成像器件、成像装置、制造装置及制造方法

摘要

一种成像器件，包括：多个光电转换器件层，其中形成有执行入射光的光电转换的光电转换器件；以及夹在相应的光电转换器件层之间的布线层，其中形成有用于从光电转换器件中读取电荷的布线。

权利要求

1.一种成像器件，包括：

多个光电转换器件层，其中形成有执行入射光的光电转换的光电转换器件；以及夹在相应的光电转换器件层之间的布线层，其中形成有用于从光电转换器件中读取电荷的布线，其中多个光电转换器件层包括第一光电转换器件层和第二光电转换器件层；

其中所述布线层包括第一布线层和第二布线层，第一布线层和第二布线层被夹在第一光电转换器件层和第二光电转换器件层之间，所述第一布线层从第一光电转换器件层读取电荷并且第二布线层从第二光电转换器件层读取电荷。

2.如权利要求1所述的成像器件，

其中，在相应的光电转换器件层中，光电转换器件执行入射光的彼此不同的波长带分量的光电转换。

3.如权利要求2所述的成像器件，

其中，在多个光电转换器件层中，在从光入射侧开始计数的第一层中的光电转换器件执行可见光的波长带分量的光电转换，在从光入射侧开始计数的第二层中的光电转换器件执行近红外光的波长带分量的光电转换。

4.如权利要求2所述的成像器件，

其中，在多个光电转换器件层中，在从光入射侧开始计数的第一层中的光电转换器件执行可见光的短波长带分量的光电转换，在从光入射侧开始计数的第二层中的光电转换器件执行可见光的长波长带分量的光电转换。

5.如权利要求2所述的成像器件，

其中，在相应各层中，光电转换器件的厚度彼此不同。

6.如权利要求1所述的成像器件，

其中，在相应各层中，光电转换器件的尺寸、形状和间隔中的至少一个不同。

7.如权利要求1所述的成像器件，

其中，多个层中的光电转换器件同时输出通过光电转换入射光而积累的电荷。

8.如权利要求1所述的成像器件，

其中，多个层中的光电转换器件在相应层中、在不同定时输出通过光电转换入射光而积累的电荷。

9.如权利要求1所述的成像器件，

其中，多个层中的光电转换器件通过输出光电转换入射光而积累的电荷，输出通过组合相应层中的图像而形成的组合图像。

10.如权利要求1所述的成像器件，

其中，在相应各层中，光电转换器件的电荷积累时间不同，在所述电荷积累时间期间通过光电转换入射光来积累电荷。

11.如权利要求1所述的成像器件，

其中，布置所述布线层中的布线，使得确保从布线层一侧到另一侧传输的入射光的光路。

12.如权利要求11所述的成像器件，

其中，在布线层中形成由比周围材料具有更高的光折射率的材料制成的波导。

13.如权利要求11所述的成像器件，

其中，依据入射光的入射角，布置所述布线层中的布线。

14.如权利要求1所述的成像器件，

其中，多个布线层的外部端子通过全通导孔彼此连接，在所述多个布线层中形成了用于从不同层的光电转换器件读取电荷的布线。

15.一种成像器件，包括：

彼此叠置的多个成像器件，每个具有一个光电转换器件层和一个布线层，在所述光电转换器件层中形成了执行入射光的光电转换的光电转换器件，在所述布线层中形成了从所述光电转换器件读取电荷的布线，其中，相应的成像器件的电路彼此连接，

其中多个光电转换器件层包括第一光电转换器件层和第二光电转换器件层；

其中所述布线层包括第一布线层和第二布线层，第一布线层和第二布线层被夹在第一光电转换器件层和第二光电转换器件层之间，所述第一布线层从第一光电转换器件层读取电荷并且第二布线层从第二光电转换器件层读取电荷。

16.如权利要求15所述的成像器件，

其中，多个背照式成像器件叠置，在背照式成像器件中，在每个光电转换器件层的与光入射侧相对的一侧上形成每个布线层。

17.如权利要求15所述的成像器件，

其中，背照式成像器件和前照式成像器件叠置，在背照式成像器件中，在光电转换器件层的与光入射侧相对的一侧上形成布线层，而在前照式成像器件中，在光电转换器件层的光入射侧上形成布线层。

18.一种成像装置，包括：

对对象进行成像的成像器件，其具有多个光电转换器件层和夹在相应的光电转换器件层之间的布线层，在所述光电转换器件中形成有执行入射光的光电转换的光电转换器件，在所述布线层中形成有用于从光电转换器件中读取电荷的布线；以及控制单元，用于控制成像器件的驱动，以便执行成像来获得对象图像，其中多个光电转换器件层包括第一光电转换器件层和第二光电转换器件层；

其中所述布线层包括第一布线层和第二布线层，第一布线层和第二布线层被夹在第一光电转换器件层和第二光电转换器件层之间，所述第一布线层从第一光电转换器件层读取电荷并且第二布线层从第二光电转换器件层读取电荷。

19.一种制造装置，包括：

成像器件制造单元，用于制造多个成像器件，每个具有一个光电转换器件层和一个布线层，在所述光电转换器件层中形成了执行入射光的光电转换的光电转换器件，在所述布线层中形成了从所述光电转换器件读取电荷的布线；以及组装单元，用于将由成像器件制造单元制造的多个成像器件叠置并且将相应的成像器件的电路彼此连接，其中多个光电转换器件层包括第一光电转换器件层和第二光电转换器件层；

其中所述布线层包括第一布线层和第二布线层，第一布线层和第二布线层被夹在第一光电转换器件层和第二光电转换器件层之间，所述第一布线层从第一光电转换器件层读取电荷并且第二布线层从第二光电转换器件层读取电荷。

20.一种制造装置的制造方法，包括：

通过成像器件制造单元制造多个成像器件，每个具有一个光电转换器件层和一个布线层，在所述光电转换器件层中形成了执行入射光的光电转换的光电转换器件，在所述布线层中形成了从所述光电转换器件读取电荷的布线；以及通过组装单元将所制造的多个成像器件叠置并且将相应的成像器件的电路彼此连接，其中多个光电转换器件层包括第一光电转换器件层和第二光电转换器件层；

其中所述布线层包括第一布线层和第二布线层，第一布线层和第二布线层被夹在第一光电转换器件层和第二光电转换器件层之间，所述第一布线层从第一光电转换器件层读取电荷并且第二布线层从第二光电转换器件层读取电荷。

说明书

成像器件、成像装置、制造装置及制造方法

技术领域

[0001] 本公开涉及一种成像器件、成像装置、制造装置和制造方法，具体地，本公开涉及一种能够更容易地获得更多种类型的图像的成像器件、成像装置、制造装置和制造方法。

背景技术

[0002] 由于红外光对于硅（Si）具有较长的穿透长度，因此当形成使用近红外光的高敏感度传感器时，需要延长硅中的光路长度。由于在距硅表面（光入射在硅表面上）更深的位置中发生光电转换，因此还需要形成用于存储通过光电转换获得的电子的势（potential）从而达到更深的位置。

[0003] 由于需要利用特高能量进行离子注入来在深位置中形成该势，因此在现有技术中存在增加开发或制造成本的风险。还需要开发抗蚀剂（resist）以对应于该势，这可能增加开发的难度等级。

[0004] 相应地，已经设计了一种通过从硅基板表面的前表面侧和背表面侧执行离子注入而形成能够充分地存储由红外光光电转换的电子的光电二极管的方法（一种不需要利用特高能量进行离子注入的方法）（例如，参考JP-A-2010-192483（专利文献1））。

