固态成像设备和电子设备制造技术

本发明专利技术提出一种包含多个像素的固态成像设备，其中，每个像素具有光电转换部分，并且所述多个像素一维排列或排列在二维矩阵之中。该固态成像设备包括：具有多层结构的外围配线部分，在多个像素的每个之中，在光电转换部分的周围的至少一部分提供；光屏蔽层间连接材料，提供在外围配线部分的至少一部分，用以将多层结构的层彼此连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固态成像设备和包含所述固态成像设备的电子设备。
技术介绍
固态成像设备广泛地用作为诸如数字静态摄像机、数字单镜头反光镜照 相机、数字视频摄像机、和便携式终端的各种类型的电子设备的图像输入设 备。固态成像设备包括排列在诸如阵列的二维矩阵中的多个像素(图像单元)。像素至少包含光电二极管，作为光检测部分，用以将光转换成电子； 和传输部分。例如，在CCD (电荷耦合器件)固态成像设备中的传输部分具 有由CCD元件构成的垂直传输部分和水平传输部分。例如，在CMOS(互补 金属-氧化物-半导体)固态成像设备(CMOS图像传感器)中的传输部分有放 大器电路部分，用以将来自光电二极管的电子转换成电压并放大和传输此电 压。在固态成像设备中多个像素彼此邻接。因此，入射在像素的光电二极管 上的光的一部分可能混在邻接的像素中(串扰(crosstalk))。由于入射光部分的调制(诸如，反射、衍射、或散射)而出现了串扰。 像素之间的串扰的这样的出现会影响输出，即生成的图像数据。具体地说， 例如，在应当是黑的图像中产生了亮点，以致不能准确地得到想要的图像数 据。图1示出了相关技术的固态成像设备的像素配置。在相关技术的固态成像设备101中，入射在像素101a(单元尺寸x，)的光 电二极管117上的光的一部分(图中L,，)由包含光电二极管117的半导体衬 底的表面反射，并泄漏到邻接的像素上。因此，在包括任何CCD/CMOS固态 成像设备的具有光电二极管的每个固态成像设备中难以防止在^象素间出现串 扰。作为解决上述问题的措施，提出了在衬底表面上提供防反射膜的方法。 然而，众所周知的是，这个方法有诸如光谱特性变化之类的其它的问题。此外，在入射光达到光电二极管之前，可以由光电二极管周围的元件来反射入射光(图中的L2，)。例如，固态成像设备101在光电二极管周围提供 有具有多层结构的外围配线部分114。相应地，入射光由外围配线部分114 的配线层(图1所示的第一配线层111、第二配线层112和第三配线层113)重 复反射，并在与由村底表面反射的光(Lr)的路由不同的路由上泄漏并混入到 邻接的像素中。作为防止由于重复反射而产生的这样的串扰的方法，已经提出在像素之 间分离地提供光屏蔽屏障(light-shielding wall)的方法。然而，因为此方法 可能需要进行形成屏障的单独过程，因而是复杂的。此外，如果提供了这样 的屏障，像素面积会增加，因而妨碍设备尺寸的减小(参见日本未审查专利申 请公开No. 2005-277404)。
技术实现思路
本专利技术针对上面指出的问题，提出了一种固态成像设备，在此设备中， 像素之间的串扰可用更简单的构造来抑制，还提出 一种包括所述固态成像设 备的电子设备。根据本专利技术的实施例，提出了一种固态成像设备，具有多个像素，每个 像素具有光电转换部分，并且所述多个像素被一维排列或排列在二维矩阵之 中。在所述多个像素的每个之中，在光电转换部分的周围的至少一部分，提 供了具有多层结构的外围配线部分。为外围配线部分的至少一部分提供光屏 蔽层间连接材料，用于将多层结构中的层彼此连接。根据本专利技术的实施例，提出了一种包括固态成像设备的电子设备。该固 态成像设备具有多个像素，每个像素具有光电转换部分，并且所述多个像素 一维排列或排列在二维的矩阵之中。在所述多个像素的每个中，在光电转换 部分的周围的至少一部分，提供了具有多层结构的外围配线部分。为外围配 线部分的至少 一部分提供光屏蔽层间连接材料，用于将多层结构中的层彼此 连接。根据本专利技术的实施例，固态成像设备包括为外围配线部分的至少一部分提供的光屏蔽层间连接材料，用于将多层结构中的层彼此相连。因此，该固 态成像设备由于串扰的减少而能够改进图像质量。根据本专利技术的实施例的电子设备包括固态成像设备，该固态成像设备由 于串扰的减少而能够改进图像质量。因此，该电子设备可以使用高质量的图 像数据。附图说明图1说明了在相关技术的固态成像设备的像素中的外围配线部分。 图2示出根据本专利技术的实施例的固态成像设备的例子的配置。图3示出根据本专利技术的实施例的在固态成像设备的例子中的像素中的外围配线部分和层间连接材料。图4示出根据本专利技术的实施例的固态成像设备中的像素电路的例子。 图5示出根据本专利技术的实施例的固态成像设备中的像素电路的另一个例子。图6示出根据本专利技术的实施例的固态成像设备中的外围配线部分和层间 连接材料的配置的例子。图7示出根据本专利技术的实施例的固态成像设备中的外围配线部分和层间 连接材料的配置的另 一个例子。图8说明根据本专利技术的实施例的固态成像设备中的外围配线部分和层间 连接材料。具体实施例方式以下将参照图2到图8来说明本专利技术的实施例。在串扰的产生和影响方面，CMOS固态成像设备(CMOS图像传感器)通 常具有的结构不如CCD固态成像设备有利。CMOS图像传感器在像素中有多个晶体管。因此，可能需要提供配线以 便选择在CMOS图像传感器中的晶体管、以及多个所述晶体管。相应地， CMOS图像传感器在像素中由配线占据的区域大于在CCD固态成像设备中 的情况。这就是说，光电二极管的开放区域受配线和晶体管占据的区域限制。 在最近几年中，由于像素尺寸减少，这样的限制正在增加。当在像素中的配线数目以这种方式增加时，配线在同一层中(在相同的深度和相同的高度)提供，从而彼此间极其紧密地放置。因此，存在致使配线 彼此接触的增加的危险性。由于这个缘故，CMOS图像传感器的配线形成为 具有多层结构的外围配线层，以便更可靠地避免这样的接触。尽管在这样的多层结构中抑制了配线的彼此接触，但是，在具有光电二 极管的半导体村底的表面和多层结构的上表面之间有大的高度(深度)。因此， 从外面入射的光到达光电二极管可能是长距离，配线的数目和空间也增大。 相应地，在入射光到达衬底之前，出现上述的调制(在衬底表面上的和在配 线中的反射、衍射和散射)。根据本专利技术的实施例，提供CMOS固态成像设备作为固态成像设备的例子，其中，特别改进了上述的调制和其它方面。图2示出根据本专利技术的实施例的关于每列具有模拟/数字转换器的MOS 放大固态成像设备。固态成像设备通常包括成像区，具有多个像素，每个像素具有光电转 换部分，即光电二极管，并且，例如，所述多个像素规则地排列在具有垂直 列和水平行的二维矩阵之中；传输部分，具有垂直驱动部分和水平驱动部分； 和输出部分。具体地，如图2所示，固态成像设备1包括成像区2,具有 排列在二维矩阵中的多个像素la;垂直信号线3;列部分4;与水平信号线5 相连的输出电路6;垂直驱动电路7;水平驱动电路8;以及控制电路9。控制电路9从MOS图像传感器的外部接收输入时钟和用于给出关于操 作模式等等的指令的数据，并提供时钟和脉冲，所述时钟和脉冲可能是根据 输入时钟和数据的下列部分的每个的操作所需要的。垂直驱动电路7选择像素行，并通过在横向上的控制配线(未示出)向 行中的像素提供需要的脉冲。列部分4具有与列相对应地排列的列信号处理电路10。列信号处理电路 IO从一个列中的像素接收信号，并进行诸如CDS (相关二次抽样去除固定 图形噪声(fixed pattern noise)的处理)、信号放大、或信号的AD转换之类 的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态成像设备，具有多个像素，每个像素具有光电转换部分，并且所述多个像素一维排列或排列在二维矩阵之中，所述固态成像设备包括：　　　　外围配线部分，具有多层结构，所述外围配线部分提供在所述多个像素的每个之中的光电转换部分的周围的至少一部分；　　　　光屏蔽层间连接材料，提供给外围配线部分的至少一部分，用于将多层结构中的层彼此连接。

【技术特征摘要】
JP 2006-10-25 290383/061.一种固态成像设备，具有多个像素，每个像素具有光电转换部分，并且所述多个像素一维排列或排列在二维矩阵之中，所述固态成像设备包括外围配线部分，具有多层结构，所述外围配线部分提供在所述多个像素的每个之中的光电转换部分的周围的至少一部分；光屏蔽层间连接材料，提供给外围配线部分的至少一部分，用于将多层结构中的层彼此连接。2. 根据权利要求1的固态成像设备，其中，所述外围配线部分提供在所述光电转换部分和邻接像素的光电转换部分 之间。3. 根据权利要求1的固态成像设备，其中，所述外围配线部分提供在光电转换部分周围的多个位置的每个之中。4. 根据权利要求1的固态成像设备，其中， 多个所述层间连接材料提供给外围配线部分。5. 根据权利要求1的固态成像设备，其中，所述外围配线部分包括放大电路部分，用以转换和传输在光电转换部分 中产生的电荷。6. 根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤公彦，饭塚哲也，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]