KR20110090771A - 고체 촬상 장치 및 그 제조 방법, 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 고체 촬상 장치는 입사광에 있어서 제 1의 파장 영역의 광을 선택적으로 수광하여 광전변환하는 제 1 광전변환부와, 상기 입사광에 있어서 상기 제 1의 파장 영역보다도 짧은 제 2의 파장 영역을 선택적으로 수광하여 광전변환하는 제 2 광전변환부를 적어도 구비하고, 상기 제 2 광전변환부가 상기 제 1 광전변환부를 투과한 광을 수광하도록, 기판의 촬상면에서 상기 제 1 광전변환부가 상기 제 2 광전변환부의 상방에 적층되어 있고, 상기 제 1 광전변환부는, 상기 제 2의 파장 영역의 광이 다른 부분보다도 상기 제 2 광전변환부에 투과하는 투과부가 형성되어 있고, 상기 투과부는, 상기 기판의 촬상면의 방향에서 규정되는 폭(D)이, 해당 투과부의 주변의 굴절률(n), 및, 상기 제 2 광전변환부에 선택적으로 광전변환시키는 상기 제 2의 파장 영역의 최장 파장(λc)과의 사이에서, 하기한 식(1)을 충족시키는 부분을 포함하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
λc/n≤2D …(1)

Description

고체 촬상 장치 및 그 제조 방법, 전자 기기{SOLID-STATE IMAGING DEVICE, METHOD OF MANUFACTURING THEREOF, AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은, 고체 촬상 장치 및 그 제조 방법, 전자 기기에 관한 것이다.
디지털 비디오 카메라, 디지털 스틸카메라 등의 전자 기기는, 고체 촬상 장치를 포함한다. 예를 들면, 고체 촬상 장치로서, CMOS(Complementary Metal Oxicide Semiconductor)형 이미지 센서, CCD(Charge Coupled Devie)형 이미지 센서를 포함한다.
고체 촬상 장치는, 반도체 기판의 촬상면에, 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배열되어 있다. 복수의 화소의 각각에는, 광전변환부가 마련되어 있다. 예를 들면, 포토 다이오드가 광전변환부로서 마련되어 있다.
고체 촬상 장치중, CMOS형 이미지 센서는, 광전변환부 외에, 화소 트랜지스터 등의 반도체 소자를 포함하도록, 화소가 구성되어 있다. 화소 트랜지스터는, 광전변환부에서 생성된 신호 전하를 판독하여, 신호선에 전기 신호로서 출력하도록, 복수의 트랜지스터가 구성되어 있다.
고체 촬상 장치에서, 컬러 화상을 촬상할 때에는, 광전변환부는, 일반적으로, 컬러 필터를 통하여 입사한 광을 수광면에서 수광하여 광전변환함에 의해, 신호 전하를 생성한다.
예를 들면, 적·녹·청의 3원색의 컬러 필터가 베이어 배열로 촬상면에 배치되어 있고, 그 각 색의 컬러 필터를 투과한 각 색의 광을, 각 화소에서 광전변환부가 수광한다. 즉, 적색의 컬러 필터가 상방에 마련된 화소에 주목하면, 피사체상으로서 입사하는 광중, 녹과 청 성분의 광을 흡수하여 적색 성분의 광만이 적색의 컬러 필터를 투과하고, 그 하방에서, 그 투과한 적색광을 광전변환부가 수광한다.
고체 촬상 장치는, 소형화와 함께, 화소수의 증가가 요구되고 있다. 이 때문에, 하나의 화소의 사이즈가, 점점, 작아지기 때문에, 충분한 광량을 수광하는 것이 곤란하게 되어 오고 있고, 촬상 화상의 화층 품질의 향상이 용이하지가 않다.
이와 같은 부적합을 해소하기 위해, 촬상면에 따른 방향으로 각 색의 광을 선택적으로 수광한 광전변환부를 배치하지 않고, 촬상면에 대해 수직한 방향으로 각 색의 광전변환부를 적층시켜서 배치하는 a적층형s이 제안되어 있다.
이 a적층형s은, 예를 들면, 입사광에 포함되는 3원색의 광의 각각을, 순차적으로, 수광하도록, 유기 광전변환막을 광전변환부로서 3층 적층한 것이 제안되어 있다. 이 경우에는, 상방에 마련된 광전변환부에서, 입사광의 일부가 흡수되어, 광전변환이 행하여진다. 그리고, 그 상방에 마련된 광전변환부에 흡수되지 않은 광의 일부가, 그 하방에 위치하는 다른 광전변환부에 의해 흡수되어, 광전변환이 행하여진다. 예를 들면, 최상층의 광전변환부가 녹색의 광을 흡수하고, 중간의 광전변환부가 청색의 광을 흡수하고, 최하층의 광전변환부가 적색의 광을 흡수한다. 그리고, 각 광전변환부에서는, 광전변환이 행하여저서 신호 전하가 생성된다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
이 밖에, 「적층형」에서는, 예를 들면, 반도체 기판의 내부에 광전변환부를 마련함과 함께, 그 상방에, 유기 광전변환막을 광전변환부로서 마련하는 것이 제안되어 있다. 예를 들면, 반도체 기판 내에 청색과 적색의 광을 수광하는 포토 다이오드를 다른 깊이로 형성함과 함께, 그 반도체 기판의 표면에, 녹색의 광을 수광하는 광전 변화막을 형성하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2, 3 참조).
이와 같이, 적층형은, 각 화소에서, 1색의 광뿐만 아니라, 복수의 색의 광의 각각이 수광된다. 이 때문에, 광의 이용 효율이 향상 가능하기 때문에, 소형화를 용이하게 실현할 수 있다. 예를 들면, 적·녹·청의 3원색의 광을 각각 수광하도록, 3개의 유기 광전변환막을 적층한 경우에는, 광의 이용 효율이 3배가 되기 때문에, 1화소당의 면적을, 예를 들면, 1/3로 하는 것이 가능하다. 또한, 「적층형」의 경우에는, 화소가 베이어 배열로 배열되어 있는 경우와 비교하여, 데모자이크 연산 처리의 필요가 없기 때문에, 위색(僞色)의 발생을 억제할 수 있다.
특허 문헌 1 : 일본국 특개2005-347386호 공보
특허 문헌 2 : 일본국 특개2005-353626호 공보
특허 문헌 3 : 일본국 특개2008-258474호 공보
상술한 유기 광전변환막으로서, 예를 들면, 퀴나크리돈이 사용되고 있다.
도 21은, 퀴나크리돈을 이용하여 형성된 유기 광전변환막의 외부 양자(量子) 효율의 측정 결과를 도시하는 도면이다. 도 21에서, 횡축은, 광의 파장(㎚)이고, 종축은, 외부 양자 효율을 도시하고 있다.
도 21에 도시하는 바와 같이, 퀴나크리돈을 이용하여 형성된 유기 광전변환막은, 녹색의 파장 영역에서, 외부 양자 효율이 높고, 높은 감도를 갖는다.
그러나, 도 21에 도시하는 바와 같이, 녹색의 파장 영역 외에도, 청색의 파장 영역에서, 어느 정도의 감도를 갖는다.
이 때문에, 「적층형」에서는, 색 재현성이 충분하지 않은 경우가 있다. 또한, 이에 기인하여, 색 보정의 연산 신호 처리의 리니어 매트릭스 계수가 커지고, 이 연산 신호 처리에 의해 노이즈의 증폭이 일어나는 결과, 화상 품질이 저하되는 경우가 있다.
또한, 녹색의 광을 수광하는 광전변환부에서는 청색의 광을 흡수하기 때문에, 그 하층에서 청색의 광을 수광하는 광전변환부에서는, 청색의 광이 입사하는 양이, 저하되게 된다. 이 때문에, 색 밸런스의 악화와 함께, 화이트 밸런스 계수가 높아저서, 연산에 의한 노이즈 증폭이 일어나는 결과, 화상 품질이 저하되는 경우가 있다.
이와 같이, 「적층형」의 고체 촬상 장치에서, 상층의 광전변환부가 장파장의 광을 수광 후, 그 상층의 광전변환부를 투과한 단파장의 광을 하층에 위치하는 광전변환부가 수광할 때에는, 화상 품질이 충분하지 않은 경우가 있다. 이것은, 유기 재료로 광전변환부를 형성하는 경우 이외에, 무기 재료로 광전변환부를 형성하는 경우에도, 같은 부적합함이 생기는 경우가 있다.
따라서 본 발명은, 촬상 화상의 화상 품질을 향상 가능한, 고체 촬상 장치 및 그 제조 방법, 전자 기기를 제공한다.
