JP6094936B2 - カラーフィルタ及びフォトダイオードのパターニング構成 - Google Patents

カラーフィルタ及びフォトダイオードのパターニング構成 Download PDF

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Description

〔関連出願との相互参照〕
本出願は、2014年4月22日に出願された米国仮特許出願第61/982,562号の利益を主張するものであり、この仮特許出願は引用により本明細書に組み入れられる。
本発明は画像センサに関し、具体的にはカラーフィルタ及びフォトダイオードの構成に関する。
近年、デジタル画像センサが普及してきている。このようなセンサは、デジタルカメラ、モバイル装置、内視鏡などで使用される。従来のデジタル画像センサは、画素構造の配列を有し、各画素は、マイクロレンズ、カラーフィルタ、及びフォトダイオードなどの光検出器を含む。光検出器は、受光光に応答して出力電気信号を生成し、この出力信号は読み出し回路に供給される。当業では、上述したコンポーネントの構造及び製造過程は全て周知である。
当業では、カラーフィルタに関し、高感度の輝度及び色度素子(すなわち、カラーフィルタ)の配列を光検出器上に特定の反復パターンで適用することも知られている。例えば、引用により本明細書に組み入れられる米国特許第3,971,065号を参照されたい。最もよく使用されるカラーフィルタパターンの1つは、図1に示すBayerパターンのカラーフィルタ1として知られており、赤色フィルタ(R)2、緑色フィルタ(G)3及び青色フィルタ(B)4を含む。ほんのわずかな行及び列しか示していないが、このパターンは、数百万ものこのようなフィルタを含むことができる。このカラーフィルタパターンは、青色フィルタ4と緑色フィルタ3が交互になった奇数行パターンと、緑色フィルタ3と赤色フィルタ2が交互になった偶数行パターンと、青色フィルタ4と緑色フィルタ3が交互になった奇数列パターンと、緑色フィルタ3と赤色フィルタ2が交互になった偶数列パターンとを有する。従って、全体的なパターンには、50%の緑色フィルタ3、25%の赤色フィルタ2、及び25%の青色フィルタ4が含まれる。通常、各フィルタ2/3/4は、単一の光検出器上に配置され、各光検出器は、その画像センサ位置においてたった1色の光のみを検出するようになる。
画像センサを小型化し、画素を微小化する傾向は、画素の光子効率に悪影響を及ぼしてきたが、このことは画素配列の端部に存在する画素について特に当てはまる。画素サイズを縮小すると、様々な画素の量子効率、色の信号対雑音比(S/N比)及び輝度のS/N比が著しく低下するようになる。一方で、この小型化傾向は、高度カラーフィルタパターン、新たなフィルタ色、新たな色調、さらには透明(白色)度の高いカラーフィルタに対応するのに十分な解像度を画像センサにもたらした。
輝度のS/N比は、緑色フィルタ又は(緑色を含む)白色フィルタの使用によって改善できることが認められている(白色フィルタは透明であり(すなわちほとんどの色の光のほとんど又は全てを通し)、又はフィルタ配列内の空隙又はアパーチャである)。この輝度改善技術は、緑色のカラーフィルタを50%利用する従来のBayerフィルタで見られる。
人間の知覚には輝度のS/N比の方が目立ちやすいので、業界では、輝度のS/N比を優先して色のS/N比はほとんど無視されてきた。しかしながら、特に業界標準であるBayerパターン及びその他の多くの周知の高度カラーフィルタパターンは、全てが色のS/N比をより多く失ってまでも輝度のS/N比を優先する方向に傾いているので、画素サイズの小型化を通じて量子効率が低下することにより、色のS/N比の問題はますます大きくなっている。例えば、Bayerパターンでは、50%の緑色、25%の赤色及び25%の青色が使用され、典型的な周知のRGBWパターンでは、25%の白色、25%の緑色、25%の赤色及び25%の青色が使用される。以下の表1に示すように、シリコンではこれらのパターン設計が色の吸収係数に十分対応していない。
表1
シリコンでは、緑色に比べて青色の方が多く吸収され、赤色に比べて緑色の方が多く吸収される。
米国特許第3,971,065号明細書
従って、特に画素配列の端部に配置された画素について、許容可能なレベルの輝度のS/N比、色のS/N比及び量子効率を維持しながらデジタル画像センサをさらに改善するためのカラーフィルタ設計及び構成に対するニーズが存在する。
上述した問題点及びニーズには、各々が受光光に応答して電気信号を生成するように構成された光検出器の配列と、この光検出器の配列上に配置されたカラーフィルタの配列とを含み、これらの光検出器がカラーフィルタを通過する光を受光するようにした撮像装置によって対処する。カラーフィルタの各々は、色伝送特性を有する。カラーフィルタの一部の色伝送特性は、カラーフィルタの残りの色伝送特性と異なる。カラーフィルタのうちの第1の複数のカラーフィルタの各々は、光検出器のうちの複数の光検出器上に配置される。カラーフィルタのうちの第2の複数のカラーフィルタの各々は、光検出器のうちのたった1つの光検出器上に配置される。
撮像装置は、各々が受光光に応答して電気信号を生成するように構成された光検出器の配列と、光検出器の配列上に配置されたカラーフィルタの配列とを含み、光検出器は、カラーフィルタを通過する光を受光する。カラーフィルタの配列は、第1の複数の光検出器上に配置された、第1の色伝送特性を有する第1の複数のカラーフィルタと、第2の複数の光検出器上に配置された、第2の色伝送特性を有する第2の複数のカラーフィルタと、第3の複数の光検出器上に配置された、第3の色伝送特性を有する第3の複数のカラーフィルタとを含み、第1、第2及び第3の色伝送特性は互いに異なる。光検出器の配列は、第1の色伝送特性に対応する第1の吸収係数と、第2の色伝送特性に対応する第2の吸収係数と、第3の色伝送特性に対応する第3の吸収係数とを有する。第1の吸収係数は第2の吸収係数よりも大きく、第2の吸収係数は第3の吸収係数よりも大きい。第3の複数のカラーフィルタは、第2の複数のカラーフィルタがカバーする光検出器の配列の面積よりも広い光検出器の配列の面積をカバーし、第2の複数のカラーフィルタは、第1の複数のカラーフィルタがカバーする光検出器の配列の面積よりも広い光検出器の配列の面積をカバーする。
