TWI516825B - 固態成像器件，在固態成像器件中形成微透鏡之方法，以及電子裝置 - Google Patents

固態成像器件，在固態成像器件中形成微透鏡之方法，以及電子裝置 Download PDF

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Description

固態成像器件，在固態成像器件中形成微透鏡之方法，以及電子裝置
本發明係關於一種固態成像器件、一種在固態成像器件中形成一微透鏡之方法以及一種電子裝置。
在一成像器件中，用於自動地達成一聚焦狀態之一自動聚焦(AF)技術通常分類成一對比偵測方法及一相位差偵測方法。該相位差偵測方法能夠達成一高速AF操作，此優於對比偵測方法。
作為相位差偵測方法，眾所周知一光瞳分割相位差偵測方法。該光瞳分割相位差方法係其中除成像像素之外一相位差偵測像素或一焦點偵測像素(在下文中，通常稱為一「相位差偵測像素」)亦配置於同一光接收區域(成像區域)中以量測一成像區中之一AF距離(亦即，以獲得指示一焦點之一移位方向及一移位量之一相位差偵測信號)之一方法。
在其中相位差偵測像素配置於固態成像器件之成像區域中之一情形中，有必要增強相位差偵測像素之偵測靈敏度同時維持成像像素之一高靈敏度特性。因此，在相關技術中，在經形成以具有對應於每一像素之一開口之一光阻擋膜中，對應於相位差偵測像素之開口經形 成以具有小於對應於成像像素之開口之彼大小之一大小。此外，對應於相位差偵測像素之一微透鏡之焦點設定為「前散焦」(指代PTL1)。此處，「前散焦」指代其中焦點在一物件前移位之一狀態。
[引文清單] [專利文獻] [PTL 1]
JP-A-2009-109965
在PTL1中所揭示之相關技術中，對應於相位差偵測像素之微透鏡之曲率之半徑相對小或其折射率相對高以達成前散焦，且分割通過一成像透鏡之一出射光瞳之右側及左側之光通量，以藉此增強AF功能。
因此，可期望提供一種能夠增強一相位差偵測像素之偵測靈敏度(AF偵測準確度)之固態成像器件、在固態成像器件中形成一微透鏡之方法以及包含固態成像器件之電子裝置。
本文中所闡述之一實施例之一項實例係一種固態成像器件，該固態成像器件包括：一成像像素，其位於一光接收區域中，該成像像素係一單元像素之一組件，該單元像素係在一陣列方向上配置之複數個單元像素中之一者；一相位差偵測像素，其位於該光接收區域中且係該單元像素之一組件；一光電二極體，其對應於至少該相位差偵測像素且具有一上部表面；一第一微透鏡，其對應於該成像像素；及一第二微透鏡，其對應於該相位差偵測像素，該第二微透鏡具有在該陣列方向上之一第一底部表面及在對角於該陣列方向之一方向上之一第二底部表面，該第二底部表面比該第一底部表面更靠近於該光電二極體之該上部表面。
與此實例一致之一固態成像器件亦可經組態以使得對應於該陣列方向之一第一焦距與對應於該對角方向之一第二焦距重合。
與此實例一致之一固態成像器件亦可經組態以使得該相位差偵測像素包含一光阻擋膜，其中該第二微透鏡經組態以使得其一焦距與光阻擋膜之一位置重合。
與此實例一致之一固態成像器件亦可具有第二微透鏡，該第二微透鏡經組態以使得定義為對應於該陣列方向之一第一焦距與對應於該對角方向之一第二焦距之間的差之一焦長差小於毗鄰於該第二微透鏡之一微透鏡之焦長差。
與此實例一致之一固態成像器件亦可具有另一成像像素，該另一成像像素係像素單元之一組件，其中一第三微透鏡對應於該另一成像像素，且在一平面圖中該第一微透鏡與該第三微透鏡之間的一間隙實質上類似於平面圖中該第一微透鏡與該第二微透鏡之間的間隙。
與此實例一致之一固態成像器件亦可包括一第一輔助透鏡，該第一輔助透鏡對應於該第一微透鏡且位於該第一微透鏡與該光電二極體之該上部表面之間，該第一輔助透鏡在該固態成像器件之一光入射方向上係凹狀的。
與此實例一致之一固態成像器件亦可包括一第二輔助透鏡，該第二輔助透鏡對應於該第二微透鏡且位於該第二微透鏡與該光電二極體之該上部表面之間，該第二輔助透鏡在該固態成像器件之一光入射方向上係凸狀的。該第二微透鏡在該陣列方向上亦可具有大於該第二輔助透鏡在陣列方向上之一寬度之一寬度。
與此實例一致之一固態成像器件亦可具有針對具有一對應周邊像素之一中心像素沿著一光入射方向之一剖面，其中該周邊像素之一微透鏡之一垂直中心線偏離該周邊像素之一垂直中心線。
與此實例一致之一固態成像器件亦可具有針對具有一對應周邊 像素之一中心像素沿著一光入射方向之一剖面，其中該周邊像素之一微透鏡之一垂直中心線偏離對應於該周邊像素之該微透鏡之一輔助透鏡之一垂直中心線。
另一實例性實施例係一種固態成像器件，該固態成像器件包括：一成像像素，其位於一光接收區域中，該成像像素係一單元像素之一組件，該單元像素係在一陣列方向上配置之複數個單元像素中之一者；一相位差偵測像素，其位於該光接收區域中且係該單元像素之一組件；一第一微透鏡，其對應於該成像像素；及一第二微透鏡，其對應於該相位差偵測像素，其中該第二微透鏡經組態以使得定義為對應於該陣列方向之一剖面之一第一焦距與對應於該對角方向之一剖面之一第二焦距之間的一差之一焦長差小於毗鄰於該第二微透鏡之一微透鏡之一對應焦長差。
另一實例性實施例係一種電子裝置，該電子裝置包括：一固態成像器件，其包括：一成像像素，其位於一光接收區域中，該成像像素係一單元像素之一組件，該單元像素係在一陣列方向上配置之複數個單元像素中之一者；一相位差偵測像素，其位於該光接收區域中且係該單元像素之一組件；一光電二極體，其對應於至少該相位差偵測像素且具有一上部表面；一第一微透鏡，其對應於該成像像素；及一第二微透鏡，其對應於該相位差偵測像素，該第二微透鏡具有在該陣列方向上之一第一底部表面及在對角於該陣列方向之一方向上之一第二底部表面，該第二底部表面比該第一底部表面更靠近於該光電二極體之該上部表面。
另一實例性實施例係針對一種固態成像器件，該固態成像器件包含：一成像像素，其獲得一成像信號；一相位差偵測像素，其與該成像像素配置於同一光接收區域中且光瞳分割所接收光之光通量以獲得一相位差偵測信號；一第一微透鏡，其對應於該成像像素而形成； 及一第二微透鏡，其對應於該相位差偵測像素而形成且比在一平面圖中具有實質上相同面積之一微透鏡小包含一像素邊界之一對置側中心部分之一對置側邊界區域之一焦距與包含一對角邊界之一對角邊界區域之一焦距之間的差。
該固態成像器件可適合地用作採用自動聚焦技術(特定而言，光瞳分割相位差偵測方法)之一電子裝置(諸如，一數位靜態相機、一視訊攝影機)或具有一成像功能之一個人數位助理(諸如一行動電話)中之一成像區段(影像擷取區段)。
另一實施例係針對一種在一固態成像器件中形成一微透鏡之方法，該固態成像器件包含：一成像像素，其獲得一成像信號；一相位差偵測像素，其與該成像像素配置於同一光接收區域中且光瞳分割所接收光之光通量以獲得一相位差偵測信號；一第一微透鏡，其對應於該成像像素而形成；及一第二微透鏡，其對應於該相位差偵測像素而形成。該方法包含：形成該第二微透鏡，該該第二微透鏡比在一平面圖中具有實質上相同面積之一微透鏡小包含一像素邊界之一對置側中心部分之一對置側邊界區域之一焦距與包含一對角邊界之一對角邊界區域之一焦距之間的差。
在對應於該相位差偵測像素之微透鏡(第二微透鏡)中，包含該像素邊界之該對置側中心部分之該對置側邊界區域之該焦距與包含該對角邊界之該對角邊界區域之該焦距之間的小差意指在該陣列方向上之焦點位置與在該對角方向上之焦點位置彼此靠近。因此，可能將兩個方向上之所有焦點位置設定於用於光瞳分割之一光阻擋膜之位置附近，以藉此增強在陣列方向及對角方向兩者上來自一出射光瞳之右側光及左側光之分割能力。
根據以上實施例中之一或多者之至少一項態樣，可能增強在對應於該相位差偵測像素之微透鏡中在該陣列方向及該對角方向上右側 光及左側光之分割能力，藉此使得可能增強該相位差偵測像素之偵測靈敏度(AF偵測準確度)。
10‧‧‧互補金屬氧化物半導體影像感測器/影像感測器
11‧‧‧半導體基板/晶片
12‧‧‧像素陣列區段
13‧‧‧列掃描區段
14‧‧‧行處理區段
15‧‧‧行掃描區段
16‧‧‧系統控制器
17‧‧‧像素驅動線
18‧‧‧垂直信號線
19‧‧‧水平匯流排
20‧‧‧單元像素/成像像素
20A‧‧‧中心像素
20B‧‧‧周邊像素
21‧‧‧光電二極體
22‧‧‧傳送電晶體/讀取閘極區段
23‧‧‧重設電晶體
24‧‧‧放大電晶體
25‧‧‧選擇電晶體
26‧‧‧節點/FD(浮動擴散部或浮動擴散部區域)區段
40‧‧‧相位差偵測像素
41‧‧‧光阻擋膜
41A‧‧‧開口
42‧‧‧佈線層
43‧‧‧層間絕緣體膜
44‧‧‧絕緣體膜
45‧‧‧彩色濾光器
45G‧‧‧綠色彩色濾光器
45R‧‧‧紅色彩色濾光器
46‧‧‧平坦化膜
47‧‧‧相位差偵測像素微透鏡/第二微透鏡
48‧‧‧平坦化膜
51‧‧‧微透鏡基底材料
52‧‧‧微透鏡圖案
53‧‧‧微透鏡遮罩圖案
54‧‧‧微透鏡圖案
55‧‧‧微透鏡遮罩圖案
56‧‧‧微透鏡圖案
57‧‧‧微透鏡圖案
58‧‧‧正光敏微透鏡樹脂
59‧‧‧正光敏微透鏡樹脂圖案
60‧‧‧微透鏡遮罩圖案
61‧‧‧黏合劑
62‧‧‧支撐基板
63A‧‧‧下凸之層中透鏡
63B‧‧‧上凸之層中透鏡
64‧‧‧成像像素微透鏡/第一微透鏡
71‧‧‧樹脂
72‧‧‧正光阻劑
73‧‧‧模具
74‧‧‧樹脂
75‧‧‧光阻劑
76‧‧‧輔助膜
77‧‧‧光阻劑
78‧‧‧氧化矽膜
79‧‧‧氮化矽膜
80‧‧‧光阻劑
81‧‧‧樹脂
82‧‧‧樹脂/高折射率樹脂
90‧‧‧相機設定透鏡
100‧‧‧成像器件
101‧‧‧成像透鏡
102‧‧‧成像元件
103‧‧‧DSP(數位信號處理器)電路
104‧‧‧圖框記憶體
105‧‧‧顯示器件
106‧‧‧記錄器件
107‧‧‧操作系統
108‧‧‧電力供應系統
109‧‧‧匯流排線
110‧‧‧透鏡驅動區段
111‧‧‧系統控制器
171‧‧‧傳輸線
172‧‧‧重設線
173‧‧‧選擇線
a-a'‧‧‧線
b-b'‧‧‧線
RST‧‧‧重設脈衝
SEL‧‧‧選擇脈衝
TRF‧‧‧傳輸脈衝
Vdd‧‧‧像素電源
[圖1]圖1係示意性地圖解說明應用根據本發明之一技術之一CMOS影像感測器之一系統組態之一系統組態圖。
[圖2]圖2係圖解說明一單元像素之一電路組態之一實例之一電路圖。
[圖3A]圖3A係圖解說明一相位差偵測像素之一實例之一剖面圖。
[圖3B]圖3B係圖解說明一光阻擋膜之一實例之一平面圖。
[圖4]圖4中之部分A係示意性地圖解說明通常對應於一相位差偵測像素而形成之一微透鏡在陣列方向上之一剖面之一圖式且圖4中之部分B係示意性地圖解說明微透鏡在對角方向上之一剖面之一圖式。
[圖5]圖5中之部分A係示意性地圖解說明根據一第一實施例之一微透鏡在陣列方向上之一剖面之一圖式，且圖5中之部分B係示意性地圖解說明微透鏡在對角方向上之一剖面之一圖式。
[圖6]圖6係圖解說明一「形成於同一平面中之微透鏡」之定義之一圖式。
[圖7]圖7係圖解說明根據一第一實例的一微透鏡之一形成方法之程序之流程之一程序圖(圖式1)。
[圖8]圖8係圖解說明根據第一實例的微透鏡之形成方法之程序之流程之一程序圖(圖式2)。
[圖9]圖9係圖解說明根據一第二實例的一微透鏡之一形成方法之程序之流程之一程序圖。
[圖10]圖10係圖解說明根據一第三實例的一微透鏡之一形成方法之程序之流程之一程序圖(圖式1)。
[圖11]圖11係圖解說明根據一第四實例的一微透鏡之一形成方法之程序之流程之一程序圖(圖式2)。
[圖12]圖12係圖解說明經形成以與一正光敏微透鏡樹脂重疊之一微透鏡之大小之一圖式。
[圖13]圖13係圖解說明一微透鏡之形狀之一圖式。
[圖14]圖14係圖解說明根據第四實例的微透鏡之形成方法之程序之流程之一程序圖。
[圖15]圖15係圖解說明其中對應於一相位差偵測像素之複數個微透鏡在橫向方向上並列形成之一情形之一平面圖。
[圖16]圖16係圖解說明根據一第五實例的一微透鏡之一形成方法之程序之流程之一程序圖。
[圖17]圖17係圖解說明根據一第六實例的一微透鏡之一形成方法之程序之流程之一程序圖。
[圖18]圖18係圖解說明根據一第七實例的一微透鏡之一形成方法之程序之流程之一程序圖。
[圖19]圖19係以一平面圖圖解說明其中一像素陣列區段中之每一像素由一矩形像素形成之一情形中之一像素陣列之一平面圖。
[圖20]圖20係圖解說明一背側輻照型之一像素結構之一實例之一剖面圖。
[圖21]圖21係圖解說明具有形成於一彩色濾光器上方之一下凸之層中透鏡之一像素結構之一剖面圖。
[圖22]圖22係示意性地圖解說明一下凸之層中透鏡中之一圓周剖面之一曲率半徑r與一圓周位置之間的關係之一圖式。
[圖23]圖23係圖解說明當在一剖面中看時一微透鏡與一下凸之層中透鏡之間的寬度關係之一圖式。
[圖24]圖24係圖解說明具有形成於一彩色濾光器下方之一下凸之層中透鏡之一像素結構之一剖面圖。
[圖25]圖25係圖解說明具有形成於一彩色濾光器上方之一上凸之層中 透鏡之一像素結構之一剖面圖。
[圖26]圖26係示意性地圖解說明一上凸之層中透鏡中之一圓周剖面之一曲率半徑r與一圓周位置之間的關係之一圖式。
[圖27]圖27係圖解說明當在一剖面中看時一微透鏡與一上凸之層中透鏡之間的寬度關係之一圖式。
[圖28]圖28係圖解說明具有形成於一彩色濾光器下方之一上凸之層中透鏡之一像素結構之一剖面圖。
[圖29]圖29係圖解說明根據第七實例的一下凸之層中透鏡之一形成方法之程序之流程之一程序圖(圖式1)。
[圖30]圖30係圖解說明根據第七實施例之下凸之層中透鏡之形成方法之程序之流程之一程序圖(圖式2)。
