專利名稱：固體攝像器件和電子設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種固體攝像器件和一種電子設備，具體來說，涉及一種能夠防止圖像質(zhì)量下降的固體攝像器件和電子設備。
背景技術(shù)：
一般來說，諸如CMOS (互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器和CXD (電荷耦合器件)圖像傳感器的固體攝像器件廣泛應用于數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機等中。例如，用作像素的光電轉(zhuǎn)換部的PD (光電二極管)對入射至CMOS圖像傳感器上的入射光進行光電轉(zhuǎn)換。隨后，將ro所生成的電荷經(jīng)由傳輸晶體管以傳輸給用作浮動擴散區(qū)的FD(浮動擴散部)，并且放大晶體管輸出與FD中累積的電荷對應的電平的像素信號。近年來，進行了各種研發(fā)以使得固體攝像器件小型化且提高其分辨率。例如，本申請人研發(fā)了能夠逐個像素地控制入射至每個像素上的光的透射的固體攝像器件(例如，參照日本專利特開2004-14802號公報)。參照圖I，說明能夠逐個像素地控制光的透射的固體攝像器件。圖I所示的固體攝像器件11具有從其下層側(cè)開始依次相互層疊的半導體基板12、布線層13、快門層14以及OCL(片上透鏡)層15。在固體攝像器件11中，在半導體基板12中形成有多個H)(光電二極管)16，并且在布線層13中形成有布線17。在圖I中，圖示了兩個相鄰的PD16A和TO16B附近的橫截面，并且布線層13具有兩層構(gòu)造，這兩層構(gòu)造由設有布線17-1的層和設有布線17-2的層形成。而且，在固體攝像器件11中，快門層14針對具有各自roi6的每個像素而控制光的透射。在圖I的例子中，使對應于roi6A的快門層14進入遮光狀態(tài)，而使對應于TO16B的快門層14進入透射狀態(tài)。同時，當光從斜向入射至固體攝像器件11上時，存在光從相鄰像素經(jīng)由布線層13入射的可能性。即，半導體基板12和快門層14之間的厚度大于或等于預定厚度的布線層13的布置導致來自斜向的光直接地或被布線17-1和布線17-2反射后而入射至相鄰像素上。例如，如圖I所示，穿過對應于Η)16Β的快門層14的光可由Η)16Α接收。如上所述，在相關技術(shù)中的能夠逐個像素地控制光的透射的固體攝像器件中，存在使光入射至相鄰像素中的可能性。因此，導致混色而使圖像質(zhì)量下降。從而，須要防止混色的發(fā)生以及圖像質(zhì)量的下降。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況而提出本發(fā)明，因此，本發(fā)明期望防止圖像質(zhì)量的下降。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，提供了一種包括光接收層和快門層的固體攝像器件。光接收層具有光電轉(zhuǎn)換部，所述光電轉(zhuǎn)換部以平面狀態(tài)布置且配置為將接收光轉(zhuǎn)換為電信號?？扉T層配置為控制待入射至光接收層上的光的透射。在固體攝像器件中，光接收層和快門層之間的間隔小于或等于形成于快門層中的快門元件的長度。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，提供了一種包括固體攝像器件的電子設備。固體攝像器件具有光接收層和快門層。光接收層具有光電轉(zhuǎn)換部，所述光電轉(zhuǎn)換部以平面狀態(tài)布置且配置為將接收光轉(zhuǎn)換為電信號?？扉T層配置為控制待入射至光接收層上的光的透射。在固體攝像器件中，光接收層和快門層之間的間隔小于或等于形成于快門層中的快門 元件的長度。在本發(fā)明的實施方式中，將光接收層和快門層之間的間隔設定為小于或等于形成于快門層中的快門元件的長度，所述光接收層具有以平面狀態(tài)布置且配置為將接收光轉(zhuǎn)換為電信號的光電轉(zhuǎn)換部，所述快門層配置為控制待入射至光接收層上的光的透射。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，可防止圖像質(zhì)量的下降。


下面，通過參照附圖以詳述最佳實施方式，則更易于理解本發(fā)明的所述及其它目的、特征和優(yōu)點，在所述附圖中圖I為相關技術(shù)中的能夠逐個像素地控制光的透射的固體攝像器件的橫截面圖；圖2為表示根據(jù)本發(fā)明所適用的固體攝像器件的實施方式的配置例的框圖；圖3為表示固體攝像器件的第一配置例的橫截面圖；圖4為說明固體攝像器件的制造方法的圖；圖5為說明固體攝像器件的另一制造方法的圖；圖6為表示固體攝像器件的第二配置例的橫截面圖；圖7為說明固體攝像器件的制造方法的圖；圖8A 圖SC為表示固體攝像器件的第三配置例的橫截面圖；圖9A和圖9B為表示固體攝像器件的第四配置例的橫截面圖；圖IOA和圖IOB為表示固體攝像器件的第五配置例的橫截面圖；圖IlA和圖IlB為說明其中僅控制綠光透射的固體攝像器件的狀態(tài)的圖；圖12為表示固體攝像器件的第六配置例的橫截面圖；圖13A和圖13B為說明根據(jù)光入射角以調(diào)整快門層的圖；圖14A和圖14B為表示固體攝像器件的第七配置例的橫截面圖；圖15A 圖15C為說明相位差自聚焦的圖；并且圖16為表示電子設備中安裝的攝像裝置的配置例的框圖。
