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TWI867348B - 光檢測元件及其製造方法以及電子機器 - Google Patents

光檢測元件及其製造方法以及電子機器 Download PDF

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TWI867348B
TWI867348B TW111140058A TW111140058A TWI867348B TW I867348 B TWI867348 B TW I867348B TW 111140058 A TW111140058 A TW 111140058A TW 111140058 A TW111140058 A TW 111140058A TW I867348 B TWI867348 B TW I867348B
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Inventor
兼田有希央
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日商索尼半導體解決方案公司
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Abstract

本揭示係關於一種可使用光電轉換膜，形成更佳之焦點檢測用像素之光檢測元件及其製造方法、以及電子機器。
本揭示之光檢測元件具有：第1像素，其具有包含光電轉換膜、及於上下夾著其之第1電極及第2電極之光電轉換部，且第1電極及第2電極中至少一者之電極為於各像素分離之分離電極；及第2像素，其具有光電轉換部，且分離電極係以較第1像素小之平面尺寸形成，並於藉此空出之區域內，形成有至少延伸至像素邊界之第3電極。本揭示可應用於例如固體攝像元件等。

Description

光檢測元件及其製造方法以及電子機器
本揭示係關於一種光檢測元件及其製造方法以及電子機器，尤其關於使用光電轉換膜，可形成更佳之焦點檢測用像素之光檢測元件及其製造方法以及電子機器。
使用半導體之固體攝像元件(光檢測元件)係搭載於數位相機、攝像機、監視用相機、複印機、傳真機等多種機器。近年來，作為固體攝像元件，多使用亦包含周邊電路，以CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互補金屬氧化物半導體)製程所製造之所謂之CMOS影像感測器。
於CMOS影像感測器中，存在作為相機之自動調焦功能，採用使用對於光之入射角感度具有非對稱性之焦點檢測用像素之方法者。例如，於專利文獻1中，作為焦點檢測用像素之實現方法，將像素內之光電二極體分割成兩個，且將其面積相對較小者用於焦點檢測。
又，近年來開發了將有機半導體或無機化合物半導體作為光電轉換膜之影像感測器。其等一般採用包含光電轉換膜、及於上下夾著其之電極，且上下電極中至少一者之電極為於各像素被分離之元件構造。於其等中，亦有使用焦點檢測用像素之方法之提案。
於專利文獻2中，將與某像素之矽光電二極體設置為相同光路長度之亦具有彩色濾光片功能之有機光電轉換元件於像素內分割成2個，且成對使用其等，藉此可檢測相位差不同之光並進行焦點檢測。於專利文獻3 中，藉由將有機光電轉換元件中於光入射側具備遮光膜之一對像素用於相位差檢測，藉此可進行焦點檢測。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-37777號公報
[專利文獻2]日本專利特開2013-145292號公報
[專利文獻3]日本專利特開2014-67948號公報
然而，專利文獻2之實現方法係為了將焦點檢測用之光電轉換膜作為拜爾排列之彩色濾光片而並用，故必須於各像素分離光電轉換膜。因此，有因光電轉換膜之分離導致暗電流惡化之顧慮。
於專利文獻3之實現方法中，因使用遮光膜，故而於光電轉換膜之下側之矽層設置有光電二極體之情形時，此處接收之光亦被遮蔽，致使獲得之信號變小。
本揭示係鑑於此種狀況而完成者，可使用光電轉換膜形成更佳之焦點檢測用像素。
本揭示之第1態樣之固體攝像元件具備：第1像素，其具有包含光電轉換膜、及於上下夾著其之第1電極及第2電極之光電轉換部，且上述第1電極及第2電極中至少一者之電極為於各像素分離之分離電極；及第2像素，其具有上述光電轉換部，且上述分離電極係以較上述第1像素小之平面尺寸形成，並於藉此空出之區域內，形成有至少延伸至像素邊界之第3 電極。
本揭示之第2態樣之固體攝像元件之製造方法係形成如下構件：第1像素，其具有包含光電轉換膜、及於上下夾著其之第1電極及第2電極之光電轉換部，且上述第1電極及第2電極中至少一者之電極為於各像素分離之分離電極；及第2像素，其具有上述光電轉換部，且上述分離電極係以較上述第1像素小之平面尺寸形成，並於藉此空出之區域內，形成有至少延伸至像素邊界之第3電極。
本揭示之第3態樣之電子機器具備固體攝像元件，該固體攝像元件具有：第1像素，其具有包含光電轉換膜、及於上下夾著其之第1電極及第2電極之光電轉換部，且上述第1電極及第2電極中至少一者之電極為於各像素分離之分離電極；及第2像素，其具有上述光電轉換部，且上述分離電極係以較上述第1像素小之平面尺寸形成，並於藉此空出之區域內，形成有至少延伸至像素邊界之第3電極。
於本揭示之第1至第3態樣中，設置如下構件：第1像素，其具有包含光電轉換膜、及於上下夾著其之第1電極及第2電極之光電轉換部，且上述第1電極及第2電極中至少一者之電極為於各像素分離之分離電極；及第2像素，其具有上述光電轉換部，且上述分離電極係以較上述第1像素小之平面尺寸形成，並於藉此空出之區域內，形成有至少延伸至像素邊界之第3電極。
固體攝像元件及電子機器可為獨立之裝置，又可為組入於其他裝置之模組。
根據本揭示之第1至第3態樣，使用光電轉換膜，可形成更佳之焦點 檢測用像素。
另，此處所記述之效果並非完全限定者，亦可為本揭示中所記述之任一效果。
1:固體攝像元件
2:像素
2D:虛設像素
2DA:虛設像素
2DAB:虛設像素
2DB:虛設像素
2P:相位差像素
2PA:相位差像素
2PB:相位差像素
2X:通常像素
3:像素陣列部
4:垂直驅動電路
5:行信號處理電路
6:水平驅動電路
7:輸出電路
8:控制電路
9:垂直信號線
10:像素驅動配線
11:水平信號線
12:半導體基板
13:輸出端子
41:半導體區域
42:半導體區域
43:半導體區域
