专利名称：固体摄像器件和电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种固体摄像器件和一种电子设备，具体来说，涉及一种能够防止图像质量下降的固体摄像器件和电子设备。
背景技术：
一般来说，诸如CMOS (互补金属氧化物半导体)图像传感器和CXD (电荷耦合器件)图像传感器的固体摄像器件广泛应用于数码相机、数码摄像机等中。例如，用作像素的光电转换部的PD (光电二极管)对入射至CMOS图像传感器上的入射光进行光电转换。随后，将ro所生成的电荷经由传输晶体管以传输给用作浮动扩散区的FD(浮动扩散部)，并且放大晶体管输出与FD中累积的电荷对应的电平的像素信号。近年来，进行了各种研发以使得固体摄像器件小型化且提高其分辨率。例如，本申请人研发了能够逐个像素地控制入射至每个像素上的光的透射的固体摄像器件(例如，参照日本专利特开2004-14802号公报)。参照图I，说明能够逐个像素地控制光的透射的固体摄像器件。图I所示的固体摄像器件11具有从其下层侧开始依次相互层叠的半导体基板12、布线层13、快门层14以及OCL(片上透镜)层15。在固体摄像器件11中，在半导体基板12中形成有多个H)(光电二极管)16，并且在布线层13中形成有布线17。在图I中，图示了两个相邻的PD16A和TO16B附近的横截面，并且布线层13具有两层构造，这两层构造由设有布线17-1的层和设有布线17-2的层形成。而且，在固体摄像器件11中，快门层14针对具有各自roi6的每个像素而控制光的透射。在图I的例子中，使对应于roi6A的快门层14进入遮光状态，而使对应于TO16B的快门层14进入透射状态。同时，当光从斜向入射至固体摄像器件11上时，存在光从相邻像素经由布线层13入射的可能性。即，半导体基板12和快门层14之间的厚度大于或等于预定厚度的布线层13的布置导致来自斜向的光直接地或被布线17-1和布线17-2反射后而入射至相邻像素上。例如，如图I所示，穿过对应于Η)16Β的快门层14的光可由Η)16Α接收。如上所述，在相关技术中的能够逐个像素地控制光的透射的固体摄像器件中，存在使光入射至相邻像素中的可能性。因此，导致混色而使图像质量下降。从而，须要防止混色的发生以及图像质量的下降。
发明内容
鉴于上述情况而提出本发明，因此，本发明期望防止图像质量的下降。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种包括光接收层和快门层的固体摄像器件。光接收层具有光电转换部，所述光电转换部以平面状态布置且配置为将接收光转换为电信号。快门层配置为控制待入射至光接收层上的光的透射。在固体摄像器件中，光接收层和快门层之间的间隔小于或等于形成于快门层中的快门元件的长度。根据本发明的另一实施方式，提供了一种包括固体摄像器件的电子设备。固体摄像器件具有光接收层和快门层。光接收层具有光电转换部，所述光电转换部以平面状态布置且配置为将接收光转换为电信号。快门层配置为控制待入射至光接收层上的光的透射。在固体摄像器件中，光接收层和快门层之间的间隔小于或等于形成于快门层中的快门 元件的长度。在本发明的实施方式中，将光接收层和快门层之间的间隔设定为小于或等于形成于快门层中的快门元件的长度，所述光接收层具有以平面状态布置且配置为将接收光转换为电信号的光电转换部，所述快门层配置为控制待入射至光接收层上的光的透射。根据本发明的实施方式，可防止图像质量的下降。
下面，通过参照附图以详述最佳实施方式，则更易于理解本发明的所述及其它目的、特征和优点，在所述附图中图I为相关技术中的能够逐个像素地控制光的透射的固体摄像器件的横截面图；图2为表示根据本发明所适用的固体摄像器件的实施方式的配置例的框图；图3为表示固体摄像器件的第一配置例的横截面图；图4为说明固体摄像器件的制造方法的图；图5为说明固体摄像器件的另一制造方法的图；图6为表示固体摄像器件的第二配置例的横截面图；图7为说明固体摄像器件的制造方法的图；图8A 图SC为表示固体摄像器件的第三配置例的横截面图；图9A和图9B为表示固体摄像器件的第四配置例的横截面图；图IOA和图IOB为表示固体摄像器件的第五配置例的横截面图；图IlA和图IlB为说明其中仅控制绿光透射的固体摄像器件的状态的图；图12为表示固体摄像器件的第六配置例的横截面图；图13A和图13B为说明根据光入射角以调整快门层的图；图14A和图14B为表示固体摄像器件的第七配置例的横截面图；图15A 图15C为说明相位差自聚焦的图；并且图16为表示电子设备中安装的摄像装置的配置例的框图。
