專利名稱：固態(tài)攝像器件及其制造方法和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固態(tài)攝像器件及其制造方法以及電子設(shè)備，更具體地說，涉及在襯底 的攝像面上設(shè)置有多個光電轉(zhuǎn)換單元并在朝向光電轉(zhuǎn)換單元的方向上以突出形狀形成有 多個內(nèi)層透鏡的固態(tài)攝像器件、及其制造方法和電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
例如數(shù)碼攝像機(jī)和數(shù)碼相機(jī)等電子設(shè)備包括固態(tài)攝像器件。例如，固態(tài)攝像器件 包括CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)型圖像傳感器和CCD(電荷耦合器件)型圖像傳感器。在固態(tài)攝像器件中，形成有多個像素的成像區(qū)域設(shè)置在半導(dǎo)體襯底的表面上。在 多個像素的每一個中，設(shè)置有光電轉(zhuǎn)換單元，該光電轉(zhuǎn)換單元通過經(jīng)由曲面透鏡接收入射 光并對接收到的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換來生成信號電荷。例如，將光電二極管形成為光電轉(zhuǎn)換單兀。在固態(tài)攝像器件中，例如，在光電轉(zhuǎn)換單元的上側(cè)設(shè)置有片上透鏡(on-chip lens)。人們已經(jīng)提出了將內(nèi)層透鏡設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換單元與片上透鏡之間的構(gòu)造。內(nèi)層透鏡 設(shè)置為用于將經(jīng)由片上透鏡入射的光有效地照射到光電轉(zhuǎn)換單元上。例如，多個內(nèi)層透鏡 各自形成為具有沿朝向光電轉(zhuǎn)換單元的方向突出的下凸結(jié)構(gòu)(例如見JP-A-2002-359363 和 JP-A-2007-324481)。在固態(tài)攝像器件中，因像素所接收到的主光束的角度根據(jù)在成像區(qū)域中的位置不 同而發(fā)生變化，可導(dǎo)致所攝圖像的像質(zhì)惡化。具體說，在成像區(qū)域的中心部，經(jīng)由曲面透鏡入射的主光束的角度幾乎垂直于成 像區(qū)域。另一方面，在成像區(qū)域的周緣部，經(jīng)由曲面透鏡入射的主光束的角度相對于與成像 區(qū)域垂直的方向傾斜。因此，存在所攝圖像的中心部變成明亮圖像而周緣部變成暗淡圖像， 從而惡化所攝圖像的像質(zhì)的情況。也就是說，成像區(qū)域的中心部與周緣部的感光度之間存在差異，因此存在所攝圖 像的像質(zhì)發(fā)生惡化的情況。

發(fā)明內(nèi)容
因此，需要提供一種能夠改善所攝圖像像質(zhì)的固態(tài)攝像器件及其制造方法和電子 設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，提供了一種固態(tài)攝像器件，其包括設(shè)置在襯底的攝像面上 的多個光電轉(zhuǎn)換單元；和多個內(nèi)層透鏡，所述多個內(nèi)層透鏡與所述多個光電轉(zhuǎn)換單元各個 對應(yīng)地設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換單元的上側(cè)，并形成為沿朝向所述光電轉(zhuǎn)換單元的方向突出的 形狀。所述多個內(nèi)層透鏡各自形成為在所述攝像面的中心和周緣具有不同的透鏡形狀。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，提供了一種電子設(shè)備，其包括設(shè)置在襯底的攝像面上的 多個光電轉(zhuǎn)換單元；和多個內(nèi)層透鏡，所述多個內(nèi)層透鏡與所述多個光電轉(zhuǎn)換單元各個對 應(yīng)地設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換單元的上側(cè)，并形成為沿朝向所述光電轉(zhuǎn)換單元的方向突出的形狀。所述多個內(nèi)層透鏡各自形成為在所述攝像面的中心和周緣具有不同的透鏡形狀。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，提供了一種固態(tài)攝像器件的制造方法。該方法包括以下步驟與設(shè)置在襯底的攝像面上的多個光電轉(zhuǎn)換單元各個對應(yīng)地、以沿朝向所述多個光電 轉(zhuǎn)換單元的方向突出的形狀、在所述多個光電轉(zhuǎn)換單元的上側(cè)形成多個內(nèi)層透鏡。在形成 多個內(nèi)層透鏡的步驟中，所述多個內(nèi)層透鏡各自形成為在所述攝像面的中心和周緣具有不 同的透鏡形狀。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，如上所述，通過將多個內(nèi)層透鏡各自形成為在攝像面的中 心和周緣具有不同透鏡形狀，能防止在成像區(qū)域的中心部與周緣部之間發(fā)生感光度差異。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，能獲得能夠改善所攝圖像像質(zhì)的固態(tài)攝像器件、及其制造 方法和電子設(shè)備。


圖1是示出本發(fā)明實(shí)施例1的相機(jī)40的構(gòu)造的構(gòu)造圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的固態(tài)攝像器件的整體構(gòu)造的示意性俯視圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的設(shè)置在成像區(qū)域PA中的像素P的主要部分的電路圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的固態(tài)攝像器件1的主要部分的截面圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例1的固態(tài)攝像器件1的主要部分的截面圖。圖6是示出本發(fā)明實(shí)施例1的構(gòu)成內(nèi)層透鏡120的透鏡材料層與光電二極管21 之間的關(guān)系的俯視圖。圖7是示出本發(fā)明實(shí)施例1的構(gòu)成內(nèi)層透鏡120的透鏡材料層與光電二極管21 之間的關(guān)系的俯視圖。圖8A和8B是本發(fā)明實(shí)施例1的固態(tài)攝像器件1的制造方法的各步驟中所設(shè)置的 主要部分的截面圖。圖9A和9B是本發(fā)明實(shí)施例1的固態(tài)攝像器件1的制造方法的各步驟中所設(shè)置的 主要部分的截面圖。圖IOA和IOB是本發(fā)明實(shí)施例1的固態(tài)攝像器件1的制造方法的各步驟中所設(shè)置 的主要部分的截面圖。圖11示出了主光束向本發(fā)明實(shí)施例1的固態(tài)攝像器件1入射的樣子。