44:多層配線層
46:導電性插塞
47:絕緣膜
48:金屬配線
49:FD部
51:透明絕緣膜
51A:透明絕緣膜
51B:透明絕緣膜
51C:透明絕緣膜
52:光電轉換膜
53a:下部電極
53b:上部電極
53c:下部電極
53d:下部電極
54:金屬配線
55:像素間遮光膜
56:高折射率層
57:晶載透鏡
61:光電轉換部
81:元件分離電極
82:金屬配線
83:元件分離電極
91:光電轉換膜
92:彩色濾光片
122:導電性插塞
123:絕緣膜
124:連接配線
201:金屬材料
202:金屬材料
203:ITO膜
204:光電轉換材料
205:ITO膜
206A:高折射材料
206B:高折射材料
207:接觸開口部
208:接觸開口部
209:金屬材料
210:樹脂系材料
211:光阻劑
300:攝像裝置
301:光學部
302:固體攝像元件
303:DSP電路
304:圖框記憶體
305:顯示部
306:記錄部
307:操作部
308:電源部
309:匯流排線
PD1:光電二極體
PD2:光電二極體
圖1係顯示本揭示之固體攝像元件之概略構成之圖。
圖2係針對通常像素之剖面構成進行說明之剖面構成圖。
圖3係顯示第1實施形態之下部電極之平面佈局之圖。
圖4係圖3之Y1-Y1'線之剖面構成圖。
圖5係圖3之Y2-Y2'線之剖面構成圖。
圖6係顯示第2實施形態之下部電極之平面佈局之圖。
圖7係圖6之Y11-Y11'線之剖面構成圖。
圖8係顯示第3實施形態之平面佈局之圖。
圖9係圖8之X11-X11'線之剖面構成圖。
圖10係圖8之Y21-Y21'線之剖面構成圖。
圖11係圖8之Y22-Y22'線之剖面構成圖。
圖12係顯示第3實施形態之變化例之圖。
圖13係顯示第3實施形態之變化例之圖。
圖14係第4實施形態之像素之剖面構成圖。
圖15係顯示彩色濾光片之佈局例之圖。
圖16係第5實施形態之像素之剖面構成圖。
圖17係第6實施形態之像素之剖面構成圖。
圖18A-D係針對第1實施形態之製造方法進行說明之圖。
圖19A-D係針對第1實施形態之製造方法進行說明之圖。
圖20A-D係針對第1實施形態之製造方法進行說明之圖。
圖21A-D係針對第1實施形態之製造方法進行說明之圖。
圖22A、B係針對第1實施形態之製造方法進行說明之圖。
圖23A、B係針對第1實施形態之製造方法進行說明之圖。
圖24A、B係針對第1實施形態之製造方法進行說明之圖。
圖25A、B係針對第1實施形態之製造方法進行說明之圖。
圖26係顯示作為本揭示之電子機器之攝像裝置之構成例之方塊圖。
以下，對用以實施本揭示之形態(以下，稱為實施形態)進行說明。另，說明係按以下順序進行。
1.固體攝像元件之概略構成例
2.像素之第1實施形態(成對之相位差像素各者具有虛設像素之構成)
3.像素之第2實施形態(於成對之相位差像素具有共通之虛設像素之構成)
4.像素之第3實施形態(元件分離電極延長至相位差像素之構成)
5.像素之第4實施形態(光電轉換膜接收全波長之光之構成1)
6.像素之第5實施形態(光電轉換膜接收全波長之光之構成2)
7.像素之第6實施形態(光電轉換膜接收全波長之光之構成3)
8.第1實施形態之製造方法
9.對電子機器之應用例
<1.固體攝像元件之概略構成例>
圖1係顯示有本揭示之固體攝像元件之概略構成。
圖1之固體攝像元件1係於作為半導體例如使用矽(Si)之半導體基板 12，具有將像素2以矩陣狀2維配置之像素陣列部3、及其周邊之周邊電路部而構成。於周邊電路部，包含垂直驅動電路4、行信號處理電路5、水平驅動電路6、輸出電路7、及控制電路8等。
於像素陣列部3中，於2維配置成矩陣狀之像素2，以參照圖3等予以後述之方式，具有產生圖像產生用之信號之通常像素2X、及產生焦點檢測用之信號之相位差像素2P。又，亦存在於相位差像素2P之旁邊配置虛設像素2D之情形。
垂直驅動電路4係例如由移位暫存器構成，選擇像素驅動配線10，且對所選擇之像素驅動配線10供給用以驅動像素2之脈衝，並以列為單位驅動像素2。即，垂直驅動電路4以列為單位沿垂直方向依序選擇掃描像素陣列部3之各像素2，且將基於各像素2之光電轉換部中根據受光量所產生之信號電荷之像素信號，通過垂直信號線9供給至行信號處理電路5。
行信號處理電路5係配置於像素2之每行，對自1列量之像素2輸出之信號，於每個像素行進行去除雜訊等之信號處理。例如，行信號處理電路5進行用以去除像素固有之固定圖案雜訊之CDS(Correlated Double Sampling：相關雙重取樣)、及AD轉換等信號處理。
水平驅動電路6係例如由移位暫存器構成，且藉由依序輸出水平掃描脈衝，而依次選擇行信號處理電路5之各者，且自行信號處理電路5之各者將像素信號輸出至水平信號線11。
輸出電路7對自行信號處理電路5之各者通過水平信號線11而依序供給之信號，進行特定信號處理，並經由輸出端子13輸出。輸出電路7係例如有僅進行緩衝之情形，亦有進行黑位準調整、行偏差修正、各種數位信號處理等情形。
控制電路8接收指令輸入時脈、動作模式等之資料，且輸出固體攝像元件1之內部資訊等資料。即，控制電路8基於垂直同步信號、水平同步信號及主時脈，而產生作為垂直驅動電路4、行信號處理電路5及水平驅動電路6等之動作之基準之時脈信號或控制信號。且，控制電路8係將產生之時脈信號或控制信號輸出至垂直驅動電路4、行信號處理電路5及水平驅動電路6等。
如上構成之固體攝像元件1係進行CDS處理與AD轉換處理之行信號處理電路5配置於各像素行之被稱為行AD方式之CMOS影像感測器。
<2.像素之第1實施形態> <通常像素之剖面構成>
參照圖2，針對固體攝像元件1之通常像素之剖面構成進行說明。
圖2係顯示圖1之固體攝像元件1之通常像素2X之剖面構成之圖。
於半導體基板12之第1導電型(例如P型)之半導體區域41內，沿深度方向積層形成第2導電型(例如N型)之半導體區域42及43，藉此將由PN接合形成之光電二極體PD1及PD2沿深度方向形成。將半導體區域42設為電荷累積區域之光電二極體PD1係接收藍色光進行光電轉換之無機光電轉換部，將半導體區域43設為電荷累積區域之光電二極體PD2係接收紅色光進行光電轉換之無機光電轉換部。
於半導體基板12之表面側(圖中下側)，形成有進行累積於光電二極體PD1及PD2之電荷之讀取等之複數個像素電晶體、與包含複數個配線層及層間絕緣膜之多層配線層44。另，於圖2中，省略多層配線層44之詳細圖示。複數個像素電晶體例如可由傳送電晶體、選擇電晶體、重設電晶體及放大電晶體之4個MOS電晶體構成。
