專利名稱：固體拍攝元件的制作方法
固體拍攝元件
本申請(qǐng)以2011年9月2日申請(qǐng)的、在先的日本國(guó)專利申請(qǐng)第2011-191903號(hào)的優(yōu)先權(quán)利益為基礎(chǔ)，并且，要求該利益，在先申請(qǐng)的內(nèi)容整體通過(guò)引用包含于本申請(qǐng)。技術(shù)領(lǐng)域
這里說(shuō)明的實(shí)施方式(多個(gè)形式)全部涉及固體拍攝元件。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，固體拍攝元件的應(yīng)用范圍正擴(kuò)展到數(shù)字式相機(jī)、移動(dòng)電話等各種移動(dòng)終端、監(jiān)視照相機(jī)、經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)的對(duì)話用網(wǎng)絡(luò)照相機(jī)等廣泛的范圍。
在這種固體拍攝元件中，存在利用使用了無(wú)機(jī)材料的光學(xué)濾色器(7 *卜二 〃 ^ 濾色器)的情況。
這里，如果采用利用了光學(xué)濾色器(以下，簡(jiǎn)單地稱為濾色器)的固體拍攝元件，則能夠應(yīng)對(duì)像素的微細(xì)化及厚度薄化(低背化)。
但是，入射的光的角度變大時(shí)，存在彩色邊紋(色f Λ)變大等問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施方式提供能夠謀求彩色邊紋的抑制的固體拍攝元件。
實(shí)施方式所涉及的固體拍攝元件具有基板，設(shè)置有多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部；以及濾色器，分別設(shè)置于所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部，使特定的波長(zhǎng)頻帶的光選擇性地透過(guò)。并且，所述濾色器具有層疊構(gòu)造部，層疊有折射率不同的層；以及周期構(gòu)造部，根據(jù)所述特定的波長(zhǎng)頻帶及光的入射角度，以不同的周期，設(shè)置有多個(gè)要素。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠謀求彩色邊紋的抑制。


圖I是用于例示實(shí)施方式所涉及的固體拍攝元件的模式剖視圖。
圖2A至2C是用于例示周期構(gòu)造部的模式立體圖。圖2A表示周期構(gòu)造部具有點(diǎn)狀的多個(gè)要素的情況，圖2B是表示周期構(gòu)造部具有孔狀的多個(gè)要素的情況，圖2C是表示周期構(gòu)造部具有條紋狀(筋狀)的多個(gè)要素的情況。
圖3A至3C是用于例示光的入射角度對(duì)濾色器的特性帶來(lái)的影響的模式曲線圖。 圖3A表示藍(lán)色光帶的光的情況，圖3B表示綠色光帶的光的情況，圖3C表示紅色光帶的光的情況。
圖4是用于例示根據(jù)基板的區(qū)域使周期構(gòu)造部中的多個(gè)要素具有的周期性發(fā)生變化的情況的模式圖。
圖5至圖5C是用于例示根據(jù)基板的區(qū)域使周期構(gòu)造部中的多個(gè)要素具有的周期性發(fā)生變化的效果的模式曲線圖。圖5A表示藍(lán)色光帶的光的情況，圖5B表示綠色光帶的光的情況，圖5C表不紅色光帶的光的情況。
圖6A及圖6B是用于例示光的入射方向與周期性的關(guān)系的模式圖。圖6A表示條紋狀的多個(gè)要素的配設(shè)方向與入射光在相對(duì)于基板的主面平行的方向上的成分的方向變?yōu)槠叫械那闆r。圖6B表示條紋狀的多個(gè)要素的配設(shè)方向與入射光的相對(duì)于基板的主面平行的方向上的成分的方向正交的情況。
圖7是用于例示圖6B所例示的情況的效果的模式曲線圖。
圖8是用于例示條紋狀的多個(gè)要素的配設(shè)形態(tài)的模式圖。
圖9是用于例示條紋狀的多個(gè)要素的其他配設(shè)形態(tài)的模式圖。
圖10是用于例示條紋狀的多個(gè)要素的其他配設(shè)形態(tài)的模式圖。
圖11是用于例示條紋狀的多個(gè)要素的其他配設(shè)形態(tài)的模式圖。
圖12是用于例示其他實(shí)施方式所涉及的固體拍攝元件的模式剖視圖。
圖13是用于例示其他實(shí)施方式所涉及的固體拍攝元件的模式剖視圖。
圖14是用于例示其他實(shí)施方式所涉及的固體拍攝元件的模式剖視圖。
具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行例示。此外，在各附圖中，對(duì)同樣的構(gòu)成要素標(biāo)注同一符號(hào)，并適當(dāng)?shù)厥÷栽敿?xì)的說(shuō)明。
另夕卜，圖中所不的X方向、Y方向、Z方向表不互相正交的方向。X方向、Y方向表不相對(duì)于基板10的主面平行的方向，Z方向表不相對(duì)于基板10的主面垂直的方向(層疊方向)。
另外，將從相對(duì)于基板10的主面垂直的方向觀看時(shí)稱為俯視。
圖I是用于例示實(shí)施方式所涉及的固體拍攝元件的模式剖視圖。
如圖I所示，在固體拍攝元件I上，設(shè)置有基板10、布線部13、濾色器20B、20G、20R 以及微型透鏡51。
