JP2006344755A - 固体撮像装置及びそれを用いたカメラ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数の光電変換部17が形成された半導体基板11と、光電変換部17毎に光電変換部17上方に位置するように設けられた複数のマイクロレンズ123と、光電変換部17毎に光電変換部17上方に位置するように設けられた透過波長帯域の異なるフィルタ膜21a、21b、21cが2次元状に配置されてなるカラーフィルタ層15とを備え、複数の光電変換部17は、第1の光電変換部と、第1の光電変換部上方のフィルタ膜よりも長波長の光を透過させるフィルタ膜の下方に位置する第2の光電変換部とを有し、第2の光電変換部上方に位置するマイクロレンズ123は、第1の光電変換部上方に位置するマイクロレンズ123よりも大きな屈折率を持つ。
【選択図】 図1
Description
また、上記の信号を大きくして高感度を実現するために、カラーフィルタの上下にマイクロレンズ等を形成することで、高S/N化が図られている。(例えば、特許文献3参照。)
図7に従来の固体撮像装置の受光セル1a、1b、1cの断面図を示す。
図1は本発明の実施の形態1の固体撮像装置の受光セル111a、111b、111cの断面図である。各受光セルの半導体基板11、光電変換層12、絶縁層13、金属層14、及びカラーフィルタ層15は、図7に示す従来の固体撮像装置の構造と同じ構造を有する。
図2は本発明の実施の形態2の固体撮像装置の受光セル211a、211b、211cの断面図である。
図3は本発明の実施の形態3の固体撮像装置の受光セル311a、311b、311cの断面図である。
図4は本発明の実施の形態4の固体撮像装置の受光セル411a、411b、411cの断面図である。
図5は本発明の実施の形態5の固体撮像装置の受光セル511a、511b、511cの断面図である。
図6は本発明の実施の形態6の固体撮像装置の受光セル611a、611b、611cの断面図である。
s=k×λ/NA (NA=n・sinθ)
s:光が集まるスポットの拡がり径
k:結像の条件によって決まる係数
λ:波長
n:マイクロレンズ下の媒体の屈折率
θ:マイクロレンズの絞り角(図6におけるθ)
11 半導体基板
12 光電変換層
13 絶縁層
14、314 金属層
15 カラーフィルタ層
16 P型ウェル
17 光電変換部
18、22、31、32 層間膜
19 遮光膜
20 開口部
21a、21b、21c フィルタ膜
23、123、223 マイクロレンズ
24 入射光
25 高屈折率材料
26 低屈折率材料
27 高屈折率層間膜
Claims (9)
- 半導体基板と、
前記半導体基板に形成された複数の光電変換部と、
前記光電変換部毎に前記光電変換部上方に位置するように前記半導体基板上に設置された複数のマイクロレンズと、
前記光電変換部毎に前記光電変換部上方に位置するように前記半導体基板上に設置された、透過波長帯域の異なるフィルタ膜が2次元状に配置されてなるカラーフィルタとを備え、
前記複数の光電変換部には、第1の光電変換部と、前記第1の光電変換部上方のフィルタ膜よりも長波長の光を透過させるフィルタ膜下方に位置する第2の光電変換部とが存在し、
前記第2の光電変換部上方に位置する前記マイクロレンズは、前記第1の光電変換部上方に位置する前記マイクロレンズよりも大きな屈折率を持つ
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 半導体基板と、
前記半導体基板に形成された複数の光電変換部と、
前記光電変換部毎に前記光電変換部上方に位置するように前記半導体基板上に設置された複数のマイクロレンズと、
前記光電変換部毎に前記光電変換部上方に位置するように前記半導体基板上に設置された、透過波長帯域の異なるフィルタ膜が2次元状に配置されてなるカラーフィルタとを備え、
前記マイクロレンズは、低屈折率材料と、高屈折率材料とから構成され、
前記複数の光電変換部には、第1の光電変換部と、前記第1の光電変換部上方のフィルタ膜よりも長波長の光を透過させるフィルタ膜下方に位置する第2の光電変換部とが存在し、
前記第2の光電変換部上方に位置する前記マイクロレンズに含まれる高屈折率材料の体積が、前記第1の光電変換部上方に位置する前記マイクロレンズに含まれる高屈折率材料の体積よりも大きい
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 半導体基板と、
前記半導体基板に形成された複数の光電変換部と、
前記光電変換部毎に前記光電変換部上方に位置するように前記半導体基板上に設置された複数のマイクロレンズと、
前記光電変換部毎に前記光電変換部上方に位置するように前記半導体基板上に設置された透過波長帯域の異なるフィルタ膜が2次元状に配置されてなるカラーフィルタとを備え、
前記複数の光電変換部には、第1の光電変換部と、前記第1の光電変換部上方のフィルタ膜よりも長波長の光を透過させるフィルタ膜下方に位置する第2の光電変換部とが存在し、
前記第2の光電変換部上方に位置する前記マイクロレンズの高さは、前記第1の光電変換部上方に位置する前記マイクロレンズよりも高い
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記第2の光電変換部上方に位置する前記マイクロレンズの屈折率が、前記第1の光電変換部上方に位置する前記マイクロレンズの屈折率よりも大きい
ことを特徴する請求項3に記載の固体撮像装置。 - 前記マイクロレンズを構成する材料は、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ニオブ及び酸化ハフニウムのいずれかを含む
ことを特徴する請求項1〜4のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 半導体基板と、
前記半導体基板に形成された複数の光電変換部と、
前記半導体基板上に設置された高屈折率膜と、
前記光電変換部毎に前記光電変換部上方に位置するように前記半導体基板上に設置された透過波長帯域の異なるフィルタ膜が2次元状に配置されてなるカラーフィルタとを備え、
前記複数の光電変換部には、第1の光電変換部と、前記第1の光電変換部上方のフィルタ膜よりも長波長の光を透過させるフィルタ膜下方に位置する第2の光電変換部とが存在し、
前記第2の光電変換部上方に位置する前記高屈折率膜は、前記第1の光電変換部上方に位置する前記高屈折率膜よりも大きな屈折率を持つ
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 半導体基板と、
前記半導体基板に形成された複数の光電変換部と、
前記半導体基板上に設置された高屈折率膜と、
前記光電変換部毎に前記光電変換部上方に位置するように前記半導体基板上に設置された透過波長帯域の異なるフィルタ膜が2次元状に配置されてなるカラーフィルタとを備え、
前記複数の光電変換部には、第1の光電変換部と、前記第1の光電変換部上方のフィルタ膜よりも長波長の光を透過させるフィルタ膜下方に位置する第2の光電変換部とが存在し、
前記第2の光電変換部上方に位置する前記高屈折率膜は、前記第1の光電変換部上方に位置する前記高屈折率膜よりも厚い
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記高屈折率膜を構成する材料は、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ニオブ及び酸化ハフニウムのいずれかを含む
ことを特徴する請求項6又は7に記載の固体撮像装置。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の固体撮像装置を備える
ことを特徴とするカメラ。
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