KR20100130148A - 고체 촬상 장치, 그 제조 방법, 및 전자기기 - Google Patents

고체 촬상 장치, 그 제조 방법, 및 전자기기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 고체 촬상 장치는 기판의 촬상면에 마련되어 있고, 수광면에서 입사광을 수광하여 신호 전하를 생성하는 광전변환부와, 상기 기판의 촬상면에 마련되어 있고, 상기 입사광을 착색하여 상기 수광면에 투과하는 컬러 필터를 구비한다. 상기 광전변환부는 제1 방향과 제2 방향으로 나열되고 제1 컬러 필터 내지 제3 컬러 필터를 포함한다. 상기 제1 방향에서 상기 제1 컬러 필터와 제2 컬러 필터가 적층된 면이 제2 방향에서 제1 컬러 필터와 제3 컬러 필터가 적층된 면 보다 더 크게 되어 있다.

Description

고체 촬상 장치, 그 제조 방법, 및 전자기기{SOLID-STATE IMAGE PICKUP DEVICE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은 고체 촬상 장치, 그 제조 방법, 및 전자기기에 관한 것이다.
디지털 비디오 카메라, 디지털 스틸 카메라 등의 전자기기는 고체 촬상 장치를 포함한다. 예를 들면, 고체 촬상 장치로서, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)형 이미지 센서, CCD(Charge Coupled Device)형 이미지 센서를 포함한다.
고체 촬상 장치에서는 복수의 화소가 형성되어 있는 촬상 영역이 반도체 기판의 면에 마련되어 있다. 복수의 화소의 각각에서는 광전변환부가 마련되어 있다. 광전변환부는 예를 들면, 포토 다이오드이고, 외부 부착의 광학계를 통하여 입사하는 광을 수광면에서 수광하고 광전 변환함에 의해, 신호 전하를 생성한다.
상기 고체 촬상 장치에서는 예를 들면, 광전변환부의 상방에 온 칩 렌즈가 배치되어 있다. 그리고, 이 광전변환부와 온 칩 렌즈의 사이에, 층내 렌즈를 배치하는 것이 제안되어 있다. 층내 렌즈는 온 칩 렌즈를 통하여 입사한 광을, 효율적으로 광전변환부에 조사하기 위해, 마련되어 있다(예를 들면, 일본국 특개2008-112944호 공보 참조).
고체 촬상 장치에 있어서, 컬러 화상을 촬상하는 경우에는 컬러 필터가 마련된다. 컬러 필터는 예를 들면, 베이어 배열로, 3원색의 필터가 배치되어 있다. 이 밖에, 감도 향상을 위해, 백색광을 투과하는 투명한 필터를 베이어 배열을 구성하는 하나의 그린 필터에 대신하여, 배치하는 것이 제안되어 있다. 또한, 베이어 배열을, 45°의 각도로 경사시킨 것이 제안되어 있다(예를 들면, 일본국 특개2000-156485호 공보, 일본국 특개2006-211630호 공보, 및 일본국 특개2008-205940호 공보 참조).
고체 촬상 장치중, CMOS형 이미지 센서는 광전변환부 외에, 복수의 트랜지스터를 포함하도록, 화소가 구성되어 있다. 복수의 트랜지스터는 광전변환부에서 생성된 신호 전하를 판독하고, 신호선에 전기 신호로서 출력하는 화소 트랜지스터군으로서 구성되어 있다. 또한, 복수의 배선이 화소 트랜지스터군을 구성하는 복수의 트랜지스터에 전기적으로 접속되어 있다. 이 때문에, 화소 사이즈를 축소화하기 위해, 복수의 광전변환부가 상기한 화소 트랜지스터를 공유하도록, 화소를 구성하는 것이 제안되어 있다. 예를 들면, 2개, 또는 4개의 광전변환부가 하나의 화소 트랜지스터군을 공유하는 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 일본국 특개2004-172950호 공보, 일본국 특개2006-157953호 공보, 및 일본국 특개2006-54276호 공보 참조).
도 33은 CMOS형 이미지 센서(900)의 상면도이다. CMOS형 이미지 센서(900)에서는 도 33에 도시하는 바와 같이 레드 필터(130RJ)와 그린 필터(130GJ)와 블루 필터(130BJ)가 베이어 배열(BH)로 배치되어 있다. 3원색의 필터(130RJ, 130GJ, 130BJ)의 각각은 정사각형으로 형성되어 있다. 그리고, CMOS형 이미지 센서(900)에서는 도 33에 도시하는 바와 같이 광전변환부(21J)가 3원색의 필터(130RJ, 130GJ, 130BJ)의 각각의 하방에 마련되어 있다. 상기한 CMOS형 이미지 센서(900)에서는 통상, 입사광은 3원색의 필터(130RJ, 130GJ, 130BJ)의 어느 하나를 투과하여 착색된 후에, 그 바로 아래의 광전변환부(21J)의 수광면(JS)에서 수광된다.
그러나, 입사광이 그 수광면(JS)에 수직한 z방향에 대해 크게 경사하여 입사한 경우에는 그 바로 아래의 광전변환부(21J)의 수광면(JS)에 입사하지 않고, 본래, 다른 색의 착색광을 수광하는 다른 수광면(JS)에 입사하는 경우가 있다.
이 때문에, 이른바 "혼색"이 발생하고, 촬상한 컬러 화상에서 색조의 어긋남이 생기고, 화상 품질이 저하되는 경우가 있다. 예를 들면, 촬상 영역의 위치에 응하여, 화소가 수광하는 주광선(principal ray)의 각도가 다른 것에 기인하여, 이와 같은 부적합함이 생기는 경우가 있다.
이 밖에, 컬러 필터(130J)로부터 광전변환부(21J)의 수광면(JS)까지의 거리가 긴 경우에도, 이와 마찬가지의 부적합함이 생기는 경우가 있다.
상술한 바와 같이 CMOS형 이미지 센서(900)에서는 화소는 광전변환부(21J) 외에, 복수의 트랜지스터(도시 생략)를 포함하고, 그 복수의 트랜지스터에 접속된 배선(도시 생략)이 마련되어 있다. 이 때문에, 광전변환부(21J)의 수광면(JS)은 도 33에 도시하는 바와 같이 복수의 트랜지스터나 배선을 형성하는 영역 이외의 영역에 형성하기 때문에, 3원색의 필터(130RJ, 130GJ, 130BJ)의 각각의 면적보다도 작은 면적이고, 긴 직사각형 형상으로 형성된다. 그리고, 도 33에 도시하는 바와 같이 수평 방향(x)으로 나열하는 복수의 수광면(JS) 사이의 거리(Dx)가 수직 방향(y)으로 나열하는 복수의 수광면(JS) 사이의 거리(Dy)보다도 좁아지도록 형성되어 있다. 즉, 수광면(JS)이 종횡에 있어서 이방성을 갖음과 함께, 그 수광면(JS) 사이의 거리에 대해서도, 종횡에 있어서 이방성을 갖는다.
이 때문에, 상기한 "혼색"의 발생에 대해서도 종횡에 있어서 이방성이 생기기 때문에, 색조의 어긋남의 발생에 의한 화상 품질 저하의 부적합함이 더욱 표면화하는 경우가 있다.
도 33에 도시하는 바와 같이 수평 방향(x)으로 나열하는 복수의 수광면(JS) 사이의 거리(Dx)가 수직 방향(y)으로 나열하는 복수의 수광면(JS) 사이의 거리(Dy)보다도 좁다. 이 때문에, 이 경우에는 수평 방향(x)의 쪽이 수직 방향(y)보다도, 인접하는 다른 화소에서의 입사광이 그 화소에 입사하기 쉽기 때문에, "혼색"의 발생이 현저하게 된다. 따라서, 상술한 바와 같이 "혼색"의 이방성의 발생에 의해, 화상 품질이 저하되는 경우가 있다.
또한, 고체 촬상 장치에서는 촬상 영역의 중심부분과 주변부분의 사이에서 감도차가 생기기 때문에, 촬상 화상의 화상 품질이 저하되는 경우가 있다.
구체적으로는 촬상 영역의 중심부분에서는 외부 부착의 광학계를 통하여 입사하는 주광선의 각도가 수광면에 대해, 거의 수직인데 대해, 촬상 영역의 주변부분에서는 입사하는 주광선의 각도가 경사하고 있다. 이 때문에, 촬상 화상의 중심부분이 밝은 화상이 되고, 주변부분이 어두운 화상이 되는 경우가 있기 때문에, 촬상 화상의 화상 품질이 저하되는 경우가 있다. 즉, 이른바 셰이딩 현상이 발생하여, 화상 품질이 저하되는 경우가 있다.
상기한 바와 같이 고체 촬상 장치에서는 컬러 화상의 화상 품질을 향상하는 것이 곤란한 경우가 있다.
따라서 본 발명은 컬러 화상의 화상 품질을 향상 가능한, 고체 촬상 장치, 및 그 제조 방법, 전자기기를 제공한다.
본 발명의 고체 촬상 장치는 기판의 촬상면에 마련되어 있고, 수광면에서 입사광을 수광하여 신호 전하를 생성하는 광전변환부와, 상기 기판의 촬상면에 마련되어 있고, 상기 입사광을 착색하여 상기 수광면에 투과하는 컬러 필터를 구비하고, 상기 광전변환부는 상기 촬상면에서 복수개가 제1 방향과 상기 제1 방향과 반대의 제2 방향의 각각에 나열되어 있고, 상기 복수의 광전변환부의 수광면의 사이에서의 거리가 상기 제1 방향보다도 상기 제2 방향에서 넓게 되도록 형성되어 있고, 상기 컬러 필터는 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 제1 파장 대역에서 광투과율이 높은 제1 컬러 필터와, 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 상기 제1 방향에서 상기 제1 컬러 필터에 인접하여 나열되어 있고, 상기 제1 파장 대역과 다른 제2 파장 대역에서 광투과율이 높은 제2 컬러 필터와, 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 상기 제2 방향에서 상기 제1 컬러 필터에 인접하여 나열되어 있고, 상기 제1 및 제2 파장 대역과 다른 3 파장 대역에서 광투과율이 높은 제3 컬러 필터를 적어도 포함하고, 상기 제1 방향에서 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터가 적층된 면이 상기 제2 방향에서 상기 제1 컬러 필터와 상기 제3 컬러 필터이 적층된 면보다도, 커지도록 마련되어 있다.
본 발명의 고체 촬상 장치는 기판의 촬상면에 마련되어 있고, 수광면에서 입사광을 수광하여 신호 전하를 생성하는 광전변환부와, 상기 기판의 촬상면에서 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 상기 입사광을 착색하여 상기 수광면에 투과하는 컬러 필터를 구비하고, 상기 광전변환부는 상기 촬상면에서 제1 방향과 상기 제1 방향에 대해 직교하는 제2 방향의 각각에 복수개가 나열하여 형성되어 있고, 상기 컬러 필터는 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 제1 파장 대역에서 광투과율이 높은 제1 컬러 필터와, 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 상기 제1 방향에서 상기 제1 컬러 필터에 인접하여 나열되어 있고, 상기 제1 파장 대역과 다른 제2 파장 대역에서 광투과율이 높은 제2 컬러 필터와, 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 상기 제2 방향에서 상기 제1 컬러 필터에 인접하여 나열되어 있고, 상기 제1 및 제2 파장 대역과 다른 3 파장 대역에서 광투과율이 높은 제3 컬러 필터를 적어도 가지며, 상기 제1의 컬러 필터 내지 제3의 컬러 필터의 각각은 상기 수광면에 대면하는 면이 4각형 형상의 부분을 포함하고, 상기 제1 컬러 필터는 상기 촬상면에서 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 대해 경사한 대각 방향에서 복수개가 체크무늬형상으로 나열되어 있고, 상기 대각 방향으로 나열하는 복수의 제1 컬러 필터가 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에서 상기 제2 컬러 필터 또는 상기 제3 컬러 필터에 인접하도록 배치되어 있고, 상기 복수의 제1 컬러 필터의 모서리에서, 상기 복수의 제1 컬러 필터가 상기 제2 컬러 필터와 상기 제3 컬러 필터의 적어도 한쪽의 일부에 오버랩하여 연결하는 부분을 포함하도록 형성되어 있다.
본 발명의 전자기기는 기판의 촬상면에 배치되어 있고, 수광면에서 입사광을 수광하여 신호 전하를 생성하는 광전변환부와, 상기 기판의 촬상면에 마련되어 있고, 상기 입사광을 착색하여 상기 수광면에 투과하는 컬러 필터를 구비하고, 상기 광전변환부는 상기 촬상면에서 복수개가 제1 방향과 상기 제1 방향과 반대의 제2 방향의 각각에 나열되어 있고, 상기 복수의 광전변환부의 수광면의 사이에서의 거리가 상기 제1 방향보다도 상기 제2 방향에서 넓게 되도록 형성되어 있고, 상기 컬러 필터는 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 제1 파장 대역에서 광투과율이 높은 제1 컬러 필터와, 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 상기 제1 방향에서 상기 제1 컬러 필터에 인접하여 나열되어 있고, 상기 제1 파장 대역과 다른 제2 파장 대역에서 광투과율이 높은 제2 컬러 필터와, 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 상기 제2 방향에서 상기 제1 컬러 필터에 인접하여 나열되어 있고, 상기 제1 및 제2 파장 대역과 다른 3 파장 대역에서 광투과율이 높은 제3 컬러 필터를 적어도 포함하고, 상기 제1 방향에서 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터가 적층된 면이 상기 제2 방향에서 상기 제1 컬러 필터와 상기 제3 컬러 필터이 적층된 면보다도, 커지도록 마련되어 있다.
본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법은 수광면에서 입사광을 수광하여 신호 전하를 생성하는 광전변환부를 기판의 촬상면에 마련하는 광전변환부 형성 공정과, 상기 입사광을 착색하여 상기 수광면에 투과하는 컬러 필터를 상기 기판의 촬상면에 마련하는 컬러 필터 형성 공정을 구비하고, 상기 광전변환부 형성 공정에서는 상기 촬상면에서 제1 방향과 상기 제1 방향과 반대의 제2 방향의 각각에, 복수의 광전변환부가 나열하고, 상기 복수의 광전변환부의 수광면의 사이에서의 거리가 상기 제1 방향보다도 상기 제2 방향에서 넓게 되도록, 상기 광전변환부를 형성하고, 상기 컬러 필터 형성 공정은 제1 파장 대역에서 광투과율이 높은 제1 컬러 필터를, 상기 수광면의 상방에 마련하는 제1 컬러 필터 형성 스탭과, 상기 제1 방향에서 상기 제1 컬러 필터에 인접하여 나열하도록, 상기 제1 파장 대역과 다른 제2 파장 대역에서 광투과율이 높은 제2 컬러 필터를, 상기 수광면의 상방에 마련하는 제2 컬러 필터 형성 스탭과, 상기 제2 방향에서 상기 제1 컬러 필터에 인접하여 나열되어 있고, 상기 제1 및 제2 파장 대역과 다른 3 파장 대역에서 광투과율이 높은 제3 컬러 필터를, 상기 수광면의 상방에 마련하는 제3 컬러 필터 형성 스탭을 적어도 포함하고, 상기 제1 방향에서 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터가 적층된 면이 상기 제2 방향에서 상기 제1 컬러 필터와 상기 제3 컬러 필터이 적층된 면보다도, 커지도록, 상기 제1의 컬러 필터 내지 제3의 컬러 필터의 각각을 형성한다.
본 발명에서는 제1 방향에서 제1 컬러 필터와 제2 컬러 필터가 적층된 면이 제2 방향에서 제1 컬러 필터와 제3 컬러 필터이 적층된 면보다도, 커지도록, 각 부분을 마련한다. 또는 복수의 제1 컬러 필터의 모서리(corner)에 있어서, 복수의 제1 컬러 필터가 제2 컬러 필터와 제3 컬러 필터의 적어도 한쪽의 일부에 오버랩하여 연결하는 부분을 포함하도록 형성한다.
본 발명에 의하면, 촬상 화상의 화상 품질을 향상 가능하게 하는 고체 촬상 장치, 및 그 제조 방법, 전자기기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 실시 형태 1에 있어서, 카메라(40)의 구성을 도시하는 구성도.
도 2는 본 발명에 관한 실시 형태 1에 있어서, 고체 촬상 장치(1)의 전체 구성을 도시하는 블록도.
도 3은 본 발명에 관한 실시 형태 1에 있어서, 고체 촬상 장치(1)의 회로 구성의 주요부를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 관한 실시 형태 1에 있어서, 화소(P)로부터 신호를 판독할 때에, 각 부분에 공급하는 펄스 신호를 도시하는 타이밍 차트.