具體實施例方式下面，參照附圖，詳述本發(fā)明所適用的具體實施方式
。圖2為表示本發(fā)明所適用的固體攝像器件的實施方式的配置例的框圖。在圖2中，固體攝像器件21具有像素部22、垂直驅(qū)動部23、列處理部24、水平驅(qū)動部25、輸出部26、驅(qū)動控制部27以及快門驅(qū)動部28。
像素部22具有以陣列狀排列的多個像素31。各像素31經(jīng)由與各像素31的行數(shù)對應的多個水平信號線而連接至垂直驅(qū)動部23，并且經(jīng)由與各像素31的列數(shù)對應的多個垂直信號線而連接至列處理部24。換言之，像素部22的多個像素31布置于各水平信號線與各垂直信號線的相互交叉點處。根據(jù)由垂直驅(qū)動部23提供的驅(qū)動信號，像素部22將與通過光電轉(zhuǎn)換生成的電荷對應的電平的像素信號輸出給列處理部24。而且，像素部22的各像素31具有各自的H)(光電二極管)32以及各自的快門元件33,PD32用作光電轉(zhuǎn)換部，而快門元件33層疊于TO32的光接收面?zhèn)??？扉T元件33根據(jù)快門驅(qū)動部28的控制而控制入射光對TO32的透射?？刹捎萌绫旧暾埲颂峤坏娜毡緦＠亻_2007-188047號公報所公開的 顯示裝置中使用的有源矩陣型液晶快門以作為快門元件33。注意，還可將MEMS (微機電系統(tǒng))元件和其它元件用作快門元件33。垂直驅(qū)動部23經(jīng)由對應的水平信號線而為像素部22的多個像素31的每行依次提供驅(qū)動信號(諸如傳輸信號、選擇信號和復位信號)以驅(qū)動每個像素31。列處理部24經(jīng)由對應的垂直信號線對從各像素31輸出的像素信號實施⑶S (相關雙采樣)處理以提取像素信號的信號電平，并且獲得對應于各像素31的光接收量的像素數(shù)據(jù)。水平驅(qū)動部25向列處理部24提供驅(qū)動信號，以為了像素部22的多個像素31的每列，從列處理部24輸出由各像素31獲得的像素數(shù)據(jù)。輸出部26在基于水平驅(qū)動部25的驅(qū)動信號的時刻從列處理部24接收像素數(shù)據(jù)。例如，輸出部26對像素數(shù)據(jù)進行放大并將所得到的像素數(shù)據(jù)輸出給后級圖像處理電路。驅(qū)動控制部27控制對固體攝像器件21內(nèi)部的每個模塊的驅(qū)動。例如，驅(qū)動控制部27根據(jù)每個模塊的驅(qū)動周期而生成時鐘信號，并將所生成的時鐘信號提供給每個模塊。快門驅(qū)動部28控制快門元件33的透射狀態(tài)和遮光狀態(tài)之間的切換。圖3為表示固體攝像器件21的第一配置例的橫截面圖。圖3表示以陣列狀布置的多個像素31中的兩個相鄰像素31A和像素31B附近的橫截面。如圖3所示，固體攝像器件21包括從下層側(cè)開始依次相互層疊的布線層41、半導體基板42、絕緣膜43、快門層44以及OCL(片上透鏡)層45。注意，固體攝像器件21為所謂的背側(cè)照射型CMOS圖像傳感器，其中，使入射光照射在半導體基板42的與設有布線層41的正面相反的背面(面向圖3的上側(cè)的表面)上。布線層41例如由布置于布線層41下方的基板支撐件(未圖示)所支撐，并且具有嵌入層間絕緣膜47中的布線46以讀出形成于半導體基板42中的H)(光電二極管)32的電荷等。而且，布線層41可采用具有布線46的多個層的構(gòu)造。在圖3的例子中，布線層41具有兩層構(gòu)造，這兩層構(gòu)造由設有布線46-1的層和設有布線46-2的層形成。例如，在半導體基板42中，分別形成于P型硅層(P型阱)48內(nèi)部且由N型區(qū)構(gòu)成的各TO32形成為與半導體基板42的背面?zhèn)?圖3中的上側(cè))接觸。TO32將接收光轉(zhuǎn)換為電信號。半導體基板42具有以平面狀態(tài)布置的多個PD32，并用作接收光的光接收層。絕緣膜43由透明絕緣材料制成，并且使半導體基板42與快門層44絕緣。在快門層44中，在對向電極50和驅(qū)動面板52之間夾有液晶層51，并朝向半導體基板42側(cè)層疊對向電極50。而且，在快門層44中，驅(qū)動面板52具有例如用于每個像素31的獨立電極以形成快門元件33，快門元件33能夠為每個像素31控制入射光的透射。換言之，針對一個TO32布置有一個快門元件33。然后，例如，當圖2所示的快門驅(qū)動部28對驅(qū)動面板52的電極施加電壓時，使快門元件33進入遮光狀態(tài)。在圖3的例子中，使像素31A的快門元件33A進入遮光狀態(tài)，而使像素31B的快門元件33B進入透射狀態(tài)。