固態(tài)圖像拾取裝置及其制造方法、以及電子設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本公開涉及能夠更可靠地抑制混色的發(fā)生的固態(tài)圖像拾取裝置、用于制造固態(tài)圖像拾取裝置的方法以及電子裝置。在本發(fā)明中，溝槽形成在接收光并生成電荷的多個PD之間，從而溝槽在具有形成在其中的PD的半導體基板的光接收表面?zhèn)壬祥_口，絕緣膜嵌入在溝槽中，并且絕緣膜層壓在半導體基板的背面?zhèn)?。然后，在對應溝槽的區(qū)域處形成遮光部，從而遮光部層壓在絕緣膜上，每個所述遮光部具有朝向半導體基板突出的凸形。本技術(shù)可應用于例如背面照射CMOS型固態(tài)圖像拾取元件。
【專利說明】固態(tài)圖像拾取裝置及其制造方法、以及電子設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及固態(tài)成像裝置及其制造方法、以及電子設(shè)備，并且特別地，涉及能夠更 可靠地抑制混色（color mixing)的發(fā)生的固態(tài)成像裝置及其制造方法、以及電子設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] -般地，在互補金屬氧化物半導體（CMOS)型固態(tài)成像裝置中，單位像素利用作為 光接收單元的光電二極管和多個晶體管形成，并且多個像素二維地排布。在CMOS型固態(tài)成 像裝置中，晶體管的各個電極連接至多層配線，并且經(jīng)由通過相應的配線施加到晶體管的 電極的期望的電壓脈沖，將在光電二極管中生成的信號電荷讀取為信號電流。
[0003] 另外，在電荷耦合器件（CXD)型固態(tài)成像裝置中，在光電二極管中生成的信號電 荷經(jīng)過利用CCD配置的電荷傳輸單元（垂直CCD和水平CCD)，并被提供到電荷檢測單元。
[0004] 此外，近年來，背面照射型成像裝置已經(jīng)投入實際使用，在背面照射型成像裝置 中，光被施加到其中形成光電二極管和晶體管的裝置基板的背面?zhèn)龋ㄆ涫桥c層壓配線層的 前表面相對的一側(cè)）。在背面照射型成像裝置中，通過光電轉(zhuǎn)換的電荷最頻繁地出現(xiàn)在裝置 基板的背面?zhèn)?。因此，如果由于在裝置基板的背面附近的通過光電轉(zhuǎn)換生成的電子泄漏到 相鄰像素而發(fā)生混色，則信號特征劣化，并且因此，抑制發(fā)生這種混色的發(fā)生是重要的。
[0005] 然而，當通過從裝置基板的前表面?zhèn)鹊碾x子注入和退火（anneal)來執(zhí)行用于執(zhí) 行光電二極管之間的元件隔離的雜質(zhì)的形成時，采用PTL1中公開的通過高能量注入的方 法。
[0006] 然而，在遠離裝置基板的執(zhí)行離子注入的前表面的背面?zhèn)鹊纳钗恢?，離子擴散沿 橫向方向延伸。因此，在精細像素中，由于在裝置基板的背面附近沿橫向方向的電場很弱， 因此難以抑制由于通過光電轉(zhuǎn)換生成的電子泄漏到相鄰像素而引起的混色。
[0007] 因此，如在PTL2公開的，本申請已經(jīng)提出了一種方法，該方法通過在裝置基板的 背面形成溝槽來物理地將像素分開，并且通過在溝槽部分中嵌入金屬來抑制電荷泄漏到相 鄰像素。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0009] 專利文獻
[0010] PTL1 :日本待審專利申請公開No. 2003-318122
[0011] PTL2 :日本待審專利申請公開No. 2011-3860


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 技術(shù)問題
[0013] 同時，在PTL2公開的結(jié)構(gòu)中，有效的是形成深溝槽作為抑制傾斜方向上的光的入 射或者抑制出現(xiàn)陰影的方法。然而，當在形成的深溝槽中嵌入遮光金屬膜時，由于金屬膜的 形成導致干擾特性劣化，從而由于暗電流而導致出現(xiàn)噪聲和白點（white shot)，這導致圖 像質(zhì)量劣化的問題。因此，需要避免圖像質(zhì)量的劣化以及抑制混色的發(fā)生。
