JP5029640B2 - Solid-state imaging device, electronic apparatus, and manufacturing method of solid-state imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、固体撮像装置、電子機器、固体撮像装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device, an electronic apparatus, and a method for manufacturing a solid-state imaging device.
デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどの電子機器は、固体撮像装置を含む。たとえば、固体撮像装置として、CCD(Charge Coupled Device)型イメージセンサを有する。 Electronic devices such as digital video cameras and digital still cameras include solid-state imaging devices. For example, a CCD (Charge Coupled Device) type image sensor is provided as a solid-state imaging device.
固体撮像装置においては、たとえば、複数の画素が水平方向と垂直方向とにおいてマトリクス状に配置されている撮像領域が、基板の面に設けられている。この撮像領域においては、被写体像による光を受光して信号電荷を生成する光電変換部が、複数の画素に対応するように、複数形成されている。たとえば、フォトダイオードが、この光電変換部として形成されている。 In the solid-state imaging device, for example, an imaging region in which a plurality of pixels are arranged in a matrix in the horizontal direction and the vertical direction is provided on the surface of the substrate. In the imaging region, a plurality of photoelectric conversion units that receive light from the subject image and generate signal charges are formed so as to correspond to a plurality of pixels. For example, a photodiode is formed as the photoelectric conversion unit.
この光電変換部の上方においては、カラーフィルタが設けられており、このカラーフィルタによって着色された光を光電変換部が受光するように構成されている。カラーフィルタは、たとえば、3原色の着色層を含み、3原色の着色層が、ベイヤー配列で配列されている。また、カラーフィルタの上方においては、マイクロレンズが設けられており、このマイクロレンズによって集光された光が、カラーフィルタを介して、光電変換部へ入射するように構成されている(たとえば、特許文献1参照)。 A color filter is provided above the photoelectric conversion unit, and the photoelectric conversion unit is configured to receive light colored by the color filter. The color filter includes, for example, three primary color layers, and the three primary color layers are arranged in a Bayer array. Further, a microlens is provided above the color filter, and the light collected by the microlens is configured to enter the photoelectric conversion unit via the color filter (for example, a patent). Reference 1).
このほかに、光電変換部とマイクロレンズとの間に、層内レンズを配置することが提案されている。層内レンズは、オンチップレンズを介して入射した光を、効率的に光電変換部へ照射するために、設けられている(たとえば、特許文献2,特許文献3参照)。
In addition, it has been proposed to arrange an intra-layer lens between the photoelectric conversion unit and the microlens. The in-layer lens is provided in order to efficiently irradiate the photoelectric conversion portion with the light incident through the on-chip lens (see, for example,
また、上記の固体撮像装置においては、入射光において、可視光線以外の赤外線をカットするために、赤外線カットフィルタが設けられている。 In the above solid-state imaging device, an infrared cut filter is provided to cut off infrared light other than visible light in incident light.
赤外線カットフィルタは、色ガラスフィルターなどの光吸収タイプと、無機干渉多層膜を用いた光反射タイプとに大別される。 Infrared cut filters are roughly classified into light absorption types such as colored glass filters and light reflection types using an inorganic interference multilayer film.
図26は、赤外線カットフィルタの分光透過特性を示す図である。図26において、破線は、光吸収タイプの場合を示し、実線は、光反射タイプの場合を示している。 FIG. 26 is a diagram illustrating the spectral transmission characteristics of the infrared cut filter. In FIG. 26, the broken line indicates the case of the light absorption type, and the solid line indicates the case of the light reflection type.
図26にて破線で示すように、光吸収タイプの場合においては、赤外線を吸収することで、赤外線をカットするが、この赤外線に対応したカット波長範囲以外の波長範囲の光についても、多く吸収される場合がある。これに対して、図26にて実線で示すように、無機干渉多層膜を用いた光反射タイプでは、カット波長範囲以外の波長範囲の光は、ほとんどが透過する。具体的には、光吸収タイプよりも、光反射タイプの方が、赤色成分の光が多く透過する。 As shown by the broken line in FIG. 26, in the case of the light absorption type, the infrared ray is cut by absorbing the infrared ray. However, a large amount of light in a wavelength range other than the cut wavelength range corresponding to the infrared ray is also absorbed. May be. On the other hand, as shown by a solid line in FIG. 26, in the light reflection type using the inorganic interference multilayer film, most of the light in the wavelength range other than the cut wavelength range is transmitted. Specifically, the light reflection type transmits more red component light than the light absorption type.
このため、固体撮像装置では、感度の向上のために、無機干渉多層膜を用いた光反射タイプの赤外線カットフィルタが、好適に使用されている(たとえば、特許文献4参照)。 For this reason, in the solid-state imaging device, a light reflection type infrared cut filter using an inorganic interference multilayer film is preferably used to improve sensitivity (see, for example, Patent Document 4).
固体撮像装置は、セルサイズ(画素サイズ)の微細化が要求されている。このため、セルサイズを微細化した場合、色に応じて出力(分光出力)が異なり、カラー撮像画像の画像品質が低下する場合がある。 A solid-state imaging device is required to have a fine cell size (pixel size). For this reason, when the cell size is miniaturized, the output (spectral output) differs depending on the color, and the image quality of the color captured image may deteriorate.
図27は、固体撮像装置に入射した並行光が、マイクロレンズと、カラーフィルタと、層内レンズを透過し伝達する様子について、波動シミュレーションを実施した結果を示す図である。図27において、(a)は、緑色光の場合であり、(b)は、赤色光の場合を示している。図27では、明るいほど、光の強度が高いことを示している。 FIG. 27 is a diagram illustrating a result of performing a wave simulation on a state in which parallel light incident on a solid-state imaging device is transmitted through a microlens, a color filter, and an in-layer lens. In FIG. 27, (a) shows the case of green light, and (b) shows the case of red light. FIG. 27 shows that the brighter the light, the higher the light intensity.
図27に示すように、微細なセルサイズの固体撮像装置においては、長波長の赤色光の場合(図27(b))は、赤色光よりも短波長な緑色光の場合(図27(a))よりも、回折や散乱の影響を受けやすい。このため、赤色光は、緑色光よりも、フォトダイオードの受光面へ的確に集光されにくく、感度特性が劣化する場合がある。これは、青色光に対しても、赤色光よりも短波長であるので、同様なことがいえる。 As shown in FIG. 27, in a solid-state imaging device having a fine cell size, in the case of long wavelength red light (FIG. 27B), in the case of green light having a shorter wavelength than red light (FIG. 27A )) More susceptible to diffraction and scattering. For this reason, red light is less likely to be accurately collected on the light receiving surface of the photodiode than green light, and sensitivity characteristics may deteriorate. The same can be said for blue light because it has a shorter wavelength than red light.
この不具合の改善のために、上述した層内レンズの構造を、適宜、調整して設けることが考えられる。 In order to improve this problem, it is conceivable to appropriately adjust the structure of the above-described intralayer lens.
図28は、固体撮像装置において、分光出力を示す図である。図28においては、赤色成分の出力Vrと、緑色成分の分光出力Vgと、青色成分の分光出力Vbとを示している。 FIG. 28 is a diagram illustrating a spectral output in the solid-state imaging device. FIG. 28 shows a red component output Vr, a green component spectral output Vg, and a blue component spectral output Vb.
ここでは、各色の画素のぞれぞれに、同一形状な層内レンズを設けて、赤色の分光出力Vrを向上できる。しかしながら、図28に示すように、赤色成分の出力Vrが、他の色の分光出力Vg,Vbと比べて、著しく高くなる場合がある。 Here, an intra-layer lens having the same shape can be provided for each color pixel to improve the red spectral output Vr. However, as shown in FIG. 28, the red component output Vr may be significantly higher than the spectral outputs Vg and Vb of other colors.
この場合には、カメラシステムにおいて、ホワイトバランスをとるように調整する必要があるが、上述のように赤色感度が著しく高い場合には、その調整が困難である。このため、撮像画像の画像品質が低下する場合がある。 In this case, it is necessary to adjust the camera system so as to achieve white balance. However, when the red sensitivity is extremely high as described above, it is difficult to adjust. For this reason, the image quality of a captured image may deteriorate.
また、上述した無機干渉多層膜を用いた光反射タイプの赤外線カットフィルタに起因して、カラー撮像画像にゴーストが発生する場合があり、画像品質が低下する場合がある。具体的には、各部を透過した入射光が反射して、光反射タイプの赤外線カットフィルタへ戻った場合には、その光が、再度、赤外線カットフィルタに反射されて、別の画素へ入射する場合があるので、撮像画像にゴーストが発生する場合がある。 Further, due to the light reflection type infrared cut filter using the above-described inorganic interference multilayer film, a ghost may occur in the color captured image, and the image quality may be deteriorated. Specifically, when incident light that has passed through each part is reflected and returns to a light reflection type infrared cut filter, the light is reflected again by the infrared cut filter and enters another pixel. In some cases, a ghost may occur in the captured image.
特に、3原色の着色光のうち、波長が長い赤色光は、他の着色光と異なって、光反射タイプの赤外線カットフィルタによって反射されるので、この不具合の発生が顕在化している。 In particular, among the three primary colors of colored light, red light having a long wavelength is reflected by a light reflection type infrared cut filter, unlike other colored lights.
また、赤色光以外の緑色光や青色光についても、赤外線カットフィルタ以外の部材において反射されて、別の画素へ入射する場合があるので、同様に、撮像画像にゴーストが発生する場合がある。 Further, since green light and blue light other than red light may be reflected by members other than the infrared cut filter and may enter another pixel, similarly, a ghost may occur in the captured image.
このように、固体撮像装置、および、固体撮像装置を含むカメラなどの電子機器においては、画素の微細化に伴って、撮像画像の画像品質が低下する場合がある。 As described above, in an electronic device such as a solid-state imaging device and a camera including the solid-state imaging device, the image quality of the captured image may be reduced as the pixels are miniaturized.
したがって、本発明は、撮像画像の画像品質を向上可能な、固体撮像装置、電子機器、固体撮像装置の製造方法を提供する。 Therefore, the present invention provides a solid-state imaging device, an electronic apparatus, and a method for manufacturing the solid-state imaging device that can improve the image quality of the captured image.
本発明の固体撮像装置は、反射型の無機干渉多層膜によって構成されている赤外線カットフィルタを通して、基板の撮像領域内の受光面に入射された入射光を受光して信号電荷を生成する複数の光電変換部と、前記基板の撮像領域において前記受光面の上方に設けられたカラーフィルタと、を有し、前記カラーフィルタは、前記入射光を緑、赤または青の色彩に着色して前記受光面の側に透過させるフィルタ領域がベイヤー配列で配されており、赤色の前記フィルタ領域中に、黒色色素を含有している。
本発明の他の固体撮像装置は、上記固体撮像装置と同様に、複数の光電変換部とカラーフィルタとを有し、赤色のフィルタ領域が、緑色および青色のフィルタ領域よりも黒色色素を多く含有している。
The solid-state imaging device of the present invention receives a plurality of signal charges by receiving incident light incident on a light-receiving surface in an imaging region of a substrate through an infrared cut filter constituted by a reflective inorganic interference multilayer film. a photoelectric conversion unit includes a color filter provided above the light-receiving surface in the imaging region of the substrate, the color filter, the incident light green, light receiving colored the color of red or blue The filter area | region which permeate | transmits to the surface side is distribute | arranged by the Bayer arrangement | sequence, and the black pigment | dye is contained in the said filter area | region of red .
Other solid-state imaging devices of the present invention have a plurality of photoelectric conversion units and color filters, as in the above-described solid-state imaging device, and the red filter region contains more black pigment than the green and blue filter regions. Is doing .
本発明の他の固体撮像装置は、反射型の無機干渉多層膜によって構成され、入射光の赤外線成分をカットする赤外線カットフィルタと、基板の撮像領域に設けられており、前記赤外線カットフィルタを通した入射光を受光面にて受光して信号電荷を生成する複数の光電変換部と、前記基板の撮像領域において前記受光面と前記赤外線カットフィルタとの間に設けられたカラーフィルタと、前記基板の撮像領域において前記カラーフィルタと前記赤外線カットフィルタとの間に設けられており、前記入射光を前記受光面の側で集光させるマイクロレンズと、前記基板の撮像領域において前記光電変換部の受光面と前記マイクロレンズとの間に介在するように設けられており、前記入射光を前記受光面の側で集光させる層内レンズと、を有し、前記マイクロレンズおよび前記層内レンズは、前記撮像領域において前記複数の光電変換部に対応するように複数が配置されており、前記カラーフィルタは、前記入射光を第1の色彩に着色する第1の着色層と、前記入射光を前記第1の色彩と異なる色彩であって、前記第1の色彩よりも短波長な第2の色彩に着色する第2の着色層と、を少なくとも含み、前記第1の着色層と前記第2の着色層とのそれぞれが、前記撮像領域において前記複数の光電変換部に対応するように配列されており、前記基板の撮像領域において前記第1の着色層と前記受光面との間に、黒色色素を含む黒色色素含有層が設けられている。 Another solid-state imaging device of the present invention includes a reflection-type inorganic interference multilayer film, and is provided in an infrared cut filter that cuts an infrared component of incident light, and an imaging region of a substrate, and passes through the infrared cut filter. a plurality of photoelectric conversion units incident light to generate a received light to signal charges Te receiving surface that is, a color filter provided between the light-receiving surface in the imaging region of the substrate and the infrared cut filter, the A microlens that is provided between the color filter and the infrared cut filter in the imaging region of the substrate, and that collects the incident light on the light receiving surface side; and a photoelectric conversion unit in the imaging region of the substrate. An in-layer lens provided so as to be interposed between the light receiving surface and the microlens, and condensing the incident light on the light receiving surface side. A plurality of microlenses and intra-layer lenses are arranged so as to correspond to the plurality of photoelectric conversion units in the imaging region, and the color filter is configured to color the incident light in a first color. A coloring layer; and a second coloring layer that colors the incident light into a second color that is different from the first color and has a shorter wavelength than the first color. Each of the first colored layer and the second colored layer is arranged to correspond to the plurality of photoelectric conversion units in the imaging region, and the first colored layer and the second colored layer in the imaging region of the substrate A black pigment-containing layer containing a black pigment is provided between the light receiving surface.
