KR20160040459A - 고체 촬상 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

제1광전 변환 소자 및 유색 필터를 갖는 유색 화소와, 제2광전 변환 소자 및 투명층을 갖는 백색 화소와, 상기 제1광전 변환 소자 및 상기 제2광전 변환 소자와, 상기 유색 필터 및 상기 투명층과의 사이에 마련된 층간 절연막을 구비하고, 상기 유색 필터는, 상기 제1광전 변환 소자의 광 입사측에 마련되고, 상기 투명층은, 상기 제2광전 변환 소자의 광 입사측에 마련되고, 상기 유색 필터의 굴절률보다도 높은 굴절률을 가짐과 함께 상기 층간 절연막과는 다른 재료로 이루어지는 무기 유전체막에 의해 구성되어 있는 고체 촬상 장치.

Description

고체 촬상 장치 및 전자 기기{SOLID-STATE IMAGING DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE}
본 개시는, 백색 화소를 포함하는 고체 촬상 장치 및 이것을 구비한 전자 기기에 관한 것이다.
디지털 비디오 카메라, 디지털 스틸 카메라, 나아가서는, 태블릿형 컴퓨터, 스마트 폰 또는 휴대 전화 등에 탑재되는 고체 촬상 장치로서, 예를 들면 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서를 들 수 있다. CMOS 이미지 센서에서는, 광전 변환 소자인 포토 다이오드(PD)의 pn 접합 용량에 축적한 광전하가, MOS 트랜지스터를 통하여 판독된다.
고체 촬상 장치에서는, 화소수 증대에 수반하여 화소 사이즈의 미세화가 진행되고 있다. 미세화에 수반하여 PD 면적이 축소하고, 입사광량이 감소하기 때문에, 감도의 저하가 생긴다. 이 감도의 저하를 보충하기 위해, 컬러 필터에 대신하여, 가시광 영역에서는 거의 흡수를 갖지 않는 투명층을 배치한 백색 화소가 도입되도록 되어 있다. 투명층의 재료나 형성 방법에 관해서는 다양한 제안이 이루어지고 있는데, 예를 들면 특허 문헌 1에는, 투명층을 하층의 층간 절연막과 동일 재료, 예를 들면 SiO2막에 의해 구성하는 것이 기재되어 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특개2012-74763호 공보
백색 화소를 갖는 고체 촬상 장치에서는, 백색 화소로부터 인접하는 유색 화소에의 혼색이 일어나기 쉽고, 혼색을 억제하는 것이 요망되고 있다. 또한, 투명층을 하층의 층간 절연막과 동일 재료로 한 경우에는, 투명층의 에칭 가공이 곤란해져서, 형상 정밀도가 저하된다는 문제가 있다.
따라서 혼색을 억제함과 함께 형상 정밀도를 높이는 것이 가능한 고체 촬상 장치, 및 이 고체 촬상 장치를 구비한 전자 기기를 제공하는 것이 바람직하다.
본 개시의 한 실시의 형태에 의한 고체 촬상 장치는, 제1광전 변환 소자 및 유색 필터를 갖는 유색 화소와, 제2광전 변환 소자 및 투명층을 갖는 백색 화소와, 제1광전 변환 소자 및 제2광전 변환 소자와, 유색 필터 및 투명층과의 사이에 마련된 층간 절연막을 구비하고, 유색 필터는, 제1광전 변환 소자의 광 입사측에 마련되고, 투명층은, 제2광전 변환 소자의 광 입사측에 마련되고, 유색 필터의 굴절률보다도 높은 굴절률을 가짐과 함께 층간 절연막과는 다른 재료로 이루어지는 무기 유전체막에 의해 구성되어 있는 것이다.
본 개시의 한 실시의 형태의 고체 촬상 장치에서는, 투명층의 굴절률이 유색 필터의 굴절률보다도 높기 때문에, 투명층에 경사 입사한 광은, 투명층과 유색 필터와의 계면에서 반사되어 투명층측으로 되돌려진다. 따라서, 투명층을 통과하여 인접 화소에 입사하여 버리는 광의 양이 감소하고, 백색 화소로부터 인접하는 유색 화소에의 혼색이 억제된다. 또한, 투명층은, 층간 절연막과는 다른 재료의 무기 유전체막에 의해 구성되어 있기 때문에, 투명층의 에칭량을 높은 정밀도로 제어 가능해져서, 형상 정밀도가 향상한다.
본 개시의 한 실시의 형태에 의한 전자 기기는, 고체 촬상 장치를 구비하고, 고체 촬상 장치는, 제1광전 변환 소자 및 유색 필터를 갖는 유색 화소와, 제2광전 변환 소자 및 투명층을 갖는 백색 화소와, 제1광전 변환 소자 및 제2광전 변환 소자와, 유색 필터 및 투명층과의 사이에 마련된 층간 절연막을 구비하고, 유색 필터는, 제1광전 변환 소자의 광 입사측에 마련되고, 투명층은, 제2광전 변환 소자의 광 입사측에 마련되고, 유색 필터의 굴절률보다도 높은 굴절률을 가짐과 함께 층간 절연막과는 다른 재료로 이루어지는 무기 유전체막에 의해 구성되어 있는 것이다.
본 개시의 한 실시의 형태의 전자 기기에서는, 고체 촬상 장치에 의해 촬상이 행하여진다.
본 개시의 한 실시의 형태의 고체 촬상 장치, 또는 본 개시의 한 실시의 형태의 전자 기기에 의하면, 투명층의 굴절률을 유색 필터의 굴절률보다도 높게 하였기 때문에, 투명층을 통과하여 인접 화소에 입사하여 버리는 광의 양을 줄여서, 백색 화소로부터 인접하는 유색 화소에의 혼색을 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 투명층을, 층간 절연막과는 다른 재료의 무기 유전체막에 의해 구성하도록 하였기 때문에, 투명층의 에칭량을 높은 정밀도로 제어 가능해져서, 형상 정밀도를 높이는 것이 가능해진다.
또한, 여기에 기재된 효과는 반드시 한정되는 것이 아니고, 본 개시 중에 기재된 어느 효과라도 좋다.
도 1은 본 개시의 제1의 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 구성을 도시하는 단면도.
도 2는 투명 수지에 의해 구성된 투명층의 형상의 한 예를 도시하는 평면도.
도 3은 도 2에서 화소 사이즈를 미세화한 경우의 투명층의 형상의 한 예를 도시하는 평면도.
도 4는 도 1에 도시한 고체 촬상 장치의 작용을 설명하기 위한 단면도.
도 5는 투명층과 유색 필터와의 굴절률차와, 임계각과의 관계를 도시하는 도면.
도 6은 임계각을 설명하기 위한 단면도.
도 7은 도 1에 도시한 고체 촬상 장치에서의 2행×2열의 단위 배열의 한 예를 도시하는 평면도.
도 8은 RGB 베이어 배열을 도시하는 평면도.
도 9는 도 7에 도시한 단위 배열을 복수 나열한 구성을 도시하는 평면도.
