固态成像设备和电子装置制造方法及图纸

一种固态成像设备，包括：传感器单元，其具有半导体基底，其中包括光电转换部分的像素以阵列布置在光接收表面上；透镜模块，其具有包括透镜的多个光学部件，并且布置所述透镜模块，使得包括关于要成像的图像的信息的光入射在所述传感器单元的所述光接收表面上；以及相移掩模，其中设置用于将所有光束分为多个组的区域，并且所述相移掩模使得对于光在每个区域中出现不同相移。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固态成像设备和电子装置，并且具体地，涉及其中具有光电转换部分的像素在光接收表面上以矩阵排列的固态成像设备、以及包括该固态成像设备的电子装置。
技术介绍
例如，CMOS (互补M0S)传感器或CCD (电荷耦合器件)已知为固态成像设备。 配置如CMOS传感器或CCD传感器的固态成像设备，使得光入射在半导体基底的表 面上形成的光电二极管(光电转换部分)上，并且通过在光电二极管中生成的信号电荷获 取图像信号。 例如，在CMOS传感器中，为在光接收表面上以二维矩阵排列的每个像素提供光电 二极管。当接收光时，在每个光电二极管中生成和积累的信号电荷通过CMOS电路的驱动传 输到浮置扩散。信号电荷转换为信号电压并且被读取。 此外，例如，在CCD传感器中，类似于CMOS传感器为在光接收表面上以二维矩阵排 列的每个像素提供光电二极管。当接收光时，在每个光电二极管中生成和积累的信号电荷 通过CCD垂直传输路径和CCD水平传输路径传输并且被读取。 图19是示出现有技术中的固态成像设备的示例的示意性配置的视图。例如，成像 设备包括传感器单元101和透镜模块102。 例如，传感器单元101具有基底111和在基底111上形成的绝缘层112，在基底111中CMOS或CCD型像素以阵列布置。在绝缘层112中形成金属布线和光波导。 此外，在绝缘层112上提供如红色(R)滤色镜、绿色(G)滤色镜和蓝色(B)滤色镜的滤色镜113，并且在滤色镜113上提供芯片上(on-chip)微透镜114。芯片上微透镜114和光波导改进了当入射在传感器单元101上的光入射在像素上时的效率。 透镜模块102包括多个光学部件，如第一到第五透镜121到125和光学部件126。 考虑到入射在传感器单元101上的光的容错(tolerance)、视角的依赖性等，设计透镜模块102使得光在传感器单元101上形成最佳光斑(spot)。 图20示出从传感器单元101的光入射侧(芯片上微透镜侧)看到的像素的布局 的示例。 例如，如附图所示，"2X2"像素设为一个像素单元PU，并且两个绿色(G)像素布置 在一个对角线方向，并且一个红色(R)像素和一个蓝色(B)像素布置在另一对角线方向。 在具有上述配置的传感器单元101中，当状态改变为用于透镜模块的设置等的散 焦状态时，在适当的聚焦状态下入射在某一像素单元中的每个颜色的像素上的光入射在相 邻像素单元的像素上。这是所谓的串扰，并且这导致图像的质量的劣化。 在JP_A_2000_150845、 JP_A_2002_359363 、 JP_A_2003_324 1 89 、 JP-A-2004-221532、JP-A-2005-294749和JP-A-2006-86320中公开了现有技术中的固态成 像设备。
技术实现思路
鉴于以上，希望提出一种抑制在固态成像设备中当入射光散焦时出现的串扰的技 术。 根据本专利技术实施例，提供一种固态成像设备，包括传感器单元，其具有半导体基底，其中包括光电转换部分的像素以阵列布置在光接收表面上；透镜模块，其具有包括透镜的多个光学部件，并且布置所述透镜模块，使得包括关于要成像的图像的信息的光入射在所述传感器单元的所述光接收表面上；以及相移掩模，其中设置用于将所有光束分为多个组的区域，并且所述相移掩模使得对于光在每个区域中出现不同相移。 根据本专利技术实施例的固态成像设备包括传感器单元、透镜模块和相移掩模。 所述传感器单元具有半导体基底，其中包括光电转换部分的像素以阵列布置在光接收表面上。 所述透镜模块具有包括透镜的多个光学部件，并且布置所述透镜模块，使得包括关于要成像的图像的信息的光入射在所述传感器单元的所述光接收表面上。 