JP2016174028A - Solid-state image pickup device and multi-eye camera module - Google Patents

Solid-state image pickup device and multi-eye camera module Download PDF

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洋一 橋階
園望 高橋
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園望 高橋
貴幸 夏井
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貴幸 夏井
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Tomoaki Takano
智章 高野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state image pickup device capable of suppressing size enlargement and improving near infrared ray sensitivity.SOLUTION: The solid-state image pickup device includes a pixel part having a plurality of color pixels for receiving visible light and a plurality of near infrared pixels for receiving near infrared light. The plurality of near infrared pixels are constituted of first near infrared pixels for receiving only the near infrared light and second near infrared pixels for receiving the near infrared light and the visible light.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明の実施形態は、固体撮像装置および多眼カメラモジュールに関する。   Embodiments described herein relate generally to a solid-state imaging device and a multi-lens camera module.

従来から、複数のカラー画素（赤色光を受光する赤色画素、緑色光を受光する緑色画素、および青色光を受光する青色画素）を２次元配列した画素部を有する固体撮像装置が知られている。この固体撮像装置によれば、カラー画像を得ることができる。近年、このようなカラー画像を得ることができる固体撮像装置において、可視領域の撮像に加えて、近赤外領域の撮像も可能にすることが、特に美容、医療、農業分野などにおいて望まれている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a solid-state imaging device having a pixel portion in which a plurality of color pixels (a red pixel that receives red light, a green pixel that receives green light, and a blue pixel that receives blue light) is two-dimensionally arranged is known. . According to this solid-state imaging device, a color image can be obtained. In recent years, in a solid-state imaging device capable of obtaining such a color image, in addition to imaging in the visible region, it is desired to enable imaging in the near infrared region, particularly in the beauty, medical, and agricultural fields. Yes.

近赤外領域における撮像を可能にするためには、画素部に、近赤外光を受光する近赤外画素を設ければよい。しかしながら、画素部に近赤外画素を設けると、画素部に設けられる各画素の画素サイズを縮小しなければならず、近赤外感度が低下する、という問題がある。この問題を解決するために、画素サイズを拡大すると、画素部のサイズも拡大し、固体撮像装置のサイズも大きくなる。すなわち、可視領域および近赤外領域の撮像が可能な従来の固体撮像装置において、大型化を抑制しつつ、近赤外感度を向上させることは困難であった。   In order to enable imaging in the near infrared region, a near infrared pixel that receives near infrared light may be provided in the pixel portion. However, when a near-infrared pixel is provided in the pixel portion, the pixel size of each pixel provided in the pixel portion must be reduced, and there is a problem that the near-infrared sensitivity is lowered. In order to solve this problem, when the pixel size is increased, the size of the pixel portion is also increased, and the size of the solid-state imaging device is also increased. That is, in the conventional solid-state imaging device capable of imaging in the visible region and the near infrared region, it is difficult to improve the near infrared sensitivity while suppressing the increase in size.

特開２０１２−１９１１３号公報JP 2012-19113 A

実施形態は、大型化を抑制し、かつ近赤外感度を向上させることができる固体撮像装置および多眼カメラモジュールを提供することを目的とする。   An object of the embodiment is to provide a solid-state imaging device and a multi-lens camera module capable of suppressing an increase in size and improving near-infrared sensitivity.

実施形態に係る固体撮像装置は、可視光を受光する複数のカラー画素と、近赤外光を受光する複数の近赤外画素と、を有する画素部を備える。前記複数の近赤外画素は、前記近赤外光のみを受光する第１の近赤外画素と、前記近赤外光および前記可視光を受光する第２の近赤外画素と、によって構成される。   The solid-state imaging device according to the embodiment includes a pixel unit having a plurality of color pixels that receive visible light and a plurality of near-infrared pixels that receive near-infrared light. The plurality of near-infrared pixels include a first near-infrared pixel that receives only the near-infrared light and a second near-infrared pixel that receives the near-infrared light and the visible light. Is done.

また、実施形態に係る多眼カメラモジュールは、固体撮像装置、遮光性のレンズホルダ、第１のレンズ、および第２のレンズ、を備える。前記固体撮像装置は、実装基板上に配置され、第１の画素部および第２の画素部を有する。前記レンズホルダは、第１のレンズ収納部および第２のレンズ収納部を有し、前記第１の画素部上に前記第１のレンズ収納部が配置されるとともに、前記第２の画素部上に前記第２のレンズ収納部が配置されるように、前記実装基板に実装される。前記第１のレンズは前記第１のレンズ収納部内に配置され、前記第２のレンズは前記第２のレンズ収納部内に配置される。前記固体撮像装置の前記第１の画素部および前記第２の画素部にはそれぞれ、可視光を受光する複数のカラー画素、近赤外光のみを受光する複数の第１の近赤外画素、および前記近赤外光および前記可視光を受光する複数の第２の近赤外画素、が２次元配列されている。そして、前記第２の画素部の画素配列は、前記第１の画素部の画素配列をミラー反転した配列となっている。   The multi-lens camera module according to the embodiment includes a solid-state imaging device, a light-shielding lens holder, a first lens, and a second lens. The solid-state imaging device is disposed on a mounting substrate and has a first pixel portion and a second pixel portion. The lens holder includes a first lens housing portion and a second lens housing portion, the first lens housing portion is disposed on the first pixel portion, and the second pixel portion is disposed on the second pixel portion. Is mounted on the mounting substrate such that the second lens storage portion is disposed on the mounting substrate. The first lens is disposed in the first lens housing portion, and the second lens is disposed in the second lens housing portion. Each of the first pixel portion and the second pixel portion of the solid-state imaging device includes a plurality of color pixels that receive visible light, a plurality of first near-infrared pixels that receive only near-infrared light, A plurality of second near-infrared pixels that receive the near-infrared light and the visible light are two-dimensionally arranged. The pixel array of the second pixel portion is an array obtained by mirror-inverting the pixel array of the first pixel portion.

実施形態に係る固体撮像装置を模式的に示す上面図である。It is a top view which shows typically the solid-state imaging device which concerns on embodiment. 図1に示す固体撮像装置の画素部の一部を拡大して模式的に示す上面図である。FIG. 2 is a top view schematically showing an enlarged part of a pixel portion of the solid-state imaging device shown in FIG. 画素部に配列される一つの画素グループを拡大して示す上面図である。It is a top view which expands and shows one pixel group arranged in a pixel part. 図３の一点鎖線Ｘａ−Ｘａ´に沿った画素グループの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a pixel group along a one-dot chain line Xa-Xa ′ in FIG. 3. 図３の一点鎖線Ｘｂ−Ｘｂ´に沿った画素グループの第断面図である。FIG. 4 is a second cross-sectional view of the pixel group along the alternate long and short dash line Xb-Xb ′ in FIG. 3. 実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図であって、図４Ａに対応する断面図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the solid-state imaging device which concerns on embodiment, Comprising: It is sectional drawing corresponding to FIG. 4A. 実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図であって、図４Ｂに対応する断面図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the solid-state imaging device which concerns on embodiment, Comprising: It is sectional drawing corresponding to FIG. 4B. 実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図であって、図４Ａに対応する断面図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the solid-state imaging device which concerns on embodiment, Comprising: It is sectional drawing corresponding to FIG. 4A. 実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図であって、図４Ｂに対応する断面図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the solid-state imaging device which concerns on embodiment, Comprising: It is sectional drawing corresponding to FIG. 4B. 実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図であって、図４Ａに対応する断面図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the solid-state imaging device which concerns on embodiment, Comprising: It is sectional drawing corresponding to FIG. 4A. 実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図であって、図４Ｂに対応する断面図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the solid-state imaging device which concerns on embodiment, Comprising: It is sectional drawing corresponding to FIG. 4B. 実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図であって、図４Ａに対応する断面図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the solid-state imaging device which concerns on embodiment, Comprising: It is sectional drawing corresponding to FIG. 4A. 実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図であって、図４Ｂに対応する断面図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the solid-state imaging device which concerns on embodiment, Comprising: It is sectional drawing corresponding to FIG. 4B. 実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図であって、図４Ａに対応する断面図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the solid-state imaging device which concerns on embodiment, Comprising: It is sectional drawing corresponding to FIG. 4A. 実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図であって、図４Ｂに対応する断面図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the solid-state imaging device which concerns on embodiment, Comprising: It is sectional drawing corresponding to FIG. 4B. 実施形態に係る固体撮像装置を示す電気ブロック図である。It is an electric block diagram which shows the solid-state imaging device which concerns on embodiment. シリコンに入射された光が電子に変換される電子変換率を、光の波長毎に示すグラフである。It is a graph which shows the electronic conversion rate in which the light which injected into silicon is converted into an electron for every wavelength of light. 応用例に係る多眼カメラモジュールの要部を模式的に示す上面図である。It is a top view which shows typically the principal part of the multiview camera module which concerns on an application example. 図１２の一点鎖線Ｙ−Ｙ´に沿って示す多眼カメラモジュールの断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of the multi-lens camera module shown along the one-dot chain line YY ′ in FIG. 12. 応用例に係る多眼カメラモジュールに適用される固体撮像装置を模式的に示す上面図である。It is a top view which shows typically the solid-state imaging device applied to the multi-view camera module which concerns on an application example. 第１の画素部の一部を拡大して示す上面図である。It is a top view which expands and shows a part of 1st pixel part. 第２の画素部の一部を拡大して示す上面図である。It is a top view which expands and shows a part of 2nd pixel part. 応用例に係るカメラモジュールに適用される固体撮像装置を示す電気ブロック図である。It is an electrical block diagram which shows the solid-state imaging device applied to the camera module which concerns on an application example. 応用例に係る多眼カメラモジュールの変形例を示す、図１３に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 13 which shows the modification of the multi-lens camera module which concerns on an application example.

以下に、実施形態に係る固体撮像装置および多眼カメラモジュールを、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, a solid-state imaging device and a multi-lens camera module according to embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、実施形態に係る固体撮像装置を模式的に示す上面図である。この固体撮像装置１０において、例えばシリコンによって構成される半導体基板１１の一方の面側には、画素部１２およびロジック回路部１３が設けられている。画素部１２は、可視光および近赤外光を受光する領域であり、光を受光すると、その受光量に応じて信号電荷を発生させる。ロジック回路部１３は、画素部１２において発生した信号電荷を電圧信号として取り出し、その信号に対して補正処理等の各種信号処理を行う。   FIG. 1 is a top view schematically showing the solid-state imaging device according to the embodiment. In the solid-state imaging device 10, a pixel unit 12 and a logic circuit unit 13 are provided on one surface side of a semiconductor substrate 11 made of, for example, silicon. The pixel unit 12 is a region that receives visible light and near-infrared light. When the pixel unit 12 receives light, the pixel unit 12 generates signal charges according to the amount of received light. The logic circuit unit 13 takes out the signal charge generated in the pixel unit 12 as a voltage signal, and performs various signal processing such as correction processing on the signal.

なお、半導体基板１１の一方の面のうち、画素部１２およびロジック回路部１３を囲う周辺部には、複数の導通パッド１４が設けられている。画素部１２およびロジック回路部１３に供給される駆動電圧、ロジック回路部１３に対する各種信号の入出力は、これらの導通パッド１４を介して行われる。   Note that a plurality of conductive pads 14 are provided in a peripheral portion surrounding the pixel portion 12 and the logic circuit portion 13 on one surface of the semiconductor substrate 11. The drive voltage supplied to the pixel unit 12 and the logic circuit unit 13 and input / output of various signals to and from the logic circuit unit 13 are performed through these conductive pads 14.

