WO2019069733A1 - 固体撮像素子、製造方法、および電子機器 - Google Patents

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Definitions

  • the present disclosure relates to a solid-state imaging device, a manufacturing method, and an electronic device, and more particularly to a solid-state imaging device, a manufacturing method, and an electronic device capable of suppressing adverse effects of high-order light of diffracted light on image quality.
  • a cavity structure in which a gap is provided between a semiconductor substrate and a glass substrate as a structure for bonding a glass substrate to a semiconductor substrate in order to seal a pixel region in which a plurality of pixels are arranged is adopted.
  • the solid-state imaging device having a cavity-less structure high-order light of diffracted light that is reflected on the surface of the semiconductor substrate and enters the glass substrate is totally reflected on the surface of the glass substrate and then totally reflected on the back surface. It sometimes returns to the pixel area. That is, in the cavityless structure, a resin having a refractive index (1.51) similar to that of a glass substrate is embedded between a semiconductor substrate and a glass substrate, and light reflected from the semiconductor surface is air from a highly refractive medium. Since the light is emitted to a (low refractive index medium), total reflection occurs when the critical angle is exceeded. This may return to the pixel area, and high-order light of diffracted light may become ring-shaped flare and adversely affect the image quality.
  • a resin having a refractive index (1.51) similar to that of a glass substrate is embedded between a semiconductor substrate and a glass substrate, and light reflected from the semiconductor surface is air from a highly refractive medium. Since the light is e
  • Patent Documents 1 and 2 an imaging device that suppresses generation of flare light by a control film that shifts the cutoff wavelength to the short wavelength side according to the incident angle of obliquely incident light is disclosed. It is being developed.
  • an anti-reflection structure by AR (Anti-Reflection) coating on the surface of the semiconductor substrate may be used as a technique for suppressing reflection on the surface of a semiconductor substrate.
  • AR Anti-Reflection
  • the reflection effect from the color filter surface and the optical black surface above the semiconductor substrate surface can not exert a suppressing effect, so high-order light of diffracted light by the reflection adversely affects the image quality. There was a thing.
  • the present disclosure has been made in view of such a situation, and is intended to be capable of suppressing the adverse effect that high-order light of diffracted light has on image quality.
  • the solid-state imaging device is joined to the semiconductor substrate such that no air gap is provided between the pixel region and the semiconductor substrate in which the pixel region in which a plurality of pixels are arranged is formed. And a resin layer between the low reflection film formed on the surface of the on-chip lens disposed for each pixel and the glass plate, and having a lower refractive index and a lower refractive index than that of the glass substrate And a rate layer.
  • the manufacturing method according to one aspect of the present disclosure is joined to the semiconductor substrate such that no air gap is provided between the pixel region and the semiconductor substrate in which the pixel region in which a plurality of pixels are arranged is formed.
  • a glass plate material, a low reflection film formed on the surface of an on-chip lens disposed for each pixel, and a resin layer between the glass plate material and having a low refractive index lower than that of the glass substrate And manufacturing a solid-state imaging device including a layer, wherein a bonding surface between a sensor substrate having the semiconductor substrate and a glass substrate having the glass plate material so as to laminate the low refractive index layer on the low reflection film.
  • the electronic device is joined to the semiconductor substrate such that no air gap is provided between the pixel region and the semiconductor substrate in which the pixel region in which a plurality of pixels are arranged is formed.
  • a glass plate material, a low reflection film formed on the surface of an on-chip lens disposed for each pixel, and a resin layer between the glass plate material and having a low refractive index lower than that of the glass substrate And a solid state imaging device having a layer.
  • a glass plate material is joined to a semiconductor substrate on which a pixel area in which a plurality of pixels are arranged is formed so that no air gap is provided between the pixel area and an effective pixel area.
  • a low refractive index layer having a refractive index lower than that of the glass substrate is disposed on the resin layer between the low reflective film formed on the surface of the on-chip lens disposed on the surface and the glass plate material.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a first embodiment of an imaging element chip to which the present technology is applied.
  • the imaging element chip 11 has a cavityless type WLCSP (Wafer Level Chip Size Package) structure in which a glass substrate 13 is bonded so as not to cause a gap with the sensor substrate 12. It has become.
  • the image pickup device chip 11 having such a structure can equalize stress by embedding resin, and can optimize the structure of glass, resin, light collection, etc. by optical design, thereby achieving pixel size. It is also robust to changes in chip size.
  • the sensor substrate 12 is configured by laminating a glass seal resin 22 for bonding the semiconductor substrate 21 to the glass substrate 13 on a semiconductor substrate 21 in which an effective pixel area 14 in which a plurality of effective pixels are arranged in an array is formed. Be done.
  • the glass substrate 13 is configured by laminating a glass seal resin 32 for bonding the glass plate 31 to the semiconductor substrate 21 on a glass plate 31 for sealing the effective pixel region 14 of the sensor substrate 12.
  • the imaging element chip 11 has a structure in which many layers are stacked between the semiconductor substrate 21 and the glass plate 31 as shown in the lower side of FIG.
  • the broken line in FIG. 1 indicates the bonding surface of the sensor substrate 12 and the glass substrate 13.
  • the sensor substrate 12 is configured by laminating the color filter layer 23, the on-chip lens layer 24, the low reflection film 25, and the glass seal resin 22 in this order from the semiconductor substrate 21 side. Further, the glass substrate 13 is configured by sequentially laminating the glass seal resin 32, the pseudo low refractive index layer 34, and the glass seal resin 33 from the bonding surface side with the sensor substrate 12.
  • the color filter layer 23 is a layer in which filters (R, G, B) transmitting light of a color received by each pixel are disposed for each pixel of the effective pixel area 14.
  • the on-chip lens layer 24 is a layer in which small lenses for condensing incident light are disposed for each pixel of the effective pixel area 14.
  • the low reflection film 25 is formed to suppress reflection on the surface of the on-chip lens layer 24.
  • the glass seal resin 33 is used to bond the semiconductor substrate 21 and the glass substrate 13 in the same manner as the glass seal resins 22 and 32.
  • the pseudo low refractive index layer 34 is disposed so as to be sandwiched by the glass seal resins 32 and 33 between the low reflective film 25 formed on the surface of the on-chip lens layer 24 and the glass plate 31. It is formed to have a lower refractive index (refractive index: less than 1.51).
  • the pseudo low refractive index layer 34 is formed of the hole layer 41 and the oxide film 42 as illustrated.
  • the hole layer 41 is a layer in which a plurality of minute holes having a diameter smaller than the pitch of the pixels arranged in the effective pixel area 14 are formed at a constant spacing pattern on the surface of the glass seal resin 32. is there. Specifically, the hole layer 41 is a group of minute holes formed to have a diameter of about 1/10 of the pitch of the pixels arranged in the effective pixel region 14.
  • the oxide film 42 is formed, for example, of a low temperature oxide (LTO) or the like so as to close a plurality of microvoids of the vacancy layer 41 as a hollow.
  • LTO low temperature oxide
  • the pseudo low refractive index layer 34 is configured to reduce the refractive index at the surface of the glass seal resin 32 in a pseudo manner by utilizing the air enclosed by the hole layer 41 and the oxide film 42.
  • the pseudo low refractive index layer 34 is preferably configured to have a thickness of about 10 ⁇ m to 15 ⁇ m.
  • the imaging element chip 11 having such a configuration can achieve uniform stress by bonding the sensor substrate 12 and the glass substrate 13 without a cavity, and suppress the occurrence of the ring-shaped flare as described above. By doing this, the image quality can be improved. That is, in the imaging element chip 11, for example, high-order light of diffracted light reflected on the surface of the semiconductor substrate 21 (position A in FIG. 1) and incident on the glass plate 31 is totally reflected on the surface of the glass plate 31 Total reflection occurs at the low refractive index layer 34 (position B in FIG. 1).
  • the reflection can be repeated between the surface of the glass plate 31 and the pseudo low refractive index layer 34, and light can be propagated in the direction of the side surface of the glass plate 31. Therefore, the imaging element chip 11 is reflected on the surface (the position A in FIG. 1) of the semiconductor substrate 21 and the high-order light of the diffracted light incident on the glass plate 31 is prevented from returning to the effective pixel area 14 Generation of ring-shaped flare can be suppressed.
  • the imaging element chip 11 can suppress the adverse effect that the high-order light of the diffracted light exerts on the image quality even in the cavity-less structure.
  • the image pickup device chip 11 similarly to the reflection on the surface of the color filter layer 23 or the on-chip lens layer 24, it is possible to suppress the adverse effect of high-order light of diffracted light on the image quality.
  • the structure of the pseudo low refractive index layer 34 is not limited to the one composed of the hole layer 41 and the oxide film 42, and may be composed of, for example, a resin layer lower than the refractive index (1.51) of the glass plate 31. May be Besides, as the pseudo low refractive index layer 34, porous silicon dioxide (SiO2) may be adopted, or a low refractive index material on the high refractive index layer may be adopted.
  • porous silicon dioxide SiO2
  • a low refractive index material on the high refractive index layer may be adopted.
  • a in FIG. 2 shows the relationship between the wavelength and the diffraction angle in the configuration with a large cell size (3.6 ⁇ m pitch), and B in FIG. 2 shows the wavelength in a configuration with a small cell size (1.8 ⁇ m pitch) The relationship between and the diffraction angle is shown.
  • the effective pixel region 14 has a periodic structure formed by repeating a pixel structure, and generates diffracted light of high order by diffraction of light reflected from the surface of the semiconductor substrate 21 such as silicon. become. Then, ring-shaped flare occurs due to high-order light incident on the interface between glass and air beyond the critical angle.
  • the angle of the diffracted light is reflected is determined by the pitch of the pixel generating the diffraction. That is, as shown in FIG. 2B, in the structure in which the pixel pitch is small, the angle of the high-order diffracted light becomes wider (closer to the critical angle), and as shown in A of FIG. In a structure with a large pitch, the angle of high-order diffracted light becomes narrower.
  • FIG. 3 shows the relationship between the incident angle and the amplitude reflection coefficient according to the Fresnel formula.
  • the curve in FIG. 3 is the amplitude reflection coefficient as a function of angle of incidence and is that of internal reflection from glass to air, and as this curve shows, reflectivity is a variable of angle of incidence.
  • the amplitude reflection coefficient at position B (see FIG. 1) at which the incident angle is greater than or equal to the critical angle is greater than the amplitude reflection coefficient at position A (see FIG. 1) at which the incident angle is 0 degrees. growing.
  • the change of the amplitude reflection coefficient according to the incident angle is more correct than the Fresnel formula shown in FIG.
  • FIG. 4 shows a manufacturing process when the glass plate 31 is first bonded when the wafer of the sensor substrate 12 having the on-chip lens layer 24 formed thereon is introduced into a chip size package (CSP) process. There is.
  • CSP chip size package
  • a resin material is applied to the on-chip lens layer 24 of the sensor substrate 12 to form the glass seal resin 22 and the glass seal resin 32 as shown in the first step from the top of FIG. Do.
  • the glass seal resin 32 on the glass substrate 13 side is formed to have a thickness (for example, about 25 ⁇ m) substantially half the distance from the bonding surface with the sensor substrate 12 to the glass plate 31.
  • DSA Directed Self Assembly: nanostructure using block copolymer self-assembly phenomenon
  • nano printing is performed.
  • a pattern of fine concave shapes 51 for example, a periodic pattern with a size of 100 nm or less
  • the third step by transferring the pattern of the minute concave shape 51 to the glass seal resin 32, as shown in the third step from the top of FIG. A pattern of holes is formed.
  • an oxide film 42 is formed on the glass seal resin 32.
  • air is sealed in the hole layer 41 by closing the hole layer 41 with the oxide film 42, and the pseudo low refractive index layer 34 is formed.
