TWI506771B - 固態影像裝置及電子設備 - Google Patents

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Description

固態影像裝置及電子設備
本發明係關於一種固態影像裝置及一種包括固態影像裝置之電子設備(諸如，相機)。
建議將CMOS固態影像裝置、CCD固態影像裝置及其類似者用作固態影像裝置(影像感測器)。固態影像裝置用於數位靜態相機、數位視訊攝影機、包括相機之各種類型之攜帶型終端裝備(諸如，行動電話)或其類似者中。近年來，伴隨小型化及降低之電力消耗，通常已使用CMOS固態影像裝置。另外，已開發背側照明類型之CMOS固態影像裝置，其中使用已薄化半導體基板，形成半導體基板之表面(光感測表面)側中之包括光電二極體之像素區，且包括複數個層中之佈線之多層佈線層安裝於半導體基板之與像素區相對之另一表面側中。
在背側照明類型之固態影像裝置中，由於有必要讀取並處理自半導體基板之光感測表面側至形成於與光感測表面側相對之表面側中之信號處理電路的信號電荷，因此使半導體基板之厚度薄化。因此，當具有長波長之光(諸如，紅外光)入射時，光可容易地透射至多層佈線層側，且在接合至多層佈線層之支撐矽基板表面處或在多層佈線層之佈線處反射之光可入射至鄰近像素之光電二極體且經色彩混合。另外，入射光可入射至安置於像素區之有效像素區外部的判定屏蔽光學黑色位準的光學黑區，且在光入射至有效像素區之狀態下將像素區辨識為黑色的暗化問題可出現。
作為用於抑制色彩混合之方法，在日本未審查專利申請公開案第2009-259934號、第2005-217439號及第2009-158944號中建議相關技術。在日本未審查專利申請公開案第2009-259934號中，藉由在光電二極體與佈線層之間安裝紅外線截止濾光片薄膜或光屏蔽薄膜，透射至光感測表面且在佈線層處反射之紅外光被截止，且防止了色彩混合。
在日本未審查專利申請公開案第2005-217439號中，在用於製造背側照明類型之CMOS固態影像裝置之程序中，用於MOS電晶體之閘電極或作用區中之矽化物薄膜亦保持在光電二極體區(與光感測區相對之側)中。藉此，自背表面入射之光透射至光電二極體且在佈線處反射，且防止分離之光電二極體經受光電轉換。
在日本未審查專利申請公開案第2009-158944號中所揭示之固態影像裝置中，形成層佈線，且截止紅外線之內部光學濾光片層形成於彩色濾光片之下部層中內層透鏡之上部層處。藉此，改良了敏感度且抑制了色彩混合之出現。
日本未審查專利申請公開案第2008-91753號揭示使用單一影像感測器同時且獨立地獲得彩色影像及紅外線影像之裝置。
圖7說明相關技術中之背側照明類型之CMOS固態影像裝置之實例。固態影像裝置101包括像素區104，在像素區104中以二維方式配置由已薄化矽半導體基板102中的光電二極體PD及複數個像素電晶體Tr構成之複數個像素103。自成為半導體基板102之光感測表面側的一表面沿深度方向形成光電二極體PD。複數個像素電晶體Tr形成於為與半導體基板102之光感測表面側相對之側的另一表面上。在圖7中，由包括示意性地說明之單一閘電極105之轉移電晶體(MOS電晶體)Tr表示複數個像素電晶體。多層佈線層108形成於半導體基板102之另一表面上，在多層佈線層108中，經由層間絕緣薄膜106安置複數個層中之佈線107。