[圖31]圖31係圖解說明根據第七實施例之下凸之層中透鏡之形成方法之程序之流程之一程序圖(圖式3)。
[圖32]圖32係圖解說明根據一第八實例的一下凸之層中透鏡之一形成方法之程序之流程之一程序圖(圖式1)。
[圖33]圖33係圖解說明根據第八實例的下凸之層中透鏡之形成方法之程序之流程之一程序圖(圖式2)。
[圖34] 圖34係圖解說明根據第八實例的下凸之層中透鏡之形成方法之程序之流程之一程序圖(圖式3)。
[圖35]圖35係圖解說明根據一第九實例的一下凸之層中透鏡之一形成方法之程序之流程之一部分之一程序圖。
[圖36]圖36係圖解說明當一下凸之層中透鏡經形成時所使用之一光遮罩之一形狀實例之一平面圖。
[圖37]圖37係圖解說明根據一第十實例的一上凸之層中透鏡之一形成方法之程序之流程之一程序圖(圖式1)。
[圖38]圖38係圖解說明根據第十實例的上凸之層中透鏡之形成方法之程序之流程之一程序圖(圖式2)。
[圖39]圖39係圖解說明根據第十實例的上凸之層中透鏡之形成方法之程序之流程之一程序圖(圖式3)。
[圖40]圖40係圖解說明根據一第十一實例的一上凸之層中透鏡之一形成方法之程序之流程之一程序圖(圖式1)。
[圖41]圖41係圖解說明根據第十一實例的上凸之層中透鏡之形成方法之程序之流程之一程序圖(圖式2)。
[圖42]圖42係圖解說明根據第十一實例的上凸之層中透鏡之形成方法之程序之流程之一程序圖(圖式3)。
[圖43]圖43係圖解說明當形成一上凸之層中透鏡時所使用之一光遮罩之一形狀實例之一平面圖。
[圖44]圖44係圖解說明其中相位差偵測像素經形成以散射於一像素陣列區段(光接收區域)中之一狀態之一平面圖。
[圖45]圖45係圖解說明在其中使用一下凸之層中透鏡之一情形中根據一第二實施例之一修改實例之一像素結構之一剖面圖。
[圖46]圖46係圖解說明在其中使用一上凸之層中透鏡之一情形中根據第二實施例之一修改實例之一像素結構之一剖面圖。
[圖47]圖47係示意性地圖解說明入射於一影像感測器上之光(入射光)與一像素陣列區段中之一中心像素及周邊像素之間的關係之一圖式。
[圖48]圖48係沿著圖47中之一周邊像素之線X-X'截取之一剖面圖。
[圖49]圖49係圖解說明一成像器件之一組態實例之一方塊圖，該成像器件係根據本發明之一實施例之一電子裝置之一實例。
在下文中，將參照隨附圖式詳細闡述用於本發明之技術之實施例(在下文中，稱為「實施例」)。本發明並不限於該等實施例，且該等實施例中之各種數值、材料或諸如此類僅係實例。在以下說明中，將相同元件符號給予相同元件或具有相同功能之元件，且將省略其重複說明。將依以下次序進行說明。
1.關於根據本發明之實施例之固態成像器件、在固態成像器件中形成微透鏡之方法以及電子裝置之總體說明
2.應用本發明之技術之固態成像器件
2-1.系統組態
2-2.單元像素之電路組態
2-3.相位差偵測像素之結構實例
3.第一實施例
3-1.形成微透鏡之方法
3-2.背側輻照型之像素結構
4.第二實施例
4-1.下凸之層中透鏡
4-2.上凸之層中透鏡
4-3.形成輔助透鏡之法
4-4.修改實例
5.電子裝置(成像器件之實例)
6.本發明之組態
<1.關於根據本發明之實施例之固態成像器件、在固態成像器件中形成微透鏡之方法以及電子裝置之總體說明>
根據本發明之一實施例之一固態成像器件可用作一電子裝置中之一成像區段(影像擷取區段)，諸如，採用一自動聚焦(AF)方法(特定而言，一光瞳分割相位偵測方法)之一成像器件。舉例而言，作為採用光瞳分割相位差偵測方法之成像器件，可使用一數位靜態相機、一視訊攝影機或諸如此類。
此外，除諸如一數位靜態相機或一視訊攝影機之成像器件之外，亦可使用具有一成像功能之一行動終端機或諸如此類(諸如，一行動電話)，作為根據本發明之實施例之電子裝置。此外，除諸如一 數位靜態相機或一視訊攝影機之成像器件或者具有成像功能之行動終端機(諸如，一行動電話)之外，本發明之技術亦可應用於使用一成像區段(影像擷取區段)中之一固態成像器件且採用光瞳分割相位偵測方法之所有電子裝置。
為實現光瞳分割相位偵測，根據本發明之實施例之固態成像器件可具有其中光瞳分割及光電轉換所接收光通量且提供相位差偵測像素以獲得一相位差偵測信號之一組態。此處，相位差偵測信號係指示一焦點之一移位方向(散焦方向)及一移位量(散焦量)之一信號，亦即，一焦點偵測信號。
相位差偵測像素分別由經組態以獲得一成像信號之成像像素形成。較佳的係，相位差偵測像素以與成像像素混合之形式配置於其中成像像素以一矩陣形式以二維方式配置之一像素陣列區段(成像區域或光接收區域)中。
在根據本發明之實施例之固態成像器件中，相位差偵測像素包含在一光電轉換區段之一光接收表面之側上之一光阻擋膜，該光阻擋膜具有光瞳分割之光中之某些光通過其之一開口。由於該光阻擋膜安置於光電轉換區段之光接收表面之側上，因此可能可靠地執行入射於光電轉換區段上之光通量之光阻擋，且因此，可能將相位差偵測之準確度維持於一高位準。
在成像像素及相位差偵測像素中，用於在光電轉換區段中聚光之微透鏡(一第一微透鏡及一第二微透鏡)針對每一像素而形成。在其中微透鏡以此方式針對每一像素而形成之固態成像器件中，本發明之技術係關於對應於相位差偵測像素而形成之微透鏡(第二微透鏡)。
因此，在根據本發明之實施例之固態成像器件中，並不特別限制在光電轉換區段中經光電轉換之電荷之一傳輸方法。亦即，根據本發明之實施例之固態成像器件可係由一CCD(電荷耦合式器件)影像感 測器表示之一電荷傳輸型之一固態成像器件或由一CMOS(互補金屬氧化物半導體)影像感測器表示之一放大型之一固態成像器件。
在根據本發明之實施例之固態成像器件、在固態成像器件中形成微透鏡之方法以及具有固態成像器件之電子裝置(在下文中，稱為根據本發明之實施例之一固態成像器件、形成一微透鏡之一方法以及一電子裝置)中，給出以下特性。亦即，對應於相位差偵測像素之第二微透鏡經形成以使得與在一平面圖中具有實質上相同面積之一微透鏡相比包含一像素邊界之一對置側中心部分之一對置側邊界區域之一焦距與包含一對角邊界之一對角邊界區域之一焦距之間的差係小的。
此處，第二微透鏡將在一平面圖中依一矩形形狀而形成。此時，可考量其中在一平面圖中一拐角部分由一點形成(此乃因拐角部分形成一直角)之一情形(舉例而言，參見圖11)及其中在一平面圖中拐角部分由一線形成(此乃因拐角部分變為圓)之一情形(舉例而言，參見圖6)。在前一情形中，對置側中心部分及其附近之微透鏡形成於最高位置處，且對角邊界形成於最低位置處。在後一情形中，對置側中心部分及其附近之微透鏡形成於最高位置處，且對角邊界區域形成於最低位置處。
亦即，與在一平面圖中具有實質上相同面積之微透鏡相比，第二微透鏡經形成以使得包含對角邊界之對角邊界區域在高度方向上之一形成位置經形成以低於包含像素邊界之對置側中心部分之對置側邊界區域在高度方向上之一形成位置。此處，亦可參照光電轉換區段之上部表面闡述表達「經形成以較低」。亦即，「較低」位置較靠近於光電轉換區段之上部表面。
此外，在具有上文所提及之較佳組態的根據本發明之實施例之固態成像器件、形成微透鏡之方法以及電子裝置中，可使用其中與第一微透鏡相比第二微透鏡經形成以使得焦距短之一組態。此外，可使 用其中在第二微透鏡中包含像素邊界之對置側中心部分之對置側邊界區域之底部表面經形成以高於包含對角邊界之對角邊界區域之一底部表面之一組態。
此外，在具有上文所提及之較佳組態的根據本發明之實施例之固態成像器件、形成微透鏡之方法以及電子裝置中，可使用其中形成有光瞳分割之光中之某些光通過其之一開口之一光阻擋膜提供於相位差偵測像素之光電轉換區段之光接收表面之側上之一組態。此時，關於該第二微透鏡，可使用其中焦距與光阻擋膜之位置重合之一組態。此處，術語「與...重合」包含嚴格重合之情形及實質上重合之情形。允許設計或製造上出現之各種變化形式之存在。
此外，在具有上文所提及之較佳組態的根據本發明之實施例之固態成像器件、形成微透鏡之方法以及電子裝置中，當微透鏡經形成以使得焦距之間的差係小的時，可使用其中形成於同一平面中且在毗鄰微透鏡之間至少在陣列方向上彼此接觸之具有80%或80%以上一有效面積之微透鏡用作一參考之一組態。此處，「80%」包含嚴格80%之情形及實質上80%之情形。允許設計或製造上出現之各種變化形式之存在。
此外，在具有上文所提及之較佳組態的根據本發明之實施例之固態成像器件、形成微透鏡之方法以及電子裝置中，並不特別限制對應於成像像素而形成之第一微透鏡及對應於相位差偵測像素而形成之第二微透鏡之圖案形狀。
較佳的係，第一微透鏡之圖案形狀在一平面圖中係一方形形狀，且第二微透鏡之圖案在一平面圖中係一圓形或多邊形形狀。此時，較佳的係在第一微透鏡與第二微透鏡之間設定與該等第一微透鏡之間的圖案間隙相同之圖案間隙。此處，術語「相同」包含嚴格相同之情形及實質上相同之情形。允許設計或製造上出現之各種變化形式 之存在。
此外，在具有上文所提及之較佳組態的根據本發明之實施例之固態成像器件、形成微透鏡之方法以及電子裝置中，可使用其中複數個第二微透鏡在橫向方向上、在縱向方向上或在傾斜方向上並列配置於第一微透鏡之陣列中之一組態。
此外，在具有上文所提及之較佳組態的根據本發明之實施例之固態成像器件、形成微透鏡之方法以及電子裝置中，可使用其中一輔助透鏡提供於第二微透鏡與光阻擋膜之間的一組態。具體而言，該輔助透鏡調整在其中焦距為短之一方向上的第二微透鏡之焦距。較佳的係，輔助透鏡具有其中不管一圓周位置如何在一平面圖中圍繞一中心點之一圓周剖面之曲率之半徑皆為均勻之一組態，且更佳的係，輔助透鏡在一平面圖中具有一圓形形狀。此處，術語「均勻」包含嚴格均勻之情形及實質上均勻之情形。允許設計或製造上出現之各種變化形式之存在。
此外，輔助透鏡可形成為形成於第二微透鏡下方之一層中之一層中透鏡。此處，輔助透鏡可由與第二微透鏡之彼材料相同之材料形成，且可使用在光阻擋膜之側上具有一凸狀形狀之一組態或在第二微透鏡之側上具有一凸狀形狀之一組態。
此外，在具有上文所提及之較佳組態的根據本發明之實施例之固態成像器件、形成微透鏡之方法以及電子裝置中，關於成像像素及相位差偵測像素，可使用其中入射光自與其上形成有一佈線層之一側對置之一側引入之一所謂的背側輻照型像素結構。
此外，在具有上文所提及之較佳組態的根據本發明之實施例之固態成像器件、形成微透鏡之方法以及電子裝置中，可使用其中一輔助透鏡提供於第二微透鏡與光阻擋膜之間且亦提供於第一微透鏡與光阻擋膜之間的一組態。
<2.應用本發明之技術之固態成像器件>
首先，將闡述應用本發明之技術之固態成像器件之一組態，舉例而言，係一種類型之放大型固態成像器件之一CMOS影像感測器之一組態。如上文所闡述，本發明之技術並不限於CMOS影像感測器之應用，且可應用於一不同放大型固態成像器件或一電荷傳輸型固態成像器件(諸如，一CCD影像感測器)。
<2-1.系統組態>
圖1係示意性地圖解說明一CMOS影像感測器之一系統組態之一系統組態圖。此處，該CMOS影像感測器係藉由應用一CMOS製程或部分地使用CMOS製程來之製造之一固態成像器件。
根據本實施例之一CMOS影像感測器10包含形成於一半導體基板(在下文中，稱為一「晶片」)11上之一像素陣列區段12及整合於與像素陣列區段12中相同之晶片11上之一周邊電路。在本實例中，舉例而言，提供一列掃描區段13、一行處理區段14及一行掃描區段15以及一系統控制器16，作為周邊電路。
在像素陣列區段12中，以一矩陣形式以二維方式配置具有一光電轉換區段之單元像素(在下文中，簡單地稱為「像素」)，該光電轉換區段產生具有根據入射光量之電荷量之光學電荷且於其中累積光學電荷。此處，「單元像素」係用於獲得一成像信號之成像像素。稍後將闡述單元像素(成像像素)之一特定電路組態。
此外，在像素陣列區段12中，相對於矩陣形式之像素陣列，一像素驅動線17沿著每一像素列之列方向(一像素列中之像素之陣列方向)佈線，且一垂直信號線18沿著每一像素行之行方向(一像素行中之像素之陣列方向)佈線。像素驅動線17傳輸用於驅動自列之單元之列掃描區段13輸出之像素之一驅動信號。在圖1中，像素驅動線17展示為一個佈線，但其數目並不限於一個。像素驅動線17之一端連接至對 應於每一列之列掃描區段13之一輸出端子。
列掃描區段13包含一移位暫存器、一位址解碼器或諸如此類，且用作(舉例而言)驅動列之單元中之像素陣列區段12之每一像素之一像素驅動區段。儘管未展示列掃描區段13之一特定組態，但一般而言，列掃描區段13包含具有一讀取掃描系統及一掃掠式掃描(sweeping scanning)系統之兩個掃描系統之一組態。
讀取掃描系統順序地且選擇性地掃描列之單元中之像素陣列區段12之單元像素以便自單元像素讀取信號。自單元像素讀取之信號係一類比信號。相對於其中由讀取掃描系統執行讀取掃描之一讀取列，掃掠式掃描系統執行的掃掠式掃描比讀取掃描早一快門速度時間。
由於掃掠式掃描系統中之掃掠式掃描，因此自讀取列之單元像素之光電轉換區段掃掠非必要電荷，且因此，重設光電轉換區段。此外，由於掃掠式掃描系統中之非必要電荷之掃掠(重設)，因此執行一所謂的電子快門操作。此處，電子快門操作指代使光電轉換區段之光學電荷放電且開始新曝光(開始光學電荷之累積)之一操作。
藉由讀取掃描系統中之讀取操作讀取之信號對應於在緊先前讀取操作或電子快門操作之後的入射光量。此外，自緊先前讀取操作中之一讀取時序或電子快門操作中之一掃掠時序至當前讀取操作中之一讀取時序之一週期變為單元像素中之光學電荷之一累積週期(曝光週期)。
透過每一垂直信號線18將自由列掃描區段13選擇性地掃描之像素列之每一單元像素輸出之信號供應至行處理區段14。行處理區段14透過垂直信號線18執行關於自選定列之每一像素輸出之信號之預定信號處理，且在針對每一像素行之信號處理之後將像素信號暫時保持於像素陣列區段12中。
