(57)【要約】【課題】感度が高いカラーフィルタを備えた固体撮像装置及びカメラを提供する。【解決手段】入射光のうち所定の色の光を透過させるカラーフィルタを備える単位画素が２次元状に配列された固体撮像装置であって、前記カラーフィルタは、前記所定の色の光に関連して設定される設定波長をλとした場合に、λ／４の光学膜厚を有する高屈折率材料からなる複数の第１の層と、前記第１の層の光学膜厚とは異なる光学膜厚を有する低屈折率材料からなる第２の層、第３の層及び第４の層とを備え、前記第２の層、前記第３の層及び前記第４の層のそれぞれは、透過させる前記所定の色の光に対応する光学膜厚を有することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光のうち所定の色の光を透過させるカラーフィルタを備える単位画素が２次元状に配列された固体撮像装置であって、
前記カラーフィルタは、前記所定の色の光に関連して設定される設定波長をλとした場合に、
λ／４の光学膜厚を有する高屈折率材料からなる複数の第１の層と、
前記第１の層の光学膜厚とは異なる光学膜厚を有する低屈折率材料からなる第２の層、第３の層及び第４の層とを備え、
前記第２の層、前記第３の層及び前記第４の層のそれぞれは、透過させる前記所定の色の光に対応する光学膜厚を有する
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記カラーフィルタでは、
前記第１の層は、前記第３の層の上位及び下位に配置され、
前記第４の層は、当該上位の第１の層の上側に配置され、
前記第２の層は、当該下位の第１の層の下側に配置され、
前記第１の層は、さらに、前記第４の層の上位及び前記第２の層の下位に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記カラーフィルタでは、
前記第２の層の光学膜厚と第４の層の光学膜厚とは同一である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記固体撮像装置は、透過させる色の光が異なる第１の単位画素と第２の単位画素とを備え、
前記第１の単位画素が有するカラーフィルタにおける前記第２、第３及び第４の層の光学膜厚はそれぞれ、前記第２の単位画素が有するカラーフィルタにおける前記第２、第３、及び第４の層の光学膜厚とは異なっている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記固体撮像装置は、透過させる色の光が、それぞれ異なる第１の単位画素と第２の単位画素と第３の単位画素とを備え、
前記第１の単位画素が有するカラーフィルタにおける前記第２の層、第３の層及び第４の層は、０以上λ／４未満の光学膜厚を有し、
前記第２の単位画素が有するカラーフィルタにおける前記第２の層、第３の層及び第４の層は、λ／４を超え、かつ、λ／２以下の光学膜厚を有し、
前記第３の単位画素が有するカラーフィルタにおける前記第２の層、第３の層及び第４の層は、３λ／４に略等しい光学膜厚を有する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記高屈折率材料は、二酸化チタン、窒化珪素、五酸化二タンタル及び二酸化ジルコニウムのいずれかであり、
前記低屈折率材料は、二酸化珪素である
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
入射光のうち所定の色の光を透過させるカラーフィルタを備える単位画素が２次元状に配列された固体撮像装置を有するカメラであって、
前記カラーフィルタは、前記所定の色の光に関連して設定される設定波長をλとした場合に、
λ／４の光学膜厚を有する高屈折率材料からなる複数の第１の層と、
前記第１の層の光学膜厚とは異なる光学膜厚を有する低屈折率材料からなる第２の層、第３の層及び第４の層とを備え、
前記第２の層、前記第３の層及び前記第４の層のそれぞれは、透過させる前記所定の色の光に応じた光学膜厚を有する
ことを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置及びカメラに関し、特に、入射光のうち所定の色の光を透過させるカラーフィルタを備える単位画素が２次元状に配列された固体撮像装置及びカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ及び携帯電話機など、固体撮像装置の適用範囲が爆発的に拡大しつつある。固体撮像装置が適用されるいずれの分野においてもカラー化は必須の技術となっており、様々な提案がされている。
