背照式固态图像感测元件及其制造方法和成像装置制造方法及图纸

一种背照式固态图像感测元件（22a），其中光被滤光器（52）散射，与入射到每个像素上的光的颜色无关地将每个像素的表面侧（60-1，60R-1）的表面积形成为相同，而散射的红光所入射的像素的反面侧（60R-4）的表面积被形成为大于绿色光或蓝色光所入射的像素的反面侧（60-R）的表面积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种背照式固态图像感测元件（22a），其中光被滤光器（52）散射，与入射到每个像素上的光的颜色无关地将每个像素的表面侧（60-1，60R-1）的表面积形成为相同，而散射的红光所入射的像素的反面侧（60R-4）的表面积被形成为大于绿色光或蓝色光所入射的像素的反面侧（60-R）的表面积。【专利说明】背照式固态图像感测元件及其制造方法和成像装置
本专利技术涉及背照式固态图像感测元件、制造背照式固态图像感测元件的方法、以及成像装置。
技术介绍
例如，在具有原色(R (红色)、G (绿色)和B (蓝色))彩色滤光器并获取彩色图像的固态成像装置中，半导体衬底上布置了用于红色检测的像素(作为光电转换元件的光电二极管)、用于绿色检测的像素以及用于蓝色检测的像素。在各个像素上，层叠有微透镜(顶部透镜)，并且被各个微透镜聚集的入射光通过相应的彩色滤光器进入与微透镜对应的像素。近来，随着像素数量的增加，具有一千万或更多像素的固态图像感测元件已变为常态。为此，每个像素都被小型化，并且每个像素的尺寸也大致具有入射光波长的级别。然而，就光学原理而言，不可能使透镜焦点处于等于或小于入射光波长的距离内。为此，不可能将红光、绿光和蓝光中具有最长波长的红光聚集到等于或小于大约700nm的波长的距离内。因此，很可能的是，红光将泄漏至相邻像素，从而导致混色或串扰。为此，在现有技术中，如在专利文献I中所描述的那样，像素的光接收面积被设置成按R像素、G像素和B像素的顺序减小，由此用于接收具有长波长光的红色(R)像素的面积较大，从而混色或串扰减少。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利申请公开N0.2010-129548
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题类似于专利文献I中公开的现有技术，如果根据入射光分量的波长来区别地设置各像素的尺寸(光接收面积)，可以减少混色和串扰。然而，如果像素的尺寸取决于入射光分量的颜色，则各个颜色之间会出现诸如从像素(光电二极管)读取所获取的图像信号的特性(读电压)、以及每个像素的饱和特性之类的特性的差异，而这是个问题。本专利技术的一个目的涉及背照式固态图像感测元件、背照式固态图像感测元件的制造方法以及成像装置，其能够减少接收长波长光的像素与相邻像素的串扰，而不改变每个像素的诸如读取特性和饱和特性之类的特性。解决问题的手段根据本专利技术的背照式固态图像感测元件及其制造方法的特征在于包括:半导体衬底，其中多个光电二极管布置成二维阵列，并且按照从光进入的后表面侧至前表面侧的方式形成多个光电二极管中的每一个；彩色滤光器，其层叠在半导体衬底的后表面侧上以使光分散；微透镜，其针对各个光电二极管层叠在彩色滤光器的后表面侧以便聚集入射光，从而使得入射光进入相应光电二极管的后表面侧；以及信号读取单元，其形成在半导体衬底的前表面侧上，以便读取由光电二极管根据光分量的接收量而检测到的所获取的图像信号；其中，与由彩色滤光器分散并进入光电二极管的光分量的颜色无关地将各个光电二极管的前表面侧的面积都形成为彼此相等，而分散的红光分量所进入的光电二极管的后表面侧的面积被形成为大于绿光分量或蓝光分量所进入的光电二极管的后表面侧的面积。根据本专利技术的成像装置的特征在于包括上述背照式固态图像感测元件。本专利技术的有益效果根据本专利技术，能够减少接收长波长光的像素与相邻像素的串扰，而不改变每个像素(光电二极管)的诸如读取特性和饱和特性之类的特性。