固态摄像装置、制造固态摄像装置的方法以及电子设备

摘要

本发明涉及固态摄像装置和包含该固态摄像装置的电子设备。所述固体设置装置包括：第一透镜层；和第二透镜层，其中，所述第二透镜层至少形成在每个第一微透镜的周围，所述第一微透镜是基于所述第一透镜层形成的，并且在每个所述第一微透镜的中央部分存在的所述第二透镜层比在所述第一微透镜的周围存在的所述第二透镜层薄，或者所述第二透镜层不存在于每个所述第一微透镜的中央部分处。根据本发明，能够提高固体摄像装置和电子设备的灵敏度特性，并由此提高了输出的图像质量。

权利要求

1.一种固态摄像装置，包括：

多个像素，每个像素具有微透镜，所述微透镜之间具有像素间空隙，每个所述微透镜包括：第一透镜层；和

第二透镜层，

其中，所述第二透镜层至少形成在每个第一微透镜的周围，所述第一微透镜是基于所述第一透镜层形成的，所述第一透镜层和所述第二透镜层中的每一者在所述像素间空隙处的厚度大于0，并且在每个所述第一微透镜的中央部分存在的所述第二透镜层比在所述第一微透镜的周围存在的所述第二透镜层薄，或者所述第二透镜层不存在于每个所述第一微透镜的中央部分处。

2.如权利要求1所述的固态摄像装置，其中，所述第一透镜层由无机材料或含金属氧化物的树脂制成，并且所述第二透镜层由无机材料制成。

3.如权利要求2所述的固态摄像装置，其还包括：滤色器层；

平坦化层；和

缓冲层，

其中，所述平坦化层、所述缓冲层和所述第一透镜层依次层叠在所述滤色器层上。

4.如权利要求3所述的固态摄像装置，其中，所述平坦化层由如下材料形成，该材料具有热流动性和热固化性，并在完成热处理时形成固化层。

5.如权利要求3所述的固态摄像装置，其中，所述缓冲层的薄膜应力小于所述第一透镜层的薄膜应力，并大于所述平坦化层的薄膜应力。

6.如权利要求3所述的固态摄像装置，其中，所述缓冲层的折射率小于所述第一透镜层的折射率，并大于所述平坦化层的折射率。

7.如权利要求1所述的固态摄像装置，其中，所述第一透镜层的折射率为n1，所述第二透镜层的折射率为n2，并且满足n2≤n1。

8.如权利要求1所述的固态摄像装置，其还包括：第三透镜层，其覆盖所述第一透镜层和所述第二透镜层，其中，所述第三透镜层的折射率小于所述第一透镜层和所述第二透镜层的折射率。

9.如权利要求8所述的固态摄像装置，其中，所述第二透镜层的折射率等于或大于所述第一透镜层的折射率。

10.如权利要求8所述的固态摄像装置，其中，所述第三透镜层的表面被平坦化。

11.如权利要求1所述的固态摄像装置，其中，形成在每个所述第一微透镜的中央部分处的所述第二透镜层的厚度为Tt，形成在所述第一微透镜周围的所述第二透镜层的厚度为Tb，并且满足0≤Tt

12.一种制造包括第一透镜层和第二透镜层的固态摄像装置的方法，所述方法包括：基于所述第一透镜层形成第一微透镜，所述第一微透镜之间存在像素间空隙，所述第一透镜层在所述像素间空隙处的厚度不为0；以及至少在每个所述第一微透镜的周围形成所述第二透镜层，所述第二透镜层在所述像素间空隙处的厚度不为0，其中，在形成所述第二透镜层时，形成在每个所述第一微透镜中央部分处的所述第二透镜层比形成在所述第一微透镜周围处的所述第二透镜层薄，或者所述第二透镜层不存在于每个所述第一微透镜的中央部分处。

13.一种电子设备，包括：

权利要求1-11中任一项所述的固态摄像装置；以及信号处理电路，其处理来自所述固态摄像装置的输出信号。

说明书

固态摄像装置、制造固态摄像装置的方法以及电子设备

[0001] 相关申请的交叉参考

[0002] 本申请包含与2011年9月30日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2011-217423的公开内容相关的主题，在这里将该在先申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

[0003] 本发明涉及固态摄像装置、该固态摄像装置的制造方法以及电子设备，具体涉及在光电二极管上包括微透镜的固态摄像装置、该固态摄像装置的制造方法以及电子设备。

背景技术

[0004] 已知的CMOS(互补金属氧化物半导体)固态摄像装置分类为前照射型和后照射型。这两种类型中任一种类型的固态摄像装置均包括像素区域，像素区域中的多个单元像素形成在半导体基板上，并且每个单元像素由多个像素晶体管和用作光电转换器的光电二极管形成。

[0005] 在前照射型固态摄像装置中，基板的形成有多层布线层的前表面用作光接收表面，从而光入射在基板的前表面上。

[0006] 在后照射型固态摄像装置中，基板的与形成有多层布线层和像素晶体管的基板前表面背对的后表面用作光接收表面，从而光入射在基板的后表面上。

[0007] 光电二极管通过由杂质扩散层形成的器件隔离区域彼此隔离。而且，中间设有多个布线的多层布线层隔着层间绝缘层形成在半导体基板的形成有像素晶体管的前表面上。

[0008] 在前照射型固态摄像装置中，布线形成在光电二极管之外的区域中。片上滤色器和微透镜隔着平坦化层依次形成在多层布线层上。片上滤色器例如由红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)滤色器阵列形成。

[0009] 在后照射型固态摄像装置中，布线可以在不考虑光电二极管的位置的情况下形成。绝缘层、片上滤色器和微透镜依次形成在半导体基板的用作光电二极管的光接收表面的后表面上。

[0010] 在后照射型固态摄像装置中，由于多层布线层不以任何方式限制光进入光电二极管，所以每个光电二极管都设置有大的开口。而且，与前照射型固态摄像装置相比，可以缩短从光电二极管到微透镜的距离。距离的缩短可以提高微透镜采集光的能力，由此也可以有效地引入偏斜的入射光。于是，可以提高固态摄像装置的灵敏度。

[0011] 为了提高微透镜采集光的能力，例如可以增加每个微透镜的曲率，或者可以增加微透镜的制造材料的折射率(参见日本专利文献JP-A-2007-53318、JP-A-1-10666、JP-A-2008-277800和JP-A-2008-9079)。

[0012] 上述固态摄像装置通常需要通过优化微透镜的形状来改善它们的灵敏度特性。

发明内容

[0013] 因此，本发明期望通过提供一种具有优良灵敏度特性的固态摄像装置、该固态摄像装置的制造方法和使用该固态摄像装置的电子设备。

[0014] 本发明的实施例提出一种固态摄像装置，该固态摄像装置包括：第一透镜层；和第二透镜层，其中，所述第二透镜层至少形成在每个第一微透镜的周围，所述第一微透镜是基于所述第一透镜层形成的，并且在每个所述第一微透镜的中央部分存在的所述第二透镜层比在所述第一微透镜的周围存在的所述第二透镜层薄，或者所述第二透镜层不存在于每个所述第一微透镜的中央部分处。

