KR20060104936A - 고체 촬상 장치 - Google Patents

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KR20060104936A
KR20060104936A KR1020060028005A KR20060028005A KR20060104936A KR 20060104936 A KR20060104936 A KR 20060104936A KR 1020060028005 A KR1020060028005 A KR 1020060028005A KR 20060028005 A KR20060028005 A KR 20060028005A KR 20060104936 A KR20060104936 A KR 20060104936A
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solid
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imaging device
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KR1020060028005A
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마코토 이나가키
가즈아키 이가키
고사쿠 사에키
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마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

높은 S/N비를 갖는 MOS 고체 촬상 장치가 제공된다. 반도체 기판 내에 형성된 광검출부(2)의 표면에, 광검출부(2)의 표면 영역보다 작은 영역을 가지며 그 사이에 마련된 절연막(6)을 갖는 반사 방지막(10)이 제공된다. 반사 방지막(10)은 광검출부(2)와 그의 주변 영역 사이의 경계 부분을 덮지 않도록 형성된다. 반사 방지막(10)과 게이트 전극(7) 사이의 틈 간격(S2)과, 반사 방지막(10)과 소자 절연 영역(5) 사이의 틈 간격(S1), 각각은 바람직하게는 0.2㎛와 같거나 그보다 크다. 반사 방지막(10)의 영역이 광검출부(2)의 표면 영역의 70%와 같거나 그보다 큰 경우, 교체 가능한 렌즈를 갖는 카메라용으로 사용하더라도, 픽셀들간의 감도 변동이 억제될 수 있다.

Description

고체 촬상 장치{SOLID-STATE IMAGE PICK-UP DEVICE}
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 고체 촬상 장치의 상면도,
도 1b는 도 1a의 A-B선에 따른 단면도,
도 2는 반사 방지막과 소자 절연 영역의 틈 간격(S1)과 다크 출력의 관계를 나타내는 도면,
도 3은 반사 방지막과 게이트 전극 사이의 틈 간격(S2)과 다크 출력의 관계를 나타내는 도면,
도 4는 픽셀 위치에 따른 카메라 렌즈를 통과하는 빛의 입사각의 차를 나타내는 도면,
도 5는 고체 촬상 장치의 칩의 상면도,
도 6은 카메라 렌즈들에 따른 코너(corner) 픽셀로 입사하는 빛의 입사각의 차를 나타내는 도면,
도 7은 반사 방지막의 영역에 대한 광검출부의 영역의 비와, 중앙에서 가장 먼, 내부 주변의 위치의 픽셀의 감도에 대한, 중앙 위치에서의 픽셀의 감도의 비 사이의 관계를 나타내는 도면,
도 8a는 종래의 고체 촬상 장치의 상면도,
도 8b는 도 8a에 나타낸 종래의 고체 촬상 장치의 A-B선에 따른 단면도,
도 9는 픽셀부의 회로예를 나타내는 도면,
도 10은 종래의 다른 고체 촬상 장치의 단면도이다.
본 발명은 MOS 고체 촬상 장치에 관한 것이다.
종래에는, 고체 촬상 장치로서, CCD(Charge Coupled Device) 고체 촬상 장치와, MOS 고체 촬상 장치가 알려져 있다. CCD 고체 촬상 장치는 고감도와 낮은 다크(dark) 출력 때문에 높은 S/N 비를 얻는 이점을 가진다. 이러한 이점에 의해, CCD 고체 촬상 장치는 종래에는 카메라 시장을 점유했다. 그러나, CCD 고체 촬상 장치는, 픽셀의 광검출부에 축적된 신호 전하가, 수직 CCD 및 수평 CCD에 의해 순차 방식으로 최종 출력부에 전달된 후에 전기 신호로 변환되는 구조로 인해, 이미지를 독출하는데 시간이 오래 걸리는 단점이 있다.