[0005] 在该方法中，首先，通过从硅基板的前表面侧执行离子注入，在硅基板的表面上在与对应于可见光的图像传感器的深度近似相同的深度中形成光电二极管。此后，使硅基板倒置，并且抛光硅基板的背表面。然后，从该背表面侧执行离子注入，由此在硅基板的背表面上在与对应于可见光的图像传感器的深度近似相同的深度中形成光电二极管。通过应用上述制造方法，在不利用特高能量执行离子注入的情况下，形成了在深度方向上最大具有两倍深度的光电转换区域。

[0006] 倒置的硅基板被抛光以便具有必要的膜厚度并且离子被注入，然后被粘到用于支撑抛光后的硅的厚度的支撑基板。然后，通过高温激活处理来激活已经从硅基板的背表面侧被离子注入的杂质。

发明内容

[0007] 然而，在专利文献1所描述的方法中，需要执行用于激活已经从硅基板的背表面侧被离子注入的杂质的激活处理，使得硅基板和支撑基板之间的粘合不被损坏。相应地，需要制备特殊装备来执行诸如激光退火之类的处理，所述激光退火可以执行短时段的热处理并且在热方面不影响粘合界面。因此，存在增加制造成本的风险。

[0008] 考虑以上内容，期望执行通过光电转换入射光的彼此不同的波长带分量而获得多个图像的成像，由此执行更容易地获得更多种类型的图像的成像。

[0009] 本公开的实施例针对一种成像器件，其包括：多个光电转换器件层，其中形成有执行入射光的光电转换的光电转换器件；以及夹在相应的光电转换器件层之间的布线层，其中形成有用于从光电转换器件中读取电荷的布线。

[0010] 所述成像器件可以被配置为使得：在相应的光电转换器件层中，光电转换器件执行入射光的彼此不同的波长带分量的光电转换。

[0011] 所述成像器件可以被配置为使得：在多个光电转换器件层中，在从光入射侧开始计数的第一层中的光电转换器件执行可见光的波长带分量的光电转换，在从光入射侧开始计数的第二层中的光电转换器件执行近红外光的波长带分量的光电转换。

[0012] 所述成像器件可以被配置为使得：在多个光电转换器件层中，在从光入射侧开始计数的第一层中的光电转换器件执行可见光的短波长带分量的光电转换，在从光入射侧开始计数的第二层中的光电转换器件执行可见光的长波长带分量的光电转换。

[0013] 所述成像器件可以被配置为使得：在相应各层中，光电转换器件的厚度彼此不同。

[0014] 所述成像器件可以被配置为使得：在相应各层中，光电转换器件的尺寸、形状和间隔中的至少一个不同。

[0015] 所述成像器件可以被配置为使得：多个层中的光电转换器件同时输出通过光电转换入射光而积累的电荷。

[0016] 所述成像器件可以被配置为使得：多个层中的光电转换器件在相应层中、在不同定时输出通过光电转换入射光而积累的电荷。

[0017] 所述成像器件可以被配置为使得：多个层中的光电转换器件通过输出光电转换入射光而积累的电荷，输出通过组合相应层中的图像而形成的组合图像。

[0018] 所述成像器件可以被配置为使得：在相应各层中，光电转换器件的电荷积累时间不同，在所述电荷积累时间期间通过光电转换入射光来积累电荷。

[0019] 所述成像器件可以被配置为使得：布置所述布线层中的布线，使得确保从布线层一侧到另一侧传输的入射光的光路。

[0020] 所述成像器件可以被配置为使得：在布线层中形成由比周围材料具有更高的光折射率的材料制成的波导。

[0021] 所述成像器件可以被配置为使得：依据入射光的入射角，布置所述布线层中的布线。

[0022] 所述成像器件可以被配置为使得：多个布线层的外部端子通过全通导孔彼此连接，在所述多个布线层中形成了用于从不同层的光电转换器件读取电荷的布线。

[0023] 本公开的另一实施例针对一种成像器件，包括：彼此叠置的多个成像器件，每个具有一个光电转换器件层和一个布线层，在所述光电转换器件层中形成了执行入射光的光电转换的光电转换器件，在所述布线层中形成了从所述光电转换器件读取电荷的布线，其中，相应的成像器件的电路彼此连接。

[0024] 所述成像器件可以被配置为使得：多个背照式成像器件叠置，在背照式成像器件中，在每个光电转换器件层的与光入射侧相对的一侧上形成每个布线层。

[0025] 所述成像器件可以被配置为使得：背照式成像器件和前照式成像器件叠置，在背照式成像器件中，在光电转换器件层的与光入射侧相对的一侧上形成布线层，而在前照式成像器件，在光电转换器件层的光入射侧上形成布线层。

[0026] 本公开的又一实施例针对一种成像装置，包括：对对象进行成像的成像器件，其具有多个光电转换器件层和夹在相应的光电转换器件层之间的布线层，在所述光电转换器件中形成有执行入射光的光电转换的光电转换器件，在所述布线层中形成有用于从光电转换器件中读取电荷的布线；以及控制单元，用于控制成像器件的驱动，以便执行成像来获得对象图像。

[0027] 本公开的再一实施例针对一种制造装置，包括：成像器件制造单元，用于制造多个成像器件，每个具有一个光电转换器件层和一个布线层，在所述光电转换器件层中形成了执行入射光的光电转换的光电转换器件，在所述布线层中形成了从所述光电转换器件读取电荷的布线；以及组装单元，用于将由成像器件制造单元制造的多个成像器件叠置并且将相应的成像器件的电路彼此连接。

[0028] 本公开的再又一实施例针对一种制造装置的制造方法，包括：通过成像器件制造单元制造多个成像器件，每个具有一个光电转换器件层和一个布线层，在所述光电转换器件层中形成了执行入射光的光电转换的光电转换器件，在所述布线层中形成了从所述光电转换器件读取电荷的布线；以及通过组装单元将所制造的多个成像器件叠置并且将相应的成像器件的电路彼此连接。

[0029] 根据本公开的一个实施例，成像器件包括：多个光电转换器件层，其中形成有执行入射光的光电转换的光电转换器件；以及夹在相应的光电转换器件层之间的布线层，其中形成有用于从光电转换器件中读取电荷的布线

[0030] 根据本公开的一个实施例，成像器件包括：彼此叠置的多个成像器件，每个具有光电转换器件层和布线层，在所述光电转换器件层中形成了执行入射光的光电转换的光电转换器件，在所述布线层中形成了从所述光电转换器件读取电荷的布线，其中，相应的成像器件的电路彼此连接。

[0031] 根据本公开的一个实施例，成像装置包括：对对象进行成像的成像器件，其具有多个光电转换器件层和夹在相应的光电转换器件层之间的布线层，在所述光电转换器件中形成有执行入射光的光电转换的光电转换器件，在所述布线层中形成有用于从光电转换器件中读取电荷的布线；以及控制单元，用于控制成像器件的驱动，以便执行成像来获得对象图像。

[0032] 根据本公开的一个实施例，制造多个成像器件，每个具有光电转换器件层和布线层，在所述光电转换器件层中形成了执行入射光的光电转换的光电转换器件，在所述布线层中形成了从所述光电转换器件读取电荷的布线；以及组装单元，用于将由成像器件制造单元制造的多个成像器件叠置并且将相应的成像器件的电路彼此连接。