具体实施例方式下面，参照附图，详述本发明所适用的具体实施方式
。图2为表示本发明所适用的固体摄像器件的实施方式的配置例的框图。在图2中，固体摄像器件21具有像素部22、垂直驱动部23、列处理部24、水平驱动部25、输出部26、驱动控制部27以及快门驱动部28。
像素部22具有以阵列状排列的多个像素31。各像素31经由与各像素31的行数对应的多个水平信号线而连接至垂直驱动部23，并且经由与各像素31的列数对应的多个垂直信号线而连接至列处理部24。换言之，像素部22的多个像素31布置于各水平信号线与各垂直信号线的相互交叉点处。根据由垂直驱动部23提供的驱动信号，像素部22将与通过光电转换生成的电荷对应的电平的像素信号输出给列处理部24。而且，像素部22的各像素31具有各自的H)(光电二极管)32以及各自的快门元件33,PD32用作光电转换部，而快门元件33层叠于TO32的光接收面侧。快门元件33根据快门驱动部28的控制而控制入射光对TO32的透射。可采用如本申请人提交的日本专利特开2007-188047号公报所公开的 显示装置中使用的有源矩阵型液晶快门以作为快门元件33。注意，还可将MEMS (微机电系统)元件和其它元件用作快门元件33。垂直驱动部23经由对应的水平信号线而为像素部22的多个像素31的每行依次提供驱动信号(诸如传输信号、选择信号和复位信号)以驱动每个像素31。列处理部24经由对应的垂直信号线对从各像素31输出的像素信号实施⑶S (相关双采样)处理以提取像素信号的信号电平，并且获得对应于各像素31的光接收量的像素数据。水平驱动部25向列处理部24提供驱动信号，以为了像素部22的多个像素31的每列，从列处理部24输出由各像素31获得的像素数据。输出部26在基于水平驱动部25的驱动信号的时刻从列处理部24接收像素数据。例如，输出部26对像素数据进行放大并将所得到的像素数据输出给后级图像处理电路。驱动控制部27控制对固体摄像器件21内部的每个模块的驱动。例如，驱动控制部27根据每个模块的驱动周期而生成时钟信号，并将所生成的时钟信号提供给每个模块。快门驱动部28控制快门元件33的透射状态和遮光状态之间的切换。图3为表示固体摄像器件21的第一配置例的横截面图。图3表示以阵列状布置的多个像素31中的两个相邻像素31A和像素31B附近的横截面。如图3所示，固体摄像器件21包括从下层侧开始依次相互层叠的布线层41、半导体基板42、绝缘膜43、快门层44以及OCL(片上透镜)层45。注意，固体摄像器件21为所谓的背侧照射型CMOS图像传感器，其中，使入射光照射在半导体基板42的与设有布线层41的正面相反的背面(面向图3的上侧的表面)上。布线层41例如由布置于布线层41下方的基板支撑件(未图示)所支撑，并且具有嵌入层间绝缘膜47中的布线46以读出形成于半导体基板42中的H)(光电二极管)32的电荷等。而且，布线层41可采用具有布线46的多个层的构造。在图3的例子中，布线层41具有两层构造，这两层构造由设有布线46-1的层和设有布线46-2的层形成。例如，在半导体基板42中，分别形成于P型硅层(P型阱)48内部且由N型区构成的各TO32形成为与半导体基板42的背面侧(图3中的上侧)接触。TO32将接收光转换为电信号。半导体基板42具有以平面状态布置的多个PD32，并用作接收光的光接收层。绝缘膜43由透明绝缘材料制成，并且使半导体基板42与快门层44绝缘。在快门层44中，在对向电极50和驱动面板52之间夹有液晶层51，并朝向半导体基板42侧层叠对向电极50。而且，在快门层44中，驱动面板52具有例如用于每个像素31的独立电极以形成快门元件33，快门元件33能够为每个像素31控制入射光的透射。换言之，针对一个TO32布置有一个快门元件33。然后，例如，当图2所示的快门驱动部28对驱动面板52的电极施加电压时，使快门元件33进入遮光状态。在图3的例子中，使像素31A的快门元件33A进入遮光状态，而使像素31B的快门元件33B进入透射状态。在OCL层45中，为各个像素31以阵列状布置有小型透镜，所述小型透镜用于将入射光聚集于TO32上。注意，以下各配置例可具有或者可不具有OCL层45。在如此配置的固体摄像器件21中，根据快门驱动部28的控制而切换快门层44中的快门元件33的透射状态和遮光状态。因此，固体摄像器件21可为每个TO32而控制光的照射。而且，在固体摄像器件21中，布线层41布置于半导体基板42的光入射面的相反侦U。