JP2018088532A - 固体撮像素子および電子装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板は、光入射面側である第1面と、前記第1面と対向する第2面とを有し、凹凸パターンは、基板の第1面に設けられ、素子分離構造は、基板に設けられた隣接する画素同士の間に設けられる。凹凸パターンは、平面視で基板の第1面に対して四角錐形状の凹構造が周期的に形成された構造を有する。本開示は、例えば、赤外帯域の光を検出するCMOSなどに適用できる。
【選択図】図1
Description
図1は、本開示の実施の形態である裏面照射型の固体撮像素子10の構成例を示す断面図である。
図2は、本開示の実施の形態である固体撮像素子10の他の構成例(変形例1)を示す断面図である。ただし、図1に示された構成例と共通する構成要素については、同一の符号を付しているので、その説明は適宜省略する。
図3は、本開示の実施の形態である固体撮像素子10のさらに他の構成例(変形例2)を示す断面図である。ただし、図1に示された構成例と共通する構成要素については、同一する符号を付しているので、その説明は適宜省略する。
図4は、本開示の実施の形態である固体撮像素子10のさらに他の構成例(変形例3)を示す断面図である。ただし、図1に示された構成例と共通する構成要素については、同一の符号を付しているので、その説明は適宜省略する。
図5は、本開示の実施の形態である固体撮像素子10のさらに他の構成例(変形例4)を示す断面図である。ただし、図1に示された構成例と共通する構成要素については、同一の符号を付しているので、その説明は適宜省略する。
図6は、本開示の実施の形態である固体撮像素子10のさらに他の構成例(変形例5)を示す断面図である。ただし、図1に示された構成例と共通する構成要素については、同一の符号を付しているので、その説明は適宜省略する。
図7は、本開示の実施の形態である固体撮像素子10のさらに他の構成例(変形例6)を示す断面図である。ただし、図1に示された構成例と共通する構成要素については、同一の符号を付しているので、その説明は適宜省略する。
図8は、本開示の実施の形態である固体撮像素子10のさらに他の構成例(変形例7)を示す断面図である。ただし、図1に示された構成例と共通する構成要素については、同一の符号を付しているので、その説明は適宜省略する。
図9は、本開示の実施の形態である固体撮像素子10のさらに他の構成例(変形例8)を示す断面図である。ただし、図1に示された構成例と共通する構成要素については、同一の符号を付しているので、その説明は適宜省略する。
図10は、本開示の実施の形態である固体撮像素子10のさらに他の構成例(変形例9)を示す断面図である。ただし、図1に示された構成例と共通する構成要素については、同一の符号を付しているので、その説明は適宜省略する。
次に、Si層11の受光面とその反対面のそれぞれに形成される凹凸パターン12,13の構造について説明する。
上述したように、本実施の形態である固体撮像素子10は、N×M(N<X,M<Y。例えば、2×2)個の隣接する画素で1ユニットを構成し、1ユニットの各画素がR,G,B,IRのいずれかの波長の光を検出するようになされている。
次に、本実施の形態である固体撮像素子10のSi層11における光吸収効率について説明する。
次に、凹凸パターン12のサイズ制約について説明する。図18は、凹凸パターン12のサイズと周期Pの関係を示している。
次に、凹凸パターン12,13の形成工程について説明する。図19は、凹凸パターン12,13の形成工程の一例を示している。
以上に説明した本実施の形態である固体撮像素子10によれば、Si層11の厚みを増すことなく、R,G,B,IRの各波長帯域での受光感度を向上させることができ、特に、IR波長帯域での受光感度を大きく向上させることができる。
図20は、本実施の形態である固体撮像素子10を適用した電子装置の構成例を示している。
(1)
光入射面側である第1面と、前記第1面と対向する第2面とを有する基板と、
前記基板の前記第1面に設けられた凹凸パターンと、
前記基板に設けられた隣接する画素同士の間に設けられた素子分離構造と
を備え、
前記凹凸パターンは、平面視で前記基板の前記第1面に対して四角錐形状の凹構造が周期的に形成された構造を有する
固体撮像素子。
(2)
前記基板の前記第2面に複数の凹部が設けられている
(1)に記載の固体撮像素子。
(3)
前記基板の前記第2面側に反射ミラー構造をさらに備える
(1)または(2)に記載の固体撮像素子。
(4)
前記基板の前記第2面に配線層をさらに備える
(1)または(2)に記載の固体撮像素子。
(5)
前記配線層は、反射ミラー構造を有する
(4)に記載の固体撮像素子。
(6)
前記基板は、単結晶Siからなる
(1)乃至(5)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(7)
前記基板の前記第1面に設けられた前記凹凸パターンの周期は、検知する波長に応じて異なる
(1)乃至(6)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(8)
前記凹凸パターンが設けられた前記基板の前記第1面の結晶面は、(100)面であり、前記凹凸パターンの壁面の結晶面は、(111)面である
(1)乃至(7)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(9)
