CN102034842A - 固态成像装置及其制造方法、电子装置和透镜阵列 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种固态成像装置、固态成像装置的制造方法、电子装置和透镜阵列。该固态成像装置包括：多个微透镜，设置在第一方向和垂直于第一方向的第二方向的每一个上，且将入射光聚集到光接收表面；其中平面形状是包括由在第一方向上延伸的边和在第二方向上延伸的边划分的部分的形状的该多个微透镜设置为在第一方向和第二方向的每一个上彼此相邻排列；其中该多个微透镜形成为第三方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度深于第一方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度，而且在第三方向上的透镜表面的曲率高于在第一方向上的透镜表面的曲率。

Description

固态成像装置及其制造方法、电子装置和透镜阵列
技术领域
本发明涉及固态成像装置、固态成像装置的制造方法、电子装置和透镜阵列。
背景技术
诸如数字摄像机和数字照相机的相机包括固态成像装置，例如，包括CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器或CCD(电荷耦合器件)图像传感器作为固态成像装置。
对于固态成像装置，其中形成多个像素的成像区域提供在半导体基板的表面。对于这样的成像区域，接收根据物体图像的光且通过使其接收的光经受光电转换而产生信号电荷的多个光电转换单元形成为对应于该多个像素。例如，光敏二极管形成为光电转换单元。
关于固态成像装置，对于CCD型图像传感器，垂直传输寄存器单元提供在排列在垂直方向上的多个像素列之间。对于垂直传输寄存器单元，多个传输电极提供为经由栅极绝缘膜面对垂直传输通道区域，其在垂直方向上传输由电荷读出单元从光电转换单元读出的信号电荷。随后，通过其垂直传输寄存器单元为每条水平线(一行中的像素)传输的信号电荷由水平传输寄存器单元传输在水平方向上，并且由输出单元输出。
而且，关于固态成像装置，对于CMOS型图像传感器，像素构造为包括多个晶体管以及光电转换单元。多个晶体管构造为像素晶体管，其读出由光电转换单元产生的信号电荷，以将其作为电信号输出到信号线。而且，对于CMOS型图像传感器，为了减小像素尺寸，已经提出像素被构造为使得多个光电转换单元共享以上像素晶体管。例如，已经提出了这样的技术，其中两个或四个光电转换单元共享单个像素晶体管组(例如，见日本特开第2004-172950号公报)。
对于固态成像装置，通常，″前照明″型已经很熟悉，其中光电转换单元接收从电路元件和配线等提供在半导体基板上的表面侧输入的光。在前照明型的情况下，因为电路元件或配线等遮挡或反射入射其上的光，所以存在难以改善灵敏度的情况。因此，已经提出了″后侧照明″型，其中光电转换单元接收从后表面侧输入的光，该后表面侧与其上电路元件和配线等设置在半导体基板上的表面侧相反(例如，见日本特开第2003-31785号公报)。
对于如上所述的固态成像装置，随着像素数的增加，每个像素的单元尺寸变小。结果，每个像素的光接收量会下降。
因此，为了提高光收集效率，并且增加接收的光量，提供了芯片上透镜。具体地，用于将光聚集到光电转换单元的光接收表面的微透镜提供为对应于每个像素(例如，见日本特开第2000-039503号公报和第2000-206310号公报)。
对于微透镜形成工艺，例如，由光敏树脂构造的微透镜材料通过光刻技术在滤色器上设置的平坦化膜(或微透镜的底层)上经受图案化处理。随后，被处理的微透镜材料经受漂白曝光，并且随后经受回流工艺，从而，形成微透镜(例如，见日本特开第2003-222705号公报、第2007-294779号公报和第2007-025383号公报)。
另外，在掩模层形成在透镜材料层上后，微透镜通过使透镜材料层经受采用其掩模层的蚀刻处理而形成。具体地，首先，在光敏树脂膜形成在透镜材料层上后，通过光刻使光敏树脂经受图案化处理，以形成抗蚀剂图案，从而对应于其中形成微透镜的区域。随后，进行用于加热及熔化抗蚀剂图案的回流工艺，以将其的抗蚀剂图案转变成透镜的形状，由此形成掩模层。随后，转变成其掩模层的抗蚀剂图案和透镜材料层二者经受回蚀，从而，位于掩模层下方的透镜材料层被处理成微透镜(例如，见日本特许第4186238号公报和日本特开第2007-53318号公报)。
发明内容
然而，在微透镜通过将图案化处理的透镜材料层经受回流工艺而形成的情况下(在前面的制造方法的情况下)，可能导致不便，例如增加成本或者难以以稳定的方式制造等。特别是，为了防止相邻的微透镜熔合，并且防止其形状因回流工艺而倒塌，在采取不同类型的方法时，这样的不便的发生变得突出。例如，由于采用昂贵的光掩模会导致成本的增加(日本特开第2007-316153号公报)，工艺数的增加，或者必须投资设备等。而且，由于新材料的材料份额之间的不均匀或者工艺条件之间的不均匀，可能不会易于以稳定的方式制造产品(例如，见日本特开第2000-206310号公报、第2003-222705号公报、第2007-316153号公报和第2007-294779号公报)。
而且，甚至在通过采用被处理成透镜形状的掩模层使透镜材料层经受回蚀刻而形成微透镜时(在后者制造方法的情况下)，也会导致如上相同的不便。对于该制造方法，微透镜的有效面积可能容易增加，但是透镜的对角方向与侧向相比，微透镜之间的距离较长，从而，回蚀刻必须进行很长时间，这导致暗电流等劣化，并且成像图像的成像质量会下降(例如，见日本特开第2007-025383号公报和日本特许第4186238号公报)。
因此，对于微透镜的制造，可能难于形成高精度的微透镜，并且可能不容易改善聚焦效率。此外，可能导致诸如增加成本或制造效率下降等的不便。
成像图像的成像质量可能由于上述原因而变坏。具体地讲，在CCD型的情况下，可能发生诸如灵敏度下降、发生模糊(smear)、阴影或颜色混合等的不便。
图25是图解通过FTDT(有限差分时域)的光学模拟结果的示意图。这里，对于CCD固态成像装置，给出了在改变微透镜的膜厚度的情况下的灵敏度和模糊特性的结果，该微透镜的像素尺寸为1.55μm的正方形格子。
如图25所示，当增加微透镜的膜厚度时，灵敏度提高，但模糊特性劣化。因此，不容易改善两个特性，并且不容易改善图像质量。
而且，在CMOS型的情况下，可能导致诸如灵敏度下降或颜色混合发生等的不便。特别是，在上面的″后侧照明″型的情况下，由于在相邻像素之间产生颜色混合而引起的不便可能变得突出。因此，可能难以改善成像图像的图像质量。
已经发现所希望提供的固态成像装置、固态成像装置的制造方法、电子装置和透镜阵列，从而通过形成高精度的微透镜而可以改善聚焦效率，并且可以易于改善成像图像的图像质量。
本发明的实施例是固态成像装置，包括：多个光电转换单元，设置为排列在基板的成像面的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上，且构造为在光接收表面接收入射光以产生信号电荷；多个微透镜，在所述多个光电转换单元的每个光接收表面上方设置在所述第一方向和所述第二方向的每一个上，且构造为将所述入射光聚集到所述光接收表面；以及传输单元，为所述多个光电转换单元的排列在所述第二方向上的每列所述多个光电转换单元而提供，其中构造为在所述第二方向上传输所述光电转换单元产生的信号电荷的传输通道区域形成在所述成像面上；其中所述成像面的平面形状是包括由在所述第一方向上延伸的边和在所述第二方向上延伸的边划分的部分的形状的所述多个微透镜设置为在所述第一方向和所述第二方向的每个上彼此相邻排列；并且其中所述多个微透镜形成为使得在所述成像面的倾斜于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度深于所述第一方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度，并且所述第三方向上的透镜表面的曲率也高于所述第一方向上的透镜表面的曲率。
该多个微透镜可以形成为使得所述第二方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度深于所述第一方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度，并且所述第二方向上的透镜表面的曲率也形成为高于所述第一方向上的透镜表面的曲率。
对于所述多个微透镜，所述第一方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度D1和在所述第三方向上相邻排列的微透镜之间的凹槽的深度D3可以具有关系D1∶D3＝1∶3至1∶5
对于所述多个微透镜，所述第一方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度D1可以具有关系D1≤150nm。
本发明的实施例是固态成像装置，包括：多个光电转换单元，设置为排列在基板的成像面的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上，且构造为在光接收表面接收入射光以产生信号电荷；微透镜，设置在所述多个光电转换单元的每个光接收表面上方，且构造为将所述入射光聚集到所述光接收表面；以及传输单元，为所述多个光电转换单元的所述第二方向上排列的每列所述多个光电转换单元而提供，其中构造为在所述第二方向上传输该光电转换单元产生的信号电荷的传输通道区域形成在所述成像面上；其中所述微透镜形成为使得输入所述入射光的所述透镜表面在所述第二方向上成为弯曲表面，且在所述第一方向上成为平坦表面。
本发明的实施例是固态成像装置，包括：多个光电转换单元，设置为排列在基板的成像面的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上，且构造为在光接收表面接收入射光以产生信号电荷；多个微透镜，在所述多个光电转换单元的每个光接收表面上方设置所述第一方向和所述第二方向的每一个上，且构造为将所述入射光聚集到所述光接收表面；以及像素晶体管，提供在所述成像面的所述多个光电转换单元之间，且构造为读出且输出所述多个光电转换单元产生的信号电荷；其中所述多个微透镜设置为在所述第一方向和所述第二方向的每一个上彼此相邻排列，且对于所述多个微透镜，所述成像面的平面形状是包括由在所述第一方向上延伸的边和在所述第二方向上延伸的边划分的部分的形状；并且其中所述多个微透镜形成为使得在所述成像面处与其中排列所述多个光电转换单元而没有在其间引入所述像素晶体管的部分相对应的微透镜之间的凹槽的深度深于其它部分的微透镜之间的凹槽的深度，并且在其中排列所述多个光电转换单元而不在其间引入所述多个像素晶体管的部分侧的透镜表面的曲率高于其它部分的透镜表面的曲率。
本发明的实施例是固态成像装置的制造方法，其包括：第一形成，形成多个光电转换单元，该多个光电转换单元在接收表面接收入射光以产生信号电荷，并且该多个光电转换单元排列在基板的成像面的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上；第二形成，形成传输单元，所述传输单元用于所述多个光电转换单元的排列在所述第二方向上的每列所述多个光电转换单元，在所述传输单元中传输通道区域在所述第二方向上传输所述多个光电转换单元产生的信号电荷；以及第三形成，形成多个微透镜，该多个微透镜将所述入射光聚集到所述光接收表面，从而在所述多个光电转换单元的每个光接收表面上方，所述多个微透镜排列在所述第一方向和所述第二方向的每一个上；其中在所述第三形成中，所述多个微透镜形成为使得所述成像面的平面形状为包括由所述第一方向上延伸的边和所述第二方向上延伸的边划分的部分的形状，且所述多个微透镜设置为在所述第一方向和所述第二方向的每一个上彼此相邻排列；并且其中所述多个微透镜形成为使得在所述成像面的倾斜于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度深于所述第一方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度，并且所述第三方向上的透镜表面的曲率也高于所述第一方向上的透镜表面的曲率。
