[發明專利]成像裝置及電子設備

有效

• 申請號: 201610240408.5
• 申請日: 2011-07-22
• 公開（公告）號: CN105762163B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 川島淳志;平松克規;三好康史
• 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

本發明提供成像裝置以及包括該成像裝置的電子設備。該固態成像裝置包括：半導體基板，其具有有效像素區域和光學黑區，所述有效像素區域包括多個光電轉換元件，所述光電轉換元件被配置成接收光；第一凹槽部分，其設置在所述有效像素區域中的相鄰的所述光電轉換元件之間；第二凹槽部分，其設置在所述光學黑區中；至少部分地布置在所述第一凹槽部分中的絕緣材料；以及布置在所述第一凹槽部分中的高電介質材料膜。根據本發明，能夠抑制諸如閃爍和模糊的光學噪聲，而不降低聚光特性。

本申請是申請日為2011年7月22日、發明名稱為“固態成像裝置及其制造方法以及成像設備”的申請號為201110206040.8專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及固態成像裝置及其制造方法以及成像設備，并且特別涉及后表面照射式固態成像裝置及其制造方法以及采用這種固態成像裝置的成像設備。

背景技術

在現有技術中，包括CCD(電荷耦合器件)或CMOS圖像傳感器的固態成像裝置廣泛地用于攝影機或數字照相機等中。在這些固態成像裝置中，為每個像素提供包括光電二極管的光接收部分，并且在光接收部分中對入射光進行光電轉換，從而產生信號電荷。

在CCD型固態成像裝置中，光接收部分中產生的信號電荷被轉移到具有CCD結構的電荷轉移部分，并且在輸出部分中傳換成像素信號，然后輸出。另一方面，在CMOS型固態成像裝置中，為每個像素放大光接收部分中產生的信號電荷，并且通過信號線將放大的信號作為像素信號輸出。

在這種固態成像裝置中，由于傾斜的入射光或者在光接收部分的上部漫反射的入射光，存在半導體襯底內發生混淆的問題，從而出現諸如模糊和閃爍的光學噪聲。

因此，關于CCD型固態成像裝置，JP-A-2004-140152中公開了一項通過形成遮光膜抑制模糊出現的技術，其中以在光接收部分和讀出柵極部分的界面上形成的凹槽部分中埋設的方式在電荷轉移部分的上部提供上述遮光膜。然而，在JP-A-2004-140152中公開的技術中，因為遮光膜形成在采用LOCOS氧化膜形成的凹槽部分中，所以難于在襯底的深部形成遮光膜，從而難于可靠地防止導致模糊的傾斜入射光入射。另外，因為像素面積關于遮光膜的埋設深度成比例地減小，所以基本上很難深埋遮光膜。

然而，近年來，隨著攝影機或數字照相機以及帶照相機的移動電話的小型化和功耗降低，頻繁地采用CMOS型固態成像裝置。另外，作為CMOS型固態成像裝置，已知圖24所示的前表面照射式和圖25所示的后表面照射式。

如圖24的示意性構造圖所示，前表面照射式固態成像裝置111構造為具有像素區域113，其中包括用作光電轉換部分的光電二極管PD的多個單位像素116和多個像素晶體管形成在半導體襯底112中。盡管沒有示出像素晶體管，但是圖24中示出了柵極電極114，并且這示意性地表示像素晶體管的存在。

每個光電二極管PD都由雜質擴散層組成的裝置分隔區域115分隔，并且在半導體襯底112的形成有像素晶體管的前表面側上形成多層互連層119，在多層互連層119處經由層間絕緣膜117設置多個互連118。在與光電二極管PD的位置對應的部分之外形成互連118。

芯片上濾色鏡121和芯片上微透鏡122經由平坦化膜120依次形成在多層互連層119上。芯片上濾色鏡121通過排列例如紅(R)、綠(G)和藍(B)每種濾色鏡而構成。

在前表面照射式固態成像裝置111中，將襯底的形成有多層互連層119的前表面設定為光接收面123，并且光L從襯底的前表面側入射。

另一方面，如圖25的示意性構造圖所示，后表面照射式固態成像裝置131構造為具有像素區域113，其中包括用作光電轉換部分的光電二極管PD的多個單位像素116和多個像素晶體管形成在半導體襯底112中。盡管沒有示出，但是像素晶體管形成在襯底的前表面側中，并且圖25示出了柵極電極114，這示意性地表示像素晶體管的存在。