JP2008227250A - Compound type solid-state image pickup element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、同一被写体の2つの画像を同時に撮像することができる複合型固体撮像素子に関する。 The present invention relates to a composite solid-state imaging device capable of simultaneously capturing two images of the same subject.
例えば、下記の特許文献1には、同一被写体の2つの画像を同時に撮像できるカメラが開示されている。この従来のカメラは内部に2つの固体撮像素子を搭載し、入射光をハーフミラーなどの光路分割素子で2分割し、ハーフミラーを直進した一方の分割入射光を第1固体撮像素子で受光して被写体の動画像を撮像し、ハーフミラーで直角方向に反射した他方の分割入射光を第2固体撮像素子で受光して被写体の静止画像を撮像する様になっている。 For example, Patent Document 1 below discloses a camera that can simultaneously capture two images of the same subject. This conventional camera has two solid-state image sensors inside, and divides the incident light into two by an optical path dividing element such as a half mirror, and receives one divided incident light that has traveled straight through the half mirror with the first solid-state image sensor. Then, a moving image of the subject is picked up, and the other split incident light reflected in the right-angle direction by the half mirror is received by the second solid-state image pickup device to pick up a still image of the subject.
同一被写体の2つの画像を同時に撮像する場合、従来は、ハーフミラーなどの光路分割素子を2つの固体撮像素子の間に介在させて入射光を2分割する構成になっているため、装置が大型化してしまうという問題がある。 When capturing two images of the same subject at the same time, conventionally, an optical path dividing element such as a half mirror is interposed between two solid-state imaging elements so that incident light is divided into two. There is a problem of becoming.
本発明の目的は、同一被写体の2つの画像を同時に撮像できる小型軽量な複合型固体撮像素子を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a compact and lightweight composite solid-state imaging device capable of simultaneously capturing two images of the same subject.
本発明の複合型固体撮像素子は、入射光を受光し光電変換する第1固体撮像素子と、該第1固体撮像素子を透過した光を受光し光電変換する第2固体撮像素子とを重ね合わせて構成したことを特徴とする。 The composite solid-state imaging device according to the present invention includes a first solid-state imaging device that receives incident light and performs photoelectric conversion, and a second solid-state imaging device that receives and photoelectrically converts light transmitted through the first solid-state imaging device. It is characterized by being configured.
本発明の複合型固体撮像素子は、前記第1固体撮像素子および前記第2固体撮像素子の少なくとも一方を裏面照射型固体撮像素子としたことを特徴とする。 The composite solid-state imaging device of the present invention is characterized in that at least one of the first solid-state imaging device and the second solid-state imaging device is a back-illuminated solid-state imaging device.
本発明の複合型固体撮像素子は、前記第2固体撮像素子の画素ピッチが前記第1固体撮像素子の画素ピッチと等ピッチまたは整数倍で整列して重ね合わされていることを特徴とする。 The composite solid-state imaging device of the present invention is characterized in that the pixel pitch of the second solid-state imaging device is aligned and overlapped with the pixel pitch of the first solid-state imaging device at an equal pitch or an integral multiple.
本発明の複合型固体撮像素子は、前記第1固体撮像素子で光電変換する光の中心波長の焦点位置を前記第1固体撮像素子の光電変換領域に合わせたときに前記第2固体撮像素子で光電変換する光の中心波長の焦点位置を該第2固体撮像素子の光電変換領域に合わせる焦点距離調整用スペーサを前記第1固体撮像素子と前記第2固体撮像素子との間に介挿したことを特徴とする。 The composite solid-state imaging device according to the present invention is configured such that when the focal position of the center wavelength of light photoelectrically converted by the first solid-state imaging device is matched with the photoelectric conversion region of the first solid-state imaging device, the second solid-state imaging device. A focal length adjustment spacer for aligning the focal position of the center wavelength of the light to be photoelectrically converted with the photoelectric conversion region of the second solid-state image sensor is interposed between the first solid-state image sensor and the second solid-state image sensor. It is characterized by.