【专利附图】【附图说明】图1是根据本专利技术实施例的成像装置的功能框图。图2是图示出图1所示的背照式固态图像感测元件的后表面侧上布置的彩色滤光器的示例的示图。图3示出了沿图2的线IIIA-1IIA截取的示意截面图(图3A)以及比较图(图3B)。图4是图示出用于形成具有图3A所示的不同杂质浓度的η型区域的掩模的示图。图5是代替图3Α的实施例的另一实施例的示意截面图。图6是图示出代替图4Α的另一实施例的掩模的示图。【具体实施方式】下文将参考附图来描述本专利技术的实施例。图1是根据本专利技术实施例的具有固态图像感测元件的数码相机(成像装置)的功能配置框图。数码相机10包括成像光学系统21、以及布置在成像光学系统21的下一级的成像元件芯片22。成像光学系统21包括成像透镜2la、光圈2lb、机械快门(未示出)等。也存在不具有机械快门的型号。成像元件芯片22包括信号读取单元，其包括用于获取彩色图像并且是CXD类型、CMOS类型等的背照式固态图像感测元件22a、对背照式固态图像感测元件22a输出的模拟图像数据执行诸如自动增益控制(AGC)或相关双采样之类的模拟处理的模拟信号处理单元(AFE) 22b、以及用于将从模拟信号处理单元22b输出的模拟图像数据转换成数字图像数据的模数转换器(A/D) 22c。数码相机10还包括用于根据来自下文将要描述的系统控制单元(CPU) 29的指令来执行对固态图像感测元件22a、模拟信号处理单元22b和A/D22C的驱动控制的驱动单元(包括定时发生器TG)24，以及用于根据来自CPU29的指令而发射光的闪光灯25。驱动单元24可被集成地安装在成像元件芯片22中。本实施例的数码相机10还包括:用于接收从A/D22c输出的数字图像数据并执行诸如内插、白平衡处理或RGB至YC转换之类的已知图像处理的数字信号处理单元26，用于将图像数据压缩成JPEG格式之类的图像数据或者对JPEG格式之类的图像数据进行解压缩的压缩/解压缩单元27，用于显示菜单或显示镜头图像或获取图像的显示单元28，用于总体控制整个数码相机的系统控制单元(CPU) 29，诸如帧存储器之类的内部存储器30，用于执行相对于记录介质32 (记录介质32用于存储JPEG图像数据等)的接口处理的介质接口(Ι/F)单元31，以及用于将上述单元进行彼此连接的总线34。而且，系统控制单元29被连接至操作单元33以允许用户输入指令。图2是图示出图1所示的背照式固态图像感测元件22a的一部分后表面侧光接收表面的彩色滤光器阵列的示图。在本实施例的背照式固态图像感测元件22a中，三原色的彩色滤光器R、G和B被布置成拜耳(Bayer)阵列。图3A是沿图2的线IIIA-1IIA截取的示意截面图。在本实施例的背照式固态图像感测元件22a中，在P型半导体衬底51的后表面侧(光入射侧被称为后表面侧)上，层叠有与各个像素相对应的彩色滤光器(R、G和B) 52，并且在彩色滤光器52上，层叠有与各个像素相对应的微透镜53。与各个像素相对应的微透镜53通过相同的制造工艺被形成为相同的形状和尺寸。在本实施例中，例如，使用了具有例如3 μ m至4 μ m的厚度的p型半导体衬底51。然而,可以使用具有不同厚度的衬底。在P型半导体衬底51的前表面侧上，形成了用于从每个像素读取所获取的图像信号的信号读取单元54 (信号读取电路)。由于图3A所示的示例的背照式固态图像感测元件22a是CMOS类型的，所以在图3A中，示出了由CMOS类型的晶体管构成的信号读取单元54的三个布线层。在彩色滤光器52和微透镜53之间，层叠了透明的平面薄膜55，并且即使在P型半导体衬底51和彩色滤光器52之间，也布置了透明的平面薄膜、氧化膜56等。即使在P型半导体衬底51的前表面侧上，也布置了绝缘层57等，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：高桥周，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：
国别省市：