成像元件及其制造方法

成像元件及其制造方法
【專利摘要】本技術涉及一種可以減少在芯片上透鏡和光電二極管之間發生的混色的成像元件及其制造方法。所述成像元件包括第一單位像素，第一單位像素包含接收光的光電二極管單元、面向所述光電二極管單元的至少一部分的第一濾色片和面向第一濾色片的第二濾色片，第一濾色片和第二濾色片彼此分開。本技術可以適用于成像元件或成像裝置。
【專利說明】成像元件及其制造方法
【技術領域】
[0001]本技術涉及一種成像元件及其制造方法，更具體地，涉及一種能夠減少在芯片上透鏡和光電二極管之間發生的混色的成像元件及其制造方法。
【背景技術】
[0002]通常，只設置有一種類型的一個濾色層的像素用在諸如CMOS (互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器等成像元件中(例如，參照專利文獻I)。此外，存在具有層疊有兩種濾色片的像素用在常規成像元件中的情況(例如，參照專利文獻2)，或者具有高度隨著顏色而變化的濾色片的像素用在常規成像元件中的情況(例如，參照專利文獻3)。
[0003]引用文獻列表
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻I JP2010-232595A
[0006]專利文獻2 JP2002-184965A
[0007]專利文獻3 JP02-285674A

【發明內容】

[0008]發明要解決的問題
[0009]然而，在具有諸如專利文獻I?3中公開的那些中的一種結構等常規結構的像素中，由芯片上透鏡收集并透過濾色片的光在入射到像素的光電二極管之前泄漏入相鄰像素的光電二極管中。因此，發生混色。混色可能導致S/N(信號噪聲比)或色再現性的降低。因此，需要一種減少在芯片上透鏡和光電二極管之間發生的混色的方法。
[0010]鑒于這些情況，研發了本技術，其目的在于減少在芯片上透鏡和光電二極管之間發生的混色。
[0011]解決問題的方案
[0012]本技術第一方面的成像元件包括第一單位像素，第一單位像素包含:接收光的光電二極管單元；面向所述光電二極管單元的至少一部分的第一濾色片；以及面向第一濾色片的第二濾色片，第一濾色片和第二濾色片彼此分開。
[0013]第一濾色片和第二濾色片具有相同的分光透過率特性。
[0014]所述成像元件還包括第二單位像素，第二單位像素包含接收光的光電二極管單
J Li ο
[0015]第二單位像素還包含面向所述光電二極管單元的至少一部分的第三濾色片。
[0016]第一濾色片和第二濾色片具有彼此不同的分光透過率特性，以及第一濾色片和第二濾色片之間的分光透過率特性的相似度高于第一濾色片和包含在第二單位像素中的第三濾色片之間的分光透過率特性的相似度，并且高于第二濾色片和包含在第二單位像素中的第三濾色片之間的分光透過率特性的相似度。
[0017]第二單位像素還包含與第三濾色片分開的第四濾色片。[0018]第一單位像素和第二單位像素還包含收集光的芯片上透鏡。
[0019]第一單位像素包括包含第一濾色片和第二濾色片的N個濾色片，以及第二單位像素包括包含第三濾色片的M個濾色片。這里，N是2以上的整數，M是I以上的整數，M不同于N。
[0020]第一濾色片直接放置在所述光電二極管上。
[0021]在所述光電二極管上涂布有平坦化膜，以及第一濾色片放置在所述平坦化膜上。
[0022]在所述光電二極管上形成有波導，以及第一濾色片放置在所述波導上。
[0023]本技術第二方面的由多個單位像素構成的成像元件的制造方法包括通過以下步驟制造各單位像素:直接在光電二極管上、在于所述光電二極管上涂布的平坦化膜上或在于所述光電二極管上形成的波導上形成第一濾色片；在第一濾色片上涂布平坦化膜；在所述平坦化膜上形成第二濾色片；以及在第二濾色片上形成芯片上透鏡。
[0024]本技術第一方面的成像元件包括第一單位像素，第一單位像素包含:接收光的光電二極管單元；面向所述光電二極管單元的至少一部分的第一濾色片；以及面向第一濾色片的第二濾色片，第一濾色片和第二濾色片彼此分開。
[0025]本技術第二方面的由多個單位像素構成的成像元件的制造方法包括通過以下步驟制造各單位像素:直接在光電二極管上、在于所述光電二極管上涂布的平坦化膜上或在于所述光電二極管上形成的波導上形成第一濾色片；在第一濾色片上涂布平坦化膜；在所述平坦化膜上形成第二濾色片；以及在第二濾色片上形成芯片上透鏡。
[0026]發明效果
[0027]如上所述，根據本技術，可以減少在芯片上透鏡和光電二極管之間發生的混色。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1示出具有常規結構的像素單元的斷面圖。
[0029]圖2示出用于說明各單位像素的上層厚度減小的示圖。
[0030]圖3示出由本技術適用的單位像素構成的像素單元的斷面圖。
[0031]圖4示出濾色片的分光透過率曲線的示圖。
[0032]圖5示出用于說明混色減少的示圖。
[0033]圖6是示出入射到紅色用光電二極管的光量相對于濾色片的透過率的示圖。
[0034]圖7是示出制造裝置的示例功能結構的方塊圖。
[0035]圖8是用于說明像素單元的制造處理的流程的流程圖。
[0036]圖9是示出像素單元的制造處理的流程的示圖。
[0037]圖10是用于說明已進行過瞳孔校正的像素單元的示圖。
[0038]圖11示出用于說明由其中濾色層的數量隨著顏色而變化的單位像素構成的像素單元的示圖。
[0039]圖12是其中僅為一種顏色設置多個濾色層的像素單元的斷面圖。
[0040]圖13示出在光電二極管上形成臺階的情況下像素單元的斷面圖。
[0041]圖14示出用于說明其中使用白色用單位像素的像素單元的示圖。
[0042]圖15示出用于表面照射型圖像傳感器中的單位像素的斷面圖。
[0043]圖16是用于說明像素單元的制造處理的流程的流程圖。[0044]圖17是示出像素單元的制造處理的流程的示圖。
[0045]圖18是示出本技術適用的成像裝置的典型示例結構的方塊圖。
【具體實施方式】
[0046]以下是對本技術的實施方案的說明。
[0047]首先，本發明人使用圖像傳感器的常規像素研究了在芯片上透鏡和光電二極管之間發生的混色。在以下說明中，圖像傳感器的光接收面將被稱為上面，而在光接收面的相對側的表面被稱為下面。平行于光接收面的法線的方向將被稱為垂直方向，而平行于光接收面的方向被稱為水平方向。
[0048][具有常規結構的像素]
[0049]圖1示出具有常規結構并用在背面照射型圖像傳感器中的像素單元的斷面圖。像素單元例如由三種顏色的單位像素構成，即，紅色用單位像素、綠色用單位像素和藍色用單位像素。然而，為了便于說明，附圖僅示出兩種顏色的單位像素，更具體地，綠色用單位像素和紅色用單位像素的組合。單位像素由諸如光電二極管、濾色片和芯片上透鏡等部件構成。
