CN103972254B - 半导体器件和包括该半导体器件的半导体装置 - Google Patents

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Abstract

一种固态摄像装置，包括具有多个单元像素的像素部分，该多个单元像素二维地设置成矩阵形式，其中单元像素包括表面相邻于多层配线层的第一导电类型的导电区域和形成在第一导电区域内的第二导电类型的电荷累积区域，其中电荷累积区域由分隔部分与导电区域相邻于多层配线层的表面分隔，并且包括设置在导电区域中的接触体，该接触体电连接电荷累积区域和多层配线层的外部配线。

Description

半导体器件和包括该半导体器件的半导体装置
技术领域
本技术涉及诸如摄像器件的半导体器件以及包括该半导体器件的半导体装置。
背景技术
在诸如CCD（图像耦合器件）图像传感器和CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器的固态摄像设备中，随着像素尺寸的减小，减少了进入单元像素（固态摄像器件）的光子数，导致灵敏度的降低和饱和电荷量的降低。
因此，已经提出了通过层叠三个光电转换部分由一个像素获得三种颜色光电转换信号的方法。例如，三个光电转换部分之一（例如对应于绿色光的光电转换部分）设置在硅基板（半导体基板）上，也就是在硅基板外部，而其余的两个光电转换部分（例如对应于红色光和蓝色光的光电转换部分）设置在硅基板的内部。在这样的摄像器件（image pickupdevice）中，所有的入射光子允许用于光电转换，因此，图像质量可由此得到改善。
然而，在具有在硅基板外部的光电转换部分的摄像器件中，电荷从硅基板外部的光电转换部分转移到硅基板的内部，并且累积在其中。因此，具有前述电荷转移时产生噪声的缺点（例如，日本专利特开2012-60076号公报）。
发明内容
尽管在前述日本专利特开2012-60076号公报中描述了降低这样噪声的方法，但是这样的方法尚且不足。因此，希望更加有效地防止噪声的发生。
所希望的是提供一种半导体器件，其中降低在半导体基板的内部和外部之间电荷转移时产生噪声，并且提供一种包括该半导体器件的半导体装置。
根据本发明的至少一个实施例，提供一种半导体器件，该半导体器件包括：第一导电类型的导电区域，具有相邻于多层配线层的表面；第二导电类型的电荷累积区域，形成在第一导电区域内，其中电荷累积区域由分隔部分与导电区域相邻于多层配线层的表面分隔；以及接触体，设置在导电区域中，该接触体将电荷累积区域和多层配线层的外部配线电连接。
根据本发明至少一个实施例，提供一种固态摄像装置，该固态摄像装置包括具有多个单元像素的像素部分，该多个单元像素二维地设置成矩阵形式，其中单元像素包括：第一导电类型的导电区域，具有相邻于多层配线层的表面；第二导电类型的电荷累积区域，形成在第一导电区域内，其中电荷累积区域由分隔部分与导电区域相邻于多层配线层的表面分隔；以及接触体，设置在导电区域中，该接触体将电荷累积区域和多层配线层的外部配线电连接。
根据本发明的至少一个实施例，提供制造半导体器件的方法，该方法包括如下步骤：在第一导电类型的导电区域内，形成第二导电类型的电荷累积区域，其中电荷累积区域由分隔部分与导电区域相邻于多层配线层的表面分隔；在第一导电类型的导电区域的表面上形成多层配线层，其中形成多层配线层包括：形成从多层配线层延伸到电荷累积层的连接孔；在连接孔的侧壁上设置绝缘膜以形成绝缘部分；在连接孔中埋设材料，从而接触体电连接到电荷累积区域；形成多层配线层的外部配线，其中外部配线通过接触体电连接到电荷累积区域；以及将支撑基板接合到多层配线层。
根据本技术实施例的半导体器件和半导体装置，减小了第一导电区域和第二导电区域之间产生的耗尽层与绝缘膜接触的尺寸。因此，可抑制噪声的产生。
应理解，前述的总体描述和下面的详细描述都是示范性的，并且旨在对如所要求的技术方案提供进一步的说明。
附图说明
附图旨在对本公开提供进一步的理解，并且结合在说明书中且构成说明书的一部分。附图示出了实施例，并且与说明书一起用于说明本技术的原理。
图1是示出根据本技术第一实施例的摄像器件的主要部分构造的截面图。
图2是示出图1所示摄像器件的整体构造的截面图。
图3是示出图2所示无机光电转换部分的构造示例的截面图。
图4是用于说明图2所示绿色用电荷存储层的构造的截面图。
图5A是示出制造图2所示摄像器件的步骤示例的截面图。
图5B是示出图5A的步骤的后续步骤的截面图。
图6A是示出图5B的步骤的后续步骤的截面图。
图6B是示出图6A的步骤的后续步骤的截面图。
图7A是示出图6B的步骤的后续步骤的截面图。
图7B是示出图7A的步骤的后续步骤的截面图。
图8A是示出图7B的步骤的后续步骤的截面图。
图8B是示出图8A的步骤的后续步骤的截面图。
图9A是示出图8B的步骤的后续步骤的截面图。
图9B是示出图9A的步骤的后续步骤的截面图。
图10是用于说明图2所示摄像器件运行的截面图。
图11是用于说明图10所示摄像器件运行的图案示意图。
图12的部分（A）和部分（B）是用于说明图1所示绿色用电存储层周围的耗尽层的平面图和截面图。
图13是用于说明p-型半导体区域和n-型半导体区域之间产生的耗尽层的图案示意图。
图14的部分（A）和部分（B）是根据比较示例的绿色用电存储层构造的平面图和截面图。
图15是用于说明图14的部分（B）所示的绿色用电存储层尺寸的截面图。
图16是示出根据变型1的摄像器件的主要部分构造的截面图。
图17是示出图16所示绿色用电存储层及其附近构造的截面图。
图18是示出根据变型2的摄像器件构造的截面图。
图19是用于说明图18所示绝缘部分功能的截面图。
图20A是用于说明其中产生耗尽层的位置的图案示意图。
图20B是示出图20A所示耗尽层另一个示例的图案示意图。
图21A是示出制造图18所示绝缘部分的步骤示例的截面图。
图21B是示出图21A的步骤的后续步骤的示意图。
图22是示出根据变型3的摄像器件构造的截面图。
图23是用于说明图22所示绝缘部分功能的截面图。
图24A是示出制造图22所示绝缘部分的步骤示例的截面图。
图24B是示出图24A的步骤的后续步骤的示意图。
图25是示出根据变型4的摄像器件构造的截面图。
图26A是示出制造根据变型5的摄像器件的步骤的截面图。
图26B是示出图26A的步骤的后续步骤的示意图。
图27A是示出图26B的步骤的后续步骤的示意图。
图27B是示出图27A的步骤的后续步骤的示意图。
图28是示出根据变型6的摄像器件构造的截面图。
图29A是示出制造图28所示摄像器件的步骤的截面图。
图29B是示出图29A的步骤的后续步骤的截面图。
图29C是示出图29B的步骤的后续步骤的截面图。
图30是示出根据本技术第二实施例的摄像器件构造的截面图。
图31是示出图30所示电存储层构造的截面图。
图32是示出根据本技术第三实施例的摄像器件构造的截面图。
图33是示出图32所示浮置扩散构造的截面图。
图34是示出摄像装置采用图1所示摄像器件等的整体构造的示意图。
图35是示出应用图34所示摄像装置的电子设备的示意性构造的示意图。
具体实施方式
在下文，将参考附图详细描述本技术的实施例。描述将以下面的顺序给出。
1.第一实施例（绿色用电存储层在绿色用电存储层和半导体基板的一个表面之间具有分隔部分的示例：背侧照明型）
2.变型1（前侧照明型）
3.变型2（具有负固定电荷的绝缘部分）
4.变型3（具有正固定电荷的绝缘部分）
5.变型4（具有负固定电荷的绝缘膜）
6.变型5（以自对准方式形成的绿色用电存储层）
7.变型6（具有多种浓度的n-型半导体区域的绿色用电存储层）
8.第二实施例（电连接到保持电容的电存储层在电存储层和半导体基板的一个表面之间具有分隔部分的示例）
9.第三实施例（浮置扩散在浮置扩散和半导体基板的一个表面之间具有分隔部分的示例）
