JP2007189376A - Solid-state imaging device and camera module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体撮像装置及びカメラモジュールに関し、より特定的には、デジタルカメラや携帯電話に用いられる固体撮像装置及びカメラモジュールに関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device and a camera module, and more specifically to a solid-state imaging device and a camera module used for a digital camera or a mobile phone.
一般に、固体撮像装置を用いたカメラまたはカメラモジュールによって、カラー画像を撮像するためには、光路の途中に赤外カットフィルタを挿入することが不可欠である。例えば、特許文献1には、固体撮像装置と赤外カットフィルタとを備えるカメラモジュールが記載されている。
Generally, in order to capture a color image with a camera or camera module using a solid-state imaging device, it is essential to insert an infrared cut filter in the middle of the optical path. For example,
図12は、従来のカメラモジュールを模式的に示す断面図である。 FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a conventional camera module.
示されるカメラモジュール90は、基板92上に取り付けられた固体撮像装置91と、固体撮像装置91の受光面に光を集光するレンズ95と、固体撮像装置91とレンズ95との間に挿入された赤外カットフィルタ94とを有する。レンズ95及び赤外カットフィルタ94は、枠体93を介して固体撮像装置91から所定距離離れた位置に固定されている。一例として、赤外カットフィルタ94の厚みは、0.3〜0.5mmであり、赤外カットフィルタ94の下面と、固体撮像装置91の表面との距離は、0.3〜0.5mmである。
A
図13は、図12に示されるA部分の拡大図である。 FIG. 13 is an enlarged view of a portion A shown in FIG.
半導体基板96上に、入射光を光電変換するフォトダイオード97と、フォトダイオード97から出力された信号を読み出す読み出し回路98とを含む画素が複数形成されている。読み出し回路98の表面には、フォトダイオード97以外の部分に光が入射することを避けるための遮光層99が形成されている。
A plurality of pixels including a
遮光層99の表面にはカラーフィルタ層100が形成されている。一般に、カラーフィルタ層100は、入射光から赤(R)、緑(G)及び青(B)の3原色の光を取り出すために、分光特性の異なる3種類のカラーフィルタを含む。更に、多くの場合、カラーフィルタ層100の表面には、入射光をフォトダイオード97へと効率よく集光するために、マイクロレンズ101が形成される。
A
上述したように、固体撮像装置91を用いて、カラー画像を撮像するためのカメラモジュールが構成される場合、固体撮像装置91の表面から所定距離離れた位置に赤外カットフィルタ94を固定することが必要である。
近年、デジタルカメラや携帯電話等の機器が薄型化するにつれて、これらの機器に用いられるカメラモジュールの薄型化もまた要望されている。 In recent years, as devices such as digital cameras and mobile phones have become thinner, there has been a demand for thinner camera modules used in these devices.
しかしながら、カメラモジュールを薄く構成しようとすると、赤外カットフィルタの存在が問題になる場合が多い。すなわち、従来のカメラモジュールにおいて、赤外カットフィルタを配置するためには、赤外カットフィルタと固体撮像装置との間にいくらかの隙間が必要である。したがって、単に赤外カットフィルタの厚みを小さくするだけでは、カメラモジュールの薄型化には限界がある。 However, if the camera module is to be made thin, the presence of an infrared cut filter often becomes a problem. That is, in the conventional camera module, in order to arrange the infrared cut filter, some gap is required between the infrared cut filter and the solid-state imaging device. Therefore, there is a limit to reducing the thickness of the camera module simply by reducing the thickness of the infrared cut filter.
それ故に、本発明は、撮像機能を有する機器の薄型化を実現することができる固体撮像装置及びカメラモジュールを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device and a camera module that can realize a reduction in thickness of a device having an imaging function.
第1の局面は、固体撮像装置であって、複数の受光素子を有する基板と、無機材料によって、少なくとも一部の受光素子を覆うように形成される赤外カットフィルタ層と、赤外カットフィルタ層の表面を覆うように形成されるカラーフィルタ層とを備える。 1st aspect is a solid-state imaging device, Comprising: The infrared cut filter layer formed so that at least one light receiving element may be covered with an inorganic material, the board | substrate which has a some light receiving element, and an infrared cut filter And a color filter layer formed so as to cover the surface of the layer.
