TW201216453A - Solid imaging element and manufacturing method thereof and imaging device - Google Patents

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semiconductor substrate
solid
imaging device
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TW100124343A
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Atsushi Kawashima
Katsunori Hiramatsu
Yasufumi Miyoshi
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Sony Corp
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Description

201216453 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種固體攝像元件及其製造方法、與攝像 裝置。詳細而言’本發明係關於一種背面照射型之固體攝 像兀件及其製造方法'與使用該固體攝像元件之攝像裝 置。 【先前技姻 先則，於攝像機或數位靜態相機等中，廣泛使用由CCD CChafge Coupled Device，電荷耦合器件）或 CM〇s (C mplementary Metal Oxide Semiconductor，互補金氧半 導體）影像感測器所構成之固體攝像裝置。該等固體攝像 裝置中’針對每-像素而形成有包含光二極體之受光部， 受光部中藉由對人射光進行光電轉換而生成信號電荷。 CCD型固體攝像裝置中，於受光部生成之信號電荷傳輸 過具有^構造之電荷傳輸部内，並於輸出部被轉換為像 素信號而輸出。m CMOS型固體攝像裝置中，於 ^光部生成之㈣電荷針對每—像素而放大，且經放大之 信號被作為像素信號而藉由信號線輸出。 該固體攝像裝置中，存在 邻彦"Μ *㈣斜之入射光或於受光部上 邛產生度反射之入射光而導 硖^ a 1 守双於手導體基板内生成偽信 從而產生漏光或眩光等光學雜訊之問題。 从因此，專利文獻i令揭示有於CCD型固體攝像裝置中， 精由將形成於電荷傳輸部上部之 部盥—§屮” h ^ 〜先膜以埋入形成於受光 4與4出閘極部之界面之槽部 A $成而抑制漏光之產 155141.doc 201216453 生之技術。然而’專利文獻丨中揭示之技術中，因設為於 使用 LOCOS(Local Oxidization of Silicon，區域氧化石夕）氧 化膜而形成之槽部形成遮光膜之構成，故難以將遮光膜形 成於基板深處，且無法完全地阻止作為漏光之原因之斜光 之入射。又’因使遮光膜與埋入深度成正比，且像素面積 縮小，故本質上難以將遮光膜較深地埋入。 然而’近年來，伴隨攝像機或數位靜態相機、照相手機 之小型化 '低消耗電力化，開始越來越多地使用型 固體攝像裝置β再者，CM0S型固體攝像裝置中已知有圖 24所示之正面照射型與圖25所示之背面照射型。 正面照射型固體攝像裝置U1係構成為如圖24之模式構 成圖所示般’包含在半導體基板112上形成有複數個包含 成為光電轉換部之光二極體PD(photodiode)與複數個像素 電晶體之單位像素116之像素區域113。像素電晶體雖未圖 示’但於圖24中表示閘極電極114，且模式性地表示像素 電晶體之存在。 各光二極體PD係以包含雜質擴散層之元件分離區域115 而分離’於半導體基板112之形成有像素電晶體之表面側 形成有隔著層間絕緣膜117而配置複數個配線118之多層配 線層119。配線11 8係將對應於光二極體pd之位置之部分除 去而形成。 於多層配線層119上，隔著平坦化膜丨2〇而依序形成有晶 載衫色渡光片121及晶載微透鏡122。晶載彩色渡光片121 係排列例如紅（R)、綠（G)、藍（B)之各色濾光片而構成。 155141.doc 201216453 正面照射型之固體攝像裝置i丨1中，將形成有多層配線 層Π9之基板表面作為受光面123，光L自該基板表面側入 射。 另一方面，背面照射型固體攝像裝置Π1係如圖25之模 式構成圖所示般，包含在半導體基板112上形成有複數個 包含成為光電轉換部之光二極體PD與複數個像素電晶體之 單位像素116之像素區域113而構成。像素電晶體雖未圖 示’但形成於基板表面側’於圖25中表示閘極電極114， 且模式性地表示像素電晶體之存在。 各光二極體PD係以由雜質擴散層形成之元件分離區域 115分離，於半導體基板丨丨2之形成有像素電晶體之表面側 形成有隔著層間絕緣膜117而形成複數個配線〖i 8之多層配 線層119。背面照射型中，配線丨丨8可與光二極體pD之位置 無關係地形成。 又，於半導體基板112之光二極體PD所面向之背面上依 序形成有絕緣層128、晶載彩色濾光片丨2丨及晶載微透鏡 122。 背面照射型之固體攝像裝置13 1中，將與形成有多層配 線層及像素電晶體之基板表面為相反側之基板背面作為受 光面132，光L自該基板背面側入射。 此外，需要使像素微細化而使元件高積體化。然而，上 述正面照射型固體攝像裝置1U係通過多層配線層119之間 而於光二極體PD受光之構造。因此，伴隨高積體化、像素 微細化，因配線等障礙物而難以充分地確保受光部區域， 155141.doc 201216453 從而擔心感度下降或陰影變大等問題。 另一方面，背面照射型之固體攝像裝置131中，光L不受 多層配線層119之限制地人射至光二極體PD，故可獲得較 寬之光二極體PD之開口，你而π由 J 從而可實現高感度化。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]曰本專利特開2004-1401 52號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 上述背面照射型之固體攝像裝置中，因擔心由斜光所導 致之光學雜訊，故較佳為於作為光照射側之基板之背面側 之受光部間形成遮光膜。於該情料，雖考慮於作為光照 射側之基板之背面側形成丨層包含遮光膜之層，但因與遮 光膜之高度成正比地導致基板與晶載透鏡面之間之距離變 長，故會引起聚光特性惡化。再者，於聚光特性惡化之情 形時，透過其他像素之彩色濾光片之斜光人射至與該像素 不同之像素之受光部而亦產生混色或感度下降之問題。 本發明係鑒於以上問題而完成者，其目的在於提供一種 不使聚光特性惡化即可抑制眩光或漏光等光學雜訊之固體 攝像元件及其製造方法'與攝像裝置。 [解決問題之技術手段] 為達成上述目的，本發明之固體攝像元件包含：半導體 基板’其設置有包含對入射光進行光電轉換之受光部之有 效像素區域；配線層，其設置於該半導體基板之與受光面 155141.doc 201216453 相反之面側；P槽部’其設置於鄰接之受光部間並且自 以半導體基板之受光面側形成至料深度；以及絕緣材 料’其埋入该第1槽部之至少一部分。 又’本發明之固體攝像元件包含：半導體基板，豆設置 有包含對人射光進行光㈣換之受光敎有效像素區域； 配線層，其設置於該半導體基板之與受^面相反之面側； 第1槽部，其設置於鄰接之受光部間並且自上述半導體基 板之受光面側形成至特定深度；第2槽部，其設置於位於 上述有效像素區域周圍之被遮光之光學黑色區域並且自上 述半導體基板之受光面側形成至特定深度；絕緣材料，其 埋入上述第1槽部之至少一部分；以及遮光材料，其埋入 上述第2槽部之至少一部分。 又，本發明之固體攝像元件包含：半導體基板，其設置 有包含對人射光進行光電轉換之受光部之有效像素區域； 配線層，其設置於該半導體基板之與受光面相反之面側； 第1槽部，其設置於鄰接之受光部間並且自上述半導體基 板之受光面側形成至特定深度；第3槽部，其設置於上述 有效像素區域與位於該有效像素區域周圍之被遮光之光學 黑色區域之間並且自上述半導體基板之受光面側形成至特 定深度；絕緣材料，其埋入上述第1槽部之至少一部分； 以及遮光材料’其埋入上述第3槽部之至少一部分。 又，本發明之固體攝像元件包含：半導體基板，其設置 有包含對入射光進行光電轉換之受光部之有效像素區域； 配線層’其设置於該半導體基板之與受光面相反之面側； 155141.doc 201216453 第1槽部，其設置於鄰接之受光部間並且自上述半導體基 板之受光面側形成至特定深度，·第2槽部，其設置於位於 上述有效像素區域周圍之被遮光之光學黑色區域並且自上 述半導體基板之受光面側形成至特定深度；第3槽部，其 设置於上述有效像素區域與上述光學黑色區域之間並且自 上述半導體基板之受光面側形成至特^深度；絕緣材料， 其埋入上述第1槽部之至少—部分；以及遮光材料，其埋 入上述第2槽部之至少一部分及上述第3槽部之至少一部 分。 此處，藉由包含設置於鄰接之受光部間並且自半導體基 板之受光面側形成至特定深度之第i槽部與埋入第丨槽部2 至丨一部分之絕緣材料，而使受光部彼此在物理上分開， 且可抑制於半導體基板表面附近進行了S電轉換之信號電 荷流入相鄰之像素。 一又，藉由包含設置於位於有效像素區域周圍之被遮光之 光學區域並且自半導體基板之受光面側形成至特定深度之 第：槽部與埋入第2槽部之至少一部分之遮光材料，而實現 ，學黑色區域之埋入遮光，從而實現固體攝像元件之更低 高度化。 進而’藉由包含設置於有效像素區域與光學黑色區域之 間並且自半導體基板之受光面側形成至特定深度之第3槽 2埋入第3槽部之至少一部分之遮光材料，可抑制光向 光學黑色區域繞回，可實現黑位準之精度提高。 又，為達成上述目的，本發明之固體攝像元件之製造方 155141.doc 201216453 法包含如下步驟：於設置有包含對入射光進行光電轉換之 又光邛之有效像素區域之半導體基板之鄰接之受光部間， 自上述半導體基板之受光面側形成特定深度之第1槽部； 將絕緣材料埋入上述第丨槽部之至少一部分，·以及於上述 半導體基板之與受光面相反之面側形成配線層。 “ 又，本發明之固體攝像元件之製造方法包含如下步驟： 於設置有包含對入射光進行光電轉換之受光部之有效像素 區域之半導體基板之鄰接之受光部間，自上述半導體基板 之受光面側形成特定深度之第1槽部，並且於位於上述有 效像素區域周圍之被遮光之光學黑色區域，自上述半導體 基板之受光面側形成特定深度之第2槽部；將絕緣材料埋 入上述第1槽部之至少一部分；將遮光材料埋入上述第2槽 15之至夕。卩分，以及於上述半導體基板之與受光面相反 之面側形成配線層。 又，本發明之固體攝像元件之製造方法包含如下步驟： 於設置有包含對入射光進行光電轉換之受光部之有效像素 區域之半導體基板之鄰接之受光部間，自上述半導體基板 之受光面側形成特定深度之第丨槽部，並且於上述有效像 素區域與位於該有效像素區域周圍之被遮光之光學黑色區 域門自上述半導體基板之受光面側形成特定深度之第 3槽部；將絕緣材料埋入上述第1槽部之至少一部分；將遮 光材料埋入上述第3槽部之至少一部分；以及於上述半導 體基板之與受光面相反之面側形成配線層。 又，本發明之固體攝像元件之製造方法包含如下步驟： 155141.doc 201216453 =置有包含對人射光進行光電轉換之受光部之有效像素 區域之半導體基板之鄰接之受光部間，自上述半導體基板 之受先面側形成特定深度之第1槽部，並且於位於上述有 效像素區域周圍之被遮光之光學黑色區域，自上述半導體 基板之受光面側形成特定深度之第2槽部，進而於上述有 效像素區域與上述光學黑色區域之間，自上述半導體基板 之受光面側形成特定深度之第3槽部；將絕緣材料埋入上 述第i槽部之至少一部分；將遮光材料埋入上述第2槽部之 至少一部分及上述第3槽部之至少—部分；以及於上述半 導體基板之與受光面相反之面側形成配線層。 此處’於设置有包含對入射光進行光電轉換之受光部之 有效像素區域之半導體基板之鄰接之受光部間，自半導體 基板之受光面卿成敎深度^槽部，繼而將絕緣材 枓埋入幻槽部之至少一部分’由此，其結果包含設置於 鄰接之受光部間並且自半導體基板之受光面側形成至特定 深度之第!槽部與埋入第i槽部之至少一部分之絕緣材料。 因此’受光部彼此在物理上分開，且可抑制於半導體基板 表面附近進行了光電轉換之信號電荷流入相鄰之像素。 、又，於位於有效像素區域周圍之被遮光之光學黑色區 域，自半導體基板之受光面側形成特定深度之第2槽部， 繼而將遮光材料埋入第2槽部之至少一部分，由此，其結 果包含設置於位於有效像素區域周圍之被遮光之光學區域° 並且自半導體基板之受光面側形成至特定深度之第2槽部 與埋入第2槽部之至少一部分之遮光材料。因此，實現光 I55141.doc -10. 201216453 =色區域之埋入遮光’從而實現固體攝像元件之更低高 、進而1有效像素區域與位於該有效像素區域周圍之被 先學黑色區域之間，自半導體基板之受光面側形成 ’疋深度之第3槽部，繼而將遮光材料埋入第3槽部之至少 一部分’由此，其結果包含設置於有效像素區域與光學黑 色區域之間並且自半導體基杯 千㈣純之以面_成至特定深度 之弟3槽部與埋入第3槽部之至少—部分之遮光材料1 =抑制光向光學黑色區域繞回，從而實現黑位準之精 度徒局。 又’為達成上述目的，本發明之攝像裝置包含 像元件，其包含半導體基板、配绫居资 敬配線層、第1槽部及絕緣材 料，該半導體基板設置有包含對人射光進料電轉換之受 光部之有效像素區域’該配線層設置於該半導體基板之與 受光面相反之面側’該第!槽部設置於鄰接之受光部間並 且自上述半導體基板之受光面側形成至 材料埋人該第1槽部之至少-部分4學系統，其使入I 光聚光於上述受光部；以及信號處理部，其對在上述受光 部進行了光電轉換之信號電荷進行處理。 