CN113206118A - 固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及可以通过使用光电转换膜来形成更好的用于检测焦点的像素的固态摄像元件、该摄像元件的制造方法和电子装置。所述固态摄像元件包括：第一像素，其包括由光电转换膜以及上下夹持所述光电转换膜的第一电极和第二电极形成的光电转换单元，其中，所述第一电极和所述第二电极中的至少一者是针对每个像素分离的分离电极；以及第二像素，其包括所述光电转换单元，其中，所述第二像素的所述分离电极形成为具有比所述第一像素的所述分离电极的平面尺寸更小的平面尺寸，且至少延伸至像素边界的第三电极形成在由于更小的平面尺寸而空出的区域中。本发明可例如应用于固态摄像元件等。

Description

固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法和电子装置
本申请是申请日为2015年10月22日、发明名称为“固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法和电子装置”的申请号为201580057669.7专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及固态摄像元件、该固态摄像元件的制造方法和电子装置，并特别地涉及能够通过使用光电转换膜形成更好的用于检测焦点的像素的固态摄像元件、该固态摄像元件的制造方法以及电子器件。
背景技术
在诸如数码相机、摄像机、监控相机、复印机和传真机等许多设备上安装有使用半导体的固态摄像元件。近来，通常将通过互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺与***电路一起制造的所谓CMOS摄像元件用作固态摄像元件。
在目前存在的CMOS摄像元件中，采用使用具有关于光入射角度不对称的灵敏度的用于检测焦点的像素，以作为相机的自动对焦功能。例如，在专利文献1中，对于用于实现用于检测焦点的像素的方法，将像素中的光电二极管划分成两个部分，并且将它们中的具有较小面积的一者用于检测焦点。
而且，近来，研发出了将有机半导体和无机化合物半导体用作光电转换膜的摄像元件。这种摄像元件的结构通常包括光电转换膜以及上下夹持光电转换膜的电极，其中，上部电极和下部电极中的至少一者针对每个像素是分离的。在这里，也提出了使用用于检测焦点的像素的方法。
在专利文献2中，在像素中，将还具有滤色器功能且布置有与某个像素的硅光电二极管相同的光程(optical path)长度的有机光电转换元件划分成两部分，并成对地使用，据此检测具有不同相位差的光，从而可以检测焦点。专利文献3可通过使用一对像素实现焦点检测，这一对像素在用于检测相位差的有机光电转换元件中的光入射侧设置有遮光膜。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开号2012-37777
专利文献2：日本专利申请特开号2013-145292
专利文献3：日本专利申请特开号2014-67948
发明内容
本发明要解决的问题
然而，在专利文献2的实现方法中，由于用于检测焦点的光电转换膜还用作拜耳排列中的滤色器，所以需要针对每个像素分离光电转换膜。因此，由光电转换膜的分离引起的暗电流可能劣化。
在使用遮光膜的专利文献3的实现方法中，在光电转换膜下方的硅层上设置光电二极管时，那里接收的光也被遮蔽，从而获得的信号变小。
本发明是针对这种情况而提出的，且本发明的目的在于通过使用光电转换膜来形成更好的用于检测焦点的像素。
问题的解决方案
根据本发明的第一方面的固态摄像元件设有：第一像素，其包括由光电转换膜以及上下夹持光电转换膜的第一电极和第二电极形成的光电转换单元，其中，第一电极和第二电极中的至少一者是针对每个像素分离的分离电极；及第二像素，其包括光电转换单元，其中，第二像素的分离电极形成为具有比第一像素的分离电极的平面尺寸更小的平面尺寸，且至少延伸至像素边界的第三电极形成在由于更小的平面尺寸而空出的区域中。
根据本发明的第二方面的固态摄像元件的制造方法形成第一像素和第二像素，第一像素包括由光电转换膜以及上下夹持光电转换膜的第一电极和第二电极形成的光电转换单元，其中，第一电极和第二电极中的至少一者是针对每个像素分离的分离电极，且第二像素包括光电转换单元，其中，所述第二像素的分离电极形成为具有比第一像素的分离电极的平面尺寸更小的平面尺寸，且至少延伸至像素的边界的第三电极形成在由于更小的平面尺寸而空出的区域中。
根据本发明的第三方面的电子装置设置有固态摄像元件，固态摄像元件包括：第一像素，其包括由光电转换膜以及上下夹持光电转换膜的第一电极和第二电极形成的光电转换单元，其中，第一电极和第二电极中的至少一者是针对每个像素分离的分离电极；以及第二像素，其包括光电转换单元，其中，分离电极形成为具有比第一像素的分离电极的平面尺寸更小的平面尺寸，且至少延伸至像素边界的第三电极形成在由于更小的平面尺寸而空出的区域中。
在本发明的第一至第三方面中，设置有第一像素和第二像素，第一像素包括由光电转换膜以及上下夹持光电转换膜的第一电极和第二电极形成的光电转换单元，其中，第一电极和第二电极中的至少一者是针对每个像素分离的分离电极，且第二像素包括光电转换单元，其中，分离电极形成为具有比第一像素的分离电极的平面尺寸更小的平面尺寸，且至少延伸至像素的边界的第三电极形成在由于更小的平面尺寸而空出的区域中。
固态摄像元件和电子装置可以是独立的装置，或可以是被组合到其它装置中的模块。
本发明的效果
根据本发明的第一至第三方面，可以通过使用光电转换膜形成更好的用于检测焦点的像素。
同时，本发明的效果不特别地限于这里所描述的效果；也可以是本文中描述的任何效果。
附图说明
图1是图示了根据本发明的固态摄像元件的示意性构造的示图。
图2是图示了普通像素的剖面构造的剖面构造图。
图3是图示了第一实施例的下部电极的平面布局的示图。
图4是沿图3中的Y1-Y1'线截取的剖面构造图。
图5是沿图3中的Y2-Y2'线截取的剖面构造图。
图6是图示了第二实施例的下部电极的平面布局的示图。
图7是沿图6中的Y11-Y11'线截取的剖面构造图。
图8是图示了第三实施例的平面布局的示图。
图9是沿图8中的X11-X11'线截取的剖面构造图。
图10是沿图8中的Y21-X21'线截取的剖面构造图。