[0050]圖1的A是由一組兩個單位像素構成的像素單元10的斷面圖，每個單位像素只設置有一種類型的一層濾色片。在像素單元10中，綠色用光電二極管21-1和紅色用光電二極管21-2彼此相鄰配置。在綠色用光電二極管21-1上，綠色用濾色部22-1和芯片上透鏡23-1從下方順次層疊。在紅色用光電二極管21-2上，紅色用濾色部22-2和芯片上透鏡23-2從下方順次層疊。
[0051]綠色用濾色部22-1通過從下方順次層疊平坦化膜31的左側部分和綠色用濾光片32-1形成。紅色用濾色部22-2通過從下方順次層疊平坦化膜31的右側部分和紅色用濾光片32-2形成。換句話說，一對綠色用濾色部22-1和紅色用濾色部22-2通過從下方順次層疊平坦化膜31與一對綠色用濾光片32-1和紅色用濾光片32-2形成。平坦化膜31是光透過的膜。
[0052]入射到芯片上透鏡23-1中的光透過綠色用濾光片32-1和平坦化膜31，并收集和入射到綠色用光電二極管21-1中。更精確地，在從芯片上透鏡23-1射出的光中，只有在特定波段(即，綠色波段)的光透過綠色用濾光片32-1，進一步透過平坦化膜31，然后入射到綠色用光電二極管21-1中。綠色用光電二極管21-1輸出對應于入射光量或接收光量的水平的電信號。
[0053]入射到芯片上透鏡23-2中的光通過與上述相同的路徑收集并入射到紅色用光電二極管21-2中。然而，在這種情況下，在從芯片上透鏡23-2射出的光中，只有在特定波段(即，紅色波段)的光透過紅色用濾光片32-2。
[0054]如圖1的A所示，在從芯片上透鏡23-1射出的光中，透過綠色用濾光片32_1的光的一部分泄漏入相鄰的紅色用光電二極管21-2中，并且泄漏的光成為混色成分而導致混色的發生。同樣，在從芯片上透鏡23-2射出的光中，透過紅色用濾光片32-2的光的一部分泄漏入相鄰的綠色用光電二極管21-1中，并且泄漏的光成為混色成分而導致混色的發生。
[0055]圖1的B是由一組兩個單位像素構成的像素單元50的斷面圖，每個單位像素層疊有兩種類型的濾色片。在像素單元50中，綠色用光電二極管61-1和紅色用光電二極管61-2彼此相鄰配置。在綠色用光電二極管61-1上，綠色用濾色部62-1和芯片上透鏡63_1從下方順次層疊。在紅色用光電二極管61-2上，紅色用濾色部62-2和芯片上透鏡63-2從下方順次層疊。
[0056]綠色用濾色部62-1通過從下方順次層疊平坦化膜71的左側部分和由下部濾色片72-1和上部濾色片73-1構成的綠色用濾光片形成。紅色用濾色部62-2通過從下方順次層疊平坦化膜71的右側部分和由下部濾色片72-2和上部濾色片73-2構成的紅色用濾光片形成。換句話說，一對綠色用濾色部62-1和紅色用濾色部62-2通過從下方順次層疊平坦化膜71和一對由下部濾色片72-1和上部濾色片73-1構成的綠色用濾光片以及由下部濾色片72-2和上部濾色片73-2構成的紅色用濾光片形成。綠色用濾光片的下部濾色片72-1和上部濾色片73-1彼此粘附。同樣，紅色用濾光片的下部濾色片72-2和上部濾色片73-2彼此粘附。
[0057]入射到芯片上透鏡63-1中的光透過由上部濾色片73-1和下部濾色片72_1構成的綠色用濾光片和平坦化膜71，并收集和入射到綠色用光電二極管61-1中。更精確地，在從芯片上透鏡63-1射出的光中，只有綠色波段的光透過由上部濾色片73-1和下部濾色片72-1構成的綠色用濾光片，并進一步透過平坦化膜71，然后入射到綠色用光電二極管61-1中。綠色用光電二極管61-1輸出對應于入射光量或接收光量的水平的電信號。
[0058]入射到芯片上透鏡63-2中的光通過與上述相同的路徑收集并入射到紅色用光電二極管61-2中。然而，在這種情況下，在從芯片上透鏡63-2射出的光中，只有紅色波段的光透過由上部濾色片73-2和下部濾色片72-2構成的紅色用濾光片。
[0059]如圖1的B所示，在從芯片上透鏡63-1射出的光中，透過由上部濾色片73-1和下部濾色片72-1構成的綠色用濾光片的光的一部分泄漏入相鄰的紅色用光電二極管61-2中，并且泄漏的光成為混色成分而導致混色的發生。同樣，在從芯片上透鏡63-2射出的光中，透過由上部濾色片73-2和下部濾色片72-2構成的紅色用濾光片的光的一部分泄漏入相鄰的綠色用光電二極管61-1中，并且泄漏的光成為混色成分而導致混色的發生。
[0060]圖1的C是由具有高度隨著顏色而變化的濾色片的一組兩個單位像素構成的像素單元90的斷面圖。在像素單元90中，綠色用光電二極管101-1和紅色用光電二極管101-2彼此相鄰配置。在綠色用光電二極管101-1上，綠色用濾色部102-1和芯片上透鏡103-1從下方順次層疊。在紅色用光電二極管101-2上，紅色用濾色部102-2和芯片上透鏡103-2從下方順次層疊。
[0061]綠色用濾色部102-1通過從下方順次層疊平坦化膜111的左側部分和綠色用濾光片112-1形成。紅色用濾色部102-2通過從下方順次層疊平坦化膜111的右側部分和紅色用濾光片112-2形成。換句話說,一對綠色用濾色部102-1和紅色用濾色部102-2通過從下方順次層疊平坦化膜111與一對綠色用濾光片112-1和紅色用濾光片112-2形成。綠色用濾光片112-1和紅色用濾光片112-2配置成使得綠色用光電二極管101-1和綠色用濾光片112-1之間的距離不同于紅色用光電二極管101-2和紅色用濾光片112-2之間的距離。
[0062]入射到芯片上透鏡103-1中的光透過綠色用濾光片112-1和平坦化膜111，并收集和入射到綠色用光電二極管101-1中。更精確地，在從芯片上透鏡103-1射出的光中，只有綠色波段的光透過綠色用濾光片112-1，進一步透過平坦化膜111，然后入射到綠色用光電二極管101-1中。綠色用光電二極管101-1輸出對應于入射光量或接收光量的水平的電信號。[0063]入射到芯片上透鏡103-2中的光通過與上述相同的路徑收集并入射到紅色用光電二極管101-2中。然而，在這種情況下，在從芯片上透鏡103-2射出的光中，只有紅色波段的光透過紅色用濾光片112-2。
[0064]如圖1的C所示，在從芯片上透鏡103-1射出的光中，透過綠色用濾光片112-1的光的一部分泄漏入相鄰的紅色用光電二極管101-2中，并且泄漏的光成為混色成分而導致混色的發生。同樣，在從芯片上透鏡103-2射出的光中，透過紅色用濾光片112-2的光的一部分泄漏入相鄰的綠色用光電二極管101-1中，并且泄漏的光成為混色成分而導致混色的發生。
[0065]如上所述，在具有常規結構的像素單元10等中，象芯片上透鏡23-1和綠色用光電二極管21-1之間的混色那樣，在芯片上透鏡和光電二極管之間發生混色。按這種方式發生的混色可能導致S/N或色再現性的降低。
[0066][上層厚度減少的像素]
