WO2018159737A1 - 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 - Google Patents
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Definitions
- the present technology relates to a solid-state imaging device, a method for manufacturing a solid-state imaging device, and an electronic device, and more particularly to a solid-state imaging device, a manufacturing method for a solid-state imaging device, and an electronic device that can prevent occurrence of flare and ghost. .
- Patent Document 1 provides a waveguide array having a cladding that absorbs light between an incident-side microlens array and an output-side microlens array as an image sensor applied to an image input device that reads a document. Is disclosed. With such a configuration, reflection of light in the waveguide can be suppressed and generation of ghosts and flares can be prevented.
- bioimaging device solid-state imaging device for bioimaging
- biometric authentication such as vein authentication
- This technology has been made in view of such a situation, and more reliably prevents the occurrence of flares and ghosts.
- a solid-state imaging device includes an image sensor having a pixel array in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, a light guide for guiding light to each of the pixels, and a light guide unit surrounding the light guide. And a microlens for allowing the light to enter each of the light guide paths, and a light shielding portion having an opening formed corresponding to each of the microlenses, and the light shielding portion has an antireflection structure on a wall surface of the opening.
- a method of manufacturing a solid-state imaging device includes an image sensor having a pixel array in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, a light guide path for guiding light to each of the pixels, and a light shielding body surrounding the light guide.
- the method of manufacturing a solid-state imaging device comprising: a light guide part; a microlens that enters the light into each of the light guide paths; and a light shielding part having an opening formed corresponding to each of the microlenses. Forming the opening corresponding to the step, and forming an antireflection structure on the wall surface of the opening.
- An electronic apparatus includes an image sensor including a pixel array in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, a light guide for guiding light to each of the pixels, and a light guide unit including a light shielding body surrounding the light guide. And a microlens for allowing the light to enter each of the light guide paths, and a light shielding portion having an opening formed corresponding to each of the microlenses, and the light shielding portion has an antireflection structure on a wall surface of the opening.
- a solid-state imaging device is provided.
- an image sensor having a pixel array in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, a light guide for guiding light to each of the pixels, and a light guide unit surrounding the light guide,
- a solid-state imaging device including a microlens that enters the light into each light guide and a light-shielding unit that has an opening formed corresponding to each microlens, the opening is formed corresponding to each microlens.
- the antireflection structure is formed on the wall surface of the opening.
- FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a biological imaging system according to the present technology.
- the light IR emitted from the light source 10 is reflected on a living body Fg such as a finger to be observed, and the living body imaging device 20 captures the reflected light, so that the state of the living body Fg is changed. Observed.
- the light IR emitted from the light source 10 is, for example, near infrared light having a wavelength in the range of 660 nm to 940 nm.
- the biological imaging device 20 includes an image sensor 21 and an optical system 22.
- the image sensor 21 captures an image by receiving reflected light of the light IR incident through the optical system 22.
- the image sensor 21 is configured as, for example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor, but may be configured as a CCD (Charge Coupled Device) image sensor.
- CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
- CCD Charge Coupled Device
- the living body imaging device 20 captures reflected light in which the light IR emitted from the light source 10 is reflected by the living body Fg.
- the transmitted light in which the light IR emitted from the light source 10 passes through the living body Fg. You may make it image.
- FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the image sensor 21.
- the image sensor 21 in FIG. 2 includes a pixel array 31, a vertical drive circuit 32, a horizontal drive circuit 33, and an output circuit 34.
- a plurality of pixels 41 are arranged in a matrix in the pixel array 31.
- Each pixel 41 is connected to the vertical drive circuit 32 for each row by a horizontal signal line 42, and is connected to the horizontal drive circuit 33 for each column by a vertical signal line 43.
- the vertical drive circuit 32 outputs a drive signal via the horizontal signal line 42 to drive the pixels 41 arranged in the pixel array 31 for each row.
- the horizontal drive circuit 33 performs column processing for detecting a signal level by a CDS (Correlated Double Sampling) operation from the pixel signal output from each pixel 41 of the pixel array 31 via the vertical signal line 43, and the pixel 41 performs photoelectric processing. An output signal corresponding to the charge generated by the conversion is output to the output circuit 34.
- CDS Correlated Double Sampling
- the output circuit 34 amplifies the output signal sequentially output from the horizontal drive circuit 33 to a voltage value of a predetermined level, and outputs it to a subsequent image processing circuit or the like.
- FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a conventional biological imaging device.
- FIG. 3 shows a cross-sectional view corresponding to two pixels 41 in the image sensor 21.
- a glass seal resin 52 having a thickness of about 40 to 60 ⁇ m is formed on the image sensor 21 in the biological imaging device 50A shown in FIG.
- a light guide 52 having a height of about 0.25 to 0.45 mm is formed on the glass seal resin 52.
- the light guide unit 52 includes a light guide path 52a for guiding light to each of the pixels 41 and a light shielding body 52b surrounding the light guide path 52a.
