專利名稱：固態(tài)攝像器件的制造方法、固態(tài)攝像器件和電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固態(tài)攝像器件的通過成膜過程形成光電轉(zhuǎn)換部的制造方法、通過該方法獲得的固態(tài)攝像器件以及具有該固態(tài)攝像器件的電子裝置。
背景技術(shù)：
在具有多個(gè)依次布置的光電轉(zhuǎn)換部的固態(tài)攝像器件中，存在具有層疊結(jié)構(gòu)的固態(tài)攝像器件，以便增強(qiáng)光接收靈敏度并提高像素的密度，在該層疊結(jié)構(gòu)中，光電轉(zhuǎn)換部設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電路的上方。對(duì)于此類固態(tài)攝像器件的制造方法，目前提出了下述層疊方法。首先，將雜質(zhì)引入由硅基板構(gòu)成的第一基板的表面，以形成光接收元件。接下來， 在第一基板的背面?zhèn)刃纬傻竭_(dá)光接收元件的溝槽，且在第一基板的背面?zhèn)壬闲纬赏ㄟ^溝槽連接到光接收元件的電極。另一方面，在第二基板的主表面?zhèn)壬闲纬呻姾蓚鬏敳亢碗姌O。此后，第一基板和第二基板彼此層疊，使得形成在第一基板的背面?zhèn)壬系碾姌O與形成在第二基板的一個(gè)主表面?zhèn)鹊碾姌O相對(duì)并相互連接。由此，可獲得具有層疊結(jié)構(gòu)的固態(tài)攝像器件， 在該層疊結(jié)構(gòu)中，形成在第二基板上的電荷傳輸部設(shè)置在第一基板(其正面?zhèn)仍O(shè)置有光接收元件)的背面?zhèn)?以上內(nèi)容請(qǐng)參見日本專利公開申請(qǐng)No. JP特開平1-20M65)。此外，近幾年來，還提出了一種使用化合物半導(dǎo)體來替換單晶硅的固態(tài)攝像器件。 此類固態(tài)攝像器件通過下述方法制造在該方法中，通過成膜過程形成由化合物半導(dǎo)體組成的半導(dǎo)體薄膜。例如，該制造方法可根據(jù)下述步驟執(zhí)行。首先，在半導(dǎo)體基板上形成電路部，在電路部的上側(cè)形成圖案化的下部電極層。接著，通過濺射法在下部電極層的上側(cè)形成半導(dǎo)體薄膜，以像素為單位對(duì)半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行蝕刻，并形成覆蓋半導(dǎo)體薄膜的透明電極。由此，可獲得具有層疊結(jié)構(gòu)的固態(tài)攝像器件，在該層疊結(jié)構(gòu)中，具有半導(dǎo)體薄膜的光吸收層設(shè)置在電路部上形成的下部電極層上(以上內(nèi)容請(qǐng)參見國(guó)際申請(qǐng)WO 2008/093834)。然而，在通過上述半導(dǎo)體薄膜的成膜過程來制造固態(tài)攝像器件的方法中，作為光吸收層的半導(dǎo)體薄膜形成在半導(dǎo)體基板的形成有電路部和下部電極層的上側(cè)。因此，很難獲得具有高結(jié)晶度以及良好光電轉(zhuǎn)換效率的半導(dǎo)體薄膜。此外，例如，在為了獲得具有較好結(jié)晶度的半導(dǎo)體薄膜而以高溫進(jìn)行成膜過程或在成膜過程之后進(jìn)行結(jié)晶化退火的情況下， 設(shè)置在半導(dǎo)體薄膜下方的電路部和下部電極層會(huì)受到加熱的影響而受損(例如溶解)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種固態(tài)攝像器件的制造方法，其中具有良好結(jié)晶度的半導(dǎo)體薄膜的光電轉(zhuǎn)換部可層疊地形成在驅(qū)動(dòng)電路和電極的上側(cè)，而不會(huì)受到驅(qū)動(dòng)電路和電極的影響。另外還需要通過該制造方法獲得的固態(tài)攝像器件以及具有該固態(tài)攝像器件的電子裝置。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種固態(tài)攝像器件的制造方法。在該制造方法中，首先，在第一基板上形成用作光電轉(zhuǎn)換部的半導(dǎo)體薄膜。另一方面，在第二基板的表面?zhèn)壬闲纬沈?qū)動(dòng)電路。此后，使所述第一基板和所述第二基板彼此層疊，使得所述半導(dǎo)體薄膜連接到所述驅(qū)動(dòng)電路。隨后，從所述半導(dǎo)體薄膜移除所述第一基板，使得所述半導(dǎo)體薄膜保留在所述第二基板一側(cè)上。在上述制造方法中，半導(dǎo)體薄膜形成在不同于設(shè)有驅(qū)動(dòng)電路的第二基板的第一基板上。因此，可以在不影響第二基板上的驅(qū)動(dòng)電路的情況下，在所需處理溫度下進(jìn)行半導(dǎo)體薄膜的成膜過程并在所需處理溫度下進(jìn)行結(jié)晶化退火，從而獲得具有良好結(jié)晶度的半導(dǎo)體薄膜。接著，通過層疊將具有較好結(jié)晶度的半導(dǎo)體薄膜移到設(shè)有驅(qū)動(dòng)電路的第二基板上。本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種固態(tài)攝像器件，所述固態(tài)攝像器件具有通過上述制造方法獲得的結(jié)構(gòu)。因此，所述固態(tài)攝像器件包括驅(qū)動(dòng)電路，其以陣列狀態(tài)形成在基板的表面?zhèn)壬希缓凸怆娹D(zhuǎn)換部，其包括半導(dǎo)體薄膜，所述半導(dǎo)體薄膜在設(shè)有所述驅(qū)動(dòng)電路的所述基板上層疊成與所述驅(qū)動(dòng)電路相連接。具體地說，所述半導(dǎo)體薄膜是通過成膜過程獲得， 且所述半導(dǎo)體薄膜層疊在設(shè)有所述驅(qū)動(dòng)電路的所述基板上。本發(fā)明的又一實(shí)施例提供了包含具有上述結(jié)構(gòu)的固態(tài)攝像器件的電子裝置。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，能夠獲得具有層疊結(jié)構(gòu)的固態(tài)攝像器件，在該層疊結(jié)構(gòu)中，在不影響驅(qū)動(dòng)電路的情況下，包括具有良好結(jié)晶度的半導(dǎo)體薄膜的光電轉(zhuǎn)換部層疊地形成在驅(qū)動(dòng)電路的上側(cè)。由此，能夠獲得具有優(yōu)異光電轉(zhuǎn)換效率和良好成像特性的固態(tài)攝像器件，且可以獲得具有該固態(tài)攝像器件的電子裝置。