도 8a 및 도 8b는 종래의 MOS 고체 촬상 장치의 예를 나타낸다. 도 8a는 픽셀부의 상면도이고, 도 8b는 A-B선에 따른 픽셀부의 단면도이다. P 형 실리콘 기판인 반도체 기판(101) 내에서, 픽셀부는
Figure 112006021868601-PAT00001
형 광검출부(102),
Figure 112006021868601-PAT00002
형 표면층(103), 형 드레인 영역(104), 절연 영역(105)과,
Figure 112006021868601-PAT00004
형 LDD(Light Doped Drain)부(108)로 구성된다. 반도체 기판(101)의 표면에는, 실리콘 산화막인 절연막(106)이 형성된다. 절연막(106) 상에는 게이트 전극(107), 실리콘 산화물의 측벽(109), 층간 유전막(111), 광차단막(112) 등이 형성된다. 전달(transfer) 트랜지스터는 광검출부(102)의 일부, 반도체 기판(101)의 일부, 드레인 영역(104)과, 게이트 전극(107)으로 구성된다. 도시하지 않았으나, 광차단막(112) 상에는, 층간 유전막, 컬러 필터, 마이크로렌즈 등이 형성된다. 광검출부(102)에 축적된 전하는, 게이트 전극(107)에 소정의 전압을 인가시 반도체 기판(101)의 표면에 나타나는 채널을 통해 이동하여, 드레인 영역(104)으로 전달된다.
도 9는 픽셀부 내 회로의 예를 나타낸다. 전달 트랜지스터의 드레인 영역(104)은 증폭 트랜지스터(118) 및 리셋 트랜지스터(119)와 같은 독출 회로들에 접속된다. 수직 신호선(VSL)에서, 광검출부(102)로부터 드레인 영역(104)으로 전달된 전하의 양에 따른 신호가 나타나고, 최종 출력부로 독출된다. MOS 고체 촬상 장치는 수직 CCD 및 수평 CCD와 같은 전하 전달부를 포함하지 않으므로, MOS 고체 촬상 장치는, 전하 전달부를 포함하는 CCD 고체 촬상 장치보다 이미지를 독출하는 시간이 더 짧게 걸리는 이점을 가진다.
그러나, 종래의 MOS 고체 촬상 장치를 제조시, CMOS 로직 공정이 어떤 변경도 없이 사용되므로, 감도(sensitivity)를 향상시키고 다크(dark) 출력을 줄이기 위해 적합한 조치가 취해지지 않아 낮은 S/N비를 초래한다. 따라서, MOS 고체 촬상 장치의 제조시의 과제는 S/N 비를 향상하는 것이다.
S/N 비를 향상하기 위한 기술로서, 도 10의 고체 촬상 장치에 나타낸 바와 같이, 광검출부(102)의 전체면을 덮도록 반사 방지막(110)을 마련하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 일본특허공개공보 평 제10-256610호 참조). 반사 방지막(110) 을 마련함으로써, 광검출부(102)의 표면에서 절연막(106)과 반도체 기판(101)의 굴절율의 차이에 의해 초래되는 반사를 줄이게 하여, 그에 의해 높은 S/N비를 얻는 것으로 간주되어 왔다.
그러나, 실제는, 광검출부(102)의 전체 표면상에 반사 방지막(110)을 마련함으로써 수광량을 증가하더라도, 원하는 S/N 비를 얻지 못하는 것이 발견되었다.
그러므로, 본 발명의 목적은 높은 S/N 비를 얻을 수 있는 MOS 고체 촬상 장치를 제공하는 것이다.
고체 촬상 장치는, 반도체 기판 상에 배열되며, 각각이 수광량에 따른 전하를 축적하는 광검출부를 포함하는 복수의 픽셀; 각각이 상기 각 광검출부 상에 형성되고 상기 광검출부의 표면 영역보다 작은 영역을 가지는 복수의 반사 방지막; 및 각각이 상기 광검출부의 표면 영역과 같거나 그보다 큰 영역을 가지며 상기 반사 방지막 상에 형성된 복수의 개구를 가지는 층간 유전막으로 구성된다.
고체 촬상 장치는 픽셀들을 서로 절연시키기 위한 절연 영역을 더 포함하며, 상기 절연 영역과 상기 반사 방지막 사이의 틈은 0.2㎛와 같거나 그보다 크다.
고체 촬상 장치는, 각각이 광검출부에 인접한 복수의 전달 트랜지스터를 더 포함하며, 상기 전달 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 반사 방지막 사이의 틈은 0.2㎛과 같거나 그보다 크다.
