KR102582168B1 - 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법 및 전자 기기 - Google Patents

고체 촬상 소자 및 그 제조 방법 및 전자 기기 Download PDF

Info

Publication number
KR102582168B1
KR102582168B1 KR1020227024947A KR20227024947A KR102582168B1 KR 102582168 B1 KR102582168 B1 KR 102582168B1 KR 1020227024947 A KR1020227024947 A KR 1020227024947A KR 20227024947 A KR20227024947 A KR 20227024947A KR 102582168 B1 KR102582168 B1 KR 102582168B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pixel
electrode
photoelectric conversion
solid
state imaging
Prior art date
Application number
KR1020227024947A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220106236A (ko
Inventor
유키오 카네다
Original Assignee
소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤 filed Critical 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
Priority to KR1020237031997A priority Critical patent/KR102650235B1/ko
Publication of KR20220106236A publication Critical patent/KR20220106236A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102582168B1 publication Critical patent/KR102582168B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14687—Wafer level processing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14621—Colour filter arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14623—Optical shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14627—Microlenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1463—Pixel isolation structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636—Interconnect structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14645—Colour imagers
    • H01L27/14647—Multicolour imagers having a stacked pixel-element structure, e.g. npn, npnpn or MQW elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
    • H01L27/14667—Colour imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14685—Process for coatings or optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14692—Thin film technologies, e.g. amorphous, poly, micro- or nanocrystalline silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
    • H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
    • H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H04N25/134—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on three different wavelength filter elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/703—SSIS architectures incorporating pixels for producing signals other than image signals
    • H04N25/704—Pixels specially adapted for focusing, e.g. phase difference pixel sets
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
    • H10K39/30—Devices controlled by radiation
    • H10K39/32—Organic image sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

본 개시는, 광전 변환막을 사용하여, 보다 바람직한 초점 검출용 화소를 형성할 수 있도록 하는 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법 및 전자 기기에 관한 것이다. 고체 촬상 소자는, 광전 변환막과, 그것을 상하로 끼우는 제1 전극 및 제2 전극으로 이루어지는 광전 변환부를 가지며, 제1 전극 및 제2 전극 중의 적어도 일방의 전극이 화소마다 분리된 분리 전극으로 되어 있는 제1의 화소와, 광전 변환부를 가지며, 분리 전극이 제1의 화소보다도 작은 평면 사이즈로 형성되고, 그에 의해 빈 영역에, 적어도 화소의 경계까지 늘어나는 제3 전극이 형성되어 있는 제2의 화소를 갖는다. 본 개시는 예를 들면, 고체 촬상 소자 등에 적용할 수 있다.