  • the glass seal resin 33 is applied to the oxide film 42, and the glass plate material 31 is bonded with the glass seal resin 33 as shown in the fourth step from the top of FIG.
  • the imaging element chip 11 provided with the pseudo low refractive index layer 34 can be manufactured. Therefore, the imaging element chip 11 can reduce the refractive index in the pseudo low refractive index layer 34 to the maximum by enclosing air in the fine pores of the pore layer 41.
  • FIG. 5 shows a plurality of imaging element chips 11 (in the example of FIG. 5, six imaging element chips 11-1 to 11-6) viewed in plan.
  • the manufacturing process described with reference to FIG. 4 is performed on the semiconductor wafer before the imaging device chip 11 is singulated, and a plurality of imaging device chips 11 are formed on the semiconductor wafer. Further, an area including the peripheral area 15 surrounding the effective pixel area 14 is an area to be a product of the imaging element chip 11, and a scribe for dicing is provided between the imaging element chips 11.
  • the pseudo low refractive index layer 34 is formed in an area other than the scribe between the imaging element chips 11, that is, an area inside the peripheral area 15 and covering at least the entire surface of the effective pixel area 14.
  • the pseudo low refractive index layer 34 is preferably formed only in the effective pixel region 14.
  • Imaging Element Chip ⁇ Second and Third Configuration Examples of Imaging Element Chip>
  • the second and third configuration examples of the imaging element chip 11 will be described with reference to FIG.
  • the same reference numerals are assigned to configurations common to those of the imaging element chip 11 in FIG. 1, and the detailed description thereof is omitted.
  • a of FIG. 6 shows a cross-sectional configuration of the imaging element chip 11A which is the second configuration example
  • B of FIG. 6 shows a cross-sectional view of the imaging element chip 11B which is the third configuration example. Configuration is shown.
  • the imaging element chip 11A has a structure in which the pseudo low refractive index layer 34A is disposed in contact with the lower surface of the glass plate 31.
  • the imaging element chip 11B has a structure in which the pseudo low refractive index layer 34B is disposed in contact with the bonding surface with the sensor substrate 12.
  • the arrangement of the pseudo low refractive index layer 34 is anywhere between the low reflection film 25 formed on the surface of the on-chip lens layer 24 and the glass plate 31. It is also good. That is, even with the configuration of the imaging element chip 11A or the configuration of the imaging element chip 11B, the occurrence of ring-shaped flare can be suppressed as described above.
  • the imaging element chip 11 as described above is applied to various electronic devices such as an imaging system such as a digital still camera and a digital video camera, a mobile phone having an imaging function, or another device having an imaging function, for example. be able to.
  • FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of an imaging device mounted on an electronic device.
  • the imaging apparatus 101 includes an optical system 102, an imaging element 103, a signal processing circuit 104, a monitor 105, and a memory 106, and can capture still images and moving images.
  • the optical system 102 includes one or more lenses, guides image light (incident light) from a subject to the image sensor 103, and forms an image on the light receiving surface (sensor unit) of the image sensor 103.
  • the imaging element 103 As the imaging element 103, the above-described imaging element chip 11 is applied. Electrons are accumulated in the imaging element 103 for a certain period according to the image formed on the light receiving surface through the optical system 102. Then, a signal corresponding to the electrons stored in the imaging element 103 is supplied to the signal processing circuit 104.
  • the signal processing circuit 104 performs various signal processing on the pixel signal output from the image sensor 103.
  • An image (image data) obtained by the signal processing circuit 104 performing signal processing is supplied to a monitor 105 for display, or supplied to a memory 106 for storage (recording).
  • the imaging device 101 configured as described above, by applying the above-described imaging element chip 11, for example, it is possible to capture a higher quality image without ring-shaped flare.
  • FIG. 8 is a view showing an application example using the above-mentioned image sensor (imaging element).
  • the image sensor described above can be used, for example, in various cases for sensing light such as visible light, infrared light, ultraviolet light, and X-rays as described below.
  • a device that captures images for viewing such as a digital camera or a portable device with a camera function-For safe driving such as automatic stop, recognition of driver's condition, etc.
  • a device provided for traffic such as an on-vehicle sensor for capturing images of the rear, surroundings, inside of a car, a monitoring camera for monitoring a traveling vehicle or a road, a distance measuring sensor for measuring distance between vehicles, etc.
  • Devices used for home appliances such as TVs, refrigerators, air conditioners, etc. to perform imaging and device operation according to the gesture ⁇ Endoscopes, devices for performing blood vessel imaging by receiving infrared light, etc.
  • Equipment provided for medical and healthcare use-Equipment provided for security such as surveillance cameras for crime prevention, cameras for personal identification, etc.
  • -Skin measuring equipment for photographing skin, photographing for scalp Beauty such as a microscope Equipment provided for use-Equipment provided for sports use, such as action cameras and wearable cameras for sports applications, etc.-Used for agriculture, such as cameras for monitoring the condition of fields and crops apparatus
  • the present technology can also have the following configurations.
  • the low refractive index layer is A resin layer having a thickness less than the distance from the bonding surface of the sensor substrate having the semiconductor substrate and the glass substrate having the glass plate to the glass plate is formed so as to be laminated on the low reflective film; A vacancy layer composed of a plurality of microvoids having a diameter smaller than the pitch of the pixels formed on the surface;
  • the solid-state imaging device according to (1) which is formed by a film formed so as to close a plurality of the microvoids as a hollow.
  • the said low refractive index layer is formed with a thickness of 10 micrometers to 15 micrometers, The solid-state image sensor in any one of said (1) to (3).