具體而言，行處理區段14接收單元像素之信號且執行關於所接 收信號之信號處理(諸如，使用CDS(相關雙取樣)之雜訊移除)、信號放大及AD(類比-數位)轉換。由於雜訊移除程序，因此像素所特有之重設雜訊或固定圖案雜訊(諸如，一放大電晶體之臨限值變化)經移除。此處，所例示之信號程序僅係一實例而非限制性的。
行掃描區段15包含一移位暫存器、一位址解碼器或諸如此類，且執行順序地選擇對應於像素行之行處理區段14之單元電路之掃描。由於行掃描區段15中之選擇性掃描，由行處理區段14之各別單元電路信號處理之像素信號順序地輸出至一水平匯流排19，且透過水平匯流排19傳輸至晶片11之外部。
系統控制器16接收自晶片11之外部給出之一時脈、用於命令一操作模式之資料或諸如此類，且輸出諸如本CMOS影像感測器10之內部資訊等資料。系統控制器16包含產生各種時序信號之一時序產生器，且基於由該時序產生器產生之各種時序信號而執行對周邊電路(諸如，列掃描區段13、行處理區段14及行掃描區段15)之驅動控制。
<2-2.單元像素之電路組態>
圖2係圖解說明一單元像素之一電路組態之一實例之一電路圖。如圖2中所展示，舉例而言，根據本電路實例之單元像素20使用一光電二極體21作為一光電轉換區段。舉例而言，除光電二極體21之外，單元像素20亦包含一傳輸電晶體(讀取閘極區段)22、一重設電晶體23、一放大電晶體24及一選擇電晶體25之四個電晶體。
此處，舉例而言，使用N通道MOS電晶體作為四個電晶體22至25。然而，本文中所圖解說明之傳輸電晶體22、重設電晶體23、放大電晶體24及選擇電晶體25之一導電型組合僅係一實例，且本發明並不限於該組合。
關於單元像素20，作為像素驅動線17(舉例而言，一傳輸線171、一重設線172及一選擇線173)之三個驅動線與同一像素列中之各別像 素共同地形成。傳輸線171、重設線172及選擇線173之各別一端連接至像素列之單元中之列掃描區段13之每一像素列中之對應輸出端子，且傳輸一傳輸脈衝TRF、一重設脈衝RST及一選擇脈衝SEL，該等脈衝係用於驅動像素20之驅動信號。
光電二極體21具有連接至一負電源(舉例而言，接地)之一陽極電極，將所接收光(入射光)光電轉換成具有根據光量之電荷量之光學電荷(此處，光電子)，且累積光學電荷。光電二極體21之一陰極電極透過傳輸電晶體22電連接至放大電晶體24之一閘極電極。電連接至放大電晶體24之閘極電極之一節點26稱為一FD(浮動擴散部或浮動擴散部區域)區段。
傳輸電晶體22連接於光電二極體21之陰極電極與FD區段26之間。其之一高位準(舉例而言，Vdd位準)係有效(在下文中，稱為「高態有效」)之傳輸脈衝TRF透過傳輸線171施加至傳輸電晶體22之一閘極電極。因此，傳輸電晶體22進入一導電狀態，且將由光電二極體21光電轉換之光學電荷傳輸至FD區段26。
重設電晶體23具有連接至一像素電源Vdd之一汲極電極及連接至FD區段26之一源極電極。高態有效重設脈衝RST透過重設線172施加至重設電晶體23之一閘極電極。因此，重設電晶體23進入一導電狀態，且藉由使FD區段26之電荷放電來將FD區段26重設為像素電源Vdd。
放大電晶體24具有連接至FD區段26之一閘極電極及連接至像素電源Vdd之一汲極電極。此外，放大電晶體24輸出在由重設電晶體23重設之後的FD區段26之一電位作為一重設信號(重設位準)Vreset。此外，放大電晶體24輸出在由傳輸電晶體22傳輸信號電荷之後的FD區段26之電位作為一光累積信號(信號位準)Vsig。
舉例而言，選擇電晶體25具有連接至放大電晶體24之一源極電 極之一汲極電極及連接至垂直信號線18之一源極電極。高態有效選擇脈衝SEL透過選擇線173施加至選擇電晶體25之一閘極電極。因此，選擇電晶體25進入一導電狀態，且輸出使用單元像素20自放大電晶體24供應至垂直信號線18之一信號作為一選擇狀態。
此處，使用其中選擇電晶體25連接於放大電晶體24之源極電極與垂直信號線18之間的一電路組態，但可使用其中選擇電晶體25連接於像素電源Vdd與放大電晶體24之汲極電極之間的一電路組態。
此外，單元像素20並不限於包含上文所提及四個電晶體之像素組態。舉例而言，單元像素20可具有包含三個電晶體之一像素組態，其中一個電晶體用作放大電晶體24及選擇電晶體25兩者，此不致使像素電路組態中之任何問題。
<2-3.相位差偵測像素之結構實例>
上文所提及之CMOS影像感測器10包含用於獲得一相位差偵測信號之一相位差偵測像素以便實現光瞳分割型相位差偵測。相位差偵測信號係指示一焦點之一移位方向(散焦方向)及一移位量(散焦量)之一焦點偵測信號。相位差偵測像素可稱為一焦點偵測像素。
相位差偵測像素安置於圖1中所展示之其中成像像素(單元像素20)以一矩陣形式以二維方式配置之像素陣列區段12(亦即，一有效像素區域)中。亦即，成像像素及相位差偵測像素在像素陣列區段12中混合。更具體而言，相位差偵測像素經安置以(舉例而言)在有效像素區域中在垂直及水平方向上彼此相交。
圖2中所展示之像素電路係與成像像素及相位差偵測像素共同之一像素電路。鑒於結構，相位差偵測像素稍微不同於成像像素。此處，將參照圖3A及圖3B闡述相位差偵測像素之結構之一實例。圖3A係圖解說明一相位差偵測像素之一剖面圖，且圖3B係圖解說明一光阻擋膜之一平面圖。
一相位差偵測像素40具有其中係一光電轉換區段之光電二極體21形成於半導體基板11之一前層上且用於偵測相位差之光阻擋膜41安置於光電二極體21之光接收表面之側上之一組態。自具有光瞳分割之光中之某些光通過其之一開口41A的用於相位差偵測之光阻擋膜41是否存在之觀點來看，相位差偵測像素40不同於成像像素20之處在於結構。在一平面圖中，開口41A具有單元像素之大小之大約一半之一大小。
在本實例之像素結構中，如圖3A中所展示，用於相位差偵測之光阻擋膜41形成為佈線層42之一部分，且具體而言，以使得佈線層42之最低佈線層亦用作光阻擋膜之一方式形成。此外，順序地，一絕緣體膜44以層形式佈設於包含光阻擋膜41及佈線層42之一層間絕緣體膜43上，一彩色濾光器45以層形式佈設於絕緣體膜44上，一平坦化膜46以層形式佈設於彩色濾光器45上，且一微透鏡(所謂的晶片上透鏡)47以層形式佈設於平坦化膜46上。
此處，除佈線層42之外，光阻擋膜41亦可專有地形成，而非經形成以亦用作佈線層42之最低佈線層。光阻擋膜41可由具有一光阻擋效應之一材料(諸如鎢(W)或鈦(Ti))形成。此處，所例示之像素結構對應於其中相位差偵測像素在水平方向上配置於有效像素區域中以分割來自一出射光瞳之右及左光通量之一情形。在其中相位差偵測像素40在垂直方向上配置於有效像素區域中之一情形中，圖3B中使用其中開口41A旋轉達90度之一像素結構。
<3.第一實施例>
如上文所闡述，相位差偵測像素40與成像像素(單元像素)20彼此不同之處在於鑒於結構具有開口41A之光阻擋膜41是否存在，且彼此不同之處亦鑒於微透鏡47之焦距。
為維持成像像素20之一高靈敏度特性，較佳的係，對應於成像 像素20而形成之微透鏡(第一微透鏡)經形成以使得其焦點位置安置於光電二極體21之光接收表面上。另一方面，為維持相位差偵測像素40之一高靈敏度特性，較佳的係，對應於相位差偵測像素40而形成之微透鏡(第二微透鏡)經形成以使得其焦點位置安置於光阻擋膜41上。
因此，較佳的係，與對應於成像像素20而形成之微透鏡相比，對應於相位差偵測像素40而形成之微透鏡經形成以使得其焦距係短的。短焦距意指對應於相位差偵測像素40而形成之微透鏡之焦點位置存在於與光電二極體21之光接收表面間隔開之一位置處。
此處，一般而言，將參照圖4闡述對應於相位差偵測像素40而形成之微透鏡47與光阻擋膜41之間的關係。圖4中之部分A係示意性地圖解說明微透鏡47在陣列方向上之一剖面之一圖式，且部分B係示意性地圖解說明微透鏡47在對角方向上之一剖面之一圖式。
對置側方向亦可稱為一陣列方向。舉例而言，如圖1中之圖例所圖解說明，陣列方向之一實例係列方向「x」。另一選擇係，陣列方向之一實例可係行方向「y」。對置側方向或陣列方向可仍進一步稱為橫向方向，與圖1中所展示之像素陣列區段12之視圖一致。此外，「對角方向」意指相對於陣列方向傾斜之一方向，亦即，一傾斜方向，此類似地應用於在以下說明中。
光(光通量)自一成像透鏡(未展示)之一出射光瞳區域入射於微透鏡47上。此外，通過微透鏡47之光經引導至具有在一平面圖中大小為像素單元之大小之大約一半之開口41A之光阻擋膜41。在圖4之實例中，由於光阻擋膜41之左半形成有開口41A，較佳的係，僅自出射光瞳區域入射之右側光通過開口41A且經引導至安置於光阻擋膜41下方之光電二極體21。此時，自出射光瞳區域入射之左側光由光阻擋膜41阻擋。
關於在其中寬度大小為短之陣列方向(橫向方向)上的微透鏡47之 一透鏡部分，如圖4中之部分A所展示，自出射光瞳之右側及左側入射之光分別有利地通過光阻擋膜41之開口41A，或由光阻擋膜41阻擋。然而，關於在同一平面中形成之其中寬度大小比在橫向方向上之透鏡部分之彼大小長之對角方向(傾斜方向)上之一透鏡部分，由於其焦距係長的，如圖4中之部分B所展示，因此右側光及左側光未由光阻擋膜41彼此有利地分割開。若右側光及左側光未有利地彼此分割開，則相位差偵測像素40之偵測準確度(在下文中，可稱為「AF偵測準確度」)經減小。
以此方式，考量到AF偵測準確度由於對應於相位差偵測像素40而形成之微透鏡47而經減小，應增強AF偵測準確度。為此目的，提供根據本發明之第一實施例之微透鏡(第二微透鏡)。
在參照圖4所闡述之一般微透鏡47之情形中，在對置側方向上之焦點位置(包含像素邊界之對置側中心部分之對置側邊界區域)對應於光阻擋膜41之位置，且在該對角方向上之焦點位置(包含對角邊界之對角邊界區域)對應於來自光阻擋膜41之光電二極體21之側上之位置。亦即，焦距中之兩者之間存在一大差，此導致AF偵測準確度之減小。
另一方面，與在一平面圖中具有實質上相同面積之一微透鏡相比，根據本發明之第一實施例之微透鏡47經形成以使得包含像素邊界之對置側中心部分之對置側邊界區域(在陣列方向上)之焦距與包含對角邊界之對角邊界區域(在對角方向或傾斜方向上)之焦距之間的差係小的。
將參照圖5闡述根據本發明之第一實施例之微透鏡47。圖5中之部分A係示意性地圖解說明微透鏡47在陣列方向上之一剖面之一圖式，且圖5中之部分B係示意性地圖解說明微透鏡47在對角方向上之一剖面之一圖式。
自如圖5中之部分A與部分B之比較顯而易見，根據第一實施例之微透鏡47經形成以使得在橫向方向(陣列方向)上(亦即，在包含像素邊界之對置側中心部分之對置側邊界區域中)之一底部表面在位置上高於在對角方向上(亦即，在包含對角邊界之對角邊界區域中)之一底部表面。
以類似於參照圖4中之部分A闡述之情形之一方式，微透鏡47之橫向分割能力不存在問題。另一方面，關於微透鏡47之對角方向，滿足如上文所提及之焦距關係，在對角方向上的透鏡部分之底部表面在位置上低於在橫向方向上的透鏡部分之底部表面。以此方式，藉由形成微透鏡47以使得在橫向方向及對角方向上的透鏡部分之底部表面之位置彼此不同，可能增強在對角方向上之分割能力同時維持在橫向方向上之良好分割能力，且因此，AF偵測準確度變得良好。亦可就在對角方向上的透鏡部分之底部表面及在陣列方向上的透鏡部分之底部表面與光電二極體21之一上部表面502之關係來闡述在對角方向上的透鏡部分之底部表面與在陣列方向上的透鏡部分之底部表面之間的關係。亦即，微透鏡具有比在陣列方向上之底部表面更靠近於光電二極體21之上部表面之在對角方向上之一底部表面(亦即，距離Dist_Diag小於距離Dist_Array，如圖5中所展示)。
如上文所闡述，較佳的係，對應於成像像素20而形成之微透鏡經形成以使得微透鏡之焦點位置與光電二極體21之光接收表面之位置重合。因此，可能增強成像像素20之靈敏度及因此固態成像器件之靈敏度。
此處，術語「與...重合」包含嚴格重合之情形及實質上重合之情形。允許設計或製造上出現之各種變化形式之存在。
另一方面，較佳的係，對應於相位差偵測像素40而形成之微透鏡47經形成以使得其焦點位置與光阻擋膜41之位置重合。此時，理想 的係，在橫向方向及對角方向上之焦點位置中之兩者一起與光阻擋膜41之位置碰撞。
此處，在橫向方向及對角方向上之焦點位置兩者皆應不必與光阻擋膜41之位置重合。亦即，若在橫向方向及對角方向上之微透鏡之焦距之間的差經形成以小於一「形成於同一平面中之微透鏡」中之彼差則足矣，且因此，可能增強AF偵測準確度。
此處，將闡述「形成於同一平面中之微透鏡」之定義。甚至在形成於同一平面中之微透鏡中，當藉由光微影(舉例而言，藉由切割一方形圖案之拐角或使用一圓形圖案之一光遮罩)形成微透鏡時，可能相對於橫向方向上之長度縮短在對角方向上之長度以藉此調整焦距。
在固態成像器件中之微透鏡中，藉由儘可能地增大面積，固態成像器件之靈敏度特性經增強。因此，「形成於同一平面中之微透鏡」指代具有80%或80%以上之一有效面積、經形成以使得毗鄰微透鏡至少在陣列方向上彼此接觸之一微透鏡，如圖6中所展示。此處，「80%」包含嚴格80%之情形及實質上80%之情形。允許設計或製造上出現之各種變化形式之存在。
如上文所闡述，與在一平面圖中具有實質上相同面積之微透鏡相比，藉由形成相位差偵測像素40之微透鏡47以使得在陣列方向上之焦距與在對角方向上之焦距之間的差係小的，可能增強AF偵測準確度。亦即，藉由減小在陣列方向上之焦距與在對角方向上之焦距之間的差，可能在光阻擋膜41之位置附近設定在兩個方向上之焦點位置以用於光瞳分割。因此，可能增強在陣列方向及對角方向上之右側光及左側光之分割能力，且因此可能增強相位差偵測像素40之AF偵測準確度。
<3-1.形成微透鏡之方法>
與在一平面圖中具有實質上相同面積之微透鏡相比，相位差偵測像素40之微透鏡47經形成以使得包含像素邊界之對置側中心部分之對置側邊界區域之焦距與包含對角邊界之對角邊界區域之焦距之間的差係小的。在下文中，將參照特定實例闡述形成相位差偵測像素40之微透鏡47之一方法(形成根據本發明之實施例之微透鏡之方法)。
(第一實例)
圖7及圖8係圖解說明根據一第一實例的一微透鏡之一形成方法之程序之流程之程序圖(第一圖式及第二圖式)。
首先，在圖7中之程序1中，使用光微影將一正光敏樹脂圖案化於一微透鏡基底材料51上，以形成一微透鏡圖案52。此處，微透鏡基底材料51由一丙烯酸樹脂、一基於苯乙烯之樹脂、一基於其共聚物之樹脂或諸如此類形成。此外，正光敏樹脂係其中一丙烯酸樹脂、一酚醛樹脂、一基於苯乙烯之樹脂、一其共聚物樹脂或諸如此類用作一主要分量之一樹脂。
在圖7中之程序1至程序3中，上部側上之一圖式係一像素陣列區段之一部分區域之一平面圖。此外，下部側上之一上部圖係沿著平面圖中上部側上(亦即，在陣列方向(橫向方向)上)之線a-a'截取之微透鏡圖案52之一剖面圖。此外，下部側上之一下部圖係沿著平面圖中上部側上(亦即，在對角方向(傾斜方向)上)之線b-b'截取之微透鏡圖案52之一剖面圖。此外，圖8中之程序4至程序6與圖7中之程序1至程序3中相同。
接下來，在圖7中之程序2中，藉由一加熱程序以一熱軟化點或熱軟化點以上之一溫度使微透鏡圖案52熔化及流動，以形成一微透鏡遮罩圖案53。舉例而言，以大約攝氏140度至大約攝氏200度之一溫度在一熱板上執行該加熱程序。
接下來，在圖7中之程序3中，藉由乾式蝕刻來乾式蝕刻微透鏡 遮罩圖案53。此處，如該圖中所展示，對應於成像像素而毗鄰地形成之微透鏡遮罩圖案53經形成以在陣列方向上彼此接觸且在對角方向上具有一間隙。
舉例而言，藉由以下方法執行本文中所使用之乾式蝕刻。亦即，藉由執行程序以使得微透鏡遮罩圖案53之層之間的一間隙W(參見圖7中之程序2)變窄，微透鏡之一有效面積增大。在此一組態之情形下，可能增強固態成像器件中之靈敏度特性。
作為一實例，在以下條件下執行蝕刻程序。舉例而言，使用一微波電漿蝕刻器件，設定以下蝕刻條件：磁控管功率係1100 W、偏壓功率係40 W、蝕刻氣體A係SF6(流率：30 SCCM)、蝕刻氣體B係C4F8(流率：100 SCCM)、蝕刻氣體C係Ar(流率：25 SCCM)、電極溫度攝氏-30度及蝕刻室壓力係2 Pa。
蝕刻器件並不限於微波電漿蝕刻器件。可使用其他高密度電漿蝕刻器件，諸如，一平行板RIE器件、一高壓力窄間隙電漿蝕刻器件、一ECR蝕刻器件、一傳感器耦合電漿蝕刻器件、一電感耦合電漿蝕刻器件或一螺旋波電漿蝕刻器件。
蝕刻氣體之類型並不限於SF6、C4F8及Ar。可使用單個基於氟碳化合物之氣體(諸如，CF4、C2F6、C3F8、C4F8、CH2F2或CHF3)或藉由將He或N2氣體或諸如此類添加至基於氟碳化合物之氣體而獲得之氣體。
接下來，在圖8中之程序4中，為在藉由乾式蝕刻形成於成像像素中之微透鏡之間形成對應於相位差偵測像素之微透鏡，使用光微影來圖案化一正光敏樹脂，以形成一微透鏡圖案54。
此處，正光敏樹脂係其中一酚醛樹脂、一基於苯乙烯之樹脂、一其共聚物樹脂或諸如此類用作一主要分量之一樹脂。對應於相位差偵測像素之微透鏡圖案54經形成以使得微透鏡圖案54與對應於成像像 素之微透鏡遮罩圖案53不接觸。
接下來，在圖8中之程序5中，藉由一加熱程序使對應於相位差偵測像素之微透鏡圖案54熔化及流動，以形成一微透鏡遮罩圖案55。舉例而言，以大約攝氏140度至大約攝氏200度之一溫度在一熱板上執行加熱程序。
在本加熱程序中熔化及流動之微透鏡遮罩圖案55經形成以使得其至少一部分與對應於成像像素之微透鏡遮罩圖案53在陣列方向上接觸。此處，微透鏡遮罩圖案55與對應於在對角方向上毗鄰之成像像素之微透鏡遮罩圖案53之間存在一間隙。
此處，微透鏡在橫向方向上之高度t0與在對角方向上之高度t0'幾乎相同，此乃因其形成於平面中。此處，「相同」包含嚴格相同情形及實質上相同情形。允許設計或製造上出現之各種變化形式之存在。
作為一操作，微透鏡遮罩圖案55之一底部表面靠近於藉由加熱程序對應於毗鄰成像像素而形成之微透鏡圖案53而移動，且其移動速度在當微透鏡遮罩圖案55之底部表面與微透鏡圖案53之一底部表面接觸時之瞬間減小。藉由適當地調整加熱條件(諸如，溫度、時間或處理次數)，可能藉助實質上自對準形成微透鏡遮罩圖案55。
以此方式，由於可能藉助實質上自對準形成對應於相位差偵測像素之微透鏡遮罩圖案55，因此可能減小對應於成像透鏡之微透鏡與對應於相位差偵測像素之微透鏡之相對覆疊移位。此外，由於平面圖中之各別微透鏡之有效面積實質上相同，因此可能在不使成像像素之靈敏度特性劣化之情形下形成對應於相位差偵測像素之微透鏡遮罩圖案55。
接下來，在圖8中之程序6中，形成對應於相位差偵測像素之一微透鏡圖案56，且然後藉由圖7中之程序3中所闡述之乾式蝕刻來將其乾式蝕刻。如該圖中所展示，對應於相位差偵測像素之微透鏡圖案56 經形成以在橫向方向及對角方向上與對應於成像像素之一微透鏡圖案57接觸。
此外，如圖8中之程序5中所展示，由於間隙存在於在對角方向上之微透鏡圖案之間且藉此深蝕刻部分，在對角方向上的微透鏡之底部表面相對於橫向方向而深形成。以此方式，由於有效面積達且橫向方向上及對角方向上之焦距縮短且彼此靠近，因此相位差偵測像素之偵測靈敏度增強。
儘管未展示其詳細說明，但根據本發明第一實例，關於對應於成像像素而形成之微透鏡，在橫向方向及對角方向上的微透鏡之間隙未以類似於對應於相位差偵測像素而形成之微透鏡之一方式存在，且橫向方向上及對角方向上之焦距縮短且彼此靠近。因此，可能增強固態成像器件之靈敏度特性。此外，可能提供用於有效地增強CCD固態成像器件(CCD影像感測器)中之一塗抹特性之一技術。
(第二實例)
圖9係圖解說明根據一第二實例的一微透鏡之一形成方法之程序之流程之一程序圖。
根據第二實例之形成方法使用與根據第一實例之形成方法中的圖7中之程序1至3相同之程序。如圖7中之程序3中所展示，當藉由乾式蝕刻來乾式蝕刻微透鏡遮罩圖案53時，對應於成像像素而毗鄰地形成之微透鏡遮罩圖案53經形成以在陣列方向上彼此接觸且在對角方向上具有一間隙。
在根據第二實例之形成方法中，在圖9中之程序1中，藉由進一步將一乾式蝕刻程序添加至在陣列方向上彼此接觸且在對角方向上具有一間隙、對應於成像像素而形成之微透鏡遮罩圖案53，形成在對角方向上亦彼此接觸之微透鏡遮罩圖案53。
圖中之一斷線表示一像素邊界(像素邊界線)。藉由添加乾式蝕刻 程序，如該圖中所展示，相對於其中成像像素未形成之一區域(其中相位差偵測像素之微透鏡待形成之區域)之一邊緣部分，對應於成像像素而形成之微透鏡遮罩圖案53之一邊緣部分經形成以超過像素邊界。
此外，經形成以超過像素邊界之成像像素之微透鏡遮罩圖案53之一剖面具有一不對稱形狀。具體而言，舉例而言，安置於其中成像像素經形成之區域之右及左位置處的成像像素之微透鏡遮罩圖案53具有相對於通過中心之一垂直線不對稱之一剖面形狀。
特定而言，在圖9中之程序1中，由一斷線A圍繞的微透鏡遮罩圖案53之一底部表面之附近具有一大不對稱性。此外，在介於自其中不對稱性大的透鏡之底部表面之附近至低於由一斷線B圍繞的透鏡之頂部下方之範圍內之一區域中，不對稱性小於微透鏡之底部部分之彼不對稱性。
接下來，在圖9中之程序2中，藉由光微影圖案化一正光敏樹脂，以便在藉由乾式蝕刻對應於成像像素而形成之微透鏡遮罩圖案53之間形成對應於相位差偵測像素之微透鏡。此處，正光敏樹脂係其中一酚醛樹脂、一基於苯乙烯之樹脂、一其共聚物樹脂或諸如此類用作一主要分量之一樹脂。此處，對應於相位差偵測像素而形成之微透鏡圖案54經形成以與成像像素之微透鏡遮罩圖案53接觸。
接下來，在圖9中之程序3中，藉由藉由加熱程序致使微透鏡圖案54熔化及流動來形成一微透鏡遮罩圖案55。舉例而言，以大約攝氏140度至大約攝氏200度之一溫度在一熱板上執行該加熱程序。此處，對應於相位差偵測像素而形成之微透鏡遮罩圖案55與其中上文所提及不對稱性大同時覆蓋底部部分的成像像素之微透鏡遮罩圖案53之底部部分接觸(重疊)，且在對角方向上之厚度t6經形成以大於在橫向方向上之厚度t5。
接下來，在圖9中之程序4中，藉由乾式蝕刻來乾式蝕刻微透鏡遮罩圖案55。對應於相位差偵測像素而形成之一微透鏡遮罩圖案56經形成以與其中上文所提及不對稱性大同時覆蓋底部部分的一成像像素之一微透鏡遮罩圖案57之底部部分接觸(重疊)，且因此，不對稱性小且在對角方向上之厚度t8經形成以大於在橫向方向上之厚度t7。
以此方式，由於在對角方向上的微透鏡之底部表面相對於橫向方向而深形成，因此對應於成像像素及相位差偵測像素而形成之微透鏡之有效面積大。此外，其在橫向方向及對角方向上之焦距縮短且彼此靠近，且因此，AF偵測靈敏度經增強。
(第三實例)
圖10及圖11係圖解說明根據一第三實例的一微透鏡之一形成方法之程序之流程之程序圖(圖式1及圖式2)。
首先，在圖10中之程序1中，使用光微影將一正光敏樹脂圖案化於一微透鏡基底材料51上，以形成一微透鏡圖案52。此處，微透鏡基底材料51由一丙烯酸樹脂、一基於苯乙烯之樹脂、一基於其共聚物之樹脂或諸如此類形成。此外，正光敏樹脂係其中一丙烯酸樹脂、一酚醛樹脂、一基於苯乙烯之樹脂、一其共聚物樹脂或諸如此類用作一主要分量之一樹脂。
接下來，在圖10中之程序2中，藉由一加熱程序以一熱軟化點或熱軟化點以上之一溫度使微透鏡圖案52熔化及流動以形成一微透鏡遮罩圖案53。舉例而言，以大約攝氏140度至大約攝氏200度之一溫度在一熱板上執行該加熱程序。
接下來，在圖10中之程序3中，藉由乾式蝕刻來乾式蝕刻微透鏡遮罩圖案53。此處，如該圖中所展示，關於對應於成像像素而毗鄰地形成之微透鏡遮罩圖案53，在陣列方向及對角方向上不存在一間隙。
在乾式蝕刻程序中，在圖10中之程序2中，由於與微透鏡遮罩圖 案53之陣列方向相比一間隙在對角方向上係寬的，因此甚至當微透鏡遮罩圖案53在陣列方向上彼此接觸時，間隙亦保持在對角方向上。微透鏡遮罩圖案53在陣列方向上之厚度t9與其在對角方向上之厚度t10之間的關係係t9<t10。
接下來，在圖11中之程序4中，將由一丙烯酸樹脂、一基於苯乙烯之樹脂、一酚醛樹脂、一其共聚物樹脂或諸如此類形成之一正光敏微透鏡樹脂58施加於微透鏡遮罩圖案53上。
接下來，在圖11中之程序5中，藉由光微影圖案化正光敏微透鏡樹脂58。此處，在其中包含萘醌二疊氮基作為正光敏微透鏡樹脂中之一光增感劑之一情形中，執行紫外線輻照以用於維持可見光之吸收，且因此，光增感劑經分解以增強透射度(漂白曝光)。
接下來，在圖11中之程序6中，藉由一加熱程序以一熱軟化點或熱軟化點以上之一溫度使一正光敏微透鏡樹脂圖案59熔化及流動，以形成一微透鏡遮罩圖案60。舉例而言，以大約攝氏140度至大約攝氏200度之一溫度在一熱板上執行該加熱程序。
以此方式，如該圖中所展示，對應於相位差偵測像素而形成之微透鏡經形成以允許由正光敏微透鏡樹脂57形成之微透鏡遮罩圖案59與藉由乾式蝕刻形成之微透鏡遮罩圖案53重疊。因此，相位差偵測像素之微透鏡之頂部之厚度變得大。
因此，相位差偵測像素之微透鏡之焦距比成像像素之微透鏡之彼焦距短，且包含一對置側中心部分之一對置側邊界區域之一焦距與包含一對角邊界之一對角邊界區域之一焦距之間的差變得小。此外，由於關於成像像素之微透鏡在陣列方向及對角方向上不存在一間隙，因此可能增強成像像素之靈敏度特性及AF偵測準確度。
此處，將參照圖12闡述經形成以與正光敏微透鏡樹脂重疊之微透鏡之大小。
微透鏡形成於由圖9中之程序1中之斷線所指示之像素邊界圍繞之區域中，且微透鏡之大小設定為單元像素之面積之80%或80%以上。就此而言，在其中微透鏡形成於單元像素區域之外部之一情形中，微透鏡與對應於毗鄰成像像素而形成之微透鏡重疊，且因此，成像像素之靈敏度特性經劣化。若大小(面積)設定為單元像素之面積之80%或80%以上，則AF偵測準確度不存在問題。
接下來，將闡述微透鏡之形狀。在圖10中之程序1中，形成對應於成像像素及相位差偵測像素具有相同形狀(具體而言，在一平面圖中，方形圖案形狀)之微透鏡，但形狀並不限於此。舉例而言，如圖13中所展示，相位差偵測像素之微透鏡之至少一部分可在一平面圖中使用一圓形圖案形狀或一多邊形圖案形狀而在陣列方向上具有與成像像素之圖案之間的彼間隙相同之間隙。
此取決於以下原因。亦即，由於在陣列方向上存在相同間隙，因此在乾式蝕刻程序中間隙在陣列方向上消失，且由於添加蝕刻程序，因此在一平面圖中微透鏡之面積增大以使得在對角方向上之間隙減小。此時，與其中相位差偵測像素中不存在微透鏡遮罩圖案(參見圖9中之程序1)之一情形相比，圖案不對稱性由於成像像素之微透鏡繼續進行至相位差偵測像素之邊界中而可減小。
甚至在其中圖案不對稱性以此方式稍微劣化之一情形中，對應於相位差偵測像素之微透鏡可使用一正光敏微透鏡樹脂來形成同時與以類似於第二實例之一方式繼續進行至相位差偵測像素之區域中之成像像素重疊。
(第四實例)
圖14係圖解說明根據第四實例的微透鏡之形成方法之程序之流程之一程序圖。
根據第四實例的微透鏡之形成方法係使用一多邊形圖案(如對應 於相位差偵測像素之微透鏡之圖案形狀)之一形成方法。圖14中之程序1對應於圖10中之程序3。程序1之前的程序與圖10中之程序1及程序2相同。此外，在圖14中之程序1中，一多邊形遮罩用於形成對應於相位差偵測像素之微透鏡。
