專利名稱：固態(tài)成像裝置、固態(tài)成像裝置的制造方法和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及固態(tài)成像裝置、固態(tài)成像裝置的制造方法和電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
電荷耦合裝 置(CXD)固態(tài)成像裝置和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)固態(tài)成像裝置廣泛地應(yīng)用于數(shù)字照相機(jī)和攝像機(jī)。就光入射在光接收單元上的方向而言，這些固態(tài)成像裝置大致分類成兩類。其中一類包括接收在形成配線層的半導(dǎo)體基板的前側(cè)入射的光的固態(tài)成像裝置。另一類包括所謂的后照明型固態(tài)成像裝置，其接收在半導(dǎo)體基板沒有形成配線層的后側(cè)入射的光。這些固態(tài)成像裝置具有遮光膜，用于阻擋像素之間的光以改善靈敏度且防止顏色混合。現(xiàn)在需要固態(tài)成像裝置進(jìn)一步改善圖像質(zhì)量和靈敏度，并且進(jìn)一步抑制顏色混合。此夕卜，小型化將降低層之間特別是遮光膜、濾色器和微型透鏡之間的重疊精度，這嚴(yán)重影響顏色混合。為了減小固態(tài)成像裝置的高度并且改善遮光膜和濾色器的重疊精度，例如，在日本特開第2010-85755號(hào)公報(bào)的固態(tài)成像裝置中，用于減少與相鄰像素顏色混合的遮光膜與濾色器形成在相同的層上。

發(fā)明內(nèi)容
然而，日本特開第2010-85755號(hào)公報(bào)公開的技術(shù)中存在這樣的問(wèn)題，因?yàn)闉V色器形成在遮光膜和半導(dǎo)體基板上，所以濾色器與半導(dǎo)體基板容易分離。所希望的是提供能抑制濾色器分離的固態(tài)成像裝置及固態(tài)成像裝置的制造方法。還希望提供具有這樣固態(tài)成像裝置的電子設(shè)備。根據(jù)本公開的實(shí)施例的固態(tài)成像裝置包括像素，每個(gè)所述像素都具有用于將入射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換元件；濾色器，與像素相對(duì)應(yīng)，并且具有多個(gè)濾色器部件；微型透鏡，用于將入射光通過(guò)濾色器會(huì)聚到光電轉(zhuǎn)換元件上；遮光膜，設(shè)置在濾色器的濾色器部件之間；以及非平坦的粘合劑膜，設(shè)置在濾色器和遮光膜之間。在根據(jù)本公開的實(shí)施例的固態(tài)成像裝置中，通過(guò)濾色器和遮光膜之間設(shè)置的非平坦的粘合劑膜可抑制濾色器的分離。根據(jù)本公開的實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的制造方法包括形成像素，每個(gè)所述像素都具有用于將入射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換元件；形成遮光膜，該遮光膜設(shè)置在濾色器的多個(gè)濾色器部件之間；在遮光膜上沉積平坦的粘合劑膜；在遮光膜之間的粘合劑膜上形成濾色器；以及在濾色器上形成微型透鏡，該微型透鏡用于將入射光通過(guò)濾色器會(huì)聚到光電轉(zhuǎn)換元件上。根據(jù)本公開的實(shí)施例的電子設(shè)備包括上述的固態(tài)成像裝置、光學(xué)透鏡以及信號(hào)處理電路。
根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，可抑制濾色器的分離。


圖I示出了根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置；圖 2是根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的截面圖；圖3A至3F示出了根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的制造步驟；圖4是根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的截面圖；圖5A和5B示出了根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的制造步驟；圖6是根據(jù)第三實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的截面圖；圖7A至7D示出了根據(jù)第三實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的制造步驟；圖8是根據(jù)第四實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的截面圖；圖9A至9D示出了根據(jù)第四實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的制造步驟；圖10是根據(jù)第五實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的截面圖；圖IlA和IlB示出了根據(jù)第五實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的制造步驟；圖12是根據(jù)第六實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的截面圖；圖13A至13C示出了根據(jù)第六實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的制造步驟；圖14是根據(jù)第七實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的截面圖；圖15A和15B示出了根據(jù)第七實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的制造步驟；圖16是根據(jù)第八實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的截面圖；圖17A和17B示出了根據(jù)第八實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的制造步驟；圖18是根據(jù)第九實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的截面圖；圖19A至19D示出了根據(jù)第九實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的制造步驟；圖20是根據(jù)第十實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的截面圖；圖21A至21D示出了根據(jù)第十實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的制造步驟；圖22k和22B是根據(jù)第i^一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的截面圖；圖23A至23C示出了根據(jù)第i^一實(shí)施例的遮光膜；圖24A示出了根據(jù)第十一實(shí)施例的遮光膜的制造步驟；圖24B示出了根據(jù)第十一實(shí)施例的遮光膜的另一個(gè)制造步驟；圖24C示出了根據(jù)第十一實(shí)施例的遮光膜的另一個(gè)制造步驟；圖24D示出了根據(jù)第十一實(shí)施例的遮光膜的另一個(gè)制造步驟；圖24E示出了根據(jù)第十一實(shí)施例的遮光膜的另一個(gè)制造步驟；圖24F示出了根據(jù)第十一實(shí)施例的遮光膜的另一個(gè)制造步驟；圖25A示出了根據(jù)第十一實(shí)施例的微型透鏡的制造步驟；圖25B示出了根據(jù)第十一實(shí)施例的微型透鏡的另一個(gè)制造步驟；圖25C示出了根據(jù)第十一實(shí)施例的微型透鏡的另一個(gè)制造步驟；圖2 示出了根據(jù)第十一實(shí)施例的微型透鏡的另一個(gè)制造步驟；圖25E示出了根據(jù)第十一實(shí)施例的微型透鏡的另一個(gè)制造步驟；圖25F示出了根據(jù)第十一實(shí)施例的微型透鏡的另一個(gè)制造步驟；圖26A至26D是根據(jù)第i^一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的截面圖27是根據(jù)第十一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的另一個(gè)截面圖；以及圖28示出了根據(jù)第十二實(shí)施例的電子設(shè)備。