[0014] 鑒于這樣的情況而作出本公開，并且本公開旨在能夠更可靠地抑制混色的發(fā)生。
[0015] 問題的解決方案
[0016] 根據(jù)本公開的一個方面的固態(tài)成像裝置包括：半導體基板，其上形成了多個光電 轉(zhuǎn)換單元，每個光電轉(zhuǎn)換單元接收光以生成電荷；凹槽，形成在光電轉(zhuǎn)換單元之間，以向半 導體基板的光接收表面?zhèn)乳_口；絕緣膜，嵌入在凹槽中，并且層壓在半導體基板的背面?zhèn)龋?以及遮光部，層壓在絕緣膜上，并且在對應于凹槽的位置處形成為向半導體基板突出的凸 形。
[0017] 根據(jù)本公開的另一個方面的制造方法包括以下步驟：在光電轉(zhuǎn)換單元之間形成凹 槽，以向半導體基板的光接收表面?zhèn)乳_口，在半導體基板上形成了多個光電轉(zhuǎn)換單元，每個 光電轉(zhuǎn)換單元接收光以生成電荷；在凹槽中嵌入絕緣膜，并且在半導體基板的背面?zhèn)葘訅?絕緣膜；以及在絕緣膜上層壓遮光部，并且使遮光部在對應于凹槽的位置處形成為向半導 體基板突出的凸形。
[0018] 根據(jù)本公開的又一個方面的電子設(shè)備包括固體成像裝置，該固體成像裝置包括： 半導體基板，其上形成多個光電轉(zhuǎn)換單元，每個光電轉(zhuǎn)換單元接收光以生成電荷；凹槽，形 成在光電轉(zhuǎn)換單元之間，以向半導體基板的光接收表面?zhèn)乳_口；絕緣膜，嵌入在凹槽中，并 且層壓在半導體基板的背面?zhèn)龋灰约罢诠獠?，層壓在絕緣膜上，并且在對應于凹槽的位置處 形成為向半導體基板突出的凸形。
[0019] 根據(jù)本公開的另一方面，在光電轉(zhuǎn)換單元之間形成凹槽，以向半導體基板的光接 收表面?zhèn)乳_口，在半導體基板上，形成多個光電轉(zhuǎn)換單元，每個光電轉(zhuǎn)換單元接收光以生成 電荷，絕緣膜嵌入在凹槽中，并且絕緣膜層壓在半導體基板的背面?zhèn)?。然后，遮光部層壓?絕緣膜上，并且在對應于凹槽的位置處形成為向半導體基板突出的凸形。
[0020] 本發(fā)明的有益效果
[0021] 根據(jù)本公開的方面，可以更可靠地抑制混色的發(fā)生。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是示出應用本技術(shù)的實施方式的成像裝置的配置實例的框圖。
[0023] 圖2是示出成像裝置的截面配置實例的示圖。
[0024] 圖3是示出制造成像裝置的第一過程的示圖。
[0025] 圖4是示出制造成像裝置的第二過程的示圖。
[0026] 圖5是示出制造成像裝置的第三過程的示圖。
[0027] 圖6是示出制造成像裝置的第四過程的示圖。
[0028] 圖7是示出制造成像裝置的第五過程的示圖。
[0029] 圖8是示出制造成像裝置的第六過程的示圖。
[0030] 圖9是示出制造成像裝置的第七過程的示圖。
[0031] 圖10是示出制造成像裝置的第八過程的示圖。
[0032] 圖11是示出制造成像裝置的第九過程的示圖。
[0033] 圖12是示出成像裝置的第一變形例的示圖。
[0034] 圖13是示出成像裝置的第二變形例的示圖。
[0035] 圖14是示出安裝在電子設(shè)備上的成像設(shè)備的配置實例的框圖。

【具體實施方式】
[0036] 以下，將參照附圖詳細描述應用本技術(shù)的【具體實施方式】。
[0037] 圖1是示出應用本技術(shù)的實施方式的成像裝置的配置實例的框圖。
[0038] 如圖1所示，成像裝置11是CMOS型固態(tài)成像裝置，并且被配置為包括像素陣列單 元12、垂直驅(qū)動單元13、列處理單元14、水平驅(qū)動單元15、輸出單元16以及驅(qū)動控制單元 17。
[0039] 像素陣列單元12包括排布成陣列形的多個像素21，通過對應于像素21的行數(shù)的 多個水平信號線22連接至垂直驅(qū)動單元13,并且通過對應于像素21的列數(shù)的多個垂直信 號線23連接至列處理單元14。換句話說，包括在像素陣列單元12中的多個像素21分別布 置在水平信號線22與垂直信號線23交叉的點處。