接下來，在圖14中之程序2中，將由一丙烯酸樹脂、一基於苯乙烯之樹脂、一酚醛樹脂、一基於其共聚物之樹脂或諸如此類形成之一正光敏微透鏡樹脂57施加於一微透鏡遮罩圖案53上。
接下來，在圖14中之程序3中，藉由光微影圖案化正光敏微透鏡樹脂57。此處，在該圖中，由於由一斷線之一圓圍繞，因此藉由使用其中拐角部分經切割之一多邊形圖案，在拐角部分中圖案化之正光敏微透鏡樹脂58之膜厚度經形成以與圖11中之程序5中之情形相比係較大的。
接下來，圖14中之程序4中，藉由一加熱程序以一熱軟化點或熱軟化點以上之一溫度使正光敏微透鏡樹脂圖案58熔化及流動，以形成一微透鏡遮罩圖案59。舉例而言，以大約攝氏140度至大約攝氏200度之一溫度在一熱板上執行該加熱程序。
此處，如上文所闡述，由於在拐角部分中圖案化之正光敏微透鏡樹脂58之膜厚度係大的，因此形成其中一焦距縮短之一微透鏡。此時，微透鏡經形成以小於在橫向方向及傾斜方向上之像素邊界同時包含對角邊界。此外，由重疊之正光敏微透鏡樹脂59形成之微透鏡經形成以覆蓋藉由乾式蝕刻在對角方向上形成之微透鏡。其面積設定為單元像素面積之80%或80%以上同時形成於由像素邊界圍繞之區域中(參見圖12)。
在上文所闡述之第一至第四實例中，對應於一個相位差偵測像素之微透鏡形成於對應於成像像素之微透鏡之陣列中，但本發明並不限於此。舉例而言，如圖15中所展示，對應於相位差偵測像素之複數 個(此處，兩個)微透鏡可在橫向方向上形成。此外，方向並不限於橫向方向，且複數個微透鏡可在縱向方向或對角方向上形成。
下文將闡述以此方式形成配置於對應於成像像素之微透鏡之陣列中的對應於相位差偵測像素之複數個微透鏡之一方法作為一第五實例。一第六實例及一第七實例與第五實例之相同之處在於對應於相位差偵測像素之複數個微透鏡配置於對應於成像像素之微透鏡之陣列中。
(第五實例)
圖16係圖解說明根據一第五實例的一微透鏡之一形成方法之程序之流程之一程序圖。
首先，在圖16中之程序1中，藉由光微影在由一丙烯酸樹脂、一基於苯乙烯之樹脂、一其共聚物樹脂或諸如此類形成之一微透鏡基底材料上圖案化其中一丙烯酸樹脂、一酚醛樹脂、一基於苯乙烯之樹脂、一其共聚物樹脂或諸如此類用作一主要分量之一正光敏樹脂。然後，藉由一加熱程序以一熱軟化點或熱軟化點以上之一溫度使該圖案熔化及流動，以形成對應於一成像像素之一微透鏡遮罩圖案。舉例而言，以大約攝氏140度至大約攝氏200度之一溫度在一熱板上執行該加熱程序。
接下來，在圖16中之程序2中，藉由光微影在經熱固化之成像像素之微透鏡遮罩圖案上圖案化其中一丙烯酸樹脂、一酚醛樹脂、一基於苯乙烯之樹脂、一其共聚物樹脂或諸如此類用作一主要分量之一正光敏樹脂。然後，藉由一加熱程序以一熱軟化點或熱軟化點以上之一溫度使正光敏樹脂圖案熔化及流動，以形成對應於相位差偵測像素之一微透鏡遮罩圖案。正光敏樹脂之所塗佈膜厚度設定為大於當成像像素之微透鏡遮罩圖案經形成時之所塗佈膜厚度。舉例而言，以大約攝氏140度至大約攝氏200度之一溫度在一熱板上執行該加熱程序。
接下來，在圖16中之程序3中，藉由乾式蝕刻來乾式蝕刻成像像素之微透鏡圖案及相位差偵測像素之微透鏡遮罩圖案。此處，如該圖中所展示，對應於成像像素而毗鄰地形成之微透鏡經形成以在陣列方向及對角方向上彼此接觸。
以此方式，由於成像像素之微透鏡及相位差偵測像素之微透鏡經形成以在橫向方向及對角方向上彼此接觸，因此固態成像器件之靈敏度係高的且AF偵測靈敏度經增強。此外，關於微透鏡之形狀，如第一實例中所闡述，微透鏡在對角方向上之底部表面相對於橫向方向而深形成，且所塗佈膜厚度設定為大於當用於影像像素之微透鏡遮罩圖案經形成時之所塗佈膜厚度。
因此，與對應於成像像素之微透鏡之焦點位置相比，對應於相位差偵測像素之微透鏡經形成以距形成於半導體基板上之光電轉換區段遠，換言之，以使得其焦距縮短。此外，與在一平面圖中具有實質上相同面積之一微透鏡相比，對應於相位差偵測像素之微透鏡經形成以使得包含一像素邊界之一對置側中心部分之一對置側邊界區域之一焦距與包含一對角邊界之一對角邊界區域之一焦距之間的差係小的。
根據第五實例的微透鏡之形成方法並不限於其中對應於相位差偵測像素之複數個微透鏡形成於對應於成像像素之微透鏡之陣列中之一情形，而是可應用於其中形成一個微透鏡之一情形。
(第六實例)
圖17係圖解說明根據一第六實例的一微透鏡之一形成方法之程序之流程之一程序圖。第六實例對應於圖10及圖11中所展示之第三實例。具體而言，圖17中之程序1及程序2分別對應於圖10中之程序2及程序3。此外，在對應於圖11中之程序4至6的圖17中之程序3中，形成對應於毗鄰相位差偵測像素之微透鏡。此處，為防止圖案由於熔融而崩潰，有必要在正光敏微透鏡樹脂之間具有一間隙。
(第七實例)
圖18係圖解說明根據一第七實例的一微透鏡之一形成方法之程序之流程之一程序圖。第七實例對應於圖14中所展示之第四實例，亦即，其中對應於相位差偵測像素之微透鏡之圖案形狀係多邊形圖案之一情形。具體而言，圖18中之程序2對應於圖14中之程序1。此外，在對應於圖14中之程序2至4的圖18中之程序3中，形成對應於毗鄰相位差偵測像素之微透鏡。此處，為防止圖案由於熔融而崩潰，有必要在正光敏微透鏡樹脂之間具有一間隙。
根據上文所闡述實例之形成方法，與在一平面圖中具有實質上相同面積之一微透鏡相比，相位差偵測像素40之微透鏡47可經形成以使得在陣列方向上之一焦距與在對角方向上之一焦距之間的差係小的，且可達成以下效應。
亦即，關於對應於成像像素20而形成之微透鏡以及相位差偵測像素40之微透鏡47，可能增大其有效面積。因此，可能最佳化固態成像器件之靈敏度及AF偵測準確度(靈敏度)。此外，當藉由乾式蝕刻方法形成微透鏡時，可能考量一剖面之不對稱性而形成微透鏡。
然而，關於微透鏡之形成方法，為抑制當藉由加熱形成一微透鏡材料時由於熔融而出現一未形成部分，知曉兩次將微透鏡之圖案分割成一方格圖案之一技術(舉例而言，JP-A-2006-6631、JP-A-2009-265535及JP-A-2011-129638)。根據此等技術，由於可能移除毗鄰微透鏡之間的一間隙，可能增加微透鏡之聚光效率且增強固態成像器件之靈敏度特性。
然而，相關技術中之上文所提及技術可移除在陣列方向上之毗鄰微透鏡之間的間隙，但不考量在對角方向上之毗鄰微透鏡之間的關係。此處，在由方格圖案形成之微透鏡中存在在對角方向上毗鄰之微透鏡。
如上文所闡述，為防止在對角方向上毗鄰之微透鏡之間的熔融且抑制出現微透鏡之未形成部分，在其中微透鏡之間存在一間隙之一狀態中有必要形成經加熱及形成之微透鏡。由於存在間隙，因此固態成像器件之靈敏度特性經劣化。此外，在相關技術中之此等技術中，關於微透鏡之形狀，不考量對在包含微透鏡之像素邊界之一對置側中心部分之一對置側邊界區域中及在包含一對角邊界之一對角邊界區域中之剖面之形狀之控制。
在上文中，已闡述其中藉由以一矩陣形式以二維方式配置成像像素20及相位差偵測像素40而形成之像素陣列區段12之每一像素在一平面圖中係一方形像素之一情形，但如圖19中所展示，甚至在其中像素在一平面圖中係一矩形像素之一情形中，可達成與方形像素中相同之操作及效應。在圖19中，雖然在列方向上長之一像素形狀用作一實例，但可使用在行方向上長之一像素形狀。
此外，在上文中，作為應用本實施例之固態成像器件，一表面輻照像素結構之CMOS影像感測器用作一實例，但本實施例並不限於表面輻照像素結構，而是可應用於一背側輻照像素結構之一CMOS影像感測器。此處，「前側輻照像素結構」意指其中自其上形成有一佈線層之側引入入射光(輻照光)之一像素結構(參見圖3A及圖3B)。此外，「背側輻照像素結構」意指其中自與其上形成有佈線層之側對置之一側引入入射光(輻照光)之一像素結構。
<3-2.背側輻照像素結構>
此處，將參照圖20闡述背側輻照像素結構之輪廓。圖20係圖解說明背側輻照像素結構之一實例之一剖面圖。此處，展示對應於兩個像素之一剖面結構。
在圖20中，光電二極體21(其係光電轉換區段)及像素電晶體(圖2中之電晶體22至25)形成於半導體基板11上。此外，彩色濾光器45形 成於半導體基板11之一個表面上，其中絕緣體膜44插置於其之間，平坦化膜46以層形式佈設於彩色濾光器45上，且微透鏡(晶片上透鏡)47以層形式佈設於平坦化膜46上。
另一方面，在半導體基板11之另一表面上，形成佈線層42，其中一像素電晶體之一閘極電極及一金屬佈線以一多層形式佈線於層間絕緣體膜43中。此外，一支撐基板62藉由一黏合劑61附著至與半導體基板11對置的層間絕緣體膜43之一表面。
在以上像素結構中，參照其上形成有光電二極體21之半導體基板11，佈線層42之側稱為一前側，且與佈線層42之側對置之一側稱為一背側。在此一定義下，本像素結構稱為一背側輻照(背側入射型)像素結構，此乃因自背側輻照光(引入入射光)至光電二極體21。
根據背側輻照像素結構，為自其上未形成有佈線層42的表面側之引入入射光，沒有必要考量光電二極體21之光接收表面而佈局佈線層42之每一佈線。因此，佈線之佈局之自由度係高的，且因此，與前側輻照像素結構相比可能達成像素改進。此外，如自與圖3A及圖3B之比較顯而易見，與前側輻照像素結構相比，光電二極體21與微透鏡47之間的距離可設定為與不存在佈線層42之情形一樣短。
<4.第二實施例>
在上文所闡述之第一實施例中，與在一平面圖中具有實質上相同面積之一微透鏡相比，相位差偵測像素40之微透鏡47經形成以使得在陣列方向上之焦距與在對角方向上之焦距之間的差係小的。在其中提供根據第一實施例之具有此特性之微透鏡47之像素結構中，在第二實施例中，調整微透鏡47之焦距之一輔助透鏡提供於微透鏡47與光阻擋膜41之間。
該輔助透鏡調整在其中相位差偵測像素40之微透鏡47之焦距為短之一方向上的微透鏡47之焦距。以類似於第一實施例之情形之一方 式使用輔助透鏡之第二實施例可應用於圖3A及圖3B中所展示之前側輻照像素結構且可應用於圖20中所展示之背側輻照像素結構。
該輔助透鏡可具有其中而不管一圓周位置如何在一平面圖中圍繞一中心點之一圓周剖面之曲率之半徑皆為均勻之一組態。此處，術語「均勻」包含嚴格均勻之情形及實質上均勻之情形。允許設計或製造上出現之各種變化形式之存在。
此外，輔助透鏡可設定為形成於在微透鏡47下方之一層中之一所謂的層中透鏡(內透鏡)。層中透鏡可設定為在光阻擋膜41之側上具有一凸狀形狀之一所謂的下凸之(或凹狀)層中透鏡，或可設定為在微透鏡47之側上具有一凸狀形狀之一所謂的上凸之層中透鏡。
以此方式，關於相位差偵測像素40，藉由在微透鏡47與光阻擋膜41之間提供輔助透鏡及藉由調整在其中微透鏡47之焦距為短之方向上之焦距，可能達成以下操作及效應。亦即，在其中成像像素20聚焦於光電二極體21上之一狀態中，可能將相位差偵測像素40聚焦於光阻擋膜41上。在下文中，相位差偵測像素40之微透鏡47及成像像素20之微透鏡(稍後將闡述之微透鏡64)可稱為「頂部透鏡」。
此外，由於可能縮短微透鏡47之焦距，因此可能使光電二極體21之光接收表面與頂部透鏡之底部部分之間的膜厚度小，亦即，以在固態成像器件中達成一低剖面高度。此處，在前側輻照像素結構之情形中，由於其上引入入射光之側上存在佈線層，因此在低高度上存在一限制。另一方面，在背側輻照之像素結構情形中，由於其上引入入射光之側上不存在佈線層，因此鑒於低高度其中提供輔助透鏡的根據第二實施例之技術比前側輻照像素結構型更有效。
此處，將參照隨附圖式具體闡述下凸之層中透鏡及上凸之層中透鏡之結構實例。此處，將闡述其中層中透鏡應用於圖20中所展示之背側輻照像素結構之一情形作為一實例。
<4-1.下凸之層中透鏡>
圖21係圖解說明具有形成於一彩色濾光器上方之一下凸之層中透鏡之一像素結構之一剖面圖。此處，展示彼此毗鄰之成像像素20及相位差偵測像素40之兩個像素之一剖面結構。
如圖21中所展示，僅關於相位差偵測像素40，形成具有光瞳分割之光中之某些光通過其之一開口41A之光阻擋膜41，且此外，在一彩色濾光器45上之一平坦化膜46中形成一下凸之層中透鏡63A。光阻擋膜41對應於一單元像素而形成，且亦用作阻擋像素之間的光之一光阻擋膜。亦可陳述，「下凸之」層中透鏡63A在固態成像器件之光入射方向上係凹狀的。光阻擋膜41之凹狀部及凸狀部由一平坦化膜48來平坦化。
較佳地，下凸之層中透鏡63A在一平面圖中具有一圓形形狀，如圖22中所展示，且不管一圓周位置如何在一平面圖中圍繞一中心點之一圓周剖面之曲率半徑r皆經形成以係均勻的。此處，較佳的係，下凸之層中透鏡63A由與微透鏡47中相同之材料與微透鏡47整體地形成。下凸之層中透鏡63A調整在其中相位差偵測像素40之微透鏡47之焦距為短之一方向上的微透鏡47之焦距。
此處，下凸之層中透鏡63A經形成以使得寬度在一平面圖中比微透鏡47之彼寬度窄。更具體而言，如圖23中所展示，當在一剖面圖中微透鏡47之寬度係Wtop且下凸之層中透鏡63A之寬度係Winner時，透鏡之寬度設定為Wtop>Winner。下凸之層中透鏡63A之寬度設定為Wtop>Winner之原因係由於下凸之層中透鏡63A形成於其中光通量藉由微透鏡47而向下變窄之一位置處。
如上文所闡述，藉由提供調整微透鏡47之焦距以使其相對於相位差偵測像素40短之下凸之層中透鏡63A，可能相對於光電二極體21之光接收表面與頂部透鏡(47及64)之底部部分之間的膜厚度在固態成 像器件之一剖面中達成一低高度。此外，藉由由與微透鏡47中相同之材料與微透鏡47整體地形成下凸之層中透鏡63A，與分別形成之情形相比，可能減小工作程序之數目，且以進一步達成低高度。
在具有下凸之層中透鏡63A之像素結構中，通過微透鏡47之光藉由通過下凸之層中透鏡63A而會聚於光阻擋膜41上，如圖21中之一斷線所指示。就此而言，通過成像像素20之微透鏡64之光會聚於光電二極體21上，如圖21中之一斷線所指示。