도 10은 도 1에 도시한 고체 촬상 장치에서의 2행×2열의 단위 배열의 다른 예를 도시하는 평면도.
도 11은 도 10에 도시한 단위 배열을 복수 나열한 구성을 도시하는 평면도.
도 12는 본 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법이 적용되는 단위 배열을 도시하는 평면도.
도 13은 도 12에 도시한 단위 배열을 갖는 고체 촬상 장치의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 단면도.
도 14는 도 13에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 15는 도 14에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 16은 도 15에 도시한 투명층의 배치를 도시하는 평면도.
도 17은 도 15에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 18은 도 17에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 19는 도 18에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 20은 본 개시의 제2의 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법이 적용되는 단위 배열을 도시하는 평면도.
도 21은 도 20에 도시한 단위 배열을 갖는 고체 촬상 장치의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 단면도.
도 22는 도 21에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 23은 도 22에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 24는 도 23에 도시한 투명층의 배치를 도시하는 평면도.
도 25는 도 23에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 26은 도 25에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 27은 도 26에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 28은 도 27에 도시한 투명층 및 녹 필터의 배치를 도시하는 평면도.
도 29는 도 27에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 30은 도 29에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 31은 본 개시의 제3의 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 제조 방법이 적용되는 단위 배열을 도시하는 평면도.
도 32는 도 31에 도시한 단위 배열을 갖는 고체 촬상 장치의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 단면도.
도 33은 도 32에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 34는 도 33에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 35는 도 34에 도시한 투명층의 배치를 도시하는 평면도.
도 36은 도 34에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 37은 도 36에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 38은 도 37에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 39는 도 38에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 40은 도 39에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 41은 본 개시의 제4의 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 구성을 도시하는 단면도.
도 42는 도 41에 도시한 차광벽의 구성을 도시하는 평면도.
도 43은 도 41에 도시한 고체 촬상 장치의 제조 방법에서의 한 공정을 도시하는 단면도.
도 44는 고체 촬상 장치의 기능 블록도.
도 45는 적용례에 관한 전자 기기의 기능 블록도.
이하, 본 개시의 실시의 형태에 관해 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 설명은 이하의 순서로 행한다.
1.제1의 실시의 형태(체크무늬 배치한 W화소와, RB의 유색 화소를 갖는 예)
2. 제2의 실시의 형태(제조 방법 : W화소와, RGB의 유색 화소를 갖는 예)
3. 제3의 실시의 형태(제조 방법 : CMP를 이용한 제조 방법의 예)
4. 제4의 실시의 형태(차광벽을 갖는 예)
5. 고체 촬상 장치의 전체 구성례
6. 적용례(전자 기기의 예)
(제1의 실시의 형태)
도 1은, 본 개시의 제1의 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치의 단면 구성을 도시한 것이다. 이 고체 촬상 장치(1)는, 디지털 스틸 카메라, 비디오 카메라 등의 전자 기기에 사용되는 CMOS 이미지 센서이고, 촬상 화소 영역(후술하는 화소부(110))에, 복수의 유색 화소(10) 및 복수의 백색 화소(20)가 2차원 배치된 것이다. 고체 촬상 장치(1)는, 이면 조사형 또는 표면 조사형의 어느 것이라도 좋지만, 여기서는 이면 조사형의 구조를 예로 하여 설명한다.
유색 화소(10)는, 예를 들면, 포토 다이오드로 이루어지는 제1광전 변환 소자(11) 및 유색 필터(12)를 가지며, 적(R), 녹(G), 청(B) 등의 어느 하나의 파장을 검출하도록 되어 있다. 유색 필터(12)는, 제1광전 변환 소자(11)의 광 입사측에 마련되어 있다. 또한, 적(R)은, 예를 들면 600㎚∼750㎚의 파장역, 녹(G)은, 예를 들면 495㎚∼570㎚의 파장역, 청(B)은, 예를 들면 450㎚∼495㎚의 파장역에 각각 대응하는 색이다.
백색 화소(20)는, 예를 들면, 포토 다이오드로 이루어지는 제2광전 변환 소자(21) 및 투명층(투명 필터)(22)를 가지며, 입사광을 색 분리하지 않고 직접 검출하는 것이다. 투명층(22)은, 제2광전 변환 소자(21)의 광 입사측에 마련되어 있다. 즉, 백색 화소(20)는, 유색 필터(12)를 갖지 않고, 가시광 영역(예를 들면 400㎚∼800㎚)에 있어서는 거의 흡수를 갖지 않는 투명층(22)이 배치되어 있다. 이에 의해, 백색 화소(20)에서는, 통상은 유색 필터(12)에 의해 버려져 버리는 파장 영역의 광이 제2광전 변환 소자(21)에서 광전 변환되어, 미세화에 의한 감도의 저하를 보충하여, 고감도화를 도모하는 것이 가능해진다.
유색 필터(12) 및 투명층(22)의 광 입사측에는, 온 칩 렌즈(30)가 마련되어 있다. 온 칩 렌즈(30)는, 그 상방에서 입사한 광을, 제1광전 변환 소자(11) 또는 제2광전 변환 소자(21)의 수광면에 집광시키는 것이다.
제1광전 변환 소자(11) 및 제2광전 변환 소자(21)(포토 다이오드)는, 실리콘(Si)으로 이루어지는 기판(40)의 이면(40A)측에, 예를 들면 수㎛ 정도의 두께로 마련되어 있다. 제1광전 변환 소자(11) 및 제2광전 변환 소자(21)는, 편의상 다른 부호를 붙이지만 같은 구성을 갖고 있다.
제1광전 변환 소자(11) 및 제2광전 변환 소자(21)(기판(40)의 이면(40A))와, 유색 필터(12) 및 투명층(22)과의 사이에는, 층간 절연막(50)이 마련되어 있다. 층간 절연막(50)은, 제1광전 변환 소자(11) 및 제2광전 변환 소자(21)의 수광면을 보호하는 보호막으로서의 기능을 갖고 있고, 예를 들면 산화실리콘막(SiO2막), 질화산화실리콘막(SiON), 탄화실리콘막(SiC) 등에 의해 구성되어 있다.
기판(40)의 표면(40B)측에는, 도시하지 않지만, 전송 트랜지스터, 플로팅 디퓨전(FD), 다층 배선 등이 마련되어 있다. 전송 트랜지스터는, 제1광전 변환 소자(11)에 축적된 전하를 FD에 전송하기 위한 스위칭 소자이다. FD는, 다층 배선을 통하여 신호 처리부(도시 생략)에 접속되어 있다. 다층 배선은, 제1광전 변환 소자(11) 및 제2광전 변환 소자(21)의 구동, 신호 전달, 각 부분에의 전압 인가 등을 행하는 것이다. 또한, 기판(40)의 표면(40B)측에는, 지지 기판(도시 생략)이 접합되어 있어도 좋다.