具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施例)圖I是示出根據(jù)本 技術(shù)第一實(shí)施例的示范性固態(tài)成像裝置100的示意性框圖。圖I所示的固態(tài)成像裝置100包括由硅制作的基板111、在基板111上包括設(shè)置成陣列的多個(gè)像素112的像素部分113、垂直驅(qū)動(dòng)電路114、列信號(hào)處理電路115、水平驅(qū)動(dòng)電路116、輸出電路117和控制電路118。像素部分113包括規(guī)則地設(shè)置成二維陣列的多個(gè)像素112。像素部分113包括有效像素區(qū)域以及黑基準(zhǔn)像素區(qū)域(未示出)，有效像素區(qū)域?qū)嶋H接收入射光，放大通過(guò)入射光的光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的信號(hào)電荷，并且輸出放大的信號(hào)電荷到列信號(hào)處理電路115，黑基準(zhǔn)像素區(qū)域用于輸出光學(xué)黑(optical black)以用作基準(zhǔn)黑電平。黑基準(zhǔn)像素區(qū)域通常形成在有效像素區(qū)域的周邊。像素112包括作為光電轉(zhuǎn)換元件(未示出)的光敏二極管和多個(gè)像素晶體管(未示出)。多個(gè)像素112在基板111上規(guī)則地設(shè)置成二維陣列。多個(gè)像素晶體管可包括四種MOS晶體管,包括轉(zhuǎn)移晶體管、復(fù)位晶體管、選擇晶體管和放大晶體管,或者可包括除了選擇晶體管外的上述三種晶體管。根據(jù)垂直同步信號(hào)、水平同步信號(hào)和主時(shí)鐘，控制電路118產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和控制信號(hào)，以用作垂直驅(qū)動(dòng)電路114、列信號(hào)處理電路115和水平驅(qū)動(dòng)電路116運(yùn)行的基準(zhǔn)信號(hào)?？刂齐娐?18米用時(shí)鐘/[目號(hào)和控制/[目號(hào)控制垂直驅(qū)動(dòng)電路114、列彳目號(hào)處理電路115和水平驅(qū)動(dòng)電路116。垂直驅(qū)動(dòng)電路114例如由移位寄存器形成，并且在垂直方向上順序地逐行選擇性掃描像素112。垂直驅(qū)動(dòng)電路114將基于信號(hào)電荷的像素信號(hào)通過(guò)垂直信號(hào)線119提供到列信號(hào)處理電路115,該信號(hào)電荷根據(jù)像素112的光電轉(zhuǎn)換兀件接收的光的量產(chǎn)生。列信號(hào)處理電路115例如對(duì)應(yīng)于像素112的列，并且根據(jù)來(lái)自黑基準(zhǔn)像素區(qū)域的信號(hào)執(zhí)行諸如降噪的相關(guān)像素列的信號(hào)處理以及從一行像素112輸出的信號(hào)的信號(hào)放大。水平選擇開關(guān)(未示出)設(shè)置在列信號(hào)處理電路115的輸出級(jí)(output stage)和水平信號(hào)線120之間。水平驅(qū)動(dòng)電路116例如由移位寄存器形成。水平驅(qū)動(dòng)電路116順序輸出水平掃描脈沖以順序選擇列信號(hào)處理電路115,并且使列信號(hào)處理電路115的每一個(gè)輸出像素信號(hào)到水平信號(hào)線120。輸出電路117處理通過(guò)水平信號(hào)線120從列信號(hào)處理電路115順序提供的像素信號(hào)，并且輸出處理的信號(hào)到外部設(shè)備(未示出)?，F(xiàn)在參考圖2，將詳細(xì)描述固態(tài)成像裝置100。如圖2所示，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置100包括基板111、基板111的前側(cè)上形成的配線層26、支撐基板14、隔著之間的絕緣膜18形成在基板111的后側(cè)上的濾色器15以及微型透鏡16。基板111是由硅制作的半導(dǎo)體基板?；?11的厚度為3-5 μ m。在基板111上，以二維矩陣的形式形成多個(gè)像素112，每個(gè)像素都包括光電轉(zhuǎn)換元件11和形成像素電路部分的多個(gè)像素晶體管Tr。盡管圖2中未示出，但是周邊電路部分形成在基板111上所形成的像素112的周邊區(qū)域中。在例如為光敏二極管的光電轉(zhuǎn)換元件11中，信號(hào)電荷根據(jù)從入射光接收的光的量而產(chǎn)生且被累積。像素晶體管Tr具有形成在基板111的前側(cè)上的源極/漏極區(qū)域(未示出)以及隔著之間的柵極絕緣膜129形成在基板11的前側(cè)上的柵極電極128。
包括高濃度雜質(zhì)區(qū)域的元件隔離區(qū)域24形成在相鄰的像素112之間，且從基板111的前側(cè)延伸到后側(cè)。像素112通過(guò)元件隔離區(qū)域24彼此電隔離。配線層26形成在基板111的前側(cè)上，并且具有設(shè)置成多層(圖2中的三層)的配線261，該多層之間具有層間絕緣體膜27。像素112的像素晶體管Tr的形成部分通過(guò)配線層26中形成的配線261而被驅(qū)動(dòng)。支撐基板14形成在配線層26的與面對(duì)基板111的表面相反的表面上。支撐基板14形成為保證基板111在制造階段的強(qiáng)度。支撐基板14例如由硅基板形成。濾色器15形成在基板111的后側(cè)上，在濾色器15與基板111之間具有絕緣體膜18，并且例如對(duì)于每一個(gè)像素包括第一、第二和第三濾色器部件。例如，第一、第二和第三濾色器部件可分別為綠、紅和藍(lán)濾光片部件，但不限于此，而是可為任何顏色的濾光片部件。取代濾色器部件，可采用其它的濾光片部件，例如，透射可見光的透明樹脂或者在透明樹脂中包含碳黑顏料以削弱可見光的ND濾光片。所希望波長(zhǎng)的光透射通過(guò)濾色器15，并且進(jìn)入基板111中的光電轉(zhuǎn)換元件11。遮光膜17設(shè)置在濾色器15的濾色器部件之間。粘合劑膜19形成在遮光膜17和濾色器15之間以及絕緣體膜18和濾色器15之間。提供遮光膜17以減少由入射光泄漏到相鄰光電轉(zhuǎn)換元件11導(dǎo)致的顏色混合。遮光膜17由其中分散有黑色材料的導(dǎo)電材料或有機(jī)材料形成。為了將濾色器15粘合到遮光膜17和絕緣體膜18，粘合劑膜19設(shè)置在濾色器15和遮光膜17及絕緣體膜18之間。粘合劑膜19是非平坦的透明膜，對(duì)濾色器、氧化物膜、氮化物膜和金屬具有良好的粘附力。優(yōu)選地，粘合劑膜19由在一定的溫度范圍內(nèi)具有熱流動(dòng)性從而在熱作用工藝中減少由于下層的粗糙表面引起其涂覆不規(guī)則以及在最后的熱處理工藝中具有熱固性的熱塑性樹脂材料制作。上述樹脂材料的示例包括丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、硅氧烷樹脂或其共聚物樹脂以及環(huán)氧樹脂等有機(jī)膜。