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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