CN114868250A - 固体摄像装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种固体摄像装置，其能够减弱通过有效像素区域且侵入到光学黑像素区域的入射光。本发明被构造为如下这样：在构成沟道部的多个直槽部之中，第一直槽部被形成在所述有效像素区域与所述光学黑像素区域(OPB像素区域)之间的边界处，多个第二直槽部被形成在所述OPB区域内且在平面图中平行于所述边界，且第三直槽部被形成在所述有效像素区域内的光电转换部之间。特定直槽部是所述第一直槽部和/或是所述多个第二直槽部中的至少一者，所述特定直槽部被形成得具有与所述第三直槽部的形状不同的形状，而且在所述特定直槽部的内部埋入有遮光材料。
Description
技术领域
本发明涉及固体摄像装置和电子设备。
背景技术
过去，已经提出了一种具有有效像素区域和光学黑(optical black)像素区域(下文中，也称为“OPB像素区域”)的固体摄像装置，其中光学黑像素区域与有效像素区域邻接且光学黑像素区域的光接收面侧被遮光膜遮光(例如，参考专利文献1)。专利文献1所记载的固体摄像装置使用OPB像素区域中的像素来获取光学黑电平的基准信号。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：日本专利特开JP 2013-211413 A
发明内容
本发明要解决的技术问题
顺便提及地，在有效像素区域和OPB像素区域之间的边界附近，因为入射到有效像素区域上的入射光会倾斜从而朝着OPB像素区域行进，所以入射光就通过有效像素区域且侵入到OPB像素区域。因此，在获取基准信号时所使用的像素(下文中，也称为“OPB像素”)需要与有效像素区域和OPB像素区域之间的边界充分地分离。于是，在有效像素区域和OPB像素之间需要布置有像素信号不会被使用的无效像素。无效像素大约有10行至20行。结果，OPB像素区域扩大了，芯片面积扩大了，并且制造成本增加了。或者，需要按OPB像素区域的扩大量来缩小有效像素区域。
本发明的目的在于，提供能够减弱通过有效像素区域且侵入到光学黑像素区域的入射光的固体摄像装置和电子设备。
解决技术问题的技术方案
根据本发明的固体摄像装置，(a)其包括像素区域，所述像素区域被形成于基板上且包括以阵列状布置着的多个光电转换部；并且(b)其还包括像素分离部，所述像素分离部包括以格子状形成于所述光电转换部之间的沟道部；(c)其中所述像素区域被划分为有效像素区域和光学黑像素区域，所述有效像素区域包括用于获得与入射光对应的像素信号的所述光电转换部，所述光学黑像素区域与所述有效像素区域邻接，所述光学黑像素区域的光接收面侧被遮光膜覆盖着，且所述光学黑像素区域包括用于获得光学黑电平的基准信号的所述光电转换部；而且(d)在构成所述沟道部的多个直槽部之中，第一直槽部被形成在所述有效像素区域与所述光学黑像素区域之间的边界处，多个第二直槽部被形成在所述光学黑像素区域内且在平面图中平行于所述边界，第三直槽部被形成在所述有效像素区域内的像素之间，特定直槽部(specific straight groove portion)是所述第一直槽部和/或是所述多个第二直槽部中的至少一者，所述特定直槽部具有与所述第三直槽部的形状不同的形状，且在所述特定直槽部的内部埋入有遮光材料。
此外，本发明的电子设备包括(a)固体摄像装置、(b)光学透镜和(c)信号处理电路。所述固体摄像装置包括像素区域和像素分离部，所述像素区域被形成于基板上且包括以阵列状布置着的多个光电转换部，所述像素分离部包括以格子状形成于所述光电转换部之间的沟道部。所述像素区域被划分为有效像素区域和光学黑像素区域，所述有效像素区域包括用于获得与入射光对应的像素信号的所述光电转换部，并且所述光学黑像素区域与所述有效像素区域邻接，所述光学黑像素区域的光接收面侧被遮光膜覆盖着，且所述光学黑像素区域包括用于获得光学黑电平的基准信号的所述光电转换部。在构成所述沟道部的多个直槽部之中，第一直槽部被形成在所述有效像素区域与所述光学黑像素区域之间的边界处，多个第二直槽部被形成在所述光学黑像素区域内且在平面图中平行于所述边界，第三直槽部被形成在所述有效像素区域内的像素之间。特定直槽部是所述第一直槽部和/或是所述多个第二直槽部中的至少一者，所述特定直槽部具有与所述第三直槽部的形状不同的形状，且在所述特定直槽部的内部埋入有遮光材料。所述光学透镜被构造成使来自被摄体的像光(image light)在所述固体摄像装置的摄像面上成像。所述信号处理电路被构造成对从所述固体摄像装置输出的信号进行信号处理。
