固體攝像裝置、固體攝像裝置制造方法和電子設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本技術(shù)提供了能夠保持焦點(diǎn)檢測(cè)的精度且抑制圖像的圖像質(zhì)量劣化的固體攝像裝置、固體攝像裝置制造方法和電子設(shè)備。該固體攝像裝置包括多個(gè)像素，所述多個(gè)像素包括用于生成攝取圖像的攝像像素和用于檢測(cè)焦點(diǎn)的焦點(diǎn)檢測(cè)像素。在該固體攝像裝置中，所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素包括：微透鏡；接收從所述微透鏡入射的光的光電轉(zhuǎn)換部；遮擋入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光的一部分的遮光部；以及調(diào)暗入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光并且被形成為含有黑色顏料的調(diào)暗濾光片。本技術(shù)能夠被應(yīng)用于例如CMOS圖像傳感器。
【專利說明】固體攝像裝置、固體攝像裝置制造方法和電子設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本技術(shù)涉及固體攝像裝置、固體攝像裝置制造方法和電子設(shè)備，且更具體地，涉及能夠保持焦點(diǎn)檢測(cè)的精度且抑制圖像的圖像質(zhì)量劣化的固體攝像裝置、固體攝像裝置制造方法和電子設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]作為固體攝像裝置中的用于檢測(cè)焦點(diǎn)的方法，已經(jīng)使用了所謂的瞳孔分割型(split-pupil type)相位差焦點(diǎn)檢測(cè)方法,在該方法中，焦點(diǎn)檢測(cè)像素生成與由穿過光學(xué)系統(tǒng)的一對(duì)光束形成的圖像對(duì)應(yīng)的一對(duì)圖像信號(hào)，并且基于這一對(duì)所生成的圖像信號(hào)的偏差量來檢測(cè)焦點(diǎn)。
[0003]然而，因?yàn)楸辉O(shè)置于像素區(qū)中的攝像像素和焦點(diǎn)檢測(cè)像素具有不同的結(jié)構(gòu)，所以當(dāng)它們被曝光相同的曝光時(shí)間時(shí)，可能會(huì)使焦點(diǎn)檢測(cè)像素的輸出飽和。因此，在某些情況下，焦點(diǎn)檢測(cè)的精度嚴(yán)重降低。
[0004]此外，在焦點(diǎn)檢測(cè)像素中，必須在光路上使用金屬等來形成遮光膜以便將圖像信號(hào)分割為兩個(gè)；然而，存在如下的可能性:因入射光被遮光膜反射以及入射光漏入到鄰接的攝像像素中而造成的混色會(huì)使顏色再現(xiàn)性降低。
[0005]相比之下，已經(jīng)提議了把攝像像素中所使用的分色濾光片形成于焦點(diǎn)檢測(cè)像素中或者把半反射鏡構(gòu)件設(shè)置于焦點(diǎn)檢測(cè)像素中(例如，參照日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開案第 2010-129783 號(hào))。
[0006]然而，當(dāng)把分色濾光片形成于焦點(diǎn)檢測(cè)像素中時(shí)，有可能發(fā)生的是:焦點(diǎn)檢測(cè)所必需的光量被減少了，從而導(dǎo)致焦點(diǎn)檢測(cè)的精度降低。此外，當(dāng)把半反射鏡構(gòu)件設(shè)置于焦點(diǎn)檢測(cè)像素中時(shí)，有可能發(fā)生的是:由于入射光的不規(guī)則反射而出現(xiàn)重影(ghosting)，從而導(dǎo)致圖像的圖像質(zhì)量的劣化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]目前所期望的是能夠保持焦點(diǎn)檢測(cè)的精度并且能夠抑制圖像的圖像質(zhì)量的劣化。
[0008]本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例提供了一種固體攝像裝置，其包括多個(gè)像素，所述多個(gè)像素包括用于生成攝取圖像的攝像像素和用于檢測(cè)焦點(diǎn)的焦點(diǎn)檢測(cè)像素。在所述固體攝像裝置中，所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素包括:微透鏡；接收從所述微透鏡入射的光的光電轉(zhuǎn)換部；遮擋入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光的一部分的遮光部；以及調(diào)暗入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光并且被形成為含有黑色顏料的調(diào)暗濾光片。
[0009]在所述固體攝像裝置中，所述黑色顏料可以含有碳黑。
