[發(fā)明專(zhuān)利]固態(tài)成像裝置、制造固態(tài)成像裝置的方法以及電子設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380039288.7
• 申請(qǐng)日: 2013-07-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104488082B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鈴木亮司
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L27/14
• 分類(lèi)號(hào): H01L27/14;H04N5/369;H04N5/374
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 焦玉恒

技術(shù)領(lǐng)域

本技術(shù)方案涉及固態(tài)成像裝置、制造固態(tài)成像裝置的方法以及電子設(shè)備，特別涉及背照式固態(tài)成像裝置、制造該固態(tài)成像裝置的方法以及采用該固態(tài)成像裝置的電子設(shè)備。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)的固態(tài)成像裝置中，對(duì)應(yīng)于各個(gè)像素的聚光片上透鏡設(shè)置在基板的光入射面?zhèn)壬稀Ｓ善贤哥R聚集的光進(jìn)入形成在基板中的各個(gè)像素的光接收單元，并且在該光接收單元處生成根據(jù)光量的信號(hào)電荷。

進(jìn)入固態(tài)成像裝置的大部分光線因設(shè)置在成像設(shè)備等中的成像光學(xué)系統(tǒng)而在像素區(qū)域的周邊發(fā)生較大傾斜。因此，在固態(tài)成像裝置中形成的像素區(qū)域的周邊中的像素處，由對(duì)應(yīng)的片上透鏡聚集的光沒(méi)有進(jìn)入光接收單元的中心部分。

考慮到該問(wèn)題，專(zhuān)利文件1公開(kāi)了一種技術(shù)方案，相較于光接收單元的間距，與各個(gè)像素的光接收單元相對(duì)應(yīng)的片上透鏡的間距朝著像素區(qū)域的周邊變窄。采用這樣的設(shè)置執(zhí)行陰影糾正。由于片上透鏡的間距在像素區(qū)域的中心區(qū)域和像素區(qū)域的周邊區(qū)域中不相同，傾斜進(jìn)入的光可聚集到像素區(qū)域的周邊的每個(gè)光接收單元的中心部分。

同樣，為了改善入射光的光電轉(zhuǎn)換效率和靈敏度，近來(lái)已經(jīng)提出了所謂的背照式固態(tài)成像裝置。在背照式固態(tài)成像裝置中，驅(qū)動(dòng)電路形成在半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)壬?，并且半?dǎo)體基板的背面用作光接收面。由于互連層設(shè)置在背照式固態(tài)成像裝置中基板的與光接收面相對(duì)的側(cè)上，基板中形成的光接收單元和設(shè)置在基板的光入射側(cè)上的片上透鏡的表面之間的距離變得較小，并且因此提高了靈敏度。

專(zhuān)利文件2公開(kāi)了一種背照式固態(tài)成像裝置，其中溝槽形成至與基板的光接收面(背面)距預(yù)定距離的深度處從而減少了顏色混合，并且通過(guò)在溝槽中埋入絕緣材料而使光敏二極管區(qū)域彼此隔離。由于各個(gè)光敏二極管區(qū)域通過(guò)埋設(shè)在溝槽中的絕緣材料而彼此隔離，一個(gè)光敏二極管區(qū)域中產(chǎn)生的電子不會(huì)泄漏到相鄰的光敏二極管區(qū)域中并且可減少顏色混合。

引用列表

專(zhuān)利文件

專(zhuān)利文件1：JP 01-213079 A

專(zhuān)利文件2：JP 2010-225818 A

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

在背照式固態(tài)成像裝置中，彩色濾光片通常形成在基板的光接收面?zhèn)壬?，并且片上透鏡形成在彩色濾光片上，與前照式固態(tài)成像裝置一樣。在背照式固態(tài)成像裝置中，從片上透鏡的表面到基板的光接收面的距離比前照式固態(tài)成像裝置短，并且因此如前所述提高了靈敏度。然而，在背照式固態(tài)成像裝置中像素區(qū)域的周邊可能發(fā)生由傾斜入射光引起的陰影，或者可能由于進(jìn)入彩色濾光片之間的相鄰像素的傾斜光而引起顏色混合。

考慮到上面的各方面，本公開(kāi)旨在提供減少陰影和像素間顏色混合的固態(tài)成像裝置。本公開(kāi)還旨在提供制造固態(tài)成像裝置的方法以及采用該固態(tài)成像裝置的電子設(shè)備。

解決問(wèn)題的技術(shù)方案

本公開(kāi)的固態(tài)成像裝置包括：基板；像素，每個(gè)像素包括形成在該基板中的光電轉(zhuǎn)換單元；以及形成在該基板的光入射面?zhèn)壬系牟噬珵V光片層。本公開(kāi)的固態(tài)成像裝置還包括裝置分離部，其形成為按照各個(gè)像素劃分該彩色濾光片層和該基板，并且其折射率低于該彩色濾光片層和該基板的折射率。

由于裝置分離部形成在本公開(kāi)的固態(tài)成像裝置的彩色濾光片層和基板中，相鄰像素光學(xué)上或電學(xué)上彼此隔離。由于裝置分離部設(shè)計(jì)為使其折射率低于彩色濾光片層和基板的折射率，防止了傾斜光進(jìn)入相鄰像素，并且使進(jìn)入該裝置分離部的光聚集到各個(gè)像素的光電轉(zhuǎn)換單元中。

本公開(kāi)的制造固態(tài)成像裝置的方法包括：在基板中形成光電轉(zhuǎn)換單元的步驟，該光電轉(zhuǎn)換單元對(duì)應(yīng)于各個(gè)像素；以及在基板的光入射面?zhèn)壬闲纬刹噬珵V光片層的步驟。本公開(kāi)的制造固態(tài)成像裝置的方法還包括在按照各個(gè)像素劃分彩色濾光片和基板的區(qū)域中形成裝置分離部的步驟，該裝置分離部的折射率低于彩色濾光片層和基板的折射率，在形成該彩色濾光片層之前或之后形成該裝置分離部。

通過(guò)本公開(kāi)的制造固態(tài)成像裝置的方法，使各個(gè)像素彼此隔離的裝置分離部形成在彩色濾光片層和基板中。因此，相鄰像素彼此光學(xué)上和電學(xué)上隔離。該裝置分離部設(shè)計(jì)為使其折射率低于彩色濾光片層和基板的折射率。從而防止了傾斜光進(jìn)入相鄰像素。

本公開(kāi)的電子設(shè)備包括上述的固態(tài)成像裝置和處理從該固態(tài)成像裝置輸出的輸出信號(hào)的信號(hào)處理電路。

本發(fā)明的有益效果

根據(jù)本公開(kāi)，獲得了減少陰影和相鄰像素之間顏色混合的固態(tài)成像裝置。利用該固態(tài)成像裝置，可獲得改善了圖像質(zhì)量的電子設(shè)備。

附圖說(shuō)明

圖1是示出根據(jù)本公開(kāi)的第一實(shí)施例的整個(gè)CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)型固態(tài)成像裝置的示意圖；