JP2017076683A - 撮像素子及びその製造方法、並びに、撮像装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
基板に形成された光電変換部、並びに、
光電変換部の光入射側に配設され、少なくとも帯状の光反射層及び光吸収層の積層構造体が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子、
を備えた撮像素子を、複数、撮像領域に有する撮像装置の製造方法であって、
各撮像素子を、
(a)光電変換部を形成した後、光電変換部上に、第1導電材料から成る光反射層形成層を設け、次いで、
(b)光反射層形成層の上又は上方に、第2導電材料から成り、少なくとも一部が光反射層形成層と接した光吸収層形成層を設け、その後、
(c)光吸収層形成層及び光反射層形成層をパターニングすることで、帯状の光反射層及び光吸収層の積層構造体が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子を得る、
各工程に基づき製造し、
工程(a)において、併せて、第1導電材料から成る光反射層形成層を基板又は光電変換部に電気的に接続する。
基板に形成された光電変換部、並びに、
光電変換部の光入射側に配設され、少なくとも帯状の光反射層及び光吸収層の積層構造体が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子、
を備えた撮像素子の製造方法であって、
(A)光電変換部を形成した後、光電変換部上に、第1導電材料から成り、基板又は光電変換部と電気的に接続された光反射層形成層を設け、次いで、
(B)光反射層形成層の上又は上方に、第2導電材料から成り、少なくとも一部が光反射層形成層と接した光吸収層形成層を設け、その後、
(C)光吸収層形成層及び光反射層形成層をパターニングすることで、帯状の光反射層及び光吸収層の積層構造体が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子を得る、
各工程から成る。
基板に形成された光電変換部、並びに、
光電変換部の光入射側に配設され、少なくとも帯状の光反射層及び光吸収層の積層構造体が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子、
を備えた撮像素子を、複数、撮像領域に有する撮像装置であって、
光反射層は第1導電材料から成り、
光吸収層は第2導電材料から成り、
光反射層の延在部が基板又は光電変換部と電気的に接続されている。
基板に形成された光電変換部、並びに、
光電変換部の光入射側に配設され、少なくとも帯状の光反射層及び光吸収層の積層構造体が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子、
を備えており、
光反射層は第1導電材料から成り、
光吸収層は第2導電材料から成り、
光反射層の延在部が基板又は光電変換部と電気的に接続されている。
1.本開示の撮像素子及びその製造方法、並びに、本開示の撮像装置及びその製造方法、全般に関する説明
2.実施例1(本開示の撮像素子及びその製造方法、並びに、本開示の撮像装置及びその製造方法、本開示の撮像素子−A)
3.実施例2(実施例1の変形、本開示の撮像素子−B)
4.その他
本開示の撮像装置あるいはその製造方法によって得られる撮像素子において、光反射層及び光吸収層は撮像素子において共通である形態とすることができる。
工程(b)において、基板又は光電変換部を介して光反射層形成層を所定の電位とした状態で、光反射層形成層の上又は上方に、第2導電材料から成る光吸収層形成層を設け、
工程(c)において、基板又は光電変換部を介して光反射層形成層を所定の電位とした状態で、光吸収層形成層及び光反射層形成層をパターニングする形態とすることができる。
工程(B)において、基板又は光電変換部を介して光反射層形成層を所定の電位とした状態で、光反射層形成層の上又は上方に、第2導電材料から成る光吸収層形成層を設け、
工程(C)において、基板又は光電変換部を介して光反射層形成層を所定の電位とした状態で、光吸収層形成層及び光反射層形成層をパターニングする形態とすることができる。
Al → Al3+ + 3e-
Al3+ + 3OH- → Al(OH)3
基板31に形成された光電変換部40、並びに、
