JP6168331B2 - 撮像素子、および撮像装置 - Google Patents
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Description
本開示の第2の側面である撮像素子は、裏面照射型の撮像素子において、斜め方向からの入射光を遮光するために隣接する画素間に格子状に形成された第1の遮光層と、前記第1の遮光層の下層側に形成されたトレンチから成る第2の遮光層とを備え、前記トレンチには、垂直方向に形成された前記第1の遮光層と水平方向に形成された前記第1の遮光層とが交差する交差部分の下層にのみ、分断箇所が設けられており、前記分断箇所は、対称性を有さず、前記トレンチにより囲まれている位置には、前記撮像素子が受光可能な光のうち、最長または最短の波長の光を受光する画素が配置されている。
本開示の第4の側面である撮像装置は、裏面照射型の撮像素子が搭載された撮像装置において、前記撮像素子は、斜め方向からの入射光を遮光するために隣接する画素間に格子状に形成された第1の遮光層と、前記第1の遮光層の下層側に形成されたトレンチから成る第2の遮光層とを備え、前記トレンチには、垂直方向に形成された前記第1の遮光層と水平方向に形成された前記第1の遮光層とが交差する交差部分の下層にのみ、分断箇所が設けられており、前記分断箇所は、対称性を有さず、前記トレンチにより囲まれている位置には、前記撮像素子が受光可能な光のうち、最長または最短の波長の光を受光する画素が配置されている。
[裏面照射型CISの第1の構成例]
図3は、本開示の実施の形態である裏面照射型CIS30を光の入射側から見た図であり、同図AはSi上層43を、同図BはSi基板44を示している。なお、裏面照射型CIS30は、光の入射側から順に、オンチップレンズ41、カラーフィルタ42、Si上層43、Si基板44、および配線層45(いずれも図4)の6層構造を有する。
図7は、Si基板44に形成するトレンチの端の形状の変形例を示している。すなわち、図3においては、トレンチの端が先鋭状に形成されていたが、例えば図7に示されるように、トレンチの端を直線状に形成してもよい。また、図示は省略するが、トレンチの端を円弧状としたり、凹上に形成してもよい。
図8は、画素(Si基板開口部)の形状の変形例を示している。すなわち、図3においては、画素(Si基板開口部)33の形状を正方形としていたが、例えば図8に示されるように、画素(Si基板開口部)33の形状を円形としてもよい。また、図示は省略するが、菱形や多角形であってもよい。画素(Si基板開口部)33の形状を円形や多角形にすることにより斜め部の遮光能力を向上させることができる。
図9は、Si上層43のSi上層遮光性材料31の形状の変形例を示している。すなわち、図3においては、Si上層遮光性材料31を格子状としていたが、例えば図9に示されるように、Si基板中遮光性材料32が設けられていない位置(すなわち、トレンチ交差部)にだけSi上層遮光性材料31を設けるようにしてもよい。この場合、Si基板開口部33の面積を広げることになるので、FD領域の感度上昇を期待することができる。なお、図示は省略するが、Si上層遮光性材料31の幅は、Si基板中遮光性材料32の幅と同じであったり、Si基板中遮光性材料32の幅よりも細くてもよい。また、太さを部分的に変更してもよい。
図10は、電荷固定膜51を追加した変形例を示している。すなわち、Si基板中遮光性料材32の周囲とSi基板44の裏面(図における上側)に、負の固定電荷をもつ電荷固定膜51を形成してもよい。この場合、電荷固定膜51に接するSi界面に反転層が形成され、反転層中のホールが界面で発生し得る暗電流と再結合するので、暗電流の影響を抑制することができる。
次に、混色特性の改善について言及する。上述したように、図3に示された裏面照射型CIS30によれば、トレンチ交差部がノイズ源(白点暗電流の発生源)となってしまうことを防止できる。
図12は、画素間に存在する格子状の領域に、垂直方向に長いトレンチと、水平方向に長いトレンチとを交互に形成した変形例を示している。同図Aはトレンチの端の形状が先鋭状である場合、同図Bはトレンチの端の形状が直線状である場合を示している。
