CN107078137B - 固态成像元件、制造方法以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及允许微透镜与防反射薄膜之间的界面中的成分扩散的固态成像装置、制造所述固态成像装置的方法以及电子设备。在相邻像素的所述微透镜之间形成透湿孔。所述透湿孔被防反射薄膜覆盖。所述防反射薄膜形成在所述微透镜的除了所述扩散孔之外的表面上。所述防反射薄膜的折射率高于所述微透镜的折射率。本公开可以应用于例如作为背照式固态成像装置的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。

Description

固态成像元件、制造方法以及电子设备
技术领域
本公开涉及固态成像装置、制造固态成像装置的方法以及电子设备，并且更具体地，涉及允许微透镜与防反射薄膜之间的界面中的成分扩散的固态成像装置、制造所述固态成像装置的方法以及电子设备。
背景技术
作为紧凑型数字照相机和移动照相机的固态成像装置，已经开发了背照式固态成像装置(BSI)以提高精细像素的灵敏度和遮光特性(例如，参见专利文献1)。
BSI可以用作用于拍摄尺寸为APS、35mm或类型1的图像的数字静态照相机的固态成像装置。然而，这样的数字静态照相机具有足够大的像素尺寸(例如，1.980μm或更大)，因此具有低成本效益。因此，推迟了BSI的引入。然而，即使这样的数字静态照相机近来也期望捕获高灵敏度、高清晰度的图像，并且正在考虑引入BSI。
BSI可以具有比在前照式固态成像装置(FSI)中具有更大面积的光电二极管。此外，任何多层金属互连没有提供在入光侧上，因此，入射光可以有效地进入光电二极管。结果，提高了灵敏度特性。
另一方面，由于每个光电二极管的面积大，并且在入光侧上提供任何多层金属互连，所以光电二极管捕获来自密封玻璃表面、红外截止滤光器(IRCF)、光学系统等的过多反射光，所述光电二极管设置在微透镜的照明侧上。结果，容易出现闪光、重影和颜色混合，并且降低了所捕获图像的质量。
在针对上述的建议措施中，在微透镜的表面上提供两个无机薄膜作为防反射薄膜，以防止出现闪光、重影、混色等(例如，专利文献2)。
引用清单
专利文献
专利文献1：日本专利申请特许公开号2010-186818
专利文献2：日本专利申请特许公开号2012-84608
发明内容
发明要解决的问题
然而，在微透镜的表面上设置防反射薄膜的情况下，如果BSI在高温、高湿条件下长时间放置，则在界面的一部分区域产生的水分在微透镜与防反射薄膜之间可能不透过防反射薄膜而是保留在其中，从而导致水滴的产生。在这种情况下，所捕获的图像被水滴弄脏，并且图像的质量劣化。
本公开是鉴于这些情况而做出的，并且是使微透镜与防反射薄膜之间的界面中的成分能够扩散。
问题的解决方案
本公开的第一方面的固态成像装置是一种固态成像装置，包括：各像素的微透镜；扩散孔，其形成在彼此相邻的像素的微透镜之间，并且所述扩散孔被无机薄膜覆盖；以及第一防反射薄膜，其在微透镜的除了扩散孔之外的表面上形成，并且所述第一防反射薄膜具有比微透镜高的折射率。
本公开的第一方面提供：各像素的微透镜；扩散孔，其形成在彼此相邻的像素的微透镜之间，并且所述扩散孔被无机薄膜覆盖；以及第一防反射薄膜，其在微透镜的除了扩散孔之外的表面上形成，并且所述第一防反射薄膜具有比微透镜高的折射率。
本公开的第二方面的制造方法是一种制造固态成像装置的方法，所述固态成像装置包括：各像素的微透镜；扩散孔，其形成在彼此相邻的像素的微透镜之间，并且所述扩散孔被无机薄膜覆盖；以及第一防反射薄膜，其在微透镜的除了扩散孔之外的表面上形成，并且所述第一防反射薄膜具有比微透镜高的折射率。
在本公开的第二方面中，制造固态成像装置，所述固态成像装置包括：各像素的微透镜；扩散孔，其形成在彼此相邻的像素的微透镜之间，并且所述扩散孔被无机薄膜覆盖；以及第一防反射薄膜，其在微透镜的除了扩散孔之外的表面上形成，并且所述第一防反射薄膜具有比微透镜高的折射率。