[第一实施例]
[摄像器件10的构造]
图1示意性地示出了根据本技术第一实施例的摄像器件10（半导体器件）的截面构造。摄像器件10在诸如CCD图像传感器和CMOS图像传感器的摄像装置（例如后述图34的摄像装置1）中构成一个像素（例如后述图34的像素P）。摄像器件10为背侧照明型，并且在半导体基板11的光接收表面（表面S1）的相反侧的表面（表面S2）上设置有多层配线层51。在半导体基板11的表面S1上，设置有机光电转换部分11G（第二光电转换部分）。有机光电转换部分11G通过导电塞120a2、120a1和120a4、配线120A以及接触体131电连接到半导体基板11中的绿色用电存储层110G。
如图2所示，在半导体基板11内，无机光电转换部分11B和11R（第一光电转换部分）与绿色用电存储层110G一起设置。更具体而言，在摄像器件10中，无机光电转换部分11B和11R以及有机光电转换部分11G在垂直方向（光路）上层叠。有机光电转换部分11G在成对电极（上电极14和下电极12）之间具有光电转换膜13。光从一个电极（上电极14）侧进入光电转换膜13。在有机光电转换部分11G以及无机光电转换部分11B和11R中，光电转换通过在彼此不同的波长范围上选择性地检测光而实现。因此，在不设置滤色器的情况下可通过一个摄像器件10获得多种类型的颜色信号。红色信号可在无机光电转换部分11R中获得，蓝色信号可在无机光电转换部分11B中获得，并且绿色信号可在有机光电转换部分11G中获得。
在半导体基板11的表面S2附近，例如，可设置p-型半导体阱区域（后述图4的第一导电区域、p-型半导体阱区域Pwell）。在半导体基板11的表面S2附近，还设置分别对应于有机光电转换部分11G和无机光电转换部分11B和11R的复位晶体管（图1仅示出对应于有机光电转换部分11G的晶体管Tr1）、分别对应于有机光电转换部分11G以及无机光电转换部分11B和11R的放大晶体管（图1仅示出对应于有机光电转换部分11G的晶体管Tr2）、以及转移晶体管Tr4和Tr5。转移晶体管Tr4可转移无机光电转换部分11B中产生的对应于蓝色的电荷到例如垂直信号线Lsig（后述图34），并且转移晶体管Tr5可转移对应于无机光电转换部分11R中产生的红色的电荷到例如垂直信号线Lsig。复位晶体管（晶体管Tr1）、放大晶体管（晶体管Tr2）和转移晶体管Tr4和Tr5分别具有栅极电极GE1、GE2、GE4和GE5。电荷可可为由光电转换产生的电子或者空穴。作为示例，下面将描述电子被读取为电荷的情况（其中n-型半导体区域为光电转换层的情况）。
前述的晶体管例如可为MOSFET（金属氧化物半导体场效晶体管），并且构成用于光电转换部分（有机光电转换部分11G和无机光电转换部分11B和11R）的每一个的电路。每个电路可具有三晶体管构造，例如包括转移晶体管、复位晶体管和放大晶体管，或者具有四晶体管构造，除了前述三个晶体管外包括选择晶体管。转移晶体管之外的晶体管可在光电转换部分的每一个之间或者像素之间共享。
半导体基板11例如可由n-型硅（Si）（硅层110）制造。在半导体基板11内，绿色用电存储层110G与前述无机光电转换部分11B和11R一起设置。
无机光电转换部分11B和11R是具有pn-结的光敏二极管。例如，如图3所示，无机光电转换部分11B和11R可具有n-型光电转换层（n-型区域）111n和n-型光电转换层112n，以在p-型半导体区域（在下文简称为p-型区域，同样对于n-型也是如此）111p中成为电子累积层。例如，无机光电转换部分11B和11R可以以该顺序从半导体基板11的表面S1侧开始设置。n-型光电转换层111n设置在半导体基板11的表面S1附近的预定区域中的表面S1的水平方向上，其部分或全部弯曲且延伸在垂直于表面S1的方向上。在半导体基板11的表面S2附近，设置蓝色用晶体管Tr4的浮置扩散（FD113）（图3）。n-型光电转换层111n连接到n-型区域中的FD113。
在半导体基板11的表面S2附近，设置红色用晶体管Tr5的浮置扩散（FD114）。n-型光电转换层112n连接到n-型区域中的FD114。保持电容（第二保持电容）可电连接到n-型光电转换层111n和112n作为无机光电转换部分11B和11R的电子累积层。通过在半导体基板11外部（例如，在多层配线层51中）设置这样的保持电容（未示出），允许增加无机光电转换部分11B和11R的饱和电荷量。
如图4所示，绿色用电存储层110G由n-型区域（第二导电区域）构造以成为电子累积层。在该实施例中，绿色用电存储层110G设置在p-型半导体阱区域Pwell中，并且设置为与半导体基板11的表面S2具有分隔部分110E（p-型半导体阱区域Pwell）。换言之，绿色用电存储层110G与半导体基板11的表面S2分开。尽管稍后描述细节，但是前述构造用于防止p-型区域和n-型区域之间产生的耗尽层暴露在表面S2上。因此，可减少耗尽层与绝缘部分（后述绝缘部分132）接触的尺寸以抑制噪声的产生。
绿色用电存储层110G连接到导电接触体131。接触体131埋设在连接孔H1中，连接孔H1从多层配线层51到半导体基板11与绝缘部分132一起设置。绝缘部分132设置在接触体131周围从绿色用电存储层110G（n-型区域）到分隔部分110E（p-型半导体阱区域）的区域中。绝缘部分132防止耗尽层（后述图12的部分（A）和部分（B）的耗尽层D）与接触体131接触，并且例如可由氧化硅制造。绝缘部分132可优选设置在连接孔H1的侧壁的全部表面上，并且可优选与接触体131接触。然而，绝缘部分132至少形成在形成耗尽层的区域中就足够了。此外，接触体131的周围可优选由半导体基板11中的绝缘部分132围绕。然而，绝缘部分132形成到可获得前述效果的位置就足够了。接触体131通过多层配线层51的配线120A（外部配线）电连接到穿透半导体基板11的导电塞120a1和导电塞120a4。此外，导电塞120a1电连接到有机光电转换部分11G的下电极12（图1）。就是所，接触体131用作有机光电转换部分11G和绿色用电存储层110G之间信号电荷（电子）的传输通道。通过前述通道从下电极12传输的电子累积在绿色用电存储层110G中。对于接触体131，例如，可采用诸如钛、氮化钛和钨的金属材料。对于接触体131，也可采用掺杂有n-型杂质的多晶硅等。在由多晶硅等制造的接触体131中，金属不扩散在半导体基板11（硅层110）中，因此，可防止发生缺陷。由晶体管Tr1和Tr2共享的源-漏区域141以及晶体管Tr2的源-漏区域142也设置在半导体基板11的表面S2附近。
导电塞180b1（图2）用作有机光电转换部分11G中产生空穴的传输通道。空穴通过导电塞180b1从有机光电转换部分11G的上电极14逐出。导电塞180b1与导电塞120a1一起埋设在半导体基板11中。导电塞120a1和180b1例如可由导电半导体层构造，并且埋设在半导体基板11中。导电塞120a1可优选由n-型半导体制造，因为导电塞120a1成为电子传输通道。相反，导电塞180b1可优选由p-型半导体制造，因为导电塞180b1成为空穴传输通道。作为选择，导电塞120a1和180b1可通过埋设诸如钨的导电材料在通过孔中而形成。在导电塞120a1和180b1中，为了抑制相对于硅的短路，通过孔的侧表面覆盖有诸如氧化硅（SiO2）和氮化硅（SiN）的绝缘膜（图1的绝缘部分120I）。
多层配线层51具有通过层间绝缘膜52的配线120A和多个配线51a。层间绝缘膜52与半导体基板11的表面S2接触（图2）。导电塞120a4、接触体131和导电塞120a5（图1）电连接到配线120A。导电塞120a5通过配线120A电连接晶体管Tr2（栅极电极GE2）到绿色用电存储层110G。多层配线层51可连接到由硅制造的支撑基板53，并且多层配线层51可设置在支撑基板53和半导体基板11之间。