본 발명의 고체 촬상 장치는, 입사광에 있어서 제 1의 파장 영역의 광을 선택적으로 수광하여 광전변환하는 제 1 광전변환부와, 상기 입사광에 있어서 상기 제 1의 파장 영역보다도 짧은 제 2의 파장 영역을 선택적으로 수광하여 광전변환하는 제 2 광전변환부를 적어도 구비하고, 상기 제 2 광전변환부가 상기 제 1 광전변환부를 투과한 광을 수광하도록, 기판의 촬상면에서 상기 제 1 광전변환부가 상기 제 2 광전변환부의 상방에 적층되어 있고, 상기 제 1 광전변환부는, 상기 제 2의 파장 영역의 광이 다른 부분보다도 상기 제 2 광전변환부에 투과하는 투과부가 형성되어 있고, 상기 투과부는, 상기 기판의 촬상면의 방향에서 규정되는 폭(D)이, 해당 투과부의 주변의 굴절률(n), 및, 상기 제 2 광전변환부에 선택적으로 광전변환시키는 상기 제 2의 파장 영역의 최장 파장(λc)과의 사이에서, 하기한 식(1)을 충족시키는 부분을 포함하도록 형성되어 있다.
λc/n≤2D …(1)
본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법은, 입사광에 있어서 제 1의 파장 영역의 광을 선택적으로 수광하여 광전변환하는 제 1 광전변환부와, 상기 입사광에 있어서 상기 제 1의 파장 영역보다도 짧은 제 2의 파장 영역을 선택적으로 수광하여 광전변환하는 제 2 광전변환부를 적어도 구비하고, 상기 제 2 광전변환부가 상기 제 1 광전변환부를 투과한 광을 수광하도록, 기판의 촬상면에서 상기 제 1 광전변환부가 상기 제 2 광전변환부의 상방에 적층되어 있는 고체 촬상 장치를 제조하는 공정을 가지며, 상기 고체 촬상 장치를 제조하는 공정은, 상기 제 1 광전변환부에, 상기 제 2의 파장 영역의 광이 다른 부분보다도 상기 제 2 광전변환부에 투과하는 투과부를 형성하는 투과부 형성 공정을 포함하고, 해당 투과부 형성 공정은, 상기 투과부에서 상기 기판의 촬상면의 방향에서 규정되는 폭(D)이, 해당 투과부의 주변의 굴절률(n), 및, 상기 제 2 광전변환부에 선택적으로 광전변환시키는 상기 제 2의 파장 영역의 최장 파장(λc)과의 사이에서, 하기한 식(1)을 충족시키는 부분을 포함하도록, 상기 투과부를 형성한다.
λc/n≤2D …(1)
본 발명의 전자 기기는, 입사광에 있어서 제 1의 파장 영역의 광을 선택적으로 수광하여 광전변환하는 제 1 광전변환부와, 상기 입사광에 있어서 상기 제 1의 파장 영역보다도 짧은 제 2의 파장 영역을 선택적으로 수광하여 광전변환하는 제 2 광전변환부를 적어도 구비하고, 상기 제 2 광전변환부가 상기 제 1 광전변환부를 투과한 광을 수광하도록, 기판의 촬상면에서 상기 제 1 광전변환부가 상기 제 2 광전변환부의 상방에 적층되어 있고, 상기 제 1 광전변환부는, 상기 제 2의 파장 영역의 광이 다른 부분보다도 상기 제 2 광전변환부에 투과하는 투과부가 형성되어 있고, 상기 투과부는, 상기 기판의 촬상면의 방향에서 규정되는 폭(D)이, 해당 투과부 내의 주변의 굴절률(n), 및, 상기 제 2 광전변환부에 선택적으로 광전변환시키는 상기 제 2의 파장 영역의 최장 파장(λc)과의 사이에서, 하기한 식(1)을 충족시키는 부분을 포함하도록 형성되어 있다.
λc/n≤2D …(1)
본 발명에서는, 투과부에서 기판의 촬상면의 방향에서 규정되는 폭(D)이, 해당 투과부의 주변의 굴절률(n), 및, 제 2 광전변환부에 선택적으로 광전변환시키는 제 2의 파장 영역의 최장 파장(λc)과의 사이에서, 식(1)을 충족시키는 부분을 포함하도록 형성한다.
본 발명에 의하면, 촬상 화상의 화상 품질을 향상 가능한, 고체 촬상 장치 및 그 제조 방법, 전자 기기를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 카메라(40)의 구성을 도시하는 구성도.
도 2는, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 고체 촬상 장치(1)의 전체 구성을 도시하는 블록도.
도 3은, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 고체 촬상 장치를 구성하는 화소의 주요부를 도시하는 도면.
도 4는, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 유기 광전변환막(211GK)을 도시하는 도면.
도 5는, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 녹색용 광전변환부(201G)의 회로 구성을 도시하는 회로도.
도 6은, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 고체 촬상 장치를 제조하는 방법에 관해 도시하는 도면.
도 7은, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 고체 촬상 장치를 제조하는 방법에 관해 도시하는 도면.
도 8은, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 고체 촬상 장치를 제조하는 방법에 관해 도시하는 도면.
도 9는, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 고체 촬상 장치를 제조하는 방법에 관해 도시하는 도면.
도 10은, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 고체 촬상 장치를 제조하는 방법에 관해 도시하는 도면.
도 11은, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 유기 광전변환막(211GK)의 외부 양자 효율을 도시하는 도면.
도 12는, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 유기 광전변환막(211GK)의 흡수 특성을 도시하는 도면.
도 13은, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 고체 촬상 장치의 분광 감도를 도시하는 도면.
도 14는, 본 발명에 관한 실시 형태 2에서, 고체 촬상 장치의 주요부를 도시하는 도면.
도 15는, 본 발명에 관한 실시 형태 3에서, 고체 촬상 장치의 주요부를 도시하는 도면.
도 16은, 본 발명에 관한 실시 형태 2에서, 고체 촬상 장치를 제조하는 방법에 관해 도시하는 도면.
도 17은, 본 발명에 관한 실시 형태에서, 변형례를 도시하는 도면.
도 18은, 본 발명에 관한 실시 형태에서, 변형례를 도시하는 도면.
도 19는, 본 발명에 관한 실시 형태에서, 변형례를 도시하는 도면.
도 20은, 본 발명에 관한 실시 형태에서, 변형례를 도시하는 도면.
도 21은, 퀴나크리돈을 이용하여 형성된 유기 광전변환막의 외부 양자 효율의 측정 결과를 도시하는 도면.
이하에, 본 발명의 실시 형태에 관해, 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 설명은, 하기한 순서로 행한다.
1. 실시 형태 1(투과창이 원주형상인 경우)
2. 실시 형태 2(투과창이 광전변환막의 주위를 둘러싸도록 형성되어 있는 경우)
3. 실시 형태 3(투과창이 직육면체형상인 경우)
4. 기타
<1. 실시 형태 1>
(A)장치 구성
(A-1) 카메라의 주요부 구성
도 1은, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 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 입사한 광(피사체상)(H)을 촬상면(PS)에서 수광하여 광전변환함에 의해, 신호 전하를 생성한다. 여기서는, 고체 촬상 장치(1)는, 제어부(43)로부터 출력된 제어 신호에 의거하여 구동한다. 구체적으로는, 신호 전하를 판독하고, 러(raw) 데이터로서 출력한다.
광학계(42)는, 결상 렌즈나 조리개 등의 광학 부재를 포함하고, 피사체상으로서 입사하는 광(H)을, 고체 촬상 장치(1)의 촬상면(PS)에 집광하도록 배치되어 있다.
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 관해 신호 처리를 실시함에 의해, 피사체상에 관해 디지털 화상을 생성하도록 구성되어 있다.
(A-2) 고체 촬상 장치의 주요부 구성
고체 촬상 장치(1)의 전체 구성에 관해 설명한다.
도 2는, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 고체 촬상 장치(1)의 전체 구성을 도시하는 블록도이다.
고체 촬상 장치(1)는, 예를 들면, CMOS형 이미지 센서로서 구성되어 있다. 이 고체 촬상 장치(1)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 기판(101)을 포함한다. 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, 사각형 형상이고, 복수의 화소(P)가 수평 방향(x)과 수직 방향(y)의 각각에, 배치되어 있다. 즉, 화소(P)가 매트릭스 형상으로 나열되어 있다. 그리고, 이 촬상 영역(PA)은, 도 1에 도시한 촬상면(PS)에 상당한다. 화소(P)의 상세에 관해서는, 후술한다.
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(18)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 구동하도록 구성되어 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 관해 신호 처리를 실시한다. 여기서는, 칼럼 회로(14)는, CDS(Correlated Double Sampling ; 상관 이중 샘플링) 회로를(도시 생략) 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)에 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 관해 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 걸은 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, 각종 펄스 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 관해 구동 제어를 행한다.
셔터 구동 회로(19)는, 화소(P)를 행 단위로 선택하여, 화소(P)에서의 노광 시간을 조정하도록 구성되어 있다.
