固態(tài)成像器件及其制造方法以及電子設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及固態(tài)成像器件及其制造方法以及電子設(shè)備，特別地，涉及既能夠獲得成像像素的良好的傾斜入射光特性又能夠獲得相位差檢測(cè)像素的良好的AF特性的固態(tài)成像器件及其制造方法以及電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
與正面照射型固態(tài)成像器件相比，由于互連配線層形成在受光面的相對(duì)側(cè)，所以背面照射型固態(tài)成像器件以能夠減小集光結(jié)構(gòu)的高度并且能夠?qū)崿F(xiàn)良好的傾斜入射光特性而聞名。
已知這樣的固態(tài)成像器件:相位差檢測(cè)像素(其中，光電轉(zhuǎn)換單元的一部分被遮光)設(shè)置在普通的成像像素之間并從而進(jìn)行相位差檢測(cè)。在相位差檢測(cè)像素中，為了使集光點(diǎn)位于遮光膜上，需要增大微透鏡與遮光膜之間的距離，即，需要增加集光結(jié)構(gòu)的高度。
在這里，在背面照射型固態(tài)成像器件中設(shè)置有相位差檢測(cè)像素的情況下，會(huì)存在這樣的權(quán)衡:為了獲得成像像素的傾斜入射光特性，要求減小高度；同時(shí)，為了獲得相位差檢測(cè)像素的AF特性，要求增大高度。
為了解決上述權(quán)衡，提出這樣的成像元件:成像像素的微透鏡的高度等于相位差檢測(cè)像素的微透鏡的高度，且相位差檢測(cè)像素的受光元件形成得低(參見專利文獻(xiàn)1)。此外，公開了:通過為相位差檢測(cè)像素的微透鏡設(shè)置高度差，來確保相位差檢測(cè)像素的成像距離(參見專利文獻(xiàn)2)。
引用列表專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn) 1:JP 2008-71920A 專利文獻(xiàn) 2:JP 2007-281296A

【發(fā)明內(nèi)容】

技術(shù)問題
然而，在專利文獻(xiàn)1的結(jié)構(gòu)中，因?yàn)槌上裣袼氐腟i基板的膜厚度與相位差檢測(cè)像素的Si基板的膜厚度是不同的，所以需要將成像像素和相位差檢測(cè)像素的電位設(shè)計(jì)和離子注入工序分開。此外，存在這樣的擔(dān)憂:界面態(tài)由于受光元件雕刻期間的蝕刻的損害而被擾亂，這將影響暗時(shí)期間的特性。
此外，在專利文獻(xiàn)2中，未公開為相位差檢測(cè)像素的微透鏡設(shè)置高度差的具體方法；且由于因高度差形成的壁部處的反射而發(fā)生暗影，從而成像像素的傾斜入射光特性的劣化是不可避免的。
本發(fā)明是鑒于上述情況而研發(fā)的，且既能夠獲得成像像素的良好的傾斜入射光特性又能夠獲得相位差檢測(cè)像素的良好的AF特性。
問題的解決方案根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提出了一種含有以矩陣構(gòu)造二維地布置的多個(gè)成像像素和分散地布置在所述成像像素之間的相位差檢測(cè)像素的固態(tài)成像器件，所述固態(tài)成像器件包括:第一微透鏡，所述第一微透鏡對(duì)應(yīng)于各所述成像像素而形成；平坦化膜，所述平坦化膜的折射率比所述第一微透鏡的折射率更低并且所述平坦化膜形成在所述第一微透鏡上；和第二微透鏡，所述第二微透鏡僅形成在所述相位差檢測(cè)像素的所述平坦化膜上。
所述第一微透鏡也可以形成在所述相位差檢測(cè)像素中。
所述平坦化膜的折射率可以被設(shè)定為1.5或以下且所述第一微透鏡和所述第二微透鏡的折射率可以被設(shè)定為1.4或以上。
所述第二微透鏡可以具有與所述平坦化膜相同的成分。
所述平坦化膜可以通過將氟或中空硅添加至基于丙烯酸的樹脂或基于硅氧烷的樹脂而形成。
所述第一微透鏡和所述第二微透鏡可以由包括基于苯乙烯的樹脂、基于丙烯酸的樹月旨、基于苯丙共聚物的樹脂或基于娃氧燒的樹脂的有機(jī)材料制成。
