(57)【要約】      （修正有）【課題】飛行時間型のイメージセンサに好適な光フィルター構造を提供する。【解決手段】光フィルター構造は、基板上に設置される第一フィルター層を有する。第一フィルター層は、第一波長帯で５０％より大きい透過率を有し、第一フィルター層は干渉型フィルターである。光フィルター構造は、基板上に設置される第二フィルター層を有する。第二フィルター層は、第二波長帯で５０％より大きい透過率を有し、第二フィルター層は吸収型フィルターである。第一波長帯は、第三波長帯の波長で第二波長帯と一部が重複し、第三波長帯はＩＲ領域にある。飛行時間型のイメージセンサとして用いられるイメージセンサも提供される。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設置され、第一波長帯で５０％より大きい透過率を有し、干渉型フィルターである第一フィルター層、および、
前記基板上に設置され、第二波長帯で５０％より大きい透過率を有し吸収型フィルターである第二フィルター層、を有し、
前記第一波長帯は、第三波長帯で前記第二波長帯と部分的に重複し、前記第三波長帯がＩＲ領域にある光フィルター構造。
【請求項２】
前記第三波長帯は８００ｎｍ〜９００ｎｍであり、
前記第一波長帯は第一波長と前記第一波長より高い第二波長との間であり、
前記第二波長は８７０ｎｍ〜９５０ｎｍであり、
前記第二波長帯は８００ｎｍより高いことを特徴とする請求項１に記載の光フィルター構造。
【請求項３】
前記第三波長帯は９１０ｎｍ〜９７０ｎｍであり、
前記第一波長帯は第一波長と前記第一波長より高い第二波長との間にあり、
前記第二波長は９６０ｎｍ〜１０４０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の光フィルター構造。
【請求項４】
前記第二波長帯は、８００ｎｍ又は９００ｎｍより高いことを特徴とする請求項３に記載の光フィルター構造。
【請求項５】
前記第一フィルター層は前記第二フィルター層上に設置される、あるいは、前記第二フィルター層は前記第一フィルター層上に設置されることを特徴とする請求項１に記載の光フィルター構造。
【請求項６】
前記第一フィルター層は、第四波長帯で６０％より小さい透過率を有し、
前記第四波長帯は４００ｎｍ〜７００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の光フィルター構造。
【請求項７】
イメージセンサであって、
フォトダイオードを有する基板、
前記基板上に設置され、第一波長帯で５０％より大きい透過率を有し、干渉型フィルターである第一フィルター層、
前記基板上に設置され、第二波長帯で５０％より大きい透過率を有し、吸収型フィルターである第二フィルター層、および、
前記基板上に設置される集線素子、を有し、
前記第一波長帯は、第三波長帯で前記第二波長帯と部分的に重複し、
前記第三波長帯はＩＲ領域にあり、
前記イメージセンサは飛行時間型のイメージセンサとして用いられることを特徴とするイメージセンサ。
【請求項８】
前記集線素子上に設置されるスペーサ層を有し、
前記スペーサ層の屈折率は、前記集線素子の屈折率より小さいことを特徴とする請求項７に記載のイメージセンサ。
【請求項９】
前記集線素子上、および、
前記第一フィルター層と前記第二フィルター層との間に設置されるガラス層を有し、
前記第一フィルター層と前記第二フィルター層のいずれか一方は、前記ガラス層と直接接触することを特徴とする請求項７に記載のイメージセンサ。
【請求項１０】
前記集線素子は、マイクロレンズ層、あるいは、フレネルゾーンプレートで構成されることを特徴とする請求項７に記載のイメージセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光フィルター構造に関するものであって、とくに、飛行時間型(ＴｏＦ：time-of-flight)技術応用のイメージセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、飛行時間(ＴｏＦ)技術はすでに幅広く使用されて、低コストの相補型ＭＯＳ(complementary metal-oxide semiconductor、ＣＭＯＳ)画素アレイを、調整できる光源と一緒に用いることにより、３次元(３Ｄ)画像化を提供する。３Ｄ ＴｏＦカメラは、多くの異なるアプリケーション、たとえば、製造されたグッズの形状検査、コンピューター支援設計(ＣＡＤ)検証、地理測量(geographic surveying)、および、物体結像に用いられる。