상기한 각 부분은, 행 단위에 나열하는 복수의 화소(P)에 관해 동시에 구동시킨다. 구체적으로는, 상술한 수직 구동 회로(13)에 의해 공급되는 선택 신호에 의해, 화소(P)가, 수평 라인(화소 행) 단위로 수직 방향(y)으로, 순차적으로, 선택된다. 그리고, 타이밍 제너레이터(18)로부터 출력되는 각종 타이밍 신호에 의해 각 화소(P)가 구동한다. 이에 의해, 각 화소(P)로부터 출력된 전기 신호가, 수직 신호선(27)을 통하여, 화소열마다, 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.
(A-3) 고체 촬상 장치의 화소 구성
본 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 화소 구성에 관해 설명한다.
도 3은, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 고체 촬상 장치를 구성하는 화소의 주요부를 도시하는 도면이다. 여기서, 도 3은, 단면을 도시하고 있다.
고체 촬상 장치(1)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 적층형이고, 복수의 광전변환부(201G, 201B, 201R)가 적층하도록 마련되어 있다. 여기서는, 녹색용 광전변환부(201G)와, 청색용 광전변환부(201B)와, 적색용 광전변환부(201R)를 포함하고, 각 부분이, 각 화소(P)의 각각에 대응하여 마련되어 있다.
고체 촬상 장치(1)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 기판(101)을 포함하고, 기판(101)의 윗면의 측에, 녹색용 광전변환부(201G)가 마련되어 있다. 그리고, 기판(101)의 내부에, 윗면부터 하면을 향하여, 청색용 광전변환부(201B)와 적색용 광전변환부(201R)가, 순차적으로, 마련되어 있다.
고체 촬상 장치(1)는, 상부로부터 피사체상으로서 광이 입사하고, 그 입사광을, 녹색용 광전변환부(201G)와 청색용 광전변환부(201B)와 적색용 광전변환부(201R)가 순차적으로 수광한다.
구체적으로는, 최상층의 녹색용 광전변환부(201G)가, 입사광중, 녹색 성분의 광을 고감도로 수광하여 광전변환하고, 녹색 성분 이외의 광의 대부분이 투과한다. 그리고, 그 녹색용 광전변환부(201G)를 투과한 광중, 청색 성분의 광을, 청색용 광전변환부(201B)가 고감도로 수광하여 광전변환하고, 청색 성분 이외의 광의 대부분이 투과한다. 그리고, 그 청색용 광전변환부(201B)를 투과한 광중, 적색 성분의 광을, 적색용 광전변환부(201R)가 고감도로 수광하여 광전변환한다.
고체 촬상 장치(1)를 구성하는 각 부분에 관해 순차적으로 설명한다.
(A-3-1) 녹색용 광전변환부(201G)에 관해
고체 촬상 장치(1)에서, 녹색용 광전변환부(201G)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 기판(101)의 윗면에, 절연막(SZ)을 통하여 마련되어 있다.
녹색용 광전변환부(201G)는, 유기 광전변환막(211GK)과, 상부 전극(211GU)과, 하부 전극(211GL)을 포함하고, 절연막(SZ)의 측부터, 하부 전극(211GL), 유기 광전변환막(211GK), 상부 전극(211GU)의 순서로 마련되어 있다.
녹색용 광전변환부(201G)에서, 유기 광전변환막(211GK)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 절연막(SZ)의 윗면에서, 상부 전극(211GU)과 하부 전극(211GL)에 끼여지도록 마련되어 있다. 유기 광전변환막(211GK)은, 입사광에 포함되는 녹색 성분의 광을 선택적으로 흡수하여 광전변환함으로써, 신호 전하를 생성하도록 구성되어 있다. 즉, 윗면부터 입사한 입사광중, 녹색의 파장 영역의 광을 고감도로 수광하여 광전변환하도록 구성되어 있다. 또한, 유기 광전변환막(211GK)은, 입사광에 포함되는 녹색 성분 이외의 광에 관해서는, 녹색 성분의 광보다도 많이 투과하도록 구성되어 있다. 예를 들면, 유기 광전변환막(211GK)은, 퀴나크리돈류 등의 다환식계 유기 안료를 포함하는 유기 광전변환 재료를 이용하여 형성되어 있고, 이 밖에, 퀴나크리돈 외에, 로다민계 색소, 메라시아닌계 색소를 포함하도록 구성하여도 좋다.
녹색용 광전변환부(201G)에서, 상부 전극(211GU)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 유기 광전변환막(211GK)의 윗면에 마련되어 있다. 상부 전극(211GU)은, 입사광이 투과한 투명 전극이고, 예를 들면, 산화 인듐주석(ITO), 산화 인듐아연 등의 투명 도전 재료를 이용하여 형성되어 있다. 상부 전극(211GU)은, 예를 들면, 스퍼터링법 등의 성막법으로 성막함으로써 형성되어 있다.
녹색용 광전변환부(201G)에서, 하부 전극(211GL)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 절연막(SZ)의 윗면에 마련되어 있다. 하부 전극(211GL)은, 상부 전극(211GU)과 마찬가지로, 입사광이 투과하는 투명 전극이고, 예를 들면, 산화 인듐주석(ITO), 산화 인듐아연 등의 투명 도전 재료를 이용하여 형성되어 있다. 하부 전극(211GL)은, 예를 들면, 스퍼터링법 등의 성막법으로 성막함으로써 형성되어 있다.
본 실시 형태에서, 유기 광전변환막(211GK)에는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 투과창(TM)이 마련되어 있다. 투과창(TM)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 유기 광전변환막(211GK)에어서 윗면부터 하면을 향하여 관통하도록 마련되어 있다.
도 4는, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 유기 광전변환막(211GK)을 도시하는 도면이다. 도 4는, 유기 광전변환막(211GK)의 윗면을 도시하고 있고, X1-X2부분이, 도 3에 대응하고 있다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 유기 광전변환막(211GK)에서는, 복수의 투과창(TM)이 기판(101)의 면방향(xy면)으로 배열되어 있다. 투과창(TM)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 평면 형상이 원형이 되도록 형성되어 있다.
즉, 도 3과 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 투과창(TM)은, 기판(101)의 면에 수직한 방향으로 윗면과 하면이 나열하고, 외주면이 주위에 있는 원주 형상으로 형성되어 있다.
투과창(TM)은, 유기 광전변환막(211GK)에 개구가 마련되고, 그 개구의 내부에, 예를 들면, 절연 재료가 매입되어 있다.
또한, 투과창(TM)의 각각은, 녹색용 광전변환부(201G)의 하층에 위치하는 청색용 광전변환부(201B)에 선택적으로 수광되어 광전변환되는 파장역의 광이, 유기 광전변환막(211GK)의 투과창(TM) 이외의 부분보다도 많이 투과하도록 형성되어 있다. 즉, 녹색용 광전변환부(201G)가 고감도로 광전변환하는 파장역의 광보다도 단파장이고, 그 하층에 위치하는 청색용 광전변환부(201B)에 고감도로 광전변환하는 파장역의 광의 흡수가, 투과창(TM)이 없는 경우보다도 감소하도록 구성되어 있다.
구체적으로는, 「도파관의 원리」에 따라, 투과창(TM)의 각각은, 기판(101)의 면방향에서 규정되는 폭(D)이, 하기한 식(1)을 충족시키는 부분을 포함하도록 형성되어 있다. 또한, 이와 함께, 투과창(TM)의 각각은, 기판(101)의 면방향에서 규정되는 최대 폭(L)이, 하기한 식(2)을 충족시키도록 형성되어 있다. 즉, 상술한 바와 같이, 원주 형상의 투과창(TM)에서는, 직경이 하기한 식(1), (2)의 폭(D, L)에 대응하도록 형성되어 있다.
λc/n≤2D …(1)
λc/n≤2L …(2)
상기한 식(1), (2)에서, n은, 투과창(TM)의 주변의 굴절률을 표시하고 있다. 구체적으로는, n는, 투과창(TM)의 측면의 주변에 위치하는 유기 광전변환막(211GK)과, 윗면에 위치하는 상부 전극(211GU)과, 하면에 위치하는 하부 전극(211GL)을 포함하는 실효 굴절률이다. 여기서 말하는 실효 굴절률이란, 파장 오더 영역의 광장(光場)으로서의 실효적인 굴절률이다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 유기 광전변환막(211GK)과 상부 전극(211GU)과 하부 전극(211GL)의 각 굴절률치의 중간적인 값이 된다.
또한, λc는, 녹색용 광전변환부(201G)의 유기 광전변환막(211GK)에 입사하는 입사광에 있어서, 줄이고 싶은 흡수 파장역의 최장 파장(컷오프의 파장)을 표시하고 있다. 이 때문에, 녹색용 광전변환부(201G)의 하층에 위치하는 청색용 광전변환부(201B)가 선택적으로 수광하여 광전변환하는 청색의 파장역의 최장 파장을, 컷오프 파장(λc)으로 하여 폭(D)을 설정하면, 「도파관의 원리」에 의해, 청색의 광이 많이 투과하게 된다.