本発明の電子機器は、固体撮像装置と、前記固体撮像装置に光が入射する側に配され、反射型の無機干渉多層膜によって構成されている赤外線カットフィルタと、を含んで構成され、前記固体撮像装置は、基板の撮像領域に設けられており、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する複数の光電変換部と、前記基板の撮像領域において前記受光面の上方に設けられたカラーフィルタと、を有し、前記カラーフィルタは、前記入射光を緑、赤または青の色彩に着色して前記受光面の側に透過させるフィルタ領域がベイヤー配列で配されており、赤色のフィルタ領域中に、黒色色素を含有している。
本発明の他の電子機器は、上記電子機器と同様に、その固体撮像装置が、複数の光電変換部と、カラーフィルタと、を有し、例えば赤色のフィルタ領域中の第1の着色層は、例えば緑色または青色の他のフィルタ領域中の第2の着色層よりも、黒色色素が多く含有するように形成されている。
An electronic apparatus according to the present invention includes a solid-state imaging device, and an infrared cut filter that is disposed on a light incident side of the solid-state imaging device and includes a reflective inorganic interference multilayer film. The solid-state imaging device is provided in the imaging region of the substrate, and is provided above the light receiving surface in the imaging region of the substrate, and a plurality of photoelectric conversion units that receive incident light on the light receiving surface and generate signal charges. It has been a color filter, wherein the color filter, the incident light green filter region for transmitting to the side of the light receiving surface is colored the color of red or blue are arranged in Bayer array, red The filter region contains black pigment.
In the other electronic device of the present invention, the solid-state imaging device has a plurality of photoelectric conversion units and a color filter, for example, the first colored layer in the red filter region is the same as the electronic device. For example, it is formed so as to contain more black pigment than the second colored layer in other filter regions of green or blue .
本発明の他の電子機器は、固体撮像装置と、反射型の無機干渉多層膜によって構成され、前記固体撮像装置へ入射される入射光の赤外線成分をカットする赤外線カットフィルタと、を含んで構成され、前記固体撮像装置は、基板の撮像領域に設けられており、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する複数の光電変換部と、前記基板の撮像領域において前記受光面の上方に設けられたカラーフィルタと、前記基板の撮像領域において前記カラーフィルタの上方に設けられており、前記入射光を前記受光面の側で集光させるマイクロレンズと、前記基板の撮像領域において前記光電変換部の受光面と前記マイクロレンズとの間に介在するように設けられており、前記入射光を前記受光面の側で集光させる層内レンズと、を有し、前記マイクロレンズおよび前記層内レンズは、前記撮像領域において前記複数の光電変換部に対応するように複数が配置されており、前記カラーフィルタは、前記入射光を第1の色彩に着色する第1の着色層と、前記入射光を前記第1の色彩と異なる色彩であって、前記第1の色彩よりも短波長な第2の色彩に着色する第2の着色層と、を少なくとも含み、前記第1の着色層と前記第2の着色層とのそれぞれが、前記撮像領域において前記複数の光電変換部に対応するように配列されており、前記基板の撮像領域において前記第1の着色層と前記受光面との間に、黒色色素を含む黒色色素含有層が設けられている。 Another electronic apparatus according to the present invention includes a solid-state imaging device and an infrared cut filter that includes a reflective inorganic interference multilayer film and cuts an infrared component of incident light incident on the solid-state imaging device. The solid-state imaging device is provided in the imaging region of the substrate, receives a plurality of photoelectric conversion units that receive incident light on the light receiving surface, and generates a signal charge, and the light receiving surface in the imaging region of the substrate. A color filter provided above; a microlens provided above the color filter in the imaging region of the substrate; and condensing the incident light on the light receiving surface side; and in the imaging region of the substrate. An interlayer lens that is disposed between the light receiving surface of the photoelectric conversion unit and the microlens and collects the incident light on the light receiving surface side; A plurality of the lolens and the intra-layer lenses are arranged so as to correspond to the plurality of photoelectric conversion units in the imaging region, and the color filter is configured to color the incident light in a first color. And a second colored layer that colors the incident light to a second color that is different from the first color and has a shorter wavelength than the first color, the first color Each of the colored layer and the second colored layer are arranged so as to correspond to the plurality of photoelectric conversion units in the imaging region, and the first colored layer and the light receiving portion in the imaging region of the substrate. A black pigment-containing layer containing a black pigment is provided between the surface and the surface.
本発明の固体撮像装置の製造方法は、反射型の無機干渉多層膜によって構成されている赤外線カットフィルタを介して光を入射する固体撮像装置の製造方法であって、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する複数の光電変換部を基板の撮像領域に設ける光電変換部形成工程と、前記入射光を緑、赤または青の色彩に着色して前記受光面の側に透過させるフィルタ領域がベイヤー配列で配されているカラーフィルタを、前記基板の撮像領域において前記受光面の上方に設けるカラーフィルタ形成工程と、を有し、前記カラーフィルタ形成工程においては、赤色の前記フィルタ領域中に黒色色素を含有するように、前記カラーフィルタを形成する。 A manufacturing method of a solid-state imaging device of the present invention is a manufacturing method of a solid-state imaging device in which light is incident through an infrared cut filter formed of a reflective inorganic interference multilayer film, and the incident light is incident on a light receiving surface. A photoelectric conversion unit forming step in which a plurality of photoelectric conversion units that receive light and generate signal charges are provided in an imaging region of the substrate, and the incident light is colored in green, red, or blue and transmitted to the light receiving surface side A color filter forming step of providing a color filter in which the filter region is arranged in a Bayer arrangement above the light receiving surface in the imaging region of the substrate, and in the color filter forming step, the red filter region The color filter is formed so as to contain a black pigment therein.
本発明では好適に、前記カラーフィルタ形成工程においては、緑色および青色の前記フィルタ領域中よりも赤色の前記フィルタ領域中に黒色色素が多く含有するように、前記カラーフィルタを形成する。
あるいは好適に、前記カラーフィルタ形成工程は、前記入射光を緑、赤または青の色彩に着色して透過する着色層を形成する工程と、赤色の前記着色層と前記受光面との間に、黒色色素を含む黒色色素含有層を選択的に形成する黒色色素含有層形成工程と、を含む。
In the present invention, preferably, in the color filter forming step, the color filter is formed so that a larger amount of black pigment is contained in the red filter region than in the green and blue filter regions.
Alternatively, preferably, in the color filter forming step, the incident light is colored in green, red, or blue to form a colored layer that is transmitted, and between the red colored layer and the light receiving surface , including a black dye-containing layer forming step of selectively forming a black dye-containing layer containing a black dye, the.
本発明においては、受光面の上方に、黒色色素を含む層を設けて、受光面に入射する光の量を調整する。 In the present invention, a layer containing a black pigment is provided above the light receiving surface to adjust the amount of light incident on the light receiving surface.
本発明によれば、撮像画像の画像品質を向上可能な、固体撮像装置、電子機器、固体撮像装置の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of a solid-state imaging device, an electronic device, and a solid-state imaging device which can improve the image quality of a captured image can be provided.
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、説明は、下記の順序で行う。
1.実施形態1(レッドフィルタに黒色色素を含有させた場合)
2.実施形態2(レッドフィルタの下に黒色色素含有層を設けた場合)
3.実施形態3(3原色のフィルタのそれぞれに黒色色素を含有させた場合)
4.その他
The description will be given in the following order.
1. Embodiment 1 (when black pigment is contained in a red filter)
2. Embodiment 2 (when a black pigment-containing layer is provided under the red filter)
3. Embodiment 3 (when black pigment is contained in each of the three primary color filters)
4). Other
<1.実施形態1>
[装置構成]
(1)カメラの全体構成
図1は、本発明にかかる実施形態1において、カメラ200の構成を示す構成図である。
<1.
[Device configuration]
(1) Overall Configuration of Camera FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of a
図1に示すように、カメラ200は、固体撮像装置1と、光学系201と、赤外線カットフィルタ202と、駆動回路203と、信号処理回路204とを有する。
As shown in FIG. 1, the
固体撮像装置1は、光学系201および赤外線カットフィルタ202とを介して入射する入射光(被写体像)Hを撮像面PSで受光して信号電荷を生成するように構成されている。固体撮像装置1の詳細な構成については、後述する。
The solid-
光学系201は、たとえば、複数の光学レンズを含み、入射光Hを、固体撮像装置1の撮像面PSへ結像させる。
The
赤外線カットフィルタ202は、光学系201と固体撮像装置1との間に配置されており、入射光Hに含まれる赤外線成分をカットして、固体撮像装置1の撮像面PSへ出射する。
The
本実施形態においては、赤外線カットフィルタ202は、いわゆる干渉フィルタであって、反射型の無機干渉多層膜によって構成されている。
In the present embodiment, the
駆動回路203は、各種の駆動信号を固体撮像装置1と信号処理回路204とに出力し、固体撮像装置1と信号処理回路204とのそれぞれを駆動させる。
The
信号処理回路204は、固体撮像装置1から出力されたローデータについて信号処理を実施することによって、被写体像についてデジタル画像を生成する。
The
(2)固体撮像装置の全体構成
図2は、本発明にかかる実施形態1において、固体撮像装置1の全体構成の概略を示す平面図である。
(2) Overall Configuration of Solid-State Imaging Device FIG. 2 is a plan view schematically showing the overall configuration of the solid-
図2に示すように、固体撮像装置1は、たとえば、インターライン方式のCCD型イメージセンサであって、撮像領域PAにおいて被写体像について撮像が行われる。この撮像領域PAにおいては、図2に示すように、光電変換部Pと、電荷読出し部ROと、垂直転送レジスタ部VTとが形成されている。
As shown in FIG. 2, the solid-
光電変換部Pは、図2に示すように、撮像領域PAに複数が設けられており、それぞれが、水平方向xと垂直方向yとのそれぞれに配列されている。つまり、被写体像を撮像する複数の画素が、マトリクス状に並ぶように配置されている。そして、この複数の光電変換部Pの周囲においては、各光電変換部Pの間を分離するように、素子分離部SSが設けられている。そして、光電変換部Pは、受光面JSにおいて、被写体像による光を受光して光電変換を行うことによって、信号電荷を生成するように構成されている。 As shown in FIG. 2, a plurality of photoelectric conversion units P are provided in the imaging region PA, and each is arranged in the horizontal direction x and the vertical direction y. That is, a plurality of pixels that capture a subject image are arranged in a matrix. In the vicinity of the plurality of photoelectric conversion units P, element isolation units SS are provided so as to separate the photoelectric conversion units P from each other. The photoelectric conversion unit P is configured to generate signal charges by receiving light from the subject image and performing photoelectric conversion on the light receiving surface JS.
電荷読出し部ROは、図2に示すように、撮像領域PAにおいて、複数の光電変換部Pに対応するように複数が設けられており、その光電変換部Pが生成した信号電荷を、垂直転送レジスタ部VTへ読み出すように構成されている。 As shown in FIG. 2, a plurality of charge readout units RO are provided in the imaging area PA so as to correspond to the plurality of photoelectric conversion units P, and the signal charges generated by the photoelectric conversion units P are vertically transferred. It is configured to read to the register unit VT.
垂直転送レジスタ部VTは、図2に示すように、撮像領域PAにおいて、垂直方向yに並ぶ複数の光電変換部Pに対応するように、垂直方向yに延在している。また、垂直転送レジスタ部VTは、垂直方向yに複数が並ぶ光電変換部Pの列の間に配置されている。垂直転送レジスタ部VTは、複数が撮像領域PAに設けられており、複数の垂直転送レジスタ部VTが、水平方向xに並ぶ複数の光電変換部Pのそれぞれに対応するように、水平方向xに並んでいる。この垂直転送レジスタ部VTは、いわゆる垂直転送CCDであって、電荷読出し部ROによって光電変換部Pから読み出された信号電荷を、垂直方向yへ順次転送する。詳細については後述するが、垂直転送レジスタ部VTは、複数の転送電極(図示無し)が垂直方向yに並んで配置されており、その垂直方向yに並んだ転送電極に、たとえば、4相の駆動パルス信号を供給することによって、この信号電荷の転送が実施される。 As illustrated in FIG. 2, the vertical transfer register unit VT extends in the vertical direction y so as to correspond to the plurality of photoelectric conversion units P arranged in the vertical direction y in the imaging area PA. Further, the vertical transfer register units VT are arranged between the columns of the photoelectric conversion units P arranged in the vertical direction y. A plurality of vertical transfer register units VT are provided in the imaging area PA, and the plurality of vertical transfer register units VT correspond to each of the plurality of photoelectric conversion units P arranged in the horizontal direction x in the horizontal direction x. Are lined up. The vertical transfer register unit VT is a so-called vertical transfer CCD, and sequentially transfers the signal charges read from the photoelectric conversion unit P by the charge reading unit RO in the vertical direction y. Although details will be described later, in the vertical transfer register unit VT, a plurality of transfer electrodes (not shown) are arranged in the vertical direction y, and the transfer electrodes arranged in the vertical direction y are, for example, four-phase. By supplying a drive pulse signal, the signal charge is transferred.
