本公開涉及固態(tài)成像裝置、固態(tài)成像裝置的制造方法和電子設(shè)備，并且更具體地，涉及能減少像質(zhì)劣化并取得較高的像質(zhì)的固態(tài)成像裝置、固態(tài)成像裝置的制造方法和電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

在諸如數(shù)字靜態(tài)攝像機(jī)或數(shù)字視頻攝像機(jī)的具有成像功能的常規(guī)電子設(shè)備中，使用固態(tài)成像裝置，比如電荷耦合裝置(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器。固態(tài)成像裝置具有像素，每個(gè)像素包括進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的光電二極管和晶體管的組合，并且根據(jù)從以二維方式布置的像素輸出的像素信號(hào)形成圖像。

近年來，經(jīng)常使用背照式固態(tài)成像裝置。在背照式固態(tài)成像裝置中，光從作為前面?zhèn)鹊南喾磦?cè)的背面?zhèn)壬涞焦怆姸O管上，在半導(dǎo)體基板上，晶體管和布線層疊置在前面?zhèn)壬?。背照式固態(tài)成像裝置用在緊湊型數(shù)字靜態(tài)攝像機(jī)、移動(dòng)終端用攝像機(jī)等中，并且能提高細(xì)微像素的靈敏度以及改善遮光特性。

例如，背照式固態(tài)成像裝置可具有比前照式固態(tài)成像裝置中的光電二極管面積更大的光電二極管面積，并且特征性地在光入射側(cè)上沒有布線層。由于這些特征，背照式固態(tài)成像裝置可有效地將入射光帶入光電二極管，并實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的靈敏度特性。然而，背照式固態(tài)成像裝置將來自密封玻璃表面、紅外截止濾光片、攝像機(jī)組的光學(xué)系統(tǒng)等的較多反射光帶入光電二極管。其結(jié)果是，容易出現(xiàn)閃光、重影和混色，并且像質(zhì)劣化。特別地，在大尺寸固態(tài)成像裝置中，像素尺寸大，且光接收區(qū)域?qū)挕Ｒ虼?，光電二極管吸收大量不必要的光，使像質(zhì)劣化更顯眼。

為了解決這種問題，已經(jīng)開發(fā)了通過在像素之間設(shè)置遮光部來防止不必要的光進(jìn)入光電二極管的技術(shù)，例如，如專利文獻(xiàn)1和2中所公開的技術(shù)。

引文列表

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2005-294647號(hào)公報(bào)。

專利文獻(xiàn)2：日本特開2013-229446號(hào)公報(bào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問題

如上所述，在常規(guī)的固態(tài)成像裝置中，反射光進(jìn)入光電二極管并使像質(zhì)劣化。有鑒于此，需要防止產(chǎn)生反射光以減少像質(zhì)劣化并取得較高的像質(zhì)。

本公開是鑒于這些情況而做出的，并且旨在減少像質(zhì)劣化并取得較高的像質(zhì)。

問題的解決方案

根據(jù)本公開的一個(gè)方面的固態(tài)成像裝置包括：半導(dǎo)體基板，其具有針對(duì)各像素形成的光電二極管，所述光電二極管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；濾色片，其配置成使顏色與各像素對(duì)應(yīng)的光通過，濾色片疊置在半導(dǎo)體基板的光入射面?zhèn)壬?；和遮光膜，其設(shè)置在各像素的濾色片之間，遮光膜是通過疊置第一遮光膜和第二遮光膜形成的，第一遮光膜和第二遮光膜是用兩種彼此不同的材料形成的。

根據(jù)本公開的一個(gè)方面的制造方法包括以下步驟：針對(duì)各像素在半導(dǎo)體基板中形成光電二極管，光電二極管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；在半導(dǎo)體基板的光入射面?zhèn)壬席B置濾色片，濾色片使顏色與各像素對(duì)應(yīng)的光通過；以及在各像素的濾色片之間設(shè)置遮光膜，遮光膜是通過疊置第一遮光膜和第二遮光膜形成的，第一遮光膜和第二遮光膜是用兩種彼此不同的材料形成的。

根據(jù)本公開的一個(gè)方面的電子設(shè)備包括固態(tài)成像裝置，該固態(tài)成像裝置包括：半導(dǎo)體基板，其具有針對(duì)各像素形成的光電二極管，光電二極管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；濾色片，其配置成使顏色與各像素對(duì)應(yīng)的光通過，濾色片疊置在半導(dǎo)體基板的光入射面?zhèn)壬?；和遮光膜，其設(shè)置在各像素的濾色片之間，遮光膜是通過疊置第一遮光膜和第二遮光膜形成的，第一遮光膜和第二遮光膜是用兩種彼此不同的材料形成的。

