JP2008299248A - Multilayer interference filter and solid-state image pickup apparatus - Google Patents

Multilayer interference filter and solid-state image pickup apparatus Download PDF

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圭介 田中
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multilayer interference filter which has excellent optical characteristics regardless of the cell size and can be manufactured in high yield and at a low cost and to provide a solid-state image pickup apparatus. <P>SOLUTION: The multilayer interference filter 16 is composed of: a plurality of titanium-tantalum dioxide layers 161, 163, 166, 168, 171, 173; a plurality of silicon dioxide layers 162, 167, 172; and a plurality of spacer layers 164, 165, 169, 170. The solid-state image pickup apparatus 10 is composed of zones A, B, C comprising the respective multilayer interference filters 16 having the layer constitutions different from one another and the film thicknesses different from one another. The amount of the tantalum to be doped is set to satisfy the inequality: 0<x≤0.1 in the compositional formula: Ti<SB>(1-x)</SB>Ta<SB>x</SB>O<SB>2</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、多層干渉フィルタおよび固体撮像装置に関し、特に層を構成する誘電体材料の組成に関する。   The present invention relates to a multilayer interference filter and a solid-state imaging device, and particularly to a composition of a dielectric material constituting a layer.

近年、ディジタルスティルカメラやディジタルムービカメラ等の撮像デバイスとして固体撮像装置が広く普及している。固体撮像装置では、入射される可視光から所定の波長の成分だけを選択的に透過させる光学フィルタが色分離用として採用されている。光学フィルタの一種としては、例えば、二酸化シリコン(SiO)層と二酸化チタン(TiO)層とが交互に積層され、光の干渉効果を利用する、所謂、干渉フィルタが提案されている(特許文献1を参照)。 In recent years, solid-state imaging devices are widely used as imaging devices such as digital still cameras and digital movie cameras. In the solid-state imaging device, an optical filter that selectively transmits only a component having a predetermined wavelength from incident visible light is used for color separation. As one type of optical filter, for example, a so-called interference filter is proposed in which a silicon dioxide (SiO 2 ) layer and a titanium dioxide (TiO 2 ) layer are alternately stacked to use the light interference effect (patent). Reference 1).

また、光学フィルタとしては、λ/4以外の光学膜厚を有するスペーサ層(SiO)の厚み方向両側を、2つのλ/4多層膜により挟んだ構成の干渉フィルタも提案されている(特許文献2、3)。ここで、上記2つのλ/4多層膜の各々は、複数の誘電体層(SiO、TiO)から構成されている。このような干渉フィルタでは、上記特許文献1で提案されている干渉フィルタほど各膜の膜厚精度を厳密に確保しなくても高精度な波長選択機能を有する。具体的には、図9に示すように、干渉フィルタでは、TiO層903、906、908、911、913とSiO層とが所定の順序で積層された構造を有する。そして、領域Dでは、スペーサ層910が介挿されることにより、領域Eとの間で透過波長の差異が設けられている。 As an optical filter, an interference filter having a structure in which both sides in the thickness direction of a spacer layer (SiO 2 ) having an optical film thickness other than λ / 4 is sandwiched between two λ / 4 multilayer films has been proposed (patent). References 2, 3). Here, each of the two λ / 4 multilayer films is composed of a plurality of dielectric layers (SiO 2 , TiO 2 ). In such an interference filter, the interference filter proposed in Patent Document 1 has a highly accurate wavelength selection function even if the film thickness accuracy of each film is not strictly ensured. Specifically, as shown in FIG. 9, the interference filter has a structure in which TiO 2 layers 903, 906, 908, 911, and 913 and an SiO 2 layer are stacked in a predetermined order. And in the area | region D, the difference in transmission wavelength is provided between the area | region E by the spacer layer 910 being inserted.

図9に示すように、特許文献2、3で提案されている干渉フィルタにおいては、スペーサ層910の介挿数などにより透過させる波長が規定される。よって、干渉フィルタの形成においては、透過させようとする波長に基づき、一部領域(図9では、領域E)に対しては、スペーサ層910の除去が実行される。スペーサ層910の除去工程においては、スペーサ層910とその下層に配されるTiO層との互いの構成材料であるSiOとTiOとのエッチング選択比を確保すべく、ウェットエッチングがドライエッチングと併用される。
特開2000−180621号公報 国際公開WO/2005/069376号公報 特開2007−019143号公報
As shown in FIG. 9, in the interference filters proposed in Patent Documents 2 and 3, the wavelength to be transmitted is defined by the number of intervening spacer layers 910 and the like. Therefore, in the formation of the interference filter, the spacer layer 910 is removed from a partial region (region E in FIG. 9) based on the wavelength to be transmitted. In the step of removing the spacer layer 910, wet etching is performed by dry etching in order to secure an etching selection ratio between SiO 2 and TiO 2 which are the constituent materials of the spacer layer 910 and the TiO 2 layer disposed below the spacer layer 910. Used together.
JP 2000-180621 A International Publication WO / 2005/069376 JP 2007-0119143 A

しかしながら、上記特許文献2、3で提案されている干渉フィルタでは、製造過程におけるウェットエッチングに起因して光学特性の低下という問題を生じることがある。即ち、ウェットエッチングを用いてスペーサ層910の除去を実施する場合に、エッチング液が除去するスペーサ層910の下に配されているTiO層908の粒界にしみ込み、これがさらに下に配されたSiO層907の界面から一部を侵食してしまう(図10のF部分を参照)。そして、スペーサ層910の除去に伴い、SiO層907が不所望に侵食されてしまうと、当該部分での光学距離(構成膜の膜厚と屈折率との積で規定される距離)に変動を生じ、光学特性が低下してしまうことになる。 However, the interference filters proposed in Patent Documents 2 and 3 may cause a problem of deterioration of optical characteristics due to wet etching in the manufacturing process. That is, when the spacer layer 910 is removed using wet etching, the etching solution soaks into the grain boundary of the TiO 2 layer 908 disposed under the spacer layer 910, which is further disposed below. Part of the SiO 2 layer 907 is eroded (see F portion in FIG. 10). When the SiO 2 layer 907 is undesirably eroded along with the removal of the spacer layer 910, the optical distance at that portion (the distance defined by the product of the film thickness and the refractive index of the constituent film) varies. As a result, the optical characteristics deteriorate.

なお、従来においては、上記スペーサ層910の除去における不所望な下層の侵食を抑制すべく、同一の領域での繰り返してのウェットエッチングを避けるべく、複数のスペーサ層910の互いの配置を変えるという手段も講じられているが、更なるセルの微細化を図るに際して、このような手段を採用することができない。
本発明は、上述のような問題を解決しようとなされたものであって、セルサイズに関わらず、優れた光学特性を有し、且つ、高い歩留まりおよび低いコストでの製造が可能な多層干渉フィルタおよび固体撮像装置を提供することを目的とする。
Conventionally, the arrangement of the plurality of spacer layers 910 is changed to avoid repeated wet etching in the same region in order to suppress undesired lower layer erosion in the removal of the spacer layer 910. Although measures are also taken, such measures cannot be adopted when further miniaturization of the cell is attempted.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and has a multi-layer interference filter that has excellent optical characteristics regardless of cell size, and can be manufactured at a high yield and low cost. And it aims at providing a solid-state imaging device.

