KR20220136355A - 고체 촬상 장치 및 전자 기기 - Google Patents
고체 촬상 장치 및 전자 기기 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220136355A KR20220136355A KR1020227025000A KR20227025000A KR20220136355A KR 20220136355 A KR20220136355 A KR 20220136355A KR 1020227025000 A KR1020227025000 A KR 1020227025000A KR 20227025000 A KR20227025000 A KR 20227025000A KR 20220136355 A KR20220136355 A KR 20220136355A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pixel region
- light
- solid
- state imaging
- imaging device
- Prior art date
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 84
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 74
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 45
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 42
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 40
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 29
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 13
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 4
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
- H01L27/14605—Structural or functional details relating to the position of the pixel elements, e.g. smaller pixel elements in the center of the imager compared to pixel elements at the periphery
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1462—Coatings
- H01L27/14623—Optical shielding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L27/14627—Microlenses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1463—Pixel isolation structures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
유효 화소 영역을 통과하여 옵티컬 블랙 화소 영역에 침입하는 입사광을 약하게 할 수 있는 고체 촬상 장치를 제공한다. 트렌치부를 구성하는 복수의 직선 홈부 중의, 유효 화소 영역과 옵티컬 블랙 화소 영역(OPB 화소 영역)의 경계에 형성되어 있는 제1 직선 홈부 및 OPB 화소 영역 내에 형성되고 평면에서 보아 경계와 평행한 복수의 제2 직선 홈부의 어느 하나인 특정 직선 홈부를 유효 화소 영역 내의 광전 변환부 사이에 형성되어 있는 제3 직선 홈부와 형상이 다르고, 또한, 내부에 차광 재료가 매입되어 있는 구성으로 하였다.
Description
본 기술은 고체 촬상 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
종래, 유효 화소 영역과, 유효 화소 영역에 인접하고, 수광면측이 차광막으로 차광된 옵티컬 블랙 화소 영역(이하, 「PB 화소 영역」이라고도 부른다)을 갖는 고체 촬상 장치가 제안되어 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 고체 촬상 장치는 OPB 화소 영역의 화소에 의해, 광학적 흑레벨의 기준 신호를 취득하도록 되어 있다.
그런데, 유효 화소 영역과 OPB 화소 영역의 경계 부근에서는, 유효 화소 영역에 입사하는 입사광은 OPB 화소 영역측으로 나아가도록 기울어 있기 때문에, 유효 화소 영역을 통과하여 OPB 화소 영역에 침입하게 된다. 그 때문에, 기준 신호의 취득에 사용하는 화소(이하, 「PB 화소」라고도 부른다)는 유효 화소 영역과 OPB 화소 영역의 경계로부터 충분히 떨어뜨릴 필요가 있었다. 그 때문에, 유효 화소 영역과 OPB 화소 사이에는, 화소 신호가 사용되지 않는 무효한 화소를 배치할 필요가 있었다. 무효한 화소는 10행∼20행 정도 있었다. 그 결과, OPB 화소 영역이 확대되어, 칩 면적이 확대되고, 제조 비용이 증대를 초래하고 있었다. 또는, OPB 화소 영역이 확대된 만큼, 유효 화소 영역을 축소시킬 필요가 있었다.
본 개시는 유효 화소 영역을 통과하여 옵티컬 블랙 화소 영역에 침입하는 입사광을 약하게 할 수 있는 고체 촬상 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 고체 촬상 장치는 (a) 기판에 형성되고, 어레이형상으로 배치된 복수의 광전 변환부를 구비하는 화소 영역과, (b) 광전 변환부 사이에 격자형상으로 형성된 트렌치부를 포함하는 화소 분리부를 구비하고, (c) 화소 영역은 입사광에 응한 화소 신호를 얻기 위한 광전 변환부를 갖는 유효 화소 영역과, 유효 화소 영역에 인접하고, 수광면측이 차광막으로 덮여서, 광학적 흑레벨의 기준 신호를 얻기 위한 광전 변환부를 갖는 옵티컬 블랙 화소 영역으로 구획되어 있고, (d) 트렌치부를 구성하는 복수의 직선 홈부 중의, 유효 화소 영역과 옵티컬 블랙 화소 영역의 경계에 형성되어 있는 제1 직선 홈부 및 옵티컬 블랙 화소 영역 내에 형성되고 평면에서 보아 경계와 평행한 복수의 제2 직선 홈부의 어느 하나인 특정 직선 홈부는 유효 화소 영역 내의 화소 사이에 형성되어 있는 제3 직선 홈부와 형상이 다르고, 또한, 내부에 차광 재료가 매입되어 있다.
또한, 본 개시의 전자 기기는 (a) 기판에 형성되고, 어레이형상으로 배치된 복수의 광전 변환부를 구비하는 화소 영역과, 광전 변환부 사이에 격자형상으로 형성된 트렌치부를 포함하는 화소 분리부를 구비하고, 화소 영역은, 입사광에 응한 화소 신호를 얻기 위한 광전 변환부를 갖는 유효 화소 영역과, 유효 화소 영역에 인접하고, 수광면측이 차광막으로 덮여서, 광학적 흑레벨의 기준 신호를 얻기 위한 광전 변환부를 갖는 옵티컬 블랙 화소 영역으로 구획되어 있고, 트렌치부를 구성하는 복수의 직선 홈부 중의, 유효 화소 영역과 옵티컬 블랙 화소 영역의 경계에 형성되어 있는 제1 직선 홈부 및 옵티컬 블랙 화소 영역 내에 형성되고 평면에서 보아 경계와 평행한 복수의 제2 직선 홈부의 어느 하나인 특정 직선 홈부는 유효 화소 영역 내의 화소 사이에 형성되어 있는 제3 직선 홈부와 형상이 다르고, 또한, 내부에 차광 재료가 매입되어 있는 고체 촬상 장치와, (b) 피사체로부터의 상광을 고체 촬상 장치의 촬상면상에 결상시키는 광학 렌즈와, (c) 고체 촬상 장치로부터 출력되는 신호에 신호 처리를 행하는 신호 처리 회로를 구비하고 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 전체 구성을 도시하는 도면.
도 2a는 도 1의 A-A선으로 파단한 경우의 화소 영역의 단면 구성을 도시하는 도면.
도 2b는 도 2a의 B-B선으로 파단한 경우의 화소 영역의 단면 구성을 도시하는 도면.
도 3은 변형례에 관한 화소 영역의 단면 구성을 도시하는 도면.
도 4는 변형례에 관한 화소 영역의 단면 구성을 도시하는 도면.
도 5는 제2 실시 형태에 관한 화소 영역의 단면 구성을 도시하는 도면.
도 6a는 변형례에 관한 광전 변환부의 형상을 도시하는 도면.
도 6b는 변형례에 관한 광전 변환부의 형상을 도시하는 도면.
도 7은 전자 기기의 개략적인 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 2a는 도 1의 A-A선으로 파단한 경우의 화소 영역의 단면 구성을 도시하는 도면.
도 2b는 도 2a의 B-B선으로 파단한 경우의 화소 영역의 단면 구성을 도시하는 도면.
도 3은 변형례에 관한 화소 영역의 단면 구성을 도시하는 도면.