基板10例如能夠采用硅基板。基板10具有像素區(qū)域和在像素區(qū)域周邊形成的未圖不的外圍電路區(qū)域。
此外，圖I表示像素區(qū)域中的一個(gè)像素的剖面。
基板10上設(shè)置有多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部。
即，在基板10的像素區(qū)域，設(shè)置有光電二極管11B、11G、11R作為光電轉(zhuǎn)換部。在從光的入射方向觀看基板10的表面時(shí)，多個(gè)光電二極管11B、多個(gè)光電二極管IlG和多個(gè)光電二極管IlR能夠二維排列成矩陣狀(網(wǎng)格狀、蜂窩狀等)。光電二極管11B、11G、11R的俯視形狀例如能夠?yàn)檎叫?。光電二極管11B、IlGUlR能夠?yàn)榫哂衟n結(jié)的光電二極管。
例如，光電二極管11B、11G、11R這一組對(duì)應(yīng)一個(gè)像素。由于后述的濾色器20B、 20G、20R的作用，光電二極管I IB、11G、I IR接受的光的波長(zhǎng)頻帶不同。例如，光電二極管IIB 接受藍(lán)色光帶的光，光電二極管IlG接受綠色光帶的光，光電二極管IlR接受紅色光帶的光。
在基板10的未圖示的外圍電路區(qū)域，設(shè)置有信號(hào)處理電路、構(gòu)成驅(qū)動(dòng)控制電路等的晶體管。信號(hào)處理電路對(duì)由光電二極管11B、11G、11R光電轉(zhuǎn)換后輸出的電信號(hào)(像素信號(hào))進(jìn)行處理。驅(qū)動(dòng)控制電路進(jìn)行光電二極管11B、11G、11R的驅(qū)動(dòng)的控制。
在基板10之上，設(shè)置有布線部13。布線部13具有布線14和層間絕緣膜15。布線14設(shè)置有多層(在圖I中為兩層，但不限于此)。此外，布線14也可以為單層。層間絕緣膜15設(shè)置于布線14與布線14之間、基板10與最下層的布線14之間及最上層的布線14 與濾色器20B、20G、20R之間。
布線14將光電二極管11B、11G、11R和外圍電路電連接。作為布線14的材料，例如能夠使用銅(Cu)、鈦(Ti)、鑰(Mo)、鎢(W)等高熔點(diǎn)金屬、或者TiSi, MoSi, WSi等高熔點(diǎn)金屬的硅化物。作為層間絕緣膜15的材料，例如能夠使用氧化硅(Si02)。
此外，布線14包含金屬材料等，并成為遮光體，所以未設(shè)置于遮擋光向光電二極管11B、11G、IlR的受光區(qū)域的入射的位置。另外，在布線部13內(nèi)，也可以設(shè)置布線14以外的遮光膜、針對(duì)未圖示的電荷轉(zhuǎn)送部的轉(zhuǎn)送(転送)電極。
在布線部13之上，設(shè)置有濾色器20B、20G、20R。濾色器20B設(shè)置于光電二極管IlB 的上方，使特定的波長(zhǎng)頻帶(藍(lán)色光帶)的光向光電二極管IlB透過(guò)。濾色器20G設(shè)置于光電二極管IlG的上方，使特定的波長(zhǎng)頻帶(綠色光帶)的光向光電二極管IlG透過(guò)。濾色器 20R設(shè)置于光電二極管IlR的上方，使特定的波長(zhǎng)頻帶(紅色光帶)的光向光電二極管IlR 透過(guò)。
S卩，濾色器20B、20G、20R分別設(shè)置于多個(gè)光電二極管11B、11G、IlR中的每個(gè)光電二極管，使特定的波長(zhǎng)頻帶的光選擇性地透過(guò)。
在濾色器20B、20G、20R之上，設(shè)置有層間膜41。濾色器20B、20G、20R的厚度不同，所以通過(guò)設(shè)置層間膜41來(lái)實(shí)現(xiàn)在上表面不形成臺(tái)階(段差)。層間膜41的上表面成為平坦面，其上設(shè)置有微型透鏡51。
微型透鏡51設(shè)置于濾色器20B、20G、20R中的每個(gè)濾色器。
微型透鏡51例如能夠采用凸透鏡，能夠?qū)崿F(xiàn)入射光由微型透鏡51聚光。由微型透鏡51聚光后的入射光由濾色器20B、20G、20R分光，并射入二極管11B、11G、11R。
射入到光電二極管11B、11G、11R的光被光電轉(zhuǎn)換。由該光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電信號(hào) (像素信號(hào))通過(guò)布線14等發(fā)送到未圖示的外圍電路。
接著，進(jìn)一步例示濾色器20B、20G、20R。
濾色器20B、20G、20R具有層疊構(gòu)造部21B、21G、21R，層疊有折射率不同的層；以及周期構(gòu)造部31B、31G、31R，根據(jù)特定的波長(zhǎng)頻帶及光的入射角度，以不同的周期，設(shè)置多個(gè)要素。
濾色器20B具有層疊構(gòu)造部21B和周期構(gòu)造部31B。濾色器20G具有層疊構(gòu)造部 21G和周期構(gòu)造部31G。濾色器20R具有層疊構(gòu)造部21R和周期構(gòu)造部31R。
周期構(gòu)造部31B設(shè)置于光電二極管IlB上方的布線部13上。周期構(gòu)造部31G設(shè)置于光電二極管IlG上方的布線部13上。周期構(gòu)造部31R設(shè)置于光電二極管IlR上方的布線部13上。