於半導體基板12，用以將後述之光電轉換膜52所光電轉換之電荷提取至多層配線層44側之導電性插塞46貫通半導體基板12(之半導體區域41)而形成。於導電性插塞46之外周，為了抑制與半導體區域41之短路，而形成有SiO2或SiN等之絕緣膜47。
導電性插塞46係藉由形成於多層配線層44內之金屬配線48，而於半導體基板12內與第2導電型(例如N型)半導體區域所形成之FD部(浮動擴散部)49連接。FD部49係將光電轉換膜52所光電轉換之電荷，於被讀取前之期間內進行暫時保持之區域。FD部49所保持之電荷與光電二極體PD1及PD2所產生之電荷同樣，經由放大電晶體等輸出至後段之行信號處理電路5。但，於將光電轉換膜52所產生之電荷作為信號輸出之情形時，不需要光電二極體PD1及PD2所必要之傳送電晶體。因此，於使用光電轉換膜52之光電轉換時，具有無需縮窄光電二極體PD1及PD2之受光面積之優點。
於半導體基板12之背面側(圖中上側)之界面，例如形成有包含氧化鉿(HfO2)膜與氧化矽膜之2層或3層之膜之透明絕緣膜51。
於透明絕緣膜51之上側，光電轉換膜52係以被其下側之下部電極53a與上側之上部電極53b夾著之形式配置。於形成有光電轉換膜52之區域中，被下部電極53a與上部電極53b夾著之區域為光電轉換入射光之區域，光電轉換膜52、下部電極53a及上部電極53b係構成光電轉換部61。光電轉換膜52係作為光電轉換綠色之波長光之膜，例如，以包含若丹明系色素、花青系色素、喹吖啶酮等之有機光電轉換材料形成。下部電極53a與上部電極53b例如以氧化銦錫(ITO)膜、氧化銦鋅膜等形成。
另，於將光電轉換膜52設為光電轉換紅色之波長光之膜之情形時，例如，可使用包含酞菁系色素之有機光電轉換材料。又，於設為光電轉換 藍色之波長光之膜之情形時，可使用包含香豆素系色素、三-8-羟基喹啉鋁(Alq3)、花青系色素等之有機光電轉換材料。
上部電極53b係全像素共通地形成於整面，與此相對，下部電極53a係以像素單位形成，藉由貫通透明絕緣膜51之金屬配線54而與半導體基板12之導電性插塞46連接。以鎢(W)、鋁(Al)、銅(Cu)等之材料形成之金屬配線54亦以透明絕緣膜51之特定深度沿平面方向形成，兼用作抑制光對鄰接像素之入射之像素間遮光膜55。
於上部電極53b之上表面，藉由氮化矽膜(SiN)、氧氮化矽膜(SiON)、碳化矽(SiC)等之無機膜，而形成有高折射率層56。又，於高折射率層56上，形成有晶載透鏡57。於晶載透鏡57之材料，例如使用氮化矽膜(SiN)、或苯乙烯系樹脂、丙烯酸系樹脂、苯乙烯-丙烯酸共聚合系樹脂、或矽氧烷系樹脂等之樹脂系材料。於本像素構造中，由於與光電轉換膜52、晶載透鏡57之距離變近，而相位差像素2P中光入射角依存性變得不易取得，故而高折射率層56具有增大折射角，提高聚光效率之效果。
於圖2中，如上構成之通常像素2X係3個排列配置。
2維配置有如此形成之通常像素2X之固體攝像元件1係自與形成有多層配線層44之半導體基板12之表面側為相反側之背面側入射光之背面照射型CMOS固體攝像元件。
又，固體攝像元件1係對於綠色光，以形成於半導體基板(矽層)12之上方之光電轉換膜52進行光電轉換，對於藍色與紅色光，以半導體基板12內之光電二極體PD1及PD2進行光電轉換之縱向分光型之固體攝像元件。
<下部電極之平面佈局>
圖3係顯示像素陣列部3內之下部電極之平面佈局之圖。
如圖3所示，於像素陣列部3內之2維配置之像素2中，於通常像素2X中，下部電極53a係以像素單位形成。圖2所示之剖面圖，係例如相當於以圖3之X1-X1'線所示之3個通常像素2X排列於水平方向之部分之剖面圖。
另一方面，於像素陣列部3內之2維配置之像素2中，存在具有平面尺寸縮小成較通常像素2X之下部電極53a要小之下部電極53c之像素2、及具有擴大至藉由將下部電極53c縮小而空出之區域之下部電極53d之像素2。
具有縮小後之下部電極53c之像素2，係產生焦點檢測用之信號之相位差像素2P；具有放大後之下部電極53d之像素2，係配置於相位差像素2P之旁邊之虛設像素2D。
相位差像素2P係以構成為感度相對於光之入射角具有非對稱性之對(2個)而配置於像素陣列部3內。將該成對之2個相位差像素2P記述為類型A之相位差像素2PA與類型B之相位差像素2PB。又，將配置於相位差像素2PA旁邊之虛設像素2D記述為虛設像素2DA，且將配置於相位差像素2PB旁邊之虛設像素2D記述為虛設像素2DB。
於圖3之例中，相位差像素2PA係以與通常像素2X相比僅像素內之左側受光之方式形成下部電極53c之像素，相位差像素2PB係以使光電轉換區域與相位差像素2PA對稱之方式，僅於像素內之右側形成下部電極53c之像素。
另，雖於圖3之例中，相位差像素2PA與虛設像素2DA之對、及相位差像素2PB與虛設像素2DB之對係沿縱向(垂直方向)鄰接配置，但並非一定要沿縱向鄰接配置。例如，相位差像素2PA與虛設像素2DA之對、及相位差像素2PB與虛設像素2DB之對，亦可分離1像素以上而配置，或沿橫向 (水平方向)鄰接配置。
又，雖於圖3之例中，相位差像素2PA與2PB之下部電極53c係採用與通常像素2X之下部電極53a比於沿橫向(水平方向)縮小之構成，但亦可採用沿縱向(垂直方向)縮小之構成。於採用將相位差像素2PA與2PB之下部電極53c沿縱向縮小之構成之情形時，相位差像素2PA與虛設像素2DA係沿縱向鄰接配置，相位差像素2PB與虛設像素2DB亦沿縱向鄰接配置。
再者，具有沿橫向縮小之下部電極53c之成對之相位差像素2PA及2PB、與具有沿縱向縮小之下部電極53c之成對之相位差像素2PA及2PB，亦可混存於像素陣列部3內。
於來自相位差像素2PA之像素信號與來自相位差像素2PB之像素信號中，因下部電極53c之形成位置不同，產生圖像之偏差。藉由自該圖像之偏差，算出相位偏差量並算出散焦量，且調整(移動)攝影透鏡，可達成自動調焦。
<相位差像素之剖面構成>
圖4係顯示有包含1個通常像素2X與相位差像素2PA及虛設像素2DA之對之圖3之Y1-Y1'線之剖面構成。
圖5係顯示有包含1個通常像素2X與相位差像素2PB及虛設像素2DB之對之圖3之Y2-Y2'線之剖面構成。
如圖4及圖5所示，相位差像素2P(2PA或2PB)之下部電極53c係採用與通常像素2X之下部電極53a相比沿橫向(水平方向)縮小之構成，且於因該縮小而空出之區域內，延伸而形成有虛設像素2D(2DA或2DB)之下部電極53d。相位差像素2P之下部電極53c、與虛設像素2D之下部電極53d之平面方向之間隔雖設定為與鄰接之2個通常像素2X之下部電極53a彼此之間 隔相同，但不必一定相同。
