CN112133713A - 固态摄像装置、固态摄像装置的制造方法、以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供相邻子像素间的串扰少，能够抑制亮度阴影的影响，而且可抑制光学中心的灵敏度的下降的固态摄像装置、固态摄像装置的制造方法、以及电子设备。多像素MPXL20包含：背面分离部250，分离相邻的多个子像素；以及透镜部220，包括使光射入至子像素SPXL11、SPXL12、SPXL21、SPXL22的光电转换区域211～214的一个微透镜MCL221，微透镜的光学中心以处于第一背面分离部250的形成位置的方式配置，第一背面分离部250以至少在光学中心区域，相较其他的背面分离部区域为低反射的方式形成。

Description

固态摄像装置、固态摄像装置的制造方法、以及电子设备
技术领域
本发明涉及一种固态摄像装置、固态摄像装置的制造方法、以及电子设备。
背景技术
互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器已作为使用有光电转换元件的固态摄像装置(图像传感器)而被实际运用，该光电转换元件检测光并产生电荷。
CMOS图像传感器已广泛用作数码相机、摄像机、监控相机、医疗用内窥镜、个人电脑(PC)、手机等便携终端装置(移动设备)等各种电子设备的一部分。
CMOS图像传感器一般使用红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的三原色滤光片或青色、品红色、黄色、绿色的四色补色滤光片来拍摄彩色图像。
一般而言，在CMOS图像传感器中，像素(pixe1)单独地包括滤光片。滤光片的子像素组作为单位RGB子像素组即多像素(multi pixel)而排列为二维状，该子像素组呈正方形地排列有主要使红色光透过的红色(R)滤光片、主要使绿色光透过的绿色(Gr、Gb)滤光片及主要使蓝色光透过的蓝色(B)滤光片这四个滤光片。
另外，向CMOS图像传感器入射的入射光经由滤光片而由光电二极管接收。光电二极管接收比人的可视区域(380nm～780nm左右)更广的波长区域(380nm～1100nm)的光并产生信号电荷，因此会产生红外光部分的误差，颜色再现性下降。
因此，一般会预先通过红外线截止滤光片(IR截止滤光片)去除红外光。
但是，IR截止滤光片也会使可见光衰减10％～20％左右，因此会使固态摄像装置的灵敏度下降，导致画质变差。
已提出了传感器(固态摄像装置)(例如参照专利文献1)。
该CMOS图像传感器的子像素组作为单位RGBIR子像素组即多像素而排列为二维状，该子像素组呈正方形地排列有包含主要使红色光透过的红色(R)滤光片的R子像素、包含主要使绿色光透过的绿色(G)滤光片的G子像素、包含主要使蓝色光透过的蓝色(B)滤光片的B子像素及接收红外光的专用的近红外(NIR例如850nm、940nm)子像素、或接收单色(Monochrome：M)与红外光的单色红外(M-NIR例如500nm～955nm)子像素。
在NIR的情况下，滤光片能够以所选择的波长截止IR，或使预先指定的波长频带的IR通过(pass)。在IR截止的情况下，滤光片阻断指定的波长进入图像传感器。在IR通过的情况下，滤光片仅使所选择的波长频带的IR光通过。
另外，多像素内的任一个子像素均能够包括一个或多个芯载(on chip)彩色滤光片层。例如，任意的子像素能够具有双层彩色滤光片结构，该双层彩色滤光片结构是通过将在特定的波长或波长频带下具有IR截止或通过特性的NIR滤光片与R、G或B层加以组合而形成的结构。
该CMOS图像传感器作为所谓的能够获得NIR图像及RGB图像的NIR-RGB传感器而发挥功能。
该CMOS图像传感器使用接收了红外光的子像素的输出信号，对接收了红色、绿色、蓝色的光的子像素的输出信号进行修正，由此，能够不使用IR截止滤光片而实现高颜色再现性。
另外，红外(IR、NIR)传感器已知有由像素尺寸大的一个NIR接收专用像素形成单位子像素组即多像素的四个子像素的红外(IR、NIR)传感器。
图1(A)～(C)是表示每个子像素中包括微透镜的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的第一结构例的图。
图1(A)是平面地表示形成为NIR-RGB传感器的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的各结构要素的概略性的配置例的图。
图1(B)是图1(A)中的x1-x2线的简略剖视图。
图1(C)是图1(A)中的y1-y2线的简略剖视图。
在图1的固态摄像装置1中，多像素MPXL1的包含主要使绿色光透过的绿色(G)滤光片FLT-G的G子像素SPXLG、包含主要使红色光透过的红色(R)滤光片FLT-R的R子像素SPXLR、包含主要使蓝色光透过的蓝色(B)滤光片FLT-B的B子像素SPXLB及接收红外光的专用的近红外(NIR)子像素SPXLNI呈正方形地排列为2行2列。
在多像素MPXL1的光电转换区域PD(1～4)的光入射面与各滤光片的光出射侧面之间形成有抗反射膜ARL。
多像素MPXL1的光电转换区域PD在其光入射部分，对应于各子像素SPXLG、SPXLR、SPXLB、SPXLNI而被分离(划分)为第一光电转换区域PD1、第二光电转换区域PD2、第三光电转换区域PD3及第四光电转换区域PD4。
具体而言，光电转换区域PD在其光入射部分，通过作为背面分离部的背面金属(BackSide Metal)BSM而被一分为四。
在图1的例子中，背面金属BSM以从抗反射膜ARL向滤光片侧突出的方式，形成于各子像素SPXLG、SPXLR、SPXLB、SPXLNI的边界部。
另外，在光电转换区域PD中，以在光电转换区域PD的深度方向上与背面金属BSM重叠的方式，形成有作为沟槽型背面隔离的背面深沟槽隔离(Backside Deep Trench Isolation，BDTI)。
由此，子像素SPXLG包含第一光电转换区域PD1，子像素SPXLR包含第二光电转换区域PD2，子像素SPXLB包含第三光电转换区域PD3，子像素SPXLNI包含第四光电转换区域PD4。
而且，在固态摄像装置1中，在各子像素区域的各滤光片的光入射面侧，分别配置有其自身的微透镜MCL1、MCL2、MCL3、MCL4。
微透镜MCL1使光射入至子像素SPXLG的第一光电转换区域PD1，微透镜MCL2使光射入至子像素SPXLR的第二光电转换区域PD2，微透镜MCL3使光射入至子像素SPXLB的第三光电转换区域PD3，微透镜MCL4使光射入至子像素SPXLNI的第四光电转换区域PD4。
图2(A)及(B)是表示每个子像素中包括微透镜的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的第二及第三结构例的图。
图2(A)是平面地表示形成为RGB传感器的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的各结构要素的概略性的配置例的图。
图2(B)是平面地表示形成为M-NIR传感器的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的各结构要素的概略性的配置例的图。
在图2(A)的固态摄像装置1A的多像素MPXL1A中，配置有G子像素SPXLG来代替图1的多像素MPXL1的近红外(NIR)子像素SPXLNI。
在图2(B)的固态摄像装置1B的多像素MPXL1B中，配置有M子像素SPXLM且配置有一个微透镜MCL5来代替同一行的G子像素SPXLG与R子像素SPXLR。
跨越两个子像素区域地配置有NIR子像素SPXLNI且配置有一个微透镜MCL6来代替B子像素SPXLB。
图3(A)～(C)是表示由多个子像素共享一个微透镜的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的第四结构例的图。
图3(A)是平面地表示形成为NIR-RGB传感器的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的各结构要素的概略性的配置例的图。
图3(B)是图3(A)中的x1-x2线的简略剖视图。
图3(C)是图3(A)中的y1-y2线的简略剖视图。
图3(A)的固态摄像装置1C的多像素MPXL1C是以如下方式构成，即，由2×2的呈正方形地排列的四个子像素SPXLG、SPXLR、SPXLB、SPXLNI共享一个微透镜MCL7。
图4(A)及(B)是表示由多个子像素共享一个微透镜的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的第五及第六结构例的图。
图4(A)是平面地表示形成为RGB传感器的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的各结构要素的概略性的配置例的图。
图4(B)是平面地表示形成为M-NIR传感器的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的各结构要素的概略性的配置例的图。
图4(A)的固态摄像装置1D的多像素MPXL1D是以如下方式构成，即，由2×2的呈正方形地排列的四个子像素SPXLG、SPXLR、SPXLB、SPXLG共享一个微透镜MCL8。
图4(B)的固态摄像装置1E的多像素MPXL1E是以如下方式构成，即，由2×2的排列于正方形区域的两个子像素SPXLM、SPXLNI共享一个微透镜MCL9。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]日本专利特开2017-139286公报
