[發明專利]固體攝像器件、固體攝像器件的制造方法和電子裝置

有效

• 申請號: 201110301401.7
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN102446935A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 榎本貴幸;富樫秀晃
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/225
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 陳桂香;武玉琴

相關申請的交叉參考

本申請包含與2010年10月7日向日本專利局提交的日本優先權專利申請JP?2010-227757所公開的內容相關的主題，在此將該項日本優先權申請的全部內容以引用的方式并入本文。

技術領域

本發明涉及背面照射型固體攝像器件、該固體攝像器件的制造方法和使用該固體攝像器件的電子裝置。

背景技術

在相關技術中，已經提出將CCD型固體攝像器件和CMOS型固體攝像器件作為在數碼相機或攝像機中使用的固體攝像器件。在這樣的固體攝像器件中，在以二維矩陣方式形成的多個像素的每一者中分別形成有受光部，并且在所述受光部中根據接收的光量生成信號電荷。此外，在所述受光部中生成的信號電荷被傳輸和放大，從而獲得了圖像信號。

相關技術的一般的固體攝像器件是表面型固體攝像器件，表面型固體攝像器件安裝有在表面上具有電極或配線的基板，并且從該基板的上方進行光照射。例如，在表面型CMOS型固體攝像器件中，在硅基板內形成有像素的受光部的光電二極管(PD)，并且在硅基板上形成有多個配線層，多個配線層與硅基板之間形成有層間絕緣膜。此外，在上述配線層上方布置有濾色器和片上透鏡。在表面型固體攝像器件中，光從片上透鏡經過濾色器和配線層進入到受光部的光電二極管中。

然而，隨著固體攝像器件的小型化，在上述表面型固體攝像器件中存在著這樣的問題：在配線層多層化的同時，配線的間距減小，從而使得片上透鏡與硅基板上的受光部之間的距離增大。由于配線層的多層化，傾斜入射的部分入射光被配線層遮蔽并且難以到達硅基板上的受光部，這樣就產生了陰影等現象。

近年來，已經提出了從與基板上形成有配線層的一側相反的一側進行光照射的背面照射型固體攝像器件(參見日本專利申請公開公報特開平第6-283702號)。在所述背面照射型固體攝像器件中，由于在光照射的一側未布置有配線層或者電路器件，所以能夠實現在基板上形成的受光部的100％的有效開口率，從而入射光進入到受光部中而不會受到配線層的反射。因此，非常期望在背面照射型固體攝像器件中顯著地提高敏感度并且消除陰影。

在背面照射型固體攝像器件中，為了提高作為基本性能的動態范圍，提高光電二極管中的光電轉換電荷的最大累積量(飽和電荷量：Qs)或者加寬光電二極管在基板的深度方向上的區域是優選的。然而，當光電二極管擴展到接近受光面時，到輸出端子的距離就增大，從而難以完全傳輸累積在光電二極管中的電荷，這就導致了殘留圖像。作為一種改進方案，已經提出了配備了設置有與光電二極管相對應的讀取電極(溝槽型電極)的垂直晶體管的固體攝像器件(參見日本專利申請公開公報第2004-281499號和PCT國際申請說明書日文譯本特表第2007-531254號)。

圖19示出了配備有相關技術的垂直晶體管的固體攝像器件的示意性截面結構。如圖19所示，在基板101的深度方向上形成有兩層光電二極管：PD1和PD2。垂直柵極電極103和垂直柵極電極104分別形成得在深處與光電二極管PD1和光電二極管PD2接觸。垂直柵極電極103和垂直柵極電極104是這樣形成的：在基板101中的以所需深度形成的溝槽部中埋入電極材料，并且在電極材料與基板101之間設置有柵極絕緣膜102。在鄰近垂直柵極電極103的區域和鄰近垂直柵極電極104的區域中分別形成有浮動擴散部FD2和浮動擴散部FD1。

在圖19的固體攝像器件100中，通過向垂直柵極電極103和垂直柵極電極104施加所需的電壓，將累積在光電二極管PD1和光電二極管PD2中的信號電荷分別傳輸至浮動擴散部FD1和浮動擴散部FD2。在該結構中，能夠實現這樣的結構：通過改變形成在基板101上的溝槽部的深度能夠傳輸累積在形成于不同深度的光電二極管PD1和光電二極管PD2中的信號電荷。然而，難以通過一次光刻加工和蝕刻加工實現在同一基板中改變溝槽的深度的結構，從而必須多次重復形成垂直柵極電極103和垂直柵極電極104的工藝。因此，考慮到溝槽部的深度的非均勻性或者例如當形成光電二極管時離子注入的擴散中的非均勻性等加工的非均勻性，設計能夠傳輸經過光電轉換的信號電荷的像素是不現實的。

可以考慮通過采用包括貫通基板形成的垂直柵極電極的垂直晶體管來消除加工的非均勻性(參見日本專利申請公開公報特開第2008-258316號)。