유색 필터(12)는, 예를 들면, 적 필터(12R)와, 녹 필터(12G)와, 청 필터(12B)를 갖고 있다. 적 필터(12R)는, 제1광전 변환 소자(11)로부터 적의 파장역에 대응하는 신호를 취득하기 위한 것이다. 녹 필터(12G)는, 제1광전 변환 소자(11)로부터 녹의 파장역에 대응하는 신호를 취득하기 위한 것이다. 청 필터(12B)는, 제1광전 변환 소자(11)로부터 청의 파장역에 대응하는 신호를 취득하기 위한 것이다. 유색 필터(12)는, 예를 들면, 안료를 혼입한 수지에 의해 각각 구성되어 있고, 안료를 선택함에 의해 목적으로 하는 적, 녹 또는 청의 파장역에서의 광투과율이 높고, 다른 파장역에서의 광투과율이 낮아지도록 조정되어 있다.
투명층(22)은, 유색 필터(12)의 굴절률보다도 높은 굴절률을 가짐과 함께 층간 절연막(50)과는 다른 재료로 이루어지는 무기 유전체막에 의해 구성되어 있다. 이에 의해, 이 고체 촬상 장치(1)에서는, 혼색을 억제함과 함께 형상 정밀도를 높이는 것이 가능하게 되어 있다.
투명층(22)의 두께(D22)는, 유색 필터(12)의 두께(D12)와 같은, 또는 유색 필터(12)의 두께(D12)보다도 두꺼운 것이 바람직하다. 투명층(22)의 두께(D22)가 유색 필터(12)의 두께(D12)보다도 얇은 경우에는, 투명층(22)에 입사하여야 할 광이 유색 필터(12)에 입사하여 버릴 우려가 있기 때문이다.
이하, 투명층(22)의 상술한 3가지 것, 즉, (A) 무기 유전체막에 의해 구성되어 있는 것, (B) 유색 필터(12)의 굴절률보다도 높은 굴절률을 갖는 것, (C) 층간 절연막(50)과는 다른 재료로 이루어지는 것에 관해 각각 설명한다.
(A) 무기 유전체막에 의해 구성되어 있는 것.
투명층(22)을 투명 수지에 의해 구성하는 경우에는, 1㎛ 이하와 같은 미세한 가공이 곤란해질 우려가 있다. 감광성 재료는, 잘 알려져 있는 바와 같이, 마스크 패턴이 사각형이라도, 광의 회절에 의해 감광성 재료 중의 노광광의 광강도 분포가 생겨서, 사각형 패턴의 모서리부는 둥글게 되어 버린다. 또한, 투명층(22)의 형성에 사용되는 감광성 수지는, 일반적으로 컬러 필터 재료와 같은 네가형의 감광성 재료가 사용됨과 함께, 굴절률을 높게 하기 위해, 무기 안료가 분산되어 있는 것도 있다. 투명층(22)의 패턴의 미세화 성능은, 사용하는 수지의 리소그래피 성능이라고 분산되어 있는 안료 농도 등에 의해 정하여진다. 안료 분산형 감광성 수지는, 도 2에 도시한 바와 같이, 현상시에 사각형 패턴의 모서리부(22C)가 삭제되는 경향이 있고, 통상의 리소그래피용 감광성 수지에 대해 미세 가공 성능이 뒤떨어지는 경향에 있다. 더욱, 도 3에 도시한 바와 같이 화소를 미세화하면, 모서리부(22C)가 삭제되는 부분이 화소 면적에 차지하는 비율이 커져서, 패턴의 사각형성이 크게 저하되어, 사각형의 투명층(22)을 정밀도 좋게 형성하는 것이 어려워진다.
또한, 투명층(22)을 투명 수지의 리소그래피로 패터닝하는 경우에는, 가시광 영역에 흡수를 갖지 않고서 감광성을 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 그렇지만, 일반적으로 자외광을 흡수하여 감광 성능을 발하는 재료는, 감광기(基)에 가시광 영역의 단파장측(청색의 측, 400㎚∼450㎚ 부근)에 광의 흡수를 갖는 것이 많다. 그 때문에, 가시광 영역의 흡수를 작게 하고 높은 해상도를 갖는 재료 설계가 어렵다. 더하여, 투명하기 때문에, 바탕의 반사 등의 영향을 받기 쉽고, 형상을 사각형으로 유지하는 것은 곤란하다.
이에 대해 본 실시의 형태에서는, 투명층(22)을 무기 유전체막에 의해 구성함에 의해, 투명층(22)의 형상은, 에칭 마스크로서 사용한 리소그래피용 레지스트에 의존한다. 미세 가공용의 레지스트를 사용함에 의해, 형상의 사각형성을 유지하면서, 패턴 사이즈의 제어도 높은 정밀도로 행하는 것이 가능해진다.
(B) 유색 필터(12)의 굴절률보다도 높은 굴절률을 갖는 것.
백색 화소(20)는 유색 필터(12)를 갖지 않기 때문에, 일반적으로, 백색 화소(20)를 통과하는 광의 양은 RGB의 유색 화소(10)보다도 많아진다. 이에 의해, 도 4에 도시한 바와 같이, 백색 화소(20)로부터 인접하는 유색 화소(10)에의 혼색(L1)이 일어나기 쉬워진다. 본 실시의 형태에서는, 투명층(22)과 유색 필터(12)와의 사이에 굴절률차를 붙임에 의해, 도 4에 도시한 바와 같이, 투명층(22)과 유색 필터(12)와의 경계 부근에 입사한 광(L2)을, 투명층(22)과 유색 필터(12)와의 계면(P)에서 반사시켜(반사광(L3)), 유색 필터(12)에 입사하여 버리는 광(L1)을 감소시키는 것이 가능해진다.
도 5는, 유색 필터(12)의 굴절률이 1.55인 경우에 있어서, 투명층(22)과 유색 필터(12)와의 굴절률차와, 임계각(θ)과의 관계를 도시한 것이다. 임계각(θ)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 계면(P)의 법선(N)과 입사광(L2)이 이루어는 각도이고, 투명층(22)과 유색 필터(12)와의 굴절률차에 의해 정하여진다. 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 투명층(22)과 유색 필터(12)와의 굴절률차가 큰 쪽이, 계면(P)에서 반사되는 반사 성분(L3)이 많아지고, 혼색 저감의 효과가 높아진다.
(C) 층간 절연막(50)과는 다른 재료로 이루어지는 것
투명층(22)이 층간 절연막(50)과 같은 재료에 의해 구성되어 있는 경우에는, 유기 재료로 이루어지는 유색 필터(12)의 형성 후에 무기 재료인 투명층(22)을 성막·가공하기는 어렵다. 그 때문에, 유색 필터(12)보다도 먼저 투명층(22)을 형성한다. 그 경우, 투명층(22)을 층간 절연막(50)과 동일한 재료를 사용하여 형성하면, 이방성 플라즈마 드라이 에칭의 가공 장치에 일반적인 엔드 포인트 디텍터를 이용하기가 어려워, 드라이 에칭 가공량은 시간에 조정하게 된다. 에칭 챔버의 상태 등 설비 상태가 에칭 속도를 변동시켜, 에칭량에 영향을 미치고, 그 영향에 의해 가공 편차가 생길 가능성이 있다. 또한, 웨트 에칭을 이용하는 경우는, 등방적으로 막을 에칭하여 감으로써, 패턴 사이즈의 제어를 위해, 보다 정밀도가 높은 에칭량 제어를 행하는 것이 바람직하다. 웨트 에칭은, 약액 농도, 액체의 온도 등에 의해 에칭 속도의 변동이 있고, 일반적으로 이방성 플라즈마 드라이 에칭보다도 에칭량 제어가 곤란하고, 미세 가공성에 뒤떨어지기 때문에, 미세한 화소에의 적용은 어렵다.
