固体摄像元件、摄像装置、电子设备和制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及能够抑制固体摄像元件的感光度劣化的固体摄像元件、摄像装置、电子设备以及制造方法。根据本发明专利技术的一方面，所述固体摄像元件设置有：传感器部，其用于生成与入射光对应的电信号；彩色滤光片，其盖住所述传感器部；以及透镜，其用于使所述入射光经由所述彩色滤光片而聚集到所述传感器部内，所述透镜由层叠膜形成，所述层叠膜由预定的透镜材料制成。在没有设置用来消除所述彩色滤光片中的台阶的平坦化层的前提下，所述透镜被形成于所述彩色滤光片上。本发明专利技术适用于固体摄像元件，还适用于摄像装置和具有摄像部的电子设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，且更具体地，涉及都能够防止受光感光度(photosensitivity)的降低且防止混色(color mixture)的。
技术介绍
传统地，以CMOS图像传感器为代表的固体摄像元件被设置于诸如数码照相机或数码摄影机等摄像装置中。图1是传统且一般的固体摄像元件的截面图。这个固体摄像元件10包括从光入射侧依次层叠的片上透镜11、彩色滤光片(color filter) 12、遮光部13和传感器部14等。而且，在片上透镜11是由诸如SiN等具有高折射率的无机膜制成的情况下，在片上透镜11与彩色滤光片12之间设置有用来消除彩色滤光片12中的台阶的平坦化层15。在固体摄像元件10中，入射光被片上透镜11聚集到下层侧，并且该入射光经由彩色滤光片12而入射到传感器部14上，且在传感器部14中被执行光电转换。在这种一般的固体摄像元件10中，与各个像素对应的片上透镜(on-chiplens) 11是由同一材料制成的，因而它们能够沿着横向而呈一体化地被连接起来。由于这一点，如图1所示，已经入射到片上透镜11的与某一像素对应的区域上的一些光可能漏到相邻像素中，且可能入射到该相邻像素的传感器部14上而不会到达该光原本应当入射到的传感器部14上。这样的现象导致了受光感光度的降低和混色的恶化，且因此，需要一些对策。鉴于这种情况，作为应对上述现象的对策，本专利技术的申请人曾提议了这样一种固体摄像元件:其中，在一体化形成的片上透镜11的与各像素对应的区域之间的边界中设置有凹槽(例如，参见专利文献I)。图2是采取了上述对策的固体摄像元件的截面图。在这种固体摄像元件20中，光在位于片上透镜11的与各像素对应的各区域之间的边界中的凹槽21处被全反射。这使得能够防止入射光从该入射光原本应当入射到的像素的传感器部14泄漏到相邻像素的传感器部14中且能够防止混色。引用文献列表专利文献专利文献1:日本专利特开JP 2008-270679A
技术实现思路
要解决的技术问题如图2所示，在将凹槽21设置于片上透镜11中的步骤中通常使用光刻技术。在使用光刻技术的情况下，凹槽21的位置叠加很容易发生偏移。而且，凹槽21的宽度是几百nm，且因此凹槽21在片上透镜11中的宽度是相对较大的而片上透镜11的面积很小。这就使集光效率劣化。而且，如例如图3所示，在其中由与片上透镜11的材料不同的另一种材料制成的膜31被形成于具有凹槽21的片上透镜11上的固体摄像元件30中，所述另一种材料进入凹槽21内。在这种情况下，片上透镜11与进入凹槽21内的所述另一种材料之间的折射率差别变小，因此，通过设置凹槽21而获得的防止入射光泄漏的效果降低了。此外，在如图1到图3所示地设置有平坦化层15的情况下，片上透镜11与传感器部14之间的距离因平坦化层15的空间长度而被增大了。因此，还会出现诸如感光度的劣化、缺陷的劣化和倾斜光入射特性的劣化等问题。本专利技术是鉴于这些情形而被做出的，且本专利技术能够防止固体摄像元件的感光度的劣化。解决技术问题所采取的技术方案根据本专利技术的第一方面，提供了一种固体摄像元件，它包括:传感器部，其被构造成生成与入射光对应的电信号；彩色滤光片，其盖住所述传感器部；以及透镜，其被构造成将所述入射光经由所述彩色滤光片而聚集到所述传感器部内，且其是由层叠膜形成的，所述层叠膜由预定的透镜材料制成。在没有设置用来消除所述彩色滤光片中的台阶的平坦化层的前提下，所述透镜被形成于所述彩色滤光片上。 在所述透镜中可以设置有狭缝，且所述狭缝的上侧可以被覆盖着。在所述彩色滤光片与所述透镜之间可以设置有折射率调节膜。