシフトさせたことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子としたものである。
カラーフィルタが、赤、緑、青の原色系カラーフィルタであり、かつ、赤と緑の2色について分光透過特性を光の短波長側にシフトさせたことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子としたものである。
赤外カットフィルタが、赤外線吸収型であるかもしくは赤外線吸収型のカットフィルタを有する構成であることを特徴とする請求項1,2,3に記載の固体撮像素子としたものである。
本発明による固体撮像素子は、図1に示すように、受光素子11の形成された半導体基板10上に、0.8μm膜厚の平坦化層13、カラーフィルタである赤14、緑15、青16をそれぞれ 1.3μm膜厚・画素ピッチ3.3μmにて、さらに0.5μm膜厚の透明樹脂層18、該透明樹脂層18上に、高さ0.8μmのマイクロレンズ19を積層した構成である。
カラーフィルタの分光特性値は、赤外カットフィルタを挿入しない(赤外カットでの吸収を考慮しないCF単体での)ピークの透過率における波長(以下、ピーク透過率と略称)および50%の透過率における波長(以下、50%値と略称)で代表的に表現する。
<比較例1>
比較例として 従来の固体撮像素子の構成を図3に、また、当固体撮像素子のカラーフィルタの分光特性を図4に示した。なお、比較例の構成寸法は、前記実施例とほぼ同一とした。
赤外カットフィルタの影響を受けて 赤42、緑44の透過率が、低下していることが示されている。特に赤42は、600nmでのピーク透過率が50.9%と大きく低下している。緑44は、赤外カットフィルタの影響の出てくる550nm以降の長波長側で 透過率が低下している。
カラーフィルタの分光特性値は、通常、赤外カットフィルタを挿入しない(赤外カットでの吸収を考慮しないカラーフィルタ単体での)ピークの透過率とその波長(以下、ピーク透過率と略称)および50%の透過率(以下、50%値と略称)で代表的に表現する。
<比較例2>
比較例2として、従来の固体撮像素子の構成を図3に、また 当固体撮像素子のカラーフィルタの分光特性を図4に示した。なお、比較例2の構成寸法は、前記実施例2とほぼ同一とした。
次いで、以下に示す表6に、本発明と比較例との透過光量の比較を示した。表6より明らかなように、本発明では、赤において、1.54倍の透過光量/感度アップを得ることができた。
11、31 ・・・ 受光素子
14、34 ・・・ 赤 (カラーフィルタ)
15、35 ・・・ 緑 (カラーフィルタ)
16、36 ・・・ 青 (カラーフィルタ)
19、39 ・・・ マイクロレンズ
21 ・・・ 本発明の赤の分光特性
22 ・・・ 赤外カットフィルタを考慮した、本発明の赤の分光特性
23 ・・・ 本発明の緑の分光特性
24 ・・・ 赤外カットフィルタを考慮した、本発明の緑の分光特性
25 ・・・ 本発明の青の分光特性
26 ・・・ 赤外カットフィルタを考慮した、本発明の青の分光特性
41 ・・・ 従来例の赤の分光特性
42 ・・・ 赤外カットフィルタを考慮した、従来例の赤の分光特性
43 ・・・ 従来例の緑の分光特性
44 ・・・ 赤外カットフィルタを考慮した、従来例の緑の分光特性
45 ・・・ 従来例の青の分光特性
46 ・・・ 赤外カットフィルタを考慮した、従来例の青の分光特性
61 ・・・ 本発明の赤の分光特性
62 ・・・ 赤外カットフィルタを考慮した、本発明の赤の分光特性
63 ・・・ 本発明の緑の分光特性
64 ・・・ 赤外カットフィルタを考慮した、本発明の緑の分光特性
65 ・・・ 本発明の青の分光特性
66 ・・・ 赤外カットフィルタを考慮した、本発明の青の分光特性
Claims (10)
- 赤外カットフィルタを通過した光を受光する、受光素子とカラーフィルタとが2次元的に配置された固体撮像素子において、該カラーフィルターを構成する複数色の着色画素のうち、その1色以上について分光透過特性を光の短波長側にシフトさせ、該赤外カットフィルタによる可視域光の減衰領域での感度を向上させたことを特徴とする固体撮像素子。
- 該カラーフィルタが、赤、緑、青の原色系カラーフィルタであり、かつ赤について分光透過特性を光の短波長側にシフトさせたことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。
- 該カラーフィルタが、赤、緑、青の原色系カラーフィルタであり、かつ赤と緑の2色について分光透過特性を光の短波長側にシフトさせたことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。
- 該赤外カットフィルタが、赤外線吸収型赤外カットフィルタであることを特徴とする請求項1,2,3に記載の固体撮像素子。
- 赤色カラーフィルタと前記赤色カラーフィルタ上に設けられた赤外線吸収型カットフィルタとを通過した光を受光する受光素子を有する固体撮像素子において、
前記赤色カラーフィルタの分光透過特性は、短波長側の50%値が550nm〜560nmの範囲であることを特徴とする固体撮像素子。 - 前記受光素子は二次元的に配されていることを特徴とする請求項5に記載の固体撮像素子。
- 請求項5及び6に記載の固体撮像素子は、緑色及び/又は青色のカラーフィルタを有することを特徴とする固体撮像素子。
- 前記緑色カラーフィルタの分光透過特性は、長波長側の50%値が565nm〜575nmの範囲であることを特徴とする請求項7に記載の固体撮像素子。
- 赤外線吸収型カットフィルタが上部に配された赤色カラーフィルタにおいて、前記赤色カラーフィルタの分光透過特性は、短波長側の50%値が550nm〜560nmの範囲であることを特徴とする赤色カラーフィルタ。
- 赤外線吸収型カットフィルタが上部に配された緑色カラーフィルタにおいて、前記緑色カラーフィルタの分光透過特性は、長波長側の50%値が565nm〜575nmの範囲であることを特徴とする緑色カラーフィルタ。
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2003
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