[0040] 垂直驅(qū)動單元13通過水平信號線22向包括在像素陣列單元12中的多個像素21 的各個行順序地供應用于驅(qū)動各個像素21的驅(qū)動信號（傳輸（transfer)信號、選擇信號、 復位（reset)信號等）。
[0041] 列處理單元14通過對通過垂直信號線23從各個像素21輸出的像素信號執(zhí)行相 關(guān)雙采樣（CDS)處理來提取像素信號的信號電平，并且獲取與像素21所接收的光量對應的 像素數(shù)據(jù)。
[0042] 對于包括在像素陣列單元12中的多個像素21的每個列，水平驅(qū)動單元15順序地 為列處理單元14供應用于按編號（number)順序輸出通過列處理單元14從各個像素21獲 取的像素數(shù)據(jù)的驅(qū)動信號。
[0043] 像素數(shù)據(jù)以對應于水平驅(qū)動單元15的驅(qū)動信號的時序從列處理單元14供應到輸 出單元16,并且例如，輸出單元16放大像素數(shù)據(jù)，并且將放大的像素數(shù)據(jù)在后續(xù)階段輸出 到圖像處理電路。
[0044] 驅(qū)動控制單元17控制成像裝置11中的每個模塊的驅(qū)動。例如，驅(qū)動控制單元17 根據(jù)每個模塊的驅(qū)動周期生成時鐘信號，并且將時鐘信號供應至每個模塊。
[0045] 此外，如圖1的右上部分所示，像素21被配置為包括TO24、傳輸晶體管25、FD26、 放大晶體管27、選擇晶體管28以及復位晶體管29。
[0046] TO24是光電轉(zhuǎn)換單元，其接收施加到像素21的光并且產(chǎn)生對應于光量的電荷，以 累積所產(chǎn)生的電荷。
[0047] 根據(jù)通過水平信號線22從垂直驅(qū)動單元13供應的傳輸信號驅(qū)動傳輸晶體管25， 并且當傳輸晶體管25被接通時，在TO24中累積的電荷被傳輸?shù)紽D26。
[0048] FD26是具有預定容量的浮置擴散區(qū)，其形成在傳輸晶體管25與放大晶體管27的 柵電極之間的連接部分處，并且累積通過傳輸晶體管25從TO24傳輸?shù)碾姾伞?br> [0049] 放大晶體管27連接至電源電位VDD，并且通過選擇晶體管28將與FD26中累積的 電荷對應的電平的像素信號輸出至垂直信號線23。
[0050] 根據(jù)通過水平信號線22從垂直驅(qū)動單元13供應的選擇信號驅(qū)動選擇晶體管28， 并且當選擇晶體管28被接通時，從放大晶體管27輸出的像素信號處于能夠被輸出到垂直 信號線23的狀態(tài)。
[0051] 根據(jù)通過水平信號線22從垂直驅(qū)動單元13供應的復位信號驅(qū)動復位晶體管29， 并且當復位晶體管29被接通時，在FD26中累積的電荷被釋放到電源電位VDD，并且FD26被 復位。
[0052] 另外，在圖1示出的成像裝置11中，盡管采用其中通過選擇晶體管28執(zhí)行輸出像 素信號的像素21的選擇的電路配置，但是也可采用其中省略了選擇晶體管28的電路結(jié)構(gòu) (所謂的三晶體管結(jié)構(gòu)）。此外，成像裝置11可采用其中預定數(shù)量的TO24和傳輸晶體管25 共享FD26、放大晶體管27、選擇晶體管28和復位晶體管29的像素共享結(jié)構(gòu)。
[0053] 圖2是示出成像裝置11的截面配置實例的示意圖。此外，圖2示出了包括在成像 裝置11中的三個像素21-1至21-3附近的截面視圖。
[0054] 成像裝置11通過從圖2的上部施加的光執(zhí)行成像，并且利用從上部按順序?qū)訅旱?片上透鏡31、濾色器32、光接收層33、多層配線層34以及支撐基板35來配置。換句話說， 假設(shè)前表面是多層配線層34形成在光接收層33上的表面，則成像裝置11是其中從與前表 面相對的背面?zhèn)仁┘庸獾乃^的背面照射型CMOS固態(tài)成像裝置。
[0055] 片上透鏡31由為像素21-1至21-3的每一個布置的小透鏡形成，并且將施加到成 像裝置11的光匯聚到像素21-1至21-3的PD24-1至24-3中每一個。