도 5는, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 녹색용 광전변환부(201G)의 회로 구성을 도시하는 회로도이다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 녹색용 광전변환부(201G)에서는, 유기 광전변환막(211GK)에서 생성된 신호 전하에 의한 전기 신호가, 녹색용 판독 회로부(202G)에 의해 판독되도록, 화소가 구성되어 있다. 녹색용 광전변환부(201G)에서, 유기 광전변환막(211GK)은, 하부 전극(211GL)과 상부 전극(211GU)에 의해 전압이 인가된다. 그리고, 유기 광전변환막(211GK)에서 생성된 신호 전하는, 녹색용 판독 회로부(202G)에 의해 판독된다.
녹색용 판독 회로부(202G)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 판독 회로(20)를 포함한다.
판독 회로(20)는, 각 화소(P)의 각각에 마련되어 있고, 각 화소(P)에서, 유기 광전변환막(211GK)에서 생성된 신호 전하를, 판독하도록 구성되어 있다. 도 3에서는 도시를 생략하고 있지만, 예를 들면, 판독 회로(20)는, 기판(101)의 표면에서, 복수의 화소의 경계 부분에 위치하도록 배치되어 있고, 절연막(SZ)으로 덮이여 있다.
본 실시 형태에서는, 판독 회로(20)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 리셋 트랜지스터(22)와, 증폭 트랜지스터(23)와, 선택 트랜지스터(24)를 포함하고, 3트랜지스터 방식의 CMOS 신호 판독 회로로서 구성되어 있다. 즉, 녹색용 광전변환부(201G)에서 생성된 신호 전하는, 기판(101)에 형성된 축적 다이오드(TD)에 옮겨저서 축적된 후, 3개의 트랜지스터로 이루어지는 판독 회로(20)에 의해, 판독된다.
녹색용 판독 회로부(202G)에서, 리셋 트랜지스터(22)는, 증폭 트랜지스터(23)의 게이트 전위를 리셋하도록 구성되어 있다.
구체적으로는, 리셋 트랜지스터(22)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 행 리셋 신호가 공급된 리셋선(29)에 게이트가 접속되어 있다. 또한, 리셋 트랜지스터(22)는, 드레인이 전원 전위 공급선(Vdd)에 접속되고, 소스가 플로팅·디퓨전(FD)에 접속되어 있다. 그리고, 리셋 트랜지스터(22)는, 리셋선(29)으로부터 입력된 행 리셋 신호에 의거하여, 플로팅·디퓨전(FD)을 통하여, 증폭 트랜지스터(23)의 게이트 전위를, 전원 전위에 리셋한다.
녹색용 판독 회로부(202G)에서, 증폭 트랜지스터(23)는, 녹색용의 유기 광전변환막(211GK)에서 생성된 신호 전하에 의한 전기 신호를, 증폭하여 출력하도록 구성되어 있다.
구체적으로는, 증폭 트랜지스터(23)는, 도 5에 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.
녹색용 판독 회로부(202G)에서, 선택 트랜지스터(24)는, 행 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 5에 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.
(A-3-2) 청색용 광전변환부(201B)에 관해
고체 촬상 장치(1)에서, 청색용 광전변환부(201B)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 기판(101)의 내부에 마련되어 있다. 여기서는, 청색용 광전변환부(201B)는, 적색용 광전변환부(201R)보다도 표층측에 위치하도록 형성되어 있다.
청색용 광전변환부(201B)는, 복수의 화소(P)의 각각에 대응하도록, 복수가 배치되어 있다. 즉, 청색용 광전변환부(201B)는, 촬상면(xy면)에서, 수평 방향(x)과, 이 수평 방향(x)에 대해 직교하는 수직 방향(y)의 각각에 나열하고 마련되어 있다.
이 청색용 광전변환부(201B)는, 포토 다이오드이고, 기판(101)의 내부에 pn 접합을 갖는다. 청색용 광전변환부(201B)는, 입사광(피사체상)중, 청색 성분의 광을 선택적으로 흡수하여 광전변환함으로써, 신호 전하를 생성한다. 즉, 상층의 녹색용 광전변환부(201G)를 투과한 광중, 청색의 파장 영역의 광을 고감도로 수광하여 광전변환하도록에 구성되어 있다. 또한, 청색용 광전변환부(201B)는, 청색 성분 이외의 광에 관해서는, 청색 성분의 광보다도 많이 투과하도록 구성되어 있다.
도시를 생략하고 있지만, 청색용 광전변환부(201B)에서는, 생성된 신호 전하에 의한 전기 신호가, 청색용 판독 회로부(도시 생략)에 의해 판독되도록, 화소가 구성되어 있다. 청색용 판독 회로부(도시 생략)는, 상술한 판독 회로(20)와 같은 판독 회로(도시 생략)가 각 화소(P)의 각각에 마련되어 있고, 각 화소(P)의 청색용 광전변환부(201B)에서 생성된 신호 전하를, 판독하도록 구성되어 있다.
(A-3-3) 적색용 광전변환부(201R)에 관해
고체 촬상 장치(1)에서, 적색용 광전변환부(201R)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 기판(101)의 내부에 마련되어 있다. 여기서는, 적색용 광전변환부(201R)는, 청색용 광전변환부(201B)보다도 깊은 위치에 형성되어 있다.
이 적색용 광전변환부(201R)는, 복수의 화소(P)의 각각에 대응하도록, 복수가 배치되어 있다. 즉, 적색용 광전변환부(201R)는, 촬상면(xy면)에서, 수평 방향(x)과, 이 수평 방향(x)에 대해 직교하는 수직 방향(y)의 각각에 나열하여 마련되어 있다.
적색용 광전변환부(201R)는, 청색용 광전변환부(201B)와 마찬가지로, 포토 다이오드이고, 기판(101)의 내부에 pn 접합을 갖는다. 적색용 광전변환부(201R)는, 입사광(피사체상)중, 적색 성분의 광을 선택적으로 흡수하여 광전변환함으로써, 신호 전하를 생성한다. 즉, 상층의 청색용 광전변환부(201B)를 투과한 광중, 적색의 파장 영역의 광을 고감도로 수광하여 광전변환하도록 구성되어 있다.
도시를 생략하고 있지만, 적색용 광전변환부(201R)에서는, 생성된 신호 전하에 의한 전기 신호가, 적색용 판독 회로부(도시 생략)에 의해 판독되도록, 화소가 구성되어 있다. 적색용 판독 회로부(도시 생략)는, 상술한 판독 회로(20)와 같은 판독 회로(도시 생략)ㄱ가 각 화소(P)의 각각에 마련되어 있고, 각 화소(P)의 적색용 광전변환부(201R)에서 생성된 신호 전하를, 판독하도록 구성되어 있다.
(A-3-4) 기타
상기 외에, 고체 촬상 장치(1)는, 각 화소(P)에 대응하도록, 온 칩 렌즈(도시 생략)가 마련되어 있다. 여기서는, 온 칩 렌즈(도시 생략)는, 녹색용 광전변환부(201G)의 윗면에서, 패시베이션막(도시 생략)을 통하여, 마련되어 있다.
(B) 고체 촬상 장치의 제조방법
상술한 고체 촬상 장치(1)의 제조 방법의 주요부에 관해 설명한다.
도 6 내지 도 10은, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 고체 촬상 장치를 제조하는 방법에 관해 도시하는 도면이다. 도 6 내지 도 10은, 도 3과 마찬가지로, 단면을 도시하고 있다.
우선, 도 6에 도시하는 바와 같이, 적색용 광전변환부(201R), 청색용 광전변환부(201B)의 형성을 실시함과 함께, 녹색용 광전변환부(201G)의 하부 전극(211GL)의 형성을 실시한다.
여기서는, 기판(101)의 내부에 적색용 광전변환부(201R)와 청색용 광전변환부(201B)를 형성한다. 적색용 광전변환부(201R)가 청색용 광전변환부(201B)보다도 깊은 위치가 되도록 형성한다.
구체적으로는, 실리콘 반도체로 이루어지는 기판(101)에, 적절히, 불순물을 이온 주입함으로써 포토 다이오드를 마련함에 의해, 적색용 광전변환부(201R), 청색용 광전변환부(201B)의 각각을 형성한다.
예를 들면, 기판(101)의 윗면부터 0.6㎛까지의 위치에, 청색용 광전변환부(201B)를 형성한다. 그리고, 또한, 청색용 광전변환부(201B)의 하면부터 4.3㎛까지의 위치에, 적색용 광전변환부(201R)를 형성한다.
그리고, 기판(101)의 윗면에 판독 회로(도시 생략) 등의 반도체 소자를 형성 후, 그 반도체 소자를 피복하도록, 절연막(SZ)을 형성한다. 여기서는, 복수종류의 절연 재료를 적층시켜서 절연막(SZ)을 마련하여도 좋다. 예를 들면, 60㎚ 두께의 HfO막을 형성 후, SiO2막을 적층하여, 절연막(SZ)을 마련하여도 좋다.