[0015] 本发明的另一实施例提出一种电子设备，其包括上述固态摄像装置和处理来自该固态摄像装置的输出信号的信号处理电路。

[0016] 本发明的又一实施例针对一种制造固态摄像装置的方法，其包括：基于所述第一透镜层形成第一微透镜，所述第一微透镜之间存在像素间空隙；以及至少在每个所述第一微透镜的周围形成所述第二透镜层，其中，在形成所述第二透镜层时，形成在每个所述第一微透镜中央部分处的所述第二透镜层比形成在所述第一微透镜周围处的所述第二透镜层薄，或者所述第二透镜层不存在于每个所述第一微透镜的中央部分处。

[0017] 根据上述固态摄像装置和使用上述制造方法制造的固态摄像装置，基于第一透镜层形成彼此之间存在由像素间空隙的第一微透镜，并且第二透镜层形成在每个第一微透镜的周围。形成在每个第一微透镜的周围的第二透镜层填充第一微透镜之间的像素间空隙。因此，每个微透镜在平面图中的面积被扩大了，由此提高了微透镜采集光的能力。结果，改善了固态摄像装置的灵敏度特性。于是，通过集成有上述固态摄像装置，可以构造具有优良灵敏度特性的电子设备。

[0018] 根据本发明的实施例，可以提供具有优良灵敏度特性的固态摄像装置、用于制造该固态摄像装置的方法以及电子设备。

附图说明

[0019] 图1是表示实施例的固态摄像装置的构造的平面图；

[0020] 图2是表示实施例的固态摄像装置像素部分的构造的剖面图；

[0021] 图3是表示固态摄像装置中第一透镜层的构造的平面图；

[0022] 图4A-4D表示实施例的固态摄像装置中微透镜的各种构造；

[0023] 图5A-5C表示固态摄像装置中微透镜的变形的构造；

[0024] 图6A-6D是表示用于制造固态摄像装置的方法的实施例的制造步骤图；

[0025] 图7A-7D是表示用于制造固态摄像装置的方法的实施例的其它制造步骤图；

[0026] 图8A-8C表示固态摄像装置中第二平坦化层的形成步骤；

[0027] 图9表示实施例的固态摄像装置中第一微透镜的形成步骤；

[0028] 图10表示实施例的固态摄像装置中微透镜的构造；

[0029] 图11A和11B表示实施例的固态摄像装置中微透镜的构造；以及

[0030] 图12表示电子设备的构造。

具体实施方式

[0031] 以下说明用于本发明的实施方式的示例。然而，应该注意，本发明不局限于以下示例。

[0032] 将按照以下顺序进行说明。

[0033] 1.固态摄像装置的实施例

[0034] 2.用于制造固态摄像装置的方法的实施例

[0035] 3.电子设备的实施例

[0036] 1、固态摄像装置的实施例

[0037] 固态摄像装置的构造示例：示意性构造图

[0038] 以下说明本实施例的固态摄像装置的具体形式。

[0039] 图1是表示作为固态摄像装置示例的MOS(金属氧化物半导体)固态摄像装置的示意性构造图。

[0040] 图1所示的固态摄像装置10由像素部(称为摄像区域)13和外围电路部形成。在像素部13中，均包括光电二极管的像素12(多个光电转换器)规则地且二维地排列在硅基板或任何其它半导体基板上。每个像素12包括光电二极管和多个像素晶体管(称为MOS晶体管)。

[0041] 多个像素晶体管可以例如由三个晶体管形成：传输晶体管、复位晶体管和放大晶体管。或者，多个像素晶体管可由四个晶体管形成，即在上述晶体管中增加选择晶体管。

[0042] 外围电路部由垂直驱动电路14、列信号处理电路15、水平驱动电路16、输出电路17和控制电路18形成。

[0043] 控制电路18根据垂直同步信号、水平同步信号和主时钟产生时钟信号和控制信号，并且所产生的时钟信号和控制信号用作垂直驱动电路14、列信号处理电路15、水平驱动电路16和其它部件操作的基准。控制电路18将这些信号输入到垂直驱动电路14、列信号处理电路15、水平驱动电路16和其它部件。

[0044] 垂直驱动电路14由例如移位寄存器形成。垂直驱动电路14在垂直方向上以行为基础依次选择并扫描像素部13中的像素，并通过垂直信号线19向列信号处理电路15提供基于信号电荷的像素信号，所述信号电荷是根据所选像素12中的光电转换器件接收的光的量产生的。

[0045] 每个列信号处理电路15布置成对应于特定单位的像素12(例如，以像素列为基础)，并以像素列为基础执行噪声消除或以其它方式通过使用来自黑基准像素(形成于有效像素区域周围)的信号对单行像素12输出的信号进行信号处理。也就是说，列信号处理电路15执行用于移除像素12专有的固定模式噪声的CDS(相关双采样)、信号放大和其它类型的信号处理。每个列信号处理电路15均具有水平选择开关(未示出)，该水平选择开关设置在列信号处理电路15的输出级，并连接到水平信号线路11。

[0046] 水平驱动电路16由例如移位寄存器形成。水平驱动电路16通过连续输出水平扫描脉冲来依次选择每个列信号处理电路15，并将像素信号从每个列信号处理电路15输出到水平信号线路11。

[0047] 输出电路17对依次通过水平信号线路11从每个列信号处理电路15提供的信号执行信号处理，并输出经处理的信号。

[0048] 当上述固态摄像装置10用作后照射型固态摄像装置时，在光入射侧的后表面(称为光接收表面)上没有形成布线层，但在与光接收表面背对着的前表面上形成布线层。

[0049] 固态摄像装置的构造的示例：像素部分

[0050] 图2是表示用于形成本实施例的固态摄像装置的单个像素的关键部分的剖面图。

[0051] 图2所示的固态摄像装置20包括位于半导体基板21的光入射侧上的多个光电二极管(PD)22。每个PD 22形成在固态摄像装置20的单元像素29中。由单个层或多个层形成的绝缘层23形成在半导体基板21上。

[0052] 在图2所示的后照射型固态摄像装置20中，包括多层布线层和像素晶体管的电路部形成在背对着光入射表面的表面上，但是在图2中省略了电路部的构造。

[0053] 当绝缘层23由单个层形成时，绝缘层23例如由SiO制成。当绝缘层23由多个层形成时，绝缘层23基于防反射层的构造由折射率不同的多个层形成。例如，绝缘层23由两层形成：氧化铪(HfO2)层和氧化硅层。