所述折射率调节膜可以是S1N。所述狭缝可以被设置于所述透镜的与各像素对应的区域之间的边界中。所述狭缝的所述上侧可以被与所述透镜的材料相同的所述预定的透镜材料覆盖或被与所述透镜的材料不同的S1N覆盖。所述预定的透镜材料可以是SiN。所述固体摄像元件可以是前表面照射型图像传感器或后表面照射型图像传感器。本专利技术的第一方面的固体摄像元件还可以包括如下的膜:该膜由具有比所述预定的透镜材料的折射率小的折射率的材料制成，且该膜被设置于所述透镜上。所述固体摄像元件可以具有CSP (芯片级封装)结构。所述狭缝可以具有小于10nm的宽度。根据本专利技术的第二方面，提供了一种包括固体摄像元件的摄像装置。所述固体摄像元件包括:传感器部，其被构造成生成与入射光对应的电信号；彩色滤光片，其盖住所述传感器部；以及透镜，其被构造成将所述入射光经由所述彩色滤光片而聚集到所述传感器部内，且其是由层叠膜形成的，所述层叠膜由预定的透镜材料制成。在没有设置用来消除所述彩色滤光片中的台阶的平坦化层的前提下，所述透镜被形成于所述彩色滤光片上。根据本专利技术的第三方面，提供了一种包括摄像部的电子设备。所述摄像部中所包含的固体摄像元件包括:传感器部，其被构造成生成与入射光对应的电信号；彩色滤光片，其盖住所述传感器部；以及透镜，其被构造成将所述入射光经由所述彩色滤光片而聚集到所述传感器部内，且其是由层叠膜形成的，所述层叠膜由预定的透镜材料制成。在没有设置用来消除所述彩色滤光片中的台阶的平坦化层的前提下，所述透镜被形成于所述彩色滤光片上。在本专利技术的第一方面至第三方面中，由所述透镜聚集的入射光不经由所述平坦化层而是经由所述彩色滤光片入射到所述传感器部上。根据本专利技术的第四方面，提供了一种固体摄像元件的制造方法，所述固体摄像元件包括传感器部和透镜，所述传感器部被构造成生成与入射光对应的电信号，所述透镜被构造成将所述入射光聚集到所述传感器部内，且所述透镜由层叠膜形成，所述层叠膜由预定的透镜材料制成。在所述透镜中设置有狭缝，且所述狭缝的上侧被覆盖着。所述制造方法包括:把由所述透镜材料制成的层成形得使该层具有对应于各个像素的半球状形状；在已经被成形得具有所述半球状形状的所述透镜材料上进一步层叠同一种所述透镜材料，以增大所述半球状的所述透镜材料的尺寸；在已经增大了尺寸的、且与各个像素对应的所述半球状的所述透镜材料的接合区域上执行蚀刻，由此设置所述狭缝；以及在已经设置了所述狭缝的所述透镜材料上执行成膜过程。在本专利技术的第四方面中，由所透镜材料制成的所述层被成形得具有对应于各像素的半球状形状，在已经被成形得具有所述半球状形状的所述透镜材料上进一步层叠同一种所述透镜材料，以便增大所述半球状的所述透镜材料的尺寸，已经增大了尺寸的、且与各个像素对应的所述半球状的所述透镜材料的接合区域经受蚀刻以便设置所述狭缝，然后在已经设置有所述狭缝的所述透镜材料上执行成膜过程。本专利技术的有益效果根据本专利技术的第一方面至第三方面，可以防止感光度的劣化。根据本专利技术的第四方面，可以制造出能够防止感光度的劣化的固体摄像元件。【附图说明】图1是传统且一般的固体摄像元件的截面图。图2是在传统的片上透镜中设置有凹槽的固体摄像元件的截面图。图3是在片上透镜上形成有由另一种材料制成的膜的固体摄像元件的截面图。图4是根据本专利技术实施例1的固体摄像元件的截面图。图5是根据本专利技术实施例1的固体摄像元件的俯视图。图6图示了由狭缝引起的全反射角。图7示出了狭缝的长度与受光感光度之间的关系。图8是示出了狭缝的形成处理的流程图。图9图示了狭缝的形成处理的过程。图10是根据本专利技术实施例2的本文档来自技高网...

【技术保护点】
固体摄像元件，其包括：传感器部，所述传感器部被构造成生成与入射光对应的电信号；彩色滤光片，所述彩色滤光片盖住所述传感器部；以及透镜，所述透镜被构造成将所述入射光经由所述彩色滤光片而聚集到所述传感器部内，且所述透镜由层叠膜形成，所述层叠膜由预定的透镜材料制成，其中在没有设置用来消除所述彩色滤光片中的台阶的平坦化层的前提下，所述透镜被形成于所述彩色滤光片上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大冈豊，宫泽信二，前田兼作，山本笃志，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP