專利名稱：固體攝像器件、其制造方法以及電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固體攝像器件、其制造方法以及電子裝置。具體地，本發(fā)明涉及具有光 電轉(zhuǎn)換器的固體攝像器件、制造該固體攝像器件的方法以及電子裝置，該光電轉(zhuǎn)換器在光 接收表面接收光，并對(duì)接收光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，由此生成信號(hào)電荷。
背景技術(shù)：
諸如數(shù)碼攝像機(jī)和數(shù)碼相機(jī)等電子裝置具有固體攝像器件。固體攝像器件的示例 包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(complementary metal oxidesemiconductor, CMOS)圖像傳感 器和電荷耦合器件(charge coupleddevice，CCD)圖像傳感器。在上述固體攝像器件中，具有多個(gè)像素的攝像區(qū)域設(shè)于半導(dǎo)體基板的表面上。在 該攝像區(qū)域中，形成多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器與多個(gè)像素對(duì)應(yīng)。這些光電轉(zhuǎn)換器接收物體圖像的光， 并對(duì)接收光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，由此生成信號(hào)電荷。例如，形成光電二極管作為光電轉(zhuǎn)換器。在這種固體攝像器件中，像素的單元尺寸減小，像素的個(gè)數(shù)增加。因此，每個(gè)像素 接收的光的量減少，于是靈敏度降低。因而，為了提高聚光效率和提高靈敏度，形成片上透鏡與像素對(duì)應(yīng)。在片上透鏡的表面上進(jìn)一步形成防反射層，用于防止所拍攝的圖像因閃光和重影 等所致的圖像質(zhì)量的降低。例如，在先技術(shù)已經(jīng)提出形成多孔膜作為防反射層，使得其膜厚度為反射光波長 λ的四分之一(即λ/4)。例如，在先技術(shù)還提出通過利用折射率小于片上透鏡的材料形成 防反射層。例如，可參考未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開文本2002-261261號(hào)、2003-258224 號(hào)、2008-66679 號(hào)、2006-332433 號(hào)和平 10-270672 號(hào)。為了克服上述問題，在先技術(shù)還提出利用含有極小粒子的粘合劑樹脂形成片上透 鏡。例如，可參考未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開文本2008-30464號(hào)。 在上述配置中，存在難以充分提高聚光效率的情況，這導(dǎo)致不能充分改善靈敏度。 因此，所拍攝圖像的圖像質(zhì)量低下。還存在難以充分抑制產(chǎn)生閃光和重影等的情況，這導(dǎo)致 所拍攝圖像的圖像質(zhì)量低下。為了解決這些問題，人們想到了增加片上透鏡的曲率的方法。然而，這種方法會(huì)帶 來一些問題，例如制造過程復(fù)雜度增大以及制造成本增加。因而，難以改善所拍攝圖像的圖像質(zhì)量，也難以提高制造效率。

發(fā)明內(nèi)容
因此，期望提供一種固體攝像器件、其制造方法以及電子裝置，該固體攝像器件和 電子裝置能夠改善所拍攝圖像的圖像質(zhì)量并且能夠提高制造效率。本發(fā)明實(shí)施例的固體攝像器件包括至少一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，其設(shè)于基板的攝像表 面，在所述光電轉(zhuǎn)換器的光接收表面接收入射光，并對(duì)所述入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，由 此生成 信號(hào)電荷；至少一個(gè)片上透鏡，其設(shè)于所述基板的所述攝像表面上，并且位于所述光電轉(zhuǎn)換 器的所述光接收表面的上方，將所述入射光聚集在所述光接收表面；以及防反射層，其設(shè)于 所述基板的攝像表面的片上透鏡上表面。所述防反射層包括折射率比所述片上透鏡低的粘 合劑樹脂和折射率比所述粘合劑樹脂低的低折射率粒子。本發(fā)明另一實(shí)施例的固體攝像器件包括光電轉(zhuǎn)換器，其設(shè)于基板的攝像區(qū)域中， 在所述光電轉(zhuǎn)換器的光接收表面接收入射光，并對(duì)所述入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，由此生成信 號(hào)電荷；以及片上透鏡，其設(shè)于所述基板的所述攝像區(qū)域中，并且位于所述光電轉(zhuǎn)換器的所 述光接收表面的上方，將所述入射光聚集在所述光接收表面。所述片上透鏡包括粘合劑樹 脂和折射率比所述粘合劑樹脂低的低折射率粒子。本發(fā)明又一實(shí)施例的電子裝置包括光電轉(zhuǎn)換器，其設(shè)于基板的攝像表面，在所述 光電轉(zhuǎn)換器的光接收表面接收入射光，并對(duì)所述入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，由此生成信號(hào)電荷； 片上透鏡，其設(shè)于所述基板的所述攝像表面上，并且位于所述光電轉(zhuǎn)換器的所述光接收表 面的上方，將所述入射光聚集在所述光接收表面；以及防反射層，其設(shè)于所述基板的攝像表 面的片上透鏡上表面。所述防反射層包括折射率比所述片上透鏡低的粘合劑樹脂和折射率 比所述粘合劑樹脂低的低折射率粒子。本發(fā)明再一實(shí)施例的電子裝置包括光電轉(zhuǎn)換器，其設(shè)于基板的攝像區(qū)域中，在所 述光電轉(zhuǎn)換器的光接收表面接收入射光，并對(duì)所述入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，由此生成信號(hào)電 荷；以及片上透鏡，其設(shè)于所述基板的所述攝像區(qū)域中，并且位于所述光電轉(zhuǎn)換器的所述光 接收表面的上方，將所述入射光聚集在所述光接收表面。所述片上透鏡包括粘合劑樹脂和 折射率比所述粘合劑樹脂低的低折射率粒子。本發(fā)明實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法包括以下步驟在基板的攝像表面設(shè)置 光電轉(zhuǎn)換器，所述光電轉(zhuǎn)換器在其光接收表面接收入射光，并對(duì)所述入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換， 由此生成信號(hào)電荷；在所述光電轉(zhuǎn)換器的光接收表面上方設(shè)置片上透鏡，所述片上透鏡將 所述入射光聚集在所述光接收表面；以及在所述片上透鏡的上表面設(shè)置防反射層。所述防 反射層含有折射率比所述片上透鏡低的粘合劑樹脂和折射率比所述粘合劑樹脂低的低折 射率粒子。本發(fā)明另一實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法包括以下步驟在基板的攝像表面 設(shè)置光電轉(zhuǎn)換器，所述光電轉(zhuǎn)換器在其光接收表面接收入射光，并對(duì)所述入射光進(jìn)行光電 轉(zhuǎn)換，由此生成信號(hào)電荷；以及在所述光電轉(zhuǎn)換器的所述光接收表面的上方設(shè)置片上透鏡， 所述片上透鏡將所述入射光聚集在所述光接收表面。所述片上透鏡含有粘合劑樹脂和折射 率比所述粘合劑樹脂低的低折射率粒子。根據(jù)本發(fā)明，利用折射率比所述片上透鏡低的粘合劑樹脂和折射率比所述粘合劑 樹脂低的低折射率粒子形成所述防反射層。或者，利用粘合劑樹脂和折射率比所述粘合劑 樹脂低的低折射率粒子形成所述片上透鏡。因而，能夠利用低折射率粒子的彎曲降低相位差所引起的波動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種固體攝像器件、其制造方法以及電子裝置，該固體攝像 器件和電子裝置能夠改善所拍攝圖像的圖像質(zhì)量并且能夠提高制造效率。