そして、撮像領域PAの下端部においては、図2に示すように、水平転送レジスタ部HTが配置されている。この水平転送レジスタ部HTは、水平方向xへ延在しており、複数の垂直転送レジスタ部VTのそれぞれが、垂直方向yへ転送した信号電荷を、水平方向xへ、順次、転送する。つまり、水平転送レジスタ部HTは、いわゆる水平転送CCDであって、たとえば、2相の駆動パルス信号によって駆動されて、1水平ライン(1行の画素)ごとに転送された信号電荷の転送を実施する。 At the lower end of the imaging area PA, a horizontal transfer register HT is arranged as shown in FIG. The horizontal transfer register unit HT extends in the horizontal direction x, and each of the plurality of vertical transfer register units VT sequentially transfers the signal charges transferred in the vertical direction y in the horizontal direction x. In other words, the horizontal transfer register unit HT is a so-called horizontal transfer CCD, and is driven by, for example, a two-phase drive pulse signal to transfer the signal charge transferred for each horizontal line (one row of pixels). To do.
そして、図2に示すように、水平転送レジスタ部HTの左端部には、出力部OUTが形成されており、この出力部OUTは、水平転送レジスタ部HTによって、水平転送された信号電荷を電圧に変換し、画像信号として出力する。 As shown in FIG. 2, an output unit OUT is formed at the left end of the horizontal transfer register unit HT. The output unit OUT converts the signal charges horizontally transferred by the horizontal transfer register unit HT into a voltage. And output as an image signal.
なお、上記の撮像領域PAは、図1に示した撮像面PSに相当する。 The imaging area PA corresponds to the imaging surface PS shown in FIG.
(3)固体撮像装置の詳細構成
上記の固体撮像装置1の詳細な構成について説明する。
(3) Detailed Configuration of Solid-State Imaging Device A detailed configuration of the solid-
図3は、本発明にかかる実施形態1において、固体撮像装置1の要部を示す図である。ここでは、図3は、主要部の断面を示しており、図2のX1−X2部分を拡大して示している。
FIG. 3 is a diagram illustrating a main part of the solid-
固体撮像装置1は、図3に示すように、基板101を含む。基板101は、たとえば、n型のシリコン半導体基板であり、この基板101の内部には、フォトダイオード21と、電荷読出しチャネル領域22と、電荷転送チャネル領域23と、チャネルストッパー領域24とが設けられている。
As shown in FIG. 3, the solid-
そして、基板101の表面においては、図3に示すように、転送電極31と、金属遮光膜41と、層内レンズ45と、カラーフィルタ51と、マイクロレンズ61とが設けられている。
On the surface of the
固体撮像装置1を構成する各部について、順次説明する。
Each part which comprises the solid-
フォトダイオード21は、図3に示すように、光電変換部Pに対応するように、基板101に設けられている。このフォトダイオード21は、受光面JSで光を受光し、光電変換することによって信号電荷を生成するように構成されている。
As shown in FIG. 3, the
具体的には、フォトダイオード21は、基板101の内部において表面側に位置する部分に設けられている。図示を省略しているが、フォトダイオード21は、たとえば、基板101内に形成したp型半導体ウェル領域(p)(図示無し)上に、n型半導体領域(n)(図示無し)とp型半導体領域(p+)(図示無し)とが順次形成されることによって構成される。
Specifically, the
ここでは、n型半導体領域(n)は、信号電荷蓄積領域として機能する。そして、p型半導体領域(p+)は、正孔蓄積領域として機能し、信号電荷蓄積領域であるn型半導体領域(n)において、暗電流が生ずることを抑制するように構成されている。 Here, the n-type semiconductor region (n) functions as a signal charge storage region. The p-type semiconductor region (p + ) functions as a hole accumulation region, and is configured to suppress dark current from occurring in the n-type semiconductor region (n) that is the signal charge accumulation region.
フォトダイオード21において、受光面JSの上方には、層内レンズ45とカラーフィルタ51とマイクロレンズ61などが、光を透過する材料によって設けられている。このため、フォトダイオード21は、これらの各部を、順次、介して入射する光Hを、受光面JSにて受光し、信号電荷を生成する。
In the
電荷読出しチャネル領域22は、図3に示すように、電荷読出し部ROに対応するように設けられており、フォトダイオード21にて生成された信号電荷を読み出すように構成されている。
As shown in FIG. 3, the charge
具体的には、電荷読出しチャネル領域22は、図3に示すように、基板101の内部の表面側に位置する部分において、フォトダイオード21に隣接するように設けられている。
Specifically, as shown in FIG. 3, the charge
ここでは、電荷読出しチャネル領域22は、水平方向xにおいてフォトダイオード21の左側に配置されている。たとえば、電荷読出しチャネル領域22は、p型半導体領域として構成されている。
Here, the charge
電荷転送チャネル領域23は、図3に示すように、垂直転送レジスタ部VTに対応するように設けられており、電荷読出し部ROによってフォトダイオード21から読み出された信号電荷を、電荷転送チャネル領域23にて転送するように構成されている。
As shown in FIG. 3, the charge
具体的には、電荷転送チャネル領域23は、図3に示すように、基板101の内部の表面側に位置する部分において、電荷読出しチャネル領域22に隣接して設けられている。
Specifically, as shown in FIG. 3, the charge
ここでは、電荷転送チャネル領域23は、水平方向xにおいて電荷読出しチャネル領域22の左側に配置されている。たとえば、電荷転送チャネル領域23は、基板101の内部のp型半導体ウェル領域(p)(図示無し)上に、n型半導体領域(n)(図示無し)を設けることによって構成されている。
Here, the charge
チャネルストッパー領域24は、図3に示すように、素子分離部SSに対応するように設けられている。
As shown in FIG. 3, the
具体的には、チャネルストッパー領域24は、図3に示すように、基板101の内部の表面側に位置する部分に設けられている。
Specifically, the
ここでは、チャネルストッパー領域24は、水平方向xにおいては、図2に示すように、電荷読出しチャネル領域22の左側であって、電荷読出しチャネル領域22と、隣の列に配置されたフォトダイオード21との間に介在するように設けられている。この他に、垂直方向yに並ぶ2つのフォトダイオード21の間の素子分離部SSに対応するように、チャネルストッパー領域24が設けられている(図2参照)。
Here, in the horizontal direction x, the
このチャネルストッパー領域24は、たとえば、基板101の内部のp型半導体ウェル領域(p)(図示無し)上に、p型半導体領域(p+)(図示無し)を設けることによって構成されており、電位障壁を形成して信号電荷の流出入を防止している。
The
転送電極31は、図3に示すように、基板101の表面に、ゲート絶縁膜Gxを介して対面するように設けられている。転送電極31は、導電性材料によって形成されている。たとえば、転送電極31は、ポリシリコンなどの導電材料を用いて形成されており、たとえば、シリコン酸化膜によって形成されたゲート絶縁膜Gx上に設けられている。
As shown in FIG. 3, the transfer electrode 31 is provided on the surface of the
金属遮光膜41は、図3に示すように、基板101の表面上において、電荷読出しチャネル領域22および電荷転送チャネル領域23の上方に形成されており、電荷読出しチャネル領域22および電荷転送チャネル領域23へ入射する光を遮光している。また、金属遮光膜41は、図3に示すように、絶縁膜Szを介して、転送電極31を被覆するように設けられている。
As shown in FIG. 3, the metal light-shielding film 41 is formed above the charge
ここでは、金属遮光膜41は、基板101の上方において、受光面JSに対応する領域以外の領域に形成されている。金属遮光膜41は、いずれも、光を遮光する遮光材料によって形成されている。たとえば、金属遮光膜41は、タングステン,アルミニウムなどの金属材料を用いて形成されている。
Here, the metal light shielding film 41 is formed above the
層内レンズ45は、図3に示すように、基板101の面の上方において、受光面JSに対応するように設けられている。層内レンズ45は、撮像領域PAに配列された複数の光電変換部Pに対応するように、複数が、同一形状で、配列されている。
As shown in FIG. 3, the inner lens 45 is provided above the surface of the
ここでは、層内レンズ45は、受光面JSからカラーフィルタ51の側へ向かう方向において、中心が縁よりも厚く形成された凸型レンズであって、入射光Hを受光面JSの中心へ集光するように構成されている。たとえば、層内レンズ45は、平面形状が矩形になるように形成されている。
Here, the inner lens 45 is a convex lens whose center is formed thicker than the edge in the direction from the light receiving surface JS toward the
カラーフィルタ51は、図3に示すように、基板101の面の上方において、層内レンズ45を介して、受光面JSに対面するように設けられている。カラーフィルタ51は、層内レンズ45の表面を平坦化する平坦化膜HT1の上面に設けられている。このカラーフィルタ51は、撮像領域PAに配列された複数の光電変換部Pに対応するように、複数が、配列されている。
As shown in FIG. 3, the
ここでは、カラーフィルタ51は、入射光Hを着色して受光面JSへ透過するように構成されている。
Here, the
図4は、本発明にかかる実施形態1において、カラーフィルタ51を示す図である。ここでは、図4は、平面図を示している。
FIG. 4 is a diagram showing the
図4に示すように、カラーフィルタ51は、図3に示したグリーンフィルタ層51Gとレッドフィルタ層51Rとの他に、ブルーフィルタ層51Bを含んでおり、それぞれが、各光電変換部Pに対応して設けられている。
4, the
具体的には、図4に示すように、カラーフィルタ51を構成するグリーンフィルタ層51Gとレッドフィルタ層51Rとブルーフィルタ層51Bとのそれぞれは、たとえば、ベイヤー配列で並ぶように配置されている。
Specifically, as shown in FIG. 4, each of the
カラーフィルタ51において、グリーンフィルタ層51Gは、入射光Hを緑色に着色する。つまり、グリーンフィルタ層51Gは、レッドフィルタ層51Rが着色する赤色光よりも短波長な緑色光に着色するように構成されている。具体的には、グリーンフィルタ層51Gは、緑色の着色色素とフォトレジスト樹脂とを用いて形成されており、緑色(たとえば、波長500〜565nm)の波長帯域において光透過率が高くなるように構成されている。
In the
カラーフィルタ51において、レッドフィルタ層51Rは、入射光Hを赤色に着色する。つまり、レッドフィルタ層51Rは、グリーンフィルタ層51Gが着色する緑色光よりも長波長な赤色光に着色するように構成されている。具体的には、レッドフィルタ層51Rは、赤色の着色色素とフォトレジスト樹脂とを用いて形成されており、赤色(たとえば、波長625〜740nm)の波長帯域において光透過率が高くなるように構成されている。
In the
カラーフィルタ51において、ブルーフィルタ層51Bは、入射光Hを青色に着色する。つまり、ブルーフィルタ層51Bは、レッドフィルタ層51Rが着色する赤色光およびグリーンフィルタ層51Gが着色する緑色光よりも短波長な青色光に着色するように構成されている。具体的には、ブルーフィルタ層51Bは、青色の着色色素とフォトレジスト樹脂とを用いて形成されており、青色(たとえば、波長450〜485nm)の波長帯域において光透過率が高くなるように構成されている。
In the
各層51R,51G,51Bは、たとえば、各色に応じた色素と、分散樹脂と、光重合開始剤と、多官能光重合性化合物と、溶剤と、その他の添加剤とを含む塗布液を用いて塗布し乾燥した後、リソグラフィ技術によってパターン加工されて形成される。
Each of the
本実施形態においては、レッドフィルタ層51Rは、黒色色素が、他のグリーンフィルタ層51Gおよびブルーフィルタ層51Bよりも多く含有されており、受光面JSへ投下する光の量が調整されている。具体的には、レッドフィルタ層51Rが黒色色素を含有し、他のグリーンフィルタ層51Gおよびブルーフィルタ層51Bが黒色色素を含有しないように形成されている。
In the present embodiment, the
上記において、黒色色素としては、たとえば、下記の黒色顔料(カーボンブラック)が使用できる。この黒色色素は、全固形分において、1〜10質量%になるように含有されることが好適である。 In the above, as the black pigment, for example, the following black pigment (carbon black) can be used. The black pigment is preferably contained so that the total solid content is 1 to 10% by mass.
キャンカーブ社製:
カーボンブラックサーマックスN990、N991、N907、N908、N990、N991、N90b8など
Cancarb:
Carbon Black Thermax N990, N991, N907, N908, N990, N991, N90b8, etc.
旭カーボン社製:
カーボンブラック旭#80、旭#70、旭#70L、旭F−200、旭#66、旭#66HN、旭#60H、旭#60U、旭#60、旭#55、旭#50H、旭#51、旭#50U、旭#50、旭#35、旭#15、アサヒサーマル
Asahi Carbon Co., Ltd .:
Carbon
デグサ社製:
ColorBlack Fw200、ColorBlack Fw2、ColorBlack Fw2V、ColorBlack Fw1、ColorBlack Fw18、ColorBlack S170、ColorBlack S160、SpecialBlack6、SpecialBlack5、SpecialBlack4、SpecialBlack4A、PrintexU、PrintexV、Printex140U、Printex140V等
Made by Degussa:
ColorBlack Fw200, ColorBlack Fw2, ColorBlack Fw2V, ColorBlack Fw1, ColorBlack Fw18, ColorBlack S170, ColorBlack S160, SpecialBlack6, SpecialBlack5, SpecialBlack4, SpecialBlack4A, PrintexU, PrintexV, Printex140U, Printex140V, etc.