所述第三形成可以包括：第四形成，在所述基板上形成透镜材料层；第五形成，在所述透镜材料层上形成抗蚀剂图案；所述抗蚀剂图案的加热回流工艺；以及通过进行回蚀刻工艺，对经受所述加热回流工艺的抗蚀剂图案和所述透镜材料层进行透镜材料层处理，以将所述透镜材料层图案化处理成所述微透镜。
对所述抗蚀剂图案可以进行所述加热回流工艺，使得在所述成像面的所述第三方向上相邻排列的所述抗蚀剂图案保持分隔状态，并且还使在所述第一方向上排列的抗蚀剂图案相互熔合。
在加热回流工艺中，后烘工艺作为所述加热回流工艺进行多次，从而，对于所述多次的所述后烘工艺，后面进行的后烘工艺的加热处理温度上高于前面进行的后烘工艺。
在第三形成中，所述多个微透镜可以形成为使得在所述第二方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度深于所述第一方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度，并且所述第二方向上的透镜表面的曲率还高于所述第一方向上的透镜表面的曲率。
本发明的实施例是固态成像装置的制造方法，包括：第一形成，形成多个光电转换单元，该多个光电转换单元在接收表面接收入射光以产生信号电荷，且排列在基板的成像面的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上；第二形成，形成传输单元，该传输单元用于所述多个光电转换单元的在所述第二方向上排列的每列所述多个光电转换单元，其中传输通道区域在所述第二方向上传输所述多个光电转换单元产生的信号电荷；以及第三形成，形成多个微透镜，该多个微透镜在所述多个光电转换单元的每个光接收表面上方将所述入射光聚集到所述光接收表面；其中，在所述微透镜的形成步骤中形成的所述多个微透镜形成为使得输入所述入射光的透镜表面成为所述第二方向上的弯曲表面，并且在所述第一方向上成为平坦表面。
本发明的实施例是是固态成像装置的制造方法，包括：第一形成，形成多个光电转换单元，该多个光电转换单元在接收表面接收入射光以产生信号电荷，且排列在基板的成像面的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上；第二形成，形成像素晶体管，该像素晶体管在所述成像面的所述多个光电转换单元之间读出且输出所述多个光电转换单元产生的信号电荷；以及第三形成，形成多个微透镜，所述多个微透镜将所述入射光聚集到所述光接收表面，使得在所述多个光电转换单元的每个光接收表面上方所述多个微透镜排列在所述第一方向和所述第二方向的每一个上；其中在所述微透镜的形成步骤中形成的所述多个微透镜形成为使得所述成像面的平面形状为包括由所述第一方向上延伸的边和所述第二方向上延伸的边划分的部分的形状，且被设置为在所述第一方向和所述第二方向的每一个上彼此相邻排列；并且其中所述多个微透镜形成为使得与所述成像面处其中排列所述多个光电转换元件而没有在其间引入所述多个像素晶体管的部分相对应的微透镜之间的凹槽的深度深于其它部分的微透镜之间的凹槽的深度，并且在其中排列所述多个光电转换单元而没有在其间引入所述多个像素晶体管的部分中的透镜表面的曲率也高于其它部分的透镜表面的曲率。
本发明的实施例是电子装置，包括：多个光电转换单元，设置为排列在基板的成像面的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上，且被构造为在光接收表面接收入射光以产生信号电荷；多个微透镜，在所述多个光电转换单元的每个光接收表面上方设置在所述第一方向和所述第二方向的每一个上，且构造为将所述入射光聚集到所述光接收表面；以及传输单元，为所述多个光电转换单元的在所述第二方向上排列的所述多个光电转换单元的每列而提供，其中构造为在所述第二方向上传输该光电转换单元产生的信号电荷的传输通道区域形成在所述成像面上；其中所述多个微透镜设置为在所述第一方向和所述第二方向的每一个上彼此相邻排列，且所述多个微透镜的所述成像面的平面形状为包括由所述第一方向上延伸的边和所述第二方向上延伸的边划分的部分的形状；并且其中所述多个微透镜形成为使得所述成像面的倾斜于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度深于所述第一方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度，并且所述第三方向上的透镜表面的曲率也高于所述第一方向上的透镜表面的曲率。
本发明的实施例是电子装置，包括：多个光电转换单元，设置为排列在基板的成像面的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上，且构造为在光接收表面接收入射光以产生信号电荷；微透镜，设置在所述多个光电转换单元的所述光接收表面上方，且构造为将所述入射光聚集到所述光接收表面；以及传输单元，为所述多个光电转换单元的在所述第二方向上排列的所述多个光电转换单元的每列而提供，其中构造为在所述第二方向上传输该光电转换单元产生的信号电荷的传输通道区域形成在所述成像面上；其中所述微透镜形成为使得输入所述入射光的透镜表面成为在所述第二方向上的弯曲表面，并且在所述第一方向上成为平坦表面。
本发明的实施例是电子装置，包括：多个光电转换单元，设置为排列在基板的成像面的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上，且构造为在光接收表面接收入射光以产生信号电荷；多个微透镜，在所述多个光电转换单元的每个光接收表面上方设置在所述第一方向和所述第二方向的每一个上，且构造为将所述入射光聚集到所述光接收表面；以及像素晶体管，提供在所述成像面的所述多个光电转换单元之间，且构造为读出且输出所述多个光电转换单元产生的信号电荷；其中所述多个微透镜设置为在所述第一方向和所述第二方向的每个上彼此相邻排列，且所述多个微透镜在所述成像面处的平面形状为包括由在所述第一方向上延伸的边和在所述第二方向上延伸的边划分的部分的形状；并且其中所述多个微透镜形成为使得所述成像面处与其中排列所述多个光电转换元件而没有在其间引入所述多个像素晶体管的部分相对应的微透镜之间的凹槽的深度深于其它部分的微透镜之间的凹槽的深度，并且在其中排列所述多个光电转换单元而没有在其间引入所述多个像素晶体管的部分中的透镜表面的曲率也高于其它部分的透镜表面的曲率。
本发明的实施例是透镜阵列，包括：多个微透镜，设置为排列在第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上，且构造为聚集入射光；其中所述多个微透镜设置为在所述第一方向和所述第二方向的每一个上彼此相邻排列，且所述多个微透镜的平面形状为包括由在所述第一方向上延伸的边和在所述第二方向上延伸的边划分的部分的形状；并且其中所述多个微透镜形成为使得在倾斜于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度深于在所述第一方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度，并且所述第三方向上的透镜表面的曲率也高于所述第一方向上的透镜表面的曲率。
所述多个微透镜形成为使得所述第二方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度深于所述第一方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度，并且所述第二方向上的透镜表面的曲率也高于所述第一方向上的透镜表面的曲率。
对于上述构造，在对角方向上的微透镜的曲率上较高(透镜厚度很厚)，从而，例如，对于CCD型可以有效地将入射光从模糊被防止发生的对角方向上聚集到光接收表面。继之，由此可以改善灵敏度。
根据上述构造，可以提供固态成像装置、固态成像装置的制造方法、电子装置和透镜阵列，其中通过形成高精度的微透镜可以改善聚焦效率，并且可以容易改善成像图像的图像质量。
附图说明
图1是图解根据本发明第一实施例的照相机的构造的构造图；
图2是示意性地图解根据本发明第一实施例的固态成像装置的总体构造的平面图；
图3是图解根据本发明第一实施例的固态成像装置主要部分的示意图；
图4是图解根据本发明第一实施例的滤色器的示意图；
图5A和5B是图解根据本发明第一实施例的微透镜的示意图；
图6是图解根据本发明第一实施例的微透镜的示意图；
图7(a)和(b)是图解在根据本发明第一实施例的固态成像装置的制造方法的每个工艺提供的主要部分的示意图；
图8(c)和(d)是图解在根据本发明第一实施例的固态成像装置的制造方法的每个工艺提供的主要部分的示意图；
图9是图解在根据本发明第一实施例的抗蚀剂图案形成工艺中所用的光掩模的示意图；
图10是图解根据本发明第二实施例的固态成像装置的主要部分的示意图；
图11(a)和(b)是图解在根据本发明第二实施例的固态成像装置的制造方法的每个工艺提供的主要部分的示意图；
图12是图解在根据本发明第二实施例的抗蚀剂图案形成工艺上采用的光掩模的示意图；
图13A和13B是图解根据本发明第三实施例的固态成像装置的主要部分的示意图；
图14(a)和(b)是图解在根据本发明第三实施例的固态成像装置的制造方法的每个工艺提供的主要部分的示意图；
图15是图解根据本发明第四实施例的固态成像装置的主要部分的示意图；
图16是图解根据本发明第四实施例的固态成像装置的主要部分的示意图；
图17是图解根据本发明第四实施例的固态成像装置的主要部分的示意图；
图18是图解根据本发明第四实施例的微透镜的示意图；
图19是图解根据本发明第四实施例的微透镜的示意图；
图20(A)和(B)是图解根据本发明实施例的固态成像装置的主要部分的示意图；
图21(A)和(B)是图解根据本发明实施例的固态成像装置的主要部分的示意图；
图22(A)和(B)是图解根据本发明实施例的固态成像装置的主要部分的示意图；
图23(A)和(B)是图解根据本发明实施例的固态成像装置的主要部分的示意图；
图24(A)和(B)是图解根据本发明实施例的固态成像装置的主要部分的示意图；以及
图25是图解通过FTDT的光学模拟结果的示意图。
具体实施方式
在下文，将参考附图描述本发明的实施例。应当注意的是，描述将根据下面的顺序进行。
1.第一实施例(CCD型OCL在对角方向上的曲率大于在水平方向上的曲率的情况)
2.第二实施例(CCD型OCL在对角方向和垂直方向上的曲率大于在水平方向上的曲率的情况)
3.第三实施例(CCD型OCL的形状为穹顶状的情况)
4.第四实施例(CMOS型的情况)
5.其它
1.第一实施例
A.装置构造等
A-1.照相机主要部分的构造
图1是图解根据本发明第一实施例的照相机200构造的构造图。如图1所示，照相机200包括固态成像装置1、光学系统202、驱动电路203和信号处理电路204。
固态成像装置1构造为输出由成像光(物体图像)H产生的作为原始数据的信号电荷，该成像光H经由光学系统202输入在成像面PS。稍后将描述固态成像装置1的详细构造。
光学系统202包括例如光学透镜和光圈，并且进行输入光H在固态成像装置1的成像面PS上的图像形成。
驱动电路203将各种类型的驱动信号输出到固态成像装置1和信号处理电路204，以分别驱动固态成像装置1和信号处理电路204。
信号处理电路204通过将从固态成像装置1输出的原始数据经受信号处理而产生有关物体图像的数字图像。
A-2.固态成像装置的总体构造
图2是示意性地图解根据本发明第一实施例的固态成像装置1的总体构造的平面图。如图2所示，固态成像装置1为例如根据行间法(interlinemethod)的CCD型图像传感器，并且物体图像成像在成像区域PA中。
对于成像区域PA，例如如图2所示，形成像素P、电荷读出单元RO和垂直传输寄存器单元VT。
如图2所示，多个像素P提供到成像区域PA，并且像素P的每一个都设置为以矩阵方式排列在水平方向x和垂直方向y上。像素P的每一个都包括光电转换元件，其中在光接收表面JS接收光以产生信号电荷。随后，对于多个像素P的周围，提供元件分隔单元SS以便分隔像素P。随后，像素P的每一个都构造为通过在光接收表面JS接收用作物体图像的光进行光电转换来产生信号电荷。
多个电荷读出单元RO提供为例如如图2所示对应于成像区域PA上的多个像素P，并且构造为将在其像素P处产生的信号电荷读出到其垂直传输寄存器单元VT。