本公开的第三方面的电子设备是一种电子设备，包括：各像素的微透镜；扩散孔，其形成在彼此相邻的像素的微透镜之间，并且所述扩散孔被无机薄膜覆盖；以及第一防反射薄膜，其在微透镜的除了扩散孔之外的表面上形成，并且所述第一防反射薄膜具有比微透镜高的折射率。
本公开的第三方面提供：各像素的微透镜；扩散孔，其形成在彼此相邻的像素的微透镜之间，并且所述扩散孔被无机薄膜覆盖；以及第一防反射薄膜，其在微透镜的除了扩散孔之外的表面上形成，并且所述第一防反射薄膜具有比微透镜高的折射率。
本公开的第四方面的固态成像装置是一种固态成像装置，包括：各像素的微透镜；扩散孔，其形成在彼此相邻的像素的微透镜之间；以及防反射薄膜，其在微透镜的除了扩散孔之外的表面上形成。
本公开的第四方面提供：各像素的微透镜；扩散孔，其形成在彼此相邻的像素的微透镜之间；以及防反射薄膜，其在微透镜的除了扩散孔之外的表面上形成。
本公开的第五方面的制造方法是制造固态成像装置的方法，所述固态成像装置包括：各像素的微透镜；扩散孔，其形成在彼此相邻的像素的微透镜之间；以及防反射薄膜，其在微透镜的除了扩散孔之外的表面上形成。
在本公开的第五方面中，制造固态成像装置，所述固态成像装置包括：各像素的微透镜；扩散孔，其形成在彼此相邻的像素的微透镜之间；以及防反射薄膜，其在微透镜的除了扩散孔之外的表面上形成。
本公开的第六方面的电子设备是一种电子设备，包括：各像素的微透镜；扩散孔，其形成在彼此相邻的像素的微透镜之间；以及防反射薄膜，其在微透镜的除了扩散孔之外的表面上形成。
本公开的第六方面提供：各像素的微透镜；扩散孔，其形成在彼此相邻的像素的微透镜之间；以及防反射薄膜，其在微透镜的除了扩散孔之外的表面上形成。
发明效果
根据本公开的第一、第三、第四和第六方面，可以执行成像。此外，根据本公开的第一、第三、第四和第六方面，微透镜与防反射薄膜之间的界面中的成分可以扩散。
此外，根据本公开的第二和第五方面，可以制造固态成像装置。根据本公开的第二和第五方面，可以制造微透镜和防反射薄膜之间的界面中的成分可以扩散的固态成像装置。
应当注意，本技术的效果不限于上述效果，并且可以包括本公开中描述的任何效果。
附图说明
图1是示出作为应用本公开的固态成像装置的CMOS图像传感器的第一实施方案的示例性配置的图。
图2是图1所示的像素区域的俯视图。
图3是沿图2中所限定的b-c线截取的横截面图。
图4是沿图2中所限定的d-e线截取的横截面图。
图5是展示用SIMS进行分析的结果的图。
图6是其中形成有透湿孔的像素区域的d-e横截面图。
图7是其中没有形成有透湿孔的像素区域的d-e横截面图。
图8是用于说明制造绿色滤色器的方法的图。
图9是用于说明制造微透镜、防反射薄膜和另一防反射薄膜的方法的图。
图10是用于说明制造微透镜、防反射薄膜和另一防反射薄膜的另一种方法的图。
图11是沿图2中所限定的d-e线截取的横截面图，其示出CMOS图像传感器的第二实施方案的像素区域的配置。
图12是示出作为应用本公开的电子设备的成像设备的示例性配置的框图。
具体实施方式
以下是用于执行本公开的模式(以下称为实施方案)的描述。应当注意，将按照以下顺序进行说明。
1.第一实施方案：互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(图1至图10)
2.第二实施方案：CMOS图像传感器(图11)
3.第三实施方案：成像设备(图12)
<第一实施方案>
(CMOS图像传感器的第一实施方案的示例性配置)
图1是示出作为应用本公开的固态成像装置的CMOS图像传感器的第一实施方案的示例性配置的图。
CMOS图像传感器50是BSI。CMOS图像传感器50包括像素区域51、像素驱动线52、垂直信号线53、垂直驱动单元54、列处理单元55、水平驱动单元56、系统控制单元57、信号处理单元58、以及存储单元59，它们形成在诸如硅衬底的半导体衬底(芯片)(图中未示出)上。
像素在CMOS图像传感器50的像素区域51中以矩阵形式二维排列。每个像素执行成像，具有产生对应于入射光量的电荷量的光电转换元件，并且将电荷存储在其中。此外，在像素区域51中，针对矩阵状态的像素的各行形成像素驱动线52，并且针对各列形成垂直信号线53。