圖1 是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的相機(jī)的配置框圖；圖2是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的配置的示意圖；圖3是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的設(shè)于攝像區(qū)域中的像素的主要部分的電路圖；圖4是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的主要部分的圖；圖5是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的包括防反射層的部分的圖；圖6是表示在本發(fā)明第一實(shí)施例固體攝像器件的制造方法的步驟中主要部分的圖；圖7是表示在本發(fā)明第一實(shí)施例固體攝像器件的制造方法的步驟中主要部分的 圖；圖8是表示在本發(fā)明第一實(shí)施例固體攝像器件的制造方法的步驟中主要部分的 圖；圖9是表示在本發(fā)明第一實(shí)施例固體攝像器件的制造方法的步驟中主要部分的 圖；圖10是表示在本發(fā)明第一實(shí)施例固體攝像器件的制造方法的步驟中主要部分的 圖；圖11是表示在本發(fā)明第一實(shí)施例固體攝像器件的制造方法的步驟中主要部分的 圖；圖12是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的防反射層的折射率與靈敏度關(guān)系的曲線圖；圖13是表示本發(fā)明第二實(shí)施例的固體攝像器件的主要部分的圖；圖14是表示本發(fā)明第三實(shí)施例的固體攝像器件的主要部分的圖；圖15是表示本發(fā)明第三實(shí)施例的防反射層的折射率與靈敏度關(guān)系的曲線圖；圖16是表示本發(fā)明第四實(shí)施例的固體攝像器件的主要部分的圖；圖17是表示本發(fā)明第五實(shí)施例的固體攝像器件的主要部分的圖；圖18A 圖18D是表示本發(fā)明第五實(shí)施例的包括片上透鏡的主要部分的圖；以及圖19A和圖19B示出了本發(fā)明第五實(shí)施例的片上透鏡的折射率、膜厚度(μ m)和 靈敏度之間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式以下參照

本發(fā)明的各實(shí)施例。按以下順序進(jìn)行說明1.第一實(shí)施例(防反射層的膜厚度均勻)2.第二實(shí)施例(在OCL凹部的防反射層的膜厚度比凸部的厚)3.第三實(shí)施例(防反射層的表面平坦)4.第四實(shí)施例(防反射層具有多層)5.第五實(shí)施例(0CL包含低折射率粒子)
6.變化例1.第一實(shí)施例(防反射層的膜厚度均勻)[A]器件配置(1)相機(jī)的主要部分的配置圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的相機(jī)40的配置的框圖。如圖1所示，相機(jī)40包括固體攝像器件1、光學(xué)系統(tǒng)42、驅(qū)動(dòng)電路43和信號(hào)處理 電路44。以下依次說明相機(jī)40所包括的各部分。穿過光學(xué)系統(tǒng)42的(物體圖像的)入射光H被固體攝像器件1的攝像表面PS接 收。然后，固體攝像器件1對(duì)接收光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，生成信號(hào)電荷。固體攝像器件1根據(jù)從 驅(qū)動(dòng)電路43輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。具體地，固體攝像器件1讀出信號(hào)電荷并將其作為 原始數(shù)據(jù)輸出。光學(xué)系統(tǒng)42設(shè)置為使物體圖像的入射光H聚集在固體攝像器件1的攝像表面PS 上。驅(qū)動(dòng)電路43向固體攝像器件1和信號(hào)處理電路44輸出各種驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)固體 攝像器件1和信號(hào)處理電路44。信號(hào)處理電路44被配置為對(duì)從固體攝像器件1輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)處理，生成物 體圖像的數(shù)字圖像。(2)固體攝像器件的主要部分的配置下面說明固體攝像器件1的整體配置。圖2是表示本發(fā)明實(shí)施例的固體攝像器件1的配置的示意圖。本實(shí)施例的固體攝像器件1可由CMOS彩色圖像傳感器實(shí)現(xiàn)，如圖2所示，包括基 板101。如圖2所示，基板101例如是硅基半導(dǎo)體基板，具有設(shè)有攝像區(qū)域PA和周邊區(qū)域 SA的表面。(2-1)攝像區(qū)域 PA下面說明攝像區(qū)域PA。如圖2所示，攝像區(qū)域PA為矩形，具有在水平方向χ和垂直方向y上布置的多個(gè) 像素P。即，多個(gè)像素P以矩陣形式布置。更具體地，如圖2所示，像素P布置成在水平方向χ和垂直方向y上分別布置有m 個(gè)像素和η個(gè)像素。即，多個(gè)像素P布置為具有m列η行的像素陣列。下面說明像素P的 具體配置。攝像區(qū)域PA具有行控制線VL。行控制線VL在水平方向χ上與布置在攝像區(qū)域 PA中的對(duì)應(yīng)像素P電連接。行控制線VL布置成在垂直方向y上彼此平行，與沿垂直方向y 布置的像素P對(duì)應(yīng)。即，行控制線VL包括第1行控制線VLl到第η行控制線VLn，這些行控 制線被布線為與設(shè)于攝像區(qū)域PA中的像素P的各行(第1行 第η行)對(duì)應(yīng)。攝像區(qū)域PA還具有列信號(hào)線HL。列信號(hào)線HL在垂直方向y上與布置在攝像區(qū)域 PA中的對(duì)應(yīng)像素P電連接。列信號(hào)線HL布置成在水平方向χ上彼此平行，與沿水平方向χ 布置的像素P對(duì)應(yīng)。即，列信號(hào)線HL包括第1列信號(hào)線HLl到第m列信號(hào)線HLm，這些列信 號(hào)線被布線為與設(shè)于攝像區(qū)域PA中的像素P的各列(第1列 第m列)對(duì)應(yīng)。圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)于攝像區(qū)域PA中的像素P的主要部分的電路圖。
