KR20180068953A - 촬상소자 및 촬상소자의 제조 방법, 촬상장치, 및 촬상장치의 제조 방법 - Google Patents

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소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

촬상영역 내에 복수의 촬상소자를 포함하고, 각각의 촬상소자는 기판 내의 광전변환부 및 상기 광전변환부의 광입사측에 배설된 와이어그리드 편광소자를 포함하는 촬상장치의 제조 방법을 제공한다. 촬상장치의 제조 방법은, 각각이 광반사층의 일부 및 광흡수층의 일부를 포함하는 복수의 적층된 띠형상부를 포함하는 와어어그리드 편광소자를 형성하는 공정을 포함한다. 상기 광반사층은, 상기 기판 및 상기 광전변환부 중 적어도 하나와 전기적으로 접속되는 제1의 도전 재료를 포함한다. 상기 광흡수층은 제2의 도전 재료를 포함하고, 적어도 상기 광흡수층의 일부는 상기 광반사층과 전기적으로 접속된다.

Description

촬상소자 및 촬상소자의 제조 방법, 촬상장치, 및 촬상장치의 제조 방법
본 개시는, 촬상소자, 촬상소자의 제조 방법, 촬상장치 및 촬상장치의 제조 방법에 관한 것이다.
와이어그리드 편광소자(Wire Grid Polarizer, WGP)가 마련된 촬상소자를 복수 갖는 촬상장치가, 예를 들면, 일본 특개2012-238632로부터 주지(周知)이다. 촬상소자에 마련된 광전변환부에 포함되고, 입사한 광에 의거하여 전류를 생성하는 광전변환 영역은, 예를 들면, CCD 소자(Charge Coupled Device : 전하 결합 소자)나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor : 상보성 금속 산화막 반도체) 이미지 센서로 이루어진다. 와이어그리드 편광소자는, 광전변환부의 광입사측에 배설된다. 예를 들면, 와이어그리드 편광소자 내에, 복수의 띠형상(帶狀)의 광반사층, 절연층 및 광흡수층이, 이간하여 병치(竝置)된다. 제2 도전 재료로 이루어지는 광흡수층이 광입사측에 위치하고, 제1 도전 재료로 이루어지는 광반사층이 광전변환부측에 위치한다.
도 25에 개념도를 도시하는 바와 같이, 와이어그리드의 형성 피치(P0)가 입사하는 전자파의 실효(實效) 파장보다도 유의(有意)하게 작은 경우, 와이어그리드의 연재 방향에 평행한 평면에서 진동하는 전자파는, 선택적으로 와이어그리드에 반사/흡수된다. 그 때문에, 도 25에 도시하는 바와 같이, 와이어그리드 편광소자에 도달한 전자파에는 종편광 성분과 횡편광 성분이 포함되지만, 와이어그리드 편광소자를 통과한 전자파는 종편광 성분이 지배적인 직선 편광이 된다. 여기서, 가시광 파장대에 주목하여 생각한 경우, 와이어그리드의 형성 피치(P0)가 와이어그리드 편광소자에 입사한 전자파의 실효 파장보다도 유의하게 작은 경우, 와이어그리드의 연재 방향에 평행한 면에 치우쳐진 편광 성분은 와이어그리드의 표면에서 반사 또는 흡수된다. 한편, 와이어그리드의 연재 방향에 수직한 면에 치우쳐진 편광 성분을 갖는 전자파가 와이어그리드에 입사하면, 와이어그리드의 표면을 전파한 전장(電場)이 와이어그리드의 이면부터 입사 파장과 같은 파장, 같은 편광 방위인 채로 투과한다.
일본 특개2012-238632
그런데, 와이어그리드 편광소자의 제조에서는, 광전변환부의 위에, 제1 도전 재료로 이루어지는 광반사층 형성층, 절연층, 및, 제2 도전 재료로 이루어지는 광흡수층 형성층을, 순차적으로, 형성하고, 뒤이어, 광반사층 형성층, 절연층, 광흡수층 형성층을 에칭한다. 이와 같은 와이어그리드 편광소자를 제조할 때, 광반사층 형성층이나 광흡수층 형성층은, 플로팅 상태(전기적으로 어디에도 접속되지 않은 상태)로 되어 있다. 그러므로, 성막시나 에칭 가공시, 광반사층 형성층이나 광흡수층 형성층이 대전(帶電)하고, 일종의 방전이 발생하는 결과, 와이어그리드 편광소자나 광전변환부에 손상이 발생할 우려가 있다. 일본 특개2012-238632에 개시된 기술에서는, 와이어그리드 편광소자를 마련한 후, 예를 들면, 와이어그리드 편광소자의 전면(全面)에 도체층을 형성하기 때문에, 성막시나 에칭 가공시, 광반사층 형성층이나 광흡수층 형성층의 대전을 방지하는 것은 곤란하다. 일본 특개2012-238632에 개시된 기술에서는, 도체층을 형성함으로써, 촬상장치에 와이어그리드 편광소자를 형성한 후, 패키징 공정에서 투명성 덮개부재로 촬상장치를 밀봉할 때까지의 사이에 생기기 쉬운 정전 더스트 등의 부착을 방지하고 있다.
따라서 본 개시의 목적은, 와이어그리드 편광소자의 제조시, 방전의 발생을 억제할 수 있는 구성, 구조를 갖는 촬상소자, 촬상소자의 제조 방법, 촬상장치 및 촬상장치의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 개시의 실시의 형태에 관하여,
촬상영역 내에 복수의 촬상소자를 포함하고,
각각의 상기 촬상소자는,
기판 상의 광전변환부 및
상기 광전변환부의 광입사측에 배설되고, 각각이 적어도 띠형상의 광반사층 및 띠형상의 광흡수층을 포함하는 복수의 적층 구조체가 이간하여 병치(竝置)되어 이루어지는 와이어그리드 편광소자를 포함하는 촬상장치의 제조 방법으로서,
각각의 상기 촬상소자는,
(a) 상기 광전변환부를 형성한 후, 상기 광전변환부 상에 제1 도전 재료로 이루어지는 광반사층 형성층을 형성하고,
(b) 다음에, 상기 광반사층 형성층 위 또는 상방에, 제2 도전 재료로 이루어지고, 적어도 일부가 상기 광반사층 형성층과 접속되는 광흡수층 형성층을 형성하고,
(c) 그 후, 각각이 상기 띠형상의 광반사층 및 상기 띠형상의 광흡수층을 포함하는 복수의 적층 구조체가 이간하여 병치되어 이루어지는 와이어그리드 편광소자를 얻도록, 상기 광흡수층 형성층 및 상기 광반사층 형성층을 패터닝하여,
제조되고,
공정 (a)에서, 상기 제1 도전 재료로 이루어지는 상기 광반사층 형성층은, 상기 기판 또는 상기 광전변환부와 전기적으로 접속되는 촬상장치의 제조 방법이 제공된다.
본 개시의 실시의 형태에 관하여,
기판 상의 광전변환부 및
상기 광전변환부의 광입사측에 배설되고, 각각이 적어도 띠형상의 광반사층 및 띠형상의 광흡수층을 포함하는 복수의 적층 구조체가 이간하여 병치되어 이루어지는 와이어그리드 편광소자를 포함하는 촬상소자의 제조 방법으로서,
(a) 상기 광전변환부를 형성한 후, 상기 광전변환부 상에, 제1 도전 재료로 이루어지고, 상기 기판 또는 상기 광전변환부와 전기적으로 접속되는 광반사층 형성층을 형성하고,
(b) 다음에, 상기 광반사층 형성층 위 또는 상방에, 제2 도전 재료로 이루어지고, 적어도 일부가 상기 광반사층 형성층과 접속되는 광흡수층 형성층을 형성하고,
(c) 그 후, 각각이 상기 띠형상의 광반사층 및 상기 띠형상의 광흡수층을 포함하는 복수의 적층 구조체가 이간하여 병치되어 이루어지는 와이어그리드 편광소자를 얻도록, 상기 광흡수층 형성층 및 상기 광반사층 형성층을 패터닝하는,
촬상소자의 제조 방법이 제공된다.
본 개시의 실시의 형태에 관하여,
촬상영역 내에 복수의 촬상소자를 포함하고,
각각의 상기 촬상소자는,
기판 상의 광전변환부 및
상기 광전변환부의 광입사측에 배설되고, 각각이 적어도 띠형상의 광반사층 및 띠형상의 광흡수층을 포함하는 복수의 적층 구조체가 이간하여 병치되어 이루어지는 와이어그리드 편광소자를 포함하는 촬상장치가 제공된다.
상기 광반사층은 제1 도전 재료로 이루어지고,
상기 광흡수층은 제2 도전 재료로 이루어지고,
상기 광반사층의 연재부는 상기 기판 또는 상기 광전변환부와 전기적으로 접속되어 있다.
본 개시의 실시의 형태에 관하여,
기판 상의 광전변환부 및
상기 광전변환부의 광입사측에 배설되고, 각각이 적어도 띠형상의 광반사층 및 띠형상의 광흡수층을 포함하는 복수의 적층 구조체가 이간하여 병치되어 이루어지는 와이어그리드 편광소자를 포함하는 촬상소자가 제공된다.
상기 광반사층은 제1 도전 재료로 이루어지고,
상기 광흡수층은 제2 도전 재료로 이루어지고,
상기 광반사층의 연재부는 상기 기판 또는 상기 광전변환부와 전기적으로 접속되어 있다.
본 개시의 실시의 형태에 관하여, 촬상영역 내에 복수의 촬상소자를 포함하고, 각각의 촬상소자는 기판 내의 광전변환부 및 상기 광전변환부의 광입사측에 배설된 와이어그리드 편광소자를 포함하는 촬상장치의 제조 방법으로서, 상기 기판에 상기 광전변환부를 형성하는 공정과, 상기 광전변환부 상에, 상기 기판 및 상기 광전변환부 중 적어도 하나와 전기적으로 접속되는 제1의 도전 재료를 포함하는 광반사층을 형성하는 공정과, 상기 광반사층 상에 제2의 도전 재료를 포함하는 광흡수층을 형성하는 공정과, 복수의 적층된 띠형상부를 포함하는 와어어그리드 편광소자를 형성하도록 상기 광흡수층 및 상기 광반사층을 패터닝하는 공정을 구비하고, 상기 광흡수층의 적어도 일부는 상기 광반사층에 접속되고, 각각의 상기 복수의 적층된 띠형상부는 상기 광반사층의 일부 및 상기 광흡수층의 일부를 포함하는 촬상장치의 제조 방법이 제공된다.
본 개시의 실시의 형태에 관하여, 기판 내의 광전변환부와, 상기 광전변환부의 광입사측에 배설된 와이어그리드 편광소자와, 상기 기판 또는 상기 광전변환부와 전기적으로 접속된 광반사층의 연재부를 구비하고, 상기 와이어그리드 편광소자는 복수의 적층된 띠형상부를 포함하고, 각각의 적층된 띠형상부는 상기 광반사층 및 광흡수층을 포함하고, 상기 광반사층은 제1의 도전 재료를 포함하고, 상기 광흡수층은 제2의 도전 재료를 포함하는 촬상소자가 제공된다.
본 개시의 실시의 형태에 관하여, 촬상영역 내에 복수의 촬상소자를 구비하고, 각각의 촬상소자는, 기판 내의 광전변환부와, 상기 광전변환부의 광입사측에 배설된 와이어그리드 편광소자와, 상기 기판 또는 상기 광전변환부와 전기적으로 접속된 광반사층의 연재부를 포함하고, 상기 와이어그리드 편광소자는 복수의 적층된 띠형상부를 포함하고, 각각의 적층된 띠형상부는 상기 광반사층 및 광흡수층을 포함하고, 상기 광반사층은 제1의 도전 재료를 포함하고, 상기 광흡수층은 제2의 도전 재료를 포함하는 촬상장치가 제공된다.
본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자의 제조 방법에 의해 얻어지는 촬상소자, 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상장치의 제조 방법에 의해 얻어지는 촬상소자, 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자 및 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상장치에 포함된 촬상소자에서는, 광반사층 형성층을 기판 또는 광전변환부에 전기적으로 접속하고, 또한, 기판 또는 광전변환부와 전기적으로 접속된 광반사층 형성층을 마련하고, 또한, 광반사층의 연재부가 기판 또는 광전변환부와 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 와이어그리드 편광소자의 형성시, 광반사층 형성층이나 광흡수층 형성층이 대전하고, 일종의 방전이 발생하는 결과, 와이어그리드 편광소자나 광전변환부에 손상이 발생한다는 문제의 발생을, 확실하게 회피할 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 효과는 어디까지나 예시로서 한정되는 것이 아니고, 또한, 부가적인 효과가 있어도 좋다.
도 1은, 실시례 1의 촬상장치에서의 촬상소자의 모식적인 일부 단면도.
도 2는, 실시례 1의 촬상장치에서의 촬상소자의 모식적인 일부 단면도.
도 3은, 실시례 1의 촬상장치에서의 촬상소자의 모식적인 부분적 평면도.