光電変換部40の光入射側に配設され、少なくとも帯状の光反射層51及び光吸収層53の積層構造体54が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子50、
を備えており、
光反射層51は、第1導電材料、具体的には、アルミニウム(Al)から成り、
光吸収層53は、第2導電材料、具体的には、タングステン(W)から成り、
光反射層51の延在部51aが基板31又は光電変換部40(実施例1にあっては光電変換部40、より具体的には、遮光層47)と電気的に接続されている。遮光層47は、例えば、接地されている。
先ず、周知の方法に基づき、シリコン半導体基板から成る基板31の一方の面の側に、撮像素子を駆動するための各種の駆動回路や配線(配線層)を形成する。尚、駆動回路や配線(配線層)を、全体として、参照番号32で示す。次いで、基板31の他方の面に対して研磨等を行うことで基板31の厚さを所望の厚さとする。尚、参照番号33は、基板31の一方の面に形成された層間絶縁膜である。
そして、基板31の上に周知の方法で光電変換部40を形成する。即ち、周知の方法で、基板31の他方の面に光電変換領域41を形成し、また、光電変換領域41と駆動回路や配線(配線層)32とを電気的に接続する接続部(図示せず)を形成する。その後、光電変換領域41の上に、第1平坦化膜42、波長選択層(カラーフィルタ層43)、オンチップレンズ44、平坦化層(第2平坦化膜45)、遮光層47、下地絶縁層46を、周知の方法で形成する。こうして、光電変換部40を形成することができる。前述したとおり、光電変換領域41、第1平坦化膜42、波長選択層(カラーフィルタ層43)、オンチップレンズ44、平坦化層(第2平坦化膜45)、遮光層47、及び、下地絶縁層46によって、光電変換部40が構成されている。尚、遮光層47の上方に位置する下地絶縁層46の部分に第1開口部46Bを設けておく。
次に、光電変換部40上に(具体的には、下地絶縁層46上に)、TiあるいはTiN、Ti/TiNの積層構造から成る下地膜(図示せず)、第1導電材料(具体的には、アルミニウム)から成る光反射層形成層51Aを真空蒸着法に基づき設ける(図7A及び図7B参照)。光反射層形成層51Aは、第1開口部46B内を遮光層47の頂面まで延びる。即ち、第1導電材料から成る光反射層形成層51Aを、基板31又は光電変換部40に(実施例1にあっては、具体的には遮光層47)に電気的に接続する。あるいは又、光電変換部40上に、第1導電材料から成り、基板31又は光電変換部40と電気的に接続された光反射層形成層51Aを設ける。光反射層形成層51Aの遮光層47との接続部を参照番号51aで示す。
その後、光反射層形成層51Aの上又は上方に、第2導電材料から成り、少なくとも一部が光反射層形成層51Aと接した光吸収層形成層53Aを設ける。具体的には、SiO2から成る絶縁層形成層52Aを、光反射層形成層51AにCVD法に基づき形成する。その後、積層構造体54を形成すべき光反射層形成層51Aの所望の領域の上方に位置する絶縁層形成層52Aの部分に、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、第2開口部52Bを形成する。こうして、図7Cに示す構造を得ることができる。その後、第2開口部52B内を含む絶縁層形成層52A上に、スパッタリング法によってタングステン(W)から成る光吸収層形成層53Aを形成する。こうして、図7Dに示す構造を得ることができる。光反射層形成層51Aと光吸収層形成層53Aとは、第2開口部52B内を延びる光吸収層形成層53Aの延在部53aによって接している。尚、この工程においては、基板31又は光電変換部40を介して光反射層形成層51Aを所定の電位とした状態で(具体的には、実施例1にあっては、遮光層47を介して接地した状態で)、光吸収層形成層53Aを設ける。
その後、リソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき、光吸収層形成層53A、絶縁層形成層52A及び光反射層形成層51A、更には、下地膜をパターニングすることで、帯状の光反射層51、絶縁層52及び光吸収層53の積層構造体54が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子50を得ることができる。尚、この工程においては、基板31又は光電変換部40を介して光反射層形成層51Aを所定の電位とした状態で(具体的には、実施例1にあっては、遮光層47を介して接地した状態で)、光吸収層形成層53A、絶縁層形成層52A及び光反射層形成層51Aをパターニングする。また、撮像素子と撮像素子との間の領域23、光学的黒画素領域(OPB)12及び周辺領域13は、光反射層51、絶縁層52及び光吸収層53から成る第2積層構造体(フレーム部)56で占められる。その後、必要に応じて、SiO2あるいはSiON、SiN等の絶縁材料から成り、厚さ数十nmの保護膜(具体的には、例えば、ワイヤグリッド偏光素子50の側面において、厚さ15nmの保護膜)を、全面にHDP−CVD法やALD法に基づきコンフォーマルに形成してもよい。