- a material for forming the light guide path 52a a material having a lower refractive index than the material for forming the light shielding body 52b is used. Thereby, reflection of the light in the light guide 52a can be suppressed.
- microlenses 53 are formed for allowing light to enter each of the light guide paths 52a.
- the microlens 53 is formed to have a diameter of 60 to 80 ⁇ m, a radius of curvature of 100 to 130 ⁇ m, and a sag amount of 5 to 6 ⁇ m, for example. Since the microlens 53 is provided corresponding to the pixel 41, it forms a microlens array corresponding to the pixel array 31.
- a cover glass layer 55 having a thickness of about 0.5 to 0.8 mm is formed on the light guide portion 52 with an air layer 54 having a thickness of about 0.12 to 0.20 mm interposed therebetween.
- the cover glass layer 55 is made of SiO 2 or the like.
- a ghost may occur when the light beam L1 serving as a ghost component enters an adjacent pixel.
- the light shielding portion 61 has a cylindrical opening formed corresponding to each of the microlenses 53.
- the light shielding portion 61 is formed to have a height of, for example, 540 ⁇ m and is configured to be integrated with the cover glass layer 55. That is, the cover glass layer 55 is formed so as to fill the opening of the light shielding part 61 on the light incident side of the light shielding part 61.
- the thickness of the cover glass layer 55 on the light incident side of the light shielding part 61 (above the upper end of the light shielding part 61 in the drawing) is, for example, 160 ⁇ m.
- flare and ghost may occur due to the light beam L1 being reflected by the wall surface of the opening of the light shielding unit 61.
- FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a biological imaging device that is a solid-state imaging device to which the present technology is applied.
- the biological imaging device 20 in FIG. 5 basically includes the same configuration as the biological imaging device 50B in FIG. 4, but includes a light shielding unit 71 instead of the light shielding unit 61.
- the light guide unit 52, the microlens 53, the cover glass layer 55, and the light shielding unit 71 correspond to the optical system 22 in the biological imaging device 20 of FIG.
- the light shielding part 71 has a cylindrical opening formed corresponding to each of the microlenses 53, similarly to the light shielding part 61. Further, the light shielding portion 71 has an antireflection structure 72 on the wall surface of the opening.
- FIG. 6 is a top view showing the structure of the light shielding portion 71. As shown in FIG. 6, the openings of the light shielding portions 71 are arranged in a matrix like the pixels 41. Although not shown, a microlens 53 is provided at the end of each opening in the depth direction.
- cross-sectional view of the biological imaging device 20 in FIG. 5 shows a cross section taken along the broken line AB shown in FIG.
- the cross-sectional view of the biological imaging device 20 shown in FIG. 7 shows a cross section taken along a broken line CD shown in FIG.
- the thickness of the light shielding portion 71 in FIG. The thickness of the wall) is thicker than the thickness of the light shielding part 71 in FIG.
- Example of antireflection structure> Here, a specific example of the antireflection structure 72 will be described.
- FIG. 8 is a diagram illustrating a first example of the antireflection structure 72.
- the diameter of each protrusion constituting the moth-eye structure is in the range of 250 to 400 nm, and the height of the protrusion is in the range of 125 to 200 nm.
- Shall. These values can be set to appropriate values according to the wavelength of the light IR emitted from the light source 10.
- FIG. 9 is a diagram illustrating a second example of the antireflection structure 72.
- the antireflection structure 72B of the light shielding part 71B shown in FIG. 9 is an antireflection film made of, for example, MgF2.
- the film thickness of the antireflection film is in the range of 150 to 250 nm. This value can be set to an appropriate value according to the wavelength of the light IR emitted from the light source 10.
- FIG. 10 is a diagram illustrating a third example of the antireflection structure 72.
- the antireflection structure 72C of the light shielding part 71C shown in FIG. 10 is a light absorption film made of a metal oxide.
- the metal oxide oxides such as Cu, Fe, Ni, and Ti are used.
- the light absorptive film has an absorptance of light having a wavelength of 1 ⁇ m of about 0.8 to 0.85.
- the thickness of the light absorption film is 30 nm or more, preferably about 50 nm. These values can be set to appropriate values according to the wavelength of the light IR emitted from the light source 10.
- a SiO 2 film 112 having a thickness of, for example, 160 ⁇ m is formed on a Si substrate 111 having a thickness of, for example, 540 ⁇ m, and a resist Rg is applied thereon.
- the resist Rg is removed with a diameter of about 250 to 260 nm.
- the SiO2 film 112 and the Si substrate 111 are etched by irradiation with SF6 gas clusters, so that the SiO2 film 112 and the Si substrate 111 are shown in FIG. For example, an opening having a diameter of 250 nm is formed.
- the antireflection structure 72 is formed on the wall surface of the opening of the Si substrate 111 (light shielding portion 71). Is formed.
- a moth-eye structure is formed by ion etching after forming a carbon film by a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
- an antireflection film is formed by forming an MgF2 film by an RF sputtering method or a thermal CVD method.
- a vacuum deposition method or a coating method may be used for forming the MgF 2 film.