舉例而言，藉由由鑲嵌製程所形成之銅佈線及障壁金屬層構成佈線107。障壁金屬層109形成於每一層之佈線107上。光屏蔽薄膜112係經由絕緣薄膜111而形成於半導體基板102之光感測表面側之一表面上。在排除有效像素區113中之光電二極體PD的情況下形成光屏蔽薄膜112。另外，形成光屏蔽薄膜112以便屏蔽光學黑區114中之像素之整個表面。此外，經由平坦化薄膜115形成彩色濾光片116及晶片上透鏡117。
另一方面，形成有多層佈線層108之半導體基板102接合至支撐矽基板121。在此種狀況下，氮化矽薄膜118形成於多層佈線層108之表面上，且氧化矽薄膜119形成於氮化矽薄膜118上。氧化矽薄膜124經由氧化矽薄膜122及氮化矽薄膜123而形成於支撐基板121上。另外，例如，多層佈線層108側之表面上之氧化矽薄膜119及支撐基板121之表面上之氧化矽薄膜123藉由電漿接合方法而接合。參考數字110指示黏附表面，亦即，接合表面。
在背側照明類型之固態影像裝置中，擔心可能歸因於屏蔽光學黑區114中之光之滲透而出現暗化問題且可能歸因於光自其他像素至有效像素區113之滲透而出現色彩混合。本發明者經由模擬來驗證關於暗化及色彩混合之出現。結果，本發明者證明穿過光電二極體PD之入射光L之傳播主要集中在低於層間絕緣薄膜106之層。另外，在考慮在具有折射率差之界面處之光反射的情況下，認為在支撐基板121之矽與其上之絕緣薄膜(例如，氧化矽薄膜122)之間的具有大折射率差之界面處之光反射最為顯著。
日本未審查專利申請公開案第2009-259934號、第2005-217439號及第2009-158944號描述用於解決色彩混合之技術。然而，光之滲透受自各種部分之洩露影響，且暗化問題難以解決。紅外線截止濾光片薄膜或光屏蔽薄膜分別在日本未審查專利申請公開案第2009-259934號中形成於光電二極體與佈線層之間，在日本未審查專利申請公開案第2005-217439號中形成於矽作用層與佈線層之間，在日本未審查專利申請公開案第2009-158944號中形成於彩色濾光片與內層透鏡之間，且在日本未審查專利申請公開案第2008-91753號中形成於佈線層與內層透鏡之間。鑒於形成位置之關係，紅外線截止濾光片薄膜或光屏蔽薄膜在厚度上具有限制，此係因為薄膜難以形成為厚的，，且薄膜難以製造以便具有諸如蛾眼結構之三維結構。另外，薄膜不可防止關於強光之光滲透。
在日本未審查專利申請公開案第2009-259934號中，由於光屏蔽薄膜需要電絕緣，因此出現處理損害或製程數目增加。在日本未審查專利申請公開案第2005-217439號中，矽化物薄膜可覆蓋於像素部分之整個表面上。然而，歸因於薄膜厚度，薄膜不可防止關於強光之光滲透。另外，若多層佈線層之層間絕緣薄膜由具有高折射率(其為高介電)之材料形成，則可能會出現諸如佈線之RC延遲的損害。
需要提供能夠一種抑制在光屏蔽薄膜下光至光學黑區中之滲透及有效像素部分中之色彩混合之出現的固態影像裝置。
另外，需要提供一種包括固態影像裝置之電子設備(諸如，相機)。
根據本發明之一實施例，提供一種固態影像裝置，其包括：一像素區，其形成於半導體基板上；及一有效像素區及一屏蔽光學黑區，該有效像素區及該屏蔽光學黑區在該像素區中。另外，該固態影像裝置包括一多層佈線層，其形成於與半導體基板之光入射側相對之側的表面上；一支撐基板，其接合至多層佈線層側之表面；及一抗反射結構，其形成於支撐基板之接合表面側上。
在本發明之實施例之固態影像裝置中，由於將抗反射結構提供至支撐基板之接合表面側，因此抑制了在接合表面側之支撐基板之界面處的光反射。由於抑制了在光傳播顯著之界面處的光反射，因此光至屏蔽光學黑區中之滲透及光自有效像素區至其他像素之滲透得以抑制。