附图说明
图1是示出了根据第一实施方案的固体摄像装置的整体构造的图。
图2A是示出了在沿着图1的线A-A剖开的情况下像素区域的断面构造的图。
图2B是示出了在沿着图2A的线B-B剖开的情况下像素区域的断面构造的图。
图3是示出了根据变形例的像素区域的断面构造的图。
图4是示出了根据变形例的像素区域的断面构造的图。
图5是示出了根据第二实施方案的像素区域的断面构造的图。
图6A是示出了根据变形例的光电转换部的形状的图。
图6B是示出了根据变形例的光电转换部的形状的图。
图7是示出了电子设备的示意性构造的示例的图。
具体实施方案
下文中，将参照图1至图7来说明根据本发明实施方案的固体摄像装置1和电子设备的示例。将按以下顺序来说明本发明的实施方案。但是本发明不限于以下示例。此外，本说明书中所记载的效果是示例性的而不是限定性的，并且可以有其他效果。
1.第一实施方案：固体摄像装置
1-1固体摄像装置的整体构造
1-2主要部分的构造
2.第二实施方案：固体摄像装置
2-1 主要部分的构造
2-2 变形例
3.电子设备的应用例
<1.第一实施方案：固体摄像装置>
[1-1固体摄像装置的整体构造]
下面将会说明根据本发明第一实施方案的固体摄像装置1。图1是示出了根据本发明第一实施方案的整个固体摄像装置1的示意性构造图。
图1的固体摄像装置1是背面照射式CMOS(互补金属氧化物半导体：ComplementaryMetal Oxide Semiconductor)图像传感器。如图7所示，固体摄像装置1(101)通过光学透镜102摄取来自被摄体的像光(入射光106)，且把在摄像面上成像的入射光106的光量以像素为单位转换成电气信号，并且将电气信号作为像素信号输出。
如图1所示，第一实施方案的固体摄像装置1包括基板2、像素区域3、垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6、输出电路7和控制电路8。
像素区域3包括在基板2上以二维阵列状布置着的多个像素9。像素9包括：图2A和图2B所示的光电转换部17；和多个像素晶体管(未图示)。作为多个像素晶体管，例如可以采用诸如传输晶体管、复位晶体管、选择晶体管和放大器晶体管等四种晶体管。此外，例如，可以使用除选择晶体管以外的三种晶体管。
垂直驱动电路4例如由移位寄存器构成，其选择所期望的像素驱动配线10，将用于驱动像素9的脉冲提供给所选择的像素驱动配线10，并且对各个像素9以行为单位进行驱动。即，垂直驱动电路4对像素区域3中的各个像素9以行为单位依次在垂直方向上选择性地扫描，并且将基于与由各个像素9的光电转换部17接收到的光量对应地产生的信号电荷的像素信号经由垂直信号线11提供给列信号处理电路5。
列信号处理电路5例如是对应于像素9的各列而布置着的，并且针对从一行中的像素9输出的信号，逐个像素列地执行诸如噪声去除等信号处理。例如，列信号处理电路5执行诸如用于去除像素固有的固定模式噪声的相关双采样(CDS：Correlated DoubleSampling)和模数(AD：Analog-Digital)转换等信号处理。
水平驱动电路6例如由移位寄存器构成，且将水平扫描脉冲依次输出至列信号处理电路5，由此依次选择列信号处理电路5各者，并且致使从列信号处理电路5各者把经过了信号处理的像素信号输出至水平信号线12。
输出电路7对从列信号处理电路5各者经由水平信号线12依次提供过来的像素信号执行信号处理，然后输出经过信号处理后的像素信号。例如，作为该信号处理，可以采用缓冲、光学黑电平调整、列差异校正、各种数字信号处理等。作为光学黑电平调整，例如，可以使用如下这样的处理：从从有效像素区域19中的像素9获得的像素信号中减去从光学黑像素区域20中的像素9获得的光学黑电平的基准信号，以将像素信号的黑电平校正为“0”。
控制电路8基于垂直同步信号、水平同步信号和主时钟信号，生成用作垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6等的操作的基准的时钟信号或控制信号。然后，控制电路8将所生成的时钟信号或控制信号输出至垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6等。