圖1是應(yīng)用有本發(fā)明的固態(tài)攝像器件的整體框圖；圖2A 圖2D是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)攝像器件的制造方法的步驟剖面圖 (部分1)；圖2E 圖2G是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)攝像器件的制造方法的步驟剖面圖 (部分2)；圖3A 圖3C是說明本發(fā)明第二實(shí)施例的固態(tài)攝像器件的制造方法的步驟剖面圖 (部分1)；圖3D 圖3F是說明本發(fā)明第二實(shí)施例的固態(tài)攝像器件的制造方法的步驟剖面圖 (部分2)；圖4表示第一實(shí)施例或第二實(shí)施例的固態(tài)攝像器件中設(shè)置的驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)示例；圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例的變化例1的結(jié)構(gòu)的主要部分剖面圖；圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例的變化例2的結(jié)構(gòu)的主要部分剖面圖；圖7表示變化例1或變化例2的固態(tài)攝像器件中設(shè)置的驅(qū)動(dòng)電路的示例；圖8是表示本發(fā)明實(shí)施例的變化例3的結(jié)構(gòu)的主要部分剖面圖；圖9表示變化例3的固態(tài)攝像器件中設(shè)置的驅(qū)動(dòng)電路示例；
圖10表示通過變化例3的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行的信號(hào)電荷的讀出；及圖11是本發(fā)明第三實(shí)施例的電子裝置的框圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。說明將按照下面的順序進(jìn)行。1.固態(tài)攝像器件的整體結(jié)構(gòu)示例2.第一實(shí)施例(通過連接半導(dǎo)體薄膜和驅(qū)動(dòng)電路形成的層疊結(jié)構(gòu)的示例)3.第二實(shí)施例(通過連接半導(dǎo)體薄膜上的像素電極和驅(qū)動(dòng)電路形成的層疊結(jié)構(gòu)的示例)4.應(yīng)用到第一和第二實(shí)施例的像素電路的示例5.變化例1 (將半導(dǎo)體薄膜連接到第二基板的擴(kuò)散層的示例)6.變化例2(將半導(dǎo)體薄膜上的像素電極連接到第二基板的擴(kuò)散層的示例)7.應(yīng)用到變化例1和2的像素電路的示例8.變化例3 (像素電路具有全局快門功能的示例)9.應(yīng)用到變化例3的像素電路的示例(設(shè)置有全局快門功能的示例)10.第三實(shí)施例(電子裝置的實(shí)施例)注意，在下述實(shí)施例和變化例中，使用相同附圖標(biāo)記表示相同的構(gòu)成元件，并略去對(duì)相同元件的重復(fù)說明。1.固態(tài)攝像器件的整體結(jié)構(gòu)示例圖1表示由本發(fā)明各實(shí)施例的制造方法所制造的作為固態(tài)攝像器件示例的 MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)型固態(tài)攝像器件的整體結(jié)構(gòu)。圖1所示的固態(tài)攝像器件1在例如由單晶硅組成的基板3的主表面?zhèn)壬暇哂袛z像區(qū)域5，在攝像區(qū)域5中，二維地順序布置有多個(gè)均包含光電轉(zhuǎn)換部的像素。攝像區(qū)域5中的每個(gè)像素設(shè)置有光電轉(zhuǎn)換部和像素電路，該光電轉(zhuǎn)換部具有半導(dǎo)體薄膜(所謂的光電二極管)，該像素電路具有多個(gè)晶體管(所謂的MOS晶體管)、電容元件等。在下文中，通過適用于各實(shí)施例和變化例的結(jié)構(gòu)舉例說明像素電路的結(jié)構(gòu)。此外，在每一像素的結(jié)構(gòu)中，在多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部之間共用一個(gè)像素電路的一部分。在上述攝像區(qū)域5的周邊設(shè)置有諸如垂直驅(qū)動(dòng)電路6、列信號(hào)處理電路7、水平驅(qū)動(dòng)電路8和系統(tǒng)控制電路9等外圍電路。垂直驅(qū)動(dòng)電路6例如是由用于選擇像素驅(qū)動(dòng)線11的移位寄存器構(gòu)成，且垂直驅(qū)動(dòng)電路6將用于驅(qū)動(dòng)像素的脈沖提供給所選擇的像素驅(qū)動(dòng)線11，從而以行為單位驅(qū)動(dòng)排列在攝像區(qū)域5中的像素。具體來說，垂直驅(qū)動(dòng)電路6以行為單位并在垂直方向上順序執(zhí)行像素的選擇性掃描。此外，通過與像素驅(qū)動(dòng)線11垂直地布置的垂直信號(hào)線，將基于信號(hào)電荷的像素信號(hào)提供給列信號(hào)處理電路7，所述信號(hào)電荷根據(jù)像素中接收的光量產(chǎn)生。例如以各像素列為單位配置列信號(hào)處理電路7，列信號(hào)處理電路7以各像素列為單位對(duì)輸出自一列像素的信號(hào)執(zhí)行諸如噪聲移除等信號(hào)處理。具體地說，列信號(hào)處理電路7執(zhí)行用于移除像素所特有的固定模式噪聲的⑶S(相關(guān)雙采樣，correlated double sampling)、信號(hào)放大、AD(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換等。水平驅(qū)動(dòng)電路8例如是由移位寄存器組成，水平驅(qū)動(dòng)電路8順序輸出水平掃描脈沖，從而順序選擇列信號(hào)處理電路7，并使像素信號(hào)從列信號(hào)處理電路7輸出。系統(tǒng)控制電路9接收輸入時(shí)鐘和用于指示操作模式等的數(shù)據(jù)，并輸出固態(tài)攝像器件1的內(nèi)部信息等數(shù)據(jù)。具體地說，系統(tǒng)控制電路9基于垂直同步信號(hào)、水平同步信號(hào)和主時(shí)鐘產(chǎn)生控制信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)，所產(chǎn)生的控制信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)用作垂直驅(qū)動(dòng)電路6、列信號(hào)處理電路7、水平驅(qū)動(dòng)電路8等的操作基準(zhǔn)。上述外圍電路6 9和設(shè)置在成像區(qū)域5中的像素電路構(gòu)成用于驅(qū)動(dòng)像素的驅(qū)動(dòng)電路。2.第一實(shí)施例固態(tài)攝像器件的制造方法圖2A 圖2G是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)攝像器件的制造方法的步驟剖面圖，每一附圖均表示與排列在上述圖1所示的攝像區(qū)域5中的像素之中的三個(gè)像素相對(duì)應(yīng)的區(qū)域。根據(jù)圖2A 圖2G，下文將說明第一實(shí)施例的固態(tài)攝像器件的制造方法。首先，如圖2A所示，制備第一基板21。該第一基板21是由例如單晶硅(Si)、單晶砷化鎵(GaAs)、單晶磷化銦αηΡ)等單晶材料形成的基板。在第一基板21上方形成作為光電轉(zhuǎn)換部的半導(dǎo)體薄膜23。這里，在由單晶材料形成的第一基板21上，半導(dǎo)體薄膜23相對(duì)第一基板21外延生長(zhǎng)，從而初步形成具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體薄膜23。