上記目的を達成するために、本発明は、次の構成を採用する。
(1)本発明に係る多層干渉フィルタは、複数の層が積層され、面内に膜厚が他よりも薄い領域を有する。そして、上記複数の層は、互いに屈折率が異なる少なくとも2種類の層から構成されており、上記他よりも厚みが薄い領域においては、その内の1種類の層として、Ti(1−x)の組成式で表される材料からなる層が含まれている。
In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration.
(1) In the multilayer interference filter according to the present invention, a plurality of layers are stacked, and the area of the in-plane thickness is thinner than the others. The plurality of layers are composed of at least two types of layers having different refractive indexes. In a region where the thickness is thinner than the others, Ti (1-x) is used as one of the layers. A layer made of a material represented by the composition formula of A x O 2 is included.

上記1種類の層を構成する材料の組成式では、Aが、Ta(タンタル)、Nb(ニオブ)、Zr(ジルコニウム)およびW(タングステン)からなる群から選択される少なくとも一種の元素であることを特徴とする。
(2)上記本発明に係る多層干渉フィルタでは、組成式中の”x”が、0<x≦0.1の関係を満たすことを特徴とする。
In the composition formula of the material constituting the one type of layer, A is at least one element selected from the group consisting of Ta (tantalum), Nb (niobium), Zr (zirconium), and W (tungsten). It is characterized by.
(2) The multilayer interference filter according to the present invention is characterized in that “x” in the composition formula satisfies a relationship of 0 <x ≦ 0.1.

(3)上記本発明に係る多層干渉フィルタでは、Ti(1−x)の組成式で表される材料からなる層が、アモルファス状態で形成されていることを特徴とする。
(4)上記本発明に係る多層干渉フィルタでは、上記少なくとも2種類の層の中に、SiOからなる層が含まれていることを特徴とする。
(5)本発明に係る固体撮像装置は、上記(1)〜(4)の何れかの多層干渉フィルタをカラーフィルタとして備えることを特徴とする。
(3) The multilayer interference filter according to the present invention is characterized in that a layer made of a material represented by a composition formula of Ti (1-x) A x O 2 is formed in an amorphous state.
(4) The multilayer interference filter according to the present invention is characterized in that a layer made of SiO 2 is included in the at least two types of layers.
(5) A solid-state imaging device according to the present invention includes the multilayer interference filter according to any one of (1) to (4) as a color filter.

上記(1)のように、本発明に係る多層干渉フィルタでは、膜厚が他よりも薄い領域において、Ti(1−x)の組成式で表される材料からなる層が含まれている。そして、組成式中のAが、Ta、Nb、ZrおよびWからなる群から選択される少なくとも一種の元素であるという特徴を有する。即ち、本発明に係る多層干渉フィルタでは、従来のTiO層に代えて、TiOにTa、Nb、ZrおよびWからなる群から選択される少なくとも一種の元素がドープされてなる層を備える。これにより、本発明に係る多層干渉フィルタでは、上記一種の元素がドープされてなる層での粒子サイズをTiOよりも大きくすることができる。 As described in (1) above, the multilayer interference filter according to the present invention includes a layer made of a material represented by the composition formula of Ti (1-x) A x O 2 in a region where the film thickness is thinner than the others. It is. And it has the characteristics that A in a composition formula is at least 1 sort (s) of element selected from the group which consists of Ta, Nb, Zr, and W. That is, the multilayer interference filter according to the present invention includes a layer formed by doping TiO 2 with at least one element selected from the group consisting of Ta, Nb, Zr and W instead of the conventional TiO 2 layer. Thereby, in the multilayer interference filter according to the present invention, the particle size in the layer doped with the one kind of element can be made larger than that of TiO 2 .

よって、本発明に係る多層干渉フィルタでは、TiOよりも粒子サイズの大きな粒子から形成された層において、粒界の分布密度の低減を図ることができ、TiO層を採用する場合に比して、形成過程中のウェットエッチングの際のエッチング液のしみ込み量の低減を図ることができる。また、本発明に係る多層干渉フィルタの構成では、画素セルのサイズに関わらずエッチング液のしみ込み量を低減することができる。 Therefore, the multilayer interference filter according to the present invention, compared with the case where the layer formed from larger particles of particle size than TiO 2, it is possible to reduce the grain boundary of the distribution density, employing a TiO 2 layer Thus, it is possible to reduce the amount of the etchant penetrating during wet etching during the formation process. Moreover, in the configuration of the multilayer interference filter according to the present invention, the amount of the etchant penetrating can be reduced regardless of the size of the pixel cell.

従って、本発明に係る多層干渉フィルタは、セルサイズに関わらず、優れた光学特性を有し、且つ、高い歩留まりおよび低いコストでの製造が可能である。なお、TiOに対するドープ元素としてTa、Nb、ZrおよびWからなる群から選択される少なくとも一種の元素を採用するのは、Tiよりも高い融点を有することに起因する。特に、Taを採用する場合には、Taの酸化物の屈折率が”2.3”であって、TiOの屈折率”2.45”と近く、層における屈折率の低下を抑えることができるという観点からも優れている。 Therefore, the multilayer interference filter according to the present invention has excellent optical characteristics regardless of the cell size, and can be manufactured with high yield and low cost. The reason why at least one element selected from the group consisting of Ta, Nb, Zr and W is employed as the doping element for TiO 2 is that it has a higher melting point than Ti. In particular, when Ta is used, the refractive index of the oxide of Ta is “2.3”, which is close to the refractive index “2.45” of TiO 2 , so that the reduction of the refractive index in the layer can be suppressed. It is also excellent from the viewpoint of being able to do it.

また、本発明に係る多層干渉フィルタでは、上記(2)のように、組成式において、0<x≦0.1の関係を満たすようにすることが、屈折率の低下を抑制できるという観点からより望ましい。
また、本発明に係る多層干渉フィルタでは、Ti(1−x)の組成式で表される材料からなる層を、アモルファス状態で形成することが望ましい。これは、光学異方性の少ないアモルファス状態とすることにより、当該層における屈折率の高い均一化を図ることができるためである。
In the multilayer interference filter according to the present invention, as described in (2) above, satisfying the relationship of 0 <x ≦ 0.1 in the composition formula can suppress a decrease in refractive index. More desirable.
In the multilayer interference filter according to the present invention, it is desirable that the layer made of the material represented by the composition formula of Ti (1-x) A x O 2 is formed in an amorphous state. This is because by making the amorphous state with little optical anisotropy, a uniform refractive index in the layer can be achieved.

