[發(fā)明專利]固態(tài)成像裝置及其制造方法以及電子設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110301665.2
• 申請日: 2011-09-27
• 公開（公告）號: CN102446936A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 坂野賴人
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/374
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 彭久云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固態(tài)成像裝置、其制造方法以及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

諸如數(shù)字?jǐn)z相機(jī)和數(shù)字靜態(tài)相機(jī)等的電子設(shè)備包括固態(tài)成像裝置。固態(tài)成像裝置例如包括CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器和CCD(電荷耦合裝置)圖像傳感器。

固態(tài)成像裝置具有設(shè)置在成像平面中的多個像素。每個像素包括光電轉(zhuǎn)換部分。光電轉(zhuǎn)換部分例如為光敏二極管。光電轉(zhuǎn)換部分通過光接收表面上的外部光學(xué)系統(tǒng)接收入射光，并且使對光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。因此，光電轉(zhuǎn)換部分產(chǎn)生信號電荷。

關(guān)于固態(tài)成像裝置，CMOS圖像傳感器具有構(gòu)造為不僅包括光電轉(zhuǎn)換部分而且包括像素晶體管的像素。像素晶體管構(gòu)造為讀出光電轉(zhuǎn)換部分中產(chǎn)生的信號電荷，并且輸出信號電荷到信號線作為電信號。

已經(jīng)知曉“前側(cè)照明型”和“后側(cè)照明型”的固態(tài)成像裝置。在“前側(cè)照明型”中，光電轉(zhuǎn)換部分接收從半導(dǎo)體基板的提供有像素晶體管和配線等的頂表面?zhèn)热肷涞娜肷涔狻Ｒ虼耍凇扒皞?cè)照明型”的情況下，可能難于改善靈敏度，因?yàn)榕渚€等降低了開口率。另一方面，在“后側(cè)照明型”的情況下，可改善靈敏度，因?yàn)楣怆娹D(zhuǎn)換部分接收從底表面?zhèn)热肷涞娜肷涔猓摰妆砻鎮(zhèn)仍诎雽?dǎo)體基板的提供有像素晶體管和配線等的頂表面的相反側(cè)(例如，見日本特許3759435號公報)。

如上所述的固態(tài)成像裝置具有提供在成像平面中的有效像素區(qū)域和光學(xué)黑區(qū)域。有效像素區(qū)域具有設(shè)置在其中的有效像素，在有效像素中光電轉(zhuǎn)換部分接收入射光。光學(xué)黑區(qū)域提供在有效像素區(qū)域的周邊部分上，并且具有設(shè)置在其中的光學(xué)黑(OB)像素，OB像素提供有光屏蔽層，用于使光電轉(zhuǎn)換部分屏蔽入射光。黑電平基準(zhǔn)信號從OB像素輸出。固態(tài)成像裝置用從OB像素輸出的信號作為基準(zhǔn)修正從有效像素輸出的信號，以去除諸如暗電流等的噪聲成分(例如，見日本特開2005-347708號公報)。

發(fā)明內(nèi)容

在“后側(cè)照明型”固態(tài)成像裝置中，半導(dǎo)體層被薄化，這是因?yàn)槠渲刑峁┯泄饷舳O管的半導(dǎo)體層很厚時，由于靈敏度對入射角的依賴，可能降低攝取圖像的圖像質(zhì)量。例如，在接收可見光的情況下，光敏二極管提供在厚度為5至15μm的半導(dǎo)體層中。

因此，在“后側(cè)照明型”固態(tài)成像裝置中，從半導(dǎo)體層的底表面?zhèn)热肷涞娜肷涔庵械拈L波長成分的光可能被透射到半導(dǎo)體層的頂表面?zhèn)龋⑶冶惶峁┑桨雽?dǎo)體層的頂表面的配線反射。例如，波長長于可見光成分的光的紅外光可被透射且被配線反射。當(dāng)該光由配線反射時，該反射光可能混合在其它像素中，因此可能發(fā)生顏色混合。因此，可能降低圖像質(zhì)量，例如，攝取圖像的顏色再現(xiàn)性的下降。

另外，在光學(xué)黑(OB)像素中上述反射光的混合意味著OB像素中檢測的黑電平信號值的變化。因此，噪聲成分可能沒有適當(dāng)去除，從而可能降低攝取圖像的圖像質(zhì)量。

因此，這可能難于改善“后側(cè)照明型”固態(tài)成像裝置中攝取圖像的圖像質(zhì)量。

因此，所希望的是提供能夠改善攝取圖像等的圖像質(zhì)量的固態(tài)成像裝置，其制造方法以及電子設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所提供的固態(tài)成像裝置包括：半導(dǎo)體層，包括接收入射光且產(chǎn)生信號電荷的光電轉(zhuǎn)換部分；以及光吸收部分，用于吸收透過所述光電轉(zhuǎn)換部分且波長長于所述光電轉(zhuǎn)換部分吸收的光的波長的透射光，該透射光包括在所述入射光中，該光吸收部分設(shè)置在該半導(dǎo)體層的一個表面的相反側(cè)的該半導(dǎo)體層的另一個表面?zhèn)龋鋈肷涔馊肷湓谠摪雽?dǎo)體層的該一個表面上。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所提供的固態(tài)成像裝置的制造方法包括：形成半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層包括接收入射光且產(chǎn)生信號電荷的光電轉(zhuǎn)換部分；以及形成光吸收部分，該光吸收部分用于吸收透過所述光電轉(zhuǎn)換部分傳輸且波長長于所述光電轉(zhuǎn)換部分吸收的光的波長的透射光，該透射光包括在所述入射光中，該光吸收部分設(shè)置在該半導(dǎo)體層的一個表面的相反側(cè)的該半導(dǎo)體層的另一個表面?zhèn)龋鋈肷涔馊肷湓谠摪雽?dǎo)體層的該一個表面上。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所提供的電子設(shè)備包括：半導(dǎo)體層，包括接收入射光且產(chǎn)生信號電荷的光電轉(zhuǎn)換部分；以及光吸收部分，用于吸收透過所述光電轉(zhuǎn)換部分且波長長于所述光電轉(zhuǎn)換部分吸收的光的波長的透射光，該透射光包括在所述入射光中，該光吸收部分設(shè)置在該半導(dǎo)體層的一個表面的相反側(cè)的該半導(dǎo)體層的另一個表面?zhèn)龋鋈肷涔馊肷湓谠摪雽?dǎo)體層的該一個表面上。