도 4는, 실시례 1의 촬상장치에서의 촬상소자의 모식적인 부분적 평면도.
도 5는, 실시례 1의 촬상장치에서의 촬상소자를 구성하는 와이어그리드 편광소자의 모식적인 사시도.
도 6은, 실시례 1의 촬상장치에서의 촬상영역 등을 도시하는 모식적인 촬상장치의 평면도.
도 7a는, 실시례 1의 촬상소자, 촬상장치의 제조 방법을 설명하기 위한 기판 등의 모식적인 일부 단면도.
도 7b는, 실시례 1의 촬상소자, 촬상장치의 제조 방법을 설명하기 위한 기판 등의 모식적인 일부 단면도.
도 7c, 실시례 1의 촬상소자, 촬상장치의 제조 방법을 설명하기 위한 기판 등의 모식적인 일부 단면도.
도 7d는, 실시례 1의 촬상소자, 촬상장치의 제조 방법을 설명하기 위한 기판 등의 모식적인 일부 단면도.
도 8은, 실시례 2의 촬상장치에서의 촬상소자의 모식적인 일부 단면도.
도 9는, 실시례 2의 촬상장치에서의 촬상소자의 모식적인 일부 단면도.
도 10은, 실시례 1의 촬상장치에서의 베이어 배열을 갖는 촬상소자 유닛의 개념도.
도 11은, 실시례 1 또는 실시례 2의 촬상장치에서의 베이어 배열을 갖는 촬상소자 유닛의 변형례의 개념도.
도 12는, 실시례 1 또는 실시례 2의 촬상장치에서의 베이어 배열을 갖는 촬상소자 유닛의 변형례의 개념도.
도 13은, 실시례 1 또는 실시례 2의 촬상장치에서의 베이어 배열을 갖는 촬상소자 유닛의 변형례의 개념도.
도 14는, 실시례 1 또는 실시례 2의 촬상장치에서의 베이어 배열을 갖는 촬상소자 유닛의 변형례의 개념도.
도 15는, 실시례 1 또는 실시례 2의 촬상장치에서의 베이어 배열을 갖는 촬상소자 유닛의 변형례의 개념도.
도 16은, 실시례 1 또는 실시례 2의 촬상장치에서의 베이어 배열을 갖는 촬상소자 유닛의 변형례의 개념도.
도 17은, 실시례 1 또는 실시례 2의 촬상장치에서의 베이어 배열을 갖는 촬상소자 유닛의 변형례의 개념도.
도 18은, 실시례 1 또는 실시례 2의 촬상장치에서의 베이어 배열을 갖는 촬상소자 유닛의 변형례의 개념도.
도 19는, 실시례 1 또는 실시례 2의 촬상장치에서의 베이어 배열을 갖는 촬상소자 유닛의 변형례의 개념도.
도 20은, 실시례 1 또는 실시례 2의 촬상장치에서의 베이어 배열을 갖는 촬상소자 유닛의 변형례의 개념도이다.
도 21은, 실시례 1 또는 실시례 2의 촬상장치에서의 베이어 배열을 갖는 촬상소자 유닛의 변형례의 개념도.
도 22는, 실시례 1 또는 실시례 2의 촬상장치에서의 베이어 배열을 갖는 촬상소자 유닛의 변형례의 개념도.
도 23은, 실시례 1 또는 실시례 2의 촬상장치에서의 베이어 배열을 갖는 촬상소자 유닛의 변형례의 개념도.
도 24는, 실시례 1 또는 실시례 2의 촬상장치에서의 베이어 배열을 갖는 촬상소자 유닛의 변형례의 개념도.
도 25는, 와이어그리드 편광소자를 통과하는 광 등을 설명하기 위한 개념도.
이하, 도면을 참조하여, 실시례에 의거하여 본 개시를 설명하지만, 본 개시는 실시례로 한정되어 것이 아니고, 실시례에서의 여러 가지의 수치나 재료는 예시이다. 또한, 설명은, 이하의 순서로 행한다.
1. 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자 및 그 제조 방법, 및, 촬상장치 및 그 제조 방법, 전반에 관한 설명
2. 실시례 1(본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자 및 그 제조 방법, 및, 촬상장치 및 그 제조 방법, 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자(A))
3. 실시례 2(실시례 1의 변형, 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자(B))
4. 기타
<본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자 및 그 제조 방법, 및, 촬상장치 및 그 제조 방법, 전반에 관한 설명>
본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상장치 또는 그 제조 방법에 의해 얻어지는 촬상소자에서, 광반사층 및 광흡수층은 촬상소자에서 공통인 형태로 할 수 있다.
상기한 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상장치의 제조 방법에서는,
공정(b)에서, 기판 또는 광전변환부를 통하여 광반사층 형성층을 소정의 전위로 한 상태로, 광반사층 형성층의 위 또는 상방에, 제2 도전 재료로 이루어지는 광흡수층 형성층을 마련하고,
공정(c)에서, 기판 또는 광전변환부를 통하여 광반사층 형성층을 소정의 전위로 한 상태로, 광흡수층 형성층 및 광반사층 형성층을 패터닝하는 형태로 할 수 있다.
또한, 상기한 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자의 제조 방법에서는,
공정(B)에서, 기판 또는 광전변환부를 통하여 광반사층 형성층을 소정의 전위로 한 상태로, 광반사층 형성층의 위 또는 상방에, 제2 도전 재료로 이루어지는 광흡수층 형성층을 마련하고,
공정(C)에서, 기판 또는 광전변환부를 통하여 광반사층 형성층을 소정의 전위로 한 상태로, 광흡수층 형성층 및 광반사층 형성층을 패터닝하는 형태로 할 수 있다.
상기한 각종 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상장치의 제조 방법에서, 기판 또는 광전변환부와 광반사층 형성층이 전기적으로 접속되는 영역은, 촬상영역에 위치하는 형태로 할 수 있고, 촬상영역의 외주에 마련된 광학적 흑화소 영역(OPB(optical black pixel area))에 위치하는 형태로 할 수 있고, 촬상영역의 외측에 마련된 주변 영역에 위치하는 형태로 할 수 있다. 또한, 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상장치에서, 광반사층의 연재부가 기판 또는 광전변환부와 전기적으로 접속되는 영역은, 촬상영역에 위치하는 형태로 할 수 있고, 촬상영역의 외주에 마련된 광학적 흑화소 영역(OPB)에 위치하는 형태로 할 수 있고, 촬상영역의 외측에 마련된 주변 영역에 위치하는 형태로 할 수 있다. 또한, 기판 또는 광전변환부와 광반사층 형성층이 전기적으로 접속되는 영역은, 촬상영역에 위치하는 경우, 또는, 광학적 흑화소 영역(OPB)에 위치하는 경우, 각 촬상소자에 마련되어 있어도 좋고, 복수의 촬상소자에 대해 1개소 마련되어 있어도 좋고, 모든 촬상소자에 대해 1개소 마련되어 있어도 좋고, 또한, 하나의 촬상소자에 대해, 1개소 마련되어 있어도 좋고, 복수개소 마련되어 있어도 좋다. 또한, 주변 영역에 위치하는 경우, 1개소 마련되어 있어도 좋고, 복수개소 마련되어 있어도 좋다.
주변 영역 또는 촬상소자와 촬상소자 사이의 영역에서, 와이어그리드 편광소자의 형성은 불필요하다. 주변 영역 또는 촬상소자와 촬상소자 사이의 영역(광학적 흑화소 영역에 위치하는 촬상소자를 포함하고, 이하에서도 마찬가지)은, 적어도 광반사층 및 광흡수층으로 이루어지는(예를 들면, 광반사층, 절연층 및 광흡수층으로 이루어지는) 제2 적층 구조체(프레임부)로 점유되어 있는 것이 바람직하다. 제2 적층 구조체는, 와이어그리드 편광소자로서 기능하지 않는 것이라면, 와이어그리드 편광소자와 같이 라인 앤드 스페이스·패턴이 마련되어 있어도 좋다. 즉, 와이어그리드의 형성 피치(P0)가 입사하는 전자파의 실효 파장보다도 충분히 큰 구조를 갖고 있어도 좋다.
촬상소자와 촬상소자 사이의 영역에는 차광층이 형성되어 있고, 광반사층의 연재부는 차광층의 관계된 영역에 접하여 있는 형태로 할 수 있다. 여기서, 차광층의 관계된 영역에 접하여 있는 광반사층의 연재부의 길이는, 촬상소자의 실질적으로 광전변환을 행하는 영역인 광전변환 영역의 길이와 같게 할 수 있고, 또는 또한, 광전변환 영역의 길이의 반분의 길이 내지 같은 길이로 할 수 있다. 이와 같은 형태를 채용함으로써, 인접하는 촬상소자로부터의 혼색의 발생을 방지하는 것도 가능하다. 또한, 광반사층 형성층과 광흡수층 형성층이 접하는 영역은, 촬상소자와 촬상소자 사이의 영역으로서, 촬상소자의 4모퉁이 중의 적어도 1개소로 할 수 있다. 주변 영역에서도 차광층이 형성되어 있고, 광반사층의 연재부는 차광층의 관계된 영역에 접하여 있는 형태로 할 수 있다. 여기서, 차광층의 관계된 영역에 접하여 있는 광반사층의 연재부의 길이는, 본질적으로 임의의 길이로 할 수 있다.
이상에 설명한 각종 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상장치 또는 그 제조 방법, 촬상소자 및 그 제조 방법에서, 와이어그리드 편광소자는, 광전변환부측부터, 광반사층, 절연층 및 광흡수층이 적층되어 이루어지는 구성으로 할 수 있고, 이 경우, 광반사층의 정상면(頂面) 전면(全面)에 절연층이 형성되어 있고, 절연층의 정상면 전면에 광흡수층이 형성되어 있는 구성으로 할 수 있고, 이에 의해, 광흡수층 및 광반사층의 전 영역이 기판 또는 광전변환부에 전기적으로 접속되기 때문에, 한층 확실하게 방전의 발생을 방지할 수 있다. 또는 또한, 와이어그리드 편광소자는, 절연층이 생략되고, 광전변환부측부터, 광반사층 및 광흡수층이 적층되어 이루어지는 구성으로 할 수 있다. 나아가서는, 이들의 경우, 광전변환부와 광반사층의 사이에 하지막(下地膜, base film)이 형성되어 있는 구성으로 할 수 있고, 이에 의해, 광반사층 형성층, 광반사층의 러프니스를 개선할 수 있다.
이상에 설명한 각종 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자, 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상장치를 구성하는 촬상소자, 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자의 제조 방법에 의해 얻어지는 촬상소자, 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상장치의 제조 방법에 의해 얻어지는 촬상소자(이하, 이들의 촬상소자를 총칭하여, "본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자 등"이라고 부르는 경우가 있다)에서, 띠형상의 광반사층의 늘어나는 방향은, 소광(消光)시켜야 할 편광 방위와 일치하고 있고, 띠형상의 광반사층의 반복 방향은, 투과시켜야 할 편광 방위와 일치하고 있는 구성으로 할 수 있다. 즉, 광반사층은, 편광자로서의 기능을 가지며, 와이어그리드 편광소자에 입사한 광 중, 광반사층의 늘어나는 방향과 평행한 방향에 전계(電界) 성분을 갖는 편광파(TE파/S파 및 TM파/P파의 어느 일방)를 감쇠시키고, 광반사층의 늘어나는 방향과 직교하는 방향(띠형상의 광반사층의 반복 방향)에 전계 성분을 갖는 편광파(TE파/S파 및 TM파/P파의 어느 타방)를 투과시킨다. 즉, 광반사층의 늘어나는 방향이 와이어그리드 편광소자의 광흡수축이 되고, 광반사층의 늘어나는 방향과 직교하는 방향이 와이어그리드 편광소자의 광투과축이 된다. 띠형상의(즉, 라인 앤드 스페이스·패턴을 갖는) 광반사층의 늘어나는 방향을, 편의상, "제1의 방향"이라고 부르고, 띠형상의 광반사층의 반복 방향(띠형상의 광반사층의 늘어나는 방향과 직교하는 방향)을, 편의상, "제2의 방향"이라고 부르는 경우가 있다.
본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자 등에서, 제1의 방향에 따른 광반사층의 길이는, 촬상소자의 실질적으로 광전변환을 행하는 영역인 광전변환 영역의 제1의 방향에 따른 길이와 같게 할 수 있고, 촬상소자의 길이와 같게 하는 것도 가능하고, 제1의 방향에 따른 촬상소자의 길이의 정수배로 할 수도 있다.
본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자 등에서, 복수의 촬상소자의 배열 방향과 제1의 방향이 이루는 각도가, 예를 들면, 0도의 각도를 갖는 촬상소자와, 90도의 각도를 갖는 촬상소자의 조합으로 할 수 있고, 0도의 각도를 갖는 촬상소자와, 45도의 각도를 갖는 촬상소자와, 90도의 각도를 갖는 촬상소자와, 135도의 각도를 갖는 촬상소자의 조합으로 할 수 있다.