[0067]作為減少混色的技術，存在一種減少各單位像素的上層厚度的方法。應當指出的是，上層是在光電二極管上層疊的部分，即，由濾色部和芯片上透鏡構成，特別地，通過減少平坦化膜的厚度而使上層更薄。
[0068]圖2示出用于說明各單位像素的上層厚度的減少的示圖。
[0069]圖2的A所示的像素單元10是在各單位像素的上層厚度減少之前的像素單元。在綠色用光電二極管21-1中所示的雙頭箭頭表示將要用由芯片上透鏡23-1收集的光照射的區域(在下文中稱為集光點)。在像素單元10中，如以上參照圖1的A所述，發生混色。
[0070]因此,如圖2的B所示,通過減少綠色用濾色部22-1和紅色用濾色部22_2中包含的平坦化膜31的厚度來縮短芯片上透鏡23-1和綠色用光電二極管21-1之間的距離以及芯片上透鏡23-2和紅色用光電二極管21-2之間的距離。按這種方式，減少上層厚度。在各單位像素的上層更薄時，通過對應于上層部分中的光路的長度的減小，泄漏入上層部分中相鄰像素中的光量減少。因此，減少混色。
[0071]然而，如圖2的B所示，綠色用光電二極管21-1的集光點隨著單位像素的上層更薄而變得更寬。當集光點變得更寬時，感度可能變得更低，或在光電二極管中可能發生混色。在這種情況下，可以通過調節芯片上透鏡23-1的曲率來控制集光點。例如，在各單位像素的上層厚度減少時，可以通過增大芯片上透鏡的曲率來防止集光點變寬。然而，隨著像素尺寸變得更小，在制造過程中的加工難度變得更大。因此，存在難以調節各芯片上透鏡的曲率的情況。
[0072]有鑒于此，本發明人研發了一種針對每個單位像素在垂直方向上彼此分開地配置多層同色的濾色片的方法。以下這種方法被稱為本技術的方法，通過使用本技術的方法可以減少在芯片上透鏡和光電二極管之間發生的混色。
[0073][本技術適用的單位像素]
[0074]圖3中的A是用于背面照射型圖像傳感器中并由本技術適用的單位像素構成的像素單元200的斷面圖。為了便于說明，附圖僅示出兩種顏色的單位像素，更具體地，一對綠色用單位像素和紅色用單位像素，但是本技術當然不限于此。在構成像素單元200的各單位像素中，在垂直方向上彼此分開地配置多層濾色片。盡管下面將說明針對一個單位像素設置兩層濾色片的示例情況，但是所設置的濾色片的數量不限于兩個。[0075]在像素單元200中，綠色用光電二極管211-1和紅色用光電二極管211_2彼此相鄰配置。在綠色用光電二極管211-1上，綠色用濾色部212-1和芯片上透鏡213-1從下方順次層疊。在紅色用光電二極管211-2上，紅色用濾色部212-2和芯片上透鏡213-2從下
方順次層疊。
[0076]綠色用濾色部212-1通過從下方順次層疊下部綠色用濾光片221-1、平坦化膜222的左側部分和上部綠色用濾光片223-1形成。紅色用濾色部212-2通過從下方順次層疊下部紅色用濾光片221-2、平坦化膜222的右側部分和上部紅色用濾光片223-2形成。換句話說，一對綠色用濾色部212-1和紅色用濾色部212-2通過從下方順次層疊一對下部綠色用濾光片221-1和下部紅色用濾光片221-2、平坦化膜222以及一對上部綠色用濾光片223-1和上部紅色用濾光片223-2形成。一對下部綠色用濾光片221-1和下部紅色用濾光片221-2直接放置在綠色用光電二極管211-1和紅色用光電二極管211-2上，或放置在距離綠色用光電二極管211-1和紅色用光電二極管211-2盡可能近的地方。下部綠色用濾光片221-1和上部綠色用濾光片223-1彼此分開地配置，平坦化膜222夾在其間。這同樣適用于下部紅色用濾光片221-2和上部紅色用濾光片223-2。
[0077]圖3的A示出針對一個單位像素設置兩層濾色片的示例情況。在設置兩層以上濾色片的情況下，在數對彼此面對的濾色片中，至少一對濾色片配置成使得在至少一對中的兩個濾色片位于彼此分開的位置。這里，彼此面對的兩層指的是彼此位于最短距離的位置的兩層，即，彼此最靠近的兩層。
[0078]圖3的B是由設置有三層濾色片的單位像素構成的像素單元200e的斷面圖。例如，在像素單元200e的綠色用單位像素中，數對彼此面對的濾色片是一對下部綠色用濾光片221-la和中間綠色用濾光片224-la(在下文中稱為第一對)以及一對中間綠色用濾光片224-la和上部綠色用濾光片223-la(在下文中稱為第二對)。這里，一對下部綠色用濾光片221-la和上部綠色用濾光片223-la不是由彼此最靠近的兩層構成，因此，不是彼此面對的一對濾色片。
[0079]在圖3的B中所示的綠色用單位像素中，數對彼此面對的濾色片，即，第一對和第二對，具有彼此分開配置的兩個濾色片。然而，第一對和第二對中的至少一對應當具有彼此分開配置的濾色片。
[0080]這里，下部綠色用濾光片221-1和上部綠色用濾光片223-1是同色的濾色片。此夕卜，下部紅色用濾光片221-2和上部紅色用濾光片223-2是同色的濾色片。這里，同色指的是濾色片的材料的分光透過率特性相同，或分光透過率特性不同顏色仍然相同。接著參照圖4，說明在構成像素單元200的單位像素中設置的濾色片的顏色。
[0081][在單位像素中設置的濾色片的顏色]
[0082]圖4示出在構成像素單元200的單位像素中設置的濾色片的分光透過率曲線的示圖。在圖4中，縱軸表示透過率，橫軸表示波長。
[0083]如圖4的A所示，由虛線表示的下部綠色用濾光片221-1和上部綠色用濾光片223-1的特性表現出相同的分光透過率，并且當波長近似為520nm時，兩個濾光片的透過率變為最高。由實線表示的下部紅色用濾光片221-2和上部紅色用濾光片223-2的特性表現出相同的分光透過率，并且當波長近似為600nm時，兩個濾光片的透過率變為最高。S卩，下部綠色用濾光片221-1和上部綠色用濾光片223-1由兩個濾光片的分光透過率特性變為相同的材料制成，下部紅色用濾光片221-2和上部紅色用濾光片223-2由兩個濾光片的分光透過率特性變為相同的材料制成。如上所述，如圖4的A所示，在構成像素單元200的各單位像素中，在垂直方向上設置的多層濾色片具有相同的分光透過率特性。
[0084]如圖4的B所示，由點劃線表示的下部綠色用濾光片221-1的特性和由虛線表示的上部綠色用濾光片223-1的特性表現出彼此不同的分光透過率，但是當波長近似為520nm時，兩個濾光片的透過率變為最高。此外，由短劃線表示的下部紅色用濾光片221-2的特性和由實線表示的上部紅色用濾光片223-2的特性表現出彼此不同的分光透過率，但是當波長近似為600nm時，兩個濾光片的透過率變為最高。即，下部綠色用濾光片221-1和上部綠色用濾光片223-1的特性雖然分光透過率特性不同，但是具有相同的顏色，下部紅色用濾光片221-2和上部紅色用濾光片223-2的特性雖然分光透過率特性不同，但是具有相同的顏色。
[0085]應當指出的是，同色指的是放置在第一色的單位像素的光電二極管上的下部濾色片的分光透過率特性與放置在相鄰第二色的單位像素的光電二極管上的濾色片的分光透過率特性相比更近似于放置在第一色的單位像素的光電二極管上的上部濾色片的分光透過率特性。分光通過使在垂直方向上設置的多層濾色片的分光透過率相乘計算出，因此，如圖4的B所示，可以通過針對一個單位像素垂直地設置雖然具有不同分光透過率但表現出相同顏色的多層濾色片來調節分光形狀。如上所述，如圖4的B所示，在構成像素單元200的各單位像素中，在垂直方向上設置的多層濾色片雖然具有彼此不同的分光透過率特性，但是表現出相同的顏色。
[0086]如上所述，在像素單元200中，在一個單位像素中在垂直方向上設置的多層(在圖3的A中所示的例子中為兩層)濾色片是同色的濾色片。
[0087]再次參照圖3的A，入射到芯片上透鏡213-1中的光透過上部綠色用濾光片223-1、平坦化膜222和下部綠色用濾光片221-1，并收集和入射到綠色用光電二極管211-1中。更精確地，在從芯片上透鏡213-1射出的光中，只有綠色波段的光透過上部綠色用濾光片223-1，并進一步透過平坦化膜222。此外，只有透過上部綠色用濾光片223-1和平坦化膜222的綠色波段的光透過下部綠色用濾光片221-1，然后入射到綠色用光電二極管211-1中。綠色用光電二極管211-1輸出對應于入射光量或接收光量的水平的電信號。
[0088]入射到芯片上透鏡213-2中的光通過與上述相同的路徑收集并入射到紅色用光電二極管211-2中。然而，在這種情況下，在從芯片上透鏡213-2射出的光中，只有紅色波段的光透過上部紅色用濾光片223-2和下部紅色用濾光片221-2。
[0089]在構成像素單元200的各單位像素中，多層(在圖3的A中所示的例子中為兩層)濾色片在垂直方向上彼此分開地配置。如接下來的圖5所示，具有這種配置，可以減少在芯片上透鏡和光電二極管之間發生的混色。
[0090][由像素單元2OO減少混色]
[0091 ] 圖5示出用于說明混色減少的示圖。
[0092]圖5的A是具有常規結構的像素單元10的斷面圖。如圖5的A所示，在從芯片上透鏡23-1射出的光中，透過綠色用濾光片32-1的綠色波段的光的一部分泄漏入相鄰紅色用光電二極管21-2中，并且泄漏的光成為混色成分而導致混色的發生。
[0093]另一方面，在圖5的B中所示的由本技術適用的單位像素構成的像素單元200中，在從芯片上透鏡213-1射出的光中，透過上部綠色用濾光片223-1的綠色波段的光的一部分在泄漏入紅色用光電二極管211-2中之前基本上被下部紅色用濾光片221-2吸收，因此，入射到紅色用光電二極管211-2中的光減少。即，下部紅色用濾光片221-2僅透過紅色波段的光，因此，透過上部綠色用濾光片223-1的綠色波段的光不透過下部紅色用濾光片221-2而是基本上被吸收。因此，如圖6所示，由本技術適用的單位像素構成的像素單元200可以減少混色。
[0094]圖6是示出在透過綠色用濾光片的光入射到紅色用光電二極管中并導致發生混色的情況下，入射到紅色用光電二極管中的光量相對于濾色片的透過率的示圖。在圖6中，縱軸表示透過率，橫軸表示波長。
[0095]具體地，具有預定波長并入射到紅色用光電二極管中的光量隨著透過率變得更高而變得更大。因此，泄漏并入射到紅色用光電二極管中的綠色光的量，即，對在紅色用光電二極管中發生的混色的影響程度，可以由在520nm前后的波段的透過率確定。
[0096]圖6中的實線表示綠色用濾光片的分光透過率曲線。在具有圖1的A中的常規結構的像素單元10中，僅設置具有由圖6中的實線表示的特性的一層綠色用濾光片32-1。因此，圖6中的實線表示泄漏并入射到相鄰紅色用光電二極管21-2中的光量，即，對在紅色用光電二極管中發生的混色的影響程度。
[0097]另一方面，在由本技術適用的單位像素構成的像素單元200中，透過上部綠色用濾光片223-1的綠色光在透過下部紅色用濾光片221-2之后入射到紅色用光電二極管
211-2中。如果上部綠色用濾光片223-1具有由圖6中的實線表示的特性，并且下部紅色用濾光片221-2具有由圖4的B中的短劃線表示的特性，那么通過使圖6中的實線和圖4的B中的短劃線組合而形成的曲線，即，圖6中的虛線，表示上部綠色用濾光片223-1和下部紅色用濾光片221-2的組合的特性。圖6中的虛線表示，在本技術適用的情況下，泄漏并入射到相鄰紅色用光電二極管211-2中的光量，即，對在紅色用光電二極管中發生的混色的影響程度。
[0098]從由圖6中的實線表示的常規特性和由圖6中的虛線表示的本技術特性之間的比較明顯地看出，由圖6中的虛線表示的特性在520nm前后的波段中表現出更高的透過率。這意味著泄漏并入射到紅色用光電二極管中的綠色光的量，即，對在紅色用光電二極管中發生的混色的影響程度，在本技術適用的情況下比常規情況下更低。
[0099]這是因為，在本技術的像素單元200中，透過上部綠色用濾光片223-1的綠色光在泄漏入相鄰紅色用光電二極管211-2中之前被下部紅色用濾光片221-2吸收。
[0100]如上所述，通過在構成像素單元200的各單位像素中在垂直方向上彼此分開地配置多層同色的濾色片，可以減少在芯片上透鏡和光電二極管之間發生的混色。
[0101][在背面照射型圖像傳感器中的像素單元200的制造處理]
[0102]下面，參照圖7?9，說明在背面照射型圖像傳感器中的像素單元200的制造處理。
[0103]圖7是示出制造像素單元200的制造裝置230的示例功能結構的方塊圖。
[0104]制造裝置230包括形成部231和涂布部232。
[0105]形成部231形成配線層、濾色片和芯片上透鏡。形成部232還形成后面參照圖15說明的半導體基板和電極用的開口部。
[0106]涂布部232涂布平坦化膜。[0107]圖8是用于說明在背面照射型圖像傳感器中的像素單元200的制造處理的流程的流程圖。圖9是示出在背面照射型圖像傳感器中的像素單元200的制造處理的流程的示圖。在像素單元200的制造處理中，可以手動地或用彼此協作的多個裝置制造像素單元200。然而，為了便于說明，在本實施方案中，像素單元200的整個系列的制造處理由一臺制造裝置進行。
[0108]在步驟SI中，形成部231在綠色用光電二極管211-1和紅色用光電二極管211-2上形成配線層240，并使產生的結構翻轉為倒置。這種狀態作為狀態SI示出。
[0109]在步驟S2中，形成部231在綠色用光電二極管211-1上形成下部綠色用濾光片221-1。這種狀態作為狀態S2示出。這里，下部綠色用濾光片221-1通過涂布濾色片抗蝕劑或通過光刻技術來形成。
[0110]在步驟S3中，形成部231在紅色用光電二極管211-2上形成下部紅色用濾光片221-2。這種狀態作為狀態S3示出。這里,下部紅色用濾光片221-2通過涂布濾色片抗蝕劑或通過光刻技術來形成。
