JP4356340B2 - Solid-state image sensor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子、例えばCCD型固体撮像素子やCMOS型固体撮像素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
固体撮像素子、例えばCCD型固体撮像素子(CCDイメージセンサ)やCMOS型固体撮像素子(CMOSイメージセンサ)等は、例えばディジタルカメラやカメラ付き携帯電話等に広く用いられている。
【0003】
このような固体撮像素子、例えばCCD型固体撮像素子の概略断面図を図19に示す(特許文献1参照)。
尚、図19の場合は1画素に対応する素子の断面図を示している。
CCD型固体撮像素子41は、半導体基板42内の所定の位置に受光センサ部43が形成され、受光センサ部43以外の半導体基板42上には、ゲート絶縁膜44を介して所定の位置に転送電極45が形成されている。転送電極45上には層間絶縁膜46を介して遮光膜47が形成され、隣接する遮光膜47により受光センサ部43上に開口48が形成されている。この開口48の面積により受光センサ部43へ入射する光の量が制御されている。
【0004】
遮光膜47上には、例えばBPSG(ホウ素・リン・珪酸ガラス)からなる層間絶縁膜49が形成され、この層間絶縁膜49の受光センサ部43に対応する位置には凹面50が形成されている。そして、層間絶縁膜49上には、例えばSiN膜からなる高屈折率層51が形成されて、受光センサ部43上に層間絶縁膜49の凹面50をレンズ面とする層内レンズ52が形成されている。
尚、光を受光センサ部43に集光させるために、層間絶縁膜49の屈折率よりも、上層の高屈折率層51の屈折率の方が大きくなるように調整されている。
【0005】
高屈折率層51の上面は平坦化され、この平坦化された高屈折率層51上にはパッシベーション膜53が形成されている。そして、パッシベーション膜53上には、一定の繰り返しパターンのカラーフィルタ54が形成されている。このカラーフィルタ54は、1画素に1つの色が対応するように形成されている。尚、図19の場合では例えば赤(R)が対応して形成されている。さらに、カラーフィルタ54上には、層間絶縁膜(図示せず)を介して受光センサ部43と対応する部分にオンチップマイクロレンズ55が形成されている。
【0006】
このような構成を有する画素がマトリクス状に配列されて、CCD型固体撮像素子の撮像領域が構成されている。
【0007】
【特許文献1】
特開平11−297974号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような、CCD型固体撮像素子41では、受光センサ部43の開口48の幅Dが、各画素において全て同じ大きさで形成されているので、各画素では開口面積が全て同じとなり、感度が全て均一となっている。
従って、このようなCCD型固体撮像素子41を備えたカメラで撮影した画像は、撮影した物がそのまま写し出されることになる。
【0009】
ここで、撮影した画像の一部に文字や絵といった所定パターンが写るようにして、CCD型固体撮像素子41を様々な用途で用いることが考えられている。
【0010】
しかしながら、上述したように、CCD型固体撮像素子41を備えたカメラで撮影した画像は、撮影した物がそのまま写し出されるので、撮影した画像に文字や絵といった所定パターンが写るようにする場合は、撮影された画像の一部に、例えばPC(所謂パソコン)等を用いて所定パターンを入れ込むようにしなければならなかった。
【0011】
しかしながら、例えばカメラ付き携帯電話で撮影し、撮影された画像にそのままカメラ付き携帯電話を用いて所定パターンを入れ込むような場合は、撮像機構のみではなく画像処理機構等の付加回路も携帯電話内に組み込まなければならなく、携帯電話といった限られたスペース内に撮像機構の他にさらに画像処理機構を組み込むことは、携帯電話の構成が大きくなってしまうため困難であった。
また、携帯電話の消費電力や製造コストを考えてみても、付加回路を携帯電話内に組み込むことは困難であった。
【0012】
一方、予め所定パターンが描かれたフィルタをカメラのレンズの前に被せてから撮影することにより、撮影された画像に所定パターンが自動的に写るようにする方法もあるが、この場合は、フィルタを被せる分カメラ自体の構成が大掛りとなってしまう。
【0013】
本発明は、上述した点に鑑み、付加回路を必要としないで、撮影した画像に所定のパターンを写すことができる固体撮像素子を提供するものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る固体撮像素子は、撮影された画像の一部に所定パターンが形成される固体撮像素子であって、複数の受光センサ部と、少なくとも受光センサ部以外を覆って形成された遮光膜と、受光センサ部上に対応して形成された集光レンズとを有する画素がマトリクス状に配置された撮像領域を有し、撮像領域の全体に、一定の繰り返しパターンで形成されたカラーフィルタが配置され、所定パターンに対応する一部の画素に形成されたカラーフィルタの繰り返しパターンが、一部の画素以外の画素に形成されたカラーフィルタの繰り返しパターンとは異なる繰り返しパターンで形成されている。
【0015】
上述の本発明に係る固体撮像素子によれば、撮影された画像の一部に所定パターンが形成される手段として、所定パターンに対応する一部の画素に形成されたカラーフィルタの繰り返しパターンが、一部の画素以外の画素に形成されたカラーフィルタの繰り返しパターンとは異なる繰り返しパターンで形成されている。このため、付加回路やフィルタを構成に加える必要なく、所定パターンに対応する一部の画素の色合いを変化させて、撮影された画像の一部に写る所定パターンの色合いを、目的とする色合いに変化させることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
先ず、固体撮像素子、例えばCCD型固体撮像素子の概略断面図を図1に示す。
尚、図1の場合は1画素に対応する素子の断面図を示している。
CCD型固体撮像素子1は、半導体基板2内の所定の位置に受光センサ部3が形成され、受光センサ部3以外の半導体基板2上には、ゲート絶縁膜4を介して所定の位置に転送電極5が形成されている。転送電極5上には層間絶縁膜6を介して遮光膜7が形成され、隣接する遮光膜7により受光センサ部3上に開口8が形成されている。この開口8の面積により受光センサ部3へ入射する光の量が制御されている。
【0021】
遮光膜7上には、例えばBPSG(ホウ素・リン・珪酸ガラス)からなる層間絶縁膜9が形成され、この層間絶縁膜9の受光センサ部3に対応する位置には凹面10が形成されている。そして、層間絶縁膜9上には、例えばSiN膜からなる高屈折率層11が形成されて、受光センサ部3上に層間絶縁膜9の凹面10をレンズ面とする層内レンズ12が形成されている。
尚、光を受光センサ部3に集光させるために、層間絶縁膜9の屈折率よりも、上層の高屈折率層11の屈折率の方が大きくなるように調整されている。
【0022】
高屈折率層11の上面は平坦化され、平坦化された高屈折率層11上にはパッシベーション膜13が形成されている。そして、パッシベーション膜13上にはカラーフィルタ14が形成されている。このカラーフィルタ14は、1画素に1つの色が対応するように配置されている。尚、図1に示す画素では例えば赤(R)が対応して配置されている。さらに、カラーフィルタ14上には、層間絶縁膜(図示せず)を介して受光センサ部3と対応する部分にオンチップマイクロレンズ15が形成されている。
【0023】
このような構成を有する画素がマトリクス状に配列されて、CCD型固体撮像素子1の撮像領域が構成されている。
【0024】
カラーフィルタ14は、例えば図2A〜図2Gに示すように、各色が一定の繰り返しパターンで配列されている。