三菱化学社製:
カーボンブラック#2700B、#2650、#2600、#2450B、#2400、#2350、#2300、#2200、#1000、#990、#980、#970、#960、#950、#900、#850、#750B、#650B、MCF88、#650、MA600、MA7、MA8、MA11、MA100、MA220、IL30B、IL31B、IL7B、IL11B、IL52B、#4000、#4010、#55、#52、#50、#47、#45、#44、#40、#33、#32、#30、#20、#10、#5、CF9、#3050、#3150、#3250、#3750、#3950、ダイヤブラックA、ダイヤブラックN220M、ダイヤブラックN234、ダイヤブラックI、ダイヤブラックLI、ダイヤブラックII、ダイヤブラックN339、ダイヤブラックSH、ダイヤブラックSHA、ダイヤブラックLH、ダイヤブラックH、ダイヤブラックHA、ダイヤブラックSF、ダイヤブラックN550M、ダイヤブラックE、ダイヤブラックG、ダイヤブラックR、ダイヤブラックN760M、ダイヤブラックLPなど
Made by Mitsubishi Chemical Corporation:
Carbon Black # 2700B, # 2650, # 2600, # 2450B, # 2400, # 2350, # 2300, # 2200, # 1000, # 990, # 980, # 970, # 960, # 950, # 900, # 850, # 750B, # 650B, MCF88, # 650, MA600, MA7, MA8, MA11, MA100, MA220, IL30B, IL31B, IL7B, IL11B, IL52B, # 4000, # 4010, # 55, # 52, # 50, # 47 , # 45, # 44, # 40, # 33, # 32, # 30, # 20, # 10, # 5, CF9, # 3050, # 3150, # 3250, # 3750, # 3950, Diamond Black A, Diamond Black N220M, Diamond Black N234, Diamond Black I, Diamond Black LI, Da Diamond Black II, Diamond Black N339, Diamond Black SH, Diamond Black SHA, Diamond Black LH, Diamond Black H, Diamond Black HA, Diamond Black SF, Diamond Black N550M, Diamond Black E, Diamond Black G, Diamond Black R, Diamond Black N760M, Diamond Black LP, etc.
また、レッドフィルタ層51Rに用いる色素としては、たとえば、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロー系顔料を使用できる。具体的には、アントラキノン系顔料としては、たとえば、C.I.ピグメントレッド177を用いることができる。また、ペリレン系顔料としては、たとえば、C.I.ピグメントレッド155、C.I.ピグメントレッド224を用いることができる。また、ジケトピロロピロール系顔料としては、たとえば、C.I.ピグメントレッド254を用いることができる。また、これらと、ジスアゾ系黄色顔料、イソインドリン系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料、または、ペリレン系赤色顔料との混合物を用いることができる。この色素は、全固形分において、30質量%以上が含有されることが好適である。
Moreover, as a pigment | dye used for 51R of red filter layers, an anthraquinone pigment, a perylene pigment, a diketopyrrolo-pillar pigment can be used, for example. Specifically, examples of the anthraquinone pigment include C.I. I. Pigment Red 177 can be used. Examples of perylene pigments include C.I. I. Pigment red 155, C.I. I.
また、分散樹脂としては、たとえば、カルボキシル基を含有する樹脂にグリシジル基を含有する不飽和化合物を反応させた樹脂を使用できる。この他に、水酸基を含有する(メタ)アクリル酸エステル系化合物を重合させた樹脂、(メタ)アクリル酸−2−イソシアネートエチル等の樹脂が使用できる。この分散樹脂は、上記の色素を100質量部としたときに、分散時に、20質量部以上を用いることが好適である。 In addition, as the dispersion resin, for example, a resin obtained by reacting a carboxyl group-containing resin with an unsaturated compound containing a glycidyl group can be used. In addition, a resin obtained by polymerizing a (meth) acrylic acid ester-based compound containing a hydroxyl group, a resin such as (meth) acrylic acid-2-isocyanatoethyl, or the like can be used. The dispersion resin is preferably used in an amount of 20 parts by mass or more at the time of dispersion when the above pigment is 100 parts by mass.
また、光重合開始剤としては、たとえば、トリアジン系化合物、アルキルアミノ化合物、オキシム系化合物、ビイミダゾール系化合物を使用することができる。この光重合開始剤は、全固形分において、5〜25質量%になるように含有されることが好適である。 As the photopolymerization initiator, for example, a triazine compound, an alkylamino compound, an oxime compound, or a biimidazole compound can be used. The photopolymerization initiator is preferably contained so that the total solid content is 5 to 25% by mass.
また、多官能光重合性化合物としては、たとえば、酸性官能基、および/または、アルキレンオキシ鎖を有する多官能光重合性化合物が使用できる。この多官能光重合性化合物は、全固形分において、2〜15質量%になるように含有されることが好適である。 As the polyfunctional photopolymerizable compound, for example, a polyfunctional photopolymerizable compound having an acidic functional group and / or an alkyleneoxy chain can be used. The polyfunctional photopolymerizable compound is preferably contained so as to be 2 to 15% by mass in the total solid content.
また、溶剤としては、たとえば、下記のものを単独または混合して使用できる。この溶剤は、全体において、25〜95質量%になるように含有されることが好適である。 Moreover, as a solvent, the following can be used individually or in mixture, for example. This solvent is preferably contained so as to be 25 to 95% by mass as a whole.
3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメテルエーテル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート Methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl cellosolve acetate, ethyl lactate, diethylene glycol dimethyl ether, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 2-heptanone, cyclohexanone, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol Acetate, propylene glycol methyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate
また、その他の添加剤としては、増感剤を添加して、光重合開始剤によるラジカルの発生効率を向上させても良い。また、シリコーン系やフッ素系の界面活性剤等を添加して、塗布特性の向上をさせても良い。 Further, as other additives, a sensitizer may be added to improve radical generation efficiency by the photopolymerization initiator. Further, a silicone-based or fluorine-based surfactant may be added to improve the coating characteristics.
マイクロレンズ61は、図3に示すように、基板101の面の上方であって、平坦化膜HT2を介して、カラーフィルタ51の上方に設けられている。マイクロレンズ61は、撮像領域PAに配列された複数の光電変換部Pに対応するように、複数が、同一形状で配置されている。
As shown in FIG. 3, the
ここでは、マイクロレンズ61は、受光面JSからカラーフィルタ51の側へ向かう方向において、中心が縁よりも厚く形成された凸型レンズであって、入射光Hを受光面JSの中心へ集光して透過するように構成されている。
Here, the
たとえば、マイクロレンズ61は、平面形状が矩形になるように形成されている。そして、本実施形態においては、マイクロレンズ61は、上述した反射型の無機干渉多層膜によって構成されている赤外線カットフィルタ202(図1参照)を透過した入射光Hを、受光面JSの中心へ集光して透過するように構成されている。
For example, the
[製造方法]
以下より、上記の固体撮像装置1を製造する製造方法について説明する。
[Production method]
Below, the manufacturing method which manufactures said solid-
図5〜図9は、本発明にかかる実施形態1において、固体撮像装置1の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。ここでは、図5〜図9は、図3と同様に、図2のX1−X2部分に対応する部分を拡大して示している。
5-9 is a figure which shows the principal part provided in each process of the manufacturing method of the solid-
(1)層内レンズ45の形成
まず、図5に示すように、層内レンズ45を形成する。
(1) Formation of the inner lens 45 First, as shown in FIG. 5, the inner lens 45 is formed.
層内レンズ45の形成に先立って、図5に示すように、フォトダイオード21と、電荷読出しチャネル領域22と、電荷転送チャネル領域23と、チャネルストッパー領域24とを、基板101に設ける。たとえば、イオン注入法を用いて、不純物を基板101に導入することによって、各部を形成する。その後、たとえば、熱酸化法によって、シリコン酸化膜を基板101の全面に設けることによって、ゲート絶縁膜Gxを形成する。
Prior to the formation of the intralayer lens 45, as shown in FIG. 5, the
そして、図5に示すように、転送電極31などの各部を基板101の表面上に形成する。たとえば、CVD法によってポリシリコン膜(図示無し)を成膜後、フォトリソグラフィ技術によって、そのポリシリコン膜をパターン加工することで、転送電極31を形成する。そして、転送電極31を被覆するように、絶縁膜Szを、たとえば、PSG膜で形成する。そして、たとえば、スパッタリング法によって、タングステン膜を成膜した後、そのタングステン膜をフォトリソグラフィ技術によってパターン加工することで、金属遮光膜41を形成する。
Then, as shown in FIG. 5, each part such as the transfer electrode 31 is formed on the surface of the
この後、図5に示すように、上述した各部を被覆するように、基板101の表面に層内レンズ45を設ける。
Thereafter, as shown in FIG. 5, an in-layer lens 45 is provided on the surface of the
ここでは、図5に示すように、受光面JSからカラーフィルタ51の側へ向かう方向において、中心が縁よりも厚い凸型レンズとして、層内レンズ45を形成する。
Here, as shown in FIG. 5, the inner lens 45 is formed as a convex lens whose center is thicker than the edge in the direction from the light receiving surface JS toward the
たとえば、CVD(Chemical Vapor Deposition)法によって、プラズマ窒化シリコン膜(屈折率1.9〜2.0)を成膜後、そのプラズマ窒化シリコン膜を加工することで、層内レンズ45を形成する。 For example, after forming a plasma silicon nitride film (refractive index of 1.9 to 2.0) by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, the plasma silicon nitride film is processed to form the in-layer lens 45.
(2)平坦化膜HT1の形成
つぎに、図6に示すように、平坦化膜HT1を形成する。
(2) Formation of planarization film HT1 Next, as shown in FIG. 6, the planarization film HT1 is formed.
ここでは、層内レンズ45によって形成された表面の凹凸を平坦化するように、平坦化膜HT1を設ける。 Here, the flattening film HT1 is provided so as to flatten the unevenness of the surface formed by the intralayer lens 45.
具体的には、熱硬化性樹脂を、層内レンズ45の上面にスピンコート法によって成膜した後に、熱硬化処理を実施することで、平坦化膜HT1を形成する。 Specifically, after the thermosetting resin is formed on the upper surface of the in-layer lens 45 by the spin coat method, the planarization film HT1 is formed by performing a thermosetting process.
たとえば、層内レンズ45の材料よりも屈折率が低い熱硬化性のアクリル系樹脂(屈折率1.5〜1.55程度)が、用いられる。この他に、アクリル系樹脂にフッ素を含有させた材料や、シロキサン系樹脂にフッ素を含有させたもの、アクリル系樹脂にフッ素を含有させ、添加物として中空シリカを微分散させたもの、更にシロキサン系樹脂にフッ素を含有させ、更に添加物として中空シリカを微分散させた材料が、好適に用いられる。シロキサン樹脂にフッ素を含有させたり、樹脂中に中空シリカを分散し含有させることによって、その材料の屈折率が下がり(1.3〜1.45程度)、よりパワーの強い層内レンズ構造が得られる。 For example, a thermosetting acrylic resin (refractive index of about 1.5 to 1.55) having a refractive index lower than that of the material of the in-layer lens 45 is used. Other than this, a material containing fluorine in an acrylic resin, a material containing fluorine in a siloxane resin, a material containing fluorine in an acrylic resin and finely dispersed hollow silica as an additive, and siloxane A material in which fluorine is contained in a resin and hollow silica is finely dispersed as an additive is preferably used. By including fluorine in the siloxane resin or dispersing and containing hollow silica in the resin, the refractive index of the material decreases (about 1.3 to 1.45), and a stronger intralayer lens structure is obtained. It is done.
(3)グリーンフィルタ層51Gの形成
つぎに、図7に示すように、カラーフィルタ51を構成するグリーンフィルタ層51Gを形成する。
(3) Formation of
ここでは、図7に示すように、平坦化膜HT1の表面上にグリーンフィルタ層51Gを設ける。
Here, as shown in FIG. 7, the
具体的には、緑色分光特性を得るための色素と感光性樹脂とを含む塗布液を、スピンコート法によって塗布し、フォトレジスト膜(図示なし)を成膜する。 Specifically, a coating liquid containing a dye for obtaining green spectral characteristics and a photosensitive resin is applied by a spin coating method to form a photoresist film (not shown).
その後、プリベーク処理を実施した後に、そのフォトレジスト膜についてパターン加工することで、グリーンフィルタ層51Gを形成する。
Then, after performing a prebaking process, the
たとえば、i線縮小露光機を用いて、フォトレジスト膜について、パターン像を転写するパターン露光処理を実施する。その後、有機アルカリ水溶液(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドにノニオン系界面活性剤を添加したもの等)を現像液として用いて、パターン露光処理が実施されたフォトレジスト膜について、現像処理を実施する。そして、ポストベーク処理を行い、グリーンフィルタ層51Gを形成する。
For example, a pattern exposure process for transferring a pattern image is performed on the photoresist film using an i-line reduction exposure machine. Thereafter, a development process is performed on the photoresist film that has been subjected to the pattern exposure process using an organic alkali aqueous solution (such as tetramethylammonium hydroxide to which a nonionic surfactant is added) as a developer. Then, a post-baking process is performed to form a
(4)レッドフィルタ層51Rの形成
つぎに、図8に示すように、カラーフィルタ51を構成するレッドフィルタ層51Rを形成する。
(4) Formation of
ここでは、図8に示すように、平坦化膜HT1の表面上にレッドフィルタ層51Rを設ける。
Here, as shown in FIG. 8, a
具体的には、赤色色素と感光性樹脂とを含む塗布液を、スピンコート法によって塗布し、フォトレジスト膜(図示なし)を成膜する。 Specifically, a coating liquid containing a red pigment and a photosensitive resin is applied by a spin coating method to form a photoresist film (not shown).
本実施形態においては、上述したように、赤色色素の他に、黒色色素を、上記の塗布液中に、さらに含有させて、このフォトレジスト膜(図示なし)を形成する。 In the present embodiment, as described above, in addition to the red pigment, a black pigment is further contained in the coating solution to form this photoresist film (not shown).