圖12示出了主光束向本發(fā)明實(shí)施例1的固態(tài)攝像器件1入射的樣子。圖13是本發(fā)明實(shí)施例2的固態(tài)攝像器件Ib的主要部分的截面圖。圖14是本發(fā)明實(shí)施例2的固態(tài)攝像器件Ib的主要部分的截面圖。圖15是本發(fā)明實(shí)施例3的固態(tài)攝像器件Ic的主要部分的截面圖。圖16是本發(fā)明實(shí)施例3的固態(tài)攝像器件Ic的主要部分的截面圖。圖17是本發(fā)明實(shí)施例4的固態(tài)攝像器件Id的主要部分的截面圖。圖18是本發(fā)明實(shí)施例4的固態(tài)攝像器件Id的主要部分的截面圖。圖19是本發(fā)明實(shí)施例5的固態(tài)攝像器件Ie的主要部分的截面圖。圖20是本發(fā)明實(shí)施例5的固態(tài)攝像器件Ie的主要部分的截面圖。圖21示出了本發(fā)明一實(shí)施例的固態(tài)攝像器件的主要部分。圖22示出了本發(fā)明一實(shí)施例的固態(tài)攝像器件的主要部分。
圖23示出了本發(fā)明一實(shí)施例的固態(tài)攝像器件的主要部分。圖24示出了本發(fā)明一實(shí)施例的固態(tài)攝像器件的主要部分。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例。將以下列順序進(jìn)行描述1.實(shí)施例12.實(shí)施例2 (內(nèi)層透鏡呈錐形的情況)3.實(shí)施例3(內(nèi)層透鏡的折射率朝光電二極管減小的情況)4.實(shí)施例4(內(nèi)層透鏡的折射率朝光電二極管增大的情況)5.實(shí)施例5 (包括有光波導(dǎo)的情況)6.其它<1.實(shí)施例 1>[器件構(gòu)造](1)相機(jī)的主要部分的構(gòu)造圖1是示出本發(fā)明實(shí)施例1的相機(jī)40的構(gòu)造的構(gòu)造圖。如圖1所示，相機(jī)40包括固態(tài)攝像器件(solid-state imaging device)l、曲面透鏡42、驅(qū)動電路43、和信號處理電路44。將依次描述各部件。固態(tài)攝像器件1通過接收經(jīng)由曲面透鏡42入射到攝像面PS的光(被攝體圖像) 并對所接收的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換來生成信號電荷。這里，固態(tài)攝像器件1根據(jù)從驅(qū)動電路43 輸出的驅(qū)動信號得到驅(qū)動。具體說，固態(tài)攝像器件1讀取信號電荷，并輸出原始數(shù)據(jù)。在該實(shí)施例中，如圖1所示，從曲面透鏡42射出的主光束Hl以垂直于固態(tài)攝像器 件1的攝像面PS的角度入射到攝像面PS的中心部。另一方面，主光束H2以相對于與固態(tài) 攝像器件1的攝像面PS垂直的方向傾斜的角度入射到攝像面PS的周緣部。曲面透鏡42布置成將與被攝體圖像相應(yīng)的入射光H會集到固態(tài)攝像器件1的攝 像面PS上。在本實(shí)施例中，曲面透鏡42設(shè)置成使其光軸與固態(tài)攝像器件1的攝像面PS的中 心一致。因此，如圖1所示，曲面透鏡42將主光束Hl以垂直于攝像面PS的角度發(fā)射到固 態(tài)攝像器件1的攝像面PS的中心部。另一方面，曲面透鏡42將主光束H2以相對于與攝像 面PS垂直的方向傾斜的角度發(fā)射到攝像面PS的周緣部。驅(qū)動電路43向固態(tài)攝像器件1和信號處理電路44輸出各種驅(qū)動信號，以驅(qū)動固 態(tài)攝像器件1和信號處理電路44。信號處理電路44構(gòu)造成通過對從固態(tài)攝像器件1輸出的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行信號處理 來生成被攝體圖像的數(shù)字圖像。(2)固態(tài)攝像器件的主要部分的構(gòu)造下面將描述固態(tài)攝像器件1的整體構(gòu)造。圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的固態(tài)攝像器件1的整體構(gòu)造的示意性俯視圖。本實(shí)施例的固態(tài)攝像器件1為CMOS型圖像傳感器，并如圖2所示包括襯底101。 該襯底101是例如由硅形成的半導(dǎo)體襯底。如圖2所示，襯底101的表面上設(shè)置有成像區(qū)域PA和周緣區(qū)域SA。 如圖2所示，成像區(qū)域PA呈矩形形狀，并沿χ和y方向設(shè)置有多個像素P。也就是 說，像素P排成矩陣形狀。另外，成像區(qū)域PA設(shè)置成使其中心與圖1所示曲面透鏡42的光
軸一致。該成像區(qū)域PA相當(dāng)于圖1所示的攝像面。因此，如上所述，主光束(圖1中的Hl) 以垂直于成像區(qū)域PA的表面的角度向設(shè)置在成像區(qū)域PA中心部的像素P入射。另一方面， 主光束(圖1的H2)以相對于與成像區(qū)域PA的表面垂直的方向傾斜的角度向設(shè)置在成像 區(qū)域PA周緣部的像素P入射。如圖2所示，周緣區(qū)域SA設(shè)置在成像區(qū)域PA的周緣。在周緣區(qū)域SA中，設(shè)置有 處理對像素P生成的信號電荷的周緣電路。具體說，如圖2所示，作為周緣電路，設(shè)置有垂直選擇電路13、列電路(column circuit) 14、水平選擇電路15、水平信號線16、輸出電路17、和時序發(fā)生器(TG，timing generator)18。垂直選擇電路13例如包括移位寄存器(shift register)，并以行為單元選擇驅(qū) 動像素P。列電路14包括例如S/H(sample and hold，采樣保持)電路和CDS (Correlated Double Sampling,相關(guān)雙采樣)電路。列電路14對以列為單元從像素P讀出的信號進(jìn)行
信號處理。水平選擇電路15例如包括移位寄存器，并依次選擇由列電路14從像素P讀出的 信號以輸出。然后，根據(jù)水平選擇電路15所進(jìn)行的選擇驅(qū)動，將從像素P讀出的信號經(jīng)由 水平信號線16輸出到輸出電路17。輸出電路17例如包括數(shù)字放大器，對從水平選擇電路15輸出的信號進(jìn)行例如放 大處理等信號處理，然后輸出到外部。時序發(fā)生器18生成各種時序信號，并將時序信號輸出至垂直選擇電路13、列電路 14和水平選擇電路15，從而對各單元進(jìn)行驅(qū)動控制。(3)像素的主要部分的構(gòu)造圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的設(shè)置在成像區(qū)域PA中的像素P的主要部分的電路圖。如圖3所示，設(shè)置在成像區(qū)域PA中的像素P包括光電二極管21、傳輸晶體管 (transmission transistor) 22、放大器晶體管(amplifier transistor) 23、地址晶體管 (address transistor) 24和復(fù)位晶體管(reset transistor) 25。也就是說，設(shè)置有光電二 極管21和從該光電二極管21讀取信號電荷的像素晶體管。在像素P中，光電二極管21接收與被攝體圖像相應(yīng)的光，并對接收到的光進(jìn)行光 電轉(zhuǎn)換，從而生成并蓄積信號電荷。如圖3所示，光電二極管21經(jīng)由傳輸晶體管22連接 至放大器晶體管23的柵極(gate)。另外，在光電二極管21中蓄積的信號電荷作為輸出 信號被傳輸晶體管22傳輸至與放大器晶體管23的柵極相連接的浮動傳播部(floating diffusion)FD0在像素P中，如圖3所示，傳輸晶體管22設(shè)置成介于光電二極管21與浮動傳播部FD之間。傳輸晶體管22根據(jù)從傳輸線26向傳輸晶體管22的柵極施加的傳輸脈沖，將光電 二極管21中蓄積的信號電荷作為輸出信號傳輸至浮動傳播部FD。