在本公開的一個(gè)方面中，使顏色與各像素對(duì)應(yīng)的光通過的濾色片疊置在其中針對(duì)各像素形成有光電二極管的半導(dǎo)體基板的光入射面?zhèn)壬稀９怆姸O管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。通過疊置第一遮光膜和第二遮光膜形成的遮光膜設(shè)置在各像素的濾色片之間。第一遮光膜和第二遮光膜是用兩種彼此不同的材料形成的。

本發(fā)明的效果

根據(jù)本公開的一個(gè)方面，可以減少像質(zhì)劣化并且可取得較高的像質(zhì)。

附圖說明

圖1是示出應(yīng)用本技術(shù)的固態(tài)成像裝置的第一實(shí)施方案的示例配置的圖示。

圖2是示出固態(tài)成像裝置的配置的平面視圖和截面視圖的圖示。

圖3是用于說明固態(tài)成像裝置的制造方法的圖示。

圖4是用于說明固態(tài)成像裝置的所述制造方法的圖示。

圖5是示出固態(tài)成像裝置的第二實(shí)施方案的示例配置的圖示。

圖6是用于說明前照式固態(tài)成像裝置的圖示。

圖7是示出固態(tài)成像裝置的變型例的圖示。

圖8是示出固態(tài)成像裝置的第三實(shí)施方案的示例配置的圖示。

圖9是示出固態(tài)成像裝置的第四實(shí)施方案的示例配置的圖示。

圖10是用于說明像素尺寸的圖示。

圖11是示出在電子設(shè)備中安裝的成像設(shè)備的示例配置的框圖。

圖12是示出固態(tài)成像裝置的用途實(shí)例的圖示。

具體實(shí)施方式

以下是參考附圖對(duì)應(yīng)用本技術(shù)的具體實(shí)施方案的詳細(xì)描述。

圖1是示出應(yīng)用本技術(shù)的固態(tài)成像裝置的第一實(shí)施方案的示例配置的圖示。

圖1示出靠近一區(qū)域的配置的截面，在該區(qū)域中紅色像素12R和綠色像素12G安置在設(shè)置于固態(tài)成像裝置11的傳感器表面上的像素當(dāng)中。應(yīng)指出的是，紅色像素12R和綠色像素12G以及稍后描述的藍(lán)色像素12B在下文中將被簡(jiǎn)稱為像素12，其中沒必要將這些像素彼此加以區(qū)分。

如圖1中所示，固態(tài)成像裝置11是通過在其中形成了紅色像素12R的光電二極管21R和綠色像素12G的光電二極管21G的半導(dǎo)體基板22上從底部依次疊置絕緣膜23、非平面化粘附膜24、濾色片25和微透鏡26形成的。另外，在固態(tài)成像裝置11中，第一遮光膜27和第二遮光膜28形成在相鄰的像素12之間。

半導(dǎo)體基板22例如是通過將高純度硅的單晶切割成薄片而得到的硅晶片。在半導(dǎo)體基板22中，針對(duì)各像素12形成通過光電轉(zhuǎn)換將入射光轉(zhuǎn)換成電荷的光電二極管21。

絕緣膜23使光進(jìn)入半導(dǎo)體基板22那側(cè)上的表面(此表面在下文中適當(dāng)情況下將被稱為光入射面)絕緣。例如，絕緣膜23形成有其中氧化鉿膜疊置在氧化硅膜上的疊置結(jié)構(gòu)，并且還具有防止來自半導(dǎo)體基板22的光入射面的反射的功能。

非平面化粘附膜24形成在絕緣膜23和第一遮光膜27上，并且增加濾色片25與第二遮光膜28之間的粘附力。非平面化粘附膜24是用例如丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、硅氧烷樹脂、環(huán)氧樹脂或這些樹脂的共聚物樹脂形成的。

濾色片25使與像素12對(duì)應(yīng)的預(yù)定顏色的光通過，并且針對(duì)各像素12設(shè)置與相應(yīng)顏色的像素12對(duì)應(yīng)的顏色的濾色片25。也就是說，如圖中所示，針對(duì)紅色像素12R設(shè)置紅色濾色片25R，且針對(duì)綠色像素12G設(shè)置綠色濾色片25G。每個(gè)濾色片25是用內(nèi)部添加有有機(jī)顏料的樹脂形成的，并且被設(shè)計(jì)成例如具有大約400至1000nm的厚度。