图11是沿图8中的Y22-Y22'线截取的剖面构造图。
图12是图示了第三实施例的变形例的示图。
图13是图示了第三实施例的变形例的示图。
图14是第四实施例的像素的剖面构造图。
图15是图示了滤色器的布局示例的示图。
图16是第五实施例的像素的剖面构造图。
图17是第六实施例的像素的剖面构造图。
图18是图示了第一实施例的制造方法的示图。
图19是图示了第一实施例的制造方法的示图。
图20是图示了第一实施例的制造方法的示图。
图21是图示了第一实施例的制造方法的示图。
图22是图示了第一实施例的制造方法的示图。
图23是图示了第一实施例的制造方法的示图。
图24是图示了第一实施例的制造方法的示图。
图25是图示了第一实施例的制造方法的示图。
图26是图示了根据本发明的作为电子装置的成像装置的构造示例的框图。
具体实施方式
在下文中，说明用于实施本发明的方式(在下文中，被称为实施例)。同时，按照以下顺序进行说明。
1.固态摄像元件的示意性构造示例
2.像素的第一实施例(成对的相位差像素中的每个像素包括伪像素的构造)
3.像素的第二实施例(成对的相位差像素包括共用伪像素的构造)
4.像素的第三实施例(元件分离电极延伸至相位差像素的构造)
5.像素的第四实施例(光电转换膜接收所有波长的光的第一构造)
6.像素的第五实施例(光电转换膜接收所有波长的光的第二构造)
7.像素的第六实施例(光电转换膜接收所有波长的光的第三构造)
8.第一实施例的制造方法
9.电子装置的应用示例
<1.固态摄像元件的示意性构造示例>
图1示出了根据本发明的固态摄像元件的示意性构造。
图1中的固态摄像元件1包括像素阵列单元3和位于像素阵列单元3周围的***电路单元，其中像素阵列单元3通过如下方式获得：在例如由作为半导体的硅(Si)形成的半导体基板12上以二维方式将像素2布置成矩阵。***电路单元包括垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6、输出电路7和控制电路8等。
如稍后参考图3等所述，在像素阵列单元3中以二维方式布置成矩阵的像素2包括生成图像生成用信号的普通像素2X和生成焦点检测用信号的相位差像素2P。还存在将伪像素2D布置成与相位差像素2P相邻的情况。
例如由偏移寄存器形成的垂直驱动电路4选择像素驱动配线10，向所选择的像素驱动配线10提供用于驱动像素2的脉冲，并以行为单位驱动像素2。也就是说，垂直驱动电路4沿垂直方向以行为单位顺序地进行选择，以扫描像素阵列单元3中的像素2，并通过垂直信号线9将基于根据每个像素2的光电转换单元的光接收量生成的信号电荷的像素信号提供至列信号处理电路5。
针对每列像素2布置的列信号处理电路5针对每个像素列对从一行像素2输出的信号执行诸如去噪等信号处理。例如，列信号处理电路5执行诸如用于去除像素特有的固定模式噪声的相关双采样(CDS)和AD转换等信号处理。
例如由偏移寄存器形成的水平驱动电路6通过顺序地输出水平扫描脉冲来顺序地选择列信号处理电路5，并将来自每个列信号处理电路5的像素信号输出至水平信号线11。
输出电路7对通过水平信号线11从列信号处理电路5顺序地提供的信号执行预定的信号处理，并通过输出端子13输出所获得的信号。例如，输出电路7可仅执行缓冲，或者输出电路7可执行黑电平调整、列变化校正以及各种数字信号处理。
控制电路8接收输入时钟和用于指定操作模式等的数据，并还输出诸如固态摄像元件1的内部信息等数据。即，控制电路8基于垂直同步信号、水平同步信号和主时钟生成以用作垂直驱动电路4、列信号处理电路5和水平驱动电路6等的操作基准。然后，控制电路8将生成的时钟信号和控制信号输出至垂直驱动电路4、列信号处理电路5和水平驱动电路6等。
以上述方式构造的固态摄像元件1是所谓的列AD型CMOS摄像元件，其中，执行CDS处理和AD转换处理的列信号处理电路5是针对每个像素列布置的。
<2.像素的第一实施例>
<普通像素的剖面构造>
参考图2说明固态摄像元件1的普通像素的剖面构造。
图2是图示了图1中的固体摄像元件1的普通像素2X的剖面构造的示图。
通过形成第二导电类型(例如，N型)的半导体区域42和43来在深度方向上形成由PN结形成的光电二极管PD1和PD2，其中，半导体区域42和43沿深度方向堆叠在半导体基板12的第一导电类型(例如，P型)的半导体区域41中。包括作为电荷累积区域的半导体区域42的光电二极管PD1是接收蓝色光并进行光电转换的无机光电转换单元，且包括作为电荷累积区域的半导体区域43的光电二极管PD2是接收红色光并进行光电转换的无机光电转换单元。
用于读取光电二极管PD1和PD2中累积的电荷的多个像素晶体管以及由层间绝缘膜和多个配线层形成的多层式配线层44形成在半导体基板12的表面侧(附图中的下侧)。同时，在图1中未详细示出多层式配线层44。多个像素晶体管例如由传输晶体管、选择晶体管、复位晶体管和放大晶体管这四个MOS晶体管形成。
用于将由后面描述的光电转换膜52的光电转换获得的电荷提取到多层式配线层44的一侧的导电接头46形成在半导体基板12上并穿透半导体基板12(的半导体区域41)。SiO2或SiN绝缘膜47形成在导电接头46的***，以禁止与半导体区域41的短路。
导电接头46通过形成在多层式配线层44中的金属配线48连接到半导体基板12中的由第二导电类型(例如，N型)的半导体区域形成的浮动扩散单元(FD单元)49。FD单元49是用于对由光电转换膜52的光电转换获得的电荷在被读取之前进行临时保持的区域。FD单元49中保持的电荷与由光电二极管PD1和PD2生成的电荷都通过放大晶体管被输出至后续阶段的列信号处理电路5。然而，当输出由光电转换膜52生成的电荷作为信号时，不需要光电二极管PD1和PD2中所需的传输晶体管。因此，利用光电转换膜52的光电转换的优点在于，光电二极管PD1和PD2的光接收区域没有变窄。
例如，由氧化硅膜和两层或三层的氧化铪(HfO2)膜形成的透明绝缘膜51形成在半导体基板12的背表面侧(附图中的上侧)的界面上。
光电转换膜52布置在透明绝缘膜51上方并设置在下部电极53a与上部电极53b之间，其中，下部电极位于光电转换膜下方，而上部电极位于光电转换膜上方。光电转换膜52的形成区域之中的设置在下部电极53a与上部电极53b之间的区域是对入射光进行光电转换的区域；光电转换膜52、下部电极53a和上部电极53b形成光电转换单元61。作为对绿色波长光进行光电转换的膜，光电转换膜52由例如包含罗丹明染料、部花青染料或喹吖啶酮的有机光电转换材料形成。下部电极53a和上部电极53b例如由铟锡氧化物(ITO)膜、铟锌氧化物膜等形成。