在像素P中，如圖3所示，放大器晶體管23的柵極連接至浮動傳播部FD，并放大經(jīng)由浮動傳播部FD輸出的輸出信號。這里，放大器晶體管23經(jīng)由地址晶體管24連接至垂 直信號線27，并與設(shè)置在成像區(qū)域PA外的區(qū)域中的靜態(tài)電流源(static current source) I 一起構(gòu)成源極跟隨器(sourcefollower)。放大器晶體管23根據(jù)對地址晶體管24的地址 信號供給，將從浮動傳播部FD輸出的輸出信號放大。在像素P中，如圖3所示，地址晶體管24的柵極與被供給地址信號的地址線28相 連接。當(dāng)被供給地址信號時，地址晶體管24處于接通(ON)狀態(tài)，并將如上所述被放大器晶 體管23放大的輸出信號輸出至垂直信號線27。然后，輸出信號經(jīng)由垂直信號線27輸出至 上述列電路14的S/H電路和CDS電路。在像素P中，如圖3所示，復(fù)位晶體管25的柵極與被供給復(fù)位信號的復(fù)位線29相 連接，并連接成介于電源Vdd與浮動傳播部FD之間。當(dāng)從復(fù)位線29將復(fù)位信號供給至復(fù) 位晶體管25的柵極時，復(fù)位晶體管25將浮動傳播部FD的電位復(fù)位成電源Vdd的電位。晶體管22、24和25的柵極以沿水平方向χ排列的多個像素構(gòu)成的行為單位被連 接。因此，上述對像素的驅(qū)動操作是對排列在行單位中的多個像素同時進(jìn)行的。具體說，根 據(jù)上述垂直選擇電路13所供給的地址信號，以水平線(像素行)為單位沿垂直方向依次選 擇像素。然后，根據(jù)從時序發(fā)生器18輸出的各種時序信號控制各個像素的晶體管。因此，各 像素的輸出信號經(jīng)由垂直信號線27被各像素列的列電路14的S/H電路和CDS電路讀出。(4)固態(tài)攝像器件的詳細(xì)構(gòu)造下面將詳細(xì)描述本實(shí)施例的固態(tài)攝像器件1。圖4和圖5是本發(fā)明實(shí)施例1的固態(tài)攝像器件1的主要部分的截面圖。這里，圖 4示出的是設(shè)置在圖2所示成像區(qū)域PA的中心部的像素P的截面。另一方面，圖5示出的 是設(shè)置在圖2所示成像區(qū)域PA的周緣部的像素P的截面。圖5示出的是右側(cè)為成像區(qū)域 PA的中心側(cè)而左側(cè)為成像區(qū)域PA的周緣側(cè)的情況。在成像區(qū)域PA中，像素P構(gòu)造為如圖3所示。然而，圖中未示出除光電二極管21 外的構(gòu)成像素P的構(gòu)件。如圖4和5所示，在固態(tài)攝像器件1中，與像素P對應(yīng)地形成有光電二極管21、內(nèi) 層透鏡(inner-layer lens) 120、濾色器130和片上透鏡(on-chiplens) 140。另外，這里， 如圖4和5所示，內(nèi)層透鏡120由第一內(nèi)層透鏡材料層121、第二內(nèi)層透鏡材料層122和第 三內(nèi)層透鏡材料層123構(gòu)成。下面將依次描述各個部分。如圖4和5所示，光電二極管21設(shè)置在襯底101的表面上。光電二極管21通過 在受光面JS上接收光并對接收的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換來生成信號電荷。在襯底101的表面上 與圖2所示多個像素P對應(yīng)地設(shè)置有多個光電二極管21。另外，在光電二極管21的上側(cè)設(shè)置有線路層(wiring layer) 110。在線路層110 中，與各元件電連接的線路IlOh形成在絕緣層IlOz內(nèi)部。絕緣層IlOz由能夠透光的透光 材料形成。例如，絕緣層IlOz由氧化硅膜(折射率η= 1.43)形成。另外，線路IlOh由例 如金屬等導(dǎo)電材料形成。此外，如圖4和5所示，在光電二極管21的上側(cè)還設(shè)置有內(nèi)層透鏡120、濾色器 130、和片上透鏡140。這里，是從受光面JS側(cè)起依次設(shè)置內(nèi)層透鏡120、濾色器130和片上透鏡140。在本實(shí)施例中，對比圖4和圖5可知，各部分120、130和140相對于光電二極管21 的位置根據(jù)像素P的位置而不相同。這里，隨著設(shè)置在成像區(qū)域PA上的像素P的位置越遠(yuǎn) 離成像區(qū)域PA的中心側(cè)，各部分120、130、140的中心位置設(shè)置成相對于光電二極管21的 受光面JS的中心更偏向成像區(qū)域PA的中心側(cè)。具體說，如圖4所示，在設(shè)置于成像區(qū)域PA中心部的像素P中 ，在受光面JS的上 側(cè)，各部分120、130、140的中心位置與受光面JS的中心軸C 一致。另一方面，如圖5所示，在設(shè)置于成像區(qū)域PA的周緣部的像素P中，在受光面JS的 上側(cè)，各部分120、130、140的中心位置與受光面JS的中心軸C不一致，而是沿xy平面偏向 一側(cè)。如上所述，圖5示出的情況是右側(cè)為成像區(qū)域PA的中心側(cè)而左側(cè)為成像區(qū)域PA的 周緣側(cè)。因此，各部分120、130、140的中心位置設(shè)置成相對于受光面JS的中心偏向右側(cè)。雖然圖中未示出，與圖5相反，在左側(cè)為成像區(qū)域PA的中心側(cè)而右側(cè)為成像區(qū)域 的周緣側(cè)的情況下，各部分120、130、140的中心位置設(shè)置成相對于受光面JS的中心偏向左 側(cè)。也就是說，各部分120、130、140設(shè)置成使得各部分120、130、140的間距(pitch)小于 設(shè)置在像素P中的光電二極管21的間距。如圖4和5所示，內(nèi)層透鏡120形成為在襯底101的表面的上側(cè)位于線路層110上。在本實(shí)施例中，對比圖4和圖5可知，內(nèi)層透鏡120相對于光電二極管21的位置 根據(jù)像素P的位置而不相同。這里，隨著設(shè)置在成像區(qū)域PA中的像素P的位置越遠(yuǎn)離成像 區(qū)域PA的中心，內(nèi)層透鏡120的中心位置設(shè)置成相對于光電二極管21的受光面JS的中心 更偏向成像區(qū)域PA的中心側(cè)。