固體圖像傳感器、固體圖像傳感器制造方法和電子設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及固體圖像傳感器、固體圖像傳感器制造方法和電子設(shè)備，具體涉及能夠抑制相位檢測像素處的由于遮光膜而導(dǎo)致的不必要反射的固體攝像器件、固體攝像器件制造方法和電子設(shè)備。
[0002]相關(guān)申請案
[0003]本申請要求2013年7月25日提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP2013-154458的優(yōu)先權(quán)，且在法律準(zhǔn)許的程度內(nèi)將該日本優(yōu)先權(quán)專利申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0004]已經(jīng)開發(fā)出了這樣的電子設(shè)備:其中，相位檢測像素被設(shè)置在以二維矩陣的方式布置著的多個像素的一部分中(例如，文獻(xiàn)PTL 1)。在相位檢測像素中，光接收區(qū)域的一部分被遮光膜遮擋，且透鏡焦點(diǎn)偏差能夠根據(jù)從相位檢測像素輸出的信號而被檢測出來。
[0005]引用列表
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]PTL 1:日本專利申請?zhí)亻_ JP 2010-160313A

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]要解決的技術(shù)問題
[0009]然而，當(dāng)相位檢測像素的遮光膜由具有高反射率的金屬構(gòu)成時，照射在遮光膜上的光發(fā)生散射，并且該光會與相鄰像素混色且會散射到透鏡鏡筒中。結(jié)果，可能出現(xiàn)眩光(flare)或紅球重影(red-ball ghost)。
[0010]而且，當(dāng)散射光向相位檢測像素的光電二極管上入射時，本來應(yīng)當(dāng)被遮擋住的光經(jīng)歷了光電轉(zhuǎn)換，且因此相位差會被減小。當(dāng)相位差被減小時，利用相位差檢測而實(shí)現(xiàn)的AF(自動聚焦)控制精度就降低，且電子設(shè)備的聚焦速度可能受到影響。
[0011]本發(fā)明克服了前述的技術(shù)問題，且在相位檢測像素中抑制了由于遮光膜而造成的不必要反射。
[0012]解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種固體攝像器件包括:相位檢測光電二極管，其具有光接收表面；遮光膜，其覆蓋所述相位檢測光電二極管的所述光接收表面的一部分；以及吸光膜，其被設(shè)置成位于所述相位檢測光電二極管上方，其中所述吸光膜被設(shè)置成位于所述遮光膜上方。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，一種電子設(shè)備包括固體攝像器件，所述固體攝像器件包括:第一相位檢測光電二極管，所述第一相位檢測光電二極管具有光接收表面；第一遮光膜，其覆蓋所述光接收表面的一部分；以及第一吸光膜，其被設(shè)置成位于所述第一相位檢測光電二極管上方，其中所述第一吸光膜被設(shè)置成位于所述第一遮光膜上方。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，一種固體攝像器件制造方法包括:形成相位檢測光電二極管；形成遮光膜，所述遮光膜覆蓋所述相位檢測光電二極管的光接收表面的一部分；以及在所述相位檢測光電二極管上方形成吸光膜，其中所述吸光膜被設(shè)置成位于所述遮光膜上方。
[0016]所述固體攝像器件和所述電子設(shè)備可以是單獨(dú)的裝置，或者可以是被并入另一個裝置中的模塊。
[0017]本發(fā)明的有益效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第一方面到第三方面，能夠抑制相位檢測像素中的由于遮光膜而造成的不必要反射。
【附圖說明】
[0019]圖1是圖示了根據(jù)本發(fā)明的固體圖像傳感器的示意性構(gòu)造的圖。
[0020]圖2是只圖示了像素陣列部的圖。
[0021]圖3是攝像像素和相位檢測像素的截面構(gòu)造圖。
[0022]圖4是一般的攝像像素和相位檢測像素的截面構(gòu)造圖。
[0023]圖5A和圖5B是用于說明圖1中的相位檢測像素的像素結(jié)構(gòu)與一般的像素結(jié)構(gòu)之間的差別的圖。