发明概要
本发明所要解决的技术问题
如图1及图2所示的每个子像素中包括微透镜的固态摄像装置(CMOS图像传感器)有如下所述的优点与缺点。
(优点)
相邻子像素间的串扰(crosstalk)少。
微透镜与光电转换区域(光电二极管)PD的光学中心一致，因此，可获得对称性的亮度阴影(shading)。
(缺点)
由于不同的微透镜间的间隙，响应性低。
无法取得距离信息无法具有PDAF(PhaseDetectionAutoFocus)功能。
另外，如图3及图4所示的由多个子像素共享一个微透镜的固态摄像装置(CMOS图像传感器)有如下所述的优点及缺点。
(优点)
所有像素中存在距离信息，可应用于PDAF功能。
(缺点)
各像素具有不同的阴影轮廓，因此，亮度阴影的影响大。
微透镜的光学中心处于背面金属BSM的形成位置，因此，光学中心的灵敏度会因反射等而急剧下降。
本发明提供相邻子像素间的串扰少，能够抑制亮度阴影的影响，而且可抑制光学中心的灵敏度的下降的固态摄像装置、固态摄像装置的制造方法及电子设备。
解决问题的方案
本发明的第一观点的固态摄像装置包括多像素，该多像素包含包括光电转换区域的至少两个子像素，所述多像素包含：背面分离部，至少在光电转换区域的光入射部分，分离相邻的多个子像素；以及一个透镜部，使光射入到至少两个子像素的光电转换区域，所述透镜部以使光学中心处于所述背面分离部的形成位置的方式配置，所述背面分离部以至少在光学中心区域，相較其他的背面分离部区域为低反射的方式形成。
本发明的第二观点是固态摄像装置的制造方法，该固态摄像装置包括多像素，该多像素包含包括光电转换区域的至少两个子像素，所述多像素包含：背面分离部，至少在光电转换区域的光入射部分，分离相邻的多个子像素；以及一个透镜部，使光射入到至少两个子像素的光电转换区域，所述透镜部的光学中心以处于所述背面分离部的形成位置的方式配置，所述背面分离部以至少在光学中心区域，相较其他的背面分离部区域为低反射的方式形成。
本发明的第三观点的电子设备包括：固态摄像装置；以及光学系统，使被拍摄体像在所述固态摄像装置中成像，所述固态摄像装置包括多像素，该多像素包含包括光电转换区域的至少两个子像素，所述多像素包含：背面分离部，至少在光电转换区域的光入射部分，分离相邻的多个子像素；以及一个透镜部，使光射入到至少两个子像素的光电转换区域，所述透镜部以使光学中心处于所述背面分离部的形成位置的方式配置，所述背面分离部以至少在光学中心区域，相较其他的背面分离部区域为低反射的方式形成。
发明效果
根据本发明，相邻子像素间的串扰少，能够抑制亮度阴影的影响，而且可抑制光学中心的灵敏度的下降。
附图说明
图1是表示每个子像素中包括微透镜的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的第一结构例的图。
图2是表示每个子像素中包括微透镜的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的第二及第三结构例的图。
图3是表示由多个子像素共享一个微透镜的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的第四结构例的图。
图4是表示由多个子像素共享一个微透镜的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的第五及第六结构例的图
图5是表示本发明第一实施方式的固态摄像装置的结构例的方框图。
图6是表示本第一实施方式的固态摄像装置的像素部的由四个子像素共享一个浮置扩散层的多像素的一例的电路图。
图7是表示本实施方式的读取电路中的列信号处理电路的结构例的图。
图8是表示本第一实施方式的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的结构例的图。
图9是表示本第二实施方式的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的结构例的图。
图10是表示本第三实施方式的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的结构例的图。
图11是表示本第四实施方式的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的结构例的图。
图12是表示本第四实施方式的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的变形例的图。
图13是表示本第五实施方式的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的结构例的图。
图14是表示本第六实施方式的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的结构例的图。
图15是表示本第七实施方式的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的结构例的图。
图16是表示本第七实施方式的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的变形例的图。
图17是表示应用本发明实施方式的固态摄像装置的电子设备的结构的一例的图。
具体实施方式
以下，与附图关联地说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
图5是表示本发明第一实施方式的固态摄像装置的结构例的方框图。
在本实施方式中，固态摄像装置10例如由CMOS图像传感器构成。作为一例，该CMOS图像传感器被应用于背面照射型图像传感器(BSI)。
如图5所示，该固态摄像装置10包括作为摄像部的像素部20、垂直扫描电路(行扫描电路)30、读取电路(列读取电路)40、水平扫描电路(列扫描电路)50及时序控制电路60作为主结构要素。
由这些结构要素中的例如垂直扫描电路30、读取电路40、水平扫描电路50及时序控制电路60构成像素信号的读取部70。
在本第一实施方式中，固态摄像装置10如下文所详述，呈行列状地排列于像素部20的像素(pixel)形成为多像素，该多像素包含包括光电转换区域的至少两个(在本第一实施方式中为四个)子像素。
在本第一实施方式中，多像素包含：背面分离部，至少在光电转换区域的光入射部分，分离相邻的多个子像素；以及一个透镜部，使光射入到至少两个子像素的光电转换区域。
而且，在本第一实施方式中，透镜部的光学中心以处于背面分离部的形成位置的方式配置，背面分离部以至少在光学中心区域，相较其他的背面分离部区域为低反射(光吸收高)的方式形成。
在本第一实施方式中，背面分离部以在光学中心区域，相较其他的背面分离部区域为低反射(光吸收高)的方式形成。
再者，在本第一实施方式中，单位子像素组即多像素形成为NIR-RGB传感器。
以下，在说明固态摄像装置10的各部分的结构及功能的概要后，详述多像素的具体的结构、配置等。
(像素部20及多像素MPXL20的结构)
像素部20的包含光电二极管(光电转换部)与像素内放大器的多个多像素排列为N行×M列的二维行列状(矩阵状)。
图6是表示本第一实施方式的固态摄像装置的像素部的由四个子像素共享一个浮置扩散层的多像素的一例的电路图。
在图6的像素部20中，多像素MPXL20的四个子像素即第一子像素SPXL11、第二子像素SPXL12、第三子像素SPXL21及第四子像素SPXL22配置成2×2的正方形。
第一子像素SPXL11的结构包含由第一光电转换区域形成的光电二极管PD11及传输晶体管TG11-Tr。
第二子像素SPXL12的结构包含由第二光电转换区域形成的光电二极管PD12及传输晶体管TG12-Tr。
第三子像素SPXL21的结构包含由第三光电转换区域形成的光电二极管PD21及传输晶体管TG21-Tr。
第四子像素SPXL22的结构包含光电二极管PD22及传输晶体管TG22-Tr。
而且，像素部20的多像素MPXL20的四个子像素SPXL11、SPXL12、SPXL21、SPXL22共享浮置扩散层FD(Floating Diffusion；浮动扩散层)11、复位晶体管RST11-Tr、源极跟随晶体管SF11-Tr及选择晶体管SEL11-Tr。
在此种四子像素共享结构中，例如第一子像素SPXL11形成为G子像素，第二子像素SPXL12形成为R子像素，第三子像素SPXL21形成为B子像素，第四子像素SPXL22形成为NIR子像素。
例如，第一子像素SPXL11的光电二极管PD11作为第一绿色(G)光电转换部而发挥功能，第二子像素SPXL12的光电二极管PD12作为红色(R)光电转换部而发挥功能，第三子像素SPXL21的光电二极管PD21作为蓝色(B)光电转换部而发挥功能，第四子像素SPXL22的光电二极管PD22作为近红外(NIR)光电转换部而发挥功能。
例如使用嵌入型光电二极管(PPD)作为光电二极管PD11、PD12、PD21、PD22。
在形成光电二极管PD11、PD12、PD21、P22的基板表面，存在由悬挂键等缺陷引起的表面能级，因此，会因热能而产生大量的电荷(暗电流)，导致无法读取正确的信号。
嵌入型光电二极管(PPD)通过将光电二极管PD的电荷积累部嵌入至基板内，可减少暗电流混入信号的情况。
光电二极管PD11、PD12、PD21、PD22产生并积累与入射光量对应的量的信号电荷(此处为电子)。
以下，对信号电荷为电子且各晶体管为n型晶体管的情况进行说明，但信号电荷也可为空穴，各晶体管也可为p型晶体管。
