0]利用这种配置，相邻的读出部之间的距离可以增大。期望的是作为读出部的η型半导体区105Β和105G的杂质浓度较高。当杂质浓度高时，杂质更容易扩散。此外，高杂质浓度增大了在附近的P型半导体区104中的耗尽层的扩展。因此，当η型半导体区105Β和η型半导体区105G之间的距离小时，这些区域可以变得电学上导通。因此，期望的是相邻的读出部之间的距离大。
[0121]图10示出在与η型半导体区103Β的位置对应的深度处且沿着图9Β中的线E的水平方向上的电位分布。纵轴表示电子的电位，而横轴表示水平位置。
[0122]在本实施例中，两个η型半导体区103Β被布置在一个微透镜106下方。因此，在相邻的η型半导体区103Β之间形成的势皇位于微透镜106下方。在图10中，势皇位于微透镜106的中心处。当由微透镜106聚焦的光被光电转换时，产生的载流子被收集到图10中的在左边和右边的相邻的η型半导体区103Β之一。
[0123]在本实施例中，一个微透镜106与一个像素对应。因此，为了从一个像素获取蓝色信号，来自图9Β中的左边和右边的相邻的η型半导体区103Β的信号的平均值可以被确定。类似地，为了从一个像素获取绿色信号，来自图9C中的上侧和下侧的相邻的η型半导体区103G的信号的平均值可以被确定。
[0124]在本实施例中，一个像素包括两个η型半导体区103Β而同时与左边和右边的像素共用它们。类似地，一个像素包括两个η型半导体区103G而同时与上方和下方的像素共用它们。
[0125]微透镜106的边缘与作为读出部的η型半导体区105Β和105G相交。利用这种配置，每个像素与相邻的像素共用读出部。
[0126]图9Α、图9Β、图9C、图9D和图10示出在其中与第一实施例中类似的微透镜106被布置在背面上的配置。本实施例不限于此并且可以利用其它实施例。
[0127]如上所述，除了第一到第六实施例的优点之外，本实施例还具有下面的优点。
[0128]利用本实施例，在η型半导体区105Β和105G之间的距离可以被设定为较大。利用这种配置，在η型半导体区105Β和105G之间的导电性可以降低，并且因此，颜色分离特性更加改善。
[0129]第八实施例
[0130]将详细描述包括根据本发明的一个实施例的固态图像拾取设备的照相机系统。图像拾取系统的示例包括数字式静态照相机和数字式摄录一体机。图11是示出在其中光电转换设备被应用于数字式静态照相机的示例图像拾取系统的框图。
[0131]图11示出保护透镜2的挡板I和孔径光阑3，透镜2在固态图像拾取设备4上形成对象的光学图像，孔径光阑3改变透射通过透镜2的光量。固态图像拾取设备4是上面描述的实施例之一的固态图像拾取设备并且将由2形成的光学图像转换为图像数据。固态图像拾取设备4的衬底被设置有A/D转换器。信号处理单元7对从固态图像拾取设备4输出的图像拾取数据执行各种校正并且压缩数据。图11还示出定时发生器8和全体控制/计算单元9，定时发生器8向固态图像拾取设备4和信号处理单元7输出各种定时信号，全体控制/计算单元9执行各种计算并且控制整个数字式静态照相机。图像数据被临时存储在存储器10中。接口单元11被用来记录到记录介质和从记录介质读出。可拆卸的记录介质(诸如半导体存储器)被用来记录和读出图像拾取数据。接口单元13被用来与外部计算机等通信。定时信号可以从图像拾取系统外部的单元输入，只要图像拾取系统至少包括固态图像拾取设备4和处理从固态图像拾取设备4输出的图像拾取信号的信号处理单元7即可。
[0132]在本实施例中，固态图像拾取设备4和A/D转换器被设置在相同的衬底上。然而，作为替代，固态图像拾取设备4和A/D转换器可以被设置在分开的衬底上。此外，固态图像拾取设备4和信号处理单元7可以被设置在相同的衬底上。
[0133]如上所述，根据本发明实施例的固态图像拾取设备可以被应用于照相机系统。通过将根据本发明的固态图像拾取设备应用于照相机系统，可以获得具有改善的颜色分离特性的图像。
[0134]在每个实施例中，描述了具有三个光检测器的固态图像拾取设备。然而，只要包括多个堆叠的光检测器，本发明都可以被应用。例如，本发明可以被应用于具有两个堆叠的光检测器的背面照射型固态图像拾取设备。
[0135]虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围将被给予最宽的解释从而包括所有这样的修改、等同的结构与功能。
[0136]本申请要求2009年12月18日提交的日本专利申请N0.2009-288461的权益，该日本专利申请其整体通过参考被并入于此。
