WO2019198291A1 - 撮像素子および撮像素子の製造方法 - Google Patents

撮像素子および撮像素子の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019198291A1
WO2019198291A1 PCT/JP2019/001262 JP2019001262W WO2019198291A1 WO 2019198291 A1 WO2019198291 A1 WO 2019198291A1 JP 2019001262 W JP2019001262 W JP 2019001262W WO 2019198291 A1 WO2019198291 A1 WO 2019198291A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
infrared light
filter
protective film
attenuation filter
pixel
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/001262
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雄介 守屋
Original Assignee
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 filed Critical ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
Priority to EP19784705.6A priority Critical patent/EP3780103A4/en
Priority to US17/044,994 priority patent/US12015037B2/en
Priority to KR1020207027750A priority patent/KR20200141444A/ko
Priority to JP2020513071A priority patent/JP7227226B2/ja
Priority to CN201980024326.9A priority patent/CN111937152A/zh
Priority to CN202311459922.4A priority patent/CN117438442A/zh
Publication of WO2019198291A1 publication Critical patent/WO2019198291A1/ja
Priority to US18/378,507 priority patent/US20240038789A1/en

Links

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
    • H01L27/1462—Coatings
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/208—Filters for use with infrared or ultraviolet radiation, e.g. for separating visible light from infrared and/or ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/22—Absorbing filters
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B11/00—Filters or other obturators specially adapted for photographic purposes
    • G03B11/04—Hoods or caps for eliminating unwanted light from lenses, viewfinders or focusing aids
    • 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
    • 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
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • 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
    • H01L27/14621—Colour filter arrangements
    • 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
    • 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
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14685—Process for coatings or optical elements