换言之，布线层41未布置于半导体基板42和快门层44之间。通过这种配置，固体摄像器件21中的半导体基板42和快门层44之间的间隔可小于相关技术的固体摄像器件中的相应间隔。因此，固体摄像器件21可防止来自相邻像素31的光的入射。`例如，在以上参照图I所述的固体摄像器件11中，在半导体基板12和快门层14之间布置有布线层13。因此，存在使光从相邻像素经由布线层13入射的可能性。另一方面，在固体摄像器件21中，使得半导体基板42和快门层44之间的间隔小于或等于预定长度。因此，可防止相关技术中的固体摄像器件所发生的光的入射。于是，固体摄像器件21可防止因发生混色所导致的图像质量的下降，并且比相关技术中的固体摄像器件进一步提高了图像质量。此处，半导体基板42和快门层44之间的预定间隔设定为小于或等于例如形成于快门层44中的快门元件33的长度X。因此，固体摄像器件21可防止来自相邻像素的光的入射。即，在半导体基板42和快门层44之间的间隔、即半导体基板42的上表面和快门层44的下表面之间的间隔(在图3的配置中为绝缘膜43的厚度)大于快门元件33在平面方向上的长度X的情况下，认为在原理上降低了对于斜向光的遮光性能(发生混色等)。另一方面，在半导体基板42和快门层44之间的间隔设定为小于或等于快门元件33在平面方向上的长度X的情况下，可通过布置快门层44而可靠地获得对每个像素31的遮光效果。注意，预定间隔更优选地设定为零。即，半导体基板42可与快门层44接触。此处，在图3所示的固体摄像器件21的配置例中，针对一个TO32布置有一个快门元件33。因此，快门元件33在其平面方向上的长度X相当于TO32在平面方向上的尺寸。另一方面，如后所述，在针对一个TO32布置有多个快门元件33的情况下，使得半导体基板42和快门层44之间的间隔小于或等于每个快门元件33的长度、即远小于TO32的尺寸。注意，即使在半导体基板42和快门层44之间布置有布线层的情况下，仍期望使布线层的厚度小于或等于快门元件33的长度，并使布线层中设有的布线为一层以下。而且，如图I中的固体摄像器件11所示，即使在半导体基板12和快门层14之间布置有布线层13的情况下，仍假设随着各像素间的遮光区域的增大而可防止混色。然而，各像素间的遮光区域的增大导致待入射至roi6上的光量的下降。于是，降低了固体摄像器件11的灵敏度。另一方面，就固体摄像器件21而言，不必增加各像素间的遮光区域。因此，可防止固体摄像器件21的灵敏度的下降。而且，在图I所示的固体摄像器件11中，随着像素变得小型化，将布线层13布置于roie的光入射侧降低了固体摄像器件11的灵敏度和S/N(信噪)比。另一方面，在固体摄像器件21中，布线层41布置于TO32的光入射侧的相反侧。因此，可防止固体摄像器件21的S/N比下降。而且，随着灵敏度的提高，固体摄像器件21可允许在暗场景下拍摄清晰图像。而且，就此而言，固体摄像器件21可比相关技术中的固体摄像器件进一步提高图像质量。而且，快门元件33不仅可在透射状态和遮光状态之间切换，还可调整透射光量。例如，即使在CCD固体摄像器件中由于施加强光源而发生拖尾现象的屏中，固体摄像器件21利用与强光源的部分对应的快门元件33进行调光(减少透射光量)，从而可防止拖尾现象的发生。此外，在屏幕中一起存在暗部和亮部的情况下，固体摄像器件21通过快门层44对与亮部对应的像素31进行调光(适当调整透射光量)，从而可减少待入射至半导体基板42上的光。例如，在例如对夜景进行摄像的情况下、即在暗处摄像时，一般来说，传感器的累积时间长。因此，如果在屏幕中存在如电灯泡和月亮的亮部，则随着亮部的饱和会导致曝光 过度。另一方面，固体摄像器件21通过快门层44对屏幕中的这种亮部进行调光(有意调暗)，从而可防止亮部的饱和(曝光过度)。即，在不使亮部曝光过度的情况下，固体摄像器件21可实现明亮地对暗部摄像、即扩大动态范围。而且，为扩大动态范围，例如，相关技术中采用了将累积时间各不同的多个图像合成的方法。另一方面，固体摄像器件21可通过一个图像以扩大动态范围，并以丰富的色阶表示整个屏。而且，因为固体摄像器件21通过快门层44控制光的透射与不透射，故固体摄像器件21例如可用作相关技术中的摄像装置的机械快门。这有助于摄像装置的小型化(免除机械快门)及重量减轻。下面，参照图4，说明固体摄像器件21的制造方法。在第一步骤中，例如，从半导体基板42的正面侧进行离子注入。于是，在P型硅层48中形成TO32。随后，每当在半导体基板42的正面上以预定厚度层叠层间绝缘膜47时，形成布线46。