본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자 등에서는, 온 칩 렌즈(OCL(on-chip lens))의 상방에 와이어그리드 편광소자가 배치되어 있는 형태로 할 수 있고, 와이어그리드 편광소자의 상방에 온 칩 렌즈(OCL)가 배치되어 있는 형태로 할 수도 있다. 또한, 전자(前者)의 촬상소자를, 편의상, "본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자(A)"라고 부르고, 후자의 촬상소자를, 편의상, "본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자(B)"라고 부른다.
본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자(A)에서는, 온 칩 렌즈(하측에 위치한다)와 와이어그리드 편광소자(상측에 위치한다)와의 사이에, 온 칩 렌즈측부터, 예를 들면 투명한 수지(예를 들면, 아크릴계 수지)로 이루어지는 평탄화층, 및, 와이어그리드 편광소자 제조 공정에서 프로세스의 하지로서 기능하는 실리콘산화막 등의 무기 재료로 이루어지는 하지 절연층이 형성되어 있는 구성으로 할 수 있다. 나아가서는, 이들의 바람직한 구성을 포함하는 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자(A)에서는, 온 칩 렌즈의 아래쪽에 파장 선택층(구체적으로는, 예를 들면, 주지의 컬러 필터층)이 배치되어 있는 구성으로 할 수 있다.
또한, 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자(B)에서는, 와이어그리드 편광소자(하측에 위치한다)와 온 칩 렌즈(상측에 위치한다)와의 사이에, 파장 선택층(구체적으로는, 예를 들면, 주지의 컬러 필터층)이 배치되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이와 같은 구성을 채용함으로써, 각 와이어그리드 편광소자에서의 투과광의 파장 대역에서 독립하여 와이어그리드 편광소자의 최적화를 도모할 수 있고, 가시광역 전역에서 더한층의 저반사율을 실현할 수 있다. 와이어그리드 편광소자와 파장 선택층과의 사이에는 평탄화층이 형성되고, 와이어그리드 편광소자의 아래에는, 와이어그리드 편광소자 제조 공정에서 프로세스의 하지로서 기능하는 실리콘산화막 등의 무기 재료로 이루어지는 하지 절연층이 형성되어 있는 구성으로 할 수 있다.
컬러 필터층으로서, 적색, 녹색, 청색, 시안(cyan)색, 마젠타(magenta)색, 황색 등의 특정 파장을 투과시키는 필터층을 들 수 있다. 컬러 필터층을, 안료나 염료 등의 유기화합물을 이용한 유기 재료계의 컬러 필터층으로 구성할 뿐만 아니라, 포토닉 결정이나, 플라즈몬을 응용한 파장 선택 소자(도체 박막에 격자형상의 구멍 구조를 마련한 도체 격자 구조를 갖는 컬러 필터층. 예를 들면, 일본 특개2008-177191 참조), 어모퍼스 실리콘(amorphous silicon) 등의 무기 재료로 이루어지는 박막으로 구성할 수도 있다.
또한, 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자 등에서는, 인접하는 촬상소자와 촬상소자 사이에 위치하는 영역에는, 예를 들면, 크롬(Cr)이나 구리(Cu), 알루미늄(Al), 텅스텐(W)으로 이루어지는 차광층이 마련되어 있는 구성으로 할 수 있고, 이에 의해, 인접하는 촬상소자로의 광이 누입(편광 크로스토크(polarization crosstalk))을, 한층 효과적으로 막을 수 있다. 나아가서는, 광전변환부에는, 촬상소자를 구동하기 위해, 알루미늄(Al)이나 구리(Cu) 등으로 구성된 각종 배선(배선층)이 형성되어 있다.
기판으로서 실리콘 반도체 기판, InGaAs 기판 등의 화합물 반도체 기판을 들 수 있다.
본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자(A)에서는, 입사한 광에 의거하여 전류를 생성하는 광전변환 영역, 온 칩 렌즈, 평탄화층, 하지 절연층, 차광층 및 컬러 필터층, 및, 배선(배선층), 각종 층간 절연층으로 광전변환부가 구성된다. 또한, 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자(B)에서는, 입사한 광에 의거하여 전류를 생성하는 광전변환 영역, 하지 절연층 및 차광층, 및, 배선(배선층), 각종 층간 절연층으로 광전변환부가 구성된다. 광반사층의 연재부(延在部)나 광반사층 형성층이 전기적으로 접속되는 광전변환부는, 예를 들면, 차광층 또는 배선(배선층)이다. 광반사층의 연재부나 광반사층 형성층이 전기적으로 접속되는 기판의 부분에는, 예를 들면, 고농도 불순물 영역이나 금속층, 합금층, 배선층 등을 형성하면 좋다.
본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자 등에서, 광반사층은, 금속 재료, 합금 재료 또는 반도체 재료로 이루어지는 구성으로 할 수 있고, 광흡수층은, 금속 재료, 합금 재료 또는 반도체 재료로 이루어지는 구성으로 할 수 있다.
여기서, 광반사층(광반사층 형성층)을 구성하는 무기 재료로서, 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 백금(Pt), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 철(Fe), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 텔루르(Te) 등의 금속 재료나, 이들의 금속을 포함하는 합금 재료, 반도체 재료를 들 수 있다. 광전변환부와 광반사층의 사이에 형성된 하지막(배리어 메탈층)을 구성하는 재료로서, Ti나 TiN, Ti/TiN의 적층 구조를 들 수 있다.
광흡수층(광흡수층 형성층)을 구성하는 재료로서, 소쇠계수(消衰係數, extinction coefficient)(k)가 제로가 아니다, 즉, 광흡수 작용을 갖는 금속 재료나 합금 재료, 반도체 재료, 구체적으로는, 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 철(Fe), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 텔루르(Te), 주석(Sn) 등의 금속 재료나, 이들의 금속을 포함하는 합금 재료, 반도체 재료를 들 수 있다. 또한, FeSi2(특히 β-FeSi2), MgSi2, NiSi2, BaSi2, CrSi2, CoSi2 등의 실리사이드계 재료를 들 수 있다. 특히, 광흡수층(광흡수층 형성층)을 구성하는 재료로서, 알루미늄 또는 그 합금, 또는, β-FeSi2나, 게르마늄, 텔루르를 포함하는 반도체 재료를 이용함으로써 가시광역에서 고(高)콘트라스트(고소광비(high extinction ratio))를 얻을 수 있다. 또한, 가시광 이외의 파장대역, 예를 들면 적외역에 편광 특성을 갖게 하기 위해서는, 광흡수층(광흡수층 형성층)을 구성하는 재료로서, 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au) 등을 이용한 것이 바람직하다. 이들의 금속의 공명 파장이 적외역 근처에 있기 때문이다.
광반사층 형성층, 광흡수층 형성층은, 각종 화학적 기상 성장법(CVD법), 도포법, 스퍼터링법이나 진공증착법을 포함하는 각종 물리적 기상 성장법(PVD법), 솔-겔법, 도금법, MOCVD법, MBE법 등의 공지의 방법에 의거하여 형성할 수 있다. 또한, 광반사층 형성층, 광흡수층 형성층의 패터닝법으로서, 리소그래피 기술과 에칭 기술과의 조합(예를 들면, 4불화탄소 가스, 6불화유황 가스, 트리플루오로메탄 가스, 2불화크세논 가스 등을 이용한 이방성 드라이 에칭 기술이나, 물리적 에칭 기술)이나, 소위 리프트오프(liftoff) 기술, 사이드 월을 마스크로서 이용한 소위 셀프 얼라인 더블 페터닝(self-aligned double patterning) 기술을 들 수 있다. 또한, 리소그래피 기술으로서, 포토 리소그래피 기술(고압수은등의 g선, i선, KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저, EUV 등을 광원으로서 이용한 리소그래피 기술, 및, 이들의 액침(液浸) 리소그래피(immersion lithography) 기술, 전자선 리소그래피 기술, X선 리소그래피)을 들 수 있다. 또는 또한, 펨트초(femtosecond) 레이저 등의 극단시간 펄스 레이저에 의한 미세 가공 기술이나, 나노 임프린트법에 의거하여, 광반사층이나 광흡수층을 형성할 수도 있다.
절연층(절연층 형성층)이나 층간 절연층을 구성하는 재료로서, 입사광에 대해 투명하고, 광흡수 특성을 갖지 않는 절연 재료, 구체적으로는, SiO2, NSG(non-doped silicate glass), BPSG(borophosphosilicate glass), PSG, BSG, PbSG, AsSG, SbSG, SOG(spin-on glass) 등의 SiOx계 재료(실리콘계 산화막을 구성하는 재료), SiN, SiON, SiOC, SiOF, SiCN, 저유전율 절연 재료(예를 들면, 플루오로카본, 시클로퍼플루오로카본 폴리머, 벤조시클 부텐, 환상 불소 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌, 어모퍼스테트라플루오로에틸렌, 폴리아릴에테르, 불화아릴에테르, 불화폴리이미드, 유기 SOG, 파릴렌, 불화풀러렌, 어모퍼스 카본), 폴리이미드계 수지, 불소계 수지, Silk(The Dow Chemical Co.의 상표이고, 도포형 저유전율 층간 절연막 재료), Flare(Honeywell Electronic Materials Co.의 상표이고, 폴리알릴에테르(PAE)계 재료)를 들 수 있고, 단독, 또는, 적절히, 조합시켜서 사용할 수 있다. 절연층 형성층은, 각종 CVD법, 도포법, 스퍼터링법이나 진공증착법을 포함하는 각종 PVD법, 스크린 인쇄법이라는 각종 인쇄법, 솔-겔법 등의 공지의 방법에 의거하여 형성할 수 있다. 절연층은, 광흡수층의 하지층으로서 기능함과 함께, 광흡수층에서 반사된 편광광과, 광흡수층을 투과하고, 광반사층에서 반사된 편광광의 위상을 조정하고, 간섭 효과에 의해 반사율을 저감하는 목적으로 형성된다. 따라서, 절연층은, 1왕복에서의 위상이 반파장분 어긋나는 두께로 하는 것이 바람직하다. 단, 광흡수층은, 광흡수 효과를 갖기 때문에, 반사된 광이 흡수된다. 따라서, 절연층의 두께가, 상술한 바와 같이 최적화되어 있지 않아도, 소광비(消光比)의 향상을 실현할 수 있다. 그러므로, 실용상, 소망하는 편광 특성과 실제의 제작 공정과의 균형에 의거하여 절연층의 두께를 결정하면 좋고, 예를 들면, 1×10-9m 내지 1×10-7m, 보다 바람직하게는, 1×10-8m 내지 8×10-8m를 예시할 수 있다. 또한, 절연층의 굴절율은, 1.0보다 크고, 한정하는 것은 아니지만, 2.5 이하로 하는 것이 바람직하다.
본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상장치에서는, 1촬상소자 유닛(1화소)은 복수의 촬상소자(부화소)로 구성할 수 있다. 그리고, 예를 들면, 각 부화소는 하나의 촬상소자를 구비하고 있다. 화소와 부화소의 관계에 관해서는 후술한다.
본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자 등에서는, 광흡수층부터 광이 입사한다. 그리고, 와이어그리드 편광소자는, 광의 투과, 반사, 간섭, 광학 이방성에 의한 편광파의 선택적 광흡수의 4개의 작용을 이용함으로써, 제1의 방향에 평행한 전계 성분을 갖는 편광파(TE파/S파 및 TM파/P파의 어느 일방)를 감쇠시킴과 함께, 제2의 방향에 평행한 전계 성분을 갖는 편광파(TE파/S파 및 TM파/P파의 어느 타방)를 투과시킨다. 즉, 일방의 편광파(예를 들면, TE파)는, 광흡수층의 광학 이방성에 의한 편광파의 선택적 광흡수 작용에 의해 감쇠된다. 띠형상의 광반사층은 편광자로서 기능하여, 광흡수층 및 절연층을 투과한 일방의 편광파(예를 들면, TE파)를 반사한다. 이때, 광흡수층을 투과하고, 광반사층에서 반사된 일방의 편광파(예를 들면, TE파)의 위상이 반파장분 어긋나도록 절연층을 구성하면, 광반사층에서 반사된 일방의 편광파(예를 들면, TE파)는, 광흡수층에서 반사된 일방의 편광파(예를 들면, TE파)와의 간섭에 의해 서로 맞지워져서 감쇠된다. 이상과 같이 하여, 일방의 편광파(예를 들면, TE파)를 선택적으로 감쇠시킬 수 있다. 단, 상술한 바와 같이, 절연층의 두께가 최적화되어 있지 않아도, 콘트라스트의 향상을 실현할 수 있다. 그러므로, 상술한 바와 같이, 실용상, 소망하는 편광 특성과 실제의 제작 공정과의 균형에 의거하여, 절연층의 두께를 결정하면 좋다.