更具體地講，例如，可采用可從日本Τ0ΚΥ00ΗΚΑ KOGYO CO.，LTD.購(gòu)買的"TMR-C006"。需要說(shuō)明的是，還包括將環(huán)氧樹脂應(yīng)用在硬化性基或硬化劑的情況。而且，作為粘合劑膜19可以使用以Si (硅元素)、C (碳元素)、H (氫元素)為主成分的絕緣膜，例如SiCH、SiCOH, SiCNH等單膜的無(wú)機(jī)膜。粘合劑膜19通過(guò)利用遮光膜17的形狀而形成。更具體地講，因?yàn)檎澈蟿┠?9在形成遮光膜17后沉積，所以粘合劑膜19形成在遮光膜17的上表面和側(cè)壁上。粘合劑膜19具有可在比由濾色器15的至少一部分與各像素對(duì)應(yīng)而形成的遮光膜17低的位置形成的厚度。S卩，設(shè)遮光膜17的膜厚度為Tl，則粘合劑膜19的膜厚度T2滿足T2 > Tl。需要說(shuō)明的是，粘合劑膜19通過(guò)利用光刻技術(shù)的構(gòu)圖和蝕刻而形成以僅覆蓋遮光膜17的上表面和側(cè)壁。接下來(lái)，將描述固態(tài)成像裝置100的制造方法。固態(tài)成像裝置100的制造方法包括形成每一個(gè)都具有用于將入射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換元件11的像素112，形成遮光膜17以設(shè)置在濾色器15的多個(gè)濾色器部件之間，在遮光膜17上沉積非平坦的粘合劑膜19，在遮光膜17之間的粘合劑膜19上形成濾色器15，并且在濾色器15上形成微型透鏡16以將入射光通過(guò)濾色器15會(huì)聚到光電轉(zhuǎn)換兀件11上?，F(xiàn)在參考圖3A 至3F，將詳細(xì)描述固態(tài)成像裝置100的制造方法。像素112的形成步驟類似于現(xiàn)有技術(shù)，因此將省略其描述。如圖3A所示，絕緣體膜18采用CVD、ALD或PVD法等沉積在光電轉(zhuǎn)換元件11上。接下來(lái)，沉積膜171 (在此情況下，金屬)以形成遮光膜17 (圖3B)。隨后，通過(guò)光刻將膜171圖案化以在膜171中形成用于像素112的孔，然后蝕刻形成遮光膜17(圖3C)。如圖3D所示，在形成遮光膜17后，粘合劑膜19采用旋涂工藝、噴涂工藝或狹縫涂布(slit coating)工藝等沉積或涂覆。厚度約為IOOnm至I μ m的光學(xué)有效濾色器15形成在粘合劑膜19上(圖3E)。微型透鏡16形成在濾色器15上(圖3F)。在根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置100中，如上所述的濾色器15和遮光膜17之間設(shè)置的非平坦的粘合劑膜19可抑制濾色器的分離。另外，由于在遮光膜17的層中嵌入濾色器15的一部分，因此，使得降低固態(tài)成像裝置100的高度成為可能。由此能夠?qū)崿F(xiàn)固態(tài)成像裝置300的顏色混合的減少和靈敏度的提高。此外，能夠基于像素間所形成的遮光膜17通過(guò)自對(duì)準(zhǔn)形成濾色器15，并且能夠提高遮光膜17和濾色器15的重疊精度。(第二實(shí)施例)接下來(lái)，將描述根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)成像裝置200。因?yàn)楣虘B(tài)成像裝置200除了平坦的濾色器25外與圖2中的固態(tài)成像裝置100具有相同的構(gòu)造，所以相同的部件以相同的附圖標(biāo)記表示，并且將省略其描述。圖4所示的固態(tài)成像裝置200具有與遮光膜17設(shè)置在相同層中的濾色器25以及形成在遮光膜17的側(cè)壁上以及絕緣體膜18上的粘合劑膜29。粘合劑膜29形成在遮光膜17和濾色器25之間。粘合劑膜29形成在遮光膜17的側(cè)壁上，但是沒有形成在垂直于遮光膜17的該側(cè)壁的一個(gè)表面上。粘合劑膜29還形成在絕緣體膜18上。除了粘合劑膜29的形狀外，粘合劑膜29的結(jié)構(gòu)和材料與圖2中的粘合劑膜19相同。濾色器25被平坦化，并且與遮光膜17形成在相同的層中。固態(tài)成像裝置200具有粘合劑膜29和濾色器25，它們順序形成在由遮光膜17和絕緣體膜18形成的孔中。粘合劑膜29不僅形成在濾色器25和絕緣體膜18之間，而且形成在遮光膜17的側(cè)壁和濾色器25之間。接下來(lái)，將描述固態(tài)成像裝置200的制造方法。直到形成濾色器25的步驟與圖3A至3E所示的相同，因此省略其描述。在圖3A至3F中，濾色器15在形成微型透鏡16前形成。在本實(shí)施例中，替代地，濾色器25在形成微型透鏡16前形成且被平坦化，如圖5A和5B所示。
如圖5A所示，在形成濾色器25后，濾色器25通過(guò)CMP或干蝕刻等平坦化。這里，濾色器25平坦化到露出遮光膜17的表面。遮光膜17的一個(gè)表面上形成的粘合劑膜29也相應(yīng)地被蝕刻。作為選擇，蝕刻可在粘合劑膜29仍保留時(shí)停止。在此情況下，粘合劑膜29將形成在遮光膜17的側(cè)壁上以及絕緣體膜18上。如圖5B所示，在平坦化濾色器25后，微型透鏡16形成在濾色器25上。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置200由于平坦化的濾色器25可改善成像質(zhì)量以具有改善的不規(guī)則性/陰影/靈敏度率，并且可通過(guò)在濾色器25和遮光膜17之間以及濾色器25和絕緣體膜18之間 設(shè)置的粘合劑膜29抑制濾色器的分離。而且，由于在遮光膜17的層中嵌入濾色器25的一部分，因此，使得降低固態(tài)成像裝置100的高度成為可能。此外，能夠基于像素間所形成的遮光膜17通過(guò)自對(duì)準(zhǔn)形成濾色器25，并且能夠提高遮光膜17和濾色器25的重疊精度。(第三實(shí)施例)接下來(lái)，將描述根據(jù)第三實(shí)施例的固態(tài)成像裝置300。因?yàn)槌苏澈蟿┠?9的形狀外固態(tài)成像裝置300與圖2中的固態(tài)成像裝置100具有相同的構(gòu)造，所以相同的部件以相同的附圖標(biāo)記表示，并且省略其描述。圖6所示的固態(tài)成像裝置300具有粘合劑膜39，其形成在遮光膜17的一個(gè)表面和濾色器15之間。粘合劑膜39形成在遮光膜17的一部分上，即該實(shí)施例中的其一個(gè)表面上，而不形成在遮光膜17的側(cè)壁上和絕緣體膜18上。粘合劑膜39的材料和其它特征與圖2所示的粘合劑膜19相同，因此省略其描述。接下來(lái)，將描述固態(tài)成像裝置300的制造方法。直到形成膜171的步驟與圖3A和3B中的相同，因此省略其描述。在形成膜171后，粘合劑膜39沉積在膜171上，如圖7A所示。隨后，通過(guò)光刻將膜171圖案化以在膜171中形成用于像素112的孔，然后蝕刻膜171和粘合劑膜39，以形成遮光膜17和粘合劑膜39 (圖7B)。接下來(lái)，形成濾色器15 (圖7C)，并且在濾色器15上形成微型透鏡16 (圖7D)。因?yàn)槿缟纤稣澈蟿┠?9沒有設(shè)置在絕緣體膜18和濾色器15之間，所以根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置300與圖2所示的固態(tài)成像裝置100相比可減小高度。為此，固態(tài)成像裝置300可實(shí)現(xiàn)顏色混合的減少，并且改善靈敏度。遮光膜17的一個(gè)表面和濾色器15之間設(shè)置的粘合劑膜39可抑制濾色器的分離。此外，能夠基于像素間所形成的遮光膜17通過(guò)自對(duì)準(zhǔn)形成濾色器15，并且能夠提高遮光膜17和濾色器15的重疊精度。根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置300在遮光膜17對(duì)濾色器15的粘附力低于絕緣體膜18對(duì)濾色器15的粘附力時(shí)特別有用。(第四實(shí)施例)接下來(lái)，將描述根據(jù)第四實(shí)施例的固態(tài)成像裝置400。