그리고, 절연막(SZ)의 윗면에, 녹색용 광전변환부(201G)의 하부 전극(211GL)을 형성한다. 예를 들면, 스퍼터링법에 의해, 100㎚ 두께의 ITO막을 성막함으로써, 하부 전극(211GL)을 형성한다.
다음에, 도 7에 도시하는 바와 같이, 녹색용 광전변환부(201G)의 유기 광전변환막(211GK)에 관해 형성한다.
여기서는, 절연막(SZ)의 상방에, 메탈 마스크(MM)를 배치한다. 구체적으로는, 녹색용 광전변환부(201G)의 유기 광전변환막(211GK)을 패턴에 대응하도록, 개구부가 마련된 메탈 마스크(MM)를 배치한다.
그리고, 메탈 마스크(MM)를 통하여, 절연막(SZ)의 윗면에 유기 광전 재료를 진공
증착함으로써, 유기 광전변환막(211GK)을 형성한다. 예를 들면, 퀴나크리돈류 등의 다환식계 유기 안료를 포함하는 유기 광전변환 재료를 이용하여 유기 광전변환막(211GK)을 형성한다.
그 후, 도 8에 도시하는 바와 같이, 메탈 마스크(MM)를 제거한다. 이에 의해, 투과창(TM)을 형성하는 부분에 개구(KK)가 마련된 유기 광전변환막(211GK)을 형성할 수 있다.
다음에, 도 9에 도시하는 바와 같이, 실리콘 산화막(TMm)을 마련한다.
여기서는, 유기 광전변환막(211GK)에 마련된 개구(KK)의 내부를 매입하도록, 실리콘 산화막(TMm)을 형성한다.
다음에, 도 10에 도시하는 바와 같이, 투과창(TM)을 형성한다.
여기서는, 유기 광전변환막(211GK)의 윗면 부분에서 실리콘 산화막(TMm)을 제거함으로써, 투과창(TM)을 형성한다. 예를 들면, RIE법에 의해, 실리콘 산화막(TMm)에 관해 에칭 처리를 실시함으로써, 투과창(TM)을 형성한다.
다음에, 도 3에 도시한 바와 같이, 녹색용 광전변환부(201G)의 상부 전극(211GU)의 형성을 실시한다.
여기서는, 유기 광전변환막(211GK)의 윗면에, 상부 전극(211GU)을 형성한다. 예를 들면, 스퍼터링법에 의해, 100㎚ 두께의 ITO막을 성막함으로써, 상부 전극(211GU)을 형성한다. 이에 의해, 녹색용 광전변환부(201G)가 완성된다.
이 후, 녹색용 광전변환부(201G)의 윗면에 패시베이션막(도시 생략)을 마련한다. 예를 들면, 400㎚ 두께의 SiN막을, 패시베이션막(도시 생략)으로서 마련한다.
그리고, 각 화소(P)에 대응하도록, 온 칩 렌즈(도시 생략)를 패시베이션막(도시 생략)상에 마련한다. 예를 들면, 렌즈 두께가 350㎚가 되도록, 온 칩 렌즈(도시 생략)를 마련한다.
(C) 정리
이상과 같이, 본 실시 형태는, 입사광중 녹색의 파장 영역의 광을 선택적으로 수광하여 광전변환하는 녹색용 광전변환부(201G)와, 그 입사광중 녹색의 파장 영역보다도 짧은 청색의 파장 영역을 선택적으로 수광하여 광전변환하는 청색용 광전변환부(201B)를 구비한다. 또한, 녹색 및 청색의 파장 영역과 다른 적색의 파장 영역의 광을 선택적으로 수광하여 광전변환하는 적색용 광전변환부(201R)를 구비한다.
여기서는, 청색용 광전변환부(201B)가 녹색용 광전변환부(201G)를 투과한 광을 수광하도록, 기판(101)의 촬상면(xy면)에서, 녹색용 광전변환부(201G)가 청색용 광전변환부(201B)의 상방에 적층되어 있다. 그리고, 적색용 광전변환부(201R)가 청색용 광전변환부(201B) 및 녹색용 광전변환부(201G)를 투과한 광을 수광하도록, 청색용 광전변환부(201B) 및 녹색용 광전변환부(201G)가 적색용 광전변환부(201R)의 상방에 적층되어 있다.
그리고, 녹색용 광전변환부(201G)는, 투과창(TM)이 마련되어 있다. 투과창(TM)은, 청색의 파장 영역의 광이 투과창(TM) 이외의 부분보다도 많이 청색용 광전변환부(201B)에 투과하도록 형성되어 있다. 이 투과창(TM)은, 기판(101)의 촬상면(xy면)의 방향에서 규정되는 폭(D)이, 상술한 식(1)을 충족시키도록 형성되어 있다. 이 때문에, 녹색용 광전변환부(201G)에서는, 「도파관의 원리」에 의해, 청색의 광이 많이 투과하게 된다.
따라서, 녹색용 광전변환부(201G)를 구성하는 유기 광전변환막(211GK)은, 녹색의 파장 영역 이외의 청색의 파장 영역에 관해 감도가 낮다. 또한, 녹색용 광전변환부(201G)에서 청색의 광이 흡수하는 양이 감소하고, 청색용 광전변환부(201B)에 청색의 광이 입사하는 양이 증가한다. 이 결과, 「적층형」에서, 색 재현성을 향상할 수 있다. 그리고, 이 결과, 연산 신호 처리에 의해 노이즈의 증폭이 생기는 것을 방지할 수 있고, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
도 11은, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 유기 광전변환막(211GK)의 외부 양자 효율을 도시하는 도면이다. 도 11에서, 횡축은, 광의 파장(㎚)이고, 종축은, 양자 효율을 도시하고 있다.
또한, 도 12는, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 유기 광전변환막(211GK)의 흡수 특성을 도시하는 도면이다. 도 12에서, 횡축은, 광의 파장(㎚)이고, 종축은, 흡수를 나타내고 있다. 여기서는, 유기 광전변환막(211GK)의 두께가 300㎚이고, 폭(D)이 100㎚인 투과창(TM)을 200㎚의 주기로 마련한 경우에 관해, FDTD법으로 시뮬레이션을 한 결과를 나타내고 있다.(FDTD법=Finite-difference time-domain method)
또한, 도 13은, 본 발명에 관한 실시 형태 1에서, 고체 촬상 장치의 분광 감도를 도시하는 도면이다. 도 13에서, 횡축은, 광의 파장(㎚)이고, 종축은, 분광 감도를 나타내고 있다.
도 11, 도 12, 도 13에서는, 실선은, 본 실시 형태의 경우를 나타내고 있고, 파선은, 본 실시 형태의 유기 광전변환막(211GK)에 대해, 투과창(TM)을 마련하지 않은 경우를 나타내고 있다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 경우(실선)는, 투과창(TM)을 마련하지 않은 경우(파선)와 비교하여, 녹색의 파장 영역보다도 짧은 청색의 파장 영역에서, 외부 양자 효율이 낮다. 또한, 도 12에 도시하는 바와 같이, 녹색의 파장 영역보다도 짧은 청색의 파장 영역에서, 흡수률이 낮다.
이 때문에, 녹색의 광을 수광하는 광전변환부에서는 청색의 광을 흡수하는 양이 저하되기 때문에, 그 하층에서 청색의 광을 수광하는 광전변환부에서는, 청색의 광이 입사하는 양이, 증가하게 된다.
따라서, 도 13에 도시하는 바와 같이, 청색의 파장 영역에 관해서는, 청색용 광전변환부(201B)에서의 감도가 향상하고, 녹색용 광전변환부(201G)에서의 감도가 저하된다. 따라서 색 밸런스가 양호하게 됨과 함께, 노이즈의 발생을 억제 가능하기 때문에, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 투과창(TM)에 관해서는, 녹색용 광전변환부(201G)를 구성하는 광전변환막(211GK)의 윗면과 하면 사이에서 관통하는 구멍으로서 형성되어 있다. 또한, 투과창(TM)에 관해서는, 기판(101)의 촬상면(xy면)에서, 녹색용 광전변환부(201G)를 구성하는 유기 광전변환막(211GK)에 의해 둘러싸여진 패턴으로 형성되어 있다. 이 때문에, 상부로부터 입사한 광은, 광전변환막(211GK)보다도 흡수가 되기 어려운 투과창(TM)의 내부에서 하부로 투과하기 때문에, 상기 효과를 알맞게 이룰 수 있다.
<2. 실시 형태 2>
(A) 장치 구성 등
도 14는, 본 발명에 관한 실시 형태 2에서, 고체 촬상 장치의 주요부를 도시하는 도면이다.
여기서, 도 14는, 도 4와 마찬가지로, 유기 광전변환막(211GKb)을 도시하는 도면이다. 도 14는, 도 4와 마찬가지로, 유기 광전변환막(211GKb)의 윗면을 도시하고 있고, X1-X2 부분이, 도 3에 대응하고 있다.