垂直驱动单元54由移位寄存器、地址解码器等形成，并且例如逐行驱动像素区域51中的各个像素。每个像素驱动线52的一端连接到与各行对应的垂直驱动单元54的输出端子(未示出)中的对应一个。虽然在图中没有具体示出垂直驱动单元54的配置，但是垂直驱动单元54具有包括两个扫描系统的配置：读取扫描系统和扫掠扫描系统。
为了逐行地从各个像素读取像素信号，读取扫描系统顺序地选择每行，并且从连接到所选择的行的像素驱动线52的输出端子输出选择信号等。进而，所述行的由读取扫描系统选择的像素读出存储在光电转换元件中的电荷的电信号作为像素信号，并且将电信号供应给垂直信号线53。
为了从光电转换元件扫掠(复位)不必要的电荷，只有等于快门速度的时间早于由读取扫描系统执行的扫描时，扫掠扫描系统从连接到各行的像素驱动线52的输出端子输出复位信号。通过由扫掠扫描系统执行的扫描，针对每行顺序地执行所谓的电子快门操作。这里，电子快门操作是丢弃光电转换元件的光电荷并重新开始曝光(开始累积电荷)的操作。
列处理单元55包括用于像素区域51中的各列的信号处理电路。列处理单元55的每个信号处理电路针对通过垂直信号线53从所选行的各个像素输出的像素信号执行诸如相关双采样(CDS)的去噪过程和诸如A/D转换过程的信号处理。列处理单元55临时保存经过信号处理的像素信号。
水平驱动单元56由移位寄存器、地址解码器等形成，并且顺序地选择列处理单元55的信号处理电路。作为水平驱动单元56的这种选择性扫描的结果，经过列处理单元55的各个信号处理电路的信号处理的像素信号被顺序地输出到信号处理单元58。
系统控制单元57包括产生各种定时信号的定时发生器。根据由定时发生器产生的各种定时信号，系统控制单元57控制垂直驱动单元54、列处理单元55和水平驱动单元56。
信号处理单元58至少包括加法过程功能。信号处理单元58针对从列处理单元55输出的像素信号执行诸如加法过程的各种信号处理。在这种情况下，信号处理单元58根据需要将信号处理的中间结果存储到存储器单元59中，并且在必要时引用存储的结果。信号处理单元58输出经过信号处理的像素信号。
存储器单元59由动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)等形成。
应当注意，除非另有规定，否则CMOS图像传感器50的半导体衬底的照明侧将在下文中被称为上侧，并且与照明侧相反的侧将在下文中被称为下侧。此外，在下面的描述中，将不解释设置在微透镜上的透明保护膜、密封玻璃、IRCF等，因为它们与本公开的主题无关。
(像素区域的结构)
图2是图1所示的像素区域51的俯视图。图3是沿图2中所限定的b-c线截取的横截面图。图4是沿图2中所限定的d-e线截取的横截面图。
应当注意，为了便于说明，图2仅示出构成像素区域51的像素中的九个像素71-1至71-9。另外，像素区域51中的像素阵列是拜耳阵列，并且像素71-1、71-3、71-5、71-7和71-9是绿色像素。此外，当不需要彼此具体区分时，像素71-1至71-9在下文中将被统称为像素71。
如图3和图4所示，像素71形成在半导体衬底91上，并且作为光电转换元件的光电二极管92等形成在半导体衬底91中。此外，栅极绝缘膜93形成在半导体衬底91上。遮光部分94形成在处于栅极绝缘膜93上的在水平方向上彼此相邻的像素71之间，如图3所示，并且遮光部分95形成在对角线方向上彼此相邻的像素71之间，如图4所示。
绝缘膜96形成在其上形成有栅极绝缘膜93、遮光部分94、遮光部分95等的半导体衬底91上。这使半导体衬底91上方的部分变平。
如图3和图4所示，滤色器97形成在绝缘膜96上。应当注意，在对角方向上彼此相邻的绿色像素71的滤色器97彼此接合，并且在滤色器97之间的接合部分分处形成比其他部分薄的凹陷部分97A，如图4所示。也就是说，凹陷部分97A形成在每个绿色像素71的四个角处。
微透镜98形成在滤色器97上。微透镜98由诸如包含金属细颗粒的丙烯酸、苯乙烯或酚醛清漆树脂的有机树脂或这些树脂的共聚物树脂制成。