於相位差像素2P及虛設像素2D中，下部電極53c與下部電極53d以外之構成係與通常像素2X相同。因此，相位差像素2P及虛設像素2D各者之光電二極體PD1及PD2所產生之B信號及R信號可作為圖像產生用之信號而利用。
相位差像素2P之光電轉換部61、即光電轉換膜52、上部電極53b、及下部電極53c所產生之G信號係經由金屬配線54及導電性插塞46而輸出至FD部49，且作為焦點檢測用之信號而利用。相位差像素2P之圖像產生用之G信號係例如根據該相位差像素2P周邊之複數個通常像素2X之G信號，藉由內插而算出。
另一方面，虛設像素2D之光電轉換部61、即光電轉換膜52、上部電極53b、及下部電極53d所產生之G信號雖經由金屬配線54及導電性插塞46而輸出至FD部49，但未被利用而排出。虛設像素2D之圖像產生用之G信號亦例如根據該虛設像素2D周邊之複數個通常像素2X之G信號，藉由內插而算出。
根據如上構成之相位差像素2P之第1實施形態，因不必於光電轉換膜52之上表面針對各色形成遮光膜，故可避免用於形成遮光膜之步驟數增加，且實現相位差像素。又，因不必於像素間分離光電轉換膜52，故可抑制因於像素間分離光電轉換膜52而產生之暗電流。
因此，使用形成於半導體基板12之外側之光電轉換膜52，可形成更佳之焦點檢測用之相位差像素2P。
另，雖於作為第1實施形態顯示之像素構造中，為了於光電轉換膜52中光電轉換綠色之光，而將自相位差像素2P輸出之G信號作為焦點檢測用 之信號使用，但可任意選擇以光電轉換膜52，光電轉換何種顏色之光。即，於縱向分光型之固體攝像元件中，可適當決定以形成於半導體基板12之上方之光電轉換膜52光電轉換何種顏色之光，且以半導體基板12內之光電二極體PD1及PD2光電轉換何種顏色之光。
<3.像素之第2實施形態> <下部電極之平面佈局>
其次，對第2實施形態進行說明。另，於第2實施形態以後之說明中，對與和此前上述之其他實施形態標註相同之符號而顯示之其他實施形態對應之部分之說明係適當省略，僅對不同部分進行說明。第2實施形態之通常像素因與上述之第1實施形態同樣，故僅對相位差像素進行說明。
圖6係顯示像素陣列部3內之下部電極之平面佈局之圖。
於第2實施形態中，相位差像素2PA與2PB係以於中間夾著虛設像素2D之配置，直線性地並排配置。即，相位差像素2PA、虛設像素2D、及相位差像素2PB係以該順序配置於像素陣列部3內。因此，虛設像素2D係配置於相位差像素2PA與2PB之各者之旁邊，既是配置於相位差像素2PA旁邊之虛設像素2DA，又是配置於相位差像素2PB旁邊之虛設像素2DB。將此種虛設像素2D記述為虛設像素2DAB。
於第2實施形態中，相位差像素2PA與第1實施形態同樣，具有以僅像素內之左側受光之方式形成之下部電極53c。相位差像素2PB係以光電轉換區域與相位差像素2PA對稱之方式，僅於像素內之右側具有下部電極53c。
且，於因下部電極53c縮小而空出之相位差像素2PA及2PB之區域，延伸而形成有配置於正中之虛設像素2DAB之下部電極53d。換言之，虛設像 素2DAB之下部電極53d係以延伸至相位差像素2PA及2PB之兩側，且跨及3像素之方式形成。
另，圖6之例係相位差像素2PA、虛設像素2D、及相位差像素2PB以該順序於水平方向直線性並排配置之例，亦可採用於垂直方向直線性並排配置之構成。
<相位差像素之剖面構成>
圖7係顯示有包含相位差像素2PA、虛設像素2DAB、及相位差像素2PB之圖6之Y11-Y11'線之剖面構成。
如圖7所示，相位差像素2PA及2PB之下部電極53c係採用與通常像素2X之下部電極53a比較沿橫向(水平方向)縮小之構成，於因該縮小而空出之區域內，延伸而形成有虛設像素2DAB之下部電極53d。
於相位差像素2PA及2PB中，於光電轉換膜52之區域內，被上部電極53b與下部電極53c夾著之區域中產生之電荷累積於FD部49。於相位差像素2PA與相位差像素2PB中，下部電極53c之形成位置成為對稱之位置。因該下部電極53c之形成位置之不同，於來自相位差像素2PA之像素信號與來自相位差像素2PB之像素信號，產生圖像之偏差。自該圖像之偏差，算出相位偏差量且算出散焦量，並調整(移動)攝影透鏡，藉此可達成自動調焦。
根據如上構成之相位差像素2P之第2實施形態，因不必於光電轉換膜52之上表面針對各色形成遮光膜，故可避免用於形成遮光膜之步驟數增加，且實現相位差像素。又，因不必於像素間分離光電轉換膜52，故可抑制因於像素間分離光電轉換膜52而產生之暗電流。
因此，使用形成於半導體基板12之外側之光電轉換膜52，可形成更 佳之焦點檢測用之相位差像素2P。
<4.像素之第3實施形態> <下部電極之平面佈局>
其次，對第3實施形態進行說明。
圖8係顯示像素陣列部3內之下部電極之平面佈局之圖。
另，於圖8中，為了便於看圖，而省略表示圖3或圖6中所示之各像素2之邊界之虛線。
於第3實施形態中，於鄰接之下部電極53a與53c之間，形成有分離像素(元件)之元件分離電極81。元件分離電極81之材料可使用與下部電極53a及53c同樣之材料，例如氧化銦錫(ITO)膜、氧化銦鋅膜等。元件分離電極81因形成於垂直方向及水平方向各者之鄰接之下部電極53a與53c之間，故如圖8所示以格柵狀形成。
於元件分離電極81，施加特定之固定電位。藉此，可防止鄰接像素間之電容耦合，又藉由收集產生於像素間之電荷，亦可抑制殘像。
相位差像素2PA與第1實施形態同樣，具有以僅像素內之左側受光之方式形成之下部電極53c。相位差像素2PB係以光電轉換區域與相位差像素2PA對稱之方式，僅於像素內之右側具有下部電極53c。
接著，於因相位差像素2PA之下部電極53c縮小而空出之區域內，元件分離電極81自像素邊界線延伸而形成。於因相位差像素2PB之下部電極53c縮小而空出之區域內，元件分離電極81亦自像素邊界線延伸而形成。即，相位差像素2PA及2PB係具有將鄰接之元件分離電極81擴張且設置至因縮小之下部電極53c而空出之區域之構成。
於如上述構成之相位差像素2PA及2PB中，下部電極53c之形成位置亦 成為對稱之位置。因該下部電極53c之形成位置之不同，於來自相位差像素2PA之像素信號與來自相位差像素2PB之像素信號，產生圖像之偏差。自該圖像之偏差，算出相位偏差量且算出散焦量，並調整(移動)攝影透鏡，藉此可達成自動調焦。