また、本発明に係る固体撮像装置は、上記本発明に係る多層干渉フィルタを光学フィルタとして備えるので、優れた色分離特性を有し、且つ、コストの観点およびセルサイズの更なる微細化という観点から優れる。   In addition, since the solid-state imaging device according to the present invention includes the multilayer interference filter according to the present invention as an optical filter, the solid-state imaging device has excellent color separation characteristics, and from the viewpoint of cost and further miniaturization of the cell size. Excellent from.

以下では、本発明を実施するための最良の形態について、図を参照しながら説明する。なお、以下で用いる実施の形態については、本発明の構成的特徴および作用・効果を分かりやすく説明するための一例であって、本発明はその要旨とする部分以外について、これに限定を受けるものではない。
1.カメラ1の構成
本実施の形態に係るカメラ1について、図1(a)を用い説明する。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, about embodiment used below, it is an example for demonstrating the structural feature of this invention, an effect | action, and an effect in an easy-to-understand manner, and this invention is limited to this except for the part made into the summary. is not.
1. Configuration of Camera 1 A camera 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図1(a)に示すように、カメラ1は、固体撮像装置10、レンズ20、色信号合成部30、映像信号作成部40および駆動部50などから構成されている。カメラ1に入射した光は、レンズ20により固体撮像領域10の画素領域に集光される。固体撮像装置10では、角撮像画素ごとに、入射光量に応じた色信号を生成し色信号合成部30へと出力する。固体撮像装置10および色信号合成部30は、駆動部50からの駆動信号に応じて駆動される。   As shown in FIG. 1A, the camera 1 includes a solid-state imaging device 10, a lens 20, a color signal synthesis unit 30, a video signal creation unit 40, a drive unit 50, and the like. The light incident on the camera 1 is condensed on the pixel area of the solid-state imaging area 10 by the lens 20. In the solid-state imaging device 10, a color signal corresponding to the amount of incident light is generated and output to the color signal synthesis unit 30 for each corner imaging pixel. The solid-state imaging device 10 and the color signal synthesis unit 30 are driven according to a drive signal from the drive unit 50.

色信号合成部30では、入力された色信号に対し、色シェーディングを施し、当該色信号を映像信号作成部40へと出力する。映像信号作成部40では、色シェーディングが施された色信号からカラー映像信号を作成する。
2.固体撮像装置10の構成
図1(b)に示すように、固体撮像装置10は、半導体基板11を共通のベースとして、複数の画素101と、各回路部102〜10とが形成されてなる構成を有する。複数の画素101は、マトリクス状に配され、画素領域を構成している。
The color signal synthesis unit 30 performs color shading on the input color signal and outputs the color signal to the video signal creation unit 40. The video signal creation unit 40 creates a color video signal from the color signal subjected to color shading.
2. Configuration of Solid-State Imaging Device 10 As shown in FIG. 1B, the solid-state imaging device 10 has a configuration in which a plurality of pixels 101 and circuit units 102 to 10 are formed using a semiconductor substrate 11 as a common base. Have The plurality of pixels 101 are arranged in a matrix and constitute a pixel region.

垂直シフトレジスタおよび水平シフトレジスタ103は、ともにダイナミック回路であり、駆動回路105からの駆動信号(電圧信号、タイミング信号)に基づき、複数の画素101を順次駆動する。
各画素101から出力された画素信号は、出力アンプ104で増幅されて色信号合成部30へと出力される(図1(a)を参照)。
Both the vertical shift register and the horizontal shift register 103 are dynamic circuits, and sequentially drive the plurality of pixels 101 based on a drive signal (voltage signal, timing signal) from the drive circuit 105.
The pixel signal output from each pixel 101 is amplified by the output amplifier 104 and output to the color signal synthesis unit 30 (see FIG. 1A).

3.固体撮像装置10における画素領域の構成
次に、固体撮像装置1における画素領域の構成について、図2(a)を用い説明する。
図2(a)に示すように、固体撮像装置10における画素領域では、n型の半導体基板11上にp型半導体層12が積層され、さらにその上には、層間絶縁膜14が積層されている。p型半導体層12と層間絶縁膜14との境界から、p型半導体層12の厚み方向(Z軸方向)下向きには、互いに間隔をあけた状態で複数のフォトダイオード13が形成されている。フォトダイオード13は、半導体基板11の主面に沿う方向(Z軸に直交する方向)において、例えば、マトリクス状などの形態をもって二次元配置されている。
3. Configuration of Pixel Region in Solid-State Imaging Device 10 Next, the configuration of the pixel region in the solid-state imaging device 1 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2A, in the pixel region of the solid-state imaging device 10, a p-type semiconductor layer 12 is stacked on an n-type semiconductor substrate 11, and an interlayer insulating film 14 is further stacked thereon. Yes. From the boundary between the p-type semiconductor layer 12 and the interlayer insulating film 14, a plurality of photodiodes 13 are formed in a state of being spaced apart from each other downward in the thickness direction (Z-axis direction) of the p-type semiconductor layer 12. The photodiodes 13 are two-dimensionally arranged, for example, in a matrix form in a direction along the main surface of the semiconductor substrate 11 (a direction orthogonal to the Z axis).

層間絶縁膜14中であって、隣り合うフォトダイオード13どうしの間に相当する箇所には、遮光膜15が形成されている。遮光膜15は、例えば、アルミニウム(Al)やタングステン(W)などの金属材料から構成されている。さらに、層間絶縁膜14上には、多層干渉フィルタ16、平坦化膜18が順に積層され、その上には、各フォトダイオード13に対応してマイクロレンズ19が形成されている。平坦化膜18は、例えば、二酸化シリコン(SiO)などの透明材料から構成されている。 A light shielding film 15 is formed in a portion corresponding to between the adjacent photodiodes 13 in the interlayer insulating film 14. The light shielding film 15 is made of, for example, a metal material such as aluminum (Al) or tungsten (W). Further, a multilayer interference filter 16 and a planarizing film 18 are sequentially laminated on the interlayer insulating film 14, and a microlens 19 is formed on the interlayer insulating film 14 corresponding to each photodiode 13. The planarization film 18 is made of a transparent material such as silicon dioxide (SiO 2 ), for example.

多層干渉フィルタ16は、領域A、B、Cごとに厚みが相違しており、これにより透過帯域が規定されている。
4.多層干渉フィルタ16の構成
多層干渉フィルタ16は、λ/4多層膜とスペーサ層との積層構成を有している。その構成について、図2(b)を用い説明する。
The multilayer interference filter 16 has a different thickness for each of the regions A, B, and C, thereby defining a transmission band.
4). Configuration of Multilayer Interference Filter 16 The multilayer interference filter 16 has a stacked configuration of a λ / 4 multilayer film and a spacer layer. The configuration will be described with reference to FIG.