Description

고체 촬상 소자 및 그 제조 방법 및 전자 기기{SOLID-STATE IMAGING ELEMENT, METHOD FOR MANUFACTURING SAME, AND ELECTRONIC DEVICE}
본 개시는, 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법 및 전자 기기에 관한 것으로, 특히, 광전 변환막을 사용하여 보다 바람직한 초점 검출용 화소를 형성할 수 있는 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법 및 전자 기기에 관한 것이다.
반도체를 사용한 고체 촬상 소자는, 디지털 카메라, 비디오 카메라, 감시용 카메라, 복사기, 팩시밀리 등 많은 기기에 탑재되어 있다. 근래, 고체 촬상 소자로서, 주변 회로도 포함하여 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 프로세스로 제조되는, 이른바 CMOS 이미지 센서가 많이 사용되고 있다.
CMOS 이미지 센서에서는, 카메라의 오토 포커스 기능으로서, 광의 입사각에 대해 감도가 비대칭성을 갖는 초점 검출용 화소를 사용하는 수법이 채용되고 있는 것이 있다. 예를 들면 특허 문헌 1에서는, 초점 검출용 화소의 실현 방법으로서, 화소 내의 포토 다이오드를 2개로 분할하고, 그것의 면적이 상대적으로 작은 쪽을 초점 검출용으로 사용하고 있다.
또한 근래, 유기 반도체나 무기 화합물 반도체를 광전 변환막으로 하는 이미지 센서가 개발되어 있다. 이들은 일반적으로, 광전 변환막과, 그것을 상하로 끼우는 전극으로 이루어지고, 상하의 전극 중의 적어도 일방의 전극이 화소마다 분리된 소자 구조를 하고 있다. 이들에서도, 초점 검출용 화소를 사용하는 수법의 제안이 되어 있다.
특허 문헌 2에서는, 어느 화소의 실리콘 포토 다이오드와 동일 광로 길이에 설치된 컬러 필터 기능도 갖는 유기 광전 변환 소자를 화소 내에서 2개로 분할하고, 이들을 페어로서 사용함으로써 위상차가 다른 광을 검출하여 초점 검출을 가능하게 하고 있다. 특허 문헌 3에서는, 유기 광전 변환 소자에서 광 입사측에 차광막을 구비한 한 쌍의 화소를 위상차 검출에 사용함으로써, 초점 검출을 가능하게 하고 있다.
일본 특개2012-37777호 공보 일본 특개2013-145292호 공보 일본 특개2014-67948호 공보
그렇지만, 특허 문헌 2의 실현 방법은, 초점 검출용의 광전 변환막을 베이어 배열한 컬러 필터로서 병용하고 있기 때문에, 광전 변환막을 화소마다 분리할 필요가 있다. 그 때문에, 광전 변환막의 분리에 의한 암전류의 악화가 우려된다.
특허 문헌 3의 실현 방법에서는, 차광막을 사용하기 때문에, 광전 변환막의 하측의 실리콘층에 포토 다이오드를 마련한 경우, 그곳에서 수광된 광도 차광되어 버려, 얻어지는 신호가 작아져 버린다.
본 개시는, 이와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 광전 변환막을 사용하여, 보다 바람직한 초점 검출용 화소를 형성할 수 있도록 하는 것이다.
본 개시의 제1의 측면의 고체 촬상 소자는, 광전 변환막과, 그것을 상하로 끼우는 제1 전극 및 제2 전극으로 이루어지는 광전 변환부를 가지며, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중의 적어도 일방의 전극이 화소마다 분리된 분리 전극으로 되어 있는 제1의 화소와, 상기 광전 변환부를 가지며, 상기 분리 전극이 상기 제1의 화소보다도 작은 평면 사이즈로 형성되고, 그에 의해 빈 영역에, 적어도 화소의 경계까지 늘어나는 제3 전극이 형성되어 있는 제2의 화소를 구비한다.
본 개시의 제2의 측면의 고체 촬상 소자의 제조 방법은, 광전 변환막과, 그것을 상하로 끼우는 제1 전극 및 제2 전극으로 이루어지는 광전 변환부를 가지며, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중의 적어도 일방의 전극이 화소마다 분리된 분리 전극으로 되어 있는 제1의 화소와, 상기 광전 변환부를 가지며, 상기 분리 전극이 상기 제1의 화소보다도 작은 평면 사이즈로 형성되고, 그에 의해 빈 영역에, 적어도 화소의 경계까지 늘어나는 제3 전극이 형성되어 있는 제2의 화소를 형성한다.
본 개시의 제3의 측면의 전자 기기는, 광전 변환막과, 그것을 상하로 끼우는 제1 전극 및 제2 전극으로 이루어지는 광전 변환부를 가지며, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중의 적어도 일방의 전극이 화소마다 분리된 분리 전극으로 되어 있는 제1의 화소와, 상기 광전 변환부를 가지며, 상기 분리 전극이 상기 제1의 화소보다도 작은 평면 사이즈로 형성되고, 그에 의해 빈 영역에, 적어도 화소의 경계까지 늘어나는 제3 전극이 형성되어 있는 제2의 화소를 갖는 고체 촬상 소자를 구비한다.
본 개시의 제1 내지 제3의 측면에서는, 광전 변환막과, 그것을 상하로 끼우는 제1 전극 및 제2 전극으로 이루어지는 광전 변환부를 가지며, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중의 적어도 일방의 전극이 화소마다 분리된 분리 전극으로 되어 있는 제1의 화소와, 상기 광전 변환부를 가지며, 상기 분리 전극이 상기 제1의 화소보다도 작은 평면 사이즈로 형성되고, 그에 의해 빈 영역에, 적어도 화소의 경계까지 늘어나는 제3 전극이 형성되어 있는 제2의 화소가 마련된다.
고체 촬상 소자 및 전자 기기는, 독립한 장치라도 좋고, 다른 장치에 조립되는 모듈이라도 좋다.
본 개시의 제1 내지 제3의 측면에 의하면, 광전 변환막을 사용하여, 보다 바람직한 초점 검출용 화소를 형성할 수 있다.
또한, 여기에 기재된 효과는 반드시 한정되는 것이 아니고, 본 개시 중에 기재된 어느 하나의 효과라도 좋다.
도 1은 본 개시에 관한 고체 촬상 소자의 개략 구성을 도시하는 도면.
도 2는 통상 화소의 단면 구성에 관해 설명하는 단면 구성도.
도 3은 제1의 실시의 형태의 하부 전극의 평면 레이아웃을 도시하는 도면.
도 4는 도 3의 Y1-Y1'선의 단면 구성도.
도 5는 도 3의 Y2-Y2'선의 단면 구성도.
도 6은 제2의 실시의 형태의 하부 전극의 평면 레이아웃을 도시하는 도면.
도 7은 도 6의 Y11-Y11'선의 단면 구성도.
도 8은 제3의 실시의 형태의 평면 레이아웃을 도시하는 도면.
도 9는 도 8의 X11-X11'선의 단면 구성도.
도 10은 도 8의 Y21-X21'선의 단면 구성도.
도 11은 도 8의 Y22-Y22'선의 단면 구성도.
도 12는 제3의 실시의 형태의 변형례를 도시하는 도면.
도 13은 제3의 실시의 형태의 변형례를 도시하는 도면.
도 14는 제4의 실시의 형태에서의 화소의 단면 구성도.
도 15는 컬러 필터의 레이아웃례를 도시하는 도면.
도 16은 제5의 실시의 형태에서의 화소의 단면 구성도.
도 17은 제6의 실시의 형태에서의 화소의 단면 구성도.
도 18은 제1의 실시의 형태의 제조 방법에 관해 설명하는 도면.
도 19는 제1의 실시의 형태의 제조 방법에 관해 설명하는 도면.
도 20은 제1의 실시의 형태의 제조 방법에 관해 설명하는 도면.
도 21은 제1의 실시의 형태의 제조 방법에 관해 설명하는 도면.
도 22는 제1의 실시의 형태의 제조 방법에 관해 설명하는 도면.
도 23은 제1의 실시의 형태의 제조 방법에 관해 설명하는 도면.
도 24는 제1의 실시의 형태의 제조 방법에 관해 설명하는 도면.
도 25는 제1의 실시의 형태의 제조 방법에 관해 설명하는 도면.
도 26은 본 개시에 관한 전자 기기로서의 촬상 장치의 구성례를 도시하는 블록도.
이하, 본 개시를 실시하기 위한 형태(이하, 실시의 형태라고 한다)에 관해 설명한다. 또한, 설명은 이하의 순서로 행한다.
1. 고체 촬상 소자의 개략 구성례
2. 화소의 제1의 실시의 형태(쌍(對)의 위상차 화소 각각이 더미 화소를 갖는 구성)
3. 화소의 제2의 실시의 형태(쌍의 위상차 화소에서 공통의 더미 화소를 갖는 구성)
4. 화소의 제3의 실시의 형태(위상차 화소에 소자 분리 전극이 연장된 구성)
5. 화소의 제4의 실시의 형태(광전 변환막이 전파장의 광을 수광하는 구성 1)
6. 화소의 제5의 실시의 형태(광전 변환막이 전파장의 광을 수광하는 구성 2)
7. 화소의 제6의 실시의 형태(광전 변환막이 전파장의 광을 수광하는 구성 3)
8. 제1의 실시의 형태의 제조 방법
9. 전자 기기에의 적용례
<1. 고체 촬상 소자의 개략 구성례>
도 1은, 본 개시에 관한 고체 촬상 소자의 개략 구성을 도시하고 있다.
도 1의 고체 촬상 소자(1)는, 반도체로서 예를 들면 실리콘(Si)을 사용한 반도체 기판(12)에, 화소(2)가 행렬형상으로 2차원 배치되어 있는 화소 어레이부(3)와, 그 주변의 주변 회로부를 갖고서 구성된다. 주변 회로부에는, 수직 구동 회로(4), 칼럼 신호 처리 회로(5), 수평 구동 회로(6), 출력 회로(7), 제어 회로(8) 등이 포함된다.
화소 어레이부(3)에서, 행렬형상으로 2차원 배치된 화소(2)에는, 도 3 등을 참조하여 후술하는 바와 같이, 화상 생성용의 신호를 생성하는 통상 화소(2X)와, 초점 검출용의 신호를 생성하는 위상차 화소(2P)가 있다. 또한, 위상차 화소(2P)의 옆에 더미 화소(2D)가 배치되는 경우도 있다.
수직 구동 회로(4)는, 예를 들면 시프트 레지스터에 의해 구성되고, 화소 구동 배선(10)을 선택하고, 선택된 화소 구동 배선(10)에 화소(2)를 구동하기 위한 펄스를 공급하고, 행 단위로 화소(2)를 구동한다. 즉, 수직 구동 회로(4)는, 화소 어레이부(3)의 각 화소(2)를 행 단위로 순차적으로 수직 방향으로 선택 주사하고, 각 화소(2)의 광전 변환부에서 수광량에 응하여 생성된 신호 전하에 의거한 화소 신호를, 수직 신호선(9)을 통하여 칼럼 신호 처리 회로(5)에 공급한다.
칼럼 신호 처리 회로(5)는, 화소(2)의 열마다 배치되어 있고, 1행분의 화소(2)로부터 출력되는 신호를 화소열마다 노이즈 제거 등의 신호 처리를 행한다. 예를 들면, 칼럼 신호 처리 회로(5)는, 화소 고유의 고정 패턴 노이즈를 제거하기 위한 CDS(Correlated Double Sampling : 상관 2중 샘플링) 및 AD 변환 등의 신호 처리를 행한다.
수평 구동 회로(6)는, 예를 들면 시프트 레지스터에 의해 구성되고, 수평 주사 펄스를 순차적으로 출력함에 의해, 칼럼 신호 처리 회로(5)의 각각을 순번대로 선택하고, 칼럼 신호 처리 회로(5)의 각각으로부터 화소 신호를 수평 신호선(11)에 출력시킨다.
출력 회로(7)는, 칼럼 신호 처리 회로(5)의 각각으로부터 수평 신호선(11)을 통하여 순차적으로 공급되는 신호에 대해 소정의 신호 처리를 행하여, 출력 단자(13)를 통하여 출력한다. 출력 회로(7)는, 예를 들면, 버퍼링만 하는 경우도 있고, 흑레벨 조정, 열 편차 보정, 각종 디지털 신호 처리 등이 행하여지는 경우도 있다.
제어 회로(8)는, 입력 클록과, 동작 모드 등을 지령하는 데이터를 수취하고, 또한 고체 촬상 소자(1)의 내부 정보 등의 데이터를 출력한다. 즉, 제어 회로(8)는, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호 및 마스터 클록에 의거하여, 수직 구동 회로(4), 칼럼 신호 처리 회로(5) 및 수평 구동 회로(6) 등의 동작의 기준이 되는 클록 신호나 제어 신호를 생성한다. 그리고, 제어 회로(8)는, 생성한 클록 신호나 제어 신호를, 수직 구동 회로(4), 칼럼 신호 처리 회로(5) 및 수평 구동 회로(6) 등에 출력한다.
이상과 같이 구성된 고체 촬상 소자(1)는, CDS 처리와 AD 변환 처리를 행하는 칼럼 신호 처리 회로(5)가 화소열마다 배치된 칼럼 AD 방식이라고 불리는 CMOS 이미지 센서이다.
<2. 화소의 제1의 실시의 형태>
<통상 화소의 단면 구성>
도 2를 참조하여, 고체 촬상 소자(1)의 통상 화소의 단면 구성에 관해 설명한다.
도 2는, 도 1의 고체 촬상 소자(1)의 통상 화소(2X)의 단면 구성을 도시하는 도면이다.
반도체 기판(12)의 제1 도전형(예를 들면, P형)의 반도체 영역(41) 내에, 제2 도전형(예를 들면, N형)의 반도체 영역(42 및 43)을 깊이 방향으로 적층하여 형성함에 의해, PN 접합에 의한 포토 다이오드(PD1 및 PD2)가, 깊이 방향으로 형성되어 있다. 반도체 영역(42)을 전하 축적 영역으로 하는 포토 다이오드(PD1)는, 청색의 광을 수광하여 광전 변환하는 무기 광전 변환부이고, 반도체 영역(43)을 전하 축적 영역으로 하는 포토 다이오드(PD2)는, 적색의 광을 수광하여 광전 변환하는 무기 광전 변환부이다.