在半导体基板11外部设置的有机光电转换部分11G中，光电转换膜13吸收具有选择波长的光（在该示例中的绿光）以产生电子-空穴对。光电转换膜13中产生的信号电荷从上电极14和下电极12提取。下电极12通过导电塞120a3和120a2电连接到半导体基板11中的导电塞120a1。上电极14通过接触金属层18、配线18A以及导电塞180b3和180b2电连接到半导体基板11中的导电塞180b1。有机光电转换部分11G设置在半导体基板11中与无机光电转换部分11B和11R相对的位置，就是说，设置在无机光电转换部分11B和11R的正上方。
光电转换膜13由有机半导体材料制造，光电转换绿色光，并且透射其它波长区域中的光。对于光电转换膜13，可采用有机p-型半导体和有机n-型半导体的任何一个。然而，有机p-型半导体和有机n-型半导体均可优选地包括在其中。作为有机p-型半导体和有机n-型半导体，例如，可优选采用喹吖啶酮衍生物、萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、并四苯衍生物、芘衍生物、二萘嵌苯衍生物和荧蒽衍生物中的任何一种。可采用诸如苯乙炔、芴、咔唑、吲哚、芘、吡咯、甲基吡啶、噻吩、乙炔、联乙炔或其衍生物的聚合物。可采用金属络合物颜料、青色素系颜料、部花青系颜料、苯基氧杂蒽系颜料、三苯甲烷系颜料、若丹菁系颜料、氧杂蒽系颜料、大环氮杂轮烯系颜料（macrocyclic azaannulene-based pigment）、甘菊环系颜料、萘醌或蒽醌系颜料。作为金属络合物颜料，可优先采用硫醇金属络合物系颜料、金属酞菁染料颜料、金属卟啉颜料和钌络合物颜料，并且钌络合物颜料为特别优选的。光电转换膜13可由诸如蒽和芘的稠合多环芳烃或者通过缩合芳环或杂环化合物形成的链化合物构造。可采用通过利用方酸基团和次甲基基团作为键接链键接两个或多个含氮杂环诸如羟基喹啉、苯并噻唑和苯并恶唑；通过方酸基团和次甲基基团等结合的类似于青色素的颜料。多层（例如，覆盖膜、电子阻挡层、空穴阻挡层、缓冲层和功函调整层）可设置在下电极12和上电极14之间。
下电极12提取光电转换膜13中产生的信号电荷（电子），并且通过导电塞120a1电连接到绿色用电存储层110G。如上所述，下电极12设置在与无机光电转换部分11B和11R的光接收表面相对的位置，就是说，设置在无机光电转换部分11B和11R的正上方。因此，下电极12可由诸如ITO（铟锡氧化物）的光传输导电材料制造。下电极12例如可由氧化锡（SnO2）基材料或氧化锌（ZnO）基材料制造。氧化锡基材料通过给氧化锡增加掺杂剂而形成。氧化锌基材料的示例可包括通过给氧化锌增加铝（Al）作为掺杂剂形成的铝锌氧化物（AZO）、通过给氧化锌增加镓（Ga）作为掺杂剂形成的镓锌氧化物（GZO）以及通过给氧化锌增加铟（In）作为掺杂剂形成的铟锌氧化物（IZO）。除此外，可采用IGZO、CuI、InSbO4、ZnMgO、CuInO2、MgIn2O4、CdO或ZnSnO3等。
导电塞180b1电连接到上电极14。光电转换膜13中产生的空穴通过其形成的通道逐出。上电极14由与下电极12类似的光传输导电材料制造。在摄像器件10中，逐出从上电极14提取的空穴。因此，在设置多个摄像器件10（例如，后述图34的摄像装置1）时，上电极14可共同地设置到各摄像器件10（图34的像素P）。上电极14的厚度例如可为10nm至200nm（包括端值）。
层间绝缘膜15和16设置在有机光电转换部分11G和半导体基板11的表面S1之间。与半导体基板11的表面S1接触的层间绝缘膜15可优选减少相对于半导体基板11（硅层110）的界面态，并且优选抑制来自相对于硅层110的界面的黑电流产生。作为层间绝缘膜15的材料，具有小界面态的材料是适当的，并且例如氧化铪（HfO2）和氧化硅（SiO2）的层叠膜可优选采用。层间绝缘膜15具有在与半导体基板11中的导电塞120a1和180b1相对位置的通孔。导电塞120a2和180b2设置在通孔中。导电塞120a2和180b2可优选也作为光屏蔽部分，并且例如可由具有光屏蔽功能的导电材料制作的层叠膜构造，该导电材料例如为金属材料，例如，钛（Ti）、氮化钛（TiN）和钨（W）。在采用前述层叠膜的情况下，即使导电塞120a1和180b1由n-型半导体或p-型半导体形成，也允许保证与硅接触。
层间绝缘膜15上层叠的层间绝缘膜16可由诸如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅（SiON）等制造的单层膜或者由其两个或多个制作的层叠膜构造。电连接到导电塞120a2和180b2的导电塞120a3和180b3埋设在层间绝缘膜16中。
下电极12设置在层间绝缘膜16上。电连接到上电极14的配线18A与下电极12设置在相同的层中。绝缘膜17设置在下电极12和配线18A之间。例如，绝缘膜17的开口直径随着其位置靠近下电极12侧而变得较小（渐缩）。有机光电转换部分11G设置在绝缘膜17的开口中。绝缘膜17可由诸如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅等制造的单层膜或者其两个或更多个制造的层叠膜构造。配线18A电连接接触金属层18到导电塞180b2和180b3。作为选择，接触金属层18可直接连接到导电塞180b2和180b3，而不设置配线18A。
连接孔H2设置覆盖上电极14的保护膜19中。上电极14通过连接孔H2（图2）电连接到接触金属层18。接触金属层18覆盖连接孔H2，并且通过保护膜19和绝缘膜17的通过孔电连接到配线18A。保护膜19具有透光性，并且可由诸如氮化硅、氧化硅或氮氧化硅等制造的单层膜或者由其制造的层叠膜构造。保护膜19的厚度例如可为100nm至300nm（包括端值）。对于接触金属层18，例如，可采用钛、钨、氮化钛和铝等的任何一种，或者可采用其两种或者多种。
密封膜21设置为覆盖接触金属层18和保护膜19的全部表面。此外，芯片上透镜22设置在密封膜21上。密封膜21抑制有机光电转换部分11G的特性的变化不受湿气、氧、氢和/或类似物的影响。例如，密封膜21可由透光氮化硅、氮氧化硅或氧化铝等制造。作为选择，密封膜21可通过层叠多个膜而形成。
芯片上透镜22聚焦从上方进入到有机光电转换部分11G以及无机光电转换部分11B和11R的光接收表面上的光。在背侧照明型摄像器件10中，芯片上透镜22和无机光电转换部分11B和11R的光接收表面之间的距离减小。因此，可抑制每个颜色的灵敏度根据芯片上透镜22的F值而产生变化。芯片上透镜22具有平坦化部分22A填充相对于平坦化部分22A上密封膜21和透镜部分22B的凹凸。芯片上透镜22例如可由芯片上透镜22的材料折射率和密封膜21的材料折射率之差等于或小于0.1的材料制造。因此，抑制了密封膜21和芯片上透镜22之间的界面处的反射，并且可改善聚光效率。具体而言，对于芯片上透镜22，可采用类似于密封膜21的材料，例如透光的氮化硅、氮氧化硅和氧化铝。更具体而言，密封膜21的功能由芯片上透镜22改善。此外，因为密封膜21允许变薄，所以也可减小摄像器件10的厚度。
[制造摄像器件10的方法]
前述的摄像器件10例如可如下制造（图5A至图9B）。
首先，例如，半导体基板11可如下形成。首先，如图5A所示，制备在硅基板1101和硅层110之间具有氧化硅膜1102的基板（所谓的SOI基板）。导电塞120a1和180b1形成在硅层110中。在硅层110中，与氧化硅膜1102接触的表面成为半导体基板11的表面S1。导电塞120a1和180b1例如可通过在硅层110中形成通过孔且在通过孔中填充诸如氮化硅的绝缘膜和钨而形成。作为选择，作为导电塞120a1和180b1，导电杂质半导体层可通过在硅层110中注入离子而形成。接下来，无机光电转换部分11B和11R形成在硅层110中具有不同深度的区域中，从而无机光电转换部分11B和11R彼此重叠。绿色用电存储层110G通过离子注入与无机光电转换部分11B和11R一起形成在p-型半导体阱区域中。在半导体基板11的表面S2附近，设置诸如晶体管Tr1、Tr2、Tr4和Tr5的晶体管以及诸如逻辑电路的周边电路（图5B）。因此，形成半导体基板11。