根據本發明之另一實施例，提供一種電子設備，其包括：一固態影像裝置；一光學系統，其將入射光引入至固態影像裝置之光電轉換部分；及一信號處理電路，其處理固態影像裝置之輸出信號。
該固態影像裝置包括：一像素區，其形成於半導體基板上；及該像素區中之有效像素區及屏蔽光學黑區。另外，該固態影像裝置包括一多層佈線層，其形成於相與半導體基板之光入射側相對之側的表面上；一支撐基板，其接合至多層佈線層側之表面；及一抗反射結構，其形成於支撐基板之接合表面附近。
在本發明之實施例之電子設備中，由於將抗反射結構提供至固態影像裝置中之支撐基板之接合表面側，因此抑制了在接合表面側之支撐基板之界面處的光反射。另外，由於抑制了在光傳播顯著之界面處的光反射，因此光至屏蔽光學黑區中之滲透及光自有效像素區至其他像素之滲透得以抑制。
根據本發明之實施例之固態影像裝置，由於光至屏蔽光學黑區中之滲透得以抑制，因此可判定光學黑色位準以便為穩定的。暗化問題得以改良。此外，由於光自有效像素區至其他像素之滲透得以抑制，因此可抑制色彩混合之出現。
根據本發明之實施例之電子設備，由於可判定光學黑色 位準以便為穩定的且可在固態影像裝置中抑制色彩混合之出現，因此可提供具有高影像品質之電子設備(諸如，相機)。
在下文，將描述本發明之實施例。另外，藉由以下次序執行描述。
1. CMOS固態影像裝置之示意性組態實例
2.第一實施例(固態影像裝置之組態實例)
3.第二實施例(固態影像裝置之組態實例)
4.第三實施例(電子設備之組態實例)
1. CMOS固態影像裝置之示意性組態實例
圖1說明應用於本發明之每一實施例的CMOS固態影像裝置之實例的示意性組態。如圖1中所說明，本實施例之固態影像裝置1經構成以便包括像素區(所謂的影像區)3及周邊電路部分，在像素區中包括光電轉換部分之複數個像素2以二維陣列之形式規則地配置於半導體基板(例如，矽基板)上。可應用由單一光電轉換部分及複數個像素電晶體構成之單位像素作為像素2。另外，可應用所謂的像素共用結構作為像素2，其中複數個光電轉換部分共用排除轉移電晶體之其他像素電晶體。複數個像素電晶體可由包括轉移電晶體、重設電晶體、放大電晶體及選擇電晶體之四個電晶體或在省略選擇電晶體之情況下由包括該三個電晶體之三個電晶體構成。
周邊電路部分經構成以便包括所謂的邏輯電路，諸如，垂直驅動電路4、行信號處理電路5、水平驅動電路6、輸出電路7、控制電路8或其類似者。
控制電路8接收命令輸入時脈、操作模式或其類似者之資料，且輸出諸如固態影像裝置之內部資訊之資料。亦即，控制電路8基於垂直同步信號、水平同步信號及主時脈而產生為垂直驅動電路4、行信號處理電路5及水平驅動電路6或其類似者之操作之參考的時脈信號或控制信號，及其類似者。另外，將彼等信號輸入至垂直驅動電路4、行信號處理電路5、水平驅動電路6或其類似者。
舉例而言，垂直驅動電路4係由移位暫存器構成且選擇像素驅動佈線。此外，垂直驅動電路4將用於驅動像素之脈衝供應至選定像素驅動佈線且藉由列單元驅動像素。亦即，垂直驅動電路4藉由列單元在順序垂直方向上選擇性地掃描像素區3之每一像素2。另外，垂直驅動電路4將基於信號電荷之像素信號經由垂直信號線9而供應至行信號處理電路5，且信號電荷係根據在(例如)構成每一像素2之光電轉換元件之光電二極體中所接收之光之量而產生。