[0056] 濾色器32通過在像素21-1至21-3的每一個中布置發(fā)射預定顏色的光的濾光器 (filter)來形成，并且使光束中的預定顏色的光被施加到成像裝置11以被施加到像素21-1 至 21-3 的 PD24-1 至 24-3。
[0057] 在光接收層33中，例如，在由硅片制成的半導體基板41上，為像素21-1至21-3 的每一個形成TO24-1至24-3、傳輸晶體管25-1至25-3以及FD26-1至26-3。然后，在光 接收層33中，形成溝槽42-1至42-3以分離像素21-1至21-3,并且層壓了固定電荷膜43、 絕緣膜44和平坦化（planarizing)膜45。此外，在光接收層33中，在絕緣膜44與平坦化 膜45之間形成遮光部46-1至46-3。
[0058] TO24-1至24-3被配置為以如下的方式形成：使得P型區(qū)和N型區(qū)在半導體基板 41的內(nèi)部連接，并且接收由片上透鏡31匯聚并通過濾色器32的光，以生成對應于光量的電 荷。
[0059] 傳輸晶體管25-1至25-3分別被配置為具有通過絕緣膜47-1至47-3層壓在半導 體基板41的前表面（面向圖2的下部的表面）上的柵電極48-1至48-3。傳輸晶體管25-1 至25-3分別布置在TO24-1至24-3與FD26-1之間。然后，如果供應至柵電極48-1至48-3 的傳輸信號處于高電平，則在Ρ?24-1至24-3中累積的電荷通過相應的傳輸晶體管25-1至 25-3 傳輸?shù)?FD26-1 至 26-3。
[0060] FD26-1至26-3是形成為與半導體基板41的前表面接觸的高濃度（dense) Ν型區(qū) 域，并且累積從相應TO24-1至24-3傳輸?shù)碾姾伞?br> [0061] 溝槽42-1至42-3是形成在TO24-1至24-3之間的凹槽以在作為半導體基板41 的光接收表面的背面（面向圖2的上部的表面）中開口。
[0062] 固定電荷膜43是具有負的固定電荷的膜，設(shè)置該膜以免耗盡半導體基板41的背 面中的邊界表面附近的硅層，并且該膜沿著半導體基板41的背面的形狀形成。
[0063] 絕緣膜44具有絕緣性能，并且填充溝槽42-1至42-3的內(nèi)部，同時層壓在半導體 基板41的背面上。
[0064] 平坦化膜45是用于平坦化其中形成遮光部46-1至46-3的表面以在光接收層33 上層壓濾色器32的膜。
[0065] 遮光部46-1至46-3屏蔽沿傾斜方向入射在像素21-1至21-3上的光，從而防止 由于沿傾斜方向入射的光而引起的相鄰像素21-1至21-3之間的混色。例如，遮光部46-1 屏蔽從像素21-2沿傾斜方向?qū)蛳噜徬袼?1-1的光，并且防止光通過像素21-2的濾色器 32傳播并進入像素21-1的TO24-1。
[0066] 此外，遮光部46-1至46-3形成為向半導體基板41側(cè)突出的凸形以提高光屏蔽 性。此外，遮光部46-1至46-3形成為具有足以防止前端進入溝槽42-1至42-3的長度。換 句話說，向半導體基板41側(cè)突出的遮光部46-1至46-3的前端形成為不進入形成在半導體 基板41上的溝槽42-1至42-3。
[0067] 多層配線層34以使得構(gòu)成例如圖1的水平信號線22和垂直信號線23的多個配 線層層壓在層間絕緣膜之間的方式配置，并且在圖2的配置實例中，層壓了三層配線52-1 至52-3。此外，在多層配線層34上形成將配線52-1至52-3彼此連接的貫通（through)電 極53-1至53-2以及將Π 326-1至26-3與配線42-1連接的貫通電極54-1至54-3。
[0068] 支撐基板35是用于確保形成為薄膜的光接收層33的強度并且支撐光接收層33 的基。
[0069] 成像裝置11以這種方式配置并且遮光部46屏蔽沿傾斜方向入射的光，從而防止 光泄漏到其他相鄰像素21并且抑制混色的發(fā)生。例如，在其中遮光部以平面方式形成的配 置中，在上層的絕緣膜部分中，假設(shè)難以獲得足夠的遮光性并且混色的抑制是不充分的。相 反，在成像裝置11中，遮光部46形成為向半導體基板41側(cè)突出的凸形，從而即使在其中遮 光部以平面方式形成的配置中，也可以提高關(guān)于沿傾斜方向入射的光的遮光性。因此，成像 裝置11可更可靠地抑制混色的發(fā)生。