[0111]在步驟S4中，涂布部232在下部綠色用濾光片221-1和下部紅色用濾光片221-2上涂布平坦化膜222。這種狀態作為狀態S4示出。
[0112]在步驟S5中，形成部231在平坦化膜222的左側部分上形成上部綠色用濾光片223-1。這種狀態作為狀態S5示出。這里，上部綠色用濾光片223-1通過涂布濾色片抗蝕劑或通過光刻技術來形成。
[0113]在步驟S6中，形成部231在平坦化膜222的右側部分上形成上部紅色用濾光片223-2。這種狀態作為狀態S6示出。這里，上部紅色用濾光片223-2通過涂布濾色片抗蝕劑或通過光刻技術來形成。
[0114]在步驟S7中，形成部231在一對上部綠色用濾光片223-1和上部紅色用濾光片223-2上形成芯片上透鏡213-1和芯片上透鏡213-2。這種狀態作為狀態S7示出。
[0115]此時，在背面照射型圖像傳感器中的像素單元200的制造處理結束。
[0116]應當指出的是，在步驟S4中，通過調節在一對下部綠色用濾光片221-1和下部紅色用濾光片221-2上涂布的平坦化膜222的厚度，控制像素單元200的高度。這里，感度、混色和陰影隨著像素單元200的高度而變化。因此，優選的是，調節平坦化膜222的厚度使得像素單元200具有實現最高感度和使混色和陰影的發生降到最低的高度。
[0117][瞳孔校正的適用]
[0118]可以對在構成像素單元200的各單位像素中的在垂直方向上設置的多層濾色片和芯片上透鏡進行瞳孔校正。例如，在日本專利申請特開N0.2010-232595中公開了瞳孔校正。以下說明的像素單元基本上具有與圖3的A所示的像素單元200相同的結構，但是該結構部分地不同于像素單元200的結構。因此，在以下對像素單元的結構的說明中將僅說明與圖3的A所示的結構不同的方面。
[0119]圖10是用于說明由已進行過瞳孔校正的單位像素構成的像素單元的示圖。
[0120]像素單元200c是位于成像元件260的中央部的像素單元，而像素單元200e是位于成像元件260的角部的像素單元。
[0121]在芯片上透鏡213-lc的中心軸的方向上傳輸的光入射位于成像元件260的中央部的像素單元200c中。因此，透過上部綠色用濾光片223-lc、平坦化膜222c和下部綠色用濾光片221-lc的光垂直地入射到綠色用光電二極管211-lc中。同樣，入射到芯片上透鏡213-2c中的光垂直地入射到紅色用光電二極管211-2c中。因此，在位于成像元件260的中央部的像素單元200c中，沒有對芯片上透鏡213-lc和213-2c以及綠色用濾色部212_lc和紅色用濾色部212-2c進行瞳孔校正。
[0122]另一方面，在位于成像元件260的角部并且具有從傾斜方向入射到其上的光的像素單元200e中，光從傾斜于芯片上透鏡213-le的中心軸的方向入射到芯片上透鏡213_le中。因此，透過上部綠色用濾光片223-le、平坦化膜222e和下部綠色用濾光片221_lc的光傾斜地入射到綠色用光電二極管211-le中。同樣，入射到芯片上透鏡213-2e中的光傾斜地入射到紅色用光電二極管211-2e中。即，在綠色用光電二極管211-le和紅色用光電二極管211-2e上不能有效地收集入射光。為了有效地收集從傾斜方向入射的光，對芯片上透鏡213-le和213-2e以及綠色用濾色部212_le和紅色用濾色部212_2e進行根據光的入射角的瞳孔校正。
[0123]換句話說，對在成像元件260中設置的像素單元200進行瞳孔校正，使得在從成像元件260的中央部朝向角部的方向上瞳孔校正量變得更大。在各像素單元200中，對芯片上透鏡213-le和213-2e以及綠色用濾色部212-1和紅色用濾色部212-2進行瞳孔校正，使得在位于遠離綠色用光電二極管211-1和紅色用光電二極管211-2的位置的部件的瞳孔校正量變得更大。具體地，在像素單元200e中，對像素單元200e進行瞳孔校正，使得按以下順序瞳孔校正量變得更大:一對下部綠色用濾光片221-le和下部紅色用濾光片221-2e、一對上部綠色用濾光片223-le和上部紅色用濾光片223-2e以及一對芯片上透鏡213-le和213-2e。應當指出的是，瞳孔校正量指的是濾色片和芯片上透鏡相對于光電二極管的中央的偏移量。
[0124]如上所述，對在成像元件260中設置的構成像素單元200的各單位像素的芯片上透鏡和濾色片進行瞳孔校正。因此，成像元件260可以在畫面角落實現高的感度并減少混色的發生。
[0125][濾色片的數量的變形例]
[0126]在上述例子中，在構成像素單元的單位像素中設置的濾色層的數量在所有顏色的單位像素中都相同。然而，在單位像素中設置的濾色層的數量可以隨著顏色而變化。
[0127]圖11示出用于說明由其中濾色層的數量隨著顏色而變化的單位像素構成的像素單元的示圖。
[0128]圖11的A是像素單元200f和與像素單元200f相鄰的像素單元200g的斷面圖。
[0129]如圖11的A所示，在像素單元200f和200g中，各個平坦化膜222f和222g都是厚的，并且在芯片上透鏡和光電二極管之間的距離是長的。在這種情況下，可能發生跨過一個單位像素的混色。
[0130]具體地，如圖11的A所示，在從芯片上透鏡213_2g射出的光中，透過上部紅色用濾光片223-2g的光的一部分可能泄漏入相鄰像素單元200f的紅色用單位像素的紅色用光電二極管211-2f中。即，從像素單元200g的紅色用單位像素的芯片上透鏡213-2g射出的光可能跨過像素單元200g的綠色用單位像素，并泄漏入相鄰像素單元200f的紅色用單位像素的紅色用光電二極管211-2f中。泄漏的光可能成為混色成分而導致混色的發生。在這種情況下，即使泄漏入紅色用單位像素的紅色用光電二極管211-2f中的光是透過紅色用濾光片223-2g的紅色的光(即，同色)，也可能發生分辨率劣化等。
[0131 ] 為了減少如上所述發生的混色，對于各種顏色，增大在像素單元200f和200g中設置的濾色層的數量。
[0132]圖11的B是由其中濾色片的數量隨著顏色而變化的單位像素構成的像素單元200f和與像素單元200f相鄰的像素單元200g的斷面圖。如圖11的B所示，在像素單元200f和200g中，向圖11的A所示的像素單元添加中間綠色用濾光片261-lf和261_lg。
[0133]具體地，如圖11的B所示，在從像素單元200g的紅色用單位像素的芯片上透鏡213-2g射出的光中，透過上部紅色用濾光片223-2g的紅色波段的光的一部分可能泄漏入相鄰像素單元200f的紅色用單位像素的紅色用光電二極管211-2f中。即使如此，泄漏的光也基本上被中間綠色用濾光片261-lg吸收。因此，減少了泄漏入相鄰像素單元200f的紅色用單位像素的紅色用光電二極管211-2f中的光。S卩，由于中間綠色用濾光片261-lg僅透過綠色波段的光，因此透過上部紅色用濾光片223-2g的紅色波段的光不透過中間綠色用濾光片261-lg，而是基本上被吸收。因此，減少泄漏入紅色用光電二極管211-2f中的光。