도 4는 변형례에 관한 화소 영역의 단면 구성을 도시하는 도면.
도 5는 제2 실시 형태에 관한 화소 영역의 단면 구성을 도시하는 도면.
도 6a는 변형례에 관한 광전 변환부의 형상을 도시하는 도면.
도 6b는 변형례에 관한 광전 변환부의 형상을 도시하는 도면.
도 7은 전자 기기의 개략적인 구성의 한 예를 도시하는 도면.
이하에, 본 개시의 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1) 및 전자 기기의 한 예를 도 1∼도 7을 참조하면서 설명한다. 본 개시의 실시 형태는 이하의 순서로 설명한다. 또한, 본 개시는 이하의 예로 한정되는 것이 아니다. 또한, 본 명세서에 기재된 효과는 예시로서 한정되는 것이 아니고, 또한 다른 효과가 있어도 좋다.
1. 제1 실시 형태: 고체 촬상 장치
1-1 고체 촬상 장치의 전체의 구성
1-2 요부(要部)의 구성
2. 제2 실시 형태: 고체 촬상 장치
2-1 요부의 구성
2-2 변형례
3. 전자 기기에의 응용례
<1. 제1 실시 형태: 고체 촬상 장치>
[1-1 고체 촬상 장치의 전체의 구성]
본 개시의 제1 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)에 관해 설명한다. 도 1은 본 개시의 제1 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 전체를 도시하는 개략 구성도이다.
도 1의 고체 촬상 장치(1)는 이면 조사형의 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서이다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 고체 촬상 장치(1)(101)는 광학 렌즈(102)를 통하여 피사체로부터의 상광(입사광(106))을 취입하고, 촬상면상에 결상된 입사광(106)의 광량을 화소 단위로 전기 신호로 변환하여 화소 신호로서 출력한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 제1 실시 형태의 고체 촬상 장치(1)는 기판(2)과, 화소 영역(3)과, 수직 구동 회로(4)와, 칼럼 신호 처리 회로(5)와, 수평 구동 회로(6)와, 출력 회로(7)와, 제어 회로(8)를 구비하고 있다.
화소 영역(3)은 기판(2)상에 2차원 어레이형상으로 배열된 복수의 화소(9)를 가지고 있다. 화소(9)는 도 2a 및 도 2b에 도시한 광전 변환부(17)와, 복수의 화소 트랜지스터(도시하지 않음)를 가지고 있다. 복수의 화소 트랜지스터로서는, 예를 들면, 전송 트랜지스터, 리셋 트랜지스터, 선택 트랜지스터, 앰프 트랜지스터의 4개의 트랜지스터를 채용할 수 있다. 또한 예를 들면, 선택 트랜지스터를 제외한 3개의 트랜지스터를 이용해도 좋다.
수직 구동 회로(4)는 예를 들면 시프트 레지스터에 의해 구성되고, 소망하는 화소 구동 배선(10)을 선택하고, 선택한 화소 구동 배선(10)에 화소(9)를 구동하기 위한 펄스를 공급하고, 각 화소(9)를 행 단위로 구동한다. 즉, 수직 구동 회로(4)는 화소 영역(3)의 각 화소(9)를 행 단위로 순차적으로 수직 방향으로 선택 주사하고, 각 화소(9)의 광전 변환부(17)에서 수광량에 응하여 생성한 신호 전하에 의거하는 화소 신호를 수직 신호선(11)을 통하여 칼럼 신호 처리 회로(5)에 공급한다.
칼럼 신호 처리 회로(5)는 예를 들면 화소(9)의 열마다 배치되어 있고, 1행분의 화소(9)로부터 출력되는 신호에 대해 화소열마다 노이즈 제거 등의 신호 처리를 시행한다. 예를 들어 칼럼 신호 처리 회로(5)는 화소 고유의 고정 패턴 노이즈를 제거하기 위한 CDS(Correlated Double Sampling: 상관 이중 샘플링) 및 AD(Analog Digital) 변환 등의 신호 처리를 행한다.
수평 구동 회로(6)는 예를 들면 시프트 레지스터에 의해 구성되고, 수평 주사 펄스를 칼럼 신호 처리 회로(5)에 순차적으로 출력하여, 칼럼 신호 처리 회로(5)의 각각을 순차적으로 선택하고, 칼럼 신호 처리 회로(5)의 각각으로부터 신호 처리가 행해진 화소 신호를 수평 신호선(12)에 출력시킨다.
출력 회로(7)는 칼럼 신호 처리 회로(5)의 각각으로부터 수평 신호선(12)을 통하여 순차적으로 공급되는 화소 신호에 대해 신호 처리를 행하여 출력한다. 신호 처리로서는, 예를 들면, 버퍼링, 광학적 흑레벨 조정, 열 편차 보정, 각종 디지털 신호 처리 등을 채용할 수 있다. 광학적 흑레벨 조정으로서는, 예를 들면, 유효 화소 영역(19)의 화소(9)로부터 얻어진 화소 신호로부터, 옵티컬 블랙 화소 영역(20)의 화소(9)로부터 얻어진 광학적 흑레벨의 기준 신호를 감산함으로써, 화소 신호의 흑레벨을 「0」으로 보정하는 처리를 이용할 수 있다.
제어 회로(8)는 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 및 마스터 클록 신호에 의거하여, 수직 구동 회로(4), 칼럼 신호 처리 회로(5), 및 수평 구동 회로(6) 등의 동작의 기준이 되는 클록 신호나 제어 신호를 생성한다. 그리고, 제어 회로(8)는 생성한 클록 신호나 제어 신호를 수직 구동 회로(4), 칼럼 신호 처리 회로(5) 및 수평 구동 회로(6) 등에 출력한다.
[1-2 요부의 구성]
다음으로, 도 1의 고체 촬상 장치(1)의 상세 구조에 관해 설명한다. 도 2a는 고체 촬상 장치(1)의 화소 영역(3)의 단면 구성을 도시하는 도면이다. 도 2b는 도 2a의 B-B선으로 파단한 경우의 기판(2)의 평면 구성을 도시하는 도면이다. 도 2a 및 도 2b에서는, 고체 촬상 장치(1)로서, 이면 조사형의 CMOS 이미지 센서(CMOS형 고체 촬상 장치)를 이용하고 있다.
도 2a 및 도 2b에 도시하는 바와 같이, 제1 실시 형태의 고체 촬상 장치(1)는 기판(2), 절연막(13), 차광막(14) 및 평탄화막(15)이 이 순서로 적층되어 이루어지는 수광층(16)을 구비하고 있다.
기판(2)은 예를 들면 실리콘(Si)으로 이루어지는 반도체 기판에 의해 구성되고, 도 1에 도시한 화소 영역(3)을 형성하고 있다. 화소 영역(3)에는, 도 2a 및 도 2b에 도시하는 바와 같이, 기판(2)에 형성된 복수의 광전 변환부(17), 즉 기판(2)에 매설된 복수의 광전 변환부(17)를 포함하여 구성되는 복수의 화소(9)가 2차원 어레이형상으로 배치되어 있다. 광전 변환부(17)에서는, 입사광(18)의 광량에 응한 신호 전하가 생성되고, 생성된 신호 전하가 축적된다.
