CN109671730A - 摄像装置 - Google Patents

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Abstract

目的是提供一种对于入射光的灵敏度更高的摄像装置。一种摄像装置，具备：半导体基板，具有第1面；微透镜，位于上述半导体基板的上述第1面的上方；以及至少一个光电变换部，位于上述半导体基板的上述第1面与上述微透镜之间，分别具有第1电极、比上述第1电极更靠近上述微透镜的第2电极、和位于上述第1电极与上述第2电极之间并将光变换为电荷的光电变换层；上述微透镜的焦点位于比上述至少一个光电变换部中的距上述半导体基板的上述第1面最近的第1光电变换部的上述光电变换层的最下面更靠下方。

Description

摄像装置
技术领域
本公开涉及层叠型的摄像装置。
背景技术
固体摄像装置被广泛地用在数字静像照相机、数字摄像机等中。已知有CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等的MOS型图像传感器及CCD(ChargeCoupled Device)图像传感器。近年来，作为被搭载在带有照相机的便携电话或智能电话等的移动设备中的固体摄像装置，从耗电的观点等来说，较多使用电源电压较低的CMOS图像传感器。在专利文献1中，公开了一种具有微透镜的摄像装置。
专利文献1：日本特开平5－48980号公报
发明内容
本公开的目的是提供一种对于入射光的灵敏度较高、耐光性良好的摄像装置。
根据本公开的非限定性的例示性的实施方式，提供以下技术方案。
有关本公开的一技术方案的摄像装置具备：半导体基板，具有第1面；微透镜，位于上述半导体基板的上述第1面的上方；以及至少一个光电变换部，位于上述半导体基板的上述第1面与上述微透镜之间，分别具有第1电极、比上述第1电极更靠近上述微透镜的第2电极、和位于上述第1电极与上述第2电极之间并将光变换为电荷的光电变换层；上述微透镜的焦点位于比上述至少一个光电变换部中的距上述半导体基板的上述第1面最近的第1光电变换部的上述光电变换层的最下面更靠下方。
能够提供一种对于入射光的灵敏度较高、耐光性良好的摄像装置。
附图说明
图1是有关参考例的摄像装置的概略剖面图。
图2是有关实施方式的摄像装置的概略剖面图。
图3是对微透镜的高度及在对角方向上邻接的微透镜间的间隙进行说明的图。
图4是说明光学模拟的结果的图。
图5是表示微透镜的高度与归一化光集中度及归一化量子效率下降率的关系的曲线图。
图6是用来说明第1范围中的光集中度的图。
图7是表示关于微透镜的高度与归一化量子效率的关系的模拟结果的曲线图。
图8是表示关于微透镜的高度与归一化入射角特性的关系的模拟结果的曲线图。
图9是表示从半导体基板的上表面到焦点的距离与归一化光集中度及归一化量子效率下降率的关系的曲线图。
图10是表示关于从半导体基板的上表面到焦点的距离与归一化量子效率的关系的模拟结果的曲线图。
图11是表示关于从半导体基板的上表面到焦点的距离与归一化入射角特性的关系的模拟结果的曲线图。
图12是有关实施方式的变形例的摄像装置的概略剖面图。
图13是有关实施方式的另一变形例的摄像装置的概略剖面图。
具体实施方式
(达到本公开的认识)
在图像传感器中重视光灵敏度。为了提高光灵敏度，通常使用微透镜。
图1是搭载着微透镜的有关参考例的图像传感器101的概略剖面图。在图像传感器101上，为了防止光入射到受光元件102以外的区域103中，在层间绝缘膜105内形成有光遮蔽层104。在层间绝缘膜105上，形成有包括滤色器106a、106b、106c的滤色器层106。在滤色器层106之上，以平坦化或提高光透射度为目的，形成有具有平坦的上表面的保护绝缘膜107。在保护绝缘膜107上，形成有用来将光聚光的微透镜108。