図２は、図1に示す固体撮像装置１０の画素部１２の一部を拡大して模式的に示す上面図である。図２に示すように、画素部１２は、複数の画素グループ１５を２次元配列することによって構成されている。   FIG. 2 is a top view schematically showing an enlarged part of the pixel portion 12 of the solid-state imaging device 10 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the pixel unit 12 is configured by two-dimensionally arranging a plurality of pixel groups 15.

図３は、画素部１２に配列される一つの画素グループ１５を拡大して示す上面図である。図３に示すように、画素グループ１５は、近赤外光を受光する近赤外画素１６および可視光を受光するカラー画素１７を含んでいる。画素グループ１５は、複数の近赤外画素１６および複数のカラー画素１７を２次元配列することによって構成されている。なお、上述の近赤外光とは、６５０ｎｍ〜９００ｎｍの波長の光を意味する。   FIG. 3 is an enlarged top view showing one pixel group 15 arranged in the pixel portion 12. As shown in FIG. 3, the pixel group 15 includes a near-infrared pixel 16 that receives near-infrared light and a color pixel 17 that receives visible light. The pixel group 15 is configured by two-dimensionally arranging a plurality of near infrared pixels 16 and a plurality of color pixels 17. Note that the above-described near infrared light means light having a wavelength of 650 nm to 900 nm.

近赤外画素１６は、近赤外光のみを受光することができる第１の近赤外画素１６１、または近赤外光および近赤外光以外の光を受光することができる第２の近赤外画素１６２、のいずれかからなる。一つの画素グループ１５を構成する複数の近赤外画素１６は、少なくとも一つの第１の近赤外画素１６１、および少なくとも一つの第２の近赤外画素１６２、によって構成される。なお、図２および図３において、第１の近赤外画素１６１は「Ｎ」と表示され、第２の近赤外画素１６２は「ＮＢ」と表示されている。   The near-infrared pixel 16 is a first near-infrared pixel 161 that can receive only near-infrared light, or a second near-infrared light that can receive light other than near-infrared light and near-infrared light. One of the infrared pixels 162. The plurality of near-infrared pixels 16 constituting one pixel group 15 includes at least one first near-infrared pixel 161 and at least one second near-infrared pixel 162. 2 and 3, the first near-infrared pixel 161 is displayed as “N”, and the second near-infrared pixel 162 is displayed as “NB”.

実施形態に係る固体撮像装置１０においては、近赤外光を受光することにより得ることができる近赤外画像の画質を向上させるために、一つの画素グループ１５内に、複数の第１の近赤外画素１６１が設けられている。そして、画素部１２に設けられるほぼ全ての第１の近赤外画素１６１は、同一画素グループ１５内において、または画素グループ１５間において、互いに隣接するように設けられている。なお、「ほぼ全ての」の意味については後述する。   In the solid-state imaging device 10 according to the embodiment, in order to improve the quality of a near-infrared image that can be obtained by receiving near-infrared light, a plurality of first near-fields are included in one pixel group 15. An infrared pixel 161 is provided. Then, almost all the first near-infrared pixels 161 provided in the pixel unit 12 are provided so as to be adjacent to each other within the same pixel group 15 or between the pixel groups 15. The meaning of “almost all” will be described later.

図示するように、一つの画素グループ１５が６行６列に配列された３６画素によって構成される場合、一つの画素グループ１５内に、第１の近赤外画素１６１は、例えば８個だけ設けられる。このうち４個の第１の近赤外画素１６１は、画素グループ１５の中央部分に互いに隣接するように設けられている。そして他の４個の第１の近赤外画素１６１は、画素グループ１５の４角に設けられる。４角に設けられる第１の近赤外画素１６１は、同一の画素グループ１５内においては、他の第１の近赤外画素１６１と隣接しない。しかしながら、図２に示すように、画素グループ１５を複数個配列すると、各画素グループ１５の４角に設けられた第１の近赤外画素１６１は、他の画素グループ１５の４角の第１の近赤外画素１６１と隣接する。このようにして、ほぼ全ての第１の近赤外画素１６１は、互いに隣接するように設けられている。   As shown in the figure, when one pixel group 15 is composed of 36 pixels arranged in 6 rows and 6 columns, for example, only eight first near-infrared pixels 161 are provided in one pixel group 15. It is done. Among these, the four first near-infrared pixels 161 are provided adjacent to each other at the central portion of the pixel group 15. The other four first near-infrared pixels 161 are provided at the four corners of the pixel group 15. The first near-infrared pixels 161 provided at the four corners are not adjacent to the other first near-infrared pixels 161 in the same pixel group 15. However, when a plurality of pixel groups 15 are arranged as shown in FIG. Adjacent to the near-infrared pixel 161. In this way, almost all of the first near-infrared pixels 161 are provided adjacent to each other.

上記のように複数の第１の近赤外画素１６１を設けた場合、複数の画素グループ１５によって構成される画素部１２の４角に第１の近赤外画素１６１が配置されることとなる。これらの第１の近赤外画素１６１は、カラー画素１７と隣接することとなり、第１の近赤外画素１６１とは隣接しない。すなわち、画素部１２に設けられる「ほぼ全ての」第１の近赤外画素１６１が互いに隣接する、の意味は、画素部１２の４角に設けられる第１の近赤外画素１６１を除いた全ての第１の近赤外画素１６１が互いに隣接する、の意味である。   When the plurality of first near-infrared pixels 161 are provided as described above, the first near-infrared pixels 161 are arranged at the four corners of the pixel unit 12 configured by the plurality of pixel groups 15. . These first near-infrared pixels 161 are adjacent to the color pixels 17 and are not adjacent to the first near-infrared pixels 161. That is, “almost all” first near-infrared pixels 161 provided in the pixel unit 12 are adjacent to each other, excluding the first near-infrared pixels 161 provided in the four corners of the pixel unit 12. This means that all the first near-infrared pixels 161 are adjacent to each other.

次に、第２の近赤外画素１６２は、近赤外光を受光することができると同時に、可視光も受光することができる画素であり、近赤外画像を撮像したい場合に、補助的に近赤外画素として用いられる補助近赤外画素である。このような第２の近赤外画素１６２は、第１の近赤外画素１６１に隣接する位置に設けられる。   Next, the second near-infrared pixel 162 is a pixel that can receive near-infrared light and at the same time also receive visible light. This is an auxiliary near-infrared pixel used as a near-infrared pixel. Such a second near-infrared pixel 162 is provided in a position adjacent to the first near-infrared pixel 161.

実施形態に係る固体撮像装置１０において、第２の近赤外画素１６２は、近赤外光を受光することができると同時に、青色光も受光することができる画素である。このような第２の近赤外画素１６２が、画素グループ１５の中央部分に設けられた複数の第１の近赤外画素１６１に隣接するように設けられている。言い換えると、実施形態に係る固体撮像装置１０において、第２の近赤外画素１６２は、画素グループ１５の中央部分に設けられた複数の第１の近赤外画素１６１に隣接する青色画素を、近赤外光も受光できるように構成した画素である。   In the solid-state imaging device 10 according to the embodiment, the second near-infrared pixel 162 is a pixel that can receive near-infrared light and can also receive blue light. Such a second near-infrared pixel 162 is provided so as to be adjacent to the plurality of first near-infrared pixels 161 provided in the central portion of the pixel group 15. In other words, in the solid-state imaging device 10 according to the embodiment, the second near-infrared pixel 162 is a blue pixel adjacent to the plurality of first near-infrared pixels 161 provided in the central portion of the pixel group 15. The pixel is configured to receive near infrared light.

続いて、画素グループ１５内に設けられる複数のカラー画素１７について説明する。カラー画素１７は、可視光を受光する画素であって、例えば赤色光を受光することができる赤色画素１７Ｒ、緑色光を受光することができる緑色画素１７Ｇ、または青色光を受光することができる青色画素１７Ｂ、のいずれかからなる。一つの画素グループ１５を構成する複数のカラー画素１７は、少なくとも一つの赤色画素１７Ｒ、少なくとも一つの緑色画素１７Ｇ、および少なくとも一つの青色画素１７Ｂ、によって構成される。なお、図２および図３において、赤色画素１７Ｒは「Ｒ」と表示され、緑色画素１７Ｇは「Ｇ」と表示され、青色画素１７Ｂは「Ｂ」と表示されている。   Subsequently, the plurality of color pixels 17 provided in the pixel group 15 will be described. The color pixel 17 is a pixel that receives visible light, for example, a red pixel 17R that can receive red light, a green pixel 17G that can receive green light, or a blue that can receive blue light. One of the pixels 17B. The plurality of color pixels 17 constituting one pixel group 15 includes at least one red pixel 17R, at least one green pixel 17G, and at least one blue pixel 17B. 2 and 3, the red pixel 17R is displayed as “R”, the green pixel 17G is displayed as “G”, and the blue pixel 17B is displayed as “B”.

このような複数のカラー画素１７は、画素グループ１５の中央部分に設けられた複数の第１の近赤外画素１６１およびこれに隣接する第２の近赤外画素１６２を囲うように設けられている。   The plurality of color pixels 17 are provided so as to surround the plurality of first near-infrared pixels 161 provided in the central portion of the pixel group 15 and the second near-infrared pixel 162 adjacent thereto. Yes.

画素グループ１５は、複数の近赤外画素１６および複数のカラー画素１７を、以上に説明したように２次元配列することによって構成されている。ここで、例えば画素グループ１５が、第１の近赤外画素１６１、近赤外光および青色光を受光する第２の近赤外画素１６２、赤色画素１７Ｒ、緑色画素１７Ｇ、および青色画素１７Ｂ、をそれぞれ少なくとも一つずつ有する場合、画素グループ１５の画素配列における各行および各列はそれぞれ、以下に示す第１の画素群、第２の画素群、第３の画素群のいずれか一つに含まれる複数の画素によって構成される。   The pixel group 15 is configured by two-dimensionally arranging a plurality of near infrared pixels 16 and a plurality of color pixels 17 as described above. Here, for example, the pixel group 15 includes a first near-infrared pixel 161, a second near-infrared pixel 162 that receives near-infrared light and blue light, a red pixel 17R, a green pixel 17G, and a blue pixel 17B, Each row and each column in the pixel array of the pixel group 15 is included in any one of the first pixel group, the second pixel group, and the third pixel group described below. Configured by a plurality of pixels.

第１の画素群：赤色画素１７Ｒ、緑色画素１７Ｇ、青色画素１７Ｂ、第１の近赤外画素１６１
第２の画素群：赤色画素１７Ｒ、緑色画素１７Ｇ、青色画素１７Ｂ、第２の近赤外画素１６２
第３の画素群：赤色画素１７Ｒ、緑色画素１７Ｇ、第１の近赤外画素１６１、第２の近赤外画素１６２
すなわち、画素グループ１５の画素配列における各行および各列はそれぞれ、赤色画素１７Ｒ、緑色画素１７Ｇ、青色光を受光することができる画素（青色画素１７Ｂまたは第２の近赤外画素１６２）、および近赤外光を受光することができる画素（第１の近赤外画素１６１または第２の近赤外画素１６２）、を全て含むように構成されている。 First pixel group: red pixel 17R, green pixel 17G, blue pixel 17B, first near infrared pixel 161
Second pixel group: red pixel 17R, green pixel 17G, blue pixel 17B, second near infrared pixel 162
Third pixel group: red pixel 17R, green pixel 17G, first near infrared pixel 161, second near infrared pixel 162
That is, each row and each column in the pixel array of the pixel group 15 includes a red pixel 17R, a green pixel 17G, a pixel that can receive blue light (the blue pixel 17B or the second near-infrared pixel 162), and a near pixel, respectively. All of the pixels that can receive infrared light (the first near-infrared pixel 161 or the second near-infrared pixel 162) are included.