[1-2主要部分的构造]
接下来，将说明图1的固体摄像装置1的详细结构。图2A是示出了固体摄像装置1的像素区域3的断面构造的图。图2B是示出了在沿着图2A的线B-B剖开的情况下基板2的平面构造的图。在图2A和图2B中，将背面照射式CMOS图像传感器(CMOS型固体摄像装置)用作固体摄像装置1。
如图2A和图2B所示，第一实施方案的固体摄像装置1包括光接收层16，在光接收层16中依次堆叠有基板2、绝缘膜13、遮光膜14和平坦化膜15。
基板2例如由用硅(Si)制成的半导体基板构成，并且形成图1所示的像素区域3。在像素区域3中，如图2A和图2B所示，通过含有形成于基板2上的多个光电转换部17(即，埋入在基板2中的多个光电转换部17)而被构造成的多个像素9以二维阵列状布置着。在光电转换部17中，生成与入射光18的光量对应的信号电荷，并且累积所生成的信号电荷。
此外，如图1所示，像素区域3被划分为有效像素区域19和光学黑像素区域20(下文中，也称为“OPB像素区域20”)。有效像素区域19是其中形成有用于获得与入射光18对应的像素信号的光电转换部17的区域。此外，OPB像素区域20是与有效像素区域19邻接的区域，OPB像素区域20的光接收面侧被遮光膜14覆盖着，并且在OPB像素区域20中形成有用于获得光学黑电平的像素信号(下文中，也称为“基准信号”)的光电转换部17。图1例示了有效像素区域19位于像素区域3的中央处、且OPB像素区域20位于像素区域3的***部分处的构造。
在OPB像素区域20位于像素区域3的***部分处的情况下，作为在获取光学黑电平的基准信号时所使用的像素9(OPB像素9)，能够采用OPB像素区域20内的像素9的如下像素列：在远离有效像素区域19的上边的位置处且在平面图中与该上边平行地布置着的多个像素列21a；在远离有效像素区域19的下边的位置处且在平面图中与该下边平行地布置着的多个像素列21b；在远离有效像素区域19的左边的位置处且在平面图中与该左边平行地布置着的多个像素列21c；以及在远离有效像素区域19的右边的位置处且在平面图中与该右边平行地布置着的多个像素列21d。
此外，各个光电转换部17由像素分离部22物理地分离。像素分离部22以格子状被形成得包围各个光电转换部17。像素分离部22包括从基板2的处于绝缘膜13侧的表面(下文中，也称为“背面S1”)侧沿着深度方向形成的沟道部23(槽部)。即，在基板2的背面S1侧在相互邻接的光电转换部17之间形成有沟道部23。此外，类似于像素分离部22，沟道部23以格子状被形成得包围各个光电转换部17。
此外，在构成沟道部23的多个直槽部24之中，形成于有效像素区域19与OPB像素区域20之间的边界处的直槽部24(下文中，也称为“第一直槽部24a”)与形成于有效像素区域19内的光电转换部17之间的直槽部24的形状不同。具体地，第一直槽部24a的深度大于布置在有效像素区域19内的像素9之间的直槽部24(下文中，也称为“第三直槽部24c”)的深度。此外，第一直槽部24a的侧壁面和底面由用于覆盖基板2的背面S1侧的绝缘膜13覆盖着。绝缘膜13的膜厚度是为了在第一直槽部24a内部形成空间因而没有将第一直槽部24a内部完全填埋的绝缘膜的均一膜厚度。
此外，遮光材料25埋入到第一直槽部24a内的由绝缘膜13包围的空间内。作为遮光材料25，可以采用诸如铝(Al)、钨(W)或铜(Cu)等金属。通过使用铝、钨和铜，可以提高遮光性。这样，通过让第一直槽部24a的深度大于第三直槽部24c的深度，并且将遮光材料25埋入到第一直槽部24a中，就使得：在有效像素区域19与OPB像素区域20之间的边界附近，入射到有效像素区域19上、通过有效像素区域19且侵入到OPB像素区域20的入射光18之中的经由有效像素区域19(基板2)的较深部分侵入到OPB像素区域20的入射光18能够利用由第一直槽部24a构成的像素分离部22(遮光材料25)而被减弱。
此外，除第一直槽部24a以外的直槽部24(即，第二直槽部24b和第三直槽部24c)各者的深度彼此相同。此外，在第二直槽部24b和第三直槽部24c内埋入有绝缘膜13。即，遮光材料25仅埋入到第一直槽部24a中，并且未埋入到除第一直槽部24a以外的直槽部24(第二直槽部24b和第三直槽部24c)中。
