[發(fā)明專利]固體攝像裝置及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010589138.1
• 申請日: 2010-12-15
• 公開（公告）號: CN102104053A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 成瀨純次;田中長孝
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/374
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 楊謙;胡建新

本申請基于申請日為2009年12月16日、申請?zhí)枮?009-285420號的日本在先申請，主張上述在先申請的優(yōu)先權(quán)，并且該在先申請的全部內(nèi)容包含在本申請中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固體攝像裝置及其制造方法。

背景技術(shù)

在CMOS圖像傳感器等固體攝像裝置中，為了實現(xiàn)像素的微細化和高靈敏度化等，關(guān)注背面照射型的固體攝像裝置。

作為與像素的微細化和高靈敏度化同等重要的特性之一，例如可以列舉動態(tài)范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的背光型固體攝像裝置，在半導(dǎo)體基體上具備配置有多個單位像素的攝像區(qū)域，上述單位像素包括光電變換部和信號掃描電路部，在與形成有上述信號掃描電路部的上述半導(dǎo)體基體的表面相反側(cè)的基體表面上形成光照射面，其特征在于，上述單位像素具備高靈敏度像素和低靈敏度像素，該低靈敏度像素的光靈敏度比上述高靈敏度像素低，上述高靈敏度像素和上述低靈敏度像素在上述半導(dǎo)體基體中的上述光照射面?zhèn)龋哂袨榱朔蛛x像素而配置的第一像素分離層，在上述光照射面?zhèn)鹊纳鲜霭雽?dǎo)體基體中，上述高靈敏度像素的上述第一像素分離層之間的開口比上述低靈敏度像素的上述第一像素分離層之間的開口大。

附圖說明

圖1是概略地示出第一實施方式的CMOS圖像傳感器的框圖。

圖2A和圖2B是取出圖1的CMOS圖像傳感器的攝像區(qū)域中的一部分來概略地示出元件形成區(qū)域和柵的布局圖像的圖，以及概略地示出濾色器微透鏡的布局圖像的圖。

圖3是示出在圖1中的各單位像素中、在光電二極管中所蓄積的信號電荷量較多的情況下(明亮?xí)r)適合的、低靈敏度模式下的像素的動作定時、復(fù)位動作時的半導(dǎo)體基體內(nèi)的電勢電位以及讀取動作時的電勢電位的一例的圖。

圖4是示出在圖1中的各單位像素中、蓄積在光電二極管中的信號電荷量較少的情況下(暗時)適合的高靈敏度模式下的像素的動作定時、復(fù)位動作時的半導(dǎo)體基體內(nèi)的電勢電位以及讀取動作時的電勢電位的一例的圖。

圖5是示出用于說明第一實施方式的CMOS圖像傳感器的動態(tài)范圍擴大效果的特性的一例的圖。

圖6是沿著圖2B中的VII-VII線從箭頭的方向觀察的截面圖。

圖7是用于說明圖6所示的截面結(jié)構(gòu)中的攝像時的入射光的截面圖。

圖8是示出第一實施方式的固體攝像裝置的一制造工序的截面圖。

圖9是示出第一實施方式的固體攝像裝置的一制造工序的截面圖。

圖10是示出第一實施方式的固體攝像裝置的一制造工序的截面圖。

圖11是示出第一實施方式的固體攝像裝置的一制造工序的截面圖。

圖12是示出第一實施方式的固體攝像裝置的一制造工序的截面圖。

圖13是示出第一實施方式的固體攝像裝置的一制造工序的截面圖。

圖14是示出第二實施方式的固體攝像裝置的截面圖。

圖15是示出比較例的固體攝像裝置的截面圖。

具體實施方式

通常來說，一實施方式的背光型固體攝像裝置，在半導(dǎo)體基體上具備配置有多個單位像素的攝像區(qū)域，上述單位像素包括光電變換部和信號掃描電路部，在與形成有上述信號掃描電路部的上述半導(dǎo)體基體的表面相反側(cè)的基體表面上形成光照射面。上述單位像素具備高靈敏度像素和低靈敏度像素，該低靈敏度像素的光靈敏度比上述高靈敏度像素低。上述高靈敏度像素和上述低靈敏度像素在上述半導(dǎo)體基體中的上述光照射面?zhèn)龋哂袨榱朔蛛x像素而配置的第一像素分離層，在上述光照射面?zhèn)鹊纳鲜霭雽?dǎo)體基體中，上述高靈敏度像素的上述第一像素分離層之間的開口比上述低靈敏度像素的上述第一像素分離層之間的開口大。

在此，作為實現(xiàn)較高的動態(tài)范圍的方式，提出了采用像素開口(靈敏度)不同的兩種高靈敏度像素和低靈敏度像素的方案。

但是，若在背光型固體攝像裝置上形成像素開口(靈敏度)不同的高靈敏度像素和低靈敏度像素，則需要在高靈敏度像素上形成面積較大的濾色器和微透鏡。因此，從高靈敏度像素入射的光進入用于分離各像素的光電二極管的擴散層中。在該擴散層進行了光電變換的載流子在擴散層自身中電場梯度較少，所以載流子流向相鄰的低靈敏度像素，成為載流子的串?dāng)_。

因此，不能防止從高靈敏度像素入射的光進入用于分離各像素的光電二極管的擴散層以及低靈敏度像素中，存在發(fā)生串?dāng)_的傾向。