本発明のその他の目的及び特徴は、明細書、特許請求の範囲及び添付図を検討することによって明らかになるであろう。
従来のカラーフィルタパターンの概略上面図である。 本発明のカラーフィルタパターンの概略上面図である。 画像センサ画素の配列の概略上面図である。 画像センサ画素の配列の別の実施形態の概略上面図である。 画像センサ画素及び対応するカラーフィルタの垂直断面図である。 カラーフィルタパターンの別の実施形態の概略上面図である。 カラーフィルタパターンの別の実施形態の概略上面図である。 画像センサ画素の配列の別の実施形態の概略上面図である。 カラーフィルタパターンの別の実施形態の概略上面図である。 画像センサ画素の配列の別の実施形態の概略上面図である。 カラーフィルタパターンの別の実施形態の概略上面図である。 カラーフィルタパターンの別の実施形態の概略上面図である。
本発明は、光検出器の行列配列のための改善されたカラーフィルタ構成である。図2に、端部画素の量子効率を高めるカラーフィルタ配列構成10の左上角部を示す。カラーフィルタ配列10は、必須ではないが好ましくは互いに隣接して形成された、配列内に配置された複数の個々のカラーフィルタ11を含む。各カラーフィルタは、どの色の光を通して他の色の光を遮断するかを決定付ける色伝送特性を有する。例えば、青色フィルタは、一定の青色光波長をほとんど又は全て透過させて他の色の光のほとんど又は全てを吸収又は遮断する青色伝送特性を有し、赤色フィルタは、一定の赤色光波長をほとんど又は全て透過させて他の色の光のほとんど又は全てを吸収又は遮断する赤色伝送特性を有し、以下同様である。白色フィルタは、ほとんど又は全ての色の光を通す白色伝送特性を有する素材又はアパーチャである。量子効率は、画像センサの端部に向かって悪化する。従って、画像センサの端部において一色当たりに広い面積を使用すると、各選択色の光をより多く取り込むことができ、従って端部画素の量子効率が改善されるようになる。
図2のカラーフィルタ構成の角部は、サイズが異なる2種類のカラーフィルタ11を含む。外側のカラーフィルタ12は親(外側)フィルタであり、内側のカラーフィルタ14は子(内側)フィルタである。親カラーフィルタ12は、その子カラーフィルタ14のサイズの「n」倍である。親カラーフィルタ12のサイズがその子カラーフィルタ14よりも大きい場合(図2の場合)、「n」の値は1よりも大きい。親カラーフィルタのサイズがその子カラーフィルタよりも小さい場合、「n」の値は0よりも大きく1よりも小さい。さらなるサイズの子カラーフィルタを含める場合(すなわち、子の子)、現在の子カラーフィルタは、さらなるカラーフィルタサイズに対する親カラーフィルタと見なされ、新たな「n」の値がこれらの間のサイズ関係を決定付ける。このサイズ構成は、画像センサ配列内にさらなる(単複の)子カラーフィルタサイズが蓄積されるように無限に繰り返すことができる。
カラーフィルタ配列10は、異なるカラーフィルタサイズ数の観点から長さX、高さY及び幅Zを有する。図2に示すカラーフィルタ配列10は、2つの異なるカラーフィルタサイズの幅Zを有する。図2に示す親フィルタ12及び子フィルタ14の場合の値「n」は4であり、これは、親カラーフィルタ12の各々のサイズが、子カラーフィルタ14の各々に対して4倍の大きさであることを意味する。親フィルタ12及び子フィルタ14のカラーバリエーションパターンは、図1のBayerパターンに類似する。具体的には、親フィルタ12の奇数行は、青色と緑色が交互になった親フィルタ(B及びG)を含み、親フィルタ12の偶数行は、緑色と赤色が交互になった親フィルタ(G及びR)を含む。子フィルタ14にも同じカラーバリエーションパターンが使用される。しかしながら、ランダム及び疑似ランダムカラーバリエーションパターンを含む他のカラーバリエーションパターンを使用することもできる。当業では、カラーフィルタの形成過程及び/又は堆積過程は周知であり、従って本明細書では詳細に説明しない。
図3に、配列18内に画素16の行列が形成された従来のフォトダイオード(画素)配列のレイアウトを示す。各画素16は、光電変換器(一般的には光検出器又はフォトダイオードと呼ばれる)を含む。各画素16は、アナログ−デジタルコンバータ、並びに電気配線及び読み出し回路(この読み出し回路は、複数の、さらには全ての光検出器間で共有することができる)も含むことが好ましい。デジタル画像センサ業界では、従来のフォトダイオード画素の配列は周知である。図3の正方形の各々は、単一の画素16を表す。図3には、画素の形状又はサイズが変化しない(すなわち、全ての画素16が同じサイズである)従来の画素レイアウト設計を示している。図2のカラーフィルタ配列10を図3のフォトダイオード画素配列18に適用することもでき、この場合、親フィルタ12の各々は複数の画素に割り当てられ(例えば、複数の画素をカバーし)、子フィルタ14の各々は少ない数の又はたった1つの画素をカバーする。単一のカラーフィルタに複数の画素を割り当てることにより、ドット落ちの場合に冗長性がもたらされる(これにより、同じカラーフィルタに基づく他の画素が信号を生成するようになる)。図2及び図3の特定の事例では、各親フィルタ12が4つの画素16をカバーし、各子フィルタ14がたった1つの画素16をカバーするようになる。