在本實例中，當下凸之層中透鏡63A形成於微透鏡47下方之平坦化膜46中時，已闡述其中下凸之層中透鏡63A形成於彩色濾光器45上之平坦化膜46中之一組態，但可使用其中下凸之層中透鏡63A形成於彩色濾光器45下方之平坦化膜46中之一組態，如圖24中所展示。
<4-2.上凸之層中透鏡>
圖25係圖解說明具有形成於一彩色濾光器上方之一上凸之層中透鏡之一像素結構之一剖面圖。此處，展示彼此毗鄰之成像像素20及相位差偵測像素40之兩個像素之一剖面結構。
如圖25中所展示，僅關於相位差偵測像素40，形成具有光瞳分割之光中之某些光通過其之一開口41A之光阻擋膜41，且此外，一上凸之層中透鏡63B形成於彩色濾光器45上之平坦化膜46中。光阻擋膜41對應於單元像素而形成，且亦用作阻擋像素之間的光之光阻擋膜。光阻擋膜41之凹狀部及凸狀部由平坦化膜48來平坦化。
較佳地，上凸之層中透鏡63B在一平面圖中具有一圓形形狀，如圖26中所展示，且不管一圓周位置如何在一平面圖中圍繞一中心點之一圓周剖面之曲率半徑r皆經形成以係均勻的。此處，較佳的係，上凸之層中透鏡63B由與微透鏡47中相同之材料與微透鏡47整體地形成。上凸之層中透鏡63B調整在其中相位差偵測像素40之微透鏡47之焦距為短之一方向上的微透鏡47之焦距。
此處，上凸之層中透鏡63B經形成以使得在一平面圖中寬度比微透鏡47之彼寬度窄。更具體而言，如圖27中所展示，當在一平面圖中微透鏡47之寬度係Wtop且上凸之層中透鏡63B之寬度係Winner時，透鏡之寬度設定為Wtop>Winner。上凸之層中透鏡63B之寬度設定為Wtop>Winner之原因係由於上凸之層中透鏡63B以類似於下凸之層中透鏡63A之情形之一方式形成於其中光通量藉由微透鏡47而向下變窄之一位置處。
如上文所闡述，藉由提供調整微透鏡47之焦距以使其相對於相位差偵測像素40短之上凸之層中透鏡63B，可能相對於光電二極體21之光接收表面與頂部透鏡(47及64)之底部部分之間的膜厚度在影像感測器之一剖面中達成一低高度。
在具有上凸之層中透鏡63B之像素結構中，通過微透鏡47之光藉由通過上凸之層中透鏡63B而會聚於光阻擋膜41上，如圖25中之一斷線所指示。就此而言，通過成像像素20之微透鏡64之光會聚於光電二極體21上，如圖25中之一斷線所指示。
在本實例中，已闡述其中上凸之層中透鏡63B形成於彩色濾光器45上之平坦化膜46中之一組態，但可使用其中上凸之層中透鏡63B以類似於下凸之層中透鏡63A之情形之一方式形成於彩色濾光器45下方之平坦化膜46中之一組態，如圖28中所展示。
<4-3.輔助透鏡之形成方法>
當下凸之層中透鏡63A或上凸之層中透鏡63B經形成時，較佳地，下凸之層中透鏡63A或上凸之層中透鏡63B在一平面圖中具有一圓形形狀，且經形成以使得不管圓周位置如何在一平面圖中圍繞中心點之圓周剖面之曲率半徑r皆經形成以係均勻的。在下文中，關於下凸之層中透鏡63A及上凸之層中透鏡63B之形成方法，將闡述特定實例。
(第七實例)
圖29、圖30及圖31係圖解說明根據一第七實例的一下凸之層中透鏡之一形成方法之程序之流程之程序圖(圖式1、圖式2及圖式3)。第七實例係在其中在彩色濾光器45上形成下凸之層中透鏡63A之一情形中之一形成方法之一實例。
首先，在圖29中之程序1中，使用一丙烯酸樹脂將對應於單元像素而形成之光阻擋膜41之凹狀部及凸狀部平坦化，且然後，在平坦化膜48上形成彩色濾光器45。此處，僅展示紅色彩色濾光器45R及綠色彩色濾光器45G。可不在相位差偵測像素40上形成彩色濾光器45。
接下來，在圖29中之程序2中，藉由旋塗在彩色濾光器45上形成一丙烯酸樹脂(n=1.5)、一基於矽氧烷之樹脂(n=1.42至1.45)、藉由將一含氟基團引入於一樹脂側鏈(n=1.40至1.44)中以達成此等樹脂之低折射率而獲得之一樹脂或藉由將中空二氧化矽粒子(n=1.30至1.39)添加至其而獲得之一樹脂。
接下來，在圖29中之程序3中，對應於相位差偵測像素40而使用已知光微影方法在旋塗之樹脂71上形成其中一酚醛樹脂用作一主要分量之一正光阻劑72作為在一平面圖中具有一圓孔形狀之一圖案。此處，術語「圓形」包含嚴格圓形情形及實質上圓形情形。允許設計或製造上出現之各種變化形式之存在。
接下來，在圖29中之程序4中，使用其中氧氣用作一主要分量之一氣體、使用光阻劑72作為一遮罩來執行各向同性乾式蝕刻。藉由執行各向同性乾式蝕刻，形成其中不管圓周位置如何在一平面圖中圍繞中心點之圓周剖面之曲率之半徑(包含像素之陣列方向及對角方向)皆為均勻之下凸之層中透鏡63A之一模具73。此處，術語「均勻」包含嚴格均勻之情形及實質上均勻之情形。允許設計或製造上出現之各種變化形式之存在。
在乾式蝕刻結束之後，移除非必要光阻劑72。本下凸之層中透 鏡63A在一平面圖中不覆蓋總體像素。然而，由於微透鏡47存在於下凸之層中透鏡63A上方且光以向下變窄之一狀態入射，下凸之層中透鏡63A不應覆蓋總體像素。此與參照圖23之說明中相同。
接下來，在圖30中之程序5中，在其上形成有下凸之層中透鏡63A之模具73之平坦化膜71上，藉由旋塗形成具有比下凸之層中透鏡63A之模具材料之彼折射率高之一折射率之一樹脂74。因此，形成下凸之層中透鏡63A。旋塗之樹脂74經形成以在其前表面中實質上平坦。在平坦形成之情形下，藉助高準確度形成用於待隨後執行之一微透鏡形成之一光阻劑圖案。
使用藉由添加金屬氧化物粒子而獲得之一材料作為樹脂74以達成高折射率。作為本文中所使用之金屬氧化物粒子，可使用(舉例而言)氧化鋅、氧化鋯、氧化鈮、氧化鈦、氧化亞錫或諸如此類。使用至少經調整以具有大於下凸之層中透鏡63A之模具材料之彼折射率之一折射率之一材料。
接下來，在圖30中之程序6中，對應於成像像素20及相位差偵測像素40而在高折射率樹脂74上形成其中一酚醛樹脂用作一主要分量之正光阻劑圖案，且然後，以一熱軟化點或熱軟化點以上之一溫度執行一加熱程序以獲得一透鏡形狀之一光阻劑75。此時，對應於像素20及40而形成之圖案係相同的。此處，術語「相同」包含嚴格相同之情形及實質上相同之情形。允許設計或製造上出現之各種變化形式之存在。
接下來，在圖31中之程序7中，使用透鏡形狀之光阻劑75作為一遮罩來執行一總體回蝕刻。在此蝕刻程序中，使用諸如一ICP(電感耦合電漿)器件、一CCP(電容性耦合電漿)器件、一TCP(傳感器耦合電漿)器件、一磁控管RIE(反應粒子蝕刻)器件或一ECR(電子迴旋共振)器件之一器件作為一電漿產生器件。此外，藉由使用一基於氟碳 化合物氣體之氣體(諸如，CF4或C4F8)作為一主要分量來適當地調整溫度、壓力或諸如此類，形成一微透鏡。
在其中在乾式蝕刻之後微透鏡47與64之間存在一間隙之一情形中，在圖31中之程序8中，為填充間隙中，舉例而言，藉由CVD(化學汽相沈積)執行一輔助膜76之膜形成。作為輔助膜76之膜之類型，一個氮化矽膜、一個氧氮化矽膜、一個氧化矽膜或諸如此類可用作一實例。除填充由高折射率樹脂74形成之微透鏡47與64之間的間隙之效應之外，此等膜可具有作為一反射防止膜之一功能。
(第八實例)
圖32、圖33及圖34係圖解說明根據一第八實例的一下凸之層中透鏡之一形成方法之程序之流程之程序圖(圖式1、圖式2及圖式3)。本發明第八實例係在其中在彩色濾光器45下方形成下凸之層中透鏡63A之一情形中之一形成方法之一實例。
首先，在圖32中之程序1中，藉由使用一丙烯酸樹脂形成平坦化膜48來將對應於單元像素而形成之光阻擋膜41之凹狀部及凸狀部平坦化。
接下來，在圖32中之程序2中，藉由旋塗在平坦化膜48上形成一丙烯酸樹脂(n=1.5)、一基於矽氧烷之樹脂(n=1.42至1.45)、藉由將一含氟基團引入於一樹脂側鏈(n=1.40至1.44)中以達成此等樹脂之低折射率而獲得之一樹脂或藉由將中空二氧化矽粒子(n=1.30至1.39)添加至其而獲得之一樹脂。亦可使用彩色濾光器(稍後將對其進行闡述)上之平坦化膜46之一材料作為本樹脂71之材料。
接下來，在圖32中之程序3中，對應於相位差偵測像素40而使用已知光微影方法在旋塗之樹脂71上形成其中一酚醛樹脂用作一主要分量之正光阻劑72作為在一平面圖中具有一圓孔形狀之一圖案。此處，術語「圓形」包含嚴格圓形情形及實質上圓形情形。允許設計或製造 上出現之各種變化形式之存在。
接下來，在圖32中之程序4中，使用其中氧氣用作一主要分量之一氣體、使用光阻劑72作為一遮罩來執行各向同性乾式蝕刻。藉由執行各向同性乾式蝕刻，形成其中不管圓周位置如何在一平面圖中圍繞中心點之圓周剖面之曲率之半徑(包含像素之陣列方向及對角方向)皆為均勻之下凸之層中透鏡63A之一模具73。此處，術語「均勻」包含嚴格均勻之情形及實質上均勻之情形。允許設計或製造上出現之各種變化形式之存在。在乾式蝕刻結束之後，移除非必要光阻劑72。
接下來，在圖33中之程序5中，在其上形成有下凸之層中透鏡63A之模具73之平坦化膜71上，藉由旋塗形成具有高於下凸之層中透鏡63A之模具材料之彼折射率之一折射率之一樹脂74。使用藉由添加金屬氧化物粒子而獲得之一材料作為樹脂74以達成高折射率。可使用(舉例而言)氧化鋅、氧化鋯、氧化鈮、氧化鈦、氧化亞錫或諸如此類作為本文中所使用之金屬氧化物粒子。使用至少經調整以具有大於下凸之層中透鏡63A之模具材料之彼折射率之一折射率之一材料。此處，金屬氧化物粒子之折射率經調整為大約1.85至大約1.95。
接下來，在圖33中之程序6中，在高折射率樹脂74上形成彩色濾光器45。此處，僅展示紅色彩色濾光器45R及綠色彩色濾光器45G。可不在相位差偵測像素40上形成彩色濾光器45。
接下來，在圖33中之程序7中，在彩色濾光器45上由一基於苯乙烯之樹脂或一丙烯酸樹脂及一基於苯乙烯之樹脂之一基於共聚物之樹脂形成平坦化膜46，且平坦化彩色濾光器45上之凹面及凸面。
接下來，在圖34中之程序8中，對應於成像像素20及相位差偵測像素40而在平坦化膜46上形成其中一酚醛樹脂用作一主要分量之正光阻劑圖案，且然後，以一熱軟化點或熱軟化點以上之一溫度執行一加熱程序以獲得一透鏡形狀之一光阻劑77。
接下來，在圖34中之程序9中，使用透鏡形狀之光阻劑77作為一遮罩來執行一總體回蝕刻。在此蝕刻程序中，使用諸如一ICP器件、一CCP器件、一TCP器件、一磁控管RIE器件或一ECR器件之一器件作為一電漿產生器件。此外，藉由使用一基於氟碳化合物氣體之氣體(諸如，CF4或C4F8)作為一主要分量來適當地調整溫度、壓力或諸如此類，形成微透鏡47及67。
(第九實例)
接下來，將闡述第八實例之一修改實例作為一第九實例。圖35係圖解說明根據第九實例的一下凸之層中透鏡之一形成方法之程序之流程之一部分之一程序圖。在本發明第九實例中，展示一種與平坦化膜48相關之形成方法。
首先，在圖35中之程序1中對應於單元像素而形成光阻擋膜41，且然後，在圖35中之程序2中藉由電漿CVD形成一個氧化矽膜(SiO)78。然後，在圖35中之程序3中，藉由一CMP(化學機械拋光)方法執行一平坦化程序以形成平坦化膜48。其中平坦化膜48經形成之狀態對應於第八實例中圖32中之程序1之後的狀態。此外，第九實例中程序3之後的程序係與來自第八實例中之程序2之程序相同之程序。
在上文所闡述的下凸之層中透鏡63A之形成方法中，在第七實例中之程序3中及在第八實例中之程序3中，當在一平面圖中之圓孔形狀之圖案經形成時，抗蝕劑圖案經形成以在一平面圖中具有一圓形形狀。此處，術語「圓形」包含嚴格圓形情形及實質上圓形情形。允許設計或製造上出現之各種變化形式之存在。
可藉由使用具有諸如圖36中所展示之一圓或一八邊形之一多邊形形狀之一光遮罩來形成圓形抗蝕劑圖案，其中鉻(Cr)經移除。在圖36中，一對角線區域指示鉻且一白色空間區域指示玻璃。
(第十實例)
圖37、圖38及圖39係圖解說明根據一第十實例的一上凸之層中透鏡之一形成方法之程序之流程之程序圖(圖式1、圖式2及圖式3)。本發明第十實例係在其中在彩色濾光器45上形成上凸之層中透鏡63B之一情形中之一形成方法之一實例。
首先，在圖37中之程序1中，使用一丙烯酸樹脂將對應於單元像素而形成之光阻擋膜41之凹面及凸面平坦化，且然後，在平坦化膜48上形成彩色濾光器45。此處，僅展示紅色彩色濾光器45R及綠色彩色濾光器45G。可不在相位差偵測像素40上形成彩色濾光器45。
接下來，在圖37中之程序2中，使用一基於苯乙烯之樹脂或一丙烯酸樹脂及一基於苯乙烯之樹脂之一基於共聚物之樹脂在彩色濾光器45上形成平坦化膜46，以在彩色濾光器45上達成平坦化。
然後，在圖37中之程序3中，藉由電漿CVD在彩色濾光器45上之平坦化膜46上形成一個氮化矽膜(SiN)79。舉例而言，考量到包含彩色濾光器45之一有機膜之耐熱性(舉例而言，由於熱而黃化)或諸如此類，較佳的係以大約攝氏180度至大約攝氏220度之一膜形成溫度形成氮化矽膜79。所形成氮化矽膜79之折射率經調整為大約1.85至大約1.95。
此外，可使用一高折射率之一樹脂來替代氮化矽膜79。使用藉由添加金屬氧化物粒子而獲得之一材料作為高折射率樹脂以達成高折射率。作為金屬氧化物粒子，舉例而言，氧化鋅、氧化鋯、氧化鈮、氧化鈦、氧化亞錫或諸如此類可用作一實例。此外，金屬氧化物粒子之折射率以類似於氮化矽膜79之一方式經調整為大約1.85至大約1.95。藉由使用一樹脂來替代氮化矽膜79，可能藉由旋塗形成樹脂，且因此，樹脂之表面經形成以實質上平坦。
接下來，在圖37中之程序4中，對應於相位差偵測像素40而在氮化矽膜79(或高折射率樹脂)上形成其中一酚醛樹脂用作一主要分量之 一正光阻劑圖案，且執行一熱軟化點或熱軟化點以上之一加熱程序以獲得一透鏡形狀之一光阻劑80。
