[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: 201210330054.5
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN103000644A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 大久保智弘;遠藤表德
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/335;H04N5/374
• 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: 武玉琴;陳桂香

相關申請的交叉參考

本申請包含與2011年9月16日向日本專利局提交的日本優先權專利申請JP?2011-203337所公開的內容相關的主題，因此將該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

本發明涉及固體攝像器件、固體攝像器件的制造方法和電子裝置，特別地，涉及能夠獲得更好的像素信號的固體攝像器件、固體攝像器件的制造方法和電子裝置。

背景技術

以往，諸如互補金屬氧化物半導體(compl?ementary?metal?oxide?semiconductor，CMOS)和電荷耦合器件(charge?coupled?device，CCD)等固體攝像器件被廣泛應用于數碼照相機和數碼攝像機等。

例如，進入CMOS攝像器件的光在像素的光電二極管(PD)中被光電轉換。然后，PD中生成的電荷通過傳輸晶體管被傳輸至浮動擴散部(floating?diffusion，FD)并且被轉換成像素信號，其中被轉換的像素信號的電平對應于接收的光量。

順便提及地，在現有CMOS攝像器件中，由于通常采用的方法以行為單位從像素中依次讀取像素信號(所謂的卷簾式快門法)，所以曝光時間的差異導致圖像有時會出現失真。

因此，例如日本專利申請特開第2008-103647號公報披露了這樣的CMOS攝像器件：該CMOS攝像器件采用通過在像素中設置電荷保持部來同時讀取所有像素的像素信號的方法(所謂的全局快門法)，從而具有所有像素同步電子快門功能。通過采用全局快門法，所有的像素具有相同的曝光時間，從而能夠防止圖像出現失真。

目前，當采用像素中設置有電荷保持部的結構時，像素的布局會受到限制。這可能減小開口率(aperture?ratio)，從而導致了PD的靈敏度降低以及PD和電荷保持部的容量減小。另外，由于光進入到用于保持電荷的電荷保持部，可能產生光學噪聲。

將參照圖1說明進入電荷保持部的光。在圖1中，示出了CMOS攝像器件的一個像素的剖面結構示例。

如圖1所示，像素11由層疊起來的半導體12、氧化膜13、配線層14、濾色器層15和片上透鏡16形成。另外，在半導體基板12中，形成有PD?17和電荷保持部18。在像素11中，形成有PD?17的區域是PD區域19，形成有電荷保持部18的區域是電荷保持區域20。另外，在配線層14中，設置有遮光膜21，遮光膜21在與PD?17對應的區域中具有開口。

在具有上述構造的像素11中，由片上透鏡16匯聚并且透過濾色器層15和配線層14的光透過遮光膜21的開口，從而照射PD?17。然而，如圖1中的實線白色箭頭所示，當光傾斜入射時，上述光有時透過PD?17并進入電荷保持區域20。如果由于進入電荷保持區域20的光在半導體基板12的深處被光電轉換而產生的電荷泄漏到用于保持電荷的電荷保持部18中，則產生了光學噪聲。

另外，近年來，如日本專利申請特開第2003-31785號公報中所披露，開發出背側照射型CMOS攝像器件。在背側照射型CMOS攝像器件中，由于能夠將像素中的配線層形成在傳感器的背側(與光入射側相反的側)，所以能夠防止由配線層導致的入射光的漸暈(vignetting)。

在圖2中，示出了背側照射型CMOS攝像器件的一個像素的剖面結構示例。此外，在圖2中，使用相同的附圖標記來表示那些在圖1的像素11中也能找到的組成部分，并且省略對它們的詳細說明。

如圖2所示，在像素11’中，光照射半導體基板12的背側(即，面對著圖2的上部的面，該背側是與半導體基板12的設置有配線層14的正面側相反的側)。另外，在像素11’中，電荷保持部18形成在半導體基板的正面側，并且具有遮光膜21的遮光層22形成在半導體基板12與濾色器層15之間。

在具有如上構造的背側照射型CMOS攝像器件的像素11’中，能夠提高PD17的靈敏度。然而，由于電荷保持部18形成在半導體基板12的正面側，即，由于電荷保持部18相對于入射光而言形成在半導體基板12的深處區域中，所以難以防止光漏入電荷保持部18中。

也即是，如圖2中的實線白色箭頭所示，以某個角度透過片上透鏡16的光在透過遮光膜21的開口之后有時會漏入到電荷保持部18中，其中所述開口形成在PD區域19上方。如果光漏入到用于保持電荷的電荷保持部18，就產生了光學噪聲。

如上所述，在像素中設置有電荷保持部的結構中，由于PD的尺寸被制成較小，所以PD的靈敏度降低，并且由于光漏入到用于保持電荷的電荷保持部，有時會產生光學噪聲。這使得難以獲得良好的像素信號。