- the antireflection structure 72 is a light absorption film made of, for example, Cu oxide
- the light absorption film is formed by an RF sputtering method in an O 2 atmosphere.
- the light absorption film can be formed by heating in the air or heating in a high vacuum infrared heating furnace.
- the openings of the SiO 2 film 112 and the Si substrate 111 are filled with SiO 2 to cover the surface.
- a light shielding portion 71 configured to be integrated with the glass layer 55 is formed.
- the light source 10 and the biological imaging device 20 are configured separately. However, like the solid-state imaging device 150 illustrated in FIG. The light source 10 may be provided in the imaging device 150.
- the solid-state imaging device as described above can be applied to an electronic device that performs biological imaging.
- FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration example of an electronic device to which the present technology is applied.
- the electronic device 201 includes a solid-state imaging device 211 and a DSP (Digital Signal Processor) 212, and a DSP 212, a display device 213, an operation system 214, a memory 216, and a recording device via a bus 215. 217 and a power supply system 218 are connected.
- DSP Digital Signal Processor
- the solid-state imaging device 211 As the solid-state imaging device 211, the solid-state imaging device (biological imaging device 20) of the above-described embodiment is applied. In the solid-state imaging device 211, electrons are accumulated for a certain period according to the image formed on the light receiving surface via the optical system. Then, a signal corresponding to the electrons accumulated in the solid-state imaging device 211 is supplied to the DSP 212.
- the DSP 212 performs various signal processing on the signal from the solid-state imaging device 211 to acquire an image, and temporarily stores the image data in the memory 216.
- the image data stored in the memory 216 is recorded in the recording device 217 or supplied to the display device 213 to display the image.
- the operation system 214 receives various operations by the user and supplies operation signals to each block of the electronic device 201, and the power supply system 218 supplies power necessary for driving each block of the electronic device 201.
- the electronic apparatus 201 configured as described above, by applying the biological imaging device 20 as described above as the solid-state imaging device 211, it is possible to prevent the occurrence of flare and ghost, so that a higher quality image can be obtained. Imaging can be performed.
- An image sensor having a pixel array in which a plurality of pixels are arranged in a matrix; A light guide having a light guide for guiding light to each of the pixels and a light shielding body surrounding the light guide, and A microlens that enters the light into each of the light guides; A light shielding part having an opening formed corresponding to each of the microlenses, The light-shielding portion has an antireflection structure on a wall surface of the opening.
- the solid-state imaging device according to (1) wherein the wavelength of the light is in a range of 660 to 940 nm.
- the antireflection structure is a moth-eye structure.
- membrane is 30 nm or more.
- (11) The solid-state imaging device according to any one of (1) to (10), further including a glass layer formed on the light incident side of the light shielding portion so as to fill the opening of the light shielding portion.
- An image sensor having a pixel array in which a plurality of pixels are arranged in a matrix;
- a light guide having a light guide for guiding light to each of the pixels and a light shielding body surrounding the light guide, and A microlens that enters the light into each of the light guides;
- a manufacturing method of a solid-state imaging device comprising: a light shielding portion having an opening formed corresponding to each of the microlenses, Forming the opening corresponding to each of the microlenses;
- a method for manufacturing a solid-state imaging device comprising: forming an antireflection structure on a wall surface of the opening.
- An image sensor having a pixel array in which a plurality of pixels are arranged in a matrix;
- a light guide having a light guide for guiding light to each of the pixels and a light shielding body surrounding the light guide, and A microlens that enters the light into each of the light guides;
- a light shielding part having an opening formed corresponding to each of the microlenses,
- the light shielding unit includes a solid-state imaging device having an antireflection structure on a wall surface of the opening.