図2(b)に示すように、多層干渉フィルタ16の領域Aにおいては、複数の二酸化チタンタンタル層161、163、166、168、171、173と、複数の二酸化シリコン層162、167、172と、二酸化シリコン層からなる複数のスペーサ層164、165、169、170とから構成されており、これにより、スペーサ層164、165、169、170の各々を、λ/4多層膜で挟んだ構成となっている。なお、領域Cでは、スペーサ層164、165、169、170は、存在しない。具体的には、領域Cでは、二酸化チタンタンタル層161、163と二酸化シリコン層162とから構成されるλ/4多層膜、同様に、二酸化チタンタンタル層166、168と二酸化シリコン層167とから構成されるλ/4多層膜、二酸化チタンタンタル層171、173と二酸化シリコン層172とから構成されるλ/4多層膜が順次積層されている。   As shown in FIG. 2B, in the region A of the multilayer interference filter 16, a plurality of titanium tantalum dioxide layers 161, 163, 166, 168, 171, 173, a plurality of silicon dioxide layers 162, 167, 172, , And a plurality of spacer layers 164, 165, 169, 170 made of silicon dioxide layers, whereby each of the spacer layers 164, 165, 169, 170 is sandwiched between λ / 4 multilayer films, It has become. In the region C, the spacer layers 164, 165, 169, and 170 do not exist. Specifically, in the region C, a λ / 4 multilayer film composed of titanium tantalum dioxide layers 161 and 163 and a silicon dioxide layer 162, and similarly composed of titanium tantalum dioxide layers 166 and 168 and a silicon dioxide layer 167. The λ / 4 multilayer film, the λ / 4 multilayer film composed of titanium tantalum dioxide layers 171 and 173 and the silicon dioxide layer 172 are sequentially laminated.

領域Bにおいては、スペーサ層は二酸化シリコン層165、170で形成されている。このような構成により、多層干渉フィルタ16では、領域A、B、Cごとにスペーサ層の膜厚を変える事で緑色、青色、赤色の各帯域の光を透過させる。
一般に、多層干渉フィルタがλ/4多層膜のみで構成されている場合には、当該多層干渉フィルタは、波長λを中心波長とする広い帯域で光を反射することになる。しかし、本実施の形態に係る多層干渉フィルタ16のようにλ/4多層膜でスペーサ層を挟む構成を採用する場合には、波長λを中心波長とする広い帯域で光を反射しながら、スペーサ層164、165、169、170の厚みに応じた波長を中心波長とする狭い帯域で光を透過させることができる。
In the region B, the spacer layer is formed of silicon dioxide layers 165 and 170. With such a configuration, the multilayer interference filter 16 transmits light in the green, blue, and red bands by changing the thickness of the spacer layer for each of the regions A, B, and C.
In general, when a multilayer interference filter is composed of only a λ / 4 multilayer film, the multilayer interference filter reflects light in a wide band having a wavelength λ as a central wavelength. However, when adopting a configuration in which the spacer layer is sandwiched between λ / 4 multilayer films as in the multilayer interference filter 16 according to the present embodiment, the spacer is reflected while reflecting light in a wide band having the wavelength λ as the central wavelength. Light can be transmitted in a narrow band having a wavelength corresponding to the thickness of the layers 164, 165, 169, and 170 as a central wavelength.

従って、本実施の形態に係る固体撮像装置10の多層干渉フィルタ16では、スペーサ層164、165、169、170の膜厚を異ならせることにより、異なる透過特性を実現可能である。
5.多層干渉フィルタ16の形成方法
次に、本実施の形態に係る多層干渉フィルタ16の形成方法について、図3〜図5を用い説明する。
Therefore, in the multilayer interference filter 16 of the solid-state imaging device 10 according to the present embodiment, different transmission characteristics can be realized by making the film thicknesses of the spacer layers 164, 165, 169, and 170 different.
5. Method for Forming Multilayer Interference Filter 16 Next, a method for forming the multilayer interference filter 16 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図3(a)に示すように、層間絶縁膜14の表面に対し、スパッタ装置を用いて、二酸化チタンタンタル層161、二酸化シリコン層162、二酸化チタンタンタル層163を順次積層する。これら3層161〜163によりλ/4多層膜が構成される。さらに、二酸化チタンタンタル層163の上面に対し、スパッタ装置を用いて、二酸化シリコン準備層1640を積層する(工程a)。   As shown in FIG. 3A, a titanium tantalum dioxide layer 161, a silicon dioxide layer 162, and a titanium tantalum dioxide layer 163 are sequentially laminated on the surface of the interlayer insulating film 14 using a sputtering apparatus. These three layers 161 to 163 constitute a λ / 4 multilayer film. Further, a silicon dioxide preparation layer 1640 is laminated on the upper surface of the titanium tantalum dioxide layer 163 using a sputtering apparatus (step a).

図3(b)に示すように、上記のように積層形成された二酸化シリコン準備層1640の表面上の領域Aに対し、マスク501を積層形成する(工程b)。この後、4弗化メタン系のエッチングガスを用いたドライエッチングとバッファード弗酸を用いたウェットエッチングにより、領域Aを除く領域(図2(b)における領域B、C)の二酸化シリコン準備層1640を除去する(工程c)。エッチング後においては、図3(c)に示すように、領域Aの二酸化チタンタンタル層163上にだけ、二酸化シリコン層164が残留した状態となる。   As shown in FIG. 3B, a mask 501 is formed on the region A on the surface of the silicon dioxide preparatory layer 1640 formed as described above (step b). Thereafter, a silicon dioxide preparatory layer in the region (regions B and C in FIG. 2B) is removed by dry etching using a tetrafluoromethane-based etching gas and wet etching using buffered hydrofluoric acid. 1640 is removed (step c). After etching, as shown in FIG. 3C, the silicon dioxide layer 164 remains only on the titanium tantalum dioxide layer 163 in the region A.

次に、図3(d)に示すように、二酸化シリコン層164および二酸化チタンタンタル層163の各表面に対し、二酸化シリコンを構成材料とする、スペーサ準備層1650を積層形成する(工程d)。この後、図4(a)に示すように、領域A、Bにおけるスペーサ準備層1650の表面に対し、マスク502を形成する(工程e)。この状態で、上記(工程c)と同様に、4弗化メタン系のエッチングガスを用いたドライエッチングとバッファード弗酸を用いたウェットエッチングにより、領域A、Bを除く領域(領域C)のスペーサ準備層1650を除去する(工程f)。その後、マスク502を除去すると、図4(b)に示すように、領域A、Bにだけスペーサ層165が形成された状態となる。なお、以下では、スペーサ層165を、便宜上、「第1のスペーサ層165」と記載する。   Next, as shown in FIG. 3D, a spacer preparation layer 1650 made of silicon dioxide as a constituent material is formed on each surface of the silicon dioxide layer 164 and the titanium tantalum dioxide layer 163 (step d). Thereafter, as shown in FIG. 4A, a mask 502 is formed on the surface of the spacer preparation layer 1650 in the regions A and B (step e). In this state, as in the above (step c), the region (region C) excluding the regions A and B is subjected to dry etching using a tetrafluoromethane-based etching gas and wet etching using buffered hydrofluoric acid. The spacer preparation layer 1650 is removed (step f). Thereafter, when the mask 502 is removed, the spacer layer 165 is formed only in the regions A and B as shown in FIG. Hereinafter, the spacer layer 165 is referred to as a “first spacer layer 165” for convenience.