在OCL層45中，為各個像素31以陣列狀布置有小型透鏡，所述小型透鏡用于將入射光聚集于TO32上。注意，以下各配置例可具有或者可不具有OCL層45。在如此配置的固體攝像器件21中，根據(jù)快門驅(qū)動部28的控制而切換快門層44中的快門元件33的透射狀態(tài)和遮光狀態(tài)。因此，固體攝像器件21可為每個TO32而控制光的照射。而且，在固體攝像器件21中，布線層41布置于半導體基板42的光入射面的相反偵U。換言之，布線層41未布置于半導體基板42和快門層44之間。通過這種配置，固體攝像器件21中的半導體基板42和快門層44之間的間隔可小于相關技術(shù)的固體攝像器件中的相應間隔。因此，固體攝像器件21可防止來自相鄰像素31的光的入射。`例如，在以上參照圖I所述的固體攝像器件11中，在半導體基板12和快門層14之間布置有布線層13。因此，存在使光從相鄰像素經(jīng)由布線層13入射的可能性。另一方面，在固體攝像器件21中，使得半導體基板42和快門層44之間的間隔小于或等于預定長度。因此，可防止相關技術(shù)中的固體攝像器件所發(fā)生的光的入射。于是，固體攝像器件21可防止因發(fā)生混色所導致的圖像質(zhì)量的下降，并且比相關技術(shù)中的固體攝像器件進一步提高了圖像質(zhì)量。此處，半導體基板42和快門層44之間的預定間隔設定為小于或等于例如形成于快門層44中的快門元件33的長度X。因此，固體攝像器件21可防止來自相鄰像素的光的入射。即，在半導體基板42和快門層44之間的間隔、即半導體基板42的上表面和快門層44的下表面之間的間隔(在圖3的配置中為絕緣膜43的厚度)大于快門元件33在平面方向上的長度X的情況下，認為在原理上降低了對于斜向光的遮光性能(發(fā)生混色等)。另一方面，在半導體基板42和快門層44之間的間隔設定為小于或等于快門元件33在平面方向上的長度X的情況下，可通過布置快門層44而可靠地獲得對每個像素31的遮光效果。注意，預定間隔更優(yōu)選地設定為零。即，半導體基板42可與快門層44接觸。此處，在圖3所示的固體攝像器件21的配置例中，針對一個TO32布置有一個快門元件33。因此，快門元件33在其平面方向上的長度X相當于TO32在平面方向上的尺寸。另一方面，如后所述，在針對一個TO32布置有多個快門元件33的情況下，使得半導體基板42和快門層44之間的間隔小于或等于每個快門元件33的長度、即遠小于TO32的尺寸。注意，即使在半導體基板42和快門層44之間布置有布線層的情況下，仍期望使布線層的厚度小于或等于快門元件33的長度，并使布線層中設有的布線為一層以下。而且，如圖I中的固體攝像器件11所示，即使在半導體基板12和快門層14之間布置有布線層13的情況下，仍假設隨著各像素間的遮光區(qū)域的增大而可防止混色。然而，各像素間的遮光區(qū)域的增大導致待入射至roi6上的光量的下降。于是，降低了固體攝像器件11的靈敏度。另一方面，就固體攝像器件21而言，不必增加各像素間的遮光區(qū)域。因此，可防止固體攝像器件21的靈敏度的下降。而且，在圖I所示的固體攝像器件11中，隨著像素變得小型化，將布線層13布置于roie的光入射側(cè)降低了固體攝像器件11的靈敏度和S/N(信噪)比。另一方面，在固體攝像器件21中，布線層41布置于TO32的光入射側(cè)的相反側(cè)。因此，可防止固體攝像器件21的S/N比下降。而且，隨著靈敏度的提高，固體攝像器件21可允許在暗場景下拍攝清晰圖像。而且，就此而言，固體攝像器件21可比相關技術(shù)中的固體攝像器件進一步提高圖像質(zhì)量。而且，快門元件33不僅可在透射狀態(tài)和遮光狀態(tài)之間切換，還可調(diào)整透射光量。例如，即使在CCD固體攝像器件中由于施加強光源而發(fā)生拖尾現(xiàn)象的屏中，固體攝像器件21利用與強光源的部分對應的快門元件33進行調(diào)光(減少透射光量)，從而可防止拖尾現(xiàn)象的發(fā)生。此外，在屏幕中一起存在暗部和亮部的情況下，固體攝像器件21通過快門層44對與亮部對應的像素31進行調(diào)光(適當調(diào)整透射光量)，從而可減少待入射至半導體基板42上的光。例如，在例如對夜景進行攝像的情況下、即在暗處攝像時，一般來說，傳感器的累積時間長。因此，如果在屏幕中存在如電燈泡和月亮的亮部，則隨著亮部的飽和會導致曝光 過度。另一方面，固體攝像器件21通過快門層44對屏幕中的這種亮部進行調(diào)光(有意調(diào)暗)，從而可防止亮部的飽和(曝光過度)。即，在不使亮部曝光過度的情況下，固體攝像器件21可實現(xiàn)明亮地對暗部攝像、即擴大動態(tài)范圍。而且，為擴大動態(tài)范圍，例如，相關技術(shù)中采用了將累積時間各不同的多個圖像合成的方法。另一方面，固體攝像器件21可通過一個圖像以擴大動態(tài)范圍，并以豐富的色階表示整個屏。而且，因為固體攝像器件21通過快門層44控制光的透射與不透射，故固體攝像器件21例如可用作相關技術(shù)中的攝像裝置的機械快門。