図4に、画素16の形状及びサイズが上にあるカラーフィルタ11と同様に変化する(すなわち、画素16のサイズ及び位置と上にあるカラーフィルタ11のサイズ及び位置とが1対1で対応する)フォトダイオード(画素)配列18のレイアウトの別の実施形態を示す。この例では、画素16のサイズ及び位置が図2のカラーフィルタ11のサイズ及び位置に一致する。
図5は、3つの例示的な画素16a、16b、16c、及び上にあるカラーフィルタ11a、11b、11cの垂直断面図であり、この場合、カラーフィルタ11の変化する場所及びサイズと画素16の変化する場所及びサイズとが互いに一致する。各画素16は、光検出器20、アナログ−デジタルコンバータ22、及びこれらを接続する電気配線24を含む。画素16の1又はそれ以上の部分は、シリコン基板23上又はシリコン基板23内に形成されることが好ましい。この例では、画素16b及びその関連するカラーフィルタ11bが、画素16a及び16c、並びにこれらの関連するカラーフィルタ11a及び11cよりも横方向に小さい。具体的には、光検出器20b及び電気配線24bが画素16a及び16c内のものよりも小さい。アナログ−デジタルコンバータ22bのサイズは、画素16a及び16c内のものと同じ又はそれ以下することができる。
図6に、高輝度を維持したまま、光検出器に使用する材料の吸収係数を所与として半バランスの色割り当てをもたらすカラーフィルタパターン25を示す。光検出器20は、有機膜、シリコン又は当業で公知の他のいずれかの光電変換器材料とすることができる。以下の表2に、光検出器20がシリコン製である場合の青色、緑色及び赤色の例示的な吸収係数を示す。なお、青/緑/赤/白の組み合わせ以外の色を検討することもできる。異なる色の比率は、吸収係数から導出される。この比率を使用して、選択された色のスペクトルにわたって各色がバランスのとれた吸収率を達成するのに必要な表面積の割合を導出する。
表2
図6では、半バランスのカラーフィルタパターンを形成するための例として、サイズが4×4の正方形であるカラーフィルタ11(すなわち、合計16個のカラーフィルタ)の反復ブロック26を使用している。しかしながら、他のサイズ及び形状(例えば、長方形、不規則形状)を使用することもできる。反復ブロック26に含まれるカラーフィルタが多いほど、より良好なバランスを達成することができる。各4×4の正方形内の16個のカラーフィルタ11のうち、4つのカラーフィルタが白色になるように選択して、これらの白色フィルタが総面積の25%を占めるようにする。カラーフィルタパターンに対して使用する白色フィルタの相対的な数は、所望の輝度に基づいて変化させることができる。白色フィルタを用いて輝度全体を改善することは好ましいが、白色フィルタの使用は必須ではない。色バランスをとるために白色以外の各色に割り当てるべき正方形の数を計算する際には、表面積計算から白色フィルタを除外する。従って、図6の反復パターンでは、元々の16個のフィルタから4つの白色フィルタを除外して、実装に利用できる12個のフィルタを残す。
残りの面積に実装するカラーフィルタの比率は、光検出器に使用する特定の材料及び反復ブロック26内のフィルタの個数にとって「好ましい表面積(%)」に可能な限り近づくように選択する。以下の表3に示すように、各4×4の反復ブロック26に2つの青色フィルタ、3つの緑色フィルタ及び7つの赤色フィルタを選択すると、25%が白色、18.75%が緑色、12.5%が青色、43.75%が赤色という表面積割合が得られる。従って、この半バランスのカラーフィルタパターンは、RGBWパターンに近い輝度効率を有しながら、ほぼ2倍の赤色吸収を有する。4×4の正方形における各カラーフィルタの配置は、ランダム又は疑似ランダムとすることができる。単一色の大きな塊を有するよりも、可能な限り色を分散させる方が好ましい。この図6の半バランスの色割り当てのための反復パターン技術は、図2〜図4の端部量子効率技術と組み合わせることができる(すなわち、親フィルタ12が半バランスの反復ブロック26を組み込むことができ、これは子フィルタも同様である)。この組み合わせの結果、光検出器配列の中心のみならずその端部でも良好な色バランスが得られるとともに、配列の端部において良好な量子効率が得られる。
表3
図7〜図10に、完全なカラーフィルタバランスのための技術を示す。等しいサイズ及び形状のフィルタを用いて可能な限りのバランスをもたらす上記の半バランス構成とは対照的に、完全な色バランスは、等しいサイズ及び形状のフィルタ及び光検出器から離れることによって達成される。これらの光検出器及びその関連するカラーフィルタは、光検出器の吸収係数にとって必要な好ましい表面積割合に密接に又は正確に一致する割合の表面積を提供するための一意の形状及びサイズを有する。この構成は、いずれの特定のパターンにも限定されないので、カラーフィルタのパターンは、ランダム又は疑似ランダムとすることができる。上記の例と同様に、近隣の画素の輝度を高めるために一定量の白色画素を有することが好ましい(ただし必須ではない)。
図7には、完全な色バランスをもたらすことができるカラーフィルタパターン28の一例を示している。カラーフィルタの反復ブロック30内には様々なカラーフィルタが構成されており、各反復ブロック30は、白色フィルタ32、赤色フィルタ34、緑色フィルタ36及び青色フィルタ38を含む。この構成は、カラーフィルタの少なくとも1つを(例えば、正方形又は長方形ではない)不規則形状にすることにより、赤色、緑色及び青色フィルタの望ましい完全な表面積割合を実現する。この例では、赤色フィルタ34が不規則形状(疑似「L字」形状)である。これにより、正方形又は長方形の緑色及び青色フィルタが、赤色フィルタに対する望ましい相対的サイズを取得できるようになる(この場合、シリコン製の光検出器では、青色、緑色及び赤色フィルタの相対的サイズがそれぞれ11.99%、19.78%及び68.23%である)。また、白色フィルタの望ましい相対的サイズも可能になる。なお、赤/緑/青及び白の組み合わせ以外の色を検討することもできる。