次に、画素グループ１５を構成する各画素１６、１７の具体的な構成について、図面を参照して説明する。図４Ａは、図３の一点鎖線Ｘａ−Ｘａ´に沿った画素グループ１５の断面図であり、図４Ｂは、図３の一点鎖線Ｘｂ−Ｘｂ´に沿った画素グループ１５の第断面図である。   Next, a specific configuration of each of the pixels 16 and 17 constituting the pixel group 15 will be described with reference to the drawings. 4A is a cross-sectional view of the pixel group 15 along the alternate long and short dash line Xa-Xa ′ of FIG. 3, and FIG. 4B is a second cross-sectional view of the pixel group 15 along the alternate long and short dash line Xb-Xb ′ of FIG. .

図４Ａおよび図４Ｂに示すように、各画素１６、１７は、Ｐ型の半導体基板１１に設けられている。   As shown in FIGS. 4A and 4B, the pixels 16 and 17 are provided on a P-type semiconductor substrate 11.

半導体基板１１の一方の面（例えば表面）には、各々がＮ型の不純物層によって構成される複数の受光層１８が設けられている。各受光層１８は、赤外光を受光できるように、半導体基板１１の表面から深さ方向に向かって深部に至るまで設けられている。このような複数の受光層１８は、半導体基板１１の一方の面に、格子状に２次元配列されている。   A plurality of light receiving layers 18 each formed of an N-type impurity layer are provided on one surface (for example, the surface) of the semiconductor substrate 11. Each light receiving layer 18 is provided from the surface of the semiconductor substrate 11 to the deep part in the depth direction so as to receive infrared light. Such a plurality of light receiving layers 18 are two-dimensionally arranged in a lattice pattern on one surface of the semiconductor substrate 11.

なお、各受光層１８は、半導体基板に設けられたＰ型ウェルの表面に設けられていてもよい。   Each light receiving layer 18 may be provided on the surface of a P-type well provided in the semiconductor substrate.

半導体基板１１の一方の面上には、この面に接するように配線層１９が形成されている。配線層１９は、受光層１８において光電変換によって発生した信号電荷を電圧信号として読み出すゲート２０、および各種配線２１、が層間絶縁膜２２を介して層状に積層された構成である。   A wiring layer 19 is formed on one surface of the semiconductor substrate 11 so as to be in contact with this surface. The wiring layer 19 has a structure in which a gate 20 for reading out signal charges generated by photoelectric conversion in the light receiving layer 18 as a voltage signal and various wirings 21 are laminated in layers via an interlayer insulating film 22.

この配線層１９の上面上には、この面に接するように、赤外光を遮断する赤外線遮断層２３が設けられている。赤外線遮断層２３は、近赤外光を含む赤外光を実質的に透過させないように構成されればよい。実施形態に係る固体撮像装置１０において、赤外線遮断層２３としては、例えば、ＳｉＯ２膜とＴｉＯ２膜とを交互に積層した積層膜が適用されている。 On the upper surface of the wiring layer 19, an infrared blocking layer 23 that blocks infrared light is provided so as to be in contact with the surface. The infrared shielding layer 23 may be configured so as not to substantially transmit infrared light including near infrared light. In the solid-state imaging device 10 according to the embodiment, as the infrared blocking layer 23, for example, a laminated film in which SiO 2 films and TiO 2 films are alternately laminated is applied.

赤外線遮断層２３は、半導体基板１１の一方の面上に、選択的に設けられている。具体的に、赤外線遮断層２３は、半導体基板１１の一方の面上のうち、カラー画素１７が設けられる領域に設けられている。そして、赤外線遮断層２３は、半導体基板１１の一方の面上のうち、近赤外画素１６が設けられる領域には設けられていない。   The infrared blocking layer 23 is selectively provided on one surface of the semiconductor substrate 11. Specifically, the infrared blocking layer 23 is provided in a region where the color pixel 17 is provided on one surface of the semiconductor substrate 11. The infrared blocking layer 23 is not provided in the region where the near infrared pixels 16 are provided on one surface of the semiconductor substrate 11.

選択的に設けられた赤外線遮断層２３を含む半導体基板１１の一方の面上には、赤外線遮断層２３を覆い、かつ赤外線遮断層２３から露出する半導体基板１１の一方の面に接触するように、酸化膜２４が設けられている。酸化膜２４は、赤外線遮断層２３および半導体基板１１と、後述する金属製の遮光壁２５と、の密着性を良好にするために設けられる膜である。このような酸化膜２４としては、例えばＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、等が適用される。 On one surface of the semiconductor substrate 11 including the selectively provided infrared blocking layer 23, the infrared blocking layer 23 is covered and is in contact with one surface of the semiconductor substrate 11 exposed from the infrared blocking layer 23. An oxide film 24 is provided. The oxide film 24 is a film provided for improving the adhesion between the infrared shielding layer 23 and the semiconductor substrate 11 and a metal light shielding wall 25 described later. As such an oxide film 24, for example, a SiO 2 film, a SiN film, or the like is applied.

そして、このように設けられた酸化膜２４の上面上のうち、画素１６、１７間に相当する所定領域には、遮光壁２５が設けられている。遮光壁２５は、各画素１６、１７に入射された光が隣接する他の画素１６、１７に侵入することを抑制するために設けられている。遮光壁２５は、例えばＴｉ、Ｗ、Ｔｉを積層した金属体によって構成されている。   A light shielding wall 25 is provided in a predetermined region corresponding to the space between the pixels 16 and 17 on the upper surface of the oxide film 24 thus provided. The light shielding wall 25 is provided to prevent light incident on the pixels 16 and 17 from entering the other adjacent pixels 16 and 17. The light shielding wall 25 is made of, for example, a metal body in which Ti, W, and Ti are stacked.

酸化膜２４の上面上には、この面に接し、かつ遮光壁２５間を埋めるように、フィルタ層２６が設けられている。フィルタ層２６は、可視光を透過する複数のカラーフィルタ２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ、および少なくとも近赤外光を透過する複数の近赤外フィルタ２６Ｎ、によって構成される。   A filter layer 26 is provided on the upper surface of the oxide film 24 so as to be in contact with this surface and to fill the space between the light shielding walls 25. The filter layer 26 includes a plurality of color filters 26R, 26G, and 26B that transmit visible light, and a plurality of near-infrared filters 26N that transmit at least near-infrared light.

本実施形態に係る固体撮像装置１０のように、複数のカラー画素１７が、赤色画素１７Ｒ、緑色画素１７Ｇ、および青色画素１７Ｂ、からなる場合、フィルタ層２６には、赤色光を透過する赤色フィルタ２６Ｒ、緑色光を透過する緑色フィルタ２６Ｇ、および青色光を透過する青色フィルタ２６Ｂ、が設けられる。赤色フィルタ２６Ｒは、赤外線遮断層２３の上方において、赤色画素１７Ｒとなる領域の遮光壁２５間を埋めるように設けられており、緑色フィルタ２６Ｇは、赤外線遮断層２３の上方において、緑色画素１７Ｇとなる領域の遮光壁２５間に設けられており、青色フィルタ２６Ｂは、赤外線遮断層２３の上方において、青色画素１７Ｂとなる領域の遮光壁２５間を埋めるように設けられている。   When the plurality of color pixels 17 are composed of red pixels 17R, green pixels 17G, and blue pixels 17B as in the solid-state imaging device 10 according to the present embodiment, the filter layer 26 has a red filter that transmits red light. 26R, a green filter 26G that transmits green light, and a blue filter 26B that transmits blue light are provided. The red filter 26R is provided above the infrared shielding layer 23 so as to fill between the light shielding walls 25 in the region to be the red pixel 17R, and the green filter 26G is disposed above the infrared shielding layer 23 with the green pixel 17G. The blue filter 26B is provided above the infrared blocking layer 23 so as to fill the space between the light shielding walls 25 in the region to be the blue pixel 17B.

さらに、例えば青色フィルタ２６Ｂは、赤外線遮断層２３から露出した半導体基板１１の一方の面の上方において、第２の近赤外画素１６２となる領域の遮光壁２５間を埋めるように設けられている。なお、この領域には、赤色フィルタ２６Ｒまたは緑フィルタ２６Ｇが設けられてもよいが、青色フィルタ２６Ｂが設けられることが好ましい。   Further, for example, the blue filter 26 </ b> B is provided so as to fill the space between the light shielding walls 25 in the region to be the second near-infrared pixel 162 above one surface of the semiconductor substrate 11 exposed from the infrared blocking layer 23. . In this region, a red filter 26R or a green filter 26G may be provided, but a blue filter 26B is preferably provided.

他方、近赤外光を透過する複数の近赤外フィルタ２６Ｎの各々は、赤外線遮断層２３から露出した半導体基板１１の一方の面の上方において、第１の近赤外画素１６１となる領域の遮光壁２５間を埋めるように設けられている。   On the other hand, each of the plurality of near-infrared filters 26 </ b> N that transmit near-infrared light has a region that becomes the first near-infrared pixel 161 above one surface of the semiconductor substrate 11 exposed from the infrared blocking layer 23. It is provided so as to fill between the light shielding walls 25.

このようなフィルタ層２６の上面上には、フィルタ層２６の上面に接するように平坦化層２７が設けられている。そして、平坦化層２７の上面上には、平坦化層２７の上面に接するように、複数のマイクロレンズ２８が設けられている。なお、平坦化層２７および複数のマイクロレンズ２８は、少なくとも透明性を有する樹脂によって構成されており、それぞれ別工程によって形成されてもよいし、平坦化層２７の上面側をレンズ状に加工することにより一括形成されてもよい。   A planarizing layer 27 is provided on the upper surface of the filter layer 26 so as to be in contact with the upper surface of the filter layer 26. A plurality of microlenses 28 are provided on the upper surface of the planarizing layer 27 so as to be in contact with the upper surface of the planarizing layer 27. Note that the planarization layer 27 and the plurality of microlenses 28 are made of at least transparent resin, and may be formed by separate processes, or the upper surface side of the planarization layer 27 is processed into a lens shape. It may be formed collectively.

以上に説明したように、各カラー画素１７は、受光層１８（以下、この受光層１８を第１の受光層１８と称する場合がある。）、第１の受光層１８の上方に設けられた赤外線遮断層２３、赤外線遮断層２３の上方に設けられたカラーフィルタ（赤色フィルタ２６Ｒ、緑色フィルタ２６Ｇ、青色フィルタ２６Ｂ）（以下、このカラーフィルタを第１のカラーフィルタと称する場合がある。）、および第１のカラーフィルタの上方に設けられたマイクロレンズ２８（以下、このマイクロレンズ２８を、第１のマイクロレンズ２８と称する場合がある。）、によって構成されている。   As described above, each color pixel 17 is provided above the light receiving layer 18 (hereinafter, the light receiving layer 18 may be referred to as the first light receiving layer 18) and the first light receiving layer 18. Infrared shielding layer 23, color filters (red filter 26R, green filter 26G, blue filter 26B) provided above infrared shielding layer 23 (hereinafter, this color filter may be referred to as a first color filter), And a microlens 28 provided above the first color filter (hereinafter, the microlens 28 may be referred to as a first microlens 28).

また、第１の近赤外画素１６１は、受光層１８（以下、この受光層１８を第２の受光層１８と称する場合がある。）、第２の受光層１８の上方に赤外線遮断層２３を介さずに設けられた近赤外フィルタ２６Ｎ、および近赤外フィルタ２６Ｎの上方に設けられたマイクロレンズ２８（以下、このマイクロレンズ２８を、第２のマイクロレンズ２８と称する場合がある。）、によって構成されている。   The first near-infrared pixel 161 includes a light-receiving layer 18 (hereinafter, the light-receiving layer 18 may be referred to as a second light-receiving layer 18), and an infrared blocking layer 23 above the second light-receiving layer 18. The near-infrared filter 26N provided without being interposed, and the microlens 28 provided above the near-infrared filter 26N (hereinafter, the microlens 28 may be referred to as a second microlens 28). , Is composed of.