舉例而言，行信號處理電路5係安置於像素2之每一行處，且在每一像素行處針對一列執行信號處理，諸如，自像素2輸出之信號之雜訊移除。亦即，行信號處理電路5執行信號處理(諸如，CDS、信號放大、AD轉換)以用於移除像素2之特定固定圖案的雜訊。水平選擇開關(未說明)連接且安裝於行信號處理電路與在行信號處理電路5之輸出端中的水平信號線10之間。
舉例而言，水平驅動電路6由移位暫存器構成，藉由順序地輸出水平掃描脈衝而順序地選擇每一行信號處理電路5，且將像素信號自每一行信號處理電路5輸出至水平信號線10。
輸出電路7執行關於經由水平信號線10自每一行信號處理電路5順序地供應之信號的信號處理且輸出經處理之信號。舉例而言，在信號處理中，可僅執行緩衝，或可執行黑色位準調整、行偏差校正及各種數位信號處理，或其類似者。輸入輸出端子12執行與外部部分之信號交換。
2.第一實施例
固態影像裝置之組態實例
圖2說明固態影像裝置，亦即，根據本發明之第一實施例之背側照明類型之CMOS固態影像裝置。根據第一實施例之固態影像裝置21經構成以便包括像素區24，在像素區24中以二維方式配置由已薄化矽半導體基板(在本實施例中為矽半導體基板22)中之構成光電轉換部分之光電二極體PD及複數個像素電晶體Tr所構成之複數個像素23。自成為半導體基板22之光感測表面之側的一表面(背表面)沿深度方向形成光電二極體PD。在本實施例中，光電二極體PD在半導體基板22之厚度方向上形成於整個區上。儘管未說明，但光電二極體PD經構成以便包括用作光電轉換與電荷儲存兩者之第一導電類型(例如，n型半導體區)及安置於第一導電類型之表面及背表面上且用以抑制暗電流之第二導電類型(例如，p型半導體區)。
複數個像素電晶體Tr形成於與半導體基板22之光感測表面側相對之側的另一表面(前表面)上。在圖2中，由包括示意性地說明之單一閘電極25之轉移電晶體(MOS電晶體)Tr表示複數個像素電晶體。多層佈線層28形成於半導體基板22之另一表面(前表面)上，在多層佈線層28中，經由層間絕緣薄膜26安置複數個層中之佈線27。舉例而言，氧化矽薄膜用作層間絕緣薄膜26。舉例而言，藉由由鑲嵌製程所形成之銅佈線及障壁金屬層形成佈線27。障壁金屬層29形成於每一層之佈線27上。
光屏蔽薄膜31係經由由氧化矽薄膜或其類似者形成之絕緣薄膜30而形成於半導體基板22之光感測表面側之一表面上。在排除有效像素區33中之光電二極體PD的情況下形成光屏蔽薄膜31。另外，形成光屏蔽薄膜31以便屏蔽光學黑區34中之像素之整個表面。屏蔽薄膜31係由金屬薄膜形成。此外，經由平坦化薄膜35形成彩色濾光片36及晶片上透鏡37。
另一方面，形成有多層佈線層28之半導體基板22經接合至支撐基板41。亦即，半導體基板22及支撐基板41彼此成一體地接合。較佳地，可使用具有與半導體基板22相同之性質的半導體基板作為支撐基板41，且在本實施例中，使用矽基板。可使用除半導體基板以外的基板作為支撐基板41。絕緣薄膜42、43及44層壓於支撐基板41上。舉例而言，使用氧化矽薄膜作為絕緣薄膜42及44。另外，例如，使用氮化矽薄膜作為絕緣薄膜43。絕緣薄膜45及46層壓於層間絕緣薄膜26上，該層間絕緣薄膜26為多層佈線層28之最上層。此處，例如，層間絕緣薄膜26為氧化矽薄膜。舉例而言，使用氮化矽薄膜作為絕緣薄膜45。另外，例如，使用氧化矽薄膜作為絕緣薄膜46。此外，半導體基板22側之表面上之由(例如)氧化矽薄膜形成的絕緣薄膜46及支撐基板41之表面側上之由(例如)氧化矽薄膜形成的絕緣薄膜44(例如)藉由電漿接合方法彼此接合。參考數字40指示黏附表面，亦即，接合表面。