その後、電極パッド(図示せず)の形成、チップ切り離しのためのダイシング、パッケージといった周知の方法に基づき、撮像装置を組み立てればよい。
[A01]《撮像装置の製造方法》
基板に形成された光電変換部、並びに、
光電変換部の光入射側に配設され、少なくとも帯状の光反射層及び光吸収層の積層構造体が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子、
を備えた撮像素子を、複数、撮像領域に有する撮像装置の製造方法であって、
各撮像素子を、
(a)光電変換部を形成した後、光電変換部上に、第1導電材料から成る光反射層形成層を設け、次いで、
(b)光反射層形成層の上又は上方に、第2導電材料から成り、少なくとも一部が光反射層形成層と接した光吸収層形成層を設け、その後、
(c)光吸収層形成層及び光反射層形成層をパターニングすることで、帯状の光反射層及び光吸収層の積層構造体が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子を得る、
各工程に基づき製造し、
工程(a)において、併せて、第1導電材料から成る光反射層形成層を基板又は光電変換部に電気的に接続する撮像装置の製造方法。
[A02]光反射層及び光吸収層は撮像素子において共通である[A01]に記載の撮像装置の製造方法。
[A03]工程(b)において、基板又は光電変換部を介して光反射層形成層を所定の電位とした状態で、光反射層形成層の上又は上方に、第2導電材料から成る光吸収層形成層を設け、
工程(c)において、基板又は光電変換部を介して光反射層形成層を所定の電位とした状態で、光吸収層形成層及び光反射層形成層をパターニングする[A01]又は[A02]に記載の撮像装置の製造方法。
[A04]基板又は光電変換部と光反射層形成層とが電気的に接続される領域は、撮像領域に位置する[A01]乃至[A03]のいずれか1項に記載の撮像装置の製造方法。
[A05]基板又は光電変換部と光反射層形成層とが電気的に接続される領域は、撮像領域の外周に設けられた光学的黒画素領域に位置する[A01]乃至[A03]のいずれか1項に記載の撮像装置の製造方法。
[A06]基板又は光電変換部と光反射層形成層とが電気的に接続される領域は、撮像領域の外側に設けられた周辺領域に位置する[A01]乃至[A03]のいずれか1項に記載の撮像装置の製造方法。
[A07]ワイヤグリッド偏光素子は、光電変換部側から、光反射層、絶縁層及び光吸収層が積層されて成る[A01]乃至[A06]のいずれか1項に記載の撮像装置の製造方法。
[A08]光反射層の頂面全面に絶縁層が形成されており、絶縁層の頂面全面に光吸収層が形成されている[A07]に記載の撮像装置の製造方法。
[B01]《撮像素子の製造方法》
基板に形成された光電変換部、並びに、
光電変換部の光入射側に配設され、少なくとも帯状の光反射層及び光吸収層の積層構造体が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子、
を備えた撮像素子の製造方法であって、
(A)光電変換部を形成した後、光電変換部上に、第1導電材料から成り、基板又は光電変換部と電気的に接続された光反射層形成層を設け、次いで、
(B)光反射層形成層の上又は上方に、第2導電材料から成り、少なくとも一部が光反射層形成層と接した光吸収層形成層を設け、その後、
(C)光吸収層形成層及び光反射層形成層をパターニングすることで、帯状の光反射層及び光吸収層の積層構造体が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子を得る、
各工程から成る撮像素子の製造方法。
[B02]工程(B)において、基板又は光電変換部を介して光反射層形成層を所定の電位とした状態で、光反射層形成層の上又は上方に、第2導電材料から成る光吸収層形成層を設け、