微透鏡26被設(shè)計(jì)成針對(duì)各像素12聚集光，并且是用例如聚苯乙烯樹脂、丙烯酸樹脂或這些樹脂的共聚物樹脂形成的。

第一遮光膜27疊置在絕緣膜23上，以便位于相鄰的像素12之間，并使像素12彼此遮光。第一遮光膜27是用諸如鎢、鋁或銅的具有遮光效果的金屬形成的，并且被設(shè)計(jì)成具有大約200至300nm的厚度。

第二遮光膜28經(jīng)由非平面化粘附膜24疊置在第一遮光膜27上，以便位于相鄰的像素12之間，并使像素12彼此遮光。第二遮光膜28是用例如具有光敏性(光吸收性質(zhì))的樹脂形成的。這種樹脂具有內(nèi)部添加的炭黑顏料或鈦黑顏料。

如上所述，第一遮光膜27和第二遮光膜28是用彼此不同的材料形成的。將第一遮光膜27疊置成比第二遮光膜28更靠近半導(dǎo)體基板22，或者將第二遮光膜28疊置在光入射側(cè)上。另外，第一遮光膜27和第二遮光膜28被設(shè)計(jì)成具有與濾色片25基本上相同的厚度。也就是說，第一遮光膜27和第二遮光膜28被設(shè)計(jì)成位于針對(duì)各像素12設(shè)置的濾色片25之間。因此，固態(tài)成像裝置11具有例如比上述專利文獻(xiàn)1中公開的配置小的高度。

固態(tài)成像裝置11具有上述配置。由于采用了形成有第一遮光膜27和第二遮光膜28的兩層結(jié)構(gòu)，因而像素12能可靠地被彼此遮光，并且可防止像素12之間的光反射。也就是說，包括用具有光敏性的樹脂形成的第二遮光膜28的配置可比例如僅包括用具有遮光效果的金屬形成的第一遮光膜27的配置更有效地減少光反射。

如上所述，固態(tài)成像裝置11減少光反射。其結(jié)果是，可防止反射光重新進(jìn)入光電二極管21。因此，可減少由閃爍和重影引起的像質(zhì)劣化，并且可取得較高的像質(zhì)。

現(xiàn)在參考圖2更詳細(xì)地描述固態(tài)成像裝置11的配置。

圖2的A示出固態(tài)成像裝置11的配置的平面視圖。圖2的B示出沿圖2的A中限定的線A-A’、B-B’和C-C’截取的截面。

如圖2的A中所示，在固態(tài)成像裝置11中，紅色像素12R、綠色像素12G和藍(lán)色像素12B以所謂的拜耳(Bayer)陣列布置。

圖2的B示出沿其中布置紅色像素12R和綠色像素12G的行截取的A-A’截面、沿其中布置綠色像素12G和藍(lán)色像素12B的行截取的B-B’截面和沿綠色像素12G的對(duì)角線截取的C-C’截面。

如上所述，在固態(tài)成像裝置11中，形成有第一遮光膜27和第二遮光膜28的兩層結(jié)構(gòu)形成在像素12之間，使得紅色像素12R、綠色像素12G和藍(lán)色像素12B變得彼此獨(dú)立。因?yàn)槿绱?，固態(tài)成像裝置11可增加像素12之間的遮光效果，并防止不必要的光進(jìn)入像素12。因此，固態(tài)成像裝置11可形成品質(zhì)較高的圖像。

現(xiàn)在參考圖3和4描述固態(tài)成像裝置11的制造方法。在圖3和4中，B-B’截面(參見圖2的B)示于左側(cè)，且C-C’截面(參見圖2的B)示于右側(cè)。

如圖3中所示，在第一步驟中，在其中形成有光電二極管21的半導(dǎo)體基板22的光入射面上形成絕緣膜23，并且在絕緣膜23上形成第一遮光膜27，使之位于光電二極管21之間。例如，形成抗蝕劑以覆蓋要設(shè)置濾色片25的區(qū)域，并在未形成抗蝕劑的部分上沉積具有遮光效果的金屬。其后，除去抗蝕劑。以這種方式，形成第一遮光膜27。

