[发明专利]固体摄像装置

说明书

一种固体摄像装置，其具有全局快门结构，并包括：受光部(2)；布线层(6)；第一透明绝缘膜(10)，其以贯穿布线层(6)的方式设置在受光部(2)的正上方；透明保护膜(7)，其覆盖布线层(6)的上表面和第一透明绝缘膜(10)的上表面，该透明保护膜(7)的折射率比第一透明绝缘膜(10)的折射率高；第一突起部(8)，其设置在透明保护膜(7)上，该第一突起部(8)呈柱状且该第一突起部(8)的平面形状为四边形；以及第二透明绝缘膜(11)，其折射率比第一突起部(8)的折射率低。

技术领域

本发明涉及一种具有全局快门结构的固体摄像装置。

背景技术

图像传感器(固体摄像装置)的快门方式有从上行到下行依次进行曝光的卷帘快门方式和在所有行上同时进行曝光的全局快门方法。在CMOS型固体摄像装置中，采用卷帘快门方式的情况较多，但在具有卷帘快门结构的固体摄像装置中，当拍摄以高速移动的物体时会发生图像失真(所谓的焦平面失真)。

于是，近年来提出了一种具有全局快门结构的CMOS型固体摄像装置。在具有全局快门结构的固体摄像装置中，存储部与光电二极管彼此独立地形成在半导体衬底上，从所有光电二极管向存储部同时读出信号，然后从存储部依次读出该信号，由此能够获得无失真的图像。因此，需要识别以高速移动的物体的工业相机、高端相机等被要求具备具有全局快门结构的固体摄像装置。

另一方面，为了在不使固体摄像装置的尺寸增大的情况下获得高质量的图像，有让固体摄像装置中的每个单元(cell)尺寸缩小的趋势。然而，随着单元尺寸缩小，聚集入射光变得困难，因此需要实现即使让单元尺寸缩小也能够效率良好地聚集入射光的高灵敏度的固体摄像装置。

在专利文献1和2中记载有一种固体摄像装置，其包括设置在多个布线层的上方且覆盖受光部的上方的层内透镜和设置在层内透镜的上方的片上透镜。在这些专利文献中记载的固体摄像装置中，由片上透镜聚集到的入射光通过向上凸起的大致半球形的层内透镜进一步有效地被聚集在受光部上。

在专利文献3中记载有一种固体摄像装置，其在受光部与层内透镜之间具备贯穿多个布线层的光波导。在专利文献3中记载的固体摄像装置中，因为入射到光波导中的光在封闭于光波导中的状态下被引导到受光部，所以聚光效率得到提高。

专利文献1：日本公开专利公报特开平11-040787号公报

专利文献2：日本公开专利公报特开2006-73882号公报

专利文献3：日本公开专利公报特开2008-192951号公报

发明内容

－发明要解决的技术问题－

在全局快门方式的固体摄像装置的半导体衬底中，用于保持电荷的存储部设置在每个受光部的附近。因此，当使单元尺寸缩小时，受光部与存储部之间的距离变得非常短。

在此，在上述专利文献1和2中记载的固体摄像装置中，由层内透镜聚集的大部分的光成为相对于受光部倾斜的倾斜光。因此，在专利文献1和2中记载的固体摄像装置中，如果使单元尺寸缩小，则有可能倾斜光的一部分直接入射到存储部而导致噪声成分增加。

在专利文献3中记载的光波导是通过暂时去除位于受光部的上方的层间绝缘膜而形成孔，然后将构成材料填埋在受光部的上方而形成的。因此，在使单元尺寸缩小时，难以形成光波导。

本发明的目的在于：鉴于上述问题，提供一种采用了全局快门方式的固体摄像装置，该固体摄像装置即使是在单元尺寸缩小的情况下，也能够保持高灵敏度且减少光学噪声。

－用以解决技术问题的技术方案－