垂直传输寄存器单元VT延伸在垂直方向y上，以对应于成像区域PA上在垂直方向y上排列的多个像素P，例如如图2所示。而且，垂直传输寄存器单元VT设置在垂直方向y上排列的像素P的列之间。两个或多个垂直传输寄存器单元VT提供到成像区域PA，并且布置在水平方向x上以分别对应于水平方向x上排列的多个像素P。垂直传输寄存器单元VT的每一个都是垂直传输CCD，其中信号电荷经由其电荷读出单元RO从其像素P读出，并且传输在垂直方向y上。对于每个垂直传输寄存器单元VT，多个传输电极(未示出)设置为排列在垂直方向y上，并且，例如，4相驱动脉冲信号依次提供给排列在垂直方向上的传输电极，由此传输信号电荷。就是说，为多个像素P的在垂直方向y上排列的多个像素P的每一列提供每个垂直传输寄存器单元VT，并且传输通道区域形成在成像面上，其中每个像素P产生的信号电荷传输在垂直方向y上。
对于成像区域PA的下边缘部分，如图2所示，设置水平传输寄存器单元HT。该水平传输寄存器单元HT延伸在水平方向x上，并且随后传输从多个垂直传输寄存器单元VT的每一个在垂直方向y上传输的信号电荷。就是说，水平传输寄存器单元HT是水平传输CCD，并且由两相驱动脉冲信号驱动，以传输每条水平线(一行中的像素)传输的信号电荷。
对于水平传输寄存器单元HT的左边缘部分，例如图2所示，形成输出单元OUT，并且该输出单元OUT将由水平传输寄存器单元HT水平传输的信号电荷转换成电压，并且将其输出为模拟图像信号。应当注意的是，上述成像区域PA相当于图1所示的成像面PS。
A-3.固态成像装置的详细构造
下面将描述上述固态成像装置1的详细构造。图3是图解根据本发明第一实施例的固态成像装置1的主要部分的示意图。这里，图3图解了该主要部分的截面。
如图3所示，固态成像装置1包括基板101。基板101为例如n型硅半导体基板，并且光敏二极管21、电荷读出通道区域22R、电荷传输通道区域23T和通道停止区域24C提供在该基板101内。
如图3所示，传输电极31、金属遮光膜41、层内透镜45、滤色器51和微透镜61提供到基板101的表面。下面将依次描述构成固态成像装置1的每个单元。
(1)关于光敏二极管21
如图3所示，光敏二极管21提供到基板101以对应于像素P。就是说，多个光敏二极管21在基板101的成像面上设置为排列在水平方向x和垂直于水平方向x的垂直方向y的每一个上。该光敏二极管21构造为在光接收表面JS接收光，并且使该光经受光电转换，由此产生信号电荷。
具体地，光敏二极管21提供到位于基板101内的表面侧的一部分。尽管省略了其附图，但是，例如，光敏二极管21由n-型半导体区域(n)(未示出)和p-型半导体区域(p+)(未示出)构造，该n-型半导体区域(n)(未示出)和p-型半导体区域(p+)(未示出)依次形成在基板101内形成的p-型半导体阱区域(p)(未示出)上。
这里，n-型半导体区域(n)用作信号电荷累积区域。p-型半导体区域(p+)用作正空穴累积区域，并且构造为防止在作为信号电荷累积区域的n-型半导体区域(n)上产生暗电流。
对于光敏二极管21，层内透镜45、滤色器51和微透镜61等采用透光材料提供在光接收表面JS上方。因此，光敏二极管21在光接收表面JS接收依次经由这些元件的每一个输入的光H，以产生信号电荷。
(2)关于电荷读出通道区域22R
如图3所示，电荷读出通道区域22R提供为对应于电荷读出单元RO，并且构造为读出在光敏二极管21产生的信号电荷。
具体地，如图3所示，电荷读出通道区域22R提供为在位于基板101内的表面侧的部分处相邻于光敏二极管21。
这里，电荷读出通道区域22R在水平方向x上设置在光敏二极管21的左侧。例如，电荷读出通道区域22R构造为p-型半导体区域。
(3)关于电荷传输通道区域23T
如图3所示，电荷传输通道区域23T提供为对应于垂直传输寄存器单元VT，并且构造为采用电荷传输通道区域23T传输从光敏二极管21通过电荷读出单元RO读出的信号电荷。
具体地讲，如图3所示，电荷传输通道区域23T提供为在位于基板101内的表面侧的一部分上相邻于电荷读出通道区域22R。
这里，电荷传输通道区域23T在水平方向x上设置在电荷读出通道区域22R的左侧。例如，电荷传输通道区域23T通过提供n-型半导体区域(n)(未示出)在基板101内的p-型半导体区域(p)(未示出)的上方而构造。
(4)关于通道停止区域24C
如图3所示，通道停止区域24C提供为对应于元件分隔单元SS。具体地讲，如图3所示，通道停止区域24C提供到位于基板101内的表面侧的一部分。
这里，如图2所示，通道停止区域24C在水平方向x提供在电荷读出通道区域22R的左侧，以便被引入电荷读出通道区域22R与设置在相邻列中的光敏二极管21之间。另外，通道停止区域24C提供为对应于在垂直方向y上排列的两个光敏二极管21的元件分隔单元SS(见图2)。
该通道停止区域24C例如通过提供p-型半导体区域(p+)(未示出)在基板101内的p-型半导体阱区域(p)(未示出)上方而构造，并且通过形成势垒而防止信号电荷流入/流出。
(5)关于传输电极31
如图3所示，传输电极31提供为经由栅极绝缘膜Gx面对基板101的表面。传输电极31由导电材料形成。例如，传输电极31采用诸如多晶硅的导电材料形成，并且提供在例如由二氧化硅膜形成的栅极绝缘膜Gx上。
(6)关于金属遮光膜41
如图3所示，金属遮光膜41在基板101的表面上形成在电荷读出通道区域22R和电荷传输通道区域23T上方，并且遮蔽光输入到电荷读出通道区域22R和电荷传输通道区域23T。而且，如图3所示，金属遮光膜41提供为经由绝缘膜Sz覆盖传输电极31。
这里，在基板101上方，金属遮光膜41形成在与光接收表面JS对应的区域之外的区域中。金属遮光膜41的每一个都由遮光材料形成以遮蔽光。例如，金属遮光膜41采用诸如钨或铝等的金属材料形成。
(7)关于层内透镜45
如图3所示，层内透镜45提供为在基板101的表面上方对应于光接收表面JS。两个或多个层内透镜45以相同的形状布置为对应于成像区域PA中排列的多个像素P。
这里，层内透镜45是凸透镜，在从光接收表面JS至滤色器51侧的方向上其中心的厚度厚于边缘的厚度，并且构造为将入射光H聚焦在光接收表面JS的中心上。
(8)关于滤色器51
如图3所示，在基板101的表面上方，滤色器51提供为经由层内透镜45面对光接收表面JS。滤色器51提供在用于平坦化层内透镜45表面的平坦化膜HT1的上表面上。这里，滤色器51构造为使经由其传输到光接收表面JS的入射光H着色。
图4是图解根据本发明第一实施例的滤色器51的示意图。这里，图4图解了其上表面。如图4所示，滤色器51包括蓝色滤光层51B以及如图3所示的绿色滤光层51G和红色滤光层51R。两个或多个绿色滤光层51G、红色滤光层51R和蓝色滤光层51B每一个都设置为对应于布置在成像区域PA上的多个像素P。对于本实施例，如图4所示，层51R、51G和51B的每一个都设置为拜尔(Bayer)阵列。
层51R、51G和51B的每一个都通过施加采用包含根据每个颜色的颜料、分散树脂、光致聚合引发剂(photopolymerization initiator)、多功能光致聚合化合物、溶剂和其他添加剂的涂敷液，然后干燥，然后经受利用光刻技术的图案化处理而形成。
(9)关于微透镜61
如图3所示，在滤色器51的上方，微透镜61提供在多个光敏二极管21的每个光接收表面JS之上。
图5A、5B和6是图解根据本发明第一实施例的微透镜61的示意图。这里，图5A和5B图解了其截面，而图6图解了其上表面。具体地讲，图5A图解了图6所示的垂直方向y上的截面(Y1-Y2部分)，而图5B图解了图6所示的对角方向k上的截面(K1-K2部分)。而且，上面的图3图解了图6所示的水平方向x上的截面(X1-X2部分)。
如图3和5所示，微透镜61是凸透镜，形成为从光接收表面JS朝着滤色器51侧的深度方向z上其中心厚于边缘，并且构造将入射光H聚焦到光接收表面JS的中心上。
而且，如图6所示，多个微透镜61提供在水平方向x和垂直方向y的每一个上。多个微透镜61设置为分别对应于成像区域PA中排列的多个像素P(见图2)。就是说，多个微透镜61以与多个光敏二极管21相同的方式设置在水平方向x和垂直方向y的每一个上，并且构成透镜阵列。
如图6所示，微透镜61形成为具有包括通过成像面的平面形状被在水平方向x上延伸的边及在垂直方向y上延伸的边划分获得的部分的形状。就是说，微透镜61的每一个都形成为使平面形状变为四方形形状。
如图3所示，多个微透镜61每一个都设置为排列成在水平方向x和垂直方向y的每一个上相互相邻。
这里，在多个微透镜61中，水平方向x上相邻排列的微透镜61形成为延伸在垂直方向y的边相互接触。而且，在多个微透镜61中，垂直方向y上相邻排列的微透镜61形成为在水平方向x上延伸的边彼此接触，例如如图5A和6所示。
在水平方向x和垂直方向y的每一个上排列的微透镜61形成为透镜表面相同，例如如图3和5A所示。具体地讲，微透镜61的每一个都形成为在水平方向x和垂直方向y的每一个上的截面中透镜表面的曲率相同。而且，微透镜61的每一个都形成为使得形成在微透镜61之间的凹槽的深度Dx和Dy在水平方向x和垂直方向y的每一个上的截面中相同。
另一方面，在多个微透镜61中，对角方向k上相邻排列的微透镜61形成为在水平方向x上延伸的边和垂直方向y上延伸的边相交的部分处彼此接触，如图3和5B所示。
在对角方向k上排列的微透镜61的透镜表面的曲率不同于微透镜61在水平方向x和垂直方向y上的透镜表面的曲率，如图5B所示。这里，对角方向k上排列的微透镜61的透镜表面形成为其曲率高于微透镜61在水平方向x和垂直方向y上的透镜表面的曲率。
而且，对角方向k上排列的微透镜61之间形成的凹槽的深度Dk形成为深于在水平方向x和垂直方向y上排列的微透镜61之间形成的凹槽的深度Dx和Dy。应当注意的是，多个微透镜61之间形成的凹槽的深度Dx、Dy和Dk以透镜中心部分和透镜边缘部分之间在厚度方向z上的距离定义。
就上述而言，水平方向x上排列的微透镜61之间形成的凹槽的深度Dx和Dy适合于为150nm或更小。
在此范围之外的情况下，以较大的角度进行聚焦到光敏二极管21，因此，会发生模糊恶化的不便。
而且，就上述而言，对角方向k上排列的微透镜61之间形成的凹槽的深度Dk和水平方向x上排列的微透镜61之间形成的凹槽的深度Dx之间的关系适合于满足下面的表达式(1)。
在Dk是Dx三倍或小于三倍的情况下，由于曲率不足而不能获得足够的灵敏度，并且在Dk为五倍或更大的情况下，曲率太大，并且模糊会恶化。
Dx∶Dk＝1∶3至5...(1)
这样，对于本实施例，微透镜61形成为构造非球面透镜。
B.制造方法
下面将描述制造上述固态成像装置1的制造方法。
图7和8是图解在根据本发明第一实施例的固态成像装置1的制造方法的每个工艺处提供的主要部分的示意图。在图7和8中，固态成像装置1的制造方法的每个工艺以(a)、(b)、(c)和(d)的顺序说明。在图7和8中，与图3的方式相同，左侧部分图解图6所示的水平方向x上的截面(X1-X2部分)。而且，在图7和8中，与图5B的方式相同，右侧部分图解图6所示的对角方向k上的截面(K1-K2部分)。图6所示的垂直方向y上的截面部分(Y1-Y2部分)与图7和8中的左侧部分相同，因此，将省略其描述。
(1)滤色器51的形成
首先，如图7中的(a)所示，形成滤色器51。这里，在形成滤色器51前，如图3所示，光敏二极管21、电荷读出通道区域22R、电荷传输通道区域23T和通道停止区域24C提供到基板101。随后，在传输电极31、金属遮光膜41和层内透镜45每一个都形成在基板101的表面上后，形成平坦化膜HT1。随后，滤色器51形成在平坦化膜HT1的上表面上。
具体地讲，如图4所示，绿色滤光层51G、红色滤光层51R和蓝色滤光层51B中的每一个都以拜尔(Bayer)阵列的排列方式提供。
例如，包含根据每个颜色的颜料、分散树脂、光致聚合引发剂(photopolymerization initiator)、多功能光致聚合化合物、溶剂和其他添加剂的涂敷液施加在平坦化膜HT1上，并且干燥。随后，施加的膜通过光刻技术经受图案化处理，由此依次进行层51R、51G和51B中每一个的形成。
(2)透镜材料层111z的形成
接下来，如图7中的(b)所示，将进行透镜材料层111z的形成。这里，聚苯乙烯树脂提供在滤色器51的上表面上作为透镜材料层111z。例如，该透镜材料层111z通过旋涂法形成，使得膜厚度为400μm。