図2A〜図2Gは、例えば原色系のカラーフィルタの配列パターンを示している。図2Aはベイヤー配列のカラーフィルタを、図2Bはインタライン配列のカラーフィルタを、図2CはGストライプRB市松配列のカラーフィルタを、図2DはGストライプRB完全市松のカラーフィルタを示している。また、図2Eはストライプ配列のカラーフィルタを、図2Fは斜めストライプ配列のカラーフィルタを、図2Gは原色色差配列のカラーフィルタを示している。
【0025】
そして、上記の形態においては、特に、所定パターンに対応する一部の画素の構成を、これ以外の画素の構成とは異なるように形成する。
即ち、図3に示すように、撮影した際に、画像23の一部に文字や絵(例えば文字“Sample”)が写るようにしたい場合、この文字や絵に対応する部分の画素を、これ以外の部分の画素とは異なる構成で形成する。
【0026】
先ず、例えば集光レンズの構成を異なるようにした場合の固体撮像素子を図4に示す。具体的にはオンチップマイクロレンズ15の大きさを異なるようにした場合である。
尚、図中左側には所定パターンに対応する画素以外の1画素に対応する断面図を示し、図中右側には所定パターンに対応する画素の1画素に対応する断面図を示している。
固体撮像素子では、図3に示したような文字“Sample”が写る部分に対応する画素では、オンチップマイクロレンズ15を大きく形成し、これ以外の文字が写らない部分の画素では、オンチップマイクロレンズ15を小さく形成する。その他の部分は、図1に示したものと同様であるので、対応する部分には同一符号を付している。
即ち、“Sample”のうち、例えば“S”の部分の周辺の画素のオンチップマイクロレンズ15の拡大平面図を図5に示すように、“S”の字に沿って対応する画素には、大きいオンチップマイクロレンズ151(図中黒塗り部分)を形成し、“S”の字に沿って対応する画素以外の画素では、小さいオンチップマイクロレンズ152(図中白塗り部分)を形成する。
尚、図5では“Sample”のうち“S”の字に対応する画素の場合を例にして説明したが、それ以外の文字に対応する画素でも、上述した場合と同様に大きいオンチップマイクロレンズ151を形成する。
このように、文字に対応する画素では、これ以外の画素よりも大きいオンチップレンズ151が形成されているので、受光量が大きくなり感度を高くすることができる。
【0027】
このように、所定パターンに対応する画素のみ大きいオンチップマイクロレンズ151を形成するには、オンチップマイクロレンズ15を形成する際、所定パターンに対応する画素のみレジストパターンを変えればよい。
【0028】
以下、所定パターンに対応する画素のみオンチップマイクロレンズを大きくする場合を図6〜図8を参照して説明する。
尚、図6及び図7では、左側に所定パターンに対応する画素以外の1画素に対応する断面図を示し、右側に所定パターンに対応する画素の1画素に対応する断面図を示している。
また、既にカラーフィルタ14を含む全面にオンチップマイクロレンズ形成用材料が形成された状態から説明する。また、図1と対応する部分には同一符号を付している。
先ず、図6に示すように、オンチップマイクロレンズ形成材料19上にレジスト層20を成膜する。この際、文字に対応する画素及び文字に対応する画素以外の画素の両方では均一な膜厚のレジスト層20が形成されている。
尚、レジスト層20は、オンチップマイクロレンズ形成材料19に対して選択比の小さいものを使用している。
【0029】
次に、公知のリソグラフィ技術により、レジスト層20から、オンチップマイクロレンズ形成用のパターンを有するレジストマスク21を形成する。
この際、図7に示すように、レジストマスク21において、所定パターンに対応する画素では、パターンの大きいレジストマスク211を形成し、所定パターンに対応する画素以外の画素では、パターンの小さいレジストマスク212を形成する。
即ち、“Sample”のうち、例えば“S”の部分の周辺の画素のレジストマスク21の拡大平面図を図8に示すように、レジストマスク21において、“S”の字に沿って対応する画素には、パターンの大きいレジストマスク211を形成し、“S”の字に沿って対応する画素以外の画素では、パターンの小さいレジストマスク212を形成する。
尚、図8では“Sample”のうち“S”の字に対応する画素の場合を例にして説明したが、それ以外の文字に対応する画素でも、上述した場合と同様に大きいレジストマスク211を形成する。
【0030】
このように、所定パターンに対応する画素のみ大きいレジストマスク211を形成するには、例えば所定パターンに対応するレジスト層の粘性(流動性)を調整したり、露光時間を調整することにより形成することができる。
【0031】
次に、このようなレジストマスク21をマスクとして用いて、例えば等方性エッチングによりオンチップマイクロレンズ形成材料19をエッチング除去する。
これにより、図4に示したように、所定パターンに対応する画素では、大きいオンチップマイクロレンズ151が形成され、所定パターンに対応する画素以外の画素では、小さいオンチップマイクロレンズ152が形成される。
【0032】
上記のCCD型固体撮像素子1によれば、所定のパターンに対応する画素では、大きいオンチップマイクロレンズ151が形成され、所定のパターンに対応する画素以外の画素では、小さいオンチップマイクロレンズ152が形成されているので、複数の画素のうち所定パターンに対応した一部の画素のみ、感度を変化させることができる。
これにより、所定パターンに対応する一部の画素と所定パターンに対応する一部の画素以外の画素との間に明るさの差が生じ、所定パターンのみが浮き出たような状態にすることができる。
従って、このようなCCD型固体撮像素子1を備えたカメラで撮影を行った際、図3に示したように、画像23の一部に所定パターン(文字“Sample”)を写すことができる。
このように、撮影した際に、画像の一部にそのまま所定パターンを写すことができるので、従来のように、付加回路やフィルタ等を構成に加える必要がなくなる。
【0033】
次に、集光レンズの構成を異なるようにした場合の他の固体撮像素子の形態を図9に示す。具体的には、前述したようなオンチップマイクロレンズではなく、層内レンズの大きさを異なるようにした場合である。
尚、図9の場合も、図中左側には所定パターンに対応する画素以外の1画素に対応する断面図を示し、図中右側には所定パターンに対応する画素の1画素に対応する断面図を示している。その他の部分は、図1に示したものと同様であるので、対応する部分には同一符号を付している。
上記の固体撮像素子の場合においても、図5に示したオンチップマイクロレンズ15の大きさを異ならせる場合と同様に、文字“Sample”に沿って対応する画素のみ、大きい層内レンズ121を形成し、文字に沿って対応する画素以外では、小さい層内レンズ122を形成する。
このように、文字に対応する一部の画素では、文字に対応する一部の画素以外の画素よりも大きい層内レンズ121が形成されているので、所定パターンに対応する画素のみ受光量を増加させて感度を高くすることができる。
【0034】
このように、所定パターンに対応する画素のみ層内レンズ12を大きく形成するには、上述したオンチップマイクロレンズ15の場合と同様に、層内レンズ12を形成する際、所定パターンに対応する画素のみレジストパターンを変えればよい。
【0035】
以下、所定パターンに対応する各画素のみ層内レンズを大きくする場合の工程図を図10〜図11に示す。
尚、図中左側には、所定パターンに対応する画素の断面を示し、図中右側には、所定パターンに対応する画素以外の画素の断面を示している。また、既に遮光膜7を覆って全面に層間絶縁膜9(例えばBPSG)が形成された状態から説明する。
先ず、図10Aに示すように、層間絶縁膜9上にレジスト層20を形成する。この際、文字に対応する画素及び文字に対応する画素以外の画素の両方では均一な膜厚のレジスト層20が形成されている。
【0036】
次に、公知のリソグラフィ技術により、レジスト層20から、層内レンズ12が形成される位置に開口25が形成されたパターンのレジストマスク26を形成する。