[0070] 此外，例如，在遮光部46向溝槽42內(nèi)部延伸的配置中，存在由于界面特性劣化而 導致暗電流和白點都加劇的問題。相反，在成像裝置11中，由于遮光部46-1至46-3形成為 不進入溝槽42-1至42-3,因此可以針對暗電流和白點做出改進，并且避免圖像質(zhì)量劣化。
[0071] 此外，由于成像裝置11通過利用絕緣膜44填充溝槽42來執(zhí)行像素21之間的元 件隔離，例如，即使在通過離子注入和退火來執(zhí)行元件隔離的配置中，也可以更可靠地執(zhí)行 元件隔離。因此，即使響應于成像裝置11的小型化形成具有窄寬度的像素隔離區(qū)，也可以 可靠地防止混色。此外，可以增大TO24的容量，并且特別地增大在成像裝置11的光接收表 面附近的藍色區(qū)域中的TO24的容量，從而增大飽和信號量并改善動態(tài)范圍。
[0072] 接著，將參照圖3至圖11描述成像裝置11的制造方法。
[0073] 如圖3所示，在第一過程（process)中，通過在半導體基板41的前表面?zhèn)龋▓D3 的上部）執(zhí)行的離子注入形成TO24-1至24-3以及FD26-1至26-3。之后，通過在半導體 基板41的前表面上層壓絕緣膜47-1至47-3以及柵電極48-1至48-3來形成傳輸晶體管 25-1至25-3。另外，無需示出，同樣以與傳輸晶體管25相同的方式形成其他晶體管，S卩，圖 1中的放大晶體管27、選擇晶體管28以及復位晶體管29。
[0074] 然后，在層壓了層間絕緣膜51之后，在層間絕緣膜51上形成接觸孔，并且在接觸 孔處形成貫通電極54-1至54-3,以連接至相應的FD26-1至26-3。另外，以相同的方式，形 成用于供應傳輸信號的貫通電極（未示出）以連接至柵電極48-1至48-3。
[0075] 如圖4所示，在第二過程中，通過配線52-1至52-3形成多層配線層34,并且貫通 電極53-1和53-2形成為通過層間絕緣膜51分別地絕緣。
[0076] 換句話說，通過如下方式形成多層配線層34 :在第一過程中層壓的層間絕緣膜51 上形成配線52-1之后，層壓層間絕緣膜51并且形成貫通電極53-1，以在層間絕緣膜51上 形成配線52-2,并且進一步地，層壓層間絕緣膜51并且形成貫通電極53-2,以在層間絕緣 膜51上形成配線52-3,并且然后進一步層壓層間絕緣膜51。
[0077] 在第三過程中，如圖5所示，支撐基板35從多層配線層34的頂部粘結(jié)到多層配線 層34。
[0078] 在第四過程中，如圖6所示，使半導體基板41的背面?zhèn)确崔D(zhuǎn)朝上，并且高精度地過 擦（scrape)半導體基板41的背面?zhèn)?，直到半導體基板41具有期望的膜厚度；例如，暴露未 示出的垂直型晶體管的底部。例如，可使用化學機械拋光（CMP)方法、干蝕刻、濕蝕刻等用 于該過程，并且也可使用這些方法的組合。
[0079] 在第五過程中，如圖7所示，在相應的TO24-1至24-3之間的元件隔離區(qū)中以預定 深度（例如，從半導體基板41的背面大約2 μ m的深度）形成溝槽42-1至42-3。例如，在 形成溝槽42-1至42-3時，可使用干蝕刻。
[0080] 在第六過程中，如圖8所示，沿半導體基板41的背面的形狀形成固定電荷膜43。 換句話說，不僅在半導體基板41的背面上而且在半導體基板41中形成的溝槽42-1至42-3 的側(cè)面和底面上形成固定電荷膜43。此外，例如，可使用通過原子層沉積（ALD)方法形成的 Η--2 (氧化鉿）膜作為固定電荷膜43。
[0081] 在第七和第八過程中，如圖9和圖10所示，絕緣膜44形成為嵌入在溝槽42-1至 42-3中。此外，在形成絕緣膜44時，采用根據(jù)溝槽42-1至42-3的位置形成其中絕緣膜44 的背面凹陷成V形的凹部49-1至49-3的膜形成方法。例如，通過將絕緣膜44形成為兩層 結(jié)構(gòu)（層壓結(jié)構(gòu)）來形成凹部49-1至49-3,在該兩層結(jié)構(gòu)中，在通過ALD方法形成Si02膜 之后，通過高密度等離子體（HDP)形成氧化膜。
[0082] 換句話說，在第七過程中，如圖9所示，通過ALD方法形成絕緣膜44-1，并且在第八 過程中，如圖10所示，通過HDP形成絕緣膜44-2。由于在通過HDP的膜形成中同時執(zhí)行膜 形成和濺射，因此如圖10所示，形成線性地切入溝槽42-1至42-3的肩部的大致V形的凹 部 49-1 至 49-3。
[0083] 在第九過程中，如圖11所示，根據(jù)形成溝槽42-1至42-3的位置，為絕緣膜44形成 遮光部46-1至46-3。換句話說，如圖10所示，根據(jù)溝槽42-1至42-3形成的位置,在絕緣 膜44上形成凹部49-1至49-3,并且沿凹部49-1至49-3的前表面的形狀形成遮光部46-1 至46-3。因此，遮光部46-1至46-3以使得截面形狀大致為V形的方式形成為具有向半導 體基板41突出的凸形。
[0084] 例如，在通過濺射方法或CVD方法形成金屬膜（其形成遮光部46-1至46-3)之后， 通過執(zhí)行去除除了遮光結(jié)構(gòu)所需的位置以外的部分的處理來形成遮光部46-1至46-3。此 夕卜，可使用鈦（Ti)和鎢（W)的層壓膜或者氮化鈦（TiN)和鎢（W)的層壓膜作為遮光部46-1 至46-3。此外，絕緣膜44形成為填充溝槽42的內(nèi)部，這防止了遮光部46的前端進入溝槽 42。
[0085] 之后，如圖2所示，通過層壓平坦化膜45形成光接收層33,并且通過在光接收層 33上層壓濾色器32和片上透鏡31來制造成像裝置11。
[0086] 如上所述，在成像裝置11中，溝槽42形成為執(zhí)行TO24之間的元件隔離，從而允許 以使得凹部49形成在TO24之間的方式來形成絕緣膜44。因此，使用絕緣膜44的凹部49， 可以容易地形成具有向半導體基板41側(cè)突出的凸形的遮光部46。因此，可以制造能夠可靠 地抑制混色的發(fā)生的成像裝置11。
[0087] 另外，遮光部46-1至46-3的截面形狀可具有除了圖2示出的大致V形之外的形 狀。例如，可以通過膜形成方法改變絕緣膜44的凹部49-1至49-3的形狀，并且根據(jù)凹部 49-1至49-3的形狀，使得遮光部46-1至46-3的截面形狀具有不同于大致V形的形狀。
[0088] 現(xiàn)在將參照圖12描述成像裝置11的第一變形例。另外，在圖12示出的成像裝置 11'中，省略了片上透鏡31、濾色器32、多層配線層34以及支撐基板35的圖示。
[0089] 例如，如圖9所示，在第七過程中，在通過ALD方法形成絕緣膜44-1之后，如圖12 的上部所示，在第八過程中，通過等離子四乙基氧基硅烷（P-TE0S)形成絕緣膜44-2'來形 成絕緣膜44'。在通過P-TE0S的膜形成中，凹部49-1至49-3形成為其中前表面以彎曲的 形狀凹入以具有到中心的陡坡的形狀。
[0090] 因此，之后，在第九過程中，當遮光部46a-l至46a-3沿凹部49-1至49-3的前表 面形狀形成時，如圖12的下部所示，截面形狀以使得上表面和下表面具有以彎曲的形狀向 半導體基板41突出的凸形的方式形成。
[0091] 以這種方式，通過絕緣膜44的膜形成方法，可以形成期望形狀的遮光部46-1至 46-3。
[0092] 另外，絕緣膜44的結(jié)構(gòu)不限于其中通過HDP形成的絕緣膜44-2層壓在通過ALD方 法形成的絕緣膜44-1上的配置實例（參照圖9和圖10)以及其中通過P-TE0S形成的絕緣 膜44-2'層壓在通過ALD方法形成的絕緣膜44-1上的配置實例（參照圖12)。換句話說， 如果遮光部46可形成為向半導體基板41突出的凸形，則可以采用除了配置實例之外的結(jié) 構(gòu)作為絕緣膜44的結(jié)構(gòu)。例如，作為絕緣膜44的結(jié)構(gòu)，可采用其中通過ALD方法形成的絕 緣膜層壓在通過P-TE0S形成的絕緣膜上的配置、通過P-TE0S形成的單個膜的配置或者通 過ALD方法形成的單個膜的配置。
[0093] 此外，遮光部46-1至46-3可例如以如下的方式形成：在絕緣膜44形成為被平坦 化之后，根據(jù)形成溝槽42-1至42-3的位置，形成凹槽，并且絕緣膜嵌入在凹槽中。