또한, 화소 영역(3)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 유효 화소 영역(19)과, 옵티컬 블랙 화소 영역(20)(이하, 「OPB 화소 영역(20)」이라고 부른다)으로 구획되어 있다. 유효 화소 영역(19)은 입사광(18)에 응한 화소 신호를 얻기 위한 광전 변환부(17)가 형성된 영역이다. 또한, OPB 화소 영역(20)은 유효 화소 영역(19)에 인접하고, 수광면측이 차광막(14)으로 덮이고, 광학적 흑레벨의 화소 신호(이하, 「기준 신호」라고도 부른다)를 얻기 위한 광전 변환부(17)가 형성된 영역이다. 도 1에서는, 화소 영역(3)의 중앙에 유효 화소 영역(19)이 위치하고, 화소 영역(3)의 주연부에 OPB 화소 영역(20)이 위치하는 구성을 예시하고 있다.
화소 영역(3)의 주연부에 OPB 화소 영역(20)이 위치하는 경우, 광학적 흑레벨의 기준 신호의 취득에 사용하는 화소(9)(OPB 화소(9))로서는, OPB 화소 영역(20) 내의 화소(9) 중의, 유효 화소 영역(19)의 상변으로부터 떨어진 위치에 평면에서 보아 상변과 평행하게 배치되어 있는 복수의 화소열(21a)과, 유효 화소 영역(19)의 하변으로부터 떨어진 위치에 평면에서 보아 하변과 평행하게 배치되어 있는 복수의 화소열(21b)과, 유효 화소 영역(19)의 좌변으로부터 떨어진 위치에 평면에서 보아 좌변과 평행하게 배치되어 있는 복수의 화소열(21c)과, 유효 화소 영역(19)의 우변으로부터 떨어진 위치에 평면에서 보아 우변과 평행하게 배치되어 있는 복수의 화소열(21d)을 채용할 수 있다.
또한, 각 광전 변환부(17)는 화소 분리부(22)에 의해 물리적으로 분리되어 있다. 화소 분리부(22)는 각 광전 변환부(17)를 둘러싸도록 격자형상으로 형성되어 있다. 화소 분리부(22)는 기판(2)의 절연막(13)측의 면(이하, 「이면(S1)」이라고도 부른다)측으로부터 깊이 방향으로 형성된 트렌치부(23)(홈부)를 가지고 있다. 즉, 기판(2)의 이면(S1)측의, 인접하는 광전 변환부(17) 사이에는, 트렌치부(23)가 형성되어 있다. 또한, 트렌치부(23)는 화소 분리부(22)와 마찬가지로, 각 광전 변환부(17)를 둘러싸도록 격자형상으로 형성되어 있다.
또한, 트렌치부(23)를 구성하는 복수의 직선 홈부(24) 중의, 유효 화소 영역(19)과 OPB 화소 영역(20)의 경계에 형성되어 있는 직선 홈부(24)(이하 「제1 직선 홈부(24a)」라고도 부른다)는 유효 화소 영역(19) 내의 광전 변환부(17) 사이에 형성되어 있는 직선 홈부(24)와 형상이 다르다. 구체적으로는, 제1 직선 홈부(24a)는 유효 화소 영역(19) 내의 화소(9) 사이에 배치되어 있는 직선 홈부(24)(이하 「제3 직선 홈부(24c)」라고도 부른다)보다도 깊이가 깊게 되어 있다. 또한 제1 직선 홈부(24a)의 측벽면 및 저면(底面)은 기판(2)의 이면(S1)측을 덮는 절연막(13)으로 피복되어 있다. 절연막(13)의 막두께는 제1 직선 홈부(24a) 내에 공간을 형성하기 위해 제1 직선 홈부(24a) 내를 전부 매입하지 않는 균일한 막두께로 한다.
또한, 제1 직선 홈부(24a) 내의 절연막(13)으로 둘러싸인 공간 내에는, 차광 재료(25)가 매입되어 있다. 차광 재료(25)로서는, 알루미늄(Al), 텅스텐(W) 또는 구리(Cu) 등의 금속을 채용할 수 있다. 알루미늄, 텅스텐, 구리를 이용함에 의해, 차광성을 높일 수 있다. 이와 같이, 제1 직선 홈부(24a)의 깊이를 제3 직선 홈부(24c)의 깊이보다도 깊게 하고, 제1 직선 홈부(24a)에 차광 재료(25)를 매입함으로써, 유효 화소 영역(19)과 OPB 화소 영역(20)의 경계 부근에서, 유효 화소 영역(19)에 입사하고, 유효 화소 영역(19)을 통과하여 OPB 화소 영역(20) 내에 침입하는 입사광(18) 중, 유효 화소 영역(19)(기판(2))의 깊은 부분을 통과하여 OPB 화소 영역(20)에 침입하는 입사광(18)을 제1 직선 홈부(24a)가 구성하는 화소 분리부(22)(차광 재료(25))에서 약하게 할 수 있다.
또한, 제1 직선 홈부(24a) 이외의 직선 홈부(24), 즉, 제2 직선 홈부(24b) 및 제3 직선 홈부(24c)의 각각의 깊이는 서로 동일하게 되어 있다. 또한, 제2 직선 홈부(24b) 내 및 제3 직선 홈부(24c) 내에는, 절연막(13)이 매입되어 있다. 즉, 차광 재료(25)는 제1 직선 홈부(24a)에만 매입되고, 제1 직선 홈부(24a) 이외의 직선 홈부(24)(제2 직선 홈부(24b), 제3 직선 홈부(24c))에는 매입되어 있지 않다.
여기서, 제1 실시 형태에서는, 제1 직선 홈부(24a)의 깊이를 제3 직선 홈부(24c)의 깊이보다도 깊게 하기 때문에, 제1 직선 홈부(24a)와 유효 화소 영역(19)의 광전 변환부(17)의 계면에서 발생하는 암전류가 제3 직선 홈부(24c)와 광전 변환부(17)의 계면에서 발생하는 암전류보다도 커진다. 그 때문에, OPB 화소 영역(20)에 인접하는 유효 화소 영역(19)의 광전 변환부(17)로부터 얻어지는 화소 신호는 사용할 수 없다. 즉, OPB 화소 영역(20)에 인접하는 유효 화소 영역(19)의 화소(9)는 사용할 수 없는 화소가 된다. 또한 마찬가지로, 유효 화소 영역(19)에 인접하는 OPB 화소 영역(20)의 화소(9)도 사용할 수 없는 화소가 된다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 제1 직선 홈부(24a)의 형상(깊이)을 제3 직선 홈부(24c)의 형상(깊이)과 다르게 하는 예를 나타냈지만, 다른 구성을 채용할 수도 있다. 예를 들면, 트렌치부(23)를 구성하는 복수의 직선 홈부(24) 중의, 제1 직선 홈부(24a), 또는, OPB 화소 영역(20) 내에 형성되고, 평면에서 보아 유효 화소 영역(19)과 OPB 화소 영역(20)의 경계와 평행한 복수의 제2 직선 홈부(24b)의 어느 하나의 직선 홈부(24)(이하 「특정 직선 홈부(26)」라고도 부른다)의 형상이 제3 직선 홈부(24c)의 형상과 다르면 된다.