[0054] 像素间遮光层24形成在上述绝缘层23上，具体地，其沿着单元像素29之间的边界形成为与固态摄像装置20的每个PD 22的开口相对应。像素间遮光层24例如由以下材料制成的层形成：W、Al、Cu或任何其它适当的金属；或者碳黑(carbon black)、钛黑(titanium black)；或者任何其它适当的有机材料。像素间遮光层24防止入射光泄露到相邻像素，并因此避免固态摄像装置20中的色彩混合。

[0055] 由例如丙烯酸树脂制成的第一平坦化层25形成在绝缘层23和像素间遮光层24上。第一平坦化层25平坦化由像素间遮光层24和其它因素引起的突起和凹陷。第一平坦化层25还减小在例如旋转涂覆处理中在半导体基板21上形成滤色器时出现的涂覆不均匀。

[0056] 滤色器26形成在第一平坦化层25上。滤色器26由各种滤光器形成，例如，红色、绿色、蓝色、黄色、青色、洋红色滤光器。在形成滤色器26时，优化每种颜色的层厚度，以便输出最佳颜色的图像。因此，整个滤色器26的表面具有某种程度的突起和凹陷。

[0057] 用于平坦化滤色器26的表面所引起的突起和凹陷的第二平坦化层27形成在滤色器26上。第二平坦化层27由具有热流动性和热固化性并在完成热处理时形成为固化层的材料制成，例如，丙烯酸树脂、苯乙烯树脂和苯丙共聚树脂(styrene-acryl copolymerizing resin)。上述材料的平坦化能力按下列顺序降低：丙烯酸树脂、苯丙共聚树脂和苯乙烯树脂。因此，第二平坦化层27优选由平坦化能力优越的丙烯酸树脂制成。

[0058] 缓冲层28形成在第二平坦化层27上。缓冲层28由例如SiO或SiON制成。形成的缓冲层28用于防止由于膜应力的差异造成的褶皱，或减小反射系数，下面将说明。

[0059] 微透镜30形成在缓冲层28上。

[0060] 微透镜30由第一透镜层31和形成在第一透镜层31上的第二透镜层33形成。第一透镜层31形成在第二平坦化层27上方，并形成第一微透镜32。然后，第二透镜层33形成为覆盖第一微透镜32。第二平坦化层27形成为用于提高形成于滤色器26上方的第一微透镜32的一致性。

[0061] 用于形成固态摄像装置20中的微透镜30的第一透镜层31由一个或多个以下材料制成：树脂、SiN和SiON。

[0062] 树脂例如是含金属氧化物的树脂，在该树脂中分散有金属微粒。分散有金属微粒的树脂的示例包括：丙烯酸树脂、基于苯乙烯的树脂、酚醛清漆树脂、基于环氧的树脂、基于聚酰亚胺的树脂和基于硅氧烷的树脂。分散在树脂中的金属微粒的示例包括：氧化锌、氧化锆、氧化铌、氧化钛和氧化锡。在树脂中分散金属氧化物可以提高树脂的折射率。

[0063] 当第一透镜层31由SiN制成并且第二平坦化层27由丙烯酸树脂制成时，直接在第二平坦化层27形成SiN可能在某些情况下由于形成SiN层时引起的应力而沿着这两层之间的界面产生褶皱。褶皱将使固态摄像装置产生的图像恶化。

[0064] 褶皱是由用于形成第二平坦化层27的树脂(例如，丙烯酸树脂)与用于形成第一透镜层31的无机材料(例如SiN)之间的薄膜应力的差异引起的。

[0065] 由上述材料引起的薄膜应力的大小按照下列顺序增加：丙烯酸树脂(第二平坦化层27)、SiO、SiON、SiN(第一透镜层31)。如上所述，由于第二平坦化层27(丙烯酸树脂)与第一透镜层31(SiN)之间的薄膜应力的差异大，所以发生褶皱。为了解决这一问题，由SiO或SiON制成的缓冲层28，形成在两层之间，以产生中等程度大小的应力。由产生中等程度大小的应力的层提供的缓冲效应抑制了沿着两层之间界面的褶皱。

[0066] 在丙烯酸树脂、苯乙烯树脂和苯丙共聚树脂中引起的薄膜应力的大小如下：丙烯酸树脂<苯丙共聚树脂<苯乙烯树脂

[0067] 即使当第一透镜层31由含金属氧化物的树脂制成时，或者不可能沿着第一透镜层31与第二平坦化层27之间的界面出现褶皱时，也可以设置上述缓冲层28作为防反射层。

[0068] 现在考虑这样一种情况：由丙烯酸树脂制成的第二平坦化层27，由SiON制成的缓冲层28和由SiN制成的第一透镜层31形成在滤色器26上方。

[0069] 在上述构造中，各层的折射率n的大小如下：第二平坦化层27(丙烯酸树脂：n为大约1.5)<缓冲层28(SiON：n的范围在大约1.6-1.8之间)<第一透镜层31(SiN：n的范围在大约1.85-2.0之间)。

[0070] 当第二平坦化层27替换地由苯乙烯树脂(n大约为1.6)或苯丙共聚树脂(n的范围大约在1.55-1.58之间)制成时，各层的折射率n的大小如下：第二平坦化层27<缓冲层28(SiON)<第一透镜层31(SiN)。

[0071] 上述折射率的大小关系表明：当缓冲层28由SiON制成时，反射率降低，这是因为缓冲层28具有处于第二平坦化层27和第一透镜层31的折射率之间的中间折射率。

[0072] 如上所述，通过采用使缓冲层28具有处于第二平坦化层27和第一透镜层31的折射率之间的中间折射率这样的构造，缓冲层28可以用作防反射层。例如，即使当缓冲层28由折射率n为大约1.45的SiO制成时，也能够通过改变第二平坦化层27和第一透镜层31的材料、成膜条件和其它因素以调整其折射率来使缓冲层28用作防反射层。

[0073] 即使当第一透镜层31不由SiN制成，而是由折射率与SiN相当的含金属氧化物的树脂制成时，仍可以如上所述地降低反射率。

[0074] 当第二平坦化层27和缓冲层28(后者由SiN或SiON制成)形成在滤色器26上方时，增加了固态摄像装置20中从光电二极管22到微透镜30之间的距离。然而，缓冲层28只需要大约5nm的厚度就可以提供缓冲效果。而且，当所选择的丙烯酸树脂具有热流动性、热固化性和热收缩性时，第二平坦化层27可以较薄地形成。因此，即使形成第二平坦化层27和缓冲层28，并且增加了从光电二极管22到微透镜30之间的距离，但最终导致固态摄像装置灵敏度的降低也不会引起实际问题。

[0075] 图3是表示形成在缓冲层28上的第一透镜层31的平面图。

[0076] 图3中的虚线表示固态摄像装置20中的单元像素29。与单元像素29相对应地形成的微透镜30优选形成为使得在平面图中每个微透镜30的尺寸与相应单元像素29的尺寸相同。此外，第一透镜层31形成为使得其覆盖整个单元像素29。