[0010]在所述固體攝像裝置中，所述黑色顏料可以含有鈦黑。
[0011]在所述固體攝像裝置中，所述調(diào)暗濾光片的折射率可以大約是1.5至2.0。
[0012]在所述固體攝像裝置中，所述調(diào)暗濾光片在可見光的波長(zhǎng)帶域內(nèi)的透過率可以大約是5%至95%。
[0013]在所述固體攝像裝置中，所述調(diào)暗濾光片的膜厚度可以大約是200nm至1200nm。
[0014]本技術(shù)的另一個(gè)實(shí)施例提供了一種固體攝像裝置制造方法，所述固體攝像裝置包括多個(gè)像素，所述多個(gè)像素包括用于生成攝取圖像的攝像像素和用于檢測(cè)焦點(diǎn)的焦點(diǎn)檢測(cè)像素，并且在所述固體攝像裝置中所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素包括:微透鏡；接收從所述微透鏡入射的光的光電轉(zhuǎn)換部；遮擋入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光的一部分的遮光部；以及調(diào)暗入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光的調(diào)暗濾光片。所述方法包括:用含有黑色顏料的樹脂形成所述調(diào)暗濾光片。
[0015]本技術(shù)的又一實(shí)施例提供了一種電子設(shè)備，其包括固體攝像裝置，所述固體攝像裝置包括多個(gè)像素，所述多個(gè)像素包括用于生成攝取圖像的攝像像素和用于檢測(cè)焦點(diǎn)的焦點(diǎn)檢測(cè)像素。在所述固體攝像裝置中，所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素包括:微透鏡；接收從所述微透鏡入射的光的光電轉(zhuǎn)換部；遮擋入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光的一部分的遮光部；以及調(diào)暗入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光并且被形成為含有黑色顏料的調(diào)暗濾光片。
[0016]在本技術(shù)的各實(shí)施例中，所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素包括所述微透鏡、接收從所述微透鏡入射的光的所述光電轉(zhuǎn)換部、遮擋入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光的一部分的所述遮光部、以及調(diào)暗入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光并且由含有黑色顏料的樹脂形成的所述調(diào)暗濾光片。
[0017]根據(jù)本技術(shù)的各實(shí)施例，能夠保持焦點(diǎn)檢測(cè)的精度且能夠抑制圖像的圖像質(zhì)量的劣化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是示出了應(yīng)用了本技術(shù)的固體攝像裝置的構(gòu)造示例的框圖；
[0019]圖2是用于說明像素陣列部的像素配置的圖；
[0020]圖3是示出了本技術(shù)的攝像像素和焦點(diǎn)檢測(cè)像素的構(gòu)造示例的截面圖；
[0021]圖4是用于說明本技術(shù)的焦點(diǎn)檢測(cè)像素中的優(yōu)點(diǎn)的圖；
[0022]圖5是用于說明本技術(shù)的焦點(diǎn)檢測(cè)像素中的優(yōu)點(diǎn)的圖；
[0023]圖6是用于說明本技術(shù)的焦點(diǎn)檢測(cè)像素中的優(yōu)點(diǎn)的圖；
[0024]圖7是示出了調(diào)暗濾光片(dimming filter)的透過率跟與鄰接像素的混色量之間的關(guān)系的圖；
[0025]圖8是用于說明像素形成處理的流程圖；
[0026]圖9A至圖9F是用于說明像素形成的工藝的圖；以及
[0027]圖10是示出了應(yīng)用了本技術(shù)的電子設(shè)備的構(gòu)造示例的框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]以下，將參照附圖來說明本技術(shù)的實(shí)施例。
[0029]固體攝像裝置的構(gòu)造示例
[0030]圖1是示出了應(yīng)用了本技術(shù)的固體攝像裝置的實(shí)施例的框圖。下面的說明是針對(duì)于表面照射型的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS:Complementary Metal OxideSemiconductor)圖像傳感器(它是放大型固體攝像裝置之一)的構(gòu)造。本技術(shù)不僅能夠被應(yīng)用于表面照射型的CMOS圖像傳感器，還能夠被應(yīng)用于背面照射型的CMOS圖像傳感器或者電荷傳輸型的固體攝像裝置，例如其他的放大型固體攝像裝置和電荷耦合器件(CCD:Charge Coupled Device)圖像傳感器諸如此類。