所述第一微透鏡和所述第二微透鏡可以由有機(jī)-無機(jī)混合材料制成，其中，Τ?Ο細(xì)微顆粒分散于基于苯乙烯的樹脂、基于丙烯酸的樹脂、基于苯丙共聚物的樹脂、基于硅氧烷的樹脂或聚酰亞胺樹脂中。
所述第一微透鏡和所述第二微透鏡可以由基于SiN或基于S1N的無機(jī)材料制成。
在所述平坦化膜中在所述相位差像素與所述成像像素之間的邊界部可以形成有遮光壁。
受光面?zhèn)鹊目障犊梢员幻芊獠ＡШ兔芊鈽渲芊狻?br> 在所述第二微透鏡上還可以形成有折射率比所述第一微透鏡和所述第二微透鏡的折射率更低的平坦化膜，且形成于所述第二微透鏡上的所述平坦化膜上的空隙可以被所述密封玻璃和所述密封樹脂密封。
所述第二微透鏡上的空隙可以被所述密封玻璃和所述密封樹脂密封，且所述第二微透鏡的折射率可以充分高于所述密封樹脂的折射率。
所述第二微透鏡可以通過用折射率比所述平坦化膜的折射率更高的密封樹脂密封形成在所述平坦化膜上的凹部而形成。
所述密封樹脂可以由基于丙烯酸的樹脂、硅酮樹脂或環(huán)氧樹脂制成。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提出了一種固態(tài)成像器件的制造方法，所述固態(tài)成像器件含有以矩陣構(gòu)造二維地布置的多個(gè)成像像素和分散地布置在所述成像像素之間的相位差檢測(cè)像素，所述方法包括以下步驟:對(duì)應(yīng)于各所述成像像素形成第一微透鏡；在所述第一微透鏡上形成折射率比所述第一微透鏡的折射率更低的平坦化膜；且僅在所述相位差檢測(cè)像素的所述平坦化膜上形成第二微透鏡。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提出了一種電子設(shè)備，其包括:固態(tài)成像器件，所述固態(tài)成像器件含有以矩陣構(gòu)造二維地布置的多個(gè)成像像素和分散地布置在所述成像像素之間的相位差檢測(cè)像素，所述固態(tài)成像器件包括第一微透鏡、平坦化膜和第二微透鏡，所述第一微透鏡對(duì)應(yīng)于各所述成像像素而形成，所述平坦化膜的折射率比所述第一微透鏡的折射率更低且形成在所述第一微透鏡上，且所述第二微透鏡僅形成在所述相位差檢測(cè)像素的所述平坦化膜上；信號(hào)處理電路，所述信號(hào)處理電路被構(gòu)造用來對(duì)從所述固態(tài)成像器件輸出的輸出信號(hào)進(jìn)行處理；和鏡頭，所述鏡頭被構(gòu)造用來使入射光入射在所述固態(tài)成像器件上。
所述信號(hào)處理電路可以對(duì)在所述相位差檢測(cè)像素附近布置的所述成像像素中發(fā)生的暗影進(jìn)行校正。
所述信號(hào)處理電路可以利用預(yù)先創(chuàng)建的暗影函數(shù)來校正所述暗影，所述暗影函數(shù)表達(dá)了與作為暗影校正的目標(biāo)的所述成像像素的布置相對(duì)應(yīng)的暗影程度。
所述暗影函數(shù)可以根據(jù)鏡頭部的鏡頭參數(shù)來創(chuàng)建。
所述信號(hào)處理電路可以利用與作為暗影校正的目標(biāo)的所述成像像素最接近的同色的成像像素的輸出來校正所述暗影。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，在含有以矩陣構(gòu)造二維地布置的多個(gè)成像像素和分散地布置在所述成像像素之間的相位差檢測(cè)像素的固態(tài)成像器件中，對(duì)應(yīng)于各所述成像像素而形成有第一微透鏡，在所述第一微透鏡上形成有折射率比所述第一微透鏡的折射率更低的平坦化膜，且僅在所述相位差檢測(cè)像素的所述平坦化膜上形成有第二微透鏡。
本發(fā)明的有益效果
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，既能夠獲得成像像素的良好的傾斜入射光特性又能夠獲得相位差檢測(cè)像素的良好的AF特性。
【附圖說明】
圖1是示出了應(yīng)用了本發(fā)明的固態(tài)成像器件的概要性構(gòu)造示例的框圖。
圖2是示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例的固態(tài)成像器件的構(gòu)造示例的橫截面圖。
