固态成像器件及其制造方法以及电子设备的制造方法
【技术领域】
本发明涉及固态成像器件及其制造方法以及电子设备，特别地，涉及既能够获得成像像素的良好的倾斜入射光特性又能够获得相位差检测像素的良好的AF特性的固态成像器件及其制造方法以及电子设备。
【背景技术】
与正面照射型固态成像器件相比，由于互连配线层形成在受光面的相对侧，所以背面照射型固态成像器件以能够减小集光结构的高度并且能够实现良好的倾斜入射光特性而闻名。
已知这样的固态成像器件:相位差检测像素(其中，光电转换单元的一部分被遮光)设置在普通的成像像素之间并从而进行相位差检测。在相位差检测像素中，为了使集光点位于遮光膜上，需要增大微透镜与遮光膜之间的距离，即，需要增加集光结构的高度。
在这里，在背面照射型固态成像器件中设置有相位差检测像素的情况下，会存在这样的权衡:为了获得成像像素的倾斜入射光特性，要求减小高度；同时，为了获得相位差检测像素的AF特性，要求增大高度。
为了解决上述权衡，提出这样的成像元件:成像像素的微透镜的高度等于相位差检测像素的微透镜的高度，且相位差检测像素的受光元件形成得低(参见专利文献1)。此外，公开了:通过为相位差检测像素的微透镜设置高度差，来确保相位差检测像素的成像距离(参见专利文献2)。
引用列表专利文献
专利文献 1:JP 2008-71920A 专利文献 2:JP 2007-281296A
【发明内容】
技术问题
然而，在专利文献1的结构中，因为成像像素的Si基板的膜厚度与相位差检测像素的Si基板的膜厚度是不同的，所以需要将成像像素和相位差检测像素的电位设计和离子注入工序分开。此外，存在这样的担忧:界面态由于受光元件雕刻期间的蚀刻的损害而被扰乱，这将影响暗时期间的特性。
此外，在专利文献2中，未公开为相位差检测像素的微透镜设置高度差的具体方法；且由于因高度差形成的壁部处的反射而发生暗影，从而成像像素的倾斜入射光特性的劣化是不可避免的。
本发明是鉴于上述情况而研发的，且既能够获得成像像素的良好的倾斜入射光特性又能够获得相位差检测像素的良好的AF特性。
问题的解决方案根据本发明的实施例，提出了一种含有以矩阵构造二维地布置的多个成像像素和分散地布置在所述成像像素之间的相位差检测像素的固态成像器件，所述固态成像器件包括:第一微透镜，所述第一微透镜对应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镜的折射率更低并且所述平坦化膜形成在所述第一微透镜上；和第二微透镜，所述第二微透镜仅形成在所述相位差检测像素的所述平坦化膜上。
所述第一微透镜也可以形成在所述相位差检测像素中。
所述平坦化膜的折射率可以被设定为1.5或以下且所述第一微透镜和所述第二微透镜的折射率可以被设定为1.4或以上。
所述第二微透镜可以具有与所述平坦化膜相同的成分。
所述平坦化膜可以通过将氟或中空硅添加至基于丙烯酸的树脂或基于硅氧烷的树脂而形成。
所述第一微透镜和所述第二微透镜可以由包括基于苯乙烯的树脂、基于丙烯酸的树月旨、基于苯丙共聚物的树脂或基于娃氧烧的树脂的有机材料制成。
所述第一微透镜和所述第二微透镜可以由有机-无机混合材料制成，其中，Τ?Ο细微颗粒分散于基于苯乙烯的树脂、基于丙烯酸的树脂、基于苯丙共聚物的树脂、基于硅氧烷的树脂或聚酰亚胺树脂中。
所述第一微透镜和所述第二微透镜可以由基于SiN或基于S1N的无机材料制成。
在所述平坦化膜中在所述相位差像素与所述成像像素之间的边界部可以形成有遮光壁。
受光面侧的空隙可以被密封玻璃和密封树脂密封。
在所述第二微透镜上还可以形成有折射率比所述第一微透镜和所述第二微透镜的折射率更低的平坦化膜，且形成于所述第二微透镜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树脂密封。
所述第二微透镜上的空隙可以被所述密封玻璃和所述密封树脂密封，且所述第二微透镜的折射率可以充分高于所述密封树脂的折射率。
所述第二微透镜可以通过用折射率比所述平坦化膜的折射率更高的密封树脂密封形成在所述平坦化膜上的凹部而形成。
所述密封树脂可以由基于丙烯酸的树脂、硅酮树脂或环氧树脂制成。
根据本发明的实施例，提出了一种固态成像器件的制造方法，所述固态成像器件含有以矩阵构造二维地布置的多个成像像素和分散地布置在所述成像像素之间的相位差检测像素，所述方法包括以下步骤:对应于各所述成像像素形成第一微透镜；在所述第一微透镜上形成折射率比所述第一微透镜的折射率更低的平坦化膜；且仅在所述相位差检测像素的所述平坦化膜上形成第二微透镜。