随后，多层配线层51形成在半导体基板11的表面S2上。在多层配线层51中，多个配线51a（图2）和配线120A（图1）通过层间绝缘膜52而设置。此时，连接到绿色用电存储层110G的接触体131与配线51a和配线120A一起形成。具体而言，如图6A所示，首先，在形成从多层配线层51延伸到绿色用电存储层110G的连接孔H1后，绝缘膜132A设置为从连接孔H1的侧壁到底部表面（图6B）。绝缘膜132A用于形成覆盖接触体131的周围的绝缘部分132。例如，氧化硅可通过热氧化半导体基板11而形成（硅层110）。在通过前述氧化形成的绝缘膜132A中，减少了硅和氧化硅之间的界面的缺陷水平。因此，即使p-型半导体阱区域（分隔部分110E）和n-型区域（绿色用电存储层110G）之间产生的耗尽层（后述图12的部分（A）和部分（B）的耗尽层D）与绝缘部分132（绝缘膜132A）接触，也允许防止噪声的产生。绝缘膜132A例如可通过利用等离子体CVD（化学气相沉积）法和/或类似方法形成膜而形成。
在设置绝缘膜132A后，如图7A所示，连接孔H1的底表面上的绝缘膜132A例如可通过各向异性蚀刻去除以形成绝缘部分132。其后，诸如钛、氮化钛和钨的金属材料埋设在连接孔H1中以形成接触体131（图7B）。
接下来，在支撑基板53（图2）连接到多层配线层51后，氧化硅膜1102和硅基板1101从硅层110剥离以暴露硅层110的表面S1。其后，氧化铪膜例如可通过原子层沉积（ALD）法形成在半导体基板11的表面S1上，并且通过等离子体CVD法在其上形成氧化硅膜以形成层间绝缘膜15。
随后，连接孔设置在层间绝缘膜15中分别与导电塞120a1和180b1相对的位置。其后，导电膜形成在层间绝缘膜15上以在连接孔中填充导电材料。因此，形成导电塞120a2和180b2。此时，导电塞120a2和180b2可形成为延伸到希望挡光的区域。作为选择，光屏蔽层可形成在远离导电塞120a2和180b2的位置。
接下来，层间绝缘膜16例如可通过等离子体CVD法形成在导电塞120a2和180b2和层间绝缘膜15上。层间绝缘膜16的表面例如可优选通过CMP（化学机械抛光）法平坦化。其后，接触孔设置在层间绝缘膜16中与导电塞120a2和180b2相对的位置以在其中填充导电材料。因此，形成导电塞120a3和180b3。在形成导电塞120a3和180b3时，保留在层间绝缘膜16上的导电材料的多余部分可优选例如通过CMP法去除。
随后，下电极12形成在层间绝缘膜16上。下电极12例如可通过用溅射法形成ITO膜且随后通过光刻技术图案化ITO膜以执行干蚀刻或湿蚀刻而形成。配线18A可与下电极12一起形成，或者可通过与下电极12不同的步骤而形成。在形成下电极12和配线18A后，形成绝缘膜17。
接下来，光电转换膜13形成在下电极12上。光电转换膜13例如可通过利用金属掩模的真空蒸发法进行图案化而形成，或者可在形成上电极14的同时图案化。随后，ITO例如可通过真空蒸发法形成在光电转换膜13上以形成上电极14。光电转换膜13的特性可因湿气、氧、氢和/或类似物的影响而改变。因此，上电极14可优选在形成光电转换膜13后连续形成，同时保持真空状态。上电极14可通过溅射法和/或类似的方法形成。在图案化上电极14前，保护膜19例如可通过等离子体CVD法形成在上电极14上。随后，在保护膜19和上电极14上执行通过光刻技术和干蚀刻的图案化。最后，通过诸如灰化和有机清洗的后处理去除沉积的材料和残渣。
在图案化保护膜19后，连接孔H2设置在保护膜19中与上电极14相对的位置以在从连接孔H2到配线18A的区域中形成接触金属层18。随后，如图8A（图中，没有示出半导体基板11、多层配线层51和支撑基板53，对于后述图8B、9A和9B也是如此）所示，密封膜21形成在半导体基板11的全部表面（表面S1）上。密封膜21例如可通过CVD法和ALD法或类似的方法形成由氮化硅、氮氧化硅、氧化铝或类似物制造的膜而形成。
接下来，如图8B所示，透镜材料膜22M例如可通过CVD法、ALD法或类似的方法形成在密封膜21上。透镜材料膜22M用于形成芯片上透镜22，并且可优选具有近似等于密封膜21的构成材料的折射率（各折射率之差等于或小于0.1）。对于透镜材料膜22M，例如，采用与密封膜21的构成材料相同的材料。接下来，用于图案化透镜材料膜22M的抗蚀剂23设置在透镜材料膜22M上（图9A）。其后，执行蚀刻以形成平坦化部分22A和芯片上透镜22的透镜部分22B（图9B）。抗蚀剂23例如可通过光刻技术、回流处理和/或类似的处理而形成。通过前述步骤，完成了图1和图2所示的摄像器件10。
[摄像器件10的运行]
在摄像器件10中，例如，对于摄像装置的像素，信号电荷（电子）按照如下所述获得。当光L（图10）通过芯片上透镜22（图2）进入摄像器件10时，光L依次通过有机光电转换部分11G、无机光电转换部分11B和无机光电转换部分11R。在前述通过的过程中，对于绿、蓝和红色光的每一个执行光电转换。更具体而言，如图11所示，在进入摄像器件10的光L当中，首先，绿光Lg在有机光电转换部分11G选择性地检测（吸收），并且光电转换。有机光电转换部分11G中产生的电子-空穴对的电子Eg从下电极12提取，并且通过传输通道A（导电塞120a3、120a2、120a1和120a4，配线120A，以及接触体131）累积在绿色用电存储层110G中。绿色用电存储层110G例如可用作浮置扩散（FD），并且连接到放大晶体管。相反，空穴Hg通过传输通道B（接触金属层18，配线18A，以及导电塞180b3、180b2和180b1）从上电极14逐出。
电势由累积在绿色用电存储层110G中的电子Eg改变。电势的改变由放大晶体管Tr2放大，并且该结果读入垂直信号线Lsig（后述图34）中。如上所述，基于绿光Lg的光接收量的绿色信号读入垂直信号线Lsig中。其后，复位晶体管Tr1转变到导通状态，并且绿色用电存储层110G的电存储区域（n-型区域）例如可复位到电源电压VDD。
在通过有机光电转换部分11G的光当中，蓝光吸收在无机光电转换部分11B中，并且红光吸收在无机光电转换部分11R中，并且吸收的光被光电转换。在无机光电转换部分11B中，对应于入射蓝光的电子Eb累积在n-型区域（n-型光电转换层111n）中。累积的电子Eb在读取操作时传输到FD113。此时，无机光电转换部分11B中产生的空穴逐入p-型区域（图11中未示出）中。对于无机光电转换部分11R也是如此。在无机光电转换部分11R中，对应于入射红色光的电子Er累积在n-型区域（n-型光电转换层112n）中。累积的电子Er在读取操作时转移到FD114。此时，无机光电转换部分11R中产生的空穴逐入p-型区域（图11中未示出）中。
无机光电转换部分11B和11R的读取操作例如可如下执行。转移晶体管Tr4和Tr5转变到导通状态，并且n-型光电转换层111n和112n中累积的电子Eb和Er转移到FD113和114（图3A和图3B）。因此，基于蓝色光Lb的光接收量的蓝色信号以及基于红色光Lr的光接收量的红色信号例如可通过放大晶体管读入垂直信号线Lsig（后述图34）中。其后，复位晶体管和转移晶体管Tr4和Tr5处于导通状态，并且FD113和114作为n-型区域例如可复位到电源电压VDD。
[摄像器件10的功能和效果]
通过如上所述在垂直方向上层叠有机光电转换部分11G和无机光电转换部分11B和11R，红色光、绿色光和蓝色光允许分开且检测以获得每个颜色的信号电荷而不设置滤色器。因此，可抑制滤色器的彩色光吸收引起的光损耗（降低灵敏度）和与像素内插处理（pixel interpolation processing）有关的伪颜色（false color）。