図8には、図7のカラーフィルタパターン28にとって理想的な画素の配列40を示しており、画素16は、反復ブロック30内のカラーフィルタと同じ形状及びサイズを有する。なお、図7及び図8の反復ブロック30を図2〜図4の端部量子効率技術と組み合わせることもできる(すなわち、反復ブロック30に親フィルタ及び子フィルタを組み込んで、配列の端部に近い反復ブロック30が、配列の中心に近い反復ブロックよりも大きくなるようにすることができる)。
図9には、赤色フィルタ34の不規則形状が疑似「U字」形状であることを除き図7のパターンと同様の別のカラーフィルタパターン50の例を示している。図10には、図8のカラーフィルタパターン50にとって理想的な画素の配列60を示しており、画素16は、パターン50の反復ブロック30内のカラーフィルタと同じ形状及びサイズを有する。なお、図9及び図10の反復ブロック30を図2〜図4の端部量子効率技術と組み合わせることもできる(すなわち、反復ブロック30に親フィルタ及び子フィルタを組み込んで、配列の端部に近い反復ブロック30が配列の中心に近い反復ブロックよりも大きくなるようにすることができる)。
図11及び図12に、不規則形状のフィルタ形状を使用せずに完全な色バランスを達成するさらなるカラーフィルタパターン70及び80の例を示す。これらのパターンでは、フィルタ形状が全て正方形又は長方形であり、カラーフィルタパターン及び下にある画素の製造の複雑性が単純化される。
本発明は、本明細書で上述し図示した(単複の)実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に含まれるあらゆる変形形態を含むと理解されたい。例えば、本明細書における本発明に対する言及は、いずれかの請求項又は請求項内の用語の範囲を限定するものではなく、1又はそれ以上の請求項の対象範囲とすることができる1又はそれ以上の特徴について言及しているものにすぎない。上述した材料、処理及び数値の例は例示的なものにすぎず、特許請求の範囲を限定するものと見なすべきではない。最後に、単一層の材料を複数層のこのような又は同様の材料として形成することができ、逆もまた同様である。
なお、本明細書で使用している「over」及び「on」(〜上に)という用語は、いずれも「directly on(〜上に直接的に)」(間に中間材料、要素又は空間が配置されていない)という意味と、「indirectly on(〜上に間接的に)」(間に中間材料、要素又は空間が配置されている)という意味を包括的に含む。同様に、「adjacent(隣接する)」という用語は、「directly adjacent(直接隣接する)」(間に中間材料、要素又は空間が配置されていないこと)、及び「indirectly adjacent(間接的に隣接する)」(間に中間材料、要素又は空間が配置されていること)を含み、「mounted to(〜に取り付けられた)」という用語は、「directly mounted to(〜に直接取り付けられた)」(間に中間材料、要素又は空間が配置されていないこと)、及び「indirectly mounted to(〜に間接的に取り付けられた)」(間に中間材料、要素又は空間が配置されていること)を含み、「electrically coupled(電気的に結合された)」という用語は、「directly electrically coupled to(電気的に直接結合された)」(要素同士を互いに電気的に接続する中間材料又は要素が間に存在しないこと)、及び「indirectly electrically coupled to(電気的に間接的に結合された)」(要素同士を互いに電気的に接続する中間材料又は要素が間に存在すること)を含む。例えば、「基板上に」要素を形成することは、間に中間材料/要素を伴わずに基板上に直接要素を形成すること、及び間に1又はそれ以上の中間材料/要素を伴って基板上に間接的に要素を形成することを含むことができる。

Claims (12)

  1. 撮像装置であって、
    各々が受光光に応答して電気信号を生成するように構成された光検出器の配列と、
    前記光検出器の配列上に配置されたカラーフィルタの配列と、
    を含み、前記光検出器は、前記カラーフィルタを通過する光を受光し、該カラーフィルタの配列は、
    前記カラーフィルタのうちの第1の色伝送特性を有する、前記光検出器のうちの第1の複数の光検出器上に配置された第1の複数のカラーフィルタと、
    前記カラーフィルタのうちの第2の色伝送特性を有する、前記光検出器のうちの第2の複数の光検出器上に配置された第2の複数のカラーフィルタと、
    前記カラーフィルタのうちの第3の色伝送特性を有する、前記光検出器のうちの第3の複数の光検出器上に配置された第3の複数のカラーフィルタと、
    を含み、前記第1、第2及び第3の色伝送特性は互いに異なり、
    前記光検出器の配列は、前記第1の色伝送特性に対応する第1の吸収係数と、前記第2の色伝送特性に対応する第2の吸収係数と、前記第3の色伝送特性に対応する第3の吸収係数とを有し、前記第1の吸収係数は前記第2の吸収係数よりも大きく、前記第2の吸収係数は前記第3の吸収係数よりも大きく、
    前記第3の複数のカラーフィルタは、前記第2の複数のカラーフィルタがカバーする前記光検出器の前記配列の面積よりも広い前記光検出器の前記配列の面積をカバーし、
