固体摄像装置的制造方法
【专利说明】固体摄像装置
[0001]相关申请的参照:
[0002]本申请主张2014年3月4日申请的日本专利申请号2014 — 042132的优先权的利益，其日本专利申请的全部内容被引入本申请中。
技术领域
[0003]本实施方式一般涉及固体摄像装置。
【背景技术】
[0004]以往，固体摄像装置具备对入射的光进行光电变换的多个光电变换元件。在各光电变换元件的受光面侧，例如以2维状拜耳排列有选择性地使红色、蓝色、绿色中的某一色的光透射的滤色器。
[0005]该固体摄像装置近年来随着小型化进展，有对应于摄像图像的各像素的光电变换元件被微细化的倾向。与此相伴地，在固体摄像装置中，各光电变换元件的受光面的面积被缩小，因此受光灵敏度下降。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的课题是，提供一种能够提高受光灵敏度的固体摄像装置。
[0007]—个实施方式的固体摄像装置，具备:半导体层，设有对入射的光进行光电变换的多个光电变换元件；有机光电变换层，设置在上述半导体层的受光面侧，将规定波长区域的光吸收并进行光电变换，使上述规定波长区域以外的波长区域的光透射；以及微透镜，设置在隔着上述有机光电变换层而与上述多个光电变换元件的各受光面分别相对置的位置，将入射的光向上述光电变换元件聚光。
[0008]根据上述构成的固体摄像装置，能够使受光灵敏度提高。
【附图说明】
[0009]图1是表示具备第一实施方式的固体摄像装置的数码摄像机的概略构成的框图。
[0010]图2是表示第一实施方式的固体摄像装置的概略构成的框图。
[0011]图3是示意地表示第一实施方式的像素阵列的上表面的说明图。
[0012]图4是表示图3所示的像素阵列的P— P'线处的剖面的说明图。
[0013]图5A?图是表示第一实施方式的固体摄像装置的制造工序的剖面示意图。
[0014]图6A?图6C是表示第一实施方式的固体摄像装置的制造工序的剖面示意图。
[0015]图7A?图7C是表示第一实施方式的固体摄像装置的制造工序的剖面示意图。
[0016]图8是表示第一实施方式的像素阵列的构成的一部分的说明图。
[0017]图9是表示第二实施方式的像素阵列的构成的一部分的说明图。
[0018]图10是表示第三实施方式的图像传感器的一部分的剖视的说明图。
[0019]图11是示意地表示第四实施方式的像素阵列的平面的说明图。
[0020]图12是表示图11所示的像素阵列的Q — Q'线处的剖面的说明图。
[0021]图13是表示第五实施方式的图像传感器的一部分的剖视的说明图。
【具体实施方式】
[0022]根据本实施方式，提供一种固体摄像装置。固体摄像装置具备半导体层、有机光电变换层、和微透镜。半导体层设置将入射的光进行光电变换的多个光电变换兀件。有机光电变换层设置在上述半导体层的受光面侧，吸收规定波长区域的光并进行光电变换，使上述规定波长区域以外的波长区域的光透射。微透镜设置在隔着上述有机光电变换层而与上述多个光电变换元件的各受光面分别相对置的位置上，将入射的光向上述光电变换元件聚光。
[0023]以下参照附图来详细说明实施方式的固体摄像装置以及固体摄像装置的制造方法。另外，并不通过这些实施方式来限定本发明。
[0024](第一实施方式)
[0025]图1是表示具备第一实施方式的固体摄像装置14的数码摄像机I的概略构成的框图。如图1所示，数码摄像机I具备摄像机模块11和后级处理部12。
[0026]摄像机模块11具备摄像光学系统13和固体摄像装置14。摄像光学系统13获取来自被摄体的光，使被摄体像成像。固体摄像装置14对由摄像光学系统13成像的被摄体像进行摄像，将通过摄像而得到的图像信号向后级处理部12输出。该摄像机模块11除了数码摄像机I以外，例如适用于带摄像机的便携式终端等电子设备。
[0027]后级处理部12具备ISP(Image Signal Processor) 15、存储部16以及显示部17。ISP15进行从固体摄像装置14输入的图像信号的信号处理。该ISP15进行例如去噪处理、缺陷像素修正处理、分辨率变换处理等高画质化处理。
[0028]此外，ISP15将信号处理后的图像信号向存储部16、显示部17以及摄像机模块11内的固体摄像装置14所具备的后述的信号处理电路21 (参照图2)输出。从ISP15向摄像机模块11反馈的图像信号被用于固体摄像装置14的调整或控制。