同时，在光电转换膜52是对红色波长光进行光电转换的膜的情况下，可例如使用包含酞菁染料的有机光电转换材料。而且，在对蓝色波长光进行光电转换的膜的情况下，可以使用包含香豆素染料、三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、部花青染料等的有机光电转换材料。
虽然上部电极53b在整个表面上形成为被所有像素共用，但是下部电极53a是针对每个像素形成的，并且通过穿过透明绝缘膜51的金属配线54连接到半导体基板12的导电接头46。由诸如钨(W)、铝(Al)、铜(Cu)等材料形成的金属配线54还沿平面方向形成在透明绝缘膜51的预定深度处，并还用作阻止光进入相邻像素的像素间遮光膜55。
高折射率层56形成在上部电极53b的上表面上并由诸如氮化硅膜(SiN)、氧氮化硅膜(SiON)、碳化硅(SiC)等无机膜形成。而且，片上透镜57形成在高折射率层56上。例如，氮化硅膜(SiN)或诸如苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂、硅氧烷树脂等树脂材料被用作片上透镜57的材料。在这种像素结构中，由于光电转换膜52与片上透镜57之间的距离短，所以光入射角依赖性在相位差像素2P中变小，使得高折射率层56具有放大折射角并提高聚光效率的效果。
在图2中，以上述方式构造的三个普通像素2X并排地布置。
通过以二维方式布置由此形成的普通像素2X而构成的固态摄像元件1是背面照射型CMOS固态摄像元件，其中，光从半导体基板12的形成有多层式配线层44的表面侧的相对侧(背面侧)进入。
而且，固态摄像元件1是纵向分光型固态摄像元件，其通过形成在半导体基板(硅层)12上方的光电转换膜52对绿色光进行光电转换并通过半导体基板12中的光电二极管PD1和PD2对蓝色光和红色光进行光电转换。
<下部电极的平面布局>
图3是图示了像素阵列单元3中的下部电极的平面布局的示图。
如图3所示，在像素阵列单元3中以二维方式布置的像素2之中的普通像素2X的下部电极53a是针对每个像素形成的。例如，图2所示的剖面图对应于图3中的由线X1-X1'表示的沿水平方向布置有三个普通像素2X的部分的剖面图。
另一方面，在像素阵列单元3中以二维方式布置的像素2包括具有下部电极53c的像素2和具有下部电极53d的像素2，其中，下部电极53c的平面尺寸小于普通像素2X的下部电极53a的平面尺寸，且下部电极53d被扩大至由于下部电极53a的尺寸减小而空出的区域。
具有减小尺寸的下部电极53c的像素2是生成焦点检测用信号的相位差像素2P，且具有扩大的下部电极53d的像素2是与相位差像素2P相邻地布置的伪像素2D。
在像素阵列单元3中布置有被构造成灵敏度关于光入射角不对称的一对(两个)相位差像素2P。成对的两个相位差像素2P被表示为A型相位差分像素2PA和B型相位差像素2PB。而且，与相位差像素2PA相邻地布置的伪像素2D被表示为伪像素2DA，且与相位差像素2PB相邻地布置的伪像素2D被表示为伪像素2DB。
在图3的示例中，与普通像素2X相比，相位差像素2PA的下部电极53c形成为仅通过像素左侧接收光，且相位差像素2PB的下部电极53c仅形成在像素右侧使得光电转换区域与相位差像素2PA中的光电转换区域对称。
同时，尽管在图3中的示例中，成对的相位差像素2PA和伪像素2DA以及成对的相位差像素2PB和伪像素2DB布置成沿纵向方向(垂直方向)相邻，但是它们不必布置成沿纵向方向相邻。例如，成对的相位差像素2PA和伪像素2DA以及成对的相位差像素2PB和伪像素2DB可布置成在它们之间设置有一个或多个像素，或布置成沿横向方向(水平方向)相邻。
而且，尽管在图3中的示例中，与普通像素2X中的下部电极53a相比，相位差像素2PA和2PB的下部电极53c沿横向方向(水平方向)减小尺寸，但是它们也可沿纵向方向(垂直方向)减小尺寸。当相位差像素2PA和2PB的下部电极53c沿纵向方向减小尺寸时，相位差像素2PA和伪像素2DA布置成沿纵向方向相邻，且相位差像素2PB和伪像素2DB也布置成沿纵向方向相邻。
此外，具有沿横向方向减小尺寸的下部电极53c的成对相位差像素2PA和2PB以及具有沿纵向方向减小尺寸的下部电极53c的成对相位差像素2PA和2PB可混合在像素阵列单元3中。
由于下部电极53c形成在不同的位置，所以在来自相位差像素2PA的像素信号与来自相位差像素2PB的像素信号之间出现图像偏移(image shift)。通过根据图像中的偏移计算相位偏移量来计算离焦量(defocusing amount)以调整(移动)成像透镜，由此实现自动对焦。
<相位差像素的剖面构造>
图4图示了沿图3中的线Y1-Y1'截取的包括一个普通像素2X和成对的相位差像素2PA和伪像素2DA的剖面构造。
图5图示了沿图3中的线Y2-Y2'截取的包括一个普通像素2X以及成对的相位差像素2PB和伪像素2DB的剖面构造。
如图4和图5所示，与普通像素2X的下部电极53a相比，相位差像素2P(2PA或2PB)的下部电极53c沿横向方向(水平方向)减小尺寸，且伪像素2D(2DA或2DB)的下部电极53d延伸至由于尺寸减小而空出的区域。尽管相位差像素2P的下部电极53c与伪像素2D的下部电极53d之间的沿平面方向的间隔被设定为与两个相邻的普通像素2X的下部电极53a之间的间隔相同，但是它们并不一定相同。
相位差像素2P和伪像素2D的除下部电极53c和53d之外的构造与普通像素2X的构造类似。因此，由相位差像素2P和伪像素2D的光电二极管PD1和PD2生成的B信号和R信号可用作图像生成用信号。
由相位差像素2P的光电转换单元61(即，光电转换膜52、上部电极53b和下部电极53c)生成的G信号通过金属配线54和导电接头46被输出至FD单元49以用作焦点检测用信号。例如，通过从相位差像素2P周围的多个普通像素2X的G信号的插值来计算用于生成相位差像素2P的图像的G信号。
另一方面，由伪像素2D的光电转换单元61(即，光电转换膜52、上部电极53b和下部电极53d)生成的G信号通过金属配线54和导电接头46被输出至FD单元49，但是该G信号被放电而不被利用。例如，也通过从伪像素2D周围的多个普通像素2X的G信号的插值来计算用于生成伪像素2D的图像的G信号。
