CN102760744A - 固态图像传感器和摄像设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及固态图像传感器和摄像设备。一种固态图像传感器，其包括：光电转换层，在所述光电转换层上配置光电转换元件；以及布线层，包括至少一层金属膜和填充所述金属膜周围部分的层间绝缘膜；其中，将所述布线层配置在相对所述光电转换层的光入射侧的相反侧比所述光电转换层更深的位置处；以及至少将所述布线层的所述金属膜中被配置在最接近所述光电转换层的位置处的第一金属膜，配置在不会利用穿过了所述光电转换层的预定波长范围的光线照射的区域上。
Description
技术领域
本发明涉及一种固态图像传感器和摄像设备，尤其涉及固态图像传感器的布线布局。
背景技术
诸如数字照相机或数字摄像机等的一般摄像设备使用诸如CCD图像传感器或CMOS图像传感器等的固态图像传感器。在这些固态图像传感器的大多数中，在硅基板上形成电路、布线和信号读取单元等的多个布线层，其中，在硅基板上形成有以诸如作为光电转换元件的光电二极管等的、构成像素的元件所配置的光电转换层。通过层间膜使这多个布线层相互隔离，最上面是平坦的，在最上层形成颜色滤波器，并且在颜色滤波器上形成用于集光的微透镜ML。利用来自例如与摄像设备相连接的镜头的光学系统的光，从形成有微透镜的表面侧照射固态图像传感器。
对于固态图像传感器，从摄像设备的光学系统经由微透镜和颜色滤波器入射的光经由布线层到达光电二极管。在光电二极管之前的入射光的路径中，如果入射光被布线层的金属布线阻挡并反射，则可能发生导致图像质量下降的各种问题。例如，当一些入射光线受到某些布线的阻挡并且没有到达光电二极管时，导致灵敏度下降这一问题。另外，当被金属布线反射的一些光线入射至与该光线本来要入射的像素不同的像素、结果导致颜色分离不良时，发生降低颜色再现性的颜色混合的问题。
在固态图像传感器中的、由于复杂的布线布局而需要多个布线层的CMOS图像传感器中，由于布线层的光的遮挡和反射所引起的这些问题尤其显著。
作为解决上述问题的图像传感器，被称为背面照射型的固态图像传感器已在CMOS图像传感器中投入实际应用。
在传统固态图像传感器中，将布线层配置在颜色滤波器、微透镜和光电二极管上方，而在背面照射型固态图像传感器中，在光电二极管下方形成布线层(例如，日本特开2003-31785号公报的图3)。利用该结构，穿过微透镜和颜色滤波器的光在不经过布线层的情况下入射到光电二极管，因此解决了布线层对光的遮挡和反射的问题。
此外，由于布线层不位于光入射位置和光电二极管之间，所以在布线层与光电二极管重叠的区域中不必形成允许入射光入射到光电二极管所需的开口，这不同于传统图像传感器。因此，可以在对这些区域没有任何限制的情况下布置布线层上的金属布线，因此提高了布线布局的自由度，并且简化了复杂的布线布局。这也是背面照射型固态图像传感器的优点。利用该优点，在市售的背面照射型固态图像传感器中，如日本特开2003-31785号公报所述(图6)，在无需根据光电二极管的位置形成任何开口的情况下，可以将布线层上的金属布线布置在自由位置处。
在以上日本特开2003-31785号公报所述的背面照射型固态图像传感器中，由于光从与布线层侧相反的一侧入射，所以可以防止入射光在到达光电二极管之前受到金属布线的阻挡或反射，因而解决了这些问题。
然而，由于当从光的入射侧观看时，将布线层配置在比光电转换层更深的位置处，所以出现新的问题。更具体地，已经穿过光电转换层的光被配置在比光电转换层更深的位置处的布线层反射，并且该光再次入射到光电转换层的光电二极管，从而导致颜色再现性下降。
下面将说明由入射到光电二极管的反射光所引起的颜色再现性下降。固态图像传感器中使用的硅基板在光吸收系数上具有波长依赖性，并且在硅基板上所形成的光电二极管中的光电转换深度根据入射光的波长而不同。更具体地，在硅基板的相对浅的位置处对与蓝色接近的短波长侧的光进行光电转换，并且在硅基板的相对深的位置处对与红色接近的长波长侧的光进行光电转换。在红外线(IR)光入射至硅基板的比红光更深的位置处时，对IR光进行光电转换。也就是说，与接近蓝色的光相比，接近IR光的光趋于入射到硅基板的更深部。
为此，入射到光电转换层但未被光电转换层上的光电二极管光电转换的特定波长的光穿过包括光电二极管的光电转换层，到达布线层，并且被布线层的金属布线反射。该反射光再次入射到包括光电二极管的光电转换层，并且如果所入射的光电二极管对该波长的光具有灵敏度，则通过该光电二极管进行光电转换。
Si(硅)吸收直到约1100nm附近的波长的光线。也就是说，如所已知的，Si对直到约1100nm附近的波长的光线具有灵敏度。另一方面，人眼对直到约780nm的波长的光线具有灵敏度。也就是说，通过固态图像传感器所获得的信号不必要地包括了在人眼灵敏的波长范围以外的光线。
对于拍摄照片和视频所使用的一般摄像设备，可见被摄体的再现性是重要的。因此，希望这类摄像设备仅对人的可见光具有灵敏度。如果这类摄像设备中所装配的固态图像传感器对IR光具有灵敏度，则发生颜色再现性下降，因而影响拍摄好的照片。
作为应对这些问题的对策，在一般数字照相机中，在固态图像传感器和光学镜头之间配置作为一类光学滤波器的IR截除滤波器，从而防止IR光照射固态图像传感器。例如，如果使用可以完全阻挡全波长范围的IR光的理想IR截除滤波器，则可以防止IR光到达固态图像传感器。然而，在这类理想IR截除滤波器的使用导致摄像设备的组件成本增大的情况下，在以尽可能低的价格向普通消费者所提供的摄像设备中采用这类滤波器是不实际的。
因此，针对普通用户的数字照相机通过使用可以阻挡有限波长范围的IR截除滤波器来实现成本降低。更具体地，例如，这类IR截除滤波器阻挡约700nm～1000nm波长范围内的IR光线以防止这些IR光线照射固态图像传感器。然而，由于根据该IR截除滤波器的特性，其不能阻挡约1000nm以上的波长范围的光线，所以一些光线穿过该IR截除滤波器并且入射到固态图像传感器。在到达固态图像传感器的约1000nm以上的波长范围的光线中，光电二极管对Si具有灵敏度的约1100nm以下的波长范围的光线进行光电转换。也就是说，通过该固态图像传感器所获得的信号不必要地包括在人眼灵敏的波长范围以外的光线。
发明内容
考虑到上述问题做出了本发明，并且本发明实现可以抑制对穿过了光电转换层的光的灵敏度并且可以提高固态图像传感器的颜色再现性的布线布局，其中，在固态图像传感器中，将布线层配置在比光电转换层更深的位置处。
为了解决上述问题，本发明提供一种固态图像传感器，所述固态图像传感器包括：光电转换层，在所述光电转换层上配置有光电转换元件；以及布线层，包括至少一层金属膜和填充所述金属膜周围部分的层间绝缘膜，其中，所述布线层被配置在相对于所述光电转换层在光入射侧的相反侧比所述光电转换层更深的位置处，以及至少将所述布线层的所述金属膜中、被配置在最接近所述光电转换层的位置处的第一金属膜配置在未被穿过了所述光电转换层的预定波长范围的光线所照射的区域。
为了解决上述问题，本发明提供一种摄像设备，所述摄像设备包括：上述固态图像传感器；以及光学滤波器，其被配置在所述固态图像传感器前面，并且所述光学滤波器用于遮挡预定波长范围的红外光线，以防止利用所述红外光线照射所述固态图像传感器。
为了解决上述问题，本发明提供一种摄像设备，所述摄像设备包括：上述固态图像传感器，所述固态图像传感器具有多个像素；以及光学系统，所述光学系统用于利用来自被摄体的光照射所述固态图像传感器，其中，所述多个像素中的每个像素都包括光电转换层和至少一个布线层，以及根据所述光学系统的光学中心和所述多个像素中的每个像素之间的位置关系，确定所述光电转换层和所述金属膜之间的位置关系，以至少防止穿过了所述光电转换层的预定波长范围的光线照射所述第一金属膜。