在第二步驟中，形成與絕緣膜23和第一遮光膜27的不平坦形狀適形的非平面化粘附膜24以覆蓋絕緣膜23和第一遮光膜27。

在第三步驟中，將綠色濾色片25G疊置在與綠色像素12G對(duì)應(yīng)的部分上。在第四步驟中，將藍(lán)色濾色片25B疊置在與藍(lán)色像素12B對(duì)應(yīng)的部分上。應(yīng)指出的是，雖然在圖中未示出，但同樣將紅色濾色片25R疊置在與紅色像素12R對(duì)應(yīng)的部分上。

在第五步驟中，形成第二遮光膜28并經(jīng)由非平面化粘附膜24疊置在第一遮光膜27上，使之位于相應(yīng)顏色的濾色片25之間。例如，形成抗蝕劑以覆蓋濾色片25，并將具有光敏性的樹脂掩埋在未形成抗蝕劑的部分中。其后，除去抗蝕劑。以這種方式，形成第二遮光膜28。

接下來，如圖4中所示，在第六步驟中，形成微透鏡矩陣31并疊置在濾色片25和第二遮光膜28上。

在第七步驟中，在微透鏡矩陣31上于要形成像素12的每一部分處形成用于成形微透鏡26的光敏樹脂32。

在第八工序中，在微透鏡矩陣31上進(jìn)行轉(zhuǎn)印蝕刻，掩模是在第七步驟中形成的光敏樹脂32。其結(jié)果是，針對(duì)各像素12形成具有凸面形狀的微透鏡26。

通過包括上述步驟的制造方法，有可能制造出包括形成有第一遮光膜27和第二遮光膜28的兩層結(jié)構(gòu)以使像素12彼此遮光的固態(tài)成像裝置11。另外，可通過例如采用光刻技術(shù)來形成兩層結(jié)構(gòu)的第一遮光膜27和第二遮光膜28，并且可以比采用蝕刻等的制造方法低的成本進(jìn)行制造。此外，由于兩層結(jié)構(gòu)形成有第一遮光膜27和第二遮光膜28，因此可例如減小應(yīng)用濾色片25中的不平坦度。

圖5是示出固態(tài)成像裝置的第二實(shí)施方案的示例配置的圖示。如同圖2的A，圖5的A示出固態(tài)成像裝置11-1的配置的平面視圖。如同圖2的B，圖5的B示出沿圖5的A中限定的線A-A’、B-B’和C-C’截取的截面。

圖5中所示的固態(tài)成像裝置11-1被設(shè)計(jì)成包括AF像素12Z，其要用在成像區(qū)域相位差A(yù)F中用于根據(jù)固態(tài)成像裝置11-1的成像表面中的相位差來控制自動(dòng)聚焦(AF)。對(duì)于成像區(qū)域相位差A(yù)F，將一半被遮光用于光瞳分割的AF像素12Z與另一半被遮光的AF像素12Z組合使用。圖5示出這些AF像素28F之一。

如圖5中所示，在固態(tài)成像裝置11-1中，第一遮光膜27-1和第二遮光膜28-1被設(shè)計(jì)成使相鄰像素12彼此遮光，并且還使每一AF像素12Z的基本上一半遮光。也就是說，在每一AF像素12Z中，第一遮光膜27-1和第二遮光膜28-1朝AF像素12Z的中心延伸，并覆蓋AF像素12Z的基本上一半。

如上所述，在固態(tài)成像裝置11-1中，可利用與濾色片25形成在同一層中的第一遮光膜27-1和第二遮光膜28-1來進(jìn)行遮光以在AF像素12Z處實(shí)現(xiàn)光瞳分割。因此，由于固態(tài)成像裝置11-1可以這種方式在光電二極管21附近進(jìn)行光瞳分割，則可實(shí)現(xiàn)更優(yōu)選的AF分離特性。

另外，在常規(guī)的固態(tài)成像裝置中，在AF像素的遮光部處的反射光可變成雜散光，并進(jìn)入另一像素(進(jìn)行成像的像素)的光電二極管，導(dǎo)致例如較差的像質(zhì)。另一方面，在固態(tài)成像裝置11-1中，在AF像素12Z的遮光部處的反射可得到防止，且因此可以使反射光的量比在常規(guī)的固態(tài)成像裝置中的少。因此，可以避免像質(zhì)降低。

進(jìn)一步地，由于將固態(tài)成像裝置11-1應(yīng)用于具有其中布線層疊置在光接收表面相反側(cè)的表面上的結(jié)構(gòu)的背照式固態(tài)成像裝置，因此與前照式固態(tài)成像裝置相比，AF像素12Z的AF性能可得到提高。