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Abstract
本技術は、より確実に、フレアやゴーストの発生を防ぐことができるようにする固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器に関する。 固体撮像装置は、複数の画素が行列状に配列された画素アレイを有するイメージセンサと、画素それぞれに光を導光するための導光路およびそれを囲む遮光体を有する導光部と、導光路それぞれに光を入射するマイクロレンズと、マイクロレンズそれぞれに対応して形成された開口を有する遮光部とを備える。遮光部は、開口の壁面に反射防止構造を有する。本技術は、生体イメージング用の固体撮像装置に適用することができる。
Description
本技術は、固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器に関し、特に、フレアやゴーストの発生を防ぐことができるようにする固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器に関する。
従来、固体撮像装置においてフレアやゴーストの発生を防ぐための構成が検討されている。
例えば、特許文献１には、原稿を読み取る画像入力装置に適用するイメージセンサとして、入射側マイクロレンズアレイと出射側マイクロレンズアレイとの間に、光を吸収するクラッドを有する導波路アレイを設けることが開示されている。このような構成により、導波路内での光の反射が抑えられ、ゴーストやフレアの発生を防ぐことができる。
しかしながら、特許文献１の構成では、入射側マイクロレンズアレイへの入射光や、出射側マイクロレンズアレイからの出射光の角度が数度ずれただけで、光強度や透過率が大幅に減衰してしまう。
近年、静脈認証などの生体認証を行うための生体イメージング用の固体撮像装置（以下、生体イメージングデバイスという）の開発が盛んになっているが、その生体イメージングデバイスにおいても、フレアやゴーストが発生するおそれがあった。
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より確実に、フレアやゴーストの発生を防ぐようにするものである。
本技術の固体撮像装置は、複数の画素が行列状に配列された画素アレイを有するイメージセンサと、前記画素それぞれに光を導光するための導光路およびそれを囲む遮光体を有する導光部と、前記導光路それぞれに前記光を入射するマイクロレンズと、前記マイクロレンズそれぞれに対応して形成された開口を有する遮光部とを備え、前記遮光部は、前記開口の壁面に反射防止構造を有する。
本技術の固体撮像装置の製造方法は、複数の画素が行列状に配列された画素アレイを有するイメージセンサと、前記画素それぞれに光を導光するための導光路およびそれを囲む遮光体を有する導光部と、前記導光路それぞれに前記光を入射するマイクロレンズと、前記マイクロレンズそれぞれに対応して形成された開口を有する遮光部とを備える固体撮像装置の製造方法において、前記マイクロレンズそれぞれに対応して前記開口を形成し、前記開口の壁面に反射防止構造を形成するステップを含む。
本技術の電子機器は、複数の画素が行列状に配列された画素アレイを有するイメージセンサと、前記画素それぞれに光を導光するための導光路およびそれを囲む遮光体を有する導光部と、前記導光路それぞれに前記光を入射するマイクロレンズと、前記マイクロレンズそれぞれに対応して形成された開口を有する遮光部とを備え、前記遮光部が、前記開口の壁面に反射防止構造を有する固体撮像装置を備える。
本技術においては、複数の画素が行列状に配列された画素アレイを有するイメージセンサと、前記画素それぞれに光を導光するための導光路およびそれを囲む遮光体を有する導光部と、前記導光路それぞれに前記光を入射するマイクロレンズと、前記マイクロレンズそれぞれに対応して形成された開口を有する遮光部とを備える固体撮像装置において、前記マイクロレンズそれぞれに対応して前記開口が形成され、前記開口の壁面に反射防止構造が形成される。
本技術によれば、より確実に、フレアやゴーストの発生を防ぐことが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
以下、本開示を実施するための形態（以下、実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．生体イメージングシステムの概略
２．イメージセンサの構成例
３．生体イメージングデバイスの構成例
４．反射防止構造の例
５．遮光部の製造工程
６．生体イメージングシステムの他の例
７．電子機器の構成例
２．イメージセンサの構成例
３．生体イメージングデバイスの構成例
４．反射防止構造の例
５．遮光部の製造工程
６．生体イメージングシステムの他の例
７．電子機器の構成例
＜１．生体イメージングシステムの概略＞
図１は、本技術に係る生体イメージングシステムの一例を示す概略図である。
図１は、本技術に係る生体イメージングシステムの一例を示す概略図である。
図１の生体イメージングシステムにおいては、光源１０が発する光ＩＲが、観察対象となる例えば指などの生体Ｆｇに反射し、その反射光を生体イメージングデバイス２０が撮像することで、生体Ｆｇの状態が観察される。
光源１０が発する光ＩＲは、例えば波長が６６０ｎｍ乃至９４０ｎｍの範囲にある近赤外光である。