于是，形成布线层41。在第二步骤中，使得半导体基板42的层叠有布线层41的正面侧朝下，在半导体基板42的背面上层叠绝缘膜43。在第三步骤中，在绝缘膜43上层叠对向电极50，并且隔着液晶层51以层叠驱动面板52。于是,形成快门层44。在第四步骤中，在快门层44上层叠OCL层45。通过上述步骤以制造固体摄像器件21。接下来，参照图5，说明固体摄像器件21的另一制造方法。在第一步骤中，与以上参照图4所述的第一步骤和第二步骤同样地，形成其中层叠有布线层41、半导体基板42以及绝缘膜43的构造。在第二步骤中，形成其中在快门层44上层叠OCL层45的构造。在快门层44中，对向电极50和驱动面板52形成为夹着液晶层51。在第三步骤中，将第二步骤中形成的构造中的对向电极50接合至第一步骤中形成的构造中的绝缘膜43。通过上述步骤以制造固体摄像器件21。接下来，参照图6，说明固体摄像器件21的第二配置例。注意，以相同的附图标记表示与图3所示的固体摄像器件21的构件相同的构件，并且省略了详细说明。如图6所示，固体摄像器件21A具有从下层开始依次相互层叠的布线层41、半导体基板42、快门层44以及OCL层45。S卩，在图3所示的固体摄像器件21中，在半导体基板42上隔着绝缘膜43以层叠快门层44。另一方面，在固体摄像器件21A中，在半导体基板42上直接层叠快门层44。在如此配置的固体摄像器件2IA中，将半导体基板42的TO32与快门层44的对向电极50相互电连接。因此，例如，通过对对向电极50施加负偏置，固体摄像器件21A可获得钉扎效应，从而可减少例如白点和暗电流的发生。接下来，参照图7，说明固体摄像器件21A的制造方法。在第一步骤中，例如，从半导体基板42的正面侧进行离子注入。于是，在P型硅层48中形成TO32。随后，每当在半导体基板42的正面上以预定厚度层叠层间绝缘膜47时，形成布线46。于是，形成布线层41。在第二步骤中，使得其中在半导体基板42上层叠有布线层41的正面侧朝下，在半导体基板42的背面上层叠对向电极50。在第三步骤中，在对向电极50上隔着液晶层51以层叠驱动面板52。于是，形成快门层44。在第四步骤中，在快门层44上层叠OCL层45。通过上述步骤以制造固体摄像器件21A。接下来，参照图8A 图SC，说明固体摄像器件21的第三配置例。注意，以相同的附图标记表示与图3所示的固体摄像器件21的构件相同的构件，并且省略了详细说明。而且，在图8A 图8C中，未图示OCL层45。图8A表示如图6所示的第二配置例的固体摄像器件21A。如上所述，在固体摄像器件2IA中，对于每个像素31，针对一个TO32布置有一个快门元件33。即，在固体摄像器件2IA中，在像素3IA中，针对PD32A布置有快门元件33A，并且在像素3IB中，针对TO32B布置有快门元件33B。而且，在固体摄像器件21A中，快门层44由驱动面板52构成，驱动面板52为每个像素31设有一个独立电极。图SB表示作为第三配置例的固体摄像器件21B。如图SB所示，在固体摄像器件2IB中，对于每个像素31，针对一个TO32布置有两个快门元件33。S卩，在固体摄像器件2IB中，在像素31A中，针对PD32A布置有快门元件33仏和快门元件33A2，并且在像素3IB中，针对TO32B布置有快门元件33Bi和快门元件33B2。而且，在固体摄像器件2IB中，快门层44’由驱动面板52’构成，驱动面板52’为每个像素31设有两个独立电极。图8C表示作为第三配置例的变型例的固体摄像器件21B’。如图8C所示，在固体摄像器件21B’中，对于每个像素31，针对一个TO32布置有五个快门元件33。S卩，在固体摄像器件2 IB ^中，在像素3IA中，针对PD32A布置有五个快门元件33仏 33A5，并且在像素3IB中，针对TO32B布置有五个快门元件而且，在固体摄像器件21B’中，快门层44"由驱动面板52"构成，驱动面板52"为每个像素31设有五个独立电极。如上所述，在固体摄像器件21中，对于每个像素31，可针对一个TO32布置有多个快门元件33。注意，即使针对一个TO32布置有多个快门元件33的情况下，如上所述，半导体基板42和快门层44之间的间隔仍设定为小于或等于形成于快门层44中的快门元件33在平面方向上的长度。即，在固体摄像器件21B中，在半导体基板42上直接层叠快门层44’。此处，例如，如果在半导体基板42和快门层44’之间布置有布线层、滤色器等，则半导体基板42和快门层44’之间的间隔设定为小于或等于快门元件33的长度类似地，在固体摄像器件21B’中，如果在半导体基板42和快门层44"之间布置有布线层、滤色器等，则半导体基板42和快门层44"之间的间隔设定为小于或等于快门元件33的长度X2。