通過外延生長(zhǎng)形成的半導(dǎo)體薄膜23的材料示例包括feJnP、AUnP、GaInAs、 AlInAs和具有黃銅礦結(jié)構(gòu)(chalcopyrite structure)的化合物半導(dǎo)體材料。具有黃銅礦結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料是能夠用于獲得高光吸收系數(shù)和在寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)獲得高靈敏度的材料，且該半導(dǎo)體材料可優(yōu)選作為用于光電轉(zhuǎn)換的半導(dǎo)體薄膜23的形成材料。具有黃銅礦結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料可使用元素周期表中IV族元素周圍的元素，即使用諸如Cu、Al、Ga、In、 S和％等元素。此類半導(dǎo)體材料的示例包括CufeInS混合晶體、CuAlGaInS混合晶體和 CuAWalnSk混合晶體。對(duì)于半導(dǎo)體薄膜23，以適當(dāng)?shù)某煞诌x擇如下材料該材料的晶格常數(shù)不會(huì)與充當(dāng)用于成膜過程的基板的第一基板21的晶格常數(shù)失配，且通過該材料，可獲得能在所需波長(zhǎng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的帶隙。此外，通過CVD (化學(xué)氣相沉積，Chemical Vapor Deposition)法或MBE (分子束外延，Molecular Beam Epitaxy)法進(jìn)行半導(dǎo)體薄膜23的外延生長(zhǎng)，在CVD法或MBE法中， 使用包含用于構(gòu)成半導(dǎo)體薄膜23的元素的膜形成氣體。在這個(gè)外延生長(zhǎng)中，基板溫度影響所形成的半導(dǎo)體薄膜23的晶體狀態(tài)。因此，對(duì)于用于形成半導(dǎo)體薄膜23的各材料來說，在成膜過程中設(shè)定基板溫度很重要。下面說明第一基板21的組成材料與半導(dǎo)體薄膜23的組成材料的組合示例(1) (3)以及半導(dǎo)體薄膜23的各組成材料所適用的基板溫度的示例。(1)使用GaAs基板作為第一基板21的情況(Ga0』2In0 48)P :500 600 °C(Ala53Ina47)P 約 650°C(2)使用MP基板作為第一基板21的情況(Ga0 47In0 53)As :450 600°C(Al0.47In0.53) As 約 600 "C
6
(3)使用Si基板作為第一基板21的情況Cu (Ga0521%JS2400 600 0C
Cu (Al0.MGa0.23! .53) S2400 600 °C
Cu (Al0.^Ga0.64) (S][.^Se072) 400 600°C此外，上述半導(dǎo)體薄膜23可以通過下述過程形成在初期，以適當(dāng)?shù)某煞中纬删Ц癯?shù)不與充當(dāng)用于成膜過程的基板的第一基板21的晶格常數(shù)失配的材料膜，此后，逐漸改變成分，以獲得所需帶隙。另外，如果有必要，還可以執(zhí)行用于增強(qiáng)結(jié)晶度的退火處理。另外，該半導(dǎo)體薄膜23可形成為P型、I型或N型。在半導(dǎo)體薄膜23形成為I型的情況下， 通過進(jìn)行諸如離子注入等雜質(zhì)引入，使半導(dǎo)體薄膜23具有P型或N型導(dǎo)電類型。接下來，如圖2B所示，在半導(dǎo)體薄膜23中形成隔離區(qū)域25，以便以像素為單位隔離半導(dǎo)體薄膜23，從而形成光電轉(zhuǎn)換部23a。這里，例如，通過光刻法(lithography method)在半導(dǎo)體薄膜23上形成掩模圖案，并在該掩模圖案上執(zhí)行離子注入并隨后進(jìn)行退火處理，從而形成在深度方向上穿透半導(dǎo)體薄膜23的雜質(zhì)層，該雜質(zhì)層即為隔離區(qū)域25。 在此示例中，在半導(dǎo)體薄膜23是P型的情況下，通過離子注入引入N型雜質(zhì)，在半導(dǎo)體薄膜 23是N型的情況下，通過離子注入引入P型雜質(zhì)。在離子注入之后，移除掩模圖案。注意， 也可通過在溝槽內(nèi)填充絕緣膜來形成隔離區(qū)域25。在此情況下，形成與半導(dǎo)體薄膜23的導(dǎo)電類型無關(guān)的STI (淺溝道隔離，Shallow Trench Isolation)區(qū)域。另一方面，如圖2C所示，制備第二基板31。優(yōu)選地，使用例如單晶硅基板等已受到適當(dāng)處理的基板作為第二基板31。在此第二基板31的表面?zhèn)壬闲纬上袼仉娐泛桶ㄔ撓袼仉娐返尿?qū)動(dòng)電路，每個(gè)像素電路包括晶體管Tr、電容元件(未圖示)和用于連接這些元件的布線。在此情況下，首先，例如在第二基板31的表面層中形成隔離區(qū)域33，以在表面?zhèn)壬弦韵袼貫閱挝桓綦x半導(dǎo)體基板31。在由隔離區(qū)域33隔離的各個(gè)像素區(qū)域中形成擴(kuò)散層， 該擴(kuò)散層分別用作源/漏極區(qū)域35和電容元件的下部電極。這里，在形成在上述第一基板 21上的半導(dǎo)體薄膜23是N型的情況下，隔離區(qū)域33形成為P型，而源/漏極區(qū)域35形成為N型，且源/漏極區(qū)域35之間的區(qū)域設(shè)定為低濃度P型。另一方面，在形成在上述第一基板21上的半導(dǎo)體薄膜23是P型的情況下，隔離區(qū)域33形成為N型，而源/漏極區(qū)域35 形成為P型，且源/漏極區(qū)域35之間的區(qū)域設(shè)定為低濃度N型。 此外，第二基板31的表面?zhèn)雀采w有柵極絕緣膜37，在柵極絕緣膜37上形成有用于構(gòu)成柵電極39的電極層、電容元件的上部電極以及用于連接這些電極的布線。由此，在第二基板31的表面?zhèn)壬闲纬删w管Tr和電容元件(未圖示)。注意，使用多晶硅或諸如鋁、 鎢或鉬等具有良好導(dǎo)電性的金屬材料形成包括柵電極39的電極層。此后，在第二基板31上形成具有平坦表面的層間電介質(zhì)膜41，在層間電介質(zhì)膜41 中的必要部分中形成接觸孔41a。這里，接觸孔41a形成為到達(dá)晶體管Tr的柵電極39。接下來，通過接觸孔41a與柵電極39相連接的像素電極43以圖案化方式形成在層間電介質(zhì)膜41上。像素電極43圖案化成與光電轉(zhuǎn)換部23a(其是由形成在第一基板21 上的半導(dǎo)體薄膜23組成)一一對(duì)應(yīng)。優(yōu)選地，像素電極43圖案化成其形狀基本上與光電轉(zhuǎn)換部23a的平面形狀相同。該像素電極43是由諸如鋁、鎢或鉬等具有良好導(dǎo)電性的金屬材料形成。