这里，在第一实施方案中，因为第一直槽部24a的深度大于第三直槽部24c的深度，所以在第一直槽部24a与有效像素区域19的光电转换部17之间的界面处产生的暗电流大于在第三直槽部24c与光电转换部17之间的界面处产生的暗电流。于是，从与OPB像素区域20邻接的有效像素区域19内的光电转换部17获得的像素信号是不能使用的。即，与OPB像素区域邻接的有效像素区域19内的像素9是不能使用的像素。类似地，与有效像素区域19邻接的OPB像素区域20内的像素9也是不能使用的像素。
在第一实施方案中，示出了第一直槽部24a的形状(深度)不同于第三直槽部24c的形状(深度)的示例，但是也可以采用其他构造。例如，在构成沟道部23的多个直槽部24之中，多个第二直槽部24b被形成在OPB像素区域20内且在平面图中平行于有效像素区域19与OPB像素区域20之间的边界，第一直槽部24a或多个第二直槽部24b中的至少一个直槽部24(下文中，也称为“特定直槽部26”)的形状可以不同于第三直槽部24c的形状。
具体地，如图3所示，特定直槽部26可以被构造为不包含第一直槽部24a，而仅包含多个第二直槽部24b中的一者。在这种情况下，第一直槽部24a的深度与第三直槽部24c(有效像素区域19内的直槽部24)的深度相同。这使得：在第一直槽部24a与有效像素区域19内的光电转换部17之间的界面处产生的暗电流与在第三直槽部24c与有效像素区域19内的光电转换部17之间的界面处产生的暗电流能够实质上相同。因此，类似于从与边界不邻接的有效像素区域19内的光电转换部17获得的像素信号，从与OPB像素区域20邻接的有效像素区域19内的光电转换部17获得的像素信号是可以被使用的。即，与OPB像素区域20邻接的有效像素区域19中的像素9是可用像素。结果，能够防止有效像素区域19的尺寸缩小。图3示出了离第一直槽部24a最近的第二直槽部24b是特定直槽部26的情况。
此外，例如，如图4所示，特定直槽部26可以被构造为包括第一直槽部24a且包括多个第二直槽部24b中的任意两个以上。这使得能够进一步减弱通过有效像素区域19且侵入到OPB像素区域20的入射光18，并且能够减少不能被用来获取光学黑电平的基准信号的像素9的数量。在图4中，示出了第一直槽部24a和离第一直槽部24a最近的第二直槽部24b这两者构成特定直槽部26的情况。此外，在图4中，例示了当设置有两个特定直槽部26(宽槽部)时，就使得与特定直槽部26邻接的OPB像素区域20内的光电转换部17(像素9)的宽度变窄的情况。
当存在有两个以上的特定直槽部26时，例如，埋入在离有效像素区域19最近的特定直槽部26中的遮光材料25可以是能够反射光的第一材料25a，并且埋入在其他的特定直槽部26中的遮光材料25可以是能够吸收光的第二材料25b。例如，作为第一材料25a，可以采用铝(Al)或钌(Ru)。此外，例如，作为第二材料25b，可以采用钨(W)或钛(Ti)。这使得：能够将通过有效像素区域19且侵入OPB像素区域20的入射光18反射到有效像素区域19，并且能够抑制由与OPB像素区域20邻接的有效像素区域19内的光电转换部17生成的电荷的减少。此外，还能够防止通过离有效像素区域19最近的特定直槽部26且侵入到OPB像素区域20的入射光18的反射，并且能够抑制由于反射的入射光18而在OPB像素区域20内的光电转换部17中产生的电荷的增加。
顺便提及地，例如，在离有效像素区域19最近的特定直槽部26中的遮光材料25是第二材料25b的方法中，减少了在与OPB像素区域20邻接的有效像素区域19内的光电转换部17中生成的电荷。此外，例如，在其他的特定直槽部26中的遮光材料25是第一材料25a的方法中，通过离有效像素区域19最近的特定直槽部26且侵入到OPB像素区域20的入射光18被反射，并且由于反射的入射光18而在OPB像素区域20内的光电转换部17中产生的电荷增加了。