[0137]附图标记列表
[0138]101半导体衬底
[0139]102 电路部
[0140]103 η型半导体区
[0141]104 P型半导体区
[0142]105 η型半导体区
[0143]106微透镜
[0144]107遮光部
[0145]108光波导
[0146]109 芯部
[0147]110包层部
[0148]111柱型微透镜
[0149]112空气间隙
[0150]113耗尽层
【主权项】
1.一种背面照射型固态图像拾取设备，包括: 包括多个像素的半导体衬底，每个像素包括光检测器和读出部； 导线，布置在所述半导体衬底的第一主表面上；以及 光量降低部， 其中光从所述半导体衬底的与第一主表面相对的第二主表面进入所述光检测器，其中所述光检测器包括第一光检测器单元和布置为相对于第二主表面比第一光检测器单元更深的第二光检测器单元， 其中第一光检测器单元包括第一导电类型的第一半导体区，在所述第一半导体区中通过光电转换产生的载流子作为信号载流子被收集， 其中所述读出部包括第一导电类型的第二半导体区，所述第二半导体区在所述半导体衬底的深度方向上延伸使得在第一半导体区处收集的载流子被读出到第一主表面， 其中，遮光部布置在所述半导体衬底的第二主表面上并且被配置为阻挡光，以及 其中，所述遮光部被布置为使得沿深度方向的所述遮光部的投影与第二半导体区交迭。
2.根据权利要求1所述的固态图像拾取设备，还包括: 微透镜，布置在所述半导体衬底的第二主表面上并且被配置为使光聚焦， 其中，所述微透镜被布置为使得沿深度方向的微透镜的边缘的投影与第二半导体区相交。
3.根据权利要求2所述的固态图像拾取设备，其中，沿深度方向的微透镜的边缘的投影与包括在多个像素中的两个相邻像素中的每一个像素中的第二半导体区相交。
4.根据权利要求1所述的固态图像拾取设备，还包括: 多个微透镜，布置在所述半导体衬底的第二主表面上，每个微透镜被配置为使光聚焦，其中，微透镜以连接的方式被布置以使得边缘的部分是共有的，以及其中，微透镜被布置为使得沿深度方向的微透镜的共有的边缘的投影与第二半导体区相交。
5.根据权利要求1所述的固态图像拾取设备，还包括: 两个微透镜，布置在所述半导体衬底的第二主表面上， 其中，空气间隙被设置在与相邻的像素对应的所述两个微透镜之间，以及 其中，所述两个微透镜被布置为使得沿深度方向的空气间隙的投影与第二半导体区交迭。
6.根据权利要求1所述的固态图像拾取设备，其中，在多个像素之中，包括在像素中的第一半导体区与包括在相邻的像素中的第一半导体区是电学上导通的。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的固态图像拾取设备， 其中，所述光检测器还包括第三光检测器单元，所述第三光检测器单元布置在第一光检测器单元的深度与第二光检测器单元的深度之间的深度处， 其中，第三光检测器单元包括第一导电类型的第三半导体区，在所述第三半导体区中通过光电转换产生的载流子作为信号载流子被收集， 其中，所述读出部包括第四半导体区，所述第四半导体区在所述半导体衬底的深度方向上延伸使得在第三半导体区中收集的载流子被读出到第一主表面， 其中，所述光量降低部被配置为降低入射在第一导电类型的第二半导体区上的光的量，以及 其中，所述遮光部被布置为使得沿深度方向的所述遮光部的投影与第四半导体区交迭。
【专利摘要】本发明涉及固态图像拾取设备。提供了具有改善的颜色分离特性的背面照射型固态图像拾取设备。光检测器包括第一光检测器单元和布置为相对于半导体衬底的背面比第一光检测器单元更深的第二光检测器单元，其中第一光检测器单元包括第一导电类型的第一半导体区，在所述第一半导体区中通过光电转换产生的载流子作为信号载流子被收集。读出部包括第一导电类型的第二半导体区，所述第二半导体区在深度方向上延伸使得在第一半导体区处收集的载流子被读出到半导体衬底的正面。设置了降低入射在第二半导体区上的光的量的单元。
【IPC分类】H01L27-146
【公开号】CN104701335
【申请号】CN201510124447
【发明人】山下雄一郎, 荻野昌也, 岩田旬史, 铃木健太郎
【申请人】佳能株式会社
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2010年12月13日
【公告号】CN102652359A, CN102652359B, US20120298841, WO2011074234A1