接下来，参照图9A和图9B，说明固体摄像器件21的第四配置例。注意，以相同的附图标记表示与图3所示的固体摄像器件21的构件相同的构件，并且省略了详细说明。图9A表示作为第四配置例的固体摄像器件21C。如图9A所示，固体摄像器件21C具有从下层开始依次相互层叠的布线层41、半导体基板42、快门层44、滤色器61以及OCL层45。在固体摄像器件2IC中，对于每个像素31，针对一个TO32布置有一个快门元件33。即，在固体摄像器件21C中，滤色器61布置在快门层44和OCL层45之间。在滤色器61中，为各个像素31布置有使对应颜色的光从中透射的滤光片。在图9A的例子中，·在像素31A中布置有使绿光从中透射的滤光片、在像素31B中布置有使蓝光从中透射的滤光片并且在像素31C中布置有使红光从中透射的滤光片。图9B表示作为第四配置例的变型例的固体摄像器件21C’。如图9B所示，固体摄像器件21C’具有从下层开始依次相互层叠的布线层41、半导体基板42、滤色器61、快门层44以及OCL层45。在固体摄像器件21C’中，对于每个像素31，针对一个TO32布置有一个快门元件33。即，在固体摄像器件21C’中，滤色器61布置在半导体基板42和快门层44之间。如图9A和图9B所示，滤色器61可布置于快门层44的上侧和下侧中的任一侧。接下来，参照图10A、图10B、图IlA及图11B，说明固体摄像器件21的第五配置例。注意，以相同的附图标记表示与图3所示的固体摄像器件21的构件相同的构件，并且省略了详细说明。图IOA表示作为第五配置例的固体摄像器件21D。如图IOA所示，固体摄像器件21D具有从下层开始依次相互层叠的布线层41、半导体基板42、快门层44"、滤色器61以及OCL层45。而且，在固体摄像器件2ID中，对于每个像素31，针对一个TO32布置有多个快门元件33。即，在固体摄像器件21D中，在像素31A中，针对TO32A布置有五个快门元件33A广33A5，并且在滤色器61中，布置有使绿光从中透射的滤光片以对应于像素31A。而且，在像素3IB中，针对PD32B布置有五个快门元件33B广33B5，并且在滤色器61中，布置有使蓝光从中透射的滤光片以对应于像素31B。而且，在像素31C中，针对H)32C布置有五个快门元件33Q 33C5，并且在滤色器61中，布置有使红光从中透射的滤光片以对应于像素31C。图IOB表示作为第五配置例的变型例的固体摄像器件21D’。固体摄像器件21D’与固体摄像器件21D的不同之处仅在于，在滤色器61’中，布置有多个颜色的滤光片以对应于一个像素31。在固体摄像器件21D’中，在滤色器61’中，布置有使绿光、蓝光、红光从中透射的各个滤光片以对应于像素31A。注意，针对两个快门元件33布置有绿光滤光片和蓝光滤光片，并且针对一个快门元件33布置有红光滤光片。S卩，在滤色器61’中，针对快门元件33Ai和快门元件33A2布置有绿光滤光片、针对快门元件33A3和快门元件33A4布置有蓝光滤光片并且针对快门元件33A5布置有红光滤光片以对应于像素31A。而且，在滤色器61’中，针对快门元件SSB1布置有红光滤光片、针对快门元件33B2和快门元件33B3布置有绿光滤光片并且针对快门元件33B4和快门元件33B5布置有蓝光滤光片以对应于像素31B。类似地，在滤色器61’中，针对快门元件33Q和快门元件33(2布置有红光滤光片、针对快门元件33C3和快门元件33(；布置有绿光滤光片并且针对快门元件33C5布置有蓝光滤光片以对应于像素31C。如上所述，在其中布置多个颜色的滤光片以对应于一个像素31的固体摄像器件21D’中，可根据场合需求而为每个像素31选择待入射至TO32上的光的颜色。例如，当对在草地上方有蓝天的构图进行摄像时，固体摄像器件21D’提高了对应于蓝天的区域中的蓝 色的分辨率以及对应于草地的区域中的绿色的分辨率，从而可细致地拍摄清晰图像。因此，在此情况下，对于在对应于蓝天的区域中布置的像素31，固体摄像器件21D’控制与蓝光滤光片对应的快门元件33以进入透射状态，并且控制与绿光滤光片和红光滤光片对应的快门元件33以进入遮光状态。类似地，对于在对应于草地的区域中布置的像素31，固体摄像器件21D’控制与绿光滤光片对应的快门元件33以进入透射状态，并且控制与蓝光滤光片和红光滤光片对应的快门元件33以进入遮光状态。