[0024]圖6A到圖6F是用于說明攝像像素和相位檢測像素的制造方法的圖。
[0025]圖7A到圖7C是圖示了相位檢測像素的第二實(shí)施例到第四實(shí)施例的圖。
[0026]圖8A和圖8B是圖示了相位檢測像素的第五實(shí)施例和第六實(shí)施例的圖。
[0027]圖9A和圖9B是用于說明在相位檢測像素的第六實(shí)施例中的需要注意的關(guān)注點(diǎn)的圖。
[0028]圖10是用于說明在相位檢測像素的第六實(shí)施例中的需要注意的關(guān)注點(diǎn)的圖。
[0029]圖11是用于說明在相位檢測像素的第六實(shí)施例中的需要注意的關(guān)注點(diǎn)的圖。
[0030]圖12A和圖12B是用于說明遮光膜與吸光膜之間的重疊量的圖。
[0031]圖13A和圖13B是圖示了第五實(shí)施例和第六實(shí)施例中的相位檢測像素的變形例的圖。
[0032]圖14是用于說明根據(jù)本發(fā)明的相位檢測像素的構(gòu)造的圖。
[0033]圖15A到圖15C是圖示了相位檢測像素的第七實(shí)施例到第九實(shí)施例的圖。
[0034]圖16是用于說明已經(jīng)執(zhí)行了出射光瞳校正的像素陣列部的構(gòu)造的圖。
[0035]圖17A和圖17B是用于說明已經(jīng)執(zhí)行了出射光瞳校正的像素陣列部的構(gòu)造的圖。
[0036]圖18A到圖18C是圖示了遮光膜的布置示例的圖。
[0037]圖19是圖示了根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置的構(gòu)造示例的框圖。
[0038]圖20是圖示了根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置的另一個構(gòu)造示例的框圖。
[0039]圖21是圖示了根據(jù)本發(fā)明的固體圖像傳感器的基本構(gòu)造示例的圖。
[0040]圖22是圖示了作為根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置的數(shù)碼單反相機(jī)的構(gòu)造示例的前視圖。
[0041]圖23是圖示了其中并入有本發(fā)明的固體圖像傳感器的膠囊內(nèi)視鏡的截面構(gòu)造的圖。
[0042]圖24是圖示了包括本發(fā)明的固體圖像傳感器的智能電話的構(gòu)造示例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]以下，將會說明用來實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式(以下稱為實(shí)施例)。將會按照下列順序做出說明。
[0044]1.固體圖像傳感器的示意性構(gòu)造示例
[0045]2.相位檢測像素的第一實(shí)施例(包括吸光膜的構(gòu)造)
[0046]3.相位檢測像素的第二實(shí)施例到第四實(shí)施例(包括吸光膜和白色濾光片的構(gòu)造)
[0047]4.相位檢測像素的第五實(shí)施例和第六實(shí)施例(包括相鄰的彩色濾光片的構(gòu)造)
[0048]5.相位檢測像素的第七實(shí)施例至第九實(shí)施例(包括吸光膜和彩色濾光片的構(gòu)造)
[0049]6.固體圖像傳感器的出射光瞳校正的示例
[0050]7.遮光膜的布置示例
[0051]8.電子設(shè)備的應(yīng)用不例
[0052]1.固體圖像傳感器的示意性構(gòu)造示例
[0053]圖1是根據(jù)本發(fā)明的固體圖像傳感器的示意性構(gòu)造。
[0054]圖1中的固體圖像傳感器1在使用硅(Si)作為半導(dǎo)體的半導(dǎo)體基板12中包括像素陣列部3和周邊電路部，在像素陣列部3中以二維陣列的方式布置有像素2，所述周邊電路部處于像素陣列部3的周邊中。在所述周邊電路部中包括垂直驅(qū)動電路4、列信號處理電路5、水平驅(qū)動電路6、輸出電路7和控制電路8等。
[0055]在像素陣列部3中，以二維矩陣的方式布置著的像素2包括用于生成圖像生成用信號的攝像像素2A和用于生成焦點(diǎn)檢測用信號的相位檢測像素2B。下面將說明攝像像素2A與相位檢測像素2B之間的差別。