  • a glass plate member joined to the semiconductor substrate so that no air gap is provided between the semiconductor substrate in which a pixel region in which a plurality of pixels are arranged is formed, and the pixel region, and Method for manufacturing a solid-state imaging device comprising: a low reflection film formed on the surface of an on-chip lens and a resin layer between the glass plate material and a low refractive index layer having a lower refractive index than the glass plate material And
  • the low refractive index layer is A resin layer having a thickness less than the distance from the bonding surface of the sensor substrate having the semiconductor substrate and the glass substrate having the glass plate to the glass plate is formed so as to be laminated on the low reflective film; Forming on the surface a vacancy layer consisting of a plurality of microvoids having a diameter smaller than the pitch of the pixels, and forming a film so as to close the plurality of microvoids as a hollow.

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Abstract

本開示は、回折光の高次光が画質に及ぼす悪影響を抑制することができるようにする固体撮像素子、製造方法、および電子機器に関する。 複数の画素が配置された画素領域が形成された半導体基板に対して、画素領域との間に空隙が設けられないようにガラス板材が接合され、画素ごとに配置されるオンチップレンズの表面に成膜される低反射膜とガラス板材との間の樹脂層に、ガラス基板よりも低屈折率な低屈折率層が配置される。低屈折率層は、画素のピッチよりも小さな直径の複数の微細空孔からなる空孔層と、複数の微細空孔を中空として閉塞するように成膜される膜とにより形成される。本技術は、例えば、キャビティレス構造の撮像素子チップに適用できる。

Description

固体撮像素子、製造方法、および電子機器
　本開示は、固体撮像素子、製造方法、および電子機器に関し、特に、回折光の高次光が画質に及ぼす悪影響を抑制することができるようにした固体撮像素子、製造方法、および電子機器に関する。
　従来、固体撮像素子において、複数の画素が配置された画素領域を封止するために半導体基板に対してガラス基板を接合する構造として、半導体基板とガラス基板との間に空隙が設けられるキャビティ構造、または、その空隙が設けられないキャビティレス構造が採用されている。
　例えば、キャビティ構造の固体撮像素子では、半導体基板の表面で反射してガラス基板に入射した回折光の高次光は、ガラス基板の表面および裏面で全反射することにより、画素領域に戻ることが回避されていた。
　これに対し、キャビティレス構造の固体撮像素子では、半導体基板の表面で反射して、ガラス基板に入射した回折光の高次光が、ガラス基板の表面で全反射した後に裏面で全反射することなく、画素領域に戻ってしまうことがあった。即ち、キャビティレス構造では、半導体基板とガラス基板との間に、ガラス基板と同程度の屈折率（1.51）の樹脂が埋め込まれており、半導体表面での反射光は、高屈折な媒質から空気（低屈折率媒質）へと出る形となるため、臨界角以上となると全反射を起こす。これが画素領域に戻り、回折光の高次光が、リング状のフレアとなって画質に悪影響を及ぼすことがあった。
　そこで、特許文献１および２に開示されているように、斜めに入射する光の入射角度に応じてカットオフ波長を短波長側にシフトさせる制御膜によって、フレア光の発生を抑制する撮像装置が開発されている。
特開２０１２－１７５４６１号公報 特開２０１３－４１９４１号公報
　また、従来、フレア光の発生を抑制するために、例えば、半導体基板面における反射を抑制する技術として、半導体基板面へのＡＲ（Anti-Reflection）コートによる反射防止構造が用いられることがある。しかしながら、半導体基板面よりも上方のカラーフィルタ面やオプティカルブラック面からの反射に対しては、抑制効果を発揮することができない構造であるため、その反射による回折光の高次光が画質に悪影響を及ぼすことがあった。
　本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、回折光の高次光が画質に及ぼす悪影響を抑制することができるようにするものである。
　本開示の一側面の固体撮像素子は、複数の画素が配置された画素領域が形成された半導体基板と、前記画素領域との間に空隙が設けられないように前記半導体基板に対して接合されるガラス板材と、前記画素ごとに配置されるオンチップレンズの表面に成膜される低反射膜と前記ガラス板材との間の樹脂層に配置され、前記ガラス基板よりも低屈折率な低屈折率層とを備える。
　本開示の一側面の製造方法は、複数の画素が配置された画素領域が形成された半導体基板と、前記画素領域との間に空隙が設けられないように前記半導体基板に対して接合されるガラス板材と、前記画素ごとに配置されるオンチップレンズの表面に成膜される低反射膜と前記ガラス板材との間の樹脂層に配置され、前記ガラス基板よりも低屈折率な低屈折率層とを備える固体撮像素子の製造方法であって、前記低屈折率層を、前記低反射膜に積層するように、前記半導体基板を有するセンサ基板と前記ガラス板材を有するガラス基板との接合面から前記ガラス板材までの間隔未満の厚みの樹脂層を形成し、その樹脂層の表面に、前記画素のピッチよりも小さな直径の複数の微細空孔からなる空孔層を形成することと、複数の前記微細空孔を中空として閉塞するように膜を成膜することとを含んで形成する。
　本開示の一側面の電子機器は、複数の画素が配置された画素領域が形成された半導体基板と、前記画素領域との間に空隙が設けられないように前記半導体基板に対して接合されるガラス板材と、前記画素ごとに配置されるオンチップレンズの表面に成膜される低反射膜と前記ガラス板材との間の樹脂層に配置され、前記ガラス基板よりも低屈折率な低屈折率層とを有する固体撮像素子を備える。
　本開示の一側面においては、ガラス板材が、複数の画素が配置された画素領域が形成された半導体基板に対して、有効画素領域との間に空隙が設けられないように接合され、画素ごとに配置されるオンチップレンズの表面に成膜される低反射膜とガラス板材との間の樹脂層に、ガラス基板よりも低屈折率な低屈折率層が配置される。
　本開示の一側面によれば、回折光の高次光が画質に及ぼす悪影響を抑制することができる。
　なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本技術を適用した撮像素子チップの第１の実施の形態の構成例を示す断面図である。 セルサイズと、波長および回折角との関係を説明する図である。 入射角と振幅反射係数の関係を説明する図である。 撮像素子チップの製造方法を説明する図である。 疑似低屈折率層の形成領域を説明する図である。 撮像素子チップの第２および第３の構成例を示す断面図である。 撮像装置の構成例を示すブロック図である。 イメージセンサを使用する使用例を示す図である。
　以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
　＜撮像素子チップの第１の構成例＞
　図１は、本技術を適用した撮像素子チップの第１の実施の形態の構成例を示す図である。
　図１に示すように、撮像素子チップ１１は、センサ基板１２との間に空隙が生じないようにガラス基板１３が接合されて構成されたキャビティレス型のWLCSP（Wafer Level Chip Size Package）構造となっている。このような構造の撮像素子チップ１１は、樹脂を埋め込むことによって応力を均一化することができ、光学設計によりガラスや、樹脂、集光などの構造の最適化を図ることができることより、画素サイズやチップサイズの変更にもロバストな構成となっている。
　センサ基板１２は、複数の有効画素がアレイ状に配置された有効画素領域１４が形成された半導体基板２１に、半導体基板２１をガラス基板１３に接合するためのガラスシール樹脂２２が積層されて構成される。ガラス基板１３は、センサ基板１２の有効画素領域１４を封止するためのガラス板材３１に、ガラス板材３１を半導体基板２１に接合するためのガラスシール樹脂３２が積層されて構成される。
　また、撮像素子チップ１１は、半導体基板２１およびガラス板材３１の間に、図１の下側に示すように、多くの層が積層された構造となっている。なお、図１の破線は、センサ基板１２およびガラス基板１３の接合面を示している。
　即ち、センサ基板１２は、半導体基板２１側から順に、カラーフィルタ層２３、オンチップレンズ層２４、低反射膜２５、およびガラスシール樹脂２２が積層されて構成される。また、ガラス基板１３は、センサ基板１２との接合面側から順に、ガラスシール樹脂３２、疑似低屈折率層３４、ガラスシール樹脂３３が積層されて構成される。
　カラーフィルタ層２３は、有効画素領域１４の画素ごとに、それぞれの画素が受光する色の光を透過するフィルタ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が配置される層である。オンチップレンズ層２４は、有効画素領域１４の画素ごとに、入射する光を集光する小型のレンズが配置される層である。低反射膜２５は、オンチップレンズ層２４の表面における反射を抑制するために成膜される。
　ガラスシール樹脂３３は、ガラスシール樹脂２２および３２と同様に、半導体基板２１とガラス基板１３とを接合するために用いられる。
　疑似低屈折率層３４は、オンチップレンズ層２４の表面に成膜される低反射膜２５とガラス板材３１との間にあるガラスシール樹脂３２および３３に挟まれるように配置され、ガラス板材３１よりも低屈折率（屈折率：1.51未満）となるように形成される。例えば、疑似低屈折率層３４は、図示するように、空孔層４１および酸化膜４２により形成される。
　空孔層４１は、ガラスシール樹脂３２の表面に対し、有効画素領域１４に配置されている画素のピッチよりも小さな直径の複数の微細空孔が、一定間隔のパターンで形成されてなる層である。具体的には、空孔層４１は、有効画素領域１４に配置されている画素のピッチに対して1/10程度の直径となるように形成される微細空孔の集まりである。酸化膜４２は、例えば、空孔層４１の複数の微細空孔を中空として閉塞するように、LTO（Low Temperature Oxide）などが成膜される。
　従って、疑似低屈折率層３４は、空孔層４１および酸化膜４２によって封入された空気を利用することで、疑似的に、ガラスシール樹脂３２の表面における屈折率を低下させた構成となっている。例えば、疑似低屈折率層３４は、厚みが10μｍ～15μｍ程度となるように構成することが好適である。
　このような構成の撮像素子チップ１１は、センサ基板１２およびガラス基板１３がキャビティレスで接合されることによって応力の均一化を図ることができるとともに、上述したようなリング状のフレアの発生を抑制することによって画質の向上を図ることができる。即ち、撮像素子チップ１１では、例えば、半導体基板２１の表面（図１の位置Ａ）で反射して、ガラス板材３１に入射した回折光の高次光は、ガラス板材３１の表面で全反射した後に疑似低屈折率層３４（図１の位置Ｂ）で全反射することになる。
　これにより、撮像素子チップ１１では、ガラス板材３１の表面と疑似低屈折率層３４との間で反射を繰り返して、ガラス板材３１の側面の方向に向かって光を伝搬させることができる。従って、撮像素子チップ１１は、半導体基板２１の表面（図１の位置Ａ）で反射して、ガラス板材３１に入射した回折光の高次光が、有効画素領域１４に戻ってしまうことを回避する結果、リング状のフレアの発生を抑制することができる。
　このように、撮像素子チップ１１は、疑似低屈折率層３４を設けることによって、キャビティレス構造であっても、回折光の高次光が画質に及ぼす悪影響を抑制することができる。もちろん、撮像素子チップ１１では、カラーフィルタ層２３またはオンチップレンズ層２４の表面での反射に対しても同様に、回折光の高次光が画質に及ぼす悪影響を抑制することができる。
　なお、疑似低屈折率層３４の構造は、空孔層４１および酸化膜４２から構成されるものに限定されることなく、例えば、ガラス板材３１の屈折率（1.51）より低い樹脂層により構成してもよい。その他、疑似低屈折率層３４としては、ポーラスな二酸化ケイ素（SiO2）を採用してもよいし、高屈折率層上の低屈折率材料を採用してもよい。
　ここで、図２および図３を参照して、回折光について説明する。
　図２のＡには、セルサイズが大きな構成（3.6μｍピッチ）における波長と回折角との関係が示されており、図２のＢには、セルサイズが小さな構成（1.8μｍピッチ）における波長と回折角との関係が示されている。
　一般的に、有効画素領域１４は、画素構造の繰り返しによる周期構造を有しており、シリコンなどの半導体基板２１の表面からの反射光が回折することにより、高次の回折光を発生することになる。そして、ガラスと空気との界面に臨界角を超えて入射する高次光によって、リング状のフレアが発生してしまう。
　また、回折光が、どの角度で反射するかは、回折を発生させている画素のピッチによって決定される。即ち、図２のＢに示すように、画素のピッチが小さい構造では、高次の回折光の角度がより広がる（臨界角に近くなる）ことになり、図２のＡに示すように、画素のピッチが大きい構造では、高次の回折光の角度がより狭まることになる。
　例えば、モバイル端末で採用されるようなセルサイズの構成（例えば、～2.0μｍ）では、ほぼ３次光が臨界角を超える程度となり、半導体基板２１の表面からの反射光が画素に入射するのは３次光以上の回折光となる。このように、半導体基板２１の表面からの反射光が画素に入射するのは３次光以上の回折光となる。
　ここで、図３には、フレネルの公式に従った入射角と振幅反射係数との関係とが示されている。図３の曲線は、入射角の関数としての振幅反射係数であってガラスから空気への内部反射のものであり、この曲線が示すように、反射率は入射角度の変数である。
　図示するように、入射角が０度である位置Ａ（図１参照）での振幅反射係数よりも、入射角が臨界角以上である位置Ｂ（図１参照）での振幅反射係数の方が大きくなる。このように、入射角により振幅反射係数が変化することは、図３に示すフレネルの公式より正しいことが分かる。
　＜撮像素子チップの製造方法＞
　図４を参照して、撮像素子チップ１１の製造方法について説明する。なお、図４には、オンチップレンズ層２４まで形成したセンサ基板１２のウェハをCSP（Chip Size Package）工程に投入する際に、最初にガラス板材３１を接合するときの製造工程が示されている。
　第１の工程において、センサ基板１２のオンチップレンズ層２４に対して樹脂材料を塗布することで、図４の上から１段目に示すように、ガラスシール樹脂２２およびガラスシール樹脂３２を形成する。このとき、ガラス基板１３側のガラスシール樹脂３２は、センサ基板１２との接合面からガラス板材３１までの間隔に対して略半分の厚み（例えば、約25μｍ）となるように形成される。
　第２の工程において、ガラスシール樹脂３２の表面に対するベークを実施した後に、DSA（Directed Self Assembly：ブロック共重合体の自己組織化現象を利用したナノ構造）またはナノプリントを行う。これにより、図４の上から２段目に示すように、ガラスシール樹脂３２の表面に対して微細な凹形状５１のパターン（例えば、サイズが100ｎｍ以下の周期パターン）を形成する。
　第３の工程において、微細な凹形状５１のパターンをガラスシール樹脂３２に転写することで、図４の上から３段目に示すように、ガラスシール樹脂３２に空孔層４１となる微細空孔のパターンが形成される。
　第４の工程において、ガラスシール樹脂３２に対して酸化膜４２を成膜する。このとき、図４の上から４段目に示すように、酸化膜４２により空孔層４１を閉塞させることによって空孔層４１に空気が封入され、疑似低屈折率層３４が形成される。
　第５の工程において、酸化膜４２に対してガラスシール樹脂３３を塗布して、図４の上から４段目に示すように、ガラスシール樹脂３３によりガラス板材３１を接合させる。
　以上のような工程により、図１に示したように、疑似低屈折率層３４を備えた撮像素子チップ１１を製造することができる。従って、撮像素子チップ１１は、空孔層４１の微細な微細空孔に空気を封入することによって、疑似低屈折率層３４における屈折率を最大限に低下させることができる。
　＜疑似低屈折率層の形成領域＞
　図５を参照して、疑似低屈折率層３４の形成領域について説明する。図５には、平面的に見た複数個の撮像素子チップ１１（図５の例では、６個の撮像素子チップ１１－１乃至１１－６）が示されている。
　図４を参照して説明した製造工程は、撮像素子チップ１１を個片化する前の半導体ウェハに対して行われ、半導体ウェハには、複数個の撮像素子チップ１１が形成される。また、有効画素領域１４を囲う周辺領域１５を含む領域が、撮像素子チップ１１の製品となる領域であり、それぞれの撮像素子チップ１１の間にダイシングを行うためのスクライブが設けられている。
　そして、疑似低屈折率層３４は、撮像素子チップ１１どうしの間のスクライブ以外の領域、即ち、周辺領域１５よりも内側であって少なくとも有効画素領域１４の全面を覆う領域に形成される。または、疑似低屈折率層３４は、有効画素領域１４内にのみ形成されることが好ましい。例えば、撮像素子チップ１１を個片化する際に、仮に、疑似低屈折率層３４に対する加工が行われると、微細なダストなどが発生することが懸念される。そのため、図４の第２の工程では、そのような微細なダストの発生を回避するために、有効画素領域１４を疑似低屈折率層３４の形成領域として、DSAまたはナノプリントを行うことが好ましい。
　＜撮像素子チップの第２および第３の構成例＞
　図６を参照して、撮像素子チップ１１の第２および第３の構成例について説明する。なお、図６に示す撮像素子チップ１１Ａおよび１１Ｂにおいて、図１の撮像素子チップ１１と共通する構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　図６のＡには、第２の構成例である撮像素子チップ１１Ａの断面的な構成が示されており、図６のＢには、第３の構成例である撮像素子チップ１１Ｂの断面的な構成が示されている。
　図６のＡに示すように、撮像素子チップ１１Ａは、疑似低屈折率層３４Ａがガラス板材３１の下面に接するように配置された構造となっている。
　図６のＢに示すように、撮像素子チップ１１Ｂは、疑似低屈折率層３４Ｂが、センサ基板１２との接合面に接するように配置された構造となっている。
　このように、撮像素子チップ１１では、疑似低屈折率層３４の配置は、オンチップレンズ層２４の表面に成膜される低反射膜２５とガラス板材３１との間であれば、どこであってもよい。即ち、撮像素子チップ１１Ａの構成、または、撮像素子チップ１１Ｂの構成であっても、上述したようにリング状のフレアの発生を抑制することができる。
　＜電子機器の構成例＞
　上述したような撮像素子チップ１１は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像システム、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
　図７は、電子機器に搭載される撮像装置の構成例を示すブロック図である。
　図７に示すように、撮像装置１０１は、光学系１０２、撮像素子１０３、信号処理回路１０４、モニタ１０５、およびメモリ１０６を備えて構成され、静止画像および動画像を撮像可能である。
　光学系１０２は、１枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの像光（入射光）を撮像素子１０３に導き、撮像素子１０３の受光面（センサ部）に結像させる。
　撮像素子１０３としては、上述した撮像素子チップ１１が適用される。撮像素子１０３には、光学系１０２を介して受光面に結像される像に応じて、一定期間、電子が蓄積される。そして、撮像素子１０３に蓄積された電子に応じた信号が信号処理回路１０４に供給される。
　信号処理回路１０４は、撮像素子１０３から出力された画素信号に対して各種の信号処理を施す。信号処理回路１０４が信号処理を施すことにより得られた画像（画像データ）は、モニタ１０５に供給されて表示されたり、メモリ１０６に供給されて記憶（記録）されたりする。
　このように構成されている撮像装置１０１では、上述した撮像素子チップ１１を適用することで、例えば、リング状のフレアのない、より高画質な画像を撮像することができる。
　＜イメージセンサの使用例＞
　図８は、上述のイメージセンサ（撮像素子）を使用する使用例を示す図である。