반도체 기판(12)의 표면측(도면 중 하측)에는, 포토 다이오드(PD1 및 PD2)에 축적된 전하의 판독 등을 행하는 복수의 화소 트랜지스터와, 복수의 배선층과 층간 절연막으로 이루어지는 다층 배선층(44)이 형성되어 있다. 또한, 도 2에서는, 다층 배선층(44)의 상세한 도시는 생략되어 있다. 복수의 화소 트랜지스터는, 예를 들면, 전송 트랜지스터, 선택 트랜지스터, 리셋 트랜지스터 및, 증폭 트랜지스터의 4개의 MOS 트랜지스터로 구성된다.
반도체 기판(12)에는, 후술하는 광전 변환막(52)에서 광전 변환된 전하를 다층 배선층(44)측에 취출하기 위한 도전성 플러그(46)가, 반도체 기판(12)(의 반도체 영역(41))을 관통하여 형성되어 있다. 도전성 플러그(46)의 외주에는, 반도체 영역(41)과의 단락을 억제하기 위해, SiO2 또는 SiN 등의 절연막(47)이 형성되어 있다.
도전성 플러그(46)는, 다층 배선층(44) 내에 형성된 금속 배선(48)에 의해, 반도체 기판(12) 내에 제2 도전형(예를 들면, N형)의 반도체 영역으로 형성된 FD부(플로팅 디퓨전부)(49)와 접속되어 있다. FD부(49)는, 광전 변환막(52)에서 광전 변환된 전하를, 판독될 때까지의 동안, 일시적으로 유지하는 영역이다. FD부(49)에 유지된 전하는, 포토 다이오드(PD1 및 PD2)에서 생성된 전하와 마찬가지로, 증폭 트랜지스터 등을 통하여 후단의 칼럼 신호 처리 회로(5)에 출력된다. 단, 광전 변환막(52)에서 생성된 전하를 신호로서 출력하는 경우에는, 포토 다이오드(PD1 및 PD2)에서 필요해지는 전송 트랜지스터는 불필요하다. 따라서 광전 변환막(52)을 사용한 광전 변환에는, 포토 다이오드(PD1 및 PD2)의 수광면적을 좁히는 일이 없다는 메리트가 있다.
반도체 기판(12)의 이면측(도면 중 상측)의 계면에는, 예를 들면, 하프늄산화(HfO2)막과 실리콘산화막의 2층 또는 3층의 막으로 이루어지는 투명 절연막(51)이 형성되어 있다.
투명 절연막(51)의 상측에는, 광전 변환막(52)이, 그 하측의 하부 전극(53a)과 상측의 상부 전극(53b)으로 끼여진 형태로 배치되어 있다. 광전 변환막(52)이 형성되어 있는 영역 중, 하부 전극(53a)과 상부 전극(53b)으로 끼여진 영역이, 입사광을 광전 변환하는 영역이고, 광전 변환막(52), 하부 전극(53a) 및 상부 전극(53b)은, 광전 변환부(61)를 구성한다. 광전 변환막(52)은, 녹색의 파장광을 광전 변환하는 막으로서, 예를 들면, 로다민계 색소, 메로시아닌계 색소, 퀴나크리돈 등을 포함하는 유기 광전 변환 재료로 형성된다. 하부 전극(53a)과 상부 전극(53b)은, 예를 들면, 산화인듐주석(ITO)막, 산화인듐아연막 등으로 형성된다.
또한, 광전 변환막(52)을, 적색의 파장광을 광전 변환하는 막으로 하는 경우에는, 예를 들면, 프탈로시아닌계 색소를 포함하는 유기 광전 변환 재료를 사용할 수 있다. 또한, 청색의 파장광을 광전 변환하는 막으로 하는 경우에는, 쿠마린계 색소, 트리스-8-히드록시퀴놀린Al(Alq3), 메로시아닌계 색소 등을 포함하는 유기 광전 변환 재료를 사용할 수 있다.
상부 전극(53b)은 전 화소 공통으로 전면(全面)에 형성되어 있음에 대해, 하부 전극(53a)은, 화소 단위로 형성되어 있고, 투명 절연막(51)을 관통하는 금속 배선(54)에 의해 반도체 기판(12)의 도전성 플러그(46)와 접속되어 있다. 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등의 재료로 형성되는 금속 배선(54)은, 투명 절연막(51)의 소정의 깊이로 평면 방향으로도 형성되어, 인접 화소에의 광의 입사를 억제하는 화소 사이 차광막(55)을 겸용한다.
상부 전극(53b)의 상면에는, 실리콘질화막(SiN), 실리콘산질화막(SiON), 탄화규소(SiC) 등의 무기막에 의해, 고굴절률층(56)이 형성되어 있다. 또한, 고굴절률층(56)의 위에는, 온 칩 렌즈(57)가 형성되어 있다. 온 칩 렌즈(57)의 재료로는, 예를 들면, 실리콘질화막(SiN), 또는, 스티렌계 수지, 아크릴계 수지, 스티렌-아크릴 공중합계 수지, 또는 실록산계 수지 등의 수지계 재료가 사용된다. 본 화소 구조에서는, 광전 변환막(52)과, 온 칩 렌즈(57)까지의 거리가 가까워지기 때문에, 위상차 화소(2P)에서 광 입사각 의존성을 취하기 어려워지기 때문에, 고굴절률층(56)은, 굴절각을 크게 하여, 집광 효율을 높이는 효과가 있다.
도 2에서는, 이상과 같이 구성되는 통상 화소(2X)가, 3개 나열하여 배치되어 있다.
이와 같이 형성된 통상 화소(2X)가 2차원 배치되어 있는 고체 촬상 소자(1)는, 다층 배선층(44)이 형성되어 있는 반도체 기판(12)의 표면측과 반대측인 이면측부터 광이 입사되는 이면 조사형의 CMOS 고체 촬상 소자이다.
또한, 고체 촬상 소자(1)는, 녹색의 광에 관해서는 반도체 기판(실리콘층)(12)의 상방에 형성된 광전 변환막(52)에서 광전 변환하고, 청색과 적색의 광에 관해서는 반도체 기판(12) 내의 포토 다이오드(PD1 및 PD2)에서 광전 변환하는 종방향 분광형의 고체 촬상 소자이다.
<하부 전극의 평면 레이아웃>
도 3은, 화소 어레이부(3) 내의 하부 전극의 평면 레이아웃을 도시하는 도면이다.
도 3에 도시되는 바와 같이, 화소 어레이부(3) 내의 2차원 배치된 화소(2) 중, 통상 화소(2X)에서는, 하부 전극(53a)이 화소 단위로 형성되어 있다. 도 2에 도시한 단면도는, 예를 들면, 도 3의 X1-X1'선으로 도시되는 3개의 통상 화소(2X)가 수평 방향으로 나열한 부분의 단면도에 상당한다.
한편, 화소 어레이부(3) 내의 2차원 배치된 화소(2) 중, 통상 화소(2X)의 하부 전극(53a)보다도 작은 평면 사이즈로 축소된 하부 전극(53c)을 갖는 화소(2)와, 하부 전극(53c)이 축소됨에 의해 빈 영역까지 확대된 하부 전극(53d)을 갖는 화소(2)가 있다.
축소된 하부 전극(53c)을 갖는 화소(2)는, 초점 검출용의 신호를 생성하는 위상차 화소(2P)이고, 확대된 하부 전극(53d)을 갖는 화소(2)는, 위상차 화소(2P)의 옆에 배치되는 더미 화소(2D)이다.
위상차 화소(2P)는, 광의 입사각에 대해 감도가 비대칭성을 갖도록 구성된 쌍(對)(2개)으로 화소 어레이부(3) 내에 배치된다. 이 쌍이 되는 2개의 위상차 화소(2P)를, 타입 A의 위상차 화소(2PA)와 타입 B의 위상차 화소(2PB)라고 기술(記述)한다. 또한, 위상차 화소(2PA)의 옆에 배치되는 더미 화소(2D)를, 더미 화소(2DA)라고 기술하고, 위상차 화소(2PB)의 옆에 배치되는 더미 화소(2D)를, 더미 화소(2DB)라고 기술한다.
도 3의 예에서는, 위상차 화소(2PA)가, 통상 화소(2X)에 비하여 화소 내의 좌측에만 수광 하도록 하부 전극(53c)을 형성한 화소이고, 위상차 화소(2PB)는, 광전 변환 영역이 위상차 화소(2PA)와 대칭이 되도록, 화소 내의 우측에만 하부 전극(53c)을 형성한 화소이다.
또한, 도 3의 예에서는, 위상차 화소(2PA)와 더미 화소(2DA)의 페어와, 위상차 화소(2PB)와 더미 화소(2DB)의 페어가, 종방향(수직 방향)으로 인접하여 배치되어 있지만, 반드시, 종방향으로 인접하여 배치할 필요는 없다. 예를 들면, 위상차 화소(2PA)와 더미 화소(2DA)의 페어와, 위상차 화소(2PB)와 더미 화소(2DB)의 페어가, 1화소 이상 떨어져서 배치되거나, 횡방향(수평 방향)으로 인접하여 배치되어도 좋다.
또한, 도 3의 예에서는, 위상차 화소(2PA와 2PB)의 하부 전극(53c)은, 통상 화소(2X)의 하부 전극(53a)과 비교하여 횡방향(수평 방향)으로 축소된 구성으로 되어 있지만, 종방향(수직 방향)으로 축소된 구성으로 하여도 좋다. 위상차 화소(2PA와 2PB)의 하부 전극(53c)이 종방향으로 축소된 구성으로 된 경우, 위상차 화소(2PA)와 더미 화소(2DA)는, 종방향으로 인접하여 배치되고, 위상차 화소(2PB)와 더미 화소(2DB)도, 종방향으로 인접하여 배치된다.
나아가서는, 횡방향으로 축소된 하부 전극(53c)을 갖는 쌍의 위상차 화소(2PA 및 2PB)와, 종방향으로 축소된 하부 전극(53c)을 갖는 쌍의 위상차 화소(2PA 및 2PB)가, 화소 어레이부(3) 내에 혼재하고 있어도 좋다.
위상차 화소(2PA)로부터의 화소 신호와 위상차 화소(2PB)로부터의 화소 신호에서는, 하부 전극(53c)의 형성 위치의 차이에 의해, 상(像)의 어긋남이 발생한다. 이 상의 어긋남으로부터, 위상 어긋남량을 산출하여 디포커스량을 산출하고, 촬영 렌즈를 조정(이동)함으로써 오토 포커스를 달성할 수 있다.
<위상차 화소의 단면 구성>
도 4는, 하나의 통상 화소(2X)와 위상차 화소(2PA) 및 더미 화소(2DA)의 페어가 포함되는 도 3의 Y1-Y1'선의 단면 구성을 도시하고 있다.
도 5는, 하나의 통상 화소(2X)와 위상차 화소(2PB) 및 더미 화소(2DB)의 페어가 포함되는 도 3의 Y2-Y2'선의 단면 구성을 도시하고 있다.
도 4 및 도 5에 도시되는 바와 같이, 위상차 화소(2P)(2PA 또는 2PB)의 하부 전극(53c)은, 통상 화소(2X)의 하부 전극(53a)과 비교하여 횡방향(수평 방향)으로 축소된 구성으로 되어 있고, 그 축소됨에 의해 빈 영역에, 더미 화소(2D)(2DA 또는 2DB)의 하부 전극(53d)이 연신하여 형성되어 있다. 위상차 화소(2P)의 하부 전극(53c)과, 더미 화소(2D)의 하부 전극(53d)과의 평면 방향의 간격은, 인접하는 2개의 통상 화소(2X)의 하부 전극(53a)끼리의 간격과 같게 설정되어 있지만, 반드시 같을 필요는 없다.
위상차 화소(2P) 및 더미 화소(2D)에서, 하부 전극(53c)과 하부 전극(53d) 이외의 구성은, 통상 화소(2X)와 마찬가지이다. 따라서 위상차 화소(2P) 및 더미 화소(2D) 각각의 포토 다이오드(PD1 및 PD2)에서 생성된 B신호 및 R신호는, 화상 생성용의 신호로서 이용할 수 있다.
위상차 화소(2P)의 광전 변환부(61), 즉, 광전 변환막(52), 상부 전극(53b) 및, 하부 전극(53c)에서 생성된 G신호는, 금속 배선(54) 및 도전성 플러그(46)를 통하여 FD부(49)에 출력되고, 초점 검출용의 신호로서 이용된다. 위상차 화소(2P)의 화상 생성용의 G신호는, 예를 들면, 그 위상차 화소(2P) 주변의 복수의 통상 화소(2X)의 G신호로부터 보간(補間)에 의해 산출된다.
한편, 더미 화소(2D)의 광전 변환부(61), 즉, 광전 변환막(52), 상부 전극(53b) 및, 하부 전극(53d)에서 생성된 G신호는, 금속 배선(54) 및 도전성 플러그(46)를 통하여 FD부(49)에 출력되지만, 이용되지 않고 배출된다. 더미 화소(2D)의 화상 생성용의 G신호도, 예를 들면, 그 더미 화소(2D) 주변의 복수의 통상 화소(2X)의 G신호로부터 보간에 의해 산출된다.
이상과 같이 구성된 위상차 화소(2P)의 제1의 실시의 형태에 의하면, 광전 변환막(52)의 상면에 차광막을 색마다 형성할 필요가 없기 때문에, 차광막 형성을 위한 공정수의 증가를 피하면서, 위상차 화소를 실현할 수 있다. 또한, 광전 변환막(52)을 화소 사이에서 분리할 필요가 없기 때문에, 광전 변환막(52)을 화소 사이에서 분리함에 의해 발생하는 암전류를 억제할 수 있다.
따라서 반도체 기판(12)의 외측에 형성한 광전 변환막(52)을 사용하여, 보다 바람직한 초점 검출용의 위상차 화소(2P)를 형성할 수 있다.
또한, 제1의 실시의 형태로서 나타낸 화소 구조에서는, 광전 변환막(52)에서는 녹색의 광을 광전 변환하기 때문에, 위상차 화소(2P)로부터 출력된 G신호를 초점 검출용의 신호로서 이용하는 것으로 되는데, 광전 변환막(52)으로, 몇 색의 광을 광전 변환하는지는 임의로 선택 가능하다. 즉, 종방향 분광형의 고체 촬상 소자에서, 반도체 기판(12)의 상방에 형성된 광전 변환막(52)으로 몇 색의 광을 광전 변환하고, 반도체 기판(12) 내의 포토 다이오드(PD1 및 PD2)에서 몇 색의 광을 광전 변환하는지는, 적절히 결정할 수 있다.
<3. 화소의 제2의 실시의 형태>
<하부 전극의 평면 레이아웃>
다음에, 제2의 실시의 형태에 관해 설명한다. 또한, 제2의 실시의 형태 이후의 설명에서는, 그때까지 상술한 다른 실시의 형태와 동일한 부호를 붙이고 나타낸 다른 실시의 형태와 대응하는 부분에 관한 설명은 적절히 생략하고, 다른 부분에 관해서만 설명한다. 제2의 실시의 형태에서의 통상 화소는, 상술한 제1의 실시의 형태와 마찬가지이기 때문에, 위상차 화소에 관해서만 설명한다.
