(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光電変換ユニットを有する基板を具備するイメージセンサ構造であって、前記複数の光電変換ユニットは前記基板内に形成されており、
前記イメージセンサ構造が、前記基板の上に形成された複数のカラーフィルターを具備し、前記複数のカラーフィルターは、赤色カラーフィルターと、緑色カラーフィルターと、青色カラーフィルターと、赤外線透過フィルターとに分けられており、
前記イメージセンサ構造が、前記複数のカラーフィルターの上に、前記複数のカラーフィルターに対応して形成された複数のマイクロレンズと、
前記複数のマイクロレンズの上に形成された透明材料層と、
前記透明材料層の上に形成されて赤外（ＩＲ）光を遮る第１のフィルターとを具備し、前記第１のフィルターが、第１の波長範囲を有する赤外（ＩＲ）光を遮り、
前記イメージセンサ構造が、前記第１のフィルターの上に形成されて可視光および赤外（ＩＲ）光を透過させる多層膜である第２のフィルターを具備し、前記第２のフィルターが、第２の波長範囲を有する可視光および赤外（ＩＲ）光を透過させ、前記第２の波長範囲が前記第１の波長範囲より大きく、かつ、前記第２の波長範囲の長波長側の値は、前記第１の波長範囲の長波長側の値よりも大きく、
前記イメージセンサ構造が、前記第２のフィルターの上に形成されたレンズモジュールを具備する、イメージセンサ構造。
【請求項２】
前記透明材料層が、前記複数のマイクロレンズおよび前記第１のフィルターの屈折率よりも低い屈折率であって、１．３よりも低い屈折率を有し、前記第１の波長範囲が、７００ｎｍから８００ｎｍ、あるいは、７００ｎｍから９００ｎｍであり、前記第２の波長範囲が、４００ｎｍから９００ｎｍ、あるいは、４００ｎｍから１０００ｎｍであり、前記第２のフィルターが、高屈折率と低屈折率とが交互になっている多数の膜を有し、
前記第１の波長範囲が、７００ｎｍから８００ｎｍであるときは、前記第２の波長範囲は、４００ｎｍから９００ｎｍであり、
前記第１の波長範囲が、７００ｎｍから９００ｎｍであるときは、前記第２の波長範囲は、４００ｎｍから１０００ｎｍである、請求項１に記載のイメージセンサ構造。
【請求項３】
特定の波長を有する赤外（ＩＲ）光を遮る第３のフィルターを具備し、前記第３のフィルターが、前記赤色カラーフィルター、前記緑色カラーフィルターおよび前記青色カラーフィルターと、前記基板との間に形成されているか、あるいは、前記赤色カラーフィルター、前記緑色カラーフィルターおよび前記青色カラーフィルターと、前記複数のマイクロレンズとの間に形成されている、請求項１に記載のイメージセンサ構造。
【請求項４】
前記第３のフィルターが、８５０ｎｍまたは９４０ｎｍの波長を有する赤外（ＩＲ）光を遮る、請求項３に記載のイメージセンサ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサ構造に関し、特に、ハイブリッドフィルターを有するイメージセンサ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
イメージセンサは、光学像を電気信号に変換する一種の半導体装置である。イメージセンサは、一般的に電荷結合素子（ＣＣＤ）イメージセンサ、および相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）イメージセンサに分けることができる。これらのイメージセンサのうち、ＣＭＯＳイメージセンサは、入射光を検出し、それを電気信号に変換するフォトダイオード、および電気信号を送信し処理する論理回路を含む。
【０００３】
ＣＣＤまたはＣＭＯＳなどのシリコン系イメージセンサを有するＲＧＢカメラモジュールでは、近赤外（ＩＲ）光を遮るＩＲカットフィルターがガラスにコーティングされ、レンズモジュールに結合される。次いで、レンズモジュールは、イメージセンサに実装される。しかしながら、多層膜干渉技術を用いて製造されたＩＲカットフィルターは、ブルーシフトを引き起こす。
【０００４】
ＲＧＢ−ＩＲカメラモジュールでは、ＩＲカットフィルターは、ガラス上でデュアルバンドパスフィルターと置き換えられる。多層膜干渉技術によって製造されたデュアルバンドパスフィルターは、可視帯域と赤外線狭帯域を示す。ＲＧＢ画素では、そのカラーフィルターは、可視光と少量の赤外光（ノイズ）を受ける。ＩＲ画素では、そのカラーフィルターは、赤外光だけ受ける。
【０００５】
ブルーシフト現象を克服するために、現在、２つの解決方法が用いられている。１つの解決法は、青色ガラスの採用である。もう１つの解決法は、ベアガラスのハイブリッドフィルターの採用である。しかしながら、青色ガラスの最小の厚さは０．３ｍｍである。ベアガラスのハイブリッドフィルターも厚さが少なくとも０．１５ｍｍのガラスを必要とする。スマートフォンでは、カメラの総厚みが常に問題である。また、ガラスのデュアルバンドパスフィルターの採用も厚み問題に対処している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、ブルーシフトをもたらさない薄型のイメージセンサ構造の開発が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの実施形態は、複数の光電変換ユニットを有する基板を具備するイメージセンサ構造であって、前記複数の光電変換ユニットは前記基板内に形成されており、前記イメージセンサ構造が、前記基板の上に形成された複数のカラーフィルターを具備し、前記複数のカラーフィルターは、赤色カラーフィルターと、緑色カラーフィルターと、青色カラーフィルターとに分けられており、前記イメージセンサ構造が、前記複数のカラーフィルターの上に、前記複数のカラーフィルターに対応して形成された複数のマイクロレンズと、前記複数のマイクロレンズの上に形成された透明材料層と、前記透明材料層の上に形成されて赤外（ＩＲ）光を遮る第１のフィルターと、前記第１のフィルターの上に形成されて可視光を透過させる第２のフィルターと、前記第２のフィルターの上に形成されたレンズモジュールとを具備する、イメージセンサ構造を提供する。
【０００８】
いくつかの実施形態では、光電変換ユニットは、フォトダイオード（ＰＤ）を含む。
【０００９】
いくつかの実施形態では、透明材料層が、マイクロレンズおよび第１のフィルターの屈折率よりも低い屈折率を有する。
【００１０】
いくつかの実施形態では、透明材料層が、１．３よりも低い屈折率を有する。
【００１１】
いくつかの実施形態では、第１のフィルターが、７００ｎｍから８００ｎｍ、７００ｎｍから９００ｎｍ、７００ｎｍから１０００ｎｍ、あるいは、８００ｎｍから９００ｎｍの範囲にわたる波長を有する赤外（ＩＲ）光を遮る。
【００１２】
いくつかの実施形態では、第２のフィルターが、４００ｎｍから７００ｎｍの範囲にわたる波長を有する可視光を透過させる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、第２のフィルターが、高屈折率と低屈折率とが交互になっている多数の膜を有する。
【００１４】
本発明の１つの実施形態は、複数の光電変換ユニットを有する基板を具備するイメージセンサ構造であって、前記複数の光電変換ユニットは前記基板内に形成されており、前記イメージセンサ構造が、前記基板の上に形成された複数のカラーフィルターを具備し、前記複数のカラーフィルターは、赤色カラーフィルターと、緑色カラーフィルターと、青色カラーフィルターと、赤外線透過フィルターとに分けられており、前記イメージセンサ構造が、前記複数のカラーフィルターの上に、前記複数のカラーフィルターに対応して形成された複数のマイクロレンズと、前記複数のマイクロレンズの上に形成された第１の透明材料層と、前記第１の透明材料層の上に部分的に形成されて赤外（ＩＲ）光を遮る第１のフィルターとを具備し、前記第１のフィルターが、前記赤外線透過フィルターに対応する前記第１の透明材料層の一部を露出しており、前記イメージセンサ構造が、前記第１のフィルターの上に形成されて可視光を透過させる第２のフィルターを具備し、前記第２のフィルターが、前記赤外線透過フィルターに対応する前記第１の透明材料層の前記一部を露出しており、前記イメージセンサ構造が、前記赤外線透過フィルターに対応する前記第１の透明材料層の前記一部の上に形成された第２の透明材料層と、前記第２のフィルターおよび前記第２の透明材料層の上に形成されたレンズモジュールとを具備する、イメージセンサ構造を提供する。
【００１５】
いくつかの実施形態では、赤外線（ＩＲ）透過フィルターは、赤外（ＩＲ）光を透過させる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、第１の透明材料層が、複数のマイクロレンズおよび第１のフィルターの屈折率よりも低い屈折率を有する。
【００１７】
いくつかの実施形態では、第１の透明材料層が、１．３よりも低い屈折率を有する。
【００１８】
本発明の１つの実施形態は、複数の光電変換ユニットを有する基板を具備するイメージセンサ構造であって、前記複数の光電変換ユニットは前記基板内に形成されており、
前記イメージセンサ構造が、前記基板の上に形成された複数のカラーフィルターを具備し、前記複数のカラーフィルターは、赤色カラーフィルターと、緑色カラーフィルターと、青色カラーフィルターと、赤外線透過フィルターとに分けられており、
前記イメージセンサ構造が、前記複数のカラーフィルターの上に、前記複数のカラーフィルターに対応して形成された複数のマイクロレンズと、
前記複数のマイクロレンズの上に形成された透明材料層と、
前記透明材料層の上に形成されて赤外（ＩＲ）光を遮る第１のフィルターとを具備し、前記第１のフィルターが、第１の波長範囲を有する赤外（ＩＲ）光を遮り、
前記イメージセンサ構造が、前記第１のフィルターの上に形成されて可視光および赤外（ＩＲ）光を透過させる第２のフィルターを具備し、前記第２のフィルターが、第２の波長範囲を有する可視光および赤外（ＩＲ）光を透過させ、前記第２の波長範囲が前記第１の波長範囲より大きく、
前記イメージセンサ構造が、前記第２のフィルターの上に形成されたレンズモジュールを具備する、イメージセンサ構造を提供する。
【００１９】
いくつかの実施形態では、第１の波長範囲が、７００ｎｍから８００ｎｍ、あるいは、７００ｎｍから９００ｎｍである。
【００２０】
いくつかの実施形態では、第２の波長範囲が、４００ｎｍから９００ｎｍ、あるいは、４００ｎｍから１０００ｎｍである。
【００２１】
いくつかの実施形態では、イメージセンサ構造が、赤外（ＩＲ）光を遮る第３のフィルターを具備し、前記第３のフィルターが、前記赤色カラーフィルター、前記緑色カラーフィルターおよび前記青色カラーフィルターと、前記基板との間に形成されているか、あるいは、前記赤色カラーフィルター、前記緑色カラーフィルターおよび前記青色カラーフィルターと、前記複数のマイクロレンズとの間に形成されている。
【００２２】
いくつかの実施形態では、第３のフィルターが、８５０ｎｍまたは９４０ｎｍの波長を有する赤外（ＩＲ）光を遮る。
【００２３】
詳細な説明は、添付の図面と併せて以下の実施形態に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
添付の図面とともに以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本発明はより完全に理解できる。
【図１】本発明の１つの実施形態に係る、イメージセンサ構造の断面図である。
【図２】本発明の１つの実施形態に係る、第１のフィルターおよび第２のフィルターに関する光の透過率（％Ｔ）と波長（ｎｍ）との関係を示している。
【図３】本発明の１つの実施形態に係る、イメージセンサ構造の断面図である。
【図４】本発明の１つの実施形態に係る、第１のフィルターおよび第２のフィルターに関する光の透過率（％Ｔ）と波長（ｎｍ）との関係を示している。
【図５】本発明の１つの実施形態に係る、イメージセンサ構造の断面図である。
【図６】本発明の１つの実施形態に係る、第１のフィルターおよび第２のフィルターに関する光の透過率（％Ｔ）と波長（ｎｍ）との関係を示している。
【図７】本発明の１つの実施形態に係る、イメージセンサ構造の断面図である。
【図８Ａ】本発明の１つの実施形態に係る、第１のフィルターおよび第２のフィルターに関する光の透過率（％Ｔ）と波長（ｎｍ）との関係を示している。
【図８Ｂ】本発明の１つの実施形態に係る、第３のフィルターに関する光の透過率（％Ｔ）と波長（ｎｍ）との関係を示している。
【図９】本発明の１つの実施形態に係る、イメージセンサ構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下の説明は、本発明を実施するベストモードが開示されている。この説明は、本発明の一般原理を例示する目的のためのもので本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参考にして決定される。
【００２６】
図１に示すように、本発明の１つの実施形態に係る、イメージセンサ構造１０が提供される。図１は、イメージセンサ構造１０の断面図である。
【００２７】
イメージセンサ構造１０は、基板１２内に形成された複数の光電変換ユニット１４を有する基板１２を含む。複数のカラーフィルター１６は、基板１２の上に形成される。カラーフィルター１６は、赤色カラーフィルター１６ａ、緑色カラーフィルター１６ｂ、および青色カラーフィルター１６ｃに分けられる。複数のマイクロレンズ１８は、複数のカラーフィルター１６の上に、複数のカラーフィルター１６に対応して形成される。透明材料層２０は、マイクロレンズ１８の上に形成される。赤外（ＩＲ）光を遮る第１のフィルター２２は、透明材料層２０の上に形成される。可視光を透過させる第２のフィルター２４は、第１のフィルター２２の上に形成される。また、レンズモジュール２６は、第２のフィルター２４の上に形成される。
【００２８】
いくつかの実施形態では、光電変換ユニット１４は、フォトダイオードを（ＰＤ）含むことができる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、透明材料層２０は、マイクロレンズ１８と第１のフィルター２２の屈折率よりやや低い屈折率を有することができる。
【００３０】
いくつかの実施形態では、透明材料層２０は、１．３よりやや低い屈折率、例えば、酸化ケイ素の屈折率より低い屈折率を有する。
【００３１】
いくつかの実施形態では、第１のフィルター２２は、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍ、約７００ｎｍ〜約９００ｎｍ、約７００ｎｍ〜約１０００ｎｍ、または約８００ｎｍ〜約９００ｎｍの範囲にわたる波長を有する赤外（ＩＲ）光を遮る。例えば、第１のフィルター２２は、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍ（図２の第１のフィルター２２によって示される曲線２２を参照）の範囲にわたる波長を有する赤外（ＩＲ）光を選択的に遮る。図２は、第１のフィルター２２および第２のフィルター２４に関する光の透過率（％Ｔ）と波長（ｎｍ）との関係を示している。
【００３２】
いくつかの実施形態では、第２のフィルター２４は、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの範囲にわたる波長を有する可視光を透過させる。例えば、第２のフィルター２４は、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍ（図２の第２のフィルター２４によって示される曲線２４を参照）の範囲にわたる波長を有する可視光を選択的に透過させる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、第２のフィルター２４は、例えば、図１に示されるように、高屈折率と低屈折率とが交互になっている、例えば６つの膜２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、および２４ｆのような、多数の膜（多層膜）と、銀、アルミニウムなどの特定の金属膜とを含むことができる。
【００３４】
図１のイメージセンサ構造１０では、第１のフィルター２２および第２のフィルター２４で構成されたハイブリッドフィルター２８は、センサーチップ上に直接配置され、且つ特定の波長（即ち、約７００ｎｍ〜約１１００ｎｍ）を有する赤外（ＩＲ）光を遮ることができ、特定の波長（即ち、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍ）を有する可視光が、ブルーシフトすることなく、あるいは、わずかにブルーシフトするだけで、赤色カラーフィルター１６ａ、緑色カラーフィルター１６ｂ、および青色カラーフィルター１６ｃを含むカラーフィルター１６を透過できるようにすることができる。
【００３５】
図３に示すように、本発明の１つの実施形態に係るイメージセンサ構造１０が提供される。図３は、イメージセンサ構造１０の断面図である。
【００３６】
イメージセンサ構造１０は、基板１２内に形成された複数の光電変換ユニット１４を有する基板１２を含む。複数のカラーフィルター１６は、基板１２の上に形成される。複数のカラーフィルター１６は、赤色カラーフィルター１６ａと、緑色カラーフィルター１６ｂと、青色カラーフィルター１６ｃと、赤外線透過フィルター１６ｄとに分けられている。複数のマイクロレンズ１８は、複数のカラーフィルター１６の上に、複数のカラーフィルター１６に対応して形成されている。第１の透明材料層２０は、マイクロレンズ１８の上に形成されている。赤外（ＩＲ）光を遮る第１のフィルター２２は、第１の透明材料層２０の上に部分的に形成されており、第１のフィルター２２は、赤外線透過フィルター１６ｄに対応する第１の透明材料層２０の一部を露出している。可視光を透過させる第２のフィルター２４は、第１のフィルター２２の上に形成されており、第２のフィルター２４は、赤外線透過フィルター１６ｄに対応する第１の透明材料層２０の一部を露出している。具体的にいうと、第２の透明材料層２５は、赤外線透過フィルター１６ｄに対応する第１の透明材料層２０の一部の上に形成されている。また、レンズモジュール２６は、第２のフィルター２４および第２の透明材料層２５の上に形成されている。
【００３７】
いくつかの実施形態では、光電変換ユニット１４は、フォトダイオード（ＰＤ）を含むことができる。
【００３８】
いくつかの実施形態では、赤外線（ＩＲ）透過フィルター１６ｄは、赤外（ＩＲ）光を透過させる。
【００３９】
いくつかの実施形態では、第１の透明材料層２０は、マイクロレンズ１８および第１のフィルター２２の屈折率よりやや低い屈折率を有することができる。
【００４０】
いくつかの実施形態では、第１の透明材料層２０は、１．３よりやや低い屈折率、例えば、酸化ケイ素の屈折率よりやや低い屈折率を有することができる。
【００４１】
いくつかの実施形態では、第１のフィルター２２は、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍ、約７００ｎｍ〜約９００ｎｍ、約７００ｎｍ〜約１０００ｎｍ、または約８００ｎｍ〜約９００ｎｍの範囲にわたる波長を有する赤外（ＩＲ）光を遮る。例えば、第１のフィルター２２は、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍ（図４の第１のフィルター２２によって示される曲線２２を参照）の範囲にわたる波長を有する赤外（ＩＲ）光を選択的に遮る。図４は、第１のフィルター２２および第２のフィルター２４に関する光の透過率（％Ｔ）と波長（ｎｍ）との関係を示している。
【００４２】
いくつかの実施形態では、第２のフィルター２４は、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの範囲にわたる波長を有する可視光を透過させる。例えば、第２のフィルター２４は、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍ（図４の第２のフィルター２４によって示される曲線２４を参照）の範囲にわたる波長を有する可視光を選択的に透過させる。
【００４３】
いくつかの実施形態では、第２のフィルター２４は、例えば、図３に示されるように、高屈折率と低屈折率とが交互になっている、例えば６つの膜２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、および２４ｆのような、多数の膜（多層膜）と、銀、アルミニウムなどの特定の金属膜とを含むことができる。
【００４４】
いくつかの実施形態では、赤外線透過フィルター１６ｄに対応する第１の透明材料層２０の一部の上に形成された第２の透明材料層２５は、赤外（ＩＲ）光および可視光を透過させる。
【００４５】
図３のイメージセンサ構造１０では、第１のフィルター２２および第２のフィルター２４で構成されたハイブリッドフィルター２８は、センサーチップ上に直接配置され、且つ特定の波長（即ち、約７００ｎｍ〜約１１００ｎｍ）を有する赤外（ＩＲ）光を遮ることができ、特定の波長（即ち、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍ）を有する可視光が、赤色カラーフィルター１６ａ、緑色カラーフィルター１６ｂ、および青色カラーフィルター１６ｃを透過できるようにすることができる。また、第２の透明材料層２５は、赤外線透過フィルター１６ｄに対応する第１の透明材料層２０の一部の上に形成されており、且つ特定の波長（即ち、約８００ｎｍ〜約１１００ｎｍ、約９００ｎｍ〜約１１００ｎｍ、約１０００ｎｍ〜約１１００ｎｍ）を有する赤外（ＩＲ）光が、ブルーシフトすることなく、あるいは、わずかにブルーシフトするだけで、赤外線透過フィルター１６ｄを透過できるようにすることができる。
【００４６】
図５に示すように、本発明の１つの実施形態に係るイメージセンサ構造１０が提供される。図５は、イメージセンサ構造１０の断面図である。
【００４７】
イメージセンサ構造１０は、基板１２内に形成された複数の光電変換ユニット１４を有する基板１２を含む。複数のカラーフィルター１６は、基板１２の上に形成されている。複数のカラーフィルター１６は、赤色カラーフィルター１６ａと、緑色カラーフィルター１６ｂと、青色カラーフィルター１６ｃと、赤外線透過フィルター１６ｄとに分けられている。複数のマイクロレンズ１８は、複数のカラーフィルター１６の上に、複数のカラーフィルター１６に対応して形成されている。透明材料層２０は、複数のマイクロレンズ１８の上に形成されている。赤外（ＩＲ）光を遮る第１のフィルター２２は、透明材料層２０の上に形成されている。第１のフィルター２２は、第１の波長範囲を有する赤外（ＩＲ）光を遮る。可視光および赤外（ＩＲ）光を透過させる第２のフィルター２４は、第１のフィルター２２の上に形成されている。第２のフィルター２４は、第２の波長範囲を有する可視光および赤外（ＩＲ）光を透過させる。特に、第２の波長範囲は、第１の波長範囲より大きい。レンズモジュール２６は、第２のフィルター２４の上に形成されている。
【００４８】
いくつかの実施形態では、光電変換ユニット１４は、フォトダイオードを（ＰＤ）含むことができる。
【００４９】
いくつかの実施形態では、赤外線（ＩＲ）透過フィルター１６ｄは、赤外（ＩＲ）光を透過させる。
【００５０】
いくつかの実施形態では、透明材料層２０は、複数のマイクロレンズ１８および第１のフィルター２２の屈折率よりやや低い屈折率を有することができる。
【００５１】
いくつかの実施形態では、透明材料層２０は、１．３よりやや低い屈折率、例えば、酸化ケイ素の屈折率よりやや低い屈折率を有することができる。
【００５２】
いくつかの実施形態では、図６に示すように、第１のフィルター２２によって遮られる赤外（ＩＲ）光の第１の波長範囲Ｒ１は、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍ、または約７００ｎｍ〜約９００ｎｍである。即ち、第１のフィルター２２は、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍ（図６の第１のフィルター２２によって示される曲線２２を参照）の範囲にわたる波長を有する赤外（ＩＲ）光を選択的に遮る。図６は、第１のフィルター２２および第２のフィルター２４に関する光の透過率（％Ｔ）と波長（ｎｍ）との関係を示している。
【００５３】
いくつかの実施形態では、第２のフィルター２４を透過する可視光および赤外（ＩＲ）光の第２の波長範囲Ｒ２は、約４００ｎｍ〜約９００ｎｍ、または約４００ｎｍ〜約１０００ｎｍである。即ち、第２のフィルター２４は、約４００ｎｍ〜約９００ｎｍ（図６の第２のフィルター２４によって示される曲線２４を参照）の範囲にわたる波長を有する可視光および赤外（ＩＲ）光を選択的に透過させる。具体的にいうと、第１のフィルター２２および第２のフィルター２４が混成されたとき、第２の波長範囲Ｒ２が第１の波長範囲Ｒ１より大きいため、デュアルバンドパスプロファイルが形成される。
【００５４】
いくつかの実施形態では、第２のフィルター２４は、例えば、図５に示されるように、高屈折率と低屈折率とが交互になっている、例えば６つの膜２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、および２４ｆのような、多数の膜（多層膜）と、銀、アルミニウムなどの特定の金属膜とを含むことができる。
【００５５】
図５のイメージセンサ構造１０では、第１のフィルター２２および第２のフィルター２４で構成されたハイブリッドデュアルバンドパスフィルター２８は、センサーチップ上に直接配置され、且つ特定の波長（即ち、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍ）を有する赤外（ＩＲ）光を遮ることができ、特定の波長（即ち、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍ）を有する可視光および特定の波長（即ち、約８５０ｎｍまたは約９４０ｎｍ）を有する赤外（ＩＲ）光が、赤色カラーフィルター１６ａ、緑色カラーフィルター１６ｂ、および青色カラーフィルター１６ｃを透過できるようにすることができる。同様に、ハイブリッドデュアルバンドパスフィルター２８は、特定の波長（即ち、約８５０ｎｍまたは約９４０ｎｍ）を有する赤外（ＩＲ）光が、ブルーシフトすることなく、赤外線透過フィルター１６ｄを透過できるようにすることができる。
【００５６】
図７に示すように、本発明の１つの実施形態に係るイメージセンサ構造１０が提供される。図７は、イメージセンサ構造１０の断面図である。
【００５７】
イメージセンサ構造１０は、基板１２内に形成された複数の光電変換ユニット１４を有する基板１２を含む。複数のカラーフィルター１６は、基板１２の上に形成されている。複数のカラーフィルター１６は、赤色カラーフィルター１６ａと、緑色カラーフィルター１６ｂと、青色カラーフィルター１６ｃと、赤外線透過フィルター１６ｄとに分けられている。複数のマイクロレンズ１８は、複数のカラーフィルター１６の上に、複数のカラーフィルター１６に対応して形成されている。透明材料層２０は、複数のマイクロレンズ１８の上に形成されている。赤外（ＩＲ）光を遮る第１のフィルター２２は、透明材料層２０の上に形成されている。第１のフィルター２２は、第１の波長範囲を有する赤外（ＩＲ）光を遮る。可視光および赤外（ＩＲ）光を透過させる第２のフィルター２４は、第１のフィルター２２の上に形成されている。第２のフィルター２４は、第２の波長範囲を有する可視光および赤外（ＩＲ）光を透過させる。具体的にいうと、第２の波長範囲は、第１の波長範囲より大きい。レンズモジュール２６は、第２のフィルター２４の上に形成されている。
【００５８】
いくつかの実施形態では、光電変換ユニット１４は、フォトダイオードを（ＰＤ）含むことができる。
【００５９】
いくつかの実施形態では、赤外線（ＩＲ）透過フィルター１６ｄは、赤外（ＩＲ）光を透過させる。
【００６０】
いくつかの実施形態では、透明材料層２０は、複数のマイクロレンズ１８および第１のフィルター２２の屈折率よりやや低い屈折率を有することができる。
【００６１】
いくつかの実施形態では、透明材料層２０は、１．３よりやや低い屈折率、例えば、酸化ケイ素の屈折率よりやや低い屈折率を有することができる。
【００６２】
いくつかの実施形態では、図８Ａに示すように、第１のフィルター２２によって遮られる赤外（ＩＲ）光の第１の波長範囲Ｒ１は、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍ、または約７００ｎｍ〜約９００ｎｍである。即ち、第１のフィルター２２は、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍ（図８Ａの第１のフィルター２２によって示される曲線２２を参照）の範囲にわたる波長を有する赤外（ＩＲ）光を選択的に遮る。図８Ａは、第１のフィルター２２および第２のフィルター２４に関する光の透過率（％Ｔ）と波長（ｎｍ）との関係を示している。
【００６３】
いくつかの実施形態では、第２のフィルター２４を透過する可視光および赤外（ＩＲ）光の第２の波長範囲Ｒ２は、約４００ｎｍ〜約９００ｎｍ、または約４００ｎｍ〜約１０００ｎｍである。即ち、第２のフィルター２４は、約４００ｎｍ〜約９００ｎｍ（図８Ａの第２のフィルター２４によって示される曲線２４を参照）の範囲にわたる波長を有する可視光および赤外（ＩＲ）光を選択的に透過させる。具体的にいうと、第１のフィルター２２および第２のフィルター２４が混成されたとき、第２の波長範囲Ｒ２が第１の波長範囲Ｒ１より大きいため、デュアルバンドパスプロファイルが形成される。
【００６４】
いくつかの実施形態では、第２のフィルター２４は、例えば、図７に示されるように、高屈折率と低屈折率とが交互になっている、例えば６つの膜２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、および２４ｆのような、多数の膜（多層膜）と、銀、アルミニウムなどの特定の金属膜とを含むことができる。
【００６５】
いくつかの実施形態では、イメージセンサ構造１０は、赤外（ＩＲ）光を遮る第３のフィルター３０を更に含んでおり、第３のフィルター３０は、赤色カラーフィルター１６ａ、緑色カラーフィルター１６ｂ、および青色カラーフィルター１６ｃと、基板１２との間に形成されている。
【００６６】
いくつかの実施形態では、第３のフィルター３０は、８５０ｎｍ（図８Ｂの第３のフィルター３０によって示される曲線３０を参照）または９４０ｎｍの波長を有する赤外（ＩＲ）光を遮る。図８Ｂは、第３のフィルター３０に関する光の透過率（％Ｔ）と波長（ｎｍ）との関係を示している。
【００６７】
図７のイメージセンサ構造１０では、第１のフィルター２２および第２のフィルター２４で構成されたハイブリッドデュアルバンドパスフィルター２８は、第３のフィルター３０と結合されたセンサーチップ上に直接配置され、且つ特定の波長（即ち、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍ、および約８５０ｎｍまたは約９４０ｎｍ）を有する赤外（ＩＲ）光を遮ることができ、特定の波長（即ち、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍ）を有する可視光のみが、赤外（ＩＲ）光のノイズなしで、赤色カラーフィルター１６ａ、緑色カラーフィルター１６ｂ、および青色カラーフィルター１６ｃを透過できるようにすることができる。同様に、ハイブリッドデュアルバンドパスフィルター２８のうちの、第３のフィルター３０が配置されていない部分は、特定の波長（即ち、約８５０ｎｍまたは約９４０ｎｍ）を有する赤外（ＩＲ）光が、赤外線透過フィルター１６ｄを透過できるようにすることができる。
【００６８】
図９に示すように、本発明の１つの実施形態に係るイメージセンサ構造１０が提供される。図９は、イメージセンサ構造１０の断面図である。
【００６９】
イメージセンサ構造１０は、基板１２内に形成された複数の光電変換ユニット１４を有する基板１２を含む。複数のカラーフィルター１６は、基板１２の上に形成されている。複数のカラーフィルター１６は、赤色カラーフィルター１６ａと、緑色カラーフィルター１６ｂと、青色カラーフィルター１６ｃと、赤外線透過フィルター１６ｄとに分けられている。複数のマイクロレンズ１８は、複数のカラーフィルター１６の上に、複数のカラーフィルター１６に対応して形成されている。透明材料層２０は、複数のマイクロレンズ１８の上に形成されている。赤外（ＩＲ）光を遮る第１のフィルター２２は、透明材料層２０の上に形成されている。第１のフィルター２２は、第１の波長範囲を有する赤外（ＩＲ）光を遮る。可視光および赤外（ＩＲ）光を透過させる第２のフィルター２４は、第１のフィルター２２の上に形成されている。第２のフィルター２４は、第２の波長範囲を有する可視光および赤外（ＩＲ）光を透過させる。具体的にいうと、第２の波長範囲は、第１の波長範囲より大きい。レンズモジュール２６は、第２のフィルター２４の上に形成されている。
【００７０】
いくつかの実施形態では、光電変換ユニット１４は、フォトダイオードを（ＰＤ）含むことができる。
【００７１】
いくつかの実施形態では、赤外線（ＩＲ）透過フィルター１６ｄは、赤外（ＩＲ）光を透過させる。
【００７２】
いくつかの実施形態では、透明材料層２０は、複数のマイクロレンズ１８および第１のフィルター２２の屈折率よりやや低い屈折率を有することができる。
【００７３】
いくつかの実施形態では、透明材料層２０は、１．３よりやや低い屈折率、例えば、酸化ケイ素の屈折率よりやや低い屈折率を有することができる。
【００７４】
いくつかの実施形態では、図８Ａに示すように、第１のフィルター２２によって遮られる赤外（ＩＲ）光の第１の波長範囲Ｒ１は、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍ、または約７００ｎｍ〜約９００ｎｍである。即ち、第１のフィルター２２は、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍ（図８Ａの第１のフィルター２２によって示される曲線２２を参照）の範囲にわたる波長を有する赤外（ＩＲ）光を選択的に遮る。図８Ａは、第１のフィルター２２および第２のフィルター２４に関する光の透過率（％Ｔ）と波長（ｎｍ）との関係を示している。
【００７５】
いくつかの実施形態では、第２のフィルター２４を透過する可視光および赤外（ＩＲ）光の第２の波長範囲Ｒ２は、約４００ｎｍ〜約９００ｎｍ、または約４００ｎｍ〜約１０００ｎｍである。即ち、第２のフィルター２４は、約４００ｎｍ〜約９００ｎｍ（図８Ａの第２のフィルター２４によって示される曲線２４を参照）の範囲にわたる波長を有する可視光および赤外（ＩＲ）光を選択的に透過させる。具体的にいうと、第１のフィルター２２および第２のフィルター２４が混成されたとき、第２の波長範囲Ｒ２が第１の波長範囲Ｒ１より大きいため、デュアルバンドパスプロファイルが形成される。
【００７６】
いくつかの実施形態では、第２のフィルター２４は、例えば、図９に示されるように、高屈折率と低屈折率とが交互になっている、例えば６つの膜２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、および２４ｆのような、多数の膜（多層膜）と、銀、アルミニウムなどの特定の金属膜とを含むことができる。
【００７７】
いくつかの実施形態では、イメージセンサ構造１０は、赤外（ＩＲ）光を遮る第３のフィルター３０を更に含んでおり、第３のフィルター３０は、赤色カラーフィルター１６ａ、緑色カラーフィルター１６ｂ、および青色カラーフィルター１６ｃと、複数のマイクロレンズ１８との間に形成されている。
【００７８】
いくつかの実施形態では、第３のフィルター３０は、８５０ｎｍ（図８Ｂの第３のフィルター３０によって示される曲線３０を参照）または９４０ｎｍの波長を有する赤外（ＩＲ）光を遮る。図８Ｂは、第３のフィルター３０に関する光の透過率（％Ｔ）と波長（ｎｍ）との関係を示している。
【００７９】
図９のイメージセンサ構造１０では、第１のフィルター２２および第２のフィルター２４で構成されたハイブリッドデュアルバンドパスフィルター２８は、第３のフィルター３０と結合されたセンサーチップ上に直接配置され、且つ特定の波長（即ち、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍ、および約８５０ｎｍまたは約９４０ｎｍ）を有する赤外（ＩＲ）光を遮ることができ、特定の波長（即ち、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍ）を有する可視光のみが、赤外（ＩＲ）光のノイズなしで、赤色カラーフィルター１６ａ、緑色カラーフィルター１６ｂ、および青色カラーフィルター１６ｃを透過できるようにすることができる。同様に、ハイブリッドデュアルバンドパスフィルター２８のうちの、第３のフィルター３０が配置されていない部分は、特定の波長（即ち、約８５０ｎｍまたは約９４０ｎｍ）を有する赤外（ＩＲ）光が、赤外線透過フィルター１６ｄを透過できるようにすることができる。
【００８０】
本発明は、実施例の方法及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。逆に、当業者には自明の種々の変更及び同様の配置をカバーするものである。よって、添付の請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び同様の配置を含むべきである。
【符号の説明】
【００８１】
１０  イメージセンサ構造
１２  基板
１４  光電変換ユニット
１６  カラーフィルター
１６ａ  赤色カラーフィルター
１６ｂ  緑色カラーフィルター
１６ｃ  青色カラーフィルター
１６ｄ  赤外線透過フィルター
１８  マイクロレンズ
２０  透明材料層
２２  第１のフィルター
２４  第２のフィルター
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ  膜
２６  レンズモジュール
２８  ハイブリッドフィルター
３０  第３のフィルター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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