所述相移掩模具有设置为将所有光束分为多个组的区域，并且所述相移掩模使得对于光在每个区域中出现不同相移。 此外，根据本专利技术的另一实施例，提供一种电子装置，包括传感器单元，其具有半导体基底，其中包括光电转换部分的像素以阵列布置在光接收表面上；包括透镜模块和相移掩模的光学系统，所述透镜模块具有包括透镜的多个光学部件，并且布置所述透镜模块，使得包括关于要成像的图像的信息的光入射在所述传感器单元的所述光接收表面上，所述相移掩模中设置用于将所有光束分为多个组的区域，并且所述相移掩模使得对于光在每个区域中出现不同相移；以及信号处理电路，其处理所述传感器单元的输出信号。 根据本专利技术实施例的电子装置包括传感器单元、光学系统和用于处理所述传感器单元的输出信号的信号处理电路。这里，所述传感器单元和光学系统配置为包括根据本专利技术实施例的固态成像设备。 根据本专利技术实施例的固态成像设备可以抑制在固态成像设备中当入射光散焦时 出现的串扰。 根据本专利技术实施例的电子装置可以抑制在成像时当入射光散焦时出现的串扰。 附图说明 图1是示出根据本专利技术的第一实施例的固态成像设备的示意性配置的视图； 图2A和2B是示出在根据本专利技术的第一实施例的固态成像设备中在透镜表面上的 振幅分布和在焦平面上的振幅分布之间的关系的视图； 图3A是示出在本专利技术的第一实施例中的相移掩模的具体示例的平面图； 图3B是图3A的截面视图； 图4是示出当会聚具有其在透镜上的振幅分布是恒定的波长的光时、在连接焦点的光接收表面上的光束模式的视图； 图5A是示出相移掩模的具体示例的平面图； 图5B是示出使用模拟的光束模式的结果的视 图6A是示出相移掩模的具体示例的平面图； 图6B是示出使用模拟的光束模式的结果的视图； 图7A是示出相移掩模的具体示例的平面图； 图7B是示出使用模拟的光束模式的结果的视图； 图8是示出根据本专利技术的第二实施例的固态成像设备的示意性配置的视图； 图9A是示出像素的布局的示例的视图； 图9B是示出第一掩模的具体示例的平面图； 图9C是示出第二掩模的具体示例的平面图； 图9D是通过组合第一和第二掩模获得的相移掩模的平面图； 图10A是示出像素布局的示例的视图； 图10B到10D是示出分别对于绿色(G)光、蓝色(B)光和红色(R)光有效地出现 的相差的视图； 图11A是示出当没有相移掩模时、在550nm(绿光)的波长处在光接收表面上的光 束模式的视图； 图11B示出当提供相移掩模时、在550nm(绿光)的波长处在光接收表面上的光束 模式； 图12A是示出当没有相移掩模时、在450nm(蓝光)的波长处在光接收表面上的光 束模式的视图； 图12B示出当提供相移掩模时、在450nm(蓝光)的波长处在光接收表面上的光束 模式； 图13A是示出当没有相移掩模时、在650nm(红光)的波长处在光接收表面上的光 束模式的视图； 图13B示出当提供相移掩模时、在650nm(红光)的波长处在光接收表面上的光束模式； 图14A和14B是用于说明本专利技术的第二实施例的效果的视图 图15A和15B是用于说明本专利技术的第二实施例的效果的视图 图16A和16B是用于说明本专利技术的第二实施例的效果的视图 图17A和17B是用于说明本专利技术的第二实施例的效果的视图 图18是示出作为根据本专利技术的第三实施例的电子装置的相机的示意性配置的视图19是示出现有技术中的固态成像设备的示例的示意性配置的视图；以及 图20是示出现有技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态成像设备，包括：传感器单元，其具有半导体基底，在所述半导体基底中，包括光电转换部分的像素以阵列布置在光接收表面上；透镜模块，其具有包括透镜的多个光学部件，并且布置所述透镜模块，使得包括关于要成像的图像的信息的光入射在所述传感器单元的所述光接收表面上；以及相移掩模，其中设置用于将所有光束分为多个组的区域，并且所述相移掩模使得对于光在每个区域中出现不同相移。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汤川弘章，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]