[0077] 如图3所示，基于第一透镜层31形成的第一微透镜32形成为使得相邻的第一微透镜32在方向W1和W2这两个方向的至少一个方向上存在空隙，方向W1是与水平或垂直地相邻的像素平行的方向，方向W2是与对角地相邻的像素平行的方向。

[0078] 为了提高固态摄像装置20的灵敏度特性，优选地，使相邻像素之间的在上述方向W1和W2上的空隙最小化，以及使从光电二极管22到微透镜30的距离最小化。而且，当微透镜30以干式蚀刻工艺形成时，需要最小化蚀刻过程的时间。这样做的原因在于：通过最小化对半导体基板21的等离子体损坏能够抑制固态摄像装置20中的暗电流。

[0079] 相关技术的典型固态摄像装置具有方形的单元像素29，如上述图3所示。在这种构造中，即使当第一微透镜32形成为使得例如在方向W1时没有空隙时，在方向W2上仍可能保留有空隙，且每个空隙固有地都很大。当微透镜30例如以干式蚀刻工艺形成时，可以想到通过在减小方向W2上的空隙长度的条件下执行蚀刻来消除方向W2上的空隙。然而，在消除方向W2上的空隙的条件下执行干式蚀刻时，增加了干式蚀刻时间，这导致固态摄像装置20的暗电流特性恶化。而且，当处理时间增加时，晶片与晶片间的蚀刻差异增加。结果，微透镜30的剖面形状出现差异，这将对固态摄像装置20的灵敏度特性产生不利影响。

[0080] 相反，在根据本实施例的固态摄像装置20中，通过堆叠第一透镜层31和第二透镜层33来形成微透镜30。

[0081] 现在，将形成在第一透镜层31上的第二透镜层33的厚度定义如下：如图4A-4D所示，令Tt为形成在每个第一微透镜32中央部分的第二透镜层33的厚度，并令Tb为形成在第一微透镜32周围的第二透镜层33的厚度。于是，所定义的Tt和Tb满足关系0≤Tt≤Tb，这个关系代表这样一种构造：第二透镜层33存在于每个第一微透镜32的周围，并且第二透镜层33也存在于第一微透镜32的中央部分，但是其厚度小于存在于周围的第二透镜层33的厚度，或者第二透镜层33不存在于第一微透镜32的中央部分。

[0082] 如上述图3所示，在具有这种构造的固态摄像装置20中，第一微透镜32形成为使得相邻的第一微透镜32在W1和W2这两个方向的至少一个方向上存在空隙w，其中方向W1是与水平或垂直地相邻的像素平行的方向，而方向W2是与对角地相邻的像素平行的方向。在允许形成空隙w的条件下，可以缩短干式蚀刻时间，由此可以抑制固态摄像装置20中暗电流的增加。

[0083] 而且，微透镜30形成为使得第二透镜层33扩大了每个第一微透镜32在平面图中的面积。结果，可以提高每个微透镜30采集光的能力，由此，可以改善固态摄像装置20的灵敏度和阴影(shading)特性。

[0084] 第二透镜层33由选自以下材料中的至少一种材料制成：SiON、SiN、SiO和SiOC(折射率为大约1.4)。当第二透镜层33形成为由SiO或SiOC制成时，第二透镜层33也用作微透镜30上的防反射层，其中SiO或SiOC的折射率低于SiON和SiN，且SiON和SiN中的一个用于形成第一透镜层31。

[0085] 图4A-4D表示用于形成微透镜30的第一透镜层31和第二透镜层33中满足上述Tt与Tb之间关系0≤Tt≤Tb的构造。

[0086] 图4A-4D所示的微透镜30A-30D对应于以下状态：具有不同厚度的第二透镜层33形成在第一微透镜32上。图4A-4D所示的微透镜30A-30D具有这样的构造：通过相关技术的已知方法来基于第一透镜层31形成第一微透镜32，然后在干式蚀刻工艺中调整第二透镜层33的厚度的条件下在第一微透镜32上形成第二透镜层33。将在下述用于制造固态摄像装置的方法的说明中详细描述用于形成第一透镜层31和第二透镜层33的方法。

[0087] 在图4A所示的微透镜30A中，第二透镜层33形成在第一透镜层31的整个表面上方。位于每个第一微透镜32中央部分的第二透镜层33的厚度Tt与位于第一微透镜32周围的第二透镜层33的厚度Tb的关系是：Tt

[0088] 此外，第二透镜层33具有这样的构造：它在每个第一微透镜32的中央部分最薄，并随从中央部分向周围的距离而逐渐变厚。

[0089] 在上述构造中，第二透镜层33填充了第一微透镜32之间的像素间空隙w，由此，最终的微透镜30A没有像素间空隙w。因此扩大了每个微透镜30A在平面图中的面积，由此可以提高微透镜30A采集光的能力，并据此可以提高固态摄像装置20的灵敏度特性。

[0090] 在图4B所示的微透镜30B中，第二透镜层33形成在第一透镜层31的除每个第一微透镜32的中央部分之外的整个表面上方。这种构造对应于这样的状态：当在形成第二透镜层33的过程中Tt变为0时终止蚀刻。具有这样构造的微透镜30B基于图4A所示状态中的微透镜30A通过进一步蚀刻第二透镜层33而形成。

[0091] 第二透镜层33不存在于每个第一微透镜32的中央部分处，而是存在于第一微透镜32的周围。也就是说，基于关系0=Tt

[0092] 在上述构造中，形成在每个第一微透镜32周围的第二透镜层33填充像素间空隙w。最终的微透镜30B没有像素间空隙w。上述构造使得每个微透镜30B在平面图中的面积被扩大，由此，可以提高微透镜30B采集光的能力，并据此可以提高固态摄像装置20的灵敏度特性。

[0093] 图4C所示的微透镜30C对应于这样的状态：从图4B所示的状态中的微透镜30B进一步蚀刻第二透镜层33。

[0094] 在微透镜30C中，第二透镜层33形成在第一透镜层31的除每个第一微透镜32的中央部分之外的整个表面上方。通过进一步蚀刻第二透镜层33，一起蚀刻每个第一微透镜32的中央部分及附近与第二透镜层33。在图4C中，每个虚线32A表示第一微透镜32中央部分的透镜表面的被蚀刻之前的部分。

[0095] 通过进一步将第二透镜层33从暴露每个第一微透镜32的中央部分的状态蚀刻到对通过第二透镜层33暴露出来的第一微透镜32进行蚀刻的状态来获得图4C所示的构造。如上所述，通过进一步蚀刻第二透镜层33，可以在从相应第一微透镜32的中央部分到其周围的方向上扩大每个第一透镜层31的被蚀刻区域。

[0096] 在图4C所示的微透镜30C的构造中，第二透镜层33不存在于每个第一微透镜32的中央部分，而是存在于第一微透镜32的周围。也就是说，基于关系0=Tt

[0097] 如图4C所示，即使在第二透镜层33没有形成在每个第一微透镜32的中央部分及附近的构造中，每个微透镜30C在平面图中的面积也被扩大了，这是因为第二透镜层33填充了像素间空隙w。

[0098] 而且，即使在蚀刻每个第一微透镜32的中央部分的构造中，第二透镜层33也会形成由第一微透镜32和第二透镜层33形成的一系列透镜表面。

[0099] 上述构造使得能够提高每个微透镜30采集光的能力，并据此提高固态摄像装置20的灵敏度特性。

[0100] 图4D所示的微透镜30D对应于对图4C所示状态下的微透镜30C进一步蚀刻第一透镜层31和第二透镜层33的状态。在图4D中，每个虚线32A表示第一微透镜32的被蚀刻之前的透镜表面部分。

[0101] 在微透镜30D中，第二透镜层33仅形成在每个第一微透镜32周围附近及其四周的像素间空隙w中。每个第一微透镜32的被蚀刻区域沿着在中央到周围的方向上被扩大，并大于上述图4C所示的构造中的被蚀刻区域。而且，如第一微透镜32的中央部分一样，第一透镜层31的每个像素间空隙w的中央部分被蚀刻掉。也就是说，在每个像素间空隙w的中央部分处的第二透镜层33被完全蚀刻掉，并且在像素间空隙w中央部分处的通过第二透镜层33暴露出来的第一透镜层31也被蚀刻。

[0102] 在图4D所示的微透镜30D的构造中，第二透镜层33没有存在于每个第一微透镜32的中央部分和每个像素间空隙w的中央部分处。然而，厚度为Tb的第二透镜层33存在于每个第一微透镜32的周围。也就是说，基于关系0=Tt

[0103] 而且，通过蚀刻每个像素间空隙w的中央部分处的第一透镜层31所形成的表面连接到第二透镜层33的表面和相邻第一微透镜32的透镜表面，由此，形成了用于形成微透镜30D的一系列透镜表面。

[0104] 结果，第一微透镜32、第一微透镜32周围处的第二透镜层33和第一透镜层31的像素间空隙w的被蚀刻表面形成了没有像素间空隙w的微透镜30D。

[0105] 如上所述，即使在形成在像素间空隙w中的第一透镜层31也受到蚀刻的构造中，形成在每个第一微透镜32周围的第二透镜层33也填充第一微透镜32附近的像素间空隙w。结果，每个微透镜30D在平面图中的面积被扩大，由此，可以提高微透镜30采集光的能力，并据此提高固态摄像装置20的灵敏度特性。

[0106] 图4D所示的微透镜30D的构造可以进一步被蚀刻，使得每个像素间空隙w处的第一透镜层31的底部被穿透直到第二平坦化层27。在这种构造中，只要厚度为Tb的第二透镜层33处于每个第一微透镜32的周围，第一微透镜32、第二透镜层33和像素间空隙w处的第一透镜层31就会形成一系列透镜表面，由此可以扩大每个微透镜30D在平面图中的面积。

[0107] 变形例

[0108] 接下来说明上述固态摄像装置中微透镜的变形例。图5A-5C表示变形例的微透镜35的构造。各部件除了微透镜之外均与上述实施例相同，因此不再进行图示和描述。

[0109] 图5A-5C所示的每个微透镜35包括第一透镜层31和第二透镜层33之上的第三透镜层34。

[0110] 图5A所示的微透镜35A的构造对应于图4A所示的微透镜30A的构造，并且图5B所示的微透镜35B的构造对应于图4B所示的微透镜30B的构造。

[0111] 在图5A所示的微透镜35A中，第三透镜层34形成在第二透镜层33的整个表面上方。

[0112] 在图5B所示的微透镜35B中，第三透镜层34形成为覆盖每个第一微透镜32的中央部分和第二透镜层33。

[0113] 在微透镜35A和微透镜35B中，第三透镜层34沿着第二透镜层33的上表面形成大致均匀的厚度。

[0114] 在图5C所示的微透镜35C中，第三透镜层34设置在第一透镜层31和第二透镜层33上方，并具有平坦的表面。于是，第三透镜层34具有平坦的表面。

[0115] 当图5A-5C所示的每个第三透镜层34由折射率比第一透镜层31的形成材料低的材料制成时，它还用作微透镜35表面上的防反射层。

[0116] 下表1示出第二透镜层33和第三透镜层34的折射率与由SiON或SiN制成的第一透镜层31的折射率的关系。

[0117] 表1

[0118]  第一透镜层   第二透镜层   第三透镜层
 (1)   折射率=c   与c相当   低于c
 (2)   折射率=c   高于c   低于c

[0119] 在表1中，假定第一透镜层31的折射率为c，并且第二透镜层33由(1)折射率与第一透镜层31的折射率c相当的材料或(2)折射率比第一透镜层31的折射率c高的材料制成。第三透镜层34由折射率比第一透镜层31的折射率c低的材料制成。

[0120] 在表1的第(1)行示出的构造中，第三透镜层34用作单层防反射层。为此，第三透镜层34由SiO(折射率大约为1.45)或SiOC(折射率大约为1.4)制成。

[0121] 在表1的第(2)行示出的构造中，第二透镜层33和第三透镜层34用作两层防反射层。为此，如同在上述构造(1)中，第三透镜层34由SiO或SiOC制成。

[0122] 例如，当第一透镜层31由SiON制成时，第二透镜层33由折射率与用于形成第一透镜层31的SiON的折射率相同的SiON制成或由折射率比用于形成第一透镜层31的SiON的折射率高的SiN制成。第三透镜层34由折射率比用于形成第一透镜层31的SiON的折射率低的SiOC或SiO制成。

[0123] 当第一透镜层31由SiN制成时，第二透镜层33由折射率与用于形成第一透镜层31的SiN的折射率相同的SiN制成。第三透镜层34由折射率比用于形成第一透镜层31的SiN的折射率低的SiOC或SiO制成。

[0124] 用于形成每个透镜层的材料的折射率由P-CVD 工艺(等离子体CVD，增强的等离子体化学蒸汽沉积)中的多种成膜条件确定，例如，温度、压力、气体类型和气体流速。为了提高微透镜30采集光的能力，将第一透镜层31和第二透镜层33的折射率调整成高于典型微透镜树脂材料的折射率(范围大约在1.5-1.6之间)。

[0125] 当第二透镜层33和第三透镜层34用作两层防反射层时，第二透镜层33由高折射率材料制成，而第三透镜层34由低折射率材料制成。用于形成第二透镜层33的高折射率材料是折射率比SiN的折射率高的材料，例如，氧化锆(ZrO，其折射率n为2.4)或氧化钛(TiO，其折射率n为2.52)。用于形成第三透镜层34的低折射率材料是折射率低于SiOC的折射率的材料，例如，氟化镁(MgF2，其折射率n为1.37)。第二透镜层33和第三透镜层34中的每一个均形成1.0/4λ的厚度，其中，λ表示所期望的待反射光的波长。