這有助于攝像裝置的小型化(免除機械快門)及重量減輕。下面，參照圖4，說明固體攝像器件21的制造方法。在第一步驟中，例如，從半導體基板42的正面?zhèn)冗M行離子注入。于是，在P型硅層48中形成TO32。隨后，每當在半導體基板42的正面上以預定厚度層疊層間絕緣膜47時，形成布線46。于是，形成布線層41。在第二步驟中，使得半導體基板42的層疊有布線層41的正面?zhèn)瘸?，在半導體基板42的背面上層疊絕緣膜43。在第三步驟中，在絕緣膜43上層疊對向電極50，并且隔著液晶層51以層疊驅(qū)動面板52。于是,形成快門層44。在第四步驟中，在快門層44上層疊OCL層45。通過上述步驟以制造固體攝像器件21。接下來，參照圖5，說明固體攝像器件21的另一制造方法。在第一步驟中，與以上參照圖4所述的第一步驟和第二步驟同樣地，形成其中層疊有布線層41、半導體基板42以及絕緣膜43的構(gòu)造。在第二步驟中，形成其中在快門層44上層疊OCL層45的構(gòu)造。在快門層44中，對向電極50和驅(qū)動面板52形成為夾著液晶層51。在第三步驟中，將第二步驟中形成的構(gòu)造中的對向電極50接合至第一步驟中形成的構(gòu)造中的絕緣膜43。通過上述步驟以制造固體攝像器件21。接下來，參照圖6，說明固體攝像器件21的第二配置例。注意，以相同的附圖標記表示與圖3所示的固體攝像器件21的構(gòu)件相同的構(gòu)件，并且省略了詳細說明。如圖6所示，固體攝像器件21A具有從下層開始依次相互層疊的布線層41、半導體基板42、快門層44以及OCL層45。S卩，在圖3所示的固體攝像器件21中，在半導體基板42上隔著絕緣膜43以層疊快門層44。另一方面，在固體攝像器件21A中，在半導體基板42上直接層疊快門層44。在如此配置的固體攝像器件2IA中，將半導體基板42的TO32與快門層44的對向電極50相互電連接。因此，例如，通過對對向電極50施加負偏置，固體攝像器件21A可獲得釘扎效應，從而可減少例如白點和暗電流的發(fā)生。接下來，參照圖7，說明固體攝像器件21A的制造方法。在第一步驟中，例如，從半導體基板42的正面?zhèn)冗M行離子注入。于是，在P型硅層48中形成TO32。隨后，每當在半導體基板42的正面上以預定厚度層疊層間絕緣膜47時，形成布線46。于是，形成布線層41。在第二步驟中，使得其中在半導體基板42上層疊有布線層41的正面?zhèn)瘸?，在半導體基板42的背面上層疊對向電極50。在第三步驟中，在對向電極50上隔著液晶層51以層疊驅(qū)動面板52。于是，形成快門層44。在第四步驟中，在快門層44上層疊OCL層45。通過上述步驟以制造固體攝像器件21A。接下來，參照圖8A 圖SC，說明固體攝像器件21的第三配置例。注意，以相同的附圖標記表示與圖3所示的固體攝像器件21的構(gòu)件相同的構(gòu)件，并且省略了詳細說明。而且，在圖8A 圖8C中，未圖示OCL層45。圖8A表示如圖6所示的第二配置例的固體攝像器件21A。如上所述，在固體攝像器件2IA中，對于每個像素31，針對一個TO32布置有一個快門元件33。即，在固體攝像器件2IA中，在像素3IA中，針對PD32A布置有快門元件33A，并且在像素3IB中，針對TO32B布置有快門元件33B。而且，在固體攝像器件21A中，快門層44由驅(qū)動面板52構(gòu)成，驅(qū)動面板52為每個像素31設有一個獨立電極。圖SB表示作為第三配置例的固體攝像器件21B。如圖SB所示，在固體攝像器件2IB中，對于每個像素31，針對一個TO32布置有兩個快門元件33。S卩，在固體攝像器件2IB中，在像素31A中，針對PD32A布置有快門元件33仏和快門元件33A2，并且在像素3IB中，針對TO32B布置有快門元件33Bi和快門元件33B2。而且，在固體攝像器件2IB中，快門層44’由驅(qū)動面板52’構(gòu)成，驅(qū)動面板52’為每個像素31設有兩個獨立電極。圖8C表示作為第三配置例的變型例的固體攝像器件21B’。如圖8C所示，在固體攝像器件21B’中，對于每個像素31，針對一個TO32布置有五個快門元件33。S卩，在固體攝像器件2 IB ^中，在像素3IA中，針對PD32A布置有五個快門元件33仏 33A5，并且在像素3IB中，針對TO32B布置有五個快門元件而且，在固體攝像器件21B’中，快門層44"由驅(qū)動面板52"構(gòu)成，驅(qū)動面板52"為每個像素31設有五個獨立電極。如上所述，在固體攝像器件21中，對于每個像素31，可針對一個TO32布置有多個快門元件33。注意，即使針對一個TO32布置有多個快門元件33的情況下，如上所述，半導體基板42和快門層44之間的間隔仍設定為小于或等于形成于快門層44中的快門元件33在平面方向上的長度。即，在固體攝像器件21B中，在半導體基板42上直接層疊快門層44’。此處，例如，如果在半導體基板42和快門層44’之間布置有布線層、濾色器等，則半導體基板42和快門層44’之間的間隔設定為小于或等于快門元件33的長度類似地，在固體攝像器件21B’中，如果在半導體基板42和快門層44"之間布置有布線層、濾色器等，則半導體基板42和快門層44"之間的間隔設定為小于或等于快門元件33的長度X2。