受光元件102典型的是例如光电门或光敏二极管。光遮蔽层104的材料例如是金属。微透镜108的材料例如是聚合物类的树脂。保护绝缘膜107的材料例如是硅氧化物类薄膜，典型的是折射率与微透镜同样。典型地，微透镜108的一方的面是凸形状，另一方的面是平坦的。在参考例的图像传感器101中，微透镜108的上表面是凸形状，与保护绝缘膜107接触的下表面是平坦的。即，参考例中的微透镜108是仅其上表面为凸形状的凸透镜。此外，在参考例的图像传感器101中，微透镜108及保护绝缘膜107的折射率大致是同样的。进而，在参考例的图像传感器101中，设计为，使凸透镜的焦点距离与从凸透镜到受光元件的距离是同样的。由此，能够将入射光有效率地聚光到受光元件102上。在专利文献1中，公开了微透镜的焦点距离被设定为微透镜与光敏二极管的距离或在其以下的摄像装置。
但是，在作为受光元件而使用有机薄膜的层叠型摄像装置的情况下，使微透镜的焦点距离与从微透镜到受光元件的距离同样，有时也并不一定是最优的。
例如，在太阳光等的较强的光入射到微透镜中的情况下，如果它被聚光而向受光元件入射，则有可能给受光元件带来损伤。具体而言，可能因光灵敏度的下降或烧伤而发生摄像装置的画质的劣化。
本公开是鉴于上述那样的耐光性的课题而做出的，目的是提供一种通过设计适当的微透镜的形状、在保持光灵敏度的同时耐光性良好的摄像装置。
本公开的一技术方案的概要是以下这样的。
[项目1]
一种摄像装置，具备：半导体基板，具有第1面；微透镜，位于上述半导体基板的上述第1面的上方；以及至少一个光电变换部，位于上述半导体基板的上述第1面与上述微透镜之间，分别具有第1电极、比上述第1电极更靠近上述微透镜的第2电极、和位于上述第1电极与上述第2电极之间并将光变换为电荷的光电变换层；上述微透镜的焦点位于比上述至少一个光电变换部中的距上述半导体基板的上述第1面最近的第1光电变换部的上述光电变换层的最下面更靠下方。
[项目2]
如项目1所述的摄像装置，上述微透镜的上述焦点位于上述第1光电变换部的上述光电变换层的上述最下面与上述半导体基板的上述第1面之间。
[项目3]
如项目1或2所述的摄像装置，还具备位于上述半导体基板的上述第1面与上述第1光电变换部的上述光电变换层之间的布线层；上述微透镜的上述焦点在俯视时与上述布线层重叠。
[项目4]
如项目1～3中任一项所述的摄像装置，还具备位于上述微透镜与上述光电变换部之间的滤色器。
[项目5]
如项目1～4中任一项所述的摄像装置，上述至少一个光电变换部包括位于上述第1光电变换部与上述微透镜之间的第2光电变换部。
[项目6]
如项目1～4中任一项所述的摄像装置，上述光电变换层包含有机材料。
此外，本公开的一技术方案的概要是以下这样的。
有关本公开的一技术方案的摄像装置是具备半导体基板和位于上述半导体基板上的多个像素的摄像装置，上述多个像素分别具备：光电变换部，具有使光透射的上部电极、位于上述上部电极的下方的下部电极、以及位于上述上部电极与上述下部电极之间并将光变换为电荷的光电变换层；微透镜，位于上述光电变换部的上方；以及信号检测部，输出与上述电荷对应的信号；当设从上述微透镜的顶点到上述光电变换层的最上面的距离为X，设从上述微透镜的顶点到焦点的距离为Y时，上述Y比上述X大。
这样，通过从微透镜的顶点到焦点的距离Y与从微透镜的顶点到光电变换层的最上面的距离X是Y>X的关系，能够抑制被微透镜聚光的入射光以光强度最强的状态入射到光电变换层中。由此，能够抑制光电变换层受到烧伤等的光损伤，所以能够使摄像装置的耐光性提高。此外，能够减少量子效率的下降。
例如，有关本公开的一技术方案的摄像装置中，上述微透镜的焦点既可以位于比上述光电变换层的最下面靠下方，也可以位于比上述半导体基板的最上面靠上方。