也就是說，內(nèi)層透鏡120設(shè)置成使得內(nèi)層透鏡120的間距小 于設(shè)置在像素P中的光電二極管21的間距。另外，內(nèi)層透鏡120構(gòu)造成將從濾色器130射出的光會集到襯底101的表面上。具 體說，內(nèi)層透鏡120形成為使得在朝向光電二極管21的受光面JS的方向上，中心部比邊緣部厚。在本實(shí)施例中，如圖4和5所示，內(nèi)層透鏡120形成為使得沿著光電二極管21的 受光面JS的表面的面積在從片上透鏡140側(cè)朝向光電二極管21側(cè)的方向上以階梯方式依 次減小。具體說，內(nèi)層透鏡120包括第一透鏡材料層121、第二透鏡材料層122和第三透鏡 材料層123。第一到第三透鏡材料層121、122、123依次層疊在光電二極管21的受光面JS 的上側(cè)。在內(nèi)層透鏡120中，透鏡材料層121、122、123的側(cè)面在xy平面的方向上設(shè)置在不 同位置，使得在沿著與受光面JS垂直的ζ方向的側(cè)面上形成不同層級。透鏡材料層121、122、123分別通過使用折射率比設(shè)置在其周緣的中間層絕緣膜 111、112、113的折射率高的光學(xué)材料形成。例如，透鏡材料層121、122、123通過使用由等離 子CVD法沉積的氮化硅(折射率為2. 0)形成。在內(nèi)層透鏡120中，如圖4和5所示，第一透鏡材料層121在透鏡材料層121、122、 123中設(shè)置成最靠近受光面JS。另外，在內(nèi)層透鏡120中，如圖4和5所示，第二透鏡材料層122設(shè)置在第一透鏡 材料層121與第三透鏡材料層123之間。
另外，在內(nèi)層透鏡120中，如圖4和5所示，第三透鏡材料層123在透鏡材料層121、 122、123中設(shè)置成最遠(yuǎn)離受光面JS。圖6和圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的示出構(gòu)成內(nèi)層透鏡120的透鏡材料層121、 122、123與光電二極管21之間的關(guān)系的俯視圖。這里，圖6與圖4相似，示出了設(shè)置在圖2 所示成像區(qū)域PA中心部的像素P的部分。另一方面，圖7與圖5相似示出了設(shè)置在圖2所 示成像區(qū)域PA的周緣部的像素P的部分。在圖6和7中，為方便圖示，示出了構(gòu)成內(nèi)層透 鏡120的透鏡材料層121、122、123，并以虛線表示光電二極管21。如圖6和7所示，第一到第三透鏡材料層121、122、123的平面形狀為矩形，并形成 為彼此相似。也就是說，透鏡材料層121、122、123形成為樣式相同但面積不同。這里，第一 透鏡材料層121形成為具有小于第二透鏡材料層122的面積的面積。另外，第二透鏡材料 層122形成為具有小于第三透鏡材料層123的面積的面積。也就是說，多個透鏡材料層121、122、123形成為使得最靠近光電二極管21的第一 透鏡材料層121的下表面的面積小于最遠(yuǎn)離光電二極管21的第三透鏡材料層123的上表 面的面積。具體說，如圖6所示，在設(shè)置于成像區(qū)域PA中心部的像素P中，各透鏡材料層121、 122、123的中心位置設(shè)置成與光電二極管21的受光面JS的中心C 一致。另一方面，如圖7所示，在設(shè)置于成像區(qū)域PA的周緣部的像素P中，透鏡材料層 121、122、123的中心位置與光電二極管21的受光面JS的中心C不一致，沿xy平面偏向一 側(cè)。圖7與圖5相似，示出的是右側(cè)為成像區(qū)域PA的中心側(cè)而左側(cè)為成像區(qū)域PA的周緣 側(cè)的情況。因此，在該部分中，第一到第三透鏡材料層121、122、123的中心位置設(shè)置成相對 于光電二極管21的受光面JS的中心C依次偏向右側(cè)。如圖4和5所示，濾色器130形成為在襯底101的表面的上側(cè)位于內(nèi)層透鏡120 上。濾色器130構(gòu)造成使與被攝體圖像相應(yīng)的光著色，并將被著色的光射向襯底101的表 面。例如，通過使用含有著色顏料和光致抗蝕劑樹脂的涂覆溶液，用例如旋轉(zhuǎn)涂覆法等涂覆 方法進(jìn)行涂覆，以形成涂覆膜，然后使用光刻技術(shù)(lithographic technology)對涂覆膜進(jìn) 行樣式加工，來形成濾色器130。雖然圖中未示出，濾色器130作為綠色過濾層、紅色過濾層 和藍(lán)色過濾層之一設(shè)置在各像素P中。例如，綠色過濾層、紅色過濾層和藍(lán)色過濾層各自以 拜耳配置(Bayer arrangement)設(shè)置成彼此平行。在本實(shí)施例中，對比圖4和圖5可知，濾色器130相對于光電二極管21的位置根 據(jù)像素P的位置而不相同。這里，隨著設(shè)置在成像區(qū)域PA中的像素P的位置越遠(yuǎn)離成像區(qū) 域PA的中心，濾色器130的中心位置設(shè)置成相對于光電二極管21的受光面JS的中心更偏 向成像區(qū)域PA的中心側(cè)。也就是說，濾色器130設(shè)置成使得濾色器130的間距小于設(shè)置在 像素P中的光電二極管21的間距。另外，濾色器130設(shè)置成使得濾色器130的間距小于設(shè) 置在像素P中的內(nèi)層透鏡120的間距。如圖4和5所示，片上透鏡140形成為在襯底101的表面的上側(cè)位于濾色器130 上。該片上透鏡140構(gòu)造成將入射光會集到光電二極管21的受光面JS上。具體說，片上 透鏡140形成為使得在朝向光電二極管21的受光面JS的方向上，中心部比邊緣部厚。在本實(shí)施例中，對比圖4和圖5可知，片上透鏡140相對于光電二極管21的位置 根據(jù)像素P的位置而不相同。這里，隨著設(shè)置在成像區(qū)域PA中的像素P的位置越遠(yuǎn)離成像區(qū)域PA的中心，片上透鏡140的中心位置設(shè)置成相對于光電二極管21的受光面JS的中心更偏向成像區(qū)域PA的中心側(cè)。也就是說，片上透鏡140設(shè)置成使得片上透鏡140的間距小 于設(shè)置在像素P中的光電二極管21的間距。另外，片上透鏡140設(shè)置成使得片上透鏡140 的間距小于設(shè)置在像素P中的內(nèi)層透鏡120的間距。[制造方法]下面將描述制造上述固態(tài)攝像器件1的制造方法的主要部分。具體說，將詳細(xì)描 述在固態(tài)攝像器件1中形成內(nèi)層透鏡120的步驟。圖8A、8B、9A、9B、10A和IOB是本發(fā)明實(shí)施例1的固態(tài)攝像器件1的制造方法的各 步驟中設(shè)置的主要部分的截面圖。圖8A、9A和IOA與圖4相似，示出了設(shè)置在圖2所示成 像區(qū)域PA的中心部的像素P的部分。另一方面，圖8B、9B和IOB與圖5相似，示出了設(shè)置 在圖2所示成像區(qū)域PA的周緣部的像素P的部分。(1)第一透鏡材料層121的形成首先，如圖8A和8B所示，形成構(gòu)成內(nèi)層透鏡120的第一透鏡材料層121。這里，如圖8A和8B所示，第一透鏡材料層121形成在線路層110上。例如，在線路層110上形成中間層絕緣膜111。然后，在中間層絕緣膜111的形成 第一透鏡材料層121的區(qū)域形成開口。