传输晶体管TG11-Tr连接在光电二极管PD11与浮置扩散层FD11之间，通过控制线(或控制信号)TG11而受到控制。
传输晶体管TG11-Tr在读取部70的控制下，在控制线TG11为规定电平即高电平(H)的期间被选择而成为导通状态，将由光电二极管PD11光电转换并积累的电荷(电子)传输至浮置扩散层FD11。
传输晶体管TG12-Tr连接在光电二极管PD12与浮置扩散层FD11之间，通过控制线(或控制信号)TG12而受到控制。
传输晶体管TG12-Tr在读取部70的控制下，在控制线TG12为规定电平即高电平(H)的期间被选择而成为导通状态，将由光电二极管PD12光电转换并积累的电荷(电子)传输至浮置扩散层FD11。
传输晶体管TG21-Tr连接在光电二极管PD21与浮置扩散层FD11之间，通过控制线(或控制信号)TG21而受到控制。
传输晶体管TG21-Tr在读取部70的控制下，在控制线TG21为规定电平即高电平(H)的期间被选择而成为导通状态，将由光电二极管PD21光电转换并积累的电荷(电子)传输至浮置扩散层FD11。
传输晶体管TG22-Tr连接在光电二极管PD22与浮置扩散层FD11之间，通过控制线(或控制信号)TG22而受到控制。
传输晶体管TG22-Tr在读取部70的控制下，在控制线TG22为规定电平即高电平(H)的期间被选择而成为导通状态，将由光电二极管PD22光电转换并积累的电荷(电子)传输至浮置扩散层FD11。
复位晶体管RST11-Tr如图6所示，连接在电源线VDD(或电源电位)与浮置扩散层FD11之间，通过控制线(或控制信号)RST11而受到控制。
再者，复位晶体管RST11-Tr也可以如下方式构成，即，连接在不同于电源线VDD的电源线VRst与浮置扩散层FD之间，通过控制线(或控制信号)RST11而受到控制。
复位晶体管RST11-Tr在读取部70的控制下，例如在读取扫描时，在控制线RST11为H电平的期间被选择而成为导通状态，将浮置扩散层FD11复位为电源线VDD(或VRst)的电位。
源极跟随晶体管SF11-Tr与选择晶体管SEL11-Tr串联地连接在电源线VDD与垂直信号线LSGN之间。
源极跟随晶体管SF11-Tr的栅极连接着浮置扩散层FD11，选择晶体管SEL11-Tr通过控制线(或控制信号)SEL11而受到控制。
选择晶体管SEL11-Tr在控制线SEL11为H电平的期间被选择而成为导通状态。由此，源极跟随晶体管SF11-Tr将列输出的读取电压(信号)VSL(PIXOUT)输出至垂直信号线LSGN，该列输出的读取电压(信号)VSL(PIXOUT)是将浮置扩散层FD11的电荷以与电荷量(电位)对应的增益转换为电压信号所得的信号。
垂直扫描电路30根据时序控制电路60的控制，在快门行及读取行中，通过行扫描控制线来驱动子像素。
另外，垂直扫描电路30根据地址信号，输出读取信号的读取行、与对光电二极管PD所积累的电荷进行复位的快门行的行地址的行选择信号。
在通常的像素读取动作中，通过读取部70的垂直扫描电路30的驱动进行快门扫描，然后进行读取扫描。
读取电路40也可采用如下结构，即，包含与像素部20的各列输出对应地配置的多个列信号处理电路(未图示)，并可利用多个列信号处理电路进行列并行处理。
读取电路40的结构可包含相关双采样(CDS：Correlated Double Sampling)电路或ADC(模拟数字转换器；AD转换器)，放大器(AMP、amplifier)、采样保持(S/H)电路等。
这样，例如，如图7(A)所示，读取电路40的结构也可包含将像素部20的各列输出的读取信号VSL转换为数字信号的ADC41。
或者，例如，如图7(B)所示，读取电路40也可配置对像素部20的各列输出的读取信号VSL进行放大的放大器(AMP)42。
另外，例如，如图7(C)所示，读取电路40也可配置对像素部20的各列输出的读取信号VSL进行采样并保持的采样保持(S/H)电路43。
水平扫描电路50对由读取电路40的ADC等多个列信号处理电路处理后的信号进行扫描，沿着水平方向传输，并输出至未图示的信号处理电路。
时序控制电路60产生像素部20、垂直扫描电路30、读取电路40、水平扫描电路50等的信号处理所需的时序信号。
以上，对固态摄像装置10的各部分的结构及功能的概要进行了说明。
其次，说明本第一实施方式的像素配置的具体结构。
图8(A)～(C)是表示本第一实施方式的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的结构例的图。
图8(A)是平面地表示形成为NIR-RGB传感器的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的各结构要素的概略性的配置例的图。
图8(B)是图8(A)中的x11-x12线的简略剖视图。
图8(C)是图8(A)中的y11-y12线的简略剖视图。
再者，在本实施方式中，第一方向例如是呈行列状地排列有多个像素的像素部20的列方向(水平方向、X方向)或行方向(垂直方向、Y方向)或倾斜方向，
在以下的说明中，作为一例，第一方向设为列方向(水平方向、X方向)。随之，第二方向设为行方向(垂直方向、Y方向)。
在图8(A)的像素部20中，多像素MPXL20的四个子像素即第一子像素SPXL11、第二子像素SPXL12、第三子像素SPXL21、及第四子像素SPXL22配置成2×2的正方形。
具体而言，多像素MPXL20以如下方式呈正方形排列：在第一方向即X方向上，第一子像素SPXL11与第二子像素SPXL12相邻，并且第三子像素SPXL21与第四子像素SPXL22相邻，在与第一方向正交的第二方向即Y方向上，第一子像素SPXL11与第三子像素SPXL21相邻，并且第二子像素SPXL12与第四子像素SPXL22相邻。
在本第一实施方式中，第一子像素SPXL11形成为包含主要使绿色光透过的绿色(G)滤光片FLT-G的G子像素SPXLG，第二子像素SPXL12形成为包含主要使红色光透过的红色(R)滤光片FLT-R的R子像素SPXLR，第三子像素SPXL21形成为包含主要使蓝色光透过的蓝色(B)滤光片FLT-B的B子像素SPXLB，第四子像素SPXL22形成为接收红外光的专用的近红外(NIR)子像素SPXLNI。
而且，如图8(A)、(B)及(C)所示，多像素MPXL20的结构包含光电转换部210、透镜部220、彩色滤光片部230、抗反射膜240、第一背面分离部250及第二背面分离部260。
由四个外缘边L11～L14划定的矩形区域RCT20即光电转换部(PD1O)210在其光入射部分，对应于第一子像素SPXL11、第二子像素SPXL12、第三子像素SPXL21及第四子像素SPXL22而被分离(划分)为第一光电转换区域(PD11)211、第二光电转换区域(PD12)212、第三光电转换区域(PD21)213及第四光电转换区域(PD22)214。
光电转换部(PD10)210如下文所详述，通过第一背面分离部250及第二背面分离部260而被分离(划分)为四个矩形区域即第一光电转换区域(PD11)211、第二光电转换区域(PD12)212、第三光电转换区域(PD13)213及第四光电转换区域(PD14)214。
被分离(划分)为第一光电转换区域(PD11)211、第二光电转换区域(PD12)212、第三光电转换区域(PD21)213及第四光电转换区域(PD22)214的光电转换部210是以相对半导体基板270进行嵌入的方式形成，且以具有对已接收的光进行光电转换的功能及电荷积累功能的方式形成，该半导体基板270包括第一基板面271侧、和与第一基板面271侧相向的一侧的第二基板面272侧。
光电转换部210的第一光电转换区域(PD11)211、第二光电转换区域(PD12)212、第三光电转换区域(PD21)213及第四光电转换区域(PD22)214隔着包含作为平坦层的功能的抗反射膜240，在第一基板面271侧(背面侧)配置有彩色滤光片部230。
在第一光电转换区域(PD11)211、第二光电转换区域(PD12)212、第三光电转换区域(PD21)213及第四光电转换区域(PD22)214的第二基板面272侧(前表面侧)形成有输出部OP11、OP12、OP21、OP22，该输出部OP11、OP12、OP21、OP22包含输出与光电转换并积累的电荷对应的信号的输出晶体管等。
透镜部220由一个微透镜MCL221形成，该一个微透镜MCL221使光射入至第一子像素SPXL11的第一光电转换区域211、第二子像素SPXL12的第二光电转换区域212、第三子像素SPXL21的第三光电转换区域213及第四子像素SPXL22的第四光电转换区域214。
一个微透镜MCL221的光学中心OCT1处于第一子像素SPXL11、第二子像素SPXL12、第三子像素SPXL21及第四子像素SPXL22这四个子像素的边界交叉的像素中央区域RPCT。
彩色滤光片部230以形成各彩色子像素的方式，被划分为绿色(G)滤光片区域231、红色(R)滤光片区域232、蓝色(B)滤光片区域233及近红外(NIR)滤光片区域234。
在各绿色(G)滤光片区域231、红色(R)滤光片区域232、蓝色(B)滤光片区域233及近红外(NIR)滤光片区域234的光入射侧，配置有透镜部220的微透镜MCL221。
如上所述，由四个外缘边L11～L14划定的矩形区域RCT10即光电转换部(PD10)210通过第一背面分离部250及第二背面分离部260而被分离(划分)为四个矩形区域即第一光电转换区域(PD11)211、第二光电转换区域(PD12)212、第三光电转换区域(PD21)213及第四光电转换区域(PD22)214。
具体而言，光电转换部(PD10)210在其光入射部分，通过背面分离部250而被一分为四，该背面分离部250形成为基本上与背面金属(Back Side Metal)BSM相同的位置、形状等。