此外，在第一实施方案中，例如，如图2A所示，除了增大了特定直槽部26的深度之外，特定直槽部26的宽度还大于第三直槽部24c的宽度。此外，例如，可以不增大特定直槽部26的深度，而可以仅增大特定直槽部26的宽度(可以使其大于第三直槽部24c的宽度)。这使得能够进一步提高特定直槽部26的遮光性，并且能够更可靠地减弱通过特定直槽部26侵入到OPB像素区域20的入射光18。此外，这使得遮光材料25能够容易地埋入到特定直槽部26中，并且能够防止在遮光材料25中产生空隙。特别地，第一实施方案适用于其中光电转换单元17较深(基板2较厚)并且沟道部23被较深地形成以便检测红外线(IR)的固体摄像装置1。此外，由于仅仅特定直槽部26的宽度被增大了，因此能够抑制基板2的翘曲。在图2A中，示出了在增大了特定直槽部26的宽度时，就减小了与特定直槽部26邻接的OPB像素区域20内的光电转换部17(像素9)的宽度的情况。
顺便提及地，例如，根据把构成沟道部23的所有直槽部24的宽度都增大的方法，直槽部24的开口侧的宽度会增大并且基板2会翘曲。此外，光电转换部17的光接收面侧的面积会变小，并且光电转换部17的灵敏度会降低。
绝缘膜13连续地覆盖直槽部24的侧壁面和底面以及基板2的整个背面S1侧(整个光接收面侧)。绝缘膜13可以通过如下方式而被构成：例如，把多个能够产生固定电荷且能够加强钉扎的具有负电荷的固定电荷薄膜等层叠起来。
遮光膜14连续地覆盖绝缘膜13的整个背面S2侧(整个光接收面侧)。具体地，遮光膜14以格子状被形成为使得在有效像素区域19中具有对应于各光电转换17的光接收面的开口。此外，在OPB像素区域20中，没有对应于光电转换部17的光接收面的开口，并且是被完全遮光的。作为遮光膜14的材料，例如，可以采用诸如铝(Al)、钨(W)或铜(Cu)等金属。
平坦化膜15连续地覆盖绝缘膜13的含有遮光膜14在内的整个背面S2侧(整个光接收面侧)。因此，光接收层16的背面S1侧是没有凹凸的平坦表面。作为平坦化膜15的材料，例如，可以使用诸如树脂等有机材料。
此外，在第一实施方案的固体摄像装置1中，在光接收层16的平坦化膜15侧的表面(下文中，也称为“背面S3”)上在与有效像素区域19对应的部分上形成有通过依次层叠颜色滤波器27和微透镜28(芯片上透镜)而得到的聚光层29。此外，在光接收层16的基板2侧的整个表面(下文中，也称为“正面S4”)上依次层叠有配线层30和支撑基板31。
颜色滤波器27对应于各个光电转换部17而被形成在平坦化膜15的背面S3侧(光接收面侧)上。即，针对一个光电转换部17形成有一个颜色滤波器27。因此，利用颜色滤波器27，形成了其中呈二维阵列状规则地布置有颜色滤波器27的颜色滤波器阵列32。颜色滤波器27各者被构造成：允许例如红色R、绿色G和蓝色B等将要由各光电转换部17接收的入射光18的特定波长透过，并且致使透过的入射光18入射到光电转换部17上。
微透镜28对应于各光电转换部17而被形成在颜色滤波器27的背面S5侧(光接收面侧)上。即，针对一个光电转换部17形成有一个微透镜28。因此，利用微透镜28，形成了其中呈二维阵列状规则地布置有微透镜28的微透镜阵列33。微透镜28各者被构造成：会聚来自被摄体的像光(入射光18)，并且把会聚的入射光18经由颜色滤波器27引导至光电转换部17的背面(光接收面)附近。
配线层30被形成在基板2的正面S4侧，并且被构造成包括层间绝缘膜34和隔着层间绝缘膜34以多层形式进行层叠的配线35。配线层30经由多层的配线35驱动用于构成各像素9的像素晶体管。
支撑基板31被形成在配线层30的与面向基板2的那一侧相反的一侧的表面上。支撑基板31是在固体摄像装置1的制造阶段中用于确保基板2的强度的基板。作为支撑基板31的材料，例如，可以使用硅(Si)。
根据上面的说明，在第一实施方案的固体摄像装置1中，在构成沟道部23的多个直槽部24之中，第一直槽部24a被形成在有效像素区域19与光学黑像素区域20(OPB像素区域20)之间的边界处，多个第二直槽部24b被形成在OPB像素区域20内且在平面图中平行于上述边界，第三直槽部24c被形成在有效像素区域19内的光电转换部17之间，这里，特定直槽部26是第一直槽部24a和/或是多个第二直槽部24b中的至少一者，特定直槽部26具有与第三直槽部24c的形状不同的形状，并且在特定直槽部26的内部埋入有遮光材料25。因此，例如，通过让特定直槽部26的形状是与第三直槽部24c的形状相比具有更优秀遮光性的形状，就使得在有效像素区域19和OPB像素区域20之间的边界附近能够利用由特定直槽部26构成的像素分离部22来减弱通过有效像素区域19侵入到OPB像素区域20内的入射光18。因此，能够减少来自有效像素区域19的入射光18所到达的OPB像素区域20中的光电转换部17(像素9)的行数。即，能够减少不能被用来获取光学黑电平的基准信号的像素9(无效像素9)的行数。具体地，布置于有效像素区域19和OPB像素9(在获取基准信号时所使用的像素9)之间的无效像素9在以往的相关技术中需要10行至20行，但是这里可以只有2行或3行无效像素9。结果，OPB像素区域20缩小了，由此使得芯片面积能够缩小且制造成本能够降低。可供替代地，在维持芯片面积的同时，能够按照OPB像素区域20的缩小量来扩大有效像素区域19。