図14は、画素間に存在する格子状の領域の水平方向または垂直方向の一方に連続的なトレンチを形成し、他方に断続的なトレンチを形成した変形例を示している。同図Aは水平方向に連続したトレンチを形成した場合、同図Bは垂直方向に連続したトレンチを形成した場合を示している。なお、同図のように、水平方向と垂直方向のトレンチの長さが異なる場合、トレンチの深さが異なってしまうことが起こり得るが、その場合、トレンチの幅を調整すれば、水平方向と垂直方向のトレンチの深さを同一にすることができる。
図15は、幅が一部分で異なり、対角端においてその体積が増加しないようにトレンチが形成されている変形例を示している。
図16は、対角方向の画角端において、交差するトレンチが交差角(90度)以下の角度を有して接続されるように形成されている変形例を示している。
図17は、画角方向によりトレンチの分断されている箇所を変化させ、光が傾く方向に対してトレンチの分断されていない箇所を多く設けるようにした変形例を示している。
図18は、トレンチの分断箇所の対称性を1画素毎に設定せず、特定の画素(波長が最も長いBの画素、または波長が最も短いRの画素)についてはトレンチで囲まれた状態とした変形例を示している。
本実施の形態である裏面照射型CIS30は、カラーの画像信号を出力するために、カラーフィルタ42を設けて3原色の配置にベイヤ配列を採用したが、ストライプ配列を採用するようにしてもよい。また、モノクロの画像信号を出力するのであれば、カラーフィルタ42を省略するようにしてもよい。
Claims (6)
- 裏面照射型の撮像素子において、
斜め方向からの入射光を遮光するために隣接する画素間に格子状に形成された第1の遮光層と、
前記第1の遮光層の下層側に形成されたトレンチから成る第2の遮光層とを備え、
前記トレンチには、垂直方向に形成された前記第1の遮光層と水平方向に形成された前記第1の遮光層とが交差する交差部分の下層にのみ、分断箇所が設けられており、
前記分断箇所は、対称性を有して、水平方向の前記トレンチと垂直方向の前記トレンチのそれぞれに1画素おきに設けられている
撮像素子。 - 裏面照射型の撮像素子において、
斜め方向からの入射光を遮光するために隣接する画素間に格子状に形成された第1の遮光層と、
前記第1の遮光層の下層側に形成されたトレンチから成る第2の遮光層とを備え、
前記トレンチには、垂直方向に形成された前記第1の遮光層と水平方向に形成された前記第1の遮光層とが交差する交差部分の下層にのみ、分断箇所が設けられており、
前記分断箇所は、対称性を有さず、
前記トレンチにより囲まれている位置には、前記撮像素子が受光可能な光のうち、最長または最短の波長の光を受光する画素が配置されている
撮像素子。 - 前記第1および第2の遮光層には、遮光性材料が充填されている
請求項1または2に記載の撮像素子。 - 前記トレンチの側壁には、電荷固定膜が設けられている
請求項1から3のいずれかに記載の撮像素子。 - 裏面照射型の撮像素子が搭載された撮像装置において、
前記撮像素子は、
斜め方向からの入射光を遮光するために隣接する画素間に格子状に形成された第1の遮光層と、
前記第1の遮光層の下層側に形成されたトレンチから成る第2の遮光層とを備え、
前記トレンチには、垂直方向に形成された前記第1の遮光層と水平方向に形成された前記第1の遮光層とが交差する交差部分の下層にのみ、分断箇所が設けられており、
前記分断箇所は、対称性を有して、水平方向の前記トレンチと垂直方向の前記トレンチのそれぞれに1画素おきに設けられている
撮像装置。 - 裏面照射型の撮像素子が搭載された撮像装置において、
前記撮像素子は、
斜め方向からの入射光を遮光するために隣接する画素間に格子状に形成された第1の遮光層と、
前記第1の遮光層の下層側に形成されたトレンチから成る第2の遮光層とを備え、
前記トレンチには、垂直方向に形成された前記第1の遮光層と水平方向に形成された前記第1の遮光層とが交差する交差部分の下層にのみ、分断箇所が設けられており、
前記分断箇所は、対称性を有さず、
前記トレンチにより囲まれている位置には、前記撮像素子が受光可能な光のうち、最長または最短の波長の光を受光する画素が配置されている
撮像装置。
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