本発明の複合型固体撮像素子は、前記焦点距離調整用スペーサが光学フィルタを兼用する構成としたことを特徴とする。 The composite solid-state imaging device according to the present invention is characterized in that the focal length adjusting spacer also serves as an optical filter.
本発明の複合型固体撮像素子は、前記第2固体撮像素子がMOSタイプの裏面照射型固体撮像素子であることを特徴とする。 The composite solid-state imaging device of the present invention is characterized in that the second solid-state imaging device is a MOS type back-illuminated solid-state imaging device.
本発明の複合型固体撮像素子は、前記MOSタイプの裏面照射型固体撮像素子が動画像撮像用もしくはモニタリング用であることを特徴とする。 The composite solid-state imaging device of the present invention is characterized in that the MOS-type back-illuminated solid-state imaging device is used for moving image capturing or monitoring.
本発明の複合型固体撮像素子は、前記第1固体撮像素子がCCDタイプの裏面照射型固体撮像素子であることを特徴とする。 The composite solid-state imaging device of the present invention is characterized in that the first solid-state imaging device is a CCD type back-illuminated solid-state imaging device.
本発明の複合型固体撮像素子は、前記CCDタイプの裏面照射型固体撮像素子が静止画像撮像用であることを特徴とする。 The composite solid-state image pickup device of the present invention is characterized in that the CCD type back-illuminated solid-state image pickup device is used for still image pickup.
本発明の複合型固体撮像素子は、前記第1固体撮像素子が紫外光撮像用であることを特徴とする。 The composite solid-state imaging device of the present invention is characterized in that the first solid-state imaging device is for ultraviolet light imaging.
本発明の複合型固体撮像素子は、前記第2固体撮像素子が近赤外光撮像用であることを特徴とする。 The composite solid-state imaging device of the present invention is characterized in that the second solid-state imaging device is for near-infrared light imaging.
本発明の複合型固体撮像素子は、前記第1固体撮像素子が紫外光及び可視光撮像用であり、前記第2固体撮像素子が可視光及び近赤外光撮像用であることを特徴とする。 The composite solid-state imaging device of the present invention is characterized in that the first solid-state imaging device is for ultraviolet light and visible light imaging, and the second solid-state imaging device is for visible light and near-infrared light imaging. .
本発明によれば、第1固体撮像素子と第2固体撮像素子とを入射光の同一光軸上に直列に並べて重ね合わせる構成のため、ビームスプリッタ等が不要となり小型軽量化を図ることができ、同一被写体の2つの画像を同時に撮像することが可能となる。また、第1固体撮像素子を透過した光を第2固体撮像素子が光電変換する構成のため、光利用効率が高くなる。 According to the present invention, since the first solid-state imaging device and the second solid-state imaging device are arranged in series on the same optical axis of the incident light and overlapped, a beam splitter or the like is not required, and a reduction in size and weight can be achieved. It is possible to simultaneously capture two images of the same subject. In addition, since the light transmitted through the first solid-state imaging device is converted by the second solid-state imaging device, the light use efficiency is increased.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る複合型固体撮像素子の要部断面模式図である。図示する実施形態の複合型固体撮像素子100は、図2に示すCCDタイプの裏面照射型固体撮像素子1と、図3に示すCMOSタイプの裏面照射型固体撮像素子2とを、図1に示すスペーサ3を介して貼り合わせることで構成されている。実際には、多数の固体撮像素子1を製造した半導体ウェハと、多数の固体撮像素子2を製造した半導体ウェハとを、スペーサ3を介して貼り合わせ、個々の複合型固体撮像素子100をダイシングして個片化することで製造される。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an essential part of a composite solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention. A composite type solid-
2枚の半導体ウェハをスペーサを介して貼り合わせる技術としては、例えば三菱重工技報VOL.43 No.1:2006の51頁「MEMSデバイスの高効率・低コスト生産に貢献するウェハ常温接合装置」後藤崇之等に記載されている技術などがある。
As a technique for bonding two semiconductor wafers through a spacer, for example, Mitsubishi Heavy Industries Technical Report VOL. 43 No. 1: 2006,
尚、図1に示す実施形態では、CCDタイプとCMOSタイプとを貼り合わせているが、両方ともCCDタイプでも良く、また、両方ともCMOSタイプでも良い。あるいは別のタイプの固体撮像素子を貼り合わせても良い。また、CCDタイプには、インターライントランスファ型やフレームトランスファー型,フルフレーム型などがあるが、そのCCDタイプでもよい。 In the embodiment shown in FIG. 1, the CCD type and the CMOS type are bonded together, but both may be a CCD type or both may be a CMOS type. Alternatively, another type of solid-state imaging device may be bonded. The CCD type includes an interline transfer type, a frame transfer type, a full frame type, and the like.