此后，在必要時(shí)，填充像素電極43之間間隙(間隔)以形成絕緣膜45。通過前述步驟，在第二基板31的表面?zhèn)壬系南袼貐^(qū)域中分別形成包括晶體管Tr、電容元件、布線和像素電極43的像素電路。雖然稍后將通過電路圖說明像素電路的電路結(jié)構(gòu)，但在這里圖示了放大晶體管。此外，在第二基板31的表面?zhèn)壬弦约熬唧w地在以陣列狀態(tài)設(shè)置有像素電極 43的攝像區(qū)域的外部，通過上述相同的步驟，形成外圍電路，該外圍電路包括晶體管Tr、電容元件和與像素電極43處于相同層的布線。像素電路和外圍電路一起組成驅(qū)動(dòng)電路。此外，在第二基板31的表面?zhèn)壬闲纬沈?qū)動(dòng)電路的上述步驟可以通過常規(guī)半導(dǎo)體處理來進(jìn)行，且對(duì)上述步驟的順序沒有限制。另外，柵電極39和像素電極43等可通過所謂的鑲嵌工藝(damascene process)來形成。在此情況下，柵電極39和像素電極43可使用諸如銅(Cu)等適于蝕刻的金屬材料形成。隨后，如圖2D所示，通過對(duì)準(zhǔn)第一基板21和第二基板31，將第一基板21和第二基板31布置成彼此相對(duì)，使得第一基板21的光電轉(zhuǎn)換部23a和第二基板31的像素電極43 彼此面對(duì)，并彼此一一對(duì)應(yīng)。在此情況下，如圖2E所示，第一基板21和第二基板31彼此層疊，使得光電轉(zhuǎn)換部23a和像素電極43彼此接合。這里，光電轉(zhuǎn)換部23a和像素電極43通過諸如表面激活接合法(surface activation bonding method)禾口力口熱力口壓法(warming and pressing method)等已知方法直接彼此結(jié)合。此外，在此示例中，第一基板21和第二基板31以下述方式彼此層疊在將用于構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換部23a的半導(dǎo)體薄膜23廣泛地連接到用于構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路(像素電路)的像素電極43的情況下，使第一基板21和第二基板31彼此層疊。由此， 確保能夠通過像素電極23有效地提取光電轉(zhuǎn)換部23a中由光電轉(zhuǎn)換獲得的電荷。因此，在層疊步驟中，重要的是，第一基板21和第二基板31在保持對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)的同時(shí)彼此層疊，使得光電轉(zhuǎn)換部23a和像素電極43不會(huì)出現(xiàn)失配準(zhǔn)(out of registration)。接下來，如圖2F所示，將第一基板21從半導(dǎo)體薄膜23上移除，使得形成有光電轉(zhuǎn)換部23a的半導(dǎo)體薄膜23保留在第二基板31 —側(cè)。此時(shí)，第一基板21受到研磨或濕式蝕刻。由此，光電轉(zhuǎn)換部23a暴露于第二基板31上側(cè)。在上述步驟之后，如圖2G所示，在用于構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換部23a的半導(dǎo)體薄膜23上形成保護(hù)膜51?？墒褂镁哂锈g化特性的材料膜形成保護(hù)膜51，或者也可使用具有固定電荷以用于補(bǔ)償半導(dǎo)體薄膜23表面中的缺陷能級(jí)(defect level)的材料膜形成保護(hù)膜51。具有鈍化特性的材料膜的示例包括通常使用的氧化硅膜、氮化硅膜和氮氧化硅膜。另一方面，具有固定電荷的材料膜例如是在半導(dǎo)體薄膜23是N型的情況下具有固定負(fù)電荷的材料膜，和在半導(dǎo)體薄膜23是P型的情況下具有固定正電荷的材料膜。具有固定負(fù)電荷的材料膜的示例包括金屬氧化物膜和硅材料膜。在金屬氧化物膜的情況下，優(yōu)選使用例如過渡金屬氧化物膜等自身具有固定負(fù)電荷的材料。此類金屬氧化物的具體且優(yōu)選示例包括氧化鉿(HfO2)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鈦(TiO2)和氧化鉭(Ta2O5)。在硅材料膜的情況下，優(yōu)選使用自身具有固定負(fù)電荷的材料，優(yōu)選使用包含諸如硼或磷等雜質(zhì)的氧化硅膜。此類材料的具體示例包括含硼的氧化硅(BSG)、含磷的氧化硅(PSG)以及含硼和磷的氧化硅(BPSG)。優(yōu)選地，通過執(zhí)行使用有機(jī)金屬或有機(jī)硅烷氣體的成膜過程，將上述具有固定負(fù)電荷的材料膜形成為含碳的膜，從而可進(jìn)一步增加膜中的固定負(fù)電荷(參見日本公開專利串請(qǐng) No. 2010-67736)。除此以外，例如，使用透明電極材料膜作為具有固定負(fù)電荷的材料膜。在半導(dǎo)體薄膜23是P型的情況下，向具有透明電極材料膜的保護(hù)膜51施加負(fù)電壓，從而保護(hù)膜51能夠用作具有固定負(fù)電荷的膜。另外，例如，使用透明電極材料膜作為具有固定正電荷的材料膜。在半導(dǎo)體薄膜23 是N型的情況下，向具有透明電極材料膜的保護(hù)膜51施加正電壓，從而該保護(hù)膜51能夠用作具有固定正電荷的膜。此外，上述保護(hù)膜51可具有單層結(jié)構(gòu)或?qū)盈B結(jié)構(gòu)。在層疊結(jié)構(gòu)的情況下，可以通過將具有鈍化特性的膜層疊在具有固定電荷的材料膜的頂部，由此形成層疊結(jié)構(gòu)。接下來，在保護(hù)膜51上方形成圖案與光電轉(zhuǎn)換部23a相對(duì)應(yīng)的具有濾色器的濾色器層53，且進(jìn)一步形成片上透鏡55。通過前述步驟，獲得了固態(tài)攝像器件la。固態(tài)攝像器件的結(jié)構(gòu)由上述方式獲得的固態(tài)攝像器件Ia在第二基板31的表面?zhèn)壬暇哂邪ㄏ袼仉娐返尿?qū)動(dòng)電路，每個(gè)像素電路具有晶體管Tr和像素電極43。第二基板31對(duì)應(yīng)于圖1所示的基板3。此外，半導(dǎo)體薄膜23在第二基板31上設(shè)置成與用于構(gòu)成像素電路的像素電極43 相連接。在此實(shí)施例中，半導(dǎo)體薄膜23是在不同于第二基板31的第一基板21上執(zhí)行成膜過程所形成的膜，且通過層疊轉(zhuǎn)移到第二基板31的設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電路(包括像素電路)的一側(cè)。在半導(dǎo)體薄膜23中，通過隔離區(qū)域25設(shè)置有多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部23a，每個(gè)光電轉(zhuǎn)換部23a 和每個(gè)像素電極43 —一對(duì)應(yīng)地彼此接合。此外，隔著具有鈍化特性或具有固定電荷的保護(hù)膜51，濾色器層53和片上透鏡55 依次設(shè)置在半導(dǎo)體薄膜23的上側(cè)。第一實(shí)施例的作用和效果在上述第一實(shí)施例中，在第一基板21上，而不是在設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電路(包括像素電路)的第二基板31上，形成半導(dǎo)體薄膜23。因此，能夠在不對(duì)第二基板31上的通過使用金屬材料所形成的驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生影響的情況下，通過所需高溫下的外延生長(zhǎng)以及所需高溫下的結(jié)晶化退火進(jìn)行膜的形成，獲得具有較好結(jié)晶度的各種半導(dǎo)體薄膜23。