そして、第２の近赤外画素１６２は、受光層１８（以下、この受光層１８を第３の受光層１８と称する場合がある。）、第３の受光層１８の上方に赤外線遮断層２３を介さずに設けられたカラーフィルタ（例えば青色フィルタ２６Ｂ）（以下、このカラーフィルタを第２のカラーフィルタと称する場合がある。）、および第２のカラーフィルタの上方に設けられたマイクロレンズ２８（以下、このマイクロレンズ２８を、第３のマイクロレンズ２８と称する場合がある。）、によって構成されている。   The second near-infrared pixel 162 includes a light-receiving layer 18 (hereinafter, the light-receiving layer 18 may be referred to as a third light-receiving layer 18), and an infrared blocking layer 23 above the third light-receiving layer 18. A color filter (for example, a blue filter 26B) provided without being interposed (hereinafter, this color filter may be referred to as a second color filter), and a microlens 28 provided above the second color filter. (Hereinafter, the micro lens 28 may be referred to as a third micro lens 28).

なお、以上に説明した固体撮像装置１０は、半導体基板１１の一方の面に受光層１８を有し、その面の上方に配線層１９を介してフィルタ層２６および複数のマイクロレンズ２８が設けられた、いわゆる表面照射型（ＦＳＩ型）の固体撮像装置である。   The solid-state imaging device 10 described above has the light receiving layer 18 on one surface of the semiconductor substrate 11, and the filter layer 26 and the plurality of microlenses 28 are provided above the surface via the wiring layer 19. It is a so-called surface irradiation type (FSI type) solid-state imaging device.

次に、以上に説明した固体撮像装置の製造方法について、図５Ａ、図５Ｂ〜図９Ａ、図９Ｂを参照して説明する。図５Ａ、図５Ｂ〜図９Ａ、図９Ｂはそれぞれ、実施形態に係る固体撮像装置１０の製造方法を説明するための図である。各図Ａは、図４Ａに対応する断面図であり、各図Ｂは、図４Ｂに対応する断面図である。   Next, the manufacturing method of the solid-state imaging device described above will be described with reference to FIGS. 5A, 5B to 9A, and 9B. 5A, FIG. 5B to FIG. 9A, and FIG. 9B are diagrams for explaining a method of manufacturing the solid-state imaging device 10 according to the embodiment. Each figure A is a sectional view corresponding to FIG. 4A, and each figure B is a sectional view corresponding to FIG. 4B.

まず、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、例えばＰ型のシリコン基板によって構成される半導体基板１１の一方の面に、各々がＮ型の不純物層である複数の受光層１８を形成し、複数の受光層１８が形成された半導体基板１１の一方の面上に、この面に接するように配線層１９を形成する。さらに、配線層１９の上面上に、この面に接するように、赤外線遮断層２３を選択的に形成する。赤外線遮断層２３は、例えば、配線層１９の上面上の全面に、ＳｉＯ２膜とＴｉＯ２膜とを交互に積層して赤外線遮断層２３を形成した後、近赤外画素となる領域の赤外線遮断層２３をエッチング等によって選択的に除去することによって形成される。 First, as shown in FIGS. 5A and 5B, a plurality of light-receiving layers 18 each of which is an N-type impurity layer are formed on one surface of a semiconductor substrate 11 formed of, for example, a P-type silicon substrate. A wiring layer 19 is formed on one surface of the semiconductor substrate 11 on which the light receiving layer 18 is formed so as to be in contact with this surface. Further, an infrared blocking layer 23 is selectively formed on the upper surface of the wiring layer 19 so as to be in contact with this surface. For example, after the infrared blocking layer 23 is formed by alternately laminating an SiO 2 film and a TiO 2 film on the entire upper surface of the wiring layer 19, the infrared blocking layer 23 is formed in an infrared region of a region that becomes a near infrared pixel. It is formed by selectively removing the blocking layer 23 by etching or the like.

次に、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、赤外線遮断層２３の上面上および赤外線遮断層２３から露出する半導体基板１１の上面上に、これらの面に接するように酸化膜２４を形成する。酸化膜２４は、例えばＣＶＤ法によってＳｉＯ２膜またはＳｉＮ膜を成膜することにより形成される。 Next, as shown in FIGS. 6A and 6B, an oxide film 24 is formed on the upper surface of the infrared blocking layer 23 and on the upper surface of the semiconductor substrate 11 exposed from the infrared blocking layer 23 so as to be in contact with these surfaces. The oxide film 24 is formed, for example, by forming a SiO 2 film or a SiN film by a CVD method.

次に、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、画素間に相当する酸化膜２４の上面上に、例えばＴｉ膜によって構成される下地金属膜２５ａを形成する。続いて、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、下地金属膜２５ａ上に、例えばＷ膜、Ｔｉ膜がこの順で積層された金属膜２５ｂを、例えばめっき法によって形成する。このようにして、下地金属膜２５ａおよび金属膜２５ｂによって構成される遮光壁２５を形成する。   Next, as shown in FIGS. 7A and 7B, a base metal film 25a made of, for example, a Ti film is formed on the upper surface of the oxide film 24 corresponding to the space between the pixels. Subsequently, as shown in FIGS. 8A and 8B, a metal film 25b in which, for example, a W film and a Ti film are laminated in this order is formed on the base metal film 25a by, for example, a plating method. In this way, the light shielding wall 25 constituted by the base metal film 25a and the metal film 25b is formed.

次に、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、遮光壁２５が設けられた酸化膜２４の上面上に、酸化膜２４に接し、かつ遮光壁２５間を埋めるように、フィルタ層２６を形成する。フィルタ層２６は、同一色の画素毎にそれぞれ異なる顔料層を、遮光壁２５間を埋めるように形成することによって設けられる。   Next, as shown in FIGS. 9A and 9B, a filter layer 26 is formed on the upper surface of the oxide film 24 provided with the light shielding wall 25 so as to be in contact with the oxide film 24 and to fill the space between the light shielding walls 25. . The filter layer 26 is provided by forming different pigment layers for each pixel of the same color so as to fill the space between the light shielding walls 25.

このようにフィルタ層２６を形成した後、フィルタ層２６の上面上に、平坦化層２７、および複数のマイクロレンズ２８を形成することにより、固体撮像装置１０を製造することができる。   After forming the filter layer 26 in this manner, the solid-state imaging device 10 can be manufactured by forming the planarization layer 27 and the plurality of microlenses 28 on the upper surface of the filter layer 26.

次に、このように製造される固体撮像装置１０の動作について、図１０を参照して説明する。図１０は、固体撮像装置１０を示す電気ブロック図である。   Next, the operation of the solid-state imaging device 10 manufactured in this way will be described with reference to FIG. FIG. 10 is an electric block diagram showing the solid-state imaging device 10.

まず、受光部の画素部１２に光が照射されると、画素部１２に信号電荷が蓄積され、信号電荷に応じた電圧信号が形成される。   First, when light is applied to the pixel portion 12 of the light receiving portion, signal charges are accumulated in the pixel portion 12 and a voltage signal corresponding to the signal charges is formed.

ロジック回路部１３の信号処理部２９は、画素部１２において形成された電圧信号を、画像データとして読み出す。ここで、外部から信号処理部２９に与えられる指示によって、固体撮像装置１０がカラー画像を出力する場合、画素部１２からは、赤色画像データ、緑色画像データ、および青色画像データ、をそれぞれ読み出す。この場合、第２の近赤外画素１６２は、青色画素とみなされる。他方、外部から信号処理部２９に与えられる指示によって、固体撮像装置１０が近赤外画像を出力する場合、画素部１２からは、近赤外画像データを読み出す。この場合、第２の近赤外画素１６２は、近赤外画素とみなされる。   The signal processing unit 29 of the logic circuit unit 13 reads the voltage signal formed in the pixel unit 12 as image data. Here, when the solid-state imaging device 10 outputs a color image according to an instruction given from the outside to the signal processing unit 29, red image data, green image data, and blue image data are read from the pixel unit 12, respectively. In this case, the second near-infrared pixel 162 is regarded as a blue pixel. On the other hand, when the solid-state imaging device 10 outputs a near-infrared image according to an instruction given from the outside to the signal processing unit 29, the near-infrared image data is read from the pixel unit 12. In this case, the second near-infrared pixel 162 is regarded as a near-infrared pixel.

なお、ロジック回路部１３にはアナログデジタル変換部（Ａ／Ｄ変換部）３０が設けられている。したがって、信号処理部２９が画素部１２から受け取る画像データは、デジタルデータとなっている。   The logic circuit unit 13 is provided with an analog / digital conversion unit (A / D conversion unit) 30. Therefore, the image data received by the signal processing unit 29 from the pixel unit 12 is digital data.

信号処理部２９がデジタル化された各種画像データを受け取ると、その画像データに対して補正処理を行う。デジタル化された各種画像データが赤色画像データ、緑色画像データ、および青色画像データ、である場合、信号処理部２９は、これらの画像データを合成してカラー画像データを形成する。デジタル化された各種画像データが近赤外画像データである場合、信号処理部２９は、上記のような合成処理を実施しない。このようにしてカラー画像データまたは近赤外画像データを作成した後、その画像データを出力部３１に送信する。   When the signal processing unit 29 receives various types of digitized image data, it performs correction processing on the image data. When the various digitized image data is red image data, green image data, and blue image data, the signal processing unit 29 combines these image data to form color image data. When the various digitized image data is near-infrared image data, the signal processing unit 29 does not perform the synthesis process as described above. After creating color image data or near-infrared image data in this way, the image data is transmitted to the output unit 31.

出力部３１は、受け取った画像データを、表示ドライバに送り、表示部において、画像データに基づく画像を表示する。   The output unit 31 sends the received image data to the display driver, and the display unit displays an image based on the image data.

固体撮像装置１０がこのように動作することにより、カラー画像または近赤外画像を得ることができる。   By operating the solid-state imaging device 10 in this way, a color image or a near-infrared image can be obtained.

以上の説明した実施形態に係る固体撮像装置１０によれば、近赤外光を受光する第１の近赤外画素１６１に加えて、さらに、可視光および近赤外光を受光することができ、カラー画素としても近赤外画素としても機能させることができる第２の近赤外画素１６２が、画素部１２に設けられている。このように、カラー画素としても近赤外画素としても機能させることができる画素を画素部１２に設けたことにより、画素部１２のサイズの大型化を抑制しつつ、近赤外感度を向上させることができる。したがって、大型化を抑制し、かつ近赤外感度を向上させることができる固体撮像装置を提供することができる。   According to the solid-state imaging device 10 according to the above-described embodiment, in addition to the first near-infrared pixel 161 that receives near-infrared light, visible light and near-infrared light can be further received. A second near-infrared pixel 162 that can function as both a color pixel and a near-infrared pixel is provided in the pixel portion 12. Thus, by providing the pixel unit 12 with pixels that can function as both color pixels and near-infrared pixels, the near-infrared sensitivity is improved while suppressing an increase in size of the pixel unit 12. be able to. Therefore, it is possible to provide a solid-state imaging device capable of suppressing an increase in size and improving near-infrared sensitivity.

また、実施形態に係る固体撮像装置１０によれば、第２の近赤外画素１６２を、カラー画素の青色画素を近赤外光も受光できるように構成することによって設けている。したがって、この画素１６２において発生する混色を抑制することができる。   Further, according to the solid-state imaging device 10 according to the embodiment, the second near-infrared pixel 162 is provided by configuring the blue pixel of the color pixel so as to receive near-infrared light. Therefore, the color mixture that occurs in the pixel 162 can be suppressed.