図2に示すCCDタイプの裏面照射型固体撮像素子1はインターライン型CCDであり、p型半導体基板20の表面側に垂直電荷転送路(VCCD)21とフォトダイオード(光電変換素子)22とが形成され、裏面側に、カラーフィルタ(赤(R),緑(G),青(B))層23及びマイクロレンズ24が積層される。
2 is an interline type CCD, and a vertical charge transfer path (VCCD) 21 and a photodiode (photoelectric conversion element) 22 are provided on the surface side of a p-
半導体基板20の裏面側表面部には高濃度p層25が形成され、このp層25が接地される。高濃度p層25の上には入射光に対して透明な酸化シリコンや窒化シリコン等の絶縁層26が積層され、その上に、窒化シリコンやダイヤモンド構造炭素膜等の入射光に対して透明な高屈折率層27が反射防止層として積層され、その上に、カラーフィルタ層23,マイクロレンズ(トップレンズ)層24が順に積層される。各マイクロレンズ24は、対向する位置に設けられた対応のフォトダイオード(光電変換素子)22の中心に焦点が合うように形成される。
A high-concentration p-
カラーフィルタ層23は画素(フォトダイオード)単位に区画され、カラーフィルタ層23の半導体基板20側の隣接区画間には、画素間の混色を防ぐための遮光部材28が設けられる。この遮光部材28は、裏面から入射する被写界光が垂直電荷転送路21に裏面側から浸入するのも阻止する。
The
半導体基板20の表面側に形成される垂直電荷転送路(VCCD)21は、高濃度n層の埋め込みチャネル31と、半導体基板20の表面側最表面に形成されたシリコン酸化膜やONO(酸化膜―窒化膜―酸化膜)構造の絶縁膜でなるゲート絶縁層32を介して積層された転送電極膜33とで構成される。
A vertical charge transfer path (VCCD) 21 formed on the surface side of the
垂直電荷転送路21は、図示しない水平電荷転送路(HCCD)が延びる方向に対して垂直方向に延びる様に形成され、且つ、複数本の垂直電荷転送路21が形成される。そして、隣接する垂直電荷転送路21間に、垂直電荷転送路21に沿う方向に複数のn領域(フォトダイオード)22が所定ピッチで形成される。
The vertical
信号電荷の蓄積領域となるフォトダイオード22の表面側の表面部には暗電流抑制用の薄いp型高濃度表面層38が形成され、表面層38の中央表面部に、コンタクト部としてn+層39が形成される。
A thin p-type high-
垂直電荷転送路21の埋め込みチャネル(n+層)31の下には基板20よりp濃度の高いp層41が形成されており、このn層31及びp層41と、図示の例では右隣のフォトダイオード22との間に、素子分離帯としてのp+領域43が形成される。
A
垂直電荷転送路21の埋め込みチャネル31の下に形成されたp層41は、図示の例では左隣のn領域22の表面端部の上まで延び、この端部分のp+表面層38は、n領域22の右端面位置より後退した位置になっている。そして、転送電極膜33の左端面は、p層41の左端面まで重なる様に延設され、n領域22と、転送電極膜33及びp層41の表面端部とが若干オーバーラップする構成になっている。
The
この様なオーバーラップ構成が可能なのは、裏面照射型では半導体基板20の表面側に面積的な余裕があるためである。被写体からの入射光が、基板20の表面側から入射する表面照射型イメージセンサでは、開口を確保するため面積的余裕がなく、転送電極膜の端部をフォトダイオード上部へ延設するのが容易でないが、裏面照射型では容易となる。
Such an overlap configuration is possible because the back-illuminated type has an area margin on the front surface side of the
本実施形態の様に、転送電極膜33とn領域22との間にp層41を介在させると、転送電極膜(読出電極兼用)33に印加する読出電圧の低電圧化を図ることができ、CCD型固体撮像素子の低消費電力化を図ることが可能となる。
If the
半導体基板20の最表面に形成される絶縁層32の上に例えばポリシリコン膜でなる転送電極膜33が形成され、その上に、2酸化シリコン等の絶縁層45が積層される。そして、n+層39の上の絶縁層32,45に開口が開けられ、この開口がタングステン等の金属材料で埋められることでコンタクト部39に接続される配線46が形成される。各配線46は固体撮像素子1の外部に引き出され、裏面照射型固体撮像素子1のオーバーフロードレインとして機能する。
A
斯かる構成の裏面照射型固体撮像素子1で被写体画像を撮像する場合、被写界からの入射光は、半導体基板20の裏面側から入射する。この入射光はマイクロレンズ24で集光され、カラーフィルタ層23を通り、半導体基板20内に浸入する。
When a subject image is picked up by the backside illumination type solid-state imaging device 1 having such a configuration, incident light from the object scene enters from the backside of the
マイクロレンズ24で集光された光が半導体基板1内に入射すると、この入射光は当該マイクロレンズ24及びカラーフィルタ23に対応するフォトダイオード22の方向に集光しながら進み、半導体基板20に光吸収され、光電変換されて正孔電子対が発生する。発生した正孔は、p層25を通しアースに廃棄される。
When the light condensed by the
各画素の光電変換領域(p層25からn領域22までの領域)で発生した電子は、当該画素におけるn領域22に蓄積され、読出電極兼用の転送電極膜33に読出電圧が印加されると、n領域22から、図示する例では右隣の埋め込みチャネル31に読み出される。以後、垂直電荷転送路21に沿って水平電荷転送路(図示せず)まで転送され、水平電荷転送路に沿ってアンプまで転送され、アンプが信号電荷量に応じた電圧値信号を撮像画像信号として出力する。
Electrons generated in the photoelectric conversion region (region from the
図3に示すCMOSタイプの固体撮像素子2は、p型半導体基板50に製造される。p型半導体基板50の裏面側にはアースに接続される高濃度p型不純物層51が形成され、その裏面側表面には、2酸化シリコン等の絶縁層52が形成される。
A CMOS type solid-
p型半導体基板50の表面側には、フォトダイオードを構成するn領域53が形成され、その表面に、暗電流抑制用の高濃度p型表面層54が形成される。図示する例では、n領域53及び表面層54の左隣には基板50より不純物濃度が高いp領域55が形成され、素子分離領域として機能する。
An
n領域53の右隣には若干離間した位置にドレインとなるn領域57が形成され、その下部に基板50より不純物濃度が高いp領域58が形成される。このp領域58は、図示の例では左隣のn領域53の表面端部の上まで延び、この端部分のp+表面層54は、n領域53の右端面位置より後退した位置になっている。そして、n領域53とp領域58とが若干オーバーラップする構成になっている。このオーバーラップ構成は、図2のp領域41のオーバーラップ構成と同様に、読出電圧の低電圧化を図るためである。
An
n領域57の表面中央部分にはコンタクト部としての高濃度n領域59が形成され、n領域57及びp領域58の右隣には、図示しない右側のn領域53と素子分離を行うp領域55が設けられる。
A high-
p型半導体基板50の表面側最表面には、2酸化シリコン等のゲート絶縁膜61が形成され、n領域57の左端から上記オーバーラップしたp領域58の左端までの絶縁膜61の上に、ポリシリコンでなるゲート電極膜62が形成される。
A
ゲート電極膜62及び絶縁膜61の上には絶縁層63が形成され、この中にCMOSイメージセンサ等で用いられる3層配線64が埋設される。また、3層配線64と、コンタクト部59及びゲート電極膜62とは夫々配線65,66で接続される。
An insulating
斯かるCMOSタイプの裏面照射型固体撮像素子2に裏面側から被写界光が入射すると、入射光は基板50に吸収されて正孔電子対が発生する。正孔は高濃度p型層51からアースに廃棄され、電子は、n領域53に蓄積される。
When the field light is incident on the CMOS back-illuminated solid-
n領域53の蓄積電荷は、ゲート電極膜62に読み出し電圧が印加されると対応のドレイン57に読み出され、この電荷量に応じた撮像画像信号が3層配線64により素子2の外部に読み出される。
The accumulated charge in the
本実施形態の複合型固体撮像素子100は、図1に示す様に、上述したCCDタイプの裏面照射型固体撮像素子1の上(表面側)に、スペーサ3を介して、CMOSタイプの裏面照射型固体撮像素子2を貼り合わせることで構成される。
As shown in FIG. 1, the composite solid-
図示する例では、固体撮像素子1の画素(n領域22)ピッチに対して固体撮像素子2の画素(n領域53)ピッチを2倍とし、固体撮像素子2の素子分離領域55を、固体撮像素子1の遮光部材28に整列させて設けているが、両固体撮像素子1,2の画素ピッチを等ピッチとしたり、3倍以上の整数倍とすることでも良い。
In the illustrated example, the pixel (n region 53) pitch of the solid-