另，圖8之例係採用將相位差像素2PA及2PB之下部電極53c與通常像素2X之下部電極53a比較沿橫向(水平方向)縮小之構成，亦可採用沿縱向(垂直方向)縮小之構成。該情形時，於相位差像素2PA及2PB內，分離上下之下部電極53a與53c之元件分離電極81沿縱向延伸而形成。
<像素之剖面構成>
圖9係包含2個通常像素2X之圖8之X11-X11'線之剖面構成圖。
圖10係包含1個通常像素2X與相位差像素2PA之圖8之Y21-Y21'線之剖面構成圖。
圖11係包含1個通常像素2X與相位差像素2PB之圖8之Y22-Y22'線之剖面構成圖。
如圖9所示，於通常像素2X彼此鄰接之部分中，元件分離電極81係形成於平面方向上像素邊界上之位置，且深度方向上與下部電極53a相同之位置。元件分離電極81係連接於形成於其下層之金屬配線82，經由金屬配線82將特定之固定電位施加於元件分離電極81。
如圖10所示，於相位差像素2PA與通常像素2X鄰接之部分中，於因相位差像素2PA之下部電極53c縮小而空出之區域內，元件分離電極81係自像素邊界線延伸而形成。
又，如圖11所示，於相位差像素2PB與通常像素2X鄰接之部分中，於因相位差像素2PB之下部電極53c縮小而空出之區域內，元件分離電極 81係自像素邊界線延伸而形成。
關於將擴張之元件分離電極81連接於形成於其下層之金屬配線82，且將特定之固定電位施加於元件分離電極81之方面，於圖10及圖11中亦與圖9同樣。以擴張之元件分離電極81與上部電極53b夾著之光電轉換膜52所產生之電荷未連接於FD部49，不會作為信號被提取。
根據如上構成之相位差像素2P之第3實施形態，因不必於光電轉換膜52之上表面針對各色形成遮光膜，故可避免用於形成遮光膜之步驟數增加，且實現相位差像素。又，因不必於像素間分離光電轉換膜52，故可抑制因於像素間分離光電轉換膜52而產生之暗電流。
因此，使用形成於半導體基板12之外側之光電轉換膜52，可形成更佳之焦點檢測用之相位差像素2P。
<第3實施形態之變化例>
於圖8所示之例中，採用於相位差像素2PA或2PB之垂直方向及水平方向之旁邊，配置通常像素2X之佈局，亦可如圖12所示，為將相位差像素2PA與相位差像素2PB於垂直方向或水平方向相鄰而配置之佈局。
又，於上述之說明中，以將元件分離電極81格柵狀地形成於垂直方向及水平方向之像素邊界上為前提，說明延伸該元件分離電極81之形態，亦可如圖13所示省略格柵狀之元件分離電極81。又，當然亦可採用相對於圖8所示之佈局，省略格柵狀之元件分離電極81，僅設置島狀之元件分離電極83之構成。於該情形時，僅對島狀之元件分離電極83，施加特定之固定電位。再者，亦可設為例如H狀般，僅欠缺格柵狀之元件分離電極81之一部分之形狀，而並非省略格柵狀之元件分離電極81之全部。
另，圖13所示之島狀之元件分離電極83、與圖6所示之第2實施形態 之虛設像素2DAB之島狀之下部電極53c係於是否與供給特定之固定電位之金屬配線82連接、或、是否與累積電荷之FD部49連接之方面有所不同。圖13所示之島狀之元件分離電極83亦可不與形成於其下層之金屬配線82連接，而作為孤立圖案。或，又可採用使圖13之島狀之元件分離電極83不與形成於其下層之金屬配線82連接，而與FD部49連接，且累積電荷並排出之構成。
<5.像素之第4實施形態> <像素之剖面構成>
其次，對第4實施形態進行說明。
於上述之第1至第3實施形態中，各像素2藉由光電轉換部61與光電二極體PD1及PD2，接收紅色(R)、綠色(G)、及藍色(B)之全部波長光，與此相對，於以下說明之第4至第6實施形態中，各像素2僅接收紅色(R)、綠色(G)、或藍色(B)之任一者之波長光之方面不同。
圖14係第4實施形態之像素2之剖面構成圖，顯示有包含1個通常像素2X與相位差像素2PA及虛設像素2DA之對之相當於圖3之Y1-Y1'線之部分之剖面構成。
若比較相同之圖3之Y1-Y1'線之剖面構成圖、即圖4所示之第1實施形態之剖面構成、與圖14之第4實施形態之剖面構成，則於圖14中，將光電轉換圖4之綠色之波長光之光電轉換膜52置換成光電轉換紅色(R)、綠色(G)、及藍色(B)之全部波長光之光電轉換膜91。又，於半導體基板12內，未設置接收藍色光之光電二極體PD1、與接收紅色光之光電二極體PD2。
再者，於圖14中，於高折射率層56與晶載透鏡57之間，新設置有使紅色(R)、綠色(G)、或藍色(B)之波長光通過之彩色濾光片92。
因此，於光電轉換膜91，僅通過了彩色濾光片92之紅色(R)、綠色(G)、或藍色(B)之任一者之波長光到達，因而各像素2僅接收紅色(R)、綠色(G)、或藍色(B)之任一者之波長光。
又，於圖4所示之第1實施形態中，採用將光電轉換部61或晶載透鏡57形成於與形成有多層配線層44之表面側相反之背面側之背面照射型之構成。與此相對，於圖14之第4實施形態中，採用於與形成有多層配線層44之側相同之半導體基板12之表面側，形成有光電轉換部61或晶載透鏡57之表面照射型之構成。
更具體而言，於半導體基板12之表面側形成多層配線層44，於多層配線層44之上表面，形成有透明絕緣膜51、下部電極53a、光電轉換膜91、上部電極53b、高折射率層56等。
因於半導體基板12之表面側形成有多層配線層44，故保持光電轉換膜52所產生之電荷之FD部49亦形成於半導體基板12之表面側。因此，於第4實施形態中，未設置用以將光電轉換膜91所產生之電荷提取至半導體基板12之背面側之導電性插塞46及絕緣膜47。
圖15係顯示與圖3之平面佈局對應而顯示之彩色濾光片92之佈局例之圖。
彩色濾光片92係如圖15所示，例如以拜爾排列配置。
另，於圖15之例中，相位差像素2PA及2PB為接收綠色(Gr，Gb)之波長之像素，虛設像素2DA為接收紅色(R)之波長之像素，虛設像素2DB為接收藍色(B)之波長之像素，但相位差像素2P及虛設像素2D接收之光之波長(色)並未限定於此例。但，期望相位差像素2PA接收之光、與相位差像素2PB接收之光之波長匹配。又，亦可於相位差像素2PA及2PB，取代彩色濾 光片92，形成使全波長透過之材料，而設為接收全波長之光之白像素。將相位差像素2PA及2PB設為白像素之情形時，取代彩色濾光片92而形成之材料可例如採用與高折射率層56或晶載透鏡57相同之材料。
<6.像素之第5實施形態> <像素之剖面構成>
其次，對第5實施形態進行說明。
圖16係第5實施形態之像素2之剖面構成圖，顯示有包含相位差像素2PA及2PB、與其間之虛設像素2DAB之相當於圖6之Y11-Y11'線之部分之剖面構成。