MOS 고체 촬상 장치에서, 상기 반사 방지막의 영역은 상기 광검출부의 표면 영역의 70%와 같거나 그보다 크다.
본 발명에 따른 고체 촬상 장치에서, 반사 방지막은 광검출부와 게이트 전극 사이의 경계 주변과, 광검출부와 소자 절연 영역 사이의 경계 주변에는 형성되지 않고, 광검출부의 표면 영역보다 작은 영역을 갖는다. 상술한 방식으로 반사 방지막을 형성함으로써, 반도체 기판의 표면 결함(defect) 수의 증가가 억제될 수 있고, 그에 의해 다크 출력의 증가가 또한 억제될 수 있다.
마이크로렌즈는 일반적으로 광검출 영역 상에 마련되고, 집합렌즈(collective lens)에 의해 모인 빛은 핀 포인트(pinpointed) 방식으로 광검출 영역으로 모인다. 그러므로, 마이크로렌즈에 의해 모인 빛이 입사하는 위치에만 반사 방지막을 마련함으로써, 반사 방지막이 광검출 영역의 전체면에 마련되는 경우에 비하여, 수광량의 감소를 막을 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치는 고감도, 낮은 다크 출력 및 높은 S/N 비를 얻을 수 있다.
또한, 반사 방지막의 영역이 광검출 영역의 표면 영역의 70%와 같거나, 그보다 크면, 고체 촬상 장치가 교체 렌즈를 갖는 카메라용으로 사용될 경우, 발생할 수 있는 픽셀들 간의 감도 변동(fluctuation)이 억제될 수 있으므로, 고화질을 실현할 수 있다.
본 발명의 이러한 목적들 및 다른 목적들, 특징들, 양태들 및 이점은 첨부된 도면과 함께, 본 발명에 대한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 명백해질 것이다.
(제1 실시예)
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 MOS 고체 촬상 장치에서 픽 셀부의 상면도 및 도 1a의 A-B선에 따른 단면도를 나타낸다. P형 실리콘 기판인 반도체 기판(1) 내의 픽셀부는,
Figure 112006021868601-PAT00005
형 광검출부(2),
Figure 112006021868601-PAT00006
형 표면층(3),
Figure 112006021868601-PAT00007
형 드레인 영역(4), 절연 영역(5), 및
Figure 112006021868601-PAT00008
형 LDD(Light Doped Drain)부(8)로 구성된다. 반도체 기판(1)의 표면에, 실리콘 산화막인 절연막(6)이 형성된다. 절연막(6)에, 반사 방지막(10), 게이트 전극(7), 실리콘 산화물의 측벽(9), 층간 유전막(11), 광차단막(12) 등이 형성된다. 반사 방지막(10)의 영역은 광검출부(2)의 표면 영역보다 작다. 도 1a에 나타낸 굵은 선으로 둘러싸인 영역은 광차단막(12)의 개구이다. 광차단막(12)의 개구 영역은 광검출부(2)의 표면 영역보다 크다.
고체 촬상 장치에서, 전달 트랜지스터는 광검출부(2)의 일부, 반도체 기판(1)의 일부, 드레인 영역(4), 및 게이트 전극(7)으로 구성된다. 광검출부(2)에 축적된 전하는 게이트 전극(7)에 소정의 전압을 인가시, 반도체 기판(1)의 표면에 나타나는 채널을 통해 이동하여 드레인 영역(4)으로 전달된다. 드레인 영역(4)에서, 전달된 전하는 일시적으로 축적된다. 도시하지 않았으나, 층간 유전막, 컬러 필터, 마이크로렌즈 등이 광차단막(12)에 형성된다.
광검출부(2)의 일부, 반도체 기판(1)의 일부, 드레인 영역(4), 및 게이트 전극(7)으로 구성되는 전달 트랜지스터 이외에, 픽셀부는 증폭 트랜지스터 및 리셋 트랜지스터와 같은 독출 회로들을 포함한다(도 9 참조). 드레인 영역(4)에 의해 유지되는 전하량에 따른 전압은 증폭 트랜지스터의 게이트로 인가되고, 증폭 트랜지스터는 게이트에 인가된 전압의 크기에 따른 증폭도로 증폭된 신호를 수직 신호선 (VSL)에 출력한다. 수직 신호선(VSL)에 나타나는 신호는 최종 출력부로 독출되어 외부로 출력된다. 증폭 트랜지스터에서 소스 전극은 부하(load) MOS트랜지스터 및 부하 저항을 통해 그라운드(GND)에 접속되어 소스 팔로워 회로(source follower circuit)를 형성한다. 리셋 트랜지스터는 드레인 영역(4)에 의해 유지되는 신호 전하를, 주어진 간격으로 주기적으로 전원으로 방전하도록 마련된다.