例如，通過由使用CVD法形成氧化硅膜來形成中間 層絕緣膜111。然后，通過使用例如光刻技術(shù)來在中間層絕緣膜111中形成開口。在本實(shí)施例中，例如，通過進(jìn)行各向異性蝕刻工藝，來進(jìn)行該形成工藝，以使開口 的側(cè)面沿與襯底101的表面垂直的方向形成。然后，通過將光學(xué)材料形成為膜以掩埋形成在中間層絕緣膜111中的開口，來形 成第一透鏡材料層121。例如，通過使用等離子CVD法沉積氮化硅后，使用CMP (化學(xué)機(jī)械拋 光)工藝來使表面平整化。從而，在開口內(nèi)形成了第一透鏡材料層121。在本實(shí)施例中，如圖8A和8B所示，將第一透鏡材料層121形成為使得第一透鏡材 料層121相對于光電二極管21的位置根據(jù)像素P在成像區(qū)域PA中的位置而不同。具體說，該形成步驟如此進(jìn)行，使得隨著設(shè)置在成像區(qū)域PA中的像素P的位置越 遠(yuǎn)離成像區(qū)域PA的中心，第一透鏡材料層121的中心位置相對于光電二極管21的受光面 JS的中心更偏向成像區(qū)域PA的中心側(cè)。也就是說，第一透鏡材料層121形成為使得第一透 鏡材料層121的間距小于設(shè)置在像素P中的光電二極管21的間距。(2)第二透鏡材料層122的形成其次，如圖9A和9B所示，形成構(gòu)成內(nèi)層透鏡120的第二透鏡材料層122。其次，如圖9A和9B所示，在第一透鏡材料層121上形成第二透鏡材料層122。例如，在第一透鏡材料層121上形成中間層絕緣膜112后，在中間層絕緣膜112的 形成第二透鏡材料層122的區(qū)域中形成開口。與第一透鏡材料層121的情況相似，在中間 層絕緣膜112中形成開口。然后，與第一透鏡材料層121的情況相似，通過將光學(xué)材料埋入形成在中間層絕 緣膜112中開口內(nèi)，來形成第二透鏡材料層122。在本實(shí)施例中，如圖9A和9B所示，與第一透鏡材料層121相似，將第二透鏡材料 層122形成為使得第二透鏡材料層122相對于光電二極管21的位置根據(jù)像素P在成像區(qū) 域PA中的位置而不同。
具體說，該形成步驟如此進(jìn)行，使得隨著設(shè)置在成像區(qū)域PA中的像素P的位置越遠(yuǎn)離成像區(qū)域PA的中心，第二透鏡材料層122的中心位置相對于光電二極管21的受光面 JS的中心更偏向成像區(qū)域PA的中心側(cè)。這里，第二透鏡材料層122形成為使得第二透鏡材 料層122的間距小于像素P的第一透鏡材料層121的間距。(3)第三透鏡材料層123的形成其次，如圖IOA和IOB所示，形成構(gòu)成內(nèi)層透鏡120的第三透鏡材料層123。這里，如圖IOA和IOB所示，在第二透鏡材料層122上形成第三透鏡材料層123。例如，在第二透鏡材料層122上形成中間層絕緣膜113后，在中間層絕緣膜113的 形成第三透鏡材料層123的區(qū)域中形成開口。與第一和第二透鏡材料層121、122的情況相 似，在中間層絕緣膜113中形成開口。然后，與第一和第二透鏡材料層121、122的情況相似，通過將光學(xué)材料埋入形成 在中間層絕緣膜113中開口內(nèi)，來形成第三透鏡材料層123。在本實(shí)施例中，如圖IOA和IOB所示，將第三透鏡材料層123形成為使得第三透鏡 材料層123相對于光電二極管21的位置根據(jù)像素P在成像區(qū)域PA中的位置而不同。具體說，該形成步驟如此進(jìn)行，使得隨著設(shè)置在成像區(qū)域PA中的像素P的位置越 遠(yuǎn)離成像區(qū)域PA的中心，第二透鏡材料層122和第三透鏡材料層123的中心位置相對于光 電二極管21的受光面JS的中心更偏向成像區(qū)域PA的中心側(cè)。這里，第三透鏡材料層123 形成為使得第三透鏡材料層123的間距小于像素P的第二透鏡材料層122的間距。然后，如圖4和5所示，形成濾色器130和片上透鏡140，從而完成固態(tài)攝像器件
Io[操作]圖11和12示出了主光束向本發(fā)明實(shí)施例1的固態(tài)攝像器件1入射的樣子。這里， 圖11與圖4相似，示出了設(shè)置在圖2所示成像區(qū)域PA中心部的像素P的部分。另一方面， 圖12與圖5相似，示出了設(shè)置在圖2所示成像區(qū)域PA的周緣部的像素P的部分。如圖11所示，在成像區(qū)域PA的中心部，主光束Hl從光電二極管21的上側(cè)以垂直 于受光面JS的角度向到受光面JS入射。然后，主光束Hl維持該角度經(jīng)由片上透鏡140入 射到濾色器130。然后，如圖11所示，從濾色器130射出的主光束Hl入射到內(nèi)層透鏡120。這里，內(nèi)層透鏡120形成如圖11中的點(diǎn)劃線所示的透鏡面Lc。也就是說，內(nèi)層透 鏡120形成為透鏡面Lc相對于與受光面JS的中心垂直的軸對稱的下凸透鏡。因此，與片 上透鏡140的情況相似，主光束Hl從內(nèi)層透鏡120以垂直于受光面JS的角度射出。然后， 該主光束Hl經(jīng)由線路層110入射到光電二極管21的受光面JS。另一方面，如圖12所示，在成像區(qū)域PA的周緣部，主光束H2從光電二極管21的 上側(cè)以相對于與受光面JS垂直的方向傾斜的角度向受光面JS入射。然后，主光束H2維持 該角度經(jīng)由片上透鏡140入射到濾色器130。然后，如圖12所示，從濾色器130射出的主光 束H2入射到內(nèi)層透鏡120。這里，內(nèi)層透鏡120形成如圖12中的點(diǎn)劃線所示的透鏡面Ls。內(nèi)層透鏡120形 成為透鏡面Ls相對于與受光面JS的中心垂直的軸不對稱的下凸透鏡。也就是說，形成了 通過將倒立的鐘偏移至傾斜而形成的透鏡。具體說，如圖12所示，通過將透鏡面Ls設(shè)計(jì)成 使主光束H2折射以使主光束H2靠近光電二極管21的受光面JS的中心，來形成內(nèi)層透鏡120。因此，從內(nèi)層透鏡120射出的主光束H2經(jīng)由線路層110入射到光電二極管21的受光 面JS。[總結(jié)]如上所述，在本實(shí)施例中，在多個光電二極管21的上側(cè)，以沿朝向光電二極管21 的方向突出的形狀形成有多個內(nèi)層透鏡120。所述多個內(nèi)層透鏡120的每一個形成為使得 透鏡的形狀在成像區(qū)域PA的中心與周緣處各不相同。這里，各個內(nèi)層透鏡120設(shè)置成使得 隨著設(shè)置在成像區(qū)域PA中的像素的位置越遠(yuǎn)離中心，內(nèi)層透鏡120的中心相對于光電二極 管21的中心更偏向成像區(qū)域PA的中心側(cè)。
