固體攝像裝置以及固體攝像裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供固體攝像裝置以及固體攝像裝置的制造方法。一個(gè)實(shí)施方式的固體攝像裝置具備第一受光部以及第一光波導(dǎo)路層。上述第一受光部形成于半導(dǎo)體基板的表面。第一光波導(dǎo)路層以與上述第一受光部的上方對(duì)應(yīng)的方式形成，具有從其上面遍及到下面、寬度從其上面朝向下面變大那樣的倒錐形狀。
【專利說(shuō)明】固體攝像裝置以及固體攝像裝置的制造方法
[0001]本申請(qǐng)享受于2013年8月13日提交的日本專利申請(qǐng)2013-168284的優(yōu)先權(quán)利益，該日本專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容被援用于本申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及固體攝像裝置以及固體攝像裝置的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0003]在數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)等中，為了對(duì)被攝體進(jìn)行攝像而使用固體攝像裝置。固體攝像裝置具有呈矩陣狀排列有多個(gè)像素的像素陣列。各像素具有微透鏡、濾色器、光波導(dǎo)路層以及受光部(光電二極管)。在各像素中，入射到微透鏡的光通過(guò)濾色器并經(jīng)由光波導(dǎo)路層集中到受光部。
[0004]通常，在層間絕緣層上形成了槽之后，通過(guò)填埋該槽來(lái)形成光波導(dǎo)路層。即，光波導(dǎo)路層的形狀成為形成于層間絕緣層的槽的形狀。形成于層間絕緣層的槽，由于制造方法而形成為其寬度從上部側(cè)朝向下部側(cè)變小的錐形狀。因而，光波導(dǎo)路層具有其寬度從上部側(cè)(微透鏡側(cè))朝向下部側(cè)(受光部側(cè))變小那樣的錐形狀。
[0005]但是，在光波導(dǎo)路層具有錐形狀的情況下，難以抑制入射到光波導(dǎo)路層側(cè)面的光向上部側(cè)的反射成分，向下部側(cè)的反射效率變差。即，向位于光波導(dǎo)路層的下部側(cè)的受光部的聚光性變差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的課題在于，提供能夠?qū)崿F(xiàn)向受光部的聚光性的提高的固體攝像裝置以及固體攝像裝置的制造方法。
[0007]—個(gè)實(shí)施方式的固體攝像裝置具備:第一受光部，形成于半導(dǎo)體基板的表面；以及第一光波導(dǎo)路層，以與所述第一受光部的上方對(duì)應(yīng)的方式形成，具有從其上面遍及到下面、寬度從其上面朝向下面變大的倒錐形狀。
[0008]另一個(gè)實(shí)施方式的固體攝像裝置的制造方法為，在半導(dǎo)體基板的表面上形成第一受光部，以與所述第一受光部的上方對(duì)應(yīng)的方式形成第一光波導(dǎo)路層，該第一光波導(dǎo)路層具有從其上面遍及到下面、寬度從其上面朝向下面變大的倒錐形狀，在形成所述第一光波導(dǎo)路層時(shí)，在所述半導(dǎo)體基板上的整面形成所述第一光波導(dǎo)路層，圖案形成所述第一光波導(dǎo)路層。
[0009]根據(jù)上述構(gòu)成的固體攝像裝置以及固體攝像裝置的制造方法，能夠?qū)崿F(xiàn)向受光部的聚光性的提高。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是具備第一實(shí)施方式的固體攝像裝置的數(shù)碼相機(jī)的概略構(gòu)成的框圖；
[0011]圖2是表示第一實(shí)施方式的固體攝像裝置的概略構(gòu)成的框圖；
[0012]圖3是表示第一實(shí)施方式的固體攝像裝置的攝影專用像素的構(gòu)成的截面圖；
[0013]圖4是表示第一實(shí)施方式的固體攝像裝置的攝影專用像素的制造工序的截面圖；
[0014]圖5是表示第一實(shí)施方式的固體攝像裝置的攝影專用像素的制造工序的截面圖；
[0015]圖6是表示第一實(shí)施方式的固體攝像裝置的攝影專用像素的制造工序的截面圖；
[0016]圖7是表示第一實(shí)施方式的固體攝像裝置的攝影專用像素的制造工序的截面圖；
[0017]圖8是表示第一實(shí)施方式的固體攝像裝置的攝影專用像素的制造工序的截面圖；