根据以上述方式构造的相位差像素2P的第一实施例，不需要在光电转换膜52的上表面上针对每种颜色形成遮光膜，从而可以在避免增加用于形成遮光膜的步骤数量的同时实现相位差像素。而且，不需要在各像素之间分离光电转换膜52，从而可以抑制当光电转换膜52在各像素之间被分离时产生的暗电流。
因此，可以通过使用形成在半导体基板12的外侧的光电转换膜52来形成更好的焦点检测用相位差像素2P。
同时，在如第一实施例所示的像素结构中，由于光电转换膜52对绿色光进行光电转换，所以从相位差像素2P输出的G信号被用作焦点检测用信号；然而，可以任意选择由光电转换膜52进行光电转换的光的颜色。也就是说，在纵向分光型固态摄像元件中，可以适当地确定由形成在半导体基板12上方的光电转换膜52进行光电转换的光的颜色和由半导体基板12中的光电二极管PD1和PD2进行光电转换的光的颜色。
<3.像素的第二实施例>
<下部电极的平面布局>
接下来，对第二实施例进行说明。同时，在第二实施例及其后的说明中，适当地省略了与其它实施例中的部分相对应的部分(这些部分使用与上述其它实施例的附图标记相同的附图标记来表示)的说明，并且仅说明不同的部分。第二实施例的普通像素类似于上述第一实施例的普通像素，因此仅说明相位差像素。
图6是图示了像素阵列单元3中的下部电极的平面布局的示图。
在第二实施例中，相位差像素2PA和2PB以线性方式布置，且伪像素2D设置在它们之间。也就是说，相位差像素2PA、伪像素2D和相位差像素2PB依次布置在像素阵列单元3中。因此，伪像素2D布置成与相位差像素2PA和2PB相邻；伪像素2D充当与相位差像素2PA相邻地布置的伪像素2DA和与相位差像素2PB相邻地布置的伪像素2DB。这样的伪像素2D被表示为伪像素2DAB。
如同第一实施例，第二实施例中的相位差像素2PA包括形成为仅在像素左侧接收光的下部电极53c。相位差像素2PB包括仅位于像素右侧的下部电极53c使得光电转换区域与相位差像素2PA的光电转换区域对称。
然后，布置在中心的伪像素2DAB的下部电极53d延伸至相位差像素2PA和2PB的由于下部电极53c的尺寸减小而空出的区域。换句话说，伪像素2DAB的下部电极53d形成为延伸至相位差像素2PA和2PB的相应侧，以跨越三个像素。
同时，尽管在图6的示例中，相位差像素2PA、伪像素2D和相位差像素2PB沿水平方向以线性方式依次布置，但是也可将它们构造成沿垂直方向以线性方式布置。
<相位差像素的剖面构造>
图7图示了沿图6中的线Y11-Y11'截取的包括相位差像素2PA、伪像素2DAB和相位差像素2PB的剖面构造。
如图7所示，与普通像素2X的下部电极53a相比，相位差像素2PA和2PB的下部电极53c沿横向方向(水平方向)减小尺寸，且伪像素2DAB的下部电极53d延伸至由于尺寸减小而空出的区域。
在相位差像素2PA和2PB中，在光电转换膜52的区域之中的设置在上部电极53b与下部电极53c之间的区域中生成的电荷累积在FD单元49中。下部电极53c在相位差像素2PA和2PB中的形成位置彼此对称。由于下部电极53c形成在不同的位置，所以在来自相位差像素2PA的像素信号与来自相位差像素2PB的像素信号之间出现图像偏移。通过根据图像中的偏移计算相位偏移量来计算离焦量以调整(移动)成像透镜，由此实现自动对焦。
根据以上述方式构造的相位差像素2P的第二实施例，不需要在光电转换膜52的上表面上针对每种颜色形成遮光膜，从而可以在避免增加用于形成遮光膜的步骤数量的同时实现相位差像素。而且，不需要在各像素之间分离光电转换膜52，从而可以抑制当光电转换膜52在各像素之间被分离时产生的暗电流。
因此，可以通过使用形成在半导体基板12的外侧的光电转换膜52来形成更好的焦点检测用相位差像素2P。
<4.像素的第三实施例>
<下部电极的平面布局>
接下来，对第三实施例进行说明。
图8是图示了像素阵列单元3中的下部电极的平面布局的示图。
同时，在图8中，为了使附图更加可见，省略了表示图3和图6所示的每个像素2的边界的虚线。
在第三实施例中，彼此相邻的下部电极53a与下部电极53c之间形成有使像素(元件)分离的元件分离电极81。例如，可将诸如铟锡氧化物(ITO)膜和铟锌氧化物膜等与下部电极53a和53c的材料类似的材料用作元件分离电极81的材料。元件分离电极81沿垂直方向并沿水平方向形成在彼此相邻的下部电极53a和下部电极53c之间，使得元件分离电极81形成为如图8所示的晶格形状。
将预定的固定电位施加至元件分离电极81。据此，可防止相邻像素之间的电容耦合，并通过收集在各像素之间生成的电荷来抑制残像(after image)。
如同在第一实施例中，相位差像素2PA包括形成为仅在像素左侧接收光的下部电极53c。相位差像素2PB包括仅位于像素右侧的下部电极53c，使得光电转换区域与相位差像素2PA的光电转换区域对称。
然后，元件分离电极81以从像素边界线延伸的方式形成在由于相位差像素2PA的下部电极53c的尺寸减小而空出的区域中。元件分离电极81也以从像素边界线延伸的方式形成在由于相位差像素2PB的下部电极53c的尺寸减小而空出的区域中。也就是说，在相位差像素2PA和2PB中的每者的构造中，与下部电极53c相邻的元件分离电极81延伸至由于该下部电极53c的尺寸减小而空出的区域。
下部电极53c在以上述方式构造的相位差像素2PA和2PB中的形成位置彼此对称。由于下部电极53c形成在不同的位置，所以在来自相位差像素2PA的像素信号与来自相位差像素2PB的像素信号之间出现图像偏移。通过根据图像中的偏移计算相位偏移量来计算离焦量以调整(移动)成像透镜，由此实现自动对焦。
同时，虽然在图8中的示例中，与普通像素2X的下部电极53a相比，相位差像素2PA和2PB的下部电极53c沿横向方向(水平方向)减小尺寸，但是它们也可沿纵向方向(垂直方向)减小尺寸。在这种情况下，使下部电极53a与下部电极53c分离的元件分离电极81形成为在相位差像素2PA和2PB中的每者中沿纵向方向延伸。
<像素的剖面构造>
图9是沿图8中的X11-X11'线截取的包括两个普通像素2X的剖面构造图。
图10是沿图8的Y21-Y21'线截取的包括一个普通像素2X和一个相位差像素2PA的剖面构造图。
图11是沿图8的Y22-Y22'线截取的包括一个普通像素2X和一个相位差像素2PB的剖面构造图。