この場合、赤外カットフィルタ層及びカラーフィルタ層は、全ての受光素子を覆うように形成されても良い。 In this case, the infrared cut filter layer and the color filter layer may be formed so as to cover all the light receiving elements.
また、第1の局面において、赤外カットフィルタ層及びカラーフィルタ層は、規則的な平面パターンに従って、一部の受光素子を覆うように形成されても良い。 In the first aspect, the infrared cut filter layer and the color filter layer may be formed so as to cover a part of the light receiving elements according to a regular plane pattern.
この場合、受光素子は、行列状に配列され、赤外カットフィルタ層及びカラーフィルタ層は、2×2の行列に配列される4つの受光素子のうち3つの受光素子を覆う単位パターンを、繰り返し配列することによって構成される繰り返しパターンを有していても良い。 In this case, the light receiving elements are arranged in a matrix, and the infrared cut filter layer and the color filter layer repeat a unit pattern covering three light receiving elements among the four light receiving elements arranged in a 2 × 2 matrix. You may have the repeating pattern comprised by arranging.
あるいは、受光素子は、行列状に配列され、赤外カットフィルタ層及びカラーフィルタ層は、連続する3行のうち2行に配列される受光素子を覆う単位パターンを、繰り返し配列することによって構成される繰り返しパターンを有していても良い。 Alternatively, the light receiving elements are arranged in a matrix, and the infrared cut filter layer and the color filter layer are configured by repeatedly arranging unit patterns covering the light receiving elements arranged in two of three consecutive rows. It may have a repeating pattern.
あるいは、受光素子は、行列状に配列され、赤外カットフィルタ層及びカラーフィルタ層は、連続する3列のうち2列に配列される受光素子を覆う単位パターンを、繰り返し配列することによって構成される繰り返しパターンを有していても良い。 Alternatively, the light receiving elements are arranged in a matrix, and the infrared cut filter layer and the color filter layer are configured by repeatedly arranging unit patterns covering the light receiving elements arranged in two out of three consecutive rows. It may have a repeating pattern.
また、赤外カットフィルタ層は、SiOからなる層と、SiNからなる層とが積層された多層膜であっても良い。 The infrared cut filter layer may be a multilayer film in which a layer made of SiO and a layer made of SiN are laminated.
この場合、赤外カットフィルタ層は、SiONからなる層を更に含んでも良い。 In this case, the infrared cut filter layer may further include a layer made of SiON.
また、赤外カットフィルタ層は、SiOからなる層と、TiOからなる層とが積層された多層膜であっても良い。 The infrared cut filter layer may be a multilayer film in which a layer made of SiO and a layer made of TiO are stacked.
また、第1の局面において、基板は、受光素子から信号を読み出す読み出し部を更に含み、当該固体撮像装置は、基板とカラーフィルタ層との間に、入射光の一部を遮蔽する遮光層を更に備えていても良い。 In the first aspect, the substrate further includes a readout unit that reads a signal from the light receiving element, and the solid-state imaging device includes a light shielding layer that shields part of incident light between the substrate and the color filter layer. Furthermore, you may provide.
第2の局面は、第1の局面に係る固体撮像装置を備えるカメラモジュールに向けられている。 The second aspect is directed to a camera module including the solid-state imaging device according to the first aspect.
本発明によれば、固体撮像装置内に赤外カットフィルタが形成されるため、固体撮像装置と赤外カットフィルタとをそれぞれ別個に備えるカメラモジュールと比べて、厚みの薄いカメラモジュールを構成することが可能となる。 According to the present invention, since the infrared cut filter is formed in the solid-state imaging device, a camera module having a smaller thickness than that of the camera module that includes the solid-state imaging device and the infrared cut filter separately. Is possible.
以下、図面を参照しながら、各実施形態について説明する。尚、各図中において、同一符号は、同一または相当部分を示す。 Hereinafter, each embodiment will be described with reference to the drawings. In each figure, the same numerals indicate the same or corresponding parts.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示す断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a solid-state imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention.