[0031]圖1所示的CMOS圖像傳感器10被構(gòu)造成具有:形成于半導(dǎo)體基板(未圖示)上的像素陣列部11;以及與像素陣列部11集成于該同一半導(dǎo)體基板上的周邊電路部。這些周邊電路部被構(gòu)造成具有例如垂直驅(qū)動(dòng)部12、列處理部13、水平驅(qū)動(dòng)部14和系統(tǒng)控制部15。
[0032]此外，CMOS圖像傳感器10還包括信號(hào)處理部18和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部19。
[0033]像素陣列部11采用如下的構(gòu)造:該構(gòu)造中，具有光電轉(zhuǎn)換部的單位像素(以下，簡(jiǎn)稱為像素)呈二維狀地被布置于行方向和列方向上，即，以矩陣的方式被布置著，所述光電轉(zhuǎn)換部用于生成與受光量對(duì)應(yīng)的光電電荷且用于積累光電電荷。這里，行方向代表著像素行中的像素的排列方向(水平方向)，并且列方向代表著像素列中的像素的排列方向(垂直方向)。多個(gè)像素被設(shè)置于像素陣列部11中，所述多個(gè)像素包括:生成用來基于所接收的對(duì)象光而生成攝取圖像的信號(hào)的像素(攝像像素)；以及生成用來檢測(cè)焦點(diǎn)的信號(hào)的像素(焦點(diǎn)檢測(cè)像素)。
[0034]在像素陣列部11中，像素排列以矩陣的方式而被設(shè)置著，其中，對(duì)應(yīng)于各像素行而將像素驅(qū)動(dòng)線16沿著行方向進(jìn)行布線，并且對(duì)應(yīng)于各像素列而將垂直信號(hào)線17沿著列方向進(jìn)行布線。當(dāng)從像素讀出信號(hào)時(shí)，像素驅(qū)動(dòng)線16傳輸用于執(zhí)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在圖1中，像素驅(qū)動(dòng)線16被示出為一條布線；然而，其不局限于一條。像素驅(qū)動(dòng)線16的一端被連接至垂直驅(qū)動(dòng)部12的與各行對(duì)應(yīng)的輸出端。
[0035]垂直驅(qū)動(dòng)部12被構(gòu)造成具有移位寄存器或地址解碼器等，并且對(duì)像素陣列部11中的各像素全部同時(shí)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)或者以行為單位進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。即，垂直驅(qū)動(dòng)部12與對(duì)垂直驅(qū)動(dòng)部12進(jìn)行控制的系統(tǒng)控制部15 —起構(gòu)成對(duì)像素陣列部11中的各像素進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器。垂直驅(qū)動(dòng)部12的具體構(gòu)造沒有被圖示；然而，垂直驅(qū)動(dòng)部12通常被構(gòu)造成具有兩個(gè)掃描系統(tǒng)，它們是讀出用掃描系統(tǒng)和清除用掃描系統(tǒng)。
[0036]讀出用掃描系統(tǒng)對(duì)像素陣列部11中的單位像素以行為單位而順序地執(zhí)行選擇性掃描，以便從單位像素中讀出信號(hào)。從單位像素中讀出的信號(hào)是模擬信號(hào)。針對(duì)于由讀出用掃描系統(tǒng)讀出和掃描的讀出行，在到達(dá)快門速度的時(shí)候清除用掃描系統(tǒng)在該讀出和掃描以前就先進(jìn)行了清除和掃描。
[0037]由清除用掃描系統(tǒng)進(jìn)行的清除和掃描將不必要的電荷從讀出行中的單位像素的光電轉(zhuǎn)換部中清除，且因此光電轉(zhuǎn)換部被復(fù)位。然后，清除用掃描系統(tǒng)將不必要的電荷清除(復(fù)位)，且因此電子快門操作被執(zhí)行。這里，電子快門操作指的是丟棄光電轉(zhuǎn)換部中的光電荷且重新開始曝光(開始積累光電荷)的操作。
[0038]由讀出用掃描系統(tǒng)在讀出操作中讀出的信號(hào)對(duì)應(yīng)于在前一次讀出操作或者電子快門操作之后所接受的光量。于是，從由前一次讀出操作進(jìn)行的讀出時(shí)刻或者由電子快門操作進(jìn)行的清除時(shí)刻到由本次讀出操作進(jìn)行的讀出時(shí)刻的時(shí)間段是單位像素中的光電荷的曝光周期。
[0039]從被垂直驅(qū)動(dòng)部12選擇性地掃描的像素行中的各單位像素輸出的信號(hào)經(jīng)由對(duì)應(yīng)于各像素列而設(shè)的各垂直信號(hào)線17而被輸入至列處理部13。針對(duì)于像素陣列部11的各像素列，列處理部13對(duì)通過垂直信號(hào)線17從所選擇的行中的各像素輸出的信號(hào)執(zhí)行預(yù)定的信號(hào)處理并且暫時(shí)地保存經(jīng)過該信號(hào)處理之后的像素信號(hào)。
[0040]具體地，作為信號(hào)處理，列處理部13至少執(zhí)行了噪聲消除處理，例如相關(guān)雙采樣(⑶S:Correlated Double Sampling)處理。列處理部13執(zhí)行⑶S處理,且因此消除了像素自身的固定模式噪聲(諸如復(fù)位噪聲或者像素中的放大晶體管的閾值變化，等等)。除了能夠進(jìn)行噪聲消除處理之外，列處理部13還具有例如模數(shù)(AD:Analog-to-Digital)轉(zhuǎn)換功能，因而模擬像素信號(hào)能夠被轉(zhuǎn)換成要被輸出的數(shù)字信號(hào)。
[0041]水平驅(qū)動(dòng)部14被構(gòu)造成具有移位寄存器或地址解碼器等，并且順序地選擇與列處理部13的像素列對(duì)應(yīng)的單位電路。水平驅(qū)動(dòng)部14執(zhí)行選擇性掃描，且因此各單位電路的經(jīng)過處理后的像素信號(hào)在列處理部13中被順序地輸出。
[0042]系統(tǒng)控制部15被構(gòu)造成具有用于生成各種類型的時(shí)序信號(hào)的時(shí)序發(fā)生器等，并且基于由該時(shí)序發(fā)生器生成的各種類型的時(shí)序信號(hào)而對(duì)垂直驅(qū)動(dòng)部12、列處理部13和水平驅(qū)動(dòng)部14等執(zhí)行驅(qū)動(dòng)控制。
[0043]信號(hào)處理部18至少具有運(yùn)算處理功能，并且對(duì)從列處理部13輸出的像素信號(hào)執(zhí)行諸如運(yùn)算處理等各種類型的信號(hào)處理。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部19暫時(shí)地存儲(chǔ)當(dāng)信號(hào)處理部18進(jìn)行信號(hào)處理時(shí)所必需的數(shù)據(jù)。
[0044]信號(hào)處理部18和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部19可以被安裝在與CMOS圖像傳感器10的基板為同一個(gè)的基板(半導(dǎo)體基板)上，或者可以被設(shè)置在與CMOS圖像傳感器10的基板不同的基板上。此外，信號(hào)處理部18和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部19的各個(gè)處理可以通過被設(shè)置在與CMOS圖像傳感器10的基板不同的基板上的外部信號(hào)處理部來執(zhí)行，該外部信號(hào)處理部例如是數(shù)字信號(hào)處理器(DSP:Digital Signal Processor)電路或軟件。
[0045]像素陣列部的像素排列
[0046]接著，將參照?qǐng)D2來說明像素陣列部11的像素配置。
[0047]如圖2所示，用黑方塊示出的多個(gè)攝像像素31以矩陣的方式呈二維狀地被設(shè)置于像素陣列部11中。攝像像素31是由R像素、G像素和B像素構(gòu)成的，并且這些像素根據(jù)拜耳陣列而被規(guī)則地布置著。
[0048]此外，用白方塊示出的多個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)像素32是分散的，且被布置于以矩陣的方式呈二維狀地設(shè)置于像素陣列部11中的多個(gè)攝像像素31之間。具體地，以替換掉像素陣列部11中的像素行之中的某個(gè)預(yù)定行內(nèi)的一些攝像像素31的方式，焦點(diǎn)檢測(cè)像素32被規(guī)則地布置成特定圖案。像素陣列部11中的攝像像素31和焦點(diǎn)檢測(cè)像素32的配置不局限于上述的配置，而是可以按其他圖案而被執(zhí)行。
[0049]接著，將說明像素陣列部11中的攝像像素31和焦點(diǎn)檢測(cè)像素32的詳細(xì)構(gòu)造。
[0050]圖像傳感器中的像素的構(gòu)造示例
[0051]圖3是示出了 CMOS圖像傳感器10中的像素的構(gòu)造示例的截面圖。圖3示出了CMOS圖像傳感器10中的攝像像素31R、31G、31B和焦點(diǎn)檢測(cè)像素32的截面圖。
[0052]如圖3所示，在攝像像素3IR、3IG和3IB中，接收入射光且執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換的光電轉(zhuǎn)換部52被形成于半導(dǎo)體基板51中。絕緣層54被形成于半導(dǎo)體基板51的上一層處，并且在絕緣層54上形成有分別具有與攝像像素31R、31G和31B各者對(duì)應(yīng)的光譜特性的彩色濾光片55R、55G和55B。然后，微透鏡57被形成于彩色濾光片55R、55G和55B每一者上。當(dāng)CMOS圖像傳感器10是表面照射型的CMOS圖像傳感器時(shí)，由Cu或Al制成的配線層被形成于絕緣層54中。