如图9所示，在普通像素2X彼此相邻的部分中，元件分离电极81沿平面方向形成在像素边界上的位置上，并沿深度方向形成在与下部电极53a的位置相同的位置。元件分离电极81连接到形成在其下方的金属配线82，且通过金属配线82将预定的固定电位施加至元件分离电极81。
如图10所示，在相位差像素2PA和普通像素2X彼此相邻的部分中，元件分离电极81以从像素边界线延伸的方式形成在由于相位差像素2PA的下部电极53c的尺寸减小而空出的区域中。
而且，如图11所示，在相位差像素2PB和普通像素2X彼此相邻的部分中，元件分离电极81以从像素边界线延伸的方式形成在由于相位差像素2PB的下部电极53c的尺寸减小而空出的区域中。
延伸的元件分离电极81连接到形成在其下方的金属配线82，且如同在图9中，在图10和11中，预定的固定电位也被施加至元件分离电极81。由设置在延伸的元件分离电极81与上部电极53b之间的光电转换膜52生成的电荷不与FD单元49连接，并不被提取为信号。
根据以上述方式构造的相位差像素2P的第三实施例，不需要在光电转换膜52的上表面上针对每种颜色形成遮光膜，从而可以在避免增加用于形成遮光膜的步骤数量的同时实现相位差像素。而且，不需要在各像素之间分离光电转换膜52，从而可以抑制当光电转换膜52在各像素之间被分离时产生的暗电流。
因此，可以通过使用形成在半导体基板12的外侧的光电转换膜52来形成更好的焦点检测用相位差像素2P。
<第三实施例的变形例>
尽管在图8所示的示例的布局中，普通像素2X布置成沿垂直方向和水平方向与相位差像素2PA或2PB相邻，但是也可以如图12所示的布局，相位差像素2PA和2PB布置成沿垂直方向或水平方向彼此相邻。
而且，虽然在上述说明的描述中，在假定元件分离电极81在像素边界上沿垂直方向和水平方向形成为晶格形状的情况下，元件分离电极81延伸，但是也可以如图13所示地省略晶格形状的元件分离电极81。而且，当然也可以进行如下构造：从图8所示的布局中省略晶格形状的元件分离电极81，并仅设置具有岛状的元件分离电极83。在这种情况下，预定的固定电位仅被施加至具有岛状的元件分离电极83。此外，形状可以是这样的，即，不是省略整个晶格形状的元件分离电极81，而是仅省略晶格形状的元件分离电极81的一部分，以例如形成H形。
同时，图13所示的岛状的元件分离电极83与图6所示的第二实施例的伪像素2DAB的岛状的下部电极53d的不同之处在于，前者连接到提供预定的固定电位的金属配线82，而后者连接到累积电荷的FD单元49。图13所示的岛状的元件分离电极83还可以具有隔离图案，且隔离图案不与形成在其下方的金属配线82连接。或者，也可以进行如下构造：图13中的岛状的元件分离电极83不连接到形成在其下方的金属配线82而是连接到FD单元49以用于累积电荷并进行放电。
<5.像素的第四实施例>
<像素的剖面构造>
接下来，对第四实施例进行说明。
在上述第一至第三实施例中，每个像素2通过光电转换单元61和光电二极管PD1和PD2接收所有的红色(R)波长光、绿色(G)波长光和蓝色(B)波长光；然而，在下文中将要描述的第四至第六实施例的不同之处在于，每个像素2仅接收红色(R)波长光、绿色(G)波长光和蓝色(B)波长光中的任一者。
图14是第四实施例的像素2的剖面构造图，并图示了与图3中的线Y1-Y1'相对应的包括一个普通像素2X以及一对相位差像素2PA和伪像素2DA的部分的剖面构造图。
通过比较图4所示的第一实施例的剖面构造与图14(其是沿图3中的Y1-Y1'线截取的剖面构造图)中的第四实施例的剖面构造，在图14中，图4中的对绿色波长光进行光电转换的光电转换膜52被替换为对所有的红色(R)波长光、绿色(G)波长光和蓝色(B)波长光进行光电转换的光电转换膜91。而且，在半导体基板12中没有设置用于接收蓝色光的光电二极管PD1和接收红色光的光电二极管PD2。
此外，在图14中，在高折射率层56与片上透镜57之间新设置有使红色(R)波长光、绿色(G)波长光或蓝色(B)波长光透过的滤色器92。
因此，红色(R)波长光、绿色(G)波长光和蓝色(B)波长光中的透过滤色器92的任一者到达光电转换膜91，使得每个像素2仅接收到红色(R)波长光、绿色(G)波长光和蓝色(B)波长光中的任一者。
而且，在图4所示的第一实施例中采用的背面照射型构造中，光电转换单元61和片上透镜57形成在与形成有多层式配线层44的表面侧相对的背表面侧上。另一方面，在图14的第四实施例中采用的表面照射型构造中，光电转换单元61和片上透镜57形成在半导体基板12的形成有多层式配线层44的表面侧。
更具体地，多层式配线层44形成在半导体基板12的表面侧，且透明绝缘膜51、下部电极53a、光电转换膜91、上部电极53b和高折射率层56等形成在多层式配线层44的上表面上。
由于多层式配线层44形成在半导体基板12的表面侧，所以用于保持由光电转换膜52生成的电荷的FD单元49也形成在半导体基板12的表面侧。因此，在第四实施例中，没有设置用于将由光电转换膜91生成的电荷提取至半导体基板12的背面侧的导电接头46和绝缘膜47。
图15是图示了以与图3中的平面布局相对应的方式示出的滤色器92的布局示例的示图。
例如，如图15所示，滤色器92布置成拜耳排列。
同时，尽管在图15的示例中，相位差像素2PA和相位差像素2PB是接收绿色(Gr，Gb)波长的像素，伪像素2DA是接收红色(R)波长的像素，且伪像素2DB是接收蓝色(B)波长的像素，但是由相位差像素2P和伪像素2D接收的光的波长(颜色)不限于本示例。然而，期望由相位差像素2PA接收的光的波长与由相位差像素2PB接收的光的波长相同。而且，可以通过使用透射所有波长的材料代替滤色器92来使相位差像素2PA和2PB成为白色像素。当相位差像素2PA和2PB是白色像素时，用于代替滤色器92的材料可例如是与高折射率层56和片上透镜57的材料相同的材料。
<6.像素的第五实施例>
<像素的剖面构造>
接下来，对第五实施例进行说明。
图16是第五实施例的像素2的剖面构造图，并图示了与图6中的线Y11-Y11'相对应的包括相位差像素2PA和2PB以及设置在它们之间的伪像素2DAB的部分的剖面构造。
在第五实施例中，由每个像素2接收的光的波长类似于参考图14说明的第四实施例的波长，且下部电极53c和53d的布置构造类似于参考图7说明的第二实施例的布置构造。