구체적으로는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 특정 직선 홈부(26)를 제1 직선 홈부(24a)를 포함하지 않고, 복수의 제2 직선 홈부(24b)의 어느 하나만을 포함하는 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 제1 직선 홈부(24a)의 깊이를 제3 직선 홈부(24c)(유효 화소 영역(19)의 직선 홈부(24))의 깊이와 동일하게 한다. 이에 의해, 제1 직선 홈부(24a)와 유효 화소 영역(19)의 광전 변환부(17)의 계면에서 발생하는 암전류를 제3 직선 홈부(24c)와 유효 화소 영역(19)의 광전 변환부(17)의 계면에서 발생하는 암전류와 같은 정도로 할 수 있다. 그 때문에, OPB 화소 영역(20)에 인접하는 유효 화소 영역(19)의 광전 변환부(17)로부터 얻어지는 화소 신호를 경계에 인접하지 않는 유효 화소 영역(19)의 광전 변환부(17)로부터 얻어지는 화소 신호와 마찬가지로 이용할 수 있다. 즉, OPB 화소 영역(20)에 인접하는 유효 화소 영역(19)의 화소(9)는 사용 가능한 화소가 된다. 그 결과 유효 화소 영역(19)의 축소를 방지할 수 있다. 도 3에서는, 제1 직선 홈부(24a)에 가장 가까운 제2 직선 홈부(24b)를 특정 직선 홈부(26)로 한 경우를 예시하고 있다.
또한, 예를 들면, 도 4에 도시하는 바와 같이, 특정 직선 홈부(26)를 제1 직선 홈부(24a) 및 복수의 제2 직선 홈부(24b) 중의 어느 2개 이상으로 하는 구성으로 해도 좋다. 이에 의해, 유효 화소 영역(19)을 통과하여 OPB 화소 영역(20)에 침입하는 입사광(18)을 보다 약하게 할 수 있어, 광학적 흑레벨의 기준 신호의 취득에 이용할 수 없는 화소(9)를 줄일 수 있다. 도 4에서는, 제1 직선 홈부(24a)와, 제1 직선 홈부(24a)에 가장 가까운 제2 직선 홈부(24b)의 2개를 특정 직선 홈부(26)로 한 경우를 예시하고 있다. 또한, 도 4에서는, 2개의 특정 직선 홈부(26)(폭이 넓은 홈부)을 마련한 것에 따라, 특정 직선 홈부(26)에 인접하는 OPB 화소 영역(20)의 광전 변환부(17)(화소(9))의 폭을 좁게 한 경우를 예시하고 있다.
특정 직선 홈부(26)를 2개 이상으로 하는 경우, 예를 들면, 유효 화소 영역(19)에 가장 가까운 특정 직선 홈부(26)에 매입되어 있는 차광 재료(25)를 광을 반사하는 제1 재료(25a)로 하고, 그 외의 특정 직선 홈부(26)에 매입되어 있는 차광 재료(25)를 광을 흡수하는 제2 재료(25b)로 하는 구성으로 해도 좋다. 제1 재료(25a)로서는, 예를 들면, 알루미늄(Al), 루테늄(Ru)을 채용할 수 있다. 또한, 제2 재료(25b)로서는, 예를 들면, 텅스텐(W), 티탄(Ti)을 채용할 수 있다. 이에 의해, 유효 화소 영역(19)을 통과하여 OPB 화소 영역(20)에 침입하는 입사광(18)을 유효 화소 영역(19)에 반사할 수 있고, OPB 화소 영역(20)에 인접하는 유효 화소 영역(19)의 광전 변환부(17)에서 발생되는 전하의 저감을 억제할 수 있다. 또한, 유효 화소 영역(19)에 가장 가까운 특정 직선 홈부(26)를 통과하여 OPB 화소 영역(20)에 침입한 입사광(18)의 반사를 방지할 수 있고, 반사된 입사광(18)에 의해 OPB 화소 영역(20)의 광전 변환부(17)에서 발생되는 전하가 증대하는 것을 억제할 수 있다.
덧붙여서, 예를 들면, 유효 화소 영역(19)에 가장 가까운 특정 직선 홈부(26)의 차광 재료(25)를 제2 재료(25b)로 하는 방법에서는, OPB 화소 영역(20)에 인접하는 유효 화소 영역(19)의 광전 변환부(17)에서 발생되는 전하가 저감한다. 또한, 예를 들면, 그 외의 특정 직선 홈부(26)의 차광 재료(25)를 제1 재료(25a)로 하는 방법에서는, 유효 화소 영역(19)에 가장 가까운 특정 직선 홈부(26)를 통과하여 OPB 화소 영역(20)에 침입한 입사광(18)이 반사되고, 반사된 입사광(18)에 의해 OPB 화소 영역(20)의 광전 변환부(17)에서 발생되는 전하가 증대한다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 예를 들면, 도 2a에 도시하는 바와 같이, 특정 직선 홈부(26)의 깊이를 깊게 함에 더하여, 특정 직선 홈부(26)의 폭을 제3 직선 홈부(24c)의 폭보다도 넓게 하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 예를 들면, 특정 직선 홈부(26)의 깊이를 깊게 하지 않고, 특정 직선 홈부(26)의 폭만을 넓게 하는(제3 직선 홈부(24c)의 폭보다도 넓게 하는) 구성으로 해도 좋다. 이에 의해, 특정 직선 홈부(26)의 차광성을 보다 향상할 수 있고, 특정 직선 홈부(26)를 통과하여 OPB 화소 영역(20)에 침입하는 입사광(18)을 보다 확실하게 약하게 할 수 있다. 또한, 특정 직선 홈부(26) 내부에 차광 재료(25)를 매입하기 쉬워지고, 차광 재료(25) 내에 보이드(공극)가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 특히, IR(infrared)을 검출하기 위해, 광전 변환부(17)가 깊고(기판(2)이 두껍고), 트렌치부(23)가 깊게 형성되어 있는 고체 촬상 장치(1)에 알맞다. 또한, 특정 직선 홈부(26)만 폭을 넓게 하기 때문에, 기판(2)의 휘어짐을 억제할 수 있다. 도 2a에서는, 특정 직선 홈부(26)의 폭을 넓게 한 것에 따라, 특정 직선 홈부(26)에 인접하는 OPB 화소 영역(20)의 광전 변환부(17)(화소(9))의 폭을 좁게 한 경우를 예시하고 있다.
덧붙여서, 예를 들면, 트렌치부(23)를 구성하는 모든 직선 홈부(24)의 폭을 넓게 하는 방법에 의하면, 직선 홈부(24)의 개구부측의 폭이 넓어져서, 기판(2)에 휘어짐이 발생한다. 또한, 광전 변환부(17)의 수광면측의 면적이 작아져서, 광전 변환부(17)의 감도가 저하된다.
절연막(13)은 직선 홈부(24)의 측벽면 및 저면, 및 기판(2)의 이면(S1)측의 전체(수광면측의 전체)를 연속적으로 피복하고 있다. 절연막(13)은 고정 전하를 발생시켜서 피닝(pinning)을 강화하는 것이 가능한 부의 전하를 갖는 고정 전하막 등을 다수 적층하여 구성해도 좋다.
