固体摄像装置、固体摄像装置制造方法和电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本技术涉及固体摄像装置、固体摄像装置制造方法和电子设备，且更具体地，涉及能够使摄像像素的敏感度和相位差检测像素的AF(自动对焦)性能最优化的固体摄像装置、固体摄像装置制造方法和电子设备。
【背景技术】
[0002]在相关技术中，针对固体摄像装置，为了实现提高敏感度或者防止混色，已经提议出了各种各样的技术。
[0003]例如，曾经提议了一种固体摄像装置，在该装置内，在各像素中作为发散透镜(该发散透镜使得来自片上透镜(on-chip lens)的入射光的聚光点能够接近受光表面)而形成了如下的透镜层:所述透镜层的与所述受光表面的中央对应的部分被形成得具有比与所述受光表面的周边对应的部分的折射率分布低的折射率分布(例如，参见日本未经审查的专利申请公开案第2011-210981号)。因此，可以缩短所述片上透镜与所述受光表面之间的距离，并且可以实现提高敏感度或者防止混色。
[0004]然而，在相关技术中，在数码单反相机(DSLR:digital single lens reflexcamera)中，因为是通过与用于摄取图像的固体摄像装置独立地设置的传感器来执行聚焦，所以部件的数量增多了或者聚焦是在与实际期望聚焦的位置不同的位置处被执行的，且因此，可能会发生关于聚焦位置的误差。
[0005]同时，近年来，已知有如下的一种固体摄像装置:该装置在像素阵列部中设置了摄像像素和相位差检测像素，并且基于由一对相位差检测像素输出的信号的偏移量来对聚焦进行检测，即，通过像平面相位差自动对焦(AF:auto focus)方式来执行焦点检测。在所述一对相位差检测像素中，各受光表面的相互不同的一半被遮光膜遮挡。
[0006]在上述的固体摄像装置中，当微透镜的聚光点落在光电转换部(该光电转换部是比遮光膜低的层)的受光表面上时，摄像像素的敏感度变得最大，而当微透镜的聚光点落在遮光膜上时，相位差检测像素的AF性能变得最大。
[0007]然而，当使摄像像素的敏感度最优化时，相位差检测像素的敏感度就会降低，且尤其是当被摄对象较暗时，很难准确地执行聚焦。
【发明内容】
[0008]本发明期望能够使摄像像素的敏感度和相位差检测像素的AF性能最优化。
[0009]本技术的实施例提供了一种固体摄像装置，其包括:摄像像素，所述摄像像素包括接收入射光的光电转换部；以及相位差检测像素，所述相位差检测像素包括所述光电转换部和遮光部，所述遮光部遮挡向所述光电转换部入射的光的一部分。在所述固体摄像装置中，所述摄像像素还包括被形成于所述光电转换部的上侧的高折射率膜，并且所述相位差检测像素还包括被形成于所述光电转换部的上侧的低折射率膜。
[0010]在本实施例中，所述摄像像素和所述相位差检测像素可以分别包括被形成于所述高折射率膜和所述低折射率膜的上层处的彩色滤光片层，并且所述高折射率膜和所述低折射率膜可以还起到平坦化膜的作用。
[0011 ] 在本实施例中，所述低折射率膜可以被形成得覆盖所述高折射率膜并且起到所述平坦化膜的作用。
[0012]在本实施例中，所述高折射率膜可以被形成得覆盖所述低折射率膜并且起到所述平坦化膜的作用。
[0013]在本实施例中，所述高折射率膜的折射率可以比所述低折射率膜的折射率高出0.1以上的值。
[0014]在本实施例中，所述高折射率膜的折射率可以被设定为从1.5至2.0范围内的值。
[0015]在本实施例中，所述低折射率膜的折射率可以被设定为从1.1至1.5范围内的值。
[0016]在本实施例中，所述高折射率膜和所述低折射率膜中的任一者或两者可以由具有感光性的材料形成。
[0017]在本实施例中，所述高折射率膜或所述低折射率膜可以被形成得具有如凸透镜形状一样的截面形状。
[0018]在本实施例中，所述摄像像素和所述相位差检测像素可以分别包括处于所述彩色滤光片层的上侧的微透镜，并且在所述摄像像素和所述相位差检测像素中，所述微透镜可以以同一形式而被形成。
[0019]本技术的另一个实施例提供了一种固体摄像装置制造方法，所述固体摄像装置包括摄像像素和相位差检测像素，所述摄像像素包括接收入射光的光电转换部，所述相位差检测像素包括所述光电转换部和遮光部，所述遮光部遮挡向所述光电转换部入射的光的一部分，所述方法包括:在所述摄像像素中的所述光电转换部的上侧形成高折射率膜；并且在所述相位差检测像素中的所述光电转换部的上侧形成低折射率膜。
[0020]本技术的又一个实施例提供了一种电子设备，其包括固体摄像装置，所述固体摄像装置包括摄像像素和相位差检测像素，所述摄像像素包括接收入射光的光电转换部，所述相位差检测像素包括所述光电转换部和遮光部，所述遮光部遮挡向所述光电转换部入射的光的一部分。在所述固体摄像装置中，所述摄像像素还包括被形成于所述光电转换部的上侧的高折射率膜，并且所述相位差检测像素还包括被形成于所述光电转换部的上侧的低折射率膜。
[0021 ] 在各实施例中，所述高折射率膜被形成于所述摄像像素中的所述光电转换部的上侦U，并且所述低折射率膜被形成于所述相位差检测像素中的所述光电转换部的上侧。
[0022]在各实施例中，能够使所述摄像像素的敏感度和所述相位差检测像素的AF性能最优化。
【附图说明】
[0023]图1是示出了应用了本技术的固体摄像装置的构造示例的框图；
[0024]图2是图示了像素阵列部的像素排列的图；