次に、図4(c)に示すように、領域A、Bにおける第1のスペーサ層165および領域Cにおける二酸化チタンタンタル層163の各表面に対し、スパッタ装置を用い、二酸化チタンタンタル層166、二酸化シリコン層167、二酸化チタンタンタル層168を順次積層する。これら3層166〜168によりλ/4多層膜が形成される。さらに、二酸化チタンタンタル層168の表面に対し、スパッタ装置を用いて、二酸化シリコン準備層1690を積層形成するとともに、領域Aにおいては、さらにマスク503を積層形成する(工程g)。   Next, as shown in FIG. 4C, a sputtering apparatus is used for each surface of the first spacer layer 165 in the regions A and B and the titanium tantalum dioxide layer 163 in the region C, and the titanium tantalum dioxide layer 166, A silicon dioxide layer 167 and a titanium tantalum dioxide layer 168 are sequentially stacked. A λ / 4 multilayer film is formed by these three layers 166 to 168. Further, a silicon dioxide preparation layer 1690 is laminated on the surface of the titanium tantalum dioxide layer 168 using a sputtering apparatus, and a mask 503 is further laminated in the region A (step g).

上記(工程g)の実行後において、4弗化メタン系のエッチングガスを用いたドライエッチングとバッファード弗酸を用いたウェットエッチングを行い、領域Aにだけ二酸化シリコン層169を残留させる。さらに、図4(c)に示すように、マスク503を除去した後、二酸化シリコンを構成材料とするスペーサ準備層1700を全面形成する(工程h)。   After execution of the above (step g), dry etching using a tetrafluoromethane-based etching gas and wet etching using buffered hydrofluoric acid are performed to leave the silicon dioxide layer 169 only in the region A. Further, as shown in FIG. 4C, after removing the mask 503, a spacer preparation layer 1700 containing silicon dioxide as a constituent material is formed over the entire surface (step h).

次に、図5(a)に示すように、領域A、Bにおけるスペーサ準備層1700の表面に対し、マスク504を積層形成する(工程i)。この状態で、4弗化メタン系のエッチングガスを用いたドライエッチングとバッファード弗酸を用いたウェットエッチングを実行し、マスク504を除去する(工程j)。当該工程の実行により、図5(b)に示すように、領域A、Bにだけスペーサ層170が形成された状態となる。なお、上位第1のスペーサ層165との関係から、スペーサ層170を、「第2のスペーサ層170」と記載する
図5(c)に示すように、領域A、Bにおける第2のスペーサ層170および領域Cにおける二酸化チタンタンタル層168の各表面に対し、二酸化チタンタンタル層171、二酸化シリコン層172、二酸化チタンタンタル層173を順次積層する。これら3層171〜173についても、λ/4多層膜を構成する。
Next, as shown in FIG. 5A, a mask 504 is formed on the surface of the spacer preparation layer 1700 in the regions A and B (step i). In this state, dry etching using a tetrafluoromethane-based etching gas and wet etching using buffered hydrofluoric acid are performed to remove the mask 504 (step j). By performing this process, the spacer layer 170 is formed only in the regions A and B as shown in FIG. Note that the spacer layer 170 is described as a “second spacer layer 170” in relation to the upper first spacer layer 165. As shown in FIG. 5C, the second spacer layer in the regions A and B is shown. A titanium tantalum dioxide layer 171, a silicon dioxide layer 172, and a titanium tantalum dioxide layer 173 are sequentially laminated on each surface of the titanium tantalum dioxide layer 168 in 170 and the region C. These three layers 171 to 173 also constitute a λ / 4 multilayer film.

上記において、二酸化チタンタンタル層161、163、166、168、171、173における二酸化チタンタンタルの組成式は、Ti(1−x)Taで表される。そして、前記組成式においては、0<x≦0.1の関係を満たす。
なお、上記製造過程におけるマスク501〜504の形成には、例えば、レジスト剤を塗布し、露光前ベーク(プリベーク)の後、ステッパなどの露光装置によって露光を行い、レジスト現像及び最終ベーク(ポストベーク)をする、という手段を採用することができる。
In the above, the composition formula of titanium tantalum dioxide in the titanium tantalum dioxide layers 161, 163, 166, 168, 171, 173 is represented by Ti (1-x) Ta x O 2 . In the composition formula, the relationship 0 <x ≦ 0.1 is satisfied.
The masks 501 to 504 are formed in the above manufacturing process by, for example, applying a resist agent, performing pre-exposure baking (pre-baking), and performing exposure with an exposure apparatus such as a stepper, and developing resist and final baking (post-baking). ) Can be employed.

また、二酸化チタンタンタル層161、163、166、168、171、173、および二酸化シリコン層162、164、167、169、172は、それぞれがアモルファス構造となっている。
以上のようにして、多層干渉フィルタ16が形成される。
6.二酸化チタンタンタル層161、163、166、168、171、173、および二酸化シリコン層162、164、167、169、172の成膜
上述のように、本実施の形態に係る固体撮像装置10では、多層干渉フィルタ16における二酸化チタンタンタル層161、163、166、168、171、173、および二酸化シリコン層162、164、167、169、172の各々は、アモルファス構造となっているのであるが、これは次のような成膜方法を採用することで実現される。
The titanium tantalum dioxide layers 161, 163, 166, 168, 171, 173, and the silicon dioxide layers 162, 164, 167, 169, 172 each have an amorphous structure.
As described above, the multilayer interference filter 16 is formed.
6). Film formation of titanium tantalum dioxide layers 161, 163, 166, 168, 171, 173 and silicon dioxide layers 162, 164, 167, 169, 172 As described above, in the solid-state imaging device 10 according to the present embodiment, multiple layers Each of the titanium tantalum dioxide layers 161, 163, 166, 168, 171, 173 and the silicon dioxide layers 162, 164, 167, 169, 172 in the interference filter 16 has an amorphous structure. This is realized by adopting the film forming method as described above.