層疊構(gòu)造部21B設(shè)置于周期構(gòu)造部31B上。層疊構(gòu)造部21G設(shè)置于周期構(gòu)造部 31G上。層疊構(gòu)造部21R設(shè)置于周期構(gòu)造部31R上。
層疊構(gòu)造部21B、21G、21R具有上部反射鏡層24和下部反射鏡層25。上部反射鏡層24和下部反射鏡層25，具有在層疊方向上對(duì)稱的構(gòu)造。
上部反射鏡層24及下部反射鏡層25具有折射率相對(duì)性地不同的第一層26和第二層27這種層疊構(gòu)造。第一層26與第二層27相比，折射率變高。第一層26和第二層27的層疊數(shù)，能夠?yàn)槿我獾臄?shù)。
在上部反射鏡層24與下部反射鏡層25之間，設(shè)置有控制層28。針對(duì)每個(gè)透過(guò)波長(zhǎng)，控制層28的厚度不同或者折射率不同。另外，如圖I中的濾色器20B，在控制層28的厚度為零時(shí)即在未設(shè)置有控制層28時(shí)，包括與上部反射鏡層24與下部反射鏡層25的邊界鄰接的第一層26的層疊體作為控制層發(fā)揮功能。
上部反射鏡層24和下部反射鏡層25分別作為使反射面互相相對(duì)的電介體多層膜反射鏡發(fā)揮功能。第一層26及第二層27的膜厚D能夠由以下的算式(I)規(guī)定。
D = λ / (4Χη) · · · (I)
這里，D是第一層26或第二層27的膜厚。λ例如是可視區(qū)域的中心波長(zhǎng)(例如 550nm)，η是第一層26或第二層27的折射率。此外，為了最優(yōu)化透過(guò)特性，各層的膜厚可以為與由算式(I)求出的值不同的值。
控制層28設(shè)置于上部反射鏡層24與下部反射鏡層25之間。通過(guò)恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)控制層28的厚度和折射率，能夠僅使在上部反射鏡層24及下部反射鏡層25的反射面處多重反射后的光中的、特定的波長(zhǎng)透過(guò)。S卩，在層疊構(gòu)造部21B、21G、21R上，能夠基于與法布里-拍羅(Fabry-Perot)干涉計(jì)相同的原理規(guī)定透過(guò)波長(zhǎng)。
第一層26、第二層27及控制層28能夠以無(wú)機(jī)材料形成。第一層26、第二層27及控制層28的材料例如能夠?yàn)檠趸?Ti02)、氧化硅(Si02)、氮化硅(SiN)、硅(Si)、多晶娃，無(wú)定形娃等。
周期構(gòu)造部31B、31G、31R具有后述的多個(gè)要素、以及折射率比要素低的基底層 30。多個(gè)要素設(shè)置于基底層30中。
基底層30和要素可以由無(wú)機(jī)材料形成?；讓?0及要素的材料例如可以為硅 (Si)、多晶硅、氧化硅(SiO2)等。
圖2A至2C是用于例示周期構(gòu)造部的模式立體圖。
圖2A是周期構(gòu)造部具有點(diǎn)狀的多個(gè)要素的情況，圖2B是周期構(gòu)造部具有孔狀的多個(gè)要素的情況，圖2C是周期構(gòu)造部具有條紋狀(筋狀)的多個(gè)要素的情況。
如圖2A所示，周期構(gòu)造部311能夠?yàn)榫哂悬c(diǎn)狀的多個(gè)要素的周期構(gòu)造部。在此情況下，周期構(gòu)造部311能夠?yàn)橹芷谛缘嘏渲糜袌A柱狀的多個(gè)要素31a的周期構(gòu)造部。周期性地配置有圓柱狀的多個(gè)要素31a的周期構(gòu)造部311與前述的周期構(gòu)造部31B、31G、31R對(duì)應(yīng)。
如圖2B所示，周期構(gòu)造部312能夠?yàn)榫哂锌谞畹亩鄠€(gè)要素的。在此情況下，周期構(gòu)造部312能夠?yàn)橹芷谛缘嘏渲糜锌谞畹亩鄠€(gè)要素31B的周期構(gòu)造部。周期性地配置有孔狀的多個(gè)要素31B的周期構(gòu)造部312與前述的周期構(gòu)造部31B、31G、31R對(duì)應(yīng)?？谞畹亩鄠€(gè)要素31B的內(nèi)部能夠埋入有基底層30。
如圖2C所示，周期構(gòu)造部313能夠?yàn)榫哂袟l紋狀的多個(gè)要素的周期構(gòu)造部。在此情況下，周期構(gòu)造部313能夠?yàn)橹芷谛缘嘏渲脳l紋狀的多個(gè)要素31c的周期構(gòu)造部。周期性地配置有條紋狀的多個(gè)要素31c的周期構(gòu)造部313與前述的周期構(gòu)造部31B、31G、31R對(duì)應(yīng)。
另外，在周期構(gòu)造部31B、31G、31R上設(shè)置的多個(gè)要素針對(duì)每個(gè)透過(guò)波長(zhǎng)具有特定的周期性。即，在周期構(gòu)造部31B、31G、31R，根據(jù)特定的波長(zhǎng)頻帶，以不同的周期，設(shè)置有多個(gè)要素。
在此情況下，通過(guò)恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)周期構(gòu)造部31B、31G、31R中的多個(gè)要素的周期，能夠使特定的波長(zhǎng)頻帶以外的光(不想導(dǎo)入光電二極管的波長(zhǎng)頻帶的光)反射及吸收。
例如，周期構(gòu)造部31B實(shí)現(xiàn)了綠色光帶和紅色光帶的光的反射率及吸收率變高。 周期構(gòu)造部31G實(shí)現(xiàn)了藍(lán)色光帶和紅色光帶的光的反射率及吸收率變高。周期構(gòu)造部31R 實(shí)現(xiàn)了藍(lán)色光帶和綠色光帶的光的反射率及吸收率變高。