도 14에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 유기 광전변환막(211GKb)에 마련된 투과창(TMb)의 형상이, 실시 형태 1의 경우와 다르다. 이 점을 제외하고, 본 실시 형태는, 실시 형태 1과 마찬가지이다. 이 때문에, 중복되는 부분에 관해서는, 기재를 생략한다.
도 14에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 유기 광전변환막(211GKb)에서는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 투과창(TMb)이 기판(101)의 면방향(xy면)으로 마련되어 있다.
그러나, 도 14에 도시하는 바와 같이, 실시 형태 1과 달리, 투과창(TMb)은, 기판(101)의 면방향(xy면)에서, 유기 광전변환막(211GKb)의 형성 부분을 둘러싸도록 마련되어 있다. 여기서는, 정사각형형상의 유기 광전변환막(211GKb)이 기판(101)의 면방향(xy면)에 나열하고 있고, 그 주위에서 일체로 연결하도록, 투과창(TMb)이 마련되어 있다.
구체적으로는, 정사각형형상의 유기 광전변환막(211GKb)은, x방향에서, 복수가 등간격으로 나열하도록 마련되어 있다. 그리고, 유기 광전변환막(211GKb)은, y방향에서도, 복수가 등간격으로 나열하도록 마련되어 있다. 본 실시 형태에서는, x방향으로 나열하는 복수의 유기 광전변환막(211GKb)의 제 1 그룹과, 그 제 1 그룹의 유기 광전변환막(211GKb)에 대해, 복수의 유기 광전변환막(211GKb)이, 반피치분, x방향으로 시프트한 제 2 그룹을 갖는다. 그리고, 그 제 1 그룹과 제 2 그룹이, y방향에서 투과창(TMb)을 통하여 교대로 나열하도록, 유기 광전변환막(211GKb)이 마련되어 있다.
상기한 투과창(TMb)은, 실시 형태 1과 마찬가지로, 유기 광전변환막(211GKb)에 개구가 마련되고, 그 개구의 내부에, 예를 들면, 절연 재료가 매입되어 있다.
또한, 투과창(TMb)은, 실시 형태 1과 마찬가지로, 녹색용 광전변환부(201G)의 하층의 청색용 광전변환부(201B)에 선택적으로 수광되어 광전변환되는 파장역의 광이, 유기 광전변환막(211GKb)의 투과창(TMb) 이외의 부분보다도 많이 투과하도록 형성되어 있다. 즉, 「도파관의 원리」에 따라, 투과창(TM)의 각각은, 기판(101)의 면방향에서 규정되는 폭(D)이, 상술한 식(1)을 충족시키는 부분을 포함하도록 형성되어 있다.
(B) 정리
이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 녹색용 광전변환부(201Gb)는, 투과창(TMb)이 마련되어 있다. 투과창(TMb)은, 청색의 파장 영역의 광이 투과창(TMb) 이외의 유기 광전변환막(211GKb)의 부분보다도 많이 청색용 광전변환부(201B)에 투과하도록 형성되어 있다. 구체적으로는, 이 투과창(TMb)은, 기판(101)의 촬상면(xy면)의 방향에서 규정되는 폭(D)이, 상술한 식(1)을 충족시키도록 형성되어 있다. 이 때문에, 녹색용 광전변환부(201Gb)에서는, 「도파관의 원리」에 의해, 청색의 광이 많이 투과하게 된다.
따라서, 녹색용 광전변환부(201Gb)를 구성하는 유기 광전변환막(211GKb)은, 녹색의 파장 영역 이외의 청색의 파장 영역에 관해 감도가 낮다. 또한, 녹색용 광전변환부(201Gb)에서 청색의 광이 흡수하는 양이 감소하고, 청색용 광전변환부(201B)에 청색의 광이 입사하는 양이 증가한다. 이 결과, 「적층형」에서, 색 재현성을 향상할 수 있다. 그리고, 이 결과, 연산 신호 처리에 의해 노이즈의 증폭이 생기는 것을 방지할 수 있고, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
특히, 본 실시 형태의 투과창(TMb)은, 기판(101)의 촬상면(xy면)에서 유기 광전변환막(211GKb)을 둘러싸는 패턴으로 형성되어 있다(도 14 참조). 이와 같이 정사각형 또는 직사각형 등의 사각형의 형상이 되면, 개구 면적이 커지기 때문에, 보다 단파장측의 투과율이 높아진다. 따라서, 화상 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.
<3. 실시 형태 3>
(A) 장치 구성 등
도 15는, 본 발명에 관한 실시 형태 3에서, 고체 촬상 장치의 주요부를 도시하는 도면이다.
여기서, 도 15는, 도 4와 마찬가지로, 유기 광전변환막(211GKc)을 도시하는 도면이다. 도 15는, 도 4와 마찬가지로, 유기 광전변환막(211GKc)의 윗면을 도시하고 있고, X1-X2 부분이, 도 3에 대응하고 있다.
도 14에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 유기 광전변환막(211GKc) 및 투과창(TMc)의 형상이, 실시 형태 1의 경우와 다르다. 이 점을 제외하고, 본 실시 형태는, 실시 형태 1과 마찬가지이다. 이 때문에, 중복되는 부분에 관해서는, 기재를 생략한다.
도 15에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 유기 광전변환막(211GKc)에서는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 투과창(TMc)이 기판(101)의 면방향(xy면)으로 마련되어 있다.
그러나, 도 14에 도시하는 바와 같이, 실시 형태 1과 달리, 투과창(TMc)은, 기판(101)의 면방향(xy면)에서, 4각형 형상이 되도록 마련되어 있다. 여기서는, 투과창(TMc)은, 기판(101)의 면방향(xy면)에서, x방향 및 y방향으로 복수가 나열하도록 마련되어 있다.
구체적으로는, 유기 광전변환막(211GKc)은, x방향과 y방향에서 복수가 등간격으로 나열하는 제 1 그룹(221c) 및 제 2 그룹(222c)을 갖는다. 그리고, 제 1 그룹(221c) 및 제 2 그룹(222c)의 사이는, x방향 및 y방향으로, 반피치분, 시프트하도록 마련되어 있다.
상기한 투과창(TMc)은, 실시 형태 1과 마찬가지로, 유기 광전변환막(211GKc)에 개구가 마련되고, 그 개구의 내부에, 예를 들면, 절연 재료가 매입되어 있다.
또한, 투과창(TMc)은, 실시 형태 1과 마찬가지로, 녹색용 광전변환부(201G)의 하층의 청색용 광전변환부(201B)에 선택적으로 수광되어 광전변환되는 파장역의 광이, 유기 광전변환막(211GKc)의 투과창(TMc) 이외의 부분보다도 많이 투과하도록 형성되어 있다. 즉, 「도파관의 원리」에 따라, 투과창(TM)의 각각은, 기판(101)의 면방향에서 규정되는 폭(D)이, 상술한 식(1)을 충족시키는 부분을 포함하도록 형성되어 있다.
(B) 고체 촬상 장치의 제조방법
상술한 고체 촬상 장치(1)의 제조 방법의 주요부에 관해 설명한다.
도 16은, 본 발명에 관한 실시 형태 3에서, 고체 촬상 장치를 제조하는 방법에 관해 도시하는 도면이다. 도 16은, 도 15와 마찬가지로, 윗면을 도시하고 있다.
유기 광전변환막(211GKc)의 형성에서는, 우선, 도 16(A)에 도시하는 바와 같이, 제 1 그룹(221c)의 형성을 실시한다.
여기서는, 도 16(A)에 도시하는 바와 같이, x방향 및 y방향에서, 정사각형형상의 복수의 유기 광전변환막이 등간격으로 나열하도록, 제 1 그룹(221c)의 유기 광전변환막을 형성한다.
구체적으로는, 실시 형태 1의 경우와 마찬가지로, 개구부가 격자형상으로 형성된 메탈 마스크(도시 생략)를 이용하여, 유기 광전변환 재료를 증착함으로써, 이 형성을 실시한다.
다음에, 도 16(B)에 도시하는 바와 같이, 제 2 그룹(222c)의 형성을 실시한다.
여기서는, 도 16(B)에 도시하는 바와 같이, x방향 및 y방향에서, 정사각형형상의 복수의 유기 광전변환막이 등간격으로 나열하도록, 제 2 그룹(222c)의 유기 광전변환막을 형성한다. 제 2 그룹(222c)에 관해서는, 제 1 그룹(221c)에 대해, x방향 및 y방향에서, 반피치분, 정사각형형상의 복수의 유기 광전변환막이 시프트하도록 마련한다.
구체적으로는, 상기한 바와 마찬가지로, 개구부가 격자형상으로 형성된 메탈 마스크(도시 생략)를 이용하여, 유기 광전변환 재료를 증착함으로써, 이 형성을 실시한다.
이 후, 실시 형태 1의 경우와 마찬가지로 하여, 각 부분을 마련함으로써, 고체 촬상 장치를 완성시킨다.