【０００３】
図５は、従来の固体撮像装置５の一部（具体的には、３つの単位画素）の構成を示す断面図である。図５では、固体撮像装置５において、３つの単位画素を有する例が示されている。図５に示されるように、固体撮像装置５は、Ｎ型半導体層５０１と、Ｎ型半導体層５０１上に順次積層されたＰ型半導体層５０２、層間絶縁膜５０４、誘電体多層膜からなるカラーフィルタ５０６及び集光レンズ５０７とを備える。また、固体撮像装置５において、Ｐ型半導体層５０２の層間絶縁膜５０４側にはフォトダイオード５０３が形成されており、層間絶縁膜５０４中には遮光膜５０５が形成されている。
【０００４】
固体撮像装置５に入射した光は、集光レンズ５０７によって集光され、カラーフィルタ５０６において特定の色の光に分光された後、フォトダイオード５０３に入射する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】国際公開第０５／０６９３７６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、固体撮像装置には、常に画質の向上が求められ、高画素化、かつ、高感度化が要求される。
【０００６】
しかしながら、従来の固体撮像装置５では、感度が低いという問題がある。また、従来の固体撮像装置５では、固体撮像装置５に入射した光のうち、カラーフィルタ５０６を透過する光以外はカラーフィルタ５０６で反射され、その反射光が再度他の画素に入射することでコントラストが低下するという問題がある。以下、この問題について、図面を用いながら説明する。
【０００７】
図６（ａ）は、従来の固体撮像装置５が備えるカラーフィルタ５０６の構造の概略を示す図である。また、図６（ｂ）は、そのカラーフィルタ５０６の分光特性を示す図である。ここで、分光特性の算出にあたって、設定中心波長「λ」は５３０［ｎｍ］としている。
【０００８】
図６（ａ）において、基板５００は、図５におけるＮ型半導体層５０１と、Ｐ型半導体層５０２及び層間絶縁膜５０４とを含む層を模式的に表している。
【０００９】
図６（ａ）に示されるように、従来のカラーフィルタ５０６は、基板５００上に誘電体層６０２、６０３及び６０４が形成されている。ここで、誘電体層６０２は二酸化チタン５２［ｎｍ］で形成され、誘電体層６０３は二酸化珪素９１［ｎｍ］で形成され、誘電体層６０４は二酸化チタン５２［ｎｍ］で形成される。さらに、誘電体層６０４上には各単位画素で膜厚の異なるスペーサ層６０５が形成されている。カラーフィルタ５０６において、スペーサ層６０５は、青色領域では１３３［ｎｍ］、赤色領域では３１［ｎｍ］及び緑色領域では０［ｎｍ］の膜厚の二酸化珪素で形成されている。また、スペーサ層６０５上には、誘電体層６０６、６０７及び６０８が形成されている。ここで、誘電体層６０６は二酸化チタン５２［ｎｍ］で形成され、誘電体層６０７は、二酸化珪素９１［ｎｍ］で形成され、誘電体層６０８は二酸化チタン５２［ｎｍ］で形成される。さらに、カラーフィルタ５０６上にはＴＥＯＳ平坦化層６０９が形成されている。
【００１０】
図６（ａ）に示す従来のカラーフィルタ５０６において、図６（ｂ）に示される分光特性に示されるように、特に、特性曲線６２１で示される青色の光の透過帯域が狭く、そのため感度が低い。すなわち、従来のカラーフィルタ５０６の構成では、薄膜化は実現できるものの、感度が低い。
【００１１】
さらに、前述したようにカラーフィルタ５０６を透過する光以外の光は反射光となるため、カラーフィルタ５０６の透過帯域が狭いと、反射光が大きくなる。そのため、その反射光が撮像レンズで反射され再度他の画素に入射することでコントラストが低下する。
【００１２】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであって、感度の高いカラーフィルタを備えた固体撮像装置及びカメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明に係る動画像符号化方法は、入射光のうち所定の色の光を透過させるカラーフィルタを備える単位画素が２次元状に配列された固体撮像装置であって、前記カラーフィルタは、前記所定の色の光に関連して設定される設定波長をλとした場合に、λ／４の光学膜厚を有する高屈折率材料からなる複数の第１の層と、前記第１の層の光学膜厚とは異なる光学膜厚を有する低屈折率材料からなる第２の層、第３の層及び第４の層とを備え、前記第２の層、前記第３の層及び前記第４の層のそれぞれは、透過させる前記所定の色の光に対応する光学膜厚を有することを特徴とする。また、好ましくは、前記カラーフィルタでは、前記第１の層は、前記第３の層の上位及び下位に配置され、前記第４の層は、当該上位の第１の層の上側に配置され、前記第２の層は、当該下位の第１の層の下側に配置され、前記第１の層は、さらに、前記第４の層の上位及び前記第２の層の下位に配置されている。
【００１４】
これにより、λ／４膜を高屈折率材料のみを用いて構成するため、透過帯域を広くすることができるので、感度が高いカラーフィルタを備えた固体撮像装置を提供することが可能となる。
【００１５】
また、前記カラーフィルタでは、前記第２の層の光学膜厚と第４の層の光学膜厚とは同一でもよい。
【００１６】
これにより、λ／４膜を高屈折率材料のみを用いて構成するため、透過帯域を広くすることができるので、感度が高いカラーフィルタを備えた固体撮像装置を提供することができる。
【００１７】
また、前記固体撮像装置は、透過させる色の光が異なる第１の単位画素と第２の単位画素とを備え、前記第１の単位画素が有するカラーフィルタにおける前記第２、第３及び第４の層の光学膜厚はそれぞれ、前記第２の単位画素が有するカラーフィルタにおける前記第２、第３、及び第４の層の光学膜厚とは異なっていてもよい。
【００１８】
これにより、カラーフィルタの透過特性を最大値１００％にすることが可能となり、高感度な固体撮像装置を実現することができる。
【００１９】
また、前記固体撮像装置は、透過させる色の光が、それぞれ異なる第１の単位画素と第２の単位画素と第３の単位画素とを備え、前記第１の単位画素が有するカラーフィルタにおける前記第２の層、第３の層及び第４の層は、０以上λ／４未満の光学膜厚を有し、前記第２の単位画素が有するカラーフィルタにおける前記第２の層、第３の層及び第４の層は、λ／４を超え、かつ、λ／２以下の光学膜厚を有し、前記第３の単位画素が有するカラーフィルタにおける前記第２の層、第３の層及び第４の層は、３λ／４に略等しい光学膜厚を有してもよい。
【００２０】
これにより、第２の層、第３の層及び第４の層の膜厚を画素毎で変化させることで色の異なる補色カラーフィルタを実現することができるだけでなく、感度を大幅に向上させることができる。さらに、感度向上の効果によりコントラストを向上させることができる。
【００２１】
また、前記高屈折率材料は、二酸化チタン、窒化珪素、五酸化二タンタル及び二酸化ジルコニウムのいずれかであり、前記低屈折率材料は、二酸化珪素であってもよい。
【００２２】
これにより、補色のカラーフィルタを実現することができ、感度を大幅に向上させることが可能となる。さらに、感度向上の効果によりコントラストを向上させることができる。
【００２３】
以上のように、カラーフィルタにおいて予め規定した所定のλ／４とは異なる膜厚の第２の層、第３の層及び第４の層の３つのスペーサ層を設け、所定の膜厚に設定することで透過帯域を広くすることができる補色フィルタを実現することができるので、感度を大幅に向上させることができる。さらに、感度向上により反射光が低減するため、コントラストを向上させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、感度の高いカラーフィルタを備えた固体撮像装置及びカメラを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る固体撮像装置及びカメラの実施の形態について、デジタルスチルカメラを例にとり、図面を参照しながら説明する。なお、本発明について、以下の実施の形態及び添付の図面を用いて説明を行うが、これは例示を目的としており、本発明がこれらに限定されることを意図しない。
【００２６】
（実施の形態１）
まず、本発明に係るデジタルスチルカメラの構成について説明する。
【００２７】
図１は、本発明に係るデジタルスチルカメラ１の主要な機能構成を示すブロック図である。
【００２８】
図１に示されるように、デジタルスチルカメラ１は、レンズ１０１、固体撮像装置１０２、色信号合成部１０３、映像信号作成部１０４及び素子駆動部１０５を備えている。
【００２９】
レンズ１０１は、デジタルスチルカメラ１に入射された光（図中、入射光１００と示している。）を固体撮像装置１０２の撮像領域上に結像させる集光素子である。
【００３０】
固体撮像装置１０２は、レンズ１０１によって集光された光を光電変換して色信号を生成するユニットである。
【００３１】
素子駆動部１０５は、固体撮像装置１０２から色信号を取り出すユニットである。
【００３２】
色信号合成部１０３は、固体撮像装置１０２から受け付けた色信号に色シェーディングを施すユニットである。
【００３３】
映像信号作成部１０４は、色信号合成部１０３において色シェーディングが施された色信号からカラー映像信号を生成するユニットである。なお、カラー映像信号は、最終的にカラー画像データとして、ＲＡＭ又はメモリーカード等の記録媒体に記録される。
【００３４】
次に、本発明に係る固体撮像装置１０２の構成について説明する。
【００３５】
図２は、本発明に係る固体撮像装置１０２の構成の概略を示す平面図である。図２では、模式的に１６個の単位画素２０１が示されている。
【００３６】
図２に示されるように、固体撮像装置１０２は、２次元状に配列された単位画素２０１の各行を垂直シフトレジスタ２０２により選択し、その行信号を水平シフトレジスタ２０３により選択して、単位画素２０１毎のカラー信号を出力アンプ２０４から出力する。
【００３７】
駆動回路２０５は、垂直シフトレジスタ２０２、水平シフトレジスタ２０３及び出力アンプ２０４を駆動する。
【００３８】
図３は、本発明に係る固体撮像装置１０２の一部（具体的には、３個の単位画素２０１）の構成を示す断面図である。
【００３９】
図３に示されるように、固体撮像装置１０２は、Ｎ型半導体層３０１と、Ｎ型半導体層３０１上に順次積層されたＰ型半導体層３０２、層間絶縁膜３０４、カラーフィルタ（「誘電体多層膜フィルタ」ともいう。）３０６及び集光レンズ３０７とを備える。また、固体撮像装置１０２において、Ｐ型半導体層３０２の層間絶縁膜３０４側には、Ｎ型不純物がイオン注入されてなるフォトダイオード３０３が単位画素２０１毎に形成されている。さらに、隣り合うフォトダイオード３０３の間にはＰ型半導体層３０２が介在している。なお、このＰ型半導体層３０２が介在している領域を素子分離領域という。また、個々のフォトダイオード３０３と集光レンズ３０７とは対応関係にある。層間絶縁膜３０４中には遮光膜３０５が形成されている。また、カラーフィルタ３０６上にはＴＥＯＳ平坦化層３０９が形成されている。
【００４０】
遮光膜３０５は、集光レンズ３０７を透過した光が対応関係にない、すなわち、別の単位画素２０１となる隣のフォトダイオード３０３に入射するのを防ぐ。
【００４１】
カラーフィルタ３０６は、複数の層を備え、単位画素２０１毎に入射した光のうち特定の色の光を透過させる。ここでは、図３に示されるように、本実施例の場合、層数は７層となっている。カラーフィルタ３０６は補色フィルタである。カラーフィルタ３０６において、シアン（Ｃｙ）、マゼンタ（Ｍｇ）及びイエロー（Ｙｅ）の光は、それぞれ対応した単位画素２０１で透過される。
【００４２】
カラーフィルタ３０６は、所定の波長λ（例えば、５３０［ｎｍ］）の１／４に略等しい光学膜厚を有する第１の層３０６２、３０６４、３０６６及び３０６８と、異なる膜厚を有するスペーサ層（「欠陥層」又は「共振層」ともいう。）である第２の層３０６３、第３の層３０６５及び第４の層３０６７との７層から構成されている。ここで、「光学膜厚」とは、物理膜厚に屈折率を乗じて得られる数値をいう。
【００４３】
カラーフィルタ３０６では、第２の層３０６３、第３の層３０６５及び第４の層３０６７は第１の層３０６２、３０６４、３０６６及び３０６８を介して形成された構造となっている。すなわち、層間絶縁膜３０４上に第１の層３０６２、第２の層３０６３、第１の層３０６４、第３の層３０６５、第１の層３０６６、第４の層３０６７及び第１の層３０６８が順に積層された構造となっている。
【００４４】
また、第１の層３０６２、３０６４、３０６６及び３０６８と、第２の層３０６３、第３の層３０６５及び第４の層３０６７とは屈折率が異なる。第１の層３０６２、３０６４、３０６６及び３０６８は、例えば、二酸化チタン（ＴｉＯ2）の高屈折率材料で構成されている。第２の層３０６３、第３の層３０６５、第４の層３０６７は、例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ2）の低屈折率材料で構成されている。
【００４５】
また、第２の層３０６３、第３の層３０６５及び第４の層３０６７はそれぞれ、単位画素２０１毎に透過させる光に応じた光学膜厚を有している。そのため、カラーフィルタ３０６全体の物理的な膜厚も透過させる光毎に異なる。すなわち、スペーサ層である第２の層３０６３、第３の層３０６５及び第４の層３０６７は、透過対象の光を制御するために用いられる層であり、その膜厚を変えることによって、シアン、マゼンタ及びイエローの光を透過させる。
【００４６】
ここでは、シアン、マゼンタ及びイエローの色の光を透過させる単位画素２０１毎のカラーフィルタ３０６の物理的な膜厚を、それぞれ３８９［ｎｍ］、１０２７［ｎｍ］及び３２８［ｎｍ］としている。
【００４７】
次に、本発明に係るカラーフィルタ３０６の分光特性について、マトリクス法を用いて算出された設計結果を用いながら説明する。
【００４８】
図４（ａ）は、本発明に係る、スペーサ層が３層で構成されるカラーフィルタ３０６の構造の概略を示す図であり、図４（ｂ）は、その分光特性を示す図である。図４（ｂ）において、縦軸は透過率を表し、横軸は透過光の波長を表す。
【００４９】
図４（ａ）において、基板３００は、図３におけるＮ型半導体層３０１と、Ｐ型半導体層３０２及び層間絶縁膜３０４とを含む層を模式的に表している。なお、基板３００は、層間絶縁膜３０４のみを含む層としてもよいし、Ｐ型半導体層３０２及び層間絶縁膜３０４を含む層を表すとしてもよい。
【００５０】
カラーフィルタ３０６は以下に示す層により形成されている。シアン領域、マゼンタ領域及びイエロー領域のいずれの領域においても光学膜厚が等しく、高屈折率材料である二酸化チタンからなる第１の層３０６４及び３０６６と、その第１の層３０６４及び３０６６の間に低屈折率材料である二酸化珪素からなるスペーサ層の第３の層３０６５が形成されている。ここでは、第１の層３０６４は、いずれの領域においても５２［ｎｍ］の膜厚で二酸化チタンが形成されており、第３の層３０６５は、シアン領域では１４０［ｎｍ］、マゼンタ領域では２７３［ｎｍ］、及びイエロー領域では５０［ｎｍ］の膜厚で形成されている。また、第１の層３０６６はいずれの領域においても５２［ｎｍ］の膜厚で二酸化チタンが形成されている。
【００５１】
その両側、すなわち第１の層３０６４及び３０６６には、さらに低屈折率材料である二酸化珪素からなるスペーサ層として同一の厚さの膜厚を有する第２の層３０６３及び第４の層３０６７が形成されている。第１の層３０６４下に第２の層３０６３が第１の層３０６６の上に第４の層３０６７が形成されている。ここでは、第２の層３０６３及び第４の層３０６７は、シアン領域では１５０［ｎｍ］、マゼンタ領域では２７３［ｎｍ］、イエロー領域では３０［ｎｍ］の膜厚で形成されている。
【００５２】
その両側、すなわち第４の層３０６７及び第２の層３０６３には、さらに、高屈折率材料である二酸化チタンからなる第１の層３０６８、３０６２が形成されている。第４の層３０６７上には第１の層３０６８が、第２の層３０６３の下には第１の層３０６２が形成されている。ここで、第１の層３０６２及び３０６８の膜厚は、共に、５２［ｎｍ］である。
【００５３】
以上のように、固体撮像装置１０２のカラーフィルタ３０６は、基板３００上に形成されている。なお、上記の所定の波長である「λ」は、５３０［ｎｍ］である。上記の構成とすることで、第２の層３０６３、第３の層３０６５及び第４の層３０６７の膜厚を変化させることのみで色分離を実現することができる。
【００５４】
図４（ｂ）において、特性曲線４２１、４２２及び４２３は、それぞれカラーフィルタ３０６におけるシアン領域、マゼンタ領域及びイエロー領域の分光特性を示している。一方、図６（ａ）において、特性曲線６２１、６２２及び６２３は、前述したようにそれぞれ従来のカラーフィルタ５０６の青色領域、緑色領域及び赤色領域の分光特性を示している。ここで、分光特性の算出にあたって、図６（ｂ）同様に設定中心波長「λ」は５３０［ｎｍ］としている。
【００５５】
ところで、第２の層３０６３、第３の層３０６５、第４の層３０６７を前述のような構成としている。これは、イエロー領域に対応する第２の層３０６３、第３の層３０６５及び第４の層３０６７の光学膜厚を０以上λ／４未満に、シアン領域に対応する第２の層３０６３、第３の層３０６５及び第４の層３０６７の光学膜厚をλ／４を超えλ／２以下に、マゼンタ領域に対応する第２の層３０６３、第３の層３０６５及び第４の層３０６７の光学膜厚を３λ／４に略等しい光学膜厚である。それにより、第２の層３０６３、第３の層３０６５及び第４の層３０６７で優れた透過特性を実現することができる。
【００５６】
図６（ａ）に示されるように、スペーサ層が１層である従来の場合では、スペーサ層を介してλ／４多層膜が形成されているので、図６（ｂ）に示されるように、各色の透過帯域幅が狭くなり感度が低くなる。そのため、反射光が多くなりコントラストが低下する。
【００５７】
これに対して、スペーサ層が３層である本発明の場合では、図４（ａ）に示されるように、フィルタをλ／４多層膜を用いて形成しない。すなわち、λ／４の膜厚となる高屈折率材料（ＴｉＯ2）からなる第１の層（３０６２、３０６４、３０６６及び３０６８）と、色毎に膜厚の異なる低屈折率材料からなるスペーサ層３層（第２の層３０６３、第３の層３０６５及び第４の層３０６７）とで構成し、低屈折率材料からなるスペーサ層３層をλ／４とは異なる膜厚に設定する。それにより、透過帯域の広い、優れた感度を得ることができる。
【００５８】
図７（ａ）は本発明に係るスペーサ層３層を有する固体撮像装置１０２の補色カラーフィルタ３０６と、スペーサ層１層を有する従来の固体撮像装置５の原色カラーフィルタ５０６との感度を評価した結果を示す図である。
【００５９】
図７（ａ）からわかるように、本発明に係る固体撮像装置１０２は従来の固体撮像装置５の場合と比較して、感度比１．６倍を実現することができる。
【００６０】
図７（ｂ）は本発明に係るスペーサ層３層を有する固体撮像装置１０２の補色カラーフィルタ３０６とスペーサ層１層を有する従来の固体撮像装置５の原色カラーフィルタ５０６とのコントラストを比較した場合のチャート及びそのグラフを示す図である。図７（ｂ）上部にあるチャートでは、その右端は白色を示しており、左端に行くほど黒色となるのを示している。また、白色から黒色までの階調は９段階になっている。図７（ｂ）では、その９段階における固体撮像装置１０２の補色カラーフィルタ３０６と固体撮像装置５の原色カラーフィルタ５０６との信号出力をチャートの階調部分と対応するようにグラフに示している。ここでは、チャートにおける右端の白色の感度を両者で同一にしている。
【００６１】
図７（ｂ）からわかるように、チャートの左から２つめの黒部における信号出力では、本発明に係る固体撮像装置１０２は従来の固体撮像装置５と比較して１０％向上している。
【００６２】
したがって、カラーフィルタ３０６を補色フィルタとする本発明の構成では、カラーフィルタ３０６を構成する層数は７層と従来と同じでありながら、図４（ｂ）に示されるように、従来のカラーフィルタ５０６の特性と比較して感度が１．６倍向上し、コントラストが１０％向上することができる。
【００６３】
以上のように、本発明に係るカラーフィルタ３０６は、優れた透過率を有し、このカラーフィルタ３０６を備えたデジタルスチルカメラ１は、高感度なデジタル画像を撮像することができる。
【００６４】
（変形例）
以上、本発明に係る実施の形態について説明してきたが、本発明が前述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下に示す変形例によって本発明に係るカラーフィルタ３０６を実現してもよい。
【００６５】
（１）上記の実施の形態においては、高屈折率材料として二酸化チタンを用いた実施例について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもない。高屈折率材料として、二酸化チタンや窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）に替えて三酸化二タンタル（Ｔａ2Ｏ3）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）等、他の材料を用いてもよい。また、低屈折率材料についても二酸化珪素以外の低屈折率材料を用いてもよい。
【００６６】
（２）上記の実施の形態においては、透過させる光の色に関わらずスペーサ層として、第２の層３０６３、第３の層３０６５及び第４の層３０６７の３層設ける場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、透過させる光の色に応じてスペーサ層の層数が異なっていてもよい。
【００６７】
（３）上記の実施の形態においては、専らカラーフィルタ３０６が７層である場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、７層以外の層数であってよい。また、上記の実施の形態においては、カラーフィルタ３０６が３層のスペーサ層を備える場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えてスペーサ層を４つ以上備えることとしてもよい。
【００６８】
（４）上記の実施の形態においては、２種類（すなわち、第２の層３０６３及び第４の層３０６７）のスペーサ層の膜厚は各単位画素２０１で同一としているが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもない。第２の層３０６３と第４の層３０６７の膜厚が異なっていても構わない。
【００６９】
また、単位画素２０１によっては第３の層３０６５も第２の層３０６３及び第４の層３０６７と同じ膜厚であっても構わない。
【００７０】
（５）上記の実施の形態においては、カラーフィルタ３０６が上下対称な構造について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、非対称な構造でも構わない。
【００７１】
（６）上記の実施の形態においては、特に言及しなかったが、色毎の単位画素２０１が構成する１ユニットにおいて、例えば色差順配列すればよい。また、上記の配列においてはＣｙ、Ｍｇ、Ｙｅに加えてグリーン（Ｇｒ）やホワイト（Ｗ）を加えて１つのユニットを構成しても構わない。
【００７２】
以上、本発明の固体撮像装置及びカメラについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における処理内容を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、固体撮像装置及びカメラに利用でき、特に、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ又は携帯電話機などに利用できる。また、本発明は、固体撮像装置が備えるカラーフィルタが透過させる光の帯域幅を拡大して、感度を向上させる技術として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係るデジタルスチルカメラの主要な機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る固体撮像装置の構成の概略を示す平面図である。
【図３】本発明に係る固体撮像装置の一部の構成を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明に係るスペーサ層が３層で構成されるカラーフィルタの構造の概略を示す図である。（ｂ）は、本発明に係るスペーサ層が３層で構成されるカラーフィルタの分光特性を示す図である。
【図５】従来の固体撮像装置の一部の構成を示す断面図である。
【図６】（ａ）は、従来の固体撮像装置が備えるカラーフィルタの構造の概略を示す図である。（ｂ）は、従来の固体撮像装置が備えるカラーフィルタの分光特性を示す図である。
【図７】（ａ）は本発明に係るスペーサ層３層を有する固体撮像装置の補色カラーフィルタと、スペーサ層１層を有する従来の固体撮像装置の原色カラーフィルタとの感度を評価した結果を示す図である。（ｂ）は本発明に係るスペーサ層３層を有する固体撮像装置の補色カラーフィルタとスペーサ層１層を有する従来の固体撮像装置の原色カラーフィルタとのコントラストを比較した場合のチャート及びそのグラフを示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１    デジタルスチルカメラ
１０１    レンズ
５、１０２    固体撮像装置
１０３    色信号合成部
１０４    映像信号作成部
１０５    素子駆動部
２０１    単位画素
２０２    垂直シフトレジスタ
２０３    水平シフトレジスタ
２０４    出力アンプ
２０５    駆動回路
３００、５００    基板
３０１、５０１    Ｎ型半導体層
３０２、５０２    Ｐ型半導体層
３０３、５０３    フォトダイオード
３０４、５０４    層間絶縁膜
３０５    遮光膜
３０６、５０６    カラーフィルタ
３０７、５０７    集光レンズ
３０９、６０９    平坦化層
６０２、６０３、６０４、６０６、６０７、６０８      誘電体層
６０５                  スペーサ層
３０６２、３０６４、３０６６、３０６８    第１の層
３０６３    第２の層
３０６５    第３の層
３０６７    第４の層
【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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