由于層疊構(gòu)造部21B、21G、21R和周期構(gòu)造部31B、31G、31R協(xié)同作用的效果，能夠以濾色器20B、20G、20R的透過(guò)光譜成為期望的特性的方式進(jìn)行控制。
然而，根據(jù)本發(fā)明者們獲得的知識(shí)，判明了 射入的光的角度發(fā)生變化時(shí)，濾色器 20B、20G、20R的透過(guò)光譜發(fā)生變化。
圖3A至3C是用于例示光的入射角度Θ對(duì)濾色器的特性帶來(lái)的影響的模式曲線圖。此外，圖3A是藍(lán)色光帶的光的情況，圖3B是綠色光帶的光的情況，圖3C是紅色光帶的光的情況。
另外，“BO、GO、R0”是入射角度Θ為O。的情況，“BIO、G10、R10”是入射角度Θ 為10。的情況，“B20、G20、R20”是入射角度Θ為20。的情況，“B30、G30、R30”是入射角度 Θ為30。的情況，“B40、G40、R40”是入射角度Θ為40。的情況。
此外，入射角度Θ是相對(duì)于基板10的主面垂直的方向(Z方向)與入射光的方向所成的角度。例如，入射角度Θ為O。的情況，是光從相對(duì)于基板10的主面垂直的方向射入的情況。
另外，透過(guò)率是進(jìn)行利用了 RCWA (Rigorous Coupled Wave Analysis :嚴(yán)格f禹合波分析)法的仿真而求出的。
如圖3A至3C所示，光的入射角度Θ變化時(shí)，透過(guò)率達(dá)到最大的波長(zhǎng)發(fā)生變化。 即，光的入射角度Θ變化時(shí)，產(chǎn)生彩色邊紋。另外，入射角度Θ變得越大，該情況變得越顯著。
為此，在周期構(gòu)造部31B、31G、31R，根據(jù)光的入射角度，以不同的周期，設(shè)置有多個(gè)要素。
例如，射入基板10周緣側(cè)區(qū)域(相當(dāng)于第二區(qū)域的一例)光的入射角度比射入基板 10中心側(cè)區(qū)域(相當(dāng)于第一區(qū)域的一例)的光的入射角度大。為此，在基板10中心側(cè)區(qū)域的上方設(shè)置的周期構(gòu)造部31B、31G、31R的多個(gè)要素具有的周期性與在基板10周緣側(cè)區(qū)域的上方設(shè)置的周期構(gòu)造部31B、31G、31R的多個(gè)要素具有的周期性不同。
在此情況下，在光的入射角度比基板10中心側(cè)區(qū)域大的基板10周緣側(cè)區(qū)域的上方設(shè)置的多個(gè)要素具有的周期比在基板10中心側(cè)區(qū)域的上方設(shè)置的多個(gè)要素具有的周期短。
圖4是用于例示根據(jù)基板的區(qū)域使周期構(gòu)造部中的多個(gè)要素具有的周期性發(fā)生變化的情況的模式圖。此外，周期構(gòu)造部具有點(diǎn)狀的多個(gè)要素。
如圖4所示，在基板10中心側(cè)區(qū)域的上方設(shè)置的周期構(gòu)造部311上，周期性地配置有圓柱狀的多個(gè)要素31a。在基板10周緣側(cè)區(qū)域的上方設(shè)置的周期構(gòu)造部311a上，周期性地配置有圓柱狀的多個(gè)要素31al。
并且，多個(gè)要素31a與多個(gè)要素31al，為周期不同的要素。
例如，多個(gè)要素31al的配設(shè)間距尺寸Pl比多個(gè)要素31a的配設(shè)間距尺寸P要短。 另外,多個(gè)要素31al的大小比多個(gè)要素31a的大小要小。
例如，多個(gè)要素31a的配設(shè)間距尺寸P能夠設(shè)為在濾色器20B中為 O. 17±0· 2μπι，在濾色器20G中為O. 25±0· 2 μ m，在濾色器20R中為大于等于O. 15 μ m并且小于等于O. 35 μ m。
并且，多個(gè)要素31al的配設(shè)間距尺寸Pl能夠滿足以下的算式(2)。
Pl = P · cos Θ · · · (2)
這里，Pl是多個(gè)要素31al的配設(shè)間距尺寸，P是多個(gè)要素31a的配設(shè)間距尺寸， Θ是光的入射角度。
此外，作為一例，例示了周期構(gòu)造部具有多個(gè)要素31a的情況(具有點(diǎn)狀的多個(gè)要素的情況)，但算式(2)也能夠適用于周期構(gòu)造部具有條紋狀的多個(gè)要素31c的情況以及具有孔狀的多個(gè)要素31b的情況。
圖5A至5C是用于例示根據(jù)基板的區(qū)域使周期構(gòu)造部中的多個(gè)要素具有的周期性發(fā)生變化的效果的模式曲線圖。即，是用于例示圖4所例示的情況的效果的模式曲線圖。此外，圖5A是藍(lán)色光帶的光的情況，圖5B是綠色光帶的光的情況，圖5C是紅色光帶的光的情況。
另外，“B0、G0、R0”是入射角度Θ為O。的情況，“B10、G10、R10是入射角度Θ為 10。的情況，“B20、G20、R20”是入射角度Θ為20。的情況，“B30、G30、R30”是入射角度Θ 為30。的情況，“B40、G40、R40”是入射角度Θ為40。的情況。
此外，入射角度Θ是相對(duì)于基板10的主面垂直的方向(Z方向)與入射光的方向所成的角度。例如，入射角度Θ為O。的情況是光從相對(duì)于基板10的主面垂直的方向射入的情況。