<2.第二实施方案：固体摄像装置>
[2-1主要部分的构造]
接下来，将说明根据本发明第二实施方案的固体摄像装置1。因为根据第二实施方案的固体摄像装置的整体构造与图1中的相同，因此省略了它的图示。图5是根据第二实施方案的固体摄像装置1的主要部分的断面构造图。在图5中，与图2A对应的部分用相同的附图标记表示，并且将会省略重复的说明。
在根据第二实施方案的固体摄像装置1中，像素分离部22的构造与根据第一实施方案的固体摄像装置1中不同。在第二实施方案中，如图5所示，构成沟道部23的多个直槽部24(第一直槽部24a、第二直槽部24b、第三直槽部24c)各者都被形成得穿透基板2。即，所有直槽部24的深度都相同。此外，特定直槽部26的宽度大于第三直槽部24c的宽度。在图5中，示出了其中第一直槽部24a为特定直槽部26的构造。此外，遮光材料25仅埋入在特定直槽部26中，并且未埋入到除了特定直槽部26以外的直槽部24中。
如上所述，在第二实施方案的固体摄像装置1中，多个直槽部24各者都形成得穿透基板2，并且特定直槽部26的宽度大于第三直槽部24c的宽度。这使得能够进一步改善特定直槽部26的遮光性，并且能够更可靠地减弱通过特定直槽部26侵入到OPB像素区域20的入射光18。此外，将遮光材料25埋入到特定直槽部26内部就变得容易，并且能够防止在遮光材料25内产生空隙。此外，由于仅增大了特定直槽部26的宽度，因此能够抑制基板2的翘曲。
顺便提及地，例如，根据把构成沟道部23的所有直槽部24的宽度都增大的方法，直槽部24的开口侧的宽度就增大了并且基板2会发生翘曲。另外，光电转换部17的光接收面侧的面积会变小，并且光电转换部17的灵敏度会降低。
此外，在第二实施方案的固体摄像装置1中，由于所有直槽部24的深度都相同，由此使得：在第一直槽部24a与有效像素区域19内的光电转换部17之间的界面处产生的暗电流与在第三直槽部24c和光电转换部17之间的界面处产生的暗电流大致相同。因此，从与OPB像素区域20邻接的有效像素区域19内的光电转换部17获得的像素信号是可以使用的。即，与OPB像素区域20邻接的有效像素区域19中的像素9成为在获取像素信号时能够使用的像素9(下文中，也称为“有效像素9”)。因此，在维持有效像素区域19的同时，可以增加有效像素9的数量。
[2-2变形例]
尽管在第一实施方案和第二实施方案中已经示出了光电转换部17的光接收面侧的形状是四边形的示例，但是也可以采用其他构造。例如，该形状可以是如图6A所示的八边形，或者可以是如图6B所示的圆形。当光电转换部17的光接收面侧的形状为八边形或圆形时，构成沟道部23的直槽部24的侧面就成为沿着八边形或圆形的光电转换部17的侧面具有凹凸的形状。
<3.电子设备的应用例>
根据本发明的技术(本技术)可以应用于各种电子设备，例如：诸如数码相机和数码摄影机等摄像设备、具有摄像功能的便携电话、或具有摄像功能的其他设备。
图7是示出了根据本发明的技术(本技术)可适用的电子设备(例如，相机)的示意性构造的示例的图。
如图7所示，电子设备100包括固体摄像装置101、光学透镜102、快门装置103、驱动电路104和信号处理电路105。
光学透镜102使来自被摄体的像光(入射光106)在固体摄像装置101的摄像面上成像。因此，在固体摄像装置101中在一定期间内累积信号电荷。快门装置103控制对固体摄像装置101的光照期间和遮光期间。驱动电路104提供用于控制固体摄像装置101的传输操作和快门装置103的快门操作的驱动信号。利用由驱动电路104提供的驱动信号(时序信号)来执行固体摄像装置101的信号传输。信号处理电路105对从固体摄像装置101输出的信号(像素信号)进行各种信号处理。经过信号处理后的视频信号被存储在诸如存储器等存储介质中或被输出至监视器。