[0033] 根据本公开的实施例，可以对入射光进行光电转换。具体地，可以更容易地获得更多种类型的图像。

附图说明

[0034] 图1是示出现有技术的CMOS图像传感器的主要结构的示例的图；

[0035] 图2是示出根据本公开的实施例的CMOS图像传感器的主要结构的示例的图；

[0036] 图3是示出根据本公开的实施例的制造装置的主要配置的示例的框图；

[0037] 图4是说明制造处理的流程的示例的流程图；

[0038] 图5是示出根据本公开的实施例的CMOS图像传感器的另一结构示例的图；

[0039] 图6是说明光瞳校正的示例的图；

[0040] 图7是示出根据本公开的实施例的CMOS图像传感器的又一结构示例的图；

[0041] 图8是示出根据本公开的实施例的CMOS图像传感器的又一结构示例的图；

[0042] 图9是示出根据本公开的实施例的CMOS图像传感器的又一结构示例的图；

[0043] 图10是示出根据本公开的实施例的CMOS图像传感器的又一结构示例的图；以及[0044] 图11是示出成像装置的主要配置的示例的框图。

具体实施方式

[0045] 下文中，将说明实施本公开的方式（下文中称为实施例）。将按照以下顺序进行描述。

[0046] 1．第一实施例（成像器件：背照式＋前照式）

[0047] 2．第二实施例（制造装置和方法）

[0048] 3．第三实施例（应用示例1：波导）

[0049] 4．第四实施例（应用示例2：光瞳校正）

[0050] 5．第五实施例（应用示例3：PD间距改变）

[0051] 6．第六实施例（应用示例4：可见光＋可见光）

[0052] 7．第七实施例（应用示例5：背照式＋前照式）

[0053] 8．第八实施例（成像装置）

[0054] <1．第一实施例>

[0055] [现有技术的成像器件]

[0056] 首先，将说明现有技术的成像器件的结构示例。图1是示出现有技术的CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器的主要结构的示例的图。图1示出的CMOS图像传感器10是使用CMOS的背照式图像传感器，其在每个元胞中具有放大器。

[0057] 图1示出了CMOS图像传感器10的垂直方向（堆叠方向）的结构的轮廓（截面的轮廓图）。如图1所示，CMOS图像传感器10在每个像素中包括聚光透镜11、滤色器12、和光电二极管15。

[0058] 四个像素被示出为图1中的CMOS图像传感器10的有效像素区域。由于四个像素的结构，因此在半导体基板14上形成了光电二极管15-1到15-4。当不需要彼此区分相应各光电二极管进行说明时，将每个光电二极管仅仅称为光电二极管15。

[0059] 聚光透镜11-1和滤色器12-1是相对于光电二极管15-1提供的。聚光透镜11-2和滤色器12-2是相对于光电二极管15-2提供的。聚光透镜11-3和滤色器12-3是相对于光电二极管15-3提供的。聚光透镜11-4和滤色器12-4是相对于光电二极管15-4提供的。当不需要彼此区分相应各聚光透镜进行说明时，将每个聚光透镜仅仅称为聚光透镜11。类似地，当不需要彼此区分相应各滤色器进行说明时，将每个滤色器仅仅称为滤色器12。

[0060] 如图1所示，绝缘膜13被形成为半导体基板14的背表面上，该背表面是光入射表面，并且在其上形成滤色器12和聚光透镜11。

[0061] 在半导体基板的与光入射表面相对的前表面侧上，形成布线层16、钝化膜19和支撑基板20。在布线层16中形成布线17和布线层间膜18。

[0062] 在布线层中在除了CMOS图像传感器10的有效像素区域之外的区域上形成用于连接到CMOS图像传感器10外部的电路的焊盘21。

[0063] 当可见光31入射到例如具有上述结构的CMOS图像传感器10中的聚光透镜11-2时，可见光21透射过聚光透镜11-2、滤色器12-2和绝缘膜13，并且有效地在光电二极管15-2中被光电转换。

[0064] 另一方面，由于近红外光32比可见光31具有更长的波长，因此对硅（半导体基板14）的穿透长度比可见光31长，并且需要比可见光31在更深的位置中收集被光电转换的电子的势分布。

[0065] 然而，在如图1所示的CMOS图像传感器10的背照式的情况下，通常需要形成具有近似2μm到3μm的薄膜厚度的半导体基板14以便抑制混色出现。相应地，光电二极管15-4可能难以有效地执行通过聚光透镜11-4、滤色器12-4和绝缘膜13入射的近红外光32的光电转换。也就是说，通过背照式CMOS图像传感器10难以获得关于近红外光32的充分敏感度。

[0066] 在专利文献1公开的方法的情况下，从半导体基板的两个表面执行离子注入，并且需要用于执行诸如激光退火之类的处理的特殊装备，所述激光退火可以执行短时段的热处理。还存在出现混色的风险。

[0067] 尽管在前照式图像传感器的情况下硅基板可以被形成为厚的，然而需要利用特高能量执行离子注入，以便在充分深的位置中形成势，近红外光在所述充分深的位置中被有效地光电转换。

[0068] [本公开的实施例的成像器件]

[0069] 因此，将说明能够通过执行入射光的彼此不同的波长带分量（诸如上述的可见光和近红外光）的光电转换来获得多个图像的成像器件。

[0070] 图2是应用本公开的CMOS图像传感器的结构示例的图。图2中所示的CMOS图像传感器100是使用与图1的CMOS图像传感器10相似的CMOS的图像传感器。

[0071] 图2示出了CMOS图像传感器100的垂直方向（堆叠方向）的结构的轮廓（截面的轮廓图）。如图2所示，光近似从图中顶部到底部地入射在CMOS图像传感器100上。CMOS图像传感器100关于入射光的行进方向具有多层结构。也就是说，入射在CMOS图像传感器100上的光行进从而透过各个层。

[0072] 四个像素被示出为图2中的CMOS图像传感器100的有效像素区域。由于四个像素的结构，因此在半导体基板114上形成了光电二极管115-1到115-4。作为光电二极管115-1的像素的结构，形成聚光透镜111-1和滤色器112-1。作为光电二极管115-2的像素的结构，形成聚光透镜111-2和滤色器112-2。作为光电二极管115-3的像素的结构，形成聚光透镜111-3和滤色器112-3。此外，作为光电二极管115-4的像素的结构，形成聚光透镜111-4和滤色器
112-4。

[0073] 当不需要彼此区分相应各光电二极管进行说明时，将每个光电二极管仅仅称为光电二极管115。当不需要彼此区分相应各聚光透镜进行说明时，将每个聚光透镜仅仅称为聚光透镜111。类似地，当不需要彼此区分相应各滤色器进行说明时，将每个滤色器仅仅称为滤色器112。

[0074] CMOS图像传感器100中的钝化膜119上面的层具有与图1的CMOS图像传感器10相同的结构。也就是说，在图中，从顶部开始，形成聚光透镜111、滤色器112、绝缘膜113、半导体基板114（光电二极管115）、布线层116（布线117和布线层间膜118）。

[0075] 聚光透镜111将入射在成像表面上的光会聚到对应的光电二极管115，由此提高光电二极管115的量子效率。

[0076] 滤色器112透射通过对应的聚光透镜111入射的入射光，由此允许入射光的给定波长（颜色）带的分量入射在对应的光电二极管115上。每个滤色器112要透射的波长（颜色）带是可选的，其可以是可见光以及红外光或紫外光。滤色器112可以是透射相同波长（颜色）带的过滤器，或者可以是透射彼此不同的波长（颜色）带（诸如RGB或可见光、以及红外光等等）的多种类型的过滤器。

[0077] 滤色器112包括多种类型的过滤器，可以以给定顺序布置相应波长（颜色）带的过滤器，诸如贝叶斯布置。例如，可以布置：在图2中，滤色器112-1和滤色器112-3为透射红色（R）的过滤器，滤色器112-2和滤色器112-4是透射绿色（G(Gr)）的过滤器。而且，例如，可以布置：滤色器112-1和滤色器112-3为透射绿色（G(Gb)）的过滤器，滤色器112-2和滤色器112-4是透射蓝色（R）的过滤器。