(C) 정리
이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 녹색용 광전변환부(201Gc)는, 투과창(TMc)이 마련되어 있다. 투과창(TMc)은, 청색의 파장 영역의 광이 유기 광전변환막(211GKc)보다도 많이 청색용 광전변환부(201B)에 투과하도록 형성되어 있다. 구체적으로는, 이 투과창(TMc)은, 기판(101)의 촬상면(xy면)의 방향에서 규정되는 폭(D)이, 상술한 식(1)을 충족시키도록 형성되어 있다. 이 때문에, 녹색용 광전변환부(201Gc)에서는, 「도파관의 원리」에 의해, 청색의 광이 많이 투과하게 된다.
따라서, 녹색용 광전변환부(201Gc)를 구성하는 유기 광전변환막(211GKc)은, 녹색의 파장 영역 이외의 청색의 파장 영역에 관해 감도가 낮다. 또한, 녹색용 광전변환부(201Gc)에서 청색의 광이 흡수하는 양이 감소하고, 청색용 광전변환부(201B)에 청색의 광이 입사하는 양이 증가한다. 이 결과, 적층형에서, 색 재현성을 향상할 수 있다. 그리고, 이 결과, 연산 신호 처리에 의해 노이즈의 증폭이 생기는 것을 방지할 수 있고, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
<4. 기타>
본 발명의 실시에 즈음하여서는, 상기한 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 여러가지의 변형례를 채용할 수 있다.
(변형례 1)
상기에서는, 최상의 광전변환부만에 관해, 유기 광전변환막을 이용하여 형성하는 경우에 관해 설명하였지만, 이것으로 한정되지 않는다.
도 17은, 본 발명에 관한 실시 형태에서, 변형례를 도시하는 도면이다. 도 17은, 도 3과 마찬가지로, 단면을 도시하고 있다.
도 16에 도시하는 바와 같이, 녹색용 광전변환부(201G) 외에, 청색용 광전변환부(201Bd), 적색용 광전변환부(201Rd)에 관해, 유기 광전변환막을 이용하여 형성하여도 좋다.
구체적으로는, 청색용 광전변환부(201Bd)에 관해서는, 유기 광전변환막(211BK)과, 상부 전극(211BU)과, 하부 전극(211BL)을 포함하도록 형성하여도 좋다. 또한, 적색용 광전변환부(201Rd)에 관해서는, 유기 광전변환막(211RK)과, 상부 전극(211RU)과, 하부 전극(211RL)을 포함하도록 형성하여도 좋다. 여기서는, 녹색용 광전변환부(201G)와 청색용 광전변환부(201Bd)와 적색용 광전변환부(201Rd) 사이에, 절연막(SZ)이 개재하도록, 각 부분을 형성한다.
(변형례 2)
상기에서는, 유기 광전변환막을 관통하도록 투과창을 형성하는 경우에 관해 설명하였지만, 이것으로 한정되지 않는다.
도 18은, 본 발명에 관한 실시 형태에서, 변형례를 도시하는 도면이다. 도 18은, 도 16과 마찬가지로, 단면을 도시하고 있다.
도 18에 도시하는 바와 같이, 유기 광전변환막(211GKe)을 관통하지 않고, 윗면 부분에 홈을 마련하도록, 투과창(TMe)을 형성하여도 좋다. 즉, 유기 광전변환막(211GKe)의 윗면에서 오목형상으로 패여지도록, 투과창(TMe)을 형성하여도 좋다.
도 18에 도시하는 바와 같이, 홈을 형성함으로써 투과창(TMe)을 마련한 경우는, 적어도, 그 홈의 저면까지, 「도파관의 원리」에 의해, 단파장측의 광의 투과율이 높아진다. 그리고, 그 홈의 저면부터 하방에서는, 광은, 유기 광전변환막(211GKe)의 흡수를 받고서 투과한다. 이 때문에, 홈의 깊이를 조정함으로써, 단파장측의 투과율을 임의로 제어할 수 있다.
또한, 본 변형례에서는, 유기 광전변환막(211GKe)의 상부에 홈을 형성하는 경우에 관해 나타냈지만, 유기 광전변환막(211GKe)의 하부에 홈을 형성하는 경우에도, 마찬가지의 작용·효과를 이룰 수 있다.
(변형례 3)
투과창의 형상에 관해서는, 상기한 예로 한정되지 않는다.
도 19는, 본 발명에 관한 실시 형태에서, 변형례를 도시하는 도면이다. 도 19는, 도 16과 마찬가지로, 단면을 도시하고 있다.
도 19에 도시하는 바와 같이, 유기 광전변환막(211GKf)의 윗면에서 오목형상으로 패여진 오목부분을 포함함과 함께, 그 오목부분의 중심부분이 관통하도록, 투과창(TMf)을 형성하여도 좋다.
이와 같이 홈의 폭이, 깊이 방향에서 변화하는 구조에서는, 「도파관의 원리」에 따라, 선택된 파장이 변화한다. 이 때문에, 홈의 형상으로, 투과 스펙트럼을 제어할 수 있다.
또한, 본 변형례에서는, 상측부분이 넓고 하측이 좁아지도록 홈을 형성하는 경우에 관해 나타냈지만, 상측 부분이 좁고 하측이 넓게 되도록 홈을 형성하는 경우에도, 마찬가지의 작용·효과를 이룰 수 있다.
(변형례 4)
상기에서, 녹색용 광전변환부(201G)에서 생성된 신호 전하를 축적 다이오드에 축적하고, 그 축적 다이오드로부터 신호 전하를 전송 트랜지스터로 전송하는 경우에 관해 설명하였지만, 이것으로 한정되지 않는다.
도 20은, 본 발명에 관한 실시 형태에서, 변형례를 도시하는 도면이다. 도 20은, 도 16과 마찬가지로, 단면을 도시하고 있다.
도 20(A)에 도시하는 바와 같이, 상기한 실시 형태에서는, 녹색용 광전변환부(201G)의 하부 전극(211GL)이 플러그(PL)를 통하여 축적 다이오드(TD)에 전기적으로 접속되어 있고, 신호 전하가 축적 다이오드(TD)에 축적된다.
이 밖에, 도 20(B)에 도시하는 바와 같이, 플러그(PL)를 통하여 녹색용 광전변환부(201G)의 하부 전극(211GL)을 플로팅·디퓨전(FD)에 전기적으로 접속하도록 구성하여도 좋다.
(기타)
상기에서는, 유기 광전변환막에 투과창을 형성하는 경우에 관해 설명하였지만, 이것으로 한정되지 않는다.
무기 재료로 광전변환막을 형성하는 경우에 있어서, 그 무기 재료의 광전변환막에 투과창을 형성하는 경우에도, 마찬가지의 작용·효과를 이룰 수 있다. 예를 들면, 하기한 무기 재료로 형성하는 경우에서, 마판가지의 작용·효과를 이룰 수 있다.
·CuGaInS2나 CuGaInSe2 등과 같은 칼코파이라이트 재료
·InP, GaAs 등의 Ⅲ-V족 화합물 반도체 재료
·ZnSe 등의 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 재료
·Si, Ge 등의 Ⅳ족 화합물 반도체 재료
또한, 상기에서는, 투과창의 형성 영역 이외에 광전변환 재료를 성막함으로써, 광전변환막에 투과창을 형성하는 경우에 관해 설명하였지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 투과창의 형성 영역을 포함하는 영역에 광전변환 재료를 성막 후, 리소그래피 기술을 이용하여, 투과창의 형성 영역에 형성된 막을 에칭함으로써, 광전변환막에 투과창을 형성하여도 좋다.
또한, 상기에서는, 투과창에 SiO2를 매입한 경우에 관해 설명하였지만, 이것으로 한정되지 않는다. SiN, SiON, SiC를 매입하여도 좋다. 기타, 고형물을 매입하지 않고, 공기의 층으로서 구성하여도 좋다.
또한, 상기한 실시 형태에서는, 카메라에 본 발명을 적용한 경우에 관해 설명하였지만, 이것으로 한정되지 않는다. 스캐너나 카피기 등과 같이, 고체 촬상 장치를 구비한 다른 전자 기기에, 본 발명을 적용하여도 좋다.
또한, 상기한 실시 형태에서, 고체 촬상 장치(1)는, 본 발명의 고체 촬상 장치에 상당한다. 또한, 상기한 실시 형태에서, 녹색용 광전변환부(201G, 201Gb, 201Gc)는, 본 발명의 제 1 광전변환부에 상당한다. 또한, 상기한 실시 형태에서, 청색용 광전변환부(201B, 201Bd)는, 본 발명의 제 2 광전변환부에 상당한다. 또한, 상기한 실시 형태에서, 적색용 광전변환부(201R, 201Rd)는, 본 발명의 제 3 광전변환부에 상당한다. 또한, 상기한 실시 형태에서, 투과창(TM, TMb, TMc, TMe, TMf)은, 본 발명의 투과부에 상당한다.

