CN111052736A - 固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法和电子设备 - Google Patents

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Abstract

[问题]为了提供可以实现相位差检测像素的固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法和电子设备，该相位差检测像素在堆叠有多个光电二极管的结构中在能够实现像素的小型化的同时还能够提高拍摄图像的质量。[解决方案]提供了一种固态摄像元件，其包括多个像素，所述多个像素包括至少两个用于焦点检测的相位差检测像素，其中，各个所述像素具有包括多个光电转换元件的堆叠结构，所述多个光电转换元件彼此堆叠并且吸收波长彼此不同的光以生成电荷，并且在所述相位差检测像素具有的所述堆叠结构中，设置有滤色器，所述滤色器部分地覆盖所述多个光电转换元件中的任意一个光电转换元件的上表面并且吸收特定波长的光。

Description

固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法和电子设备
技术领域
本发明涉及固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法和电子设备。
背景技术
最近的摄像装置已经采用了如下的检测相位差的方法作为自动聚焦功能：该方法使用相对于光束的入射角具有不对称灵敏度的成对的相位差检测像素。能够引用下面列出的专利文献1中公开的固态摄像元件作为这样的示例。在专利文献1中，具体地，通过设置像素的分割的下电极或在像素上设置遮光膜来实现前述的相位差检测像素。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP 2015-50331 A
发明内容
技术问题
在专利文献1公开的相位差检测像素中，会生成不必要的电荷，因此，有时需要提供一种用于排出不必要的电荷的机构(诸如插头)。结果，用于排出不必要的电荷的该机构在基板上占据了一定的面积，这对固态摄像元件的小型化造成限制。
此外，在将包括用于吸收波长彼此不同的光束的多个光电二极管的堆叠结构用作包括遮光膜的各个相位差检测像素的结构的情况下，例如，使用堆叠的光电二极管中的一个光电二极管来检测相位差。在这种情况下，由于存在遮光膜，堆叠在各个相位差检测像素中的其他光电二极管的入射光束量小于不包括遮光膜的普通像素中的光电二极管的入射光束量，因此，各个相位差检测像素由于灵敏度降低而被视为缺陷像素。因此，未用于检测相位差的光电二极管不能起到普通像素中的光电二极管的作用，这可能会导致固态摄像元件拍摄的图像的质量(诸如分辨率)降低。
因此，鉴于上述情况，本发明提出了：能够实现相位差检测像素的新颖且改进的固态摄像元件，该相位差检测像素在包括多个光电二极管的堆叠结构中能够实现像素的更细小图案并且还能够提高拍摄图像的质量；固态摄像元件的制造方法；以及电子设备。
解决技术问题的技术方案
根据本发明，提供了一种固态摄像元件，其包括：多个像素，其包括至少两个用于焦点检测的相位差检测像素，其中，各个所述像素具有包括多个光电转换元件的堆叠结构，所述多个光电转换元件彼此堆叠并且吸收波长彼此不同的光以生成电荷，并且在所述相位差检测像素具有的所述堆叠结构中，设置有滤色器，所述滤色器部分地覆盖所述多个光电转换元件中的任意一个光电转换元件的上表面并且吸收特定波长的光。
此外，根据本发明，提供了一种固态摄像元件的制造方法，所述固态摄像元件包括多个像素，所述多个像素包括至少两个用于焦点检测的相位差检测像素，所述方法包括：堆叠多个光电转换元件，所述多个光电转换元件吸收波长彼此不同的光以生成电荷；并且形成滤色器，所述滤色器部分地覆盖所述多个光电转换元件中的任意一个光电转换元件的上表面并且吸收特定波长的光。
此外，根据本发明，提供了一种电子设备，其包括固态摄像元件，所述固态摄像元件包括多个像素，所述多个像素包括至少两个用于焦点检测的相位差检测像素，其中，各个所述像素具有包括多个光电转换元件的堆叠结构，所述多个光电转换元件彼此堆叠并且吸收波长彼此不同的光以生成电荷，并且在所述相位差检测像素具有的所述堆叠结构中，设置有滤色器，所述滤色器部分地覆盖所述多个光电转换元件中的任意一个光电转换元件的上表面并且吸收特定波长的光。
本发明的有益效果
如上所述，根据本发明，可以实现在包括多个光电二极管的堆叠结构中能够实现像素的更细小图案并且还能够提高拍摄图像的质量的相位差检测像素。
应当注意，前述的有益效果不一定是限制性的，并且除了前述的有益效果以外或代替前述的有益效果，还可以产生本说明书中描述的任何有益效果或从本说明书中理解的其他有益效果。
附图说明
图1是图示了根据本发明的实施例的固态摄像元件的示例性平面构造的说明图。
图2是图示了根据本发明的实施例的普通像素的示例性截面构造的说明图。
图3是图示了根据本发明的第一实施例的相位差检测像素的示例性截面构造的说明图。
图4是图示了根据同一实施例的像素阵列部的示例性平面构造的说明图。
图5是图示了根据同一实施例的变形例1的像素阵列部的示例性平面构造的说明图。
图6是图示了根据同一实施例的变形例2的像素阵列部的示例性平面构造的说明图。
图7是图示了根据同一实施例的变形例3的像素阵列部的示例性平面构造的说明图。
图8是图示了根据同一实施例的变形例4的像素阵列部的示例性平面构造的说明图。
图9是图示了根据同一实施例的变形例5的像素阵列部的示例性平面构造的说明图(第1部分)。
图10是图示了根据同一实施例的变形例5的像素阵列部的示例性平面构造的说明图(第2部分)。
图11是图示了根据本发明的第二实施例的相位差检测像素的示例性截面构造的说明图(第1部分)。
图12是图示了根据同一实施例的相位差检测像素的示例性截面构造的说明图(第2部分)。
图13是图示了根据同一实施例的像素阵列部的示例性平面构造的说明图。
图14是图示了根据本发明的第三实施例的相位差检测像素的示例性截面构造的说明图。
图15是图示了根据本发明的第四实施例的相位差检测像素的示例性截面构造的说明图。
图16是图示了根据本发明的第五实施例的相位差检测像素的示例性截面构造的说明图。
图17是图示了本发明的第六实施例的说明图(第1部分)。
图18是图示了同一实施例的说明图(第2部分)。
图19是图示了同一实施例的说明图(第3部分)。
图20是图示了根据本发明的第一实施例的固态摄像元件的制造方法的截面图(第1部分)。
图21是图示了根据本发明的第一实施例的固态摄像元件的制造方法的截面图(第2部分)。
图22是图示了根据本发明的第一实施例的固态摄像元件的制造方法的截面图(第3部分)。
图23是图示了根据本发明的第一实施例的固态摄像元件的制造方法的截面图(第4部分)。
图24是图示了包括含有根据本发明的实施例的固态摄像元件的摄像装置的示例性电子设备的说明图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本发明的优选实施例。应当注意，在本说明书和附图中，用相同的附图标记表示在功能和构造上彼此基本相同的组成元件，以避免重复描述。
同样在本说明书和附图中，为了彼此区分组成元件，在某些情况下，除了末尾数字，用相同的附图标记表示在功能和构造上彼此基本相同或相似的组成元件。然而，如果不需要彼此区分组成元件，则用相同的附图标记表示在功能和构造上彼此基本相同或相似的组成元件。此外，为了彼此区分组成元件，在某些情况下，除了末尾字母，用相同的附图标记表示不同实施例中相似的组成元件。然而，如果不需要彼此区分组成元件，则用相同的附图标记表示相似的组成元件。
在下面的描述中用于参照的附图仅用于图示本发明的实施例和帮助理解本发明的实施例。为了便于理解，在某些情况下，附图中所示的组成元件的形状、尺寸和比例等与实际的组成元件的形状、尺寸和比例等不同。此外，考虑到下面的描述和已知技术，可以适当地设计和改变附图中所示的固态摄像元件。在参照截面图描述固态摄像元件时，固态摄像元件中的堆叠结构的上下方向对应于在假设固态摄像元件的光入射表面朝上时的相对方向，因此在某些情况下，该上下方向与根据实际重力加速度的上下方向不同。
在下面的描述中，术语“基本相同”不仅包含数学上的相同或相等，而且还包含在根据本发明的实施例的固态摄像元件的操作中允许的差异(误差)。同样在下面的描述中，形状的用语是指几何定义的形状，并且还意味着将包含在固态摄像元件的操作和固态摄像元件的制造步骤中允许的差异(误差、变形)的形状视为与几何定义的形状相似的形状。
同样在下面的描述中，术语“电气连接”指的是多个部件彼此直接连接或多个部件经由任何部件彼此间接连接的状态。
按照下面的顺序给出描述。
1.固态摄像元件的示意性构造
2.普通像素的具体构造
3.本发明人如何设计本发明的实施例的背景
4.第一实施例
4.1相位差检测像素的具体构造
4.2变形例
5.第二实施例
5.1基于蓝色光束检测相位差的相位差检测像素的具体构造
5.2基于红色光束检测相位差的相位差检测像素的具体构造
5.3基于不同颜色的光束检测相位差的混合相位差检测像素
6.第三实施例
7.第四实施例
8.第五实施例
9.第六实施例
10.第七实施例
11.第八实施例
12.总结
13.补充
<<1.固态摄像元件的示意性构造>>
首先，参照图1，将给出根据本发明的实施例的固态摄像元件1的示意性构造的描述。图1是图示了根据本发明的实施例的固态摄像元件1的示例性平面构造的说明图。如图1所示，根据本发明的实施例的固态摄像元件1包括：半导体基板10，其例如由硅制成；像素阵列部30，其中，多个像素100以矩阵形式布置着，该像素阵列部30被设置在半导体基板10上；以及周边电路，其被设置在半导体基板10上以便围绕像素阵列部30。此外，固态摄像元件1包括作为周边电路的垂直驱动电路32、列信号处理电路34、水平驱动电路36、输出电路38和控制电路40等。在下文中，将给出固态摄像元件1中的各个块的细节的描述。