Definitions

  • the present invention relates to an image sensor and a method for manufacturing the image sensor. Specifically, the present invention relates to an image sensor having a filter that attenuates infrared light and a method of manufacturing the image sensor.
  • an imaging element condenses incident light with an on-chip lens and performs photoelectric conversion according to the incident light.
  • a color filter that transmits infrared light and visible light of a predetermined wavelength among the collected incident light and an infrared light attenuation filter that transmits visible light and attenuates infrared light among the collected incident light are used.
  • Patent Document 1 there is Patent Document 1 as such a technique.
  • the above-described conventional technology includes a solid-state imaging device having a configuration in which an infrared light attenuation filter, a visible light color filter, and an on-chip lens are sequentially stacked on a photoelectric conversion unit, and visible light and infrared light are transmitted through the on-chip lens.
  • Infrared light attenuating filters often use color materials made from organic dyes with a high degree of freedom in spectral design.
  • this solid-state imaging device there is a problem that the surface of the infrared light attenuation filter is roughened in the stacking process.
  • the color material of the infrared light attenuating filter is eluted into the chemical solution, and a loophole is formed in the infrared light attenuating filter.
  • a color filter is laminated on this infrared light attenuating filter, there is a problem that the color filter material enters the loophole, causes a point defect, and the image quality deteriorates.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to prevent the occurrence of defects in an infrared light attenuation filter and to prevent deterioration of image quality.
  • the present disclosure has been made to solve the above-described problems.
  • the first aspect of the present disclosure includes a photoelectric conversion unit that performs photoelectric conversion according to incident light, and collects the incident light in the photoelectric conversion unit.
  • An on-chip lens that emits light, a color filter that transmits infrared light and visible light of a predetermined wavelength among the collected incident light, and an infrared that transmits visible light of the collected incident light and transmits infrared light.
  • An imaging device comprising: an infrared light attenuation filter that attenuates light; and a protective film that is disposed adjacent to the infrared light attenuation filter and protects the infrared light attenuation filter.
  • the protective film may be disposed adjacent to the color filter, and the infrared light attenuation filter may attenuate infrared light transmitted through the color filter.
  • the protective film may protect the infrared light attenuation filter when the color filter is formed.
  • the protective film may be configured to have substantially the same refractive index as that of the color filter.
  • the protective film is disposed adjacent to the on-chip lens, and the color filter is disposed adjacent to the infrared light attenuation filter.
  • the visible light having the predetermined wavelength may be transmitted among the incident light transmitted through the light.
  • the protective film may protect the infrared light attenuation filter when the on-chip lens is formed.
  • the photoelectric conversion unit, the on-chip lens, the color filter, the infrared light attenuation filter, a pixel including the protective film, and infrared light among the collected incident light is a surface adjacent to the infrared light pixel of the infrared light attenuation filter It may be further arranged.
  • the protective film may be made of an organic material.
  • the protective film may be made of an inorganic material.
  • the protective film may be configured by laminating an organic material and an inorganic material.
  • the second aspect of the present disclosure includes a step of forming a photoelectric conversion unit that performs photoelectric conversion according to incident light, a step of forming an on-chip lens that collects the incident light on the photoelectric conversion unit, and Forming a color filter that transmits infrared light and visible light of a predetermined wavelength from the collected incident light; and transmitting visible light and attenuating infrared light from the collected incident light Forming an infrared light attenuation filter, and forming a protective film that is disposed adjacent to the infrared light attenuation filter and protects the infrared light attenuation filter. is there.
  • the imaging device of the present disclosure has an effect that a protective film is disposed on the surface of the infrared light attenuation filter.
  • the protection of the infrared light attenuation filter by the protective film is assumed.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. It is a figure which shows the structural example of the protective film which concerns on embodiment of this indication.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an imaging element according to an embodiment of the present disclosure.
  • the image pickup device 1 of FIG. 1 includes a pixel array unit 10, a vertical drive unit 20, a column signal processing unit 30, and a control unit 40.
  • the pixel array unit 10 is configured by arranging the pixels 100 in a two-dimensional grid.
  • the pixel 100 generates an image signal corresponding to the irradiated light.
  • the pixel 100 includes a photoelectric conversion unit that generates charges according to the irradiated light.
  • the pixel 100 further includes a pixel circuit. This pixel circuit generates an image signal based on the charges generated by the photoelectric conversion unit. The generation of the image signal is controlled by a control signal generated by the vertical drive unit 20 described later.
  • signal lines 11 and 12 are arranged in an XY matrix.
  • the signal line 11 is a signal line that transmits a control signal of the pixel circuit in the pixel 100, and is arranged for each row of the pixel array unit 10, and is wired in common to the pixels 100 arranged in each row.
  • the signal line 12 is a signal line that transmits an image signal generated by the pixel circuit of the pixel 100, and is arranged for each column of the pixel array unit 10, and is wired in common to the pixels 100 arranged in each column.
  • the vertical drive unit 20 generates a control signal for the pixel circuit of the pixel 100.
  • the vertical drive unit 20 transmits the generated control signal to the pixel 100 via the signal line 11 in FIG.
  • the column signal processing unit 30 processes the image signal generated by the pixel 100.
  • the column signal processing unit 30 processes the image signal transmitted from the pixel 100 via the signal line 12 shown in FIG.
  • the processing in the column signal processing unit 30 corresponds to, for example, analog-digital conversion that converts an analog image signal generated in the pixel 100 into a digital image signal.
  • the image signal processed by the column signal processing unit 30 is output as an image signal of the image sensor 1.
  • the control unit 40 controls the entire image sensor 1.
  • the control unit 40 controls the image sensor 1 by generating and outputting a control signal for controlling the vertical driving unit 20 and the column signal processing unit 30.
  • the control signal generated by the control unit 40 is transmitted to the vertical drive unit 20 and the column signal processing unit 30 through signal lines 41 and 42, respectively.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the pixels 100 arranged in the pixel array unit 10. Note that an infrared light pixel 200 is further arranged in the pixel array section 10 of FIG.
  • the pixel 100 includes an on-chip lens 171, a color filter 161, a protective film 151, an infrared light attenuation filter 141, a light shielding film 131, a semiconductor substrate 111, an insulating layer 113, a wiring layer 114, and a support substrate. 115.
  • the semiconductor substrate 111 is a semiconductor substrate on which the photoelectric conversion portion of the pixel 100 described in FIG. 1 and the semiconductor portion of the pixel circuit are formed. In addition, semiconductor portions of the vertical driving unit 20, the column signal processing unit 30, and the control unit 40 are further formed on the semiconductor substrate 111. In the figure, among these, the photoelectric conversion unit 101 of the pixel 100 is shown. For the sake of convenience, it is assumed that the semiconductor substrate 111 in the figure is configured in a p-type well region.
  • the photoelectric conversion unit 101 includes an n-type semiconductor region 112 and a p-type well region around the n-type semiconductor region 112.
  • Photoelectric conversion corresponding to incident light is performed at a pn junction formed at the interface between the n-type semiconductor region 112 and the p-type well region, and charges generated by this photoelectric conversion are held in the n-type semiconductor region 112.
  • An image signal is generated by a pixel circuit (not shown) based on the charges generated by the photoelectric conversion of the photoelectric conversion unit 101.
  • a pixel separation unit 121 is disposed between the pixels 100 in the semiconductor substrate 111.
  • the pixel separation unit 121 is a region that prevents charge movement between the pixels 100.
  • an insulating film 155 is disposed on the back surface of the semiconductor substrate 111.
  • a vertical drive unit 20, a column signal processing unit 30, and a control unit 40 are formed on the semiconductor substrate 111.
  • the wiring layer 114 is a wiring that transmits an image signal generated in the pixel 100 and a control signal for controlling the pixel circuit.
  • the wiring layer 114 constitutes the signal lines 11 and 12 described in FIG. Further, the wiring layers 114 are insulated from each other by the insulating layer 113.
  • the imaging device 1 including the pixel 100 in FIG. 1 is a back-illuminated imaging device in which the wiring layer 114 is disposed on a surface different from the surface on which light is incident on the semiconductor substrate 111.
  • the on-chip lens 171 is a lens that condenses incident light on the photoelectric conversion unit 101.
  • the on-chip lens 171 causes incident light to enter the photoelectric conversion unit 101 via the color filter 161 and the infrared light attenuation filter 141.
  • the on-chip lens 171 can be made of resin, for example.
  • the color filter 161 is an optical filter that transmits visible light having a predetermined wavelength out of visible light.
  • the visible light corresponds to light having a wavelength of 380 nm to 750 nm, for example.
  • this color filter 161 for example, three kinds of color filters that respectively transmit red light (wavelength 700 nm), green light (wavelength 546 nm), and blue light (436 nm) can be used. These color filters 161 transmit visible light having a corresponding wavelength.
  • the color filter 161 transmits infrared light.
  • the infrared light corresponds to light having a wavelength of 750 nm to 1200 nm, for example.
  • the characters described in the color filter 161 in the figure are characters indicating the type of the color filter 161.
  • the color filters 161 on which “R”, “G”, and “B” are described correspond to the color filters 161 that transmit red light, green light, and blue light, respectively.
  • the infrared light attenuation filter 141 is an optical filter that attenuates infrared light having a specific wavelength out of infrared light.
  • this infrared light attenuation filter 141 for example, an infrared light attenuation filter 141 that attenuates infrared light having a wavelength of 850 nm or 940 nm can be used.
  • These infrared light attenuation filters 141 attenuate and remove infrared light having a corresponding wavelength. That is, the infrared light attenuation filter 141 transmits infrared light having a wavelength other than the corresponding wavelength among infrared light. On the other hand, the infrared light attenuation filter 141 transmits visible light.
  • color mixing is a phenomenon in which an error occurs in an image signal when light having a wavelength different from a desired wavelength enters the pixel 100.
  • the pixel 100 by stacking the infrared light attenuation filter 141 and the color filter 161, it is possible to make the film thickness of the infrared light pixel 200 and the pixel 100, which will be described later, equal, and to prevent the occurrence of a step. it can. For this reason, luminance unevenness can be reduced.
  • the infrared light attenuating filter 141 for example, an infrared light attenuating filter in which a dye-based color material made of an organic pigment as a raw material is dispersed in a resin can be used. By using such an infrared light attenuation filter, it is possible to improve the degree of freedom in spectral design. However, the infrared light attenuating filter 141 aggregates the color material when the resin is cured, and forms a relatively large aggregate. When the infrared light attenuating filter 141 in which the aggregate is formed is processed, the aggregate is eluted and a loophole is formed.