차광막(14)은 절연막(13)의 이면(S2)측의 전체(수광면측의 전체)를 연속적으로 피복하고 있다. 구체적으로는, 차광막(14)은 유효 화소 영역(19)에서는 각 광전 변환부(17)의 수광면을 개구하도록, 격자형상으로 형성되어 있다. 또한, OPB 화소 영역(20)에서는, 광전 변환부(17)의 수광면에 대응한 개구가 없고, 완전 차광이 되어 있다. 차광막(14)의 재료로서는, 예를 들면, 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 구리(Cu) 등의 금속을 채용할 수 있다.
평탄화막(15)은 차광막(14)을 포함하는 절연막(13)의 이면(S2)측 전체(수광면측 전체)를 연속적으로 피복하고 있다. 이에 의해, 수광층(16)의 이면(S1)은 요철이 없는 평탄면으로 되어 있다. 평탄화막(15)의 재료로서는, 예를 들면, 수지 등의 유기 재료를 이용할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태의 고체 촬상 장치(1)는 수광층(16)의 평탄화막(15)측의 면(이하, 「이면(S3)」이라고도 부른다) 중, 유효 화소 영역(19)에 대응하는 부분에는, 컬러 필터(27) 및 마이크로 렌즈(28)(온 칩 렌즈)가 이 순서로 적층되어 이루어지는 집광층(29)이 형성되어 있다. 또한, 수광층(16)의 기판(2)측의 면(이하, 「표면(S4)」이라고 부른다)의 전체에는, 배선층(30) 및 지지 기판(31)이 이 순서로 적층되어 있다.
컬러 필터(27)는 평탄화막(15)의 이면(S3)측(수광면측)에 각 광전 변환부(17)에 대응하여 형성되어 있다. 즉, 하나의 광전 변환부(17)에 대해 하나의 컬러 필터(27)가 형성되어 있다. 이에 의해, 컬러 필터(27)는 2차원 어레이형상으로 규칙적으로 배열되어 이루어지는 컬러 필터 어레이(32)를 형성하고 있다. 컬러 필터(27)의 각각은 적색(R), 녹색(G), 청색(b) 등의 각 광전 변환부(17)에 수광시키고 싶은 입사광(18)의 특정한 파장을 투과하고, 투과시킨 입사광(18)을 광전 변환부(17)에 입사시키는 구성으로 되어 있다.
마이크로 렌즈(28)는 컬러 필터(27)의 이면(S5)측(수광면측)에 각 광전 변환부(17)에 대응하여 형성되어 있다. 즉, 하나의 광전 변환부(17)에 대해 하나의 마이크로 렌즈(28)가 형성되어 있다. 이에 의해, 마이크로 렌즈(28)는 2차원 어레이형상으로 규칙적으로 배열되어 이루어지는 마이크로 렌즈 어레이(33)를 형성하고 있다. 마이크로 렌즈(28)의 각각은 피사체로부터의 상광(입사광(18))을 집광하고, 집광한 입사광(18)을 컬러 필터(27)를 통하여 광전 변환부(17)의 이면(수광면) 부근에 유도하는 구성으로 되어 있다.
배선층(30)은 기판(2)의 표면(S4)측에 형성되어 있고, 층간 절연막(34)과, 층간 절연막(34)을 통하여 복수층에 적층된 배선(35)을 포함하여 구성되어 있다. 그리고, 배선층(30)은 복수층의 배선(35)을 통하여 각 화소(9)를 구성하는 화소 트랜지스터를 구동한다.
지지 기판(31)은 배선층(30)의 기판(2)에 면하는 측과는 반대측의 면에 형성되어 있다. 지지 기판(31)은 고체 촬상 장치(1)의 제조 단계에서 기판(2)의 강도를 확보하기 위한 기판이다. 지지 기판(31)의 재료로서는, 예를 들면, 실리콘(Si)을 이용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 제1 실시 형태의 고체 촬상 장치(1)에서는, 트렌치부(23)를 구성하는 복수의 직선 홈부(24) 중의, 유효 화소 영역(19)과 옵티컬 블랙 화소 영역(20)(OPB 화소 영역(20))의 경계에 형성되어 있는 제1 직선 홈부(24a) 및 OPB 화소 영역(20) 내에 형성되고 평면에서 보아 경계와 평행한 복수의 제2 직선 홈부(24b)의 어느 하나인 특정 직선 홈부(26)를 유효 화소 영역(19) 내의 광전 변환부(17) 사이에 형성되어 있는 제3 직선 홈부(24c)와 형상이 다르고, 또한, 내부에 차광 재료(25)가 매입되어 있는 구성으로 하였다. 이에 의해, 예를 들면, 특정 직선 홈부(26)의 형상을 제3 직선 홈부(24c)의 형상보다도 차광성에 우수한 형상으로 함으로써, 유효 화소 영역(19)과 OPB 화소 영역(20)의 경계 부근에서, 유효 화소 영역(19)을 통과하여 OPB 화소 영역(20) 내에 침입하는 입사광(18)을 특정 직선 홈부(26)가 구성하는 화소 분리부(22)에서 약하게 할 수 있다. 그 때문에, 유효 화소 영역(19)으로부터의 입사광(18)이 닿는 OPB 화소 영역(20)의 광전 변환부(17)(화소(9))의 행수를 저감할 수 있다. 즉, 광학적 흑레벨의 기준 신호의 취득에 이용할 수 없는 화소(9)(무효한 화소(9))의 행수를 저감할 수 있다. 구체적으로는, 유효 화소 영역(19)과 OPB 화소(9)(기준 신호의 취득에 사용하는 화소(9)) 사이에 배치되는 무효한 화소(9)는 종래 10행∼20행 필요했지만, 2행∼3행으로 할 수 있다. 그 결과, OPB 화소 영역(20)을 축소하여, 칩 면적을 축소할 수 있고, 제조 비용을 저감할 수 있다. 또는, 칩 면적을 유지하면서, OPB 화소 영역(20)을 축소한 만큼, 유효 화소 영역(19)을 확대할 수 있다.
<2. 제2 실시 형태: 고체 촬상 장치>
[2-1 요부의 구성]
다음으로, 본 개시의 제2 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)에 관해 설명한다. 제2 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 전체 구성은 도 1과 마찬가지이기 때문에 도시를 생략한다. 도 5는 제2 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 요부의 단면 구성도이다. 도 5에서, 도 2a에 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙이고 중복 설명을 생략한다.
제2 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는 화소 분리부(22)의 구성이 제1 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)와 다르다. 제2 실시 형태에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 트렌치부(23)를 구성하는 복수의 직선 홈부(24)(제1 직선 홈부(24a), 제2 직선 홈부(24b), 제3 직선 홈부(24c))의 각각이 기판(2)을 관통하여 형성되어 있다. 즉, 모든 직선 홈부(24)의 깊이가 동일하게 되어 있다. 또한, 특정 직선 홈부(26)의 폭은 제3 직선 홈부(24c)의 폭보다도 넓게 되어 있다. 도 5에서는, 제1 직선 홈부(24a)가 특정 직선 홈부(26)가 된 구성을 예시하고 있다. 또한, 차광 재료(25)는 특정 직선 홈부(26)에만 매입되고, 특정 직선 홈부(26) 이외의 직선 홈부(24)에는 매입되어 있지 않다.