因?yàn)槌私^緣膜48的形狀外固態(tài)成像裝置400與圖2中的固態(tài)成像裝置100具有相同的構(gòu)造，所以相同的部件以相同的附圖標(biāo)記表示，并且省略其描述。如圖8所示，固態(tài)成像裝置400包括具有凹陷的絕緣體膜48。絕緣體膜48在一個(gè)表面上具有凸起和凹陷。遮光膜17形成在凸起上，并且粘合劑膜19和濾色器15形成在凹陷中。因此，固態(tài)成像裝置400具有嵌入在絕緣體膜48中的粘合劑膜19和濾色器15。接下來(lái)，將描述固態(tài)成像裝置400的制造方法。直到形成膜171的步驟與圖3A和3B中的相同，因此省略其描述。在形成膜171后，通過(guò)光刻將膜171圖案化，以在膜171中形成用于像素112的孔，然后膜171和絕緣體膜48如圖9A所示被蝕刻。遮光膜17和絕緣體膜48的總蝕刻深度約為IOOnm至I μ m。這樣，形成 具有凹陷的絕緣體膜48和遮光膜17。在形成遮光膜17后，粘合劑膜19采用旋涂工藝、噴涂工藝或狹縫涂布工藝等沉積或涂覆，如圖9B所示。然后，形成約IOOnm至I μ m厚度的濾色器15 (圖9C)，并且微型透鏡16形成在濾色器15上(圖9D)。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置400具有帶凹陷的絕緣體膜48和嵌入在凹陷內(nèi)的濾色器15。這使得固態(tài)成像裝置400在高度上的減小，同時(shí)保持所希望厚度的濾色器15而不增加遮光膜17的厚度。為此，固態(tài)成像裝置400可實(shí)現(xiàn)顏色混合上的減少，并且改善靈敏度。遮光膜17和濾色器15之間設(shè)置的粘合劑膜19可抑制濾色器15的分離。此外，能夠基于像素間所形成的遮光膜17通過(guò)自對(duì)準(zhǔn)形成濾色器15，并且能夠提高遮光膜17和濾色器15的重疊精度。為了蝕刻圖9A中的絕緣體膜48，可采用各向同性蝕刻，以在絕緣體膜48中形成圓形的凹陷。在此情況下，遮光膜17和粘合劑膜19形成的光學(xué)波導(dǎo)將形成在其下部向下突出的凸透鏡，其使得來(lái)自微型透鏡16的入射光被進(jìn)一步會(huì)聚。(第五實(shí)施例)接下來(lái)，將描述根據(jù)第五實(shí)施例的固態(tài)成像裝置500。因?yàn)槌似教够臑V色器25外固態(tài)成像裝置500與圖8中的固態(tài)成像裝置400具有相同的構(gòu)造，所以相同的部件以相同的附圖標(biāo)記表示，并且省略其描述。圖10所示的固態(tài)成像裝置500具有與遮光膜17設(shè)在相同層中的濾色器25和形成在遮光膜17的側(cè)壁上和絕緣體膜18上的粘合劑膜29。粘合劑膜29形成在遮光膜17和濾色器25之間。粘合劑膜29形成在遮光膜17的側(cè)壁上，但是沒有形成在遮光膜17的垂直于該側(cè)壁的一個(gè)表面上。粘合劑膜29還形成在絕緣體膜18上。除了粘合劑膜29的形狀外，粘合劑膜29的結(jié)構(gòu)和材料與圖2中的粘合劑膜19相同。濾色器25被平坦化，并且形成在與遮光膜17相同的層中。固態(tài)成像裝置500具有粘合劑膜29以及濾色器25，它們順序形成在由遮光膜17和絕緣體膜18形成的孔中。粘合劑膜29不僅形成在濾色器25和絕緣體膜18之間，而且形成在遮光膜17的側(cè)壁和濾色器25之間。接下來(lái)，將描述固態(tài)成像裝置500的制造方法。直到形成濾色器25的步驟與圖9A至9C中的相同，因此省略其描述。在圖9A至9D中，在形成濾色器15后，形成微型透鏡16。在本實(shí)施例中，替換地，在形成微型透鏡16前，形成平坦化濾色器25并將其平坦化，如圖IIA和IlB所示。如圖IlA所示，在形成濾色器25后，濾色器25通過(guò)CMP或干蝕刻等平坦化。這里，濾色器25平坦化到露出遮光膜17的表面，如圖IlA所示。遮光膜17的一個(gè)表面上形成的粘合劑膜29也相應(yīng)地被蝕刻。作為選擇，可在粘合劑膜29仍然保留時(shí)停止蝕刻。在此情況下，粘合劑膜29將形成在遮光膜17的側(cè)壁上和絕緣體膜18上。如圖IlB所示，在平坦化濾色器25后，微型透鏡16形成在濾色器25上。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置500，由于平坦化的濾色器25，可改善圖像質(zhì)量以具有改善的不規(guī)則/陰影/靈敏度率等，并且可通過(guò)濾色器25和遮光膜17之間以及濾色器25和絕緣體膜18之間設(shè)置的粘合劑膜29抑制濾色器的分離。此外，能夠基于像素間所形成的遮光膜17通過(guò)自對(duì)準(zhǔn)形成濾色器25，并且能夠提高遮光膜17和濾色器25的重疊精度。
(第六實(shí)施例)接下來(lái)，將描述根據(jù)第六實(shí)施例的固態(tài)成像裝置600。因?yàn)槌苏澈蟿?9的形狀外固態(tài)成像裝置600具有與圖8中的固態(tài)成像裝置400相同的構(gòu)造，所以相同的部件采用相同的附圖標(biāo)記表示，并且省略其描述。圖12所示的固態(tài)成像裝置600具有粘合劑膜39，其形成在遮光膜17的一個(gè)表面和濾色器15之間。粘合劑膜39形成在遮光膜17的一部分上，即在本實(shí)施例中的其一個(gè)表面上，但是沒有形成在遮光膜17的側(cè)壁上以及絕緣體膜18上。粘合劑膜39的材料和其它特征與圖2所示的粘合劑膜19相同，因此省略其描述。接下來(lái)，將描述固態(tài)成像裝置600的制造方法。直到在膜171上沉積粘合劑膜39的步驟與圖7A所示的步驟相同，因此省略其描述。在形成粘合劑膜39后，通過(guò)光刻將膜171圖案化，以在膜171中形成用于像素112的孔，然后如圖13A所示蝕刻膜171和絕緣體膜48。然后，形成厚度約為IOOnm至Iym的濾色器15 (圖13B)，并且微型透鏡16形成在濾色器15上(圖13C)。因?yàn)槿缟纤稣澈蟿┠?9沒有設(shè)置在絕緣體膜18和濾色器15之間，所以根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置600與圖8所示的固態(tài)成像裝置400相比可減小高度。為此，固態(tài)成像裝置600可實(shí)現(xiàn)減少顏色混合，并且改善靈敏度。遮光膜17的一個(gè)表面和濾色器15之間設(shè)置的粘合劑膜39可抑制濾色器的分離。此外，能夠基于像素間所形成的遮光膜17通過(guò)自對(duì)準(zhǔn)形成濾色器15，并且能夠提高遮光膜17和濾色器15的重疊精度。根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置600在遮光膜17對(duì)濾色器15的粘附力低于絕緣體膜18對(duì)濾色器15的粘附力時(shí)特別有用。(第七實(shí)施例)接下來(lái)，將描述根據(jù)第七實(shí)施例的固態(tài)成像裝置700。如圖14所示，固態(tài)成像裝置700具有像素112，每一個(gè)像素都具有用于轉(zhuǎn)換入射光為電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換兀件11 ;濾色器15,與像素112相對(duì)應(yīng),并且具有多個(gè)濾色器部件；微型透鏡16，用于通過(guò)濾色器15將入射光會(huì)聚到光電轉(zhuǎn)換元件11上；以及遮光膜17，在嵌入于絕緣體膜48中的濾色器15的濾色器部件之間設(shè)置在絕緣體膜48上。作為絕緣體膜48，選擇對(duì)濾色器15具有高粘附力的材料。因?yàn)楣虘B(tài)成像裝置700除了沒有粘合劑膜19外具有與圖8中的固態(tài)成像裝置400相同的構(gòu)造，所以相同的部件以相同的附圖標(biāo)記表示，并且省略其描述。接下來(lái)，將描述固態(tài)成像裝置700的制造方法。直到通過(guò)蝕刻膜171和絕緣體膜48形成遮光膜17和絕緣體膜48的步驟與圖9A所示的直到該步驟的步驟相同，因此省略其描述。