現(xiàn)在參考圖6描述前照式固態(tài)成像裝置11F。

如圖6中所示，在前照式固態(tài)成像裝置11F中，在半導(dǎo)體基板22上疊置多重布線層29的那側(cè)上的表面是光接收表面，并且多重布線層29設(shè)置在半導(dǎo)體基板22與濾色片25之間。在具有設(shè)置在濾色片25下方的多重布線層29的這種配置中，未利用與濾色片25設(shè)置在同一層中的遮光膜30在AF像素12Z處進(jìn)行精確的光瞳分割，且AF分離特性大為劣化。也就是說，為提高AF分離特性，優(yōu)選在例如最接近光電二極管21的第一布線層29-1處進(jìn)行用于光瞳分割的遮光。因此，除了遮光膜30之外，還需要在第一布線層29-1上形成遮光膜。

與這種前照式固態(tài)成像裝置11F不同，圖5中所示的固態(tài)成像裝置11-1具有與濾色片25設(shè)置在同一層中并且位置接近光電二極管21的第一遮光膜27-1和第二遮光膜28-1?？梢赃M(jìn)行精確的光瞳分割。也就是說，與前照式固態(tài)成像裝置11F不同，固態(tài)成像裝置11-1除了遮光膜30之外不需要具有形成在第一布線層29-1上的遮光膜，但可具有更優(yōu)選的AF像素12Z。

應(yīng)指出的是，在圖5中所示的固態(tài)成像裝置11-1中，綠色濾色片25G形成在AF像素12Z的開曠部分(未被第一遮光膜27-1和第二遮光膜28-1遮光的部分)中。或者，可在AF像素12Z的開曠部分中形成黃色濾色片、青色濾色片或灰色濾色片或透明濾色片。

現(xiàn)在參考圖7描述固態(tài)成像裝置11-1的變型例。

圖7示出固態(tài)成像裝置11-1’的示例配置的截面。此截面等同于圖5中所示的B-B’截面。如圖中所示，除了與微透鏡26相同的透明材料被掩埋在AF像素12Z’的開曠部分中之外，固態(tài)成像裝置11-1’具有與圖5中所示的固態(tài)成像裝置11-1相同的配置。

例如，在參考圖3描述的制造方法的第三步驟中，未在與AF像素12Z’對(duì)應(yīng)的部分處形成綠色濾色片25G。在第六步驟中，用微透鏡矩陣31填充開曠部分。以這種方式，可制造出圖7中所示的固態(tài)成像裝置11-1’。

在具有這種配置的固態(tài)成像裝置11-1’中，AF像素12Z’可比其中設(shè)置了濾色片25的AF像素12Z接收更多量的光。因此，固態(tài)成像裝置11-1可實(shí)現(xiàn)更優(yōu)選的AF控制特性。

應(yīng)指出的是，固態(tài)成像裝置11的濾色片25不限于上述的紅色濾色片、藍(lán)色濾色片和綠色濾色片。具體地，例如可選擇紅色、藍(lán)色、綠色、青色、品紅色、黃色、透明和灰色當(dāng)中的至少兩種顏色并用于固態(tài)成像裝置11的濾色片25。

圖8是示出固態(tài)成像裝置的第三實(shí)施方案的示例配置的圖示。如同圖2的A，圖8的A示出固態(tài)成像裝置11-2的配置的平面視圖。如同圖2的B，圖8的B示出沿圖8的A中限定的線A-A’、B-B’和C-C’截取的截面。

圖8中所示的固態(tài)成像裝置11-2與圖1和2中所示的固態(tài)成像裝置11不同之處在于形成了第二遮光膜28-2以覆蓋紅色像素12R’的紅色濾色片25R。應(yīng)指出的是，在其它方面，固態(tài)成像裝置11-2具有與圖1和2中所示的固態(tài)成像裝置11類似的配置。

具體地，在固態(tài)成像裝置11-2中，第一遮光膜27僅形成在像素12之間，第二遮光膜28-2形成在像素12之間并且被設(shè)計(jì)成薄薄地覆蓋紅色濾色片25R。應(yīng)指出的是，紅色濾色片25R上的第二遮光膜28的厚度小于像素12之間的厚度以允許光透過。如上所述，第二遮光膜28是用具有內(nèi)部添加的炭黑顏料或鈦黑顏料的光敏樹脂形成的。在第二遮光膜28具有比預(yù)定厚度小的厚度的情況下，光可透過。