[0078] 在半导体基板114上形成的光电二极管115主要以与图1的情况相同的方式有效地执行可见光的波长分量的光电转换。也就是说，在光电二极管115中，在适合于包括在入射光中的可见光的波长带分量的深度中，形成用于存储光电转换的电子的势分布。例如，可见光141透过聚光透镜111-2、滤色器112-2和绝缘膜113，并且在光电二极管115中被有效地光电转换。

[0079] 半导体基板114的膜厚度是可选的。例如，半导体基板114可以被形成为具有2μm到3μm的厚度，以便抑制混色出现。

[0080] 通过使用例如铝（Al）或铜（Cu）来形成布线层116中的布线117。尽管仅仅通过图2中的布线117表示了一条布线，但是图2的布线层116中的所有灰色矩形都是布线117。在图2的示例的布线层116中，布线117具有四层结构，然而布线层的数量是可选的。

[0081] 附带地，CMOS图像传感器100与图1的CMOS图像传感器10的区别在于：CMOS图像传感器100还包括在如图2所示的图中的钝化膜119下面的布线层120、半导体基板123和支撑基板125。

[0082] 布线层120是基本上与布线层116相同的层。在布线层120中，形成布线121和布线层间膜122。尽管仅仅通过图2中的布线121表示了一条布线，但是图2的布线层120中的所有灰色矩形都是布线121。在图2的示例的布线层120中，布线121具有两层结构，然而布线层的数量是可选的。

[0083] 在布线层116的除了CMOS图像传感器100的有效像素区域之外的区域中，焊盘132被形成为布线层116的电路的外部电极。而且，在布线层120的除了CMOS图像传感器100的有效像素区域之外的区域中，焊盘133被形成为布线层120的电路的外部电极。焊盘132和焊盘133通过TSV（硅通孔）131（所谓的通孔）连接。也就是说，布线层116的电路和布线层120的电路连接。TSV 131的数量是可选的。另外，除了通过TSV 131彼此连接的电极（诸如焊盘132或焊盘133）之外，在布线层116和布线层120的除了CMOS图像传感器100的有效像素区域之外的区域中，形成用于连接到CMOS图像传感器100外部的电路的焊盘（外部电极），但是没有示出这样的焊盘。

[0084] 半导体基板123是基本上与半导体基板114相同的层。在半导体基板123中，光电二极管124-1被形成为光电二极管115-1的像素的结构。在半导体基板123中，光电二极管124-2被形成为光电二极管115-2的像素的结构。在半导体基板123中，光电二极管124-3被形成为光电二极管115-3的像素的结构。此外，在半导体基板123中，光电二极管124-4被形成为光电二极管115-4的像素的结构。当不需要逐一区分相应各光电二极管124-1到124-4进行说明时，将每个光电二极管仅仅称为光电二极管124。

[0085] 透过光电二极管115的入射光（未在光电二极管115中被光电转换的入射光）通过布线层116、钝化膜119和布线层120入射在半导体基板123（光电二极管124）上。也就是说，布置布线117和布线121使得确保从一侧透射到另一侧的入射光的光路。例如，优选的是，如图2所示，在布线层116和布线层120中，仅仅在半导体基板114中的阴影部分（未形成光电二极管115的部分）下面的位置处布置布线117和布线121。自然，例如，还优选的是，在布线层116和布线层120中，在半导体基板123中的阴影部分（未形成光电二极管124的部分）上面的位置处布置布线117和布线121。

[0086] 在适合于对近红外光的波长带分量进行光电转换的位置（深度）处提供光电二极管124，其对包括在入射光中的未在光电二极管115中被光电转换并入射在光电二极管124上的近红外光的波长带分量进行光电转换。例如，近红外光142透射过聚光透镜111-4、滤色器112-4、绝缘膜113、光电二极管115-4、布线层116、钝化膜119和布线层120，然后在光电二极管124-4中被有效地光电转换。

[0087] 如上所述，CMOS图像传感器100关于入射光的行进方向具有多层结构，包括夹住布线层（布线层116和布线层120）的两层（半导体基板114和半导体基板123）光电二极管（光电转换器）。

[0088] 在应用上述结构时，CMOS图像传感器100可以利用光电二极管115和光电二极管124有效地执行可见光和近红外光两者的波长带分量的光电转换。

[0089] 相应地，由于CMOS图像传感器100可以以高灵敏度地检测可见光和近红外光两者的波长带分量，因此可以获得可见光的高质量图像以及近红外光的高质量图像。CMOS图像传感器100至少可以获得与图1的CMOS图像传感器10近似相同的图像质量的可见光图像，并且还可以获得近红外图像。

[0090] CMOS图像传感器100通过使用两级光电二极管（光电二极管115和光电二极管124）来获得可见光图像和近红外图像。因此，CMOS图像传感器100可以同时获得可见光图像和近红外图像（可以获得相同定时的图像）。可以考虑可见光图像和近红外图像优选地是相同定时的图像的情况，诸如，通过使用这两个图像执行处理的情况，例如，通过使用红外图像来确定图像校正方法并且使用该图像校正方法来校正可见光图像的情况，等等。自然，还可以考虑这两个图像优选地为不同定时的图像的情况。CMOS图像传感器100可以获得彼此不同的定时的可见光图像和近红外图像。

[0091] CMOS图像传感器100通过组合光电二极管115获得的图像和光电二极管124获得图像，可以获得高质量的红外图像。也就是说，可以实现其中延长了有效的光路长度的近红外传感器。

[0092] 优选的是，布线117的至少一部分和布线121的一部分对应于用于从光电二极管115和光电二极管124至少之一读取电荷的电路的布线。例如，还优选的是，布线层116中的布线117的至少一部分对应于用于从光电二极管115读取电荷的布线，布线层120中的布线
121的至少一部分是用于从光电二极管124读取电荷的布线，这些电路彼此独立。

[0093] 在上述情况下，聚光透镜111到钝化膜119的相应各层配置背照式CMOS图像传感器，布线层120到支撑基板125的相应各层配置前照式CMOS图像传感器。背照式CMOS图像传感器和前照式CMOS图像传感器彼此独立。也就是说，在此情况下，在CMOS图像传感器100中叠置并连接彼此独立的两个CMOS图像传感器。

[0094] 上述情况下的CMOS图像传感器100通过利用背照式CMOS图像传感器执行入射光中可见光的波长带分量的光电转换，可以获得可见光的高质量图像。CMOS图像传感器100通过利用前照式CMOS图像传感器执行入射光中近红外光的波长带分量的光电转换，还可以获得近红外光的高质量图像。

[0095] 另外，如CMOS图像传感器100的结构那样叠置的这些CMOS图像传感器可以彼此独立地操作。相应地，例如，CMOS图像传感器100可以同时获得可见光图像和近红外图像（可以获得相同定时的图像），以及可以容易地获得不同定时的可见光图像和近红外图像。可以容易地执行上述模式之间的切换。

[0096] 例如，当同时获得可见光图像和近红外图像时，可以在彼此相同的定时执行通过光电二极管115对入射光进行光电转换而积累的电荷的输出、以及通过光电二极管124对入射光进行光电转换而积累的电荷的输出。当在不同定时获得可见光图像和近红外图像时，可以在不同定时执行在光电二极管115中积累的电荷的输出、以及在光电二极管124中积累的电荷的输出。

[0097] 因此，CMOS图像传感器100可以更容易地获得更多种类型的图像。

[0098] <2．第二实施例>

[0099] [制造装置]

[0100] 如上所述，图2的CMOS图像传感器100被配置使得：聚光透镜111到钝化膜119的相应各层形成背照式CMOS图像传感器，布线层120到支撑基板125的相应各层形成前照式CMOS图像传感器。