又，本發明之攝像裝置包含：固體攝像元件，其包含半 導體基板、配線層、第丨槽部、第2槽部、絕緣材料及遮光 材料，該半導體基板設置有包含對入射光進行光電轉換之 文光。卩之有效像素區域，該配線層設置於該半導體基板之 與受光面相反之面側，該第1槽部設置於鄰接之受光部間 155141.doc -11 - 201216453 並且自上述半導體基板之受光面側形成至特定深度，該第 2槽部設置於位於上述有效像素區域周圍之被遮光之光學 黑色區域並且自上述半導體基板之受光面側形成至特定深 度，該絕緣材料埋入上述第丨槽部之至少一部分，該遮光 材料埋入上述第2槽部之至少一部分；光學系統，其使入 射光聚光於上述受光部；以及信號處理部，其對在上述受 光部進行了光電轉換之信號電荷進行處理。 又，本發明之攝像裝置包含：固體攝像元件，其包含半 導體基板、配線層、第i槽部、第3槽部、絕緣材料及遮光 材料’該半導體基板設置有包含對人射光進行光電轉換之 受光部之有效像素區域，該配線層設置於該半導體基板之 與受光面相反之面側，該第丨槽部設置於鄰接之受光部間 並且自上述半導體基板之受光面側形成至特定深度；該第 3槽部設置於上述有效像素區域與位於該有效像素區域周 圍之破遮光之光學黑色區域之間並且自上述半導體基板之 受光面側形成至特定深度，該絕緣材料埋入上述第〗槽部 之至少一部分，該遮光材料埋入上述第3槽部之至少一部 刀，光學系統，其使入射光聚光於上述受光部；以及信號 處理部’其對在上述受光部進行了光電轉換之信號電荷進 行處理。 又，本發明之攝像裝置包含：固體攝像元件，其包含半 導體基板、配線層、第j槽部、第2槽部、第3槽部、絕緣 材料及遮光材料’該半導體基板設置有包含對人射光進行 光電轉換之受光部之有效像素區域，該配線層設置於該半 155141.doc 201216453 導體基板之與受光面相反之面側，該第1槽部設置於鄰接 之受光部間並且自上述半導體基板之受光面侧形成至特定 深度，該第2槽部設置於位於上述有效像素區肖周圍之被 遮光之光學黑色區域並且自上述半導體基板之受光面側形 成至特定深度，該第3槽部設置於上述有效像素區域與上 述光學黑色區域之間並且自上述半導體基板之受光面側形 成至特定深度，該絕緣材料埋入上述第丨槽部之至少一部 分，該遮光材料埋人上述第2槽部之至少—部分及上述第3 槽部之至少-部分；光學系統，其使入射光聚光於上述受 光部；以及信號處理部，其對在上述受光部進行了光電轉 換之信號電荷進行處理。 此處，藉由包含設置於鄰接之受光部間並且自半導體基 面側形成至特定深度之第1槽部與埋入第i槽部之 至少-部分之絕緣材料，而使受光部彼此在物理上分開， 可抑制於半導體基板表面附近進行了光電轉換之信號電荷 流入相鄰之像素，從而可獲得較高圖像質量之攝像圖像。 •藉由包3 置於位於有效像素區域周圍之被遮光之 光予區域並且自半導體基板之受光面側形成至特定深度之 第2槽部與埋人第2槽部之至少—部分之遮光材料，而實現 先學黑色區域之埋入遮光’從而實現攝像裝置之更低高度 化。 、、藉由包3 °又置於有效像素區域與光學黑色區域之 :並且自半導體基板之受光面側形成至特定深度之第3槽 D入第3槽部之至少一部分之遮光材料，可抑制光向 155141.doc -13- 201216453 光學黑色區域繞Ϊ3 ，攸/rr_廢_ a 貫現黑位準之精度提高，可獲得 較高圖像質量之攝像圖像。 [發明之效果] 藉由本發月之固體攝像元件及其製造方法而獲得之固體 攝像元件、及攝像裝置不使聚光特性惡化即可抑制眩光或 漏光等光學雜訊》 【實施方式】 以下，對用以實施本發明之形態（以下稱為「實施形 態」）進行說明。再者，以如下順序進行說明。 1. CMOS型固體攝像裝置之概略構成例 2. 第1實施形態 3. 第2實施形態 4·第3實施形態 5. 第4實施形態 6. 第5實施形態 7. 變形例 < 1. CMOS型固體攝像裝置之概略構成例> 將應用於本發明之各實施形態之CMOS型固體攝像裝置 之一例之概略構成示於圖1。此處所示之固體攝像裝置丄係 如圖1所示般包含於半導體基板11 (例如碎基板）上包含複數 個光電轉換元件之像素2規則地二維排列之像素區域（所謂 的攝像區域）3、及周邊電路部而構成。 像素2係包含作為光電轉換元件之例如光二極體、及複 數個像素電晶體（所謂的MOS(Metal Oxide Semiconduct。!·， 155141.doc -14- 201216453 金屬氧化物半導體）電晶體p複數個像素電晶體可包含例 如傳輸電晶體、重置電晶體及放大電晶體之3個電晶體。 此外亦可追加選擇電晶體而包含4個電晶體。 圖23係用以說明像素2之單位像素之電路構成之一例之 模式圖。 單位像素係包含例如光二極體51作為光電轉換元件，且 相對於該1個光二極體51，包含傳輸電晶體52、放大電晶 體53位址電晶體54、重置電晶體55之4個電晶體作為主 動元件。 光二極體51將入射光光電轉換為與其光量對應之量之電 荷（此處為電子卜傳輸電晶體52連接於光二極體51與浮動 擴散FD(Floating Diffusi〇n)之間。而且，藉由通過驅動配 線56向傳輸電晶體之間極（傳輸閘極）提供驅動信號，而將 以光二極體51進行了光電轉換之電子傳輸至浮動擴散fd。 放大電晶體53之閘極連接於浮動擴散FD。放大電晶體 53經由位址電晶體54連接於垂直信i㈣㈣成像素部外 之恆定電流源I與源極隨耦器。位址信號通過驅動配線μ 而提供給位址電晶體54之間極，若位址電晶體54接通，則 放大電晶體53放大浮動擴散FD之電位’並將與該電位對應 之電墨輸出至垂直信號線57。自各像素輸出之電麼通過垂 直信號線57輸出至S/H.CDS電路。 重置電晶體55連接於電源Vdd與浮動擴散FD之間。藉由 通過驅動配線59向重置電晶體55之閘極提供重置信號：而 將浮動擴散FD之電位重置為電源電位Vdd。 155141.doc 15 201216453 因傳輸電晶體52、位址電晶體54及重置電晶體5s之各閘 極以列為單位連接，故該等動作對丨列之各像素同時進 行。 又，像素2亦可採用共有像素構造。所謂該共有像素構 造包含複數個光二極體、複數個傳輸電晶體、共有之丄個 浮動擴散、及共有之一個個之其他像素電晶體。 周邊電路部構成為包含垂直驅動電路4、行信號處理電 路5、水平驅動電路6、輸出電路7及控制電路8等。 控制電路8接收指示輸入時脈與動作模式等之資料，又 輸出固體攝像裝置之内部資訊等資料。即，控制電路8 中，根據垂直同步信號、水平同步信號及主時脈而生成成 為垂直驅動電路4、行信號處理電路5及水平驅動電路^等 之動作之基準之時脈信號或控制信號。然後，將該等信號 輸入至垂直驅動電路4、行信號處理電路5及水平驅動;路 6等。 垂直驅動電路4包含例如移位暫存器，選擇像素驅動配 線並將用以驅動像素之脈衝供給至所選擇之像素驅動配 線’從而以歹J為單位驅動像素。I垂直驅動電路4以列 為單位依序於垂直方向選擇掃描像素區域3之各像素]，並 通過垂直信號線9,將基於在成為各像素2之光電轉換元件 之例如光二極體中對應於受光量而生成之信號電荷之像素 信號供給至行信號處理電路5。 ’' 行信號處理電路5針對像素2之例如每一行而配置，針對 每-行像素而對自!列之像素2輸出之信號進行雜訊除去等 155I4I.doc -16 - 201216453 七號處理。即，行信號處理電路5進行用以除去像素2固有 之固定圖案雜訊之⑽（CGiTelated DQuble Sampnng，相關 雙採樣）、或信號放大、AD(AnalGg_tQ_Digital，類比數字） 轉換等信號處理。水平選擇開關（未圖示）連接於與水平信 號線10之間而設置於行信號處理電路5之輸出段。 水平驅動電路6包含例如移位暫存器，藉由依序輸出水 平掃描脈衝而按順序選擇各個行信號處理電路5,自各個 灯#號處理電路5使像素信號輸出至水平信號線1〇。 輸出電路7自各個行信號處理電路5通過水平信號線職 序對供給之信號進行信號處理並輸出。例如，既存在僅進 行緩衝之情形，又存在進行黑位準調整、行不均修正、各 種數位信號處理等情形。輸入輸出端子12與外部進行信號 之交換。 施形態之CMOS型固 式圖。此處所示之 圖2係用以說明應用於本發明之各實 體攝像裝置之一例之剖面構造之模 CMOS型固體攝像裝置21係形成有例如於包含碎之半導體 基板22排列複數個像素之像素區域（所謂之攝像區域如、 及配置於圖2中未圖示之像素區域周邊之周邊電路部。 像素區域23係包含實際上接收光且將藉由光電轉換而生 成之信號電荷放大並讀出至行信號處理電路5之有效像素 區域23A、及用以輸出成為黑位準之基準之光學上之黑色 之光學黑色區域23B而構成。再者，光學黑色區域23B形 成於有效像素區域23 A之外周部。 單位像素24包含成為光電轉換部之光二極體pD與複數 155141.doc 201216453 個像素電晶體以遍及半導體基板22之整個 厚度方向之方式形成’且作為包含n型半導體區域25與面 向基板正背兩表面之P型半導體區域26之叩接面型光二極 體。再者，面向基板正背兩表面之p型半導體區域兼具用 以抑制暗電流之電洞電荷儲存區域。 包含光二極體PD及像素電晶體ΤΓ2各像素24係藉由在p 型半導體區域形成之元件分離區域27而分離。像素電晶體 Tr係於形成於半導體基板22之表面22Α側之ρ型半導體井區 域28，雖未圖示但形成有n型源極區域及汲極區域，且於 兩區域間之基板表面隔著閘極絕緣膜而形成閘極電極29而 構成。再者，該圖中，以i個像素電晶體Tr代表複數個像 素電晶體而表示，並且以閘極電極29模式性地表示。 於半導體基板22之表面22A上形成有隔著層間絕緣膜31 而配置複數個配線32而成之所謂之多層配線層33。因光不 入射至多層配線層33，故配線32之佈局可自由地設定。 又，半導體基板22之背面22B上依序形成有晶載彩色濾 光片42及晶載微透鏡43。再者，作為晶載彩色濾光片42可 使用例如拜耳排列之彩色濾光片，晶載微透鏡43可由例如 樹脂等有機材料形成。 再者’光L自基板背面22B側入射，於晶載微透鏡43聚 光並由各光二極體PD接收。 <2.第1實施形態> [固體攝像裝置之構成例] 圖3係用以說明本發明之固體攝像裝置之第1實施形態之 155141.doc 18- 201216453 模式圖。本實施形態之固體攝像裝置係於成為光二極體PD 之受光面34之基板背面22B之元件分離區域27，自半導體 基板22之背面22B側形成有100 nm〜300 nm之線寬之第1槽 部61。再者，第1槽部61於俯視時以包圍各像素24之方式 形成為例如格子狀。 又’於半導體基板22之背面22B上形成有包含氧化铪 (Hf〇2)膜之高介電材料膜62，於第1槽部61之侧面及底面 形成有咼介電材料膜62。進而，包含二氧化石夕之絕緣材料 63隔著高介電材料膜62而埋入第1槽部61。 第1實施形態之背面照射型之固體攝像元件2丨中，鄰接 之受光部彼此藉由第1槽部61而在物理上分開。因此，可 抑制於半導體基板22之背面附近進行了光電轉換之信號電 街流入相鄰之像素’從而可降低於鄰接之像素間產生之光 學混色。 再者，於元件分離區域27形成第1槽部61之情形時，於 第1槽部6 1之側壁及底面藉由因物理損害或離子照射所引 起之雜質活化，而有可能於第1槽部61之周邊部產生脫離 鎖定之可能性。對於該問題點，第丨實施形態之背面照射 型之固體攝像元件21中，於第1槽部61之側壁及底面形成 具有較多固定電荷之高介電材料膜62，從而可抑制脫離鎖 定。 [變形例] 第1實施形態中，雖舉例僅於第丨槽部61内埋入絕緣材料 63之情形進行說明，但如圖4所示，亦可於高介電材料膜 15514I.doc 19· 201216453 62上之整個面上設置絕緣材料63。 [固體攝像裝置之製造方法之例] 將第1實施形態之固體攝像裝置21之製造方法示於圖5及 圖6。再者，圖5及圖6中，僅表示主要部分之剖面構造， 關於省略之部分之符號參照圖2。 第1實施形態之固體攝像裝置21之製造方法中，首先， 於應形成矽之半導體基板22之像素區域之區域，形成對應 於以包含p型半導體區域之元件分離區域27分離之各像素 之光二極體PD。 再者，光二極體PD係具有包含如遍及基板厚度方向之 全域之η型半導體區域25、與接觸η型半導體區域25且面對 基板之正背兩表面22Α、22Β之ρ型半導體區域26之ρη接 面。 於基板表面22Α之與各像素對應之區域，分別形成接觸 於元件分離區域27之ρ型半導體井區域28，於該ρ型半導體 井區域28内形成有複數個像素電晶體Tr之各個。再者，像 素電晶體Tr分別包含源極區域及汲極區域、閘極絕緣膜及 閘極電極29。 進而’於基板表面22A之上部，隔著層間絕緣膜3丨而形 成配置有複數層之配線32之多層配線層33。 其次’如圖5A所示，於半導體基板22之背面22B上成膜 有正型感光性之抗蝕膜91，於元件分離區域27，利用通用 之光微影技術以形成1 〇〇 nm〜300 nm之線寬之開口區域之 方式進行圖案化。 155141.doc -20- 201216453 繼而’藉由使用SF6/02系氣艚夕私J , 尔孔體之乾式蝕刻，如圖5B所 示，將抗钱膜91作為遮罩，辟ώ此 韁由將半導體基板22刻蝕400 nm左右而形成第丨槽部61。其後，除去抗蝕膜91。 其次，如圖50所示，於半導體基板22之背面22b上，藉 由濺鍍法而成膜50 nm氧化銓膜（高介電材料膜“卜進 而’如圖6A所示，於氧化給膜之上層，藉由⑽法而成膜 200 nm二氧化矽膜（絕緣膜63)β其結果’氧化铪膜與二氧 化矽膜埋入第1槽部61 » 其次，如圖6Β所示’藉由進行CF4/〇2系氣體之乾式银 刻，而將除埋入第1槽部61之二氧化矽以外之二氧化矽除 去。 其後’於半導體基板22之背面22B上，依序形成例如拜 耳排列之晶載彩色濾光片42及晶載微透鏡43。如此，可獲 得第1實施形態之固體攝像裝置21。 <3.第2實施形態> [固體攝像裝置之構成例] 圖7係用以說明本發明之固體攝像裝置之第2實施形態之 模式圖。本實施形態之固體攝像裝置係於成為光二極體pD 之受光面3 4之基板背面2 2 B之元件分離區域2 7，自半導體 基板22之背面22B側形成100 nm〜300 nm之線寬之第1槽部 61。再者，第1槽部61於俯視時以包圍各像素24之方式形 成為例如格子狀。 又，本實施形態之固體攝像裝置係於成為光二極體PD 之受光面34之基板背面22B之光學黑色區域23B，自半導 155141.doc -21 · 201216453 體基板22之背面22B側形成線寬約500 μιη之第2槽部64。 進而，於半導體基板22之背面22Β上，形成包含氧化铪 (Hf〇2)膜之高介電材料膜62，於第1槽部61之側面及底 面、第2槽部64之側面及底面形成高介電材料膜62。 又’包含二氧化矽之絕緣材料63隔著高介電材料膜62而 埋入第1槽部61。另一方面，包含二氧化矽之絕緣材料63 及包含鶴之遮光材料65隔著高介電材料膜62而埋入第2槽 部64 〇 第2實施形態之背面照射型之固體攝像裝置21中，因於 光學黑色區域23B中具有將遮光材料65埋入第2槽部64而構 成之埋入遮光’故可實現固體攝像裝置之低高度化。 即，為規定黑位準而必需將具有遮光性之膜形成於光學 黑色區域23B ’於未進行埋入遮光之情形時，如圖8所示， 必需於半導體基板22之背面22B上成膜遮光膜66。於該情 形時’僅相當於遮光膜66之厚度部分妨礙低高度化。對 此’本實施形態之背面照射型之固體攝像裝置2丨中，藉由 採用埋入遮光而實現低高度化，使自晶載微透鏡43至光二 極體PD之距離接近，從而光之入射效率提高，進一步實現 防止混色。 第2實施形態之背面照射型之固體攝像裝置21中，鄰接 之受光部彼此藉由第1槽部61而在物理上分開，故與上述 第1實施形態相同，可降低鄰接之像素間發生之光學混 色。 又，因於第1槽部61之側壁及底面、第2槽部64之側壁及 155141.doc -22- 201216453 底面形成具有較多^電荷之高介電材料脑，故與上述 第1實施形態相同，可抑制脫離鎖定。 [變形例] 第2實施形態中’雖舉例絕緣材料63及遮光材料“隔著 兩介電材㈣62埋人第2槽部64之情料行說明，作絕緣 材料63並非必需埋入。例如’如圖9所示，亦可設為隔著 高介電材料膜62而僅將遮光材料65埋入第2槽部“之構 [固體攝像裝置之製造方法之例] 置21之製造方法示於圖1〇 將第2實施形態之固體攝像裝 及圖11。再者，圖1〇及圖由 _ 久圆1 1中，僅表不主要部分之剖面構 造，關於省略之部分之符號參照圖2。 第2實施形態之固體攝像裝置21之製造方法中，以與第^ 實施形態相同之方法’形成藉由元件分離區域27而分離之 光一極體PD、p型半導體井區域28、像素電晶體多層 配線層33。 其次，如圖10A所示，於半導體基板22之背面22b上成 膜有正型感光性之抗钱膜91後’利用通用之光微影技術使 抗触膜91圖案化。具體而言，於元件分離區域27形成100 mn〜300 nm之線寬之開口區域，並於光學黑色區域23b進 行圖案化以形成線寬約5 〇〇 μιη之開口區域。 繼而，藉由使用SF0/〇2系氣體之乾式蝕刻，如圖1〇Β所 示，藉由將抗蝕臈91作為遮罩，並將半導體基板22刻蝕 4〇〇 nm左右而形成第1槽部61及第2槽部64 ^其後，除去抗 155141.doc •23· 201216453 蝕膜91。 其次，如圖10C所示’於半導體基板22之背面22B上， 藉由濺鍍法而成膜50 nm氧化铪膜（高介電材料膜62)。進 而’如圖10D所示’於氧化姶膜之上層，藉由CVD法而成 膜200 nm二氧化矽膜（絕緣膜63)。其結果，氧化姶膜與二 氧化石夕膜埋入第1槽部61。再者，第2槽部64係未澈底埋入 之狀態。 繼而，如圖11A所示’利用抗蝕膜92覆蓋位於光學黑色 區域23B之第2槽部64之底面之二氧化矽膜（絕緣膜63)，並 進行使用CF4/〇2系氣體之乾式钮刻，從而除去抗钮膜92。 其結果’如圖11B所示，將除埋入第1槽部61及第2槽部64 之二氧化矽以外之二氧化矽除去。 其次’如圖11C所示’藉由CVD法將包含鎢之遮光膜93 成膜約300 nm ’於光學黑色區域23B之第2槽部64之底面利 用抗触膜94覆蓋已成膜之遮光膜93。 繼而，如圖11D所示，將抗蝕膜94作為遮罩而進行 SFJO2系氣體之乾式蝕刻’並將露出之遮光膜93進行蝕刻 除去。其結果’藉由除去抗姓膜94’而使氧化給膜、二氧 化矽膜及遮光膜埋入光學黑色區域23B之第2槽部64。 其後’於半導體基板22之背面22B上，依序形成例如拜 耳排列之Ba載务色遽光片4 2及晶載微透鏡4 3。如此，可獲 得第2實施形態之固體攝像裝置21。 <4.第3實施形態> [固體攝像裝置之構成例] 155141.doc •24- 201216453 圖12係用以說明本發明之固體攝像裝置之第3實施形態 之模式圖。本實施形態之固體攝像裝置係於成為光二極體 PD之受光面μ之基板背面22B之元件分離區域27，自半導 體基板22之背面22B側形成1〇〇 nm~3〇〇 nm之線寬之第1槽 部61 °再者’第1槽部61於俯視時以包圍各像素24之方式 形成為例如格子狀。
又’本實施形態之固體攝像裝置係於成為光二極體PD 之文光面34之基板背面22B之有效像素區域23A與光學黑 色區域23B之間之區域，自半導體基板22之背面22B形成 第3槽部6 7。 又，於半導體基板22之背面22B上，形成包含氧化姶 (HfOO膜之高介電材料膜62，•於第i槽部61之侧面及底 面、第3槽部67之側面及底面形成高介電材料膜62。 又，包含二氧化矽之絕緣材料63隔著高介電材料膜62而 埋入第1槽部61。另—方面，包含二氧化矽之絕緣材料63 及包含鎢之遮光材料65隔著高介電材料膜62而埋入第3槽 第3實施形態之背面照射型之固體攝像裝置。中，因於
現黑位準之提高。 光材料6 5埋入第3槽部6 7而構成之埋入遮光 之區域，包含 ，故可實
從而可使黑位準提高。 155141.doc 25· 201216453 又，第3實施形態之背面照射型之固體攝像裝置？！中， 鄰接之受光部彼此藉由第1槽部61而在物理上分開，故與 上述第1實施形態相同，可降低於鄰接之像素間產生之光 學混色。 又，因於第1槽部61之側壁及底面、第3槽部”之側壁及 底面形成具有較多固定電荷之高介電材料膜62，故與上述 第1實施形態相同’可抑制脫離鎖定。 [變形例] 第3實施形態中，雖舉例絕緣材料63及遮光材料隔著 高介電材料膜62而埋入第3槽部67之情形進行說明，但絕 緣材料63並非必需埋入。亦可設為例如圖13所示隔著高介 電材料膜62而僅將遮光材料65埋入第3槽部67之構成。 [固體攝像裝置之製造方法之示例]
將第3實施形態之固體攝像裝番〇 1 ^制、1 1 及圖15。再者，圖14及圖15中， 造，關於省略之部分之符號參照圖2。 第3實施形態之固體攝像裝置21之製造方法中’以與第玉 實施形態相同之方法，被出茲cb芬灿A a - . _
其次，如圖14A所示，於主邋鹏计^ m ...