[0126] 2．固态摄像装置的制造方法

[0127] 接下来将说明上述实施例的固态摄像装置的装置方法。在以下说明中，仅示出位于固态摄像装置中滤色器之上的部件，而省略了其它部件。位于滤色器之下的部件可以通过使用相关技术中已知的固态摄像装置的制造方法来制造。而且，下述固态摄像装置具有如下构造：缓冲层没有设置在第二平坦化层和第一透镜层之间。

[0128] 首先，如图6A所示，形成与固态摄像装置的像素相对应的滤色器26。通过在光刻过程(photolithographyprocess)中使用着色剂(例如，颜料或添加了颜料的感光树脂)来形成滤色器26。滤色器26由红色、绿色、蓝色、黄色、青色和洋红色以及其它颜色的材料制成。

[0129] 然后，如图6B所示，在滤色器26上形成第二平坦化层27。第二平坦化层27由如下材料制成，该材料具有热流动性和热固化性，并在完成热处理时形成固化层，例如，丙烯酸树脂、苯乙烯树脂和苯丙共聚树脂。稍后详细说明第二平坦化层27的形成方法。

[0130] 然后，如图6C所示，在第二平坦化层27上形成例如由SiN制成的第一透镜层31。第一透镜层31形成为充分厚于将要形成的第一微透镜32。例如，在P-CVD过程中使用SiH4、NH3和N2作为成膜气体来形成第一透镜层31。在P-CVD形成过程中，在大约200°C的温度下适当调整压力和其它参数。

[0131] 如图6D所示，正感光树脂41形成在第一透镜层31上，并被图案化成与固态摄像装置20的像素相对应。正感光树脂41的示例包括酚醛清漆树脂、基于苯乙烯的树脂以及它们所形成的共聚树脂。例如通过依次执行以下过程来形成和图案化感光树脂41：旋转涂覆、预烘干、i线(I-Line)曝光、曝光后烘干、显影和烘干后处理。在烘干后处理的过程中，形成具有图6D所示透镜形状的感光树脂41。

[0132] 然后，上述正感光树脂41用作掩模，以在蚀刻过程中将感光树脂41制成的透镜形状转移到第一透镜层31。于是，如图7A所示，形成了第一微透镜32。第一透镜层31例如通过使用电感耦合等离子体(inductively coupled plasma，ICP)设备、电容耦合等离子体(capacitively coupled plasma，CCP)设备、变压器耦合等离子体(transformer coupled plasma，TCP)设备、磁控管反应离子蚀刻(magnetron reactive ion etching，RIE)设备、电子回旋共振(electron cyclotron resonance，ECR)设备或任何其它适当的等离子体产生设备进行蚀刻。然后，适当地调整温度、压力和其它参数，并使用主要由CF4、C4F8或任何其它的基于碳氟化合物的气体制成的蚀刻气体。

[0133] 转移成图7A所示的透镜形状的第一透镜层31的平面图示出了像素间空隙w存在于与第一微透镜32相关联的方向W1和W2(如图3所示)中的至少一个方向上。通过在允许像素间空隙w如上所述地存在的条件下形成第一透镜层31，可以在短时间内完成蚀刻。由于可以缩短干式蚀刻时间，所以可以抑制由于等离子体损坏所造成的固态摄像装置20中的暗电流。

[0134] 然后，如图7B所示，在第一透镜层31上形成第二透镜层33。形成在第一透镜层32上的第二透镜层33遵循了第一微透镜32的透镜表面的形状。而且，形成在像素间空隙w上的第二透镜层33比形成在第一微透镜32上的第二透镜层33厚。

[0135] 第二透镜层33例如由SiN制成，并在P-CVD过程中通过使用SiH4、NH3和N2作为形成SiN膜的气体来形成。在P-CVD形成过程中，在大约200°C的温度下适当调整压力和其它参数。

[0136] 然后，对由此形成的第二透镜层33进行蚀刻，以形成具有图7C或7D所示构造的第二透镜层33。

[0137] 图7C对应于上述图4A所示的微透镜30A的构造，其中，第二透镜层33形成在第一透镜层31的整个表面上。第二透镜层33在每个第一微透镜32的中央部分最薄，并且其层厚度从中央部分向周围逐渐增加。

[0138] 第二透镜层33填充第一透镜层32之间的像素间空隙w。于是，形成了微透镜30。

[0139] 图7D对应于图4B所示的微透镜30B的构造，其中，第二透镜层33形成在第一透镜层31的除每个第一微透镜32的中央部分之外的整个表面上。当每个第一微透镜32的中央部分的层厚度为0时，终止第二透镜层33的蚀刻。

[0140] 如图7C和7D所示，形成在每个第一微透镜32周围的第二透镜层33填充像素间空隙w，于是，最终的微透镜30不存在像素间空隙w。

[0141] 尽管未示出，但是也可以通过适当改变蚀刻条件来获得图4C所示的微透镜30C的构造和图4D所示的微透镜30D的构造。

[0142] 可以通过执行上述步骤来制造包括上述图2所示的微透镜30的固态摄像装置20。

[0143] 在上述制造方法中，第一微透镜32形成有像素间空隙w，且像素间空隙w存在于方向W1(其与水平或垂直地相邻的像素平行)和方向W2(其与在对角地相邻的像素平行)中至少一个方向上。在允许形成像素间空隙w的条件下，可以缩短干式蚀刻时间，由此可以抑制固态摄像装置20中暗电流的增加。此外，第二透镜层33填充像素间空隙w，并且最终的微透镜30不存在像素间空隙w，由此，扩大了每个微透镜30在平面图中的面积，并据此提高了微透镜30采集光的能力。结果，可以改善固态摄像装置20的灵敏度和阴影特性。

[0144] 第二平坦化层的形成方法

[0145] 将说明固态摄像装置的形成方法中的在滤色器26上形成第二平坦化层27的方法。

[0146] 为了提高固态摄像装置20的灵敏度，优选地需要缩短微透镜30与光电二极管22之间的距离。为此，图2所示的位于半导体基板21上的每个层都期望形成为较薄。当形成第二平坦化层27时，也期望形成为较薄。

[0147] 为了减小第二平坦化层27的厚度，第二平坦化层27由如下材料制成，该材料具有热流动性和热固化性，并在完成热处理时形成固化层，例如，丙烯酸树脂、苯乙烯树脂和苯丙共聚树脂。

[0148] 图8A-8C示出利用具有上述特性的树脂形成第二平坦化层27的步骤。

[0149] 首先，如图8A所示，在旋转涂覆过程中将树脂涂敷到滤色器26上，以形成第二平坦化层27A。由于受到针对不同颜色具有不同厚度的滤色器26表面的突起和凹陷的影响，涂覆之后的第二平坦化层27A表面不平整。