[0134]如上所述，通過使得在構成像素單元200的單位像素中設置的濾色片的數量隨著顏色而變化可以減少跨過一個單位像素的光泄漏導致的混色。當然可以增大其他顏色的單位像素的濾色片的數量，并且所要設置的濾色片的數量不限于在上述例子中所限定的那些。
[0135][濾色片的數量的另一個變形例]
[0136]在上述例子中，在構成像素單元的各單位像素中設置多個濾色層。然而，可以僅在構成像素單元的一個單位像素中設置多個濾色層。
[0137]圖12是由其中僅針對一種顏色設置多個濾色層的單位像素構成的像素單元200h的斷面圖。如圖12所示，綠色用濾色部212-lh通過從下方順次層疊下部綠色用濾光片221-lh、平坦化膜222h的左側部分和上部綠色用濾光片223-lh形成。同時，紅色用濾色部
212-2h通過從下方順次層疊平坦化膜222h的右側部分和上部紅色用濾光片223-2h形成。
[0138]S卩，在像素單元200h中，與具有常規結構的單位像素一樣，在紅色用單位像素中僅設置一個紅色用濾光片223-2h。另一方面，在綠色用單位像素中，設置綠色用濾光片221-lh和223-lh。在這種情況下，在透過紅色用濾光片223-2h的紅色波段的光中，可以減少泄漏入綠色用光電二極管211-lh中的光。另一方面，在透過綠色用濾光片223-lh的綠色波段的光中，可以容易地減少泄漏入紅色用光電二極管211-2h中的光。
[0139]然而，通過減少在單位像素中設置的濾色片的數量，可以使在像素單元200h的制造處理中的步驟的數目更少。按這種方式，可以降低成本。因此，像素單元的設計者考慮到混色的量和成本之間的平衡關系，優選確定在構成像素單元的各單位像素中設置的濾色片的數量。當然可以僅針對其他顏色的單位像素設置多個濾色層。
[0140][濾色片的示例位置]
[0141]在上述例子中，在構成像素單元的單位像素中設置的濾色片直接位于光電二極管上。然而，例如，在單位像素的光電二極管上形成臺階的情況下，濾色片不必直接位于光電
二極管上。
[0142]圖13示出在光電二極管上形成臺階的情況下像素單元的斷面圖。例如，在形成臺階的情況下，在光電二極管上放置一些其他部件。在圖13所示的例子中，在像素單元的光電二極管上設置金屬遮光膜280~282。
[0143]具體地，如圖13的A所示，首先在像素單元200i的綠色用光電二極管211_li和紅色用光電二極管211-2i上涂布平坦化膜300i以使綠色用光電二極管211-li和紅色用光電二極管211-2i的表面平整。之后，可以設置一對下部綠色用濾光片221-li和下部紅色用濾光片221-2i。
[0144]此外，如圖13的B所示，可以在像素單元200j的光電二極管上設置的金屬遮光膜280~282之間設置一對下部綠色用濾光片221-1 j和下部紅色用濾光片221-2j。具體地，可以在金屬遮光膜280和金屬遮光膜281之間設置下部綠色用濾光片221-1 j，并且可以在金屬遮光膜281和金屬遮光膜282之間設置下部紅色用濾光片221-2j。 [0145]如上所述，即使在構成像素單元的單位像素的光電二極管上形成臺階的情況下，也可以設置多層濾色片。因此，可以減少混色。
[0146][使用白色像素的例子]
[0147]在上述例子中，像素單元例如由三種顏色的單位像素構成，即，紅色用單位像素、綠色用單位像素和藍色用單位像素。然而，白色用單位像素可以用作像素單元的單位像素的顏色。例如，在日本專利申請特開N0.2009-296276中公開了白色用單位像素。白色用單位像素由諸如光電二極管、透明濾光片和芯片上透鏡等部件構成。可選擇地，白色用單位像素可以不包括透明濾光片或任意的濾色片。為了便于說明，在圖14所示的各示例像素單元中，僅設置一對綠色用單位像素和白色用單位像素。
[0148]圖14示出用于說明其中使用白色用單位像素的像素單元的示圖。
[0149]圖14的A是其中使用白色用單位像素的具有常規結構的像素單元IOw的斷面圖。在像素單元IOw中，綠色用光電二極管21-lw和白色用光電二極管21-2w彼此相鄰配置。在綠色用光電二極管21-lw上，綠色用濾色部22-lw和芯片上透鏡23-lw從下方順次層疊。在白色用光電二極管21-2w上，白色用濾色部22-2w和芯片上透鏡23-2w從下方順次層疊。
[0150]綠色用濾色部22-lw通過從下方順次層疊平坦化膜31w的左側部分和綠色用濾光片32-lw形成。白色用濾色部22-2w由平坦化膜31w的右側部分構成。即，白色用濾色部22-2w不包括任何濾色片。
[0151]圖14的B是由根據本技術的單位像素構成并包括白色用單位像素的像素單元200w的斷面圖。在像素單元200w中，綠色用光電二極管211-lw和白色用光電二極管211-2w彼此相鄰配置。在綠色用光電二極管211-lw上，綠色用濾色部212-lw和芯片上透鏡213-lw從下方順次層疊。在白色用光電二極管211-2W上，白色用濾色部212-2W和芯片上透鏡213-2W從下方順次層疊。
[0152]綠色用濾色部212-lw通過從下方順次層疊下部綠色用濾光片221-lw、平坦化膜222w的左側部分和上部綠色用濾光片223-lw形成。白色用濾色部212_2w由平坦化膜222w的右側部分構成。即，白色用濾色部212-2?不包括任何濾色片。
[0153]如圖14的A所示，在包括白色用單位像素并具有常規結構的像素單元IOw中，從芯片上透鏡23-2w射出的紅色光、綠色光和藍色光的一部分泄漏入相鄰的綠色用光電二極管21-lw中，并且泄漏的紅色光、綠色光和藍色光成為混色成分而導致混色的發生。
[0154]另一方面，如圖14的B所示，在由根據本技術的單位像素構成的像素單元200w中，從芯片上透鏡213-2w射出的紅色光、綠色光和藍色光的一部分在泄漏入相鄰的綠色用光電二極管211-lw之前，紅色光和藍色光基本上被下部綠色用濾光片221-lw吸收，并且只有綠色光透過。因此，減少了入射到綠色用光電二極管211-2?中的光。具體地，在下部綠色用濾光片221-1w僅透過綠色波段的光時，從芯片上透鏡213-2w射出的紅色光、綠色光和藍色光中的紅色光和藍色光不透過下部綠色用濾光片221-lw，而是基本上被吸收。因此，可以減少混色成分的量。因此，由本技術適用的單位像素構成的像素單元200w可以減少混色。當然可以在除了綠色之外的任何顏色的單位像素中設置多個濾色層。
[0155]本技術可以適用于在CMOS圖像傳感器或(XD(電荷耦合器)圖像傳感器中設置的像素。本技術也可以適用于在Beyer模式、ClearVid模式或其他模式中配置的像素。在本技術的單位像素中設置的濾色片的材料可以是顏料或染料。此外，本技術的單位像素不僅可以用于背面照射型圖像傳感器中，而且可以用于圖15所示的表面照射型圖像傳感器中。