도 5는 본 발명에 관한 실시 형태 1에 있어서, 고체 촬상 장치(1)의 주요부를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명에 관한 실시 형태 1에 있어서, 고체 촬상 장치(1)의 주요부를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명에 관한 실시 형태 1에 있어서, 고체 촬상 장치(1)의 주요부를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명에 관한 실시 형태 1에 있어서, 고체 촬상 장치(1)를 제조하는 방법의 각 공정에서 마련된 주요부를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명에 관한 실시 형태 1에 있어서, 고체 촬상 장치(1)를 제조하는 방법의 각 공정에서 마련된 주요부를 도시하는 도면.
도 10은 본 발명에 관한 실시 형태 2에 있어서, 고체 촬상 장치(1b)의 주요부를 도시하는 도면.
도 11은 본 발명에 관한 실시 형태 2에 있어서, 고체 촬상 장치(1b)의 주요부를 도시하는 도면.
도 12는 본 발명에 관한 실시 형태 2에 있어서, 고체 촬상 장치(1b)를 제조하는 방법의 각 공정에서 마련된 주요부를 도시하는 도면.
도 13은 본 발명에 관한 실시 형태 2에 있어서, 고체 촬상 장치(1b)를 제조하는 방법의 각 공정에서 마련된 주요부를 도시하는 도면.
도 14는 본 발명에 관한 실시 형태 2에 있어서, 고체 촬상 장치(1c)의 주요부를 도시하는 도면.
도 15는 본 발명에 관한 실시 형태 2에 있어서, 고체 촬상 장치(1c)의 주요부를 도시하는 도면.
도 16은 본 발명에 관한 실시 형태 3에 있어서, 고체 촬상 장치(1c)를 제조하는 방법의 각 공정에서 마련된 주요부를 도시하는 도면.
도 17은 본 발명에 관한 실시 형태 3에 있어서, 고체 촬상 장치(1c)를 제조하는 방법의 각 공정에서 마련된 주요부를 도시하는 도면.
도 18은 본 발명에 관한 실시 형태 4에 있어서, 고체 촬상 장치(1d)의 주요부를 도시하는 도면.
도 19는 본 발명에 관한 실시 형태 4에 있어서, 고체 촬상 장치(1d)의 주요부를 도시하는 도면.
도 20은 본 발명에 관한 실시 형태 5에 있어서, 고체 촬상 장치(1e)의 주요부를 도시하는 도면.
도 21은 본 발명에 관한 실시 형태 6에 있어서, 고체 촬상 장치(1f)의 주요부를 도시하는 도면.
도 22는 본 발명에 관한 실시 형태 6에 있어서, 고체 촬상 장치(1f)의 주요부를 도시하는 도면.
도 23은 본 발명에 관한 실시 형태 6에 있어서, 고체 촬상 장치(1f)의 주요부를 도시하는 도면.
도 24는 본 발명에 관한 실시 형태에 있어서, 컬러 필터의 착색 배열을 도시하는 도면.
도 25는 본 발명에 관한 실시 형태에 있어서, 컬러 필터의 착색 배열을 도시하는 도면.
도 26은 본 발명에 관한 실시 형태에 있어서, 컬러 필터의 착색 배열을 도시하는 도면.
도 27은 본 발명에 관한 실시 형태에 있어서, 고체 촬상 장치의 주요부를 도시하는 도면.
도 28은 본 발명에 관한 실시 형태에 있어서, 고체 촬상 장치의 주요부를 도시하는 도면.
도 29는 본 발명에 관한 실시 형태에 있어서, 고체 촬상 장치의 주요부를 도시하는 도면.
도 30은 본 발명에 관한 실시 형태에 있어서, 고체 촬상 장치의 주요부를 도시하는 도면.
도 31은 본 발명에 관한 실시 형태에 있어서, 고체 촬상 장치의 주요부를 도시하는 도면.
도 32는 본 발명에 관한 실시 형태에 있어서, 고체 촬상 장치의 주요부를 도시하는 도면.
도 33은 CMOS형 이미지 센서(900)의 상면도.
이하에, 본 발명의 실시 형태에 관해, 도면을 참조하여 설명한다.
발명의 실시 형태은 하기 순서로 설명된다.
1.실시 형태 1(적, 청의 필터가 직사각형 형상인 경우)
2. 실시 형태 2(녹 필터가 직사각형 형상인 경우)
3. 실시 형태 3(적, 녹, 청의 필터가 직사각형 형상인 경우)
4. 실시 형태 4(경사 방향으로 녹의 필터와, 적, 청의 필터가 적층하는 경우)
5. 실시 형태 5(경사 방향으로 녹의 필터와, 적, 청의 필터가 적층하는 경우)
6. 실시 형태 6(촬상 영역의 중앙부와 측단부에서 필터 형상이 다른 경우)
7. 기타
<1.실시 형태 1>
(A) 장치 구성
(A1) 카메라의 주요부 구성
도 1은 본 발명에 관한 실시 형태 1에 있어서, 카메라(40)의 구성을 도시하는 구성도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이 카메라(40)는 고체 촬상 장치(1)와, 광학계(42)와, 제어부(43)와, 신호 처리 회로(44)를 갖는다. 각 부분에 관해, 순차적으로, 설명한다.
고체 촬상 장치(1)는 광학계(42)를 통하여 입사하는 광(피사체상)을 촬상면(PS)에서 수광하여 광전 변환함에 의해, 신호 전하를 생성한다. 여기서는 고체 촬상 장치(1)는 제어부(43)로부터 출력되는 제어 신호에 의거하여 구동한다. 구체적으로는 신호 전하를 판독하여, 로(raw) 데이터로서 출력한다. 본 실시 형태에서는 도 1에 도시하는 바와 같이 고체 촬상 장치(1)는 촬상면(PS)의 중심부분에서는 광학계(42)로부터 출사되는 주광선(H1)이 촬상면(PS)에 대해 수직한 각도로 입사한다. 한편으로, 촬상면(PS)의 주변부분에서는 주광선(H2)이 고체 촬상 장치(1)의 촬상면(PS)에 대해 수직한 방향에 대해 경사한 각도로 입사한다.
광학계(42)는 결상 렌즈나 조리개 등의 광학 부재를 포함하고, 입사하는 피사체상에 의한 광(H)을, 고체 촬상 장치(1)의 촬상면(PS)에 집광하도록 배치되어 있다.
본 실시 형태에서는 광학계(42)는 광축이 고체 촬상 장치(1)의 촬상면(PS)의 중심에 대응하도록 마련되어 있다. 이 때문에, 광학계(42)는 도 1에 도시하는 바와 같이 고체 촬상 장치(1)의 촬상면(PS)의 중심부분에 대해서는 촬상면(PS)에 수직한 각도로 주광선(H1)을 출사한다. 한편으로, 촬상면(PS)의 주변부분에 대해서는 촬상면(PS)에 수직한 방향에 대해 경사한 각도로 주광선(H2)을 출사한다. 이러한 현상은 조리개에 의해 형성된 사출동(exit pupil)의 거리가 유한한 것에 기인한다.
제어부(43)는 각종의 제어 신호를 고체 촬상 장치(1)와 신호 처리 회로(44)에 출력하고, 고체 촬상 장치(1)와 신호 처리 회로(44)를 제어하여 구동시킨다.
신호 처리 회로(44)는 고체 촬상 장치(1)로부터 출력된 러 데이터에 대해 신호 처리를 실시함에 의해, 피사체상에 관해 디지털 화상을 생성하도록 구성되어 있다.
(A2) 고체 촬상 장치의 주요부 구성
고체 촬상 장치의 전체 구성에 관해 설명한다.
도 2는 본 발명에 관한 실시 형태 1에 있어서, 고체 촬상 장치(1)의 전체 구성을 도시하는 블록도이다. 도 3은 본 발명에 관한 실시 형태 1에 있어서, 고체 촬상 장치(1)의 회로 구성의 주요부를 도시하는 도면이다. 본 실시 형태의 고체 촬상 장치(1)는 CMOS형 이미지 센서이고, 도 2에 도시하는 바와 같이 기판(101)을 포함한다. 이 기판(101)은 예를 들면, 실리콘으로 이루어지는 반도체 기판이고, 도 2에 도시하는 바와 같이 기판(101)의 면에서는 촬상 영역(PA)과, 주변 영역(SA)이 마련되어 있다.
촬상 영역(PA)은 도 2에 도시하는 바와 같이 직사각형 형상이고, 복수의 화소(P)가 수평 방향(x)과 수직 방향(y)의 각각에, 배치되어 있다. 즉, 화소(P)가 매트릭스형상으로 나열하여 있다. 그리고, 촬상 영역(PA)에서는 그 중심이 도 1에 도시한 광학계(42)의 광축에 대응하도록 배치되어 있다.
이 촬상 영역(PA)은 도 1에 도시한 촬상면(PS)에 상당한다. 이 때문에, 상술한 바와 같이 촬상 영역(PA)에서 중심부분에 배치된 화소(P)에서는 촬상 영역(PA)의 면에 대해 수직한 각도로 주광선(도 1의 H1)이 입사한다. 한편으로, 촬상 영역(PA)에 주변부분에 배치된 화소(P)에서는 촬상 영역(PA)의 면에 대해 수직한 방향에 대해 경사한 각도로 주광선(도 1의 H2)이 입사한다.
촬상 영역(PA)에서 마련된 화소(P)는 도 3에 도시하는 바와 같이 포토 다이오드(21)와, 전송 트랜지스터(22)와, 증폭 트랜지스터(23)와, 선택 트랜지스터(24)와, 리셋 트랜지스터(25)를 포함한다. 즉, 포토 다이오드(21)와, 이 포토 다이오드(21)로부터 신호 전하를 판독하는 동작을 실시하는 화소 트랜지스터가 마련되어 있다. 화소(P)에서, 포토 다이오드(21)는 피사체상에 의한 광을 수광하고, 그 수광한 광을 광전 변환함에 의해 신호 전하를 생성하고 축적한다. 포토 다이오드(21)는 도 3에 도시하는 바와 같이 전송 트랜지스터(22)를 통하여, 증폭 트랜지스터(23)의 게이트에 접속되어 있다. 그리고, 포토 다이오드(21)에서는 증폭 트랜지스터(23)의 게이트에 접속되어 있는 플로팅 디퓨전(FD)에, 그 축적한 신호 전하가 전송 트랜지스터(22)에 의해 출력 신호로서 전송된다.
즉, 화소(P)에서, 전송 트랜지스터(22)는 포토 다이오드(21)에서 생성된 신호 전하를 증폭 트랜지스터(23)의 게이트에 전기 신호로서 출력하도록 구성되어 있다. 구체적으로는 전송 트랜지스터(22)는 도 3에 도시하는 바와 같이 포토 다이오드(21)와 플로팅 디퓨전(FD)의 사이에서 개재하도록 마련되어 있다. 그리고, 전송 트랜지스터(22)는 전송선(26)으로부터 게이트에 전송 신호가 주어짐에 의해, 포토 다이오드(21)에서 축적된 신호 전하를 플로팅 디퓨전(FD)에 출력 신호로서 전송한다.
화소(P)에서, 증폭 트랜지스터(23)는 전송 트랜지스터(22)로부터 출력된 전기 신호를 증폭하여 출력하도록 구성되어 있다. 구체적으로는 증폭 트랜지스터(23)는 도 3에 도시하는 바와 같이 게이트가 플로팅 디퓨전(FD)에 접속되어 있다. 또한, 증폭 트랜지스터(23)는 드레인이 전원 전위 공급선(Vdd)에 접속되고, 소스가 선택 트랜지스터(24)에 접속되어 있다. 증폭 트랜지스터(23)는 선택 트랜지스터(24)가 온 상태가 되도록 선택된 때에는 촬상 영역(PA) 이외에 마련되어 있는 정전류원(도시 생략)으로부터 정전류가 공급되어, 소스 폴로워로서 동작한다. 이 때문에, 증폭 트랜지스터(23)에서는 선택 트랜지스터(24)에 선택 신호가 공급됨에 의해, 플로팅 디퓨전(FD)으로부터 출력된 출력 신호가 증폭된다.
화소(P)에서, 선택 트랜지스터(24)는 선택 신호가 입력된 때에, 증폭 트랜지스터(23)에 의해 출력된 전기 신호를 수직 신호선(27)에 출력하도록 구성되어 있다. 구체적으로는 선택 트랜지스터(24)는 도 3에 도시하는 바와 같이 선택 신호가 공급되는 어드레스선(28)에 게이트가 접속되어 있다. 선택 트랜지스터(24)는 선택 신호가 공급된 때에는 온 상태가 되고, 상기한 바와 같이 증폭 트랜지스터(23)에 의해 증폭된 출력 신호를 수직 신호선(27)에 출력한다.
화소(P)에서, 리셋 트랜지스터(25)는 증폭 트랜지스터(23)의 게이트 전위를 리셋하도록 구성되어 있다. 구체적으로는 리셋 트랜지스터(25)는 도 3에 도시하는 바와 같이 리셋 신호가 공급되는 리셋선(29)에 게이트가 접속되어 있다. 또한, 리셋 트랜지스터(25)는 드레인이 전원 전위 공급선(Vdd)에 접속되고, 소스가 플로팅 디퓨전(FD)에 접속되어 있다. 그리고, 리셋 트랜지스터(25)는 리셋선(29)으로부터 리셋 신호가 게이트에 공급된 때에, 플로팅 디퓨전(FD)을 통하여, 증폭 트랜지스터(23)의 게이트 전위를 전원 전위로 리셋한다.
주변 영역(SA)은 도 2에 도시하는 바와 같이 촬상 영역(PA)의 주위에 위치하고 있다. 그리고, 이 주변 영역(SA)에서는 주변 회로가 마련되어 있다.
구체적으로는 도 2에 도시하는 바와 같이 수직 구동 회로(13)와, 칼럼 회로(14)와, 수평 구동 회로(15)와, 외부 출력 회로(17)와, 타이밍 제너레이터(TG18)와, 셔터 구동 회로(19)가 주변 회로로서 마련되어 있다.
수직 구동 회로(13)는 도 2에 도시하는 바와 같이 주변 영역(SA)에서, 촬상 영역(PA)의 측부에 마련되어 있고, 촬상 영역(PA)의 화소(P)를 행 단위로 선택하여 구동시키도록 구성되어 있다. 구체적으로는 수직 구동 회로(13)는 도 3에 도시하는 바와 같이 수직 선택 수단(215)을 포함하고, 제1의 행 선택 AND 단자(214)와 제2 행 선택용 AND 단자(217)와 제3의 행 선택용 AND 단자(219)가 화소(P)의 행에 대응하도록, 복수, 마련되어 있다.
수직 구동 회로(13)에서, 수직 선택 수단(215)은 예를 들면, 시프트 레지스터를 포함하고, 도 3에 도시하는 바와 같이 제1의 행 선택 AND 단자(214)와 제2 행 선택용 AND 단자(217)와 제3의 행 선택용 AND 단자(219)에 전기적으로 접속되어 있다. 수직 선택 수단(215)은 화소(P)의 각 행을, 순차적으로, 선택하여 구동시키도록, 제1의 행 선택 AND 단자(214)와 제2 행 선택용 AND 단자(217)와 제3의 행 선택용 AND 단자(219)에 제어 신호를 출력한다.
수직 구동 회로(13)에서, 제1의 행 선택 AND 단자(214)는 도 3에 도시하는 바와 같이 한쪽의 입력단이 수직 선택 수단(215)에 접속되어 있다. 그리고, 다른쪽의 입력단은 전송 신호를 공급하는 펄스 단자(213)에 접속되어 있다. 그리고, 출력단은 전송선(26)에 접속되어 있다.
수직 구동 회로(13)에서, 제2 행 선택용 AND 단자(217)는 도 3에 도시하는 바와 같이 한쪽의 입력단이 수직 선택 수단(215)에 접속되어 있다. 그리고, 다른쪽의 입력단은 리셋 신호를 공급하는 펄스 단자(216)에 접속되어 있다. 그리고, 출력단은 리셋선(29)에 접속되어 있다.
수직 구동 회로(13)에서, 제3의 행 선택용 AND 단자(219)는 도 3에 도시하는 바와 같이 한쪽의 입력단이 수직 선택 수단(215)에 접속되어 있다. 그리고, 다른쪽의 입력단은 선택 신호를 공급하는 펄스 단자(218)에 접속되어 있다. 그리고, 출력단은 어드레스선(28)에 접속되어 있다.