在摄像器件10中，如图12的部分（A）和部分（B）所示，分隔部分110E设置在半导体基板11的表面S2和绿色用电存储层110G之间。因此，可抑制当电荷在半导体基板11外部的有机光电转换部分11G（图2）和半导体基板11内部的绿色用电存储层110G之间移动时产生噪声。下面将提供用于此的机理的描述。
移动信号电荷时产生于耗尽层D（图13）的噪声主要发生在p-型区域P和n-型区域N之间。耗尽层D中产生的电荷量越大，噪声变得越大。耗尽层D的电荷量受到耗尽层D中的缺陷水平或与耗尽层D接触的膜中的缺陷水平影响。特别是，在耗尽层D与诸如氧化硅的绝缘膜接触的情况下，产生大量的缺陷水平，导致噪声产生的主要因素。
图14的部分（A）和部分（B）示出了根据比较示例的摄像器件的接触体构造（接触体1130）。在该摄像器件中，绿色用电存储层1110G与半导体基板1111的表面S2接触，并且没有分隔部分。因此，绿色用电存储层1110G（n-型区域）和p-型半导体阱区域之间的耗尽层D在半导体基板1111的表面S2与多层配线层151的层间绝缘膜52接触。因此，产生大量噪声。
耗尽层D的电荷量，也就是噪声量根据耗尽层D的尺寸（面积或立方体积）变化。随着耗尽层D的减小，噪声可进一步减小。更具体而言，噪声量也根据绿色用电存储层1110G（n-型区域）的外周（outer circumference）L2和耗尽层D的宽度W2而变化。因此，在减小绿色用电存储层1110G（n-型区域）的外周L2的情况下，减小了耗尽层D和层间绝缘膜52之间的接触面积，并且因此可降低噪声。然而，如图15所示，随着绿色用电存储层1110G的形成区域的减小（随着p-型区域的增加），接触体1130变得靠近耗尽层D，因此，接触体1130的结构导致的缺陷水平变得靠近耗尽层D，导致噪声的产生。此外，在接触体1130与p-n结的耗尽层D接触的情况下，p-n结通过接触体1130的泄漏可能发生。因此，有必要使绿色用电存储层1110G的外周L2大于接触体1130的外周。
相反，在摄像器件10中，分隔部分110E设置在半导体基板11的表面S2和绿色用电存储层110G之间。因此，耗尽层D不与多层配线层51的层间绝缘膜52接触（图12的部分（A）和部分（B））。因此，耗尽层D不受层间绝缘膜52的影响，噪声的产生量取决于连接孔H1中与绝缘部分132的耗尽层D接触的面积。更具体而言，噪声量由绝缘部分132的外周L1和耗尽层D的宽度W1决定。绝缘部分132与接触体131接触，并且绝缘部分132的外周L1基本上等于接触体131的外周（然而，外周L1比接触体131的外周大绝缘部分132的厚度）。绝缘部分132的外周L1小于绿色用电存储层1110G的外周L2。因此，在摄像器件10中，噪声小于其中绿色用电存储层1110G与半导体基板1111的表面S2接触的情况。
如上所述，在该实施例中，因为分隔部分110E设置在半导体基板11的表面S2和绿色用电存储层110G之间，所以可抑制噪声的产生。
下面将描述上述实施例的变型。在下面的描述中，对于与前述实施例相同的部件，给其分配相同的附图标记，并且适当省略其描述。
[变型1]
图16示出了根据前述第一实施例的变型1的摄像器件（摄像器件10A）的截面构造。摄像器件10A为前侧照明型，并且在半导体基板11的表面S1（光接收表面）上设置有多层配线层51。除了这一点外，摄像器件10A具有与摄像器件10类似的构造，并且其功能和效果与摄像器件10类似。
摄像器件10A的绿色用电存储层110G具有在绿色用电存储层110G和半导体基板11的表面S1之间的分隔部分110E（图17）。有机光电转换部分11G中产生且从下电极12提取的电子通过导电塞120a3、120a2和120a1（图2），配线120A，以及接触体131累积在绿色用电存储层110G中。
[变型2]
图18示出了根据前述第一实施例的变型2的摄像器件（摄像器件10B）的主要部分的截面构造。具有负固定电荷的绝缘部分（绝缘部分133）埋设在摄像器件10B的连接孔H1中。除了这一点外，摄像器件10B具有与摄像器件10类似的构造，并且其功能和效果与摄像器件10类似。
绝缘部分133包括由具有负固定电荷的材料制造的绝缘部分133A，例如氧化铪、氧化铝和氧化钽，并且包括由氧化硅制造的绝缘部分133B。对于绝缘部分133A，可采用锆、钛、钇或镧的氧化物或氮氧化物等。在绝缘部分133中，例如，绝缘部分133A和绝缘部分133B可从接触体131侧开始依次设置。作为选择，绝缘部分133可仅由绝缘部分133A构造。
如图19所示，在绝缘部分133中，诱导硅层110的空穴以形成在绝缘部分133周围的p-型区域133p。因此，耗尽层D变窄，并且减小了耗尽层D和绝缘部分133之间的接触面积。因此，可更加有效地抑制噪声的产生。下面将描述其机理。
耗尽层D的扩散状态根据p-型杂质浓度和n-型杂质浓度之间的相对关系而变化。具体而言，在n-型杂质浓度很高的情况下，耗尽层D相对于p-型区域P和n-型区域N之间的界面Db延伸到p-型区域P大于n-型区域N（图20A）。相反，在p-型杂质浓度很高的情况下，耗尽层D相对于界面Db延伸到n-型区域N大于p-型区域P（图20B）。
更具体而言，在绿色用电存储层110G的n-型杂质浓度高的情况下，耗尽层D延伸到绿色用电存储层110G周围的p-型半导体阱区域。在摄像器件10B中，耗尽层D由具有负固定电荷的绝缘部分133（p-型区域133p）减小，并且可抑制噪声的产生。
例如，绝缘部分133可如下形成。首先，如图21A所示，例如由氧化硅制造的绝缘膜133MB和由氧化铪制造的绝缘膜133MA从连接孔H1的侧壁到底部表面依次形成。绝缘膜133MB可通过氧化硅层110而形成。接下来，连接孔H1的底表面中的绝缘膜133MA和133MB通过各向异性蚀刻去除，因此，形成绝缘部分133（图21B）。接触体131设置在连接孔H1中，并且绿色用电存储层110G和接触体131电连接。
[变型3]
取代前述的具有负固定电荷的绝缘部分133，可设置具有正固定电荷的绝缘部分134（图22）（变型3）。绝缘部分134包括由诸如氮化硅的具有正固定电荷的材料制造的绝缘部分134A和由诸如氧化硅制造的绝缘部分134B。在绝缘部分134中，绝缘部分134A和绝缘部分134B例如从接触体131侧开始依次设置。绝缘膜134可仅由绝缘部分134A构造。然而，通过形成绝缘部分134B，可减小相对于硅层110的界面的缺陷水平。
如图23所示，在绿色用电存储层110G的n-型杂质浓度低（p-型半导体阱区域中的p-型杂质浓度高）的情况下，耗尽层D延伸到绿色用电存储层110G。绝缘部分134包括硅层110的电子以在绝缘部分134周围形成n-型区域134n。因此，减小了耗尽层D，并且可抑制噪声的产生。
例如，绝缘部分134可如下形成。由氧化硅制造的绝缘膜134MB和由氮化硅制造的绝缘膜134MA从连接孔H1的侧壁到底部表面依次形成（图24A）。随后，去除连接孔H1的底部表面中的绝缘膜134MA和134MB，因此，形成绝缘部分134（图24B）。绝缘膜134MB通过氧化硅层110而形成。接触体131设置在连接孔H1中，并且绿色用电存储层110G和接触体131被电连接。
[变型4]
图25示出了根据前述第一实施例的变型4的摄像器件（摄像器件10C）的主要部分的截面构造。在摄像器件10C中，具有负固定电荷的绝缘膜54与半导体基板11的表面（表面S2）接触。除了这一点外，摄像器件10C具有与摄像器件10类似的构造，并且其功能和效果与摄像器件10类似。