接下來，在圖38中之程序5中，使用透鏡形狀之光阻劑80作為一遮罩來執行一總體回蝕刻。在此蝕刻程序中，作為一電漿產生器件，使用諸如一ICP器件、一CCP器件、一TCP器件、一磁控管RIE器件或一ECR器件之一器件。此外，藉由使用一基於氟碳化合物氣體之氣體(諸如，CF4或C4F8)作為一主要分量來適當地調整溫度、壓力或諸如此類，形成上凸之層中透鏡63B。
接下來，在圖38中之程序6中，形成具有低於上凸之層中透鏡63B之透鏡材料之彼折射率之一折射率之一樹脂81(低折射率樹脂)。舉例而言，低折射率樹脂81對應於一丙烯酸樹脂(n=1.5)、一基於矽氧烷之樹脂(n=1.42至1.45)、藉由將一含氟基團引入於一樹脂側鏈(n=1.40至1.44)中以達成此等樹脂之低折射率而獲得之一樹脂或藉由將中空二氧化矽粒子(n=1.30至1.39)添加至其而獲得之一樹脂。
儘管未展示，但舉例而言，可使用電漿CVD在上凸之層中透鏡63B與低折射率樹脂81之間的一界面上形成其折射率介於上凸之層中透鏡63B與低折射率樹脂81(折射率：上凸之層中透鏡63B>低折射率樹脂81)之間的一材料之一個氧氮化矽膜(SiON)。此時，氧氮化矽膜(SiON)充當一反射防止膜。
接下來，在圖38中之程序7中，在低折射率樹脂81上由基於一苯乙烯之樹脂或一丙烯酸樹脂及一基於苯乙烯之樹脂一基於共聚物之樹脂形成一高折射率之一樹脂82。
接下來，在圖39中之程序8中，對應於成像像素20及相位差偵測像素40而在高折射率樹脂82上形成其中一酚醛樹脂用作一主要分量之正光阻劑圖案，且然後，以一熱軟化點或熱軟化點以上之一溫度執行一加熱程序以獲得一透鏡形狀之一光阻劑77。
接下來，在圖39中之程序9中，使用具有透鏡形狀之光阻劑77作為一遮罩來執行一總體回蝕刻。在此蝕刻程序中，使用諸如一ICP器件、一CCP器件、一TCP器件、一磁控管RIE器件或一ECR器件之一器件作為一電漿產生器件。此外，藉由使用一基於氟碳化合物氣體之氣體(諸如，CF4或C4F8)作為一主要分量來適當地調整溫度、壓力或諸如此類，形成微透鏡47及67。
(第十一實例)
圖40、圖41及圖42係圖解說明根據一第十一實例的一上凸之層中透鏡之一形成方法之程序之流程之程序圖(圖式1、圖式2及圖式3)。本發明第十一實例係在其中在彩色濾光器45下方形成上凸之層中透鏡63B之一情形中之一形成方法之一實例。
首先，在圖40中之程序1中，藉由使用一丙烯酸樹脂形成平坦化膜48將對應於單元像素而形成之光阻擋膜41之凹面及凸面平坦化。可藉由根據第九實例之形成方法形成平坦化膜48。
接下來，在圖40中之程序2中，藉由電漿CVD在平坦化膜48上形成一個氮化矽膜(SiN)79。舉例而言，考量到在其中選擇丙烯酸樹脂作為平坦化膜48之一情形中樹脂之耐熱性(舉例而言，由於熱而黃化)或諸如此類，較佳的係以大約攝氏180度至大約攝氏220度之一膜形成溫度形成氮化矽膜79。所形成氮化矽膜79之折射率經調整為大約1.85至大約1.95。此外，在其中藉由電漿CVD形成氮化矽膜作為平坦化膜48之一情形中，舉例而言，可以大約攝氏300度至大約攝氏350度之一膜形成溫度形成氮化矽膜79。
此外，可使用一高折射率之一樹脂來替代氮化矽膜79。使用藉由添加金屬氧化物粒子而獲得之一材料作為高折射率樹脂以達成高折射率。舉例而言，可使用氧化鋅、氧化鋯、氧化鈮、氧化鈦、氧化亞錫或諸如此類作為金屬氧化物粒子。此外，金屬氧化物粒子之折射率 以類似於氮化矽膜79之一方式經調整為大約1.85至大約1.95。藉由使用樹脂來替代氮化矽膜79，由於可能形成藉由旋塗樹脂，因此可根據對膜厚度條件或諸如此類之適當調整(若形成之後的表面實質上平坦)移除在程序1中形成之平坦化膜48。
接下來，在圖40中之程序3中，對應於相位差偵測像素40而在氮化矽膜79(或高折射率樹脂)上形成其中一酚醛樹脂用作一主要分量之一正光阻劑，且執行一熱軟化點或熱軟化點以上之一溫度之一加熱程序以獲得一透鏡形狀之一光阻劑80。
接下來，在圖40中之程序4中，使用透鏡形狀之光阻劑80作為一遮罩來執行一總體回蝕刻。在此蝕刻程序中，作為一電漿產生器件，使用諸如一ICP器件、一CCP器件、一TCP器件、一磁控管RIE器件或一ECR器件之一器件。此外，藉由使用一基於氟碳化合物氣體之氣體(諸如，CF4或C4F8)作為一主要分量來適當地調整溫度、壓力或諸如此類，形成上凸之層中透鏡63B。
接下來，在圖41中之程序5中，形成具有低於上凸之層中透鏡63B之透鏡材料之彼折射率之一折射率之樹脂81(低折射率樹脂)。舉例而言，低折射率樹脂81對應於一丙烯酸樹脂(n=1.5)、一基於矽氧烷之樹脂(n=1.42至1.45)、藉由將一含氟基團引入於一樹脂側鏈(n=1.40至1.44)中以達成此等樹脂之低折射率而獲得之一樹脂或藉由添加中空二氧化矽粒子(n=1.30至1.39)而獲得之一樹脂。
儘管未展示，但舉例而言，可使用電漿CVD在上凸之層中透鏡63B與低折射率樹脂81之間的一界面上形成其折射率介於上凸之層中透鏡63B與低折射率樹脂81(折射率：上凸之層中透鏡63B>低折射率樹脂81)之間的一材料之一個氧氮化矽膜(SiON)。此時，氧氮化矽膜(SiON)充當一反射防止膜。
接下來，在圖41中之程序6中，在低折射率樹脂81上形成彩色濾 光器45。此處，僅展示紅色彩色濾光器45R及綠色彩色濾光器45G。可不在相位差偵測像素40上形成彩色濾光器45。
接下來，在圖41中之程序7中，使用一基於苯乙烯之樹脂或一丙烯酸樹脂及一基於苯乙烯之樹脂之一基於共聚物之樹脂在彩色濾光器45上形成平坦化膜46，以達成彩色濾光器45上之凹面及凸面之平坦化。
接下來，在圖42中之程序8中，對應於成像像素20及相位差偵測像素40而在平坦化膜46上形成其中一酚醛樹脂用作一主要分量之正光阻劑圖案，且然後，以一熱軟化點或熱軟化點以上之一溫度執行一加熱程序以獲得一透鏡形狀之一光阻劑77。
接下來，在圖42中之程序9中，使用具有透鏡形狀之光阻劑77作為一遮罩來執行一總體回蝕刻。在此蝕刻程序中，使用諸如一ICP器件、一CCP器件、一TCP器件、一磁控管RIE器件或一ECR器件之一器件作為一電漿產生器件。此外，藉由使用一基於氟碳化合物氣體之氣體(諸如，CF4或C4F8)作為一主要分量來適當地調整溫度、壓力或諸如此類，形成微透鏡47及67。
在上文所闡述之上凸之層中透鏡63B之形成方法中，在第十實例中之程序4中及在第十一實例中之程序3中，當在一平面圖中之圓孔形狀之圖案經形成時，抗蝕劑圖案經形成以在一平面圖中具有一圓形形狀。此處，術語「圓形」包含嚴格圓形情形及實質上圓形情形。允許設計或製造上出現之各種變化形式之存在。
可藉由使用具有諸如圖43中所展示之一圓或一八邊形之一多邊形形狀之一光遮罩來形成圓形抗蝕劑圖案，其中鉻(Cr)保留。在圖43中，一傾斜線區域指示鉻且一白色空間區域指示玻璃。
<4-4.修改實例>
然而，舉例而言，在像素陣列區段(光接收區域)12中散射相位差 偵測像素40，如圖44中所展示。在其中散射相位差偵測像素40之一情形中，如上文所闡述，當藉由旋塗在相位差偵測像素40之輔助透鏡(下凸之層中透鏡63A或上凸之層中透鏡63B)上形成高折射率樹脂74或低折射率樹脂81時，使用輔助透鏡作為一開始點會出現塗佈不均勻度。此塗佈不均勻致使該固態成像器件中影像品質之劣化。
因此，在本修改實例(第二實施例之修改實例)中，可採用其中除相位差偵測像素40之外亦關於成像像素20而形成輔助透鏡(下凸之層中透鏡63A或上凸之層中透鏡63B)之一組態。在此一組態之情形中，當藉由旋塗在下凸之層中透鏡63A或上凸之層中透鏡63B上形成高折射率樹脂74或低折射率樹脂81時，即使相位差偵測像素40經散射，亦可能防止出現塗佈不均勻。
就此而言，為達成低高度，下凸之層中透鏡63A比上凸之層中透鏡63B更有效，但在其中像素大小在所有側上具有3微米或3微米以上之一尺寸之一相對大固態成像器件中，舉例而言，即使上凸之層中透鏡63B之形成致使一稍微高之高度，亦不存在特性問題。
因此，根據本修改實例之技術(亦即，其中除相位差偵測像素40之外亦關於成像像素20而形成輔助透鏡之技術)可應用於其中輔助透鏡係下凸之層中透鏡63A之一情形及其中輔助透鏡係上凸之層中透鏡63B之一情形。圖45係圖解說明在其中一下凸之層中透鏡用作輔助透鏡之一情形中根據一修改實例之一像素結構之一剖面圖，且圖46係圖解說明在其中一上凸之層中透鏡用作輔助透鏡之一情形中根據一修改實例之一像素結構之一剖面圖。
此外，藉由在相位差偵測像素40及成像像素20兩者中形成下凸之層中透鏡63A或上凸之層中透鏡63B，可達成以下操作及效應。將參照圖47及圖48闡述操作及效應。
圖47係示意性地圖解說明入射於一影像感測器上之光(入射光)與 一像素陣列區段中之一中心像素及周邊像素之間的關係之一圖式。如圖47中所展示，入射光穿過一相機設定透鏡90入射於一影像感測器10上。此處，光垂直地入射於在像素陣列區段12中之一中心像素20A上，而光傾斜地入射於周邊像素20B上。
因此，若周邊像素20B之像素結構與中心像素20A之像素結構相同，則傾斜地入射之光中之某些光無法在光電二極體21上聚光。因此，採用根據傾斜地入射之光之角度、周邊像素20B之位置或諸如此類來移位頂部透鏡(微透鏡47及64)、彩色濾光器45或諸如此類之一方法。
圖48係沿著圖47中之周邊像素20B之線X-X'截取之一剖面圖。在圖48中，「a」表示單元像素(成像像素20及相位差偵測像素40)之中心，「b」表示上凸之層中透鏡63B之中心，「c」表示彩色濾光器45之中心且「d」表示頂部透鏡(微透鏡47或64)之中心。
圖47中之箭頭表示上凸之層中透鏡63B、彩色濾光器45及頂部透鏡(微透鏡47及64)參照圖48中之單元像素之中心「a」之移位方向及相對移位量。移位量之間的關係如下：上凸之層中透鏡<彩色濾光器<頂部透鏡。
此外，有必要相對於各別部件之移位而移位至少頂部透鏡(微透鏡47及64)，且可根據穿過相機設定透鏡90入射於影像感測器10上之光束之角度特性而適當地調整彩色濾光器45或上凸之層中透鏡63B。本文中，已闡述具有上凸之層中透鏡63B之像素結構，但以上移位及調整可以類似方式應用於具有下凸之層中透鏡63A之像素結構。
此外，與在周邊像素20B中不具有輔助透鏡之一像素結構相比，藉由形成相位差偵測像素40及成像像素20作為具有輔助透鏡(下凸之層中透鏡63A或上凸之層中透鏡63B)之像素結構，可能藉由光電二極體21可靠地將傾斜地入射之光聚光。因此，可能達成更佳之遮蔽特 性。
<5.電子裝置>
本發明並不限於一固態成像器件之應用，且可應用於使用一固態成像器件作為一成像區段(影像擷取區段)且採用一光瞳分割相位差偵測方法之總體電子裝置，諸如一成像器件(諸如，一數位靜態相機或一視訊攝影機)或具有一成像功能之一行動終端機(諸如，一行動電話)。
<成像器件>
圖49係圖解說明一成像器件之一組態實例之一方塊圖，該成像器件係根據本發明之一實施例之一電子裝置之一實例。
如圖49中所展示，根據本發明之一實施例之一成像器件100包含具有一成像透鏡101或諸如此類之一光學系統、一成像元件102、一DSP(數位信號處理器)電路103(其係一攝影機信號處理區段)、一圖框記憶體104、一顯示器件105、一記錄器件106、一操作系統107、一電力供應系統108及諸如此類。此外，DSP電路103、圖框記憶體104、顯示器件105、記錄器件106、操作系統107及電力供應系統108透過一匯流排線109以一可通信方式彼此連接。
成像透鏡101自一物件導入入射光(影像光)且在成像元件102之一成像表面上形成一影像。成像元件102將藉由成像透鏡101形成於成像表面上之入射光影像之光量轉換成像素單元中之一電信號，且輸出結果作為一像素信號。可使用根據上文所闡述之具有相位差偵測像素之第一及第二實施例之一CMOS影像感測器作為成像元件102。
顯示器件105由諸如一液晶顯示器件或一有機EL(電致發光)顯示器件之一面板顯示器件組態，且顯示由成像元件102擷取之一移動影像或一靜態影像。記錄器件106將由成像元件102擷取之移動影像或靜態影像記錄於諸如一記憶體卡、一錄影帶或一DVD(數位多功能光碟) 之一記錄媒體上。
操作系統107在一使用者之操作下給出關於本成像器件之各種功能之操作命令。電力供應系統108將多種電力(該多種電力係DSP電路103、圖框記憶體104、顯示器件105、記錄器件106及操作系統107之操作電力)適當地供應至此等供應目標。
根據本發明之實施例之成像器件100進一步包含一透鏡驅動區段110，透鏡驅動區段110在其光學軸方向上驅動成像透鏡101。透鏡驅動區段110與成像透鏡101一起形成執行焦點調整之一聚焦機構。此外，根據本發明之實施例之成像器件100藉由一系統控制器111執行各種控制，諸如對聚焦機構之一控制或對各別組件之一控制。
關於對聚焦機構之控制，基於自根據上文所闡述之第一及第二實施例之CMOS影像感測器中(舉例而言，在DSP電路103中)之相位差偵測像素輸出之相位差偵測信號，執行計算一焦點之移位方向及移位量之一算術程序。在此一算術程序之情形下，系統控制器111藉由透過透鏡驅動區段110在光學軸方向上移動成像透鏡101來執行用於聚焦之一焦點控制。
<6.本發明之實施例之組態>
可如下組態本發明之實施例。
(1)一種固態成像器件，其包含：一成像像素，其獲得一成像信號；一相位差偵測像素，其配置於與該成像像素相同之光接收區域中且光瞳分割所接收光之光通量以獲得一相位差偵測信號；一第一微透鏡，其對應於該成像像素而形成；及一第二微透鏡，其對應於該相位差偵測像素而形成且比在一平面圖中具有實質上相同面積之一微透鏡小包含一像素邊界之一對置側中心部分之一對置側邊界區域之一焦距與包含一對角邊界之一對角邊 界區域之一焦距之間的差。