본 실시의 형태에서는, 투명층(22)을 하지인 층간 절연막(50)과는 다른 재료에 의해 구성함에 의해, 가공에 드라이 에칭을 이용하는 경우에, 일반적인 엔드 포인트 디텍터를 사용하는 것이 가능해지고, 에칭량을 높은 정밀도로 제어하는 것이 가능해진다.
구체적으로는, 층간 절연막(50)이 상술한 바와 같이 산화실리콘막(SiO2막)에 의해 구성되어 있는 경우, 투명층(22)은, 예를 들면, 질화실리콘막(SiN) 또는 산화질화실리콘막(SiON)에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다.
도 7은, 이와 같은 고체 촬상 장치(1)에서의 2행×2열의 단위 배열의 한 예를 도시한 것이다. 이 예에서는, 유색 화소(10)는, 적색 화소(10R)와, 청색 화소(10B)를 포함하고 있다. 2개의 백색 화소(20)와, 하나의 적색 화소(10R)와, 하나의 청색 화소(10B)가, 2행×2열의 단위 배열(U1)을 구성하고 있다. 백색 화소(20)는, 단위 배열(U1)의 일방의 대각선에 따라, 좌상 및 우하에 배치되어 있다. 적색 화소(10R) 및 청색 화소(10B)는, 단위 배열(U1)의 타방의 대각선에 따라, 우상 및 좌하에 배치되어 있다. 즉, 이 단위 배열(U1)은, 도 8에 도시한 RGB 베이어 배열에서의 2개의 녹색 화소(10G)를, 백색 화소(20)로 치환한 것이다.
도 9는, 도 7에 도시한 단위 배열(U1)을 복수 나열한 구성을 도시한 것이다. 단위 배열(U1)을 복수 나열하면, 백색 화소(20)의 배치는 체크무늬상이 된다. 이에 의해, 후술하는 제조 방법에서, 체크무늬 배치된 투명층(22)을 무기 유전체막에 의해 정밀도 좋게 형성한 후에, 유색 필터(12)를 체크무늬상의 홈부에 매입하여 형성하는 것이 가능해진다. 따라서, 유색 필터(12)를 구성하는 수지 재료가 높은 리소그래피 성능 등을 갖지 않아도 미세한 화소 패턴을 형성하는 것이 가능해진다.
도 10은, 단위 배열의 다른 예를 도시한 것이다. 이 예에서는, 유색 화소(10)는, 적색 화소(10R)와, 청색 화소(10B)와, 녹색 화소(10G)를 포함하고 있다. 하나의 백색 화소(20)와, 하나의 적색 화소(10R)와, 하나의 청색 화소(10B)와, 하나의 녹색 화소(10G)가, 2행×2열의 단위 배열(U2)을 구성하고 있다. 녹색 화소(10G) 및 백색 화소(20)는, 단위 배열(U1)의 일방의 대각선에 따라, 우상 및 우하에 배치되어 있다. 적색 화소(10R) 및 청색 화소(10B)는, 단위 배열(U1)의 타방의 대각선에 따라, 우상 및 좌하에 배치되어 있다. 즉, 이 단위 배열(U2)은, 도 8에 도시한 RGB 베이어 배열에서의 우하의 녹색 화소(10G)를, 백색 화소(20)로 치환한 것이다. 도 11은, 도 10에 도시한 단위 배열(U2)을 복수 나열한 구성을 도시한 것이다.
이 고체 촬상 장치(1)는, 예를 들면, 다음과 같이 하여 제조할 수 있다. 여기서는, 도 12에 도시한 바와 같이, RGB 베이어 배열에서의 2개의 녹색 화소(10G)를 백색 화소(20)로 치환한 단위 배열(U1)을 갖는 고체 촬상 장치(1)를 제조하는 경우에 관해 설명한다.
도 13 내지 도 19는, 고체 촬상 장치(1)의 제조 방법을 공정순으로 도시한 것이다. 우선, 도 13에 도시한 바와 같이, 실리콘(Si)으로 이루어지는 기판(40)에 제1광전 변환 소자(11) 및 제2광전 변환 소자(21)를 형성한다. 뒤이어, 기판(40)의 표면(40B)에, 전송 트랜지스터, FD, 다층 배선 등(모두 도시 생략)을 형성하고, 지지 기판(도시 생략)을 맞붙인다. 계속해서, 기판(40)을 반전시켜서 이면(40A)측을 연마 또는 에칭하여, 제1광전 변환 소자(11) 및 제2광전 변환 소자(21)의 수광면을 형성한다.
그 후, 마찬가지로 도 13에 도시한 바와 같이, 기판(40)의 이면(40A)의 위에, 상술한 재료, 예를 들면 산화실리콘막(SiO2)으로 이루어지는 층간 절연막(50)을 형성한다.
층간 절연막(50)을 형성한 후, 마찬가지로 도 13에 도시한 바와 같이, 층간 절연막(50)의 위에, 예를 들면 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해, 층간 절연막(50)과는 다른 재료로 이루어지는 무기 유전체막, 예를 들면 질화실리콘막(SiN)을 사용하여, 투명층 재료막(22A)을 형성한다.
계속해서, 투명층 재료막(22A)의 위에 포토레지스트막(도시 생략)을 성막한다. 이 포토레지스트막을, 도 14에 도시한 바와 같이, 소망하는 패턴 사이즈·패턴 배치가 되도록 패터닝하여, 감광성 수지 패턴(PR1)을 형성한다.
그 후, 도 15에 도시한 바와 같이, 이방성 플라즈마 드라이 에칭(DE1)에 의해, SiN으로 이루어지는 투명층 재료막(22A)을 가공하여, 투명층(22)을 형성한다. 여기서는, 투명층(22)이 층간 절연막(50)과는 다른 재료에 의해 구성되어 있기 때문에, 에칭이 SiO2막으로 이루어지는 층간 절연막(50)까지 도달한 때에, 엔드 포인트 디텍터로 자동적으로 가공이 종료된다. 이에 의해, 도 16에 도시한 바와 같이 투명층(22)이 체크무늬형상으로 배치됨과 함께, 4개의 투명층(22)에 둘러싸여진 오목부(22B)가 형성된다.