固体撮像装置1は、表面に複数の画素が形成された半導体基板2と、遮光層5と、赤外カットフィルタ層6と、カラーフィルタ層7と、複数のマイクロレンズ8とを備える。
The solid-
半導体基板2に形成された画素の各々は、例えばフォトダイオードのように、入射光を光電変換する受光素子3と、受光素子3から出力される信号を読み出すための読み出し回路4とを含む。画素の各々は、半導体基板2上において行列状に整列するように形成されている。
Each of the pixels formed on the
遮光層5は、入射光の一部を遮蔽するために、すなわち、入射光が受光素子3の受光面以外の部分に入射することを避けるために設けられている。
The
赤外カットフィルタ層6は、全ての受光素子3の受光面を覆うように、遮光層5の表面に形成されている。尚、赤外カットフィルタ層6の構成の詳細については後述する。
The infrared
カラーフィルタ層7は、有機材料よりなり、赤外カットフィルタ層6の表面を覆うように、赤外カットフィルタ層6上に形成されている。カラーフィルタ層7は、赤(R)、緑(G)及び青(B)の3原色の光を取り出すために、分光特性の異なる3種類のカラーフィルタを含む。尚、3種類のカラーフィルタの各々は、平面視において、予め定められたパターンに従って、画素を1つずつ覆うように配列されている。
The
マイクロレンズ8の各々は、受光素子3の各々と対応するように、カラーフィルタ層7の表面に形成されている。マイクロレンズの各々は、入射光を効率よく受光素子3の受光面へと集光するために設けられている。
Each of the
図2は、図1に示される赤外カットフィルタ層の拡大図である。 FIG. 2 is an enlarged view of the infrared cut filter layer shown in FIG.
赤外カットフィルタ層6は、無機材料からなる層9及び層10が交互に積層された多層膜構造を有する。例えば、層9は、TiOによって形成され、層10は、SiOによって形成される。また、層9は、TiOの代わりに、SiNによって形成されていても良い。更に、赤外カットフィルタ層6は、層9及び層10に加えて、SiONによって形成される層が更に積層されていても良い。
The infrared
層9及び層10の各々の厚みは、一例として、0.1〜0.3μmの範囲に設定されていれば良い。また、本実施形態においては、赤外カットフィルタ層6は、層9と層10とを交互に4層ずつ積層することによって形成されている。ただし、積層される層の数は、要求される赤外線のカット特性や、材料等によって適宜設定されれば良く、一例として、2種類の層を順に積層する場合、6〜12層の範囲であれば良い。
The thickness of each of the layer 9 and the
本実施形態に係る固体撮像装置1は、無機材料の多層膜として形成された赤外カットフィルタ層6を備える点に特徴を有する。それ故、半導体製造プロセスにおいて、赤外カットフィルタをマイクロレンズ8と半導体基板2との間に形成することが可能となる。一般に、カラーフィルタ層7は、有機材料によって形成されるが、有機材料の表面に無機材料を積層することは容易ではない。したがって、赤外カットフィルタ層6を、遮光層5と、カラーフィルタ層7との間に形成することがより好ましい。特に、製造工程において、遮光層5の表面は、平坦化されるため、製造を容易にする観点では、遮光層5の表面に赤外カットフィルタ層6を形成することがより好ましい。
The solid-
また、赤外カットフィルタ層6を形成する材料には、半導体製造プロセスにおいて一般に用いられるSiO、SiN、TiO、SiON等が好適である。また、赤外線を分光するために、赤外カットフィルタ層6が多層膜構造を有していることが好ましい。
Moreover, as a material for forming the infrared
以上説明したように、本実施形態においては、赤外フィルタ層6は、無機材料が積層された多層膜として、半導体基板2とカラーフィルタ層7との間に形成される。したがって、赤外カットフィルタ層6自体の厚みを格段に薄くすることができる。一例として、図13に示される赤外カットフィルタの厚みが0.3〜0.5mm(300〜500μm)程度であるのに対し、本実施形態に示される赤外カットフィルタ層6の厚みは、1〜2μm程度まで薄く形成される。また、本実施形態に係る固体撮像装置1がカメラモジュールに用いられる場合、従来のように、別途赤外カットフィルタを必要としないことは言うまでもない。
As described above, in the present embodiment, the
したがって、本実施形態に係る固体撮像装置1によれば、カメラモジュール及び撮像機能を有する電子機器の大幅な薄型化を実現することが可能となる。
Therefore, according to the solid-
尚、赤外カット特性を向上させるために、赤外カットフィルタ層6を構成する層の数や、赤外カットフィルタ層6の厚みを更に増加しても良い。この場合であっても、従来のように、別途赤外カットフィルタを必要としないので、本実施形態に係る固体撮像装置と同様の効果を奏することができる。
In order to improve the infrared cut characteristics, the number of layers constituting the infrared
(第2の実施形態)