【０００３】
３Ｄ ＴｏＦカメラの作業は、調整できる光源によりシーンを照射し、反射光線を観察することである。照明と反射間の位相シフトを測量するとともに、距離に変換する。通常、照明は、約８５０ｎｍの近赤外線範囲で操作する固体レーザー(solid-state laser)、あるいは、発光ダイオード(ＬＥＤであり、人の目に見えない。イメージセンサは、調整できる光源と同じスペクトルを有する光線に対応するように設計され、イメージセンサは、光線を受けるとともに、光子エネルギーを電流に転換して、シーンの距離(深さ)情報を得る。
【０００４】
一般に、フィルターは、イメージセンサの前側に設置されて、距離(深さ)情報の好ましい信号対ノイズ比(ＳＮＲ)を得る。従来のフィルターは、通常、多層膜干渉技術を用いて製造される。大きい傾斜角度の入射光が、従来のフィルターに当たるとき、ブルーシフトが、従来のフィルターで発生するとともに、従来のフィルターのスペクトルが低い波長バンドに移動する。よって、従来のフィルターを含むイメージセンサは、０°、あるいは、小さい主光線角度(ＣＲＡ)を有するテレセントリックレンズを必要とし、大きい傾斜角度の入射光により生じるブルーシフトを克服する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、光フィルター構造、および、イメージセンサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
いくつかの実施形態によると、光フィルター構造が提供される。光フィルター構造は、基板上に設置される第一フィルター層を有する。第一フィルター層は、第一波長帯で５０％より大きい透過率を有し、第一フィルター層は、干渉型フィルターである。光フィルター構造は、基板上に設置される第二フィルター層を有する。第二フィルター層は、第二波長帯で５０％より大きい透過率を有し、第二フィルター層は吸収型フィルターである。第一波長帯は、第三波長帯で第二波長帯と部分的に重複し、第三波長帯はＩＲ領域にある。
【０００７】
いくつかの実施形態によると、イメージセンサが提供される。イメージセンサは、フォトダイオードを有する基板を有する。イメージセンサは、基板上に設置される第一フィルター層を有する。第一フィルター層は、第一波長帯で５０％より大きい透過率を有し、第一フィルター層は干渉型フィルターである。イメージセンサは、さらに、基板上に設置される第二フィルター層を有する。第二フィルター層は、第二波長帯で５０％より大きい透過率を有し、第二フィルター層は、吸収型フィルターである。イメージセンサは基板上に設置される集線素子を有する。第一波長帯は、第三波長帯の波長で第二波長帯と部分的に重複し、第三波長帯はＩＲ領域にあり、イメージセンサは、飛行時間型のイメージセンサとして用いられる。 
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、ブルーシフトが減少する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】本発明のいくつかの実施形態によるイメージセンサの断面図である。
【図１Ｂ】本発明のいくつかの実施形態によるイメージセンサの断面図である。
【図２】いくつかの実施形態による光フィルター構造の第一フィルター層、および、第二フィルター層の光学特性を説明する透過率対波長のグラフである。
【図３】いくつかの実施形態による光フィルター構造の第一フィルター層、および、第二フィルター層の光学特性を説明する透過率対波長のグラフである。
【図４】いくつかの実施形態による光フィルター構造の第一フィルター層、および、第二フィルター層の光学特性を説明する透過率対波長のグラフである。
【図５Ａ】本発明のいくつかの実施形態によるイメージセンサの断面図である。
【図５Ｂ】本発明のいくつかの実施形態によるイメージセンサの断面図である。
【図６Ａ】本発明のいくつかの実施形態によるイメージセンサの断面図である。
【図６Ｂ】本発明のいくつかの実施形態によるイメージセンサの断面図である。
【図７】本発明のいくつかの実施形態によるイメージセンサの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のイメージセンサが以下の記述で詳細に記述される。以下の詳細な記述において、説明の目的のため、多くの特定の詳細、および、実施形態が説明されて、本発明の十分な理解を提供する。以下の詳細な記述で記述される特定の素子、および、配置が説明されて、本発明を詳細に記述する。しかし、理解できることは、ここで説明される実施形態は説明目的であり、本発明の概念が各種形式で具体化され、本発明を限定するものではない。また、異なる実施形態の図面は、類似、および／または、対応する符号を用いて、類似、および／または、対応する符号を示し、本発明を詳細に記述する。しかし、異なる実施形態の図面において、類似、および／または、対応する符号の使用は、異なる実施形態間の任意の相関関係を意味する。このほか、この明細書において、たとえば、 "第二材料層上に設置される第一材料層"という表現は、第一材料層と第二材料層の直接接触を示す、あるいは、第一材料層と第二材料層間の一つ以上の中間層との非接触状態を示す。上記状況において、第一材料層は、第二材料層と直接接触しない。 
【００１１】
注意すべきことは、本発明の図面において、素子、あるいは、装置は、当業者なら理解できる形式、あるいは、配置で示される。また、"別の層上の一層"、"一層が別の層上に設置される"という表現は、その層が別の層と直接接触している、あるいは、その層と別の層が直接接触せず、その層と別の層間に設置される一つ以上の中間層があることを意味する。 
【００１２】
このほか、この明細書において、相対表現が用いられる。たとえば、“低い”、“底部”、“高い” あるいは“頂部” は、一素子と別の素子の位置の相対関係を描写するのに用いられる。理解すべきことは、一装置が上下逆になる場合、 “低い”一素子が 、“高い”一素子になることである。 
【００１３】
“約”、および、 “ほぼ” という用語は、通常、規定値の+/- ２０％、さらに通常は、規定値の+/- １０％、更に通常は規定値の +/- ５％、更に通常は、規定の+/- ３％、更に通常は、規定値の+/- ２％、さらに通常は規定値の+/- １％、さらにもっと通常は、規定値の+/- ０，５％である。本発明の規定値は概略値である。特定の記述がない限り、規定値は“約” 、あるいは、“ほぼ”の意味を含む。 
【００１４】
理解できることは、ここで、第一、第二、第三等の用語が用いられて、各種素子、コンポーネント、領域、層、位置、および／または、セクションを記述しているが、これらの素子、コンポーネント、領域、層、位置、および／または、セクションは、これらの用語により限定されるべきではない。これらの用語は、一素子、コンポーネント、領域、層、位置、あるいは、セクションと、別の領域、層、あるいは、セクションを区別するために用いられる。よって、以下で討論される第一素子、コンポーネント、領域、層、位置、あるいは、セクションは、本発明の教示を逸脱しない状況下で、第二素子、コンポーネント、領域、層、位置、あるいは、セクションと称される。
【００１５】
別に定義されない限り、ここで使用される全ての技術的、および、科学的用語は、この技術が属する当業者なら通常理解できる同意義を有する。理解できることは、これらの用語、たとえば、通常使用される辞典中で定義される用語は、相関技術、および、本発明の開示の背景、あるいは、上下文と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、別に定義されない限り、理想化、あるいは、過度に正式な方式で解釈されるべきではない。 
【００１６】
実施形態のこの記述は、添付図面と併せて理解することができ、図面は、全体の記述の一部であるとみなされる。図面は、実際の比例で描かれていない。また、構造、および、装置は、概略的に示されて、図面を簡潔にする。
【００１７】
記述において、相対語、たとえば、 “下” “上” “水平” “垂直” “上方” “下方” “頂部” “底部” 、および、それらの派生 (たとえば、“水平に” “下方に” “上方に” 等)は、後に記述される、あるいは、相関図面中で示される方位であると理解されるべきである。これらの相対語は、記述をわかりやすくするためのものであり、且つ、装置が、特定の方位で構成、あるいは、操作されることを要求しない。取り付け、結合等に関する用語、たとえば、“接続” および “相互接続” は、特に記述されない限り、二個の構造が直接接触する、あるいは、非直接接触であり、その他の構造がこの二個の構造の間に設置されていることを意味する。且つ、接合、接続等の用語は、可動である、あるいは、固定された状況を含む。
【００１８】
図１Ａは、いくつかの実施形態によるイメージセンサ１００の断面図である。図１Ａに示されるように、イメージセンサ１００は、半導体基板１１０、および、内部に形成されるフォトダイオード１２０を有する。基板１１０は、特に限定されないが、半導体基板、たとえば、シリコン基板である。このほか、基板１１０は、ゲルマニウムを有する元素半導体;炭化ケイ素(silicon carbide)、ガリウムひ素(gallium arsenide)ガリウムリン(gallium phosphide), リン化インジウム(indium phosphide)、ヒ化インジウム(indium arsenide)、および／あるいは、アンチモン化インジウム(indium antimonide)を有する化合物半導体、 ＳｉＧｅ合金、ＧａＡｓＰ合金、ＡｌＩｎＡｓ合金、ＡｌＧａＡｓ合金、ＧａＩｎＡｓ合金、ＧａＩｎＰ合金、およびＧａＩｎＡｓＰ合金の少なくとも１つ、あるいは、それらの組み合わせを有する合金半導体、を有する。このほか、基板１１０は、半導体オンインシュレータ(ＳＯＩ)を有する。
【００１９】
フォトダイオード１２０は、たとえば、赤色(Ｒ)画素、緑色(Ｇ)画素、青色(Ｂ)画素、および、赤外線(ＩＲ)画素に設置される。イメージセンサは、表面照射(ＦＳＩ)イメージセンサ、あるいは、裏面照射(ＢＳＩ)イメージセンサである。
【００２０】
イメージセンサ１００は、さらに、基板１１０表面上に形成される配線層１３０を有する。イメージセンサ１００において、図を簡潔にするため、図１で、金属層、および、誘電層が示されていない。いくつかの実施形態において、イメージセンサ１００は、単一イメージセンサと一緒に統合されるＩＲ画素を有するＣＭＯＳイメージセンサ(ＣＩＳ)である。
【００２１】
いくつかの実施形態において、イメージセンサ１００は、基板１１０上に設置される光フィルター構造１４０を有する。光フィルター構造１４０は、第一フィルター層１４１、および、第一フィルター層１４１上に設置される第二フィルター層１４２を有する。いくつかの実施形態において、第一フィルター層１４１は、干渉型フィルターであり、第二フィルター層１４２は、吸収型フィルターである。第一フィルター層１４１は、多層膜フィルターであり、且つ、蒸着プロセス、エッチングプロセス、および、リソグラフィプロセスにより形成される。第二フィルター層１４２は、有機膜からなる顔料フィルターである。第二フィルター層１４２は、単一フィルター、あるいは、二個以上のフィルター層として配置される。たとえば、第二フィルター層１４２は、青色フィルター層下方に位置する赤色フィルター層からなる。
【００２２】
蒸着プロセスは、これに限定されないが、物理的気相成長法 (ＰＶＤ)、化学蒸着(ＣＶＤ)、スパッタリング、抵抗加熱蒸着(resistive thermal evaporation)、電子ビーム蒸着(electron beam evaporation)、および、任意のその他の可用な方法を有する。リソグラフィプロセスは、これに限定されないが、フォトレジストコーティング(たとえば、スピンオンコーティング)、ソフトベイク(soft baking)、マスクアラインメント(mask alignment)、露光(exposure)、現像前ベイク(post-exposure baking)、フォトレジストの現像(developing the photoresist)、リンスと乾燥(rinsing and drying)(たとえば、ハードベイク(hard baking))などである。リソグラフィプロセスは、さらに、その他の適切な方法、たとえば、マスクレスフォトリソグラフィ(maskless photolithography)、電子ビーム書き込み(electron-beam writing)、あるいは、イオンビーム書き込み(ion-beam writing)により実行、あるいは、代替される。エッチングプロセスは、これに限定されないが、ドライエッチング、ウェットエッチング、および、その他のエッチング方法などである。
【００２３】
図２は、いくつかの実施形態による光フィルター構造１４０の第一フィルター層１４１、および、第二フィルター層１４２の光学特性を説明する透過率対波長のグラフである。図２に示されるように、第一フィルター層１４１は、より短い波長の光線が通過でき、第二フィルター層１４２は、より長い波長の光線が通過できる。さらに、第一フィルター層１４１は、第一波長帯Ｂ１で、５０％より大きい透過率Ｂ１を有し、第二フィルター層１４２は、第二波長帯Ｂ２で、５０％より大きい透過率を有する。 
【００２４】
図２に示されるように、第一波長帯Ｂ１は、第一波長λ1 と第一波長λ1より高い第二波長λ2 との間の範囲である。いくつかの実施形態において、第二波長λ2は、８７０ｎｍ〜９５０ｎｍの波長であり、たとえば、９００ｎｍである。第一波長λ1 は、約４００ｎｍ〜８２０ｎｍの波長であり、たとえば、７２０ｎｍである。第二波長帯Ｂ２は、約８００ｎｍより高い範囲である。 
【００２５】
図２に示されるように、第一波長帯Ｂ１は、第三波長帯Ｂ３で、第二波長帯Ｂ２と部分的に重複する。第三波長帯Ｂ３は、ＩＲ領域にある。いくつかの実施形態において、第三波長帯Ｂ３は、８００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲である。いくつかの実施形態において、イメージセンサ１００は飛行時間型(ＴｏＦ)イメージセンサとして用いられ、ＩＲ領域の光の波長を検出する。よって、イメージセンサ１００は、可視、および、近赤外線領域で、高い透過率バンドを有する必要がない。つまり、第一フィルター層１４１は、可視光、および、近赤外線光を含む４００ｎｍ〜１１００ｎｍの全部の波長で、最適化する必要がない。いくつかの実施形態において、第一フィルター層１４１は、８５０ｎｍ〜１１００ｎｍの波長を最適化するように設計される。図２に示されるように、第一フィルター層１４１は、第四波長帯Ｂ４で、６０％より小さい透過率を有し、第四波長帯Ｂ４は、４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲である。第一フィルター層１４１は、４００ｎｍ〜１１００ｎｍの全部の波長で最適化されないので、第一フィルター層１４１の厚さが減少する。いくつかの実施形態において、第一フィルター層１４１の厚さは、３μmより小さい。別の実施形態において、第一フィルター層１４１の厚さは、２μmより小さい。
【００２６】
図２に示されるように、第三波長帯Ｂ３はナローバンドであり、且つ、第三波長帯のピークは、約８５０ｎｍである。この実施形態において、光フィルター構造１４０は、一干渉型フィルター(たとえば、第一フィルター層１４１)、および、一吸収型フィルター(たとえば、第二フィルター層１４２)から構成される。吸収型フィルターは、ほぼ、角度非依存型(angle-independent)であるので、多層膜干渉型フィルターを使用するときに発生するブルーシフトを減少させる。さらに、干渉型フィルターの厚さが減少する。よって、大きい傾斜角度の入射光がイメージセンサ１００に照射するとき、光フィルター構造１４０はブルーシフトを減少させる。
【００２７】
図１Ａに戻ると、イメージセンサ１００は、さらに、マイクロレンズ層１５０、および、レンズモジュール１６０を有する。図１Ａに示されるように、マイクロレンズ層１５０は、光フィルター構造１４０上に設置され、レンズモジュール１６０は、マイクロレンズ層１５０上に設置される。マイクロレンズ層１５０は、フォトダイオード１２０への集光効率を増加させる集線素子（concentrator element）として用いられる。マイクロレンズ層１５０は、上記のコーティングプロセス、リソグラフィプロセス、および、エッチングプロセスにより形成される。レンズモジュール１６０は、これに限定されないが、複数のレンズを有する。 
【００２８】
図１Ｂは、いくつかの実施形態によるイメージセンサ１００の断面図である。図１Ｂと図１Ａの差異のひとつは、第一フィルター層１４１が、第二フィルター層１４２上に設置されることである。この実施形態において、第二フィルター層１４２は、基板１１０と間接的に接触し、第一フィルター層１４１は、第二フィルター層１４２とマイクロレンズ層１５０の間に設置される。
【００２９】
図３は、いくつかの実施形態による光フィルター構造１４０の第一フィルター層１４１、および、第二フィルター層１４２の光学特性を説明する透過率対波長のグラフである。図３に示されるように、第一波長帯Ｂ１は、第一波長λ1 と第一波長λ1より高い第二波長λ2との間の波長帯にある。いくつかの実施形態において、第二波長λ2 は、約９６０ｎｍ〜１０４０ｎｍの波長、たとえば、９７０ｎｍである。第一波長λ1 は、４００ｎｍ〜９１０ｎｍのは波長である。第二波長帯Ｂ２は、８００ｎｍより高い範囲である。この実施形態において、第三波長帯Ｂ３は、約９１０ｎｍ〜９７０ｎｍの範囲であり、第三波長帯Ｂ３中のピークは、約９４０ｎｍである。この実施形態において、第一フィルター層１４１は、９４０ｎｍ〜１１００ｎｍの波長を最適化するように設計される。４００ｎｍ〜１１００ｎｍの全部の波長を最適化する必要がないので、第一フィルター層１４１の厚さが更に減少する。
【００３０】
図４は、いくつかの実施形態による光フィルター構造１４０の第一フィルター層１４１、および、第二フィルター層１４２の光学特性を説明する透過率対波長のグラフである。図４と図３の差異のひとつは、第二波長帯Ｂ２が、約９００ｎｍより高い範囲であることである。この実施形態において、第三波長帯Ｂ３は、９１０ｎｍ〜９７０ｎｍの範囲で設計されるので、吸収型フィルター、たとえば、第二フィルター層１４２の８００ｎｍ〜９００ｎｍの波長を最適化する必要がない。図４に示されるように、第二フィルター層１４２は、第五波長帯Ｂ５で、５０％より小さい透過率を有する。いくつかの実施形態において、第五波長帯Ｂ５は、約８００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲である。その結果、第二フィルター層１４２の厚さが減少する。よって、イメージセンサ１００のサイズが減少して、更に小さい光フィルター構造１４０になる。 
【００３１】
図５Ａは、いくつかの実施形態によるイメージセンサ１００の断面図である。イメージセンサ１００は、さらに、スペーサ層１７０を有する。スペーサ層１７０は、マイクロレンズ層１５０上に設置され、且つ、第一フィルター層１４１と第二フィルター層１４２間に位置する。いくつかの実施形態において、スペーサ層１７０の屈折率は、マイクロレンズ層１５０の屈折率より小さい。スペーサ層１７０は、特に限定されないが、りんけい酸ガラス(ＰＳＧ)、ほうりんけい酸ガラス(ＢＰＳＧ)、低誘電率(low-ｋ)誘電材料、および、その他の可用な誘電材料を有する。低誘電率の誘電材料は、特に限定されないが、フッ素化シリカガラス(ＦＳＧ)、炭素ドープシリコン酸化膜、フッ素化アモルファスカーボン、パリレン、ビス-ベンゾシクロブテン(ＢＣＢ)、ポリイミド、上述の材料の組み合わせ、および、その他の可用な材料を有する。スペーサ層１７０は、化学気相蒸着プロセスにより形成される。化学気相蒸着プロセスの例は、これに限定されないが、低圧化学蒸着(ＬＰＣＶＤ)、低温化学蒸着(ＬＴＣＶＤ)、急速加熱化学蒸着(ＲＴＣＶＤ)、プラズマ強化化学蒸着(ＰＥＣＶＤ)、原子層堆積(ＡＬＤ)、および、任意のその他の適切な方法である。この実施形態において、スペーサ層１７０の平坦な上表面が形成され、第二フィルター層１４２は、この平面上、および、マイクロレンズ層１５０上に設置される。これにより、更にフレキシブルな製造ステップと方法を提供して、イメージセンサ１００を形成する。
【００３２】
図５Ｂは、いくつかの実施形態によるイメージセンサ１００の断面図である。図５Ｂと図５Ａ間の差異の一つは、第一フィルター層１４１が、第二フィルター層１４２上に設置されることである。この実施形態において、第一フィルター層１４１は、スペーサ層１７０の平面上、および、マイクロレンズ層１５０上に設置される。
【００３３】
図６Ａは、いくつかの実施形態によるイメージセンサ１００の断面図である。いくつかの実施形態において、イメージセンサ１００は、さらに、ガラス層１８０を有する。ガラス層１８０が、マイクロレンズ層１５０上に設置され、第一フィルター層１４１と第二フィルター層１４２間に位置する。この実施形態において、第二フィルター層１４２は、ガラス層１８０と直接接触する。イメージセンサ１００は、基板１１０と第一フィルター層１４１、および、ガラス層１８０と第二フィルター層１４２を統合することにより形成される。これにより、更にフレキシブルな製造ステップと方法を提供して、イメージセンサ１００を形成する。 
【００３４】
図６Ｂは、いくつかの実施形態によるイメージセンサ１００の断面図である。図６Ｂと図６Ａ間の差異のひとつは、第一フィルター層１４１が、第二フィルター層１４２上に設置されることである。この実施形態において、第一フィルター層１４１は、ガラス層１８０とマイクロレンズ層１５０上に設置される。さらに、第一フィルター層１４１は、ガラス層１８０と直接接触する。イメージセンサ１００は、基板１１０と第二フィルター層１４２、および、ガラス層１８０と第一フィルター層１４１を統合することにより形成される。
【００３５】
図７は、いくつかの実施形態によるイメージセンサ１００の断面図である。いくつかの実施形態において、イメージセンサ１００のマイクロレンズ層１５０は、フレネルゾーンプレート(ＦＺＰ)１９０により代替される。図７に示されるように、イメージセンサ１００は、光フィルター構造１４０上のフレネルゾーンプレート１９０を有する。フレネルゾーンプレート１９０は集線素子として用いられて、光線を集める。フレネルゾーンプレート１９０の動作原理は、光線の回折である。光線がフレネルゾーンプレート１９０にあたるとき、光線が回折するとともに、回折した光線が、焦点で建設的に（constructively）干渉する。その結果、イメージが生成される。図７に示されるように、フレネルゾーンプレート１９０は、多重のリング１９１から形成され、それぞれ、異なる直径を有する。上から見ると、フレネルゾーンプレート１９０は、一組の放射対称性のリング１９１から構成される。マイクロレンズ１５０と比較すると、フレネルゾーンプレート１９０の高さは低い。よって、フレネルゾーンプレート１９０により、マイクロレンズ層１５０を代替することにより、イメージセンサ１００のサイズを更に減少できる。 
【００３６】
いくつかの実施形態において、図１Ａ、図１Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、および、図６Ｂに示されるマイクロレンズ層１５０は、フレネルゾーンプレート１９０により代替され、よって、イメージセンサ１００のサイズが減少する。
【００３７】
実施形態によると、光フィルター構造は、短い波長の光線を通過させる一干渉型フィルター、および、長い波長の光線を通過させる一吸収型フィルターから構成される。吸収型は、角度非依存型であるので、ブルーシフトが減少する。さらに、イメージセンサ、たとえば、飛行時間型(ＴｏＦ)が用いられて、ＩＲ領域の波長の光を検出するので、可視光領域、および、近赤外線光領域の波長を最適化する必要がない。よって、干渉型の厚さが減少し、これにより、更に小さいイメージセンサが形成される。
【００３８】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の思想を脱しない範囲内で各種の変形を加えることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１００…イメージセンサ
１１０…基板
１２０…フォトダイオード
１４０…光フィルター構造
１４１…第一フィルター層
１４２…第二フィルター層
１５０…マイクロレンズ層
１６０…レンズモジュール
１７０…スペーサ層
１８０…ガラス層
１９０…フレネルゾーンプレート
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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