도 6은, 화소 어레이부(3) 내의 하부 전극의 평면 레이아웃을 도시하는 도면이다.
제2의 실시의 형태에서는, 위상차 화소(2PA와 2PB)가, 사이에 더미 화소(2D)를 끼우는 배치로, 직선적으로 나열하여 배치되어 있다. 즉, 위상차 화소(2PA), 더미 화소(2D) 및, 위상차 화소(2PB)가, 그 순번으로 화소 어레이부(3) 내에 배치되어 있다. 따라서 더미 화소(2D)는, 위상차 화소(2PA와 2PB)의 각각의 옆에 배치되어 있고, 위상차 화소(2PA)의 옆에 배치되는 더미 화소(2DA)이기도 하고, 또한, 위상차 화소(2PB)의 옆에 배치되는 더미 화소(2DB)이기도 한다. 이와 같은 더미 화소(2D)를 더미 화소(2DAB)라고 기술한다.
제2의 실시의 형태에서, 위상차 화소(2PA)는, 제1의 실시의 형태와 마찬가지로, 화소 내의 좌측에만 수광하도록 형성된 하부 전극(53c)을 갖는다. 위상차 화소(2PB)는, 광전 변환 영역이 위상차 화소(2PA)와 대칭이 되도록, 화소 내의 우측에만 하부 전극(53c)을 갖는다.
그리고, 하부 전극(53c)이 축소됨에 의해 빈 위상차 화소(2PA 및 2PB)의 영역에, 한가운데에 배치된 더미 화소(2DAB)의 하부 전극(53d)이 연신하여 형성되어 있다. 환언하면, 더미 화소(2DAB)의 하부 전극(53d)은, 위상차 화소(2PA 및 2PB)의 양측으로 연신하여, 3화소에 걸치도록 형성되어 있다.
또한, 도 6의 예는, 위상차 화소(2PA), 더미 화소(2D) 및, 위상차 화소(2PB)가, 그 순번으로, 수평 방향으로 직선적으로 나열하여 배치된 예이지만, 수직 방향으로 직선적으로 나열하여 배치된 구성으로 하는 것도 가능하다.
<위상차 화소의 단면 구성>
도 7은, 위상차 화소(2PA), 더미 화소(2DAB) 및, 위상차 화소(2PB)를 포함하는 도 6의 Y11-Y11'선의 단면 구성을 도시하고 있다.
도 7에 도시되는 바와 같이, 위상차 화소(2PA 및 2PB)의 하부 전극(53c)은, 통상 화소(2X)의 하부 전극(53a)과 비교하여 횡방향(수평 방향)으로 축소된 구성으로 되어 있고, 그 축소됨에 의해 빈 영역에, 더미 화소(2DAB)의 하부 전극(53d)이 연신하여 형성되어 있다.
위상차 화소(2PA 및 2PB)에서는, 광전 변환막(52)의 영역 중, 상부 전극(53b)과 하부 전극(53c)에 끼여진 영역에서 생성된 전하가, FD부(49)에 축적된다. 위상차 화소(2PA)와 위상차 화소(2PB)에서는, 하부 전극(53c)의 형성 위치가 대칭의 위치로 되어 있다. 이 하부 전극(53c)의 형성 위치의 차이에 의해, 위상차 화소(2PA)로부터의 화소 신호와 위상차 화소(2PB)로부터의 화소 신호에서는, 상의 어긋남이 발생한다. 이 상의 어긋남으로부터, 위상 어긋남량을 산출하여 디포커스량을 산출하고, 촬영 렌즈를 조정(이동)함으로써, 오토 포커스를 달성할 수 있다.
이상과 같이 구성된 위상차 화소(2P)의 제2의 실시의 형태에 의하면, 광전 변환막(52)의 상면에 차광막을 색마다 형성할 필요가 없기 때문에, 차광막 형성을 위한 공정수의 증가를 피하면서, 위상차 화소를 실현할 수 있다. 또한, 광전 변환막(52)을 화소 사이에서 분리할 필요가 없기 때문에, 광전 변환막(52)은 화소 사이에서 분리함에 의해 발생하는 암전류를 억제할 수 있다.
따라서 반도체 기판(12)의 외측에 형성한 광전 변환막(52)을 사용하여, 보다 바람직한 초점 검출용의 위상차 화소(2P)를 형성할 수 있다.
<4. 화소의 제3의 실시의 형태>
<하부 전극의 평면 레이아웃>
다음에, 제3의 실시의 형태에 관해 설명한다.
도 8은, 화소 어레이부(3) 내의 하부 전극의 평면 레이아웃을 도시하는 도면이다.
또한, 도 8에서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해, 도 3이나 도 6에서 도시한 각 화소(2)의 경계를 나타내는 파선은 생략되어 있다.
제3의 실시의 형태에서는, 인접하는 하부 전극(53a와 53c)의 사이에, 화소(소자)를 분리하는 소자 분리 전극(81)이 형성되어 있다. 소자 분리 전극(81)의 재료는, 하부 전극(53a와 53c)과 같은 재료, 예를 들면, 산화인듐주석(ITO)막, 산화인듐아연막 등을 사용할 수 있다. 소자 분리 전극(81)은, 수직 방향 및 수평 방향 각각의 인접하는 하부 전극(53a와 53c)의 사이에 형성되기 때문에, 도 8에 도시되는 바와 같이 격자형상으로 형성된다.
소자 분리 전극(81)에는, 소정의 고정 전위가 인가된다. 이에 의해, 인접 화소 사이의 용량 커플링을 방지할 수 있고, 또한, 화소 사이에서 발생한 전하를 수집함에 의해, 잔상을 억제할 수도 있다.
위상차 화소(2PA)는, 제1의 실시의 형태와 마찬가지로, 화소 내의 좌측에만 수광하도록 형성된 하부 전극(53c)을 갖는다. 위상차 화소(2PB)는, 광전 변환 영역이 위상차 화소(2PA)와 대칭이 되도록, 화소 내의 우측에만 하부 전극(53c)을 갖는다.
그리고, 위상차 화소(2PA)의 하부 전극(53c)이 축소됨에 의해 빈 영역에는, 소자 분리 전극(81)이, 화소 경계 라인으로부터 연신하여 형성되어 있다. 위상차 화소(2PB)의 하부 전극(53c)이 축소됨에 의해 빈 영역에도, 소자 분리 전극(81)이, 화소 경계 라인으로부터 연신하여 형성되어 있다. 즉, 위상차 화소(2PA 및 2PB)는, 축소된 하부 전극(53c)에 의해 빈 영역까지, 인접하는 소자 분리 전극(81)이 확장되어 마련된 구성을 갖는다.
이상과 같이 구성된 위상차 화소(2PA 및 2PB)에서도, 하부 전극(53c)의 형성 위치가 대칭의 위치로 되어 있다. 이 하부 전극(53c)의 형성 위치의 차이에 의해, 위상차 화소(2PA)로부터의 화소 신호와 위상차 화소(2PB)로부터의 화소 신호에서는, 상의 어긋남이 발생한다. 이 상의 어긋남으로부터, 위상 어긋남량을 산출하여 디포커스량을 산출하고, 촬영 렌즈를 조정(이동)함으로써, 오토 포커스를 달성할 수 있다.
또한, 도 8의 예는, 위상차 화소(2PA 및 2PB)의 하부 전극(53c)이 통상 화소(2X)의 하부 전극(53a)과 비교하여 횡방향(수평 방향)으로 축소된 구성으로 되어 있지만, 종방향(수직 방향)으로 축소된 구성으로 하여도 좋다. 이 경우, 위상차 화소(2PA 및 2PB) 내에는, 상하의 하부 전극(53a와 53c)을 분리하는 소자 분리 전극(81)이, 종방향으로 연신하여 형성된다.
<화소의 단면 구성>
도 9는, 2개의 통상 화소(2X)를 포함하는 도 8의 X11-X11'선의 단면 구성도이다.
도 10은, 하나의 통상 화소(2X)와 위상차 화소(2PA)를 포함하는 도 8의 Y21-Y21'선의 단면 구성도이다.
도 11은, 하나의 통상 화소(2X)와 위상차 화소(2PB)를 포함하는 도 8의 Y22-Y22'선의 단면 구성도이다.
도 9에 도시되는 바와 같이, 통상 화소(2X)끼리가 인접하는 부분에서는, 소자 분리 전극(81)은, 평면 방향에 관해서는 화소 경계상의 위치로서, 깊이 방향에 관해서는 하부 전극(53a)과 동일한 위치에 형성되어 있다. 소자 분리 전극(81)은, 그 하층에 형성된 금속 배선(82)에 접속되어 있고, 금속 배선(82)을 통하여 소정의 고정 전위가, 소자 분리 전극(81)에 인가된다.
도 10에 도시되는 바와 같이, 위상차 화소(2PA)와 통상 화소(2X)가 인접하는 부분에서는, 위상차 화소(2PA)의 하부 전극(53c)이 축소됨에 의해 빈 영역에, 소자 분리 전극(81)이, 화소 경계 라인으로부터 연신하여 형성되어 있다.
또한, 도 11에 도시되는 바와 같이, 위상차 화소(2PB)와 통상 화소(2X)가 인접하는 부분에서는, 위상차 화소(2PB)의 하부 전극(53c)이 축소됨에 의해 빈 영역에, 소자 분리 전극(81)이, 화소 경계 라인으로부터 연신하여 형성되어 있다.
확장된 소자 분리 전극(81)이, 그 하층에 형성된 금속 배선(82)에 접속되고, 소정의 고정 전위가 소자 분리 전극(81)에 인가되는 점에 관해서는, 도 10 및 도 11에서도, 도 9와 마찬가지이다. 확장된 소자 분리 전극(81)과 상부 전극(53b)으로 끼여진 광전 변환막(52)에서 생성된 전하는, FD부(49)에는 접속되지 않고, 신호로서 취출되는 일은 없다.
이상과 같이 구성된 위상차 화소(2P)의 제3의 실시의 형태에 의하면, 광전 변환막(52)의 상면에 차광막을 색마다 형성할 필요가 없기 때문에, 차광막 형성을 위한 공정수의 증가를 피하면서, 위상차 화소를 실현할 수 있다. 또한, 광전 변환막(52)을 화소 사이에서 분리할 필요가 없기 때문에, 광전 변환막(52)은 화소 사이에서 분리함에 의해 발생하는 암전류를 억제할 수 있다.
따라서 반도체 기판(12)의 외측에 형성한 광전 변환막(52)을 사용하여, 보다 바람직한 초점 검출용의 위상차 화소(2P)를 형성할 수 있다.
<제3의 실시의 형태의 변형례>
도 8에 도시한 예에서는, 위상차 화소(2PA 또는 2PB)의 수직 방향 및 수평 방향의 옆에는, 통상 화소(2X)가 배치된 레이아웃으로 되어 있지만, 도 12에 도시되는 바와 같이, 위상차 화소(2PA)와 위상차 화소(2PB)가, 수직 방향 또는 수평 방향의 옆에 배치된 레이아웃이라도 좋다.
또한, 상술한 설명에서는, 소자 분리 전극(81)이, 수직 방향 및 수평 방향의 화소 경계상에 격자형상으로 형성된 것을 전제로 하여, 그 소자 분리 전극(81)이 연신되는 형태로서 설명하였지만, 도 13에 도시되는 바와 같이 격자형상의 소자 분리 전극(81)은 생략하여도 좋다. 또한, 도 8에서 도시한 레이아웃에 대해, 격자형상의 소자 분리 전극(81)을 생략하고, 아일랜드형상의 소자 분리 전극(83)만을 마련하는 구성도 물론 가능하다. 이 경우, 아일랜드형상의 소자 분리 전극(83)에 대해서만, 소정의 고정 전위가 인가된다. 나아가서는, 격자형상의 소자 분리 전극(81)의 전부를 생략하는 것은 아니고, 예를 들면, H형상과 같이, 격자형상의 소자 분리 전극(81)의 일부분만을 결락(欠落)시킨 형상으로 하여도 좋다.
또한, 도 13에 도시한 아일랜드형상의 소자 분리 전극(83)과, 도 6에 도시한 제2의 실시의 형태의 더미 화소(2DAB)의 아일랜드형상의 하부 전극(53c)은, 소정의 고정 전위를 공급하는 금속 배선(82)과 접속되든지, 또는, 전하를 축적하는 FD부(49)와 접속되는지가 다르다. 도 13에 도시한 아일랜드형상의 소자 분리 전극(83)은, 그 하층에 형성된 금속 배선(82)과 접속하지 않고, 고립 패턴으로 하여도 좋다. 또는 또한, 도 13의 아일랜드형상의 소자 분리 전극(83)을, 그 하층에 형성된 금속 배선(82)과 접속하지 않고, FD부(49)와 접속하도록 하여, 전하를 축적하여 배출하는 구성으로 하여도 좋다.
<5. 화소의 제4의 실시의 형태>
<화소의 단면 구성>
다음에, 제4의 실시의 형태에 관해 설명한다.
상술한 제1 내지 제3의 실시의 형태에서는, 각 화소(2)가, 광전 변환부(61)와 포토 다이오드(PD1 및 PD2)에 의해, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 모든 파장광을 수광함에 대해, 이하에서 설명하는 제4 내지 제6의 실시의 형태에서는, 각 화소(2)가, 적색(R), 녹색(G), 또는, 청색(B)의 어느 하나의 파장광만을 수광하는 점이 다르다.
도 14는, 제4의 실시의 형태에서의 화소(2)의 단면 구성도이고, 하나의 통상 화소(2X)와 위상차 화소(2PA) 및 더미 화소(2DA)의 페어가 포함되는 도 3의 Y1-Y1'선에 상당하는 부분의 단면 구성을 도시하고 있다.
같은 도 3의 Y1-Y1'선의 단면 구성도인, 도 4에 도시한 제1의 실시의 형태의 단면 구성과, 도 14의 제4의 실시의 형태의 단면 구성을 비교하면, 도 14에서는, 도 4의 녹색의 파장광을 광전 변환하는 광전 변환막(52)이, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 모든 파장광을 광전 변환하는 광전 변환막(91)으로 치환되어 있다. 또한, 반도체 기판(12) 내에는, 청색의 광을 수광하는 포토 다이오드(PD1)와, 적색의 광을 수광하는 포토 다이오드(PD2)가 마련되어 있지 않다.
또한, 도 14에서는, 고굴절률층(56)과 온 칩 렌즈(57)와의 사이에, 적색(R), 녹색(G), 또는 청색(B)의 파장광을 통과시키는 컬러 필터(92)가 새롭게 마련되어 있다.
따라서 광전 변환막(91)에는, 컬러 필터(92)를 통과한 적색(R), 녹색(G), 또는 청색(B)의 어느 하나의 파장광만이 도달하기 때문에, 각 화소(2)는, 적색(R), 녹색(G), 또는 청색(B)의 어느 하나의 파장광만을 수광한다.
또한, 도 4에 도시한 제1의 실시의 형태에서는, 광전 변환부(61)나 온 칩 렌즈(57)가 다층 배선층(44)이 형성된 표면측과는 반대의 이면측에 형성된 이면 조사형의 구성이 채용되고 있다. 이에 대해, 도 14의 제4의 실시의 형태에서는, 다층 배선층(44)이 형성되어 있는 측과 동일한, 반도체 기판(12)의 표면측에, 광전 변환부(61)나 온 칩 렌즈(57)가 형성된 표면 조사형의 구성이 채용되고 있다.
보다 구체적으로는, 반도체 기판(12)의 표면측에 다층 배선층(44)이 형성되고, 다층 배선층(44)의 상면에, 투명 절연막(51), 하부 전극(53a), 광전 변환막(91), 상부 전극(53b), 고굴절률층(56) 등이 형성되어 있다.
반도체 기판(12)의 표면측에 다층 배선층(44)이 형성되어 있기 때문에, 광전 변환막(52)에서 생성된 전하를 유지하는 FD부(49)도, 반도체 기판(12)의 표면측에 형성되어 있다. 따라서 제4의 실시의 형태에서는, 광전 변환막(91)에서 생성된 전하를 반도체 기판(12)의 이면측에 취출하기 위한 도전성 플러그(46) 및 절연막(47)이 마련되어 있지 않다.
도 15는, 도 3의 평면 레이아웃에 대응하여 도시한 컬러 필터(92)의 레이아웃례를 도시하는 도면이다.
컬러 필터(92)는, 도 15에 도시되는 바와 같이, 예를 들면, 베이어 배열로 배치된다.
또한, 도 15의 예에서는, 위상차 화소(2PA 및 2PB)가 녹색(Gr, Gb)의 파장을 수광하는 화소이고, 더미 화소(2DA)가 적색(R)의 파장을 수광하는 화소, 더미 화소(2DB)가 청색(B)의 파장을 수광하는 화소로 되어 있지만, 위상차 화소(2P)나 더미 화소(2D)가 수광하는 광의 파장(색)은, 이 예로 한정되지 않는다. 단, 위상차 화소(2PA)가 수광하는 광과, 위상차 화소(2PB)가 수광하는 광의 파장은 맞추는 편이 바람직하다. 또한, 위상차 화소(2PA 및 2PB)에는, 컬러 필터(92)에 대신하여, 전파장을 투과시키는 재료를 형성하고, 전파장의 광을 수광하는 화이트 화소로 할 수도 있다. 위상차 화소(2PA 및 2PB)를 화이트 화소로 하는 경우, 컬러 필터(92) 대신에 형성하는 재료는, 예를 들면, 고굴절률층(56)이나 온 칩 렌즈(57)와 동일 재료로 할 수 있다.
<6. 화소의 제5의 실시의 형태>
<화소의 단면 구성>
다음에, 제5의 실시의 형태에 관해 설명한다.
도 16은, 제5의 실시의 형태에서의 화소(2)의 단면 구성도이고, 위상차 화소(2PA 및 2PB)와, 그 사이의 더미 화소(2DAB)를 포함하는 도 6의 Y11-Y11'선에 상당하는 부분의 단면 구성을 도시하고 있다.
제5의 실시의 형태에서는, 각 화소(2)가 수광하는 광의 파장에 관해서는, 도 14를 참조하여 설명한 제4의 실시의 형태와 마찬가지로 구성되어 있고, 하부 전극(53c 및 53d)의 배치 구성은, 도 7을 참조하여 설명한 제2의 실시의 형태와 마찬가지로 구성되어 있다.
즉, 도 16에서는, 고굴절률층(56)과 온 칩 렌즈(57)와의 사이에, 베이어 배열의 컬러 필터(92)가 형성됨과 함께, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 모든 파장광을 광전 변환하는 광전 변환막(91)이, 하부 전극(53c 또는 53d)과, 상부 전극(53b)과의 사이에 형성되어 있다. 이에 의해, 각 화소(2)의 광전 변환부(61)는, 적색(R), 녹색(G), 또는, 청색(B)의 어느 하나의 파장광만을 수광한다.
또한, 위상차 화소(2PA 및 2PB)는, 사이에 더미 화소(2DAB)를 끼우도록 직선적으로 나열하여 배치되어 있다. 그리고, 위상차 화소(2PA 및 2PB)의 하부 전극(53c)이 축소됨에 의해 빈 영역에, 한가운데에 배치되는 더미 화소(2DAB)의 하부 전극(53d)이 연신하여 형성되어 있다.
또한, 제5의 실시의 형태의 화소 구조는, 광전 변환부(61)나 온 칩 렌즈(57)가, 다층 배선층(44)과 같은 반도체 기판(12)의 표면측에 형성된 표면 조사형의 구조이다.
<7. 화소의 제6의 실시의 형태>
<화소의 단면 구성>
다음에, 제6의 실시의 형태에 관해 설명한다.
도 17은, 제6의 실시의 형태에서의 화소(2)의 단면 구성도이고, 하나의 통상 화소(2X)와 위상차 화소(2PA)를 포함하는 도 8의 Y21-Y21'선에 상당하는 부분의 단면 구성을 도시하고 있다.
제6의 실시의 형태에서는, 각 화소(2)가 수광하는 광의 파장에 관해서는, 도 14를 참조하여 설명한 제4의 실시의 형태와 마찬가지로 구성되어 있고, 하부 전극(53c)과 소자 분리 전극(81)의 배치 구성은, 도 10을 참조하여 설명한 제3의 실시의 형태와 마찬가지로 구성되어 있다.
즉, 도 17에서는, 고굴절률층(56)과 온 칩 렌즈(57)와의 사이에, 베이어 배열의 컬러 필터(92)가 형성됨과 함께, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 모든 파장광을 광전 변환하는 광전 변환막(91)이, 하부 전극(53a 또는 53c)과, 상부 전극(53b)과의 사이에 형성되어 있다. 이에 의해, 각 화소(2)의 광전 변환부(61)는, 적색(R), 녹색(G), 또는, 청색(B)의 어느 하나의 파장광만을 수광한다.
또한, 위상차 화소(2PA)와 통상 화소(2X)의 사이에는 소자 분리 전극(81)이 형성되어 있고, 도 17에 도시되는 바와 같이, 위상차 화소(2PA)의 하부 전극(53c)이 축소됨에 의해 빈 영역에, 소자 분리 전극(81)이, 화소 경계 라인으로부터 연신하여 형성되어 있다.
도시는 생략하지만, 제6의 실시의 형태의 통상 화소(2X)끼리가 인접하는 부분에서는, 도 9와 마찬가지로, 화소 경계상의 위치에, 소자 분리 전극(81)이 형성되어 있다. 또한, 위상차 화소(2PB)와 통상 화소(2X)가 인접하는 부분에서는, 도 11과 마찬가지로, 위상차 화소(2PB)의 하부 전극(53c)이 축소됨에 의해 빈 영역에, 소자 분리 전극(81)이, 화소 경계 라인으로부터 연신하여 형성되어 있다.
또한, 제6의 실시의 형태의 화소 구조는, 광전 변환부(61)나 온 칩 렌즈(57)가, 다층 배선층(44)과 같은 반도체 기판(12)의 표면측에 형성된 표면 조사형의 구조이다.
상술한 제4 내지 제6의 실시의 형태에서도, 위상차 화소(2PA와 2PB)에서는, 하부 전극(53c)의 형성 위치가 대칭으로 되어 있다. 이 하부 전극(53c)의 형성 위치의 차이에 의해, 위상차 화소(2PA)로부터의 화소 신호와 위상차 화소(2PB)로부터의 화소 신호에서는, 상의 어긋남이 발생한다. 이 상의 어긋남으로부터, 위상 어긋남량을 산출하여 디포커스량을 산출하고, 촬영 렌즈를 조정(이동)함으로써, 오토 포커스를 달성할 수 있다.
또한, 제4 내지 제6의 실시의 형태에서도, 광전 변환막(91)의 상면에 차광막을 형성할 필요가 없기 때문에, 공정수의 증가를 피하면서, 위상차 화소를 실현할 수 있다. 또한, 광전 변환막(91)을 화소 사이에서 분리할 필요가 없기 때문에, 광전 변환막(91)을 화소 사이에서 분리함에 의해 발생하는 암전류를 억제할 수 있다.
따라서 제4 내지 제6의 실시의 형태에서도, 반도체 기판(12)의 외측에 형성한 광전 변환막(91)을 사용하여, 보다 바람직한 초점 검출용의 위상차 화소(2P)를 형성할 수 있다.
또한, 제4 내지 제6의 실시의 형태로서 나타낸 구조는, 표면 조사형의 화소 구조이지만, 제1 내지 제3의 실시의 형태와 마찬가지로, 이면 조사형의 화소 구조로 하는 것도 가능하다.
또한, 제5 및 제6의 실시의 형태에서도, 위상차 화소(2PA 및 2PB)를 화이트 화소로 변경할 수도 있다.
또한, 제1 내지 제3의 실시의 형태의 더미 화소(2D)의 하부 전극(53d)과, 제4 내지 제6의 소자 분리 전극(81)은, 모두, 적어도 화소의 경계까지 늘어나는 전극이다.
<8. 제1의 실시의 형태의 제조 방법>
다음에, 도 18 내지 도 25를 참조하면서, 도 4에 도시한 제1의 실시의 형태에 관한 화소(2)의 제조 방법에 관해 설명한다.
또한, 도 18 내지 도 25에서는, 도 4에서는 도시하지 않은 상부 전극(53b)에의 전원 공급부의 제조 방법에 대해서도 아울러서 설명한다.
처음에, 도 18의 A에 도시되는 바와 같이, 반도체 기판(12)의 반도체 영역(41) 내에, 포토 다이오드(PD1 및 PD2), 도전성 플러그(46), FD부(49) 및, 상부 전극(53b)에 전원을 공급하기 위한 도전성 플러그(122) 등이 형성된다. 도전성 플러그(122)의 외주는, SiO2 또는 SiN 등의 절연막(123)으로 덮여 있다.
또한, 반도체 기판(12)의 표면측(도면 중 하측)에는, 포토 다이오드(PD1 및 PD2)에 축적된 전하의 판독 등을 행하는 복수의 화소 트랜지스터와, 복수의 배선층과 층간 절연막으로 이루어지는 다층 배선층(44)이 형성된다.
그리고, 도 18의 B에 도시되는 바와 같이, 반도체 기판(12)의 이면측 계면에, 투명 절연막(51A)이 소정의 막두께로 형성된다.
다음에, 도 18의 C에 도시되는 바와 같이, 반도체 기판(12)의 이면측 계면에 형성된 투명 절연막(51A) 중, 도전성 플러그(46)에 접속하는 영역만이, 리소그래피에 의해 개구된다.
그리고, 도 18의 D에 도시되는 바와 같이, 투명 절연막(51A)이 개구된 패임 부분을 포함하는 투명 절연막(51A)의 상측 전면에, 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등의 금속재료(201)가 형성된다.
투명 절연막(51A)상의 전면에 형성된 금속재료(201)는, 도 19의 A에 도시되는 바와 같이, 리소그래피에 의해, 소망하는 영역만을 남기고 패터닝됨에 의해, 화소 사이 차광막(55)이 형성된다.
또한, 도 19의 B에 도시되는 바와 같이, 투명 절연막(51A)과 화소 사이 차광막(55)의 상측에, 투명 절연막(51B)이 적층되고, 그 후, 재차, 도 19의 C에 도시되는 바와 같이, 적층된 투명 절연막(51B) 중, 도전성 플러그(46)에 접속하는 영역만이, 리소그래피에 의해 개구된다.
그리고, 재차, 도 19의 D에 도시되는 바와 같이, 투명 절연막(51B)이 개구된 패여진 부분을 포함하는 투명 절연막(51B)의 상측 전면에 금속재료(202)가 형성된 후, CMP(Chemical Mechanical Polishing)에 의해 표층의 금속재료(202)가 제거됨에 의해, 도 20의 A에 도시되는 바와 같이, 투명 절연막(51A 및 51B)을 관통하는 금속 배선(54)이 형성된다.
그리고, 도 20의 B에 도시되는 바와 같이, 투명 절연막(51B)상에, 예를 들면 ITO(산화인듐주석)막(203)이 성막되고, 리소그래피에 의해, 소망하는 영역만을 남기고 패터닝됨에 의해, 도 20의 C에 도시되는 바와 같이, 통상 화소(2X)의 하부 전극(53a), 위상차 화소(2PA)의 하부 전극(53c) 및, 더미 화소(2DA)의 하부 전극(53d)이 형성된다.
또한, 도 20의 D에 도시되는 바와 같이, 하부 전극(53a, 53c 및, 53d)을 포함하는 투명 절연막(51B)상에, 투명 절연막(51C)이 소정의 막두께로 형성된 후, 투명 절연막(51C)이, 하부 전극(53a) 등과 동등한 막두께가 될 때까지, 예를 들면 CMP(Chemical Mechanical Polishing)에 의해 제거된다. 그 결과, 도 21의 A에 도시되는 바와 같이, 잔존한 투명 절연막(51C)과, 그 하층의 투명 절연막(51B 및 51A)에 의해, 도 4의 투명 절연막(51)이 완성된다.
계속해서, 도 21의 B에 도시되는 바와 같이, 하부 전극(53a, 53c 및, 53d)과 투명 절연막(51)의 상면에, 녹색의 파장광을 광전 변환하는 광전 변환 재료(204)가 형성된 후, 그 위에, 도 21의 C에 도시되는 바와 같이, 예를 들면 ITO(산화인듐주석)막(205)이 형성된다.
그리고, 소망하는 영역만을 남기고 에칭됨에 의해, 도 21의 D에 도시되는 바와 같이, 통상 화소(2X), 위상차 화소(2P) 및 더미 화소(2D)에 공통되는 광전 변환막(52)과 상부 전극(53b)이 완성된다.
계속해서, 도 22의 A에 도시되는 바와 같이, 화소 어레이부(3)의 화소 영역의 상부 전극(53b)과 외주부의 투명 절연막(51)의 상면에, 고굴절률층(56)으로 이루어지는 질화막 등의 고굴절 재료(206A)가 형성된다.
그 후, 도 22의 B에 도시되는 바와 같이, 상부 전극(53b)의 콘택트부가 되는 장소에 콘택트 개구부(207)가 형성됨과 함께, 도전성 플러그(122)와의 콘택트부가 되는 장소에 콘택트 개구부(208)가 형성된다.
그리고, 도 23의 A에 도시되는 바와 같이, 콘택트 개구부(207 및 208)가 형성된 후의 고굴절 재료(206A)의 상면에, 텅스텐(W) 등의 금속재료(209)가 컴포멀하게 성막된 후, 도 23의 B에 도시되는 바와 같이, 화소 어레이부(3)의 외주부만을 남기도록 패터닝됨에 의해, 도전성 플러그(122)와 상부 전극(53b)을 접속하는 접속 배선(124)이 완성된다.