[0025]图3是示出了本技术第一实施例的像素的构造示例的截面图；
[0026]图4是图不了像素形成工艺的流程图；
[0027]图5A至图5C是图示了像素形成步骤的图；
[0028]图6A至6C是图示了像素形成步骤的图；
[0029]图7是示出了像素的另一个构造示例的截面图；
[0030]图8是示出了本技术第二实施例的像素的构造示例的截面图；
[0031]图9是图示了像素形成工艺的流程图；
[0032]图1OA至图1OD是图示了像素形成步骤的图；
[0033]图1lA至图1lC是图示了像素形成步骤的图；
[0034]图12是示出了本技术第三实施例的像素的构造示例的截面图；
[0035]图13是图示了像素形成工艺的流程图；
[0036]图14A至图14D是图示了像素形成步骤的图；
[0037]图15A至图15C是图示了像素形成步骤的图；
[0038]图16是图示了像素形成工艺的流程图；
[0039]图17A至图17D是图示了像素形成步骤的图；
[0040]图18A至图18C是图示了像素形成步骤的图；
[0041]图19是示出了本技术第四实施例的像素的构造示例的截面图；
[0042]图20是图不了像素形成工艺的流程图；
[0043]图21A至图21D是图示了像素形成步骤的图；
[0044]图22A至图22D是图示了像素形成步骤的图；
[0045]图23是示出了本技术第五实施例的像素的构造示例的截面图；
[0046]图24是示出了彩色滤光片的示例的图；
[0047]图25是示出了本技术第六实施例的像素的构造示例的截面图；
[0048]图26是图不了像素形成工艺的流程图；
[0049]图27A至图27D是图示了像素形成步骤的图；
[0050]图28A至图28C是图示了像素形成步骤的图；
[0051]图29是图示了掩模板(reticle)的曝光图案的图；
[0052]图30是图示了掩模板的曝光图案的图；
[0053]图31是图示了像素形成工艺的流程图；
[0054]图32A至图32D是图示了像素形成步骤的图；
[0055]图33是图示了灰度掩模(gray scale mask)的曝光图案的图；
[0056]图34是示出了本技术第七实施例的像素的构造示例的截面图；
[0057]图35是示出了彩色滤光片的另一个示例的图；以及
[0058]图36是示出了应用了本技术的电子设备的构造示例的框图。
【具体实施方式】
[0059]下文中，将参照附图来说明本技术的实施例。
[0060]固体摄像装置的构造示例
[0061]图1是示出了应用了本技术的固体摄像装置的一个实施例的框图。下文中，将说明表面照射型互补金属氧化物半导体(CMOS complementary metal oxidesemiconductor)图像传感器(它是放大型固体摄像装置)的构造。本技术不局限于被应用到表面照射型CMOS图像传感器中，而是还能够被应用到背面照射型CMOS图像传感器、其他放大型固体摄像装置、或者诸如电荷親合器件(CCD:charge coupled device)图像传感器等电荷传输型固体摄像装置中。
[0062]图1所示的CMOS图像传感器10包括:被形成于半导体基板(未图示)上的像素阵列部11;和被集成于与像素阵列部11的半导体基板为同一个的半导体基板上的周边电路部。例如，该周边电路部是利用垂直驱动部12、列处理部13、水平驱动部14和系统控制部15来构成的。
[0063]CMOS图像传感器10还包括信号处理部18和数据存储部19。
[0064]像素阵列部11具有如下的构造:其中，含有光电转换部的单位像素(下文中，也简称为像素)被布置于行方向和列方向上，即，以矩阵形式呈二维地布置着，所述光电转换部用于生成与受光强度对应的光电荷且把光电荷存储起来。此处，行方向表示沿像素行(水平方向)的像素排列方向，并且列方向表示沿像素列(垂直方向)的像素排列方向。在像素阵列部11中，用来生成用于基于所接收的对象光而产生捕获图像的信号的像素(摄像像素)和用来生成用于执行焦点检测的信号的像素(相位差检测像素)被布置为多个像素。
[0065]在像素阵列部11中，针对呈矩阵形式的像素排列，像素驱动线16对应于各像素行而沿着行方向被布线，并且垂直信号线17对应于各像素列而沿着列方向被布置着。当从像素读出信号时，像素驱动线16传输用来执行驱动的驱动信号。在图1中，像素驱动线16被图示为一根布线，但是其不局限于一根布线。像素驱动线16的一端被连接至垂直驱动部12的与各行对应的输出端。
[0066]垂直驱动部12是由移位寄存器或地址解码器构成的，并且同时驱动像素阵列部11中的全部像素，或者以行为单位驱动像素阵列部11中的各像素。即，垂直驱动部12和对垂直驱动部12进行控制的系统控制部15 —起构成用于驱动像素阵列部11中的各像素的驱动部。垂直驱动部12的具体构造在该图中被省略了，但是该垂直驱动部通常被构造成具有读出扫描系统和清除扫描系统这两个扫描系统。
[0067]为了从单位像素读出信号，读出扫描系统以行为单位顺序地选择且扫描像素阵列部11中的单位像素。从单位像素读出的信号是模拟信号。针对于被读出扫描系统执行读出扫描的读出行，清除扫描系统比该读出扫描提前快门速度的时间来执行清除扫描。
[0068]通过利用清除扫描系统执行清除扫描，从读出行的单位像素的光电转换部中清除了不必要的电荷，于是光电转换部被复位。因为不必要的电荷被该清除扫描系统清除(复位)，所以电子快门操作被执行。此处，电子快门操作是排出光电转换部中的光电荷并重新开始曝光(开始累积光电荷