[0056]像素2包括作為光電轉(zhuǎn)換元件的光電二極管且包括多個像素晶體管(例如，所謂的金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS:Metal Oxide Semiconductor)晶體管)。所述多個像素晶體管是由包括例如傳輸晶體管、選擇晶體管、復(fù)位晶體管和放大晶體管的四個M0S晶體管構(gòu)造
ΟΤΙ D
[0057]而且，像素2能夠具有像素共用結(jié)構(gòu)。像素共用結(jié)構(gòu)是由多個光電二極管、多個傳輸晶體管、被共用的一個浮動擴(kuò)散部(浮動擴(kuò)散區(qū)域)和被共用的兩個其他的像素晶體管構(gòu)造而成。即，在共用像素中，構(gòu)成多個單位像素的所述多個光電二極管和所述多個傳輸晶體管共用兩個其他的像素晶體管。
[0058]控制電路8接收輸入時鐘和用于指示操作模式等的數(shù)據(jù)，且輸出諸如固體圖像傳感器1的內(nèi)部信息等數(shù)據(jù)。即，控制電路8基于垂直同步信號、水平同步信號和主時鐘而生成時鐘信號和控制信號，所述時鐘信號充當(dāng)垂直驅(qū)動電路4、列信號處理電路5和水平驅(qū)動電路6的操作的基準(zhǔn)?？刂齐娐?然后將所生成的時鐘信號或控制信號輸出至垂直驅(qū)動電路4、列信號處理電路5和水平驅(qū)動電路6等。
[0059]垂直驅(qū)動電路4是由例如移位寄存器構(gòu)造而成。垂直驅(qū)動電路4選擇像素驅(qū)動線10，提供脈沖以驅(qū)動所選擇的像素驅(qū)動線10的像素2，且以每行為單位來驅(qū)動像素2。gp，垂直驅(qū)動電路4對像素陣列部3中的像素2沿垂直方向以每行為單位按順序執(zhí)行選擇和掃描，且通過垂直信號線9把像素信號提供給列信號處理電路5，所述像素信號基于在各像素2的光電轉(zhuǎn)換部中生成的與所接收的光量對應(yīng)的信號電荷。
[0060]列信號處理電路5被布置于像素2的每一列中，且針對從一行中的像素2輸出的信號以各像素列的方式執(zhí)行諸如噪聲消除等信號處理。例如，列信號處理電路5執(zhí)行諸如用于除去像素所固有的固定模式噪聲的相關(guān)雙采樣(⑶S -Correlated Double Sampling)和AD轉(zhuǎn)換等信號處理。
[0061]水平驅(qū)動電路6是由例如移位寄存器構(gòu)造而成。水平驅(qū)動電路6通過順序地輸出水平掃描脈沖而順序地選擇各個列信號處理電路5，且將像素信號從各個列信號處理電路5輸出至水平信號線11。
[0062]輸出電路7針對從列信號處理電路5經(jīng)由水平信號線11順序地提供過來的信號執(zhí)行信號處理，且輸出處理后的信號。輸出電路7可以只執(zhí)行例如緩沖，或可以執(zhí)行黑電平調(diào)節(jié)、列差異校正和各種類型的數(shù)字信號處理等。輸入/輸出端子13與外部交換信號。
[0063]如上所述而被構(gòu)造的固體圖像傳感器1是被稱為列型A/D系統(tǒng)的CMOS圖像傳感器，在該列型A/D系統(tǒng)中，執(zhí)行⑶S處理和A/D轉(zhuǎn)換處理的列信號處理電路5以對應(yīng)于各像素列的方式而被布置著。
[0064]像素陣列部的局部放大圖
[0065]圖2是圖示了圖1中的像素陣列部3的圖。
[0066]在圖2的像素陣列部3中，利用黑色方塊圖示相位檢測像素2B。圖2圖示了像素陣列部3中的其中只布置有攝像像素2A的區(qū)域21和其中既布置有攝像像素2A又布置有相位檢測像素2B的區(qū)域22的放大圖。
[0067]在區(qū)域21和區(qū)域22中，在各攝像像素2A中圖示的字符“R”、“G”和“B”表示被形成于該像素中的彩色濾光片的顏色。具體地，“R”代表紅色，“G”代表綠色，且“B”代表藍(lán)色。因此，像素陣列部3的各攝像像素2A中的彩色濾光片以所謂的拜耳陣列的方式被布置著。需要注意的是，以下，其中布置有“R”濾光片的攝像像素2A可以稱為R像素，其中布置有“G”濾光片的攝像像素2A可以稱為G像素，且其中布置有“B”濾光片的攝像像素2A可以稱為B像素。
[0068]在區(qū)域22中，用相位檢測像素2B取代了在拜耳陣列中布置有“B”濾光片的攝像像素2A的一部分。
[0069]相位檢測像素2B有兩種類型，這兩種類型包括:在例如遮擋方向是左右方向(水平方向)的情況下，其中光電二極管的光接收表面的右半部分被遮擋的類型A和其中光電二極管的光接收表面的左半部分被遮擋的類型B。這兩種類型配成對，且被布置在像素陣列部3中的預(yù)定位置中。
[0070]在圖2的區(qū)域22中，類型A的相位檢測像素2B被顯示為“PA”，且類型B的相位檢測像素2B被顯示為“