在形成遮光膜17后，如圖15A所示，形成厚度約為IOOnm至I μ m的濾色器15，而在其間沒有任何的粘合劑膜。接下來(lái)，微型透鏡16形成在濾色器15上，如圖15B所示。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置700具有帶凹陷的絕緣體膜48，用于在凹陷中嵌入濾色器15。作為絕緣體膜48選擇對(duì)濾色器15具有高粘附力的材料可進(jìn)一步改善絕緣體膜48對(duì)濾色 器15的粘附力，因此抑制濾色器15的分離。在絕緣體膜48中嵌入濾色器15允許固態(tài)成像裝置400減小高度，同時(shí)保持濾色器15所希望的厚度而不增加遮光膜17的厚度。為此，固態(tài)成像裝置400可實(shí)現(xiàn)減少顏色混合，并且改善靈敏度。此外，能夠基于像素間所形成的遮光膜17通過(guò)自對(duì)準(zhǔn)形成濾色器15，并且能夠提高遮光膜17和濾色器15的重疊精度。(第八實(shí)施例)接下來(lái)，將描述根據(jù)第八實(shí)施例的固態(tài)成像裝置800。因?yàn)楣虘B(tài)成像裝置800除了平坦化的濾色器25外與圖14中的固態(tài)成像裝置700具有相同的構(gòu)造，相同的部件以相同的附圖標(biāo)記表示，并且省略其描述。圖16所示的固態(tài)成像裝置800具有濾色器25，該濾色器25設(shè)置在與遮光膜17相同的層中。接下來(lái)，將描述固態(tài)成像裝置800的制造方法。直到形成濾色器25的步驟與圖15A所示的直到該步驟的步驟相同，并且省略其描述。在圖15A和15B中，在形成濾色器15后，形成微型透鏡16。在本實(shí)施例中，替換地，在形成微型透鏡16前，形成濾色器25且將其平坦化，如圖17A和17B所示。如圖17A所示，在形成濾色器25后，濾色器25通過(guò)CMP或干蝕刻等平坦化。這里，濾色器25平坦化到露出遮光膜17的表面。在平坦化濾色器25后，微型透鏡16形成在濾色器25上，如圖17B所示。根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置800如上所述具有平坦化的濾色器25，因此可改善不規(guī)則/陰影/靈敏度率等，進(jìn)而改善成像質(zhì)量。固態(tài)成像裝置800也具有形成在絕緣體膜48中的凹陷，用于嵌入濾色器25。作為絕緣體膜48選擇對(duì)濾色器25具有高粘附力的材料可進(jìn)一步改善絕緣體膜48對(duì)濾色器25的粘附力，因此抑制濾色器25的分離。此外，能夠基于像素間所形成的遮光膜17通過(guò)自對(duì)準(zhǔn)形成濾色器25，并且能夠提高遮光膜17和濾色器25的重疊精度。(第九實(shí)施例)接下來(lái)，將描述根據(jù)第九實(shí)施例的固態(tài)成像裝置900。因?yàn)槌苏澈蟿┠?9和遮光膜17之間設(shè)置的氧化物膜40外固態(tài)成像裝置900與圖2中的固態(tài)成像裝置100具有相同的構(gòu)造，所以相同的部件用相同的附圖標(biāo)記表示，并且省略其描述。如圖18所示，固態(tài)成像裝置900具有氧化物膜40，氧化物膜40形成在遮光膜17的表面(一個(gè)表面和側(cè)壁)上以及絕緣體膜18上。粘合劑膜19沉積在氧化物膜40上。粘合劑膜19由對(duì)氧化物膜40具有良好粘結(jié)性的材料形成。氧化物膜40和粘合劑膜19具有可在比由濾色器15的至少一部分與各像素對(duì)應(yīng)而形成的遮光膜17低的位置形成的厚度。即，氧化物膜40和粘合劑膜19沉積為使氧化物膜40和粘合劑膜19的總膜厚度T3小于遮光膜17的膜厚度Tl。作為氧化物膜40的材料，例如舉出使用氧化劑和硅烷(SinH2n+2)、烷基硅烷(SiHnR4_n、SiR4)、烷氧基硅烷(SiHn(OR)4_n、Si (OR)4、Si (OR)2 (0R’ )2)和聚硅氧烷中的任一種的材料氣體沉積的SiO2膜、P-SiO膜、HDP-SiO膜等。替代氧化物膜40，可采用氮化物膜。需要說(shuō)明的是，氧化物膜40和粘合劑膜19也可以通過(guò)利用光刻技術(shù)的構(gòu)圖和蝕刻形成以僅覆蓋遮光膜17的上表面和側(cè)壁。
接下來(lái)，將描述固態(tài)成像裝置900的制造方法。直到形成遮光膜17的步驟與圖3A至3C中的相同，因此省略其描述。如圖19A所示，在形成遮光膜17后，氧化物膜40采用旋涂工藝、噴涂工藝或狹縫涂布工藝等沉積或涂覆。接下來(lái)，粘合劑膜19采用噴涂工藝或狹縫涂布工藝等沉積在氧化物膜40上(圖19B)。接下來(lái)，濾色器15形成在粘合劑膜19上(圖19C)，并且微型透鏡16形成在濾色器15上(圖19D)。如上所述，粘合劑膜19可與根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置900—樣沉積在氧化物膜40上。盡管如此形成了氧化物膜40，可抑制濾色器的分離，因?yàn)檎澈蟿┠?9和氧化物膜40形成在濾色器15和遮光膜17之間。此外，能夠基于像素間所形成的遮光膜17通過(guò)自對(duì)準(zhǔn)形成濾色器15，并且能夠提高遮光膜17和濾色器15的重疊精度。(第十實(shí)施例)接下來(lái)，將描述根據(jù)第十實(shí)施例的固態(tài)成像裝置1000。因?yàn)槌苏诠饽?7的一個(gè)表面上形成的氧化物膜50外固態(tài)成像裝置1000與圖18中的固態(tài)成像裝置900具有相同的構(gòu)造，所以相同的部件以相同的附圖標(biāo)記表示，并且省略其描述。如圖20所示，固態(tài)成像裝置1000具有氧化物膜50，氧化物膜50形成在遮光膜17的一個(gè)表面上。粘合劑膜19沉積在氧化物膜50和絕緣體膜18上以及遮光膜17的側(cè)壁上。粘合劑膜19由對(duì)氧化物膜50和遮光膜17具有良好粘附力的材料制作。氧化物膜50形成在遮光膜17的一個(gè)表面上，但是，與圖18中的固態(tài)成像裝置900不同，沒有形成在絕緣體膜18上以及遮光膜17的側(cè)壁上。接下來(lái)，將描述固態(tài)成像裝置1000的制造方法。直到形成膜171的步驟與圖3A和3B中的相同，因此省略其描述。在形成膜171后，氧化物膜50沉積在膜171上，如圖21A所示。隨后，通過(guò)光刻將膜171圖案化，以在膜171中形成用于像素112的孔，然后膜171和氧化物膜50被蝕刻為形成遮光膜17和氧化物膜50。接下來(lái)，粘合劑膜19采用旋涂工藝、噴涂工藝或狹縫涂布工藝等沉積或涂覆在遮光膜17和氧化物膜50上(圖21B)。接下來(lái)，形成濾色器15 (圖21C)，并且微型透鏡16形成在濾色器15上(圖21D)。如上所述，絕緣體膜18和濾色器15之間沒有氧化物膜50使得根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置1000與圖18所示的固態(tài)成像裝置900相比減小了高度。為此，固態(tài)成像裝置1000可實(shí)現(xiàn)減少顏色混合，并且改善靈敏度。遮光膜17的一個(gè)表面和濾色器15之間設(shè)置的粘合劑膜19可抑制濾色器15的分離。此外，能夠基于像素間所形成的遮光膜17通過(guò)自對(duì)準(zhǔn)形成濾色器15，并且能夠提高遮光膜17和濾色器15的重疊精度。在第九和第十實(shí)施例中，氧化物膜40、50設(shè)置在圖2中的固態(tài)成像裝置100中。替換地，氧化物膜40、50可設(shè)置在圖8中的固態(tài)成像裝置400中。(第^^一實(shí)施例)接下來(lái)，將描述根據(jù)第十一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置1100。因?yàn)槌苏诠饽さ男螤钔夤虘B(tài)成像裝置1100與圖2中的固態(tài)成像裝置100具有相同的構(gòu)造，所以相同的部件以相同的附圖標(biāo)記表示，并且省略其描述。