如圖3所示，設(shè)于攝像區(qū)域PA中的各像素P包括光電二極管21、傳輸晶體管22、放大晶體管23、選擇晶體管24和復(fù)位晶體管25。即，像素P具有光電二極管21以及用于 執(zhí)行從光電二極管21讀出信號(hào)電荷操作的多個(gè)像素晶體管。在像素P中，光電二極管21接收物體圖像的光，對(duì)接收光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，生成信號(hào) 電荷，然后存儲(chǔ)該信號(hào)電荷。如圖3所示，光電二極管21經(jīng)傳輸晶體管22與浮動(dòng)擴(kuò)散部FD 相連。傳輸晶體管22把存儲(chǔ)在光電二極管21中的信號(hào)電荷作為輸出信號(hào)傳輸。如圖3所示，在像素P中，傳輸晶體管22設(shè)于光電二極管21和浮動(dòng)擴(kuò)散部FD之 間。傳輸脈沖TRG —旦施加到傳輸晶體管22的柵極，傳輸晶體管22就將存儲(chǔ)在光電二極 管21中的信號(hào)電荷作為輸出信號(hào)傳輸?shù)礁?dòng)擴(kuò)散部FD。如圖3所示，在像素P中，放大晶體管23的柵極與浮動(dòng)擴(kuò)散部FD相連，放大經(jīng)浮動(dòng) 擴(kuò)散部FD輸出的輸出信號(hào)。放大晶體管23經(jīng)選擇晶體管24與列信號(hào)線HL相連。當(dāng)選擇 晶體管24導(dǎo)通時(shí)，放大晶體管23與連接至列信號(hào)線HL的恒流源I共同形成源極跟隨器。在像素P中，如圖3所示，選擇晶體管24配置為選擇脈沖SEL被提供給選擇晶體 管24的柵極。選擇晶體管24用于為各行選擇讀出信號(hào)用的像素。一旦提供選擇脈沖SEL， 選擇晶體管24就導(dǎo)通。如上所述，當(dāng)選擇晶體管24導(dǎo)通時(shí)，放大晶體管23和恒流源I形 成源極跟隨器，從而與浮動(dòng)擴(kuò)散部FD的電壓對(duì)應(yīng)的電壓輸出到列信號(hào)線HL。如圖3所示，在像素P中，復(fù)位晶體管25配置為復(fù)位脈沖RST被提供給復(fù)位晶體 管25的柵極。復(fù)位晶體管25連接在電源Vdd和浮動(dòng)擴(kuò)散部FD之間。復(fù)位脈沖RST—旦 提供給復(fù)位晶體管25的柵極，復(fù)位晶體管25就使浮動(dòng)擴(kuò)散部FD的電位復(fù)位到電源Vdd電 位。下面所述的周邊電路設(shè)于周邊區(qū)域SA中。各種脈沖信號(hào)通過行控制線VL從周邊 電路被提供給像素P，從而對(duì)于各水平線(即各像素行)，像素P依次被選擇和驅(qū)動(dòng)。(2-2)周邊區(qū)域下面說明周邊區(qū)域SA。如圖2所示，周邊區(qū)域SA設(shè)于攝像區(qū)域PA周圍。設(shè)于周邊區(qū)域SA中的周邊電路處理像素P產(chǎn)生的信號(hào)電荷。周邊電路例如包括 行掃描電路13、列電路14、列掃描電路15、輸出電路17和時(shí)序控制電路18。行掃描電路13包括移位寄存器(未圖示)，用來選擇和驅(qū)動(dòng)各行的像素P。如圖2 所示，各行控制線VL的一端電連接到行掃描電路13。行掃描電路13通過對(duì)應(yīng)的行控制線 VL掃描設(shè)于攝像區(qū)域PA中各行像素P。更具體地，行掃描電路13通過行控制線VL將諸如 復(fù)位脈沖信號(hào)和傳輸脈沖信號(hào)等各種脈沖信號(hào)輸出給各行像素P，由此驅(qū)動(dòng)像素P。各列信號(hào)線HL的一端電連接到列電路14。列電路14被配置為對(duì)從各列的像素 P讀出的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理。列電路14具有ADC(模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器)400，ADC400進(jìn)行模 擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換操作，用于將從像素P輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。更具體地，ADC400 設(shè)置為在水平方向χ上彼此平行，與攝像區(qū)域PA中沿水平方向χ布置的像素P的列對(duì)應(yīng)。 ADC400電連接到用于像素P的對(duì)應(yīng)列的列信號(hào)線HL，對(duì)從像素P的對(duì)應(yīng)列輸出的信號(hào)進(jìn)行 模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換操作。列掃描電路15包括移位寄存器(未圖示)。列掃描電路15被配置為選擇像素P 的列，并從列電路14向水平輸出線16輸出數(shù)字信號(hào)。如圖2所示，列掃描電路15電連接到列電路14中所包括的ADC400。從像素P讀出的信號(hào)通過列電路14被依次輸出到水平方 向Χ的水平輸出線16。輸出電路17例如包括放大器(未圖示)。輸出電路17對(duì)從列掃描電路15輸出的 數(shù)字信號(hào)執(zhí)行諸如放大處理等信號(hào)處理，然后輸出經(jīng)放大的數(shù)字信號(hào)。時(shí)序控制電路18生成各種時(shí)序信號(hào)，然后將時(shí)序信號(hào)輸出到行掃描電路13、列電 路14和列掃描電路15，由此驅(qū)動(dòng)和控制電路13、14和15。(3)固體攝像器件的具體配置下面詳細(xì)說明本實(shí)施例的固體攝像器件1。圖4是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像器件1的主要部分的示意圖。圖4示出 了設(shè)于攝像區(qū)域PA中的像素P的橫剖面。攝像區(qū)域PA具有按上述方式布置在基板101上 的像素P，于是省略了其主要部分之外的說明。如圖4所示，固體攝像器件1配置為在該固體攝像器件1中，光電二極管21、片上 透鏡(OCL) 111、防反射層112、光波導(dǎo)芯部131和濾色器301設(shè)于基板101上，與像素P對(duì)應(yīng)。下面依次說明固體攝像器件1所包括的各部分。(3-1)光電二極管 21如圖4所示，光電二極管21設(shè)于基板101中。光電二極管21被配置為在光接收 表面JS接收入射光H，然后對(duì)入射光H進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，生成信號(hào)電荷。如圖4所示，片上透鏡111、防反射層112、光波導(dǎo)芯部131和濾色器301設(shè)于光電 二極管21的光接收表面JS上方。光波導(dǎo)芯部131、濾色器301、片上透鏡111和防反射層 112從光接收表面JS側(cè)依次布置在光電二極管21上方。于是，在本實(shí)施例中，光電二極管 21的光接收表面JS接收穿過上述部分的入射光H，然后光電二極管21生成信號(hào)電荷。傳 輸晶體管22設(shè)于基板101上，與光電二極管21相鄰。(3-2)片上透鏡 111片上透鏡111是所謂的“微透鏡”。