와이어그리드 편광소자를 구성하는 금속 재료나 합금 재료(이하, "금속 재료 등"이라고 부르는 경우가 있다)가 외기와 접촉하면, 외기로부터의 수분이나 유기물의 부착에 의해 금속 재료 등의 부식 내성이 열화하여, 촬상소자의 장기 신뢰성이 열화할 우려가 있다. 특히, 금속 재료 등-절연 재료-금속 재료 등의 적층 구조체에 수분이 부착하면, 수분 중에는 CO2나 O2가 용해하고 있기 때문에 전해액으로서 작용하여, 2종류의 메탈간의 사이에서 국부전지가 형성될 우려가 있다. 그리고, 이와 같은 현상이 생기면, 캐소드(정극)측에서는 수소 발생 등의 환원 반응이 진행하고, 애노드(부극측)에서는 산화반응이 진행함에 의해, 금속 재료 등의 이상 석출이나 와이어그리드 편광소자의 형상 변화가 발생한다. 그리고, 그 결과, 본래 기대된 와이어그리드 편광소자나 촬상소자의 성능이 손상될 우려가 있다. 예를 들면, 광반사층으로서 알루미늄(Al)을 이용하는 경우, 이하의 반응식으로 나타내는 알루미늄의 이상 석출이 발생할 우려가 있다.
Al → Al3+ + 3e-
Al3+ + 3OH- → Al(OH)3
따라서 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자 등에서, 와이어그리드 편광소자에는 보호막이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 보호막의 두께는, 편광 특성에 영향을 주지 않는 범위의 두께로 하면 좋다. 또한, 입사광에 대한 반사율은 보호막의 광학 두께(굴절율×보호막의 막두께)에 의해서도 변화하기 때문에, 보호막의 재료와 두께는, 이들을 고려하여 결정하면 좋고, 두께로서, 15㎚ 이하를 예시할 수 있고, 또는, 적층 구조체와 적층 구조체 사이의 거리의 1/4 이하를 예시할 수 있다. 보호막을 구성하는 재료로서, 굴절율이 2 이하, 소쇠계수가 제로에 가까운 재료가 바람직하고, TEOS-SiO2를 포함하는 SiO2, SiON, SiN, SiC, SiOC, SiCN 등의 절연 재료나, 산화알루미늄(AlOx), 산화하프늄(HfOx), 산화지르코늄(ZrOx), 산화탄탈(TaOx) 등의 금속 산화물을 들 수 있다. 또는 또한, 퍼플루오로데실트리클로로실란이나 옥타데실트리클로로실란을 들 수 있다. 보호막을 마련함으로써, 와이어그리드 편광소자의 내습성의 향상 등, 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 보호막은, 각종 CVD법, 도포법, 스퍼터링법이나 진공증착법을 포함하는 각종 PVD법, 솔-겔법 등의 공지의 프로세스에 의해 형성할 수 있지만, 소위 단원자 성장법(ALD 법, Atomic Layer Deposition법)이나, HDP-CVD법(고밀도 플라즈마 화학적 기상 성장법)를 채용하는 것이, 보다 바람직하다. ALD 법이나 HDP-CVD법을 채용함으로써, 얇은 보호막을 컨포멀하게 와이어그리드 편광소자상에 형성할 수 있다. 보호막은, 와이어그리드 편광소자의 전면에 형성하여도 좋지만, 와이어그리드 편광소자의 측면에만 형성하고, 와이어그리드 편광소자와 와이어그리드 편광소자 사이에 위치하는 하지 절연층의 위에는 형성하지 않는 형태로 할 수 있다. 그리고, 이와 같이, 와이어그리드 편광소자를 구성하는 금속 재료 등이 노출한 부분인 측면을 덮도록 보호막을 형성함으로써, 대기중의 수분이나 유기물을 차단할 수 있고, 와이어그리드 편광소자를 구성하는 금속 재료 등의 부식이나 이상 석출이라는 문제의 발생을 확실하게 억제할 수 있다. 그리고, 촬상소자의 장기 신뢰성의 향상을 도모한 것이 가능해지고, 보다 높은 신뢰성을 갖는 와이어그리드 편광소자를 온 칩으로 구비한 촬상소자의 제공이 가능해진다.
본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상장치를 구성하는 모든 촬상소자가 와이어그리드 편광소자를 구비하고 있어도 좋고, 일부의 촬상소자가 와이어그리드 편광소자를 구비하고 있어도 좋다. 복수의 촬상소자로 구성된 촬상소자 유닛은 베이어 배열을 가지며, 1촬상소자 유닛(1화소)은 4개의 촬상소자로 구성되어 있는 형태로 할 수 있다. 단, 촬상소자 유닛의 배열은, 베이어 배열로 한정되지 않고, 기타, 인터라인 배열, G 스트라이프 RB 체크무늬 배열, G 스트라이프 RB 완전 체크무늬 배열, 체크무늬 보색 배열, 스트라이프 배열, 경사 스트라이프 배열, 원색 색차 배열, 필드 색차 순차 배열, 프레임 색차 순차 배열, MOS형 배열, 개량 MOS형 배열, 프레임 인터리브 배열, 필드 인터리브 배열을 들 수 있다. 예를 들면, 베이어 배열의 경우, 2×2의 부화소 영역 중의 3개의 부화소 영역의 각각에, 적색, 녹색, 청색의 컬러 필터층을 배치하고, 본래, 녹색의 컬러 필터층을 배치하여야 할 나머지 하나의 부화소 영역에는 컬러 필터층을 배치하지 않고, 이 나머지 하나의 부화소 영역에 와이어그리드 편광소자를 배치하는 구성으로 할 수 있다. 또는 또한, 베이어 배열의 경우, 2×2의 부화소 영역 중의 3개의 부화소 영역의 각각에, 적색, 녹색, 청색의 컬러 필터층을 배치하고, 나머지 하나의 부화소 영역에 녹색의 컬러 필터층과 와이어그리드 편광소자를 배치하는 구성으로 할 수도 있다. 색 분리나 분광을 목적으로 하지 않는 경우, 또는, 촬상소자 그 자체가 특정 파장에 감도를 갖는 촬상소자에서는, 필터는 불필요한 경우가 있다. 또한, 컬러 필터층을 배치하지 않는 부화소 영역에서는, 컬러 필터층을 배치한 부화소 영역과의 사이의 평탄성을 확보하기 위해, 컬러 필터층 대신에 투명한 수지층을 형성하여도 좋다. 즉, 촬상소자는, 적색의 감도를 갖는 적색 촬상소자, 녹색의 감도를 갖는 녹색 촬상소자, 청색의 감도를 갖는 청색 촬상소자의 조합으로 구성되어 있어도 좋고, 이들에 더하여, 적외선에 감도를 갖는 적외선 촬상소자의 조합으로 구성되어 있어도 좋고, 단색의 화상을 얻는 촬상장치로 하여도 좋고, 단색의 화상과 적외선에 의거한 화상의 조합을 얻는 촬상장치로 하여도 좋다.
본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자 등으로서, CCD 소자, CMOS 이미지 센서, CIS(Contact Image Sensor), CMD(Charge Modulation Device)형의 신호 증폭형 이미지 센서를 들 수 있다. 또한, 촬상소자로서, 표면 조사형의 촬상소자 또는 이면 조사형의 촬상소자를 들 수 있다. 촬상장치로부터, 예를 들면, 디지털 카메라나 비디오 카메라, 캠코더, 감시 카메라, 차량 탑재용 카메라, 스마트폰용 카메라, 게임용의 유저 인터페이스 카메라, 생체 인증용 카메라를 구성할 수 있다. 그리고, 통상의 촬상에 더하여, 편광 정보가 동시에 취득 가능한 촬상장치로 할 수 있다. 또한, 입체 화상을 촬상하는 촬상장치로 할 수도 있다.
실시례 1
실시례 1은, 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자 및 그 제조 방법, 및, 촬상장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자(A)에 관한 것이다. 즉, 온 칩 렌즈(OCL)의 상방에 와이어그리드 편광소자가 배치되어 있다. 촬상장치는, 이면 조사형의 촬상소자를 갖는다. 실시례 1의 촬상장치를 구성하는 촬상소자의 모식적인 일부 단면도를 도 1 및 도 2에 도시하고, 실시례 1의 촬상장치에서의 촬상소자의 모식적인 부분적 평면도를 도 3 및 도 4에 도시한다. 나아가서는, 실시례 1의 촬상장치에서의 촬상소자를 구성하는 와이어그리드 편광소자의 모식적인 사시도를 도 5에 도시하고, 실시례 1의 촬상장치에서의 촬상영역 등을 도시하는 모식적인 촬상장치의 평면도를 도 6에 도시한다. 도 1 및 도 2에서는 2개의 촬상소자를 도시하고, 도 3 및 도 4에서는 4개의 촬상소자를 도시하고 있다. 또한, 도 1은, 도 3 및 도 4의 화살표 A-A에 따른 모식적인 일부 단면도이고, 도 2는, 도 3 및 도 4의 화살표 B-B에 따른 모식적인 일부 단면도이고, 와이어그리드 편광소자에서의 띠형상의 광반사층의 늘어나는 방향에 따른 촬상소자의 모식적인 일부 단면도와, 띠형상의 광반사층의 반복 방향(띠형상의 광반사층의 늘어나는 방향과 직교하는 방향)에 따른 촬상소자의 모식적인 일부 단면도를 도시하고 있다. 나아가서는, 도 3 및 도 4에서는, 촬상소자와 촬상소자 사이의 경계를 점선으로 도시하고, 도 3 및 도 4에서는, 적층 구조체와 적층 구조체 사이에 위치하는 간극(스페이스부)의 부분에 사선을 붙였다.
실시례 1의 촬상소자(21)는,
기판(31) 상에 형성된 광전변환부(40), 및,
광전변환부(40)의 광입사측에 배설되고, 각각이 적어도 띠형상의 광반사층(51) 및 띠형상의 광흡수층(53)을 포함하는 복수의 적층 구조체(54)가 이간하여 병치되어 이루어지는 와이어그리드 편광소자(50)를 포함하고 있다.
광반사층(51)은, 제1 도전 재료(구체적으로는, 알루미늄(Al))로 이루어진다.
광흡수층(53)은, 제2 도전 재료(구체적으로는, 텅스텐(W))로 이루어진다.
광반사층(51)의 연재부(51a)는 기판(31) 또는 광전변환부(40)와 전기적으로 접속되어 있다. 보다 구체적으로는, 광반사층(51)의 연재부(51a)는 차광층(47)과 전기적으로 접속되어 있다. 적어도 하나의 예에서, 차광층(47)은 접지되어 있다.
또한, 실시례 1의 촬상장치는, 실시례 1의 촬상소자(21)를 복수, 촬상영역(11)에 갖는 촬상장치로서, 예를 들면 편광 방위가 다른 2종류 이상의 와이어그리드 편광소자(50)를 구비하고 있다. 그리고, 광반사층(51)의 연재부(51a)가 기판(31) 또는 광전변환부(40)(실시례 1에서는 광전변환부(40), 보다 구체적으로는, 차광층(47))과 전기적으로 접속되어 있다. 인접하는 촬상소자(21A, 21B)에서는, 와이어그리드 편광소자(50A, 50B)에서의 투과축이 직교하고 있다. 실시례 1의 촬상장치로부터, 예를 들면, 디지털 스틸 카메라나 비디오 카메라, 캠코더, 감시 카메라, 차량 탑재용 카메라(차량 카메라), 스마트폰용 카메라, 게임용의 유저 인터페이스 카메라, 생체 인증용 카메라 등이 구성되어 있다. 그리고, 실시례 1에서는, 광전변환 영역(41)의 상방에 온 칩 렌즈(44)가 배치되어 있고, 온 칩 렌즈(44)의 상방에 와이어그리드 편광소자(50)가 마련되어 있다. 참조 번호 22는, 촬상소자(21)가 점유하는 영역을 나타내고, 참조 번호 23은, 촬상소자(21)와 촬상소자(21) 사이의 영역을 가리킨다.
여기서, 실시례 1에서, 광전변환부(40)와 광반사층 형성층(51A)이 전기적으로 접속되는 영역은, 촬상영역(11)에 위치한다. 환언하면, 광반사층(51)의 연재부(51a)가 광전변환부(40)와 전기적으로 접속되는 영역은, 촬상영역(11)에 위치하다. 또한, 광전변환부(40)와 광반사층 형성층(51A) 또는 광반사층(51)의 연재부(51a)가 전기적으로 접속되는 영역은, 각 촬상소자에 마련되어 있어도 좋고, 복수의 촬상소자에 대해 1개소 마련되어 있어도 좋고, 모든 촬상소자에 대해 1개소 마련되어 있어도 좋다.
구체적으로는, 실시례 1의 촬상소자(21)는, 예를 들면, 실리콘 반도체 기판으로 이루어지는 기판(31)에 마련된 광전변환 영역(41), 및, 그 위에, 제1 평탄화막(42), 파장 선택층(컬러 필터층(43)), 온 칩 렌즈(44), 평탄화층(제2 평탄화막(45)이라고 부른다), 하지 절연층(46), 및, 와이어그리드 편광소자(50)가 적층되어 이루어진다. 제1 평탄화막(42) 및 하지 절연층(46)은 SiO2로 이루어지고, 평탄화층(제2 평탄화막(45))은 아크릴계 수지로 이루어진다. 광전변환 영역(41)은, CCD 소자나 CMOS 이미지 센서 등으로 구성되어 있다. 인접하는 온 칩 렌즈(44)와 온 칩 렌즈(44) 사이에 위치하는 영역(보다 구체적으로는, 온 칩 렌즈(44)와 온 칩 렌즈(44) 사이에 위치하는 하지 절연층(46))에는, 예를 들면, 텅스텐(W) 등으로 이루어지는 차광층(소위, 블랙 매트릭스층)(47)이 마련되어 있다. 차광층(47)은, 예를 들면 금속 재료로 구성된 광반사층(51)과 차광층(47) 중의 자유전자의 상호간섭을 피하기 위해, 절연 재료인 하지 절연층(46)의 중에 배치시키는 것이 바람직하다.