칼럼 회로(14)는 도 2에 도시하는 바와 같이 주변 영역(SA)에서, 촬상 영역(PA)의 하단부에 마련되어 있고, 열 단위로 화소(P)로부터 출력되는 신호에 대해 신호 처리를 실시한다. 칼럼 회로(14)는 도 3에 도시하는 바와 같이 수직 신호선(27)에 전기적으로 접속되어 있고, 수직 신호선(27)을 통하여 출력되는 신호에 대해 신호 처리를 실시한다. 여기서는 칼럼 회로(14)는 CDS(Correlated Double Sampling; 상관 이중 샘플링) 회로(도시 생략)를 포함하고, 고정 패턴 노이즈를 제거하는 신호 처리를 실시한다.
수평 구동 회로(15)는 도 2에 도시하는 바와 같이 칼럼 회로(14)에 전기적으로 접속되어 있다. 수평 구동 회로(15)는 예를 들면, 시프트 레지스터를 포함하고, 칼럼 회로(14)에서 화소(P)의 열마다 보존되어 있는 신호를 순차적으로, 외부 출력 회로(17)에 출력시킨다.
외부 출력 회로(17)는 도 2에 도시하는 바와 같이 칼럼 회로(14)에 전기적으로 접속되어 있고, 칼럼 회로(14)로부터 출력된 신호에 대해 신호 처리를 실시 후, 외부에 출력한다. 외부 출력 회로(17)는 AGC(Automatic Gain Control) 회로(17a)와 ADC 회로(17b)를 포함한다. 외부 출력 회로(17)에서는 AGC 회로(17a)가 신호에 게인을 건 후에, ADC 회로(17b)가 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환하여, 외부에 출력한다.
타이밍 제너레이터(18)는 도 2에 도시하는 바와 같이 수직 구동 회로(13), 칼럼 회로(14), 수평 구동 회로(15), 외부 출력 회로(17), 셔터 구동 회로(19)의 각각에 전기적으로 접속되어 있다. 타이밍 제너레이터(18)는 각종의 타이밍 신호를 생성하고, 수직 구동 회로(13), 칼럼 회로(14), 수평 구동 회로(15), 외부 출력 회로(17), 셔터 구동 회로(19)에 출력함으로써, 각 부분에 대해 구동 제어를 행한다. 셔터 구동 회로(19)는 화소(P)를 행 단위로 선택하여, 화소(P)에서의 노광 시간을 조정하도록 구성되어 있다.
상기 외에, 주변 영역(SA)에서는 수직 신호선(27)에 정전류를 공급하기 위한 트랜지스터(208)가 복수의 수직 신호선(27)의 각각에 대응하여 복수 형성되어 있다. 이 트랜지스터(208)는 게이트가 정전위 공급선(212)에 접속되어 있고, 정전위 공급선(212)에 의해 일정한 전위가 게이트에 인가되어, 일정한 전류를 공급하도록 동작한다. 이 트랜지스터(208)는 선택된 화소의 증폭 트랜지스터(23)에 정전류를 공급하여, 소스 폴로워로서 시킨다. 이에 의해, 증폭 트랜지스터(23)의 전위와, 어느 일정 전압차를 갖는 전위가 수직 신호선(27)에 나타나게 된다.
도 4는 본 발명에 관한 실시 형태 1에 있어서, 화소(P)로부터 신호를 판독할 때에, 각 부분에 공급하는 펄스 신호를 도시하는 타이밍 차트이다. 도 4에서는 (a)가 선택 신호를 나타내고, (b)가 리셋 신호를 나타내고, (c)가 전송 신호를 나타내고 있다.
먼저, 도 4에 도시하는 바와 같이 제1의 시점(t1)에서, 선택 트랜지스터(24)를 도통 상태로 한다. 그리고, 제2 시점(t2)에서, 리셋 트랜지스터(25)를 도통 상태로 한다. 이에 의해, 증폭 트랜지스터(23)의 게이트 전위를 리셋한다.
다음에, 제3의 시점(t3)에서, 리셋 트랜지스터(25)를 비도통 상태로 한다. 그리고, 이 후, 리셋 레벨에 대응한 전압을, 칼럼 회로(14)에 판독한다.
다음에, 제 4의 시점(t4)에서, 전송 트랜지스터(22)를 도통 상태로 하고, 포토 다이오드(21)에서 축적된 신호 전하를 증폭 트랜지스터(23)의 게이트에 전송한다.
다음에, 제 5의 시점(t5)에서, 전송 트랜지스터(22)를 비도통 상태로 한다. 그리고, 이 후, 축적된 신호 전하의 양에 응한 신호 레벨의 전압을, 칼럼 회로(14)에 판독한다.
칼럼 회로(14)에서는 앞서 판독한 리셋 레벨과, 후에 판독한 신호 레벨을 차분 처리하여 신호를 축적한다. 이에 의해, 화소(P)마다 마련된 각 트랜지스터의 Vth의 편차 등에 의해 발생하는 고정적인 패턴 노이즈가 캔슬된다.
상기한 바와 같이 화소를 구동하는 동작은 각 트랜지스터(22, 24, 25)의 각 게이트가 수평 방향(x)으로 나열하는 복수의 화소로 이루어지는 행 단위로 접속되어 있기 때문에, 그 행 단위로 나열하는 복수의 화소에 대해 동시에 행하여진다. 구체적으로는 상술한 수직 구동 회로(13)에 의해 공급되는 선택 신호에 의해, 수평 라인(화소 행) 단위로 수직한 방향으로 순차적으로 선택된다. 그리고, 타이밍 제너레이터(18)로부터 출력되는 각종 타이밍 신호에 의해 각 화소의 트랜지스터가 제어된다. 이에 의해, 각 화소에서의 출력 신호가 수직 신호선(27)을 통하여 화소 열마다 칼럼 회로(14)에 판독된다. 그리고, 칼럼 회로(14)에 축적된 신호가 수평 구동 회로(15)에 의해 선택되어, 외부 출력 회로(17)에 순차적으로 출력된다.
(A3) 고체 촬상 장치의 상세 구성
본 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 상세 내용에 관해 설명한다.
도 5, 도 6, 및 도 7은 본 발명에 관한 실시 형태 1에 있어서, 고체 촬상 장치(1)의 주요부를 도시하는 도면이다.
여기서, 도 5는 촬상 영역(PA)의 윗면을 도시하고 있다. 또한, 도 6은 촬상 영역(PA)의 단면을 도시하고 있다. 도 6에서는 도 5에 도시하는 X1-X2 부분의 단면을 도시하고 있다. 또한, 도 7은 촬상 영역(PA)에 마련된 화소(P)의 윗면을 도시하고 있다.
도 5 내지 도 7에 도시하는 바와 같이 고체 촬상 장치(1)는 포토 다이오드(21)와, 전송 트랜지스터(22)와, 증폭 트랜지스터(23)와, 선택 트랜지스터(24)와, 리셋 트랜지스터(25)와, 컬러 필터(130)와, 온 칩 렌즈(140)를 포함한다. 여기서는 도 5, 도 6에 도시하는 바와 같이 레드 필터층(130R)과, 그린 필터층(130G)과, 블루 필터층(130B)이 컬러 필터(130)로서 마련되어 있다.
각 부분에 관해, 순차적으로, 설명한다.
고체 촬상 장치(1)에서, 포토 다이오드(21)는 도 5 내지 도 7에 도시하는 바와 같이 기판(101)의 촬상면(xy면)에 마련되어 있다. 포토 다이오드(21)는 입사광을 수광면(JS)에서 수광하고 광전 변환함에 의해 신호 전하를 생성하도록 구성되어 있다. 포토 다이오드(21)는 도 2에서 도시한 복수의 화소(P)의 각각에 대응하도록, 복수개가 기판(101)의 면에서 배치되어 있다.
본 실시 형태에서는 포토 다이오드(21)는 도 5에 도시하는 바와 같이 촬상면(xy면)에서 복수개가 수평 방향(x)과, 이 수평 방향(x)에 대해 직교하는 수직 방향(y)의 각각에 나열하여 마련되어 있다.
여기서는 포토 다이오드(21)는 수광면(JS)이 4각형 형상으로 형성되어 있다. 구체적으로는 수광면(JS)은 수평 방향(x)의 폭(JSx)이 수직 방향(y)의 폭(JSy)보다도 넓은 직사각형 형상이 되도록 형성되어 있다.
그리고, 포토 다이오드(21)는 수광면(JS)이 수평 방향(x)에서 등간격으로 나열하도록 마련되어 있다. 즉, 수평 방향(x)으로 나열하는 복수의 수광면(JS) 사이의 거리(Dx)가 같은 값이 되도록, 복수의 포토 다이오드(21)가 배치되어 있다.
또한, 포토 다이오드(21)는 수광면(JS)이 수직 방향(y)에서 등간격으로 나열하도록 마련되어 있다. 즉, 수직 방향(y)으로 나열하는 복수의 수광면(JS) 사이의 거리(Dy)가 같은 값이 되도록, 복수의 포토 다이오드(21)가 배치되어 있다.
또한, 복수의 포토 다이오드(21)에서는 도 5에 도시하는 바와 같이 수광면(JS)의 사이가 수평 방향(x)보다도 수직 방향(y)에서 넓게 되도록 형성되어 있다. 즉, 수평 방향(x)으로 나열하는 복수의 수광면(JS) 사이의 거리(Dx)가 수직 방향(y)으로 나열하는 복수의 수광면(JS) 사이의 거리(Dy)보다도 좁아지도록 형성되어 있다. 또한, 각 수광면(JS)은 도 5에 도시하는 바와 같이 각 수광면(JS)의 상방에서 컬러 필터(130)로서 마련된, 레드 필터층(130R)과 그린 필터층(130G)과 블루 필터층(130B)의 어느 하나의 면보다도 작아지도록 형성되어 있다.
그리고, 포토 다이오드(21)가 형성된 기판(101)의 상방에는 도 6에 도시하는 바와 같이 배선층(110)이 마련되어 있다. 이 배선층(110)에서는 각 소자에 전기적으로 접속된 배선(110h)이 절연층(110z) 내에 형성되어 있다. 절연층(110z)은 광을 투과하는 광투과성 재료로 형성되어 있다. 예를 들면, 절연층(110z)은 실리콘 산화막(굴절률(n)=1.43)으로 형성되어 있다. 또한, 배선(110h)은 금속 등의 도전 재료에 의해 형성되어 있다. 각 배선(110h)은 도 3에 도시한, 전송선(26), 어드레스선(28), 수직 신호선(27), 리셋선(29) 등의 배선으로서 기능하도록 형성되어 있다. 또한, 각 배선(110h)은 도 6에 도시하는 바와 같이 기판(101)의 면의 상방에서, 수광면(JS)의 상방에 위치하는 부분 이외의 부분에 형성되어 있고, 수광면(JS)에 대응하는 부분이 개구한 차광부로서 기능한다. 포토 다이오드(21)의 상방에는 도 6에 도시하는 바와 같이 컬러 필터(130)와 온 칩 렌즈(140)가 배치되어 있다. 이 때문에, 포토 다이오드(21)는 온 칩 렌즈(140)와 컬러 필터(130)를 순차적으로 통하여 입사하는 광을, 수광면(JS)에서 수광한다.
고체 촬상 장치(1)에서, 전송 트랜지스터(22), 증폭 트랜지스터(23), 선택 트랜지스터(24), 리셋 트랜지스터(25)의 화소 트랜지스터는 도 7에 도시하는 바와 같이 xy면에서, 포토 다이오드(21)의 하방에 형성되어 있다. 화소 트랜지스터는 기판(101)에 활성화 영역이 형성되어 있고, 각 게이트 전극이 예를 들면, 폴리실리콘을 이용하여 형성되어 있다. 이 화소 트랜지스터는 도 3을 이용하여 도시한 회로를 구성하고 있다. 또한, 도 3에 도시한, 전송선(26), 어드레스선(28), 리셋선(29)에 대해서는 도 7에서는 도시를 생략하고 있지만, 이들의 각 배선(26, 28, 29)은 복수의 수광면(JS)의 사이에 개재하고 있고, 수평 방향(x)으로 연재되어 있다.
고체 촬상 장치(1)에서, 컬러 필터(130)는 도 6에 도시하는 바와 같이 기판(101)의 면의 상방에서, 배선층(110)상에 위치하도록 형성되어 있다. 컬러 필터(130)는 피사체상에 의한 입사광을 착색하여, 기판(101)의 면에 투과하도록 구성되어 있다. 예를 들면, 컬러 필터(130)는 착색 안료와 포토레지스트 수지를 포함하는 도포액을, 스핀 코트법 등의 코팅 방법에 의해 도포하여 도막을 형성 후, 리소그래피 기술에 의해, 그 도막을 패턴 가공하여 형성된다.
도 5에 도시하는 바와 같이 컬러 필터(130)는 레드 필터층(130R)과, 그린 필터층(130G)과, 블루 필터층(130B)을 포함한다. 그리고, 레드 필터층(130R)과, 그린 필터층(130G)과, 블루 필터층(130B)이 컬러 필터(130)로서, 각 화소(P)에 대응하여 마련되어 있다.
여기서는 도 5에 도시하는 바와 같이 레드 필터층(130R)과, 그린 필터층(130G)과, 블루 필터층(130B)의 각각이 각 화소(P)에 대응하도록, 베이어 배열(BH)로 나열하여 배치되어 있다. 즉, 복수의 그린 필터층(130G)이 체크무늬형상이 되도록, 대각 방향으로, 순차적으로, 나열하여 있다. 그리고, 레드 필터층(130R)과 블루 필터층(130B)이 복수의 그린 필터층(130G)에서, 대각 방향으로, 교대로 나열하도록 배치되어 있다.
구체적으로는 컬러 필터(130)에서, 레드 필터층(130R)은 도 5에 도시하는 바와 같이 수광면(JS)의 상방에 마련되어 있다. 레드 필터층(130R)은 xy면에서는 수평 방향(x)에서, 2개의 그린 필터층(130G)에 끼여지도록 배치되어 있다. 또한, 레드 필터층(130R)은 수직 방향(y)에서도, 2개의 그린 필터층(130G)에 끼여지도록 배치되어 있다. 그리고, 레드 필터층(130R)은 xy면에서, 수평 방향(x)과 수직 방향(y)에 대해 45°의 각도로 경사한 대각 방향으로, 2개의 블루 필터층(130B)에 의해 끼여지도록 배치되어 있다. 이 레드 필터층(130R)은 적색에 대응하는 파장 대역(예를 들면, 625 내지 740nm)에서 광투과율이 높고, 입사광이 적색으로 착색되어 수광면(JS)에 투과하도록 구성되어 있다.
본 실시 형태에서는 레드 필터층(130R)은 수광면(JS)에 대면하는 면이 4각형 형상으로 형성되어 있다. 여기서는 레드 필터층(130R)은 수평 방향(x)에서의 폭(HRx)이 수직 방향(y)에서의 폭(HRy)보다도 넓은 직사각형 형상이 되도록 형성되어 있다(HRx>HRy). 그리고, 레드 필터층(130R)은 수평 방향(x)에서, 그린 필터층(130G)의 일부에 오버랩하도록 형성되어 있고, 이에 의해, 오버랩 영역(OLrg)이 구성되어 있다.
컬러 필터(130)에서, 그린 필터층(130G)은 도 5에 도시하는 바와 같이 수광면(JS)의 상방에 마련되어 있다. 그린 필터층(130G)은 xy면에서는 수평 방향(x)에서, 2개의 레드 필터층(130R) 또는 2개의 블루 필터층(130B)에 끼여지도록 배치되어 있다. 또한, 그린 필터층(130G)은 수직 방향(y)에서도, 2개의 레드 필터층(130R) 또는 2개의 블루 필터층(130B)에 끼여지도록 배치되어 있다. 그리고, 그린 필터층(130G)은 수평 방향(x)과 수직 방향(y)에 대해 45°의 각도로 경사한 대각 방향에서, 복수개가 나열하여 있다. 이 그린 필터층(130G)은 녹색에 대응하는 파장 대역(예를 들면, 500 내지 565nm)에서 광투과율이 높고, 입사광이 녹색으로 착색되어 수광면(JS)에 투과하도록 구성되어 있다.
본 실시 형태에서는 그린 필터층(130G)은 수광면(JS)에 대면하는 면이 4각형 형상으로 형성되어 있다. 여기서는 그린 필터층(130G)은 수평 방향(x)에서의 폭(HGx)과 수직 방향(y)에서의 폭(HGy)이 같게 되도록 형성되어 있다. 즉, 그린 필터층(130G)은 정사각형 형상이 되도록 형성되어 있다. 그리고, 그린 필터층(130G)은 수평 방향(x)에서, 레드 필터층(130R) 또는 블루 필터층(130B)의 일부에 오버랩하도록 형성되어 있고, 이에 의해, 오버랩 영역(OLrg, OLgb)이 구성되어 있다.