ここで図１１を参照する。図１１は、シリコンに入射された光が電子に変換される電子変換率を、光の波長毎に示すグラフである。図１１を参照するとわかるように、４５０ｎｍ程度の短波長の光である青色光は、シリコン内に２μｍ程度侵入したところで、ほぼ全て電子に変換される。すなわち、青色光は、シリコンのごく浅い表面部分で光電変換される。これに対して、６５０ｎｍ〜９００ｎｍ程度の長波長の光である近赤外光は、シリコン内に１５μｍ程度侵入しても、全ては電子に変換されない。すなわち、近赤外光は、シリコンの深い部分で光電変換される。このように、青色光が光電変換される部分と、近赤外光が光電変換される部分と、は極めて遠い。したがって、青色画素を近赤外光も受光できるように構成することによって第２の近赤外画素１６２を設けても、この画素１６２において混色は発生しにくくなっている。   Reference is now made to FIG. FIG. 11 is a graph showing the electron conversion rate at which light incident on silicon is converted into electrons for each wavelength of light. As can be seen from FIG. 11, blue light, which is light having a short wavelength of about 450 nm, is almost entirely converted into electrons when it enters about 2 μm into silicon. That is, blue light is photoelectrically converted at a very shallow surface portion of silicon. In contrast, near-infrared light, which is light having a long wavelength of about 650 nm to 900 nm, does not completely convert to electrons even if it penetrates about 15 μm into silicon. That is, near infrared light is photoelectrically converted in a deep portion of silicon. Thus, the portion where the blue light is photoelectrically converted and the portion where the near-infrared light is photoelectrically converted are extremely far away. Therefore, even if the second near-infrared pixel 162 is provided by configuring the blue pixel so that it can also receive near-infrared light, color mixing is unlikely to occur in the pixel 162.

これに対して、図１１を参照するとわかるように、赤色光が光電変換される部分と、近赤外光が光電変換される部分と、は極めて近い。したがって、カラー画素の赤色画素を、近赤外光も受光できるように構成することによって第２の近赤外画素を設けた場合、この画素において混色が発生しやすくなる。   On the other hand, as can be seen with reference to FIG. 11, the portion where the red light is photoelectrically converted is very close to the portion where the near-infrared light is photoelectrically converted. Therefore, when the second near-infrared pixel is provided by configuring the red pixel of the color pixel so as to receive near-infrared light, color mixing is likely to occur in this pixel.

また、実施形態に係る固体撮像装置１０によれば、第１の近赤外画素１６１と第２の近赤外画素１６２と、を互いに隣接させている。これにより、近赤外画像にボケが発生することを抑制できるとともに、これらの近赤外画素において発生した信号電荷が、カラー画素１７に侵入することによって発生するカラー画像の劣化を抑制することができる。   Further, according to the solid-state imaging device 10 according to the embodiment, the first near-infrared pixel 161 and the second near-infrared pixel 162 are adjacent to each other. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of blurring in the near-infrared image and to suppress the deterioration of the color image that is generated when the signal charges generated in these near-infrared pixels enter the color pixel 17. it can.

さらに、実施形態に係る固体撮像装置１０によれば、複数の第１の近赤外画素１６１についても同様に、互いに隣接させている。したがって、同様の理由により、近赤外画像にボケが発生することを抑制できるとともに、カラー画像の劣化を抑制することができる。   Furthermore, according to the solid-state imaging device 10 according to the embodiment, the plurality of first near-infrared pixels 161 are similarly adjacent to each other. Therefore, for the same reason, it is possible to suppress the occurrence of blurring in the near-infrared image and to suppress the deterioration of the color image.

また、実施形態に係る固体撮像装置１０によれば、画素部１２を構成する画素グループ１５の画素配列における各行および各列はそれぞれ、赤色画素１７Ｒ、緑色画素１７Ｇ、青色光を受光することができる画素（青色画素１７Ｂまたは第２の近赤外画素１６２）、および近赤外光を受光することができる画素（第１の近赤外画素１６１または第２の近赤外画素１６２）、を全て含むように構成されている。したがって、画素部１２を構成する全ての画素１６、１７において、カラー値（例えばＲ値、Ｇ値、Ｂ値、等）、および近赤外値、を算出でき、近赤外画像およびカラー画像に、いわゆる画質の劣化（色データ抜け）が発生することを抑制することができる。   Further, according to the solid-state imaging device 10 according to the embodiment, each row and each column in the pixel array of the pixel group 15 constituting the pixel unit 12 can receive the red pixel 17R, the green pixel 17G, and the blue light, respectively. All of the pixels (blue pixel 17B or second near-infrared pixel 162) and pixels that can receive near-infrared light (first near-infrared pixel 161 or second near-infrared pixel 162) It is configured to include. Accordingly, color values (for example, R value, G value, B value, etc.) and near-infrared values can be calculated in all the pixels 16 and 17 constituting the pixel unit 12, and the near-infrared image and the color image can be calculated. It is possible to suppress the occurrence of so-called image quality deterioration (color data omission).

（応用例）
以下に、実施形態に係る固体撮像装置１０を多眼カメラモジュールに応用した例について、図面を参照して説明する。図１２は、応用例に係る多眼カメラモジュールの要部を模式的に示す上面図である。図１２に示すように、応用例に係る多眼カメラモジュール１１０は、長方形状の実装基板１１１上に、第１のレンズ収納部１１２ａおよび第２のレンズ収納部１１２ｂを有するレンズホルダ１１３を、固体撮像装置１１４を覆うように配置することによって構成されている。なお、後に詳述するが、固体撮像装置１１４は、実施形態に係る固体撮像装置１０の画素部１２とほぼ同様に構成される２つの画素部１１５ａ、１１５ｂを有している。 (Application examples)
Hereinafter, an example in which the solid-state imaging device 10 according to the embodiment is applied to a multi-lens camera module will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a top view schematically showing a main part of a multi-view camera module according to an application example. As shown in FIG. 12, the multi-lens camera module 110 according to the application example includes a lens holder 113 having a first lens storage portion 112 a and a second lens storage portion 112 b on a rectangular mounting substrate 111. The imaging device 114 is arranged so as to cover it. As will be described in detail later, the solid-state imaging device 114 includes two pixel units 115a and 115b configured in substantially the same manner as the pixel unit 12 of the solid-state imaging device 10 according to the embodiment.

なお、図１２に示される斜線領域Ｃ１は、レンズホルダ１１３と固体撮像装置１１４との接着剤を介した接触領域である。また、斜線領域Ｃ２は、レンズホルダ１１３と実装基板１１１との接着剤を介した接触領域である。これらの斜線領域Ｃ１、Ｃ２については後に詳述する。   A hatched area C1 shown in FIG. 12 is a contact area between the lens holder 113 and the solid-state imaging device 114 via an adhesive. A hatched area C2 is a contact area between the lens holder 113 and the mounting substrate 111 via an adhesive. These hatched areas C1 and C2 will be described in detail later.

図１３は、図１２の一点鎖線Ｙ−Ｙ´に沿って示す多眼カメラモジュール１１０の断面図である。図１３に示すように、実装基板１１１上には、固体撮像装置１１４が配置されている。実装基板１１１は、プリント配線基板またはセラミック基板等によって構成される。   FIG. 13 is a cross-sectional view of the multi-lens camera module 110 shown along the one-dot chain line YY ′ of FIG. As shown in FIG. 13, a solid-state imaging device 114 is disposed on the mounting substrate 111. The mounting board 111 is configured by a printed wiring board or a ceramic board.

図１４は、多眼カメラモジュール１１０に適用される固体撮像装置１１４を模式的に示す上面図である。図１４に示すように、固体撮像装置１１４は、第１の画素部１１５ａ、第２の画素部１１５ｂ、およびロジック回路部１１６を有する。固体撮像装置１１４は、各々が受光部およびロジック回路を有する複数のダイチップを組み合わせた構成であってもよいが、一枚の半導体基板１１７に、第１の画素部１１５ａ、第２の画素部１１５ｂ、およびロジック回路部１１６、を設けることによって構成された一つのダイチップであることが好ましい。固体撮像装置１１４を一つのダイチップにすることにより、第１の画素部１１５ａと第２の画素部１１５ｂとの相対的な位置ずれを抑制することできる。また、一枚の半導体基板１１７に、第１の画素部１１５ａおよび第２の画素部１１５ｂに共通のロジック回路部１１６を設けることによって、電源ライン、信号ライン、導通パッド等を適宜共通化することができ、画素部およびロジック回路を有するダイチップを２個組み合わせた構成の固体撮像装置と比較して、電源ライン、信号ライン、導通パッド等を少なくすることができる。なお、半導体基板１１７は、例えば長方形状のシリコン基板である。   FIG. 14 is a top view schematically showing a solid-state imaging device 114 applied to the multiview camera module 110. As illustrated in FIG. 14, the solid-state imaging device 114 includes a first pixel unit 115 a, a second pixel unit 115 b, and a logic circuit unit 116. The solid-state imaging device 114 may have a configuration in which a plurality of die chips each having a light receiving unit and a logic circuit are combined. However, the first pixel unit 115a and the second pixel unit 115b are formed on one semiconductor substrate 117. , And a logic circuit part 116, and is preferably a single die chip. By using the solid-state imaging device 114 as one die chip, it is possible to suppress a relative displacement between the first pixel portion 115a and the second pixel portion 115b. In addition, by providing a common logic circuit portion 116 for the first pixel portion 115a and the second pixel portion 115b on a single semiconductor substrate 117, a power supply line, a signal line, a conductive pad, and the like are appropriately shared. As compared with a solid-state imaging device having a configuration in which two die chips each having a pixel portion and a logic circuit are combined, the number of power supply lines, signal lines, conductive pads, and the like can be reduced. The semiconductor substrate 117 is, for example, a rectangular silicon substrate.

ここで、第１の画素部１１５ａおよび第２の画素部１１５ｂの構成について説明する。図１５Ａは、第１の画素部の一部を拡大して示す上面図であり、図１５Ｂは、第２の画素部の一部を拡大して示す上面図である。図１５Ａに示すように、多眼カメラモジュール１１０に適用される固体撮像装置１１４の第１の画素部１１５ａは、図２に示す固体撮像装置１０の画素部１２と同様の画素配列によって構成されている。これに対して図１５Ｂに示すように、固体撮像装置１１４の第２の画素部１１５ｂは、第１の画素部１１５ａをミラー反転した画素配列によって構成されている。   Here, the structure of the first pixel portion 115a and the second pixel portion 115b will be described. FIG. 15A is an enlarged top view showing a part of the first pixel portion, and FIG. 15B is an enlarged top view showing a part of the second pixel portion. As shown in FIG. 15A, the first pixel unit 115a of the solid-state imaging device 114 applied to the multi-lens camera module 110 is configured by the same pixel arrangement as the pixel unit 12 of the solid-state imaging device 10 shown in FIG. Yes. On the other hand, as shown in FIG. 15B, the second pixel unit 115b of the solid-state imaging device 114 is configured by a pixel array in which the first pixel unit 115a is mirror-inverted.

図１４を参照する。固体撮像装置１１４のロジック回路部１１６は、半導体基板１１７の一方の面上に配線、受動素子、トランジスタ等を形成し、全体をパッシベーション膜で覆うことによって構成される信号処理回路である。ロジック回路部１１６は、半導体基板１１７の一方の面上において、第１の画素部１１５ａと第２の画素部１１５ｂとの間に設けられている。   Refer to FIG. The logic circuit unit 116 of the solid-state imaging device 114 is a signal processing circuit configured by forming wirings, passive elements, transistors, and the like on one surface of the semiconductor substrate 117 and covering the whole with a passivation film. The logic circuit portion 116 is provided between the first pixel portion 115 a and the second pixel portion 115 b on one surface of the semiconductor substrate 117.