圖3是示出了遮光膜的構(gòu)造示例的視圖。
圖4是說明了圖2的固態(tài)成像器件的制造處理的流程圖。
圖5是說明了固態(tài)成像器件的制造工序的視圖。
圖6是說明了固態(tài)成像器件的制造工序的視圖。
圖7是說明了固態(tài)成像器件的制造工序的視圖。
圖8是示出了固態(tài)成像器件的變型例的橫截面圖。
圖9是示出了固態(tài)成像器件的變型例的橫截面圖。
圖10是示出了固態(tài)成像器件的變型例的橫截面圖。
圖11是示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例的固態(tài)成像器件的構(gòu)造示例的橫截面圖。
圖12是說明了圖11的固態(tài)成像器件的制造處理的流程圖。
圖13是示出了本發(fā)明的第三實(shí)施例的固態(tài)成像器件的構(gòu)造示例的橫截面圖。
圖14是說明了圖13的固態(tài)成像器件的制造處理的流程圖。
圖15是示出了固態(tài)成像器件的變型例的橫截面圖。
圖16是示出了固態(tài)成像器件的變型例的橫截面圖。
圖17是示出了固態(tài)成像器件的變型例的橫截面圖。
圖18是示出了固態(tài)成像器件的變型例的橫截面圖。
圖19是說明了圖18的固態(tài)成像器件的制造處理的流程圖。
圖20是示出了固態(tài)成像器件的變型例的橫截面圖。
圖21是示出了本發(fā)明的第四實(shí)施例的電子設(shè)備的構(gòu)造示例的框圖。
圖22是說明了暗影的視圖。
【具體實(shí)施方式】
以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施例。以下面的順序給出說明:
1.固態(tài)成像器件的概要性構(gòu)造示例
2.第一實(shí)施例(本發(fā)明的基本的固態(tài)成像器件的示例)
3.第二實(shí)施例(在像素邊界處含有遮光壁的固態(tài)成像器件的示例)
4.第三實(shí)施例(無空腔CSP結(jié)構(gòu)的固態(tài)成像器件的示例)
5.第四實(shí)施例(含有本發(fā)明固態(tài)成像器件的電子設(shè)備的示例)
<1.固態(tài)成像器件的概要性構(gòu)造示例>
圖1示出了用于本發(fā)明各實(shí)施例的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)固態(tài)成像器件的概要性構(gòu)造示例。
如圖1所示，固態(tài)成像器件1被構(gòu)造為包括像素區(qū)(也被稱為成像區(qū))3和周邊電路單元，在像素區(qū)中，含有光電轉(zhuǎn)換元件的多個(gè)像素2規(guī)則地二維布置在半導(dǎo)體基板11 (例如，硅基板)上。
像素2包括光電轉(zhuǎn)換元件(例如，光電二極管)和多個(gè)像素晶體管(被稱為M0S晶體管)。多個(gè)像素晶體管例如可以由傳輸晶體管、復(fù)位晶體管和放大晶體管這三個(gè)晶體管構(gòu)成，或可以由還包括選擇晶體管的四個(gè)晶體管構(gòu)成。各像素2(單位像素)的等效電路與通常的等效電路類似，在這里省略詳細(xì)說明。
像素2可以是共用像素結(jié)構(gòu)。像素共用結(jié)構(gòu)由多個(gè)光電二極管、多個(gè)傳輸晶體管、一個(gè)共用的浮動(dòng)擴(kuò)散部和其它逐個(gè)共用的像素晶體管構(gòu)成。
周邊電路單元由垂直驅(qū)動(dòng)電路4、列信號(hào)處理電路5、水平驅(qū)動(dòng)電路6、輸出電路7和控制電路8構(gòu)成。
控制電路8接收輸入時(shí)鐘或?qū)Σ僮髂Ｊ降冗M(jìn)行指令的數(shù)據(jù)，且輸出固態(tài)成像器件1的內(nèi)部信息等的數(shù)據(jù)。具體地，控制電路8在垂直同步信號(hào)、水平同步信號(hào)和主時(shí)鐘的基礎(chǔ)上產(chǎn)生用作垂直驅(qū)動(dòng)電路4、列信號(hào)處理電路5和水平驅(qū)動(dòng)電路6的操作基準(zhǔn)