本実施の形態における成膜工程では、DCスパッタリング装置を用い、プラズマの発生とイオンの加速とを一緒に実行する反応性マグネトロンDCスパッタリング法を採用する。そして、成膜条件は、二酸化チタンタンタル層161、163、166、168、171、173の成膜の場合、例えば次のような条件とすることができる。
・スパッタチャンバ内の雰囲気;酸素雰囲気
・印加電圧;パルス周波数が1〜100[Hz](例えば、50[Hz])のDC電圧
・ターゲット;チタンタンタル合金ターゲット
・酸素;10〜20[sccm](例えば、15[sccm])
・アルゴン;25〜50[sccm](例えば、35[sccm])
・圧力;0.1〜0.8[Pa](例えば、0.4[Pa])
・パワー;3〜12[kW](例えば、9[kW])
なお、上述のように、二酸化シリコン層162、164、167、169、172の成膜においても、反応性マグネトロンスパッタリング法を採用することができ、成膜条件については適宜設定できる。
In the film forming process in this embodiment, a reactive magnetron DC sputtering method is employed in which generation of plasma and acceleration of ions are performed together using a DC sputtering apparatus. In the case of forming the titanium tantalum dioxide layers 161, 163, 166, 168, 171, and 173, for example, the following conditions can be used.
・ Atmosphere in the sputtering chamber; oxygen atmosphere ・ Applied voltage; DC voltage with a pulse frequency of 1 to 100 [Hz] (for example, 50 [Hz]) ・ Target; Titanium tantalum alloy target ・ Oxygen; 10 to 20 [sccm] ( For example, 15 [sccm])
Argon; 25-50 [sccm] (for example, 35 [sccm])
-Pressure; 0.1-0.8 [Pa] (for example, 0.4 [Pa])
-Power; 3-12 [kW] (for example, 9 [kW])
Note that, as described above, the reactive magnetron sputtering method can also be employed in the formation of the silicon dioxide layers 162, 164, 167, 169, and 172, and the film formation conditions can be set as appropriate.

7.優位性
(1)多層干渉フィルタ16の構成要素として二酸化チタンタンタル層161、163、166、168、171、173を採用することによる優位性
本実施の形態に係る固体撮像装置10の多層干渉フィルタ16では、その構成要素の一つとして、従来の二酸化チタン層に代えて、二酸化チタンタンタル層161、163、166、168、171、173を採用している。このような構成を採ることにより、多層干渉フィルタ16では、二酸化チタンタンタル層における各構成粒子の粒子サイズを二酸化チタン層に比べて大きくすることができる。
7). Advantage (1) Advantage by adopting titanium tantalum dioxide layers 161, 163, 166, 168, 171, 173 as components of multilayer interference filter 16 Multilayer interference filter 16 of solid-state imaging device 10 according to the present embodiment Then, instead of the conventional titanium dioxide layer, titanium tantalum dioxide layers 161, 163, 166, 168, 171 and 173 are adopted as one of the components. By adopting such a configuration, in the multilayer interference filter 16, the particle size of each constituent particle in the titanium tantalum dioxide layer can be made larger than that of the titanium dioxide layer.

よって、本実施の形態に係る固体撮像装置10の多層干渉フィルタ16では、二酸化チタンよりも粒子サイズの大きいニ酸化チタンタンタルを構成粒子とする層を有することに起因して、当該層における粒界の分布密度の低減を図ることができる。粒界の分布密度の低減は、二酸化チタンタンタル層163、168が実質的にエッチングストッパとして機能するスペーサ準備層1650、1700のエッチング時(工程f、工程j)において、さらに下層へのエッチング液のしみ込み量の低減を図ることができる。   Therefore, the multilayer interference filter 16 of the solid-state imaging device 10 according to the present embodiment has a layer having titanium tantalum nioxide having a particle size larger than that of titanium dioxide as a constituent particle. The distribution density can be reduced. The grain boundary distribution density is reduced by etching the spacer preparation layers 1650 and 1700 in which the titanium tantalum dioxide layers 163 and 168 substantially function as etching stoppers (step f and step j). The amount of penetration can be reduced.

図6に示すように、二酸化チタンタンタル層161、163、166、168、171、173を採用する本実施の形態では、ウェットエッチングの際のエッチング液のしみ込みがほとんどないことが分かる。特に、二酸化チタン層を採用する図10に示す従来の場合との比較においては、その差異は明らかである。
従って、多層干渉フィルタ16を有する固体撮像装置10では、各画素101のサイズに関わらず、優れた光学特性を有し、且つ、高い歩留まりおよび低いコストでの製造が可能である。なお、本実施の形態においては、二酸化チタンに対するドープ元素としてタンタル(Ta)を採用したが、この他に、ニオブ(Nb)、ジルコニウム(Zr)、タングステン(W)などを採用することもでき、さらに、それらを複合的にドープすることでも効果を得ることができる。
As shown in FIG. 6, it can be seen that in the present embodiment employing the titanium tantalum dioxide layers 161, 163, 166, 168, 171, and 173, there is almost no penetration of the etchant during wet etching. In particular, the difference is clear in comparison with the conventional case shown in FIG. 10 employing a titanium dioxide layer.
Therefore, the solid-state imaging device 10 having the multilayer interference filter 16 has excellent optical characteristics regardless of the size of each pixel 101, and can be manufactured with high yield and low cost. In this embodiment, tantalum (Ta) is employed as a doping element for titanium dioxide, but in addition to this, niobium (Nb), zirconium (Zr), tungsten (W), etc. can be employed. Furthermore, the effect can be obtained by doping them in a composite manner.

酸化チタンに対しドープすることが望ましい元素は、Tiよりも大きい原子量と高い融点を有することが条件でありる。なお、酸化チタンの屈折率が”2.45”であることを考慮するときには、タンタル(Ta)の酸化物の屈折率が”2.3”であって、層における屈折率の低下を抑えることができるという観点から、ドープ元素として最も優れている。   An element that is desirably doped with respect to titanium oxide is required to have an atomic weight larger than Ti and a high melting point. When considering that the refractive index of titanium oxide is “2.45”, the refractive index of the oxide of tantalum (Ta) is “2.3”, which suppresses the decrease in the refractive index in the layer. From the viewpoint of being able to do so, it is the most excellent as a doping element.

(2)Taのドープ量を上記範囲とすることによる優位性
本実施の形態に係る多層干渉フィルタ16の二酸化チタンタンタル層161、163、166、168、171、173では、上記組成式において、0<x≦0.1の関係を満たすように設定している。このように数値範囲を規定することにより、各層161、163、166、168、171、173における屈折率の低下を抑制できるという優位性を有する。Taのドープ量と粒子サイズおよび屈折率との関係について、図7および図8に示す。
(2) Superiority by making Ta doping amount in the above range In the titanium tantalum dioxide layers 161, 163, 166, 168, 171, and 173 of the multilayer interference filter 16 according to the present embodiment, <X ≦ 0.1 is set to satisfy the relationship. By defining the numerical value range in this way, there is an advantage that a decrease in refractive index in each layer 161, 163, 166, 168, 171, 173 can be suppressed. FIG. 7 and FIG. 8 show the relationship between the Ta doping amount, the particle size, and the refractive index.