실시례 1의 촬상소자에서는, 광전변환 영역(41), 제1 평탄화막(42), 파장 선택층(컬러 필터층(43)), 온 칩 렌즈(44), 평탄화층(제2 평탄화막(45)), 하지 절연층(46), 차광층(47)에 의해, 광전변환부(40)가 구성되어 있다.
또한, 실시례 1의 촬상장치에서는, 광반사층(51) 및 광흡수층(53)(실시례 1에서는, 구체적으로는, 광반사층(51), 절연층(52) 및 광흡수층(53))은, 촬상소자에서 공통이다. 즉, 촬상소자와 촬상소자 사이의 영역(23), 광학적 흑화소 영역(OPB)(12) 및 주변 영역(13)은, 광반사층(51), 절연층(52) 및 광흡수층(53)으로 이루어지는 제2 적층 구조체(프레임부(56))로 점유되어 있다. 적층 구조체(54)와 적층 구조체(54)와의 사이에는 간극(스페이스부(55))이 존재한다. 즉, 적층 구조체(54)는, 라인 앤드 스페이스·패턴을 갖는다.
촬상소자와 촬상소자 사이의 영역(23)에는 차광층(47)이 형성되어 있고, 광반사층(51)의 연재부(51a)는 차광층(47)의 관계된 영역에 접하여 있다. 도 4에서는, 광반사층(51)의 연재부(51a)가 차광층(47)의 관계된 영역에 접하여 있는 부분을, 편의상, 사각형으로 둘러싸고 "A"의 부호를 붙였다. 차광층(47)의 관계된 영역에 접하여 있는 광반사층(51)의 연재부(51a)의 길이를, 광전변환 영역(41)의 길이와 같게 하였다. 이와 같은 구조를 채용함으로써, 인접하는 촬상소자로부터의 혼색의 발생을 방지할 수도 있다. 또한, 광반사층(51)(광반사층 형성층(51A))과 광흡수층(53)(광흡수층 형성층(53A))이 접하는 영역을, 촬상소자와 촬상소자 사이의 영역(23)으로서, 촬상소자의 4모퉁이 중의 적어도 1개소(구체적으로는, 4개소)로 하였다. 광반사층(51)(광반사층 형성층(51A))과 광흡수층(53)(광흡수층 형성층(53A))이 접하는 영역을, 도 4에서는, 편의상, 사각형으로 둘러싸고 "B"의 부호를 붙였다. 또한, 도 1, 도 2, 또는, 후술하는 도 8, 도 9 등에서의 광반사층(51)의 연재부(51a)(광반사층 연재부(51A)) 및 광흡수층 형성층(53A)의 연재부(53a)의 위치와, 도 4에 도시한 연재부(51a, 53a)의 위치는, 도면을 간소화하기 위해, 엇갈려 있다. 경우에 따라서는, 광반사층(51)의 연재부(51a)가 차광층(47)의 관계된 영역에 접하여 있는 부분(A)은, 촬상소자를 둘러싸고 있어도 좋고, 광반사층(51)(광반사층 형성층(51A))과 광흡수층(53)(광흡수층 형성층(53A))이 접하는 영역(B)도, 촬상소자를 둘러싸고 있어도 좋다.
실시례 1에서는, 복수의 촬상소자로 구성된 촬상소자 유닛(화소)(24)은 베이어 배열을 가지며, 4개의 촬상소자로 구성되어 있다. 이와 같은 베이어 배열을 갖는 촬상소자 유닛(24)의 개념도를 도 10에 도시한다. 즉, 1촬상소자 유닛(1화소)(24)은, 적색을 수광하는 하나의 부화소(도 10에서는 적색 촬상소자(R))로 도시한다), 청색을 수광하는 하나의 부화소(도 10에서는 청색 촬상소자(B)로 도시한다), 및, 녹색을 수광하는 2개의 부화소(도 10에서는 녹색 촬상소자(G)로 도시한다)로 구성되어 있다. 촬상소자 유닛(24)은, 행방향 및 열방향으로 2차원 매트릭스형상으로 배열되어 있다. 하나의 촬상소자 유닛 내에서의 모든 와이어그리드 편광소자(50)의 제1의 방향은 같은 방향이다. 나아가서는, 행방향으로 배열된 촬상소자 유닛에서는, 와이어그리드 편광소자(50)의 제1의 방향은 전부 같은 방향이다. 한편, 열방향에 따라, 와이어그리드 편광소자(50)의 제1의 방향이 행방향과 평행인 촬상소자 유닛과, 와이어그리드 편광소자(50)의 제1의 방향이 열방향과 평행인 촬상소자 유닛이, 교대로 배치되어 있다. 또한, 도 10 또는 후술하는 도 11 내지 도 24에서, 와이어그리드 편광소자에 해칭선을 붙였다.
그리고, 와이어그리드 편광소자(50)는, 전술한 바와 같이, 광전변환부(40)의 측부터, 광반사층(51), 절연층(52) 및 광흡수층(53)이 적층되어 이루어진다. 즉, 적층 구조체(54)는, 광반사층(51), 절연층(52) 및 광흡수층(53)으로 구성되어 있다. 그리고, 광반사층(51)의 정상면 전면에 절연층(52)이 형성되어 있고, 절연층(52)의 정상면 전면에 광흡수층(53)이 형성되어 있다. 구체적으로는, 광반사층(51)은, 두께 150㎚의 알루미늄(Al)으로 구성되고, 절연층(52)은, 두께 25㎚ 또는 50㎚의 SiO2로 구성되고, 광흡수층(53)은, 두께 25㎚의 텅스텐(W)으로 구성되어 있다. 광전변환부(40)와 광반사층(51)의 사이에는, Ti나 TiN, Ti/TiN의 적층 구조로 이루어지는 하지막이 형성되어 있지만, 하지막의 도시는 생략하였다. 띠형상의 광반사층(51)이 늘어나는 방향(제1의 방향)은, 소광시켜야 할 편광 방위와 일치하고 있고, 띠형상의 광반사층(51)의 반복 방향(제2의 방향이고, 제1의 방향과 직교한다)은, 투과시켜야 할 편광 방위와 일치하고 있다. 즉, 광반사층(51)은, 편광자로서의 기능을 가지며, 와이어그리드 편광소자(50)에 입사한 광 중, 광반사층(51)이 늘어나는 방향(제1의 방향)과 평행한 방향에 전계 성분을 갖는 편광파를 감쇠시키고, 광반사층(51)이 늘어나는 방향과 직교하는 방향(제2의 방향)에 전계 성분을 갖는 편광파를 투과시킨다. 제1의 방향은 와이어그리드 편광소자(50)의 광흡수축이고, 제2의 방향은 와이어그리드 편광소자(50)의 광투과축이다.
실시례 1에서는, 제1의 방향에서의 적층 구조체(54)의 길이는, 제1의 방향에 따른 광전변환 영역(41)의 제1의 방향에 따른 길이와 같다. 또한, 도시한 예에서는, 복수의 촬상소자의 배열 방향과 제1의 방향(띠형상의 광반사층(51)이 늘어나는 방향)이 이루는 각도가, 예를 들면, 0도의 각도를 갖는 촬상소자와, 90도의 각도를 갖는 촬상소자의 조합이라고 하였지만, 0도의 각도를 갖는 촬상소자와, 45도의 각도를 갖는 촬상소자와, 90도의 각도를 갖는 촬상소자와, 135도의 각도를 갖는 촬상소자의 조합으로 할 수도 있다.
이하, 실시례 1의 촬상소자, 촬상장치의 제조 방법을, 기판 등의 모식적인 일부 단면도인 도 7a, 도 7b, 도 7c 및 도 7d를 참조하여 설명한다.
<공정 100>
우선, 주지의 방법에 의거하여, 실리콘 반도체 기판으로 이루어지는 기판(31)의 일방의 면의 측에, 촬상소자를 구동하기 위한 각종의 구동 회로나 배선(배선층)을 형성한다. 또한, 구동 회로나 배선(배선층)을, 전체로서, 참조 번호 32로 나타낸다. 뒤이어, 기판(31)의 타방의 면에 대해 연마 등을 행함으로써 기판(31)의 두께를 소망하는 두께로 한다. 또한, 참조 번호 33은, 기판(31)의 일방의 면에 형성된 층간 절연막이다.
<공정 110>
그리고, 기판(31)의 위에 주지의 방법으로 광전변환부(40)를 형성한다. 즉, 주지의 방법으로, 기판(31)의 타방의 면에 광전변환 영역(41)을 형성하고, 또한, 광전변환 영역(41)과 구동 회로나 배선(배선층(32))을 전기적으로 접속하는 접속부(도시 생략)를 형성한다. 그 후, 광전변환 영역(41)의 위에, 제1 평탄화막(42), 파장 선택층(컬러 필터층(43)), 온 칩 렌즈(44), 평탄화층(제2 평탄화막(45)), 차광층(47), 하지 절연층(46)을, 주지의 방법으로 형성한다. 이렇게 하여, 광전변환부(40)를 형성할 수 있다. 전술한 바와 같이, 광전변환 영역(41), 제1 평탄화막(42), 파장 선택층(컬러 필터층(43)), 온 칩 렌즈(44), 평탄화층(제2 평탄화막(45)), 차광층(47), 및, 하지 절연층(46)에 의해, 광전변환부(40)가 구성되어 있다. 또한, 차광층(47)의 상방에 위치하는 하지 절연층(46)의 부분에 제1 개구부(46B)를 마련하여 둔다.
<공정 120>
다음에, 광전변환부(40)상에(구체적으로는, 하지 절연층(46)상에), Ti 또는 TiN, Ti/TiN의 적층 구조로 이루어지는 하지막(도시 생략), 제1 도전 재료(구체적으로는, 알루미늄)으로 이루어지는 광반사층 형성층(51A)을 진공증착법에 의거하여 마련한다(도 7a 및 도 7b 참조). 광반사층 형성층(51A)은, 제1 개구부(46B) 내를 차광층(47)의 정상면까지 늘어난다. 즉, 제1 도전 재료로 이루어지는 광반사층 형성층(51A)을, 기판(31) 또는 광전변환부(40)에(실시례 1에서는, 구체적으로는 차광층(47))에 전기적으로 접속한다. 또는 또한, 광전변환부(40)상에, 제1 도전 재료로 이루어지고, 기판(31) 또는 광전변환부(40)와 전기적으로 접속된 광반사층 형성층(51A)을 마련한다. 광반사층 형성층(51A)의 차광층(47)과의 접속부를 참조 번호 51a로 나타낸다.
<공정 130>
그 후, 광반사층 형성층(51A)의 위 또는 상방에, 제2 도전 재료로 이루어지고, 적어도 일부가 광반사층 형성층(51A)과 접한 광흡수층 형성층(53A)을 마련한다. 구체적으로는, SiO2로 이루어지는 절연층 형성층(52A)을, 광반사층 형성층(51A)에 CVD법에 의거하여 형성한다. 그 후, 적층 구조체(54)를 형성하여야 할 광반사층 형성층(51A)의 소망하는 영역의 상방에 위치하는 절연층 형성층(52A)의 부분에, 포토 리소그래피 기술 및 에칭 기술에 의거하여, 제2 개구부(52B)를 형성한다. 이렇게 하여, 도 7c에 도시하는 구조를 얻을 수 있다. 그 후, 제2 개구부(52B) 내를 포함하는 절연층 형성층(52A)상에, 스퍼터링법에 의해 텅스텐(W)으로 이루어지는 광흡수층 형성층(53A)을 형성한다. 이렇게 하여, 도 7d에 도시하는 구조를 얻을 수 있다. 광반사층 형성층(51A)과 광흡수층 형성층(53A)은, 제2 개구부(52B) 내를 늘어나는 광흡수층 형성층(53A)의 연재부(53a)에 의해 접하여 있다. 또한, 이 공정에서는, 기판(31) 또는 광전변환부(40)를 통하여 광반사층 형성층(51A)을 소정의 전위로 한 상태로(구체적으로는, 실시례 1에서는, 차광층(47)을 통하여 접지한 상태로), 광흡수층 형성층(53A)을 마련한다.