根据本发明的实施例，提出了一种电子设备，其包括:固态成像器件，所述固态成像器件含有以矩阵构造二维地布置的多个成像像素和分散地布置在所述成像像素之间的相位差检测像素，所述固态成像器件包括第一微透镜、平坦化膜和第二微透镜，所述第一微透镜对应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镜的折射率更低且形成在所述第一微透镜上，且所述第二微透镜仅形成在所述相位差检测像素的所述平坦化膜上；信号处理电路，所述信号处理电路被构造用来对从所述固态成像器件输出的输出信号进行处理；和镜头，所述镜头被构造用来使入射光入射在所述固态成像器件上。
所述信号处理电路可以对在所述相位差检测像素附近布置的所述成像像素中发生的暗影进行校正。
所述信号处理电路可以利用预先创建的暗影函数来校正所述暗影，所述暗影函数表达了与作为暗影校正的目标的所述成像像素的布置相对应的暗影程度。
所述暗影函数可以根据镜头部的镜头参数来创建。
所述信号处理电路可以利用与作为暗影校正的目标的所述成像像素最接近的同色的成像像素的输出来校正所述暗影。
在本发明的实施例中，在含有以矩阵构造二维地布置的多个成像像素和分散地布置在所述成像像素之间的相位差检测像素的固态成像器件中，对应于各所述成像像素而形成有第一微透镜，在所述第一微透镜上形成有折射率比所述第一微透镜的折射率更低的平坦化膜，且仅在所述相位差检测像素的所述平坦化膜上形成有第二微透镜。
本发明的有益效果
根据本发明的实施例，既能够获得成像像素的良好的倾斜入射光特性又能够获得相位差检测像素的良好的AF特性。
【附图说明】
图1是示出了应用了本发明的固态成像器件的概要性构造示例的框图。
图2是示出了本发明的第一实施例的固态成像器件的构造示例的横截面图。
图3是示出了遮光膜的构造示例的视图。
图4是说明了图2的固态成像器件的制造处理的流程图。
图5是说明了固态成像器件的制造工序的视图。
图6是说明了固态成像器件的制造工序的视图。
图7是说明了固态成像器件的制造工序的视图。
图8是示出了固态成像器件的变型例的横截面图。
图9是示出了固态成像器件的变型例的横截面图。
图10是示出了固态成像器件的变型例的横截面图。
图11是示出了本发明的第二实施例的固态成像器件的构造示例的横截面图。
图12是说明了图11的固态成像器件的制造处理的流程图。
图13是示出了本发明的第三实施例的固态成像器件的构造示例的横截面图。
图14是说明了图13的固态成像器件的制造处理的流程图。
图15是示出了固态成像器件的变型例的横截面图。
图16是示出了固态成像器件的变型例的横截面图。
图17是示出了固态成像器件的变型例的横截面图。
图18是示出了固态成像器件的变型例的横截面图。
图19是说明了图18的固态成像器件的制造处理的流程图。
图20是示出了固态成像器件的变型例的横截面图。
图21是示出了本发明的第四实施例的电子设备的构造示例的框图。
图22是说明了暗影的视图。
【具体实施方式】
以下，参照【附图说明】本发明的实施例。以下面的顺序给出说明:
1.固态成像器件的概要性构造示例
2.第一实施例(本发明的基本的固态成像器件的示例)
3.第二实施例(在像素边界处含有遮光壁的固态成像器件的示例)
4.第三实施例(无空腔CSP结构的固态成像器件的示例)
5.第四实施例(含有本发明固态成像器件的电子设备的示例)
<1.固态成像器件的概要性构造示例>
图1示出了用于本发明各实施例的互补金属氧化物半导体(CMOS)固态成像器件的概要性构造示例。
如图1所示，固态成像器件1被构造为包括像素区(也被称为成像区)3和周边电路单元，在像素区中，含有光电转换元件的多个像素2规则地二维布置在半导体基板11 (例如，硅基板)上。
像素2包括光电转换元件(例如，光电二极管)和多个像素晶体管(被称为M0S晶体管)。多个像素晶体管例如可以由传输晶体管、复位晶体管和放大晶体管这三个晶体管构成，或可以由还包括选择晶体管的四个晶体管构成。各像素2(单位像素)的等效电路与通常的等效电路类似，在这里省略详细说明。
像素2可以是共用像素结构。像素共用结构由多个光电二极管、多个传输晶体管、一个共用的浮动扩散部和其它逐个共用的像素晶体管构成。
周边电路单元由垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6、输出电路7和控制电路8构成。
控制电路8接收输入时钟或对操作模式等进行指令的数据，且输出固态成像器件1的内部信息等的数据。具体地，控制电路8在垂直同步信号、水平同步信号和主时钟的基础上产生用作垂直驱动电路4、列信号处理电路5和水平驱动电路6的操作基准