前記凹凸パターンの周期は、1um以下である
(1)乃至(8)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(10)
前記凹凸パターンの周囲の媒質の屈折率をNとしたとき、前記凹凸パターンの周期は、
400/N乃至1500/N[nm]
とされる
(9)に記載の固体撮像素子。
(11)
前記素子分離構造は、前記基板面の前記第1面から前記第2面に向かって徐々に狭められた形状を有する
(1)乃至(10)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(12)
前記素子分離構造は、前記基板よりも屈折率が低い素材からなる
(1)乃至(11)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(13)
前記素子分離構造の内部には、メタル反射壁が形成されている
(1)乃至(12)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(14)
光入射面側である第1面と、前記第1面と対向する第2面とを有する基板と、
前記基板の前記第1面に設けられた凹凸パターンと、
前記基板に設けられた隣接する画素同士の間に設けられた素子分離構造と
を有し、
前記凹凸パターンは、平面視で前記基板の前記第1面に対して四角錐形状の凹構造が周期的に形成された構造を有する固体撮像素子
を備える電子装置。
Claims (14)
- 光入射面側である第1面と、前記第1面と対向する第2面とを有する基板と、
前記基板の前記第1面に設けられた凹凸パターンと、
前記基板に設けられた隣接する画素同士の間に設けられた素子分離構造と
を備え、
前記凹凸パターンは、平面視で前記基板の前記第1面に対して四角錐形状の凹構造が周期的に形成された構造を有する
固体撮像素子。 - 前記基板の前記第2面に複数の凹部が設けられている
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記基板の前記第2面側に反射ミラー構造をさらに備える
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記基板の前記第2面に配線層をさらに備える
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記配線層は、反射ミラー構造を有する
請求項4に記載の固体撮像素子。 - 前記基板は、単結晶Siからなる
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記基板の前記第1面に設けられた前記凹凸パターンの周期は、検知する波長に応じて異なる
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記凹凸パターンが設けられた前記基板の前記第1面の結晶面は、(100)面であり、前記凹凸パターンの壁面の結晶面は、(111)面である
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記凹凸パターンの周期は、1um以下である
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記凹凸パターンの周囲の媒質の屈折率をNとしたとき、前記凹凸パターンの周期は、
400/N乃至1500/N[nm]
とされる
請求項9に記載の固体撮像素子。 - 前記素子分離構造は、前記基板面の前記第1面から前記第2面に向かって徐々に狭められた形状を有する
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記素子分離構造は、前記基板よりも屈折率が低い素材からなる
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記素子分離構造の内部には、メタル反射壁が形成されている
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 光入射面側である第1面と、前記第1面と対向する第2面とを有する基板と、
前記基板の前記第1面に設けられた凹凸パターンと、
前記基板に設けられた隣接する画素同士の間に設けられた素子分離構造と
を有し、
前記凹凸パターンは、平面視で前記基板の前記第1面に対して四角錐形状の凹構造が周期的に形成された構造を有する固体撮像素子
を備える電子装置。
Priority Applications (1)
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JP2017253205A JP2018088532A (ja) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | 固体撮像素子および電子装置 |
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JP2017253205A JP2018088532A (ja) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | 固体撮像素子および電子装置 |
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