半导体基板11具有在表面S2附近的p-型半导体阱区域。通过设置绝缘膜54，增加了p-型半导体阱区域的空穴累积浓度，并且更加有效地降低了噪声的产生。绝缘膜54包括例如由氧化硅制造的绝缘膜54A和由诸如氧化铪、氧化铝和氧化钽的具有负固定电荷的材料制造的绝缘膜54B。绝缘膜54A和绝缘膜54B从半导体基板11的表面S2侧开始依次设置。对于绝缘膜54B，可采用锆、钛、钇或镧的氧化物或氮氧化物。作为选择，绝缘膜54可仅由绝缘膜54B构造。在摄像器件10C中，例如，连接孔H1（接触体131）可在半导体基板11的表面S2上层叠绝缘膜54和层间绝缘膜52后形成。
[变型5]
在前述的第一实施例中，已经描述了其中连接孔H1在半导体基板11中设置绿色用电存储层110G后形成的情况。作为选择，绿色用电存储层110G可在形成连接孔H1后利用连接孔H1形成（变型5）。
首先，如图26A所示，连接孔H1形成在从层间绝缘膜52到半导体基板11的区域中。其后，绝缘膜132M从连接孔H1的侧壁形成到底部表面（图26B）。绝缘膜132M可通过氧化硅层110而形成。随后，如图27A所示，n-型杂质的离子注入通过利用连接孔H1的自对准在半导体基板11上执行。因此，形成绿色用电存储层110G。其后，去除连接孔H1的底部表面中的绝缘膜132M以形成接触体131（图27B）。离子注入例如可在连接孔H1的底部表面中去除绝缘膜132M后执行。作为选择，离子注入可在形成绝缘膜132M前执行。通过在离子注入前设置绝缘膜132M，可防止由于离子注入引起的半导体基板11中的杂质混入。
在利用连接孔H1的自对准中，变得能减小绿色用电存储层110G的形成面积且获得绿色用电存储层110G的形成面积平面图上看基本上与连接孔H1具有相同的尺寸。换言之，绿色用电存储层110G在平面图上看仅设置在从接触体131到其附近的区域中。因此，减小了绿色用电存储层110G（n-型区域）和半导体基板11中的p-型半导体阱区域之间的接触面积，即pn-结表面，因此，减小了耗尽层（耗尽层D）。因此，可进一步减小由于耗尽层引起噪声的产生。应注意，因为半导体基板11的缺陷数比较少，所以耗尽层D之外的耗尽对噪声的影响小于与绝缘部分132接触的耗尽层D对噪声的影响。
[变型6]
图28示出了根据前述第一实施例的变型6的摄像器件（摄像器件10D）的主要部分的截面构造。摄像器件10D的绿色用电存储层110G由具有不同n-型杂质浓度的多个n-型区域（n-型区域110G-1和110G-2）构造。除这一点外，摄像器件10D具有与摄像器件10类似的构造，并且其功能和效果与摄像器件10类似。
绿色用电存储层110G包括具有低n-型杂质浓度的n-型区域110G-1和具有高n-型杂质浓度的n-型区域110G-2。n-型区域110G-2设置在设置于较宽区域的n-型区域110G-1中。n-型区域110G-2在平面图上看仅存在于接触体131（连接孔H1）附近。
噪声量也根据施加到耗尽层的电场大小变化。通过减小电场，可抑制噪声。在拾取装置10D中，n-型区域110G-1设置在n-型区域110G-2周围。具有低n-型杂质浓度的n-型区域110G-1与p-型半导体阱区域接触。因此，改变施加到绿色用电存储层110G和p-型半导体阱区域之间耗尽层D的电场，并且可更加有效地减小噪声。
前述绿色用电存储层110G例如可如下形成。首先，如图29A所示，n-型区域110G-1在前设置在半导体基板11中以形成到达n-型区域110G-1的连接孔H1。接下来，绝缘膜132M形成为从连接孔H1的侧壁到底部表面（图29B）。随后，通过利用连接孔H1的自对准执行离子注入以设置n-型区域110G-2（图29C）。因此，形成绿色用电存储层110G。其后，去除连接孔H1的底部表面中的绝缘膜132M，并且接触体131埋设在连接孔H1中。与前述的变型5一样，n-型区域110G-2可在连接孔H1的底部表面中去除绝缘膜132M后设置。作为选择，n-型区域110G-2可在形成绝缘膜132M前形成。
在前述第一实施例及其变型中，已经描述了其中通过在有机光电转换部分11G和绿色用电存储层110G之间的连接减小噪声的情况。然而，这样的技术也可应用于连接半导体基板的内部到其外部时的任何构造。下面，将描述这样的应用。
[第二实施例]
图30示出了根据本技术第二实施例的摄像器件（摄像器件20）的主要部分的截面构造。摄像器件20具有在半导体基板11中的无机光电转换部分11B（11R），并且例如可构成具有全域快门功能的CMOS图像传感器。摄像器件20的多层配线层51设置有保持电容55（第一保持电容）。半导体基板11外部的保持电容55利用接触体131连接到半导体基板11中的n-型区域（电存储层116）。
在摄像器件20中，除了复位晶体管Tr1和放大晶体管Tr2外，转移晶体管Tr6和选择性读取所用的晶体管Tr7例如可设置在半导体基板11的表面S2附近。n-型区域中的前述电存储层116与栅极电极GE6一起构成转移晶体管Tr6，并且设置为靠近无机光电转换部分11B。晶体管Tr7具有栅极电极GE7和在n-型区域中的浮置扩散（FD117）。在摄像器件20中，例如，可为所有像素同时读取无机光电转换部分11B中产生和累积的电荷，并且读取的电荷累积在电存储层116中，并且随后为每个像素选择性地读入FD117中。保持电容55由成对的电极55A和55B构造。其一个电极（电极55B）通过接触体131电连接到电存储层116。通过设置保持电容55，允许增加饱和电荷量。
如图31所示，分隔部分110E（p-型半导体阱区域）设置在电存储层116和半导体基板11的表面S2之间。因此，防止电存储层116和p-型半导体阱区域之间的耗尽层D与层间绝缘膜52接触。因此，可抑制半导体基板11外部的保持电容55和半导体基板11中的电存储层116之间的电荷转移时噪声的产生。
[第三实施例]
图32示出了根据本技术第三实施例的摄像器件（摄像器件30）的主要部分的截面构造。在摄像器件30中，转移晶体管Tr8与复位晶体管Tr1和放大晶体管Tr2一起设置在半导体基板11的表面S2附近。晶体管Tr8具有栅极电极GE8和在n-型区域中的浮置扩散（FD118）。FD118通过接触体131和配线120A电连接到晶体管Tr2。
在摄像器件30中，半导体基板11中的无机光电转换部分11B（11R）中产生的信号电荷读入FD118中且累积。读入FD118中的信号电荷由晶体管Tr2放大，并且传送到垂直信号线Lsig（后述图34）。如图33所示，分隔部分110E（p-型半导体阱区域）设置在FD118和半导体基板11的表面S2之间。因此，可防止FD118和p-型半导体阱区域之间的耗尽层与层间绝缘膜52接触。因此，可抑制半导体基板11外部的晶体管Tr2的栅极电极GE2和半导体基板11中FD118之间信号电荷转移时噪声的产生。
[应用示例]
图34示出了对于每个像素采用前述实施例和变型中描述的摄像器件（摄像器件10、10A、10B、10C、10D、20和30）的任何一个的固态摄像装置（摄像装置1）的总体构造。摄像装置1（半导体装置）为CMOS图像传感器，并且在半导体基板11上具有像素部分1a作为中心部分中的摄像区域。在像素部分1a的周边区域中，例如，设置包括行扫描部分231、***控制部分232、水平选择部分233和列扫描部分234的周边电路部分230。
像素部分1a例如可具有多个单元像素P（对应于摄像器件10、10A、10B、10C、10D、20和30的任何一个），它们二维地设置成矩阵状态。在单元像素P的每一个中，例如，为像素行的每一个设置像素驱动线Lread（具体而言，行选择线和复位控制线），并且为像素列的每一个设置垂直信号线Lsig。像素驱动线Lread传输用于从像素读取信号的驱动信号，并且其一端连接到对应于行扫描部分231的每一行的输出端。
行扫描部分231可由移位晶体管或地址解码器等构造，并且可为像素驱动部分，其例如驱动行单元中像素部分1a的每个像素P。行扫描部分231选择的像素行的每个像素P输出的信号通过每个垂直信号线Lsig设置到水平选择部分233。水平选择部分233例如可由放大器、水平选择开关或类似物构造，其为垂直信号线Lsig的每一个而设置。