図3は、本発明の第2の実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示す断面図である。第2の実施形態に係る固体撮像装置11の基本的な構造は、第1の実施形態に係るものと同様であるので、以下においては、相違点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a solid-state imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention. Since the basic structure of the solid-
固体撮像装置11は、赤外カットフィルタ層6及びカラーフィルタ層7が半導体基板2の表面に対して部分的に形成されている点と、有機層12を有している点とにおいて、第1の実施形態に係るものとは異なっている。
The solid-
より詳細には、赤外カットフィルタ層6及びカラーフィルタ層7は、平面視において、所定の繰り返しパターンに従って、複数の受光素子3のうち一部のみを規則的に覆うように、遮光層5上に形成されている。尚、赤外カットフィルタ層6及びカラーフィルタ層7の繰り返しパターンの詳細については後述する。
More specifically, the infrared
有機層12は、光学的に透明な有機材料によって、遮光層5の表面のうち、赤外カットフィルタ層6及びカラーフィルタ層7が形成されていない部分を埋め込むように形成されている。有機層12は、マイクロレンズ8の形成を容易にするために設けられている。
The
そして、マイクロレンズ8の各々は、受光素子3の各々と対応するように、カラーフィルタ層7及び有機層12の表面に形成されている。
Each of the
図4は、図3に示される固体撮像装置の製造方法を説明するための概略図である。 FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a method of manufacturing the solid-state imaging device shown in FIG.
本実施形態に係る固体撮像装置11は、半導体製造プロセスに従って製造される。より具体的には、まず、図4に示されるように、遮光層5の表面に、赤外カットフィルタ層6及びカラーフィルタ層7を、所定のパターンに従って受光素子3の一部を規則的に覆うように形成する。次に、光学的に透明な材料を、赤外カットフィルタ層6及びカラーフィルタ層7の隙間17に埋め込むことによって、有機層12を形成する。その後、カラーフィルタ層7及び有機層12の表面に複数のマイクロレンズ8を形成すると、図3に示される固体撮像装置11が形成される。
The solid-
ここで、本実施形態に係る固体撮像装置11の利点について説明する。
Here, advantages of the solid-
再度図3を参照して、赤外カットフィルタ層6及びカラーフィルタ層7によって覆われる画素は、カラーフィルタ層7の特性に応じて可視光(例えば、RGB)を検出することができる。一方、赤外カットフィルタ層6及びカラーフィルタ層7によって覆われていない画素は、赤外線を検出することが可能である。
Referring to FIG. 3 again, the pixels covered by the infrared
赤外カットフィルタ層6は、半導体製造プロセスに従って形成されるため、赤外カットフィルタ層6の平面パターンを微細化することができる。よって、図3に示されるように、複数の画素の一部を選択的に覆うように赤外カットフィルタ層6を形成すれば、可視光を検出する画素と、赤外線を検出する画素とを併せ持つ固体撮像装置11を構成することが可能となる。
Since the infrared
従来技術において説明したように(図12及び図13)、一般的なカメラモジュールにおいては、赤外カットフィルタは、固体撮像装置の光路上に固定されている。そのため、1つの固体撮像装置を用いて可視光及び赤外線の両方を検出するためには、赤外カットフィルタを固体撮像装置に着脱自在に取り付ける必要がある。仮に、赤外カットフィルタが着脱自在となるように機構的に固体撮像装置に取り付けられた場合、固体撮像装置が組み込まれる機器の構成が複雑になるという問題がある。また、当該機器のサイズが増加することも予想される。 As described in the prior art (FIGS. 12 and 13), in a general camera module, the infrared cut filter is fixed on the optical path of the solid-state imaging device. Therefore, in order to detect both visible light and infrared rays using a single solid-state imaging device, it is necessary to attach an infrared cut filter to the solid-state imaging device in a detachable manner. If the infrared cut filter is mechanically attached to the solid-state imaging device so as to be detachable, there is a problem that the configuration of the device in which the solid-state imaging device is incorporated becomes complicated. It is also expected that the size of the device will increase.