  • the color filter 161 When the color filter 161 is laminated there, the color filter 161 enters the loophole, and the point defect in visible light increases. Further, the effective film thickness of the infrared light attenuation filter 141 becomes thinner as the color material is eluted. Details of the elution of the aggregate of the infrared light attenuation filter 141 will be described later.
  • the protective film 151 is disposed on the surface of the infrared light attenuation filter 141 to protect the infrared light attenuation filter 141.
  • the protective film 151 shown in the figure protects the infrared light attenuation filter 141 when the color filter 161 is formed on the infrared light attenuation filter 141.
  • the protective film 151 needs to be made of a material that is insoluble in the resist developer or stripper used when processing the infrared light attenuation filter 141 and the like. Further, the protective film 151 preferably has a transmittance of 80% or more in the visible range of a wavelength of 400 nm to 700 nm. This is to prevent a decrease in sensitivity of the pixel 100.
  • the film thickness of the protective film 151 can be configured to be thicker than 1 nm, for example.
  • the protective film 151 can be composed of an inorganic material such as SiO 2 , SiN, SiON, SiCN, and SiOC. At this time, the protective film 151 can be formed by ALD (Atomic Layer Deposition), CVD (Chemical Vapor Deposition), and PVD (Physical Vapor Deposition) such as sputtering and vacuum deposition.
  • ALD Atomic Layer Deposition
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • PVD Physical Vapor Deposition
  • the protective film 151 is composed of an inorganic material, for example, it is preferable to employ a material or a manufacturing method having a temperature of 260 ° C. or less during film formation. This is because deterioration of the infrared light attenuation filter 141 due to heating can be prevented.
  • the protective film 151 can also be made of an organic material such as acrylic, styrene, shirosan, epoxy, and cyclic olefin resins. At this time, the protective film 151 can use a thermosetting resin or a photocurable resin.
  • the protective film 151 can be formed in multiple layers, or a composite film made of an inorganic material and an organic material.
  • the protective film 151 is made of a material having substantially the same refractive index as that of the color filter 161. This is because reflection of incident light at the interface between the color filter 161 and the protective film 151 can be reduced and sensitivity can be improved. Further, even when the refractive index of the protective film 151 is set to an intermediate value between the refractive indexes of the color filter 161 and the infrared light attenuation filter 141, reflection of incident light can be reduced.
  • the light shielding film 131 is a film that is disposed at the boundary of the pixel 100 on the surface of the semiconductor substrate 111 and shields light transmitted through the color filter 161 of the adjacent pixel 100.
  • the infrared light pixel 200 is a pixel that generates an image signal corresponding to infrared light of incident light.
  • the infrared light pixel 200 is different from the pixel 100 in that a visible light attenuation filter 181 is disposed instead of the color filter 161 and the infrared light attenuation filter 141.
  • the visible light attenuating filter 181 in the figure is configured by laminating a plurality of color filters.
  • the visible light attenuation filter 181 includes a color filter that transmits blue light formed in the same layer as the infrared light attenuation filter 141 and a color filter that transmits red light formed in the same layer as the color filter 161. It consists of.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the protective film according to the embodiment of the present disclosure. This figure is a diagram for explaining the effect of the protective film 151 when the infrared light attenuation filter 14 is processed and when the color filter 161 is formed.
  • “a” represents a state in which the infrared light attenuation filter 141 is formed on the insulating film 155.
  • the infrared light attenuating filter 141 is formed by applying a resin as a material for the infrared light attenuating filter 141 on the insulating film 155 and then curing it. During this curing, the color material aggregate 142 shown in FIG.
  • an opening 406 is formed in the infrared light attenuation filter 141.
  • This can be performed by forming a resist having an opening at a position where the opening 406 is formed on the surface of the infrared light attenuation filter 141 and etching the infrared light attenuation filter 141 using the resist as a mask.
  • the resist is removed with a solvent.
  • the aggregate 142 is eluted into the solvent.
  • a through hole 143 b is a hole generated by elution of the aggregate 142. Even when the infrared light attenuation filter 141 is not processed, the through hole 143 is formed by a solvent used when forming the color filter 161 described later.
  • a color filter is disposed in the opening 406 and the color filter 161 is laminated.
  • the color filter material enters the hole 143.
  • C in the figure represents this state
  • a through hole 144 in c in the figure represents a through hole into which the color filter has entered.
  • This through hole 144 becomes a point defect, and the luminance unevenness occurs in the image signal generated by the pixel 100. Further, even if the elution of the aggregate 142 is not uniform for each pixel 100, the luminance unevenness occurs. As a result, the image quality is degraded. Further, when the coloring material is eluted, the effective film thickness of the infrared light attenuation filter 141 is reduced.
  • infrared light attenuation filter 141 having a film thickness that allows for a decrease in the film thickness.
  • the infrared light attenuating filter 141 is thickened, the sensitivity is lowered and the color mixture is increased as the oblique incident light from the adjacent pixels 100 is increased. Even in this case, the image quality is deteriorated.
  • the protective film 151 is disposed on the surface of the infrared light attenuation filter 141 to protect the infrared light attenuation filter 141.
  • D in the figure represents the case where the protective film 151 is arrange
  • the adhesion strength of the color filter 161 can be improved by disposing the protective film 151 below the color filter 161.
  • the occurrence of problems such as peeling of the color filter 161 can be reduced.
  • the protective film 151 is formed of an organic material such as an acrylic resin, high adhesion strength with the color filter 161 can be obtained.
  • FIGS. 4 to 6 are diagrams illustrating a method for manufacturing the image sensor according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the manufacturing process of the image sensor 1 described in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. Note that a protective film 151 made of an organic material is assumed as the protective film 151.
  • the pixel separation portion 121 and the insulating film 155 are formed on the semiconductor substrate 111 on which the photoelectric conversion portion 101 is formed.
  • This can be done, for example, as follows. First, a trench is formed in a region between the pixels 100 of the semiconductor substrate 111. Next, an insulating film is formed on the surface of the semiconductor substrate 111 in which the trench is formed. For this film formation, for example, CVD can be used. Thus, an insulator can be disposed in the trench, and an insulator film can be formed on the surface of the semiconductor substrate 111, so that the pixel isolation portion 121 and the insulating film 155 can be formed simultaneously.
  • the light shielding film 131 is disposed on the surface of the insulating film 155. This can be performed, for example, by forming a material film of the light shielding film 131 on the surface of the insulating film 155 and etching and removing the material film other than the boundary region of the pixel 100.
  • an infrared light attenuation filter 141 is formed on the surfaces of the insulating film 155 and the light shielding film 131. This can be performed, for example, by applying and curing a resin that is a material of the infrared light attenuation filter 141. This step is an example of the infrared light attenuation filter forming step described in the claims.
  • a protective film 151 is formed adjacent to the infrared light attenuation filter 141.
  • This step is an example of the protective film forming step described in the claims. Note that the surface of the infrared light attenuation filter 141 can be modified before the protective film 151 is formed. This can be done, for example, by ashing.
  • a resist 401 is applied adjacent to the protective film 151.
  • an opening 402 is formed in the resist 401. This can be done by lithography.
  • the protective film 151 and the infrared light attenuation filter 141 are etched using the resist 401 as a mask. This can be done by dry etching. Etching is performed until the resist 401 is removed. As a result, an opening 403 is formed in the protective film 151 and the infrared light attenuation filter 141.
  • a color filter that transmits blue light is formed in the opening 404. This can be formed by applying a photosensitive color filter material resin, and performing exposure and development.
  • a color filter 161 is formed. This can be formed by performing the steps of applying, exposing and developing the resin for the color filter material having photosensitivity for each type of the color filter 161. This step is an example of the color filter forming step described in the claims.
  • a resin film 405 that is a material of the on-chip lens is applied.
  • the surface of the resin film 405 is processed into a hemispherical shape. This can be performed, for example, by forming a resist having the same shape as the on-chip lens 171 on the surface of the resin film 405, performing dry etching, and transferring the shape of the resist to the resin film 405.
  • This step is an example of an on-chip lens forming step described in the claims.
  • the image pickup device 1 can be manufactured through the above steps. In the steps e, f, and g in FIG. 5, the surface of the infrared light attenuation filter 141 is protected by the protective film 151.
  • the defect of the infrared light attenuation filter 141 is generated by disposing the protective film 151 adjacent to the infrared light attenuation filter 141. Can be prevented, and deterioration in image quality can be prevented.
  • the protective film 151 is disposed adjacent to the infrared light attenuation filter 141.
  • the imaging device 1 according to the second embodiment of the present disclosure is different from the above-described first embodiment in that it further includes a protective film 152.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the pixel 100 in the figure is different from the pixel 100 described in FIG. 2 in that it further includes a protective film 152.
  • the protective film 152 is disposed between the protective film 151 and the color filter 161 and protects the infrared light attenuation filter 141.
  • the protective film 152 is further disposed on the surface of the infrared light attenuation filter 141 adjacent to the infrared light pixel 200, and protects the side surface of the infrared light attenuation filter 141 when the infrared light attenuation filter 141 is processed.
  • the protective film 152 can be made of the same material as the protective film 151.
  • the protective film 151 can be made of SiO 2 and the protective film 152 can be made of SiN.
  • the protective films 151 and 152 can be made of an inorganic material and an organic material, respectively.
  • the protective film 151 made of an inorganic material can be used as a mask in the step of etching the infrared light attenuation filter 141 described later. Further, by using the protective film 152 made of an organic material, the adhesion strength with the color filter 161 can be improved.
  • FIGS. 8 and 9 are diagrams illustrating a method of manufacturing an image sensor according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the manufacturing process of the image pickup device 1 described in FIG. 7 will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 8 is a process executed subsequent to c in FIG.
  • the protective film 151 is assumed to be a protective film 151 made of an inorganic material.
  • a resist 411 is arranged on the surface of the protective film 151, and an opening 412 is formed.
  • the resist 411 can be formed to have a smaller film thickness than the resist 401 described in FIG.
  • the protective film 151 is etched using the resist 411 as a mask. This etching can be performed by dry etching. Etching is performed until the resist 411 is removed. Unlike e in FIG. 5, since the infrared light attenuation filter 141 is not etched, a thin resist 411 can be used.