[0018]圖9是表示比較例的光波導(dǎo)路層的光的入射以及反射的圖；
[0019]圖10是表示第一實(shí)施方式的光波導(dǎo)路層的光的入射以及反射的圖；
[0020]圖11是表示第二實(shí)施方式的固體攝像裝置的相位差檢測(cè)像素的構(gòu)成的截面圖；
[0021]圖12是表示第二實(shí)施方式的固體攝像裝置的相位差檢測(cè)像素的構(gòu)成的變形例的截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]一般情況下，一個(gè)實(shí)施方式的固體攝像裝置具備第一受光部以及第一光波導(dǎo)路層。上述第一受光部形成于半導(dǎo)體基板的表面。第一光波導(dǎo)路層以與上述第一受光部的上方對(duì)應(yīng)的方式形成，具有從其上面遍及到下面、寬度從其上面朝向下面變大那樣的倒錐形狀。
[0023]以下，參照附圖對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在附圖中，對(duì)相同部分賦予相同的參照符號(hào)。此外，根據(jù)需要進(jìn)行重復(fù)的說(shuō)明。
[0024]<第一實(shí)施方式>
[0025]以下，使用圖1至圖10對(duì)第一實(shí)施方式的固體攝像裝置進(jìn)行說(shuō)明。
[0026]在第一實(shí)施方式中，各像素(攝影專用像素30)中的光波導(dǎo)路層35具有從上部側(cè)朝向下部側(cè)而其寬度變大那樣的倒錐形狀。由此，能夠提高光波導(dǎo)路層35側(cè)面的入射的光向下部側(cè)的反射效率，能夠提高向受光部32的聚光性。以下，對(duì)第一實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0027][構(gòu)成]
[0028]首先，參照?qǐng)D1至圖3對(duì)第一實(shí)施方式的固體攝像裝置的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
[0029]圖1是表示具備第一實(shí)施方式的固體攝像裝置的數(shù)碼相機(jī)的概略構(gòu)成的框圖。圖2是表示第一實(shí)施方式的固體攝像裝置的概略構(gòu)成的框圖。
[0030]如圖1所示，數(shù)碼相機(jī)I具有相機(jī)模塊2以及后級(jí)處理部3。相機(jī)模塊2具有攝像光學(xué)系統(tǒng)4以及固體攝像裝置5。后級(jí)處理部3具有ISP (圖像信號(hào)處理器)6、存儲(chǔ)部7以及顯示部8。相機(jī)模塊2除了應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)I之外，例如還可以應(yīng)用于帶相機(jī)便攜終端等電子設(shè)備。
[0031]攝像光學(xué)系統(tǒng)4取入來(lái)自被攝體的光，并使被攝體像成像。固體攝像裝置5對(duì)被攝體像進(jìn)行攝像。ISP6實(shí)施通過(guò)固體攝像裝置5的攝像而獲得的圖像信號(hào)的信號(hào)處理。存儲(chǔ)部7對(duì)經(jīng)過(guò)了 ISP6的信號(hào)處理的圖像進(jìn)行存儲(chǔ)。存儲(chǔ)部7根據(jù)用戶的操作等而向顯示部8輸出圖像信號(hào)。顯示部8根據(jù)從ISP6或者存儲(chǔ)部7輸入的圖像信號(hào)來(lái)顯示圖像。顯示部8例如是液晶顯示器。此外，由ISP6信號(hào)處理后的數(shù)據(jù)被反饋至相機(jī)模塊2內(nèi)。
[0032]如圖2所示，固體攝像裝置5具備信號(hào)處理電路11以及攝像元件即圖像傳感器10。圖像傳感器10例如是CMOS圖像傳感器。除了 CMOS圖像傳感器之外，圖像傳感器10也可以是(XD。
[0033]圖像傳感器10具有像素陣列12、垂直移位寄存器13、定時(shí)控制部15、⑶S(相關(guān)雙采樣部)16、ADC (模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換部(傳感器核))17以及線路存儲(chǔ)器18。像素陣列12設(shè)置于圖像傳感器10的攝像區(qū)域。像素陣列12由沿橫向(行方向)以及縱向(列方向)呈陣列狀配置的多個(gè)像素構(gòu)成。各像素具備光電轉(zhuǎn)換元件即光電二極管。像素陣列12生成與向各像素的入射光量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電荷。所生成的信號(hào)電荷經(jīng)由CDS/ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，向信號(hào)處理電路11輸出。在信號(hào)處理電路11中，例如進(jìn)行透鏡陰影修正、缺陷修正、噪聲降低處理等。這些被信號(hào)處理后的數(shù)據(jù)例如輸出至芯片外部，并且反饋至圖像傳感器10內(nèi)。