[0094] 換句話說，圖13示出了成像裝置11的第二變形例。另外，在圖13示出的成像裝 置11"中，省略了對片上透鏡31、濾色器32、多層配線層34以及支撐基板35的圖示。
[0095] 如圖13所示，根據(jù)在絕緣膜44中形成的凹槽，遮光部46b-l至46b-3形成為T形 的截面形狀。
[0096] 以這種方式，遮光部46-1至46-3可形成為向半導體基板41突出的凸形的任意截 面形狀，以獲得更好的遮光性。
[0097] 此外，上述成像裝置11可應用于包括諸如數(shù)字靜物照相機和數(shù)字攝像機的成像 系統(tǒng)、具有成像功能的移動電話、或者具有成像功能的其他設(shè)備的各種電子設(shè)備。
[0098] 圖14是示出安裝在電子設(shè)備上的成像設(shè)備的配置實例的框圖。
[0099] 如圖14所示，成像設(shè)備101被配置為包括光學系統(tǒng)102、成像裝置103、信號處理 電路104、監(jiān)控器105和存儲器106,并且能夠捕捉靜止圖像和移動圖像。
[0100] 光學系統(tǒng)102被配置為包括一個或多個透鏡，并且將來自目標的圖像光（入射光） 引導至成像裝置103,以在成像裝置103的光接收表面（傳感器單元）上形成圖像。
[0101] 作為成像裝置103,應用上述配置實例和變形例的成像裝置11。根據(jù)通過光學系 統(tǒng)102形成在光接收表面上的圖像，電子在成像裝置103中累積固定的周期。因此，根據(jù)累 積在成像裝置103中的電子的信號被供應至信號處理電路。
[0102] 信號處理電路104對從成像裝置103輸出的信號電荷執(zhí)行各種信號處理。通過執(zhí) 行信號處理的信號處理電路104所獲得的圖像（圖像數(shù)據(jù)）被供應至并顯示在監(jiān)控器105 上，或者被供應至并存儲（記錄）在存儲器106中。
[0103] 在以這種方式配置的成像設(shè)備101中，通過應用如上所述的配置實例或變形例的 成像裝置11作為成像裝置103,可以獲得其中抑制了混色的發(fā)生的良好質(zhì)量的圖像。
[0104] 另外，成像裝置11還可應用于前表面照射型CMOS固態(tài)成像裝置，在前表面照射型 CMOS固態(tài)成像裝置中，從前表面（多層配線層34在其上形成在光接收層33上）側(cè)施加入 射光，并且遮光部46形成在光接收層33與多層配線層34之間。
[0105] 另外，本技術(shù)可具有以下配置。
[0106] (1) 一種固態(tài)成像裝置，包括：
[0107] 半導體基板，其上形成多個光電轉(zhuǎn)換單元，每個光電轉(zhuǎn)換單元接收光以生成電 荷；
[0108] 凹槽，形成在光電轉(zhuǎn)換單元之間，以向半導體基板的光接收表面?zhèn)乳_口；
[0109] 絕緣膜，嵌入在凹槽中，并且層壓在半導體基板的背面?zhèn)?；以?br> [0110] 遮光部，層壓在絕緣膜上，并且在對應于凹槽的位置處形成為向半導體基板突出 的凸形。
[0111] (2)根據(jù)（1)所述的固態(tài)成像裝置，
[0112] 其中，遮光部形成為足以防止半導體基板側(cè)上的前端進入凹槽的長度。
[0113] (3)根據(jù)⑴或⑵所述的固態(tài)成像裝置，
[0114] 其中，當形成絕緣膜時，根據(jù)凹槽的位置，形成其中絕緣膜的表面是凹形的凹部。
[0115] (4)根據(jù)⑴至（3)中任一項所述的固態(tài)成像裝置，
[0116] 其中，絕緣膜被配置為其中層壓多個層的層壓結(jié)構(gòu)。
[0117] (5)根據(jù)⑴至（4)中任一項所述的固態(tài)成像裝置，
[0118] 其中，相對于其中形成凹槽的半導體基板的光接收表面，在形成具有負的固定電 荷的固定電荷膜之后，形成絕緣膜。
[0119] (6)根據(jù)⑴至（5)中任一項所述的固態(tài)成像裝置，
[0120] 其中，向作為與前表面相對的一側(cè)的背面施加光，在前表面上，配線層層壓在半導 體基板上。