微透镜98的折射率例如为大约1.48至1.62。在这种情况下，当入光侧的介质为空气时，微透镜98的表面反射率为大约3.8％至5.6％。例如，在微透镜98由折射率为大约1.60的聚苯乙烯树脂制成的情况下，微透镜98的可见光(波长为400至700nm的光)的平均表面反射率为大约5.2％。
如图2和图4所示，在每个像素71的微透镜98的四个角处或者在对角线方向上彼此相邻的像素71的微透镜98之间形成具有等于或小于可见光的波长(例如，400nm或更小)的开口宽度w的透湿孔(扩散孔)101。也就是说，透湿孔101形成在凹陷部分97A的上方。
由于透湿孔101的宽度w等于或小于可见光的波长，所以微透镜98的光收集特性不劣化，并且在微透镜98之间基本上不形成无效区域。因此，灵敏度不会降低。
在除了透湿孔101之外的微透镜98上形成防反射薄膜99，并且在防反射薄膜99上形成防反射薄膜100(第二防反射薄膜)。防反射薄膜99是诸如氮化硅膜(SiN)或氧氮化硅膜(SiON)的无机薄膜，并且防反射薄膜99(第一防反射薄膜)的折射率高于微透镜的折射率98。
防反射薄膜100是诸如氧化硅膜(SiO2)或碳氧化硅膜(SiOC)的无机薄膜，并且防反射薄膜100的折射率低于防反射薄膜99和微透镜98的折射率。
由于上述防反射薄膜99和防反射薄膜100形成在微透镜98的上表面上，所以微透镜98的表面反射率降低。
例如，在像素71的一侧的尺寸为2.4μm的情况下，微透镜98的可见光的平均表面反射率为大约1.3％，微透镜98由折射率为大约1.60的聚苯乙烯树脂制成，防反射薄膜99是具有大约1.86的折射率和120nm的厚度的SiN膜，并且防反射薄膜100是具有大约1.46的折射率和80nm的厚度的SiO2膜(所述示例性情况在下文中将被称为双层实例)。
然而，在相同微透镜的表面上仅形成具有大约1.46的折射率和100nm的厚度的SiO2膜的情况下(所述实例在下文中将被称为单层实例)，微透镜的可见光的平均表面反射率为大约2.6％，这是双层实例中的平均表面反射率的两倍。此外，在相同微透镜的表面上没有形成任何层的情况下，微透镜的可见光的平均表面反射率为大约5.2％，这是双层实例中的平均表面反射率的四倍。
此外，随着微透镜98的表面反射率降低，像素71的灵敏度增加。例如，当双层实例中的灵敏度为1.00a.u.时，单层实例中的灵敏度特性为1.02a.u.
防反射薄膜100也形成在透湿孔101的表面上。也就是说，透湿孔101被防反射薄膜100覆盖。因为这一点，透湿孔101的间隙变小，因此，可以可靠地防止在微透镜98之间产生任何无效区域。此外，可以形成透湿孔101，而无需使用任何昂贵的制造过程，诸如准分子激光光刻。
此外，防反射薄膜100是高亲水性薄膜。由于防反射薄膜100形成在包括透湿孔101的整个像素区域51上，因此在像素区域51形成后的晶片切割中所使用的清洗水在像素区域51的整个上部充分扩散。因此，即使透湿孔101的宽度w具有等于或小于可见光波长的小值，也可以有效地从像素区域51的上部去除灰尘。
多层金属互连层102形成在半导体衬底91的下侧。
应当注意，尽管在第一实施方案中透湿孔101被防反射薄膜100覆盖，但是透湿孔101也可以被防反射薄膜99覆盖。
(对于透湿孔的效果的说明)
图5至图7是用于说明透湿孔101的效果的图。
图5是展示在形成透湿孔101的情况下和在不形成透湿孔101的情况下，防反射薄膜100的部分区域、防反射薄膜99的部分区域和微透镜98的部分区域的分析结果的图，所述区域在高温、高湿条件(例如，温度为85℃，湿度为85％)下保持长时间(例如，1000小时)。用二次离子质谱法(SIMS)进行分析。
在图5中，横坐标轴指示防反射薄膜100、防反射薄膜99和微透镜98在其厚度方向上的位置，并且纵坐标轴指示氢(H)、氧(O)和碳(C)在所述位置的量。另外，在图5中，实线表示在形成透湿孔101的情况下的氢和氧的量，虚线表示在不形成透湿孔101的情况下的氢和氧的量。另外，点划线表示碳的量，其在形成透湿孔101的情况下和在不形成透湿孔101的情况下都相同。
防反射薄膜99是具有低透湿性的薄膜。因此，在不形成透湿孔101的情况下，由于高温、高湿条件而在防反射薄膜99与微透镜98之间的界面的一部分区域中产生的水分不会透过防反射薄膜99，但保留在其中。因此，如图5所示，氢和氧在防反射薄膜99与微透镜98之间的界面的一部分区域中增加。也就是说，在防反射薄膜99与微透镜98之间的界面处形成水滴。结果，所捕获的图像被水滴弄脏，并且图像的质量劣化。
另一方面，在形成透湿孔101的情况下，在防反射薄膜99与微透镜98之间的界面的一部分区域中产生的水分通过透湿孔101扩散，因此，可以防止水分局部残留在防反射薄膜99中。也就是说，透湿孔101可以提高防反射薄膜99的透湿性。因此，氢和氧在防反射薄膜99与微透镜98之间的界面处不增加，如图5所示。换句话说，可以减少残留在防反射薄膜99与微透镜98之间的界面中的水分。结果，可以防止所捕获的图像的质量劣化，诸如由不具有透湿孔101的结构中观察到的残留水分引起的污点。
如上所述，形成透湿孔101，使得CMOS图像传感器50可以对高温、高湿度条件具有更高的耐受性。
同时，图6是其中形成有透湿孔101的像素区域51的d-e横截面图。图7是其中没有形成有透湿孔101的像素区域的d-e横截面图。应当注意，除了在微透镜98中未形成透湿孔101之外，图7所示的像素区域51与像素区域51相同。在图7中，与图6所示的部件相同的部件由与图6所示的参考标号相同的参考标号表示。
如图6所示，在其中形成有透湿孔101的像素区域51中，由像素71-7的绝缘膜96的上表面反射并朝向像素71-5行进的光被透湿孔101反射，然后向上行进。
另一方面，在不形成透湿孔101的像素区域中，由像素121-7的绝缘膜96的上表面反射并朝向与像素121-7相邻的像素121-5行进的光被像素121-5的微透镜98反射并朝向像素121-5的光电二极管92行进，如图7所示。结果，应由像素121-7接收的光被像素121-5接收。也就是说，发生颜色混合。
因此，形成透湿孔101，使得CMOS图像传感器50可以防止颜色混合。
(制造CMOS图像传感器的方法)
由于本技术是涉及CMOS图像传感器50中的滤色器97上方的部分的发明，因此下面仅描述制造滤色器97上方的部分的方法。
图8是用于说明制造绿色滤色器的方法的图。
当制造绿色滤色器97时，首先将光致抗蚀剂涂覆到半导体衬底91的绝缘膜96上。然后仅用掩模图案曝光和显影预定区域。
具体地，如图8的A所示，掩模图案140形成有与绿色像素71的区域对应的形成滤色器97的玻璃表面141，以及与除了绿色之外的颜色的像素71的区域对应的不形成颜色滤波器97的铬表面142。应当注意，彼此对角相邻的绿色像素71的玻璃表面141通过具有宽度W的接合部分141A彼此接合。
掩模图案140设置在其上涂覆有光致抗蚀剂的绝缘膜96的上表面上，并进行曝光。由此，在与玻璃表面141对应的区域中，光被发射到光致抗蚀剂上，但是在与铬表面142对应的区域中没有光被发射到光致抗蚀剂上。结果，与玻璃表面141对应的区域中的光致抗蚀剂硬化，并且与铬表面142对应的区域中的光致抗蚀剂不硬化。
之后，进行显影以去除未硬化的光致抗蚀剂。结果，形成图8的B中所示的滤色器97。由于在此时接合部分141A的宽度W较小，因此在与接合部分141A对应的绿色滤色器97中的每一者的四个角处形成有比其他区域薄的凹陷部分97A。
尽管在图8所示的实例中描述了制造绿色滤色器97的方法，但是制造红色和蓝色滤色器97的方法类似于上述方法。
图9是用于说明制造微透镜98、防反射薄膜99和防反射薄膜100的方法的图，它们在制造所有颜色的滤色器97之后进行制造。
应当注意，图9是沿图2中所限定的b-c线截取的横截面图。图9的B是沿图2中所限定的d-e线截取的横截面图。
首先，在制造所有颜色的滤色器97之后，b-c横截面图和d-e横截面图如图9的A中的(1)和图9的(B)中的(1)所示。
之后，如(2)所示，通过旋涂法将微透镜材料层160涂覆到滤色器97的上表面上，并在热板上热硬化。微透镜材料层160由诸如包含金属细颗粒的丙烯酸、苯乙烯或酚醛清漆树脂的有机树脂或这些树脂的共聚物树脂制成。
接着，如(3)所示，通过光刻法进行图案化，以便在微透镜材料层160的上表面的与各像素71对应的区域中形成感光性树脂膜的抗蚀剂层161。
然后，如(4)所示，在比抗蚀剂层161的热软化点高的温度下对抗蚀剂层161进行加热处理，使得每个抗蚀剂层161的形状具有向上突出的曲面。
如(5)所示，接下来执行回蚀工艺，并且将每个抗蚀剂层161的形状复制到微透镜材料层160上。结果，每个像素71中的微透镜材料层160的底表面在水平方向上的长度变为每个像素71在水平方向上的长度。然而，每个像素71中的微透镜材料层160的底表面在对角线方向上的长度小于每个像素71在对角线方向上的长度。
因此，如(6)所示，然后对微透镜材料层160中的对角线方向上彼此相邻的像素71之间的边界进行蚀刻。因此，微透镜98形成为使得每个像素71中的微透镜材料层160的底表面的对角线长度和水平长度变为每个像素71的对角线长度和水平长度。
如(7)所示，接着通过等离子体CDV方法等在微透镜98的上表面上形成防反射薄膜99。然后，如(8)所示，通过光刻法进行图案化，使得在防反射薄膜99的上表面上的除了彼此对角相邻的像素71之间的边界区域之外的区域上涂覆防反射薄膜材料层162。防反射薄膜材料层162是无机薄膜，诸如氧化硅膜或碳氧化硅膜。
如(9)所示，执行干蚀刻，以去除在其中没有形成防反射薄膜材料层162并且彼此对角相邻的像素71之间的边界上或者在每个像素71的四个角处的防反射薄膜99和微透镜98。由此，透湿孔101得以形成。
在此时，由于滤色器97的凹陷部分97A形成在去除了防反射薄膜99和微透镜98的每个像素71的四个角处，因此，可以防止由于过蚀刻而导致的滤色器97的曝光。结果，可以防止CMOS图像传感器50的暗电流的增加。
具体地，在绿色滤色器97中通常使用包含铜或锌的颜料。因此，如果在干蚀刻期间进行曝光，则蚀刻装置的腔室被金属污染。此外，如果CMOS图像传感器50被制造为被金属污染的蚀刻装置，则暗电流等增加。鉴于此，防止了由于干蚀刻引起的滤色器97的曝光，从而可以防止暗电流的增加。
在去除每个像素71的四个角处的防反射薄膜99和微透镜98之后，去除防反射薄膜材料层162。然后，如(10)所示，在防反射薄膜99和透湿孔101上形成防反射薄膜100。
如上所述，在具有透湿孔101的情况下，CMOS图像传感器50可以扩散微透镜98与防反射薄膜99之间的界面中的诸如水分的成分。结果，对高温、高湿度条件的耐受性变得更高。
另外，CMOS图像传感器50具有形成在微透镜98的上表面上的防反射薄膜99和防反射薄膜100。因此，可以减少由于来自微透镜98的表面反射引起的闪耀、重影和混色的发生。
应当注意，防反射薄膜100可以不形成在透湿孔101中。在这种情况下，如图10所示，在制造所有颜色的滤色器97之后，制造微透镜98、防反射薄膜99和防反射薄膜100。
具体地，图10的A是沿图2中所限定的b-c线截取的横截面图。图10的B是沿图2中所限定的d-e线截取的横截面图。此外，图10的(1)至(7)与图9的(1)至(7)类似，因此，这里不对其进行说明。
在图10中，在抗蚀剂层161的上表面上形成防反射薄膜99(如(7)所示)之后，在防反射薄膜99的上表面上形成防反射薄膜100，如(8)所示。
然后如(9)所示进行蚀刻。结果，去除每个像素71的四个角处的防反射薄膜100、防反射薄膜99和微透镜98，并且形成透湿孔101。
也就是说，每个像素71的四个角处的防反射薄膜100、防反射薄膜99和微透镜98具有比其他区域中的那些更小的厚度。因此，与其他区域相比，在每个像素71的四个角落处的防反射薄膜100、防反射薄膜99和微透镜98上进行的蚀刻完成得更快，并且形成透湿孔101。
应当注意，在防反射薄膜100形成在透湿孔101中的情况下，可以在防反射薄膜99和防反射薄膜100形成在微透镜98的上表面上之后进行蚀刻，如图10所示。在这种情况下，在蚀刻之后，在透湿孔101中形成防反射薄膜100。
<第二实施方案>
(CMOS图像传感器的第二实施方案的像素区域的结构)
除了像素区域的配置之外，应用本公开的作为固态成像装置的CMOS图像传感器的第二实施方案的配置与图1所示的CMOS图像传感器50的配置相同。因此，下面仅描述像素区域的配置。