[0101] 假设，这些图像传感器彼此独立，可以通过分别形成背照式CMOS图像传感器和前照式CMOS图像传感器，将前照式CMOS图像传感器叠置在所形成的背照式CMOS图像传感器的表面侧上，并且通过TSV 131连接这两个图像传感器，从而配置CMOS图像传感器100。

[0102] 图3是示出应用本公开的制造装置的主要配置的示例的框图。图3所示的制造装置是用于制造CMOS图像传感器100的装置。

[0103] 如图3所示，制造装置200包括控制单元201、背照式图像传感器制造单元202、前照式图像传感器制造单元203和组装单元204。制造装置200还包括输入单元211、输出单元212、存储单元213、通信单元214和驱动器215。

[0104] 控制单元201包括例如CPU（中央处理单元）、ROM（只读存储器）、RAM（随机存取存储器）等等，控制其它相应单元并执行关于CMOS图像传感器100的制造的处理。例如，控制单元201的CPU根据在ROM中存储的程序执行各种类型的处理。CPU还根据从存储单元213加载到RAM的程序执行各种类型的处理。另外，RAM适当地存储CPU执行各种类型的处理所需的数据。

[0105] 输入单元211包括键盘、鼠标、触摸板等等，并且连接到控制单元201。输出单元212包括诸如CRT（阴极射线管）显示器和LCD（液晶显示器）之类的显示器、以及扬声器等等，并且连接到控制单元201。存储单元213包括诸如闪存、硬盘等等之类的SSD（固态驱动器），并且连接到控制单元201。通信单元214包括有线LAN（局域网）或无线LAN、调制解调器等等的接口，并且也连接到控制单元201。通信单元214通过网络（包括因特网）执行通信处理。

[0106] 驱动器215也根据需要连接到控制单元201，在驱动器215上适当地安装诸如磁盘、光盘、磁光盘和半导体存储器之类的可移动介质221。根据需要将通过驱动器215从可移动介质221读取的计算机程序安装在存储单元213中。

[0107] 背照式图像传感器制造单元202根据控制单元201的控制制造背照式CMOS图像传感器。也就是说，背照式图像传感器制造单元202产生CMOS图像传感器100的聚光透镜111到钝化膜119。制造方法是可选的。例如，背照式图像传感器制造单元202通过现有技术中的相同种类方法中的任一方法制造背照式CMOS图像传感器。

[0108] 前照式图像传感器制造单元203根据控制单元201的控制制造前照式CMOS图像传感器。也就是说，前照式图像传感器制造单元203产生CMOS图像传感器100的布线层120到支撑基板125。制造方法是可选的。例如，前照式图像传感器制造单元203通过现有技术中的相同种类方法中的任一方法制造前照式CMOS图像传感器。

[0109] 组装单元204根据控制单元201的控制来组装CMOS图像传感器100。也就是说，组装单元204将背照式图像传感器制造单元202制造的背照式CMOS图像传感器连接到前照式图像传感器制造单元203制造的前照式CMOS图像传感器。更具体地，组装单元204将前照式CMOS图像传感器叠置在背照式CMOS图像传感器的表面侧上，并且通过TSV 131连接相应的焊盘。

[0110] [制造方法的流程]

[0111] 将参考图4的流程图来说明制造处理的流程示例。

[0112] 当制造装置200制造CMOS图像传感器100时，控制单元201执行制造处理。

[0113] 当制造处理开始时，在步骤S101，控制单元201控制背照式图像传感器制造单元202制造背照式CMOS图像传感器。

[0114] 在步骤S102，控制单元201控制前照式图像传感器制造单元203制造前照式CMOS图像传感器。

[0115] 在步骤S103，控制单元201控制组装单元204组装CMOS图像传感器100。更具体地，组装单元204根据控制单元201的控制，将通过步骤S102的处理所制造的前照式CMOS图像传感器叠置在通过步骤S101的处理所制造的背照式CMOS图像传感器的表面侧上。此外，组装单元204根据控制单元201的控制通过全通导孔（TSV）连接这些焊盘。

[0116] 当步骤S103的处理结束时，控制单元201完成制造处理。

[0117] 根据上述的制造处理，制造装置200可以在不使用特殊处理和装备（诸如利用特高能量的离子注入或激光退火）的情况下更容易地制造CMOS图像传感器100。也就是说，能够更容易地实现能够更容易地获得更多个图像的成像器件。

[0118] <3．第三实施例>

[0119] [成像器件]

[0120] 优选的是，CMOS图像传感器100被配置为使得透过光电二极管115的光的大部分（在相应的布线中）透过布线层116和布线层120并且到达光电二极管124。也就是说，布线层116中相应布线117的位置和布线层120中相应布线121的位置是可选的，只要确保了入射光从光电二极管115到光电二极管124的光路即可。例如，布线117和布线121可以位于光电二极管115之下或光电二极管124之上。

[0121] 例如，还优选的是，在布线层116中形成波导。图5是示出在此情况下的CMOS图像传感器100的主要结构的示例的图。在图5所示的示例中，在CMOS图像传感器100的布线层116中近似在光电二极管115-1之下的位置处形成波导251-1。在布线层116中近似在光电二极管115-2之下的位置处形成波导251-2。在布线层116中近似在光电二极管115-3之下的位置处形成波导251-3。在布线层116中近似在光电二极管115-4之下的位置处形成波导251-4。当不需要彼此区分相应各波导251-1到251-4进行说明时，将每个波导仅仅称为波导251。

[0122] 波导251由给定的波导材料制成，所述给定的波导材料包括例如比周围材料具有更高的光透射率的材料。其它结构与图2的情况相同。

[0123] 在形成背照式CMOS图像传感器时形成波导251。例如，首先，在图中从下往上在布线层116中近似在光电二极管115之下（在布线117之间）的位置处形成孔。接下来，在包括所述孔的背照式CMOS图像传感器的表面侧（图中的下表面）上形成钝化膜119。然后，在布线层116中在相应的孔中形成波导251。

[0124] 如图5所示，透过光电二极管115的入射光通过波导251到达光电二极管124。相应地，在此情况下，CMOS图像传感器100通过波导251的波导效应可以有效地将近红外光142提供到光电二极管124，所述近红外光142是入射光中包括的近红外光的波长带分量。也就是说，可以提高光电二极管124的敏感度。

[0125] 可以在布线层120中形成波导。还优选的是，在布线层116和布线层120两者中形成波导。在两种情况下，可以如上所述地提高光电二极管124的敏感度。另外，波导的材料是可选的。

[0126] 可以通过如在第二实施例中说明的相同方法来制造在本实施例中说明的CMOS图像传感器100。也就是说，可以在控制单元201控制背照式图像传感器制造单元202制造背照式CMOS图像传感器时（步骤S101）在布线层116中形成以上波导。可以通过现有技术中相同种类的方法中任一方法来形成波导。

[0127] 在布线层120中提供波导的情况下，可以在控制单元201控制前照式图像传感器制造单元203制造前照式CMOS图像传感器时（步骤S102）在布线层120中形成以上波导。在此情况下，也可以通过现有技术中相同种类的方法中任一方法来形成波导。

[0128] 在布线层116和布线层120两者中提供波导的情况下，可以通过控制单元201控制背照式图像传感器制造单元202和前照式图像传感器制造单元203在相应的布线层中形成波导。

[0129] 也就是说，在本实施例中，制造装置200也能够更容易地制造CMOS图像传感器100。

[0130] <4．第四实施例>

[0131] [成像装置]