接著，通過層疊將半導(dǎo)體薄膜23轉(zhuǎn)移到設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電路的半導(dǎo)體基板31上，從而能夠?qū)⒂砂雽?dǎo)體薄膜23構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換部23a層疊在驅(qū)動(dòng)電路的上側(cè)。由此，可以獲得如下固態(tài)攝像器件在該固態(tài)攝像器件中，由具有良好結(jié)晶度的半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換部層疊在具有高可靠性的驅(qū)動(dòng)電路的上側(cè)。由此，例如，具有能夠獲得高光吸收系數(shù)及在寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)獲得高靈敏度的黃銅礦結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體薄膜23可形成為具有良好的結(jié)晶度，以用作光電轉(zhuǎn)換部23a。此外，還能夠獲得具有優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換效率和良好的成像特性的固態(tài)攝像器件，且能夠獲得具有該固態(tài)攝像器件的電子裝置。3.第二實(shí)施例固態(tài)攝像器件的制造方法圖3A 3F是表示本發(fā)明第二實(shí)施例的固態(tài)攝像器件的制造方法的步驟剖面圖。 在下文中根據(jù)

本發(fā)明第二實(shí)施例的固態(tài)攝像器件的制造方法。首先，如圖3A所示，在由單晶材料形成的第一基板21上，通過外延生長(zhǎng)形成半導(dǎo)體薄膜23，并形成隔離區(qū)域25，以將半導(dǎo)體薄膜23隔離成光電轉(zhuǎn)換部23a。到這一步驟為止，使用與上述第一實(shí)施例中的圖2A和圖2B所述的相同方法。在這種情況下，與第一實(shí)施例類似，特別重要的是，在通過外延生長(zhǎng)形成半導(dǎo)體薄膜23時(shí)，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置成膜過程時(shí)的基板加熱溫度，并由此獲得具有良好結(jié)晶度的半導(dǎo)體薄膜23。在上述步驟之后，在第二實(shí)施例中，在被隔離的光電轉(zhuǎn)換部23a上，以圖案化形式形成像素電極61。通過諸如鋁、鎢或鉬等具有良好導(dǎo)電性的金屬材料形成像素電極。通過使用金屬材料膜的成膜過程并對(duì)金屬材料膜進(jìn)行圖案化來形成像素電極61。形成的每一像素電極61都優(yōu)選地圖案化為具有廣泛地覆蓋光電轉(zhuǎn)換部23a的形狀，更優(yōu)選地，形成的每一像素電極61都圖案化成具有覆蓋光電轉(zhuǎn)換部23a的整個(gè)表面的形狀。這樣，確保了能夠通過像素電極61有效地提取光電轉(zhuǎn)換部23a中的由光電轉(zhuǎn)換獲得的電荷。此外，在像素電極61之間的間隙(間隔)中填入絕緣膜63，從而使像素電極61彼此隔離。此外，像素電極61可具有埋入布線結(jié)構(gòu)。在這種情況下，形成絕緣膜63，該絕緣膜 63形成有溝槽圖案，該溝槽圖案填充有金屬材料，以形成像素電極61。以與上述第一實(shí)施例中圖2C描述的相同方式執(zhí)行圖:3B所示的步驟，從而在第二基板31的表面?zhèn)刃纬删哂型ㄟ^布線互聯(lián)的晶體管Tr和其它元件的驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)電路的一部分是設(shè)置在攝像區(qū)域中的像素電路，且具有以像素為單位受到圖案化的像素電極43。 將每個(gè)像素電極43圖案化成其形狀與形成在第一基板21上的各光電轉(zhuǎn)換部23a的形狀一一對(duì)應(yīng)。這與上述第一實(shí)施例中是相同的。然而，在此應(yīng)注意的是，第二實(shí)施例中形成的各像素電極43無需圖案化成其形狀與光電轉(zhuǎn)換部23a的平面形狀大體相同，但是與光電轉(zhuǎn)換部23a相比可具有稍微小的平面形狀。接下來，如圖3C所示，第一基板21和第二基板31彼此相對(duì)且對(duì)準(zhǔn)，使得第一基板 21的像素電極61和第二基板31的像素電極43彼此面對(duì)，且彼此一一對(duì)應(yīng)。在此情況下，如圖3D所示，第一基板21和第二基板31彼此層疊，使得像素電極61 和像素電極43互相接合。在這種情形下，像素電極61和像素電極43通過諸如表面激活接合法和加熱加壓法等已知方法直接彼此結(jié)合。由此，通過像素電極61將用于構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換部23a的半導(dǎo)體薄膜連接到用于構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路的像素電極43，由此使第一基板21和第二基板31彼此層疊。此外，在層疊步驟中，重要的是，在使第一基板21和第二基板31保持對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)的同時(shí)使它們彼此層疊，使得像素電極61和像素電極43—一對(duì)應(yīng)且不會(huì)出現(xiàn)失配準(zhǔn)。以與上述第一實(shí)施例相同的方式執(zhí)行隨后的過程。具體地，首先，如圖3E所示，將第一基板21從半導(dǎo)體薄膜23上移除，使得形成有光電轉(zhuǎn)換部23a的半導(dǎo)體薄膜23保留在第二基板31 —側(cè)，且光電轉(zhuǎn)換部23a暴露于第二基板31上側(cè)。此后，如圖3F所示，在用于構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換部23a的半導(dǎo)體薄膜23上方形成由材料膜形成的保護(hù)膜51，該材料膜至少具有鈍化特性或用于補(bǔ)償半導(dǎo)體薄膜23表面中缺陷能級(jí)的固定電荷。接下來，在保護(hù)膜51上方，形成具有濾色器的濾色器層53，并進(jìn)一步形成片上透鏡55，濾色器形成為具有對(duì)應(yīng)于光電轉(zhuǎn)換部23a的圖案。通過上述步驟，獲得固態(tài)攝像器件lb。固態(tài)攝像器件的結(jié)構(gòu)除像素電極43和61具有層疊結(jié)構(gòu)之外，由此獲得的固態(tài)攝像器件Ib與第一實(shí)施例中的固態(tài)攝像器件Ia相同。具體地，在第二實(shí)施例采用的結(jié)構(gòu)中，在設(shè)置在第二基板31 —側(cè)的像素電極43上還層疊有像素電極61，且光電轉(zhuǎn)換部23a設(shè)置在像素電極61的上側(cè)。在兩種像素電極中， 設(shè)置在第二基板31 —側(cè)上的像素電極43僅需要設(shè)置為與光電轉(zhuǎn)換部23a —一對(duì)應(yīng)，而且其平面形狀可小于光電轉(zhuǎn)換部23a的平面形狀。