成像元件、成像设备以及生产设备和方法_2

文档序号:9794198阅读:来源:国知局
该彩色层发生劣化。
[0071]此外,例如,专利文献2的图1和图2示出一种状态,其中在作为有机膜的夹层膜等之上层压保护膜(无机膜)。然而,由于如图1和2中所示该夹层膜的竖直侧表面暴露于外,存在关于湿气、氧等从该夹层膜的侧表面渗入该夹层膜,导致该夹层膜的劣化的担忧。
[0072]〈有机膜侧表面的倾斜〉
[0073]在这方面,图像拾取设备中形成的有机膜的侧表面倾斜一角度,在该角度下,通过被层压在侧表面上而形成的无机膜的厚度成为预定厚度。此外,通过被层压在有机膜的光入射表面和侧表面上形成抑制湿气、氧等的渗入的无机膜,从而,有机膜被密封。
[0074]凭借这样的结构,也可能在有机膜的侧表面上形成具有足够厚度的无机膜,以足够地获得抑制湿气、氧等渗入有机膜的效果。换言之,可以改善对有机膜的保护性能。
[0075]〈图像拾取设备〉
[0076]图1为示出图像拾取设备的像素的主要结构实例的截面图,可以将本技术应用在该图像拾取设备中。图1中所示的附着有有机膜的图像拾取设备100为背照式CM0S(互补金属氧化物半导体)图像传感器,其拾取物体的图像,并获得电子信号形式的拾取图像。附着有有机膜的图像拾取设备100包括多个排列在平面上(如阵列中)的像素。在每个像素处,对入射光进行光电转换。作为截面图,图1示出与附着有有机膜的图像拾取设备100的光接收相关的部分的层压结构实例。在图1中,为方便描述起见,示意性地示出该层压结构。而且在图1中,简化或省略了未用于描述本技术的结构。
[0077]同样,在图2和之后的附图中,如同在图1中那样,适当地以示意的方式示出了用于描述本技术的必要的结构,且将简化或省略其他结构。
[0078]在图1中,来自物体的光在图形中从上向下进入附着有有机膜的图像拾取设备100。尽管在图1中被示意性地示出,但附着有有机膜的图像拾取设备100的像素数目是任意的。例如,一般假设几十万像素、几百万像素、几千万像素等规模,但像素的数目可以小于这些或可以是单个像素。
[0079]如图1中所示,附着有有机膜的图像拾取设备100包括图像拾取设备101、作为有机膜的、通过被层压在图像拾取设备101的光入射表面侧而形成的红外截止滤波器102、以及密封该红外截止滤波器102的防潮膜103。
[0080]该图像拾取设备1I包括例如光电二极管(对入射光进行光电转换的光电转换设备)、布线层、平整膜(flattening film)、滤色器、以及形成在硅基底上的、能够拾取物体的图像和获得拾取图像的会聚透镜。
[0081 ]由有机材料形成的、作为有机膜的实例的红外截止滤波器102是一种抑制红外光透过的滤光器。换言之,红外截止滤波器102对红外光进入图像拾取设备101(从图像拾取设备1I的入射光中去除红外波长范围的成分)进行抑制。
[0082]尽管使用硅的光电转换设备在等于或大于人类的光谱光视效率特性的波长范围上具有灵敏度,通过在光入射表面侧提供红外截止滤波器102,能够去除不必要的近红外光,从而图像拾取设备101能获得接近人类的光谱光视效率特性的拾取图像。
[0083]应当注意,红外截止滤波器102可以抑制所有波长范围的红外光的透过,或抑制部分波长范围的红外光的透过。而且,其透射受到红外截止滤波器102的光不限于红外光,其可以是任何波长范围的光。例如,可以使用抑制具有约650nm至750nm的波长的可见光的透过的带阻滤波器。或者,例如可以使用仅透射具有约400nm至650nm的波长的可见光的带通滤波器。
[0084]红外截止滤波器102是由有机材料形成的有机膜,且易于被由于低的防潮性能导致的湿气渗入造成劣化(易于在光学上受到影响)。
[0085]防潮膜103是由无机材料形成的且通过被层压在红外截止滤波器102的表面(至少包括光入射表面和侧表面以密封红外截止滤波器102)上而形成的无机膜。该无机材料的例子包括氧化二银(I) (Ag2O)、氧化银(AgO)、三氧化二铝(Al2O3)、三氟化铝(AlF3)、二氟化钡(BaF2)、二氧化铈(IV) (CeO2)、三氧化二铬(III) (Cr2O3)、三硫化二铬(III) (Cr2S3)、三氟化钆(GdF3)、二氧化铪(IV) (HfO2)、氧化铟锡(ITO)、三氟化镧(LaF3)、铌酸锂(LiNbO3)、二氟化镁(MgF2)、氧化镁(MgO)、六氟铝酸钠(Na3AlF6)、五氧化银(Nb2O5)、镍络合金(N1-Cr)、镍络合金的氮化物(NiCrNx)、氧化氮(OxNy)、四氮化硅(SiN4)、氧化硅(S1)、二氧化硅(S12)、五氧化二钽(Ta2O5)、三氧化二钛(Ti2O3)、五氧化三钛(Ti3O5)、氧化钛(T1)、二氧化钛(T12)、三氧化钨(WO3)、三氧化二钇(Y2O3)、三氟化钇(YF3)、硫化锌(ZnS)、二氧化锆(ZrO2)、三氧化二铟(ImO3),然而当然也可以使用其他材料。