투명층(22)을 형성한 후, 도 17에 도시한 바와 같이, 예를 들면 청의 안료를 분산한 안료 분산형 컬러 레지스트를 예를 들면 스핀 도포에 의해 오목부(22B) 부분이 미리 결정된 막두께가 되도록 성막하고, 리소그래피 수법에 의해 패터닝 함에 의해, 오목부(22B)에 매입한 청 필터(12B)를 형성한다. 청 필터(12B)는, 예를 들면 200℃로 10분간 열처리를 행하여, 충분히 경화된다. 마찬가지로 하여, 도 18에 도시한 바와 같이, 나머지 색, 예를 들면 적 필터(12R)를 형성한다.
청 필터(12B) 및 적 필터(12R)를 형성한 후, 도 19에 도시한 바와 같이, 유색 필터(12) 및 투명층(22)의 위에 온 칩 렌즈(30)를 형성한다. 이상에 의해, 도 1에 도시한 고체 촬상 장치(1)가 완성된다.
이 고체 촬상 장치(1)에서는, 온 칩 렌즈(30)를 통하여 유색 화소(10) 및 백색 화소(20)에 광이 입사하면, 이 광은, 유색 화소(10)의 유색 필터(12) 및 제1광전 변환 소자(11), 또는 백색 화소(20)의 투명층(22) 및 제2광전 변환 소자(21)를 통과하고, 그 통과 과정에서 광전 변환된다.
예를 들면 도 7에 도시한 단위 배열(U1)을 갖는 고체 촬상 장치(1)에서는, 청 필터(12B)의 하방의 제1광전 변환 소자(11)로부터, 청의 파장역에 대응하는 신호가 얻어진다. 적 필터(12B)의 하방의 제1광전 변환 소자(11)로부터, 적의 파장역에 대응하는 신호가 얻어진다. 투명층(22)의 하방의 제2광전 변환 소자(21)로부터, 적, 녹색 및 청색을 포함하는 전 파장역에 대응하는 신호가 얻어진다.
여기서는, 투명층(22)의 굴절률이 유색 필터(12)의 굴절률보다도 높기 때문에, 도 4에 도시한 바와 같이, 투명층(22)에 경사 입사한 광(L2)은, 투명층(22)과 유색 필터(12)와의 계면(P)에서 반사되어 투명층(22)측으로 되돌아온다(반사광(L3)). 따라서, 투명층(22)을 통과하여 인접하는 유색 화소(10)에 입사하여 버리는 광(L1)의 양이 감소하고, 백색 화소(20)로부터 인접하는 유색 화소(10)에의 혼색이 억제된다.
이와 같이 본 실시의 형태에서는, 투명층(22)의 굴절률을 유색 필터(12)의 굴절률보다도 높게 하였기 때문에, 투명층(22)을 통과하여 인접하는 유색 화소(10)에 입사하여 버리는 광(L1)의 양을 줄여서, 백색 화소(20)로부터 인접하는 유색 화소(10)에의 혼색을 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 투명층(22)을, 층간 절연막(50)과는 다른 재료의 무기 유전체막에 의해 구성하도록 하였기 때문에, 투명층(22)의 에칭량을 높은 정밀도로 제어 가능해져서, 형상 정밀도를 높이는 것이 가능해진다.
(제2의 실시의 형태)
다음에, 본 개시의 제2의 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 제조 방법에 관해 설명한다. 이 제조 방법은, 도 20에 도시한 바와 같이, RGB 베이어 배열에서의 우하의 녹색 화소(10G)를 백색 화소(20)로 치환한 단위 배열(U2)을 갖는 고체 촬상 장치(1)를 제조하는 경우에 관한 것이다.
도 21 내지 도 28은, 본 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 제조 방법을 공정순으로 도시한 것이다. 우선, 도 21에 도시한 바와 같이, 실리콘(Si)으로 이루어지는 기판(40)에 제1광전 변환 소자(11) 및 제2광전 변환 소자(21)를 형성한다. 뒤이어, 기판(40)의 표면(40B)에, 전송 트랜지스터, FD, 다층 배선 등(모두 도시 생략)을 형성하고, 지지 기판(도시 생략)을 맞붙인다. 계속해서, 기판(40)을 반전시켜서 이면(40A)측을 연마 또는 에칭하여, 제1광전 변환 소자(11) 및 제2광전 변환 소자(21)의 수광면을 형성한다.
그 후, 마찬가지로 도 21에 도시한 바와 같이, 기판(40)의 이면(40A)의 위에, 상술한 재료, 예를 들면 산화실리콘막(SiO2)로 이루어지는 층간 절연막(50)을 형성한다.
층간 절연막(50)을 형성한 후, 마찬가지로 도 21에 도시한 바와 같이, 층간 절연막(50)의 위에, 예를 들면 플라즈마 CVD법에 의해, 층간 절연막(50)과는 다른 재료로 이루어지는 무기 유전체막, 예를 들면 질화실리콘막(SiN)을 사용하여, 투명층 재료막(22A)을 형성한다.
계속해서, 투명층 재료막(22A)의 위에 포토레지스트막(도시 생략)을 성막한다. 이 포토레지스트막을, 도 22에 도시한 바와 같이, 소망하는 패턴 사이즈·패턴 배치가 되도록 패터닝하여, 감광성 수지 패턴(PR1)을 형성한다.
그 후, 도 23에 도시한 바와 같이, 이방성 플라즈마 드라이 에칭(DE1)에 의해, SiN으로 이루어지는 투명층 재료막(22A)을 가공하고, 투명층(22)을 형성한다. 여기서는, 투명층(22)이 층간 절연막(50)과는 다른 재료에 의해 구성되어 있기 때문에, 에칭이 SiO2막으로 이루어지는 층간 절연막(50)까지 도달한 때에, 엔드 포인트 디텍터로 자동적으로 가공이 종료된다. 이에 의해, 도 24에 도시한 바와 같이 투명층(22)이 점형상으로 배치되고, 그 이외의 부분이 오목부(22B)가 된다.
투명층(22)을 형성한 후, 도 25에 도시한 바와 같이, 녹의 안료를 분산한 안료 분산형 컬러 레지스트로 이루어지는 녹 필터 재료막(12GA)을, 예를 들면 스핀 도포에 의해 미리 결정된 막두께가 되도록 성막한다. 녹 필터 재료막(12GA)은, 예를 들면 200℃로 10분간 열처리를 행하여, 충분히 경화된다.
계속해서, 녹 필터 재료막(12GA)의 위에, 포토레지스트막(도시 생략)을 성막한다. 이 포토레지스트막을, 도 26에 도시한 바와 같이, 소망하는 패턴 사이즈·패턴 배치가 되도록 패터닝하여, 감광성 수지 패턴(PR2)을 형성한다.
그 후, 도 27에 도시한 바와 같이, 예를 들면 이방성 플라즈마 드라이 에칭(DE2)에 의해, 녹 필터 재료막(12GA)을 가공하고, 녹 필터(12G)를 형성한다. 이 때, 녹 필터 재료막(12GA)의 유기 재료에 대해, 층간 절연막(50)의 무기 재료가 충분한 선택비를 갖는 에칭 조건으로 함에 의해, 녹 필터 재료막(12GA)의 불필요한 부분만을 제거하는 것이 가능하다. 이에 의해, 도 28에 도시한 바와 같이 투명층(22) 및 녹 필터(12G)가 체크무늬형상으로 배치됨과 함께, 투명층(22) 및 녹 필터(12G)에 둘러싸여진 오목부(22B)가 형성된다.