この際、図10Bに示すように、レジストマスク26は、文字に対応する画素では、開口幅D1を大きく形成し、文字に対応する画素以外の画素では、開口幅D2を小さく形成する。
【0037】
次に、このようなレジストマスク26をマスクとして、例えば等方性エッチングにより層間絶縁膜9をエッチング除去する。
これにより、図11Cに示すように、文字に対応する画素では、層間絶縁膜9の受光センサ部3と対応する位置に大きい凹面101が形成され、文字に対応する画素以外の画素では、小さい凹面102が形成される。
【0038】
次に、図11Dに示すように、層間絶縁膜9に形成された凹面10(101、102)を覆って全面に、例えば層間絶縁膜9よりも高い屈折率を有する高屈折率材層11(例えばSiN膜)を形成する。
これにより、文字に対応する画素では、大きい層内レンズ121が形成され、文字に対応する画素以外の画素では、小さい層内レンズ122が形成される。
【0039】
この後は、図示せざるも、高屈折率層の上面が平坦化され、平坦化された高屈折率層上にパッシベーション膜が形成され、パッシベーション膜上にはカラーフィルタが形成され、カラーフィルタ上に層間絶縁膜を介して受光センサ部と対応する部分にオンチップマイクロレンズが形成される。
【0040】
上記の形態のCCD型固体撮像素子によれば、所定のパターンに対応する画素では大きい層内レンズ121が形成され、所定パターンに対応する画素以外の画素では小さい層内レンズ122が形成されているので、複数の画素のうち、所定パターンに沿って対応した一部の画素のみ感度を変化させることができる。
これにより、所定パターンに対応する一部の画素と所定パターンに対応する一部の画素以外の画素との間に明るさの差が生じ、所定パターンのみが浮き出たような状態にすることができる。
従って、上述した固体撮像素子の場合と同様に、このようなCCD型固体撮像素子を備えたカメラで撮影を行った際、図3に示したように、画像23の一部に所定パターン(文字“Sample”)を写すことができる。
このように、撮影した際に、画像の一部にそのまま所定パターンを写すことができるので、従来のように、付加回路やフィルタ等を構成に加える必要がなくなる。
【0041】
上述した固体撮像素子では、所定パターンに対応する一部の画素の全てを大きい集光レンズ(オンチップマイクロレンズ15や層内レンズ12)で形成し、それ以外の画素の全てを小さい集光レンズで形成して説明したが、例えば、所定パターンに対応する一部の画素の周辺の画素の集光レンズの大きさも変更することにより、文字の周囲に明るさや暗さ等のグラデーションを付けて、画像に写る文字を濃艶のあるものとすることができる。
このような場合も、集光レンズを形成する際に、所定パターンに対応する画素のレジストパターンを変えると共に、その周辺の画素のレジストパターンも変えるようにすればよい。
【0042】
また、上述した固体撮像素子では、所定のパターンに対応する画素のみ、集光レンズを大きく形成したが、図12に示すように、例えば集光レンズの曲率を、所定パターンに対応する一部の画素と、所定パターンに対応する一部の画素以外の画素とで異なるようにすることもできる。尚、図12の場合は、図中左側に所定のパターンに対応する画素以外の画素に形成された曲率の小さいオンチップマイクロレンズ152を示し、図中右側に所定パターンに対応する画素に形成された曲率の大きいオンチップマイクロレンズ151を示している。
【0043】
尚、この場合は、集光レンズを形成する際に、レジスト層の膜厚やエッチング量(エッチング速度×エッチング時間)により、例えば全体的にある程度連続した所定パターンであれば比較的容易に曲率を制御することができるが、1画素毎にランダムに曲率を変えることは困難である。
【0044】
また、上述した固体撮像素子では、オンチップマイクロレンズ15と集光レンズ12を備えたCCD型固体撮像素子を例にして説明したが、例えば層内レンズ12が形成されていないCCD型固体撮像素子にも適用することができる。
【0045】
また、上述したように、所定パターンに対応する一部の画素のみのレジストパターンを変えるだけで、所定パターンに対応する一部の画素のみ集光レンズを大きく形成することができるので、製造工程を大きく変更することなく、また工程数の増加も少ない。
【0046】
尚、集光レンズの大きさの範囲としては、最大で隣接する画素の集光レンズに干渉しない程度までとなる。一方、小さく形成する場合は、例えば集光レンズを形成しないようにしても構わない。
この場合は、受光量が減少して感度が低くなり暗くなる。
【0047】
次に、受光センサ部上の遮光膜の開口状態を異なるようにした場合の固体撮像素子を図13に示す。
尚、図13の場合も、図中左側には所定パターンに対応する一部の画素以外の画素の断面図を示し、図中右側には所定パターンに対応する一部の画素の断面図を示している。
固体撮像素子においては、文字“Sample”に沿って対応する画素のみ、受光センサ部3上の遮光膜7の開口幅D3を大きく形成し、文字に沿って対応する画素以外では、受光センサ部3上の遮光膜7の開口幅D4を小さく形成する。
これにより、文字にのみ対応する画素では、文字に対応する画素以外の画素よりも開口面積を大きくすることができ、光の受光量が増加して感度が高くなる。
【0048】
このように、所定パターンに対応する画素のみ、開口幅D3を大きく形成するには、上述した集光レンズの場合のように、例えば遮光膜7を形成する際、所定パターンに対応する各画素のみレジストパターンを変えればよい。
【0049】
以下、所定パターンに対応する各画素のみ開口幅D3を大きくする場合の工程図を図14〜図15に示す。
尚、図中左側には所定パターンに対応する画素以外の画素の断面図を示し、図中右側には所定パターンに対応する画素の断面図を示す。また、既に半導体基板2上の所定の位置にゲート絶縁膜4を介して転送電極5が形成され、転送電極5を覆って層間絶縁膜6が形成された状態から説明する。
先ず、図14Aに示すように、層間絶縁膜6を覆って全面に遮光膜形成材料膜29を形成する。次いで、図14Bに示すように、遮光膜形成材料膜29を覆って全面にレジスト層30を成膜する。
この際、所定のパターンに対応する画素及び所定のパターンに対応する画素以外の画素では、同じ膜厚のレジスト層30が形成される。
【0050】
次に、公知のリソグラフィ技術により、図15Cに示すように、レジスト層30から、受光センサ部3に開口31を有するパターンのレジストマスク32を形成する。
この際、文字に対応する画素では、レジストマスク31の開口311を大きく形成し、所定パターン以外の画素では、レジストマスク31の開口312を小さく形成する。
【0051】
次に、このようなレジストマスク31をマスクとして、例えば等方性エッチングにより遮光膜形成材料膜29をエッチング除去する。これにより、図15Dに示すように、所定パターンの遮光膜7が形成される。
この際、文字に対応する画素では、受光センサ部3上への張り出しが小さい遮光膜72が形成されることにより、受光センサ部3上の開口幅D1が大きく形成され、文字に対応する画素以外の画素では、受光センサ部3上への張り出しが大きい遮光膜72が形成されることにより、受光センサ部3上の開口幅D2が小さく形成される。
【0052】
この後は、図示せざるも、遮光膜を覆って全面に層間絶縁膜、高屈折率層が順次形成され、さらに、高屈折率層上にはパッシベーション膜が形成される。そして、パッシベーション膜上にはカラーフィルタが形成され、カラーフィルタ上には層間絶縁膜を介して受光センサ部と対応する部分にオンチップマイクロレンズが形成される。
【0053】
上記のCCD型固体撮像素子によれば、所定のパターンに対応する画素の受光センサ部3上の遮光膜71の開口幅D3が大きく形成され、所定パターンに対応する画素以外の画素の受光センサ部3上の遮光膜72の開口幅D4が小さく形成されているので、複数の画素のうち、所定パターンに沿って対応した一部の画素のみ感度を大きくすることができる。
