[发明专利]背照式固态图像感测元件及其制造方法和成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及背照式固态图像感测元件、制造背照式固态图像感测元件的方法、以及成像装置。

背景技术

例如，在具有原色（R（红色）、G（绿色）和B（蓝色））彩色滤光器并获取彩色图像的固态成像装置中，半导体衬底上布置了用于红色检测的像素（作为光电转换元件的光电二极管）、用于绿色检测的像素以及用于蓝色检测的像素。在各个像素上，层叠有微透镜（顶部透镜），并且被各个微透镜聚集的入射光通过相应的彩色滤光器进入与微透镜对应的像素。

近来，随着像素数量的增加，具有一千万或更多像素的固态图像感测元件已变为常态。为此，每个像素都被小型化，并且每个像素的尺寸也大致具有入射光波长的级别。然而，就光学原理而言，不可能使透镜焦点处于等于或小于入射光波长的距离内。为此，不可能将红光、绿光和蓝光中具有最长波长的红光聚集到等于或小于大约700nm的波长的距离内。因此，很可能的是，红光将泄漏至相邻像素，从而导致混色或串扰。

为此，在现有技术中，如在专利文献1中所描述的那样，像素的光接收面积被设置成按R像素、G像素和B像素的顺序减小，由此用于接收具有长波长光的红色（R）像素的面积较大，从而混色或串扰减少。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开No.2010-129548

发明内容

本发明所要解决的技术问题

类似于专利文献1中公开的现有技术，如果根据入射光分量的波长来区别地设置各像素的尺寸（光接收面积），可以减少混色和串扰。然而，如果像素的尺寸取决于入射光分量的颜色，则各个颜色之间会出现诸如从像素（光电二极管）读取所获取的图像信号的特性（读电压）、以及每个像素的饱和特性之类的特性的差异，而这是个问题。

本发明的一个目的涉及背照式固态图像感测元件、背照式固态图像感测元件的制造方法以及成像装置，其能够减少接收长波长光的像素与相邻像素的串扰，而不改变每个像素的诸如读取特性和饱和特性之类的特性。

解决问题的手段

根据本发明的背照式固态图像感测元件及其制造方法的特征在于包括：半导体衬底，其中多个光电二极管布置成二维阵列，并且按照从光进入的后表面侧至前表面侧的方式形成多个光电二极管中的每一个；彩色滤光器，其层叠在半导体衬底的后表面侧上以使光分散；微透镜，其针对各个光电二极管层叠在彩色滤光器的后表面侧以便聚集入射光，从而使得入射光进入相应光电二极管的后表面侧；以及信号读取单元，其形成在半导体衬底的前表面侧上，以便读取由光电二极管根据光分量的接收量而检测到的所获取的图像信号；其中，与由彩色滤光器分散并进入光电二极管的光分量的颜色无关地将各个光电二极管的前表面侧的面积都形成为彼此相等，而分散的红光分量所进入的光电二极管的后表面侧的面积被形成为大于绿光分量或蓝光分量所进入的光电二极管的后表面侧的面积。

根据本发明的成像装置的特征在于包括上述背照式固态图像感测元件。

本发明的有益效果

根据本发明，能够减少接收长波长光的像素与相邻像素的串扰，而不改变每个像素（光电二极管）的诸如读取特性和饱和特性之类的特性。

附图说明

图1是根据本发明实施例的成像装置的功能框图。

图2是图示出图1所示的背照式固态图像感测元件的后表面侧上布置的彩色滤光器的示例的示图。

图3示出了沿图2的线IIIA-IIIA截取的示意截面图（图3A）以及比较图（图3B）。

图4是图示出用于形成具有图3A所示的不同杂质浓度的n型区域的掩模的示图。

图5是代替图3A的实施例的另一实施例的示意截面图。

图6是图示出代替图4A的另一实施例的掩模的示图。

具体实施方式

下文将参考附图来描述本发明的实施例。

图1是根据本发明实施例的具有固态图像感测元件的数码相机（成像装置）的功能配置框图。数码相机10包括成像光学系统21、以及布置在成像光学系统21的下一级的成像元件芯片22。成像光学系统21包括成像透镜21a、光圈21b、机械快门（未示出）等。也存在不具有机械快门的型号。