根据本发明，在将布线层配置在比光电转换层更深的位置处的固态图像传感器中，可以抑制对穿过光电转换层的光的灵敏度，并且可以提高颜色再现性。
通过以下(参考附图)对典型实施例的说明，本发明的其它特征将显而易见。
附图说明
图1是根据第一实施例的固态图像传感器中的像素的断面图；
图2是根据第一实施例的固态图像传感器中的像素的断面图；
图3是示出根据第一实施例的固态图像传感器的像素布局的图；
图4是示出根据第二实施例的整个固态图像传感器的示意图；
图5A～5C是用于说明根据第二实施例的固态图像传感器的各个像素的特性的图；
图6是包含根据本发明的固态图像传感器的摄像设备的框图；
图7是示出根据本发明的固态图像传感器的像素单元的结构的等效电路图；
图8是传统背面照射型固态图像传感器的像素单元的断面图；以及
图9是根据第一实施例的变形例的固态图像传感器的像素单元的断面图。
具体实施方式
下面将详细说明本发明的实施例。下面的实施例仅是用于实现本发明的例子。可以根据应用本发明的设备的各种条件和结构适当修改或改变这些实施例。本发明不应局限于下面的实施例。另外，可以适当组合后面所述的实施例的部件。
摄像设备的结构
首先参考图6说明以数字照相机或数字摄像机为代表的、可以包含根据本发明的固态图像传感器的摄像设备的结构。
如图6所示，本实施例的摄像设备包括光学系统1、机械快门2、阻挡红外(IR)光的IR截除滤波器3a、固态图像传感器3b和将模拟图像信号转换成数字信号的A/D转换器4，其中，光学系统1包括镜头1a和光圈1b。
摄像设备还包括生成驱动固态图像传感器3b所需的信号的定时信号生成电路5，光学系统1、快门2和固态图像传感器3b的驱动电路6，以及对从固态图像传感器3b输出的图像数据进行所需信号处理的信号处理电路7。
此外，摄像设备包括存储经过了信号处理的图像数据的图像存储器8、诸如能够从摄像设备拆卸的存储卡等的记录介质9、以及用于将经过了信号处理的图像数据记录在记录介质9中的记录电路10。
此外，摄像设备包括显示经过了信号处理的图像数据的图像显示装置11、用于将图像显示在图像显示装置11上的显示电路12、控制整个摄像设备的系统控制器13、非易失性存储器(ROM)14和易失性存储器(RAM)15。
非易失性存储器14存储由系统控制器13所执行的控制程序、诸如在执行该程序时所使用的参数和表等的控制数据、以及在图像信号的校正中所使用的数据。
当系统控制器13控制摄像设备时，将存储在非易失性存储器14中的程序、控制数据和校正数据传送并存储到易失性存储器15中，并且系统控制器13使用易失性存储器15作为工作区。
另外，摄像设备包括用户接通/断开摄像设备的电源所使用的电源开关16、开始诸如AF和AE等的拍摄待机操作所使用的开关17(SW1)和开始SW1的操作之后的拍摄操作所使用的拍摄开关18(SW2)。
拍摄操作
下面将说明本实施例的摄像设备的拍摄操作。
在拍摄操作之前，在系统控制器13启动时(例如，摄像设备的电源接通时)，从非易失性存储器14传送所需的程序、控制数据和校正数据，并且将其存储在易失性存储器15中。在系统控制器13控制摄像设备时，使用这些程序和数据。另外，根据需要，将附加程序和数据从非易失性存储器14传送至易失性存储器15，或者系统控制器13直接读出并使用存储在非易失性存储器14中的数据。
光学系统1根据来自系统控制器13的控制信号驱动镜头1a和光圈1b，以在固态图像传感器3b的光接收面上形成被设置成具有适当亮度水平的被摄体图像。
接着，机械快门2根据来自系统控制器13的控制信号进行工作以与固态图像传感器3b的驱动操作同步地遮挡固态图像传感器3b，以获得适当的曝光时间。当固态图像传感器3b具有电子快门功能时，可以与机械快门2一起使用该功能以确保适当曝光时间。
在系统控制器13的控制下，基于与由定时信号生成电路5所生成的操作脉冲相对应的驱动脉冲来驱动固态图像传感器3b，固态图像传感器3b将被摄体图像光电转换成电信号，并且输出该电信号作为模拟图像信号。
在系统控制器13的控制下，根据由定时信号生成电路5所生成的操作脉冲，将从固态图像传感器3b输出的模拟图像信号转换成数字信号。
接着，在系统控制器13的控制下，信号处理电路7对被转换成数字信号的图像数据进行诸如各种校正、颜色转换、白平衡和伽玛校正等的图像处理、分辨率转换处理和图像压缩处理等。
图像存储器8临时存储信号处理期间的数字图像信号，并且存储经过了信号处理的图像数据。
记录电路10将经过了信号处理电路7的信号处理的图像数据或者存储在图像存储器8中的图像数据转换成与记录介质9相匹配的格式数据(例如，具有分层结构的文件系统数据)，并且将转换后的数据记录在记录介质9中。
另外，使通过A/D转换器4被转换成数字信号的图像数据在信号处理电路7中经过分辨率转换处理，然后通过显示电路12将其转换成与图像显示装置11相匹配的信号(例如，NTSC模拟信号)。然后，将转换后的信号显示在图像显示装置11上。
在这种情况下，信号处理电路7可以在根据来自系统控制器13的控制信号不执行任何信号处理的情况下，将被转换成数字信号的图像数据(RAW图像数据)原样输出并存储在图像存储器8或记录电路10中。
另外，信号处理电路7根据来自系统控制器13的请求，将在信号处理期间所生成的数字信号或图像数据的信息、或者从该数字信号或图像数据所提取的信息输出给系统控制器13。数字信号或图像数据的信息包括例如图像的空间频率、所指定区域的评价值和压缩后图像的数据大小等。
记录电路10根据来自系统控制器13的请求，将诸如记录介质9的类型和可用容量等的信息输出给系统控制器13。
再现操作
下面说明本实施例的摄像设备的图像再现操作。
记录电路10根据来自系统控制器13的控制信号，从记录介质9读出图像数据。
根据来自系统控制器13的控制信号，如果图像数据是压缩图像，则信号处理电路7对图像数据进行解压缩处理，并且将解压缩后的数据存储在图像存储器8中。使存储在图像存储器8中的图像数据在信号处理电路7中经过分辨率转换处理，然后通过显示电路12将其转换成与图像显示装置11相匹配的信号。然后，将转换后的信号显示在图像显示装置11上。
注意，摄像设备的上述结构和操作仅是为了示例性说明，并且包含根据本发明的固态图像传感器的摄像设备不局限于上述结构。
像素单元的电路结构
下面参考图7说明本实施例的固态图像传感器的像素单元的电路结构。
图7是作为本实施例的固态图像传感器中的像素单元的电路结构的例子的CMOS图像传感器中的像素单元的等效电路图。参考图7，像素单元包括将光信号转换成电信号的光电二极管PD。另外，像素单元包括用以传送累积在光电二极管PD上的光信号电荷的像素传送开关M1和用以复位光电二极管PD和浮动扩散FD(M3的栅极)上的电荷的像素复位开关M2。此外，像素单元包括将像素的电荷转换成电压并且放大转换后的电压的放大器MOS M3、以及用以选择要传送其信号的像素并且将该信号输出到垂直输出线上的行选择开关M4。
像素传送开关M1的栅极(图2中的栅极131)与垂直扫描电路(未示出)连接，并且根据从垂直扫描电路输入的像素传送信号PTX对该栅极进行控制。复位开关M2的栅极与垂直扫描电路连接，并且根据从垂直扫描电路输入的像素复位信号PRES对该栅极进行控制。行选择开关M4的栅极与垂直扫描电路连接，并且根据从垂直扫描电路输入的行选择信号PSEL对该栅极进行控制。
注意，固态图像传感器的像素单元的上述结构仅是为了示例性说明，并且根据本发明的固态图像传感器的像素单元的结构不局限于上述结构。
像素单元的层结构
下面将参考图1～3说明本实施例的固态图像传感器的像素单元的层结构。
本实施例的固态图像传感器包括多个像素单元。每一像素单元由光电转换层120和至少一个布线层121构成，其中，在光电转换层120上配置有作为光电转换元件的光电二极管PD，布线层121由至少一层金属膜101～103和填充这些金属膜的周围部分的层间绝缘膜构成。将布线层121中的至少一层配置在比光电转换层120更深的位置处。
第一实施例
本发明的特征之一在于固态图像传感器的布线层中的金属膜的布局及其确定方法。尤其，本发明的特征在于至少确定最接近光电转换层的金属膜(第一金属膜)的布局，以防止通过第一金属膜反射穿过了光电二极管的光及该光再次入射到光电二极管。
作为实现本发明的目的的实施例，如图1和2所示，在配置有第一金属膜101的深度位置处，不将第一金属膜101布置在未被吸收或光电转换而是穿过了光电转换层120的光所照射的区域100上。该布局可以消除以下情况：穿过了光电转换层的光由于布线层的第一金属膜101的反射而再入射到光电二极管PD。
下面将参考图1～3说明根据第一实施例的固态图像传感器的布线布局。
图3示例性说明在从光入射面侧观看时作为第一实施例的固态图像传感器的局部放大图的简化像素布局。另外，图1是沿虚线I所截取的图3所示的固态图像传感器的一部分的断面图，并且示出从光入射面侧入射的两个任意不同波长的光线的经过路径(箭头110和111)之间的位置关系、以及没有布置第一金属膜101的区域100。图2是沿虚线II所截取的图3所示的固态图像传感器的一部分的断面图，并且示出从光入射面侧入射的两个任意不同波长的光线的经过路径(箭头110和111)之间的位置关系、以及没有布置第一金属膜101的区域100。
如图2和3所示，在形成图7所示的像素的各个元件中，将光电二极管PD和浮动扩散FD配置在光电转换层120上。如图2所示，将包括像素传送开关M1的栅极131和各MO S的栅极的像素单元的各个开关配置在光电转换层120和布线层121之间。如图1～3所示，将像素单元的布线(由诸如Al或Cu等金属构成的金属薄膜)大体布置为布线层121中被配置在最接近光电转换层120的深度位置处的第一金属膜101。在该膜上，布置连接像素复位开关M2的栅极和像素复位信号线PRES的金属布线、连接FD和放大器MOS M3的栅极的金属布线以及连接像素和垂直输出线的金属布线等。
如图1和3所示，将第二金属膜102配置在相对于光电转换层120在光入射侧的相反侧比第一金属膜101更深的位置处。在第二金属膜102上，配置输出像素单元的信号所使用的垂直输出线。尽管图1～3没有示出，但是当存在沿与垂直输出线相同的方向延伸的布线时，将这些布线大体配置在该层上。此外，如图2和3所示，将第三金属膜103配置在相对于光电转换层120比第一金属膜101和第二金属膜102更深的位置处。在第三金属膜103上，配置在与第二金属膜102上的布线垂直的方向上延伸的布线。在该膜上，配置向像素单元的各个栅极发送控制脉冲信号所使用的金属布线。层间绝缘膜填充各个金属膜之间的部分。
在本实施例的固态图像传感器中，不将第一金属膜101布置在区域100上，特别地，在布线层121中，区域100位于与第一金属膜101相同的深度位置处，并且预定波长范围内的光线(箭头110和111)穿过区域100。换句话说，如下确定该布局：不将第一金属膜101配置在第一金属膜101中穿过了光电转换层120的光所到达的区域100上，以防止穿过了光电转换层120的预定波长范围内的光线照射第一金属膜101。
预定波长范围内的光线是波长长于可见光并且等于或短于光电转换层120所吸收的最长波长的光线。更具体地，这些光线是波长长于780nm的IR光线。这些IR光线是入射到固态图像传感器3b的光线中、在未被光电转换或吸收的情况下穿过了光电转换层120并且根据基板的特性可能被光电转换的IR光线。
在本实施例中，不将第一金属膜101布置在如下的区域100上，其中，在区域100处，作为IR光线中的一些的波长范围从1000nm(箭头110)到1100nm(箭头111)的光线穿过与第一金属膜101相同的深度位置。
在这种情况下，在固态图像传感器3b的光的入射侧，如图1和2所示，优选配置用作将针对各像素的入射光向光电二极管PD集光的集光单元的微透镜ML。可选地，尽管没有示出，但是可以在固态图像传感器3b的光入射侧和光电二极管PD的光入射面之间配置诸如作为具有与微透镜ML相同功能的透镜的内部透镜或者将光引导至预定位置的波导等的光学构件。通过利用像素单元的这类光学构件收集入射光，在本实施例中可以限制不布置第一金属膜101的区域100的位置和面积。
特别地，希望微透镜ML和内部透镜中的至少一个将固态图像传感器3b对其没有灵敏度的波长范围内的光线中的最短波长的光线(箭头110)向第一金属膜101的深度位置(入射面)处的各像素用的光学构件的光学中心集光。
例如，在希望仅对可见光具有灵敏度的、并且用于拍摄静止图像或运动图像的摄像设备中所包括的固态图像传感器的前面，配置可以遮挡预定IR光的光学滤波器。下面将说明该光学滤波器阻挡波长范围700nm～1000nm的光线的情况。在未被光学滤波器阻挡的情况下到达固态图像传感器的、具有约1000nm以上波长的IR光线中如下的光线在当从固态图像传感器的入射侧观看时第一金属膜101的光电转换层侧的表面所位于的深度处与各像素的光学中心共轭聚焦(箭头110)，其中，该光线是光电二极管PD具有相对高的灵敏度的、短波长侧的1000nm波长的光线。然后，布置布线层121以使得不将第一金属膜101布线至光电二极管PD具有灵敏度的、波长范围约1000nm(箭头110)～1100nm(箭头111)的光线所照射的区域100。
这样，可以通过限制不布置第一金属膜101的区域100的位置和面积、并且尽可能抑制布线布局的自由度的下降来获得想要的效果。
根据各像素的光学构件的形状和要使用的材料以及各光学构件的结构等，确定不布置第一金属膜101的区域100，以使区域100包括在各像素的第一金属膜101的深度位置处预定波长范围的光线所穿过的区域。可以基于通过考虑例如各像素的光学构件的形状和要使用的材料以及各光学构件的结构等进行模拟和测试所获得的结果，确定区域100的位置和面积。
在如上所述布置固态图像传感器的布线层时，如图1和2所示，由于穿过了第一金属膜101的预定波长范围内的一些光线进一步穿过第二金属膜102，所以可以引导其更远离光电转换层120。另外，除一些光线外、第二金属膜102所反射的光线被第一金属膜101在光电转换层120的相反侧的表面反射。因而，穿过了第一金属膜101的开口并且再次到达光电转换层120的光线的百分比大大降低。
尽管没有示出，但是穿过了第二金属膜102的光线仅一些未被第一金属膜101再反射，并且这些光线可能到达光电转换层120。然而，与第一金属膜(图8中的膜801)反射入射光线(图8中的箭头810和811)、并且这些光线直接入射到光电二极管PD的传统结构相比，本实施例的固态图像传感器可以延长入射光线直到到达光电二极管PD为止的路径。由于光路更长，因此通过层之间的Si使光线衰减，并且即使这些光线到达光电二极管PD，它们的强度也比传统结构中的强度小。注意，在图8中，后两位数字相同并且第三位数字为“8”的附图标记表示与图1和2相对应的组件。
如上所述，作为本发明的目的，可以实现固态图像传感器对IR光的灵敏度降低。
本实施例仅说明了第一金属膜101的布局，但是没有特别说明第二金属膜102以下的结构。然而，通过在配置有各金属膜的深度位置处、在穿过了光电转换层的光所到达的区域中形成不布置金属膜的开口，可以进一步延长从光电转换层120到可能反射光的金属膜表面的距离。