이상 설명한 바와 같이, 제2 실시 형태의 고체 촬상 장치(1)에서는, 복수의 직선 홈부(24)의 각각을 기판(2)을 관통하여 형성된 것으로 하고, 특정 직선 홈부(26)의 폭을 제3 직선 홈부(24c)의 폭보다도 넓게 한 구성으로 하였다. 이에 의해, 특정 직선 홈부(26)의 차광성을 보다 향상할 수 있고, 특정 직선 홈부(26)를 통과하여 OPB 화소 영역(20)에 침입하는 입사광(18)을 보다 확실하게 약하게 할 수 있다. 또한, 특정 직선 홈부(26) 내부에 차광 재료(25)를 매입하기 쉬워지고, 차광 재료(25) 내에 보이드(공극)가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 특정 직선 홈부(26)만 폭을 넓게 하기 때문에, 기판(2)의 휘어짐을 억제할 수 있다.
덧붙여서, 예를 들면, 트렌치부(23)를 구성하는 모든 직선 홈부(24)의 폭을 넓게 하는 방법에 의하면, 직선 홈부(24)의 개구부측의 폭이 넓어져서, 기판(2)에 휘어짐이 발생한다. 또한, 광전 변환부(17)의 수광면측의 면적이 작아져서, 광전 변환부(17)의 감도가 저하된다.
또한, 제2 실시 형태의 고체 촬상 장치(1)에서는, 모든 직선 홈부(24)의 깊이가 동일하게 되어 있기 때문에, 제1 직선 홈부(24a)와 유효 화소 영역(19)의 광전 변환부(17)의 계면에서 발생하는 암전류가 제3 직선 홈부(24c)와 광전 변환부(17)의 계면에서 발생하는 암전류와 같은 정도가 된다. 그 때문에, OPB 화소 영역(20)에 인접하는 유효 화소 영역(19)의 광전 변환부(17)로부터 얻어지는 화소 신호는 사용할 수 있다. 즉, OPB 화소 영역(20)에 인접하는 유효 화소 영역(19)의 화소(9)는 화소 신호의 취득에 사용할 수 있는 화소(9)(이하 「유효 화소(9)」라고도 부른다)가 된다. 그 결과, 유효 화소 영역(19)을 유지하면서, 유효 화소(9)를 증가할 수 있다.
[2-2 변형례]
또한, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 광전 변환부(17)의 수광면측의 형상을 사각형으로 하는 예를 나타냈지만, 다른 구성을 채용할 수도 있다. 예를 들면, 도 6a에 도시하는 바와 같이, 8각형으로 해도 좋고, 도 6b에 도시하는 바와 같이, 원형으로 해도 좋다. 광전 변환부(17)의 수광면측의 형상을 8각형이나 원형으로 한 경우, 트렌치부(23)를 구성하는 직선 홈부(24)의 측면은 8각형이나 원형의 광전 변환부(17)의 측면을 따른 요철을 갖는 형상이 된다.
<3. 전자 기기에의 응용례>
본 개시에 관한 기술(본 기술)은 예를 들면 디지털 스틸 카메라, 디지털 비디오 카메라 등의 촬상 장치, 촬상 기능을 구비한 휴대 전화기, 또는, 촬상 기능을 구비한 다른 기기라는 각종의 전자 기기에 적용되어도 좋다.
도 7은 본 개시에 관한 기술(본 기술)이 적용될 수 있는 전자 기기(예를 들면, 카메라)의 개략적인 구성의 한 예를 도시하는 도면이다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 전자 기기(100)는 고체 촬상 장치(101)와, 광학 렌즈(102)와, 셔터 장치(103)와, 구동 회로(104)와, 신호 처리 회로(105)를 구비하고 있다.
광학 렌즈(102)는 피사체로부터의 상광(입사광(106))을 고체 촬상 장치(101)의 촬상면상에 결상시킨다. 이에 의해, 고체 촬상 장치(101) 내에 일정 기간에 걸쳐 신호 전하가 축적된다. 셔터 장치(103)는 고체 촬상 장치(101)에의 광조사 기간 및 차광 기간을 제어한다. 구동 회로(104)는 고체 촬상 장치(101)의 전송 동작 및 셔터 장치(103)의 셔터 동작을 제어하는 구동 신호를 공급한다. 구동 회로(104)로부터 공급되는 구동 신호(타이밍 신호)에 의해, 고체 촬상 장치(101)의 신호 전송을 행한다. 신호 처리 회로(105)는 고체 촬상 장치(101)로부터 출력되는 신호(화소 신호)에 각종 신호 처리를 행한다. 신호 처리가 행해진 영상 신호는 메모리 등의 기억 매체에 기억되고, 또는 모니터에 출력된다.
또한, 고체 촬상 장치(1)를 적용할 수 있는 전자 기기(100)로서는, 카메라에 한정되는 것이 아니고, 다른 전자 기기에도 적용할 수 있다. 예를 들면, 휴대 전화기나 태블릿 단말 등의 모바일 기기용 카메라 모듈 등의 촬상 장치에 적용해도 좋다.
이상, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 전자 기기의 한 예에 관해 설명하였다. 본 개시에 관한 기술은 이상 설명한 구성 중 고체 촬상 장치(101)에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 도 1의 고체 촬상 장치(1)는 고체 촬상 장치(101)에 적용할 수 있다. 고체 촬상 장치(101)에 본 개시에 관한 기술을 적용함에 의해, 보다 양호한 촬영 화상을 얻을 수 있다.
또한, 본 기술은 이하와 같은 구성을 취할 수 있다.
(1)
기판에 형성되고, 어레이형상으로 배치된 복수의 광전 변환부를 구비하는 화소 영역과,
상기 광전 변환부 사이에 격자형상으로 형성된 트렌치부를 포함하는 화소 분리부를 구비하고,
상기 화소 영역은 입사광에 응한 화소 신호를 얻기 위한 상기 광전 변환부를 갖는 유효 화소 영역과, 상기 유효 화소 영역에 인접하고, 수광면측이 차광막으로 덮여서, 광학적 흑레벨의 기준 신호를 얻기 위한 상기 광전 변환부를 갖는 옵티컬 블랙 화소 영역으로 구획되어 있고,
상기 트렌치부를 구성하는 복수의 직선 홈부 중의, 상기 유효 화소 영역과 상기 옵티컬 블랙 화소 영역의 경계에 형성되어 있는 제1 직선 홈부 및 상기 옵티컬 블랙 화소 영역 내에 형성되고 평면에서 보아 상기 경계와 평행한 복수의 제2 직선 홈부의 어느 하나인 특정 직선 홈부는 상기 유효 화소 영역 내의 화소 사이에 형성되어 있는 제3 직선 홈부와 형상이 다르고, 또한, 내부에 차광 재료가 매입되어 있는 고체 촬상 장치.