[0053]同時(shí)，半導(dǎo)體基板51、光電轉(zhuǎn)換部52和絕緣層54以及微透鏡57以與在攝像像素31中的方式相同的方式被形成于焦點(diǎn)檢測(cè)像素32中。然而，在絕緣層54中形成有遮光膜53，并且在絕緣層54上形成有用于調(diào)暗入射光的量的調(diào)暗濾光片56。形成于絕緣層54中的上述配線層的一部分可以被形成為遮光膜53。
[0054]在焦點(diǎn)檢測(cè)像素32中，光電轉(zhuǎn)換部52的受光區(qū)被遮光膜53限定，且遮光膜53被設(shè)置成遮擋了入射到光電轉(zhuǎn)換部52的受光區(qū)上的對(duì)象光的大致一半。于是，在焦點(diǎn)檢測(cè)像素32中，光電轉(zhuǎn)換部52接收從微透鏡57入射的對(duì)象光的大致一半，且因此成像面被分割。
[0055]此外，調(diào)暗濾光片56是由含有黑色顏料的樹脂形成的。具體地，將諸如碳黑或鈦黑等黑色顏料粒子包含于丙烯酸系共聚物樹脂、苯乙烯系共聚物樹脂和硅烷系共聚物樹脂中，且由此形成了調(diào)暗濾光片56。該黑色顏料起到吸光材料的功能，且黑色顏料和樹脂的分配是可調(diào)節(jié)的，因此調(diào)暗濾光片56的折射率和透過率被確定。例如，調(diào)暗濾光片56的折射率大約是1.5至2.0，并且在可見光的波長(zhǎng)帶域內(nèi)的透過率大約是5%至95%。
[0056]調(diào)暗濾光片56可以被形成為含有其他已知的黑色顏料或黑色染料，而不用局限于碳黑或鈦黑。特別地，從用少量就能夠?qū)崿F(xiàn)高的光學(xué)濃度的觀點(diǎn)來看，例如，調(diào)暗濾光片56可以被形成為含有氧化鐵、氧化錳或石墨等。
[0057]而且，在調(diào)暗濾光片56的形成過程中，這些黑色顏料或黑色染料可以被組合使用。例如，碳黑和鈦黑可以被組合使用，并且除了碳黑和鈦黑之外，其他的黑色顏料或黑色染料還可以被組合使用。
[0058]在包括如上所述的攝像像素31和焦點(diǎn)檢測(cè)像素32的CMOS圖像傳感器10中，在攝像像素31中必須聚焦于光電轉(zhuǎn)換部52的受光表面上，并且在焦點(diǎn)檢測(cè)像素32中必須聚焦于遮光膜53上。
[0059]這里，如圖4的左側(cè)所示，在攝像像素3IG和焦點(diǎn)檢測(cè)像素32各者中，雖然光電轉(zhuǎn)換部52的受光表面是被聚焦的，但是調(diào)暗濾光片56的折射率被制作成大于微透鏡57的折射率，且因此如圖4的右側(cè)所示，在焦點(diǎn)檢測(cè)像素32中可以聚焦于遮光膜53上。因而，能夠保持由焦點(diǎn)檢測(cè)像素32進(jìn)行的焦點(diǎn)檢測(cè)中的精度而不會(huì)損害攝像像素31G的靈敏度。
[0060]在現(xiàn)有技術(shù)中，為了在攝像像素31中聚焦于光電轉(zhuǎn)換部52的受光表面上且在焦點(diǎn)檢測(cè)像素32中聚焦于遮光膜53上，如圖5的左側(cè)所示，在攝像像素31和焦點(diǎn)檢測(cè)像素32中，微透鏡57被制作出來且被分割。然而，在這種情況下，不僅制造工藝變得復(fù)雜，而且必須嚴(yán)格地控制微透鏡57的位置偏差。
[0061]相比之下，在本技術(shù)實(shí)施例的焦點(diǎn)檢測(cè)像素32中，調(diào)暗濾光片56的折射率被適當(dāng)?shù)卮_定，且因此如圖5的右側(cè)所示，不用制作且分割微透鏡57就可以在焦點(diǎn)檢測(cè)像素32中聚焦于遮光膜53上。即，利用具有高的魯棒性(robustness)的處理，能夠保持焦點(diǎn)檢測(cè)像素32中的焦點(diǎn)檢測(cè)的精度而不會(huì)損害攝像像素3IG的靈敏度。
[0062]在現(xiàn)有技術(shù)的被設(shè)置于與像素陣列部(像素區(qū))的中心分隔開的位置處的像素中，執(zhí)行了所謂的瞳孔校正，該瞳孔校正根據(jù)入射到像素上的光的光軸的偏差而使微透鏡的位置移動(dòng)。然而，僅利用瞳孔校正，不能校正入射光的光軸的偏差，并且如圖6的左側(cè)所示，在某些情況下光不會(huì)入射到焦點(diǎn)檢測(cè)像素32的光電轉(zhuǎn)換部52上。
[0063]相比之下，在本技術(shù)實(shí)施例的焦點(diǎn)檢測(cè)像素32中，調(diào)暗濾光片56的折射率被適當(dāng)?shù)卮_定，且因此如圖6的右側(cè)所示，能夠通過校正入射光的光軸的偏差來使光入射到焦點(diǎn)檢測(cè)像素32的光電轉(zhuǎn)換部52上。
[0064]此外，如圖7所示，本 申請(qǐng)人:證實(shí)了通過降低調(diào)暗濾光片56的透過率能夠抑制與鄰接于焦點(diǎn)檢測(cè)像素32的攝像像素31 (鄰接像素)的混色。具體地，當(dāng)調(diào)暗濾光片56的透過率是100%時(shí)(當(dāng)沒有設(shè)置調(diào)暗濾光片56時(shí))，至鄰接像素的混色量(混色光的量與入射光的量的比)大約是4.8% ;當(dāng)調(diào)暗濾光片56的透過率是80%時(shí)，至鄰接像素的混色量大約是3.7% ;當(dāng)調(diào)暗濾光片56的透過率是75%時(shí)，至鄰接像素的混色量大約是3.3% ;并且當(dāng)調(diào)暗濾光片56的透過率是65%時(shí)，至鄰接像素的混色量大約是2.5%。