[0034]圖3是表示第一實(shí)施方式的固體攝像裝置的攝影專用像素的構(gòu)成的截面圖。此處，示出鄰接的兩個(gè)攝影專用像素30。
[0035]如圖3所示，攝影專用像素30具備受光部32、光波導(dǎo)路層35、濾色器38以及微透鏡40。
[0036]受光部32形成于例如由Si形成的半導(dǎo)體基板31的表面。受光部32例如由形成于半導(dǎo)體基板31的P型阱的表面的N型層構(gòu)成。受光部32例如是光電二極管，將入射的光轉(zhuǎn)換成電荷而蓄積。
[0037]在受光部32以及半導(dǎo)體基板31上，形成有由從下部側(cè)起依次形成的第一層33和第二層34構(gòu)成的層疊構(gòu)造的反射防止層41。即，反射防止層41形成在受光部32以及半導(dǎo)體基板31與后述的光波導(dǎo)路層35之間。第一層33具有比半導(dǎo)體基板31以及第二層34低的折射率，第二層34具有比第一層33高、比半導(dǎo)體基板31低的折射率。由此，反射防止膜41能夠防止從上部側(cè)入射的光的反射，能夠提高光向受光部32的入射效率。第一層33例如由S1x構(gòu)成，第二層34例如由SiN構(gòu)成?；蛘?，第一層33例如由S1x構(gòu)成，第二層34例如由HfOy構(gòu)成。
[0038]光波導(dǎo)路層35形成在反射防止層41上且以與受光部32的上方對(duì)應(yīng)的方式形成。換言之，光波導(dǎo)路層35與受光部32在平面上重疊。此外，光波導(dǎo)路層35的平面形狀例如是圓形。因此，光波導(dǎo)路層35例如為圓柱形狀。而且，光波導(dǎo)路層35具有從其上面(微透鏡40側(cè))朝向下面(受光部32側(cè))而寬度(直徑)變大那樣的倒錐形狀。換言之，光波導(dǎo)路層35具有與微透鏡40側(cè)相比在受光部32側(cè)寬度更大的開(kāi)口部。此外，光波導(dǎo)路層35從其上面遍及到下面地具有倒錐形狀。光波導(dǎo)路層35具有比后述的層間絕緣層36大的折射率，例如由SiN構(gòu)成。
[0039]在反射防止層41上且在鄰接的兩個(gè)光波導(dǎo)路層35之間，以填埋的方式形成有層間絕緣層36。換言之，層間絕緣層36形成在光波導(dǎo)路層35的周圍。此外，層間絕緣層36的上面與光波導(dǎo)路層35的上面為幾乎相同高度。即，光波導(dǎo)路層35形成為，在層間絕緣層36內(nèi)從該層間絕緣層的上面達(dá)到(貫通)下面。層間絕緣層36具有比光波導(dǎo)路層35小的折射率，例如由S1x構(gòu)成。另外，所謂幾乎相同高度表示實(shí)質(zhì)上相同的高度。
[0040]在光波導(dǎo)路層35以及層間絕緣層36上形成有例如由SiN構(gòu)成的第一絕緣層42。在該第一絕緣層42上形成有例如由S1x構(gòu)成的第二絕緣層43。該第一絕緣層42以及第二絕緣層43作為形成于半導(dǎo)體基板31上的未圖示的元件的保護(hù)膜而形成。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)元件特性的提高。
[0041]在第二絕緣層43上形成有平坦化層37。由此，能夠提高上表面的平坦性，能夠容易地形成后述的濾色器38。平坦化層37例如由通過(guò)涂布法形成的有機(jī)膜構(gòu)成，但并不限定于此。
[0042]濾色器38形成在平坦化層37上且以與光波導(dǎo)路層35的上方對(duì)應(yīng)的方式形成。換言之，濾色器38與光波導(dǎo)路層35在平面上重疊。通過(guò)了濾色器38的光向受光部32入射，由此能夠獲得彩色的圖像。
[0043]在濾色器38上形成有平坦化層39。由此，能夠提高上表面的平坦性，能夠容易地形成后述的微透鏡40。平坦化層39例如由通過(guò)涂布法形成的有機(jī)膜構(gòu)成，但并不限定于此。