如圖4所示，片上透鏡111設(shè)于基板101的光 接收表面JS上方，用于將入射光H聚集在光接收表面JS上。片上透鏡111是從光接收表面JS以凸形向上凸出的凸透鏡。即，片上透鏡111形 成為，在從光電二極管的21光接收表面JS向光波導(dǎo)芯部131的方向上，透鏡中心比邊緣厚。片上透鏡111在基板101的深度方向ζ上與光電二極管21的光接收表面JS相對(duì)， 濾色器301和光波導(dǎo)芯部131設(shè)于片上透鏡111和光電二極管21之間。于是，光電二極管 21的光接收表面JS接收由片上透鏡111聚集的透過濾色器301和光波導(dǎo)芯部131的光。在本實(shí)施例中，多個(gè)片上透鏡111設(shè)置為與多個(gè)光電二極管21對(duì)應(yīng)。片上透鏡 111之間具有間隙。例如由諸如苯乙烯樹脂等透明樹脂形成片上透鏡111。(3-3)防反射層 112如圖4所示，防反射層112覆蓋片上透鏡111的上表面，防止入射光H在片上透鏡 111上表面的反射。圖5示意性示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像器件1中包括防反射層112的部分的放大的橫剖面圖。由于圖5是示意性原理圖，所以圖示的比例與實(shí)際尺寸不同。如圖5所示，由低折射率粒子112P和粘合劑樹脂112R形成防反射層112?？墒?用折射率比片上透鏡111低的材料作為粘合劑樹脂112R?？墒褂谜凵渎时日?合劑樹脂112R低的粒子作為低折射率粒子112P。如圖4和圖5所示，防反射層112形成于光接收表面JS上方，隨著離光接收表面 JS距離的增大，分布的低折射率粒子112P比粘合劑樹脂112R更多。在此情況下，作為低折射率粒子112P，優(yōu)選使用具有孔洞的中空無機(jī)粒子，例如中 空硅粒子(折射率η約為1.25 1.40)。這是因?yàn)橹T如中空硅粒子等中空粒子含有空氣 (反射率η = 1)并且折射率低。優(yōu)選地，使用具有空隙且比重低，比如中空硅粒子的粒子作為低折射率粒子。這種 粒子的示例包括諸如氧化鈦、氧化鋁和氧化鋯等無機(jī)材料?；蛘?，也可以使用具有空隙且比 重低的有機(jī)材料。優(yōu)選使用平均粒子尺寸在20 IOOnm的粒子作為中空硅粒子。當(dāng)粒子尺寸超過 該范圍時(shí)，會(huì)出現(xiàn)諸如保存穩(wěn)定性不好和在所形成的膜中產(chǎn)生空隙等問題。另外，當(dāng)平均粒 子尺寸低于該范圍時(shí)，會(huì)出現(xiàn)難以使用低折射率材料的問題。優(yōu)選地，例如使用聚硅氧烷樹脂(折射率η約為1.5)作為粘合劑樹脂112R?；?者，優(yōu)選使用丙烯酸樹脂等。優(yōu)選地，防反射層112中所包含的低折射率粒子112Ρ占10% 50%的重量。當(dāng) 超過該范圍時(shí)，會(huì)在膜中產(chǎn)生空隙并且保存穩(wěn)定性降低。另外，當(dāng)沒有達(dá)到該范圍時(shí)，會(huì)出 現(xiàn)諸如難以使用低折射率材料的問題。在本實(shí)施例中，防反射層112設(shè)于片上透鏡111的上表面上，防反射層112的膜厚 度d均勻。更具體地，優(yōu)選防反射層112形成為，膜厚度d為反射光波長λ的四分之一，即膜 厚度d為λ/4。根據(jù)該布置，由于進(jìn)入防反射層112后所反射的反射光與入射光相比具有 相移，所以該反射光和進(jìn)入防反射層112的光相互抵消。這能夠很好地提供防反射功能。(3-4)光波導(dǎo)芯部131如圖4所示，光波導(dǎo)芯部131設(shè)于基板101表面的上方，使入射光導(dǎo)向光電二極管 21的光接收表面JS。如圖4所示，光波導(dǎo)芯部131設(shè)于濾色器301和光電二極管21的光接收表面JS 之間。光波導(dǎo)芯部131使依次透過片上透鏡111和濾色器301的光導(dǎo)向光電二極管21的 光接收表面JS。如圖4所示，光波導(dǎo)芯部131的形狀為，在從片上透鏡111向光電二極管21的方 向上，沿光電二極管21的光接收表面JS的平面的面積減小。即，光波導(dǎo)芯部131形成為具 有楔形。如圖4所示，光波導(dǎo)芯部131具有側(cè)面和底面，該側(cè)面和底面被用作覆蓋層的層間 絕緣層Sz覆蓋。如圖4所示，層間絕緣層Sz位于光波導(dǎo)芯部131的側(cè)面部分，并包括多個(gè) 布線H。通過在層間絕緣層Sz中形成凹槽，在凹槽的表面上形成阻擋金屬層ΒΜ，然后用諸 如銅的導(dǎo)電材料填充凹槽，從而形成布線H。為了防止布線H中所含的銅擴(kuò)散，在相應(yīng)的層 間絕緣層Sz之間設(shè)有防擴(kuò)散層KB。
在本實(shí)施例中，如圖4所示，光波導(dǎo)芯部131包括第一芯部131a和第二芯部131b。如圖4所示，光波導(dǎo)芯部131的第一芯部131a形成于孔K的表面上以及層間絕緣層Sz的最上層表面上，該孔K通過去除層間絕緣層Sz的一部分形成。第一芯部131a用作 鈍化膜。第一芯部131a由折射率比用作覆蓋層的層間絕緣層Sz高的光學(xué)材料構(gòu)成。并且， 第一芯部131a由折射率比設(shè)在第一芯部131a內(nèi)的第二芯部131b高的光學(xué)材料構(gòu)成。例 如，層間絕緣層Sz由氧化硅膜構(gòu)成。第一芯部131a通過等離子體CVD(化學(xué)氣相沉積)沉 積氮化硅(SiN)膜形成，使得折射率比層間絕緣層Sz高。此外，優(yōu)選地，第一芯部131a由 光致抗蝕劑膜、氧化鈦膜或通過等離子體CVD沉積的等離子體氮氧化硅(SiON)膜形成。如圖4所示，光波導(dǎo)芯部131的第二芯部131b是嵌入層，嵌入在第一芯部131a中。 用光學(xué)材料填充通過去除層間絕緣層Sz的一部分所形成的孔K，形成第二芯部131b，第一 芯部131a位于孔K和第二芯部131b之間。第二芯部131b隔著第一芯部131a設(shè)于層間絕 緣層Sz的最上層表面上。第二芯部131b的表面被平坦化。第二芯部131b由折射率比第一 芯部131a小的光學(xué)材料形成。例如，通過旋轉(zhuǎn)涂覆丙烯酸樹脂形成第二芯部131b?；蛘撸?第二芯部131b優(yōu)選由聚酰亞胺樹脂、Si3N4(四氮化三硅)膜、DLC(類金剛石)膜或聚硅氧 烷樹脂形成。(3-5)濾色器 301如圖4所示，濾色器301設(shè)于基板101表面的上方，與光接收表面JS相對(duì)，被配置 為使得入射光H獲得顏色并透射到光接收表面JS。如圖4所示，濾色器301設(shè)于包含在光波導(dǎo)芯部131中的第二芯部131b上。更具體地，通過旋轉(zhuǎn)涂覆等方法涂覆含有顏料和感光樹脂的涂覆液，形成涂覆膜， 然后通過光刻技術(shù)圖形化該涂覆膜，于是形成濾色器301。例如，類似于第二芯部131b，使 用丙烯酸樹脂作為感光樹脂形成濾色器301。由于濾色器301和第二芯部131b均由丙烯酸 樹脂形成，所以優(yōu)選彼此接觸形成。盡管圖中未示出，但濾色器301包括設(shè)置為與像素P對(duì)應(yīng)的三原色濾色器層，即綠 色濾色器層、紅色濾色器層和藍(lán)色濾色器層。例如，綠色濾色器層、紅色濾色器層和藍(lán)色濾 色器層以拜耳(Bayer)型布置排列，與各像素P對(duì)應(yīng)。[B]制造方法下面說明上述固體攝像器件1的制造方法。圖6 圖11示出了在本發(fā)明第一實(shí)施例固體攝像器件1的制造方法的步驟中的 主要部分。