[0065]如上所述，在本技術(shù)實(shí)施例的焦點(diǎn)檢測(cè)像素32中，調(diào)暗濾光片56的透過率被適當(dāng)?shù)卮_定，且因此抑制了鄰接像素之間的混色。因而，能夠抑制顏色再現(xiàn)性的劣化。此外，在這種情況下，因?yàn)檫€減少了入射到焦點(diǎn)檢測(cè)像素32上的光的量，所以能夠防止焦點(diǎn)檢測(cè)像素32的輸出發(fā)生飽和。
[0066]此外，因?yàn)檎{(diào)暗濾光片56中所包含的黑色顏料起到吸光材料的功能，所以能夠減少入射光的不規(guī)則反射，且能夠抑制重影的發(fā)生。
[0067]如上所述，因?yàn)橥ㄟ^利用設(shè)計(jì)來調(diào)節(jié)焦點(diǎn)檢測(cè)像素的調(diào)暗濾光片中的黑色顏料和樹脂的分配從而適當(dāng)?shù)卮_定折射率和透過率，所以能夠保持焦點(diǎn)檢測(cè)像素的焦點(diǎn)檢測(cè)中的精度而不會(huì)損害攝像像素的靈敏度，并且能夠抑制與鄰接像素的混色或者重影的發(fā)生。因此，可以抑制圖像的圖像質(zhì)量的劣化。
[0068]像素形成的流程
[0069]接著，將參照?qǐng)D8以及圖9A至圖9F來說明本技術(shù)的CMOS圖像傳感器10的像素形成的流程。圖8是用于說明像素形成處理的流程圖，并且圖9A至圖9F是示出了像素形成的工藝的截面圖。
[0070]以下，將說明在形成絕緣層54之后的處理。
[0071]首先，在步驟Sll中，形成第一彩色濾光片。具體地，如圖9A所示，在絕緣層54上的與攝像像素31G對(duì)應(yīng)的區(qū)域中形成綠色濾光片55G。
[0072]接著，在步驟S12中，形成第二彩色濾光片。如圖9B所示，在絕緣層54上的與攝像像素31R對(duì)應(yīng)的區(qū)域中形成紅色濾光片55R。
[0073]此外，在步驟S13中，形成第三彩色濾光片。具體地，如圖9C所示，在絕緣層54上的與攝像像素31B對(duì)應(yīng)的區(qū)域中形成藍(lán)色濾光片55B。
[0074]這些彩色濾光片的形成是利用被著色為各顏色的感光樹脂、且通過光刻而被執(zhí)行的。彩色濾光片的形成可以通過除了光刻以外的其他方法而被執(zhí)行，或者可以例如通過形成著色膜然后在其上執(zhí)行蝕刻而被執(zhí)行。
[0075]在步驟S14中，如圖9D所示，在上面形成有各顏色的彩色濾光片55R、55G和55B的絕緣層54上沉積調(diào)暗濾光片材料56a。具體地，把諸如碳黑或鈦黑等黑色顏料粒子包含于丙烯酸系共聚物樹脂、苯乙烯系共聚物樹脂和硅烷系共聚物樹脂中，且藉此利用例如旋轉(zhuǎn)涂敷法來形成具有感光性的調(diào)暗濾光片材料56a。這里，通過設(shè)計(jì)來適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)調(diào)暗濾光片材料56a中的黑色顏料和樹脂的分配。
[0076]在步驟S15中，如圖9E所示，通過光刻來形成調(diào)暗濾光片56。例如，調(diào)暗濾光片56的膜厚度可以是大約200nm至1200nm，并且可以與各顏色的彩色濾光片55R、55G和55B的厚度不同。如上所述，調(diào)暗濾光片材料56a具有感光性，因此它利用光刻而能夠被高精度地穩(wěn)定化且能夠形成調(diào)暗濾光片56。
[0077]然后，在步驟S16中，在各顏色的彩色濾光片55R、55G和55B以及在調(diào)暗濾光片56上形成微透鏡57。
[0078]根據(jù)上述處理，因?yàn)槟軌蛲ㄟ^調(diào)節(jié)焦點(diǎn)檢測(cè)像素的調(diào)暗濾光片中的黑色顏料和樹脂的分配而適當(dāng)?shù)卮_定折射率和透過率，所以能夠保持焦點(diǎn)檢測(cè)像素的焦點(diǎn)檢測(cè)中的精度而不會(huì)損害攝像像素的靈敏度，并且能夠抑制與鄰接像素的混色和重影的發(fā)生。因此，可以抑制圖像的圖像質(zhì)量的劣化。
[0079]而且，各顏色的彩色濾光片和調(diào)暗濾光片的形成順序不局限于上述處理中所示出的順序，而是當(dāng)必要時(shí)可以改變。
[0080]電子設(shè)備的構(gòu)造示例
[0081]接著，將參照?qǐng)D10來說明應(yīng)用了本技術(shù)的電子設(shè)備的構(gòu)造示例。
[0082]圖10所示的電子設(shè)備200包括光學(xué)透鏡201、快門裝置202、固體攝像裝置203、驅(qū)動(dòng)電路204和信號(hào)處理電路205。圖10示出了其中把上述本技術(shù)的CMOS圖像傳感器10作為固體攝像裝置203而設(shè)置于電子設(shè)備(數(shù)碼相機(jī))中的實(shí)施例。