<공정 140>
그 후, 리소그래피 기술 및 드라이 에칭 기술에 의거하여, 광흡수층 형성층(53A), 절연층 형성층(52A) 및 광반사층 형성층(51A), 나아가서는, 하지막을 패터닝함으로써, 각각이 띠형상의 광반사층(51), 절연층(52) 및 광흡수층(53)을 포함하는 복수의 적층 구조체(54)가 이간하여 병치되어 이루어지는 와이어그리드 편광소자(50)를 얻을 수 있다. 또한, 이 공정에서는, 기판(31) 또는 광전변환부(40)를 통하여 광반사층 형성층(51A)을 소정의 전위로 한 상태로(구체적으로는, 실시례 1에서는, 차광층(47)을 통하여 접지한 상태에서), 광흡수층 형성층(53A), 절연층 형성층(52A) 및 광반사층 형성층(51A)을 패터닝한다. 또한, 촬상소자와 촬상소자 사이의 영역(23), 광학적 흑화소 영역(OPB)(12) 및 주변 영역(13)은, 광반사층(51), 절연층(52) 및 광흡수층(53)으로 이루어지는 제2 적층 구조체(프레임부(56))에서 점유된다. 그 후, 필요에 응하여, SiO2 또는 SiON, SiN 등의 절연 재료로 이루어지고, 두께 수십㎚의 보호막(구체적으로는, 예를 들면, 와이어그리드 편광소자(50)의 측면에서, 두께 15㎚의 보호막)을, 전면에 HDP-CVD법이나 ALD법에 의거하여 컨포멀하게 형성하여도 좋다.
<공정 150>
그 후, 전극 패드(도시 생략)의 형성, 칩 분리를 위한 다이싱, 패키지라는 주지의 방법에 의거하여, 촬상장치를 조립하면 좋다.
실시례 1의 촬상소자에서는, 광반사층 형성층을 광전변환부에 전기적으로 접속하고, 또한, 광전변환부와 전기적으로 접속된 광반사층 형성층을 마련하고, 또한, 광반사층의 연재부가 광전변환부와 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 와이어그리드 편광소자의 형성시, 광반사층 형성층이나 광흡수층 형성층이 대전하고, 일종의 방전이 발생한 결과, 와이어그리드 편광소자나 광전변환부에 손상이 발생한다는 문제의 발생을, 확실하게 회피할 수 있다.
게다가, 광전변환 영역의 상방에 온 칩으로 일체적으로 와이어그리드 편광소자가 형성되어 있기 때문에, 촬상소자의 두께를 얇게 할 수 있다. 그 결과, 인접하는 촬상소자에의 편광광의 혼입(편광 크로스토크)을 최소로 할 수 있고, 와이어그리드 편광소자는 흡수층을 갖는 흡수형 와이어그리드 편광소자이기 때문에 반사율이 낮고, 영상에 대한 미광, 플레어 등의 영향을 경감할 수 있다.
또한, 촬상장치에서는, 와이어그리드 편광소자를 구비하고 있기 때문에, 통상의 촬상에 더하여, 편광 정보가 동시에 취득 가능한 촬상장치로 할 수 있다. 즉, 입사광의 편광 정보를 공간적으로 편광 분리하는 편광 분리 기능을, 촬상장치에 부여할 수 있다. 구체적으로는, 각 촬상소자에서 광 강도, 편광 성분 강도, 편광 방향을 얻을 수 있기 때문에, 예를 들면, 촬상 후에, 편광 정보에 의거하여 화상 데이터를 가공할 수 있다. 예를 들면, 하늘이나 창유리를 촬상한 화상의 부분, 수면(水面)을 촬상한 화상의 부분 등에 대해 소망하는 처리를 가함으로써, 편광 성분을 강조 또는 저감시킬 수 있고, 또는 또한, 편광 성분과 무편광 성분을 분리할 수가 있어서, 화상의 콘트라스트의 개선, 불필요한 정보를 삭제를 할 수가 있다. 또한, 구체적으로는, 예를 들면, 촬상장치를 이용하여 촬상을 행할 때에 촬상 모드를 규정함으로써, 이와 같은 처리를 행할 수가 있다. 나아가서는, 촬상장치에 의해, 창유리로부터의 반사를 제거할 수가 있고, 편광 정보를 화상 정보에 가함으로써 복수의 물체의 경계(윤곽)의 선명화를 도모할 수 있다. 또는 또한, 노면(路面)의 상태의 검출이나, 노면상의 장애물의 검출을 행할 수도 있다. 나아가서는, 물체의 복굴절성을 반영한 모양의 촬상, 리타데이션(retardation) 분포의 측정, 편광 현미경 화상의 취득, 물체의 표면 형상의 취득이나 물체의 표면 성상의 측정, 이동체(차량 등)의 검출, 구름의 분포 등의 측정이라는 기상 관측, 각종의 분야에의 적용, 응용이 가능하다. 또한, 편광 정보에 의거하여 법선을 산출하고, 그것을 적분함으로써 입체 화상을 촬상하는 촬상장치로 할 수도 있다.
또한, 광반사층 형성층(51A)을, 광전변환부(40)에 전기적으로 접속하는 대신에, 기판(31)(예를 들면, 구동 회로나 배선, 배선층(32))에 전기적으로 접속하여도 좋다. 또한, 기판(31) 또는 광전변환부(40)와 광반사층 형성층(51A)이 전기적으로 접속되는 영역을, 촬상영역(11)의 외주에 마련된 광학적 흑화소 영역(OPB)(12)에 위치시켜도 좋고, 촬상영역(11)의 외측에 마련된 주변 영역(13)에 위치시켜도 좋다. 즉, 주변 영역(13)에서도 차광층이 형성되어 있고, 광반사층(51)의 연재부(51a)는 차광층의 관계된 영역에 접하여 있다. 여기서, 차광층의 관계된 영역에 접하여 있는 광반사층의 연재부의 길이는, 본질적으로 임의의 길이로 할 수 있다. 도 6의 오른쪽에서, 광반사층(51)의 연재부(51a)가 차광층(47)의 관계된 영역에 접하여 있는 부분을, 편의상, 사각형으로 둘러싸고 "A"의 부호를 붙였다. 또한, 광반사층(51)(광반사층 형성층(51A))과 광흡수층(53)(광흡수층 형성층(53A))이 접하는 영역을, 도 6에서는, 편의상, 사각형으로 둘러싸고 "B"의 부호를 붙였다. 또한, 영역(A) 및 영역(B)의 일부만을 도시하였다. 또는 또한, 칩 분리를 위해 다이싱을 행하는데, 경우에 따라서는, 기판(31) 또는 광전변환부(40)와 광반사층 형성층(51A)이 전기적으로 접속되는 영역은, 촬상장치와 촬상장치 사이에 위치하는 스크라이브부에 위치시켜도 좋다.
또한, 와이어그리드 편광소자는, 절연층이 생략된 구조, 즉, 광전변환부(40)의측부터, 광반사층(예를 들면, 알루미늄으로 이루어진다) 및 광흡수층(예를 들면, 텅스텐으로 이루어진다)이 적층된 구성으로 할 수 있다. 또는 또한, 1층의 도전 차광 재료층로서 구성할 수도 있다. 도전 차광 재료층을 구성하는 재료로서, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 텅스텐(W), 또는, 이들의 금속을 포함하는 합금이라는, 촬상소자가 감도를 갖는 파장역에서 복소 굴절율이 작은 도체 재료를 들 수 있다.
실시례 2
실시례 2는, 실시례 1의 변형이고, 본 개시의 실시의 형태에 관한 촬상소자(B)에 관한 것이다. 즉, 와이어그리드 편광소자의 상방에 온 칩 렌즈(OCL)가 배치되어 있다. 또한, 와이어그리드 편광소자(하측에 위치한다)와 온 칩 렌즈와의 사이(상측에 위치한다)에 파장 선택층(구체적으로는, 예를 들면, 주지의 컬러 필터층)이 배치되어 있다.
구체적으로는, 실시례 2에서는, 촬상소자의 모식적인 일부 단면도를 도 8 및 도 9에 도시하는 바와 같이, 광전변환 영역(수광 영역)(41)의 위에, 평탄화층(45) 및 하지 절연층(46)이 형성되고, 하지 절연층(46)상에 와이어그리드 편광소자(50)가 형성되어 있다. 나아가서는, 와이어그리드 편광소자(50)상에 제3 평탄화막(48)(와이어그리드 편광소자 매입하고 재료층), 파장 선택층(컬러 필터층(43)), 온 칩 렌즈(44)가 형성되어 있다. 광전변환 영역(수광 영역)(41), 평탄화층(45) 및 하지 절연층(46)에 의해, 광전변환부(40)가 구성되어 있다. 평탄화층(45)상에는 차광층(47)이 형성되고, 차광층(47)의 상방에 위치하는 하지 절연층(46)의 부분에 제1 개구부(46B)가 마련되어 있다. 제3 평탄화막(48)은, SiO2나 아크릴계 수지, SOG 등으로 이루어진다. 실시례 2에서도, 촬상소자의 배치는 베이어 배열로 하고 있다. 여기서, 도 8은, 도 3 및 도 4의 화살표 A-A에 따른 것과 마찬가지의 모식적인 일부 단면도이고, 도 9는, 도 3 및 도 4의 화살표 B-B따른 것과 마찬가지의 모식적인 일부 단면도이다.
실시례 2에서는, 광전변환 영역(41)과 온 칩 렌즈(44)와의 사이에, 와이어그리드 편광소자(50)가 파장 선택층(구체적으로는, 컬러 필터층(43))보다 기판측에 배치되어 있고, 와이어그리드 편광소자(50)의 형성은 컬러 필터층 형성 전이 되기 때문에, 프로세스 온도에 제한을 받기 어렵다. 또한, 와이어그리드 편광소자(50)는 제3 평탄화막(48) 내에 매입하여 형성되어 있다. 그러므로, 촬상장치를 패키지에 실장할 때에, 칩 분리를 위한 다이싱 공정 등에서 와이어그리드 편광소자에의 데미지의 발생을 확실하게 방지할 수 있다. 게다가, 와이어그리드 편광소자(50)를 광전변환 영역(41)에 근접하여 마련할 수 있기 때문에, 인접하는 촬상소자로의 광이 누입(편광 크로스토크)를 막을 수 있다.
이상, 본 개시를 바람직한 실시례에 의거하여 설명하였지만, 본 개시는 이들의 실시례로 한정되는 것이 아니다. 실시례에서 설명한 와이어그리드 편광소자, 촬상소자, 촬상장치의 구성, 구조는 예시이고, 적절히, 변경할 수 있고, 이들의 제조 방법도 예시이고, 적절히, 변경할 수 있다. 촬상소자를, 이면 조사형으로 할 뿐만 아니라, 표면 조사형으로 하여도 좋다. 구체적으로는, 예를 들면, 촬상소자를, 실리콘 반도체 기판에 마련된 광전변환 영역(41), 및, 그 위에, 제1 평탄화막(42), 파장 선택층(컬러 필터층)(43), 온 칩 렌즈(44), 평탄화층(제2 평탄화막)(45), 차광층(47), 하지 절연층(46), 및, 와이어그리드 편광소자(50)가 적층되어 이루어지는 구성으로 할 수 있고, 실리콘 반도체 기판에 마련된 광전변환 영역(41), 및, 그 위에, 평탄화층(45), 차광층(47), 하지 절연층(46), 와이어그리드 편광소자(50), 제3 평탄화막(48), 파장 선택층(컬러 필터층)(43) 및 온 칩 렌즈(44)가 적층되어 이루어지는 구성으로 할 수도 있다.
또한, 실시례에서, 와이어그리드 편광소자는, 오로지, 가시광 파장대에 감도를 갖는 촬상소자에서의 편광 정보의 취득을 위해 사용되었지만, 촬상소자가 적외선이나 자외선에 감도를 갖는 경우, 그에 응하여, 적층 구조체의 형성 피치(P0)를 확대·축소함으로써, 임의의 파장대로 기능하는 와이어그리드 편광소자로서의 실장이 가능하다. 또한, 광전변환부측부터, 광반사층, 절연층 및 광흡수층이 적층된 띠형상의 적층 구조체가, 복수, 이간하여 병치되어 이루어지고, 광반사층의 정상면 전면에 절연층이 형성되어 있고, 절연층의 정상면 전면에 광흡수층이 형성되어 있는 와이어그리드 편광소자는, 그 자체로 발명을 구성할 수 있다.
베이어 배열을 갖는 촬상소자 유닛에서의 촬상소자의 배치 상태는 도 10으로 한정되지 않는다. 이하에 설명한 도 11 내지 도 24에 도시한 촬상소자 유닛의 평면 레이아웃도에서, "R"은 적색 컬러 필터층을 구비한 적색 촬상소자를 나타내고, "G"는 녹색 컬러 필터층을 구비한 녹색 촬상소자를 나타내고, "B"는 청색 컬러 필터층을 구비한 청색 촬상소자를 나타내고, "W"는 컬러 필터층을 구비하지 않은 백색 촬상소자를 나타낸다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 복수의 촬상소자의 배열 방향과 제1의 방향이 이루는 각도가, 예를 들면, 45도의 각도를 갖는 촬상소자와, 135도의 각도를 갖는 촬상소자의 조합으로 할 수 있다.