通过这种控制，固体摄像器件21D’可提高颜色分辨率并拍摄细微图像。例如，图IlA和图IlB表示仅绿光被控制为透射的状态。图IlA所示的固体摄像器件21D"具有从下层开始依次相互层叠的布线层41、半导体基板42、滤色器61"、快门层44"以及OCL层45。而且，在固体摄像器件21D"中，对于每个像素31，在滤色器61"中，针对一个TO32布置有多个颜色的滤光片，并且快门层44"能够为每个滤光片控制入射光的透射。如图IlB所示，滤色器61"使得绿色、蓝色、红色以所谓的拜耳图形排列，并且快门层44"为每个颜色而控制入射光的透射。在图IlA和图IlB的例子中，使与蓝光滤光片和红光滤光片对应的快门元件33进入遮光状态，而使与绿光滤光片对应的快门元件33进入透射状态。于是，绿光透过滤光片且被TO32接收。因此，固体摄像器件21D"可提高绿色的分辨率。注意，在图IlA所示的固体摄像器件21D"中，滤色器61"介于半导体基板42和快门层44"之间。然而，快门层44"可介于半导体基板42和滤色器61"之间。而且，在固体摄像器件21中，可根据入射光相对于固体摄像器件21的入射角而控制快门层44中的待进入遮光状态的区域。接下来，参照图12、图13A和图13B，说明固体摄像器件21的第六配置例。注意，以相同的附图标记表示与图3所示的固体摄像器件21的构件相同的构件，并且省略了详细说明。图12所示的固体摄像器件21E具有从下层开始依次相互层叠的布线层41、半导体基板42、快门层44、滤色器61以及OCL层45。在滤色器61中，为各个像素31布置有使得对应颜色的光从中透射的滤光片。快门层44可以比像素31更细微的间距而调整待进入遮光状态和透射状态的区域。例如，当其中安装有固体摄像器件21E的摄像装置的光学系统(诸如F值和透镜)发生变化时，待入射至固体摄像器件21E上的入射光的角度也发生变化。此时，在固体摄像器件21E中，图2所示的快门驱动部28根据光学系统的状态而调整快门层44中的待进入遮光状态的区域。换言之，如图12所示，快门驱动部28调整快门层44中的待进入遮光状态的区域，从而防止光透过相邻像素31的OCL层45和滤色器61而入射。于是，固体摄像器件21E可在不降低其灵敏度的情况下，防止由相邻像素31引起的混色所导致的图像质量的劣化。例如，在将透镜安装于摄像装置时或当透镜的光圈(F值)发生变化时，其中安装有固体摄像器件21E的摄像装置的控制电路(例如，后述的图16所示的控制电路104)可识别出所安装的透镜的种类和诸如F值(光圈状态)的透镜信息(光学特性和光入射角的特性)。而且，在快门驱动部28中，预先设有表 以便与每个透镜(光入射角)关联，在该表中注册有表示快门层44中的待进入遮光状态的最优区域的信息。而且，快门驱动部28与控制电路进行通信，以识别出摄像装置的目前的光学系统的状态，并根据光入射角以调整快门层44中的待进入遮光状态的区域。接下来，参照图13A和图13B，说明根据光入射角而进入遮光状态的区域。图13A表示光入射角小的固体摄像器件21E，且图13B表示光入射角大的固体摄像器件21E。注意，在图13A和图13B中，未图示OCL层45。如图13A和图13B所示，在快门层44中，从相邻像素31入射的光(混色成分)被遮蔽。而且，随着光入射角增大，待进入遮光状态的区域发生偏移。于是，固体摄像器件21E可更可靠地遮蔽从相邻像素31入射的光。而且，在固体摄像器件21E中，例如根据透镜而调整快门层44中的待进入遮光状态的区域。于是，固体摄像器件21E可在每个像高处自动进行瞳孔校正以对应于透镜中的光入射角。在相关技术中，通过固定布局的遮光膜以进行瞳孔校正。因此，当置换透镜时，在遮光膜的瞳孔校正中导致失配，并且可在图像质量中发生阴影现象。而且，当改变摄像装置的透镜规格时，必需根据所述规格重新设计遮光膜以进行最优的瞳孔校正。因此，由于增加了开发工作和十字线(reticle)，故提高了制造成本。而且，由于对遮光膜的接合以及对线宽的处理不规则，因而产率下降。另一方面，因为固体摄像器件21E可通过快门层44调整瞳孔校正，故不必进行上述的遮光膜的重新设计。因此，固体摄像器件21E可降低掩模成本、提高开发工作的效率并且降低制造成本。而且，由于为每个固体摄像器件21E调整了最优瞳孔校正，故可在不考虑处理不规则的情况下提高产量和产率。这还导致了制造成本的降低。接下来，参照图14A和图14B，说明固体摄像器件21的第七配置例。注意，以相同的附图标记表示与图3所示的固体摄像器件21的构件相同的构件，并且省略了详细说明。