接下來，參照圖9A和圖9B，說明固體攝像器件21的第四配置例。注意，以相同的附圖標記表示與圖3所示的固體攝像器件21的構(gòu)件相同的構(gòu)件，并且省略了詳細說明。圖9A表示作為第四配置例的固體攝像器件21C。如圖9A所示，固體攝像器件21C具有從下層開始依次相互層疊的布線層41、半導體基板42、快門層44、濾色器61以及OCL層45。在固體攝像器件2IC中，對于每個像素31，針對一個TO32布置有一個快門元件33。即，在固體攝像器件21C中，濾色器61布置在快門層44和OCL層45之間。在濾色器61中，為各個像素31布置有使對應顏色的光從中透射的濾光片。在圖9A的例子中，·在像素31A中布置有使綠光從中透射的濾光片、在像素31B中布置有使藍光從中透射的濾光片并且在像素31C中布置有使紅光從中透射的濾光片。圖9B表示作為第四配置例的變型例的固體攝像器件21C’。如圖9B所示，固體攝像器件21C’具有從下層開始依次相互層疊的布線層41、半導體基板42、濾色器61、快門層44以及OCL層45。在固體攝像器件21C’中，對于每個像素31，針對一個TO32布置有一個快門元件33。即，在固體攝像器件21C’中，濾色器61布置在半導體基板42和快門層44之間。如圖9A和圖9B所示，濾色器61可布置于快門層44的上側(cè)和下側(cè)中的任一側(cè)。接下來，參照圖10A、圖10B、圖IlA及圖11B，說明固體攝像器件21的第五配置例。注意，以相同的附圖標記表示與圖3所示的固體攝像器件21的構(gòu)件相同的構(gòu)件，并且省略了詳細說明。圖IOA表示作為第五配置例的固體攝像器件21D。如圖IOA所示，固體攝像器件21D具有從下層開始依次相互層疊的布線層41、半導體基板42、快門層44"、濾色器61以及OCL層45。而且，在固體攝像器件2ID中，對于每個像素31，針對一個TO32布置有多個快門元件33。即，在固體攝像器件21D中，在像素31A中，針對TO32A布置有五個快門元件33A廣33A5，并且在濾色器61中，布置有使綠光從中透射的濾光片以對應于像素31A。而且，在像素3IB中，針對PD32B布置有五個快門元件33B廣33B5，并且在濾色器61中，布置有使藍光從中透射的濾光片以對應于像素31B。而且，在像素31C中，針對H)32C布置有五個快門元件33Q 33C5，并且在濾色器61中，布置有使紅光從中透射的濾光片以對應于像素31C。圖IOB表示作為第五配置例的變型例的固體攝像器件21D’。固體攝像器件21D’與固體攝像器件21D的不同之處僅在于，在濾色器61’中，布置有多個顏色的濾光片以對應于一個像素31。在固體攝像器件21D’中，在濾色器61’中，布置有使綠光、藍光、紅光從中透射的各個濾光片以對應于像素31A。注意，針對兩個快門元件33布置有綠光濾光片和藍光濾光片，并且針對一個快門元件33布置有紅光濾光片。S卩，在濾色器61’中，針對快門元件33Ai和快門元件33A2布置有綠光濾光片、針對快門元件33A3和快門元件33A4布置有藍光濾光片并且針對快門元件33A5布置有紅光濾光片以對應于像素31A。而且，在濾色器61’中，針對快門元件SSB1布置有紅光濾光片、針對快門元件33B2和快門元件33B3布置有綠光濾光片并且針對快門元件33B4和快門元件33B5布置有藍光濾光片以對應于像素31B。類似地，在濾色器61’中，針對快門元件33Q和快門元件33(2布置有紅光濾光片、針對快門元件33C3和快門元件33(；布置有綠光濾光片并且針對快門元件33C5布置有藍光濾光片以對應于像素31C。如上所述，在其中布置多個顏色的濾光片以對應于一個像素31的固體攝像器件21D’中，可根據(jù)場合需求而為每個像素31選擇待入射至TO32上的光的顏色。例如，當對在草地上方有藍天的構(gòu)圖進行攝像時，固體攝像器件21D’提高了對應于藍天的區(qū)域中的藍 色的分辨率以及對應于草地的區(qū)域中的綠色的分辨率，從而可細致地拍攝清晰圖像。因此，在此情況下，對于在對應于藍天的區(qū)域中布置的像素31，固體攝像器件21D’控制與藍光濾光片對應的快門元件33以進入透射狀態(tài)，并且控制與綠光濾光片和紅光濾光片對應的快門元件33以進入遮光狀態(tài)。類似地，對于在對應于草地的區(qū)域中布置的像素31，固體攝像器件21D’控制與綠光濾光片對應的快門元件33以進入透射狀態(tài)，并且控制與藍光濾光片和紅光濾光片對應的快門元件33以進入遮光狀態(tài)。通過這種控制，固體攝像器件21D’可提高顏色分辨率并拍攝細微圖像。例如，圖IlA和圖IlB表示僅綠光被控制為透射的狀態(tài)。圖IlA所示的固體攝像器件21D"具有從下層開始依次相互層疊的布線層41、半導體基板42、濾色器61"、快門層44"以及OCL層45。而且，在固體攝像器件21D"中，對于每個像素31，在濾色器61"中，針對一個TO32布置有多個顏色的濾光片，并且快門層44"能夠為每個濾光片控制入射光的透射。