　上述したイメージセンサは、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
　・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
　・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
　・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
　・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
　・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
　・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
　・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
　・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
　＜構成の組み合わせ例＞
　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　複数の画素が配置された画素領域が形成された半導体基板と、
　前記画素領域との間に空隙が設けられないように前記半導体基板に対して接合されるガラス板材と、
　前記画素ごとに配置されるオンチップレンズの表面に成膜される低反射膜と前記ガラス板材との間の樹脂層に配置され、前記ガラス板材よりも低屈折率な低屈折率層と
　を備える固体撮像素子。
（２）
　前記低屈折率層は、
　　前記低反射膜に積層するように、前記半導体基板を有するセンサ基板と前記ガラス板材を有するガラス基板との接合面から前記ガラス板材までの間隔未満の厚みの樹脂層を形成し、その樹脂層の表面に形成される、前記画素のピッチよりも小さな直径の複数の微細空孔からなる空孔層と、
　　複数の前記微細空孔を中空として閉塞するように成膜される膜と
　により形成される
　上記（１）に記載の固体撮像素子。
（３）
　前記低屈折率層は、前記ガラス板材よりも低屈折率な樹脂層により構成される
　上記（１）または（２）に記載の固体撮像素子。
（４）
　前記低屈折率層は、１０μｍから１５μｍの厚みで形成される
　上記（１）から（３）までのいずれかに記載の固体撮像素子。
（５）
　前記低屈折率層は、前記半導体基板を平面的に見たとき前記画素領域内にのみ形成される
　上記（１）から（４）までのいずれかに記載の固体撮像素子。
（６）
　前記低屈折率層は、前記ガラス板材に接するように配置される
　上記（１）から（５）までのいずれかに記載の固体撮像素子。
（７）
　前記低屈折率層は、前記半導体基板を有するセンサ基板と前記ガラス板材を有するガラス基板との接合面に接するように配置される
　上記（１）から（６）までのいずれかに記載の固体撮像素子。
（８）
　複数の画素が配置された画素領域が形成された半導体基板と、前記画素領域との間に空隙が設けられないように前記半導体基板に対して接合されるガラス板材と、前記画素ごとに配置されるオンチップレンズの表面に成膜される低反射膜と前記ガラス板材との間の樹脂層に配置され、前記ガラス板材よりも低屈折率な低屈折率層とを備える固体撮像素子の製造方法であって、
　前記低屈折率層を、
　　前記低反射膜に積層するように、前記半導体基板を有するセンサ基板と前記ガラス板材を有するガラス基板との接合面から前記ガラス板材までの間隔未満の厚みの樹脂層を形成し、その樹脂層の表面に、前記画素のピッチよりも小さな直径の複数の微細空孔からなる空孔層を形成することと
　　複数の前記微細空孔を中空として閉塞するように膜を成膜することと
　を含んで形成する製造方法。
（９）
　複数の画素が配置された画素領域が形成された半導体基板と、
　前記画素領域との間に空隙が設けられないように前記半導体基板に対して接合されるガラス板材と、
　前記画素ごとに配置されるオンチップレンズの表面に成膜される低反射膜と前記ガラス板材との間の樹脂層に配置され、前記ガラス板材よりも低屈折率な低屈折率層と
　を有する固体撮像素子を備える電子機器。
　なお、本実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。
　１１　撮像素子チップ，　１２　センサ基板，　１３　ガラス基板，　１４　有効画素領域，　１５　周辺領域，　２１　半導体基板，　２２　ガラスシール樹脂，　２３　カラーフィルタ層，　２４　オンチップレンズ層，　２５　低反射膜，　３１　ガラス板材，　３２　ガラスシール樹脂，　３３　ガラスシール樹脂，　３４　疑似低屈折率層，　４１　空孔層，　４２　酸化膜，　５１　微細な凹形状

Claims (9)

  1. 　複数の画素が配置された画素領域が形成された半導体基板と、
    　前記画素領域との間に空隙が設けられないように前記半導体基板に対して接合されるガラス板材と、
    　前記画素ごとに配置されるオンチップレンズの表面に成膜される低反射膜と前記ガラス板材との間の樹脂層に配置され、前記ガラス板材よりも低屈折率な低屈折率層と
    　を備える固体撮像素子。
  2. 　前記低屈折率層は、
    　　前記低反射膜に積層するように、前記半導体基板を有するセンサ基板と前記ガラス板材を有するガラス基板との接合面から前記ガラス板材までの間隔未満の厚みの樹脂層を形成し、その樹脂層の表面に形成される、前記画素のピッチよりも小さな直径の複数の微細空孔からなる空孔層と、
    　　複数の前記微細空孔を中空として閉塞するように成膜される膜と
    　により形成される
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
  3. 　前記低屈折率層は、前記ガラス板材よりも低屈折率な樹脂層により構成される
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
  4. 　前記低屈折率層は、１０μｍから１５μｍの厚みで形成される
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
  5. 　前記低屈折率層は、前記半導体基板を平面的に見たとき前記画素領域内にのみ形成される
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
  6. 　前記低屈折率層は、前記ガラス板材に接するように配置される
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
  7. 　前記低屈折率層は、前記半導体基板を有するセンサ基板と前記ガラス板材を有するガラス基板との接合面に接するように配置される
    　請求項１に記載の固体撮像素子。
  8. 　複数の画素が配置された画素領域が形成された半導体基板と、前記画素領域との間に空隙が設けられないように前記半導体基板に対して接合されるガラス板材と、前記画素ごとに配置されるオンチップレンズの表面に成膜される低反射膜と前記ガラス板材との間の樹脂層に配置され、前記ガラス板材よりも低屈折率な低屈折率層とを備える固体撮像素子の製造方法であって、