生体イメージングデバイス２０は、イメージセンサ２１および光学系２２を備える。イメージセンサ２１は、光学系２２を介して入射した光ＩＲの反射光を受光することで撮像を行う。イメージセンサ２１は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサとして構成されるものするが、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサとして構成されるようにしてもよい。
なお、図１の例では、生体イメージングデバイス２０が、光源１０が発する光ＩＲが生体Ｆｇに反射した反射光を撮像するものとしたが、光源１０が発する光ＩＲが生体Ｆｇを透過した透過光を撮像するようにしてもよい。
＜２．イメージセンサの構成例＞
図２は、イメージセンサ２１の構成例を示すブロック図である。
図２は、イメージセンサ２１の構成例を示すブロック図である。
図２のイメージセンサ２１は、画素アレイ３１、垂直駆動回路３２、水平駆動回路３３、および出力回路３４を備えている。
画素アレイ３１には、複数の画素４１が行列状に配列されている。それぞれの画素４１は、水平信号線４２により行毎に垂直駆動回路３２に接続されるとともに、垂直信号線４３により列毎に水平駆動回路３３に接続されている。
垂直駆動回路３２は、水平信号線４２を介して駆動信号を出力して、画素アレイ３１に配置されている画素４１を行毎に駆動する。
水平駆動回路３３は、垂直信号線４３を介して画素アレイ３１の各画素４１から出力される画素信号から、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）動作により信号レベルを検出するカラム処理を行い、画素４１において光電変換により発生した電荷に応じた出力信号を出力回路３４に出力する。
出力回路３４は、水平駆動回路３３から順次出力される出力信号を、所定のレベルの電圧値に増幅して、後段の画像処理回路などに出力する。
＜３．生体イメージングデバイスの構成例＞
次に、生体イメージングデバイスの構成例について説明する。
次に、生体イメージングデバイスの構成例について説明する。
（従来の生体イメージングデバイスの構成例）
図３は、従来の生体イメージングデバイスの構成例を示す断面図である。
図３は、従来の生体イメージングデバイスの構成例を示す断面図である。
図３においては、イメージセンサ２１における２つの画素４１に対応する断面図が示される。
図３に示される生体イメージングデバイス５０Ａにおいて、イメージセンサ２１の上には、厚さ４０乃至６０μｍ程度のガラスシール樹脂５２が形成される。ガラスシール樹脂５２の上には、高さ０．２５乃至０．４５ｍｍ程度の導光部５２が形成される。
導光部５２は、画素４１それぞれに光を導光するための導光路５２ａと、導光路５２ａを囲む遮光体５２ｂから構成される。導光路５２ａを形成する材料としては、遮光体５２ｂを形成する材料と比較して屈折率の低いものが用いられる。これにより、導光路５２ａ内での光の反射を抑えることができる。
導光部５２の上には、導光路５２ａそれぞれに光を入射するマイクロレンズ５３が形成される。マイクロレンズ５３は、例えば、直径６０乃至８０μｍ、曲率半径１００乃至１３０μｍ、サグ量５乃至６μｍとなるように形成される。マイクロレンズ５３は、画素４１に対応して設けられることから、画素アレイ３１に対応したマイクロレンズアレイを構成する。
導光部５２のさらに上には、厚さ０．１２乃至０．２０ｍｍ程度の空気層５４を挟んで、厚さ０．５乃至０．８ｍｍ程度のカバーガラス層５５が形成される。カバーガラス層５５は、ＳｉＯ２などで形成される。
ところが、生体イメージングデバイス５０Ａのような構成では、ゴースト成分となる光線Ｌ１が隣接する画素に入射することにより、ゴーストが発生するおそれがある。
これに対して、図４に示される生体イメージングデバイス５０Ｂは、遮光部６１を備えている。
遮光部６１は、マイクロレンズ５３それぞれに対応して形成された円筒形の開口を有している。遮光部６１は、例えば高さ５４０μｍとなるように形成され、カバーガラス層５５と一体となるようにして構成される。すなわち、カバーガラス層５５は、遮光部６１の光の入射側に、遮光部６１の開口を充填するようにして形成される。カバーガラス層５５の、遮光部６１の光の入射側（図中、遮光部６１上端より上側）の厚さは、例えば１６０μｍとされる。
しかしながら、生体イメージングデバイス５０Ｂのような構成であっても、光線Ｌ１が、遮光部６１の開口の壁面で反射することにより、フレアやゴーストが発生するおそれがある。
そこで、以下においては、より確実に、フレアやゴーストの発生を防ぐ生体イメージングデバイスの構成について説明する。
（本技術を適用した生体イメージングデバイスの構成例）
図５は、本技術を適用した固体撮像装置である生体イメージングデバイスの構成例を示す断面図である。
図５は、本技術を適用した固体撮像装置である生体イメージングデバイスの構成例を示す断面図である。
図５の生体イメージングデバイス２０は、基本的には、図４の生体イメージングデバイス５０Ｂと同様の構成を備えるが、遮光部６１に代えて、遮光部７１を備えている。なお、図５の生体イメージングデバイス２０において、導光部５２、マイクロレンズ５３、カバーガラス層５５、および遮光部７１は、図１の生体イメージングデバイス２０における光学系２２に対応する。
遮光部７１は、遮光部６１と同様、マイクロレンズ５３それぞれに対応して形成された円筒形の開口を有する。さらに、遮光部７１は、開口の壁面に反射防止構造７２を有している。