컬러 필터(130)에서, 블루 필터층(130B)은 도 5에 도시하는 바와 같이 수광면(JS)의 상방에 마련되어 있다. 블루 필터층(130B)은 청색에 대응하는 파장 대역(예를 들면, 450 내지 485nm)에서 광투과율이 높고, 입사광이 청색으로 착색되어 수광면(JS)에 투과한다. 블루 필터층(130B)은 xy면에서는 수평 방향(x)에서, 2개의 그린 필터층(130G)에 끼여지도록 배치되어 있다. 또한, 블루 필터층(130B)은 수직 방향(y)에서도, 2개의 그린 필터층(130G)에 끼여지도록 배치되어 있다. 그리고, 블루 필터층(130B)은 xy면에, 수평 방향(x)과 수직 방향(y)에 대해 45°의 각도로 경사한 대각 방향에서는 2개의 레드 필터층(130R)에 의해 끼여지도록 배치되어 있다.
본 실시 형태에서는 블루 필터층(130B)은 수광면(JS)에 대면하는 면이 4각형 형상으로 형성되어 있다. 여기서는 블루 필터층(130B)은 수평 방향(x)에서의 폭(HBx)이 수직 방향(y)에서의 폭(HBy)보다도 넓은 직사각형 형상이 되도록 형성되어 있다. 그리고, 블루 필터층(130B)은 수평 방향(x)에서, 그린 필터층(130G)의 일부에 오버랩하도록 형성되어 있고, 이에 의해, 오버랩 영역(OLgb)이 구성되어 있다.
상기한 바와 같이 수평 방향(x)에서는 도 5에 도시하는 바와 같이 오버랩 영역(OLrg)이 마련되어 있다. 이 오버랩 영역(OLrg)에서는 레드 필터층(130R)과 그린 필터층(130G)이 적층되어 있다. 여기서는 레드 필터층(130R)과 그린 필터층(130G)의 각각은 수평 방향(x)으로 나열하는 수광면(JS)의 사이에서, 서로의 일부가 오버랩함으로써, 이 오버랩 영역(OLrg)을 구성하고 있다. 이 오버랩 영역(OLrg)에서는 도 6에 도시하는 바와 같이 그린 필터층(130G)의 일부의 윗면에, 레드 필터층(130R)이 적층되어 있다.
이 밖에, 수평 방향(x)에서는 도 5에 도시하는 바와 같이 그린 필터층(130G)과 블루 필터층(130B)이 적층하여 있는 오버랩 영역(OLgb)이 마련되어 있다. 그린 필터층(130G)과 블루 필터층(130B)의 각각은 수평 방향(x)으로 나열하는 수광면(JS)의 사이에서, 서로의 일부가 오버랩함으로써, 이 오버랩 영역(OLgb)을 구성하고 있다. 이 오버랩 영역(OLgb)에 관해서는 단면 구조의 도시를 생략하고 있지만, 오버랩 영역(OLrg)과 마찬가지로, 그린 필터층(130G)의 일부의 윗면에, 블루 필터층(130B)이 적층되어 있다.
이와 같이, 수평 방향(x)에서는 다른 색의 필터층(130R과 130G, 또는 130G와 130B)이 오버랩한 오버랩 영역(OLrg, OLgb)을 포함한다.
이에 대해, 수직 방향(y)에서는 다른 색의 필터층(130R과 130G, 또는 130G와 130B)이 오버랩한 부분을 포함하지 않고, 양 층의 측면이 서로 접하도록 마련되어 있다.
즉, 본 실시 형태에서는 수평 방향(x)에서, 그린 필터층(130G)과 반대의 필터층(130R, 130B)이 적층된 면은 수직 방향(y)에서 그린 필터층(130G)과, 다른 필터층(130R, 130B)이 적층된 면보다도 크다.
그리고, 컬러 필터(130)에서는 도 6에 도시하는 바와 같이 그 상면에, 평탄화막(HT)이 피복되어 있다.
고체 촬상 장치(1)에서, 온 칩 렌즈(140)는 도 6에 도시하는 바와 같이 기판(101)의 면의 상방에서, 컬러 필터(130)를 피복하는 평탄화막(HT)상에 형성되어 있다. 이 온 칩 렌즈(140)는 입사광을 포토 다이오드(21)의 수광면(JS)에 집광하도록 구성되어 있다. 구체적으로는 온 칩 렌즈(140)는 포토 다이오드(21)의 수광면(JS)에 향하는 방향에서, 중심이 언저리(periphery)보다도 두텁게 형성되어 있다.
(B) 제조 방법
이하에 의해, 상기한 고체 촬상 장치(1)를 제조하는 제조 방법의 주요부에 관해 설명한다. 여기서는 고체 촬상 장치(1)에서 컬러 필터(130)를 형성하는 공정에 관해 상세히 설명한다.
도 8과 도 9는 본 발명에 관한 실시 형태 1에 있어서, 고체 촬상 장치(1)를 제조하는 방법의 각 공정에서 마련된 주요부를 도시하는 도면이다. 도 8과 도 9의 각각은 도 5와 마찬가지로, 촬상 영역(PA)의 윗면을 도시하고 있다.
(B1) 그린 필터층(130G)의 형성
먼저, 도 8에 도시하는 바와 같이 그린 필터층(130G)을 형성한다.
여기서는 그린 필터층(130G)의 형성에 앞서서, 그린 필터층(130G)의 하층에 위치하는 각 부재에 대해, 기판(101)에 형성한다. 즉, 도 5 등에 도시한 바와 같이 포토 다이오드(21)와, 전송 트랜지스터(22)와, 증폭 트랜지스터(23)와, 선택 트랜지스터(24)와, 리셋 트랜지스터(25)의 각각을, 촬상 영역(PA)에 형성한다. 또한, 주변 영역(SA)에서는 주변 회로를 구성한 주변 회로 소자를 마련한다. 그리고, 도 6에 도시한 바와 같이 기판(101)의 표면에 마련한 각 부분을 피복하도록, 배선층(110)을 형성한다.
포토 다이오드(21)에 대해서는 도 8에 도시하는 바와 같이 복수개가 수평 방향(x)과 수직 방향(y)의 각각에 나열하도록 형성한다.
이 경우에는 도 8에 도시하는 바와 같이 수광면(JS)이 4각형 형상이고, 수평 방향(x)의 폭(JSx)이 수직 방향(y)의 폭(JSy)보다도 넓은 직사각형 형상이 되도록, 포토 다이오드(21)의 형성을 실시한다. 또한, 수광면(JS)이 수평 방향(x) 및 수직 방향(y)에서 등간격으로 나열하도록, 포토 다이오드를 형성한다. 즉, 수평 방향(x)으로 나열하는 복수의 수광면(JS) 사이의 거리(Dx)가 동등한 값이 되도록, 복수의 포토 다이오드(21)를 배치한다. 또한, 수직 방향(y)으로 나열하는 복수의 수광면(JS) 사이의 거리(Dy)가 동등한 값이 되도록, 복수의 포토 다이오드(21)를 배치한다.
또한, 도 8에 도시하는 바와 같이 수광면(JS)의 사이가 수평 방향(x)보다도 수직 방향(y)에서 넓게 되도록, 복수의 포토 다이오드(21)를 형성한다. 즉, 수평 방향(x)으로 나열하는 복수의 수광면(JS) 사이의 거리(Dx)가 수직 방향(y)으로 나열하는 복수의 수광면(JS) 사이의 거리(Dy)보다도 좁아지도록 형성을 행한다.
이 후, 그린 필터층(130G)의 형성에 대해 실시한다.
다음에, 도 8에 도시하는 바와 같이 수광면(JS)의 상방에 그린 필터층(130G)을 마련한다.
본 실시 형태에서는 수광면(JS)에 대면하는 면이 4각형 형상이 되도록, 그린 필터층(130G)을 형성한다. 구체적으로는 수평 방향(x)에서의 폭(HGx)과 수직 방향(y)에서의 폭(HGy)이 같은 정사각형 형상이 되도록, 그린 필터층(130G)을 형성한다. 또한, 기판(101)의 xy면에 있어서, 수평 방향(x)과 수직 방향(y)에 대해 45°의 각도로 경사한 대각 방향으로 복수개가 나열하도록, 그린 필터층(130G)을 형성한다. 즉, 복수의 그린 필터층(130G)을, 체크무늬형상으로 배치하도록 형성한다.
그린 필터층(130G)의 형성에서는 예를 들면, 포토 리소그래피 기술을 이용한다. 먼저, 예를 들면, 녹색의 안료와 아크릴계의 감광성 수지를 포함하는 도포액을, 스핀 코트법에 의해, 배선층(110)의 윗면에 도포 후, 프리 베이크 처리함으로써, 감광성 수지막(도시 생략)을 형성한다(도 6 참조). 다음에, 노광 처리를 실시한다. 이 노광 처리의 실시에서는 도 8에 도시한 그린 필터층(130G)과 같은 패턴상을, 그 감광성 수지막에 노광한다. 그리고, 그 노광 처리가 실시된 감광성 수지막에 대해 현상 처리를 실시한다. 이에 의해, 도 8에 도시하는 바와 같이 그 감광성 수지막을 그린 필터층(130G)에 패턴 가공한다.
(B2) 레드 필터층(130R)의 형성
다음에, 도 9에 도시하는 바와 같이 레드 필터층(130R)을 형성한다.
여기서는 도 9에 도시하는 바와 같이 수광면(JS)의 상방에 레드 필터층(130R)을 마련한다. 구체적으로는 수평 방향(x) 및 수직 방향(y)에서, 그린 필터층(130G)에 끼여지도록, 레드 필터층(130R)을 형성한다.
본 실시 형태에서는 도 9에 도시하는 바와 같이 수광면(JS)에 대면하는 면이 4각형 형상이 되도록, 레드 필터층(130R)을 형성한다. 구체적으로는 수평 방향(x)에서의 폭(HRx)이 수직 방향(y)에서의 폭(HRy)보다도 넓은 직사각형 형상이 되도록, 이 레드 필터층(130R)을 형성한다(HRx>HRy). 또한, 수평 방향(x)에서, 그린 필터층(130G)의 일부에 오버랩하도록, 레드 필터층(130R)을 형성한다. 이에 의해, 도 9에 도시하는 바와 같이 레드 필터층(130R)과 그린 필터층(130G)이 적층된 오버랩 영역(OLrg)이 구성된다.
레드 필터층(130R)의 형성에서는 그린 필터층(130G)의 경우와 마찬가지로, 예를 들면, 포토 리소그래피 기술을 이용한다. 예를 들면, 적색의 안료와 아크릴계의 감광성 수지를 포함하는 도포액을 스핀 코트법에 의해, 배선층(110)의 윗면에 도포 후, 프리 베이크 처리함으로써, 감광성 수지막(도시 생략)을 형성한다(도 6 참조). 다음에, 노광 처리를 실시한다. 이 노광 처리에서는 도 9에 도시한 레드 필터층(130R)과 같은 패턴상을, 감광성 수지막에 노광한다. 다음에, 노광 처리가 실시된 감광성 수지막에 대해 현상 처리를 실시한다. 이에 의해, 도 9에 도시하는 바와 같이 감광성 수지막을 레드 필터층(130R)에 패턴 가공한다.
(B3) 블루 필터층(130B)의 형성 다음에, 도 5에 도시한 바와 같이 블루 필터층(130B)을 형성한다.
여기서는 도 5에 도시하는 바와 같이 수광면(JS)의 상방에 블루 필터층(130B)을 마련한다. 구체적으로는 수평 방향(x) 및 수직 방향(y)에서, 그린 필터층(130G)에 끼여지도록, 블루 필터층(130B)을 형성한다. 또한, 수평 방향(x)과 수직 방향(y)에 대해 45°의 각도로 경사한 대각 방향에서는 레드 필터층(130R)에 의해 끼여지도록, 블루 필터층(130B)을 형성한다.
본 실시 형태에서는 수광면(JS)에 대면하는 면이 4각형 형상이 되도록, 블루 필터층(130B)을 형성한다. 구체적으로는 수평 방향(x)에서의 폭(HBx)이 수직 방향(y)에서의 폭(HBy)보다도 넓은 직사각형 형상이 되도록, 블루 필터층(130B)을 형성한다. 또한, 수평 방향(x)에서, 그린 필터층(130G)의 일부에 오버랩하도록, 블루 필터층(130B)을 형성한다. 이에 의해, 도 9에 도시하는 바와 같이 블루 필터층(130B)과 그린 필터층(130G)이 적층된 오버랩 영역(OLgb)이 구성된다.
블루 필터층(130B)의 형성에서는 예를 들면, 포토 리소그래피 기술을 이용한다. 예를 들면, 청색의 안료와 아크릴계의 감광성 수지를 포함하는 도포액을 스핀 코트법에 의해, 배선층(110)의 윗면에 도포 후, 프리 베이크 처리함으로써, 감광성 수지막(도시 생략)을 형성한다(도 6 참조). 다음에, 노광 처리를 실시한다. 노광 처리에서는 도 5에도시한 블루 필터층(130B)과 같은 패턴상을, 감광성 수지막에 노광한다. 다음에, 노광 처리가 실시된 감광성 수지막에 대해 현상 처리를 실시한다. 이에 의해, 도 5에 도시하는 바와 같이 감광성 수지막을 블루 필터층(130B)에 패턴 가공한다.
이 후, 도 6 등에 도시한 바와 같이 평탄화막(HT), 온 칩 렌즈(140)의 형성을 실시하고, 고체 촬상 장치(1)를 완성시킨다.
평탄화막(HT)의 형성에서는 예를 들면, 아크릴계의 열경화성 수지를 컬러 필터(130)의 윗면을 피복하도록 스핀 코트법에 의해 도포한다. 그 후, 열처리를 실시함으로써, 평탄화막(HT)을 형성한다.
또한, 온 칩 렌즈(140)의 형성에서는 예를 들면, 감광성 수지를 스핀 코트법에 의해, 평탄화막(HT)의 윗면에 도포하고, 베이크 처리함으로써, 감광성 수지막(도시 생략)을 형성한다. 다음에, 그 감광성 수지막에 노광 처리와 현상 처리를 순차적으로 실시하여, 단면이 직사각형 형상의 레지스트 패턴(도시 생략)을 형성한다. 그 후, 그 레지스트 패턴에 관해 열 리플로우 처리를 실시한다. 이에 의해, 레지스트 패턴을 용융시켜서, 반구형상의 온 칩 렌즈(140)가 형성된다.
(C) 정리
이상과 같이 본 실시 형태에서는 복수의 포토 다이오드(21)는 도 5에 도시하는 바와 같이 수광면(JS) 사이에서의 거리가 수직 방향(y)보다도 수평 방향(x)에서 넓다. 이 경우에는 도 33을 이용하여 상술한 바와 같이 수평 방향(x)의 쪽이 수직 방향(y)보다도, 인접하는 다른 화소에서의 입사광이 그 화소에 입사하기 쉽고, "혼색"의 발생이 현저해지기 때문에, "혼색"의 이방성이 발생하고, 화상 품질이 저하되는 경우가 있다.
그러나, 본 실시 형태에서는 도 5에 도시한 바와 같이 수평 방향(x)에서는 레드 필터층(130R)과 그린 필터층(130G)이 적층되어 있는 오버랩 영역(OLrg)을 포함한다. 이 밖에, 수평 방향(x)에서는 도 5에 도시한 바와 같이 그린 필터층(130G)과 블루 필터층(130B)이 적층되어 있는 오버랩 영역(OLgb)을 포함한다. 이에 대해, 수직 방향(y)에서는 다른 색의 필터층(130R과 130G, 또는 130G와 130B)이 오버랩한 부분을 포함하지 않고, 양 층의 측면이 서로 접하도록 마련되어 있다. 즉, 수평 방향(x)에서 그린 필터층(130G)과 반대의 필터층(130R, 130B)이 적층된 면은 수직 방향(y)에서 그린 필터층(130G)과 반대의 필터층(130R, 130B)이 적층된 면보다도 크다.
이 때문에, 수평 방향(x)에서 경사하여 입사한 입사광은 오버랩 영역(OLrg, OLgb)에서, 복수의 다른 색의 필터층(130R과 130G, 또는 130G와 130B)을 투과하여, 수광면(JS)에 입사한다.