另外，在本實施例中，特定言之，光抗反射結構51形成於支撐基板41之接合表面側上。亦即，具有在半導體之支撐基板41之折射率與安置於支撐基板41上之絕緣薄膜42之折射率之間的中間折射率的材料薄膜47形成於支撐基板41與絕緣薄膜42之間。因此，由絕緣薄膜42、材料薄膜47及支撐基板41之表面41a構成光抗反射結構51。材料薄膜47可由具有2.0至3.5之折射率之薄膜形成。在本實施例中，具有在矽之折射率(3.5)與氧化矽薄膜之折射率(1.4)之間的中間折射率的材料薄膜47插入於支撐基板41之矽表面與安置於支撐基板41之正上方且為絕緣薄膜42之氧化矽薄膜之間，且因此構成抗反射結構51。
舉例而言，材料薄膜47係由選自SiN、TiO、ZnO、SnO、ZrO、Al2 O3 、AlN或其他材料及其類似者之一者形成。將金屬氧化物薄膜用作材料薄膜47為較佳的。當將ZrO薄膜(折射率：2.4)用作材料薄膜47時，其為較佳的，此係因為支撐基板41之矽與ZrO薄膜之間的折射率差大致 與ZrO薄膜與氧化矽薄膜42之間的折射率差相同。
當將氮化矽薄膜而非氧化矽薄膜用作材料薄膜47時，材料薄膜47係由選自TiO、ZnO、SnO、ZrO、Al2 O3 或AlN之一者形成。
根據第一實施例之固態影像裝置21，由於光抗反射結構51形成於支撐基板41之接合表面側處，因此入射光L之反射由光抗反射結構51抑制。亦即，在相關技術中，由於支撐基板之矽與安置於支撐基板上之氧化矽薄膜之間的折射率差為大的，因此支撐矽基板與氧化矽薄膜之間的界面中之光反射為大的。另一方面，在本實施例中，由氧化矽薄膜形成之絕緣薄膜42與材料薄膜47之間的折射率差為小的，其中絕緣薄膜42及材料薄膜47構成光抗反射結構51，且支撐矽基板41與材料薄膜47之間的折射率差為小的。由於折射率差為小的，因此絕緣薄膜42與材料薄膜47之間的界面中之光反射及材料薄膜47與支撐矽基板41之間的界面中之光反射分別得以減小。因此，抑制光至屏蔽光學黑區34之像素中之滲透，改良暗化問題，且可獲得光學黑色位準以便為穩定的。此外，在有效像素區33中，抑制光至其他像素中之滲透，且可抑制色彩混合之出現。
由於用於使折射率差為小的材料薄膜47形成於支撐基板41之接合表面側處，因此材料薄膜47之厚度不受限制，且可設定具有高自由度之薄膜厚度。因此，亦不會出現諸如佈線27之RC延遲之問題。
3.第二實施例
固態影像裝置之組態實例
圖3說明固態影像裝置，亦即，根據本發明之第二實施例之背側照明類型的CMOS固態影像裝置。根據第二實施例之固態影像裝置61經構成以便包括像素區24，在像素區24中以二維方式配置由已薄化半導體基板(在本實施例中為矽半導體基板22)中之構成光電轉換部分之光電二極體PD及複數個像素電晶體Tr所構成之複數個像素23。自成為半導體基板22之光感測表面之側的一表面(背表面)沿深度方向形成光電二極體PD。複數個像素電晶體Tr形成於與半導體基板22之光感測表面側相對之側的另一表面(前表面)上。多層佈線層28形成於與半導體基板22之光感測表面側相對之側的另一表面(前表面)上，在多層佈線層28中，經由層間絕緣薄膜26安置複數個層中之佈線27。
光屏蔽薄膜31係經由由氧化矽薄膜或其類似者形成之絕緣薄膜30而形成於半導體基板22之光感測表面側之一表面上。在排除有效像素區33中之光電二極體PD的情況下形成光屏蔽薄膜31。另外，形成光屏蔽薄膜31以便屏蔽光學黑區34中之像素之整個表面。屏蔽薄膜31係由金屬薄膜形成。此外，經由平坦化薄膜35形成彩色濾光片36及晶片上透鏡37。