このロジック回路部１１６は、第１の画素部１１５ａおよび第２の画素部１１５ｂから得られるそれぞれの画像データを取り出し、取り出された各画像データに対して補正処理等の各種信号処理を行う。また、ロジック回路部１１６は、第１の画素部１１５ａおよび第２の画素部１１５ｂから得られる複数の画像データを合成して高解像度の２次元画像、または３次元画像、等の画像データを形成する。   The logic circuit unit 116 extracts the respective image data obtained from the first pixel unit 115a and the second pixel unit 115b, and performs various signal processing such as correction processing on the extracted image data. In addition, the logic circuit unit 116 combines a plurality of image data obtained from the first pixel unit 115a and the second pixel unit 115b to form image data such as a high-resolution two-dimensional image or three-dimensional image. To do.

なお、ロジック回路部１１６は、第１の画素部１１５ａと第２の画素部１１５ｂとの中間位置に設けられていることが好ましい。ここで、中間位置とは、第１の画素部１１５ａから画像データが出力され、その画像データがロジック回路部１１６に入力されるまでに必要な時間ｔ１と、第２の画素部１１５ｂから画像データが出力され、その画像データがロジック回路部１１６に入力されるまでに必要な時間ｔ２と、が実質的に等しいとみなせる位置を意味する。このような位置にロジック回路部１１６を設けることにより、一方の画像データに対して他方の画像データが遅延してロジック回路部１１６に入力されることを抑制することができ、ロジック回路１１６内の回路構成や信号処理を単純化できるとともに、信号処理に係る負荷を低減することができる。   Note that the logic circuit portion 116 is preferably provided at an intermediate position between the first pixel portion 115a and the second pixel portion 115b. Here, the intermediate position refers to a time t1 required until image data is output from the first pixel unit 115a and input to the logic circuit unit 116, and image data from the second pixel unit 115b. Is output, and the time t2 required until the image data is input to the logic circuit unit 116 is a position where the time t2 can be regarded as substantially equal. By providing the logic circuit portion 116 at such a position, it is possible to prevent the other image data from being delayed and input to the logic circuit portion 116 with respect to one image data. The circuit configuration and signal processing can be simplified, and the load related to signal processing can be reduced.

以上に説明したように、固体撮像装置１１４は、第１の画素部１１５ａ、第２の画素部１１５ｂ、およびロジック回路部１１６、が半導体基板１１７の一方の面側に設けられた、いわゆる表面照射（ＦＳＩ：Ｆｒｏｎｔ Ｓｉｄｅ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）型の固体撮像装置である。   As described above, the solid-state imaging device 114 includes a so-called surface irradiation in which the first pixel portion 115a, the second pixel portion 115b, and the logic circuit portion 116 are provided on one surface side of the semiconductor substrate 117. This is a (FSI: Front Side Illumination) type solid-state imaging device.

このようなＦＳＩ型の固体撮像装置１１４において、半導体基板１１７の一方の面のうち、第１、第２の画素部１１５ａ、１１５ｂおよびロジック回路部１１６を囲う周辺部には、複数の導通パッド１１８が設けられている。これらの導通パッド１１８は、第１、第２の画素部１１５ａ、１１５ｂおよびロジック回路部１１６のいずれかに電気的に接続されている。第１、第２の画素部１１５ａ、１１５ｂおよびロジック回路部１１６に対する信号の入出力、電源供給等は、複数の導通パッド１１８を介して行われる。   In such an FSI type solid-state imaging device 114, a plurality of conductive pads 118 are provided on a peripheral portion surrounding the first and second pixel portions 115 a and 115 b and the logic circuit portion 116 on one surface of the semiconductor substrate 117. Is provided. These conductive pads 118 are electrically connected to one of the first and second pixel portions 115 a and 115 b and the logic circuit portion 116. Input / output of signals to the first and second pixel portions 115 a and 115 b and the logic circuit portion 116, power supply, and the like are performed through a plurality of conductive pads 118.

そして、固体撮像装置１１４は、複数の導通パッド１１８と実装基板１１１上の配線（不図示）とをワイヤーボンディング法によって電気的に接続することにより、実装基板１１１上に実装される。しかし、固体撮像装置１１４の実装基板１１１への実装手段については、ワイヤーボンディング法に限定されるものではい。   The solid-state imaging device 114 is mounted on the mounting substrate 111 by electrically connecting a plurality of conductive pads 118 and wiring (not shown) on the mounting substrate 111 by a wire bonding method. However, the means for mounting the solid-state imaging device 114 on the mounting substrate 111 is not limited to the wire bonding method.

図１３を参照する。固体撮像装置１１４が実装された実装基板１１１上には、レンズホルダ１１３が配置されている。レンズホルダ１１３は、水平断面が長方形の枠となる筒体１１９と、筒体１１９の上端を閉じる長方形の厚い板である天板１２０、によって構成される。   Please refer to FIG. A lens holder 113 is disposed on the mounting substrate 111 on which the solid-state imaging device 114 is mounted. The lens holder 113 includes a cylindrical body 119 whose horizontal section is a rectangular frame, and a top plate 120 that is a rectangular thick plate that closes the upper end of the cylindrical body 119.

レンズホルダ１１３の天板１２０の２箇所には、第１のレンズ収納部１１２ａ、および第２のレンズ収納部１１２ｂ、が設けられている。これらのレンズ収納部１１２ａ、１１２ｂはそれぞれ、天板１２０を貫通するように設けられている。   A first lens storage portion 112 a and a second lens storage portion 112 b are provided at two locations on the top plate 120 of the lens holder 113. These lens storage portions 112a and 112b are provided so as to penetrate the top plate 120, respectively.

また、天板１２０の下面において、第１のレンズ収納部１１２ａと第２のレンズ収納部１１２ｂとの中間位置には、遮光壁１２１が設けられている。遮光壁１２１は、天板１２０の下面から下方に向かって延在するが、遮光壁１２１の下端が、筒体１１９の下端より上方に配置される程度に延在している。   Further, a light shielding wall 121 is provided on the lower surface of the top plate 120 at an intermediate position between the first lens storage portion 112a and the second lens storage portion 112b. The light shielding wall 121 extends downward from the lower surface of the top plate 120, but extends so that the lower end of the light shielding wall 121 is disposed above the lower end of the cylindrical body 119.

このような形状のレンズホルダ１１３は、筒体１１９および遮光壁１２１を含む天板１２０を、遮光性の樹脂によって一体的に設けることによって構成されていることが好ましい。これにより、第１のレンズ収納部１１２ａと第２のレンズ収納部１１２ｂとの相対的な位置ずれを抑制することができる。   The lens holder 113 having such a shape is preferably configured by integrally providing the top plate 120 including the cylindrical body 119 and the light shielding wall 121 with a light shielding resin. Thereby, the relative position shift of the 1st lens accommodating part 112a and the 2nd lens accommodating part 112b can be suppressed.

レンズホルダ１１３は、固体撮像装置１１４が実装された実装基板１１１上に配置されている。レンズホルダ１１３は、固体撮像装置１１４の第１の画素部１５ａの上方に第１のレンズ収納部１１２ａが配置され、第２の画素部１１５ｂの上方に第２のレンズ収納部１１２ｂが配置され、遮光壁１２１がロジック回路部１１６の上方に、ロジック回路部１１６に接触しないようにアライメントされて、実装基板１１１上に、固体撮像装置１１４を覆うように配置される。   The lens holder 113 is disposed on the mounting substrate 111 on which the solid-state imaging device 114 is mounted. In the lens holder 113, the first lens housing portion 112a is disposed above the first pixel portion 15a of the solid-state imaging device 114, and the second lens housing portion 112b is disposed above the second pixel portion 115b. The light shielding wall 121 is aligned above the logic circuit unit 116 so as not to contact the logic circuit unit 116, and is disposed on the mounting substrate 111 so as to cover the solid-state imaging device 114.

そして、レンズホルダ１１３は、遮光壁１２１の下端とロジック回路部１１６との間に設けられた、柔軟かつ遮光性を有する樹脂製の第１の接着剤１２２によって、固体撮像装置１１４に対して固定されている。そして、筒体１１９の下端に設けられた第２の接着剤１２３によって、実装基板１１１に固定されている。特に遮光壁１２１の下端とロジック回路部１１６との間に柔軟かつ遮光性を有する樹脂製の第１の接着剤１２２を設けることにより、固体撮像装置１１４の破損を抑制できるとともに、第１のレンズ収納部１１２ａ内に配置される後述の第１の結像光学系１２４ａおよび第１の画素部１１５ａによって構成される第１の受光系と、第２のレンズ収納部１１２ｂ内に配置される後述の第２の結像光学系１２４ｂおよび第２の画素部１１５ｂによって構成される第２の受光系と、を光学的に互いに独立させることができ、一方の受光系から他方の受光系への迷光を抑制することができる。   The lens holder 113 is fixed to the solid-state imaging device 114 with a flexible and light-shielding resin-made first adhesive 122 provided between the lower end of the light shielding wall 121 and the logic circuit unit 116. Has been. And it is being fixed to the mounting substrate 111 with the 2nd adhesive agent 123 provided in the lower end of the cylinder 119. FIG. In particular, by providing the first adhesive 122 made of a resin having a flexible and light-shielding property between the lower end of the light-shielding wall 121 and the logic circuit unit 116, the solid-state imaging device 114 can be prevented from being damaged and the first lens is used. A first light receiving system configured by a first imaging optical system 124a and a first pixel unit 115a, which will be described later, disposed in the storage unit 112a, and a later-described structure disposed in the second lens storage unit 112b. The second light receiving system constituted by the second imaging optical system 124b and the second pixel portion 115b can be optically independent from each other, and stray light from one light receiving system to the other light receiving system can be prevented. Can be suppressed.

以上に説明したレンズホルダ１１３の第１のレンズ収納部１１２ａ内には、固体撮像装置１１４の第１の画素部１１５ａに光を結像する第１の結像光学系１２４ａが配置されている。第１の結像光学系１２４ａは、第１のレンズ収納部１１２ａ内において上下方向に移動可能に構成されており、第１の結像光学系１２４ａを所定の位置に配置した後、第１のレンズ収納部１１２ａと第１の結像光学系１２４ａとの間に流し込まれた第３の接着剤１２５によって、固定されている。   In the first lens housing portion 112a of the lens holder 113 described above, the first imaging optical system 124a that images light on the first pixel portion 115a of the solid-state imaging device 114 is disposed. The first imaging optical system 124a is configured to be movable in the vertical direction in the first lens housing portion 112a. After the first imaging optical system 124a is disposed at a predetermined position, the first imaging optical system 124a It is fixed by a third adhesive 125 poured between the lens housing portion 112a and the first imaging optical system 124a.

同様に、レンズホルダ１１３の第２のレンズ収納部１１２ｂ内には、固体撮像装置１１４の第２の画素部１１５ｂに光を結像する第２の結像光学系１２４ｂが配置されている。第２の結像光学系１２４ｂは、第２のレンズ収納部１１２ｂ内において上下方向に移動可能に構成されており、第２の結像光学系１２４ｂを所定の位置に配置した後、第２のレンズ収納部１１２ｂと第２の結像光学系１２４ｂとの間に流し込まれた第３の接着剤１２５によって、固定されている。   Similarly, a second imaging optical system 124b that forms an image of light on the second pixel unit 115b of the solid-state imaging device 114 is disposed in the second lens storage unit 112b of the lens holder 113. The second imaging optical system 124b is configured to be movable in the vertical direction in the second lens housing portion 112b. After the second imaging optical system 124b is arranged at a predetermined position, the second imaging optical system 124b It is fixed by a third adhesive 125 poured between the lens housing portion 112b and the second imaging optical system 124b.