[0083]光學(xué)透鏡201幫助來自于對(duì)象的圖像光(入射光)在固體攝像裝置203的成像面上形成圖像。因而，在一定的時(shí)期內(nèi)，信號(hào)電荷在固體攝像裝置203中積累?？扉T裝置202控制對(duì)于固體攝像裝置203的光照射周期和遮光周期。
[0084]驅(qū)動(dòng)電路204提供用于控制固體攝像裝置203的信號(hào)傳輸操作和快門裝置202的快門操作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。固體攝像裝置203利用從驅(qū)動(dòng)電路204提供過來的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(時(shí)序信號(hào))而執(zhí)行信號(hào)傳輸操作。信號(hào)處理電路205對(duì)從固體攝像裝置203輸出的信號(hào)執(zhí)行各種類型的信號(hào)處理。被執(zhí)行了信號(hào)處理的視頻信號(hào)被存儲(chǔ)于諸如存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)介質(zhì)中，并且被輸出至監(jiān)視器。
[0085]此外，電子設(shè)備200包括將光學(xué)透鏡201沿其光軸方向驅(qū)動(dòng)的透鏡驅(qū)動(dòng)部(未圖示)。透鏡驅(qū)動(dòng)部構(gòu)成對(duì)光學(xué)透鏡201進(jìn)行焦點(diǎn)調(diào)節(jié)的調(diào)焦機(jī)構(gòu)。那么，由電子設(shè)備200中的系統(tǒng)控制器(未圖示)執(zhí)行諸如對(duì)調(diào)焦機(jī)構(gòu)的控制、對(duì)上述各結(jié)構(gòu)元件的控制等各種控制。
[0086]關(guān)于調(diào)焦機(jī)構(gòu)的控制，例如在信號(hào)處理電路205中基于從本技術(shù)的固體攝像裝置中的焦點(diǎn)檢測(cè)像素輸出的焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)而執(zhí)行運(yùn)算處理，該運(yùn)算處理計(jì)算出焦點(diǎn)的偏差方向和偏差量。上述系統(tǒng)控制器接收到運(yùn)算結(jié)果，然后通過利用透鏡驅(qū)動(dòng)部將光學(xué)透鏡201沿其光軸方向移動(dòng)來執(zhí)行焦點(diǎn)控制從而使焦點(diǎn)匹配。
[0087]在本技術(shù)的實(shí)施例的電子設(shè)備200中，因?yàn)樵诠腆w攝像裝置203中能夠保持焦點(diǎn)檢測(cè)的精度且能夠抑制圖像的圖像質(zhì)量的劣化，所以作為結(jié)果而言實(shí)現(xiàn)了圖像質(zhì)量的提聞。
[0088]本技術(shù)的各實(shí)施例不局限于上述的各實(shí)施例，并且能夠在不脫離本技術(shù)范疇的范圍內(nèi)做出各種變形。
[0089]此外，本技術(shù)能夠采用如下的技術(shù)方案。
[0090](I) 一種固體攝像裝置，其包括:
[0091]多個(gè)像素，所述多個(gè)像素包括用于生成攝取圖像的攝像像素和用于檢測(cè)焦點(diǎn)的焦點(diǎn)檢測(cè)像素，
[0092]其中所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素包括:
[0093]微透鏡；
[0094]光電轉(zhuǎn)換部，其接收從所述微透鏡入射的光；
[0095]遮光部，其遮擋入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光的一部分；以及
[0096]調(diào)暗濾光片，其調(diào)暗入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光，并且被形成為含有黑色顏料。
[0097](2)如⑴所述的固體攝像裝置，其中所述黑色顏料包括碳黑。
[0098](3)如⑴所述的固體攝像裝置，其中所述黑色顏料包括鈦黑。
[0099](4)如⑴至(3)中任一項(xiàng)所述的固體攝像裝置，其中所述調(diào)暗濾光片的折射率大約是1.5至2.0。
[0100](5)如(I)至(4)中任一項(xiàng)所述的固體攝像裝置，其中所述調(diào)暗濾光片在可見光的波長(zhǎng)帶域內(nèi)的透過率大約是5 %至95 %。
[0101](6)如(I)至(5)中任一項(xiàng)所述的固體攝像裝置，其中所述調(diào)暗濾光片的膜厚度大約是 200nm 至 1200nm。
[0102](7) 一種固體攝像裝置制造方法，所述固體攝像裝置包括多個(gè)像素，所述多個(gè)像素包括用于生成攝取圖像的攝像像素和用于檢測(cè)焦點(diǎn)的焦點(diǎn)檢測(cè)像素，并且其中所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素包括:微透鏡；接收從所述微透鏡入射的光的光電轉(zhuǎn)換部；遮擋入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光的一部分的遮光部；以及調(diào)暗入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光的調(diào)暗濾光片，