[0132] 相应像素结构的位置不限于以上示例。例如，可以根据入射光的入射角等等执行位置校正（光瞳校正）。

[0133] 通常，入射在成像器件上的入射光以近似直角入射在中心邻域的像素上，然而，入射光在例如镜头效应等等下朝向中心方向以给定角度（入射角θ）入射在外围像素上。

[0134] 在图2或图5的CMOS图像传感器100的情况下，在图中的垂直方向中形成光路。也就是说，关于以近似直角入射的入射光优化光路，然而，关于以给定角度入射的光，光路不总是最优的，并且可能降低关于光电二极管115或光电二极管124的光会聚率。

[0135] 相应地，如图6所示，可以根据入射光的入射角度θ校正（可以在适当位置处布置）相应像素的相应结构中的位置。

[0136] 图6是示出从光入射侧看上去的CMOS图像传感器的轮廓的外观的图，其中考虑到入射光的入射角θ而布置相应像素的结构。

[0137] 如图6所示，在CMOS图像传感器100的每个像素310中，根据入射光的入射角θ，关于传感器光接收单元310A朝向中心提供透镜320，该透镜320是每个像素的微透镜。

[0138] 图7示出了与图2和图5类似的上述情况下的CMOS图像传感器100的截面。如图7所示，根据入射光的入射角θ，关于光电二极管115朝向中心布置聚光透镜111和滤色器112。实际上，它们在如图6所示的二维布置中朝向中心布置。

[0139] 根据以上布置，从聚光透镜111到光电二极管115的光路相对于垂直方向倾斜依据入射角θ的角度。相应地，由于在此情况下关于入射光正确地设置了光路，因此可以抑制光电二极管115的光会聚率的降低。

[0140] 注意，布线117的相应层也被布置为根据近红外光的入射角θ而倾斜，如图7的示例所示。也就是说，根据入射角θ从光电二极管115朝外（中心的反方向）布置布线117。

[0141] 此外，布线121的相应层也被布置为根据近红外光的入射角θ而倾斜，如图7的示例所示。也就是说，根据入射角θ进一步从布线117朝外（中心的反方向）布置布线121。

[0142] 此外，根据近红外光的入射角θ进一步从布线121朝外（中心的反方向）布置光电二极管124。

[0143] 根据以上布置，从光电二极管115到光电二极管124的光路相对于垂直方向倾斜依据入射角θ的角度。相应地，由于在此情况下关于入射光正确地设置了光路，因此可以抑制光电二极管124的光会聚率的降低。

[0144] 可以通过如在第二实施例中说明的相同方法来制造在本实施例中说明的CMOS图像传感器100。也就是说，可以布置相应各层，使得在控制单元201控制背照式图像传感器制造单元202和前照式图像传感器制造单元203制造相应的CMOS图像传感器时（步骤S101和步骤S102）执行上述光瞳校正。

[0145] 也就是说，在本实施例中，制造装置200也能够更容易地制造CMOS图像传感器100。

[0146] <5．第五实施例>

[0147] 光电二极管的大小、形状和间隔是可选的，并且它们中的至少一个在光电二极管115和124之间是彼此不同的，如图8所示的示例中那样。

[0148] 在图8的示例中，光电二极管351-1和光电二极管351-2每个具有两个光电二极管115的大小，并且被形成在半导体基板123中。也就是说，在半导体基板123中，在光电二极管
115-1和光电二极管115-2之下形成光电二极管351-1，其对应于光电二极管115-1和光电二极管115-2。也就是说，光电二极管351-1执行透过光电二极管115-1和光电二极管115-2的入射光中近红外光的波长带分量的光电转换。

[0149] 另一方面，在半导体基板123中，在光电二极管115-3和光电二极管115-4之下形成光电二极管351-2，其对应于光电二极管115-3和光电二极管115-4。也就是说，光电二极管351-2执行透过光电二极管115-3和光电二极管115-4的入射光中近红外光的波长带分量的光电转换。当不需要彼此区分光电二极管351-1和光电二极管351-2进行说明时，将每个光电二极管仅仅称为光电二极管351。

[0150] 在此情况下，布线层116中布线117的布线间隔可能与布线层120中布线121的布线间隔不同。在图8的示例中，在半导体基板114的除了光电二极管115之外的部分之下形成布线117，从而对应于光电二极管115的布置间隔。另一方面，在半导体基板123的除了光电二极管351之外的部分之上形成布线121，从而对应于光电二极管351的布置间隔。

[0151] 布线117和布线121的布置间隔不限于图8的示例，并且是可选的。例如，布线117的布置位置可以在半导体基板123的除了光电二极管351之外的部分之上，从而对应于布线121。而且，布线121的布置位置可以在半导体基板114的除了光电二极管115之外的部分之下，从而对应于布线114。

[0152] 根据上述结构，CMOS图像传感器100彼此独立地设置可见光图像中的分辨率和近红外光图像中的分辨率。例如，CMOS图像传感器100可以获得具有彼此不同的分辨率的可见光图像和近红外光图像。

[0153] 尽管根据图8示例的层，光电二极管在图的水平方向上的大小是不同的，但是实施例不限于该示例，并且在相应各层中，相应各层中的光电二极管的大小、形状和间隔可以不同。

[0154] 可以通过如在第二实施例中说明的相同方法来制造在本实施例中说明的CMOS图像传感器100。也就是说，由于背照式图像传感器制造单元202和前照式图像传感器制造单元203彼此独立地制造CMOS图像传感器，因此可以彼此独立地设置光电二极管的大、形状和间隔。

[0155] 也就是说，在本实施例中，制造装置200也能够更容易地制造CMOS图像传感器100。

[0156] <6．第六实施例>

[0157] [成像器件]

[0158] 如上所述，可以获得可见光和近红外光的图像，然而，相应的光电二极管的厚度是可选的。也就是说，在相应的光电二极管中光电转换的波长带是可选的，因此，CMOS图像传感器100通过根据如入射光对硅的穿透长度可以设置相应的光电二极管的势分布的深度，可以获得可选的波长带中的图像。

[0159] 例如，如图9所示的示例，优选的是，CMOS图像传感器100获得两个具有彼此不同的波长带的可见光图像。在图9的示例中，替代图2的半导体基板114，形成半导体基板360。在半导体基板360中，形成光电二极管361-1到361-4。也就是说，光电二极管361-1到361-4分别对应于光电二极管115-1到115-4。当不需要彼此区分相应各光电二极管361-1到361-4进行说明时，将每个光电二极管仅仅称为光电二极管361。其它结构与图2相同。

[0160] 半导体基板360被形成为比图2的半导体基板114更薄（例如，1μm）。根据该结构，光电二极管361可以执行包括在入射光中的可见光（可见光381）的短波长带分量的光电转换。由于光电二极管361被形成得更薄，因此光电二极管124的深度变得更浅。相应地，光电二极管124可以对包括在入射光中的可见光（可见光382）的长波长带分量（而不是近红外光）进行光电转换。例如，CMOS图像传感器100还可以根据颜色在不同层中的光电二极管中形成图像。

[0161] 如上所述，CMOS图像传感器100包括多层光电二极管，在相应光电二极管中执行光电转换。相应地，可以分别设置在相应层的光电二极管中被光电转换的波长带分量。如上所述，相应的光电二极管的厚度是可选的，因此可以彼此独立地设置相应各层中的厚度。例如，可以根据层将光电二极管的厚度设置为不同的，并且也可以在所有层中统一光电二极管的厚度。也就是说，可以更容易地以及更自由地执行在相应各光电二极管中被光电转换的波长带分量的设置。

[0162] 如上所述，CMOS图像传感器100根据光电二极管361的厚度不仅可以控制光电二极管361光电转换的波长带分量，而且还可以控制光电二极管124光电转换的波长带分量。