因此，如上述圖11和12所示，在成像區(qū)域PA的中心和周緣，主光束Hl和H2均能 最佳地入射到光電二極管21。因此，能夠抑制成像區(qū)域PA的中心和周緣之間發(fā)生感光差。結(jié)果，根據(jù)本實(shí)施例，能夠改善所攝圖像的像質(zhì)。另外，在本實(shí)施例中，內(nèi)層透鏡120是由多個透鏡材料層121、122、123層疊而成 的。因此，能夠以高自由度設(shè)計(jì)內(nèi)層透鏡120的整體形狀，并能以輕松方式獲得上述優(yōu)點(diǎn)。<2.實(shí)施例 2>[器件的構(gòu)造等]圖13和圖14是本發(fā)明實(shí)施例2的固態(tài)攝像器件Ib的主要部分的截面圖。這里， 圖13與圖4相似，示出了設(shè)置在圖2所示成像區(qū)域PA中心部的像素P的部分。另一方面， 圖14與圖5相似，示出了設(shè)置在圖2所示成像區(qū)域PA的周緣部的像素P的部分。在本實(shí)施例中，如圖13和14所示，內(nèi)層透鏡120b與實(shí)施例1的不同。除此之外， 本實(shí)施例與實(shí)施例1相同。因此，這里省略對相同于實(shí)施例1的部分的描述。如圖13和14所示，內(nèi)層透鏡120b與實(shí)施例1的相似，包括第一到第三透鏡材料 層 121b、122b、123b。與實(shí)施例1不同，第一到第三透鏡材料層121b、122b、123b形成為使得其側(cè)面為相 對于與受光面JS垂直的ζ方向傾斜的錐面。具體說，如圖13和14所示，第一透鏡材料層121b的側(cè)面傾斜地形成，使得第一透 鏡材料層121b呈從上側(cè)朝下側(cè)變窄的錐形形狀。另外，與第一透鏡材料層121b相似，第二透鏡材料層122b的側(cè)面如圖13和14所 示傾斜地形成，使得第二透鏡材料層122b呈從上側(cè)朝下側(cè)變窄的錐形形狀。這里，第二透 鏡材料層122b的下端部的寬度形成為等于或大于第一透鏡材料層121b的上端部的寬度。另外，與第一和第二透鏡材料層121b、122b相似，第三透鏡材料層123b的側(cè)面如 圖13和14所示傾斜地形成，使得第三透鏡材料層123b呈從上側(cè)朝下側(cè)變窄的錐形形狀。 這里，第三透鏡材料層123b的下端部的寬度形成為等于或大于第二透鏡材料層122b的上 端部的寬度。透鏡材料層121b、122b、123b是通過向形成在中間層絕緣膜111、112、113中的開 口內(nèi)埋入透鏡材料而形成的。在本實(shí)施例中，各開口形成為使得開口的側(cè)面呈沿與受光面 JS垂直的ζ方向朝向上側(cè)的寬度更寬的錐形形狀。具體說，各開口是通過進(jìn)行各向同性蝕 刻加工而形成的。[總結(jié)]如上所述，在本實(shí)施例中，構(gòu)成內(nèi)層透鏡120b的第一到第三透鏡材料層121b、122b、123b中的每一個形成為使得其側(cè)面為相對于與受光面JS垂直的ζ方向傾斜的錐面。也就是說，內(nèi)層透鏡120b形成為使得透鏡材料層121b、122b、123b的側(cè)面是沿著圖11和12 所示透鏡面Lc和Ls的。因此，能夠抑制入射到內(nèi)層透鏡120b的光在透鏡面上發(fā)生散射。結(jié)果，根據(jù)本實(shí)施例，能夠防止由于散射而產(chǎn)生的感光度降低的現(xiàn)象，從而能夠改 善所攝圖像的像質(zhì)。<3.實(shí)施例 3>[器件的構(gòu)造等]圖15和圖16是本發(fā)明實(shí)施例3的固態(tài)攝像器件Ic的主要部分的截面圖。這里， 圖15與圖4相似，示出了設(shè)置在圖2所示成像區(qū)域PA中心部的像素P的部分。另一方面， 圖16與圖5相似，示出了設(shè)置在圖2所示成像區(qū)域PA的周緣部的像素P的部分。在本實(shí)施例中，如圖15和16所示，內(nèi)層透鏡120c與實(shí)施例1的不同。除此之外， 本實(shí)施例與實(shí)施例1相同。因此，這里省略對相同于實(shí)施例1的部分的描述。如圖15和16所示，內(nèi)層透鏡120c與實(shí)施例1的相似，包括第一到第三透鏡材料 層 121c、122c、123c。雖然第一到第三透鏡材料層121c、122c、123c的形狀與實(shí)施例1的相同，但是用于 形成各層的光學(xué)材料的構(gòu)造與實(shí)施例1的不同。在本實(shí)施例中，透鏡材料層121c、122c、123c形成為包括折射率沿朝向光電二極 管21的方向減小的部分。也就是說，在多個透鏡材料層121c、122c、123c中，設(shè)置在最底 層的第一透鏡材料層121c由折射率最低的光學(xué)材料形成。另外，在多個透鏡材料層121c、 122c、123c中，設(shè)置在最高層的第三透鏡材料層123c由折射率最高的光學(xué)材料形成。例如，第一透鏡材料層121c由折射率為1. 7的SiON形成。另外，第二透鏡材料層 122c由折射率為1. 85的SiON形成。第一透鏡材料層121c和第二透鏡材料層122c是通過 使用CVD法不同地調(diào)節(jié)
和[N]的含有比而形成的。第三透鏡材料層123c例如由折射 率為2.0的SiN形成。[總結(jié)]如上所述，在本實(shí)施例中，構(gòu)成內(nèi)層透鏡120c的透鏡材料層121c、122c、123c形成 為具有沿朝向光電二極管21的方向減小的折射率。在這種情況下，能夠防止光從內(nèi)層透鏡 120c的下表面射出時發(fā)生反射現(xiàn)象。此外，在內(nèi)層透鏡120c的上部的折射率高的情況下， 折射率之間的差異變小，從而能夠抑制在透鏡上端發(fā)生反射。結(jié)果，根據(jù)本實(shí)施例，能夠改善感光度，從而能夠改善所攝圖像的像質(zhì)。<4.實(shí)施例 4>[器件的構(gòu)造等]圖17和圖18是本發(fā)明實(shí)施例4的固態(tài)攝像器件Id的主要部分的截面圖。這里， 圖17與圖4相似，示出了設(shè)置在圖2所示成像區(qū)域PA中心部的像素P的部分。另一方面， 圖18與圖5相似，示出了設(shè)置在圖2所示成像區(qū)域PA的周緣部的像素P的部分。在本實(shí)施例中，如圖17和18所示，內(nèi)層透鏡120d與實(shí)施例1的不同。除此之外， 本實(shí)施例與實(shí)施例1相同。因此，這里省略對相同于實(shí)施例1的部分的描述。如圖17和18所示，內(nèi)層透鏡120d與實(shí)施例1的相似，包括第一到第三透鏡材料 層 121d、122d、123d。
雖然第一到第三透鏡材料層121d、122d、123d的形狀與實(shí)施例1的相同，但是用于 形成各層的光學(xué)材料的構(gòu)造與實(shí)施例1的不同。在本實(shí)施例中，透鏡材料層121d、122d、123d形成為包括折射率沿朝向光電二極 管21的方向增大的部分。也就是說，在多個透鏡材料層121d、122d、123d中，設(shè)置在最底 層的第一透鏡材料層121d由折射率最高的光學(xué)材料形成。另外，在多個透鏡材料層121d、 122d、123d中，設(shè)置在最高層的第三透鏡材料層123d由折射率最低的光學(xué)材料形成。例如，第一透鏡材料層121d由折射率為2. 0的SiN形成。另外，第二透鏡材料層 122d例如由折射率為1. 85的SiON形成。第三透鏡材料層123d例如由折射率為1. 7的SiON 形成。第二透鏡材料層122d和第三透鏡材料層123d是通過使用CVD法不同地調(diào)節(jié)