その後、プリベーク処理を実施した後に、そのフォトレジスト膜についてパターン加工することで、レッドフィルタ層51Rを形成する。
Then, after performing a prebaking process, the
たとえば、i線縮小露光機を用いて、フォトレジスト膜について、パターン像を転写するパターン露光処理を実施する。その後、有機アルカリ水溶液(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドにノニオン系界面活性剤を添加したもの等)を現像液として用いて、パターン露光処理が実施されたフォトレジスト膜について、現像処理を実施する。そして、ポストベーク処理を行い、レッドフィルタ層51Rを形成する。
For example, a pattern exposure process for transferring a pattern image is performed on the photoresist film using an i-line reduction exposure machine. Thereafter, a development process is performed on the photoresist film that has been subjected to the pattern exposure process using an organic alkali aqueous solution (such as tetramethylammonium hydroxide to which a nonionic surfactant is added) as a developer. Then, a post-baking process is performed to form the
その後、図示を省略しているが、ブルーフィルタ層51Bを、平坦化膜HT1の表面上に設けて、3原色からなるカラーフィルタ51を完成させる。
Thereafter, although not shown, the
(5)平坦化膜HT2の形成
つぎに、図9に示すように、カラーフィルタ51上に、平坦化膜HT2を形成する。
(5) Formation of Flattening Film HT2 Next, as shown in FIG. 9, the flattening film HT2 is formed on the
ここでは、カラーフィルタ51の上面を被覆して平坦化するように、平坦化膜HT2を設ける。
Here, the planarizing film HT2 is provided so as to cover and planarize the upper surface of the
具体的には、熱硬化性樹脂を、カラーフィルタ51の上面にスピンコート法によって成膜した後に、熱硬化処理を実施することで、平坦化膜HT2を形成する。
Specifically, after the thermosetting resin is formed on the upper surface of the
(6)マイクロレンズ61の形成
つぎに、図3に示すように、平坦化膜HT2の上面にマイクロレンズ61を形成する。
(6) Formation of
ここでは、図3に示すように、受光面JSからカラーフィルタ51の側へ向かう方向において、中心が縁よりも厚く形成された凸型レンズとして、マイクロレンズ61を設ける。
Here, as shown in FIG. 3, in the direction from the light receiving surface JS toward the
たとえば、ポジ型のフォトレジスト膜(図示なし)を平坦化膜HT2の上面に成膜後、加工することによって、マイクロレンズ61を形成する。
For example, the
具体的には、ベース樹脂として、ポリスチレンを用い、また、感光剤として、ジアゾナフトキノンを用いて、ポジ型のフォトレジスト膜を、スピンコート法によって成膜し、プリベーク処理を実施する。そして、i線縮小露光機を用いて、パターン像を、そのポジ型のフォトレジスト膜へ照射する露光処理を実施する。その後、露光処理が実施されたフォトレジスト膜について現像処理を実施する。この現像処理においては、たとえば、有機アルカリ水溶液(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドにノニオン系界面活性剤を添加したもの等)を現像液として用いる。そして、可視光における短波長領域の光吸収を無くすように脱色するために、紫外線を全面に照射する。その後、熱軟化点以上の温度でフォトレジスト膜について熱処理を実施する。これにより、マイクロレンズ61を完成させる。
Specifically, a positive photoresist film is formed by spin coating using polystyrene as the base resin and diazonaphthoquinone as the photosensitizer, and prebaking is performed. Then, using an i-line reduction exposure machine, an exposure process for irradiating the positive photoresist film with the pattern image is performed. Thereafter, development processing is performed on the photoresist film that has been subjected to the exposure processing. In this development processing, for example, an organic alkaline aqueous solution (such as tetramethylammonium hydroxide to which a nonionic surfactant is added) is used as a developer. And in order to decolorize so that the light absorption of the short wavelength area | region in visible light may be lost, an ultraviolet-ray is irradiated to the whole surface. Thereafter, heat treatment is performed on the photoresist film at a temperature equal to or higher than the thermal softening point. Thereby, the
[まとめ]
以上のように、本実施形態においては、入射光Hを着色して受光面へ透過するカラーフィルタ51が、受光面JSの上方に設けられている(図3参照)。ここで、カラーフィルタ51において、レッドフィルタ層51Rは、緑と青よりも長波長な色彩である赤に入射光Hを着色するフィルタであって、黒色色素が含有されている。一方で、グリーンフィルタ層51Gおよびブルーフィルタ層51Bは、黒色色素が含有されていない。このため、本実施形態は、赤色成分の出力が低減し、各色の分光出力が同等になるので、色再現性に優れ、撮像画像の画像品質を向上させることができる。
[Summary]
As described above, in the present embodiment, the
この作用・効果について、下記に、具体的に説明する。 This action / effect will be specifically described below.
図10は、本発明にかかる実施形態1において、レッドフィルタ層51Rの分光透過特性を示す図である。図10において、横軸は、波長(nm)であり、縦軸は、透過率(%)である。ここでは、画素サイズが1.55μm□のインターライン型CCDにおける分光特性を示している。また、図10では、実線は、本実施形態の場合であって、黒色色素を含有させた場合を示している。一方で、破線は、本実施形態の場合と異なり、黒色色素を含まない場合を示している。具体的には、実線で示す分光特性は、破線で示す分光特性を得るための全固形分に対して、5.1重量%の黒色色素(カーボンブラック)を加えた場合を示している。このため、膜厚は、実線の場合は、0.735μmであり、破線の場合は、0.7μmである。
FIG. 10 is a diagram showing the spectral transmission characteristics of the
図11は、本発明にかかる実施形態1において、固体撮像装置1の分光出力を示す図である。図11においては、赤色成分の出力Vrと、緑色成分の分光出力Vgと、青色成分の分光出力Vbとを示している。
FIG. 11 is a diagram showing the spectral output of the solid-
図10に示すように、レッドフィルタ層51Rは、黒色色素が含有されている(実線)ので、黒色色素が含有されていない場合(破線)と比較して、透過率が低下している。
As shown in FIG. 10, the
具体的には、黒色色素が含有されていない場合(破線)は、赤色の波長範囲における平均透過率が、97.5%である。これに対して、本実施形態のように、黒色色素が含有されているレッドフィルタ層51R(実線)は、赤色の波長範囲における平均透過率が、80.2%である。
Specifically, when the black pigment is not contained (broken line), the average transmittance in the red wavelength range is 97.5%. On the other hand, as in this embodiment, the
このため、図11に示すように、赤色成分の出力Vrを低減させることができる。つまり、本実施形態は、各色の分光出力が同等になるように、カラーフィルタに黒色色素を含有している。 For this reason, as shown in FIG. 11, the output Vr of the red component can be reduced. That is, in this embodiment, the color filter contains a black pigment so that the spectral outputs of the respective colors are equal.
よって、本実施形態においては、上述したホワイトバランスの調整が容易に可能であって、赤色の色分離性を向上できるので、色再現性に優れる。 Therefore, in the present embodiment, the above-described white balance can be easily adjusted, and the red color separation can be improved, so that the color reproducibility is excellent.
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を向上させることができる。 Therefore, this embodiment can improve the image quality of a captured image.
また、本実施形態においては、入射光Hの赤外線成分をカットしてマイクロレンズ61へ透過するように、反射型の無機干渉多層膜によって構成された赤外線カットフィルタ202が設けられている(図1参照)。
In the present embodiment, an
この場合には、上述したように、ゴースト現象が生じ、撮像画像の画像品質が低下する場合がある。 In this case, as described above, a ghost phenomenon may occur, and the image quality of the captured image may deteriorate.
図12から図15は、ゴースト現象を説明するための図である。図12は、固体撮像装置において、本実施形態と異なり、黒色色素を含有しないレッドフィルタ層51Rcの部分へ入射する入射光Hの挙動を、模式的に示している。また、図13,図15は、固体撮像装置1に入射した光の分光特性を示している。また、図14は、赤外線カットフィルタ202の反射特性を示している。
12 to 15 are diagrams for explaining the ghost phenomenon. FIG. 12 schematically shows the behavior of the incident light H incident on the portion of the red filter layer 51Rc that does not contain the black pigment in the solid-state imaging device, unlike the present embodiment. 13 and 15 show the spectral characteristics of the light incident on the solid-
図12に示すように、入射光Hは、まず、赤外線カットフィルタ202に入射する。そして、赤外線カットフィルタ202によって、長波長な成分の光IRが反射されて、赤外線がカットされる。
As shown in FIG. 12, the incident light H first enters the
つぎに、図12に示すように、赤外線カットフィルタ202を透過した透過光Haは、マイクロレンズ61,レッドフィルタ層51Rcなどの部材を介して、フォトダイオード21へ入射する。そして、フォトダイオード21において光電変換が行われる。
Next, as shown in FIG. 12, the transmitted light Ha transmitted through the
このとき、光電変換がされないで反射する成分が存在し、その反射光Hbは、図12に示すように、レッドフィルタ層51Rc,マイクロレンズ61などの部材へ戻る。
At this time, there is a component that is reflected without being subjected to photoelectric conversion, and the reflected light Hb returns to members such as the red filter layer 51Rc and the
つぎに、その反射光Hbは、図12に示すように、画素の配列ピッチによる回折光として、赤外線カットフィルタ202へ戻る。ここでは、反射光Hbは、図13に示すような分光特性を備えて、赤外線カットフィルタ202に入射する。
Next, as shown in FIG. 12, the reflected light Hb returns to the
つぎに、反射光Hbは、図12に示すように、赤外線カットフィルタ202によって反射される。赤外線カットフィルタ202は、図14に示すような反射特性を備える。このため、赤外線カットフィルタ202によって反射された反射光Hcは、図15に示すような分光特性を備えて、再度、レッドフィルタ層51Rc,マイクロレンズ61などの部材へ入射する。
Next, the reflected light Hb is reflected by the
そして、図15に示すように、赤色成分を含む反射光Hcが、フォトダイオード21へ入射し、光電変換が行われる。
Then, as shown in FIG. 15, the reflected light Hc containing the red component is incident on the
図15では図示をしていないが、緑色成分の光は、赤外線カットフィルタ202によって、ほとんどが反射されずに、赤外線カットフィルタ202を透過する(図14参照)。また、青色成分の光は、図14に示すように、その一部(400〜420nmの範囲)の光が反射するが、セットレンズ等によって、入射する時点で多くが減衰する。
Although not shown in FIG. 15, most of the green component light is transmitted by the
このため、赤色成分の光に起因するゴースト現象が発生し、撮像画像の画像品質が低下する場合がある。 For this reason, the ghost phenomenon resulting from the light of a red component may occur, and the image quality of the captured image may deteriorate.
しかし、本実施形態においては、上述したように、レッドフィルタ層51Rは、黒色色素が含有されている。このため、ゴーストの発生を抑制することができる。
However, in the present embodiment, as described above, the
図16は、本発明にかかる実施形態1において、ゴースト現象の発生が抑制されることを説明するための図である。図16においては、図15の場合と同様に、赤外線カットフィルタ202によって反射された反射光(図12では、Hc)の分光特性を示している。図16では、破線が、本実施形態の場合であって、実線が、本実施形態のレッドフィルタ層51Rに黒色色素を含有させない場合を示している。
FIG. 16 is a diagram for explaining that the occurrence of the ghost phenomenon is suppressed in the first embodiment according to the present invention. FIG. 16 shows the spectral characteristics of the reflected light (Hc in FIG. 12) reflected by the
図16に示すように、本実施形態においては、レッドフィルタ層51Rに黒色顔料を含有させているため、赤外線カットフィルタ202によって反射された反射光(図12のHc)は、レッドフィルタ層51Rによって吸収され、その光量が低下する。具体的には、スペクトルの積分値から、40%程度の光量に低減できる。
As shown in FIG. 16, in the present embodiment, since the
したがって、本実施形態は、ゴーストの発生を抑制することができ、撮像画像の画像品質を向上させることができる。 Therefore, this embodiment can suppress the occurrence of ghost and can improve the image quality of the captured image.
<2.実施形態2>
[装置構成]
図17は、本発明にかかる実施形態2において、固体撮像装置1bの要部を示す図である。ここでは、図17は、主要部の断面を示しており、図2のX1−X2部分を拡大して示している。
<2. Second Embodiment>
[Device configuration]
FIG. 17 is a diagram illustrating a main part of the solid-state imaging device 1b according to the second embodiment of the present invention. Here, FIG. 17 shows a cross section of the main part, and shows an X1-X2 portion of FIG. 2 in an enlarged manner.