列扫描部分234可由移位晶体管或地址解码器等构造，并且依次驱动水平选择部分233的每个水平选择开关同时对其进行扫描。通过列扫描部分234的选择性扫描，通过垂直信号线Lsig的每一个传输的每个像素P的信号依次输出到水平信号线235，并且输出的信号通过水平信号线235传输到半导体基板11外部。
行扫描部分231、水平选择部分233、列扫描部分234和水平信号线235构成的电路部分可直接形成在半导体基板11上，或者可设置在外部控制IC中。作为选择，电路部分可设置在通过电缆等连接的另一个基板上。
***控制部分232可接收从半导体基板11和/或类似物外部设置的时钟指令数据和操作模式，并且输出摄像装置1的内部信息。除此以外，***控制部分232例如可具有产生各种定时信号的定时发生器，并且根据定时发生器产生的各种定时信号执行诸如行扫描部分231、水平选择部分233和列扫描部分234的周边电路的驱动控制。
前述摄像装置1可安装在具有摄像功能的任何类型的电子设备上，并且可应用于例如数字静态相机和摄录像机的相机***、移动电话或类似物。作为示例，图35示出了相机（电子设备2）的示意性构造。电子设备2例如可为能摄取静态图像或运动图像的摄录像机，并且可具有摄像装置1、光学***（光学透镜）310、快门装置311、信号处理部分312和驱动部分313。
光学***310引导来自物体的图像光（入射光）到摄像装置1的像素部分1a。光学***310可包括多个光学透镜。快门装置311控制光照射到摄像装置1的时间周期和挡光周期。驱动部分313控制快门装置311的快门操作以及摄像装置1的传输操作。信号处理部分312在从摄像装置1输出的信号上执行各种信号处理。信号处理后的图像信号Dout存储在诸如存储器的存储介质中，或者输出到监视器等。
本技术已经参考实施例和变型进行了描述。然而，本技术不限于前述的实施例等，而是可进行各种修改。例如，在前述的实施例等中，已经描述了其中检测绿光的有机光电转换部分11G以及检测红光和蓝光的无机光电转换部分11B和11R层叠为摄像器件10、10A、10B、10C和10D的任何一个的情况。然而，本技术不限于这样的构造。例如，有机光电转换部分可检测红色光或蓝色光，并且无机光电转换部分可检测绿色光。有机光电转换部分和无机光电转换部分的数量和比例不限于上面描述的示例。例如，可设置两个或更多个有机光电转换部分，或者多个颜色的彩色信号可仅由有机光电转换部分获得。除了在垂直方向层叠外，光电转换部分（有机光电转换部分和无机光电转换部分）可与半导体基板表面平行地设置。
此外，除了在连接孔H1中设置绝缘部分133或绝缘部分134（图18和图22）外，绝缘膜53（图25）可设置为与半导体基板11的一个表面接触。这样的构造可应用于前侧照明型摄像器件（图17）。此外，根据变型1至4的摄像器件（摄像器件10A、10B和10C）的任何一个可利用根据前述变型5的制造摄像器件的方法（图26A至图27B）制造。除此之外，绝缘部分133、绝缘部分134或绝缘膜53可与具有不同杂质浓度的多个n-型区域的绿色用电存储层110G一起设置。此时，可设置绝缘部分133和绝缘部分134以及绝缘膜53之一。p-型区域中的绿色用电存储层110G可设置在n-型半导体区域中。
此外，根据前述第二实施例的摄像器件20或根据前述第三实施例的摄像器件30可具有在半导体基板11外部的有机光电转换部分11G。
除此之外，不必包括前述实施例等中描述的所有部件，并且可包括其它部件。
此外，在前述的实施例等中，作为示例已经描述了具有光电转换部分的摄像器件。然而，本发明可应用于其它半导体器件。
从本公开上述的示例性实施例可至少实现下面的构造。
（1）一种半导体器件，包括：
半导体基板中的第一导电区域；
第二导电区域，设置在第一导电区域中，并且与半导体基板的一个表面分隔以在其间形成分隔部分；
接触体，构造为将第二导电区域电连接到外部配线；以及
在该接触体周围从第一导电区域到第二导电区域设置的绝缘部分。
（2）根据（1）的半导体器件，还包括绝缘膜，绝缘膜与半导体基板的一个表面接触。
（3）根据（1）或（2）的半导体器件，还包括在半导体基板外部的一对电极，其中该接触体通过外部配线电连接到该一对电极之一。
（4）根据（3）的半导体器件，还包括在半导体基板内部的第一光电转换部分。
（5）根据（4）的半导体器件，还包括第二光电转换部分，第二光电转换部分包括在该一对电极之间的光电转换膜。
（6）根据（5）的半导体器件，其中光电转换膜包括有机半导体材料。
（7）根据（1）至（6）任何一项的半导体器件，其中绝缘部分包括氧化硅。
（8）根据（1）至（7）任何一项的半导体器件，其中绝缘部分包括铪、锆、铝、钽、钛、钇和镧的一种或多种元素的氧化物或氮氧化物。
（9）根据（1）至（8）任何一项的半导体器件，其中绝缘部分包括氮化硅。
（10）根据（2）的半导体器件，其中绝缘膜包括铪、锆、铝、钽、钛、钇和镧的一种或多种元素的氧化物或氮氧化物。
（11）根据（1）至（10）任何一项的半导体器件，还包括第二导电区域，第二导电区域在平面图中看设置为从接触体到接触体的周围边缘附近。
（12）根据（1）至（11）任何一项的半导体器件，其中
第二导电区域包括具有不同杂质浓度的多个区域，并且
多个区域中的高杂质浓度的一个区域设置在多个区域中低杂质浓度的另一个区域中。
（13）根据（3）的半导体器件，其中该一对电极是第一保持电容。
（14）根据（5）的半导体器件，还包括在半导体基板外部的第二保持电容。
（15）根据（5）的半导体器件，还包括：
芯片上透镜，构造为将光聚集在第二光电转换部分上；以及
密封膜，设置在芯片上透镜和第二光电转换部分之间，其中
密封膜的折射率和芯片上透镜的折射率之差等于或小于约0.1。
（16）根据（15）的半导体器件，其中密封膜的构成材料与芯片上透镜的构成材料相同。
（17）根据（15）的半导体器件，其中芯片上透镜包括氮化硅、氮氧化硅和氧化铝之一。
（18）根据（15）的半导体器件，其中芯片上透镜包括平坦化部分，平坦化部分填充芯片上透镜和密封膜之间的凹凸。
（19）一种设置有半导体器件的半导体装置，该半导体器件包括：
半导体基板中的第一导电区域；
第二导电区域，设置在第一导电区域中，并且与半导体基板的一个表面分隔以在其间形成分隔部分；
接触体，构造为将第二导电区域电连接到外部配线；以及
在该接触体周围从第一导电区域到第二导电区域设置的绝缘部分。
[1]一种半导体器件，包括：
第一导电类型的导电区域，具有相邻于多层配线层的表面；
第二导电类型的电荷累积区域，形成在该第一导电区域内，其中该电荷累积区域由分隔部分与该导电区域的相邻于该多层配线层的表面分隔；以及
接触体，设置在该导电区域中，该接触体将该电荷累积区域和该多层配线层的外部配线电连接。
[2]根据[1]所述的半导体器件，还包括绝缘部分，该绝缘部分接触该接触体且设置在至少在该电荷累积区域的一部分和该分隔部分之间的区域中。
[3]根据[2]所述的半导体器件，其中该绝缘部分的外周小于该电荷累积区域的外周。
[4]根据[2]或[3]所述的半导体器件，还包括耗尽层，其中该绝缘部分设置在该电荷累积区域的一部分和该分隔部分之间形成该耗尽层的区域中。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的半导体器件，其中该多层配线层设置在该导电区域的光接收表面的相反侧。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的半导体器件，还包括：
光电转换部分，设置在该导电区域的第二表面之上，该导电区域的该第二表面在相邻于该多层配线层的表面的相反侧。
[7]根据[6]所述的半导体器件，还包括：