図６は、遮光部７１の構造を示す上面図である。図６に示されるように、遮光部７１の開口は、画素４１と同様、行列状に配列されている。また、図示はしないが、開口それぞれの奥行き方向の終端には、マイクロレンズ５３が設けられる。
なお、図５の生体イメージングデバイス２０の断面図は、図６に示される破線Ａ－Ｂでの断面を示すものである。
また、図７に示される生体イメージングデバイス２０の断面図は、図６に示される破線Ｃ－Ｄでの断面を示すものである。図６において、破線Ｃ－Ｄ上での開口同士の間隔は、破線Ａ－Ｂ上での開口同士の間隔と比較して大きいので、図７における遮光部７１の厚さ（開口同士の間の壁の厚さ）は、図５における遮光部７１の厚さと比較して厚い。
＜４．反射防止構造の例＞
ここで、反射防止構造７２の具体例について説明する。
ここで、反射防止構造７２の具体例について説明する。
（例１ モスアイ構造）
図８は、反射防止構造７２の第１の例を示す図である。
図８は、反射防止構造７２の第１の例を示す図である。
図８に示される遮光部７１Ａの反射防止構造７２Ａは、モスアイ構造とされる。
図８に示されるように、モスアイ構造を構成する突起それぞれの径（言い換えると突起同士の間隔、ピッチ）は、２５０乃至４００ｎｍの範囲にあり、突起の高さは、１２５乃至２００ｎｍの範囲にあるものとする。なお、これらの値は、光源１０が発する光ＩＲの波長に応じて、適切な値とすることができる。
（例２ 反射防止膜）
図９は、反射防止構造７２の第２の例を示す図である。
図９は、反射防止構造７２の第２の例を示す図である。
図９に示される遮光部７１Ｂの反射防止構造７２Ｂは、例えばＭｇＦ２で構成される反射防止膜とされる。
図９に示されるように、反射防止膜の膜厚は、１５０乃至２５０ｎｍの範囲にあるものとする。なお、この値は、光源１０が発する光ＩＲの波長に応じて、適切な値とすることができる。
（例３ 光吸収膜）
図１０は、反射防止構造７２の第３の例を示す図である。
図１０は、反射防止構造７２の第３の例を示す図である。
図１０に示される遮光部７１Ｃの反射防止構造７２Ｃは、金属酸化物からなる光吸収膜とされる。金属酸化物としては、Ｃｕ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｔｉなどの酸化物が用いられる。この場合、光吸収膜の、波長１μｍの光の吸収率は０．８乃至０．８５程度となる。
図１０に示されるように、光吸収膜の膜厚は、３０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ程度とする。なお、これらの値は、光源１０が発する光ＩＲの波長に応じて、適切な値とすることができる。
＜５．遮光部の製造工程＞
次に、図１１乃至図１３を参照して、生体イメージングデバイス２０が備える遮光部７１の製造工程について説明する。
次に、図１１乃至図１３を参照して、生体イメージングデバイス２０が備える遮光部７１の製造工程について説明する。
まず、図１１のＡに示されるように、例えば厚さ５４０μｍのＳｉ基板１１１上に、例えば厚さ１６０μｍのＳｉＯ２膜１１２が成膜され、その上にレジストＲｇが塗布される。
次に、図１１のＢに示されるように、２５０乃至２６０ｎｍ程度の径でレジストＲｇが除去される。
その後、図１２のＣに示されるように、ＳＦ６ガスクラスタの照射により、ＳｉＯ２膜１１２およびＳｉ基板１１１がエッチングされることで、図１２のＤに示されるように、ＳｉＯ２膜１１２およびＳｉ基板１１１に、例えば直径２５０ｎｍの開口が形成される。
次いで、図１３のＥに示されるように、残ったレジストＲｇが除去された後、図１３のＦに示されるように、Ｓｉ基板１１１（遮光部７１）の開口の壁面に、反射防止構造７２が形成される。
例えば、反射防止構造７２がモスアイ構造である場合、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によりカーボン膜を成膜後、イオンエッチングを行うことにより、モスアイ構造が形成される。
また、反射防止構造７２が反射防止膜である場合、ＲＦスパッタリング法や、熱ＣＶＤ法によりＭｇＦ２膜を成膜することで、反射防止膜が形成される。ＭｇＦ２膜の成膜に、真空蒸着法や、塗布法が用いられるようにしてもよい。
さらに、反射防止構造７２が、例えばＣｕ酸化物からなる光吸収膜である場合、Ｏ２雰囲気中でのＲＦスパッタリング法により、光吸収膜が形成される。また、Ｃｕ膜を成膜した後、大気中で加熱したり、高真空赤外線加熱炉で加熱することで、光吸収膜が形成されるようにすることもできる。
さて、このようにして反射防止構造７２が形成された後、図１３のＧに示されるように、ＳｉＯ２膜１１２およびＳｉ基板１１１（遮光部７１）の開口を、ＳｉＯ２で充填することで、カバーガラス層５５と一体となるように構成された遮光部７１が形成される。
＜６．生体イメージングシステムの他の例＞
以上においては、図１を参照して説明したように、光源１０と生体イメージングデバイス２０とは、それぞれ別個に構成されるものとしたが、図１４に示される固体撮像装置１５０のように、固体撮像装置１５０内に光源１０が設けられるようにしてもよい。
以上においては、図１を参照して説明したように、光源１０と生体イメージングデバイス２０とは、それぞれ別個に構成されるものとしたが、図１４に示される固体撮像装置１５０のように、固体撮像装置１５０内に光源１０が設けられるようにしてもよい。