[0044]微透鏡40形成在平坦化層39上且以與濾色器38的上方對(duì)應(yīng)的方式形成。換言之，微透鏡40與濾色器38在平面上重疊。微透鏡40將入射的光向?qū)?yīng)的受光部32聚光。
[0045]另外，在鄰接的兩個(gè)攝影專用像素30之間形成有未圖示的布線。布線例如形成在光波導(dǎo)路層35以及層間絕緣層36上所形成的第一絕緣層42以及第二絕緣層43與半導(dǎo)體基板31之間。
[0046]此外，布線與半導(dǎo)體基板31上所形成的未圖示的元件連接。元件進(jìn)行聚集的電子的信號(hào)化以及快門(mén)動(dòng)作(電子的排出等)。
[0047][制造方法]
[0048]接著，使用圖4至圖8對(duì)第一實(shí)施方式的固體攝像裝置的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0049]圖4至圖8是表示第一實(shí)施方式的固體攝像裝置的攝影專用像素的制造工序的截面圖。
[0050]首先，如圖4所示，在半導(dǎo)體基板31的表面上形成有受光部32。在半導(dǎo)體基板31上形成了 P型阱之后，在其表面上形成N型層，由此形成受光部32。
[0051]接著，在受光部32以及半導(dǎo)體基板31上，例如通過(guò)CVD (Chemical VaporDeposit1n:化學(xué)汽相淀積)法來(lái)形成第一層33以及第二層34。由此,形成由第一層33和第二層34構(gòu)成的層疊構(gòu)造的反射防止層41。第一層33例如由S1x構(gòu)成，第二層34例如由SiN構(gòu)成?；蛘撸谝粚?3例如由S1x構(gòu)成，第二層34例如由HfOY構(gòu)成。
[0052]接著，如圖5所示，在反射防止層41上的整面上，例如通過(guò)CVD法來(lái)形成光波導(dǎo)路層35。光波導(dǎo)路層35具有比層間絕緣層36大的折射率，例如由SiN構(gòu)成。之后，在光波導(dǎo)路層35上形成抗蝕劑51，并通過(guò)光刻技術(shù)來(lái)進(jìn)行圖案形成。此時(shí)，抗蝕劑51以與受光部32的上方對(duì)應(yīng)的方式殘留。此外，抗蝕劑51的平面形狀例如為圓形。
[0053]接著，如圖6所示,通過(guò)將抗蝕劑51作為掩模的RIE(Reactive 1n Etching:反應(yīng)離子蝕刻)來(lái)圖案形成光波導(dǎo)路層35。由此，光波導(dǎo)路層35形成在反射防止層41上且以與受光部32的上方對(duì)應(yīng)的方式形成。換言之，光波導(dǎo)路層35與受光部32在平面上重疊。此外，光波導(dǎo)路層35的平面形狀例如為圓形。因此，光波導(dǎo)路層35例如為圓柱形狀。
[0054]此時(shí)，光波導(dǎo)路層35通過(guò)規(guī)定的RIE來(lái)圖案形成，由此形成為倒錐形狀。更具體而言，光波導(dǎo)路層35形成為，具有從其上面(微透鏡40側(cè))朝向下面(受光部32側(cè))而寬度(直徑)變大那樣的倒錐形狀。換言之，光波導(dǎo)路層35具有與微透鏡40側(cè)相比在受光部32側(cè)寬度更大的開(kāi)口部。此外，光波導(dǎo)路層35形成為，從其上面遍及到下面地具有倒錐形狀。
[0055]此后，例如通過(guò)灰化來(lái)剝離抗蝕劑51。
[0056]接著，如圖7所示，在整面上例如通過(guò)CVD法來(lái)形成層間絕緣層36。由此，層間絕緣層36填埋在反射防止層41上且填埋在鄰接的兩個(gè)光波導(dǎo)路層35之間。換言之，層間絕緣層36形成在光波導(dǎo)路層35的周圍。此外，層間絕緣層36還形成在光波導(dǎo)路層35上。層間絕緣層36具有比光波導(dǎo)路層35小的折射率，例如由S1x構(gòu)成。
[0057]接著,如圖8所示,例如通過(guò)CMP(Chemical Mechanical Polishing:化學(xué)機(jī)械拋光)法來(lái)使層間絕緣層36的上面平坦化。由此，層間絕緣層36的上面與光波導(dǎo)路層35的上面成為幾乎相同的高度。即，光波導(dǎo)路層35形成為，在層間絕緣層36內(nèi)從該層間絕緣層的上面達(dá)到(貫通)下面。
[0058]接著，如圖3所示，在光波導(dǎo)路層35以及層間絕緣層36上例如通過(guò)CVD法來(lái)形成第一絕緣層42。在該第一絕緣層42上例如通過(guò)CVD法來(lái)形成第二絕緣層43。第一絕緣層42例如由SiN構(gòu)成，第二絕緣層43例如由S1x構(gòu)成。該第一絕緣層42以及第二絕緣層43作為形成在半導(dǎo)體基板31上的未圖示的元件的保護(hù)膜而形成。