[0150] 然后，对图8A所示状态下的第二平坦化层27A进行热处理。如上所述，由于形成第二平坦化层27A的树脂具有热流动性和热固化性，所以热处理增加了第二平坦化层27A的流动性，于是按照使其表面平坦化的方式流动。结果，如图8B所示，形成的第二平坦化层27B的凹陷比经历热处理之前的突起和凹陷浅。

[0151] 图8C示出由上述热处理固化的第二平坦化层27。热处理也增加了第二平坦化层27的热固化性及其热流动性。第二平坦化层27进一步在热处理中经历热收缩。因此，第二平坦化层27固化后的体积与固化前相比降低，这是因为当第二平坦化层27热固化时其发生收缩。结果，经固化的第二平坦化层27比固化之前的第二平坦化层27薄。由热处理引起的流动性的增加进一步平坦化了第二平坦化层27的表面。

[0152] 因此，通过利用具有热流动性和热固化性并在完成热处理时形成固化层的材料形成第二平坦化层27，降低了旋转涂覆之后所产生的不平整量，由此，可以形成大致平坦和薄的热固化层。

[0153] 而且，可以通过减小树脂的分子量来增加热收缩量，能够将由例如丙烯酸树脂、苯乙烯树脂或苯丙共聚树脂(这些材料同时经历热流动性和热固化性)制成的第二平坦化层27形成得更薄。由此形成的薄的第二平坦化层27减小了光电二极管22和微透镜20之间的距离，由此提高了固态摄像装置20的灵敏度特性。

[0154] 到第一透镜层的蚀刻转移

[0155] 将说明固态摄像装置的上述制造方法中将由感光树脂41制成的透镜形状转移给第一透镜层31的步骤。

[0156] 上述蚀刻转移优选在以下条件下执行：以与对形成在第一透镜层31上的感光树脂41进行蚀刻的速度相同的速度，来蚀刻第一透镜层31的材料。

[0157] 图9不仅示出具有微透镜形状的感光树脂41形成在第一透镜层31上的状态，也示出了在蚀刻转移过程中转移到第一透镜层31的第一微透镜32的形状。在图9中，h1表示由感光树脂41制成的透镜形状的中央部分的高度(厚度)，而w3表示透镜形状的像素间空隙。而且，h2表示每个第一微透镜32的中央部分的高度(厚度)，而w4和w5表示第一微透镜32之间的像素间空隙。

[0158] 当第一透镜层31由SiN制成时，在下列条件下执行蚀刻：蚀刻SiN的速度与蚀刻感光树脂41的速度之比为1:1。图9中的虚线32A表示在该过程中形成的第一微透镜32的形状。当第一透镜层31和感光树脂41的蚀刻速度之比为1:1时，蚀刻之后的第一透镜层32的形状基本上与感光树脂41的形状相同。结果，每个第一微透镜32的中央部分的高度h2形成为等于感光树脂41的高度h1。第一微透镜32所具有的像素间空隙w4形成为等于感光树脂41的像素间空隙w3。

[0159] 此外，当将强蚀刻沉积气体(例如C4F8)用在上述蚀刻转移过程中时，蚀刻第一透镜层31的速度降低，这是因为第一透镜层31与感光树脂41之间的蚀刻速度比从1:1发生偏移。图9的实线表示在上述条件下形成的第一微透镜32的形状。

[0160] 当在上述条件下将第一微透镜32蚀刻到高度h2时，像素间空隙w5小于当蚀刻比为1:1时所获得的像素间空隙。也就是说，第一微透镜32之间的像素间空隙w5和与感光树脂41相关联的像素间空隙w3满足w3>w5的关系。

[0161] 由于第一微透镜32之间的像素间空隙w5小，所以形成在第一透镜层31上的第二透镜层可以更薄，但是仍然填充像素间空隙w5。

[0162] 此外，当蚀刻第一透镜层31的速度相对降低时，蚀刻过程的时间增加，这引起了等离子体对固态摄像装置20的损害增加的担忧。为了降低等离子体损害，有必要提高蚀刻速度。在这种情况下，降低C4F8气体的流动速率，或者调整各种蚀刻条件，以便在仍然使用C4F8气体类型的情况下使蚀刻第一透镜层31的速度大于蚀刻感光树脂41的速度。结果，可以抑制由于等离子体对固态摄像装置20的损害所引起的暗电流特性的恶化及其产率的降低。

[0163] 进一步说明在如下条件下执行蚀刻的情况：蚀刻第一透镜层31的速度相对增加，以便w3、w4和w5的关系从w3>w4(w5)变为w3

[0164] 如上所述，即使当每个第一微透镜32都形成为具有圆锥形，在本实施例中，第二透镜层33也形成在微透镜中的第一透镜层31上。结果，如图10所示，即使当每个第一微透镜32具有非球形时，每个微透镜30的表面也可以通过优化第二透镜层33的透镜形状进行校正，使得非球面形状接近球面形状。

[0165] 因此，即使当由于第一微透镜32的形状而造成光采集能力降低时，仍可以通过形成第二透镜层33来改进微透镜30采集光的能力。

[0166] 形成第二透镜层的条件

[0167] 将说明第二透镜层33的形成条件与形成的第二透镜层33的表面的透镜形状的曲率之间的关系。

[0168] 图11A和11B示出用SiN或SiON形成第二透镜层33的方法，并且下面示出各种具体的条件，根据这些条件，对平均自由行程(mean free path)进行调整，以调整P-CVD过程中微透镜30的曲率。

[0169] (1)氮化硅(SiN)

[0170] 气体：SiH4、NH3、N2

[0171] 温度：大约200°C

[0172] (2)氮氧化硅(SiON)

[0173] 气体：SiH4、NH3、N2O、N2

[0174] 温度：大约200°C

[0175] 将成膜时的压力调整到大约2毫托与10托之间的值。随着压力的降低，平均自由行程增加，而随着压力的增加，平均自由行程减小。也就是说，当压力是2毫托时，平均自由行程长，而当压力是10托时，平均自由行程短。

[0176] 图11A示出在如下条件下形成第二透镜层33的情况的构造：成膜时的压力小，以及由此平均自由行程长。另一方面，图11B示出在如下条件下形成第二透镜层33的情况的构造：成膜时的压力大，以及由此平均自由行程短。

[0177] 如图11A所示，当平均自由行程长时，第二透镜层33表面的曲率降低。另一方面，如图11B所示，当平均自由行程短时，第二透镜层33表面的曲率增加。

[0178] 当处于每个第一微透镜32中央部分的第二透镜层33在这两种情况下具有相同的厚度Tt时，在平均自由行程长的图11A中，位于第一微透镜32周围的第二透镜层33的厚度Tb大。另一方面，在平均自由行程短的图11B中，位于第一微透镜32周围的第二透镜层33的厚度Tb小。