  • the infrared light attenuation filter 141 is etched using the protective film 151 as a mask.
  • dry etching is used, and the etching can be performed under the conditions for selectively etching the infrared light attenuation filter 141.
  • the opening 414 can be formed.
  • the protective film 151 made of an inorganic material the mask 411 for forming the infrared light attenuation filter 141 can be thinned, and the manufacturing process can be simplified.
  • a protective film 152 is laminated. Thereby, the protective film 152 is laminated on the surface of the protective film 151. At the same time, the protective film 152 is disposed in the opening 414. That is, the protective film 152 is disposed on the surface of the insulating film 155 in the infrared light pixel 200 and the protective film 152 is also disposed on the side surface of the infrared light attenuation filter 141 of the pixel 100.
  • a color filter 415 that transmits blue light is formed in the opening 414.
  • a color filter 161 is formed.
  • the on-chip lens 171 is formed by the steps described in h and i in FIG.
  • the image pickup device 1 can be manufactured through the above steps.
  • the protective film 152 By disposing the protective film 152, the elution of aggregates from the side surface of the infrared light attenuation filter 141 of the pixel 100 adjacent to the infrared light pixel 200 can be prevented during the step e in FIG. Thereby, generation
  • the image pickup device 1 can protect the side surface of the infrared light attenuation filter 141 by disposing the protective film 152, further reducing the image quality. Can be prevented.
  • the imaging device 1 according to the first embodiment described above uses the infrared light attenuation filter 141 formed continuously at the boundary of the pixel 100.
  • the imaging device 1 according to the third embodiment of the present disclosure is different from the first embodiment described above in that a separation wall that separates the infrared light attenuation filter 141 is disposed at the boundary of the pixel 100. Different.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel according to the third embodiment of the present disclosure.
  • the pixel 100 in the figure is different from the pixel 100 described in FIG. 2 in that a separation wall 132 is provided.
  • the separation wall 132 is disposed at the boundary between the adjacent pixels 100 and the pixel 100 and the infrared light pixel 200 to separate the infrared light attenuation filter 141.
  • the separation wall 132 can be made of an oxide, for example.
  • the configuration of the image sensor 1 is not limited to this example.
  • a configuration in which a separation wall is also provided at the boundary of the pixel 100 in the region where the color filter 161 is disposed can be employed.
  • the imaging device 1 can reduce the occurrence of color mixing by including the separation wall 132.
  • the imaging device 1 of the first embodiment described above the infrared light attenuation filter 141 and the color filter 161 are sequentially laminated on the surface of the insulating film 155 formed on the semiconductor substrate 111.
  • the imaging device 1 according to the fourth embodiment of the present disclosure is different from the above-described first embodiment in that the infrared light attenuation filter 141 and the color filter 161 are replaced with each other.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • the pixel 100 in the figure is different from the pixel 100 described in FIG. 2 in that a color filter 161 and an infrared light attenuation filter 141 are sequentially arranged on the surface of the insulating film 155.
  • the visible light that has passed through the infrared light attenuation filter 141 is incident on the color filter 161 in FIG.
  • the protective film 151 shown in the figure can protect the infrared light attenuation filter 141 in the process of processing the infrared light attenuation filter 141 and the process of forming the on-chip lens 171.
  • the imaging device 1 includes the infrared light attenuation filter 141 in the imaging device 1 configured by sequentially stacking the color filter 161 and the infrared light attenuation filter 141. Can be protected.
  • the stacked color filters are used as the visible light attenuation filter 181 of the infrared light pixel 200.
  • the imaging device 1 according to the fifth embodiment of the present disclosure is different from the above-described first embodiment in that a single-layer visible light attenuation filter is used.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel according to the fifth embodiment of the present disclosure.
  • the pixel 100 in the figure is different from the pixel 100 described in FIG. 2 in that a visible light attenuation filter 182 is provided instead of the visible light attenuation filter 181 of the infrared light pixel 200.
  • the visible light attenuation filter 182 in the figure is a filter that attenuates visible light and transmits infrared light.
  • the visible light attenuation filter 182 for example, a filter configured by mixing a plurality of color materials used for the color filter 161 can be used. Even when the visible light attenuation filter 182 is formed, the infrared light attenuation filter 141 can be protected by the protective film 151. Since the visible light attenuation filter 182 has a single layer configuration, the manufacturing process can be simplified as compared with the visible light attenuation filter 181 described in FIG.
  • the imaging device 1 can protect the infrared light attenuation filter 141 when the single-layer visible light attenuation filter 182 is used.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the present technology may be realized as an imaging element mounted on an imaging device such as a camera.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of a camera that is an example of an imaging apparatus to which the present technology can be applied.
  • the camera 1000 in FIG. 1 includes a lens 1001, an image sensor 1002, an imaging control unit 1003, a lens driving unit 1004, an image processing unit 1005, an operation input unit 1006, a frame memory 1007, a display unit 1008, And a recording unit 1009.
  • the lens 1001 is a photographing lens of the camera 1000.
  • the lens 1001 collects light from the subject and makes it incident on an image sensor 1002 described later to form an image of the subject.
  • the imaging element 1002 is a semiconductor element that images light from the subject condensed by the lens 1001.
  • the image sensor 1002 generates an analog image signal corresponding to the irradiated light, converts it into a digital image signal, and outputs it.
  • the imaging control unit 1003 controls imaging in the imaging element 1002.
  • the imaging control unit 1003 controls the imaging element 1002 by generating a control signal and outputting the control signal to the imaging element 1002.
  • the imaging control unit 1003 can perform autofocus in the camera 1000 based on the image signal output from the imaging element 1002.
  • the autofocus is a system that detects the focal position of the lens 1001 and automatically adjusts it.
  • a method image plane phase difference autofocus
  • an image plane phase difference is detected by a phase difference pixel arranged in the image sensor 1002 to detect a focal position
  • a method (contrast autofocus) in which a position where the contrast of an image is the highest is detected as a focal position can be applied.
  • the imaging control unit 1003 adjusts the position of the lens 1001 via the lens driving unit 1004 based on the detected focal position, and performs autofocus.
  • the imaging control unit 1003 can be configured by, for example, a DSP (Digital Signal Processor) equipped with firmware.
  • DSP Digital Signal Processor
  • the lens driving unit 1004 drives the lens 1001 based on the control of the imaging control unit 1003.
  • the lens driving unit 1004 can drive the lens 1001 by changing the position of the lens 1001 using a built-in motor.
  • the image processing unit 1005 processes the image signal generated by the image sensor 1002. This processing includes, for example, demosaic that generates an image signal of insufficient color among image signals corresponding to red, green, and blue for each pixel, noise reduction that removes noise of the image signal, and encoding of the image signal. Applicable.
  • the image processing unit 1005 can be configured by, for example, a microcomputer equipped with firmware.
  • the operation input unit 1006 receives an operation input from the user of the camera 1000.
  • the operation input unit 1006 for example, a push button or a touch panel can be used.
  • the operation input received by the operation input unit 1006 is transmitted to the imaging control unit 1003 and the image processing unit 1005. Thereafter, processing according to the operation input, for example, processing such as imaging of a subject is started.
  • the frame memory 1007 is a memory for storing frames that are image signals for one screen.
  • the frame memory 1007 is controlled by the image processing unit 1005 and holds a frame in the course of image processing.
  • the display unit 1008 displays the image processed by the image processing unit 1005.
  • a liquid crystal panel can be used for the display unit 1008.
  • the recording unit 1009 records the image processed by the image processing unit 1005.
  • a memory card or a hard disk can be used.
  • the camera to which the present invention can be applied has been described above.
  • the present technology can be applied to the image sensor 1002 among the configurations described above.
  • the image sensor 1 described in FIG. 1 can be applied to the image sensor 1002.
  • the occurrence of color mixing can be reduced, and deterioration of the image quality of the image generated by the camera 1000 can be prevented.
  • the camera to which the present invention can be applied has been described above.
  • the present disclosure can be applied to the image sensor 1002 among the configurations described above.
  • the image sensor 1 described in FIG. 1 can be applied to the image sensor 1002.
  • the image sensor 1 By applying the image sensor 1 to the image sensor 1002, deterioration of the image quality of the image generated by the camera 1000 can be prevented.
  • this technique can also take the following structures.
  • a photoelectric conversion unit that performs photoelectric conversion according to incident light;
  • An on-chip lens for condensing the incident light on the photoelectric conversion unit;
  • a color filter that transmits infrared light and visible light of a predetermined wavelength among the collected incident light;
  • An infrared light attenuation filter that transmits visible light and attenuates infrared light among the collected incident light;
  • An imaging device comprising: a protective film that is disposed adjacent to the infrared light attenuation filter and protects the infrared light attenuation filter.
  • the protective film is disposed adjacent to the color filter, The imaging device according to (1), wherein the infrared light attenuation filter attenuates infrared light transmitted through the color filter. (3) The imaging device according to (2), wherein the protective film protects the infrared light attenuation filter when the color filter is formed. (4) The imaging device according to (2) or (3), wherein the protective film is configured to have substantially the same refractive index as the color filter. (5) The protective film is disposed adjacent to the on-chip lens, The color filter is disposed adjacent to the infrared light attenuation filter, and transmits visible light having the predetermined wavelength among the incident light transmitted through the infrared light attenuation filter. ).
  • the protective film protects the infrared light attenuation filter when the on-chip lens is formed.
  • An infrared light transmission filter that transmits infrared light out of the collected incident light, an infrared light pixel including the photoelectric conversion unit and the on-chip lens;
  • the protective film is further disposed on a surface adjacent to the infrared light pixel of the infrared light attenuation filter.
  • the imaging device according to any one of (1) to (7), wherein the protective film is made of an organic material.
  • the protective film is made of an inorganic material.
  • the protective film is configured by laminating an organic material and an inorganic material.
  • (11) forming a photoelectric conversion unit that performs photoelectric conversion according to incident light; Forming an on-chip lens for condensing the incident light on the photoelectric conversion unit; Forming a color filter that transmits infrared light and visible light of a predetermined wavelength among the collected incident light; and Forming an infrared light attenuation filter that transmits visible light and attenuates infrared light among the collected incident light; and Forming a protective film that is disposed adjacent to the infrared light attenuating filter and protects the infrared light attenuating filter.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