导电塞，穿过该导电区域，其中该光电转换部分电连接到该导电塞，并且该导电塞电连接到该外部配线，从而该光电转换部分电连接到该电荷累积区域。
[8]根据[7]所述的半导体器件，其中该光电转换部分包括设置在上电极和下电极之间的光电转换膜。
[9]根据[8]所述的半导体器件，还包括穿过该导电区域且电连接到该上电极的第二导电塞，其中该导电塞电连接到该下电极。
[10]根据[9]所述的半导体器件，还包括设置在该导电区域内的第二光电转换部分。
[11]根据[10]所述的半导体器件，还包括设置在该导电区域内的第三光电转换部分。
[12]根据[11]所述的半导体器件，其中该第一光电转换部分是有机光电转换部分，该第二光电转换部分是无机光电转换部分，并且该第三光电转换部分是无机光电转换部分。
[13]根据[11]或[12]所述的半导体器件，其中该光电转换部分、该第二光电转换部分和该第三光电转换部分在与光进入该摄像器件的方向对应的垂直方向上层叠。
[14]一种固态摄像装置，包括具有多个单元像素的像素部分，该多个单元像素二维地设置成矩阵形式，其中单元像素包括：
第一导电类型的导电区域，具有相邻于多层配线层的表面；
第二导电类型的电荷累积区域，形成在该第一导电区域内，其中该电荷累积区域由分隔部分与该导电区域的相邻于该多层配线层的表面分隔；以及
接触体，设置在该导电区域中，该接触体将该电荷累积区域和该多层配线层的外部配线电连接。
[15]根据[14]所述的固态摄像装置，还包括绝缘部分，该绝缘部分接触该接触体且设置在至少在该电荷累积区域的一部分和该分隔部分之间的区域中。
[16]根据[15]所述的固态摄像装置，还包括：
光电转换部分，设置在该导电区域的第二表面之上，该导电区域的该第二表面在相邻于该多层配线层的表面的相反侧；以及
导电塞，穿过该导电区域，其中该光电转换部分电连接到该导电塞，并且该导电塞电连接到该外部配线，从而该光电转换部分电连接到该电荷累积区域。
[17]根据[16]所述的固态摄像装置，还包括设置在该导电区域内的第二光电转换部分。
[18]根据[17]所述的固态摄像装置，其中该多层配线层设置在该导电区域的光接收表面的相反侧。
[19]一种制造半导体器件的方法，包括：
在第一导电类型的导电区域内，形成第二导电类型的电荷累积区域，其中该电荷累积区域由分隔部分与该导电区域的相邻于多层配线层的表面分隔；
在该第一导电类型的该导电区域的表面上形成该多层配线层，其中形成该多层配线层包括：
形成从该多层配线层延伸到该电荷累积层的连接孔；
在该连接孔的侧壁上设置绝缘膜以形成绝缘部分；
在该连接孔中埋设材料，从而接触体电连接到该电荷累积区域；
形成该多层配线层的外部配线，其中该外部配线通过该接触体电连接到该电荷累积区域；以及
将支撑基板接合到该多层配线层。
[20]根据[19]所述的制造半导体器件的方法，其中该绝缘部分的外周小于该电荷累积区域的外周。
[21]根据[20]所述的制造半导体器件的方法，还包括在该电荷累积区域的一部分和该分隔部分之间的区域中设置该绝缘部分。
本领域的技术人员应当理解的是，在所附权利要求或其等同方案的范围内，根据设计需要和其他因素，可以进行各种修改、结合、部分结合和替换。
本申请要求2013年1月28日提交的日本优先权权利申请JP2013-13554的权益，其全部内容通过引用结合于此。

Claims (19)

1.一种半导体器件，包括：
第一导电类型的导电区域，具有相邻于多层配线层的表面；
第二导电类型的电荷累积区域，形成在该第一导电类型的导电区域内，其中该电荷累积区域由分隔部分与该导电区域的相邻于该多层配线层的表面分隔；以及
接触体，设置在该导电区域中，该接触体将该电荷累积区域和该多层配线层的外部配线电连接，
其中该多层配线层设置在该导电区域的光接收表面的相反侧。
2.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括绝缘部分，该绝缘部分接触该接触体且设置在至少在该电荷累积区域的一部分和该分隔部分之间的区域中。
3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中该绝缘部分的外周小于该电荷累积区域的外周。
4.根据权利要求2所述的半导体器件，还包括耗尽层，其中该绝缘部分设置在该电荷累积区域的一部分和该分隔部分之间形成该耗尽层的区域中。
5.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：
第一光电转换部分，设置在该导电区域的第二表面之上，该导电区域的该第二表面在相邻于该多层配线层的表面的相反侧。
6.根据权利要求5所述的半导体器件，还包括：
导电塞，穿过该导电区域，其中该第一光电转换部分电连接到该导电塞，并且该导电塞电连接到该外部配线，从而使该第一光电转换部分电连接到该电荷累积区域。
7.根据权利要求6所述的半导体器件，其中该第一光电转换部分包括设置在上电极和下电极之间的光电转换膜。
8.根据权利要求7所述的半导体器件，还包括穿过该导电区域且电连接到该上电极的第二导电塞，其中该导电塞电连接到该下电极。
9.根据权利要求8所述的半导体器件，还包括设置在该导电区域内的第二光电转换部分。
10.根据权利要求9所述的半导体器件，还包括设置在该导电区域内的第三光电转换部分。
11.根据权利要求10所述的半导体器件，其中该第一光电转换部分是有机光电转换部分，该第二光电转换部分是无机光电转换部分，并且该第三光电转换部分是无机光电转换部分。
12.根据权利要求10所述的半导体器件，其中该光电转换部分、该第二光电转换部分和该第三光电转换部分在与光进入该半导体器件的方向对应的垂直方向上层叠。
13.一种固态摄像装置，包括具有多个单元像素的像素部分，该多个单元像素二维地设置成矩阵形式，其中单元像素包括：
第一导电类型的导电区域，具有相邻于多层配线层的表面；
第二导电类型的电荷累积区域，形成在该第一导电类型的导电区域内，其中该电荷累积区域由分隔部分与该导电区域的相邻于该多层配线层的表面分隔；以及
接触体，设置在该导电区域中，该接触体将该电荷累积区域和该多层配线层的外部配线电连接，
其中该多层配线层设置在该导电区域的光接收表面的相反侧。
14.根据权利要求13所述的固态摄像装置，还包括绝缘部分，该绝缘部分接触该接触体且设置在至少在该电荷累积区域的一部分和该分隔部分之间的区域中。
15.根据权利要求14所述的固态摄像装置，还包括：
光电转换部分，设置在该导电区域的第二表面之上，该导电区域的该第二表面在相邻于该多层配线层的表面的相反侧；以及
导电塞，穿过该导电区域，其中该光电转换部分电连接到该导电塞，并且该导电塞电连接到该外部配线，从而该光电转换部分电连接到该电荷累积区域。
16.根据权利要求15所述的固态摄像装置，还包括设置在该导电区域内的第二光电转换部分。
17.一种制造半导体器件的方法，包括：
在第一导电类型的导电区域内，形成第二导电类型的电荷累积区域，其中该电荷累积区域由分隔部分与该导电区域的相邻于多层配线层的表面分隔；
在该第一导电类型的该导电区域的表面上形成该多层配线层，其中形成该多层配线层包括：
形成从该多层配线层延伸到该电荷累积层的连接孔；
在该连接孔的侧壁上设置绝缘膜以形成绝缘部分；
在该连接孔中埋设材料，从而使接触体电连接到该电荷累积区域；
形成该多层配线层的外部配线，其中该外部配线通过该接触体电连接到该电荷累积区域；以及
将支撑基板接合到该多层配线层，
其中该多层配线层设置在该导电区域的光接收表面的相反侧。
18.根据权利要求17所述的制造半导体器件的方法，其中该绝缘部分的外周小于该电荷累积区域的外周。
19.根据权利要求18所述的制造半导体器件的方法，还包括在该电荷累积区域的一部分和该分隔部分之间的区域中设置该绝缘部分。
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