於第5實施形態中，關於各像素2接收之光之波長，與參照圖14說明之第4實施形態同樣而構成，下部電極53c及53d之配置構成係與參照圖7說明之第2實施形態同樣而構成。
即，於圖16中，於高折射率層56與晶載透鏡57之間，形成拜爾排列之彩色濾光片92，且光電轉換紅色(R)、綠色(G)、及藍色(B)之全部之波長光之光電轉換膜91形成於下部電極53c或53d、與上部電極53b之間。藉此，各像素2之光電轉換部61係僅接收紅色(R)、綠色(G)、或藍色(B)之任一者之波長光。
又，相位差像素2PA及2PB係以於中間夾著虛設像素2DAB之方式直線性地並排配置。且，於因相位差像素2PA及2PB之下部電極53c縮小而空出之區域，延伸而形成有配置於正中之虛設像素2DAB之下部電極53d。
又，第5實施形態之像素構造係光電轉換部61及晶載透鏡57形成於與多層配線層44相同之半導體基板12之表面側之表面照射型之構造。
<7.像素之第6實施形態> <像素之剖面構成>
其次，對第6實施形態進行說明。
圖17係第6實施形態之像素2之剖面構成圖，顯示有包含1個通常像素2X與相位差像素2PA之相當於圖8之Y21-Y21'線之部分之剖面構成。
於第6實施形態中，關於各像素2接收之光之波長，與參照圖14說明之第4實施形態同樣而構成，下部電極53c與元件分離電極81之配置構成係與參照圖10說明之第3實施形態同樣而構成。
即，於圖17中，於高折射率層56與晶載透鏡57之間，形成拜爾排列之彩色濾光片92，且光電轉換紅色(R)、綠色(G)、及藍色(B)之全部之波長光之光電轉換膜91形成於下部電極53a或53c、與上部電極53b之間。藉此，各像素2之光電轉換部61係僅接收紅色(R)、綠色(G)、或藍色(B)之任一者之波長光。
又，於相位差像素2PA與通常像素2X之間形成有元件分離電極81，如圖17所示，於因相位差像素2PA之下部電極53c縮小而空出之區域內，元件分離電極81係自像素邊界線延伸而形成。
雖省略圖示，但於第6實施形態之通常像素2X彼此鄰接之部分，與圖9同樣，於像素邊界上之位置形成有元件分離電極81。又，於相位差像素2PB與通常像素2X鄰接之部分中，與圖11同樣，於因相位差像素2PB之下部電極53c縮小而空出之區域內，元件分離電極81自像素邊界線延伸而形成。
又，第6實施形態之像素構造係將光電轉換部61或晶載透鏡57形成於與多層配線層44相同之半導體基板12之表面側之表面照射型之構造。
於上述之第4至第6實施形態中，於相位差像素2PA與2PB中，下部電 極53c之形成位置亦對稱。因該下部電極53c之形成位置之不同，於來自相位差像素2PA之像素信號與來自相位差像素2PB之像素信號，產生圖像之偏差。自該圖像之偏差，算出相位偏差量且算出散焦量，並調整(移動)攝影透鏡，藉此可達成自動調焦。
又，於第4至第6實施形態中，因不必於光電轉換膜91之上表面形成遮光膜，故可避免步驟數增加，且實現相位差像素。又，因不必於像素間分離光電轉換膜91，故可抑制因於像素間分離光電轉換膜91而產生之暗電流。
因此，於第4至第6實施形態中，亦使用形成於半導體基板12之外側之光電轉換膜91，可形成更佳之焦點檢測用之相位差像素2P。
另，作為第4至第6實施形態而顯示之構造為表面照射型之像素構造，亦可與第1至第3實施形態同樣，採用背面照射型之像素構造。
又，於第5及第6實施形態中，亦可將相位差像素2PA及2PB變更成白像素。
又，第1至第3實施形態之虛設像素2D之下部電極53d、與第4至第6實施形態之元件分離電極81之任一者皆為至少延伸至像素邊界之電極。
<8.第1實施形態之製造方法>
其次，一面參照圖18至圖25，一面對圖4所示之第1實施形態之像素2之製造方法進行說明。
另，於圖18至圖25中，亦一併說明對圖4中未圖示之上部電極53b之電源供給部之製造方法。
首先，如圖18A所示，於半導體基板12之半導體區域41內，形成光電二極體PD1及PD2、導電性插塞46、FD部49、以及用以對上部電極53b 供給電源之導電性插塞122等。導電性插塞122之外周係以SiO2或SiN等之絕緣膜123覆蓋。
又，於半導體基板12之表面側(圖中下側)，形成進行累積於光電二極體PD1及PD2之電荷之讀取等之複數個像素電晶體、與包含複數個配線層及層間絕緣膜之多層配線層44。
接著，如圖18B所示，於半導體基板12之背面側界面，以特定膜厚形成透明絕緣膜51A。
其次，如圖18C所示，於形成於半導體基板12之背面側界面之透明絕緣膜51A中，僅與導電性插塞46連接之區域係藉由微影法而開口。
接著，如圖18D所示，於包含透明絕緣膜51A之開口之蝕刻部分之透明絕緣膜51A之上側整面，形成鎢(W)、鋁(Al)、銅(Cu)等之金屬材料201。
形成於透明絕緣膜51A上之整面之金屬材料201係如圖19A所示，藉由微影法而僅留下期望之區域且圖案化，藉此形成像素間遮光膜55。
再者，如圖19B所示，於透明絕緣膜51A與像素間遮光膜55之上側，積層透明絕緣膜51B，其後，再如圖19C所示，於積層之透明絕緣膜51B中，僅將與導電性插塞46連接之區域藉由微影法而開口。
接著，再如圖19D所示，於包含透明絕緣膜51B之開口之蝕刻部分之透明絕緣膜51B之上側整面形成金屬材料202後，藉由利用CMP(Chemical Mechanical Polishing：化學機械研磨法)去除表層之金屬材料202，而如圖20A所示，形成貫通透明絕緣膜51A及51B之金屬配線54。
接著，如圖20B所示，於透明絕緣膜51B上，使例如ITO(氧化銦錫)膜203成膜，藉由微影法僅留下期望之區域且圖案化，藉此如圖20C所 示，形成通常像素2X之下部電極53a、相位差像素2PA之下部電極53c、及虛設像素2DA之下部電極53d。
再者，如圖20D所示，於包含下部電極53a、53c及53d之透明絕緣膜51B上，以特定膜厚形成透明絕緣膜51C後，將透明絕緣膜51C藉由例如CMP(Chemical Mechanical Polishing：化學機械研磨法)去除，直至成為與下部電極53a等相同之膜厚。其結果，如圖21A所示，藉由殘存之透明絕緣膜51C、與其下層之透明絕緣膜51B及51A，而完成圖4之透明絕緣膜51。
繼而，如圖21B所示，於下部電極53a、53c及53d與透明絕緣膜51之上表面，形成光電轉換綠色之波長光之光電轉換材料204後，於其上，如圖21C所示，形成例如ITO(氧化銦錫)膜205。
接著，藉由僅留下期望之區域且蝕刻，而如圖21D所示，完成通常像素2X、相位差像素2P、及虛設像素2D所共通之光電轉換膜52與上部電極53b。