在具有這種配置的固態(tài)成像裝置11-2中，第二遮光膜28起到減少來自紅色像素12R’中的紅色濾色片25R的表面的光反射的減反射膜的作用。因此，可以在固態(tài)成像裝置11-2中減少由于自紅色濾色片25R的表面反射的光引起的像質(zhì)劣化(此劣化即所謂的紅球重影)。具體地，由紅色濾色片的表面反射的光被紅外截止濾光器等反射并重新進(jìn)入其它像素，在常規(guī)情況下導(dǎo)致像質(zhì)劣化。然而，固態(tài)成像裝置11-2可減少這種像質(zhì)劣化。

圖9是示出固態(tài)成像裝置的第四施方案的示例配置的圖示。如同圖1，圖9示出固態(tài)成像裝置11-3的配置的截面。

在圖9中所示的固態(tài)成像裝置11-3中，在半導(dǎo)體基板22中形成凹槽(溝槽)以便將相鄰像素12的光電二極管21彼此分開，并且用絕緣膜23-3填充凹槽以形成像素分離部41。如同絕緣膜23-3，每一像素分離部41是通過例如在氧化硅膜23a上疊置氧化鉿膜23b形成的疊置結(jié)構(gòu)。以這種方式，像素12被半導(dǎo)體基板22中的像素分離部41彼此分開。因此，可防止由于在光電二極管21處的光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電荷引起的混色。

在具有這種配置的固態(tài)成像裝置11-3中，通過第一遮光膜27和第二遮光膜28防止由于入射光引起的混色，并且通過像素分離部41防止由于電荷引起的混色。因此，混色得以被進(jìn)一步減少，并且可以拍攝高品質(zhì)的圖像。

現(xiàn)在參考圖10描述固態(tài)成像裝置11中的像素尺寸。

例如，如圖10的上半部分中所示，通過將進(jìn)入固態(tài)成像裝置11的微透鏡26的入射光衍射而產(chǎn)生的衍射光被表示為d·sinθ＝m·λ，其中d代表微透鏡26的陣列間距，θ代表衍射光相對(duì)于入射光的衍射角，且λ代表入射光的波長(zhǎng)。在處理可見光(400至700nm)的固態(tài)成像裝置11中，根據(jù)上述等式，在衍射光級(jí)數(shù)有可能增加的短波長(zhǎng)側(cè)上的400nm處的衍射光級(jí)數(shù)被確定為不以在1.75μm方形的尺寸下產(chǎn)生的級(jí)數(shù)比增加。

例如，如圖10的下半部分中所示，在1.75μm方形的像素尺寸與1.979μm方形的像素尺寸之間，要產(chǎn)生的衍射光的級(jí)數(shù)不變化，但在1.980μm或更大的像素尺寸下要產(chǎn)生的衍射光的級(jí)數(shù)增加。以這種方式，如果根據(jù)像素尺寸的增加形成大的微透鏡，則表面上的衍射反射光的級(jí)數(shù)也變得更大。其結(jié)果是，引起諸如閃光、重影和混色分量的噪聲的光增加，且像質(zhì)劣化變得顯眼。

因此，在將固態(tài)成像裝置11應(yīng)用于諸如C型高級(jí)照相系統(tǒng)(APS-C)尺寸或35mm尺寸的大尺寸固態(tài)成像裝置的情況下，可有效地實(shí)現(xiàn)減少像質(zhì)劣化的效果，且因此這種應(yīng)用是更優(yōu)選的。也就是說，在大尺寸固態(tài)成像裝置中，像素尺寸也大，并且如圖10中所示，在1.980μm或更大的像素尺寸下產(chǎn)生大量的衍射光。其結(jié)果是，像質(zhì)劣化。另一方面，在將固態(tài)成像裝置11應(yīng)用于大尺寸固態(tài)成像裝置的情況下，即使產(chǎn)生了大量的衍射光，也可以通過第一遮光膜27和第二遮光膜28減少衍射光的不利影響。

特別地，為利用大尺寸固態(tài)成像裝置拍攝具有較高靈敏度和較高精確度的圖像，近年來已考慮應(yīng)用于背照式固態(tài)成像裝置。因此，將固態(tài)成像裝置11的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于大尺寸背照式固態(tài)成像裝置，使得可以防止不必要的光進(jìn)入光電二極管21，并且可避免像質(zhì)劣化。由此，可以拍攝出能補(bǔ)償將背照式固態(tài)成像裝置應(yīng)用于大尺寸固態(tài)成像裝置時(shí)的生產(chǎn)成本增加的高品質(zhì)圖像。