図17に示すように、本実施形態において、固体撮像装置1bは、レッドフィルタ層51Rbが実施形態1と異なる。また、黒色色素含有層51Kが、実施形態1に対して、さらに設けられている。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態1と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
As shown in FIG. 17, in the present embodiment, the solid-state imaging device 1b is different from the first embodiment in the red filter layer 51Rb. Further, a black pigment-containing
レッドフィルタ層51Rbは、実施形態1の場合と異なり、黒色顔料が含有していない。この点を除き、実施形態1の場合と同様に形成されている。
Unlike the case of
黒色色素含有層51Kは、図17に示すように、平坦化膜HT1の上面に設けられている。黒色色素含有層51Kは、基板101の撮像領域PAにおいて、フォトダイオード21の受光面と、レッドフィルタ層51Rbとの間に介在するように、設けられている。黒色色素含有層51Kは、黒色色素を含んでいる。そして、黒色色素含有層51Kは、受光面JSの上方に設けられており、入射光Hが受光面JSへ透過するように構成されている。
As shown in FIG. 17, the black
図18は、本発明にかかる実施形態2において、黒色色素含有層51Kを拡大して示す図である。ここでは、図18は、黒色色素含有層51Kの上面を示している。
FIG. 18 is an enlarged view showing the black pigment-containing
図18(a)に示すように、黒色色素含有層51Kは、基板101の面(xy面)に沿った方向において、平面形状が正方形であって、その辺が水平方向xと垂直方向yとに沿うように配置されるように形成されている。
As shown in FIG. 18 (a), the black pigment-containing
この他に、図18(b)〜(d)に示すように、黒色色素含有層51Kを、さまざまな平面形状で形成してもよい。
In addition, as shown in FIGS. 18B to 18D, the black
たとえば、図18(b)に示すように、図18(a)に示す正方形の平面形状の半分の矩形形状になるように、黒色色素含有層51Kを形成しても良い。また、図18(c)に示すように、正方形の平面形状において、その4隅に2等辺三角形が配置され、その内部が開口した形状になるように、黒色色素含有層51Kを形成しても良い。また、図18(d)に示すように、平面形状が正方形であって、その辺が水平方向xと垂直方向yとのそれぞれに対して45°の角度で傾斜した方向に沿って配置されるように、黒色色素含有層51Kを形成しても良い。また、黒色色素含有層51Kの形状は、図18に示した以外の形状でもよく、マイクロレンズにより集光された光束の一部が、黒色色素含有層51Kを通過すればよい。
For example, as shown in FIG. 18B, the black
[製造方法]
以下より、上記の固体撮像装置1bを製造する製造方法について説明する。
[Production method]
Below, the manufacturing method which manufactures said solid-state imaging device 1b is demonstrated.
図19〜図22は、本発明にかかる実施形態2において、固体撮像装置1bの製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。ここでは、図19〜図22は、図17と同様に、図2のX1−X2部分に対応する部分の断面を拡大して示しており、各工程にて設けられた要部を、図19〜図22の順で示している。
19-22 is a figure which shows the principal part provided in each process of the manufacturing method of the solid-state imaging device 1b in
(1)黒色色素含有層51Kの形成
まず、図19に示すように、黒色色素含有層51Kを形成する。
(1) Formation of Black Dye-Containing
この黒色色素含有層51Kの形成に先立って、上述の実施形態1において示したように、層内レンズ45と、平坦化膜HT1を形成する(図5,図6参照)。
Prior to the formation of the black dye-containing
この後、図19に示すように、平坦化膜HT1の上面に、黒色色素含有層51Kを設ける。
Thereafter, as shown in FIG. 19, a black pigment-containing
ここでは、平坦化膜HT1上において、レッドフィルタ層51Rを形成する領域に対応するように、黒色色素含有層51Kを設ける。
Here, the black
具体的には、黒色色素と感光性樹脂とを含む塗布液を、スピンコート法によって塗布し、フォトレジスト膜(図示なし)を成膜する。 Specifically, a coating liquid containing a black pigment and a photosensitive resin is applied by a spin coating method to form a photoresist film (not shown).
その後、プリベーク処理を実施した後に、そのフォトレジスト膜についてパターン加工することで、黒色色素含有層51Kを形成する。
Then, after performing a prebaking process, the black
たとえば、SK−9000C(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)を用いて、フォトレジスト膜を成膜する。たとえば、膜厚が、0.04μmになるように、この成膜を実施する。ここでは、SK−9000Cについて、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと、プロピレングリコールモノメチルエーテルを9:1の割合で希釈して、同膜厚が得られるように調整した。そして、たとえば、i線縮小露光機を用いて、そのフォトレジスト膜について、パターン像を転写するパターン露光処理を実施する。その後、有機アルカリ水溶液(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドにノニオン系界面活性剤を添加したもの等)を現像液として用いて、パターン露光処理が実施されたフォトレジスト膜について、現像処理を実施する。そして、ポストベーク処理を行い、黒色色素含有層51Kを形成する。
For example, a photoresist film is formed using SK-9000C (manufactured by Fuji Film Electronics Materials Co., Ltd.). For example, this film formation is performed so that the film thickness becomes 0.04 μm. Here, for SK-9000C, propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether were diluted at a ratio of 9: 1 so that the same film thickness was obtained. Then, for example, a pattern exposure process for transferring a pattern image is performed on the photoresist film using an i-line reduction exposure machine. Thereafter, a development process is performed on the photoresist film that has been subjected to the pattern exposure process using an organic alkali aqueous solution (such as tetramethylammonium hydroxide to which a nonionic surfactant is added) as a developer. And a post-baking process is performed and the black pigment |
なお、黒色色素含有層51Kの膜厚は、0.2μm以下が好適であり、0.1μm以下が、より好適である。また、適宜、黒色色素の含有量を調整して、膜厚を最適化しても良い。
The film thickness of the black
(2)グリーンフィルタ層51Gの形成
つぎに、図20に示すように、カラーフィルタ51を構成するグリーンフィルタ層51Gを形成する。
(2) Formation of
ここでは、図20に示すように、平坦化膜HT1の表面上にグリーンフィルタ層51Gを設ける。
Here, as shown in FIG. 20, a
具体的には、実施形態1の場合と同様に、緑色色素と感光性樹脂とを含む塗布液を、スピンコート法によって塗布し、フォトレジスト膜(図示なし)を成膜する。その後、プリベーク処理を実施した後に、そのフォトレジスト膜についてパターン加工することで、グリーンフィルタ層51Gを形成する。
Specifically, as in the first embodiment, a coating liquid containing a green pigment and a photosensitive resin is applied by a spin coating method to form a photoresist film (not shown). Then, after performing a prebaking process, the
(3)レッドフィルタ層51Rbの形成
つぎに、図21に示すように、カラーフィルタ51を構成するレッドフィルタ層51Rbを形成する。
(3) Formation of Red Filter Layer 51Rb Next, as shown in FIG. 21, a red filter layer 51Rb constituting the
ここでは、図21に示すように、平坦化膜HT1上に設けられた黒色色素含有層51Kの表面上に、レッドフィルタ層51Rbを設ける。
Here, as shown in FIG. 21, the red filter layer 51Rb is provided on the surface of the black pigment-containing
具体的には、実施形態1の場合と同様に、赤色色素と感光性樹脂とを含む塗布液を、スピンコート法によって塗布し、フォトレジスト膜(図示なし)を成膜する。本実施形態においては、赤色色素の他に、黒色色素を、上記の塗布液中に含有させないで、このフォトレジスト膜(図示なし)を形成する。 Specifically, as in the first embodiment, a coating liquid containing a red pigment and a photosensitive resin is applied by a spin coating method to form a photoresist film (not shown). In the present embodiment, this photoresist film (not shown) is formed without containing a black pigment in the coating solution in addition to the red pigment.
その後、プリベーク処理を実施した後に、そのフォトレジスト膜についてパターン加工することで、レッドフィルタ層51Rbを形成する。 Then, after performing a prebaking process, the red filter layer 51Rb is formed by pattern-processing about the photoresist film.
その後、図示を省略しているが、実施形態1の場合と同様に、ブルーフィルタ層51Bを、平坦化膜HT1の表面上に設けて、3原色からなるカラーフィルタ51を完成させる。
Thereafter, although not shown, as in the case of the first embodiment, the
(4)平坦化膜HT2の形成
つぎに、図22に示すように、カラーフィルタ51上に、平坦化膜HT2を形成する。
(4) Formation of Flattening Film HT2 Next, as shown in FIG. 22, the flattening film HT2 is formed on the
ここでは、カラーフィルタ51の上面を被覆して平坦化するように、平坦化膜HT2を設ける。
Here, the planarizing film HT2 is provided so as to cover and planarize the upper surface of the
具体的には、熱硬化性樹脂を、カラーフィルタ51の上面にスピンコート法によって成膜した後に、熱硬化処理を実施することで、平坦化膜HT2を形成する。
Specifically, after the thermosetting resin is formed on the upper surface of the
(5)マイクロレンズ61の形成
つぎに、図17に示すように、平坦化膜HT2の上面にマイクロレンズ61を形成する。
(5) Formation of
ここでは、図17に示すように、実施形態1の場合と同様に、凸型レンズとして、マイクロレンズ61を設ける。
Here, as shown in FIG. 17, as in the case of the first embodiment, a
[まとめ]
以上のように、本実施形態においては、黒色色素を含む黒色色素含有層51Kが、設けられている。黒色色素含有層51Kは、受光面JSの上方において、レッドフィルタ層51Rbと受光面JSとの間に介在しており、レッドフィルタ層51Rbから入射した入射光Hが、受光面JSへ透過するように構成されている。
[Summary]
As described above, in the present embodiment, the black
図23は、本発明にかかる実施形態2において、黒色色素含有層51Kの分光特性を示す図である。図23において、横軸は、波長(nm)であり、縦軸は、透過率(%)である。
FIG. 23 is a diagram showing the spectral characteristics of the black pigment-containing
図23に示すように、黒色色素含有層51Kは、可視光線の波長領域を含む、400〜750nm程度の波長範囲において、光透過率が75〜88%になるように形成されている。また、黒色色素含有層51Kは、波長が長くなるに伴って、光透過率が大きくなるように形成されている。
As shown in FIG. 23, the black pigment-containing
このため、本実施形態において、黒色色素を含まないレッドフィルタ層51Rbと、黒色色素含有層51Kとの両者を重ねた場合の分光特性は、実施形態1にて図10にて示したものと、同様な分光特性になる。
For this reason, in this embodiment, the spectral characteristics when both the red filter layer 51Rb that does not contain a black pigment and the black pigment-containing
よって、本実施形態は、実施形態1の場合と同様に、ホワイトバランスの調整が容易に可能であって、赤色の色分離性を向上できるので、色再現性に優れる。 Therefore, as in the case of the first embodiment, the present embodiment can easily adjust the white balance and can improve the color separation of red, and thus has excellent color reproducibility.
また、本実施形態は、ゴーストの発生を抑制することができる。 Moreover, this embodiment can suppress generation | occurrence | production of a ghost.
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を向上させることができる。 Therefore, this embodiment can improve the image quality of a captured image.
<3.実施形態3>
[装置構成など]
図24は、本発明にかかる実施形態3において、固体撮像装置1cの要部を示す図である。図24は、カラーフィルタ51の平面図を示すものである。
<3.
[Equipment configuration]
FIG. 24 is a diagram illustrating a main part of the solid-state imaging device 1c according to the third embodiment of the present invention. Figure 24 shows a plan view of the
図24に示すように、本実施形態において、固体撮像装置1cは、カラーフィルタ51を構成するグリーンフィルタ層51Gcとブルーフィルタ層51Bcとが、実施形態1の場合と異なる。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態1と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
As shown in FIG. 24, in the present embodiment, in the solid-state imaging device 1c, the green filter layer 51Gc and the blue filter layer 51Bc constituting the
図24に示すように、カラーフィルタ51は、実施形態1の場合と同様に、レッドフィルタ層51Rと、グリーンフィルタ層51Gcと、ブルーフィルタ層51Bcとの3原色の着色フィルタを含む。
そして、レッドフィルタ層51Rと、グリーンフィルタ層51Gcと、ブルーフィルタ層51Bcとのそれぞれは、図24に示すように、たとえば、ベイヤー配列で並ぶように配置されている。
As shown in FIG. 24, the
Each of the
カラーフィルタ51を構成するレッドフィルタ層51Rは、実施形態1と同様に形成されており、黒色色素を含有するように形成されている。
The
この他に、カラーフィルタ51を構成するグリーンフィルタ層51Gcと、ブルーフィルタ層51Bcとのそれぞれは、実施形態1の場合と異なり、黒色色素を含有するように形成されている。
In addition, each of the green filter layer 51Gc and the blue filter layer 51Bc constituting the
本実施形態においては、レッドフィルタ層51Rと、グリーンフィルタ層51Gcと、ブルーフィルタ層51Bcとのそれぞれは、黒色色素が、同じ量で含有するように形成されている。
In the present embodiment, each of the
上記において、黒色色素としては、たとえば、実施形態1で列記した黒色顔料(カーボンブラック)が使用できる。この黒色色素は、全固形分において、1〜10質量%になるように含有されることが好適である。
In the above, as a black pigment | dye, the black pigment (carbon black) listed in
[まとめ]
以上のように、本実施形態のカラーフィルタ51においては、レッドフィルタ層51Rの他に、グリーンフィルタ層51Gcとブルーフィルタ層51Bcとのそれぞれに、黒色色素が含有されている。このため、実施形態1の効果の他に、画素サイズが比較的大きな場合(たとえば、2.0μm□以上)は、下記に示すように、緑色成分および青色成分の光に起因するゴースト現象の発生を抑制できる。
[Summary]
As described above, in the
図25は、本発明に係る実施形態3において、緑色成分の光に起因するゴースト現象の発生が抑制される様子を説明するための図である。 FIG. 25 is a diagram for explaining a state in which the occurrence of a ghost phenomenon due to green component light is suppressed in the third embodiment according to the present invention.