[0121] 另外，本實施方式并不限于上述實施方式，并且在不背離本公開的范圍的情況下， 可以進行各種修改。
[0122] 參考標號列表
[0123] 11成像裝置
[0124] 12像素陣列單元
[0125] 13垂直驅(qū)動單元
[0126] 14列處理單元
[0127] 15水平驅(qū)動單元
[0128] 16輸出單元
[0129] 17驅(qū)動控制單元
[0130] 21 像素
[0131] 22水平信號線
[0132] 23垂直信號線
[0133] 24 PD
[0134] 25傳輸晶體管
[0135] 26 FD
[0136] 27放大晶體管
[0137] 28選擇晶體管
[0138] 29復位晶體管
[0139] 31片上透鏡
[0140] 32濾色器
[0141] 33光接收層
[0142] 34多層配線層
[0143] 35支撐基板
[0144] 41半導體基板
[0145] 42 溝槽
[0146] 43電荷膜
[0147] 44絕緣膜
[0148] 45平坦化膜
[0149] 46遮光部
[0150] 47絕緣膜
[0151] 48柵電極
[0152] 49 凹部
【權(quán)利要求】
1. 一種固態(tài)成像裝置，包括： 半導體基板，其上形成了多個光電轉(zhuǎn)換單元，每個所述光電轉(zhuǎn)換單元接收光以生成電 荷； 凹槽，形成在所述光電轉(zhuǎn)換單元之間，以向所述半導體基板的光接收表面?zhèn)乳_口； 絕緣膜，嵌入在所述凹槽中，并且層壓在所述半導體基板的背面?zhèn)?；以?遮光部，層壓在所述絕緣膜上，并且在對應于所述凹槽的位置處形成為向所述半導體 基板突出的凸形。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置， 其中，所述遮光部形成為足以防止所述半導體基板側(cè)上的前端進入所述凹槽的長度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置， 其中，當形成所述絕緣膜時，根據(jù)形成所述凹槽的位置，形成其中所述絕緣膜的表面是 凹形的凹部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置， 其中，所述絕緣膜被配置為其中層壓多個層的層壓結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置， 其中，相對于所述半導體基板的其中形成了所述凹槽的所述光接收表面，在形成具有 負的固定電荷的固定電荷膜之后，形成所述絕緣膜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置， 其中，向作為與前表面相對的一側(cè)的背面施加光，在所述前表面上，配線層層壓在所述 半導體基板上。
7. -種固態(tài)成像裝置的制造方法，包括以下步驟： 在光電轉(zhuǎn)換單元之間形成凹槽，以向半導體基板的光接收表面?zhèn)乳_口，在所述半導體 基板上形成有多個光電轉(zhuǎn)換單元，每個所述光電轉(zhuǎn)換單元接收光以生成電荷； 在所述凹槽中嵌入絕緣膜，并且在所述半導體基板的背面?zhèn)葘訅核鼋^緣膜；以及 在所述絕緣膜上層壓遮光部，并且使所述遮光部在對應于所述凹槽的位置處形成為向 所述半導體基板突出的凸形。
8. -種電子設(shè)備，包括： 固態(tài)成像裝置，包括： 半導體基板，其上形成多個光電轉(zhuǎn)換單元，每個所述光電轉(zhuǎn)換單元接收光以生成電 荷； 凹槽，形成在所述光電轉(zhuǎn)換單元之間，以向所述半導體基板的光接收表面?zhèn)乳_口； 絕緣膜，嵌入在所述凹槽中，并且層壓在所述半導體基板的背面?zhèn)?；以?遮光部，層壓在所述絕緣膜上，并且在對應于所述凹槽的位置處形成為向所述半導體 基板突出的凸形。
【文檔編號】H01L27/146GK104067393SQ201380005567
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月23日
【發(fā)明者】宮波勇樹 申請人:索尼公司