Claims (11)

  1. 입사광에 있어서 제 1의 파장 영역의 광을 선택적으로 수광하여 광전변환하는 제 1 광전변환부와,
    상기 입사광에 있어서 상기 제 1의 파장 영역보다도 짧은 제 2의 파장 영역을 선택적으로 수광하여 광전변환하는 제 2 광전변환부를 적어도 구비하고,
    상기 제 2 광전변환부가 상기 제 1 광전변환부를 투과한 광을 수광하도록, 기판의 촬상면에서 상기 제 1 광전변환부가 상기 제 2 광전변환부의 상방에 적층되어 있고,
    상기 제 1 광전변환부는, 상기 제 2의 파장 영역의 광이 다른 부분보다도 상기 제 2 광전변환부에 투과하는 투과부가 형성되어 있고,
    상기 투과부는, 상기 기판의 촬상면의 방향에서 규정되는 폭(D)이, 해당 투과부의 주변의 굴절률(n), 및, 상기 제 2 광전변환부에 선택적으로 광전변환시키는 상기 제 2의 파장 영역의 최장 파장(λc)과의 사이에서, 하기한 식(1)을 충족시키는 부분을 포함하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
    λc/n≤2D …(1)
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 투과부는, 상기 기판의 촬상면의 방향에서 규정되는 최대 폭(L)이, 해당 투과부의 주변의 굴절률(n), 및, 상기 제 2 광전변환부에 선택적으로 광전변환시키는 상기 제 2의 파장 영역의 최장 파장(λc)과의 사이에서, 하기한 식(2)을 충족시키도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
    λc/n≤2L …(2)
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 투과부는, 상기 제 1 광전변환부의 윗면과 하면 사이에서 관통하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 투과부는, 상기 기판의 촬상면에서 상기 제 1 광전변환부에 의해 둘러싸여진 패턴으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 투과부는, 상기 기판의 촬상면에서 상기 제 1 광전변환부를 둘러싸는 패턴으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1의 파장 영역 및 상기 제 2의 파장 영역과 다른 제 3의 파장 영역의 광을 선택적으로 수광하여 광전변환하는 제 3 광전변환부를 또한 구비하고,
    기판의 촬상면에서 상기 제 3 광전변환부가 상기 제 1 광전변환부 및 상기 제 2 광전변환부를 투과한 광을 수광하도록, 상기 제 1 광전변환부 및 상기 제 2 광전변환부가 상기 제 3 광전변환부의 상방에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 광전변환부는, 상기 제 1의 파장 영역의 광으로서 녹색의 광을 선택적으로 수광하여 광전변환하도록 형성되고,
    상기 제 2 광전변환부는, 상기 제 2의 파장 영역의 광으로서 청색의 광을 선택적으로 수광하여 광전변환하도록 형성되고,
    상기 제 3 광전변환부는, 상기 제 3의 파장 영역의 광으로서 적색의 광을 선택적으로 수광하여 광전변환하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 투과부는, 상기 제 1 광전변환부의 윗면에서 오목형상으로 패여지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 광전변환부는, 유기 재료를 이용하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  10. 입사광에 있어서 제 1의 파장 영역의 광을 선택적으로 수광하여 광전변환하는 제 1 광전변환부와,
    상기 입사광에 있어서 상기 제 1의 파장 영역보다도 짧은 제 2의 파장 영역을 선택적으로 수광하여 광전변환하는 제 2 광전변환부를 적어도 구비하고,
    상기 제 2 광전변환부가 상기 제 1 광전변환부를 투과한 광을 수광하도록, 기판의 촬상면에서 상기 제 1 광전변환부가 상기 제 2 광전변환부의 상방에 적층되어 있는 고체 촬상 장치를 제조하는 공정을 가지며,
    상기 고체 촬상 장치를 제조하는 공정은,
    상기 제 1 광전변환부에, 상기 제 2의 파장 영역의 광이 다른 부분보다도 상기 제 2 광전변환부에 투과하는 투과부를 형성하는 투과부 형성 공정을 포함하고,
    해당 투과부 형성 공정은, 상기 투과부에서 상기 기판의 촬상면의 방향에서 규정되는 폭(D)이, 해당 투과부의 주변의 굴절률(n), 및, 상기 제 2 광전변환부에 선택적으로 광전변환시키는 상기 제 2의 파장 영역의 최장 파장(λc)과의 사이에서, 하기한 식(1)을 충족시키는 부분을 포함하도록, 상기 투과부를 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법.
    λc/n≤2D …(1)
  11. 입사광에 있어서 제 1의 파장 영역의 광을 선택적으로 수광하여 광전변환하는 제 1 광전변환부와,
    상기 입사광에 있어서 상기 제 1의 파장 영역보다도 짧은 제 2의 파장 영역을 선택적으로 수광하여 광전변환하는 제 2 광전변환부를 적어도 구비하고,
    상기 제 2 광전변환부가 상기 제 1 광전변환부를 투과한 광을 수광하도록, 기판의 촬상면에서 상기 제 1 광전변환부가 상기 제 2 광전변환부의 상방에 적층되어 있고,
    상기 제 1 광전변환부는, 상기 제 2의 파장 영역의 광이 다른 부분보다도 상기 제 2 광전변환부에 투과하는 투과부가 형성되어 있고,
    상기 투과부는, 상기 기판의 촬상면의 방향에서 규정되는 폭(D)이, 해당 투과부 내의 주변의 굴절률(n), 및, 상기 제 2 광전변환부에 선택적으로 광전변환시키는 상기 제 2의 파장 영역의 최장 파장(λc)과의 사이에서, 하기한 식(1)을 충족시키는 부분을 포함하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
    λc/n≤2D …(1)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101437269B1 (ko) * 2012-02-07 2014-09-03 가부시끼가이샤 도시바 고체 촬상 소자

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012073701A (ja) * 2010-09-28 2012-04-12 Hitachi Displays Ltd 光センサ
JP2015076569A (ja) * 2013-10-11 2015-04-20 ソニー株式会社 撮像装置およびその製造方法ならびに電子機器
JP6173259B2 (ja) 2014-06-02 2017-08-02 キヤノン株式会社 光電変換装置および撮像システム
KR102233752B1 (ko) * 2014-08-18 2021-03-30 삼성전자주식회사 터치 디스플레이 패널 및 디스플레이 장치
DE102015109044B4 (de) * 2015-06-09 2020-10-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Bauteil zum Detektieren elektromagnetischer Strahlung
WO2023210660A1 (ja) * 2022-04-25 2023-11-02 旭化成株式会社 メタルグリッド透明電極を用いたフォトディテクター素子及びそれを用いたタッチレスユーザーインターフェイス装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003092392A (ja) * 2001-09-18 2003-03-28 Canon Inc 撮像装置
KR20070112066A (ko) * 2006-05-18 2007-11-22 후지필름 가부시키가이샤 광전 변환층 스택 타입 칼라 고상 이미징 장치
KR20090078552A (ko) * 2008-01-15 2009-07-20 삼성전자주식회사 화합물 반도체 수직 적층 이미지 센서

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1179551A (zh) * 1996-09-30 1998-04-22 特克特朗尼克公司 具有掺氢的氦填料的等离子体寻址液晶显示面板结构的通道组件
CN1260956A (zh) * 2000-01-04 2000-07-26 中国农业科学院植物保护研究所 防治土传病害的广谱杀菌剂混合制剂
JP4626188B2 (ja) 2004-06-01 2011-02-02 ソニー株式会社 固体撮像装置
JP2005353626A (ja) * 2004-06-08 2005-12-22 Fuji Photo Film Co Ltd 光電変換膜積層型固体撮像素子及びその製造方法
JP4983141B2 (ja) * 2006-08-04 2012-07-25 ソニー株式会社 カラーフィルタ
JP2008181965A (ja) * 2007-01-23 2008-08-07 Sharp Corp 積層型光電変換装置及びその製造方法
JP2008258474A (ja) 2007-04-06 2008-10-23 Sony Corp 固体撮像装置および撮像装置
JP5300344B2 (ja) * 2007-07-06 2013-09-25 キヤノン株式会社 光検出素子及び撮像素子、光検出方法及び撮像方法
JP4621270B2 (ja) * 2007-07-13 2011-01-26 キヤノン株式会社 光学フィルタ
US8593563B2 (en) * 2009-02-23 2013-11-26 Panasonic Corporation Imaging device and imaging apparatus including the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003092392A (ja) * 2001-09-18 2003-03-28 Canon Inc 撮像装置
KR20070112066A (ko) * 2006-05-18 2007-11-22 후지필름 가부시키가이샤 광전 변환층 스택 타입 칼라 고상 이미징 장치
KR20090078552A (ko) * 2008-01-15 2009-07-20 삼성전자주식회사 화합물 반도체 수직 적층 이미지 센서

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101437269B1 (ko) * 2012-02-07 2014-09-03 가부시끼가이샤 도시바 고체 촬상 소자

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Publication number Publication date
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