上述したような固体撮像装置は、生体イメージングを行う電子機器に適用することができる。
＜７．電子機器の構成例＞
図１５は、本技術を適用した電子機器の構成例を示すブロック図である。
図１５は、本技術を適用した電子機器の構成例を示すブロック図である。
図１５に示すように、電子機器２０１は、固体撮像装置２１１、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）２１２を備えており、バス２１５を介して、ＤＳＰ２１２、表示装置２１３、操作系２１４、メモリ２１６、記録装置２１７、および電源系２１８が接続されて構成される。
固体撮像装置２１１としては、上述した実施の形態の固体撮像装置（生体イメージングデバイス２０）が適用される。固体撮像装置２１１には、光学系を介して受光面に結像される像に応じて、一定期間、電子が蓄積される。そして、固体撮像装置２１１に蓄積された電子に応じた信号がＤＳＰ２１２に供給される。
ＤＳＰ２１２は、固体撮像装置２１１からの信号に対して各種の信号処理を施して画像を取得し、その画像のデータを、メモリ２１６に一時的に記憶させる。メモリ２１６に記憶された画像のデータは、記録装置２１７に記録されたり、表示装置２１３に供給されて画像が表示されたりする。また、操作系２１４は、ユーザによる各種の操作を受け付けて電子機器２０１の各ブロックに操作信号を供給し、電源系２１８は、電子機器２０１の各ブロックの駆動に必要な電力を供給する。
このように構成されている電子機器２０１では、固体撮像装置２１１として、上述したような生体イメージングデバイス２０を適用することにより、フレアやゴーストの発生を防ぐことができるので、より高画質な画像を撮像することが可能となる。
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
さらに、本技術は以下のような構成をとることができる。
（１）
複数の画素が行列状に配列された画素アレイを有するイメージセンサと、
前記画素それぞれに光を導光するための導光路およびそれを囲む遮光体を有する導光部と、
前記導光路それぞれに前記光を入射するマイクロレンズと、
前記マイクロレンズそれぞれに対応して形成された開口を有する遮光部と
を備え、
前記遮光部は、前記開口の壁面に反射防止構造を有する
固体撮像装置。
（２）
前記光の波長は、６６０乃至９４０ｎｍの範囲にある
（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
前記反射防止構造は、モスアイ構造である
（２）に記載の固体撮像装置。
（４）
前記モスアイ構造を構成する突起同士の間隔は、２５０乃至４００ｎｍの範囲にあり、前記突起の高さは、１２５乃至２００ｎｍの範囲にある
（３）に記載の固体撮像装置。
（５）
前記反射防止構造は、反射防止膜である
（２）に記載の固体撮像装置。
（６）
前記反射防止膜は、ＭｇＦ２で構成される
（５）に記載の固体撮像装置。
（７）
前記反射防止膜の膜厚は、１５０乃至２５０ｎｍの範囲にある
（５）または（６）に記載の固体撮像装置。
（８）
前記反射防止構造は、光吸収膜である
（２）に記載の固体撮像装置。
（９）
前記光吸収膜は、金属酸化物からなる
（８）に記載の固体撮像装置。
（１０）
前記光吸収膜の膜厚は、３０ｎｍ以上である
（８）または（９）に記載の固体撮像装置。
（１１）
前記遮光部の前記光の入射側に、前記遮光部の前記開口を充填するように形成されたガラス層をさらに備える
（１）乃至（１０）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１２）
複数の画素が行列状に配列された画素アレイを有するイメージセンサと、
前記画素それぞれに光を導光するための導光路およびそれを囲む遮光体を有する導光部と、
前記導光路それぞれに前記光を入射するマイクロレンズと、
前記マイクロレンズそれぞれに対応して形成された開口を有する遮光部と
を備える固体撮像装置の製造方法において、
前記マイクロレンズそれぞれに対応して前記開口を形成し、
前記開口の壁面に反射防止構造を形成する
ステップを含む固体撮像装置の製造方法。
（１３）
複数の画素が行列状に配列された画素アレイを有するイメージセンサと、
前記画素それぞれに光を導光するための導光路およびそれを囲む遮光体を有する導光部と、
前記導光路それぞれに前記光を入射するマイクロレンズと、
前記マイクロレンズそれぞれに対応して形成された開口を有する遮光部と
を備え、
前記遮光部が、前記開口の壁面に反射防止構造を有する固体撮像装置
を備える電子機器。
（１）
複数の画素が行列状に配列された画素アレイを有するイメージセンサと、
前記画素それぞれに光を導光するための導光路およびそれを囲む遮光体を有する導光部と、
前記導光路それぞれに前記光を入射するマイクロレンズと、
前記マイクロレンズそれぞれに対応して形成された開口を有する遮光部と
を備え、
前記遮光部は、前記開口の壁面に反射防止構造を有する
固体撮像装置。
（２）
前記光の波長は、６６０乃至９４０ｎｍの範囲にある
（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
前記反射防止構造は、モスアイ構造である
（２）に記載の固体撮像装置。
（４）
前記モスアイ構造を構成する突起同士の間隔は、２５０乃至４００ｎｍの範囲にあり、前記突起の高さは、１２５乃至２００ｎｍの範囲にある