그리고, 도 24의 A에 도시되는 바와 같이, 고굴절 재료(206A)와 접속 배선(124)의 위에, 또한, 고굴절 재료(206A)와 동일 재료의 고굴절 재료(206B)가 형성된다. 이 적층된 고굴절 재료(206A)와 고굴절 재료(206B)가, 고굴절률층(56)이 된다.
다음에, 도 24의 B에 도시되는 바와 같이, 고굴절률층(56)의 상면에 또한, 온 칩 렌즈(57)의 재료인 수지계 재료(210)를 형성한 후, 도 25의 A에 도시되는 바와 같이, 감광성 수지(211)가 렌즈 형상으로 형성된다. 그리고, 렌즈 형상의 감광성 수지(211)에 의거하여 에치백함에 의해, 도 25의 B에 도시되는 바와 같이, 각 화소(2)의 최상부에 온 칩 렌즈(57)가 형성된다.
이상과 같이 하여, 도 4에 도시한 제1의 실시의 형태의 화소(2)를 제조할 수 있다. 또한, 그 밖의 제2 내지 제6의 실시의 형태에서도, 화소(2)의 광전 변환부(61)에 관해서는 마찬가지로 제조할 수 있다.
<전자 기기에의 적용례>
본 개시의 기술은, 고체 촬상 소자에의 적용으로 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 개시의 기술은, 디지털 스틸 카메라나 비디오 카메라 등의 촬상 장치나, 촬상 기능을 갖는 휴대 단말 장치나, 화상 판독부에 고체 촬상 소자를 사용한` 복사기 등, 화상 취입부(광전 변환부)에 고체 촬상 소자를 사용하는 전자 기기 전반에 대해 적용 가능하다. 고체 촬상 소자는, 원칩으로서 형성된 형태라도 좋고, 촬상부와 신호 처리부 또는 광학계가 통합하여 팩키징된 촬상 기능을 갖는 모듈형상의 형태라도 좋다.
도 26은, 본 개시에 관한 전자 기기로서의, 촬상 장치의 구성례를 도시하는 블록도이다.
도 26의 촬상 장치(300)는, 렌즈군 등으로 이루어지는 광학부(301), 도 1의 고체 촬상 소자(1)의 구성이 채용되는 고체 촬상 소자(촬상 디바이스)(302) 및 카메라 신호 처리 회로인 DSP(Digital Signal Processor) 회로(303)를 구비한다. 또한, 촬상 장치(300)는, 프레임 메모리(304), 표시부(305), 기록부(306), 조작부(307) 및 전원부(308)도 구비한다. DSP 회로(303), 프레임 메모리(304), 표시부(305), 기록부(306), 조작부(307) 및 전원부(308)는, 버스 라인(309)을 통하여 상호 접속되어 있다.
광학부(301)는, 피사체로부터의 입사광(상광)을 취입하여 고체 촬상 소자(302)의 촬상면상에 결상한다. 고체 촬상 소자(302)는, 광학부(301)에 의해 촬상면상에 결상된 입사광의 광량을 화소 단위로 전기 신호로 변환하여 화소 신호로서 출력한다. 이 고체 촬상 소자(302)로서, 도 1의 고체 촬상 소자(1), 즉, 상술한 통상 화소(2X), 위상차 화소(2P) 등의 화소 구조를 갖는 고체 촬상 소자를 사용할 수 있다.
표시부(305)는, 예를 들면, 액정 패널이나 유기 EL(Electro Luminescence) 패널 등의 패널형 표시 장치로 이루어지고, 고체 촬상 소자(302)에서 촬상된 동화 또는 정지화를 표시한다. 기록부(306)는, 고체 촬상 소자(302)에서 촬상된 동화 또는 정지화를, 하드 디스크나 반도체 메모리 등의 기록 매체에 기록한다.
조작부(307)는, 유저에 의한 조작하에, 촬상 장치(300)가 갖는 다양한 기능에 관해 조작 지령을 발한다. 전원부(308)는, DSP 회로(303), 프레임 메모리(304), 표시부(305), 기록부(306) 및 조작부(307)의 동작 전원이 되는 각종의 전원을, 이들 공급 대상에 대해 적절히 공급한다.
상술한 바와 같이, 고체 촬상 소자(302)로서, 상술한 각 실시의 형태에 관한 화소(2)를 갖는 고체 촬상 소자(1)를 채용함으로써, 공정수의 증가를 피하면서, 위상차 화소를 실현할 수 있다. 따라서, 비디오 카메라나 디지털 카메라, 나아가서는 휴대 전화기 등의 모바일 기기용 카메라 모듈 등의 촬상 장치(300)에서도, 촬상 화상의 고화질화를 도모할 수 있다.
본 개시의 실시의 형태는, 상술한 실시의 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 개시의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지의 변경이 가능하다.
상술한 제1 내지 제3의 실시의 형태에서는, 반도체 기판(12)의 상층에 1층의 광전 변환층(광전 변환막(52))을 가지며, 반도체 기판(12) 내에 2개의 무기 광전 변환층(포토 다이오드(PD1 및 PD2))를 갖는 종방향 분광형의 고체 촬상 소자에 관해 설명하였다.
그러나, 본 개시의 기술은, 반도체 기판(12)의 상층에 2층의 광전 변환층을 가지며, 반도체 기판(12) 내에 하나의 무기 광전 변환층을 갖는 종방향 분광형의 고체 촬상 소자에 대해서도 마찬가지로 적용 가능하다.
또한, 상술한 각 실시의 형태에서는, 반도체 기판(12)의 상방에 형성한 광전 변환부(61)의 광전 변환막(52)으로서, 유기 광전 변환 재료를 사용하는 것으로 하여 설명하였지만, 무기 광전 변환 재료를 채용하여도 좋다. 무기 광전 변환 재료로서는, 예를 들면, 결정 실리콘, 어모퍼스 실리콘, CIGS(Cu, In, Ga, Se 화합물), CIS(Cu, In, Se 화합물), 칼코파이라이트 구조 반도체, GaAs 등의 화합물 반도체 등을 들 수 있다.
상술한 각 실시의 형태에서는, 위상차 화소(2P)의 하부 전극(53c)의 평면 사이즈는, 통상 화소(2X)의 하부 전극(53a)의 반분의 사이즈로 되어 있지만, 이것으로 한정되지 않는다. 위상차 화소(2P)의 광전 변환부(61)가 광의 입사각에 대해 감도가 비대칭성을 가지며, 위상차 화소(2PA)와 위상차 화소(2PB)의 광전 변환 영역이 대칭이 되도록 형성되어 있으면 된다.
또한, 상술한 각 실시의 형태에서는, 광전 변환부(61)를 구성하는 상부 전극(53b)이 전 화소 공통으로 전면에 형성되고, 하부 전극(53a)이 화소 단위로 형성되도록 하였지만, 상부 전극(53b)을 화소 단위로 형성하고, 하부 전극(53a)을 전 화소 공통으로 전면에 형성하여도 좋다. 또한, 하부 전극(53a)과 상부 전극(53b)의 양쪽을 화소 단위로 형성하여도 좋다.
상술한 예에서는, 제1 도전형을 P형, 제2 도전형을 N형으로 하여, 전자를 신호 전하로 하는 고체 촬상 소자에 관해 설명하였지만, 본 개시는 정공을 신호 전하로 하는 고체 촬상 소자에도 적용할 수 있다. 즉, 제1 도전형을 N형으로 하고, 제2 도전형을 P형으로 하여, 전술의 각 반도체 영역을 역(逆)의 도전형의 반도체 영역으로 구성할 수 있다.
또한, 본 개시의 기술은, 가시광의 입사광량의 분포를 검지하여 화상으로서 촬상하는 고체 촬상 소자에의 적용으로 한하지 않고, 적외선이나 X선, 또는 입자 등의 입사량의 분포를 화상으로서 촬상하는 고체 촬상 소자나, 광의의 의미로서, 압력이나 정전용량 등, 다른 물리량의 분포를 검지하여 화상으로서 촬상하는 지문 검출 센서 등의 고체 촬상 소자(물리량 분포 검지 장치) 전반에 대해 적용 가능하다.
본 개시의 실시의 형태는, 상술한 실시의 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 개시의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지의 변경이 가능하다.
예를 들면, 상술한 복수의 실시의 형태의 전부 또는 일부를 조합시킨 형태를 채용할 수 있다.
또한, 본 명세서에 기재된 효과는 어디까지나 예시이고 한정되는 것이 아니고, 본 명세서에 기재된 것 이외의 효과가 있어도 좋다.
또한, 본 개시는 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
(1) 광전 변환막과, 그것을 상하로 끼우는 제1 전극 및 제2 전극으로 이루어지는 광전 변환부를 가지며, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중의 적어도 일방의 전극이 화소마다 분리된 분리 전극으로 되어 있는 제1의 화소와,
상기 광전 변환부를 가지며, 상기 분리 전극이 상기 제1의 화소보다도 작은 평면 사이즈로 형성되고, 그에 의해 빈 영역에, 적어도 화소의 경계까지 늘어나는 제3 전극이 형성되어 있는 제2의 화소를 구비하는 고체 촬상 소자.
(2) 상기 제3 전극은, 상기 광전 변환부에서 생성된 전하를 유지하는 전하 유지부에 접속되어 있는 상기 (1)에 기재된 고체 촬상 소자.
(3) 상기 제3 전극은, 옆의 화소의 상기 분리 전극인 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 고체 촬상 소자.
(4) 상기 제3 전극은, 상기 제2의 화소와 그 옆의 화소를 포함하는 3화소에 걸치는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 고체 촬상 소자.
(5) 상기 제3 전극은, 고정 전위를 공급하는 배선과 접속되어 있는 상기 (1)에 기재된 고체 촬상 소자.
(6) 상기 제3 전극은, 옆의 화소의 상기 분리 전극과의 사이에 형성된 소자 분리 전극인 상기 (1) 또는 (5)에 기재된 고체 촬상 소자.
(7) 상기 제3 전극은, 배선과 접속되지 않은 고립 패턴인 상기 (1)에 기재된 고체 촬상 소자.
(8) 상기 제2의 화소는, 초점 검출용의 신호를 생성하는 위상차 화소인 상기 (1) 내지 (7)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(9) 상기 광전 변환막은, 소정의 색의 파장광을 광전 변환하는 막인 상기 (1) 내지 (8)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(10) 상기 광전 변환막은, 녹색의 파장광을 광전 변환하는 막인 상기 (9)에 기재된 고체 촬상 소자.
(11) 상기 제2의 화소는, 반도체 기판내에 무기 광전 변환부를 또한 구비하고, 상기 무기 광전 변환부는, 상기 광전 변환부에서 광전 변환되지 않은 파장광을 광전 변환하는 상기 (1) 내지 (10)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(12) 상기 광전 변환막은, 적색, 녹색 및 청색의 파장광을 광전 변환 가능한 막인 상기 (1) 내지 (7)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(13) 상기 광전 변환막의 상방에, 적색, 녹색, 또는 청색의 컬러 필터가 배치되어 있고, 상기 광전 변환막은, 상기 컬러 필터를 통과한 광을 광전 변환하는 상기 (12)에 기재된 고체 촬상 소자.
(14) 광전 변환막과, 그것을 상하로 끼우는 제1 전극 및 제2 전극으로 이루어지는 광전 변환부를 가지며, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중의 적어도 일방의 전극이 화소마다 분리된 분리 전극으로 되어 있는 제1의 화소와,
상기 광전 변환부를 가지며, 상기 분리 전극이 상기 제1의 화소보다도 작은 평면 사이즈로 형성되고, 그에 의해 빈 영역에, 적어도 화소의 경계까지 늘어나는 제3 전극이 형성되어 있는 제2의 화소를 형성하는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
(15) 광전 변환막과, 그것을 상하로 끼우는 제1 전극 및 제2 전극으로 이루어지는 광전 변환부를 가지며, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중의 적어도 일방의 전극이 화소마다 분리된 분리 전극으로 되어 있는 제1의 화소와,
상기 광전 변환부를 가지며, 상기 분리 전극이 상기 제1의 화소보다도 작은 평면 사이즈로 형성되고, 그에 의해 빈 영역에, 적어도 화소의 경계까지 늘어나는 제3 전극이 형성되어 있는 제2의 화소를 갖는 고체 촬상 소자를 구비하는 전자 기기.
1 : 고체 촬상 소자 2 : 화소
2X : 통상 화소 2P : 위상차 화소
2D : 더미 화소 3 : 화소 어레이부
12 : 반도체 기판 PD1, PD2 : 포토 다이오드
41 내지 43 : 반도체 영역 49 : FD부
52 : 광전 변환막 53a : 하부 전극
53b : 상부 전극 53c, 53d : 하부 전극
54 : 금속 배선 56 : 고굴절률층
57 : 온 칩 렌즈 61 : 광전 변환부
81 : 소자 분리 전극 82 : 금속 배선
83 : 소자 분리 전극 91 : 광전 변환막
92 : 컬러 필터 300 : 촬상 장치
302 : 고체 촬상 소자

Claims (15)

  1. 광전 변환막과, 그것을 상하로 끼우는 제1 전극 및 제2 전극으로 이루어지는 광전 변환부와, 제1의 온 칩 렌즈를 가지며, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중의 적어도 일방의 전극이 화소마다 분리된 분리 전극으로 되어 있는 제1의 화소와,
    상기 광전 변환부와 제2의 온 칩 렌즈를 가지며, 상기 분리 전극이 상기 제1의 화소보다도 제1의 방향에서 작은 평면 사이즈로 형성되고, 그에 의해 빈 영역에, 적어도 화소의 경계까지 늘어나는 제3 전극이 형성되어 있는 제2의 화소와,
    상기 광전 변환부와 제3의 온 칩 렌즈를 가지며, 상기 분리 전극이 상기 제1의 화소보다도 상기 제1의 방향과 평행하고 또한 역방향의 제2의 방향에서 작은 평면 사이즈로 형성되고, 그에 의해 빈 영역에, 적어도 화소의 경계까지 늘어나는 제4 전극이 형성되어 있는 제3의 화소를 구비하고,
    상기 제1의 온 칩 렌즈는 평면에서 볼 때 상기 제1의 화소의 상기 분리 전극과 겹치고,
    상기 제2의 온 칩 렌즈는 평면에서 볼 때 상기 제2의 화소의 상기 분리 전극 및 상기 제3 전극과 겹치고,
    상기 제3의 온 칩 렌즈는 평면에서 볼 때 상기 제3의 화소의 상기 분리 전극 및 상기 제4 전극과 겹치는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3 전극은 상기 광전 변환부에서 생성된 전하를 유지하는 전하 유지부에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3 전극은 옆의 화소의 상기 분리 전극인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3 전극은 상기 제2의 화소와 그 옆의 화소를 포함하는 3화소에 걸치는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3 전극은 고정 전위를 공급하는 배선과 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3 전극은 옆의 화소의 상기 분리 전극과의 사이에 형성된 소자 분리 전극인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제3 전극은 배선과 접속되지 않은 고립 패턴인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2의 화소 및 상기 제3의 화소는 초점 검출용의 신호를 생성하는 위상차 화소인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광전 변환막은 소정의 색의 파장광을 광전 변환하는 막인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광전 변환막은 녹색의 파장광을 광전 변환하는 막인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2의 화소는 반도체 기판 내에 무기 광전 변환부를 또한 구비하고,
    상기 무기 광전 변환부는 상기 광전 변환부에서 광전 변환되지 않은 파장광을 광전 변환하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광전 변환막은 적색, 녹색 및 청색의 파장광을 광전 변환 가능한 막인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 광전 변환막의 상방에, 적색, 녹색, 또는 청색의 컬러 필터가 배치되어 있고,
    상기 광전 변환막은 상기 컬러 필터를 통과한 광을 광전 변환하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  14. 광전 변환막과, 그것을 상하로 끼우는 제1 전극 및 제2 전극으로 이루어지는 광전 변환부와, 제1의 온 칩 렌즈를 가지며, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중의 적어도 일방의 전극이 화소마다 분리된 분리 전극으로 되어 있는 제1의 화소와,
    상기 광전 변환부와 제2의 온 칩 렌즈를 가지며, 상기 분리 전극이 상기 제1의 화소보다도 제1의 방향에서 작은 평면 사이즈로 형성되고, 그에 의해 빈 영역에, 적어도 화소의 경계까지 늘어나는 제3 전극이 형성되어 있는 제2의 화소와,
    상기 광전 변환부와 제3의 온 칩 렌즈를 가지며, 상기 분리 전극이 상기 제1의 화소보다도 상기 제1의 방향과 평행하고 또한 역방향의 제2의 방향에서 작은 평면 사이즈로 형성되고, 그에 의해 빈 영역에, 적어도 화소의 경계까지 늘어나는 제4 전극이 형성되어 있는 제3의 화소를 형성하고,
    상기 제1의 온 칩 렌즈는 평면에서 볼 때 상기 제1의 화소의 상기 분리 전극과 겹치고,
    상기 제2의 온 칩 렌즈는 평면에서 볼 때 상기 제2의 화소의 상기 분리 전극 및 상기 제3 전극과 겹치고,
    상기 제3의 온 칩 렌즈는 평면에서 볼 때 상기 제3의 화소의 상기 분리 전극 및 상기 제4 전극과 겹치는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
  15. 광전 변환막과, 그것을 상하로 끼우는 제1 전극 및 제2 전극으로 이루어지는 광전 변환부와, 제1의 온 칩 렌즈를 가지며, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중의 적어도 일방의 전극이 화소마다 분리된 분리 전극으로 되어 있는 제1의 화소와,
    상기 광전 변환부와 제2의 온 칩 렌즈를 가지며, 상기 분리 전극이 상기 제1의 화소보다도 제1의 방향에서 작은 평면 사이즈로 형성되고, 그에 의해 빈 영역에, 적어도 화소의 경계까지 늘어나는 제3 전극이 형성되어 있는 제2의 화소와,
    상기 광전 변환부와 제3의 온 침 렌즈를 가지며, 상기 분리 전극이 상기 제1의 화소보다도 상기 제1의 방향과 평행하고 또한 역방향의 제2의 방향에서 작은 평면 사이즈로 형성되고, 그에 의해 빈 영역에, 적어도 화소의 경계까지 늘어나는 제4 전극이 형성되어 있는 제3의 화소를 갖고,
    상기 제1의 온 칩 렌즈는 평면에서 볼 때 상기 제1의 화소의 상기 분리 전극과 겹치고,
    상기 제2의 온 칩 렌즈는 평면에서 볼 때 상기 제2의 화소의 상기 분리 전극 및 상기 제3 전극과 겹치고,
    상기 제3의 온 칩 렌즈는 평면에서 볼 때 상기 제3의 화소의 상기 분리 전극 및 상기 제4 전극과 겹치는
    고체 촬상 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
KR1020227024947A 2014-11-05 2015-10-22 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법 및 전자 기기 KR102582168B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020237031997A KR102650235B1 (ko) 2014-11-05 2015-10-22 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법 및 전자 기기