繼而，如圖22A所示，於像素陣列部3之像素區域之上部電極53b與外周部之透明絕緣膜51之上表面，形成作為高折射率層56之氮化膜等之高折射材料206A。
其後，如圖22B所示，於上部電極53b之成為接觸部之部位形成接觸開口部207，且於成為與導電性插塞122之接觸部之部位形成接觸開口部208。
接著，如圖23A所示，於形成接觸開口部207及208後之高折射材料206A之上表面，將鎢(W)等之金屬材料209共形地成膜後，如圖23B所示，以僅留下像素陣列部3之外周部之方式圖案化，藉此完成連接導電性 插塞122與上部電極53b之連接配線124。
接著，如圖24A所示，於高折射材料206A與連接配線124上，進而形成與高折射材料206A相同材料之高折射材料206B。該積層之高折射材料206A與高折射材料206B成為高折射率層56。
其次，如圖24B所示，於高折射率層56之上表面進而形成晶載透鏡57之材料即樹脂系材料210後，如圖25A所示，以透鏡形狀形成光阻劑211。接著，藉由基於透鏡形狀之光阻劑211進行回蝕，而如圖25B所示，於各像素2之最上部形成晶載透鏡57。
如上所述，可製造圖4所示之第1實施形態之像素2。另，於其他第2至第6實施形態中，亦可同樣製造像素2之光電轉換部61。
<對電子機器之應用例>
本揭示之技術並非限定於對固體攝像元件之應用者。即，本揭示之技術可應用於數位靜態相機或視頻攝像機等攝像裝置、或具有攝像功能之便攜式終端裝置、或對圖像讀取部使用固體攝像元件之複印機等、對圖像取得部(光電轉換部)使用固體攝像元件之電子機器全體。固體攝像元件既可為形成為單晶片之形態，亦可為將攝像部與信號處理部或光學系統統一封裝之具有攝像功能之模組狀之形態。
圖26係顯示作為本揭示之電子機器之攝像裝置之構成例之方塊圖。
圖26之攝像裝置300具備包含透鏡群等之光學部301、採用圖1之固體攝像元件1之構成之固體攝像元件(攝像裝置)302、及相機信號處理電路即DSP(Digital Signal Processor：數位信號處理器)電路303。又，攝像裝置300亦具備圖框記憶體304、顯示部305、記錄部306、操作部307、及電源部308。DSP電路303、圖框記憶體304、顯示部305、記錄部306、操作部 307及電源部308經由匯流排線309而彼此連接。
光學部301取得來自被攝體之入射光(像光)且於固體攝像元件302之攝像面上成像。固體攝像元件302以像素單位將藉由光學部301成像於攝像面上之入射光之光量轉換為電性信號且作為像素信號輸出。作為該固體攝像元件302，可使用圖1之固體攝像元件1，即具有上述之通常像素2X、相位差像素2P等之像素構造之固體攝像元件。
顯示部305包含例如液晶面板或有機EL(Electro Luminescence：電致發光)面板等之面板型顯示裝置，顯示固體攝像元件302所攝像之動態圖像或靜態圖像。記錄部306將固體攝像元件302所攝像之動態圖像或靜態圖像記錄於硬碟或半導體記憶體等之記錄媒體。
操作部307係於使用者之操作之下，對攝像裝置300具有之各種功能發出操作指令。電源部308將成為DSP電路303、圖框記憶體304、顯示部305、記錄部306及操作部307之動作電源之各種電源，對該等供給對象適當供給。
如上所述，作為固體攝像元件302，採用具有上述各實施形態之像素2之固體攝像元件1，藉此可避免步驟數增加，且實現相位差像素。因此，於視頻攝像機或數位靜態相機、進而行動電話等之適於移動機器之相機模組等之攝像裝置300中，亦可謀求攝像圖像之高畫質化。
本揭示之實施形態並非限定於上述實施形態，於不脫離本揭示之主旨之範圍內可進行各種變更。
於上述之第1至第3實施形態中，對於半導體基板12之上層具有1層光電轉換層(光電轉換膜52)，於半導體基板12內具有2個無機光電轉換層(光電二極體PD1及PD2)之縱向分光型之固體攝像元件進行說明。
然而，本揭示之技術對於半導體基板12之上層具有2層之光電轉換層，於半導體基板12內具有1個無機光電轉換層之縱向分光型之固體攝像元件亦可同樣適用。
又，於上述之各實施形態中，作為形成於半導體基板12之上方之光電轉換部61之光電轉換膜52，對使用有機光電轉換材料之情形進行說明，亦可採用無機光電轉換材料。作為無機光電轉換材料，例如舉出結晶矽、非晶矽、CIGS(Cu、In、Ga、Se化合物)、CIS(Cu、In、Se化合物)、黃銅礦構造半導體、GaAs等之化合物半導體等。
於上述之各實施形態中，相位差像素2P之下部電極53c之平面尺寸設為通常像素2X之下部電極53a之一半尺寸，但並未限定於此。只要以相位差像素2P之光電轉換部61對於光之入射角，感度具有非對稱性，相位差像素2PA與相位差像素2PB之光電轉換區域成為對稱之方式形成即可。
再者，於上述之各實施形態中，構成光電轉換部61之上部電極53b係於全像素共通地形成於整面，下部電極53a係以像素單位形成，亦可將上部電極53b以像素單位形成，且將下部電極53a全像素共通地形成於整面。又，亦可以像素單位形成下部電極53a與上部電極53b兩者。
於上述之例中，對將第1導電型設為P型，第2導電型設為N型，將電子設為信號電荷之固體攝像元件進行說明，但本揭示亦可應用於將電洞設為信號電荷之固體攝像元件。即，可將第1導電型設為N型，第2導電型設為P型，且以相反之導電型之半導體區域構成上述之各半導體區域。
又，本揭示之技術並非限定於應用於檢測可視光之入射光量之分佈而攝像為圖像之固體攝像元件，可應用於將紅外線或X線、或粒子等之入射量之分佈攝像為圖像之固體攝像元件，或廣義上檢測壓力或靜電電容等 其他物理量之分佈而攝像為圖像之指紋檢測感測器等之固體攝像元件(物理量分佈檢測裝置)全體。
本揭示之實施形態並非限定於上述實施形態，於不脫離本揭示之主旨之範圍內可進行各種變更。
例如，可採用使上述複數個實施形態之全部或一部分組合之形態。
另，本說明書中記述之效果僅為例示，並非限定者，亦可有本說明書記述者以外之效果。
另，本揭示亦可採用如下構成。
(1)
一種固體攝像元件，其具備：第1像素，其具有包含光電轉換膜、及於上下夾著其之第1電極及第2電極之光電轉換部，且上述第1電極及第2電極中至少一者之電極為於各像素分離之分離電極；及第2像素，其具有上述光電轉換部，且上述分離電極係以較上述第1像素小之平面尺寸形成，並於藉此空出之區域內，形成有至少延伸至像素邊界之第3電極。
(2)