[0059]接著，在第二絕緣層43上例如通過(guò)涂布法來(lái)形成平坦化層37。平坦化層37例如由有機(jī)膜構(gòu)成，但并不限定于此。接著，在平坦化層37上且以與光波導(dǎo)路層35的上方對(duì)應(yīng)的方式形成濾色器38。接著，在濾色器38上例如通過(guò)涂布法來(lái)形成平坦化層39。平坦化層39例如由有機(jī)膜構(gòu)成，但并不限定于此。此后，在平坦化層39上且以與濾色器38的上方對(duì)應(yīng)的方式形成微透鏡40。
[0060]如此，形成第一實(shí)施方式的固體攝像裝置的攝影專用像素。
[0061]另外，也可以在形成平坦化層37之前，在光波導(dǎo)路層35以及層間絕緣層36上形成未圖示的絕緣層，在層間絕緣層36之上的絕緣層上形成槽，并且在槽內(nèi)形成導(dǎo)電層，由此形成布線。另外，并不限定于這種鑲嵌法，也可以在層間絕緣層36上形成進(jìn)行了圖案形成的導(dǎo)電層，并在整面上形成絕緣層，由此形成布線。
[0062][效果]
[0063]圖9是表不比較例的光波導(dǎo)路層的光的入射以及反射的圖，圖10是表不第一實(shí)施方式的光波導(dǎo)路層的光的入射以及反射的圖。
[0064]在比較例中，如圖9所示，光波導(dǎo)路層35具有從其上面(微透鏡40側(cè))朝向下面(受光部32側(cè))而寬度變小那樣的錐形狀。在該情況下，光波導(dǎo)路層35的側(cè)面(反射面)與垂直相比更朝向上部側(cè)。因此，如圖所示，尤其是當(dāng)入射角度(相對(duì)于垂直方向的角度)較大的光入射時(shí)，該光在光波導(dǎo)路層35的側(cè)面上反復(fù)反射,最終被向上部側(cè)反射。結(jié)果，向位于下部側(cè)的受光部32的聚光性變差。
[0065]與此相對(duì),在上述第一實(shí)施方式中，如圖10所不,光波導(dǎo)路層35具有從其上面(微透鏡40側(cè))朝向下面(受光部32側(cè))而寬度變大那樣的倒錐形狀。在該情況下，光波導(dǎo)路層35的側(cè)面(反射面)與垂直相比更朝向下部側(cè)。因此，如圖所示，即便入射角度較大的光入射，該光也在光波導(dǎo)路層35的側(cè)面被向下部側(cè)反射。結(jié)果，能夠提高入射的光向下部側(cè)的反射效率，能夠提高向受光部32的聚光性。
[0066]此外，在第一實(shí)施方式中，光波導(dǎo)路層35的上面以及下面與層間絕緣層36的上面以及下面形成為相同高度。而且，從光波導(dǎo)路層35的上面遍及到下面形成倒錐形狀。由此，與僅在光波導(dǎo)路層35的一部分形成倒錐形狀的情況相比，也能夠提高向下部側(cè)的光反射效率。
[0067]<第二實(shí)施方式>
[0068]以下，使用圖11至圖12對(duì)第二實(shí)施方式的固體攝像裝置進(jìn)行說(shuō)明。
[0069]第二實(shí)施方式是將第一實(shí)施方式的光波導(dǎo)路層35的構(gòu)造應(yīng)用于進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦的相位差檢測(cè)像素(第一相位差檢測(cè)像素30a以及第二相位差檢測(cè)像素30b)的例子。S卩，各相位差檢測(cè)像素具有遮光膜91a、91b。由此，能夠提高向相位差檢測(cè)像素的受光部32a、32b的聚光性。以下，對(duì)第二實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0070]另外，在第二實(shí)施方式中，對(duì)與上述第一實(shí)施方式相同的點(diǎn)省略說(shuō)明，主要對(duì)不同的點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。
[0071]< 構(gòu)成 >
[0072]首先，使用圖11至圖12對(duì)第二實(shí)施方式的固體攝像裝置的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
[0073]圖11是表示第二實(shí)施方式的固體攝像裝置的相位差檢測(cè)像素的構(gòu)成的截面圖。此處，示出鄰接的兩個(gè)相位差檢測(cè)像素(第一相位差檢測(cè)像素30a以及第二相位差檢測(cè)像素 30b)。