155141.doc -26- 201216453 學黑色區域23B之間進行圖案化以形成開口區域。 繼而，藉由使用SFJO2系氣體之乾式蝕刻，如圖i 4B所 示，藉由將抗蝕膜9丨作為遮罩，並將半導體基板22刻蝕 4〇〇 nm左右而形成第i槽部61及第3槽部67。其後，除去抗 蝕膜91。 其次，如圖14C所示，於半導體基板22之背面22B上， 藉由濺鍍法而成膜50 rnn氧化铪膜（高介電材料膜62)。進 而，如圖14D所示，於氧化铪膜之上層，藉由CVD法而成 膜200 nm二氧化矽膜（絕緣膜63)。其結果，氧化铪膜與二 氧化矽膜埋入第！槽部61。再者，第3槽部67係未澈底埋入 之狀態》 繼而，如圖15A所示，利用抗蝕膜92覆蓋位於第3槽部67 之底面之二氧化矽膜（絕緣膜63)，並進行使用CF4/〇2系氣 體之乾式姓刻而除去抗蝕膜92。其結果，如圖15B所示， 將除埋入第1槽部61及第3槽部67之二氧化矽以外之二氧化 矽除去。 其次，如圖15C所示，藉由CVD法而將包含鎢之遮光膜 93成膜約300 nm，繼而，如圖15D所示，於第3槽部67之底 面利用抗姓膜94覆蓋已成膜之遮光膜93。 其次’將抗蝕膜94作為遮罩進行SFjO2系氣體之乾式蝕 刻’並將露出之遮光膜93進行蝕刻除去。其結果，藉由除 去抗飯膜94，氧化給膜、一氧化妙膜及遮光膜埋入第3样 部67 ° 其後’於半導體基板22之背面22B上，依序形成例如拜 155141.doc -27- 201216453 耳排列之晶載彩色濾光片42及晶載微透鏡43。如此，可獲 得第3實施形態之固體攝像裝置21。 <5.第4實施形態> [固體攝像裝置之構成例] 圖16係用以說明本發明之固體攝像裝置之第4實施形態 之模式圖。本實施形態之固體攝像裝置係於成為光二極體 PD之受光面34之基板背面22B之元件分離區域27，自半導 體基板22之背面22B側形成100 nm〜300 nm之線寬之第1槽 部61。再者，第1槽部61於俯視時以包圍各像素24之方式 形成為例如格子狀。 又’本實施形態之固體攝像裝置係於成為光二極體PD 之受光面34之基板背面22B之光學黑色區域23B，自半導 體基板22之背面22B側形成線寬約500 μπι之第2槽部64。 進而’本實施形態之固體攝像裝置係於成為光二極體 pD之受光面34之基板背面22Β之有效像素區域23八與光學 黑色區域23Β之間之區域，自半導體基板22之背面22Β形 成第3槽部67。 於半導體基板22之背面22Β上’形成包含氧化铪 (Hf〇2)獏之高介電材料膜62 ,於第1槽部61之側面及底 面、第2槽部64之側面及底面、第3槽部⑺之側面及底面形 成高介電材料膜62。 匕3 —氧化矽之絕緣材料63隔著高介電材料膜62而 勹=t邛61。另一方面，包含二氧化矽之絕緣材料μ 及包含鎢之遮光材料65隔著高介電材料膜62而埋入第2槽 155141.doc -28- 201216453 部64及第3槽部67。 第4實施形態之背面照射型之固體攝像裝置21中，鄰接 之受光部彼此藉由第1槽部61而在物理上分開，故與上述 第1實施形態相同’可降低於鄰接之像素間發生之光學混 • 色。 ，又’因於第1槽部61之側壁及底面、第2槽部62之側壁及 底面、第3槽部67之側壁及底面形成具有較多固定電荷之 高介電材料膜62，故與上述第1實施形態相同，可抑制脫 離鎖定。 進而’第4實施形態之背面照射型之固體攝像裝置2 j 中，因於光學黑色區域23B形成埋入遮光，故與上述第2實 施形態相同’可實現固體攝像裝置之低高度化。 又，第4實施形態之背面照射型之固體攝像裝置21中， 包含將遮光材料65埋入第3槽部67而構成之埋入遮光，故 與上述第3實施形態相同，可實現黑位準之提高。 [變形例] 第4實施形態中，雖舉例絕緣材料〇及遮光材料65隔著 高介電材料膜62而埋入第2槽部64及第3槽部67之情形進行 * 說明，但絕緣材料63並非必需埋入。亦可設為例如圖17所 #隔著高介電材料膜62而僅將遮光材料65埋人第2槽部Μ 及第3槽部67之構成。 [固體攝像裝置之製造方法之示例] 將第4實施形態之固體攝像裝置21之製造方法示於圖Η 及圖19。再者，，圖19中’僅表示主要部分之剖面構 155141.doc -29- 201216453 造’關於省略之部分之符號參照圖2。 第4實施形態之固體攝像裝置21之製造方法中，以與第1 實施形態相同之方法，形成藉由元件分離區域27而分離之 光二極體PD、p型半導體井區域28、像素電晶體Tr、多層 配線層33。 其次，如圖18A所示，於半導體基板22之背面22B上成 膜有正型感光性之抗蝕膜91後，利用通用之光微影技術使 抗触膜91圖案化。具體而言’於元件分離區域27形成1〇〇 nm〜300 nm之線寬之開口區域’於光學黑色區域23B進行 圖案化以形成線寬約500 μηι之開口區域。又，同時，於進 行圖案化之時，有效像素區域23 Α與光學黑色區域23Β之 間亦形成開口區域。 繼而，藉由使用SF6/〇2系氣體之乾式蝕刻，如圖18B所 示，藉由將抗蝕膜91作為遮罩並將半導體基板22刻蝕4〇〇 nm左右，從而形成第i槽部61、第2槽部64及第3槽部67。 其後’除去抗蝕膜91。 其次’如圖18C所示’於半導體基板22之背面22B上， 藉由濺鍍法而成膜50 nm氧化姶膜（高介電材料膜62)。進 而，如圖18D所示，於氧化铪膜之上層，藉由CVD法而成 膜200 nm二氧化矽膜（絕緣膜63)。其結果，氧化姶膜與二 氧化矽臈埋入第1槽部61。再者，第2槽部64及第3槽部π 係未澈底埋入之狀態。 繼而，如圖19A所示，利用抗蝕膜92覆蓋位於第2槽部64 及第3槽部67之底面之二氧化碎膜（絕緣㈣），並進行使用 155141.doc -30_ 201216453 CF4/〇2系氣體之乾式蝕刻’從而除去抗蝕膜92。其結果， 如圖19B所示，將除埋入第1槽部61、第2槽部64及第3槽部 67之二氧化矽以外之二氧化矽除去。 其次，如圖19C所示，藉由CVD法而將包含鎢之遮光膜 93成膜約300 nm，繼而，如圖19D所示，於第2槽部64及第 3槽部67之底面利用抗蝕膜94覆蓋已成膜之遮光膜％。 其次’將抗蝕膜94作為遮罩進行SF6/〇2系氣體之乾式蝕 刻，並將露出之遮光膜9 3進行触刻除去。其結果，藉由除 去抗蝕膜94，光學黑色區域23B之第2槽部64係藉由氧化铪 膜、二氧化石夕膜及遮光膜而埋入。又，有效像素區域23a 與光學黑色區域23B之間之區域之第3槽部67亦藉由氧化銓 膜、二氧化矽膜及遮光膜而埋入。 其後’於半導體基板22之背面22B上，依序形成例如拜 耳排列之晶載彩色濾光片42及晶載微透鏡43。如此，可獲 得第4實施形態之固體攝像裝置2 i。 <6.