これに対して、本実施形態に係る固体撮像装置11によれば、別途赤外カットフィルタを用いることなく、電気的に画素を選択することによって、可視光の検出と、赤外線の検出とを切り換えることができる。特に、本実施形態に係る固体撮像装置11は、高照度下におけるカラー画像の撮像と、低照度下における高感度撮像との両方を実現することができ、かつ、小型化が望まれる機器等に有用である。例えば、固体撮像装置11は、カメラ付き携帯電話や、暗視カメラ等に利用され得る。
On the other hand, according to the solid-
尚、図3に示される固体撮像装置11は、カラーフィルタ層7の表面と、有機層12の表面とは、同一平面に含まれるように形成されているが、有機層12の厚みは特に限定されない。また、有機層12は、必ずしも形成されていなくても良い。以下、本実施形態の変形例を例示する。
In the solid-
図5は、本発明の第2の実施形態に係る固体撮像装置の変形例を示す断面図であり、図6本発明の第2の実施形態に係る固体撮像装置の他の変形例を示す断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modification of the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing another modification of the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention. FIG.
図5に示される固体撮像装置14は、有機層12を備えていない点と、マイクロレンズ13が遮光層5の表面に直接形成されている点とにおいて、図3に示されるものとは異なる。また、図6に示される固体撮像装置16は、有機層15の厚みが図3に示される有機層12より薄い点で、図3に示されるものとは異なる。
The solid-
しかしながら、固体撮像装置14及び16のいずれも、図3に示される固体撮像装置11と同様に形成された赤外カットフィルタ層6とカラーフィルタ層7とを備える。それ故に、固体撮像装置14及び16は、図3に示される固体撮像装置11と同様の効果を奏することができる。
However, each of the solid-
ここで、図7〜図10を参照しながら、カラーフィルタ層及び赤外カットフィルタ層の配列パターンについて説明する。尚、図7〜図10に示される矩形の各々は、画素の各々に対応する領域を表す。また、図7〜図10に示される「R」、「G」、「B」の表記の各々は、赤、緑、青の光を検出する画素の各々を表し、「IR」の表記は、赤外線を検出する画素を表す。以下においては、説明を簡略化するために、赤、緑、青の光を検出する画素の各々を、R画素、G画素、B画素といい、赤外線を検出する画素をIR画素という。 Here, the arrangement pattern of the color filter layer and the infrared cut filter layer will be described with reference to FIGS. Each of the rectangles shown in FIGS. 7 to 10 represents a region corresponding to each pixel. Each of the notations “R”, “G”, and “B” shown in FIGS. 7 to 10 represents each pixel that detects red, green, and blue light, and the notation “IR” Represents a pixel that detects infrared rays. In the following, in order to simplify the description, each of the pixels that detect red, green, and blue light is referred to as an R pixel, a G pixel, and a B pixel, and a pixel that detects infrared light is referred to as an IR pixel.
図7は、カラーフィルタのベイヤ配列を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a Bayer array of color filters.
一般に、カラー画像を撮像するための固体撮像装置は、図7に示されるベイヤ配列を有するカラーフィルタ層を備える。より詳細には、2×2の行列状に配列される4つの画素は、互いに隣接しないように配置される2つのG画素と、1つのR画素と、1つのB画素とを含む。 In general, a solid-state imaging device for capturing a color image includes a color filter layer having a Bayer arrangement shown in FIG. More specifically, the four pixels arranged in a 2 × 2 matrix include two G pixels, one R pixel, and one B pixel that are not adjacent to each other.
尚、上記の第1の実施形態に係る固体撮像装置11は、図7に示される配列を有するカラーフィルタ層を備えていても良い。
Note that the solid-
図8は、本発明の第2の実施形態に係る固体撮像装置におけるフィルタ配列の一例を示す図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a filter array in the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention.