可以应用固体摄像装置1的电子设备100不限于相机，并且固体摄像装置1还可以应用于其他电子设备。例如，固体摄像装置1可以应用于诸如用于诸如便携电话或平板终端等移动设备的相机模块等摄像装置。
已经说明了根据本发明的技术可适用的电子设备的示例。根据本发明的技术可以应用于上述构造中的固体摄像装置101。具体地，图1的固体摄像装置1可以应用于固体摄像装置101。通过将根据本发明的技术应用于固体摄像装置101，可以获得更优良的所拍摄图像。
本技术可以具有以下技术方案。
(1)固体摄像装置，包括像素区域和像素分离部，
所述像素区域被形成于基板上且包括以阵列状布置着的多个光电转换部，所述像素分离部包括以格子状形成于所述光电转换部之间的沟道部，
其中，所述像素区域被划分为有效像素区域和光学黑像素区域，所述有效像素区域包括用于获得与入射光对应的像素信号的所述光电转换部，并且
所述光学黑像素区域与所述有效像素区域邻接，所述光学黑像素区域的光接收面侧被遮光膜覆盖着，且所述光学黑像素区域包括用于获得光学黑电平的基准信号的所述光电转换部，
在构成所述沟道部的多个直槽部之中，第一直槽部被形成在所述有效像素区域与所述光学黑像素区域之间的边界处，多个第二直槽部形成于所述光学黑像素区域内且在平面图中平行于所述边界，且所述第三直槽部形成于所述有效像素区域内的像素之间，
特定直槽部是所述第一直槽部和/或是所述多个第二直槽部中的至少一者，所述特定直槽部具有与所述第三直槽部不同的形状，且在所述特定直槽部的内部埋入有遮光材料。
(2)根据(1)所述的固体摄像装置，其中，
所述特定直槽部的深度大于所述第三直槽部的深度。
(3)根据(2)所述的固体摄像装置，其中，
所述特定直槽部不包括所述第一直槽部，仅包括所述多个第二直槽部中的一者。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的固体摄像装置，其中，
所述特定直槽部的宽度大于所述第三直槽部的宽度。
(5)根据(1)所述的固体摄像装置，其中，
所述多个直槽部各者被形成得穿透所述基板，并且
所述特定直槽部的宽度大于所述第三直槽部的宽度。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的固体摄像装置，其中，
所述特定直槽部包括所述第一直槽部，且包括所述多个第二直槽部中的两者以上。
(7)根据(6)所述的固体摄像装置，其中，
埋入在离所述有效像素区域最近的所述特定直槽部中的所述遮光材料是能够反射光的第一材料，并且
埋入在其他的所述特定直槽部中的所述遮光材料是能够吸收光的第二材料。
(8)根据(1)～(6)中任一项所述的固体摄像装置，其中，
所述遮光材料为铝、钨或铜。
(9)一种电子设备，包括固体摄像装置、光学透镜和信号处理电路，
所述固体摄像装置包括像素区域和像素分离部，
所述像素区域被形成于基板上且包括以阵列状布置着的多个光电转换部，所述像素分离部包括以格子状形成于所述光电转换部之间的沟道部，
所述像素区域被划分为有效像素区域和光学黑像素区域，
所述有效像素区域包括用于获得与入射光对应的像素信号的所述光电转换部，并且
所述光学黑像素区域与所述有效像素区域邻接，所述光学黑像素区域的光接收面侧被遮光膜覆盖着，且所述光学黑像素区域包括用于获得光学黑电平的基准信号的所述光电转换部，
在构成所述沟道部的多个直槽部之中，第一直槽部被形成在所述有效像素区域与所述光学黑像素区域之间的边界处，多个第二直槽部被形成于所述光学黑像素区域内且在平面图中平行于所述边界，第三直槽部被形成于所述有效像素区域内的像素之间，
特定直槽部是所述第一直槽部和/或是所述多个第二直槽部中的至少一者，所述特定直槽部具有与所述第三直槽部的形状不同的形状，且在所述特定直槽部的内部埋入有遮光材料，
所述光学透镜被构造成使来自被摄体的像光在所述固体摄像装置的摄像面上成像，并且
所述信号处理电路被构造成对从所述固体摄像装置输出的信号进行信号处理。
附图标记列表
1：固体摄像装置
2：基板
3：像素区域
4：垂直驱动电路
5：列信号处理电路
6：水平驱动电路
7：输出电路
8：控制电路
9：像素(有效像素、OPB像素)
10：像素驱动配线
11：垂直信号线
12：水平信号线
13：绝缘膜
14：遮光膜
15：平坦化膜
16：光接收层
17：光电转换部
18：入射光
19：有效像素区域