여기서, 각 부의 불순물 농도를 설명한다. 광검출부(2)는 광전 변환을 수행하도록 형성되고, 그의 불순물 농도는 바람직하게는 대략
Figure 112006021868601-PAT00009
~
Figure 112006021868601-PAT00010
이다. 광검출부(2)의 깊이(N형 불순물의 확산 깊이)는 바람직하게는 대략 0.5 ~ 2.0㎛이다. 도 1b에 나타낸 바와 같이, 광검출부(2)의 표면에 형성된 얕은 P형 불순물 층(표면층(3))을 가지는 매몰 형(buried-type) 포토 다이오드를 마련함으로써, 다크 출력을 감소할 수 있다. 그러나, 표면층(3)은 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 필수 구성요소가 아니다.
금속선과 오믹 접속(ohmic connection)을 허용하는 드레인 영역(4)의 불순물 농도는 바람직하게는
Figure 112006021868601-PAT00011
과 같거나 그보다 크다. 드레인 영역(4)의 깊이(N 형 불순물의 확산 깊이)로서, 대략 0.2 ~ 0.4㎛가 적절하다. LLD부(8)는 드레인 영역(4)보다 더 낮은 불순물 농도를 가지며, LLD부(8)의 N형 불순물 농도는 예를 들면,
Figure 112006021868601-PAT00012
~
Figure 112006021868601-PAT00013
이 적절하다.
굴절율이 반도체 기판(1)의 굴절율과 절연막(6)의 굴절율 사이이고, 막(film) 형성될 수 있는 반사 방지막(10)의 재료가 사용된다. 반도체 기판(1)이 약 3.49의 굴절율을 갖는 실리콘 기판이고, 절연막(6)이 약 1.46의 굴절율을 갖는 실리콘 산화막이면, 반사 방지막(10)에 적절한 재료는 실리콘 산화물(silicon oxide), 산화 질화 실리콘(silicon oxide nitride), 산화 세륨(cerium oxide), 산화 티타늄(titanium oxide), 산화 탄탈륨(tantalum oxide), 산화 지르코늄(zirconium oxide) 또는 상술한 재료들의 혼합물이다. 이러한 재료들 중에서 특히, 질화 실리콘(silicon nitride)을 포함하는 재료가 적합하다. 광차단막(12)용 재료는, 그 재료가 광차단 효과가 있는 한, 특정 재료에 한정되지 않고, 알루미늄, 텅스텐 및 규소화합물(silicide)이 일반적으로 사용된다.
반사 방지막(10)은 단층 구조 또는 다층 구조일 수 있다. 다층 구조의 경우, 상술한 재료가 사용되는 복수의 종류의 막들이 적층(laminate) 되거나 이러한 막(film) 및 실리콘 산화막이 적층될 수 있다. 반사방지 가능하게 하는 파장은 반사 방지막(10)의 재료와 막두께에 따라 가변하므로, 반사 방지막의 막두께는 균일한 두께로 한정되지 않는다. 예를 들면, 절연막(6)이 실리콘 산화막이고, 반사 방지막(10)이 실리콘 질화막이면, 10~30㎚의 두께를 갖는 절연막(6)과, 40~60㎚의 두께를 갖는 반사 방지막(10)에 의해 550㎚의 파장의 반사가 매우 효과적인 방식으로 억제될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치는 광검출부(2)상에, 광검출부(2)보다 작은 표면 영역을 갖는 반사 방지막(10)을 포함한다. 반사 방지막(10)은 광검출부(2)의 중앙 부분에 형성되고, 광검출부(2)와 그의 주변 사이의 경계에 형성되지 않는다.