    前記第2の複数のカラーフィルタは、前記第1の複数のカラーフィルタがカバーする前記光検出器の前記配列の面積よりも広い前記光検出器の前記配列の面積をカバーする、ことを特徴とする撮像装置。
  2. 前記第1、第2及び第3の複数の光検出器は、全てが同じ横方向サイズを有し、
    前記第1の複数のカラーフィルタの各々は、前記第1の複数の光検出器のうちの1つの光検出器上に配置され、
    前記第2の複数のカラーフィルタの各々は、前記第2の複数の光検出器のうちの1つの光検出器上に配置され、
    前記第3の複数のカラーフィルタの各々は、前記第3の複数の光検出器のうちの1つの光検出器上に配置され、
    前記第3の複数の光検出器は、前記第2の複数の光検出器が含むよりも多くの数の光検出器を含み、
    前記第2の複数の光検出器は、前記第1の複数の光検出器が含むよりも多くの数の光検出器を含み、
    前記第3の複数のカラーフィルタは、前記第2の複数のカラーフィルタが含むよりも多くの数のカラーフィルタを含み、
    前記第2の複数のカラーフィルタは、前記第1の複数のカラーフィルタが含むよりも多くの数のカラーフィルタを含む、
    ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記カラーフィルタの配列は、前記光検出器のうちの第4の複数の光検出器上に配置された、白色伝送特性を有する第4の複数のカラーフィルタをさらに含む、
    ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  4. 前記第1の色伝送特性は、青色伝送特性であり、
    前記第2の色伝送特性は、緑色伝送特性であり、
    前記第3の色伝送特性は、赤色伝送特性である、
    ことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
  5. 前記第1の複数のカラーフィルタの各々は、前記第1の複数の光検出器のうちの1つの光検出器上に配置され、
    前記第2の複数のカラーフィルタの各々は、前記第2の複数の光検出器のうちの1つの光検出器上に配置され、
    前記第3の複数のカラーフィルタの各々は、前記第3の複数の光検出器のうちの1つの光検出器上に配置され、
    前記第3の複数の光検出器の各々は、前記第2の複数の光検出器の各々よりも横方向サイズが大きく、
    前記第2の複数の光検出器の各々は、前記第1の複数の光検出器の各々よりも横方向サイズが大きく、
    前記第3の複数のカラーフィルタの各々は、前記第2の複数のカラーフィルタの各々よりも横方向サイズが大きく、
    前記第2の複数のカラーフィルタの各々は、前記第1の複数のカラーフィルタの各々よりも横方向サイズが大きい、
    ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  6. 前記カラーフィルタの配列は、前記カラーフィルタの反復ブロック内に配置され、該反復ブロックの各々は、前記第1の複数のカラーフィルタのうちのたった1つのカラーフィルタと、前記第2の複数のカラーフィルタのうちのたった1つのカラーフィルタと、前記第3の複数のカラーフィルタのうちのたった1つのカラーフィルタとを含む、
    ことを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
  7. 前記カラーフィルタの配列は、前記光検出器のうちの第4の複数の光検出器上に配置された、白色伝送特性を有する第4の複数のカラーフィルタをさらに含み、前記反復ブロックの各々は、前記第4の複数のカラーフィルタのうちのたった1つのカラーフィルタを含む、
    ことを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。
  8. 前記第1の色伝送特性は、青色伝送特性であり、
    前記第2の色伝送特性は、緑色伝送特性であり、
    前記第3の色伝送特性は、赤色伝送特性である、
    ことを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。
  9. 前記第3の複数のカラーフィルタの各々はL字形である、
    ことを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
  10. 前記第3の複数の光検出器の各々はL字形である、
    ことを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。
  11. 前記第3の複数のカラーフィルタの各々はU字形である、
    ことを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
  12. 前記第3の複数の光検出器の各々はU字形である、
    ことを特徴とする請求項11に記載の撮像装置。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9369681B1 (en) * 2014-11-25 2016-06-14 Omnivision Technologies, Inc. RGBC color filter array patterns to minimize color aliasing
EP3182453A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-21 Autoliv Development AB Image sensor for a vision device and vision method for a motor vehicle