如圖IlB所示，濾色器61"使得綠色、藍色、紅色以所謂的拜耳圖形排列，并且快門層44"為每個顏色而控制入射光的透射。在圖IlA和圖IlB的例子中，使與藍光濾光片和紅光濾光片對應的快門元件33進入遮光狀態(tài)，而使與綠光濾光片對應的快門元件33進入透射狀態(tài)。于是，綠光透過濾光片且被TO32接收。因此，固體攝像器件21D"可提高綠色的分辨率。注意，在圖IlA所示的固體攝像器件21D"中，濾色器61"介于半導體基板42和快門層44"之間。然而，快門層44"可介于半導體基板42和濾色器61"之間。而且，在固體攝像器件21中，可根據(jù)入射光相對于固體攝像器件21的入射角而控制快門層44中的待進入遮光狀態(tài)的區(qū)域。接下來，參照圖12、圖13A和圖13B，說明固體攝像器件21的第六配置例。注意，以相同的附圖標記表示與圖3所示的固體攝像器件21的構(gòu)件相同的構(gòu)件，并且省略了詳細說明。圖12所示的固體攝像器件21E具有從下層開始依次相互層疊的布線層41、半導體基板42、快門層44、濾色器61以及OCL層45。在濾色器61中，為各個像素31布置有使得對應顏色的光從中透射的濾光片?？扉T層44可以比像素31更細微的間距而調(diào)整待進入遮光狀態(tài)和透射狀態(tài)的區(qū)域。例如，當其中安裝有固體攝像器件21E的攝像裝置的光學系統(tǒng)(諸如F值和透鏡)發(fā)生變化時，待入射至固體攝像器件21E上的入射光的角度也發(fā)生變化。此時，在固體攝像器件21E中，圖2所示的快門驅(qū)動部28根據(jù)光學系統(tǒng)的狀態(tài)而調(diào)整快門層44中的待進入遮光狀態(tài)的區(qū)域。換言之，如圖12所示，快門驅(qū)動部28調(diào)整快門層44中的待進入遮光狀態(tài)的區(qū)域，從而防止光透過相鄰像素31的OCL層45和濾色器61而入射。于是，固體攝像器件21E可在不降低其靈敏度的情況下，防止由相鄰像素31引起的混色所導致的圖像質(zhì)量的劣化。例如，在將透鏡安裝于攝像裝置時或當透鏡的光圈(F值)發(fā)生變化時，其中安裝有固體攝像器件21E的攝像裝置的控制電路(例如，后述的圖16所示的控制電路104)可識別出所安裝的透鏡的種類和諸如F值(光圈狀態(tài))的透鏡信息(光學特性和光入射角的特性)。而且，在快門驅(qū)動部28中，預先設有表 以便與每個透鏡(光入射角)關聯(lián)，在該表中注冊有表示快門層44中的待進入遮光狀態(tài)的最優(yōu)區(qū)域的信息。而且，快門驅(qū)動部28與控制電路進行通信，以識別出攝像裝置的目前的光學系統(tǒng)的狀態(tài)，并根據(jù)光入射角以調(diào)整快門層44中的待進入遮光狀態(tài)的區(qū)域。接下來，參照圖13A和圖13B，說明根據(jù)光入射角而進入遮光狀態(tài)的區(qū)域。圖13A表示光入射角小的固體攝像器件21E，且圖13B表示光入射角大的固體攝像器件21E。注意，在圖13A和圖13B中，未圖示OCL層45。如圖13A和圖13B所示，在快門層44中，從相鄰像素31入射的光(混色成分)被遮蔽。而且，隨著光入射角增大，待進入遮光狀態(tài)的區(qū)域發(fā)生偏移。于是，固體攝像器件21E可更可靠地遮蔽從相鄰像素31入射的光。而且，在固體攝像器件21E中，例如根據(jù)透鏡而調(diào)整快門層44中的待進入遮光狀態(tài)的區(qū)域。于是，固體攝像器件21E可在每個像高處自動進行瞳孔校正以對應于透鏡中的光入射角。在相關技術(shù)中，通過固定布局的遮光膜以進行瞳孔校正。因此，當置換透鏡時，在遮光膜的瞳孔校正中導致失配，并且可在圖像質(zhì)量中發(fā)生陰影現(xiàn)象。而且，當改變攝像裝置的透鏡規(guī)格時，必需根據(jù)所述規(guī)格重新設計遮光膜以進行最優(yōu)的瞳孔校正。因此，由于增加了開發(fā)工作和十字線(reticle)，故提高了制造成本。而且，由于對遮光膜的接合以及對線寬的處理不規(guī)則，因而產(chǎn)率下降。另一方面，因為固體攝像器件21E可通過快門層44調(diào)整瞳孔校正，故不必進行上述的遮光膜的重新設計。因此，固體攝像器件21E可降低掩模成本、提高開發(fā)工作的效率并且降低制造成本。而且，由于為每個固體攝像器件21E調(diào)整了最優(yōu)瞳孔校正，故可在不考慮處理不規(guī)則的情況下提高產(chǎn)量和產(chǎn)率。這還導致了制造成本的降低。接下來，參照圖14A和圖14B，說明固體攝像器件21的第七配置例。注意，以相同的附圖標記表示與圖3所示的固體攝像器件21的構(gòu)件相同的構(gòu)件，并且省略了詳細說明。在圖14A和圖14B所示的固體攝像器件21G中，針對多個像素31共同驅(qū)動快門層44。例如，在圖3所示的固體攝像器件21中，為每個像素31單獨驅(qū)動快門層44的驅(qū)動面板52。另一方面，在固體攝像器件21G中，為多個像素31驅(qū)動快門層44的驅(qū)動面板52，并且對多個像素31共同控制光的透射?