[0179] 当成膜时的压力高时，与成膜时的压力低时相比，中央部分处与周围处的第二透镜层33的厚度之间的比率(Tt/Tb)较大。

[0180] 如上所述，通过调整形成第二透镜层33的条件，可以形成期望的形状，例如可以在固态摄像装置20的期望位置形成微透镜30，并且微透镜30可以具有期望的曲率。

[0181] 此外，即使如上所述当第一透镜层31形成非球面形状时，也可以如上所述地通过调整形成第二透镜层33的条件来将非球面的形状修正为接近球面形状。

[0182] 尽管没有在上述制造方法中描述，但是可以在第二平坦化层27上形成图2所示的缓冲层28。在这种情况下，缓冲层28例如在P-CVD过程中由SiO或SiON制成。

[0183] 当缓冲层由SiO制成时，SiH4、N2O和其它气体用作成膜气体。当缓冲层由SiON制成时，SiH4、NH3、N2O、N2和其它气体用作成膜气体。在大约200°C的温度下适当调整压力和其它参数。也在考虑滤色器26的颜色漂白以及用于形成第一平坦化层25和其它层的有机材料的耐热性的情况下确定温度。

[0184] 在参考微透镜用于后照射型固态摄像装置的情况描述了以上实施例，但是上述微透镜也可以用于前照射型CMOS固态摄像装置和CCD固态摄像装置。

[0185] 3.电子设备

[0186] 接下来说明包括上述固态摄像装置的电子设备的实施例。

[0187] 上述固态摄像装置可以用在照相机系统中，例如，数码相机和视频摄录机；具有摄像能力的移动电话；和其它具有摄像能力的电子设备。图12示出作为电子设备示例的一个设备的示意性构造，其中，固态摄像装置与能捕获静态图像或视频图像的相机一起使用。

[0188] 这个示例中的相机50包括固态摄像装置51、将入射光引导到固态摄像装置51的光接收传感器部分的光学系统52、设置在固态摄像装置51和光学系统52之间的快门53，和驱动固态摄像装置51的驱动电路54。相机50还包括用于处理来自固态摄像装置51的输出信号的信号处理电路55。

[0189] 固态摄像装置51可以是上述实施例和第二实施例的固态摄像装置中的任一个。光学系统(光学透镜)52将来自物体的图像光(入射光)聚焦到固态摄像装置51的摄像表面(未示出)。于是，在固态摄像装置51中在固定的时间段内累积信号电荷。光学系统52可以由包括多个光学透镜的光学透镜组形成。快门53控制入射光照射固态摄像装置51的时间和阻挡入射光照射固态摄像装置51的时间。

[0190] 驱动电路54向固态摄像装置51和快门53提供驱动信号。使用所提供的驱动信号，驱动电路54控制固态摄像装置51向信号处理电路55输出信号的操作和快门53的快门操作。也就是说，在这个示例中，从驱动电路54提供的驱动信号之一(时序信号)使信号能够从固态摄像装置51传输到信号处理电路55。

[0191] 信号处理电路55对从固态摄像装置51传输来的信号执行各种类型的信号处理。经历了各种信号处理的信号(视频信号)存储在任何其它存储介质的存储器(未示出)中或输出给监控器(未示出)。

[0192] 已经参考下列情况进行了以上描述：每个上述实施例的固态摄像装置用作图像传感器，其具有排列成矩阵并根据可见光量检测信号电荷作为物理量的单元像素。上述的固态摄像装置也可以用作全部范围的列型固态摄像装置，这种列型固态摄像装置具有为像素阵列部分中的每个像素列设置的列电路。

[0193] 另外，上述固态摄像装置不必用作检测入射可见光的分布以捕获图像的固态摄像装置，但是可以用作这样的固态摄像装置：其捕获入射的红外光、X射线、离子或其它物质的量的分布图像。此外，上述的固态摄像装置可以用作全部范围的广义固态摄像装置，其检测压力、静态电容或任何其它物理量的分布以捕获图像(物理量分布检测设备)，例如，指纹检测传感器。

[0194] 而且，上述的固态摄像装置不必以行为基础依次扫描像素阵列部分中的单元像素，以从每个单元像素读取像素信号。例如，上述的固态摄像装置可以用作X-Y寻址固态摄像装置，其以像素为基础选择任意的像素，并以像素为基础从所选的像素读取信号。

[0195] 此外，固态摄像装置可以设置成单个芯片的形式或具有摄像能力的模块形式，其中，摄像部分与信号处理部分或光学系统集成在一起。

[0196] 本申请的技术也可以实现为以下构造。

[0197] (1)一种固态摄像装置，包括：

[0198] 第一透镜层；和

[0199] 第二透镜层，

[0200] 其中，所述第二透镜层至少形成在每个第一微透镜的周围，所述第一微透镜是基于所述第一透镜层形成的，并且

[0201] 在每个所述第一微透镜的中央部分存在的所述第二透镜层比在所述第一微透镜的周围存在的所述第二透镜层薄，或者所述第二透镜层不存在于每个所述第一微透镜的中央部分处。

[0202] (2)如(1)所述的固态摄像装置，其中，所述第一透镜层由无机材料或含金属氧化物的树脂制成，并且所述第二透镜层由无机材料制成。

[0203] (3)如(1)或(2)所述的固态摄像装置，其中，所述第一透镜层的折射率为n1，所述第二透镜层的折射率为n2，并且满足n2≤n1。

[0204] (4)如(1)-(3)中任一所述的固态摄像装置，其还包括：

[0205] 第三透镜层，其覆盖所述第一透镜层和所述第二透镜层，

[0206] 其中，所述第三透镜层的折射率小于所述第一透镜层和所述第二透镜层的折射率。

[0207] (5)如(4)所述的固态摄像装置，其中，所述第三透镜层的表面被平坦化。

[0208] (6)如(1)-(5)所述的固态摄像装置，其中，形成在每个所述第一微透镜的中央部分处的所述第二透镜层的厚度为Tt，形成在所述第一微透镜周围的所述第二透镜层的厚度为Tb，并且满足0≤Tt

[0209] (7)一种制造包括第一透镜层和第二透镜层的固态摄像装置的方法，该方法包括：

[0210] 基于所述第一透镜层形成第一微透镜，所述第一微透镜之间存在像素间空隙；以及

[0211] 至少在每个所述第一微透镜的周围形成所述第二透镜层，

[0212] 其中，在形成所述第二透镜层时，形成在每个所述第一微透镜中央部分处的所述第二透镜层比形成在所述第一微透镜周围处的所述第二透镜层薄，或者所述第二透镜层不存在于每个所述第一微透镜的中央部分处。

[0213] (8)一种电子设备，包括：

[0214] (1)-(6)中任一所述的固态摄像装置，以及

[0215] 信号处理电路，其处理来自所述固态摄像装置的输出信号。

[0216] 本领域技术人员应当理解，依据设计要求和其它因素，可以在本发明所附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合及改变。