(57)【要約】 【課題】  固体撮像装置の隔壁グリッドに関する撮像装置を提供する。【解決手段】  固体撮像装置は、画素アレイ内に配置された複数の光電変換素子を含む基板、前記光電変換素子の上方に配置された複数のカラーフィルタセグメントを含むカラーフィルタ層、および複数の隔壁を含み、各前記隔壁は、２つの隣接するカラーフィルタセグメントの間に配置された隔壁グリッドを含み、前記カラーフィルタ層と前記隔壁グリッドは、同じ層に配置され、前記隔壁は、前記画素アレイの中心線に配置された第１の隔壁と前記画素アレイの端部に配置された第２の隔壁を含み、前記第２の隔壁は、前記第１の隔壁の上部幅より大きい上部幅を有する。【選択図】  図１
2017063171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素アレイ内に配置された複数の光電変換素子を含む基板、
前記光電変換素子の上方に配置された複数のカラーフィルタセグメントを含むカラーフィルタ層、および
複数の隔壁を含み、各前記隔壁は、２つの隣接するカラーフィルタセグメントの間に配置された隔壁グリッドを含み、
前記カラーフィルタ層と前記隔壁グリッドは、同じ層に配置され、
前記隔壁は、前記画素アレイの中心線に配置された第１の隔壁と前記画素アレイの端部に配置された第２の隔壁を含み、前記第２の隔壁は、前記第１の隔壁の上部幅より大きい上部幅を有する固体撮像装置。
【請求項２】
前記隔壁グリッドは、前記カラーフィルタ層の前記屈折率より低い屈折率を有し、前記隔壁グリッドの材料は、ケイ素酸化物または有機フォトレジストを含む請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記画素アレイの前記中心線から前記端部の隔壁は、互いに異なる上部幅を有し、前記隔壁の上部幅は、前記画素アレイの中心線から端部へ徐々に増加する請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記画素アレイの前記中心線から前記端部の隔壁は、互いに異なる高さを有し、前記隔壁の高さは、前記画素アレイの中心線から端部へ徐々に増加する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記画素アレイの第１の領域に配置された前記隔壁は、第１の上部幅を有し、前記画素アレイの第２の領域に配置された前記隔壁は、第２の上部幅を有し、入射光は、０から±２０度の角度で前記第１の領域を照射し、前記入射光は、±２０度より大きい角度で前記第２の領域を照射し、前記第２の上部幅は、前記第１の上部幅より大きく、前記画素アレイの前記第１の領域に配置された前記隔壁は、第１の底部幅を有し、前記画素アレイの前記第２の領域に配置された前記隔壁は、第２の底部幅を有し、前記第１の上部幅は、前記第１の領域の前記第１の底部幅より小さく、前記第２の上部幅は、前記第２の領域の前記第２の底部幅と等しい請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記画素アレイの第１の領域に配置された前記隔壁は、互いに異なる上部幅を有し、前記画素アレイの第２の領域に配置された前記隔壁は、互いに異なる上部幅を有し、入射光は、０から±２０度の角度で前記第１の領域を照射し、前記入射光は、±２０度より大きい角度で前記第２の領域を照射し、前記第２の領域の前記隔壁の前記上部幅は、前記第１の領域の前記隔壁の前記上部幅より大きく、前記第１の領域と前記第２の領域の隔壁の前記上部幅は、前記画素アレイの中心線から端部の方向に沿って徐々に増加する請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記画素アレイの前記第１の領域の前記隔壁の各々は、前記隔壁の前記上部幅より大きい底部幅を有し、前記画素アレイの前記第２の領域の前記隔壁の各々は、前記隔壁の前記上部幅と等しい底部幅を有する請求項６に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記画素アレイの前記中心線から前記端部の前記隔壁は、互いに異なる上部幅と、互いに異なる底部幅を有し、前記隔壁の前記上部幅は、前記画素アレイの前記中心線から前記端部へ徐々に増加し、前記隔壁の前記底部幅は、前記画素アレイの前記中心線から前記端部へ徐々に減少する請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記隔壁の各々は、前記上部幅対前記底部幅の比率を有し、前記隔壁の比率は、前記画素アレイの前記中心線から前記端部へ徐々に増加し、前記画素アレイの前記端部にある前記隔壁の比率は、１に等しい請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
画素アレイ内に配置された複数の光電変換素子を含む基板、
前記光電変換素子の上方に配置された複数のカラーフィルタセグメントを含むカラーフィルタ層、および
複数の隔壁を含み、各前記隔壁は、１つのカラーフィルタセグメントを囲む隔壁グリッドを含み、
前記カラーフィルタ層と前記隔壁グリッドは、同じ層に配置され、
前記カラーフィルタ層は、複数のカラーフィルタセグメントのユニットを有し、前記ユニットの１つのカラーフィルタセグメントは、第１の隔壁で囲まれ、前記ユニットのもう１つのカラーフィルタセグメントは、第２の隔壁で囲まれ、前記第１の隔壁は、前記第２の隔壁の上部幅より大きい上部幅を有する固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に、固体撮像装置の隔壁（ｐａｒｔｉｔｉｏｎ）グリッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）イメージセンサ、および相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）イメージセンサは、各種の画像取込み装置、例えばデジタル静止画カメラ、デジタルビデオカメラなどに広く用いられている。固体撮像装置では、複数の画素がシリコンチップなどの半導体基板上に配列される。各画素は、フォトダイオードなどの光電変換素子を有し、フォトダイオードで受光された入射光の光電変換を行うことによって信号電荷を生成する。フォトダイオードで生成された光電子に対応する信号電荷は、ＣＣＤ型またはＣＭＯＳ型の読み出し回路によって得られる。
【０００３】
固体撮像装置は、受光ユニットに入射した方向に関して大きく２つのグループに分類される。1つは、読み出し回路の配線層が形成されている半導体基板の表面に入射する光を受光する表面照射型（ＦＳＩ）撮像装置である。もう１つは、配線層が形成されていない半導体基板の裏面に入射する光を受光する裏面照射型（ＢＳＩ）撮像装置である。カラー画像を撮像するために、カラーフィルタがＦＳＩとＢＳＩ撮像装置に提供される。ＦＳＩとＢＳＩ撮像装置は、一般的に、画像間の光をブロックする遮光グリッド構造を有し、混色を防止する。ＦＳＩとＢＳＩ撮像装置では、遮光グリッド構造は、一般的に、撮像装置の画素アレイの全ての位置に均一の幅と高さを有する。
【発明の概要】
【０００４】
固体撮像装置では、画素アレイの端部に照射する入射光の傾斜角度は、画素アレイの中心部に照射する入射光の垂直角度より大きい。入射光の角度は、固体撮像装置の受光面の法線からの角度である。例えば、画素アレイの端部に照射する入射光の傾斜角度は、約＋／−２０度〜約＋／−４０度であり、画素アレイの中心部に照射する入射光の垂直角度は、約０度である。従って、画素アレイの端部にあるフォトダイオードは、画素アレイの中心部にあるフォトダイオードの感度より低い感度を有する。
【０００５】
本開示の実施形態に係る、固体画像装置の隔壁グリッドの各種の寸法設計は、画素アレイの端部にあるフォトダイオードの感度を向上させるように提供される。また、固体画像装置の隔壁グリッドの各種の寸法設計は、画素アレイの端部にあるフォトダイオードの均一な感度を得ることができる。従って、固体撮像装置の角度応答（ＡＲ）の向上も得ることができる。結果として、固体撮像装置の画素アレイの端部にあるフォトダイオードは、均一な量子効果（ＱＥ）を有する。従って、固体撮像装置の画素アレイの端部にある画素の性能は、色彩、またはその他の効果、例えば、量子効果（ＱＥ）と感度で対称的である。
【０００６】
いくつかの実施形態では、固体画像装置が提供される。固体撮像装置は、画素アレイ内に配置された複数の光電変換素子を含む基板を含む。固体撮像装置は、光電変換素子の上方に配置された複数のカラーフィルタセグメントを含むカラーフィルタ層も含む。固体撮像装置は、複数の隔壁を含む隔壁グリッドを更に含む。各隔壁は、２つの隣接するカラーフィルタセグメントの間に配置される。カラーフィルタ層と隔壁グリッドは、同じ層に配置される。また、隔壁は、画素アレイの中心線に配置された第１の隔壁と画素アレイの端部に配置された第２の隔壁を含む。第２の隔壁は、第１の隔壁の上部幅より大きい上部幅を有する。
【０００７】
いくつかの実施形態では、固体画像装置が提供される。固体撮像装置は、画素アレイ内に配置された複数の光電変換素子を含む基板を含む。固体撮像装置は、光電変換素子の上方に配置された複数のカラーフィルタセグメントを含むカラーフィルタ層も含む。固体撮像装置は、複数の隔壁を含む隔壁グリッドを更に含む。各隔壁は、１つのカラーフィルタセグメントを囲む。カラーフィルタ層と隔壁グリッドは、同じ層に配置される。また、カラーフィルタ層は、複数のカラーフィルタセグメントのユニットを有する。ユニットの１つのカラーフィルタセグメントは、第１の隔壁で囲まれ、ユニットのもう１つのカラーフィルタセグメントは、第２の隔壁で囲まれる。第１の隔壁は、第２の隔壁の上部幅より大きい上部幅を有する。
【０００８】
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】
【０００９】
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】本開示のいくつかの実施形態に係る固体撮像装置の概略部分断面図を示している。
【図２】本開示のいくつかの実施形態に係る固体撮像装置の隔壁グリッドの概略平面図を示している。
【図３Ａ】本開示のいくつかの実施形態に係る、図２に示されたＸ軸方向とＹ軸方向に沿った、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅの固体撮像装置の各種の隔壁グリッドの複数の隔壁の概略断面図を示している。
【図３Ｂ】本開示のいくつかの実施形態に係る、図２に示されたＸ軸方向とＹ軸方向に沿った、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅの固体撮像装置の各種の隔壁グリッドの複数の隔壁の概略断面図を示している。
【図３Ｃ】本開示のいくつかの実施形態に係る、図２に示されたＸ軸方向とＹ軸方向に沿った、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅの固体撮像装置の各種の隔壁グリッドの複数の隔壁の概略断面図を示している。
【図３Ｄ】本開示のいくつかの実施形態に係る、図２に示されたＸ軸方向とＹ軸方向に沿った、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅの固体撮像装置の各種の隔壁グリッドの複数の隔壁の概略断面図を示している。
【図３Ｅ】本開示のいくつかの実施形態に係る、図２に示されたＸ軸方向とＹ軸方向に沿った、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅの固体撮像装置の各種の隔壁グリッドの複数の隔壁の概略断面図を示している。
【図３Ｆ】本開示のいくつかの実施形態に係る、図２に示されたＸ軸方向とＹ軸方向に沿った、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅの固体撮像装置の各種の隔壁グリッドの複数の隔壁の概略断面図を示している。
【図４Ａ】本開示のいくつかの実施形態に係る固体撮像装置の一部の隔壁グリッドで囲まれたカラーフィルタ層の複数のカラーフィルタセグメントのユニットの概略平面図を示している。
【図４Ｂ】本開示のいくつかの実施形態に係る図４の断面線４−４’に沿った、固体撮像装置の各種の隔壁グリッドで囲まれた複数のカラーフィルタセグメントのユニットの概略断面図を示している。
【図４Ｃ】本開示のいくつかの実施形態に係る図４の断面線４−４’に沿った、固体撮像装置の各種の隔壁グリッドで囲まれた複数のカラーフィルタセグメントのユニットの概略断面図を示している。
【図５】本開示のいくつかの実施形態に係る各種の隔壁の上部幅を有する固体撮像装置のＲ、Ｇ、Ｂ、およびＷ画素の量子効率（ＱＥ）対波長の曲線のグラフを示している。
【図６Ａ】本開示の隔壁グリッドの寸法設計がない画素応答対固体撮像装置に照射する入射光の角度の曲線のグラフを示している。
【図６Ｂ】本開示のいくつかの実施形態に係る隔壁グリッドの寸法設計がある画素応答対固体撮像装置に照射する入射光の角度の曲線のグラフを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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、添付の請求の範囲を参考にして決定される。
【００１１】
図１に示すように、いくつかの実施形態に係る固体撮像装置１００の断面図が示されている。固体撮像装置１００は、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）イメージセンサ、または電荷結合素子（ＣＣＤ）イメージセンサで形成されることができる。固体撮像装置１００は、基板１０２、例えば、表面１０２Ｆと裏面１０２Ｒを有する半導体基板を含む。半導体基板は、ウエハまたはチップであることができる。基板１０２は、例えばその中に形成されたフォトダイオードなどの複数の光電変換素子１０６を含み、光電変換素子１０６は、画素アレイ内に配置される。光電変換素子１０６は、以降フォトダイオード１０６と称する。各フォトダイオード１０６は、固体撮像装置１００の画素アレイの１つの各々の画素に配置される。基板１０２のフォトダイオード１０６は、互いに分離される。図１は、４つの画素を示しているが、実際には固体撮像装置１００は、数百万画素を有する。
【００１２】
いくつかの実施形態では、フォトダイオード１０６は、基板１０２の裏面１０２Ｒ上に形成される。固体撮像装置１００に必要な各種の配線と電子回路を含む配線層１０４は、基板１０２の表面１０２Ｆ上に形成される。入射光１４０と１４１は、基板１０２の裏面１０２Ｒに照射し、フォトダイオード１０６によって受光される。従って、図１に示されるように、固体撮像装置１００は、ＢＳＩ撮像装置と呼ばれる。図１に示されるように、ＢＳＩ撮像装置１００では、入射光１４０と１４１は、基板１０２の裏面１０２Ｒに照射し、基板１０２の表面１０２Ｆ上に形成された配線層１０４を通過することなく、フォトダイオード１０６に届く。
【００１３】
いくつかの他の実施形態では、固体撮像装置は、ＦＳＩ撮像装置であることができる。入射光は、基板の表面に照射し、配線層１０４を通過して基板の裏面上に形成されたフォトダイオード１０６によって受光される。フォトダイオードに届くＦＳＩ画像装置を通過する入射光の経路は、ＢＳＩ撮像装置を通過する入射光の経路より長い。従って、ＢＳＩ撮像装置の画素アレイの端部に照射する傾斜入射光の角度応答（ａｎｇｕｌａｒ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ；  ＡＲ）と量子効率（ＱＥ）における効果は、ＦＳＩ撮像装置における効果よりも劣る。本開示の実施形態に係る、ＢＳＩ撮像装置の角度応答（ＡＲ）と量子効率（ＱＥ）の向上は、ＦＳＩ撮像装置より、より大きくすることができる。
【００１４】
一般的に、入射光１４０と１４１は、異なる角度で固体撮像装置１００の画素アレイの中心部Ｃと端部Ｅに照射する。入射光１４１は、傾斜角度で固体撮像装置１００の画素アレイの端部Ｅに照射する。この傾斜角度は、例えば、基板１０２の裏面１０２Ｒの法線から約＋／−２０度〜約＋／−４０度の傾斜角度である。入射光１４０は、垂直角度で固体撮像装置１００の画素アレイの中心部Ｃに照射する。この垂直角度は、例えば、基板１０２の裏面１０２Ｒの法線から約０度の垂直角度である。固体撮像装置１００の画素アレイの端部Ｅに照射する入射光１４１の主光線角度（ＣＲＡ）は、画素アレイの中心部Ｃに照射する入射光１４０の主光線角度（ＣＲＡ）より大きい。従って、より大きいＣＲＡの傾斜入射光１４１を受光する画素アレイの端部Ｅにあるフォトダイオード１０６は、より小さいＣＲＡの垂直入射光１４０を受光する画素アレイの中心部Ｃにあるフォトダイオード１０６の量子効率（ＱＥ）と感度より低い量子効率（ＱＥ）と感度を有する。
【００１５】
本開示のいくつかの実施形態に基づいて、図１に示されるように、固体撮像装置１００は、基板１０２の裏面１０２Ｒ上に配置された隔壁グリッド１０８を含む。隔壁グリッド１０８は、複数の隔壁１０８Ｐを含む。いくつかの実施形態では、隔壁１０８Ｐの上部幅と底部幅は、画素アレイの中心部Ｃから端部Ｅに増加する。図１は、５つの隔壁を示しているが、実際には図２に示されたように、隔壁グリッド１０８は、複数の交差した列と行に配列されたより多くの隔壁を有する。
【００１６】
いくつかの実施形態では、固体撮像装置１００は、基板１０２の裏面１０２Ｒ上に形成されたパッシベーション層１０７を含み、光電変換素子１０６をカバーする。また、パッシベーション層１０７は、平面を有する。パッシベーション層１０７の材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、または他の適切な絶縁材料を含む。
【００１７】
図１に示されるように、固体撮像装置１００は、パッシベーション層１０７の平面上に形成されたカラーフィルタ層１２０を更に含む。カラーフィルタ層１２０は、光電変換素子１０６の上方に配置された複数のカラーフィルタセグメント１２０−Ｓを含む。各カラーフィルタセグメント１２０−Ｓは、１つの各々の光電変換素子１０６に対応する。図１は、４つのカラーフィルタセグメントを示しているが、実際にはフィルター層１２０は、より多くのカラーフィルタセグメントを含む。いくつかの実施形態では、カラーフィルタセグメント１２０−Ｓは、適切な配置で配列された赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）カラーフィルタセグメントの３原色である。いくつかの他の実施形態では、カラーフィルタセグメント１２０−Ｓは、適切な配置でＲ、Ｇ、およびＢカラーフィルタセグメントと一緒に配列された白色（Ｗ）カラーフィルタセグメントを含む。
【００１８】
いくつかの実施形態では、フィルター層１２０と隔壁グリッド１０８は、パッシベーション層１０７の上方の同一層に配置される。いくつかの実施形態では、画素アレイの端部にある隔壁以外の隔壁グリッド１０８の隔壁の各々は、２つの隣接するカラーフィルタセグメントの間に配置される。例えば、各隔壁１０８Ｐは、２つの隣接するカラーフィルタセグメント１２０−Ｓの間に配置される。
【００１９】
いくつかの実施形態では、隔壁グリッドは、堆積、フォトリソグラフィ、およびエッチングプロセスによって形成される、または印刷プロセスによって形成されることができる。
【００２０】
また、図１に示されるように、固体撮像装置１００は、カラーフィルタ層１２０と隔壁グリッド１０８の同一平面上に配置されるマイクロレンズ構造１３０も含む。マイクロレンズ構造１３０は、アレイに配列された複数のマイクロレンズ素子を有する。マイクロレンズ構造１３０は、入射光をフォトダイオード１０６に効率よく照射させるように提供される。いくつかの実施形態では、化学気相蒸着（ＣＶＤ）酸化物薄膜（図示されていない）は、マイクロレンズ構造１３０の表面上に更に堆積される。ＣＶＤ薄膜の材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、またはその組み合わせを含む。
【００２１】
図２に示すように、いくつかの実施形態に係る固体撮像装置１００の隔壁グリッドの平面図が示されている。隔壁グリッド１０８は、画素アレイ１１０の中心線ＣＬから端部Ｅの上部幅の異なる寸法を有する複数の隔壁１０８Ｐを含む。画素アレイ１１０の中心線ＣＬに配置された第１の隔壁１０８Ｐ−ＣＬは、上部幅ＷＣＬを有する。画素アレイ１１０の端部Ｅに配置された第２の隔壁１０８Ｐ−Ｅは、第１の隔壁１０８Ｐ−ＣＬの上部幅ＷＣＬより大きい上部幅ＷＥを有する。いくつかの実施形態では、隔壁グリッド１０８は、光透過性材料でできている。従って、固体撮像装置１００に照射する入射光は、隔壁グリッド１０８の隔壁グリッド１０８Ｐを通過することができる。また、隔壁グリッド１０８は、カラーフィルタ層の屈折率より低い屈折率を有する。従って、隔壁１０８Ｐとカラーフィルタセグメント１２０−Ｓとの間のインターフェースで全反射が生じる。いくつかの実施形態では、隔壁グリッド１０８の材料は、ケイ素酸化物または有機フォトレジストなどの低屈折率（ｎ）材料である。
【００２２】
本実施形態に基づくと、より大きい上部幅ＷＥを有する画素アレイ１１０の端部Ｅにある第２の隔壁１０８Ｐ−Ｅは、大量の入射光を通過させることができ、固体撮像装置１００の画素アレイ１１０の端部Ｅにあるフォトダイオード１０６に伝送する。従って、図１に示されたように、傾斜入射光１４１を受光しているとき、より大きい上部幅ＷＥを有する画素アレイ１１０の端部Ｅにある第２の隔壁１０８Ｐ−Ｅは、固体撮像装置１００の画素アレイ１１０の端部Ｅにあるフォトダイオード１０６の量子効率（ＱＥ）と感度を向上させることができる。従って、本実施形態に係る隔壁グリッド１０８の寸法は、固体撮像装置１００のチップエッジ応答（ｃｈｉｐ ｅｄｇｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を向上させることができる。また、固体撮像装置１００の角度応答（ＡＲ）は、本実施形態に係る隔壁グリッド１０８の寸法によっても改善されるため、画素アレイの端部の均一な性能が得られる。
【００２３】
図３Ａに示すように、本開示のいくつかの実施形態に係る図２に示されたＸ軸方向とＹ軸方向に沿った、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅの固体撮像装置１００の各種の隔壁グリッド１０８の複数の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５の断面図が示されている。実施形態では、隔壁グリッド１０８の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５の各々は、隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５の底部幅ＢＷ１〜ＢＷ５と同じ上部幅ＴＷ１〜ＴＷ５を有する。例えば、ＴＷ１＝ＢＷ１、ＴＷ２＝ＢＷ２、ＴＷ３＝ＢＷ３、ＴＷ４＝ＢＷ４、およびＴＷ５＝ＢＷ５である。隔壁グリッド１０８の全ての隔壁は、垂直な側壁を有する。また、隔壁グリッド１０８の全ての隔壁は、同じ高さＨを有する。
【００２４】
また、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅの隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５は、互いに異なる上部幅ＴＷ１〜ＴＷ５を有する。また、隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５の上部幅ＴＷ１〜ＴＷ５は、固体撮像装置１００の画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅへ徐々に増加する。隔壁グリッド１０８の他の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−４の上部幅ＴＷ１〜ＴＷ４より大きい上部幅ＴＷ５を有する隔壁グリッド１０８の端部Ｅにある隔壁１０８Ｐ−５は、固体撮像装置１００の画素アレイの端部にある画素の感度を向上させることができる。
【００２５】
また、いくつかの実施形態では、図２に示されたＸ軸方向とＹ軸方向に沿った、隔壁グリッド１０８の全ての隔壁のピッチ（ｐｉｔｃｈ）、例えば、隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５のピッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４は、等しい。固体撮像装置１００では、隔壁グリッド１０８の全ての隔壁は、同じピッチで配置される。画素アレイの各画素は、１つのカラーフィルタセグメントと１つの隔壁の面積を含む。画素アレイの全ての画素は、同じサイズである。また、いくつかの実施形態では、カラーフィルタ層のカラーフィルタセグメントは、同じサイズである。いくつかの実施形態では、カラーフィルタ層のカラーフィルタセグメントは、異なるサイズである。
【００２６】
いくつかの他の実施形態では、図２に示されたＸ軸方向とＹ軸方向に沿った、隔壁グリッド１０８の全ての隔壁のピッチ、例えば、隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５のピッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４は、互いに異なる。Ｘ軸方向とＹ軸方向に沿った、隔壁グリッド１０８の隔壁は、固体撮像装置１００の画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅへ徐々に増加したピッチ、または徐々に減少したピッチで配置される。画素アレイの画素は、異なるサイズである。また、いくつかの実施形態では、カラーフィルタ層の全てのカラーフィルタセグメントは、同じサイズである。いくつかの他の実施形態では、カラーフィルタ層の全てのカラーフィルタセグメントは、異なるサイズである。
【００２７】
図３Ｂに示すように、いくつかの実施形態に係る図２に示されたＸ軸方向とＹ軸方向に沿った、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅの固体撮像装置１００の各種の隔壁グリッド１０８の複数の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５の断面図が示されている。実施形態では、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅの隔壁グリッド１０８の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５は、互いに異なる高さＨ１〜Ｈ５を有する。いくつかの実施形態では、隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５の高さＨ１〜Ｈ５は、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅへ徐々に増加する。図３Ｂの実施形態では、隔壁グリッド１０８の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５の、高さＨ１〜Ｈ５を除く、上部幅、底部幅、ピッチ、および材料のその他の条件は、図３Ａのこれらと同じであることができる。また、図３Ｂの実施形態の画素アレイの画素サイズの条件は、図３Ａの実施形態と同じであることができる。
【００２８】
図３Ｂの実施形態では、画素アレイの端部Ｅにある隔壁グリッド１０８の隔壁１０８Ｐ−５は、隔壁グリッド１０８の他の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−４より大きい上部幅ＴＷ５と高い高さＨ５を有する。従って、隔壁グリッド１０８の隔壁の上部幅と高さの寸法は、固体撮像装置１００の画素アレイの端部にある画素の感度を向上させることができる。
【００２９】
図３Ｃに示すように、いくつかの実施形態に係る図２に示されたＸ軸方向とＹ軸方向に沿った、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅの固体撮像装置１００の各種の隔壁グリッド１０８の複数の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５の断面図が示されている。実施形態では、画素アレイの第１の領域Ａ１に配置された隔壁グリッド１０８の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−２は、その底部幅ＢＷ１〜ＢＷ２より小さい上部幅ＴＷ１〜ＴＷ２を有する。例えば、隔壁１０８Ｐ−１は、底部幅ＢＷ１より小さい上部幅ＴＷ１を有し、隔壁１０８Ｐ−２は、底部幅ＢＷ２より小さい上部幅ＴＷ２を有する。
【００３０】
画素アレイの第２の領域Ａ２に配置された隔壁グリッド１０８の隔壁１０８Ｐ−３〜１０８Ｐ−５は、隔壁１０８Ｐ−３〜１０８Ｐ−５の底部幅ＢＷ３〜ＢＷ５と同じ上部幅ＴＷ３〜ＴＷ５を有する。例えば、ＴＷ３＝ＢＷ３、ＴＷ４＝ＢＷ４、およびＴＷ５＝ＢＷ５である。
【００３１】
いくつかの実施形態では、第１の領域Ａ１は、０から＋／−２０度の角度の入射光で照射された領域によって定義される。第２の領域Ａ２は、＋／−２０度より大きい角度の入射光で照射された領域によって定義される。実施形態では、第２の領域Ａ２の隔壁１０８Ｐ−３〜１０８Ｐ−５の上部幅ＴＷ３〜ＴＷ５は、第１の領域Ａ１の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−２の上部幅ＴＷ１〜ＴＷ２より大きい。また、隔壁グリッド１０８の全ての隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５は、同じ高さＨを有する。
【００３２】
図３Ｃに示されるように、第１の領域Ａ１の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−２の各々は、テーパー状断面および傾斜側壁を有する。第２の領域Ａ２の隔壁１０８Ｐ−３〜１０８Ｐ−５の各々は、矩形断面および垂直側壁を有する。垂直側壁を有する第２の領域Ａ２の隔壁１０８Ｐ−３〜１０８Ｐ−５は、第１の領域Ａ１の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−２の傾斜側壁で生成された全反射の角度より大きい全反射の角度を生成する。また、第２の領域Ａ２の隔壁グリッド１０８の隔壁１０８Ｐ−３〜１０８Ｐ−５は、第１の領域Ａ１の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−２の上部幅ＴＷ１〜ＴＷ２より大きい上部幅ＴＷ３〜ＴＷ５を有する。従って、＋／−２０度より大きい角度の入射光で照射された第２の領域Ａ２の隔壁グリッド１０８の隔壁は、固体撮像装置１００の画素アレイの端部Ｅを含む第２の領域Ａ２の画素の感度を向上させることができる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、第１の領域Ａ１の隔壁は、同じ上部幅ＴＷ１〜ＴＷ２と同じ底部幅ＢＷ１〜ＢＷ２を有する。例えば、ＴＷ１＝ＴＷ２およびＢＷ１＝ＢＷ２である。また、第２の領域Ａ２の隔壁は、同じ上部幅ＴＷ３〜ＴＷ５と同じ底部幅ＢＷ３〜ＢＷ５を有する。例えば、ＴＷ３＝ＴＷ４＝ＴＷ５、およびＢＷ３＝ＢＷ４＝ＢＷ５である。
【００３４】
いくつかの実施形態では、画素アレイの第１の領域Ａ１に配置された隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−２は、互いに異なる上部幅ＴＷ１〜ＴＷ２を有する。また、隔壁１０８Ｐ−１は、隔壁１０８Ｐ−２の底部幅ＢＷ２と異なる底部幅ＢＷ１を有する。画素アレイの第２の領域Ａ２に配置された隔壁１０８Ｐ−３〜１０８Ｐ−５は、互いに異なる上部幅ＴＷ３〜ＴＷ５を有する。また、画素アレイの第２の領域Ａ２に配置された隔壁１０８Ｐ−３〜１０８Ｐ−５は、互いに異なる底部幅ＢＷ３〜ＢＷ５を有する。例えば、ＴＷ３≠ＴＷ４≠ＴＷ５、およびＢＷ３≠ＢＷ４≠ＢＷ５である。いくつかの実施形態では、第１の領域Ａ１の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−２の上部幅ＴＷ１〜ＴＷ２は、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅへの方向に沿って徐々に増加する。第２の領域Ａ２の隔壁１０８Ｐ−３〜１０８Ｐ−５の上部幅ＴＷ３〜ＴＷ５は、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅへの方向に沿って徐々に増加する。
【００３５】
また、いくつかの実施形態では、図２に示されたＸ軸方向とＹ軸方向に沿った、隔壁グリッド１０８の全ての隔壁のピッチ、例えば、隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５のピッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４は、等しい。また、画素アレイの全ての画素は、同じサイズである。
【００３６】
いくつかの他の実施形態では、図２に示されたＸ軸方向とＹ軸方向に沿った、隔壁グリッド１０８の全ての隔壁のピッチ、例えば、隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５のピッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４は、互いに異なる。Ｘ軸方向とＹ軸方向に沿った、隔壁グリッド１０８の隔壁は、固体撮像装置１００の画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅへ徐々に増加したピッチ、または徐々に減少したピッチで配置されることができる。また、画素アレイの全ての画素は、全て異なるサイズである。
【００３７】
図３Ｄに示すように、本開示のいくつかの実施形態に係る図２に示されたＸ軸方向とＹ軸方向に沿った、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅの固体撮像装置１００の各種の隔壁グリッド１０８の複数の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５の断面図が示されている。実施形態では、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅの隔壁グリッド１０８の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５は、互いに異なる高さＨ１〜Ｈ５を有する。いくつかの実施形態では、隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５の高さＨ１〜Ｈ５は、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅへ徐々に増加する。図３Ｄの実施形態では、障壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５の上部幅、底部幅、ピッチ、および材料のその他の条件は、図３Ｃのこれらと同じであることができる。また、図３Ｄの実施形態の画素アレイの画素サイズの条件は、図３Ｃの実施形態と同じであることができる。
【００３８】
図３Ｄの実施形態では、画素アレイの端部Ｅにある隔壁グリッド１０８の隔壁１０８Ｐ−５は、画素アレイの他の領域にある他の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−４の上部幅ＴＷ１〜ＴＷ４と高さＨ１〜Ｈ４より大きい上部幅ＴＷ５と高い高さＨ５を有する。従って、固体撮像装置１００の画素アレイの端部Ｅにある隔壁グリッド１０８の隔壁の寸法は、固体撮像装置１００の画素アレイの端部Ｅにある画素の感度を向上させることができる。
【００３９】
図３Ｅに示すように、本開示のいくつかの実施形態に係る図２に示されたＸ軸方向とＹ軸方向に沿った、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅの固体撮像装置１００の各種の隔壁グリッド１０８の複数の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５の断面図が示されている。実施形態では、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅの隔壁グリッド１０８の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５は、互いに異なる上部幅ＴＷ１〜ＴＷ５を有する。また、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅの隔壁グリッド１０８の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５はまた互いに異なる底部幅ＢＷ１〜ＢＷ５を有する。
【００４０】
隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５の上部幅ＴＷ１〜ＴＷ５は、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅへ徐々に増加する。隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５の底部幅ＢＷ１〜ＢＷ５は、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅへ徐々に減少する。また、隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−４の上部幅ＴＷ１〜ＴＷ４は、隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−４の底部幅ＢＷ１〜ＢＷ４より小さい。画素アレイの端部Ｅにある隔壁１０８Ｐ−５の上部幅ＴＷ５は、隔壁１０８Ｐ−５の底部幅ＢＷ５と等しい。
【００４１】
実施形態では、隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５の各々は、上部幅対底部幅の比率を有する。隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５の上部幅対底部幅の比率は、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅへ徐々に増加する。また、画素アレイの端部Ｅにある隔壁１０８Ｐ−５の上部幅対底部幅の比率は、１に等しい。画素アレイの他の領域にある隔壁１０８Ｐ−１の上部幅対底部幅の比率は、１より小さい。また、隔壁グリッド１０８の全ての隔壁は、同じ高さＨを有する。例えば、隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５は、同じ高さＨを有する。
【００４２】
また、いくつかの実施形態では、図２に示されたＸ軸方向とＹ軸方向に沿った、隔壁グリッド１０８の全ての隔壁のピッチ、例えば、隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５のピッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４は、等しい。また、画素アレイの全ての画素は、同じサイズである。
【００４３】
いくつかの他の実施形態では、図２に示されたＸ軸方向とＹ軸方向に沿った、隔壁グリッド１０８の全ての隔壁のピッチ、例えば、隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５のピッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４は、互いに異なる。Ｘ軸方向とＹ軸方向に沿った、隔壁グリッド１０８の隔壁は、固体撮像装置１００の画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅへ徐々に増加したピッチ、または徐々に減少したピッチで配置されることができる。また、画素アレイの全ての画素は、全て異なるサイズである。
【００４４】
図３Ｅに示されるように、画素アレイの端部Ｅに配置されていない隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−４の各々は、テーパー状断面および傾斜側壁を有する。画素アレイの端部Ｅに配置された隔壁１０８Ｐ−５は、矩形断面および垂直側壁を有する。画素アレイの端部Ｅにある隔壁１０８Ｐ−５は、隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−４の傾斜側壁で生成された全反射効果より良い全反射効果を生成する垂直側壁を有する。また、画素アレイの端部Ｅにある隔壁グリッド１０８の隔壁１０８Ｐ−５は、隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−４の上部幅より大きい上部幅ＴＷ５を有する。従って、画素アレイの端部Ｅにある隔壁グリッド１０８の隔壁の寸法設計と断面形状は、傾斜入射光を受光しているとき、固体撮像装置１００の画素アレイの端部Ｅの画素の量子効率（ＱＥ）と感度を向上させることができる。
【００４５】
図３Ｆに示すように、本開示のいくつかの実施形態に係る図２に示されたＸ軸方向とＹ軸方向に沿った、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅの固体撮像装置１００の各種の隔壁グリッド１０８の複数の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５の断面図が示されている。実施形態では、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅの隔壁グリッド１０８の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５は、互いに異なる高さＨ１〜Ｈ５を有する。いくつかの実施形態では、隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５の高さＨ１〜Ｈ５は、画素アレイの中心線ＣＬから端部Ｅへ徐々に増加する。また、図３Ｆの実施形態では、隔壁グリッド１０８の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−５の上部幅、底部幅、ピッチ、および材料の条件は、図３Ｅのこれらと同じであることができる。また、図３Ｆの実施形態の画素アレイの画素サイズの条件は、図３Ｅの実施形態と同じであることができる。
【００４６】
図３Ｆの実施形態では、また、画素アレイの端部Ｅにある隔壁グリッド１０８の隔壁１０８Ｐ−５は、その他の隔壁１０８Ｐ−１〜１０８Ｐ−４の上部幅ＴＷ１〜ＴＷ４と高さＨ１〜Ｈ４より大きい上部幅ＴＷ５と高い高さＨ５を有する。従って、隔壁グリッド１０８の隔壁の寸法設計は、固体撮像装置１００の画素アレイの端部Ｅの画素の感度と量子効率（ＱＥ）を向上させることができる。
【００４７】
図４Ａに示すように、いくつかの実施形態に係る固体撮像装置１００の部分隔壁グリッド１０８’で囲まれた複数のカラーフィルタセグメント１２０−Ａ〜１２０−Ｄを含むユニット１５０の平面図が示されている。図４Ａに示されたユニット１５０は、図１のカラーフィルタ層１２０と隔壁グリッド１０８の繰り返しユニットであることができる。実施形態では、固体撮像装置１００の他の素子は、図１に示された固体撮像装置１００の素子と同じであることができ、説明の簡素化のためにここでは再度述べない。
【００４８】
図４Ａに示されるように、部分隔壁グリッド１０８’の隔壁１０８Ｐ−Ａ〜１０８Ｐ−Ｂの各々は、カラーフィルタセグメント１２０−Ａ〜１２０−Ｄの１つをそれぞれ囲む。画素アレイの１つの画素は、１つのカラーフィルタセグメントと１つの隔壁を含む。実施形態では、カラーフィルタ層１２０と隔壁グリッド１０８は、図１に示されたように固体撮像装置１００のいくつかの層に配置される。言い換えれば、部分隔壁グリッド１０８’のカラーフィルタセグメント１２０−Ａ〜１２０−Ｄと隔壁１０８Ｐ−Ａ〜１０８Ｐ−Ｂは、固体撮像装置の同じ層に配置される。また、隔壁グリッド１０８は、カラーフィルタ層１２０の屈折率より低い屈折率を有する。言い換えれば、隔壁１０８Ｐ−Ａ〜１０８Ｐ−Ｂは、カラーフィルタセグメント１２０−Ａ〜１２０−Ｄの屈折率より低い屈折率を有する。
【００４９】
いくつかの実施形態では、ユニット１５０の１つのカラーフィルタセグメント１２０−Ａは、上部幅ＴＷＡを有する第１の隔壁１０８Ｐ−Ａによって囲まれる。ユニット１５０の他のカラーフィルタセグメント１２０−Ｂ〜１２０−Ｄの各々は、上部幅ＴＷＢを有する第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂによって囲まれる。いくつかの実施形態では、第１の隔壁１０８Ｐ−Ａの上部幅ＴＷＡは、第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂの上部幅ＴＷＢより大きい。
【００５０】
いくつかの実施形態では、第１の隔壁１０８Ｐ−Ａによって囲まれたカラーフィルタセグメント１２０−Ａは、第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂによって囲まれた他のカラーフィルタセグメント１２０−Ｂ〜１２０−Ｄのカラーと異なる色を有する。例えば、カラーフィルタセグメント１２０−Ａは、赤色を有し、他のカラーフィルタセグメント１２０−Ｂ〜１２０−Ｄは、緑色と青色を有する。カラーフィルタセグメント１２０−Ａを囲む第１の隔壁１０８Ｐ−Ａは、他のカラーフィルタセグメント１２０−Ｂ〜１２０−Ｄを囲む第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂの上部幅ＴＷＢより大きい上部幅ＴＷＡを有する。従って、第１の隔壁１０８Ｐ−Ａを有する固体撮像装置１００の画素の感度と量子効率（ＱＥ）は、より大きい上部幅ＴＷＡにより向上する。
【００５１】
図４Ｂは、本開示のいくつかの実施形態に係る、図４に示された断面線４−４’に沿った、部分隔壁グリッド１０８’で囲まれた複数のカラーフィルタセグメント１２０−Ａ〜１２０−Ｄを含むユニット１５０の断面図である。実施形態では、第１の隔壁１０８Ｐ−Ａは、上部幅ＴＷＡ対底部幅ＢＷＡの比率が１に等しい比率を有する。第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂは、上部幅ＴＷＢ対底部幅ＢＷＢの比率が１に等しい比率を有する。従って、第１の隔壁１０８Ｐ−Ａと第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂは、矩形断面および垂直側壁を有する。
【００５２】
また、第１の隔壁１０８Ｐ−Ａの上部幅ＴＷＡと底部幅ＢＷＡは、第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂの上部幅ＴＷＢと底部幅ＢＷＢより大きい。また、いくつかの実施形態では、第１の隔壁１０８Ｐ−Ａと第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂは、同じ高さＨを有する。実施形態では、カラーフィルタセグメント１２０−Ｂ〜１２０−Ｄを囲む第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂは、同じ上部幅ＴＷＢと同じ底部幅ＢＷＢを有する。いくつかの他の実施形態では、カラーフィルタセグメント１２０−Ｂ〜１２０−Ｄを囲む第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂは、互いに異なる上部幅と異なる底部幅を有することができる。
【００５３】
図４Ｃは、本開示のいくつかの実施形態に係る、図４Ａに示された断面線４−４’に沿った、固体撮像装置１００の部分隔壁グリッド１０８’で囲まれた複数のカラーフィルタセグメント１２０−Ａ〜１２０−Ｄを含むユニット１５０の断面図である。実施形態では、第１の隔壁１０８Ｐ−Ａは、上部幅ＴＷＡ対底部幅ＢＷＡの比率が１に等しい比率を有する。第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂは、上部幅ＴＷＢ対底部幅ＢＷＢの比率が１より小さい比率を有する。第１の隔壁１０８Ｐ−Ａは、矩形断面および垂直側壁を有する。第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂは、テーパー状断面および傾斜側壁を有する。
【００５４】
第１の隔壁１０８Ｐ−Ａの上部幅ＴＷＡは、第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂの上部幅ＴＷＢより大きい。第１の隔壁１０８Ｐ−Ａの底部幅ＢＷＡは、第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂの底部幅ＢＷＢと等しい、または底部幅ＢＷＢより小さいことができる。いくつかの実施形態では、第１の隔壁１０８Ｐ−Ａと第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂは、同じ高さＨを有する。いくつかの他の実施形態では、第１の隔壁１０８Ｐ−Ａと第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂは、異なる高さを有する。実施形態では、カラーフィルタセグメント１２０−Ｂ〜１２０−Ｄを囲む第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂは、同じ上部幅と底部幅を有する。いくつかの他の実施形態では、カラーフィルタセグメント１２０−Ｂ〜１２０−Ｄを囲む第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂは、互いに異なる上部幅と異なる底部幅を有することができる。
【００５５】
図４Ｃの実施形態では、カラーフィルタセグメント１２０−Ａを囲む第１の隔壁１０８Ｐ−Ａは、カラーフィルタセグメント１２０−Ｂ〜１２０−Ｄを囲む第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂの上部幅ＴＷＢより大きい上部幅ＴＷＡを有する。また、第１の隔壁１０８Ｐ−Ａは、第２の隔壁１０８Ｐ−Ｂの傾斜側壁で生成された全反射効果より良い全反射効果を生成する垂直側壁を有する。従って、第１の隔壁１０８Ｐ−Ａを有する固体撮像装置１００の画素の感度と量子効率（ＱＥ）は、第１の隔壁１０８Ｐ−Ａのより大きい上部幅ＴＷＡおよび垂直側壁により向上する。
【００５６】
いくつかの実施形態では、固体撮像装置１００の赤色と青色にある画素の感度と量子効率（ＱＥ）は、赤色、青色、および緑色の画素にある隔壁の寸法設計によって、緑色の画素の感度と量子効率と一致するように調整されることができる。いくつかの実施形態では、固体撮像装置１００の特定領域にある画素の感度と量子効率（ＱＥ）は、特定領域の隔壁の寸法設計によって、固体撮像装置１００の他の領域にある画素の感度と量子効率より高くなるように調整されることができる。固体撮像装置１００の特定領域は、製品の要件によって決まる。
【００５７】
図４Ａ〜図４Ｃの実施形態では、画素アレイの各画素は、１つのカラーフィルタセグメントと１つの隔壁を含む。いくつかの実施形態では、画素アレイの全ての画素は、同じサイズである。いくつかの他の実施形態では、画素アレイの画素は、異なるサイズである。例えば、カラーフィルタセグメント１２０−Ａ〜１２０−Ｄに対応する画素は、４つの異なるサイズを有することができる。
【００５８】
図５は、いくつかの実施形態に係る各種の隔壁の上部幅ＧＷ１〜ＧＷ５、例えば、ＧＷ１＝０．１ｎｍ、 ＧＷ２＝０．１５ｎｍ、 ＧＷ３＝０．２ｎｍ、 ＧＷ４＝０．２５ｎｍ、 および ＧＷ５＝０．３ｎｍを有する固体撮像装置のＲ、Ｇ、Ｂ、およびＷ画素の量子効率（ＱＥ）対波長の曲線のグラフである。図５に示された結果のように、隔壁のより大きい上部幅、例えばＧＷ２〜ＧＷ５を有するＲ、Ｇ、Ｂ、およびＷ画素は、より高いＱＥ値を有する。従って、隔壁のより大きい上部幅は、固体撮像装置１００の画素のＱＥを向上させることができる。
【００５９】
図６Ａは、本開示の隔壁グリッドの寸法設計がない画素応答対入射光の角度の曲線のグラフを示している。図６Ａに示されるように、画素応答は、０度の角度の垂直入射光で照射された画素アレイの中心では、１に等しい。画素応答は、＋／−４０度の角度の傾斜入射光で照射された画素アレイの端部では、０．２より低い。
【００６０】
図６Ｂは、本開示のいくつかの実施形態に係る隔壁グリッドの寸法設計がある画素応答対入射光の角度の曲線のグラフを示している。図６Ｂに示されるように、画素応答は、０度の角度の垂直入射光で照射された画素アレイの中心では、１に等しい。画素応答は、＋／−４０度の角度の傾斜入射光で照射された画素アレイの端部では、０．２より高い。
【００６１】
図６Ａと図６Ｂに示された結果のように、図６Ｂの画素アレイの端部の画素応答は、図６Ｂの画素応答より高い。また、画素アレイの端部の図６Ｂの画素応答は、対称的である。よって、本開示の隔壁グリッドの寸法設計に従って、固体画像装置の角度応答（ＡＲ）も改善する。
【００６２】
実施形態に係る、固体撮像装置の画素アレイの端部に配置された隔壁グリッドの隔壁は、隔壁グリッドの他の隔壁の上部幅より大きい上部幅を有する。隔壁グリッドの材料は、入射光を隔壁に通過させて、固体撮像装置の光電変換素子により集光されることができる低屈折率（ｎ）材料である。従って、より大きい上部幅を有する画素アレイの端部に配置された隔壁は、画素アレイの端部にある画素の感度と量子効率（ＱＥ）を向上させることができる。
【００６３】
また、実施形態では、隔壁グリッドは、カラーフィルタ層の屈折率より低い屈折率を有する。従って、全反射が隔壁グリッドの隔壁とカラーフィルタ層のカラーフィルタセグメントとの間のインターフェースで生じる。実施形態に係る、固体撮像装置の画素アレイの端部に配置された隔壁グリッドの隔壁は、垂直側壁を有する。隔壁の垂直側壁は、隔壁の傾斜側壁で生成された全反射の角度より大きい全反射の角度を有する。より大きい全反射の角度は、大量の入射光を集光する固体撮像装置の光電変換素子に有利である。従って、垂直側壁を有する画素アレイの端部に配置された隔壁は、画素アレイの端部にある画素の感度と量子効率（ＱＥ）を向上させることができる。
【００６４】
また、より大きい上部幅を有する画素アレイの端部に配置された隔壁の寸法設計は、固体画像装置の角度応答（ＡＲ）も改善することができる。従って、固体撮像装置の画素アレイの端部にある画素の色彩効果とそのほかの性能は、一致し、且つ対照的である。
【００６５】
本実施形態は、ＦＳＩとＢＳＩ撮像装置に用いられて、画素アレイの端部にある画素の感度と量子効率（ＱＥ）を向上させ、且つ固体撮像装置の角度応答（ＡＲ）を更に向上させることができる。
【００６６】
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】
【００６７】
１００  固体撮像装置
１０２  基板
１０２Ｆ  表面
１０２Ｒ  裏面
１０４  配線層
１０６  フォトダイオード
１０７  パッシベーション層
１０８  隔壁グリッド
１０８’  部分隔壁グリッド
１０８Ｐ、１０８Ｐ−１、１０８Ｐ−２、１０８Ｐ−３、１０８Ｐ−４、１０８Ｐ−５、１０８Ｐ−ＣＬ、１０８Ｐ−Ｅ  隔壁
１０８Ｐ−Ａ  隔壁
１０８Ｐ−Ｂ  隔壁
１１０  画素アレイ
１２０  カラーフィルタ層
１２０−Ｓ、１２０−Ａ、１２０−Ｂ、１２０−Ｃ、１２０−Ｄ  カラーフィルタセグメント
１３０  マイクロレンズ構造
１４０、１４１  入射光線
１５０  ユニット
Ｐ、Ｐｉｘｅｌ  画素
Ｃ、ｃｅｎｔｅｒ  画素アレイの中心部
Ｅ、ｅｄｇｅ  画素アレイの端部
ＣＬ  画素アレイの中心線
ＷＣＬ、ＷＥ、ＴＷ１、ＴＷ２、ＴＷ３、ＴＷ４、ＴＷ５、ＴＷＡ、ＴＷＢ  上部幅
ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ３、ＢＷ４、ＢＷ５、ＢＷＡ、ＢＷＢ  底部幅
Ｈ、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５  高さ
Ａ１  第１の領域
Ａ２  第２の領域
【図１】
2017063171.tif 000003
【図２】
2017063171.tif 000004
【図３Ａ】
2017063171.tif 000005
【図３Ｂ】
2017063171.tif 000006
【図３Ｃ】
2017063171.tif 000007
【図３Ｄ】
2017063171.tif 000008
【図３Ｅ】
2017063171.tif 000009
【図３Ｆ】
2017063171.tif 000010
【図４Ａ】
2017063171.tif 000011
【図４Ｂ】
2017063171.tif 000012
【図４Ｃ】
2017063171.tif 000013
【図５】
2017063171.tif 000014
【図６Ａ】
2017063171.tif 000015
【図６Ｂ】
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