另一方面，設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換部23a —側(cè)上的像素電極61設(shè)置為與光電轉(zhuǎn)換部23a—一對(duì)應(yīng)，且其平面形狀與光電轉(zhuǎn)換部23a的平面形狀大體相同。第二實(shí)施例的作用和效果即使在上述第二實(shí)施例中，半導(dǎo)體薄膜23仍形成在第一基板21上，而不是在設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電路(包括像素電路)的第二基板31上形成。因此，如同上述第一實(shí)施例，能夠在不對(duì)第二基板31上的驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生影響的情況下，通過進(jìn)行所需高溫下的外延生長(zhǎng)以及所需高溫下的結(jié)晶化退火，獲得具有較好結(jié)晶度的各種半導(dǎo)體薄膜。此外，能夠通過層疊， 將具有良好結(jié)晶度的半導(dǎo)體薄膜23轉(zhuǎn)移到設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電路的第二基板31上。由此，可以獲得如下固態(tài)攝像器件在該固態(tài)攝像器件中，由具有良好結(jié)晶度的半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換部層疊在具有高可靠性的驅(qū)動(dòng)電路的上側(cè)。由此，例如，具有能夠獲得高光吸收系數(shù)及在寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)獲得高靈敏度的黃銅礦結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體薄膜23可形成為具有良好的結(jié)晶度，以用作光電轉(zhuǎn)換部23a。此外，還能夠獲得具有優(yōu)異光電轉(zhuǎn)換效率和良好成像特性的固態(tài)攝像器件，且能夠獲得具有該固態(tài)攝像器件的電子裝置。此外，具體地，在第二實(shí)施例中，在層疊第一基板21和第二基板31之前，在第一基板21上彼此隔離的光電轉(zhuǎn)換部23a上形成像素電極61。因此，廣泛地覆蓋光電轉(zhuǎn)換部23a 的像素電極61可以在不受層疊位置精確度影響的情況下設(shè)置。由此，完全能夠形成通過像素電極61從光電轉(zhuǎn)換部23a可有效地提取電荷的固態(tài)攝像器件lb。4.應(yīng)用于第一和第二實(shí)施例的像素電路的示例圖4是表示第一實(shí)施例的固態(tài)攝像器件Ia或第二實(shí)施例的固態(tài)攝像器件Ib中設(shè)置的像素電路的示例的主要部分電路圖。注意，像素電路是設(shè)置在攝像區(qū)域中的電路，而且是用于構(gòu)成設(shè)置在固態(tài)攝像器件la、lb中的驅(qū)動(dòng)電路的一部分的電路。如電路圖所示，每個(gè)光電轉(zhuǎn)換部23a具有互連的三個(gè)晶體管Trl Tr3。這些晶體管是復(fù)位晶體管撲1、放大晶體管Tr2和選擇晶體管Tr3。在這些晶體管中，放大晶體管 Tr2對(duì)應(yīng)于上述第一和第二實(shí)施例中剖面圖所示的晶體管(Tr)。光電轉(zhuǎn)換部23a通過像素電極連接到放大晶體管Tr2的柵電極。復(fù)位晶體管Trl的柵電極連接到復(fù)位線11-1 (該復(fù)位線11_1是像素驅(qū)動(dòng)線11之一)，復(fù)位晶體管Trl的源/漏極區(qū)域中一者連接到光電轉(zhuǎn)換部23a，而另一者連接到電源電壓Vdd。放大晶體管Tr2的柵電極連接到光電轉(zhuǎn)換部23a和復(fù)位晶體管Trl之間的節(jié)點(diǎn)， 放大晶體管Tr2的源/漏極區(qū)域中一者連接到電源電壓Vdd，而另一者連接到選擇晶體管 Tr3的源/漏極區(qū)域。選擇晶體管Tr3的柵電極連接到選擇線11_2 (該選擇線11_2是像素驅(qū)動(dòng)線11之一)，選擇晶體管Tr3的源/漏極區(qū)域中一者連接到放大晶體管Tr2，而另一者連接到垂直信號(hào)線13。在上述像素電路中，通過施加來自復(fù)位線11-1的復(fù)位信號(hào)RST來復(fù)位光電轉(zhuǎn)換部 23a中的信號(hào)電荷。此后，通過施加來自選擇線11-2的選擇信號(hào)SEL，使來自共用同一選擇線11-2的像素的光電轉(zhuǎn)換部的信號(hào)電荷被順序讀出到垂直信號(hào)線13。5.變化例1圖5是表示作為第一實(shí)施例的變化例的固態(tài)攝像器件Ia'的結(jié)構(gòu)的主要部分剖面圖。除結(jié)合到光電轉(zhuǎn)換部23a的像素電極43都連接到用于構(gòu)成像素電路的晶體管Tr的源/漏極區(qū)域35之外，圖5所示的固態(tài)攝像器件Ia'在結(jié)構(gòu)上與上述第一實(shí)施例中相同。除在第一實(shí)施例中圖2C所述的驅(qū)動(dòng)電路形成步驟中元件和布線的布局發(fā)生變化之外，具有上述結(jié)構(gòu)的固態(tài)攝像器件Ia'可以以與上述第一實(shí)施例相同的方式制造。因此， 可獲得與第一實(shí)施例等同或類似的效果。6.變化例2圖6是表示作為第二實(shí)施例的變化例的固態(tài)攝像器件Ib'的結(jié)構(gòu)的主要部分剖面圖。除結(jié)合到光電轉(zhuǎn)換部23a的像素電極43和61連接到用于構(gòu)成像素電路的晶體管Tr 的源/漏極區(qū)域35，圖6所示的固態(tài)攝像器件lb’在結(jié)構(gòu)上與上述第二實(shí)施例中相同。除在第二實(shí)施例中圖IBB所述的驅(qū)動(dòng)電路形成步驟中元件和布線的布局發(fā)生變化之外，具有上述結(jié)構(gòu)的固態(tài)攝像器件Ib'可以以與上述第二實(shí)施例相同的方式制造。因此， 可獲得與第二實(shí)施例等同或類似的效果。7.應(yīng)用于變化例1和2的像素電路示例圖7是表示變化例1的固態(tài)攝像器件Ia'或變化例2的固態(tài)攝像器件中Ib'中設(shè)置的像素電路的示例的主要部分電路圖。注意，像素電路是設(shè)置在攝像區(qū)域中的電路，而且是用于構(gòu)成設(shè)置在固態(tài)攝像器件la' Ub'中的驅(qū)動(dòng)電路的一部分的電路。圖7所示的像素電路與上述圖4所述的像素電路的不同之處在于除上述三個(gè)晶體管Trl Tr3之外，還新增加傳輸晶體管Tr4，從而設(shè)置有四個(gè)晶體管Trl Tr4。在這四個(gè)晶體管Trl Tr4中，增加的傳輸晶體管Tr4對(duì)應(yīng)于變化例1和2的剖面圖中所示的晶體管(Tr)。光電轉(zhuǎn)換部23a通過像素電極連接到傳輸晶體管Tr4的源/漏極區(qū)域中一者ο傳輸晶體管Tr4設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換部23a和復(fù)位晶體管Trl之間。