[0086]以一厚度沉积防潮膜103,凭借该厚度,可以足够地抑制与红外截止滤波器102相关的湿气渗入。
[0087]〈有机膜的侧表面〉
[0088]图2为图1中被虚线104包围的部分(也即作为有机膜的红外截止滤波器102的侧表面附近的部分)的放大图。
[0089]在图2中,平整膜111为图像拾取设备101的结构,且为平整非平坦会聚透镜的表面的层。平整膜111为邻近红外截止滤波器102的与光入射表面相对的表面的层。
[0090]同样在图2中,双头箭头112指示其中形成红外截止滤波器102的光入射表面(图2中的上表面)的部分。而且,双头箭头113指示其中形成红外截止滤波器102的侧表面的部分。再者,双头箭头114指示其中不形成红外截止滤波器102的部分(红外截止滤波器102的周边部分)。
[0091]如图2中所示,红外截止滤波器102的光入射表面(由双头箭头112指示的部分)基本上形成为平面,同时基本平行于与光入射表面相对的表面(平整膜111的光入射表面)。而且,红外截止滤波器102的侧表面(由双头箭头113指示的部分)不是竖直的,且相对于与由双头箭头115指示的光入射表面相对的表面倾斜预定角度α。
[0092]将红外截止滤波器102的侧表面的角度α设置为这样的角度水平:在该角度水平下,层压在该侧表面(由双头箭头113指示的部分)上的防潮膜103的厚度117成为能够足够地抑制与红外截止滤波器102相关的湿气渗入的厚度。换言之,红外截止滤波器102的侧表面被倾斜一角度,在该角度下,防潮膜103(无机膜)的厚度117成为能够借以获得保护膜的足够效果的厚度(即能够获得足够的防潮效果)。
[0093]侧表面的角度α可以是任何角度,只要它是这样的角度:在该角度下,防潮膜103的厚度117成为能够借以获得保护膜的足够效果的厚度(即能够获得足够的防潮效果的厚度)。
[0094]例如,当侧表面的角度α为约90度或更多时,担心难以控制如上所述层压在该侧表面上的防潮膜103的厚度,结果是防潮膜103的厚度不够,且红外截止滤波器102不能获得足够的防潮效果。
[0095]在这方面,例如将红外截止滤波器102的侧表面的角度α设置为小于90度的角度。凭借这样的结构,能够沉积防潮膜103,使得红外截止滤波器102的侧表面上的防潮膜103的厚度117成为容易通过CVD、蒸汽沉积等方法获得的足够厚度。
[0096]应当注意,取决于角度α的大小,由CVD、蒸汽沉积等在相同条件下沉积的防潮膜103的厚度117不同。基本上,防潮膜103的厚度117随角度α的大小线性变化,且当角度α变得更大时该厚度倾向于变得更小,而当角度α变得更小时该厚度倾向于变得更大。此外,当角度α变得更大时,形成红外截止滤波器102的侧表面必需的面积自然地变得更小,且当角度α变得更小时该面积变得更大。
[0097]而且,如之后将描述的,存在在不同步骤中使用掩膜在由双头箭头113指示的部分处沉积防潮膜103以及在由双头箭头112和114指示的部分处沉积防潮膜103的方法,也存在在同一步骤中在由双头箭头112指示的部分处、在由双头箭头113指示的部分处、在由双头箭头114指示的部分处沉积防潮膜103的方法。在后一种方法的情况下,当红外截止滤波器102的侧表面的角度α变得更小时,红外截止滤波器102的侧表面(由双头箭头113指示的部分)上的防潮膜103的厚度117更接近红外截止滤波器102的光入射表面(由双头箭头112指示的部分)上的防潮膜103的厚度116或红外截止滤波器102的周边部分(由双头箭头114指示的部分)中的防潮膜103的厚度118。
[0098]考虑如上所述的倾向性,可以在一范围内任意地设置角度α,在该范围内,防潮膜103的厚度117变为能够获得保护膜的足够效果的厚度(即能够获得足够的防潮效果的厚度)。
[0099]换言之,以一厚度沉积防潮膜103,借此在由双头箭头112至114所指示部分中的任一部分中均能足够地抑制与红外截止滤波器102相关的湿气渗入。此时,由于红外截止滤波器102的光入射表面以及红外截止滤波器102的周边部分中的平整膜111的光入射表面被形成为基本相互平行,可以容易地获得足够的厚度116和厚度118。而且,如上所述,由于红外截止滤波器102的侧表面倾斜角度α,也可以容易地获得足够的厚度117。