圖6 圖11示出了類似于圖4中所示部分的橫剖面圖。(1)形成光電二極管21等首先，如圖6所示，形成包括光電二極管21的各部分。例如，通過將η型雜質(zhì)離子注入到為ρ型硅基板的基板101中形成光電二極管21。之后，形成構(gòu)成像素P的諸如傳輸晶體管22等部分。然后，在基板101的表面上方形成多個(gè)層間絕緣層Sz以覆蓋光電二極管21。例 如，通過CVD沉積氧化硅膜形成層間絕緣層Sz。在形成層間絕緣層Sz的過程中，例如通過鑲嵌處理在層間絕緣層Sz之間形成布 線H。通過在層間絕緣層Sz中形成凹槽，在凹槽的表面形成阻擋金屬層BM，然后用諸如銅的導(dǎo)電材料填充該凹槽，從而形成布線H。例如，通過濺射連續(xù)形成鉭膜和氮化鉭膜形成 阻擋金屬層BM。例如，通過形成銅晶種層(未圖示)，利用電解電鍍處理形成銅膜，然后利 用CMP (化學(xué)機(jī)械研磨)平坦化銅膜的表面，從而形成布線H。為了防止布 線H中所含銅的擴(kuò)散，在相應(yīng)的層間絕緣層Sz之間設(shè)置防擴(kuò)散層KB。 例如，通過利用CVD沉積碳化硅膜，在布線上形成防擴(kuò)散層KB作為一層。(2)形成孔 K然后，如圖7所示，形成孔K。在此情況下，通過蝕刻去除層間絕緣層Sz的一部分形成孔K。更具體地，如圖7所示，蝕刻層間絕緣層Sz等的一部分，即與光電二極管21的光 接收表面JS的中間部分對(duì)應(yīng)的部分。在本實(shí)施例中，這樣形成孔K，即在孔K中，沿光接收 表面JS的平面的面積從光接收表面JS起向上逐漸增大。即，將孔K形成為楔形，孔K的側(cè) 面在垂直于光接收表面JS的Z方向上傾斜。通過諸如干式蝕刻等各向異性蝕刻形成孔K。(3)形成第一芯部131a之后，如圖8所示，形成第一芯部131a。在按上述方法形成的孔K的表面上形成第一芯部131a。例如，通過利用等離子體 CVD沉積氮化硅(SiN)膜形成第一芯部131a以覆蓋孔K的表面。更具體地，形成第一芯部131a，使得孔K的表面例如被0. 5 μ m厚的膜覆蓋。(4)形成第二芯部131b之后，如圖9所示，形成第二芯部131b。在此情況下，在按上述方式將第一芯部131a沉積在孔K的表面上之后，用光學(xué)材 料填充孔K形成第二芯部131b。例如，通過利用旋轉(zhuǎn)涂覆丙烯酸樹脂膜形成第二芯部131b。在上述方式中，形成包括第一芯部131a和第二芯部131b的光波導(dǎo)芯部131。(5)形成濾色器301之后，如圖10所示，形成濾色器301。在此情況下，通過旋轉(zhuǎn)涂覆含有顏料和感光樹脂的涂覆液，形成涂覆膜，然后通過 光刻技術(shù)對(duì)該涂覆膜圖形化，于是依次形成構(gòu)成濾色器301的濾色器層。更具體地，利用例如i射線作為曝光光來照射光掩模，將掩模圖形圖像轉(zhuǎn)移到感 光樹脂膜，然后對(duì)得到的感光樹脂膜進(jìn)行曝光處理。之后，對(duì)經(jīng)過曝光處理的感光樹脂膜進(jìn) 行顯影處理。對(duì)各顏色執(zhí)行上述處理。經(jīng)過上述處理，依次形成綠色濾色器層(未圖示)、 紅色濾色器層(未圖示)和藍(lán)色濾色器層(未圖示)，于是形成濾色器301。(6)形成片上透鏡111之后，如圖11所示，形成片上透鏡111。在此情況下，在形成透鏡材料膜(未圖示)之后，對(duì)透鏡材料膜進(jìn)行處理，形成片 上透鏡111。例如，使用聚乙烯樹脂(折射率η = 1. 60)在濾色器301上形成透鏡材料膜(未 圖示)。之后，在透鏡材料膜上形成感光樹脂膜(未圖示)。對(duì)感光樹脂膜進(jìn)行諸如回流處 理等處理，與片上透鏡111的形狀對(duì)應(yīng)，于是圖形化感光樹脂膜。利用經(jīng)圖形化的感光樹脂 膜作為掩模，對(duì)透鏡材料膜進(jìn)行回蝕處理，于是形成片上透鏡111。在本實(shí)施例中，執(zhí)行上述形成步驟，使得多個(gè)片上透鏡111彼此相鄰。
(7)形成防反射層112然后，如圖4所示，形成防反射層112。在此情況下，通過旋轉(zhuǎn)涂覆含有低折射率粒子和粘合劑樹脂的涂覆液，形成涂覆 膜，然后對(duì)該涂覆膜進(jìn)行烘干處理，于是形成防反射層112。例如，使用中空硅粒子(折射率約為1. 25 1. 40)作為低折射率粒子112P，使用 聚硅氧烷樹脂(折射率約為1. 5)作為粘合劑樹脂112R。更具體地，形成防反射層112，使膜厚度d為反射光波長λ的四分之一。例如，形 成涂覆膜，使膜厚度d為100 200nm。之后，例如，在120°C的溫度下進(jìn)行三分鐘烘干處 理，在200°C的溫度下進(jìn)一步進(jìn)行五分鐘烘干處理，使涂覆膜中的溶劑揮發(fā)。烘干處理多次 的結(jié)果是，能夠抑制形成泡沫。在形成涂覆膜之前的預(yù)處理中，優(yōu)選地，片上透鏡111被配 置為在不進(jìn)行吸濕處理的情況下保持疏水性。按照上述方法形成各部分，就制成固體攝像器件1。[C]結(jié)論如上所述，在本實(shí)施例中，防反射層112包括粘合劑樹脂112R和低折射率粒子 112P(參見圖5)。在此情況下，粘合劑樹脂112R的折射率比下層的片上透鏡111低。并且 低折射率粒子112P的折射率比粘合劑樹脂112R低。因而，本實(shí)施例能夠利用低折射率粒子112P的彎曲降低相位差所引起的波動(dòng)。更 具體地，由于防反射層112因低反射膜而具有防反射功能，并且具有一定程度的彎曲，所以 可在不降低片上透鏡的有效曲率的情況下容易地實(shí)現(xiàn)低反射功能。在本實(shí)施例中，使用中空硅粒子作為低折射率粒子112P。防反射層112形成于光 接收表面JS上方，以此形成方式，隨著離光接收表面JS距離的增大，分布的低折射率粒子 112P比粘合劑樹脂112R更多(參見圖5)。換言之，在本實(shí)施例中，防反射層112形成為折 射率在入射光H射向光接收表面JS的方向上逐漸增大。在本實(shí)施例中，由于防反射層112具有多級(jí)防反射功能，所以能夠改善防反射特 性。更具體地，當(dāng)利用氧化硅膜(折射率η= 1.42)形成防反射層時(shí)，對(duì)綠光的反射率 為4%。相比之下，如同在本實(shí)施例中，當(dāng)使用中空硅粒子(折射率η= 1.28)作為防反射 層112的低折射率粒子112Ρ時(shí)，對(duì)綠光的反射率降為以下。通過改變防反射層112的折射率，還能夠優(yōu)化靈敏度特性。圖12是表示本發(fā)明第一實(shí)施例中防反射層112的折射率與靈敏度關(guān)系的曲線圖。 圖12所示的靈敏度通過基準(zhǔn)樣例的靈敏度被標(biāo)準(zhǔn)化。如圖12所示，當(dāng)防反射層112的折射率η為1. 25 1. 32時(shí)，可以很好地改善靈敏度。因而，本實(shí)施例能夠改善所拍攝圖像的圖像質(zhì)量。2.第二實(shí)施例(在OCL凹部的防反射層的膜厚度比凸部的大的情況)[Α]器件配置等圖13是表示本發(fā)明第二實(shí)施例的固體攝像器件Ib的主要部分的示意圖。圖13 示出了類似于圖4所示部分的橫剖面圖。如圖13所示，本實(shí)施例的固體攝像器件Ib的片上透鏡Illb與第一實(shí)施例的片上透鏡111不同。防反射層112b與第一實(shí)施例的防反射層112也不同。除此之外，本實(shí)施例 與第一實(shí)施例相同。因而，下文省略了相同部分的說明。如圖13所示，多個(gè)片上透鏡11 Ib布置為彼此相鄰。