(2)
상기 특정 직선 홈부의 깊이는 상기 제3 직선 홈부의 깊이보다도 깊은 상기 (1)에 기재된 고체 촬상 장치.
(3)
상기 특정 직선 홈부는 상기 제1 직선 홈부를 포함하지 않고, 복수의 상기 제2 직선 홈부의 어느 하나만을 포함하는 상기 (2)에 기재된 고체 촬상 장치.
(4)
상기 특정 직선 홈부의 폭은 상기 제3 직선 홈부의 폭보다도 넓은 상기 (1)부터 (3)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 장치.
(5)
복수의 상기 직선 홈부의 각각은 상기 기판을 관통하여 형성되어 있고,
상기 특정 직선 홈부의 폭은 상기 제3 직선 홈부의 폭보다도 넓은 상기 (1)에 기재된 고체 촬상 장치.
(6)
상기 특정 직선 홈부는 상기 제1 직선 홈부 및 복수의 상기 제2 직선 홈부 중의 어느 2개 이상인 상기 (1)부터 (5)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 장치.
(7)
상기 유효 화소 영역에 가장 가까운 상기 특정 직선 홈부에 매입되어 있는 상기 차광 재료는 광을 반사하는 제1 재료이고, 그 외의 상기 특정 직선 홈부에 매입되어 있는 상기 차광 재료는 광을 흡수하는 제2 재료인 상기 (6)에 기재된 고체 촬상 장치.
(8)
상기 차광 재료는 알루미늄, 텅스텐 또는 구리인 상기 (1)부터 (6)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 장치.
(9)
기판에 형성되고, 어레이형상으로 배치된 복수의 광전 변환부를 구비하는 화소 영역과, 상기 광전 변환부 사이에 격자형상으로 형성된 트렌치부를 포함하는 화소 분리부를 구비하고, 상기 화소 영역은 입사광에 응한 화소 신호를 얻기 위한 상기 광전 변환부를 갖는 유효 화소 영역과, 상기 유효 화소 영역에 인접하고, 수광면측이 차광막으로 덮여서, 광학적 흑레벨의 기준 신호를 얻기 위한 상기 광전 변환부를 갖는 옵티컬 블랙 화소 영역으로 구획되어 있고, 상기 트렌치부를 구성하는 복수의 직선 홈부 중의, 상기 유효 화소 영역과 상기 옵티컬 블랙 화소 영역의 경계에 형성되어 있는 제1 직선 홈부 및 상기 옵티컬 블랙 화소 영역 내에 형성되고 평면에서 보아 상기 경계와 평행한 복수의 제2 직선 홈부의 어느 하나인 특정 직선 홈부는 상기 유효 화소 영역 내의 화소 사이에 형성되어 있는 제3 직선 홈부와 형상이 다르고, 또한, 내부에 차광 재료가 매입되어 있는 고체 촬상 장치와,
피사체로부터의 상광을 상기 고체 촬상 장치의 촬상면상에 결상시키는 광학 렌즈와,
상기 고체 촬상 장치로부터 출력되는 신호에 신호 처리를 행하는 신호 처리 회로를 구비하는 전자 기기.
1: 고체 촬상 장치
2: 기판
3: 화소 영역
4: 수직 구동 회로
5: 칼럼 신호 처리 회로
6: 수평 구동 회로
7: 출력 회로
8: 제어 회로
9: 화소(유효 화소, OPB 화소)
10: 화소 구동 배선
11: 수직 신호선
12: 수평 신호선
13: 절연막
14: 차광막,
15: 평탄화막
16: 수광층
17: 광전 변환부
18: 입사광
19: 유효 화소 영역
20: 옵티컬 블랙 화소 영역(OPB 화소 영역)
21a, 21b, 21c, 21d: 화소열
22: 화소 분리부
23: 트렌치부
24: 직선 홈부
24a: 제1 직선 홈부
24b: 제2 직선 홈부
24c: 제3 직선 홈부
25: 차광 재료
25a: 제1 재료
25b: 제2 재료
26: 특정 직선 홈부
27: 컬러 필터
28: 마이크로 렌즈
29: 집광층
30: 배선층
31: 지지 기판
32: 컬러 필터 어레이
33: 마이크로 렌즈 어레이
34: 층간 절연막
35: 배선
100: 전자 기기
101: 고체 촬상 장치
102: 광학 렌즈
103: 셔터 장치
104: 구동 회로
105: 신호 처리 회로
106: 입사광
2: 기판
3: 화소 영역
4: 수직 구동 회로
5: 칼럼 신호 처리 회로
6: 수평 구동 회로
7: 출력 회로
8: 제어 회로
9: 화소(유효 화소, OPB 화소)
10: 화소 구동 배선
11: 수직 신호선
12: 수평 신호선
13: 절연막
14: 차광막,
15: 평탄화막
16: 수광층
17: 광전 변환부
18: 입사광
19: 유효 화소 영역
20: 옵티컬 블랙 화소 영역(OPB 화소 영역)
21a, 21b, 21c, 21d: 화소열
22: 화소 분리부
23: 트렌치부
24: 직선 홈부
24a: 제1 직선 홈부
24b: 제2 직선 홈부
24c: 제3 직선 홈부
25: 차광 재료
25a: 제1 재료
25b: 제2 재료
26: 특정 직선 홈부
27: 컬러 필터
28: 마이크로 렌즈
29: 집광층
30: 배선층
31: 지지 기판
32: 컬러 필터 어레이
33: 마이크로 렌즈 어레이
34: 층간 절연막
35: 배선
100: 전자 기기
101: 고체 촬상 장치
102: 광학 렌즈
103: 셔터 장치
104: 구동 회로
105: 신호 처리 회로
106: 입사광
Claims (9)
- 기판에 형성되고, 어레이형상으로 배치된 복수의 광전 변환부를 구비하는 화소 영역과,
상기 광전 변환부 사이에 격자형상으로 형성된 트렌치부를 포함하는 화소 분리부를 구비하고,
상기 화소 영역은 입사광에 응한 화소 신호를 얻기 위한 상기 광전 변환부를 갖는 유효 화소 영역과, 상기 유효 화소 영역에 인접하고, 수광면측이 차광막으로 덮여서, 광학적 흑레벨의 기준 신호를 얻기 위한 상기 광전 변환부를 갖는 옵티컬 블랙 화소 영역으로 구획되어 있고,
상기 트렌치부를 구성하는 복수의 직선 홈부 중의, 상기 유효 화소 영역과 상기 옵티컬 블랙 화소 영역의 경계에 형성되어 있는 제1 직선 홈부 및 상기 옵티컬 블랙 화소 영역 내에 형성되고 평면에서 보아 상기 경계와 평행한 복수의 제2 직선 홈부의 어느 하나인 특정 직선 홈부는 상기 유효 화소 영역 내의 화소 사이에 형성되어 있는 제3 직선 홈부와 형상이 다르고, 또한, 내부에 차광 재료가 매입되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치. - 제1항에 있어서,
상기 특정 직선 홈부의 깊이는 상기 제3 직선 홈부의 깊이보다도 깊은 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치. - 제2항에 있어서,
상기 특정 직선 홈부는 상기 제1 직선 홈부를 포함하지 않고, 복수의 상기 제2 직선 홈부의 어느 하나만을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치. - 제1항에 있어서,
상기 특정 직선 홈부의 폭은 상기 제3 직선 홈부의 폭보다도 넓은 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치. - 제1항에 있어서,
복수의 상기 직선 홈부의 각각은 상기 기판을 관통하여 형성되어 있고,
상기 특정 직선 홈부의 폭은 상기 제3 직선 홈부의 폭보다도 넓은 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치. - 제1항에 있어서,
상기 특정 직선 홈부는 상기 제1 직선 홈부, 및 복수의 상기 제2 직선 홈부 중의 어느 2개 이상인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치. - 제6항에 있어서,
상기 유효 화소 영역에 가장 가까운 상기 특정 직선 홈부에 매입되어 있는 상기 차광 재료는 광을 반사하는 제1 재료이고, 그 외의 상기 특정 직선 홈부에 매입되어 있는 상기 차광 재료는 광을 흡수하는 제2 재료인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치. - 제1항에 있어서,
상기 차광 재료는 알루미늄, 텅스텐 또는 구리인 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치. - 기판에 형성되고, 어레이형상으로 배치된 복수의 광전 변환부를 구비하는 화소 영역과, 상기 광전 변환부 사이에 격자형상으로 형성된 트렌치부를 포함하는 화소 분리부를 구비하고, 상기 화소 영역은 입사광에 응한 화소 신호를 얻기 위한 상기 광전 변환부를 갖는 유효 화소 영역과, 상기 유효 화소 영역에 인접하고, 수광면측이 차광막으로 덮여서, 광학적 흑레벨의 기준 신호를 얻기 위한 상기 광전 변환부를 갖는 옵티컬 블랙 화소 영역으로 구획되어 있고, 상기 트렌치부를 구성하는 복수의 직선 홈부 중의, 상기 유효 화소 영역과 상기 옵티컬 블랙 화소 영역의 경계에 형성되어 있는 제1 직선 홈부 및 상기 옵티컬 블랙 화소 영역 내에 형성되고 평면에서 보아 상기 경계와 평행한 복수의 제2 직선 홈부의 어느 하나인 특정 직선 홈부는 상기 유효 화소 영역 내의 화소 사이에 형성되어 있는 제3 직선 홈부와 형상이 다르고, 또한, 내부에 차광 재료가 매입되어 있는 고체 촬상 장치와,