[0103]所述制造方法包括:用含有黑色顏料的樹脂形成所述調(diào)暗濾光片。
[0104](8) 一種電子設(shè)備，其包括:
[0105]固體攝像裝置，其包括多個(gè)像素，所述多個(gè)像素包括用于生成攝取圖像的攝像像素和用于檢測(cè)焦點(diǎn)的焦點(diǎn)檢測(cè)像素，
[0106]其中所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素包括:
[0107]微透鏡；
[0108]光電轉(zhuǎn)換部，其接收從所述微透鏡入射的光；
[0109]遮光部，其遮擋入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光的一部分；以及
[0110]調(diào)暗濾光片，其調(diào)暗入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光并且被形成為含有黑色顏料。
[0111]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以在本發(fā)明隨附的權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、次組合以及改變。
[0112]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0113]本申請(qǐng)要求2013年10月8日提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)JP 2013-211188的權(quán)益,因此將該日本優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文中。
【權(quán)利要求】
1.一種固體攝像裝置，其包括: 多個(gè)像素，所述多個(gè)像素包括用于生成攝取圖像的攝像像素和用于檢測(cè)焦點(diǎn)的焦點(diǎn)檢測(cè)像素， 其中所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素包括: 微透鏡； 光電轉(zhuǎn)換部，所述光電轉(zhuǎn)換部接收從所述微透鏡入射的光； 遮光部，所述遮光部遮擋入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光的一部分；以及 調(diào)暗濾光片，所述調(diào)暗濾光片調(diào)暗入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光，并且被形成為含有黑色顏料。
2.如權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，其中所述黑色顏料包括碳黑。
3.如權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，其中所述黑色顏料包括鈦黑。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的固體攝像裝置，其中所述調(diào)暗濾光片的折射率大約是1.5至2.0。
5.如權(quán)利要求4所述的固體攝像裝置，其中所述調(diào)暗濾光片在可見光的波長(zhǎng)帶域內(nèi)的透過率大約是5%至95%。
6.如權(quán)利要求5所述的固體攝像裝置，其中所述調(diào)暗濾光片的膜厚度大約是200nm至1200nmo
7.—種固體攝像裝置制造方法，所述固體攝像裝置包括多個(gè)像素，所述多個(gè)像素包括用于生成攝取圖像的攝像像素和用于檢測(cè)焦點(diǎn)的焦點(diǎn)檢測(cè)像素， 其中所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素包括:微透鏡；光電轉(zhuǎn)換部，它接收從所述微透鏡入射的光；遮光部，它遮擋入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光的一部分；以及調(diào)暗濾光片，它調(diào)暗入射到所述光電轉(zhuǎn)換部上的光， 并且所述制造方法包括:用含有黑色顏料的樹脂形成所述調(diào)暗濾光片。
8.一種電子設(shè)備，其包括如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的固體攝像裝置。
【文檔編號(hào)】H01L27/146GK104517984SQ201410520764
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】原沢正規(guī), 關(guān)勇一, 狹山征博 申請(qǐng)人:索尼公司