被写体からの入射光は、紫外光から可視光,近赤外光,赤外光まで及ぶ。シリコンなどの半導体基板は、光吸収係数の波長依存性があり、波長が短い光は侵入距離の浅い部分で多く吸収されて正孔電子対が発生し、波長が長い光は侵入距離の深い部分で大きく吸収されて正孔電子対が発生する。 Incident light from the subject ranges from ultraviolet light to visible light, near infrared light, and infrared light. A semiconductor substrate such as silicon has a wavelength dependency of a light absorption coefficient. Light with a short wavelength is absorbed in a portion with a shallow penetration distance to generate a hole electron pair, and light with a long wavelength is a portion with a deep penetration distance. The hole electron pair is generated due to the large absorption at.
従って、図1に示す複合型固体撮像素子100を構成する固体撮像素子1の厚さ(光電変換素子として機能する半導体部分の厚さ)を薄くしておくと、固体撮像素子1は、可視光の半分位の光を吸収して被写体の画像を撮像するが、可視光のうちの残り半分位の光は固体撮像素子1を透過して固体撮像素子2に漏れ込み、固体撮像素子2は可視光の被写体画像を撮像することができる。
Accordingly, if the thickness of the solid-state image sensor 1 constituting the composite solid-
固体撮像素子2の厚さ(光電変換素子として機能する半導体部分の厚さ)が薄ければ、近赤外光や赤外光は固体撮像素子2も透過してしまうことになるが、固体撮像素子2の厚さを厚くしておけば、固体撮像素子2は、近赤外光や赤外光による被写体画像を撮像することができる。
If the thickness of the solid-state image sensor 2 (thickness of the semiconductor portion functioning as a photoelectric conversion element) is thin, near-infrared light and infrared light will also be transmitted through the solid-
このため、固体撮像素子1や固体撮像素子2の夫々の厚さ(同上)は、どの様な波長域の被写体画像を撮像するかによって設計することになる。例えば、固体撮像素子1の厚さ(同上)を1μm未満や0.5μm未満とする(カバーガラスやマイクロレンズやフィルタ等の光学特性をその波長帯に合わせたものにする)ことで、光入射側に配置される固体撮像素子1は、近紫外光や紫外光の被写体画像を撮像することができ、固体撮像素子2に透過する可視光の光量を増大させることができる。
For this reason, the thickness (same as above) of each of the solid-state imaging device 1 and the solid-
図1に示す実施形態の複合型固体撮像素子100では、固体撮像素子1で被写体の可視光像を静止画像として撮像し、固体撮像素子2で、被写体の近赤外光像や赤外光像を動画像として撮像する構成にしている。
In the composite solid-
このため、固体撮像素子1の厚さ(p層25からn領域22までの距離)を3〜5μmとし、固体撮像素子2の厚さを5μm以上や10μm以上(例えば20〜30μm)としている。
Therefore, the thickness of the solid-state imaging device 1 (distance from the
例えば、デジタルカメラで静止画像を撮像する場合、固体撮像素子から静止画像を取り込む前に、固体撮像素子から動画状態で出力される撮像画像データを用いて、AE(自動露出)処理やAF(自動焦点)処理等を行うのが普通である。そこで、本実施形態の複合型固体撮像素子100では、CMOSタイプの裏面照射型固体撮像素子2の出力信号を用いてAE処理やAF処理を行い、CCDタイプの裏面照射型固体撮像素子1で静止画像の撮像を行う。
For example, when a still image is captured by a digital camera, AE (automatic exposure) processing or AF (automatic) is performed using captured image data output in a moving image state from the solid-state image sensor before capturing the still image from the solid-state image sensor. It is usual to perform focus processing. Therefore, in the composite solid-