녹 필터(12G)를 형성한 후, 도 29에 도시한 바와 같이, 예를 들면 청의 안료를 분산한 안료 분산형 컬러 레지스트를 예를 들면 스핀 도포에 의해 오목부(22B) 부분이 미리 결정된 막두께가 되도록 성막하고, 리소그래피 수법에 의해 패터닝 함에 의해, 오목부(22B)에 매입한 청 필터(12B)를 형성한다. 청 필터(12B)는, 예를 들면 200℃로 10분간 열처리를 행하여, 충분히 경화시킨다. 마찬가지로 하여, 마찬가지로 도 29에 도시한 바와 같이, 나머지 색, 예를 들면 적 필터(12R)를 형성한다.
청 필터(12B) 및 적 필터(12R)를 형성한 후, 도 30에 도시한 바와 같이, 유색 필터(12) 및 투명층(22)의 위에 온 칩 렌즈(30)를 형성한다. 이상에 의해, 도 1에 도시한 고체 촬상 장치(1)가 완성된다.
(제3의 실시의 형태)
이하, 본 개시의 제3의 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 제조 방법에 관해 설명한다. 이 제조 방법은, 도 31에 도시한 바와 같이, RGB 베이어 배열에서의 2개의 녹색 화소(10G)를 백색 화소(20)로 치환한 단위 배열(U1)을 갖는 고체 촬상 장치(1)를 제조하는 경우에 관한 것이다.
도 32 내지 도 40은, 고체 촬상 장치(1)의 제조 방법을 공정순으로 도시한 것이다. 우선, 도 32에 도시한 바와 같이, 실리콘(Si)으로 이루어지는 기판(40)에 제1광전 변환 소자(11) 및 제2광전 변환 소자(21)를 형성한다. 뒤이어, 기판(40)의 표면(40B)에, 전송 트랜지스터, FD, 다층 배선 등(모두 도시 생략)을 형성하고, 지지 기판(도시 생략)을 맞붙인다. 계속해서, 기판(40)을 반전시켜서 이면(40A)측을 연마 또는 에칭하여, 제1광전 변환 소자(11) 및 제2광전 변환 소자(21)의 수광면을 형성한다.
그 후, 마찬가지로 도 32에 도시한 바와 같이, 기판(40)의 이면(40A)의 위에, 상술한 재료, 예를 들면 산화실리콘막(SiO2)로 이루어지는 층간 절연막(50)을 형성한다.
층간 절연막(50)을 형성한 후, 마찬가지로 도 32에 도시한 바와 같이, 층간 절연막(50)의 위에, 예를 들면 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해, 층간 절연막(50)과는 다른 재료로 이루어지는 무기 유전체막, 예를 들면 질화실리콘막(SiN)을 사용하여, 투명층 재료막(22A)을 형성한다.
계속해서, 투명층 재료막(22A)의 위에 포토레지스트막(도시 생략)을 성막한다. 이 포토레지스트막을, 도 33에 도시한 바와 같이, 소망하는 패턴 사이즈·패턴 배치가 되도록 패터닝하여, 감광성 수지 패턴(PR1)을 형성한다.
그 후, 도 34에 도시한 바와 같이, 이방성 플라즈마 드라이 에칭(DE1)에 의해, SiN으로 이루어지는 투명층 재료막(22A)을 가공하고, 투명층(22)을 형성한다. 여기서는, 투명층(22)이 층간 절연막(50)과는 다른 재료에 의해 구성되어 있기 때문에, 에칭이 SiO2막으로 이루어지는 층간 절연막(50)까지 도달한 때에, 엔드 포인트 디텍터로 자동적으로 가공이 종료된다. 이에 의해, 도 35에 도시한 바와 같이 투명층(22)이 체크무늬형상으로 배치됨과 함께, 4개의 투명층(22)에 둘러싸여진 오목부(22B)가 형성된다.
투명층(22)을 형성한 후, 도 36에 도시한 바와 같이, 예를 들면 적의 안료를 분산한 안료 분산형 컬러 레지스트를 예를 들면 스핀 도포에 의해 오목부(22B) 부분이 미리 결정된 막두께가 되도록 성막하고, 리소그래피 수법에 의해 패터닝 함에 의해, 오목부(22B)에 매입하는 적 필터(12R)를 형성한다. 적 필터(12R)는, 예를 들면 200℃로 10분간 열처리를 행하여, 충분히 경화된다. 이 때의 적 필터(12R)는, 투명층(22)의 위에 남는 러프한 패터닝으로 족하다.
계속해서, 마찬가지로 하여, 도 37에 도시한 바와 같이, 나머지 색, 예를 들면 청 필터(12B)의 패터닝을 행한다.
최후의 색의 유색 필터(12)(여기서는 청 필터(12B))의 패터닝 및 경화 처리를 행한 후, 도 38에 도시한 바와 같이, 촬상 화소 영역(후술하는 화소부(110))를 전면 CMP(Chemical Mechanical Polishing)에 의해 연마한다.
이 때, 투명층(22)의 두께(D22)를 유색 필터(12)의 두께에 맞추어 둠에 의해, 도 39에 도시한 바와 같이, 투명층(22)을 CMP의 연마 스토퍼로서 이용하는 것이 가능해진다. 연마가 완료되면, 오목부(22B)에 적 필터(12R) 및 청 필터(12)가 매입된 상태가 된다.
청 필터(12B) 및 적 필터(12R)를 형성한 후, 도 40에 도시한 바와 같이, 유색 필터(12) 및 투명층(22)의 위에 온 칩 렌즈(30)를 형성한다. 이상에 의해, 도 1에 도시한 고체 촬상 장치(1)가 완성된다.
(제4의 실시의 형태)
도 41은, 본 개시의 제4의 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(1A)의 단면 구성을 도시한 것이다. 본 실시의 형태에서는, 유색 화소(10) 및 백색 화소(20)의 경계선(M)에 따라, 층간 절연막(50)의 광 입사측에, 차광벽(60)을 마련함에 의해, 혼색을 더욱 확실하게 억제하도록 하고 있다. 이것을 제외하고는, 이 고체 촬상 장치(1A)는, 상기 제1의 실시의 형태의 고체 촬상 장치(1)와 같은 구성, 작용 및 효과를 갖고 있다. 따라서, 대응하는 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 설명한다.
유색 화소(10), 백색 화소(20), 온 칩 렌즈(30), 기판(40), 층간 절연막(50)은, 상기 제1의 실시의 형태와 마찬가지로 구성되어 있다.