KR102568789B1 (ko) 2016-03-10 2023-08-21 삼성전자주식회사 무기 컬러 필터를 포함하는 컬러 필터 어레이, 상기 컬러 필터 어레이를 포함하는 이미지 센서 및 디스플레이 장치
DE102016206330B3 (de) * 2016-04-14 2017-06-29 Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Bildelement
US10969681B2 (en) * 2016-08-29 2021-04-06 Canon Kabushiki Kaisha Method for forming color filter array and method for manufacturing electronic device
JP6929119B2 (ja) * 2017-04-27 2021-09-01 キヤノン株式会社 カラーフィルタアレイの形成方法および電子デバイスの製造方法
KR101960599B1 (ko) * 2017-07-14 2019-03-20 유흥상 진공증착에 의한 무반사코팅층이 형성된 cctv 돔렌즈 및 그 제작방법
US10079255B1 (en) * 2017-08-04 2018-09-18 GM Global Technology Operations LLC Color filter array apparatus
JP6903758B2 (ja) * 2017-09-26 2021-07-14 富士フイルム株式会社 硬化性組成物、硬化膜、固体撮像装置、及び、硬化膜の製造方法
JP2019087545A (ja) * 2017-11-01 2019-06-06 凸版印刷株式会社 固体撮像素子及びその製造方法
CN108305883A (zh) * 2018-01-30 2018-07-20 德淮半导体有限公司 图像传感器
US11394935B2 (en) 2020-06-15 2022-07-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Pixel array for reducing image information loss and image sensor including the same
JP7000525B2 (ja) * 2020-09-30 2022-01-19 キヤノン株式会社 カラーフィルタアレイの形成方法および電子デバイスの製造方法

Family Cites Families (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3971065A (en) 1975-03-05 1976-07-20 Eastman Kodak Company Color imaging array
JPS62200303A (ja) * 1986-02-28 1987-09-04 Canon Inc カラ−フイルタ−
JPH056985A (ja) * 1991-06-27 1993-01-14 Hamamatsu Photonics Kk 固体撮像装置
US5677200A (en) * 1995-05-12 1997-10-14 Lg Semicond Co., Ltd. Color charge-coupled device and method of manufacturing the same
JPH10319386A (ja) * 1997-05-16 1998-12-04 Casio Comput Co Ltd 液晶表示装置
IL123207A0 (en) 1998-02-06 1998-09-24 Shellcase Ltd Integrated circuit device
US6137100A (en) 1998-06-08 2000-10-24 Photobit Corporation CMOS image sensor with different pixel sizes for different colors
IL133453A0 (en) 1999-12-10 2001-04-30 Shellcase Ltd Methods for producing packaged integrated circuit devices and packaged integrated circuit devices produced thereby
AU2001218821A1 (en) 2000-12-14 2002-06-24 3Dv Systems Ltd. 3d camera
US7033664B2 (en) 2002-10-22 2006-04-25 Tessera Technologies Hungary Kft Methods for producing packaged integrated circuit devices and packaged integrated circuit devices produced thereby
JP2004228645A (ja) 2003-01-20 2004-08-12 Konica Minolta Holdings Inc 固体撮像装置及びこれを用いた光学機器
US6972480B2 (en) 2003-06-16 2005-12-06 Shellcase Ltd. Methods and apparatus for packaging integrated circuit devices
WO2005004195A2 (en) 2003-07-03 2005-01-13 Shellcase Ltd. Method and apparatus for packaging integrated circuit devices
JP4902106B2 (ja) * 2004-07-09 2012-03-21 富士フイルム株式会社 固体撮像素子及びデジタルカメラ