背面分离部250由形成在对多像素MPXL20的光电转换部PD10进行划定的矩形区域RCT10的中央点PCT与外缘边L11的中点CL11之间的长度LG1的第一分离部251、形成在中央点PCT与外缘边L12的中点CL12之间的长度LG2的第二分离部252、形成在中央点PCT与外缘边L13的中点CL13之间的长度LG3的第三分离部253及形成在中央点PCT与外缘边L14的中点CL14之间的长度LG4的第四分离部254构成。
即，在第一子像素SPXL11的第一光电转换区域211与第二子像素SPXL12的第二光电转换区域212的边界部形成有第一分离部251。
在第三子像素SPXL21的第三光电转换区域213与第四子像素SPXL22的第四光电转换区域214的边界部形成有第二分离部252。
在第一子像素SPXL11的第一光电转换区域211与第三子像素SPXL21的第三光电转换区域213的边界部形成有第三分离部253。
在第二子像素SPXL12的第二光电转换区域212与第四子像素SPXL22的第四光电转换区域214的边界部形成有第四分离部254。
在本第一实施方式中，背面分离部250基本上与通常的背面金属BSM同样地，以从抗反射膜240向滤光片部230侧突出的方式，形成于各子像素SPXL11、SPXL12、SPXL21、SPXL22的边界部。
而且，在本第一实施方式中，微透镜221的光学中心OCT1处于第一子像素SPXL11、第二子像素SPXL12、第三子像素SPXL21及第四子像素SPXL22这四个子像素的边界交叉的像素中央区域RPCT，因此，配置于光学中心区域ROCT1的背面分离部250由较光学中心区域ROCT1外的其他背面分离部为低反射(光吸收高)的材料形成。
在背面分离部250中，第一分离部251以从划定光电转换部PD10的矩形区域RCT10的中央点PCT处于光学中心区域ROCT1内的方式而形成长度l1(l1＜LG1)的第一低反射部2511，剩余长度(LG1-l1)的第一分离部251形成为背面金属部BSM1。
第二分离部252以从矩形区域RCT10的中央点PCT处于光学中心区域ROCT1内的方式而形成长度l2(l2＜LG2)的第二低反射部2521，剩余长度(LG2-l2)的第二分离部252形成为背面金属部BSM2。
第三分离部253以从矩形区域RCT10的中央点PCT处于光学中心区域ROCT1内的方式而形成长度l3(l3＜LG3)的第三低反射部2531，剩余长度(LG3-l3)的第三分离部253形成为背面金属部BSM3。
第四分离部254以从矩形区域RCT10的中央点PCT处于光学中心区域ROCT1内的方式而形成长度l4(l4＜LG4)的第四低反射部2541，剩余长度(LG4-l4)的第四分离部254形成为背面金属部BSM4。
再者，在本第一实施方式中，作为一例，第一分离部251的第一低反射部2511的长度l1、第二分离部252的第二低反射部2521的长度l2、第三分离部253的第三低反射部2531的长度l3及第四分离部254的第四低反射部2541的长度l4被设定为相同的长度(l1＝l2＝l3＝l4)。
通常的背面金属部BSM1～BSM4例如由金、铝、钛、铜、铬、钯、镍、银、钨等形成。
相对于此，能够例示以下的材料作为相较背面金属部BSM1～BSM4的金属材料为低反射的材料。
能够例示以下的材料作为特定波长频带例如NIR波长(例如850nm～940nm)下的低反射、高吸收材料。
1)无机介电材料例如氧化物、硅的氮化物、铪、钽、钨、铱(Ta2O5、WO3、IrOx)及WO3、ITO(铟锡氧化物)、ATO氧化锡锑)及这些成分的两个以上的任意的混合物。
2)使用有机吸收性功能性染料及现有的染料而实现的黑色滤光片、墨水(例如(1)层叠萘二甲酰亚胺阴离子自由基、(2)缩合卟啉阵列、(3)掺杂聚噻吩及其他的关联导电性聚合物、(4)稀土夹心双酞菁、(5)共轭二醌的自由基阴离子(也称为半醌)及(6)混合原子价双核金属络合物。
3)作为抗反射涂层而发挥功能的一个或多个材料层、纳米构造(例如蛾眼)层。
再者，这些是作为低反射部的材料的一例，例如可由p型杂质的注入层或其他的低反射材料替换。
另外，在光电转换部PD10中，以在光电转换部210的深度方向(基板270的深度方向：Z方向)上与背面分离部250重叠的方式，形成有作为背面深沟槽隔离(BDTI)即沟槽型背面隔离的第二侧后分离部260。
以在Z方向上与第一背面分离部250的第一分离部251重叠的方式而形成有沟槽型的第二分离部261。而且，沟槽型第一分离部261以从划定光电转换部PD10的矩形区域RCT10的中央点PCT处于光学中心区域ROCT1内的方式而形成长度l1(l1＜LG1)的低反射部2611，剩余长度(LG1-l1)的第一分离部261形成为沟槽型背面深隔离部BDTI1。
以在Z方向上与第一背面分离部250的第二分离部252重叠的方式而形成有沟槽型的沟槽型第二分离部262。而且，沟槽型第二分离部262以从矩形区域RCT10的中央点PCT处于光学中心区域ROCT1内的方式而形成长度l2(l2＜LG2)的低反射部2621，剩余长度(LG2-l2)的第二分离部262形成为沟槽型背面深隔离部BDTI2。
以在Z方向上与第一背面分离部250的第三分离部253重叠的方式而形成有沟槽型的沟槽型第三分离部263。而且，沟槽型第三分离部263以从矩形区域RCT10的中央点PCT处于光学中心区域ROCT1内的方式而形成长度l3(l3＜LG3)的低反射部2631，剩余长度(LG3-l3)的第三分离部263形成为沟槽型背面深隔离部BDTI3。
以在Z方向上与第一背面分离部250的第四分离部254重叠的方式而形成有沟槽型的沟槽型第四分离部264。而且，沟槽型第四分离部264以从矩形区域RCT10的中央点PCT处于光学中心区域ROCT1内的方式而形成长度l4(l4＜LG4)的低反射部2641，剩余长度(LG4-l4)的第四分离部264形成为沟槽型背面深隔离部BDTI4。
在第二背面分离部260的低反射部2611、2621、2631、2641中，与第一背面分离部250的低反射部2511、2521、2531、2541同样地，嵌入有由相较背面金属部BSM1～BSM4、沟槽型背面深隔离部BDTI1～BDTI4的金属材料为低反射的材料形成的层。
在本第一实施方式中，多像素MPXL20包含：背面分离部250与沟槽型的第二侧后分离部260，至少在光电转换区域的光入射部分，分离相邻的多个子像素；以及透镜部220，包括使光射入至四个子像素SPXL11、SPXL12、SPXL21、SPXL22的光电转换区域PD11、PD12、PD21、PD22的一个微透镜MCL221。
而且，在本第一实施方式中，透镜部220的微透镜MCL221的光学中心以处于第一背面分离部250及第二背面分离部260的形成位置的方式配置，第一背面分离部250及第二背面分离部260以至少在光学中心区域，相较其他的背面分离部区域为低反射(光吸收高)的方式形成。
因此，根据本第一实施方式，所有子像素中存在距离信息，可应用于PDAF功能。
即使微透镜的光学中心处于背面金属BSM的形成位置，仍能够抑制光学中心的灵敏度因反射等而急剧下降的情况。
即，根据本第一实施方式，相邻子像素间的串扰少，能够抑制亮度阴影的影响，而且可抑制光学中心的灵敏度的下降。
(第二实施方式)
图9(A)～(C)是表示本第二实施方式的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的结构例的图。
图9(A)是平面地表示形成为NIR-RGB传感器的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的各结构要素的概略性的配置例的图。
图9(B)是图9(A)中的x11-x12线的简略剖视图。
图9(C)是图9(A)中的y11-y12线的简略剖视图。
本第二实施方式与第一实施方式的不同点如下所述。
在第一实施方式中，微透镜MCL221的光学中心OCT1处于第一子像素SPXL11、第二子像素SPXL12、第三子像素SPXL21及第四子像素SPXL22这四个子像素的边界交叉的像素中央区域RPCT，因此，将配置于光学中心区域ROCT1的背面分离部250的第一分离部251～第四分离部254的光学中心区域的部分设为低反射部，并由相较光学中心区域OCT1外的其他背面分离部为低反射(光吸收高)的材料形成该低反射部。
相对于此，在本第二实施方式中，不仅将光学中心区域部分设为低反射部，而且将第一背面分离部250的第一分离部251A～第四分离部254A的整体设为低反射部，并由低反射(光吸收高)的材料形成该低反射部。
同样地，也可将第二背面分离部260的第一分离部261A～第四分离部264A的整体设为低反射部，并由低反射(光吸收高)的材料形成该低反射部。
根据本第二实施方式，当然可获得与所述第一实施方式的效果相同的效果，即使微透镜的光学中心处于背面金属BSM的形成位置，仍能够进一步抑制光学中心的灵敏度因反射等而急剧下降的情况。
(第三实施方式)
图10(A)～(C)是表示本第三实施方式的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的结构例的图。
图10(A)是平面地表示形成为NIR-RGB传感器的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的各结构要素的概略性的配置例的图。
图10(B)是图10(A)中的x11-x12线的简略剖视图。
图10(C)是图10(A)中的y11-y12线的简略剖视图。
本第三实施方式与第一实施方式的不同点如下所述。
在第一实施方式中，微透镜221的光学中心OCT1处于第一子像素SPXL11、第二子像素SPXL12、第三子像素SPXL21及第四子像素SPXL22这四个子像素的边界交叉的像素中央区域RPCT，因此，将配置于光学中心区域ROCT1的背面分离部250的第一分离部251～第四分离部254的光学中心区域的部分设为低反射部，并由反射比光学中心区域OCT1外的其他的背面分离部更低(光吸收高)的材料形成该低反射部。
相对于此，在本第三实施方式中，去除形成第一背面分离部250B的第一分离部251B～第四分离部254B的低反射部2511B、2521B、2531B、2541B的背面金属部BSM1～BSM4的材料，形成低反射(光吸收高)的状态。
而且，第二背面分离部260B的第一分离部261B～第四分离部264B的低反射部2611B、2621B、2631B、2641B的沟槽型背面深隔离部BDTI1～BDTI4由低反射(光吸收高)的材料形成。
根据本第三实施方式，当可获得与所述第一实施方式的效果相同的效果，即使微透镜的光学中心处于背面金属BSM的形成位置，仍能够进一步抑制光学中心的灵敏度因反射等而急剧下降的情况。
(第四实施方式)
图11(A)～(C)是表示本第四实施方式的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的结构例的图。
图11(A)是平面地表示形成为使多像素部分地具有PDAF功能的传感器的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的各结构要素的概略性的配置例的图。
图11(B)是图11(A)中的x11-x12线的简略剖视图。
图11(C)是图11(A)中的y11-y12线的简略剖视图。
本第四实施方式与第一实施方式的不同点如下所述。
在第一实施方式中，多像素MPXL20C的透镜部220包括使光射入至四个子像素SPXL11、SPXL12、SPXL21、SPXL22的光电转换区域PD11、PD12、PD21、PD22的一个微透镜MCL221C，微透镜的光学中心以处于第一背面分离部250C及第二背面分离部260C的形成位置的方式配置，第一背面分离部250及第二背面分离部260C以至少在光学中心区域，相较其他的背面分离部区域为低反射(光吸收高)的方式形成。
相对于此，在本第四实施方式中，包含使光射入至两个第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11及第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12的第一微透镜MCL221C、使光射入至第三子像素SPXL21的第三光电转换区域PD21的第二微透镜MCL222C、使光射入至第四子像素SPCL22的第四光电转换区域PD22的第三微透镜MCL223C。
第一微透镜MCL221C的光学中心处于第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11与第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12的边界区域RBD12的中央区域CT12。
而且，将配置于边界区域RBD12的第一背面分离部250C的第一分离部251C(及第二背面分离部260C的第一分离部261C)的光学中心所包含的边界区域RBD12的中央区域CT12的部分设为低反射部，并由相较光学中心区域外的其他的背面分离部为低反射(光吸收高)的材料形成该低反射部。
在本第四实施方式的固态摄像装置10C中，在第一子像素SPXL11的第一光电转换区域(PD11)211与第二子像素SPXL12的第二光电转换区域(PD12)212的边界部形成有第一分离部251C、261C，该第一分离部251C、261C在其中央区域CT12的部分具有低反射部。
在第三子像素SPXL21的第三光电转换区域(PD21)213与第四子像素SPXL22的第四光电转换区域(PD22)214的边界部，形成有不具有低反射部的第二分离部252C、262C。
在第一子像素SPXL11的第一光电转换区域(PD11)211与第三子像素SPXL21的第三光电转换区域(PD21)213的边界部，形成有不具有低反射部的第三分离部253C、263C。
在第二子像素SPXL12的第二光电转换区域(PD12)212与第四子像素SPXL22的第四光电转换区域(PD22)214的边界部，形成有不具有低反射部的第四分离部254C、264C。
另外，第二微透镜MCL222C的光学中心与第三光电转换区域PD21的光学中心一致，第三微透镜MCL223C的光学中心与第四光电转换区域PD22的光学中心一致。
在本第四实施方式的固态摄像装置10C中，共享微透镜MCL11的两个第一子像素SPXL11及第二子像素SPXL12可部分地具有PDAF信息。
在图11的例子中，第一子像素SPXL11能够具有信息PDAF1，第二子像素SPXL12能够具有信息PDAF2。
相对于此，未共享微透镜的第三子像素SXL21及第四子像素SXL22不具有信息PDAF。
(第四实施方式的变形例)
图12(A)～(C)是表示本第四实施方式的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的变形例的图。
图12(A)是平面地表示形成为使多像素部分地具有PDAF功能的传感器的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的第一变形例的图。
在图12(A)的第一变形例中，包含使光射入至两个第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11及第三子像素SPXL21的第三光电转换区域PD21的第一微透镜MCL221D、使光射入至第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12的第二微透镜MCL222D、使光射入至第四子像素SPXL22的第四光电转换区域PD22的第三微透镜MCL223D。
第一微透镜MCL221D的光学中心处于第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11与第三子像素SPXL21的第三光电转换区域PD21的边界区域RBD13的中央区域CT13。
而且，将配置于边界区域RBD13的第一背面分离部250D的第三分离部253D(及第二背面分离部260D的第三分离部263D)的光学中心所包含的边界区域RBD13的中央区域CT13的部分设为低反射部，并由相较于光学中心区域外的其他的背面分离部为低反射(光吸收高)的材料形成该低反射部。
在本第一变形例中，在第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11与第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12的边界部，形成有不具有低反射部的第一分离部251D、261D。
在第三子像素SPXL21的第三光电转换区域PD21与第四子像素SPXL22的第四光电转换区域PD22的边界部，形成有不具有低反射部的第二分离部252D、262D。
在第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11与第三子像素SPXL21的第三光电转换区域PD21的边界部形成有第三分离部253D、263D，该第三分离部253D、263D在其中央区域CT13的部分具有低反射部。
在第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12与第四子像素SPXL22的第四光电转换区域PD22的边界部，形成有不具有低反射部的第四分离部254D、264D。
另外，第二微透镜MCL222D的光学中心与第二光电转换区域PD12的光学中心一致，第三微透镜MCL223D的光学中心与第四光电转换区域PD22的光学中心一致。
在本第一变形例中，共享微透镜MCL221D的两个第一子像素SPXL11及第三子像素SPXL21可部分地具有PDAF信息。
在图12(A)的例子中，第一子像素SPXL11能够具有信息PDAF1，第三子像素SPXL21能够具有信息PDAF2。
相对于此，未共享微透镜的第二子像素SXL12及第四子像素SXL22不具有信息PDAF。
图12(B)是平面地表示形成为使多像素部分地具有PDAF功能的传感器的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的第二变形例的图。
在图12(B)的第二变形例中，包含使光射入至两个第三子像素SPXL21的第三光电转换区域PD21及第四子像素SPXL22的第四光电转换区域PD22的第一微透镜MCL221E、使光射入至第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11的第二微透镜MCL222E、使光射入至第二子像素SPCL12的第二光电转换区域PD12的第三微透镜MCL223E。
第一微透镜MCL221E的光学中心处于第三子像素SPXL21的第三光电转换区域PD21与第四子像素SPXL22的第四光电转换区域PD22的边界区域RBD34的中央区域CT34。
而且，将配置于边界区域RBD34的第一背面分离部250E的第二分离部252(及第二背面分离部260E的第二分离部262E)的光学中心所包含的边界区域RBD34的中央区域CT34的部分设为低反射部，并由相较光学中心区域OCT1外的其他的背面分离部为低反射(光吸收高)的材料形成该低反射部。
在本第二变形例中，在第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11与第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12的边界部，形成有不具有低反射部的第一分离部251E、261E。
在第三子像素SPXL21的第三光电转换区域PD21与第四子像素SPXL22的第四光电转换区域PD22的边界部形成有第二分离部252E、262E，该第二分离部252E、262E在其中央区域CT34的部分具有低反射部。
在第一子像素SPXL11的第一光电转换区域211与第三子像素SPXL22的第三光电转换区域PD21的边界部，形成有不具有低反射部的第三分离部253E、263E。
在第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12与第四子像素SPXL22的第四光电转换区域PD22的边界部，形成有不具有低反射部的第四分离部254E、264E。
另外，第二微透镜MCL222E的光学中心与第一光电转换区域PD11的光学中心一致，第三微透镜MCL223E的光学中心与第二光电转换区域PD12的光学中心一致。
在本第二变形例中，共享微透镜MCL11的两个第三子像素SPXL21及第四子像素SPXL22可部分地具有PDAF信息。
在图12(B)的例子中，第三子像素SPXL21能够具有信息PDAF1，第四子像素SPXL22能够具有信息PDAF2。
相对于此，未共享微透镜的第一子像素SXL11及第二子像素SXL12不具有信息PDAF。
图12(C)是平面地表示形成为使多像素部分地具有PDAF功能的传感器的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的第三变形例的图。
在图12(C)的第三变形例中，包含使光射入至两个第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12及第四子像素SPXL22的第四光电转换区域PD22的第一微透镜MCL221F、使光射入至第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11的第二微透镜MCL222F、使光射入至第三子像素SPXL21的第二光电转换区域PD21的第三微透镜MCL223F。
第一微透镜MCL221F的光学中心处于第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12与第四子像素SPXL22的第四光电转换区域PD222的边界区域RBD24的中央区域CT24。
而且，将配置于边界区域RBD24的第一背面分离部250F的第四分离部254F(及第二背面分离部260F的第一分离部264F)的光学中心所包含的边界区域RBD24的中央区域CT24的部分设为低反射部，并由相较光学中心区域外的其他的背面分离部为低反射(光吸收高)的材料形成该低反射部。
在本第三变形例中，在第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11与第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12的边界部，形成有不具有低反射部的第一分离部251F、261F。
在第三子像素SPXL21的第三光电转换区域PD21与第四子像素SPXL22的第四光电转换区域PD22的边界部，形成有不具有低反射部的第二分离部252F、262F。
在第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11与第三子像素SPXL21的第三光电转换区域PD21的边界部，形成有不具有低反射部的第三分离部253F、263F。
在第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12与第四子像素SPXL22的第四光电转换区域PD22的边界部形成有第四分离部254F、264F，该第四分离部254F、264F在其中央区域CT24的部分具有低反射部。
另外，第二微透镜MCL222F的光学中心与第一光电转换区域PD11的光学中心一致，第三微透镜MCL223F的光学中心与第三光电转换区域PD21的光学中心一致。
在本第一变形例中，共享微透镜MCL221F的两个第二子像素SPXL12及第四子像素SPXL22可部分地具有PDAF信息。
在图12(C)的例子中，第二子像素SPXL12能够具有信息PDAF1，第四子像素SPXL22能够具有信息PDAF2。
相对于此，未共享微透镜的第一子像素SPXL11及第三子像素SPXL21不具有信息PDAF。
根据本第四实施方式，与所述第一实施方式的效果同样地，相邻子像素间的串扰少，能够抑制亮度阴影的影响，而且可抑制光学中心的灵敏度的下降。另外，可由共享一个微透镜的子像素实现可利用的PDAF功能。
(第五实施方式)
图13(A)～(C)是表示本第五实施方式的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的结构例的图。
图13(A)是平面地表示形成为使多像素部分地具有PDAF功能的传感器的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的各结构要素的概略性的配置例的图。
图13(B)是图13(A)中的x11-x12线的简略剖视图。
图13(C)是图13(A)中的y11-y12线的简略剖视图。
本第五实施方式与第四实施方式的不同点如下所述。
在第四实施方式中，第一微透镜MCL221C光学中心例如处于第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11与第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12的边界区域RBD12的中央区域CT12。
而且，将配置于边界区域RBD12的第一背面分离部250C的第一分离部251C(及第二背面分离部260C的第一分离部261C)的光学中心所包含的边界区域RBD12的中央区域CT12的部分设为低反射部，并由相较于光学中心区域外的其他的背面分离部为低反射(光吸收高)的材料形成该低反射部。
相对于此，在本第五实施方式中，不仅将光学中心区域部分设为低反射部，而且将第一背面分离部250G的第一分离部251G的整体设为低反射部，并由低反射(光吸收高)的材料形成该低反射部。
同样地，也可将第二背面分离部260G的第一分离部261G的整体设为低反射部，并由低反射(光吸收高)的材料形成该低反射部。
再者，同样的结构也可应用于所述第一变形例、第二变形例及第三变形例。
根据本第五实施方式，当然可获得与所述第四实施方式的效果相同的效果，即使微透镜的光学中心处于背面金属BSM的形成位置，仍能够进一步抑制光学中心的灵敏度因反射等而急剧下降的情况。
(第六实施方式)
图14(A)～(C)是表示本第六实施方式的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的结构例的图。
图14(A)是平面地表示形成为使多像素部分地具有PDAF功能的传感器的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的各结构要素的概略性的配置例的图。
图14(B)是图14(A)中的x11-x12线的简略剖视图。
图14(C)是图14(A)中的y11-y12线的简略剖视图。
本第六实施方式与第四及第五实施方式的不同点如下所述。
在第四及第五实施方式中，将配置于第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11与第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12的边界区域RBD12的第一背面分离部250C、G的第一分离部251C、G的光学中心所包含的边界区域RBD12的中央区域CT12的部分设为低反射部，并由相较于光学中心区域外的其他的背面分离部为低反射(光吸收高)的材料形成该低反射部，或者不仅将光学中心区域部分设为低反射部，而且将第一背面分离部250C、G的第一分离部251C、G的整体设为低反射部，并由低反射(光吸收高)的材料形成该低反射部。
相对于此，在本第六实施方式中，去除形成第一背面分离部250H的第一分离部251H的低反射部的背面金属部BSM1的材料，形成低反射(光吸收高)的状态。
再者，同样的结构也可应用于所述第一变形例、第二变形例及第三变形例。
根据本第六实施方式，当然可获得与所述第四及第五实施方式的效果相同的效果，即使微透镜的光学中心处于背面金属BSM的形成位置，仍能够进一步抑制光学中心的灵敏度因反射等而急剧下降的情况。
(第七实施方式)
图15是表示本第七实施方式的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的结构例的图。
本第七实施方式与第四实施方式的不同点如下所述。
在第四实施方式中，包含使光射入至两个第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11及第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12的第一微透镜MCL221C、使光射入至第三子像素SPXL21的第三光电转换区域PD21的第二微透镜MCL222C、使光射入至第四子像素SPCL22的第四光电转换区域PD22的第三微透镜MCL223C。