形成有多層佈線層28之半導體基板22接合至支撐基板41，支撐基板41係由(例如)矽形成以作為用於接合多層佈線層28側之表面。
在本實施例中，特定言之，由蛾眼結構構成之光抗反射結構62形成於支撐基板41之接合表面側上。舉例而言，如圖4A至圖4C中所說明，在構成光抗反射結構62之蛾眼結構中，將複數個精細凸部分63配置於(例如)為支撐基板41之矽基板之表面上。因此，光抗反射結構62之整個組態經構成以便形成精細之凹凸圖案(參看圖4A)。
在圖4A至圖4C中，藉由平坦化薄膜64來平坦化支撐基板41之表面側中之蛾眼結構的表面。舉例而言，可使用有機薄膜、硼磷矽玻璃(BPSG)薄膜或其類似者(參看圖4B)作為平坦化薄膜64。歸因於多層佈線層28側之表面之絕緣薄膜46及蛾眼結構之平坦化薄膜64藉由電漿接合方法來彼此鄰接且接合的事實，接合支撐基板41及包括多層佈線層28之半導體基板22(參看圖4C)。
另外，如圖5A及圖5B中所說明，在不形成平坦化薄膜64的情況下，蛾眼結構之精細凹凸圖案化表面可直接鄰接至多層佈線層28側之表面之絕緣薄膜46且可藉由電漿接合方法來接合。
可藉由使用壓模經由轉移成型、藉由噴射微小粒子之噴砂處理、組合濕式蝕刻及乾式蝕刻之製程或其類似者來形成蛾眼結構。蛾眼結構之精細凸部分63之間距可為入射至深部分中之紅外光之波長的1/2或更小，且(例如)可為約400 nm。精細凸部分63之高度可為約1 μm至約2 μm。精細凸部分63在高度更大時更佳，但縱橫比可為2至4。
由於圖3中之其他組態類似於第一實施例中所描述之彼等組態，因此將相同參考數字附加至對應於圖2之彼等部分的部分，且省略重複描述。
根據第二實施例之固態影像裝置61，由於由蛾眼結構構成之光抗反射結構62形成於支撐基板41之接合表面側處，因此入射光L之反射由光抗反射結構62抑制。亦即，由於構成精細凸部分63以便配置於蛾眼結構中，因此改變折射率以便使折射率自蛾眼結構之表面至深度方向中為持續地大的。藉此，在自絕緣薄膜42經由蛾眼結構之光反射薄膜62至支撐矽基板41之表面之層中折射率差有可能較小，且抑制支撐基板41之界面處之光反射。因此，抑制光至屏蔽光學黑區34之像素中之滲透，改良暗化問題，且可使光學黑色位準穩定且固定。此外，在有效像素區33中，抑制光至其他像素中之滲透，且可抑制色彩混合之出現。
由於由蛾眼結構構成之光抗反射結構62形成於支撐基板41之接合表面側上，因此可以高自由度設定具有三維結構之蛾眼結構之間距、高度或其類似者，且光抗反射結構62可形成於支撐基板41之整個表面上。因此，亦不會出現諸如佈線27之RC延遲之問題。
4.第三實施例
電子設備之組態實例
舉例而言，以上所述之本發明之實施例的固態影像裝置可應用於相機(諸如，數位相機或視訊攝影機)，或具有影像功能之行動電話，具有影像功能之其他設備或其類似者之電子設備。
圖6說明第三實施例，其應用於作為根據本發明之實施例的電子設備之一實例的相機。將根據本實施例之相機例證為能夠執行靜態影像或動態影像之攝影之視訊攝影機。本實施例之相機71包括固態影像裝置72、將入射光引入至固態影像裝置72之接收光感測部分中之光學系統73、快門單元74、驅動固態影像裝置72之驅動電路75，及處理固態影像裝置72之輸出信號之信號處理電路76。