[0156][用于表面照射型圖像傳感器中的本技術的單位像素]
[0157]圖15示出用于表面照射型圖像傳感器中的單位像素的斷面圖。例如，在日本專利申請特開N0.2010-232595和2010-41034中公開了表面照射型圖像傳感器。
[0158]圖15的A是用于表面照射型圖像傳感器的成像元件中并具有常規結構的單位像素500的斷面圖。在單位像素500中，半導體基板511、配線層512、濾色部513和芯片上透鏡514從下方順次層疊。
[0159]在半導體基板511中設置光電二極管521。配線層512包括配線531、波導532和電極用的開口部533。濾色部513通過從下方順次層疊平坦化膜541和濾色片542形成。即，在單位像素500中僅設置一層濾色片542。
[0160]入射到芯片上透鏡514中的光透過濾色片542和平坦化膜541，并通過波導532入射到光電二極管521中。在從相鄰單位像素(未示出)的芯片上透鏡射出的光中，透過相鄰單位像素(未示出)的濾色片的光泄漏入波導532的上部中。然后，泄漏的光通過波導532入射到光電二極管521中，并導致在其中發生混色。混色可能導致S/N或色再現性的降低。因此，如圖15的B所示，為了減少混色，可以在一個單位像素中設置多層濾色片。
[0161]圖15的B是用于表面照射型圖像傳感器中并具有本技術適用的單位像素560的斷面圖。在單位像素560中，半導體基板571、配線層572、濾色部573和芯片上透鏡574從下方順次層疊。
[0162]在半導體基板571中設置光電二極管581。配線層572包括配線591、波導592和電極用的開口部593。濾色部573通過從下方順次層疊第一平坦化膜601、下部濾色片602、第二平坦化膜603和上部濾色片604形成。即，在單位像素560中，在垂直方向上設置下部濾色片602和上部濾色片604的多層(在圖15的B所示的例子中為兩層)同色的濾色片。
[0163]入射到芯片上透鏡574中的光透過上部濾色片604、第二平坦化膜603、下部濾色片602和第一平坦化膜601，然后通過波導592入射到光電二極管581中。
[0164]在單位像素560中，在從相鄰單位像素(未示出)的芯片上透鏡射出的光中，透過相鄰單位像素(未示出)的上部濾色片的光可能泄漏入單位像素560中。即使如此，泄漏的光也基本上被下部濾色片602吸收。因此，可以減少向波導592的上層中的泄漏，并且減少入射到光電二極管581中的光。由于下部濾色片602僅透過特定的第一波段的光，因此透過相鄰單位像素(未示出)的濾色片的特定的第二波段的光不透過下部濾色片602，而是基本上被吸收。因此，本技術適用的單位像素560可以減少混色。
[0165][在表面照射型圖像傳感器中的像素單元560的制造處理]
[0166]下面參照圖16和圖17，說明用于表面照射型圖像傳感器的成像元件中的像素單元560的制造處理。
[0167]圖16是用于說明在表面照射型圖像傳感器中的像素單元560的制造處理的流程的流程圖。圖17是示出在表面照射型圖像傳感器中的像素單元560的制造處理的流程的示圖。在像素單元560的制造處理中，像素單元560可以手動地或用彼此協作的多個裝置制造。然而，在本實施方案中，為了便于說明，像素單元560的整個系列的制造處理由一臺制造裝置230進行。
[0168]在步驟S21中，形成部231形成半導體基板571和配線層572。在步驟S22中，涂布部232在配線層572上涂布第一平坦化膜601。在步驟S23中，形成部231在第一平坦化膜601上形成下部濾色片602。這種狀態作為狀態S21、S22和S23示出。
[0169]在步驟S24中，涂布部232在下部濾色片602上涂布第二平坦化膜603。這種狀態作為狀態S24示出。
[0170]在步驟S25中，形成部231在第二平坦化膜603上形成上部濾色片604。這種狀態作為狀態S25示出。
[0171]在步驟S26中，形成部231在上部濾色片604上形成芯片上透鏡574。這種狀態作為狀態S26示出。
[0172]在步驟S27中，形成部231形成電極用的開口部593。這種狀態作為狀態S27示出。
[0173]此時，在表面照射型圖像傳感器中的像素單元560的制造處理結束。
[0174]如上所述，通過在一個單位像素中在垂直方向上彼此分開地設置同色的多層濾色片，可以減少在芯片上透鏡和光電二極管之間發生的混色。由于混色減少，因此可以實現高的S/N和高的色再現性。此外，由于減少從相鄰像素泄漏的光，因此可以實現更高的分辨率。
[0175][成像裝置]
[0176]圖18是示出包含由上述本發明適用的像素單元構成的成像元件的成像裝置或本技術適用的成像元件的典型示例結構的方塊圖。
[0177]如圖18所示，成像裝置700包括透鏡單元711、成像元件712、操作單元713、控制部714、圖像處理部715、顯示單元716、codec (編解碼)處理部717和記錄部718。
[0178]透鏡單元711調節在物體上的焦點，收集來自進入焦點的位置的光，并將收集的光供給到成像元件712。
[0179]成像元件712包括濾色部731、像素部732和像素信號讀取部733。
[0180]濾色部731和像素部732構成上述本技術適用的像素單元200 (參照圖3)的組件。從像素單元200的觀點來看，芯片上透鏡213-1和綠色用濾色部212-1以及芯片上透鏡213-2和紅色用濾色部212-2構成濾色部731的一部分。綠色用光電二極管211-1和紅色用光電二極管211-2構成像素部732的一部分。換句話說，各個像素單元200的芯片上透鏡213-1和綠色用濾色部212-2以及芯片上透鏡213-2和紅色用濾色部212-2的組件形成濾色部731。各個像素單元200的綠色用光電二極管211-1和紅色用光電二極管211-2的組件形成像素部732。
[0181]像素部732接收經由透鏡711和濾色部731入射的光，使光進行光電轉換，并根據光的強度輸出電壓信號(模擬信號)。像素信號讀取部733作為像素信號從像素部732讀出各像素的模擬信號，對各像素信號進行A/D (模擬-數字)轉換，并將產生的像素信號作為數字信號供給到圖像處理部715。
[0182]操作單元713由Jog Dial (商標)、按鍵、按鈕和觸摸板等構成，接收從使用者輸入的操作，并根據操作輸入將信號供給到控制部714。
[0183]基于對應于從操作單元713輸入的使用者的操作的信號，控制部714控制透鏡單元711、成像元件712、圖像處理部715、顯示單元716、codec處理部717和記錄部718。
[0184]圖像處理部715對從成像元件712供給的圖像信號進行諸如白平衡調整、去馬賽克、矩陣處理、Y校正和YC轉換等各種圖像處理，并將產生的信號供給到顯示單元716和codec處理部717。