차광벽(60)은, 도 41에 도시한 바와 같이, 투명층(22)과 유색 필터(12)와의 경계 부근에 입사한 광(L4)을 반사시켜(반사광(L5)), 유색 필터(12)에 입사하여 버리는 광(L1)을 감소시킴에 의해 혼색을 더욱 확실하게 억제하는 것이다. 차광벽(60)은, 예를 들면 도 42에 도시한 바와 같이, 유색 화소(10) 및 백색 화소(20)의 경계선(M)에 따른 격자형상의 평면 형상을 갖고 있다.
차광벽(60)은, 텅스텐, 티탄, 알루미늄 또는 구리 등의 금속에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 텅스텐 또는 티탄이 바람직하다. 차광벽(60)을 텅스텐 또는 티탄에 의해 구성함으로써, 얇은 막두께로 차광성을 높게 하는 것이 가능해지기 때문이다.
차광벽(60)의 높이(H60)는, 투명층(22)의 두께(D22) 및 유색 필터(12)의 두께(D12)보다도 낮은 것이 바람직하다. 차광벽(60)이 투명층(22) 및 유색 필터(12)와 같은 정도의 높이를 갖는 경우에는, 개구율이 저하된다. 차광벽(60)의 높이(H60)는, 개구율과 혼색 억제와의 밸런스를 고려하여 적절한 값으로 조정되어 있는 것이 바람직하다.
이 고체 촬상 장치(1A)는, 도 43에 도시한 바와 같이, 층간 절연막(50)의 위에 차광벽(60)을 형성하는 것을 제외하고는, 제1 내지 제3의 실시의 형태와 마찬가지로 하여 제조할 수 있다.
(고체 촬상 장치의 전체 구성)
도 44는, 상기 실시의 형태에서 설명한 고체 촬상 장치(1)의 전체 구성을 도시하는 기능 블록도이다. 이 고체 촬상 장치(1)는, 촬상 화소 영역으로서의 화소부(110)를 가짐과 함께, 예를 들면 행주사부(131), 수평 선택부(133), 열주사부(134) 및 시스템 제어부(132)로 이루어지는 회로부(130)를 갖고 있다. 회로부(130)는, 화소부(110)의 주변 영역에 마련되어 있어도 좋고, 화소부(110)와 적층되어(화소부(110)에 대향하는 영역에) 마련되어 있어도 좋다.
화소부(110)는, 예를 들면 행렬형상으로 2차원 배치된 복수의 유색 화소(10) 및 백색 화소(20)(화소(PXL))를 갖고 있다. 이 화소(PXL)에는, 예를 들면 화소행마다 화소 구동선(Lread)(구체적으로는 행 선택선 및 리셋 제어선)이 배선되고, 화소열마다 수직 신호선(Lsig)이 배선되어 있다. 화소 구동선(Lread)은, 화소로부터의 신호 판독을 위한 구동 신호를 전송하는 것이다. 화소 구동선(Lread)의 일단은, 행주사부(131)의 각 행에 대응하는 출력단에 접속되어 있다.
행주사부(131)는, 시프트 레지스터나 어드레스 디코더 등에 의해 구성되고, 화소부(1a)의 각 화소(PXL)를, 예를 들면 행 단위로 구동하는 화소 구동부이다. 행주사부(131)에 의해 선택 주사된 화소행의 각 화소(PXL)로부터 출력되는 신호는, 수직 신호선(Lsig)의 각각을 통하여 수평 선택부(133)에 공급된다. 수평 선택부(133)는, 수직 신호선(Lsig)마다 마련된 앰프나 수평 선택 스위치 등에 의해 구성되어 있다.
열주사부(134)는, 시프트 레지스터나 어드레스 디코더 등에 의해 구성되고, 수평 선택부(133)의 각 수평 선택 스위치를 주사하면서 순번대로 구동하는 것이다. 이 열주사부(134)에 의한 선택 주사에 의해, 수직 신호선(Lsig)의 각각을 통하여 전송되는 각 화소의 신호가 순번대로 수평 신호선(135)에 전송되고, 당해 수평 신호선(135)을 통하여 출력된다.
시스템 제어부(132)는, 외부로부터 주어지는 클록이나, 동작 모드를 지령하는 데이터 등을 수취하고, 또한, 고체 촬상 장치(1)의 내부 정보 등의 데이터를 출력하는 것이다. 시스템 제어부(132)는 또한, 각종의 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 제너레이터를 가지며, 당해 타이밍 제너레이터에서 생성된 각종의 타이밍 신호를 기초로 행주사부(131), 수평 선택부(133) 및 열주사부(134) 등의 구동 제어를 행한다.
(적용례)
상기 실시의 형태 등의 고체 촬상 장치(1)는, 예를 들면 디지털 스틸 카메라나 비디오 카메라 등의 카메라 시스템이나, 촬상 기능을 갖는 휴대 전화 등, 촬상 기능을 구비한 모든 타입의 전자 기기에 적용할 수 있다. 도 45에, 그 한 예로서, 전자 기기(2)(카메라)의 개략 구성을 도시한다. 이 전자 기기(2)는, 예를 들면 정지화 또는 동화를 촬영 가능한 비디오 카메라이고, 예를 들면, 고체 촬상 장치(1)와, 광학계(촬상 렌즈)(310)와, 셔터 장치(311)와, 고체 촬상 장치(1) 및 셔터 장치(311)를 구동하는 구동부(313)(상기 회로부(130)를 포함한다)와, 신호 처리부(312)와, 유저 인터페이스(314)와, 모니터(315)를 갖는다.
광학계(310)는, 피사체로부터의 상광(입사광)을 고체 촬상 장치(1)의 화소부(110)에 유도하는 것이다. 이 광학계(310)는, 복수의 광학 렌즈로 구성되어 있어도 좋다. 셔터 장치(311)는, 고체 촬상 장치(1)에의 광조사 기간 및 차광 기간을 제어하는 것이다. 구동부(313)는, 고체 촬상 장치(1)의 전송 동작 및 셔터 장치(311)의 셔터 동작을 제어하는 것이다. 신호 처리부(312)는, 고체 촬상 장치(1)로부터 출력된 신호에 대해, 각종의 신호 처리를 행하는 것이다. 신호 처리 후의 영상 신호(Dout)는, 모니터(315)에 출력된다. 또는, 영상 신호(Dout)는, 메모리 등의 기억 매체에 기억되어도 좋다. 유저 인터페이스(314)에서는, 촬영 신의 지정(다이내믹 레인지의 지정, 파장(테라헬츠, 가시, 적외, 자외, X선 등)의 지정 등)이 가능하고, 이 지정(유저 인터페이스(314)로부터의 입력 신호)은, 구동부(313)에 보내지고, 이에 의거하여 고체 촬상 장치(1)에서의 소망하는 촬상이 이루어진다.
이상, 실시의 형태를 들어 본 개시를 설명하였지만, 본 개시는 상기 실시의 형태로 한정되는 것이 아니고, 여러가지의 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시의 형태에서는, 고체 촬상 장치(1, 1A)의 구성을 구체적으로 들어 설명하였지만, 모든 구성 요소를 구비하지 않아도 좋고, 또한, 다른 구성 요소를 더욱 구비하고 있어도 좋다.