따라서, 본 실시 형태에서는 수평 방향(x)으로 나열하는 화소(P)의 사이에서 생기는 "혼색"과, 수직 방향(y)으로 나열하는 화소(P)의 사이에서 생기는 "혼색"과의 차를 작게 할 수 있다. 즉, 3원색의 색 어긋남을 방지할 수 있음과 함께, 녹색 화소에 있어서, 적 화소가 수평 방향에서 인접하는 부분과, 청 화소가 수평 방향에서 인접하는 부분의 사이에서 감도차가 생기는 것을 방지 가능하기 때문에, 색 재현성을 향상시킬 수 있다.
따라서 본 실시 형태는 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 이와 함께, 그린 필터층(130G)과, 레드 필터층(130R) 또는 블루 필터층(130B)이 오버랩하고 있는 부분을 포함하기 때문에, 각 필터층(130R, 130G, 130B)이 박리하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 레드 필터층(130R)과 그린 필터층(130G)의 각각은 수평 방향(x)으로 나열하는 수광면(JS)의 사이에서, 서로가 오버랩하는 부분을 포함하도록 형성되어 있다. 마찬가지로, 블루 필터층(130B)과 그린 필터층(130G)의 각각은 수평 방향(x)으로 나열하는 수광면(JS)의 사이에서, 서로가 오버랩하는 부분을 포함하도록 형성되어 있다. 즉, 본 실시 형태는 수광면(JS)의 상방에서는 다른 색의 필터층이 오버랩하는 부분을 포함하지 않는다.
따라서, 본 실시 형태에서는 감도를 손상시키는 일 없이 상기한 바와 같이 "혼색"의 이방성이 발생하는 것을 방지하고, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기한 오버랩 영역(OLrg, OLgb)의 면적에 관해서는 특히 한정되지 않지만, 각 색의 감도 특성 등을 고려하여, 적절히 설정 가능하다.
<2. 실시 형태 2>
(A) 장치 구성 등
도 10과 도 11은 본 발명에 관한 실시 형태 2에 있어서, 고체 촬상 장치(1b)의 주요부를 도시하는 도면이다.
여기서, 도 10은 도 5와 마찬가지로, 촬상 영역(PA)의 윗면을 도시하고 있다. 또한, 도 11은 도 6과 마찬가지로, 촬상 영역(PA)의 단면을 도시하고 있다. 도 11에서는 도 10에 도시하는 X1b-X2b 부분의 단면을 도시하고 있다.
도 10과 도 11에 도시하는 바와 같이 본 실시 형태에서는 컬러 필터(130b)가 실시 형태 1과 다르다. 이 점을 제외하고, 본 실시 형태는 실시 형태 1과 마찬가지이다. 이 때문에, 중복하는 부분에 관해서는 기재를 생략한다.
컬러 필터(130b)는 도 10에 도시하는 바와 같이 실시 형태 1의 경우와 마찬가지로, 레드 필터층(130Rb)과, 그린 필터층(130Gb)과, 블루 필터층(130Bb)을 포함한다. 그리고, 레드 필터층(130Rb)과, 그린 필터층(130Gb)과, 블루 필터층(130Bb)이 베이어 배열로 나열하도록 배치되어 있다.
또한, 도 11에 도시하는 바와 같이 컬러 필터(130b)는 실시 형태 1의 경우와 마찬가지로, 기판(101)의 면의 상방에서, 배선층(110)상에 위치하도록 형성되어 있다.
구체적으로는 컬러 필터(130b)에서, 레드 필터층(130Rb)은 도 10에 도시하는 바와 같이 실시 형태 1과 마찬가지로, 수광면(JS)의 상방에 마련되어 있다.
본 실시 형태에서는 레드 필터층(130Rb)은 실시 형태 1의 경우와 달리, 직사각형 형상이 아니고, 정사각형 형상으로 형성되어 있다. 즉, 레드 필터층(130Rb)은 수평 방향(x)에서의 폭(HRx)과, 수직 방향(y)에서의 폭(HRy)이 같게 되도록 형성되어 있다(HRx=HRy).
그리고, 레드 필터층(130Rb)은 수평 방향(x)에서, 그린 필터층(130Gb)의 일부에 오버랩하도록 형성되어 있고, 이에 의해, 오버랩 영역(OLrg)이 구성되어 있다.
컬러 필터(130b)에서, 그린 필터층(130Gb)은 도 10에 도시하는 바와 같이 실시 형태 1과 마찬가지로, 수광면(JS)의 상방에 마련되어 있다.
그러나, 본 실시 형태에서는 그린 필터층(130Gb)은 정사각형 형상이 아니라, 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 즉, 그린 필터층(130Gb)은 수평 방향(x)에서의 폭(HRx)이 수직 방향(y)에서의 폭(HRy)보다도 넓게 되도록 형성되어 있다(HGx>HGy).
그리고, 그린 필터층(130Gb)은 수평 방향(x)에서, 레드 필터층(130Rb) 또는 블루 필터층(130Bb)의 일부에 오버랩하도록 형성되어 있고, 이에 의해, 오버랩 영역(OLrg, OLgb)이 구성되어 있다.
컬러 필터(130b)에서, 블루 필터층(130Bb)은 실시 형태 1과 마찬가지로, 도 10에 도시하는 바와 같이 수광면(JS)의 상방에 마련되어 있다.
그러나, 본 실시 형태에서는 블루 필터층(130Bb)은 직사각형 형상이 아니고, 정사각형 형상으로 형성되어 있다. 즉, 블루 필터층(130Bb)은 수평 방향(x)에서의 폭(HBx)과 수직 방향(y)에서의 폭(HBy)이 같게 되도록 형성되어 있다.
그리고, 블루 필터층(130Bb)은 수평 방향(x)에서, 그린 필터층(130Gb)의 일부에 오버랩하도록 형성되어 있고, 이에 의해, 오버랩 영역(OLgb)이 구성되어 있다.
상기한 바와 같이 수평 방향(x)에서는 도 10에 도시하는 바와 같이 실시 형태 1과 마찬가지로, 레드 필터층(130Rb)과 그린 필터층(130Gb)이 적층되어 있는 오버랩 영역(OLrg)을 포함한다. 이 오버랩 영역(OLrg)에서는 실시 형태 1의 경우와 달리, 도 11에 도시하는 바와 같이 레드 필터층(130Rb)의 일부의 윗면에, 그린 필터층(130Gb)이 적층되어 있다.
수평 방향(x)에서는 도 10에 도시하는 바와 같이 그린 필터층(130Gb)과 블루 필터층(130Bb)이 적층되어 있는 오버랩 영역(OLgb)을 포함한다. 이 오버랩 영역(OLgb)에 관해서는 단면 구조의 도시를 생략하고 있지만, 오버랩 영역(OLrg)과 마찬가지로, 블루 필터층(130Bb)의 일부의 윗면에, 그린 필터층(130Gb)이 적층되어 있다.
따라서, 수평 방향(x)에서는 다른 색의 필터층(130Rb와 130Gb, 또는 130Gb와 130Bb)이 오버랩한 오버랩 영역(OLrg, OLgb)을 포함한다.
이에 대해, 수직 방향(y)에서는 다른 색의 필터층(130Rb와 130Gb, 또는 130Gb와 130Bb)이 오버랩한 부분을 포함하지 않고, 양 층의 측면이 서로 접하도록 마련되어 있다.
즉, 본 실시 형태는 실시 형태 1의 경우와 마찬가지로, 수평 방향(x)에서, 다른 색의 필터층이 적층된 면은 수직 방향(y)에서 다른 색의 필터층이 적층된 면보다도 크다.
(B) 제조 방법
이하에 의해, 상기한 고체 촬상 장치(1b)를 제조하는 제조 방법의 주요부에 관해 설명한다. 여기서는 고체 촬상 장치(1b)에서 컬러 필터(130b)를 형성하는 공정에 관해 상세히 설명한다.
도 12와 도 13은 본 발명에 관한 실시 형태 2에 있어서, 고체 촬상 장치(1b)를 제조하는 방법의 각 공정에서 마련된 주요부를 도시하는 도면이다. 도 12와 도 13의 각각은 도 10과 마찬가지로, 촬상 영역(PA)의 윗면을 도시하고 있다.
(B1) 레드 필터층(130Rb)의 형성
먼저, 도 12에 도시하는 바와 같이 레드 필터층(130Rb)을 형성한다.
여기서는 도 12에 도시하는 바와 같이 수광면(JS)의 상방에 레드 필터층(130Rb)을 마련한다.
본 실시 형태에서는 정사각형 형상이 되도록, 레드 필터층(130Rb)을 형성한다(HRx=HRy). 레드 필터층(130R)의 형성에서는 실시 형태 1의 경우와 마찬가지로, 예를 들면, 포토 리소그래피 기술을 이용한다.
(B2) 블루 필터층(130Bb)의 형성
다음에, 도 13에 도시하는 바와 같이 블루 필터층(130Bb)을 형성한다.
여기서는 도 13에 도시하는 바와 같이 수광면(JS)의 상방에 블루 필터층(130Bb)을 마련한다.
본 실시 형태에서는 레드 필터층(130Rb)과 마찬가지로, 정사각형 형상이 되도록, 블루 필터층(130Bb)을 형성한다(HBx=HBy). 블루 필터층(130Bb)의 형성에서는 실시 형태 1과 마찬가지로, 예를 들면, 포토 리소그래피 기술을 이용한다.
(B3) 그린 필터층(130Gb)의 형성
다음에, 도 10에 도시한 바와 같이 그린 필터층(130Gb)을 형성한다.
여기서는 도 10에 도시하는 바와 같이 수광면(JS)의 상방에 그린 필터층(130Gb)을 마련한다.
본 실시 형태에서는 그린 필터층(130Gb)을, 직사각형 형상으로 형성한다. 구체적으로는 수평 방향(x)에서의 폭(HRx)이 수직 방향(y)에서의 폭(HRy)보다도 넓게 되도록, 그린 필터층(130Gb)을 형성한다(HGx>HGy).
또한, 수평 방향(x)에서, 레드 필터층(130Rb) 또는 블루 필터층(130Bb)의 일부에 오버랩하도록, 그린 필터층(130Gb)을 형성한다. 이에 의해, 오버랩 영역(OLrg, OLgb)이 구성된다. 그린 필터층(130Gb)의 형성에서는 실시 형태 1과 마찬가지로, 예를 들면, 포토 리소그래피 기술을 이용한다.
(C) 정리
이상과 같이 본 실시 형태는 실시 형태 1과 마찬가지로, 도 10에 도시하는 바와 같이 수광면(JS) 사이에서의 거리가 수직 방향(y)보다도 수평 방향(x)에서 넓다. 이 때문에, 이 경우에는 상술한 바와 같이 수평 방향(x)과 수직 방향(y)의 사이에서, "혼색"의 이방성이 발생하고, 화상 품질이 저하되는 경우가 있다.
그러나, 본 실시 형태에서는 도 10에 도시한 바와 같이 수평 방향(x)에서는 오버랩 영역(OLrg, OLgb)을 포함한다. 이에 대해, 수직 방향(y)에서는 다른 색의 필터층(130Rb와 130Gb, 또는 130Gb와 130Bb)이 오버랩한 부분을 포함하지 않는다.
이 때문에, 수평 방향(x)에서 경사하여 입사한 입사광은 오버랩 영역(OLrg, OLgb)에서, 복수의 다른 색의 필터층(130Rb와 130Gb, 또는 130Gb와 130Bb)을 투과하여, 수광면(JS)에 입사한다.
따라서, 본 실시 형태는 실시 형태 1과 마찬가지로, 수평 방향(x)으로 나열하는 화소(P)의 사이에서 생기는 "혼색"과, 수직 방향(y)으로 나열하는 화소(P)의 사이에서 생기는 "혼색"의 차를 작게 할 수 있다.
따라서 본 실시 형태는 실시 형태 1과 마찬가지로, "혼색"의 이방성이 발생하는 것을 방지하고, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
<3. 실시 형태 3>
(A) 장치 구성 등
도 14와 도 15는 본 발명에 관한 실시 형태 2에 있어서, 고체 촬상 장치(1c)의 주요부를 도시하는 도면이다.
여기서, 도 14는 도 5와 마찬가지로, 촬상 영역(PA)의 윗면을 도시하고 있다. 또한, 도 15는 도 6과 마찬가지로, 촬상 영역(PA)의 단면을 도시하고 있다. 도 15에서는 도 14에 도시하는 X1c-X2c 부분의 단면을 도시하고 있다.
도 14와 도 15에 도시하는 바와 같이 본 실시 형태에서는 컬러 필터(130c)가 실시 형태 1과 다르다. 이 점을 제외하고, 본 실시 형태는 실시 형태 1과 마찬가지이다. 이 때문에, 중복하는 부분에 관해서는 기재를 생략한다.
컬러 필터(130c)는 도 14에 도시하는 바와 같이 실시 형태 1의 경우와 마찬가지로, 레드 필터층(130R)과, 그린 필터층(130Gc)과, 블루 필터층(130B)을 포함한다. 그리고, 레드 필터층(130R)과, 그린 필터층(130Gc)과, 블루 필터층(130B)이 베이어 배열로 나열하도록 배치되어 있다.
또한, 도 15에 도시하는 바와 같이 컬러 필터(130c)는 실시 형태 1의 경우와 마찬가지로, 기판(101)의 면의 상방에서, 배선층(110)상에 위치하도록 형성되어 있다.
컬러 필터(130c)에서는 레드 필터층(130R)과, 블루 필터층(130B)의 각각은 실시 형태 1과 마찬가지이다. 그러나, 그린 필터층(130Gc)이 실시 형태 1의 경우와 다르다.
컬러 필터(130c)에서, 그린 필터층(130Gc)은 도 10에 도시하는 바와 같이 실시 형태 1과 마찬가지로, 수광면(JS)의 상방에 마련되어 있다.
그러나, 본 실시 형태에서는 그린 필터층(130Gc)은 레드 필터층(130R)과 블루 필터층(130B)과 마찬가지로, 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 즉, 그린 필터층(130Gc)은 수평 방향(x)에서의 폭(HRx)이 수직 방향(y)에서의 폭(HRy)보다도 넓게 되도록 형성되어 있다(HGx>HGy).
그리고, 그린 필터층(130Gc)은 수평 방향(x)에서, 레드 필터층(130R) 또는 블루 필터층(130B)의 일부에 오버랩하도록 형성되어 있고, 이에 의해, 오버랩 영역(OLrg, OLgb)이 구성되어 있다.
상기한 바와 같이 수평 방향(x)에서는 도 14에 도시하는 바와 같이 실시 형태 1과 마찬가지로, 레드 필터층(130R)과 그린 필터층(130Gc)이 적층되어 있는 오버랩 영역(OLrg)을 포함한다. 이 오버랩 영역(OLrg)은 실시 형태 1의 경우와 마찬가지로, 도 15에 도시하는 바와 같이 그린 필터층(130Gc)의 일부의 윗면에, 레드 필터층(130R)이 적층되어 있다.
수평 방향(x)에서는 도 14에 도시하는 바와 같이 그린 필터층(130Gc)과 블루 필터층(130B)이 적층되어 있는 오버랩 영역(OLgb)을 포함한다. 이 오버랩 영역(OLgb)에 관해서는 단면 구조의 도시를 생략하고 있지만, 오버랩 영역(OLrg)과 마찬가지로, 그린 필터층(130Gc)의 일부의 윗면에, 블루 필터층(130B)이 적층되어 있다.
이와 같이 수평 방향(x)에서는 다른 색의 필터층(130R과 130Gc, 또는 130Gc와 130B)이 오버랩한 오버랩 영역(OLrg, OLgb)을 포함한다.
이에 대해, 수직 방향(y)에서는 다른 색의 필터층(130R과 130Gc, 또는 130Gc와 130B)이 오버랩한 부분을 포함하지 않고, 양 층의 측면이 서로 접하도록 마련되어 있다.
즉, 본 실시 형태는 실시 형태 1의 경우와 마찬가지로, 수평 방향(x)에서, 다른 색의 필터층이 적층된 면은 수직 방향(y)에서 다른 색의 필터층이 적층된 면보다도 크다.
(B) 제조 방법
이하에 의해, 상기한 고체 촬상 장치(1c)를 제조하는 제조 방법의 주요부에 관해 설명한다. 여기서는 고체 촬상 장치(1c)에서 컬러 필터(130c)를 형성하는 공정에 관해 상세히 설명한다.