由此，能够将光强度较强的光集中在光电变换层的最上面的情况缓和，所以能够抑制光电变换层受到光损伤。因此，能够使摄像装置的耐光性提高，能够减少量子效率的下降。此外，在光电变换层中，能够将入射光用较大的面积接收，进行光电变换，所以能够提高光电变换效率。此外，由于入射光难以到达半导体基板，所以能够抑制在半导体基板内发生光电变换。由此，在半导体基板内不易发生不需要的电荷，能够降低噪声。
例如，在有关本公开的一技术方案的摄像装置中，布线层也可以位于上述微透镜的焦点的位置。
由此，由布线层将入射光散射，入射光难以到达半导体基板。因此，能够抑制在半导体基板内发生光电变换。
以下，参照附图对本公开的实施方式具体地进行说明。
以下说明的实施方式都是表示包含性或具体的例子的。在以下的实施方式中表示的数值、形状、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态、工序、工序的顺序等是一例，不是限定本公开的意思。关于以下的实施方式的构成要素中的、在表示最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，设为任意的构成要素进行说明。各图并不一定是严格图示的。在各图中，有时对于实质上相同的结构赋予相同的标号而将重复的说明省略或简略化。
(实施方式)
图2是有关本实施方式的摄像装置200的剖面图。
有关本实施方式的摄像装置200是具备半导体基板210和位于半导体基板210上的多个像素211的摄像装置。多个像素211分别具备光电变换部212、微透镜208和信号检测部209。光电变换部212具有使光透射的上部电极204、位于上部电极204的下方的下部电极202、以及位于上部电极204与下部电极202之间将光变换为电荷的光电变换层203。微透镜208位于光电变换部212的上方。信号检测部209将与由光电变换部212得到的电荷对应的信号输出。
进而，摄像装置200具备形成在光电变换部212的上部电极204上的绝缘膜205、形成在绝缘膜205上的滤色器层206、和形成在滤色器层206上的平坦化膜207。滤色器层206具备绿滤色器206a、蓝滤色器206b及红滤色器206c。各色的滤色器与像素211对应而按照拜耳排列来配置。
此外，摄像装置200具备位于光电变换层203的下方的层间绝缘层201、和位于层间绝缘层201的下方的半导体基板210。在半导体基板210上，形成有储存电荷的电荷储存区域及信号检测部209。信号检测部209例如将CMOS晶体管等的晶体管组合多个而形成。例如，信号检测部209具备输出与储存在电荷储存区域中的电荷对应的信号的放大晶体管、以及将电荷储存区域复位的复位晶体管。放大晶体管的栅极被连接在电荷储存区域上。复位晶体管的源极或漏极被连接在电荷储存区域上。电荷储存区域被连接在下部电极202上。
另外，光电变换层203既可以由无机材料构成，也可以由有机材料构成。无机材料例如也可以是非晶硅。在由有机材料构成的情况下，也可以是将n型有机半导体与p型有机半导体材料接合的结构。
以下，对光电变换层203由有机材料构成的例子进行说明。
如图2所示，设从微透镜208的顶点到光电变换层203的最上面的距离为X，设从微透镜208的顶点到微透镜的焦点的距离为Y。此时，在有关本实施方式的摄像装置200中，Y比X大。通过这样使从微透镜的顶点到微透镜的焦点的距离Y与从微透镜的顶点到光电变换层的最上面的距离X不同，能够抑制被微透镜聚光的入射光以光强度最强的状态入射到光电变换层中。此外，在满足Y>X的情况下，能够防止光集中入射到像素的中央。由此，能够抑制光电变换层受到烧伤等的光损伤，能够使摄像装置的耐光性提高。此外，能够减少量子效率的下降。
在有关本实施方式的摄像装置200中，微透镜208的焦点的位置也可以位于比光电变换层203的最下面靠下方，也可以位于比半导体基板210的最上面靠上方。即，微透镜208的焦点的位置也可以位于光电变换层203的最下面与半导体基板210的最上面之间。由此，能够缓和光强度较强的光集中于光电变换层203的内部的情况，所以能够减少光电变换层203的光损伤。此外，能够提高摄像装置200的耐光性，能够减少量子效率的下降。进而，由于光电变换层203能够以较大的面积接收入射光而进行光电变换，所以能够提高光电变换效率。进而，由于入射光难以到达半导体基板210，所以能够抑制在半导体基板210内发生光电变换。由此，在半导体基板210内不易发生不需要的电荷，能够降低噪声。
在有关本实施方式的摄像装置200中，布线层也可以位于微透镜208的焦点的位置。在将布线层配置在层间绝缘层201中的情况下，由布线层将入射光散射，入射光难以到达半导体基板210。因此，能够抑制在半导体基板210内发生光电变换的情况。微透镜208的焦点也可以在俯视时与布线层重叠。由此，入射光也难以向半导体基板210到达。
通常，微透镜208的焦点距离f由下述的式(1)表示。
f＝{n1/(n1－n0)}R…(1)
这里，R是微透镜208的曲率半径，n1是微透镜208的材料的折射率，n0是与微透镜208的光入射侧接触的介质的折射率。
即，式(1)是光从折射率n0的介质(例如空气层)入射到具有折射率n1及曲率半径R的微透镜208的情况下的微透镜208的焦点距离f。
这里，如果设微透镜208的高度为h，设微透镜208的底面的半径为r，则微透镜208的曲率半径R由下述的式(2)表示。
R＝(r2+h2)/2h…(2)
图3A、图3B是对微透镜208的高度h及在对角方向上邻接的微透镜208间的间隙L进行说明的图。图3A是像素211的概略剖面图。另外，关于比滤色器层206靠下方的结构省略图示。图3B是4个像素211的平面图。
如图3A所示，微透镜208的高度h是从微透镜208的底面到微透镜208的顶点的长度。此外，如图3B所示，在对角方向上邻接的微透镜208间的间隙L在设4个像素211为1个像素部的情况下，是在像素部的对角线方向上邻接的2个微透镜208的底面间的距离。微透镜208的底面的半径r的大小由像素211的尺寸及间隙L决定。
以下，在1个像素211是边长为3.0μm的正方形、在对角线方向上邻接的微透镜208间的间隙L是800nm的微透镜208的摄像装置200中，使微透镜208的高度h变化而进行光学模拟。具体而言，使用巴俾涅(Babinet)原理的波动光学模拟。另外，在以下说明的全部模拟中，假设微透镜208的底面在俯视时是圆形，微透镜208的底面的半径r为，设像素211的尺寸为3.0μm、设微透镜208间的间隙L为800nm而计算出的值。
首先，使用上述的式(1)及式(2)，求出与微透镜208的高度h对应的焦点距离f。从微透镜208的顶点到焦点的距离Y通过对焦点距离f加上从微透镜的主点到顶点的距离来计算。此时，式(1)的n0是空气的折射率(n0＝1.0)，n1是微透镜208的折射率(n1＝1.6)。将模拟的结果表示在表1中。
表1表示由微透镜208的高度的差异带来的从微透镜208的顶点到焦点的距离Y与从微透镜208的顶点到光电变换层203的最上面的距离X的关系。此时，X的值是从光电变换层203的最上面到平坦化膜207的最上面的距离为1590nm的情况下的值。
[表1]
高度h(nm) 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
到焦点的距离Y(nm) 12512 6506 4615 3753 3302 3058 2930 2877
到光电变换层的距离X(nm) 1790 1990 2190 2390 2590 2790 2990 3190
根据表1可知，在将像素211的一边的大小、对角线方向的微透镜208间的间隙L及微透镜208的高度h等设定为上述那样的值的情况下，微透镜208的高度h越高，微透镜208的焦点距离f越短。即，微透镜208的高度h越高，从微透镜208的顶点到焦点的距离Y越短。另一方面，可知微透镜208的高度h越高，从微透镜208的顶点到光电变换层的最上面的距离X越长。