[0100]应当注意,由于防潮膜103仅需要密封红外截止滤波器102,因此仅需通过将其层压在红外截止滤波器102的至少光入射表面和侧表面上而形成该防潮膜(即仅需要在由双头箭头112和113指示的部分处形成)。当然,如图2中所示,可以通过同样在红外截止滤波器102的周边部分(由双头箭头114指示的部分)中的平整膜111上层压来形成该防潮膜103。凭借这样的结构,对湿气从平整膜111与防潮膜103的夹层(interlayer)渗入红外截止滤波器102进行更为确定地抑制成为可能。
[0101]应当注意,只要象如上所述的角度α那样控制该倾斜角,则作为有机膜的红外截止滤波器102的侧表面可以是平坦表面或是弯曲表面。
[0102]〈透明层与肋条〉
[0103]如图3Α中所示,附着有有机膜的图像拾取设备100可以还包括通过层压在防潮膜103的光入射表面上而形成的透明层124。透明层124由玻璃(如石英)、树脂等形成。
[0104]而且,可以在红外截止滤波器102的侧表面及其周边部分上,在防潮膜103和透明层124之间形成肋条125。图3Β示出由图3Α的虚线126包围的部分的放大图。
[0105]如图3Β中的虚线箭头127所指示的,湿气一般易于在透明层124和肋条125之间渗入。然而,如上所述,同样在红外截止滤波器102的侧表面102S上,以一厚度形成防潮膜103,凭借该厚度能获得足够的防潮效果。因此,在附着有有机膜的图像拾取设备100中,可以通过防潮膜103来抑制已渗入的湿气进入红外截止滤波器102(有机膜)。
[0106]〈周边部分的防潮膜〉
[0107]应当注意,如图4Α中所示,红外截止滤波器102的周边部分中的平整膜111的光入射表面(层压有防潮膜103的表面)可以是平坦表面,或是如图4B和4C中所示可以包括凹陷和突起。
[0108]〈基于侧表面厚度的光特性控制〉
[0109]如上所述,通过将红外截止滤波器102的侧表面倾斜角度α,如图5A中所示,光也可以从侧表面进入。然而,由于侧表面的角度不同于光入射表面的角度,且红外截止滤波器102的各厚度也不同,从侧表面进入的光和从光入射表面进入的光很有可能在光学特征上不同。换言之,当试图使得从侧表面进入的光进入光电转换设备以被进行光电转换时,担心入射光的光学特征将在光电转换从侧表面进入的光的像素和光电转换从光入射表面进入的光的像素之间有所不同,从而造成拾取图像的图像质量下降。因此,希望红外截止滤波器102(有机膜)的侧表面的位置处于有效像素区域之外。
[0110]而且,即使在这样的情况下,尽管如箭头131所指示的进入侧表面的光如箭头132Α所指示的在防潮膜103的表面上发生部分反射,如箭头132Β所指示的另一部分进入红外截止滤波器102(有机膜),并到达图像拾取设备101。该入射光到达该光电转换设备,同时重复红外截止滤波器102和图像拾取设备101的光入射表面(平整膜111的光入射表面)之间的夹层上的反射以及红外截止滤波器102(有机膜)和防潮膜103(无机膜)之间的夹层上的反射,且有时表现为拾取图像中的重影(ghost)和耀斑(flare)之类的噪声。
[0111]在这方面,防潮膜103由多个具有不同折射率的层(将防潮膜103构造为多层结构)组成,以透射希望波长范围的光。此外,如图5B中所示,区分了红外截止滤波器102的光入射表面(上表面)的一部分处的防潮膜103A的厚度135和红外截止滤波器102的侧表面的一部分处的防潮膜103B的厚度136。
[0112]更具体地,将厚度135设置为这样的厚度,使得凭借该厚度红外截止滤波器102的光入射表面(上表面)的一部分处的防潮膜103A透射希望波长范围的光(如可见光),且将厚度136设置为这样的厚度,使得凭借该厚度红外截止滤波器102的侧表面的一部分处的防潮膜103B抑制该波长范围的光(如可见光)的透射。
[0113]如图5B中所示,当防潮膜103A的层数与防潮膜103B的层数相同时,由于膜的厚度不同,这些层的厚度也不同,结果是透射谱特性不同。换言之,在这种情况下,通过控制层压在作为有机膜的红外截止滤波器102的侧表面上的防潮膜103B的厚度,能够控制要透过的波长范围和要抑制其透过的波长范围(透射谱特性)。
[0114]例如,也可能使通过被层压在有机膜的光入射表面上而形成的无机膜透射由该光电转换设备进行光电转换的波长范围,以及使通过被层
当前第2页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1