工程(C)において、基板又は光電変換部を介して光反射層形成層を所定の電位とした状態で、光吸収層形成層及び光反射層形成層をパターニングする[B01]に記載の撮像素子の製造方法。
[C01]《撮像装置》
基板に形成された光電変換部、並びに、
光電変換部の光入射側に配設され、少なくとも帯状の光反射層及び光吸収層の積層構造体が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子、
を備えた撮像素子を、複数、撮像領域に有する撮像装置であって、
光反射層は第1導電材料から成り、
光吸収層は第2導電材料から成り、
光反射層の延在部が基板又は光電変換部と電気的に接続されている撮像装置。
[C02]光反射層及び光吸収層は撮像素子において共通である[C01]に記載の撮像装置。
[C03]光反射層の延在部が基板又は光電変換部と電気的に接続される領域は、撮像領域に位置する[C01]又は[C02]に記載の撮像装置。
[C04]光反射層の延在部が基板又は光電変換部と電気的に接続される領域は、撮像領域の外周に設けられた光学的黒画素領域に位置する[C01]又は[C02]に記載の撮像装置。
[C05]光反射層の延在部が基板又は光電変換部と電気的に接続される領域は、撮像領域の外側に設けられた周辺領域に位置する[C01]又は[C02]に記載の撮像装置。
[C06]ワイヤグリッド偏光素子は、光電変換部側から、光反射層、絶縁層及び光吸収層が積層されて成る[C01]乃至[C05]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[C07]光反射層の頂面全面に絶縁層が形成されており、絶縁層の頂面全面に光吸収層が形成されている[C06]に記載の撮像装置。
[C08]光電変換部と光反射層の間に下地膜が形成されている[C01]乃至[C07]のいずれか1項に記載の撮像装置。
[D01]《撮像素子》
基板に形成された光電変換部、並びに、
光電変換部の光入射側に配設され、少なくとも帯状の光反射層及び光吸収層の積層構造体が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子、
を備えており、
光反射層は第1導電材料から成り、
光吸収層は第2導電材料から成り、
光反射層の延在部が基板又は光電変換部と電気的に接続されている撮像素子。
[E01]《撮像装置》
基板に形成された光電変換部、及び、
ワイヤグリッド偏光素子、
を備えた撮像素子を、複数、撮像領域に有する撮像装置であって、
ワイヤグリッド偏光素子は、光電変換部側から、光反射層、絶縁層及び光吸収層が積層された帯状の積層構造体が、複数、離間して並置されて成り、
光反射層の頂面全面に絶縁層が形成されており、絶縁層の頂面全面に光吸収層が形成されている撮像装置。
[E02]光反射層及び光吸収層は撮像素子において共通である[E01]に記載の撮像装置。
[E03]《撮像素子》
基板に形成された光電変換部、及び、
ワイヤグリッド偏光素子、
を備えており、
ワイヤグリッド偏光素子は、光電変換部側から、光反射層、絶縁層及び光吸収層が積層された帯状の積層構造体が、複数、離間して並置されて成り、
光反射層の頂面全面に絶縁層が形成されており、絶縁層の頂面全面に光吸収層が形成されている撮像素子。
Claims (19)
- 基板に形成された光電変換部、並びに、
光電変換部の光入射側に配設され、少なくとも帯状の光反射層及び光吸収層の積層構造体が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子、
を備えた撮像素子を、複数、撮像領域に有する撮像装置の製造方法であって、
各撮像素子を、
(a)光電変換部を形成した後、光電変換部上に、第1導電材料から成る光反射層形成層を設け、次いで、
(b)光反射層形成層の上又は上方に、第2導電材料から成り、少なくとも一部が光反射層形成層と接した光吸収層形成層を設け、その後、
(c)光吸収層形成層及び光反射層形成層をパターニングすることで、帯状の光反射層及び光吸収層の積層構造体が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子を得る、
各工程に基づき製造し、
工程(a)において、併せて、第1導電材料から成る光反射層形成層を基板又は光電変換部に電気的に接続する撮像装置の製造方法。 - 光反射層及び光吸収層は撮像素子において共通である請求項1に記載の撮像装置の製造方法。