和 [N]的含有比而形成的。[總結(jié)]如上所述，在本實(shí)施例中，構(gòu)成內(nèi)層透鏡120d的透鏡材料層121d、122d、123d形成 為具有沿朝向光電二極管21的方向增大的折射率。在這種情況下，內(nèi)層透鏡120d的下表 面的有效曲率增大，因此，能夠改善這部分的光束彎曲性能。此外，在內(nèi)層透鏡120d的上部 的折射率低的情況下，折射率之間的差異變小，從而能夠抑制在透鏡上端發(fā)生反射。結(jié)果，根據(jù)本實(shí)施例，能夠改善感光度，從而能夠改善所攝圖像的像質(zhì)。<5.實(shí)施例 5>[器件的構(gòu)造等]圖19和圖20是本發(fā)明實(shí)施例5的固態(tài)攝像器件Ie的主要部分的截面圖。這里， 圖19與圖4相似，示出了設(shè)置在圖2所示成像區(qū)域PA中心部的像素P的部分。另一方面， 圖20與圖5相似，示出了設(shè)置在圖2所示成像區(qū)域PA的周緣部的像素P的部分。如圖19和20所示，在本實(shí)施例中，還設(shè)置了光波導(dǎo)(optical waveguide) 150。除 此之外，本實(shí)施例與實(shí)施例1相同。因此，這里省略對相同于實(shí)施例1的部分的描述。如圖19和20所示，光波導(dǎo)150形成為在襯底101的表面的上側(cè)位于光電二極管 21上。光波導(dǎo)150構(gòu)造成將入射光引導(dǎo)至光電二極管21的受光面JS。如圖19和20所示， 光波導(dǎo)150介于內(nèi)層透鏡120與光電二極管21的受光面JS之間，并形成為將從內(nèi)層透鏡 120射出的光引導(dǎo)至光電二極管21的受光面JS。具體說，如圖20和21所示，在襯底101的表面上設(shè)置線路層110。在線路層110 中，如上所述，在絕緣層IlOz內(nèi)部設(shè)置有線路110h，并且絕緣層IlOz由能夠透光的透光材 料形成。例如，絕緣層IlOz由氧化硅膜(折射率η = 1.43)形成。如圖20和21所示，光波導(dǎo)150設(shè)置成在線路層110內(nèi)部向光電二極管21的受光 面JS延伸。光波導(dǎo)150由折射率比構(gòu)成線路層110的絕緣層IlOz高的光學(xué)材料形成。例 如，光波導(dǎo)150通過使用由等離子CVD法沉積的氮化硅(折射率為2. 0)來形成。也就是說， 光波導(dǎo)150構(gòu)造成用作芯子部，而絕緣層IlOz構(gòu)造成用作包覆部(clad portion)。[總結(jié)]如上所述，在本實(shí)施例中，光波導(dǎo)150形成為將入射光引導(dǎo)至光電二極管21的受光面JS。結(jié)果，根據(jù)本實(shí)施例，能夠改善感光度，從而能夠改善所攝圖像的像質(zhì)。<6.其它〉
本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，可采用各種變型例。在上述實(shí)施例中，描述的是實(shí)施例應(yīng)用于CMOS圖像傳感器的情況。然而，本發(fā)明并不局限于此。例如，本發(fā)明可應(yīng)用于CCD圖像傳感器。另外，內(nèi)層透鏡的形成并不局限于上述實(shí)施例所述的方法。圖21和22示出了本發(fā)明的這種實(shí)施例的固態(tài)攝像器件的主要部分。這里，圖21 與圖5相似，示出了設(shè)置在圖2所示成像區(qū)域PA的周緣部的像素P的部分的截面。圖22 是示出構(gòu)成內(nèi)層透鏡120f的透鏡材料層121f、122f、123f與光電二極管21之間的關(guān)系的 俯視圖。如圖21所示，內(nèi)層透鏡120f與實(shí)施例1相似，包括第一透鏡材料層121f、第二透 鏡材料層122f和第三透鏡材料層123f。各層依次層疊。另外，透鏡材料層121f、122f、123f 設(shè)置成使得在沿與受光面JS垂直的ζ方向排列的側(cè)面上形成不同層級。然而，如圖21所示，透鏡材料層121f、122f、123f設(shè)置為使得透鏡面Ls的曲率比 實(shí)施例1的大。具體說，如圖22所示，透鏡材料層121f、122f、123f的位于成像區(qū)域PA周緣側(cè)的 側(cè)面(圖22中的左側(cè))之間的間隙形成為比實(shí)施例1的小。因此，內(nèi)層透鏡120f的位于成像區(qū)域PA周緣側(cè)的半透鏡的透鏡面Ls的曲率可構(gòu) 造成比實(shí)施例1的大。當(dāng)半透鏡的曲率增大時，能夠進(jìn)一步改善使主光束H2折射的“光束 彎曲效果”。如同實(shí)施例1中那樣，在半透鏡的曲率比圖21和22所示情況小的情況下，從 片上透鏡140射出的主光束H2優(yōu)選限定在寬范圍內(nèi)。因此，存在用于內(nèi)層透鏡的尺寸波動 的余裕。因此，能夠改善產(chǎn)品的可靠性和產(chǎn)出率。圖23和24示出了本發(fā)明的這種實(shí)施例的固態(tài)攝像器件的主要部分。這里，圖23 與圖5相似，示出了設(shè)置在圖2所示成像區(qū)域PA的周緣部的像素P的部分的截面。圖24 是示出構(gòu)成內(nèi)層透鏡120g的透鏡材料層121g、122g、123g與光電二極管21之間的關(guān)系的 俯視圖。如圖23所示，透鏡材料層121g、122g、123g可設(shè)置成使得透鏡面Ls的曲率比實(shí)施 例1的小。具體說，如圖24所示，透鏡材料層121g、122g、123g的位于成像區(qū)域PA周緣側(cè)的 側(cè)面(圖24中的左側(cè))之間的間隙可形成為比實(shí)施例1的大。也就是說，各層可形成為被偏移成使得底層的第一透鏡材料層121g的間距比位 于底層上側(cè)的第二透鏡材料層122g的大，并且位于再上側(cè)的第三透鏡材料層123g的間距 比第二透鏡材料層122g的大。通過如上所述那樣減小透鏡面Ls的曲率，透鏡面積變大，從而能夠松散片上透鏡 的焦點(diǎn)。另外，能夠基于偏移量之間的差異輕松地進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外，在上述實(shí)施例中，描述了內(nèi)層透鏡由三個透鏡材料層層疊而成的情況。然 而，本發(fā)明并不局限于此。因此，內(nèi)層透鏡可由三個以上的透鏡材料層層疊而成。另外，也 可以以一個層形成內(nèi)層透鏡。另外，在上述實(shí)施例中，描述了本發(fā)明應(yīng)用于相機(jī)的情況。然而，本發(fā)明并不局限 于此。因此，本發(fā)明也可應(yīng)用于其它電子設(shè)備，例如包括固態(tài)攝像器件的掃描儀和復(fù)印機(jī)等。