図8に示されるフィルタ配列は、図7に示されるベイヤ配列において、2×2の行列に含まれる1つのG画素を、IR画素に置き換えるように構成されている。より詳細には、図8に示される例において、赤外カットフィルタ層及びカラーフィルタ層は、2×2の行列状に配列される4つの受光素子のうち3つの受光素子(図8に示されるR画素、G画素及びB画素の各々に含まれる受光素子)を覆う単位パターンが、繰り返し配列された繰り返しパターンを有する。このようなフィルタ配列によれば、G画素を規則的にIR画素に置き換えることによって、IR画素をバランス良く配置することができる。 The filter array shown in FIG. 8 is configured to replace one G pixel included in a 2 × 2 matrix with an IR pixel in the Bayer array shown in FIG. 7. More specifically, in the example shown in FIG. 8, the infrared cut filter layer and the color filter layer are three light receiving elements (shown in FIG. 8) out of four light receiving elements arranged in a 2 × 2 matrix. A unit pattern covering a light receiving element included in each of the R pixel, the G pixel, and the B pixel has a repeated pattern in which the unit patterns are repeatedly arranged. According to such a filter arrangement, the IR pixels can be arranged in a balanced manner by regularly replacing the G pixels with the IR pixels.
図9は、本発明の第2の実施形態に係る固体撮像装置におけるフィルタ配列の他の一例を示す図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating another example of the filter array in the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention.
図9に示されるフィルタ配列は、連続する2行のRGBの各画素毎に、1行のIR画素を設けるように構成されている。より詳細には、図9に示される例において、赤外カットフィルタ層及びカラーフィルタ層は、連続する3行のうち2行に配列される受光素子の各々を覆う単位パターンが、列方向(図9における上下方向)に繰り返し配列された繰り返しパターンを有する。 The filter array shown in FIG. 9 is configured to provide one row of IR pixels for each of two consecutive rows of RGB pixels. More specifically, in the example shown in FIG. 9, the infrared cut filter layer and the color filter layer have unit patterns covering each of the light receiving elements arranged in two of three consecutive rows in the column direction (FIG. 9 in the vertical direction).
図10は、本発明の第2の実施形態に係る固体撮像装置におけるフィルタ配列の他の一例を示す図である。 FIG. 10 is a diagram illustrating another example of the filter array in the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention.
図10に示されるフィルタ配列は、連続する2列のRGBの各画素毎に、一列のIR画素が設けられて構成されている。より詳細には、図10に示される例において、赤外カットフィルタ層及びカラーフィルタ層は、連続する3列のうち2列に配列される受光素子の各々を覆う単位パターンが、行方向(図10における左右方向)に繰り返し配列された繰り返しパターンを有する。 The filter array shown in FIG. 10 is configured such that one row of IR pixels is provided for each of two consecutive RGB pixels. More specifically, in the example shown in FIG. 10, the infrared cut filter layer and the color filter layer have unit patterns covering each of the light receiving elements arranged in two out of three consecutive columns in the row direction (FIG. 10 in the horizontal direction).
図9及び図10に示されるフィルタ配列によれば、RGBの各画素は、ベイヤ配列に従って配列されている。すなわち、IR画素の行または列を考慮しなければ、RGBの各画素の配置は、図7に示されるベイヤ配列におけるものと同様である。したがって、図9または図10に示されるフィルタ配列を有する固体撮像装置は、RGBの各画素から出力される信号を、図7のフィルタ配列を有する固体撮像装置と同様に処理することができる点で利点を有する。 According to the filter arrangement shown in FIGS. 9 and 10, the RGB pixels are arranged according to the Bayer arrangement. That is, if the rows or columns of IR pixels are not taken into consideration, the arrangement of the RGB pixels is the same as that in the Bayer array shown in FIG. Therefore, the solid-state imaging device having the filter array shown in FIG. 9 or FIG. 10 can process signals output from the RGB pixels in the same manner as the solid-state imaging device having the filter array of FIG. Have advantages.