또한, 본 명세서에 기재된 효과는 어디까지나 예시이고 한정되는 것이 아니고, 또 다른 효과가 있어도 좋다.
또한, 본 기술은 이하와 같은 구성을 취하는 것도 가능하다.
(1) 제1광전 변환 소자 및 유색 필터를 갖는 유색 화소와,
제2광전 변환 소자 및 투명층을 갖는 백색 화소와,
상기 제1광전 변환 소자 및 상기 제2광전 변환 소자와, 상기 유색 필터 및 상기 투명층과의 사이에 마련된 층간 절연막을 구비하고,
상기 유색 필터는, 상기 제1광전 변환 소자의 광 입사측에 마련되고,
상기 투명층은, 상기 제2광전 변환 소자의 광 입사측에 마련되고, 상기 유색 필터의 굴절률보다도 높은 굴절률을 가짐과 함께 상기 층간 절연막과는 다른 재료로 이루어지는 무기 유전체막에 의해 구성되어 있는 고체 촬상 장치.
(2) 상기 투명층의 두께는, 상기 유색 필터의 두께와 같은, 또는 상기 유색 필터의 두께보다도 두꺼운 상기 (1)에 기재된 고체 촬상 장치.
(3) 상기 층간 절연막은 산화실리콘막, 상기 투명층은 질화실리콘막 또는 산화질화실리콘막에 의해 구성되어 있는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 고체 촬상 장치.
(4) 상기 유색 화소 및 상기 백색 화소의 경계선에 따라, 상기 층간 절연막의 광 입사측에, 차광벽이 마련되어 있는 상기 (1) 내지 (3)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 장치.
(5) 상기 차광벽의 높이는, 상기 유색 필터의 두께 및 상기 투명층의 두께보다도 낮은 상기 (4)에 기재된 고체 촬상 장치.
(6) 상기 차광벽은, 텅스텐, 티탄, 알루미늄 또는 구리에 의해 구성되어 있는 상기 (4) 또는 (5)에 기재된 고체 촬상 장치.
(7) 상기 유색 화소는, 적색 화소와, 청색 화소를 포함하고,
상기 백색 화소는, 체크무늬 배치되고,
2개의 상기 백색 화소와, 하나의 상기 적색 화소와, 하나의 상기 청색 화소가, 2행×2열의 단위 배열을 구성하고 있는 상기 (1) 내지 (6)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 장치.
(8) 상기 유색 화소는, 적색 화소와, 청색 화소와, 녹색 화소를 포함하고,
하나의 상기 백색 화소와, 하나의 상기 적색 화소와, 하나의 상기 청색 화소와, 하나의 상기 녹색 화소가, 2행×2열의 단위 배열을 구성하고 있는 상기 (1) 내지 (6)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 장치.
(9) 고체 촬상 장치를 구비하고,
상기 고체 촬상 장치는,
제1광전 변환 소자 및 유색 필터를 갖는 유색 화소와,
제2광전 변환 소자 및 투명층을 갖는 백색 화소와,
상기 제1광전 변환 소자 및 상기 제2광전 변환 소자와, 상기 유색 필터 및 상기 투명층과의 사이에 마련된 층간 절연막을 구비하고,
상기 유색 필터는, 상기 제1광전 변환 소자의 광 입사측에 마련되고,
상기 투명층은, 상기 제2광전 변환 소자의 광 입사측에 마련되고, 상기 유색 필터의 굴절률보다도 높은 굴절률을 가짐과 함께 상기 층간 절연막과는 다른 재료로 이루어지는 무기 유전체막에 의해 구성되어 있는 전자 기기.
본 출원은, 일본 특허청에서 2013년 8월 7일에 출원된 일본 특허출원 번호 2013-164062호를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이고, 이 출원의 모든 내용을 참조에 의해 본 출원에 원용한다.
당업자라면, 설계상의 요건이나 다른 요인에 응하여, 여러가지의 수정, 콤비네이션, 서브 콤비네이션, 및 변경을 상도할 수 있는데, 그들은 첨부한 청구의 범위나 그 균등물의 범위에 포함되는 것으로 이해된다.
1: 고체 촬상 장치 10 : 복수의 유색 화소
11 : 제1광전 변환소자 12 : 유색 필터
20 : 백색 화소 21 : 제2광전 변환 소자
22 : 투명층(투명 필터)

Claims (9)

  1. 제1광전 변환 소자 및 유색 필터를 갖는 유색 화소와,
    제2광전 변환 소자 및 투명층을 갖는 백색 화소와,
    상기 제1광전 변환 소자 및 상기 제2광전 변환 소자와, 상기 유색 필터 및 상기 투명층과의 사이에 마련된 층간 절연막을 구비하고,
    상기 유색 필터는, 상기 제1광전 변환 소자의 광 입사측에 마련되고,
    상기 투명층은, 상기 제2광전 변환 소자의 광 입사측에 마련되고, 상기 유색 필터의 굴절률보다도 높은 굴절률을 가짐과 함께 상기 층간 절연막과는 다른 재료로 이루어지는 무기 유전체막에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 투명층의 두께는, 상기 유색 필터의 두께와 같은, 또는 상기 유색 필터의 두께보다도 두꺼운 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 층간 절연막은 산화실리콘막, 상기 투명층은 질화실리콘막 또는 산화질화실리콘막에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 유색 화소 및 상기 백색 화소의 경계선에 따라, 상기 층간 절연막의 광 입사측에, 차광벽이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 차광벽의 높이는, 상기 유색 필터의 두께 및 상기 투명층의 두께보다도 낮은 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 차광벽은, 텅스텐, 티탄, 알루미늄 또는 구리에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 유색 화소는, 적색 화소와, 청색 화소를 포함하고,
    상기 백색 화소는, 체크무늬 배치되고,
    2개의 상기 백색 화소와, 하나의 상기 적색 화소와, 하나의 상기 청색 화소가, 2행×2열의 단위 배열을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 유색 화소는, 적색 화소와, 청색 화소와, 녹색 화소를 포함하고,
    하나의 상기 백색 화소와, 하나의 상기 적색 화소와, 하나의 상기 청색 화소와, 하나의 상기 녹색 화소가, 2행×2열의 단위 배열을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  9. 고체 촬상 장치를 구비하고,
    상기 고체 촬상 장치는,
    제1광전 변환 소자 및 유색 필터를 갖는 유색 화소와,
    제2광전 변환 소자 및 투명층을 갖는 백색 화소와,
    상기 제1광전 변환 소자 및 상기 제2광전 변환 소자와, 상기 유색 필터 및 상기 투명층과의 사이에 마련된 층간 절연막을 구비하고,
    상기 유색 필터는, 상기 제1광전 변환 소자의 광 입사측에 마련되고,
    상기 투명층은, 상기 제2광전 변환 소자의 광 입사측에 마련되고, 상기 유색 필터의 굴절률보다도 높은 굴절률을 가짐과 함께 상기 층간 절연막과는 다른 재료로 이루어지는 무기 유전체막에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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