也就是说，在图16中，拜耳排列中的滤色器92形成在高折射率层56与片上透镜57之间，且对所有红色(R)波长光、绿色(G)波长光和蓝色(B)波长光进行光电转换的光电转换膜91形成在下部电极53c或53d与上部电极53b之间。据此，每个像素2的光电转换单元61仅接收红色(R)波长光、绿色(G)波长光和蓝色(B)波长光中的任一者。
而且，相位差像素2PA和2PB以线性方式布置，且伪像素2DAB设置在它们之间。然后，布置在中心处的伪像素2DAB的下部电极53d延伸至由于相位差像素2PA和2PB的下部电极53c的尺寸减小而空出的区域。
而且，第五实施例的像素结构是表面照射型结构，其中，光电转换单元61和片上透镜57形成在半导体基板12的形成有多层式配线层44的表面侧。
<7.像素的第六实施例>
<像素的剖面构造>
接下来，对第六实施例进行说明。
图17是第六实施例的像素2的剖面构造图，并图示了与图8中的线Y21-Y21'相对应的包括一个普通像素2X和一个相位差像素2PA的部分的剖面构造。
在第六实施例中，由每个像素2接收的光的波长类似于参考图14说明的第四实施例的波长，且下部电极53c和元件分离电极81的布置构造类似于参考图10说明的第三实施例的布置构造。
也就是说，在图17中，拜耳排列中的滤色器92形成在高折射率层56与片上透镜57之间，且对所有红色(R)波长光、绿色(G)波长光和蓝色(B)波长光进行光电转换的光电转换膜91形成在下部电极53a或53c与上部电极53b之间。据此，每个像素2的光电转换单元61仅接收红色(R)波长光、绿色(G)波长光和蓝色(B)波长光中的任一者。
而且，如图17所示，元件分离电极81形成在相位差像素2PA与普通像素2X之间，且元件分离电极81以从像素边界线延伸的方式形成在由于相位差像素2PA的下部电极53c的尺寸减小而空出的区域中。
尽管未示出，但是如同在图9中，在第六实施例的普通像素2X彼此相邻的部分中，元件分离电极81形成在像素边界上的位置上。而且，如同在图11中，在相位差像素2PB与普通像素2X彼此相邻的部分中，元件分离电极81以从像素边界线延伸的方式形成在由于相位差像素2PB的下部电极53c的尺寸减小而空出的区域中。
而且，第六实施例的像素结构是表面照射型结构，其中，光电转换单元61和片上透镜57形成在半导体基板12的形成有多层式配线层44的表面侧。
在上述第四至第六实施例中，下部电极53c在相位差像素2PA和2PB中的形成位置也彼此对称。由于下部电极53c形成在不同的位置，所以在来自相位差像素2PA的像素信号与来自相位差像素2PB的像素信号之间出现图像偏移。通过根据图像中的偏移计算相位偏移量来计算离焦量以调整(移动)成像透镜，由此实现自动对焦。
在第四至第六实施例中，也不需要在光电转换膜91的上表面上形成遮光膜，从而可以在避免增加步骤数量的同时实现相位差像素。而且，不需要在各像素之间分离光电转换膜91，从而可以抑制当光电转换膜91在各像素之间被分离时产生的暗电流。
因此，在第四至第六实施例中，也可以通过使用形成在半导体基板12的外侧的光电转换膜91来形成更好的焦点检测用相位差像素2P。
同时，尽管如第四至第六实施例所示的结构是表面照射型像素结构，但它也可以是如同第一至第三实施例的结构的背面照射型像素结构。
在第五和第六实施例中，也可将相位差像素2PA和2PB改变为白色像素。
而且，第一、第二、第四和第五实施例的伪像素2D的下部电极53d和第三和第六实施例的元件分离电极81是至少延伸至像素边界的电极。
<8.第一实施例的制造方法>
接下来，参考图18至25说明根据图4所示的第一实施例的像素2的制造方法。
同时，在图18至25中，还图示了上部电极53b的供电单元(图4中未示出)的制造方法。
首先，如图18的A所示，在半导体基板12的半导体区域41中形成光电二极管PD1和PD2、导电接头46、FD单元49和用于向上部电极53b供电的导电接头122等。导电接头122的***被SiO2或SiN绝缘膜123覆盖。
而且，在半导体基板12的表面侧(附图中的下侧)形成用于读取光电二极管PD1和PD2中累积的电荷的多个像素晶体管以及由层间绝缘膜和多个配线层形成的多层式配线层44。
然后，如图18的B所示，在半导体基板12的背表面侧的界面上形成具有预定膜厚度的透明绝缘膜51A。
接下来，如图18的C所示，通过光刻仅使形成在半导体基板12的背表面侧的界面上的透明绝缘膜51A之中的仅与导电接头46、122连接的区域形成开口。
然后，接下来，如图18的D所示，在透明绝缘膜51A的上侧的整个表面(包括透明绝缘膜51A的被开口的挖掘部分)上形成诸如钨(W)、铝(Al)和铜(Cu)等金属材料201。
如图19的A所示，通过光刻对形成在透明绝缘膜51A的整个表面上的金属材料201进行图案化，仅留下期望的区域。据此，形成了像素间遮光膜55。
此外，如图19的B所示，在透明绝缘膜51A和像素间遮光膜55上方堆叠透明绝缘膜51B，且其后，如图19的C所示，通过光刻再次使堆叠的透明绝缘膜51B之中的仅与导电接头46连接的区域形成开口。
然后，如图19的D所示，在透明绝缘膜51B的上侧的整个表面(包括透明绝缘膜51B的开口的挖掘部分)上形成金属材料202，且其后，如图20的A所示，通过化学机械研磨(CMP)去除表面层上的金属材料202，从而形成穿透透明绝缘膜51A和51B的金属配线54。
然后，如图20的B所示，在透明绝缘膜51B上例如沉积铟锡氧化物(ITO)膜203，且如图20的C所示，通过光刻对沉积的铟锡氧化物进行图案化，仅留下期望的区域。据此，形成了普通像素2X的下部电极53a、相位差像素2PA的下部电极53c和伪像素2DA的下部电极53d。
此外，如图20的D所示，在透明绝缘膜51B(包括下部电极53a、53c和53d)上形成具有预定膜厚度的透明绝缘膜51C之后，例如通过化学机械研磨(CMP)去除透明绝缘膜51C，直到透明绝缘膜51C与下部电极53a等具有相同的膜厚度。因此，如图21的A所示，通过剩余的透明绝缘膜51C和位于其下方的透明绝缘膜51B和51A实现了图4中的透明绝缘膜51。
随后，如图21的B所示，在下部电极53a、53c和53d以及透明绝缘膜51的上表面上形成对绿色波长光进行光电转换的光电转换材料204，且其后，例如，如图21的C所示，形成铟锡氧化物(ITO)膜205。
然后，如图21的D所示，通过仅留下期望区域的刻蚀来实现由普通像素2X、相位差像素2P和伪像素2D共用的光电转换膜52和上部电极53b。
随后，如图22的A所示，在像素阵列单元3的像素区域中的上部电极53b和***部分上的透明绝缘膜51的上表面上形成氮化物膜等的高折射材料206A，以用作高折射率层56。