20：光学黑像素区域(OPB像素区域)
21a、21b、21c、21d：多个像素列
22：像素分离部
23：沟道部
24：直槽部
24a：第一直槽部
24b：第二直槽部
24c：第三直槽部
25：遮光材料
25a：第一材料
25b：第二材料
26：特定直槽部
27：颜色滤波器
28：微透镜
29：聚光层
30：配线层
31：支撑基板
32：颜色滤波器阵列
33：微透镜阵列
34：层间绝缘膜
35：配线
100：电子设备
101：固体摄像装置
102：光学透镜
103：快门装置
104：驱动电路
105：信号处理电路
106：入射光
Claims (9)
1.固体摄像装置，包括像素区域和像素分离部，
所述像素区域被形成于基板上且包括以阵列状布置着的多个光电转换部，所述像素分离部包括以格子状形成于所述光电转换部之间的沟道部，
其中，所述像素区域被划分为有效像素区域和光学黑像素区域，
所述有效像素区域包括用于获得与入射光对应的像素信号的所述光电转换部，并且
所述光学黑像素区域与所述有效像素区域邻接，所述光学黑像素区域的光接收面侧被遮光膜覆盖着，且所述光学黑像素区域包括用于获得光学黑电平的基准信号的所述光电转换部，
在构成所述沟道部的多个直槽部之中，第一直槽部被形成在所述有效像素区域与所述光学黑像素区域之间的边界处，多个第二直槽部被形成在所述光学黑像素区域内且在平面图中平行于所述边界，第三直槽部被形成在所述有效像素区域内的像素之间，特定直槽部是所述第一直槽部和/或是所述多个第二直槽部中的至少一者，所述特定直槽部具有与所述第三直槽部的形状不同的形状，且在所述特定直槽部的内部埋入有遮光材料。
2.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述特定直槽部的深度大于所述第三直槽部的深度。
3.根据权利要求2所述的固体摄像装置，其中，
所述特定直槽部不包括所述第一直槽部，仅包括所述多个第二直槽部中的一者。
4.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述特定直槽部的宽度大于所述第三直槽部的宽度。
5.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述多个直槽部各者被形成得穿透所述基板，并且
所述特定直槽部的宽度大于所述第三直槽部的宽度。
6.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述特定直槽部包括所述第一直槽部，且包括所述多个第二直槽部中的任意两者以上。
7.根据权利要求6所述的固体摄像装置，其中，
埋入在离所述有效像素区域最近的所述特定直槽部中的所述遮光材料是用于反射光的第一材料，并且
埋入在其他的所述特定直槽部中的所述遮光材料是用于吸收光的第二材料。
8.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述遮光材料为铝、钨或铜。
9.一种电子设备，包括固体摄像装置、光学透镜和信号处理电路，
所述固体摄像装置包括像素区域和像素分离部，所述像素区域被形成于基板上且包括以阵列状布置着的多个光电转换部，所述像素分离部包括以格子状形成于所述光电转换部之间的沟道部，
其中，所述像素区域被划分为有效像素区域和光学黑像素区域，
所述有效像素区域包括用于获得与入射光对应的像素信号的所述光电转换部，并且
所述光学黑像素区域与所述有效像素区域邻接，所述光学黑像素区域的光接收面侧被遮光膜覆盖着，且所述光学黑像素区域包括用于获得光学黑电平的基准信号的所述光电转换部，
在构成所述沟道部的多个直槽部之中，第一直槽部被形成在所述有效像素区域与所述光学黑像素区域之间的边界处，多个第二直槽部被形成在所述光学黑像素区域内且在平面图中平行于所述边界，第三直槽部被形成在所述有效像素区域内的像素之间，特定直槽部是所述第一直槽部和/或是所述多个第二直槽部中的至少一者，所述特定直槽部具有与所述第三直槽部的形状不同的形状，且在所述特定直槽部的内部埋入有遮光材料，
所述光学透镜被构造成使来自被摄体的像光在所述固体摄像装置的摄像面上成像，并且
所述信号处理电路被构造成对从所述固体摄像装置输出的信号进行信号处理。
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