另外，透過(guò)率是進(jìn)行利用了 RCWA法的仿真而求出的。
如圖5A至5C所示，能夠通過(guò)光的入射角度Θ發(fā)生變化來(lái)抑制透過(guò)率達(dá)到最大的波長(zhǎng)發(fā)生變化。即，能夠通過(guò)光的入射角度Θ發(fā)生變化來(lái)抑制彩色邊紋產(chǎn)生。
這里，在周期構(gòu)造部313為周期性地配置有條紋狀的多個(gè)要素31c的周期構(gòu)造部時(shí)，根據(jù)光的入射方向，周期性不同。
圖6A至6B是用于例示光的入射方向與周期性的關(guān)系的模式圖。
此外，圖6A是條紋狀的多個(gè)要素31c的配設(shè)方向Sb與入射光L在相對(duì)于基板10 的主面平行的方向上的成分Lxy的方向平行的情況。即，入射光L的成分Lxy的方向與條紋狀的多個(gè)要素31c延伸的方向正交的情況。
圖6B是條紋狀的多個(gè)要素31c的配設(shè)方向Sa與入射光L在相對(duì)于基板10的主面平行的方向上的成分Lxy的方向正交的情況。即，入射光L的成分Lxy的方向與條紋狀的多個(gè)要素31c延伸的方向平行的情況。
在圖6A所例示的情況下，相對(duì)于入射光L的成分Lxy的方向，周期構(gòu)造部313具有周期性。在此情況下，入射光L的入射角度Θ發(fā)生變化時(shí)，成分Lxy的大小發(fā)生變化。為此，在圖6A所例示的情況下，共振效應(yīng)(共鳴効果)根據(jù)入射角度Θ而變化，因此可能會(huì)降低彩色邊紋的抑制效果。
另一方面，在圖6B所例示的情況下，相對(duì)于入射光L的成分Lxy的方向，周期構(gòu)造部313不具有周期性。在此情況下，在入射光L的入射角度Θ發(fā)生變化時(shí)，成分Lxy的大小發(fā)生變化。但是，相對(duì)于入射光L的成分Lxy的方向，周期構(gòu)造部313不具有周期性，因此即使成分Lxy的大小發(fā)生變化，共振效應(yīng)也不會(huì)發(fā)生變化。為此，在圖6B所例示的情況下，即使入射角度Θ發(fā)生變化，降低彩色邊紋的抑制效果的可能性也低。
圖7是用于例示圖6B所例示的情況的效果的模式曲線圖。
此外，圖7是綠色光帶的光的情況，GO是入射角度Θ為O。的情況，GlO是入射角度Θ為10°的情況，G20是入射角度Θ為20°的情況，G30是入射角度Θ為30°的情況。
入射角度Θ是相對(duì)于基板10的主面垂直的方向(Z方向)與入射光的方向所成的角度。例如，入射角度Θ為O。的情況是光從相對(duì)于基板10的主面垂直的方向射入的情況。
另外，透過(guò)率是進(jìn)行利用了 RCWA法的仿真而求出的。
如圖7所示，與圖5B所例示的情況相比，能夠通過(guò)光的入射角度Θ發(fā)生變化來(lái)進(jìn)一步抑制透過(guò)率達(dá)到最大的波長(zhǎng)發(fā)生變化。即，與圖5B所例示的情況相比，能夠通過(guò)光的入射角度Θ發(fā)生變化來(lái)進(jìn)一步抑制彩色邊紋產(chǎn)生。
在此情況下，為了實(shí)現(xiàn)周期構(gòu)造部313相對(duì)于入射光L的成分Lxy的方向不具有周期性，只要采用如下配置即可在俯視時(shí)，條紋狀的多個(gè)要素31c從基板10的中心側(cè)向基板10的周緣側(cè)延伸。
圖8是用于例示條紋狀的多個(gè)要素31c的配設(shè)形態(tài)的模式圖。
如圖8所示，如果采用在俯視時(shí)條紋狀的多個(gè)要素31c從基板10的中心側(cè)向基板 10的周緣側(cè)延伸這種配置，則能夠?qū)崿F(xiàn)周期構(gòu)造部313相對(duì)于入射光L的成分Lxy的方向不具有周期性。為此，能夠通過(guò)光的入射角度Θ發(fā)生變化來(lái)進(jìn)一步抑制彩色邊紋產(chǎn)生。
圖9 圖11是用于例示條紋狀的多個(gè)要素31c的其他配設(shè)形態(tài)的模式圖。
圖9 圖11是用于例示將設(shè)置有濾色器20B、20G、20R的區(qū)域60分割并在分割后的每個(gè)區(qū)域設(shè)置恰當(dāng)?shù)闹芷跇?gòu)造部的情況的模式圖。
此外，圖9 圖11是以濾色器20B、20G、20R成為拜耳(Bayer)陣列的方式排列的情況。
圖9是將設(shè)置有濾色器20B、20G、20R的區(qū)域60九分割的情況。
如前所述，濾色器20B、20G、20R的周期構(gòu)造部31B、31G、31R上設(shè)置的條紋狀的多個(gè)要素31c以針對(duì)每個(gè)透過(guò)波長(zhǎng)具有特定的周期性的方式設(shè)置。
如果采用設(shè)置針對(duì)每個(gè)透過(guò)波長(zhǎng)具有特定的周期性的多個(gè)要素31c，則能夠使特定的波長(zhǎng)頻帶以外的光反射及吸收，所以能夠?qū)⑻囟ǖ牟ㄩL(zhǎng)頻帶的光導(dǎo)入光電二極管。
另外，在區(qū)域60a、60b、60c、60d，離區(qū)域60的周緣越近，條紋狀的多個(gè)要素31c及點(diǎn)狀的多個(gè)要素31d的配設(shè)間距尺寸變得越短。
如果使得離區(qū)域60的周緣越近，多個(gè)要素31c的配設(shè)間距尺寸及多個(gè)要素31d的配設(shè)間距尺寸越短,則即使光的入射角度Θ變大，也能夠抑制彩色邊紋變大。
另外，在本實(shí)施方式中，通過(guò)采用如以下的結(jié)構(gòu)，來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步抑制彩色邊紋變大。
在成為區(qū)域60周緣側(cè)區(qū)域的區(qū)域60a、60b、60c，為如下配置在俯視時(shí)，條紋狀的多個(gè)要素31c從區(qū)域60 (基板10)的中心側(cè)向區(qū)域60 (基板10)的周緣側(cè)延伸。例如，在10區(qū)域60a、60c中，為如下配置條紋狀的多個(gè)要素31c在與區(qū)域60的緣垂直的方向上延伸。 另外，在區(qū)域60b中，為條紋狀的多個(gè)要素31c在與區(qū)域60的對(duì)角線平行的方向延伸這種配置。
如果采用多個(gè)要素31c從區(qū)域60的中心側(cè)向區(qū)域60的周緣側(cè)延伸的這種配置， 則能夠使周期構(gòu)造部相對(duì)于入射光L的成分Lxy的方向具有的周期性變小。為此，能夠通過(guò)光的入射角度Θ發(fā)生變化來(lái)進(jìn)一步抑制彩色邊紋產(chǎn)生。
另外，在成為區(qū)域60 (基板10)中心側(cè)區(qū)域的區(qū)域60d，設(shè)置有點(diǎn)狀的多個(gè)要素 31d。在此情況下，在區(qū)域60d，也能夠采用條紋狀的多個(gè)要素31c從區(qū)域60的中心側(cè)向區(qū)域60的周緣側(cè)延伸這種配置。
這里，如果要在成為中心側(cè)區(qū)域的區(qū)域60d設(shè)置條紋狀的多個(gè)要素31c，則周期構(gòu)造部31B、31G、31R的制造變得困難。另一方面，如果要在區(qū)域60d設(shè)置點(diǎn)狀的多個(gè)要素31d， 則能夠使周期構(gòu)造部31B、31G、31R的制造變得容易。
為此，在本實(shí)施方式中，為了使周期構(gòu)造部31B、31G、31R的制造變得容易，在區(qū)域 60d設(shè)置點(diǎn)狀的多個(gè)要素31d。
圖10是將設(shè)置有濾色器20B、20G、20R的區(qū)域60四分割的情況。圖10是通過(guò)區(qū)域60的對(duì)角線601進(jìn)行四分割的情況。
與在圖9中的例示同樣地，濾色器20B、20G、20R的周期構(gòu)造部31B、31G、31R中設(shè)置的條紋狀的多個(gè)要素31c以針對(duì)每個(gè)透過(guò)波長(zhǎng)具有特定的周期性的方式設(shè)置。
另外，在區(qū)域60al、60cl中，離區(qū)域60的周緣越近，多個(gè)要素31c的配設(shè)間距尺寸變得越短。
并且，在本實(shí)施方式中，也為如下配置在區(qū)域60al、60cl中，在俯視時(shí)，條紋狀的多個(gè)要素31c從區(qū)域60 (基板10)的中心側(cè)向區(qū)域60 (基板10)的周緣側(cè)延伸。例如，在區(qū)域60al、60cl中，為條紋狀的多個(gè)要素31c在與區(qū)域60的緣垂直的方向延伸這種配置。
在此情況下，在對(duì)角線601的附近，能夠采用與圖9所例示的區(qū)域60b同樣的多個(gè)要素31c的配置。
這里，如果使對(duì)角線601的附近成為與區(qū)域60b同樣的多個(gè)要素31c的配置，則周期構(gòu)造部31B、31G、31R的制造變難。另一方面，如果使多個(gè)要素31c的配置在區(qū)域60al、 60cl中的每個(gè)區(qū)域都相同，則能夠使周期構(gòu)造部31B、31G、31R的制造變得容易。
為此，在本實(shí)施方式中，為了使周期構(gòu)造部31B、31G、31R的制造變得容易，使多個(gè)要素31c的配置在區(qū)域60al、60cl中的每個(gè)區(qū)域都相同。
圖11是將設(shè)置有濾色器20B、20G、20R的區(qū)域60八分割的情況。
與圖9所例示的情況同樣地，在濾色器20B、20G、20R的周期構(gòu)造部31B、31G、31R 設(shè)置的條紋狀的多個(gè)要素31c以針對(duì)每個(gè)透過(guò)波長(zhǎng)具有特定的周期性的方式設(shè)置。
另外，在區(qū)域60a2、60b2、60c2中，離區(qū)域60的周緣越近，多個(gè)要素31c的配設(shè)間距尺寸越短。
并且，在本實(shí)施方式中，也為如下配置在區(qū)域60a2、60b2、60c2中，在俯視時(shí)，條紋狀的多個(gè)要素31c從區(qū)域60 (基板10)的中心側(cè)向區(qū)域60 (基板10)的周緣側(cè)延伸。例如，在區(qū)域60a2、60c2中，為條紋狀的多個(gè)要素31c在與區(qū)域60的緣垂直的方向延伸這種配置。另外，在區(qū)域60b2中，為條紋狀的多個(gè)要素31c在與區(qū)域60的對(duì)角線平行的方向上延伸這種配置。
這里，較為理想的是，采用條紋狀的多個(gè)要素31c在俯視時(shí)從區(qū)域60 (基板10)的中心放射狀地延伸的配置。
但是，如果采用在俯視時(shí)條紋狀的多個(gè)要素31c從區(qū)域60的中心放射狀地延伸這種配置，則周期構(gòu)造部31B、31G、31R的制造變難。另一方面，如圖9 圖11所例示的情況， 如果多個(gè)要素31c的配置采用分割后的每個(gè)區(qū)域具有相同形態(tài)，則能夠使周期構(gòu)造部31B、 31G、31R的制造變得容易。
在此情況下，如果成為在俯視時(shí)，條紋狀的多個(gè)要素31c即使在與放射方向交差的方向延伸也從區(qū)域60 (基板10)的中心側(cè)向區(qū)域60 (基板10)的周緣側(cè)延伸，則能夠使周期構(gòu)造部相對(duì)于入射光L的成分Lxy的方向具有的周期性變小。為此，能夠通過(guò)光的入射角度Θ發(fā)生變化來(lái)抑制彩色邊紋產(chǎn)生。
圖12 圖14是用于例示其他實(shí)施方式所涉及的固體拍攝元件的模式剖視圖。
也可以如圖12所示，在基板10之上設(shè)置濾色器20B、20G、20R，在濾色器20B、20G、 20R之上設(shè)置布線層13。在此情況下，微型透鏡51設(shè)置于布線層13之上。濾色器20B、20G、 20R中的周期構(gòu)造部31B、31G、31R設(shè)置于基板10之上，其周期構(gòu)造部31B、31G、31R之上設(shè)置層疊構(gòu)造部21B、21G、21R。
另外，也可以如圖13所示，在基板10之上設(shè)置周期構(gòu)造部31B、31G、31R，在周期構(gòu)造部31B、31G、31R之上設(shè)置布線層13。在此情況下，在布線層13之上設(shè)置層疊構(gòu)造部 21B、21G、21R。微型透鏡51設(shè)置于層疊構(gòu)造部21B、21G、21R上。
另外，也可以采用如圖14所示那樣的、所謂的背面照射式的構(gòu)造。也可以在基板10之上設(shè)置周期構(gòu)造部31B、31G、31R，在周期構(gòu)造部31B、31G、31R之上設(shè)置層疊構(gòu)造部 21B、21G、21R。在此情況下，微型透鏡51設(shè)置于層疊構(gòu)造部21B、21G、21R之上。
在圖12 圖14所例示的任一構(gòu)造中，都能夠通過(guò)設(shè)置前述的周期構(gòu)造部，來(lái)謀求彩色邊紋的抑制。
另外，在圖12 圖14所例示的構(gòu)造中，在基板10之上設(shè)置周期構(gòu)造部31B、31G、 31R。該構(gòu)造的情況下，能夠與外圍電路等的晶體管的柵電極同時(shí)形成周期構(gòu)造部31B、31G、 31R，所以能夠謀求工序數(shù)的削減帶來(lái)的成本下降。
根據(jù)以上所例示的實(shí)施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)能夠謀求彩色邊紋的抑制固體拍攝元件。
說(shuō)明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式，但這些實(shí)施方式是作為例子進(jìn)行表示，無(wú)意限定發(fā)明的范圍。這些新的實(shí)施方式能夠以其他各種方式實(shí)施，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)， 能夠進(jìn)行各種省略、置換及變更。這些實(shí)施方式及其變形包含于發(fā)明的范圍及主旨內(nèi)，并且包含于專利要求保護(hù)的范圍所記載的發(fā)明和其均等的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.固體拍攝元件，具有 基板，設(shè)置有多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部；以及 多個(gè)濾色器，分別設(shè)置于所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部，使特定的波長(zhǎng)頻帶的光選擇性地透過(guò)，多個(gè)所述濾色器分別具有層疊構(gòu)造部，層疊有折射率不同的多個(gè)層；以及周期構(gòu)造部，根據(jù)所述特定的波長(zhǎng)頻帶及光的入射角度，以不同的周期，設(shè)置有多個(gè)要素。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體拍攝元件，其中， 所述周期構(gòu)造部具有基底層以及多個(gè)所述要素， 所述基底層的折射率比多個(gè)所述要素的折射率低。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體拍攝元件，其中， 多個(gè)所述要素設(shè)置于所述基底層中。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體拍攝元件，其中， 在所述基板的第二區(qū)域的上方設(shè)置的多個(gè)所述要素的周期比在所述基板的第一區(qū)域的上方設(shè)置的多個(gè)所述要素的周期短，其中，所述基板的第二區(qū)域是指，與所述基板的第一區(qū)域相比，光的入射角度變大的區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體拍攝元件，其中， 在所述基板周緣側(cè)的上方設(shè)置的多個(gè)所述要素的周期比在所述基板中心側(cè)的上方設(shè)置的多個(gè)所述要素的周期短。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固體拍攝元件，其中， 多個(gè)所述要素以滿足以下算式的方式設(shè)置Pl = P · cos Θ， 這里，P是所述基板的第一區(qū)域上方的多個(gè)所述要素的配設(shè)間距尺寸，Pi是所述基板的第二區(qū)域上方的多個(gè)所述要素的配設(shè)間距尺寸，Θ是光的入射角度。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體拍攝元件，其中， 在所述基板的第二區(qū)域的上方設(shè)置的多個(gè)所述要素的大小比在所述基板的第一區(qū)域的上方設(shè)置的多個(gè)所述要素的大小要小，其中，所述基板的第二區(qū)域是指，與所述基板的第一區(qū)域相比，光的入射角度變大的區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體拍攝元件，其中， 多個(gè)所述要素的形態(tài)是點(diǎn)狀、條紋狀及孔狀中的任ー種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的固體拍攝元件，其中， 在俯視時(shí)，多個(gè)所述條紋狀的要素從所述基板的中心側(cè)向所述基板的周緣側(cè)延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的固體拍攝元件，其中， 多個(gè)所述點(diǎn)狀的要素設(shè)置于所述基板的中心側(cè)區(qū)域的上方。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的固體拍攝元件，其中， 多個(gè)所述條紋狀的要素設(shè)置于所述基板的周緣側(cè)區(qū)域的上方。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的固體拍攝元件，其中， 在俯視時(shí)，多個(gè)所述條紋狀的要素與所述基板的對(duì)角線平行地延伸。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的固體拍攝元件，其中， 在俯視時(shí)，多個(gè)所述條紋狀的要素從所述基板的中心放射狀地延伸。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體拍攝元件，其中，多個(gè)所述要素包括從具有硅、多晶硅、氧化硅的群中選擇出的至少ー種。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體拍攝元件，其中， 所述基底層包括從具有硅、多晶硅、氧化硅的群中選擇出的至少ー種。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體拍攝元件，其中， 所述層疊構(gòu)造部具有下部反射鏡層和在所述下部反射鏡層的上方設(shè)置的上部反射鏡層， 所述上部反射鏡層和所述下部反射鏡層具有在層疊方向上対稱的構(gòu)造。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的固體拍攝元件，其中， 所述上部反射鏡層具有第一層和第二層這種層疊構(gòu)造， 所述第一層的折射率比所述第二層的折射率高。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的固體拍攝元件，其中， 所述下部反射鏡層具有所述第一層和所述第二層這種層疊構(gòu)造， 所述第一層的折射率比所述第二層的折射率高。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的固體拍攝元件，還具有， 控制層，設(shè)置于所述下部反射鏡層與所述上部反射鏡層之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的固體拍攝元件，其中， 所述第一層的膜厚及所述第二層的膜厚滿足以下的算式 D=A/ (4Xn), 這里，D是所述第一層或所述第二層的膜厚，λ是可視區(qū)域中的中心波長(zhǎng)，η是所述第ー層或所述第二層的折射率。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的固體拍攝元件具有基板，設(shè)置有多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部；以及濾色器，分別設(shè)置于所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部，使特定的波長(zhǎng)頻帶的光選擇性地透過(guò)。并且，所述濾色器具有層疊構(gòu)造部，層疊有折射率不同的層；以及周期構(gòu)造部，根據(jù)所述特定的波長(zhǎng)頻帶及光的入射角度，以不同的周期，設(shè)置有多個(gè)要素。
文檔編號(hào)H04N5/335GK102983142SQ201210313269
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月2日
發(fā)明者今野有作, 岡田直忠, 國(guó)分弘一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