更具體地，多個(gè)片上透鏡Illb 形成為一體，彼此之間沒有間隙。如同第一實(shí)施例的情況，防反射層112b形成為包括粘合劑樹脂(未圖示)和低折 射率粒子(未圖示)。即，防反射層112b形成為包括中空硅粒子。在本實(shí)施例中，如圖13所示，防反射層112b設(shè)置為其表面覆蓋片上透鏡Illb的 上表面，于是呈波浪形。在此情況下，防反射層112b設(shè)置為壓在片上透鏡Illb之間的凹部的第一膜厚度 dl比片上透鏡Illb的以凸形凸出的上部的第二膜厚度d2大。例如，防反射層112b形成為第二膜厚度d2為反射光波長λ的四分之一，S卩，第二 膜厚度d2為λ/4。根據(jù)該布置，由于進(jìn)入防反射層112b后所反射的反射光與入射光相比 具有相移，所以該反射光和進(jìn)入防反射層112b的光相互抵消，這能夠很好地提供防反射功 能。防反射層112b形成為第一膜厚度dl大于λ/4，其中第二膜厚度d2的膜厚度為λ/4。 優(yōu)選地，防反射層112b形成為，使得第一膜厚度dl和第二膜厚度d2滿足以下關(guān) 系d2+ “片上透鏡 Illb 的厚度”-dl > IOOnm (A)通過該布置，能夠?qū)崿F(xiàn)很好的聚光性能。[B]結(jié)論如上所述，在本實(shí)施例中，片上透鏡Illb具有“無間隙結(jié)構(gòu)”，彼此相鄰布置。防反 射層112b設(shè)置為具有波浪形，使得壓在片上透鏡Illb之間的凹部的厚度比片上透鏡Illb 的以凸形凸出的上部的厚度大。在片上透鏡之間設(shè)有間隙(空隙)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)所謂的“混色”，降低所拍攝圖像的圖 像質(zhì)量。然而，在本實(shí)施例中，由于片上透鏡Illb具有無間隙結(jié)構(gòu)，所以可防止該問題。在本實(shí)施例中，防反射層112b形成為上述的“波浪形”。因而，在本實(shí)施例中，與 dl = d2(通常的等角的防反射層結(jié)構(gòu))的情況相比，由于曲面的個(gè)數(shù)增加，所以能夠減小波 動(dòng)。于是，本發(fā)明能夠改善靈敏度特性。另外，當(dāng)透鏡厚度隨著減少層數(shù)或微型化而增大或 明顯減小時(shí)，在工藝方面可能會(huì)難以實(shí)現(xiàn)這種設(shè)置。在此情況下，改變膜厚度d2的厚度能 夠相對(duì)容易地控制透鏡的聚光位置。更具體地，與防反射層不是波浪形(dl = d2)的情況相比，可使對(duì)綠光的靈敏度改 善大約2%。如同第一實(shí)施例的情況，本實(shí)施例的防反射層112b包括粘合劑樹脂(未圖示)和 低折射率粒子(未圖示)。因而，如同第一實(shí)施例，能夠改善防反射特性。通過改變防反射層112b的折射率，還能夠優(yōu)化靈敏度特性。因而，本實(shí)施例能夠改善所拍攝圖像的圖像質(zhì)量。3. m^mrn (防反射m的表g平毋.階唐況)[A]器件配置等圖14是表示第三實(shí)施例的固體攝像器件Ic的主要部分的示意圖。圖14示出了類似于圖4所示部分的橫剖面圖。
如圖14所示，本實(shí)施例的固體攝像器件Ic的防反射層112c與第二實(shí)施例的防反 射層112b不同。除此之外，本實(shí)施例與第二實(shí)施例相同。因而，下文省略相同部分的說明。如同第二實(shí)施例的情況，防反射層112c形成為包括粘合劑樹脂(未圖示)和低折 射率粒子(未圖示)。即，防反射層112c形成為包括中空硅粒子。然而，在本 實(shí)施例中，如圖14所示，防反射層112c設(shè)于片上透鏡Illb的上表面， 但與第二實(shí)施例不同，防反射層112c的表面沿基板101的平面(xy平面)方向是平坦的。在本實(shí)施例中，優(yōu)選地，防反射層112c形成為，片上透鏡Illb以凸形凸出的上部 處的膜厚度dc例如是200 600nm。[B]結(jié)論如上所述，如同第一實(shí)施例和第二實(shí)施例，本實(shí)施例的防反射層112c形成為包括 粘合劑樹脂(未圖示)和低折射率粒子(未圖示)。因而，能夠改善防反射特性。調(diào)整防反 射層112c的膜厚度可以改善靈敏度特性。另外，在防反射層的表面平坦時(shí)，片上透鏡的聚光效率減低。但是，改變防反射層 112c的折射率能夠優(yōu)化靈敏度特性。圖15是表示第三實(shí)施例中防反射層112c的折射率與靈敏度關(guān)系的曲線圖。圖15 所示的靈敏度通過基準(zhǔn)樣例的靈敏度被標(biāo)準(zhǔn)化。如圖15所示，當(dāng)防反射層112c的折射率η為1. 25時(shí)，能夠很好地改善靈敏度。因而，本實(shí)施例能夠改善所拍攝圖像的圖像質(zhì)量。4. mrn^mm (^mimn^^mmmu)[A]器件配置等圖16是表示本發(fā)明第四實(shí)施例的固體攝像器件Id的主要部分的示意圖。圖16 示出了類似于圖4所示部分的橫剖面圖。如圖16所示，本實(shí)施例的固體攝像器件Id的防反射層112d與第二實(shí)施例的防反 射層112b不同。除此之外，本實(shí)施例與第二實(shí)施例相同。因而，下文省略相同部分的說明。如圖16所示，防反射層112d包括第一防反射層1121和第二防反射層1122。如圖16所示，第一防反射層1121設(shè)于片上透鏡111的上表面上。如圖16所示，第二防反射層1122設(shè)于第一防反射層1121上。如同第二實(shí)施例，防反射層112d的第一防反射層1121和第二防反射層1122均包 括低折射率粒子(未圖示)和粘合劑樹脂(未圖示)。在此情況下，上層的第二防反射層1122形成為比下層的第一防反射層1121具有 更多的低折射率粒子。例如，第一防反射層1121和第二防反射層1122形成為包括中空硅 粒子作為低折射率粒子。更具體地，下層的第一防反射層1121形成為滿足以下條件中空硅含量占重量的10% 50% (優(yōu)選占重量的10% 40% )，并且膜厚度為 30 lOOnm。上層的第二防反射層1122形成為滿足以下條件中空硅含量占重量的10% 50% (優(yōu)選占重量的20% 50% )，并且膜厚度為 30 lOOnm。當(dāng)?shù)谝环婪瓷鋵?121的中空硅含量占重量的40%、膜厚度為50nm，并且第二防反射層1122的中空硅含量占重量的50%、膜厚度為50nm時(shí)，與單一的防反射層相比，防反射 作用可提高0.5%。[B]結(jié)論如上所述，在本實(shí)施例中，通過形成多個(gè)防反射層1121和1122形成防反射層 112d。在此情況下，防反射層112d形成為上層比下層具有更多的低折射率粒子。在本實(shí)施例中，如同第二實(shí)施例，由于防反射層112d具有多級(jí)防反射功能，所以 能夠改善防反射特性。因而，本實(shí)施例能夠改善所拍攝圖像的圖像質(zhì)量。在上述示例中，優(yōu)選地，上層中的低折射率粒子的粒子尺寸比下層中的低折射率 粒子的大。在此情況下，具有較大粒子尺寸的粒子因熱引發(fā)的聚集效應(yīng)向上移動(dòng)，于是，包 括較大粒子的低折射率層形成于上層中，而無需多次涂覆粒子。5.第五實(shí)施例(0CL包括低折射率粒子的情況)[A]器件配置等圖17是表示本發(fā)明第五實(shí)施例的固體攝像器件Ie的主要部分的示意圖。圖17 示出了類似于圖4所示部分的橫剖面圖。如圖17所示，固體攝像器件Ie具有片上透鏡llle。