[0163] 可以通过如在第二实施例中说明的相同方法来制造在本实施例中说明的CMOS图像传感器100。也就是说，由于背照式图像传感器制造单元202和前照式图像传感器制造单元203彼此独立地制造CMOS图像传感器，因此可以彼此独立地设置光电二极管层的厚度。

[0164] 也就是说，在本实施例中，制造装置200也能够更容易地制造CMOS图像传感器100。

[0165] <7．第七实施例>

[0166] [成像器件]

[0167] 如上所述，在背照式CMOS图像传感器的表面侧上叠置前照式CMOS图像传感器，然而，本实施例不限于此，例如，还可以优选的是，替代前照式CMOS图像传感器，叠置背照式CMOS图像传感器，如图10所示。

[0168] 图10所示的CMOS图像传感器400以与上面的CMOS图像传感器100相同的方式包括聚光透镜111到钝化膜119。CMOS图像传感器400包括半导体基板411和布线层413，以替代布线层120到支撑基板125。

[0169] 在导体基板411中，形成光电二极管412-1到412-4，以便对应于光电二极管115-1到115-4的像素。当不需要彼此区分相应各光电二极管412-1到412-4进行说明时，将每个光电二极管仅仅称为光电二极管412。

[0170] 光电二极管412以与光电二极管124相同的方式执行与光电二极管115不同的波长带分量的光电转换。更具体地，光电二极管412执行比光电二极管115更长的波长带的光电转换。例如，光电二极管115执行可见光的波长带分量的光电转换，而光电二极管412执行近红外光的波长带分量的光电转换。或者，例如，光电二极管115执行可见光的短波长带分量的光电转换，而光电二极管412执行可见光的长波长带分量的光电转换。

[0171] 在CMOS图像传感器400的情况下，在图中导体基板411之下形成布线层413。也就是说，CMOS图像传感器400被配置为使得：在背照式CMOS图像传感器的表面侧上叠置背照式CMOS图像传感器。

[0172] 布线层413以基本上与上面的布线层116和布线层120相同的方式，具有可选数量的层的布线414和布线层间膜415。由于布线层413被布置在光电二极管412之下，因此不需要提供光路。因此，可以在可选位置布置布线414。也就是说，可以更容易地布局布线414。

[0173] 以与布线层116和布线层120相同的方式，在布线层413的除了有效像素区域之外的区域提供焊盘423作为外部端子。焊盘423通过TSV 421连接到布线层116的焊盘132。

[0174] 如上所述，CMOS图像传感器400可以以与CMOS图像传感器100相同的方式更容易地获得更多个图像。

[0175] 在CMOS图像传感器400的情况下，入射光可以在没有透过布线层413的情况下在深度侧上到达光电二极管（光电二极管412）。因此，与叠置前照式CMOS图像传感器以作为CMOS图像传感器100的情况相比，CMOS图像传感器400可以更多地提高光电二极管412的敏感度。

[0176] 可以基本上通过如在第二实施例中说明的相同方法来制造在本实施例中说明的CMOS图像传感器400。然而，在此情况下，控制单元201在步骤S102的处理中替代控制前照式图像传感器制造单元203，而控制背照式图像传感器制造单元202制造背照式CMOS图像传感器。可以以与步骤S101的情况中相同的方式通过现有技术中相同种类的方法中任一方法来制造背照式CMOS图像传感器。可以以如在第二实施例中说明的相同方式来执行其它处理。

[0177] 也就是说，在本实施例中，制造装置200也能够更容易地制造CMOS图像传感器400。

[0178] 如上所述，在相应各实施例中说明的CMOS图像传感器的制造方法中存在的差别不大。相应地，制造装置200可以容易地在以上相应各种类型的制造方法中执行制造方法的切换，而无需重新准备特殊设备或者重新提供特殊处理。也就是说，制造装置200能够更容易地制造更多中类型的CMOS图像传感器。

[0179] 上面已经说明了将本公开应用于CMOS图像传感器的情况，本公开可以应用于任何类型的图像传感器而不限于CMOS图像传感器，只要图像传感器使用光电转换器件（诸如光电二极管）即可。例如，本公开可以应用于CCD（电荷耦合器件）图像传感器。

[0180] 上面已经说明了包括两层光电二极管夹住布线层的情况，然而可以提供三层或更多层二极管。也就是说，还优选的是，形成三层或更多层光电二极管，从而在相应层之间夹住布线层。换句话说，还优选的是，堆叠三个或更多个背照式或前照式CMOS图像传感器，并且通过全通导孔连接相应的焊盘。

[0181] 而且，当形成三层或更多层光电二极管时，相应各层的光电二极管可以获得彼此不同的波长带中的图像。也就是说，在此情况下的CMOS图像传感器可以获得彼此不同的波长带中的三个或更多个图像。结果，CMOS图像传感器可以更容易地获得更多个图像。

[0182] 可以彼此独立地设置相应各层的光电二极管的电荷积累时间。也就是说，可以容易地驱动相应各层的光电二极管，使得电荷积累时间彼此不同。因此，例如，可以将一层中的光电二极管的电荷积累时间设置得大于另一层中的光电二极管的电荷积累时间。相应地，CMOS图像传感器通过获得具有不同的电荷积累时间的多个图像并且将这些图像彼此组合，可以获得比一层光电二极管所获得的图像具有更大动态范围的图像。

[0183] 如上所述，CMOS图像传感器400可以在相应各层的光电二极管中执行入射光的彼此不同的波长带分量的光电转换。

[0184] <8．第八实施例>

[0185] [成像装置]

[0186] 图11是示出应用本公开的成像装置的配置示例的图。图11所示的成像装置600是对对象进行成像并且将对象图像输出为电子信号的装置。

[0187] 如图11所示，成像装置600包括透镜单元611、CMOS传感器612、A/D转换器613、操作单元614、控制单元615、图像处理单元616、显示单元617、编解码处理单元618、和记录单元619。

[0188] 透镜单元611对于对象调整焦点，并且对来自焦点被调整至的位置的光进行会聚以便将光提供至CMOS传感器612。

[0189] CMOS传感器612是具有上述结构的固态成像器件，其中在有效像素区域中提供用于检测混色的像素。

[0190] A/D转换器613将相应像素的在给定定时从CMOS传感器612提供的电压信号转换为数字像素信号（下文中适当地被称为像素信号），并且依序在给定定时将所述信号提供给图像处理单元616。

[0191] 操作单元614包括例如转点通（商标）、按键、按钮或触摸板，接收用户输入的操作并且将与操作输入对应的信号提供至控制单元615。

[0192] 控制单元615基于与用户通过操作单元614输入的操作输入对应的信号，控制透镜单元611、CMOS传感器612、A/D转换器613、图像处理单元616、显示单元617、编解码处理单元618和记录单元619的驱动，以便允许相应各单元执行关于成像的处理。

[0193] 图像处理单元616对从A/D转换器613提供的图像信号执行各种类型的图像处理，诸如混色校正、黑电平校正、白平衡调整、去马赛克处理、矩阵处理、伽马校正和YC转换。图像处理单元616将对其执行了图像处理的图像信号提供至显示单元617和编解码处理单元618。

[0194] 显示单元617被配置为例如液晶显示器等等，基于来自图像处理单元616的像素信号显示对象图像。

[0195] 编解码处理单元618在给定系统下对来自图像处理单元616的图像信号执行编码处理，将作为编码处理的结果获得的图像数据提供至记录单元619。

[0196] 记录单元619记录来自编解码处理单元618的图像数据。当根据需要将在记录单元619中记录的图像数据读取到图像处理单元616时，图像数据被提供至显示单元617并且对应的图像显示出来。