第5實施形態> [照相機之構成] 圖20係用以說明作為應用本發明之攝像裝置之一例之照 相機77之模式圖。而且，此處所示之照相機77係將上述第 1實施形態〜第4實施形態之固體攝像裝置用作攝像器件 者。 應用本發明之照相機77中，來自被攝體（未圖示）之光經 由透鏡71等光學系統及機械快門72而入射至固體攝像裝置 73之攝像區域。再者，機械快門72係用以阻斷光向固體攝 155141.doc -31 · 201216453 像裝置73之攝像區域之人射而決定曝光時間者。 此處，固體攝像裝置73係使用上述第i實施形態〜第4訾 施形態之固體攝像裝置】，並藉由包含時序產生電 動系等驅動電路74而驅動。 ° 又，固體攝像裝置73之輸出信號係於藉由下段之信號， 理電路75而進行各種信號處理後，作為攝像信號導出至^ 部’導出之攝像信號記憶於記憶體等記憶媒體或輸。 視器》 现 再者，機械快門72之開關控制、驅動電路74之控制、， 號處理電路7 5之控制等係藉由系統控制器7 6而進行。° 應用本發明之照相機中，因採用應用上述本發明之固體 攝像裝置’故可抑制光學混色之產生，且可獲得較高圖像 質量之攝像圖像。 <7.變形例> [關於彩色濾光片] 上述第1實施形態〜第5實施形態中，雖舉例使用 RGB(RedGreenBlue，紅、綠、藍，三原色）拜耳排列之彩 色遽光>M2之情形進行說明，但為了使色再現性提高，並 實現高精度之固體攝像裝置，亦可使用有機光電轉換膜。 圖21係用以說明第1實施形態之變形例之模式圖。此處 所不之固體攝像裝置21係於半導體基板22之背面22B上形 成有機光電轉換膜82,進而隔著分離層83而形成有機彩色 濾光片層84。 有機彩色濾光片層84係對應於光二極體PD而形成，且 155141.doc -32· 201216453 為了取出例如藍（B)與紅（R)，包含將青（Cyan)之有機彩色 濾光片層84C與黃（Yeii〇w)之有機彩色濾光片層84γ配置為 棋盤格子狀者。又，有機彩色濾光片層84上形成有使入射 光聚光於各光二極體PD之晶載微透鏡43。 作為有機光電轉換膜82之綠（G)系之色素，作為一例， 有若丹明系色素 '酞菁衍生物、喹吖啶酮、曙紅_γ、份菁 系色素等。 本變形例之固體攝像裝置21係自有機光電膜82取出綠 (G)信號，並藉由青（Cyan)與黃（YeU〇w)之有機彩色濾光片 層84之組合而取出藍（b)與紅（R)者。 以下，根據圖22對有機光電轉換膜82與有機彩色濾光片 層8 4之平面配置（編碼）之一例進行說明β 如圖22(A)所示般，包含有機光電轉換膜82之綠（R)配置 於所有像素。又，如圖22(B)所示般，青（Cyan)與黃 (Yellow)排列為所謂之棋盤格子狀，藍（B)與紅（R)之分光 以如下原理達成。 即’藍（B)可藉由在青（Cyan)之有機彩色濾光片層84C上 之吸收而除去紅（R)成分，繼而藉由綠（G)之有機光電轉換 膜82之吸收而除去綠（G)成分，並藉由剩餘之藍（B)成分而 取出。 另一方面，紅（R)可藉由黃（Yell〇w)之有機彩色濾光片層 84Y上之吸收而除去藍（B)成分，繼而藉由綠⑴）之有機光 電轉換膜82之吸收而除去綠（G)成分，並藉由剩餘之紅（R) 成分而取出。 155141.doc •33· 201216453 藉由以上之構成’可輪出綠（G)、藍（B)、紅（R)之經分離 之色信號》 再者’青（Cyan)之有機彩色濾光片層84C與黃（YeU〇w)之 有機彩色濾光片層84Y以成為所謂之棋盤格子狀排列之方 式配置，由此導致空間上之亮度或色度之解像度稍微下 降。然而，可顯著改善色再現性。 [關於半導體基板] 上述第1實施形態〜第4實施形態中，雖舉例半導體基板 包含矽之情形進行說明，但半導體基板並非必需為矽基 板，亦可藉由其他半導體材料而構成半導體基板。 [關於高介電材料膜] 上述第1實施形態〜第4實施形態中，雖舉例使用氧化铪 膜作為高介電材料膜62之情形進行說明，但並非必需使用 氧化姶膜。即，只要可抑制由形成第〗槽部61、第2槽部Μ 或者第3槽部67所㈣之脫離鎖定即可，並非必需使用氧 化給膜。亦可為例如五氧化纽（Ta2〇5)膜或二氧化鍅（Zr〇2)
[關於埋入遮光;I 上述之第2實施形態、第3實施形態及第4實施形態" 例使用鶴作為遮光㈣65之㈣進行說明。但並非必需儀 用即只要能構成埋人遮光即可，例如亦可埋入紹等。 【圖式簡單說明】 圖1係應用於本發明之久管始泥能^ ^ 各貫施开八L之CMOS型固體攝像裝 置之一例之概略構成圖。 圖2係用以說明應用於本發 β I谷貫施形態之CMOS型固 155I41.doc -34- 201216453 體攝像裝置之一例之剖面構造之模式圖。 圖3係用以說明本發明之固體攝像襞置之第丨實施形態之 模式圖。 圖4係用以說明本發明之固體攝像裝置芩第丨實施形態之 ‘ 變形例之模式圖。 • 圖5A-C係用以說明第1實施形態之固體攝像裝置之製造 方法之模式圖（1)。 圖6A、B係用以說明第i實施形態之固體攝像裝置之製 造方法之模式圖（2)。 圖7係用以說明本發明之固體攝像裝置之第2實施形態之 模式圖。 圖8係用以說明未進行埋入遮光之情形時之光學黑色區 域之遮光之模式圖。 圖9係用以說明本發明之固體攝像裝置之第2實施形態之 變形例之模式圖。 圖10A-D係用以說明第2實施形態之固體攝像裝置之製 造方法之模式圖（1)。 圖11A-D係用以說明第2實施形態之固體攝像裝置之製造 . 方法之模式圖（2)。 圖12係用以說明本發明之固體攝像裝置之第3實施形態 之模式圖。 圖13係用以說明本發明之固體攝像裝置之第3實施形態 之變形例之模式圖。 ， 圖14 A-D係用以說明第3實施形態之固體攝像裝置之製 I55141.doc -35- 201216453 造方法之模式圖（1)。 圖15A-D係用以說明第3實施形態之固體攝像裝置之製 造方法之模式圖（2)。 圖16係用以說明本發明之固體攝像裝置之第4實施形態 之模式圖。 圖17係用以說明本發明之固體攝像裝置之第4實施形態 之變形例之模式圖。 圖18A-D係用以說明第4實施形態之固體攝像裝置之製 造方法之模式圖（丨）。 圖19A-D係用以說明第4實施形態之固體攝像裝置之製 造方法之模式圖（2)。 圖20係用以說明作為應用於本發明之攝像裝置之一例之 照相機之模式圖。 圖21係用以說明第1實施形態之變形例之模式圖。 圖22A、B係用以說明有機光電轉換膜與有機彩色濾光 片層之平面配置（編碼）之一例之模式圖。 圖23係用以說明單位像素之電路構成之一例之模式圖。 圖24係用以說明先前之正面照射型之CMOS型固體攝像 裝置之模式圖。 圖25係用以說明先前之背面照射型之CMOS型固體攝像 裝置之模式圖。 