[0185]例如，顯示單元716被設計為液晶顯示器，并基于來自圖像處理部715的圖像信號顯示物體的圖像。
[0186]codec處理部717對來自圖像處理部715的圖像信號進行編碼處理，并將作為編碼處理結果獲得的圖像數據供給到記錄部718。
[0187]記錄部718記錄從codec處理部717供給的圖像數據。記錄在記錄部718中的圖像數據在必要時由圖像處理部715讀出，并且供給到顯示單元716以顯示對應的圖像。
[0188]包括本技術適用的固態成像元件的成像裝置不必須具有上述結構，可以具有其他結構。
[0189]作為一個裝置(或一個處理部)說明的任何結構可以被設計成形成兩個以上的裝置(或處理部)。相反，作為兩個以上的裝置(或處理部)說明的任何結構都可以被組合以形成一個裝置(或一個處理部)。此外，當然可以向各裝置(或處理部)的結構添加上述結構以外的結構。此外，只要整個系統的結構和功能保持相同，那么裝置(或處理部)的結構的一部分就可以組入到其他裝置(或其他處理部)中。即，本技術的實施方案不限于上述實施方案，并且在不超出本技術的范圍的情況下，可以對其進行各種修改。
[0190]本技術也可以在以下說明的構成中實施。
[0191](I) 一種成像元件，包括:
[0192]第一單位像素，第一單位像素包含:
[0193]接收光的光電二極管單元；以及
[0194]面向所述光電二極管單元的至少一部分的第一濾色片和面向第一濾色片的第二濾色片，
[0195]第一濾色片和第二濾色片彼此分開。
[0196](2)如(I)所述的成像元件，其中第一濾色片和第二濾色片具有相同的分光透過率特性。
[0197](3)如⑴或⑵所述的成像元件，還包括
[0198]第二單位像素，第二單位像素包含
[0199]接收光的光電二極管單元。
[0200](4)如(I)、(2)或(3)所述的成像元件，其中第二單位像素還包含面向所述光電二極管單元的至少一部分的第三濾色片。
[0201](5)如⑴~⑷中任一項所述的成像元件，其中
[0202]第一濾色片和第二濾色片具有彼此不同的分光透過率特性，以及
[0203]第一濾色片和第二濾色片之間的分光透過率特性的相似度高于第一濾色片和包含在第二單位像素中的第三濾色片之間的分光透過率特性的相似度，并且高于第二濾色片和包含在第二單位像素中的第三濾色片之間的分光透過率特性的相似度。
[0204](6)如(I)~(5)中任一項所述的成像元件，其中第二單位像素還包含與第三濾色片分開的第四濾色片。
[0205](7)如(I)~(6)中任一項所述的成像元件，其中第一單位像素和第二單位像素還包含
[0206]收集光的芯片上透鏡。
[0207](8)如(I)~(7)中任一項所述的成像元件，其中
[0208]第一單位像素包括包含第一濾色片和第二濾色片的N個濾色片，
[0209]第二單位像素包括包含第三濾色片的M個濾色片，以及
[0210]N是2以上的整數，M是I以上的整數，M不同于N。
[0211](9)如(I)~(8)中任一項所述的成像元件，其中第一濾色片直接放置在所述光電二極管上。
[0212](10)如(I)~(9)中任一項所述的成像元件，其中
[0213]在所述光電二極管上涂布有平坦化膜，以及
[0214]第一濾色片放置在所述平坦化膜上。
[0215](11)如(I)~(10)中任一項所述的成像元件，其中
[0216]在所述光電二極管上形成有波導，以及
[0217]第一濾色片放置在所述波導上。
[0218](12) 一種由多個單位像素構成的成像元件的制造方法，所述方法包括通過以下步驟制造各單位像素:
[0219]直接在光電二極管上、在于所述光電二極管上涂布的平坦化膜上或在于所述光電二極管上形成的波導上形成第一濾色片；
[0220]在第一濾色片上涂布平坦化膜；
[0221 ] 在所述平坦化膜上形成第二濾色片；以及
[0222]在第二濾色片上形成芯片上透鏡。
[0223]本技術可以適用于成像元件或成像裝置。
[0224]附圖標記列表
[0225]200像素單元211-1,211-2光電二極管
[0226]212-1,212-2 濾色部213-1，213-2 芯片上透鏡
[0227]221-1下部綠色用濾光片
[0228]221-2下部紅色用濾光片
[0229]223-1上部綠色用濾光片
[0230]223-2上部紅色用濾光片
[0231]240配線層712成像元件[0232]731濾色部732像素部
[0233]733像素讀取部
【權利要求】
1.一種成像元件,包括:第一單位像素，第一單位像素包含:被構造成接收光的光電二極管單元；以及面向所述光電二極管單元的至少一部分的第一濾色片和面向第一濾色片的第二濾色片，第一濾色片和第二濾色片彼此分開。
2.根據權利要求1所述的成像元件，其中第一濾色片和第二濾色片具有相同的分光透過率特性。
3.根據權利要求1所述的成像元件，還包括:第二單位像素，第二單位像素包含被構造成接收光的光電二極管單元。
4.根據權利要求3所述的成像元件，其中第二單位像素還包含面向所述光電二極管單元的至少一部分的第三濾色片。
5.根據權利要求4所述的成像元件，其中第一濾色片和第二濾色片具有彼此不同的分光透過率特性，以及第一濾色片和第二濾色片之間的分光透過率特性的相似度高于第一濾色片和包含在第二單位像素中的第三濾色片之間的分光透過率特性的相似度，并且高于第二濾色片和包含在第二單位像素中的第三濾色片之間的分光透過率特性的相似度。
6.根據權利要求3所述的成像元件，其中第二單位像素還包含與第三濾色片分開的第四濾色片。
7.根據權利要求3所述的成像元件，其中第一單位像素和第二單位像素還包含被構造成收集光的芯片上透鏡。
8.根據權利要求3所述的成像元件，其中第一單位像素包括包含第一濾色片和第二濾色片的N個濾色片，第二單位像素包括包含第三濾色片的Μ個濾色片，以及Ν是2以上的整數，Μ是1以上的整數，Μ不同于Ν。
9.根據權利要求1所述的成像元件，其中第一濾色片直接放置在所述光電二極管上。
10.根據權利要求1所述的成像元件，其中在所述光電二極管上涂布有平坦化膜，以及第一濾色片放置在所述平坦化膜上。
11.根據權利要求1所述的成像元件，其中在所述光電二極管上形成有波導，以及第一濾色片放置在所述波導上。
12.—種由多個單位像素構成的成像元件的制造方法，所述方法包括通過以下步驟制造各單位像素:直接在光電二極管上、在于所述光電二極管上涂布的平坦化膜上或在于所述光電二極管上形成的波導上形成第一濾色片；在第一濾色片上涂布平坦化膜；在所述平坦化膜上形成第二濾色片；以及在第二濾色 片上形成芯片上透鏡。
【文檔編號】H01L27/14GK103650143SQ201280034909
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年7月20日 優先權日:2011年7月29日
【發明者】中田征志 申請人:索尼公司