固體攝像器件Ie沒有防反射 層。除此之外，本實(shí)施例與第二實(shí)施例相同。因而，下文省略相同部分的說明。如同第二實(shí)施例的防反射層，片上透鏡Ille由低折射率粒子(未圖示)和粘合劑 樹脂(未圖示)形成?？墒褂谜凵渎时日澈蟿渲偷牧Ｗ幼鳛榈驼凵渎柿Ｗ印?yōu)選使用其它實(shí)施例中 的防反射層的低折射率粒子。例如，優(yōu)選使用中空硅粒子(折射率η約為1. 25 1. 40)。可使用折射率比低折射率粒子高的樹脂作為粘合劑樹脂。例如，優(yōu)選使用聚苯乙 烯樹脂(折射率η = 1.60)。優(yōu)選地，片上透鏡llle中的低折射率粒子占重量的10% 50%。當(dāng)超出該范圍 時(shí)，會(huì)在膜中產(chǎn)生空隙或者保存穩(wěn)定性降低。另外，當(dāng)未達(dá)到該范圍時(shí)，會(huì)出現(xiàn)難以使用低 折射率材料的問題。通過形成包括低折射率粒子和粘合劑樹脂的透鏡材料膜(未圖示)，然后處理該 透鏡材料膜，從而形成片上透鏡llle。圖18A 圖18D是表示本發(fā)明第五實(shí)施例的固體攝像器件Ie的片上透鏡Ille在 制造過程中的主要部分的圖。圖18A 圖18D是類似于圖4所示的形成有片上透鏡Ille 部分的放大的橫剖面圖。(1)形成透鏡材料膜LM首先，如圖18A所示，形成透鏡材料膜LM。在此情況下，在形成透鏡材料膜LM之前，如同第一實(shí)施例，形成濾色器301 (參見 圖 10)。在濾色器301上形成透鏡材料膜LM。更具體地，通過旋轉(zhuǎn)涂覆等方法涂覆包括上述低折射率粒子和粘合劑樹脂的涂覆 液，然后進(jìn)行烘干處理使溶劑揮發(fā)，從而形成例如500nm膜厚度的透鏡材料膜LM。例如，在 120°C的溫度下進(jìn)行三分鐘烘干處理，在200°C的溫度下進(jìn)一步進(jìn)行五分鐘烘干處理。
16
然后，如圖18B所示，形成抗蝕劑圖案PM。在此情況下，在透鏡材料膜LM上形成光致抗蝕劑膜(未圖示)，然后將光致抗蝕劑 膜處理為與片上透鏡Ille的形狀對(duì)應(yīng)。例如，通過光刻技術(shù)進(jìn)行圖形化之后，對(duì)光致抗蝕 劑膜進(jìn)行回流處理等，形成具有片上透鏡Ille的形狀的抗蝕劑圖案PM。即，抗蝕劑圖案PM 的表面被處理為具有沿片上透鏡Ille的透鏡表面的曲面。之后，如圖18C所示，形成片上透鏡llle。 在此情況下，按上述方式處理的抗蝕劑圖案PM用作掩模，通過干式蝕刻處理來回 蝕透鏡材料膜LM，從而形成片上透鏡llle。即，去除整個(gè)抗蝕劑圖案PM，并去除透鏡材料膜 LM的一部分。留下的透鏡材料膜LM的膜厚度從濾色器301的表面起至少為50 lOOnm， 使得沒露出濾色器301的表面。在以下條件下進(jìn)行上述干式蝕刻處理，例如，氣體為四氟甲 烷(CF4)并且功率為700W。根據(jù)該布置，片上透鏡Ille形成為，在中間部分的越往上的位置，分布的低折射 率粒子比粘合劑樹脂更多。盡管以上說明了片上透鏡Ille形成為具有球形透鏡表面的凸透鏡的情況，但本 發(fā)明并不局限于此。如圖18D所示，片上透鏡Illeb也可形成為具有矩形剖面的數(shù)字透鏡。[B]結(jié)論如上所述，本實(shí)施例的片上透鏡Ille包括低折射率粒子和粘合劑樹脂。因而，如同第二實(shí)施例，本實(shí)施例能夠改善防反射特性。圖19A和圖19B示出了本發(fā)明第五實(shí)施例中片上透鏡Ille的折射率η、膜厚度 dm(ym)和靈敏度的關(guān)系。圖19A和圖19B中所示的靈敏度通過基準(zhǔn)樣例(折射率為1.60) 的靈敏度被標(biāo)準(zhǔn)化。圖19A示出了相機(jī)透鏡(圖1的光學(xué)系統(tǒng)42)的光圈數(shù)為5. 6的情況， 圖19B示出了相機(jī)透鏡(圖1的光學(xué)系統(tǒng)42)的光圈數(shù)為2. 8的情況。如圖19A和圖19B所示，能夠通過改變片上透鏡Ille的折射率等優(yōu)化靈敏度特 性。例如，將折射率η設(shè)為1. 35以下能夠使靈敏度改善3%以上。因而，本實(shí)施例能夠改善所拍攝圖像的圖像質(zhì)量。變化例本發(fā)明并不局限于上述各實(shí)施例，可以做出各種變化。盡管在上述實(shí)施例中說明了本發(fā)明應(yīng)用于CMOS圖像傳感器的情況，但本發(fā)明并 不局限于此。例如，本發(fā)明也可應(yīng)用于CXD圖像傳感器。盡管在上述實(shí)施例中說明了本發(fā)明應(yīng)用于相機(jī)的情況，但本發(fā)明并不局限于此。 本發(fā)明也可應(yīng)用于諸如掃描儀和復(fù)印機(jī)等具有固體攝像器件的電子裝置。在上述各實(shí)施例中，諸如片上透鏡等光學(xué)元件布置成實(shí)現(xiàn)所謂的“瞳孔修正”。更 具體地，布置在攝像表面上的諸如片上透鏡等光學(xué)元件的間距比位于攝像表面的光電二極 管的間距小。在上述各實(shí)施例中，固體攝像器件l、lb、lc、ld和Ie對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的固體攝像器 件。在上述各實(shí)施例中，基板101對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的基板。在上述各實(shí)施例中，攝像表面PS對(duì) 應(yīng)于本發(fā)明的攝像表面。在上述各實(shí)施例中，光接收表面JS對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的光接收表面。 在上述各實(shí)施例中，光電二極管21對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換器。在上述各實(shí)施例中，片上 透鏡111、11 Ib和11 Ie對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的片上透鏡。在上述各實(shí)施例中，防反射層112、112b、112c和112d對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的防反射層。在上述各實(shí)施例中，粘合劑樹脂112R對(duì)應(yīng)于本發(fā) 明的粘合劑樹脂。在上述各實(shí)施例中，低折射率粒子112P對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的低折射率粒子。 在上述各實(shí)施例中，第一膜厚度dl對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的第一膜厚度。在上述各實(shí)施例中，第二 膜厚度d2對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的第二膜厚度。在上述各實(shí)施例中，第一防反射層1121對(duì)應(yīng)于本 發(fā)明的第一防反射層。在上述各實(shí)施例中，第二防反射層1122對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的第二防反射 層。在上述各實(shí)施例中，相機(jī)40對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的電 子裝置。 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素，可以在本發(fā)明所附的權(quán)利 要求及其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、次組合及改變。
權(quán)利要求
一種固體攝像器件，其包括至少一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，其設(shè)于基板的攝像表面，在所述光電轉(zhuǎn)換器的光接收表面接收入射光，并對(duì)所述入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，由此生成信號(hào)電荷；至少一個(gè)片上透鏡，其設(shè)于所述基板的所述攝像表面上，并且位于所述光電轉(zhuǎn)換器的所述光接收表面的上方，將所述入射光聚集在所述光接收表面；以及防反射層，其設(shè)于所述基板的攝像表面上的片上透鏡的上表面，其中，所述防反射層包括折射率比所述片上透鏡低的粘合劑樹脂和折射率比所述粘合劑樹脂低的低折射率粒子。
2.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其中，所述防反射層包括中空硅粒子作為所述 低折射率粒子。
3.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其中，所述防反射層形成于所述光接收表面上 方，隨著離所述光接收表面距離的增大，分布的低折射率粒子比所述粘合劑樹脂更多。
4.如權(quán)利要求3所述的固體攝像器件，其中，所述片上透鏡為多個(gè)，是從所述光接收表 面以凸形向上凸出的凸透鏡，設(shè)置為彼此相鄰，與多個(gè)所述光電轉(zhuǎn)換器對(duì)應(yīng)；并且所述防反射層設(shè)置為覆蓋所述多個(gè)片上透鏡的上表面。
5.如權(quán)利要求4所述的固體攝像器件，其中，所述防反射層設(shè)置為壓在所述片上透鏡 之間的凹部的第一膜厚度比所述片上透鏡的以凸形凸出的上部的第二膜厚度大。
6.如權(quán)利要求5所述的固體攝像器件，其中，所述防反射層設(shè)置于所述片上透鏡的所 述上表面上，所述防反射層的表面沿所述基板的所述攝像表面方向是平坦的。
7.如權(quán)利要求5所述的固體攝像器件，其中，所述防反射層至少包括 第一防反射層，其設(shè)于所述片上透鏡的所述上表面上；以及第二防反射層，其設(shè)于所述第一防反射層上；其中，所述第一防反射層和所述第二防反射層均包含所述低折射率粒子和所述粘合劑 樹脂；并且所述第二防反射層包含的所述低折射率粒子比所述第一防反射層包含的所述低折射 率粒子多。
8.—種固體攝像器件，其包括光電轉(zhuǎn)換器，其設(shè)于基板的攝像區(qū)域中，在所述光電轉(zhuǎn)換器的光接收表面接收入射光， 并對(duì)所述入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，由此生成信號(hào)電荷；以及片上透鏡，其設(shè)于所述基板的所述攝像區(qū)域中，并且位于所述光電轉(zhuǎn)換器的所述光接 收表面的上方，將所述入射光聚集在所述光接收表面，其中，所述片上透鏡包含粘合劑樹脂和折射率比所述粘合劑樹脂低的低折射率粒子。
9.如權(quán)利要求8所述的固體攝像器件，其中，所述片上透鏡包括中空硅粒子作為所述 低折射率粒子。
10.一種電子裝置，其包括光電轉(zhuǎn)換器，其設(shè)于基板的攝像表面，在所述光電轉(zhuǎn)換器的光接收表面接收入射光，并 對(duì)所述入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，由此生成信號(hào)電荷；片上透鏡，其設(shè)于所述基板的所述攝像表面上，并且位于所述光電轉(zhuǎn)換器的所述光接 收表面的上方，將所述入射光聚集在所述光接收表面；以及防反射層，其設(shè)于所述基板的所述攝像表面上的所述片上透鏡的上表面， 其中，所述防反射層包括折射率比所述片上透鏡低的粘合劑樹脂和折射率比所述粘合 劑樹脂低的低折射率粒子。
11.一種電子裝置，其包括光電轉(zhuǎn)換器，其設(shè)于基板的攝像區(qū)域中，在所述光電轉(zhuǎn)換器的光接收表面接收入射光， 并對(duì)所述入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，由此生成信號(hào)電荷；以及片上透鏡，其設(shè)于所述基板的所述攝像區(qū)域中，并且位于所述光電轉(zhuǎn)換器的所述光接 收表面的上方，將所述入射光聚集在所述光接收表面，其中，所述片上透鏡包含粘合劑樹脂和折射率比所述粘合劑樹脂低的低折射率粒子。
12.—種固體攝像器件的制造方法，該方法包括以下步驟在基板的攝像表面設(shè)置光電轉(zhuǎn)換器，所述光電轉(zhuǎn)換器在其光接收表面接收入射光，并 對(duì)所述入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，由此生成信號(hào)電荷；在所述光電轉(zhuǎn)換器的光接收表面上方設(shè)置片上透鏡，所述片上透鏡將所述入射光聚集 在所述光接收表面；以及在所述片上透鏡的上表面設(shè)置防反射層，其中，所述防反射層包括折射率比所述片上 透鏡低的粘合劑樹脂和折射率比所述粘合劑樹脂低的低折射率粒子。
13.一種固體攝像器件的制造方法，該方法包括以下步驟在基板的攝像表面設(shè)置光電轉(zhuǎn)換器，所述光電轉(zhuǎn)換器在其光接收表面接收入射光，并 對(duì)所述入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，由此生成信號(hào)電荷；以及在所述光電轉(zhuǎn)換器的所述光接收表面的上方設(shè)置片上透鏡，所述片上透鏡將所述入射 光聚集在所述光接收表面，其中，所述片上透鏡包括粘合劑樹脂和折射率比所述粘合劑樹 脂低的低折射率粒子。
全文摘要
本發(fā)明涉及固體攝像器件、其制造方法以及電子裝置。所述固體攝像器件包括至少一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，其設(shè)于基板的攝像表面，在所述光電轉(zhuǎn)換器的光接收表面接收入射光，并對(duì)所述入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，由此生成信號(hào)電荷；至少一個(gè)片上透鏡，其設(shè)于所述基板的所述攝像表面上，并且位于所述光電轉(zhuǎn)換器的所述光接收表面的上方，將所述入射光聚集在所述光接收表面；以及防反射層，其設(shè)于所述基板的攝像表面的片上透鏡上表面，所述防反射層包括折射率比所述片上透鏡低的粘合劑樹脂和折射率比所述粘合劑樹脂低的低折射率粒子。本發(fā)明的固體攝像器件和電子裝置能夠改善所拍攝圖像的圖像質(zhì)量并且能夠提高制造效率。
文檔編號(hào)H04N5/225GK101888489SQ20101015098
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者下地誠也, 狹山征博, 田中良和, 勝谷隆之, 荻野明子 申請(qǐng)人:索尼公司