図7に示すように、Taが少しでもドープされることによって、粒子サイズが非常に大きくなることが分かる。一方、図8に示すように、Taの酸化物の屈折率は、二酸化チタンの屈折率に比べて0.15ポイント小さいことから、Taのドープ量を増やせば増やすほど屈折率は低下する。そして、x=0.1のときの屈折率は、”2.4”である。
図7および図8に示す両結果を総合的に判断し、上記組成式において、0<x≦0.1の関係を満たすように設定することが望ましい、といえる。
As shown in FIG. 7, it can be seen that the particle size becomes very large when Ta is doped even a little. On the other hand, as shown in FIG. 8, the refractive index of the oxide of Ta is 0.15 points smaller than the refractive index of titanium dioxide, so that the refractive index decreases as the Ta doping amount increases. The refractive index when x = 0.1 is “2.4”.
It can be said that it is desirable to comprehensively judge both results shown in FIG. 7 and FIG. 8 and to set so as to satisfy the relationship of 0 <x ≦ 0.1 in the composition formula.

(3)反応性マグネトロンDCスパッタリング法を採用することによる優位性
上記のように、本実施の形態に係る成膜においては、反応性マグネトロンDCスパッタリング法を採用している。これより、本実施の形態では、成膜中にターゲット表面に生成される反応生成物(非導電物である酸化物)をパルスの立ち下がり時に除去することができ、成膜均一性の確保とともに、エロージョンの抑制とターゲット表面より剥離するパーティクルの抑制とを図ることが可能であり、歩留まりの向上を図ることができる。
(3) Advantage by Adopting Reactive Magnetron DC Sputtering Method As described above, the reactive magnetron DC sputtering method is adopted in the film formation according to the present embodiment. Thus, in this embodiment mode, reaction products (non-conductive oxides) generated on the target surface during film formation can be removed at the falling edge of the pulse, ensuring film formation uniformity. In addition, it is possible to suppress erosion and to suppress particles peeled off from the target surface, so that the yield can be improved.

成膜均一性に関しては、例えば、直径φ200[mm]の基板を用いる場合、膜厚および屈折率の面内均一性を、±1.5[%]以下とすることができる。具体的には、青色領域の低波長領域での消衰効果が少ないアモルファス構造の膜(アモルファス膜)を基板上の全面に形成することができる。本実施の形態に係る製造方法のように、アモルファス構造の二酸化チタンタンタル層161、163、166、168、171、173を成膜する場合には、膜厚の面内均一性をそれぞれ±1.0[%]とすることができる。また、屈折率の面内均一性については、±0.3[%]とすることができる。   Regarding film formation uniformity, for example, when a substrate having a diameter of 200 [mm] is used, the in-plane uniformity of film thickness and refractive index can be set to ± 1.5 [%] or less. Specifically, a film having an amorphous structure (amorphous film) with little extinction effect in the low wavelength region of the blue region can be formed on the entire surface of the substrate. When the amorphous titanium tantalum dioxide layers 161, 163, 166, 168, 171, and 173 are formed as in the manufacturing method according to the present embodiment, the in-plane uniformity of the film thickness is ± 1. It can be set to 0 [%]. The in-plane uniformity of the refractive index can be set to ± 0.3 [%].

また、この膜厚および屈折率の均一性が確保された多層干渉フィルタ16を備える固体撮像装置10では、蒸着法を用いた成膜によって形成された多層干渉フィルタを有する従来の固体撮像装置に対し、感度が2倍に向上し、白キズの数が1/3に低減することができる。
さらに、本実施の形態に係る上記成膜方法では、パルス状のDC電圧を印加するので、印加されるDC電圧のパルス波形に合わせて成膜も断続的になされ、成膜の際に発生する膜中ストレスを緩和することができる。これより、本実施の形態に係る成膜方法では、多層干渉フィルタ16の形成の際のフォトダイオード13などへのダメージを低減することができる。
Further, in the solid-state imaging device 10 including the multilayer interference filter 16 in which the uniformity of the film thickness and the refractive index is ensured, the conventional solid-state imaging device having the multilayer interference filter formed by film formation using the vapor deposition method. , The sensitivity can be doubled and the number of white scratches can be reduced to 1/3.
Further, in the film formation method according to the present embodiment, since a pulsed DC voltage is applied, film formation is intermittently performed in accordance with the pulse waveform of the applied DC voltage, which occurs during film formation. In-film stress can be reduced. Thus, in the film forming method according to the present embodiment, damage to the photodiode 13 and the like when forming the multilayer interference filter 16 can be reduced.

なお、本実施の形態では、DCスパッタリング法を用い二酸化チタンタンタル層161、163、166、168、171、173を成膜する際に、ターゲットとして、チタンターゲットとタンタルターゲットとの2つのターゲットを使用するコスパッタ成膜法を用いることもできる。
また、上記実施の形態においては、DCスパッタリング法を採用したが、高周波交流電源を用いプラズマの発生とイオンの加速とを一緒に行う高周波(RF)スパッタリング法を用いることも可能である。このように多層干渉フィルタ16を構成する膜161〜173の形成に、RFスパッタリング法を用いた場合にあっても、上記DCスパッタリング法を用いた場合と同様に、膜厚および屈折率の面内均一性の向上を図ることができるとともに、エロージョンの抑制およびパーティクルの抑制を効果的にすることができる。また、成膜にRFスパッタリング法を用いる場合には、形成された多層干渉フィルタ16における膜応力の低減を図ることができる。
Note that in this embodiment, when the titanium tantalum dioxide layers 161, 163, 166, 168, 171, and 173 are formed using the DC sputtering method, two targets of a titanium target and a tantalum target are used. It is also possible to use a co-sputtering film forming method.
In the above embodiment, the DC sputtering method is adopted. However, it is also possible to use a high frequency (RF) sputtering method in which plasma generation and ion acceleration are performed together using a high frequency AC power source. Even when the RF sputtering method is used to form the films 161 to 173 constituting the multilayer interference filter 16 as described above, the in-plane thickness and refractive index are the same as when the DC sputtering method is used. The uniformity can be improved, and erosion and particles can be effectively suppressed. In addition, when the RF sputtering method is used for film formation, the film stress in the formed multilayer interference filter 16 can be reduced.

RFスパッタリング法を採用する場合においても、上記DCスパッタリング法を採用する場合と同様に、例えば、直径φ200[mm]以上の基板に対しても高い面内均一性を以って形成された多層干渉フィルタ16を備える固体撮像装置10を、高い歩留まりで製造することができる。なお、RFスパッタリング法を用い層を形成する場合には、スパッタ成膜中にターゲット表面に生成される反応生成物(非導電物)を、逆バイアス印加の際に除去することができ、成膜均一性の確保とともに、ターゲットのエロージョンの抑制およびパーティクルの抑制とが可能となる。   In the case of employing the RF sputtering method, as in the case of employing the DC sputtering method described above, for example, multilayer interference formed with high in-plane uniformity even on a substrate having a diameter of 200 mm or more. The solid-state imaging device 10 including the filter 16 can be manufactured with a high yield. Note that when a layer is formed using an RF sputtering method, a reaction product (non-conductive material) generated on the target surface during sputtering film formation can be removed when a reverse bias is applied. In addition to ensuring uniformity, it is possible to suppress target erosion and particles.

