[發明專利]圖像拾取元件、制造圖像拾取元件的方法以及電子設備

有效

• 申請號: 201410481987.3
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104517981B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 萬田周治;檜山晉;志賀康幸
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 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: 曹正建;陳桂香

一種圖像拾取元件，包括：半導體基板，包括用于每個像素的光電轉換部；像素分隔凹槽，設置在該半導體基板中；以及固定電荷膜，設置在該半導體基板的光接收表面側，其中該固定電荷膜包括第一絕緣膜和第二絕緣膜，該第一絕緣膜從該光接收表面到該像素分隔凹槽的壁表面和底表面連續設置，并且該第二絕緣膜設置在該第一絕緣膜的至少對應于該光接收表面的一部分上。

技術領域

本公開涉及具有位于半導體基板上的固定電荷膜的圖像拾取元件、制造這種圖像拾取元件的方法、以及包括這種圖像拾取元件的電子設備。

背景技術

在固態圖像拾取裝置(圖像拾取裝置)，例如電荷耦合裝置(CCD)圖像傳感器和互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器中，為每個像素設置包括光電轉換部的固態圖像拾取元件(圖像拾取元件)。圖像拾取元件的光電轉換部例如由諸如硅(Si)的半導體材料構成。在光電轉換部的表面上，由于晶體結構的破壞存在晶體缺陷和懸空鍵。由于光電轉換部中產生的電子-空穴對復合，晶體缺陷和懸空鍵導致消光(extinction)，或者導致暗電流的產生。

例如，國際公開No.WO 2012/117931討論了一種背照式固態圖像拾取裝置。在該固態圖像拾取裝置中，為了抑制暗電流的產生，在硅基板的光接收表面(后表面)上形成具有負固定電荷的絕緣膜(固定電荷膜(fixed charge film))。在硅基板中，光敏二極管埋設為光電轉換部。在形成固定電荷膜的硅表面上，形成反型層。由該反型層釘扎硅界面，其抑制暗電流的產生。

此外，在硅基板中，可在彼此相鄰的像素之間設置凹槽，并且通過用絕緣膜填充該凹槽而抑制光學混色。

發明內容

通常，通過干蝕刻形成上述凹槽。然而，干蝕刻可能在硅基板的表面(特別是凹槽的壁表面和底表面)上產生晶體缺陷和懸空鍵，這可導致界面態的增加。因此，容易產生暗電流。

希望提供能抑制暗電流產生的圖像拾取元件、制造這種圖像拾取元件的方法、以及包括這種圖像拾取元件的電子設備。

根據本技術方案的實施例，所提供的圖像拾取元件包括：半導體基板，包括用于每個像素的光電轉換部；像素分隔凹槽，設置在該半導體基板中；以及固定電荷膜，設置在該半導體基板的光接收表面側，其中該固定電荷膜包括第一絕緣膜和第二絕緣膜，該第一絕緣膜從該光接收表面到該像素分隔凹槽的壁表面和底表面連續設置，并且該第二絕緣膜設置在該第一絕緣膜的至少對應于該光接收表面的一部分上。

根據本技術方案的實施例，提供一種制造圖像拾取元件的方法，該方法包括在包括用于每個像素的光電轉換部且具有像素分隔凹槽的半導體基板的光接收表面上形成固定電荷膜，其中形成該固定電荷膜包括形成第一絕緣膜，該第一絕緣膜從該光接收表面到該像素分隔凹槽的壁表面和底表面連續設置，以及形成第二絕緣膜，該第二絕緣膜設置在該第一絕緣膜的至少對應于該光接收表面的一部分上。

根據本技術方案的實施例，所提供的電子設備設置有圖像拾取元件，該圖像拾取元件包括：半導體基板，包括用于每個像素的光電轉換部；像素分隔凹槽，設置在該半導體基板中；以及固定電荷膜，設置在該半導體基板的光接收表面側，其中該固定電荷膜包括第一絕緣膜和第二絕緣膜，該第一絕緣膜從該光接收表面到該像素分隔凹槽的壁表面和底表面連續設置，并且該第二絕緣膜提供在該第一絕緣膜的至少對應于該光接收表面的一部分上。

根據本技術方案的實施例，提供一種裝置，該裝置可包括：基板；第一光電轉換區，位于所述基板中；第二光電轉換區，位于所述基板中；溝槽，位于所述第一和第二光電轉換區之間；第一氧化硅膜，位于所述溝槽中且接觸所述基板；氧化鉿膜，位于所述溝槽中，且在所述第一氧化硅膜的內側；以及氧化鉭膜，位于所述溝槽中，且在所述氧化鉿膜的內側。

該裝置還可包括位于所述溝槽中的第二氧化硅膜。

該裝置還可包括位于所述溝槽中的鎢材料。