JP2006237737A (ja) * 2005-02-22 2006-09-07 Sanyo Electric Co Ltd カラーフィルタアレイ及び固体撮像素子
US7214998B2 (en) * 2005-07-26 2007-05-08 United Microelectronics Corp. Complementary metal oxide semiconductor image sensor layout structure
US7821553B2 (en) * 2005-12-30 2010-10-26 International Business Machines Corporation Pixel array, imaging sensor including the pixel array and digital camera including the imaging sensor
US7936062B2 (en) 2006-01-23 2011-05-03 Tessera Technologies Ireland Limited Wafer level chip packaging
US20070190747A1 (en) 2006-01-23 2007-08-16 Tessera Technologies Hungary Kft. Wafer level packaging to lidded chips
US7901989B2 (en) 2006-10-10 2011-03-08 Tessera, Inc. Reconstituted wafer level stacking
US8513789B2 (en) 2006-10-10 2013-08-20 Tessera, Inc. Edge connect wafer level stacking with leads extending along edges
US7829438B2 (en) 2006-10-10 2010-11-09 Tessera, Inc. Edge connect wafer level stacking
US7935568B2 (en) 2006-10-31 2011-05-03 Tessera Technologies Ireland Limited Wafer-level fabrication of lidded chips with electrodeposited dielectric coating
US7807508B2 (en) 2006-10-31 2010-10-05 Tessera Technologies Hungary Kft. Wafer-level fabrication of lidded chips with electrodeposited dielectric coating
US8569876B2 (en) 2006-11-22 2013-10-29 Tessera, Inc. Packaged semiconductor chips with array
US7791199B2 (en) 2006-11-22 2010-09-07 Tessera, Inc. Packaged semiconductor chips
US7749886B2 (en) 2006-12-20 2010-07-06 Tessera, Inc. Microelectronic assemblies having compliancy and methods therefor
CN101675516B (zh) 2007-03-05 2012-06-20 数字光学欧洲有限公司 具有通过过孔连接到前侧触头的后侧触头的芯片
JP5300344B2 (ja) * 2007-07-06 2013-09-25 キヤノン株式会社 光検出素子及び撮像素子、光検出方法及び撮像方法
WO2009048604A2 (en) 2007-10-10 2009-04-16 Tessera, Inc. Robust multi-layer wiring elements and assemblies with embedded microelectronic elements
JP2009099867A (ja) * 2007-10-18 2009-05-07 Fujifilm Corp 光電変換素子及び撮像素子
JP4881833B2 (ja) * 2007-10-29 2012-02-22 富士フイルム株式会社 カラー画像撮像用固体撮像素子
US7800192B2 (en) 2008-02-08 2010-09-21 Omnivision Technologies, Inc. Backside illuminated image sensor having deep light reflective trenches
US20100053407A1 (en) 2008-02-26 2010-03-04 Tessera, Inc. Wafer level compliant packages for rear-face illuminated solid state image sensors
US20090212381A1 (en) 2008-02-26 2009-08-27 Tessera, Inc. Wafer level packages for rear-face illuminated solid state image sensors
US7859033B2 (en) 2008-07-09 2010-12-28 Eastman Kodak Company Wafer level processing for backside illuminated sensors
JP4978614B2 (ja) * 2008-11-25 2012-07-18 ソニー株式会社 固体撮像装置