도 16과 도 17은 본 발명에 관한 실시 형태 3에 있어서, 고체 촬상 장치(1c)를 제조하는 방법의 각 공정에서 마련된 주요부를 도시하는 도면이다. 도 16과 도 17의 각각은 도 14와 마찬가지로, 촬상 영역(PA)의 윗면을 도시하고 있다.
(B1) 그린 필터층(130G)의 형성
먼저, 도 16에 도시하는 바와 같이 그린 필터층(130Gc)을 형성한다.
다음에, 도 16에 도시하는 바와 같이 수광면(JS)의 상방에 그린 필터층(130G)을 마련한다.
본 실시 형태에서는 실시 형태 1의 경우와 달리, 수평 방향(x)에서의 폭(HGx)이 수직 방향(y)에서의 폭(HGy)보다도 넓은 직사각형 형상이 되도록, 그린 필터층(130Gc)을 형성한다. 그린 필터층(130Gc)의 형성에서는 실시 형태 1과 마찬가지로, 예를 들면, 포토 리소그래피 기술을 이용한다.
(B2) 레드 필터층(130R)의 형성
다음에, 도 17에 도시하는 바와 같이 레드 필터층(130R)을 형성한다.
여기서는 도 17에 도시하는 바와 같이 수광면(JS)의 상방에 레드 필터층(130R)을 마련한다.
본 실시 형태에서는 실시 형태 1의 경우와 마찬가지로, 도 17에 도시하는 바와 같이 수평 방향(x)에서의 폭(HRx)이 수직 방향(y)에서의 폭(HRy)보다도 넓은 직사각형 형상이 되도록, 레드 필터층(130R)을 형성한다(HRx>HRy). 또한, 수평 방향(x)에서, 그린 필터층(130Gc)의 일부에 오버랩하도록, 레드 필터층(130R)을 형성한다. 이에 의해, 도 17에 도시하는 바와 같이 레드 필터층(130R)과 그린 필터층(130Gc)이 적층된 오버랩 영역(OLrg)이 구성된다. 레드 필터층(130R)의 형성에서는 실시 형태 1과 마찬가지로, 예를 들면, 포토 리소그래피 기술을 이용한다.
(B3) 블루 필터층(130B)의 형성
다음에, 도 14에 도시한 바와 같이 블루 필터층(130B)을 형성한다.
여기서는 도 14에 도시하는 바와 같이 수광면(JS)의 상방에 블루 필터층(130B)을 마련한다.
본 실시 형태에서는 수평 방향(x)에서의 폭(HBx)이 수직 방향(y)에서의 폭(HBy)보다도 넓은 직사각형 형상이 되도록, 블루 필터층(130B)을 형성한다. 또한, 수평 방향(x)에서, 그린 필터층(130Gc)의 일부에 오버랩하도록, 블루 필터층(130B)을 형성한다. 이에 의해, 도 14에 도시하는 바와 같이 블루 필터층(130B)과 그린 필터층(130G)이 적층된 오버랩 영역(OLgb)이 구성된다. 블루 필터층(130B)의 형성에서는 실시 형태 1과 마찬가지로, 예를 들면, 포토 리소그래피 기술을 이용한다.
(C) 정리
이상과 같이 본 실시 형태는 실시 형태 1과 마찬가지로, 도 14에 도시하는 바와 같이 수광면(JS) 사이에서의 거리가 수직 방향(y)보다도 수평 방향(x)에서 넓다. 이 때문에, 이 경우에는 상술한 바와 같이 수평 방향(x)과 수직 방향(y)의 사이에서, "혼색"의 이방성이 발생하고, 화상 품질이 저하되는 경우가 있다.
그러나, 본 실시 형태에서는 도 14에 도시한 바와 같이 수평 방향(x)에서는 오버랩 영역(OLrg, OLgb)을 포함한다. 이에 대해, 수직 방향(y)에서는 다른 색의 필터층(130R과 130Gc, 또는 130Gc와 130B)이 오버랩한 부분을 포함하지 않는다.
이 때문에, 수평 방향(x)에서 경사하여 입사한 입사광은 오버랩 영역(OLrg, OLgb)에서, 복수의 다른 색의 필터층(130R과 130Gc, 또는 130Gc와 130B)을 투과하여, 수광면(JS)에 입사한다.
따라서, 본 실시 형태는 실시 형태 1과 마찬가지로, 수평 방향(x)으로 나열하는 화소(P)의 사이에 생기는 "혼색"과, 수직 방향(y)으로 나열하는 화소(P)의 사이에서 생기는 "혼색"의 차를 작게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 레드 필터층(130R)과, 그린 필터층(130Gc)과, 블루 필터층(130B)이 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 수평 방향(x)에서, 그린 필터층(130Gc)의 일부와, 레드 필터층(130R) 또는 블루 필터층(130B)의 일부가 오버랩하도록 형성되어 있다. 본 실시 형태는 실시 형태 1과 비교하여, 오버랩 영역(OLrg, OLgb)의 면적이 크다.
따라서 본 실시 형태는 더욱, "혼색"의 이방성이 발생하는 것을 방지하고, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
<4. 실시 형태 4>
(A) 장치 구성 등
도 18과 도 19는 본 발명에 관한 실시 형태 4에 있어서, 고체 촬상 장치(1d)의 주요부를 도시하는 도면이다.
여기서, 도 18은 도 5와 마찬가지로, 촬상 영역(PA)의 윗면을 도시하고 있다. 또한, 도 19는 도 6과 마찬가지로, 촬상 영역(PA)의 단면을 도시하고 있다. 도 19에서는 도 18에 도시하는 X1d-X2d 부분의 단면을 도시하고 있다.
도 18과 도 19에 도시하는 바와 같이 본 실시 형태에서는 컬러 필터(130d)가 실시 형태 2와 다르다. 이 점을 제외하고, 본 실시 형태는 실시 형태 2와 마찬가지이다. 이 때문에, 중복하는 부분에 관해서는 기재를 생략한다.
컬러 필터(130d)는 도 18에 도시하는 바와 같이 실시 형태 2의 경우와 마찬가지로, 레드 필터층(130Rb)과, 그린 필터층(130Gd)과, 블루 필터층(130Bb)을 포함한다. 그리고, 레드 필터층(130Rb)과, 그린 필터층(130Gd)과, 블루 필터층(130Bb)이 베이어 배열로 나열하도록 배치되어 있다.
또한, 도 18에 도시하는 바와 같이 컬러 필터(130d)는 실시 형태 2의 경우와 마찬가지로, 기판(101)의 면의 상방에서, 배선층(110)상에 위치하도록 형성되어 있다.
컬러 필터(130d)에서는 레드 필터층(130Rb)과, 블루 필터층(130Bb)의 각각은 실시 형태 2와 마찬가지이다. 즉, 레드 필터층(130Rb)과, 블루 필터층(130Bb)의 각각은 도 18에 도시하는 바와 같이 정사각형 형상으로 형성되어 있다.
그러나, 그린 필터층(130Gd)이 실시 형태 2의 경우와 다르다.
구체적으로는 컬러 필터(130d)에서, 그린 필터층(130Gd)은 도 18에 도시하는 바와 같이 실시 형태 2와 마찬가지로, 수광면(JS)의 상방에 마련되어 있다. 그러나, 본 실시 형태에서는 그린 필터층(130Gc)은 레드 필터층(130Rb)과 블루 필터층(130Bb)과 마찬가지로, 정사각형 형상을 포함하도록 형성되어 있다. 즉, 그린 필터층(130Gc)은 수평 방향(x)에서의 폭(HRx)과, 수직 방향(y)에서의 폭(HRy)이 같은 부분을 포함하도록 형성되어 있다(HGx=HGy).
그리고, 그린 필터층(130Gd)은 도 18에 도시하는 바와 같이 대각 방향으로 나열하는 그린 필터층(130Gd)의 모서리에서, 레드 필터층(130Rb)과 블루 필터층(130Bb)의 일부에, 오버랩하도록 형성되어 있다. 이에 의해, 컬러 필터(130d)에서는 오버랩 영역(OLrg, OLgb)이 구성되어 있다.
구체적으로는 도 18에 도시하는 바와 같이 정사각형 형상의 레드 필터층(130Rb)의 4개의 모서리에서, 2등변삼각형의 그린 필터층(130Gd)이 부가되도록, 그린 필터층(130Gd)이 형성되어 있다.
그리고, 이와 함께, 도 18에 도시하는 바와 같이 정사각형 형상의 블루 필터층(130Bb)의 4개의 모서리에서, 2등변삼각형의 그린 필터층(130Gd)이 부가되도록, 그린 필터층(130Gd)이 형성되어 있다.
이와 같이 4각형 형상의 각 필터층에 있어서, 변(side)의 중심부분보다도 모소리의 부분에서 다른 색의 필터층과의 오버랩하는 영역이 커지도록, 각 필터층이 형성되어 있다.
(B) 제조 방법
이하에 의해, 상기한 고체 촬상 장치(1d)를 제조하는 제조 방법의 주요부에 관해 설명한다. 여기서는 고체 촬상 장치(1d)에서 컬러 필터(130d)를 형성하는 공정에 관해 상세히 설명한다.
먼저, 실시 형태 2에서 나타낸 바와 같이 레드 필터층(130Rb)을 형성한다(도 12 참조). 즉, 정사각형 형상이 되도록, 레드 필터층(130Rb)을 형성한다(HRx=HRy).
다음에, 실시 형태 2에서 나타낸 바와 같이 블루 필터층(130Bb)을 형성한다(도 13 참조). 즉, 레드 필터층(130Rb)과 마찬가지로, 정사각형 형상이 되도록, 블루 필터층(130Bb)을 형성한다(HBx=HBy).
다음에, 도 18에 도시한 바와 같이 그린 필터층(130Gd)을 형성한다.
여기서는 대각 방향으로 나열하는 그린 필터층(130Gd)의 모서리에서, 레드 필터층(130Rb)과 블루 필터층(130Bb)의 일부에, 오버랩하도록, 그린 필터층(130Gd)을 형성한다. 이에 의해, 컬러 필터(130d)에서, 오버랩 영역(OLrg, OLgb)을 마련한다.
(C) 정리
이상과 같이 본 실시 형태에서는 레드 필터층(130Rb)과, 그린 필터층(130Gd)과, 블루 필터층(130Bb)의 각각은 정사각형 형상을 포함하도록 형성되어 있다. 여기서는 그린 필터층(130Gd)은 수평 방향(x)과 수직 방향(y)에 대해 경사한 대각 방향에서 복수개가 나열하여 있다. 그리고, 이 대각 방향으로 나열하는 복수의 그린 필터층(130Gd)은 수평 방향(x) 또는 수직 방향(y)에서 블루 필터층(130Bb) 또는 레드 필터층(130Rb)에 인접하도록 배치되어 있다. 그리고, 그 대각 방향으로 나열하는 복수의 그린 필터층(130Gd)의 모서리에서, 블루 필터층(130Bb) 또는 레드 필터층(130Rb)의 적어도 한쪽의 일부에 오버랩하는 부분을 포함하도록, 그린 필터층(130Gd)이 형성되어 있다.
따라서 본 실시 형태에서는 대각 방향에서 입사한 입사광에 기인하는 "혼색"의 발생을, 효과적으로 방지 가능하여, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 그린 필터층(130Gd)은 대각 방향의 모서리에서, 복수개가 서로 연결하고 있다. 그린 필터층(130Gd)이 박리하는 것을 방지할 수 있다.
따라서 본 실시 형태는 제품의 수율의 향상이나, 제품의 신뢰성의 향상을 용이하게 실현할 수 있다.
<5. 실시 형태 5>
(A) 장치 구성 등
도 20은 본 발명에 관한 실시 형태 5에 있어서, 고체 촬상 장치(1e)의 주요부를 도시하는 도면이다. 도 20은 도 5와 마찬가지로, 촬상 영역(PA)의 윗면을 도시하고 있다.
도 20에 도시하는 바와 같이 본 실시 형태에서는 컬러 필터(130e)가 실시 형태 4와 다르다. 이 점을 제외하고, 본 실시 형태는 실시 형태 4와 마찬가지이다. 이 때문에, 중복하는 부분에 관해서는 기재를 생략한다.
컬러 필터(130e)는 도 20에 도시하는 바와 같이 실시 형태 4의 경우와 마찬가지로, 레드 필터층(130Rb)과, 그린 필터층(130Ge)과, 블루 필터층(130Bb)을 포함한다. 그리고, 레드 필터층(130Rb)과, 그린 필터층(130Ge)과, 블루 필터층(130Bb)이 베이어 배열로 나열하도록 배치되어 있다.
컬러 필터(130e)에서는 레드 필터층(130Rb)과, 블루 필터층(130Bb)의 각각은 실시 형태 4와 마찬가지로, 정사각형 형상으로 형성되어 있다.
그러나, 그린 필터층(130Ge)이 실시 형태 4의 경우와 다르다.
여기서는 그린 필터층(130Ge)은 도 20에 도시하는 바와 같이 대각 방향으로 나열하는 그린 필터층(130Gd)의 모서리에서, 레드 필터층(130Rb)과 블루 필터층(130Bb)의 일부에, 오버랩하도록 형성되어 있다. 이에 의해, 컬러 필터(130e)에서는 오버랩 영역(OLrg, OLgb)이 구성되어 있다.
구체적으로는 도 20에 도시하는 바와 같이 실시 형태 4와 달리, 정사각형 형상의 레드 필터층(130Rb)에 대각 방향으로 나열하는 2개의 모서리에서, 2등변삼각형의 그린 필터층(130Gd)이 부가되도록, 그린 필터층(130Gd)이 형성되어 있다.
그리고, 이와 함께, 도 20에 도시하는 바와 같이 실시 형태 4와 달리, 정사각형 형상의 블루 필터층(130Bb)에 대각 방향으로 나열하는 2개의 모서리에서, 2등변삼각형의 그린 필터층(130Gd)이 부가되도록, 그린 필터층(130Gd)이 형성되어 있다.
(B) 정리
이상과 같이 본 실시 형태에서는 실시 형태 4와 마찬가지로, 그린 필터층(130Ge)은 수평 방향(x)과 수직 방향(y)에 대해 경사한 대각 방향에서 복수개가 나열하여 있다. 그리고, 그 대각 방향으로 나열하는 복수의 그린 필터층(130Gd)의 모서리에서, 블루 필터층(130Bb) 또는 레드 필터층(130Rb)의 적어도 한쪽의 일부에 오버랩하는 부분을 포함하도록, 그린 필터층(130Ge)이 형성되어 있다.
따라서 본 실시 형태에서는 실시 형태 4와 마찬가지로, 대각 방향에서 입사하는 입사광에 기인하는 "혼색"의 발생을, 효과적으로 방지 가능하여, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 그린 필터층(130Gd)은 대각 방향의 모서리에서, 복수개가 서로 연결하고 있기 때문에, 실시 형태 4와 마찬가지로, 그린 필터층(130Gd)이 박리하는 것을 방지할 수 있다.
따라서 본 실시 형태는 제품의 수율의 향상이나, 제품의 신뢰성의 향상을 용이하게 실현할 수 있다.
<6. 실시 형태 6>
(A) 장치 구성 등
도 21, 도 22, 도 23은 본 발명에 관한 실시 형태 6에 있어서, 고체 촬상 장치(1f)의 주요부를 도시하는 도면이다.
여기서, 도 21은 도 2와 마찬가지로, 고체 촬상 장치(1f)의 전체 구성을 도시하는 블록도이다. 도 22, 도 23의 양자는 도 5와 마찬가지로, 촬상 영역(PA)의 윗면을 도시하고 있다. 그리고, 도 22는 도 21에 도시하는 촬상 영역(PA)의 중앙부(CB)에 관해 도시하고 있고, 도 23은 도 21에 도시하는 촬상 영역(PA)의 측단부(SB)에 관해 도시하고 있다.
도 21에 도시하는 바와 같이 본 실시 형태에서는 촬상 영역(PA)이 실시 형태 1과 다르다. 또한, 도 22, 도 23에 도시하는 바와 같이 본 실시 형태에서는 컬러 필터(130f)가 실시 형태 1과 다르다. 이 점을 제외하고, 본 실시 형태는 실시 형태 1과 마찬가지이다. 이 때문에, 중복하는 부분에 관해서는 기재를 생략한다.
본 실시 형태의 고체 촬상 장치(1f)는 실시 형태 1과 마찬가지로, CMOS형 이미지 센서이고, 도 21에 도시하는 바와 같이 기판(101)을 포함하고, 기판(101)의 면에서는 촬상 영역(PA)과, 주변 영역(SA)이 마련되어 있다.