これにより、所定パターンに対応する一部の画素と所定パターンに対応する一部の画素以外の画素との間に明るさの差が生じ、所定パターンのみが浮き出たような状態にすることができる。
従って、上述した固体撮像素子の場合と同様に、このようなCCD型固体撮像素子を備えたカメラで撮影を行った際、図3に示したように、画像23の一部に所定パターン(文字“Sample”)を写すことができる。
このように、撮影した際に、画像の一部にそのまま所定パターンを写すことができるので、従来のように、付加回路やフィルタ等を構成に加える必要がなくなる。
【0054】
固体撮像素子においては、受光センサ部3上への遮光膜7の張り出しを小さくすることで、所定パターンに対応する画素の受光センサ部3上の遮光膜7の開口幅D3を大きく形成するようにしたが、例えば、図16に示すように、受光センサ部3上を完全に覆うように遮光膜7を形成して開口のない状態にすることもできる。
この場合は、受光センサ部3上が遮光膜7で完全に覆われているので、開口面積がゼロとなり暗くなる。
【0055】
上述した固体撮像素子の場合と同様に、所定パターンに対応する画素の周辺の受光センサ部上の遮光膜の開口状態をそれぞれ変えることで、文字の周囲に明るさや暗さ等のグラデーションを付けて、画像に写る文字を濃艶のあるものとすることができる。
このような場合も、遮光膜を形成する際に、所定パターンに対応する各画素のレジストパターンを変えると共に、その周辺の各画素のレジストパターンも変えればよい。
【0056】
また、上述した固体撮像素子においても、所定パターンに対応する一部の画素のみのレジストパターンを変えるだけで、所定パターンに対応する一部の画素のみ受光センサ部3上の遮光膜7の開口幅を大きく形成することができるので、製造工程を大きく変更することなく、また工程数の増加も少ない。
【0057】
次に、カラーフィルタの繰り返しパターンを異なるようにした場合の実施の形態を図17に示す。
尚、図17Aには撮像領域の全体に形成されたカラーフィルタの配列規則を示し、図17Bには所定パターンに対応する画素に形成されたカラーフィルタの配列規則を示す。
即ち、図2(A〜G)に示したように、CCD型固体撮像素子の撮像領域の全体には、1画素に1つの色が対応するように一定の繰り返しパターンを有する各種のカラーフィルタ14が形成されている。
しかし、本実施の形態では、所定のパターンに対応する一部の画素では、撮像領域の全体に形成されている一定の繰り返しパターンのカラーフィルタ142とは異なる繰り返しパターンのカラーフィルタ141を形成するようにする。
【0058】
例えば撮像領域の全体に、図17Aに示すように、Red(赤)が4個、Green(緑)が8個、Blue(青)が4個から構成された、垂直4画素×水平4画素の配列規則(所謂ベイヤー配列)のカラーフィルタ142が形成されている場合において、所定パターンが赤味を帯びるようにしたい場合は、このカラーフィルタ142の配列に対して赤を増やすようにすればよい。即ち、図17Bに示すように、例えばRed(赤)が8個、Green(緑)が4個、Blue(青)が4個としたカラーフィルタ141を形成すればよい。
【0059】
また、図18Aに示すように、所定パターンが青を帯びるようにしたい場合は、青が増加された(例えばRedが3個、Greenが6個、Blueが7個)カラーフィルタ143を形成すればよい。
また、図18Bに示すように、所定パターンで青をあまり強調したくない場合は、青が低減された(例えばRedが7個、Greenが6個、Blueが3個)カラーフィルタ144を形成すればよい。
【0060】
このように、本実施の形態では、所定のパターンに対応する一部の画素では、所定パターンにおいて強調したい色や抑えたい色に応じて、各色フィルタを増やしたり減らしたりすることで、色合いの調整ができるようにしている。
【0061】
また、このように、所定パターンに対応する一部の画素のみ、カラーフィルタの繰り返しパターンを変えるには、上述した集光レンズや遮光膜の場合のように、カラーフィルタを形成する際、所定パターンに対応する画素のみレジストパターンを変えればよい。
【0062】
尚、カラーフィルタ14としては、原色系フィルタを例にして説明したが、この他補色系フィルタを用いることもできる。
このように、補色系フィルタを用いる場合においても、本実施の形態の場合と同様に、所定パターンに対応する一部の画素では、目的とする所定パターンの色合いに応じて、各色フィルタの配置を変更したカラーフィルタを形成すればよい。
【0063】
本実施の形態のCCD型固体撮像素子によれば、所定のパターンに対応する一部の画素では、目的とする所定パターンの色合いに応じて、各色フィルタの配置を変更したカラーフィルタ141を形成するようにしているので、所定パターンの色合いに変化を加えることができる。
これにより、撮影された画像に写る所定パターンを、目的とする色合いに調整することができる。
【0064】
上述した実施の形態では、所定パターンとして、文字“Sample”を例にして説明したが、例えばキャラクター等の絵の場合は、上述した実施の形態の場合と同様に、そのキャラクターに対応する画素に沿ってのみ、集光レンズや受光センサ部上の開口状態、或いはカラーフィルタの繰り返しパターンを異なるように形成すればよい。
【0065】
この場合、例えばキャラクターを表す線に沿って対応する画素に形成されたカラーフィルタ内において、例えば影のある部分に対応する部分では、暗くなるように各色フィルタの配列を変更し、影のない部分に対応する部分では明るくなるように各色フィルタの配列を変更することで、画像に写るキャラクターの色合いにグラデーションを付けて濃艶のあるものとすることができる。
【0066】
また、集光レンズの大きさ又は曲率を異ならせる場合では、前述した場合と同様に、例えばキャラクターを表す線に沿って対応する画素に形成された集光レンズにおいて、例えば影のある部分に対応する部分では、暗くなるように集光レンズを小さく形成し、影のない部分に対応する部分では明るくなるように集光レンズを大きく形成することで、画像に写るキャラクターに明るさや暗さ等のグラデーションを付けて、キャラクターを濃艶のあるものとすることができる。
【0067】
また、受光センサ部3の遮光膜の開口状態を異ならせる場合においても、キャラクターを表す線に沿って対応する一部の画素において、例えば影のある部分では遮光膜7の開口幅を小さく(狭く)形成し、影のない部分に対応する部分では遮光膜の開口幅を大きく(広く)形成することで、キャラクターを濃艶のあるものとすることができる。
【0068】
上述した固体撮像素子においては、所定パターンに対応する一部の画素において、集光レンズの構成を異ならせる場合、受光センサ部上の遮光膜の開口状態を異ならせる場合、さらにはカラーフィルタの繰り返しパターンを異ならせる場合と、それぞれ分けて説明したが、例えば所定パターンに対応する画素において、これらを複数組み合わせて構成することも可能である。
【0069】
また、上述した固体撮像素子では、所定パターンに対応する画素において、半導体基板上に形成された、集光レンズや遮光膜、さらにはカラーフィルタといった構成をそれぞれ異なるようにしたが、この他にも、例えば半導体基板内の受光センサ部の構成(例えば光電変換効率)を異なるようにすることもできる。
しかしながら、この場合は、固体撮像素子の製造初期段階で所定パターンに対応する受光センサ部の構成を異なるようにしなければならず、例えば所定パターンが変更しずらくなるという問題が生じてしまう。
【0070】
また、上述した実施の形態では、所定パターンとして文字や絵を挙げて説明したが、所定パターンとしては、例えば記号やマーク、或いはロゴ等も含まれるものである。
【0071】
また、上述した実施の形態では、CCD型固体撮像素子を例にして説明したが、その他の固体撮像素子、例えばCMOS型固体撮像素子にも適用することができる。
【0072】