도 2는 도 1a 및 도 1b에 나타낸, 반사 방지막(10)과 절연 영역(5) 간의 틈 간격(S1)(㎛)과 다크 출력 사이의 관계를 나타낸다. 틈 간격(S1)이 0.2㎛와 같거나 그보다 큰 경우 다크 출력이 억제될 수 있어, 반사 방지막(10)이 절연 영역(5)에 형성된 경우에 생기는 다크 출력의 5% 또는 그보다 작아진다(도 10 참조). 이 결과로부터 판단하면, 틈 간격(S1)은 0.2㎛ 또는 그보다 큰 것이 바람직하다.
유사하게, 도 3은 반사 방지막(10)과 게이트 전극(7) 간의 틈 간격(S2)(㎛)과 다크 출력 사이의 관계를 나타낸다. 틈 간격(S2)이 0.2㎛와 같거나 그보다 크면, 다크 출력이 억제될 수 있어, 반사 방지막(10)이 게이트 전극(7)에도 형성되는 경우에 생기는 다크 출력의 5% 또는 그보다 작아진다. 이 결과로부터 판단하면, 틈 간격(S2)은 0.2㎛ 또는 그보다 큰 것이 바람직하다.
종래에는, 광검출부(2)의 전체면을 덮도록 반사 방지막(10)을 형성함으로써, 광검출부(2)의 표면상에서, 개구(13)로부터 입사하는 광의 반사를 매우 효과적인 방식으로 억제할 수 있게 된다고 간주되어 왔다(도 10 참조). 따라서, 개구(13)의 영역보다 큰 영역을 갖는 반사 방지막(10)이 마련되어 왔다. 그리고, 상술한 반사 방지막(10)을 마련함으로써 수광량을 증가시켜서 그에 따라 S/N 비를 증가시킬 수 있게 된다고 간주되어 왔다.
그러나, 본 발명의 발명자들은 반사 방지막(10)이 광검출부(2)의 전체면을 덮도록 형성되면, 반사 방지막(10)을 형성함으로써 초래되는 스트레스(stress)가, 반도체 기판(1)상에서 광검출부(2)와 절연 영역(5) 사이의 경계 주변(around)과, 광검출부(2)와 게이트 전극(7) 사이의 경계 주변에 표면 결함을 증가시켜, 그에 의 해 다크 출력을 증가시키는 것을 발견하였다. 특히, 표면 결함이 증가하면, 표면의 자유 전자들이 다크 전자들로서 광검출부(2)로 흘러들어가 다크 출력의 증가를 초래한다.
그러므로, 본 발명에 따른 고체 촬상 장치에서, 광검출부(2)와 게이트 전극(10) 사이의 경계 주변의 영역과, 광 검출부(2)와 절연 영역(5) 사이의 경계 주변의 영역 상에, 반사 방지막(10)이 형성되지 않도록 함으로써, 반사 방지막(10)은 광검출부(2)의 표면 영역보다 작은 영역을 갖도록 형성된다. 상술한 방식으로 반사 방지막(10)을 형성함으로써, 표면 결함 수의 증가를 막을 수 있고, 그에 의해 다크 출력의 증가가 억제될 수 있게 된다.
일반적으로 마이크로렌즈는 광검출부(2) 상에 마련되고, 마이크로렌즈에 의해 모인 빛은 핀 포인트 방식으로 광검출부(2)로 들어간다. 그러므로, 반사 방지막(10)이, 마이크로렌즈에 의해 모인 빛이 입사하는 위치에만 마련되면, 수광량은, 반사 방지막(10)이 광검출부(2)의 전체면에 마련되는 경우에 비해 줄어들지 않는다. 그러므로, 고감도, 낮은 다크 출력 및 높은 S/N 비를 갖는 고체 촬상 장치가 실현된다.
본 실시예에서 반도체 기판(1)은 P형 기판이지만, 반도체 기판(1)은, N형 광검출부(2)와 N형 드레인 영역(4)이 P형 불순물이 주입된 P형 웰(well)에 포함된 N형 기판일 수 있다.
본 발명에 따른 고체 촬상 장치는 전달 트랜지스터를 갖는 MOS 고체 촬상 장치이고, 각 픽셀부 내의 독출 회로에 증폭 트랜지스터를 포함하는 액티브 형일 수 있고, 증폭 트랜지스터를 포함하지 않는 패시브 형(passive type)일 수 있다.