TWI453910B (zh) 2009-02-04 2014-09-21 Sony Corp Image display device and repair method of short circuit accident
JP2010219425A (ja) 2009-03-18 2010-09-30 Toshiba Corp 半導体装置
US7923799B2 (en) 2009-06-09 2011-04-12 Aptina Imaging Corporation Image sensors with light guides
JP2011061081A (ja) * 2009-09-11 2011-03-24 Toshiba Corp イメージセンサ
KR20110040402A (ko) * 2009-10-14 2011-04-20 삼성전자주식회사 필터 어레이, 이를 포함하는 이미지 센서, 및 신호 보간 방법
KR20110075397A (ko) * 2009-12-28 2011-07-06 주식회사 동부하이텍 이미지 센서의 감도 향상 방법
KR20110092701A (ko) * 2010-02-10 2011-08-18 삼성전자주식회사 광 감지 소자의 단위 픽셀 패턴 및 이를 포함하는 광 감지 장치
US8796135B2 (en) 2010-07-23 2014-08-05 Tessera, Inc. Microelectronic elements with rear contacts connected with via first or via middle structures
US9640437B2 (en) 2010-07-23 2017-05-02 Tessera, Inc. Methods of forming semiconductor elements using micro-abrasive particle stream
US8598695B2 (en) 2010-07-23 2013-12-03 Tessera, Inc. Active chip on carrier or laminated chip having microelectronic element embedded therein
US8847376B2 (en) 2010-07-23 2014-09-30 Tessera, Inc. Microelectronic elements with post-assembly planarization
US8697569B2 (en) 2010-07-23 2014-04-15 Tessera, Inc. Non-lithographic formation of three-dimensional conductive elements
US8791575B2 (en) 2010-07-23 2014-07-29 Tessera, Inc. Microelectronic elements having metallic pads overlying vias
US8686565B2 (en) 2010-09-16 2014-04-01 Tessera, Inc. Stacked chip assembly having vertical vias
US8685793B2 (en) 2010-09-16 2014-04-01 Tessera, Inc. Chip assembly having via interconnects joined by plating
US8847380B2 (en) 2010-09-17 2014-09-30 Tessera, Inc. Staged via formation from both sides of chip
US8610259B2 (en) 2010-09-17 2013-12-17 Tessera, Inc. Multi-function and shielded 3D interconnects
WO2012039180A1 (ja) 2010-09-24 2012-03-29 富士フイルム株式会社 撮像デバイス及び撮像装置
US20120199924A1 (en) 2011-02-03 2012-08-09 Tessera Research Llc Bsi image sensor package with variable light transmission for even reception of different wavelengths
KR101133154B1 (ko) 2011-02-03 2012-04-06 디지털옵틱스 코포레이션 이스트 상이한 파장을 균일하게 수광하기 위한 차등 높이 실리콘을 포함하는 이면 조사 센서 패키지
KR101095945B1 (ko) 2011-02-03 2011-12-19 테쎄라 노쓰 아메리카, 아이엔씨. 상이한 파장을 균일하게 수광하기 위한 흡광 재료를 포함하는 이면 조사 센서 패키지
JP5999750B2 (ja) * 2011-08-25 2016-09-28 ソニー株式会社 撮像素子、撮像装置及び生体撮像装置
US8692344B2 (en) 2012-03-16 2014-04-08 Optiz, Inc Back side illuminated image sensor architecture, and method of making same
JP2013258168A (ja) * 2012-06-11 2013-12-26 Fujifilm Corp 固体撮像素子および撮像装置

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