在图14A和图14B所示的固体摄像器件21G中，针对多个像素31共同驱动快门层44。例如，在图3所示的固体摄像器件21中，为每个像素31单独驱动快门层44的驱动面板52。另一方面，在固体摄像器件21G中，为多个像素31驱动快门层44的驱动面板52，并且对多个像素31共同控制光的透射。或者，可通过快门层44的整个驱动面板52 —致地驱动固体摄像器件21G。于是，仅通过控制对驱动面板52施加的电压，即可通过快门层44共同调整整个屏的透光率。例如，图14A表示整个快门层44共同进入透射状态的固体摄像器件21G，且图14B表示整个快门层44共同进入遮光状态的固体摄像器件21G。而且，固体摄像器件21可用于实现相位差自聚焦的功能。接下来，参照图15A 图15C，说明相位差自聚焦。如图15A所示，透镜将来自对象的光聚集在传感器(固体摄像器件)的光接收面上。在相关技术中，如图15B所示，为了采用固体摄像器件实现相位差自聚焦的功能，在具有光接收部的硅层的光接收面侧布置有由金属制成的遮光膜，该遮光膜对每个像素的 右侧和左侧交替地遮光。于是，穿过透镜右侧的光束和穿过透镜左侧的光束单独地入射至硅层上。基于由穿过透镜右侧的光束形成的图像和由穿过透镜左侧的光束形成的图像之间的偏差以调整聚焦。而且，如图15C所示，通过采用为每个像素31而针对一个TO32布置有两个快门元件33的固体摄像器件2IB (图8B)，可使得穿过透镜右侧的光束和穿过透镜左侧的光束经由取代上述金属的快门层44"而单独地入射。于是，穿过透镜右侧的光束入射至TO32A上，而穿过透镜左侧的光束入射至PD32B上。以此方式，固体摄像器件21B可基于由这些光束所形成的各图像间的偏差以调整聚焦。而且，上述各配置例的固体摄像器件21可适用于各种电子设备，所述电子设备包括诸如数码相机和数码摄像机的摄像系统、具备摄像功能的移动电话机或者具备摄像功能的其它装置。图16为表示电子设备中安装的摄像装置的配置例的框图。如图16所示，摄像装置101具有光学系统102、摄像器件103、控制电路104、信号处理电路105、监视器106以及存储器107，并且能够对静止图像和动态图像进行摄像。光学系统102具有一个或多个透镜、将来自对象的图像光(入射光)导入摄像器件103中并且在摄像器件103的光接收面(传感器部)上成像。上述任一配置例中的固体摄像器件21均可以应用于摄像器件103。在摄像器件103中，根据经由光学系统102而在光接收面上形成的图像，在特定时段内累积电子。然后，根据摄像器件103中所累积的电子的信号被提供给信号处理电路105。控制电路104获得关于光学系统102的透镜的信息(光学特性、F值等)，并将所获得的信息提供给摄像器件103(例如固体摄像器件21的快门驱动部28)，从而调整快门层44中的待进入遮光状态的区域。而且，控制电路104从摄像器件103获得表示参照图15A 图15C所述的各图像间的偏差的信息，并根据偏差以控制光学系统102的聚焦。信号处理电路105对从摄像器件103输出的信号电荷实施各种信号处理。当信号处理电路105对信号电荷实施信号处理时所获得的图像(图像数据)被提供给且显示于监视器106上，或者提供给且存储(记录)于存储器107中。通过将上述固体摄像器件21应用于摄像器件103，如此配置的摄像装置101可进
一步提闻图像质量。此外，本发明的固体摄像器件21不仅可适用于背侧照射型CMOS固体摄像器件，还可适用于C⑶固体摄像器件。而且，固体摄像器件21还可适用于其中的光电转换部由除硅以外的材料制成的摄像器件。即，固体摄像器件21可适用于任何摄像器件，只要所述摄像器件能够将光转换为电信号即可。注意，本发明还可采用下列配置。I. 一种固体摄像器件，其包括光接收层，其具有至少一个光电转换部，所述光电转换部以平面状态布置且配置为将接收光转换为电信号；和快门层，其配置为控制待入射至所述光接收层上的光的透射，其中，所述光接收层和所述快门层之间的间隔小于或等于形成于所述快门层中的至少一个快门元件的长度。2.如I所述的固体摄像器件，还包括布线层，其具有连接至所述光接收层的布线，其中，所述布线层布置于所述光接收层的与有光照射的表面相反侧的表面上。3.如I或2所述的固体摄像器件，其中，所述快门层的配置为由电极夹着液晶层。4.如I或2所述的固体摄像器件，其中，作为控制所述快门层中的光的透射的单元的所述至少一个快门元件针对所述光接收层中的所述至少一个光电转换部而布置。5.如4所述的固体摄像器件，其中，所述至少一个快门元件包括多个快门元件,并且所述多个快门元件针对所述光接收层中的所述至少一个光电转换部而布置。6.如I所述的固体摄像器件，还包括滤色器层，其布置于所述快门层的上侧和下侧中的任一侧，其中，所述滤色器层具有滤光片，该滤光片以平面状态布置且配置为使预定颜色的光从中透射。7.如I所述的固体摄像器件，还包括滤色器层，其布置于所述光接收层的有光照射的表面上，其中，所述滤色器层具有滤光片，该滤光片以平面状态布置且配置为使预定颜色的光从中透射。8.如6或7所述的固体摄像器件，其中，所述滤色器层具有针对所述光接收层中的所述至少一个光电转换部而布置的多个颜色的滤光片。9.如I或2所述的固体摄像器件，其中，所述至少一个光电转换部包括多个光电转换部，并且所述快门层配置为针对所述光接收层中的所述多个光电转换部而共同控制光的透射。10.如I或2所述的固体摄像器件，其中，所述快门层配置为根据光相对于所述至少一个光电转换部的入射角以调整遮光区域。11.如I或2所述的固体摄像器件，其中，在所述光接收层和所述快门层之间夹有绝缘膜，所述绝缘膜使得所述光接收层和所述快门层彼此绝缘。12. 一种电子设备，其包括如I 11之一所述的固体摄像器件。13.如12所述的电子设备，还包括光学系统，其配置为将光聚集在所述固体摄像器件的光接收面上；和控制部，其配置为根据所述光学系统的光学特性以控制所述快门层中的遮光区域。 本领域的技术人员应当明白，在不脱离所附权利要求及其等同物的范围内，取决于设计需要和其它因素可出现各种变化、组合、子组合和替代。
权利要求
1.一种固体摄像器件，其包括 光接收层，其具有至少一个光电转换部，所述光电转换部以平面状态布置且配置为将接收光转换为电信号；和 快门层，其配置为控制待入射至所述光接收层上的光的透射，其中， 所述光接收层和所述快门层之间的间隔小于或等于形成于所述快门层中的至少一个快门元件的长度。
2.如权利要求I所述的固体摄像器件，还包括 布线层，其具有连接至所述光接收层的布线，其中，所述布线层布置于所述光接收层的与有光照射的表面相反侧的表面上。
3.如权利要求I或2所述的固体摄像器件，其中，所述快门层的配置为由电极夹着液晶层。
4.如权利要求I或2所述的固体摄像器件，其中， 作为控制所述快门层中的光的透射的单元的所述至少一个快门元件针对所述光接收层中的所述至少一个光电转换部而布置。
5.如权利要求4所述的固体摄像器件，其中， 所述至少一个快门元件包括多个快门元件，并且所述多个快门元件针对所述光接收层中的所述至少一个光电转换部而布置。
6.如权利要求I所述的固体摄像器件，还包括 滤色器层，其布置于所述快门层的上侧和下侧中的任一侧，其中，所述滤色器层具有滤光片，该滤光片以平面状态布置且配置为使预定颜色的光从中透射。
7.如权利要求I所述的固体摄像器件，还包括 滤色器层，其布置于所述光接收层的有光照射的表面上，其中，所述滤色器层具有滤光片，该滤光片以平面状态布置且配置为使预定颜色的光从中透射。
8.如权利要求6或7所述的固体摄像器件，其中， 所述滤色器层具有针对所述光接收层中的所述至少一个光电转换部而布置的多个颜色的滤光片。
9.如权利要求I或2所述的固体摄像器件，其中， 所述至少一个光电转换部包括多个光电转换部，并且所述快门层配置为针对所述光接收层中的所述多个光电转换部而共同控制光的透射。
10.如权利要求I或2所述的固体摄像器件，其中， 所述快门层配置为根据光相对于所述至少一个光电转换部的入射角以调整遮光区域。
11.如权利要求I或2所述的固体摄像器件，其中，在所述光接收层和所述快门层之间夹有绝缘膜，所述绝缘膜使得所述光接收层和所述快门层彼此绝缘。
12.一种电子设备，其包括如权利要求I 11之一所述的固体摄像器件。
13.如权利要求12所述的电子设备，还包括 光学系统，其配置为将光聚集在所述固体摄像器件的光接收面上；和 控制部，其配置为根据所述光学系统的光学特性以控制所述快门层中的遮光区域。
全文摘要
一种能够防止图像质量下降的固体摄像器件和电子设备，所述固体摄像器件包括光接收层和快门层。光接收层具有光电转换部，所述光电转换部以平面状态布置且配置为将接收光转换为电信号。快门层配置为控制待入射至光接收层上的光的透射。在固体摄像器件中，光接收层和快门层之间的间隔小于或等于形成于快门层中的快门元件的长度。
文档编号H01L27/146GK102956656SQ20121029489
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月17日 优先权日2011年8月26日
发明者山下和芳 申请人:索尼公司