在本实施例中，在配置有第一金属膜101的深度位置处，在未被吸收或光电转换而是穿过了光电转换层120的光所照射的区域100中，形成未布置第一金属膜101的开口。然而实际上，如图9所示，只要将布线层921的第一金属膜901布置成防止光向光电转换层920侧反射，就可以实现固态图像传感器对IR光的灵敏度降低。例如，可以采用下面的布局，其中，该布局可以防止将区域900的侧面(第一金属膜901的端面)所反射的光引导至光电转换层920(即金属膜901不覆盖区域900的布局)。注意，在图9中，后两位数字相同并且第三位数字为“9”的附图标记表示与图1和2相对应的组件。
另外，可以确定各个金属膜的布局以使得通过配置在较浅位置处的金属膜的背面反射光，以防止配置在较深位置处的金属膜所反射的光在穿过被配置在比该金属膜更浅的位置处的金属膜的间隙时入射到光电二极管PD。例如，在图9中，确定布局以使得除区域900以外、第一金属膜901覆盖第二金属膜902，以防止通过第二金属膜902所反射的光911在穿过与第一金属膜901的间隙的情况下入射到光电二极管PD。利用该布局，同样可以实现固态图像传感器对IR光的灵敏度降低。
第二实施例
在摄像设备中，光线以各种角度入射到固态图像传感器。特别地，在被配置在与摄像设备的光学系统的光学中心(通常将固态图像传感器的摄像区域的中心设计成位于摄像设备的光学中心处)相对应的位置处的像素上以及被配置在远离摄像设备的光学中心的位置(在将固态图像传感器的摄像区域的中心设计成位于摄像设备的光学中心的情况下，该位置对应于固态图像传感器的摄像区域的端部)处的像素上，入射光线的角度极大不同。例如，在被配置在摄像设备的光学中心处的像素入射的主光线垂直入射到固态图像传感器的光接收面，但是在被配置在远离摄像设备的光学中心的位置处的像素入射的主光线随着该位置更远离光学中心而倾斜更大角度。
因此，为了更好地减少金属布线的光反射，代替在固态图像传感器的所有像素中对布线层121采用相同布局，各个像素可以在布线层121中包括在不同位置处的第一金属膜101的非布局区域。更具体地，可以根据与摄像设备的光学系统的光学中心的位置关系，将第一金属膜101的非布局区域确定在对于各像素最佳的位置处。
作为第二实施例，下面将参考图4和图5A～5C说明用于根据像素与摄像设备的光学系统的光学中心之间的位置关系将第一金属膜101的非布局区域设置在不同位置处的方法。
注意，在本实施例中，用于确定布线层的各金属膜的布局的方法与第一实施例的方法相同，并且本实施例的特征在于针对各像素优化各金属膜的布局，也就是说，对于各像素，将第一金属膜101的非布局区域设置在不同位置处。
图4示意性示出本实施例的整个固态图像传感器。图5A～5C分别与图4所示的固态图像传感器的像素A、B和C各自相关联地简单示出金属膜的非布局区域(区域100a、100b或100c)与微透镜ML和光电二极管PD之间的位置关系。图5A示出被配置在与图4所示的固态图像传感器的光学系统的光学中心相对应的位置处的像素A。图5B和5C示出与被配置在图4的摄像设备的光学系统的光学中心处的像素位于同一行的像素中的、被配置在远离该光学中心的位置处的像素B和C。
参考图4，将像素A的布局设计成：如图5A所示，在具有与该像素的光学系统的光学中心几乎相同的位置作为中心的区域100a上，不布置第一金属膜101。
另外，将像素B的布局设计成：与经由摄像设备的光学系统和像素B的光学系统入射的光的路径相对应，在与像素A相比左向偏移的区域100b上，不布置第一金属膜101。同样，将像素C的布局设计成：与经由摄像设备的光学系统和像素C的光学系统入射的光的路径相对应，在与像素A相比右向(即与像素B的区域100b相反的方向)偏移的区域100c上，不布置第一金属膜101。