上述實(shí)施例的固態(tài)攝像器件l、lb、lc、ld、le相當(dāng)于本發(fā)明一實(shí)施例的固態(tài)攝像器件。上述實(shí)施例的光電二極管21相當(dāng)于本發(fā)明一實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換單元。另外，上述實(shí) 施例的相機(jī)40相當(dāng)于本發(fā)明一實(shí)施例的電子設(shè)備。上述實(shí)施例的襯底101相當(dāng)于本發(fā)明 一實(shí)施例的襯底。上述實(shí)施例的內(nèi)層透鏡120、120b、120c、120d、120e相當(dāng)于本發(fā)明一實(shí)施 例的內(nèi)層透鏡。另外，上述實(shí)施例的第一透鏡材料層121、121b、121c、121d、121e相當(dāng)于本 發(fā)明一實(shí)施例的透鏡材料層或第一透鏡材料層。上述實(shí)施例的第二透鏡材料層122、122b、 122c、122d、122e相當(dāng)于本發(fā)明一實(shí)施例的透鏡材料層或第一透鏡材料層。另外，上述實(shí)施 例的第三透鏡材料層123、123b、123c、123d、123e相當(dāng)于本發(fā)明一實(shí)施例的透鏡材料層或 第二透鏡材料層。上述實(shí)施例的濾色器130相當(dāng)于本發(fā)明一實(shí)施例的濾色器。另外，上述 實(shí)施例的片上透鏡140相當(dāng)于本發(fā)明一實(shí)施例的片上透鏡。上述實(shí)施例的光波導(dǎo)150相當(dāng) 于本發(fā)明一實(shí)施例的光波導(dǎo)。另外，上述實(shí)施例的攝像面PS和成像區(qū)域PA相當(dāng)于本發(fā)明 一實(shí)施例的攝像面。本申請包含2009年3月4日在日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請 JP2009-050771所涉及的主題，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解的是，在權(quán)利要求或其等同方案的范圍內(nèi)，可根據(jù)設(shè) 計(jì)要求和其它因素做出各種修改、組合、子組合和變更。
權(quán)利要求
一種固態(tài)攝像器件，包括設(shè)置在襯底的攝像面上的多個光電轉(zhuǎn)換單元；和多個內(nèi)層透鏡，與所述多個光電轉(zhuǎn)換單元各個對應(yīng)地設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換單元的上側(cè)，并且形成為沿朝向所述光電轉(zhuǎn)換單元的方向突出的形狀，其中，所述多個內(nèi)層透鏡各自形成為在所述攝像面的中心和周緣具有不同的透鏡形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像器件，其中，所述多個內(nèi)層透鏡設(shè)置成使得隨著所述 多個內(nèi)層透鏡各自在所述攝像面上的設(shè)置位置越遠(yuǎn)離所述攝像面的中心，所述多個內(nèi)層透 鏡各自的中心相對于所述光電轉(zhuǎn)換單元的中心更偏向所述攝像面的中心側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的固態(tài)攝像器件，其中，所述內(nèi)層透鏡由多個透鏡材料層層疊而成。
4.如權(quán)利要求3所述的固態(tài)攝像器件，其中，所述多個透鏡材料層各自形成為使得所 述多個透鏡材料層中的最靠近所述光電轉(zhuǎn)換單元的第一透鏡材料層的下表面的面積小于 所述多個透鏡材料層中的最遠(yuǎn)離所述光電轉(zhuǎn)換單元的第二透鏡材料層的上表面的面積。
5.如權(quán)利要求4所述的固態(tài)攝像器件，其中，所述多個透鏡材料層各自的與所述攝像 面垂直的截面包括錐形部，所述錐形部在沿著所述攝像面的方向上限定出的寬度在朝向所 述光電轉(zhuǎn)換單元的方向上變窄。
6.如權(quán)利要求4所述的固態(tài)攝像器件，其中，所述多個透鏡材料層各自形成為使得折 射率在朝向所述光電轉(zhuǎn)換單元的方向上發(fā)生改變。
7.如權(quán)利要求5所述的固態(tài)攝像器件，其中，所述多個透鏡材料層各自形成為使得折 射率在朝向所述光電轉(zhuǎn)換單元的方向上變小。
8.如權(quán)利要求5所述的固態(tài)攝像器件，其中，所述多個透鏡材料層各自形成為使得折 射率在朝向所述光電轉(zhuǎn)換單元的方向上變大。
9.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像器件，其中，還包括設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換單元上側(cè)的 濾色器，其中，所述內(nèi)層透鏡設(shè)置成介于所述濾色器與所述光電轉(zhuǎn)換單元之間。
10.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像器件，其中，還包括與所述多個光電轉(zhuǎn)換單元各個對 應(yīng)地設(shè)置在所述多個光電轉(zhuǎn)換單元上側(cè)的光波導(dǎo)，其中，所述內(nèi)層透鏡設(shè)置成介于所述光波導(dǎo)與所述光電轉(zhuǎn)換單元之間。
11.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像器件，其中，還包括與所述多個內(nèi)層透鏡各個對應(yīng)地 設(shè)置在所述多個內(nèi)層透鏡上側(cè)的片上透鏡。
12.一種電子設(shè)備，包括設(shè)置在襯底的攝像面上的多個光電轉(zhuǎn)換單元；和多個內(nèi)層透鏡，與所述多個光電轉(zhuǎn)換單元各個對應(yīng)地設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換單元的上 側(cè)，并且形成為沿朝向所述光電轉(zhuǎn)換單元的方向突出的形狀，其中，所述多個內(nèi)層透鏡各自形成為在所述攝像面的中心和周緣具有不同的透鏡形狀。
13.一種固態(tài)攝像器件的制造方法，包括以下步驟與設(shè)置在襯底的攝像面上的多個光電轉(zhuǎn)換單元各個對應(yīng)地、以沿朝向所述多個光電轉(zhuǎn)換單元的方向突出的形狀、在所述多個光電轉(zhuǎn)換單元的上側(cè)形成多個內(nèi)層透鏡，其中，在形成多個內(nèi)層透鏡時，使所述多個內(nèi)層透鏡各自形成為在所述攝像面的中心和周緣具有不同的透鏡形狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及固態(tài)攝像器件及其制造方法和電子設(shè)備。所述固態(tài)攝像器件包括設(shè)置在襯底的攝像面上的多個光電轉(zhuǎn)換單元；和與所述多個光電轉(zhuǎn)換單元各個對應(yīng)地設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換單元上側(cè)、并形成為在朝向所述光電轉(zhuǎn)換單元的方向上呈突出形狀的多個內(nèi)層透鏡，其中，所述多個內(nèi)層透鏡各自形成為在所述攝像面的中心和周緣具有不同的透鏡形狀。
文檔編號H01L27/14GK101826542SQ20101012948
公開日2010年9月8日 申請日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月4日
發(fā)明者中山創(chuàng) 申請人:索尼公司