赤外光減衰フィルタ（141）の欠陥の発生を防ぎ、画質の低下を防止する。 撮像素子（1）は、光電変換部（101）、オンチップレンズ（171）、カラーフィルタ（161）、赤外光減衰フィルタおよび保護膜（151）を具備する。光電変換部は、入射光に応じて光電変換を行う。オンチップレンズは、入射光を光電変換部に集光する。カラーフィルタは、集光された入射光のうち赤外光および所定の波長の可視光を透過する。赤外光減衰フィルタは、集光された入射光のうち可視光を透過するとともに赤外光を減衰する。保護膜は、赤外光減衰フィルタに隣接して配置されて赤外光減衰フィルタを保護する。

Description

撮像素子および撮像素子の製造方法
　本発明は、撮像素子および撮像素子の製造方法に関する。詳しくは、赤外光を減衰するフィルタを有する撮像素子および当該撮像素子の製造方法に関する。
　従来、撮像素子は、入射光をオンチップレンズで集光し、該入射光に応じて光電変換を行う。この集光された入射光のうち赤外光および所定の波長の可視光を透過させるカラーフィルタと集光された入射光のうち可視光を透過するとともに赤外光を減衰する赤外光減衰フィルタとを備える撮像素子が使用されている。
　このような技術として、例えば、特許文献１がある。
特開２０１６－１７７２７３号公報
　上述の従来技術には、光電変換部に赤外光減衰フィルタ、可視光のカラーフィルタおよびオンチップレンズを順に積層し、オンチップレンズを通して可視光および赤外光を透過させる構成の固体撮像装置が記載されている。赤外光減衰フィルタには分光設計の自由度が高い有機色素を原料とする色材が使用されることが多い。この固体撮像装置では、積層の工程において、赤外光減衰フィルタに表面荒れを生じるという問題がある。赤外光減衰フィルタを加工する際に赤外光減衰フィルタの色材が薬液に溶出し、赤外光減衰フィルタに抜け穴を生じる。この赤外光減衰フィルタにカラーフィルタを積層すると、カラーフィルタ材が抜け穴に入り込み、点欠陥を生じて画質が低下するという問題がある。
　本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、赤外光減衰フィルタの欠陥の発生を防ぎ、画質の低下を防止することを目的としている。
　本開示は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の態様は、入射光に応じて光電変換を行う光電変換部と、上記入射光を上記光電変換部に集光するオンチップレンズと、上記集光された入射光のうち赤外光および所定の波長の可視光を透過するカラーフィルタと、上記集光された入射光のうち可視光を透過するとともに赤外光を減衰する赤外光減衰フィルタと、上記赤外光減衰フィルタに隣接して配置されて上記赤外光減衰フィルタを保護する保護膜とを具備する撮像素子である。
　また、この第１の態様において、上記保護膜は、上記カラーフィルタに隣接して配置され、上記赤外光減衰フィルタは、上記カラーフィルタを透過した赤外光を減衰してもよい。
　また、この第１の態様において、上記保護膜は、上記カラーフィルタの形成の際に上記赤外光減衰フィルタを保護してもよい。
　また、この第１の態様において、上記保護膜は、上記カラーフィルタと略同じ屈折率に構成されてもよい。
　また、この第１の態様において、上記保護膜は、上記オンチップレンズに隣接して配置され、上記カラーフィルタは、上記赤外光減衰フィルタに隣接して配置されて、上記赤外光減衰フィルタを透過した上記入射光のうち上記所定の波長の可視光を透過してもよい。
　また、この第１の態様において、上記保護膜は、上記オンチップレンズの形成の際に上記赤外光減衰フィルタを保護してもよい。
　また、この第１の態様において、上記光電変換部、上記オンチップレンズ、上記カラーフィルタ、上記赤外光減衰フィルタおよび上記保護膜を備える画素と、上記集光された入射光のうち赤外光を透過する赤外光透過フィルタ、上記光電変換部および上記オンチップレンズを備える赤外光画素とを具備し、上記保護膜は、上記赤外光減衰フィルタの上記赤外光画素に隣接する面にさらに配置されてもよい。
　また、この第１の態様において、上記保護膜は、有機材料により構成されてもよい。
　また、この第１の態様において、上記保護膜は、無機材料により構成されてもよい。
　また、この第１の態様において、上記保護膜は、有機材料および無機材料が積層されて構成されてもよい。
　また、本開示の第２の態様は、入射光に応じて光電変換を行う光電変換部を形成する工程と、上記入射光を上記光電変換部に集光するオンチップレンズを形成する工程と、上記集光された入射光のうち赤外光および所定の波長の可視光を透過するカラーフィルタを形成する工程と、上記集光された入射光のうち可視光を透過するとともに赤外光を減衰する赤外光減衰フィルタを形成する工程と、上記赤外光減衰フィルタに隣接して配置されて上記赤外光減衰フィルタを保護する保護膜を形成する工程とを具備する撮像素子の製造方法である。
　このような態様により、本開示の撮像素子は、赤外光減衰フィルタの表面に保護膜が配置されるという作用をもたらす。保護膜による赤外光減衰フィルタの保護が想定される。
　本開示によれば、赤外光減衰フィルタの欠陥の発生を防ぎ、画質の低下を防止するという優れた効果を奏する。
本開示の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。 本開示の第１の実施の形態に係る画素の構成例を示す図である。 本開示の実施の形態に係る保護膜の構成例を示す図である。 本開示の第１の実施の形態に係る撮像素子の製造方法の一例を示す図である。 本開示の第１の実施の形態に係る撮像素子の製造方法の一例を示す図である。 本開示の第１の実施の形態に係る撮像素子の製造方法の一例を示す図である。 本開示の第２の実施の形態に係る画素の構成例を示す図である。 本開示の第２の実施の形態に係る撮像素子の製造方法の一例を示す図である。 本開示の第２の実施の形態に係る撮像素子の製造方法の一例を示す図である。 本開示の第３の実施の形態に係る画素の構成例を示す図である。 本開示の第４の実施の形態に係る画素の構成例を示す図である。 本開示の第５の実施の形態に係る画素の構成例を示す図である。 本技術が適用され得る撮像装置の一例であるカメラの概略的な構成例を示すブロック図である。
　次に、図面を参照して、本開示を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）を説明する。以下の図面において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。ただし、図面は、模式的なものであり、各部の寸法の比率等は現実のものとは必ずしも一致しない。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることは勿論である。また、以下の順序で実施の形態の説明を行う。
　１．第１の実施の形態
　２．第２の実施の形態
　３．第３の実施の形態
　４．第４の実施の形態
　５．第５の実施の形態
　６．カメラへの応用例
　＜第１の実施の形態＞
　［撮像素子の構成］
　図１は、本開示の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。同図の撮像素子１は、画素アレイ部１０と、垂直駆動部２０と、カラム信号処理部３０と、制御部４０とを備える。
　画素アレイ部１０は、画素１００が２次元格子状に配置されて構成されたものである。ここで、画素１００は、照射された光に応じた画像信号を生成するものである。この画素１００は、照射された光に応じた電荷を生成する光電変換部を有する。また画素１００は、画素回路をさらに有する。この画素回路は、光電変換部により生成された電荷に基づく画像信号を生成する。画像信号の生成は、後述する垂直駆動部２０により生成された制御信号により制御される。画素アレイ部１０には、信号線１１および１２がＸＹマトリクス状に配置される。信号線１１は、画素１００における画素回路の制御信号を伝達する信号線であり、画素アレイ部１０の行毎に配置され、各行に配置される画素１００に対して共通に配線される。信号線１２は、画素１００の画素回路により生成された画像信号を伝達する信号線であり、画素アレイ部１０の列毎に配置され、各列に配置される画素１００に対して共通に配線される。これら光電変換部および画素回路は、半導体基板に形成される。
　垂直駆動部２０は、画素１００の画素回路の制御信号を生成するものである。この垂直駆動部２０は、生成した制御信号を同図の信号線１１を介して画素１００に伝達する。カラム信号処理部３０は、画素１００により生成された画像信号を処理するものである。このカラム信号処理部３０は、同図の信号線１２を介して画素１００から伝達された画像信号の処理を行う。カラム信号処理部３０における処理には、例えば、画素１００において生成されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換するアナログデジタル変換が該当する。カラム信号処理部３０により処理された画像信号は、撮像素子１の画像信号として出力される。制御部４０は、撮像素子１の全体を制御するものである。この制御部４０は、垂直駆動部２０およびカラム信号処理部３０を制御する制御信号を生成して出力することにより、撮像素子１の制御を行う。制御部４０により生成された制御信号は、信号線４１および４２により垂直駆動部２０およびカラム信号処理部３０に対してそれぞれ伝達される。
　［画素の構成］
　図２は、本開示の第１の実施の形態に係る画素の構成例を示す図である。同図は、画素アレイ部１０に配置された画素１００の構成を表す模式断面図である。なお、同図の画素アレイ部１０には、赤外光画素２００がさらに配置される。
　画素１００は、オンチップレンズ１７１と、カラーフィルタ１６１と、保護膜１５１と、赤外光減衰フィルタ１４１と、遮光膜１３１と、半導体基板１１１と、絶縁層１１３と、配線層１１４と、支持基板１１５とを備える。
　半導体基板１１１は、図１において説明した画素１００の光電変換部や画素回路の半導体部分が形成される半導体の基板である。また、半導体基板１１１には、垂直駆動部２０、カラム信号処理部３０および制御部４０の半導体部分がさらに形成される。同図においては、これらのうち、画素１００の光電変換部１０１を記載している。同図の半導体基板１１１は、便宜上、ｐ型のウェル領域に構成されるものと想定する。光電変換部１０１は、ｎ型半導体領域１１２と当該ｎ型半導体領域１１２の周囲のｐ型のウェル領域とにより構成される。ｎ型半導体領域１１２およびｐ型のウェル領域の界面に形成されるｐｎ接合において入射光に応じた光電変換が行われ、この光電変換により生成された電荷がｎ型半導体領域１１２に保持される。この光電変換部１０１の光電変換により生成された電荷に基づいて、不図示の画素回路により画像信号が生成される。
　なお、半導体基板１１１における画素１００の間には、画素分離部１２１が配置される。この画素分離部１２１は、画素１００の間における電荷の移動を防ぐ領域である。また、半導体基板１１１の裏面には絶縁膜１５５が配置される。光電変換部１０１および画素回路のほか、垂直駆動部２０、カラム信号処理部３０および制御部４０（何れも不図示）が半導体基板１１１に形成される。
　配線層１１４は、画素１００において生成された画像信号や画素回路を制御する制御信号を伝達する配線である。この配線層１１４は、図１において説明した信号線１１および１２を構成する。また、配線層１１４は、絶縁層１１３により相互に絶縁される。なお、同図の画素１００を備える撮像素子１は、配線層１１４が半導体基板１１１における光が入射される面とは異なる面に配置される裏面照射型の撮像素子である。
　オンチップレンズ１７１は、入射光を光電変換部１０１に集光するレンズである。このオンチップレンズ１７１は、カラーフィルタ１６１および赤外光減衰フィルタ１４１を介して入射光を光電変換部１０１に入射させる。オンチップレンズ１７１は、例えば、樹脂により構成することができる。
　カラーフィルタ１６１は、可視光のうち所定の波長の可視光を透過する光学的なフィルタである。ここで、可視光には、例えば、３８０ｎｍ乃至７５０ｎｍの波長の光が該当する。このカラーフィルタ１６１として、例えば、赤色光（波長７００ｎｍ）、緑色光（波長５４６ｎｍ）および青色光（４３６ｎｍ）をそれぞれ透過させる３種のカラーフィルタを使用することができる。これらのカラーフィルタ１６１は、対応する波長の可視光を透過させる。一方、カラーフィルタ１６１は、赤外光を透過する。ここで、赤外光には、例えば、７５０ｎｍ乃至１２００ｎｍの波長の光が該当する。同図のカラーフィルタ１６１に記載された文字は、カラーフィルタ１６１の種類を表す文字である。具体的には、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」が記載されたカラーフィルタ１６１は、それぞれ赤色光、緑色光および青色光を透過するカラーフィルタ１６１に該当する。
　赤外光減衰フィルタ１４１は、赤外光のうち特定の波長の赤外光を減衰する光学的なフィルタである。この赤外光減衰フィルタ１４１として、例えば、８５０ｎｍまたは９４０ｎｍの波長の赤外光を減衰させる赤外光減衰フィルタ１４１を使用することができる。これらの赤外光減衰フィルタ１４１は、対応する波長の赤外光を減衰させて除去する。すなわち、赤外光減衰フィルタ１４１は、赤外光のうち対応する波長以外の波長の赤外光を透過する。一方、赤外光減衰フィルタ１４１は、可視光を透過する。
　この赤外光減衰フィルタ１４１を画素１００に配置することにより、赤外光に起因する混色を防ぐことができる。ここで、混色とは、所望の波長とは異なる波長の光が画素１００に入射することにより、画像信号に誤差を生じる現象である。カラーフィルタ１６１および赤外光減衰フィルタ１４１を積層して画素１００に配置することより、画素１００に入射する光に対して所定の波長の可視光を透過するとともに特定の波長の赤外光を減衰させることができる。また、画素１００において、赤外光減衰フィルタ１４１およびカラーフィルタ１６１を積層することにより、後述する赤外光画素２００および画素１００の膜厚を等しくすることができ、段差の発生を防止することができる。このため、輝度むらを低減することができる。