傳輸晶體管Tr4 的柵電極連接到傳輸線11-3，傳輸線11-3是像素驅(qū)動(dòng)線11之一。此外，傳輸晶體管Tr4的源/漏極區(qū)域中一者連接到光電轉(zhuǎn)換部23a。另外，傳輸晶體管Tr4的源/漏極區(qū)域中另一者在浮動(dòng)擴(kuò)散部FD處連接到放大晶體管Tr2的柵電極，并連接到復(fù)位晶體管Trl。在上述像素電路中，通過施加來自復(fù)位線11-1的復(fù)位信號(hào)RST，來復(fù)位浮動(dòng)擴(kuò)散部FD處的信號(hào)電荷。此后，通過施加來自傳輸線11-3的傳輸信號(hào)TG，使來自共用傳輸線 11-3的像素的光電轉(zhuǎn)換部23a的信號(hào)電荷被順序讀出。隨后，通過施加來自選擇線11-2的選擇信號(hào)SEL，使來自共用選擇線11-2的像素的信號(hào)電荷被順序讀出到垂直信號(hào)線13。8.變化例3圖8是表示作為第二實(shí)施例的變化例的固態(tài)攝像器件lb"的結(jié)構(gòu)的主要部分剖面圖。除結(jié)合到光電轉(zhuǎn)換部23a的像素電極43和61連接到晶體管Tr的源/漏極區(qū)域35 和相鄰晶體管Tr的柵電極39 (這兩個(gè)晶體管Tr用于構(gòu)成像素電路)之外，圖8所示的固態(tài)攝像器件lb"在結(jié)構(gòu)上與上述第二實(shí)施例中相同。除在第二實(shí)施例中圖IBB所述的驅(qū)動(dòng)電路形成步驟中元件和布線的布局發(fā)生變化之外，具有上述結(jié)構(gòu)的固態(tài)攝像器件lb"可以以與上述第二實(shí)施例相同的方式制造。因此，可獲得與第二實(shí)施例等同或類似的效果。然而，在此應(yīng)注意的是，在驅(qū)動(dòng)電路形成步驟中，例如如圖8所示，如果需要，在第二基板31的上側(cè)上形成多層布線。在此情況下，在第二基板31上方隔著柵極絕緣膜37 形成包括柵電極39的電極層之后，形成第一層間電介質(zhì)膜41-1，接著在第一層間電介質(zhì)膜 41-1上形成中間布線層39'，使用第二層間電介質(zhì)膜41-2覆蓋這個(gè)結(jié)構(gòu)，并在中間布線層 39'上形成具有圖案的像素電極43。與其它實(shí)施例類似，可以通過普通的半導(dǎo)體處理來形成具有中間布線層39'的多層布線結(jié)構(gòu)，也可以使用鑲嵌工藝來形成多層布線結(jié)構(gòu)。注意， 如果需要，此類多層布線結(jié)構(gòu)也可以應(yīng)用到第一實(shí)施例、第二實(shí)施例及其變化例1和2。9.應(yīng)用到變化例3的像素電路的示例圖9是表示變化例3的固態(tài)攝像器件lb"中設(shè)置的部分像素電路的主要部分電路圖，其示出了具有全局快門功能的像素電路的示例。注意，像素電路是設(shè)置在攝像區(qū)域中的電路，而且是用于構(gòu)成設(shè)置在固態(tài)攝像器件lb"中的驅(qū)動(dòng)電路的一部分的電路。另外，本發(fā)明所使用的具有全局快門功能的像素電路并不限于圖9所示的結(jié)構(gòu)，也可以進(jìn)行各種變化。圖9所示的像素電路與上述圖7所示的像素電路的不同點(diǎn)在于除上述四個(gè)晶體管Trl Tr4之外，進(jìn)一步增加第二放大晶體管Tr5和第二復(fù)位晶體管Tr6，從而設(shè)置了六個(gè)晶體管Trl Tr6。在這六個(gè)晶體管Trl Tr6中，復(fù)位晶體管Trl和第二放大晶體管 Tr5對(duì)應(yīng)于變化例3的剖面圖所示的晶體管(Tr)。第二放大晶體管Tr5設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換部23a和傳輸晶體管Tr4之間以及復(fù)位晶體管Trl和傳輸晶體管Tr4之間。第二放大晶體管Tr5的柵電極連接到光電轉(zhuǎn)換部23a和復(fù)位晶體管Trl之間的節(jié)點(diǎn)。此外，第二放大晶體管Tr5的源/漏極區(qū)域中一者連接到電壓源Vdd，而另者連接到傳輸晶體管Tr4的源/漏極區(qū)域。第二復(fù)位晶體管Tr6設(shè)置在傳輸晶體管Tr5和放大晶體管Tr2之間。復(fù)位晶體管 Tr6的柵電極連接到第二復(fù)位線11-4，第二復(fù)位線11-4是像素驅(qū)動(dòng)線11之一。此外，第二復(fù)位晶體管Tr6的源/漏極區(qū)域中一者連接到電壓源Vdd，而另一者在浮動(dòng)擴(kuò)散部FD處連接到傳輸晶體管Tr4和放大晶體管Tr2之間的節(jié)點(diǎn)。電容元件C的一個(gè)電極連接到浮動(dòng)擴(kuò)散部FD，而另一電極接地。在此像素電路中，全局快門具有如下構(gòu)造包括浮動(dòng)擴(kuò)散部FD和電容元件C的兩個(gè)部分用作記錄部。在此情況下，通過將來自第二復(fù)位線11-4的第二復(fù)位信號(hào)RST2施加到第二復(fù)位晶體管Tr6，同時(shí)復(fù)位所有像素中的浮動(dòng)擴(kuò)散部FD。此后，同時(shí)讀出所有像素中來自光電轉(zhuǎn)換部23a的電荷。以此方式，實(shí)現(xiàn)全局快門功能。圖10是表示與共用垂直信號(hào)線13的三個(gè)像素相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電荷的讀出的圖表。 如圖所示，通過施加來自復(fù)位線11-1的復(fù)位信號(hào)ST1，同時(shí)復(fù)位所有像素的光電轉(zhuǎn)換部23a 中的信號(hào)電荷。此后，同時(shí)開始所有像素中光電轉(zhuǎn)換部23a的曝光時(shí)間。接著，當(dāng)預(yù)定曝光時(shí)間結(jié)束時(shí)，對(duì)于所有像素來說，通過施加來自傳輸線11-3的傳輸信號(hào)TG，光電轉(zhuǎn)換部23a 中由光電轉(zhuǎn)換獲得的信號(hào)電荷同時(shí)保持在電容元件C中。此后，以共用選擇線11-2的像素為單位，通過施加來自選擇線11-2的選擇信號(hào)SEL，電容元件C中保持的信號(hào)電荷被讀出到垂直信號(hào)線13。在此示例中，選擇信號(hào)SEL(I)、SELQ)和SELC3)從選擇線11_2被順序施加到共用垂直信號(hào)線13的三個(gè)像素，且信號(hào)電荷以不同的時(shí)序被讀出到垂直信號(hào)線13。