本発明の固体撮像素子は、限られたスペースや消費電力、また製造コスト等が要求されているカメラ付き携帯電話に用いて好適であるが、この他、例えばディジタルカメラ等にも用いることができる。
【0073】
また、本発明の固体撮像素子は、例えばセキュリティー技術に用いられるカメラ(例えば監視カメラ)等に用いて好適である。
即ち、撮影した際に画像に写る所定パターンを、目視では判別できないが機械では判別できるような緻密なパターンとすることで、例えば偽造等を防ぐことができる。
【0074】
尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【0075】
【発明の効果】
本発明の固体撮像素子によれば、撮影した際に、画像の一部に所定パターンが写るようにすることができる。
また、所定パターンに対応する一部の画素のみカラーフィルタの繰り返しパターンを異なるようにすることで、画像の一部に写る所定パターンの色合いを目的とする色合いに変化させることができる。
【0076】
これにより、画像処理回路等の付加回路や、所定パターンが描かれたフィルタを構成に加える必要がなく、撮影された画像の一部に所定パターンを写すことができる固体撮像素子を提供することができる。
【0077】
また、このように、画像の一部に所定パターンを写すことが可能となることにより、セキュリティー分野等様々な用途で用いることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】固体撮像素子の1画素に対応する概略断面図である。
【図2】A〜G 各カラーフィルタの配列規則を示す平面図である。
【図3】所定パターンを含む画像を示す平面図である。
【図4】所定パターンに対応する画素の集光レンズの構成を異ならせる場合の固体撮像素子を示す概略断面図である。
【図5】所定パターンに対応する画素の周辺の集光レンズの構成を示す拡大平面図である。
【図6】集光レンズの形成方法を示す工程図(その1)である。
【図7】集光レンズの形成方法を示す工程図(その2)である。
【図8】所定パターンに対応する画素の周辺のレジストマスクの構成を示す拡大平面図である。
【図9】所定パターンに対応する画素の集光レンズの構成の構成を異ならせる場合の固体撮像素子を示す概略断面図である。
【図10】A〜B 図9の形態の製造方法を示す工程図(その1)である。
【図11】C〜D 図9の形態の製造方法を示す工程図(その2)である。
【図12】集光レンズの曲率を変えた場合を示す概略断面図である。
【図13】所定パターンに対応する画素の遮光膜の開口状態を異ならせる場合の固体撮像素子を示す概略断面図である。
【図14】A〜B 図13の形態の製造方法を示す工程図(その1)である。
【図15】C〜D 図13の形態の製造方法を示す工程図(その2)である。
【図16】遮光膜の開口状態の他の形態を示す概略断面図である。
【図17】A、B 所定パターンに対応する画素のカラーフィルタの配列規則の一実施の形態を示す平面図である。
【図18】A、B 所定パターンに対応する画素のカラーフィルタの配列規則の他の形態を示す平面図である。
【図19】従来の固体撮像素子の1画素に対応する概略断面図である。
【符号の説明】
1・・・CCD型固体撮像素子、2・・・半導体基板、3・・・受光センサ部、4・・・ゲート絶縁膜、5・・・転送電極、6・・・層間絶縁膜、7・・・遮光膜、8・・・開口、9・・・層間絶縁膜、10(101、102)・・・凹面、11・・・高屈折率層、12(121、122)・・・層内レンズ、13・・・パッシべーション膜、14(141、142)・・・カラーフィルタ、15(151、152)・・・オンチップマイクロレンズ、19・・・オンチップ形成材料、20、30・・・レジスト層、21(211、212)・・・レジストマスク、23・・・画像、29・・・遮光膜形成材料膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solid-state image sensor, such as a CCD solid-state image sensor or a CMOS solid-state image sensor.
[0002]
[Prior art]
Solid-state imaging devices such as CCD solid-state imaging devices (CCD image sensors) and CMOS-type solid-state imaging devices (CMOS image sensors) are widely used in, for example, digital cameras and camera-equipped mobile phones.
[0003]
A schematic cross-sectional view of such a solid-state imaging device, for example, a CCD type solid-state imaging device is shown in FIG. 19 (see Patent Document 1).
Note that FIG. 19 shows a cross-sectional view of an element corresponding to one pixel.
The CCD type solid-
[0004]
On the
In order to collect light on the light
[0005]
The upper surface of the high
[0006]
Pixels having such a configuration are arranged in a matrix to form an imaging region of a CCD solid-state imaging device.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 11-297974 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the CCD type solid-
Therefore, in the image taken with the camera equipped with such a CCD type solid-state
[0009]
Here, it is considered that the CCD type solid-
[0010]
However, as described above, the image captured by the camera equipped with the CCD type solid-
[0011]
However, for example, when a photograph is taken with a camera-equipped mobile phone and a predetermined pattern is inserted into the photographed image using the camera-equipped mobile phone, not only the image pickup mechanism but also an additional circuit such as an image processing mechanism is included in the mobile phone. It is difficult to incorporate an image processing mechanism in addition to the imaging mechanism in a limited space such as a cellular phone because the configuration of the cellular phone becomes large.