図25に示すように、入射光Hは、まず、赤外線カットフィルタ202に入射する。そして、赤外線カットフィルタ202によって、長波長な成分の光IRが反射されて、赤外線がカットされる。
As shown in FIG. 25, the incident light H first enters the
つぎに、図25に示すように、赤外線カットフィルタ202を透過した透過光Haは、マイクロレンズ61,グリーンフィルタ層51Gcなどの部材を介して、フォトダイオード21へ入射する。そして、フォトダイオード21において光電変換が行われる。
Next, as shown in FIG. 25, the transmitted light Ha transmitted through the
このとき、光電変換がされないで反射する成分が存在し、その反射光Hbは、図25に示すように、グリーンフィルタ層51Gc,マイクロレンズ61などの部材へ戻る。
At this time, there is a component that is reflected without being subjected to photoelectric conversion, and the reflected light Hb returns to the members such as the green filter layer 51Gc and the
つぎに、その反射光Hbは、図25に示すように、さまざまな方向へ進んで、赤外線カットフィルタ202へ戻る。
Next, as shown in FIG. 25, the reflected light Hb travels in various directions and returns to the
つぎに、反射光Hbは、図25に示すように、赤外線カットフィルタ202を透過する。つまり、赤外線カットフィルタ202は、図14に示した反射特性を備えるので、反射光Hbは、赤外線カットフィルタ202によって反射されずに、多くが透過し、光学系201へ入射する。
Next, the reflected light Hb passes through the
つぎに、反射光Hbは、図25に示すように、光学系201の表面によって反射される。そして、光学系201のpによって反射された反射光Hcは、再度、グリーンフィルタ層51Gc,マイクロレンズ61などの部材へ入射する。
Next, the reflected light Hb is reflected by the surface of the
そして、図25に示すように、緑色成分を含む反射光Hcが、フォトダイオード21へ入射し、光電変換が行われる。
Then, as shown in FIG. 25, the reflected light Hc containing the green component is incident on the
図示をしていないが、緑色成分を含む反射光Hcと同様に、青色成分の光も、その一部が、光学系201によって反射され、その反射光が、フォトダイオード21へ入射し、光電変換が行われる場合がある。
Although not shown, like the reflected light Hc containing the green component, a part of the blue component light is also reflected by the
このため、緑色成分および青色成分の光に起因して、ゴースト現象が発生し、撮像画像の画像品質が低下する場合がある。 For this reason, a ghost phenomenon occurs due to the light of the green component and the blue component, and the image quality of the captured image may deteriorate.
しかし、本実施形態においては、上述したように、実施形態1のレッドフィルタ層51Rの場合と同様に、グリーンフィルタ層51Gcと、ブルーフィルタ層51Bcとのそれぞれに、黒色色素が含有されている。このため、本実施形態では、グリーンフィルタ層51Gcと、ブルーフィルタ層51Bcとのそれぞれによって、光学系201によって反射された反射光(図25のHc)は、その光量が低下する。
However, in the present embodiment, as described above, as in the case of the
よって、本実施形態は、緑色成分および青色成分の光に起因するゴースト現象の発生が抑制可能であって、撮像画像の画像品質を向上させることができる。 Therefore, this embodiment can suppress the occurrence of a ghost phenomenon due to the light of the green component and the blue component, and can improve the image quality of the captured image.
また、これと共に、本実施形態では、グリーンフィルタ層51Gcと、ブルーフィルタ層51Bcとのそれぞれが、黒色色素を含有しているので、抑えるべき波長領域(青であれば485nm以上、緑であれば、400〜500nm、565nm以上)の「分光浮き」を、低減することができる。よって、色分離性等を向上させることができので、撮像画像の画像品質を向上させることができる。 In addition, in this embodiment, since each of the green filter layer 51Gc and the blue filter layer 51Bc contains a black pigment, a wavelength region to be suppressed (485 nm or more for blue, and green for green). , 400-500 nm, 565 nm or more) can be reduced. Therefore, since color separation properties and the like can be improved, the image quality of the captured image can be improved.
なお、本実施形態では、レッドフィルタ層51Rと、グリーンフィルタ層51Gcと、ブルーフィルタ層51Bcとのそれぞれに関して、同じ黒色色素が同じ割合で含有する場合について示したが、これに限定されない。レッドフィルタ層51Rと、グリーンフィルタ層51Gcと、ブルーフィルタ層51Bcとの間においては、黒色色素が互いに異なる割合で含有させてもよい。たとえば、赤色成分の出力が他の色の成分の出力よりも大きい場合や、赤色によるゴーストの発生が顕著な場合には、レッドフィルタ層51Rが、グリーンフィルタ層51Gcおよびブルーフィルタ層51Bcより、黒色色素の含有割合を多くすることが好適である。
In the present embodiment, the case where the same black pigment is contained in the same ratio with respect to each of the
また、実施形態2に示した黒色色素含有層51Kを、レッドフィルタ層と、グリーンフィルタ層と、ブルーフィルタ層とのそれぞれに対応するように、設けた場合においても、本実施形態と同様な作用・効果を得ることができる。
Even when the black pigment-containing
<4.その他>
本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例を採用することができる。
<4. Other>
In carrying out the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be employed.
たとえば、上記の実施形態においては、平坦化膜HT2上に、マイクロレンズ61を形成する場合について、説明したが、これに限定されない。たとえば、上記の他に、カラーフィルタ51上に平坦化膜HT2を設けずに、マイクロレンズ61を形成しても良い。この場合には、カラーフィルタ51の表面に、直接的に、マイクロレンズ材膜を平坦に塗布する。そして、そのマイクロレンズ材膜上に、フォトレジスト膜を矩形形状にパターン加工して設ける。その後、そのフォトレジスト膜について、熱軟化点以上で熱処理を行い、レンズ形状にする。そして、そのレンズ形状のフォトレジストマスクを用いて、下地のマイクロレンズ材膜についてドライエッチング処理を実施することで、マイクロレンズ61を形成しても良い。
For example, in the above-described embodiment, the case where the
また、たとえば、上記の実施形態においては、CCD型イメージセンサに適用する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、CMOS型イメージセンサなど、種々のイメージセンサに適用可能である。 For example, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a CCD image sensor has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to various image sensors such as a CMOS image sensor.
また、層内レンズ45の構造については、上記の実施形態に示す構造に限らない。上凸レンズの他に、凹レンズ等のさまざまなレンズ形状にしても良い。 Further, the structure of the in-layer lens 45 is not limited to the structure shown in the above embodiment. In addition to the upward convex lens, various lens shapes such as a concave lens may be used.
また、上記の実施形態においては、黒色色素含有層51Kを、受光面JSと、レッドフィルタ層51Rbなどのカラーフィルタ51との間に設ける場合について示したが、これに限定されない。カラーフィルタ51の上方に、黒色色素含有層51Kを設けても良い。この場合には、たとえば、マイクロレンズに黒色色素を含有させることによって、そのマイクロレンズを黒色色素含有層として機能させるように構成しても良い。
In the above embodiment, the black
また、マイクロレンズの表面を被覆するように、黒色色素含有層を設けても良い。この場合には、たとえば、マイクロレンズよりも屈折率が低い樹脂材料(たとえば、フッ素含有樹脂)に、黒色色素を含有させた黒色色素含有層を、マイクロレンズ61の表面が平坦になるように設けても良い。
Further, a black pigment-containing layer may be provided so as to cover the surface of the microlens. In this case, for example, a black pigment-containing layer in which a black pigment is contained in a resin material (for example, fluorine-containing resin) having a refractive index lower than that of the microlens is provided so that the surface of the
また、この他に、チタンブラックやグラファイトブラックを含有した層を、黒色色素含有層として設けても良い。グラファイトブラックの場合には、たとえば、公知のリフトオフ法によって、パターン形成することができる。 In addition, a layer containing titanium black or graphite black may be provided as a black pigment containing layer. In the case of graphite black, a pattern can be formed by, for example, a known lift-off method.
また、上記の実施形態においては、カメラに本発明を適用する場合について説明したが、これに限定されない。スキャナーや、コピー機などのように、固体撮像装置を備える、他の電子機器に、本発明を適用しても良い。 In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a camera has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention may be applied to other electronic devices including a solid-state imaging device such as a scanner or a copy machine.
なお、上記の実施形態において、固体撮像装置1,1b,1cは、本発明の固体撮像装置に相当する。また、上記の実施形態において、層内レンズ45は、本発明の層内レンズに相当する。また、上記の実施形態において、カラーフィルタ51は、本発明のカラーフィルタに相当する。また、上記の実施形態において、ブルーフィルタ層51B,51Bcは、本発明の第3の着色層に相当する。また、上記の実施形態において、グリーンフィルタ層51G,51Gcは、本発明の第2の着色層に相当する。また、上記の実施形態において、レッドフィルタ層51R,51Rbは、本発明の第1の着色層に相当する。また、上記の実施形態において、黒色色素含有層51Kは、本発明の黒色色素含有層に相当する。また、上記の実施形態において、マイクロレンズ61は、本発明のマイクロレンズに相当する。また、上記の実施形態において、基板101は、本発明の基板に相当する。また、上記の実施形態において、カメラ200は、本発明の電子機器に相当する。また、上記の実施形態において、赤外線カットフィルタ赤外線202は、本発明のカットフィルタに相当する。また、上記の実施形態において、受光面JSは、本発明の受光面に相当する。また、上記の実施形態において、光電変換部Pは、本発明の光電変換部に相当する。また、上記の実施形態において、撮像領域PAは、本発明の撮像領域に相当する。
In the above embodiment, the solid-
1,1b,1c:固体撮像装置、21:フォトダイオード、22:電荷読出しチャネル領域、23:電荷転送チャネル領域、24:チャネルストッパー領域、31:転送電極、41:金属遮光膜、45:層内レンズ、51:カラーフィルタ、51B,51Bc:ブルーフィルタ層、51G,51Gc:グリーンフィルタ層、51K:黒色色素含有層、51R,51Rb:レッドフィルタ層、61:マイクロレンズ、101:基板、200:カメラ、201:光学系、202:赤外線カットフィルタ、203:駆動回路、204:信号処理回路、HT1:平坦化膜、HT2:平坦化膜、JS:受光面、P:光電変換部、PA:撮像領域、RO:電荷読出し部、SS:素子分離部、Sz:絶縁膜、VT:垂直転送レジスタ部 1, 1b, 1c: solid-state imaging device, 21: photodiode, 22: charge readout channel region, 23: charge transfer channel region, 24: channel stopper region, 31: transfer electrode, 41: metal light shielding film, 45: in layer Lens, 51: Color filter, 51B, 51Bc: Blue filter layer, 51G, 51Gc: Green filter layer, 51K: Black pigment-containing layer, 51R, 51Rb: Red filter layer, 61: Micro lens, 101: Substrate, 200: Camera , 201: optical system, 202: infrared cut filter, 203: drive circuit, 204: signal processing circuit, HT1: flattening film, HT2: flattening film, JS: light receiving surface, P: photoelectric conversion unit, PA: imaging region , RO: charge reading unit, SS: element isolation unit, Sz: insulating film, VT: vertical transfer register unit
Claims (19)
前記基板の撮像領域において前記受光面の上方に設けられたカラーフィルタと、
を有し、
前記カラーフィルタは、
前記入射光を緑、赤または青の色彩に着色して前記受光面の側に透過させるフィルタ領域がベイヤー配列で配されており、
赤色の前記フィルタ領域中に、黒色色素を含有している、
固体撮像装置。 A plurality of photoelectric conversion units that generate signal charges by receiving incident light incident on a light receiving surface in an imaging region of a substrate through an infrared cut filter formed of a reflective inorganic interference multilayer film;
A color filter provided above the light receiving surface in the imaging region of the substrate;
Have
The color filter is
A filter region that colors the incident light in a green, red, or blue color and transmits the incident light to the side of the light receiving surface is arranged in a Bayer array,
In the filter area of red, containing a black pigment,
Solid-state imaging device.
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 two filter regions of green and blue do not contain the black pigment.
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 two filter regions of green and blue contain the black pigment at a ratio smaller than that of the red filter region.
前記黒色色素を含有しない赤色の着色層と、
前記黒色色素を含む黒色色素含有層と、
を有し、
前記緑色と青色の2つのフィルタ領域は、前記黒色色素を含有しない緑色または青色の着色層からなる、
請求項2に記載の固体撮像装置。 The red filter area is
A red colored layer not containing the black pigment;
A black pigment-containing layer containing the black pigment;
Have
The two filter regions of green and blue are composed of a green or blue colored layer not containing the black pigment,
The solid-state imaging device according to claim 2.
を有し、
前記マイクロレンズは、前記撮像領域において前記複数の光電変換部に対応するように複数が配置されている、
請求項1から4の何れか一項に記載の固体撮像装置。 Provided above the color filter in the imaging region of the substrate, and having a microlens for condensing the incident light on the light receiving surface side,
A plurality of the micro lenses are arranged so as to correspond to the plurality of photoelectric conversion units in the imaging region.
The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 4.
を有し、
前記層内レンズは、前記撮像領域において前記複数の光電変換部に対応するように複数が配置されている、
請求項1から4の何れか一項に記載の固体撮像装置。 In the imaging region of the substrate, provided between the light receiving surface of the photoelectric conversion unit and the microlens, and having an in-layer lens that collects the incident light on the light receiving surface side,
A plurality of the inner lenses are arranged so as to correspond to the plurality of photoelectric conversion units in the imaging region,
The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 4.
前記基板の撮像領域において前記受光面の上方に設けられたカラーフィルタと、
前記基板の撮像領域において前記カラーフィルタの上方に設けられており、前記入射光を前記受光面の側で集光させるマイクロレンズと、
前記基板の撮像領域において前記光電変換部の受光面と前記マイクロレンズとの間に介在するように設けられており、前記入射光を前記受光面の側で集光させる層内レンズと、
を有し、
前記マイクロレンズおよび前記層内レンズは、前記撮像領域において前記複数の光電変換部に対応するように複数が配置されており、
前記カラーフィルタは、
前記入射光を第1の色彩に着色する第1の着色層と、
前記入射光を前記第1の色彩と異なる色彩であって、前記第1の色彩よりも短波長な第2の色彩に着色する第2の着色層と
を少なくとも含み、
前記第1の着色層と前記第2の着色層とのそれぞれが、前記撮像領域において前記複数の光電変換部に対応するように配列されており、
前記第1の着色層は、黒色色素が、前記第2の着色層よりも多く含有するように形成されている、
固体撮像装置。 A plurality of photoelectric conversion units that are provided in an imaging region of the substrate, receive incident light at a light receiving surface, and generate a signal charge;
A color filter provided above the light receiving surface in the imaging region of the substrate;
A microlens that is provided above the color filter in the imaging region of the substrate and collects the incident light on the light receiving surface side;
An in-layer lens that is provided so as to be interposed between the light receiving surface of the photoelectric conversion unit and the microlens in the imaging region of the substrate, and that collects the incident light on the light receiving surface side;
Have
A plurality of the microlenses and the in-layer lenses are arranged so as to correspond to the plurality of photoelectric conversion units in the imaging region,
The color filter is
A first colored layer for coloring the incident light in a first color;
At least a second colored layer that colors the incident light into a second color that is different from the first color and has a shorter wavelength than the first color;
Each of the first colored layer and the second colored layer is arranged to correspond to the plurality of photoelectric conversion units in the imaging region,
The first colored layer is formed so as to contain more black pigment than the second colored layer.