- 工程(b)において、基板又は光電変換部を介して光反射層形成層を所定の電位とした状態で、光反射層形成層の上又は上方に、第2導電材料から成る光吸収層形成層を設け、
工程(c)において、基板又は光電変換部を介して光反射層形成層を所定の電位とした状態で、光吸収層形成層及び光反射層形成層をパターニングする請求項1に記載の撮像装置の製造方法。 - 基板又は光電変換部と光反射層形成層とが電気的に接続される領域は、撮像領域に位置する請求項1に記載の撮像装置の製造方法。
- 基板又は光電変換部と光反射層形成層とが電気的に接続される領域は、撮像領域の外周に設けられた光学的黒画素領域に位置する請求項1に記載の撮像装置の製造方法。
- 基板又は光電変換部と光反射層形成層とが電気的に接続される領域は、撮像領域の外側に設けられた周辺領域に位置する請求項1に記載の撮像装置の製造方法。
- ワイヤグリッド偏光素子は、光電変換部側から、光反射層、絶縁層及び光吸収層が積層されて成る請求項1に記載の撮像装置の製造方法。
- 光反射層の頂面全面に絶縁層が形成されており、絶縁層の頂面全面に光吸収層が形成されている請求項7に記載の撮像装置の製造方法。
- 基板に形成された光電変換部、並びに、
光電変換部の光入射側に配設され、少なくとも帯状の光反射層及び光吸収層の積層構造体が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子、
を備えた撮像素子の製造方法であって、
(A)光電変換部を形成した後、光電変換部上に、第1導電材料から成り、基板又は光電変換部と電気的に接続された光反射層形成層を設け、次いで、
(B)光反射層形成層の上又は上方に、第2導電材料から成り、少なくとも一部が光反射層形成層と接した光吸収層形成層を設け、その後、
(C)光吸収層形成層及び光反射層形成層をパターニングすることで、帯状の光反射層及び光吸収層の積層構造体が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子を得る、
各工程から成る撮像素子の製造方法。 - 工程(B)において、基板又は光電変換部を介して光反射層形成層を所定の電位とした状態で、光反射層形成層の上又は上方に、第2導電材料から成る光吸収層形成層を設け、
工程(C)において、基板又は光電変換部を介して光反射層形成層を所定の電位とした状態で、光吸収層形成層及び光反射層形成層をパターニングする請求項9に記載の撮像素子の製造方法。 - 基板に形成された光電変換部、並びに、
光電変換部の光入射側に配設され、少なくとも帯状の光反射層及び光吸収層の積層構造体が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子、
を備えた撮像素子を、複数、撮像領域に有する撮像装置であって、
光反射層は第1導電材料から成り、
光吸収層は第2導電材料から成り、
光反射層の延在部が基板又は光電変換部と電気的に接続されている撮像装置。 - 光反射層及び光吸収層は撮像素子において共通である請求項11に記載の撮像装置。
- 光反射層の延在部が基板又は光電変換部と電気的に接続される領域は、撮像領域に位置する請求項11に記載の撮像装置。
- 光反射層の延在部が基板又は光電変換部と電気的に接続される領域は、撮像領域の外周に設けられた光学的黒画素領域に位置する請求項11に記載の撮像装置。
- 光反射層の延在部が基板又は光電変換部と電気的に接続される領域は、撮像領域の外側に設けられた周辺領域に位置する請求項11に記載の撮像装置。
- ワイヤグリッド偏光素子は、光電変換部側から、光反射層、絶縁層及び光吸収層が積層されて成る請求項11に記載の撮像装置。
- 光反射層の頂面全面に絶縁層が形成されており、絶縁層の頂面全面に光吸収層が形成されている請求項16に記載の撮像装置。
- 光電変換部と光反射層の間に下地膜が形成されている請求項11に記載の撮像装置。
- 基板に形成された光電変換部、並びに、
光電変換部の光入射側に配設され、少なくとも帯状の光反射層及び光吸収層の積層構造体が、複数、離間して並置されて成るワイヤグリッド偏光素子、
を備えており、
光反射層は第1導電材料から成り、
光吸収層は第2導電材料から成り、
光反射層の延在部が基板又は光電変換部と電気的に接続されている撮像素子。
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