同样，对于其它像素(未示出)，例如，在与被配置在摄像设备的光学系统的光学中心处的像素位于同一列上的像素中，将被配置在远离该光学中心的位置处的像素的布局设计成：在垂直方向偏移的区域上不布置第一金属膜101。这样，以如下方式确定布线层121的各金属膜的布局：与入射到摄像设备的光学系统和相应像素的光学系统的光的路径相对应，在从像素A的位置偏移的位置处不布置第一金属膜101。
根据第二实施例，可以不依赖于像素位置、更好地减少布线层的光反射。
希望针对各个像素将第一金属膜101的非布局区域设置在不同位置处，即在所有像素中使这些区域处于最佳位置。可选地，为了简化，可以将预定组的区域分别设置在不同位置处。
尽管没有示出，但是在为了获得固态图像传感器的基准信号、除摄像区域以外还确保像素的遮光区域的固态图像传感器中，可以布置金属膜从而防止穿过了摄像区域的光入射到遮光区域(以阻断光入射到遮光区域)。可选地，可以在光电转换层和任意金属膜之间配置阻挡光的遮光层或反射光的反射层，以遮挡光从由布线布局所导致的布线之间的间隙入射。
尽管参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。
Claims (9)
1.一种固态图像传感器，其包括：
光电转换层，在所述光电转换层上配置有光电转换元件；以及
布线层，包括至少一层金属膜和填充所述金属膜的周围部分的层间绝缘膜，
其中，所述布线层被配置在相对于所述光电转换层在光入射侧的相反侧比所述光电转换层更深的位置处，以及
至少将在所述布线层的所述金属膜中、被配置在最接近所述光电转换层的位置处的第一金属膜配置在未被穿过了所述光电转换层的预定波长范围的光线所照射的区域。
2.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其特征在于，还包括集光单元，所述集光单元用于将照射所述固态图像传感器的光向所述光电转换层集光。
3.根据权利要求2所述的固态图像传感器，其特征在于，所述集光单元配置成使得所述预定波长范围的光线中的最短波长的光线与所述区域共轭聚焦。
4.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其特征在于，所述预定波长范围的光线是波长比可见光的波长更长的光线。
5.根据权利要求4所述的固态图像传感器，其特征在于，波长比可见光的波长更长的光线是波长长于780nm的光线。
6.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其特征在于，所述预定波长范围的光线是红外光线，并且是波长不长于所述光电转换层所吸收的最长波长的光线。
7.一种摄像设备，其包括：
根据权利要求1所述的固态图像传感器；以及
光学滤波器，其被配置在所述固态图像传感器前面，并且所述光学滤波器用于遮挡预定波长范围的红外光线，以防止所述红外光线照射所述固态图像传感器。
8.根据权利要求7所述的摄像设备，其特征在于，在所述第一金属膜中形成开口，以防止所述红外光线中具有穿过所述光学滤波器的波长的光线照射所述第一金属膜。
9.一种摄像设备，包括：
根据权利要求1所述的固态图像传感器，所述固态图像传感器具有多个像素；以及
光学系统，所述光学系统用于利用来自被摄体的光照射所述固态图像传感器，
其中，所述多个像素中的每个像素都包括光电转换层和至少一个布线层，以及
根据所述光学系统的光学中心和所述多个像素中的每个像素之间的位置关系，确定所述光电转换层和所述金属膜之间的位置关系，以至少防止穿过了所述光电转换层的预定波长范围的光线照射所述第一金属膜。
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