以上所述之實施例之固態影像裝置中的任一者應用於固態影像裝置72。光學系統(光學透鏡)73將來自物件之影像光(入射光)成像於固態影像裝置72之影像表面上。藉此，信號電荷儲存於固態影像裝置72中歷時預定間隔。光學系統73可為由複數個光學透鏡構成之光學透鏡系統。快門單元74控制至固態影像裝置72中之光輻射間隔及光屏蔽間隔。驅動電路75供應驅動信號，驅動信號控制固態影像裝置72之轉移操作及快門單元74之快門開關(shuttering)操作。藉由自驅動電路75供應之驅動信號(時序信號)執行固態影像裝置72之信號轉移。信號處理電路76執行各種信號處理。經受信號處理之影像信號儲存於諸如記憶體之儲存媒體中或輸出至監視器。
根據第三實施例之電子設備，在固態影像裝置中，抑制光至屏蔽光學黑區之像素中之滲透，且可獲得光學黑色位準以便為穩定的。此外，在有效像素區中，抑制光至其他像素中之滲透，且可抑制色彩混合之出現。因此，可提供具有高解析度之電子設備。舉例而言，可提供具有改良影像之相機或其類似者。
本發明含有與2010年11月12日在日本專利局申請之日本優先權專利申請案第JP 2010-254074號中所揭示之標的相關的標的，該案之全部內容以引用之方式併入本文中。
熟習此項技術者應理解，各種修改、組合、子組合及變化可取決於在隨附申請專利範圍或其等效物之範疇內的設計要求及其他因素而出現。
1．．．固態影像裝置
2．．．像素
3．．．像素區
4．．．垂直驅動電路
5．．．行信號處理電路
6．．．水平驅動電路
7．．．輸出電路
8．．．控制電路
9．．．垂直信號線
10．．．水平信號線
12．．．輸入輸出端子
21．．．固態影像裝置
22．．．矽半導體基板
23．．．像素
24．．．像素區
25．．．閘電極
26．．．層間絕緣薄膜
27．．．佈線
28．．．多層佈線層
29．．．障壁金屬層
30．．．絕緣薄膜
31．．．光屏蔽薄膜
33．．．有效像素區
34．．．屏蔽光學黑區
35．．．平坦化薄膜
36．．．彩色濾光片
37．．．晶片上透鏡
40．．．黏附表面
41．．．支撐基板
42．．．絕緣薄膜
43．．．絕緣薄膜
44．．．絕緣薄膜
45．．．絕緣薄膜
46．．．絕緣薄膜
47．．．材料薄膜
51．．．光抗反射結構
61．．．固態影像裝置
62．．．光抗反射結構
63．．．精細凸部分
64．．．平坦化薄膜
71．．．相機
72．．．固態影像裝置
73．．．光學系統
74．．．快門單元
75．．．驅動電路
76．．．信號處理電路
101．．．固態影像裝置
102．．．已薄化矽半導體基板
103．．．像素
104．．．像素區
105．．．閘電極
106．．．層間絕緣薄膜
107．．．佈線
108．．．多層佈線層
109．．．障壁金屬層
110．．．黏附表面
111．．．絕緣薄膜
112．．．光屏蔽薄膜
113．．．有效像素區
114．．．屏蔽光學黑區
115．．．平坦化薄膜
116．．．彩色濾光片
117．．．晶片上透鏡
118．．．氮化矽薄膜
119．．．氧化矽薄膜
121．．．支撐基板
122．．．氧化矽薄膜
123．．．氮化矽薄膜
124．．．氧化矽薄膜
L．．．入射光
PD．．．光電二極體
Tr．．．像素電晶體
圖1為說明應用於本發明之每一實施例的CMOS固態影像裝置之實例的示意性組態圖。
圖2為說明本發明之固態影像裝置之第一實施例的主要部分的示意性組態圖。
圖3為說明本發明之固態影像裝置之第二實施例的主要部分的示意性組態圖。
圖4A至圖4C為說明根據第二實施例之蛾眼結構及接合狀態之一實例的程序圖。
圖5A及圖5B為說明根據第二實施例之蛾眼結構及接合狀態之另一實例的程序圖。
圖6為說明根據本發明之第三實施例的電子設備之實例的示意性組態圖。
圖7為說明根據相關技術之實例之固態影像裝置的示意性組態圖。