透镜材料层111z可以采用聚苯乙烯树脂外的各种类型的材料形成。例如，透镜材料层111z可以采用诸如丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂或共聚物树脂等材料形成。
(3)抗蚀剂图案RP的形成
接下来，如图8中的(c)所示，进行抗蚀剂图案RP的形成。这里，在包含诸如酚醛树脂(novolak resin)等的i线正型光敏树脂的涂敷液施加在透镜材料层111z的上表面上后，干燥该涂敷液，由此提供光致抗蚀剂膜(未示出)。随后，该光致抗蚀剂膜采用光刻技术经受图案化处理，由此在透镜材料层111z的上表面上形成抗蚀剂图案RP。就是说，在进行曝光处理(其中光掩模(未示出)的掩模图案图像转移到光致抗蚀剂膜)后，经受曝光处理的光致抗蚀剂膜经受显影，由此形成抗蚀剂图案RP。因此，形成在透镜材料层111z的上表面凸起的抗蚀剂图案RP。
具体地讲，如图8中的(c)所示，抗蚀剂图案RP形成为使得其中形成有图3、5A和5B所示的微透镜61的区域的中心部分具有厚于该中心部分周围的膜厚度。
对于本实施例，如图8中(c)左侧和右侧所示，抗蚀剂图案RP形成为使得其中将形成有微透镜61(见图3、5A和5B)的区域的中心部分周围的厚度在水平方向x和对角方向k之间不同。这里，抗蚀剂图案RP形成为水平方向x上的膜厚度Mx厚于对角方向k上的厚度Mk。
例如，对于其中将形成有微透镜61(见图3、5A和5B)的区域的中心部分的周围，对角方向k上的膜厚度Mk(图8中(c)的右侧部分)为0，而水平方向x上的厚度Mx厚于膜厚度Mk。在图8的(c)中，尽管图中未示出，但是还进行抗蚀剂图案RP的形成，使垂直方向y上的膜厚度My与水平方向x上的膜厚度Mx成为相同的厚度(即，Mx＝My)。
图9是图解根据本发明第一实施例的抗蚀剂图案RP的形成工艺采用的光掩模的示意图。图9图解了其上表面。
如图9所示，对于形成抗蚀剂图案RP以及保留光致抗蚀剂膜的部分，采用光掩模PM，其中在曝光处理中用于遮蔽曝光的光的遮光部分SK提供为掩模图案。
另一方面，如图9所示，关于水平方向x和垂直方向y上排列的微透镜61(见图6)之间的边界部分，为了保留一部分光致抗蚀剂膜，提供半色调掩模的半透射部分FT。而且，如图9所示，关于对角方向k上排列形成的微透镜61(见图6)之间的部分，为了去除全部光致抗蚀剂膜，提供透射部分TT。
采用上述光掩模PM对光致抗蚀剂膜进行曝光处理后，进行显影，由此形成抗蚀剂图案RP，使得水平方向x和垂直方向y上的膜厚度Mx和My厚于对角方向k上的膜厚度Mk。
例如，根据下面的条件进行抗蚀剂图案RP的形成。
抗蚀剂图案RP的形成条件
·光致抗蚀剂材料：i线正型抗蚀剂
·光致抗蚀剂膜厚度：400nm
·预烘条件：80℃90秒(在热板上)
·曝光条件：1/4缩小曝光装置(NA 0.5、σ0.7)
·曝光后的烘焙条件：无
·显影条件：显影剂TMAH 2.38％，显影时间60秒×2次坑式显影(puddle development)
应当注意的是，上面已经描述了关于采用半色调掩模进行曝光处理的情况，但是本实施例不限于此。例如，可以允许采用其中形成有i线分辨率等级的线宽图案的光掩模的不足曝光(under exposing)(0.3μm或更大)。而且，可以采用其中形成有等于或小于i线分辨率的线宽图案的光掩模进行以上曝光处理。
(4)抗蚀剂图案RP处理成透镜形状
接下来，抗蚀剂图案RP处理成透镜形状，如图8中的(d)所示。这里，如此形成的抗蚀剂图案RP经受加热回流工艺，由此将抗蚀剂图案RP处理成透镜形状。
在根据本实施例的加热回流工艺步骤中，进行加热回流工艺使得成像面上对角方向k上相邻排列的抗蚀剂图案保持抗蚀剂图案之间分开的状态，而水平方向x上排列的抗蚀剂图案相互熔合。
具体地讲，例如，作为加热回流工艺进行两次后烘处理。例如，加热回流工艺进行为第二次进行的第二后烘处理的温度条件高于第一次进行的第一后烘处理的温度条件。
例如，本工艺在下面的回流工艺条件下进行。
·第一后烘处理条件：140至150℃，120秒(在热板上)
·第二后烘处理条件：170至180℃，120秒(在热板上)
因此，如图8中的(d)所示，表面成为弯曲的表面，并且抗蚀剂图案RP处理成透镜形状。
对于本实施例，如图8中(d)的左侧部分所示，水平方向x上排列的微透镜61(见图3、5A和5B)之间的边界部分形成为使得透镜形状的抗蚀剂图案RP形成为相互熔合。尽管图中未示出，甚至对于在垂直方向y上排列的微透镜61之间的边界线部分，透镜形状的抗蚀剂图案RP也形成为相互熔合。就是说，对于该部分，透镜形状的抗蚀剂图案RP形成为覆盖透镜基材料膜111z。
另一方面，如图8的(d)中的右侧部分所示，对角方向k上排列的微透镜61(见图3、5A和5B)之间的部分形成为使得透镜形状的抗蚀剂图案RP形成为抗蚀剂图案之间分开的状态。就是说，对于该部分，透镜形状的抗蚀剂图案RP形成为暴露透镜材料层111z的表面。
因此，如图8所示，透镜形状的抗蚀剂图案RP形成为使得多个微透镜61之间的部分的膜厚度在对角方向k上厚于水平方向x和垂直方向y。此外，透镜形状的抗蚀剂图案RP在水平方向x和垂直方向y熔合，从而，透镜形状的抗蚀剂图案RP形成为使得对角方向k上的曲率低于水平方向x和垂直方向y。就是说，抗蚀剂图案RP形成为透镜形状，以对应于要形成的微透镜61的透镜表面的曲率。
(5)微透镜61的形成
接下来，进行如图3、5A、5B和6所示的微透镜61的形成。这里，透镜形状的抗蚀剂图案RP用作掩模，并且透镜材料层111z的全部表面经受回蚀刻工艺。就是说，透镜材料层111z处理成微透镜61，使得抗蚀剂图案RP的透镜形状图案转换到透镜材料层111z。
因此，去除抗蚀剂图案RP和透镜材料层111z，并且透镜材料层111z被图案化处理成如图3、5A、5B和6所示的微透镜61。
对于本实施例，如图3和6所示，微透镜61的每一个都形成为使得水平方向x上相邻排列的微透镜61的在垂直方向y上延伸的边彼此接触。而且，如图5A和6所示，微透镜61的每一个都形成为使得在垂直方向y上相邻排列的微透镜61的在水平方向x上延伸的边彼此接触。此外，微透镜61的每一个都形成为使得微透镜61的透镜表面在水平方向x和垂直方向y上的每个截面具有相同的曲率，并且微透镜61之间的凹槽的深度Dx和Dy具有相同的深度。
而且，如图3和5B所示，微透镜61的每一个都形成为使得在对角方向k上相邻排列的微透镜61的在水平方向x上延伸的边和在垂直方向y上延伸的边相交的部分彼此接触。随后，微透镜61的每一个都形成为使得对角方向k上排列的微透镜61的透镜表面具有高于水平方向x和垂直方向y上的微透镜61的透镜表面的曲率。此外，微透镜61的每一个都形成为使在对角方向k上排列的微透镜61之间形成的凹槽的深度Dk深于在水平方向x和垂直方向y上排列的微透镜61之间形成的凹槽的深度Dx和Dy。
例如，在下面的条件下进行上面的回蚀刻工艺，以形成每个微透镜61。
蚀刻条件
·回蚀刻装置：磁控管RIE装置
·蚀刻气体：CF4＝155ccm
·高频功率：1.8W/cm2
·蚀刻室内压力：6.65Pa
·下电极温度(冷却器温度)：0℃
·蚀刻量：2.4μm(换算成苯乙烯类抗蚀剂(スチレン
Figure BSA00000290985600211
レジスト))
因此，微透镜61的每一个都形成为使水平方向x上排列的微透镜61之间形成的凹槽的深度Dx等于或小于150nm。而且，微透镜61的每一个都形成为使对角方向k上排列的微透镜61之间形成的凹槽的深度Dk和水平方向x上排列的微透镜61之间形成的凹槽的深度Dx之间的关系满足上面的表达式(1)。就是说，微透镜61的每一个都形成为非球面透镜。
应当注意的是，磁控管RIE装置之外的各种类型的回蚀刻装置可用作回蚀刻装置。例如，可采用下面的回蚀刻装置。
·平行板型RIE装置
·高压窄隙型等离子体蚀刻装置
·ECR型蚀刻装置
·微波等离子体型蚀刻装置
·变压器耦合(transformer-coupling)等离子体型蚀刻装置
·感应耦合等离子体型蚀刻装置
·Helicon波等离子体型蚀刻装置
C.结论
如上所述，对于本实施例，微透镜61的成像面的平面形状具有包括由水平方向x上延伸的边和垂直方向y上延伸的边划分的部分的形状。多个微透镜61设置为在水平方向x和垂直方向y的每一个上彼此相邻排列。而且，多个微透镜61形成为使得成像面的倾斜于水平方向x和垂直方向y的对角方向k上排列的微透镜61之间的凹槽的深度深于水平方向x上排列的微透镜61之间的凹槽的深度。此外，多个微透镜还形成为使得对角方向k上的透镜表面的曲率高于水平方向x上的透镜表面的曲率。
而且，多个微透镜61形成为使得水平方向x上排列的微透镜61之间的凹槽的深度D1和对角方向k上排列的微透镜之间的凹槽的深度D3具有关系D1∶D3＝1∶3至5。
而且，多个微透镜61形成为使得水平方向x上排列的微透镜61之间的凹槽的深度D1具有关系D1≤150nm。
如上所述，在微透镜61的曲率很高的情况下(在透镜层厚度很厚的情况下)，通常其灵敏度被改善。CCD-型固态成像装置具有这样的特征，其中传感器形状为诸如正方形或矩形等的方形形状，从而，水平方向x上易于产生模糊，但是模糊被防止产生在对角方向k上。
对于本实施例，微透镜61具有这样的特征，其中对角方向k上的曲率高于水平方向x上的曲率，从而，来自模糊的产生被防止的对角方向k的入射光可以有效地聚焦到光接收表面。就是说，微透镜61的曲率在水平方向x上较低(透镜厚度很薄)，从而，可以防止作为模糊产生的原因的垂直传输单元的光入射。而且，微透镜61的曲率在对角方向k上很高(透镜厚度很厚)，可以改善灵敏度。因此，本实施例可以有效地实现改善灵敏度，并且防止发生模糊。
具体地讲，对于根据本实施例的固态成像装置，可以确认的是，与现有技术的构造相比，灵敏度改善4％，同时模糊改善0.4dB。
从而，对于本实施例，微透镜61以高精度形成，由此可以改善聚光效率，并且可以易于改善成像图像的图像质量。
2.第二实施例
A.装置构造等
图10是图解根据本发明第二实施例的固态成像装置的主要部分的示意图。这里，以与图5A相同的方式，图10图解了其中形成微透镜61的部分，并且图解了垂直方向y上的截面(Y1-Y2部分)。
如图10所示，对于本实施例，微透镜61与第一实施例的不同。除了这一点和相关点外，本实施例与第一实施例相同，从而省略多余部分的描述。
对于第一实施例，微透镜61的每一个都形成为使得透镜表面的曲率在水平方向x和垂直方向y的每一个上的截面相同。而且，微透镜61的每一个都形成为使得在水平方向x和垂直方向y的每一个上的截面微透镜61之间形成的凹槽的深度Dx和Dy相同。
然而，对于本实施例，如图10所示，微透镜61的每一个都形成为使得在水平方向x和垂直方向y的每一个上的截面透镜表面的曲率彼此不同。而且，微透镜61的每一个都形成为使得在水平方向x和垂直方向y的每一个上的截面微透镜61之间形成的凹槽的深度Dx和Dy彼此不同。
具体地讲，微透镜61的每一个都形成为使得垂直方向y上的截面中的透镜表面的曲率高于在水平方向x的截面中的透镜表面的曲率。而且，微透镜61的每一个都形成为使得在垂直方向y上的截面微透镜61之间的凹槽的深度Dy深于在水平方向x的截面微透镜61之间的凹槽的深度Dx。
应当注意的是，关于对角方向k上的截面，微透镜61的每一个都以与第一实施例相同的方式形成。
B.制造方法
下面将描述有关制造根据本实施例的固态成像装置的制造方法。
图11是图解在根据本发明第二实施例的固态成像装置的制造方法的每个工艺提供的主要部分的示意图。图11以(a)和(b)的顺序图解了固态成像装置的制造方法的每个工艺。在图11中，左侧部分以与图3相同的方式图解了图6所示的水平方向x上的截面(X1-X2部分)。而且，在图11中，右侧部分以与图5B相同的方式图解了图6所示的对角方向k上的截面(K1-K2部分)。此外，在图11中，中心部分以与图10相同的方式图解了图6所示的垂直方向y上的截面(Y1-Y2部分)。
(1)抗蚀剂图案RP的形成
首先，如图11的(a)所示，进行抗蚀剂图案RP的形成。这里，在形成抗蚀剂图案RP前，以与第一实施例相同的方式，依次进行滤色器51的形成和透镜材料层111z的形成。
随后，以与第一实施例相同的方式，在将光致抗蚀剂膜(未示出)提供到透镜材料层111z的上面后，进行使其光致抗蚀剂膜经受图案化的处理的工艺，以产生抗蚀剂图案RP。
对于本实施例，如图11的(a)中的左侧和右侧所示，对于水平方向x和对角方向k上的每个截面以与第一实施例相同的方式形成抗蚀剂图案RP。
然而，如图11的(a)的中心部分所示，对于垂直方向y上的截面，抗蚀剂图案RP形成为与第一实施例不同。