在模拟中，也计算出微透镜208的焦点的位置。在模拟中，将光电变换层203的厚度设为500nm，将层间绝缘层201的厚度(即，从光电变换层203的最下面到半导体基板210的最上面的距离)设为3500nm，将半导体基板210的厚度设为775nm。此时，表1所示的微透镜208的各高度下的微透镜208的焦点为以下这样的。
在微透镜208的高度是200nm的情况下，微透镜208的焦点位于比半导体基板210靠下方。在微透镜208的高度是400nm的情况下，微透镜208的焦点位于半导体基板210中。在微透镜208的高度是600nm、800nm及1000nm的情况下，微透镜208的焦点位于层间绝缘层201中。在微透镜208的高度是1200nm的情况下，微透镜208的焦点位于光电变换层203中。在微透镜208的高度是1400nm的情况下，微透镜208的焦点位于上部电极204上的绝缘膜205中。在微透镜208的高度为1600nm的情况下，微透镜208的焦点位于比上部电极204靠上方。
具体而言，如果设从半导体基板210朝向微透镜208的方向为正方向，则从半导体基板210的最上面到微透镜208的焦点的距离Z(nm)表示为X+4000－Y(nm)。由此，微透镜208的高度h与从半导体基板210的上表面到焦点的距离Z的关系成为表2那样。这里，Z＝0(nm)与半导体基板210的最上面对应。Z＝3500(nm)与光电变换层203的最下面对应。Z＝4000(nm)与光电变换层203的最上面对应。因而，当微透镜208的高度h为200nm及400nm时，焦点位于比半导体基板210的最上面靠下方。当微透镜208的高度h为600nm、800nm及1000nm时，焦点位于半导体基板210的最上面与光电变换层203的最下面之间。当微透镜208的高度h为1200nm时，焦点位于光电变换层203中。当微透镜208的高度h位于1400nm及1600nm时，焦点位于比光电变换层203的最上面靠上方。
[表2]
高度h(nm) 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
到焦点的距离Y(nm) 12512 6506 4615 3753 3302 3058 2930 2877
到光电变换层的距离X(nm) 1790 1990 2190 2390 2590 2790 2990 3190
从半导体基板表面到焦点的距离Z(nm) -6722 -516 1575 2637 3288 3732 4060 4313
接着，对光的聚光状态进行了模拟。在模拟中，将像素的大小设为边长为3.0μm的正方形，将在对角线方向上邻接的微透镜间的间隙L设为800nm。向具备这样的微透镜的摄像装置照射光，确认因微透镜的高度h的差异带来的光电变换层的最上面的光的聚光状态。在模拟中使用的光的波长为530nm。下文中，将“一边为xμm的正方形的单元”称作“xμm单元”。
图4是说明具有3.0μm单元的摄像装置的光学模拟的结果的图。图4的(a)是示意地表示观察了光的聚光状态的像素区域(以下，也称作观察区域)的图。图4的(b)～(j)是表示光电变换层的最上面中的光强度的图。在这些图中，黑色的部分表示光强度较弱，白色的部分表示光强度较强。
如图4的(a)所示，绿滤色器(G)、蓝滤色器(B)及红滤色器(R)与各像素对应而按照拜耳排列进行排列，观察区域包括绿的像素和周边像素的一部分。
图4的(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i)及(j)分别表示将微透镜的高度h设为0nm(即，无微透镜)、200nm、400nm、600nm、800nm、1000nm、1200nm、1400nm及1600nm的情况下的聚光状态。