而且，将配置于第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11与第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12的边界区域RBD12的第一背面分离部250C的第一分离部251C(及第二背面分离部260C的第一分离部261C)的光学中心所包含的边界区域RBD12的中央区域CT12的部分设为低反射部，并由相较光学中心区域外的其他的背面分离部为低反射(光吸收高)的材料形成该低反射部。
相对于此，本第七实施方式的固态摄像装置10I是以如下方式构成，即，由第三子像素SPXL21及第四子像素SPXL22共享微透镜MCL222I，共享微透镜MCL222I的两个第三子像素SPXL21及第四子像素SPXL22也可部分地具有PDAF信息。
而且，在第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11与第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12的边界部形成有第一分离部251I、261I，该第一分离部251I、261I在其中央区域CT12的部分具有低反射部。
在第三子像素SPXL21的第三光电转换区域PD21与第四子像素SPXL22的第四光电转换区域PD22的边界部形成有第二分离部252I、262I，该第二分离部252I、262I在其中央区域CT34的部分具有低反射部。
在第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11与第三子像素SPXL21的第三光电转换区域PD21的边界部，形成有不具有低反射部的第三分离部253I、263I。
在第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PF12与第四子像素SPXL22的第四光电转换区域PD22的边界部，形成有不具有低反射部的第四分离部254I、264I。
另外，图15的固态摄像装置10I也可与图4的固态摄像装置同样地形成为M-NIR传感器。
在本第七实施方式的固态摄像装置10I中，共享微透镜MCL221I的两个第一子像素SPXL11及第二子像素SPXL12、以及共享微透镜MCL222I的第三子像素SPXL21及第四子像素SPXL22可部分地具有PDAF信息。
在图15的例子中，第一子像素SPXL11能够具有信息PDAF1，第二子像素SPXL12能够具有信息PDAF2，第三子像素SPXL21能够具有信息PDAF3，第四子像素SPXL22能够具有信息PDAD4。
(第七实施方式的变形例)
图16是表示本第七实施方式的固态摄像装置(CMOS图像传感器)的概略性的变形例的图。
在图16的变形例中，包含使光射入至两个第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11及第三子像素SPXL21的第三光电转换区域PD21的第一微透镜MCL221J、与使光射入至第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12及第四子像素SPXL22的第四光电转换区域PD22的第二微透镜MCL222J。
第一微透镜MCL221J的光学中心处于第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11与第三子像素SPXL21的第二光电转换区域PD21的边界区域RBD13的中央区域CT13。
而且，将配置于边界区域RBD13的第一背面分离部250J的第一分离部253J(及第二背面分离部260J的第一分离部263J)的光学中心所包含的边界区域RBD13的中央区域CT13的部分设为低反射部，并由相较光学中心区域外的其他的背面分离部为低反射(光吸收高)的材料形成该低反射部。
第二微透镜MCL12的光学中心处于第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12与第四子像素SPXL22的第四光电转换区域PD22的边界区域RBD24的中央区域CT24。
而且，将配置于边界区域RBD24的第一背面分离部250J的第一分离部254J(及第二背面分离部260J的第一分离部264J)的光学中心所包含的边界区域RBD24的中央区域CT24的部分设为低反射部，并由相较光学中心区域外的其他的背面分离部为低反射(光吸收高)的材料形成该低反射部。
在本变形例中，在第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11与第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12的边界部，形成有不具有低反射部的第一分离部251J、261J。
在第三子像素SPXL21的第三光电转换区域PD21与第四子像素SPXL22的第四光电转换区域PD22的边界部，形成有不具有低反射部的第二分离部252J、262J。
在第一子像素SPXL11的第一光电转换区域PD11与第三子像素SPXL21的第三光电转换区域PD21的边界部形成有第三分离部253J、263J，该第三分离部253J、263J在其中央区域CT13的部分具有低反射部。
在第二子像素SPXL12的第二光电转换区域PD12与第四子像素SPXL22的第四光电转换区域PD22的边界部形成有第四分离部254J、264J，该第四分离部254J、264J在其中央区域CT24的部分具有低反射部。
在本变形例中，共享微透镜MCL221J的两个第一子像素SPXL11及第三子像素SPXL21、以及共享微透镜MCL222J的第二子像素SPXL12及第四子像素SPXL22可部分地具有PDAF信息。
在图16的例子中，第一子像素SPXL11能够具有信息PDAF1，第三子像素SPXL21能够具有信息PDAF2，第二子像素SPXL12能够具有信息PDAF3，第四子像素SPXL22能够具有信息PDAD4。
根据本第七实施方式，与所述第一及第四实施方式的效果同样地，相邻子像素间的串扰少，能够抑制亮度阴影的影响，而且可抑制光学中心的灵敏度的下降。另外，可由共享一个微透镜的子像素实现可利用的PDAF功能。
再者，在本实施方式中，在共享至少一个微透镜的多像素的光学中心附近，去除了背面分离部或背面分离部与沟槽型背面分离部或背面分离部的情况下，可利用低反射材料来替换沟槽型背面分离部的材料。
以上说明的固态摄像装置10、10A～10J能够作为摄像装置而应用于数码相机或摄像机、便携终端、或者监控用相机、医疗用内窥镜用相机等电子设备。
图17是表示搭载有如下相机系统的电子设备的结构的一例的图，该相机系统应用了本发明的实施方式的固态摄像装置。
如图17所示，本电子设备100包括可应用本实施方式的固态摄像装置10、10A～10J的CMOS图像传感器110。
而且，电子设备100包括将入射光引导至该CMOS图像传感器110的像素区域(使被拍摄体像成像)的光学系统(透镜等)120。
电子设备100包括对CMOS图像传感器110的输出信号进行处理的信号处理电路(PRC)130。
信号处理电路130对CMOS图像传感器110的输出信号实施规定的信号处理。
由信号处理电路130处理后的图像信号可作为动态图像而显示在包含液晶显示器等的监视器中，或也可输出至打印机，另外，可采用各种形态，例如直接记录于存储卡等存储介质。
如上所述，通过搭载所述固态摄像装置10、10A～10J作为CMOS图像传感器110，可提供高性能、小型、低成本的相机系统。
而且，能够实现使用于在相机的设置条件方面存在安装尺寸、可连接的线缆条数、线缆长度、设置高度等限制的用途的例如监控用相机、医疗用内窥镜用相机等电子设备。
主要元件符号说明
1、1A～1E、10、10A～10J：固态摄像装置
20、20A～20J：像素部
30：垂直扫描电路
40：读取电路
41：ADC
42：放大器
43：采样保持(S/H)电路
50：水平扫描电路
60：时序控制电路
70：读取部
100：电子设备
110：CMOS图像传感器
120：光学系统
130：信号处理电路(PRC)
210、PD10：光电转换部
211(PD11)：第一光电转换区域
212(PD12)：第二光电转换区域
213(PD13、PD21)：第三光电转换区域
214(PD14、PD22)：第四光电转换区域
220：透镜部
230：彩色滤光片部
231：绿色(G)滤光片区域
232：红色(R)滤光片区域
233：蓝色(B)滤光片区域
234：近红外(NIR)滤光片区域
240、ARL：抗反射膜
250、250A～250J：第一背面分离部
251、251A～251J、261、261A～261J：第一分离部
252、252A～252J、262、262A～262J：第二分离部
253、253A～253J、263、263A～263J：第三分离部
254、254A～254J、264、264A～264J：第四分离部
260、260A～260J：第二背面分离部
270：半导体基板
271：第一基板面
272：第二基板面
2511：第一低反射部
2511B、2521B、2531B、2541B、2611、2621：低反射部
2521：第二低反射部
2531：第三低反射部
2541：第四低反射部
B：蓝色
BDTI：背面深沟槽隔离
BSM：背面金属
BSM1～BSM4：背面金属部
CL11～CL14：中点
CT12、CT13、CT24、CT34：中央区域
FD11：浮置扩散层
FLT-B：蓝色(B)滤光片
FLT-G：绿色(G)滤光片
FLT-R：红色(R)滤光片
G：绿色
LG1～LG4、11～14：长度
LSGN：垂直信号线
L11～L14：外缘边
MCL1～MCL9、MCL221、MCL221I、MCL222I：微透镜
MCL221C～MCL221F、MCL221J：第一微透镜
MCL222C～MCL222F、MCL222J：第二微透镜
MCL223C～MCL223F：第三微透镜
MPXL、MPXL1、MPXL1A～MPXL1E、MPXL20、MPXL20C：多像素
NIR：近红外
OCT1：光学中心
OP11、OP12、OP21、OP22：输出部
PCT：中央点
PD：光电转换区域
PD1：第一光电转换区域
PD2：第二光电转换区域
PD3：第三光电转换区域
PD4：第四光电转换区域
PDAF1～PDAF4：信息
R：红色
RBD12、RBD13、RBD24、RBD34：边界区域
RCT10：矩形区域
ROCT1：光学中心区域
RPCT：像素中央区域
RST11、SEL11、TG11、TG12、TG21、TG22：控制线(或控制信号)
RST11-Tr：复位晶体管
SEL11-Tr：选择晶体管
SF11-Tr：源极跟随晶体管
SPXLB：B子像素
SPXLG：G子像素
SPXLM：M子像素
SPXLNI：近红外(NIR)子像素
SPXLR：R子像素
SPXL11：第一子像素
SPXL12：第二子像素
SPXL21：第三子像素
SPXL22：第四子像素
TG11-Tr、TG12-Tr、TG21-Tr、TG22-Tr：传输晶体管
VDD：电源线
VSL(PXLOUT)：读取电压(信号)
X、Y、Z：方向
x1-x2、x11-x12、y1-y2、y11-y12：线

Claims (13)

1.一种固态摄像装置，其特征在于包括：
多像素，所述多像素包含包括光电转换区域的至少两个子像素，
所述多像素包含：
背面分离部，至少在光电转换区域的光入射部分，分离相邻的多个子像素；以及
一个透镜部，使光射入到至少两个子像素的光电转换区域，
所述透镜部以使光学中心处于所述背面分离部的形成位置的方式配置，
所述背面分离部是以至少在光学中心区域，相较其他的背面分离部区域为低反射的方式形成。
2.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其特征在于：
所述背面分离部是以在所述光学中心区域，相较其他的背面分离部区域为低反射的方式形成。
3.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其特征在于：
所述背面分离部是以使所述光学中心区域及其他的背面分离部区域为低反射的方式形成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的固态摄像装置，其特征在于：
以成为所述低反射的方式形成的低反射部，由特定波长频带的低反射材料形成。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的固态摄像装置，其特征在于：
所述背面分离部去除了背面分离部用材料，以成为低反射。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的固态摄像装置，其特征在于：
所述多像素还包括沟槽型背面分离部，所述沟槽型背面分离部是以在所述光电转换区域的深度方向上与所述背面分离部重叠的方式而形成于所述光电转换区域。
7.根据权利要求6所述的固态摄像装置，其特征在于：
所述沟槽型背面分离部区域以成为所述低反射的方式形成。
8.根据权利要求6所述的固态摄像装置，其特征在于：
在共享至少一个所述透镜部的多像素的光学中心附近，去除了所述背面分离部或所述背面分离部与所述沟槽型背面分离部或所述背面分离部的情况下，可利用低反射材料来替换所述沟槽型背面分离部的材料。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的固态摄像装置，其特征在于：
所述多像素的第一子像素、第二子像素、第三子像素及第四子像素这四者以如下方式呈正方形排列，即，
在第一方向上，所述第一子像素与所述第二子像素相邻，并且所述第三子像素与所述第四子像素相邻，
在与所述第一方向正交的第二方向上，所述第一子像素与所述第三子像素相邻，并且所述第二子像素与所述第四子像素相邻，
所述透镜部由使光射入至所述第一子像素的第一光电转换区域、所述第二子像素的第二光电转换区域、所述第三子像素的第三光电转换区域及所述第四子像素的第四光电转换区域的一个微透镜形成，
所述一个微透镜的光学中心处于所述第一子像素、所述第二子像素、所述第三子像素及所述第四子像素这四个子像素的边界交叉的像素中央区域。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的固态摄像装置，其特征在于：
所述多像素的第一子像素、第二子像素、第三子像素及第四子像素这四者以如下方式呈正方形排列，即，
在第一方向上，所述第一子像素与所述第二子像素相邻，并且所述第三子像素与所述第四子像素相邻，
在与所述第一方向正交的第二方向上，所述第一子像素与所述第三子像素相邻，并且所述第二子像素与所述第四子像素相邻，
所述透镜部包含使光射入至所述第一子像素的第一光电转换区域与所述第二子像素的第二光电转换区域的第一微透镜、
使光射入至所述第三子像素的第三光电转换区域的第二微透镜、以及
使光射入至所述第四子像素的第四光电转换区域的第三微透镜，
所述第一微透镜的光学中心处于所述第一子像素的第一光电转换区域与所述第二子像素的第二光电转换区域的边界区域的至少中央区域，或者，
所述透镜部包含使光射入至所述第一子像素的第一光电转换区域与所述第三子像素的三光电转换区域的第一微透镜、
使光射入至所述第二子像素的第二光电转换区域的第二微透镜、以及
使光射入至所述第四子像素的第四光电转换区域的第三微透镜，
所述第一微透镜的光学中心处于所述第一子像素的第一光电转换区域与所述第三子像素的第三光电转换区域的边界区域的至少中央区域，或者，
所述透镜部包含使光射入至所述第三子像素的第三光电转换区域与所述第四子像素的四光电转换区域的第一微透镜、
使光射入至所述第一子像素的第一光电转换区域的第二微透镜、以及
使光射入至所述第二子像素的第二光电转换区域的第三微透镜，
所述第一微透镜的光学中心处于所述第三子像素的第三光电转换区域与所述第四子像素的第四光电转换区域的边界区域的至少中央区域，或者，
所述透镜部包含使光射入至所述第二子像素的第二光电转换区域与所述第四子像素的四光电转换区域的第一微透镜、
使光射入至所述第一子像素的第一光电转换区域的第二微透镜、以及
使光射入至所述第三子像素的第三光电转换区域的第三微透镜，
所述第一微透镜的光学中心处于所述第二子像素的第二光电转换区域与所述第四子像素的第四光电转换区域的边界区域的至少中央区域。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的固态摄像装置，其特征在于：
所述多像素的第一子像素、第二子像素、第三子像素及第四子像素这四者以如下方式呈正方形排列，即，
在第一方向上，所述第一子像素与所述第二子像素相邻，并且所述第三子像素与所述第四子像素相邻，
在与所述第一方向正交的第二方向上，所述第一子像素与所述第三子像素相邻，并且所述第二子像素与所述第四子像素相邻，
所述透镜部包含使光射入至所述第一子像素的第一光电转换区域与所述第二子像素的第二光电转换区域的第一微透镜、与
使光射入至所述第三子像素的第三光电转换区域与所述第四子像素的第四光电转换区域的第二微透镜，
所述第一微透镜的光学中心处于所述第一子像素的第一光电转换区域与所述第二子像素的第二光电转换区域的边界区域的至少中央区域，
所述第二微透镜的光学中心处于所述第三子像素的第三光电转换区域与所述第四子像素的第四光电转换区域的边界区域的至少中央区域，或者，
所述透镜部包含使光射入至所述第一子像素的第一光电转换区域与所述第三子像素的第三光电转换区域的第一微透镜、与
使光射入至所述第二子像素的第二光电转换区域与所述第四子像素的第四光电转换区域的第二微透镜，
所述第一微透镜的光学中心处于所述第一子像素的第一光电转换区域与所述第三子像素的第三光电转换区域的边界区域的至少中央区域，
所述第二微透镜的光学中心处于所述第二子像素的第二光电转换区域与所述第四子像素的第四光电转换区域的边界区域的至少中央区域。
12.一种固态摄像装置的制造方法，其特征在于所述固态摄像装置包括：
多像素，所述多像素包含包括光电转换区域的至少两个子像素，
所述多像素包含：
背面分离部，至少在光电转换区域的光入射部分，分离相邻的多个子像素；以及
一个透镜部，使光射入到至少两个子像素的光电转换区域，
所述固态摄像装置的制造方法包含以下步骤：
所述透镜部的光学中心以处于所述背面分离部的形成位置的方式配置，
所述背面分离部以至少在光学中心区域，相较其他的背面分离部区域为低反射的方式形成。
13.一种电子设备，其特征在于包括：
固态摄像装置；以及
光学系统，使被拍摄体像在所述固态摄像装置中成像，
所述固态摄像装置包括多像素，所述多像素包含包括光电转换区域的至少两个子像素，
所述多像素包含：
背面分离部，至少在光电转换区域的光入射部分，分离相邻的多个子像素；以及
一个透镜部，使光射入到至少两个子像素的光电转换区域，
所述透镜部以使光学中心处于所述背面分离部的形成位置的方式配置，
所述背面分离部以至少在光学中心区域，相较其他的背面分离部区域为低反射的方式形成。
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