[0074]如圖11所示，在第二實(shí)施方式中，與第一實(shí)施方式不同的點(diǎn)在于，鄰接的第一相位差檢測(cè)像素30a以及第二相位差檢測(cè)像素30b具有遮光膜91a以及遮光膜91b。
[0075]第一相位差檢測(cè)像素30a具備受光部32a、光波導(dǎo)路層35a、濾色器38a、微透鏡40a以及遮光膜91a。此外，第二相位差檢測(cè)像素30b具備受光部32b、光波導(dǎo)路層35b、濾色器38b、微透鏡40b以及遮光膜91b。
[0076]在第一相位差檢測(cè)像素30a中，遮光膜91a在反射防止膜41上以與受光部32a的一部分的上方對(duì)應(yīng)的方式形成。更具體而言，遮光膜91a形成為覆蓋受光部32a的一方側(cè)(第二相位差檢測(cè)像素30b側(cè)、左側(cè))一半。換言之，遮光膜91a具有使受光部32a的另一方側(cè)(與第二相位差檢測(cè)像素30b相反側(cè)、右側(cè))一半露出的開(kāi)口部。即，遮光膜91a位于光波導(dǎo)路層35a的最下層的一方側(cè)。由此，由微透鏡40a聚光的來(lái)自各方向的光中、從左側(cè)進(jìn)入的光，不入射到受光部32a而被遮光膜91a遮擋。
[0077]另一方面，在第二相位差檢測(cè)像素30b中，遮光膜91b在反射防止膜41上以與受光部32b的一部分的上方對(duì)應(yīng)的方式形成。更具體而言，遮光膜91b形成為覆蓋受光部32b的另一方側(cè)(第一相位差檢測(cè)像素30a側(cè)、右側(cè))一半。換言之，遮光膜91b具有使受光部32b的一方側(cè)(與第一相位差檢測(cè)像素30a相反側(cè)、左側(cè))一半露出的開(kāi)口部。S卩,遮光膜91b位于光波導(dǎo)路層35b的最下層的另一方側(cè)。由此，由微透鏡40b聚光的來(lái)自各方向的光中、從右側(cè)進(jìn)入的光，不入射到受光部32b而被遮光膜91b遮擋。
[0078]如此，第一相位差檢測(cè)像素30a構(gòu)成為從微透鏡40a的左側(cè)進(jìn)入的光不會(huì)入射到受光部32a，第二相位差檢測(cè)像素30b構(gòu)成為從微透鏡40b的右側(cè)進(jìn)入的光不會(huì)入射到受光部32b。即，第一相位差檢測(cè)像素30a和第二相位差檢測(cè)像素30b (遮光膜91a和遮光膜91b)形成為鏡面對(duì)稱。在由該第一相位差檢測(cè)像素30a的攝像信號(hào)形成的圖像和由該第二相位差檢測(cè)像素30b的攝像信號(hào)形成的圖像中，根據(jù)對(duì)被攝體像進(jìn)行成像的攝影透鏡的聚焦?fàn)顟B(tài)而在左右方向上產(chǎn)生偏差。由此，通過(guò)對(duì)由第一相位差檢測(cè)像素30a的攝像信號(hào)構(gòu)成的圖像與由第二相位差檢測(cè)像素30b的攝像信號(hào)構(gòu)成的圖像之間的偏差量以及其偏差的方向進(jìn)行檢測(cè)，由此能夠求出攝影透鏡的聚焦調(diào)整量。
[0079]另外，第一相位差檢測(cè)像素30a以及第二相位差檢測(cè)像素30b不僅能夠在自動(dòng)對(duì)焦時(shí)使用，而且通過(guò)與攝影專用像素30組合使用，由此還能夠在圖像形成時(shí)使用。
[0080]此外，在鄰接的第一相位差檢測(cè)像素30a以及第二相位差檢測(cè)像素30b之間，遮光膜91a和遮光膜91b連接地形成。換言之，遮光膜91a和遮光膜91b為一體。遮光膜91a、91b例如由Al(鋁)或W(鎢)等能夠遮斷光的金屬構(gòu)成。
[0081]圖12是表示第二實(shí)施方式的固體攝像裝置的相位差檢測(cè)像素的構(gòu)成的變形例的截面圖。此處，示出鄰接的兩個(gè)相位差檢測(cè)像素(第一相位差檢測(cè)像素30a以及第二相位差檢測(cè)像素30b)。
[0082]如圖12所示，根據(jù)變形例，在鄰接的第一相位差檢測(cè)像素30a以及第二相位差檢測(cè)像素30b之間，遮光膜91a和遮光膜91b連接地形成，光波導(dǎo)路層35a和光波導(dǎo)路層35b連接地形成。換言之，在光波導(dǎo)路層35a以及光波導(dǎo)路層35b之間未形成層間絕緣層36。
[0083]其原因?yàn)?，由于遮光?1a和遮光膜91b連接地形成，因此即便不將光波導(dǎo)路層35a和光波導(dǎo)路層35b分離，也能夠遮擋來(lái)自鄰接像素的光的侵入。即，通過(guò)遮光膜91a、91b，能夠防止入射到第一相位差檢測(cè)像素30a(微透鏡40a)的光向第二相位差檢測(cè)像素30b的受光部32b侵入，并能夠防止入射到第二相位差檢測(cè)像素30b (微透鏡40b)的光向第一相位差檢測(cè)像素30a的受光部32a侵入。
[0084][制造方法]
[0085]接著，對(duì)第二實(shí)施方式的固體攝像裝置的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0086]首先，進(jìn)行與第一實(shí)施方式的圖4相同的工序。即，在受光部32以及半導(dǎo)體基板31上形成反射防止層41。
[0087]接著，在反射防止層41上形成遮光膜91a、91b。
[0088]在遮光膜9la、9Ib由Al構(gòu)成的情況下，通過(guò)Al層的RIE來(lái)形成遮光膜9la、9lb。即，在反射防止層41上的整面上形成了 Al層之后，通過(guò)RIE來(lái)圖案形成Al層，由此形成遮光膜 91a、91b。
[0089]另一方面，在遮光膜9la、9Ib由W構(gòu)成的情況下，通過(guò)W層的鑲嵌法來(lái)形成遮光膜91a、91b。即，在反射防止層41上的整面上形成未圖示的絕緣層(例如S12)，并在絕緣層上形成槽之后，向槽中填埋W層，由此形成遮光膜91a、91b。另外，之后也可以除去絕緣層。
[0090]此外，在遮光膜9la、9Ib由W構(gòu)成的情況下，也可以與由Al構(gòu)成的情況相同，通過(guò)W層的RIE來(lái)形成遮光膜91a、91b。即，也可以在反射防止層41上的整面上形成了 W層之后，通過(guò)RIE來(lái)圖案形成W層，由此形成遮光膜91a、91b。
[0091]如此，形成覆蓋受光部32a的一方側(cè)的遮光膜91a以及覆蓋受光部32b的另一方側(cè)的遮光膜91b。
[0092]此后，進(jìn)行與第一實(shí)施方式的圖5至圖8相同的工序。即，在反射防止膜41以及遮光膜91a上形成光波導(dǎo)路層35a,在反射防止膜41以及遮光膜91b上形成光波導(dǎo)路層35b。此后，依次形成層間絕緣層36、平坦化層37、濾色器38a、38b、平坦化層39以及微透鏡40a、40b。
[0093]如此，形成第二實(shí)施方式的固體攝像裝置的相位差檢測(cè)像素。
[0094][效果]
[0095]根據(jù)上述第二實(shí)施方式，以覆蓋受光部32a、32b的一部分的方式形成遮光膜91a、91b。由此，構(gòu)成進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦的第一相位差檢測(cè)像素30a以及第二相位差檢測(cè)像素30b。通過(guò)對(duì)該第一相位差檢測(cè)像素30a以及第二相位差檢測(cè)像素30b應(yīng)用第一實(shí)施方式的光波導(dǎo)路層35的構(gòu)造，由此能夠提高向第一相位差檢測(cè)像素30a以及第二相位差檢測(cè)像素30b的受光部32a、32b的聚光性。
[0096]對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但這些實(shí)施方式是作為例子來(lái)提示的，并不意圖對(duì)發(fā)明的范圍進(jìn)行限定。這些新的實(shí)施方式能夠以其他各種方式加以實(shí)施，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式及其變形包含于發(fā)明的范圍及主旨中，并同樣包含于專利請(qǐng)求范圍所記載的發(fā)明和與其等同的范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種固體攝像裝置，具備: 第一受光部，形成于半導(dǎo)體基板的表面；以及 第一光波導(dǎo)路層，以與所述第一受光部的上方對(duì)應(yīng)的方式形成，具有從其上面遍及到下面、寬度從其上面朝向下面變大的倒錐形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，其中， 還具備層間絕緣層，該層間絕緣層形成在所述光波導(dǎo)路層的周圍， 所述光波導(dǎo)路層的上面和所述層間絕緣層的上面為相同高度。
3.如權(quán)利要求2所述的固體攝像裝置，其中， 所述第一光波導(dǎo)路層由SiN構(gòu)成，所述層間絕緣層由S1x構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，其中， 還具備反射防止膜，該反射防止膜形成在所述第一受光部與所述第一光波導(dǎo)路層之間。
5.如權(quán)利要求4所述的固體攝像裝置，其中， 所述反射防止膜包括從所述第一受光部側(cè)依次形成的由S1x構(gòu)成的第一層以及由SiN構(gòu)成的第二層。
6.如權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，其中， 還具備第一遮光膜，該第一遮光膜形成在所述第一受光部的上方，并覆蓋所述第一受光部的一部分。
7.如權(quán)利要求6所述的固體攝像裝置，還具備: 第二受光部，形成于所述半導(dǎo)體基板的表面，與所述第一受光部鄰接； 第二光波導(dǎo)路層，以與所述第二受光部的上方對(duì)應(yīng)的方式形成，具有從其上面遍及到下面、寬度從其上面朝向下面變大的倒錐形狀；以及 第二遮光膜，形成在所述第二受光部的上方，覆蓋所述第二受光部的一部分，與所述第一遮光膜連接地形成。
8.如權(quán)利要求7所述的固體攝像裝置，其中， 所述第一光波導(dǎo)路層和所述第二光波導(dǎo)路層連接地形成。
9.如權(quán)利要求6所述的固體攝像裝置，其中， 所述第一遮光膜由Al或者W構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，還具備: 濾色器，以與所述第一光波導(dǎo)路層的上方對(duì)應(yīng)的方式形成；以及 微透鏡，以與所述濾色器的上方對(duì)應(yīng)的方式形成。
11.一種固體攝像裝置的制造方法，其中， 在半導(dǎo)體基板的表面上形成第一受光部， 以與所述第一受光部的上方對(duì)應(yīng)的方式形成第一光波導(dǎo)路層，該第一光波導(dǎo)路層具有從其上面遍及到下面、寬度從其上面朝向下面變大的倒錐形狀， 在形成所述第一光波導(dǎo)路層時(shí)，在所述半導(dǎo)體基板上的整面上形成所述第一光波導(dǎo)路層，圖案形成所述第一光波導(dǎo)路層。
12.如權(quán)利要求11所述的固體攝像裝置的制造方法，其中， 在圖案形成所述第一光波導(dǎo)路層時(shí)，在所述半導(dǎo)體基板上形成圖案形成的抗蝕劑，通過(guò)將所述抗蝕劑作為掩模的RIE來(lái)蝕刻所述第一光波導(dǎo)路層。
13.如權(quán)利要求11所述的固體攝像裝置的制造方法，其中， 在形成所述第一光波導(dǎo)路層之后，在所述第一光波導(dǎo)路層的周圍形成層間絕緣層。
14.如權(quán)利要求13所述的固體攝像裝置的制造方法，其中， 所述光波導(dǎo)路層的上面和所述層間絕緣層的上面為相同高度。
15.如權(quán)利要求13所述的固體攝像裝置的制造方法，其中， 所述第一光波導(dǎo)路層由SiN構(gòu)成，所述層間絕緣層由S1x構(gòu)成。
16.如權(quán)利要求11所述的固體攝像裝置的制造方法，其中， 在形成所述第一受光部之后，進(jìn)一步在所述第一受光部上形成反射防止膜。
17.如權(quán)利要求16所述的固體攝像裝置的制造方法，其中， 所述反射防止膜包括從所述第一受光部側(cè)依次形成的由S1x構(gòu)成的第一層以及由SiN構(gòu)成的第二層。
18.如權(quán)利要求11所述的固體攝像裝置的制造方法，其中， 在形成所述第一受光部之后，進(jìn)一步在所述第一受光部的上方以覆蓋所述第一受光部的一部分的方式形成第一遮光膜。
19.如權(quán)利要求18所述的固體攝像裝置的制造方法，其中， 在形成所述第一受光部的工序中，在所述半導(dǎo)體基板的表面上形成與所述第一受光部鄰接的第二受光部， 在形成所述第一光波導(dǎo)路層的工序中，以與所述第二受光部的上方對(duì)應(yīng)的方式形成第二光波導(dǎo)路層，該第二光波導(dǎo)路層具有從其上面遍及到下面、寬度從其上面朝向下面變大的倒錐形狀， 在形成所述第一遮光膜的工序中，在所述第二受光部的上方形成覆蓋所述第二受光部的一部分并與所述第一遮光膜連接的第二遮光膜。
20.如權(quán)利要求19所述的固體攝像裝置的制造方法，其中， 所述第一光波導(dǎo)路層和所述第二光波導(dǎo)路層連接地形成。
【文檔編號(hào)】H01L27/146GK104377213SQ201410083639
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月13日
【發(fā)明者】飯島匡 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