如图4的(b)～(j)所示，微透镜的高度h越大，从微透镜的顶点到焦点的距离Y越短，入射到微透镜中的光在俯视时以一点集中在像素的中心。
具体而言，微透镜的高度h越小，从微透镜的顶点到焦点的距离Y(以下，仅称为“到焦点的距离Y”)变大。如果到焦点的距离Y比从微透镜的顶点到光电变换层的最上面的距离X(以下，仅称为“到光电变换层的距离X”)大，则微透镜的焦点移动到比光电变换层的最上面靠下方，所以光电变换层的最上面的光的集中度变小。这里，所谓光的集中度，在俯视的情况下，是指像素的中央部分处的每单位面积的光强度的积分值。
另一方面，微透镜的高度h越大，到焦点的距离Y越短，越接近于到光电变换层的距离X。即，微透镜的高度h越大，微透镜的焦点越接近于光电变换层的最上面，所以光电变换层的最上面的光的集中度变大。
接着，表示对于微透镜的高度h与光电变换层的最上面的光的集中度的关系进行模拟的结果。进而，表示试制使微透镜的高度h变化的图像传感器、对微透镜的高度h与量子效率的下降率的关系评价的结果。
在以下的说明中，所谓第1范围，如图6所示，是指3.0μm单元的中央的一边是1.0μm的正方形的范围。第1范围中的光集中度，是在第1范围中将光强度积分的值。所谓归一化光集中度，在没有微透镜的情况下，即是设微透镜的高度h是0nm的情况下的第1范围中的光集中度为1、将微透镜的各高度h下的第1范围中的光集中度归一化的值。所谓量子效率，是指光电变换层吸收的光的量相对于入射的光的量的比例。所谓量子效率下降率，是指光照射之前的量子效率与10万lux的光照射150小时后的量子效率的差。所谓归一化量子效率下降率，是设微透镜的高度h为1400nm时的量子效率下降率为1、将微透镜的各高度h下的量子效率下降率归一化的值。
图5是表示微透镜的高度h与第1范围中的归一化光集中度的关系、以及微透镜的高度h与归一化量子效率下降率的关系的曲线图。在图5中，实线表示通过模拟求出了微透镜的各高度h下的归一化光集中度的结果。虚线表示通过实验求出了归一化量子效率下降率的结果。
根据由图5的实线表示的曲线图，有微透镜的高度h越大、在俯视中光越集中于像素的中央的趋势。特别是，可知微透镜的高度h从600nm附近到1200nm附近，归一化光集中度的增加率较大。此外，根据由图5的虚线表示的曲线图，有微透镜的高度h越大、在光照射后量子效率越容易下降的趋势。因此，微透镜的高度h越大，在俯视时光越容易集中在像素的中央，所以推测是在像素的中央附近光电变换层的劣化发展，结果带来了量子效率的下降。
换言之，随着从微透镜的顶点到焦点的距离Y比从微透镜的顶点到光电变换层的最上面的距离X大，在俯视中，向像素的中央的光集中度下降。因此，在光照射后量子效率难以下降。
因而，在是Y>X的关系的情况下，由于能够防止光集中入射到像素的中央，所以能够防止光电变换层受到烧伤等的光损伤。因此，能够使摄像装置的耐光性提高，能够减少量子效率的下降。
接着，对微透镜的高度h与量子效率的关系进行了模拟。在模拟中，使用具有图2所示的构造的摄像装置。图7是表示对微透镜的高度h与归一化量子效率的关系进行模拟的结果的曲线图。
这里，所谓归一化量子效率，是将没有微透镜的情况即微透镜的高度h是0nm的情况下的量子效率设为1、将微透镜的各高度h下的量子效率归一化的值。
如图7的曲线图所示，在摄像装置具有图2所示的构造的情况下，在微透镜的高度h为600nm～800nm附近，量子效率成为最大。
接着，对微透镜的高度h与微透镜的聚光特性的关系进行了模拟。在本模拟中，也使用具有与归一化量子效率的模拟同样的结构的摄像装置。图8是表示模拟了微透镜的高度h与归一化入射角特性的关系的结果的图。