(제2 실시예)
교체가능한 렌즈를 갖는 카메라에서 사용에 적합한 크기를 갖는 반사 방지막(10)을 포함하는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고체 촬상 장치를 서술한다. 본 실시예에 따른 고체 촬상 장치는, 제1 실시예에서 서술되고 도 1a 및 도 1b에 나타낸 고체 촬상 장치와 같은 구조를 갖는다. 제2 실시예의 고체 촬상 장치는, 반사 방지막(10)의 영역이 광검출부(2)의 표면 영역의 70%와 같거나 그보다 큰 제1 실시예의 고체 촬상 장치와 다르다.
도 4는 마이크로렌즈(15a, 15b)와 광검출부(2a, 2b) 및 카메라 렌즈(20)를 포함하는 픽셀부를 나타내는 도면이다. 도 4에서, 도 5에 나타낸 칩의 픽셀 영역(30)에 매트릭스 방식으로 배치된 픽셀부들 중에서, 위치(A) 및 위치(B)에서의 픽셀부는, 중앙 부분 주변의 위치와, 내부 주변에서 중앙으로부터 가장 먼 위치에 각각 배치된다. 픽셀부의 주변 회로(수직 스캐닝 회로, 수평 스캐닝 회로 등)가 마련되는 주변 회로 영역(40)은 도 5의 픽셀 영역(30)을 둘러싸는 외부 주변 영역이다. 도 4에서 굵은 화살표로 나타낸 바와 같이, 제1 카메라 렌즈(20)를 통해 각 픽셀부로 입사하는 빛의 입사각은 픽셀부가 배치된 위치에 따라 가변한다. 더 상세하게는, 마이크로렌즈의 중앙 축에 대한 입사광의 틸트각은, 마이크로렌즈의 위치가 중앙 부분으로부터 주변에 접근함에 따라 증가한다.
교체가능한 렌즈를 갖는 카메라에서, 카메라 렌즈(20)의 교체는 목적에 따라 이루어진다. 카메라 렌즈(20)의 교체의 영향은, 내부 주변에 있고 중앙 부분에서 가장 먼 픽셀에서 특히 더 명확하다. 도 6은 도 5에 나타낸 위치(B)에서 픽셀부를 나타낸다. 도 6에서 굵은 실선은, 제1 카메라 렌즈가 카메라 본체에 장착되는 경우, 마이크로렌즈(15b)로 입사하는 입사광의 방향을 나타내고, 점선은 제1 카메라 렌즈와 상이한 제2 카메라 렌즈가 카메라 본체에 장착되는 경우, 마이크로렌즈(15b)로 입사하는 입사광의 방향을 나타낸다.
도 6에서, 제1 카메라 렌즈를 통과하는 입사광은 마이크로렌즈(15b)에 의해 광검출부(2)의 중앙 부분에 모인다. 반사 방지막(10)이 광검출부(2)의 표면의 중앙 부분에 마련되기 때문에, 제1 카메라 렌즈가 사용되면, 수광량은 반사 방지막(10)이 마련되지 않는 경우에 비하여 증가한다.
한편, 제2 카메라 렌즈가 사용되면, 제2 카메라 렌즈를 통과하는 빛은 광검출부(2)와 그의 주변 사이의 경계에 따른 부분에 모인다. 반사 방지막(10)이 광검출부(2)와 그의 주변 사이의 경계에 따른 부분에 마련되지 않으면, 제2 카메라 렌즈가 사용되는 경우에 입사하는 광량은, 반사 방지막(10)이 마련되지 않은 경우에 제2 카메라가 사용될 때 입사하는 광량과 실질적으로 동일하고, 제1 카메라 렌즈가 사용되는 경우에 입사하는 광량보다 작게 된다.