このとき問題となるのは、入射光の結像位置(焦点位置)が、波長依存性を持つことである。短波長の光の焦点位置は手前となり、長波長の焦点位置は奥の方となる。つまり、図1に示す固体撮像素子1の光電変換領域に被写体入射光(可視光)の焦点位置が合うようにしても、このとき、固体撮像素子2の光電変換領域に被写体入射光(近赤外光)の焦点位置が合わなければ、固体撮像素子2の出力を用いてAF処理を行っても、固体撮像素子1は被写体のピンボケな静止画像しか撮像できなくなってしまう。
The problem at this time is that the imaging position (focal position) of the incident light has wavelength dependency. The focal position of the short wavelength light is in front, and the focal position of the long wavelength is in the back. That is, even if the subject incident light (visible light) is focused on the photoelectric conversion region of the solid-state image sensor 1 shown in FIG. If the focus position of (external light) does not match, even if AF processing is performed using the output of the solid-
そこで、本実施形態の複合型固体撮像素子100では、固体撮像素子1の光電変換対象波長域の中心波長における焦点位置を固体撮像素子1の光電変換領域に合わせたとき、固体撮像素子2の光電変換対象波長域の中心波長における焦点位置が固体撮像素子2の光電変換領域に合うように、焦点調整用の透明なスペーサ3を介挿している。このスペーサ3に、光学的フィルタ機能を持たせることも可能である。
Therefore, in the composite solid-
図1に示す複合型固体撮像素子100で、固体撮像素子1,2共に可視光像を撮像できる厚さに設計した場合、静止画像を撮像する固体撮像素子1の個々の画素22には異なる色のカラーフィルタ23が設けられているためカラーの静止画像を撮像できる。
When the composite solid-
しかし、固体撮像素子2の各画素53は、4つの画素22の異なる色のカラーフィルタを通した光が混色して入射するため、カラーの動画像を撮像することはできず、モノクロの動画像しか撮像できない。勿論、AE処理,AF処理だけであれば問題ないが、カラーの動画像を撮像したい場合には、4つの画素22のカラーフィルタのうちの一色を選択するカラーフィルタをスペーサ3に設けることで、カラーの動画像を撮像することが可能となる。
However, since each
以上述べた様に、上述した実施形態では、2つの固体撮像素子を貼り合わせて複合型固体撮像素子を製造したため、同一被写体の2つの画像を同時に撮像することが可能となる。しかも、入射光の光路を分割するハーフミラーなどを用いていないため、カメラに搭載したとき小型軽量化を図ることが可能となる。しかも、入射光の多くを半導体基板に吸収して光電変換するため、光利用効率が高く、明るい画像を撮像することができる。 As described above, in the above-described embodiment, since a composite solid-state image sensor is manufactured by bonding two solid-state image sensors, it is possible to simultaneously capture two images of the same subject. In addition, since a half mirror that divides the optical path of incident light is not used, it is possible to reduce the size and weight when mounted on a camera. In addition, since much of the incident light is absorbed by the semiconductor substrate and subjected to photoelectric conversion, light utilization efficiency is high and a bright image can be taken.