(像素阵列部30)
如先前所述，像素阵列部30具有以矩阵形式二维布置的多个像素100。像素100包括：普通像素100x，其生成用于图像生成的信号；以及成对的相位差检测像素100a和100b，其生成用于焦点检测的信号。也就是说，在像素阵列部30中，将一些普通像素100x与相位差检测像素100a和100b交换。
具体地，成对设置的相位差检测像素100a和相位差检测像素100b分别包括例如稍后描述的滤色器600等，并且相位差检测像素100a和相位差检测像素100b相对于光束的入射角具有不对称的灵敏度。如上所述，成对设置的相位差检测像素100a和100b相对于光束的入射角具有不对称的灵敏度，这导致检测到的图像发生偏移。包括固态摄像元件1的摄像装置(未图示)基于图像的这种偏移来计算相位偏移量，计算散焦量，并且调节(移动)拍摄镜头(未图示)，从而实现自动聚焦功能。应当注意，成对设置的相位差检测像素100a和100b可以沿着图1中的左右方向(水平方向)被布置，或者可以沿着图1中的上下方向(垂直方向)被布置。此外，成对设置的相位差检测像素100a和100b可以并排布置，或者可以被布置成将普通像素100x插入在其间。
各个像素100包括用作光电转换元件的光电二极管和多个像素晶体管(例如，金属氧化物半导体(MOS：Metal-Oxide-Semiconductor)晶体管)。具体地，像素晶体管包括例如四个MOS晶体管，即传输晶体管、选择晶体管、复位晶体管和放大晶体管。
可替代地，各个像素100可以具有共用的像素结构。像素共用结构由多个光电二极管、多个传输晶体管、一个共享的浮动扩散部(浮动扩散区)和一个共享的共用晶体管构成。也就是说，在共用的像素结构中，构成多个单位像素的光电二极管和传输晶体管共享一个浮动扩散部和一个共用晶体管。稍后将描述普通像素100x的具体结构。
(垂直驱动电路32)
垂直驱动电路32包括例如移位寄存器。垂直驱动电路32选择一条像素驱动线42，并且将用于驱动像素100的脉冲供应给所选择的像素驱动线42以以行为单位驱动像素100。换句话说，垂直驱动电路32沿着垂直方向(图1中的上下方向)以行为单位依次扫描像素阵列部30的像素100，并且垂直驱动电路32通过垂直信号线44将基于信号电荷的像素信号供应给列信号处理电路34(稍后描述)，所述信号电荷是根据各个像素100的光电二极管接收的光束的量而生成的。
(列信号处理电路34)
列信号处理电路34分别针对像素100的列被设置。各个列信号处理电路34以像素列为单位对从一行中的像素100输出的像素信号执行诸如噪声消除之类的信号处理。例如，各个列信号处理电路34执行诸如相关双采样(CDS：Correlated Double Sampling)和模数(AD：Analog-Degital)转换之类的信号处理，以消除各个像素特有的固定模式噪声。
(水平驱动电路36)
水平驱动电路36包括例如移位寄存器。水平驱动电路36依次输出水平扫描脉冲，从而顺序地选择列信号处理电路34并使列信号处理电路34将像素信号分别输出到水平信号线46。
(输出电路38)
输出电路38通过水平信号线46依次接收来自列信号处理电路34的像素信号，对所接收的像素信号执行信号处理，并且输出经过信号处理的像素信号。输出电路38可以起到例如被构造成执行缓冲的功能单元的作用。可替代地，输出电路38可以执行诸如黑电平调节、列变化校正和各种数字信号处理之类的处理。应当注意，缓冲指的是为了补偿处理速度和传输速度的差异而在交换像素信号时临时存储像素信号的处理。此外，输入输出端子48是用于与外部装置交换信号的端子。
(控制电路40)
控制电路40接收输入时钟和用于指示例如操作模式的数据，并且输出诸如固态摄像元件1的内部信息之类的数据。也就是说，控制电路40基于垂直同步信号、水平同步信号和主时钟，生成作为垂直驱动电路32、列信号处理电路34和水平驱动电路36等的操作的基准的时钟信号和控制信号。然后，控制电路40将所生成的时钟信号和控制信号输出到垂直驱动电路32、列信号处理电路34和水平驱动电路36等。
<<2.普通像素的具体构造>>
接下来，参照图2，将给出根据本发明的实施例的普通像素100的截面结构中的具体构造的描述。图2是图示了根据本发明的实施例的普通像素100x的示例性截面构造的说明图。具体地，该示例性截面构造对应于沿着半导体基板10的厚度方向切割的三个普通像素100x的截面。
如图2所示，在普通像素100中，由例如硅制成的半导体基板10包括第一导电类型(例如，P型)的半导体区域12以及两个第二导电类型(例如，N型)的半导体区域14a和14b。在半导体区域12中，半导体区域14a在半导体基板10的厚度方向上叠加在半导体区域14b上。由此形成的半导体区域14a和14b通过PN结用作两个堆叠的光电二极管(PD)(光电转换元件)202和204。例如，具有半导体区域14a的PD 202是接收蓝色光束(例如，波长在450nm～495nm的范围内的光束)并对蓝色光束进行光电转换的光电二极管。具有半导体区域14b的PD 204是接收红色光束(例如，波长在620nm～750nm的范围内的光束)并对红色光束进行光电转换的光电二极管。
半导体基板10还包括设置在与半导体区域12相反的区域中(图2中的下侧)的布线层16。此外，布线层16设置有多个像素晶体管(未图示)和多条配线18，所述多个像素晶体管读取在PD 202和204处生成的电荷，所述多条配线18由钨(W)、铝(Al)或铜(Cu)等形成。应当注意，图2没有具体地图示布线层16。
半导体基板10还可以包括插头(未图示)，该插头将由稍后描述的光电转换膜300进行光电转换后的电荷输出到布线层16，并且该插头被设置成穿透半导体基板10。在这种情况下，插头可以经由设置在布线层16中的配线18而连接至浮动扩散部(未图示)，该浮动扩散部被设置在半导体基板10中所设置的第二导电类型(例如，N型)的半导体区域中。该浮动扩散部是用于临时保持由光电转换膜300进行光电转换后的电荷的区域。
如图2所示，透明绝缘膜400被设置在半导体基板10上。透明绝缘膜400包括例如两层或三层氧化铪(HfO2)膜和氧化硅膜的层压膜。
光电转换膜300被设置在透明绝缘膜400上，并且光电转换膜300夹在上电极302a和下电极302b之间。光电转换膜300、上电极302a和下电极302b构成PD 200。PD 200是接收例如绿色光束(例如，波长在495nm～570nm的范围内的光束)并对绿色光束进行光电转换的光电二极管。应当注意，上电极302a和下电极302b中的各者可以由例如铟锡氧化物(ITO)膜或铟锌氧化物膜等形成。稍后将详细地描述用于光电转换膜300的材料。
如图2所示，上电极302a以共用的方式针对多个像素100连续地设置。另一方面，下电极302b以分割的方式针对像素100分别设置。此外，下电极302b可以经由配线电气连接至前述的插头(未图示)，所述配线由钨、铝或铜等形成并且被设置成穿透透明绝缘膜400。
如图2所述，高折射率层500被设置在上电极302a上。高折射率层500包括诸如氮化硅膜(SiN)、氮氧化硅膜(SiON)或碳化硅(SiC)之类的无机膜。此外，片上透镜(透镜部)502被设置在高折射率层500上。各个片上透镜502可以由例如氮化硅膜(SiN)或诸如苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂或硅氧烷树脂之类的树脂材料形成。
如上所述，根据本发明的实施例的固态摄像元件1的各个普通像素100x具有包括分别与三种颜色的光束对应的PD 200、202和204的堆叠结构。换句话说，固态摄像元件1是纵向光谱型固态摄像元件，其中，形成在半导体基板10上方的光电转换膜300(PD 200)对绿色光束进行光电转换，并且半导体基板10中的PD 202和PD 204分别对蓝色光束和红色光束进行光电转换。
应当注意，光电转换膜300可以由有机材料或无机材料形成。例如，在光电转换膜300由有机材料形成的情况下，有机材料可以选自如下的四种材料：(a)P型有机半导体材料；(b)N型有机半导体材料；(c)包括P型有机半导体材料层、N型有机半导体材料层、以及P型有机半导体材料和N型有机半导体材料的混合层(体异质结构)之中的至少两者的层压结构；以及(d)P型有机半导体材料和N型有机半导体材料的混合层。
P型有机半导体材料的具体示例可以包括萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、芘衍生物、苝衍生物、并四苯衍生物、并五苯衍生物、喹吖啶酮衍生物、噻吩衍生物、噻吩并噻吩衍生物、苯并噻吩衍生物、苯并噻吩并苯并噻吩衍生物、三烯丙基胺衍生物、咔唑衍生物、苝衍生物、苉衍生物、
Figure BDA0002384093360000101
衍生物、荧蒽衍生物、酞菁衍生物、亚酞菁衍生物、亚紫菜嗪(subporphyrazine)衍生物、具有杂环化合物作为配体的金属络合物、聚噻吩衍生物、聚苯并噻二唑衍生物和聚芴衍生物等。
N型有机半导体材料的示例可以包括：富勒烯和富勒烯衍生物<例如，诸如C60、C70或C74之类的富勒烯(高级富勒烯)、或内嵌型富勒烯等)或富勒烯衍生物(例如，富勒烯氟化物、苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)富勒烯化合物和富勒烯多聚体等)>、具有比P型有机半导体更深的最高占据分子轨道(HOMO：Highest Occupied Molecular Orbital)和最低未占据分子轨道(LUMO：Lowest Unoccupied Molecular Orbital)的有机半导体、以及透明的无机金属氧化物。N型有机半导体材料的更具体示例可以包括：含有氮原子、氧原子或硫原子的杂环化合物；具有例如吡啶衍生物、吡嗪衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、异喹啉衍生物、吖啶衍生物、吩嗪衍生物、菲咯啉衍生物、四唑衍生物、吡唑衍生物、咪唑衍生物、噻唑衍生物、噁唑衍生物、咪唑衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并三唑衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噁唑衍生物、咔唑衍生物、苯并呋喃衍生物、二苯并呋喃衍生物、亚紫菜嗪衍生物、聚亚苯基亚乙烯基衍生物、聚苯并噻二唑衍生物或聚芴衍生物等作为分子骨架的一部分的有机分子；有机金属络合物；以及亚酞菁衍生物。此外，富勒烯衍生物中所含的基团等的示例可以包括：支链或环状的烷基基团或苯基基团；具有直链或稠合芳族化合物的基团；具有卤化物的基团；部分氟代烷基基团；全氟烷基基团；烷基甲硅烷基基团；烷氧基甲硅烷基基团；芳基甲硅烷基基团；芳基硫烷基基团；烷基硫烷基基团；芳基磺酰基基团；烷基磺酰基基团；芳基硫基基团；烷基硫基基团；氨基基团；烷基氨基基团；芳氨基基团；羟基基团；烷氧基基团；酰氨基基团；酰氧基基团；羰基基团；羧基基团；羧酰胺基团；烷氧羰基基团；酰基基团；磺酰基基团；氰基基团；硝基基团；具有硫族化合物的基团；膦基团；膦酸基团；以及这些基团的衍生物。应当注意，由有机材料形成的光电转换膜300的厚度没有限制。例如，该厚度可以是1×10-8m～5×10-7m，优选为2.5×10-8m～3×10-7m，更优选为2.5×10- 8m～2×10-7m。此外，在前述的描述中，有机半导体材料被分类成P型和N型。在本文中，P型意味着空穴容易输送，并且N型意味着电子容易输送。换句话说，有机半导体材料不限于如下的解释：像无机半导体材料一样，有机半导体材料具有空穴或电子作为用于热激发的多数载流子。
更具体地，为了起到接收绿色光束并对绿色光束进行光电转换的PD200的光电转换膜300的作用，该光电转换膜300可以包含例如光吸收材料，诸如罗丹明染料、花青素染料、喹吖啶酮衍生物或亚酞菁染料(亚酞菁衍生物)。
在光电转换膜300由无机材料形成的情况下，无机半导体材料的示例可以包括：晶体硅；非晶硅；微晶硅；晶体硒；非晶硒；以及作为黄铜矿类化合物的CIGS(CuInGaSe)、CIS(CuInSe2)、CuInS2、CuAlS2、CuAlSe2、CuGaS2、CuGaSe2、AgAlS2、AgAlSe2、AgInS2和AgInSe2。可替代地，无机半导体材料的示例可以包括作为III-V族化合物的GaAs、InP、AlGaAs、InGaP、AlGaInP和InGaAsP。此外，无机半导体材料的示例还可以包括诸如CdSe、CdS、In2Se3、In2S3、Bi2Se3、Bi2S3、ZnSe、ZnS、PbSe和PbS之类的化合物半导体。此外，在本发明的实施例中，由这些材料制成的量子点可以用作光电转换膜300。
应当注意，根据本发明的实施例的固态摄像元件1不限于包括设置在半导体基板10上方并且包括光电转换膜300的PD 200以及设置在半导体基板10中的PD 202和204的堆叠结构。在本实施例中，例如，固态摄像元件1可以具有如下的堆叠结构：该堆叠结构包括设置在半导体基板10上方并且包括光电转换膜300的PD 200和设置在半导体基板10中的PD202，即，包括两个PD 200和202的堆叠结构。同样在本实施例中，固态摄像元件1可以具有包括设置在半导体基板10上方的三个PD 200、202和204的堆叠结构。在这种情况下，PD 200、202和204中的各者可以包括光电转换膜300。此外，各个光电转换膜300可以由有机半导体材料形成。在这种情况下，为了起到接收蓝色光束并对蓝色光束进行光电转换的PD 202的光电转换膜300的作用，该光电转换膜300可以包含例如香豆酸染料、三-8-羟基喹啉铝(Alq3)或花青素染料等。为了起到接收红色光束并对红色光束进行光电转换的PD 204的光电转换膜300的作用，该光电转换膜300可以包含酞菁染料或亚酞菁染料(亚酞菁衍生物)等。
<<3.本发明人如何设计本发明的实施例的背景>>
接下来，在对本发明的各个实施例进行具体描述之前，将给出本发明人如何设计本发明的实施例的背景的描述。
如先前所述，摄像装置已经采用了使用相对于光束的入射角具有不对称灵敏度的成对的相位差检测像素100a和100b来检测相位差的方法作为自动聚焦功能。例如，专利文献1如下地实现相位差检测像素。也就是说，相位差检测像素100a和100b分别包括分割的下电极302b，并且具有相对于光束的入射角不对称的形状的光接收表面。可替代地，相位差检测像素100a和100b还通过例如设置遮光膜以便分别覆盖光接收表面的一半而被实现。更具体地，在成对设置的相位差检测像素100a和100b的各个光接收表面中的对称位置处设置遮光膜，以便覆盖光接收表面的一半。在例如专利文献1中公开了这样的相位差检测像素100a和100b。
例如，在如图2所示的固态摄像元件1中一样的包括用于吸收波长彼此不同的光束的三个PD 200、202和204的堆叠结构中，对改变下电极302b的形状以实现相位差检测像素100a和100b的情况进行了研究。在这种情况下，相位差检测像素100a和100b的PD 200能够检测相位差。此外，位于相位差检测像素100a和100b中各者的下侧的PD 202和204能够发挥与普通像素100x的PD 202和204一样的作用。然而，在这种情况下，会在检测相位差检测像素100a和100b中的相位差时生成不必要的电荷，因此，需要提供一种用于排出不必要的电荷的机构(例如插头等)，这对固态摄像元件1的小型化造成限制。
另一方面，在相位差检测像素100a和100b分别设置有遮光膜的情况下，不需要设置用于排出电荷的机构。然而，由于存在遮光膜，因此位于相位差检测像素100a和100b中各者的下侧的PD 202和204接收的光束量低于普通像素100x的PD 202和204接收的光束量。结果，位于相位差检测像素100a和100b中各者的下侧的PD 202和204不能发挥与没有设置遮光膜的普通像素100x的PD 202和204一样的作用。因此，在固态摄像元件1中，由于存在相位差检测像素100a和100b，因此起到普通像素的光电二极管的作用的光电二极管的数量减少，这导致拍摄图像的质量(诸如分辨率)降低。此外，如果遮光膜反射的光束经过意外的光路，则有时会在相位差检测像素100a和100b中各者的PD 200等处生成不必要的电荷。在这种情况下，存在着电荷可能会散布在周围像素上的可能性，从而对周围像素产生不利影响(例如，在周围像素处造成起霜(blooming)等)。
因此，鉴于上述情况，关于实现在纵向方向上包括多个光电二极管(PD 200、202和204)的堆叠结构中能够实现像素的更细小图案并且还能够提高拍摄图像的质量的相位差检测像素100a和100b，本发明人已经设计出本发明的这样的实施例。具体地，本发明的实施例通过在前述的堆叠结构中设置用于吸收特定波长的光束的滤色器来实现能够实现像素的更细小图案并且还能够提高拍摄图像的质量的相位差检测像素100a和100b。在下文中，将依次详细地描述本发明的实施例。
<<4.第一实施例>>
<4.1相位差检测像素的具体构造>
首先，参照图3和图4，将给出根据本发明的第一实施例的相位差检测像素100a和100b的具体构造的描述。图3是图示了根据本实施例的相位差检测像素100a和100b的示例性截面构造的说明图。具体地，该示例性截面构造对应于相位差检测像素100a的截面、普通像素100x的截面和相位差检测像素100b的截面，这些像素是沿着半导体基板10的厚度方向切割的。在图3中，由实线表示的箭头800表示绿色光束的光路，由虚线表示的箭头802表示蓝色光束的光路，并且由点划线表示的箭头804表示红色光束的光路。图4是图示了根据本实施例的像素阵列部30的示例性平面构造的说明图。具体地，图4图示了从上方观察半导体基板10时的固态摄像元件1中的像素阵列部30的一部分。为了容易理解稍后描述的滤色器600的位置，图4没有图示分别设置在半导体基板10上方的高折射率层500和片上透镜502。此外，在图4中，由虚线表示的区域表示一个像素。
如图3所示，相位差检测像素100a和100b的堆叠结构与先前描述的普通像素100x的堆叠结构几乎相同，除了滤色器600被设置在上电极302a上。具体地，相位差检测像素100a包括具有矩形形状的滤色器600。该滤色器600被设置在上电极302a上，以便覆盖相位差检测像素100a的光接收表面的右半部分。相位差检测像素100b也包括具有矩形形状的滤色器600。该滤色器600被设置在上电极302a上，以便覆盖相位差检测像素100b的光接收表面的左半部分。换句话说，相位差检测像素100a和100b关于滤色器600在光接收表面中的位置是彼此不同的。相位差检测像素100a和100b成对地操作，以检测相位差。应当注意，本文中使用的光接收表面指的是从上方观察半导体基板10时的普通像素100x、相位差检测像素100a和相位差检测像素100b中各者的堆叠的PD 200、202和204接收光的表面。更具体地，光接收表面对应于形成有在图4的平面图中由虚线表示的像素的区域。特别地，关于PD 200，光接收表面对应于由下电极302b限定的表面。
应当注意，在本实施例中，各个滤色器600不限于这样的构造：各个滤色器600被形成为覆盖对应的光接收表面的一半。如图4所示，例如，各个滤色器600可以被形成为使得位于滤色器600的平面中心的中心点604的位置与对应的片上透镜502的光轴504的位置不同。也就是说，在本实施例中，各个滤色器600可以被设置成覆盖对应的光接收表面的一部分。在本实施例中，优选地，各个滤色器600是矩形滤色器，其面积是对应的光接收表面的面积的一半。然而，即使在各个滤色器600的面积与对应的光接收表面的面积的一半略有不同时，其也是允许的。此外，如图4所示，像素阵列部30可以具有多个成对设置的相位差检测像素100a和100b。
如图3和图4所示，成对设置的相位差检测像素100a和100b可以彼此并置并且其间插入一个或多个普通像素100x，或者成对设置的相位差检测像素100a和100b可以彼此并置并且其间没有插入普通像素100x(参见图9)。
各个滤色器600是用于吸收绿色光束的滤色器(品红色滤波器)。也就是说，各个滤色器600能够吸收波长与PD 200吸收的光束的波长相等的光束。具体地，各个滤色器600可以由例如包含罗丹明染料、花青素染料、喹吖啶酮衍生物或亚酞菁染料(亚酞菁衍生物)等的树脂材料形成。
当如上所述地设置滤色器600时，相位差检测像素100a和100b被形成为相对于绿色光束800的入射角具有不对称的灵敏度。此外，由于相位差检测像素100a和100b相对于绿色光束800的入射角的灵敏度彼此不同，因此，在由相位差检测像素100a检测到的图像和由相位差检测像素100b检测到的图像之间发生相位偏移。因此，根据本实施例，接收绿色光束800并对绿色光束800进行光电转换的PD 200能够检测相位差。此外，滤色器600防止对于检测相位差不必要的光束进入相位差检测像素100a和100b的PD 200，因此，在检测相位差时不会生成不必要的电荷。因此，根据本实施例，不需要设置用于排出不必要的电荷的机构，这导致固态摄像元件1的进一步小型化。
此外，如图3所示，各个滤色器600允许蓝色光束802和红色光束804的透射。因此，如在普通像素100x的PD 202和204中一样，相位差检测像素100a和100b中各者的PD 202和204能够检测蓝色光束802和红色光束804。因此，相位差检测像素100a和100b中各者的PD202和204能够如普通像素100x的PD 202和204一样被使用。也就是说，根据本实施例，相位差检测像素100a和100b中各者的PD 202和204能够起到普通像素100x的PD 202和204的作用，这能够避免拍摄图像的质量(诸如分辨率)降低。此外，根据本实施例，由于没有设置遮光膜，因此，不存在如下的可能性：由于遮光膜的反射而生成不必要的电荷并且不必要的电荷散布在周围像素上，从而对周围像素产生不利影响。
如图4所示，在像素阵列部30上，相位差检测像素100a和100b沿着水平方向(图中的左右方向)彼此并置，并且其间插入普通像素100x。此外，如先前所述，在相位差检测像素100a中，滤色器600被设置在上电极302a上以便覆盖相位差检测像素100a的光接收表面的右半部分。另一方面，在相位差检测像素100b中，滤色器600被设置在上电极302a上以便覆盖相位差检测像素100b的光接收表面的左半部分。可以说，成对设置的相位差检测像素100a和100b沿着水平方向彼此并置，并分别具有被设置成在水平方向上覆盖光接收表面的一半的滤色器600，因此，相位差检测像素100a和100b具有用于检测水平方向上的相位差的高灵敏度。
优选地，为了实现拍摄图像的更高分辨率，像素阵列部30具有大量的普通像素100x。然而，如果相位差检测像素100a和100b的数量减少，则自动聚焦会失去准确性，或者自动聚焦速度会变慢。因此，优选的是，考虑到分辨率和自动聚焦的准确性之间的平衡等，适当地选择像素阵列部30上的相位差检测像素100a和100b的数量以及形成在像素阵列部30上的相位差检测像素100a和100b的位置等。
如上所述，根据本实施例，可以实现在包括PD 200、202和204的堆叠结构中能够实现像素的更细小图案并且还能够提高拍摄图像的质量的相位差检测像素100a和100b。
<4.2变形例>
接下来，参照图5至图10，将给出本实施例的变形例1至5的描述。图5至图10是分别图示了根据本实施例的变形例1至5的像素阵列部30的示例性平面构造的说明图。应当注意，如在图4中一样，为了容易理解滤色器600的位置，图5至图10没有图示分别设置在半导体基板10上方的高折射率层500和片上透镜502。
(变形例1)
如图5所示，根据变形例1，在像素阵列部30上，成对设置的相位差检测像素100a和100b可以沿着垂直方向(图中的上下方向)彼此并置，并且其间插入多个普通像素100x。如图5所示，在相位差检测像素100a中，如在第一实施例中一样，滤色器600被设置在上电极302a上以便覆盖相位差检测像素100a的光接收表面的右半部分。在相位差检测像素100b中，滤色器600被设置在上电极302a上以便覆盖相位差检测像素100b的光接收表面的左半部分。
(变形例2)
根据变形例2，滤色器600可以分别被设置成覆盖相位差检测像素100a和100b的光接收表面的上半部分或下半部分。具体地，如图6所示，在相位差检测像素100a中，滤色器600被设置在上电极302a上以便覆盖相位差检测像素100a的光接收表面的上半部分。在相位差检测像素100b中，滤色器600被设置在上电极302a上以便覆盖相位差检测像素100b的光接收表面的下半部分。如图6所示，根据本变形例，在像素阵列部30上，成对设置的相位差检测像素100a和100b可以沿着垂直方向(图中的上下方向)彼此并置，并且其间插入多个普通像素100x。可以说，成对设置的相位差检测像素100a和100b沿着垂直方向彼此并置，并且分别具有在垂直方向上覆盖光接收表面的一半的滤色器600，因此，相位差检测像素100a和100b具有用于检测垂直方向上的相位差的高灵敏度。
(变形例3)
根据变形例3，如在变形例2中一样，在相位差检测像素100a中，滤色器600被设置成覆盖相位差检测像素100a的光接收表面的上半部分。在相位差检测像素100b中，滤色器600被设置成覆盖相位差检测像素100b的光接收表面的左半部分。此外，根据本变形例，在像素阵列部30上，成对设置的相位差检测像素100a和100b沿着垂直方向(图中的上下方向)彼此并置，并且其间插入多个普通像素100x。然而，关于相位差检测像素100a和相位差检测像素100b之间的位置关系，变形例3与图6所示的变形例2不同。具体地，如图7所示，根据本变形例，以相位差检测像素100a相对于相位差检测像素100b位于图中上侧的这样的位置关系设置的成对的相位差检测像素100a和100b以及以相位差检测像素100a相对于相位差检测像素100b位于图中下侧的这样的位置关系设置的成对的相位差检测像素100a和100b以混合状态布置着。
也就是说，如在第一实施例以及变形例1至3中所述，相位差检测像素100a和100b的滤色器600可以分别被设置成覆盖光接收表面的左半部分和右半部分，或者可以分别被设置成覆盖光接收表面的上半部分和下半部分。此外，成对设置的相位差检测像素100a和相位差检测像素100b之间的位置关系没有特别限制。在像素阵列部30上，相位差检测像素100a和100b可以沿着水平方向(图中的左右方向)彼此并置，或者可以沿着垂直方向(图中的上下方向)彼此并置。此外，如先前所述，成对设置的相位差检测像素100a和100b可以彼此并置并且其间插入一个或多个普通像素100x，或者成对设置的相位差检测像素100a和100b可以彼此并置并且其间没有插入普通像素100x。
(变形例4)
根据第一实施例以及变形例1至3，各个滤色器600是覆盖对应的光接收表面的左半部分或右半部分或者覆盖对应的光接收表面的上半部分或下半部分的矩形滤色器。然而，根据本发明的实施例，各个滤色器600的形状不限于此。各个滤色器600可以是覆盖光接收表面的相对于对角线的半部分的三角形滤色器。具体地，如图8所示，根据本变形例，在相位差检测像素100a中，滤色器600被设置成覆盖相位差检测像素100a的光接收表面的对角线以上的半部分。在相位差检测像素100b中，滤色器600被设置成覆盖相位差检测像素100b的光接收表面的对角线以下的半部分。此外，根据本变形例，在像素阵列部30上，成对设置的相位差检测像素100a和100b沿着垂直方向(图中的上下方向)彼此并置并且其间插入多个普通像素100x。
(变形例5)
根据第一实施例以及变形例1至4，成对设置的相位差检测像素100a和100b彼此并置，并且其间插入一个或多个普通像素100x。然而，根据本发明的实施例，成对设置的相位差检测像素100a和100b可以彼此并置，并且其间没有插入普通像素100x。此外，在这种情况下，成对设置的相位差检测像素100a和100b的滤色器600可以彼此连接并集成为一个滤色器。根据本变形例，集成的滤色器600能够在对滤色器600进行处理时实现精度的提高和时间的减少。
具体地，如图9所示，根据本变形例，在像素阵列部30上，成对设置的相位差检测像素100a和100b沿着垂直方向(图中的上下方向)彼此并置，并且其间没有插入普通像素100x。此外，在相位差检测像素100a中，滤色器600覆盖相位差检测像素100a的光接收表面的上半部分。在相位差检测像素100b中，滤色器600覆盖相位差检测像素100b的光接收表面的下半部分。
在成对设置的相位差检测像素100a和100b彼此并置并且其间没有插入普通像素100x的情况下，如图10所示，成对设置的相位差检测像素100a和100b的滤色器600可以彼此连接并集成为一个滤色器。也就是说，根据本变形例，滤色器600可以被设置成覆盖相位差检测像素100a的光接收表面的上半部分和相位差检测像素100b的光接收表面的下半部分。
<<5.第二实施例>>
根据第一实施例，用于吸收绿色光束的滤色器600允许相位差检测像素100a和100b基于绿色光束800检测相位差。然而，本发明的实施例不限于基于绿色光束800检测相位的相位差检测像素。例如，本发明的实施例可以采用基于蓝色光束802检测相位差的相位差检测像素或基于红色光束804检测相位差的相位差检测像素。在下文中，参照图11至图13，将给出本发明的第二实施例的描述。根据第二实施例，基于蓝色光束802或红色光束804检测相位差。图11和图12是分别图示了根据本实施例的相位差检测像素100a和100b的示例性截面构造的说明图。具体地，该示例性截面构造对应于相位差检测像素100a的截面、普通像素100x的截面和相位差检测像素100b的截面，这些像素是沿着半导体基板10的厚度方向切割的。在图11和图12中，如在图3中一样，由实线表示的箭头800表示绿色光束的光路，由虚线表示的箭头802表示蓝色光束的光路，并且由点划线表示的箭头804表示红色光束的光路。图13是图示了根据本实施例的像素阵列部30的示例性平面构造的说明图。应当注意，如在图4中一样，为了容易理解滤色器600a和600b的位置，图13没有图示分别设置在半导体基板10上方的高折射率层500和片上透镜502。
<5.1基于蓝色光束检测相位差的相位差检测像素的具体构造>
首先，参照图11，将给出基于蓝色光束802检测相位差的相位差检测像素100a和100b的描述。如图11所示，根据本实施例的相位差检测像素100a和100b中各者的堆叠结构与根据图3所示的第一实施例的相位差检测像素100a和100b中各者的堆叠结构相同。然而，滤色器600a与根据第一实施例的滤色器不同。各个滤色器600a是用于吸收蓝色光束802的滤色器(黄色滤波器)。也就是说，各个滤色器600a能够吸收波长与PD 202吸收的光束的波长相等的光束。具体地，各个滤色器600a可以由例如包含香豆酸染料、三-8-羟基喹啉铝(Alq3)或花青素染料等的树脂材料形成。
如上所述，用于吸收蓝色光束802的滤色器600a允许相位差检测像素100a和100b在接收蓝色光束802并对蓝色光束802进行光电转换的PD 202处检测相位差。此外，如图11所示，各个滤色器600a允许绿色光束800和红色光束804的透射。因此，如在普通像素100x的PD 200和204中一样，相位差检测像素100a和100b中各者的PD 200和204能够检测绿色光束800和红色光束804。因此，相位差检测像素100a和100b中各者的PD 200和204能够如普通像素100x的PD 200和204一样被使用。
<5.2基于红色光束检测相位差的相位差检测像素的具体构造>
接下来，参照图12，将给出基于红色光束804检测相位差的相位差检测像素100a和100b的描述。如图12所示，根据本实施例的相位差检测像素100a和100b中各者的堆叠结构也与根据图3所示的第一实施例的相位差检测像素100a和100b中各者的堆叠结构相同。然而，滤色器600b与根据第一实施例的滤色器不同。各个滤色器600b是用于吸收红色光束804的滤色器(青色滤波器)。也就是说，各个滤色器600b能够吸收波长与PD 204吸收的光束的波长相等的光束。具体地，各个滤色器600b可以由例如包含酞菁染料或亚酞菁染料(亚酞菁衍生物)等的树脂材料形成。
如上所述，用于吸收红色光束804的滤色器600b允许相位差检测像素100a和100b在接收红色光束804并对红色光束804进行光电转换的PD 202处检测相位差。此外，如图12所示，各个滤色器600b允许绿色光束800和蓝色光束802的透射。因此，如在普通像素100x的PD 200和202中一样，相位差检测像素100a和100b中各者的PD 200和202能够检测绿色光束800和蓝色光束802。因此，相位差检测像素100a和100b中各者的PD 200和202能够如普通像素100x的PD 200和202一样被使用。
<5.3基于不同颜色的光束检测相位差的混合相位差检测像素>
在第一和第二实施例中，相位差检测像素100a和100b基于绿色光束800、蓝色光束802和红色光束804中的一者检测相位差，也就是说，相位差检测像素100a和100b基于单色光束检测相位差。然而，本发明的实施例不限于基于单色光束检测相位差。例如，本发明的实施例可以采用分别基于三种颜色的光束检测相位差的相位差检测像素100a和100b的组合。该构造能够根据摄像场景中的各种光源和被摄体来检测相位差。
如图13所示，在像素阵列部30上，成对设置的相位差检测像素100a和100b沿着垂直方向(图中的上下方向)彼此并置，并且其间插入普通像素100x。具体地，在图13的中央处成对设置的相位差检测像素100a和100b分别包括滤色器600，也就是说，起到基于绿色光束800检测相位差的成对设置的相位差检测像素的作用。此外，在图13的左侧成对设置的相位差检测像素100a和100b分别包括滤色器600a，也就是说，起到基于蓝色光束802检测相位差的成对设置的相位差检测像素的作用。此外，在图13的右侧成对设置的相位差检测像素100a和100b分别包括滤色器600b，也就是说，起到基于红色光束804检测相位差的成对设置的相位差检测像素的作用。如上所述，一个像素阵列部30具有：基于光束800检测相位差的成对的相位差检测像素100a和100b；基于光束802检测相位差的成对的相位差检测像素100a和100b；以及基于光束804检测相位差的成对的相位差检测像素100a和100b，光束800、802和804的颜色彼此不同。该构造能够基于三种颜色的光束检测相位差。因此，与基于单色光束检测相位差相比，图13所示的示例能够根据摄像场景中的各种光源和被摄体以更高的精度检测相位差。
如上所述，根据本实施例，可以实现能够实现像素的更细小图案、能够提高拍摄图像的质量并且还能够基于波长(颜色)彼此不同的三种光束800、802和804来检测相位差的相位差检测像素100a和100b。优选地，考虑到根据拜耳布置等在像素阵列部30上布置的普通像素100x的阵列，布置基于波长彼此不同的三种光束来检测相位差的相位差检测像素100a和100b。
<<6.第三实施例>>
在如第二实施例中所述，相位差检测像素100a和100b基于蓝色光束802或红色光束804检测相位差的情况下，滤色器600a或600b不一定要设置在上电极302a上。更具体地，滤色器600a或600b可以分别被设置在下电极302b下方。在下文中，参照图14，将给出本发明的第三实施例的描述。根据第三实施例，滤色器600a被设置在下电极302b下方。图14是图示了根据本实施例的相位差检测像素100a和100b的示例性截面构造的说明图。具体地，该示例性截面构造对应于相位差检测像素100a的截面、普通像素100x的截面和相位差检测像素100b的截面，这些像素是沿着半导体基板10的厚度方向切割的。在图14中，如在图3中一样，由实线表示的箭头800表示绿色光束的光路，由虚线表示的箭头802表示蓝色光束的光路，并且由点划线表示的箭头804表示红色光束的光路。
如图14所示，根据本实施例的相位差检测像素100a和100b中各者的堆叠结构也与根据图3所示的第一实施例和第二实施例中各者的相位差检测像素100a和100b中各者的堆叠结构几乎相同。然而，滤色器600a与根据第二实施例的滤色器不同，并且滤色器600a被设置在下电极302b下方并且被设置在半导体基板10的上表面上。也就是说，在本实施例中，各个滤色器600a被设置成覆盖PD 202中相应的一个PD 202的上表面的一半。换句话说，滤色器600a被设置成覆盖PD 202的光接收表面的一半。应当注意，各个滤色器600a是用于吸收蓝色光束802的滤色器。
如上所述，用于吸收蓝色光束802而且被设置在下电极302b下方并且被设置在半导体基板10的上表面上的滤色器600a允许相位差检测像素100a和100b在接收蓝色光束802并对蓝色光束802进行光电转换的PD 202处检测相位差。此外，如图14所示，各个滤色器600a允许红色光束804的透射。因此，如在普通像素100x的PD 204中一样，相位差检测像素100a和100b的PD 204能够检测红色光束804。
应当注意，在本实施例中，图14所示的滤色器600a可以被用于吸收红色光束804的滤色器600b代替。在这种情况下，相位差检测像素100a和100b能够在接收红色光束804并对红色光束804进行光电转换的PD204处检测相位差。
也就是说，关于用于检测相位差的光束的颜色，本发明的实施例没有特别限制。此外，根据所期望的相位差检测光束，可以适当地选择滤色器600的类型和滤色器600的位置。表1示出了本实施例中的相位差检测光束的类型、与相位差检测光束对应的滤色器600的类型和滤色器600的位置的组合。
表1
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如上所述，根据本实施例，即使当滤色器600的位置不同时，也可以实现能够实现像素的更细小图案并且还能够提高拍摄图像的质量的相位差检测像素100a和100b。
<<7.第四实施例>>
根据本发明的实施例的固态摄像元件1不限于浮动扩散部临时保持由光电转换膜300进行光电转换后的电荷的形式，而是根据本发明的实施例的固态摄像元件1也可以采用光电转换膜300临时保持电荷的形式。
在下文中，参照图15，将给出本发明的第四实施例的描述。图15是图示了根据本实施例的相位差检测像素100a和100b的示例性截面构造的说明图。具体地，该示例性截面构造对应于相位差检测像素100a的截面、普通像素100x的截面和相位差检测像素100b的截面，这些像素是沿着半导体基板10的厚度方向切割的。在图15中，如在图3中一样，由实线表示的箭头800表示绿色光束的光路，由虚线表示的箭头802表示蓝色光束的光路，并且由点划线表示的箭头804表示红色光束的光路。
如图15所示，根据本实施例，普通像素100x、相位差检测像素100a和相位差检测像素100b分别包括被分割成下电极302b-1和下电极302b-2的下电极302b。应当注意，在本实施例中，各个下电极302b不一定要分割成两个下电极，而是可以分割成至少两个下电极。具体地，在相位差检测像素100a和100b中的各者中，例如，下电极302b-1被形成为具有比下电极302b-2的面积更小的面积。同样在普通像素100x中，下电极302b-1也被形成为具有比下电极302b-2的面积更小的面积。此外，这些下电极302b-2隔着绝缘膜304面对光电转换膜300。
此外，在普通像素100x中，下电极302b-2连接至配线(未图示)以通过该配线接收所期望的电位。下电极302b-1也连接至配线(未图示)以通过该配线接收所期望的电位。此外，下电极302b-1经由插头(未图示)等连接至设置在半导体基板10上的浮动扩散部(未图示)。在本实施例中，通过控制施加到下电极302b-1的电位和施加到下电极302b-2的电位，能够使在光电转换膜300处生成的电荷累积在光电转换膜300中，或者能够使电荷输出到浮动扩散部。换句话说，下电极302b-2起到电荷累积用电极的作用，其根据施加到下电极302b-2的电位来吸引在光电转换膜300处生成的电荷并且使光电转换膜300累积电荷。
绝缘膜304的材料的示例不仅可以包括无机绝缘材料，例如氧化硅材料、氮化硅(SiNy)和诸如氧化铝(Al2O3)之类的金属氧化物高介电绝缘材料，而且还包括有机绝缘材料(有机聚合物)，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；聚乙烯基苯酚(PVP)；聚乙烯醇(PVA)；聚酰亚胺；聚碳酸酯(PC)；聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)；聚苯乙烯；诸如N-2(氨乙基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷(AEAPTMS)、3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)和十八烷基三氯硅烷(OTS)之类的硅烷醇衍生物(硅烷偶联剂)；酚醛清漆型酚醛树脂；氟树脂；以及诸如十八烷硫醇和十二烷基异氰酸酯之类的直链烃，其一端具有可与控制电极键合的官能团。此外，在本实施例中，这些材料能够组合使用。氧化硅材料的示例可以包括氧化硅(SiOX)、BPSG、PSG、BSG、AsSG、PbSG、氮氧化硅(SiON)、旋涂玻璃(SOG)和低介电常数材料(例如，聚芳基醚、环全氟化碳聚合物和苯并环丁烯、环状氟树脂、聚四氟乙烯、氟化芳基醚、氟化聚酰亚胺、非晶碳、有机SOG)。
将进一步给出图15所示的相位差检测像素100a和100b的具体描述。同样在本实施例中，相位差检测像素100a和100b的结构与前述普通像素100x的结构相似。此外，如在根据前述实施例的相位差检测像素100a和100b中一样，相位差检测像素100a和100b中的各者包括覆盖其光接收表面的一部分的滤色器600。因此，在相位差检测像素100a和100b中的各者中，光电转换膜300的未被滤色器600覆盖的部分能够吸收绿色光束800，从而生成电荷。如在前述的普通像素100x中一样，根据施加到对应的下电极302b-1的电位和施加到对应的下电极302b-2的电位，能够将由此生成的电荷累积在光电转换膜300中或输出到外部。因此，使用电荷能够检测相位差。
另一方面，光电转换膜300的位于滤色器600下方的部分由于滤色器600的存在而不能吸收绿色光束800，因此该部分不能生成电荷。因此，由于滤色器600在光接收表面中的位置在图中偏向右或偏向左，所以相位差检测像素100a和相位差检测像素100b相对于光束的入射角具有不对称的灵敏度。此外，由于相位差检测像素100a和100b相对于绿色光束800的入射角的灵敏度彼此不同，因此，在由相位差检测像素100a检测到的图像和由相位差检测像素100b检测到的图像之间发生相位差。结果，同样在本实施例中，成对的相位差检测像素100a和100b能够检测相位差。
也就是说，根据本实施例，即使在允许光电转换膜300临时保持电荷的固态摄像元件1中，也可以以滤色器600被设置成部分地覆盖相位差检测像素100a和100b的光接收表面的方式实现相位差检测像素100a和100b。同样在根据本实施例的相位差检测像素100a和100b中，PD 202和204能够如普通像素100x的PD 202和204一样被使用。
因此，根据本实施例，即使以光电转换膜300临时保持电荷的形式，也可以实现能够提高拍摄图像的质量的相位差检测像素100a和100b。
<<8.第五实施例>>
根据本发明的实施例，如上所述，用于吸收波长彼此不同的光束的三个PD 200、202和204堆叠。然而，本发明的实施例不限于包括三个PD 200、202和204的这样的堆叠结构。例如，本发明的实施例可以采用包括两个PD 200和204的堆叠结构。在下文中，参照图16，将给出本发明的第五实施例的描述。根据第五实施例，两个PD 200和204堆叠以构成堆叠结构。图16是图示了根据本实施例的相位差检测像素100a和100b的示例性截面构造的说明图。具体地，该示例性截面构造对应于相位差检测像素100a的截面、普通像素100x的截面和相位差检测像素100b的截面，这些像素是沿着半导体基板10的厚度方向切割的。在图16中，如在图3中一样，由实线表示的箭头800表示绿色光束的光路，由虚线表示的箭头802表示蓝色光束的光路，并且由点划线表示的箭头804表示红色光束的光路。
在本实施例中，如图16所示，相位差检测像素100a和100b的堆叠结构与根据第一实施例的前述相位差检测像素100a和100b的堆叠结构几乎相同，除了仅在半导体基板10中设置PD 204。根据本实施例的相位差检测像素100a和100b与根据第一实施例的相位差检测像素100a和100b的不同之处还在于，滤色器602被设置在半导体基板10上，也就是说，滤色器602被设置成完全覆盖PD 204的光接收表面。在图16所示的示例中，各个PD 204是接收红色光束804并对红色光束804进行光电转换的光电二极管。如在根据第二实施例的滤色器600a中一样，各个滤色器602是用于吸收蓝色光束802的滤色器(黄色滤波器)。换句话说，滤色器602吸收波长与位于滤色器602下方的PD 204吸收的光束的波长不同的光束。因此，在根据本实施例的相位差检测像素100a和100b中的各者中，PD 200起到基于绿色光束800检测相位差的相位差检测像素的作用，并且PD 204起到检测红色光束804的普通像素的作用。
在本实施例中，如在根据第二实施例的滤色器600b中一样，各个滤色器602可以是用于吸收红色光束804的滤色器(青色滤波器)。在这种情况下，设置在半导体基板10中的光电二极管用作接收蓝色光束并对蓝色光束进行光电转换的PD 202。
如上所述，滤色器602在堆叠结构中被设置在PD 204附近，这改善了拍摄图像中的分离比。然而，由于热量会趋于改变滤色器600和602，因此优选的是，图16所示的堆叠结构中的各个层被形成为避免对滤色器600和602施加高的热量。
<<9.第六实施例>>
在下文中，参照图17至图19，将给出作为本发明的第六实施例的根据本发明的实施例的滤色器600的吸收光谱特性的描述。图17至图19是分别图示了本实施例的说明图。具体地，图17至图19分别图示了用于吸收绿色光束800的滤色器600关于波长的吸收光谱特性。在各个图中，实线表示滤色器600的示例性吸收光谱特性，并且虚线分别表示光电二极管200、202和204的示例性吸收光谱特性。
具体地，在基于绿色光束800检测相位差的相位差检测像素100a和100b的情况下，如图17所示，优选地，用于吸收绿色光束800的PD 200的吸收峰的波长与分别用于吸收绿色光束800的滤色器600的吸收峰的波长基本相同。同样优选地，PD 200的吸收峰的展宽(extension)与滤色器600的吸收峰的展宽基本相同。该构造以优选的方式确保了各个颜色的分离比。为了获得具有图17所示的吸收光谱特性的滤色器600，各个滤色器600由包含与PD 200中的染料相同的染料的树脂材料形成。也就是说，各个滤色器600由例如包含罗丹明染料、花青素染料、喹吖啶酮衍生物或亚酞菁染料(亚酞菁衍生物)等的树脂材料形成。
如在前述的描述中一样，在基于蓝色光束802检测相位差的相位差检测像素100a和100b的情况下，优选地，分别用于吸收蓝色光束802的PD 202的吸收峰的波长与分别用于吸收蓝色光束802的滤色器600a的吸收峰的波长基本相同。同样优选地，PD 202的吸收峰的展宽与滤色器600a的吸收峰的展宽基本相同。在这种情况下，各个滤色器600a由包含与各个PD 202中的染料相同的染料的树脂材料形成。也就是说，各个滤色器600a由例如包含香豆酸染料、三-8-羟基喹啉铝(Alq3)或花青素染料等的树脂材料形成。
如在前述的描述中一样，在基于红色光束804检测相位差的相位差检测像素100a和100b的情况下，优选地，分别用于吸收红色光束804的PD 204的吸收峰的波长与分别用于吸收红色光束804的滤色器600b的吸收峰的波长基本相同。同样优选地，PD 204的吸收峰的展宽与滤色器600b的吸收峰的展宽基本相同。在这种情况下，各个滤色器600b由包含与各个PD 204中的染料相同的染料的树脂材料形成。也就是说，各个滤色器600b由例如包含酞菁染料或亚酞菁染料(亚酞菁衍生物)等的树脂材料形成。
此外，半导体基板10中的PD 202和204的吸收光谱特性根据滤色器600的吸收光谱在较长波长侧和较短波长侧的吸收峰的拖尾程度而变化。如图18所示，例如，在滤色器600在较长波长侧和较短波长侧具有较宽的吸收峰的情况下，基于绿色光束800检测相位差的PD 200能够检测相位差，并且允许绿色有一定程度的颜色偏差。然而，由于滤色器600在一定程度上吸收蓝色光束802和红色光束804，因此，在分别用于吸收蓝色光束802和红色光束804的PD 202和204处易于发生颜色偏差。结果，存在着PD 202和204可能无法如普通像素100x的PD 202和204一样被使用的可能性。
相比之下，如图19所示，在滤色器600在较长波长侧和较短波长侧具有较窄的吸收峰的情况下，用于吸收蓝色光束802和红色光束804的PD 202和204能够如在普通像素100x的PD 202和204中一样抑制颜色偏差。然而，基于绿色光束800检测相位差的PD 200的分离比低。
也就是说，在本发明的实施例中，为了实现检测相位差的PD 200的优选分离比以及设置在半导体基板10中的PD 202和204的优选吸收光谱特性，优选地，适当地选择滤色器600的材料。
<<10.第七实施例>>
接下来，参照图20至图23，将给出根据图3所示的第一实施例的固态摄像元件1的制造方法的描述。图20至图23是分别图示了根据本发明的第一实施例的固态摄像元件的制造方法的截面图。
首先，如图20所示，在半导体基板10的半导体区域12中形成插头(未图示)以及堆叠的PD 202和204等。此外，在半导体基板10的下表面上形成布线层16，该布线层16包括用于对累积在PD 202和204中的电荷执行读取等的多个像素晶体管(未图示)和多条配线18。
接下来，在半导体基板10的上表面上形成包括分别具有预定厚度的氧化铪膜和氧化硅膜的层压层。此外，插头可以被形成为以这样的方式穿透层压层：通过光刻在层压层中形成开口(未图示)，并且用诸如钨、铝或铜之类的金属材料填充由此形成的开口。
此外，通过化学机械抛光(CMP：Chemical Mechanical Polishing)使层压层的上表面平坦化。例如，在该上表面上形成ITO膜，并对该ITO膜进行图案化。由此形成了下电极302b。
然后，在下电极302b和层压层上层压氧化硅膜等。对新层压的膜进行例如CMP，以具有与下电极302b的厚度相等的厚度。结果，形成了透明绝缘膜400。
此外，在透明绝缘膜400上形成用于对绿色波长范围内的光束进行光电转换的光电转换膜300。其后，例如，在光电转换膜300上形成ITO膜。由此形成了上电极302a。由此形成了图21所示的截面构造。
接下来，如图22所示，通过旋涂或气相沉积在上电极302a的预定区域中形成着色树脂材料(colored resin material)，该着色树脂材料吸收绿色波长范围内的光束并且包含例如罗丹明染料等。由此形成了滤色器600。此外，对各个滤色器600进行曝光或干式蚀刻，由此滤色器600被处理成所期望的形状。应当注意，滤色器600不一定通过旋涂和曝光等被形成和处理，而是可以通过诸如印刷方法之类的任何方法被形成和处理。
此外，在上电极302a和滤色器600上形成氮化膜等。由此形成了高折射率层500。
接下来，在高折射率层500上形成树脂材料，并对该树脂材料进行蚀刻。因此，能够获得如图23所示的根据第一实施例的固态摄像元件1。应当注意，根据本实施例的制造方法不一定按照所描述的顺序进行，并且可以适当地改变所述顺序。此外，根据本实施例的制造方法可以包括其他步骤。根据本实施例的制造方法仅必须包括：至少堆叠多个PD 200、202和204，其分别吸收波长彼此不同的光束以生成电荷；以及形成滤色器600或602，其部分地覆盖前述PD 200、202和204中一者的上表面并且吸收特定波长的光束。
应当注意，前述各个层的形成方法的示例可以包括物理气相沉积(PVD：PhysicalVapor Deposition)方法和化学气相沉积(CVD：Chemical Vapor Deposition)方法。PVD方法的示例可以包括真空气相沉积法、电子束(EB)气相沉积法、各种溅射法(磁控溅射法、RF-DC耦合偏压溅射法、电子回旋共振(ECR：Electron Cyclotron Resonance)溅射法、对向靶溅射法和高频溅射法等)、离子镀法、激光烧蚀法、分子束外延法(MBE法)和激光转印法。此外，CVD方法的示例可以包括等离子体CVD法、热CVD法、金属有机(MO)CVD法和光CVD法。此外，其他方法的示例可以包括电镀法、化学镀法、旋涂法、喷墨法、喷涂法、压印法、微接触印刷法、柔版印刷法、胶版印刷法、凹版印刷法和浸渍法等。此外，对各个层进行图案化的方法的示例可以包括诸如荫罩(shadow mask)、激光转印和光刻之类的化学蚀刻以及使用紫外线和激光等的物理蚀刻。此外，CVD方法的示例可以包括等离子体CVD法、热CVD法、MOCVD法和光CVD法。另外的其他方法的示例可以包括：旋涂法；浸渍法；铸造法；微接触印刷法；滴铸法(drop casting method)；诸如丝网印刷法、喷墨印刷法、胶版印刷法、凹版印刷法和柔版印刷法之类的各种印刷方法；压印法；喷雾法；以及各种涂布法，诸如气刀涂布机法、刮刀涂布机法、棒式涂布机法、刀式涂布机法、挤压式涂布机法、逆转辊涂布机法、转送辊涂布机法、槽辊涂布机法、吻合式涂布机法、涂铸机法、喷雾涂布机法、狭缝孔涂布机法和压光机型涂布机法。此外，图案化方法的示例可以包括诸如荫罩、激光转印和光刻之类的化学蚀刻以及使用紫外线和激光等的物理蚀刻。此外，平坦化技术的示例可以包括CMP方法、激光平坦化方法和回流方法等。
<<11.第八实施例>>
根据本发明的实施例的前述固态摄像元件1适用于包括作为摄像单元的固态摄像元件的所有电子设备。电子设备的示例可以包括诸如数码相机和摄像机之类的摄像装置、具有摄像功能的便携式终端设备、以及包括作为图像扫描单元的固态摄像元件的复印机。本发明的实施例还适用于分别包括前述摄像装置的机器人、无人机、汽车和医疗设备(内窥镜)等。应当注意，根据本实施例的固态摄像元件1可以采用一个芯片的形式，或者可以采用模块的形式，摄像单元和信号处理单元或光学系统被封装在该模块中并且该模块具有摄像功能。在下文中，参照图24，将给出作为第七实施例的根据本实施例的包括含有固态摄像元件1的摄像装置702的示例性电子设备700的描述。图24是图示了包括含有根据本发明的实施例的固态摄像元件1的摄像装置702的示例性电子设备700的说明图。
如图24所示，电子设备700包括摄像装置702、光学透镜710、快门机构712、驱动电路单元714和信号处理电路单元716。光学透镜710将来自被摄体的图像光(入射光)的图像形成在摄像装置702的摄像表面上。因此，信号电荷在摄像装置702的固态摄像元件1中累积一定的时间段。快门机构712被打开和关闭，以控制摄像装置702的光照时段和摄像装置702的遮光时段。驱动电路单元714将用于控制摄像装置702的信号传输操作的驱动信号供应给摄像装置702，并且将用于控制快门机构712的快门操作的驱动信号供应给快门机构712。也就是说，摄像装置702基于从驱动电路单元714供应的驱动信号(时序信号)执行信号传输。信号处理电路单元716执行各种信号处理。例如，信号处理电路单元716将经过信号处理的视频信号输出到诸如存储器之类的存储介质(未图示)或输出到显示器(未图示)。
<<12.总结>>
如上所述，根据本发明的实施例，可以实现在包括多个光电二极管的堆叠结构中能够实现像素的更细小图案并且还能够提高拍摄图像的质量的相位差检测像素100a和100b。
在本发明的前述实施例中，已经描述了第一导电类型被定义为P型，第二导电类型被定义为N型，并且电子被用作信号电荷的固态摄像元件。然而，本发明的实施例不限于这样的示例。例如，本实施例可以采用第一导电类型被定义为N型，第二导电类型被定义为P型，并且空穴被用作信号电荷的固态摄像元件。
同样在本发明的前述实施例中，半导体基板10不一定是硅基板，而是可以是其他基板(例如，绝缘体上硅(SOI：Silicon On Insulator)基板和SiGe基板等)。可替代地，半导体基板10可以是形成有半导体结构等的这样的各种基板。
此外，根据本发明的实施例的固态摄像元件不限于如下的固态摄像元件：该固态摄像元件被构造成感测作为可见光的入射光的量的分布，并且被构造成拍摄该分布的图像。例如，本实施例适用于如下的固态摄像元件：该固态摄像元件被构造成拍摄入射的红外线、X射线或粒子等的量的分布图像；或者该固态摄像元件(物理量分布感测装置)被构造成感测诸如压力或电容之类的其他物理量的分布并且拍摄该分布的图像，诸如指纹检测传感器。
<<13.补充>>
已经参照附图详细地描述了本发明的优选实施例，然而，本发明的技术范围不限于这样的示例。显而易见的是，本领域普通技术人员能够在所附权利要求限定的技术思想的范围内构思出各种变更或修改，并且需要理解，这样的变更或修改也可以落入本发明的技术范围内。
此外，本说明书中描述的有益效果仅是描述性的或说明性的，而不是限制性的。也就是说，除了前述的有益效果以外或代替前述的有益效果，与本发明相关的技术可以产生根据本说明书的描述对于本领域技术人员显而易见的其他有益效果。
应当注意，以下构造也落入本发明的技术范围内。
(1)一种固态摄像元件，其包括：
多个像素，所述多个像素包括至少两个用于焦点检测的相位差检测像素，
其中，
各个所述像素具有包括多个光电转换元件的堆叠结构，所述多个光电转换元件彼此堆叠并且吸收波长彼此不同的光以生成电荷，并且
在所述相位差检测像素具有的所述堆叠结构中，设置有滤色器，所述滤色器部分地覆盖所述多个光电转换元件中的任意一个光电转换元件的上表面并且吸收特定波长的光。
(2)根据(1)所述的固态摄像元件，其中，
所述滤色器被设置成覆盖所述堆叠结构中包括的所述多个光电转换元件中的所述任意一个光电转换元件的上表面的一半。
(3)根据(1)或(2)所述的固态摄像元件，其中，
当从所述堆叠结构的上方观察时，所述滤色器具有矩形形状或三角形形状。
(4)根据(1)～(3)中任一项所述的固态摄像元件，其中，
所述相位差检测像素还包括设置在所述堆叠结构的上方的透镜部，并且
所述滤色器的中心点的位置与所述透镜部的光轴的位置不同。
(5)根据(1)～(4)中任一项所述的固态摄像元件，其中，
在所述至少两个相位差检测像素中，当从所述堆叠结构的上方观察时，分别设置的所述滤色器在所述相位差检测像素中的位置彼此不同。
(6)根据(1)～(4)中任一项所述的固态摄像元件，其包括：
多个所述相位差检测像素，所述滤色器吸收的光的波长彼此不同。
(7)根据(1)～(4)中任一项所述的固态摄像元件，其中，
所述滤色器吸收最多的光的波长与所述多个光电转换元件中的所述任意一个光电转换元件所包含的光吸收材料吸收最多的光的波长基本相同。
(8)根据(1)～(4)中任一项所述的固态摄像元件，其中，
所述滤色器包含与所述多个光电转换元件中的所述任意一个光电转换元件所包含的光吸收材料的成分相同的成分。
(9)根据(1)～(8)中任一项所述的固态摄像元件，其中，
所述多个光电转换元件中的至少一个光电转换元件包括有机光电转换膜。
(10)根据(1)所述的固态摄像元件，其中，
在所述堆叠结构中，从所述堆叠结构的上侧起，顺序地堆叠有第一光电转换元件、第二光电转换元件和第三光电转换元件，并且
所述滤色器被设置成部分地覆盖所述第一光电转换元件的上表面。
(11)根据(10)所述的固态摄像元件，其中，
所述滤色器吸收波长与所述第一光电转换元件吸收的光的波长相同的光。
(12)根据(10)所述的固态摄像元件，其中，
所述滤色器吸收波长与所述第二光电转换元件吸收的光的波长相同的光。
(13)根据(10)所述的固态摄像元件，其中，
所述滤色器吸收波长与所述第三光电转换元件吸收的光的波长相同的光。
(14)根据(11)所述的固态摄像元件，其中，
所述第一光电转换元件包括上电极、下电极以及夹在所述上电极和所述下电极之间的光电转换膜，所述下电极针对各个所述像素被分割，
所述下电极被分割成至少两个，并且
所述下电极分割后的一个电极是电荷累积用电极，所述电荷累积用电极被设置成隔着绝缘膜面对所述光电转换膜并且吸引在所述光电转换膜处生成的电荷。
(15)根据(1)所述的固态摄像元件，其中，
在所述堆叠结构中，从所述堆叠结构的上侧起，顺序地堆叠有第一光电转换元件、第二光电转换元件和第三光电转换元件，并且
所述滤色器被设置成部分地覆盖所述第二光电转换元件的上表面。
(16)根据(1)所述的固态摄像元件，其中，
在所述堆叠结构中，从所述堆叠结构的上侧起，顺序地堆叠有第一光电转换元件和第二光电转换元件，
所述滤色器被设置成部分地覆盖所述第一光电转换元件的上表面，并且
在所述相位差检测像素具有的所述堆叠结构中，还设置有其他滤色器，所述其他滤色器覆盖所述第二光电转换元件的上表面。
(17)一种固态摄像元件的制造方法，所述固态摄像元件包括多个像素，所述多个像素包括至少两个用于焦点检测的相位差检测像素，
所述方法包括：
堆叠多个光电转换元件，所述多个光电转换元件吸收波长彼此不同的光以生成电荷；并且
形成滤色器，所述滤色器部分地覆盖所述多个光电转换元件中的任意一个光电转换元件的上表面并且吸收特定波长的光。
(18)一种电子设备，其包括固态摄像元件，所述固态摄像元件包括多个像素，所述多个像素包括至少两个用于焦点检测的相位差检测像素，
其中，
各个所述像素具有包括多个光电转换元件的堆叠结构，所述多个光电转换元件彼此堆叠并且吸收波长彼此不同的光以生成电荷，并且
在所述相位差检测像素具有的所述堆叠结构中，设置有滤色器，所述滤色器部分地覆盖所述多个光电转换元件中的任意一个光电转换元件的上表面并且吸收特定波长的光。
附图标记列表
1 固态摄像元件
10 半导体基板
12、14a、14b 半导体区域
16 布线层
18 配线
30 像素阵列部
32 垂直驱动电路
34 列信号处理电路
36 水平驱动电路
38 输出电路
40 控制电路
42 像素驱动线
44 垂直信号线
46 水平信号线
48 输入输出端子
100、100a、100b、100x 像素
200、202、204 PD
300 光电转换膜
302a、302b 电极
304 绝缘膜
400 透明绝缘膜
500 高折射率层
502 片上透镜
504 光轴
600、600a、600b、602 滤色器
604 中心点
700 电子设备
702 摄像装置
710 光学透镜
712 快门机构
714 驱动电路单元
716 信号处理电路单元
800、802、804 光束

Claims (18)

1.一种固态摄像元件，其包括：
多个像素，所述多个像素包括至少两个用于焦点检测的相位差检测像素，
其中，
各个所述像素具有包括多个光电转换元件的堆叠结构，所述多个光电转换元件彼此堆叠并且吸收波长彼此不同的光以生成电荷，并且
在所述相位差检测像素具有的所述堆叠结构中，设置有滤色器，所述滤色器部分地覆盖所述多个光电转换元件中的任意一个光电转换元件的上表面并且吸收特定波长的光。
2.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
所述滤色器被设置成覆盖所述堆叠结构中包括的所述多个光电转换元件中的所述任意一个光电转换元件的上表面的一半。
3.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
当从所述堆叠结构的上方观察时，所述滤色器具有矩形形状或三角形形状。
4.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
所述相位差检测像素还包括设置在所述堆叠结构的上方的透镜部，并且
所述滤色器的中心点的位置与所述透镜部的光轴的位置不同。
5.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
在所述至少两个相位差检测像素中，当从所述堆叠结构的上方观察时，分别设置的所述滤色器在所述相位差检测像素中的位置彼此不同。
6.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其包括：
多个所述相位差检测像素，所述滤色器吸收的光的波长彼此不同。
7.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
所述滤色器吸收最多的光的波长与所述多个光电转换元件中的所述任意一个光电转换元件所包含的光吸收材料吸收最多的光的波长基本相同。
8.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
所述滤色器包含与所述多个光电转换元件中的所述任意一个光电转换元件所包含的光吸收材料的成分相同的成分。
9.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
所述多个光电转换元件中的至少一个光电转换元件包括有机光电转换膜。
10.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
在所述堆叠结构中，从所述堆叠结构的上侧起，顺序地堆叠有第一光电转换元件、第二光电转换元件和第三光电转换元件，并且
所述滤色器被设置成部分地覆盖所述第一光电转换元件的上表面。
11.根据权利要求10所述的固态摄像元件，其中，
所述滤色器吸收波长与所述第一光电转换元件吸收的光的波长相同的光。
12.根据权利要求10所述的固态摄像元件，其中，
所述滤色器吸收波长与所述第二光电转换元件吸收的光的波长相同的光。
13.根据权利要求10所述的固态摄像元件，其中，
所述滤色器吸收波长与所述第三光电转换元件吸收的光的波长相同的光。
14.根据权利要求11所述的固态摄像元件，其中，
所述第一光电转换元件包括上电极、下电极以及夹在所述上电极和所述下电极之间的光电转换膜，所述下电极针对各个所述像素被分割，
所述下电极被分割成至少两个，并且
所述下电极分割后的一个电极是电荷累积用电极，所述电荷累积用电极被设置成隔着绝缘膜面对所述光电转换膜并且吸引在所述光电转换膜处生成的电荷。
15.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
在所述堆叠结构中，从所述堆叠结构的上侧起，顺序地堆叠有第一光电转换元件、第二光电转换元件和第三光电转换元件，并且
所述滤色器被设置成部分地覆盖所述第二光电转换元件的上表面。
16.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
在所述堆叠结构中，从所述堆叠结构的上侧起，顺序地堆叠有第一光电转换元件和第二光电转换元件，
所述滤色器被设置成部分地覆盖所述第一光电转换元件的上表面，并且
在所述相位差检测像素具有的所述堆叠结构中，还设置有其他滤色器，所述其他滤色器覆盖所述第二光电转换元件的上表面。
17.一种固态摄像元件的制造方法，所述固态摄像元件包括多个像素，所述多个像素包括至少两个用于焦点检测的相位差检测像素，
所述方法包括：
堆叠多个光电转换元件，所述多个光电转换元件吸收波长彼此不同的光以生成电荷；并且
形成滤色器，所述滤色器部分地覆盖所述多个光电转换元件中的任意一个光电转换元件的上表面并且吸收特定波长的光。
18.一种电子设备，其包括固态摄像元件，所述固态摄像元件包括多个像素，所述多个像素包括至少两个用于焦点检测的相位差检测像素，
其中，
各个所述像素具有包括多个光电转换元件的堆叠结构，所述多个光电转换元件彼此堆叠并且吸收波长彼此不同的光以生成电荷，并且
在所述相位差检测像素具有的所述堆叠结构中，设置有滤色器，所述滤色器部分地覆盖所述多个光电转换元件中的任意一个光电转换元件的上表面并且吸收特定波长的光。
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