其后，如图22的B所示，在用作上部电极53b的接触部的位置上形成接触开口207，且在用作与导电接头122的接触部的位置中形成接触开口208。
然后，如图23的A所示，在形成接触开口207和208之后，在高折射材料206A的上表面上共形地沉积诸如钨(W)等金属材料209，且其后，如图23的B所示，对金属材料209进行图案化，使得仅留下像素阵列单元3的***部分。据此，实现了将导电接头122连接至上部电极53b的连接配线124。
然后，如图24的A所示，在高折射材料206A和连接配线124上进一步形成具有与高折射材料206A的材料相同的材料的高折射材料206B。堆叠的高折射材料206A和206B用作高折射率层56。
接下来，在如图24的B所示地在高折射率层56的上表面上进一步形成作为片上透镜57的材料的树脂材料210之后，如图25的A所示地形成透镜形状的光致抗蚀剂211。然后，如图25的B所示，在透镜状的光致抗蚀剂211的基础上，通过回刻蚀在每个像素2的最上部形成片上透镜57。
可以以上述方式制造图4所示的第一实施例的像素2。也可以在第二至第六实施例中以类似方式制造像素2的光电转换单元61。
<电子装置的应用示例>
本发明的技术的应用不限于固态摄像元件。也就是说，本发明的技术可应用于诸如成像装置(例如，数码相机和摄像机)、具有成像功能的便携式终端装置和在图像读取单元中使用固态摄像元件的复印机等将固态摄像元件用作摄像单元(光电转换单元)的普通电子装置。固态摄像元件可以是单个芯片的形式，或可以是通过封装成像单元、信号处理器或光学***获得的具有成像功能的模块的形式。
图26是图示了根据本发明的作为电子装置的成像装置的构造示例的框图。
图26中的成像装置300设置有由透镜等形成的光学单元301、采用了图1中的固态摄像元件1的构造的固态摄像元件(成像装置)302以及作为相机信号处理电路的数字信号处理器(DSP)电路303。成像装置300还设置有帧存储器304、显示单元305、记录单元306、操作单元307和供电单元308。DSP电路303、帧存储器304、显示单元305、记录单元306、操作单元307和供电单元308通过总线309彼此连接。
光学单元301捕获来自物体的入射光(图像光)，并在固态摄像元件302的成像表面上形成图像。固态摄像元件302将通过光学单元301在成像表面上成像的入射光的光量转换成像素单元中的电信号并将该电信号作为像素信号输出。图1中的固态摄像元件1(即，包括上述普通像素2X和相位差像素2P等的像素结构的固态摄像元件)可用作固态摄像元件302。
由诸如液晶面板和有机电致发光(EL)面板等面板显示装置形成的显示单元305显示由固态摄像元件302成像的运动图像或静态图像。记录单元306将由固态摄像元件302成像的运动图像或静态图像记录在诸如硬盘和半导体存储器等记录介质中。
操作单元307在用户的操作下发出关于成像装置300的各种功能的操作指令。供电单元308适当地将用作DSP电路303、帧存储器304、显示单元305、记录单元306和操作单元307的操作电源的各种电源供应至供应目标。
如上所述，通过采用包括根据上述实施例的像素2的固态摄像元件1作为固态摄像元件302，可以在避免增加步骤数量的同时实现相位差像素。因此，也可以提高诸如摄像机、数码相机和用于移动设备(例如，便携式电话)的相机模块等摄像装置300中的拍摄图像的质量。
本发明的实施例不限于上述实施例，并且可以在不偏离本发明的主旨的情况下进行各种改变。
在上述第一至第三实施例中，说明了在半导体基板12上方包括一个光电转换层(光电转换膜52)并在半导体基板12中包括两个无机光电转换层(光电二极管PD1和PD2)的纵向分光型固态摄像元件。
然而，本发明的技术类似地适用于在半导体基板12上方包括两个光电转换层并在半导体基板12中包括一个无机光电转换层的纵向分光型固态摄像元件。
而且，虽然在上述实施例中说明了将有机光电转换材料用作形成在半导体基板12上方的光电转换单元61的光电转换膜52，但是也可以采用无机光电转换材料。无机光电转换材料例如包括晶体硅、非晶硅以及诸如Cu-In-Ga-Se化合物(CIGS)、Cu-In-Se化合物(CIS)、黄铜矿结构半导体和GaAs等化合物半导体。
尽管在上述实施例中，相位差像素2P的下部电极53c的平面尺寸是普通像素2X的下部电极53a的尺寸的一半，但是并不限于此。充分的是，相位差像素2P的光电转换单元61的灵敏度关于光入射角不对称，且相位差像素2PA和2PB的光电转换区域彼此对称。
此外，尽管在上述实施例中，用于形成光电转换单元61的上部电极53b在整个表面上形成为被所有像素共用，而下部电极53a是针对每个像素形成的，但是也可以针对每个像素形成上部电极53b并在整个表面上形成被所有像素共用的下部电极53a。还可以既对于每个像素形成下部电极53a，又针对每个像素形成上部电极53b。
尽管上述示例说明了第一导电类型是P型，第二导电类型是N型且电子被用作信号电荷的固态摄像元件，但是本发明也可应用于空穴被作为信号电荷的固态摄像元件。也就是说，第一导电类型可以是N型，第二导电类型可以是P型，且上述各个半导体区域的导电类型可以被反转。
而且，本发明的技术不仅可应用于用于感测可见光的入射光量分布并成像为图像的固态摄像元件，而且还可应用于如下的普通固态摄像元件(物理量分布感测装置)：例如，将红外线、X射线或粒子的入射量分布成像为图像的固态摄像元件，或感测诸如压力和电容等其它物理量的分布并广义上地成像为图像的指纹检测传感器。
本发明的实施例不限于上述实施例，并且能够在不偏离本发明的主旨的情况下进行各种改变。
例如，可以采用上述多个实施例中的全部或一些的组合。
同时，本说明书中说明的效果仅是说明性的，而不限于此；还可以包括除本说明书中说明的效果之外的效果。
同时，本发明还可以具有如下构造。
(1)一种固态摄像元件，其包括：
第一像素，其包括由光电转换膜以及上下夹持所述光电转换膜的第一电极和第二电极形成的光电转换单元，其中，所述第一电极和所述第二电极中的至少一者是针对每个像素分离的分离电极；以及
第二像素，其包括所述光电转换单元，其中，所述第二像素的所述分离电极形成为具有比所述第一像素的所述分离电极的平面尺寸更小的平面尺寸，且至少延伸至像素边界的第三电极形成在由于更小的平面尺寸而空出的区域中。
(2)如上述(1)所述的固态摄像元件，其中，所述第三电极连接到用于保持由所述光电转换单元生成的电荷的电荷保持单元。
(3)如上述(1)或(2)所述的固态摄像元件，其中，所述第三电极是相邻像素的所述分离电极。
(4)如上述(1)或(2)所述的固态摄像元件，其中，所述第三电极跨越包括所述第二像素及其相邻像素的三个像素。
(5)如上述(1)所述的固态摄像元件，其中，所述第三电极连接到用于提供固定电位的配线。
(6)如上述(1)或(5)所述的固态摄像元件，其中，所述第三电极是形成在相邻像素的所述分离电极之间的元件分离电极。
(7)如上述(1)所述的固态摄像元件，其中，所述第三电极是不与配线连接的隔离图案。
(8)如上述(1)至(7)中任一项所述的固态摄像元件，其中，所述第二像素是用于生成焦点检测用信号的相位差像素。
(9)如上述(1)至(8)中任一项所述的固态摄像元件，其中，所述光电转换膜是对预定颜色的波长的光进行光电转换的膜。
(10)如上述(9)所述的固态摄像元件，其中，所述光电转换膜是对绿色波长光进行光电转换的膜。
(11)如上述(1)至(10)中任一项所述的固态摄像元件，其中，
所述第二像素在半导体基板中还设置有无机光电转换单元，且
所述无机光电转换单元对未受到所述光电转换单元的光电转换的波长的光进行光电转换。
(12)如上述(1)至(7)中任一项所述的固态摄像元件，其中，所述光电转换膜是能够对红色波长光、绿色波长光和蓝色波长光进行光电转换的膜。
(13)如上述(12)所述的固态摄像元件，其中，
在所述光电转换膜上方布置有红色、绿色或蓝色的滤色器，且
所述光电转换膜对穿过所述滤色器的光进行光电转换。
(14)一种固态摄像元件的制造方法，其包括：
形成第一像素和第二像素，所述第一像素包括由光电转换膜以及上下夹持所述光电转换膜的第一电极和第二电极形成的光电转换单元，其中，所述第一电极和所述第二电极中的至少一者是针对每个像素分离的分离电极，且所述第二像素包括所述光电转换单元，其中，所述第二像素的所述分离电极形成为具有比所述第一像素的所述分离电极的平面尺寸更小的平面尺寸，且至少延伸至像素的边界的第三电极形成在由于更小的平面尺寸而空出的区域中。
(15)一种包括固态摄像元件的电子装置，所述固态摄像元件包括：
第一像素，其包括由光电转换膜以及上下夹持所述光电转换膜的第一电极和第二电极形成的光电转换单元，其中，所述第一电极和所述第二电极中的至少一者是针对每个像素分离的分离电极；以及
第二像素，其包括所述光电转换单元，其中，所述第二像素的所述分离电极形成为具有比所述第一像素的所述分离电极的平面尺寸更小的平面尺寸，且至少延伸至像素边界的第三电极形成在由于更小的平面尺寸而空出的区域中。
附图标记列表
1 固态摄像元件 2 像素
2X 普通像素 2P 相位差像素
2D 伪像素 3 像素阵列单元
12 半导体基板 PD1、PD2 光电二极管
41至43 半导体区域 49 FD单元
52 光电转换膜 53a 下部电极
53b 上部电极 53c、53d 下部电极
54 金属配线 56 高折射率层
57 片上透镜 61 光电转换单元
81 元件分离电极 82 金属配线
83 元件分离电极 91 光电转换膜
92 滤色器 300 成像装置
302 固态摄像元件

Claims (15)

1.一种固态摄像元件，其包括：
第一像素，其包括光电转换单元的第一部分，所述光电转换单元的所述第一部分包括光电转换膜的第一部分以及第一电极的第一部分和第二电极，所述第一电极的所述第一部分和所述第二电极上下夹持所述光电转换膜的所述第一部分，其中，所述第二电极针对每个像素分离；以及
第二像素，其包括所述光电转换单元的第二部分，所述光电转换单元的所述第二部分包括分离电极和第三电极，其中，所述分离电极针对每个像素分离，并形成为具有比所述第一像素的所述第二电极的平面尺寸更小的平面尺寸，且至少延伸至所述第二像素的边界的所述第三电极形成在由于更小的平面尺寸而空出的区域中。
2.如权利要求1所述的固态摄像元件，其中，所述第三电极连接到用于保持由所述光电转换单元生成的电荷的电荷保持单元。
3.如权利要求1所述的固态摄像元件，其中，所述第三电极是相邻像素的分离电极。
4.如权利要求1所述的固态摄像元件，其中，所述第三电极跨越包括所述第二像素及其相邻像素的三个像素。
5.如权利要求1所述的固态摄像元件，其中，所述第三电极连接到用于提供固定电位的配线。
6.如权利要求1所述的固态摄像元件，其中，所述第三电极是形成在相邻像素的所述分离电极之间的元件分离电极。
7.如权利要求1所述的固态摄像元件，其中，所述第三电极是不与配线连接的隔离图案。
8.如权利要求1-7中任一项所述的固态摄像元件，其中，所述第二像素是用于生成焦点检测用信号的相位差像素。
9.如权利要求1-7中任一项所述的固态摄像元件，其中，所述光电转换膜是对预定颜色的波长的光进行光电转换的膜。
10.如权利要求9所述的固态摄像元件，其中，所述光电转换膜是对绿色波长光进行光电转换的膜。
11.如权利要求1-7中任一项所述的固态摄像元件，其中，
所述第二像素在半导体基板中还设置有无机光电转换单元，且
所述无机光电转换单元对未受到所述光电转换单元的光电转换的波长的光进行光电转换。
12.如权利要求1-7中任一项所述的固态摄像元件，其中，所述光电转换膜是能够对红色波长光、绿色波长光和蓝色波长光进行光电转换的膜。
13.如权利要求12所述的固态摄像元件，其中，
在所述光电转换膜上方布置有红色、绿色或蓝色的滤色器，且
所述光电转换膜对穿过所述滤色器的光进行光电转换。
14.一种制造固态摄像元件的方法，其包括：
形成第一像素和第二像素，所述第一像素包括光电转换单元的第一部分，所述光电转换单元的所述第一部分包括光电转换膜的第一部分以及第一电极的第一部分和第二电极，所述第一电极的所述第一部分和所述第二电极上下夹持所述光电转换膜的的所述第一部分，其中，所述第二电极针对每个像素分离，且所述第二像素包括所述光电转换单元的第二部分，所述光电转换单元的所述第二部分包括分离电极和第三电极，其中，所述分离电极针对每个像素分离，并形成为具有比所述第一像素的所述第二电极的平面尺寸更小的平面尺寸，且至少延伸至所述第二像素的边界的所述第三电极形成在由于更小的平面尺寸而空出的区域中。
15.一种包括如权利要求1-13中任一项所述的固态摄像元件的电子装置。
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