具体地讲，如图11的(a)所示，抗蚀剂图案RP形成为使得其中形成微透镜61(见图3、5A和5B)的区域的中心部分周围的膜厚度在水平方向x和垂直方向y之间彼此不同。这里，进行形成，使得垂直方向y上的膜厚度My薄于水平方向x上的膜厚度Mx。
例如，以与对角方向k上的截面相同的方式，抗蚀剂图案RP形成为使得透镜材料层111z的表面在其中形成微透镜61(见图3、5A和5B)的部分的边界部分处暴露。
图12是图解根据本发明第二实施例的抗蚀剂图案RP的形成工艺采用的光掩模的示意图。图12图解了其上表面。如图12所示，以与第一实施例相同的方式，作为掩模图案，用于遮蔽曝光光的遮光部分SK提供到其中形成抗蚀剂图案RP而保留光致抗蚀剂膜的部分。而且，为了保留光致抗蚀剂膜的一部分，对于水平方向x上排列的微透镜61(见图6)之间的边界部分，提供半色调掩模的半透射部分FT。
然而，对于本实施例，与第一实施例不同，为了去除全部光致抗蚀剂膜，对于垂直方向y和对角方向k上排列的微透镜61(见图6)之间的部分，采用提供透射部分TT的光掩模PM。
随后，在采用上述的光掩模PM使光致抗蚀剂膜经受曝光处理后，进行显影，从而，形成上述的抗蚀剂图案RP。
应当注意的是，上面已经针对采用半色调掩模进行曝光处理的情况进行了描述，但是本实施例不限于此。例如，以与第一实施例相同的方式，可以允许采用其中形成有i线分辨率等级的线宽图案的光掩模的不足曝光(0.3μm或更大)。而且，可以采用这样的光掩模进行上面的曝光处理，在该光掩模中形成有等于或小于i线分辨率的线宽图案。
(2)抗蚀剂图案RP处理成透镜形状
接下来，抗蚀剂图案RP被处理成透镜形状，如图11的(b)中所示。这里，以与第一实施例相同的方式，如此形成的抗蚀剂图案RP经受加热回流工艺，由此将抗蚀剂图案RP处理成透镜形状。
对于本实施例，如图11的(b)中左侧所示，水平方向x上排列的微透镜61(见图3、5A和5B)之间的边界部分形成为使得以与第一实施例相同的方式使透镜形状的抗蚀剂图案RP相互熔合。就是说，透镜形状的抗蚀剂图案RP形成覆盖该部分处的透镜材料层111z。
而且，如图11的(b)的右侧部分所示，对于对角方向k上排列的微透镜61(见图3、5A和5B)之间的部分，以与第一实施例相同的方式，透镜形状的抗蚀剂图案RP形成为在其间分开。就是说，透镜形状的抗蚀剂图案RP形成为使得透镜材料层111z的表面在该部分暴露。
另一方面，如图11的(b)的中心部分所示，对于垂直方向y上排列的微透镜61(见图10)之间的边界部分，与第一实施例不同，透镜形状的抗蚀剂图案RP形成为在其间分开。就是说，对于该部分，透镜形状的抗蚀剂图案RP形成为使得透镜材料层111z的表面被暴露。
因此，如图11所示，透镜形状的抗蚀剂图案RP形成为使得垂直方向y和对角方向k上的多个微透镜61之间的部分的膜厚度厚于水平方向x。此外，透镜形状的抗蚀剂图案RP在水平方向x熔合，从而，透镜形状的抗蚀剂图案RP的每一个都形成为在垂直方向y和对角方向k上的曲率低于水平方向x上的曲率。就是说，抗蚀剂图案RP形成为透镜形状，以对应于要形成的微透镜61的透镜表面的曲率。
(3)微透镜61的形成
接下来，如图3、5B和10所示，进行微透镜61的形成。这里，以与第一实施例相同的方式，透镜形状的抗蚀剂图案RP用作掩模，并且透镜材料层111z的整个表面经受回蚀刻工艺。就是说，透镜材料层111z处理成微透镜61，使得抗蚀剂图案RP的透镜形状图案转移到透镜材料层111z。
对于本实施例，与第一实施例不同，微透镜61的每一个都形成为使得在垂直方向y上的截面的透镜表面的曲率高于在水平方向x上的截面的透镜表面的曲率。而且，微透镜61的每一个都形成为使得在垂直方向y上的截面微透镜61之间的凹槽的深度Dy深于在水平方向x上的截面的微透镜61之间的凹槽的深度Dx。
C.结论
如上所述，对于本实施例，以与第一实施例相同的方式，多个微透镜61形成为使得成像面的对角方向k上排列的微透镜61之间的凹槽的深度深于水平方向x上排列的微透镜61之间的凹槽的深度。而且，多个微透镜61形成为使得对角方向k上的透镜表面的曲率高于水平方向x上的透镜表面的曲率。
对于本实施例，关于微透镜61，以与第一实施例相同的方式，水平方向x上微透镜61的曲率较低(透镜厚度很薄)，由此可以防止作为产生模糊的原因的垂直传输单元的光输入。
而且，对于本实施例，多个微透镜61形成为使得垂直方向y上排列的微透镜61之间的凹槽的深度深于水平方向x上排列的微透镜61之间的凹槽的深度。此外，多个微透镜61形成为使得垂直方向y上的透镜表面的曲率高于水平方向x上的透镜表面的曲率。因此，对于本实施例，以与对角方向k相同的方式，微透镜61在垂直方向y上的曲率高于(透镜厚度厚于)水平方向x，从而，可以进一步改善灵敏度。因此，本实施例可以有效地实现改善灵敏度和防止模糊发生二者。
从而，对于本实施例，微透镜61以高精度形成，由此可以改善聚焦效率，并且可以易于改善成像图像的成像质量。
3.第三实施例
A.装置构造等
图13A和13B是图解根据本发明第三实施例的固态成像装置的主要部分的示意图。这里，图13A和13B图解了其中形成有微透镜61的部分，其中图13A图解了水平方向x上的截面(X1-X2部分)，而图13B图解了垂直方向y上的截面(Y1-Y2部分)。
如图13A和13B所示，对于本实施例，微透镜61与第一实施例的不同。除此及相关点外，本实施例与第一实施例相同，从而省略了多余部分的描述。
如图13A所示，在水平方向x上的截面，微透镜61提供为使得上表面部分沿着水平方向x。
另一方面，在垂直方向y上的截面，微透镜61构造为凸透镜，其中上表面部分是弯曲的表面，并且中心形成为厚于边缘。
就是说，对于本实施例，微透镜61形成为使得垂直方向y上的截面具有透镜形状，而水平方向x上的截面具有线性延伸的穹顶形状。
B.制造方法
下面将描述用于制造根据本实施例的固态成像装置的制造方法。
图14是图解在根据本发明第三实施例的固态成像装置的制造方法的每个工艺提供的主要部分的示意图。图14以(a)和(b)的顺序图解了固态成像装置的制造方法的每个工艺。在图14中，以与图13A相同的方式，左侧部分图解了水平方向x上的截面(X1-X2部分)。而且，在图14中，以与图13B相同的方式，右侧部分图解了垂直方向y上的截面(Y1-Y2部分)。
(1)抗蚀剂图案RP的形成
首先，如图14的(a)所示，将进行抗蚀剂图案RP的形成。这里，在形成抗蚀剂图案RP前，以与第一实施例相同的方式，依次进行滤色器51的形成和透镜材料层111z的形成。
随后，以与第一实施例相同的方式，在光致抗蚀剂膜(未示出)提供到透镜材料层111z的上面后，进行用于使光致抗蚀剂膜经受图案化处理的工艺，以产生抗蚀剂图案RP。具体地讲，在进行曝光处理(其中图案图像曝光到光致抗蚀剂膜)后，进行显影，由此形成抗蚀剂图案RP。
对于本实施例，如图14的(a)的左侧所示，对于水平方向x上的截面，抗蚀剂图案RP形成为保持在水平方向x平坦延伸的状态，而未提供开口部分。
另一方面，如图14的(a)的右侧所示，对于垂直方向y上的截面，抗蚀剂图案RP形成为开放将形成的微透镜61之间的部分。就是说，对于该部分，抗蚀剂图案RP形成为暴露透镜材料层111z的表面。
(2)抗蚀剂图案RP处理成透镜形状
接下来，抗蚀剂图案RP被处理成透镜形状，如图14的(b)所示。这里，以与第一实施例相同的方式，如此形成的抗蚀剂图案RP经受加热回流工艺，由此将抗蚀剂图案RP处理成透镜形状。
对于本实施例，如图14的(b)的左侧部分所示，对于水平方向x上的截面，未提供开口部分，从而，保持在水平方向x平坦延伸的状态。
另一方面，如图14的(b)的右侧所示，对于垂直方向y上的截面，开放将形成的微透镜61之间的部分，从而，抗蚀剂图案RP熔化而处理成透镜形状。
(3)微透镜61的形成
接下来，进行微透镜61的形成，如图13A和13B所示。这里，以与第一实施例相同的方式，透镜形状的抗蚀剂图案RP用作掩模，并且透镜材料层111z的整个表面经受回蚀刻工艺。就是说，透镜材料层111z被处理成微透镜61，从而抗蚀剂图案RP的透镜形状图案转移到透镜材料层111z。
对于本实施例，与第一实施例不同，微透镜61的每一个都形成为使得垂直方向y上的截面具有透镜形状，而水平方向x上的截面具有线性延伸的穹顶形状。
C.结论
如上所述，对于本实施例，微透镜61形成为使得入射光H输入的透镜表面在垂直方向y上为弯曲表面，而在水平方向x上为平面。就是说，如上所述，该透镜表面形成为穹顶形状。
对于本实施例，关于微透镜61，上表面在水平方向x上为平面，从而，以与第一实施例相同的方式，透镜表面的曲率很小，由此可以防止作为产生模糊的原因的垂直传输单元的光输入。而且，在垂直方向y上，透镜表面的曲率很大，聚焦效率很高，从而，可以改善灵敏度。因此，本实施例可以有效地实现改善灵敏度和防止产生模糊二者。
从而，对于本实施例，可以易于改善成像图像的成像质量。
4.第四实施例
A.装置构造等
A-1.固态成像装置的主要部分构造
图15是图解根据本发明第四实施例的固态成像装置的主要部分的示意图。根据本实施例的固态成像装置是CMOS-型图像传感器，与第一实施例不同。除此及相关点外，本实施例与第一实施例相同，从而省略多余的描述部分。
如图15所示，根据本实施例的固态成像装置包括基板101。该基板101是例如由硅制作的半导体基板，并且成像区域PA和周边区域SA提供到基板101的表面。
如图15所示，成像区域PA具有矩形形状，其中多个像素P设置在水平方向x和垂直方向y的每一个上。就是说，像素P排列成矩阵形状。对于成像区域PA，其中心设置为对应于图1所示的光学系统42的光轴。应当注意的是，成像区域PA相当于图1所示的成像面PS。
对于成像区域PA，像素P接收入射光，以产生信号电荷。随后，所产生的信号电荷由像素晶体管读出且输出。稍后将描述像素P的详细构造。
如图15所示，周边区域SA设置在成像区域PA周围。对于该周边区域SA，提供周边电路。
具体地讲，如图15所示，垂直驱动电路13、列电路14、水平驱动电路15、外部输出电路17、定时信号发生器(TG)18和快门驱动电路19提供为周边电路。
如图15所示，垂直驱动电路13位于周边区域SA中，提供到成像区域PA的侧部，并且构造为以行的增加选择成像区域PA的像素P从而驱动它们。
如图15所示，列电路14位于周边区域SA中，提供在成像区域PA的下边缘部分中，并且对按列的增加要从像素P输出的信号进行信号处理。这里，列电路14包括CDS(相关二次抽样)电路(未示出)，并且进行用于去除固定图案噪声的信号处理。
如图15所示，水平驱动电路15电连接到列电路14。水平驱动电路15包括例如移位电阻器，将列电路14中保持的每列像素P的信号依次输出到外部输出电路17。
如图15所示，外部输出电路17电连接到列电路14，并且在对从列电路14输出的信号进行信号处理后，将其向外输出。外部输出电路17包括AGC(自动增益控制)电路17a和ADC电路17b。对于外部输出电路17，在AGC电路17a给信号施加增益后，ADC电路17b将模拟信号转换成数字信号，并且将其向外输出。
如图15所示，定时信号发生器18电连接到垂直驱动电路13、列电路14、水平驱动电路15、外部输出电路17和快门驱动电路19的每一个。定时信号发生器18产生各种类型的定时信号，以将其输出到垂直驱动电路13、列电路14、水平驱动电路15、外部输出电路17和快门驱动电路19，由此进行有关这些单元中每一个的驱动控制。
快门驱动电路19构造为按行的增加选择像素P，以在像素P处调整曝光时间。
A-2.固态成像装置的详细构造
下面将描述根据本实施例的固态成像装置的详细内容。图16和17是图解根据本发明第四实施例的固态成像装置的主要部分的示意图。这里，图16图解了成像区域PA的上表面，而图17图解了提供到成像区域PA的像素P的电路构造。
如图16和17所示，固态成像装置1包括光敏二极管21和像素晶体管PTr。这里，如图17所示，像素晶体管PTr包括传输晶体管22、放大晶体管23、选择晶体管24和复位晶体管25，并且构造为从光敏二极管21读出信号电荷。下面将依次描述构成固态成像装置的每个单元。
(1)关于光敏二极管21
如图16所示，对于固态成像装置1，多个光敏二极管21设置为分别对应于多个像素P。多个光敏二极管21设置为排列在成像面(x-y面)的水平方向x和垂直于水平方向x的垂直方向y的每一个上。
光敏二极管21的每一个都构造为接收入射光(物体图像)，以通过使入射光经受光电转换而产生信号电荷，且将其累积。例如，光敏二极管21的每一个都由p-型半导体区域中形成的n-型电荷累积区域构造，该p-型半导体区域提供在为n-型硅半导体的基板101内。随后，如图17所示，光敏二极管21的每一个都构造为使得其累积的信号电荷由传输晶体管22读出，并且转移到漏极FD。
对于本实施例，如图16和17所示，传输晶体管22成对地提供到光敏二极管21的每一个。例如，四个传输晶体管22(22A_1、22A_2、22B_1和22B_2)成对地提供以对应于四个光敏二极管21(21A_1、21A_2、21B_1和21B_2)。
如图16和17所示，多个光敏二极管21构造为共享单个读出漏极FD。对于本实施例，如图16所示，排列在对角方向k上的两个光敏二极管21(21A_1和21A_2，或21B_1和21B_2)提供为共享单个读出漏极FD(FDA或FDB)。
如图16和17所示，由多个光敏二极管21制作的组被构造为以多组共享放大晶体管23、选择晶体管24和复位晶体管25。例如，如图17所示，放大晶体管23、选择晶体管24和复位晶体管25的每一个都提供到制作为一组的四个光敏二极管21(21A_1、21A_2、21B_1和21B_2)。
(2)关于像素晶体管PTr
对于固态成像装置1，像素晶体管PTr提供在成像面(x-y面)的多个像素P之间，如图16所示。对于像素晶体管PTr的每一个，活性区域(未示出)形成在分隔基板101的多个像素P的区域中，并且栅极电极的每一个例如都用多晶硅形成。
对于像素晶体管PTr，多个晶体管22形成为对应于多个像素P的每一个，如图16和17所示。
这里，如图16所示，对于传输晶体管22，转移栅极经由栅极绝缘膜提供到基板101的表面。对于传输晶体管22，转移栅极提供为相邻于提供到基板101表面的读出漏极FD(浮置扩散)。
如图17所示，传输晶体管22构造为将光敏二极管21产生的信号电荷作为电信号输出到放大晶体管23的栅极。具体地讲，在传输信号从传输线26给予栅极的情况下，传输晶体管22将累积在光敏二极管21的信号电荷作为输出信号传输到读出漏极FD。
对于本实施例，如图16所示，传输晶体管22提供为分别对应于光敏二极管21。如图16所示，传输晶体管22的每一个都形成为使得两个传输晶体管22夹设读出漏极FD，该读出漏极FD提供在成像面(x-y面)的倾斜于水平方向x和垂直方向y的对角方向k上排列的多个像素P之间。
具体地讲，如图16所示，两个传输晶体管22A_1和22A_2提供为夹设倾斜方向上排列的两个光敏二极管21A_1和21A_2之间提供的读出漏极FDA。而且，两个传输晶体管22B_1和22B_2提供为夹设倾斜方向上排列的两个光敏二极管21B_1和21B_2之间提供的读出漏极FDB。
对于像素晶体管PTr，如图17所示，放大晶体管23构造为放大且输出从传输晶体管22输出的电信号。
具体地讲，对于放大晶体管23，栅极连接到读出漏极FD。而且，对于放大晶体管23，漏极连接到电源电位提供线Vdd，并且源极连接到选择晶体管24。在选择晶体管24已经选择为导通状态的情况下，从恒流源(未示出)提供恒定的电流，放大晶体管23用作源极跟随器。因此，对于放大晶体管23，从读出漏极FD输出的输出信号通过提供到选择晶体管24的选择信号放大。
对于像素晶体管PTr，如图17所示，在选择信号已经输入的情况下，选择晶体管24构造为将放大晶体管23输出的电信号输出到垂直信号线27。
具体地讲，对于选择晶体管24，如图17所示，栅极连接到提供选择信号的地址线28。在已经提供选择信号的情况下，选择晶体管24导通，并且将如上所述由放大晶体管23放大的输出信号输出到垂直信号线27。
对于像素晶体管PTr，如图17所示，复位晶体管25构造为复位放大晶体管23的栅极电位。
具体地讲，对于复位晶体管25，如图17所示，栅极连接到提供复位信号的复位线29。而且，对于复位晶体管25，漏极连接到电源电势提供线Vdd，并且源极连接到读出漏极FD。在复位信号已经从复位线29提供给栅极的情况下，复位晶体管25经由读出漏极FD将放大晶体管23的栅极电位复位到电源电位。
对于本实施例，如图16所示，上述放大晶体管23、选择晶体管24和复位晶体管25的每一个都构造为被制作为组的多个光敏二极管21共享。
例如，如图16所示，放大晶体管23、选择晶体管24和复位晶体管25的每一个都提供到制作为一组的四个光敏二极管21(21A_1、21A_2、21B_1和21B_2)。
例如，放大晶体管23、选择晶体管24和复位晶体管25的每一个都提供到如图16所示的晶体管区域TR。
(3)其它
尽管图16省略掉了，但是配线层(未示出)提供到基板101的表面。对于该配线层，电连接到每个元件的配线(未示出)形成在绝缘层(未示出)内。每个配线都层化且形成为用作配线，如传输线26、地址线28、垂直信号线27或复位线29等，如图17所示。
另外，对于基板101，诸如滤色器和微透镜等的光学构件提供为对应于像素P。尽管图中省略了，但是对于滤色器，每种颜色的滤光片层例如由拜尔(Bayer)阵列以与第一实施例相同的方式设置。
图18和19是图解本发明第四实施例的微透镜61的示意图。这里，图18以与图16相同的方式图解了上表面，而图19图解了图18中的XIX-XIX部分的截面。应当注意的是，在图18中，对于微透镜的透镜表面，曲率较大的部分由阴影线表示。
如图18和19所示，与第一实施例类似，微透镜61是凸透镜，其中心形成为厚于边缘，并且构造为将入射光聚集到光敏二极管的光接收表面。
这里，如图18所示，与第一实施例类似，微透镜61的每一个都形成为使平面形状为四方形。而且，如图18和19所示，微透镜61的每一个都形成为边的对应于晶体管区域TR的部分在曲率上小于其它部分。关于对应于晶体管区域TR的边的部分，微透镜61的每一个都形成为在微透镜61之间将形成的凹槽的深度Da浅于另一部分的凹槽的深度Db。
应当注意的是，在将抗蚀剂图案转换成诸如如上所述的透镜形状后，以与第一实施例相同的方式，微透镜61的每一个都可以通过使透镜材料层经受回蚀刻工艺而形成。
C.结论
如上所述，对于多个微透镜61，与其中在成像面(x-y面)上排列多个光敏二极管21而没有在其间引入像素晶体管PTr的部分相对应的微透镜之间的凹槽的深度Db深于其它部分的微透镜61之间的凹槽的深度Da。而且，多个微透镜61形成为使得在成像面(x-y面)上排列多个光敏二极管21而没有在其间引入像素晶体管PTr的部分侧的透镜表面的曲率高于其它部分的透镜表面的曲率(见图18和19)。
因此，对于本实施例，微透镜61的透镜表面的曲率在提供有像素晶体管PTr的晶体管区域TR很小，从而，可以防止发生灵敏度不均匀，并且还可以抑制栅极电极的反射的影响。而且，在晶体管区域TR之外的光敏二极管21之间，微透镜61的透镜表面的曲率很大，从而，可以防止发生颜色混合，并且还可改善灵敏度。
就是说，与配线层的布局无关，在光敏二极管21之间，与不提供像素晶体管PTr的部分相比，光敏二极管21的累积电荷容易泄漏到提供有像素晶体管PTr的部分处的另一像素，但是根据上述构造，可以防止这种不便的发生。从而，本实施例可以易于改善成像图像的成像质量。
5.其它
本发明的实施不限于上面的实施例，而是可以采用各种修改。
图20至24是图解根据本发明实施例的固态成像装置的主要部分的示意图。这里，在每个附图中，(A)以与图14相同的方式图解了固态成像装置不包括微透镜等的上表面，而(B)图解了固态成像装置包括微透镜的上表面。应当注意的是，(B)以与图16相同的方式图解了其中微透镜的透镜表面的曲率很高的部分，且由阴影线表示。
图20图解了关于垂直方向y(纵向方向)上排列的四个像素P要共享的像素晶体管提供到晶体管区域TR的情况。
图21和22图解了关于垂直方向y(纵向方向)上排列的两个像素P要共享的像素晶体管提供到晶体管区域TR的情况。应当注意的是，这些构造描述在日本特开第2007-81015号公报中。图23图解了关于水平方向x(横向方向)上排列的两个像素P要共享的像素晶体管提供到晶体管区域TR的情况。图24图解了关于每个像素P像素晶体管提供到晶体管区域TR的情况。
对于上述附图的每一个，以与第四实施例相同的方式，在晶体管区域TR上，微透镜61的透镜表面的曲率很小，从而，可以防止发生灵敏度不均匀，并且还可以抑制来自栅极电极的反射的影响。而且，在晶体管区域TR上之外的光敏二极管21之间，微透镜61的透镜表面的曲率很大，从而，可以防止发生颜色混合，并且还可改善灵敏度。
而且，对于上面的实施例，已经对前照明型进行了描述，但是本发明不限于此。甚至在后侧照明型的情况下，本发明也可适用。对于后侧照明型，具体地讲，存在诸如相邻像素之间颜色混合等不便，但是，通过应用本发明，可以有效防止颜色混合的发生。
应当注意的是，对于上述实施例，固态成像装置1对应于本发明的发明内容中描述的固态成像装置。而且，对于上述实施例，光敏二极管21对应于本发明的发明内容中描述的光电转换单元。而且，对于上述实施例，电荷传输通道区域23T对应于本发明的发明内容中描述的传输通道区域。而且，对于上述实施例，垂直传输晶体管单元VT对应于本发明的发明内容中描述的传输单元。而且，对于上述实施例，微透镜61对应于本发明的发明内容中描述的微透镜。而且，对于上述实施例，基板101对应于本发明的发明内容中描述的基板。而且，对于上述实施例，透镜材料层111z对应于本发明的发明内容中描述的透镜材料层。而且，对于上述实施例，照相机200对应于本发明的发明内容中描述的电子装置。而且，对于上述实施例，光接收表面JS对应于本发明的发明内容中描述的光接收表面。而且，对于上述实施例，像素P对应于本发明的发明内容中描述的像素。而且，对于上述实施例，成像面PS对应于本发明的发明内容中描述的成像面。而且，对于上述实施例，像素晶体管PTr对应于本发明的发明内容中描述的像素晶体管。而且，对于上述实施例，抗蚀剂图案RP对应于本发明的发明内容中描述的抗蚀剂图案。而且，对于上述实施例，对角方向k对应于本发明的发明内容中描述的第三方向。而且，对于上述实施例，水平方向x对应于本发明的发明内容中描述的第一方向。而且，对于上述实施例，垂直方向y对应于本发明的发明内容中描述的第二方向。
本申请包含2009年9月29日提交日本专利局的日本优先权专利申请JP2009-225159中公开的相关主题事项，其全部内容通过引用结合于此。
本领域的技术人员应当理解的是，在所附权利要求或其等同方案的范围内，根据设计需要和其他因素，可以进行各种修改、结合、部分结合和替换。

Claims (18)

1.一种固态成像装置，包括：
多个光电转换单元，设置为排列在基板的成像面的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上，且构造为在光接收表面接收入射光以产生信号电荷；
多个微透镜，在所述多个光电转换单元的每个光接收表面上方设置在所述第一方向和所述第二方向的每一个上，且构造为将所述入射光聚集到所述光接收表面上；以及
传输单元，为所述多个光电转换单元的排列在所述第二方向上的每列所述多个光电转换单元而提供，其中构造为在所述第二方向上传输所述光电转换单元产生的信号电荷的传输通道区域形成在所述成像面上；
其中所述多个微透镜设置为在所述第一方向和所述第二方向的每个上彼此相邻排列，且所述多个微透镜在所述成像面处的平面形状是包括由在所述第一方向上延伸的边和在所述第二方向上延伸的边划分的部分的形状，且；
并且其中所述多个微透镜形成为使得在所述成像面的相对于所述第一方向和所述第二方向倾斜的第三方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度深于所述第一方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度，并且所述第三方向上的透镜表面的曲率也高于所述第一方向上的透镜表面的曲率。
2.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中所述多个微透镜形成为使得所述第二方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度深于所述第一方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度，并且所述第二方向上的透镜表面的曲率也形成为高于所述第一方向上的透镜表面的曲率。