21．．．固態影像裝置
22．．．矽半導體基板
23．．．像素
24．．．像素區
25．．．閘電極
26．．．層間絕緣薄膜
27．．．佈線
28．．．多層佈線層
29．．．障壁金屬層
30．．．絕緣薄膜
31．．．光屏蔽薄膜
33．．．有效像素區
34．．．屏蔽光學黑區
35．．．平坦化薄膜
36．．．彩色濾光片
37．．．晶片上透鏡
40．．．黏附表面
41．．．支撐基板
42．．．絕緣薄膜
43．．．絕緣薄膜
44．．．絕緣薄膜
45．．．絕緣薄膜
46．．．絕緣薄膜
47．．．材料薄膜
51．．．光抗反射結構
L．．．入射光
PD．．．光電二極體
Tr．．．像素電晶體

Claims (4)

  1. 一種固態影像裝置，其包含：一像素區，其形成於一半導體基板上；一有效像素區及一屏蔽光學黑區，該有效像素區及該屏蔽光學黑區在該像素區中；一多層佈線層，其形成於與該半導體基板之一光入射側相對之側的一表面上；一支撐基板，其包含接合至該多層佈線層側之一表面之一第一表面；及一抗反射結構，其形成於該支撐基板之該第一表面上，其中該抗反射結構包含：該支撐基板之一表面；該支撐基板之該表面側之一絕緣薄膜；及一薄膜，其安置於該支撐基板與該絕緣薄膜之間，且包括在該支撐基板之折射率與該絕緣薄膜之折射率之間的一中間折射率。
  2. 一種固態影像裝置，其包含：一像素區，其形成於一半導體基板上；一有效像素區及一屏蔽光學黑區，該有效像素區及該屏蔽光學黑區在該像素區中；一多層佈線層，其形成於與該半導體基板之一光入射側相對之側的一表面上；一支撐基板，其包含接合至該多層佈線層側之一表面 之一第一表面；及一抗反射結構，其形成於該支撐基板之該第一表面上，其中該抗反射結構包含在該支撐基板之該第一表面處之一蛾眼結構，及一平坦化薄膜，其形成於該蛾眼結構之表面上，及其中該支撐基板包括一矽基板，且該多層佈線層及該支撐基板藉由該平坦化薄膜彼此接合。
  3. 一種電子設備，其包含：一固態影像裝置；一光學系統，其將入射光引入至該固態影像裝置之一光電轉換部分；及一信號處理電路，其處理該固態影像裝置之一輸出信號，該固態影像裝置包括形成於一半導體基板上之一像素區、該像素區中之一有效像素區及一屏蔽光學黑區、形成於與該半導體基板之一光入射側相對之側的一表面上的一多層佈線層、包含接合至該多層佈線層側之一表面之一第一表面之一支撐基板、及形成於該支撐基板之該第一表面上之一抗反射結構，其中該抗反射結構包含：該支撐基板之一表面；該支撐基板之該表面側之一絕緣薄膜；及 一薄膜，其安置於該支撐基板與該絕緣薄膜之間，且包括在該支撐基板之折射率與該絕緣薄膜之折射率之間的一中間折射率。
  4. 一種電子設備，其包含：一固態影像裝置；一光學系統，其將入射光引入至該固態影像裝置之一光電轉換部分；及一信號處理電路，其處理該固態影像裝置之一輸出信號，該固態影像裝置包括形成於一半導體基板上之一像素區、該像素區中之一有效像素區及一屏蔽光學黑區、形成於與該半導體基板之一光入射側相對之側的一表面上的一多層佈線層、包含接合至該多層佈線層側之一表面之一第一表面之一支撐基板、及形成於該支撐基板之該第一表面上之一抗反射結構，其中該抗反射結構包含在該支撐基板之該第一表面處之一蛾眼結構，及一平坦化薄膜，其形成於該蛾眼結構之表面上，及其中該支撐基板包括一矽基板，且該多層佈線層及該支撐基板藉由該平坦化薄膜彼此接合。
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