現(xiàn)在參考圖22A和22B，將詳細(xì)描述固態(tài)成像裝置1100。圖22A是固態(tài)成像裝置1100沿著穿過(guò)像素112的邊的方向的線剖取的截面圖。圖22B是固態(tài)成像裝置1100沿著穿過(guò)像素112的對(duì)角方向的線剖取的截面圖。遮光膜包括第一遮光部分271和第二遮光部分272。第一遮光部分271和第二遮光部分272設(shè)置在濾色器15的濾色器部件之間。像素112到第一遮光部分271靠近微型透鏡16的表面的距離比第二遮光部分272的大。更具體地講，關(guān)系式dl > d2(dl和d2不為零)成立，其中dl是像素112到第一遮光部分271靠近微型透鏡16的表面的距離，并且d2是像素112到第二遮光部分272靠近微型透鏡16的表面的距離。在本實(shí)施例中，其中包含像素112、濾色器15的濾色器部件和微型透鏡16的圖22A和22B中從一個(gè)點(diǎn)劃線延伸到另一個(gè)點(diǎn)劃線的區(qū)域稱為像素區(qū)域。圖22A和22B中表示每個(gè)像素區(qū)域中的邊界的點(diǎn)劃線稱為像素邊界。根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置1100的像素區(qū)域具有正方形平面；通過(guò)該平面的相對(duì)側(cè)的中點(diǎn)的線段是指穿過(guò)像素區(qū)域的邊的方向，而延伸在平面的相對(duì)角之間的線段是指穿過(guò)像素區(qū)域的對(duì)角線方向。現(xiàn)在參考圖23A至23C，將描述根據(jù)本實(shí)施例的遮光膜。圖23A是遮光膜的平面圖。圖23B是遮光膜和絕緣體膜18沿著圖23A中的XXIIIB-XXIIIB線(在穿過(guò)像素區(qū)域的邊的方向上)剖取的截面圖；圖23C是遮光膜和絕緣體膜18沿著圖23A中的XXIIIC-XXIIIC線(在穿過(guò)像素區(qū)域的對(duì)角線方向上)剖取的截面圖。遮光膜形成在像素邊界上，即在像素區(qū)域周圍，并且形成在濾色器15的濾色器部件之間。遮光膜形成為如圖23A所示的格子形式。遮光膜包括形成在像素區(qū)域的邊部(side portion)的第一遮光部分271和形成在像素邊界的角部(corner portion)的第二遮光部分272。第一遮光部分271形成在格子形狀的遮光膜的邊部。第一遮光部分271具有預(yù)定的膜厚度。像素區(qū)域從微型透鏡16側(cè)看為正方形。具有一定寬度和四個(gè)邊的矩形形狀的區(qū)域稱為像素區(qū)域的邊部。第一遮光部分271形成在濾色器15的濾色器部件之間的像素區(qū)域的邊部。第一遮光部分271具有與微型透鏡16接觸的端面(第一端面)和與第一端面相對(duì)的另一個(gè)端面(第二端面)。第一遮光部分271具有實(shí)質(zhì)上漸縮(tapered)的形狀，具有預(yù)定的膜厚度dl，其第一端面窄于第二端面。第二遮光部分272形成在格子形狀的遮光膜的交叉點(diǎn)處。第二遮光部分272從上面看是十字形的，并且具有預(yù)定的膜厚度，其薄于第一遮光部分271的膜厚度。像素區(qū)域從微型透鏡16側(cè)看為正方形的。包括正方形的拐角且具有一定寬度的區(qū)域稱為像素區(qū)域的角部。第二遮光部分272形成在與濾色器15相同的平面上且在像素區(qū)域的角部上。第二遮光部分272包括與微型透鏡16接觸的端面(第一端面)和與第一端面相對(duì)的另一個(gè)端面(第二端面)。在根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置1100中，遮光膜形成在基板111的后側(cè)的絕緣體膜18上。因此，像素112的前側(cè)到第一遮光部分271朝著微型透鏡16的端面的距離等于第一遮光部分271的膜厚度和絕緣體膜18的膜厚度之和。像素112的前側(cè)到第二遮光部分272朝著微型透鏡16的端面的距離等于第二遮光部分272的膜厚度和絕緣體膜18的膜厚度之和。因?yàn)榻^緣體膜18的膜厚度是固定的，并且第一遮光部分271的膜厚度大于第二遮光部分272的膜厚度，所以像素112的前側(cè)到第一遮光部分271朝著微型透鏡16的端面的距離dl大于像素112的前側(cè)到第二遮光部分272朝著微型透鏡16的端面的距離。現(xiàn)在參考圖24A至24F，將描述根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置1100的制造方法。直到形成絕緣體膜18的步驟與圖2中 的固態(tài)成像裝置100的相同，因此省略其描述。圖24A至24F中的部分(a)是像素區(qū)域沿著邊的方向的線剖取的截面圖；圖24A至24F中的部分(b)是像素區(qū)域沿著對(duì)角線方向的線剖取的截面圖。圖24A至24F中的點(diǎn)劃線表示像素區(qū)域的邊界。如圖24A所示，膜31形成在絕緣體膜18上。膜31由阻擋入射光的材料制造。當(dāng)例如導(dǎo)電材料用作遮光膜時(shí)，可采用鋁或鎢等。當(dāng)有機(jī)材料用作遮光膜時(shí)，可采用包含碳或鈦黑粒子(titan black particles)的有機(jī)膜或者具有黑色顏料分散在其中的任何其它材料。如圖24B所示，第一光致抗蝕劑32形成在膜31上。第一光致抗蝕劑32在像素區(qū)域的角部上具有類似于第二遮光部分272的十字形孔，但寬于第二遮光部分272 (見圖24B中的部分(b)的參考符號(hào)A)。第一光致抗蝕劑32用作干蝕刻下層膜31的掩模(見圖24C)。這里，如圖24C中的部分(b)中的參考符號(hào)B所示，干蝕刻在蝕刻膜31的整個(gè)厚度前停止。為此，凹陷形成在月旲31中。一旦完成干蝕刻，就去除第一光致抗蝕劑32，并且第二光致抗蝕劑33形成在膜31上。第二光致抗蝕劑33以類似于第一遮光部分271的形狀形成在像素區(qū)域的邊部上，并且以類似于第二遮光部分272的形狀形成在像素區(qū)域的角部上。第二光致抗蝕劑33要形成在像素區(qū)域的角部上的部分形成膜31中的凹陷中(見圖24D中的部分(b)中的參考符號(hào)C)。第二光致抗蝕劑33用作干蝕刻下層膜31的掩模，如圖24E所示，然后去除第二光致抗蝕劑33，如圖24F所示，以形成第一遮光部分271和第二遮光部分272。這樣，光致抗蝕劑圖案化和干蝕刻進(jìn)行兩次，以不同的厚度形成第一遮光部分271和第二遮光部分272。粘合劑膜19和濾色器15的形成方法與圖2中的固態(tài)成像裝置100的相同，因此省略其描述?，F(xiàn)在參考圖25A至25F，將描述微型透鏡16的形成方法。圖25A至25F的部分(a)是像素區(qū)域沿著邊的方向的線剖取的截面圖；圖25A至25F中的部分(b)是像素區(qū)域沿著對(duì)角線方向的線剖取的截面圖。在如圖25A所示形成濾色器15后，微型透鏡材料43形成在濾色器15上。作為微型透鏡材料，可采用聚苯乙烯樹脂、酚醛清漆樹脂、包含這些樹脂的任何一個(gè)的共聚物樹脂以及丙烯酸樹脂或者包含芳香環(huán)作為丙烯酸樹脂的側(cè)鏈的樹脂。如圖25B所示，正光致抗蝕劑44涂覆在微型透鏡材料43上。正光致抗蝕劑44例如可包含酚醛清漆樹脂作為主要成分。接下來(lái)，通過(guò)光刻對(duì)每個(gè)像素圖案化正光致抗蝕劑44 (圖25C)。圖案化的正光致抗蝕劑44以高于其軟化點(diǎn)的溫度經(jīng)受熱處理，以形成透鏡形狀的正光致抗蝕劑44(圖25D)。正光致抗蝕劑44在像素區(qū)域的邊的方向(Wl)上的線寬窄于對(duì)角線方向(W2)的。透鏡形狀的正光致抗蝕劑44用作干蝕刻的掩模，以轉(zhuǎn)移透鏡形狀的圖案到下層的微型透鏡材料43(圖25E)。因?yàn)檎庵驴刮g劑44在像素區(qū)域的邊的方向(Wl)上的線寬窄于對(duì)角線方向(W2)的，所以在像素區(qū) 域的邊的方向上相鄰的透鏡時(shí)間幾乎沒有間隔，而對(duì)角線方向上相鄰的透鏡之間具有間隔。對(duì)于根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置1100，連續(xù)蝕刻以消除對(duì)角線方向上相鄰?fù)哥R之間的間隔。