　赤外光減衰フィルタ１４１には、例えば、有機色素を原料とする染料系の色材を樹脂に分散させた赤外光減衰フィルタを使用することができる。このような赤外光減衰フィルタを使用することにより、分光設計の自由度を向上させることが可能となる。しかし、この赤外光減衰フィルタ１４１は、樹脂の硬化時に色材が凝集し、比較的大きな凝集体を形成する。こ凝集体が形成された赤外光減衰フィルタ１４１を加工すると、凝集体が溶出して抜け穴が形成される。そこにカラーフィルタ１６１を積層すると、カラーフィルタ１６１が抜け穴に入り込み、可視光における点欠陥が増加する。また、色材の溶出にともない赤外光減衰フィルタ１４１の実効膜厚が薄くなる。赤外光減衰フィルタ１４１の凝集体の溶出の詳細については後述する。
　保護膜１５１は、赤外光減衰フィルタ１４１の表面に配置され、赤外光減衰フィルタ１４１を保護するものである。同図の保護膜１５１は、赤外光減衰フィルタ１４１にカラーフィルタ１６１を形成する際に赤外光減衰フィルタ１４１を保護する。この保護膜１５１には、赤外光減衰フィルタ１４１等を加工する際に使用するレジストの現像液や剥離液に対して不溶な材料により構成する必要がある。また、保護膜１５１は、波長４００ｎｍ乃至７００ｎｍの可視域において８０％以上の透過率を有するものが好適である。画素１００の感度の低下を防ぐためである。保護膜１５１の膜厚は、例えば、１ｎｍより厚い膜厚に構成することができる。
　保護膜１５１は、無機材料、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣＮおよびＳｉＯＣ等により構成することができる。この際、保護膜１５１は、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）ならびにスパッタリングおよび真空蒸着等のＰＶＤ（PhysicalVapor Deposition）により形成することができる。無機材料により構成された保護膜１５１を使用することにより、赤外光減衰フィルタ１４１への酸素の侵入を防ぐことができ、赤外光減衰フィルタ１４１の劣化を抑制することができる。なお、無機材料により保護膜１５１を構成する際には、例えば、成膜時の温度が２６０℃以下の材料や製造方法を採用すると好適である。加熱による赤外光減衰フィルタ１４１の劣化を防止することができるためである。
　また、保護膜１５１は、有機材料、例えば、アクリル系、スチレン系、シロサン系、エポキシ系および環状オレフィン系の樹脂により構成することもできる。この際、保護膜１５１は、熱硬化型または光硬化型の樹脂を使用することができる。
　なお、保護膜１５１は、多層に構成することもでき、無機材料および有機材料による複合膜にすることもできる。
　また、保護膜１５１は、カラーフィルタ１６１と略同じ屈折率の材料により構成すると、好適である。カラーフィルタ１６１および保護膜１５１の界面における入射光の反射を低減することができ、感度を向上させることができるためである。また、保護膜１５１の屈折率をカラーフィルタ１６１および赤外光減衰フィルタ１４１の屈折率の中間の値にした場合にも、入射光の反射を低減することができる。
　遮光膜１３１は、半導体基板１１１の表面における画素１００の境界に配置され、隣接する画素１００のカラーフィルタ１６１を透過した光を遮光する膜である。
　赤外光画素２００は、入射光のうちの赤外光に応じた画像信号を生成する画素である。この赤外光画素２００にはカラーフィルタ１６１および赤外光減衰フィルタ１４１の代わりに可視光減衰フィルタ１８１が配置される点で、画素１００と異なる。同図の可視光減衰フィルタ１８１は、複数のカラーフィルタが積層されて構成される。具体的には、可視光減衰フィルタ１８１は、赤外光減衰フィルタ１４１と同層に形成された青色光を透過するカラーフィルタとカラーフィルタ１６１と同層に形成された赤色光を透過するカラーフィルタとにより構成される。
　［保護膜］
　図３は、本開示の実施の形態に係る保護膜の構成例を示す図である。同図は、赤外光減衰フィルタ１４を加工する際およびカラーフィルタ１６１を形成する際の保護膜１５１の効果を説明する図である。同図におけるａは、絶縁膜１５５の上に赤外光減衰フィルタ１４１が形成された状態を表す。この赤外光減衰フィルタ１４１は、絶縁膜１５５の上に赤外光減衰フィルタ１４１の材料となる樹脂が塗布された後、加熱硬化させることにより形成される。この硬化の際に、同図におけるａに表した色材の凝集体１４２が形成される。
　次に、上述の可視光減衰フィルタ１８１を形成するため、赤外光減衰フィルタ１４１に開口部４０６を形成する。これは、開口部４０６を形成する位置に開口部を有するレジストを赤外光減衰フィルタ１４１の表面に形成し、このレジストをマスクとして赤外光減衰フィルタ１４１をエッチングすることにより行うことができる。赤外光減衰フィルタ１４１のエッチング後に、レジストを溶剤により除去する。このレジスト除去の工程において、凝集体１４２が溶剤に溶出する。同図におけるｂの抜け穴１４３は、凝集体１４２の溶出により生じた穴である。なお、赤外光減衰フィルタ１４１の加工を行わない場合であっても、後述するカラーフィルタ１６１を形成する際に使用される溶剤により抜け穴１４３が形成される。
　次に、開口部４０６にカラーフィルタを配置し、カラーフィルタ１６１を積層する。この工程により、抜け穴１４３にカラーフィルタの材料が入り込む。同図におけるｃはこの様子を表したものであり、同図におけるｃの抜け穴１４４は、カラーフィルタが入り込んだ抜け穴を表す。この抜け穴１４４は点欠陥となり、画素１００により生成される画像信号に輝度むらを生じる。また、凝集体１４２の溶出が画素１００毎に不均一な場合においても輝度むらが発生する。この結果、画質が低下することとなる。また、色材が溶出すると、赤外光減衰フィルタ１４１の実効膜厚が薄くなる。このため、この膜厚の低下を見込んだ膜厚の赤外光減衰フィルタ１４１を形成する必要が生じる。赤外光減衰フィルタ１４１が厚膜化すると、感度が低下するとともに隣接する画素１００からの斜め入射光の増加に伴う混色が増えることとなる。この場合においても画質の低下を招くこととなる。
　そこで、本開示では、赤外光減衰フィルタ１４１の表面に保護膜１５１を配置し、赤外光減衰フィルタ１４１を保護する。同図におけるｄは、保護膜１５１が配置された場合を表したものである。保護膜１５１を赤外光減衰フィルタ１４１の表面に積層した後に、開口部４０６を形成することにより、赤外光減衰フィルタ１４１の表面からの凝集体１４２の溶出を防ぐことができる。上述の抜け穴１４３が形成されないため、点欠陥の増加等を防止することが可能となる。また、赤外光減衰フィルタ１４１の膜厚を薄くすることができるため、感度の低下および混色の増加を防止することができる。
　また、保護膜１５１をカラーフィルタ１６１の下層に配置することにより、カラーフィルタ１６１の密着強度を向上させることができる。カラーフィルタ１６１の剥離等の不具合の発生を低減することが可能となる。特に、アクリル系樹脂等の有機材料により保護膜１５１を構成する場合には、カラーフィルタ１６１との間において高い密着強度を得ることができる。
　［撮像素子の製造方法］
　図４乃至６は、本開示の第１の実施の形態における撮像素子の製造方法を示す図である。図４乃至６を使用して、図２において説明した撮像素子１の製造工程を説明する。なお、保護膜１５１には、有機材料により構成された保護膜１５１を想定する。
　まず、図４におけるａに示すように、光電変換部１０１が形成された半導体基板１１１に画素分離部１２１および絶縁膜１５５を形成する。これは、例えば、次のように行うことができる。まず、半導体基板１１１の画素１００の間の領域にトレンチを形成する。次に、トレンチを形成した半導体基板１１１の表面に絶縁物の膜を成膜する。この成膜には、例えば、ＣＶＤを使用することができる。これにより、トレンチに絶縁物を配置するとともに半導体基板１１１の表面に絶縁物の膜を形成することができ、画素分離部１２１および絶縁膜１５５を同時に形成することができる。次に、絶縁膜１５５の表面に遮光膜１３１を配置する。これは、例えば、遮光膜１３１の材料膜を絶縁膜１５５の表面に成膜し、画素１００の境界の領域以外の材料膜をエッチングして除去することにより行うことができる。
　次に、図４におけるｂに示すように、絶縁膜１５５および遮光膜１３１の表面に赤外光減衰フィルタ１４１を形成する。これは、例えば、赤外光減衰フィルタ１４１の材料となる樹脂を塗布して硬化させることにより行うことができる。当該工程は、請求の範囲に記載の赤外光減衰フィルタ形成工程の一例である。
　次に、図４におけるｃに示すように、赤外光減衰フィルタ１４１に隣接して保護膜１５１を形成する。当該工程は、請求の範囲に記載の保護膜形成工程の一例である。なお、保護膜１５１を形成する前に、赤外光減衰フィルタ１４１の表面の改質を行うこともできる。これは、例えば、灰化処理により行うことができる。
　次に、図４におけるｄに示すように、保護膜１５１に隣接してレジスト４０１を塗布する。次に、レジスト４０１に開口部４０２を形成する。これは、リソグラフィにより行うことができる。
　次に、図５におけるｅに示すように、レジスト４０１をマスクとして使用し、保護膜１５１および赤外光減衰フィルタ１４１のエッチングを行う。これは、ドライエッチングにより行うことができる。なお、エッチングは、レジスト４０１が除去されるまで実行する。これにより、保護膜１５１および赤外光減衰フィルタ１４１に開口部４０３が形成される。
　次に、図５におけるｆに示すように、開口部４０４に青色光を透過するカラーフィルタを形成する。これは、感光性を有するカラーフィルタの材料樹脂を塗布し、露光および現像を行うことにより形成することができる。
　次に、図５におけるｇに示すように、カラーフィルタ１６１を形成する。これは、感光性を有するカラーフィルタの材料樹脂の塗布、露光および現像の工程をカラーフィルタ１６１の種類毎に行うことにより形成することができる。当該工程は、請求の範囲に記載のカラーフィルタ形成工程の一例である。
　次に、図６におけるｈに示すように、オンチップレンズの材料となる樹脂膜４０５を塗布する。次に図６におけるｉ示すように、樹脂膜４０５の表面を半球形状に加工する。これは、例えば、オンチップレンズ１７１と同じ形状に構成されたレジストを樹脂膜４０５の表面に形成してドライエッチングを行い、レジストの形状を樹脂膜４０５に転写することにより行うことができる。当該工程は、請求の範囲に記載のオンチップレンズ形成工程の一例である。
　以上の工程により、撮像素子１を製造することができる。図５におけるｅ、ｆおよびｇの工程において、赤外光減衰フィルタ１４１の表面は、保護膜１５１により保護される。
　以上説明したように、本開示の第１の実施の形態の撮像素子１は、保護膜１５１を赤外光減衰フィルタ１４１に隣接して配置することにより、赤外光減衰フィルタ１４１の欠陥の発生を防ぎ、画質の低下を防止することができる。
　＜２．第２の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態の撮像素子１は、保護膜１５１を赤外光減衰フィルタ１４１に隣接して配置していた。これに対し、本開示の第２の実施の形態の撮像素子１は、保護膜１５２をさらに備える点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
　［画素の構成］
　図７は、本開示の第２の実施の形態に係る画素の構成例を示す図である。同図の画素１００は、保護膜１５２をさらに備える点で、図２において説明した画素１００と異なる。
　保護膜１５２は、保護膜１５１とカラーフィルタ１６１との間に配置され、赤外光減衰フィルタ１４１を保護するものである。この保護膜１５２は、赤外光減衰フィルタ１４１の赤外光画素２００と隣接する面にさらに配置され、赤外光減衰フィルタ１４１を加工する際の赤外光減衰フィルタ１４１の側面を保護する。保護膜１５２は、保護膜１５１と同様の材料により構成することができる。例えば、保護膜１５１をＳｉＯ２により構成し、保護膜１５２をＳｉＮにより構成することができる。また、保護膜１５１および１５２をそれぞれ無機材料および有機材料により構成することもできる。この場合には、後述する赤外光減衰フィルタ１４１をエッチングする工程において、無機材料により構成された保護膜１５１をマスクとして使用することができる。また、有機材料により構成された保護膜１５２を使用することにより、カラーフィルタ１６１との密着強度を向上させることができる。
　［撮像素子の製造方法］
　図８および９は、本開示の第２の実施の形態における撮像素子の製造方法を示す図である。図８および９を使用して、図７において説明した撮像素子１の製造工程を説明する。なお、図８は、図４におけるｃに続けて実行する工程である。なお、保護膜１５１には、無機材料により構成された保護膜１５１を想定する。
　まず、図８におけるａに示すように、保護膜１５１の表面にレジスト４１１を配置し、開口部４１２を形成する。このレジスト４１１は、図４におけるｄにおいて説明したレジスト４０１より薄い膜厚に構成することができる。
　次に、図８におけるｂに示すように、レジスト４１１をマスクとして使用し、保護膜１５１をエッチングする。このエッチングは、ドライエッチングにより行うことができる。エッチングは、レジスト４１１が除去されるまで実行する。図５におけるｅと異なり、赤外光減衰フィルタ１４１のエッチングを行わないため、薄いレジスト４１１を使用することができる。
　次に、図８におけるｃに示すように、保護膜１５１をマスクとして使用し、赤外光減衰フィルタ１４１をエッチングする。このエッチングにはドライエッチングを使用し、赤外光減衰フィルタ１４１を選択的にエッチングする条件により行うことができる。これにより、開口部４１４を形成することができる。このように、無機材料により構成された保護膜１５１を使用することにより、赤外光減衰フィルタ１４１を形成する際のマスク４１１を薄膜化することができ、製造工程を簡略化することができる。
　次に、図９におけるｄに示すように、保護膜１５２を積層する。これにより、保護膜１５１の表面に保護膜１５２が積層される。同時に、開口部４１４に保護膜１５２が配置される。すなわち、赤外光画素２００における絶縁膜１５５の表面に保護膜１５２が配置されるとともに画素１００の赤外光減衰フィルタ１４１の側面にも保護膜１５２が配置される。