도 12에 도시하는 예에서는, 적색 촬상소자(R), 녹색 촬상소자(G), 청색 촬상소자(B)에는, 와이어그리드 편광소자(50)는 마련되어 있지 않고, 백색 촬상소자(W)에 와이어그리드 편광소자(50)가 마련되어 있다. 또한, 도 12에서는, 와이어그리드 편광소자(50)를 갖는 백색 촬상소자(W)를 X방향 및 Y방향으로 1촬상소자를 건너뛰어 배치하였지만, 2촬상소자를 건너뛰어, 또는 또한, 3촬상소자를 건너뛰어 배치에 배치하여도 좋고, 와이어그리드 편광소자(50)를 갖는 촬상소자를, 지그재그격자형상으로 배치하여도 좋다.
도 13에 평면 레이아웃도를 도시하는 바와 같이, 컬러 필터층의 배열을, 기본적으로는 베이어 배열로 하고, 2×2의 4개의 촬상소자로 구성된 1촬상소자 유닛(1화소)에, 적색, 녹색, 청색, 녹색의 컬러 필터층을 배치하고, 하나의 촬상소자 유닛군을 4개의 촬상소자 유닛으로 구성하고, 각 촬상소자 유닛을 구성하는 4개의 촬상소자 중의 하나의 촬상소자에 와이어그리드 편광소자를 배치한다는 구성을 채용하여도 좋다.
도 14나 도 15에 평면 레이아웃을 도시하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 여기서, 도 14에 도시하는 평면 레이아웃을 갖는 CMOS 이미지 센서의 경우, 2×2의 촬상소자에서 선택 트랜지스터, 리셋 트랜지스터, 증폭 트랜지스터를 공유하는 2×2화소 공유 방법을 채용할 수 있고, 화소 가산을 행하지 않는 촬상 모드에서는 편광 정보를 포함하는 촬상을 행하고, 2×2의 부화소 영역의 축적 전하를 FD 가산하는 모드에서는, 전 편광 성분을 적분한 통상 촬상 화상을 제공할 수 있다. 또한, 도 15에 도시하는 평면 레이아웃의 경우, 2×2의 촬상소자에 대해 1방향의 와이어그리드 편광소자를 배치한 레이아웃이기 때문에, 촬상소자 유닛 사이에서의 적층 구조체의 불연속이 생기기 어렵고, 고품질의 편광 촬상을 실현할 수 있다.
나아가서는, 도 16, 도 17, 도 18, 도 19, 도 20, 도 21, 도 22, 도 23, 도 24에 평면 레이아웃을 도시하는 구성으로 하는 것도 가능하다.
또한, 본 개시는, 이하와 같은 구성을 취할 수도 있다.
(A01) ≪촬상장치의 제조 방법≫
촬상영역 내에 복수의 촬상소자를 포함하고,
각각의 상기 촬상소자는,
기판 상의 광전변환부 및
상기 광전변환부의 광입사측에 배설되고, 각각이 적어도 띠형상의 광반사층 및 띠형상의 광흡수층을 포함하는 복수의 적층 구조체가 이간하여 병치(竝置)되어 이루어지는 와이어그리드 편광소자를 포함하는 촬상장치의 제조 방법으로서,
각각의 상기 촬상소자는,
(a) 상기 광전변환부를 형성한 후, 상기 광전변환부 상에 제1 도전 재료로 이루어지는 광반사층 형성층을 형성하고,
(b) 다음에, 상기 광반사층 형성층 위 또는 상방에, 제2 도전 재료로 이루어지고, 적어도 일부가 상기 광반사층 형성층과 접속되는 광흡수층 형성층을 형성하고,
(c) 그 후, 각각이 상기 띠형상의 광반사층 및 상기 띠형상의 광흡수층을 포함하는 복수의 적층 구조체가 이간하여 병치되어 이루어지는 와이어그리드 편광소자를 얻도록, 상기 광흡수층 형성층 및 상기 광반사층 형성층을 패터닝하여,
제조되고,
공정 (a)에서, 상기 제1 도전 재료로 이루어지는 상기 광반사층 형성층은, 상기 기판 또는 상기 광전변환부와 전기적으로 접속되는 촬상장치의 제조 방법.
(A02) 광반사층 및 광흡수층은 촬상소자에서 공통인 (A01)에 기재된 촬상장치의 제조 방법.
(A03) 공정(b)에서, 기판 또는 광전변환부를 통하여 광반사층 형성층을 소정의 전위로 한 상태로, 광반사층 형성층의 위 또는 상방에, 제2 도전 재료로 이루어지는 광흡수층 형성층을 마련하고,
공정(c)에서, 기판 또는 광전변환부를 통하여 광반사층 형성층을 소정의 전위로 한 상태로, 광흡수층 형성층 및 광반사층 형성층을 패터닝하는 (A01) 또는 (A02)에 기재된 촬상장치의 제조 방법.
(A04) 기판 또는 광전변환부와 광반사층 형성층이 전기적으로 접속되는 영역은, 촬상영역에 위치하는 (A01) 내지 (A03)의 어느 한 항에 기재된 촬상장치의 제조 방법.
(A05) 기판 또는 광전변환부와 광반사층 형성층이 전기적으로 접속되는 영역은, 촬상영역의 외주에 마련된 광학적 흑화소 영역에 위치하는 (A01) 내지 (A03)의 어느 한 항에 기재된 촬상장치의 제조 방법.
(A06) 기판 또는 광전변환부와 광반사층 형성층이 전기적으로 접속되는 영역은, 촬상영역의 외측에 마련된 주변 영역에 위치하는 (A01) 내지 (A03)의 어느 한 항에 기재된 촬상장치의 제조 방법.
(A07) 와이어그리드 편광소자 내에서, 광반사층, 절연층 및 광흡수층은 광전변환부측부터 이 순서로 적층되는 (A01) 내지 (A06)의 어느 한 항에 기재된 촬상장치의 제조 방법.
(A08) 광반사층의 정상면 전면에 절연층이 형성되어 있고, 절연층의 정상면 전면에 광흡수층이 형성되어 있는 (A07)에 기재된 촬상장치의 제조 방법.
(A09)
촬상영역 내에 복수의 촬상소자를 포함하고, 각각의 촬상소자는 기판 내의 광전변환부 및 상기 광전변환부의 광입사측에 배설된 와이어그리드 편광소자를 포함하는 촬상장치의 제조 방법으로서,
상기 기판에 상기 광전변환부를 형성하는 공정과,
상기 광전변환부 상에, 상기 기판 및 상기 광전변환부 중 적어도 하나와 전기적으로 접속되는 제1의 도전 재료를 포함하는 광반사층을 형성하는 공정과,
상기 광반사층 상에 제2의 도전 재료를 포함하는 광흡수층을 형성하는 공정과,
복수의 적층된 띠형상부를 포함하는 와어어그리드 편광소자를 형성하도록 상기 광흡수층 및 상기 광반사층을 패터닝하는 공정을 포함하고,
상기 광흡수층의 적어도 일부는 상기 광반사층에 접속되고,
각각의 상기 복수의 적층된 띠형상부는 상기 광반사층의 일부 및 상기 광흡수층의 일부를 포함하는 촬상장치의 제조 방법.
(A10)
상기 광반사층 상에 절연층을 형성하는 공정과,
상기 절연층 내에 개구부를 형성하는 공정을 더 포함하고,
상기 절연층은 상기 광반사층과 상기 광흡수층 사이에 있고,
각각의 상기 복수의 적층된 띠형상부는 상기 광반사층의 일부, 상기 절연층의 일부 및 상기 광흡수층의 일부를 포함하는 (A09)에 기재된 촬상장치의 제조 방법.
(A11)
상기 기판 또는 상기 광전변환부를 통하여 상기 광반사층의 전위를 소정의 전위로 설정하는 공정과,
상기 광반사층의 전위가 상기 소정의 전위로 설정된 상태에서, 상기 와어어그리드 편광소자를 형성하도록 상기 광흡수층 및 상기 광반사층을 패터닝하는 공정을 더 포함하는 (A09) 또는 (A10)에 기재된 촬상장치의 제조 방법.
(A12)
상기 광전변환부 상에 절연층을 형성하는 공정과,
상기 절연층 상에 차광층을 형성하는 공정과,
상기 절연층 내에 개구부를 형성하는 공정을 더 포함하고,
상기 광반사층은 상기 차광층과 전기적으로 접속하는 (A09)에 기재된 촬상장치의 제조 방법.
(A13)
상기 기판 또는 상기 광전변환부가 상기 광반사층에 전기적으로 접속되는 영역은, 상기 촬상장치의 촬상영역 내에 위치하는 (A09) 내지 (A12)의 어느 한 항에 기재된 촬상장치의 제조 방법.
(A14)
상기 기판 또는 상기 광전변환부가 상기 광반사층에 전기적으로 접속되는 영역은, 상기 촬상장치의 촬상영역의 외주에의 광학적 흑화소 영역 내에 위치하는 (A09) 내지 (A13)의 어느 한 항에 기재된 촬상장치의 제조 방법.
(A15)
상기 기판 또는 상기 광전변환부가 상기 광반사층에 전기적으로 접속되는 영역은, 상기 촬상장치의 촬상영역 외측의 주변 영역 내에 위치하는 (A09) 내지 (A14)의 어느 한 항에 기재된 촬상장치의 제조 방법.
(A16)
상기 광반사층 및 상기 광흡수층은, 상기 촬상장치 내의 복수의 촬상소자에 의해 공유되는 (A09) 내지 (A15)의 어느 한 항에 기재된 촬상장치의 제조 방법.
(A17)
상기 제1의 도전 재료는 알루미늄(Al)을 포함하고, 상기 제2의 도전 재료는 텅스텐(W)을 포함하는 (A09) 내지 (A16)의 어느 한 항에 기재된 촬상장치의 제조 방법.
(A18)
상기 기판은 실리콘(Si)로 이루어진 (A09) 내지 (A17)의 어느 한 항에 기재된 촬상장치의 제조 방법.
(A19)
상기 복수의 적층된 띠형상부는 복수의 광전변환부 위에 연속적으로 연장되는 (A09) 내지 (A18)의 어느 한 항에 기재된 촬상장치의 제조 방법.
(B01) ≪촬상소자의 제조 방법≫
기판 상의 광전변환부, 및,
광전변환부의 광입사측에 배설되고, 각각이 적어도 띠형상의 광반사층 및 띠형상의 광흡수층을 포함하는 복수의 적층 구조체가 이간하여 병치되어 이루어지는 와이어그리드 편광소자를 포함하는 촬상소자의 제조 방법으로서,
(A) 광전변환부를 형성한 후, 광전변환부상에, 제1 도전 재료로 이루어지고, 기판 또는 광전변환부와 전기적으로 접속되는 광반사층 형성층을 형성하고,
(B) 다음에, 광반사층 형성층의 위 또는 상방에, 제2 도전 재료로 이루어지고, 적어도 일부가 광반사층 형성층과 접속되는 광흡수층 형성층을 형성하고,
(C) 각각이 상기 띠형상의 광반사층 및 상기 띠형상의 광흡수층을 포함하는 복수의 적층 구조체가 이간하여 병치되어 이루어지는 와이어그리드 편광소자를 얻도록, 광흡수층 형성층 및 광반사층 형성층을 패터닝하는,
촬상소자의 제조 방법.
(B02)
공정(B)에서, 기판 또는 광전변환부를 통하여 광반사층 형성층을 소정의 전위로 한 상태로, 광반사층 형성층의 위 또는 상방에, 제2 도전 재료로 이루어지는 광흡수층 형성층을 마련하고,
공정(C)에서, 기판 또는 광전변환부를 통하여 광반사층 형성층을 소정의 전위로 한 상태로, 광흡수층 형성층 및 광반사층 형성층을 패터닝하는 (B01)에 기재된 촬상소자의 제조 방법.
(C01) ≪촬상장치≫
촬상영역 내에 복수의 촬상소자를 포함하고,
각각의 촬상소자는,
기판 상의 광전변환부 및
광전변환부의 광입사측에 배설되고, 각각이 적어도 띠형상의 광반사층 및 띠형상의 광흡수층을 포함하는 복수의 적층 구조체가 이간하여 병치되어 이루어지는 와이어그리드 편광소자를 포함하고,
광반사층은 제1 도전 재료로 이루어지고,
광흡수층은 제2 도전 재료로 이루어지고,
광반사층의 연재부는 기판 또는 광전변환부와 전기적으로 접속되는 촬상장치.
(C02)
광반사층 및 광흡수층은 촬상소자에서 공통인 (C01)에 기재된 촬상장치.
(C03)
광반사층의 연재부가 기판 또는 광전변환부와 전기적으로 접속되는 영역은, 촬상영역에 위치하는 (C01) 또는 (C02)에 기재된 촬상장치.
(C04)
광반사층의 연재부가 기판 또는 광전변환부와 전기적으로 접속되는 영역은, 촬상영역의 외주에 마련된 광학적 흑화소 영역에 위치하는 (C01) 또는 (C02)에 기재된 촬상장치.