그러나, 도 21에 도시하는 바와 같이 촬상 영역(PA)은 실시 형태 1과 달리, 중앙부(CB)와, 측단부(SB)로 구획되어 있다.
촬상 영역(PA)에서, 중앙부(CB)는 도 21에 도시하는 바와 같이 수평 방향(x)에서 중앙 부분에 위치하고 있다. 이 때문에, 중앙부(CB)에 배치된 화소(P)에서는 촬상 영역(PA)의 면에 대해 거의 수직한 각도로 주광선(도 1의 H1)이 입사한다.
한편으로, 촬상 영역(PA)에서, 측단부(SB)는 수평 방향(x)에서 중앙부(CB)를 끼우도록 위치하고 있다. 이 때문에, 측단부(SB)에 배치된 화소(P)에서는 촬상 영역(PA)의 면에 대해 수직한 방향에 대해 경사한 각도로 주광선(도 1의 H2)이 입사한다.
도 22와 도 23에 도시하는 바와 같이 컬러 필터(130f)는 실시 형태 1과 마찬가지로, 레드 필터층(130Rf)과, 그린 필터층(130Gf)과, 블루 필터층(130Bf)을 포함한다. 그리고, 레드 필터층(130Rf)과, 그린 필터층(130Gf)과, 블루 필터층(130Bf)의 어느 하나가 컬러 필터(130f)로서, 각 화소(P)에 마련되어 있다. 여기서는 레드 필터층(130Rf)과, 그린 필터층(130Gf)과, 블루 필터층(130Bf)의 각각이 베이어 배열로 나열하도록 배치되어 있다.
그러나, 도 22와 도 23을 비교하여 알 수 있는 바와 같이 중앙부(CB)와 측단부(SB)에서는 컬러 필터(130f)의 구성이 서로 다르다.
구체적으로는 도 22에 도시하는 바와 같이 중앙부(CB)에서는 실시 형태 1과 달리, 레드 필터층(130Rf)과 그린 필터층(130Gf)과 블루 필터층(130Bf)의 각각은 정사각형 형상으로 형성되어 있다. 즉, 수평 방향(x)에서의 폭(HRx, HGx, HBx)과, 수직 방향(y)에서의 폭(HRy, HGy, HBy)이 같게 되도록, 레드 필터층(130Rf)과 그린 필터층(130Gf)과 블루 필터층(130Bf)의 각각이 형성되어 있다.
또한, 이 중앙부(CB)에서는 도 22에 도시하는 바와 같이 레드 필터층(130Rf)과 그린 필터층(130Gf)과 블루 필터층(130Bf)의 각각이 서로 오버랩하는 부분을 포함하지 않도록, 형성되어 있다.
한편으로, 도 23에 도시하는 바와 같이 측단부(SB)에서는 실시 형태 1과 마찬가지로, 그린 필터층(130Gf)은 정사각형 형상으로 형성되어 있지만, 레드 필터층(130Rf)과 블루 필터층(130Bf)의 각각은 직사각형 형상으로 형성되어 있다.
구체적으로는 측단부(SB)에서, 레드 필터층(130Rf)은 도 23에 도시하는 바와 같이 수평 방향(x)에서의 폭(HRx)이 수직 방향(y)에서의 폭(HRy)보다도 넓게 되도록 형성되어 있다(HRx>HRy). 그리고, 레드 필터층(130Rf)은 수평 방향(x)에서, 그린 필터층(130Gf)의 일부에 오버랩하고 있고, 이에 의해, 오버랩 영역(OLrg)이 구성되어 있다.
또한, 측단부(SB)에서, 그린 필터층(130Gf)은 도 23에 도시하는 바와 같이 수평 방향(x)에서의 폭(HGx)과 수직 방향(y)에서의 폭(HGy)이 같게 되도록 형성되어 있다. 그리고, 그린 필터층(130Gf)은 수평 방향(x)에서, 레드 필터층(130Rf) 또는 블루 필터층(130Bf)의 일부에 오버랩하고 있고, 이에 의해, 오버랩 영역(OLrg, OLgb)이 구성되어 있다.
또한, 측단부(SB)에서, 블루 필터층(130Bf)은 도 23에 도시하는 바와 같이 수평 방향(x)에서의 폭(HBx)이 수직 방향(y)에서의 폭(HBy)보다도 넓게 되도록 형성되어 있다. 그리고, 블루 필터층(130Bf)은 수평 방향(x)에서, 그린 필터층(130Gf)의 일부에 오버랩하도록 형성되어 있고, 이에 의해, 오버랩 영역(OLgb)이 구성되어 있다.
(B) 정리
이상과 같이 본 실시 형태에서는 촬상 영역(PA)의 중앙부(CB)에서는 수평 방향(x)에서, 오버랩 영역(OLrg, OLgb)이 형성되어 있지 않지만, 측단부(SB)에서, 오버랩 영역(OLrg, OLgb)이 형성되어 있다. 즉, 본 실시 형태에서는 촬상 영역(PA)에서 배치된 위치가 그 중심부터 측단으로 떨어짐에 수반하여, 오버랩 영역(OLrg, OLgb)의 면적이 커지도록, 각 필터층(130Rf, 130Gf, 130Bf)이 형성되어 있다.
상술한 바와 같이 측단부(SB)에서는 경사한 각도로 주광선(도 1의 H2)이 입사하기 때문에, "혼색"이 중앙부(CB)보다도 많이 발생한다. 따라서, "혼색"의 이방성에 기인하는 부적합함에 대해서도, 측단부(SB)의 쪽이 중앙부(CB)보다도 많이 발생한다.
그러나, 본 실시 형태에서는 상기한 바와 같이 촬상 영역(PA)의 중앙부(CB)보다도 측단부(SB)에, 오버랩 영역(OLrg, OLgb)의 면적을 크게 함에 의해, 중앙부(CB)와 측단부(SB)의 사이에서의 "혼색"의 발생을 균일화하고 있다. 즉, 촬상 영역(PA)의 위치에서의 "혼색"의 이방성에 관해, 캔슬하고 있다.
따라서 본 실시 형태에서는 "혼색"의 이방성의 발생을 효과적으로 방지 가능하여, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
<7. 기타>
본 발명의 실시에 즈음하여서는 상기한 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 여러가지의 변형례를 채용할 수 있다.
상기한 실시 형태에서는 CMOS 이미지 센서에 적용하는 경우에 관해 설명하였지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, CCD 이미지 센서에 관해, 적용 가능하다. 또한, 기판에 있어서 화소 트랜지스터가 마련된 표면에 대해 반대측의 이면측부터 입사광을 수광하는 이면 조사형의 경우에, 본 발명을 적용하여도 좋다.
또한, 상기한 실시 형태에서는 카메라에 본 발명을 적용하는 경우에 관해 설명하였지만, 이것으로 한정되지 않는다. 스캐너나 복사기 등과 같이 고체 촬상 장치를 구비하는 다른 전자기기에, 본 발명을 적용하여도 좋다.
또한, 상기한 실시 형태에서는 수평 방향에서 다른 색의 필터가 오버랩하는 경우에 관해 주로 나타냈지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 수직 방향에서 다른 색의 필터를 오버랩시켜도 좋다. 또한, 예를 들면, 수평 방향과 수직 방향의 양자에서, 다른 색의 필터를 오버랩시켜도 좋다. 또한, 수평 방향과 수직 방향의 적어도 한쪽에서, 다른 색의 필터를 오버랩시킴과 함께, 실시 형태 4, 5에서 나타낸 바와 같이 면의 중심부분보다도 모서리의 부분에, 많이 오버랩시켜도 좋다.
또한, 상기한 실시 형태에서는 사각형의 필터에 있어서 수평 방향으로 나열하는 2개의 변(수직 방향으로 연재되는 변)의 부분에 있어서, 인접하는 다른 색의 필터에 오버랩하는 경우에 관해 나타냈지만, 이것으로 한정되지 않는다. 사각형의 필터에 있어서 수평 방향으로 나열하는 2개의 변중, 한쪽의 변만에 있어서, 인접하는 다른 색의 필터에 오버랩시켜도 좋다.
또한, 상기한 실시 형태에서는 적, 청, 녹색의 3원색의 필터층을 베이어 배열에서 배치한 경우에 관해 나타냈지만, 이것으로 한정되지 않는다.
도 24, 도 25, 도 26은 본 발명에 관한 실시 형태에 있어서, 컬러 필터의 착색 배열을 도시하는 도면이다.
도 24에 도시하는 바와 같이 베이어 배열에 배치한 복수의 그린 필터층(130G)의 한쪽을, 입사광을 착색하지 않고 백색광으로서 투과시키는 백색 필터(130W)로 한 경우에 관해서도 적용 가능하다.
도 25에 도시하는 바와 같이 베이어 배열에 있어서, 각 필터층(130R, 130G, 130B)의 각각을, 수평 방향(x)과 수직 방향(y)의 각각에 배치하지 않고, 수평 방향(x)과 수직 방향(y)에 대해 45°기울이도록, 배치한 경우에 관해서도 적용 가능하다. 즉, 그린 필터층(130G)의 대각선이 수직 방향(y)에 따르도록 2개 배치되고, 레드 필터층(130R)과 블루 필터층(130B)의 대각선이 수평 방향(x)에 따르도록 배치한 경우에도 적용 가능하다.
도 26에 도시하는 바와 같이 시안 필터층(130C)과 마젠더 필터층(130M)과 옐로 필터층(130Y)과, 그린 필터층(130G)을 1조로 한 착색 배열로, 컬러 필터를 형성한 경우에도 적용 가능하다. 즉, 보색계의 필터의 경우에, 적용하여도 좋다.
상기한 바와 같은 착색 배열의 경우에도, 상기한 실시 형태 1 등과 같이 각 필터층의 평면 형상을 적용함으로써, 본 발명이 효과를 이룰 수 있다. 또한, 상기한 경우에도, "감도"의 향상과 "혼색"의 이방성의 발생 방지의 관점에서, 적절, 다른 색의 필터층을 오버랩시키는 면의 크기를 적절 설정하는 것이 알맞다.
또한, 상기한 실시 형태에서는 포토 다이오드의 각각에 1조의 화소 트랜지스터를 마련하는 경우에 관해 설명하였지만, 이것으로 한정되지 않는다. 여기서는 복수의 포토 다이오드의 사이에서 화소 트랜지스터 등을 공유하도록 구성되는 경우에, 본 발명을 적용하여도 좋다. 또한, 화소 트랜지스터를 화소 사이에서 공유함에 의해, 해상도 등을 향상시킬 수 있다.
도 27, 도 28은 본 발명에 관한 실시 형태에 있어서, 고체 촬상 장치의 주요부를 도시하는 도면이다. 도 27과 도 28은 화소(P)의 윗면을 도시하고 있다.
도 27, 도 28에 도시하는 바와 같이 4개의 화소(P)에서, 포토 다이오드(21)의 수광면(JS)을, x방향과 y방향으로 2개씩 나열한 것을, 1조로 한다. 이 4개의 화소(P)에서는 이 4개의 화소(P)의 전체의 중심에, 하나의 플로팅 디퓨전(FD)이 마련되어 있다. 그리고, 4개의 화소(P)의 수광면(JS)에서, 플로팅 디퓨전(FD)의 사이에, 전송 트랜지스터(22)가 마련되어 있다. 그리고, 이 전송 트랜지스터(22) 이외의 화소 트랜지스터에 대해서는 4개의 화소(P)에서 공통으로 이용 가능하게 마련되어 있다.
구체적으로는 각 전송 트랜지스터(22)는 소스가 각 포토 다이오드(21)에 전기적으로 접속되어 있고, 드레인이 하나의 리셋 트랜지스터(25)의 소스에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 플로팅 디퓨전(FD)은 하나의 증폭 트랜지스터(23)에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 증폭 트랜지스터(23)의 소스는 하나의 선택 트랜지스터(24)의 드레인에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 리셋 트랜지스터(25) 및 증폭 트랜지스터(23)의 각각은 드레인에서 전원 전압이 인가되도록 구성되어 있다. 그리고, 선택 트랜지스터(24)에서는 소스가 수직 신호선에 전기적으로 접속되어 있다.
상기에서는 x방향과 y방향의 각각에 따르도록, 화소(P)를 배치한 경우에 관해 설명하였지만, 이것으로 한정되지 않는다. x방향과 y방향에 대해 경사한 방향에 따르도록, 각 화소(P)를 배치하여도 좋다. 예를 들면, 도 28에 도시하는 바와 같이 x방향 및 y방향에 대해, 예를 들면, 45°의 각도로 경사한 방향에 따르도록, 화소(P)를 배치하여도 좋다.
도 29, 도 30은 본 발명에 관한 실시 형태에 있어서, 고체 촬상 장치의 주요부를 도시하는 도면이다. 여기서, 도 29는 화소(P)의 윗면을 도시하고 있다. 또한, 도 30은 회로 구성을 도시하고 있다.
도 29, 도 30에 도시하는 바와 같이 수직 방향(y)으로 나열하는 4개의 화소(P)를 1조로 하도록 구성하여도 좋다.
여기서는 도 29, 도 30에 도시하는 바와 같이 4개의 포토 다이오드(21_1, 21_2, 21_3, 21_4)의 각각에 대해, 4개의 전송 트랜지스터(22_1, 22_2, 22_3, 22_4)의 각각이 마련되어 있다. 그리고, 이들에 대해, 하나의 증폭 트랜지스터(23)와, 하나의 리셋 트랜지스터(25)가 마련되어 있다.
구체적으로는 4개의 포토 다이오드(21_1, 21_2, 21_3, 21_4)는 도 29에 도시하는 바와 같이 수평 방향(x)에서, 직사각형 형상의 수광면(JS)이 사이를 띠우고 나열하도록 마련되어 있다.
이 중, 하방에 마련된 제1과 제2 포토 다이오드(21_1, 21_2)의 각각의 사이에서는 도 29에 도시하는 바와 같이 좌측 부분에 제1의 플로팅 디퓨전(FD12)이 마련되어 있다. 그리고, 제1과 제2 포토 다이오드(21_1, 21_2)의 각각과, 제1의 플로팅 디퓨전(FD12)의 사이에서는 제1과 제2 전송 트랜지스터(22_1, 22_2)의 각각이 마련되어 있다. 또한, 제1과 제2 포토 다이오드(21_1, 21_2)의 각각의 사이에서는 우측 부분에 증폭 트랜지스터(23)가 마련되어 있다.
한편으로, 상방에 마련된 제3과 제 4의 포토 다이오드(21_3, 21_4)의 각각의 사이에서는 도 29에 도시하는 바와 같이 좌측 부분에 제2 플로팅 디퓨전(FD34)이 마련되어 있다. 그리고, 제3과 제 4의 포토 다이오드(21_3, 21_4)의 각각과, 제2 플로팅 디퓨전(FD34)의 사이에서는 제3과 제 4의 전송 트랜지스터(22_3, 22_4)의 각각이 마련되어 있다. 또한, 제3과 제 4의 포토 다이오드(21_3, 21_4)의 각각의 사이에서는 우측 부분에 리셋 트랜지스터(25)가 마련되어 있다.
4개의 전송 트랜지스터(22_1, 22_2, 22_3, 22_4)의 각각은 도 30에 도시하는 바와 같이 전송 신호가 공급되는 전송선(26)에 게이트가 전기적으로 접속되어 있다. 전송 트랜지스터(22_1, 22_2, 22_3, 22_4)의 각각은 전송 신호에 의해 온 상태가 된다. 이에 의해, 포토 다이오드(21_1, 21_2, 21_3, 21_4)로부터 신호 전하를 플로팅 디퓨전(FD12, 34)에 전송한다.
증폭 트랜지스터(23)는 도 30에 도시하는 바와 같이 게이트가 플로팅 디퓨전(FD12, FD34)에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 증폭 트랜지스터(23)는 소스가 수직 신호선(27)에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 증폭 트랜지스터(23)는 드레인이 고정 전원(Vdd)에 전기적으로 접속되어 있다.
리셋 트랜지스터(25)는 도 30에 도시하는 바와 같이 리셋 신호(RST)가 공급되는 리셋선(29)에 게이트가 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 리셋 트랜지스터(25)는 소스가 플로팅 디퓨전(FD34)에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 리셋 트랜지스터(25)는 드레인이 선택 전원(SELVDD)에 전기적으로 접속되어 있다.
그리고, 도 30에 도시하는 바와 같이 하방의 플로팅 디퓨전(FD12)과, 상방의 플로팅 디퓨전(FD34)의 각각은 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 선택 전원(SELVDD)은 선택 펄스의 경우와 마찬가지로, 전압 레벨을 전환함에 의해, 화소(P)를 선택하도록 구동한다.