[0029]存储部16将从ISP15输入的图像信号作为图像而存储。此外，存储部16将所存储的图像的图像信号按照用户的操作等而向显示部17输出。显示部17按照从ISP15或存储部16输入的图像信号来显示图像。该显示部17例如是液晶显示器等。
[0030]接着，参照图2来说明摄像机模块I具备的固体摄像装置14。图2是表示第一实施方式的固体摄像装置14的概略构成的框图。如图2所示，固体摄像装置14具备图像传感器20和信号处理电路21。
[0031]这里，说明图像传感器20是对入射光进行光电变换的光电变换元件中与入射光入射的面相反的面侧形成有布线层的所谓背面照射型CMOS(互补金属氧化物半导体，Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器的情况。
[0032]另外，第一实施方式的图像传感器20并不限定于背面照射型CMOS图像传感器，也可以是表面照射型CMOS图像传感器或CCD(电荷稱合器件,Charge Coupled Device)图像传感器等的任意的图像传感器。
[0033]图像传感器20具备周边电路22和像素阵列23。并且，周边电路22具备垂直移位寄存器24、定时控制部25、CDS (相关双采样)26、ADC (模拟数字变换部)27、以及线存储器28。
[0034]像素阵列23设置在图像传感器20的摄像区域。在该像素阵列23中，配置有与摄像图像的各像素相对应的多个光电变换元件。并且，像素阵列23的对应于各像素的各光电变换元件使与入射光量相应的信号电荷(例如电子)发生并蓄积。
[0035]定时控制部25是对垂直移位寄存器24输出作为动作定时的基准的脉冲信号的处理部。垂直移位寄存器24是将选择信号向像素阵列23输出的处理部，所述选择信号用于从配置的多个光电变换元件之中以行为单位依次选择用于读取信号电荷的光电变换元件。
[0036]像素阵列23将信号电荷作为表示各像素的亮度的像素信号，从光电变换元件向CDS26输出，所述信号电荷是通过从垂直移位寄存器24输入的选择信号而以行为单位选择的各光电变换元件中蓄积的信号电荷。
[0037]⑶S26是将从像素阵列23输入的像素信号通过相关双采样将噪声除去后向ADC27输出的处理部。ADC27是将从CDS26输入的模拟的像素信号变换为数字的像素信号后向线存储器28输出的处理部。线存储器28是将从ADC27输入的像素信号暂时保持、并按照像素阵列23中的光电变换元件的每行而向信号处理电路21输出像素信号的处理部。
[0038]信号处理电路21是对从线存储器28输入的像素信号进行规定的信号处理后向后级处理部12输出的处理部。信号处理电路21对像素信号进行例如镜头阴影修正、缺陷修正、降噪处理等信号处理。
[0039]这样，图像传感器20中，像素阵列23中配置的多个光电变换元件将入射光光电变换为与受光量相应的量的信号电荷并蓄积，周边电路22读取在各光电变换元件中蓄积的信号电荷作为像素信号，从而进行摄像。
[0040]该图像传感器20在对规定波长区域以外的波长区域的光(例如，蓝色光或红色光)进行受光而进行光电变换的光电变换元件的受光面侧，具有吸收规定波长区域的光(例如，绿色光)并进行光电变换、使规定波长区域以外的波长区域的光透射的有机光电变换层。
[0041]该有机光电变换层设置为将包含多个光电变换元件的受光面的区域整体覆盖。由此，在图像传感器20中，例如对绿色光进行光电变换的有机光电变换层的光入射的一侧的面整体成为绿色光用的受光面。从而，图像传感器20中，不需要将绿色光向有机光电变换层进行聚光的微透镜。
[0042]因此，图像传感器20中，能够将以往设有绿色光用微透镜的空间作为蓝色光用或红色光用微透镜的设置空间来使用。因此，图像传感器20中，在有机光电变换层的受光面侧设有将规定波长区域以外的波长区域的光(例如，蓝色光或红色光)向光电变换元件聚光的、与以往相比受光面积更大的微透镜。
[0043]根据该图像传感器20，例如通过有机光电变换层的受光面整体将绿色光受光，并且通过利用与以往相比受光面积更大的微透镜使红色光和蓝色光向光电变换元件聚光，能够提高受光灵敏度。
[0044]以下，对使受光灵敏度提高的像素阵列23更具体地进行说明。图3是示意地表示第一实施方式的像素阵列23的上表面的说明图。另外，图3中，为了明确位置关系，规定了相互正交的X轴、Y轴以及Z轴，并设Z轴正方向为铅垂朝上的方向。
[0045]如图3所示，像素阵列23中，半导体层