なお、第１の結像光学系１２４ａは、例えば筒状の第１のレンズバレル１２６ａおよび第１のレンズバレル１２６ａ内に固定された複数枚の第１のレンズ１２７ａによって構成されており、第２の結像光学系１２４ｂは、例えば筒状の第２のレンズバレル１２６ｂおよび第２のレンズバレル１２６ｂ内に固定された複数枚の第２のレンズ１２７ｂによって構成されている。第１、第２のレンズバレル１２６ａ、１２６ｂの外周にはそれぞれねじ山が設けられているとともに、第１、第２のレンズ収納部１１２ａ、１１２ｂの内壁にはそれぞれねじ溝が設けられている。したがって、第１、第２の結像光学系１２４ａ、１２４ｂはそれぞれ、回転によって、第１、第２のレンズ収納部１１２ａ、１１２ｂ内において、上下方向に移動することができる。   The first imaging optical system 124a includes, for example, a cylindrical first lens barrel 126a and a plurality of first lenses 127a fixed in the first lens barrel 126a. The imaging optical system 124b includes, for example, a cylindrical second lens barrel 126b and a plurality of second lenses 127b fixed in the second lens barrel 126b. The outer periphery of the first and second lens barrels 126a and 126b is provided with a thread, and the inner wall of each of the first and second lens storage portions 112a and 112b is provided with a thread groove. Accordingly, the first and second imaging optical systems 124a and 124b can move in the vertical direction in the first and second lens storage portions 112a and 112b, respectively, by rotation.

以上に説明した多眼カメラモジュール１１０は、単眼カメラモジュールとして動作させることもできるし、多眼カメラモジュールとして動作させることもできる。これらの動作の切り替えは、ロジック回路部１１６内の信号処理部１２８に切り替え信号を供給することにより行うことができる。以下に、多眼カメラモジュール１１０の動作について、図１６を参照して説明する。図１６は、応用例に係るカメラモジュール１１０に適用される固体撮像装置１１４を示す電気ブロック図である。   The multi-view camera module 110 described above can be operated as a monocular camera module or can be operated as a multi-view camera module. These operations can be switched by supplying a switching signal to the signal processing unit 128 in the logic circuit unit 116. Hereinafter, the operation of the multi-view camera module 110 will be described with reference to FIG. FIG. 16 is an electric block diagram showing the solid-state imaging device 114 applied to the camera module 110 according to the application example.

まず、多眼カメラモジュール１１０を単眼カメラモジュールとして動作させる場合について説明する。   First, a case where the multi-lens camera module 110 is operated as a monocular camera module will be described.

多眼カメラモジュール１１０を単眼カメラモジュールとして動作させるための切り替え信号がロジック回路部１１６の信号処理部１２８に供給されると、信号処理部１２８は、切り替え信号によって指定される一方の画素部１１５ａまたは１１５ｂから画像データを読み出す。ここで読み出される画像データは、カラー画素１７から読み出されるカラー画像データ、または近赤外画素１６から読み出される近赤外画像データである。カラー画像データが読み出される場合、第２の近赤外画素１６２は青色画素とみなされており、近赤外画像データが読み出される場合、第２の近赤外画素１６２は近赤外画素とみなされている。   When a switching signal for causing the multi-eye camera module 110 to operate as a monocular camera module is supplied to the signal processing unit 128 of the logic circuit unit 116, the signal processing unit 128 may be connected to the one pixel unit 115a specified by the switching signal or Image data is read from 115b. The image data read out here is color image data read out from the color pixel 17 or near-infrared image data read out from the near-infrared pixel 16. When color image data is read, the second near infrared pixel 162 is regarded as a blue pixel, and when near infrared image data is read, the second near infrared pixel 162 is regarded as a near infrared pixel. Has been.

なお、ロジック回路部１１６には、各画素部１１５ａ、１１５ｂ毎にアナログデジタル変換部（Ａ／Ｄ変換部）１３０が設けられている。したがって、信号処理部１２８が画素部１１５ａまたは１１５ｂから受け取る画像データは、デジタルデータとなっている。   Note that the logic circuit section 116 is provided with an analog-digital conversion section (A / D conversion section) 130 for each of the pixel sections 115a and 115b. Therefore, the image data received by the signal processing unit 128 from the pixel unit 115a or 115b is digital data.

信号処理部１２８がデジタル化された各種画像データを受け取ると、その画像データに対して補正処理、合成処理、等を行う。このようにして所望の画像データを作成した後、画像データを出力部１３１に送信する。   When the signal processing unit 128 receives various types of digitized image data, it performs correction processing, composition processing, and the like on the image data. After creating desired image data in this way, the image data is transmitted to the output unit 131.

出力部１３１は、受け取った画像データを表示ドライバに送り、表示部において、画像データに基づく画像を表示する。   The output unit 131 sends the received image data to the display driver, and the display unit displays an image based on the image data.

このようにして、多眼カメラモジュール１１０を単眼カメラモジュールとして動作させることができる。   In this way, the multi-lens camera module 110 can be operated as a monocular camera module.

次に、多眼カメラモジュール１１０を多眼カメラモジュールとして動作させる場合について説明する。多眼カメラモジュール１１０を多眼カメラモジュールとして動作させる場合、高解像度の２次元画像を得ることもできるし、３次元画像を得ることもできる。そこでまず、高解像度の２次元画像を得ることができる多眼カメラモジュール１０およびその動作について説明する。   Next, a case where the multiview camera module 110 is operated as a multiview camera module will be described. When the multi-view camera module 110 is operated as a multi-view camera module, a high-resolution two-dimensional image can be obtained or a three-dimensional image can be obtained. First, the multiview camera module 10 capable of obtaining a high-resolution two-dimensional image and its operation will be described.

高解像度の２次元画像を得ることができる多眼カメラモジュール１１０においては、第１の結像光学系１２４ａのフォーカスと第２の結像光学系１２４ｂのフォーカスとが等しくなるように、第１の結像光学系１２４ａおよび第２の結像光学系１２４ｂが固定されている。   In the multi-lens camera module 110 capable of obtaining a high-resolution two-dimensional image, the first imaging optical system 124a and the second imaging optical system 124b have the same focus so that the first imaging optical system 124a has the same focus. The imaging optical system 124a and the second imaging optical system 124b are fixed.

このような多眼カメラモジュール１１０を多眼カメラモジュールとして動作させるための切り替え信号がロジック回路部１１６の信号処理部１２８に供給されると、信号処理部１２８は、第１の画素部１１５ａおよび第２の画素部１１５ｂからそれぞれ画像データを読み出す。なお、両方の画素部１１５ａおよび１１５ｂから読み出される画像データは、同種類の画像データである。第１の画素部１１５ａから読み出される画像データがカラー画像データである場合、第２の画素部１１５ｂから読み出される画像データもカラー画像データであり、第１の画素部１１５ａから読み出される画像データが近赤外画像データである場合、第２の画素部１１５ｂから読み出される画像データも近赤外画像データである。   When a switching signal for operating such a multi-lens camera module 110 as a multi-lens camera module is supplied to the signal processing unit 128 of the logic circuit unit 116, the signal processing unit 128 includes the first pixel unit 115a and the first pixel unit 115a. Image data is read from each of the two pixel portions 115b. Note that the image data read from both the pixel portions 115a and 115b are the same type of image data. When the image data read from the first pixel unit 115a is color image data, the image data read from the second pixel unit 115b is also color image data, and the image data read from the first pixel unit 115a is near. In the case of infrared image data, the image data read from the second pixel unit 115b is also near-infrared image data.

信号処理部１２８がデジタル化された各種画像データを受け取ると、その画像データに対して補正処理、および合成処理、を行う。このようにして所望の２次元画像データを作成した後、画像データを出力部１３１に送信する。   When the signal processing unit 128 receives various digitized image data, it performs correction processing and composition processing on the image data. After creating desired two-dimensional image data in this way, the image data is transmitted to the output unit 131.

出力部１３１は、受け取った画像データを表示ドライバに送り、表示部において、画像データに基づく画像を表示する。   The output unit 131 sends the received image data to the display driver, and the display unit displays an image based on the image data.

ここで、固体撮像装置１１４の第１の画素部１１５ａの画素配列と、第２の画素部１１５ｂの画素配列と、は互いにミラー反転した配列となっている。このように画素部１１５ａ、１１５ｂを構成すると、第１の画素部１１５ａにおいて近赤外画素１６である部分は、第２の画素部１１５ｂにおいてカラー画素１７となっている。反対に、第１の画素部１１５ａにおいてカラー画素１７である部分は、第２の画素部１１５ｂにおいて近赤外画素１６となっている。したがって、このような画素部１１５ａ、１１５ｂから画像データを受け取り、合成すると、容易に高解像度のカラー画像または近赤外画像を得ることができる。   Here, the pixel array of the first pixel unit 115a and the pixel array of the second pixel unit 115b of the solid-state image pickup device 114 are mirror-inverted arrays. When the pixel portions 115a and 115b are configured in this way, the portion that is the near-infrared pixel 16 in the first pixel portion 115a is the color pixel 17 in the second pixel portion 115b. On the other hand, the portion that is the color pixel 17 in the first pixel portion 115a is the near-infrared pixel 16 in the second pixel portion 115b. Accordingly, when image data is received from these pixel portions 115a and 115b and synthesized, a high-resolution color image or near-infrared image can be easily obtained.

このようにして、多眼カメラモジュール１１０を、高解像度の２次元画像を得ることができる多眼カメラモジュールとして動作させることができる。   In this way, the multi-view camera module 110 can be operated as a multi-view camera module that can obtain a high-resolution two-dimensional image.

次に、３次元画像を得ることができる多眼カメラモジュール１１０およびその動作について説明する。   Next, the multi-view camera module 110 capable of obtaining a three-dimensional image and its operation will be described.

３次元画像を得ることができる多眼カメラモジュール１１０においては、第１の結像光学系１２４ａのフォーカスと第２の結像光学系１２４ｂのフォーカスとが異なっている。例えば第１の結像光学系１２４ａのフォーカス位置は、多眼カメラモジュール１１０から極めて近い位置となっており、第２の結像光学系１２４ｂのフォーカス位置は、無限遠となっている。   In the multi-view camera module 110 that can obtain a three-dimensional image, the focus of the first imaging optical system 124a is different from the focus of the second imaging optical system 124b. For example, the focus position of the first imaging optical system 124a is very close to the multi-view camera module 110, and the focus position of the second imaging optical system 124b is infinity.

このような多眼カメラモジュール１１０を多眼カメラモジュールとして動作させるための切り替え信号がロジック回路部１１６の信号処理部１２８に供給されると、信号処理部１２８は、第１の画素部１１５ａおよび第２の画素部１１５ｂからそれぞれ画像データを読み出す。なお、両方の画素部１１５ａおよび１１５ｂから読み出される画像データは、同種類の画像データである。   When a switching signal for operating such a multi-lens camera module 110 as a multi-lens camera module is supplied to the signal processing unit 128 of the logic circuit unit 116, the signal processing unit 128 includes the first pixel unit 115a and the first pixel unit 115a. Image data is read from each of the two pixel portions 115b. Note that the image data read from both the pixel portions 115a and 115b are the same type of image data.

信号処理部１２８がデジタル化された各種画像データを受け取ると、信号処理部１２８は、その画像データから、撮像対象の距離データを算出する。そして、信号処理部１２８は、受け取った画像データおよび距離データに基づいて３次元画像データを形成する。このようにして３次元画像データを作成した後、その画像データを出力部１３１に送信する。   When the signal processing unit 128 receives various types of digitized image data, the signal processing unit 128 calculates distance data of an imaging target from the image data. Then, the signal processing unit 128 forms 3D image data based on the received image data and distance data. After creating the three-dimensional image data in this way, the image data is transmitted to the output unit 131.

出力部１３１は、受け取った画像データを表示ドライバに送り、表示部において、画像データに基づく３次元画像を表示する。   The output unit 131 sends the received image data to the display driver, and the display unit displays a three-dimensional image based on the image data.