如圖25F所示，在基本上消除邊的方向上相鄰?fù)哥R之間的間隔后，繼續(xù)蝕刻以減小對(duì)角線方向上相鄰?fù)哥R之間的間隔至實(shí)質(zhì)上為零。當(dāng)相鄰的微型透鏡16之間留下的任何間隔不超過(guò)200nm時(shí)，其足以小于光波長(zhǎng)，而不影響固態(tài)成像裝置的靈敏度。因此，相鄰的微型透鏡16實(shí)質(zhì)上彼此接觸，并且相鄰的透鏡之間的間隔視為實(shí)質(zhì)上為零。當(dāng)如上所述形成微型透鏡16時(shí)，微型透鏡16的像素邊界的邊部的厚度h4變?yōu)榇笥诮遣康暮穸萮5。更具體地講，微型透鏡16形成為使微型透鏡16的上表面位于相同的水平，并且像素區(qū)域的角部形成的微型透鏡16的底部(相鄰微型透鏡16彼此接觸的位置)位于較低的位置(靠近濾色器15的位置)，其低于邊部形成的微型透鏡16的底部?，F(xiàn)在參考圖26A至26D,將描述使第二遮光部分272的膜厚度薄于第一遮光部分271的膜厚度的作用。圖26A和26B是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)成像裝置1100的微型透鏡16、濾色器15、遮光膜和粘合劑膜19的截面圖。圖26C和26D示出了第二遮光部分272的膜厚度等于第一遮光部分271的膜厚度的固態(tài)成像裝置。除了其膜厚度外，第二遮光部分272與圖26A和26B中的具有相同的構(gòu)造。在圖26A至26D中，微型透鏡16會(huì)聚的垂直入射光由實(shí)線表示，而主射線傾斜的傾斜入射光由虛線表示。如圖26A和26C所示，在平行于像素邊界延伸通過(guò)固態(tài)成像裝置1100的微型透鏡16的中心的平面(即像素區(qū)域在邊的方向上的截面)中，垂直入射光進(jìn)入濾色器15而不被第一遮光部分271阻擋。另一方面，傾斜入射光部分被第一遮光部分271反射離開。如圖26D所示，在延伸通過(guò)固態(tài)成像裝置1100的微型透鏡16的中心且通過(guò)穿過(guò)像素區(qū)域的對(duì)角線的平面(即像素區(qū)域在對(duì)角線方向上的截面)中，入射光被第二遮光部分272阻擋，并且因此發(fā)生所謂的機(jī)械黑角(mechanical vignetting)。特別是,在微型透鏡16的角部，垂直入射光和傾斜入射光都被遮光膜反射離開，因此固態(tài)成像裝置1100的光學(xué)靈敏度下降。第二遮光部分272這樣形成通過(guò)在絕緣體膜18上沉積膜171，然后通過(guò)光刻形成抗蝕劑圖案，并且干蝕刻抗蝕劑圖案。通過(guò)光刻形成的抗蝕劑圖案具有圓形形狀(rounded shaped)的開口，使得孔在平面上變小(見圖23A)。因此，第二遮光部分272的對(duì)角線方向上的寬度(W2)變得寬于邊的方向的寬度(Wl)。因?yàn)榈诙诠獠糠?72的線寬W2變得寬于第一遮光部分271的線寬W1，所以通過(guò)微型透鏡16的角部的大量入射光被第二遮光部分272反射離開，因此固態(tài)成像裝置1100的光學(xué)靈敏度下降。當(dāng)如圖26B所示第二遮光部分272的膜厚度小于第一遮光部分271的膜厚度時(shí)，減少了第二遮光部分272阻擋的入射光。特別是在微型透鏡16的拐角處，垂直入射光通過(guò)濾色器15而不被遮光膜阻擋。傾斜入射光部分地被第二遮光部分272反射離開，但是沒有通過(guò)圖26D中的濾色器15的傾斜入射光L通過(guò)濾色器15。這樣，減小第二遮光部分272的膜厚度可減少入射光被遮光膜反射離開，因此抑制固態(tài)成像裝置1100的光學(xué)靈敏度上 的降低。不減小第一遮光部分271的膜厚度可能減少由于入射光泄漏進(jìn)入相鄰光電轉(zhuǎn)換元件11引起的顏色混合。使第二遮光部分272的膜厚度薄于濾色器15的膜厚度產(chǎn)生了濾色器15沒有形成在第二遮光部分272之上的區(qū)域。這使得微型透鏡16的角部形成在濾色器15的層中，如圖27所示。這意味著濾色器15朝著光電轉(zhuǎn)換元件11的表面到微型透鏡16的角部的距離d3可短于濾色器15的膜厚度，因此可形成較薄的微型透鏡16。遮光膜和濾色器15之間設(shè)置的粘合劑膜19抑制濾色器15的分離。在第^^一實(shí)施例中，在根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置100中的遮光膜的角部處減小膜厚度。替換地，在第二至第十實(shí)施例的固態(tài)成像裝置200至1000中的遮光膜的角部處可減小膜厚度。(第十二實(shí)施例)參考圖28，在本技術(shù)的第十二實(shí)施例中將描述固態(tài)成像裝置100的示范性應(yīng)用。圖28示出了固態(tài)成像裝置100應(yīng)用于電子設(shè)備1200。電子設(shè)備1200的示例包括數(shù)字相機(jī)、嵌入在移動(dòng)電話中的相機(jī)、掃描儀以及監(jiān)視相機(jī)。這里描述的是電子設(shè)備1200為數(shù)字相機(jī)的情況。根據(jù)本實(shí)施例的電子設(shè)備1200具有固態(tài)成像裝置100、光學(xué)透鏡210、快門裝置211、驅(qū)動(dòng)電路212和信號(hào)處理電路213。光學(xué)透鏡210會(huì)聚來(lái)自物體的圖像光(入射光)到固態(tài)成像裝置100的成像表面上。為此，信號(hào)電荷在固態(tài)成像裝置100中累積預(yù)定的周期?？扉T裝置211控制固態(tài)成像裝置100的光照射周期和光屏蔽周期。驅(qū)動(dòng)電路212提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于控制固態(tài)成像裝置100的轉(zhuǎn)移操作以及快門裝置211的快門操作。根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，固態(tài)成像裝置100輸出光電轉(zhuǎn)換元件11中累積的信號(hào)電荷作為電信號(hào)。信號(hào)處理電路213執(zhí)行各種信號(hào)處理操作。信號(hào)處理電路213通過(guò)處理從固態(tài)成像裝置100輸出的電信號(hào)產(chǎn)生視頻信號(hào)，并且輸出視頻信號(hào)到存儲(chǔ)器或其它存儲(chǔ)單元或監(jiān)視器等。根據(jù)本實(shí)施例的電子設(shè)備1200設(shè)置有根據(jù)如上所述第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置100，可抑制濾色器15的分離，并且改善視頻信號(hào)的成像質(zhì)量。在上面的示例中，根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置100安裝在電子設(shè)備1200上。作為選擇，根據(jù)第一至第十實(shí)施例任何一個(gè)的固態(tài)成像裝置可安裝在電子設(shè)備1200上。盡管在上述的實(shí)施例中CMOS后照明式固態(tài)成像裝置描述為示范性固態(tài)成像裝置，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解的是，本技術(shù)不限于此，而是也可應(yīng)用于CCD固態(tài)成像裝置或前照明式固態(tài)成像裝置。另外，本技術(shù)可以如下構(gòu)成(I) 一種固態(tài)成像裝置，包括像素，每個(gè)所述像素都具有將入射光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換元件；