3.根据权利要求1或2所述的固态成像装置，其中，对于所述多个微透镜，所述第一方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度D1和在所述第三方向上相邻排列的微透镜之间的凹槽的深度D3具有关系D1∶D3＝1∶3至1∶5。
4.根据权利要求3所述的固态成像装置，其中，对于所述多个微透镜，所述第一方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度D1具有关系D1≤150nm。
5.一种固态成像装置，包括：
多个光电转换单元，设置为排列在基板的成像面的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上，且构造为在光接收表面接收入射光以产生信号电荷；
微透镜，设置在所述多个光电转换单元的每个光接收表面上方，且构造为将所述入射光聚集到所述光接收表面上；以及
传输单元，为所述多个光电转换单元的在所述第二方向上排列的每列所述多个光电转换单元而提供，其中构造为在所述第二方向上传输该光电转换单元产生的信号电荷的传输通道区域形成在所述成像面上；
其中所述微透镜形成为使得所述入射光入射的所述透镜表面在所述第二方向上成为弯曲表面，且在所述第一方向上成为平坦表面。
6.一种固态成像装置，包括：
多个光电转换单元，设置为排列在基板的成像面的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上，且构造为在光接收表面接收入射光以产生信号电荷；
多个微透镜，在所述多个光电转换单元的每个光接收表面上方设置所述第一方向和所述第二方向的每一个上，且构造为将所述入射光聚集到所述光接收表面上；以及
像素晶体管，提供在所述成像面的所述多个光电转换单元之间，且构造为读出且输出所述多个光电转换单元产生的信号电荷；
其中所述多个微透镜设置为在所述第一方向和所述第二方向的每一个上彼此相邻排列，且对于所述多个微透镜，在所述成像面处的平面形状是包括由在所述第一方向上延伸的边和在所述第二方向上延伸的边划分的部分的形状；
并且其中所述多个微透镜形成为使得在所述成像面处与排列有所述多个光电转换单元而没有在所述多个光电转换单元之间引入所述像素晶体管的部分相对应的微透镜之间的凹槽的深度深于其它部分的微透镜之间的凹槽的深度，并且在排列有所述多个光电转换单元而不在其间引入所述多个像素晶体管的部分侧的透镜表面的曲率高于其它部分的透镜表面的曲率。
7.一种固态成像装置的制造方法，包括：
第一形成步骤，形成多个光电转换单元，该多个光电转换单元在接收表面接收入射光以产生信号电荷，并且该多个光电转换单元排列在基板的成像面的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上；
第二形成步骤，形成传输单元，所述传输单元用于所述多个光电转换单元的排列在所述第二方向上的每列所述多个光电转换单元，在所述传输单元中传输通道区域在所述第二方向上传输所述多个光电转换单元产生的信号电荷；以及
第三形成步骤，形成多个微透镜，该多个微透镜将所述入射光聚集到所述光接收表面上，从而在所述多个光电转换单元的每个光接收表面上方，所述多个微透镜排列在所述第一方向和所述第二方向的每一个上；
其中在所述第三形成步骤中，所述多个微透镜形成为使得所述多个微透镜设置为在所述第一方向和所述第二方向的每一个上彼此相邻排列，且所述多个微透镜在所述成像面处的平面形状为包括由所述第一方向上延伸的边和所述第二方向上延伸的边划分的部分的形状；
并且其中所述多个微透镜形成为使得在所述成像面的相对于所述第一方向和所述第二方向倾斜的第三方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度深于所述第一方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度，并且所述第三方向上的透镜表面的曲率也高于所述第一方向上的透镜表面的曲率。
8.根据权利要求7所述的固态成像装置的制造方法，所述第三形成步骤包括：
第四形成步骤，在所述基板上形成透镜材料层；
第五形成步骤，在所述透镜材料层上形成抗蚀剂图案；
所述抗蚀剂图案的加热回流工艺；以及
通过进行回蚀刻工艺，对经受所述加热回流工艺的抗蚀剂图案和所述透镜材料层进行透镜材料层处理，以将所述透镜材料层图案化处理成所述微透镜。
9.根据权利要求8所述的固态成像装置的制造方法，其中对所述抗蚀剂图案进行所述加热回流工艺，使得在所述成像面的所述第三方向上相邻排列的所述抗蚀剂图案保持分隔状态，并且还使在所述第一方向上排列的抗蚀剂图案相互熔合。
10.根据权利要求9所述的固态成像装置的制造方法，其中，对于所述加热回流工艺，后烘工艺作为所述加热回流工艺进行多次，从而，对于所述多次的所述后烘工艺，后面进行的后烘工艺的加热处理温度高于前面进行的后烘工艺的加热处理温度。
11.根据权利要求10所述的固态成像装置的制造方法，其中，对于所述第三形成步骤，所述多个微透镜形成为使得在所述第二方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度深于所述第一方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度，并且所述第二方向上的透镜表面的曲率高于所述第一方向上的透镜表面的曲率。
12.一种固态成像装置的制造方法，包括：
第一形成步骤，形成多个光电转换单元，该多个光电转换单元在接收表面接收入射光以产生信号电荷，且排列在基板的成像面的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上；
第二形成步骤，形成传输单元，该传输单元用于所述多个光电转换单元的在所述第二方向上排列的每列所述多个光电转换单元，其中传输通道区域在所述第二方向上传输所述多个光电转换单元产生的信号电荷；以及
第三形成步骤，形成多个微透镜，该多个微透镜在所述多个光电转换单元的每个光接收表面上方，并将所述入射光聚集到所述光接收表面上；
其中，在所述第三形成步骤中，所述多个微透镜形成为使得所述入射光入射的透镜表面在所述第二方向上成为弯曲表面，并且在所述第一方向上成为平坦表面。
13.一种固态成像装置的制造方法，包括：
第一形成步骤，形成多个光电转换单元，该多个光电转换单元在接收表面接收入射光以产生信号电荷，且排列在基板的成像面的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上；
第二形成步骤，形成像素晶体管，该像素晶体管在所述成像面的所述多个光电转换单元之间读出且输出所述多个光电转换单元产生的信号电荷；以及
第三形成步骤，形成多个微透镜，所述多个微透镜将所述入射光聚集到所述光接收表面，使得在所述多个光电转换单元的每个光接收表面上方所述多个微透镜排列在所述第一方向和所述第二方向的每一个上；
其中在所述第三形成步骤中，所述多个微透镜形成为使得所述成像面的平面形状为包括由所述第一方向上延伸的边和所述第二方向上延伸的边划分的部分的形状，且被设置为在所述第一方向和所述第二方向的每一个上彼此相邻排列；
并且其中所述多个微透镜形成为使得与所述成像面处排列有所述多个光电转换单元而没有在所述多个光电转换单元间引入所述多个像素晶体管的部分相对应的微透镜之间的凹槽的深度深于其它部分的微透镜之间的凹槽的深度，并且在排列有所述多个光电转换单元而没有在其间引入所述多个像素晶体管的部分中的透镜表面的曲率高于其它部分的透镜表面的曲率。
14.一种电子装置，包括：
多个光电转换单元，设置为排列在基板的成像面的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上，且被构造为在光接收表面接收入射光以产生信号电荷；
多个微透镜，在所述多个光电转换单元的每个光接收表面上方设置在所述第一方向和所述第二方向的每一个上，且构造为将所述入射光聚集到所述光接收表面上；以及
传输单元，为所述多个光电转换单元的在所述第二方向上排列的每列所述多个光电转换单元而提供，其中构造为在所述第二方向上传输该光电转换单元产生的信号电荷的传输通道区域形成在所述成像面上；
其中所述多个微透镜设置为在所述第一方向和所述第二方向的每一个上彼此相邻排列，且所述多个微透镜在所述成像面处的平面形状为包括由所述第一方向上延伸的边和所述第二方向上延伸的边划分的部分的形状；
并且其中所述多个微透镜形成为使得所述成像面的相对于所述第一方向和所述第二方向倾斜的第三方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度深于所述第一方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度，并且所述第三方向上的透镜表面的曲率高于所述第一方向上的透镜表面的曲率。
15.一种电子装置，包括：
多个光电转换单元，设置为排列在基板的成像面的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上，且构造为在光接收表面接收入射光以产生信号电荷；
微透镜，设置在所述多个光电转换单元的所述光接收表面上方，且构造为将所述入射光聚集到所述光接收表面上；以及
传输单元，为所述多个光电转换单元的在所述第二方向上排列的每列所述多个光电转换单元而提供，其中构造为在所述第二方向上传输该光电转换单元产生的信号电荷的传输通道区域形成在所述成像面上；
其中所述微透镜形成为使得所述入射光入射的透镜表面在所述第二方向上成为弯曲表面，并且在所述第一方向上成为平坦表面。
16.一种电子装置，包括：
多个光电转换单元，设置为排列在基板的成像面的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上，且构造为在光接收表面接收入射光以产生信号电荷；
多个微透镜，在所述多个光电转换单元的每个光接收表面上方设置在所述第一方向和所述第二方向的每一个上，且构造为将所述入射光聚集到所述光接收表面上；以及
像素晶体管，提供在所述成像面的所述多个光电转换单元之间，且构造为读出且输出所述多个光电转换单元产生的信号电荷；
其中所述多个微透镜设置为在所述第一方向和所述第二方向的每个上彼此相邻排列，且所述多个微透镜在所述成像面处的平面形状为包括由在所述第一方向上延伸的边和在所述第二方向上延伸的边划分的部分的形状；
并且其中所述多个微透镜形成为使得所述成像面处与排列有所述多个光电转换元件而没有在其间引入所述多个像素晶体管的部分相对应的微透镜之间的凹槽的深度深于其它部分的微透镜之间的凹槽的深度，并且在排列有所述多个光电转换单元而没有在其间引入所述多个像素晶体管的部分中的透镜表面的曲率高于其它部分的透镜表面的曲率。
17.一种透镜阵列，包括：
多个微透镜，设置为排列在第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向的每一个上，且构造为聚集入射光；
其中所述多个微透镜设置为在所述第一方向和所述第二方向的每一个上彼此相邻排列，且所述多个微透镜的平面形状为包括由在所述第一方向上延伸的边和在所述第二方向上延伸的边划分的部分的形状；
并且其中所述多个微透镜形成为使得在倾斜于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度深于在所述第一方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度，并且所述第三方向上的透镜表面的曲率高于所述第一方向上的透镜表面的曲率。
18.根据权利要求17所述的透镜阵列，其中所述多个微透镜形成为使得所述第二方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度深于所述第一方向上排列的微透镜之间的凹槽的深度，并且所述第二方向上的透镜表面的曲率高于所述第一方向上的透镜表面的曲率。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104427272A (zh) * 2013-09-11 2015-03-18 全视科技有限公司 用于从图像传感器读取图像数据的方法及设备
CN104517986A (zh) * 2013-09-12 2015-04-15 株式会社东芝 固体摄像装置及其制造方法
WO2021046728A1 (zh) * 2019-09-10 2021-03-18 华为技术有限公司 图像传感器像素电路及控制方法、图像传感器、终端设备

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5537172B2 (ja) 2010-01-28 2014-07-02 ソニー株式会社 固体撮像装置及び電子機器
FR2990299B1 (fr) * 2012-05-03 2014-05-09 E2V Semiconductors Capteur d'image matriciel a transfert de charges bidirectionnel a grilles dissymetriques
US20140125928A1 (en) * 2012-11-06 2014-05-08 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Liquid Crystal Cell and Liquid Crystal Display
US20140183334A1 (en) * 2013-01-03 2014-07-03 Visera Technologies Company Limited Image sensor for light field device and manufacturing method thereof
US9659992B2 (en) 2013-03-21 2017-05-23 Infineon Technologies Ag Method of manufacturing an imager and imager device
US20150064629A1 (en) * 2013-08-27 2015-03-05 Visera Technologies Company Limited Manufacturing method for microlenses
JP6195369B2 (ja) * 2013-11-13 2017-09-13 キヤノン株式会社 固体撮像装置、カメラ、および、固体撮像装置の製造方法
CN103970148B (zh) * 2014-01-29 2018-01-26 上海集成电路研发中心有限公司 对入射光角度敏感的太阳能采集系统和日光跟随器
JP6549366B2 (ja) * 2014-09-19 2019-07-24 株式会社リコー 光電変換素子、画像読取装置及び画像形成装置
KR102466904B1 (ko) * 2016-01-12 2022-11-15 삼성전자주식회사 씨모스 이미지 센서
CN110676271B (zh) * 2016-01-21 2022-11-18 索尼公司 光探测器件
CN106210466A (zh) * 2016-06-30 2016-12-07 联想(北京)有限公司 电子设备及其摄像头
CN110400816A (zh) * 2019-08-15 2019-11-01 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
JP7149482B2 (ja) * 2019-09-27 2022-10-07 日亜化学工業株式会社 ロッドレンズアレイ、それを用いた照明光学系および装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007067337A (ja) * 2005-09-02 2007-03-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd マイクロレンズアレイの製造方法、及び固体撮像素子の製造方法
CN101013713A (zh) * 2006-02-03 2007-08-08 株式会社东芝 具备多个透镜的固体摄像装置

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2993109B2 (ja) 1990-11-20 1999-12-20 ミノルタ株式会社 手巻きカメラ用巻戻し装置
EP0576144B1 (en) * 1992-05-22 1998-08-05 Matsushita Electronics Corporation Solid state image sensor and manufacturing method thereof
JP2950714B2 (ja) * 1993-09-28 1999-09-20 シャープ株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
US5536455A (en) * 1994-01-03 1996-07-16 Omron Corporation Method of manufacturing lens array
JP2000039503A (ja) * 1998-07-22 2000-02-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd レンズアレイ
JP2000206310A (ja) 1999-01-19 2000-07-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd レンズアレイ
EP1107316A3 (en) * 1999-12-02 2004-05-19 Nikon Corporation Solid-state image sensor, production method of the same and digital camera
TW575786B (en) * 2000-03-14 2004-02-11 Takashi Nishi Exposure controlling photomask and production method thereof
JP3759435B2 (ja) 2001-07-11 2006-03-22 ソニー株式会社 Ｘ−ｙアドレス型固体撮像素子
JP2003222705A (ja) 2002-01-30 2003-08-08 Toppan Printing Co Ltd マイクロレンズの製造方法
JP2003332547A (ja) * 2002-05-16 2003-11-21 Fuji Film Microdevices Co Ltd 固体撮像素子及びその製造方法
JP2003338614A (ja) * 2002-05-22 2003-11-28 Sony Corp 固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法
JP3988189B2 (ja) 2002-11-20 2007-10-10 ソニー株式会社 固体撮像装置
US7375892B2 (en) * 2003-10-09 2008-05-20 Micron Technology, Inc. Ellipsoidal gapless microlens array and method of fabrication
US7227692B2 (en) * 2003-10-09 2007-06-05 Micron Technology, Inc Method and apparatus for balancing color response of imagers
US7199931B2 (en) * 2003-10-09 2007-04-03 Micron Technology, Inc. Gapless microlens array and method of fabrication
JP2005268356A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像素子
JP4230406B2 (ja) * 2004-04-27 2009-02-25 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 固体撮像装置
US7329856B2 (en) * 2004-08-24 2008-02-12 Micron Technology, Inc. Image sensor having integrated infrared-filtering optical device and related method
JP2007025383A (ja) 2005-07-19 2007-02-01 Fujifilm Corp マイクロレンズ、その製造方法、マイクロレンズを用いた固体撮像素子およびその製造方法
JP2007053318A (ja) 2005-08-19 2007-03-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置及びその製造方法
JP2007095751A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Dainippon Printing Co Ltd 固体撮像素子およびその製造方法
JP4915135B2 (ja) 2006-04-27 2012-04-11 ソニー株式会社 固体撮像装置の製造方法
JP4212605B2 (ja) * 2006-05-12 2009-01-21 シャープ株式会社 撮像素子および撮像素子の製造方法
JP4212606B2 (ja) * 2006-05-12 2009-01-21 シャープ株式会社 撮像素子の製造方法
JP2007316153A (ja) 2006-05-23 2007-12-06 Toppan Printing Co Ltd カラー撮像素子のマイクロレンズ製造方法及びカラー撮像素子のマイクロレンズアレイ
JP5277565B2 (ja) * 2007-05-31 2013-08-28 富士通セミコンダクター株式会社 固体撮像素子
JP2009016574A (ja) * 2007-07-04 2009-01-22 Panasonic Corp 固体撮像装置およびその製造方法
US7960768B2 (en) * 2008-01-17 2011-06-14 Aptina Imaging Corporation 3D backside illuminated image sensor with multiplexed pixel structure
US8097890B2 (en) * 2008-02-11 2012-01-17 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor with micro-lenses of varying focal lengths

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007067337A (ja) * 2005-09-02 2007-03-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd マイクロレンズアレイの製造方法、及び固体撮像素子の製造方法
CN101013713A (zh) * 2006-02-03 2007-08-08 株式会社东芝 具备多个透镜的固体摄像装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104427272A (zh) * 2013-09-11 2015-03-18 全视科技有限公司 用于从图像传感器读取图像数据的方法及设备
CN104427272B (zh) * 2013-09-11 2018-01-12 豪威科技股份有限公司 用于从图像传感器读取图像数据的方法及设备
CN104517986A (zh) * 2013-09-12 2015-04-15 株式会社东芝 固体摄像装置及其制造方法
WO2021046728A1 (zh) * 2019-09-10 2021-03-18 华为技术有限公司 图像传感器像素电路及控制方法、图像传感器、终端设备

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