这里，所谓入射角特性，是指当将波长530nm的光照射在与绿滤色器对应的G(绿色)像素上时，设相对于G像素以0°(即垂直地)入射的光的量子效率为1，量子效率为0.8时的光的入射角度。所谓归一化入射角特性，是设微透镜的高度h是0nm的情况下的入射角特性为1、将微透镜的各高度h下的入射角特性归一化的值。在图8的曲线图中，归一化入射角特性越大，表示微透镜能够将越宽的入射角的光聚光而用于光电变换。
根据图8的曲线图可知，在摄像装置具有图2所示的构造的情况下，当微透镜的高度h是800nm～1200nm附近时，入射角特性良好。特别是，在微透镜的高度为1000nm附近，入射角特性成为最大。
根据以上的模拟的结果，在微透镜的高度h是1400nm的情况下，到焦点的距离Y与到光电变换层的距离X的关系是Y≈X(Y<X)，微透镜的焦点位于比光电变换层的最上面稍靠上方，即上部电极中。此时，根据由图4的(i)及图5的实线表示的曲线图，光电变换层的最上面中的光强度较大，光集中度也较大。但是，如用图5的虚线表示那样，在微透镜的高度h是1400nm的情况下光照射后的量子效率最低。
当微透镜的高度h是1000nm、800nm、600nm时，是Y>X。当微透镜的高度是1000nm时，微透镜的焦点位于下部电极中，当微透镜的高度是800nm及600nm时，微透镜的焦点位于层间绝缘层中。另外，在层间绝缘层中存在布线层。如由图5的虚线表示那样，如果到焦点的距离Y与到光电变换层的距离X的关系满足Y>X，微透镜的焦点位于比光电变换层的最上面靠下方、位于比半导体基板的最上面靠上方，则能够减少光照射后的劣化。此外，如图7及图8所示，在微透镜的高度h为600nm～1200nm时，量子效率及入射角特性提高。
根据本公开，通过将层叠型的固体摄像装置的微透镜的焦点位置设为比光电变换层的最上面靠下方、进而比光电变换层的最下面靠下方比半导体基板靠上方的长焦点侧，能够提高聚光效率及耐光性。本公开的微透镜可以使用以往的工艺及材料，例如通过变更涂敷膜厚及微透镜形成时的曝光量来实现。
如以上说明，本公开的摄像装置由于能够不使量子效率下降而缓和向光电变换层的光集中度，所以能够减少光电变换层的光损伤。
另外，如上述那样，微透镜的高度h与从半导体基板的上表面到微透镜的焦点的距离Z的关系成为表2那样。由此，图5、图7、图8所示的曲线图能够将从半导体基板的上表面到焦点的距离Z也表现为横轴。以下，基于以距离Z为横轴的曲线图再次说明。
图9与图5对应，表示从半导体基板的上表面到焦点的距离Z与归一化光集中度的关系、以及从半导体基板的上表面到焦点的距离Z与归一化量子效率下降率的关系。图10与图7对应，表示从半导体基板的上表面到焦点的距离Z与归一化量子效率的关系。图11与图8对应，表示从半导体基板的上表面到焦点的距离Z与归一化入射角特性的关系。在各图中，Z＝0(nm)与半导体基板210的上表面对应。Z＝3500(nm)与光电变换层203的下表面对应。Z＝4000(nm)与光电变换层203的上表面对应。
如图9所示，当焦点处于比光电变换层的下表面靠下方时(即，Z<3500时)，归一化光集中度下降，归一化量子效率下降率也变小。即，通过将焦点设为比光电变换层的下表面靠下方，能够提高耐久性。此外，如图10所示，当焦点处于比光电变换层的下表面靠下方时(即，Z<3500时)，归一化量子效率变大。这样，通过将焦点设为比光电变换层的下表面靠下方，能够在使灵敏度提高的同时提高耐久性。进而，如图11所示，当焦点处于比光电变换层的下表面靠下方时(即，Z<3500时)，归一化入射角特性变大。即，通过将焦点设为比光电变换层的下表面靠下方，能够将更宽的入射角的光聚光而用于光电变换。
以上，基于实施方式对有关本公开的摄像装置进行了说明，但本公开并不限定于这些实施方式。只要不脱离本公开的主旨，对于实施方式实施了本领域技术人员想到的各种变形后的形态、或将实施方式的一部分的构成要素组合而构建的其他形态也包含在本公开的范围中。以下，对本实施方式的变形例进行说明。