；蛘?，可通過快門層44的整個驅(qū)動面板52 —致地驅(qū)動固體攝像器件21G。于是，僅通過控制對驅(qū)動面板52施加的電壓，即可通過快門層44共同調(diào)整整個屏的透光率。例如，圖14A表示整個快門層44共同進入透射狀態(tài)的固體攝像器件21G，且圖14B表示整個快門層44共同進入遮光狀態(tài)的固體攝像器件21G。而且，固體攝像器件21可用于實現(xiàn)相位差自聚焦的功能。接下來，參照圖15A 圖15C，說明相位差自聚焦。如圖15A所示，透鏡將來自對象的光聚集在傳感器(固體攝像器件)的光接收面上。在相關技術(shù)中，如圖15B所示，為了采用固體攝像器件實現(xiàn)相位差自聚焦的功能，在具有光接收部的硅層的光接收面?zhèn)炔贾糜杏山饘僦瞥傻恼诠饽ぃ撜诠饽γ總€像素的 右側(cè)和左側(cè)交替地遮光。于是，穿過透鏡右側(cè)的光束和穿過透鏡左側(cè)的光束單獨地入射至硅層上。基于由穿過透鏡右側(cè)的光束形成的圖像和由穿過透鏡左側(cè)的光束形成的圖像之間的偏差以調(diào)整聚焦。而且，如圖15C所示，通過采用為每個像素31而針對一個TO32布置有兩個快門元件33的固體攝像器件2IB (圖8B)，可使得穿過透鏡右側(cè)的光束和穿過透鏡左側(cè)的光束經(jīng)由取代上述金屬的快門層44"而單獨地入射。于是，穿過透鏡右側(cè)的光束入射至TO32A上，而穿過透鏡左側(cè)的光束入射至PD32B上。以此方式，固體攝像器件21B可基于由這些光束所形成的各圖像間的偏差以調(diào)整聚焦。而且，上述各配置例的固體攝像器件21可適用于各種電子設備，所述電子設備包括諸如數(shù)碼相機和數(shù)碼攝像機的攝像系統(tǒng)、具備攝像功能的移動電話機或者具備攝像功能的其它裝置。圖16為表示電子設備中安裝的攝像裝置的配置例的框圖。如圖16所示，攝像裝置101具有光學系統(tǒng)102、攝像器件103、控制電路104、信號處理電路105、監(jiān)視器106以及存儲器107，并且能夠?qū)o止圖像和動態(tài)圖像進行攝像。光學系統(tǒng)102具有一個或多個透鏡、將來自對象的圖像光(入射光)導入攝像器件103中并且在攝像器件103的光接收面(傳感器部)上成像。上述任一配置例中的固體攝像器件21均可以應用于攝像器件103。在攝像器件103中，根據(jù)經(jīng)由光學系統(tǒng)102而在光接收面上形成的圖像，在特定時段內(nèi)累積電子。然后，根據(jù)攝像器件103中所累積的電子的信號被提供給信號處理電路105?？刂齐娐?04獲得關于光學系統(tǒng)102的透鏡的信息(光學特性、F值等)，并將所獲得的信息提供給攝像器件103(例如固體攝像器件21的快門驅(qū)動部28)，從而調(diào)整快門層44中的待進入遮光狀態(tài)的區(qū)域。而且，控制電路104從攝像器件103獲得表示參照圖15A 圖15C所述的各圖像間的偏差的信息，并根據(jù)偏差以控制光學系統(tǒng)102的聚焦。信號處理電路105對從攝像器件103輸出的信號電荷實施各種信號處理。當信號處理電路105對信號電荷實施信號處理時所獲得的圖像(圖像數(shù)據(jù))被提供給且顯示于監(jiān)視器106上，或者提供給且存儲(記錄)于存儲器107中。通過將上述固體攝像器件21應用于攝像器件103，如此配置的攝像裝置101可進
一步提聞圖像質(zhì)量。此外，本發(fā)明的固體攝像器件21不僅可適用于背側(cè)照射型CMOS固體攝像器件，還可適用于C⑶固體攝像器件。而且，固體攝像器件21還可適用于其中的光電轉(zhuǎn)換部由除硅以外的材料制成的攝像器件。即，固體攝像器件21可適用于任何攝像器件，只要所述攝像器件能夠?qū)⒐廪D(zhuǎn)換為電信號即可。注意，本發(fā)明還可采用下列配置。I. 一種固體攝像器件，其包括光接收層，其具有至少一個光電轉(zhuǎn)換部，所述光電轉(zhuǎn)換部以平面狀態(tài)布置且配置為將接收光轉(zhuǎn)換為電信號；和快門層，其配置為控制待入射至所述光接收層上的光的透射，其中，所述光接收層和所述快門層之間的間隔小于或等于形成于所述快門層中的至少一個快門元件的長度。2.如I所述的固體攝像器件，還包括布線層，其具有連接至所述光接收層的布線，其中，所述布線層布置于所述光接收層的與有光照射的表面相反側(cè)的表面上。3.如I或2所述的固體攝像器件，其中，所述快門層的配置為由電極夾著液晶層。4.如I或2所述的固體攝像器件，其中，作為控制所述快門層中的光的透射的單元的所述至少一個快門元件針對所述光接收層中的所述至少一個光電轉(zhuǎn)換部而布置。5.如4所述的固體攝像器件，其中，所述至少一個快門元件包括多個快門元件,并且所述多個快門元件針對所述光接收層中的所述至少一個光電轉(zhuǎn)換部而布置。6.如I所述的固體攝像器件，還包括濾色器層，其布置于所述快門層的上側(cè)和下側(cè)中的任一側(cè)，其中，所述濾色器層具有濾光片，該濾光片以平面狀態(tài)布置且配置為使預定顏色的光從中透射。