尚、本実施形態においては、フィルタ配列が特定されているが、フィルタ配列はこれらの例に限定されるものではない。可視光の画像と赤外の画像とを撮像する観点では、赤外カットフィルタ層は、上記に示される例以外の規則的なパターンに従って、一部の受光素子を選択的に覆うように形成されていても良い。 In the present embodiment, the filter array is specified, but the filter array is not limited to these examples. From the viewpoint of capturing a visible light image and an infrared image, the infrared cut filter layer is formed so as to selectively cover some of the light receiving elements according to a regular pattern other than the example shown above. May be.
(第3の実施形態)
図11は、本発明の第3の実施形態に係るカメラモジュールを模式的に示す断面図である。
(Third embodiment)
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a camera module according to the third embodiment of the present invention.
カメラモジュール20は、基板22上に取り付けられた固体撮像装置21と、固体撮像装置21の受光面に光を集光するレンズ24と、レンズ24を固体撮像装置21に対して配置するための枠体23とを備える。尚、固体撮像装置21は、上記の第1及び第2の実施形態に係る固体撮像装置のいずれかと同一、または、いずれかに相当するものである。
The
したがって、本実施形態に係るカメラモジュール20によれば、赤外カットフィルタを別途設ける必要がないので、赤外カットフィルタの厚みと、赤外カットフィルタを配置するために要する隙間の間隔との合計分だけ、カメラモジュール20の厚みを低減することができる。
Therefore, according to the
本発明は、例えば、デジタルカメラや携帯電話等に用いられる固体撮像装置及びカメラモジュールとして利用できる。 The present invention can be used as, for example, a solid-state imaging device and a camera module used for a digital camera, a mobile phone, and the like.
1、11、14、16、21 固体撮像装置
2 半導体基板
3 受光素子
4 読み出し回路
5 遮光層
6 赤外カットフィルタ層
7 カラーフィルタ層
9、10 層
20 カメラモジュール
DESCRIPTION OF
Claims (11)
複数の受光素子を有する基板と、
無機材料によって、少なくとも一部の前記受光素子を覆うように形成される赤外カットフィルタ層と、
前記赤外カットフィルタ層の表面を覆うように形成されるカラーフィルタ層とを備える、固体撮像装置。 A solid-state imaging device,
A substrate having a plurality of light receiving elements;
An infrared cut filter layer formed by an inorganic material so as to cover at least a part of the light receiving element;
A solid-state imaging device comprising: a color filter layer formed so as to cover a surface of the infrared cut filter layer.
前記赤外カットフィルタ層及びカラーフィルタ層は、2×2の行列に配列される4つの受光素子のうち3つの受光素子を覆う単位パターンを、繰り返し配列することによって構成される繰り返しパターンを有することを特徴とする、請求項3に記載の固体撮像装置。 The light receiving elements are arranged in a matrix,
The infrared cut filter layer and the color filter layer have a repetitive pattern configured by repetitively arranging unit patterns covering three light receiving elements among four light receiving elements arranged in a 2 × 2 matrix. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein:
前記赤外カットフィルタ層及びカラーフィルタ層は、連続する3行のうち2行に配列される受光素子を覆う単位パターンを、繰り返し配列することによって構成される繰り返しパターンを有することを特徴とする、請求項3に記載の固体撮像装置。 The light receiving elements are arranged in a matrix,
The infrared cut filter layer and the color filter layer have a repetitive pattern configured by repetitively arranging unit patterns covering light receiving elements arranged in two of three consecutive rows. The solid-state imaging device according to claim 3.
前記赤外カットフィルタ層及びカラーフィルタ層は、連続する3列のうち2列に配列される受光素子を覆う単位パターンを、繰り返し配列することによって構成される繰り返しパターンを有することを特徴とする、請求項3に記載の固体撮像装置。 The light receiving elements are arranged in a matrix,
The infrared cut filter layer and the color filter layer have a repetitive pattern configured by repetitively arranging unit patterns covering light receiving elements arranged in two of three consecutive rows. The solid-state imaging device according to claim 3.
前記基板と前記カラーフィルタ層との間に、入射光の一部を遮蔽する遮光層を更に備える、請求項1から請求項9のいずれかに記載の固体撮像装置。 The substrate further includes a reading unit that reads a signal from the light receiving element,
10. The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a light shielding layer that shields part of incident light between the substrate and the color filter layer. 11.
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