    　前記低屈折率層を、
    　　前記低反射膜に積層するように、前記半導体基板を有するセンサ基板と前記ガラス板材を有するガラス基板との接合面から前記ガラス板材までの間隔未満の厚みの樹脂層を形成し、その樹脂層の表面に、前記画素のピッチよりも小さな直径の複数の微細空孔からなる空孔層を形成することと
    　　複数の前記微細空孔を中空として閉塞するように膜を成膜することと
    　を含んで形成する製造方法。
  9. 　複数の画素が配置された画素領域が形成された半導体基板と、
    　前記画素領域との間に空隙が設けられないように前記半導体基板に対して接合されるガラス板材と、
    　前記画素ごとに配置されるオンチップレンズの表面に成膜される低反射膜と前記ガラス板材との間の樹脂層に配置され、前記ガラス板材よりも低屈折率な低屈折率層と
    　を有する固体撮像素子を備える電子機器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022009693A1 (ja) * 2020-07-09 2022-01-13 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
CN114270538A (zh) * 2019-08-23 2022-04-01 浜松光子学株式会社 光检测装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0722599A (ja) * 1993-07-02 1995-01-24 Sharp Corp 固体撮像装置およびその製造方法
JP2010040621A (ja) * 2008-08-01 2010-02-18 Toshiba Corp 固体撮像デバイス及びその製造方法
JP2016001681A (ja) * 2014-06-12 2016-01-07 ソニー株式会社 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法、及び、撮像装置
WO2017094537A1 (ja) * 2015-12-03 2017-06-08 ソニー株式会社 半導体チップ及び電子機器

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09227713A (ja) * 1996-02-20 1997-09-02 Fuji Photo Film Co Ltd 反射防止膜および画像表示装置
JP4264528B2 (ja) * 2002-06-10 2009-05-20 ソニー株式会社 マイクロレンズアレイの製造方法
KR100922669B1 (ko) * 2005-01-04 2009-10-19 가부시키가이샤 아이스퀘어리서치 고체촬상장치 및 그 제조방법
JP2008305972A (ja) * 2007-06-07 2008-12-18 Panasonic Corp 光学デバイス及びその製造方法、並びに、光学デバイスを用いたカメラモジュール及び該カメラモジュールを搭載した電子機器
JP5834386B2 (ja) * 2010-08-20 2015-12-24 ソニー株式会社 光学センサ、レンズモジュール、およびカメラモジュール
JP5736755B2 (ja) * 2010-12-09 2015-06-17 ソニー株式会社 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器
JP5703825B2 (ja) 2011-02-22 2015-04-22 ソニー株式会社 撮像装置およびカメラモジュール
JP5903796B2 (ja) * 2011-08-12 2016-04-13 ソニー株式会社 撮像装置およびカメラモジュール
JP2013143520A (ja) * 2012-01-12 2013-07-22 Sony Corp 撮像装置および撮像装置の製造方法
JP2013162492A (ja) * 2012-02-08 2013-08-19 Ricoh Co Ltd 撮像装置、撮像装置を備えた車両および位置調整方法
JP6076041B2 (ja) * 2012-11-01 2017-02-08 オリンパス株式会社 光学素子および光学素子の製造方法
TWI636557B (zh) * 2013-03-15 2018-09-21 新力股份有限公司 Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and electronic device
TWI612649B (zh) * 2013-03-18 2018-01-21 Sony Corp 半導體裝置及電子機器
JP6380843B2 (ja) * 2013-12-19 2018-08-29 株式会社リコー 物体検出装置及びこれを備えた移動体機器制御システム並びに物体検出用プログラム
JP6385117B2 (ja) * 2014-04-11 2018-09-05 キヤノン株式会社 光学素子及びそれを有する光学系
JP6673839B2 (ja) * 2014-10-01 2020-03-25 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子および製造方法、並びに電子機器
KR20170073910A (ko) * 2015-12-21 2017-06-29 에스케이하이닉스 주식회사 라이트 필드 이미징 장치 및 그 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0722599A (ja) * 1993-07-02 1995-01-24 Sharp Corp 固体撮像装置およびその製造方法
JP2010040621A (ja) * 2008-08-01 2010-02-18 Toshiba Corp 固体撮像デバイス及びその製造方法
JP2016001681A (ja) * 2014-06-12 2016-01-07 ソニー株式会社 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法、及び、撮像装置
WO2017094537A1 (ja) * 2015-12-03 2017-06-08 ソニー株式会社 半導体チップ及び電子機器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114270538A (zh) * 2019-08-23 2022-04-01 浜松光子学株式会社 光检测装置
EP4020601A4 (en) * 2019-08-23 2023-09-20 Hamamatsu Photonics K.K. LIGHT DETECTION DEVICE
CN114270538B (zh) * 2019-08-23 2024-05-28 浜松光子学株式会社 光检测装置
WO2022009693A1 (ja) * 2020-07-09 2022-01-13 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置およびその製造方法

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