10.第三實(shí)施例本發(fā)明的上述任一實(shí)施例的固態(tài)攝像器件可應(yīng)用到諸如照相系統(tǒng)(例如，數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)、具有攝像功能的蜂窩式電話以及其它具有攝像功能的裝置)等電子裝置中。圖11示出了作為本發(fā)明實(shí)施例的電子裝置示例的使用固態(tài)攝像器件的相機(jī)的框圖。此實(shí)施例的相機(jī)例如是能夠感應(yīng)靜態(tài)圖像和移動(dòng)圖像的攝像機(jī)。此實(shí)施例的相機(jī)91 包括固態(tài)攝像器件1、用于將入射光引導(dǎo)至固態(tài)攝像器件1的光接收部的光學(xué)系統(tǒng)93、快門裝置94、用于驅(qū)動(dòng)固態(tài)攝像器件1的驅(qū)動(dòng)電路95和用于處理來自固態(tài)攝像器件1的輸出信號(hào)的信號(hào)處理電路96。固態(tài)攝像器件1可使用上述實(shí)施例和變化例中的任一固態(tài)攝像器件(la、la'、 IbUb'、lb")。光學(xué)系統(tǒng)(光學(xué)透鏡)93聚集來自物體的圖像光(入射光)，以便在固態(tài)攝像器件1的成像平面上形成圖像。由此，經(jīng)過預(yù)定時(shí)段，信號(hào)電荷累積在固態(tài)攝像器件1 內(nèi)。光學(xué)系統(tǒng)93可以是具有多個(gè)光學(xué)透鏡的光學(xué)透鏡系統(tǒng)?？扉T裝置94控制固態(tài)攝像器件1的光照射時(shí)段和光屏蔽時(shí)段。驅(qū)動(dòng)電路95提供用于驅(qū)動(dòng)固態(tài)攝像器件1的傳輸操作和快門裝置的快門操作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路95提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(時(shí)序信號(hào))使固態(tài)攝像器件1執(zhí)行信號(hào)傳輸。信號(hào)處理電路96執(zhí)行各種信號(hào)處理。通過信號(hào)處理獲得的圖像信號(hào)存儲(chǔ)在諸如存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)媒介中，或輸出到監(jiān)視器。根據(jù)上述實(shí)施例的電子裝置，由于使用了具有良好光電轉(zhuǎn)換效率的固態(tài)攝像器件 1，所以能夠獲得具有高圖像質(zhì)量的圖像。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素，可以在本發(fā)明所附的權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、次組合及改變。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)攝像器件的制造方法，其包括以下步驟在第一基板上形成半導(dǎo)體薄膜，所述半導(dǎo)體薄膜用作光電轉(zhuǎn)換部； 在第二基板的表面?zhèn)壬闲纬沈?qū)動(dòng)電路；通過將所述第一基板和所述第二基板彼此相對(duì)地布置來層疊所述第一基板和所述第二基板，使得所述半導(dǎo)體薄膜連接到所述驅(qū)動(dòng)電路；以及從所述半導(dǎo)體薄膜移除所述第一基板，使得所述半導(dǎo)體薄膜保留在所述第二基板一側(cè)上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述半導(dǎo)體薄膜的所述形成步驟中，在具有單晶材料的所述第一基板上通過外延生長(zhǎng)形成所述半導(dǎo)體薄膜。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述層疊步驟之前，在所述半導(dǎo)體薄膜中形成隔離區(qū)域，以將所述半導(dǎo)體薄膜隔離成多個(gè)所述光電轉(zhuǎn)換部，且在所述層疊步驟中，將隔離的各個(gè)所述光電轉(zhuǎn)換部連接到所述驅(qū)動(dòng)電路。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，在所述半導(dǎo)體薄膜的所述形成步驟之后，在所述半導(dǎo)體薄膜上形成像素電極，且在所述層疊步驟中，通過所述像素電極將各個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電路連接到所述半導(dǎo)體薄膜。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，在隔離的各個(gè)所述光電轉(zhuǎn)換部上，形成一個(gè)覆蓋所述光電轉(zhuǎn)換部的整個(gè)表面的所述像素電極。
6.如權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的方法，其中，在所述第一基板的所述移除步驟之后，在所述半導(dǎo)體薄膜的上側(cè)形成保護(hù)膜。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，將具有固定電荷的材料膜形成為所述保護(hù)膜。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，將透明電極形成為所述具有固定電荷的材料膜。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，將全局快門電路形成為所述驅(qū)動(dòng)電路。
10.一種固態(tài)攝像器件，其包括驅(qū)動(dòng)電路，其形成在基板的表面?zhèn)壬?；和光電轉(zhuǎn)換部，其包括半導(dǎo)體薄膜，所述半導(dǎo)體薄膜在設(shè)有所述驅(qū)動(dòng)電路的所述基板上層疊成與所述驅(qū)動(dòng)電路相連接，其中，所述半導(dǎo)體薄膜是通過成膜過程獲得。
11.一種電子裝置，其包括 固態(tài)攝像器件；光學(xué)系統(tǒng)，其用于將入射光引導(dǎo)至所述固態(tài)攝像器件的攝像區(qū)域；和信號(hào)處理電路，其用于處理所述固態(tài)攝像器件的輸出信號(hào)，其中，所述固態(tài)攝像器件包括驅(qū)動(dòng)電路，其以陣列狀態(tài)形成在基板的表面?zhèn)壬?；及光電轉(zhuǎn)換部，其包括半導(dǎo)體薄膜，所述半導(dǎo)體薄膜在連接到所述驅(qū)動(dòng)電路的狀態(tài)下層疊在設(shè)有所述驅(qū)動(dòng)電路的所述基板上，所述半導(dǎo)體薄膜是通過成膜過程獲得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固態(tài)攝像器件的制造方法、通過該方法獲得的固態(tài)攝像器件以及具有該固態(tài)攝像器件的電子裝置。所述固態(tài)攝像器件的制造方法包括在第一基板上形成半導(dǎo)體薄膜，所述半導(dǎo)體薄膜用作光電轉(zhuǎn)換部；在第二基板的表面?zhèn)壬闲纬沈?qū)動(dòng)電路；通過將所述第一基板和所述第二基板彼此相對(duì)地布置來層疊所述第一基板和所述第二基板，使得所述半導(dǎo)體薄膜連接到所述驅(qū)動(dòng)電路；以及從所述半導(dǎo)體薄膜移除所述第一基板，使得所述半導(dǎo)體薄膜保留在所述第二基板一側(cè)上。通過本發(fā)明的上述制造方法，可獲得具有優(yōu)異光電轉(zhuǎn)換效率和良好成像特性的固態(tài)攝像器件。
文檔編號(hào)H01L27/146GK102569313SQ20111039269
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者吉原郁夫, 太田一生 申請(qǐng)人:索尼公司