[0197] 应用本发明的包括固态成像器件和图像处理单元的成像装置不限于以上配置，并且可以使用其它配置。

[0198] 自然，上述的相应器件可以包括除了上述结构之外的结构。每种器件不仅可以被配置为一个器件，而且还可以被配置为包括多个器件的系统。

[0199] 当通过软件执行以上处理系列时，可以从网络或记录介质中安装在软件中包括的程序。

[0200] 通过与装置本身分离的可移动介质221（图3）来配置记录介质，其中记录了程序并且被分发以向用户提供程序。可移动介质221包括磁盘（包括软盘）和光盘（包括CD-ROM或DVD）。可移动介质221还包括磁光盘（包括MD（迷你盘））、半导体存储器等等。可移动介质还可以由控制单元201（图3）的ROM（其中记录了程序）或者在存储单元213（图3）中包括的硬盘来配置，其以预先内置在装置本身中的状态被分发给用户。

[0201] 计算机执行的程序可以是按照沿袭在说明书中说明的顺序的时间系列处理的程序，并且可以是并行地或者在必要定时（诸如在执行调用时）处理的程序。

[0202] 另外，描述在记录介质中记录的程序的步骤不仅包括按照沿袭所描述的顺序的时间系列执行的处理，而且还包括并行地或者独立地执行的处理，而不总是按照时间系列进行处理。

[0203] 在本说明书中，系统表示包括多个器件的整个装置。

[0204] 在以上描述中，被说明为一个器件（或处理单元）的结构可以包括多个器件（或处理单元）。相反，被说明为多个器件（或处理单元）的结构可以被整合地配置为一个器件（或处理单元）。还可以向相应各器件（或相应各处理单元）添加除了以上结构之外的结构。此外，将某一器件（或处理单元）的结构的一部分包括在另一器件（或处理单元）的结构中，只要结构和操作实质上与整个系统相同即可。也就是说，本公开的实施例不限于以上实施例，并且可以在不偏离本公开的精神的范围内被不同地改变。

[0205] 本公开可以被实施为以下配置。

[0206] （1）一种成像器件，包括：

[0207] 多个光电转换器件层，其中形成有执行入射光的光电转换的光电转换器件；以及[0208] 夹在相应的光电转换器件层之间的布线层，其中形成有用于从光电转换器件中读取电荷的布线。

[0209] （2）如在上面的（1）中所描述的成像器件，

[0210] 其中，在相应的各光电转换器件层中，光电转换器件执行入射光的彼此不同的波长带分量的光电转换。

[0211] （3）如在上面的（2）中所描述的成像器件，

[0212] 其中，在多个光电转换器件层中，在从光入射侧开始计数的第一层中的光电转换器件执行可见光的波长带分量的光电转换，在从光入射侧开始计数的第二层中的光电转换器件执行近红外光的波长带分量的光电转换。

[0213] （4）如在上面的（2）中所描述的成像器件，

[0214] 其中，在多个光电转换器件层中，在从光入射侧开始计数的第一层中的光电转换器件执行可见光的短波长带分量的光电转换，在从光入射侧开始计数的第二层中的光电转换器件执行可见光的长波长带分量的光电转换。

[0215] （5）如在上面的（2）到（4）任一个中所描述的成像器件，

[0216] 其中，在相应各层中，光电转换器件的厚度彼此不同。

[0217] （6）如在上面的（1）到（5）任一个中所描述的成像器件，

[0218] 其中，在相应各层中，光电转换器件的尺寸、形状和间隔中的至少一个不同。

[0219] （7）如在上面的（1）到（6）任一个中所描述的成像器件，

[0220] 其中，多个层中的光电转换器件同时输出通过光电转换入射光而积累的电荷。

[0221] （8）如在上面的（1）到（7）任一个中所描述的成像器件，

[0222] 其中，多个层中的光电转换器件在相应层中、在不同定时输出通过光电转换入射光而积累的电荷。

[0223] （9）如在上面的（1）到（8）任一个中所描述的成像器件，

[0224] 其中，多个层中的光电转换器件通过输出光电转换入射光而积累的电荷，输出通过组合相应层中的图像而形成的组合图像。

[0225] （10）如在上面的（1）到（9）任一个中所描述的成像器件，

[0226] 其中，在相应各层中，光电转换器件的电荷积累时间不同，在所述电荷积累时间期间通过光电转换入射光来积累电荷。

[0227] （11）如在上面的（1）到（10）任一个中所描述的成像器件，

[0228] 其中，布置所述布线层中的布线，使得确保从布线层一侧到另一侧传输的入射光的光路。

[0229] （12）如在上面的（11）中所描述的成像器件，

[0230] 其中，在布线层中形成由比周围材料具有更高的光折射率的材料制成的波导。

[0231] （13）如在上面的（11）或（12）中所描述的成像器件，

[0232] 其中，依据入射光的入射角，布置所述布线层中的布线。

[0233] （14）如在上面的（1）到（13）任一个中所描述的成像器件，

[0234] 其中，多个布线层的外部端子通过全通导孔彼此连接，在所述多个布线层中形成了用于从不同层的光电转换器件读取电荷的布线。

[0235] （15）一种成像器件，包括：

[0236] 彼此叠置的多个成像器件，每个具有一个光电转换器件层和一个布线层，在所述光电转换器件层中形成了执行入射光的光电转换的光电转换器件，在所述布线层中形成了从所述光电转换器件读取电荷的布线，其中，相应的成像器件的电路彼此连接。

[0237] （16）如在上面的（15）中所描述的成像器件，

[0238] 其中，多个背照式成像器件叠置，在背照式成像器件中，在每个光电转换器件层的与光入射侧相对的一侧上形成每个布线层。

[0239] （17）如在上面的（15）中所描述的成像器件，

[0240] 其中，背照式成像器件和前照式成像器件叠置，在背照式成像器件中，在光电转换器件层的与光入射侧相对的一侧上形成布线层，而在前照式成像器件，在光电转换器件层的光入射侧上形成布线层。

[0241] （18）一种成像装置，包括：

[0242] 对对象进行成像的成像器件，其具有多个光电转换器件层和夹在相应的光电转换器件层之间的布线层，在所述光电转换器件中形成有执行入射光的光电转换的光电转换器件，在所述布线层中形成有用于从光电转换器件中读取电荷的布线；以及

[0243] 控制单元，用于控制成像器件的驱动，以便执行成像来获得对象图像。

[0244] （19）一种制造装置，包括：

[0245] 成像器件制造单元，用于制造多个成像器件，每个具有一个光电转换器件层和一个布线层，在所述光电转换器件层中形成了执行入射光的光电转换的光电转换器件，在所述布线层中形成了从所述光电转换器件读取电荷的布线；以及

[0246] 组装单元，用于将由成像器件制造单元制造的多个成像器件叠置并且将相应的成像器件的电路彼此连接。

[0247] （20）一种制造装置的制造方法，包括：

[0248] 通过成像器件制造单元制造多个成像器件，每个具有一个光电转换器件层和一个布线层，在所述光电转换器件层中形成了执行入射光的光电转换的光电转换器件，在所述布线层中形成了从所述光电转换器件读取电荷的布线；以及

[0249] 通过组装单元将所制造的多个成像器件叠置并且将相应的成像器件的电路彼此连接。

[0250] 本公开包含2011年9月6日在日本专利局提交的日本优先专利申请JP2011-193823中公开的主题相关的主题，通过引用将其全部内容并入于此。

[0251] 本领域技术人员应理解，取决于设计需要和其它因素可以出现各种修改、组合、子组合和变更，只要它们在所附权利要求或其等效物的范围内即可。