图11是沿图2中所限定的d-e线截取的横截面图，其示出CMOS图像传感器的第二实施方案的像素区域的配置。
在图11所示的配置中，与图4所示的部件相同的部件由与图4所示的参考标号相同的参考标号表示。已经做出的说明将不再重复。
图11中的像素181-3、181-5和181-7的配置与图4中的像素71-3、71-5和71-7的配置不同，不同之处在于代替防反射薄膜99和防反射薄膜100提供防反射薄膜180，并且在透湿孔101上不形成防反射薄膜100。
具体地，在图11中，在微透镜98上仅形成具有低折射率的无机薄膜(例如SiO2膜)的单个防反射薄膜180，并且防反射薄膜100不形成在透湿孔101上。
在这种情况下，与没有形成透湿孔101的情况相比，防反射薄膜180与微透镜98之间的界面中的成分可以更有效地扩散。因此，即使在通过在防反射薄膜180与微透镜98之间的界面的一部分区域中的热处理等产生的反应性物质减少或变换滤色器97的情况下，物质通过透湿孔101释放，因此，可以抑制滤色器97的减少和变换。结果，可以防止由于透光率的局部变化引起的图像质量劣化。
<第三实施方案>
(成像设备的实施方案的示例性配置)
图12是示出作为应用本公开的电子设备的成像设备的示例性配置的框图。
图12中的成像设备1000是摄像机、数字静态照相机等。成像设备1000包括透镜1001、固态成像装置1002、DSP电路1003、帧存储器1004、显示单元1005、记录单元1006、操作单元1007和电源单元1008。DSP电路1003、帧存储器1004、显示单元1005、记录单元1006、操作单元1007和电源单元1008经由总线1009彼此连接。
透镜1001聚集来自物体的入射光(图像光)，并在固态成像装置1002的成像表面上形成图像。固态成像装置1002由上述CMOS图像传感器形成。固态成像装置1002将入射光(作为通过透镜1001聚集在成像表面上的图像)的量转换为每个像素的电信号，并将所述电信号作为像素信号供应给DSP电路1003。
DSP电路1003对从固态成像装置1002供应的像素信号执行预定的图像处理，并且以帧为基础将经过图像处理的图像信号供应给帧存储器1004。图像信号被暂时存储在帧存储器1004中。
显示单元1005由诸如液晶面板或有机电致发光(EL)面板的面板显示装置形成，并且根据临时存储在帧存储器1004中的每个帧的像素信号来显示图像。
记录单元1006由数字通用盘(DVD)、闪速存储器等形成。记录单元1006读取临时存储在帧存储器1004中的每个帧的像素信号，并将像素信号记录在其中。
当由用户操作时，操作单元1007发出关于成像设备1000的各种功能的操作指令。电源单元1008适当地向DSP电路1003、帧存储器1004、显示单元1005、记录单元1006和操作单元1007供电。
应用本技术的电子设备是在图像捕获单元(光电转换单元)中使用CMOS图像传感器的设备。除了成像装置1000之外，电子设备可以是具有成像功能的便携式终端装置、在图像读取单元中使用CMOS图像传感器的复印机等。
应当注意，本说明书中描述的有益效果仅仅是实例，并且本技术的有利效果不限于此，并且可以包括其他效果。
此外，本公开的实施方案不限于上述实施方案，并且在本公开的精神和范围内可以进行各种修改。
例如，透湿孔101的位置不限于每个像素71的微透镜98的四个角，而是可以是每个像素71中的任何适当的位置。
本公开还可以在下面描述的配置中实现。
(1)
一种固态成像装置，包括：
各像素的微透镜；
扩散孔，其形成在彼此相邻的所述像素的所述微透镜之间，所述扩散孔被无机薄膜覆盖；以及
第一防反射薄膜，其在所述微透镜的除了所述扩散孔之外的表面上形成，所述第一防反射薄膜具有比所述微透镜高的折射率。
(2)
根据(1)所述的固态成像装置，还包括
滤色器，设置在所述微透镜下方，
其中所述扩散孔形成在所述滤色器的凹陷部分中。
(3)
根据(2)所述的固态成像装置，还包括
遮光部分，其设置在彼此相邻的所述像素的所述滤色器之间的部分下方。
(4)
根据(1)至(3)中任一项所述的固态成像装置，还包括
第二防反射薄膜，其设置在所述第一防反射薄膜上，