일반적인 렌즈-교체가능형의 단일 렌즈 반사 카메라 용으로, 다양한 종류의 카메라 렌즈가 이용된다. 일반적으로, 입사광의 기준각(datum angle)은 2°~ 8 °범위 내로 설정된다. 기준각을 기준으로, 중앙으로부터 가장 먼 코너 픽셀로 입사하는 입사광의 각은 카메라 렌즈의 종류에 종속된다. 입사광의 각은 5°까지 증가하고, 5°까지 감소한다. 일반적으로, 위치(B)에서 픽셀의 수광량은 위치(A)에서 픽셀의 수광량의 90%와 같거나 그보다 크도록 요구된다. 도 7은 이 요구를 만족시킬 수 있는, 반사 방지막(10)의 크기를 조사하기 위한 시험의 결과를 나타낸다. 도 7에서, 수직축은 중앙 부분 주변의 픽셀(위치(A)에서 픽셀부)에 대한, 픽셀 영역의 중앙에서 가장 먼 코너 픽셀(위치(B)에서 픽셀부)의 감도비를 나타낸다. 그리고, 수평축은 광검출부(2)의 표면에 대한 반사 방지막의 영역 비를 나타낸다. 도 7에서, 실선은, 위치(B)의 픽셀로 입사하는 입사광의 각이 기준각인 경우에, 광검출부의 표면 영역에 대한 반사 방지막의 영역의 비와, 중앙으로부터 가장 먼 내부 주변의 위치에서 픽셀의 감도에 대한 중앙 위치에서 픽셀의 감도의 비 사이의 관계를 나타낸다. 그리고, 점선은, 위치(B)의 픽셀로 입사하는 입사광의 각은 기준각으로부터 5°까지 증가하고 기준각으로부터 5°까지 감소하는 경우에, 광검출부의 표면 영역에 대한 반사 방지막의 영역의 비와, 중앙으로부터 가장 먼 내부 주변의 위치에 있는 픽셀의 감도에 대한, 중앙 위치에 있는 픽셀의 감도의 비 사이의 관계를 나타낸다.
이 시험 결과는, 반사 방지막(10)의 영역이 광검출부(2)의 표면 영역의 70%와 같거나 그보다 큰 경우, 위치(A)에서 픽셀부의 감도에 대한 위치(B)에서 픽셀부의 감도 비의 90% 또는 그 이상이 얻어짐을 나타낸다. 본 실시예에 따른 고체 촬상 장치는 이 조건을 만족시키므로, 픽셀들 사이의 감도의 변동을 억제하고, 고화질(high picture quality)을 얻을 수 있다.
본 발명예에 따른 고체 촬상 장치는, 낮은 휘도에서도 높은 S/N비와 고화질(high image quality)을 얻기 위해 필요한 카메라, 예를 들면 고급 일안 렌즈 반사 형 디지털 스틸 카메라, 소비자와 전문 사용을 위한 디지털 스틸 카메라용 고체 촬상 장치, 및 방송용으로 사용할 고화질 동영상을 주로 이미징하기 위해 사용되는 고체 촬상 장치에 유용하다.
발명을 상세하게 서술하였으나, 이전 상세설명은 모든 견지에서 예이며 한정하는 것이 아니다. 많은 다른 수정물 및 변형물이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 발명될 수 있음은 물론이다.
이러한 구성에 의하여, 높은 S/N 비를 획득가능한 MOS 고체 촬상 장치가 제공된다.

Claims (4)

  1. 고체 촬상 장치로서,
    반도체 기판 상에 배열되며, 각각이 수광량에 따른 전하를 축적하는 광검출부를 포함하는, 복수의 픽셀;
    각각이 상기 각 광검출부 상에 형성되고 상기 광검출부의 표면 영역보다 작은 영역을 가지는, 복수의 반사 방지막; 및
    각각이 상기 광검출부의 표면 영역과 같거나 그보다 큰 영역을 가지며 상기 반사 방지막 상에 형성된 복수의 개구를 가지는 층간 유전막을 포함하는, 고체 촬상 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    픽셀들을 서로 절연시키기 위한 절연 영역을 더 포함하며,
    상기 절연 영역과 상기 반사 방지막 사이의 틈은 0.2㎛와 같거나 그보다 큰, 고체 촬상 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    각각이 상기 광검출부에 인접한 복수의 전달 트랜지스터를 더 포함하며,
    상기 전달 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 반사 방지막 사이의 틈은 0.2㎛와 같거나 그보다 큰, 고체 촬상 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 반사 방지막의 영역이 상기 광검출부의 표면 영역의 70%와 같거나 그보다 큰, 고체 촬상 장치.
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