图2所示的摄像装置200在光电变换部212与微透镜208之间具有滤色器206。但是，滤色器206不是必须的。图12是有关变形例的摄像装置的概略剖面图。图12所示的摄像装置300在绝缘膜205上直接形成有平坦化膜207这一点与图2所示的摄像装置200不同。即使是图12所示的摄像装置300那样的结构，也只要进行设定以使微透镜208的焦点位于半导体基板210的上表面与光电变换层203的下表面之间就可以。由此，能够得到与关于图2所示的摄像装置200说明的效果同样的效果。
此外，图2所示的摄像装置200在半导体基板210与微透镜208之间仅具有一个光电变换部212。但是，在半导体基板210与微透镜208之间也可以具有多个光电变换部。图13是有关其他变形例的摄像装置的概略剖面图。图13所示的摄像装置400在光电变换部212与绝缘膜205之间具备绝缘膜405及光电变换部412这一点与图2所示的摄像装置200不同。在图13所示的摄像装置400那样的情况下，只要进行设定以使微透镜208的焦点位于半导体基板210的上表面与光电变换层203的下表面之间、且半导体基板210的上表面与光电变换层403的下表面之间就可以。即，只要进行设定以使微透镜208的焦点位于半导体基板210的上表面与距半导体基板210最近的光电变换层203的下表面之间就可以。由此，对于光电变换层203及光电变换层403分别能够得到与关于图2所示的摄像装置200说明的效果同样的效果。另外，即使是将光电变换部层叠了3个以上的结构，也能够通过同样的结构得到同样的效果。
产业上的可利用性
本公开的摄像装置能够用在数字照相机及车载照相机等的照相机中。
标号说明
200 摄像装置
201 层间绝缘层
202 下部电极
203 光电变换层
204 上部电极
205 绝缘膜
206a 绿滤色器
206b 蓝滤色器
206c 红滤色器
206 滤色器层
207 平坦化膜
208 微透镜
209 信号检测部
210 半导体基板
211 像素
212 光电变换部

Claims (6)

1.一种摄像装置，其特征在于，
具备：
半导体基板，具有第1面；
微透镜，位于上述半导体基板的上述第1面的上方；以及
至少一个光电变换部，位于上述半导体基板的上述第1面与上述微透镜之间，分别具有第1电极、比上述第1电极更靠近上述微透镜的第2电极、和位于上述第1电极与上述第2电极之间并将光变换为电荷的光电变换层；
上述微透镜的焦点位于比上述至少一个光电变换部中的距上述半导体基板的上述第1面最近的第1光电变换部的上述光电变换层的最下面更靠下方。
2.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
上述微透镜的上述焦点位于上述第1光电变换部的上述光电变换层的上述最下面与上述半导体基板的上述第1面之间。
3.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
还具备位于上述半导体基板的上述第1面与上述第1光电变换部的上述光电变换层之间的布线层；
上述微透镜的上述焦点在俯视时与上述布线层重叠。
4.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
还具备位于上述微透镜与上述光电变换部之间的滤色器。
5.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
上述至少一个光电变换部包括位于上述第1光电变换部与上述微透镜之间的第2光电变换部。
6.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
上述光电变换层包含有机材料。
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