其中所述无机薄膜是与所述第二防反射薄膜相同的薄膜。
(5)
一种制造固态成像装置的方法，所述固态成像装置包括：
各像素的微透镜；
扩散孔，其形成在彼此相邻的所述像素的所述微透镜之间，所述扩散孔被无机薄膜覆盖；以及
第一防反射薄膜，其在所述微透镜的除了所述扩散孔之外的表面上形成，所述第一防反射薄膜具有比所述微透镜高的折射率。
(6)
一种电子设备，包括：
各像素的微透镜；
扩散孔，其形成在彼此相邻的所述像素的所述微透镜之间，所述扩散孔被无机薄膜覆盖；以及
第一防反射薄膜，其在所述微透镜的除了所述扩散孔之外的表面上形成，所述第一防反射薄膜具有比所述微透镜高的折射率。
(7)
一种固态成像装置，包括：
各像素的微透镜；
扩散孔，其形成在彼此相邻的所述像素的所述微透镜之间；以及
防反射薄膜，其在所述微透镜的除了所述扩散孔之外的表面上形成。
(8)
一种制造固态成像装置的方法，所述固态成像装置包括：
各像素的微透镜；
扩散孔，其形成在彼此相邻的所述像素的所述微透镜之间；以及
防反射薄膜，其在所述微透镜的除了所述扩散孔之外的表面上形成。
(9)
一种电子设备，包括：
各像素的微透镜；
扩散孔，其形成在彼此相邻的所述像素的所述微透镜之间；以及
防反射薄膜，其在所述微透镜的除了所述扩散孔之外的表面上形成。
附图标记列表
50 CMOS图像传感器
71 像素
95 遮光部分
97 滤色器
97A 凹陷部分
98 微透镜
99 防反射薄膜
100 防反射薄膜
101 透湿孔。

Claims (9)

1.一种固态成像装置，包括：
各像素的微透镜；
扩散孔，其形成在彼此相邻的所述像素的所述微透镜之间，所述扩散孔被无机薄膜覆盖；以及
第一防反射薄膜，其在所述微透镜的除了所述扩散孔之外的表面上形成，所述第一防反射薄膜具有比所述微透镜高的折射率，
其中，所述扩散孔的宽度等于或小于可见光的波长。
2.根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括
滤色器，设置在所述微透镜下方，
其中所述扩散孔形成在所述滤色器的凹陷部分中。
3.根据权利要求2所述的固态成像装置，还包括
遮光部分，其设置在彼此相邻的所述像素的所述滤色器之间的部分下方。
4.根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括
第二防反射薄膜，其设置在所述第一防反射薄膜上，
其中所述无机薄膜是与所述第二防反射薄膜相同的薄膜。
5.一种制造固态成像装置的方法，所述固态成像装置包括：
各像素的微透镜；
扩散孔，其形成在彼此相邻的所述像素的所述微透镜之间，所述扩散孔被无机薄膜覆盖；以及
第一防反射薄膜，其在所述微透镜的除了所述扩散孔之外的表面上形成，所述第一防反射薄膜具有比所述微透镜高的折射率，
其中，所述扩散孔的宽度等于或小于可见光的波长。
6.一种电子设备，包括：
各像素的微透镜；
扩散孔，其形成在彼此相邻的所述像素的所述微透镜之间，所述扩散孔被无机薄膜覆盖；以及
第一防反射薄膜，其在所述微透镜的除了所述扩散孔之外的表面上形成，所述第一防反射薄膜具有比所述微透镜高的折射率，
其中，所述扩散孔的宽度等于或小于可见光的波长。
7.一种固态成像装置，包括：
各像素的微透镜；
扩散孔，其形成在彼此相邻的所述像素的所述微透镜之间；以及
防反射薄膜，其在所述微透镜的除了所述扩散孔之外的表面上形成，其中，所述扩散孔的宽度等于或小于可见光的波长。
8.一种制造固态成像装置的方法，所述固态成像装置包括：
各像素的微透镜；
扩散孔，其形成在彼此相邻的所述像素的所述微透镜之间；以及
防反射薄膜，其在所述微透镜的除了所述扩散孔之外的表面上形成，其中，所述扩散孔的宽度等于或小于可见光的波长。
9.一种电子设备，包括：
各像素的微透镜；
扩散孔，其形成在彼此相邻的所述像素的所述微透镜之间；以及
防反射薄膜，其在所述微透镜的除了所述扩散孔之外的表面上形成，其中，所述扩散孔的宽度等于或小于可见光的波长。
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