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014225190 2014-11-05
JPJP-P-2014-225190 2014-11-05
KR1020177008446A KR102430114B1 (ko) 2014-11-05 2015-10-22 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법 및 전자 기기
PCT/JP2015/079820 WO2016072281A1 (ja) 2014-11-05 2015-10-22 固体撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177008446A Division KR102430114B1 (ko) 2014-11-05 2015-10-22 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법 및 전자 기기

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237031997A Division KR102650235B1 (ko) 2014-11-05 2015-10-22 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법 및 전자 기기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220106236A KR20220106236A (ko) 2022-07-28
KR102582168B1 true KR102582168B1 (ko) 2023-09-25

Family

ID=55909008

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177008446A KR102430114B1 (ko) 2014-11-05 2015-10-22 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법 및 전자 기기
KR1020227024947A KR102582168B1 (ko) 2014-11-05 2015-10-22 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법 및 전자 기기
KR1020237031997A KR102650235B1 (ko) 2014-11-05 2015-10-22 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법 및 전자 기기

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177008446A KR102430114B1 (ko) 2014-11-05 2015-10-22 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법 및 전자 기기

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237031997A KR102650235B1 (ko) 2014-11-05 2015-10-22 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법 및 전자 기기

Country Status (6)

Country Link
US (3) US10453890B2 (ko)
JP (4) JP6789820B2 (ko)
KR (3) KR102430114B1 (ko)
CN (2) CN107078147B (ko)
TW (4) TWI692090B (ko)
WO (1) WO2016072281A1 (ko)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI692090B (zh) * 2014-11-05 2020-04-21 日商索尼半導體解決方案公司 固體攝像元件及其製造方法
US20160181309A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-23 Canon Kabushiki Kaisha Microlens and method of manufacturing microlens
WO2016115338A1 (en) 2015-01-14 2016-07-21 Emanuele Mandelli Phase-detect autofocus
JP6709738B2 (ja) * 2015-01-29 2020-06-17 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子および電子機器
JP6595804B2 (ja) * 2015-05-27 2019-10-23 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子および撮像装置
JP6706482B2 (ja) * 2015-11-05 2020-06-10 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置および電子機器
US10063763B2 (en) * 2016-07-07 2018-08-28 Tdk Taiwan Corp. Camera module
WO2018075581A1 (en) 2016-10-20 2018-04-26 Invisage Technologies, Inc. Noise mitigation in image sensors with selectable row readout
US11251218B2 (en) * 2016-10-20 2022-02-15 Invisage Technologies, Inc. Image sensors with enhanced wide-angle performance
JP6857341B2 (ja) * 2016-12-22 2021-04-14 株式会社シグマ 撮像装置及び信号処理方法
KR102549541B1 (ko) * 2017-01-11 2023-06-29 삼성전자주식회사 이미지 센서
KR102652981B1 (ko) * 2017-01-16 2024-04-02 삼성전자주식회사 이미지 센서
WO2018180575A1 (ja) * 2017-03-31 2018-10-04 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子、電子機器、並びに製造方法
JP7026336B2 (ja) * 2017-06-06 2022-02-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 撮像装置、および、カメラシステム
KR20190012812A (ko) * 2017-07-28 2019-02-11 에스케이하이닉스 주식회사 위상차 검출 픽셀을 구비한 이미지 센서
JP2019040897A (ja) * 2017-08-22 2019-03-14 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子及び電子機器
JP2019041142A (ja) * 2017-08-22 2019-03-14 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法、及び電子機器
CN111201603B (zh) * 2017-10-04 2023-10-24 索尼半导体解决方案公司 固态摄像元件和电子设备
CN107919374A (zh) * 2017-12-15 2018-04-17 德淮半导体有限公司 一种图像传感器及其形成方法
JP2019133982A (ja) * 2018-01-29 2019-08-08 キヤノン株式会社 撮像装置、撮像システム及び移動体
JP2019165136A (ja) * 2018-03-20 2019-09-26 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器
KR102653049B1 (ko) * 2018-06-05 2024-04-01 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤 촬상 장치
US20230197752A2 (en) * 2018-06-06 2023-06-22 Sony Semiconductor Solutions Corporation Image sensor and electronic device
JP2020016681A (ja) * 2018-07-23 2020-01-30 セイコーエプソン株式会社 液晶装置、液晶装置の駆動方法、および電子機器
KR102553314B1 (ko) * 2018-08-29 2023-07-10 삼성전자주식회사 이미지 센서
CN111582010B (zh) * 2019-02-19 2023-10-03 群创光电股份有限公司 使电子装置接收指纹数据的方法及相关的电子装置
WO2020179282A1 (ja) * 2019-03-06 2020-09-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光検出装置、光検出システム、およびフィルタアレイ
US11297219B2 (en) 2019-06-11 2022-04-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor
US20220271072A1 (en) * 2019-07-24 2022-08-25 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state image pickup device, electronic apparatus, and method for manufacturing solid-state image pickup device
JP2021141552A (ja) * 2020-03-09 2021-09-16 キヤノン株式会社 撮像素子、撮像装置、コンピュータプログラム及び記憶媒体
JP2021190483A (ja) * 2020-05-26 2021-12-13 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置
JP2022000873A (ja) * 2020-06-19 2022-01-04 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置
US11728362B2 (en) 2021-04-22 2023-08-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd Image sensor pixel and metal shielding of charge storage device of image sensor pixel formed by one step process
US20230029820A1 (en) * 2021-08-02 2023-02-02 Visera Technologies Company Limited Image sensor and method of forming the same
US20230110102A1 (en) * 2021-10-07 2023-04-13 Visera Technologies Company Limited Solid-state image sensor
TWI792651B (zh) * 2021-11-01 2023-02-11 友達光電股份有限公司 感光裝置

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60123059A (ja) * 1983-12-08 1985-07-01 Toshiba Corp 密着型カラ−イメ−ジセンサ
JPH0258381A (ja) * 1988-08-24 1990-02-27 Hitachi Ltd 光電変換素子およびラインイメージセンサ
JPH10115552A (ja) * 1996-08-19 1998-05-06 Hamamatsu Photonics Kk 光検出装置および固体撮像装置
JPH1197664A (ja) * 1997-09-20 1999-04-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 電子機器およびその作製方法
JP2001284562A (ja) * 2000-03-30 2001-10-12 Toshiba Corp Ｘ線検出装置用アレイ基板およびその検査方法
US8848047B2 (en) * 2006-09-28 2014-09-30 Fujifilm Corporation Imaging device and endoscopic apparatus
JP4961590B2 (ja) 2007-04-13 2012-06-27 力晶科技股▲ふん▼有限公司 イメージセンサー及びその製作方法
WO2008132812A1 (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Nikon Corporation 固体撮像素子およびこれを用いた撮像装置
JP5040458B2 (ja) * 2007-06-16 2012-10-03 株式会社ニコン 固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置
JP5359465B2 (ja) * 2009-03-31 2013-12-04 ソニー株式会社 固体撮像装置、固体撮像装置の信号処理方法および撮像装置
JP5564847B2 (ja) * 2009-07-23 2014-08-06 ソニー株式会社 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器
JP5537905B2 (ja) 2009-11-10 2014-07-02 富士フイルム株式会社 撮像素子及び撮像装置
JP2011210748A (ja) * 2010-03-26 2011-10-20 Fujifilm Corp Ｃｃｄ型固体撮像素子及びその製造方法並びに撮像装置
JP2011216701A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Sony Corp 固体撮像装置及び電子機器
JP4779054B1 (ja) * 2010-03-31 2011-09-21 富士フイルム株式会社 固体撮像素子及び撮像装置
JP5651986B2 (ja) * 2010-04-02 2015-01-14 ソニー株式会社 固体撮像装置とその製造方法、並びに電子機器及びカメラモジュール
JP2011249445A (ja) * 2010-05-25 2011-12-08 Fujifilm Corp 固体撮像素子の製造方法
JP5566457B2 (ja) * 2010-06-18 2014-08-06 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
JP5693082B2 (ja) 2010-08-09 2015-04-01 キヤノン株式会社 撮像装置
JP2014029351A (ja) * 2010-11-18 2014-02-13 Fujifilm Corp 固体撮像素子及び撮像装置
JP5682327B2 (ja) * 2011-01-25 2015-03-11 ソニー株式会社 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法、及び電子機器
WO2012127701A1 (ja) 2011-03-24 2012-09-27 富士フイルム株式会社 カラー撮像素子、撮像装置、及び撮像プログラム
JP5466338B2 (ja) * 2011-03-31 2014-04-09 富士フイルム株式会社 固体撮像装置及び固体撮像装置の製造方法
JP5556823B2 (ja) 2012-01-13 2014-07-23 株式会社ニコン 固体撮像装置および電子カメラ
CN104067393B (zh) * 2012-01-23 2018-06-12 索尼公司 固态图像拾取装置及其制造方法、以及电子设备
JP2014067948A (ja) 2012-09-27 2014-04-17 Fujifilm Corp 固体撮像素子および撮像装置
TWI636557B (zh) * 2013-03-15 2018-09-21 新力股份有限公司 Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and electronic device
WO2014208047A1 (ja) * 2013-06-24 2014-12-31 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
JP6108172B2 (ja) * 2013-09-02 2017-04-05 ソニー株式会社 固体撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器
JP2015170620A (ja) * 2014-03-04 2015-09-28 株式会社東芝 固体撮像装置
KR102328769B1 (ko) * 2014-06-20 2021-11-18 삼성전자주식회사 이미지 센서와 이를 포함하는 이미지 처리 시스템
TWI692090B (zh) * 2014-11-05 2020-04-21 日商索尼半導體解決方案公司 固體攝像元件及其製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230136704A (ko) 2023-09-26
TWI692090B (zh) 2020-04-21
KR102430114B1 (ko) 2022-08-08
JP2022027813A (ja) 2022-02-14
US10453890B2 (en) 2019-10-22
TW202029484A (zh) 2020-08-01
TWI788994B (zh) 2023-01-01
US20220059592A1 (en) 2022-02-24
KR20220106236A (ko) 2022-07-28
JP2021028981A (ja) 2021-02-25
KR102650235B1 (ko) 2024-03-25
KR20170077116A (ko) 2017-07-05
US20170243912A1 (en) 2017-08-24
TWI742573B (zh) 2021-10-11
CN107078147B (zh) 2021-04-20
TW201618289A (zh) 2016-05-16
US11217620B2 (en) 2022-01-04
JPWO2016072281A1 (ja) 2017-08-31
WO2016072281A1 (ja) 2016-05-12
TW202147588A (zh) 2021-12-16
JP7301936B2 (ja) 2023-07-03
CN113206118A (zh) 2021-08-03
JP6789820B2 (ja) 2020-11-25
CN107078147A (zh) 2017-08-18
JP6987950B2 (ja) 2022-01-05
JP2023118774A (ja) 2023-08-25
TW202306133A (zh) 2023-02-01
US20200083276A1 (en) 2020-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7301936B2 (ja) 固体撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器
KR102398120B1 (ko) 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법, 및 전자 기기
US20200105837A1 (en) Solid state image sensor, method for manufacturing the same, and electronic device
JP2006073682A (ja) 固体撮像素子、カメラモジュール及び電子機器モジュール
WO2016104177A1 (ja) 固体撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
A107 Divisional application of patent
GRNT Written decision to grant