應(yīng)指出的是，可將固態(tài)成像裝置11與上述實(shí)施方案和變型例相結(jié)合。例如，可以將圖1中所示的固態(tài)成像裝置11、圖5中所示的固態(tài)成像裝置11-1和圖8中所示的固態(tài)成像裝置11-2的所有配置相結(jié)合。具體地，可將固態(tài)成像裝置形成為利用第一遮光膜27和第二遮光膜28使像素12彼此遮光、包括AF像素12Z’并且用第二遮光膜28薄薄地覆蓋紅色像素12R’。采用這種配置，閃光-重影特性可以得到改善，可實(shí)現(xiàn)更優(yōu)選的AF特性，并且可拍攝具有較高品質(zhì)的圖像。

應(yīng)指出的是，上述實(shí)施方案中的每一者的固態(tài)成像裝置11可用于各種電子設(shè)備，如數(shù)字靜態(tài)攝像機(jī)和數(shù)字視頻攝像機(jī)的成像系統(tǒng)、具有成像功能的便攜式電話裝置及具有成像功能的其它設(shè)備。

圖11是示出在電子設(shè)備中安裝的成像設(shè)備的示例配置的框圖。

如圖11中所示，成像設(shè)備101包括光學(xué)系統(tǒng)102、成像裝置103、信號(hào)處理電路104、顯示器105和存儲(chǔ)器106，并且可拍攝靜止圖像和移動(dòng)圖像。

光學(xué)系統(tǒng)102包括一個(gè)或多個(gè)透鏡以將來自被攝體的光(入射光)引導(dǎo)到成像裝置103，并在成像裝置103的光接收表面(傳感器部分)上形成圖像。

將任意上述實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置11用作成像裝置103。在成像裝置103中，根據(jù)經(jīng)由光學(xué)系統(tǒng)102要在光接收表面上形成的圖像，電子累積一定的時(shí)間段。然后，根據(jù)在成像裝置103中累積的電子的信號(hào)然后被提供給信號(hào)處理電路104。

信號(hào)處理電路104對(duì)自成像裝置103輸出的像素信號(hào)進(jìn)行各種信號(hào)處理。通過由信號(hào)處理電路104進(jìn)行信號(hào)處理獲得的圖像(圖像數(shù)據(jù))被提供給顯示器105并在其上顯示，或者被提供給存儲(chǔ)器106并存儲(chǔ)(記錄)在其中。

在具有上述配置的成像設(shè)備101中，使用任意上述實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置11，以便可例如拍攝具有較高品質(zhì)的圖像。

圖12是示出上述固態(tài)成像裝置11的用途實(shí)例的圖示。

上述固態(tài)成像裝置(圖像傳感器)11可用于其中如下要感測(cè)諸如可見光、紅外光、紫外光和X射線的光的各種情況。

—配置成拍攝用于欣賞活動(dòng)的圖像的裝置，如數(shù)碼攝相機(jī)和具有攝像機(jī)功能的便攜式裝置。

—用于運(yùn)輸用途的裝置，如配置成拍攝汽車的前部、后部、周圍環(huán)境和內(nèi)部的圖像以進(jìn)行安全駕駛(如自動(dòng)停車和識(shí)別駕駛員的狀態(tài))的車載傳感器、用于監(jiān)視行駛車輛和道路的監(jiān)控?cái)z像機(jī)以及用于測(cè)量車輛之間的距離的測(cè)距傳感器。

—用于家用電子產(chǎn)品用途的裝置，如電視機(jī)、冰箱和空調(diào)，用于對(duì)用戶的手勢(shì)進(jìn)行成像并根據(jù)手勢(shì)對(duì)裝置進(jìn)行操作。

—用于醫(yī)療護(hù)理用途和保健用途的裝置，如內(nèi)窺鏡和接收血管造影用紅外光的裝置。

—用于安全用途的裝置，如用于預(yù)防犯罪的監(jiān)控?cái)z像機(jī)和用于個(gè)人身份驗(yàn)證的攝像機(jī)。

—用于美容護(hù)理用途的裝置，如配置成對(duì)皮膚進(jìn)行成像的皮膚測(cè)量裝置和用于對(duì)頭皮進(jìn)行成像的顯微鏡。

—用于體育用途的裝置，如動(dòng)作攝像機(jī)和體育用的可佩戴攝像機(jī)。

—用于農(nóng)業(yè)用途的裝置，如用于監(jiān)視田地和作物狀況的攝像機(jī)。

應(yīng)指出的是，本技術(shù)也可按下述配置具體實(shí)施。

(1)