このようにして、多眼カメラモジュール１１０を、３次元画像を得ることができる多眼カメラモジュールとして動作させることができる。   In this way, the multi-view camera module 110 can be operated as a multi-view camera module capable of obtaining a three-dimensional image.

以上に説明した多眼カメラモジュール１１０によれば、カメラモジュール１１０に適用される固体撮像装置１１４が、実施形態に係る固体撮像装置１０の画素部１２と同様に構成された第１、第２の画素部１１５ａ、１１５ｂを有する。したがって、実施形態に係る固体撮像装置１０と同様の理由により、大型化を抑制し、かつ近赤外感度を向上させることができる多眼カメラモジュール１１０が提供される。   According to the multi-view camera module 110 described above, the first and second solid-state imaging devices 114 applied to the camera module 110 are configured similarly to the pixel unit 12 of the solid-state imaging device 10 according to the embodiment. It has pixel portions 115a and 115b. Therefore, for the same reason as the solid-state imaging device 10 according to the embodiment, the multi-lens camera module 110 that can suppress an increase in size and can improve near-infrared sensitivity is provided.

さらに、第１の画素部１１５ａの画素配列と、第２の画素部１１５ｂの画素配列と、は互いにミラー反転した配列となっている。したがって、多眼カメラモジュールとして動作する多眼カメラモジュール１１０から、容易に高解像度の２次元画像を得ることができる。   Further, the pixel array of the first pixel portion 115a and the pixel array of the second pixel portion 115b are mirror-inverted. Therefore, a high-resolution two-dimensional image can be easily obtained from the multi-view camera module 110 operating as a multi-view camera module.

以上に、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although the embodiment of the present invention has been described above, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

例えば、多眼カメラモジュールのレンズホルダの形状は上記実施形態の形状に限定されず、例えば図１７に示すように、遮光壁１２１´にスリッド１４０を有するレンズホルダ１１３´であってもよい。なお、このレンズホルダ１１３´を適用する場合、第１の接着剤１２２´は、スリッド１４０から流し込むことによって設けられる。したがって、第１の接着剤１２２´は、遮光壁１２１´の下端とロジック回路部１１６との間に設けられるとともに、スリッド１４０の内部にも、スリッド１４０を充填するように設けられる。   For example, the shape of the lens holder of the multi-lens camera module is not limited to the shape of the above-described embodiment, and may be a lens holder 113 ′ having a slide 140 on a light shielding wall 121 ′, for example, as shown in FIG. When this lens holder 113 ′ is applied, the first adhesive 122 ′ is provided by pouring from the slide 140. Therefore, the first adhesive 122 ′ is provided between the lower end of the light shielding wall 121 ′ and the logic circuit unit 116, and is also provided so as to fill the inside of the slide 140.

１０・・・固体撮像装置
１１・・・半導体基板
１２・・・画素部
１３・・・ロジック回路部
１４・・・導通パッド
１５・・・画素グループ
１６・・・近赤外画素
１６１・・・第１の近赤外画素
１６２・・・第２の近赤外画素
１７・・・カラー画素
１７Ｒ・・・赤色画素
１７Ｇ・・・緑色画素
１７Ｂ・・・青色画素
１８・・・受光層
１９・・・配線層
２０・・・ゲート
２１・・・配線
２２・・・層間絶縁膜
２３・・・赤外線遮断層
２４・・・酸化膜
２５・・・遮光壁
２５ａ・・・下地金属膜
２５ｂ・・・金属膜
２６・・・フィルタ層
２６Ｒ・・・赤色フィルタ
２６Ｇ・・・緑色フィルタ
２６Ｂ・・・青色フィルタ
２６Ｎ・・・近赤外フィルタ
２７・・・平坦化層
２８・・・マイクロレンズ
２９・・・信号処理部
３０、１３０・・・アナログデジタル変換部（Ａ／Ｄ変換部）
３１、１３１・・・出力部
１１０・・・多眼カメラモジュール
１１１・・・実装基板
１１２ａ・・・第１のレンズ収納部
１１２ｂ・・・第２のレンズ収納部
１１３、１１３´・・・レンズホルダ
１１４・・・固体撮像装置
１１５ａ・・・第１の画素部
１１５ｂ・・・第２の画素部
１１６・・・ロジック回路部
１１７・・・半導体基板
１１８・・・導通パッド
１１９・・・筒体
１２０・・・天板
１２１、１２１´・・・遮光壁
１２２、１２２´・・・第１の接着剤
１２３・・・第２の接着剤
１２４ａ・・・第１の結像光学系
１２４ｂ・・・第２の結像光学系
１２５・・・第３の接着剤
１２６ａ・・・第１のレンズバレル
１２６ｂ・・・第２のレンズバレル
１２７ａ・・・第１のレンズ
１２７ｂ・・・第２のレンズ
１２８・・・信号処理部
１４０・・・スリッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Solid-state imaging device 11 ... Semiconductor substrate 12 ... Pixel part 13 ... Logic circuit part 14 ... Conduction pad 15 ... Pixel group 16 ... Near-infrared pixel 161 ... First near-infrared pixel 162 ... second near-infrared pixel 17 ... color pixel 17R ... red pixel 17G ... green pixel 17B ... blue pixel 18 ... light-receiving layer 19 ..Wiring layer 20 ... Gate 21 ... Wiring 22 ... Interlayer insulating film 23 ... Infrared shielding layer 24 ... Oxide film 25 ... Light shielding wall 25a ... Base metal film 25b ... Metal film 26 ... filter layer 26R ... red filter 26G ... green filter 26B ... blue filter 26N ... near infrared filter 27 ... flattening layer 28 ... micro lens 29 ..Signal processing units 30, 130: Analog digital Le converter (A / D converter)
31, 131, output unit 110, multi-lens camera module 111, mounting substrate 112 a, first lens storage unit 112 b, second lens storage unit 113, 113 ′, lens Holder 114 ... Solid-state imaging device 115a ... First pixel part 115b ... Second pixel part 116 ... Logic circuit part 117 ... Semiconductor substrate 118 ... Conductive pad 119 ... Tube Body 120... Top plate 121, 121 ′, light shielding walls 122, 122 ′, first adhesive 123, second adhesive 124 a, first imaging optical system 124 b, .. Second imaging optical system 125 ... third adhesive 126a ... first lens barrel 126b ... second lens barrel 127a ... first lens 127b ... second Lens 128... Signal processor 140. - Suriddo

Claims (7)

可視光を受光する複数のカラー画素と、
近赤外光を受光する複数の近赤外画素と、
を有する画素部を備え、
前記複数の近赤外画素は、
前記近赤外光のみを受光する第１の近赤外画素と、前記近赤外光および前記可視光を受光する第２の近赤外画素と、によって構成されることを特徴とする固体撮像装置。 A plurality of color pixels that receive visible light; and
A plurality of near-infrared pixels that receive near-infrared light; and
A pixel portion having
The plurality of near-infrared pixels are:
A solid-state imaging device comprising: a first near-infrared pixel that receives only the near-infrared light; and a second near-infrared pixel that receives the near-infrared light and the visible light. apparatus. 前記第２の近赤外画素は、前記近赤外光および青色光を受光することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。   The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the second near-infrared pixel receives the near-infrared light and blue light. 前記第１の近赤外画素と前記第２の近赤外画素と、は互いに隣接することを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。   The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the first near-infrared pixel and the second near-infrared pixel are adjacent to each other. 前記第１の近赤外画素を複数有し、これらの複数の第１の近赤外画素は、互いに隣接することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の固体撮像装置。   4. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a plurality of the first near-infrared pixels are provided, and the plurality of first near-infrared pixels are adjacent to each other. 前記画素部には、前記複数のカラー画素および前記複数の近赤外画素からなる複数の画素が２次元配列されており、
前記複数のカラー画素は、赤色光を受光する赤色画素、緑色光を受光する緑色画素、および青色光を受光する青色画素、によって構成され、
前記画素部の画素配列における各行および各列にはそれぞれ、前記赤色画素、前記緑色画素、前記青色光を受光することができる画素、および前記近赤外光を受光することができる画素、が全て含まれることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の固体撮像装置。 In the pixel portion, a plurality of pixels including the plurality of color pixels and the plurality of near-infrared pixels are two-dimensionally arranged.
The plurality of color pixels include a red pixel that receives red light, a green pixel that receives green light, and a blue pixel that receives blue light,
Each row and each column in the pixel array of the pixel portion includes the red pixel, the green pixel, a pixel that can receive the blue light, and a pixel that can receive the near-infrared light, respectively. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the solid-state imaging device is included. 前記カラー画素は、半導体基板に設けられた第１の受光層と、
前記第１の受光層上に設けられた赤外線遮断層と、
前記赤外線遮断層に設けられた第１のカラーフィルタと、
前記第１のカラーフィルタ上に設けられた第１のマイクロレンズと、
によって構成され、
前記第１の近赤外画素は、前記半導体基板に設けられた第２の受光層と、
前記第２の受光層上に前記赤外線遮断層を介さずに設けられた近赤外フィルタと、
前記近赤外フィルタ上に設けられた第２のマイクロレンズと、
によって構成され、
前記第２の近赤外画素は、前記半導体基板に設けられた第３の受光層と、
前記第３の受光層上に前記赤外線遮断層を介さずに設けられた第２のカラーフィルタと、
前記第２のカラーフィルタ上に設けられた第３のマイクロレンズと、
によって構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の固体撮像装置。 The color pixel includes a first light receiving layer provided on a semiconductor substrate;
An infrared shielding layer provided on the first light receiving layer;
A first color filter provided on the infrared blocking layer;
A first microlens provided on the first color filter;
Composed of
The first near-infrared pixel includes a second light receiving layer provided on the semiconductor substrate,
A near-infrared filter provided on the second light receiving layer without the infrared blocking layer;
A second microlens provided on the near-infrared filter;
Composed of
The second near-infrared pixel includes a third light receiving layer provided on the semiconductor substrate,
A second color filter provided on the third light receiving layer without the infrared blocking layer;
A third microlens provided on the second color filter;
The solid-state imaging device according to claim 1, comprising: 実装基板上に配置され、第１の画素部および第２の画素部を有する固体撮像装置と、
第１のレンズ収納部および第２のレンズ収納部を有し、前記第１の画素部上に前記第１のレンズ収納部が配置されるとともに、前記第２の画素部上に前記第２のレンズ収納部が配置されるように、前記実装基板に実装された遮光性のレンズホルダと、
前記第１のレンズ収納部内に配置された第１のレンズと、
前記第２のレンズ収納部内に配置された第２のレンズと、
を具備し、
前記第１の画素部および前記第２の画素部にはそれぞれ、可視光を受光する複数のカラー画素、近赤外光のみを受光する複数の第１の近赤外画素、および前記近赤外光および前記可視光を受光する複数の第２の近赤外画素、が２次元配列されており、
前記第２の画素部の画素配列は、前記第１の画素部の画素配列をミラー反転した配列となっていることを特徴とする多眼カメラモジュール。 A solid-state imaging device disposed on a mounting substrate and having a first pixel portion and a second pixel portion;
A first lens housing portion; and a second lens housing portion, wherein the first lens housing portion is disposed on the first pixel portion, and the second pixel portion is disposed on the second pixel portion. A light-shielding lens holder mounted on the mounting substrate, so that a lens storage portion is disposed;
A first lens disposed in the first lens housing;
A second lens disposed in the second lens housing;
Comprising
Each of the first pixel portion and the second pixel portion includes a plurality of color pixels that receive visible light, a plurality of first near-infrared pixels that receive only near-infrared light, and the near-infrared light. A plurality of second near-infrared pixels that receive light and the visible light are two-dimensionally arranged;
The multi-lens camera module, wherein the pixel array of the second pixel portion is a mirror-inverted array of the pixel array of the first pixel portion.
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