도 31, 도 32는 본 발명에 관한 실시 형태에 있어서, 고체 촬상 장치의 주요부를 도시하는 도면이다. 여기서, 도 31은 화소(P)의 윗면을 도시하고 있다. 또한, 도 32는 회로 구성을 도시하고 있다.
도 31, 도 32에 도시하는 바와 같이 수평 방향(x)과 수직 방향(y)에 대해 경사한 대각 방향으로 나열하는 2개의 화소(P)의 그룹이 수직 방향(y)으로 2개 나열한, 합계로 4개의 화소(P)를 1조로 하도록 구성하여도 좋다.
여기서는 도 31, 도 32에 도시하는 바와 같이 4개의 포토 다이오드(21_1, 21_2, 21_3, 21_4)의 각각에 대해, 4개의 전송 트랜지스터(22_1, 22_2, 22_3, 22_4)의 각각이 마련되어 있다.
그리고, 이들에 대해, 2개의 트랜지스터 영역(20_1, 20_2)이 마련되어 있다. 이 2개의 트랜지스터 영역(20_1, 20_2)에서는 도 32에 도시하는 바와 같이 하나의 증폭 트랜지스터(23)와, 하나의 선택 트랜지스터(24)와, 하나의 리셋 트랜지스터(25)가 마련되어 있다.
구체적으로는 제1 포토 다이오드(21_1)와 제2 포토 다이오드(21_2)의 각각은 도 31에 도시하는 바와 같이 수평 방향(x)과 수직 방향(y)에 대해 경사한 대각 방향으로 나열하도록 마련되어 있다. 그리고, 제1 포토 다이오드(21_1)와 제2 포토 다이오드(21_2)의 사이에서는 제1의 플로팅 디퓨전(FD12)이 마련되어 있다. 그리고, 제1과 제2 포토 다이오드(21_1, 21_2)의 각각과, 제1의 플로팅 디퓨전(FD12)의 사이에서는 제1과 제2 전송 트랜지스터(22_1, 22_2)의 각각이 마련되어 있다. 또한, 제1과 제2 포토 다이오드(21_1, 21_2)의 상방에서는 제1 트랜지스터 영역(20_1)이 마련되어 있다.
상기한 바와 마찬가지로, 제3 포토 다이오드(21_3)와 제 4 포토 다이오드(21_4)의 각각은 도 31에 도시하는 바와 같이 대각 방향으로 나열하도록 마련되어 있다. 그리고, 제3 포토 다이오드(21_3)와 제 4 포토 다이오드(21_4)의 사이에서는 제2 플로팅 디퓨전(FD34)이 마련되어 있다. 그리고, 제3과 제 4의 포토 다이오드(21_3, 21_4)의 각각과, 제2 플로팅 디퓨전(FD34)의 사이에서는 제3과 제 4의 전송 트랜지스터(22_3, 22_4)의 각각이 마련되어 있다. 또한, 제3과 제 4의 포토 다이오드(21_3, 21_4)의 상방에서는 제2 트랜지스터 영역(20_2)이 마련되어 있다.
증폭 트랜지스터(23), 선택 트랜지스터(24), 리셋 트랜지스터(25)의 각각은 도 32에 도시하는 바와 같이 각 부분에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 본 구성에 관해서는 특개2006-54276호 공보에 기재되어 있다.
상기한 바와 같은 경우에도, 상기한 실시 형태 1 등과 같이 각 필터층의 평면 형상을 적용함으로써, 본 발명의 효과를 이룰 수 있다.
상기에서는 4개의 포토 다이오드의 사이에서 화소 트랜지스터 등을 공유하는 구성에 관해 나타냈지만, 이것으로 한정되지 않는다. 2개나 3개의 포토 다이오드의 사이에서 화소 트랜지스터 등을 공유하는 경우나, 4개를 초과하는 포토 다이오드의 사이에서 화소 트랜지스터 등을 공유한 경우에도, 본 발명을 적용 가능하다. 즉, 어느 화소 배치에서도, 적용 가능하다.
또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 1, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f는 본 발명의 고체 촬상 장치에 상당한다. 또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 포토 다이오드(21)는 본 발명의 광전변환부에 상당한다. 또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 전송 트랜지스터(22), 증폭 트랜지스터(23), 선택 트랜지스터(24), 리셋 트랜지스터(25)는 본 발명의 반도체 소자에 상당한다. 또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 카메라(40)는 본 발명의 전자기기에 상당한다. 또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 기판(101)은 본 발명의 기판에 상당한다. 또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 배선(110h)은 본 발명의 배선에 상당한다. 또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 컬러 필터(130)는 본 발명의 컬러 필터에 상당한다. 또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 블루 필터층(130B, 130Bb, 130Bf)은 본 발명의 제2 컬러 필터 또는 제3 컬러 필터에 상당한다. 또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 그린 필터층(130G, 130Gb, 130Gc, 130Gd, 130Ge, 130Gf)은 본 발명의 제1 컬러 필터에 상당한다. 또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 레드 필터층(130R, 130Rb, 130Rf)은 본 발명의 제2 컬러 필터 또는 제3 컬러 필터에 상당한다. 또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 컬러 필터(130, 130b, 130c, 130d, 130e, 130f)은 본 발명의 컬러 필터에 상당한다. 또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 수광면(JS)은 본 발명의 수광면에 상당한다. 또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 촬상면(PS)은 본 발명의 촬상면에 상당한다. 또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 수평 방향(x)은 본 발명의 제1 방향에 상당한다. 또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 수직 방향(y)은 본 발명의 제2 방향에 상당한다.
본 발명은 일본국 특허출원 제2009-132743호(2009년 6월 2일 출원)의 우선권 주장출원이다.
이상 본 발명을 상기 실시예에 입각하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예의 구성에만 한정되는 것이 아니고, 특허청구의 범위의 각 청구항의 발명의 범위 내에서 당업자라면 행할 수 있는 각종 변형, 수정을 포함하는 것은 물론이다.

Claims (16)

  1. 고체 촬상 장치에 있어서,
    기판의 촬상면에 마련되어 있고, 수광면에서 입사광을 수광하여 신호 전하를 생성하는 광전변환부와,
    상기 기판의 촬상면에 마련되어 있고, 상기 입사광을 착색하여 상기 수광면에 투과하는 컬러 필터를 구비하고,
    상기 광전변환부는 상기 촬상면에서 복수개가 제1 방향과 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향의 각각에 나열되어 있고, 상기 복수의 광전변환부의 수광면의 사이에서의 거리가 상기 제1 방향보다도 상기 제2 방향에서 넓게 되도록 형성되어 있고,
    상기 컬러 필터는 제1 컬러 필터, 제2 컬러 필터, 및 제3 컬러 필터를 적어도 포함하고,
    상기 제1 컬러 필터는 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 제1 파장 대역에서 광투과율이 높고,
    제2 컬러 필터는 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 상기 제1 방향에서 상기 제1 컬러 필터에 인접하여 나열되어 있고, 상기 제1 파장 대역과 다른 제2 파장 대역에서 광투과율이 높고,
    제3 컬러 필터는 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 상기 제2 방향에서 상기 제1 컬러 필터에 인접하여 나열되어 있고, 상기 제1 및 제2 파장 대역과 다른 3 파장 대역에서 광투과율이 높고,
    상기 제1 방향에서 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터가 적층된 면이 상기 제2 방향에서 상기 제1 컬러 필터와 상기 제3 컬러 필터이 적층된 면보다도, 커지도록 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터는 상기 제1 방향으로 나열하는 수광면의 사이에서, 서로가 오버랩하는 부분을 포함하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 방향과 상기 제2 방향의 각각은 상기 촬상면에 있어서 서로 직교하고 있고,
    상기 광전변환부는 상기 수광면이 상기 수광면의 상방에서 상기 컬러 필터로서 마련되어 있는 제1의 컬러 필터 내지 제3의 컬러 필터의 각면보다도 작은 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 컬러 필터 및 상기 제2 컬러 필터는 상기 촬상면에서 배치된 위치가 상기 촬상면의 중심부터 떨어짐에 수반하여, 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터가 적층하는 면이 커지도록 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 광전변환부는 상기 수광면이 4각형 형상으로 형성되어 있고,
    상기 컬러 필터는 상기 제1의 컬러 필터 내지 제3의 컬러 필터에서 상기 수광면에 대면하는 면이 4각형 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 컬러 필터는 상기 제1 방향에서는 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터가 오버랩한 부분을 포함하고, 상기 제2 방향에서는 상기 제1 컬러 필터와 상기 제3 컬러 필터과 오버랩한 부분을 포함하지 않고, 상기 제1 컬러 필터의 측면과 상기 제3 컬러 필터의 측면이 접하여 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 컬러 필터는 상기 촬상면에서 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 대해 경사한 대각 방향에서 복수개가 체크무늬형상으로 나열되어 있고, 상기 복수의 제1 컬러 필터가 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에서 상기 제2 컬러 필터 또는 상기 제3 컬러 필터에 인접하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제2 컬러 필터와 상기 제3 컬러 필터는 상기 수광면에 대면하는 면이 직사각형 형상이고, 상기 제1 방향에서의 폭이 상기 제2 방향에서의 폭보다도 넓고, 상기 제1 방향에서 상기 제1 컬러 필터의 일부에 오버랩하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 컬러 필터는 상기 수광면에 대면하는 면이 직사각형 형상이고, 상기 제1 방향에서의 폭이 상기 제2 방향에서의 폭보다도 넓고, 상기 제1 방향에서 상기 제2 컬러 필터의 일부 또는 상기 제3 컬러 필터의 일부에 오버랩하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터와 상기 제3 컬러 필터의 각각은 상기 수광면에 대면하는 면이 직사각형 형상이고, 상기 제1 방향에서의 폭이 상기 제2 방향에서의 폭보다도 넓고, 상기 제1 방향에서 상기 제1 컬러 필터의 일부와 상기 제2 컬러 필터 또는 상기 제3 컬러 필터의 일부가 오버랩하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 제1의 컬러 필터 내지 제3의 컬러 필터의 각각은 상기 수광면에 대면하는 면이 4각형 형상의 부분을 포함하고, 상기 대각 방향으로 나열하는 복수의 제1 컬러 필터의 모서리에서, 상기 복수의 제1 컬러 필터가 상기 제2 컬러 필터와 상기 제3 컬러 필터의 적어도 한쪽의 일부에 오버랩하여 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  12. 제 8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 방향에서, 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터가 적층하는 면, 또는 상기 제1 컬러 필터와 상기 제3 컬러 필터이 적층하는 면은 상기 촬상면에서 배치된 위치가 상기 촬상면의 중심부터 떨어짐에 수반하여, 커지도록 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 광전변환부에서 생성된 신호 전하를 판독하여 출력하는 반도체 소자와,
    상기 반도체 소자에 전기적으로 접속된 배선을 포함하고,
    상기 반도체 소자는 상기 복수의 광전변환부의 각각에 대응하도록, 복수개가 상기 기판의 촬상면에 마련되어 있고,
    상기 배선은 상기 촬상면에 있어서, 상기 복수의 수광면의 사이에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  14. 고체 촬상 장치에 있어서,
    기판의 촬상면에 마련되어 있고, 수광면에서 입사광을 수광하여 신호 전하를 생성하는 광전변환부와,
    상기 기판의 촬상면에서 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 상기 입사광을 착색하여 상기 수광면에 투과하는 컬러 필터를 구비하고,
    상기 광전변환부는 상기 촬상면에서 제1 방향과 상기 제1 방향에 대해 직교하는 제2 방향의 각각에 복수개가 나열하여 형성되어 있고,
    상기 컬러 필터는 제1 컬러 필터, 제2 컬러 필터, 및 제3 컬러 필터를 적어도 포함하고,
    상기 제1 컬러 필터는 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 제1 파장 대역에서 광투과율이 높고,
    제2 컬러 필터는 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 상기 제1 방향에서 상기 제1 컬러 필터에 인접하여 나열되어 있고, 상기 제1 파장 대역과 다른 제2 파장 대역에서 광투과율이 높고,
    제3 컬러 필터는 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 상기 제2 방향에서 상기 제1 컬러 필터에 인접하여 나열되어 있고, 상기 제1 및 제2 파장 대역과 다른 제3의 파장 대역에서 광투과율이 높고,
    컬러 필터의 각각은 상기 수광면에 대면하는 면이 4각형 형상의 부분을 포함하고,
    상기 제1 컬러 필터는 상기 촬상면에서 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 대해 경사한 대각 방향에서 복수개가 체크무늬형상으로 나열되어 있고,
    상기 대각 방향으로 나열하는 복수의 제1 컬러 필터가 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에서 상기 제2 컬러 필터 또는 상기 제3 컬러 필터에 인접하도록 배치되어 있고,
    상기 복수의 제1 컬러 필터의 모서리에서, 상기 복수의 제1 컬러 필터가 상기 제2 컬러 필터와 상기 제3 컬러 필터의 적어도 한쪽의 일부에 오버랩하여 연결하는 부분을 포함하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  15. 전자 기기에 있어서,
    기판의 촬상면에 배치되어 있고, 수광면에서 입사광을 수광하여 신호 전하를 생성하는 광전변환부와,
    상기 기판의 촬상면에 마련되어 있고, 상기 입사광을 착색하여 상기 수광면에 투과하는 컬러 필터를 구비하고,
    상기 광전변환부는 상기 촬상면에서 복수개가 제1 방향과 상기 제1 방향과 반대의 제2 방향의 각각에 나열되어 있고, 상기 복수의 광전변환부의 수광면의 사이에서의 거리가 상기 제1 방향보다도 상기 제2 방향에서 넓게 되도록 형성되어 있고,
    상기 컬러 필터는 제1 컬러 필터, 제2 컬러 필터, 제3 컬러 필터를 적어도 포함하고,
    상기 제1 컬러 필터는 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 제1 파장 대역에서 광투과율이 높고,
    상기 제2 컬러 필터는 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 상기 제1 방향에서 상기 제1 컬러 필터에 인접하여 나열되어 있고, 상기 제1 파장 대역과 다른 제2 파장 대역에서 광투과율이 높고,
    상기 제3 컬러 필터는 상기 수광면의 상방에 마련되어 있고, 상기 제2 방향에서 상기 제1 컬러 필터에 인접하여 나열되어 있고, 상기 제1 및 제2 파장 대역과 다른 3 파장 대역에서 광투과율이 높은 제3 컬러 필터를 적어도 포함하고,
    상기 제1 방향에서 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터가 적층된 면이 상기 제2 방향에서 상기 제1 컬러 필터와 상기 제3 컬러 필터이 적층된 면보다도, 커지도록 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전자기기.
  16. 고체 촬상 장치의 제조 방법에 있어서,
    수광면에서 입사광을 수광하여 신호 전하를 생성하는 광전변환부를 기판의 촬상면에 마련하는 광전변환부 형성 공정과,
    상기 입사광을 착색하여 상기 수광면에 투과하는 컬러 필터를 상기 기판의 촬상면에 마련하는 컬러 필터 형성 공정을 구비하고,
    상기 광전변환부 형성 공정에서는 상기 촬상면에서 제1 방향과 상기 제1 방향과 반대의 제2 방향의 각각에, 복수의 광전변환부가 나열하고, 상기 복수의 광전변환부의 수광면의 사이에서의 거리가 상기 제1 방향보다도 상기 제2 방향에서 넓게 되도록, 상기 광전변환부를 형성하고,
    상기 컬러 필터 형성 공정은,
    제1 파장 대역에서 광투과율이 높은 제1 컬러 필터를, 상기 수광면의 상방에 마련하는 제1 컬러 필터 형성 스탭과,
    상기 제1 방향에서 상기 제1 컬러 필터에 인접하여 나열하도록, 상기 제1 파장 대역과 다른 제2 파장 대역에서 광투과율이 높은 제2 컬러 필터를, 상기 수광면의 상방에 마련하는 제2 컬러 필터 형성 스탭과,
    상기 제2 방향에서 상기 제1 컬러 필터에 인접하여 나열되어 있고, 상기 제1 및 제2 파장 대역과 다른 3 파장 대역에서 광투과율이 높은 제3 컬러 필터를, 상기 수광면의 상방에 마련하는 제3 컬러 필터 형성 스탭을 적어도 포함하고,
    상기 제1 방향에서 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터가 적층된 면이 상기 제2 방향에서 상기 제1 컬러 필터와 상기 제3 컬러 필터이 적층된 면보다도, 커지도록, 상기 제1의 컬러 필터 내지 제3의 컬러 필터의 각각을 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
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