一種固態(tài)成像裝置，包括：

半導(dǎo)體基板，其具有針對(duì)各像素形成的光電二極管，光電二極管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；

濾色片，其配置成使顏色與各像素對(duì)應(yīng)的光通過，濾色片疊置在半導(dǎo)體基板的光入射面?zhèn)壬?；?/p>

遮光膜，其設(shè)置在各像素的濾色片之間，遮光膜是通過疊置第一遮光膜和第二遮光膜形成的，第一遮光膜和第二遮光膜是用兩種彼此不同的材料形成的。

(2)

如(1)所述的固態(tài)成像裝置，其中

第一遮光膜疊置在比第二遮光膜更靠近半導(dǎo)體基板的那側(cè)上，

第一遮光膜是用具有遮光效果的金屬形成的，且

第二遮光膜是用具有光敏性的樹脂形成的。

(3)

如(1)或(2)所述的固態(tài)成像裝置，其中

像素中的一些是要用于根據(jù)固態(tài)成像裝置的成像表面中的相位差來控制自動(dòng)聚焦的自動(dòng)聚焦像素，且

第一遮光膜和第二遮光膜形成在自動(dòng)聚焦像素上，以使自動(dòng)聚焦像素遮光以進(jìn)行光瞳分割。

(4)

如(3)所述的固態(tài)成像裝置，其中，在自動(dòng)聚焦像素中，用透明材料填充與其它像素中的濾色片相當(dāng)?shù)牟糠帧?/p>

(5)

如(1)至(4)中任一項(xiàng)所述的固態(tài)成像裝置，其中第二遮光膜在像素當(dāng)中的紅色像素上具有不超過預(yù)定厚度的厚度以覆蓋紅色像素的濾色片，紅色像素接收紅色的光。

(6)如(1)至(5)中任一項(xiàng)所述的固態(tài)成像裝置，其中選擇紅色、藍(lán)色、綠色、青色、品紅色、黃色、透明和灰色當(dāng)中的至少兩種顏色并用于針對(duì)各像素設(shè)置的濾色片。

(7)

如(1)至(6)中任一項(xiàng)所述的固態(tài)成像裝置，其中在半導(dǎo)體基板中形成像素分離部，像素分離部具有用以將像素中的相鄰像素的光電二極管彼此分開的絕緣性質(zhì)。

(8)

一種制造固態(tài)成像裝置的方法，包括以下步驟：

針對(duì)各像素在半導(dǎo)體基板中形成光電二極管，光電二極管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；

在半導(dǎo)體基板的光入射面?zhèn)壬席B置濾色片，濾色片使顏色與各像素對(duì)應(yīng)的光通過；以及

在各像素的濾色片之間設(shè)置遮光膜，遮光膜是通過疊置第一遮光膜和第二遮光膜形成的，第一遮光膜和第二遮光膜是用兩種彼此不同的材料形成的。

(9)

一種電子設(shè)備，包括：

固態(tài)成像裝置，其包括：

半導(dǎo)體基板，其具有針對(duì)各像素形成的光電二極管，光電二極管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；

濾色片，其配置成使顏色與各像素對(duì)應(yīng)的光通過，濾色片疊置在半導(dǎo)體基板的光入射面?zhèn)壬?；?/p>

遮光膜，其設(shè)置在各像素的濾色片之間，遮光膜是通過疊置第一遮光膜和第二遮光膜形成的，第一遮光膜和第二遮光膜是用兩種彼此不同的材料形成的。

應(yīng)指出的是，本實(shí)施方案不限于上述實(shí)施方案，在不脫離本公開的范圍的情況下可以對(duì)它們進(jìn)行各種修改。

附圖標(biāo)記列表

11 固態(tài)成像裝置

12 像素

21 光電二極管

22 半導(dǎo)體基板

23 絕緣膜

24 非平面化粘附膜

25 濾色片

26 微透鏡

27 第一遮光膜

28 第二遮光膜

29 多重布線層

30 遮光膜

31 微透鏡矩陣

32 光敏樹脂

41 像素分離部。