(2)如(1)之固態成像器件，其中該第二微透鏡經形成以具有小於該第一微透鏡之一焦距之一焦距。
(3)如(1)或(2)之固態成像器件，其中該第二微透鏡經形成以使得包含該像素邊界之該對置側中心部分之該對置側邊界區域之一底部表面高於包含該對角邊界之該對角邊界區域之一底部表面。
(4)如(1)至(3)中任一者之固態成像器件，其中該相位差偵測像素包含一光阻擋膜，該光阻擋膜形成於具有一開口的一光電轉換區段之一光接收表面之一側上，光瞳分割之光中之某些光通過該開口，及其中該第二微透鏡經形成以使得其一焦點位置與該光阻擋膜之一位置重合。
(5)如(4)之固態成像器件，其中該第二微透鏡經形成以使得其在一對置側方向及一對角方向上之兩個焦點位置皆與該光阻擋膜之該位置重合。
(6)如(4)之固態成像器件，其中該第二微透鏡經形成以使得該差小於具有80%或80%以上之一有效面積、形成於與該第二微透鏡相同之平面中及經形成以使得毗鄰微透鏡至少在一對置側方向上彼此接觸之一微透鏡。
(7)如(1)至(5)中任一者之固態成像器件，其中該第一微透鏡在一平面圖中形成為一方形圖案形狀，且其中該第二微透鏡在一平面圖中依一圓形或多邊形圖案形狀形成。
(8)如(7)之固態成像器件， 其中該第二微透鏡與該第一微透鏡之間存在與該第一微透鏡與另一第一微透鏡之間的一圖案間隙相同的圖案間隙。
(9)如(1)至(8)中任一者之固態成像器件，其中複數個該第二微透鏡在一橫向方向、一縱向方向或一傾斜方向上並列配置於該等第一微透鏡之一陣列中。
(10)如(4)之固態成像器件，其進一步包含：一輔助透鏡，其在該第二微透鏡與該光阻擋膜之間。
(11)如(10)之固態成像器件，其中該輔助透鏡經形成以使得不管一圓周位置如何，在一平面圖中圍繞一中心點之一圓周剖面之曲率之半徑皆係均勻的。
(12)如(10)或(11)之固態成像器件，其中該輔助透鏡在一平面圖中具有一圓形形狀。
(13)如(10)至(12)中任一者之固態成像器件，其中該輔助透鏡係形成於在該第二微透鏡下方之一層內之一層中透鏡。
(14)如(10)至(13)中任一者之固態成像器件，其中該輔助透鏡由與該第二微透鏡中相同之材料製成。
(15)如(10)至(14)中任一者之固態成像器件，其中該輔助透鏡具有一凸狀形狀。
(16)如(10)至(14)中任一者之固態成像器件，其中該輔助透鏡在該第二微透鏡之側上具有一凸狀形狀。
(17)如(10)至(16)中任一者之固態成像器件，其中該成像像素及該相位差偵測像素具有一背側輻照型像素結構，其中入射光自與其上形成有一佈線層之一側對置之一側引入。
(18)如(10)至(17)中任一者之固態成像器件，其中該輔助透鏡進一步提供於該第一微透鏡與該光阻擋膜之 間。
(19)一種在一固態成像器件中形成一微透鏡之方法，該固態成像器件包含：一成像像素，其獲得一成像信號；一相位差偵測像素，其與該成像像素配置於同一光接收區域中且光瞳分割所接收光之光通量以獲得一相位差偵測信號；一第一微透鏡，其對應於該成像像素而形成；及一第二微透鏡，其對應於該相位差偵測像素而形成，該方法包含：形成該第二微透鏡，該該第二微透鏡比在一平面圖中具有實質上相同面積之一微透鏡小包含一像素邊界之一對置側中心部分之一對置側邊界區域之一焦距與包含一對角邊界之一對角邊界區域之一焦距之間的差。
(20)一種電子裝置，其包含：一固態成像器件，其包含：一成像像素，其獲得一成像信號；一相位差偵測像素，其與該成像像素配置於同一光接收區域中且光瞳分割所接收光之光通量以獲得一相位差偵測信號；一第一微透鏡，其對應於該成像像素而形成；及一第二微透鏡，其對應於該相位差偵測像素而形成且比在一平面圖中具有實質上相同面積之一微透鏡小包含一像素邊界之一對置側中心部分之一對置側邊界區域之一焦距與包含一對角邊界之一對角邊界區域之一焦距之間的差；及一聚焦機構，其能夠基於自該相位差偵測像素輸出之一相位差偵測信號而執行焦點調整。
(21)一種固態成像器件，其包括：一成像像素，其位於一光接收區域中，該成像像素係一單元像素之一組件，該單元像素係在一陣列方向上配置之複數個單元像素中之一者；一相位差偵測像素，其位於該光接收區域中且係該單元像素之 一組件；一光電二極體，其對應於至少該相位差偵測像素且具有一上部表面；一第一微透鏡，其對應於該成像像素；及一第二微透鏡，其對應於該相位差偵測像素，該第二微透鏡具有在該陣列方向上之一第一底部表面及在對角於該陣列方向之一方向上之一第二底部表面，該第二底部表面比該第一底部表面更靠近於該光電二極體之該上部表面。
(22)如(21)之固態成像器件，其中該第一底部表面位於該第二微透鏡在該陣列方向上之一外邊界處，且該第二底部表面位於該第二微透鏡在該對角方向上之一外邊界處。
(23)如(21)之固態成像器件，其中該第二微透鏡經組態以使得對應於該陣列方向之一第一焦距與對應於該對角方向之一第二焦距重合。
(24)如(21)之固態成像器件，其中該相位差偵測像素包含一光阻擋膜，且該第二微透鏡經組態以使得其一焦距與該光阻擋膜之一位置重合。
(25)如(23)之固態成像器件，其中該相位差偵測像素包含一光阻擋膜，且該第二微透鏡經組態以使得該第一焦距及該第二焦距與該光阻擋膜之該位置重合。
(26)如(21)之固態成像器件，其中該第二微透鏡經組態以使得定義為對應於該陣列方向之一第一焦距與對應於該對角方向之一第二焦距之間的差之一焦長差小於毗鄰於該第二微透鏡之一微透鏡之焦長差。
(27)如(21)之固態成像器件，其中另一成像像素係該像素單元之一組件，一第三微透鏡對應於該另一成像像素，在一平面圖中該第一 微透鏡與該第三微透鏡之間的一間隙實質上類似於該平面圖中該第一微透鏡與該第二微透鏡之間的該間隙。
(28)如(21)之固態成像器件，其中另一相位差偵測像素係該像素單元之一組件，該第一相位差偵測像素在該陣列方向上毗鄰於該另一相位差偵測像素。
(29)如(21)之固態成像器件，其進一步包括：一第一輔助透鏡，其對應於該第一微透鏡且位於該第一微透鏡與該光電二極體之該上部表面之間，該第一輔助透鏡在該固態成像器件之一光入射方向上係凹狀的。
(30)如(21)之固態成像器件，其進一步包括：一第二輔助透鏡，其對應於該第二微透鏡且位於該第二微透鏡與該光電二極體之該上部表面之間，該第二輔助透鏡在該固態成像器件之一光入射方向上係凸狀的。
(31)如(30)之固態成像器件，其中該第二微透鏡在該陣列方向上具有大於該第二輔助透鏡在該陣列方向上之一寬度之一寬度。
(32)如(21)之固態成像器件，其中在針對具有一對應周邊像素之一中心像素之沿著一光入射方向之一剖面中，該周邊像素之一微透鏡之一垂直中心線偏離該周邊像素之一垂直中心線。
(33)如(21)之固態成像器件，其中在針對具有一對應周邊像素之一中心像素之沿著一光入射方向之一剖面中，該周邊像素之一微透鏡之一垂直中心線偏離對應於該周邊像素之該微透鏡之一輔助透鏡之一垂直中心線。
(34)一種固態成像器件，其包括：一成像像素，其位於一光接收區域中，該成像像素係一單元像素之一組件，該單元像素係在一陣列方向上配置之複數個單元像素中之一者； 一相位差偵測像素，其位於該光接收區域中且係該單元像素之一組件；一第一微透鏡，其對應於該成像像素；及一第二微透鏡，其對應於該相位差偵測像素，其中該第二微透鏡經組態以使得定義為對應於該陣列方向之一剖面之一第一焦距與對應於該對角方向之一剖面之一第二焦距之間的一差之一焦長差小於毗鄰於該第二微透鏡之一微透鏡之一對應焦長差。
(35)如(34)之固態成像器件，其中該第二微透鏡經組態以使得該第一焦距與一第二焦距重合。
(36)如(35)之固態成像器件，其中該相位差偵測像素包含一光阻擋膜，且該第二微透鏡經組態以使得該第一焦距及該第二焦距與該光阻擋膜之該位置重合。
(37)一種電子裝置，其包括：一固態成像器件，其包括：一成像像素，其位於一光接收區域中，該成像像素係一單元像素之一組件，該單元像素係在一陣列方向上配置之複數個單元像素中之一者；一相位差偵測像素，其位於該光接收區域中且係該單元像素之一組件；一光電二極體，其對應於至少該相位差偵測像素且具有一上部表面；一第一微透鏡，其對應於該成像像素；及一第二微透鏡，其對應於該相位差偵測像素，該第二微透鏡具有在該陣列方向上之一第一底部表面及在對角於該陣列方向之一方向上之一第二底部表面，該第二底部表面比該第一底部表面更靠近於該 光電二極體之該上部表面。
本發明含有與於2012年3月1日在日本專利局提出申請之日本優先權專利申請案JP 2012-045286中所揭示之彼標的物相關之標的物，該申請案之全部內容據此以引用方式併入。
熟習此項技術者應理解，可取決於設計要求及其他因素而作出各種修改、組合、子組合及變更，只要其在隨附申請專利範圍及其等效物之範疇內即可。
21‧‧‧光電二極體
41‧‧‧光阻擋膜
41A‧‧‧開口
47‧‧‧微透鏡/所謂的晶片上透鏡/晶片上透鏡/頂部透鏡

Claims (17)

  1. 一種固態成像器件，其包括：一成像像素，其位於一光接收區域中，該成像像素係一單元像素之一組件，該單元像素係在一陣列方向上配置之複數個單元像素中之一者；一相位差偵測像素，其位於該光接收區域中且係該單元像素之一組件；一光電二極體，其對應於至少該相位差偵測像素且具有一上部表面；一第一微透鏡，其對應於該成像像素；及一第二微透鏡，其對應於該相位差偵測像素，該第二微透鏡具有在該陣列方向上之一第一底部表面及在對角於該陣列方向之一方向上之一第二底部表面，該第二底部表面比該第一底部表面更靠近於該光電二極體之該上部表面。
  2. 如請求項1之固態成像器件，其中該第一底部表面位於該第二微透鏡在該陣列方向上之一外邊界處，且該第二底部表面位於該第二微透鏡在該對角方向上之一外邊界處。
  3. 如請求項1之固態成像器件，其中該第二微透鏡經組態以使得對應於該陣列方向之一第一焦距與對應於該對角方向之一第二焦距重合。
  4. 如請求項1之固態成像器件，其中該相位差偵測像素包含一光阻擋膜，且該第二微透鏡經組態以使得其一焦距與該光阻擋膜之一位置重合。
  5. 如請求項3之固態成像器件，其中該相位差偵測像素包含一光阻擋膜，且該第二微透鏡經組態以使得該第一焦距及該第二焦距 與該光阻擋膜之該位置重合。
  6. 如請求項1之固態成像器件，其中該第二微透鏡經組態以使得定義為對應於該陣列方向之一第一焦距與對應於該對角方向之一第二焦距之間的差之一焦長差小於毗鄰於該第二微透鏡之一微透鏡之焦長差。
  7. 如請求項1之固態成像器件，其中另一成像像素係該像素單元之一組件，一第三微透鏡對應於該另一成像像素，在一平面圖中該第一微透鏡與該第三微透鏡之間的一間隙實質上類似於在該平面圖中該第一微透鏡與該第二微透鏡之間的該間隙。
  8. 如請求項1之固態成像器件，其中另一相位差偵測像素係該像素單元之一組件，該第一相位差偵測像素在該陣列方向上毗鄰於該另一相位差偵測像素。
  9. 如請求項1之固態成像器件，其進一步包括：一第一輔助透鏡，其對應於該第一微透鏡且位於該第一微透鏡與該光電二極體之該上部表面之間，該第一輔助透鏡在該固態成像器件之一光入射方向上係凹狀的。
  10. 如請求項1之固態成像器件，其進一步包括：一第二輔助透鏡，其對應於該第二微透鏡且位於該第二微透鏡與該光電二極體之該上部表面之間，該第二輔助透鏡在該固態成像器件之一光入射方向上係凸狀的。
  11. 如請求項10之固態成像器件，其中該第二微透鏡在該陣列方向上具有一寬度，該第二微透鏡在該陣列方向上之該寬度大於該第二輔助透鏡在該陣列方向上之一寬度。
  12. 如請求項1之固態成像器件，其中在針對具有一對應周邊像素之一中心像素之沿著一光入射方向之一剖面中，該周邊像素之一微透鏡之一垂直中心線自該周邊像素之一垂直中心線偏移。
  13. 如請求項1之固態成像器件，其中在針對具有一對應周邊像素之一中心像素之沿著一光入射方向之一剖面中，該周邊像素之一微透鏡之一垂直中心線自對應於該周邊像素之該微透鏡之一輔助透鏡之一垂直中心線偏移。
  14. 一種固態成像器件，其包括：一成像像素，其位於一光接收區域中，該成像像素係一單元像素之一組件，該單元像素係在一陣列方向上配置之複數個單元像素中之一者；一相位差偵測像素，其位於該光接收區域中且係該單元像素之一組件；一第一微透鏡，其對應於該成像像素；及一第二微透鏡，其對應於該相位差偵測像素，其中該第二微透鏡經組態以使得定義為對應於該陣列方向之一剖面之一第一焦距與對應於該對角方向之一剖面之一第二焦距之間的一差之一焦長差小於毗鄰於該第二微透鏡之一微透鏡之一對應焦長差。
  15. 如請求項14之固態成像器件，其中該第二微透鏡經組態以使得該第一焦距與一第二焦距重合。
  16. 如請求項15之固態成像器件，其中該相位差偵測像素包含一光阻擋膜，且該第二微透鏡經組態以使得該第一焦距及該第二焦距與該光阻擋膜之位置重合。
  17. 一種電子裝置，其包括：一固態成像器件，其包括：一成像像素，其位於一光接收區域中，該成像像素係一單元像素之一組件，該單元像素係在一陣列方向上配置之複數個單元像素中之一者； 一相位差偵測像素，其位於該光接收區域中且係該單元像素之一組件；一光電二極體，其對應於至少該相位差偵測像素且具有一上部表面；一第一微透鏡，其對應於該成像像素；及一第二微透鏡，其對應於該相位差偵測像素，該第二微透鏡具有在該陣列方向上之一第一底部表面及在對角於該陣列方向之一方向上之一第二底部表面，該第二底部表面比該第一底部表面更靠近於該光電二極體之該上部表面。
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