CN110291635A - 固态摄像装置、距离测量装置及其制造方法 - Google Patents

固态摄像装置、距离测量装置及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本技术涉及一种可以提高聚光效率的固态摄像装置、距离测量装置及其制造方法。提供的固态摄像装置包括：像素单元，其中布置有多个像素，每个像素具有光检测单元；微透镜，其针对每个像素形成在光检测单元的光入射表面侧；以及遮光部分，其形成在微透镜周围并遮挡光，其中，微透镜形成在设于遮光部分中的开口部分内。本技术例如适用于CMOS图像传感器。

Description

固态摄像装置、距离测量装置及其制造方法
技术领域
本技术涉及一种固态摄像装置、距离测量装置及其制造方法，特别地，涉及一种可以提高聚光效率的固态摄像装置、距离测量装置及其制造方法。
背景技术
在每个固态摄像元件上形成微透镜例如能够提高聚光效率或提高灵敏度。
专利文献1公开了一种制造透镜阵列的方法，该透镜阵列在从二维方向看时具有均匀的弯曲形状，同时更大程度地减小了相邻微透镜之间的间隙(非透镜部分)。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开No.2008-52004
发明内容
技术问题
同时，通常需要用于提高入射到固态摄像元件中的各个像素上的光的聚光效率的技术。
本技术就是鉴于上述情况而作出的，并且本技术可以提高聚光效率。
问题的解决方案
根据本技术的一方面的固态摄像装置包括：像素单元，其中布置有多个像素，所述每个像素具有光检测单元；微透镜，其针对每个所述像素形成在所述光检测单元的光入射表面侧；以及遮光部分，其形成在所述微透镜周围并遮挡光，其中，所述微透镜形成在设于遮光部分中的开口部分内。
根据本技术的一方面的距离测量装置包括：像素单元，其中布置有多个像素，所述每个像素具有光检测单元；微透镜，其针对每个所述像素形成在所述光检测单元的光入射表面侧；以及遮光部分，其形成在所述微透镜周围并遮挡光，其中，所述微透镜具有光接收单元，所述光接收单元形成在设于遮光部分中的开口部分内。
注意，根据本技术的一方面的固态摄像装置或距离测量装置可以是单独的设备或构成一个设备的内部块。
根据本技术的一方面的固态摄像装置的制造方法包括：在设于遮光部分中的开口部分内形成透镜材料的图案；以及当对在所述开口部分内形成的透镜材料进行热回流以形成微透镜时，以自对准方式形成微透镜，其中所述开口部分的内壁作为阻挡物。
在根据本技术的一方面的制造方法中，在设于遮光部分中的开口部分内形成透镜材料的图案，并且当对在开口部分内形成的透镜材料进行热回流以形成微透镜时，以自对准方式形成微透镜，其中开口部分的内壁作为阻挡物。
本发明的有利效果
根据本技术的一方面，能够提高聚光效率。
注意，这里说明的效果并非是限制性的，并且可以产生本公开中说明的任何效果。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的固态摄像装置的结构的一部分的主要部分截面图。
图2是示出根据第一实施例的固态摄像装置的结构的一部分的示意图。
图3是说明根据第一实施例的固态摄像装置的制造步骤的流程的图。
图4是说明根据第一实施例的固态摄像装置的制造步骤的流程的图。
图5是说明根据第一实施例的固态摄像装置的制造步骤的流程的图。
图6是说明根据第一实施例的固态摄像装置的像素的光学特性的图。
图7是说明传统固态摄像装置的制造步骤的流程的图。
图8是说明传统固态摄像装置的制造步骤的流程的图。
图9是说明传统固态摄像装置的制造步骤的流程的图。
图10是说明传统固态摄像装置的制造步骤的流程的图。
图11是说明传统固态摄像装置的像素的光学特性的图。
图12是示出根据第二实施例的固态摄像装置的结构的一部分的主要部分平面图。
图13是示出根据第三实施例的固态摄像装置的结构的一部分的示意图。
图14是示出根据第四实施例的固态摄像装置的结构的一部分的示意图。
图15是示出根据第五实施例的固态摄像装置的结构的一部分的第一主要部分截面图。
图16是示出根据第五实施例的固态摄像装置的结构的一部分的第二主要部分截面图。
图17是示出根据第五实施例的固态摄像装置的结构的一部分的示意图。
图18是示出根据第六实施例的固态摄像装置的结构的一部分的示意图。
图19是示出根据第七实施例的固态摄像装置的结构的一部分的主要部分截面图。
图20是示出应用了与本公开相关的技术的固态摄像装置的构造的图。
图21是示出应用了与本公开相关的技术的距离测量装置的构造的图。
图22是说明使用TOF系统的距离测量的图。
图23是示出车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。
图24是辅助说明车外信息检测部和摄像部的安装位置的示例的图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图说明本技术的实施例。注意，将按以下顺序给出说明。
1.第一实施例：基本结构
2.第二实施例：开口部分为多边形的结构
3.第三实施例：开口部分以其间隔变窄的方式布置的结构
4.第四实施例：具有RGB像素和IR像素的结构
5.第五实施例：使用遮光部分作为线路配线的结构
6.第六实施例：在遮光部分上形成防反射膜的结构
7.第七实施例：在像素之间不设置遮光部分的结构
8.变形例
9.固态摄像装置的应用例
10.距离测量装置的应用例
11.移动体的应用例
<1.第一实施例>
(固态摄像装置的结构)
图1是示出根据第一实施例的固态摄像装置的结构的一部分的主要部分截面图。在下文中，将参考该主要部分截面图来说明根据第一实施例的固态摄像装置的结构。
根据第一实施例的固态摄像装置具有像素部分(像素区域)，在该像素部分中，多个像素100以二维方式布置。像素100是包括作为用于检测光信号的光检测单元(光电转换单元)的APD(Avalanche Photodiode：雪崩光电二极管)的像素。这里，APD是一种光电二极管，其中，使用称为雪崩倍增的现象来提高光接收灵敏度。
在线性模式或盖革模式(Geiger mode)下使用APD，在线性模式中，利用不大于击穿电压的电压操作反向偏压，在盖革模式中，利用不小于击穿电压的电压操作反向偏压。在盖革模式中，即使入射单个光子，也会出现雪崩现象。这种光电二极管称为单光子雪崩二极管(SPAD，Single Photon Avalanche Diode)。
SPAD在半导体区域内具有雪崩单元(倍增区域)，并且具有如下结构：其中，从一个光子光电转换而来的电子通过该单元后增加至数万个电子。在下文中，将根据第一实施例的固态摄像装置的结构中包括用作光检测单元的APD的SPAD的像素100作为示例进行说明。
在像素100中，n型半导体区域101和p型半导体区域102形成在阱层103内部。阱层103是低浓度的p型或n型半导体区域。例如，n型半导体区域101由硅制成，并且n型半导体区域101是其中具有高杂质浓度的导电类型是n型的半导体区域。p型半导体区域102是其中具有高杂质浓度的导电类型是p型的半导体区域。
p型半导体区域102在p型半导体区域102和n型半导体区域101之间的界面处构成pn结。p型半导体区域102具有倍增区域，在该倍增区域中，对通过入射待检测光而产生的电子(载流子)进行雪崩倍增。
n型半导体区域101用作阴极，并且通过触点111连接到配线112(例如，铜(Cu))。例如，与阴极相对的阳极形成在与n型半导体区域101相同的层中，阳极处在n型半导体区域101和用于分离SPAD等的分离区域(的遮光部分124)之间的位置，并且阳极通过触点113连接到配线114。
在图1中，在阱层103的两侧设置有用于分离相邻像素100的SPAD的分离区域。作为分离区域，在p型半导体区域121和p型半导体区域122之间形成凹槽部分(沟槽)，并且在凹槽部分中埋入绝缘膜123和遮光部分124。
例如，诸如氧化物膜和氮化物膜等绝缘膜可以用作绝缘膜123。此外，例如，诸如钨(W)和铝(Al)等金属可以用作遮光部分124。注意，由与绝缘膜123的材料相同的材料制成的绝缘膜可以用于一体地形成绝缘膜123和遮光部分124。
此外，在像素100的光入射表面侧(光接收表面侧)上形成有片上透镜133。片上透镜133是微透镜，并且当其在像素100上形成时，例如能够提高聚光效率或灵敏度。
在片上透镜133和阱层103之间形成有防反射膜131和绝缘膜132。此外，在片上透镜133的光入射表面侧的表面上还形成有防反射膜134。
这里，片上透镜133形成在设置于遮光部分124中的开口部分内，并且遮光部分124形成在片上透镜133周围。注意，绝缘膜132和防反射膜134层叠在遮光部分124的上部。
图2示意性示出了在设于遮光部分124中的开口部分124C内形成的片上透镜133的结构。
注意，由于像素100在像素区域中以二维方式布置，因此，图2的A示出了当从光入射表面侧观察时与像素区域中布置的多个像素100中的一些像素(3×3像素)对应的平面图。此外，在图2的B的截面图中示出了图2的A所示的平面图中的X-X’截面。
如图2的A所示，针对每个像素100，在遮光部分124中设置具有圆形形状的开口部分124C。片上透镜133形成在开口部分124C内。如图2的A和图2的B所示，片上透镜133是球面透镜(透镜阵列)，当从光入射表面侧看时所述球面透镜是圆形的，并且在二维方向上具有均匀的曲率。
如上所述，形成在像素100上的片上透镜133是在二维方向上具有均匀曲率的球面透镜，因此能够抑制深度方向(层叠方向)上的像差。因此，能够提高聚光效率。此外，如稍后将详细说明的，特别地，包括SPAD的像素100能够改善定时抖动(timing jitter)特性。
注意，图1以及图2所示的固态摄像装置(固态摄像元件)具有背面照射型结构，其中，光从基板的与其上形成有配线层的一侧相对的一侧(从基板的背面侧)入射。此外，图2的B所示的截面图是示意图，其简化了图1所示的截面图，但其结构与图1的截面图基本相同。
例如，在图2中，半导体区域140对应于图1的阱层103，并且倍增区域141对应于图1的p型半导体区域102的倍增区域。此外，钝化膜142对应于诸如图1的防反射膜131和绝缘膜132等保护膜。另外，配线146对应于图1的配线112等。这些对应关系也适用于图3至图5、图6等其他示意图。
(制造步骤的流程)
接下来，将参考图3至图5说明针对根据第一实施例的固态摄像装置的每个像素100形成的片上透镜133的制造步骤的流程。
注意，在图3至图5中，各图中的A部分示出了从光入射表面侧看时与像素区域中的一些像素(3×3像素)对应的平面图，并且各图中的B部分示出了各图的A部分所示的平面图中的X-X’截面的截面图。
首先，作为第一步骤，如图3所示，在半导体区域140中形成具有开口部分124C的遮光部分124。注意，尽管在图中省略，但是作为形成遮光部分124的步骤之前的步骤，例如执行以下步骤：在基板的表面上形成钝化膜142的步骤，通过将杂质注入到基板(硅)中来形成光检测单元(例如SPAD)的步骤等。
这里，例如，刻印基板以形成凹槽部分(沟槽)，并且在凹槽部分中埋入诸如钨(W)等金属。此外，在基板的背面侧加工诸如钨(W)等金属以形成圆形开口。因此，形成具有圆形开口部分124C的遮光部分124。
注意，例如，可以使用诸如氧化物膜和氮化物膜等绝缘膜代替诸如钨(W)等金属作为遮光部分124的材料。
然后，作为第二步骤，如图4所示进行光刻步骤，以在设于遮光部分124中的开口部分124C内形成圆柱形透镜材料133A的图案。注意，例如，诸如光敏树脂等树脂材料可以用作透镜材料133A的材料。
接下来，作为第三步骤，如图5所示，执行热回流步骤。在该步骤中，对在开口部分124C内形成的透镜材料133A进行热回流，以形成半球片上透镜133。
也就是说，当对在圆形开口部分124C内形成的圆柱形透镜材料133A进行热回流时，透镜材料133A熔化并流动。然而，半球片上透镜133借助于表面张力以所谓的自对准方式形成，其中开口部分124C的内壁作为阻挡物。
如图5所示，针对每个像素100形成片上透镜133，并且从光入射表面侧看时片上透镜133是球面透镜(透镜阵列)，并在二维方向上具有均匀的曲率。
通过包括上述步骤的制造步骤，能够制造具有图1所示结构的固态摄像装置。
图6示出了根据第一实施例的固态摄像装置的像素100的光学特性。这里，当从光入射表面侧看片上透镜133时，图6的A的截面图中示出了其倾斜方向上的X1-X1’截面，而图6的B的截面图中示出了其横向方向上的X2-X2’截面。
在由上述制造步骤制造的固态摄像装置中，针对每个像素100形成的片上透镜133是在二维方向上具有均匀曲率的球面透镜。因此，图6的A所示的X1-X1’截面和图6的B所示的X2-X2’截面是相同的截面，并且图中虚线所示的入射光(待检测的光)会聚到同一点(聚光点彼此重合)。因此，能够抑制深度方向上的像差。
如上所述，在根据第一实施例的固态摄像装置中，消除了每个像素100在深度方向上的像差，从而能够提高聚光效率。
注意，片上透镜133的透镜宽度和透镜厚度实际上是根据其折射率设计的，以便具有(几乎)接近半球的曲率。调节透镜的曲率，使得待检测的光落入倍增区域141内，并且还落入设置在倍增区域141下方的金属反射板(配线146)内。也就是说，光通过聚光直径会聚，从而落入在光检测单元下方广泛形成的第一层的配线内，由此光被金属反射板(配线146)反射，并且能够被更有效地获取。
这里，例如，当将根据第一实施例的固态摄像装置应用于距离测量装置(例如，诸如飞行时间(TOF，Time Of Flight)型传感器等距离测量装置)时，定时抖动特性的改进是提高包括SPAD的像素100中的距离测量精度的重要因素之一。
具体地，如稍后将说明的图21所示，TOF型传感器测量从传感器自身发出的光在与物体接触之后反射并返回的时间，从而测量到物体的距离。当使用根据第一实施例的固态摄像装置时，当包括SPAD的像素100接收反射光(待检测的光)时，产生光子。
在这种情况下，当由一个光子的入射产生的电子被传送到倍增区域141时，在像素100中发生雪崩倍增。然而，例如，如果产生电子的位置是像素100的半导体区域140的末端处的区域，则将电子传送到倍增区域141需要时间。像这样，如果电子被传送到倍增区域141之前的时间有变化(光电转换单元的变化)，则定时抖动的幅度变大(例如，在像素100的半导体区域140的末端处的区域中产生的电子带来误差)。
考虑到上述事实，在根据第一实施例的固态摄像装置中，针对每个像素100形成的片上透镜133形成为在二维方向上具有均匀曲率的球面透镜(透镜阵列)，以便使会聚点在深度方向上彼此重合，从而抑制深度方向上的像差，并抑制电子被传送到倍增区域141之前的时间变化(光电转换单元的变化)。
也就是说，由于光进入倍增区域141的会聚变得均匀，因此，能够抑制在对光电转换的电子进行雪崩倍增之前的时间变化。因此，当根据第一实施例的固态摄像装置应用于距离测量装置时，包括SPAD的像素100能够提高距离测量的精度，同时改善定时抖动特性。
此外，在根据第一实施例的固态摄像装置中，片上透镜不是通过回蚀转印形成的，而是在由遮光部分124的开口部分124C围绕的部分处通过热回流形成的。因此，透镜能够具有在低于遮光部分124的位置处具有曲率的部分，并且能够抑制来自光入射表面侧(在光接收表面侧)的串扰。
另外，在根据第一实施例的固态摄像装置中，片上透镜133形成在遮光部分124的开口部分124C内。因此，在制造期间能够抑制片上透镜之间的短路。因此，能够以高产率形成片上透镜。
注意，图7至图10示出了传统片上透镜的制造步骤的流程以进行比较。在传统的制造步骤中，作为第一步骤，首先，在埋入有遮光部分924的半导体区域940上层叠透镜材料933A(图7)。接着，作为第二步骤，在透镜材料933A上形成矩形抗蚀剂材料951的图案(图8)。
然后，作为第三步骤，抗蚀剂材料951的形状通过热回流变形成方形，当从光入射表面侧看时，所述方形的拐角是圆的(图9)。然后，作为第四步骤，去除抗蚀剂材料951的图案，从而形成片上透镜933(图10)。
如图10的A所示，针对每个像素形成片上透镜933，并且片上透镜933形成为方形透镜(透镜阵列)，当从光入射表面侧看时，所述方形透镜的拐角是圆的。此外，如图10的B所示，片上透镜933形成为不仅包括光入射表面侧的半球部分，而且还包括在光入射表面侧的相对表面侧的平坦部分。
这里，图11示出了传统固态摄像装置的像素的光学特性。和上述图6一样，当从光入射表面侧看片上透镜933时，图11的A的截面图中示出了其倾斜方向上的X1-X1’截面，而图11的B的截面图中示出了其横向方向上的X2-X2’截面。
在通过上述传统制造步骤制造的固态摄像装置中，针对每个像素形成的片上透镜933是方形透镜，当从光入射表面侧看时，所述方形透镜的拐角是圆的。因此，图11的A所示的X1-X1’截面和图11的B所示的X2-X2’截面是不同的截面，并且图中虚线所示的入射光(待检测的光)会聚到不同的点(会聚点彼此不重合)。
也就是说，即使在同一片上透镜933中，X1-X1’截面和X2-X2’截面在图中的横向方向上也具有不同的宽度，因此，光会聚在深度方向上的不同位置Z1和Z2处。因此，在传统固态摄像装置中，与上述片上透镜133(图6)不同，片上透镜933未形成为在二维方向上具有均匀曲率的球面透镜。因此，由于会聚位置(Z1和Z2)在深度方向上的差D，产生像差。
因此，在传统固态摄像装置中，由于在深度方向上产生像差而导致无法提高聚光效率，因此不能改善定时抖动特性。此外，在传统固态摄像装置中，由于片上透镜933具有在高于遮光部分924的位置处具有曲率的部分，因此难以抑制串扰。
在根据第一实施例的固态摄像装置中，如上所述，将光敏树脂图案化成圆柱形，并在设于遮光部分124中的圆形开口部分124C处进行热回流，从而以自对准方式形成在二维方向上具有均匀曲率的球面透镜(透镜阵列)。因此，在针对每个像素100形成片上透镜133时，可以抑制深度方向上的像差。因此，能够提高聚光效率。
注意，在根据第一实施例的固态摄像装置中，包括SPAD的像素100能够根据半导体集成技术(例如，互补金属氧化物半导体(CMOS，Complementary Metal OxideSemiconductor)工艺技术)实现大规模阵列结构。也就是说，根据第一实施例的固态摄像装置例如能够被构造为CMOS图像传感器。
<2.第二实施例>
(固态摄像装置的结构)
图12是示出根据第二实施例的固态摄像装置的结构的一部分的主要部分平面图。在下文中，将参考该主要部分平面图说明根据第二实施例的固态摄像装置的结构。
上述根据第一实施例的固态摄像装置示出了如下情况：其中，遮光部分124的开口部分124C的形状形成为圆形，因此半球片上透镜133以自对准方式形成，其中开口部分124C的内壁作为阻挡物。然而，设置在遮光部分124中的开口部分的形状可以是除了圆形之外的任何形状，例如，多边形等。
(第一示例)
图12的A示出了在遮光部分124中设置方形的开口部分124Q的结构。
在图12的A中，当制造根据第二实施例的固态摄像装置时，在光刻步骤中，在开口部分124Q内形成诸如光敏树脂等透镜材料133A的图案，然后，在热回流步骤中，对形成在开口部分124Q内的透镜材料133A进行热回流。
因此，透镜材料133A熔化并流动。然而，片上透镜133以自对准方式形成，其中，具有方形形状的开口部分124Q的内壁作为阻挡物。当从光入射表面侧看时，片上透镜133是具有方形形状的透镜(透镜阵列)。
(第二示例)
图12的B示出了在遮光部分124中设置具有八边形形状的开口部分124O的结构。
在图12的B中，当制造根据第二实施例的固态摄像装置时，在开口部分124O内形成透镜材料133A，然后对透镜材料133A进行热回流。因此，透镜材料133A熔化并流动。然而，片上透镜133以自对准方式形成，其中，具有八边形形状的开口部分124O的内壁作为阻挡物。片上透镜133是从光入射表面侧看时具有八边形形状的透镜(透镜阵列)。
在根据第二实施例的固态摄像装置中，如上所述，即使在例如采用多边形(例如，方形和八边形等)作为设置在遮光部分124中的开口形状的情况下，片上透镜133也能以自对准方式形式，其中开口部分的内壁作为阻挡物。注意，这里，虽然将诸如方形和八边形等多边形形状作为除了圆形之外的开口部分的形状的示例，但是也可以采用任何其他形状。
<3.第三实施例>
(固态摄像装置的结构)
图13是示出根据第三实施例的固态摄像装置的结构的一部分的示意图。在下文中，将参考该示意图说明根据第三实施例的固态摄像装置的结构。注意，图13的A和图13的B分别示出了像素区域中一些像素的平面图和X-X’截面的截面图。
上述根据第一实施例的固态摄像装置示出了如下情况：其中，当从光入射表面侧看时，开口部分124C以均匀间隔(其间具有固定间隙)沿矩阵方向设置在遮光部分124中。然而，设置在遮光部分124中的开口部分124C的布置可以是这样的布置：包括具有根据固定规则的规定形状的阵列的组合。
例如，如图13的A和图13的B所示，能够以这样的方式提供包括具有六边形形状的阵列的组合的布置：像素区域中的各个像素100之间的间隙被更大程度地减小，并且七个像素100被捆绑在一起。在这种情况下，在遮光部分124中的开口部分124C的布置是如下布置：其中，七个开口部分124C被捆绑在一起以组合成具有六边形形状的阵列(其中开口部分124C被最密集地填充以具有六边形形状的结构)，从而对应于像素100的阵列。
通过采用这种布置，如图13的A所示，可以缩小片上透镜133之间的间隙。因此，能够在遮光部分124中设置更多数量的开口部分。
这里，当制造根据第三实施例的固态摄像装置时，在光刻步骤中，在布置成六边形的开口部分124C内形成透镜材料133A的图案，然后，在热回流步骤中，对形成在开口部分124C内的透镜材料133A进行热回流。
因此，透镜材料133A熔化并流动。然而，片上透镜133以自对准方式形成，其中，开口部分124C的内壁作为阻挡物。片上透镜133是在二维方向上具有均匀曲率的球面透镜。
注意，图13示出了示例：开口部分124C针对每七个开口部分124C以六边形形状排列(换句话说，可以说，偶数行或奇数行的开口部分124C在行方向上移动了一半的间距)以缩小片上透镜133之间的间隙。然而，遮光部分124中的开口部分124C也可以通过具有根据另一规则的规定形状的阵列的组合来布置。
在根据第三实施例的固态摄像装置中，如上所述，设置在遮光部分124中的开口部分124C的布置是包括具有根据固定规则的规定形状的阵列的组合的布置。因此，片上透镜133之间的间隙变窄，并且能够在遮光部分124中设置更多数量的开口部分124C(能够排列开口部分而不会造成浪费)。因此，能够增大开口率。因此，还能够提高称为光子检测效率(PDE，Photon Detection Efficiency)的检测效率。
<4.第四实施例>
上述根据第一实施例的固态摄像装置示出了包括作为光检测单元(光电转换单元)的雪崩光电二极管(APD：avalanche photodiode)或单光子雪崩光电二极管(SPAD：single photon avalanche photodiode)的像素100，但可以包括作为光检测单元(光电转换单元)的光电二极管(PD)。
作为包括光电二极管(PD)的像素100，R像素、G像素和B像素例如可以通过在片上透镜133和光电二极管(PD)之间设置彩色滤光片而布置成阵列图案(例如，拜尔阵列等)。
这里，R像素是用于获得与通过彩色滤光片的光的红色(R)成分的光对应的电荷的像素，所述彩色滤光片使红色(R)的波长成分通过。此外，G像素是用于获得与通过彩色滤光片的光的绿色(G)成分的光对应的电荷的像素，所述彩色滤光片使绿色(G)的波长成分通过。B像素是用于获得与通过彩色滤光片的光的蓝色(B)成分的光对应的电荷的像素，所述彩色滤光片允许蓝色(B)的波长成分通过。
注意，拜尔阵列是阵列图案，其中，G像素以棋盘格图案排列，R像素和B像素在其余部分中每隔一行交替排列。此外，这里，例如可以包括除了RGB像素之外的像素(例如，对应于白色(W)的W像素和对应于红外线(IR)的IR像素)。
然而，不需要在W像素上设置彩色滤光片。具体地，未涂覆彩色滤光片的像素或涂覆有在所有可见光区域中具有高透射率的材料代替彩色滤光片的像素是W像素。也就是说，W像素使所有波长区域中的光通过，而其他RGB像素(例如，R像素或B像素)仅使特定波长通过。此外，IR像素是使红外线(IR)通过的像素，并且对红外光的波长带具有灵敏度。
(固态摄像装置的结构)
图14是示出根据第四实施例的固态摄像装置的结构的一部分的示意图。在下文中，将参考该示意图说明根据第四实施例的固态摄像装置的结构。注意，图14的A和图14的B分别示出了像素区域中一些像素的平面图和X-X’截面的截面图。
如图14的A所示，当在遮光部分124中沿矩阵方向以均匀间隔(其间具有固定间隙)设置开口部分124L时，在间隙的区域中设置开口部分124S。在图14的A中，针对包括四个开口部分124L的中心位置的每个区域设置一个开口部分124S。注意，开口部分124S具有类似于开口部分124L的圆形形状，但是开口部分124S的直径小于开口部分124L的直径。
这里，当制造根据第四实施例的固态摄像装置时，在光刻步骤中，在开口部分124L和开口部分124S的每一者内形成与各个开口部分的直径对应的透镜材料133A，然后，在热回流步骤中，对形成在开口部分124L和开口部分124S内的每个透镜材料133A进行热回流。
因此，透镜材料133A熔化并流动。然而，片上透镜133L以自对准方式形成，其中，开口部分124L的内壁作为阻挡物，并且片上透镜133S以自对准方式形成，其中，开口部分124S的内壁作为阻挡物。片上透镜133L和133S都是在二维方向上具有均匀曲率的球面透镜，但是片上透镜133S的直径小于片上透镜133L的直径。
此外，这里，如图14的B所示，对应于片上透镜133L的像素100L可以是R像素、G像素或B像素，并且对应于片上透镜133S的像素100S可以是IR像素。也就是说，在图14的示例中，针对四个RGB像素设置一个IR像素。
在上述根据第四实施例的固态摄像装置中，诸如R像素、G像素、B像素和IR像素等像素可以以规定的阵列图案布置为像素100(100L和100S)。以这种方式，即使包括光电二极管(PD)而不是雪崩光电二极管(APD)或单光子雪崩光电二极管(SPAD)的像素，也能够使对应于各个像素100形成的片上透镜133成为在二维方向上具有均匀曲率的球面透镜。
因此，由于消除了深度方向上的像差，所以如上所述能够提高聚光效率。此外，通过在由遮光部分124的开口部分124L和124S围绕的部分处的热回流形成片上透镜133L和133S，由此，透镜能具有在低于遮光部分124的位置处具有曲率的部分。因此，能够抑制来自光入射表面侧(光接收表面侧)的混色。
另外，在图14的A所示的布局的图案的示例中，在RGB像素以规定的阵列图案布置时产生的空间(区域)中布置IR像素。因此，开口率会随着无效区域的减少而增大。
注意，根据第四实施例的固态摄像装置不仅能够被构造为CMOS图像传感器，而且还能够被构造为例如电荷耦合器件(CCD，Charge Coupled Device)图像传感器等。此外，与第三实施例一样，像素100(例如，R像素、G像素和B像素)的布置可以是其中具有根据固定规则的规定形状的阵列被组合在一起的布置(例如，像素100被最密集地填充以具有六边形形状的结构)。
<5.第五实施例>
(固态摄像装置的结构)
图15是示出根据第五实施例的固态摄像装置的结构的一部分的主要部分截面图。在下文中，将参考该主要部分截面图说明根据第五实施例的固态摄像装置的结构。
在根据第五实施例的固态摄像装置中，例如，当使用诸如钨(W)和铝(Al)等金属作为遮光部分124的材料时，将遮光部分124用作光入射表面侧的线路配线，所述遮光部分124埋入在用于分离SPAD的分离区域中。
也就是说，在图15中，遮光部分221以这样的方式形成：诸如钨(W)等金属埋入在像素100右侧的分离区域中形成的凹槽部分中，并且诸如钨(W)等金属通过贯通孔埋入分离区域右侧的阱层103中，并连接到埋入右侧的分离区域中的金属。
在遮光部分221的上部，层叠有氧化物膜222、遮光膜223和防反射膜224。此外，遮光部分221通过触点115连接到配线116。
此外，在图15中，在遮光部分124中下垂形成阳极触点，从而形成p型阳极接触区域211。因此，可以从图的上方向p型半导体区域102的倍增区域施加电场。在根据第五实施例的固态摄像装置中，如上所述，在执行遮光功能的同时，遮光部分124和221用作阳极触点的线路配线，由此，能够相对于像素100的SPAD下垂形成共用阳极。
此外，在图15所示的结构中，仅在用作线路配线的遮光部分221的上部形成遮光膜223。然而，如图16所示，也可以在遮光部分124的上部形成遮光膜223。注意，遮光膜223可以由与遮光部分124的材料相同的材料制成，以与遮光部分124一体形成。此外，可以在遮光部分124和遮光膜223之间形成氧化物膜。
这里，在图16中，图中虚线的左侧示出了像素区域A1，图中虚线的右侧示出了周边区域A2。也就是说，可以说，虚线左侧的遮光膜223是像素区域遮光膜，并且虚线右侧的遮光膜223是周边区域遮光膜。
注意，多个像素100实际上以二维方式布置在像素区域A1中。因此，如图17所示，在包括像素区域A1和周边区域A2之间的边界的区域中形成用作线路配线的遮光部分221。稍后将参考图20详细说明像素区域A1和周边区域A2之间的关系。
在上述根据第五实施例的固态摄像装置中，遮光部分124和221也用作阳极触点的线路配线，并且在各个像素100的SPAD中下垂形成触点，由此，能够相对于各个像素100的SPAD下垂形成共用阳极。
<6.第六实施例>
(固态摄像装置的结构)
图18是示出根据第六实施例的固态摄像装置的结构的一部分的示意图。在下文中，将参考该示意图说明根据第六实施例的固态摄像装置的结构。
如图18所示，在根据第六实施例的固态摄像装置中，在用于分离相邻像素100的SPAD的分离区域中形成的遮光部分124的上部形成(沉积)防反射膜181。这里，例如，当使用诸如钨(W)和铝(Al)等金属作为遮光部分124的材料时，担心在遮光部分124的表面上反射变大。为了解决这个问题，在遮光部分124上涂覆防反射膜181以抑制表面的反射。
注意，上述其他实施例也示出了沉积防反射膜的结构。这里，为了明确地示出在遮光部分124的上部形成的防反射膜的效果，在图18的截面图中示出了该结构作为另一实施例。
如上所述，在根据第六实施例的固态摄像装置中，利用在遮光部分124的上部形成的防反射膜181，能够减少光在遮光部分124的上表面上的反射。因此，能够抑制由于反射光而导致的串扰。此外，能够减少耀斑的影响。
<7.第七实施例>
(固态摄像装置的结构)
图19是示出根据第七实施例的固态摄像装置的结构的一部分的主要部分截面图。在下文中，将参考该主要部分截面图说明根据第七实施例的固态摄像装置的结构。
上述根据第一实施例的固态摄像装置示出了在像素100之间的分离区域中形成遮光部分124的结构。然而，可以采用未设有遮光部分124的结构。
如图19所示，在根据第七实施例的固态摄像装置中，氧化物膜321埋入在p型半导体区域121和122中形成的凹槽部分(沟槽)中，作为用于在阱层103的两侧分离相邻像素100的SPAD的分离区域。此外，遮光部分322形成在氧化物膜321的上部上。在遮光部分322中，针对每个像素100设置具有圆形形状的开口部分。
这里，当制造根据第七实施例的固态摄像装置时，在光刻步骤中，在遮光部分322的开口部分内形成透镜材料133A的图案，然后，在热回流步骤中，对透镜材料133A进行热回流。因此，以自对准方式形成在二维方向上具有均匀曲率的球面片上透镜133。
在上述根据第七实施例的固态摄像装置中，即使当在分离区域中形成的凹槽部分(沟槽)中埋入氧化物膜321代替遮光部分124时，片上透镜133也能够以自对准方式形成，其中在氧化物膜321的上部形成的遮光部分322的内壁作为阻挡物。
<8.变形例>
(其他结构的示例)
在上述第一实施例等中，可以在用于将SPAD和阱层103分离开的分离区域之间(在分离区域的侧壁上)形成用于累积空穴的空穴累积区域。可替代地，在上述第一实施例等中，形成在分离区域中的遮光部分124可以由诸如钨(W)等金属制成，使得通过向遮光部分124施加电压，在遮光部分124附近形成空穴累积区域。
此外，在上述第一实施例等中，可以采用其中进一步增加阱层103的厚度(深度)的结构。当采用这种结构时，例如可以在阱层103的侧表面侧形成固定电荷膜，同时在分离区域中形成遮光部分124。此外，还能够在固定电荷膜的阱层103的侧表面的一部分中形成空穴累积区域。
另外，在上述第一实施例等中，n型半导体区域101可以具有其他形状。例如，除了触点所连接的部分之外的部分埋入待形成的阱层103中，由此，n型半导体区域101的截面形状能够形成为具有凸出部分的形状。注意，该凸出部分能够连续地或不连续地形成。此外，在这种情况下，n型半导体区域101的平坦形状例如可以是环形。
注意，在上述第一实施例等中，分离区域(的遮光部分124)形成为沿层叠方向从阱层103的上表面侧贯穿到下表面侧。然而，除了遮光部分124从上表面侧完全贯穿到下表面侧的结构之外，也可以采用以下结构：分离区域(的遮光部分124)部分地贯穿并且部分地插入基板等中。
(p-n反转)
此外，作为示例，给出了上述实施例中所示的SPAD的极性，而SPAD可以具有不同的极性(也就是说，可以执行p-n反转)。例如，在第一实施例中，在阱层103内形成n型半导体区域101和p型半导体区域102。然而，可以形成导电类型为p的p型半导体区域101和导电类型为n的n型半导体区域102。此外，阱层103可以是导电类型为n的半导体区域或导电类型为p的半导体区域。
当采用这种结构时，p型半导体区域101用作阳极，并通过触点111连接到配线112。此外，例如，与阳极相对的阴极形成在与p型半导体区域101相同的层中，阴极处于p型半导体区域101和分离区域(的遮光部分124)等之间的位置。
注意，在上述实施例中说明的各层的材料和厚度、或成膜方法和成膜条件等不限于以上说明，而是也可以采用其他材料和厚度、或其他成膜方法和成膜条件。此外，在上述实施例等中具体说明了像素100的构造。然而，并非必须设置所有的层，或者还可以设置有其他层。
<9.固态摄像装置的应用例>
在上述实施例中，说明了包括雪崩光电二极管(APD)、单光子雪崩光电二极管(SPAD)或光电二极管(PD)的像素100。如图20所示，在构成固态摄像装置10的传感器芯片11中设置的像素区域A1中，像素100布置成阵列形状。
逻辑芯片(未示出)连接到布置有像素100的传感器芯片11的下表面(光入射表面相对侧的表面)。在逻辑芯片上，形成用于处理来自像素100的信号或向像素100供电的电路。
周边区域A2布置在像素区域A1的外侧。另外，焊盘区域A3布置在周边区域A2的外侧。
在焊盘区域A3中，作为在从传感器芯片11的上端到达配线层的内部的垂直方向上的孔和作为用于配线到电极焊盘的孔的焊盘开口部分形成为并排布置成一条线。设置在像素区域A1和焊盘区域A3之间的周边区域A2由n型半导体区域和p型半导体区域构成。
<10.距离测量装置的应用例>
上述固态摄像装置适用于测量距离的距离测量装置(测距设备)。图21是示出应用本技术的距离测量装置的构造示例的图。
图21所示的距离测量装置1000被构造成包括：用作光源的光脉冲发射器1011、用作光接收单元的光脉冲接收器1012和RS触发器1013。
这里，将使用TOF(飞行时间)系统的情况作为测量距离的方法的示例。TOF型传感器是这样的传感器：用于测量从传感器自身发出的光在与物体接触之后反射并返回的时间以测量到该物体的距离。例如，TOF型传感器按照图22的时序图中所示的时序进行操作。
将参考图22说明距离测量装置1000的操作。光脉冲发射器1011基于提供给它的触发脉冲发光(传输光脉冲)。然后，光脉冲接收器1012接收在与物体接触之后反射的光。
发射传输光脉冲的时间与接收接收光脉冲的时间之间的差对应于根据到物体的距离的时间，即，光飞行时间TOF。
触发脉冲被提供给RS触发器1013，同时也被提供给光脉冲发射器1011。当触发脉冲被提供给光脉冲发射器1011时发送短时光脉冲，并且当触发脉冲被提供给RS触发器1013时RS触发器1013被复位。
这里，具有包括APD(例如，SPAD等)的像素100的固态摄像装置10(图20)例如能够用作构成TOF型传感器的光脉冲接收器1012。当固态摄像装置10(图20)用作光脉冲接收器1012时，当包括SPAD的像素100接收到接收光脉冲时产生光子。所产生的光子(电脉冲)使RS触发器1013复位。
通过这种操作，能够产生具有与光飞行时间TOF对应的脉冲宽度的栅极信号。通过利用时钟信号等对所产生的栅极信号进行计数，能够计算光飞行时间TOF(作为数字信号输出)。
当执行这样的处理时，距离测量装置1000生成距离信息。然后，能够使用例如距离信息来获得距离图像。
<11.移动体的应用例>
根据本公开的技术(本技术)适用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以实现为安装在以下任一种移动物体上的装置，这些移动物体例如是：汽车、电动汽车、混合动力汽车、摩托车、自行车、个人移动设备、飞机、无人机、船舶和机器人等。
图23是示出车辆控制系统(其作为能够应用根据本公开的实施例的技术的移动体控制系统的示例)的示意性构造的示例的框图。
车辆控制系统12000包括通过通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图23所示的示例中，车辆控制系统12000包括：驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040以及集成控制单元12050。此外，示出微型计算机12051、声音/图像输出部12052以及车载网络接口(I/F)12053作为集成控制单元12050的功能构造。
驱动系统控制单元12010根据各种程序来控制与车辆的驱动系统有关的设备操作。例如，驱动系统控制单元12010起到下述各设备的控制装置的作用，这些设备例如是：诸如内燃机、驱动电机等用于产生车辆的驱动力的驱动力产生设备；用于将驱动力传递到车轮的驱动力传递机构；用于调节车辆的转向角的转向机构；和用于产生车辆的制动力的制动设备等。
车身系统控制单元12020根据各种程序来控制设置在车体上的各种设备的操作。例如，车身系统控制单元12020起到下述各设备的控制装置的作用，这些设备是：无钥匙进入系统；智能钥匙系统；电动车窗装置；或诸如前灯、尾灯、刹车灯、转向信号、雾灯等各种灯。在这种情况下，能够将代替钥匙的从移动设备发射的无线电波或各种开关的信号输入到车身系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收这些输入的无线电波或信号，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置、灯等。
车外信息检测单元12030检测与包括车辆控制系统12000的车辆的外部有关的信息。例如，车外信息检测单元12030与摄像部12031连接。车外信息检测单元12030使摄像部12031拍摄车辆外部的图像，并且接收所拍摄的图像。基于所接收到的图像，车外信息检测单元12030可以对例如路面上的行人、车辆、障碍物、标志、符号等目标执行检测处理或检测到该目标的距离的处理。
摄像部12031是用于接收光并且输出与所接收的光的光量对应的电信号的光学传感器。摄像部12031能够将该电信号作为图像输出，或者能够将该电信号作为有关测量距离的信息输出。此外，由摄像部12031接收的光可以是可见光，或者可以是诸如红外线等非可见光。
车内信息检测单元12040检测与车辆的内部有关的信息。例如，车内信息检测单元12040与用于检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041连接。例如，驾驶员状态检测部12041包括用于拍摄驾驶员的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳程度或专注程度，或者可以判断驾驶员是否在打瞌睡。
基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的与车辆外部或内部有关的信息，微型计算机12051能够计算驱动力产生设备、转向机构、或制动设备的控制目标值，并且能够向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051能够执行用于实现高级驾驶员辅助系统(ADAS：advanced driver assistance system)功能的协同控制，所述高级驾驶员辅助系统功能包括：车辆的碰撞避免或减缓撞击、基于跟随距离的跟随行驶、车速保持行驶、车辆碰撞警告、车辆偏离车道的警告等。
此外，基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的与车辆外部或内部有关的信息，微型计算机12051能够通过控制驱动力产生设备、转向机构、制动设备等来执行用于自动驾驶(使车辆不依赖驾驶员的操作等而自主行驶)的协同控制。
此外，基于由车外信息检测单元12030获得的与车辆外部有关的信息，微型计算机12051能够向车身系统控制单元12020输出控制命令。例如，微型计算机12051能够根据例如由车外信息检测单元12030检测到的前车或对面来车的位置来控制前灯从远光灯变为近光灯，从而执行旨在防眩光的协同控制。
声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号发送到输出设备，该输出设备能够以视觉或听觉的方式向车上的乘客或车辆外部通知信息。在图23的示例中，示出音频扬声器12061、显示部12062和设备面板12063作为输出设备。例如，显示部12062可以包括车载显示器(on-board display)和平视显示器(head-up display)中的至少一者。
图24是示出摄像部12031的安装位置的示例的图。
在图24中，摄像部12031包括摄像部12101、12102、12103、12104和12105。
例如，摄像部12101、12102、12103、12104和12105被设置于车辆12100的前鼻、后视镜、后保险杠和后门以及车内的挡风玻璃的上部的位置。设置于前鼻处的摄像部12101和设置于车内的挡风玻璃的上部处的摄像部12105主要获取车辆12100前方的图像。设置于后视镜处的摄像部12102和12103主要获取车辆12100侧方的图像。设置于后保险杠或后门处的摄像部12104主要获取车辆12100后方的图像。设置于车内的挡风玻璃的上部处的摄像部12105主要用于检测前车、行人、障碍物、信号、交通标志、车道等。
顺便提及，图24示出了摄像部12101～12104的摄像范围的示例。摄像范围12111表示设置于前鼻处的摄像部12101的摄像范围。摄像范围12112和12113分别表示设置于后视镜处的摄像部12102和12103的摄像范围。摄像范围12114表示设置于后保险杠或后门处的摄像部12104的摄像范围。例如，通过将摄像部12101～12104拍摄到的图像数据叠加，从而获得从上方所视的车辆12100的鸟瞰图像。
摄像部12101～12104中的至少一者可以具有获取距离信息的功能。例如，摄像部12101～12104中的至少一者可以是由多个摄像元件构成的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的摄像元件。
例如，基于从摄像部12101～12104获得的距离信息，微型计算机12051能够确定距摄像范围12111～12114内的各个立体物的距离以及该距离随时间的变化(相对于车辆12100的相对速度)，从而将最靠近的立体物(特别地，在车辆12100的行驶道路上并且在与车辆12100大致相同的方向上以预定速度(例如，大于或等于0km/h)行驶)提取为前车。此外，微型计算机12051能够预先设置在前车的前方要保持的跟随距离，并且能够执行自动制动控制(包括跟随停止控制)、自动加速控制(包括跟随起动控制)等。因此，可以执行用于自动驾驶的协同控制，所述自动驾驶使车辆自动行驶而不依赖于驾驶员等的操作。
例如，基于从摄像部12101～12104获得的距离信息，微型计算机12051能够将与立体物有关的立体物数据分为两轮车辆、普通车辆、大型车辆、行人、电线杆、和其他立体物的立体物数据，提取所分类的立体物数据，并且使用所提取的立体物数据来自动避开障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员能够视觉识别的障碍物和难以视觉识别的障碍物。然后，微型计算机12051判定用于表示与各个障碍物发生碰撞风险的碰撞风险。在碰撞风险大于或等于设定值，并因此存在碰撞的可能性的情况下，微型计算机12051通过音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警告，并且通过驱动系统控制单元12010执行强制减速或避让转向。由此，微型计算机12051能够辅助驾驶以避免碰撞。
摄像部12101～12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051能够通过判定在摄像部12101～12104的拍摄图像中是否存在行人来识别行人。例如，通过如下过程来执行行人的这种识别：提取作为红外相机的摄像部12101～12104的拍摄图像中的特征点；以及通过对表示物体轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理来判定是否是行人。当微型计算机12051判定摄像部12101～12104的拍摄图像中存在行人，并因此识别出该行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062，使得在所识别出的行人上叠加显示用于强调的矩形轮廓线。声音/图像输出部12052还可以控制显示部12062，使得在所期望的位置处显示用于表示行人的图标等。
以上说明了与本公开有关的技术适用的车辆控制系统的示例。在上述构造中，与本公开有关的技术适用于摄像单元12031。具体地，图1等的固态摄像装置(图21的距离测量装置)适用于摄像单元12031。由于通过应用与本公开有关的技术能够使摄像单元提高聚光效率，因此，可以实现例如更准确的拍摄图像(距离图像)并且更准确地识别诸如行人等障碍物。
注意，本技术的实施例不限于上述实施例，而是可以在不脱离本技术的精神的情况下以各种方式进行改变。
此外，本技术能够采用以下构造。
(1)一种固态摄像装置，其包括：
像素单元，其中布置有多个像素，所述每个像素具有光检测单元；
微透镜，其针对每个所述像素形成在所述光检测单元的光入射表面侧；以及
遮光部分，其形成在所述微透镜周围并遮挡光，其中，
所述微透镜形成在设于所述遮光部分中的开口部分内。
(2)根据(1)所述的固态摄像装置，其中，
所述开口部分具有圆形形状，并且
所述微透镜是球面透镜，当从所述光入射表面侧看时，所述球面透镜是圆形的，并在二维方向上具有均匀的曲率。
(3)根据(1)所述的固态摄像装置，其中，
所述开口部分具有多边形形状，并且
当从所述光入射表面侧看时，所述微透镜是具有多边形形状的透镜。
(4)根据(1)～(3)中任一项所述的固态摄像装置，其中，
所述开口部分设置成，当从所述光入射表面侧看时，所述微透镜沿矩阵方向以均匀间隔布置。
(5)根据(1)～(3)中任一项所述的固态摄像装置，其中，
所述开口部分设置成，当从所述光入射表面侧看时，所述微透镜以变窄的间隔周期性地布置。
(6)根据(1)～(5)中任一项所述的固态摄像装置，其中，
所述光检测单元是雪崩光电二极管(APD)或单光子雪崩光电二极管(SPAD)。
(7)根据(1)～(5)中任一项所述的固态摄像装置，其中，
所述光检测单元是光电二极管(PD)。
(8)根据(7)所述的固态摄像装置，其中，
所述像素是R像素、G像素或B像素。
(9)根据(8)所述的固态摄像装置，其中，
所述开口部分包括：第一开口部分，其具有规定的直径；以及第二开口部分，其设置在设有所述第一开口部分的区域之外的区域中，并且所述第二开口部分的直径小于所述第一开口部分的直径，
针对所述R像素、所述G像素或所述B像素形成有在所述第一开口部分内形成的第一微透镜，并且
针对IR像素形成有在所述第二开口部分内形成的第二微透镜。
(10)根据(1)～(6)中任一项所述的固态摄像装置，其中，
所述遮光部分由金属制成，并用作所述光检测单元的光入射表面侧的线路配线。
(11)根据(1)～(10)中任一项所述的固态摄像装置，其中，
所述遮光部分的上部形成有防反射膜。
(12)根据(1)～(9)中任一项所述的固态摄像装置，其中，
所述遮光部分由金属或绝缘膜制成。
(13)一种距离测量装置，其包括：
像素单元，其中布置有多个像素，所述每个像素具有光检测单元；
微透镜，其针对每个所述像素形成在所述光检测单元的光入射表面侧；以及
遮光部分，其形成在所述微透镜周围并遮挡光，其中，
所述微透镜具有光接收单元，所述光接收单元形成在设于所述遮光部分中的开口部分内。
(14)一种固态摄像装置的制造方法，所述制造方法包括：
在设于遮光部分中的开口部分内形成透镜材料的图案；以及
当对在所述开口部分内形成的透镜材料进行热回流以形成微透镜时，以自对准方式形成微透镜，其中所述开口部分的内壁作为阻挡物。
附图标记列表
10 固态摄像装置
11 传感器芯片
100 像素
100L,100S 像素
101 n型半导体区域
102 p型半导体区域
103 阱层
121 p型半导体区域
122 p型半导体区域
123 绝缘膜
124 遮光部分
124C 开口部分
124O,124Q 开口部分
124L,124S 开口部分
131 防反射膜
132 绝缘膜
133 片上透镜
133L,133S 片上透镜
134 防反射膜
1000 距离测量装置
1011 光脉冲发射器
1012 光脉冲接收器
1013 RS触发器
12031 摄像单元

Claims (14)

1.一种固态摄像装置，其包括：
像素单元，其中布置有多个像素，所述多个像素各自具有光检测单元；
微透镜，其针对每个所述像素形成在所述光检测单元的光入射表面侧；以及
遮光部分，其形成在所述微透镜周围并遮挡光，其中，
所述微透镜形成在设于所述遮光部分中的开口部分内。
2.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，
所述开口部分具有圆形形状，并且
所述微透镜是球面透镜，当从所述光入射表面侧看时，所述球面透镜是圆形的，并在二维方向上具有均匀的曲率。
3.根据权利要求2所述的固态摄像装置，其中，
所述开口部分具有多边形形状，并且
当从所述光入射表面侧看时，所述微透镜是具有多边形形状的透镜。
4.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，
所述开口部分设置成，当从所述光入射表面侧看时，所述微透镜沿矩阵方向以均匀间隔布置。
5.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，
所述开口部分设置成，当从所述光入射表面侧看时，所述微透镜以变窄的间隔周期性地布置。
6.根据权利要求2所述的固态摄像装置，其中，
所述光检测单元是雪崩光电二极管(APD)或单光子雪崩光电二极管(SPAD)。
7.根据权利要求2所述的固态摄像装置，其中，
所述光检测单元是光电二极管(PD)。
8.根据权利要求7所述的固态摄像装置，其中，
所述像素是R像素、G像素或B像素。
9.根据权利要求8所述的固态摄像装置，其中，
所述开口部分包括：第一开口部分，其具有规定的直径；以及第二开口部分，其设置在设有所述第一开口部分的区域之外的区域中，并且所述第二开口部分的直径小于所述第一开口部分的直径，
针对所述R像素、所述G像素或所述B像素形成有在所述第一开口部分内形成的第一微透镜，并且
针对IR像素形成有在所述第二开口部分内形成的第二微透镜。
10.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，
所述遮光部分由金属制成，并用作所述光检测单元的所述光入射表面侧的线路配线。
11.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，
在所述遮光部分的上部形成有防反射膜。
12.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，
所述遮光部分由金属或绝缘膜制成。
13.一种距离测量装置，其包括：
像素单元，其中布置有多个像素，所述多个像素各自具有光检测单元；
微透镜，其针对每个所述像素形成在所述光检测单元的光入射表面侧；以及
遮光部分，其形成在所述微透镜周围并遮挡光，其中，
所述微透镜具有光接收单元，所述光接收单元形成在设于所述遮光部分中的开口部分内。
14.一种固态摄像装置的制造方法，所述制造方法包括：
在设于遮光部分中的开口部分内形成透镜材料的图案；以及
当对在所述开口部分内形成的所述透镜材料进行热回流以形成微透镜时，以自对准方式形成微透镜，其中所述开口部分的内壁作为阻挡物。
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