　次に、図９におけるｅに示すように、開口部４１４に青色光を透過させるカラーフィルタ４１５を形成する。
　次に、図９におけるｆに示すように、カラーフィルタ１６１を形成する。次に、図６におけるｈおよびｉにおいて説明した工程により、オンチップレンズ１７１を形成する。
　以上の工程により、撮像素子１を製造することができる。保護膜１５２を配置することにより、図９におけるｅの工程の際に、赤外光画素２００に隣接する画素１００の赤外光減衰フィルタ１４１の側面からの凝集体の溶出を防ぐことができる。これにより、赤外光画素２００に隣接する画素１００の赤外光減衰フィルタ１４１における欠陥の発生を防止することができる。
　これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
　以上説明したように、本開示の第２の実施の形態の撮像素子１は、保護膜１５２を配置することにより、赤外光減衰フィルタ１４１の側面を保護することができ、画質の低下をさらに防止することができる。
　＜３．第３の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態の撮像素子１は、画素１００の境界において連続して形成された赤外光減衰フィルタ１４１を使用していた。これに対し、本開示の第３の実施の形態の撮像素子１は、赤外光減衰フィルタ１４１を分離する分離壁を画素１００の境界に配置する点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
　［画素の構成］
　図１０は、本開示の第３の実施の形態に係る画素の構成例を示す図である。同図の画素１００は、分離壁１３２を備える点で、図２において説明した画素１００と異なる。
　分離壁１３２は、隣接する画素１００同士ならびに画素１００および赤外光画素２００の境界に配置されて赤外光減衰フィルタ１４１を分離するものである。分離壁１３２を画素１００の間に配置することにより、隣接する画素１００から斜めに入射する光を減衰させ、混色の発生を軽減することができる。また、分離壁１３２を画素１００および赤外光画素２００の間に配置することにより、赤外光画素２００に隣接する赤外光減衰フィルタ１４１の側面を保護することもできる。この分離壁１３２は、例えば、酸化物により構成することができる。
　なお、撮像素子１の構成はこの例に限定されない。例えば、カラーフィルタ１６１が配置される領域における画素１００の境界にも分離壁を備える構成にすることもできる。
　これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
　以上説明したように、本開示の第３の実施の形態の撮像素子１は、分離壁１３２を備えることにより、混色の発生を軽減することができる。
　＜４．第４の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態の撮像素子１は、半導体基板１１１に形成された絶縁膜１５５の表面に赤外光減衰フィルタ１４１およびカラーフィルタ１６１が順に積層されていた。これに対し、本開示の第４の実施の形態の撮像素子１は、赤外光減衰フィルタ１４１およびカラーフィルタ１６１を入れ替えて配置する点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
　［画素の構成］
　図１１は、本開示の第４の実施の形態に係る画素の構成例を示す図である。同図の画素１００は、絶縁膜１５５の表面にカラーフィルタ１６１および赤外光減衰フィルタ１４１が順に配置される点で、図２において説明した画素１００と異なる。
　同図のカラーフィルタ１６１には、赤外光減衰フィルタ１４１を透過した可視光が入射する。同図の保護膜１５１は、赤外光減衰フィルタ１４１を加工する工程およびオンチップレンズ１７１を形成する工程において赤外光減衰フィルタ１４１を保護することができる。
　これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
　以上説明したように、本開示の第４の実施の形態の撮像素子１は、カラーフィルタ１６１および赤外光減衰フィルタ１４１が順に積層されて構成された撮像素子１において赤外光減衰フィルタ１４１を保護することができる。
　＜５．第５の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態の撮像素子１は、積層されたカラーフィルタを赤外光画素２００の可視光減衰フィルタ１８１として使用していた。これに対し、本開示の第５の実施の形態の撮像素子１は、単層の可視光減衰フィルタを使用する点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
　［画素の構成］
　図１２は、本開示の第５の実施の形態に係る画素の構成例を示す図である。同図の画素１００は、赤外光画素２００の可視光減衰フィルタ１８１の代わりに可視光減衰フィルタ１８２を備える点で、図２において説明した画素１００と異なる。
　同図の可視光減衰フィルタ１８２は、可視光を減衰するとともに赤外光を透過するフィルタである。この可視光減衰フィルタ１８２には、例えば、カラーフィルタ１６１に使用される複数の色材が混合されて構成されたフィルタを使用することができる。この可視光減衰フィルタ１８２を形成する際においても、保護膜１５１により赤外光減衰フィルタ１４１を保護することができる。可視光減衰フィルタ１８２は単層構成であるため、図２において説明した可視光減衰フィルタ１８１と比較して製造工程を簡略化することができる。
　これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
　以上説明したように、本開示の第４の実施の形態の撮像素子１は、単層の可視光減衰フィルタ１８２を使用する場合において、赤外光減衰フィルタ１４１を保護することができる。
　＜６．カメラへの応用例＞
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品に応用することができる。例えば、本技術は、カメラ等の撮像装置に搭載される撮像素子として実現されてもよい。
　図１３は、本技術が適用され得る撮像装置の一例であるカメラの概略的な構成例を示すブロック図である。同図のカメラ１０００は、レンズ１００１と、撮像素子１００２と、撮像制御部１００３と、レンズ駆動部１００４と、画像処理部１００５と、操作入力部１００６と、フレームメモリ１００７と、表示部１００８と、記録部１００９とを備える。
　レンズ１００１は、カメラ１０００の撮影レンズである。このレンズ１００１は、被写体からの光を集光し、後述する撮像素子１００２に入射させて被写体を結像させる。
　撮像素子１００２は、レンズ１００１により集光された被写体からの光を撮像する半導体素子である。この撮像素子１００２は、照射された光に応じたアナログの画像信号を生成し、デジタルの画像信号に変換して出力する。
　撮像制御部１００３は、撮像素子１００２における撮像を制御するものである。この撮像制御部１００３は、制御信号を生成して撮像素子１００２に対して出力することにより、撮像素子１００２の制御を行う。また、撮像制御部１００３は、撮像素子１００２から出力された画像信号に基づいてカメラ１０００におけるオートフォーカスを行うことができる。ここでオートフォーカスとは、レンズ１００１の焦点位置を検出して、自動的に調整するシステムである。このオートフォーカスとして、撮像素子１００２に配置された位相差画素により像面位相差を検出して焦点位置を検出する方式（像面位相差オートフォーカス）を使用することができる。また、画像のコントラストが最も高くなる位置を焦点位置として検出する方式（コントラストオートフォーカス）を適用することもできる。撮像制御部１００３は、検出した焦点位置に基づいてレンズ駆動部１００４を介してレンズ１００１の位置を調整し、オートフォーカスを行う。なお、撮像制御部１００３は、例えば、ファームウェアを搭載したＤＳＰ（Digital Signal Processor）により構成することができる。
　レンズ駆動部１００４は、撮像制御部１００３の制御に基づいて、レンズ１００１を駆動するものである。このレンズ駆動部１００４は、内蔵するモータを使用してレンズ１００１の位置を変更することによりレンズ１００１を駆動することができる。
　画像処理部１００５は、撮像素子１００２により生成された画像信号を処理するものである。この処理には、例えば、画素毎の赤色、緑色および青色に対応する画像信号のうち不足する色の画像信号を生成するデモザイク、画像信号のノイズを除去するノイズリダクションおよび画像信号の符号化等が該当する。画像処理部１００５は、例えば、ファームウェアを搭載したマイコンにより構成することができる。
　操作入力部１００６は、カメラ１０００の使用者からの操作入力を受け付けるものである。この操作入力部１００６には、例えば、押しボタンやタッチパネルを使用することができる。操作入力部１００６により受け付けられた操作入力は、撮像制御部１００３や画像処理部１００５に伝達される。その後、操作入力に応じた処理、例えば、被写体の撮像等の処理が起動される。
　フレームメモリ１００７は、１画面分の画像信号であるフレームを記憶するメモリである。このフレームメモリ１００７は、画像処理部１００５により制御され、画像処理の過程におけるフレームの保持を行う。
　表示部１００８は、画像処理部１００５により処理された画像を表示するものである。この表示部１００８には、例えば、液晶パネルを使用することができる。
　記録部１００９は、画像処理部１００５により処理された画像を記録するものである。この記録部１００９には、例えば、メモリカードやハードディスクを使用することができる。
　以上、本発明が適用され得るカメラについて説明した。本技術は以上において説明した構成のうち、撮像素子１００２に適用され得る。具体的には、図１において説明した撮像素子１は、撮像素子１００２に適用することができる。撮像素子１００２に撮像素子１を適用することにより混色の発生が軽減され、カメラ１０００により生成される画像の画質の低下を防止することができる。
　なお、ここでは、一例としてカメラについて説明したが、本発明に係る技術は、その他、例えば監視装置等に適用されてもよい。
　以上、本発明が適用され得るカメラについて説明した。本開示は以上において説明した構成のうち、撮像素子１００２に適用され得る。具体的には、図１において説明した撮像素子１は、撮像素子１００２に適用することができる。撮像素子１００２に撮像素子１を適用することにより、カメラ１０００により生成される画像の画質の低下を防止することができる。
　なお、ここでは、一例としてカメラについて説明したが、本発明に係る技術は、その他、例えば監視装置等に適用されてもよい。
　最後に、上述した各実施の形態の説明は本開示の一例であり、本開示は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
　なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）入射光に応じて光電変換を行う光電変換部と、
　前記入射光を前記光電変換部に集光するオンチップレンズと、
　前記集光された入射光のうち赤外光および所定の波長の可視光を透過するカラーフィルタと、
　前記集光された入射光のうち可視光を透過するとともに赤外光を減衰する赤外光減衰フィルタと、
　前記赤外光減衰フィルタに隣接して配置されて前記赤外光減衰フィルタを保護する保護膜と
を具備する撮像素子。
（２）前記保護膜は、前記カラーフィルタに隣接して配置され、
　前記赤外光減衰フィルタは、前記カラーフィルタを透過した赤外光を減衰する
前記（１）に記載の撮像素子。
（３）前記保護膜は、前記カラーフィルタの形成の際に前記赤外光減衰フィルタを保護する前記（２）に記載の撮像素子。
（４）前記保護膜は、前記カラーフィルタと略同じ屈折率に構成される前記（２）または（３）に記載の撮像素子。
（５）前記保護膜は、前記オンチップレンズに隣接して配置され、
　前記カラーフィルタは、前記赤外光減衰フィルタに隣接して配置されて、前記赤外光減衰フィルタを透過した前記入射光のうち前記所定の波長の可視光を透過する
前記（１）から（４）の何れかに記載の撮像素子。
（６）前記保護膜は、前記オンチップレンズの形成の際に前記赤外光減衰フィルタを保護する前記（５）に記載の撮像素子。
（７）前記光電変換部、前記オンチップレンズ、前記カラーフィルタ、前記赤外光減衰フィルタおよび前記保護膜を備える画素と、
　前記集光された入射光のうち赤外光を透過する赤外光透過フィルタ、前記光電変換部および前記オンチップレンズを備える赤外光画素と
を具備し、
　前記保護膜は、前記赤外光減衰フィルタの前記赤外光画素に隣接する面にさらに配置される
前記（１）から（６）の何れかに記載の撮像素子。
（８）前記保護膜は、有機材料により構成される前記（１）から（７）の何れかに記載の撮像素子。
（９）前記保護膜は、無機材料により構成される前記（１）から（７）の何れかに記載の撮像素子。
（１０）前記保護膜は、有機材料および無機材料が積層されて構成される前記（１）から（７）の何れかに記載の撮像素子。
（１１）入射光に応じて光電変換を行う光電変換部を形成する工程と、
　前記入射光を前記光電変換部に集光するオンチップレンズを形成する工程と、
　前記集光された入射光のうち赤外光および所定の波長の可視光を透過するカラーフィルタを形成する工程と、
　前記集光された入射光のうち可視光を透過するとともに赤外光を減衰する赤外光減衰フィルタを形成する工程と、
　前記赤外光減衰フィルタに隣接して配置されて前記赤外光減衰フィルタを保護する保護膜を形成する工程と
を具備する撮像素子の製造方法。
　１　撮像素子
　１０　画素アレイ部
　１００　画素
　１０１　光電変換部
　１４１　赤外光減衰フィルタ
　１５１、１５２　保護膜
　１６１　カラーフィルタ
　１７１　オンチップレンズ
　１８１、１８２　可視光減衰フィルタ
　２００　赤外光画素
　１００２　撮像素子

Claims (11)

  1. 　入射光に応じて光電変換を行う光電変換部と、
    　前記入射光を前記光電変換部に集光するオンチップレンズと、
    　前記集光された入射光のうち赤外光および所定の波長の可視光を透過するカラーフィルタと、
    　前記集光された入射光のうち可視光を透過するとともに赤外光を減衰する赤外光減衰フィルタと、
    　前記赤外光減衰フィルタに隣接して配置されて前記赤外光減衰フィルタを保護する保護膜と
    を具備する撮像素子。
  2. 　前記保護膜は、前記カラーフィルタに隣接して配置され、
    　前記赤外光減衰フィルタは、前記カラーフィルタを透過した赤外光を減衰する
    請求項１記載の撮像素子。
  3. 　前記保護膜は、前記カラーフィルタの形成の際に前記赤外光減衰フィルタを保護する請求項２記載の撮像素子。
  4. 　前記保護膜は、前記カラーフィルタと略同じ屈折率に構成される請求項２記載の撮像素子。
  5. 　前記保護膜は、前記オンチップレンズに隣接して配置され、
    　前記カラーフィルタは、前記赤外光減衰フィルタに隣接して配置されて、前記赤外光減衰フィルタを透過した前記入射光のうち前記所定の波長の可視光を透過する
    請求項１記載の撮像素子。
  6. 　前記保護膜は、前記オンチップレンズの形成の際に前記赤外光減衰フィルタを保護する請求項５記載の撮像素子。
  7. 　前記光電変換部、前記オンチップレンズ、前記カラーフィルタ、前記赤外光減衰フィルタおよび前記保護膜を備える画素と、
    　前記集光された入射光のうち赤外光を透過する赤外光透過フィルタ、前記光電変換部および前記オンチップレンズを備える赤外光画素と
    を具備し、
    　前記保護膜は、前記赤外光減衰フィルタの前記赤外光画素に隣接する面にさらに配置される
    請求項１記載の撮像素子。
  8. 　前記保護膜は、有機材料により構成される請求項１記載の撮像素子。
  9. 　前記保護膜は、無機材料により構成される請求項１記載の撮像素子。
  10. 　前記保護膜は、有機材料および無機材料が積層されて構成される請求項１記載の撮像素子。
  11. 　入射光に応じて光電変換を行う光電変換部を形成する工程と、
    　前記入射光を前記光電変換部に集光するオンチップレンズを形成する工程と、
    　前記集光された入射光のうち赤外光および所定の波長の可視光を透過するカラーフィルタを形成する工程と、　前記集光された入射光のうち可視光を透過するとともに赤外光を減衰する赤外光減衰フィルタを形成する工程と、
    　前記赤外光減衰フィルタに隣接して配置されて前記赤外光減衰フィルタを保護する保護膜を形成する工程と
    を具備する撮像素子の製造方法。
PCT/JP2019/001262 2018-04-11 2019-01-17 撮像素子および撮像素子の製造方法 WO2019198291A1 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19784705.6A EP3780103A4 (en) 2018-04-11 2019-01-17 IMAGING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE IMAGING DEVICE
US17/044,994 US12015037B2 (en) 2018-04-11 2019-01-17 Imaging device and method of manufacturing imaging device
KR1020207027750A KR20200141444A (ko) 2018-04-11 2019-01-17 촬상 소자 및 촬상 소자의 제조 방법
JP2020513071A JP7227226B2 (ja) 2018-04-11 2019-01-17 撮像素子および撮像素子の製造方法
CN201980024326.9A CN111937152A (zh) 2018-04-11 2019-01-17 摄像器件和摄像器件的制造方法
CN202311459922.4A CN117438442A (zh) 2018-04-11 2019-01-17 摄像器件
US18/378,507 US20240038789A1 (en) 2018-04-11 2023-10-10 Imaging device and method of manufacturing imaging device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018076027 2018-04-11
JP2018-076027 2018-04-11

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/044,994 A-371-Of-International US12015037B2 (en) 2018-04-11 2019-01-17 Imaging device and method of manufacturing imaging device
US18/378,507 Continuation US20240038789A1 (en) 2018-04-11 2023-10-10 Imaging device and method of manufacturing imaging device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019198291A1 true WO2019198291A1 (ja) 2019-10-17

Family

ID=68163592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/001262 WO2019198291A1 (ja) 2018-04-11 2019-01-17 撮像素子および撮像素子の製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US12015037B2 (ja)
EP (1) EP3780103A4 (ja)
JP (1) JP7227226B2 (ja)
KR (1) KR20200141444A (ja)
CN (2) CN117438442A (ja)
WO (1) WO2019198291A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113099091A (zh) * 2021-04-08 2021-07-09 天津天地伟业智能安全防范科技有限公司 一种卡口摄像装置、方法、电子设备及存储介质

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7374635B2 (ja) * 2019-07-12 2023-11-07 キヤノン株式会社 発光装置
TWI811854B (zh) * 2021-07-23 2023-08-11 友達光電股份有限公司 光學感測裝置
CN116647737B (zh) * 2023-07-21 2023-10-31 立臻科技(昆山)有限公司 一种彩色成像组件及其图像处理方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007329380A (ja) * 2006-06-09 2007-12-20 Sony Corp 物理情報取得方法、物理情報取得装置、半導体装置、信号処理装置
JP2012209913A (ja) * 2011-03-16 2012-10-25 Toshiba Corp 固体撮像装置及びカメラモジュール
JP2016177273A (ja) 2015-03-19 2016-10-06 Jsr株式会社 硬化性組成物、硬化膜、赤外光透過フィルタ及び固体撮像装置
US20180138233A1 (en) * 2016-09-11 2018-05-17 Himax Technologies Limited Methods of fabricating an image sensor

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3083013B2 (ja) 1993-01-19 2000-09-04 キヤノン株式会社 イメージセンサ及び画像情報処理装置
JPH1065135A (ja) * 1996-05-30 1998-03-06 Toshiba Corp 固体撮像装置およびこれを用いた画像読取装置
US8395686B2 (en) * 2007-12-06 2013-03-12 Sony Corporation Solid-state imaging device, method of manufacturing the same, and camera
KR101776955B1 (ko) 2009-02-10 2017-09-08 소니 주식회사 고체 촬상 장치와 그 제조 방법, 및 전자 기기
JP6217079B2 (ja) 2012-12-19 2017-10-25 大日本印刷株式会社 カード状印画物
JP2015046539A (ja) 2013-08-29 2015-03-12 ソニー株式会社 撮像素子、撮像装置、並びに、製造装置および方法
JP6281395B2 (ja) * 2013-11-26 2018-02-21 ソニー株式会社 撮像素子
US20150200220A1 (en) * 2014-01-14 2015-07-16 Microsoft Corporation Image sensing system
US9374538B2 (en) 2014-09-15 2016-06-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Image sensor with embedded infrared filter layer
US9679933B2 (en) * 2014-10-06 2017-06-13 Visera Technologies Company Limited Image sensors and methods of forming the same
TWI675907B (zh) * 2015-01-21 2019-11-01 日商Ｊｓｒ股份有限公司 固體攝像裝置
JP2016174028A (ja) 2015-03-16 2016-09-29 株式会社東芝 固体撮像装置および多眼カメラモジュール
EP3509106A4 (en) 2016-09-02 2019-12-04 Sony Semiconductor Solutions Corporation SOLID BODY IMAGING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF, AND ELECTRONIC DEVICE
US20180315791A1 (en) * 2017-04-30 2018-11-01 Himax Technologies Limited Image sensor structure
WO2019176975A1 (ja) * 2018-03-16 2019-09-19 富士フイルム株式会社 構造体、近赤外線カットフィルタ用組成物、ドライフィルム、構造体の製造方法、光センサおよび画像表示装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007329380A (ja) * 2006-06-09 2007-12-20 Sony Corp 物理情報取得方法、物理情報取得装置、半導体装置、信号処理装置
JP2012209913A (ja) * 2011-03-16 2012-10-25 Toshiba Corp 固体撮像装置及びカメラモジュール
JP2016177273A (ja) 2015-03-19 2016-10-06 Jsr株式会社 硬化性組成物、硬化膜、赤外光透過フィルタ及び固体撮像装置
US20180138233A1 (en) * 2016-09-11 2018-05-17 Himax Technologies Limited Methods of fabricating an image sensor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3780103A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113099091A (zh) * 2021-04-08 2021-07-09 天津天地伟业智能安全防范科技有限公司 一种卡口摄像装置、方法、电子设备及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200141444A (ko) 2020-12-18
EP3780103A4 (en) 2021-04-28
CN117438442A (zh) 2024-01-23
EP3780103A1 (en) 2021-02-17
US20210151484A1 (en) 2021-05-20
US12015037B2 (en) 2024-06-18
US20240038789A1 (en) 2024-02-01
CN111937152A (zh) 2020-11-13
JPWO2019198291A1 (ja) 2021-05-27
JP7227226B2 (ja) 2023-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7227226B2 (ja) 撮像素子および撮像素子の製造方法
TWI742573B (zh) 固體攝像元件及其製造方法以及電子機器
JP5556122B2 (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、電子機器
WO2016114154A1 (ja) 固体撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器
JP5288823B2 (ja) 光電変換装置、及び光電変換装置の製造方法
WO2015174297A1 (ja) 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器
JP2015015295A (ja) 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器
JP2012175050A (ja) 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器
CN111968997A (zh) 图像拾取元件、图像拾取装置、制造装置及制造方法
US10008529B2 (en) Solid-state imaging device, method of manufacturing the same, and electronic apparatus
JP2009218382A (ja) 固体撮像装置、その製造方法および撮像装置
WO2019215986A1 (ja) 撮像素子および撮像素子の製造方法
US20220310689A1 (en) Imaging element and imaging apparatus
US11824074B2 (en) Imaging element and imaging apparatus including incident light attenuating section between color filters
WO2021100298A1 (ja) 撮像素子および撮像装置
TWI397175B (zh) 固體攝像裝置、攝相機、電子機器、及固體攝像裝置之製造方法
KR102223515B1 (ko) 고체 촬상 장치 및 전자 기기
WO2014021130A1 (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、及び電子機器
JP2011061134A (ja) 半導体イメージセンサ
US20090108309A1 (en) Cmos image sensor and method for manufacturing the same
JP5029640B2 (ja) 固体撮像装置、電子機器、固体撮像装置の製造方法
JP4743290B2 (ja) 固体撮像装置、カメラ、および、その製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19784705

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020513071

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019784705

Country of ref document: EP

Effective date: 20201111