피사체로부터의 상광을 상기 고체 촬상 장치의 촬상면상에 결상시키는 광학 렌즈와,
상기 고체 촬상 장치로부터 출력되는 신호에 신호 처리를 행하는 신호 처리 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2020-018770 | 2020-02-06 | ||
| JP2020018770 | 2020-02-06 | ||
| PCT/JP2020/044915 WO2021157174A1 (ja) | 2020-02-06 | 2020-12-02 | 固体撮像装置及び電子機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220136355A true KR20220136355A (ko) | 2022-10-07 |
Family
ID=77200497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020227025000A KR20220136355A (ko) | 2020-02-06 | 2020-12-02 | 고체 촬상 장치 및 전자 기기 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230047442A1 (ko) |
| EP (1) | EP4102566A4 (ko) |
| JP (1) | JPWO2021157174A1 (ko) |
| KR (1) | KR20220136355A (ko) |
| CN (1) | CN114868250A (ko) |
| TW (1) | TW202137524A (ko) |
| WO (1) | WO2021157174A1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2023021787A1 (ko) * | 2021-08-16 | 2023-02-23 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013211413A (ja) | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Fujifilm Corp | 固体撮像素子及び撮像装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008153250A (ja) * | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体撮像素子 |
| US9543346B2 (en) * | 2013-03-29 | 2017-01-10 | Sony Corporation | Imaging element and imaging device |
| KR102499585B1 (ko) * | 2015-01-13 | 2023-02-14 | 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤 | 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법, 및 전자 기기 |
| JP2019012739A (ja) * | 2017-06-29 | 2019-01-24 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像素子および撮像装置 |
| JP2019114728A (ja) * | 2017-12-26 | 2019-07-11 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像装置、距離計測装置、及び製造方法 |
-
2020
- 2020-12-02 CN CN202080089573.XA patent/CN114868250A/zh active Pending
- 2020-12-02 JP JP2021575627A patent/JPWO2021157174A1/ja active Pending
- 2020-12-02 KR KR1020227025000A patent/KR20220136355A/ko active Search and Examination
- 2020-12-02 WO PCT/JP2020/044915 patent/WO2021157174A1/ja unknown
- 2020-12-02 US US17/794,051 patent/US20230047442A1/en active Pending
- 2020-12-02 EP EP20917959.7A patent/EP4102566A4/en active Pending
-
2021
- 2021-01-12 TW TW110101050A patent/TW202137524A/zh unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013211413A (ja) | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Fujifilm Corp | 固体撮像素子及び撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021157174A1 (ja) | 2021-08-12 |
| CN114868250A (zh) | 2022-08-05 |
| EP4102566A1 (en) | 2022-12-14 |
| US20230047442A1 (en) | 2023-02-16 |
| EP4102566A4 (en) | 2023-07-19 |
| TW202137524A (zh) | 2021-10-01 |
| JPWO2021157174A1 (ko) | 2021-08-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220320156A1 (en) | Solid-state imaging device, manufacturing method of solid-state imaging device and electronic apparatus | |
| KR102297001B1 (ko) | 고체 촬상 장치 및 그 제조 방법, 및 전자 기기 | |
| KR101798658B1 (ko) | 고체 촬상 디바이스 및 전자 기기 | |
| US10930687B2 (en) | Image sensor having phase difference detection pixel | |
| US8964081B2 (en) | Solid-state image sensor including a photoelectric conversion element, a charge retaining element, and a light shielding element, method for producing the same solid-state image sensor, and electronic apparatus including the same solid-state image sensor | |
| JP5857399B2 (ja) | 固体撮像装置及び電子機器 | |
| CN110419107B (zh) | 摄像装置和电子设备 | |
| US10872917B2 (en) | Image sensor having phase difference detection pixel | |
| JP2014192348A (ja) | 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器 | |
| KR20090072965A (ko) | 고체 촬상 장치와 그 제조 방법, 카메라 및 전자 기기 | |
| JP2018198272A5 (ko) | ||
| KR20220136355A (ko) | 고체 촬상 장치 및 전자 기기 | |
| US20220415944A1 (en) | Solid-state imaging device and electronic equipment | |
| JP2013175529A (ja) | 固体撮像装置、及び電子機器 | |
| US20230163149A1 (en) | Solid-state imaging device and electronic device | |
| WO2022209231A1 (ja) | 受光素子及び電子機器 | |
| EP4117037A1 (en) | Solid-state imaging device and electronic apparatus | |
| WO2022224501A1 (ja) | 光検出装置及び電子機器 | |
| WO2021241062A1 (ja) | 固体撮像装置、電子機器、及び固体撮像装置の製造方法 | |
| WO2019202858A1 (ja) | 撮像素子および撮像素子の製造方法 | |
| JP2016082103A (ja) | 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |