CN111108601A - 固态摄像元件、制造方法和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能够抑制衍射光的高阶光对图像质量的不利影响的固态摄像元件、制造方法和电子设备。将玻璃板材料与其上形成有像素区域的半导体基板接合，从而在玻璃板材料与像素区域之间不会出现间隙，在所述像素区域中布置有多个像素；低折射率层布置在低反射膜与所述玻璃板材料之间的树脂层上，并且其折射率低于玻璃基板的折射率，所述低反射膜形成在为每个像素布置的片上透镜的前表面上。低折射率层通过孔层和膜形成，所述孔层包括多个微孔，所述多个微孔的直径小于像素的间距；所述膜形成为封闭多个微孔以使其为中空。本技术能够应用于例如具有无腔结构的摄像元件芯片。

Description

固态摄像元件、制造方法和电子设备
技术领域
本发明涉及固态摄像元件、制造方法和电子设备，特别地，涉及能够抑制衍射光的高阶光对图像质量的不利影响的固态摄像元件、制造方法和电子设备。
背景技术
常规地，在固态摄像元件中，已经采用了在半导体基板与玻璃基板之间设置有间隙的腔结构或者在半导体基板与玻璃基板之间未设置间隙的无腔结构作为其中将玻璃基板与半导体基板接合以便密封布置有多个像素的像素区域的结构。
例如，在具有腔结构的固态摄像元件中，在半导体基板的前表面上反射并入射到玻璃基板上的衍射光的高阶光在玻璃基板的前表面和背面上完全反射，从而避免了高阶光返回到像素区域的情况。
相比之下，在具有无腔结构的固态摄像元件中，在半导体基板的前表面上反射并入射到玻璃基板上的衍射光的高阶光在玻璃基板的前表面上完全反射后，可能返回到像素区域，而不会在玻璃基板的背面上完全反射。换句话说，在无腔结构中，在半导体基板与玻璃基板之间嵌入折射率(1.51)与玻璃基板相似的树脂，使得在半导体前表面上反射的光具有如下形式：光从高反射介质传播到空气(低折射率介质)。因此，当光的角度等于或大于临界角时，发生全反射。该光可能返回到像素区域，使得衍射光的高阶光变成环形耀斑，从而对图像质量产生不利影响。
因此，如专利文献1和2中所公开的，已经开发了一种摄像装置，该摄像装置通过使用根据倾斜入射光的入射角将截止波长移向较短波长侧的控制膜来抑制耀斑光的产生。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开第2012-175461号
专利文献2：日本专利申请特开第2013-41941号
发明内容
本发明要解决的问题
此外，常规上，为了抑制耀斑光的产生，例如，可以采用在半导体基板表面上使用抗反射(AR：anti-reflection)涂层的抗反射结构作为抑制半导体基板表面上的反射的技术。然而，由于这种结构不能表现出抑制来自半导体基板表面上方的滤色器表面或光学黑色表面的反射的效果，因此，由于该反射引起的衍射光的高阶光可能对图像质量产生不利影响。
本发明就是鉴于上述情况而做出的，并且本发明的目的是能够抑制衍射光的高阶光对图像质量的不利影响。
解决问题的技术方案
根据本发明的一方面的固态摄像元件包括：半导体基板，在所述半导体基板上形成有像素区域，在所述像素区域中布置有多个像素；玻璃板材料，所述玻璃板材料与所述半导体基板接合，从而在所述玻璃板材料与所述像素区域之间不会出现间隙；以及低折射率层，所述低折射率层布置在低反射膜与所述玻璃板材料之间的树脂层上，并且其折射率低于所述玻璃基板的折射率，所述低反射膜形成在为每个像素布置的片上透镜的前表面上。
根据本发明的一方面的制造方法是固态摄像元件的制造方法，所述固态摄像元件包括：半导体基板，在所述半导体基板上形成有像素区域，在所述像素区域中布置有多个像素；玻璃板材料，所述玻璃板材料与所述半导体基板接合，从而在所述玻璃板材料与所述像素区域之间不会出现间隙；以及低折射率层，所述低折射率层布置在低反射膜与所述玻璃板材料之间的树脂层上，并且其折射率低于所述玻璃基板的折射率，所述低反射膜形成在为每个像素布置的片上透镜的前表面上。所述制造方法包括：形成所述低折射率层，其中，所述低折射率层的形成包括：在树脂层的前表面上形成孔层，所述孔层包括多个微孔，所述多个微孔的直径小于像素的间距，所述树脂层的厚度形成为小于从具有所述半导体基板的传感器基板与具有所述玻璃板材料的玻璃基板之间的接合面到所述玻璃板材料的间隔，以使所述树脂层层叠在所述低反射膜上；以及形成膜以封闭所述多个微孔以使其中空。
根据本发明的一方面的电子设备包括固态摄像元件，其中，所述固态摄像元件包括：半导体基板，在所述半导体基板上形成有像素区域，在所述像素区域中布置有多个像素；玻璃板材料，所述玻璃板材料与所述半导体基板接合，从而在所述玻璃板材料与所述像素区域之间不会出现间隙；以及低折射率层，所述低折射率层布置在低反射膜与所述玻璃板材料之间的树脂层上，并且其折射率低于所述玻璃基板的折射率，所述低反射膜形成在为每个像素布置的片上透镜的前表面上。
在本发明的一方面中，将玻璃板材料与其上形成有像素区域的半导体基板接合，从而在玻璃板材料与有效像素区域之间不会出现间隙，在所述像素区域中布置有多个像素，并且折射率低于玻璃基板的折射率的低折射率层布置在玻璃板材料与低反射膜之间的树脂层上，所述低反射膜形成在为每个像素布置的片上透镜的前表面上。
本发明的有益效果
根据本发明的一方面，可以抑制衍射光的高阶光对图像质量的不利影响。
注意，这里说明的效果不一定是限制性的，并且可以是本发明中描述的任何效果。
附图说明
图1是示出应用本技术的摄像元件芯片的第一实施例的构造示例的截面图。
图2是用于说明单元尺寸、波长和衍射角之间的关系的视图。
图3是用于说明入射角与振幅反射系数之间的关系的视图。
图4是用于说明摄像元件芯片的制造方法的视图。
图5是用于说明伪低折射率层的形成区域的视图。
图6是示出摄像元件芯片的第二和第三构造示例的截面图。
图7是示出摄像装置的构造示例的框图。
图8是示出使用图像传感器的使用例的视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细说明应用了本技术的具体实施例。
<摄像元件芯片的第一构造示例>
图1是示出应用本技术的摄像元件芯片的第一实施例的构造示例的视图。
如图1所示，摄像元件芯片11具有无腔型晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP：waferlevel chip size package)结构，该结构是通过将玻璃基板13与传感器基板12接合而构成，从而不会在传感器基板12与玻璃基板13之间产生间隙。因为可以通过嵌入树脂来使应力均匀，并且可以通过光学设计来优化诸如玻璃、树脂、聚光等结构，因此，具有上述结构的摄像元件芯片11的构造对像素尺寸或芯片尺寸的变化具有鲁棒性。
传感器基板12是通过在半导体基板21上层叠玻璃密封树脂22而设置的，所述玻璃密封树脂22用于将半导体基板21与玻璃基板13接合，在半导体基板21上形成有有效像素区域14，在该有效像素区域14中，多个有效像素以阵列形式布置着。玻璃基板13是通过在玻璃板材料31上层叠玻璃密封树脂32而构成的，所述玻璃密封树脂32用于将玻璃板材料31与半导体基板21接合，所述玻璃板材料31用于密封传感器基板12的有效像素区域14。
此外，如图1的下侧所示，摄像元件芯片11具有在半导体基板21与玻璃板材料31之间层叠有许多层的结构。注意，图1中的虚线表示传感器基板12与玻璃基板13之间的接合面。
换句话说，传感器基板12是通过从半导体基板21侧依次层叠滤色器层23、片上透镜层24、低反射膜25和玻璃密封树脂22而设置的。此外，玻璃基板13是通过从与传感器基板12的接合面侧依次层叠玻璃密封树脂32、伪低折射率层34和玻璃密封树脂33而设置的。
滤色器层23是这样的层：其中，针对有效像素区域14的每个像素布置用于透射每个像素接收的彩色光的滤光片R、G或B。片上透镜层24是这样的层：其中，针对有效像素区域14的每个像素布置用于会聚入射光的小透镜。形成低反射膜25以抑制在片上透镜层24的前表面上的反射。
类似于玻璃密封树脂22和32，玻璃密封树脂33用于将半导体基板21和玻璃基板13彼此接合。
伪低折射率层34以夹在玻璃密封树脂32和33之间的形式布置，并且其折射率(折射率：小于1.51)低于玻璃板材料31的折射率，玻璃密封树脂32和33位于玻璃板材料31与形成在片上透镜层24的前表面上的低反射膜25之间。例如，如图1所示，伪低折射率层34由孔层41和氧化膜42形成。
孔层41是这样的层：其中，在玻璃密封树脂32的前表面以规则的间隔图案形成有多个微孔，所述多个微孔的直径小于在有效像素区域14中排列的像素的间距。具体地，孔层41是一组微孔，微孔直径形成为大约是在有效像素区域14中排列的像素的间距的1/10。例如，氧化膜42由低温氧化物(LTO：low temperature oxide)等形成，用于封闭孔层41的多个微孔以使其中空。
因此，伪低折射率层34具有如下构造：其中，通过使用由孔层41和氧化膜42围住的空气以虚拟(pseudo)的方式减小玻璃密封树脂32的前表面上的折射率。例如，优选地，伪低折射率层34的厚度大约为10μm至15μm。
在具有上述构造的摄像元件芯片11中，可以以无腔的方式将传感器基板12和玻璃基板13彼此接合而使应力均匀，并且如上所述，可以通过抑制环状耀斑的产生来提高图像质量。换句话说，在摄像元件芯片11中，例如，在半导体基板21的前表面(图1中的位置A)上反射并入射到玻璃板材料31上的衍射光的高阶光在玻璃板材料31的前表面上完全反射之后，在伪低折射率层34(图1中的位置B)上完全反射。
因此，在摄像元件芯片11中，在玻璃板材料31的前表面与伪低折射率层34之间重复反射，从而可以向玻璃板材料31的侧面传播光。因此，在摄像元件芯片11中，可以避免在半导体基板21的前表面(图1中的位置A)上反射并入射到玻璃板材料31上的衍射光的高阶光返回到有效像素区域14的情况。结果，可以抑制环形耀斑的产生。
这样，在摄像元件芯片11中，通过设置伪低折射率层34，即使摄像元件芯片11具有无腔结构，也可以抑制衍射光的高阶光对图像质量的不利影响。当然，在摄像元件芯片11中，对于在滤色器层23或片上透镜层24的前表面上的反射，类似地，可以抑制衍射光的高阶光对图像质量的不利影响。
注意，伪低折射率层34的结构不限于包括孔层41和氧化膜42，而是还可以包括例如折射率低于玻璃板材料31的折射率(1.51)的树脂层。另外，可以将多孔二氧化硅(SiO2)用作伪低折射率层34的材料，或者可以将高折射率层上的低折射率材料用作伪低折射率层34的材料。
这里，将参考图2和图3说明衍射光。
图2的A示出了单元尺寸大的构造(间距为3.6μm)中的波长与衍射角之间的关系，图2的B示出了单元尺寸小的构造(间距为1.8μm)中的波长与衍射角之间的关系。
通常，有效像素区域14通过重复像素结构而具有周期性结构，并且有效像素区域14通过衍射从半导体基板21(例如，硅)的前表面反射的光来产生高阶衍射光。然后，由于入射到玻璃与空气之间的界面上的高阶光超过了临界角，因此产生了环形耀斑。
此外，衍射光反射的角度取决于产生衍射的像素的间距。换句话说，如图2的B所示，在像素的间距小的结构中，高阶衍射光的角度变宽(接近临界角)，如图2的A所示，在像素的间距大的结构中，高阶衍射光的角度变窄。
例如，在移动终端中采用的单元尺寸的构造(例如，最大为2.0μm)中，基本上3阶光的角度超过临界角，使得从半导体基板21的前表面反射并入射到像素上的光是3阶以上的光的衍射光。这样，从半导体基板21的前表面反射并入射到像素上的光是3阶以上的光的衍射光。
这里，图3示出了根据菲涅耳公式的入射角与振幅反射系数之间的关系。图3中的曲线是作为入射角的函数的振幅反射系数，还是从玻璃到空气的内反射，并且如这些曲线所示，反射率是入射角的变量。
如图所示，入射角等于或大于临界角的位置B(见图1)处的振幅反射系数大于入射角为0°的位置A(见图1)处的振幅反射系数。这样，从图3所示的菲涅耳公式可以看出，振幅反射系数随入射角而变化是正确的。
<摄像元件芯片的制造方法>
将参考图4说明摄像元件芯片11的制造方法。注意，图4示出了在将形成在片上透镜层24上的传感器基板12的晶片放入芯片尺寸封装(CSP)工艺中时首先接合玻璃板材料31时的制造工艺。
在第一步骤中，通过将树脂材料涂覆到传感器基板12的片上透镜层24上，如图4的从顶部开始的第一阶段所示，形成了玻璃密封树脂22和玻璃密封树脂32。此时，玻璃基板13侧的玻璃密封树脂32的厚度(例如，大约为25μm)接近从与传感器基板12的接合面到玻璃板材料31的间隔的一半。
在第二步骤中，在对玻璃密封树脂32的前表面进行烘烤之后，进行定向自组装(DSA：directed self assembly，利用嵌段共聚物的自组装现象的纳米结构)或纳米印刷。因此，如图4的从顶部开始的第二阶段所示，在玻璃密封树脂32的前表面形成细凹形的图案51(例如，尺寸为100nm以下的周期性图案)。
在第三步骤中，通过将细凹形的图案51转印到玻璃密封树脂32，如图4的从顶部开始的第三阶段所示，在玻璃密封树脂32中形成成为孔层41的微孔图案。
在第四步骤中，在玻璃密封树脂32上形成氧化膜42。此时，如图4的从顶部开始的第四阶段所示，通过用氧化膜42封闭孔层41，将空气封闭在孔层41中，从而形成了伪低折射率层34。
在第五步骤中，如图4的从顶部开始的第四阶段所示，将玻璃密封树脂33涂覆到氧化膜42上，并且通过玻璃密封树脂33来接合玻璃板材料31。
通过上述步骤，能够制造出如图1所示的包括伪低折射率层34的摄像元件芯片11。因此，在摄像元件芯片11中，通过将空气封闭在孔层41的微孔中，能够尽可能地减小伪低折射率层34的折射率。
<伪低折射率层的形成区域>
将参考图5说明伪低折射率层34的形成区域。图5示出了在平面图中观察时的多个摄像元件芯片11(图5的示例中的6个摄像元件芯片11-1至11-6)。
在分割摄像元件芯片11之前对半导体晶片进行参考图4说明的制造过程，并且在半导体晶片上形成多个摄像元件芯片11。此外，包括环绕有效像素区域14的外围区域15的区域是成为摄像元件芯片11的产品的区域，并且在各个摄像元件芯片11之间设置有用于切割的划线。
然后，伪低折射率层34形成在除了摄像元件芯片11之间的划线之外的区域中，换句话说，位于外围区域15内且至少覆盖了有效像素区域14的整个表面的区域。可替代地，伪低折射率层34优选地仅形成在有效像素区域14中。例如，当对摄像元件芯片11进行单片化时，如果对伪低折射率层34进行处理，则可能会产生微尘等。因此，在图4的第二步骤中，为了避免产生这样的微尘，优选使用有效像素区域14作为伪低折射率层34的形成区域来进行DSA或纳米印刷。
<摄像元件芯片的第二和第三构造示例>
将参考图6说明摄像元件芯片11的第二和第三构造示例。注意，在图6所示的摄像元件芯片11A和11B中，与图1的摄像元件芯片11相同的组件由相同的附图标记表示，并且将省略其详细说明。
图6的A示出了作为第二构造示例的摄像元件芯片11A的截面构造，图6的B示出了作为第三构造示例的摄像元件芯片11B的截面构造。
如图6的A所示，摄像元件芯片11A具有这样的结构：其中，伪低折射率层34A以与玻璃板材料31的下表面接触的方式布置。
如图6的B所示，摄像元件芯片11B具有这样的结构：其中，伪低折射率层34B以与传感器基板12的接合面接触的方式布置。
这样，在摄像元件芯片11中，伪低折射率层34可以布置在玻璃板材料31与形成在片上透镜层24的前表面上的低反射膜25之间的任何位置。换句话说，即使采用摄像元件芯片11A的构造或摄像元件芯片11B的构造，如上所述，也可以抑制环形耀斑的产生。
<电子设备的构造示例>
如上所述的摄像元件芯片11可以应用于各种电子设备，诸如，所述电子设备例如是：诸如数码相机、数码摄像机等摄像系统；具有摄像功能的移动电话；或具有摄像功能的其他设备。
图7是示出安装在电子设备中的摄像装置的构造示例的框图。
如图7所示，摄像装置101包括光学系统102、摄像元件103、信号处理电路104、监视器105和存储器106，并且能够拍摄静止图像和运动图像。
光学系统102包括一个或多个透镜，将来自被摄体的图像光(入射光)引导至摄像元件103，并在摄像元件103的受光面(传感器单元)上形成图像。
采用上述的摄像元件芯片11作为摄像元件103。在摄像元件103中，根据通过光学系统102在受光面上形成的图像，电子被累积一段时间。然后，与在摄像元件103中累积的电子对应的信号被提供给信号处理电路104。
信号处理电路104对从摄像元件103输出的像素信号进行各种信号处理。通过信号处理电路104进行信号处理而获得的图像(图像数据)被提供给监视器105并在监视器105上显示出来，或者被提供给存储器106并存储(记录)在存储器106中。
在这样构造的摄像装置101中，通过应用上述摄像元件芯片11，可以拍摄出例如具有较高的图像质量而无环形耀斑的图像。
<图像传感器的使用例>
图8是示出使用上述图像传感器(摄像元件)的使用例的视图。
如下所述，上述图像传感器能够用于例如感测诸如可见光、红外光、紫外光和X射线等光的各种情况。
·拍摄供欣赏的图像的设备，例如数码相机、具有相机功能的便携式设备等
·交通用的设备，例如，为了实现诸如自动停止等安全驾驶、或识别驾驶员状态等，用于对车辆的前方或后方、周围和内部等进行摄像的车载传感器；用于监视行驶中的车辆和道路的监视摄像机；用于测量车辆之间的距离的距离测量传感器等
·诸如电视(TV)、冰箱和空调等家用电器用的设备，以便对使用者的手势进行摄像，并根据该手势进行设备操作
·医疗服务和医疗保健用的设备，例如，内窥镜、或通过接收红外光进行血管摄像的设备等
·安保用的设备，例如，用于预防犯罪的监视摄像机、或用于人员身份验证的摄像机等
·美容用的设备，例如，对皮肤进行摄像的皮肤测量仪器、或对头皮进行摄像的显微镜等
·运动用的设备，例如，运动相机、或运动用的可穿戴式相机等
·农业用的设备，例如，用于监视田地或农作物的状况的相机等
<构造的组合例>
注意，本技术还能够具有以下构造。
(1)
一种固态摄像元件，包括：
半导体基板，在所述半导体基板上形成有像素区域，在所述像素区域中，布置有多个像素；
玻璃板材料，所述玻璃板材料与所述半导体基板接合，从而在所述玻璃板材料与所述像素区域之间不会出现间隙；以及
低折射率层，所述低折射率层布置在低反射膜与所述玻璃板材料之间的树脂层上，并且其折射率低于所述玻璃板材料的折射率，所述低反射膜形成在为每个像素布置的片上透镜的前表面上。
(2)
根据上面(1)所述的固态摄像元件，其中，所述低折射率层由如下的层形成：
孔层，所述孔层形成在树脂层的前表面上，并且包括多个微孔，所述多个微孔的直径小于像素的间距，所述树脂层形成为厚度小于从具有所述半导体基板的传感器基板与具有所述玻璃板材料的玻璃基板之间的接合面到所述玻璃板材料的间隔，以层叠在所述低反射膜上；以及
膜，所述膜形成为封闭所述多个微孔以使其中空。
(3)
根据上面(1)或(2)所述的固态摄像元件，其中，
所述低折射率层包括树脂层，所述树脂层的折射率低于所述玻璃板材料的折射率。
(4)
根据上面(1)至(3)中任一项所述的固态摄像元件，其中，
所述低折射率层的厚度形成为10μm至15μm。
(5)
根据上面(1)至(4)中任一项所述的固态摄像元件，其中，
当在平面图中看所述半导体基板时，所述低折射率层仅形成在所述像素区域中。
(6)
根据上面(1)至(5)中任一项所述的固态摄像元件，其中，
所述低折射率层以与所述玻璃板材料接触的方式布置。
(7)
根据上面(1)至(6)中任一项所述的固态摄像元件，其中，
所述低折射率层被布置成与具有所述半导体基板的传感器基板和具有所述玻璃板材料的玻璃基板之间的接合面接触。
(8)
一种固态摄像元件的制造方法，所述固态摄像元件包括：半导体基板，在所述半导体基板上形成有像素区域，在所述像素区域中，布置有多个像素；玻璃板材料，所述玻璃板材料与所述半导体基板接合，从而在所述玻璃板材料与所述像素区域之间不会出现间隙；以及低折射率层，所述低折射率层布置在低反射膜与所述玻璃板材料之间的树脂层上，并且其折射率低于所述玻璃板材料的折射率，所述低反射膜形成在为每个像素布置的片上透镜的前表面上，
所述制造方法包括：
形成所述低折射率层，其中，所述低折射率层的形成包括：
在树脂层的前表面上形成孔层，所述孔层包括多个微孔，所述多个微孔的直径小于像素的间距，所述树脂层形成为厚度小于从具有所述半导体基板的传感器基板与具有所述玻璃板材料的玻璃基板之间的接合面到所述玻璃板材料的间隔，从而所述树脂层层叠在所述低反射膜上；以及
形成膜，所述膜封闭所述多个微孔以使其中空。
(9)
一种包括固态摄像元件的电子设备，其中，
所述固态摄像元件包括：
半导体基板，在所述半导体基板上形成有像素区域，在所述像素区域中，布置有多个像素；
玻璃板材料，所述玻璃板材料与所述半导体基板接合，从而在所述玻璃板材料与所述像素区域之间不会出现间隙；以及
低折射率层，所述低折射率层布置在低反射膜与所述玻璃板材料之间的树脂层上，并且其折射率低于所述玻璃板材料的折射率，所述低反射膜形成在为每个像素布置的片上透镜的前表面上。
注意，本实施例不限于上述实施例，并且在不脱离本发明的范围的情况下，能够进行各种变形。此外，本说明书中描述的效果仅是示例，而不是限制性的，并且可以提供其他效果。
附图标记列表
11 摄像元件芯片
12 传感器基板
13 玻璃基板
14 有效像素区域
15 外围区域
21 半导体基板
22 玻璃密封树脂
23 滤色器层
24 片上透镜层
25 低反射膜
31 玻璃板材料
32 玻璃密封树脂
33 玻璃密封树脂
34 伪低折射率层
41 孔层
42 氧化膜
51 细凹形。

Claims (9)

1.一种固态摄像元件，包括：
半导体基板，在所述半导体基板上形成有像素区域，在所述像素区域中布置有多个像素；
玻璃板材料，所述玻璃板材料与所述半导体基板接合，从而在所述玻璃板材料与所述像素区域之间不会出现间隙；以及
低折射率层，所述低折射率层布置在低反射膜与所述玻璃板材料之间的树脂层上，并且所述低折射率层的折射率低于所述玻璃板材料的折射率，所述低反射膜形成在为每个所述像素布置的片上透镜的表面上。
2.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，所述低折射率层通过如下形成：
孔层，所述孔层形成在树脂层的表面上，并且包括多个微孔，所述多个微孔的直径小于所述像素的间距，所述树脂层的厚度形成为小于从具有所述半导体基板的传感器基板与具有所述玻璃板材料的玻璃基板之间的接合面到所述玻璃板材料的间隔，以层叠在所述低反射膜上；以及
膜，所述膜形成为封闭多个所述微孔以使其中空。
3.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
所述低折射率层包括树脂层，所述树脂层的折射率低于所述玻璃板材料的折射率。
4.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
所述低折射率层的厚度形成为10μm至15μm。
5.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
当在平面图中看所述半导体基板时，所述低折射率层仅形成在所述像素区域中。
6.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
所述低折射率层以与所述玻璃板材料接触的方式布置。
7.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
所述低折射率层被布置成与具有所述半导体基板的传感器基板和具有所述玻璃板材料的玻璃基板之间的接合面接触。
8.一种固态摄像元件的制造方法，所述固态摄像元件包括：半导体基板，在所述半导体基板上形成有像素区域，在所述像素区域中布置有多个像素；玻璃板材料，所述玻璃板材料与所述半导体基板接合，从而在所述玻璃板材料与所述像素区域之间不会出现间隙；以及低折射率层，所述低折射率层布置在低反射膜与所述玻璃板材料之间的树脂层上，并且所述低折射率层的折射率低于所述玻璃板材料的折射率，所述低反射膜形成在为每个所述像素布置的片上透镜的表面上，
所述制造方法包括：
形成所述低折射率层，其中，所述低折射率层的形成包括：
形成树脂层，在树脂层的表面上形成孔层，所述孔层包括多个微孔，所述多个微孔的直径小于所述像素的间距，所述树脂层的厚度被形成为小于从具有所述半导体基板的传感器基板与具有所述玻璃板材料的玻璃基板之间的接合面到所述玻璃板材料的间隔，以使所述树脂层层叠在所述低反射膜上；以及
形成膜以将多个所述微孔封闭为中空。
9.一种包括固态摄像元件的电子设备，其中，
所述固态摄像元件包括：
半导体基板，在所述半导体基板上形成有像素区域，在所述像素区域中布置有多个像素；
玻璃板材料，所述玻璃板材料与所述半导体基板接合，从而在所述玻璃板材料与所述像素区域之间不会出现间隙；以及
低折射率层，所述低折射率层布置在低反射膜与所述玻璃板材料之间的树脂层上，并且所述低折射率层的折射率低于所述玻璃板材料的折射率，所述低反射膜形成在为每个所述像素布置的片上透镜的表面上。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6835920B2 (ja) * 2019-08-23 2021-02-24 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置
JP2022015447A (ja) * 2020-07-09 2022-01-21 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置およびその製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0722599A (ja) * 1993-07-02 1995-01-24 Sharp Corp 固体撮像装置およびその製造方法
JPH09227713A (ja) * 1996-02-20 1997-09-02 Fuji Photo Film Co Ltd 反射防止膜および画像表示装置
JP2004012941A (ja) * 2002-06-10 2004-01-15 Sony Corp マイクロレンズアレイの製造方法、液晶表示素子及び投射装置
US20100025791A1 (en) * 2008-08-01 2010-02-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Solid-state imaging device and method for manufacturing same
CN102956653A (zh) * 2011-08-12 2013-03-06 索尼公司 摄像设备及照相机模块
CN107078137A (zh) * 2014-10-01 2017-08-18 索尼半导体解决方案公司 固态成像元件、制造方法以及电子设备

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101065844B (zh) * 2005-01-04 2010-12-15 株式会社映煌 固体摄像装置及其制造方法
JP2008305972A (ja) * 2007-06-07 2008-12-18 Panasonic Corp 光学デバイス及びその製造方法、並びに、光学デバイスを用いたカメラモジュール及び該カメラモジュールを搭載した電子機器
JP5834386B2 (ja) * 2010-08-20 2015-12-24 ソニー株式会社 光学センサ、レンズモジュール、およびカメラモジュール
JP5736755B2 (ja) * 2010-12-09 2015-06-17 ソニー株式会社 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器
JP5703825B2 (ja) 2011-02-22 2015-04-22 ソニー株式会社 撮像装置およびカメラモジュール
JP2013143520A (ja) * 2012-01-12 2013-07-22 Sony Corp 撮像装置および撮像装置の製造方法
JP2013162492A (ja) * 2012-02-08 2013-08-19 Ricoh Co Ltd 撮像装置、撮像装置を備えた車両および位置調整方法
JP6076041B2 (ja) * 2012-11-01 2017-02-08 オリンパス株式会社 光学素子および光学素子の製造方法
TWI636557B (zh) * 2013-03-15 2018-09-21 新力股份有限公司 Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and electronic device
TWI612649B (zh) * 2013-03-18 2018-01-21 Sony Corp 半導體裝置及電子機器
JP6380843B2 (ja) * 2013-12-19 2018-08-29 株式会社リコー 物体検出装置及びこれを備えた移動体機器制御システム並びに物体検出用プログラム
JP6385117B2 (ja) * 2014-04-11 2018-09-05 キヤノン株式会社 光学素子及びそれを有する光学系
JP6315262B2 (ja) 2014-06-12 2018-04-25 ソニー株式会社 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法、及び、撮像装置
US11048028B2 (en) 2015-12-03 2021-06-29 Sony Semiconductor Solutions Corporation Semiconductor chip and electronic apparatus for suppressing degradation of semiconductor chip
KR20170073910A (ko) * 2015-12-21 2017-06-29 에스케이하이닉스 주식회사 라이트 필드 이미징 장치 및 그 제조방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0722599A (ja) * 1993-07-02 1995-01-24 Sharp Corp 固体撮像装置およびその製造方法
JPH09227713A (ja) * 1996-02-20 1997-09-02 Fuji Photo Film Co Ltd 反射防止膜および画像表示装置
JP2004012941A (ja) * 2002-06-10 2004-01-15 Sony Corp マイクロレンズアレイの製造方法、液晶表示素子及び投射装置
US20100025791A1 (en) * 2008-08-01 2010-02-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Solid-state imaging device and method for manufacturing same
CN102956653A (zh) * 2011-08-12 2013-03-06 索尼公司 摄像设备及照相机模块
CN107078137A (zh) * 2014-10-01 2017-08-18 索尼半导体解决方案公司 固态成像元件、制造方法以及电子设备

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