Further, even when considering the power consumption and manufacturing cost of the mobile phone, it is difficult to incorporate the additional circuit into the mobile phone.
[0012]
On the other hand, there is a method in which a predetermined pattern is drawn automatically in front of the lens of the camera so that the predetermined pattern is automatically captured in the captured image. The camera itself will be overwhelmed.
[0013]
In view of the above, the present invention provides a solid-state imaging device capable of copying a predetermined pattern on a captured image without requiring an additional circuit.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The solid-state imaging device according to the present invention is a solid-state imaging device in which a predetermined pattern is formed on a part of a photographed image, and a light shielding film formed by covering a plurality of light receiving sensor units and at least other than the light receiving sensor unit And a color filter formed in a predetermined repeating pattern over the entire imaging region, the pixel having a condensing lens formed correspondingly on the light receiving sensor unit is arranged in a matrix. The repeated pattern of the color filter that is arranged and formed on some pixels corresponding to the predetermined pattern is formed in a different repeating pattern from the repeated pattern of the color filter formed on pixels other than some pixels.
[0015]
According to the above-described solid-state imaging device according to the present invention, as a means for forming a predetermined pattern on a part of a photographed image, a repetitive pattern of color filters formed on some pixels corresponding to the predetermined pattern is: It is formed with a repetitive pattern different from the repetitive pattern of the color filter formed on pixels other than some of the pixels. For this reason, it is not necessary to add an additional circuit or a filter to the configuration, and the hue of the predetermined pattern that appears in a part of the photographed image is changed to the target hue by changing the hue of some pixels corresponding to the predetermined pattern. Can be changed.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, a schematic cross-sectional view of a solid-state image sensor, for example, a CCD solid-state image sensor is shown in FIG.
Note that FIG. 1 shows a cross-sectional view of an element corresponding to one pixel.
CCD type solid-state image sensor 1The light
[0021]
An interlayer insulating
In order to collect light on the light receiving
[0022]
The upper surface of the high
[0023]
Pixels having such a configuration are arranged in a matrix, and the imaging region of the CCD solid-state imaging device 1 is configured.
[0024]
In the
2A to 2G show, for example, arrangement patterns of primary color filters. 2A shows a Bayer color filter, FIG. 2B shows an interline color filter, FIG. 2C shows a G stripe RB checkered color filter, and FIG. 2D shows a G stripe RB full checkered color filter. 2E shows a color filter with a stripe arrangement, FIG. 2F shows a color filter with an oblique stripe arrangement, and FIG. 2G shows a color filter with a primary color difference arrangement.
[0025]
Andthe aboveIn particular, the configuration of some pixels corresponding to the predetermined pattern is formed to be different from the configuration of the other pixels.
That is, as shown in FIG. 3, when it is desired that a character or a picture (for example, the character “Sample”) be captured in a part of the
[0026]
First, for example, when the configuration of the condenser lens is differentSolid-state image sensorIs shown in FIG. Specifically, the on-
The left side of the drawing shows a cross-sectional view corresponding to one pixel other than the pixels corresponding to the predetermined pattern, and the right side of the drawing shows a cross-sectional view corresponding to one pixel of the pixels corresponding to the predetermined pattern.
Solid-state image sensorThen, the on-
That is, among the “Sample”, for example, an enlarged plan view of the on-
In FIG. 5, the case of a pixel corresponding to the letter “S” in “Sample” has been described as an example, but a large on-chip microlens is also applied to pixels corresponding to other characters as in the case described above. 151 is formed.
As described above, in the pixel corresponding to the character, the on-
[0027]
As described above, in order to form the on-
[0028]
Hereinafter, a case where the on-chip microlens is enlarged only for pixels corresponding to a predetermined pattern will be described with reference to FIGS.
6 and 7, the left side is a cross-sectional view corresponding to one pixel other than the pixels corresponding to the predetermined pattern, and the right side is a cross-sectional view corresponding to one pixel of the pixels corresponding to the predetermined pattern.
Further, a description will be given from a state in which an on-chip microlens forming material has already been formed on the entire surface including the
First, as shown in FIG. 6, a resist
In addition, the resist
[0029]
Next, a resist
At this time, as shown in FIG. 7, in the resist
That is, in “Sample”, for example, an enlarged plan view of the resist
In FIG. 8, the pixel corresponding to the letter “S” in “Sample” has been described as an example. However, in the pixels corresponding to other characters as well, a large resist
[0030]
Thus, in order to form the resist
[0031]
Next, using the resist
As a result, as shown in FIG. 4, a large on-
[0032]
aboveAccording to the CCD solid-state imaging device 1, a large on-
Thereby, a difference in brightness occurs between some pixels corresponding to the predetermined pattern and pixels other than some pixels corresponding to the predetermined pattern, so that only the predetermined pattern is raised. .
Therefore, when a picture is taken with a camera equipped with such a CCD solid-state imaging device 1, a predetermined pattern (character “Sample”) can be copied on a part of the
As described above, when a picture is taken, a predetermined pattern can be copied as it is on a part of the image, so that it is not necessary to add an additional circuit, a filter, or the like to the configuration as in the conventional art.
[0033]
Next, if the configuration of the condenser lens is different,Solid-state image sensorThe form of is shown in FIG. Specifically, this is a case where the size of the in-layer lens is different from the on-chip microlens as described above.
9 also shows a cross-sectional view corresponding to one pixel other than the pixels corresponding to the predetermined pattern on the left side of the drawing, and a cross-sectional view corresponding to one pixel of the pixels corresponding to the predetermined pattern on the right side of the drawing. Is shown. The other parts are the same as those shown in FIG. 1, and the corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
The above solid-state image sensorAlso in the case of FIG. 5, similarly to the case where the size of the on-
In this way, in some pixels corresponding to characters, the
[0034]
As described above, in order to form the
[0035]
Hereinafter, FIGS. 10 to 11 show process diagrams in the case where the inner lens is enlarged only for each pixel corresponding to the predetermined pattern.
The left side of the figure shows a cross section of pixels corresponding to the predetermined pattern, and the right side of the figure shows a cross section of pixels other than the pixels corresponding to the predetermined pattern. Further, a description will be given from a state in which an interlayer insulating film 9 (for example, BPSG) is already formed on the entire surface so as to cover the
First, as shown in FIG. 10A, a resist
[0036]
Next, a resist
At this time, as shown in FIG. 10B, the resist
[0037]
Next, using the resist
Accordingly, as shown in FIG. 11C, a large
[0038]
Next, as shown in FIG. 11D, the high refractive index material layer 11 (for example, having a higher refractive index than the interlayer insulating
As a result, the large
[0039]
After this, although not shown, the upper surface of the high refractive index layer is flattened, a passivation film is formed on the flattened high refractive index layer, a color filter is formed on the passivation film, and a color filter is formed on the color filter. An on-chip microlens is formed in a portion corresponding to the light receiving sensor portion via an interlayer insulating film.
[0040]
the aboveAccording to the CCD solid-state imaging device of this form, the large
Thereby, a difference in brightness occurs between some pixels corresponding to the predetermined pattern and pixels other than some pixels corresponding to the predetermined pattern, so that only the predetermined pattern is raised. .
Therefore, as mentioned aboveSolid-state image sensorSimilarly to the case of FIG. 3, when photographing is performed with a camera equipped with such a CCD type solid-state imaging device, a predetermined pattern (character “Sample”) is copied on a part of the
As described above, when a picture is taken, a predetermined pattern can be copied as it is on a part of the image, so that it is not necessary to add an additional circuit, a filter, or the like to the configuration as in the conventional art.
[0041]
Mentioned aboveSolid-state image sensorThen, all of some pixels corresponding to a predetermined pattern are formed with a large condenser lens (on-
Even in such a case, when forming the condensing lens, the resist pattern of the pixel corresponding to the predetermined pattern may be changed, and the resist pattern of the surrounding pixels may be changed.
[0042]
Also mentioned aboveSolid-state image sensorIn FIG. 12, only the pixels corresponding to the predetermined pattern are formed with a large condensing lens. However, as shown in FIG. 12, for example, the curvature of the condensing lens corresponds to some pixels corresponding to the predetermined pattern and the predetermined pattern. It is also possible to make it different from pixels other than some of the pixels. In the case of FIG. 12, an on-
[0043]
In this case, when forming the condensing lens, the curvature can be relatively easily set, for example, if the pattern is a predetermined pattern as a whole, depending on the thickness of the resist layer and the etching amount (etching speed × etching time). Although it can be controlled, it is difficult to change the curvature at random for each pixel.
[0044]
Also mentioned aboveSolid-state image sensorIn the above description, a CCD type solid-state imaging device including the on-
[0045]
In addition, as described above, the condensing lens can be greatly formed only in some pixels corresponding to the predetermined pattern only by changing the resist pattern of only some pixels corresponding to the predetermined pattern. There is no significant change, and the number of steps is small.
[0046]
The size range of the condensing lens is a maximum that does not interfere with the condensing lens of the adjacent pixel. On the other hand, when forming it small, for example, you may make it not form a condensing lens.
In this case, the amount of received light is reduced, the sensitivity is lowered and the image becomes dark.
[0047]
Next, when the opening state of the light shielding film on the light receiving sensor part is made differentSolid-state image sensorIs shown in FIG.
In the case of FIG. 13 as well, a cross-sectional view of pixels other than a part of pixels corresponding to a predetermined pattern is shown on the left side of the figure, and a cross-sectional view of a part of pixels corresponding to the predetermined pattern is shown on the right side of the figure. ing.
Solid-state image sensorIn FIG. 5, only the pixel corresponding to the character “Sample” is formed with a large opening width D3 of the light-shielding
Thereby, in the pixel corresponding only to the character, the aperture area can be made larger than the pixel other than the pixel corresponding to the character, and the amount of received light is increased and the sensitivity is increased.
[0048]
As described above, in order to form only the pixels corresponding to the predetermined pattern with a large opening width D3, for example, when forming the light-shielding
[0049]
Process steps for increasing the opening width D3 only for each pixel corresponding to the predetermined pattern are shown in FIGS.
The left side of the figure shows a cross-sectional view of pixels other than the pixels corresponding to the predetermined pattern, and the right side of the figure shows a cross-sectional view of the pixels corresponding to the predetermined pattern. Further, a description will be given from a state in which the
First, as shown in FIG. 14A, a light shielding film forming
At this time, the resist
[0050]
Next, as shown in FIG. 15C, a resist mask 32 having a pattern having an
At this time, the
[0051]
Next, using the resist
At this time, in the pixel corresponding to the character, the light-shielding
[0052]
Thereafter, although not shown, an interlayer insulating film and a high refractive index layer are sequentially formed on the entire surface covering the light shielding film, and a passivation film is further formed on the high refractive index layer. Then, a color filter is formed on the passivation film, and an on-chip microlens is formed on the color filter at a portion corresponding to the light receiving sensor portion via an interlayer insulating film.
[0053]
aboveAccording to the CCD type solid-state imaging device, the opening width D3 of the
Thereby, a difference in brightness occurs between some pixels corresponding to the predetermined pattern and pixels other than some pixels corresponding to the predetermined pattern, so that only the predetermined pattern is raised. .
Therefore, as mentioned aboveSolid-state image sensorSimilarly to the case of FIG. 3, when photographing is performed with a camera equipped with such a CCD type solid-state imaging device, a predetermined pattern (character “Sample”) is copied on a part of the
As described above, when a picture is taken, a predetermined pattern can be copied as it is on a part of the image, so that it is not necessary to add an additional circuit, a filter, or the like to the configuration as in the conventional art.
[0054]
Solid-state image sensorIn FIG. 2, the projection width of the
In this case, since the light receiving
[0055]
Mentioned aboveSolid-state image sensorAs in the case of, characters appearing in the image with gradations such as brightness and darkness around the characters by changing the opening state of the light shielding film on the light receiving sensor portion around the pixels corresponding to the predetermined pattern. Can be made rich.
Even in such a case, when forming the light shielding film, the resist pattern of each pixel corresponding to the predetermined pattern may be changed and the resist pattern of each peripheral pixel may be changed.
[0056]
Also mentioned aboveSolid-state image sensorIn this case, the opening width of the light-shielding
[0057]
Next, FIG. 17 shows an embodiment in which the color filter repeat pattern is made different.
FIG. 17A shows an arrangement rule of color filters formed over the entire imaging region, and FIG. 17B shows an arrangement rule of color filters formed on pixels corresponding to a predetermined pattern.
That is, as shown in FIGS. 2A to 2G,
However, in this embodiment, a
[0058]
For example, as shown in FIG. 17A, the entire imaging area is composed of 4 pixels of Red (red), 8 of Green (green), and 4 of Blue (blue). In the case where the
[0059]
Further, as shown in FIG. 18A, when it is desired to make the predetermined pattern bluish, if the
As shown in FIG. 18B, when it is not desired to emphasize blue in a predetermined pattern, a
[0060]
As described above, in this embodiment, in some pixels corresponding to a predetermined pattern, the color adjustment is performed by increasing or decreasing each color filter according to the color to be emphasized or the color to be suppressed in the predetermined pattern. To be able to.
[0061]
In addition, in this way, in order to change the repetitive pattern of the color filter only for some pixels corresponding to the predetermined pattern, when the color filter is formed as in the case of the condensing lens and the light shielding film described above, the predetermined pattern It is sufficient to change the resist pattern only for pixels corresponding to.
[0062]
The
As described above, even when a complementary color filter is used, in the same manner as in the present embodiment, in some pixels corresponding to a predetermined pattern, the arrangement of each color filter is set according to the hue of the target predetermined pattern. A modified color filter may be formed.
[0063]
According to the CCD solid-state imaging device of the present embodiment, in some pixels corresponding to a predetermined pattern, the
Thereby, the predetermined pattern appearing in the photographed image can be adjusted to the target color.
[0064]
In the embodiment described above, the character “Sample” has been described as an example of the predetermined pattern. However, for example, in the case of a picture such as a character, the pixel corresponding to the character is assigned to the pixel corresponding to the character. It is only necessary to form the opening state on the condensing lens and the light receiving sensor portion or the repeated pattern of the color filter so as to be different from each other.