7.如I所述的固體攝像器件，還包括濾色器層，其布置于所述光接收層的有光照射的表面上，其中，所述濾色器層具有濾光片，該濾光片以平面狀態(tài)布置且配置為使預定顏色的光從中透射。8.如6或7所述的固體攝像器件，其中，所述濾色器層具有針對所述光接收層中的所述至少一個光電轉(zhuǎn)換部而布置的多個顏色的濾光片。9.如I或2所述的固體攝像器件，其中，所述至少一個光電轉(zhuǎn)換部包括多個光電轉(zhuǎn)換部，并且所述快門層配置為針對所述光接收層中的所述多個光電轉(zhuǎn)換部而共同控制光的透射。10.如I或2所述的固體攝像器件，其中，所述快門層配置為根據(jù)光相對于所述至少一個光電轉(zhuǎn)換部的入射角以調(diào)整遮光區(qū)域。11.如I或2所述的固體攝像器件，其中，在所述光接收層和所述快門層之間夾有絕緣膜，所述絕緣膜使得所述光接收層和所述快門層彼此絕緣。12. 一種電子設備，其包括如I 11之一所述的固體攝像器件。13.如12所述的電子設備，還包括光學系統(tǒng)，其配置為將光聚集在所述固體攝像器件的光接收面上；和控制部，其配置為根據(jù)所述光學系統(tǒng)的光學特性以控制所述快門層中的遮光區(qū)域。 本領域的技術(shù)人員應當明白，在不脫離所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)，取決于設計需要和其它因素可出現(xiàn)各種變化、組合、子組合和替代。
權(quán)利要求
1.一種固體攝像器件，其包括 光接收層，其具有至少一個光電轉(zhuǎn)換部，所述光電轉(zhuǎn)換部以平面狀態(tài)布置且配置為將接收光轉(zhuǎn)換為電信號；和 快門層，其配置為控制待入射至所述光接收層上的光的透射，其中， 所述光接收層和所述快門層之間的間隔小于或等于形成于所述快門層中的至少一個快門元件的長度。
2.如權(quán)利要求I所述的固體攝像器件，還包括 布線層，其具有連接至所述光接收層的布線，其中，所述布線層布置于所述光接收層的與有光照射的表面相反側(cè)的表面上。
3.如權(quán)利要求I或2所述的固體攝像器件，其中，所述快門層的配置為由電極夾著液晶層。
4.如權(quán)利要求I或2所述的固體攝像器件，其中， 作為控制所述快門層中的光的透射的單元的所述至少一個快門元件針對所述光接收層中的所述至少一個光電轉(zhuǎn)換部而布置。
5.如權(quán)利要求4所述的固體攝像器件，其中， 所述至少一個快門元件包括多個快門元件，并且所述多個快門元件針對所述光接收層中的所述至少一個光電轉(zhuǎn)換部而布置。
6.如權(quán)利要求I所述的固體攝像器件，還包括 濾色器層，其布置于所述快門層的上側(cè)和下側(cè)中的任一側(cè)，其中，所述濾色器層具有濾光片，該濾光片以平面狀態(tài)布置且配置為使預定顏色的光從中透射。
7.如權(quán)利要求I所述的固體攝像器件，還包括 濾色器層，其布置于所述光接收層的有光照射的表面上，其中，所述濾色器層具有濾光片，該濾光片以平面狀態(tài)布置且配置為使預定顏色的光從中透射。
8.如權(quán)利要求6或7所述的固體攝像器件，其中， 所述濾色器層具有針對所述光接收層中的所述至少一個光電轉(zhuǎn)換部而布置的多個顏色的濾光片。
9.如權(quán)利要求I或2所述的固體攝像器件，其中， 所述至少一個光電轉(zhuǎn)換部包括多個光電轉(zhuǎn)換部，并且所述快門層配置為針對所述光接收層中的所述多個光電轉(zhuǎn)換部而共同控制光的透射。
10.如權(quán)利要求I或2所述的固體攝像器件，其中， 所述快門層配置為根據(jù)光相對于所述至少一個光電轉(zhuǎn)換部的入射角以調(diào)整遮光區(qū)域。
11.如權(quán)利要求I或2所述的固體攝像器件，其中，在所述光接收層和所述快門層之間夾有絕緣膜，所述絕緣膜使得所述光接收層和所述快門層彼此絕緣。
12.一種電子設備，其包括如權(quán)利要求I 11之一所述的固體攝像器件。
13.如權(quán)利要求12所述的電子設備，還包括 光學系統(tǒng)，其配置為將光聚集在所述固體攝像器件的光接收面上；和 控制部，其配置為根據(jù)所述光學系統(tǒng)的光學特性以控制所述快門層中的遮光區(qū)域。
全文摘要
一種能夠防止圖像質(zhì)量下降的固體攝像器件和電子設備，所述固體攝像器件包括光接收層和快門層。光接收層具有光電轉(zhuǎn)換部，所述光電轉(zhuǎn)換部以平面狀態(tài)布置且配置為將接收光轉(zhuǎn)換為電信號?？扉T層配置為控制待入射至光接收層上的光的透射。在固體攝像器件中，光接收層和快門層之間的間隔小于或等于形成于快門層中的快門元件的長度。
文檔編號H01L27/146GK102956656SQ20121029489
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者山下和芳 申請人:索尼公司