【主要元件符號說明】 1、21、73、85 固體攝像裝置 2 像素 155141.doc • 36 - 201216453 3、23、 113 像素區域 4 垂直驅動電路 5 行信號處理電路 6 水平驅動電路 7 輸出電路 8 控制電路 9 垂直信號線 10 水平信號線 11 > 22、 112 半導體基板 12 輸入輸出端子 22A 基板正面 22B 基板背面 23A 有效像素區域 23B 光學黑色區域 24 ' 116 單位像素 25 η型半導體區域 26 ρ型半導體區域 27 元件分離區域 28 Ρ型半導體井區域 29 閘極電極 31 ' 117 層間絕緣膜 32 配線 33 ' 119 多層配線層 34、 123 、132 受光面 155141.doc •37- 201216453 42 、 121 43 、 122 51 52 53 54 55 56 、 58 、 59 57 61 62 63 64 65 66 67 71 72 74 75 76 77 82 83 晶載彩色渡光片 晶載微透鏡' 光二極體 傳輸電晶體 放大電晶體 位址電晶體 重置電晶體 驅動配線 垂直信號線 第1槽部 高介電材料膜 絕緣材料 第2槽部 遮光材料 遮光膜 第3槽部 透鏡 機械快門 驅動電路 信號處理電路 系統控制器 照相機 有機光電轉換膜 分離層 155141.doc -38- 201216453 84 有機彩色濾光片層 84C 青之有機彩色濾光片層 84Y 黃之有機彩色濾光片層 91 、 92 ' 94 抗蝕膜 93 遮光膜 111 正面照射型固體攝像裝置 114 閘極電極 115 元件分離區域 118 配線 120 平坦化膜 128 絕緣層 131 背面照射型固體攝像裝置 155141.doc -39-

Claims (1)

  1. 201216453 七、申請專利範圍： 1 * 種固體攝像元件，其包含： 半導體基板’其設置有包含對入射光進行光電轉換之 受:光部之有效像素區域； • 配線層’其設置於該半導體基板之與受光面相反之面 側； 第1槽部’其設置於鄰接之受光部間並且自上述半導 體基板之受光面側形成至特定深度；以及 絕緣材料’其埋入該第1槽部之至少一部分。 2. 如請求項1之固體攝像元件，其中包含： 第2槽部，其設置於位於上述有效像素區域周圍之被 遮光之光學黑色區域並且自上述半導體基板之受光面側 形成至特定深度；以及 遮光材料，其埋入該第2槽部之至少一部分。 3. 如請求項1之固體攝像元件，其中包含： 第3槽部，其設置於上述有效像素區域與位於該有效 像素區域周圍之被遮光之光學黑色區域之間並且自上述 半導體基板之受光面側形成至特定深度；以及 遮光材料’其埋入該第3槽部之至少一部分。 4. 如請求項1之固體攝像元件，其中包含： 第2槽部，其设置於位於上述有效像素區域周圍之被 遮光之光學黑色區域並且自上述半導體基板之受光面側 形成至特定深度； 第3槽部，其設置於上述有效像素區域與上述光學黑 155141.doc 201216453 色區域之間並且自上述半導體基板之受光面側形成至特 定深度；以及 遮光材料，其埋入上述第2槽部之至少一部分及上述 第3槽部之至少一部分。 以 5.如請求項1、2、3或4之jg體攝像元件，其令上述半導體 基板包含元件分離區域，其設置於鄰接之受光部間並且 包含特定之雜質區域，使鄰接之受光部間電性分離，且 上述第1槽部形成於上述元件分離區域。 6·如請求項卜^心之固體攝像元件货其令包含形成於 上述第1槽部與上述絕緣材料之間之高介電材料膜。 7.如請求項2或4之固體攝像元件，其中包含形成於上述第 2槽。卩與上述遮光材料之間之高介電材料膜。 8·如請求項3或4之固體攝像元件，其中包含形成於上述第 3槽部與上述遮光材料之間之高介電材料膜。 9· -種固體攝像元件之製造方法，其包含如下步驟： 於設置有包含對入射光進行光電轉換之受光部之有效 像素區域之半導體基板之鄰接之受光部間，自上述半導 體基板之受光面側形成特定深度之第〗槽部； 將絕緣材料埋入上述第丨槽部之至少一部分；以及 於上述半導體基板之與受光面相反之面側形成 層。 10.如4求項9之固體攝像元件之製造方法，其中包含如 步驟： 卜 形成上述第！槽部，並且於位於上述有效像素區域周 155141.doc 201216453 圍之被遮光之光學黑色區域，自上述半導體基板之受光 面側形成特定深度之第2槽部；以及 將遮光材料埋入上述第2槽部之至少—部分。 11.如請求項9之固體攝像元件之製造方法，其中包含如 步驟： 上述有效像素區域與位 之光學黑色區域之間， 於 形成上述第1槽部，並且於 "亥有效像素區域周圍之被遮光 上述半導體基板之受光面㈣成特定深度之第3槽部 以及 將遮光材料埋入上述第3槽部之至少一部分。 12·如請求項9之固體攝像元件之製造方法，其中包 步驟： 形成上述第1槽部，並且於位於上述有效像素區域周 圍之被遮光之光學黑色區域，自上述半導體基板之受光 面側形成特定深度之第2槽部，進而於上述有效像素區 域與上述光學黑色區域之間，自上述半導體基板之受光 面側形成特定深度之第3槽部；以及 將遮光材料埋入上述第2槽部之至少-部分及上述第3 槽部之至少一部分。 13. —種攝像裝置，其包含： 固體攝像元件，盆包令· ，、巴含+導體基板、配線層、第1槽 部及絕緣材料，該半導體基板設置有包含對入射光心 光電轉換之受光部之有效像素區域，該配線層設置於該 半導體基板之愈_香 〇 尤面相反之面側，該第1槽部設置於 155141.doc 201216453 鄰接之受光部間並且自上述半導體其把♦众 千导體基板之受光面側形成 至特定深度，該絕緣材料埋人該第旧部之至少一部 分； 光學系統’其使入射光聚光於上述受光部；以及 信號處理部，其對在上述受光部進行了光電轉換之信 號電荷進行處理。 14. 如請求項13之攝像裝置，其中包含： 第2槽部，其設置於位於上述有效像素區域周圍之被 遮光之光學黑色區域並且自上述半導體基板之受光面側 形成至特定深度；以及 遮光材料，其埋入該第2槽部之至少一部分。 15. 如請求項13之攝像裝置，其中包含： 第3槽部，其設置於上述有效像素區域與位於該有效 像素區域周圍之被遮光之光學黑色區域之間並且自上述 半導體基板之受光面側形成至特定深度；以及 遮光材料，其埋入該第3槽部之至少一部分。 16. 如請求項13之攝像裝置，其中包含： 第2槽部，其設置於位於上述有效像素區域周圍之被 遮光之光學黑色區域並且自上述半導體基板之受光面側 形成至特定深度； 第3槽部，其設置於上述有效像素區域與上述光學黑 色區域之間並且自上述半導體基板之受光面側形成至特 定深度；以及 遮光材料，其埋入上述第2槽部之至少一部分及上述 第3槽部之至少一部分。 155141.doc
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