また、RFスパッタリング法を用い二酸化チタンタンタル層161、163、166、168、171、173を成膜する場合には、ターゲットとして、二酸化チタンタンタルのセラミックターゲットを用いることもできる。
(その他の事項)
上記実施の形態では、MOS型の固体撮像装置10を一例として採用したが、CCD型の固体撮像装置に対して採用することも当然可能である。また、本発明に係る多層干渉フィルタは、固体撮像装置に限らず、種々のデバイスの光学フィルタとして適用することが可能である。
Further, when the titanium tantalum dioxide layers 161, 163, 166, 168, 171, and 173 are formed by RF sputtering, a ceramic target of titanium tantalum dioxide can be used as a target.
(Other matters)
In the above-described embodiment, the MOS solid-state imaging device 10 is used as an example, but it is naturally possible to adopt it for a CCD solid-state imaging device. The multilayer interference filter according to the present invention is not limited to a solid-state imaging device, and can be applied as an optical filter for various devices.

また、上記実施の形態においては、成膜条件などについて、一例を示したが、本発明は、何らこれらの条件に限定を受けるものではない。
なお、図1(b)では、固体撮像装置10における画素領域に4×4の画素101が形成されている形態を模式的に表しているが、実際の固体撮像装置10における画素101の形成数は、より多い。
In the above embodiment, an example of the film forming conditions is shown, but the present invention is not limited to these conditions.
In FIG. 1B, the form in which the 4 × 4 pixels 101 are formed in the pixel region in the solid-state imaging device 10 is schematically illustrated. However, the number of pixels 101 formed in the actual solid-state imaging device 10 is schematically illustrated. Is more.

本発明は、優れた光学特性を有する多層干渉フィルタを備える固体撮像装置を、高い歩留まりで、且つ、低コストに製造するのに有効な技術である。   The present invention is an effective technique for manufacturing a solid-state imaging device including a multilayer interference filter having excellent optical characteristics with high yield and low cost.

(a)は、実施の形態に係るカメラ1の構成を示すブロック図であり、(b)は、固体撮像装置10の構成を示すブロック図である。(A) is a block diagram showing the configuration of the camera 1 according to the embodiment, and (b) is a block diagram showing the configuration of the solid-state imaging device 10. (a)は、固体撮像装置10の画素101部分の構造を示す断面図であり、(b)は、その内の多層干渉フィルタ16の構造を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the structure of the pixel 101 part of the solid-state imaging device 10, (b) is sectional drawing which shows the structure of the multilayer interference filter 16 in it. 多層干渉フィルタ16の製造過程を示す工程断面図である。FIG. 6 is a process cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the multilayer interference filter 16. 多層干渉フィルタ16の製造過程を示す工程断面図である。FIG. 6 is a process cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the multilayer interference filter 16. 多層干渉フィルタ16の製造過程を示す工程断面図である。FIG. 6 is a process cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the multilayer interference filter 16. 多層干渉フィルタ16における二酸化チタンタンタル層168の断面を示すTEM写真である。4 is a TEM photograph showing a cross section of a titanium tantalum dioxide layer 168 in the multilayer interference filter 16. 二酸化チタンタンタル層におけるタンタルのドープ量割合とグレインサイズとの関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the doping amount ratio of tantalum and the grain size in the titanium tantalum dioxide layer. 二酸化チタンタンタル層におけるタンタルのドープ量割合と屈折率との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the doping amount ratio of tantalum in a titanium tantalum dioxide layer, and a refractive index. 従来技術に係る多層干渉フィルタの一部断面を示すTEM写真である。It is a TEM photograph which shows the partial cross section of the multilayer interference filter which concerns on a prior art. 従来技術に係る多層干渉フィルタにおける二酸化チタン層904の断面を示すTEM写真である。It is a TEM photograph which shows the cross section of the titanium dioxide layer 904 in the multilayer interference filter which concerns on a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1.カメラ
10.固体撮像装置
11.半導体基板
12.p型半導体層
13.フォトダイオード
14.層間絶縁膜
15.遮光膜
16.多層干渉フィルタ
18.平坦化膜
19.マイクロレンズ
20.レンズ
30.色信号合成部
40.映像信号作成部
50.駆動部
101.画素
102.垂直シフトレジスタ
103.水平シフトレジスタ
104.出力アンプ
105.駆動回路
161、163、166、168、171、173.二酸化チタンタンタル層
162、167、172.二酸化シリコン層
164、165、169、170.スペーサ層
501、502、503、504.マスク
1. Camera 10. Solid-state imaging device 11. Semiconductor substrate 12. p-type semiconductor layer 13. Photodiode 14. Interlayer insulating film 15. Light shielding film 16. Multilayer interference filter 18. Planarization film 19. Microlens 20. Lens 30. Color signal synthesis unit 40. Video signal creation unit 50. Drive unit 101. Pixel 102. Vertical shift register 103. Horizontal shift register 104. Output amplifier 105. Drive circuits 161, 163, 166, 168, 171, 173. Titanium dioxide tantalum layers 162, 167, 172. Silicon dioxide layers 164, 165, 169, 170. Spacer layers 501, 502, 503, 504. mask

Claims (5)

複数の層が積層され、面内に膜厚が他よりも薄い領域を有する多層干渉フィルタであって、
前記複数の層は、互いに屈折率が異なる少なくとも2種類の層から構成されており、
前記薄い領域においては、前記少なくとも2種類の層の内の1種類の層が、Ti(1−x)の組成式で表される材料からなり、
前記組成式中のAが、Ta、Nb、ZrおよびWからなる群から選択される少なくとも1種の元素である
ことを特徴とする多層干渉フィルタ。
A multi-layer interference filter in which a plurality of layers are stacked and has a region whose thickness is thinner than the others in the plane,
The plurality of layers are composed of at least two types of layers having different refractive indexes.
In the thin region, one of the at least two layers is made of a material represented by a composition formula of Ti (1-x) A x O 2 ,
A in the composition formula is at least one element selected from the group consisting of Ta, Nb, Zr and W. A multilayer interference filter, wherein:
前記組成式において、0<x≦0.1の関係を満たす
ことを特徴とする請求項1に記載の多層干渉フィルタ。
The multilayer interference filter according to claim 1, wherein the composition formula satisfies a relationship of 0 <x ≦ 0.1.
前記Ti(1−x)の組成式で表される材料からなる層は、アモルファス状態で形成されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の多層干渉フィルタ。
The multilayer interference filter according to claim 1, wherein the layer made of a material represented by the composition formula of Ti (1-x) A x O 2 is formed in an amorphous state.
前記少なくとも2種類の層の中には、SiOからなる層が含まれている
ことを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の多層干渉フィルタ。
The multilayer interference filter according to any one of claims 1 to 3, wherein a layer made of SiO 2 is included in the at least two types of layers.
請求項1から4の何れかの多層干渉フィルタをカラーフィルタとして備える
ことを特徴とする固体撮像装置。
A solid-state imaging device comprising the multilayer interference filter according to claim 1 as a color filter.
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