Solid-state imaging device.
前記入射光を前記第1の色彩および第2の色彩と異なる色彩であって、前記第1の色彩および第2の色彩よりも短波長な第3の色彩に着色する第3の着色層
を、さらに含み、
前記第1の着色層と前記第2の着色層と前記第3の着色層とのそれぞれが、前記撮像領域において前記複数の光電変換部に対応するように配置されており、
前記第1の着色層は、黒色色素が、前記第2の着色層および第3の着色層よりも多く含有するように形成されている、
請求項7に記載の固体撮像装置。 The color filter is
A third colored layer that colors the incident light into a third color different from the first color and the second color and having a shorter wavelength than the first color and the second color; In addition,
Each of the first colored layer, the second colored layer, and the third colored layer is disposed so as to correspond to the plurality of photoelectric conversion units in the imaging region,
The first colored layer is formed so as to contain more black pigment than the second colored layer and the third colored layer.
The solid-state imaging device according to claim 7.
前記第2の着色層は、前記入射光を緑色光に着色して透過するように形成されており、
前記第3の着色層は、前記入射光を青色光に着色して透過するように形成されている、
請求項8に記載の固体撮像装置。 The first colored layer is formed so that the incident light is colored red light and transmitted,
The second colored layer is formed so that the incident light is colored green light and transmitted.
The third colored layer is formed so that the incident light is colored blue light and transmitted.
The solid-state imaging device according to claim 8.
請求項7から9の何れか一項に記載の固体撮像装置。 Further comprising an infrared cut filter configured to cut an infrared component in the incident light and transmit it to the microlens;
The solid-state imaging device according to any one of claims 7 to 9.
基板の撮像領域に設けられており、前記赤外線カットフィルタを通した入射光を受光面にて受光して信号電荷を生成する複数の光電変換部と、
前記基板の撮像領域において前記受光面と前記赤外線カットフィルタとの間に設けられたカラーフィルタと、
前記基板の撮像領域において前記カラーフィルタと前記赤外線カットフィルタとの間に設けられており、前記入射光を前記受光面の側で集光させるマイクロレンズと、
前記基板の撮像領域において前記光電変換部の受光面と前記マイクロレンズとの間に介在するように設けられており、前記入射光を前記受光面の側で集光させる層内レンズと、
を有し、
前記マイクロレンズおよび前記層内レンズは、前記撮像領域において前記複数の光電変換部に対応するように複数が配置されており、
前記カラーフィルタは、
前記入射光を第1の色彩に着色する第1の着色層と、
前記入射光を前記第1の色彩と異なる色彩であって、前記第1の色彩よりも短波長な第2の色彩に着色する第2の着色層と、
を少なくとも含み、
前記第1の着色層と前記第2の着色層とのそれぞれが、前記撮像領域において前記複数の光電変換部に対応するように配列されており、
前記基板の撮像領域において前記第1の着色層と前記受光面との間に、黒色色素を含む黒色色素含有層が設けられている、
固体撮像装置。 An infrared cut filter configured by a reflective inorganic interference multilayer film, which cuts the infrared component of incident light;
Is provided in the imaging region of the substrate, a plurality of photoelectric conversion unit for generating a signal charge incident light through the infrared cut filter by receiving light Te receiving surface,
A color filter provided between the light receiving surface and the infrared cut filter in the imaging region of the substrate;
A microlens that is provided between the color filter and the infrared cut filter in the imaging region of the substrate, and that collects the incident light on the light receiving surface side;
An in-layer lens that is provided so as to be interposed between the light receiving surface of the photoelectric conversion unit and the microlens in the imaging region of the substrate, and that collects the incident light on the light receiving surface side;
Have
A plurality of the microlenses and the in-layer lenses are arranged so as to correspond to the plurality of photoelectric conversion units in the imaging region,
The color filter is
A first colored layer for coloring the incident light in a first color;
A second colored layer that colors the incident light into a second color that is different from the first color and has a shorter wavelength than the first color;
Including at least
Each of the first colored layer and the second colored layer is arranged to correspond to the plurality of photoelectric conversion units in the imaging region,
A black pigment containing layer containing a black pigment is provided between the first colored layer and the light receiving surface in the imaging region of the substrate.
Solid-state imaging device.
前記入射光を前記第1の色彩および第2の色彩と異なる色彩であって、前記第1の色彩および第2の色彩よりも短波長な第3の色彩に着色する第3の着色層
を、さらに含む、
請求項11に記載の固体撮像装置。 The color filter is
A third colored layer that colors the incident light into a third color different from the first color and the second color and having a shorter wavelength than the first color and the second color; In addition,
The solid-state imaging device according to claim 11.
前記第2の着色層は、前記入射光を緑色光に着色して透過するように形成されており、
前記第3の着色層は、前記入射光を青色光に着色して透過するように形成されている、
請求項12に記載の固体撮像装置。 The first colored layer is formed so that the incident light is colored red light and transmitted,
The second colored layer is formed so that the incident light is colored green light and transmitted.
The third colored layer is formed so that the incident light is colored blue light and transmitted.
The solid-state imaging device according to claim 12.
前記固体撮像装置に光が入射する側に配され、反射型の無機干渉多層膜によって構成されている赤外線カットフィルタと、
を含んで構成され、
前記固体撮像装置は、
基板の撮像領域に設けられており、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する複数の光電変換部と、
前記基板の撮像領域において前記受光面の上方に設けられたカラーフィルタと、
を有し、
前記カラーフィルタは、
前記入射光を緑、赤または青の色彩に着色して前記受光面の側に透過させるフィルタ領域がベイヤー配列で配されており、
赤色のフィルタ領域中に、黒色色素を含有している、
電子機器。 A solid-state imaging device;
An infrared cut filter that is disposed on the light incident side of the solid-state imaging device and is configured by a reflective inorganic interference multilayer film;
Comprising
The solid-state imaging device
A plurality of photoelectric conversion units that are provided in an imaging region of the substrate, receive incident light at a light receiving surface, and generate a signal charge;
A color filter provided above the light receiving surface in the imaging region of the substrate;
Have
The color filter is
A filter region that colors the incident light in a green, red, or blue color and transmits the incident light to the side of the light receiving surface is arranged in a Bayer array,
Contains black pigment in the red filter area,
Electronics.
前記固体撮像装置は、
基板の撮像領域に設けられており、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する複数の光電変換部と、
前記基板の撮像領域において前記受光面の上方に設けられたカラーフィルタと、
前記基板の撮像領域において前記カラーフィルタの上方に設けられており、前記入射光を前記受光面の側で集光させるマイクロレンズと、
前記基板の撮像領域において前記光電変換部の受光面と前記マイクロレンズとの間に介在するように設けられており、前記入射光を前記受光面の側で集光させる層内レンズと、
を有し、
前記マイクロレンズおよび前記層内レンズは、前記撮像領域において前記複数の光電変換部に対応するように複数が配置されており、
前記カラーフィルタは、
前記入射光を第1の色彩に着色する第1の着色層と、
前記入射光を前記第1の色彩と異なる色彩であって、前記第1の色彩よりも短波長な第2の色彩に着色する第2の着色層と
を少なくとも含み、
前記第1の着色層と前記第2の着色層とのそれぞれが、前記撮像領域において前記複数の光電変換部に対応するように配列されており、
前記第1の着色層は、黒色色素が、前記第2の着色層よりも多く含有するように形成されている、
電子機器。 Comprising a solid-state imaging device,
The solid-state imaging device
A plurality of photoelectric conversion units that are provided in an imaging region of the substrate, receive incident light at a light receiving surface, and generate a signal charge;
A color filter provided above the light receiving surface in the imaging region of the substrate;
A microlens that is provided above the color filter in the imaging region of the substrate and collects the incident light on the light receiving surface side;
An in-layer lens that is provided so as to be interposed between the light receiving surface of the photoelectric conversion unit and the microlens in the imaging region of the substrate, and that collects the incident light on the light receiving surface side;
Have
A plurality of the microlenses and the in-layer lenses are arranged so as to correspond to the plurality of photoelectric conversion units in the imaging region,
The color filter is
A first colored layer for coloring the incident light in a first color;
At least a second colored layer that colors the incident light into a second color that is different from the first color and has a shorter wavelength than the first color;
Each of the first colored layer and the second colored layer is arranged to correspond to the plurality of photoelectric conversion units in the imaging region,
The first colored layer is formed so as to contain more black pigment than the second colored layer.
Electronics.
反射型の無機干渉多層膜によって構成され、前記固体撮像装置へ入射される入射光の赤外線成分をカットする赤外線カットフィルタと、
を含んで構成され、
前記固体撮像装置は、
基板の撮像領域に設けられており、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する複数の光電変換部と、
前記基板の撮像領域において前記受光面の上方に設けられたカラーフィルタと、
前記基板の撮像領域において前記カラーフィルタの上方に設けられており、前記入射光を前記受光面の側で集光させるマイクロレンズと、
前記基板の撮像領域において前記光電変換部の受光面と前記マイクロレンズとの間に介在するように設けられており、前記入射光を前記受光面の側で集光させる層内レンズと、
を有し、
前記マイクロレンズおよび前記層内レンズは、前記撮像領域において前記複数の光電変換部に対応するように複数が配置されており、
前記カラーフィルタは、
前記入射光を第1の色彩に着色する第1の着色層と、
前記入射光を前記第1の色彩と異なる色彩であって、前記第1の色彩よりも短波長な第2の色彩に着色する第2の着色層と、
を少なくとも含み、
前記第1の着色層と前記第2の着色層とのそれぞれが、前記撮像領域において前記複数の光電変換部に対応するように配列されており、
前記基板の撮像領域において前記第1の着色層と前記受光面との間に、黒色色素を含む黒色色素含有層が設けられている、
電子機器。 A solid-state imaging device ;
An infrared cut filter configured by a reflective inorganic interference multilayer film, which cuts an infrared component of incident light incident on the solid-state imaging device;
Comprising
The solid-state imaging device
A plurality of photoelectric conversion units that are provided in an imaging region of the substrate, receive incident light at a light receiving surface, and generate a signal charge;
A color filter provided above the light receiving surface in the imaging region of the substrate;
A microlens that is provided above the color filter in the imaging region of the substrate and collects the incident light on the light receiving surface side;
An in-layer lens that is provided so as to be interposed between the light receiving surface of the photoelectric conversion unit and the microlens in the imaging region of the substrate, and that collects the incident light on the light receiving surface side;
Have
A plurality of the microlenses and the in-layer lenses are arranged so as to correspond to the plurality of photoelectric conversion units in the imaging region,
The color filter is
A first colored layer for coloring the incident light in a first color;
A second colored layer that colors the incident light into a second color that is different from the first color and has a shorter wavelength than the first color;
Including at least
Each of the first colored layer and the second colored layer is arranged to correspond to the plurality of photoelectric conversion units in the imaging region,
A black pigment containing layer containing a black pigment is provided between the first colored layer and the light receiving surface in the imaging region of the substrate.
Electronics.
受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する複数の光電変換部を基板の撮像領域に設ける光電変換部形成工程と、
前記入射光を緑、赤または青の色彩に着色して前記受光面の側に透過させるフィルタ領域がベイヤー配列で配されているカラーフィルタを、前記基板の撮像領域において前記受光面の上方に設けるカラーフィルタ形成工程と、
を有し、
前記カラーフィルタ形成工程においては、赤色の前記フィルタ領域中に黒色色素を含有するように、前記カラーフィルタを形成する、
固体撮像装置の製造方法。 A method for manufacturing a solid-state imaging device in which light is incident through an infrared cut filter constituted by a reflective inorganic interference multilayer film,
A photoelectric conversion unit forming step of providing a plurality of photoelectric conversion units that receive incident light at a light receiving surface and generate signal charges in an imaging region of the substrate;
Provided above the light receiving surface in the image pickup region of the substrate is a color filter in which a filter region that colors the incident light in green, red, or blue and transmits the light toward the light receiving surface is arranged in a Bayer array. A color filter forming step;
Have
In the color filter forming step, the color filter is formed so as to contain a black pigment in the red filter region.
Manufacturing method of solid-state imaging device.
請求項17に記載の固体撮像装置の製造方法。 In the color filter forming step, the color filter is formed so that more black pigment is contained in the red filter region than in the green and blue filter regions.
The manufacturing method of the solid-state imaging device of Claim 17 .
前記入射光を緑、赤または青の色彩に着色して透過する着色層を形成する工程と、
赤色の前記着色層と前記受光面との間に、黒色色素を含む黒色色素含有層を選択的に形成する黒色色素含有層形成工程と、
を含む、
請求項17に記載の固体撮像装置の製造方法。 The color filter forming step includes
Forming a colored layer that colors and transmits the incident light in a green, red, or blue color; and
A black dye-containing layer forming step of selectively forming a black dye-containing layer containing a black dye between the red colored layer and the light-receiving surface;
including,
The manufacturing method of the solid-state imaging device of Claim 17 .
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