濾色器，與所述像素相對(duì)應(yīng)，并且具有多個(gè)濾色器部件；微型透鏡，將所述入射光通過(guò)所述濾色器會(huì)聚到所述光電轉(zhuǎn)換元件；遮光膜，設(shè)置在所述濾色器的各所述濾色器部件之間；以及非平坦的粘合劑膜，設(shè)置在所述濾色器和所述遮光膜之間。(2)在上述(I)所述的固態(tài)成像裝置的基礎(chǔ)上，所述濾色器是被平坦化的。(3)在上述(I)或所述(2)所述的固態(tài)成像裝置的基礎(chǔ)上，所述粘合劑膜設(shè)置在所述遮光膜的一個(gè)表面和所述濾色器之間。(4)在上述(I) (3)中的任一項(xiàng)所述的固態(tài)成像裝置，還包括絕緣體膜，設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換元件和所述濾色器之間；其中所述濾色器嵌入在所述絕緣體膜中。(5)在上述⑴ (4)中的任一項(xiàng)所述的固態(tài)成像裝置，其中氧化物膜設(shè)置在所述粘合劑膜和所述遮光膜之間。(6)在上述(5)所述的固態(tài)成像裝置，其中所述氧化物膜設(shè)置在所述遮光膜的一個(gè)表面上。(7)在上述(I) (6)中的任一項(xiàng)所述的固態(tài)成像裝置，其中所述遮光膜包括第一遮光部分，形成在所述濾色器部件的邊部，以及第二遮光部分，形成在所述像素區(qū)域的角部，其中所述第二遮光部分的所述像素的表面到所述微型透鏡側(cè)的端面的距離比所述第一遮光部分的所述距離短。(8) 一種固態(tài)成像裝置的制造方法，所述方法包括形成像素，每個(gè)所述像素都具有光電轉(zhuǎn)換元件，所述光電轉(zhuǎn)換元件用于將入射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；形成遮光膜，所述遮光膜設(shè)置在濾色器的多個(gè)濾色器部件之間；在所述遮光膜上沉積非平坦的粘合劑膜；在所述粘合劑膜上且在所述遮光膜之間形成所述濾色器；以及在所述濾色器上形成微型透鏡，所述微型透鏡將入射光通過(guò)所述濾色器會(huì)聚到所述光電轉(zhuǎn)換元件上。(9) 一種電子設(shè)備，包括 固態(tài)成像裝置，包括像素，每個(gè)所述像素都具有光電轉(zhuǎn)換元件，所述光電轉(zhuǎn)換元件用于將入射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，濾色器，與所述像素相對(duì)應(yīng)，并且具有多個(gè)濾色器部件，微型透鏡，將所述入射光通過(guò)所述濾色器會(huì)聚到所述光電轉(zhuǎn)換元件，遮光膜，設(shè)置在所述濾色器的各所述濾色器部件之間，以及
非平坦的粘合劑膜，設(shè)置在所述濾色器和所述遮光膜之間；以及光學(xué)透鏡，將所述入射光引導(dǎo)到所述光電轉(zhuǎn)換元件；以及信號(hào)處理電路，處理所述電信號(hào)。最后，上面的實(shí)施例的每一個(gè)都僅為本技術(shù)的示例，并且本技術(shù)不限于上述實(shí)施例的任何一個(gè)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解的是，根據(jù)設(shè)計(jì)和其他因素可進(jìn)行各種修改，而不脫離本技術(shù)的范圍。本申請(qǐng)包含2011年3月14日提交日本專利局的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)JP2011-055631中公開的相關(guān)主題，其全 部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)成像裝置，包括 像素，每個(gè)所述像素都具有將入射光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換元件； 濾色器，與所述像素相對(duì)應(yīng)，并且具有多個(gè)濾色器部件； 微型透鏡，將所述入射光通過(guò)所述濾色器會(huì)聚到所述光電轉(zhuǎn)換元件； 遮光膜，設(shè)置在所述濾色器的所述濾色器部件之間；以及 非平坦的粘合劑膜，設(shè)置在所述濾色器和所述遮光膜之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固態(tài)成像裝置，其中所述濾色器是被平坦化的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固態(tài)成像裝置，其中所述粘合劑膜設(shè)置在所述遮光膜的一個(gè)表面和所述濾色器之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固態(tài)成像裝置，還包括 絕緣體膜，設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換元件和所述濾色器之間； 其中所述濾色器嵌入在所述絕緣體膜中。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固態(tài)成像裝置，其中氧化物膜設(shè)置在所述粘合劑膜和所述遮光膜之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固態(tài)成像裝置，其中所述氧化物膜設(shè)置在所述遮光膜的一個(gè)表面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固態(tài)成像裝置， 其中所述遮光膜包括 第一遮光部分，形成在所述濾色器部件的邊部，以及 第二遮光部分，形成在所述像素區(qū)域的角部， 其中所述像素的前側(cè)到所述第二遮光部分朝著所述微型透鏡的端面的距離比所述像素的前側(cè)到所述第一遮光部分朝著所述微型透鏡的端面的距離短。
8.一種固態(tài)成像裝置的制造方法，所述方法包括 形成像素，每個(gè)所述像素都具有光電轉(zhuǎn)換元件，所述光電轉(zhuǎn)換元件用于將入射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)； 形成遮光膜，所述遮光膜設(shè)置在濾色器的多個(gè)濾色器部件之間； 在所述遮光膜上沉積非平坦的粘合劑膜； 在所述粘合劑膜上且在所述遮光膜之間形成所述濾色器；以及在所述濾色器上形成微型透鏡，所述微型透鏡將入射光通過(guò)所述濾色器會(huì)聚到所述光電轉(zhuǎn)換元件上。
9.一種電子設(shè)備,包括 固態(tài)成像裝置，包括 像素，每個(gè)所述像素都具有光電轉(zhuǎn)換元件，所述光電轉(zhuǎn)換元件用于將入射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)， 濾色器，與所述像素相對(duì)應(yīng)，并且具有多個(gè)濾色器部件， 微型透鏡，將所述入射光通過(guò)所述濾色器會(huì)聚到所述光電轉(zhuǎn)換元件， 遮光膜，設(shè)置在所述濾色器的所述濾色器部件之間，以及 非平坦的粘合劑膜，設(shè)置在所述濾色器和所述遮光膜之間；以及 光學(xué)透鏡，將所述入射光引導(dǎo)到所述光電轉(zhuǎn)換元件；以及信號(hào)處理電路，處理 所述電信號(hào)。
全文摘要
一種固態(tài)成像裝置、固態(tài)成像裝置的制造方法和電子設(shè)備。該固態(tài)成像裝置包括像素，每個(gè)像素都具有用于將入射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換元件；濾色器，與像素相對(duì)應(yīng)，并且具有多個(gè)濾色器部件；微型透鏡，將入射光通過(guò)濾色器會(huì)聚到光電轉(zhuǎn)換元件；遮光膜，設(shè)置在濾色器的濾色器部件之間；以及非平坦的粘合劑膜，設(shè)置在濾色器和遮光膜之間。
文檔編號(hào)H01L27/146GK102683366SQ20121005823
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者大塚洋一, 山本篤志, 田渕清隆, 田谷圭司, 荻田知治 申請(qǐng)人:索尼公司