(C05)
광반사층의 연재부가 기판 또는 광전변환부와 전기적으로 접속되는 영역은, 촬상영역의 외측에 마련된 주변 영역에 위치하는 (C01) 또는 (C02)에 기재된 촬상장치.
(C06)
와이어그리드 편광소자 내에서, 광반사층, 절연층 및 광흡수층은 광전변환부측부터 이 순서로 적층되는 (C01) 내지 (C05)의 어느 한 항에 기재된 촬상장치.
(C07)
광반사층의 정상면 전면에 절연층이 형성되어 있고, 절연층의 정상면 전면에 광흡수층이 형성되어 있는 (C06)에 기재된 촬상장치.
(C08)
광전변환부와 광반사층의 사이에 하지막이 형성되어 있는 (C01) 내지 (C07) 어느 한 항에 기재된 촬상장치.
(C09)
촬상영역 내에 복수의 촬상소자를 구비하고,
각각의 촬상소자는,
기판 내의 광전변환부와,
상기 광전변환부의 광입사측에 배설된 와이어그리드 편광소자와,
상기 기판 또는 상기 광전변환부와 전기적으로 접속된 광반사층의 연재부를 포함하고,
상기 와이어그리드 편광소자는 복수의 적층된 띠형상부를 포함하고, 각각의 적층된 띠형상부는 상기 광반사층 및 광흡수층을 포함하고,
상기 광반사층은 제1의 도전 재료를 포함하고,
상기 광흡수층은 제2의 도전 재료를 포함하는 촬상장치.
(D01) ≪촬상소자≫
기판 상의 광전변환부, 및,
광전변환부의 광입사측에 배설되고, 각각이 적어도 띠형상의 광반사층 및 띠형상의 광흡수층을 포함하는 복수의 적층 구조체가 이간하여 병치되어 이루어지는 와이어그리드 편광소자를 포함하고,
광반사층은 제1 도전 재료로 이루어지고,
광흡수층은 제2 도전 재료로 이루어지고,
광반사층의 연재부가 기판 또는 광전변환부와 전기적으로 접속되는 촬상소자.
(D02)
기판 내의 광전변환부와,
상기 광전변환부의 광입사측에 배설된 와이어그리드 편광소자와,
상기 기판 또는 상기 광전변환부와 전기적으로 접속된 광반사층의 연재부를 포함하고,
상기 와이어그리드 편광소자는 복수의 적층된 띠형상부를 포함하고, 각각의 적층된 띠형상부는 상기 광반사층 및 광흡수층을 포함하고,
상기 광반사층은 제1의 도전 재료를 포함하고,
상기 광흡수층은 제2의 도전 재료를 포함하는 촬상소자
(D03)
상기 광반사층 상에 형성된 절연층과,
상기 절연층 내에 형성된 개구부를 더 구비하고,
상기 절연층은 상기 광반사층과 상기 광흡수층 사이에 있고,
각각의 상기 복수의 적층된 띠형상부는 상기 광반사층의 일부, 상기 절연층의 일부 및 상기 광흡수층의 일부를 포함하는 (D02)에 기재된 촬상소자.
(D04)
상기 광반사층의 전위는 상기 기판 또는 상기 광전변환부를 통하여 소정의 전위로 설정되고,
상기 광반사층의 전위가 상기 소정의 전위로 설정된 상태에서, 상기 광흡수층 및 상기 광반사층은 상기 와어어그리드 편광소자를 형성하도록 패터닝되는 (D02) 또는 (D03)에 기재된 촬상소자.
(D05)
상기 광전변환부 상에 형성된 절연층과,
상기 절연층 상에 형성된 차광층과,
상기 절연층 내의 개구부를 더 구비하고,
상기 광반사층은 상기 차광층과 전기적으로 접속되는 (D02)에 기재된 촬상소자.
(D06)
상기 기판 또는 상기 광전변환부가 상기 광반사층에 전기적으로 접속되는 영역은, 상기 촬상소자의 촬상영역 내에 위치하는 (D02) 내지 (D05) 어느 한 항에 기재된 촬상소자.
(D07)
상기 기판 또는 상기 광전변환부가 상기 광반사층에 전기적으로 접속되는 영역은, 상기 촬상소자의 촬상영역의 외주에의 광학적 흑화소 영역 내에 위치하는 (D02) 내지 (D06) 어느 한 항에 기재된 촬상소자.
(D08)
상기 기판 또는 상기 광전변환부가 상기 광반사층에 전기적으로 접속되는 영역은, 상기 촬상소자의 촬상영역 외측의 주변 영역 내에 위치하는 (D02) 내지 (D07) 어느 한 항에 기재된 촬상소자.
(D09)
상기 광반사층 및 상기 광흡수층은, 촬상기기 내의 복수의 촬상소자에 의해 공유되는 (D02) 내지 (D08) 어느 한 항에 기재된 촬상소자.
(E01) ≪촬상장치≫
촬상영역 내에 복수의 촬상소자를 포함하고,
각각의 상기 촬상소자는,
기판 상의 광전변환부 및
와이어그리드 편광소자를 포함하고,
와이어그리드 편광소자 내에서, 각각이 광반사층, 절연층 및 광흡수층을 광전변환부측부터 이 순서로 포함하는 복수의 띠형상의 적층 구조체는 이간하여 병치되고,
절연층은 광반사층의 정상면 전면 상에 형성되고,
광흡수층은 절연층의 정상면 전면 상에 형성되는 촬상장치.
(E02) 광반사층 및 광흡수층은 촬상소자에서 공통인 (E01)에 기재된 촬상장치.
(E03) ≪촬상소자≫
기판 상의 광전변환부 및
와이어그리드 편광소자를 포함하고,
와이어그리드 편광소자 내에서, 각각이 광반사층, 절연층 및 광흡수층을 광전변환부측부터 이 순서로 포함하는 복수의 띠형상의 적층 구조체는 이간하여 병치되고,
절연층은 광반사층의 정상면 전면 상에 형성되고,
광흡수층은 절연층의 정상면 전면 상에 형성되는 촬상소자.
10 : 촬상장치
11 : 촬상영역
12 : 광학적 흑화소 영역(OPB)
13 : 주변 영역
21, 21A, 21B : 촬상소자
22 : 촬상소자가 점유하는 영역
23 : 촬상소자와 촬상소자 사이의 영역
24 : 촬상소자 유닛
31 : 기판
32 : 구동 회로나 배선(배선층)
33 : 층간 절연막
40 : 광전변환부
41 : 광전변환 영역
42 : 제1 평탄화막
43 : 파장 선택층(컬러 필터층)
44 : 온 칩 렌즈
45 : 평탄화층(제2 평탄화막)
46 : 하지 절연층
46B : 제1 개구부
47 : 차광층
48 : 제3 평탄화막
50, 50A, 50B : 와이어그리드 편광소자
51 : 광반사층
51A : 광반사층 형성층
51a : 광반사층 또는 광반사층 형성층의 연재부
52 : 절연층
52A : 절연층 형성층
52B : 제2 개구부
53 : 광흡수층
53A : 광흡수층 형성층
53a : 광흡수층 또는 광흡수층 형성층의 연재부
54 : 적층 구조체
55 : 적층 구조체와 적층 구조체 사이의 간극(스페이스부)
56 : 제2 적층 구조체(프레임부)

Claims (20)

  1. 촬상영역 내에 복수의 촬상소자를 포함하고, 각각의 촬상소자는 기판 내의 광전변환부 및 상기 광전변환부의 광입사측에 배설된 와이어그리드 편광소자를 포함하는 촬상장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 기판에 상기 광전변환부를 형성하는 공정과,
    상기 광전변환부 상에, 상기 기판 및 상기 광전변환부 중 적어도 하나와 전기적으로 접속되는 제1의 도전 재료를 포함하는 광반사층을 형성하는 공정과,
    상기 광반사층 상에 제2의 도전 재료를 포함하는 광흡수층을 형성하는 공정과,
    복수의 적층된 띠형상부를 포함하는 와어어그리드 편광소자를 형성하도록 상기 광흡수층 및 상기 광반사층을 패터닝하는 공정을 구비하고,
    상기 광흡수층의 적어도 일부는 상기 광반사층에 접속되고,
    각각의 상기 복수의 적층된 띠형상부는 상기 광반사층의 일부 및 상기 광흡수층의 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광반사층 상에 절연층을 형성하는 공정과,
    상기 절연층 내에 개구부를 형성하는 공정을 더 구비하고,
    상기 절연층은 상기 광반사층과 상기 광흡수층 사이에 있고,
    각각의 상기 복수의 적층된 띠형상부는 상기 광반사층의 일부, 상기 절연층의 일부 및 상기 광흡수층의 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판 또는 상기 광전변환부를 통하여 상기 광반사층의 전위를 소정의 전위로 설정하는 공정과,
    상기 광반사층의 전위가 상기 소정의 전위로 설정된 상태에서, 상기 와어어그리드 편광소자를 형성하도록 상기 광흡수층 및 상기 광반사층을 패터닝하는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상장치의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광전변환부 상에 절연층을 형성하는 공정과,
    상기 절연층 상에 차광층을 형성하는 공정과,
    상기 절연층 내에 개구부를 형성하는 공정을 더 구비하고,
    상기 광반사층은 상기 차광층과 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 촬상장치의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판 또는 상기 광전변환부가 상기 광반사층에 전기적으로 접속되는 영역은, 상기 촬상장치의 촬상영역 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 촬상장치의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판 또는 상기 광전변환부가 상기 광반사층에 전기적으로 접속되는 영역은, 상기 촬상장치의 촬상영역의 외주에의 광학적 흑화소 영역 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 촬상장치의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판 또는 상기 광전변환부가 상기 광반사층에 전기적으로 접속되는 영역은, 상기 촬상장치의 촬상영역 외측의 주변 영역 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 촬상장치의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광반사층 및 상기 광흡수층은, 상기 촬상장치 내의 복수의 촬상소자에 의해 공유되는 것을 특징으로 하는 촬상장치의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 도전 재료는 알루미늄(Al)을 포함하고, 상기 제2의 도전 재료는 텅스텐(W)을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 실리콘(Si)로 이루어진 것을 특징으로 하는 촬상장치의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 적층된 띠형상부는 복수의 광전변환부 위에 연속적으로 연장되는 것을 특징으로 하는 촬상장치의 제조 방법.
  12. 기판 내의 광전변환부와,
    상기 광전변환부의 광입사측에 배설된 와이어그리드 편광소자와,
    상기 기판 또는 상기 광전변환부와 전기적으로 접속된 광반사층의 연재부를 구비하고,
    상기 와이어그리드 편광소자는 복수의 적층된 띠형상부를 포함하고, 각각의 적층된 띠형상부는 상기 광반사층 및 광흡수층을 포함하고,
    상기 광반사층은 제1의 도전 재료를 포함하고,
    상기 광흡수층은 제2의 도전 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 광반사층 상에 형성된 절연층과,
    상기 절연층 내에 형성된 개구부를 더 구비하고,
    상기 절연층은 상기 광반사층과 상기 광흡수층 사이에 있고,
    각각의 상기 복수의 적층된 띠형상부는 상기 광반사층의 일부, 상기 절연층의 일부 및 상기 광흡수층의 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상소자.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 광반사층의 전위는 상기 기판 또는 상기 광전변환부를 통하여 소정의 전위로 설정되고,
    상기 광반사층의 전위가 상기 소정의 전위로 설정된 상태에서, 상기 광흡수층 및 상기 광반사층은 상기 와어어그리드 편광소자를 형성하도록 패터닝되는 것을 특징으로 하는 촬상소자.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 광전변환부 상에 형성된 절연층과,
    상기 절연층 상에 형성된 차광층과,
    상기 절연층 내의 개구부를 더 구비하고,
    상기 광반사층은 상기 차광층과 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 촬상소자.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 기판 또는 상기 광전변환부가 상기 광반사층에 전기적으로 접속되는 영역은, 상기 촬상소자의 촬상영역 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 촬상소자.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 기판 또는 상기 광전변환부가 상기 광반사층에 전기적으로 접속되는 영역은, 상기 촬상소자의 촬상영역의 외주에의 광학적 흑화소 영역 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 촬상소자.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 기판 또는 상기 광전변환부가 상기 광반사층에 전기적으로 접속되는 영역은, 상기 촬상소자의 촬상영역 외측의 주변 영역 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 촬상소자.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 광반사층 및 상기 광흡수층은, 촬상기기 내의 복수의 촬상소자에 의해 공유되는 것을 특징으로 하는 촬상소자.
  20. 촬상영역 내에 복수의 촬상소자를 구비하고,
    각각의 촬상소자는,
    기판 내의 광전변환부와,
    상기 광전변환부의 광입사측에 배설된 와이어그리드 편광소자와,
    상기 기판 또는 상기 광전변환부와 전기적으로 접속된 광반사층의 연재부를 포함하고,
    상기 와이어그리드 편광소자는 복수의 적층된 띠형상부를 포함하고, 각각의 적층된 띠형상부는 상기 광반사층 및 광흡수층을 포함하고,
    상기 광반사층은 제1의 도전 재료를 포함하고,
    상기 광흡수층은 제2의 도전 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
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