（３）に記載の固体撮像装置。
（５）
前記反射防止構造は、反射防止膜である
（２）に記載の固体撮像装置。
（６）
前記反射防止膜は、ＭｇＦ２で構成される
（５）に記載の固体撮像装置。
（７）
前記反射防止膜の膜厚は、１５０乃至２５０ｎｍの範囲にある
（５）または（６）に記載の固体撮像装置。
（８）
前記反射防止構造は、光吸収膜である
（２）に記載の固体撮像装置。
（９）
前記光吸収膜は、金属酸化物からなる
（８）に記載の固体撮像装置。
（１０）
前記光吸収膜の膜厚は、３０ｎｍ以上である
（８）または（９）に記載の固体撮像装置。
（１１）
前記遮光部の前記光の入射側に、前記遮光部の前記開口を充填するように形成されたガラス層をさらに備える
（１）乃至（１０）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１２）
複数の画素が行列状に配列された画素アレイを有するイメージセンサと、
前記画素それぞれに光を導光するための導光路およびそれを囲む遮光体を有する導光部と、
前記導光路それぞれに前記光を入射するマイクロレンズと、
前記マイクロレンズそれぞれに対応して形成された開口を有する遮光部と
を備える固体撮像装置の製造方法において、
前記マイクロレンズそれぞれに対応して前記開口を形成し、
前記開口の壁面に反射防止構造を形成する
ステップを含む固体撮像装置の製造方法。
（１３）
複数の画素が行列状に配列された画素アレイを有するイメージセンサと、
前記画素それぞれに光を導光するための導光路およびそれを囲む遮光体を有する導光部と、
前記導光路それぞれに前記光を入射するマイクロレンズと、
前記マイクロレンズそれぞれに対応して形成された開口を有する遮光部と
を備え、
前記遮光部が、前記開口の壁面に反射防止構造を有する固体撮像装置
を備える電子機器。
１０ 光源， ２０ 生体イメージングデバイス， ２１ イメージセンサ， ２２ 光学系， ３１ 画素アレイ， ４１ 画素， ５２ 導光部， ５２ａ 導光路， ５２ｂ 遮光体， ５３ マイクロレンズ， ５５ カバーガラス層， ７１ 遮光部， ７２ 反射防止構造， １５０ 生体イメージングデバイス， ２０１ 電子機器， ２１１ 固体撮像装置
Claims (13)
- 複数の画素が行列状に配列された画素アレイを有するイメージセンサと、
前記画素それぞれに光を導光するための導光路およびそれを囲む遮光体を有する導光部と、
前記導光路それぞれに前記光を入射するマイクロレンズと、
前記マイクロレンズそれぞれに対応して形成された開口を有する遮光部と
を備え、
前記遮光部は、前記開口の壁面に反射防止構造を有する
固体撮像装置。 - 前記光の波長は、６６０乃至９４０ｎｍの範囲にある
請求項１に記載の固体撮像装置。 - 前記反射防止構造は、モスアイ構造である
請求項２に記載の固体撮像装置。 - 前記モスアイ構造を構成する突起同士の間隔は、２５０乃至４００ｎｍの範囲にあり、前記突起の高さは、１２５乃至２００ｎｍの範囲にある
請求項３に記載の固体撮像装置。 - 前記反射防止構造は、反射防止膜である
請求項２に記載の固体撮像装置。 - 前記反射防止膜は、ＭｇＦ２で構成される
請求項５に記載の固体撮像装置。 - 前記反射防止膜の膜厚は、１５０乃至２５０ｎｍの範囲にある
請求項５に記載の固体撮像装置。 - 前記反射防止構造は、光吸収膜である
請求項２に記載の固体撮像装置。 - 前記光吸収膜は、金属酸化物からなる
請求項８に記載の固体撮像装置。 - 前記光吸収膜の膜厚は、３０ｎｍ以上である
請求項８に記載の固体撮像装置。 - 前記遮光部の前記光の入射側に、前記遮光部の前記開口を充填するように形成されたガラス層をさらに備える
請求項１に記載の固体撮像装置。 - 複数の画素が行列状に配列された画素アレイを有するイメージセンサと、
前記画素それぞれに光を導光するための導光路およびそれを囲む遮光体を有する導光部と、
前記導光路それぞれに前記光を入射するマイクロレンズと、
前記マイクロレンズそれぞれに対応して形成された開口を有する遮光部と
を備える固体撮像装置の製造方法において、
前記マイクロレンズそれぞれに対応して前記開口を形成し、
前記開口の壁面に反射防止構造を形成する
ステップを含む固体撮像装置の製造方法。 - 複数の画素が行列状に配列された画素アレイを有するイメージセンサと、
前記画素それぞれに光を導光するための導光路およびそれを囲む遮光体を有する導光部と、
前記導光路それぞれに前記光を入射するマイクロレンズと、
前記マイクロレンズそれぞれに対応して形成された開口を有する遮光部と
を備え、
前記遮光部が、前記開口の壁面に反射防止構造を有する固体撮像装置
を備える電子機器。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017040130 | 2017-03-03 | ||
| JP2017-040130 | 2017-03-03 |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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-
2018
- 2018-03-01 WO PCT/JP2018/007702 patent/WO2018159737A1/ja not_active Ceased
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