[0065]
In this case, for example, in the color filter formed on the corresponding pixel along the line representing the character, for example, in the portion corresponding to the shaded portion, the arrangement of each color filter is changed so as to become dark, and the portion without the shadow By changing the arrangement of each color filter so that the portion corresponding to is brighter, it is possible to add a gradation to the shade of the character appearing in the image to make it dark.
[0066]
In the case where the size or curvature of the condensing lens is different, for example, in the condensing lens formed on the corresponding pixel along the line representing the character, for example, corresponding to a shadowed portion, as in the case described above. For example, the condensing lens is made small so that it becomes dark, and the condensing lens is made large so that it becomes bright in the part corresponding to the part without shadows. You can add a gradation to make the character rich.
[0067]
Further, even when the opening state of the light shielding film of the light receiving
[0068]
Mentioned aboveSolid-state image sensorIn some pixels corresponding to a predetermined pattern, when the configuration of the condensing lens is different, when the opening state of the light shielding film on the light receiving sensor portion is different, or when the repeated pattern of the color filter is different However, for example, in a pixel corresponding to a predetermined pattern, a plurality of these can be combined.
[0069]
Also mentioned aboveSolid-state image sensorIn the pixel corresponding to the predetermined pattern, the condensing lens, the light shielding film, and the color filter formed on the semiconductor substrate are different from each other. The configuration of the sensor unit (for example, photoelectric conversion efficiency) can be made different.
However, in this case, it is necessary to make the configuration of the light receiving sensor unit corresponding to the predetermined pattern different in the initial stage of manufacture of the solid-state imaging device, which causes a problem that it becomes difficult to change the predetermined pattern, for example.
[0070]
Further, in the above-described embodiment, the description has been given with reference to characters and pictures as the predetermined pattern. However, the predetermined pattern includes, for example, a symbol, a mark, a logo, and the like.
[0071]
In the above-described embodiment, the CCD solid-state image sensor has been described as an example. However, the present invention can also be applied to other solid-state image sensors, for example, a CMOS solid-state image sensor.
[0072]
The solid-state imaging device of the present invention is suitable for use in a camera-equipped mobile phone that requires limited space, power consumption, manufacturing cost, and the like, but can also be used in, for example, a digital camera. .
[0073]
The solid-state imaging device of the present invention is suitable for use in, for example, a camera (for example, a surveillance camera) used for security technology.
That is, forgery and the like can be prevented, for example, by making the predetermined pattern appearing in the image when the image is taken into a dense pattern that cannot be discerned visually but can be discriminated by a machine.
[0074]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other configurations can be taken without departing from the gist of the present invention.
[0075]
【The invention's effect】
According to the solid-state imaging device of the present invention, it is possible to make a predetermined pattern appear in a part of an image when shooting.
Further, by changing the repeated pattern of the color filter only for a part of pixels corresponding to the predetermined pattern, it is possible to change the hue of the predetermined pattern appearing in a part of the image to a target color.
[0076]
Thus, there is no need to add an additional circuit such as an image processing circuit or a filter on which a predetermined pattern is drawn, and a solid-state imaging device capable of copying the predetermined pattern to a part of a photographed image is provided. it can.
[0077]
In addition, since a predetermined pattern can be copied onto a part of an image in this way, it can be used for various purposes such as the security field.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]Solid-state image sensorIt is a schematic sectional drawing corresponding to 1 pixel.
FIGS. 2A to 2G are plan views showing arrangement rules of respective color filters. FIGS.
FIG. 3 is a plan view showing an image including a predetermined pattern.
FIG. 4 shows a case where the configuration of the condenser lens of the pixel corresponding to the predetermined pattern is changed.Solid-state image sensorIt is a schematic sectional drawing which shows.
FIG. 5 is an enlarged plan view showing a configuration of a condensing lens around a pixel corresponding to a predetermined pattern.
FIG. 6 is a process diagram (part 1) illustrating a method of forming a condensing lens.
FIG. 7 is a process diagram (part 2) illustrating a method of forming a condenser lens.
FIG. 8 is an enlarged plan view showing a configuration of a resist mask around a pixel corresponding to a predetermined pattern.
FIG. 9 shows a case where the configuration of the condensing lens of the pixel corresponding to the predetermined pattern is changed.Solid-state image sensorIt is a schematic sectional drawing which shows.
10 is a process diagram (part 1) illustrating the manufacturing method of the embodiment of FIG. 9; FIG.
11A to 11D are process diagrams (part 2) illustrating the manufacturing method of the embodiment of FIG.
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a case where the curvature of the condenser lens is changed.
FIG. 13 shows a case where the opening state of the light shielding film of the pixel corresponding to the predetermined pattern is changed.Solid-state image sensorIt is a schematic sectional drawing which shows.
14A to 14B are process diagrams (part 1) showing the manufacturing method of the embodiment of FIG.
15 is a process diagram (part 2) illustrating the manufacturing method of the embodiment of FIG. 13; FIG.
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing another form of the opening state of the light shielding film.
FIGS. 17A and 17B are plan views showing an embodiment of a color filter arrangement rule for pixels corresponding to a predetermined pattern; FIGS.
FIGS. 18A and 18B are plan views showing other forms of arrangement rules of color filters of pixels corresponding to a predetermined pattern. FIGS.
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view corresponding to one pixel of a conventional solid-state imaging device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... CCD type solid-state image sensor, 2 ... Semiconductor substrate, 3 ... Light-receiving sensor part, 4 ... Gate insulating film, 5 ... Transfer electrode, 6 ... Interlayer insulating film, 7 ..Light-shielding film, 8 ... opening, 9 ... interlayer insulating film, 10 (101,102) ... concave surface, 11 ... high refractive index layer, 12 (121,122) ... inside layer Lens, 13 ... Passivation film, 14 (141, 142) ... Color filter, 15 (151, 152) ... On-chip microlens, 19 ... On-chip forming material, 20, 30, ..Resist layer, 21 (211 and 212)... Resist mask, 23... Image, 29.
Claims (2)
複数の受光センサ部と、少なくとも前記受光センサ部以外を覆って形成された遮光膜と、前記受光センサ部上に対応して形成された集光レンズとを有する画素がマトリクス状に配置された撮像領域を有し、
前記撮像領域の全体に、一定の繰り返しパターンで形成されたカラーフィルタが配置され、
前記所定パターンに対応する一部の画素に形成されたカラーフィルタの繰り返しパターンが、前記一部の画素以外の画素に形成されたカラーフィルタの繰り返しパターンとは異なる繰り返しパターンで形成されている
ことを特徴とする固体撮像素子。 In a solid-state imaging device in which a predetermined pattern is formed on a part of a photographed image,
Imaging in which pixels having a plurality of light receiving sensor units, a light shielding film formed so as to cover at least other than the light receiving sensor unit, and a condensing lens formed corresponding to the light receiving sensor unit are arranged in a matrix. Has an area,
A color filter formed in a constant repeating pattern is arranged over the entire imaging region,
In that the predetermined pattern is a repeating pattern of a color filter formed on a part of a pixel corresponding are formed in a different repeating pattern than the repetitive pattern of color filters formed on pixels other than pixels the part A solid-state imaging device.
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