また、上述した実施形態では、光入射側に配置した固体撮像素子1をCCDタイプとしたため、高S/Nの静止画像を撮像することができ、固体撮像素子1を透過した入射光を受光する固体撮像素子2をランダムアクセス可能なCMOSタイプとしたため、AE処理,AF処理を高速に行うことが可能となる。
In the above-described embodiment, since the solid-state imaging device 1 arranged on the light incident side is a CCD type, a high S / N still image can be taken and incident light transmitted through the solid-state imaging device 1 is received. Since the solid-
尚、上述した実施形態では、固体撮像素子1,2共に裏面照射型としているが、これに限るものではない。半導体基板の光入射面の側にフォトダイオードを設けた表面照射型は、光電変換領域が浅くなるため短波長領域の入射光しか利用できず、光利用効率が低い。このため、固体撮像素子1,2共に表面照射型にすると、上述した固体撮像素子1,2の厚さの設計の自由度がなくなってしまう。
In the above-described embodiment, the solid-
これに対し、裏面照射型は、半導体基板に入射した光の光電変換領域を深くとることができるため光利用効率が高く、また、上述した厚さの設計の自由度が広くなる。このため、固体撮像素子1,2の少なくとも一方を裏面照射型とするのが良い。
On the other hand, the back-illuminated type can take a deep photoelectric conversion region of light incident on the semiconductor substrate, so that the light use efficiency is high, and the above-described thickness design flexibility is widened. For this reason, it is preferable that at least one of the solid-
また、CMOSタイプの固体撮像素子は、配線層が3層配線となるので、3層配線が入射光の光路に入らない様にするのが好ましく、図1に示す実施形態の様に、固体撮像素子2をCMOSタイプとして、且つ裏面照射型とするのが良い。
Further, in the CMOS type solid-state imaging device, since the wiring layer is a three-layer wiring, it is preferable to prevent the three-layer wiring from entering the optical path of the incident light, and as in the embodiment shown in FIG. The
尚、図1に示した複合型固体撮像素子100において、マイクロレンズ24から絶縁膜61に至るまでの間に設けられた構成部材の多くは半導体製あるいは酸化膜等であるため光透過性を有するが、遮光部材28とオーバーフロードレイン用電極46は金属であるため光透過性が無い。特に第2固体撮像素子2への光路中に存在する電極46は光が当たると光を散乱させるため、図示の例では、n領域53の真下に電極46を設けているが、この電極46を、n領域53への光路からなるべく避ける位置に設けるのが良いことは勿論である。
In the composite solid-
本発明に係る複合型固体撮像素子は、小型軽量な固体撮像素子で被写体の2つの画像を同時に撮像することができるため、デジタルカメラ等に搭載すると有用である。 The composite solid-state imaging device according to the present invention is useful when mounted on a digital camera or the like because it can simultaneously capture two images of a subject with a small and lightweight solid-state imaging device.
1 CCDタイプの裏面照射型固体撮像素子
2 CMOSタイプの裏面照射型固体撮像素子
3 焦点距離調整用のスペーサ
20,50 p型半導体基板
21 垂直電荷転送路(VCCD)
22,53 フォトダイオードを構成するn領域
23 カラーフィルタ
24 マイクロレンズ
25,51 高濃度p型不純物層
57 ドレイン(n領域)
64 3層配線
100 複合型固体撮像素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 CCD type back-illuminated solid-
22, 53
64 Three-
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