如上述技術方案(1)所記述之固體攝像元件，其中上述第3電極連接於保持上述光電轉換部所產生之電荷之電荷保持部。
(3)
如上述技術方案(1)或(2)所記述之固體攝像元件，其中上述第3電極為鄰接像素之上述分離電極。
(4)
如上述技術方案(1)或(2)所記述之固體攝像元件，其中上述第3電極跨及包含上述第2像素與其鄰接像素之3像素。
(5)
如上述技術方案(1)所記述之固體攝像元件，其中上述第3電極與供給固定電位之配線連接。
(6)
如上述技術方案(1)或(5)所記述之固體攝像元件，其中上述第3電極為形成於與鄰接像素之上述分離電極之間之元件分離電極。
(7)
如上述技術方案(1)所記述之固體攝像元件，其中上述第3電極為未與配線連接之孤立圖案。
(8)
如上述技術方案(1)至(7)中任一項所記述之固體攝像元件，其中上述第2像素為產生焦點檢測用之信號之相位差像素。
(9)
如上述技術方案(1)至(8)中任一項所記述之固體攝像元件，其中上述光電轉換膜為光電轉換特定色之波長光之膜。
(10)
如上述技術方案(9)所記述之固體攝像元件，其中上述光電轉換膜為光電轉換綠色波長光之膜。
(11)
如上述技術方案(1)至(10)中任一項所記述之固體攝像元件，其中上述第2像素進而於半導體基板內具備無機光電轉換部；且上述無機光電轉換部係光電轉換上述光電轉換部所未光電轉換之波長光。
(12)
如上述技術方案(1)至(7)中任一項所記述之固體攝像元件，其中上述光電轉換膜為可光電轉換紅色、綠色、及藍色之波長光之膜。
(13)
如上述技術方案(12)所記述之固體攝像元件，其中於上述光電轉換膜之上方，配置有紅色、綠色、或藍色之彩色濾光片；且上述光電轉換膜係光電轉換通過上述彩色濾光片之光。
(14)
一種固體攝像元件之製造方法，其形成如下構件：第1像素，其具有包含光電轉換膜、及於上下夾著其之第1電極及第2電極之光電轉換部，且上述第1電極及第2電極中至少一者之電極為於各像素分離之分離電極；及第2像素，其具有上述光電轉換部，且上述分離電極係以較上述第1像素小之平面尺寸形成，並於藉此空出之區域內，形成有至少延伸至像素邊界之第3電極。
(15)
一種電子機器，其具備固體攝像元件，該固體攝像元件具有如下構件： 第1像素，其具有包含光電轉換膜、及於上下夾著其之第1電極及第2電極之光電轉換部，且上述第1電極及第2電極中至少一者之電極為於各像素分離之分離電極；及第2像素，其具有上述光電轉換部，且上述分離電極係以較上述第1像素小之平面尺寸形成，並於藉此空出之區域內，形成有至少延伸至像素邊界之第3電極。
2DA:虛設像素
2PA:相位差像素
2X:通常像素
12:半導體基板
41:半導體區域
42:半導體區域
43:半導體區域
44:多層配線層
46:導電性插塞
47:絕緣膜
48:金屬配線
49:FD部
51:透明絕緣膜
52:光電轉換膜
53a:下部電極
53b:上部電極
53c:下部電極
53d:下部電極
54:金屬配線
55:像素間遮光膜
56:高折射率層
57:晶載透鏡
61:光電轉換部
PD1:光電二極體
PD2:光電二極體

Claims (15)

  1. 一種光檢測元件，其包含：第1像素，其包含光電轉換部，該光電轉換部包含光電轉換膜、及於上下夾著其之第1電極及第2電極，且上述第1電極及第2電極中至少一者之電極為於各像素分離之分離電極；及第2像素，其包含上述光電轉換部，且上述分離電極係以較上述第1像素小之平面尺寸形成，並於藉此空出之區域內，形成有至少延伸至像素邊界之第3電極；且係構成為上述光電轉換膜之區域中，於俯視時與上述第3電極重疊之區域中產生電荷；上述第2像素係進而包含晶載透鏡，上述晶載透鏡係於俯視時與上述分離電極及上述第3電極重疊。
  2. 如請求項1之光檢測元件，其中上述第3電極連接於保持上述光電轉換部所產生之電荷之電荷保持部。
  3. 如請求項1之光檢測元件，其中上述第3電極為鄰接之像素之上述分離電極。
  4. 如請求項1之光檢測元件，其中上述第3電極跨及包含上述第2像素與其鄰接像素之3像素。
  5. 如請求項1之光檢測元件，其中上述第3電極與供給固定電位之配線連接。
  6. 如請求項1之光檢測元件，其中上述第3電極為形成於與鄰接之像素之上述分離電極之間之元件分離電極。
  7. 如請求項1之光檢測元件，其中上述第3電極為未與配線連接之孤立圖案。
  8. 如請求項1之光檢測元件，其中上述第2像素為產生焦點檢測用之信號之相位差像素。
  9. 如請求項1之光檢測元件，其中上述光電轉換膜為將特定色之波長光進行光電轉換之膜。
  10. 如請求項9之光檢測元件，其中上述光電轉換膜為將綠色波長光進行光電轉換之膜。
  11. 如請求項1之光檢測元件，其中上述第2像素係於半導體基板內進而包含無機光電轉換部；且上述無機光電轉換部係將上述光電轉換部所未光電轉換之波長光 進行光電轉換。
  12. 如請求項1之光檢測元件，其中上述光電轉換膜為可將紅色、綠色、及藍色之波長光進行光電轉換之膜。
  13. 如請求項12之光檢測元件，其中於上述光電轉換膜之上方，配置有紅色、綠色、或藍色之彩色濾光片；且上述光電轉換膜將通過上述彩色濾光片之光進行光電轉換。
  14. 一種光檢測元件之製造方法，其形成如下構件：第1像素，其包含光電轉換部，該光電轉換部包含光電轉換膜、及於上下夾著其之第1電極及第2電極，且上述第1電極及第2電極中至少一者之電極為於各像素分離之分離電極；及第2像素，其包含上述光電轉換部，且上述分離電極係以較上述第1像素小之平面尺寸形成，並於藉此空出之區域內，形成有至少延伸至像素邊界之第3電極；且係構成為上述光電轉換膜之區域中，於俯視時與上述第3電極重疊之區域中產生電荷；上述第2像素係進而包含晶載透鏡，上述晶載透鏡係於俯視時與上述分離電極及上述第3電極重疊。
  15. 一種電子機器，其包含光檢測元件，該光檢測元件包含：第1像素，其包含光電轉換部，該光電轉換部包含光電轉換膜、及於上下夾著其之第1電極及第2電極，且上述第1電極及第2電極中至少一者之電極為於各像素分離之分離電極；及第2像素，其包含上述光電轉換部，且上述分離電極係以較上述第1像素小之平面尺寸形成，並於藉此空出之區域內，形成有至少延伸至像素邊界之第3電極；且係構成為上述光電轉換膜之區域中，於俯視時與上述第3電極重疊之區域中產生電荷；上述第2像素係進而包含晶載透鏡，上述晶載透鏡係於俯視時與上述分離電極及上述第3電極重疊。
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